JP2006211556A

JP2006211556A - 画像処理方法および画像処理装置

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Publication number: JP2006211556A
Application number: JP2005023943A
Authority: JP
Inventors: Naoki Nishimura; 直樹西村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】最短の測色時間で高精度のデバイスプロファイルを作成する。
【解決手段】自身の濃度特性を基準濃度特性として予め保持し、該基準濃度特性に基づいて色変換を行う画像処理装置において、所定のCMYK濃度信号に基づくカラーチャートを記録媒体上に出力し(S118)、該カラーチャートの測色値から一次色スケール部の色信号を得る(S119,S120)。そして、該色信号に基づく濃度値を偏回帰係数を用いた演算により予測し(S121)、濃度補正LUTを作成する(S123〜S125)。そして必要に応じて、該濃度補正LUTで既存のLUTを更新する(S126〜S129)。このように自動更新された濃度補正LUTを用いることにより、現環境に応じた最適なデバイスプロファイルが作成できる。
【選択図】図3

Description

本発明は画像処理方法および画像処理装置に関し、特に、自身の濃度特性を基準濃度特性として予め保持し、該基準濃度特性に基づいて色変換を行う画像処理装置における画像処理方法に関する。

従来、画像処理装置についてのデバイスプロファイルを作成する場合、予めデバイス毎に用意された平均的な濃度特性をテーブル化した基準濃度補正LUT（ルックアップテーブル）を用いて、デバイス特性を補正していた。

例えばプリンティングデバイスにおいては、所定濃度の信号に基づいてプリント出力したチャートを測色し、該測色値を色信号として参照することによって、上記濃度補正LUTを作成していた。すなわち、基準濃度補正LUTを作成するにあたり、プリンティングデバイスから出力されたカラーチャートを測色した値を色信号として参照する反面、濃度情報としては予め格納されたファイルから読み出される固定的な信号を利用していた。

一般にデバイスは、温湿度等の環境変化の影響やその個体差等により、必ずしも基準濃度補正LUTが最適であるとは言えない場合がある。したがって、システム環境が変動した場合や個体差によって基準濃度補正LUTを補正する必要があるが、この補正においても上述したようにカラーチャートの測色値と固定濃度信号が利用されるため、該補正によってカラーチャートの測色値の変動分は吸収できるものの、濃度変動分については測色値での吸収分しか反映することができなかった。

近年、測色のみならず濃度も同時に測定可能とする測色器が登場しており、該測色器を利用することによって、カラーチャートの濃度情報を測色値と同時に取得し、基準濃度補正LUTに反映させることができるため、濃度情報を固定化せずに測色毎に更新することが可能となった（例えば、特許文献１参照）。
特開2002-094812号公報

しかしながら、上記測色器において測色と同時に濃度を測定した場合、測色値のみを測定する場合と比べて測定速度が著しく落ちてしまう。従って、カラーチャートにおいて測色すべきパッチ数が増えるほど測定時間がかかってしまい、あまり実用的ではなかった。

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、最短の測色時間で高精度のデバイスプロファイルを作成可能な画像処理方法および画像処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためにの一手法として、本発明の画像処理方法は以下のステップを備える。

すなわち、自身の濃度特性を基準濃度特性として予め保持し、該基準濃度特性に基づいて色変換を行う画像処理装置における画像処理方法であって、所定の濃度信号に基づくカラーチャートを記録媒体上に出力するチャート出力ステップと、前記記録媒体上に出力されたカラーチャートを測色して色信号を得る測色ステップと、前記色信号に基づいて自身の濃度特性を予測する予測ステップと、該予測された濃度特性で前記基準濃度特性を更新する更新ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、デバイスから出力されたカラーチャートの測色値に基づいて該デバイスの濃度特性を予測することによって最適な色変換を行い、最短の測色時間で高精度のデバイスプロファイルを作成することが可能となる。

以下、添付の図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第1実施形態＞
●デバイスプロファイル生成処理概要
図1は、本実施形態に係る画像処理装置において実行される、デバイスプロファイル生成アプリケーションの基本処理を示すフローチャートである。なお、理解を容易とするため、図1のフローチャートには画像処理装置における一部構成も必要に応じて併記している。

同図において、100は画像処理装置内に設置された不揮発性の記憶装置に確保されたプリセットファイルであり、各登録済プリンタごとのデータファイルや、基準濃度補正LUTおよびLab→CMYK濃度の変換係数である偏回帰係数が格納されている。

まずステップS101において、プロファイルの作成対象となるプリンタがユーザによって指定されると、カラーパッチ生成部102において、プリセットファイル100から読み出された当該プリンタに対応するデータファイルを用いてカラーパッチ画像が生成される。

次にステップS104においては、上記のように生成されたカラーパッチ画像の測色データを取得するが、具体的には、測色値ファイル103として格納されている測色データをロードするか、測色値ファイル103が存在しない場合には実際に測色を行う。

そしてステップS105において、本実施形態の特徴である濃度予測処理を行う。すなわち、ステップS104で取得した測色データの濃度特性を予測することによって濃度補正LUTを生成し、プリセットファイル100に格納されている基準濃度補正LUTとの比較を行う。そして該比較結果に応じて、プリセットファイル100に格納されている基準濃度補正LUTを補正する。

その後ステップS107において、補正された基準濃度補正LUTとステップS104で得られた測色値に基づいて当該プリンタのプロファイルを作成し、ステップS108で該プロファイルをICCプロファイル109として保存する。これにより、現在の画像処理装置の濃度特性を最適に反映したICCプロファイル109が作成される。

●基準濃度補正LUT,偏回帰係数の算出処理（プリセット）
図2は、プリセットファイル100に予め格納（プリセット）される基準濃度補正LUTと偏回帰係数の算出処理を示すフローチャートである。なお、ここで算出される基準濃度補正LUTは、Lab値に対する濃度変換を行うためのLUTである。

まず、ステップS110においてC,M,Y,K各一次色のカラーチャートを作成し（S110では一次色チャートを生成するとして説明しました）、ステップS111でそれらを測色することによって、各一次色とLabの関係、およびCMYK濃度を読み取る。次いでステップS112では読み取ったCMYK濃度に対してスムージング処理を施し、ステップS113ではCMYK濃度を0〜255に正規化する。

そしてステップS117において、ステップS113で正規化されたCMYK濃度テーブルと、ステップS111で得られたLab値を用いて、Lab→CMYK濃度変換係数である偏回帰係数を算出する。なお、この偏回帰係数の算出方法については後述する。

またステップS114では、ステップS113で正規化されたCMYK濃度テーブルを用いて、基準濃度LUTに対して成形処理を加える。そしてステップS115において、ステップS117で算出された偏回帰係数と、ステップS114で成形された基準濃度LUTとをセットにして、プリセットファイル100に保存する。

●プロファイル作成時の濃度補正LUT算出処理
図3は、プロファイル作成時に測色値から濃度補正LUTを算出する処理を示すフローチャートである。図3に示す処理はすなわち、上述した図1に示した処理をさらに詳細にしたものであり、以下、図3を参照して本実施形態における濃度予測、および濃度補正LUTの更新処理について詳細に説明する。

まずステップS118において、ユーザによって選択された、プロファイル作成対象のデバイスおよびチャート出力対象のプリントメディアに基づき、色材の総量を制限したカラーパッチを自動的に作成する。そしてステップS119においてこれらカラーパッチよりなる、プロファイル作成用のカラーチャートを、該選択されたプリントデバイスによってプリントメディアへ出力し、これを測色することによってCMYK−Lab値の関係を得る。

次にステップS120では、上記プロファイル作成用のカラーチャートの中から、一次色に関する測色値(Lab値)を抽出し、ステップS122において該一次色のLab値に対するCMYK濃度（以下、現在CMYK濃度）を、既にプリセットファイル100に格納されている偏回帰係数を用いて計算する。

そしてステップS123において、ステップS122で得られたCMYK濃度テーブルに対してスムージング処理を加え、さらにステップS124で正規化し、ステップS125で成形することによって、濃度補正LUTが作成される。

そしてステップS126では、ステップS125で得られた濃度補正LUTと、プリセットファイル100にプリセットされている基準濃度補正LUTを比較し、基準濃度補正LUTを更新すべきか否かをステップ128で判定する。すなわち、作成した濃度補正LUTと基準濃度補正LUTの差が所定値以上であれば、基準濃度補正LUTを更新すべきと判定する。

基準濃度補正LUTが更新すべき状態であればステップS129に進み、ステップS125で作成された濃度補正LUTを新たな基準濃度補正LUTとして、プリセットファイル100に格納する。一方、基準濃度補正LUTを更新する必要がなければ、基準濃度補正LUTをそのままとする。

そしてステップS131において、プリセットファイル100に格納された基準濃度補正LUTを用いてプリントデバイスのプロファイルを生成し、これをステップS132でICCプロファイル109として成形、保存する。

●濃度補正LUT,偏回帰係数の具体的な算出方法
一般に図3のステップS118に示すように、デバイスプロファイルを作成する際にカラーチャートを生成するが、このカラーチャートを構成するパッチの中には、CMYK濃度を測定するための単色パッチ（一次色パッチ）が含まれている。本実施形態では、この一次色パッチを測色したLab値からCMYK濃度値を推定することによって、基準濃度補正LUTを更新することを特徴とする。

以下、一次色パッチのLab値からCMYK濃度を予測し、該予測結果に基づいて基準濃度LUTを更新する処理について、詳細に説明する。

・基準濃度補正LUT作成処理
まず、図2を用いて説明した、プリセットされる基準濃度補正LUTの作成方法を具体的に説明する。

デバイス毎に予め基準濃度補正LUTと偏回帰係数を求めるために、図4に示すような、CMYK各1次色データが単調増加するようなパターンチャートを作成し、プリントデバイスより出力する。

そして、該チャートを構成する各パッチの測色値(Lab)と濃度値(CMYK)を測定し、各色について図5に示す濃度テーブルを作成する。

次に、CMYKの各濃度テーブルの点データを単純につなぎ合わせても滑らかにはならないため、スムージング処理によって測定値の並びを滑らかにした後、式(1)に示すようにCMYKの各濃度値を0〜255に正規化する。

D'=255×(D-Dmin)/(Dmax-Dmin) ・・・・(1)
このように各色ごとに正規化されたD'c,D'm,D'y,D'kを成形し、基準濃度LUTとしてプリセットファイル100に格納する。

ここで、CMYKの正規化された各濃度D'c,D'm,D'y,D'kをD'xとしたとき、Lab値の入力によって各濃度を予測可能とする、(2)式のような関数の形式を得るために、偏回帰係数を算出する必要がある。

D'x = f(Lab) ・・・・(2)
・偏回帰係数の算出方法
以下、本実施形態における偏回帰係数の算出方法について詳細に説明する。まず、重回帰分析によって偏回帰係数を求めるための一般式を以下に示す。すなわち、一般に有効ケース数をnとし、従属変数をＹ、p個の独立変数をＸ_i(i=1,2,・・・,p)とすると、従属変数の予測値Ｙpdは式(3)式のような重回帰式で求めることができる。なお、(3)式においてt_Oは定数項、t₁,t₂,・・・,t_pは各独立変数に付随する係数である。

Ｙpd = t_O + t₁Ｘ₁ + t₂Ｘ₂2 + ・・・ + t_pＸ_p ・・・・(3)
(3)式において独立変数が2個(Ｘ₁,Ｘ₂)である場合を想定すると、予測値Ｙpdは以下の(4)式で表すことができる。

Ｙpd = t_O + t₁Ｘ₁ + t₂Ｘ₂ ・・・・(4)
ここで、予測値Ｙpdと実測値Ｙ_nとの差(残差)eの二乗和Ｑが最小となるような、偏回帰係数t_O,t₁,t₂を、以下の(5)式により求めることができる。なお、(5)式におけるΣは、i=1〜nについての総和を示す。

Ｑ = Σei² = Σ(Ｙ_i-Ｙpd)² = Σ{Ｙ_i-(t_O+t₁Ｘ₁+t₂Ｘ₂)}² ・・・・(5)
以上、(3)〜(5)式を用いて説明した、重回帰分析による偏回帰係数の一般的な算出方法を本実施形態に適用することによって、本実施形態におけるCMYK各色の偏回帰係数を算出することができる。すなわち本実施形態においては、上述したようにプリントデバイスより出力した濃度算出用のCMYKカラーチャートについて、各パッチに対応するLab値とCMYK濃度値を測定し、この全ての測定値を以下の濃度算出式(6)〜(9)に代入することによって、各色用の偏回帰係数が求まる。

Ｃ_D = t_CO + t_C1L*_Ci + t_C2a*_Ci + t_C3b*_Ci ・・・・(6)
Ｍ_D = t_MO + t_M1L*_Mi + t_M2a*_Mi + t_M3b*_Mi ・・・・(7)
Ｙ_D = t_YO + t_Y1L*_Yi + t_Y2a*_Yi + t_Y3b*_Yi ・・・・(8)
Ｋ_D = t_KO + t_K1L*_Ki + t_K2a*_Ki + t_K3b*_Ki ・・・・(9)
ただし、
t_CO,t_C1,t_C2,t_C3：シアン濃度を算出するための偏回帰係数、
t_MO,t_M1,t_M2,t_M3：マゼンタ濃度を算出するための偏回帰係数、
t_YO,t_Y1,t_Y2,t_Y3：イエロー濃度を算出するための偏回帰係数、
t_KO,t_K1,t_K2,t_K3：ブラック濃度を算出するための偏回帰係数、である。

・濃度予測処理
以上のようにして各色の偏回帰係数が算出されると、これらを適用した濃度算出式(6)〜(9)に基づいて、各Lab値に応じた濃度値を予測することが可能となる。すなわち、濃度算出式(6)〜(9)に対して、それぞれの偏回帰係数を代入することにより、上記(2)式に示す関数D'x = f(Lab)の形式が得られる。

ここで、濃度算出式(6)〜(9)式に基づいてCMYK各色の偏回帰係数を算出した例を、以下の(10)〜(13)式に示す。すなわち、本実施形態では(10)〜(13)式に基づいて、一次色パッチを測定したLab値からCMYK濃度を予測することができる。なお、この例におけるプリンタデバイスは大判バブルジェット（登録商標）プリンタである。

Ｃ_D = 11.579 - 0.124L*_C + 0.03a*_C + 0.065b*_C ・・・・(10)
Ｍ_D = -2.833 + 0.031L*_M + 0.038a*_M + 0.048b*_M ・・・・(11)
Ｙ_D = 2.049 - 0.021L*_Y + 0.044a*_Y + 0.017b*_Y ・・・・(12)
Ｋ_D = 1.780 - 0.020L*_K + 0.092a*_K - 0.028b*_K ・・・・(13)
これら(10)〜(13)式を用いた各色濃度の予測結果と、実測結果の相関を図6〜図9に示す。図6は(10)式によるシアン濃度の予測値と実測結果を示した図、図7は(11)式によるマゼンタ濃度の予測値と実測結果を示した図、図8は(12)式によるイエロー濃度の予測値と実測結果を示した図、図9は(13)式によるブラック濃度の予測値と実測結果を示した図である。これら図6〜図9によれば、各色濃度において本実施形態の予測精度が高いことが分かる。

以上説明したようして得られた(10)〜(13)式がすなわち、(2)式に示す関数D'x = f(Lab)の形式を満たしており、当該プリントデバイスについて、(10)〜(13)式の関数に対して任意のLab値を代入することにより、その濃度値が得られる。これらの関数が、基準濃度補正LUTとして予めアプリケーション側でプリセットファイル100に格納（プリセット）されている。

・濃度補正LUT作成処理
次に、図3を用いて説明した、プロファイル作成時における環境を反映した濃度補正LUTの作成方法を具体的に説明する。

すなわち、プロファイル作成時に出力した一次色チャートから、CMYK一次色スケール部の測色値(Lab)を抽出し、該Lab値を上述した濃度算出式(6)〜(9)に代入することによって、濃度補正LUTが作成される。

そして、プリセットファイル100に予め格納されている基準濃度補正LUTと、現在の測色値を代入して得られた濃度補正LUTを比較し、その差が所定値未満であれば基準濃度補正LUTをそのまま利用するが、所定値以上の差があった場合には、現在の測色値に基づく濃度補正LUTから偏回帰係数を算出し、該偏回帰係数に基づいて再び(6)〜(9)式を作成し、これを基準濃度補正LUTとして更新する。

●本実施形態による効果
以上説明したように本実施形態によれば、デバイスプロファイル作成時におけるカラーチャートの測色値からデバイスの濃度特性を予測することによって、自動的に濃度補正LUTを更新することができる。したがって、環境変化等によってデバイスからの出力物に濃度変化があった場合にも、測色時間を延ばすことなく、高精度のプロファイルを容易に作成することができる。

なお、実施形態においては、測色値としてLab色空間の値を用いたが、例えばL*u*v*色空間やYIQ色空間等、他の均等色空間を用いても構わない。

また、本実施形態ではデバイスプロファイル作成時に形成されるカラーチャートの中から一次色チャートを選択する例を示したが、直接一次色チャートを作成して同様の処理を行うことももちろん可能である。

＜他の実施形態＞
以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体（記録媒体）等としての実施態様をとることが可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

尚、本発明は、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（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

プログラムを供給するための記録媒体としては、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、MO、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD-ROM，DVD-R)などがある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してCD-ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、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、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

本発明にかかる一実施形態におけるデバイスプロファイル作成処理の概要を示すフローチャートである。本実施形態における基準濃度補正LUTおよび偏回帰係数の算出処理を示すフローチャートである。本実施形態における濃度補正LUTの算出処理を示すフローチャートである。 CMYKの各1次色データが単調増加するパターンチャート例を示す図である。図4に示すパターンチャートの測色値と濃度値の対応表を示す図である。本実施形態における濃度予測値と実測値との相関(シアン)を示す図である。本実施形態における濃度予測値と実測値との相関(マゼンタ)を示す図である。本実施形態における濃度予測値と実測値との相関(イエロー)を示す図である。本実施形態における濃度予測値と実測値との相関(ブラック)を示す図である。

Claims

自身の濃度特性を基準濃度特性として予め保持し、該基準濃度特性に基づいて色変換を行う画像処理装置における画像処理方法であって、
所定の濃度信号に基づくカラーチャートを記録媒体上に出力するチャート出力ステップと、
前記記録媒体上に出力されたカラーチャートを測色して色信号を得る測色ステップと、
前記色信号に基づいて自身の濃度特性を予測する予測ステップと、
該予測された濃度特性で前記基準濃度特性を更新する更新ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
前記測色ステップにおいては、一次色の色信号を得ることを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
前記チャート出力ステップにおいては、前記一次色を含むカラーチャートを前記記録媒体上に出力し、
前記測色ステップにおいては、前記カラーチャートの測色結果から前記一次色の色信号を抽出する
ことを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
前記予測ステップにおいては、偏回帰係数を用いて前記濃度特性を予測することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像処理方法。
前記更新ステップにおいては、前記予測ステップにおいて予測された濃度特性と前記基準濃度特性との差が所定以上である場合に、該基準濃度特性を更新することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像処理方法。
さらに、前記基準濃度特性を用いてデバイスプロファイルを作成するプロファイル作成ステップを有することを特徴とする請求項５記載の画像処理方法。
前記測色ステップにおいては、均等色空間で表される色信号を得ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像処理方法。
前記チャート出力ステップにおいては、CMYKカラーチャートを出力することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像処理方法。
自身の濃度特性を基準濃度特性として予め保持し、該基準濃度特性に基づいて色変換を行う画像処理装置であって、
所定の濃度信号に基づくカラーチャートを記録媒体上に出力するチャート出力手段と、
前記記録媒体上に出力されたカラーチャートを測色して色信号を得る測色手段と、
前記色信号に基づいて自身の濃度特性を予測する予測手段と、
該予測された濃度特性で前記基準濃度特性を更新する更新手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
情報処理装置を制御することによって、該情報処理装置を請求項１乃至８の何れかに記載された画像処理方法を実行する画像形成装置として動作させることを特徴とするプログラム。
請求項１０に記載されたプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。