CN101355635B - 色彩转换方法和配置文件生成方法 - Google Patents

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Abstract

设置用来将单色信号调整成用户期望色泽的色泽调整值，并且根据该色泽调整值和图像输出设备的配置文件生成色泽转换表和色品线表。使用所生成的表，将对应于输入单色信号的亮度信号L＊转换成色品线上的距离信号l，并且将距离信号l转换成色品信号(a＊，b＊)。将亮度信号L＊和色品信号(a＊，b＊)转换成图像输出设备的色彩信号。

Description

色彩转换方法和配置文件生成方法
本申请是申请日为2004年2月4日、申请号为200480003675.6、发明名称为“色彩转换方法和配置文件生成方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明一般涉及一种用于将输入单色信号转换成图像输出设备的色彩信号的技术。
背景技术
近年来，随着数字照相机的普及，数字彩色图像的使用急剧增长。用于令人满意地打印这些图像的照片打印技术已被广泛地开发出来。另一方面，在卤化银照片领域内，使用老式照相机拍摄单色照片曾经是普遍的。不同于彩色照片，单色照片通过细微的风味和表达力来表达物体的纹理，并且用作不同于彩色照片的表达手段。相比于彩色照片，数字单色图像目前不那么普遍。然而，如果数字照相机在将来用作相同于单色照片的表达手段，则预期数字单色图像的使用将扩大。
一般而言，通过使用黑色剂(油墨或色粉)形成图像来打印单色图像。然而，当单独使用黑色剂形成图像时，黑色剂的色彩特性实际上确定了打印图像的色泽(tincture)。因此，不能控制打印图像的色泽以便以期望方式再现。
除了黑色(以下被缩写为K)之外，单色图像也经常使用诸如青色(以下被缩写为C)、品红色(以下被缩写为M)、黄色(以下被缩写为Y)等的色剂，由所谓的“复合黑色”形成。在这些情况下，通过以适当的比率组合色剂，可以以期望方式再现单色图像的色泽。另外，通过改变所组合的色剂的比率，可以调整色泽。
此外，当使用彩色打印机来打印单色图像时，除非打印机具有特殊的调整功能，否则不能调整色泽。因此，当以期望色泽输出单色图像时，将图像数据转换成要被调整的R、G和B颜色分量信号。
然而，在上述现有技术中，当通过调整色剂量或颜色分量信号值调整色泽时，由于调整量和打印颜色之间的关系不总是恒定的，因此经常获得不期望的调整结果。某些调整还可能在特定灰度级失去色泽平衡，并且色泽可能不相称地出现。例如，当要通过增大Y色剂量或者减小B信号值来增强黄色调时，中间亮度的色泽几乎没有改变，而可能形成具有过黄高亮部分的图像。此外，某些调整可能经常改变图像的明亮度。
发明内容
本发明是为了解决前述问题而提出的，并且其目的是生成用来以用户选择的色泽打印单色图像而无任何色彩偏差的配置文件(profile)。
本发明的另一个目的是将单色图像数据转换成彩色图像数据，其中当由指定的图像输出设备打印单色图像数据时，可以以期望色泽打印该彩色图像数据，而不会产生色彩偏差。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种色彩转换方法，其用于将输入单色信号转换成预定色彩空间上的色彩信号，该方法包括：设置步骤，将用来调整输入单色信号的色泽调整值设成用户的期望色泽；获取步骤，获取取决于图像输出设备和记录介质的色彩再现特性；第一转换步骤，使用在获取步骤中获取的色彩再现特性，将输入单色信号转换成第一色彩信号；第二转换步骤，使用在设置步骤中设置的色泽调整值和在获取步骤中获取的色彩再现特性，将在第一转换步骤中转换的第一色彩信号转换成第二色彩信号；第三转换步骤，将在第二转换步骤中转换的第二色彩信号转换成第三色彩信号；以及输出步骤，根据在第三转换步骤中转换的第三色彩信号和在第一转换步骤中转换的第一色彩信号，形成并输出该色彩空间上的色彩信号。
根据本发明的一方面，提供了一种配置文件生成方法，其用于生成存储了单色信号与预定色彩空间上的色彩信号之间的关系的配置文件，该方法包括：设置步骤，将用来调整输入单色信号的色泽调整值设成用户的期望色泽；获取步骤，获取取决于图像输出设备和记录介质的色彩再现特性；生成步骤，生成离散的单色信号；第一转换步骤，使用在获取步骤中获取的色彩再现特性，将在生成步骤中生成的单色信号转换成第一色彩信号；第二转换步骤，使用在设置步骤中设置的色泽调整值和在获取步骤中获取的色彩再现特性，将在第一转换步骤中转换的第一色彩信号转换成第二色彩信号；第三转换步骤，将在第二转换步骤中转换的第二色彩信号转换成第三色彩信号；以及配置文件生成步骤，根据在第三转换步骤中转换的第三色彩信号和在第一转换步骤中转换的第一色彩信号，生成配置文件。
根据本发明的一方面，提供了一种图像转换方法，其用于将输入单色图像数据转换成用于由用户指定的图像输出设备的彩色图像数据，该方法包括：设置步骤，将用来调整输入单色图像数据的色泽调整值设成用户的期望色泽；获取步骤，获取取决于图像输出设备和记录介质的色彩再现特性；第一转换步骤，使用在获取步骤中获取的色彩再现特性，将形成输入单色图像数据的单色信号转换成第一色彩信号；第二转换步骤，使用在设置步骤中设置的色泽调整值和在获取步骤中获取的色彩再现特性，将在第一转换步骤中转换的第一色彩信号转换成第二色彩信号；第三转换步骤，将在第二转换步骤中转换的第二色彩信号转换成第三色彩信号；以及转换步骤，将在第三转换步骤中转换的第三色彩信号和在第一转换步骤中转换的第一色彩信号转换成用于图像输出设备的彩色图像数据，并且输出该彩色图像数据。
根据本发明的一方面，提供了一种图像处理设备，其用于将输入单色信号转换成预定色彩空间上的色彩信号，并且输出该色彩信号，该图像处理设备包括：设置装置，用于将用来调整输入单色信号的色泽调整值设成用户的期望色泽；获取装置，用于获取取决于图像输出设备和记录介质的色彩再现特性；第一转换装置，用于使用由获取装置获取的色彩再现特性，将输入单色信号转换成第一色彩信号；第二转换装置，用于使用由设置装置设置的色泽调整值和由获取装置获取的色彩再现特性，将由第一转换装置转换的第一色彩信号转换成第二色彩信号；第三转换装置，用于将由第二转换装置转换的第二色彩信号转换成第三色彩信号；以及输出装置，用于根据由第三转换装置转换的第三色彩信号和由第一转换装置转换的第一色彩信号，形成并输出该色彩空间上的色彩信号。
根据本发明的一方面，提供了一种图像处理设备，其用于生成存储了单色信号与预定色彩空间上的色彩信号之间的关系的配置文件，该图像处理设备包括：设置装置，用于将用来调整输入单色信号的色泽调整值设成用户的期望色泽；获取装置，用于获取取决于图像输出设备和记录介质的色彩再现特性；生成装置，用于生成离散的单色信号；第一转换装置，用于使用由获取装置获取的色彩再现特性，将由生成装置生成的单色信号转换成第一色彩信号；第二转换装置，用于使用由设置装置设置的色泽调整值和由获取装置获取的色彩再现特性，将由第一转换装置转换的第一色彩信号转换成第二色彩信号；第三转换装置，用于将由第二转换装置转换的第二色彩信号转换成第三色彩信号；以及配置文件生成装置，用于根据由第三转换装置转换的第三色彩信号和由第一转换装置转换的第一色彩信号，生成配置文件。
根据本发明的一方面，提供了一种图像处理设备，其用于将输入单色图像数据转换成用于由用户指定的图像输出设备的彩色图像数据，并且输出该彩色图像数据，该图像处理设备包括：设置装置，用于将用来调整输入单色图像数据的色泽调整值设成用户的期望色泽；获取装置，用于获取取决于图像输出设备和记录介质的色彩再现特性；第一转换装置，用于使用由获取装置获取的色彩再现特性，将形成输入单色图像数据的单色信号转换成第一色彩信号；第二转换装置，用于使用由设置装置设置的色泽调整值和由获取装置获取的色彩再现特性，将由第一转换装置转换的第一色彩信号转换成第二色彩信号；第三转换装置，用于将由第二转换装置转换的第二色彩信号转换成第三色彩信号；以及转换装置，用于将由第三转换装置转换的第三色彩信号和由第一转换装置转换的第一色彩信号转换成用于图像输出设备的彩色图像数据，并且输出该彩色图像数据。
根据下面结合附图的描述，本发明的其它特征和优点将会变得清楚，其中相同的附图标记在其附图内始终表示相同或类似的部件。
附图说明
图1是用于说明色彩管理系统(CMS)的概览的视图；
图2是示出使用CMS的图像输出系统的例子的方框图；
图3是示出第一实施例中的图像处理设备的基本布置的方框图；
图4是示出第一实施例中的图像处理设备的功能布置的方框图；
图5示出存储在灰度特性保存模块408中的灰度特性的例子；
图6示出单色信号GL和亮度L＊之间的关系的例子；
图7示出存储在色泽转换表保存模块409中的色泽转换表的例子；
图8示出投影到CIELAB色彩空间的a＊b＊色品(chromaticity)平面上的色品点路径；
图9示出亮度值L＊与距离信号l之间的关系的例子，其形成图7所述的色泽转换表；
图10示出存储在色品线表保存模块410中的色品线表的例子；
图11示出用来设置灰色品点的UI的例子；
图12示出用来设置色品点变化率的UI的例子；
图13是示出第一实施例中的配置文件生成序列的流程图；
图14是示出第二实施例中的图像处理设备的功能布置的方框图；
图15示出存储在输出配置文件保存模块1410中的输出配置文件的例子；
图16示出第二实施例中的色彩块(color patch)图像的例子；
图17是示出第二实施例中的图像处理序列的流程图；
图18是第一和第二实施例的变型中的图像处理设备的功能布置的方框图；
图19是示出第三实施例中的图像处理设备及其外设的布置的方框图；
图20是示出第三实施例中的图像处理设备1900的基本布置的方框图；
图21是示出图19所示的图像处理单元1920的功能布置的方框图；
图22示出存储在输出配置文件保存模块2110中的输出配置文件的例子；
图23示出存储在色彩分离LUT保存模块2111中的色彩分离LUT的例子；
图24是示出第三实施例中的图像处理序列的流程图；
图25示出变型中用来设置灰色品点的UI的例子；
图26示出变型中用来设置色品点的变化率的UI的例子；
图27是示出第三实施例的变型中的图像处理单元的功能布置的方框图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
[第一实施例]
第一实施例将举例说明一种图像处理设备，其使用色彩管理系统(以下被称作CMS)生成用来在打印处理中以期望色彩打印输入单色图像而无任何色泽偏差的配置文件。
<CMS>
图1是用于说明CMS的概览的视图。CMS主要是允许多个图像输入/输出设备(例如，彩色复印机101、彩色监视器102、数字照相机103、彩色打印机104等)令人满意地再现相同的彩色图像的彩色处理技术。根据CMS，将输入系统的色彩信号转换成输出系统的色彩信号。更具体地说，将取决于输入系统设备的输入色彩信号转换成色彩匹配色彩空间上的信号，其使用与输入系统设备有关的预定转换公式或表而独立于任何设备。用来以这种方式相互转换取决于给定设备的色彩空间上的信号和色彩匹配色彩空间上的信号的预定转换公式或表被称作该设备的“配置文件”。色彩匹配色彩空间上的转换信号经过预定色彩处理，以获得要被输出的信号值。然后，参考该设备的配置文件将该信号值转换成取决于输出系统的每个设备的色彩空间上的信号。
如上所述，根据CMS，由于在取决于每个设备的色彩空间和色彩匹配色彩空间之间转换色彩信号，因此可以实现多个设备之间的色彩匹配。
图2是示出使用CMS的图像输出系统的例子的方框图。在图2所示的图像输出系统中，由输入配置文件转换单元201、色彩映射单元202、输出配置文件转换单元203和色彩分离转换单元204将形成图像数据的R、G和B色彩信号转换成所连接的图像输出设备的C、M、Y和K色彩信号。
输入配置文件转换单元201根据存储在输入配置文件存储单元205中并且代表图像输入设备的色彩再现特性的配置文件，将输入R、G和B色彩信号转换成CIELAB色彩空间上的L＊、a＊和b＊色彩信号。输入配置文件存储单元205以三维(3D)查询表(以下被缩写为LUT)存储对应于离散R、G和B色彩信号的L＊、a＊和b＊色彩信号。输入配置文件转换单元201使用该3D LUT通过公知方法将输入的R、G和B色彩信号转换成CIELAB色彩空间上的L＊、a＊和b＊色彩信号。
色彩映射单元202将L、a和b输入信号转换成可由图像输出设备再现的L’、a’和b’色彩信号。这样，当图像输入设备和图像输出设备具有不同的色域时，色彩映射单元202可以吸收其差异。当图像输入设备和图像输出设备具有相等的色域时，直接输出输入色彩信号。
输出配置文件转换单元203根据存储在输出配置文件存储单元206中且代表图像输出设备的色彩再现特性的配置文件，将输入L’、a’和b’色彩信号转换成取决于图像输出设备的R’、G’和B’色彩信号。注意，输出配置文件存储单元206典型地以3D LUT存储对应于离散R’、G’和B’色彩信号的L’、a’和b’色彩信号。输出配置文件转换单元203在该3D LUT中搜索接近于输入L’、a’和b’色彩信号的数据，并且使用公知的插值方法根据所找到的数据和所输入的色彩信号计算输出R’、G’和B’色彩信号。
色彩分离转换单元204使用存储在色彩分离LUT存储单元207中的色彩分离LUT通过公知方法将输入R’、G’和B’色彩信号转换成输出C、M、Y和K色彩信号。然后，根据C、M、Y和K色彩信号，由图像输出设备(未示出)形成对应于输入图像数据的打印图像。
这样，在使用前述CMS的图像输出系统中，对应于输入图像数据的每个打印颜色由存储在输入配置文件存储单元205中的输入配置文件确定。第一实施例的图像处理设备生成用来当在使用CMS的图像输出系统中打印单色图像时以用户选择的色泽打印该单色图像而无任何色泽偏差的输入配置文件。
<基本布置>
图3是示出第一实施例中的图像处理设备的基本布置的方框图。参照图3，标号301表示CPU，其使用存储在RAM和ROM(下面将要描述)中的程序和数据控制整个设备，并且还执行图像处理(后面将要描述)。标号302表示RAM，其包括用于临时存储从外部存储设备或记录介质驱动器装载的程序和数据、以及其处理正在进行中的各种数据的区域，并且还包括当CPU 301执行各个处理时所使用的工作区域。标号303表示ROM，其存储控制整个设备所需的程序、控制数据等。
标号304表示操作单元，其包括键盘和定点设备如鼠标，并且可以向该设备输入灰色泽调整指令、输出配置文件指定等等(后面将要描述)。标号305表示显示单元，其包括CRT、液晶显示器等，并且显示各种调整用户界面(UI：后面将要描述)、图像和文本。标号306表示外部存储设备，其保存操作系统(OS)、以及实现各种图像处理所需的图像处理程序307和参数308。标号309表示记录介质驱动器，其从记录介质读取包括图像数据在内的各种数据，并且将它们输出到外部存储设备306和RAM 302。另外，存储介质驱动器309保存所生成的配置文件。标号310表示总线，其互连前述单元。
<功能布置>
图4是示出第一实施例中的图像处理设备的功能布置的方框图。如图4所示，该设备包括色彩信号生成模块401、灰度特性转换模块402、色泽转换A模块403、色泽转换B模块404、格式化模块405、配置文件获取模块406、色泽调整值设置模块407、灰度特性保存模块408、色泽转换表保存模块409、以及色品线表保存模块410作为功能布置。
在该布置中，色彩信号生成模块401生成离散的单色信号GL。灰度特性转换模块402将单色信号GL转换成当根据存储在灰度特性保存模块408中的灰度特性由图像输出设备输出单色信号GL时所获得的打印图像亮度值L＊。
图5示出存储在灰度特性保存模块408中的灰度特性的例子。以亮度值L＊与离散的单色信号GL相关联的对应表存储灰度特性，并且它们是与明亮度相关联的打印图像。注意，对应于任意单色信号GL的亮度值L＊根据灰度特性通过公知的插值操作来计算。
图6示出单色信号GL和亮度L＊之间的关系的例子。参照图6，单色信号GL是8位信号。Lmax代表通常对应于单色信号GL的最大值(以下被称作白信号)GL＝255的亮度值L＊，而Lmin代表对应于单色信号GL的最小值(以下被称作黑信号)GL＝0的亮度值L＊。由配置文件获取模块406(后面将要描述)获取值Lmax和Lmin。与满足0＜GL和GL＜255的单色信号GL对应的亮度值L＊优选地根据值Lmax和Lmin以及期望的灰度特性来确定。
色泽转换A模块403根据存储在色泽转换表保存模块409中的色泽转换表，将作为输入信号的每个亮度值L＊转换成色品空间上的距离信号l(后面将要描述)。
图7示出存储在色泽转换表保存模块409中的色泽转换表的例子。该色泽转换表是距离信号l与离散的亮度值L＊相关联的对应表，并且与打印图像的色泽相关联。根据该色泽转换表通过公知的插值操作计算对应于任意亮度值L＊的距离信号l。
下面将使用图8详细描述要被生成的配置文件中单色信号的距离信号l和色品点路径(灰线)。
图8示出投影到CIELAB色彩空间的a＊b＊色品平面上的色品点路径。参照图8，点W是对应于白信号的打印颜色(白打印颜色)的色品点，而点K是对应于黑信号的打印颜色(黑打印颜色)的色品点。由配置文件获取模块406(后面将要描述)获取白和黑打印颜色的色品点(点W和K)。点G是中间亮度值的色品点(灰色品点)，其通过来自色泽调整值设置模块407(后面将要描述)的调整指令来指定。
当生成配置文件以便如图8所示灰线通过由调整指令指定的灰色品点(点G)时，可以获得具有基于用户意图的色泽的单色打印图像。
该距离信号l表示当点W是开始点时沿着灰线的距离，以及与灰线上的每个色品点对应的信号值，如图8所示。例如，对应于点G的距离信号lg表示沿着灰线的点W和G之间的距离，并且对应于点K的距离信号lk表示距离信号lg与沿着灰线的点G和K之间的距离之和。另外，对应于点W的距离信号为零。
下面将使用图9描述图4所示的色泽转换A模块403中的色泽转换处理的详细信息。
图9示出亮度值L＊与距离信号l之间的关系的例子，其形成图7所述的色泽转换表。参照图9，亮度Lmin表示黑打印颜色的亮度值。该黑打印颜色的色品点为图8所示的点K，并且对应于亮度Lmin的距离信号l为上述例子中的距离信号lk。另一方面，亮度Lmax为白打印颜色的亮度值。该白打印颜色的色品点为图8所示的点W，并且如上所述，对应于亮度Lmax的距离信号l为零。对应于中间亮度部分的距离信号l(在图9中满足L1＜L＊且L＊＜L2的L＊)为对应于图8所示的色品点G的距离信号lg。在第一实施例中，通过生成配置文件使得中间亮度部分的色品点匹配通过调整指令指定的灰色品点(图8所示的点G)，可以获得具有基于用户意图的色泽的单色打印图像。
下面将使用图9描述对高亮和阴影部分中的色泽变化的抑制。参照图9，当前述中间亮度部分具有宽亮度范围(即L2-L1大)时，根据通过调整指令指定的色品点(图8所示的点G)再现除了高亮和阴影之外的大部分输入单色信号。然而，在这种情况下，由于与亮度相关联的距离信号l的变化率(即，色品点的变化率在接近于白打印颜色的高亮度部分和接近于黑打印颜色的低亮度部分中低)，因此在灰度图像(gradation image)中观察到色泽变化等。
在第一实施例中，由于色泽调整值设置模块407(后面将要描述)发出色品点的变化率的调整指令，因此适当地设置图9中的Φ和θ(由色泽转换表表示的线段与平行于L＊轴的直线分别在高和低亮度部分中产生的角度)，由此生成抑制打印图像的色泽变化的配置文件。
图4所示的色泽转换B模块404根据存储在色品线表保存模块410中的色品线表，将作为输入信号的每个距离信号l转换成CIELAB色彩空间上的色品坐标信号(a＊，b＊)。
图10示出存储在色品线表保存模块410中的色品线表的例子。该色品线表通过提取图8所示的灰线上的距离信号l和与离散距离信号l相关联的色品坐标(a＊，b＊)之间的关系来形成。根据该色品线表通过公知的插值操作计算对应于任意距离信号l的色品坐标信号(a＊，b＊)。
格式化模块405将输入L＊、a＊和b＊信号转换成规定的格式，由此生成配置文件。该配置文件由3D LUT(对应于离散R、G和B信号的L＊、a＊和b＊色彩信号)以及各种首标信息构成。当R、G和B色彩信号具有相等的色彩信号值(R＝G＝B)时，3D LUT根据当色彩信号生成模块401生成对应的单色色彩信号(GL＝R＝G＝B)时来自灰度特性转换模块402和色泽转换B模块404的输出，存储L＊、a＊和b＊色彩信号。对于其它R、G和B色彩信号，3D LUT存储伪L＊、a＊和b＊色彩信号。
配置文件获取模块406获取图像输出设备的输出配置文件，然后获取白和黑打印颜色的L＊、a＊和b＊色彩信号，其取决于该图像输出设备和图像记录介质(打印纸)。所获取的白和黑打印颜色的L＊、a＊和b＊色彩信号由灰度特性保存模块408和色泽调整值设置模块407(下面将要描述)使用。
前述色泽调整值设置模块407根据由配置文件获取模块406获取的白和黑打印颜色的色品点，以及灰色品点(图8所示的点G)和色品点变化率(与图9所示的Φ和θ相关联的值)，设置要存储在色泽转换表保存模块409中的色泽转换表以及要存储在色品线表保存模块410中的色品线表，其中灰色品点和色品点变化率使用后面将要描述的UI来设置。
第一实施例可以生成获得具有基于用户意图的色泽的单色打印图像所需的配置文件，因为它包括用于设置灰色品点和色品点变化率的装置。
<UI>
图11和12示出第一实施例中的色泽调整值设置用户界面(UI)的例子。图11示出用来设置灰色品点的UI的例子。如图11所示，该UI包括用来设置CIELAB色彩空间的a＊值的文本框1101、用来设置b＊值的文本框1102、确定按钮1103、以及取消按钮1104。将对应于图8所示的点G的灰色品点的a＊和b＊值输入到文本框1101和1102。当用户选择确定按钮1103时，设置输入色品点，并且将对应的色品线表和色泽转换表分别存储在色品线表保存模块410和色泽转换表保存模块409中。当用户选择取消按钮1104时，取消设置值，并且不更新色品线表和色泽转换表。
图12示出用来设置色品点变化率的UI的例子。如图12所示，该UI包括用来设置高亮部分的色品变化率的文本框1201、用来设置阴影部分的色品变化率的文本框1202、确定按钮1203、以及取消按钮1204。将前述距离信号l的每单位亮度(L＊)的变化率输入到每个文本框中。设H_in为要被输入到文本框1201中的值，并且S_in为要被输入到文本框1202中的值。那么，图9所示的Φ和θ与H_in和S_in分别具有以下关系：
Φ＝tan-1(S_in)
θ＝tan-1(H_in)
当用户选择确定按钮1203时，根据上面方程式设置对应于输入值的Φ和θ，并且将对应的色泽转换表存储在色泽转换表保存模块409中。另一方面，当用户选择取消按钮1204时，取消设置值，并且不更新色泽转换表。
<图像处理序列>
图13是示出第一实施例中的配置文件生成序列的流程图。在下面序列中执行该配置文件生成处理。
在步骤S1301，设置输出配置文件。在该输出配置文件设置处理中，获取图像输出设备的输出配置文件，并且获取白和黑打印颜色的L＊、a＊和b＊色彩信号，其取决于该图像输出设备和图像记录介质(打印纸)。此外，根据所获取的白和黑打印颜色的L值，将对应的灰度特性存储在前述灰度特性保存模块408中。在步骤S1302，设置色泽调整值。在该色泽调整值设置处理中，根据图像输出设备和图像记录介质(打印纸等)、以及由前述色泽调整值设置模块407设置的灰色品点和色品点变化率，将对应的色泽转换表和色品线表分别存储在前述色泽转换表保存模块409和色品线表保存模块410中。
在步骤S1303，前述色彩信号生成模块401生成离散的单色信号GL，其形成要存储在配置文件中的3D LUT。在步骤S1304，前述灰度特性转换模块402将单色信号GL转换成亮度值L＊。在步骤S1305，前述色泽转换A模块403将亮度值L＊转换成距离信号l。在步骤S1306，前述色泽转换B模块404将距离信号l转换成CIELAB色彩空间上的色品坐标信号(a＊，b＊)。
在步骤S1307检查形成配置文件的3D LUT的所有单色信号的处理是否完成。如果仍然存在要被处理的信号，则该流程返回到步骤S1303，以重复前述处理。另一方面，如果在步骤S1307确定所有信号的处理完成，则该流程前进到步骤S1308，前述格式化模块405根据在步骤S1306获得的色品坐标信号(a＊，b＊)、以及在步骤S1304获得的亮度值L＊，形成3D LUT，并且生成配置文件。
如上所述，根据第一实施例，可以容易地生成用来在使用CMS的打印处理中打印单色图像以使其具有期望色泽而无任何色泽变化的配置文件。更具体地说，本实施例包括用于设置灰色品点和色品点变化率的装置，并且通过根据设置值确定灰线来生成配置文件。使用该配置文件，可以获得具有基于用户意图的色泽的单色打印图像。
[第二实施例]
以下将参照附图详细描述本发明的第二实施例。
第二实施例的图像处理设备将单色图像数据转换成当由指定的图像输出设备打印单色图像时可采用期望色泽打印而无任何色彩偏差的彩色图像数据。注意，第二实施例中的图像处理设备的基本布置与使用图3说明的第一实施例的相同，并且将省略其描述。
<功能布置>
图14是示出第二实施例中的图像处理设备的功能布置的方框图。如图14所示，该设备包括灰度特性转换模块1401、色泽转换A模块1402、色泽转换B模块1403、输出配置文件转换模块1404、色泽调整值设置模块1405、配置文件获取模块1406、灰度特性保存模块1407、色泽转换表保存模块1408、色品线表保存模块1409、以及输出配置文件保存模块1410作为功能布置。
在该布置中，由灰度特性转换模块1401、色泽转换A模块1402、色泽转换B模块1403、以及输出配置文件转换模块1404将形成输入单色图像的单色信号GL转换成当由指定的图像输出设备打印单色图像时以期望色泽打印输入单色图像而无任何色彩偏差所需的R、G和B色彩信号。注意，前述功能模块--除了输出配置文件转换模块1404、配置文件获取模块1406和输出配置文件保存模块1410之外--具有与使用图4说明的第一实施例中具有相同名称的那些功能模块相同的功能，其描述将被省略。
输出配置文件转换模块1404根据存储在输出配置文件保存模块1410中的输出配置文件，将输入L＊、a＊和b＊色彩信号转换成取决于指定图像输出设备的R、G和B色彩信号。注意，如在第一实施例中所说明的那样，输入的L＊、a＊和b＊色彩信号被调整成具有期望色泽，并且使色泽变化不明显。为此，图像输出设备可以打印由R、G和B色彩信号形成的图像数据作为具有期望的色泽和不明显的色泽变化的图像。注意，存储在输出配置文件保存模块1410中的输出配置文件代表图像输出设备的色彩再现特性，并且由配置文件获取模块1406获取。
图15示出存储在输出配置文件保存模块1410中的输出配置文件的例子。该输出配置文件是对应表，也就是，打印颜色(CIELAB值)与离散R、G和B色彩信号相关联的所谓3D LUT。输出配置文件转换模块1404在该3D LUT中搜索接近于输入L＊、a＊和b＊色彩信号的数据，并且根据所找到的数据和所输入的信号使用公知的插值方法计算输出R、G和B色彩信号。
配置文件获取模块1406获取指定的图像输出设备的输出配置文件。通过由图像输出设备打印形成3D LUT的离散R、G和B色彩信号的色彩块图像并且测量所打印的色彩块图像来获得该输出配置文件。
图16示出第二实施例中的色彩块图像的例子。色彩块图像包括色彩信号例如{R，G，B}＝{0，0，0}，{0，0，16}，...，{0，0，255}，{0，16，0}，{0，16，16}，...，{255，255，255}的色彩块(color patch)。将所获取的配置文件存储在输出配置文件保存模块1410中，并且在灰度特性保存模块1407和色泽调整值设置模块1405中使用白和黑打印颜色的L＊、a＊和b＊色彩信号({R，G，B}＝{255，255，255}和{0，0，0}的色度值(colorimetric value))。
<图像处理序列>
图17是示出第二实施例中的图像处理序列的流程图。在下面序列中完成该图像处理。
在步骤S1701，进行初始设置处理。在初始设置处理中，根据指定的图像输出设备和图像记录介质(打印纸等)将对应的输出配置文件存储在前述输出配置文件保存模块1410中。另外，设置输入单色图像。在步骤S1702，设置色泽调整值。在该色泽调整值设置处理中，根据图像输出设备和图像记录介质(打印纸等)以及由前述色泽调整值设置模块1405设置的灰色品点和色品点变化率，将对应的色泽转换表和色品线表分别存储在前述色泽转换表保存模块1408和色品线表保存模块1409中。
在步骤S1703，前述灰度特性转换模块1401将形成输入单色图像的单色信号GL转换成亮度值L＊。在步骤S1704，前述色泽转换A模块1402将亮度值L＊转换成距离信号l。在步骤S1705，前述色泽转换B模块1403将距离函数l转换成CIELAB色彩空间上的色品坐标信号(a＊，b＊)。在步骤S1706，前述输出配置文件转换模块1404根据该色品坐标信号(a＊，b＊)和在步骤S1703获得的亮度值L＊，计算取决于图像输出设备的R、G和B色彩信号。
在步骤S1707检查形成输入单色图像的所有单色信号的处理是否完成。如果仍然存在要被处理的信号，则该流程返回到步骤S1703，以重复前述处理。另一方面，如果所有信号的处理完成，则该图像处理结束。
如上所述，根据第二实施例，可以将单色图像数据转换成当由图像输出设备打印该单色图像数据时可被打印以具有期望色泽而无任何色彩偏差的彩色图像数据。
[第一和第二实施例的变型]
在上述第一和第二实施例中，色泽转换A模块(图4中的403、图14中的1402)将由灰度特性转换模块(图4中的402、图14中的1401)转换的亮度值L＊转换成灰线上的距离信号l。可选地，色泽转换A模块可以将单色信号GL转换成距离信号l，而不将其临时转换成亮度L＊。
图18是部分示出第一和第二实施例的变型中的图像处理设备的功能布置的方框图。注意，除了灰度特性转换模块1801、色泽转换A模块1802和色泽转换B模块1803之外的其它功能模块在图18中未被示出，并且与第一和第二实施例中的那些功能模块相同。
该变型中的色泽转换A模块1802将形成输入单色图像的单色信号GL转换成距离信号l。该转换处理以与第一和第二实施例相同的方式根据一个表转换单色信号，其中该表为距离信号l与离散的单色信号GL相关联的对应表。
[第三实施例]
下面将参照附图详细描述本发明的第三实施例。
第三实施例的图像处理设备将形成输入单色图像的色彩信号转换成用于所连接的图像输出设备的色彩信号，并且将它们转换成允许图像输出设备以期望色泽打印单色图像而无任何色彩偏差的色彩信号。
<具有外设的布置>
图19是示出第三实施例中的图像处理设备及其外设的布置的方框图。如图19所示，图像处理设备1900包括图像输入单元1910、图像处理单元1920、以及图像输出单元1930。在该布置中，通过图像输入单元1910输入从图像记录介质1901读取的单色图像数据。图像处理单元1920将所输入的单色图像数据转换成用于图像输出设备1902的色彩信号。图像输出单元1930将所转换的色彩信号输出到图像输出设备1902。图像输出设备1902典型地包括以四种即C、M、Y和K油墨或色粉在薄片表面上形成图像的彩色打印机。
<基本配置>
图20是示出第三实施例中的图像处理设备1900的基本布置的方框图。参照图20，标号2001表示CPU，其使用存储在RAM和ROM(下面将要描述)中的程序和数据控制整个设备，并且还执行图像处理(后面将要描述)。标号2002表示RAM，其包括用于临时存储从外部存储设备或记录介质驱动器装载的程序和数据、以及其处理正在进行中的各种数据的区域，并且还包括当CPU 2001执行各个处理时所使用的工作区域。标号2003表示RMO，其存储控制整个设备所需的程序和控制数据。
标号2004表示操作单元，其包括键盘和定点设备如鼠标等，并且可以向该设备输入图像输出设备1902和图像记录介质(打印纸等)的色彩特性参数、以及灰色泽调整指令(后面将要描述)。标号2005表示显示单元，其包括CRT、液晶显示器等，并且显示各种调整用户界面(UI：后面将要描述)、图像和文本。标号2006表示连接图像输出设备1902的接口(I/F)，并且用来输出数据到图像输出设备1902。标号2007表示外部存储设备，其保存操作系统(OS)、以及实现各种图像处理所需的图像处理程序2008和参数2009。典型地，图像处理程序2008包括图像输出设备1902的控制程序。标号2010表示记录介质驱动器，其从记录介质1901读取包括图像数据在内的各种数据，并且将它们输出到外部存储设备2007和RAM 2002。标号2011表示互连前述单元的总线。
<功能布置>
图21是示出图19所示的图像处理单元1920的功能布置的方框图。如图21所示，图像处理单元1920包括灰度特性转换模块2101、色泽转换A模块2102、色泽转换B模块2103、输出配置文件转换模块2104、色彩分离转换模块2105、以及色泽调整值设置模块2106。图像处理单元1920将形成输入单色图像的单色信号GL转换成用于图像输出设备1902的输入C、M、Y和K色彩信号。
灰度特性转换模块2101根据存储在灰度特性保存模块2107中的灰度特性，将形成输入单色图像的单色信号GL转换成当由图像输出设备1902输出单色信号GL时所获得的打印图像的亮度值L＊。注意，存储在灰度特性保存模块2107中的灰度特性与在第一实施例中说明的图5所示的相同，并且单色信号GL和亮度值L＊之间的关系也与图6所示的相同。因此，将省略其描述。
色泽转换A模块2102根据存储在色泽转换表保存模块2108中的色泽转换表，将作为输入信号的每个亮度值L＊转换成色品空间上的距离信号l。注意，存储在色泽转换表保存模块2108中的色泽转换表与在第一实施例中描述的图7所示的相同。另外，距离信号l和色品点路径(灰线)例如是投影到CIELAB色彩空间的a＊b＊色品平面上的色品点路径，并且形成色泽转换表的亮度值L＊和距离信号l之间的关系与图8和9所示的相同，并且将省略其描述。
色泽转换B模块2103根据存储在色品线表保存模块2109中的色品线表，将作为输入信号的每个距离信号l转换成CIELAB色彩空间上的色品坐标信号(a＊，b＊)。注意，存储在色品线表保存模块2109中的色品线表与在第一实施例中说明的图10所示的相同，并且将省略其描述。
输出配置文件转换模块2104根据存储在输出配置文件保存模块2110中的输出配置文件，将输入L＊、a＊和b＊信号转换成取决于图像输出设备1902的R、G和B色彩信号。
图22示出存储在输出配置文件保存模块2110中的输出配置文件的例子。该输出配置文件是对应表，也就是，打印颜色(CIELAB值)与离散R、G和B色彩信号相关联的所谓“3D查询表(LUT)”，并且与图像输出设备1902和图像记录介质(打印纸等)的色彩再现特性有关。输出配置文件转换模块2104在该3D LUT中搜索接近于输入L＊、a＊和b＊色彩信号的数据，并且根据所找到的数据和所输入的信号使用公知插值方法计算输出R、G和B色彩信号。
色彩分离转换模块2105根据存储在色彩分离LUT保存模块2111中的色彩分离LUT，将所输入的R、G和B色彩信号转换成用于图像输出设备1902的C、M、Y和K色彩信号。
图23示出存储在色彩分离LUT保存模块2111中的色彩分离LUT的例子。该色彩分离LUT是C、M、Y和K信号与离散的R、G和B色彩信号相关联的对应表，并且与图像输出设备1902和图像记录介质(打印纸等)的色彩再现特性有关。色彩分离转换模块2105使用该色彩分离LUT采用公知方法将输入R、G和B色彩信号转换成输出C、M、Y和K色彩信号。
色泽调整值设置模块2106使用色泽调整值设置用户界面(UI)设置灰色品点(图8所示的点G)和色品点变化率(与图9所示的Φ和θ相关联的值)，并且设置要存储在色泽转换表保存模块2108中的色泽转换表以及要存储在色品线表保存模块2109中的色品线表。注意，色泽调整值用户界面(UI)与在第一实施例中描述的图11和12所示的相同，并且将省略其描述。
这样，在第三实施例中，同样地，由于设置灰色品点和色品点变化率，因此可以获得具有基于用户意图的色泽的单色打印图像。
<图像处理序列>
图24是示出根据第三实施例的图像处理序列的流程图。在下面序列中执行该图像处理。
在步骤S2401，进行初始设置处理。在初始设置处理中，根据图像输出设备1902和图像记录介质(打印纸等)，将对应的输出配置文件和色彩分离LUT存储在输出配置文件保存模块2110和色彩分离LUT保存模块2111中。另外，将缺省或指定的灰度特性存储在灰度特性保存模块2107中。此外，设置输入单色图像。
在步骤S2402，设置色泽调整值。在该色泽调整值设置处理中，根据图像输出设备1902和图像记录介质(打印纸等)、以及由前述色泽调整值设置模块2106设置的灰色品点和色品点变化率，将对应的色泽转换表和色品线表分别存储在前述色泽转换表保存模块2108和色品线表保存模块2109中。
在步骤S2403，前述灰度特性转换模块2101将形成输入单色图像的单色信号GL转换成亮度值L＊。在步骤S2404，前述色泽转换A模块2102将亮度值L＊转换成距离信号l。在步骤S2405，前述色泽转换B模块2103将距离函数l转换成CIELAB色彩空间上的色品坐标信号(a＊，b＊)。
在步骤S2406，输出配置文件转换模块2104根据在步骤S2405获得的色品坐标信号(a＊，b＊)和在步骤S2403获得的亮度值L＊，计算取决于图像输出设备1902的R、G和B色彩信号。在步骤S2407，色彩分离转换模块2105将在步骤S2406获得的R、G和B色彩信号转换成用于图像输出设备1902的输出C、M、Y和K色彩信号，并且输出转换后的信号。在步骤S2408检查形成输入单色图像的所有单色信号的处理是否完成。如果仍然存在要被处理的信号，则该流程返回到步骤S2403，以重复前述处理。
如上所述，根据第三实施例，可以容易地调整单色图像的色泽而无任何色泽变化。更具体地说，本实施例具有用于设置灰色品点和色品点变化率的装置，并且根据设置值来设置灰线。结果，可以获得具有基于用户意图的色泽的单色打印图像。
[UI变型]
下面将描述第一到第三实施例中的色泽调整值设置用户界面(UI)的变型。
由于使用图11和12说明的色泽调整值设置用户界面(UI)具有较高的自由度，因此如果误用它们，则不能获得期望图像，并且在最坏的情况下可能获得不可接受的结果。因此，将说明这些UI的变型，其可以在调整单色图像的色泽时防止背离用户意愿的过度处理。注意，基本布置、功能布置和图像处理序列与第三实施例中的相同，并且将省略其描述。
图25示出变型中用来设置灰色品点的UI的例子。如图25所示，该UI包括八个色泽设置按钮2501到2508、灰色设置映射图2509、确定按钮2510、以及取消按钮2511。注意，灰色设置映射图2509是与CIELAB色彩空间的a＊b＊平面对应的网格图像，并且与当前灰色品点的a＊和b＊对应的位置处的网格A以黑色表示。水平方向对应于a＊轴，而垂直方向对应于b＊轴。当黑网格向右移动时，增强红色调(tinge)；当它向上移动时，增强黄色调；当它向左移动时，增强绿色调；以及当它向下移动时，增强蓝色调。
当选择色泽设置按钮2501时，黑网格位置在右方向上移动，以增强红色调。同样地，当选择色泽设置按钮2502时，黑网格位置在右上方向上移动；当选择色泽设置按钮2503时，它在上方向上移动；当选择色泽设置按钮2504时，它在左上方向上移动；当选择色泽设置按钮2505时，它在左方向上移动；当选择色泽设置按钮2506时，它在左下方向上移动；当选择色泽设置按钮2507时，它在下方向上移动；以及当选择色泽设置按钮2508时，它在右下方向上移动；然后，采用与所移动的位置对应的色彩设置灰色品点(图8所示的点G)。通过限制设置范围，可以防止设置过量的色泽。
在灰色设置映射图2509上，使用另一个颜色来表示设置范围之外的区域，以使其区别于设置范围。当通过色泽设置按钮要将黑网格位置移到设置范围之外时，产生报警声音，以禁止这样的移动。当用户选择确定按钮2510时，设置输入色品点，并且将对应的色品线表和色泽转换表分别存储在色品线表保存模块2109和色泽转换表保存模块2108中。当用户选择取消按钮2511时，取消设置值并且不更新色品线表和色泽转换表。该设置范围根据与各个设置值对应的输出图像的主观评价结果来确定。例如，当在以适当的步长改变设置值的同时输出图像并且经过主观评价时，与被多于一半的评价器“接受”的图像对应的设置值范围被确定为设置范围。
图26示出变型中用来设置色品点变化率的UI的例子。如图26所示，该UI包括用来设置高亮部分的色品变化率的滑动条2601、用来设置阴影部分的色品变化率的滑动条2602、确定按钮2603、以及取消按钮2604。通过移动各个滑动条，增大/减小图9所示的值
Figure G200810210009XD00221
和θ，由此设置色品变化率。例如，当向右移动用来设置高亮部分的色品变化率的滑动条2601时，
Figure G200810210009XD00222
增大；当向左移动它时，
Figure G200810210009XD00223
减小。此时，通过限制设置范围，可以防止设置过量的色泽。在图26所示的例子中，将用来设置高亮部分的色品变化率的滑动条2601的设置范围限定于从B到C的范围。同样地，将用来设置阴影部分的色品变化率的滑动条2602的设置范围限定于从D到E的范围。
当选择确定按钮2603时，根据滑动条位置设置值
Figure G200810210009XD00231
和θ，并且将对应的色泽转换表存储在色泽转换表保存模块2108中。当选择取消按钮2604时，取消设置值，并且不更新色泽转换表。根据与各个设置值对应的输出图像的主观评价结果来确定该设置范围。
根据该变型的布置，由于当设置单色图像的色泽时限制灰色品点和色品点变化率的设置范围，因此可以防止背离用户意愿的过度处理。
[第三实施例的变型]
<缺省值和设置范围>
可以设置前述灰色品点和色品点变化率的缺省值和设置范围。可以与各个图像记录介质(打印纸等)对应地保存缺省值和设置范围。在这种情况下，使用图21中的色泽调整值设置模块2106来存储这些缺省值和设置范围。
<保存设置值>
可以保存灰色品点和色品点变化率的设置值。在这种情况下，使用图21中的色泽调整值设置模块2106来存储这些设置值。另外，可以在列表中登记设置值，并且通过从该列表中选择所登记的设置，可以复用与所选的设置对应的设置值。
注意，除了第三实施例之外，还可以作为第一和第二实施例的变型应用上述<缺省值和设置范围>和<保存设置值>。
<色泽转换A模块>
前述色泽转换A模块2102将亮度值L＊转换成灰线上的距离信号l。可选地，色泽转换A模块可以将单色信号GL转换成距离信号l而无需将它临时转换成亮度L＊。
图27是示出第三实施例的变型中的图像处理单元的功能布置的方框图。如图27所示，该变型的图像处理单元包括灰度特性转换模块2701、色泽转换A模块2702、色泽转换B模块2703、输出配置文件转换模块2704、色彩分离转换模块2705、以及色泽调整值设置模块2706。该图像处理单元将形成输入单色图像的单色信号GL转换成用于图像输出设备1902的输入C、M、Y和K色彩信号。
该变型的色泽调整值设置模块2706使用前述UI设置与单色信号GL相关联的距离信号l的变化率，也就是，色品点变化率，并且将对应于该变化率的色泽转换表存储在色泽转换表保存单元2708中。色泽转换A模块2702根据存储在色泽转换表保存单元2708中的色泽转换表，将形成输入单色图像的每个单色信号GL转换成距离信号l。其它功能模块具有与第三实施例中具有相同名称的那些功能模块相同的功能。
根据第三实施例的变型，可以独立于灰度转换来完成色泽调整。
如上所述，根据第三实施例及其变型，可以容易地调整打印颜色的色泽，以免于任何色泽偏差，并且使色泽变化不明显。
注意，本发明可应用于由多个设备(例如，主机计算机、接口设备、阅读器、打印机等)组成的系统、或者包括单个设备(例如，复印机、传真设备等)的设备。
本发明的目的也通过提供记录介质并且由该系统或设备的计算机(或CPU或MPU)执行存储在该记录介质中的程序代码来实现，其中该记录介质记录了可以对该系统或设备实现上述实施例的功能的软件程序的程序代码。
在这种情况下，从记录介质读出的程序代码本身实现上述实施例的功能，并且存储了该程序代码的记录介质构成本发明。
可以使用各种用于提供程序代码的记录介质：例如，软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、以及ROM。
上述实施例的功能不仅可以通过由计算机执行所读出的程序代码，而且可以通过根据程序代码的指令由运行在计算机上的OS(操作系统)执行的一些或所有实际处理操作来实现。
此外，上述实施例的功能可以通过由布置在功能扩展板或功能扩展单元中的CPU等执行的一些或所有实际处理操作来实现，其中功能扩展板或功能扩展单元在将从记录介质读出的程序代码写入在该扩展板或单元的存储器中之后被插入在计算机中，或者被连接到计算机。
如上所述，根据上述实施例，可以生成用来以用户选择的色泽打印单色图像而无任何色彩偏差的配置文件。
虽然在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以创建很多明显不同的本发明实施例，但是应当理解，除了如在权利要求中限定的那样之外，本发明不局限于其特定实施例。

Claims (5)

1.一种图像处理设备，包括：
获取装置，用于获取取决于图像输出设备和记录介质的白和黑打印颜色的色品点；
色彩调整值设置装置，用于设置中间亮度的色品点和色品点变化率，并且基于由所述获取装置获取的白和黑打印颜色的色品点和所述中间亮度的色品点以及色品点变化率创建表；以及
转换装置，用于校正输入信号的亮度，并且通过至少使用所述表将校正后的信号转换成取决于所述图像输出设备的色彩信号，
其中，通过使用所述表将所述校正后的信号转换成色品信号。
2.如权利要求1所述的图像处理设备，其中所述色彩调整值是通过设置用户界面设置的，所述设置用户界面在蓝和红方向上具有不相等的设置范围。
3.一种图像处理方法，包括：
获取步骤，用于获取取决于图像输出设备和记录介质的白和黑打印颜色的色品点；
色彩调整值设置步骤，用于设置中间亮度的色品点和色品点变化率，并且基于在所述获取步骤中获取的白和黑打印颜色的色品点和所述中间亮度的色品点以及色品点变化率创建表；以及
转换步骤，用于校正输入信号的亮度，并且通过使用所述表将校正后的信号转换成取决于所述图像输出设备的色彩信号，
其中，通过使用所述表将所述校正后的信号转换成色品信号。
4.一种图像处理设备，包括：
获取装置，用于获取取决于图像输出设备和记录介质的白和黑打印颜色的色品点；以及
生成装置，用于设置中间亮度的色品点和色品点变化率以生成具有色品点路径的配置文件，所述色品点路径将由所述获取装置获取的白和黑打印颜色的色品点连接到所述中间亮度的色品点。
5.一种图像处理方法，包括：
获取步骤，用于获取取决于图像输出设备和记录介质的白和黑打印颜色的色品点；以及
生成步骤，用于设置中间亮度的色品点和色品点变化率以生成具有色品点路径的配置文件，所述色品点路径将在所述获取步骤中获取的白和黑打印颜色的色品点连接到所述中间亮度的色品点。
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