JP2016116138A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
はじめに、本実施例に係る質感再現方法について説明する。質感再現とは、再現対象物と同一物に見える再現物の出力を図ることであり、ここでは、再現対象物と再現物を比較観察したとき、両者が同一物に見えるために両者で一致させるべき一連の特性を質感と称する。質感は、例えば、色、光沢、内部散乱、形状などの要素からなる。質感を数値で定量的に表現することができれば、この数値が再現対象物と一致するように再現物を出力することにより、再現対象と同一物に見える再現物を得ることができる。以下、この数値を質感信号と称する。再現対象物が平面で表面凹凸が十分小さい印刷物などの場合は、同種の平面メディアに画像を記録することで、形状が再現対象物と略一致する再現物を得ることができる。このような場合、質感で重要な要素は色と光沢であり、質感はこの2つの要素からなると見なせる。また、他の場合であっても色と光沢は質感の主要な要素である。
図1は、実施例1の質感再現手順における各ステップ(工程)を示すフローチャートである。まず、S101において、再現対象物の質感データを入力する。質感データは、例えば、CIEALB、鏡面光沢度、写像性に対応した質感信号からなる画像データである。すなわち、微小領域毎にCIELABに対応した色信号と、鏡面光沢度と写像性に対応した光沢信号とを備える。尚、測定値そのものでもよい。詳細は後述する。また、以下の説明では、質感データを構成する微小領域を「領域」または「画像領域」または「画素」と称する。次に、S102において、S101で入力した質感データから質感信号を取得する。例えば、画像データから画素毎の色信号や光沢信号を取得する。次に、S103において、S102で取得した質感信号を質感再現装置で再現可能な質感に対応した質感信号に変換する。この工程を質感マッピングと称する。詳細は後述する。次に、S104において、S103で変換した質感信号を質感再現装置の制御信号に変換する。ここで、質感再現装置は、例えば、プリンタ等の画像記録装置であり、制御信号は、例えば、画像記録装置が備える色材の量に関する信号である。詳細は後述する。最後にS105において、S104で取得した制御信号に基づいて、質感再現装置で再現物を出力する。尚、各工程の処理は画素毎に実施してもよいし、全画素の処理を各工程で実施してもよい。後者の場合、S103は、入力質感データを構成する質感信号を質感再現装置で再現可能な質感に対応した質感信号で構成される質感データに変換する工程である。同様にS104は、S103で変換された質感データを質感再現装置の制御信号で構成される制御データに変換する工程である。
図10は、ブロック化の処理における処理領域の走査順を説明する模式図である。四角形のセルは、各々、質感信号を保持する領域である。領域1201から処理を開始して矢印の方向に各領域を順に処理し、右端まで処理が完了したら1段下の左端の領域に進む。以下、同様に走査して各領域を順に処理し、これを最終領域1202まで繰り返し行う。
図7は、質感再現システムとしての画像記録システムのハードウエア構成を示すブロック図である。図7において、情報処理装置としてのホスト700は、例えばコンピュータであり、マイクロプロセッサ(CPU)701と、ランダムアクセスメモリなどのメモリ702を備える。また、キーボードなどの入力部703、ハードディスクドライブなどの外部記憶装置704を備える。ホスト700はさらに質感再現装置としての画像記録装置800との間の通信インターフェース(以下「プリンタI/F」)705と、モニタ900との間の通信インターフェース(以下「ビデオI/F」)706を備える。CPU701は、メモリ702に格納されたプログラムに従って種々の処理を実行するものであり、質感再現システムに関わる質感マッピング処理やデバイス信号変換処理を実行する。これらのプログラムは外部記憶装置704に記憶しておくか、或いは不図示の外部装置から供給される。また、ホスト700はビデオI/F706を介してモニタ900に種々の情報を出力すると共に、入力部703を通じて各種情報を入力する。また、ホスト700はプリンタI/F705を介して画像記録装置800と接続されており、デバイス信号変換処理によって変換されたデバイス信号を画像記録装置800に送信して記録を行わせると共に、画像記録装置800から各種情報を受け取る。画像記録装置800としては、インクを用いて画像記録を行うインクジェットプリンタを想定し、記録媒体の同一ライン上を記録ヘッドがn回主走査することで画像を記録する。一般にパス数nは、値が大きいほど質感の再現範囲を広げることができる。記録パス数が多いと、一回のパスで記録するインク量が少なくなり、記録媒体上にインクが粒状に堆積して表面に微小な凹凸を記録する。この結果、写像性の小さい光沢が再現できる。逆に、利用するパス数を制限し、少ないパス数で記録すると、一回のパスで記録するインク量が多くなり、インクが層を作って表面が平滑になる。この結果、写像性の大きな光沢が再現できる。
以下、記録ヘッドの構成について説明する。図6は、ヘッドカートリッジ801の構成を示す模式図である。図6(a)に示すように、ヘッドカートリッジ801は、記録剤としてのインクを貯蔵するインクタンク601と、このインクタンク601から供給されるインクを吐出信号に応じて吐出させる記録ヘッド602とから成る。ヘッドカートリッジ801は、例えば、イエロ(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、光沢調整材1(A)、光沢調整材2(B)の各独立のインクタンク601を備える。インクタンク601は、図6(b)に示すように、それぞれが記録ヘッド602に対して着脱自在となっている。光沢調整材1および光沢調整材2は、屈折率の異なる無色透明のインクである。光沢調整材1の屈折率は小さく、光沢調整材2の屈折率は大きい。屈折率の大きい光沢調整材1が最表面に記録された領域は反射率が大きく、鏡面光沢度の大きい光沢が再現できる。逆に、屈折率の小さい光沢調整材2が最表面に記録された領域は反射率が小さく、鏡面光沢度の小さい光沢が再現できる。また、光沢調整材1と光沢調整材2で記録される領域の比率を調整することにより、両者の中間的な鏡面光沢度を再現できる。
図9は、実施例1の質感再現システムにおける機能構成を示すブロック図である。本質感再現システムは、質感データ入力部1101、質感信号取得部1102、質感マッピング部1103によって、入力データを質感再現装置で再現可能な質感信号に変換する。また、デバイス信号変換A部1104、デバイス信号変換B部1105、デバイス信号変換C部1106、出力部1107によって、入力データに対応する再現物としての画像を記録媒体に記録する。尚、図9において、質感データ入力部1101、質感信号取得部1102、質感マッピング部1103、デバイス信号変換A部1104、デバイス信号変換B部1105、デバイス信号変換C部1106はホスト700で実現される。また、出力部1107は質感再現装置としての画像記録装置800で実現される。
デバイス信号変換A部1104は、質感信号(L’,a’,b’,g’,s’)を画像記録装置800の色材量信号(C,M,Y,K)と光沢調整材量信号(A,B)とパス制御信号(P)とからなる制御信号に変換する。変換は、デバイス特性テーブル格納部1109に格納されたデバイス特性テーブルを参照して、公知のn次元ルックアップテーブル法を用いて変換する。図11は、デバイス特性テーブルの一例を示す模式図である。図に示すように、デバイス特性テーブルは、離散的な制御信号(C,M,Y,K,A,B,P)に対応する質感信号(L’,a’,b’,g’,s’)が記述されたテーブルである。色材量信号(C,M,Y,K)は、それぞれ、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの色材量に関する信号であり、例えば、8bitのデジタル信号ある。光沢調整材量信号(A,B)は、それぞれ、光沢調整材1および光沢調整材2の量に関する信号であり、例えば、8bitのデジタル信号である。パス制御信号(P)は、記録パス数に関する信号であり、例えば、1から16の値をとる。信号値が1であれば、1パスで記録し、信号値が16であれば、16パスで記録する。
デバイス信号変換B部1105は、デバイス信号変換A部1104が変換した制御信号(C,M,Y,K,A,B)のハーフトーン処理を行い、ドットを記録する、または、記録しない、の2値信号(C’,M’,Y’,K’,A’,B’)に変換する。2値信号(C’,M’,Y’,K’,A’,B’)はドット記録位置を示し、ドットは、例えば、信号値が1の位置に記録され、信号値が0の画素には記録されない。ハーフトーン処理には、公知の誤差拡散法や組織的ディザ法を利用する。
実施例1では、各領域が属するブロックの大きさを判定信号とし、写像性の再現を重視した処理と、鏡面光沢度の再現を重視した処理とを切り替える構成の質感再現システムについて説明した。変形例1では、別の指標を判定信号とする例を説明する。
図8は、変形例1の光沢マッピング処理の手順における各ステップ(工程)を示すフローチャートであり、図2のS204の詳細を示す。まず、S1101において、質感信号の空間分布にローパスフィルタを適用する。例えば、標本化定理に従い、鏡面光沢度に対応する光沢信号の2次元分布と写像性に対応する光沢信号の2次元分布に、1サイクル/mmの応答が0.05サイクル/mmの応答の半分になるようなローバスフィルタを適用する。次にS1102において、ローパスフィルタ適用前後の光沢信号の差に対応した判定信号を求める。判定信号には、例えば、鏡面光沢度に対応する光沢信号の差の二乗と、写像性に対応する光沢信号の差の二乗の和を利用する。次に、S1103において、S1102で求めた判定信号が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。閾値は、鏡面光沢度に対応する光沢信号に公知の方法で測定される20度鏡面光沢度を利用し、写像性に対応する光沢信号に公知の方法で測定される像鮮明度を利用した場合、例えば、50に設定する。着目領域の判定値が閾値よりも大きい場合は、光沢変化が大きい領域と判断し、S303に進む。他の場合は、光沢変化が小さい領域と判断し、S305に進む。
判定信号は、光沢変化の振幅に関する量と光沢変化の周期に関する量の2種類の量を合わせて利用する構成でもかまわない。2種類の判定結果が一致しない場合は、例えば、優先度の高い判定信号の判定結果を採用する。優先度は、あらかじめ設定しておく構成でもかまわないし、再現対象物の種類や記録媒体の種類、ユーザ指示などに応じて設定する構成でもよい。
図14は、実施例2の質感再現システムにおける機能構成を示すブロック図である。本質感再現システムは、質感データ入力部1101、デバイス信号変換D部1601、デバイス信号変換B部1105、デバイス信号変換C部1106、出力部1107によって、再現物としての画像を記録媒体に記録する。尚、図14において、質感データ入力部1101、デバイス信号変換D部1601、デバイス信号変換B部1105、デバイス信号変換C部1106はホスト700で実現され、出力部1107は質感再現装置としての画像記録装置800で実現される。
図16は、実施例2の質感再現手順における各ステップ(工程)を示すフローチャートである。まず、S101において、再現対象の質感データを入力する。次に、S1802において、S101で入力した質感データを質感再現装置の制御信号に変換する。次に、S105において、S1802で変換した制御信号に基づいて、質感再現装置で再現物を出力する。S1802の工程は、デバイス信号変換D部1601によって実施される。
以下、質感再現テーブルに質感信号(R,G,B,G,S)に対応するとして設定されている制御信号(C,M,Y,K,A,B,P)が適切であるか否かを検証する方法を説明する。
図21は、実施例3の質感再現手順における各ステップ(工程)を示すフローチャートである。実施例3の質感再現装置によれば、S101で質感データを入力し、S102で質感信号を取得した後、S2301において、質感調整値を取得する。質感調整値は、質感再現装置の出力を所望の質感に調整するための調整情報であり、本実施例の質感再現システムでは、色の調整値に加えて、光沢に関して、鏡面光沢度と写像性の調整値を取得する。
L_a=L+ΔL ・・・(1)
a_a=a+Δa ・・・(2)
b_a=b+Δb ・・・(3)
g_a=g+Δg ・・・(4)
s_a=s+Δs ・・・(5)
次に、S2303において、前述したカラーマッピングと光沢マッピングによって、S2302で補正した調整後の質感信号を質感再現装置である画像記録装置800で再現可能な質感に対応した質感信号に変換する。
図23は、実施例3の質感再現システムにおける機能構成を示すブロック図である。本質感再現システムは、実施例1の質感再現システムの構成に加えて、質感調整値取得部2501と質感調整値格納部2502、質感補正部2503とを備える。質感調整値取得部2501は、前述したS2301の処理を行い、外部から質感調整値(ΔL,Δa,Δb,Δg,Δs)を取得して質感調整値格納部2502に格納する。調整値は、前述した図22のUIのように、調整値の設定が直観的に行えるようなUIを用いて取得する。質感補正部2503は、質感調整値格納部2502に格納された質感調整値と、質感信号取得部1102で取得した質感信号(L,a,b,g,s)とから、前記の式(1)乃至式(5)によって調整後の質感信号L_a、a_a、b_a、g_a、s_aを算出する。実施例3の質感マッピング部1103は、前述したカラーマッピングと光沢マッピングによって、質感補正部2503で補正した調整後の質感信号を画像記録装置800で再現可能な質感に対応した質感信号(L’,a’,b’,g’,s’)に変換する。
本変形例では、光沢の調整値を取得するUIについて、実施例3とは別の例を説明する。
質感の調整は、入力データの全域に対して行うのではなく、特定の領域に対して行うようにしてもよい。この場合、上記の実施例の構成に加えて、調整領域を指定する手段を備え、質感調整値取得部2501は指定された調整領域の調整値を取得し、質感補正部2503は指定された調整領域の質感信号のみを補正する。また、必要に応じて、調整を複数回繰り返すようにしてもよい。この場合、追加調整を行うか否かの情報を外部から取得する手段をさらに備える。そして、質感補正部2503の処理に続いて、追加調整を行うか否かの情報を取得し、追加調整を行う場合は、調整領域を指定する手段に戻って、追加調整の調整領域を指定する。また、質感補正部2503は、2回目以降の調整では、前回の補正結果をさらに補正するように処理する。すなわち、上記式(1)乃至式(5)における入力質感信号(L,a,b,g,s)の替わりに、前回の調整後の質感信号(L_a,a_a,b_a,g_a,s_a)を使用する。この変形例によれば、特定の領域の質感のみを調整することや、領域毎に異なる調整を施すことが可能になり、所望の質感の再現物を得ることができる。
質感再現システムの機能構成は、実施形態の説明において、ホスト700で実現するとして説明した構成の一部または全てを画像記録装置800で実現する構成であってもよい。また、実施形態では、質感再現装置の記録材をC、M、Y、K、A、Bの6種類としたが、その他構成であってもよい。例えば、赤色や白色、金色の記録材を利用してもよいし、光沢調整材も3種類以上利用してもよい。また、シリアルタイプのインクジェットプリンタを質感再現装置とする例を示したが、フルラインタイプのインクジェットプリンタや、電子写真プリンタ、昇華型プリンタ、シルク印刷などを質感再現装置とする形態でもよい。また、表面形状を記録するUVプリンタや、立体形状を記録する3Dプリンタでもよい。また、プリンタに限らず、ディスプレイやプロジェクタ等の画像表示装置に適用してもよい。
1104 デバイス信号変換A部
1105 デバイス信号変換A部
1106 デバイス信号変換A部
1107 出力部
Claims (18)
- 画像の質感を表す第一の質感データを入力する入力手段と、
前記第一の質感データを質感再現装置で再現可能な質感に対応した第二の質感データに変換する質感マッピング手段と、
前記第二の質感データを、前記質感再現装置により前記画像の質感を再現するための制御データに変換する変換手段と、
前記制御データに基づき、前記質感再現装置で再現物を出力する出力手段とを備え、
前記質感データは、鏡面光沢度に対応する光沢信号と、写像性に対応する光沢信号とを含むことを特徴とする画像処理装置。 - 画像の質感を表す第一の質感データを入力する入力手段と、
前記第一の質感データを質感再現装置で再現可能な質感に対応した第二の質感データに変換する質感マッピング手段と、
前記第二の質感データを、前記質感再現装置により前記画像の質感を再現するための制御データに変換する変換手段と、
前記制御データに基づき、前記質感再現装置で再現物を出力する出力手段とを備え、
前記質感データは光沢信号を含み、
前記質感マッピング手段は、前記第一の質感データの光沢信号を第一の光沢信号、前記第二の質感データの光沢信号を第二の光沢信号とするとき、少なくとも一部の画像領域において、着目領域と非着目領域の前記第一の質感データに基づいて、当該着目領域の前記第一の光沢信号を前記第二の光沢信号に変換することを特徴とする画像処理装置。 - 前記質感マッピング手段は、
前記着目領域と非着目領域の前記第一の質感データに基づいて画像領域毎に光沢変化の大きさに関する情報を設定し、
当該情報に基づいて、前記着目領域の前記第一の光沢信号を前記第二の光沢信号に変換することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。 - 前記光沢信号は、鏡面光沢度に対応する信号を含み、
前記質感マッピング手段は、前記第一の光沢信号の鏡面光沢度に対応する信号と、前記第二の光沢信号の鏡面光沢度に対応する信号の差を鏡面光沢度誤差とするとき、前記情報の示す光沢変化の大きさが第一の範囲にある、第一の画像領域の鏡面光沢度誤差が、前記情報の示す光沢変化の大きさが前記第一の範囲よりも小さい、第二の範囲にある第二の画像領域の鏡面光沢度誤差よりも小さくなるように光沢信号を変換することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記光沢信号は、写像性に対応する信号を含み、
前記質感マッピング手段は、前記第一の光沢信号の写像性に対応する信号と、前記第二の光沢信号の写像性に対応する信号の差を写像性誤差とするとき、前記情報の示す光沢変化の大きさが第一の範囲にある、第一の画像領域の写像性誤差が、前記情報の示す光沢変化が前記第一の範囲よりも大きい、第二の範囲にある第二の画像領域の写像性誤差よりも小さくなるように光沢信号を変換することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記質感マッピング手段は、1個または連続した複数の画像領域からなり、隣接する画像領域の光沢信号の差が所定の閾値よりも小さい画像領域の集合をブロックとするとき、
前記着目領域を含むブロックの大きさに関する情報を取得し、
当該ブロックの大きさが小さいほど光沢変化が大きいとして光沢信号を変換することを特徴とする請求項3乃至請求項5の何れか一項に記載の画像処理装置。 - 前記質感マッピング手段は、前記第一の光沢信号の空間分布にローパスフィルタを適用したときの光沢信号を第三の光沢信号とするとき、
前記着目領域の前記第一の光沢信号と前記第三の光沢信号の差に関する情報を取得し、
当該光沢信号の差が大きいほど光沢変化が大きいとして光沢信号を変換することを特徴とする請求項3乃至請求項5の何れか一項に記載の画像処理装置。 - 画像の質感を表す第一の質感データを入力する入力手段と、
前記第一の質感データを、少なくとも鏡面光沢度と写像性とを軸に持つ空間上において、質感再現装置で再現可能な質感に対応した第二の質感データに変換するマッピング手段と、
前記第二の質感データを、前記質感再現装置により前記画像の質感を再現するための制御データに変換する変換手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 画像の質感を表す第一の質感データを入力する入力工程と、
前記第一の質感データを、質感再現装置で再現可能な質感に対応した第二の質感データに変換する質感マッピング工程と、
前記第二の質感データを、前記質感再現装置により前記画像の質感を再現するための制御データに変換する変換工程と、
前記制御データに基づき、前記質感再現装置で再現物を出力する出力工程とを備え、
前記質感データは、写像性に対応する光沢信号を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 画像の質感を表す第一の質感データを入力する入力工程と、
前記第一の質感データを、質感再現装置で再現可能な質感に対応した第二の質感データに変換する質感マッピング工程と、
前記第二の質感データを、前記質感再現装置により前記画像の質感を再現するための制御データに変換する変換工程と、
前記制御データに基づき、前記質感再現装置で再現物を出力する出力工程を備え、
前記質感データは光沢信号を含み、
前記質感マッピング工程は、前記第一の質感データの光沢信号を第一の光沢信号、前記第二の質感データの光沢信号を第二の光沢信号とするとき、少なくとも一部の画像領域において、着目領域と非着目領域の前記第一の質感データに基づいて、当該着目領域の前記第一の光沢信号を前記第二の光沢信号に変換することを特徴とする画像処理方法。 - 画像の質感を表す質感データを入力する入力手段と、
前記質感データを、質感再現装置により前記画像の質感を再現するための制御データに変換する変換手段と、
前記制御データに基づき、前記質感再現装置で再現物を出力する出力手段と、
を備え、
前記質感データを構成する質感信号は鏡面光沢度に対応する信号を含み、
単一の質感信号からなる第一の画像領域を含む質感データを第一の質感データとし、
当該第一の画像領域の質感信号を第一の質感信号とし、
大きさが前記第一の画像領域より小さく、単一の質感信号からなる第二の画像領域を含む質感データであって、
当該第二の画像領域の質感信号が前記第一の質感信号に等しく、
当該第二の画像領域の外側の質感信号が前記第一の質感信号と異なる、質感データを第二の質感データとし、
入力質感データに対応する鏡面光沢度と、当該質感データを前記質感再現装置で出力した再現物に対応する鏡面光沢度との差を鏡面光沢度誤差とするとき、
前記変換手段は、前記第二の質感データに該当する質感データの少なくとも一部の質感データにおける前記第二の画像領域の鏡面光沢度誤差が、前記第一の質感データに該当する質感データの少なくとも一部の質感データにおける前記第一の画像領域の鏡面光沢度誤差よりも小さくなるように変換することを特徴とする画像処理装置。 - 画像の質感を表す質感データを入力する入力工程と、
前記質感データを、質感再現装置により前記画像の質感を再現するための制御データに変換する変換工程と、
前記制御データに基づき、前記質感再現装置で再現物を出力する出力工程と、
を備え、
前記質感データを構成する質感信号は鏡面光沢度に対応する信号を含み、
単一の質感信号からなる第一の画像領域を含む質感データを第一の質感データとし、
当該第一の画像領域の質感信号を第一の質感信号とし、
大きさが前記第一の画像領域よりも小さく、単一の質感信号からなる第二の画像領域を含む質感データであって、
当該第二の画像領域の質感信号が前記第一の質感信号に等しく、
当該第二の画像領域の外側の質感信号が前記第一の質感信号と異なる、質感データを第二の質感データとし、
入力質感データに対応する鏡面光沢度と、当該質感データを前記質感再現装置で出力した再現物に対応する鏡面光沢度との差を鏡面光沢度誤差とするとき、
前記変換工程は、前記第二の質感データに該当する質感データの少なくとも一部の質感データにおける前記第二の画像領域の鏡面光沢度誤差が、前記第一の質感データに該当する質感データの少なくとも一部の質感データにおける前記第一の画像領域の鏡面光沢度誤差よりも小さくなるように変換することを特徴とする画像処理方法。 - さらに、画像の質感を調整するための調整情報を取得する質感調整情報取得手段と、
取得した調整情報に基づいて処理を行う質感調整手段と、を備え、
前記質感調整情報取得手段は、鮮明さの異なる画像を備えるユーザインターフェースを用いて前記調整情報を取得することを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の画像処理装置。 - さらに、画像の質感を調整するための調整情報を取得する質感調整情報取得手段と、
取得した調整情報に基づいて処理を行う質感調整手段と、を備え、
前記質感調整情報取得手段は、外部からの指示に応じて鮮明さが変化する画像を備えるユーザインターフェースを用いて前記調整情報を取得することを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか一項に記載の画像処理装置。 - 前記ユーザインターフェースが備える画像は、前記第二の質感データに対応した画像であることを特徴とする請求項13または請求項14に記載の画像処理装置。
- 前記ユーザインターフェースが備える画像は、照明光源の画像であることを特徴とする請求項13乃至請求項15の何れか一項に記載の画像処理装置。
- 前記質感調整情報取得手段は、前記調整情報として、再現対象に写り込む照明像の明るさと、再現対象に写り込む照明像の色と、再現対象に写り込む照明像の鮮明さの三つの要素のうち、少なくとも一つの要素に関する調整情報を取得し、
前記質感調整手段は、取得した調整情報に基づいて前記光沢信号を補正することを特徴とする請求項13乃至請求項16の何れか一項に記載の画像処理装置。 - 前記ユーザインターフェースは、前記質感再現装置で再現可能な質感に応じて、取得可能な調整情報の範囲を制限することを特徴とする請求項13乃至請求項17の何れか一項に記載の画像処理装置。
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