JP2010178304A - 色変換装置、色変換処理方法およびルックアップテーブルの変換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色味を有する暗い部分の色味を保ったまま、複写印刷による黒の濃度低下を防ぐ。
【解決手段】ＲＧＢ形式の色データを、異なる色表現形式の色データに変換する色変換装置であって、ルックアップテーブルと、補間演算手段とを備え、ルックアップテーブルは、黒を示す座標を原点として代表値の組み合わせによる格子点を形成し、それぞれの格子点に変換後の値を割り当てた場合に、ＲＧＢそれぞれ原点に最も近い代表値によって形成される立方体の頂点となる格子点について、ＲＧＢの値が等しい代表値によって定められる格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と等しく、他の格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と異なる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラー画像の色変換を行なう色変換装置および色変換処理方法に関する。

画像読取装置で読み取った原稿の画像を複写印刷する装置では、一般に読取画像は、ＲＧＢ形式で表現され、印刷時のデータはＣＭＹ形式で表現される。このため、ＲＧＢ形式の画像データからＣＭＹ形式の画像データへの色変換が行なわれる。ＲＧＢ形式の画像データからＣＭＹ形式の画像データへの色変換処理は、通常、ルックアップテーブルを用い、必要に応じて補間演算を組み合わせて行なう。

ルックアップテーブルは、ＲＧＢそれぞれの軸を所定の間隔で区切り、３次元空間上に格子点を形成し、それぞれの格子点にＣＭＹあるいはＣＭＹＫの変換後の値を対応させたテーブルである。そして、中間的なＲＧＢ値に対しては、周囲の格子点から補間演算を行なって、変換後のＣＭＹ値あるいはＣＭＹＫ値を算出する。

ところで、画像読取装置で読み取った原稿の画像を複写印刷した際に、原稿の黒濃度が十分高い部分であるのに、印刷結果の濃度が薄くなる場合がある。この問題を解決するため、特許文献１には、読み取った画像を印刷する際に、黒に近い領域がすべて黒に変換されるようなルックアップテーブルを用いて色変換を行なうことが記載されている。これにより、原稿の黒っぽい部分がはっきりとした黒で印刷され、文字を読みやすくすることができる。

特開２００２−２５２７８１号公報

特許文献１に記載された技術によれば、複写印刷による黒の濃度低下を防ぐことができるが、一方で、色味を有する暗い部分もすべて黒に変換されてしまう。このため、微妙な色味が失われてしまい、例えば、緑の暗い部分や、青の暗い部分等の階調表現が不十分になってしまう。そこで、本発明は、色味を有する暗い部分の色味を保ったまま、複写印刷による黒の濃度低下を防ぐことを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様である色変換装置は、ＲＧＢ形式の色データを、異なる色表現形式の色データに変換する色変換装置であって、ＲＧＢの代表値の組み合わせと変換後の値との対応関係を定めたルックアップテーブルと、前記ＲＧＢの代表値の組み合わせ以外の色データについて、前記ルックアップテーブルを用いて補間演算を行なうことで変換後の値を算出する補間演算手段と、を備え、前記ルックアップテーブルは、ＲＧＢを軸とした３次元空間上に、黒を示す座標を原点として前記代表値の組み合わせによる格子点を形成し、それぞれの格子点に変換後の値を割り当てた場合に、ＲＧＢそれぞれ原点に最も近い代表値によって形成される立方体の頂点となる格子点（原点を除く）について、ＲＧＢの値が等しい代表値によって定められる格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と等しく、他の格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と異なることを特徴とする。

本発明によれば、ＲＧＢの値が等しい原点に最も近い代表値によって定められる格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と等しくなっているため、黒の濃度低下を防ぐことができる。さらに、他の格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と異なるため、色味を有する暗い部分の色味を保つことができる。

ここで、前記異なる色表現形式は、ＣＭＹ形式あるいはＣＭＹＫ形式とすることができる。また、前記ルックアップテーブルは、所定間隔毎に前記ＲＧＢの代表値を定めることができる。さらには、前記補間演算手段は、変換対象のＲＧＢの値を囲む８つの格子点によって形成される立方体を６つの三角錐に分割し、前記変換対象のＲＧＢの値が含まれる三角錐の頂点に対応する格子点に割り当てられた変換後の値を用いて、補間演算を行なうことができる。このとき、前記６つの三角錐は、いずれも、ＲＧＢの値が等しい代表値によって定められる２つの格子点を頂点として含むように分割されることが望ましい。

上記課題を解決するため、本発明の第２の態様である色変換処理方法は、ＲＧＢの代表値の組み合わせと変換後の値との対応関係を定めたルックアップテーブルを用いてＲＧＢ形式の色データを、異なる色表現形式の色データに変換する色変換処理方法であって、前記ルックアップテーブルは、ＲＧＢを軸とした３次元空間上に、黒を示す座標を原点として前記代表値の組み合わせによる格子点を形成し、それぞれの格子点に変換後の値を割り当てた場合に、ＲＧＢそれぞれ原点に最も近い代表値によって形成される立方体の原点を除く頂点となる格子点について、ＲＧＢの値が等しい代表値によって定められる格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と等しく、他の格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と異なることを特徴とする。

上記課題を解決するため、本発明の第３の態様であるルックアップテーブルの変換方法は、ＲＧＢ形式の色データを、異なる色表現形式の色データに変換するルックアップテーブルの変換方法であって、変換元のルックアップテーブルを読み込むステップと、前記読み込んだルックアップテーブルの黒を示すＲＧＢ値に対応した前記異なる色表現形式の色データ値を取得するステップと、前記読み込んだルックアップテーブルにおいて、ＲＧＢ値が等しい色データのうち前記黒に最も近い色データに対応した異なる色表現形式の色データ値を、前記取得した色データ値に変更するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、色味を有する暗い部分の色味を保ったまま、複写印刷による黒の濃度低下を防ぐことができる。

本発明に係る色変換装置と、色変換装置に接続された印刷装置の機能構成を示すブロック図である。 システム構成の具体例を示すブロック図である。 ルックアップテーブルの概念を示す図である。 ルックアップテーブルの一例を示す図である。 補間演算を説明する図である。 本実施形態のルックアップテーブルの概念を示す図である。 本実施形態のルックアップテーブルの一例を示す図である。 本実施形態のルックアップテーブルの生成手順を示す図である。 本実施形態の色変換結果を示す図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る色変換装置１０と、色変換装置１０に接続された印刷装置２０の機能構成を示すブロック図である。本図に示すように、色変換装置１０は、ＲＧＢ形式のドットイメージデータを入力するＲＧＢドットイメージ入力部１１０と、ＲＧＢ形式のイメージデータをＣＭＹＫ形式のイメージデータに変換する色変換処理部１２０と、ＣＭＹＫ形式のドットイメージデータを出力するＣＭＹＫドットイメージ出力部１４０とを備えている。

ＲＧＢドットイメージ入力部１１０は、例えば、各色８ビットで表わされたＲＧＢドットイメージデータを外部装置あるいは装置内の他機能部から入力する。色変換処理部１２０は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１２２を備えており、ルックアップテーブル１２２を参照してＲＧＢドットイメージデータをＣＭＹＫドットイメージデータに変換する。ルックアップテーブル１２２は、ＲＧＢの代表値とＣＭＹＫ値との対応関係が記録されたテーブルである。ルックアップテーブル１２２は、ＲＧＢの代表値についてＣＭＹＫ値との対応関係が記録されているため、中間値については補間演算を行なってＣＭＹＫ値を算出する必要がある。この補間演算処理を行なうため、色変換処理部１２０は、補間演算部１２４を備えている。なお、ルックアップテーブル１２２は、印刷用紙の種類等に応じて複数種類用意しておくようにしてもよい。

ＣＭＹＫドットイメージ出力部１４０は、ＣＭＹＫ形式に変換されたドットイメージデータに対して中間調処理等を施して印刷装置２０に出力する。ここで、中間調処理は、例えば、各色８ビットで表わされたＣＭＹＫドットイメージを、印刷装置２０で印刷可能な階調で表現するための処理である。

本図に示すように、印刷装置２０は、ＣＭＹＫ形式のドットイメージデータを入力するＣＭＹＫドットイメージ入力部２１０と、印刷機構２２０と、印刷用紙の給排紙動作を行なう給排紙機構２３０とを備えている。

本実施形態において、印刷機構２２０は、用紙搬送方向に直交する方向に伸び、多数のノズルが形成された印字ヘッドを複数本備え、それぞれの印字ヘッドから黒またはカラーインクを吐出して印刷を行なうインクジェット方式を採用している。ただし、他の方式を採用するようにしてもよい。

図１に示したような色変換装置１０と印刷装置２０とは、例えば、図２に示すようなシステム構成として具体的に実現することができる。図２（ａ）は、画像読取装置４０と、ドットイメージ展開部５１０と色変換部５２０とインクジェット印刷機構５３０を備えたインクジェットプリンタ５０とでシステムを構成した例を示している。本システムでは、画像読取装置４０で読み取ったＲＧＢ形式の画像データを、インクジェットプリンタ５０の色変換部５２０がＣＭＹＫ形式に色変換を行なってインクジェット印刷機構５３０で印刷を行なう。この場合、インクジェットプリンタ５０が色変換装置１０および印刷装置２０として機能する。

図２（ｂ）は、プリンタドライバ６１０を備えたＰＣ６０と、インクジェット印刷機構７１０を備えたインクジェットプリンタ７０とでシステムを構成した例を示している。本システムではプリンタドライバ６１０が色変換部６１２を備えており、ＰＣ６０のアプリケーションが作成したＲＧＢ形式の画像データや、デジタルカメラ等から読み込んだ画像データ等をＰＣ６０側でドットイメージに展開し、さらにＣＭＹＫ形式に色変換処理を行なってインクジェットプリンタ７０に出力する。この場合、ＰＣ６０が色変換装置１０として機能し、インクジェットプリンタ７０が印刷装置２０として機能する。

次に、ルックアップテーブルについて説明する。図３はルックアップテーブルの一般的な概念を示す図である。本図に示すように、ルックアップテーブルは、互いに直交するＲＧＢそれぞれの軸を所定の間隔で区切って３次元空間上に格子点を形成し、それぞれの格子点にＣＭＹあるいはＣＭＹＫの変換後の値を対応させたテーブルである。本実施形態では、ＲＧＢそれぞれ８ビットの２５６階調（０〜２５５）を、4ビット（１６）ずつに区切って格子点を生成し、各格子点にそれぞれ０〜１００の範囲のＣＭＹＫ値を対応させている。階調毎あるいは１ビットずつ区切って格子点を生成し、各点に０〜１００の範囲のＣＭＹＫ値を対応させるとすると、ルックアップテーブルの容量が大きくなってしまうからである。ただし、格子点の間隔は４ビットに限られず、メモリ容量、演算処理速度等に応じて変更することができる。なお、格子点は、（０，０，０）〜（１６，１６，１６）の範囲で表わすことができる。

ルックアップテーブルは、３次元の概念を有するが、実際には図４に示すような２次元のテーブル形式で色変換装置１０に格納される。すなわち、入力値として各格子点に対応するＲＧＢ値の組み合わせが記載され、それぞれの組み合わせに対応するＣＭＹＫ値が出力値として設定される。なお、図４には、参考のため、格子点の対応表も記載している。また、入力値は所定の規則で並ぶため、出力値だけでルックアップテーブルを構成してもよい。

図４に示したルックアップテーブル１２２ａは、従来のルックアップテーブルであり、例えば、ＲＧＢ値すべてが０の最も黒い状態を示している場合は、ＣＭＹがそれぞれ２０、Ｋ１００として印刷上の黒が表現される。これは、例えば、最も黒い状態で、かつ、用紙裏移りが最も抑えられるように決めることができる。また、ＲＧＢ値すべてが２５５の最も白い状態を示している場合は、ＣＭＹＫそれぞれが０となりインクを吐出しないことで印刷上の白が表現される。また、ＲＧＢ値すべてが１６の格子点（１，１，１）は、無彩色のグレーのうち黒に近い色を示している。この場合、出力値は、ＣＭＹがそれぞれ１５、Ｋ９０として黒に近いグレーが印刷されることになる。したがって、格子点（０，０，０）から格子点（１，１，１）までのグレー軸上のＲＧＢ値は、ＣＭＹがそれぞれ２０、Ｋ１００の最も黒い状態からＣＭＹがそれぞれ１５、Ｋ９０の黒に近いグレーまでの階調を描くことになる。

図５は、補間演算部１２４が行なう補間演算について説明する図である。図４に示したようにルックアップテーブルは、格子点毎に変換後の値を設定したものであるため離散的である。このため、ＲＧＢ値が格子点に一致しない場合は、補間演算により変換後のＣＭＹＫ値を求めるようにしている。本実施形態において補間演算は、以下のように行なうことができる。すなわち、変換対象のＲＧＢ値を囲む８つの格子点で構成される立方体を、図５（ａ）〜図５（ｆ）に示すような４つの格子点で定まる６つの三角錐に分割する。そして、変換対象のＲＧＢ値が含まれる三角錐の頂点に対応する格子点に割り当てられたＣＭＹＫ値を用いて、位置関係から得られる重み係数により重み平均を算出することで補間演算を行なう
図５（ａ）〜図５（ｆ）に示すように、６つの三角錐には、すべて（ｎ，ｎ，ｎ）の格子点と（ｎ＋１，ｎ＋１，ｎ＋１）の格子点が含まれる。このため、（ｎ，ｎ，ｎ）の格子点と（ｎ＋１，ｎ＋１，ｎ＋１）の格子点に割り当てられたＣＭＹＫ値が補間演算の結果に大きな影響を与えることになる。

次に、本実施形態におけるルックアップテーブル１２２について説明する。図６は、図３に示した３次元のルックアップテーブルから最も黒側に近い格子点で定められる立方体（図３の網掛け部分）を抽出した図である。すなわち、格子点（０，０，０）、格子点（０，１，０）、格子点（０，１，１）、格子点（０，０，１）、格子点（１，０，０）、格子点（１，１，０）、格子点（１，０，１）、格子点（１，１，１）で定められる立方体である。

従来は、この立方体を構成する格子点について、格子点（０，０，０）は最も黒い色に変換され、それ以外の格子点はいずれも黒濃度が下がるように設定されていた。また、特許文献１に記載されたルックアップテーブルでは、この立方体を構成する８つの格子点すべてにおいて最も黒い色に変換されるようになっていた。

このため、前者のルックアップテーブルを用いた場合は、黒い部分の濃度が下がるという問題が生じ、後者のルックアップテーブルを用いた場合は、立方体に含まれるＲＧＢ値がすべて最も黒い色に変換されるため、黒い部分の濃度低下を防ぐことができるものの、色味を有する暗い部分の色味が失われるという問題が生じていた。

そこで、本実施形態では、最も黒側に近い立方体を構成する８つの格子点のうち、格子点（０，０，０）と格子点（１，１，１）は最も黒い色に変換されるようにＣＭＹＫ値を設定し、他の格子点は黒の濃度が下がるようにＣＭＹＫ値を設定する。また、ルックアップテーブルを構成する他の格子点については従来と同じＣＭＹＫ値とする。この結果、本実施形態で用いるルックアップテーブル１２２は、図７に示すように、格子点（１，１，１）が格子点（０，０，０）と同じ値に変換される以外は、従来と同じ値とすることができる。

したがって、本実施形態のルックアップテーブル１２２は、例えば、図８に示すように、従来のルックアップテーブル１２８に対して、格子点（１，１，１）の出力値を、格子点（０，０，０）の出力値と同じにする処理（Ｓ１０１）を施すことにより作成することができる。具体的には、変換元のルックアップテーブルを読み込み、格子点（０，０，０）の出力値を取得する。次いで、格子点（１，１，１）の出力値を取得した格子点（０，０，０）の出力値に変更すればよい。

本実施形態では、このようなルックアップテーブル１２２を用いることにより、ＲＧＢ値が等しいグレー軸上の格子点のうち最も原点に近い格子点が原点と同じ最も黒い色に変換され、他の格子点は黒の濃度が下がっていくように変換されるようにしている。このため、ＲＧＢ値が等しいグレー階調を入力したときの出力は、図９（ａ）に示すような特性となる。

本図に示すように、格子点（０，０，０）から格子点（１，１，１）までのＲＧＢ値は、補間演算の結果、格子点（０，０，０）と同じ最も黒い色に変換され、格子点（１，１，１）から格子点（１６，１６，１６）までのグレー軸上のＲＧＢ値は、補間演算の結果、グレーの階調が表現されるように変換されることになる。また、ＲＧＢ値がほぼ等しいグレー軸に近い色についても、格子点（０，０，０）と格子点（１，１，１）の影響を強く受け、濃度が低下することを防ぐことができる。

一方、グレー軸から離れた色味を有するＲＧＢデータについては、格子点（０，０，０）および格子点（１，１，１）以外の各格子点が黒の濃度が下がっていくように設定されているため、緑の暗い部分や、青の暗い部分等の階調表現が保たれることになる。この結果、図９（ｂ）に示すように有彩色の部分が色味を失って最も黒い色に変換されることを防ぐことができ、良好な印刷結果を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態における色変換装置１０は、上述したルックアップテーブル１２２を用いて色変換処理を行なうため、色味を有する暗い部分の色味を保ったまま、複写印刷による黒の濃度低下を防ぐことができる。

なお、上記の実施形態では、格子点（１，１，１）の出力値を、最も黒い色である格子点（０，０，０）の出力値と同じにするようにしていたが、実装上は必ずしも一致させなくてもよい。すなわち、格子点（１，１，１）の出力値が十分濃度の高い黒と見なせる値であれば足りる。また、グレー軸上の格子点（２，２，２）あるいはそれ以上の格子点（ｎ，ｎ，ｎ）まで拡張して出力値が十分濃度の高い黒となるように設定するようにしてもよい。さらには、格子点（０，０，０）と（１，１，１）とで、黒濃度が同等であれば、用紙裏移りが最も抑えられるように、Kの値を少し減らし、ＣＭＹの値を少し増やすようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、ＲＧＢ形式の色データをＣＭＹＫ形式の色データに変換する場合について説明したが、本発明は、他の色表現形式間の変換にも適用することができる。例えば、ＲＧＢ形式の色データを、一旦Ｌａｂ形式の色データに変換してからＣＭＹＫ形式の色データに変換する場合があるが、この場合も本発明を適用することで、色味を有する暗い部分の色味を保ったまま、黒の濃度低下を防ぐことができる。

１０…色変換装置
２０…印刷装置
４０…画像読取装置
５０…インクジェットプリンタ
６０…ＰＣ
７０…インクジェットプリンタ
１１０…ＲＧＢドットイメージ入力部
１２０…色変換処理部
１２２…ルックアップテーブル
１２４…補間演算部
１２８…ルックアップテーブル
１４０…ＣＭＹＫドットイメージ出力部
２１０…ＣＭＹＫドットイメージ入力部
２２０…印刷機構
２３０…給排紙機構
５１０…ドットイメージ展開部
５２０…色変換部
５３０…インクジェット印刷機構
６１０…プリンタドライバ
６１２…色変換部
７１０…インクジェット印刷機構

Claims (6)

1. ＲＧＢ形式の色データを、異なる色表現形式の色データに変換する色変換装置であって、
   ＲＧＢの代表値の組み合わせと変換後の値との対応関係を定めたルックアップテーブルと、
   前記ＲＧＢの代表値の組み合わせ以外の色データについて、前記ルックアップテーブルを用いて補間演算を行なうことで変換後の値を算出する補間演算手段と、を備え、
   前記ルックアップテーブルは、
   ＲＧＢを軸とした３次元空間上に、黒を示す座標を原点として前記代表値の組み合わせによる格子点を形成し、それぞれの格子点に変換後の値を割り当てた場合に、ＲＧＢそれぞれ原点に最も近い代表値によって形成される立方体の頂点となる格子点（原点を除く）について、ＲＧＢの値が等しい代表値によって定められる格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と等しく、他の格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と異なることを特徴とする色変換装置。
2. 請求項１に記載の色変換装置であって、
   前記ルックアップテーブルは、所定間隔毎に前記ＲＧＢの代表値が定められていることを特徴とする色変換装置。
3. 請求項２に記載の色変換装置であって、
   前記補間演算手段は、変換対象のＲＧＢの値を囲む８つの格子点によって形成される立方体を４つの格子点で定まる６つの三角錐に分割し、前記変換対象のＲＧＢの値が含まれる三角錐の頂点に対応する格子点に割り当てられた変換後の値を用いて、補間演算を行なうことを特徴とする色変換装置。
4. 請求項３に記載の色変換装置であって、
   前記６つの三角錐は、いずれも、ＲＧＢの値が等しい代表値によって定められる２つの格子点を頂点として含むように分割されることを特徴とする色変換装置。
5. ＲＧＢの代表値の組み合わせと変換後の値との対応関係を定めたルックアップテーブルを用いてＲＧＢ形式の色データを、異なる色表現形式の色データに変換する色変換処理方法であって、
   前記ルックアップテーブルは、ＲＧＢを軸とした３次元空間上に、黒を示す座標を原点として前記代表値の組み合わせによる格子点を形成し、それぞれの格子点に変換後の値を割り当てた場合に、ＲＧＢそれぞれ原点に最も近い代表値によって形成される立方体の頂点となる格子点（原点を除く）について、ＲＧＢの値が等しい代表値によって定められる格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と等しく、他の格子点に割り当てられた変換後の値が、原点に割り当てられた変換後の値と異なることを特徴とする色変換処理方法。
6. ＲＧＢ形式の色データを、異なる色表現形式の色データに変換するルックアップテーブルの変換方法であって、
   変換元のルックアップテーブルを読み込むステップと、
   前記読み込んだルックアップテーブルの黒を示すＲＧＢ値に対応した前記異なる色表現形式の色データ値を取得するステップと、
   前記読み込んだルックアップテーブルにおいて、ＲＧＢ値が等しい色データのうち前記黒に最も近い色データに対応した異なる色表現形式の色データ値を、前記取得した色データ値に変更するステップと、を有することを特徴とするルックアップテーブルの変換方法。