JPH08204973A - カラー画像処理装置およびカラー画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度な色変換を行うとともに、回路規模を
増大させることなく入力デバイスの色信号特性に容易に
適合することができ、しかも、ガミュートアラームや圧
縮処理などを高速に行えるようにする。 【構成】 画像入力装置３は、原稿をスキャンし、ＲＧ
Ｂ各８ｂｉｔの色信号を発生する。このＲＧＢ信号は、
第１の色変換器であるＮＮ色変換器（Ｎｅｕｒａｌ Ｎ
ｅｔｗｏｒｋ色変換器）によりデバイスインデペンデン
トな中間色信号Ｌ^*ａ^*ｂ^*（各８ｂｉｔ）に変換され
る。そして、Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号は、第２の色変換器である
３次元ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）色変換器
３によりＣＭＹＫ各８ｂｉｔに変換され、画像出力装置
４に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像入力信号に
画像処理を施して出力する装置および方法に関し、詳し
くは、ディジタル・カラー複写機内の画像処理装置やデ
スクトップパブリッシング等に代表されるカラー画像統
合処理装置、あるいはディジタルカラープリンター等に
用いて好適なカラー画像処理装置およびカラー画像処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラープリンタやカラー複写機などにお
いては、入力された色信号を他の形式の色信号に変換
（以下、色変換という）して出力装置（プリント装置）
に供給することが通常行われる。この場合、入力色信号
を特定した上で、使用する記録装置（プリント装置）の
色再生特性に合わせた色変換処理を行う。例えば、カラ
ー複写機では入力部（原稿をスキャンする部分）が装置
内に内蔵されているため、これを用いて特定の原稿色を
対象にコピー動作を実行し、この場合の入力色とプリン
ト出力色とが一致するように色変換処理を設定する。

【０００３】また、カラープリンタでは、入力色信号を
特定し、この特定された信号が入力されることを想定し
て色変換処理を設定する。一般的には、テレビジョンで
用いられるＮＴＳＣ ＲＧＢ信号がその代表的な入力信
号であり、ディスプレイとプリント出力の色が一致する
ように、ＮＴＳＣ ＲＧＢ信号を記録色信号であるＣ
（シアン）信号、Ｍ（マジェンタ）信号、Ｙ（イエロ
ー）信号、Ｋ（黒）信号に変換する。

【０００４】ところで、現在各種カラー入出力メディア
が多様化し、しかもネットワークを介してカラー信号が
相互交換されるに至り、その形式もますます多様化して
いる。ここで、カラー画像情報の編集を行うアプリケー
ションソフトに用いられるカラー信号の形式を表１に示
す。

【０００５】

【表１】

【０００６】この表に示されるアプリケーションソフト
は、現在使用されている画像処理ソフトの代表的なもの
であり、図示のように、色空間としては、ＲＧＢ空
間、ＲＧＢ空間からの変形演算で定義されるＨＳＬ，
ＨＳＢ空間、記録色そのものを用いるＣＭＹＫ空間な
どが用いられる。また、一般的に、印刷出力を最終出力
とするような利用形態ではＣＭＹＫ信号が使われ、印刷
の製版スキャナーに送信されるようになっている。

【０００７】以上のように、現在では多様な色空間が用
いられるようになっており、しかも、色空間は同一で
も、実際のカラーデータが異なるケースもよく知られて
いる。例えば、ＲＧＢ信号でもＮＴＳＣ ＲＧＢ信号と
一般のカラースキャナーのＲＧＢ信号は異なる。また、
カラースキャナー間でも機種によってその分光レスポン
スなどの違いにより差異が生じている。ＣＭＴＫ空間で
も同様に、異なる色材セットでは同じＣＭＹＫ信号を用
いても、プリント色は異なる。

【０００８】すなわち、色空間の種類とは別に、カラー
信号がデバイスに依存するか否かという指標が存在す
る。言い替えれば、デバイスインデペンデントな信号
か、デバイスデペンデントな信号かの差異があり、デバ
イスデペンデントな信号の場合には、デバイス毎にその
特性が相違する。

【０００９】ここで、デバイスインデペンデントな信号
とは測色的な色座標空間（ＣＩＥＸＹＺ、Ｌ^*ａ^*ｂ^*、
Ｌ^*ｕ^*ｙ^*など）に公知の定義式を用いて変換可能な信
号を指し、ＮＴＳＣ ＲＧＢ信号等はこれにあたる。一
方、デバイスデペンデントな信号とは、ある特定のデバ
イスの諸特性を想定して設定される信号で、ＣＭＹＫ信
号やカラースキャナーでのＲＧＢ信号などはこれにあた
る。

【００１０】このように、色空間の種類およびデバイス
に依存するか否かの差異により、非常に多くの色信号の
態様が存在することが判る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】したがって、どのよう
な入力デバイスを用いるかによって取り扱う色信号の特
性が異なり、これに良好に対処できるカラー画像処理装
置の開発が望まれていた。

【００１２】ところで、複数の入力デバイスを適宜切り
替えて使用できるカラー画像処理装置として、公知のマ
トリクス型色変換処理を用いて、その変換計数を異なる
入力色に応じて複数準備し、入力色毎に係数を切り替え
て使用するものがある。しかしながら、この方式による
と、出力デバイスの非線形特性のために充分な色再現精
度が得られないという問題があり、しかも、入力信号が
ＣＭＹＫ信号のように４入力の場合、単純に変換を拡張
することができないという欠点があった。

【００１３】一方、忠実な色再現を行う処理としては、
特開平２−８７１９２に記載されるようなテーブル参照
型色変換方式が知られている。この方式は、入力色信号
が３入力に限定されれば、変換テーブルを入力色の種類
分格納するだけで容易に対応可能である。しかしなが
ら、４入力信号であるＣＭＹＫ信号を、色材や多重転写
形態の異なる記録装置用のＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’信号に変換
するためにテーブルの次元を４次元とすると、テーブル
メモリーコストが指数的に増大する。例えば、テーブル
分割を１６分割に設定した場合、３次元テーブルでは、
１出力用のメモリーサイズが１７×１７＝５ｋｂｙｔｅ
であるのに対し、４次元テーブルではその１７倍、すな
わち、８５ｋｂｙｔｅにもなってしまう。

【００１４】また、忠実な色再現を行うための他の方法
として、画像電子学会研究会予稿８９−０１−０３「ニ
ューラルネットによるカラーハードコピーの色修正 中
基孫田中武久 斎藤三恵 吉田邦夫 松下技研（株）研
究開発グループ」に記載されているニューラルネットワ
ークによる方法がある。ニューラルネットワークの規模
は、中間層数と細胞数で表されるが、この場合は、入力
が３入力から４入力になっても、記憶しておくべき係数
が上記のテーブルの場合のように指数関数的に増加する
ことはない。従って、入力に３入力、４入力が混在する
ときには、ニューラルネットワークが適している。ま
た、微分連続性が補償されているため、多段に渡ってニ
ューラルネットワーク色変換を用いても階調のつぶれ、
あるいは、飛びが発生しにくいという利点もある。

【００１５】一方、ニューラルネットワークには、以下
に述べる欠点がある。まず、入力信号から画像出力装置
用ＣＭＹＫ色信号に変換する過程で、入力信号が画像出
力装置の色再現範囲内外であることをカラーディスプレ
イなどに示すガミュートアラームと呼ばれる機能が、米
国特許第4,500,919号の明細書に示されているが、ニュ
ーラルネットワーク色変換でガミュートアラームを行う
ためには、逐次ニュートラルネットワークによる演算を
行い、出力値ＣＭＹＫが適正な範囲に入っているか否か
の判定を行う必要がある。この処理をニュートラルネッ
トワーク、特にソフトウェアで行う場合、３次元ＬＵＴ
（例えば、特願平６−１４４２６８号公報参照）を用い
た方式に比べ遅くなる欠点がある。

【００１６】さらに、特願平６−１３３２６０号公報に
述べられているように、画像出力装置の色再現範囲を考
慮して入力画像を圧縮することを考えると、ニュートラ
ルネットワークでは、適正なニューラルネットワーク用
の係数を求めることは容易にできるものの、処理時間を
要するため、実時間処理を行うことは不可能である。

【００１７】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たもので、高精度な色変換を行うことができるととも
に、回路規模を増大させることなく入力デバイスの色信
号特性に容易に適合することができ、しかも、ガミュー
トアラームや圧縮処理などを高速に行うことができるカ
ラー画像処理装置およびカラー画像処理方法を提供する
ことを目的としている。

【００１８】また、この発明の他の目的は、上記目的に
加え、複数の入力デバイスの色信号特性に瞬時に適合す
ることができるカラー画像処理装置およびカラー画像処
理方法を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明においては、入力カラー画像信
号をデバイス非依存信号に変換する第１の色変換手段
と、前記デバイス非依存信号を画像出力装置の色再現特
性に基づいた出力信号に変換する第２の色変換手段とを
具備し、前記第１の色変換手段は前記入力カラー画像信
号を変換するためのニューラルネットワークを有し、前
記第２の色変換手段は前記デバイス非依存信号を変換す
るためのルックアップテーブルを有していることを特徴
とする。

【００２０】また、請求項２に記載の発明においては、
入力カラー画像信号をニューラルネットワークを用いて
デバイス非依存信号に変換する第１の色変換過程と、前
記デバイス非依存信号を、ルックアップテーブルを参照
して画像出力装置の色再現特性に基づいた出力信号に変
換する第２の色変換過程とを有することを特徴とする。

【００２１】また、請求項３に記載の発明においては、
入力カラー画像信号を、ニューラルネットワークを用い
てデバイス非依存信号に変換する第１の色変換手段と、
前記ニューラルネットワークの係数を、入力カラー画像
信号に応じて変更する係数変更手段と、前記デバイス非
依存信号を、ルックアップテーブルを参照して画像出力
装置の色再現特性に基づいた出力信号に変換する第２の
色変換手段とを具備することを特徴とする。

【００２２】また、請求項４に記載の発明においては、
入力カラー画像信号をニューラルネットワークを用いて
デバイス非依存信号に変換するとともに、前記ニューラ
ルネットワークの係数を、入力カラー画像信号に応じて
変更する第１の色変換過程と、前記デバイス非依存信号
を、ルックアップテーブルを参照して画像出力装置の色
再現特性に基づいた出力信号に変換する第２の色変換過
程とを有することを特徴とする。

【００２３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、特定された入
力デバイスの色信号（例えば、ＣＭＹＫ色信号）を第１
の色変換部がニューラルネットワークを用いてデバイス
インデペンデントな色信号（例えば、３変換で規定され
る内部表現色空間）に変換し、該デバイスインデペンデ
ントな色信号を、第２の色変換部がルックアップテーブ
ル（あるいは、ルックアップテーブルと補間器）を用い
て画像出力信号に変換する。

【００２４】請求項２に記載の発明によれば、特定され
た入力デバイスの色信号（例えば、ＣＭＹＫ色信号）を
第１の色変換過程において、ニューラルネットワークに
よってデバイスインデペンデントな色信号（例えば、３
変換で規定される内部表現色空間）に変換され、該デバ
イスインデペンデントな色信号が、第２の色変換過程に
おいてルックアップテーブル（あるいは、ルックアップ
テーブルと補間器）によって画像出力信号に変換され
る。

【００２５】したがって、請求項１、２に記載の発明に
よれば、入力色信号と出力色信号との間をデバイスイン
デペンデントな中間色信号で繋ぎ、入力色信号から中間
色信号への色変換にニューラルネットワークを、中間色
信号から出力色信号への色変換にルックアップテーブル
を用いる構成であることにより、高精度な色変換を達成
することができる。さらに、入力色信号がＣＭＹＫ４入
力に対応することが容易であり、ガミュートアラーム、
色再現域の圧縮の実時間処理が実現できる。

【００２６】次に、請求項３に記載の発明によれば、係
数変更手段がニューラルネットワークの係数を入力カラ
ー画像信号に応じて変更するので、色信号の特性が異な
る複数の入力デバイスを適宜切り替えて使用することが
できる。

【００２７】同様に、請求項４に記載の発明によれば、
第１の色変換過程において、ニューラルネットワークの
係数を、入力カラー画像信号に応じて変更するので、色
信号の特性が異なる複数の入力デバイスを適宜切り替え
て使用することができる。

【００２８】ところで、請求項１〜４に記載の発明にお
いて、印刷のＣＭＹＫ４入力からデバイスインデペンデ
ントな中間信号Ｌ^*ａ^*ｂ^*へ変した場合、Ｊａｐａｎ
Ｈａｒｄ Ｃｏｐｙ’９４論文集（電子写真学会）Ｐ１
８１〜Ｐ１８４に記載の「フレキシブルＵＣＲによる高
精度色変換〜ニューラルネットワークによる高精度プリ
ンタモデル〜」によれば、入力層４細胞→第一中間層１
０細胞→第二中間層１０細胞→出力層３細胞の構成に対
して、約３６００の教師データを与えることにより、色
差精度ＲＭＳ△Ｅａｂ＝１を実現できることが記載され
ている。このときの自由度、すなわち、重み係数（色変
換係数）の数は２７５個である。これは、第１の色変換
のために記憶しておくべきデータ量が、データ長４ｂｙ
ｔｅの浮動小数点とした場合、１１００ｂｙｔｅになる
ことを示す。

【００２９】ここで、ＣＭＹＫからＬ^*ａ^*ｂ^*への変換
を４次元テーブルと補間機構を併用した方式で構成した
場合について、どの程度のデータ量になるかを考察して
みる。Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄ Ｃｏｐｙ’９４論文集
（電子写真学会）Ｐ１７７〜Ｐ１８０に記載されている
「フレキシブルＵＣＲによる高精度色変換〜リアルタイ
ム処理系への適用〜」の中で、Ｌ^*ａ^*ｂ^*からゼログラ
フィー・プリンタ用ＣＭＹＫへの変換に３次元テーブル
を用いた場合の精度が、分割数３ｂｉｔでＲＭＳ△Ｅａ
ｂ＝３、分割数４ｂｉｔでＲＭＳ△Ｅａｂ＝１であるこ
とが報告されている。ここでの精度は、入力デバイスに
依存するＬ^*ａ^*ｂ^*信号とＣＭＹＫ信号との間の非線形
挙動に対するテーブル型色変換の追従性を示したもので
ある。上述の例とは、入力色信号が印刷用信号とゼログ
ラフィー用信号、変換方向がＬ^*ａ^*ｂ^*→ＣＭＹＫとい
った相違はあるが、一般的に、印刷においても非線形特
性であることが知られているから、ＲＭＳ△Ｅａｂ＝１
程度の色変換精度を狙った場合、４次元テーブル変換
は、ＣＭＹＫ各軸、３ｂｉｔ（９格子点）が必要となる
と推定される。各Ｌ＊ａ＊ｂ＊のデータ長を１ｂｙｔｅ
として、４次元テーブルを構成するめたの必要データ量
を算出すると、 3bit：9×9×9×9（CMYK各軸の分割数）×3（L*a*b*の
データ長）=19683byte 4bit：17×17×17×17（CMYK各軸の分割数）×3（L*a*b
*のデータ長）=250563byte となり、色変換のために保持しておくべきデータ（プロ
ファイル）がニューラルネットワークに比べ膨大になる
ことがわかる。このことは、プロファイルの外部記憶装
置使用容量、プロファイルの色変換器メモリへのロード
時間、色変換中プロファイルを保持するメモリ容量を肥
大化させ、結果として、コスト高、生産性の悪化を招
く。したがって、本発明によれば、第１の色変換にニュ
ートラルネットワークを用いことにより、プロファイル
をコンパクトにでき、生産性をあげるという効果が得ら
れる。

【００３０】さらに、画像入力装置から画像出力装置ま
での色変換を一つの色変換で行う場合に比べ、画像入力
装置に対するプロファイルと画像出力装置のプロファイ
ルを別々に持つことにより、プロファイル総数を減らす
効果がある。

【００３１】

【実施例】

Ａ：第１実施例 以下、図面を参照してこの発明の第１実施例について説
明する。この実施例は、入力信号がＲＧＢ３色信号であ
り、また、画像出力装置がＣＭＹＫ色信号を用いる場合
に、本発明を適用した例である。

【００３２】図１に示す画像入力装置３は、原稿をスキ
ャンし、ＲＧＢ各８ｂｉｔの色信号を発生する。このＲ
ＧＢ信号は、第１の色変換器であるＮＮ色変換器（Ｎｅ
ｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ色変換器）によりデバイスイ
ンデペンデントな中間色信号Ｌ^*ａ^*ｂ^*（各８ｂｉｔ）
に変換される。そして、Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号は、第２の色変
換器である３次元ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌ
ｅ）色変換器３によりＣＭＹＫ各８ｂｉｔに変換され、
画像出力装置４に供給される。なお、本実施例では画像
入力装置から、画像出力装置までの信号は、上述のよう
に、８ｂｉｔに量子化されているが、これは何ｂｉｔで
あってもよい。

【００３３】次に、ＮＮ色変換器２の詳細を図２を用い
て説明する。図２は、本実施例におけるニューラルネッ
トワークの構造を示しており、入力層１１１、第一中間
層１１２、第二中間層１１３、出力層１１４において、
それぞれ３細胞、５細胞、５細胞、３細胞の構成をとっ
ている。出力層１１４からの出力値は量子化機構１１５
ａ〜１１５ｃにより量子化され、最終的なＮＮ変換器１
の出力信号となる。

【００３４】なお、入力層１１１から出力層１１４まで
のニューラルネットワークに関して、中間層の数と細胞
の数はいくつであってもかまわないし、接続形態も、本
実施例では入力層→第１中間層→第２中間層→出力層を
通過する形であるが、飛び越しを行う接続形態でもよ
い。

【００３５】次に、ニューラルネットワーク中の中間層
以降の細胞の機能について図３を用いて説明する。図３
に示す入力Ｕｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、前層の各細胞からの
出力値であり、しいき値Θ₀と重みＷｉ（１〜ｎ）は、
予め定められている定数である。これらは、乗算部１２
ａ〜１２ｎと加算部１３によって、数１に示される信号
Ｕｐとなる。

【００３６】

【数１】

【００３７】そして、信号Ｕｐは、非線形演算部１１に
より信号Ｕｏｕｔに変換される。ここで、非線形演算部
１１で行われる演算は、数２に示すとおりである。

【００３８】

【数２】

【００３９】非線形演算部１１においては、シグモイド
関数が用いられているのが普通であるが、本実施例では
双曲線関数を用いている。以上が、細胞各々が持つ機能
であり、複数の細胞が結合することにより、ニューラル
ネットワークを形成している。

【００４０】次に、重み値Ｗ₁〜Ｗ_nといき値Θ₀の最適
化方法について述べる。この場合の最適化手段として
は、一般に、神経回路網理論で知られるバックブロパゲ
ーション法などが用いられている。バックプロパゲーシ
ョン法においては、予め、入力に対する所望の出力を教
師信号として与え、実際の出力と教師信号の差を関数変
換したものをエネルギーとし、所定の出力セットにおい
てエネルギーが減少または０、もしくは飽和するまで、
重み値としきい値の変更を行う。このエネルギーは各重
み値としきい値の関数となっており、その変換過程の各
工程は、連続な関数、乗算および加算により構成される
ため、各重み値としきい値を変数としてエネルギー関数
を微分する事ができる。したがって、この微分関数を用
いて、各重み値としきい値をエネルギーが減少するよう
に変更していくことにより、エネルギー関数を減少させ
ることができる。

【００４１】さて、本実施例におけるニューラルネット
ワークにバックプロバゲーション法を適用するために
は、まず、Ｌ^*ａ^*ｂ^*の値が既知であるＮ個の色票を、
画像入力装置３で読み取り、ＲＧＢ信号の値を得る。そ
して、Ｎ個のＲＧＢ信号の値とＬ^*ａ^*ｂ^*の対を教師信
号とし、エネルギーＥを数３に示すＣＩＥ Ｌ^*ａ^*ｂ^*
△Ｅａｂに基づく色差とすればよい。

【００４２】

【数３】

【００４３】数３において、Ｌ^*，ａ^*，ｂ^*は教師信
号、Ｌ^*’，ａ^*’，ｂ^*’はニューラルネットワークに
よる予測値である。このような学習によって、色差最小
の最適化が可能となる。

【００４４】次に、図１に示す３次元ＬＵＴ色変換器２
について、図４を用いて詳細に説明する。ただし、図４
は、３次元ＬＵＴ色変換器２において、Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号
からＣ信号を生成する部分であり、Ｍ信号、Ｙ信号、Ｋ
信号の生成についても同様の回路が設けられている。

【００４５】始めに、本実施例における３次元ＬＵＴ色
変換器２は、各軸４ｂｉｔ分割の３次元ＬＵＴを用い、
その出力に対し立方体補間を行うという構成をとってい
る。このために、まず、Ｌ^*ａ^*ｂ^*各８ｂｉｔの信号の
上位４ｂｉｔが近傍格子点アドレス生成部２１に供給さ
れ、ここで、近傍格子点を示す１２ビットのアドレス
（１２＝４×４×４ｂｉｔ）が生成される。この近傍格
子点のアドレスによって３次元ＬＵＴ格子点データ記憶
部２２から格子点データが出力される。この場合の格子
点データは、図５に示すように、入力Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号に
よって示される座標Ｏを内部に含む立方体の各頂点Ｐ１
〜Ｐ８のデータである。すなわち、入力Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号
の各ｂｉｔで決まるＬ^*ａ^*ｂ^*空間の座標をＯとした場
合に、この座標Ｏを含む立方体（以下、基本立方体とい
う）の頂点座標Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，
Ｐ７，Ｐ８を近傍格子点として出力する。このとき、３
次元ＬＵＴ格子点データ記憶部２２は、Ｐ１〜Ｐ８に対
応して予め記憶されているデータＤ１〜Ｄ８を順次出力
する。

【００４６】そして、３次元ＬＵＴ格子点データ記憶部
２２から出力された格子点データは、補間演算部２３に
供給され、ここで、補間が行われた後に、Ｃ信号として
出力される。この場合、補間演算部１３では、上述した
近傍８点のデータと、入力Ｌ^*，ａ^*，ｂ^*信号の下位４
ｂｉｔにより補間演算を行い、出力信号Ｃを生成する。
また、Ｍ，Ｙ，Ｋ信号についても全く同じ方法で変換が
行われる。

【００４７】なお、本実施例では、８点のデータをシリ
アルに転送するようにしているが、高速に行うためには
３次元ＬＵＴ格子点データ記憶部２２を８個設け、並列
にデータを読み出すように構成にすればよい（図示
略）。

【００４８】ところで、３次元ＬＵＴ格子点データ記憶
部２２のアドレスであるＬ^*ａ^*ｂ^*信号に対する格子点
データは、ＣＭＹＫ信号を画像出力装置に与え、その出
力画像の再現色が入力Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号に一致するように
決める必要がある。

【００４９】ところが、Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号とＣＭＹＫ信号
との間は、関数関係になく、一般に、不定か不能であ
る。従って、何らかの拘束条件を与え、Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号
とＣＭＹＫ信号の対応を一意に決定する必要がある。本
発明では、「第９回色彩工学コンファレンス論文集、Ｐ
５５〜Ｐ５８、Ｌ^*ａ^*ｂ^*を用いたフレキシブルＵＣＲ
〜第１報〜」に記載されている方式を適用することによ
り、Ｌ^*ａ^*ｂ^*からＣＭＹＫへの高精度な変換を行って
いる。

【００５０】次に、補間演算部２３でなされる補間方法
の原理を第５図を用いて説明する。まず、基本立方体の
各頂点とその内部の座標Ｏの関係は入力Ｌ^*，ａ^*，ｂ^*
信号の各８ｂｉｔのうちの下位４ｂｉｔで決まり、座標
Ｏを通りＬ^*ａ^*平面、Ｌ^*ｂ^*平面、ａ^*ｂ^*平面に平行な
平面で切り、基本立方体を８個の立方体に分割する。そ
して、頂点Ｐ１と座標Ｏを結ぶ線分を対角線とする立方
体の体積をＶ１、頂点Ｐ２と座標Ｏを結ぶ線分を対角線
とする立体の体積をＶ２とし、以下同様にＶ３，Ｖ４，
Ｖ５，Ｖ６，Ｖ７，Ｖ８とする。そして、Ｖ１からＶ８
までの体積の和をＶ、座標Ｏの位置に相当する補間後の
値をＡｎｓとすると、立方体補間は次式で示される。

【００５１】

【数４】

【００５２】なお、本実施例では、立方体補間を用いた
が、１９９３年第２４回画像コンファレンス論文集３４
７頁から３０５頁に記載されているように三角柱補間、
斜三角柱補間、あるいは、四面体補間等も知られてお
り、どのような補間法を用いてもよい。また、３次元Ｌ
ＵＴ格子点データ記憶部２２の分割数をＬ^*，ａ^*，ｂ^*
の各々について４ｂｉｔとし、格子点数で１７点づつと
したが、８ｂｉｔ以下であればよく、さらに、Ｌ^*，
ａ^*，ｂ^*に対して４ｂｉｔ、３ｂｉｔ、３ｂｉｔ等の異
なった分割を行ってもよい。ただし、Ｌ^*，ａ^*，ｂ^*信
号の全ｂｉｔをアドレスとして用いる場合は補間機構が
不必要であることはいうまでもない。

【００５３】また、本実施例では、入力Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号
を各８ｂｉｔとしたが、何ｂｉｔであってもよい。ま
た、本発明では、内部表現色信号としてＣＩＥ Ｌ^*ａ^*
ｂ^*信号を用いているが、ＣＩＥ ＸＹＺ等、他のデバ
イスインデペンデントな色信号であってもよいというこ
とは言うまでもない。

【００５４】以上述べたように、本実施例においては、
第１の色変換手段としてニューラルネットワークを用
い、これにより、入力色信号をデバイスインデペンデン
トな信号に変換し、さらに、第２の色変換手段として３
次元ＬＵＴを用い、これにより、出力装置に適合した信
号を出力するようにしたので、入出力デバイスの非線形
特性に対処することができ、高い精度の色変換が可能で
ある。

【００５５】しかも、第１の色変換と第２の色変換の中
間に位置する色信号がデバイスインデペンデントな信号
であるため、特願平６−１４４２６８に記載されている
ガミュートアラーム機構を容易に付加でき、また、その
場合の処理がニューラルネットの後段において行われる
ので、高速に対処することができる。

【００５６】また、入力色信号が４入力になったとして
も、ニューラルネットワークの入力細胞の一つを追加す
るだけで済むので、回路が複雑化、増大化することはな
い。このように、デバイスインデペンデントな色信号を
経由する色変換であることにより、ニューラルネットワ
ークとＬＵＴの双方を利点を活かすことができ、高精度
で、高機能な画像処理装置が提供できる。

【００５７】Ｂ：第２実施例 次に、この発明の第２実施例について説明する。図６
は、第２実施例の全体構成を示すブロック図であり、図
において、画像入力装置群６１と画像出力装置群６２と
がデータ伝送路６６に接続されている。また、データ伝
送路６６には、カラー画像処理装置７０が接続されてい
る。

【００５８】ここで、入力装置群６１には、Ｒ₁Ｇ₁Ｂ₁
信号を出力する反射原稿用スキャナ６１ａ、Ｒ₂Ｇ₂Ｂ₂
信号を出力する透過原稿用スキャナ６１ｂ、Ｒ₃Ｇ₃Ｂ₃
信号を出力する透過原稿スキャナ６１ｃおよびＹＣｒＣ
ｂ信号を出力するＰｈｏｔｏＣＤ読取り装置６１ｄが含
まれており、各々が異なる特性の画像信号を出力するよ
うになっている。

【００５９】また、画像出力装置群６２には、Ｃ₁Ｍ₁Ｙ
₁Ｋ₁信号に基づいて印刷を行うインクジェットプリンタ
６２ａ、Ｃ₂Ｍ₂Ｙ₂Ｋ₂信号に基づいて印刷を行うゼログ
ラフィープリンタ６２ｂおよびＣ₃Ｍ₃Ｙ₃Ｋ₃信号に基づ
いて印刷を行う昇華型感熱プリンタ６２ｃが含まれてお
り、各々異なる特性の画像信号に基づいて印刷を行うよ
うになっている。

【００６０】カラー画像処理装置７０は、伝送路接続装
置６７を介して、画像入力装置群６１および画像出力装
置群６２と画像信号の授受を行うようになっている。ま
た、カラー画像処理装置７０は、画像データベース６
８、画像表示装置６４、編集装置６９、制御装置６９
９、および色変換装置６３を有しており、これらが内部
伝送路で結ばれている。ここで、ゼログラフィープリン
タ６５は、上述した内部伝送路に直結されているプリン
タであり、Ｃ₅Ｍ₅Ｙ₅Ｋ₅信号に基づいて印刷を行う。

【００６１】画像データベース６８は、使用頻度の高い
画像データ、コンピュータグラフィックスによる生成画
像、および編集画像を蓄積するとともに、色変換の為の
情報等をも蓄積し、これら蓄積したデータを必要なとき
に読み出して使用する事ができる。

【００６２】制御装置６９９は、オペレータが各種指示
を入力するためのキーボードやマウスなどの入力装置を
備えている。そして、オペレータが、制御装置６９９に
指示を与えると、伝送路接続装置６７は、この指示に対
応した読み出し可能なデバイス（例えば、画像入力装置
群６１内のいずれかの装置）と、書き込み可能なデバイ
ス（例えば、画像出力装置群６２内のいずれかの装置）
とを接続し、画像データ及びプロファイルの転送を行
う。

【００６３】上記構成において、オペレータは、制御装
置６９９を用いて、画像入力装置群６１内のいずれかの
装置または画像データベース６８を選択するとともに、
画像表示装置６４、ゼログラフィープリンタ６５、画像
データベース６８または、画像出力装置群６２内のいず
れかの装置から一つを選択する。次に、制御装置６９９
は、オペレータによって入力された選択情報に基づい
て、画像入力のための伝送路を確保し、選択された画像
入力装置から色変換装置６３へ画像信号を伝送する。色
変換装置６３では、所定の処理（後述）を行い、その結
果である画像出力信号を出力する。

【００６４】色変換装置６３の画像出力信号が、内部伝
送路で直接接続されている画像表示装置６４か、ゼログ
ラフィープリンタ６５であれば、データ伝送路６６を介
さずに直接伝送する。一方、出力先が、データ伝送路６
６を経由する場合は、オペレータにより指示されている
画像出力装置群６２の中の一つに処理画像を伝送し、こ
れにより、画像出力が得られる。

【００６５】次に、色変換装置６３における処理につい
て説明する。前提として、入力装置として画像入力装置
群６１の反射原稿用スキャナ６１ａが選択されるととも
に、出力装置として画像出力装置群６２の昇華型感熱プ
リンタ６２ｃが選択されているものとする。

【００６６】まず、色変換を行うための係数をセットす
るために、オペレータの選択した装置に対応する係数選
択信号が、制御装置６９９から色変換装置６３に対して
送られる。すなわち、この場合には、反射原稿用スキャ
ナ６１ａが出力する画像信号のタイプがＲ₁Ｇ₁Ｂ₁であ
ることを示すとともに、昇華型感熱プリンタ６２ｃが用
いる画像信号のタイプがＣ₃Ｍ₃Ｙ₃Ｋ₃であることを示す
係数選択信号が送出される。この場合、制御装置６９９
には、画像入力装置および画像出力装置の種類毎にその
素性を示す係数選択信号が予め記憶されており、オペレ
ータの選択に応じた係数選択信号が出力されるようにな
っている。

【００６７】ここで、図７は、色変換装置６３の内部構
成を示す図であり、図示のように、符号７９で示す係数
選択信号は制御手段７７に供給される。これにより、制
御手段７７は、係数選択信号に対応した変換係数（Ｌ^*
ａ^*ｂ^*への変換係数）を記憶装置７８から読み出してＮ
Ｎ変換器７１に書き込む。

【００６８】この動作が終了すると、３次元ＬＵＴ色変
換器７２に対して、画像出力装置用の変換係数を書き込
む。これら、ＮＮ変換器７１および３次元ＬＵＴ色変換
器７２は、各々色変換係数が自在に書き換えられる点を
除いて、前述した第１実施例で述べたもＮＮ変換器１お
よび３次元ＬＵＴ色変換器２と同じである。この一連の
色変換係数セットの動作を終了すると、図６の制御装置
６９９は、実際の画像信号の処理を開始する。

【００６９】すなわち、反射原稿用スキャナ６１ａから
出力されるＲ₁，Ｇ₁，Ｂ₁信号は、図７の入力画像記憶
手段７５におけるイメージエリアＩＭ₁，ＩＭ₂，ＩＭ₃
に一旦蓄えられた後、ＮＮ色変換器７１によってＬ^*，
ａ^*，ｂ^*信号に変換され、さらに、３次元ＬＵＴ色変換
器７２によってＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ信号に変換される。これ
らの画像信号は、各々出力画像記憶手段７６の記憶エリ
アＯＭ₁，ＯＭ₂，ＯＭ₃，ＯＭ₄に蓄えられ、その後、選
択されている画像出力装置に送られ顕像化される。

【００７０】この第２の実施例においては、前述の第１
実施例と同様に、第１の色変換と第２の色変換の中間に
位置する色信号に対して、特願平６−１４４２６８に記
載されているガミュートアラーム機構を容易に付加でき
る。さらに、デバイスインデペンデントな色信号上で行
うガミュート圧縮を挿入することも可能である。このよ
うに、デバイスインデペンデントな色信号を経由する色
変換であることにより、高精度で、高機能な画像処理装
置が提供できる。

【００７１】Ｃ：第３実施例 次に、この発明の第３実施例について説明する。この実
施例は、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’信号を発生する印刷用スキャ
ナ等を画像入力装置とし、また、画像出力装置がＣＭＹ
Ｋ色信号を用いて印刷を行う場合に本発明を適用した実
施例である。

【００７２】図８は、本実施例の構成を示すブロック図
であり、画像入力装置８１は、原稿をスキャンし、Ｃ’
Ｍ’Ｙ’Ｋ’各８ｂｉｔの色信号を発生する。このＣ’
Ｍ’Ｙ’Ｋ’信号は、第１の色変換器であるＮＮ色変換
器（Ｎｅｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ色変換器）８２により
デバイススンデペンデントな中間色信号Ｌ^*ａ^*ｂ^*各８
ｂｉｔに変換され、該色信号は第２の変換器である３次
元ＬＵＴ色変換器（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）８３
によりＣＭＹＫ各８ｂｉｔに変換され、画像出力装置８
４により顕像化される。なお、上述した例では画像入力
装置から、画像出力装置までの信号は、８ｂｉｔに量子
化されているが、これは何ｂｉｔであってもよい。

【００７３】本実施例における３次元ＬＵＴ色変換器８
３の構成は、第１実施例の３次元ＬＵＴ変換器３と同様
であるが、ＮＮ色変換器は、第１実施例のものとは異な
っている。

【００７４】そこで、ＮＮ色変換器８２の詳細を図９を
用いて説明する。図９は、ニューラルネットワークの規
模と接続形態を示しており、本実施例では、入力層８２
１、第一中間層８２２、第二中間層８２３、および出力
層８２４が、各々４細胞、５細胞、５細胞、および３細
胞の構成となっている。出力層１１４からの出力値は量
子化機構８２５によって量子化されて、最終的なＮＮ変
換器の出力値となる。

【００７５】この実施例においては、４入力信号を取り
扱っているが、３入力信号を取り扱う図２に示す構成と
比較すると、入力層の細胞の一つを追加するだけの構成
となっている。したがって、多次元ＬＵＴ系色変換のよ
うな規模の増大化を必要とず、高精度な色変換を実現す
ることができる。

【００７６】なお、入力層８２１から出力層８２４のニ
ューラルネットワークに関して、中間層の数と細胞はい
くつであってもかまわないし、本発明では入力層→第１
中間層→第２中間層→出力層を通過する形であるが、飛
び越しを行う接続形態てもよい。

【００７７】ところで、本実施例は、最終印刷物を形成
することは勿論、印刷で行われる色校正にも良好に適用
できる。そこで、このような用途に使用するためのＮＮ
変換器８２に対する色変換係数の決定方法を以下に述べ
る。まず、画像入力装置８１は、印刷用スキャナであ
り、普通写真フィルムを原稿として、ＲＢＧに分解し、
色変換（ＵＣＲを含む）および調整を行い、４色信号
Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’を生成する機構を備えている。このと
きＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’を生成するための調整は、一般に、
印刷に習熟したオペレータが行い、印刷工程を経て出力
される最終印刷物が、注文主の嗜好にあった仕上がりに
なるようにする。

【００７８】従って、図８に示すシステムでの最終出力
画像の色再現の目的は、４色信号Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’ に
基づいて、所定の印刷工程を経て刷り上がった印刷物に
他ならない。すなわち、網点面積率信号Ｃ’Ｍ’Ｙ’
Ｋ’の組み合わせによる色票画像信号を生成し、所定の
印刷工程を経て刷られた印刷物を測色してＬ^*ａ^*ｂ^*を
求め、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’とＬ^*ａ^*ｂ^*の対を教師信号と
して学習させた結果がＮＮ変換器８２の色変換係数とな
る訳である。

【００７９】一方、国内外のインキメーカーは、標準的
な印刷条件で印刷された色見本を市販している。このよ
うな色見本を用いて、複数の標準的な印刷条件をシミュ
レートした色変換係数を求めることが可能である。第２
実施例の図７のような係数切替構成を追加すれば、市場
の大半の印刷をカバーできる汎用の印刷シミュレートを
行うことができる。

【００８０】また、従来よりの印刷で行われてきた校正
刷りは、多くの工程を必要とし時間と労力を要するもの
であったが、本実施例を通常の印刷システムに付加すれ
ば、生産性のよい校正が実施できるとともに、ゼログラ
フィーカラープリンタ、熱昇華型カラープリンタ等の汎
用的な画像出力装置を使用することができる。

【００８１】Ｄ：第４実施例 前述した第３実施例では、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’４入力系専
用のシステムを示したが、この第４実施例は、その他の
３入力系と共用させた汎用的なシステムの例である。

【００８２】さて、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’４入力画像信号
は、印刷用スキャナによって生成されるから、図６に示
す第２実施例の画像入力装置群６１に印刷スキャナを追
加する形式をとることができる（図示せず）。このよう
に追加した場合であっても、装置構成は、第２実施例と
ほぼ同様の構成とすることができる。

【００８３】ただし、色変換装置６３の構成は、図１０
に示すようになる。この図が前述した図７と異なる点
は、入力画像記憶手段７５に代えて、４面の記憶エリア
を有する入力画像記憶手段１０１が設けられている点、
および、ＮＮ色変換器１０２が、第９図に示すものと同
様に入力層が４細胞からなるものを使用している点であ
る。

【００８４】さて、３入力色信号系に関する説明は第２
実施例で、４入力系専用の色変換については、第３実施
例で述べているので、ここでは、３入力色信号系、４入
力系の切替に伴う特別な機構のみについて説明する。

【００８５】まず、本実施例における入力画像記憶手段
１０１は、４面分の記憶エリアを有しているが、３入力
系を用いた場合には、未使用面が１面できる。そこで、
ＮＮ変換器１０２に対する色変換係数の色順と対応する
ために、表２に示すように、入力画像記憶手段１０１の
４面に対する色信号を割り付けている。

【００８６】

【表２】

【００８７】なお、表２に示した色信号は代表的なもの
であって、記載された以外のものであっても色変換係数
との対応さえつけておけば、本実施例に適用可能であ
る。

【００８８】次に、ＮＮ色変換器１０２について説明す
る。３入力の場合、入力画像手段１０１の記憶エリアＩ
Ｍ４に対応する入力が不必要である。このため、記憶エ
リアＩＭ４からの入力に重み係数をゼロとして、見かけ
上、第４番目の入力がないものとして扱っている。な
お、実際にスイッチング機構をもうけてもよい。また、
本実施例では、４入力系として、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’を発
生する印刷用スキャナを用いたが、最近では、ＣＤ−Ｒ
ＯＭを媒体として、標準的な４色分解信号Ｃ’Ｍ’Ｙ’
Ｋ’が流通しており、当然、このような画像信号を入力
としてもよい。また、３入力、４入力系の画像信号をＴ
ＣＰ／ＩＰプロトコル等によりネットワークを通じて送
受信を行うことができる。

【００８９】さらに、上述した各実施例においては、Ｌ
ＡＮ（ローカルエリアネットワーク）や、広域ネットワ
ーク等を通じて画像データを送受信することにより、遠
隔地でのも、速やかに所望の画像出力を提供することが
できる。また、印刷などのプロユースから、一般ユーザ
ーまでをカバーする汎用性の高い画像処理装置が提供す
ることができる。

【００９０】Ｅ：変形例 第２、第４実施例においては、複数の画像出力装置に応
じて３次元ＬＵＴの係数を変更し得るように構成したの
で、これらの画像出力装置を適宜選択して使用すること
ができる利点があるが、画像出力装置が特定の１台の場
合は、３次元ＬＵＴの変換係数は、当該画像出力装置用
のものだけを設定しておけば良い。

【００９１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、高精度な色変換が行えるとともに、回路規模を増大
させることなく入力デバイスの色信号特性に容易に適合
することができ、しかも、ガミュートアラームや圧縮処
理などを高速に行うことができる（請求項１〜４）。

【００９２】また、入力色信号の特性に応じてニューラ
ルネットワークの係数を切り替えるようにすれば、複数
の入力デバイスの色信号特性に瞬時に適合することがで
きる（請求項３、４）。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施例の構成を示すブロック
図である。

【図２】 同実施例におけるＮＮ色変換器１の構成を示
すブロック図である。

【図３】 同実施例におけるニューラルネットワークの
細胞の構成例を示す図である。

【図４】 同実施例における３次元ＬＵＴ色変換器２の
構成を示すブロック図である。

【図５】 同実施例における立方体補間を説明するため
の概念図である。

【図６】 この発明の第２実施例の構成を示すブロック
図である。

【図７】 同実施例における色変換装置６３の構成を示
すブロック図である。

【図８】 この発明の第３実施例の構成を示すブロック
図である。

【図９】 同実施例におけるＮＮ色変換器８２の構成例
を示すブロック図である。

【図１０】 この発明の第４実施例の要部の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１，７１，８１ ＮＮ色変換手段（第１の色変換手段） ２，７２，８２ ３次元ＬＵＴ色変換器（第２の色変換
手段） ７７ 制御手段（係数変更手段） ７８ 記憶装置（係数変更手段） ６９９ 制御装置（係数変更手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/18 ５５０ Ｇ Ｇ０６Ｔ 1/00 Ｇ０６Ｆ 15/66 ３１０ ３３０ Ｐ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力カラー画像信号をデバイス非依存信
   号に変換する第１の色変換手段と、 前記デバイス非依存信号を画像出力装置の色再現特性に
   基づいた出力信号に変換する第２の色変換手段とを具備
   し、 前記第１の色変換手段は前記入力カラー画像信号を変換
   するためのニューラルネットワークを有し、前記第２の
   色変換手段は前記デバイス非依存信号を変換するための
   ルックアップテーブルを有していることを特徴とするカ
   ラー画像処理装置。
2. 【請求項２】 入力カラー画像信号をニューラルネット
   ワークを用いてデバイス非依存信号に変換する第１の色
   変換過程と、 前記デバイス非依存信号を、ルックアップテーブルを参
   照して画像出力装置の色再現特性に基づいた出力信号に
   変換する第２の色変換過程とを有することを特徴とする
   カラー画像処理方法。
3. 【請求項３】 入力カラー画像信号を、ニューラルネッ
   トワークを用いてデバイス非依存信号に変換する第１の
   色変換手段と、 前記ニューラルネットワークの係数を、入力カラー画像
   信号に応じて変更する係数変更手段と、 前記デバイス非依存信号を、ルックアップテーブルを参
   照して画像出力装置の色再現特性に基づいた出力信号に
   変換する第２の色変換手段とを具備することを特徴とす
   るカラー画像処理装置。
4. 【請求項４】 入力カラー画像信号をニューラルネット
   ワークを用いてデバイス非依存信号に変換するととも
   に、前記ニューラルネットワークの係数を、入力カラー
   画像信号に応じて変更する第１の色変換過程と、 前記デバイス非依存信号を、ルックアップテーブルを参
   照して画像出力装置の色再現特性に基づいた出力信号に
   変換する第２の色変換過程とを有することを特徴とする
   カラー画像処理方法。