JP3387509B2 - 画像処理方法及び画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理方法及び画像処
理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー画像を出力する装置とし
て、一般的なものはカラーＣＲＴモニタとカラーハード
コピー装置であった。前者はＣＲＴ管面上のＲ（赤）、
Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の蛍光体の発光レベルを強度
変調して加法混色によりカラー画像を表示する。一方、
後者はＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シア
ン）、Ｋ（ブラツク）の色材を用いて減法混色により紙
上にカラー画像を形成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例の２つの画像表示装置は原理的に色再現能力が異な
つており、図５に示すように一般にはＣＲＴの方がハー
ドコピーよりも色再現範囲が広い。

【０００４】従つて、ある画像中に、例えば、図５に示
されるＡ点とＢ点のように２つの色が存在している場
合、この画像をＣＲＴ上に表示すると、異なる色として
認識ができるが、ハードコピー装置を用いて出力する
と、Ａ点、Ｂ点ともにＣ点と同じ色として再現されるた
め、２つの色の区別がつかなくなり結果的に本来画像の
もつている情報が失われることになる。そこで、このよ
うな問題に対処するためにカラー画像をハードコピー出
力する場合、画像中の色信号がハードコピーの色再現範
囲におさまるように変換した後、出力するという方法が
考えられる。

【０００５】具体的に例をあげると、図５中でＡ点がＤ
点に、Ｂ点がＥ点になるような変換を行なえば、ハード
コピー上でも色の区別がつけることができる。しかし、
このような場合、変換の方法は一義的には決まるもので
はなく、変換方法によつては出力画像が全体的に不自然
なものになる可能性がある。例えば、入力された色信号
をハードコピーの色再現範囲内の色に変換したとしても
本来ＣＲＴ上では赤色として再現されていたものが、ハ
ードコピー上でオレンジ色に片寄つてしまつたり、ある
いは完全な黒であるべき色が青みがかかつてしまつたり
するというような不都合が生じる可能性がある。

【０００６】さらに、ハードコピーの色再現範囲全てを
有効に使えなくなる場合もある。

【０００７】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、カラー画像の色分布や画像を出力する装置の色再現
範囲に応じた良好な色処理を行うことができる画像処理
方法及び画像処理装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像処理方法は以下の様な工程からなる。即
ち、カラー画像を表現するカラー画像データを入力し、
前記カラー画像の色再現範囲を示す赤、緑、青、シア
ン、マゼンタ、イエロ夫々に対応する前記カラー画像に
含まれる最外色を前記カラー画像の原色点として求め、
該カラー画像の原色点が画像出力部の色再現範囲を示す
赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエロ夫々に対応する
原色点にマッピングされるように、前記カラー画像の原
色点及び前記画像出力部の原色点との関係から非線形項
を含むマトリクス係数を演算し、前記カラー画像データ
に対して、前記演算されたマトリクス係数に応じた色空
間圧縮処理を行い、前記色空間圧縮されたカラー画像デ
ータに対して、プリンタの色素の不要吸収特性を補正す
るためのマスキング処理を行なうことを特徴とする画像
処理方法を備える。また他の発明によれば、カラー画像
を表現するカラー画像データを入力する入力手段と、前
記カラー画像データに基づいてカラー画像を形成出力す
る画像形成手段と、前記カラー画像の色再現範囲を示す
赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエロ夫々に対応する
前記カラー画像に含まれる最外色を前記カラー画像の原
色点として求め、該カラー画像の原色点が前記画像形成
手段の色再現範囲を示す赤、緑、青、シアン、マゼン
タ、イエロ夫々に対応する原色点にマッピングされるよ
うに、前記カラー画像の原色点及び前記画像形成手段の
原色点との関係から非線形項を含むマトリクス係数を演
算する演算手段と、前記カラー画像データに対して、前
記演算されたマトリクス係数に応じた色空間圧縮処理を
行う色空間圧縮処理手段と、前記色空間圧縮されたカラ
ー画像データに対して、プリンタの色素の不要吸収特性
を補正するためのマスキング処理を行なうマスキング回
路とを有することを特徴とする画像処理装置を備える。

【０００９】

【００１０】

【実施例】以下添付図面を参照して本発明の好適な実施
例を詳細に説明する。

【００１１】［第１実施例］図１は本発明の代表的な実
施例であるカラー画像処理装置の構成を示すブロック図
である。図１において、色信号変換回路１０１が入力さ
れるカラー画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を後述するプリンタ
部の色再現範囲におさまるように（Ｒ′、Ｇ′、Ｂ′）
に変換する。１０２はＲ′、Ｇ′、Ｂ′を濃度信号に変
換する対数変換回路、１０３は対数変換回路１０２の出
力の最小値を抽出する黒抽出回路、１０４はプリンタの
色素の不要吸収特性を補正するためのマトリツクス演算
を行なうマスキング回路で、また同時にＣ、Ｍ、Ｙの面
順次信号に変換する。１０５は黒信号（Ｋ）を生成し、
かつ、Ｃ、Ｍ、Ｙから不要信号をとり除くＵＣＲ（下色
除去）回路である。

【００１２】以上の回路から得られたＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの
面順次信号は、Ｄ／Ａ変換回路１０６でアナログ信号に
変換され、三角波発生回路１０７からの出力と、コンパ
レータ１０８で比較され、レーザドライバ回路１０９を
介して半導体レーザ１１０をパルス幅変調する。レーザ
光は高速回転するポリゴンミラー１１１で感光ドラム１
１２上を走査され、不図示の現像機構により面順次で現
像され、紙上に転写、定着されてハードコピー出力を得
る。

【００１３】次に、色信号変換回路１０１が実行する入
力画像データに対する色信号変換の詳細について説明す
る。

【００１４】まず、例として、赤色の再現について考え
る。画像信号がＲ、Ｇ、Ｂ各色８ビツトで表されている
とすると、ＣＲＴ上に表示できる最も彩度の高い赤色は
Ｒ＝２５５、Ｇ＝０、Ｂ＝０という色信号である。この
色は図５に示したＣＩＥｘｙ色度図上では、Ｒ_C 点にあ
る。しかし、ハードコピーで再現できる最も彩度の高い
赤色はＲ_H 点であるので、従来の方法ではＲ_H 点とＲ_C
点の間にある色は全てＲ_H 点の色としてハードコピー出
力されてしまうことになる。逆にＲ＝１６０、Ｇ＝２
０、Ｂ＝１０でＣＲＴ上に表示される色がＲ_H 点と等し
いとすると、この色信号はハードコピー出力して同じＲ
_H 点として再現することが可能である。

【００１５】従つて、入力される色信号Ｒ＝２５５、Ｇ
＝０、Ｂ＝０を色信号変換回路によつて、一旦、Ｒ′＝
１６０、Ｇ′＝２０、Ｂ′＝１０となるように変換する
ようにすれば、Ｒ_H 点とＲ_C 間の色をハードコピーの色
再現範囲におさめることができることになる。これを実
現する方法として、次のようなマトリツクス演算を考え
る。 ┌Ｒ′┐ ┌a₁₁ a₁₂ a₁₃ a₁₄ a₁₅ a₁₆ a₁₇ a₁₈ ┐ ┌Ｒ ┐ │Ｇ′│＝│a₂₁ a₂₂ a₂₃ a₂₄ a₂₅ a₂₆ a₂₇ a₂₈ │×│Ｇ │ └Ｂ′┘ └a₃₁ a₃₂ a₃₃ a₃₄ a₃₅ a₃₆ a₃₇ a₃₈ ┘ │Ｂ │ │Ｒ×Ｇ/255 │ │Ｒ×Ｂ/255 │ │Ｇ×Ｂ/255 │ │Ｒ×Ｇ×Ｂ │ │ /(255 ×255)│ └２５５ ┘ …（１） ａ_ijはあらかじめ決められた係数であり、以下のように
して決定できる。前述した赤色については、Ｒ＝２５
５、Ｇ＝０、Ｂ＝０をＲ′＝１６０、Ｇ′＝２０、Ｂ＝
１０になるように（１）式の係数を決めれば良いのであ
るが、同様に他の原色、即ち、白、黒、緑、青、シア
ン、マゼンタ、イエローの７色についても、同様の関係
が想定できる。この変換関数は例えば以下の通りであ
る。

【００１６】 白 ：Ｒ ＝２５５、Ｇ ＝２５５、Ｂ ＝２５５ ┐ →Ｒ′＝２５５、Ｇ′＝２５５、Ｂ′＝２５５ │ 黒 ：Ｒ ＝ ０、Ｇ ＝ ０、Ｂ ＝ ０ │ →Ｒ′＝ １０、Ｇ′＝ １０、Ｂ′＝ １０ │ 緑 ：Ｒ ＝ ０、Ｇ ＝２５５、Ｂ ＝ ０ │ →Ｒ′＝ ２０、Ｇ′＝１００、Ｂ′＝ ２０ │ 青 ：Ｒ ＝ ０、Ｇ ＝ ０、Ｂ ＝２５５ │ …（２） →Ｒ′＝ １５、Ｇ′＝ １０、Ｂ′＝１００ │ シアン ：Ｒ ＝ ０、Ｇ ＝２５５、Ｂ ＝２５５ │ →Ｒ′＝ １０、Ｇ′＝１００、Ｂ′＝２００ │ マゼンタ ：Ｒ ＝２５５、Ｇ ＝ ０、Ｂ ＝２５５ │ →Ｒ′＝２００、Ｇ′＝ １０、Ｂ′＝１００ │ イエロー ：Ｒ ＝２５５、Ｇ ＝２５５、Ｂ ＝ ０ │ →Ｒ′＝２５５、Ｇ′＝２５０、Ｂ′＝ １０ ┘ 以上の関係を（１）式に代入すれば、２４個の連立１次
方程式が作られ、未知数ａ_ijも２４個あるので、ａ_ijを
一義的に求めることができる。

【００１７】（１）式によつて、ＣＲＴの色再現範囲が
ハードコピーの色再現範囲にマツピングされる様子を図
２に示す。

【００１８】従って本実施例に従えば、原色点（Ｒ_C ，
Ｇ_C ，Ｂ_C ，Ｃ_C ，Ｍ_C ，Ｙ_C ，及び不図示の白Ｗ_C ，
黒Ｋ_C ）は、ハードコピーの原色点（Ｒ_H ，Ｇ_H ，Ｂ
_H ，Ｃ _H ，Ｍ_H ，Ｙ_H 、及びＷ_H ，Ｋ_H ）へ矢印のよう
にマツピングされる。また、中央のＡ点、Ｂ点、Ｃ点も
Ａ′点、Ｂ′点、Ｃ′点へマツピングされるので、各々
が異なる色として再現できる。 ［第２実施例］第１実施例では、ＣＲＴで再現できる全
ての色をハードコピーの色再現範囲内へマツピングする
ようにしたが、入力画像中には必ずしもＣＲＴの再現範
囲内の色が全て含まれているとは限らない。

【００１９】本実施例では、入力画像の色信号の分布に
よつて、（１）式の係数を画像毎に変えることを考え
る。

【００２０】図３は本実施例のカラー画像処理装置の構
成を示すブロック図である。図３において、第１実施例
でカラー画像処理装置の構成と同じ部分には同じ装置参
照番号を付して説明を省略する。

【００２１】本実施例では、入力される画像データ信号
は一旦フレームメモリ４０１に蓄えられる。次に、ＣＰ
Ｕ４０２はフレームメモリ４０１の内容を参照し、画像
データ中に含まれる最も彩度の高い色信号値を検出す
る。

【００２２】例えば、赤色の最も彩度の高い色（以後、
最外色と呼ぶ）の場合は、次式に従ってＳ_R 値を画素毎
に求め、Ｓ_R が最大となる画素のＲ、Ｇ、Ｂ値を赤の最
外色とする。

【００２３】Ｓ_R ＝Ｒ−Ｇ−Ｂ …（３） 以下同様に、他の７色についても最外色を求める（緑の
最外色はＳ_G ＝−Ｒ＋Ｇ−Ｂが最大、シアンの最外色は
Ｓ_C ＝−Ｒ＋Ｇ＋Ｂが最大、…以下同様）。

【００２４】このようにして求めたＲ、Ｇ、Ｂ値を
（２）式の対応関係に代入し、ａ_ijを求めれば、現在処
理対象となつている画像について最適の係数が得られ
る。求められたａ_ijはＣＰＵ４０２から色信号変換回路
４０３にセツトされ、以後は第１実施例と同様の処理を
行う。

【００２５】従って本実施例に従えば、入力画像データ
が必ずしもＣＲＴの再現範囲内の色を全て含んでいない
場合でも、画像中に含まれる各色の最も彩度の高い色信
号値を検出することによって色信号変換を行うので、Ｃ
ＲＴの色再現範囲外の色も異なる色として区別して表現
できる。 ［第３の実施例］以上、２つの実施例では、画像データ
を再現する出力装置間の原色の対応関係がわかれば、そ
れによつて最適の色信号変換が行なわれる。これを踏ま
えて、本実施例では、入力画像データ毎にその画像デー
タが持つ原色の情報（画像中の最も彩度の高い色信号）
を画像データヘツダとして格納しておき、このヘッダ情
報に基づいて色信号変換を実行する。なお、本実施例で
は色信号変換が実行された後の処理は、第１実施例と同
様となるので、図４に示す装置参照番号も図１と同じ番
号を付して説明を省略する。

【００２６】図４は本実施例のカラー画像処理装置の構
成を示すブロック図である。図４において、入力画像デ
ータは、ヘッダ部のデータがＣＰＵ５０１に、ＲＧＢ各
色成分のデータが色信号変換回路５０２に入力される。
ここで、ヘッダ部には入力画像の色信号の範囲があらか
じめヘツダ情報として与えられている。入力されるヘツ
ダ情報は前述した８原色各々のＲＧＢ各成分の値、合計
２４バイトのデータであり、ＣＰＵ５０１はａ_ijを演算
して求め、色信号変換回路５０２に係数をセツトする。

【００２７】いったん、色信号変換回路５０２でＲ′、
Ｇ′、Ｂ′各々の値が求められると、以降の処理は第１
実施例に従う。

【００２８】従って本実施例に従えば、ヘッダ部には入
力画像の色信号の範囲があらかじめヘツダ情報として与
えられ、色信号変換処理に必要な情報を分離独立して扱
うことができる。

【００２９】以上、３つの実施例では、８原色を合わせ
てマツピングする場合について説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではない。例えば、赤、緑、青、シ
アン、マゼンタ、イエローの６原色のみを対象としてマ
ツピングすることもできる。このとき（１）式は次式に
変更すれば良い。 ┌Ｒ′┐ ┌a₁₁ a₁₂ a₁₃ a₁₄ a₁₅ a₁₆ ┐ ┌Ｒ ┐ │Ｇ′│＝│a₂₁ a₂₂ a₂₃ a₂₄ a₂₅ a₂₆ │×│Ｇ │ └Ｂ′┘ └a₃₁ a₃₂ a₃₃ a₃₄ a₃₅ a₃₆ ┘ │Ｂ │…（４） │Ｒ×Ｇ/255 │ │Ｒ×Ｂ/255 │ └Ｇ×Ｂ/255 ┘ また、使用する色空間はＲＧＢに限定されるわけではな
く、他の色空間、例えばＬ^* ａ^* ｂ^* 表色系、Ｌ^* υ^*
ν^* 表色系、ＸＹＺ表色系など周知の表色系空間のいず
れに対しても、同じように利用できることは明らかであ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力カラー画像の原色点が画像出力部の原色点にマッピン
グされるように、これらの原色点から非線形項を含むマ
トリクス係数を演算して求め、その求められたマトリク
ス係数を用いて色空間圧縮処理を行うので、カラー画像
における色の連続性を色空間全体に対して良好に保たれ
た高品位なカラー画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のカラー画像処理装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】色信号変換回路が実行する色信号のマツピング
変換を説明するＣＩＥｘｙ色度図である。

【図３】本発明の第２実施例のカラー画像処理装置の構
成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第３実施例のカラー画像処理装置の構
成を示すブロック図である。

【図５】ＣＲＴとハードコピーの色再現範囲のちがいを
説明するＣＩＥｘｙ色度図である。

【符号の説明】 １０１ 色信号変換回路 １０２ 対数変換回路 １０３ 黒抽出回路 １０４ マスキング回路 １０５ ＵＣＲ回路 １０６ Ｄ／Ａ変換回路 １０７ 三角波発生回路 １０８ コンパレータ １０９ レーザドライバ １１０ 半導体レーザ １１１ ポリゴンミラー １１２ 感光ドラム ４０１ フレームメモリ ４０２ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−281065（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−288690（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−288662（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−238937（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−77741（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−114443（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−281524（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−126774（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−45642（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−254889（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像を表現するカラー画像データ
   を入力し、 前記カラー画像の色再現範囲を示す赤、緑、青、シア
   ン、マゼンタ、イエロ夫々に対応する前記カラー画像に
   含まれる最外色を前記カラー画像の原色点として求め、
   該カラー画像の原色点が画像出力部の色再現範囲を示す
   赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエロ夫々に対応する
   原色点にマッピングされるように、前記カラー画像の原
   色点及び前記画像出力部の原色点との関係から非線形項
   を含むマトリクス係数を演算し、 前記カラー画像データに対して、前記演算されたマトリ
   クス係数に応じた色空間圧縮処理を行い、 前記色空間圧縮されたカラー画像データに対して、プリ
   ンタの色素の不要吸収特性を補正するためのマスキング
   処理を行なう ことを特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】 前記カラー画像の原色点の情報が、前記
   カラー画像データのヘッダとして付加されていることを
   特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
3. 【請求項３】 前記非線形項は複数の色成分の乗算項で
   あることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
4. 【請求項４】 カラー画像を表現するカラー画像データ
   を入力する入力手段と、 前記カラー画像データに基づいてカラー画像を形成出力
   する画像形成手段と、 前記カラー画像の色再現範囲を示す赤、緑、青、シア
   ン、マゼンタ、イエロ夫々に対応する前記カラー画像に
   含まれる最外色を前記カラー画像の原色点として求め、
   該カラー画像の原色点が前記画像形成手段の色再現範囲
   を示す赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエロ夫々に対
   応する原色点にマッピングされるように、前記カラー画
   像の原色点及び前記画像形成手段の原色点との関係から
   非線形項を含むマトリクス係数を演算する演算手段と、 前記カラー画像データに対して、前記演算されたマトリ
   クス係数に応じた色空間圧縮処理を行う色空間圧縮処理
   手段と、 前記色空間圧縮されたカラー画像データに対して、プリ
   ンタの色素の不要吸収特性を補正するためのマスキング
   処理を行なうマスキング回路と を有することを特徴とす
   る画像処理装置。