JP2007067957A - 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

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 Download PDF

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Abstract

【課題】 色処理後の画像データに色飛びが生じることのない色処理パラメータを生成できるようにすることを目的とする。
【解決手段】 RGB画像データをCIELABに変換する色処理パラメータを生成するための画像処理方法であって、RGB画像データを入力する工程(ステップS401)と、目標色再現データを入力する工程(ステップS404)と、RGB画像データを目標色再現データに変換するための色処理パラメータを生成する工程(ステップS407)と、を備え、更に、前記色処理パラメータをもちいてRGB画像データを変換した場合に、CIELAB内に収まることとなる目標色再現データであるか否かを判定する工程(ステップS405)と、判定の結果、収まらなくなると判定された場合に、その旨を報知する工程(ステップS405)とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図4

Description

本発明は、第1の色空間の画像データを第2の色空間に変換する色処理パラメータを生成する際の画像処理技術に関するものである。
従来のデジタルカメラにおいては、内部にあらかじめ複数の色処理パラメータがモードと対応付けて保持され、ユーザがその中の1つのモードを選択すると、当該モードに対応した色処理パラメータを用いて、撮影した画像データの色処理を行っていた。
このため、従来のデジタルカメラにおいては、あらかじめ用意されているモードに対応する色処理パラメータのみしか設定できず、ユーザの好みの色再現を実現することが出来なかった。
そこで、本願発明の発明者は特開2004−153684号公報において、デジタルカメラの色再現をユーザの好みによって自由に設定できる装置として、色処理パラメータカスタマイズ装置を提案した。当該装置によれば、所定のカラーチャートをデジタルカメラで撮影したときの画像データを、該カラーチャート本来の色、またはユーザ所望の色に近づけるための最適な色処理パラメータを生成することが出来る。なお、以後、このような目標となる色再現データを「ターゲットデータ」と称することとする。
特開2004−153684号公報
しかしながら、上記装置の場合、比較的良好な色再現を得ることができるのは、ターゲットデータが、最終的に目標とする色空間(sRGB、AdobeRGBなど)の内部にある場合に限られる。
つまり、ターゲットデータが前記色空間の外部にある場合には、そもそもそのターゲットデータ自体の色再現を実現することができない。加えて、当該ターゲットデータに基づいて生成された色処理パラメータにより画像データを色処理した場合、色処理して得られた画像データ(処理済み画像データ)は色再現可能な色空間の最大値、又は最小値で飽和してしまうこととなる。この結果、いわゆる色とびと呼ばれる現象が生じてしまうという問題があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、色処理により得られた画像データに色飛びが生じることのない色処理パラメータを生成できるように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、
第1の色空間の画像データを第2の色空間に変換する色処理パラメータを生成する画像処理装置であって、
前記画像データを入力する入力手段と、
ユーザ所望の画像データを目標色再現データとして入力する目標色再現データ入力手段と、
前記入力手段において入力される画像データを前記目標色再現データに変換するための色処理パラメータを生成する生成手段と、を備え、
前記目標色再現データ入力手段は、更に、
前記生成手段において生成される色処理パラメータを用いて前記画像データを変換した場合に、前記第2の色空間内に収まることとなる目標色再現データであるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段における判定の結果、前記第2の色空間内に収まらなくなると判定された場合に、前記目標色再現データについてその旨を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、色処理後の画像データに色飛びが生じることのない色処理パラメータを生成することが可能となる。
以下、必要に応じて添付図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳細に説明する。
[第1の実施形態]
<画像処理システムの構成>
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる色処理パラメータカスタマイズ装置を備える画像処理システムの構成を示す図である。図1において、100はデジタルカメラを、200は色処理パラメータカスタマイズ装置(画像処理装置)を、300は色票をそれぞれ示している。以下、デジタルカメラ100、色処理パラメータカスタマイズ装置の機能構成について説明する。
デジタルカメラ100において、101は、撮影レンズとCCD等の画像センサよりなる撮像部である。102は画像データや色処理パラメータ等の各種データを外部との間で入出力するためのインターフェイスであるデータ入出力部である。103は撮像部101で取得した被写体像(画像データ)から、色処理パラメータ保持部104に保持された色処理パラメータを用いて色処理を行い、処理済み画像データを形成する画像処理部である。104は色処理パラメータを保持する色処理パラメータ保持部である。105は撮影中の被写体像を表示する液晶ディスプレイ等の表示部である。
また、色処理パラメータカスタマイズ装置200において、201は画像データおよび色処理パラメータならびにターゲットデータを外部より入力(または外部に出力)するためのインターフェイスであるデータ入出力部である。202は撮像部101で取得した被写体像から、色処理パラメータ保持部206に格納された色処理パラメータを用いて色処理を行い、画像データを形成する画像処理部である。203はデータ入出力部201から入力された画像データの各パッチのRGB平均値を算出する平均値算出部である。
204は処理済み画像データおよびターゲットデータをCIELABで規定される色空間のab平面上にプロットしたデータを表示し、ターゲットデータを必要に応じてUI上でユーザの好みの色になるように編集することが可能な編集部である。205は色処理パラメータ保持部206に保持されている色処理パラメータを、例えばDLS法などを用いて最適化するパラメータ最適化部である。206はデジタルカメラ100の色処理パラメータを保持する色処理パラメータ保持部である。207は画像データ、およびターゲットデータを保持する画像データ・ターゲットデータ保持部である。208はデータ入出力部201から読み込んだ画像データを、画像処理部202にて色処理した後の処理済み画像データを表示する表示部である。
<デジタルカメラ100における処理>
撮影に際して、まず、ユーザは不図示の電源スイッチをONにする。これにより、デジタルカメラ100の画像処理部103では、撮像部101を通して取得した画像データを、色処理パラメータ保持部104に格納されたパラメータを用いて色処理する一方、該画像データに基づいて表示用画像を生成する。生成された表示用画像は、表示部105に表示される。
ユーザは表示部105に表示された表示用画像を見て、カメラの構図を決め、不図示のシャッターボタンを押すことで、撮影を行う。シャッターボタンが押されると、撮像部101にて取得された画像データは、色処理パラメータ保持部104に保持された色処理パラメータを用いて、画像処理部103にて色、明るさ等についての色処理が施される。
画像処理部103にて処理された処理済み画像データは、データ入出力部102を通して出力される。このとき、ケーブルなどを介して色処理パラメータカスタマイズ装置200に直接データを出力しても良いし、コンパクトフラッシュ(登録商標)などの記録媒体に出力しても良い。
またこのとき、色処理パラメータ保持部104に保持された色処理パラメータが、撮像部101を介して取得した画像データをそのままデータ入出力部102に出力するよう設定されていた場合には、色処理が施されていない画像データを出力することができる。これにより、色処理パラメータカスタマイズ装置200では、色処理が施されていない画像データを取得することが出来る。
このように、デジタルカメラ100は、色処理前の画像データならびに色処理後の処理済み画像データの両方を出力することができる。なお、後述する色処理パラメータの最適化処理においては、色処理前の画像データが出力され、色処理パラメータカスタマイズ装置200にて用いられることとなる。
<色処理パラメータを生成する際に用いられる色票(300)>
色処理パラメータを生成する際に用いられる色票(300)の一例を図2に示す。色票(300)は、グレタグマクベス社のColorChecker for DC(240色)や、同社のColorChecker(24色)など、一般的に色設計に用いられるカラーチャートを使用するものとする。
<色処理パラメータカスタマイズ装置200における処理(全体)>
図3に色処理パラメータカスタマイズ装置200における処理の流れを示す。ステップS301において、色処理パラメータを最適化する。なお、ステップS301の動作の詳細は、図4を用いて後述する。
ステップS302において、最適化された色処理パラメータ(3DLUT)をデータ入出力部201を介して出力し、デジタルカメラ100にアップロードする。
<色処理パラメータカスタマイズ装置200での処理(色処理パラメータ最適化処理)>
図4に色処理パラメータ最適化処理(図3のステップS301)の詳細な流れを示す。ステップS401では、画像入出力部201を介して画像データ(RGBデータ)を読み込む。なお、画像データは、ケーブルなどを介してデジタルカメラ100から直接読み込んでも良いし、コンパクトフラッシュ(登録商標)などの記録媒体から読み込むようにしても良い。読み込む画像データは色票300を均一照明下で撮影することにより得られた画像データである。
ステップS402では、平均値算出部203が先に読み込んだ画像データの各パッチのRGB平均値を算出する。
ステップS403では、画像処理部202が「処理済み画像データ」を算出する。具体的には、あらかじめ色処理パラメータ保持部206に保持されている色処理パラメータを用いて、先に算出したRGB平均値に対して色処理を行う。ここで、色処理パラメータとしては前述したように3×3のマトリックスや、3×9のマトリックス、3×19のマトリックスなどが考えられる。
そして、色処理された画像データをIEC61966−2−1で規定されるsRGBと仮定し、白色点をD65としてCIELABに変換したものを「処理済み画像データ」とする。
ステップS404では、「ターゲットデータ」を入力する。ターゲットデータは、色票300の各色パッチ自体をグレタグマクベス社のSpectroLinoなどで測色したCIELAB値等を用いることもできる。ただし、本実施形態では、先に算出した処理済み画像データをユーザの好みにあわせて編集したものをターゲットデータとして用いることとする。
ステップS405では、変更部204が、先に算出した「処理済み画像データ」および「ターゲットデータ」を表示するとともに、ターゲットデータの編集を受け付ける。このとき、たとえば肌色の赤味を強めたり、空の青色を強めたりといったように、ユーザ所望の編集を行うことができる。なお、変更部204により表示された表示例を図5に、表示処理の詳細を図6にそれぞれ示す(詳細は後述する)。ステップS406では、編集されたターゲットデータを確定する。
ステップS407では、パラメータ最適化部205が、色処理パラメータの最適化を行う。色処理パラメータの最適化とは、ステップS401で読み込まれた画像データが色処理された場合に「ターゲットデータ」のように色再現されるよう、色処理パラメータを変更することをいう。
具体的には、ステップS403で算出された処理済み画像データを(L*i、a*i、b*i)とし、対応する各ターゲットデータを(L*Ti、a*Ti、b*Ti)としたうえで、DLS法などを用いて求める。このとき、全ての処理済み画像データが対応するターゲットデータになるべく近くなるように色処理パラメータが求められる。
例えば、各色パッチの評価関数をEi、全体の評価関数をEとし、
を最小とするような色処理パラメータを算出する。ただし、各色パッチに個別に重みを設定しても良い。そのときの評価関数は重み値をwiとすると、
のように算出される。
ステップS408では、各色パッチの評価関数Ei及びEを表示するとともに、最適化された色処理パラメータを用いて画像処理部202において画像データについて色処理を行い、表示部208に表示する。
ここで、評価関数EiおよびEは、例えば図6に示すように各色パッチのターゲットデータ、最適化後の色処理パラメータで画像データを処理した後の処理済み画像データ、ならびに重み値wiと対応付けて一覧表示されるものとする。なお、最適化後の色処理パラメータで画像データを処理した後の処理済み画像データは、図6では「最適化後の処理済み画像データ」と記述している。
このように、最後に評価関数Eを表示するようにすることで、ユーザは、ターゲットデータに近い色処理を実現可能な色処理パラメータとなっているか否かを容易に判断することができる。
ステップS409では、ステップS407で算出した評価関数Ei及びE、さらには表示部208に表示された表示内容を元に、最適化を終了するかどうかの判断をする。再び色処理パラメータの最適化処理を行うときはステップS405へ進む。色処理パラメータの最適化処理を終了するときは、ステップS410に進む。
ステップS410では、先に最適化した色処理パラメータを使用して、3DLUTを作成する。デジタルカメラ100において取得されたRGBデータ(画像データ)が10ビット(0−1023)、3DLUTのスライス数が17であると仮定した場合の作成方法を以下に示す。
はじめに、
(R,G,B)=
(0,0,0)、(0,0,64)、(0,0,128)、‥‥、
(0,0,1023)、(0,64,0)、(0,64,64)、‥‥、
(0,64,1023)、(0,128,0)、(0,128,64)、‥‥、(1023,1023,1023)
の4913個(=17×17×17個)のデータを順番に入力し、先に最適化された色処理パラメータを用いてR’G’B’値を算出する。続いて、当該R’G’B’値をIEC61966−2−1で規定されるsRGBと仮定し、白色点をD65としてCIELABに変換したL*a*b*値を算出する。
そして算出された4913組の(R、G、B)−(L*、a*、b*)の組を3DLUTとして色処理パラメータ保持部206に保持する。以上で、色処理パラメータ最適化処理(ステップS301)が終了する。
<変更部204における表示処理(ステップS405)>
図6に変更部204における表示処理(ステップS405)の詳細な流れを示す。ステップS601では、ステップS403にて算出された処理済み画像データを取得し、ステップS602では、該処理済み画像データをCIELABで規定された色空間に表示する。
ステップS603では、ステップS404にて入力されたターゲットデータを取得する。ステップS604では、当該ターゲットデータに基づいてステップS410において3DLUTを作成した場合に、該3DLUTにて色処理されることにより得られる処理済み画像データが、最終的に目標とする色空間内に収まることになるか否かを判定する。なお、色空間としては、sRGBやAdobeRGBなどが挙げられる。
ステップS604にて色空間内に収まると判定された場合には、当該ターゲットデータをCIELABで規定された色空間に表示する。一方、ステップS604にて色空間内に収まらないと判定された場合には、当該ターゲットデータをCIELABで規定された色空間に、別色表示することで警告を発する。
なお、色空間内に収まるか否かの判定は、ステップS410と同じように画像データを与えて式3〜式5(後述)のいずれかの式で計算することにより行うことができる。つまり、0≦R’≦1.0、0≦G’≦1.0、0≦B’≦1.0のうち、いずれか一つでも満たさない場合には、色空間内に収まらないと判定する。そのときの色相H’は、R’、G’、B’を初期値とし、式6〜式15(後述)を用いてLab値に変換した後に、
により算出される。
色空間内に収まらない色相に近いターゲットデータであるか否かは、各ターゲットデータのLab値から式16と同じ式に基づいて色相Hを算出し、前記H’との差がある閾値以下であるか否かにより判定することができる。つまり、閾値以下であった場合には、色空間内に収まらない色相に近いターゲットであると判定することができる。
図6に戻る。ステップS607では、ターゲットデータが変更されたか否かを判定し、変更されたと判定された場合には、ステップS603に戻り、当該変更後のターゲットデータを取得し、ステップS604〜S606の処理を行う。
一方、ステップS607において、ターゲットデータの変更がないと判定された場合には、処理を終了する。
図5に上記表示処理に基づいて、変更部204において表示される表示例を示す。表示部204上には、各パッチの処理済み画像データ(縁の黒い点)501、ターゲットデータ(縁の白い点)502が表示される。データ自体は、CIELABで規定された色空間の、a*b*平面、L*a*平面、L*b*平面のいずれかにマッピングしたものが表示される。ターゲットデータはポインタ503で変更することが可能なように構成されており、画面上で視覚的に変更することができる。
このように、色空間内に収まらないと判定された場合に、警告を発することで、ユーザが色処理パラメータをカスタマイズする際に最終的に目標とする色空間内に収まる3DLUTを作成することが可能となる。
<その他の処理>
続いて、ステップS403、S407、S410におけるR’G’B’値の算出方法、およびsRGB→CIEXYZへの変換式、CIEXYZ→CIELABへの変換式の例を以下に示す。
○R’G’B’値の算出方法
色処理パラメータとしては、例えば3×3のマトリックスや、3×9のマトリックス、3×19のマトリックスなどが考えられる。そして、以下の式に従ってそれぞれR’G’B’値を算出することができる。
まず、RGBデータ(画像データ)を正規化する。正規化はRGBデータが10ビットの場合には各値を1023(=210−1)で割る。次に、以下の式3〜式5のいずれかの式を用いてR’G’B’値を算出する。
ただし、M1:3×3マトリックス、M2:3×9マトリックス、M3:3×19マトリックスである。
○sRGB→CIEXYZへの変換式
○CIEXYZ→CIELABへの変換式
[他の実施形態]
上記第1の実施形態においては、デジタルカメラ、色処理パラメータカスタマイズ装置で構成され、デジタルカメラと色処理パラメータ編集装置を、ケーブルなどを用いて直接接続することでデータのやり取りを行うこととしたが、特にこれに限定されない。上述のようにコンパクトフラッシュ(登録商標)などの記録媒体を用いてデータのやり取りを行っても良いことは言うまでもない。
また、上記第1の実施形態においては、評価関数として式1であらわされる式を使用していたが、下記の式で表される△E94を使用しても良いことは言うまでもない。
また上記実施形態のうち、色処理パラメータカスタマイズ装置の機能を実現する様に各種のデバイスを動作させるために該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータにより実施したものも本発明の範疇に含まれる。
つまり、前記実施形態機能を実現するためのソフトウエアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)を格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも含まれる。たとえば、画像処理をコンピュータにインストールされたドライバソフト上で行うものも含まれる。
またこの場合、前記ソフトウエアの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自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段は本発明を構成する。なお、かかる手段としては、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体が挙げられる。
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するよう構成することによっても達成されることはいうまでもない。この場合、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り、上記機能が実現されることとなる。なお、この場合、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場合に限られない。例えば、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、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。つまり、プログラムコードが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、その処理によって実現される場合も含まれる。
本発明の一実施形態にかかる画像処理システムの構成を示す図である。 色票300の一例を示す図である。 色処理パラメータカスタマイズ装置200における処理の流れを示す図である。 色処理パラメータ最適化処理の流れを示す図である。 変更部204により表示される表示内容の一例を示す図である。 変更部204における表示処理の流れを示す図である。 色処理パラメータの最適化後の各色パッチの処理済み画像データ、ターゲットデータ、重み値、評価関数Eiの表示例を示す図である。

Claims (6)

  1. 第1の色空間の画像データを第2の色空間に変換する色処理パラメータを生成するための画像処理方法であって、
    前記画像データを入力する入力工程と、
    ユーザ所望の画像データを目標色再現データとして入力する目標色再現データ入力工程と、
    前記入力工程において入力される画像データを前記目標色再現データに変換するための色処理パラメータを生成する生成工程と、を備え、
    前記目標色再現データ入力工程は、更に、
    前記生成工程において生成される色処理パラメータを用いて前記画像データを変換した場合に、前記第2の色空間内に収まることとなる目標色再現データであるか否かを判定する判定工程と、
    前記判定工程における判定の結果、前記第2の色空間内に収まらなくなると判定された場合に、前記目標色再現データについてその旨を報知する報知工程と
    を備えることを特徴とする画像処理方法。
  2. 前記目標色再現データ入力工程は、更に、
    前記入力工程により入力され、前記第2の色空間に変換された画像データと、前記目標色再現データとを対比可能に表示する表示工程を更に備え、
    前記報知工程は、前記第2の色空間内に収まらなくなると判定された場合に、対応する目標色再現データを所定の色で表示することで、前記その旨を報知することを特徴とする請求項1に記載の画像処理方法。
  3. 第1の色空間の画像データを第2の色空間に変換する色処理パラメータを生成する画像処理装置であって、
    前記画像データを入力する入力手段と、
    ユーザ所望の画像データを目標色再現データとして入力する目標色再現データ入力手段と、
    前記入力手段において入力される画像データを前記目標色再現データに変換するための色処理パラメータを生成する生成手段と、を備え、
    前記目標色再現データ入力手段は、更に、
    前記生成手段において生成される色処理パラメータを用いて前記画像データを変換した場合に、前記第2の色空間内に収まることとなる目標色再現データであるか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段における判定の結果、前記第2の色空間内に収まらなくなると判定された場合に、前記目標色再現データについてその旨を報知する報知手段と
    を備えることを特徴とする画像処理装置。
  4. 前記目標色再現データ入力手段は、更に、
    前記入力手段により入力され、前記第2の色空間に変換された画像データと、前記目標色再現データとを対比可能に表示する表示手段を更に備え、
    前記報知手段は、前記第2の色空間内に収まらなくなると判定された場合に、対応する目標色再現データを所定の色で表示することで、前記その旨を報知することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 請求項1または2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。
  6. 請求項1または2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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009081725A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Canon Inc 色処理装置およびその方法

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