JP2007129439A - 色変換方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 RGB信号をCMYK信号や特色を加えた出力信号に色変換して、高画質の印刷カラー画像を莫大なメモリや計算を必要とせずに得られる簡易な色変換方法。
【解決手段】 RGB信号と出力信号を、白を中心として、角度方向に色相、半径方向に彩度を並べ、RGB信号の色度の代表値と、出力信号の色度の代表値を、格子点で対応させた色度変換LUTと補間演算で、入力RGB信号の色度から出力信号の色度へ変換。輝度と墨を格子点で対応させた墨変換LUTと補間演算で輝度と出力信号の色度から出力信号の墨へ変換する。色度と墨を合成して出力信号を得る色変換方法。
【選択図】 図1

Description

本発明は、RGB信号を入力し少なくとも4色の異なるインクやトナーを用いて記録を行うカラー印刷装置の色変換処理部に用いられる。本発明は、RGB信号に対して適量の出力信号を演算する演算式を用いた色変換方法と装置である。更には4色のインクやトナーに特色のインクやトナーを加えた5色以上の出力信号を求める演算式を用いた色変換方法と装置に関する発明である。
カラー印刷装置は減法混色の基本色であるCMYK成分のインクやトナーでカラー画像を出力する。カラー印刷装置へのRGB信号はモニタへも入力され加法混色されてモニタへカラー画像を表示する。一般的にRGB信号の加法混色により表示されるモニタのカラー画像の色域は、減法混色によるCMYKインクやトナーで表示される印刷カラー画像の色域より広い。カラー画像印刷装置は印刷カラー画像をモニタのカラー画像と同じ見えにするために、RGB信号とCMYK信号の色相、彩度、明度、階調の差異を適宜補う色変換を行う手段を持つ。RGB信号をCMYK信号へ色変換する手段は演算による方法や色成分を軸とした3次元ルックアップテーブル(LUT)と補間方法を組み合わせた方法等が知られている。
演算による方法でよく知られているのはノイゲバウアーの式であるが、RGB信号からCMYK信号を求めるには3元高次式となり簡単に解けない。更に記録紙の条件などが演算項目から不足しカラーモニタ上のカラー画像と同じ見えの印刷カラー画像が得られない事が知られている。
近年は出力信号であるCMYK成分を軸とする色立体の色変換LUTによる方法が多く用いられている。色変換LUTは多くのカラーサンプルを用いて各種の処理を施しRGB信号の代表値とCMYK信号の代表値を対応させた代表点を格子点とした色立体により構成される。所望のCMYK信号は、入力されたRGB信号の値に近い代表点から四面体補間等の3次元補間演算を行い求められる。
色変換には、RGB信号の色域とCMYK信号の色域の差異を補正するため圧縮や伸張が必要である。色域の差異に伴う補正は均等色空間を利用する事が多い。RGB信号の代表値を均等色空間であるL*a*b*値に変換して色域の差異に伴う補正を行いCMYK信号の代表値と対応させたCMYK成分を軸とする色立体の色変換LUTも知られている。
特登録02733254号公報 特登録02994153号公報 特開平11−53507号公報
しかしながら、色変換LUTによる色変換で精度を上げるためには色変換LUTの代表点が多数必要となり莫大なメモリと計算時間が必要となる。色変換LUTの代表点の不足や3次元の補間演算の精度が不足した場合は、カラー印刷装置の出力色空間を最大に再現できない、好ましいカラー画像の色再現が出来ない、階調性が崩れる、擬似輪郭が発生する、色違い、等の問題が生じる。
近年はカラー印刷装置の色域を拡大するため基本色であるCMYKインクやトナーに加えて特色インクやトナーを追加する事が増えてきている。CMYK成分を軸とする色立体である従来の色変換LUTによる方法では、特色の追加は色立体の軸の追加となり、色変換LUTである色立体が複雑な構造となり、補間演算の複雑さも倍増する。唯でさえ多くのメモリや計算を必要としていた上に特色分が追加された演算となるので、メモリと計算負荷は倍増する事となる。従来の色変換LUTと補間演算による色変換方法に関わる装置の負荷と色変換精度は、大きな問題となっていた。
CMY信号の墨CMYからCMYK信号の墨Kへ変換する際の墨KはCMY信号をパラメータとする関数による計算などで求められたが、明度の高い出力画像に対して粒状感を生じさせ、出力画像の画像品質を劣化させる原因となっていた。
本発明は上記の課題を解決する色変換方法に関わり、入力されたRGB信号をCMYK信号や特色を加えた出力信号に色変換して、高画質の印刷カラー画像が莫大なメモリや計算を必要とせずに短時間で得られる簡易な色度変換LUTと補間演算と墨変換LUTと補間演算による出力信号の決定方法である。
上記の目的を達成するために、本発明では、色変換を、RGB信号の色度で選択される色度変換関数による色度変換と、出力色度で選択される墨変換関数による墨変換と、色度と墨の合成の順に、逐次で処理することにより簡易化した色変換による好ましいカラー画像の色再現を実現した。本発明は、加法混色であるRGB信号と減法混色であるCMYK信号の特性に着目して色変換を逐次で処理出来るようにした。加法混色であるRGB信号はR=G=Bで白、減法混色であるCMYK信号はC=M=Yでは黒(墨又はグレー)である。
RGB信号は色度と輝度の組合せで色を表しており、色度は白であるR=G=B成分をRGB成分から削除したもので、R、RG、GR、G、GB、BG、B、BR、RBで、2又は1成分である。輝度は0.299R+0.587G+0.114Bで求められる。CMYK信号は色度と明度で色を表しており、色度は紙の白から墨(グレー)であるC=M=Y成分の墨CMYと墨Kを削除した、C、CM、MC、M、MY、YM、Y、YC、CYで、2又は1成分である。明度は紙からの反射光であり、白から色度と墨で減衰させた反射光である。
RGB信号から色変換してCMYK信号を得るに当たり、RGB信号の2又は1成分の色度をCMYK信号の2又は1成分の色度に変換して、RGB信号の輝度をCMYK信号の明度に変換して合成すれば、RGB信号は2元高次式の色度変換関数による演算でCMYK信号に色変換出来る。
出力信号の明度を担う墨は、ハイライト領域で墨Kを用いると粒状感が目立ち、高彩度領域で墨CMYを用いると色材料が溢れ色濁りを生じる。墨Kと墨CMYは適切な使い分けが必要である。出力信号成分の墨寄与は高彩度におけるM成分が最大でC成分も大きく、Y成分の墨寄与は大変少ない。墨は輝度に比例するが墨の演算には色度の考慮が必要である。本発明では、出力信号の色度毎に独立に設定された墨変換関数で輝度から墨を演算する事で、出力信号の色度毎に正確な明度と階調を持ち、粒状感も良い適切な墨Kと墨CMYを演算する。
更に詳しく色度の変換から説明する。
RGB信号の色域と出力信号であるCMYK信号の色域は一致していないので、色度の変換におけるRGB信号とCMYK信号の色度の関係付けは、色相を保持し全体の均等圧縮、色域外は境界に圧縮、色差を最少に圧縮、特定の色を保持、等の色度変換方針によって決定される。色相を保持した場合の色度変換の方針例を図6に示す。夫々の色度において、色度変換の方針に則りRGB信号の色度に対応するCMYK信号の色度が決定される。
色度変換方針に関わる係数cとmとyを用いるとRGB信号とCMYK信号の色度の関係は、図7の様に表される。RGB信号の成分量をα、対応するCMYK信号の成分量をβとする時、RGB信号のGとBの色度(0,cα,α) ではCMYK信号の色度(β,0,0,0)のC色相 、RGB信号のBとRの色度(α,0,mα) ではCMYK信号の色度(0,β,0,0)のM色相、RGB信号のRとGの色度(yα,α,0) ではCMYK信号の色度(0,0,β,0) のY色相となる。この様に色度変換方針に則ったRGB信号とCMYK信号の色度の関係を一般化して表せる。この関係を利用するとRGB信号の色度でCMYK信号の色度を特定することが出来る。
RGB信号の色成分がGとBである時、
G/B≧cではCとYで表される色相に該当するので、GとB成分の色度からCとY成分の色度への変換となる。G/B≦cではCとMの色相に該当するので、GとB成分の色度からCとM成分の色度への変換となる。G/B=cではCMY信号がC色相に該当するので、GとB成分の色度からC成分の色度への変換となる。
RGB信号の色成分がRとBである時、
B/R≧mではMとCの色相に該当するので、BとR成分の色度からMとC成分の色度への変換となる。B/R≦mではMとYの色相に該当するので、BとR成分の色度からMとY成分の色度への変換となる。B/R=mではCMY信号がM色相に該当するので、BとR成分の色度からM成分の色度への変換となる。
RGB信号の色成分がGとRの成分である時、
R/G≧yではYとMの色相に該当するので、GとR成分の色度からYとM成分の色度への変換となる。R/G≦yではYとCの色相に該当するので、RとG成分の色度からYとC成分の色度への変換となる。R/G=yではCMY信号がY色相に該当するので、RとG成分の色度からY成分の色度への変換となる。以上の様に、RGB信号の色度は出力信号の色度と対応させることが出来て、RGB信号の2又は1成分は、出力信号のCMYK信号の2又は1成分への色度変換となる。
RGB信号の色相で限定される色域毎に設定された色度変換関数はRGB信号が2又は1成分、出力信号も2又は1成分で2元高次式となることが判る。本発明では、色度変換方針を加味した色度変換関数でRGB信号から出力信号へ演算により色度変換を行う。RGB信号からCMYK信号への色度変換を図2に示す。色度変換関数は、(1)r=0,g/b≦cでは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mでは色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦mでは色度変換関数Fmy、(4)b=0,r/g≧yでは色度変換関数Fym、(5)b=0,r/g≦yでは色度変換関数Fyc、(6)r=0,g/b≧cでは色度変換関数Fcy、となる。
出力信号としてY:M=2:1と同色相でより高彩度な色であるO成分を加えてCMYOK信号とした場合もCMYK信号と同様な色度変換が可能である。CMYOK信号の色度も隣り合う1又は2成分で表わされ、C、CM、MC、M、MO、OM、O、YO、Y、YC、CYである。色度変換方針に関わる係数cとmとyとoを用いるとRGB信号とCMYOK信号の色度の関係は図8の様に表される。RGB信号からCMYOK信号への色度変換は、色度変換方針に関わる係数cとmとyとoとすると、CMYK信号と同様にRGB信号の2又は1成分からCMYOK信号の2又は1成分への変換となる。RGB信号が色相で限定される色域毎に設定された色度変換関数は、RGB信号が2又は1成分、出力信号も2又は1成分となり、2元高次式となることが判る。図21にCMYOK信号の色相に曲がりが無い場合の例を示す。
出力信号の一部の成分は彩度が高くなると色相に曲がりを生じるものがある。CMYK信号の彩度θ1でY色相に曲がりを生じる場合は、CMYK信号のY色相の成分(c,m,y,k)は(0,0,β,0,0)で表され、Y色相に対応するRGB信号の成分(r,g,b)は彩度θ1以下では(y1α,α,0)、 彩度θ1以上では(y2α,α+γ,0)となる。色度変換方針に関わる係数cとmとy1とy2とγ用いるとRGB信号とCMYK信号の色度の関係は図9の様に表される。Y色相の彩度θ1に対応するRGB信号の彩度√r2+g2がx1であるとすると、図22に示す様に色度変換関数はRGB信号の色度と彩度で選択される。RGB信号が色相と彩度で限定される色域毎に設定された色度変換関数は、RGB信号が2又は1成分、出力信号も2又は1成分で2元高次式となることが判る。Y色相の彩度θ1に曲がりがある場合の色度変換関数は、(1)r=0,g/b≦cでは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mでは色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦mでは色度変換関数Fmy、(4)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≧y1では色度変換関数Fy1m、(5)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≧y2では色度変換関数、(6)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≦y1では色度変換関数Fy1c、(7)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≦y2では色度変換関数Fy2c、(8)r=0,g/b≧cでは色度変換関数Fcy、となる。
特色成分でも彩度が高くなると色相に曲がりを生じるものがある。CMYOK信号においてY色相の彩度θ1とO色相の彩度θ2に曲がりがある場合の色度変換関数を図23と図10に示す。CMYOK信号のY成分の彩度θ1に対応するRGB信号の彩度をx1、O成分の彩度θ2に対応するRGB信号の彩度をx2とする。この場合の色度変換関数はRGB信号の色度と彩度で決定される。RGB信号が色相と彩度で限定される色域毎に設定された色度変換関数はRGB信号が2又は1成分、出力信号も2又は1成分である2元高次式となる。Y色相の彩度θ1とO色相の彩度θ2に曲がりがある場合の色度変換関数は、(1)r=0,g/b≦cは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mは色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦oは色度変換関数Fmo、(4)b=0,√r2+g2≦x2,r/g≧o1は色度変換関数Fo1m、(5)b=0, √r2+g2≧x2,r/(g+δ)≧o2は色度変換関数Fo2m、(6)b=0,√r2+g2≦x1,o1≧r/g≧y1は色度変換関数Fy1o1、(7)b=0,x2≧√r2+g2≧x1,o1≧r/g≧y1は色度変換関数Fy2o1、(8)b=0,√r2+g2≧x2,r/(g+γ)≧y2,r/(g+δ)≦o2は色度変換関数Fy2c、(9)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≦y1は色度変換関数Fy1c、(10)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≦y2は色度変換関数Fy2c、(11)r=0,g/b≧cは色度変換関数Fcy、となる。
本発明による色変換では、出力信号に追加する特色はO成分に限定されず、追加する成分が複数であっても同様な色変換が可能である。出力信号としてO成分に加えC:Y=2:1と同色相でより高彩度な色であるE成分も加えたCMYOEK信号の例を示す。CMYOEK信号の色度も隣り合う2又は1成分で表現され、C、CM、MC、M、MO、OM、O、YO、Y、YE、EY、E、CEである。RGB信号からCMYOEK信号への色度変換はCMYK信号と同様にRGB信号の2又は1成分からCMYOK信号の2又は1成分への変換となる。色度変換方針に関わる係数cとmとyとoとeを用いるとRGB信号とCMYK信号の色度の関係は図12の様に表される。
RGB信号からCMYOEK信号への色度変換は、色度変換方針に関わる係数を設定すればCMYK信号と同様にRGB信号の2又は1成分からCMYOK信号の2又は1成分への変換となる。RGB信号が色相で限定される色域毎に設定された色度変換関数は、RGB信号が2又は1成分、出力信号も2又は1成分となり、2元高次式となることが判る。
次に墨変換を詳しく説明する。
輝度から明度を担う墨への変換において、出力信号の色度は明度へ大きく寄与するので、先に求めた出力信号の色度毎に墨変換関数を設定して輝度から墨への変換を行う。CMYK信号においては図18に示す様に、(1)y=0,c≧mでは墨変換関数Lmc、(2)y=0,c≦mでは墨変換関数Lmc、(3)c=0,m≧yでは墨変換関数Lmy、(4)c=0,m≦yでは墨変換関数Lym、(5)m=0,y≧cでは墨変換関数Lyc、(6)m=0,y≦cでは墨変換関数Lcy、である。
特色を含むCMYOK信号においては図19に示す様に、(1)y=0,o=0,c≧mでは墨変換関数Lcm、(2)y=0,o=0,c≦mでは墨変換関数Lmc、(3)c=0,y=0,m≧oでは墨変換関数Lmy、(4)c=0,y=0,m≦oでは墨変換関数Lym、(5)c=0,m=0, y≦oでは墨変換関数Loy、(6)c=0,m=0, y≧oでは墨変換関数Lyo、(7)m=0,o=0,y≧cでは墨変換関数Lyc、(8)m=0,o=0,y≦cでは墨変換関数Lcy、である。高明度では粒状感対策を主とした墨CMYを用いた墨変換を行い、高彩度や低明度では成分量を抑えた墨Kを主とした墨変換を行う。
本発明は、RGB信号の色域を出力信号の色度に対応したRGB信号の色度で分割し、分割された色域毎に色度変換関数を設定してRGB信号の色度から出力信号の色度を演算、演算された出力信号の色度に応じて墨変換関数を設定し、墨変換関数により輝度から墨を演算、最後に出力信号の色度と墨を合成して色変換を行う。色変換は従来の一括演算に比べて、逐次の演算により容易に高精度な色変換が可能となった。更には出力信号の基本色に特色を加える場合も基本色と同様に、色度変換関数で出力信号の色度を演算、墨変換関数で墨を演算、最後に出力信号の色度と墨を合成して色変換が行える。
CMYOEK信号も、RGB信号から色度変換関数で色度を演算し、墨変換関数で墨を演算して合成することで色変換が出来る。
図11に本発明によるRGB信号から出力信号である特色を含んだCMYOK信号への色変換の概念を示す。
従来、RGB信号からCMY信号を1つの演算式で求めようとしたため、3元高次式となり解答が困難になり演算結果も不十分であったが、本発明による色変換では、RGB信号の色度で分割したRGB信号の色域毎に色度変換関数を設置して、RGB信号の色度から色度変換関数で出力信号の色度を求め、出力信号の色度で分割された色域毎に墨変換関数を設置して、輝度と出力信号の色度から墨変換関数で墨を求め、最後にこれらを合成する逐次処理により比較的簡易な演算でありながら精度の高い色変換が可能となった。近年多く用いられている莫大なメモリや計算を必要とするLUTと補間計算による色変換に対しても、本発明による色変換は、メモリ使用量と計算負荷が圧倒的に少ないにも関わらず精度の高い色変換が可能となった。更には、特色を加えた出力信号の色変換へも適用が容易であり、カラー印刷装置の出力色空間を最大に活用して狙い通りの階調性を持つ好ましいカラー画像の色再現が実現できた。本発明による色変換で、従来問題とされていた擬似輪郭や、色違い、等が解消された。本発明による色変換演算では、莫大なメモリや計算が不要となり装置への負担が少ないので色変換処理時間が短縮出来た。
(実施例1)
以下、図4に示す実施例にしたがって本発明による色度変換関数の作成を説明する。色度変換関数へのRGB信号は8ビットRGB信号、色度変換関数で色度変換される出力信号は基本色の8ビットCMYK信号と特色を加えた例として8ビットCMYOK信号である。
色度変換関数は、RGB信号の色域を出力信号であるCMYK信号やCMYOK信号に対応する様に色度と彩度で分割した色域毎に設定される。色度変換関数は、分割した出力信号の色域に色度代表点を設定し、この色度代表点に望ましいRGB信号の色度を設定して出力色度代表点と入力色度代表点の組合せを作り、この組合せを用いて帰納法により作成される。
(1)出力信号の色域を表す出力色度代表点を設定
出力信号がCMYK信号の例を説明する。CMYK信号の色域の高明度側全体を表す出力色度代表点を図13に示した。6つ同心円は中心が白で外側が高彩度を表している。同心円の内側から放射状に伸びた3本の実線はCMY成分に対応する色相線で、残る9本の点線は色域の高明度側全体を表すCMY成分を補足する色相線である。出力色度代表点は、6つの同心円で表される彩度と放射状に伸びた12本の色相線との交点である。次に出力信号がCMYOK信号である例を示す。CMYOK信号の色域の高明度側全体を表す出力色度代表点を図14に示した。6つ同心円は中心が白で外側が高彩度を表している。同心円の内側から放射状に伸びた4本の実線はCMYO成分に対応する色相線で、残る9本の点線は色域の高明度側全体を表すCMYO成分を補足する色相線である。出力色度代表点は、6つの同心円で表される彩度と放射状に伸びた13本の色相線との交点である。出力色度代表点は、該当する色域の彩度と色相を適宜選択して示すものである。
(2)出力色度代表点のカラーパッチを作成して測色
出力色度代表点の色度カラーパッチを作成、測色してCMYK色域やCMYOK信号の色域を表す出力色度代表点の測色値を得る。CMYK信号の色度カラーパッチの成分を図30にCMYOK信号の色度カラーパッチの成分を図32に示す。
(3)RGB信号の入力色度代表点を測色
出力色度代表点の色度カラーパッチは墨が無い(色度の成分のみ)高明度となっている。この色度カラーパッチに対応する高輝度側のRGB信号例を図16に示した。高輝度側色域はRGB信号が少なくとも1成分はフル点灯(255)となっている。図15にRGB信号の高輝度側色域全体を表す高輝度側入力色度代表点を示した。6つ同心円は中心が白で外側が高彩度を表している。同心円の内側から放射状に伸びた3本の実線はRGB成分に対応する色相線で、9本の点線はRGB色相線を補足して色域を均一に表す色相線である。入力色度代表点は、6つの同心円で表される彩度と放射状に伸びた12本の色相線との交点で高輝度側色域を均一に表している。加えて3本の一点鎖線は追加される特色O成分に合わせた色相線で、6つ同心円との交点がその入力色度代表点である。図33にこれら入力色度代表点のRGB成分を示す。入力色度代表点のRGB信号をモニタに表示してこれを測色した。尚、入力色度代表点のRGB成分からR=G=B成分を削除したものがRGB信号の色度である。
(4)色度変換方針の決定
図6には彩度に関わる色度変換方針例を示す。先に求めた図13と図14に示す様な色度カラーパッチの測色値と図16に示す様なRGB信号の入力色度代表点の測色値から色度変換方針を決める。色度変換方針は彩度のみでなく必要に応じて色相を変える等、適宜決めることが出来る。方針によっては出力信号の色度カラーパッチやRGB信号の入力色度代表点を追加して測色を行う。
(5)出力色度代表点に対応するRGB信号の色度と分割する色域を決定
色度変換方針に則って、出力色度代表点の測色値に対応するRGB信号の測色値を割当てる。このRGB信号の測色値に合致するRGB信号を図16に示す。割当てるRGB新語の探索は、図16に示される様にRGB3成分の内少なくとも1つを最大点灯量にしたモニタを測色して行う。この探索により出力色度代表点に対応するRGB信号が得られる。このRGB信号からR=G=Bの成分を削除して、出力色度代表点に対応するRGB信号の色度が決定される。これによりRGB信号の色度成分比で色度変換関数用に色域が分割できる。図7は色相に曲がりが無いCMYK信号における6分割されたRGB信号の色域を示した。図8は色相に曲がりが無いCMYOK信号における7分割されたRGB信号の色域を示した。図9はY色相の彩度θ1で曲がりがあるCMYK信号における8分割されたRGB信号の色域を示した。Y色相線における彩度θ1は色度変換方針に則りRGB信号の彩度√r2+g2=x1が割当てられる。図10はY色相の彩度θ1とO色相の彩度θ2で曲がりがあるCMYOK信号における11分割されたRGB信号の色域を示した。O色相線における彩度θ2は色度変換方針に則りRGB信号の彩度√r2+g2=x2が割当てられる。図12は色相に曲がりが無いCMYOEK信号における8分割されたRGB信号の色域を示した。
(6)色度変換関数を算出
色度変換関数は分割されたRGB信号の色域毎に設定され、RGB信号の色度から出力信号の色度を演算する関数である。RGB信号の色度成分比で分割された色域において、その色域に属する出力色度代表点とRGB信号の色度の組合せが判明する。色度変換関数は、分割された色域毎の出力色度代表点とRGB信号の色度の組合せから帰納法により求められる。
図7は出力信号がCMYK信号で出力成分の色相線に曲がりが無い例である。RGB信号の色域をCMYK信号に対応させて色度で6分割している。色度変換関数は6分割された色域毎に設定される。6つの色度変換関数は図2に示す様に、(1)r=0,g/b≦cでは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mでは色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦mでは色度変換関数Fmy、(4)b=0,r/g≧yでは色度変換関数Fym、(5)b=0,r/g≦yでは色度変換関数Fyc、(6)r=0,g/b≧cでは色度変換関数Fcy、となる。
図8は出力信号がCMYOK信号で出力成分の色相線に曲がりが無い例である。RGB信号の色域をCMYOK信号に対応させて色度で7分割している。色度変換関数は7分割された色域毎に設定される。7つの色度変換関数は図21に示す様に、(1)r=0,g/b≦cでは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mでは色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦mでは色度変換関数Fmo 、(4)b=0,r/g≧oでは色度変換関数Fom 、(5)b=0,0≧r/g≧yでは色度変換関数Fyo 、(6)b=0,r/g≦yでは色度変換関数Fyc 、(7)r=0,g/b≧cでは色度変換関数Fcy、である。
図9は出力信号がCMYK信号のY色相線に彩度θ1で曲がりがある例である。Y色相線の曲がりは色度変換を複雑化するので曲がり前と曲がり後で色域を独立させて色度変換の複雑化を避けている。Y色相線の彩度θ1は色度変換方針に則りRGB信号の彩度√r2+g2=x1に割当てられるとすると、Y色相線の曲がり前の色域はRGB信号の(4)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≧y1と(6)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≦y1となる。Y色相線の曲がり後の色域は(5)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≧y2 と(7)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≦y2となる。RGB信号の色域はCMYK信号に対応させて色度と彩度で8分割となる。色度変換関数は8分割されて色度変換が単純化された色域毎に設定される。8つの色度変換関数は図22に示す様に、(1)r=0,g/b≦cでは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mでは色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦mでは色度変換関数Fmy、(4)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≧y1では色度変換関数Fy1m、(5)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≧y2では色度変換関数Fy2m、(6)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≦y1では色度変換関数Fy1c、(7)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≦y2では色度変換関数Fy2c、(8)r=0,g/b≧cでは色度変換関数Fcy、となる。
図10は出力信号がCMYOK信号で出力成分のY色相線に彩度θ1とO色相線に彩度θ2で曲がりがある例である。Y色相線とO色相線の曲がりは色度変換を複雑化するので曲がり前と曲がり後で色域を独立させて色度変換の複雑化を避けている。Y色相線の彩度θ1は色度変換方針に則りRGB信号の彩度√r2+g2=x1でO色相線の彩度θ2は色度変換方針に則りRGB信号の彩度√r2+g2=x2に割当てられるとすると、Y色相線の曲がり前のY色相線とC色相線に囲まれた色域色域はRGB信号の(6)b=0,√r2+g2≦x1,o1≧r/g≧y1と(9)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≦y1となる。O色相線の曲がり前のO色相線とM色相線に囲まれた色域はRGB信号の(4)b=0,√r2+g2≦x2,r/g≧o1となる。Y色相線とO色相線に囲まれた色域は彩度x1<x2とするとO色相線の曲がり前でY色相線の曲がり後の色域は(7)b=0,x2≧√r2+g2≧x1,o1≧r/g≧y1となり、O色相線の曲がり後でY色相線も曲がり後の色域は(8)b=0,√r2+g2≧x2, o2≧r/(g+γ)≧y2となる。RGB信号の色域はCMYOK信号に対応させて色度と彩度で11分割となる。色度変換関数は11分割されて色度変換が単純化された色域毎に設定される。11の色度変換関数は図23に示す様に、(1)r=0,g/b≦cでは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mでは色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦oでは色度変換関数Fmo、(4)b=0,√r2+g2≦x2,r/g≧o1では色度変換関数Fo1m、(5)b=0, √r2+g2≧x2,r/(g+δ)≧o2では色度変換関数Fo2m、(6)b=0,√r2+g2≦x1,o1≧r/g≧y1では色度変換関数Fy1o1、(7)b=0,x2≧√r2+g2≧x1,o1≧r/g≧y1では色度変換関数Fy2o1、(8)b=0,√r2+g2≧x2, o2≧r/(g+γ)≧y2では色度変換関数Fy2c、(9)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≦y1では色度変換関数Fy1c、(10)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≦y2では色度変換関数Fy2c、(11)r=0,g/b≧cでは色度変換関数Fcy、となる。
図12は出力信号がCMYOEK信号で出力成分の色相線に曲がりが無い例を示す。RGB信号の色域をCMYOEK信号に対応させて色度で8分割している。
この様にRGB信号の色域は色相線と彩度により分割され、色度変換を単純化された色域毎にRGB信号の色度から出力信号の色度を演算する関数として帰納法により色度変換関数が算出される。図11に色変換における色度変換の位置付けを示す。
(実施例2)
図5に示した墨変換関数の作成フローにしたがって本発明による墨変換関数の作成について説明する。CMYK信号や特色を加えたCMYOK信号の明度制御は墨Kや墨CMY等により行われる。RGB信号で出力信号の明度に該当するのは輝度である。RGB信号の輝度はそれ自体に色の寄与が考慮されていて0.299R+0.587G+0.114Bで演算される。輝度から出力信号の明度制御に用いる墨Kや墨CMY等を演算できれば良いが、出力信号の成分にはそれ自体に夫々の墨要素を有しているため単純に輝度を墨に変換すると所望の明度と誤差が生まれる。墨寄与が最も大きいのはM成分、続いてC成分、O成分、殆ど墨寄与が無いのはY成分である。ここで本発明は、輝度から出力信号の墨を演算するに当たり、出力信号の成分毎に色域を分割して、この分割された色域毎に墨変換関数を設定した。墨変換関数は出力信号の色度と輝度から出力信号の墨を演算する。色域を分割して墨の演算を単純化し、墨変換誤差を出力信号の色度と輝度からの演算で解消した。
CMYK信号の墨変換用に色相線で6分割した色域を図18に示す。5つの同心円は彩度を表し、中心は白、最外郭にある実線の円は墨が入らない最大彩度を示す。放射状の直線は色相線で実線のCMYの成分からなる3本とCMY成分が1:1となる3本で墨変換用に色域を6分割している。6本の一点鎖線は分割した色域を補足的に表す色相線である。分割される色域は、(1)C≧M、(2)C≦M、(3)M≧Y、(4)M≦Y、(5)Y≧C、(6)Y≦C、である。図18にはCMYK信号の色域の色度を表す墨色度代表点も表している。墨色度代表点は5つの同心円と放射状の12本の直線との交点である。墨色度代表点に墨を付加してCMYK信号の色域を表す墨代表点とする。
CMYOK信号の墨変換用に分割した色域を図19に示す。8分割する色相線はCMOの成分からなる4本とCMYO成分が1:1となる4本である。分割される色域は、(1)C≧M、(2)C≦M、(3)M≧O、(4)O≧M、(5)Y≦O、(6)Y≧O、(7)Y≧C、(8)Y≦C、である。8本の一点鎖線は分割した色域を補足的に表す色相線である。墨色度代表点は5つの同心円と放射状の16本の直線との交点である。墨色度代表点に墨を付加してCMYOK信号の色域を表す墨代表点となる。図20にC色相における墨代表点、図24にC:M=1:1色相における墨代表点、図25にM:O=1:1色相における墨代表点、図26にO色相における墨代表点、図27にY:O=1:1色相における墨代表点、図28;Y色相における墨代表点、図29にY:C=1:1色相における墨代表点、を示す。出力信号の色域内に分布した墨代表点に対し図17に示すような輝度と明度の変換方針に則りRGB信号の輝度を割当て、墨代表点とRGB信号の望ましい組合せを作った。墨変換関数は、墨変換用に分割された出力信号の色域毎に設置する。墨変換関数は出力色度と輝度から出力信号の墨を演算する。墨変換関数は墨変換用に分割された色域におけるRGB信号の輝度と墨代表点の墨との組合せから帰納法により求められる。演算される墨は、低彩度の高明度色域では出力信号の成分が少なく墨による粒状感の問題を回避するため墨CMYが主となり、高彩度や低明度の墨は出力信号量を抑制するため墨Kが主体となる。
(1)墨変換関数用に出力信号の色域を分割して墨色度代表点を設定
墨変換用に分割される色域の境界線は、単一成分の色相と隣接する成分と1:1の混色となる色相となる。CMYK信号では境界線が6本、図18の実線の直線で示す。CMYOK信号では境界線が8本、図19の実線の直線で示す。この様に墨変換用に分割した色域においては、墨に影響する成分が単純増加又は単純減少となるため墨を演算する墨変換関数が単純化できる。
図18の点線の同心円は墨を決定するための墨色度代表点を示すための主要な彩度を表す。色相と彩度の交点が墨を決定するための主要な色度である墨色度代表点で、図18にCMYK信号の色度を表す。この色度に墨を加えて色域を表す墨代表点とする。CMYOK信号を表す墨色度代表点は図19に示す。
(2)墨カラーパッチを作成し主観評価と測色
図20にC色相における墨代表点、図24にC:M=1:1色相における墨代表点、図25にO色相における墨代表点、図26にY色相における墨代表点、図27にY:C=1:1色相における墨代表点、を示す。図35にCMYK信号における墨代表点の成分、図36にCMYOK信号における墨代表点の成分を示す。墨カラーパッチはこの図35と図36にある墨代表点を基にして作成される。作成された墨カラーパッチは粒状感等の画質を主観的に評価されて、好ましい墨Kや墨CMYが墨代表点毎に設定される。主観評価に合格した墨カラーパッチを測色する。
(3)RGB信号の色域を測色
先の色度変換で図15に示したRGB信号の高輝度側色域の色度を均一に表す高輝度側入力色度代表点に対応した低輝度側入力色度代表点を図34に示す。低輝度側入力色度代表点のRGB信号は2又は1つの成分の点灯となっている。この低輝度側入力色度代表点を測色してRGB信号の低輝度側色域の測色値とする。
(4)墨変換方針の決定
墨カラーパッチの測色値と入力色度代表点と低輝度側入力色度代表点代表点の測色を並べて、図28に示す様な変換モードから各々の墨変換方針を決定する。墨変換方針に則り墨代表点毎にRGB信号の測色値が割当てられる。
(5)出力信号の墨に対応する輝度を決定
墨代表点の測色値に対応したRGB信号の測色値から、該当するRGB信号を探索し、その輝度を演算する。CMYK信号では図35、CMYOK信号では図36に示す墨代表点の成分から墨CMYと墨Kが適宜組み合わされた墨を得る。墨代表点毎に輝度と墨の組合せを得る。
(6)墨変換関数を算出
墨色度代表点の出力信号の色度、墨を付加した墨代表点の墨、墨変換方針に則った輝度、などから帰納法により、分割された色域毎の墨変換関数は帰納法により算出される。図11に色変換における墨変換の位置付けを示す。
(実施例3)
以下、図1に示すRGB信号から出力信号への色変換フローにしたがって本発明による実施例を詳細に説明する。図11は色変換フローで、RGB信号から出力信号であるCMYOK信号への色変換を示す。実施例では本発明の理解のために色度変換、墨変換、色度と墨の合成としたが、色度変換、墨変換と色度との合成としても良い。
(1)RGB信号の輝度と色度を演算
RGB信号3成分の内の最小成分を見出し、他の2成分の成分量から最小成分量を削除してRGB信号の色度とする。図11の(1)に示す様にRGB信号3成分から白R=G=Bを削除した色がRGB信号の色度で2又は1成分となる。輝度は0.299R+0.587G+0.114Bに則り求める。
(2)色度変換関数を選択して出力信号の色度へ変換
RGB信号の色相と彩度から、色度変換関数用に分割されたRGB信号の色域を判定し、その色域に属する色度変換関数を選択する。RGB信号の色度から選択された色度変換関数で出力信号の色度を求める。
図2にCMYOK信号の色相に曲がりが無い場合の色度変換関数選択を示す。色度変換関数は、(1)r=0,g/b≦cでは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mでは、色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦mでは色度変換関数Fmy、(4)b=0,r/g≧yでは色度変換関数Fym、(5)b=0,r/g≦yでは色度変換関数Fyc、(6)r=0,g/b≧cでは色度変換関数Fcy、となる。
図21に色相に曲がりが無いCMYK信号の色度変換関数選択を示す。色度変換関数は、(1)r=0,g/b≦cでは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mでは色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦mでは色度変換関数Fmo、(4)b=0,r/g≧oでは色度変換関数Fom、(5)b=0,0≧r/g≧yでは色度変換関数Fyo、(6)b=0,r/g≦yでは色度変換関数Fyc、(7)r=0,g/b≧cでは色度変換関数Fcy、となる。
図22に彩度θ1でY色相が曲がるCMYK信号の色度変換関数選択フローを示す。Y色相の彩度θ1がRGB信号の彩度x1に該当する場合の色度変換関数は、(1)r=0,g/b≦cでは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mでは色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦mでは色度変換関数Fmy、(4)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≧y1では色度変換関数Fy1m、(5)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≧y2では色度変換関数Fy2m、(6)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≦y1では色度変換関数Fy1c、(7)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≦y2では色度変換関数Fy2c、(8)r=0,g/b≧cでは色度変換関数Fcy、となる。
図23に彩度θ1でY色相、彩度θ2でO色相が曲がるCMYOK信号の色度変換関数選択フローを示す。Y色相の彩度θ1がRGB信号の彩度x1、O色相の彩度θ2がRGB信号の彩度x2に該当する場合の色度変換関数は、(1)r=0,g/b≦cでは色度変換関数Fcm、(2)g=0,b/r≧mでは色度変換関数Fmc、(3)g=0,b/r≦oでは色度変換関数Fmo、(4)b=0,√r2+g2≦x2,r/g≧o1では色度変換関数Fo1m、(5)b=0, √r2+g2≧x2,r/(g+δ)≧o2では色度変換関数Fo2m、(6)b=0,√r2+g2≦x1,o1≧r/g≧y1では色度変換関数Fy1o1、(7)b=0,x2≧√r2+g2≧x1,o1≧r/g≧y1では色度変換関数Fy2o1、(8)b=0,√r2+g2≧x2, o2≧r/(g+γ)≧y2では色度変換関数Fy2c、(9)b=0,√r2+g2≦x1,r/g≦y1では色度変換関数Fy1c、(10)b=0,√r2+g2≧x1,r/(g+γ)≦y2では色度変換関数Fy2c、(11)r=0,g/b≧cでは色度変換関数Fcy、となる。
(3)墨変換関数を選択して墨へ変換
求められた出力信号の色度から、墨変換関数用に分割された出力信号の色域を判定し、その色域に属する墨変換関数を選択する。RGB信号の輝度から選択された墨変換関数で出力信号の墨を求める。
図3にCMYK信号の色度から墨変換関数を選択するフローを示す。墨変換関数は、(1)y=0,c≧mでは墨変換関数Lmc、(2)y=0,c≦mでは墨変換関数Lmc、(3)c=0,m≧yでは墨変換関数Lmy、(4)c=0,m≦yでは墨変換関数Lym、(5)m=0,y≧cでは墨変換関数Lyc、(6)m=0,y≦cでは墨変換関数Lcy、となる。図31にCMYOK信号の色度から墨変換関数を選択するフローを示す。墨変換関数は、(1)y=0,o=0,c≧mでは墨変換関数Lcm、(2)y=0,o=0,c≦mでは墨変換関数Lmc、(3)c=0,y=0,m≧oでは墨変換関数Lmy、(4)c=0,y=0,m≦oでは墨変換関数Lym、(5)c=0,m=0,o≧yでは墨変換関数Loy、(6)c=0,m=0,o≦yでは墨変換関数Lyo、(7)m=0,o=0,y≧cでは墨変換関数Lyc、(8)m=0,o=0,y≦cでは墨変換関数Lcy、となる。
図18に墨変換関数用に分割されたCMYK信号の色域を示す。分割されたCMYK信号の色域は、(1)C≧M、(2)C≦M、(3)M≧Y、(4)M≦Y、(5)Y≧C、(6)Y≦C、である。図19に墨変換関数用に分割されたCMYOK信号の色域を示す。分割されたCMYOK信号の色域は、(1)C≧M、(2)C≦M、(3)M≧O、(4)O≧M、(5)Y≦O、(6)Y≧O、(7)Y≧C、(8)Y≦C、である。
(4)色度と墨を合成して色変換された出力信号を合成
出力信号がCMYK信号の場合は、CMYK信号の色度(c,m,y)と墨(c,m,y,k)を合成してCMYK信号(c,m,y,k) を得る。出力信号がCMYOK信号の場合は、CMYOK信号の色度(c,m,y,o)と墨(c,m,y,o,k)を合成してCMYOK信号(c,m,y,o,k)を得る。
RGB信号から出力信号への色変換フローを示す図である。 CMYK信号の色度変換関数選択フローを示す図である。 CMYK信号の墨変換関数選択フローを示す図である。 色度変換関数の作成フローを示す図である。 墨変換関数の作成フローを示す図である。 色度変換例(RGB信号の彩度からCMYOK信号の彩度)を示す図である。 RGB信号の色度とCMYK信号の色度の関係を示す図である。 RGB信号の色度とCMYOK信号の色度の関係を示す図である。 RGB信号の色度とCMYK信号の色度の関係を示す図である。 RGB信号の色度とCMYOK信号の色度の関係を示す図である。 RGB信号から出力信号のCMYOK信号への色変換を示す図である。 RGB信号の色度とCMYOEK信号の色度の関係を示す図である。 CMYK色域の出力色度代表点を示す図である。 CMYOK色域の出力色度代表点を示す図である。 RGB信号の高輝度側入力色度代表点を示す図である。 CMYOK信号に対応する高輝度側RGB信号を示す図である。 輝度明度変換例を示す図である。 CMYK信号の墨色度代表点を示す図である。 CMYOK信号の墨色度代表点を示す図である。 C色相における墨代表点を示す図である。 CMYOK信号の色度変換関数選択フローを示す図である。 CMYK信号の色度変換関数選択フローを示す図である。 CMYOK信号の色度変換関数選択フローを示す図である。 C:M=1:1色相における墨代表点を示す図である。 M:O=1:1色相における墨代表点を示す図である。 O色相における墨代表点を示す図である。 Y:O=1:1色相における墨代表点を示す図である。 Y色相における墨代表点を示す図である。 Y:C=1:1色相における墨代表点を示す図である。 CMYK信号の色度カラーパッチの成分を示す図である。 CMYOK信号の墨変換関数選択フローを示す図である。 CMYOK信号の色度カラーパッチの成分を示す図である。 RGB信号の高輝度側入力色度代表点を示す図である。 RGB信号の低輝度側入力色度代表点を示す図である。 CMYK信号における墨代表点を示す図である。 CMYOK信号における墨代表点を示す図である。

Claims (1)

  1. 加法混色のRGB信号から減法混色出力信号への色変換において、
    入力されたRGB信号の色度で、分割されたRGB信号の色域から該当する色域を特定し、
    該色域に属する色度変換関数を選択し、
    入力されたRGB信号の色度を、該色度変換関数により演算し、出力信号の色度を求める。
    先に求めた出力信号の色度で、分割された出力信号の色域から該当する色域を特定し、
    該色域に属する墨変換関数を選択し、
    入力されたRGB信号の輝度を、該墨変換関数により演算し、出力信号の墨を求める。
    求めた出力信号の色度と墨を合成して出力信号を得る逐次処理を特徴とする色変換方法。
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JP2009260908A (ja) * 2008-03-19 2009-11-05 Seiko Epson Corp 画像データ解析装置、画像データ解析方法、およびプログラム
WO2016199704A1 (ja) * 2015-06-12 2016-12-15 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置および画像形成システム

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