JP2012161928A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変形が施される媒体に変形前に画像を形成する際に、より適切に色の補正を行なう。
【解決手段】複数の四角形を要素とするグリッド９２を用いて形状が補正された対象画像（文字Ａ）がグリッド９２上に配置された状態で、各四角形の重心を頂点とするメッシュ９４を作成し、各頂点における対象画像の色を取得する。そして、変形前後の色と面積変化率との対応関係に基づいて、取得されたメッシュ９４の各頂点の色を変形後の色として用いると共にメッシュ９４の頂点を重心とするグリッド９２の四角形の面積変化率を用いて、メッシュ９４の各頂点に形成すべき変形前の色を定めることにより画像の色を補正する。これにより、グリッド９２の各四角形の面積変化率をメッシュ９４の各頂点により正確に反映させて色補正を行なうことができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、変形が施される媒体に該変形前に形成される画像を処理する画像処理装置および画像処理方法に関する。

従来、この種の画像処理装置としては、格子が形成されたテスト版下としての成形加工前のデータと、テスト版下で印刷されたものに成形加工が施された三次元形状物をスキャニングして得られた成形加工後のデータとに基づいて、成形加工による形状の変形具合の特徴をつかみ、つかんだ特徴に基づいて三次元形状物に成形した場合にデザイナーが要求する意匠になるような版下を作成するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、成形前のｕｖ座標系と成形後のｘｙ座標系とを定め、ｘｙ座標上の目標絵柄の各点について対応するｕｖ座標上の各点を求めることで成形に伴う変形を補正した補正済み絵柄を作成し、ｘｙ座標上の目標絵柄の各点の色の濃度と濃度関数とから対応するｕｖ座標上の各点の色の濃度を算出することで成形に伴う色の濃度を補正した補正済み濃度を求めるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−１１９４０９号公報 特開２００５−１９９６２５号公報

しかしながら、上述の特許文献１の装置では、成形加工による形状の変形については考慮されているが、成形加工による色の変化については考慮されていなかった。また、上述の特許文献２の装置では、成形加工による色の濃度変化については考慮されているものの、濃度の補正を行なう各点の位置が変形の補正を行なう各点と同じ位置に限られるから、色の補正が適切になされない場合がある。

本発明の画像処理装置および画像処理方法は、変形が施される媒体に変形前に画像を形成する際に、より適切に色の補正を行なうことを主目的とする。

本発明の画像処理装置および画像処理方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の画像処理装置は、
変形が施される媒体に該変形前に形成される画像を処理する画像処理装置であって、
複数の多角形を要素とする格子を変形前の前記媒体上に設定する格子設定手段と、
該媒体の変形前後における前記格子の各格子点の位置情報を取得し、該取得した位置情報に基づく各要素の変形の度合いを反映させることにより前記形成される画像の形状を補正する形状補正手段と、
前記格子のいずれかの要素に含まれると共に前記各格子点から外れた位置を画像の色を補正するための色補正点として前記格子上に複数設定する色補正点設定手段と、
形状が補正された形状補正済みの画像が前記格子上に配置された状態で前記色補正点の色を取得すると共に該色補正点を含む要素の変形の度合いを取得し、前記媒体の変形前後の色と該媒体の変形の度合いとの所定の対応関係に基づいて、該媒体の変形後の色として前記取得した色補正点の色を用いると共に該媒体の変形の度合いとして前記取得した要素の変形の度合いを用いて前記複数の色補正点に形成すべき変形前の色をそれぞれ定めることにより前記形成される画像の色を補正する色補正手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の画像処理装置では、複数の多角形を要素とする格子を変形前の媒体上に設定し、媒体の変形前後における格子の各格子点の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づく各要素の変形の度合いを反映させることにより形成される画像の形状を補正する。そして、格子のいずれかの要素に含まれると共に各格子点から外れた位置を画像の色を補正するための色補正点として格子上に複数設定し、形状が補正された形状補正済みの画像が格子上に配置された状態で色補正点の色を取得すると共に色補正点を含む要素の変形の度合いを取得し、媒体の変形前後の色と媒体の変形の度合いとの所定の対応関係に基づいて、取得した色補正点の色を媒体の変形後の色として用いると共に取得した各要素の変形の度合いを媒体の変形の度合いとして用いて複数の色補正点に形成すべき変形前の色をそれぞれ定めることにより形成される画像の色を補正する。これにより、色の補正に用いる色補正点を、形状の補正に用いる格子点の位置に限られず、必要とされる色補正の精度などに応じて適正な位置に定めて色補正することができる。この結果、変形が施される媒体に変形前に画像を形成する際に、より適切に色の補正を行なうことができる。

また、本発明の画像処理装置において、前記色補正点設定手段は、前記色補正点が前記各要素に１つずつ含まれるよう設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、色補正点と格子の要素とが一対一で対応するから、各要素の変形の度合いを色の補正にスムーズに反映させることができる。

さらに、本発明の画像処理装置において、前記色補正点設定手段は、前記色補正点が前記要素の重心に位置するよう設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、各要素の変形の度合いをより精度よく色の補正に反映させることができる。

そして、本発明の画像処理装置において、前記色補正点設定手段は、前記格子設定手段により設定される格子の多角形とは別の複数の多角形を要素とする第２の格子の各頂点を、前記複数の色補正点として設定する手段であり、前記色補正手段は、前記定めた色補正点の色を前記第２の格子の各要素における四隅の頂点の色として用いて、該第２の格子の各要素内の色を補間処理により定める手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２の格子の各要素内を滑らかに色補正することができる。この態様の本発明の画像処理装置において、前記色補正点設定手段は、前記形状補正手段により形状が補正された画像を覆うよう前記第２の格子を定める手段であり、前記色補正手段により前記色補正点の色と前記第２の格子の各要素内の色とが定められた後に、該第２の格子から前記形状が補正された画像の輪郭に沿って該画像の色を切り出す切出手段と、前記形状補正手段により補正された画像の形状と、前記切出手段により切り出された画像の色とを合わせて、前記画像の形成用のデータとして出力する出力手段とを備えるものとすることもできる。こうすれば、色の属性と形状の属性とに分けたデータとして画像の形成用のデータを得ることができるから、色と形をそれぞれ別々に容易に修正することができる。また、画像の色補正の範囲を、必要な範囲に限定することができるから、処理負担の増加を抑制することができる。

そして、本発明の画像処理装置において、前記所定の対応関係は、複数の色により構成されるカラーサンプルを異なる面積変化率で変形させて測色する処理により得られる、前記カラーサンプルの各色値を前記変形前の色とし、変形後の測色値を変形後の色とし、前記面積変化率を前記変形の度合いとして、予め作成された関係であるものとすることもできる。こうすれば、実際の変形の度合いや実際の色の変化をより正確に反映させた対応関係を用いることができるから、より精度よく媒体に形成すべき色を定めることができる。

本発明の画像処理方法は、
変形が施される媒体に該変形前に形成される画像を処理する画像処理方法であって、
（ａ）複数の多角形を要素とする格子を変形前の前記媒体上に設定するステップと、
（ｂ）該媒体の変形前後における前記格子の各格子点の位置情報を取得し、該取得した位置情報に基づく各要素の変形の度合いを反映させることにより前記形成される画像の形状を補正するステップと、
（ｃ）該格子のいずれかの要素に含まれると共に前記各格子点から外れた位置を画像の色を補正するための色補正点として前記格子上に複数設定するステップと、
（ｄ）形状が補正された形状補正済みの画像が前記格子上に配置された状態で前記色補正点の色を取得すると共に該色補正点を含む要素の変形の度合いを取得し、前記媒体の変形前後の色と該媒体の変形の度合いとの所定の対応関係に基づいて、該媒体の変形後の色として前記取得した色補正点の色を用いると共に該媒体の変形の度合いとして前記取得した要素の変形の度合いを用いて前記複数の色補正点に形成すべき変形前の色をそれぞれ定めることにより前記形成される画像の色を補正するステップと
を含むことを要旨とする。

この本発明の画像処理方法では、複数の多角形を要素とする格子を変形前の媒体上に設定し、媒体の変形前後における格子の各格子点の位置情報を取得し、取得した位置情報に基づく各要素の変形の度合いを反映させることにより形成される画像の形状を補正する。そして、格子のいずれかの要素に含まれると共に各格子点から外れた位置を画像の色を補正するための色補正点として格子上に複数設定し、形状が補正された形状補正済みの画像が格子上に配置された状態で色補正点の色を取得すると共に色補正点を含む要素の変形の度合いを取得し、媒体の変形前後の色と媒体の変形の度合いとの所定の対応関係に基づいて、取得した色補正点の色を媒体の変形後の色として用いると共に取得した要素の変形の度合いを媒体の変形の度合いとして用いて複数の色補正点に形成すべき変形前の色をそれぞれ定めることにより形成される画像の色を補正する。これにより、色の補正に用いる色補正点を、形状の補正に用いる格子点の位置に限られず、必要とされる色補正の精度などに応じて適正な位置に定めて色補正することができる。この結果、変形が施される媒体に変形前に画像を形成する際に、より適切に色の補正を行なうことができる。この結果、変形が施される媒体に変形前に画像を形成する際に、より適切に色の補正を行なうことができる。なお、この画像処理方法において、上述した画像処理装置の種々の態様を採用してもよいし、上述した画像処理装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

加飾成形システム１０の構成の概略の一例を示す構成図。 色補償変換ＬＵＴ作成システム８０の構成の概略の一例を示す構成図。 色補償変換ＬＵＴ６６の作成工程の一例を示す工程図。 色補償変換ＬＵＴ６６の一例を示す説明図。 形状補償処理の様子を示す説明図。 色補償処理ルーチンの一例を示すフローチャート。 グリッド９２の各格子点と各四角形とを示す説明図。 算出された各四角形の面積変化率Δｓの一例を示す説明図。 グリッド９２上に作成されるメッシュ９４の一例を示す説明図。

次に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である加飾成形システム１０の構成の概略の一例を示す構成図である。本実施形態の加飾成形システム１０は、図示するように、樹脂製のシート（例えばポリフィルム）などの媒体Ｓがロール状に巻かれてなるロール３６から媒体Ｓを引き出してインクを吐出することにより画像を印刷するプリンター２０と、画像が印刷された後の媒体Ｓを所望の三次元形状に立体成形する成形装置４０と、プリンター２０と通信可能に接続され媒体Ｓに形成すべき画像を入力して印刷データに処理して出力する画像処理装置の機能を有する汎用のパソコン（ＰＣ）５０とを備えている。

プリンター２０は、装置全体を制御するコントローラー２１と、インクを媒体Ｓに吐出する印刷機構２５と、ロール３６から媒体Ｓを引き出しながら搬送する送り機構３２とを備えている。コントローラー２１は、ＣＰＵ２２を中心とするマイクロプロセッサーとして構成されており、各種処理プログラムを記憶しデータを書き換え可能なフラッシュメモリー２３と、一時的にデータを記憶したりデータを保存したりするＲＡＭ２４などを備えている。このコントローラー２１は、ＰＣ５０からの印刷データを受信すると共に印刷処理を実行するよう印刷機構２５や送り機構３２を制御する。印刷機構２５は、キャリッジベルト３１によりキャリッジ軸３０に沿って左右（主走査方向）に往復動するキャリッジ２６と、インクに圧力をかけノズル２７からインク滴を吐出する印刷ヘッド２８と、各色のインクを収容したカートリッジ２９とを備えている。印刷ヘッド２８は、キャリッジ２６の下部に設けられており、圧電素子に電圧をかけることによりこの圧電素子を変形させてインクを加圧する方式により、印刷ヘッド２８の下面に設けられたノズル２７から各色のインクを吐出して媒体Ｓ上にドットを形成するものである。なお、インクへ圧力をかける機構は、ヒーターの熱による気泡の発生によるものとしてもよい。カートリッジ２９は、本体側に装着され、シアン（ｃ），マゼンタ（ｍ），イエロー（ｙ），ブラック（ｋ），オレンジ（ｏ），パープル（ｐ）などのｃｍｙｋｏｐの各色のインクを個別に収容しており、この収容したインクを図示しないチューブを介して印刷ヘッド２８へ供給する。送り機構３２は、駆動モーター３３により駆動されて媒体Ｓを搬送する送りローラー３５などを備えている。

成形装置４０は、媒体Ｓの上方側に配置される上型部４１と、媒体Ｓの下方側に配置される下型部４２とを備えている。上型部４１や下型部４２には、図示しない金型がセットされており、上下の金型で媒体Ｓを挟み込むことにより媒体Ｓを三次元形状に成形する。なお、成形装置４０による成形は、加熱成形であってもよいし、加圧成形であってもよい。また、この成形装置４０にセットされる金型は、複数種の異なる金型を交換可能なものとした。なお、媒体Ｓは、成形前あるいは成形後に、プリンター２０と成形装置４０との間に配置された切断機３７により所定長さに切断される。

ＰＣ５０は、装置全体の制御を司るコントローラー５１と、各種アプリケーションプログラムや各種データファイルを記憶する大容量メモリであるＨＤＤ５５と、プリンター２０などの外部機器とのデータの入出力を行うネットワークインターフェイス（Ｉ／Ｆ）５６と、ユーザーが各種指令を入力するキーボードやマウスなどの入力装置５７と、各種情報を表示するディスプレイ５８とを備えている。コントローラー５１は、各種制御を実行するＣＰＵ５２や各種制御プログラムを記憶するフラッシュメモリー５３、データを一時的に記憶するＲＡＭ５４などを備えている。このＰＣ５０は、ディスプレイ５８に表示されたカーソルなどをユーザーが入力装置５７を介して入力操作すると、その入力操作に応じた動作を実行する機能を有している。コントローラー５１やＨＤＤ５５、Ｉ／Ｆ５６、入力装置５７、ディスプレイ５８などは、バス５９によって電気的に接続され、各種制御信号やデータのやり取りができるよう構成されている。

このＰＣ５０のＨＤＤ５５には、図示しないアプリケーションプログラムや変形画像処理プログラム６０，印刷ドライバー７０などが格納されている。変形画像処理プログラム６０は、媒体Ｓの成形に伴う変形により成形品（成形後の媒体Ｓ）の表面に形成されている画像（文字や模様などを含む）に生じる形状ずれや色ずれを補正するために用いられるプログラムである。この変形画像処理プログラム６０は、各種データを入力するデータ入力部６１と、入力されたデータから処理に必要な値を算出する算出部６２と、三次元の画像（絵柄）モデルを編集する３Ｄ絵柄編集部６３と、成形に伴う形状ずれを補償する形状補償部６４と、成形に伴う色ずれを補償する色補償部６５と、処理したデータを出力するデータ出力部６７とを有している。データ入力部６１は、複数の四角形を要素とするグリッドが構成された媒体Ｓの成形前後のグリッドの各格子点の位置情報をそれぞれ入力したり媒体Ｓに形成される対象の画像を入力したりする機能を有している。算出部６２は、データ入力部６１により入力された成形前後のグリッドの各格子点の位置情報に基づいて各格子点の歪み方向や歪み量を算出したりグリッドの各四角形の成形前後の面積変化を算出したりする機能を有している。３Ｄ絵柄編集部６３は、データ入力部６１により入力された各格子点の位置情報を基に成形前の媒体Ｓに形成した画像の編集や成形後の媒体Ｓに形成した画像の編集を実行する機能を有している。形状補償部６４は、媒体Ｓの成形時の変形によって生じる画像の形状の変化を反映させて目的の形状に補正する形状補償を実行する機能を有している。色補償部６５は、媒体Ｓの成形時の変形によって生じる画像の色合いの変化を反映させるために色補償変換ルックアップテーブル（ＬＵＴ）６６を用いて目的の色合いに補正する色補償を実行する機能を有している。なお、色補償変換ＬＵＴ６６については後述する。データ出力部６７は、形状ずれや色ずれが補償された補正後の画像データを印刷ドライバー７０や図示しないアプリケーションプログラムなどへ出力する機能を有している。これらのデータ入力部６１や算出部６２，３Ｄ絵柄編集部６３，形状補償部６４，色補償部６５，データ出力部６７は、それぞれ、データ入力モジュールや算出モジュール，３Ｄ絵柄編集モジュール，形状補償モジュール，色補償モジュール，データ出力モジュールとして変形画像処理プログラムに組み込まれている。そして、これらの各モジュールがコントローラー５１により実行されることにより、それぞれ上述した機能を発現するものとした。また、印刷ドライバー７０は、アプリケーションプログラム側から受けた印刷ジョブをプリンター２０で直接印刷処理可能な印刷データへ変換してプリンター２０へ出力（送信）するプログラムである。この印刷ドライバー７０は、変形画像処理プログラム６０で作成された印刷データをプリンター２０へ出力する機能を有している。

ここで、色補償処理で用いられる色補償変換ＬＵＴ６６について説明する。この色補償変換ＬＵＴ６６は、媒体Ｓの成形時の変形に伴う色変化が反映された変形後の色値と、成形に伴う媒体Ｓの変形の度合いと、成形前の媒体Ｓに形成（印刷）される変形前の色値との関係を定めた対応関係テーブルとして、色補償変換ＬＵＴ作成システム８０において作成されるものである。図２は、色補償変換ＬＵＴ作成システム８０の構成の概略の一例を示す構成図である。色補償変換ＬＵＴ作成システム８０は、汎用のインク色のデータや媒体Ｓの面積変化率のデータ，変形後の測色データなど処理に必要な各種データを入力するデータ入力部８２と、入力されたデータを用いて色補償変換ＬＵＴ６６を作成するＬＵＴ作成処理部８２と、作成された色補償変換ＬＵＴ６６を出力するＬＵＴ出力部８６とを有している。ここで、色補償変換ＬＵＴ６６では、成形前の媒体Ｓに形成される変形前の色値として、汎用の色規格で用いられる原色の組合せを用いるものとした。この原色の組合せとしては、本実施形態では、ＪａｐａｎＣｏｌｏｒ認証制度の色規格に準拠したシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）のＣＭＹＫの各色成分（ここでは、プリンター２０のインク色と区別するために大文字で表記）の組合せを用いるものとした。次に、色補償変換ＬＵＴ作成システム８０を用いて行なわれる色補償変換ＬＵＴ６６の作成工程について説明する。図３は、色補償変換ＬＵＴの作成工程の一例を示す工程図である。

この色補償変換ＬＵＴの作成工程では、まず、実成形に用いられる媒体Ｓと同じ素材の複数のテストシート（媒体Ｓ）を準備してそれぞれのテストシートに複数のカラーパッチを印刷する印刷処理を行なう（工程Ｓ１００）。このカラーパッチの印刷に用いられるデータは、上述した汎用のＣＭＹＫ値の組合せにより定めるものとし、具体的には、印刷後に成形を行なわない通常の印刷において最大濃度のパッチを形成するのに必要なインクの吐出量を１００％として、ＣＭＹＫの各色成分を０％から５００％までの通常の印刷範囲を超える範囲内で５０％刻みで変化させた組合せを用いるものとした。ここで、印刷後に媒体Ｓの成形を行なうものにおいては、画像が大きく引き延ばされることによる各色の濃度低下の防止を目的として、通常の印刷範囲を超えるインク量が使用される場合がある。そのような場合に対応するために、ＣＭＹＫの組合せとして各色成分が１００％を超える組合せを用いるのである。なお、こうして定めた汎用のＣＭＹＫ値の組合せを印刷前に印刷装置で用いられるインクの各色の組合せに変換するものとし、例えば、上述したプリンター２０を用いて印刷処理を行なう場合には、印刷前にＣＭＹＫ値の組合せからインクの各色の組合せとしてのｃｍｙｋｏｐ値に変換する。次に、カラーパッチが印刷された複数のテストシートをそれぞれ異なる面積変化率Δｓをもって変形させる変形処理を行なう（工程Ｓ１１０）。この面積変化率Δｓは、変形後のテストシートの面積を変形前の面積で除したものであり、成形装置４０により複数種の異なる金型をそれぞれ用いて媒体Ｓの各種成形がなされた場合の媒体Ｓの変形範囲を十分にカバーできる程度の範囲を定めて行なう。本実施形態では、１００％（変形なし）から４００％の間を５０％刻みとした計７通りの面積変化率Δｓでテストシートを変形させるものとした。なお、この７通りの変形を行なうため、工程Ｓ１００では、７枚のテストシートを準備して印刷するものとした。また、工程Ｓ１１０の変形は、成形装置４０にセットされる実成形用の金型を用いて行なわれるものではなく、定められた面積変化率Δｓをもって各テストシート全体を均一に変形させることが可能な装置を用いるものとした。こうして変形処理を行なうと、変形後の各テストシートのすべてのカラーパッチをそれぞれ測色する測色処理を行なう（工程Ｓ１２０）。この測色処理は、例えば、分光光度計などを用いて、色相，彩度，明度を表すＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の色座標の値（以下、Ｌａｂ値とする）を求めることにより行なう。

こうして印刷処理と変形処理と測色処理とを行なうと、汎用のインク色データとしてのＣＭＹＫ値と、面積変化率のデータとしての面積変化率Δｓと、測色データとしてのＬａｂ値とを処理に必要なデータとして色補償変換ＬＵＴ作成システム８０のデータ入力部８２に入力する入力処理を行なう（工程Ｓ１３０）。次に、演算処理部８４により、面積変化率Δｓ毎に変形前のＣＭＹＫ値から変形後のＬａｂ値への変換を対応付ける処理を行なう（工程Ｓ１４０）。こうして対応付けられた面積変化率Δｓ毎のＣＭＹＫ値からＬａｂ値への変換に基づいて、変形後のＬａｂ値と面積変化率Δｓとから変形前のＣＭＹＫ値を逆変換により導出するための対応関係をルックアップテーブル形式で作成する作成処理を行なって（工程Ｓ１５０）、作成したルックアップテーブル形式の対応関係を色補償変換ＬＵＴ６６としてＬＵＴ出力部８６から出力して（工程Ｓ１６０）、本工程を終了する。ここで、工程Ｓ１５０の作成処理では、Ｌａｂ値の各値をそれぞれ所定値（例えば、値１０）ずつ変化させた色に対するＣＭＹＫ値を各面積変化率Δｓ毎にそれぞれ求める処理を行なう。このとき、工程Ｓ１４０でＬａｂ値の各値をそれぞれ所定値ずつ変化させた色に対するＣＭＹＫ値が対応付けられていない場合には、近似の値から補間処理により求めるものとした。この作成工程により作成された色補償変換ＬＵＴ６６の一例を図４に示す。なお、図４では、色補償変換ＬＵＴ６６の一部分のみを図示した。図示するように、色補償変換ＬＵＴ６６では、変形後のＬａｂ値と面積変化率Δｓとが与えられると変形前の汎用のＣＭＹＫ値を導出することができ、面積変化率Δｓが大きくなるほどＣＭＹＫ値が大きくなる傾向に設定する。また、色相を表すことができるＬａｂ値を用いた対応関係として色補償変換ＬＵＴ６６を作成したから、後述する色補償処理において色相の変化を含めて色の変化の影響をより精度よく反映させることができる。このように、変形後の色値としてのＬａｂ値と、変形の度合いとしての面積変化率Δｓと、変形前の色値としてのＣＭＹＫ値との対応関係を定めた色補償変換ＬＵＴ６６が作成され、こうして作成された色補償変換ＬＵＴ６６がＰＣ５０のＨＤＤ５５に記憶されることになる。

次に、こうして構成された本実施形態の加飾成形システム１０の処理について、まず、形状補償処理について説明する。図５は、変形画像処理プログラム６０により実行される形状補償処理の様子を示す説明図である。この形状補償処理では、コントローラー５１のＣＰＵ５２は、まず、縦横に等間隔の複数の格子点を有する四角形（正方形）を要素とするグリッド９２を平面状の媒体に構成した画像を作成する（図５（ａ））。なお、図示の都合上、グリッド９２の格子点は実際よりも少ない（間引いた）状態で図示し、格子点の間隔はプリンター２０のドットの形成間隔（例えば、７２０ｄｐｉや１４４０ｄｐｉなど）よりも広いものとした。また、これらの各格子点の初期位置（変形前の位置）の位置情報は保持されるものとした。次に、目的の製品の形状に成形されるように媒体を変形させる処理を行ない、変形前後のグリッド９２の各格子点の位置情報を入力して変形後の各格子点の三次元座標位置や各格子点の歪み方向や歪み量，各要素の変形度合いなどを算出する。なお、各要素の変形度合いとしては、四角形の面積変化率などが用いられるが、その詳細については後述する。そして、これらの算出結果に基づいて、各要素の変形度合いなどを反映させて成形後の立体物の三次元の画像モデルを作成し、作成した三次元の画像モデルをディスプレイ５８へ表示処理する（図５（ｂ））。次に、使用者の入力操作によって三次元の画像モデル上で絵柄の位置が指定されると、指定された位置に絵柄としての印刷対象の画像を配置し（図５（ｃ））、二次元変換指示が入力されると、三次元での座標値を二次元の座標値に変換して変換後の画像を表示する（図５（ｄ））。このようにして、成形後に目的とする絵柄となる形状の画像が成形前の媒体上に形成され、成形前に媒体Ｓに印刷すべき画像の形状データを作成することができる。なお、図５（ｄ）の画像が媒体Ｓに印刷されて成形された結果の実成形品を図５（ｅ）に示す。こうして作成された形状データには、以下に説明する色補償処理が施される。

次に、色補償変換ＬＵＴ６６を用いた色補償処理について説明する。図６は、コントローラー５１のＣＰＵ５２により実行される色補償処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ＨＤＤ５５に記憶され、形状補償処理がなされた後に色補償の実行指示が入力されたときに実行される。なお、色補償の実行指示は、例えば、形状補償処理後に、変形画像処理プログラム６０の図示しない編集画面がディスプレイ５８に表示された状態で、編集画面上の色補償実行ボタンを入力装置５７でクリックすることにより入力されるものなどとすればよい。

この色補償処理ルーチンが実行されると、ＣＰＵ５２は、まず、変形加工前後のグリッド９２の各格子点の位置情報を取得する（ステップＳ２００）。この位置情報の取得は、上述した形状補償処理で説明した変形前後の格子点の三次元座標をそれぞれ取得することにより行なう。次に、取得した各格子点の位置情報からグリッド９２の各要素の変形度合いとしての各四角形の面積変化率Δｓを算出する（ステップＳ２１０）。ここで、グリッド９２の各格子点と各四角形とを図７に示す。なお、図７では、グリッド９２の一部を拡大して示しており、図７中の対象画像（文字Ａ）は、上述した形状補償処理後の画像（図５（ｄ）参照）が配置されたものである。各四角形の面積変化率Δｓの算出は、ステップＳ２００で取得した各格子点の変形前後の位置情報から変形前後の四角形の面積をそれぞれ算出して、変形後の四角形の面積を変形前の面積で除することにより行なう。なお、変形前の各四角形の面積はすべて同一であるため一定値を用いてもよい。こうして算出される各四角形の面積変化率Δｓの一例を図８に示す。なお、要素Ｎｏ．は、グリッド９２の左上の四角形を起点として左から右へ、上から下へと順に付すものとした。続いて、グリッド９２の各四角形の重心の位置を頂点とするメッシュ９４をグリッド９２上に作成する（ステップＳ２２０）。このグリッド９２上に作成されるメッシュ９４の一例を図９に示す。図示するように、形状補償処理後の画像が配置されたグリッド９２上に、グリッド９２の各四角形のそれぞれにメッシュ９４の各頂点（白丸で図示）が１つずつ含まれると共に各頂点がグリッド９２の各格子点から外れた四角形の重心に位置するよう、メッシュ９４を作成する。なお、このメッシュ９４の頂点が、本発明の色補正点に相当する。そして、このメッシュ９４の各頂点のＬａｂ値を取得する（ステップＳ２３０）。このＬａｂ値は変形加工後に呈すべき色であり、その取得は、入力された画像のＲＧＢ値やＣＭＹＫ値などの色の情報に基づいて各頂点に対応する位置の形状補償処理後の画像の色値を求め、求めた色値をＬａｂ値に変換することにより取得することができる。あるいは、図５（ｄ）や図７，図９のような形状補償処理後の画像を含む図示しない編集画面をディスプレイ５８上に表示して入力装置５７を用いた画像の色の指定を受け付け、受け付けた色に基づいて各頂点に対応する位置の色値を求め、求めた色値をＬａｂ値に変換することにより取得することができる。

こうしてメッシュ９４の各頂点のＬａｂ値やグリッド９２の各四角形の面積変化率Δｓを取得すると、処理対象のメッシュ９４の頂点を設定して（ステップＳ２４０）、処理対象の頂点のＬａｂ値と処理対象の頂点に対応するグリッド９２の四角形の面積変化率Δｓとをそれぞれ読み込む（ステップＳ２５０）。なお、処理対象の頂点は、メッシュ９４の左上隅の頂点を起点として左から右へ、上から下へと順に設定する。ここで、処理対象範囲としては、後述するようにメッシュ９４の色値を補間処理するため、対象画像（文字Ａ）の外側まで完全に包含するのに必要な範囲を定めるものとした。また、処理対象の頂点に対応するグリッド９２の四角形は、処理対象の頂点に重心が一致する四角形に定める。上述したように、グリッド９２の各四角形にメッシュ９４の各頂点が１つずつ含まれており、メッシュ９４の頂点とグリッド９２の四角形とが一対一で対応しているから、処理対象の頂点に対応するグリッド９２の四角形の面積変化率Δｓをそのまま読み込むことができる。また、上述したように、本実施形態では、各四角形の重心に各頂点が位置するようメッシュ９４を作成している。ここで、四角形の重心の近傍には、四角形の各頂点の近傍などに比して、四角形の各部分に生じる大小様々な変形のうち平均的な度合いの変形が作用するといえるため、その四角形の面積変化率Δｓに近い変形が生じていると考えることができる。このため、メッシュ９４の頂点を重心とするグリッド９２の四角形の面積変化率Δｓを読み込むことにより、メッシュ９４の頂点における変形の度合いをより正確に反映させたものを読み込むことができる。

次に、読み込んだメッシュ９４の頂点のＬａｂ値を変形後の色値として用いると共に頂点に対応するグリッド９２の四角形の面積変化率Δｓを用いて色補償変換ＬＵＴ６６から得られる変形前の色値としてのＣＭＹＫ値を処理対象の頂点のＣＭＹＫ値に設定する（ステップＳ２６０）。ここで、読み込んだＬａｂ値と面積変化率Δｓとが色補償変換ＬＵＴ６６に登録されている場合には、色補償変換ＬＵＴ６６から対応する値を導出して処理対象の頂点のＣＭＹＫ値に設定する。一方、読み込んだＬａｂ値や面積変化率Δｓが色補償変換ＬＵＴ６６に登録されていない場合には、色補償変換ＬＵＴ６６から近似するＣＭＹＫ値を抽出して補間処理により求めた値を処理対象の頂点のＣＭＹＫ値に設定する。こうしてＣＭＹＫ値を設定すると、すべての頂点のＣＭＹＫ値を設定したか否かを判定し（ステップＳ２７０）、未設定の頂点があるときには、ステップＳ２３０に戻り各頂点を順次処理対象に設定して処理を繰り返す。一方、すべての頂点のＣＭＹＫ値を設定したときには、各頂点のＣＭＹＫ値をそれぞれ通常の印刷範囲の値に圧縮すると共に（ステップＳ２８０）、各頂点のＣＭＹＫ値を用いてメッシュ９４の内部（各四角形内）のＣＭＹＫ値を補間処理によりそれぞれ演算する（ステップＳ２９０）。このように、メッシュ９４の各頂点の色からメッシュ９４内の色を補間処理により求めるから、メッシュ９４内を滑らかに色補償することができる。なお、色補償変換ＬＵＴ６６ではＣＭＹＫ値を５００％までの値としているため、各頂点に設定されたＣＭＹＫ値をそれぞれ１／５にすることで通常の印刷範囲（０〜１００％）に圧縮するものとした。こうして、各頂点や内部のＣＭＹＫ値が定められたメッシュ９４を形状補償処理後の画像の輪郭で切り出して（ステップＳ３００）、切り出したメッシュ９４のＣＭＹＫ値を色補償データとしてＨＤＤ５５に保存して（ステップＳ３１０）、本ルーチンを終了する。こうして作成された色補償データは対象画像の色として定めることができ、上述した形状補償処理により形状が補償された形状データは対象画像の形状として定めることができる。そして、これらを合わせたデータをデータ出力部６７から版下データとして出力して、画像の表示や印刷に用いるものとした。なお、形状補償処理後の画像における輪郭内の色は、メッシュ９４から切り出された輪郭内の色として色補償データを用いて定めることができ、輪郭外の色は背景色などを用いて定めることができる。ここで、本実施形態では、汎用のインク色であるＣＭＹＫ値を用いて色補償データを作成するため、通常の印刷範囲に圧縮することで作成された色補償データを画像編集ツールなどのアプリケーションソフト上で広く用いることができるものとなる。なお、版下データをもって印刷する際には、例えば、版下データからプリンター２０のドットの形成間隔に応じてＣＭＹＫ値を取得すると共に汎用のインク色であるＣＭＹＫ値をプリンター２０のインク色であるｃｍｙｋｏｐ値に変換した値を５倍して圧縮前の数値範囲に戻すことにより印刷用のデータを作成する処理などが、印刷ドライバー７０などを用いて行なわれる。

このように、形状補償はグリッド９２を用いて処理するのに対し、図６の色補償処理ルーチンにおいては、グリッド９２とは別にメッシュ９４を作成しメッシュ９４の各頂点を色補正点として用いて処理するのである。これにより、グリッド９２の各四角形の面積変化率Δｓを各四角形の重心に位置するメッシュ９４の各頂点にそれぞれ反映させることができる。上述したように、四角形の重心の近傍には四角形の各頂点の近傍に比して面積変化率Δｓに近い変形が生じると考えることができるから、面積変化率Δｓを各四角形の頂点（グリッド９２の各格子点）に反映させるものなどに比して、面積変化率Δｓをより正確に反映させて色補償を行なうことができる。したがって、媒体Ｓのグリッド９２の個々の要素（四角形）の面積変化に伴う色の変化の影響をより精度よく反映させてメッシュ９４の各頂点のＣＭＹＫ値を設定することができ、ひいては、媒体Ｓ全体の変形による色の変化の影響を精度よく反映させて色補償データを作成することができる。また、色補償データは、形状補償に用いられるグリッド９２とは別のメッシュ９４に基づいて作成されるから、形状補償のデータとは別個に取り扱うことができ、画像の形状と画像の色とを別々に修正することができるなどユーザーの使い勝手を向上させることができる。さらに、メッシュ９４を用いた処理対象範囲は、対象画像（文字Ａ）の外側まで完全に包含するのに必要な範囲としたから、必要以上に処理対象範囲が大きくなるのを抑制して、処理負担が増加するのを防止することができる。形状補償はグリッド９２を用いて処理し、色補償はグリッド９２とは別に作成したメッシュ９４を用いて処理するのはこうした理由による。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のＰＣ５０のコントローラー５１が本発明の「格子設定手段」に相当し、データ入力部６１と算出部６２と３Ｄ絵柄編集部６３と形状補償部６４とが「形状補正手段」に相当し、図６の色補償処理ルーチンのステップＳ２２０の処理を実行するコントローラー５１が「色補正点設定手段」に相当し、色補償処理ルーチンのステップＳ２１０，２３０〜Ｓ２６０の処理を実行するコントローラー５１と色補償部６５とが「色補正手段」に相当する。また、図６の色補償処理ルーチンのステップＳ３００の処理を実行するコントローラー５１が「切出手段」に相当し、データ出力部６７が「出力手段」に相当する。なお、本実施形態では、ＰＣ５０の動作を説明することにより本発明の画像処理方法の一例も明らかにしている。

以上詳述した本実施形態のＰＣ５０によれば、複数の四角形を要素とするグリッド９２を用いて形状補償処理を行ない、形状補償処理後の画像が配置されたグリッド９２上に、グリッド９２の各四角形に色補正点としての各頂点が１つずつ含まれると共に各四角形の重心に各頂点が位置するようメッシュ９４を作成する。そして、メッシュ９４の各頂点に対応する位置における形状補償処理後の画像の色値から各頂点のＬａｂ値を取得し、取得した頂点のＬａｂ値と頂点を含むグリッド９２の四角形の面積変化率Δｓとを用いて色補償変換ＬＵＴ６６から得られる値をメッシュ９４の頂点のＣＭＹＫ値に設定する。これにより、色補正点であるメッシュ９４の各頂点を、形状の補正に用いるグリッド９２の各格子点の位置に限られず、色補正に適した位置に定めることができるから、より適切に色補正することができる。

また、メッシュ９４の頂点とグリッド９２の四角形とが一対一で対応するから、対応する四角形の面積変化率Δｓをそのまま読み込んでスムーズに色補正をすることができる。さらに、各四角形の重心に各頂点が位置するようメッシュ９４を作成するから、各頂点に四角形の面積変化率Δｓをより正確に反映させて色補正をすることができる。そして、変形後の色値としてのＬａｂ値と、変形の度合いとしての面積変化率Δｓと、変形前の色値としてのＣＭＹＫ値との対応関係を定めた色補償変換ＬＵＴ６６を用いて色補正を行なうから、変形による色の変化の影響を精度よく反映させて色補正をすることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

上述した実施形態では、メッシュ９４の各頂点がグリッド９２の各四角形の重心に位置するものとしたが、これに限られず、グリッド９２の各四角形内にメッシュ９４の各頂点が含まれるものであればよい。また、グリッド９２の各四角形にメッシュ９４の頂点を１つずつ含むものとしたが、これに限られず、グリッド９２の各四角形にメッシュ９４の頂点を複数含むものとしてもよいし、グリッド９２の各四角形のうちいくつかの四角形にメッシュ９４の頂点を含まないものとしてもよい。このように、メッシュ９４の頂点を必要とされる色補正の精度などに応じて適正な位置に定めるものとすればよいから、より適切に色の補正を行なうことができる。

上述した実施形態では、色補正点をメッシュ９４の頂点として定めるものとしたが、これに限られず、色補正点をメッシュ状に構成することなく各点毎に独立した点として定めるものとしてもよい。

上述した実施形態では、プリンター２０がインク色としてｃｍｙｋｏｐの６色を有するものとしたが、これに限られず、複数のインク色を有するものであればよく、例えば、ｃｍｙｋの４色を有するものとしてもよいし、ｃｍｙｋの４色にライトシアンやライトマゼンタを加えた６色を有するものとしてもよいし、６色以上の複数色を有するものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、ＪａｐａｎＣｏｌｏｒ認証制度の色規格を用いるものとしたが、これに限られず、他の汎用の色規格を用いるものとしてもよく、例えば、ＤＩＣ（ＤＩＣ標準色）やＴＯＹＯ（東洋インキ標準色）、ＳＷＯＰ（米国標準色）、ＥＵＲＯ Ｓｔａｎｄａｒｄ（欧州標準色）などの色規格を用いるものとしてもよい。

上述した実施形態では、媒体Ｓのグリッド９２は各要素が正方形となるよう構成するものとしたが、これに限られず、各要素が三角形や矩形，菱形などの多角形となるものであればどのように構成するものとしてもよい。

上述した実施形態では、各格子点のＣＭＹＫ値を通常の印刷範囲に圧縮して色補償データを作成するものとしたが、これに限られず、各格子点のＣＭＹＫ値を圧縮することなく用いて色補償データを作成するものとしてもよい。ただし、汎用性をもたせるためには、本実施形態のように圧縮するものが好ましい。

上述した実施形態では、色補償変換ＬＵＴ６６の変形後の色値としてＬａｂ表色系の値を用いるものとしたが、これに限られず、ＲＧＢ表色系やＣＭＹＫ表色系などの他の表色系の値を用いるものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、色補償変換ＬＵＴ６６の変形の度合いとして面積変化率Δｓを用いるものとしたが、これに限られず、変形の度合いを示すものであれば伸び率などの他の指標を用いるものとしてもよい。また、面積変化率Δｓとしては、１００％以上に拡大される範囲を用いたが、１００％未満に縮小される範囲を含めるものとしてもよい。

上述した実施形態では、形状補償処理において成形後の各格子点の三次元座標（位置情報）をソフトウェアプログラムにより取得するものとして説明したが、これに限られず、、グリッドを形成した媒体Ｓを実際に成形した成形品における各格子点の位置を測定することにより各格子点の三次元座標を取得するものとしてもよい。その場合、形状補償処理は以下のような手順で行うことができる。例えば、目的の製品と同じ材質の媒体Ｓにグリッドを形成し、各格子点の位置を二次元座標として記録する。次に、この媒体Ｓを実成形品と同じ成形条件（温度や圧力など）で成形装置４０により成形する。続いて、成形後の媒体Ｓの各格子点の位置を三次元測定器などにより測定し、測定した各格子点の位置を三次元座標として記録して、変形前後の座標を対応付けて位置情報とすることができる。このとき、測定した各格子点の三次元座標を入力装置５７で入力することにより、位置情報を取得するものとしてもよい。

上述した実施形態では、ルックアップテーブルとして作成された変形色補償ＬＵＴ６６を用いて色補償処理を行なうものとしたが、これに限られず、変形後の目的色の色値と、変形の度合いと、変形前の色値との対応関係式を予めＨＤＤ５５に記憶しておき演算により変形前の色値を算出するものなどとしてもよい。

上述した実施形態では、着色剤としてインクを用いるものとしたが、これに限られず、媒体Ｓ上に画像を形成可能なものであればよく、例えば、ジェルのような流状体，トナーなどの粉体などとしてもよい。また、インクとしては、溶媒に溶解したものであってもよいし、機能材料の粒子が分散されている液状体（分散液）であってもよい。また、インクは、溶媒や分散液以外の液体を含有してもよい。

１０ 加飾成形システム、２０ プリンター、２１ コントローラー、２２ ＣＰＵ、２３ フラッシュメモリー、２４ ＲＡＭ、２５ 印刷機構、２６ キャリッジ、２７ ノズル、２８ 印刷ヘッド、２９ カートリッジ、３０ キャリッジ軸、３１ キャリッジベルト、３２ 送り機構、３３ 駆動モーター、３４ 送りローラー、３６ ロール、３７ 切断機、４０ 成形装置、４１ 上型部、４２ 下型部、５０ ＰＣ、５１ コントローラー、５２ ＣＰＵ、５３ フラッシュメモリー、５４ ＲＡＭ、５５ ＨＤＤ、５６ Ｉ／Ｆ、５７ 入力装置、５８ ディスプレイ、５９ バス、６０ 変形画像処理プログラム、６１ データ入力部、６２ 算出部、６３ ３Ｄ絵柄編集部、６４ 形状補償部、６５ 色補償部、６６ 色補償変換ＬＵＴ、６７ データ出力部、７０ 印刷ドライバー、８０ 色補償変換ＬＵＴ作成システム、８２ データ入力部、８４ 演算処理部、８６ ＬＵＴ出力部、９２ グリッド、９４ メッシュ、Ｓ 媒体。

Claims (7)

1. 変形が施される媒体に該変形前に形成される画像を処理する画像処理装置であって、
   複数の多角形を要素とする格子を変形前の前記媒体上に設定する格子設定手段と、
   該媒体の変形前後における前記格子の各格子点の位置情報を取得し、該取得した位置情報に基づく各要素の変形の度合いを反映させることにより前記形成される画像の形状を補正する形状補正手段と、
   前記格子のいずれかの要素に含まれると共に前記各格子点から外れた位置を画像の色を補正するための色補正点として前記格子上に複数設定する色補正点設定手段と、
   形状が補正された形状補正済みの画像が前記格子上に配置された状態で前記色補正点の色を取得すると共に該色補正点を含む要素の変形の度合いを取得し、前記媒体の変形前後の色と該媒体の変形の度合いとの所定の対応関係に基づいて、該媒体の変形後の色として前記取得した色補正点の色を用いると共に該媒体の変形の度合いとして前記取得した要素の変形の度合いを用いて前記複数の色補正点に形成すべき変形前の色をそれぞれ定めることにより前記形成される画像の色を補正する色補正手段と
   を備える画像処理装置。
2. 前記色補正点設定手段は、前記色補正点が前記各要素に１つずつ含まれるよう設定する手段である請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記色補正点設定手段は、前記色補正点が前記要素の重心に位置するよう設定する手段である請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 請求項１ないし３いずれか１項に記載の画像処理装置であって、
   前記色補正点設定手段は、前記格子設定手段により設定される格子の多角形とは別の複数の多角形を要素とする第２の格子の各頂点を、前記複数の色補正点として設定する手段であり、
   前記色補正手段は、前記定めた色補正点の色を前記第２の格子の各要素における四隅の頂点の色として用いて、該第２の格子の各要素内の色を補間処理により定める手段である 画像処理装置。
5. 請求項４記載の画像処理装置であって、
   前記色補正点設定手段は、前記形状補正手段により形状が補正された画像を覆うよう前記第２の格子を定める手段であり、
   前記色補正手段により前記色補正点の色と前記第２の格子の各要素内の色とが定められた後に、該第２の格子から前記形状が補正された画像の輪郭に沿って該画像の色を切り出す切出手段と、
   前記形状補正手段により補正された画像の形状と、前記切出手段により切り出された画像の色とを合わせて、前記画像の形成用のデータとして出力する出力手段と
   を備える画像処理装置。
6. 前記所定の対応関係は、複数の色により構成されるカラーサンプルを異なる面積変化率で変形させて測色する処理により得られる、前記カラーサンプルの各色値を前記変形前の色とし、変形後の測色値を変形後の色とし、前記面積変化率を前記変形の度合いとして、予め作成された関係である請求項１ないし５いずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 変形が施される媒体に該変形前に形成される画像を処理する画像処理方法であって、
   （ａ）複数の多角形を要素とする格子を変形前の前記媒体上に設定するステップと、
   （ｂ）該媒体の変形前後における前記格子の各格子点の位置情報を取得し、該取得した位置情報に基づく各要素の変形の度合いを反映させることにより前記形成される画像の形状を補正するステップと、
   （ｃ）該格子のいずれかの要素に含まれると共に前記各格子点から外れた位置を画像の色を補正するための色補正点として前記格子上に複数設定するステップと、
   （ｄ）形状が補正された形状補正済みの画像が前記格子上に配置された状態で前記色補正点の色を取得すると共に該色補正点を含む要素の変形の度合いを取得し、前記媒体の変形前後の色と該媒体の変形の度合いとの所定の対応関係に基づいて、該媒体の変形後の色として前記取得した色補正点の色を用いると共に該媒体の変形の度合いとして前記取得した要素の変形の度合いを用いて前記複数の色補正点に形成すべき変形前の色をそれぞれ定めることにより前記形成される画像の色を補正するステップと
   を含む画像処理方法。

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