顏色信號轉換方法和設備及生成映射參數的方法和設備的製作方法

2023-06-29 16:23:11 2

專利名稱：顏色信號轉換方法和設備及生成映射參數的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及 一 種用於將輸入色域(gamut)的顏色信號轉 換成輸出色域的顏色信號的顏色信號轉換方法和設備，還涉 及一種用於生成映射參數的方法和設備。
背景技術：
色i或映射是 一 種在均勻色度系統(uniform colorimetric system)中將某個色域與其他色域相關聯的技術，並作為 一 種 用於在使用具有不同色域的紙張類型、顯示介質等時實現知 覺匹配的顏色重現的傳統寺支術而/>知。已經^是出了 一種通過 多個階段執行從一維到三維的複雜映射變換的技術(例如，參 見曰本特開2001-94799)和一種通過將表示顏色變化的灰度 表示為曲線來實現色域映射的技術(例如，參見日本特開 2002-33929)，作為這種類型的色域映射技術。
具體地，關於黃色(Y)成分，儘管在彩色印表機中有喜歡 使用純色的趨勢，但是如果色域映射發生色調(hue)偏差，則 青色(C)和品紅色(M)成分將汙染並弄髒Y成分。這種一皮弄髒 的顏色在Y成分的高亮度範圍中突出，並且作為色調的變化 在知覺上很明顯。因此，已經提出了一種通過分別校正輸入 和輸出色域中的色調偏差來實現知覺上良好的顏色重現的技 術(例如，參見日本特開2002-152536)。
然而，根據上述傳統技術，在進行從監視器到彩色列印 機的色域映射時，需要用戶人工調節大量顏色轉換參數。除 其他因素以外，參數的最佳組合還依賴於監視器和印表機型 號，因此用戶確定色域映射的最佳控制參數需要花費大量時間。
此外，因為色域映射通常包括多個階段的映射，因此難 以控制映射處理，如果用戶要實現期望的顏色重現，則需要 有關映射轉換的高水平知識。儘管在一些映射轉換處理中提 供映射參數以使用戶更容易控制映射處理，但仍然難以理解 映射參數的效果和它們對整個處理的影響。
因此，需要可以獲得最佳映射參數的自動調節功能，從 而相對於非特定的圖像可以實現有效且始終良好的色域映 射。

發明內容
考慮到上述問題而提出了本發明，本發明的目的是提供 一種顏色信號轉換方法和顏色信號轉換設備，其使得能夠在 將輸入色域的顏色信號轉換為輸出色域的顏色信號時自動調 節映射參數。本發明的另 一 目的是使得能夠通過分別自動校 正輸入和輸出色域中的色調偏差來進行良好的顏色重現。
本發明的一個方面提供了 一種顏色信號轉換方法，用於通 過基於映射參數的色域映射將輸入色域的顏色信號轉換成輸出
色域的顏色信號，其特徵在於包括
目標色域設置步驟，用於設置表示對所述輸入色域執行的 色域映射的目標的目標色域；
初始化步驟，用於對所述映射參數進行初始化；
評價函數確定步驟，用於確定用於評價所述目標色域和使 用在所述初始化步驟中初始化的映射參數對所述輸入色域執行 的色域映射的結果之間的差的評價函數；
映射參數確定步驟，用於基於所述評價函數來確定所述映射參數，使得所述差最小；以及
映射步驟，用於基於在所述映射參數確定步驟中確定的所 述映射參數，將所述輸入色域的顏色信號映射到所述輸出色域。
本發明的另 一個方面提供了 一種顏色信號轉換設備，用於
出色域的顏色信號，其特徵在於包括
目標色域設置裝置，用於設置表示對所述輸入色域執行的 色域映射的目標的目標色域；
初始化裝置，用於對所述映射參數進行初始化；
評價函數確定裝置，用於確定用於評價所述目標色域和伏 用由所述初始化裝置初始化的映射參數對所述輸入色域執行的 色域映射的結果之間的差的評價函數；
映射參數確定裝置，用於基於所述評價函數來確定所述映 射參數，使得所述差最小；以及
色域映射裝置，用於基於由所述映射參數確定裝置確定的 所述映射參數，將所述輸入色域的顏色信號映射到所述輸出色 域。
本發明的又一方面提供了 一種用於生成映射參數的方法， 所述映射參數用於將輸入色域的顏色信號映射到輸出色域的顏 色信號，其特徵在於所述方法包括
獲取所述輸入色域和表示對所述輸入色域執行的色域映射 的目標的目標色i或；以及
映射參數確定步驟，用於基於所述目標色域和使用初始化 的映射參數對所述輸入色域執行的色域映射的結果之間的差， 來確定所述映射參數。本發明的又一方面提供了 一種用於生成映射參數的設備， 所述映射參數用於將輸入色域的顏色信號映射到輸出色域的顏
色信號，所述設備包括
色域獲取裝置，用於獲取所述輸入色域和表示對所述輸入 色域執行的色域映射的目標的目標色域；以及
確定裝置，用於基於所述目標色域和使用初始化的映射參 數對所述輸入色域執行的色域映射的結果之間的差，來確定所 述映射參數。
根據本發明，在將輸入色域的顏色信號轉換成輸出色域 的顏色信號時，可以自動調節映射參數。此外，通過分別自 動校正輸入和輸出色域中的色調偏差，可以良好地重現顏色。
通過以下參考附圖對示例性實施例的描述，本發明的其 他特徵將變得顯而易見。


圖l是示出根據本發明實施例的系統的配置的例子的框圖。
圖2是示出根據本發明實施例的由印表機驅動程序執行 的顏色轉換處理的流程圖。
圖3A是示出由根據本發明實施例的LUT網格結構數據表 示的網才各點的圖。
圖3B是示出根據本發明實施例的顏色校正LUT的結構的 例子的圖。
圖4是示出在自動生成根據本發明實施例的顏色校正 LUT時顯示的GUI的例子的圖。
圖5是示出用於自動生成根據本發明實施例的顏色校正 LUT的處理的流程圖。圖6是示出根據本發明實施例的用於確定評價函數(S504) 的處理的流程圖。
圖7是針對R色調示出目標色域和初始色域映射處理的結 果的例子的圖。
圖8是示出根據本發明實施例的色域映射處理(S506)的 流程圖。
圖9是針對G色調示出彩色監視器色域、第一中間色域和 印表機色域的例子的圖。
圖IO是針對G色調示出第 一 中間色域、第二中間色域和 印表機色域的例子的圖。
圖ll是針對G色調示出第二中間色域、映射結果色域和打 印機色域的例子的圖。
圖12是示出根據本發明實施例的直接映射處理(S804)的 流程圖。
圖13是示出根據本發明實施例的亮度/色調映射處理 (S805)的流程圖。
圖14是示出根據本發明實施例的色調輸入/輸出函數 h80(，)的例子的圖。
圖15A是示出根據本發明實施例的映射函數10("的例子 的圖。
圖15B是示出根據本發明實施例的映射函數150(，)的例
子的圖。
圖15C是示出根據本發明實施例的映射函數1100(，)的例
子的圖。
圖16是示出根據本發明實施例的亮度調節映射處理 (S806;)的流程圖。
圖17是示出根據本發明實施例的亮度調節映射處理的圖。圖18A是示出根據本發明實施例的用於亮度調節映射的 輸入/輸出函數p(，)的例子的圖。圖18B是示出根據本發明實施例的用於亮度調節映射的 輸入/輸出函數p(O的另 一例子的圖。圖19是示出根據本發明實施例的飽和度(saturation)調節 映射處理(S807)的流程圖。圖2 0是示出根據本發明實施例的飽和度調節映射處理的圖。圖21A是示出根據本發明實施例的用於飽和度調節映射 的輸入/輸出函數cK，)的例子的圖。圖21B是示出根據本發明實施例的用於飽和度調節映射 的輸入/輸出函數q(，)的例子的圖。
具體實施方式
以下將參考附圖詳細描述本發明的各個示例性實施例、 特徵和方面。應當注意，在以下實施例中描述的配置僅僅是 示例性的，本發明並非意在局限於文中所述和圖中所示的配置。第 一 實施例 系統配置圖l是示出根據本發明實施例的系統的配置的例子的框 圖。如圖l所示，根據本實施例的系統包括計算機100和列印 機109,計算機100用作本實施例中的圖像處理設備，印表機 109用作圖像輸出設備的例子。首先將描述計算機100 。可以將通用PC(個人計算機)、 WS(工作站)等用作計算機IOO。CPU IOI使用主存儲器102中存儲的程序、數據等，對計 算機100進行整體控制，並執行如下所述由計算機100執行的 處理。主存儲器102可以根據需要提供各種區域。這些區域包 括用於暫時存儲從HDD(硬碟驅動器裝置)105加載的程序、數 據等的區域、在CPU IOI執行各種處理時使用的工作區域等。 SCSI接口 103用作將HDD 105連接到總線114的接口 。網絡接 口 104用作將計算機100連接到網絡線路113的接口 ，網絡線路 ]13的例子有LAN、網際網路等。注意，網絡線路113可以考慮 使用各種類型，並不意在將其局限於硬接線(hard-wired)或無 線類型。因此，網絡接口 104依賴於網絡線^各113。 HDD 105 存儲用於使CPU 101執行如下所述由計算機100執行的處理 的OS(作業系統)、程序、數據等以及用於印表機109的驅動軟 件等。在CPU IOI的控制下，根據需要將這些內容加載到主 存儲器102中，以由CPU101處理。圖形加速器106進行處理，以將CPU IOI處理的圖像傳輸 到彩色監視器107。利用CRT、 LCD等配置彩色監視器107, 並且彩色監視器107能夠將CPU IOI執行的處理的結果顯示 為圖像、字符等。USB控制器108用作將印表機109連接到總 線114的接口。鍵盤/滑鼠控制器110用作將鍵盤111、滑鼠112 等連接到總線114的接口 。將計算機IOO的操作者利用鍵盤111 和滑鼠112輸入的指令經由鍵盤/滑鼠控制器IIO傳輸到CPU 101。接下來將描述印表機10 9 。印表機通常具有各種記錄系 統，但是在本實施例中，印表機109的記錄系統、功能等並不 意在局限於任何特定方式。系統操作現在將描述具有圖l所示的配置的根據本實施例的系統所執行的操作。本系統能夠在彩色監視器107上顯示圖像以及利用印表機109列印圖像。不論執行哪種功能，主存儲器102 都需要獲取圖像，並可以考慮用於這種圖像獲取的各種方法。 例如，假設計算機100的操作者使用鍵盤lll和滑鼠112來從 HDD 105中存儲的圖像中指定期望的圖像。在這樣的情況下， CPU IOI響應於才喿作者的指定，從HDD 105讀出指定的圖像。 然後，CPU IOI經由SCSI接口 103和總線114將讀出的圖像傳 輸到主存儲器102。另 一種方法假定計算機100的操作者使用 鍵盤lll和滑鼠112從連接到網絡線路113的裝置中存儲的圖 像中指定期望的圖像。在這種情況下，CPU IOI經由網絡接 口 104和總線114從該裝置獲取指定的圖像，並將其存儲在主 存儲器102中。然後，CPU IOI將所獲取的圖像從主存儲器102傳輸到圖 形加速器106。圖形加速器106對所傳輸的圖像執行預定處理， 然後將處理後的圖像傳輸到彩色監視器107。因此，在彩色監 視器107的顯示面上顯示圖像。接下來，如果計算機10 0的操作者使用鍵盤111和滑鼠112 輸入列印圖像的指令，則CPU IOI將圖像從HDD 105傳遞到打 印機109的驅動軟體，該驅動軟體已經加載在主存儲器102中。 然後，CPU IOI運行該驅動軟體。在運行時，驅動軟體首先 對圖像進行顏色轉換處理。稍後將描述顏色轉換處理。然後， 驅動軟體將已執行顏色轉換處理的圖像轉換成C M Y K圖像， 並將轉換後的CMYK圖像經由USB控制器108傳輸到印表機 109。作為這些操作的結果，印表機109將該CMYK圖像記錄 到諸如紙張的記錄介質上。印表機驅動程序執行的顏色轉換處理現在將參考圖2描述由於CPU IOI運行上述驅動軟體而執行的顏色轉換處理，圖2是示出該處理的流程圖。首先，獲取主存儲器102中存儲的圖像數據(S201)。在本 實施例中，假設該圖像數據是由具有由RGB顏色模型表示的 顏色信息的像素構成的圖像(換而言之，RGB圖像)的數字數 據。注意，如上所述，有各種獲取圖像的方法，對此不應有 任何特別限制。接下來，將顏色校正LUT(Look-Up Table,查找表)加載 到主存儲器102中(S202)，該顏色校正LUT已經由自動顏色校 正LUT生成應用程式(稍後描述)生成，並存儲在HDD 105中。"顏色校正LUT"是將RGB顏色空間中的顏色的網格點坐 標值與對應於RGB顏色的1^3*13*顏色空間中的顏色的網格點 坐標值相關聯的表格，並且例如，如圖3B所示配置。圖3B是 示出顏色校正LUT的配置的例子的圖。該顏色校正LUT包括 L U T網格結構數據部分和L U T網格點數據部分。如圖3 B所示， 在LUT網格結構數據中示出R、 G和B能夠採用的值。圖3B中 的R、 G和B都可以採用從0到255之間增量或節距為32的離散 值。換而言之，R、 G和B能夠採用的值為O、 32、 64等，直到 224,最終止於255。同時，圖3 A是示出由LUT網格結構數據表示的網格點的 圖。因為如上所述，R、 G和B採用O、 32、 64…224或255這些 值，因此將R軸、G軸和B軸都分成8個相等部分。將每個網格 點的坐標值表示為"網格(R/32, G/32, B/32)"。將圖3 A所示的與RGB顏色空間中的網格點相對應的 1,&*1)*顏色空間中的網格點的坐標值寫入LUT網格點數據。 表示RGB顏色空間中的顏色和1^3*1 *顏色空間中的顏色之間 的對應關係的這種LUT是公知的，因此不再對其進行進一步 說明。應當注意，在本實施例中提供的例子4吏用1^*3*13*顏色 間作為中間顏色重現顏色空間，該中間顏色重現顏色空間不依賴於輸入顏色空間(即，RGB顏色空間)或輸出顏色空間(即， CMYK顏色空間)。然而，中間顏色重iE見顏色空間當然不意在 限於1^*3*13*;可以使用任何顏色空間，只要它是不依賴於輸 入和輸出顏色空間的均勻顏色空間即可。返回到圖2，使用在步驟S202中獲耳又的顏色校正LUT，來 將在步驟S201中獲取的圖像(在此為R、 G和B均由24位表示的 圖像)轉換成I^a^申定點數據(S203)。將轉換後的數據存儲在 主存儲器102中。此外，在該轉換處理中4吏用四面體插值 (tetrahedral interpolation)。接下來，使用預定顏色轉換LUT來將通過在步驟S203中 執行的轉換獲得的L*a*b*定點數據轉換成32位CMYK圖像數 據(C、 M、 Y和K均由32位表示的圖像)(S204)。該顏色轉換LUT 是預先生成並存儲在HDD 105中的。同時，將通過在步驟S204 中執行的轉換獲得的32位CMYK圖像數據存儲在主存儲器 102中。然後，經由USB控制器108將通過在步驟S204中執行的轉 換獲得的3 2位C M Y K圖像數據輸出到印表機10 9 (步驟S 2 0 5)。 自動顏色4交正LUT生成應用程式現在將描述自動顏色才交正LUT生成應用考呈序，該自動顏校正LUT。將自動顏色校正LUT生成應用程式存儲在HDD 105 中，並在CPU 101的控制下根據需要將其加載到主存儲器102中。在CPU 101執行自動顏色校正LUT生成應用程式時，在彩 色監視器107的顯示屏幕上顯示圖4所示的GUI。圖4是示出顯示用於自動生成顏色校正LUT的GUI的例子的圖。對於圖4所 示的示例性顯示，可以指定在輸出圖像數據時使用的場景模 式菜單401、紙張類型菜單402和限制條件菜單403。
使用場景模式菜單401,用戶可以從"肖像"、"風景"、"夜 景，，等的若干預設選項中選擇適於圖像數據的模式。然後，基 於使用場景模式菜單401所進行的選擇，將被設置成對應於相 關模式的色域設置為目標色域。換而言之，響應於用戶的指 示，設置目標色域。注意，通過相對於輸入色域中的多種顏 色將根據場景的目標顏色設置為中間顏色重現顏色空間中的 顏色信號來定義目標色域。
使用紙張類型菜單402，用戶可以從"標準"、"粗面"、"光 面，，等的若干預設選項中選擇輸出圖像數據的紙張類型。然 後，基於使用紙張類型菜單402所進行的選擇，將被設置為對 應於相關輸出紙張類型的色域設置為印表機109中的色域 (即，輸出色域)。換而言之，響應於用戶的指示，設置列印 機109中的色域。
使用限制條件菜單403,設置將輸出色域中的特定色調的 顏色輸出為純色的限制條件。即，利用本實施例的限制條件 設置處理，用戶可以選擇是否針對諸如黃色、品紅色、青色 等色調保持印表機109中的純色。例如，在為黃色選擇了"純 色"時執行以下控制。通過在輸入色域中連續改變黃色強度獲 得的從白色到黃色分布的顏色由通過在輸出色域中連續改變 黃色強度獲得的顏色重現，或者換而言之，僅使用印表機109 中的純黃色重現。
這裡注意，除使用圖4所示的GUI進行指定以外或者替代 地，針對場景模式設置可以考慮各種方法。例如，如果將圖 像數據保存為EXIF文件格式，則可以基於EXIF數據區中記錄
16的信息設置場景模式。
還要注意，本實施例中的輸入色域依賴於圖像數據的
RGB顏色空間，並且因此對應於諸如sRGB色域、Adobe RGB 色域等的由普通彩色監視器使用的色域。換而言之，將與RGB 顏色空間中的每個網才各點相對應的1^*3*13*顏色空間中的每個 網格點的顏色作為彩色監視器的色域。因此， 一旦使用圖4 所示的GUI進行的設置結束，則將與RGB顏色空間中的每個 網格點相對應的l^a承b傘顏色空間中的每個網格點的顏色登記 為彩色監—見器的色域、印表機109的色域以及目標色域。 自動生成顏色校正LUT的處理
現在將描述由前述自動顏色校正LUT生成應用程式執行 的自動生成顏色校正LUT的處理。這些描述參考作為示出該 處理的流程圖的圖5。
首先，確保用於主存儲器102中的任務的堆存儲器(heap memory)，並執行諸如映射參數初始化的各種初始化處理 (S501)。然後，基於使用圖4所示的GUI指定的細節來獲取彩 色監視器的色域、印表機的色域和目標色域，並將其加載到 主存儲器102中(S502)。此後，通過圖4所示的GUI獲取用於色 域映射處理的限制條件(S503)。在本實施例中，假設僅選褲，
將黃色保持為純色。
接下來，確定用於確定映射參數的評價函數(S504)。在
本實施例中，基於限制條件來確定用於計算評價值的加權系 數。稍後將詳細描述該處理。
此後，基於評價函數確定最佳映射參數(S505)。在本實 施例中用於確定映射參數的處理中，以基於評價函數的評價 值是最小值的方式確定映射參數。可以將公知的優化方法用 作這種確定方法。例如，可以使用二叉樹搜索法、擬牛頓法(quasi-Newton method ) 等。
最後，基於映射參數執行色域映射處理。換而言之，在 1,&*1 *顏色空間中將彩色監視器的色域的顏色信號映射到打 印機109的色域(S506)。稍後將描述有關色域映射處理的細
節
由此通過該處理完成了在步驟S202中加載的顏色校正 LUT。
評價函數確定處理
接下來，將參考圖6的流程圖詳細描述在上述步驟S 5 0 4 中執行的確定評價函數的處理。圖6是示出在步驟S504中執行 的用於確定評價函數的處理的細節的流程圖。
在該處理開始時，通過上述步驟S502獲得與RGB顏色空 間中的每個網；f各點相對應的1^3*15*顏色空間中的每個網^f各點 的顏色，作為彩色監視器的色域。然後，針對每個網格點， 基於在步驟S 5 01中初始化的映射參數，計算通過類似於步驟 S506中所示的色域映射處理獲得的1^*3*13*顏色空間中的網 格點的顏色(S600)。在下文中，將如這裡所述計算並通過基 於初始化映射參數的色域映射處理獲得的、1^3*1)*顏色空間 中的網格點的映射結果稱為"初始色域映射處理結果"。
然後，基於所獲得的初始色域映射處理結果和在前述步 驟S502中加載到主存儲器102中的網格點的目標顏色，求得對 應網格點之間的亮度差絕對值IALI。在針對所有對應網格點 求得亮度差時，求其平均值IALvl(S602)。這裡，如果目標值 不同於1^*3*15*顏色空間的網格點數量或網格點間隔，則使用 插值來計算與1^3*1 *顏色空間中的網格點相對應的目標顏 色。
接下來，從六個RGBCMY色調中選擇一個色調，並求得位於所選擇的色調的面上的多個網格點的初始色域映射處理
結果和對應目標色域之間的色差AE(S603)。圖7針對紅色(R) 色調示出目標顏色數據和初始色域映射處理結果之間的關 系。在圖7中，實線表示初始色域映射處理結果，而虛線表示 目標顏色數據。換而言之，求得圖7中對應網格點之間的色差， 作為AE。
接下來，求得針對每個RGBCMY色調求到的AE實例的平 均值或AEi(S604)。這裡，AEi中的i為表示該色調是RGBCMY 中的哪個的下標。
最後，基於以下公式求到驗證使用映射參數的色域映射 結果和目標顏色之間的差的評價值E,或者換而言之，評價 函數(S605)。
formula see original document page 19 ， 0<(3i<l
的加權係數。例如，如果作為限制條件的一部分，將黃色選 擇為純色，則關於黃色(Y)色調的初始色域映射處理結果和目 標色域之間的色差平均值AEi自然會增大；因此，使加權係數 [3i相對減小，從而實現適當的評價函數。
通過這種方式，在本實施例中，可以在評價值E中反映各 種因素。然而，最終需要生成用於計算評價值(即，評價函數) 的公式，使得評價值越小，映射結果與目標值越接近。
色域映射處理
在下文中將參考圖8所示的流程圖描述在前述步驟S506 中描述的色域映射處理。
首先，獲取在前述步驟S502中加載到主存儲器102中的彩 色監視器的色域、印表機109的色域和目標色域(S801)。這裡， 如上所述，將與RGB顏色空間中的每個網格點相對應的L^^fc^顏色空間中的每個網格點的顏色登記為彩色監視器的
色域、列印才幾109的色域和目標色域。
接下來，從RGB顏色空間中的網格點選擇 一 種顏色 c(S802)。此後，判斷顏色c是否是受限制條件限制的顏色， 或者換而言之，該顏色是否可以僅通過利用限制條件設置為 保持為純色的顏色來表示(S803)。如果顏色c受限制條件限 制，則執行將彩色監視器的色域直接映射到印表機109的色域 的處理(S804)。稍後將描述有關該映射處理的細節。
同時，如果顏色c不受限制條件限制，則執行以下系列映 射處理。
首先，調節彩色監視器的色域中的顏色的亮度和色調， 並求得第 一 中間色域(S805)。圖9針對綠色(G)色調示出彩色 監視器的色域901、第一中間色域902和列印才幾109的色域903。 在步驟S805中所示的處理中，將彩色監視器的色域中的顏色 分成亮度成分和色度成分，並對亮度成分進行非線性映射。 對於色度成分，以適當方式調節其色調。通過該處理，將彩 色監視器的色域901映射到第一中間色域902。稍後將描述亮 度/色調映射處理的細節。返回到圖8，然後調節第一中間色 域中的顏色的亮度，並求得第二中間色域(S806)。圖10針對 綠色(G)色調示出第 一 中間色域IOOI、第二中間色域1002和打 印機109的色域1003。在步驟S806中所示的處理中，將第一中 間色域1001中的顏色分成亮度成分和色度成分，並對亮度成 分進行非線性映射，而色度成分保持不變。注意，進行映射 的亮度輸入/輸出函數依賴於色度而不同。通過該處理，將第 一中間色域1001映射到第二中間色域1002。稍後將描述亮度 調節映射處理的細節。
返回到圖8,然後調節第二中間色域中的顏色的飽和度，並將其映射到印表機109的色域(S807)。圖ll針對綠色(G)色 調示出第二中間色域IIOI、映射結果色域1102和印表機109 的色域1103。在步驟S807中所示的處理中，將第二中間色域 1101中的顏色分成亮度成分和色度成分，並對色度成分中的 飽和度成分進行非線性映射，而亮度成分保持不變。通過該 處理，將第二中間色域1101映射到映射結果色域1102。在圖 ll中可以看出，映射結果色域1102幾乎完全包含在印表機109 的色域1103中。稍後將描述飽和度調節映射處理的細節。
最後，在步驟S808中，判斷是否已經針對RGB顏色空間 中的所有網格點執行了至此所描述的映射處理(S808)。如果 有未處理的網才各點，則該處理返回到步驟S802，其中選4,尚 未被選擇的網格點，並對所選擇的網格點執行上述映射處理。
直接映射處理
在下文中將參考圖12所示的流程圖描述在前述步驟S804 中描述的直接映射處理。
首先，針對步驟S802中選擇的顏色c獲取關於RGB顏色空 間中的網格點的信息(S1201)。然後，獲取作為彩色監視器的 色域中的坐標值的坐標值c—i以及作為目標色域中的坐標值 的坐標值c一t;這些坐標值對應於在步驟S1201中獲取的網格 點信息(S1202)。這裡，如果RGB顏色空間中的網格點的信息 不等於彩色監視器的色域或目標色域中的網格點數量或網格 點間隔，則通過插值計算對應於網格點信息的坐標值。
接下來，針對印表機109的色域中的由於限制條件而被指 定為保持為純色的色調獲取純色線1—p，該色調對應於在步驟 S1201中獲取的網格點信息(S 1203)。"純色線"是指印表機109 的色域中的純色強度連續變化的顏色軌跡，或者換而言之， 從白色到純色的最大濃度的線。例如，如果印表機的色域具有圖3A所示的顏色校正LUT所示的顏色分布，則可以通過基 於離散網格點的坐標值的插值來計算純色線。
接下來，獲取通過將目標色域的坐標值c—t映射在步驟 S1203中獲取的純色線1—p上而生成的坐標值c—p(S1204)。這裡 4吏用的映射處理可以採用7>知的映射方法。例如，可以-使用 將色差最小化的映射。
最後，將純色線1—p上的坐標值c—p設置為與彩色監視器 的色域中的網才各點信息相對應的坐標值c—i的映射目的地 (S1205)。
在本實施例中，針對受使用圖4所示的GUI設置的限制條 件限制的顏色，執行到純色線的映射。因此，針對期望純色 的顏色(例如，黃色等)，可以在輸入和輸出色域中自動校正 色調偏差，從而避免由於其他顏色染汙造成的弄髒現象，並 使得可以進行知覺上良好的顏色重現。
亮度/色調映射處理
在下文中將參考圖13所示的流程圖描述在前述步驟S805 中描述的亮度/色調映射處理。
首先生成用作基準的六個色調輸入/輸出函數(S1301)。例 如，針對六種亮度0、 20、 40、 60、 80和IOO分別生成色調輸 入/輸出函數hO(')、 h20(,)、 h40(')、 h60(')、 h80(')和hlOO(')。 這裡，基於分別控制每種亮度中的六個色調(R、 G、 B、 C、 M、 Y)中的每個的映射參數h—p，計算色調輸入/輸出函數h(')。 映射參數h—p表示對每個色調的色調角進行校正的量。這些參 數是採用使用假設逆時針方向為正的弧度標記的從-2 0到2 0 的整數值的色調控制值，並且在步驟S505中設置。換而言之， 最優化映射參數h—p,使得基於在步驟S 5 0 4中設置的評價函數 的評價值最小化。在下文中將詳細描述在步驟SI 301中用於生成色調輸入/ 輸出函數的處理。例如，以在亮度為0的六個色調中的每個的 色調控制值作為線性樣條，或者換而言之，作為由直線連接
的函數，來計算函數h0(.)。以對應亮度下的六個色調中的每
個的色調控制值作為線性樣條，或者換而言之，作為由直線 連接的函數，來以同樣方式計算其他函數。從而，針對每種
亮度生成色調輸入/輸出函數。例如，如果對於亮度值80,將 R和Y色調的色調角朝正向稍微移動，並將B色調的色調角朝 負向稍微移動，則獲得由圖14中的實線表示的色調輸入/輸出 函數h80(.)。注意在圖14中，以15*軸的正向作為&*13*色度坐標 系中的色調角O弧度，並使用假設逆時針方向為正的孤度標記 來表示色調角。
返回圖13 ,針對對應於RGB顏色空間中的各網格點的每 種顏色執行後續處理。因此，首先，從彩色監視器的色域選
擇 一 個網格點，並獲取對應於所選4奪的網格點的顏色
p(S1302)。此後，使用上述hO(')、 h20(')、 h40(')、 h60(')、 h80(')和hl00(')生成用於顏色p的色調輸入/輸出函數 h(')(S1303)。
在下文中將詳細描述在步驟S1303中用於計算色調輸入/ 輸出函數hO)的方法。假設顏色p的亮度為x,首先從亮度0、 20、 40、 60、 80和IOO中識別出與緊接在亮度x之上的亮度值 "up，，相對應的色調輸入/輸出函數hup(O和與緊接在亮度x之 下的亮度值'iw"相對應的色調輸入/輸出函數hlw(')。然後， 使用色調輸入/輸出函數hup(.)和hlw(.)，通過以下公式計算用 於顏色p的色調輸入/輸出函數h(')。
h(" = (hlw(')x(up畫x)+hup(')x(x-lw))/20
例如，如果x二70,緊接其上的亮度為80,且緊接其下的亮度為60;因此，使用色調輸入/輸出函數h80(,)和h60(.)如下 計算用於顏色p的色調輸入/輸出函數hco。 h(') = (h60(')+h80(.))/2
此後，使用以上求得的色調輸入/輸出函數h(.),通過以 下7^式將顏色p的色調Hue—m映射到Hue—m—mapped(S1304)。 Hue一m一mapped = h(Hue—m)
然後，映射顏色p的亮度成分(S1305)。這裡，使用不依 賴於色度的單個映射函數將映射前的亮度Lin映射成 .Lmapped。
Lmapped = l(Lin)
基於控制總體亮度的映射參數l一all來如下定義在上述公 式中的映射函數l(，)。
l一all大於或等於50:
1(*) = (150(')x(100畫l一all)+1100(')x(1—all-50))/50 1—all小於50:
1(*) = (10(')x(50-l—all)+150(')x(1—a11)/50
這裡，IO(')、 150(.)和1100(')為預定函數，其中10(')為顏
色p的亮度x為O時的映射函數，150(*)為亮度x為50時的映射函 數，而1100(*)為亮度x為IOO時的映射函數。分別在圖15A、 15B 和15C中示出映射函數IO(.)、 150(*)和1100(*)的形式。從這些
圖中可以看出，在映射參數1—all為O時，亮度整體較低，而在 l一all為100時，亮度整體較高；在l一all為50時，亮度中等。應 當注意，在0到100的範圍內最優化控制總體亮度的映射參數 1—all,使得基於上述評價函數的評價值最小。
再次返回圖13,判斷是否已經對所有網格點進行了上述 系列映射處理(S1306)。如果有未處理的網格點，則該處理返 回到步驟S1302,其中選擇尚未被選擇的網格點，並對所選擇
24的網格點執行上述映射進程。 亮度調節映射處理
在下文中將參考圖16所示的示出該處理的流程圖描述在
前述步驟S806中描述的亮度調節映射處理。
首先，在第 一 中間色域中選擇一種顏色q(S1601)。然後， 求得與顏色q相同的色度中的第 一 中間色域的上邊界Bu和下 邊界B1(S1602)。接著，求得與顏色q相同的色度中的第二中 間色i或的上邊界Bu—mapped禾口下邊界B1—mapped(S1603)。圖 17示出顏色q、上邊界Bu、下邊界B1、上邊界Bu—mapped和下 邊界B1—mapped的例子。在圖17中，點劃線表示第 一 中間色 域，實線表示第二中間色域，粗實線表示印表機109的色域。 圖17中色域的形狀與圖IO中所示的例子相同。
返回圖1 6 ， 求得映射亮度調節的輸入/輸出函數 p(.)(S1604)。作為滿足如下條件的C2-連續三次樣條函數，計 算輸入/輸出函數p(.):
-p(O的範圍為[LB1, LBu]
-p(.)在該範圍中單調增加
-p(LBl) = LBlm
-p(LBu) = LB畫
-p(O至少是ci-連續的
-p，(LBl) = 1—low, 1—low>0,其中1—low是控制相同色度 內的最低亮度區域附近的亮度校正的壓縮/擴展率的映射參
數
-p，(LBu) = l一high, l一high〉0，其中1—high是控制相同色
度內的最高亮度區域附近的亮度校正的壓縮/擴展率的映射 參數
注意LB1是B1的亮度，LBlm是BLmapped的亮度，LBu是Bu的亮度，而LB um是Bu—mapped的亮度。
此外，在0.5到2.0的範圍內最優化控制亮度的映射參數 1Jow和l—high,使得基於上述評價函數的評價值最小。
圖18A和18B示出輸入/輸出函數p(.)的例子。在圖18A中， 維持該範圍中央部分的亮度。然而，例如，LBl-40而LBln^45, LBu^68而LBum-64，換而言之，這表示低亮度區域和高亮度 區域被顯著壓縮。
圖18B中亮度的變化大，雖然在該範圍的中央部分可以看 到亮度保持的特徵，但是並不是完全保持。例如，LB1^60而 LBlm=46， LBu=84&LBum=75，換而言之，這表示低亮度區 域被顯著擴展，而高亮度區域被顯著壓縮。
返回圖16，使用在步驟S1604中求得的輸入/輸出函數p(.) 來轉換(映射)顏色q的映射前亮度Lm ，並求得映射後亮度 Lm—mapped(S1605)。用於這種映射的^>式如下。
Lm—mapped = p(Lm)
此後，判斷是否已經針對與RGB顏色空間中的網格點相 對應的第 一 中間色域中的所有網格點執行了上述處理 (S 1606)。 如果有未處理的網才各點，則該處理返回到步驟 S1601,其中選擇尚未選擇的網格點的顏色，並重複後續處理。
飽和度調節映射處理
在下文中將參考圖19所示的流程圖描述在前述步驟S807 中描述的飽和度調節映射處理。
首先，在第二中間色域中選擇一種顏色r(S1901)。然後， 求得與顏色r相同的色度和色調中的第二中間色域的邊界 Bi(S1902)。此後，求得與顏色r相同的色度和色調中的通過色 域映射處理獲得的色域的邊界Bp(S1903)。圖20示出顏色r、 邊界Bp和邊界Bi的例子。在圖20中，點劃線表示第二中間色域，實線表示通過色域映射處理獲得的色域中的邊界，粗實 線表示印表機109的色域。圖20中的色域的形狀與圖ll所示的相同。
參考圖19 ,求得映射飽和度調節的輸入/輸出函數 q(*)(S1904)。作為滿足如下條件的C2-連續三次樣條函數，計 算輸入/輸出函數q(.):
-q(，)的範圍為
_ q(O) = 0
-q(ci) = cp
-q，(O) = c—low,其中cjow為控制中低飽和度區域附近
的飽和度校正的壓縮/擴展率的映射參數
-q，(ci) = c—high,其中c—high為控制最高飽和度區域附 近的飽和度校正的壓縮/擴展率的映射參數 -q，(x) # 0， 0 < x < ci
注意，cp為Bp的飽和度，ci為Bi的飽和度。
此外，在0.5到2.0的範圍內最優化控制飽和度的映射參數 c一low和c—high,使得基於上述評價函數的評價值最小。
圖21A和21B示出輸入/輸出函數q(')的例子。在圖21A中， 在擴展高飽和度部分時，飽和度調節值c—low為0.8， /人而在 低/中飽和度部分中抑制了飽和度。同時，在圖21B中，在壓 縮高飽和度部分時，c—1ow為1.2，從而在低/中飽和度部分中 增強了飽和度。
參考圖19，使用在步驟S1804中求得的輸入/輸出函數q(') 來轉換(映射)顏色r的映射前飽和度c一org，並求得映射後飽和 度c—mod(S1905)。用於這種映射的公式如下。
c—mod = q(c—org)
此後，判斷是否已經針對與RGB顏色空間中的網格點相對應的第二中間色域中的所有網格點執行了上述處理 (S1906)。如果有未處理的網點，則該處理返回到步驟
S1901,其中選擇尚未選擇的網格點，並重複後續處理。
通過上述處理，將圖9所示的彩色監視器的色域901映射 到列印才幾109的色域903。換而言之，完成了顏色才交正LUT。
根據至此為止所述的本實施例，為具有不同輸出色域的 紙張類型、顯示介質等設置共同目標色域值，從而能夠實現 自動匹配的顏色重現。此外，可以在輸入和輸出色域中自動 校正色調偏差，從而避免由於受到其他顏色汙染而導致的黃 色等被弄髒的現象，並使得可以進行知覺上良好的顏色重現。 其他實施例
注意，本發明可以應用於包括單個裝置的設備或由多個 裝置構成的系統。
此外，可以通過將實現上述實施例的功能的軟體程序直 接或間接提供給系統或設備，利用該系統或設備的計算機讀 取所提供的程序代碼，然後執行程序代碼，來實現本發明。 在這種情況下，只要該系統或設備具有程序的功能，則實現 模式不必依賴於程序。
因此，由於可以通過計算機實現本發明的功能，因此安 裝在計算機中的程序代碼也實現了本發明。換而言之，本發 明的權利要求還覆蓋用於實現本發明的功能的電腦程式。
在這種情況下，只要該系統或設備具有程序的功能，則 可以以例如目標代碼、由解釋程序執行的程序或提供給操作 系統的腳本數據的任何形式執行程序。
能夠用於提供程序的存儲介質的例子有軟盤、硬碟、光 盤、磁光碟、CD-ROM、 CD-R、 CD-RW、磁帶、非易失性存 儲卡、ROM和DVD(DVD-ROM和DVD R)。關於提供程序的方法，可以使用客戶端計算機的瀏覽器 將客戶端計算機連接到網際網路上的網址，並可以將本發明的 電腦程式或該程序的自動安裝壓縮文件下載到諸如硬碟的 記錄介質上。此外，可以通過將構成程序的程序代碼分成多 個文件並從不同網址下載文件來提供本發明的程序。換而言 之，本發明的權利要求還覆蓋向多個用戶下載通過計算機實 現本發明的功能的程序文件的WWW(全球資訊網)月良務器。
還可以將本發明的程序加密並存儲在諸如CD-ROM的存 儲介質上，將存儲介質分發給用戶，允許滿足一定要求的用 戶通過網際網路從網站下載解密密鑰信息，並允許這些用戶使 用密鑰信息對加密程序進行解密，從而將程序安裝在用戶計
算機中。
除通過計算機執行讀取的程序來實現根據實施例的前述 功能的情形以外，在計算機上運行的作業系統等可以執行實 際處理的全部或部分，從而能夠通過這種處理來實現上述實 施例的功能。
此外，在將從存儲介質讀出的程序寫入到插入計算機的 功能擴展板或連接到計算機的功能擴展單元中提供的存儲器 之後，安裝在功能擴展板或功能擴展單元上的CPU等執行實
際處理的全部或部分，從而能夠通過這種處理來實現上述實 施例的功能。
儘管已經參考示例性實施例描述了本發明，但應當理解， 本發明不限於所公開的示例性實施例。所附權利要求的範圍符
合最寬的解釋，從而涵蓋所有這樣的修改以及等同結構和功能。
權利要求
1. 一種顏色信號轉換方法，用於通過基於映射參數的色域 映射將輸入色域的顏色信號轉換成輸出色域的顏色信號，其特徵在於包括目標色域設置步驟，用於設置表示對所述輸入色域執行的 色域映射的目標的目標色域；初始化步驟，用於對所述映射參數進行初始化；評價函數確定步驟，用於確定用於評價所述目標色域和使 用在所述初始化步驟中初始化的映射參數對所述輸入色域執行 的色域映射的結果之間的差的評價函數；映射參數確定步驟，用於基於所述評價函數來確定所述映 射參數，使得所述差最小；以及映射步驟，用於基於在所述映射參數確定步驟中確定的所 述映射參數，將所述輸入色域的顏色信號映射到所述輸出色域。
2. 根據權利要求l所述的顏色信號轉換方法，其特徵在於， 還包括限制條件設置步驟，用於設置用於將所述輸出色域中的特 定色調的顏色輸出為純色的限制條件，其中，在所述映射步驟中，基於在所述映射參數確定步驟 中確定的所述映射參數和所述限制條件，將所述輸入色域的顏 色信號映射到所述輸出色域。
3. 根據權利要求2所述的顏色信號轉換方法，其特徵在於， 在所述限制條件設置步驟中，基於來自用戶的指示來設置所述 特定色調的顏色。
4. 根據權利要求2所述的顏色信號轉換方法，其特徵在於， 在所述評價函數確定步驟中，基於所述限制條件來確定所述評 價函數。
5. 根據權利要求2所述的顏色信號轉換方法，其特徵在於，在所述映射步驟中，將所述輸入色域中設置了所述限制條件的 所述特定色調的顏色的顏色信號映射到所述輸出色域中的所述 特定色調的顏色的純色線。
6. 根據權利要求2所述的顏色信號轉換方法，其特徵在於，在所述映射步驟中，對未設置所述限制條件的顏色執行以下處理將所述輸入色域的顏色信號的亮度和色調映射到第 一 中間 色域；將所述第一中間色域的顏色信號的亮度映射到第二中間色 域；以及將所述第二中間色域的顏色信號的飽和度映射到所述輸出 色域。
7. 根據權利要求l所述的顏色信號轉換方法，其特徵在於， 在所述目標色域設置步驟中，基於為顏色信號設置的並在輸出 時使用的場景模式來設置所述目標色域。
8. 根據權利要求l所述的顏色信號轉換方法，其特徵在於， 還包括設置所述輸出色域。
9. 根據權利要求l所述的顏色信號轉換方法，其特徵在於， 將所述輸入色域和所述輸出色域設置為不依賴於輸入顏色空間 和輸出顏色空間的顏色空間。
10. —種顏色信號轉換設備，用於通過基於映射參數的色 域映射將輸入色域的顏色信號轉換成輸出色域的顏色信號，其 特徵在於包括目標色域設置裝置，用於設置表示對所述輸入色域執行的 色域映射的目標的目標色域；初始化裝置，用於對所述映射參數進行初始化； 評價函數確定裝置，用於確定用於評價所述目標色域和使用由所述初始化裝置初始化的映射參數對所述輸入色域執行的色域映射的結果之間的差的評價函數；映射參數確定裝置，用於基於所述評價函數來確定所述映射參數，使得所述差最小；以及色域映射裝置，用於基於由所述映射參數確定裝置確定的 所述映射參數，將所述輸入色域的顏色信號映射到所述輸出色域。
11.根據權利要求10所述的顏色信號轉換設備，其特徵在 於，還包括限制條件設置裝置，用於設置用於將所述輸出色域中的特 定色調的顏色輸出為純色的限制條件，其中，所述映射裝置基於由所述映射參數確定裝置確定的 所述映射參數和所述限制條件，將所述輸入色域的顏色信號映 射到所述輸出色域。
12， 一種用於生成映射參數的方法，所述映射參數用於將 輸入色域的顏色信號映射到輸出色域的顏色信號，其特徵在於 所述方法包4舌獲取所述輸入色域和表示對所述輸入色域執行的色域映射 的目標的目標色域；以及映射參數確定步驟，用於基於所述目標色域和使用初始化 的映射參數對所述輸入色域執行的色域映射的結果之間的差， 來確定所述映射參數。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，還包括獲取在色域映射中使用的限制條件；以及基於所述限制條件，確定用於評價所述目標色域和使用初 始化的映射參數對所述輸入色域執行的色域映射的結果之間的 差的評價函數，其中，在所述映射參數確定步驟中，基於所述評價函數來 確定所述映射參數，使得所述差小。
14. 一種用於生成映射參數的設備，所述映射參數用於將 輸入色域的顏色信號映射到輸出色域的顏色信號，所述設備包 括色域獲取裝置，用於獲取所述輸入色域和表示對所述輸入 色域執行的色域映射的目標的目標色域；以及確定裝置，用於基於所述目標色域和使用初始化的映射參 數對所述輸入色域執行的色域映射的結果之間的差，來確定所 述映射參數。
15. 根據權利要求14所述的設備，其特徵在於，還包括 條件獲取裝置，用於獲取在色域映射中使用的限制條件；以及評價函數確定裝置，用於基於所述限制條件，確定用於評 價所述目標色域和使用初始化的映射參數對所述輸入色域執行 的色域映射的結果之間的差的評價函數，其中，所述確定裝置基於所述評價函數來確定所述映射參 數，使得所述差小。
全文摘要
本發明提供了一種顏色信號轉換方法和設備及生成映射參數的方法和設備。該顏色信號轉換設備用於將輸入色域的顏色信號轉換成輸出色域的顏色信號。首先，設置用於對輸入色域執行的色域映射的目標色域，之後，確定用於評價目標色域和使用初始化映射參數對輸入色域執行的色域映射的結果之間的差的評價函數。然後，基於評價函數確定映射參數，使得差最小。然後，基於所確定的映射參數和限制條件，將輸入色域的顏色信號映射到輸出色域。這可以基於已經自動確定的最佳映射參數來實現良好的色域映射。
文檔編號H04N1/60GK101312487SQ20081009971
公開日2008年11月26日 申請日期2008年5月21日 優先權日2007年5月21日
發明者樋口州吾 申請人:佳能株式會社