JP2005205811A - カラー記録方法、並びに、画像処理装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 印刷物が一般的な蛍光灯の下では好ましい色であるが、昼光(CIE D50)の下では色味の見え方が違い、印刷物の印象が変わってしまうという問題がある。
【解決手段】 基本色を表現する第一の色材群、および、基本色以外を表現する第二の色材群を用い、該第二の色材群が高彩度で且つ分光分布の特性上、観測光によって色変化が大きい記録色材である第三の色材を含むカラー記録方法であって、低彩度部では該第三の色材を少量だけ使用する、もしくは全く使用しないようにし、高彩度部では該第三の色材を使用して色再現を行うことを特徴とする。
【選択図】 図８

Description

本発明は、カラー記録方法、並びに、画像処理装置およびその方法に関し、例えば、基本色以外の色材を使用するカラー記録に関する。

カラープリンタなどの画像出力装置で使用される、画像を形成するためのカラートナーやカラーインクなどの記録剤（色材）は、減法混色の三原色であるシアン(C)、マゼンタ(M)およびイエロー(Y)の三色を基本色とし、それにブラック(BK)を加えた四色の場合が多い。つまり、画像出力装置は入力信号(R,G,B)をC,M,Yの三色またはブラック(BK)を加えた四色に変換し、三または四色の記録剤によって画像を形成する。

近年、カラープリンタの普及により、より高い画質への要求が高まっている。

しかし、C,M,Y,BK四色では、記録剤の染料などの色剤の発色特性により、再現できる色に限りがあり、より鮮やかな色の再現は難しいという問題がある。

上記の問題を解決するために、C,M,Y,BKに加えてレッド(R)、オレンジ(O)、グリーン(G)、ブルー(B)およびバイオレット(V)などの特別色を使用する技術が提案されている。

例えば、特開平06-237351号公報には、カラー画像を構成する画素の色データと、C,M,Y,BKの基本四色の色材により再現可能な基準色データとを比較して、各画素の色を基本四色の色材で再現可能か否かを判断し、基本四色の色材によって再現不能な場合は、その画素を基本四色の色材と、基本四色以外の予め定められた特色を用いて印刷する技術が開示されている。

これは、基本四色で再現不可能な色領域にのみ特色を用いる技術であり、基本四色で再現可能な領域と、再現不可能な領域との間が不連続になり画質を損なう問題がある。

（従来技術での色材の使い方）
以下、従来技術における色材（インク）の使い方の一例として、レッドを例に説明する。

図５は色再現範囲を表す図である。

横軸が彩度、縦軸は明度を表しており、線はC,M,Y,BK及びRの色材を用いたときのレッド色相の色再現範囲である。

斜線部はRインクを使用して色再現を行っている部分である。

ここで用いるR色材は高彩度で且つ分光分布の特性上、観測光によって色変化が大きい記録色材である。

図３は本実施形態のレッドの色相におけるインクの使用量（インクの打ち込み量）を説明する図で、R,G,BデータからC,M,Y,BK,R,G,Bデータへの色変換処理テーブル、つまり色変換処理部102の三次元LUTに対応する。

なお、レッドの色相ではGおよびBインクは使用しないので、図３では、それらのカーブは省略されている。

まず、レッドの最高彩度(R,G,B = 255,0,0)のインクの使用方を特色であるRインクと基本色であるM,Yインクの組み合わせによって任意に決定する。

そして、それに合わせて白(R,G,B = 255,255,255)からレッド(R,G,B = 255,0,0)に掛けてRインクとM,Yインクの使用量を増加させる。

次に、レッド(R,G,B = 255,0,0)から黒(R,G,B = 0,0,0)に掛けてのインクの使用方法を説明する。

まず、好ましい黒を任意に設定する。ここで、黒はBKインクおよびC,M,Yのインクで構成するものとする。

レッドから黒に掛けて、レッドの補色であるCインクの使用量を増加させる。そして、後に黒インクの使用量を増加させる。この間、Rインクの使用量に多少の減少はあっても大幅に減らすことはせず、Rインクは黒の手前から黒に掛けて使用量が0になるまで急激に減らす。

こうして得られた白−レッド−黒のラインに加え、他の色相の白−色−黒のライン、白−黒であるグレーのラインについても同様に色分解値の作成を行う。白−黒のグレーラインについてのインクの使用方法は図9で示す。そして、それらのラインを元に、例えば特開2002-33930 などの技術を用いて線形補間演算を行い、色空間全域における色分解値を求める。

図１０は上記線形補間演算を行った際のRインクの使用量と使用領域を示すものである。ここで、図中の三角形の頂点はそれぞれ、白(R,G,B=255,255,255)、黒(R,G,B=0,0,0)、レッド(R,G,B=255,0,0)を表し、辺はそれぞれの頂点間を表す白−黒のライン、白−レッドのライン、レッド−黒のラインである。それぞれの辺(ライン)には対応するグラフが存在し、それぞれのラインのRインクの使用量を示す。

なお、三角形内にはインク使用量の等高線を表す破線が描画されている。まず、白−黒のラインでは、図9でもわかるように、Rインクを使用していない。そのため、図10の白−黒のグラフには何も表示されていない。

白−レッドのライン、レッド−黒のラインについては、前記で図3を用いて本実施形態のレッドの色相におけるインクの使用量（インクの打ち込み量）を説明したとおりであり、C,M,Y,BKインクの使用量の表示を省略し、Rインクのみに着目してグラフ表示してある。

特開2002-33930 などの技術を用いて線形補間演算を行うため、レッド色相全域にRインクが使用されることになる。

図10の三角形の中で、斜線部はRインクが使われている部分である。

ところで、高い彩度を表現可能な色材は可視を考慮したうえでの分光分布の幅が狭く、観測光(光源)によって色の差が特に大きい。

この現象により、例えば１つの印刷物が一般的な蛍光灯の下では好ましい色であるが、昼光(CIE D50)の下では色味の見え方が違い、印刷物の印象が変わってしまうという問題がある。

上記にもあるように、従来の技術では表現される色再現範囲には図5のようにレッドの色相全域にRインクが使用されていた。これは、C,M,Yの他に高彩度な色材を用いることにより、色再現領域が広がるためである。

しかし、該Ｒインクが高彩度であり、且つ分光分布の特性上、観測光によって色の差が大きい記録色材である場合、低彩度部にも色の差が影響し、観測光によって印刷物の色の見え方が変わってしまう。

例えば、写真では特に重視されることが多い人間の肌の色などは低彩度部であるが、ここでこのような現象が起きると肌の色味が変わり、写真の印象が大きく変わってしまう。高い彩度を表現可能な色材は、大きな色再現範囲の実現が可能であるという利点に対し、上記のように印刷物の品質を損なう問題を持っている。

本発明では、以上の問題を解決し、尚且つ高画質な階調の印字を維持することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決する一手段として、以下の構成を備える。

基本色を表現する第一の色材群、および、基本色以外を表現する第二の色材群を用い、該第二の色材群が高彩度で且つ分光分布の特性上、観測光によって色変化が大きい記録色材である第三の色材を含むカラー記録方法であって、低彩度部では該第三の色材を少量だけ使用する、もしくは全く使用しないようにし、高彩度部では該第三の色材を使用して色再現を行うことを特徴とするカラー記録方法及び画像処理装置。

以上説明したように、本発明によれば、高画質な階調表現を維持しながら低彩度部に位置する色が観測光によっての極端な色の変化をするという問題を解決している。

以下、本発明にかかる一実施形態の画像処理装置、および方法を、図面を参照して詳細に説明する。

なお、この実施形態は発明を説明するための一例にすぎず、本発明を制限するものではない。

（構成）
図7は本発明を適用した印字装置の実施形態の一例である。図7において、インクジェットプリンタ１３には複数(７色)のヘッドカートリッジ（記録部）１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ，１Ｇがキャリッジ２に交換可能なように搭載されている。なお、複数の記録部１Ａ〜１Gの全体または任意の一つを指す場合、単に記録部（記録ヘッドまたはヘッドカートリッジ）１で示すことにする。

各ヘッドカートリッジ１は、それぞれ、上部にインクタンク部を、下部に記録ヘッド部（インク吐出部）を有しており、記録ヘッドとインクタンクを一体化した構造をしている。各記録部１はキャリッジ２に位置決めして交換可能なように搭載されており、各記録部１のそれぞれには、記録ヘッド部を駆動するための信号などを受けるためのコネクター（不図示）が設けられている。一方、キャリッジ２には、前記コネクターを通して各記録部１に駆動信号等を伝達するためのコネクターホルダー（電気接続部）が設けられている。

そして、キャリジ２上の各記録部１と装置本体側の制御回路とは、信号パルス電流や温調用電流を流すためのフレキシブルケーブルで接続されている。

各ヘッドカートリッジは各々の上部のインクタンク部に１ＡはBKのインク、１Ｂ、１Ｃ、１ＤはそれぞれC、M、Yのインク、1E、1F、1Gにはそれぞれ、R、G、Bのインクが収納され、各々の記録ヘッド部の印字媒体８と対向する面（図示の例では下向きの吐出口面）にはインク滴を吐出するための吐出口が所定の配列を成して形成され、各々収納されたインクを吐出するようになっている。

キャリッジ２は、主走査方向に延在させて装置本体に設置されたガイドシャフト３に沿って往復移動が可能なように案内支持されている。そして、キャリッジ２は、主走査モータ４により、モータプーリ５、従動プーリ６およびタイミングベルト７を介して駆動され、その位置および移動を制御される。用紙やプラスチックシート等の印字媒体８は、２組の搬送ローラ対９、１０および１１、１２の間で挟持され、これらの搬送ローラの回転により記録ヘッド１の吐出口面と対向する位置（記録部）を通して搬送（紙送り）される。

なお、印字媒体８は、記録部において平坦な記録面を形成するように、その裏面をプラテン（不図示）により支持されている。この場合、キャリッジ２に搭載された各ヘッドカートリッジ１は、それらの吐出口面がキャリッジ２から下方へ突出して前記２組の搬送ローラ対の間で印字媒体８と平行になるように保持されている。

これらが一体となって構成されたインクジェットプリンタ１３は、ホストコンピュータ１４にケーブル１５を介して接続され、ホストコンピュータ１４内にインストールされたドライバーソフトにより制御される。

図2は実施形態の画像処理システムを示すブロック図である。

ホストコンピュータ201は、CPU202、RAMやROMなどのメモリ203、ハードディスクなどの外部記憶204、キーボードやマウスなどの入力デバイスが接続される入カ部205、並びに、プリンタなどの周辺機器が接続可能なインタフェイス206を備え、これらはシステムバスを介して相互に接続されている。

CPU202は、メモリ203に格納されたプログラムを実行することで、後述する色処理および量子化処理などを実行する。

このプログラムは外部記憶204などに記憶されていて、外部装置204からメモリ203に供給される。

ホストコンピュータ201は、インタフェイス206を介してプリンタなどのカラー記録装置207に接続されていて、色処理を施した画像データをカラー記録装置207に送り、画像を印刷させる。

なお、以下の説明においては、カラー記録装置207は、C,M,Y,BK,R,G,B ７色のインクを備えるカラーインクジェットプリンタとする。

図1は画像処理システムの主要な機能である、入力されるR,G,B各色8ビット（256階調）の画像データをC,M,Y,BK,R,G,B各色1ビットデータとして出力する機能を実現する構成を示すブロック図である。

なお、図1に示す構成は、カラー記録装置207を制御するための、ホストコンピュータ201上で動作するプリンタドライバとして実現される。

入力データであるR,G,B各色8ビットの画像データは、第一の色変換処理部101の三次元ルックアップテーブル(3D LUT)、つまり色変換テーブルにより、カラー記録装置207の出力色に合ったR,G,B各色8ビットの画像データに変換される。さらに、第二の色変換処理部102の三次元LUTにより、C,M,Y,BK,R,G,B各色8ビットの画像データに変換される。これらの処理は、入力系のR,G,B系カラーを出力系のC,M,Y,BK,R,G,B系カラーに変換する処理である。

つまり、入力系の画像データは、ディスプレイなど発光体の加法混色の三原色(R,G,B)であることが多いが、カラー記録装置207はC,M,Y,BK,R,G,Bの色材を用いるので、このような変換処理が必要になる。

なお、上記の三次元LUTは離散的にデータを保持するテーブルで、離散的なデータ間のデータは四面体補間などの公知の補間処理で求める。色変換処理により得られるC,M,Y,BK,R,G,B各色8ビットの画像データには、出力ガンマ補正部103の一次元LUTによって出力ガンマ補正が施される。出力ガンマ補正は、多くの場合、線形にならない単位面積当りの記録ドット数と出力特性（反射濃度等）との関係を補正して、入力されるC,M,Y,BK,R,G,B各色8ビットの画像データと、形成される画像の出力特性との線形関係を保証する。

以上の処理により、入力されたR,G,B各色8ビットの画像データは、カラー記録装置207の色材に対応するC,M,Y,BK,R,G,B各色8ビットの画像データに変換される。

このC,M,Y,BK,R,G,B各色8ビットの画像データは、量子化処理部104により、カラー記録装置207に応じて量子化される。つまり、カラー記録装置207が二値プリンタであれば、C,M,Y,BK,R,G,B各色1ビットのデータに量子化（二値化）される。その際の量子化方法は、公知の誤差拡散法やディザ法を用いる。

（実施形態での色材の使い方）
以下、従来技術の問題を解決するための実施形態における色材（インク）の使い方をレッドの色相を例に説明する。

なお、カラー記録装置、色材は従来技術と同じものを用いることとする。

図6は本技術を用いての色再現範囲を表す図である。

横軸が彩度、縦軸は明度を表しており、線はC,M,Y及びBKの色材を用いたときのレッド色相の色再現範囲である。ここで、斜線部はRインクを使用して色再現を行っている部分である。

図4は本実施形態のレッドの色相におけるインクの使用量（インクの打ち込み量）を説明する図で、R,G,BデータからC,M,Y,BK,R,G,Bデータへの色変換処理テーブル、つまり色変換処理部102の三次元LUTに対応する。

なお、レッドの色相ではG及びBインクは使用しないので、図4では、それらのカーブは省略されている。

まず、レッドの最高彩度(R,G,B = 255,0,0)のインクの使用方を特色であるRインクと基本色であるMYインクの組み合わせによって任意に決定する。

そして、M,Yのインクを滑らかな階調になるように徐々に使用量を増加させる。後にRインクを使用し始め、レッドの最高彩度部(R,G,B=255,0,0)に向けて滑らかな階調を保つようにＲインクの使用量を増加させる。

ここで従来技術との差異は、白(R,G,B=255,255,255)の直後からRインクを使用せず、その分M,Yインクを多く使用して色再現を行い、途中からRインクを使用し始めている点である。続いて、レッド(R,G,B = 255,0,0)から黒(R,G,B = 0,0,0)に掛けてのインクの使用方法を説明する。

まず、好ましい黒を任意に設定する。ここで、黒は従来技術と同様にBKインクおよびC,M,Yのインクで構成するものとする。

レッドから黒に掛けて、レッドの補色であるCインクの使用量を増加させる。ここで、M,Yのインク使用量を徐々に増加させ、途中まではRのインクの使用量をほとんど変化させない。

途中からは引き続きM,Yインクの使用量を徐々に増加させ、Rインクの使用量を0にするように減らしていく。後に黒インクの使用量を増加させ、M,Yインクを記録用紙に印字することができる量の最大まで使用し、黒の手前で減らしていく。

ここでM,Yインクを減らしていくことは、黒インクが増加する分、記録用紙に使用できる最大インク量を超えないようにすることと、黒に向けてインク使用量を滑らかに変化させることによって、擬似輪郭などが発生しないようにすることの２つの効果がある。

こうして得られた白−レッド−黒のラインに加え、他の色相の白−色−黒のライン、白−黒であるグレーのラインについても同様に色分解値の作成を行う。白−黒のグレーラインについてのインクの使用例は図9で示す。

そして、それらを元に、例えば特開2002-33930 などの技術を用い、線形補間演算を行って、色空間全域における色分解値を求める。

図8は上記線形補間演算を行った際のRインクの使用量と使用領域を示すものである。

ここで、三角形頂点はそれぞれ、白(R,G,B=255,255,255)、黒(R,G,B=0,0,0)、レッド(R,G,B=255,0,0)を表し、辺はそれぞれの頂点間を表す白−黒のライン、白−レッドのライン、レッド−黒のラインである。それぞれの辺(ライン)には対応するグラフが存在し、それぞれのラインのRインクの使用量を示す。

なお、三角形内にはRインク使用量の等高線を表す破線が描画されている。

まず、白−レッドのライン、レッド−黒のラインについては、前記で図4を用いて本実施形態のレッドの色相におけるインクの使用量（インクの打ち込み量）を説明したとおりであり、図8のそれぞれのラインにはC,M,Y,BKのインク使用量のカーブを省略し、Rインクのみに着目してグラフ表示してある。

図9のインクの使用量のグラフでもわかるように、白−黒のラインではRインクを使用していないため、図8の白−黒のグラフには何も表示されていない。

そして、特開2002-33930 などの技術を用いて線形補間演算を行うため、図8の三角形の中でRインクが使われるのは斜線部の領域のみとなる。

このように、白−色のラインでは高彩度色材の入り出しを遅らせ、色−黒のラインでは高彩度色材の使用を手前で終わらせることにより、作成された色再現領域では図6のようにR色材が高彩度部でのみ使用され、低彩度部では使用されない。R色材が高彩度部で使用されることにより、C,M,Y,BKの色材のみでは表現することができなかった高彩度領域まで色再現することができる。そして、高彩度で且つ分光分布の特性上、観測光によって色変化が大きい記録色材であるRインクを低彩度部では使用しないことにより、低彩度部に位置する人間の肌などの色が観測光によっての極端な変化をするという問題を、階調を損なうことなく解決している。

上記実施形態では、レッドについてのみ説明したが、他の色についても同様である。

純色のグリーン(R,G,B=0,255,0)はGの色材を同様に用いればよいし、純色のブルー(R,G,B=0,0,255)ではBの色材を同様に用いればよい。

また、本実施形態では白の付近、黒の付近で高彩度色材をまったく使用しない形態にしたが、もし、これによって滑らかな階調が崩れるならば、高彩度色材の使用を白、黒の付近で観測光による色味の変化の影響が極力少なくなるよう、少量にすればよい。

（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（または記録媒体）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。

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。

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働しているオペレーティングシステム(OS)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カ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、その機能拡張カ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。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。

画像処理システムの主要な機能を実現する構成を示すブロック図。 実施形態の画像処理システムを示すブロック図。 従来技術のレッド色相のインク使用方法。 本発明実施形態のレッド色相のインク使用方法。 従来技術のレッド色相の色再現範囲とR色材の使用部。 本発明実施形態のレッド色相の色再現範囲とＲ色材の使用部。 本発明を適用した印字装置の実施形態の一例。 線形補間演算を行った際のRインクの使用量と使用領域を示す図(実施形態)。 白−黒(グレー)ラインのインク使用方法。 線形補間演算を行った際のRインクの使用量と使用領域を示す図(従来技術)。

Claims (18)

1. 基本色を表現する第一の色材群、および、基本色以外を表現する第二の色材群を用い、該第二の色材群が高彩度で且つ分光分布の特性上、観測光によって色変化が大きい記録色材である第三の色材を含むカラー記録方法であって、低彩度部では該第三の色材を少量だけ使用する、もしくは全く使用しないようにし、高彩度部では該第三の色材を使用して色再現を行うことを特徴とするカラー記録方法。
2. 前記、第一の色材群がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを含む請求項１の記録方法。
3. 前記、第二の色材群が少なくともレッド、グリーン、ブルーのうち１つを含む請求項２の記録方法。
4. 基本色を表現する第一の色材群、および、基本色以外を表現する第二の色材群を用い、該第二の色材群が高彩度で且つ分光分布の特性上、観測光によって色変化が大きい記録色材である第三の色材を含むカラー記録方法であって、低彩度部では該第三の色材を使用しないようにし、高彩度部では該第三の色材を使用して色再現を行うことを特徴とするカラー記録方法。
5. 前記、第一の色材群がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを含む請求項4の記録方法。
6. 前記、第二の色材群が少なくともレッド、グリーン、ブルーのうち１つを含む請求項5の記録方法。
7. 基本色を表現する第一の色材群、および、基本色以外を表現する第二の色材群を用い、該第二の色材群が高彩度で且つ分光分布の特性上、観測光によって色変化が大きい記録色材である第三の色材を含むカラー記録方法であって、低彩度部では該第三の色材を少量だけ使用し、高彩度部では該第三の色材を使用して色再現を行うことを特徴とするカラー記録方法。
8. 前記、第一の色材群がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを含む請求項7の記録方法。
9. 前記、第二の色材群が少なくともレッド、グリーン、ブルーのうち１つを含む請求項8の記録方法。
10. 基本色を表現する第一の色材群、および、基本色以外を表現する第二の色材群を用い、該第二の色材群が高彩度で且つ分光分布の特性上、観測光によって色変化が大きい記録色材である第三の色材を含むカラー記録方法であって、低彩度部では該第三の色材を少量だけ使用する、もしくは全く使用しないようにし、高彩度部では該第三の色材を使用して色再現を行うことを特徴とする画像処理装置。
11. 前記、第一の色材群がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを含む請求項１０の画像処理装置。
12. 前記、第二の色材群が少なくともレッド、グリーン、ブルーのうち１つを含む請求項１１の画像処理装置。
13. 基本色を表現する第一の色材群、および、基本色以外を表現する第二の色材群を用い、該第二の色材群が高彩度で且つ分光分布の特性上、観測光によって色変化が大きい記録色材である第三の色材を含むカラー記録方法であって、低彩度部では該第三の色材を使用しないようにし、高彩度部では該第三の色材を使用して色再現を行うことを特徴とする画像処理装置。
14. 前記、第一の色材群がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを含む請求項１３の画像処理装置。
15. 前記、第二の色材群が少なくともレッド、グリーン、ブルーのうち１つを含む請求項１４の画像処理装置。
16. 基本色を表現する第一の色材群、および、基本色以外を表現する第二の色材群を用い、該第二の色材群が高彩度で且つ分光分布の特性上、観測光によって色変化が大きい記録色材である第三の色材を含むカラー記録方法であって、低彩度部では該第三の色材を少量だけ使用し、高彩度部では該第三の色材を使用して色再現を行うことを特徴とする画像処理装置。
17. 前記、第一の色材群がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを含む請求項１６の画像処理装置。
18. 前記、第二の色材群が少なくともレッド、グリーン、ブルーのうち１つを含む請求項１７の画像処理装置。

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