JP2012048657A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】観察照明下における印刷物をそのテクスチャを含めたプルーフ画像としてモニタ上で再現するソフトプルーフ処理において、テクスチャ解像度がモニタ解像度よりも高い場合には、モアレが発生してしまう。
【解決手段】テクスチャ表示判定部205において、テクスチャ特性保持部204からテクスチャ解像度を取得し、モニタ解像度取得部201からモニタ解像度を取得する。そして、テクスチャ解像度がモニタ解像度よりも低いか否かに応じて、当該テクスチャを使用するか否かを判定する。そして画像レンダリング部208では、テクスチャを使用すると判定された場合には該テクスチャを使用して、使用しないと判定された場合には該テクスチャを使用せずに、プルーフ対象画像のレンダリングを行うことによって、プルーフ画像を作成する。該プルーフ画像をモニタ表示することで、高精度なソフトプルーフ処理が可能となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、観察照明下における印刷物をモニタ上で再現するソフトプルーフ処理を行う画像処理装置および画像処理方法に関する。

プリンタ等による実印刷物の仕上がり具合についてパーソナルコンピュータ(PC)等でシミュレーションを行って画像表示する処理は、ソフトプルーフ処理と呼ばれる。一般にソフトプルーフ処理においては、実印刷物の反射光の色成分（以下、拡散成分）に対してカラーマッチング処理を行い、その色味を忠実に表示デバイス上に再現する。近年のソフトプルーフ処理においては、コンピュータグラフィックス(CG)を利用することで、印刷物の拡散成分だけでなく、光沢成分（照明の写り込み）も含めてシミュレーションを行う技術が広まりつつある。

ソフトプルーフ処理によって実印刷物をそのテクスチャを含めて再現するための手法として、プルーフ対象画像とテクスチャとを個別に保持し、それらをレンダリングする方法がある。また、テクスチャ画像として高解像度のものと低解像度のものを保持しておき、CG上の仮想空間の情報に応じて、レンダリングに用いるテクスチャ画像を切り替える手法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−３３４２６６号公報

しかしながら、上記従来のプルーフ対象画像にテクスチャ画像を反映させてレンダリングする手法では、レンダリングにかかる計算コストが高いため、実時間での計算が困難な場合があった。

また、上記特許文献１に記載された手法では、高速にレンダリングする必要がある場合には低解像度のテクスチャ画像を用い、高速にレンダリングする必要がない場合には高解像度のテクスチャ画像を用いることで、計算コストを削減することができる。しかしながら、高解像度のテクスチャ画像を用いてレンダリングを行った場合には、作成されたプルーフ画像が表示デバイスの分解能では再現できず、表示画像にモアレが発生してしまうという問題もある。

そこで本発明では、テクスチャの解像度がモニタ解像度よりも低いか否かに応じて、プルーフ表示の際に該テクスチャを使用するか否かを制御することで、高精度なソフトプルーフ処理を行うことを目的とする。

上記目的を達成するための一手段として、本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。

すなわち、観察照明下における印刷物をモニタ上で再現するソフトプルーフ処理を行う画像処理装置であって、前記観察照明の照明強度分布を保持する照明強度分布保持手段と、前記印刷物の記録媒体表面における凹凸形状を示すテクスチャ画像を保持するテクスチャ特性保持手段と、前記テクスチャ画像の解像度を示すテクスチャ解像度を取得するテクスチャ解像度取得手段と、前記モニタの解像度を示すモニタ解像度を取得するモニタ解像度取得手段と、前記テクスチャ解像度が前記モニタ解像度よりも低いか否かに応じて、前記テクスチャ画像を使用するか否かを判定する判定手段と、プルーフ対象画像に対し、前記照明強度分布を用いたレンダリングを行ってプルーフ画像を作成するレンダリング手段と、を有し、前記レンダリング手段は、前記判定手段により前記テクスチャ画像を使用すると判定された場合には該テクスチャ画像を使用して、該テクスチャ画像が前記記録媒体表面となるように前記レンダリングを行い、前記判定手段により前記テクスチャ画像を使用しないと判定された場合には該テクスチャ画像を使用せずに前記レンダリングを行うことによって、プルーフ画像を作成することを特徴とする。

本発明によれば、テクスチャの解像度がモニタ解像度よりも低いか否かに応じて、プルーフ表示の際に該テクスチャを使用するか否かを制御することで、高精度なソフトプルーフ処理を行うことが可能となる。

第１実施形態における画像処理装置のシステム構成を示すブロック図である。 第１実施形態における機能構成を示す図、 第１実施形態におけるテクスチャ特性の一例を示す図、 第１実施形態における変角反射特性の一例を示す図、 第１実施形態における変角反射特性の取得方法を示す図、 第１実施形態における画像処理を示すフローチャート、 第１実施形態における仮想環境の一例を示す図、 第１実施形態における照明強度分布の一例を示す図、 第１実施形態における仮想環境情報を入力するためのUI例を示す図、 第１実施形態におけるテクスチャ表示判定処理を示すフローチャート、 第１実施形態における画像レンダリング処理を示すフローチャート、 第１実施形態におけるプルーフ色算出処理を示すフローチャート、 第１実施形態におけるテクスチャ特性を使用する場合と使用しない場合での光沢反射モデルの概念図、 第１実施形態におけるローパスフィルタ算出処理を示すフローチャート、 第１実施形態における変角反射特性とLPFの対応を示す模式図、 第２実施形態にける描画画像例を示す図、 第２実施形態における機能構成を示す図、 第２実施形態における画像処理装置を示すフローチャート、 第２実施形態におけるテクスチャ生成処理を示すフローチャート、である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に関る本発明を限定するものではなく、また、本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

＜第１実施形態＞
●システム構成
図１は、観察照明下における印刷物をそのテクスチャを含めたプルーフ画像としてモニタ上で再現するソフトプルーフ処理を行う、本実施形態における画像処理装置のシステム構成を示したものである。同図において入力部101はユーザからの指示やデータを入力する装置であり、キーボードやマウスなどのポインティングシステムを含む。表示部102はGUI等を表示する表示デバイス（モニタ）であり、CRTや液晶ディスプレイ等である。データ保存部103は画像データやプログラムを蓄積する装置であり、通常はハードディスクが用いられる。CPU104は上述した各構成の処理全てに関わる。ROM105とRAM106は、その処理に必要なプログラム、データ、作業領域等をCPU104に提供する。また、処理に必要な制御プログラムがデータ保存部103またはROM105に格納されている場合には、該制御プログラムはRAM106に読み込まれてから実行される。あるいは通信部107を経由して装置がプログラムを受信する場合には、データ保存部103に記録した後にRAM106に読み込まれるか、又は、通信部107からRAM106に直接読み込まれて実行される。通信部107は、機器間の通信を行うためのインタフェース(I/F)であり、例えば周知のEthernetやUSB、IEEE、Bluetooth等の通信方式による。なお、システム構成については、上記以外にも様々な構成要素が存在するが、本発明の主眼ではないためその説明は省略する。

●画像処理概要
図２は、本実施形態の画像処理装置において実行される画像処理とデータの流れ、すなわち機能構成を示す図である。

本実施形態ではまず仮想環境生成部202において、照明強度分布保持部203よりプルーフ対象画像の印刷物（以下、プルーフ対象印刷物）を観察する照明（以下、観察照明）の強度分布を取得する。そして該強度分布と、ユーザが入力部101を介して指定した仮想環境の情報に基づいて、仮想的に印刷物を観察する環境（以下、仮想環境）をCGにより作成する。次に、仮想環境情報取得部206において、入力部101を介してユーザにより仮想環境生成部202に入力された仮想環境の情報から算出される、仮想視線方向に対する正反射ベクトルの情報、および表示画像の描画領域（サイズ）の情報を取得する。

モニタ解像度取得部201では、プルーフ画像を表示する表示部102（モニタ）の解像度を取得する。テクスチャ表示判定部205では、該モニタ解像度と、仮想環境情報取得部206で取得された表示画像の描画領域、及びテクスチャ特性保持部204に保持されたテクスチャ特性を用いて、テクスチャをモニタに表示するか否かを判定する。ここで図３に、テクスチャ特性保持部204に保持されたテクスチャ特性の一例を示す。図３は、実際の印刷物が印字される記録媒体の表面形状を撮影したデータであり、本実施形態では、テクスチャ特性を記録媒体表面における高さ（凹凸形状）によって示す。すなわちテクスチャ特性を、記録媒体表面において凸部をなす位置のデータが白、凹部をなす位置のデータが黒となるようにマッピングされた画像データとして扱う。したがって以下では、テクスチャ特性をテクスチャ画像と称する。

その後、画像レンダリング部208において、変角反射特性LUT209に保持されている変角反射特性を用いて、照明強度分布と、プルーフ対象画像保持部207に保持されているプルーフ対象画像をレンダリングする。このレンダリングは、テクスチャ表示判定部205での判定結果に基づいて行われ、すなわち、テクスチャ表示を行うと判定されていれば該テクスチャ画像を反映したレンダリングが行われる。

ここで変角反射特性LUT209の例を図４に示す。変角反射特性(BRDF)とは、各入力RGB値について、光を照射した際の反射強度(XYZ値)を各出射角（θ）において測定したデータ（BRDF(θ)）である。図４では、入射角45°に対して出射角を0°から45°まで1°刻みで測定した例を示している。ここで図５に、BRDFの測定方法の一例を示す。図５においては、例えばRGBの複数の色票を備えるサンプル画像の実印刷物302に対し、実照明301により光を照射し、変角測定器303を用いて入射光に対する各出射角θの反射光を測定している。なお、実印刷物302の角度ごとの反射特性を取得できるのであれば、実照明301は限定されない。

なお、図４に示すように本実施形態ではBRDFをXYZ値で示しているが、L*a*b*色空間によるLab値等を用いても良い。

以上の処理をプルーフ対象画像の全画素について行い、モニタ表示用のRGB値に変換してプルーフ画像保持部210に格納する。そして最後に表示画像生成部211において、プルーフ画像保持部210に格納されたプルーフ画像から、仮想環境情報取得部206で取得されたベクトル情報に応じて、モニタ用の表示画像を生成する。ここでモニタとはすなわち表示部102である。

●画像処理詳細
以下、本実施形態における画像処理について、図６のフローチャートを用いて詳細に説明する。なお、本実施形態における画像処理は上述したようにCPU104によって制御される。

まずS1001で仮想環境生成部202において、ユーザが入力部101を介して指定した仮想環境の情報に基づき、CGを用いて仮想的に印刷物を観察する環境を作成する。詳細には、まず図７に示すような、壁や天井、床などの3Dオブジェクトを設定して仮想空間401を作成する。次に、仮想印刷物を観察する仮想照明402を設定し、仮想印刷物403を仮想空間の中央近辺に設定し、最後に仮想視点404の位置を設定する。

本実施形態では仮想照明402として、実際にプルーフ印刷物を観察する環境（実環境）における観察照明について、測色計等により取得した照明強度分布を設定する。この照明強度分布は、観察照明の発光強度を２次元の平面（例えば、仮想空間401において仮想照明402が設置された天井面）上で測定したデータであり、例えば図８に示すような面状のデータとして、照明強度分布保持部203に保持されている。図８は、天井で発光する２本の蛍光灯の発光強度を２次元の面状に測定することによって得られた画像データであり、中央の２本の白色部分が蛍光灯部を示し、周囲の黒色部分が天井部を示している。以下、仮想照明402としての２次元上での照明強度分布データを、観察照明画像と称する。なお、本実施形態における照明強度分布として図８に示す２本の蛍光灯の発光強度を示したが、照明の発光強度を２次元の面状に測定したデータであれば、照明の本数及び形状、及び照明の種類はこれに限るものではない。例えば、丸い形状をした１個の白熱電球の照明強度分布あっても良い。また、照明強度分布保持部203には複数種類の照明についての強度分布が保持されていても良く、この場合、仮想照明402として設定する観察照明についての強度分布を選択的に使用すれば良い。

次にS1002で仮想環境情報取得部206において、ユーザによって入力された、仮想環境における仮想印刷物403と仮想視点404とがなす角度情報と、仮想印刷物403を描画するための描画領域の情報、を取得する。ここで図９に、ユーザが仮想環境情報を入力するためのユーザインタフェース(UI)例を示す。図９に示すUI501において、502は仮想印刷物403の画像を表示する描画領域、503は仮想印刷物403の表示画像、504は角度パラメータ入力部、505は距離パラメータ入力部、506はポインタ、507は終了判定部である。表示画像503は描画領域502に表示されているとする。UI501において、ユーザが表示画像503を見ながらポインタ506で角度パラメータ入力部504を指定することによって、表示画像503の表示角度すなわち仮想印刷物403の傾きが入力される。また、ポインタ506で距離パラメータ入力部505を指定することにより、仮想印刷物403と仮想視点404の距離が設定され、すなわち仮想印刷物403の位置が指定される。ユーザが距離パラメータを指定すると、下式(1)により描画領域502が更新される。なお式(1)において、Ｈ，Ｗはそれぞれ、更新後の描画領域における縦及び横の長さである。またＨref，Ｗrefはそれぞれ、初期設定における描画領域の縦及び横の長さである。またＤrefは、初期設定における仮想印刷物403と仮想視点404の距離、Ｄはユーザが距離パラメータ入力部505によって指定した仮想印刷物403と仮想視点404の距離である。

Ｗ＝(Ｄ/Ｄref)・Ｗref
Ｈ＝(Ｄ/Ｄref)・Ｈref ・・・(1)
次にS1003ではテクスチャ表示判定部205において、S1002で取得した描画領域と、モニタ解像度取得部201で取得したモニタ解像度、及びテクスチャ特性保持部204で保持されるテクスチャ画像を用いて、テクスチャの表示判定を行う。具体的には、テクスチャ画像の解像度がモニタ解像度よりも低いか否かに応じて、プルーフ表示に該テクスチャを使用するか否かを判定する。このテクスチャ表示判定処理の詳細については後述する。

次にS1004では画像レンダリング部208において、S1003でのテクスチャ表示判定結果に基づき、プルーフ対象画像と観察照明画像（すなわち照明強度分布）をレンダリングすることで、プルーフ画像を作成する。このレンダリング処理の詳細については後述する。

次にS1005では、S1004でのレンダリングによって作成されたプルーフ画像を、モニタ表示用の信号値へ変換してプルーフ画像保持部210へ格納する。ここでのモニタ表示用の信号値への変換は、例えば下式(2)に示すプルーフ画像のXYZ値(Ｘout,Ｙout,Ｚout)からsRGB値(Ｒout,Ｇout,Ｂout)への変換式等を利用する。

最後にS1006で表示画像生成部211において、入力部101からユーザにより入力される回転・距離パラメータの入力等に応じて、プルーフ画像保持部210に保持されたプルーフ画像の表示画像を生成する。すなわち、仮想環境情報取得部206で得られた仮想環境情報より仮想印刷物403の位置として示されるプルーフ画像の座標(ｘin,ｙin,ｚin)を、ユーザ指示に応じた描画用の座標(ｘout,ｙout,ｚout)に変換し、処理を終了する。

●テクスチャ表示判定処理(S1003)
以下、上記S1003におけるテクスチャ表示判定処理について、図１０のフローチャートを用いて詳細に説明する。

まずS1101において、テクスチャ使用判定変数Flagを、Flag＝0に初期化する。なお、このテクスチャ使用判定変数は、テクスチャ画像の使用の可否を判定するための変数であり、Flag＝0で使用不可を、Flag＝1で使用可を表す。次にS1102でテクスチャ特性保持部204からテクスチャ画像ＩTexを取得し、S1103で該テクスチャ画像ＩTexを、S1002で取得した描画領域に適合するようにその解像度を変換して、変換後テクスチャ画像Ｉ'Texを得る。

次にS1104では、テクスチャ解像度取得処理を行う。すなわち、S1103で取得した変換後テクスチャ画像Ｉ'Texの周波数解析を行うことによって、変換後テクスチャ画像Ｉ'Texの解像度（単位ピクセルあたりのテクスチャの周期）を算出する。具体的には、まず変換後テクスチャ画像Ｉ'Texに対して下式(3)に示す高速フーリエ変換を行い、周波数空間での値Ｊ(ux，uy)を算出する。ただし、下式(3)において、(nx，ny),(ux，uy)はそれぞれ、ｘ,ｙ軸方向の画像中心からの実空間距離および、空間周波数を示す。そして、空間周波数でのパワーＪ(ux，uy)が最大となる値Peakを、変換テクスチャ画像Ｉ'Texのテクスチャ解像度として取得する。

次にS1105において、モニタ解像度取得処理を行う。すなわち、プルーフ画像を表示するモニタの解像度resolutionを、下式(4)にしたがって取得する。式(4)において、ＷmonおよびＨmonはそれぞれモニタの横および縦の長さ(mm)であり、Ｐixはモニタの総画素数である。

resolution＝(Ｗmon・Ｈmon)／Ｐix …(4)
そしてS1106で、S1104で算出したテクスチャ解像度PeakとS1105で算出したモニタ解像度resolutionを比較する。resolutionがPeakより大きければ、モニタ解像度の方がテクスチャ解像度よりも高いいため、変換後テクスチャ画像Ｉ'Texをモニタにて表示可能であると判断してS1107へ進む。そしてS1107では、変換後テクスチャ画像Ｉ'Texを使用可として、テクスチャ使用判定変数FlagをFlag＝1に更新する。一方、S1106でresolutionがPeak以下であれば、変換後テクスチャ画像Ｉ'Texはモニタ表示不可能であると判断され、テクスチャ使用不可（Flag＝0）のまま、処理を終了する。

●画像レンダリング処理(S1004)
以下、上記S1004における画像レンダリング処理について、図１１のフローチャートを用いて詳細に説明する。

まずS1201において、プルーフ対象画像の画素位置ｎにおけるRGB値を取得する。そしてS1202で、該取得したRGB値に対する変角反射特性を、変角反射特性LUT209から取得する。具体的には、変角反射特性LUT209に対してRGB値をインデックスとして、対応する変角反射特性を取得すれば良い。なお、変角反射特性LUT209に対応するRGB値が存在しない場合には、四面体補間等の補間によりこれを算出しても良い。

次にS1203において、S1202で取得した変角反射特性とS1001で取得した照明強度分布、およびS1003におけるテクスチャ表示判定結果とに基づき、プルーフ画像の表示色であるプルーフ色を算出する。このプルーフ色の算出処理の詳細については後述する。

そしてS1204で、プルーフ対象画像の全画素数Ｎについて処理が終了したか否かの判定を行う。すなわち、プルーフ対象画像における現在処理中の画素位置ｎが全画素数Ｎに到達したか否かを判定し、ｎ≠ＮであればS1202へ進むが、そうでなければ処理を終了する。

●プルーフ色算出処理(S1203)
以下、上記S1203におけるプルーフ色算出処理について、図１２のフローチャートを用いて詳細に説明する。

まずS1301で、S1202で取得した画素位置ｎの画素値RGBに対応した変角反射特性に基づき、拡散XYZ値を取得する。ここでは、入射45°出射0°の変角反射特性のXYZ値を、拡散XYZ値(Ｘ_diff,Ｙ_diff,Ｚ_diff)として取得する。そしてS1302で、同じく変角反射特性から光沢XYZ値を取得する。ここでは、入射45°出射45°の変角反射特性のXYZ値を、光沢XYZ値(Ｘ_spec,Ｙ_spec,Ｚ_spec)として取得する。

そしてS1303で、S1003で設定したテクスチャ使用判定変数Flagを取得し、S1304で該Flagに基づいてテクスチャ画像の使用の可否を判定する。なお、ここでのテクスチャ画像とはすなわち変換後テクスチャ画像Ｉ'Texであるが、以下では単にテクスチャ画像と称する。Flag＝1であればテクスチャ画像が使用可であるため、算出するプルーフ色にテクスチャ画像を反映させるためにS1305，S1306へ進む。

S1305では、仮想印刷物403の表面にテクスチャ画像を反映させるために、テクスチャ画像から、プルーフ対象画像の画素位置ｎに対応する、テクスチャ画像の局所的な領域を取得する。ここで取得される局所領域はすなわち、プルーフ対象画像の画素位置ｎに対応するテクスチャ画像の画素と、その周囲の画素からなる。この局所領域のサイズについては特に限定しないが、後段のS1306において画素位置ｎに対応する法線ベクトルを算出する際に、該画素位置ｎを中心とした平面の傾き方向が判定できる程度の領域サイズである必要がある。そしてS1306では、S1305で取得されたテクスチャ画像の局所領域から、仮想印刷物403の画素位置ｎに該テクスチャ画像を反映した際の表面形状すなわち傾きを取得し、該画素位置ｎの法線ベクトルＮを算出してS1308に進む。

一方、S1304においてFlag＝1でなければ、テクスチャ画像が使用不可であるため、S1307において、仮想印刷物403の画素位置ｎにおける法線ベクトルを、ユーザが入力部101より指定した仮想印刷物403の位置のみに基づいて取得する。すなわち、テクスチャ画像は反映されない。

ここで図１３に、テクスチャ画像の使用の有無に応じた光沢反射モデルを示す。図１３(a)がテクスチャ画像を使用しない場合、図１３(b)がテクスチャ画像を使用した場合の、光沢反射モデルの概念図である。図１３(b)においては、仮想印刷物403が、図９のUIにより指定された位置に指定された傾きで存在し、その表面上に、テクスチャ画像に基づく形状(凹凸)405が付与されている様子を示している。なお図１３(a)は、仮想印刷物403の傾きが0である様子を示してる。図１３(a),(b)において、Ｎは仮想印刷物403表面の法線方向を示すベクトルである。図１３(a)のモデルでは法線ベクトルＮは仮想印刷物403の表面に対して設定される。したがって、S1307では図１３(a)に示す法線ベクトルＮを仮想印刷物403の位置と傾きから取得する。これに対し図１３(b)のモデルでは、法線ベクトルＮは仮想印刷物403の表面に対するものではなく、該表面に付与されたテクスチャ画像の形状405に応じて設定されることが分かる。したがって、S1306では図１３(b)に示す法線ベクトルＮを、仮想印刷物403の位置と傾きに加え、S1305で取得したテクスチャ画像の局所領域に基づく表面形状から取得する。なお図１３(a),(b)それぞれにおいて、ベクトルＥは仮想環境における仮想視点404の視線の方向を示す視線方向ベクトル、ベクトルＲはベクトルＥの正反射方向を示す正反射ベクトルを表す。

以上のように法線ベクトルＮが取得されると、次にS1308において、上記図１３に示す光沢反射モデルに基づく光沢成分の計算式(5)に従って、仮想環境における視線方向ベクトル（仮想視点から対象画素へのベクトル）Ｅの正反射ベクトルＲを算出する。なお、式(5)において（Ｎ・Ｅ）はベクトルＮとベクトルＥの内積を表す。

Ｒ＝−Ｅ＋2(Ｎ・Ｅ)Ｎ ・・・(5)
次にS1309では、プルーフ対象画素のRGB値に対応した変角反射特性BRDF(θ)に基づいて、ローパスフィルタLPFを生成する。このLPF作成処理の詳細については後述する。

そしてS1308では、プルーフ対象画像の各画素値に対応するプルーフ色を算出する。具体的にはまず、正反射ベクトルＲが参照する仮想照明402の照明画像上の位置座標(i,j)における、仮想照明402の強度lum(i,j)を取得する。次に、該照明強度lum(i,j)と、S1307で生成したLPFとの畳み込み演算を行い、位置座標(i,j)における写り込み強度マップLUM(i,j)を算出する。この演算は下式(6)にしたがう。なお式(6)において、(i,j)は仮想照明402の照明画像における位置座標、Ｍ,Ｎはそれぞれ該位置座標i,jの最大値である。

ここで算出される写り込み強度マップLUM(i,j)とは、仮想照明402の強度分布（観察照明画像）に対してLPFによるフィルタ処理を行うことによって、仮想印刷物403に対する仮想照明402の写り込み強度分布を示すものである。写り込み強度マップLUM(i,j)はすなわち、仮想照明402の強度分布が画素位置ごとの変角反射特性に応じてボカされたものとなる。

そして、該写り込み強度マップLUM(i,j)と、S1301,S1302で取得した拡散XYZ値と光沢XYZ値から、下式(7)に従って、プルーフ対象画像の各画素値に対応するプルーフ色のXYZ値を算出し、処理を終了する。

Ｘ_out＝(Ｘ_spec−Ｘ_diff)×LUM(x,y)＋Ｘ_diff
Ｙ_out＝(Ｙ_spec−Ｙ_diff)×LUM(x,y)＋Ｙ_diff ・・・(7)
Ｚ_out＝(Ｚ_spec−Ｚ_diff)×LUM(x,y)＋Ｚ_diff
式(7)によれば、プルーフ対象画像の画素ごとに、その光沢成分と該拡散成分の差分に写り込み強度を乗じてプルーフ光沢成分を算出し、それに拡散成分を加算することで、プルーフ色が算出される。

●ローパスフィルタ作成処理（S1307）
以下、上記S1307におけるローパスフィルタ(LPF)算出処理について、図１４のフローチャート、および図１５の変角反射特性とLPFの対応を示す模式図を用いて説明する。ここでは、ある方向から入射する光が視点方向にどのような強度で出射するかを正確に対応付ける処理を行う。

まず図１５により、照明位置と変角反射特性との関係について説明する。図１５(a)は、図中点線で示す照明Ａと実線で示す照明Ｂの光が、メディア表面で反射して視点方向に出射する様子を示したものである。照明Ａ,Ｂはそれぞれ、仮想環境の天井面上の座標(a1,b1),(a2,b2)に位置しており、メディア表面に角度α,βで入射している。なお、天井面上の座標(a,b)は、仮想環境で定義される仮想的な位置を示し、例えばピクセルを単位として表わされるとする。図１５(b)は、図１５(a)で示した照明Ａ,Ｂの照射位置と、視点方向の変角反射強度（正反射近傍領域のみ）とを対応させた図であり、照射位置上に出射強度を配置することで両者の対応関係を示している。例えば照明Ａについては、図１５(a)に示すようにその正反射角度からα−βだけずれた角度における反射強度（図中、文字Ａを点線の丸で囲んだ位置に対応）が対応付けられている。また照明Ｂについては、その正反射角度における反射強度（図中、文字Ｂを実線の丸で囲んだ位置に対応）が対応付けられている。なおここでは、変角反射特性は入射角（αやβ）によって変化しないことを前提としている。

次に図１４により、LPF作成処理の流れを説明する。まずS1401において、S1202で取得した変角反射特性(θ)の正反射領域近傍の反射強度を、下式(8)に従って0-1に正規化した一次元LPF(θ)を算出する。

LPF(θ)＝(BRDF(θ)−BRDF(45°))／(BRDF(0°)−BRDF(45°)) …(8)
-45°≦θ≦45°
次にS1402において、仮想照明402と仮想印刷物403間の距離Ｐを取得し、下式(9)にしたがって出射角度θを照明強度分布上の距離Disに変換し、一次元LPF(θ)を該Disを変数としたLPF(Dis)に置き換える。

Dis＝Ｐ×tanθ …(9)
-45°≦θ≦45°
そしてS1403において、各Disにおける変角反射特性BRDF(Dis)に基づき、一次元LPF(DIS)を下式(10)により２次元LPF(a,b)に変換して、処理を終了する。式(10)において、a,bはDisに対応する座標である。

LPF(a,b)＝BRDF((a²+b²)^1/2) ・・・(10)
以上説明したように本実施形態によれば、モニタ解像度とテクスチャ画像の解像度に応じて、モニタ表示に適さないテクスチャ画像については使用不可とすることにより、レンダリング後の画像においてモアレの発生を抑制することが可能となる。また、モニタ表示に適さないテクスチャ画像については使用しないことにより、レンダリングコストを低減することが可能となり、高速なレンダリングが可能となる。

なお本実施形態では、テクスチャ特性を画像データ（テクスチャ画像）とする例を示したが、本発明におけるテクスチャ特性としては２次元の面状でのテクスチャ強度分布を示すデータであれば画像データに限らず、例えばテクスチャの測定値を用いても良い。

＜第２実施形態＞
以下、本発明に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態における画像処理装置の構成は、上述した第１実施形態とほぼ同様であるため、以下、特に第１実施形態と異なる部分について説明する。第２実施形態では、仮想印刷物を傾けて観察した場合について、該仮想印刷物の局所的な表示解像度特性を算出し、テクスチャを局所的に補正することを特徴とする。

図１６は、傾けた仮想印刷物について、手前側が大きく、奥側が小さく見えるように表現した、いわゆる遠近法を用いたプルーフ表示例を示している。図１６において、601は描画画像、602は描画画像601の描画領域における手前側領域、603は同じく奥側領域である。図１６において、手前側領域602は0.5mm／pixelと高解像度なテクスチャ情報を持つのに対し、奥側領域603ではテクスチャ情報は2.0mm／pixelと低解像度になる。このように、手前側領域602から奥側領域603へ向かうにつれてテクスチャ画像の解像度が変わるため、描画画像601において手前側領域602から奥側領域603に向かうに従ってモアレが生じてしまう。第２実施形態では、このように描画画像の解像度が領域によって異なる場合に、モアレの発生を抑制して高画質なテクスチャ画像を描画する例を示す。

●装置構成
図１７は、第２実施形態の画像処理装置において実行される画像処理とデータの流れ、すなわち機能構成を示す図である。図１７において、上述した第１実施形態で示した図２と同様の構成には同一番号を付し、説明を省略する。

図１７における特徴的な構成は、705の表示テクスチャ生成部である。表示テクスチャ生成部705は、仮想環境情報取得部206で取得された仮想環境情報と、モニタ解像度取得部201で取得されたモニタ解像度、およびテクスチャ特性保持部704に保持されたテクスチャ画像に基づいて、表示用のテクスチャを生成する。すなわち第２実施形態においては、表示テクスチャ生成部705で生成した表示用テクスチャ画像を、プルーフ対象画像に反映させてレンダリングすることを特徴とする。

●画像処理詳細
以下、第２実施形態における画像処理について、図１８のフローチャートを用いて詳細に説明する。図１８において、上述した第１実施形態で示した図６と同様の処理には同一ステップ番号を付し、説明を省略する。

第２実施形態では、S1002において図９のUIを介して取得した、仮想印刷物403の表示画像503が、図１６の描画画像601に対応した形状となる。したがってS2003において、テクスチャ特性保持部204に予め保持されているテクスチャ画像に基づき、該取得した描画画像の形状に対応するような表示用のテクスチャ画像を新たに生成し、該生成されたテクスチャ画像がプルーフ対象画像に反映される。

以下、S2003における表示用テクスチャ生成処理の詳細について、図１９のフローチャートを用いて説明する。まずS2101では、テクスチャ特性保持部204に保持されているテクスチャ特性（テクスチャ画像）から、Ｌ番目のラインの１ライン分の画素データを取得する。なおここでは、テクスチャ画像が横Ｍ画素、縦Ｎ画素のＭ×Ｎ画素からなるとして説明する。したがってS2101では、1ライン分のＭ画素データが取得される。次にS2102では、S2101で取得した1ライン分のＭ画素データを、図９のUIにより取得された仮想印刷物の表示画像503において対応する1ライン分の描画サイズに応じて解像度変換する。

次にS2103で、ライン解像度取得処理を行う。すなわち、解像度変換後のラインについての周波数解析を行うことによって、周波数空間でのパワーが最大になる値Peakを、当該ラインにおける単位ピクセルあたりのテクスチャ周期、すなわちテクスチャのライン解像度として算出する。この算出方法は上述した第１実施形態のS1104と同様であるため、説明を省略する。次にS2104では、プルーフ画像を表示するモニタの解像度resolutionを取得する。この処理についても上述した第１実施形態におけるS1105と同様であるため、説明を省略する。

そしてS2105において、S2103で算出したライン解像度PeakとS2104で取得したモニタ解像度resolutionを比較する。resolutionの方が大きければ、当該ラインをモニタに表示するためにS2106へ進み、S2102で変換されたテクスチャ画像のＬ番目ラインのラインデータを表示用テクスチャ画像のＬ番目ラインデータとした後、S2107へ進む。する。一方、S2105でPeakの方が大きければ当該ラインはモニタ表示には不適切であるため、表示用テクスチャ画像のＬ番目ラインを生成せずにS2107へ進む。

S2107では、全てのラインについて上記S2102〜S2106の処理が終了したか否かを判定し、未処理のラインがあれば、S2108でライン番号Ｌを更新してS2101に戻る。

このように図１９に示す表示用テクスチャ生成処理によれば、テクスチャ画像の各ラインデータが描画画像の形状に応じて解像度変換され、さらにモニタ解像度よりも低い解像度であるラインのみにより、表示用テクスチャ画像を生成する。これにより、該生成された表示用テクスチャ画像を用いてプルーフ対象画像をレンダリングした際に、モアレの発生が抑制される。

以上説明したように第２実施形態によれば、仮想印刷物を傾けて観察する場合に、該仮想印刷物の局所的な表示解像度特性に基づいてテクスチャを局所的に補正して反映させることによって、モアレの発生を抑制した高画質なプルーフ表示が可能とする。

なお、第２実施形態においては、テクスチャの対象ラインの解像度とモニタの解像度を比較して、対象ラインのテクスチャ表示の可否を制御する例を示した。しかしながら本発明はこのような表示可否判定に限らず、両解像度を比較して表示用テクスチャ画像を生成できれば良く、例えば両解像度の差を重みとして、テクスチャの強度を補正しても良い。

また、第２実施形態を第１実施形態に組み合わせて実現することも可能である。すなわち第１実施形態において遠近法表示によるプルーフ表示時にテクスチャの使用が許可された場合に、第２実施形態の手法を適用すれば良い。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (7)

1. 観察照明下における印刷物をモニタ上で再現するソフトプルーフ処理を行う画像処理装置であって、
   前記観察照明の照明強度分布を保持する照明強度分布保持手段と、
   前記印刷物の記録媒体表面における凹凸形状を示すテクスチャ画像を保持するテクスチャ特性保持手段と、
   前記テクスチャ画像の解像度を示すテクスチャ解像度を取得するテクスチャ解像度取得手段と、
   前記モニタの解像度を示すモニタ解像度を取得するモニタ解像度取得手段と、
   前記テクスチャ解像度が前記モニタ解像度よりも低いか否かに応じて、前記テクスチャ画像を使用するか否かを判定する判定手段と、
   プルーフ対象画像に対し、前記照明強度分布を用いたレンダリングを行ってプルーフ画像を作成するレンダリング手段と、を有し、
   前記レンダリング手段は、前記判定手段により前記テクスチャ画像を使用すると判定された場合には該テクスチャ画像を使用して、該テクスチャ画像が前記記録媒体表面となるように前記レンダリングを行い、前記判定手段により前記テクスチャ画像を使用しないと判定された場合には該テクスチャ画像を使用せずに前記レンダリングを行うことによって、プルーフ画像を作成することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記テクスチャを前記印刷物の表面における凹凸形状を示す２次元のテクスチャ画像として保持するテクスチャ特性保持手段を有し、
   前記テクスチャ解像度取得手段は、前記テクスチャ画像に対する周波数解析を行うことによって、前記テクスチャ解像度を取得することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記印刷物を仮想印刷物として観察する仮想環境を、前記照明強度分布と、該仮想印刷物の位置および描画領域を示すユーザ指示に応じて生成する仮想環境生成手段を有し、
   前記テクスチャ解像度取得手段は、前記仮想環境において設定された仮想印刷物の描画領域に応じて、前記テクスチャ解像度を取得することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記仮想環境生成手段は、前記ユーザ指示に応じた前記仮想印刷物の位置および傾き情報と、前記観察照明の強度分布とを用いて前記仮想環境を設定し、
   前記レンダリング手段は、
   前記判定手段により前記テクスチャを使用すると判定された場合には前記テクスチャ画像を用いて前記仮想印刷物の法線ベクトルを取得し、前記判定手段により前記テクスチャを使用しないと判定された場合には前記テクスチャ画像を用いずに前記仮想印刷物の法線ベクトルを取得し、該取得した法線ベクトルに応じて、前記仮想環境における視線方向ベクトルの正反射ベクトルを取得し、
   前記印刷物の変角反射特性を用いてローパスフィルタを算出し、
   前記観察照明の強度分布に対して該ローパスフィルタを用いたフィルタ処理を行うことによって、前記観察照明の写り込み強度分布を算出し、
   該写り込み強度分布において前記正反射ベクトルに対応する写り込み強度に応じて、前記プルーフ対象画像の画素ごとの表示色を算出することで前記プルーフ画像を作成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. 観察照明下における印刷物をモニタ上で再現するソフトプルーフ処理を行う画像処理装置であって、
   前記観察照明の照明強度分布を保持する照明強度分布保持手段と、
   前記印刷物の記録媒体表面における凹凸形状を示すテクスチャ画像を保持するテクスチャ特性保持手段と、
   前記印刷物を仮想印刷物として観察する仮想環境を、前記照明強度分布と、該仮想印刷物の位置および描画サイズを示すユーザ指示に応じて生成する仮想環境生成手段と、
   前記仮想環境において設定された前記仮想印刷物の描画サイズに応じて、前記テクスチャ画像のラインごとに解像度変換を行う解像度変換手段と、
   該解像度変換後のテクスチャ画像のラインごとに、その解像度を示すライン解像度を取得するライン解像度取得手段と、
   前記モニタの解像度を示すモニタ解像度を取得するモニタ解像度取得手段と、
   前記ライン解像度が前記モニタ解像度よりも低いラインによって、表示用テクスチャ画像を生成する表示用テクスチャ生成手段と、
   プルーフ対象画像に対し、前記表示用テクスチャ画像が前記記録媒体表面となるように、前記照明強度分布を用いたレンダリングを行ってプルーフ画像を作成するレンダリング手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
6. 照明強度分布保持手段、テクスチャ特性保持手段、テクスチャ解像度取得手段、モニタ解像度取得手段、判定手段、およびレンダリング手段を有し、観察照明下における印刷物をモニタ上で再現するソフトプルーフ処理を行う画像処理装置における画像処理方法であって、
   前記照明強度分布保持手段は、前記観察照明の照明強度分布を予め保持しており、
   前記テクスチャ特性保持手段は、前記印刷物の記録媒体表面における凹凸形状を示すテクスチャ画像を予め保持しており、
   前記テクスチャ解像度取得手段が、前記テクスチャ画像の解像度を示すテクスチャ解像度を取得するテクスチャ解像度取得ステップと、
   前記モニタ解像度取得手段が、前記モニタの解像度を示すモニタ解像度を取得するモニタ解像度取得ステップと、
   前記判定手段が、前記テクスチャ解像度が前記モニタ解像度よりも低いか否かに応じて、前記テクスチャ画像を使用するか否かを判定する判定ステップと、
   前記レンダリング手段が、プルーフ対象画像に対し、前記照明強度分布を用いたレンダリングを行ってプルーフ画像を作成するレンダリングステップと、を有し、
   前記レンダリングステップにおいては、前記判定ステップで前記テクスチャ画像を使用すると判定された場合には該テクスチャ画像を使用して、該テクスチャ画像が前記記録媒体表面となるように前記レンダリングを行い、前記判定ステップで前記テクスチャ画像を使用しないと判定された場合には該テクスチャ画像を使用せずに前記レンダリングを行うことによって、プルーフ画像を作成することを特徴とする画像処理方法。
7. コンピュータで実行されることにより、該コンピュータを請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。