JP2005153282A - 画像処理装置、画像処理方法ならびに記憶媒体、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 画像取得装置の機種および画像出力装置の機種に左右されることなく、ユーザの好みの階調特性の画像を出力する。
【解決手段】 画像取得装置により取得された画像を処理し、画像出力装置に出力する画像処理装置であって、所定の色票を測色して得られた測色情報と、前記色票を前記画像取得装置により取得された色票画像情報と、前記色票画像情報を前記画像出力装置により出力した結果を測色して得られた出力測色情報とを入力する手段（３０１〜３０３）と、前記測色情報と前記色票画像情報と前記出力測色情報とに基づいて、前記画像取得装置の階調特性と前記画像出力装置の階調特性とを算出する手段（３０４〜３０６）と、前記画像取得装置により取得される画像をユーザ所望の階調で前記画像出力装置に出力するための目標階調特性を設定する手段（３０８）と、前記画像取得装置の階調特性と前記画像出力装置の階調特性と前記目標階調特性とに基づいて、前記画像取得装置により取得される画像を補正する手段とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明はデジタルカメラやスキャナ等のいわゆる画像取得装置で取得されたデジタル画像に対して階調変換処理を施し、プリンタやモニタ等の各種画像出力装置に出力するための画像処理方法、装置および画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムならびに該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。

デジタルカメラで撮影された画像をプリンタにより出力するに場合において、デジタルカメラやプリンタの種別に左右されることなく、ユーザの好みに応じた高品位な画質が得られることが期待されている。しかしながら、デジタルカメラにより撮影されプリンタにより出力された画像は、デジタルカメラ及びプリンタそれぞれのメーカや機種によって異なる色処理が施されているのが一般的である。そこで、例えば特開２００１−３１２７２０号公報では、デジタルカメラの種別に応じた階調特性や色特性を吸収してプリントすることが可能な画像処理装置が提案されている。
特開２００１−３１２７２０号公報

しかしながら、上記方法（特開２００１−３１２７２０号公報）は、デジタルカメラの機種に応じた階調特性や色特性を吸収するのみであり、プリンタの機種に応じた階調特性や色特性を吸収することはできない。

また、取得されたデジタルカメラの機種情報等に基づいて色補正処理を行なうため、同一機種間での機差を吸収できず、また、デジタルカメラの機種ごとに色補正特性を保持しておく必要があるため、使用メモリが増大するという問題もある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、画像取得装置により取得された画像を画像出力装置に出力するにあたり、画像取得装置の機種および画像出力装置の機種に左右されることなく、ユーザの好みの階調特性の画像を出力することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明に係る画像処理装置は以下のような構成を備える。即ち、
画像取得装置により取得された画像を処理し、画像出力装置に出力する画像処理装置であって、
所定の色票を測色して得られた測色情報と、前記色票を前記画像取得装置により取得された色票画像情報と、前記色票画像情報を前記画像出力装置により出力した結果を測色して得られた出力測色情報とを入力する情報入力手段と、
前記測色情報と前記色票画像情報と前記出力測色情報とに基づいて、前記画像取得装置の階調特性と前記画像出力装置の階調特性とを算出する階調特性算出手段と、
前記画像取得装置により取得される画像をユーザ所望の階調で前記画像出力装置に出力するための目標階調特性を設定する設定手段と、
前記画像取得装置の階調特性と前記画像出力装置の階調特性と前記目標階調特性とに基づいて、前記画像取得装置により取得される画像を補正する補正手段とを備える。

本発明によれば、画像取得装置により取得された画像を画像出力装置に出力するにあたり、画像取得装置の機種および画像出力装置の機種に左右されることなく、ユーザの好みの階調特性の画像を出力することが可能となる。

[第１の実施形態]
（１）画像処理装置の構成
図１は本発明の第１の実施形態にかかる画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。

１０１はＣＰＵであり、ＲＯＭ１０２に記憶されている画像データや制御プログラム、ＯＳ（オペレーティングシステム）、アプリケーションプログラム（以下、アプリケーションという）、デバイスドライバ等に従って、ＲＡＭ１０３、操作部１０４、階調補正ＬＵＴ作成部１０５、階調補正部１０６、モニタ１０７、デジタルカメラ１０８、プリンタ１０９の各種制御を行う。

１０８はデジタルカメラ（撮影装置）で、そのインタフェースによって画像を入力する。１０９はプリンタ（印刷装置）であり、インクジェットプリンタ、熱転写プリンタ、ドットプリンタ等によって画像を出力する。ＲＡＭ１０３は各種制御プログラムや操作部１０４から入力される各種データの作業領域及び一時待避領域である。１０４は操作部であり、キーボードやマウスなどを用いてデータの入力を行う。

１０５は階調補正ＬＵＴ作成処理部であり、後述する方法により階調補正用のルックアップテーブル（以下、ＬＵＴという）を作成する。１０６は階調補正部であり、階調補正ＬＵＴ作成部１０５で作成されたＬＵＴに従って、デジタルカメラ１０８により入力された画像の階調を変換する。１０７はモニタであり、ユーザに操作を促すユーザインタフェース（以下、ＵＩという）や、入力されたデータ等を表示する。

（２）階調補正ＬＵＴ作成部１０５の説明
図３は、本実施形態における階調補正ＬＵＴ作成部１０５の構成を示すブロック図である。３０１は出力測色ファイルを読み取り、ＲＡＭ１０３に格納する出力測色ファイル読み取り部、３０２はオリジナル測色ファイルを読み取り、ＲＡＭ１０３に格納するオリジナル測色ファイル読み取り部、３０３は入力測色ファイルを読み取り、ＲＡＭ１０３に格納する入力測色ファイル読み取り部である。

３０４は出力測色ファイル読み取り部３０１、およびオリジナル測色ファイル読み取り部３０２において取得したファイルより、入力と出力を合わせた総合的な階調特性である入出力トータル階調特性を算出する入出力トータル階調特性算出部である。３０５は入力測色ファイル読み取り部３０１、およびオリジナル測色ファイル読み取り部３０２において取得したファイルより、デジタルカメラ１０８の階調特性である入力階調特性を算出する入力階調特性算出部である。３０６は入出力トータル階調特性と入力階調特性からプリンタ１０９の階調特性である出力階調特性を算出する出力階調特性算出部である。

また、３０７はユーザが設計あるいは入出力トータル階調特性算出部３０４にて算出した入出力トータル階調特性を評価する階調特性評価部、３０８は予め設定された入出力トータル階調特性の目標特性を読み込む目標特性設定部、３０９はユーザが設計あるいは予め目標特性として設定されている入出力トータル階調特性を実現するために、必要な階調変換テーブルを作成する補正テーブル作成部、３１０はユーザが設計した入出力トータル階調特性などを保存する階調特性保存部である。以下、各部における処理の詳細を説明する。

（２−１）各ファイル読み取り部３０１〜３０３の説明
図４は、出力測色ファイル、オリジナル測色ファイル、入力測色ファイルを作成する流れを示す図である。図４において、チャート＃１は、階調を測定するために複数の無彩色の色票を、例えば図５に示す並び順で配置したものである。ここで図５における各色票中の数値はＪＩＳ Ｚ ８７２１（三属性による色の表示方法）に基づいて記載したものである。また、説明のため、色票配列の上側と左側に、色票の位置（行と列）を示す数値を付加している。

図４において、ステップＳ４０１はチャート＃１を測色するステップである。各色票の測色値はオリジナル測色ファイル＃２として保存される。オリジナル測色ファイル＃２の例を図６に示す。図６において、＜チャート位置情報＞の列はチャート＃１における色票の位置（行と列）を示す数値であり、＜測色値＞の列はその位置に対応する色票の測色値である。なお、本実施形態において、測色値とは特に規定しない限り明度Ｌ*（ＣＩＥＬａｂ表色系）をいうものとする。

ステップＳ４０２は、デジタルカメラ１０８にてチャート＃１を撮影するステップ、ステップＳ４０３はプリンタ１０９を使用し、ステップＳ４０２において撮影した画像データをプリントするステップである。ステップＳ４０３にてプリントされた画像は、ステップＳ４０４にて測色され、図６で示したオリジナル測色ファイル＃２と同じ形式で出力測色ファイル＃３に保存される。

ステップＳ４０５は、ステップＳ４０２において撮影した画像中の各色票領域において、画像データの平均値を取得するステップである。ステップＳ４０５にて取得した各色票領域に対応する平均値は、例えば図７で示す形式で入力測色ファイル＃４に保存される。図７において、＜チャート位置情報＞の列はチャート＃１における色票の位置（行と列）を示す数値、＜デジカメ出力＞の列は、その位置に対応する色票領域におけるＲ、Ｇ、Ｂチャンネルごとの画像データの平均値である。

（２−２）入出力トータル階調特性算出部３０４の説明
上述のように、入出力トータル階調特性算出部３０４は出力測色ファイル読み取り部３０１とオリジナル測色ファイル読み取り部３０２において取得したファイルから、入力と出力をあわせた総合的な階調特性である入出力トータル階調特性を算出する。この入出力トータル階調特性算出部３０４における処理の流れを図８を用いて説明する。

図８において、ステップＳ８０１は有効パッチの判定を行うステップである。ここで有効パッチとは、図４のステップＳ４０２に示す撮影ステップにおいてチャート＃１を照らす照明の照度のむらや、デジタルカメラ１０８におけるレンズの周辺減光、ステップＳ４０３の出力ステップにおける印刷むらなどに起因する明度むら等の影響がない色票を意味する。具体的には、まず、各色票においてＮ５（ＪＩＳ Ｚ ８７２１）の均一平面を仮定したときの明度変化量Ｐを式１にて求める。

ここで、ｉ、ｊは、第ｉ行、ｊ列目の色票を示す数値、関数Ｍｏｄは入力値を２で割った余りを出力する関数、ＰＲＩＮＴ[ｉ][ｊ]は、出力測色ファイルに記録されている第ｉ行、ｊ列目の色票に対する測色値、ＯＲＩＧＩＮＡＬ[ｉ][ｊ]は、オリジナル測色ファイルに記録されている第ｉ行、ｊ列目の色票における測色値である。
次に、各色票の明度変化量Ｐより、明度むら指標値Ｉを式２にて算出する。

もし、Ｉ[ｉ][ｊ]が所定の閾値よりも小さければ、その位置の色票を有効パッチと判定する。
次に、ステップＳ８０２において階調データを算出する。ステップＳ８０１にて有効パッチと判定された色票において、オリジナル測色ファイルの測色値と出力測色ファイルの測色値との対応をとり、入出力トータル階調特性を取得する。この入出力トータル階調特性の例を図９に示す。図９において、入力明度はオリジナル測色ファイルの測色値、出力明度は出力測色ファイルの測色値である。このとき、各データは入力明度が昇順になるようにソートすると同時に、入力明度の差が所定の閾値より小さいと判断されるデータについては、入力明度、出力明度においてそれらの平均をとって併合する。

ステップＳ８０３は、露出を調整するためのステップである。一般にデジタルカメラで撮影された画像をもとに、階調を設計、評価する場合おいては、デジタルカメラの露出は適正な条件に設定されていることが前提となる。しかしながら、通常、デジタルカメラは０．５段、あるいは０．３段ステップ程度の露出調整機能しか有しておらず、常に適正な条件で撮影することは困難である。ステップＳ８０３では、このような露出の差異の調整を行い、入出力トータル階調特性の評価、設計を行う上での露出を常に同じ状態にする。

露出の調整は、入出力トータル階調特性が、常にある一点（以下、露出制御点という）を通るように、入力明度（オリジナル測色ファイルの測色値に相当）に露出補正ゲインを加えることにより行う。露出制御点の座標を（Ｌｅ＿ｉｎ，Ｌｅ＿ｏｕｔ）とすると、まず、Ｌｅ＿ｏｕｔに相当する入力明度Ｌｍ＿ｉｎをステップＳ８０２において求めた入出力トータル階調特性から求める。このとき、Ｌｅ＿ｏｕｔと同じ出力明度値が入出力トータル階調特性にない場合、入出力トータル階調特性を適当な補間方法により補間し、Ｌｍ＿ｉｎを求める。次に、Ｌｍ＿ｉｎから露出補正ゲインｇを求める。露出補正ゲインｇは、明度であるＬｍ＿ｉｎ、Ｌｅ＿ｉｎを式３により輝度に変換したＹｍ＿ｉｎ、Ｙｅ＿ｉｎをもとに式４にて求める。

最後に、ステップＳ８０２において求めた入出力トータル階調特性における各データの入力明度を式３により輝度に変換し、ゲインｇとの積をとった後、式５を用いて再び明度に変換する。

（２−３）入力階調特性算出部３０５の説明
上述のように、３０５は入力階調特性算出部であり、入力測色ファイル読み取り部３０３、およびオリジナル測色ファイル読み取り部３０２において取得したファイルから、デジタルカメラの階調特性である入力階調特性を算出する。この入力階調特性算出部３０５における処理の流れを図１０を用いて説明する。

図１０において、ステップＳ１００１はデジタルカメラの出力であるＲＧＢ値から、明度Ｌを計算するステップである。ＲＧＢ値から明度Ｌへの変換は、まず、式６によりＲＧＢ値を３刺激値ＸＹＺに変換する。その後、３刺激値ＸＹＺにおけるＹ値を式５により明度Ｌに変換する。

ここで、変換マトリクスＡは色空間固有のものであり、例えば、ＲＧＢ値がｓＲＧＢ色空間として定義されている場合、式７で与えられる。

以降のステップＳ１００２〜Ｓ１００４の処理では、前記入出力トータル階調特性算出部３０４におけるステップＳ８０１〜Ｓ８０３と同じ手順で入力階調特性を算出する。
（２−４）出力階調特性算出部３０６の説明
上述のように、３０６は出力階調特性算出部であり、入力階調特性算出部３０５、入出力トータル階調特性算出部３０４にてそれぞれ算出した入力階調特性、入出力トータル階調特性から、プリンタ１０９の階調特性である出力階調特性を算出する。

図１１は出力階調特性取得部３０６における処理の流れを示す図であり、図１２は出力階調特性取得方法を説明するための図である。図１２において、領域４は入出力トータル階調特性算出部３０４で求めた入出力トータル階調特性、領域１は入力階調特性算出部３０５で求めたデジタルカメラによる入力階調特性、領域３はここで算出するプリンタによる出力階調特性をそれぞれ示す領域である。また、領域２は階調を変換する場合に使用する変換特性を示す領域であるが、ここでは階調の変換は行わないため、無変換と等価である傾き１の直線を破線で示した。また、入出力トータル階調特性はルックアップテーブルＬＵＴ＿ＴＯＴＡＬに、入力階調特性はルックアップテーブルＬＵＴ＿ＤＳＣにそれぞれ図９に示した形式で格納されているものとする。

まず、図１１のステップＳ１１０１において、式８に示すように、プリンタの入力値（＝デジタルカメラの出力値）Ｌｏｕｔ＿ｄｓｃからデジタルカメラの入力値（＝入出力トータル階調特性の入力値）Ｌｉｎ＿ｄｓｃを求める（図１２中（ｉ）の矢印）。

ここで、式８におけるＬＵＴ＿ＤＳＣ−1は、入力階調特性が格納されたＬＵＴ＿ＤＳＣの出力から入力を求めることを意味する。
次に、ステップＳ１１０２において、式９に示すように、デジタルカメラの入力値（＝入出力トータル階調特性の入力値）Ｌｉｎ＿ｄｓｃから入出力トータル階調特性の出力値（＝出力階調特性の出力値）Ｌｏｕｔ＿ｔｏｔａｌを求める（図１２中（ｉｉ）の矢印）。

最後に、ステップＳ１１０３では、上記ステップで求めたＬｉｎ＿ｄｓｃを入力明度、Ｌｏｕｔ＿ｔｏｔａｌを出力明度として図９に示したフォーマットでＲＡＭ１０３に格納する。以下、このＬＵＴをＬＵＴ＿ＰＲＩＮＴとし、出力階調特性と呼ぶ。
（２−５）階調特性評価部３０７の説明
上述のように、３０７は入出力トータル階調特性を評価する階調特性評価部である。以下、階調特性評価部３０７における処理の流れを図１３を用いて詳細に説明する。

ステップＳ１３０１は入出力トータル階調特性の妥当性を評価するステップである。入出力トータル階調特性算出部３０４、あるいは入力階調特性算出部３０５にて取得した階調特性は、明度むらが大きいため有効パッチ数が少なくなり、以降の評価、設計に十分な分解能を有していない、あるいは、デジタルカメラによる撮影時（図４のステップＳ４０２）における露出のずれが大きく、暗部からハイライトまで均等なデータが取得できていないなどの可能性がある。そこで、ステップＳ１３０１は入出力トータル階調特性における入力明度のとり得る範囲、間隔を評価する。以下にステップＳ１３０１の評価基準の例を示す。この評価基準に当てはまれば評価対象の入出力トータル階調特性は妥当であると判断する。

＜データ妥当性評価基準＞
・入力明度の最小値が１０以下
・入力明度の最大値が９０以上
・入出力トータル階調特性のデータ数が１０以上
次に、ステップＳ１３０２において、入出力トータル階調特性の明度の範囲を評価する。評価基準は、評価対象である入出力トータル階調特性の各データが、式１０の条件を満たすことである。

ここで、ＬＵＴ＿ＴＯＴＡＬ[Ｌｉ]は評価対象の入出力トータル階調特性の入力明度Ｌｉに対応する出力明度を意味する。また、ＬＵＴ＿ＵＰＰＥＲ、ＬＵＴ＿ＬＯＷＥＲは予め設定されている明度上限特性、明度下限特性であり、ＬＵＴ＿ＵＰＰＥＲ[Ｌｉ]、ＬＵＴ＿ＬＯＷＥＲ[Ｌｉ]は入力明度Ｌｉに対するそれぞれの特性の出力明度を意味する。
ステップＳ１３０３は、中間調の傾きを評価するステップである。中間調の傾きとは、例えば入出力トータル階調特性における入力明度が４０〜６０の範囲にあるデータについて回帰直線の傾きを意味する。中間調の傾きをＧＲＡとすると、評価基準は式１１で表すことができる。

ここで、ＴｈＳ、ＴｈＨはそれぞれ中間調の傾きの下限、上限を表す閾値であり、予めＲＯＭ１０２に記憶されている。
ステップＳ１３０４は、滑らかさを評価するステップである。入出力トータル階調特性の滑らかさは、滑らかであることがわかっている関数で近似し、その近似精度を尺度として評価することができる。近似する関数としては、例えば、式１２に示すシグモイド関数が挙げられる。

ここで、ａ、γはパラメータであり、このパラメータを最適化することで、入出力トータル階調特性を近似する。滑らかさの評価基準は、近似曲線との近似誤差（例えばＲＭＳ誤差）が、ある基準値以下であるとする。
最後に、ステップＳ１３０５において総合的な評価をする。総合評価の評価基準は、ステップＳ１３０１〜Ｓ１３０４に示した評価基準に全てあてはまることである。

（２−６）目標階調特性設定部３０８の説明
図３に示す目標階調特性設定部３０８は予め保存されている目標階調特性を読み出す。目標階調特性とは、予めＲＯＭ１０２に記録されている好ましい入出力トータル階調特性のことであり、人物、風景、曇天、晴天など被写体や撮影条件の応じて複数の特性が用意されていることが好ましい。また、ユーザが以前に設計し、階調特性保存部３１０により保存した入出力トータル階調特性も呼び出すことができる。

（２−７）補正テーブル作成部３０９の説明
上述のように、３０９は補正テーブル作成部であり、目標階調特性設定部３０８にて設定された、あるいはＵＩを用いてユーザが設計した入出力トータル階調特性を実現するために、階調補正ＬＵＴを作成する。

図１４は階調補正ＬＵＴを作成する処理の流れを示す図であり、図１５は階調補正ＬＵＴを作成する方法を説明するための図である。図１５において、領域４は入出力トータル階調特性、領域１は入力階調特性算出部３０５で求めたデジタルカメラによる入力階調特性、領域３は出力階調特性算出部３０６で求めたプリンタによる出力階調特性をそれぞれ示す領域である。また、領域２はここで作成する階調補正ＬＵＴを示す領域である。また、前記入出力トータル階調特性、入力階調特性、出力階調特性は、ＬＵＴとしてそれぞれ、ＬＵＴ＿ＴＯＴＡＬ、ＬＵＴ＿ＤＳＣ、ＬＵＴ＿ＰＲＩＮＴに格納されているものとする。前記入出力トータル階調特性の各データに関して以下の処理を行い、階調補正ＬＵＴを作成する。

まず、図１４のステップＳ１４０１において、前記入出力トータル階調特性の入力明度Ｌｉｎ＿ｔａｒｇｅｔから、対応するデジタルカメラの出力明度Ｌｏｕｔ＿ｄｓｃ（＝ＬＵＴ＿ＤＳＣ[Ｌｉｎ＿ｔａｒｇｅｔ]）を求める。この処理は図１５における矢印（ｉ）に相当する。次に、ステップＳ１４０２において、前記入出力トータル階調特性の出力明度Ｌｏｕｔ＿ｔａｒｇｅｔ（＝ＬＵＴ＿ＴＯＴＡＬ[Ｌｉｎ＿ｔａｒｇｅｔ]）に対応する出力階調特性の出力値Ｌｏｕｔ＿ｐｒｉｎｔ（＝ＬＵＴ＿ＰＲＩＮＴ[Ｌｏｕｔ＿ｔａｒｇｅｔ]）を求める。この処理は図１５における矢印（ｉｉ）に相当する。最後に、Ｌｏｕｔ＿ｄｓｃが入力明度、Ｌｏｕｔ＿ｐｒｉｎｔが出力明度となる階調補正ルックアップテーブルＬＵＴ＿ＣＯＲを、図９に示す形式でＲＡＭ１０３に格納する。

（３）階調補正部１０６の説明
図１６は、階調補正部１０６の構成を示すブロック図である。図１６において、１６０１はデジタルカメラ１０８より画像データを読み取る画像データ読み取り部、１６０２は、例えば各ＲＧＢ３チャンネルからなる画像データをＬａｂに変換する画像データ変換部、１６０３は階調補正ＬＵＴ作成部１０５で作成した階調補正ＬＵＴを使用し、画像データの階調を変更する画像データ階調変更部、１６０４は画像データをＬａｂからＲＧＢに戻す画像データ逆変換部、１６０５は画像データを例えばプリンタ１０９などへ出力する画像データ出力部である。

（３−１）画像データ変換部１６０２の説明
画像データ変換部１６０２は、画像データ読み取り部１６０１にて取得した画像データをＬａｂ（ＣＩＥＬａｂ表色系）に変換する。まず、画像データが各ＲＧＢの３チャンネルからなる場合、式６および式７を用いて前記画像データ中の各画素のＲＧＢ値を３刺激値ＸＹＺに変換する。ＸＹＺからＬａｂの変換は、Ｌ値は式５、ａおよびｂ値は次式から求める。

（３−２）画像データ階調変更部１６０３の説明
画像データ階調変更部１６０３は、画像データ変換部１６０２においてＬａｂに変換された画像データの階調を、階調補正ＬＵＴ作成部１０５で作成した階調補正ＬＵＴを使用して、変更する機能を有する。具体的な処理としては、画像データ中の全ての画素に対して以下の式１５にて明度Ｌを変更する。

ここで、ＬＵＴ＿ＣＯＲは階調補正ＬＵＴ、Ｌ１はある画素におけるＬ値、Ｌ２にはある画素における変換後のＬ値である。また、本実施形態では、明度のみの階調を変更し、その他のａ値やｂ値などの変更は行わない。
（３−３）画像データ逆変換部１６０４の説明
１６０４は画像データ画像データ逆変換部であり、画像データ階調変更部１６０３において階調が変換されたＬａｂからなる画像データを、再び各ＲＧＢ３チャンネルの画像データに変換する機能を有する。まず、画像データ中の各画素において、Ｌａｂから３刺激値ＸＹＺを算出する。ＬａｂからＹへの変換は式４、その他Ｘ、Ｚへの変換は次式にしたがって行われる。

ＸＹＺからＲＧＢへの変換は、式６の逆変換として、式１７で与えられる。

（４）ＵＩの説明
図２は、本実施形態にかかる画像処理装置のＵＩを示す図である。２０１は階調特性表示部であり、入出力トータル階調特性を表示する。２０２、２０３は、それぞれ評価結果表示部、参考データ表示部であり、階調特性表示部２０１に表示されている入出力トータル階調特性２１０が階調特性評価部３０７において評価された結果、評価の際に計算したデータなどの参考データを表示する。

２０４は、測色ファイルの読み込みボタンであり、出力測色ファイル、オリジナル測色ファイル、入力測色ファイルの読み込みを行うボタンである。２０５は、目標階調特性設定部３０８において予め保存されている入出力トータル階調特性を読み込むためのカーブ読み込みボタン、２０６は、入出力トータル階調特性２１０を階調特性評価部３０７において評価するための評価ボタン、２０７は、階調特性表示部２０１に表示されている入出力トータル階調特性２１０を保存するためのカーブ保存ボタンである。

２０８は画像出力ボタンであり、階調補正部３０６においてプリンタ１０９にて出力を行って得られる画像が入出力トータル階調特性２１０をもつように、デジタルカメラ１０８から入力された画像を変換し、出力するためのボタンである。２１１は、ユーザがマウスなどを用いて入出力トータル階調特性２１０を変更するための調整点であり、２０９は、処理を終了するための終了ボタンである。

ユーザは、まず測色ファイル読み込みボタン２０４を選択し、必要なファイルを読み込む。必要なファイルが読み込まれると、入出力トータル階調特性算出部３０６において算出された入出力トータル階調特性が階調特性表示部２０１に表示される。ユーザは必要に応じて評価ボタン２０６を選択し、表示された入出力トータル階調特性２１０の評価を行う。

評価ボタン２０６が選択されると、階調特性評価部３０７において評価が行われ、その評価結果が評価結果表示部２０２に表示される。このとき、参考データ表示部２０３には、例えば中間調の傾きや近似曲線のパラメータなど、階調性特性評価部３０７にて計算された値が表示される。また、ユーザは、制御点２１１を調整することで入出力トータル階調特性２１０を調整することも可能である。

調整された入出力トータル階調特性２１０は、カーブ保存ボタン２０７を押下することで保存することができる。さらに、カーブ読み込みボタン２０５を選択することで、予め記録された入出力トータル階調特性を読み出すことが可能である。入出力トータル階調特性の調整が終了したら、ユーザは画像出力ボタン２０８を選択し、デジタルカメラ１０８にて撮影された画像データをプリンタ１０９で出力する。このとき画像データは、プリンタ１０９における出力後の画像が入出力トータル階調特性２１０を有するように、階調補正部１０６において変換される。

以上の説明から明らかなように本実施形態によれば、色票の色情報と、その色票をデジタルカメラで撮影した画像データの色情報と、前記画像データをプリンタで印刷した画像データの色情報とから、入力と出力とを合わせた階調特性である入出力トータル階調特性を補正する補正特性を作成するようにしたため、デジタルカメラ、およびプリンタの機種に左右されることなく、常に安定した入出力トータル階調特性を有する高画質な処理済画像データを取得することができる。また、入出力トータル階調特性を表示、評価する手段を有するようにしたため、ユーザは好みの入出力トータル階調特性を容易に設計することができる。

[第２の実施形態]
（１）画像処理装置の構成
図１７は本発明の第２の実施形態にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。本実施形態にかかる画像処理装置は、第１の実施形態で述べたデジタルカメラで撮影された画像をプリンタで出力する系に、さらにモニタで観察する系を付加していることを特徴とする。本実施形態によれば、プリンタで出力される画像と、モニタ上に表示される画像とが同じ入出力トータル階調特性をもつため、ユーザは出力画像を確認しつつ、入出力トータル階調特性を容易に調整した上で画像の出力を行うことができる。

図１７において、１７０１は第１の実施形態で述べたオリジナル測色ファイル、入力測色ファイル、および出力装置としてモニタ１０７を使用したときの出力測色ファイルからモニタ１０７に表示される画像の入出力トータル階調特性を補正するための階調補正ＬＵＴを作成するモニタ階調補正ＬＵＴ作成部である。

また、１７０２は前記モニタ階調補正ＬＵＴ作成部１７０１において作成された階調補正ＬＵＴを用いてデジタルカメラ１０８にて撮影された画像データを変換するモニタ階調補正部である。同様に、１７０３はオリジナル測色ファイル、入力測色ファイル、および出力装置としてプリンタ１０９を使用したときの出力測色ファイルから、プリンタ１０９にて出力される画像の入出力トータル階調特性を補正するための階調補正ＬＵＴを作成するプリンタ階調補正ＬＵＴ作成部、１７０４は前記プリンタ階調補正ＬＵＴ作成部１７０３において作成された階調補正ＬＵＴを使用し、画像データを変換するプリンタ階調補正部である。その他の構成は第１の実施形態と同じであるので、ここでの説明は省略する。

（２）ＵＩの説明
図１８は本実施形態におけるＵＩの例を示す図である。図２に示した第１の実施形態におけるＵＩと異なる点は、画像を表示する画像表示部１８０３が追加されたこと、および、画像出力ボタン２０９のかわりに、デジタルカメラ１０８にて撮影された画像を読み込み、画像表示部１８０３に表示する画像読み込みボタン１８０１、画像表示部に表示されている画像をプリンタ１０９にて出力する画像印刷ボタン１８０２が加えられたことである。

以下、図１８を用いて本実施形態における処理の流れを説明する。ユーザは、まず測色ファイル読み込みボタン２０４を選択し、必要なファイルを読み込む。このとき読み込まれるファイルとしては、色票を測色したオリジナル測色ファイル、前記色票をデジタルカメラ１０８で撮影した画像データの色情報である入力測色ファイル、前記画像データをモニタ１０７に表示したときの色情報であるモニタ出力測色ファイル、同じく前記画像データをプリンタ１０９にて出力した画像の色情報であるプリンタ出力測色ファイルである。これらのファイルが読み込まれると、プリンタ階調補正ＬＵＴ作成部において、プリンタ１０９にて画像データを出力する場合の入出力トータル階調特性が算出され、階調特性表示部２０１に表示される。

次に、ユーザは画像読み込みボタン１８０１を選択し、デジタルカメラ１０８にて撮影された画像データを読み込み、画像表示部１８０３に表示する。このとき、モニタ上で観察する場合の入出力トータル階調特性が階調特性表示部２０１に表示されている入出力トータル階調特性２１０になるようにモニタ階調補正ＬＵＴ作成部１７０１で作成された階調補正ＬＵＴによって、画像表示部１８０１に表示される画像データはモニタ階調補正部１７０２において階調が変換される。

ユーザは画像表示部１８０３に表示された画像をみながら、制御点２１１などを操作し、入出力トータル階調特性２１０を調整する。このとき、必要に応じて評価ボタン２０６を選択し、調整した入出力トータル階調特性２１０の評価を行うことができる。また、カーブ読み込みボタン２０５を選択することで、予め保存されている入出力トータル階調特性を設定することも可能である。

最後に、ユーザは画像印刷ボタン１８０２を選択し、画像データをプリンタ１０９で出力する。このとき、プリンタ１０９における出力後の画像が入出力トータル階調特性２１０を有するように、プリンタ階調補正ＬＵＴ作成部１７０３で階調補正ＬＵＴが作成され、この階調補正ＬＵＴを用いた変換がプリンタ階調補正部１７０４にて画像データに施される。

[第３の実施形態]
第１の実施形態にて述べた画像処理装置は、出力装置としてプリンタを挙げたが、これに限るものではなく、ＬＣＤやプロジェクターなどであっても良いことは言うまでもない。また、入力装置としてはデジタルカメラを挙げたが、銀塩写真フィルムで撮影し、フィルムスキャナでデジタル化する系をデジタルカメラのかわりに使用することも可能である。

また、入出力トータル階調特性、入力階調特性、出力階調特性、階調補正ＬＵＴは全てＣＩＥＬａｂ表色系における明度Ｌ値に基づき定義したが、これに限るものではなく、明度、あるいは輝度を表すものであればどのようなものであってもよい。

さらに、色票は、図５に示した配列、色数に限定するものではなく、明度の異なる複数の無彩色の色票が含まれていればどのようなものであってもよい。このとき、入出力トータル階調特性算出部、入力階調特性算出部における処理も、色票の配列に応じて異なる。

[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）に適用してもよい。

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やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読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。

この場合、記憶媒体から読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。

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（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、ＲＯＭなどを用いることができる。

また、コンピュータが読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働している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。

さらに、記憶媒体から読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。

本発明の第１の実施形態にかかる画像処理装置の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施形態にかかる画像処理装置のＵＩを示す図である。 階調補正ＬＵＴ作成部の概略ブロック図である。 各測色ファイルの取得処理の流れを示す図である。 色票配列を示す図である。 オリジナル測色ファイルの記憶形式を説明する図である。 入力測色ファイルの記憶形式を説明する図である。 入出力トータル階調特性算出部における処理の流れを示す図である。 入出力トータル階調特性の記憶形式を説明する図である。 入力階調特性算出部における処理の流れを示す図である。 プリンタ階調特性算出部における処理の流れを示す図である。 プリンタ階調特性算出部における処理を説明する図である。 階調特性評価部における処理の流れを示す図である。 補正テーブル作成部における処理の流れを示す図である。 補正テーブル作成部における処理を説明する図である。 階調補正部の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態にかかる画像処理装置の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第２の実施形態にかかる画像処理装置のＵＩを示す図である。

符号の説明

１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＯＭ
１０３ ＲＡＭ
１０４ 操作部
１０５ 階調補正ＬＵＴ作成部
１０６ 階調補正部
１０７ モニタ
１０８ デジタルカメラ
１０９ プリンタ
２０１ 階調特性表示部
２０２ 評価結果表示部
２０３ 参考データ表示部
２０４ 測色ファイル読み込みボタン
２０５ カーブ読み込みボタン
２０６ 評価実行ボタン
２０７ カーブ保存ボタン
２０８ 画像出力ボタン
２０９ 終了ボタン
２１０ 入出力トータル階調特性
２１１ 制御点
１７０１ モニタ階調補正ＬＵＴ作成部
１７０２ モニタ階調補正部
１７０３ プリンタ階調補正ＬＵＴ作成部
１７０４ プリンタ階調補正部
１８０１ 画像読み込みボタン
１８０２ 画像印刷ボタン
１８０３ 画像表示部

Claims (12)

1. 画像取得装置により取得された画像を処理し、画像出力装置に出力する画像処理装置であって、
   所定の色票を測色して得られた測色情報と、前記色票を前記画像取得装置により取得した色票画像情報と、前記色票画像情報を前記画像出力装置により出力した結果を測色して得られた出力測色情報とを入力する情報入力手段と、
   前記測色情報と前記色票画像情報と前記出力測色情報とに基づいて、前記画像取得装置の階調特性と前記画像出力装置の階調特性とを算出する階調特性算出手段と、
   前記画像取得装置により取得される画像をユーザ所望の階調で前記画像出力装置に出力するための目標階調特性を設定する設定手段と、
   前記画像取得装置の階調特性と前記画像出力装置の階調特性と前記目標階調特性とに基づいて、前記画像取得装置により取得される画像を補正する補正手段と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記階調特性算出手段は、
   前記測色情報と前記色票画像情報とに基づいて前記画像取得装置の階調特性を算出する画像取得装置階調特性算出手段と、
   前記測色情報と前記出力測色情報とに基づいて、前記画像取得装置により取得される画像と該画像を前記画像出力装置により出力した結果との間のトータル階調特性を算出するトータル階調特性算出手段と、
   前記トータル階調特性と前記画像取得装置の階調特性とに基づいて、前記画像出力装置の階調特性を算出する画像出力装置階調特性算出手段と
   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。
3. 前記補正手段は、
   前記画像取得装置により取得される画像の明度から、前記画像取得装置の階調特性を用いて前記画像取得装置の出力する画像の明度を算出する出力明度算出手段と、
   前記画像取得装置により取得される画像の明度から、前記目標階調特性を用いて前記画像出力装置の出力する画像の明度を算出し、該算出された画像出力装置の出力する画像の明度から前記画像出力装置の階調特性を用いて前記画像出力装置に入力される画像の明度を算出する入力明度算出手段と、
   前記出力明度算出手段により算出された前記画像取得装置の出力する明度と、前記入力明度算出手段により算出された前記画像出力装置に入力される画像の明度とが対応するように補正テーブルを生成する生成手段と、を備え、
   前記補正テーブルに基づいて、前記画像取得装置により取得される画像の明度を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記トータル階調特性を評価する評価手段を更に備え、
   前記評価手段は、前記トータル階調特性の明度範囲と、中間明度域における変化勾配と、滑らかさとを評価することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
5. 前記トータル階調特性および前記評価手段による評価結果を表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 画像取得装置により取得された画像を処理し、画像出力装置に出力する画像処理方法であって、
   所定の色票を測色して得られた測色情報と、前記色票を前記画像取得装置により取得された色票画像情報と、前記色票画像情報を前記画像出力装置により出力した結果を測色して得られた出力測色情報とを入力する情報入力工程と、
   前記測色情報と前記色票画像情報と前記出力測色情報とに基づいて、前記画像取得装置の階調特性と前記画像出力装置の階調特性とを算出する階調特性算出工程と、
   前記画像取得装置により取得される画像をユーザ所望の階調で前記画像出力装置に出力するための目標階調特性を設定する設定工程と、
   前記画像取得装置の階調特性と前記画像出力装置の階調特性と前記目標階調特性とに基づいて、前記画像取得装置により取得される画像を補正する補正工程と
   を備えることを特徴とする画像処理方法。
7. 前記階調特性算出工程は、
   前記測色情報と前記色票画像情報とに基づいて前記画像取得装置の階調特性を算出する画像取得装置階調特性算出工程と、
   前記測色情報と前記出力測色情報とに基づいて、前記画像取得装置により取得される画像と該画像を前記画像出力装置により出力した結果との間のトータル階調特性を算出するトータル階調特性算出工程と、
   前記トータル階調特性と前記画像取得装置の階調特性とに基づいて、前記画像出力装置の階調特性を算出する画像出力装置階調特性算出工程と
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
8. 前記補正工程は、
   前記画像取得装置により取得される画像の明度から、前記画像取得装置の階調特性を用いて前記画像取得装置の出力する画像の明度を算出する出力明度算出工程と、
   前記画像取得装置により取得される画像の明度から、前記目標階調特性を用いて前記画像出力装置の出力する画像の明度を算出し、該算出された画像出力装置の出力する画像の明度から前記画像出力装置の階調特性を用いて前記画像出力装置に入力される画像の明度を算出する入力明度算出工程と、
   前記出力明度算出工程により算出された前記画像取得装置の出力する明度と、前記入力明度算出工程により算出された前記画像出力装置に入力される画像の明度とが対応するように補正テーブルを生成する生成工程と、を備え、
   前記補正テーブルに基づいて、前記画像取得装置により取得される画像の明度を補正することを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。
9. 前記トータル階調特性を評価する評価工程を更に備え、
   前記評価工程は、前記トータル階調特性の明度範囲と、中間明度域における変化勾配と、滑らかさとを評価することを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
10. 前記トータル階調特性および前記評価工程による評価結果を表示する表示工程を更に備えることを特徴とする請求項９に記載の画像処理方法。
11. 請求項６乃至１０のいずれか１つに記載の画像処理方法をコンピュータによって実現させるための制御プログラムを格納した記憶媒体。
12. 請求項６乃至１０のいずれか１つに記載の画像処理方法をコンピュータによって実現させるための制御プログラム。

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