JP2010050832A - 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】オブジェクトの特徴量に応じたガマット圧縮を行うことで高品質な色再現を行い、また1ジョブ複数ページからなるページ間の類似したオブジェクトの色味を合わせる。
【解決手段】ページ取得部101は、描画データをページ単位で取得し、RIP部102は、描画データをビットマップと属性情報に展開する。類似判定部104は、同じ属性情報が付与されているビットマップの一塊毎に類似判定を行う。ガマット圧縮選択部106は、類似しているオブジェクトに適したガマット圧縮方法を選択し、オブジェクトと選択したガマット圧縮方法をリンクした情報を画像蓄積部103に保存する。
【選択図】図1

Description

本発明は、任意のカラー画像信号を、ガマットが制限されたカラー画像形成装置などの色に変換する画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体に関し、カラー液晶ディスプレイ等のカラー表示装置、カラーファクシミリ、カラープリンタ、カラーハードコピー等のカラー画像形成装置、パソコンやワークステーション上で稼動するカラープリンタ用ソフトウェア等に応用して好適な技術である。
カラー画像表示装置(例えばsRGBやAdobe(登録商標)RGB対応の液晶ディスプレイ)に表示されているRGB画像をカラー画像出力装置(例えばカラープリンタ)で出力する際、両装置の色再現域(以降、ガマットと記載する)の形状と大きさが異なるため、ガマット圧縮という画像処理技術が用いられる。このガマット圧縮はカラー画像出力装置での高品位な色再現に大きく係わるため、カラー画像表示装置に表示されたsRGB等のデータは人間の知覚に基づいて策定されたCIELAB、CIECAM02などの知覚色空間に変換され、処理が行われる。これら知覚色空間への変換は変換式が定義されているので、sRGBからCIELABへ、またCIECAM02へ、あるいは逆方向への変換が可能である。AdobeRGBも同様である。この様に、RGB画像をカラープリンタで出力するためにガマット圧縮を含んだ色補正パラメータをカラープロファイルと呼ぶ。
sRGBは、IEC(国際電気標準会議)が1998年に策定した色空間の国際標準規格汎用の色空間であり、AdobeRGBは、Adobe Systemsによって提唱された色空間定義であり、sRGBよりも遥かに広いRGB色再現領域を持ち、DTPなどの分野では標準的に使用されている。また、CIELABは、国際照明学会(CIE)が定め、JISにも規定されている均等色空間の国際標準であり、CIECAM02(Colour Appearance Model 2002の略)は、CIELABと同様、CIEから2004年に発行された色の見えモデルである。
CIELABにデータが変換されると、明度L*、色成分a*、b*が得られる。a*とb*からは彩度C、色相Hが式(1)により算出できる。
C=√(a*×a*+b*×b*) 式(1)
H=atan2(a*,b*)×180/π 式(2)
ただし、a*=b*=0のとき、H=0
H<0のとき、H=360+H
sRGBからCIECAM02への変換式は省略するが、変換によりJ、aC、bCのデータが得られ、JはCIELABのL*、aCはa*、bCはb*にそれぞれ対応している。したがって、式(1)、(2)によりCIECAM02色空間にける彩度C、色相Hを同様に求めることができる。
さて、パーソナルコンピュータ(以下、PCと略す)やカラープリンタが普及し、各PCにインストールされた例えばMicrosoft社のOfficeといったアプリケーションソフトを介したプレゼンテーション資料(以下、プレゼン資料と略す)などの文書作成が容易になった。このプレゼン資料はイメージ、グラフィックス、テキストといった種々のオブジェクトを含んでおり、プリントアウトの際は、出力するカラープリンタ、かつ、各オブジェクトに適したカラープロファイルが選択され、色補正を含む画像処理が施されてカラープリンタから出力される。オブジェクトがイメージの場合は階調を優先するカラープロファイル、グラフィックスや文字の場合は彩度を優先するカラープロファイルが選択される。
通常、イメージ、グラフィックス、テキストの各オブジェクトにつき1つのデバイスプロファイルが対応しているが、より高品質な出力を得るために、入力カラー画像の色分布、つまり、特徴量に応じたガマット圧縮パラメータを設定し、色補正する手法が提案されている。
例えば、特許文献1では、入力画像データの色分布を色空間における位置情報から複数のグループに分類し、グループ毎に画像種類を判断した後、色補正パラメータを決定し、特許文献2では、複数のガマット圧縮方法(色差最小、明度保存、彩度保存)を保持し、入出力画像間の色分布体積、彩度レンジ、明度レンジの各変化量を特徴量とする評価を行い、最も評価が高い圧縮方法を選択し、特許文献3では、入力カラー画像の特徴量に応じたガマット圧縮ではないが、1ジョブをページ単位で取得し、ページ毎に複数のグループに分類し、そのページが属するグループに応じた色変換を行っている。
特許第3778229号公報 特許第3600372号公報 特開2006−217532号公報
上記した特許文献1、2は共にカラー入力画像の特徴に応じて色変換する方式である。しかし、これら方式では、複数ページからなる1ジョブ出力において、ページ間で類似したオブジェクトがある場合でも色が異なってしまい、1ジョブとしての色品質が低下してしまう。
この課題を図16を用いて説明する。図16は、1ジョブ5ページからなるドキュメントであり、その中の2ページ目、4ページ目が図16(a)、(d)であるする。これらオブジェクトの特徴量として、例えば明度ヒストグラムをとると、それぞれ図16(b)、(e)となる。入力明度の階調性を重視したガマット圧縮処理を行う場合、入出力明度特性は前者が図16(c)、後者が図16(f)となり、その結果、見た目はほとんど同じオブジェクトであるが、図16(e)の黒色矩形に相当するデータの違いで図16(d)の方が図16(a)より、明度が低下した、暗いプリントになってしまう。
また、特許文献3は、ページ単位で1つのカラープロファイルを適用するもので、各オブジェクトの特徴を活かした色再現を実現することができない。
本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、オブジェクトの特徴量に応じたガマット圧縮を行うことで高品質な色再現を行い、また1ジョブ複数ページからなるページ間の類似したオブジェクトの色味を合わせることができる画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
本発明は、オブジェクトの特徴量に応じたガマット圧縮を行う画像処理装置において、1ページ以上からなる1ジョブからページを取得する手段と、前記ページ毎の描画データを画素毎の属性情報とビットマップに展開する手段と、前記1ジョブ内で同じ属性情報を持つ前記ビットマップの塊毎に第1のクラスタリングを行う手段と、前記第1のクラスタリング結果に基づいて、更に第2のクラスタリングを行う手段と、前記第2のクラスタリング毎にガマット圧縮パラメータを選択する手段とを有することを最も主要な特徴とする。
請求項1、4、5、7〜10:オブジェクトの特徴量に応じて予め用意されているガマット圧縮方法を適切に選択することで高品質な色再現を行い、かつ、1ジョブ複数ページからなるページ間の色味を合わせることができる。
請求項2、4、5、7〜10:描画データの特徴量からガマット圧縮方法を生成し、ガマット圧縮を行うので更に高品質な色再現を行い、かつ、1ジョブ複数ページからなるページ間の色味を合わせることができる。
請求項3:オブジェクト毎にクラスタリングを行うので、オブジェクト毎の特徴を活かし、更に各オブジェクトの特徴量に応じたガマット圧縮処理を適切に実行することで高品質な色再現を行い、かつ、1ジョブ複数ページからなるページ間の色味を合わせることができる。
請求項6:オブジェクトの特徴量に応じて色相毎にガマット圧縮を行うので、更に高品質な色再現を行い、かつ、1ジョブ複数ページからなるページ間の色味を合わせることができる。
以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。
実施例1
図1は、本発明の実施例1の構成を示し、図2は、本発明の処理フローチャートを示す。実施例1は、画像処理部100aと色処理部150から構成され、画像処理部100aは、ページ取得部101、RIP部102、画像蓄積部103、類似判定部104、分類情報蓄積部105、ガマット圧縮選択部106からなる。
PC等のアプリケーションソフトを利用し、イメージ、グラフィックス、文字等の各種オブジェクトから構成されたドキュメント(1ページ以上のページからなる)をプリントする際、アプリケーションソフトは各オブジェクトを構成する描画データを図1の画像処理部100aへ送出する。
画像処理部100aについて詳細に説明する。ページ取得部101は、描画データをページ単位で取得する(S100)。図3は、イメージ、グラフィックス、テキストが混在した1ジョブが5ページからなるドキュメント例を示す。ページ取得部101では、ページ1から順次、そのページを構成する描画データを取得する。取得したページの全描画データをRIP(Raster Image Processor)部102でビットマップとそれに対応する画素毎の属性情報に展開する(S101)。描画データのグラフィックスは直線、曲線、矩形、円などを描画する各種コマンド(塗り潰す色、大きさ、位置などを含む)からなり、テキストはアウトラインフォント(塗り潰す色、フォントタイプ、フォントサイズ、位置などを含む)などが記述されているので、これを例えば解像度600dpiなどのRGB各8bitのビットマップへと展開する。その際、描画データにはイメージ、グラフィックス、テキストを示す属性情報が含まれているので、オブジェクト毎に、かつビットマップの1画素ごとに対応する属性情報を生成する。一例を図3(b)に示す。図3(b)において、属性がイメージの場合は網点、グラフィックスは縦線、テキストは格子で模様分けしている。この属性情報を画像蓄積部103に保存する際は、例えば1画素2bitの画像フォーマットで保存する。これら展開したビットマップと属性情報が画像蓄積部103に保存される(S102)。
ここで、後述する類似判定に用いるビットマップとしては、出力装置の解像度同等のビットマップである必要はない。処理の高速化、蓄積容量の低減を図るために、適切な低解像度のビットマップでも良い。
RIPをページ内の全オブジェクトに対し実行し(S103)、更にそれを1ジョブの全ページについて実行する(S104)。全ページのRIP完了後、図3(b)の属性情報を基に、同じ属性情報が付与されているビットマップの一塊毎に、類似判定部104では類似判定を行う(S105)。類似判定に要した分類情報は分類情報蓄積部105に保存し(S106)、全オブジェクトの処理を行う(S107)。
次に、ガマット圧縮選択部106は、分類結果から類似しているオブジェクトに適したガマット圧縮方法を選択する(S108)。オブジェクトと選択したガマット圧縮方法をリンクした情報を画像蓄積部103に保存する(S109)。色補正部150では、必要な情報を画像蓄積部103から読み込んで色補正を行い、出力装置で画像形成可能なデータ、例えばCMYK各8bitデータなどに変換し、カラー画像出力装置(カラーMFP、カラープリンタなど)に送出する。
[類似判定]・・・第1クライスタリング
図4は、類似判定部104の構成例を示す。属性情報別にビットマップを取り込み、第1クラスタリング部200では、ビットマップの塊からその色分布である特徴量を求める。クラスタリングとは、異質なものが混じっている対象から、似ているものを集め、クラスタ分けを行うアルゴリズムの総称である。似ているものを集める類似度の指標としては、一般に非類似度、つまり距離が多用される。距離が小さいもの同士は似ていると判断する。距離にはユークリッド距離やマハラノビス距離などがあり、非階層的クラスタリングの代表例にk−mean法がある。
以下、第1クラスタリング部200の処理について説明する。色空間(RGB、HLS、CIELAB、CIECAM02など)を複数の領域に分割し、ビットマップの各画素が色空間のどの分割空間に含まれるかを算出し、画素数をカウントする。各分割空間に含まれる画素数をビットマップの全画素数で割って正規化する。HLS色空間を例に詳しく説明する。図5(a)は、入力の色空間、例えばsRGBなどを示す。RGB各8bitのときのRGB空間は、
(R,G,B)=(255,255,255)の白:点Wp0
(255,0,0)の赤:点R0
(255,255,0)のイエロー:点Y0
(0,255,0)の緑:点G0
(0,255,255)のシアン:点C0
(0,0,255)の青:点B0
(255,0,255)のマゼンタ:点M0
(0,0,0)の黒:点Bp0
の8点を頂点に持つ立方体である。このRGB空間の信号を図17に示す式(3)でHLS空間に変換すると図5(b)になる。図中のL軸は明度、S軸は彩度、Hは色相を表し、式(3)で変換した8頂点は点Wp0は点Wp1、・・・、点Bp0は点Bp1になる。L軸は1に近いほど白に近づき明るくなり、S軸は1に近づくほど鮮やかになる。この図5(b)の色相Hを仮に30°ピッチで分割し、一部を切り出したのが図6(a)である。点R1のHLS空間における色相HをHLS_H(R1)とすると、この領域の色相は0≦HLS_H(R1)<30である。この切り出した部分空間を更に、明度L(0≦L≦1)を8等分、彩度S(0≦S≦1)を4分割し、わかりやすくするために点R1の色相面のみを図示したのが図6(b)である。この様にHLS空間を分割し、各部分空間に含まれる画素数をカウントする。
実施例ではHLS空間の分割例を示したが、sRGBを図18に示す式(4)で三刺激値XYZへ変換し、更に図19に示す式(5)でCIELABのL*a*b*値に変換することで、図7(a)のCIELAB空間が得られ、これを各軸、分割することでCIELAB空間の部分空間を得ることができる。また、式は省略するが三刺激値XYZからCIECAM02へと変換することでJaCbC値を求め、図7(b)の空間を分割してCIECAM02の部分空間を利用しても良い。
特徴量として、知覚色空間を利用した部分空間へ含まれる画素数の他に、カラープリンタのガマット情報を利用しても良い。図8(a)は、カラープリンタのガマット情報がポリゴンデータで記述されているものを示す。図8(b)の実線内がsRGBをJaCbCに変換したガマットを示し、内側の点線内はカラープリンタのガマットを示している。保持しているガマット情報に対し、与える点(ビットマップをJaCbC値に変換した点)の内外判定を行い、点sはカラープリンタのガマット外であり、点tはガマット内という情報である。この情報でビットマップがカラープリンタで色再現できる色が多いのか、再現できない色が多いのかの情報を得ることができる。ポリゴンで記述したガマットに対するデータの内外判定の方法は特に限定しない。
また、クラスタリングは計算負荷が大きいため、各部分空間から1データを代表させるなどして高速化を図っても良い。図3(b)のページ2、ページ4の両グラフィックスをクラスタリングした例を図9(a)、(b)に示す。図9は、CIECAM02空間で、aC軸が赤味・緑味を、bC軸は黄味・青味を、J軸が明度を表しており、CIECAM02空間において、図9(a)は2つの領域に、図9(b)は3つの領域にクラスタリングされたことになる。
[類似判定]・・・第2クライスタリング
第1クラスタリング部200で全ページ、全オブジェクトのクラスタリングが完了したら、第2クラスタリング部201では、全ページのオブジェクト毎に、更にクラスタリングを実行する。図3のオブジェクトの内、グラフィックスを例に説明する。グラフィックスはページ2、3、4に存在し、これら第1クラスタリング部200での処理結果は図10(a)となる。第2クラスタリング部201では、ページを跨るクラスタリング結果を図9(a)、(b)に示した空間毎の類似度、例えば距離を算出することで、ページ2、ページ4のクラスタC1、C3が類似と判定され、統合したクラスタC4ができる(図10(b))。ここで、新たなクラスタとしてC4が生成されるが、実際に色処理を行うビットマップはクラスタの筆頭であるC1を代表させる。これにより、同じクラスタには同じカラープロファイルを施すことが可能となる。
[ガマット圧縮の選択方法]
第1クラスタ部200で利用した部分空間の分布例を図11に示す。グレー楕円がある部分空間に分布があり、グレー楕円の大きさが含まれる割合を表している。図11(a)は、彩度Sが0.75以上、かつ、明度Lが0.375から0.625に多く分布しており、図11(b)は、彩度Sが0.75以上、かつ、明度Lは0.125から0.875に多く分布していることがわかる。つまり、図11(a)は、赤の最高彩度付近に色が多く分布しているために彩度を高めにしつつ、高彩度の階調潰れを低減するガマット圧縮が必要である。図11(b)は、赤のグラデーションが存在すると予想され、階調性を重視したガマット圧縮が必要になる。
ガマット圧縮選択部106では、分類情報蓄積部105に蓄積されている前述の部分空間の分布情報から、適したガマット圧縮方法を選択する。図12は、ガマット圧縮方法の一例を示す。入力ガマットの点sを出力ガマットの点tへガマット圧縮する際、明度を保存する方法、色差最小とする方法、彩度を保存する方法がある。これら3つの方法から図11(a)の場合は明度保存のガマット圧縮方法、図11(b)の場合は色差最小のガマット圧縮方法を選択する。なお、図12では入出力ガマットの明度レンジが異なるが、明度レンジを揃えてから明度保存、色差最小、彩度保存のガマット圧縮を行うようにしても良い。
実施例2
図13は、本発明の実施例2の構成を示し、図14は、本発明の実施例2の処理フローチャートを示す(S100〜S107、S109は実施例1と同様である)。実施例1と異なる部分のみを説明する。
実施例2では、実施例1のガマット圧縮選択部106を、ガマット圧縮パラメータ生成部200とガマット圧縮部201に置き換えた点が異なる。
[ガマット圧縮パラメータ生成部]
実施例1では描画データの色空間分布や密度分布からなる特徴量を元に、予め蓄積されている複数のガマット圧縮方法から適したガマット圧縮方法を選択した。本実施例では、前記特徴量を利用し、ガマット圧縮パラメータ生成部200では、ガマット圧縮のパラメータ(例えばガマット圧縮の方向)を生成(S200)し、ガマット圧縮部201ではガマット圧縮を行う(S201)。
オブジェクトがクラスタリングされる際、部分空間での色分布、密度分布が図11であるとき、ガマット圧縮方向を生成する一例を図15に示す。入出力ガマットの明度レンジ補正を行い、明度を合わせる(図15(a))。入出力ガマットの最高彩度点C0max、C1maxに対する明度J(C0max)、J(C1max)をJ(C1max)に一致させるように入力ガマットを変形する(図15(b))。ここまでの処理は描画データの特徴量に依存したものではなく、描画データの色空間と図示していないがカラープリンタの出力ガマットを元に行う。
部分空間の分布が図11(a)のとき、最高彩度に多く分布するので明度保存の方向としてガマット圧縮方向を決定する(図15(c))。図11(b)のとき、明度方向に広く分布し、かつ、彩度が高い分布であることから、完全な色差最小の方向ではなく、C1maxに向けて徐々に傾いていくガマット圧縮方向にする(図15(d))。傾き方は図11(b)にある密度分布を用いる。密度が低いほど色差最小方向に近づける。色の分布、密度といった描画データの特徴量に応じてガマット圧縮方向を生成する例を挙げたが、本発明はこれに限定されるものではない。
本発明は、前述した実施例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(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各実施例の機能を実現することになる。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、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、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、前述した実施例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各実施例の機能が実現される場合も含まれる。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各実施例の機能が実現される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。
本発明の実施例1の構成を示す。 実施例1の処理フローチャートを示す。 1ジョブが5ページからなるドキュメント例を示す。 類似判定部の構成を示す。 RGB空間とHSL空間を示す。 HSL空間の色相面を示す。 知覚色空間を示す。 カラープリンタのガマットを示す。 グラフィックスをクラスタリングした例を示す。 第2クラスタリング部の処理を説明する図である。 第1クラスタリング部で利用した部分空間の分布例を示す。 ガマット圧縮方法の一例を示す。 本発明の実施例2の構成を示す。 実施例2の処理フローチャートを示す。 ガマット圧縮方向の生成例を示す。 従来の課題を説明する図である。 RGBとHLSを相互に変換する式(3)を示す。 sRGBをXYZに変換する式(4)を示す。 XYZとLabを相互に変換する式(5)を示す。
符号の説明
100a 画像処理部
101 ページ取得部
102 RIP部
103 画像蓄積部
104 類似判定部
105 分類情報蓄積部
106 ガマット圧縮選択部
150 色処理部

Claims (10)

  1. オブジェクトの特徴量に応じたガマット圧縮を行う画像処理装置において、1ページ以上からなる1ジョブからページを取得する手段と、前記ページ毎の描画データを画素毎の属性情報とビットマップに展開する手段と、前記1ジョブ内で同じ属性情報を持つ前記ビットマップの塊毎に第1のクラスタリングを行う手段と、前記第1のクラスタリング結果に基づいて、更に第2のクラスタリングを行う手段と、前記第2のクラスタリング毎にガマット圧縮パラメータを選択する手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
  2. オブジェクトの特徴量に応じたガマット圧縮を行う画像処理装置において、1ページ以上からなる1ジョブからページを取得する手段と、前記ページ毎の描画データを画素毎の属性情報とビットマップに展開する手段と、前記1ジョブ内で同じ属性情報を持つ前記ビットマップの塊毎に第1のクラスタリングを行う手段と、前記第1のクラスタリング結果に基づいて、更に第2のクラスタリングを行う手段と、前記第2のクラスタリング毎にガマット圧縮パラメータを生成する手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
  3. 前記第1のクラスタリングを行う手段は、オブジェクト毎にクラスタリングすることを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。
  4. 前記第の2クラスタリングを行う手段は、前記第1のクラスタリングを行う手段の結果を統合する手段であることを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。
  5. 前記特徴量は、前記描画データの色分布、密度分布であることを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。
  6. 前記描画データの色相毎にガマット圧縮パラメータを選択あるいは生成することを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。
  7. オブジェクトの特徴量に応じたガマット圧縮を行う画像処理方法において、1ページ以上からなる1ジョブからページを取得する工程と、前記ページ毎の描画データを画素毎の属性情報とビットマップに展開する工程と、前記1ジョブ内で同じ属性情報を持つ前記ビットマップの塊毎に第1のクラスタリングを行う工程と、前記第1のクラスタリング結果に基づいて、更に第2のクラスタリングを行う工程と、前記第2のクラスタリング毎にガマット圧縮パラメータを選択する工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
  8. オブジェクトの特徴量に応じたガマット圧縮を行う画像処理方法において、1ページ以上からなる1ジョブからページを取得する工程と、前記ページ毎の描画データを画素毎の属性情報とビットマップに展開する工程と、前記1ジョブ内で同じ属性情報を持つ前記ビットマップの塊毎に第1のクラスタリングを行う工程と、前記第1のクラスタリング結果に基づいて、更に第2のクラスタリングを行う工程と、前記第2のクラスタリング毎にガマット圧縮パラメータを生成する工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
  9. 請求項7または8記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
  10. 請求項7または8記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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