JP2017200757A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 入力されたデータに近い光沢の再現と色の再現とを両立した画像形成を可能にする処理を提供することを目的とする。
【解決手段】 少なくとも金属色材を配置する第1領域と少なくとも有色色材を配置する第2領域とを含む画像を表現するためのデータを生成する画像処理装置であって、前記画像の光沢を示す光沢情報と前記画像の色を示す色情報とを含む画像データを取得する取得手段と、前記光沢情報と前記色情報とに基づき、前記第2領域に対応する色情報を、前記第1領域に対応する前記色情報に応じて補正する補正手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【選択図】 図11

Description

本発明は、記録物の光沢特性を制御する画像処理技術に関する。
貴金属製品の包装やカタログ、又は製品デザイン時の見本サンプル、金銀箔を設えた美術品や工芸品の複製といった幅広い利用を目的として、金属調の質感をプリント再現する技術が求められている。この様な金属調の質感を再現するため、金属を含有する色材やメディアを用いたプリント再現技術がある。このプリント再現技術では、金属色材と有色色材を併せて用いる。このとき金属色材の上部に重ねて有色色材を配置すると、有色色材で被覆された部分の金属色材の光沢度が低下してしまう。有色色材と併用しても金属色材の光沢を保持できる技術として以下の技術がある。特許文献1では金属色材と有色色材とが重ならないように、金属色材の配置には有色色材のマスクパターンと数ドットずらしたマスクパターンを用いる技術が開示されている。
特開2013−252640号公報
しかしながら特許文献1に記載の方法では、金属色材と有色色材それぞれの記録する色材量が多い場合に、一方の色材で他方の色材を被覆することになる。このとき、有色色材によって金属色材が被覆されると所望の光沢を再現できない。また、金属色材によって有色色材が被覆されると所望の色を再現できない。そのため、金属色材と有色色材それぞれの記録する色材量が多い場合には、プリント物の光沢再現と色再現の両立を実現することはできない。
本発明は、入力されたデータに近い光沢の再現と色の再現とを両立した画像形成を可能にする処理を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、少なくとも金属色材を配置する第1領域と少なくとも有色色材を配置する第2領域とを含む画像を表現するためのデータを生成する画像処理装置であって、前記画像の光沢を示す光沢情報と前記画像の色を示す色情報とを含む画像データを取得する取得手段と、前記光沢情報と前記色情報とに基づき、前記第2領域に対応する色情報を、前記第1領域に対応する前記色情報に応じて補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、入力されたデータに近い光沢の再現と色の再現とを両立した画像形成が可能になる。
画像処理装置1のハードウェア構成を示すブロック図 画像処理装置1の論理構成を示すブロック図 プリンタ108の構成を示す図 入力するデータ構成の一例を示す図 画像処理装置1の処理を示すフローチャート UI画面の一例を示す図 マスクパターンの一例を示す図 生成する金属インク配置データの一例を示す図 金属インクが被覆する画素数の算出処理を示すフローチャート 反射強度と金属インクの被覆率の関係を示すデータの一例を示す図 色補正値の算出処理を示すフローチャート 色分解LUTの一例を示す図
本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。尚、以下に説明する画像処理装置は、色や形状といった他の質感要素を再現する機能を加えた構成をとることも可能である。
[実施例1]
本実施例では、入力されたデータに近い光沢の再現と色の再現とを両立した画像形成を行う例を説明する。図1は、本実施例における画像処理装置1のハードウェア構成例である。図1において、CPU101は、メインメモリ102をワークメモリとして、ハードディスクドライブ(HDD)103、各種記録メディアに格納されたオペレーティングシステム(OS)や各種プログラムを実行する。さらに、システムバス106を介して各構成を制御する。尚、CPU101が実行するプログラムには、後述する処理フローを実行するプログラムが含まれる。USBなどの汎用インターフェイス(I/F)104は、シリアルバス109を介して、マウスやキーボードなどの入力デバイス107やプリンタ108などが接続される。CPU101は、HDD103にマウントされた各種記録メディアをデータの格納場所として読み書きに利用する。CPU101は、プログラムが提供するユーザインターフェイス(UI)の画面をモニタ105に表示させ、入力デバイス107を介してユーザ指示を受け付ける。
次に、上述したハードウェア構成において、CPU101からの指令に基づき画像処理アプリケーションが、実行する処理について説明する。図2は、本実施例における画像処理装置1の論理構成を示すブロック図である。本実施例における画像処理装置1は、表示制御部201、取得部202、面積算出部203、配置決定部204、補正部205、変換部206、形成制御部207、記憶部208を有する。表示制御部201は、ユーザからの入力を受け付けるUI画面などを外部のモニタ105に表示させる。取得部202は、ユーザによって入力された光沢情報及び色情報を含む画像データを取得する。図4にてデータ構成を模式的に表す。図に示すように、この画像データは各画素に色情報としてRGB値(R、G、B)及び光沢情報として鏡面光沢度(Gloss)が格納された4チャネルの画像データである。尚、鏡面光沢度は入射光の鏡面反射方向への反射強度を表す。また、本実施例における当該RGB値は、sRGB空間上にて定義されるものとするが、AdobeRGB空間上で定義されるRGB値あるいはLab空間上で定義されるLab値といった他の形式であってもよい。面積算出部203は、画像データが示す光沢情報と記憶部208に記憶されているデータから、金属インクで記録媒体を被覆する画素数を算出する。配置決定部204は、面積算出部203で算出した画素数から、金属インクの配置を決定する。補正部205は、配置決定部204で決定した金属インクの配置と画像データが示す色情報から、当該色情報を補正する。変換部206は、補正した色情報を有色インクの記録量に変換する。形成制御部207は、外部のプリンタ108に指示をして記録媒体上に画像を形成させる。
図3はプリンタ108の構成例である。ヘッドカートリッジ301は、複数の吐出口からなる記録ヘッドと、この記録ヘッドへインクを供給するインクタンクを有し、また、記録ヘッドの各吐出口を駆動する信号などを受信するためのコネクタが設けられている。ヘッドカートリッジ301はキャリッジ302に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ302には、コネクタを介してヘッドカートリッジ301に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダが設けられている。キャリッジ302は、ガイドシャフト303に沿って往復移動可能となっている。具体的には、キャリッジ302は、主走査モータ304を駆動源としてモータプーリ305、従動プーリ306及びタイミングベルト307等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置及び移動が制御される。尚、本実施例ではこのキャリッジ302のガイドシャフト303に沿った移動を「主走査」といい、移動方向を「主走査方向」という。プリント用の記録媒体308は、オートシートフィーダ(以下、ASFと呼ぶ)310に載置されている。画像形成時、給紙モータ311の駆動によってギアを介してピックアップローラ312が回転し、ASF310から記録媒体308が一枚ずつ分離され、給紙される。更に、記録媒体308は、搬送ローラ309の回転によりキャリッジ302上のヘッドカートリッジ301の吐出口面と対向する記録開始位置に搬送される。搬送ローラ309は、ラインフィード(LF)モータ313を駆動源としてギアを介して駆動される。記録媒体308が給紙されたか否かの判定と給紙時位置の確定は、記録媒体308がペーパエンドセンサ314を通過した時点で行われる。キャリッジ302に搭載されたヘッドカートリッジ301は、吐出口面がキャリッジ302から下方へ突出して記録媒体308と平行になるように保持されている。説明を簡易にするため、本実施例においてプリンタ108は、所定の解像度でインクを吐出するか否かの制御を行う二値のプリンタであるものとして説明する。尚、吐出するインク滴のサイズを変調可能な方式を用いても構わない。
以下、画像の形成動作について説明する。まず、記録媒体308が記録開始位置に搬送されると、キャリッジ302がガイドシャフト303に沿って記録媒体308上を移動し、その移動の際に記録ヘッドの吐出口よりインクが吐出される。キャリッジ302がガイドシャフト303の一端まで移動すると、搬送ローラ309が所定量だけ記録媒体308をキャリッジ302の走査方向に垂直な方向に搬送する。本実施例では、この記録媒体308の搬送を「紙送り」または「副走査」といい、この搬送方向を「紙送り方向」または「副走査方向」という。記録媒体308の所定量の搬送が終了すると、再度キャリッジ302はガイドシャフト303に沿って移動する。このように、記録ヘッドのキャリッジ302による走査と紙送りとを繰り返すことにより記録媒体308全体に画像が形成される。尚、本実施例において用いられる記録媒体308は、記録ヘッドによる画像形成に対応できるものであればよい。また、本実施例ではプリンタ108にインクジェット方式の例を示したが、電子写真方式などその他の記録方式でも構わない。
図5は、画像処理装置1にて実行される処理のフローチャートである。以下、図5を用いて画像処理装置1における処理の詳細を説明する。尚、下記処理は、入力デバイス107を操作してユーザが指示を入力することで開始される。以下、各ステップ(工程)は符号の前にSをつけて表す。
S501において、表示制御部201は、画像形成を行うために必要な情報をユーザが指示入力するためのUI画面をモニタ105に表示させる。図6にUI画面の例を示す。入力領域601は、HDD103などに予め記憶させたデータファイルのパス及びファイル名を指示するための指示入力部である。ここで、指示入力したパス及びファイル名に対応するデータファイルは、前述した光沢情報と色情報(RGB値)を含む4チャネルの画像データである。入力領域602は、画像の領域分割を行うための、1つの領域のX方向の画素数を指示するための指示入力部である。入力領域603は、画像の領域分割を行うための、1つの領域のY方向の画素数を指示するための指示入力部である。尚、領域のX方向の画素数をM、Y方向の画素数をNとする。また、以下の処理では領域ごとに、領域内の各画素に格納された鏡面光沢度の平均値を算出し、それを領域の光沢度とする。表示制御部604は、画像内の分割された領域の境界を表示する。選択領域605は画像形成に用いる金属インクの種類を選択する選択部である。実行ボタン606は、処理を開始するためのボタンである。終了ボタン607は処理を終了するためのボタンである。ユーザにより入力領域601に画像データファイルのパス及びファイル名が指示入力され、次いで実行ボタン802が押下されると、S20に移行する。S502において、取得部202は、S501で入力した画像データを取得する。S503において、面積算出部203は、画像データが示す光沢情報と記憶部207に記憶された鏡面光沢度と金属インクの被覆率とが対応したデータとに基づいて、金属インクが記録媒体を被覆する画素数を算出する。当該処理動作の詳細については後述する。
S504において、配置決定部204は、S501で設定した領域ごとに領域内の各画素での金属インクを記録するか否か(以下、金属インクのオン、オフと呼び、オンとはインクを記録すること、オフとはインクを記録しないこととする)を決定する。ここでは一例としてブルーノイズマスク等のマスクパターンを用いて金属インクのオン、オフを決定する。マスクパターンの一例を図7に示す。尚、マスクサイズは領域サイズと同じであり、当該マスクの画素にナンバリングされた値とS503において算出された被覆画素数を比較し、被覆画素数以下であれば、マスクの画素と同座標の画素をオンとする。さらに、オン以外の画素はオフとすることで、金属インクの配置を示す金属インク配置データを生成する。金属インク配置データの一例を図8に示す。図8が示す金属インク配置データは、図7のマスクパターンを用い、被覆画素数が9の場合の金属インク配置データである。黒い画素がオンを表し、白い画素がオフを表す二値データである。
S505において、補正部205は、S504で生成した金属インク配置データに基づいて、画像データが示す色情報を補正する。当該処理動作の詳細については後述する。S506において、変換部206は、RGB値とCMYKのインク量が対応した色分解LUT(Look Up Table)を用いて、S505において補正された色情報を有色インクの記録量へ変換する。これにより各画素にCMYK値が格納されたインク量データを生成する。図12に用いる色分解LUTの一例を示す。尚、当該色分解LUTは入力された色情報が8ビットである場合のものである。また、色分解LUTは記憶部208に記憶されているものとする。S507において、形成制御部207は、有色インクのインク量データに基づいて、公知のハーフトーン処理、パス分解処理を行い、記録走査毎の記録ドット位置を決定し、有色インクの画像形成データを生成する。次に、上述したプリンタ108に記録媒体全体に金属インクを塗布させる。さらに、有色インクの画像形成データに基づいて画像の形成動作を実行させる。尚、本実施例では有色インクとしてCMYKインクを用いたが、これらに加えてホワイトインクを用いても良い。このホワイトインクにより、シルバーインクを記録媒体全体に塗布した場合に白の表現が可能になる。さらに、有色インクを塗布する前に、有色インクの塗布領域と同じ領域にホワイトインクを塗布することによって有色インクの下に塗布されている金属インクを覆うことができるので、さらに入力データに近い光沢再現を行うことが可能となる。
次に、図9を用いて上述した金属インクの被覆画素数を算出する処理(S503)の詳細について説明する。図9は、金属インクによって記録媒体を被覆する画素数を算出する処理を示すフローチャートである。以下の処理は画像内の各領域について行う。
S5031において、入力された領域の光沢度と、金属インクの記録媒体全体に対する被覆面積率とが対応したデータ及びS10で入力した金属インクの種類を取得する。尚、金属インクの種類が入力されていない場合は、金属インクの種類は取得しない。図10(a)に記憶部208に記憶された、金属インクの鏡面光沢度と被覆面積率との関係を示すデータの一例を模式的に示す。S5032において、図10(a)に示したデータと領域ごとの鏡面光沢度から、領域ごとに被覆面積率を取得する。尚、金属インクの種類が取得されていない場合は、図10(a)に記憶された全種類の金属インクの鏡面光沢度の平均をとった値の鏡面光沢度を示す金属インク(平均)を選択したものとして処理する。S5033において、以下の式(1)により金属インクによって記録媒体を被覆する画素数を算出する。ここで、被覆面積率をR、領域内の全画素数をPall(=M×N)、金属インクによって被覆する画素数をPとする。
=Pall×R・・・式(1)
次に、図11を用いて色情報を補正する処理(S505)の詳細について説明する。図11は、補正部205の処理を示すフローチャートである。
S5051において、金属インク配置データと領域内の各画素の色情報を取得する。また、金属インク配置データにおけるオフの画素数を表すCountを0に、領域内の画素番号iを0に、補正総量を表すVを0に初期化する。S5052において、画素番号がiの画素がオンかオフかを判定し、オンであればS5053へ、そうでなければCountに1を加算してS5054へ進む。S5053において、式(2)により補正総量V(初期値0)を算出する。ここで画素番号iの色情報をRGB値から公知の方法によりLab値に変換することで、画素番号iのL値をLi、a値をai、b値をbiとする。
=V+L
=V+a・・・式(2)
=V+b
S5054において、領域内の全ての画素について処理したかを判定し、行っていればS5055へ進み、そうでなければ画素番号を示すiに1を加えてS5052へジャンプする。S5055において、画素番号iの画素がオンかオフかを判定し、オフであればS5056へ進み、オンであればS5057へ進む。S5056において、式(3)(補正総量をオフの画素に分配する式)より色情報を補正した値である補正値Li′ai′bi′を算出し、その補正値を公知の方法でRGB値に変換することによって、そのRGB値をその画素の色情報とする。
Figure 2017200757

S5057において、領域内の全ての画素について処理したかを判定し、行っていなければS5055へ、行っていれば金属インクがオンの画素の色情報を、次のS506で有色インクの記録量がCMYK全て0になるような色情報に置き換える。例えば、図12のような色分解LUTを用いる場合、金属インクがオンの画素のRGB値をR=255、G=255、B=255とする。これにより、金属インクが記録される画素に有色インクが記録されることがない。領域内の全てのオン画素の色情報を置き換えたら、次の領域の処理をS5051から行う。画像上の全領域の処理を行ったらS505の処理を終了する。
以上説明したように、本実施例における画像処理装置1は、入力した光沢情報に応じて金属インクの配置を決定し、その配置に基づいて、入力したデータに近い色再現ができるよう色情報を補正する。これにより、入力されたデータに近い光沢の再現と色の再現とを両立した画像形成が可能になる。
[変形例]
実施例1では金属光沢を出すために一部の領域に配置する色材として金属を含有したインクを用いる例を説明したが、上記一例に限定されない。例えば、他の金属インクとして金属トナーなどを用いることも可能である。
また、実施例1では、金属インクの配置に基づいて、入力したデータに近い色再現ができるよう色情報の補正を行ったが、金属インクの配置に基づかない色情報の補正を行っても良い。色情報及び光沢情報を入力とし、入力された色情報及び光沢情報と補正後の色情報とが対応付けられたLUTを用いて補正後の色情報を得る。これにより、金属インクの配置データの生成及び領域の判定を行うことなく、色情報の補正を行うことができる。尚、入力された色情報及び光沢情報と補正後の色情報とが対応付けられたLUTは、実施例1の処理を行うことで予め作成しHDD103等に記憶させておく。
また、実施例1では、色情報としてRGBを補正し、補正されたRGBを有色インクのインク量CMYKに変換する方法を説明したが、変換後に補正を行っても良い。この場合、補正の前にRGB値とCMYKのインク量が対応付けられた色分解LUTを用いてRGBからCMYKへの変換を行い、実施例1でRGBに対して行った補正を変換後のCMYKに対して行う。
また、実施例1では、金属光沢を出すための色材として金属インクを用いた例を説明したが、上記一例に限定されない。例えば、金属光沢を出すために通常の記録媒体ではなく金属光沢を有する金属メディアを用いても良い。金属メディアとしては、例えば、アルミ蒸着フィルムなどがあり、金属インクを用いるよりも安価でかつインク数を削減できるため低コストで実現可能である。この場合、S5032で図10(b)を用いて金属メディアの露出面積率を取得し、それ以降、露出面積率を上述の被覆面積率として扱うことで、本実施例の処理を行う。
また、実施例1では、記憶部208に予め記録した色分解LUTを用いて有色インク量を導出する方法を説明したが、インク量の導出方法はこれに限定されない。例えば、LUTに変わり、数式を用いて導出しても良い。また、予め記憶部208には複数のLUTが記録され、UI画面を介して受け付けた情報に基づき、処理に用いるLUTを選択する形態をとることも可能である。
[その他の実施例]
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
1 画像処理装置
201 表示制御部
202 取得部
203 面積算出部
204 配置決定部
205 補正部
206 変換部
207 形成制御部
208 記憶部

Claims (17)

  1. 少なくとも金属色材を配置する第1領域と少なくとも有色色材を配置する第2領域とを含む画像を表現するためのデータを生成する画像処理装置であって、
    前記画像の光沢を示す光沢情報と前記画像の色を示す色情報とを含む画像データを取得する取得手段と、
    前記光沢情報と前記色情報とに基づき、前記第2領域に対応する色情報を、前記第1領域に対応する前記色情報に応じて補正する補正手段と、
    を有することを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記金属色材を配置する領域は前記画像の一部の領域であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 前記画像内の領域が前記第1領域か前記第2領域かを判定する判定手段をさらに有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像処理装置。
  4. 前記光沢情報に基づいて、前記画像内の前記第1領域の配置を示す第1配置データを生成する第1生成手段をさらに有し、
    前記判定手段は、前記第1配置データに基づいて、判定を行うことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 前記補正手段は、前記判定手段の判定に基づいて前記色情報の補正を行うことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の画像処理装置。
  6. 前記第1領域に対応する前記色情報が示す値を加算することによって補正総量を算出する算出手段をさらに有し、
    前記補正手段は、前記補正総量を前記第2領域に対応する前記色情報が示す値に分配することによって前記色情報の補正を行うことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  7. 前記第1領域は前記有色色材を配置しない領域であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  8. 前記補正手段は、前記第1領域に対応する前記色情報を、前記第1領域に前記有色色材を配置しないように補正することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  9. 前記色情報はRGB値であって、
    前記RGB値をLab値に変換する変換手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  10. 前記色情報はLab値であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  11. 前記色情報はLab値であり、
    前記算出手段は、前記第1領域に対応する前記色情報が示す値の加算を、前記Lab値が示すL値、a値、b値ごとに行うことを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
  12. 前記金属色材の種類を入力する入力手段をさらに有し、
    前記第1生成手段は、さらに前記金属色材の種類に基づいて、前記第1配置データを生成することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
  13. 前記補正手段によって補正された前記色情報に基づいて、前記有色色材の記録量を決定する決定手段と、
    前記有色色材の記録量に基づいて、前記第2領域の配置を示す第2配置データを生成する第2生成手段と、
    をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載の画像処理装置。
  14. 前記第2配置データに基づいて、前記画像を形成する形成手段をさらに有することを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。
  15. 少なくとも金属色材を配置する第1領域と少なくとも有色色材を配置する第2領域とを含む画像を表現するためのデータを生成する画像処理装置の画像処理方法であって、
    前記画像の光沢を示す光沢情報と前記画像の色を示す色情報とを含む画像データを取得する取得ステップと、
    前記光沢情報と前記色情報とに基づき、前記第2領域に対応する色情報を、前記第1領域に対応する前記色情報に応じて補正する補正ステップと、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
  16. 金属色材と有色色材とが記録媒体上に配置されることによって画像を表現するためのデータを生成する画像処理装置の画像処理方法であって、
    前記画像の光沢を示す光沢情報と前記画像の色を示す色情報とを含む画像データを取得する取得ステップと、
    前記光沢情報に基づいて、前記画像内の第1領域の配置を示す第1配置データを生成する第1生成ステップと、
    前記第1配置データに基づいて、前記画像データが示す前記画像内の領域が、前記第1領域か否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップによる判定に基づいて、前記色情報を補正する補正ステップと、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
  17. コンピュータを請求項1乃至請求項14のいずれか一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。
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