JP2688200B2 - 画像処理方法 - Google Patents

画像処理方法

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JP2688200B2
JP2688200B2 JP62201825A JP20182587A JP2688200B2 JP 2688200 B2 JP2688200 B2 JP 2688200B2 JP 62201825 A JP62201825 A JP 62201825A JP 20182587 A JP20182587 A JP 20182587A JP 2688200 B2 JP2688200 B2 JP 2688200B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46Colour picture communication systems

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は入力した画像データを色変換する画像処理方
法に関する。 〔従来の技術〕 ビデオカメラ等を使用するカラー画像の入力装置にお
いては、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色系フィ
ルタをそれぞれ透過した光を受光素子で検出して3種の
独立した色信号を出力することが多い。これらの色信号
を用いてカラープリンタ等の画像出力装置により出力す
る場合、入力装置および出力装置両者の色特性に応じて
マッチングをとるために色信号の変換処理を行なう必要
がある。 例えばデジタル方式のカラー複写機において、スタン
ドアロン型として用いる場合の色信号変換のアルゴリズ
ムの例を第6図(A)に示す。 カラー原稿入力装置における受光素子からの入力各8
ビットのR、G、B3原色信号をそれぞれ対数変換回路60
1、602および603を用いてテーブル変換により対数変換
して、各8ビットの濃度信号シアンC、マゼンタM、イ
エローYに変換する。さらに、入出力装置相互の整合
(マッチング)をとるために第2段目のマトリクス変換
回路604、605および606によりマトリックス変換されて
各8ビットのC′、M′、Y′信号を出力する。この
C′、M′、Y′信号の値に応じて、C、MおよびY各
色のインクの量が決定される。 上述の色変換系においては、入力装置と出力装置との
色特性が第2段目のマトリクス変換のところで直接結び
つけられている。上述の例ではC、MおよびYによる3
色のインクでカラー画像を表現したが、第6図(B)に
示すように、下色除去回路607により、下色除去(UCR)
および黒抽出を行なってC、M、YおよびBk(黒)の4
色で表現することも可能である。 下色除去および黒抽出についてつぎに説明する。すな
わち、濃度信号C、MおよびYのうち、最も小さい値を
ブラック(黒)インクのインク量Bkとし、C、Mおよび
Y信号を各々、C、MおよびYからBkを差し引いて値
C′、M′およびY′とに変換することである。さらに
最終的に出力されるインク量C″、M″およびY″はイ
ンクの不要吸収等を考慮したマスキング処理をマトリッ
クス変換回路608、609および610により行なうことによ
って上述のC′、M′およびY′信号から変換処理され
て出力される。 上述の例は入力(読取)系と出力系との間のマッチン
グを直接とる方式の場合であるが、均等色空間等のよう
な標準色空間における色度値の入力信号に対して画像を
描画して出力する場合も多い。例えばL*a*b*空間
の場合に対応する例を以下に述べる。 まずXYZ色度値とL*a*b*色度値との関係を示す
と、 となる。ここにXo、Yo、Zoは基準白色でのX、Y、Z色
度値である。 上述のスタンドアロン型の従来例では、R、G、B信
号に対数変換を施したが、ここではRGB値と類似のX、
Y、Z値に1/3乗すべき掛けた値を求め、それらの線型
変換からL*、a*、b*値が求められる。上述の対数
変換と1/3乗べき変換とは反転を付加すればほぼ同等の
変換型となる。 このことを考慮すると、定数項を含む(4×4)マト
リクスによるマスキング処理を行うことによってL*、
a*、b*値からインク量C、M、Y値を求めることが
できる。ここで定数項は反転のために加えられている。 第6図(C)は上述のL*、a*、b*値からマトリ
クス変換回路611、612および613により、マスキング処
理を行ってC′、M′、Y′を出力する関係を示してい
る。さらに下色除去および黒抽出を行なった、C、M、
YおよびBkの4色のインクで表現する場合を、第6図
(D)に示す。 第7図はC、M、Yインクの理想的分光反射率を示す
特性図である。 そこで、第7図に示すような分光反射率をもつC、
M、Yの理想インクの場合に対応する(4×4)マトリ
クスのマスキング処理をマトリックス変換回路611,612
および613により行なってC、M、Yを取り出す。つい
で、下色除去回路614より下色除去を行ってC′、
M′、Y′を取り出し、最後に実際に用いるC、M、Y
インクに対する(3×3)マスキング処理をマトリクス
変換615、616および617により行ってC″、M″、Y″
を出力する方法が考えられる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来例では、入力信号値R,G,BあるいはL*,
a*,b*からインク量への変換に当たっては、マトリク
ス変換によるマスキング処理を行い、また、ブラックイ
ンクを用いる場合は、下色除去を行うのが一般的であ
る。このようなマスキング処理、下色除去、黒抽出によ
る方法は簡便で有用な方法であるが、反面、次に説明す
るように、ブラックボックス的変換であるため、色変換
方法としては拡張性に乏しいものがあった。 その例として、上述の第6図(B)に示した下色除
去、黒抽出を含む色変換の場合を考えてみる。 すなわち、下色除去においては、C,M,Y信号値の最小
値をブラックインク量とするのであるが、C,M,Y信号値
はそもそも画像読取系の色特性を含んでいるために、そ
の最小値をブラックインク量とすること自体に問題があ
る。また、ブラックインクだけを独立に扱っているた
め、C,M,およびY色のインクと混色する場合に実際の発
色特性がどのようになるかは明確になっていない。従っ
て、下色除去、黒抽出の後にC,M,およびYについての
(3×3)マトリクス変換によるマスキング処理を行っ
たとしてもBkを含む混色の場合にどのような発色特性を
示すかについても明確でない。実際、従来例に示した簡
単な下色除去では発色特性にずれが生じることがわかっ
ており、さらに幾つかの現象論的パラメータを導入する
ことによって変換を重ねるというような細工が必要とな
る。これらのことは第6図(D)に示した従来例におい
ても起こり得ることである。 このように、マスキング処理、下色除去、黒抽出等の
ブラックボックス的変換においては、混色された場合を
含めたインクの発色特性と入力信号値の結びつきが不明
瞭になり易いため、黒インクの取扱いに問題があるだけ
でなく、階調特性の微妙な調整やインクの色再現領域外
の色信号の取扱いなど付加的な色彩処理に対して、変化
させるべき変換パラメータの種類、その変化量が複雑か
つ、不明確になってしまうという問題点があった。 そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消し
て、入力する色信号の色度値に対応して適切に画像の色
再現ができる、画像形成部で用いる黒の色材を含む複数
の色材の各々に対応した濃度データを簡便に得ることが
できる画像処理方法を提供することにある。 [問題点を解決するための手段および作用] 上記目的を達成するため、本発明は、カラー画像デー
タを入力し、前記カラー画像データに対して色変換処理
を行い、カラー画像形成部で用いる黒の色材を含む複数
の色材の各々に対応した濃度データを生成することを特
徴とする画像処理方法であって、前記カラー画像形成部
の各色材を用いて形成できる大略最高濃度値を含む複数
の離散値における色度値と前記黒の色材を含む複数の色
材の各々に対応した濃度画像データとの対応関係を保持
し、入力したカラー画像データと前記保持している色度
値との均等色空間上における位置関係に基づき、補間法
を用いて該入力した画像データに対応する濃度画像デー
タを生成することを特徴とする。 ここで、前記色変換処理は、所定色に対応するカラー
画像データに対して色相方向を変換する処理を行うとす
ることができる。 さらに、前記色変換処理は、前記画像形成部が表現す
ることができる領域に応じた処理を行うとすることがで
きる。 本発明では、以上の構成により、入力する色信号の色
度値に対応した適切に画像の色再現ができ、画像形成部
で用いる黒の色材を含む複数の色材の各々に対応した濃
度データを簡便に得ることができる。 [実施例] 以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明
する。 まず、均等色空間におけるインクの色度値分布を概観
する。ここでは均等色空間として便宜上L*、a*、b
*空間を用いることにする。 例えば、C、MおよびY3色のインクのうち、1色ある
いは2色のインクを白色紙上に印刷した混色パッチの色
度値をL*a*b*平面に斜影したものを第5図(A)
に示す。すなわち、第5図(A)は均等色空間における
一例の色度分布を示す説明図である。 第5図(A)において、原点からC、MおよびYで示
した方向へ伸びる半直線は、それぞれ、シアン、マゼン
タおよびイエロのうち1色だけを用いてインク量を増加
させた場合の色度値の方向を示しており、丸(○印)で
示した各インクの色度変化は色差2〜3以内でこの半直
線上に沿っていることがわかる。ここでは離散的に示し
た点の間隔がほぼ色差等間隔になるようにインク量を選
択しており、第5図(A)では各々4点ずつが示されて
いる。 次に、上述で選択したC、MおよびY各色それぞれの
4点のインク量に対応して2色による混色の場合につい
て色度値を示したのが第5図(A)のC、M、Y軸以外
の点である。ここで、原点からR、GおよびBで示した
方向に伸びる半直線は、それぞれ、このインクによる
赤、緑、青の平均的な色相を示しており、この半直線
と、実際の色度値とのずれはやはり色差が2〜3以内に
収まっている。 更に点線で囲んだ四辺形の領域内に注目すると、お
よびで示した線分上の点はほぼ色差等間隔に並んでお
り、領域内の点も、、およびの4線分上の点の
うち、例えば1点鎖線およびで示すように、インク
量が同じ点同志を結んだ線分の交点の近傍上にほぼ分布
している。すなわち第5図(A)では黒丸(●印)で示
してある。上述した四辺形の領域はマゼンタ軸とイエロ
軸とを2辺とした組合せであるが、他の2つのイエロ軸
とシアン軸およびシアン軸とマゼンタ軸との組合せにつ
いても同等のことがいえる。また、これらの四辺形は平
行四辺形にかなり近い形状となっている。 これらのことから、3点のインクのうち1色、あるい
は2色を用いてある色相方向の色を表現する場合、彩度
値に関係なく、インク量の比を一定にすれば良いことが
わかる。 次に、ある色相方向を与える3色のインクの組合せに
対して、さらにブラックインクを加えた場合の明度L*
および彩度 の変化を示したものが第5図(B)である。色相の方向
変化については色差にして1〜2以内と微小な変化なの
で示していない。 第5図(B)に示す無彩色軸L*上の線分の点はブ
ラックインクのみのときの値を示し、また、線分上の
点は有彩色インクのみの場合の値を示しており、ほぼ色
差等間隔になるようにインク量を調整してある。線分
およびにそれぞれ対向する線分および上の点もほ
ぼ等間隔に分布している。またこの線分、、およ
びからなる四辺形の領域内の点は、線分、、お
よびの四辺形の辺を形成する4線分上の点のうち、例
えば1点鎖線およびで示すようにインク量が同じ点
同志を結んだ直線の交点近傍上にほぼ分布している。す
なわち、第5図(B)では黒丸(●印)で示してある。
これらの関係はどの色相方向に対しても同様である。 上述により全体をまとめると、階調特性を色差等間隔
に調整したイエロ、マゼンタ、シアン3色の有彩色イン
クのうちの2色およびブラック1色の無彩色インクによ
って表現される色の色度分布について、 1) 色相方向は有彩色インクのインク量の比を固定す
れば変化しない。 2) 無彩色インクを加えない場合の色度値は、C、
M、Y、R、GおよびB軸の方向およびその軸と、その
インクで表現できる最も彩度の高い点の色度値(通常イ
ンク量最大)を与えれば内分法によってすべて決定でき
る。 3) ある色相軸上に分布をもつ上述の第2項に対応す
る有彩色インクに加えて無彩色インクを加えた場合の色
度値は、無彩色インクのみの場合の最も明度の低い点
(インク量最大)および有彩色インクのインク量も色相
方向を保ちつつ最大加えた点の色度値を与えれば内分法
によってすべて決定できる。 ということが言える。 従って、均等色空間における色相尺度上で、有彩色イ
ンクのうち、単色のインクを用いた場合に対応した色度
値と、有彩色インクのうち色相の異なる2色のインクの
等量を混色した場合に対応した色度値と、無彩色インク
の最大量を加えた場合に対応した色度値とを用いて変換
することができる。すなわち、1種の無彩色着色材、お
よび複数種の有彩色着色材を用いて画像を画像担持体上
に描画するために、均等色空間上で表現できる色信号を
無彩色、および有彩色の各着色材の量に変換する色変換
方法において、色信号については、所定の色信号に対応
する着色材の量を色差等間隔となるように調整し、有彩
色着色材のうち単色の着色材を用いた場合に対応して、
均等色空間における色相尺度上での着色材の量が少なく
とも最大の場合を含む色度値と、有彩色着色材のうち色
相の異なる2色の着色材を等量で混用した場合に対応し
て、均等色空間における色相尺度上での2色の着色材の
量が少なくとも最大の場合を含む色度値と、有彩色の各
色相尺度上の色度値に対応して、無彩色着色材の最大量
を加えた場合の色相尺度上での色度値とを用いて色信号
を着色材の量に変換することができる。 以上の色変換方法により、階調特性が色差等間隔に調
整された単一または複数の無彩色インクおよび複数の有
彩色インクを用いて画像担持体上に描画するデジタルカ
ラープリンタにおいて、均等色空間上で表現した色信号
または均等色空間上の色度値に対して一意的に対応が可
能な色信号を各インクの量またはインク量と一意的に対
応する信号に変換するための色変換パラメータとして、
各インクの最高濃度値を含む複数の離散的インク量によ
り画像担持体上で表現される単一インクによる色あるい
は複数インクによる色(ただし、複数インクによる場合
はインク量比は1対1に限定する)の前記均等色空間上
における色度値と、画像担持体自体の色度値とを用いる
ことによって、インク量と、色度とを簡単な関係で明確
に把握することができ、色彩処理についての拡張性を拡
げた色変換方法を実現することができる。 シアン,マゼンタ,イエロ3色の有彩色インクおよび
単一のブラックインクの4種を出力系で用いる場合につ
いて本発明の一実施例を示す。 第1図は本発明の一実施例の色変換の手順を示す流れ
図である。 つぎに、第1図(A)について、ステップS1、S2、S3
の各段にしたがって、その詳細を説明する。 まず第1段のステップS1では色相方向を決定すること
である。第2図は本発明の一実施例の色相を決める特性
図であり、第5図(A)に示した点のうち、最外殻に当
る六角形を示しており、6ヶの頂点はC、M、Y、R、
GおよびBの最高濃度に対応する色の色度値を表わして
いる。いま、点を実際に表現したい色とすると、原点
とを通る半直線が六角形と交わる点をとする。点
はマゼンタ(M)軸とイエロ(Y)軸間の四辺形に属す
るので、この色相はマゼンタとイエロインクとの組合せ
で表現される。点は赤(R)軸からみると、M軸方向
にあるので、マゼンタインクの方がイエロインクより多
く、マゼンタインクの量を1としたとき、イエロインク
の量は線分 の線分▲▼に対する比率で与えられる。 第2段のステップS2では、ステップS1で決定された色
相方向内での色度分布を決定することである。第3図
は、マゼンタ(M)、レッド(R)に対する色度値およ
びM、Rに対する有彩色インクに対してブラックインク
を最大量加えた場合の輝度最小である色度値M′、R′
をL*a*b*空間で示したものである。2つの線分▲
▼および▲▼がステップS1で求めた色相方
向を表わす半平面と交わる点を、とすると、、
の色度値は、M、M′、R、R′の色度値から内分法
によって容易に求まる。第4図はステップS1で求めた第
2図示の色相方向内で、、()、および画像担
持体の色度値およびブラックインクだけを最大限与え
た場合の色度値が示されている。四辺形がこの色相内で表現できる領域を示す。 第3段のステップS3ではインク量の決定を行う。上述
の第4図の四辺形に対して、のもつ内分比、容易に定
められ、内分補助線、が と交わる点を、とすると、有彩色インクの量は、 に先に求めたインク量比をかけた値、無彩色インクの量
より決定される。 以上、3つのステップS1、S2およびS3にわけて色変換
の方法を説明したが、実際にデジタル回路を構成する場
合の例を幾つか示す。 第1は、CPU、メモリ等を具備したコンピュータ内に
上述のシーケンスの実行するソフトウェアを組み込んで
おき、内分法による計算等をリアルタイムで行う方法で
ある。この場合、メモリ内に格納するパラメータの選び
方は幾つか考えられ、パラメータの数を最小限にする場
合には、最高濃度値に対応する各インクの単色あるいは
混色の色度値だけとなる。これに対して計算の負荷を下
げるために、パラメータとして各色相半平面内での四辺
形の頂点の値を加えることもできる。 上述の第1の方法は内分計算等をリアルタイムで行う
ために演算速度に制限がある。そのような場合は、他の
方法として全ての演算結果をメモリ内に参照テーブルと
して展開しておき、入力信号値に対してメモリから出力
値を取出すことも可能である。メモリとしてはあらかじ
め作成されたROM、或いは装置への電源投入の場合にCPU
を介して計算した値を格納したRAM等を用いることがで
きる。 つぎに、色変換を行うために必要なパラメータの算出
方法をさらに詳しく説明する。必要なパラメータの種類
はW(白紙)、C、M、Y、R(M+Y)、G(Y+
C)、B(C+M)の7色についてインク量最大の場合
の色度値および上述の7色に対してBk(黒色)インクを
最大量に加えた場合の7色の色度値の合計14色の色度値
(本実施例ではL*a*b*色度値)である。ここで
は、例としてRの色度値を決定する手順を示す。 第1図(B)は本発明の一実施例における色変換のた
めのパラメータ算出の手順を示す流れ図である。 第1図(B)において、ステップS101ではプリンタ
(画像出力装置)にY、M、CおよびBk(黒)信号を与
えて混色パッチを出力する。Y、M、CおよびBk信号は
各8ビットの信号を有するものとする。そこで、Rの色
相方向を混色パッチとして、 Y=M=α、C=Bk=0(ただし、α=64,128,192,2
55) の4色を出力する。 ついで、ステップS102では分光光度計で各混色パッチ
の分光反射率を測定し、測定結果のデータをオンライン
で結ばれた電子計算機に送り、記憶させる。さらにステ
ップS103では定義に従って各混色パッチのL*、a*、
b*色度値を計算する。ステップS104では最も彩度の高
いL*、a*、b*値を、例えば加重平均により算出す
る。すなわち、この場合、第5図(A)に示したよう
に、R方向の4点は完全に一直線上に乗っている訳では
なく、ややバラツキを生じたり、C方向に示されるよう
にやや曲線になっていたりする。従って本実施例では、
α=255のときの値をそのまま、彩度最高の色度値とす
るのではなく、α=64,128,192,255の4色の混色パッチ
の色相方向を平均化したものをRの色相方向とする。す
なわち、加重平均は、 (ここでα=64,128,192,255Aαは加重平均係数) によりRの色相方向を定義する。彩度 として、 を採用すると、彩度最大のL*、a*、b*値は、 L*=L*255 で表わされる。 以上によりRの色相方向における彩度最大の場合のL
*、a*、b*値を算出する手順を説明したが、その他
のG、B、C、MおよびYの各色相方向についても同様
にしてL*、a*、b*値をそれぞれ求めることができ
る。ただし、WおよびBkの2色についてはそのままのL
*、a*、b*値を用いることとする。このようにして
求められたパラメータ値をステップS105ではプリンタの
工場出荷時等に所定の設定を行う。 上述したように、本実施例において必要なパラメータ
は加増担持体の色度値、最高濃度値を含む複数の離散的
インク量に対応するC、M、Y、R、G、Bの混色の色
度値およびこれらに最高濃度値のBk(ブラック)を加え
た場合の各々の色度値である。これらの色度値を色変換
パラメータとして与えると、入力色度値に対して出力す
べきインク量が定まる。 つぎに、本実施例の適用例として標準的カラーパッチ
125色の色度値を入力信号として画像出力装置で出力さ
れたカラーパッチの色度値を入力信号値と比較すると、
平均3〜4程度の色差がみられた。一方、第6図(D)
で説明した従来例の方法を適用した場合には、平均5〜
6程度の色差がみられる。このように両者の方法とも平
均色差を目安にすると優劣に大差はみられないが、本実
施例では各インク量と、均等色空間における色度値との
相関を変換法に直接用いているため、黒とナーの使い方
として、下色除去・黒抽出に代わる、より明確な方法が
実現できる。またインクの色表現領域外の色の処理、色
相方向を無彩色軸の周りに微小回転させるなどの色彩処
理の巾を容易に拡げることができるという点で大きな優
位性を有している。 したがって例えば、表現領域外の色信号の処理例とし
ては、色相方向を保ち、最も色差の少ない色に射影する
ことなどが容易に実現できる。 (その他の実施例) 第1の実施例では、均等色空間としてL*a*b*空
間を用いたが、L*u*v*空間を用いて場合について
も、ほぼ同等の取扱いが可能である。ただし、この場合
には、色相、彩度方向の分離性がやや悪いため、色差は
やや大きくなる。 この場合における標準カラーパッチ125色の色度値に
対して画像出力装置で出力された結果ではL*a*b*
空間で測定した平均色差は5〜6程度であった。 以上述べた実施例においては、インクという言葉で色
担持体を表現したが、これは液体のインクに限定する訳
ではなく、熱転写プリンタ等に用いるリボン上の固形イ
ンク、電子写真に用いる粉末トナーなど様々なものの総
称である。 また、実施例では、有彩色インク、無彩色インクとも
同一色相のものは一種だけを用いたが、同一色相のもの
で単位色担持体のもつ濃度値の異なるもの複数色を用い
てより細かい階調表現を行う場合等についても適用する
ことができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、カラー画像形
成部の各色材を用いて形成できる大略最高濃度値を含む
複数の離散値における色度値と黒の色材を含む複数の色
材の各々に対応した濃度画像データとの対応関係を保持
し、入力したカラー画像データと保持している色度値と
の均等色空間上における位置関係に基づき、補間法を用
いて該入力した画像データに対応する濃度画像データを
生成するようにしたので、入力する色信号の色度値に対
応して適切に画像の色再現ができ、画像形成部で用いる
黒の色材を含む複数の色材の各々に対応した濃度データ
を簡便に得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図(A)および(B)は本発明の一実施例の色変換
の手順を示す流れ図、 第2図は本発明の一実施例の色相を決める特性図、 第3図は本発明の一実施例の特定色相における色再現範
囲を示す特性図、 第4図は本発明の一実施例のインク量を決める特性図、 第5図(A)および(B)は均等色空間における一例の
色度分布を示す説明図、 第6図(A),(B),(C)および(D)は従来例の
色信号変換の構成を示すブロック図、 第7図はC、M、Yインクの理想的分光反射率を示す特
性図である。 601,602,603……対数変換回路 604,605,606,608,609,610,611,612,613,615,616,617…
…マトリックス変換回路、 607,614……下色除去回路。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.カラー画像データを入力し、 前記カラー画像データに対して色変換処理を行い、カラ
    ー画像形成部で用いる黒の色材を含む複数の色材の各々
    に対応した濃度データを生成することを特徴とする画像
    処理方法であって、 前記カラー画像形成部の各色材を用いて形成できる大略
    最高濃度値を含む複数の離散値における色度値と前記黒
    の色材を含む複数の色材の各々に対応した濃度画像デー
    タとの対応関係を保持し、 入力したカラー画像データと前記保持している色度値と
    の均等色空間上における位置関係に基づき、補間法を用
    いて該入力した画像データに対応する濃度画像データを
    生成することを特徴とする画像処理方法。 2.前記色変換処理は、所定色に対応するカラー画像デ
    ータに対して色相方向を変換する処理を行うことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載の画像処理方法。 3.前記色変換処理は、前記画像形成部が表現すること
    ができる領域に応じた処理を行うことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の画像処理方法。
JP62201825A 1987-08-14 1987-08-14 画像処理方法 Expired - Lifetime JP2688200B2 (ja)

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JP62201825A JP2688200B2 (ja) 1987-08-14 1987-08-14 画像処理方法

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