JP2003127466A - 画像処理方法及び画像処理装置 - Google Patents

画像処理方法及び画像処理装置

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JP2003127466A
JP2003127466A JP2001320921A JP2001320921A JP2003127466A JP 2003127466 A JP2003127466 A JP 2003127466A JP 2001320921 A JP2001320921 A JP 2001320921A JP 2001320921 A JP2001320921 A JP 2001320921A JP 2003127466 A JP2003127466 A JP 2003127466A
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Atsushi Nochida
淳 後田
Osamu Yamada
修 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 原画像の階調特性を出力画像において忠実に
再現することは困難であった。 【解決手段】 ガンマ設定部12で画像入力装置11の
入力階調特性を設定し、用紙設定部15でプリンタ14
の用紙情報を設定し、階調変換部16で該入力階調特性
および用紙情報に基づいてプリンタ14における出力階
調再現曲線を算出する。そしてカラーマッチング処理部
18において、該階調再現曲線に基づく階調マッチング
が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数機器における
階調マッチングを行う画像処理方法及び画像処理装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、デジタルカメラやスキャナ等で入
力した画像をプリンタで印字する際に、そのプリンタ出
力における画像の明るさの調整方法としては、プリンタ
ドライバの設定における自動設定や、明るさに関するユ
ーザ設定、または出力γ値を選択する、という方法があ
った。
【0003】そしてプリンタ出力を実行する際にプリン
タドライバは、設定された明るさ、またはγ値により、
取り込まれた画像データに対応する印刷濃度を求め、階
調補正曲線を算出し、画像データを補正することによっ
て、出力画像の明るさを調整していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の調整方法によれば、現在の入力に使用されたカメラ
やスキャナの特性を反映せず、または反映できずに、プ
リンタの階調補正曲線を設定して出力を行っていた。さ
らには、入力装置で取り込み可能な階調レンジとプリン
タの出力可能な階調レンジとの関係を考慮せずに、階調
補正曲線を設定していた。
【0005】したがって、プリンタから出力された画像
が、原画像に比べて明るすぎてしまう、もしくは暗すぎ
てしまうという問題や、画像の明るい部分が白く飛んだ
り、暗い部分の階調が潰れてしまうという問題があっ
た。
【0006】本発明は上述した問題を解決するためにな
されたものであり、原画像の階調特性を出力画像で忠実
に再現可能とする画像処理方法及び画像処理装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の一手法として、本発明は以下の工程を備える。
【0008】すなわち、画像入力デバイスの階調特性に
応じて画像出力デバイスにおける階調処理条件を設定す
る画像処理方法であって、前記画像入力デバイスの入力
特性を取得する入力特性取得工程と、前記画像出力デバ
イスの出力特性を取得する出力特性取得工程と、前記入
力特性及び前記出力特性に基づいて、前記画像出力デバ
イスにおける出力階調再現曲線を算出する算出工程と、
を有することを特徴とする。
【0009】例えば、前記画像入力デバイスは輝度画像
信号を入力し、前記入力特性は、前記画像入力デバイス
の階調特性であることを特徴とする。
【0010】例えば、前記入力特性取得工程において
は、ユーザ指示に基づいて前記入力特性を取得すること
を特徴とする。
【0011】例えば、前記画像出力デバイスは記録媒体
上に画像を形成し、前記出力特性は、前記記録媒体の種
類であることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施形態に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。
【0013】<第1実施形態>図1は、本発明の一実施
形態である画像処理装置の構成を示したブロック図であ
る。同図において、10は画像データを格納する画像メ
モリ、11は画像を入力する、デジタルカメラやスキャ
ナ等の画像入力装置、12はユーザ指示に基づいて画像
入力装置11のガンマ特性を設定するガンマ設定部、1
4は画像を印刷するためのプリンタ、15はユーザ指示
に基づいて印刷用紙の種類を設定する用紙設定部、16
は入力された画像データと印刷用に出力される画像デー
タ間における階調マッチングを行う階調変換部、17は
入力画像データと印刷画像データ間における色のマッチ
ングを行うカラーマッチング処理部、18は画像データ
をプリンタ駆動信号に変換する出力画像処理部、であ
る。
【0014】本実施形態の画像処理装置に入力される画
像データは、画像入力装置11によりデジタイズされた
データであり、明るさに対応した画素値として画像メモ
リ10に格納される。ここでは、各画素値はレッド
(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の8ビット値
で、それぞれの値が255で最高輝度、0で最低輝度を
表すものとする。
【0015】画像入力装置11は、撮像素子であるCC
DやCMOSセンサ等により入力信号(光強度)を電気
信号に変換した後、アナログ補正回路を経由してADコ
ンバータによりデジタル信号に変換した画像データを、
画像メモリ10に記録する。このとき、原画像の輝度Y
と変換された画像信号Iは、画像入力装置11のガンマ
値γcameraを用いて、おおむね式(1)に示す関係を有す
る。
【0016】Y=(I/255)γcamera …(1) なおγcameraは、後述するUI画面を用いてユーザの任
意に設定することが可能である。
【0017】プリンタ14は、たとえばインクジェット
方式によるものであり、出力用紙上にシアン(C)、マ
ゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)のイン
ク滴を吐出定着させ、その密度により色の濃淡を表現す
るとする。
【0018】出力画像処理部18は、入力RGB画素値
に対してCMYKの各インクの吐出量を制御することに
より、用紙上での所望の色を再現する。本実施形態のプ
リンタ14は、普通紙、コート紙、光沢紙など複数の用
紙に対する印刷を可能とし、印刷対象となる用紙の種類
は、用紙設定部15により指示される。
【0019】階調変換部16は、画像入力装置11によ
り取り込まれた画像との階調マッチングを取るために、
設定された用紙種別に基づき、以下に示す手順によって
階調変換を行う。
【0020】まず、予め用紙の種類毎に、画素値と出力
色の関係を測定しておく。すなわち、階調変換を行わず
に、画素値(R,G,B)を(0,0,0)〜(25
5,255,255)の256段階に変化させたグレー
パッチを用紙上に出力し、各グレーパッチを測色計で測
色し、用紙面を基準(反射率1)とした相対反射率Rを
求める。そして、以下に示す式(2)に基づいて、反射
率Rを印刷明度Lp*に変換する。
【0021】 Lp*=116R1/3−16 (R>0.008856) Lp*=903.29R (R≦0.008856) …(2) 図2に、階調変換部16に保持されている、所定用紙に
対する画素値Iと印刷明度Lp*の関係の一例を示す。
【0022】一方、画像入力装置11により得られる画
素値Iと入力光の明度Lm*の関係は、ガンマ設定部12
で設定されたガンマ値γcameraによって、式(3)で表
される。
【0023】 Lm*=116(Y/Y0)1/3−16 =116(I/255)γcamera/3−16 (Y/Y0>0.008856) Lm*=903.29(Y/Y0) =903.29(I/255)γcamera (Y/Y0≦0.008856) …(3) ここで、Y0は完全拡散反射面の輝度であり、通常値は
100である。図3に、γcamera=2.2の時の画素値
Iと入力明度Lm*の関係を示す。
【0024】図2および図3によれば、画像入力装置1
1で取り込み可能な明度域(Lm*レンジ)が0〜100
であるのに対し、プリンタ14で印刷可能な明度域(L
p*レンジ)は10〜100であり、差があることが分か
る。従って、プリンタ14において画像入力装置11と
階調再現性がマッチした印刷出力を得るためには、入力
明度の圧縮が必要である。そこで本実施形態において
は、取り込み可能な明度域(Lm*レンジ)を印刷可能な
明度域(Lp*レンジ)に線形に圧縮する。すなわち、式
(4)で示される変換を行う。
【0025】 Lm*'=Lm*・(Lmax−Lmin)/Lmax+Lmin …(4) ここで、Lmax及びLminはそれぞれ、プリンタ14で印
刷可能な最高明度及び最低明度であり、すなわち、図2
に示すLp*の最大値(100)及び最小値(10)であ
る。
【0026】図4に、(4)式による圧縮後の明度Lm
*'と画素値Iとの関係を示す。同図によれば、明度Lm
*'の範囲が、図2に示すプリンタ14の印刷可能明度域
内に収まっており、すなわち、全ての入力明度Lm*がプ
リンタ14においてLm*'として再現されることによ
り、階調性が保たれることが分かる。
【0027】図4に示す出力階調特性を実現するため
に、階調変換部16においては以下のように画素値を変
換する。
【0028】まず、画素値(R,G、B)がそれぞれ
0,17,34,51,68,85,102,119,
136,153,170,187,204,221,2
38,255となる16階調について、プリンタ14に
おいて図4に示す明度を出力するための入力値を、図2
から求める。例えば、画素値17に対する目標明度は図
4によれば12である。一方、プリンタ14において明
度12を出力するには、図2によれば画素値を9とすれ
ば良いことが分かる。従って階調変換部16において
は、入力画素値17を9に変換して出力すればよい。
【0029】次に、0から255の画素値に対応する変
換値を、先程求めた16階調からの補間によって求め
る。補間方法としては線形補間でも良いが、スプライン
など滑らかな方法を用いることが望ましい。さらに、補
間計算の精度を8ビット以上にすることにより、補間に
よる階調飛びを防ぐことができる。
【0030】以下、本実施形態におけるプリンタ14か
らの画像出力処理を、図5のフローチャートを参照して
説明する。
【0031】まず、画像メモリ10に画像データを入力
する(S61)。そして、階調マッチングの対象となる
画像入力装置11のガンマ値γcameraをガンマ設定部1
2に従って設定したり、プリンタ14の用紙種類を用紙
設定部15にて設定する等、各種出力条件を設定する
(S62)。
【0032】そして階調変換部16にて、上記設定され
た出力条件に基づき、上述したように式(3)及び式
(4)、及び補間による階調変換処理を行う(S63)。
そして、カラーマッチング処理部17にてカラーマッチ
ング処理を行った後(S64)、出力画像処理部18に
て出力画像データをプリンタ14へ転送してプリント出
力を行う(S65)。
【0033】このように本実施形態においては、画素値
に対する補正値の関係を求めて、画像データのRGB値
を補正することにより、画像入力装置11と階調マッチ
ングのとれた印刷出力を行うことができる。
【0034】以下、ステップS62における出力条件設
定処理について、図6及び図7を参照して詳細に説明す
る。
【0035】図6は、プリンタドライバのユーザインタ
ーフェイス(以下、UI)の一例を示す図である。画像
を出力する場合、ユーザは、所望の出力条件となるよう
に、UIの各項目を設定後、OKボタン77を押下する
ことで、出力条件設定を終了する。
【0036】同図において、71は画像の印刷目的を設
定する印刷目的設定部、72は印刷に使用する用紙の種
類を設定する用紙種類設定部(図1の用紙設定部15に
相当)、73は印刷に使用する用紙の大きさを設定する
用紙サイズ設定部、74は出力画像に対してカラーマッ
チング処理を施すか否かを設定するカラーマッチング設
定部、75はカラーマッチングの種類を設定するカラー
マッチング方法設定部、76はカラーマッチングの目標
ガンマ値として、画像入力装置11のガンマ値(γcame
ra)を設定する目標ガンマ設定部、77は全設定が終了
したこと指示するOK設定部、78は設定作業の中止を
指示するキャンセル設定部、である。
【0037】図6に示す目標ガンマ設定部76及び用紙
種類設定部72がそれぞれ、図1に示すガンマ設定部1
2及び用紙設定部15に相当する。
【0038】図7は、ステップS62における上記UI
を用いた出力条件設定処理の詳細を示すフローチャート
である。まず、キャンセルボタン78が押下されている
か否かをチェックし(S801)、押下されていれば出
力条件設定ステップを終了するが、押下されていなけれ
ばOKボタン77が押下されているか否かをチェックし
(S802)、これが押下されていなければステップS
801へ戻るが、押下されていればステップS81へ進
み、以下の設定処理を続行する。
【0039】まず、印刷目的設定部71の設定により、
モノクロ文書、文書/表、写真、DTP、グラフィック
ス、ユーザ定義、等の印刷目的情報を取得する(S8
1)。そして、用紙種類設定部72(すなわち用紙設定
部15)の設定により、普通紙、コート紙、光沢紙等、
複数の用紙種類の中から対象用紙情報を取得し(S8
2)、用紙サイズ設定部73の設定により、A3、A
4、A5、B4、B5、はがき、等の用紙サイズ情報を
取得し(S83)、カラーマッチング設定部74の設定
により、カラーマッチング処理のオン/オフ情報を取得
する(S84)。
【0040】そして、カラーマッチング設定がオフであ
れば出力条件設定処理を終了するが、オンであれば、カ
ラーマッチング方法設定部75の設定により、階調優
先、色味優先、色差最小などのカラーマッチング方法の
情報を取得する(S86)。そして、目標ガンマ設定部
76(すなわちガンマ設定部12)で設定された、画像
入力装置11のガンマ値γcameraを取得する(S8
7)。
【0041】なお、図6のUIに示した各設定項目には
それぞれ初期値が設定されており、ユーザによってこれ
ら初期値が任意に変更される。例えば、図6において目
標ガンマ設定部76には初期値として画像入力装置11
のガンマ値であるγcamera=2.2が設定されている
が、これがユーザの所望する値に変更可能である。
【0042】以上説明したように本実施形態によれば、
画像入力装置11の階調特性とプリンタ14における用
紙情報に基づいて印刷出力時の階調再現曲線を算出する
ため、画像入力装置11の特性に応じた階調による印刷
画像を得ることができる。
【0043】特に、画像入力装置11と印刷用紙の階調
再現域を、人間の明るさの知覚に対して均等な歩度であ
る明度において線形圧縮することにより、視覚的に好ま
しい階調再現を行うことができる。
【0044】<第2実施形態>以下、本発明に係る第2
実施形態について説明する。
【0045】図8は、第2実施形態に係る画像処理装置
の構成を示すブロック図である。同図は、上述した第1
実施形態に示す図1の構成からγ設定部12を除去し
て、用紙毎の出力特性を保持するプリンタプロファイル
21、画像入力装置11の階調特性を保持するカメラプ
ロファイル20を追加したことを特徴とし、他の構成に
ついては図1と同様であるため、詳細な説明を省略す
る。
【0046】カメラプロファイル20には、画像入力装
置11のγ値および色分解フィルタの分光特性が記述さ
れている。また、プリンタプロファイル21には、用紙
ごとの入力画素値に対する印刷色のLab値が記述され
ている。このようなデバイス特性を記述する一般的な方
法としては、インターカラーコンソーシアムが提唱する
ICCプロファイル等がある。
【0047】第2実施形態の画像処理装置においては、
まずカメラプロファイル20から画像入力装置11のγ
cameraを読み出して、入力画素値と原画像明度の関係を
求める。そして、プリンタプロファイル21から現在設
定されている用紙についての最高明度Lmaxおよび最低
明度Lminを読み出し、上述した式(4)に基づいて、
プリンタ14での印刷用に圧縮した出力明度Lm*'を求
める。さらに、プリンタプロファイル21から出力階調
特性を読み出し、プリンタ14において圧縮した出力明
度Lm*'を出力するように、入力画素値を補正する。
【0048】以上説明したように第2実施形態によれ
ば、予めカメラプロファイル20およびプリンタプロフ
ァイル21を保持しておき、これらプロファイルから入
出力特性を読み出して画素値に対する適切な補正値を取
得することにより、画像入力装置11やプリンタ14に
対する用紙設定を変更した場合にも、自動的に画像入力
装置11の階調特性と階調マッチングのとれた印刷出力
を行うことが可能となる。
【0049】なお、画像入力装置11を変更する場合に
は、カメラプロファイル20も同時に変更されるべきで
あることは言うまでもない。
【0050】上述した第1及び第2実施形態において
は、16階調値から、0〜255の画素値に対応する変
換値を求めるように説明したが、本発明は16階調値に
限定されず、メモリ容量や精度等によって32階調値等
に変化させても良いことは言うまでもない。
【0051】また、階調変換部16における階調変換処
理として、式(3)、式(4)、及び補間処理によって、画
像出力のたびに出力階調特性を算出する例を説明した
が、本発明はこれに限定されない。予め代表的なガンマ
値と用紙種類との組み合わせに基づいて出力階調特性を
算出してメモリ等に記憶させておき、出力時は該メモリ
から出力階調特性を読み出すようにしても良い。
【0052】また、図6に示すUIとして、ボタンによ
る選択方法を示したが、本発明はこれに限定されないこ
とは言うまでもない。例えば該UIをメニュー形式にし
てユーザに選択させるように構成しても良いし、キーワ
ードを直接入力させるような形式であっても構わない。
つまり、出力条件をユーザが任意に設定できるようなU
I構成であればよい。
【0053】
【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器(例えば
ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プ
リンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ
装置など)に適用しても良い。また、本発明の目的は、
前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプロ
グラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは
装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュー
タ(またはCPUまたはMPU)が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても達成され
ることは言うまでもない。
【0054】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体
は本発明を構成することになる。
【0055】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディス
ク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD
-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、RO
Mなどを用いることが出来る。
【0056】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、前述した実施形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
【0057】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに
備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、原
画像の階調特性を印刷出力画像においても忠実に再現す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態における画像処理装置
の構成を示すブロック図である。
【図2】本実施形態における印刷階調特性の一例を示す
図である。
【図3】本実施形態における入力階調特性の一例を示す
図である。
【図4】本実施形態における明度圧縮した階調特性の一
例を示す図である。
【図5】本実施形態における画像出力処理を示すフロー
チャートである。
【図6】本実施形態における画像出力条件の設定UIの
一例を示す図である。
【図7】本実施形態における画像出力条件設定処理を示
すフローチャートである。
【図8】第2実施形態における画像処理装置の構成を示
すブロック図である。
【符号の説明】
10 画像メモリ 11 画像入力装置 14 プリンタ 15 用紙設定部 16 階調変換部 17 カラーマッチング処理部 18 出力画像処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C262 AA24 AB07 AC04 AC08 BB01 BB36 BC07 BC10 BC13 EA11 5B057 BA11 BA25 CA08 CA16 CB08 CB16 CE11 CH01 CH11 DA20 DB09 5C077 LL04 MP01 MP08 PP15 PP48 PQ12 PQ23 TT02 TT09

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像入力デバイスの階調特性に応じて画
    像出力デバイスにおける階調処理条件を設定する画像処
    理方法であって、 前記画像入力デバイスの入力特性を取得する入力特性取
    得工程と、 前記画像出力デバイスの出力特性を取得する出力特性取
    得工程と、 前記入力特性及び前記出力特性に基づいて、前記画像出
    力デバイスにおける出力階調再現曲線を算出する算出工
    程と、を有することを特徴とする画像処理方法。
  2. 【請求項2】 前記画像入力デバイスは、輝度画像信号
    を入力することを特徴とする請求項1記載の画像処理方
    法。
  3. 【請求項3】 前記入力特性は、前記画像入力デバイス
    の階調特性であることを特徴とする請求項1記載の画像
    処理方法。
  4. 【請求項4】 前記入力特性取得工程においては、ユー
    ザ指示に基づいて前記入力特性を取得することを特徴と
    する請求項1記載の画像処理方法。
  5. 【請求項5】 前記入力特性取得工程においては、保持
    手段に予め保持された入力特性を読み出すことを特徴と
    する請求項1記載の画像処理方法。
  6. 【請求項6】 前記画像出力デバイスは記録媒体上に画
    像を形成することを特徴とする請求項1記載の画像処理
    方法。
  7. 【請求項7】 前記出力特性は、前記記録媒体の種類で
    あることを特徴とする請求項6記載の画像処理方法。
  8. 【請求項8】 前記出力特性取得工程においては、ユー
    ザ指示に基づいて前記出力特性を取得することを特徴と
    する請求項1記載の画像処理方法。
  9. 【請求項9】 前記算出工程においては、 前記入力特性に基づいて入力階調範囲を求め、 前記出力特性に基づいて出力階調範囲を求め、 前記出力階調範囲が前記入力階調範囲に一致するよう
    に、前記出力階調再現曲線を算出することを特徴とする
    請求項1記載の画像処理方法。
  10. 【請求項10】 前記算出工程においては、前記出力階
    調範囲を線形圧縮して前記入力階調範囲内に収めること
    によって、前記出力階調再現曲線を算出することを特徴
    とする請求項9記載の画像処理方法。
  11. 【請求項11】 更に、前記算出工程において算出され
    た出力階調再現曲線に基づき、前記入力デバイスから入
    力された画像データの階調を変換する階調変換工程を有
    することを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。
  12. 【請求項12】 前記入力特性取得工程及び前記出力特
    性取得工程においては、それぞれのプロファイルからそ
    れぞれの特性を読み出すことを特徴とする請求項1記載
    の画像処理方法。
  13. 【請求項13】 画像入力デバイスの階調特性に応じて
    画像出力デバイスにおける階調処理条件を設定する画像
    処理装置であって、 前記画像入力デバイスの入力特性を取得する入力特性取
    得手段と、 前記画像出力デバイスの出力特性を取得する出力特性取
    得手段と、 前記入力特性及び前記出力特性に基づいて、前記画像出
    力デバイスにおける出力階調再現曲線を算出する算出手
    段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
  14. 【請求項14】 コンピュータ上で実行されることによ
    って、画像入力デバイスの階調特性に応じて、画像出力
    デバイスにおける階調処理条件を設定するプログラムで
    あって、 前記画像入力デバイスの入力特性を取得する入力特性取
    得工程のコードと、 前記画像出力デバイスの出力特性を取得する出力特性取
    得工程のコードと、 前記入力特性及び前記出力特性に基づいて、前記画像出
    力デバイスにおける出力階調再現曲線を算出する算出工
    程のコードと、を有することを特徴とするプログラム。
  15. 【請求項15】 請求項14記載のプログラムを記録し
    た記録媒体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012157000A (ja) * 2011-01-24 2012-08-16 Xerox Corp 幾何学的歪み及び均一性補償データをアラインし適用する方法

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