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カラーキャリブレーションの目的は、デバイス（入力または出力）の色応答を測定および/または調整して既知の状態にすることです。[1]国際カラーコンソーシアム（ICC）の用語では、これがデバイスの追加の色特性評価とその後のプロファイリングの基礎となります。[2]非ICCワークフローでは、キャリブレーションは、標準色空間[3]との既知の関係を一度に確立することを指す場合があります。キャリブレーションの対象となるデバイスは、キャリブレーションソースと呼ばれることがあります。標準となる色空間は、キャリブレーションターゲットと呼ばれることがあります。[要出典]カラーキャリブレーションは、色管理されたワークフローで積極的に使用されるすべてのデバイスに必須の要件であり、テレビ制作、ゲーム、写真、エンジニアリング、化学、医療など、多くの業界で使用されています。
情報の流れと出力の歪み
入力データは、デジタルカメラ、画像スキャナ、その他の測定機器などのデバイスソースから取得できます。これらの入力はモノクロ（この場合、応答曲線のみを校正する必要がありますが、一部のケースでは、その単一チャネルに対応する色またはスペクトルパワー分布も指定する必要があります）または多次元色（最も一般的なのは3チャネルの赤、緑、青モデル）で指定できます。入力データは、ほとんどの場合、プロファイル接続空間（PCS）に対して校正されます。[4]
色調整を行う際に考慮すべき最も重要な要素の 1 つは、有効なソースを持つことです。色測定ソースがディスプレイの機能と一致しない場合、調整は効果がなく、誤った読み取り値が表示されます。
入力段での主な歪み要因は、チャネル応答の振幅の非線形性から生じ、多次元データストリームの場合は、個々の色分離フィルタ（最も一般的にはカラーフィルタアレイ）の非理想的な波長応答と、シーン照明の スペクトル電力分布の組み合わせから生じます。
その後、データはシステム内で循環され、表示および編集のために作業スペース RGBに変換されることがよくあります。
出力段階では、ブラウン管、液晶ディスプレイ画面、デジタルプロジェクターなどの表示デバイスにエクスポートするときに、コンピューターは RGB [赤、緑、青] の形式でコンピューターのグラフィック カードに信号を送信します。データセット [255,0,0] は、特定の色ではなく、デバイス命令のみを通知します。この命令 [R,G,B]=[255,0,0] により、接続されたディスプレイは、達成可能な最大輝度 [255] で赤を表示し、ディスプレイの緑と青のコンポーネントは暗いまま [0] になります。ただし、表示される結果の色は、主に次の 2 つの要因によって決まります。
したがって、すべての出力デバイスには独自のカラー シグネチャがあり、製造公差や使用および経年劣化による素材の劣化に応じて特定の色が表示されます。出力デバイスがプリンターの場合、特定の用紙とインクの品質も歪みの要因となります。
接続ケーブル、回路、機器の導電特性と規格準拠によっても、信号フローのどの段階でも電気信号が変化する可能性があります。(たとえば、 VGA コネクタが部分的に挿入されている場合、一部のピンが接続されていないため、モノクロ表示になることがあります。)
色覚
色の知覚は、周囲の光のレベルと周囲の白色点の影響を受けます。たとえば、赤い物体は青い光の中では黒く見えます。したがって、すべてのキャプチャ条件または表示条件でデバイスが正しく一貫して見えるように調整することは不可能です。コンピューターのディスプレイと調整対象は、制御された定義済みの照明条件で考慮する必要があります。
校正技術と手順
最も一般的なキャリブレーションは、写真の複製用にカメラ、スキャナ、モニタ、プリンタを調整することを目的としています。その目的は、写真の印刷コピーが、彩度とダイナミック レンジにおいて、オリジナルまたはコンピュータ ディスプレイ上のソース ファイルと同一に見えるようにすることです。つまり、次の 3 つの独立したキャリブレーションを実行する必要があります。
- カメラまたはスキャナーでは、オリジナルの推定色を明確な方法で表現するために、デバイス固有の調整が必要です。
- コンピューターのディスプレイでは、画像の色空間の色を再現するために、デバイス固有の調整が必要です。
- プリンターでは、画像の色空間の色を再現するために、デバイス固有の調整が必要です。
これらの目標は、ソースからターゲットへの直接的な値変換、または共通の既知の参照カラー スペースを中間点として使用することによって実現できます。最も一般的に使用されるカラー プロファイル システムであるICCでは、これは PCS または「プロファイル接続スペース」と呼ばれます。
カメラ
カメラのキャリブレーションでは、既知のキャリブレーション ターゲットを撮影し、カメラからの出力をカラー値に変換する必要があります。その後、カメラの結果値と既知の参照値の差を使用して、補正プロファイルを作成できます。2 台以上のカメラを互いに相対的にキャリブレーションして同じカラー値を再現する必要がある場合は、カラー マッピングの手法を使用できます。
スキャナー
スキャナー プロファイルを作成するには、 IT8ターゲットなどのターゲット ソースが必要です。これは、開発者が測光器で測定した、多数の小さなカラーフィールドを持つオリジナルです。スキャナーはこのオリジナルを読み取り、スキャンしたカラー値をターゲットの参照値と比較します。これらの値の差を考慮して、デバイス固有のカラー スペース ( RGB カラー スペース) をデバイスに依存しないカラー スペース ( L*a*b* カラー スペース) に関連付ける ICC プロファイルが作成されます。これにより、スキャナーは読み取ったカラーを忠実に出力できます。
画面
モニターのキャリブレーションでは、色彩計をディスプレイの表面に平らに取り付け、周囲の光をすべて遮断します。キャリブレーション ソフトウェアは、一連の色信号をディスプレイに送信し、実際に送信された値をキャリブレーション デバイスからの読み取り値と比較します。これにより、カラー ディスプレイの現在のオフセットが確立されます。キャリブレーション ソフトウェアと使用するモニターの種類に応じて、ソフトウェアはディスプレイに送信する前に色値の補正マトリックス ( ICC プロファイルなど) を作成するか、 OSDを通じてディスプレイの明るさ/コントラストと RGB 値を変更する指示を与えます。これにより、ディスプレイが調整され、目的の色空間の色域内部分がかなり正確に再現されます。この種のキャリブレーションのキャリブレーション ターゲットは、120 cd/m 2のD65ライトで照らされた印刷用紙です。
プリンター
プリンタの ICC プロファイルは、測光器を使用したテスト印刷結果と元の参照ファイルを比較することによって作成されます。テスト チャートには既知のCMYKカラーが含まれており、測光器でスキャンされた実際の L*a*b* カラーに対するオフセットが ICC プロファイルになります。プリンタの ICC プロファイルを作成するもう 1 つの方法は、測光器の代わりに、印刷された CMYK テスト チャートの測定デバイスとしてキャリブレーションされたスキャナを使用することです。キャリブレーション プロファイルは、プリンタ/用紙/インクの組み合わせごとに必要です。
参照
参考文献
- ^ Wransky, Michael (2015 年 11 月 3 日)。真の色測定のための色補正技術: コンピューターによる色の解釈。Lap Lambert Academic Publishing GmbH KG。ISBN 978-3-659-78939-7。
- ^ Graeme Gill. 「Calibration vs. Characterization」. Graeme Gill. 2011年10月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年11月4日閲覧。
- ^ Hsien-Che Lee (2005). カラーイメージング科学入門. ケンブリッジ大学出版局. ISBN 0-521-84388-X。
- ^ Ann L. McCarthy. 「カラーイメージングワークフロープリミティブ」(PDF)。International Color Consortium。2021年7月31日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2021年9月14日閲覧。