JP2011091532A - 色変換テーブルの作成方法および印刷システム - Google Patents

Abstract

【課題】照明の条件により印刷画像に特殊な効果を与える。
【解決手段】印刷装置により、その印刷装置が使用する複数のインクについて、濃度および組み合わせを変えて測色用パターンを印刷し、測色用パターンを照明の条件を変えて測定し、所定の照明の条件下では色彩値が等しく他の照明の条件下では色の見え方が異なるインクの組み合わせで、測定された色彩値とそれに対応するインクの濃度および組み合わせの対応を示す色変換テーブルを２以上作成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、色変換テーブルの作成方法および印刷システムに関する。

印刷による表現の幅を広げる技術として、メタリックインクなどの光沢用特殊インクをカラーインクと併用する印刷方法が種々提案されている（たとえば特許文献１参照）。また、光沢を得るため、必要な部分にニスを塗布するなどの方法も考えられる。さらに、紫外線照射量により光沢を制御することも考えられる。

また、所定波長帯域の光に対する応答性が異なる色材（インク）を用いて、セキュリティ画像を印刷することも提案されている（たとえば特許文献２）。

しかし、特殊インクあるいは異なる色材を使用するということは、印刷装置内にそのための特別のインクを印刷するための機構を備えている必要があり、装置構成が大規模なものとなってしまう。これは、ニスを塗布する方法も同様である。紫外線照射量により制御する場合にも、そのための装置構成が大規模なものとなってしまう。

一方、たとえば顔料系インクを使用した場合には、光の加減により、印刷された色が通常とは異なって見えることがある。これは、ブロンジング効果あるいはフロップ性として知られている現象（以下、「ブロンジング」という）によるものである。このような現象は、特に、ある種の顔料インクを用いて、光沢性のある用紙に印刷した場合に生じることが知られている（たとえば非特許文献１参照）。ブロンジングは、インクが特定の波長の光だけを選択的に反射することによって生じるもので、光源からの光の入射に対して正反射となる方向、すなわち、もし用紙の面が反射面であれば入射光が全反射する方向で見られる現象である。このブロンジングの効果を利用することで、印刷画像に光沢性などの特殊な効果を与えることが可能であると考えられる。

特開２００６−５０３４７号公報 特開２００６−９５９４７号公報

新編色彩科学ハンドブック、第２版、日本色彩学会編、東京大学出版会、第１８章光沢、第７１３−７３２頁

本発明は、照明の条件により印刷画像に特殊な効果を与えるための色変換テーブルの作成方法およびそのような色変換テーブルを有する印刷装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点によると、印刷装置により、その印刷装置が使用する複数のインクについて、濃度および組み合わせを変えて測色用パターンを印刷し、印刷された測色用パターンを照明の条件を変えて測定し、所定の照明の条件下では色彩値が等しく他の照明の条件下では色の見え方が異なるインクの組み合わせで、測定された色彩値とそれに対応するインクの濃度および組み合わせの対応を示す色変換テーブルを２以上作成することを特徴とする色変換テーブルの作成方法が提供される。

色表現の方式、すなわち使用する色空間が異なる機器間で同じ色彩を表現するため、互いの色空間の座標の対応を表す色変換テーブル（ルックアップテーブル、以下、「ＬＵＴ」とういう）が用いられる。たとえばコンピューターでは、表示装置として発光色で色を表す機器が用いられることから、一般的に、赤、緑および青で色を表すＲＧＢ表色系が用いられる。一方、印刷装置では、インクの色に対応するＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、黒）表色系が用いられる。このため、コンピューターで処理した画像を印刷するには、コンピューター側で、あるいは印刷装置側で、ＬＵＴを用いて、ＲＧＢ表色系で表されている画像データの個々の画素の色を、ＣＭＹＫ表色系の色に変換する必要がある。なお、印刷装置には、ＣＭＹＫの４色以外の色、たとえばライトシアンあるいはフォトシアンと呼ばれる薄いシアン、ライトマゼンタあるいはフォトマゼンタと呼ばれる薄いマゼンタなどの色のインクを用いるものもある。ここでは、これらの表色系を総称して、「ＣＭＹＫ表色系」ということにする。

このような色空間の間で色変換を行うためのＬＵＴを２以上作成することで、コンピューターなどの画像データ源で処理していた個々の画素について、通常の照明の条件では元画像の色彩が再現され、特定の照明の条件下では色の見え方が異なるような印刷を実現することができる。

色の見え方の基準として、光沢特性を利用することができる。光沢特性とは、反射光を見た状態の特性である。この光沢特性は、反射角依存性を有する。光沢特性を表す指標としては、公知の指標値（インデックスＩｎで表す）、たとえば、
Ｉｎ１＝２．６９（Ｌ^＊ _１−Ｌ^＊ _３）^１．１１／Ｌ^＊ _２ ^０．８６ ．．．（１）
ただし、
Ｌ^＊ _１：照射角−４５度、受光角３０度における明度、
Ｌ^＊ _２：照射角−４５度、受光角０度における明度、
Ｌ^＊ _３：照射角−４５度、受光角−６５度における明度
を用いることができる。また、より簡単に、
Ｉｎ２＝３（Ｌ^＊ _１−Ｌ^＊ _３）／Ｌ^＊ _２ ．．．（２）
を指標として用いることもできる。さらに簡単に、
Ｉｎ３＝ Ｌ^＊ _１−Ｌ^＊ _３ ．．．（３）
を指標として用いることもできる（たとえば、特願２００８−２１７８６４、特願２００８−２１９１３５参照、いずれも本願出願時未公開）。

このような光沢特性の指標を用いることで、色の見え方の違いを定性的に表すことができ、人間の目視による判断に依存せず、自動的に指標を測定することができる。

本発明の第２の観点によると、入力画像データを印刷用のデータに変換するデータ変換手段を有し、このデータ変換手段は、入力画像データを表現する表色系の個々の色彩値と印刷用インクの濃度との対応があらかじめ記録された色変換テーブル（ＬＵＴ）として、色彩値が同じで光の反射条件により色の見え方が異なるインクの組み合わせで２以上の色変換テーブルを有し、画像データ中で指定される領域に応じて、２以上の色変換テーブルのいずれかを選択する手段を有することを特徴とする印刷システムが提供される。

画像データ中で指定される領域に応じてＬＵＴを選択することで、特殊インクや異なる色材、あるいは付加的な機構などを設ける必要なしに、光の反射条件により異なって見える画像を印刷することができる。これを利用することにより、たとえば、画像内に隠し絵柄を埋め込むことが簡単に実現することができる。

本発明の第２の観点の構成は、入力画像データを印刷用のデータに変換するデータ変換手段の特に色変換に関する部分を変更するだけで、従来の印刷装置のハードウェアを変更することなく実施できる。データ変換手段がコンピューター上で動作するプリンタードライバーにより実現される場合には、そのプリンタードライバーを変更するだけで、容易かつ安価に実施できる。

本発明の実施の形態に係る印刷システムを示すブロック構成図である。 図１に示す印刷システムによるＬＵＴを切り替えての印刷処理動作を説明する図である。 図１に示す印刷システムで用いられるＬＵＴ＿１、ＬＵＴ＿２の作成方法を説明するフローチャートである。 印刷された測色用パターンの測定方法を説明する図である。 単色のインクをインク量を変えて印刷した測定用パターンの拡散照明下での測色結果例を示す図である。 図５で用いたと同じ測定用パターンの正反射照明下での測定結果例を示す図である。 図５および図６で用いたと同じ測定用パターンの拡散照明下での明度の測定結果例を示す図である。 図５から図７で用いたと同じ測定用パターンの正反射正面下での測定結果例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
［印刷システム］

図１は、本発明の実施の形態に係る印刷システムを示すブロック構成図である。この印刷システムは、コンピューター１と、このコンピューター１に接続された入力装置２、表示装置３および印刷装置４を備える。コンピューター１は、ＣＰＵ（中央処理部）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリー）、ハードディスク、各種インターフェース等のハードウェアを備え、所定のオペレーティングシステムの下で、アプリケーションプログラム１１、ビデオドライバープログラム１２、プリンタードライバープログラム１３等のプログラムが動作可能となっている。プリンタードライバープログラム１３は、入力画像データを印刷用のデータに変換するデータ変換手段を構成し、画像データ入力部１４、色変換処理部１５、ＬＵＴ選択部１６、ＬＵＴ保管部１７、ハーフトーン処理部１８およびラスタライズ処理部１９を有する。

ＬＵＴ保管部１７には、入力画像データを表現する表色系の個々の色彩値と印刷用インクの濃度との対応があらかじめ記録された色変換テーブル（ＬＵＴ）として、色彩値が同じで光の反射条件により色の見え方が異なるインクの組み合わせで２以上の色変換テーブルＬＵＴ＿１、ＬＵＴ＿２が保管されている。ＬＵＴ選択部１６は、画像データ中で指定される領域に応じて、これらのＬＵＴ＿１、ＬＵＴ＿２のいずれかを選択する。

［基本的動作］
各プログラムにおける印刷処理に関連する部分について説明すると、アプリケーションプログラム１１は、入力装置２からのユーザーの指示に基づいて、画像の加工、表示および印刷を行うための各種の処理を行う。ビデオドライバープログラム１２は、アプリケーションプログラム１１からの指示により、表示装置３に画像や文字、映像、ユーザインタフェース等の各種情報などを表示させる。プリンタードライバープログラム１３は、アプリケーションプログラム１１からの指示により、印刷装置４で画像や文字を印刷するための処理を行う。

プリンタードライバープログラム１３内の各部の処理について説明する。画像データ入力部１４は、アプリケーションプログラムからのＲＧＢ（赤、緑、青）表色系で表示された画像データを受け取り、解像度変換などの前処理を行う。色変換処理部１５は、印刷しようとする画像データを、ＬＵＴ選択部１６により選択されたＬＵＴ＿１あるいはＬＵＴ＿２を用いて、印刷装置４の使用するインクの濃度で表されるデータに変換する。印刷装置４の使用するインクとしては、色彩値が同じで光の反射条件により色の見え方が異なるインクの組み合わせの存在を考えると、単純なシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）および黒（Ｋ）の４色より多くの色のインクが必要となる。ハーフトーン処理部１８は、色変換処理部１５により得られたデータに、ハーフトーン処理を施す。ラスタライズ処理部１９は、１ラスターライン分の印刷データを順次生成し、ラスターデータとして印刷装置４に送出する。

［ＬＵＴを切り替えての印刷処理］
図２は、図１に示す印刷システムによるＬＵＴを切り替えての印刷処理動作を説明する図である。

ドライバープログラム１３の画像データ入力部１４には、アプリケーションプログラム１１から、図２（Ａ）に示すＲＧＢデータに加え、図２（Ｂ）に示すＬＵＴ選択データが入力される。ＬＵＴ選択データとしては、ＲＧＢデータの画素ごとのデータに付随するフラグを用いることがよい。また、ＬＵＴ選択データとして、ＲＧＢデータとは独立のデータを用いることもできる。色変換処理部１５は、ＬＵＴ選択部１６がＬＵＴ選択データに従って選択したＬＵＴ＿１あるいはＬＵＴ＿２を用いて、図２（Ｃ）に示すように色変換処理を行う。このようにして色変換処理された画像をさらにハーフトーン処理部１８およびラスタライズ処理部１９で処理し、印刷装置４で印刷する。

ここで、ＬＵＴ＿１には、拡散照明下での色彩値に対して正反射条件でも色彩値がそれほど変化しないインクの組み合わせが記録され、ＬＵＴ＿２には、拡散照明下での色彩値に対して正反射条件での色彩値が大きく変化する、あるいは正反射条件で大きな光沢特性が現れるインクの組み合わせが記録されているものとする。そして、図２（Ｂ）に示す「ＣＯＰＹ」の部分以外については、図２（Ａ）のＲＧＢデータの該当部分にＬＵＴ＿１を適用し、図２（Ｂ）に示す「ＣＯＰＹ」の部分については、図２（Ａ）のＲＧＢデータの該当部分にＬＵＴ＿２を適用するものとする。

この結果、正反射の写り込みのない照明下では、図２（Ｄ）に示すように、アプリケーションプログラム１１で処理していた画像が印刷されているように見える。一方、正反射の写り込みのある照明下では、図４（Ｅ）に示すように、画像上に照明が写り込む（ここでは蛍光灯照明を想定し、帯状に照明が写り込んでいるものとしている）とともに、ＬＵＴ＿２を用いて色変換処理した部分が、他と異なる色彩あるいは光沢特性を示すことになる。すなわち、画像内に隠し絵柄を埋め込み、正反射条件において、非正反射条件では隠されていた画像が現れるようにすることができる。

［ＬＵＴの作成］
図３は、図１に示す印刷システムで用いられるＬＵＴ＿１、ＬＵＴ＿２の作成方法を説明するフローチャートである。

ＬＵＴ＿１、ＬＵＴ＿２を作成するには、まず、印刷装置４により、その印刷装置４が使用する複数のインクについて、濃度および組み合わせを変えて測色用パターンを印刷する（ステップＳ１）。次に、印刷された測色用パターンを照明の条件を変えて測定する。すなわち、印刷された測定用パターンを拡散照明下で測色し（ステップＳ２）、反射条件を変えて、光沢特性を測定する（ステップＳ３）。そして、所定の照明の条件下（この場合には拡散照明下）では色彩値（測色値）が等しく他の照明の条件下では色の見え方（たとえば光沢特性）が異なるインクの組み合わせで、測定された色彩値とそれに対応するインクの濃度および組み合わせの対応を示す２以上のＬＵＴ＿１、ＬＵＴ＿２を作成する。

［色彩値の測定］
図４は、印刷された測色用パターンの測定方法を説明する図である。

一般に、印刷された測定用パターンの色彩値を測定（測色）するには、測定用パターンが印刷された媒体２１に対して、その法線からα＝−４５度で光源２２から白色光を照射し、その散乱光を法線方向に配置した測色器２３で検出する。一方、光沢特性などの他の照明の条件下での見え方については、法線方向以外の測定位置２４（法線からの角度β）で測定する。

正反射条件での見え方は、測定位置２４の角度β＝−αとして目視により観察することにより求めることができる。また、より定性的な指標値（インデックスＩｎ）として、たとえば、
Ｉｎ１＝２．６９（Ｌ^＊ _１−Ｌ^＊ _３）^１．１１／Ｌ^＊ _２ ^０．８６ ．．．（１）
ただし、
Ｌ^＊ _１：照射角α＝−４５度、受光角β＝３０度における明度、
Ｌ^＊ _２：照射角α＝−４５度、受光角β＝０度（法線方向）における明度、
Ｌ^＊ _３：照射角α＝−４５度、受光角β＝−６５度における明度
で表される光沢特性の指標を用いることができる。このような指標を用いることで、測定を自動化することができる。

光沢特性の指標として、
Ｉｎ２＝３（Ｌ^＊ _１−Ｌ^＊ _３）／Ｌ^＊ _２ ．．．（２）
あるいは、
Ｉｎ３＝Ｌ^＊ _１−Ｌ^＊ _３ ．．．（３）
を用いることもできる。

［照明条件による色の見え方］
図５は、市販の印刷装置４に用いられているインクセットを用い、単色のインクをインク量を変えて光沢紙に印刷した測定用パターンの、照射角α＝−４５度、受光角β＝０度、すなわち拡散照明下での測色結果例を示す図である。図６は、同じ測定用パターンの、照射角α＝−３０度、受光角β＝３０度、すなわち正反射照明下での測定結果例を示す図である。これらの図において、横軸は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系のａ＊（色相）、すなわちインク量に相当する値を示す。縦軸は、ｂ＊（彩度）を示す。

図７は、図５および図６で用いたと同じ測定用パターンの、照射角α＝−４５度、受光角β＝０度、すなわち拡散照明下での明度の測定結果例を示す図である。図８は、同じ測定用パターンの、照射角α＝−３０度、受光角β＝３０度、すなわち正反射正面下での測定結果例を示す図である。これらの図において、横軸は、インク量の違い（測定用パターン内のパッチと呼ばれる領域の順）を示し、右にいくほどインク量が多くなっている。

ここで用いたインクでは、図５および図６に示すように、反射条件の違いで、色の見え方が大きく変化することが分かる。特に正反射条件では、図６に示すように、本来のインクの色とは異なる色が現れている。また、図７に示すように、拡散照明下では、インク量が多くなるほど、明度が低下する。これは、インク量が多いため、色が濃くなっていることを意味する。これに対して正反射照明下では、図８に示すように、色の濃さとインク量との相関がなくなっている。

また、他の測定から、インクドットサイズによって発色が異なること、インクの総重量の変化に対して、発色（明度、色相）が単調に変化しないこと、その非単調さが、インク種によってことなること（ライトシアン、ライトマゼンタ、ブラック、ライトブラックが激しい）ことが判明している。

図５から図８に示す測定に用いたインクは、顔料系のインクである。顔料系のインクは、ブロンジングを生じることがあり、色彩値が同じで光の反射条件により色の見え方が異なるインクの組み合わせを得やすい。しかし、顔料系のインク以外でも、光の反射条件により色の見え方が異なるような着色材であれば、同様に利用することができる。

［変形例］
図１および図２を参照した説明では、ＲＧＢ表色系を４色を超える色のＣＭＹＫ表色系に色変換するためのＬＵＴを例に説明したが、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系や他の表色系の画像データをＣＭＹＫ表色系の印刷用画像データに色変換するためのＬＵＴでも同様に実施できる。重みαの値は、経験則または主観実験により求めるものとしたが、何からの定性的な指標が得られるなら、それを用いて決定することもできる。また、図１にプリンタードライバープログラム１３として示すデータ変換手段を、印刷装置４内に設けることもできる。

以上の説明では、ある種の顔料系インクを用いて光沢性のある用紙に印刷した場合に生じるブロンジングを想定し、照明の条件によって印刷画像に生じる光沢特性を利用する例について説明したが、光沢紙以外でも照明によって見え方の異なるインクの組み合わせを用いて、２以上のＬＵＴを作成することもできる。また、照明の色によって見え方の異なるインクの組み合わせ、たとえば、消える、浮き出る、特殊な色となるなどのインクの組み合わせで、２以上のＬＵＴを作成することもできる。

１ コンピューター、２ 入力装置、３ 表示装置、４ 印刷装置、１１ アプリケーションプログラム、１２ ビデオドライバープログラム、１３ プリンタードライバープログラム（データ変換手段）、１４ 画像データ入力部、１５ 色変換処理部、１６ ＬＵＴ選択部（選択する手段）、１７ ＬＵＴ保管部（２以上の色変換テーブル）、１８ ハーフトーン処理部、１９ ラスタライズ処理部、２１ 測定用パターンが印刷された媒体、２２ 光源、２３ 測色器、２４ 法線方向以外の測定位置。

Claims (5)

1. 印刷装置により、その印刷装置が使用する複数のインクについて、濃度および組み合わせを変えて測色用パターンを印刷し、
   上記測色用パターンを照明の条件を変えて測定し、
   所定の照明の条件下では色彩値が等しく他の照明の条件下では色の見え方が異なるインクの組み合わせで、測定された色彩値とそれに対応するインクの濃度および組み合わせの対応を示す色変換テーブルを２以上作成する
   ことを特徴とする色変換テーブルの作成方法。
2. 請求項１記載の色変換テーブルの作成方法において、上記色の見え方の基準として、
   Ｉｎ１＝２．６９（Ｌ^＊ _１−Ｌ^＊ _３）^１．１１／Ｌ^＊ _２ ^０．８６
   ただし、
   Ｌ^＊ _１：照射角−４５度、受光角３０度における明度、
   Ｌ^＊ _２：照射角−４５度、受光角０度における明度、
   Ｌ^＊ _３：照射角−４５度、受光角−６５度における明度
   で表される光沢特性の指標値を用いる
   ことを特徴とする色変換テーブルの作成方法。
3. 請求項１記載の色変換テーブルの作成方法において、上記色の見え方の基準として、
   Ｉｎ２＝３（Ｌ^＊ _１−Ｌ^＊ _３）／Ｌ^＊ _２
   ただし、
   Ｌ^＊ _１：照射角−４５度、受光角３０度における明度、
   Ｌ^＊ _２：照射角−４５度、受光角０度における明度、
   Ｌ^＊ _３：照射角−４５度、受光角−６５度における明度
   で表される光沢特性の指標値を用いる
   ことを特徴とする色変換テーブルの作成方法。
4. 請求項１記載の色変換テーブルの作成方法において、上記色の見え方の基準として、
   Ｉｎ３＝ Ｌ^＊ _１−Ｌ^＊ _３
   ただし、
   Ｌ^＊ _１：照射角−４５度、受光角３０度における明度、
   Ｌ^＊ _２：照射角−４５度、受光角０度における明度、
   Ｌ^＊ _３：照射角−４５度、受光角−６５度における明度
   で表される光沢特性の指標値を用いる
   ことを特徴とする色変換テーブルの作成方法。
5. 入力画像データを印刷用のデータに変換するデータ変換手段を有し、
   このデータ変換手段は、上記入力画像データを表現する表色系の個々の色彩値と印刷用インクの濃度との対応があらかじめ記録された色変換テーブルとして、色彩値が同じで光の反射条件により色の見え方が異なるインクの組み合わせで２以上の色変換テーブルを有し、
   上記画像データ中で指定される領域に応じて、上記２以上の色変換テーブルのいずれかを選択する手段を有する
   ことを特徴とする印刷システム。

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