JP2004064543A

JP2004064543A - 画像処理装置及び方法

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Publication number: JP2004064543A
Application number: JP2002221824A
Authority: JP
Inventors: ▲高▼橋　耕生; Kosei Takahashi; Osamu Yamada; 山田　修
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】異なる色空間の画像データへと変換する色変換処理において、入力された画像の分光分布特性を推定して再現することを可能とし、正確な色再現を実現する。
【解決手段】色再現装置１は、ＲＧＢ空間で表された画像データを、画像記録のためのインク打ち込み量を表す第２の画像データへ変換する。分光反射率データベース３には、複数色について分光反射率が格納されている。分光反射率推定部４は、画像データに基づいて得られた画素の三刺激値と、分光反射率データベース３に格納された分光反射率に基づいて得られた三刺激値とから、該画素の分光反射率を推定する。プリンタモデル５は、各色のインク打ち込み量の組み合わせについて分光反射率を推定し、分光反射率推定部４で推定された分光反射率との誤差が小さくなるように各画素のインク打ち込み量を決定する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラープリンタ等の画像出力機器において目標色に忠実な色再現を行なうための画像処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ある目標色をカラープリンタ等で正確に再現する場合には、ＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイ上でオペレータが所望の印刷結果が得られるように画像を調色し、実際に印刷して結果を見てから再びディスプレイ上で調色を行うというような、試行錯誤による調色が行われる。例えば、特開２０００−３３３０３２号公報では、色見本や出力画像を画面に表示して指定された色が出力画像上で滑らかになるように出力画像に反映して色調整を行う。また、測色器を用い、目標色である色見本を測色し、その測色値に最も近くなる出力色、つまり色差が最小となる出力色を出力していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ディスプレイに表示される色は一般にＲＧＢの３つの蛍光体の加法混色からなっているのに対し、印刷で出力される色はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色インク、または該４色インクに淡シアン、淡マゼンタを加えた６色インクの減法混色からなっている。このため、ディスプレイに表示された調色結果と実際の印刷結果とでは、ＸＹＺなどの三刺激値は一致していても、分光反射率が異なっている場合がある。すなわち、条件等色によりカラーマッチングを行っているため、調色を行った環境とは異なる環境、例えば異なる照明光源下で印刷物を観察する場合には、その色再現精度が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
また、色見本と出力色との色差を最小にする方法においても、三刺激値を一致させることができたとしても分光反射率まで一致させることはできない。このため、異なる照明光源下で色見本と出力色との色の見えが大きく異なったものとなってしまうという問題があった。
【０００５】
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、入力画像信号を出力画像信号へと変換する色変換処理において、入力された画像の分光分布特性を推定して再現することにより、正確な色再現を実現可能とすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明による画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、
第１の色空間で表された第１の画像データを、画像記録のための第２の色空間で表された第２の画像データへ変換する画像処理装置であって、
複数色について分光反射率を格納した格納手段と、
前記第１の画像データに基づいて得られた画素の三刺激値と、前記格納手段に格納された分光反射率に基づいて得られた三刺激値とに基づいて、該画素の分光反射率を推定する第１推定手段と、
前記決定手段で決定された分光反射率に基づいて前記第２の色空間で表された第２の画像データを生成する生成手段とを備える。
【０００７】
また、上記の目的を達成するための本発明による画像処理方法は、
第１の色空間で表された第１の画像データを、画像記録のための第２の色空間で表された第２の画像データへ変換する画像処理方法であって、
前記第１の画像データに基づいて得られた画素の三刺激値と、複数色について分光反射率を格納した格納手段に格納された分光反射率に基づいて得られた三刺激値とに基づいて、該画素の分光反射率を推定する第１推定工程と、
前記決定工程で決定された分光反射率に基づいて前記第２の色空間で表された第２の画像データを生成する生成工程とを備える。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態による色再現装置の構成を示したブロック図である。図１において１は第１実施形態の色再現装置を示す。２は画像データベースであり、画像出力装置８によって出力する対象の画像データを格納する。尚、画像データベース２に格納された画像データは、画像をＲＧＢ空間で表現したデータであるとする。３は分光反射率データベースであり、三刺激値の各組み合わせに対応する分光反射率を格納する。４は分光反射率推定部であり、分光反射率データベース３を用いて、画像データベース２から選択された画像のＲＧＢ値より分光反射率を推定する。
【００１０】
５はプリンタモデルであり、画像出力装置８による記録結果の分光反射率を推定する。６は出力推定値記憶部であり、プリンタモデル５によって推定された出力推定値を記憶する。７は画像出力部であり、画像出力装置８に画像を出力させるための画像データを出力する。８は画像出力装置であり、レーザビーム方式やインクジェット方式等によるプリンタを含み、画像を出力する装置である。９は表示制御部であり、表示装置１０による表示を制御する。１０は表示装置であり、ＣＲＴやＬＣＤにより、表示制御部９による表示制御の下、各種処理結果の表示を行なう。
【００１１】
＜全体処理＞
以下、上記構成を有した色再現装置による色再現処理の全体について説明する。図２は、第１実施形態の色再現装置において実行される色再現処理を説明するフローチャートである。また、図３は、色再現処理に際して使用されるユーザインターフェースの一例を示す図である。尚、図３に示されるユーザインターフェースは表示装置１０上に表示される。
【００１２】
まず、ステップＳ２０１において、ユーザが入力画像ファイル名指定部３０５にて指定した画像ファイルを画像データベース２から読み込み、ＩＣＣプロファイル等を用いて、画像のＲＧＢ値をデバイス（モニタ）のＲＧＢ値に変換し、これを原画像表示部３０１に表示する。ステップＳ２０２では、分光反射率推定部４にて原画像表示部３０１に表示されている原画像の各画素に対応する分光反射率を、分光反射率データベース３を参照して推定する（詳細は後述）。このとき、推定された各画素の分光反射率は、ユーザが光源選択部３１２にて選択した光源情報に基づいて三刺激値Ｌ＊ａ＊ｂ＊（以下、本明細書ではＬ＊ａ＊ｂ＊をＬａｂと記す）に変換され、さらにＩＣＣプロファイル等により、表示装置１０のデバイスＲＧＢに変換され、分光反射率推定画像表示部３０２に表示される。
【００１３】
ステップＳ２０３では、該分光反射率推定画像をターゲットとして、プリンタモデル５にて出力推定を行う（詳細は後述）。すなわち、各色インクの打ち込み量の組み合わせについて出力色（分光反射率）を推定し、分光反射率推定画像の画素毎に、分光反射率に近い組み合わせを決定していく。このとき、出力推定された各画素の分光反射率は、ユーザが光源選択部３０９にて選択した光源情報に基づいて三刺激値Ｌａｂに変換され、さらにＩＣＣプロファイル等を参照して表示装置１０のデバイスＲＧＢに変換され、出力推定画像表示部３０３に表示される。この状態で、満足する結果が得られていれば、印刷ボタンの押下により印刷処理が開始される。一方、不満足な色推定結果があればその画素を指定することで、ステップＳ２０４以降の修正処理が実行される。
【００１４】
次に、ステップＳ２０４では、ユーザがマウス等を用いて画素指定ポインタ３０４により原画像表示部３０１に表示された原画像中の画素が指定されたかどうかを判断し、指定していればステップＳ２０５に進み、指定していなければステップＳ２１０に進む。尚、画素の指定は、分光反射率推定画像表示部３０２或いは出力推定画像表示部３０３に表示された画像中で行なえるようにしてもよい。
【００１５】
画素が指定された場合は、ステップＳ２０５において、画素指定ポインタ３０４にて指定された画素の色をサンプル色表示部３０６に表示し、ＩＣＣプロファイル等を用いて変換された三刺激値Ｌａｂを原画像色三刺激値表示部３０７に表示する。
【００１６】
また、ステップＳ２０５において、分光反射率推定画像において対応する画素の推定された分光反射率を分光反射率表示部３１４に表示する（図３では破線で示す）。そして、光源選択部３１２にて選択された光源情報を用いて算出された三刺激値Ｌａｂを分光反射率推定三刺激値表示部３０９に表示する。さらに、このＬａｂをＩＣＣプロファイル等を用いて表示装置１０のデバイスＲＧＢに変換し、分光反射率推定色表示部３０８に色として表示する。
【００１７】
さらに、ステップＳ２０５において、出力推定画像において対応する画素の出力推定された分光反射率を分光反射率表示部３１４に表示する（図３では実線で示す）。そして、光源選択部３１２にて選択された光源情報を用いて算出された三刺激値Ｌａｂを出力推定三刺激値表示部３１１に表示する。さらに、このＬａｂをＩＣＣプロファイル等を用いて表示装置１０のデバイスＲＧＢに変換し、出力推定色表示部３１０に色として表示する。また誤差表示部３１３には、このときの推定分光反射率と出力推定分光反射率の誤差が表示される。
【００１８】
次に、ステップＳ２０６では、ユーザが画素指定ポインタ３０４により選択した原画像上の画素との色差（ＣＩＥＬａｂ色差）が小さい上位複数個の分光反射率候補を分光反射率データベースから読み込み、それらの各々の三刺激値を求め、表示装置１０のデバイスＲＧＢに変換し、変更候補パッチ表示部３１５に表示する。ステップＳ２０７では、該変更候補パッチ表示部３１５の中からユーザがマウス等を用いて変更パッチを選択したかを判断し、選択されていればステップＳ２０８へ進み、選択されていなければステップＳ２１０へ進む。
【００１９】
変更候補パッチ表示部３１５からパッチが選択された場合、ステップＳ２０８において、選択された変更パッチの分光反射率に応じて分光反射率推定画像表示部３０２、推定分光反射率推定色表示部３０８、分光反射率推定三刺激値表示部３０９、および分光反射率表示部３１４の表示内容が更新される。ステップＳ２０９では、選択された該変更パッチの分光反射率を目標として上記出力推定方法により出力推定を行う。そして、得られた出力推定値に応じて、出力推定画像表示部３０３、出力推定分光反射率推定色表示部３１０、出力推定三刺激値表示部３１１、および分光反射率表示部３１４の表示内容を更新し、推定分光反射率と出力推定分光反射率の誤差が誤差表示部３１３に表示される。このとき、画像内で、指定されたＬａｂ値と同じＬａｂ値を有する全ての画素の分光反射率が更新される。
【００２０】
ステップＳ２１０では、印刷ボタン３１６が押されたかどうかを判断し、押されていればステップＳ２１１に進み、押されていなければステップＳ２０４に戻る。ステップＳ２１１では、画像出力部７において、出力推定値記憶部６に記憶されている打ち込み量を用いて印刷データを生成し、画像出力装置８によって画像を出力させる。
【００２１】
以上のように、第１実施形態によれば、入力画像信号を出力画像信号へと変換する色変換処理において、画像のオリジナルシーンの分光分布特性が推定され、その推定された分光分布特性を出来るだけ忠実に再現するように出力画像信号（インク打ち込み量）が設定される。このため、異なる観察環境下においても、画像のオリジナルシーンの正確な色再現が可能な色変換処理を実現できる。
【００２２】
＜原画像の各画素に対応する分光反射率推定方法＞
次に、ステップＳ２０２における、原画像の各画素に対応する分光反射率推定方法の詳細を説明する。
【００２３】
一般的に、画像のＲＧＢ値もしくは、ＩＣＣプロファイル等を用いて算出された三刺激値Ｌａｂから物体の分光反射率を求めることは、３入力から３０程度の出力値を求める逆問題であるから一意的には解けない問題である。しかしながら、分光反射率データベースを用い、該データベース中の分光反射率の三刺激値Ｌａｂを求め、画像中の画素の三刺激値に最も近い、すなわち色差の最も小さい分光反射率を選ぶことにより、画像中の被写体の分光反射率を再現することができる。また、色差は、画像のＲＧＢ値から変換したＬａｂ値と、分光反射率データベースに保存されている分光反射率からＬａｂ値を求め、下記ＣＩＥ色差式を用いて算出される（ΔＥ）。
ここで、（Ｌ_１，ａ_１，ｂ_１）は、画素のＬａｂ値、（Ｌ_２，ａ_２，ｂ_２）は、分光反射率データベースに記憶されている分光反射率のＬａｂ値である。
【数１】

【００２４】
図１１は本実施形態による分光反射率推定部４の詳細を説明するブロック図である。また、図１２は分光反射率推定部４による分光反射率推定処理を説明するフローチャートである。本実施形態による図１１に示すように、分光反射率推定部４は、第１演算部４１、比較部４２、第２演算部４３、分光反射率決定部４４を含む。
【００２５】
ステップＳ３０１において、光源選択部３１２に設定された光源の光源情報４５が取得される。ステップＳ３０２では、第１演算部４１がステップＳ３０１で取得された光源情報を用いて、分光反射率データベース３に格納されている全ての分光反射率について三刺激値（Ｌａｂ_１〜Ｌａｂ_Ｎ）を求める。
【００２６】
ステップＳ３０３では、第２演算部４３が画像データベース２をアクセスして、入力画像ファイル名指定部３０５で指定された画像データの各画素データ（ＲＧＢ値）を取得し、これを光源情報４５を用いて三刺激値（Ｌａｂ）に変換する。ステップＳ３０４では比較部４２が、第１演算部４１で算出されたＬａｂ_１〜Ｌａｂ_Ｎの中から、第２演算部４３で算出されたＬａｂ値に最も近いもの（色差の最も小さいもの）を選択する。そして、分光反射率決定部４４は、比較部４２で決定されたＬａｂ値に対応する分光反射率を分光反射率データベース３より読み出し、当該画素の分光反射率に決定する。
【００２７】
以上の処理を、指定された画像データの全てについて行なって本処理を終了する（ステップＳ３０５、Ｓ３０６）。
【００２８】
尚、推定する分光反射率は、１画素に対し１つの分光反射率データベース情報が対応している必要はなく、以下の（１）式に示すように、目標色との色差が小さい上位ｎ個の分光反射率を選び、それらの分光反射率の重み付け平均を用いても良い。
【００２９】
【数２】

【００３０】
＜プリンタ出力推定＞
次に図４を用い、ステップＳ２０３及びＳ２０９における出力推定処理の詳細を説明する。図４は、ステップＳ２０３及びＳ２０９３にて行われる出力推定処理を説明するフローチャートである。
【００３１】
まずステップＳ４０１において、用いるインクの打ち込み量を初期値（例えば全て０％）に設定する。ステップＳ４０２では、１次色のドットゲイン補正を行う（詳細は後述）。ステップＳ４０３では、１次色ドットゲイン補正された各インクの分光反射率を用いて、以下の（２）式〜（４）式により分光反射率推定初期値算出を行う。
【００３２】
【数３】

【００３３】
ステップＳ４０４では、ステップＳ４０３にて算出された分光反射率推定初期値に対して、インク重ね合わせ補正を行う（詳細は後述）。ステップＳ４０５では、用いるインクの打ち込み量の全ての組み合わせ（例えば０％から１００％まで１％間隔）について出力推定したかどうか判断し、全ての出力推定が終了していれば本処理を終了する。一方、まだ出力推定を終えていないインク打ち込み量の組み合わせがあれば、ステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６では、インクの打ち込み量を一定量変化させ、ステップＳ４０２に戻り、上記処理を繰り返す。
【００３４】
全てのインク打ち込み量の組み合わせについて分光反射率の推定値が得られると、処理はステップＳ４０５からステップＳ４０７へ進む。ステップＳ４０７では、各画素について、ステップＳ２０２で推定された分光反射率に最も近い（もっとも誤差が小さい）分光反射率を特定し、これに対応するインク打ち込み量を当該画素のインク打ち込み量に決定する。
【００３５】
＜１次色ドットゲイン補正＞
次に図５及び図６を用いて、ステップＳ４０２における１次色ドットゲイン補正について説明する。
【００３６】
１次色ドットゲイン補正においては、予め１次色ドットゲイン補正ＬＵＴを作成しておき、ステップＳ４０１或いはステップＳ４０６で設定されたインク打ち込み量の組み合わせでＬＵＴを検索して、当該打ち込み量における１次色の分光反射率を得る。この一次色ドットゲイン補正ＬＵＴの作成では、まず、予め再現色予測を行いたい対象のプリンタ（本実施形態では画像出力装置８）を用いて出力しておいた１次色補正用パッチを測色する。ここで用いる１次色補正用パッチとは、図５に示すような、各インクの打ち込み量を０％から１００％まで、２０％間隔というように各インクの打ち込み量を変化させたものである。
【００３７】
測色により得られた１次色補正用パッチの分光反射率データは、図６の（ａ）に示すような、各インクの離散的な打ち込み量に対する各波長の反射率である。図６（ａ）ではシアンインクの各打ち込み量（２０％、４０％、６０％、８０％、１００％）における分光反射率の測定結果が示されており、また打ち込み量０％はインクのない状態、すなわち紙の分光反射率を示すことになる。
【００３８】
次に、この分光反射率データは、図６の（ｂ）に示すような各インクの、各波長での打ち込み量と反射率との関係を示すＬＵＴに変換される。ここで、インク打ち込み量に関しては２０％刻みの離散的な測定結果しか存在しないので、１次色補正ＬＵＴは線形補間やスプライン補間等、一般的な補間法を用いて作成される。ステップＳ４０２では、このＬＵＴを用い、入力されたインク打ち込み量に対する、１次色ドットゲイン補正を行い、１次色の分光反射率を推定する。なお、図６（ｂ）には、簡単のため、４本のグラフしか描いていないが、実際には可視波長域においてサンプリングされる波長（例えば、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍまで１０ｎｍ刻みの４１波長）についてそれぞれテーブルが作成される。
【００３９】
以上のような１次色ドットゲイン補正によれば、一般的には打ち込み量に対して線形に変化すると仮定されている１次色ドットの分光反射率（ドットゲイン）に対して、ドットゲインの非線形性の影響を考慮することができ、より正確な再現色予測ができる。
【００４０】
＜インク重ね合わせ補正係数算出＞
次に、ステップＳ４０４によるインク重ね合わせ補正の詳細を説明する。インク重ね合わせ補正では、上記１次色ドットゲイン補正がなされた分光反射率を（２）〜（４）式に適用することにより算出された分光反射率推定初期値（ステップＳ４０３）に対し、以下に説明するようなインク重ね合わせ補正係数を用いた補正を行なう。
【００４１】
まず、インク重ね合わせ補正係数を算出しておく。これは、予め再現色予測を行いたい対象のプリンタ（本実施形態では画像出力装置８）を用いて出力しておいたインク重ね合わせ補正用パッチを測色する。ここで用いるインク重ね合わせ補正用パッチとは、図６に示すような、各インクの打ち込み量を０％から１００％まで２０％間隔というように変化させ、さらに用いるインクを２色以上重ね合わせて印刷したものである。図６のパッチでは４色のインク（ＣＭＹＫ）が用いられている。
【００４２】
次に、上記重ね合わせ補正用パッチのデータ（各色の打ち込み量）と上記（２）〜（４）式により、重ね合わせ補正用パッチにおける各パッチの分光反射率の推定初期値を算出する。ここで算出された分光反射率の推定初期値は、当該補正用パッチを実際に測色して得られた実測データに対して誤差が生じる。そこで、該実測データとの誤差を修正するために、以下の（５）式を用いて、該誤差が最小となるように、最小二乗法等を用いて補正係数ａ_ｈ， _λ、ｂ_ｉ，ｊ， _λ、ｃ_{ｋ，ｌ，ｍ，} _λを決定する。
【００４３】
【数４】

【００４４】
なお、上記（４）式において、Ｒ_ｐ， _λは（２）式〜（４）式のＫＭ理論で求まる１次色補正後の推論値であり、Ｒ_ｍｏｄ， _λは、インク重ね合わせ補正後の補正された推論値を示している。そして、Ｒ_ｍｏｄ， _λとカラーパッチの実測値との誤差が小さくなるように係数ａ_ｈ， _λ、ｂ_ｉ，ｊ， _λ、ｃ_{ｋ，ｌ，ｍ，} _λを決定している。また、第２項のｉ，ｊと、第３項のｋ，ｌ，ｍは任意のインクを示しており、例えばｎ色のインクとしてＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色を用いるとした場合、ｉ　＝　Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ、ｊ　＝　Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ、…（ただし、ｉ≠ｊ，　ｋ≠ｌ≠ｍ）となる。また、（Ｋ／Ｓ）は（２）式に定義されたとおりである。
【００４５】
以上のようにして得られた補正係数と上記の（５）式とを用いて、ステップＳ４０３で得られた分光反射率推定初期値を補正し、インク重ね合わせによる推定誤差を除去する。
【００４６】
＜誤差算出方法＞
次に、ステップＳ２０６である誤差算出方法の詳細を説明する。２つの色の誤差を算出する方法として一般的に、ＣＩＥ色差式がある。しかしながら、上記色差式では、メタメリズムの影響を考慮していないため、本実施形態では、例えば、（６）式で表すような、波長ごとの分光分布誤差の２乗平均（ＲＭＳ誤差）を用いる。
【００４７】
【数５】

【００４８】
ただし、上記ＲＭＳ以外でも、メタメリズム（条件等色）を考慮した誤差を算出できるものであれば、その種類は限定しない。例えば、（７）式のように、上記ＲＭＳ誤差において、
【００４９】
【数６】

で表されるＣＩＥ等色関数の和で与えられるような重み関数を用い、波長毎に重み付けしたものを用いても良い。
【００５０】
【数７】

【００５１】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、再現色の修正を行なうにおいて、選択した画素に関する再現色候補を変更候補パッチ表示部３１５に表示し、その中から選択された再現色（分光反射率）を採用する。第２実施形態では、分光反射率データベースにおける分光反射率を「肌の色」、「花の色」といったカテゴリに分類しておき、再現色の修正を行なうにあたっては、変更候補パッチ表示部３１５の代わりに、登録されているカテゴリの一覧を提示し、所望のカテゴリをユーザに選択させるようにする。以下、第２実施形態について詳細に説明する。
【００５２】
図８は第２実施形態による色再現装置の構成を示したブロック図である。８０１は第２実施形態による色再現装置を示す。８０２は画像データベースであり、画像出力装置８によって出力する対象の画像データを格納する。尚、画像データベース８０２に格納された画像データは、画像をＲＧＢ空間で表現したデータであるとする。８０３は分光反射率データベースであり、各色の分光反射率を格納する。なお、第２実施形態の分光反射率データベース８０３は、物体が肌である場合の分光反射率、物体が草木である場合の分光反射率というように、複数種類のカテゴリに分類されて分光反射率が登録されている。８０４は分光反射率推定部であり、分光反射率データベース８０３を用いて、画像データベース８０２から選択された画像のＲＧＢ値より分光反射率を推定する。
【００５３】
８０５はプリンタモデルであり、画像出力装置８０８による記録結果の分光反射率を推定する。８０６は出力推定値記憶部であり、プリンタモデル８０５によって推定された出力推定値を記憶する。８０７は画像出力部であり、画像出力装置８０８に画像を出力させるための画像データを出力する。８０８は画像出力装置であり、プリンタ等の画像を出力するための装置である。８０９は表示制御部であり、表示装置８１０による表示を制御する。８１０は表示装置であり、ＣＲＴやＬＣＤにより、表示制御部８０９による表示制御の下、各種処理結果の表示を行なう。８１１は分光反射率データベースに記憶された分光反射率の中から所望のカテゴリに属する分光反射率を選択するカテゴリ選択部である。
【００５４】
＜全体処理＞
以下、第２実施形態によるいろ再現処理について説明する。
【００５５】
図９は、第２実施形態による色再現処理を説明するフローチャートである。また、図１０は、色再現する時に使用するユーザインターフェースの一例を示す図である。
【００５６】
ステップＳ９０１では、ユーザが入力画像ファイル名指定部１００５にて指定した画像ファイルを画像データベース８０２から読み込み、原画像表示部１００１に表示する。ステップＳ９０２では、分光反射率推定部８０４にて原画像表示部１００１に表示されている原画像の各画素に対応する分光反射率を推定する（詳細は後述）。ここで、各画素について推定された分光反射率は、ユーザが光源選択部１０１２にて選択した光源情報に基づいて三刺激値Ｌａｂに変換され、さらにＩＣＣプロファイル等により表示装置８１０のデバイスＲＧＢに変換され、分光反射率推定画像表示部１００２に分光反射率推定画像として表示される。
【００５７】
ステップＳ９０３では、該分光反射率推定画像をターゲットとして、上記第１実施形態（Ｓ２０３）と同様に、プリンタモデル８０５にて出力推定を行う。このとき、各画素について出力推定された分光反射率は、ユーザが光源選択部１０１２にて選択した光源情報に基づいて三刺激値Ｌａｂに変換され、さらにＩＣＣプロファイル等により表示装置８１０のデバイスＲＧＢに変換され、出力推定画像表示部１００３に、出力推定画像として表示される。
【００５８】
ステップＳ９０４では、ユーザがマウス等を用いて画素指定ポインタ１００４により原画像中の画素を指定したかどうかを判断し、指定していればステップＳ９０５に進み、指定していなければステップＳ９１０に進む。ステップＳ９０５では、画素指定ポインタ１００４にて指定された画素の色をサンプル色表示部１００６に表示するとともに、ＩＣＣプロファイル等を用いて変換された三刺激値Ｌａｂを原画像色三刺激値表示部１００７に表示する。
【００５９】
また、このとき、分光反射率推定画像において対応する画素の推定された分光反射率を分光反射率表示部１０１４に表示（図１０では破線で示す）するとともに、光源選択部１０１２にて選択された光源の光源情報を用いて算出された三刺激値Ｌａｂを分光反射率推定三刺激値表示部１００９に表示する。そして、このＬａｂをＩＣＣプロファイル等を用いて表示装置８１０のデバイスＲＧＢに変換し、分光反射率推定色表示部１００８に表示する。
【００６０】
さらに、出力推定画像において対応する画素の推定された分光反射率を分光反射率表示部１０１４に表示する（図１０では実線で示す）。また、この分光反射率と光源選択部１０１２にて選択された光源情報とを用いて算出された三刺激値Ｌａｂを出力推定三刺激値表示部１０１１に表示し、さらにこの三刺激値をＩＣＣプロファイル等を用いて表示装置８１０のデバイスＲＧＢに変換し、出力推定色表示部１０１０に表示する。
【００６１】
また、推定分光反射率と、出力推定分光反射率の誤差が誤差表示部１０１３に表示される。
【００６２】
ステップＳ９０６では、カテゴリ選択部８１１によって提供されたカテゴリメニュー１０１５の中からユーザがマウス等を用いてカテゴリを選択したかを判断し、選択されていればステップＳ９０７へ進み、選択されていなければステップＳ９０９へ進む。尚、カテゴリメニュー１０１５はカテゴリ選択部８１１が分光反射率データベース８０３に登録されているカテゴリを抽出し、リストとして表示したものである。
【００６３】
ステップＳ９０７では、分光反射率データベース８０２に記憶されている分光反射率の中から、カテゴリ選択部８１１において、選択されたカテゴリに属する分光反射率を推定分光反射率候補として選出し、該推定分光反射率候補の中でユーザが画素指定ポインタ１００４により指定した画素との色差が最も小さな分光反射率を推定分光反射率とする。こうして取得された推定分光反射率により、ステップＳ９０５による分光反射率推定画像表示部１００２、推定分光反射率推定色表示部１００８、分光反射率推定三刺激値表示部１００９、および分光反射率表示部１０１４の表示内容が更新される。このとき、例えば、画像中の肌色を全て肌色のカテゴリに変換したい場合、肌色の画素を全て指定し、カテゴリを変換することは多大な労力を要する可能性があるため、あるΔＥ許容値を設定し、画像内の全ての画素の中で、指定された画素との色差（ΔＥ）が上記ΔＥ許容値以内の画素は全て指定した画素と同じカテゴリに変更するようにしてもよい。
【００６４】
ステップＳ９０８では、選択された該変更パッチの分光反射率を目標として、上記出力推定処理により、出力推定を行う。そして新たに得られた出力推定値に応じて、ステップＳ９０５による出力推定画像表示部１００３、出力推定分光反射率推定色表示部１０１０、出力推定三刺激値表示部１０１１、および分光反射率表示部１０１４の表示内容を更新する。また、推定分光反射率と、出力推定分光反射率の誤差が誤差表示部１０１３に表示される。
【００６５】
ステップＳ９０９では、印刷ボタン１０１６が押されたかどうかを判断し、押されていればステップＳ９１０に進み、押されていなければステップＳ９０４に戻る。ステップＳ９１０では、画像出力部８０７において、出力推定値記憶部に記憶されている打ち込み量を用いて画像出力装置８０８で画像を出力する。
【００６６】
＜原画像の各画素に対応する分光反射率推定方法＞
次に、ステップＳ９０２における原画像の各画素に対応する分光反射率推定方法の詳細を説明する。
【００６７】
画像のＲＧＢ値もしくは、ＩＣＣプロファイル等を用いて算出された三刺激値Ｌａｂから物体の三刺激値を求める方法は、上記第１実施形態と同様である。但し、第２実施形態においては、自然界に存在する色の中でも、記憶色と呼ばれるような、肌、草等の分光分布は、カテゴリ毎に類似した分光反射率を持っているため、カテゴリを選択することで、より現実度の高い分光反射率を推定することができる。
【００６８】
＜分光反射率データベース＞
上記第２実施形態において、分光反射率データベース８０３に記憶されている分光反射率データは、ユーザが自ら側色し、カテゴリに分類したものでも良いし、色再現評価用標準物体色分光データベース（ＳＯＣＳ、日本規格協会発行）のように、肌、草、花というようなカテゴリに分類されている一般的なデータベースを用いても良い。すなわち、物体の分光反射率の測色値とそのカテゴリが記憶されていれば良い。
【００６９】
また、第１実施形態においても、分光反射データベース３は初期設定に固定されるものではなく、ユーザが測色したデータ等を追加することも可能である。
【００７０】
＜出力推定＞
プリンタモデル５および８１５における出力推定に、上述した方法以外の方法を用いてもよい。例えば、一般的なニューラルネットワークによる出力推定方法を用いても良いし、ユール−ニールセンの修正式を用いたノイゲバウア式を用いても良い。すなわち、インクの分光反射率と打ち込み量を用いて出力予測を行う方法であれば本実施形態の色再現処理に適用可能であり、その方法は限定されるものではない。
【００７１】
＜画素指定方法＞
また、上記実施形態では、ユーザが画素指定ポインタにより原画像中の画素を指定するとしていたが、予め一般的な領域分割法により領域分割された原画像に対して、画素の代わりに領域を指定するという方法を用いても良い。
【００７２】
＜ユーザインターフェース＞
上記実施形態では、図３、および図８にユー財太−フェースの例を示したが、これに限定されないことは言うまでもない。例えば、光源情報選択部３０２および１００２において、ユーザが所望の光源を選択するとしたが、予め光源データを記述してあるファイルを読みこむ形式にしても構わない。つまり、ユーザによって必要な設定ができるような構成であればよい。
【００７３】
＜記憶媒体＞
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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、フレキシブルディスク、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、ＲＯＭなどを用いることが出来る。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力画像信号を出力画像信号へと変換する色変換処理において、入力された画像の分光分布特性を推定して再現することが可能となり、正確な色再現を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態による色再現装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態による色再現処理を説明するフローチャートである。
【図３】第１実施形態におけるユーザインターフェースの一例を示す図である。
【図４】出力推定処理を説明するフローチャートである。
【図５】１次色補正用パッチの一例を示す図である。
【図６】（ａ）はシアンインクの打ち込み量に対する分光反射率の測定結果を示す図、（ｂ）は（ａ）の測定結果から取得された１次色補正ＬＵＴを示す図である。
【図７】インク重ね合わせ補正用パッチの一例を示す図である。
【図８】第２実施形態による色再現装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第２実施形態による色再現処理を説明するフローチャートである。
【図１０】第２実施形態におけるユーザインターフェース一例を示す図である。
【図１１】実施形態による分光反射率推定部４の詳細を説明するブロック図である。
【図１２】分光反射率推定部４による分光反射率推定処理を説明するフローチャートである。

Claims

第１の色空間で表された第１の画像データを、画像記録のための第２の色空間で表された第２の画像データへ変換する画像処理装置であって、
複数色について分光反射率を格納した格納手段と、
前記第１の画像データに基づいて得られた画素の三刺激値と、前記格納手段に格納された分光反射率に基づいて得られた三刺激値とに基づいて、該画素の分光反射率を推定する第１推定手段と、
前記推定手段で推定された分光反射率に基づいて前記第２の色空間で表された第２の画像データを生成する生成手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
前記第１推定手段は、
前記格納手段に格納された複数の分光反射率のそれぞれについて、所定の条件下における三刺激値を算出する第１算出手段と、
前記第１の画像データに基づいて、画素の前記所定の条件下における三刺激値を算出する第２算出手段と、
前記第１及び第２算出手段で算出された三刺激値に基づいて前記画素の分光反射率を決定する決定手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記決定手段は、前記第１算出手段で算出された三刺激値のうち、前記第２算出手段で算出された三刺激値との色差がもっとも小さいものに対応する分光反射率を、前記画素の分光反射率に決定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
前記決定手段は、前記第１算出手段で算出された三刺激値のうち、前記第２算出手段で算出された三刺激値との色差が小さいものから所定数の三刺激値を選択し、選択された所定数の三刺激値に対応する分光反射率に基づいて前記画素の分光反射率を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
前記生成手段は、
画像記録に用いられる記録材の記録量に基づいて分光反射率を推定する第２推定手段と、
前記第２推定手段による推定の結果として得られた分光反射率と、前記第１推定手段で推定された各画素の分光反射率とに基づいて、各画素における記録材の記録量を決定する決定手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記第２推定手段は、
各色の記録材の量と分光反射率特性との非線形性に基づいて、各１次色の再現色を補正する第１補正手段と、
前記補正された１次色の再現色に基づいて多次色の再現色を推定する多次色推定手段と、
前記多次色推定手段による推定値と実測値との誤差に基づいて得られた補正係数を用いて、前記推定された多次色の再現色を補正する第２補正手段とを備えることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
前記第１推定手段で推定された分光反射率に基づいて画像を表示する第１表示手段と、
前記生成手段で生成された第２の画像データに対応した、推定された分光反射率に基づいて画像を表示する第２表示手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
所望の画素を指定する指定手段と、
前記指定された画素の分光反射率に基づいて前記格納手段より所定数の分光反射率を選択し、該所定数の色パッチとして表示する第３表示手段と、
前記所定数の色パッチより指定された色パッチの分光反射率でもって、前記第２画像データを更新する更新手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記格納手段は、前記複数の分光反射率をカテゴリ別に格納しており、
所望の画素とカテゴリを指定する指定手段と、
前記格納手段に用いられているカテゴリの一つが指定された場合に、前記指定された画素の三刺激値と、前記指定されたカテゴリに属する分光反射率に基づいて得られた三刺激値とに基づいて、該画素の分光反射率を推定する第３推定手段と、
前記第３推定手段で推定された分光反射率でもって、前記第２画像データを更新する更新手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
第１の色空間で表された第１の画像データを、画像記録のための第２の色空間で表された第２の画像データへ変換する画像処理方法であって、
前記第１の画像データに基づいて得られた画素の三刺激値と、複数色について分光反射率を格納した格納手段に格納された分光反射率に基づいて得られた三刺激値とに基づいて、該画素の分光反射率を推定する第１推定工程と、
前記推定工程で推定された分光反射率に基づいて前記第２の色空間で表された第２の画像データを生成する生成工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
前記第１推定工程は、
前記格納手段に格納された複数の分光反射率のそれぞれについて、所定の条件下における三刺激値を算出する第１算出工程と、
前記第１の画像データに基づいて、画素の前記所定の条件下における三刺激値を算出する第２算出工程と、
前記第１及び第２算出工程で算出された三刺激値に基づいて前記画素の分光反射率を決定する決定工程とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
前記決定工程は、前記第１算出工程で算出された三刺激値のうち、前記第２算出工程で算出された三刺激値との色差がもっとも小さいものに対応する分光反射率を、前記画素の分光反射率に決定することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理方法。
前記決定工程は、前記第１算出工程で算出された三刺激値のうち、前記第２算出工程で算出された三刺激値との色差が小さいものから所定数の三刺激値を選択し、選択された所定数の三刺激値に対応する分光反射率に基づいて前記画素の分光反射率を決定することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理方法。
前記生成工程は、
画像記録に用いられる記録材の記録量に基づいて分光反射率を推定する第２推定工程と、
前記第２推定工程による推定の結果として得られた分光反射率と、前記第１推定工程で推定された各画素の分光反射率とに基づいて、各画素における記録材の記録量を決定する決定工程とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
前記第２推定工程は、
各色の記録材の量と分光反射率特性との非線形性に基づいて、各１次色の再現色を補正する第１補正工程と、
前記補正された１次色の再現色に基づいて多次色の再現色を推定する多次色推定工程と、
前記多次色推定工程による推定値と実測値との誤差に基づいて得られた補正係数を用いて、前記推定された多次色の再現色を補正する第２補正工程とを備えることを特徴とする請求項１４に記載の画像処理方法。
前記第１推定工程で推定された分光反射率に基づいて画像を表示する第１表示工程と、
前記生成工程で生成された第２の画像データに対応した、推定された分光反射率に基づいて画像を表示する第２表示工程とをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
所望の画素を指定する指定工程と、
前記指定された画素の分光反射率に基づいて前記格納手段より所定数の分光反射率を選択し、該所定数の色パッチとして表示する第３表示工程と、
前記所定数の色パッチより指定された色パッチの分光反射率でもって、前記第２画像データを更新する更新工程とをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
前記格納手段は、前記複数の分光反射率をカテゴリ別に格納しており、
所望の画素とカテゴリを指定する指定工程と、
前記格納手段に用いられているカテゴリの一つが指定された場合に、前記指定された画素の三刺激値と、前記指定されたカテゴリに属する分光反射率に基づいて得られた三刺激値とに基づいて、該画素の分光反射率を推定する第３推定工程と、
前記第３推定工程で推定された分光反射率でもって、前記第２画像データを更新する更新工程とをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
入力画像信号を出力画像信号へと変換する色変換処理において、
入力画像信号を設定する入力画像設定工程と、
該設定された入力画像のオリジナルシーンにおける分光分布特性を推定する分光分布推定工程と、
該推定された分光分布特性を再現するための色再現推定工程と、
該色再現の推定結果に基づき該出力画像信号を決定する出力信号決定工程とを備えることを特徴とする画像処理方法。
前記設定された入力画像のオリジナルシーンにおける分光分布特性の推定結果または、前記推定された分光分布特性を再現するための色再現推定結果を表示する推定結果表示工程を備えることを特徴とする請求項１９に記載の画像処理方法。
前記推定された分光分布特性を再現するための色再現推定工程は、
再現色初期値算出工程と、
１次色による再現色の１次色補正工程と、
２次色以上の再現色の多次色補正工程とを備えることを特徴とする請求項１９に記載の画像処理方法。
請求項１０乃至２１のいずれかに記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるための制御プログラム。
請求項１０乃至２１のいずれかに記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムを格納した記憶媒体。