JP3674645B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力画像信号を多次元ルックアップテーブル色変換手段によって色変換し、その色変換後の出力画像信号を画像出力装置に送出する画像処理装置における、多次元ルックアップテーブル色変換手段に対する係数を計算して書き替える装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
異なるカラー画像入出力装置において、色彩を管理することにより色彩の一貫性を保証しようとするシステム、いわゆるカラーマネージメントシステムや、カラーファクシミリシステムなどにおいては、一般に、入力画像信号としてCIE・Lab(L*a*b*と表記すべきであるが、本明細書では便宜上、*を省略する)信号に代表される均等色空間の画像信号が用いられる。
【0003】
そして、このような均等色空間の画像信号を、プリンタやディスプレイなどの所望の画像出力装置で印刷ないし表示する場合には、その均等色空間の入力画像信号を、その所望の画像出力装置の画像信号に変換する必要がある。
【0004】
従来、この色変換としては、行列演算や多項式演算を用いたもの、ないしそれらに階調補正を付加したものなどが知られている。
【0005】
しかし、このような行列演算や多項式演算、ないしそれらと階調補正の組み合わせなどによっては、上記の色変換を高精度に行うことができない場合も多い。例えば、面積階調による減色混合の印刷装置の場合、面積階調では一般に各色材間の相互作用やドットゲイン、オプティカルゲインなどが複雑に関与するため、行列演算や多項式演算、ないしそれらと階調補正の組み合わせでは、高精度に色変換を行うことができない。
【0006】
そこで、あらかじめ入力色空間上の座標点の変換結果を多次元ルックアップテーブル(以下、DLUTと略称する)のテーブル値として記録しておいて、そのDLUTを入力画像データにより索引することによって入力画像データを色変換することが考えられている。
【0007】
ただし、この場合、DLUTを入力値に1対1で対応したテーブル値を有するものとして、そのテーブル値そのものを変換後の出力値として取り出すようにすると、DLUTのテーブルサイズが膨大となる。
【0008】
そのため、一般には、DLUTを入力値の分割された領域ごとに対応したテーブル値を有するものとして、入力画像データの上位数ビットによりDLUTを索引するとともに、その出力されたテーブル値を入力画像データの下位数ビットにより補間することによって、最終的な出力値を得るようにする。その補間方法としては、立方体補間、三角柱補間、斜三角柱補間、四面体補間などが知られている。
【0009】
そして、上記のように均等色空間の画像信号を所望の画像出力装置の画像信号に変換するための、例えばLab信号をYMCK(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)信号に変換するための、上記のようなDLUT色変換器に対する係数を計算するには、例えば、ニューラルネットを用いてYMCK座標からLab座標への変換特性をプリンタモデルとして求め、そのプリンタモデルから次に、Lab座標からYMCK座標への変換特性をCCM(コンピュータカラーマッチング)によって算出するという手順がとられ、かなりの時間を要する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
DLUT色変換器で色変換するカラー複写機やカラープリンタなどの画像形成システムで、そのプリンタ部である画像出力装置の部品を交換するなどによって画像出力装置の色再現特性が変化した場合には、DLUT色変換器に対する係数を計算し直す必要がある。
【0011】
また、画像処理装置と画像出力装置がネットワークを介して接続されたネットワーク画像形成システムで、ネットワーク上の画像出力装置を他のものと交換し、またはネットワーク上に新たな画像出力装置を追加して接続する場合にも、画像処理装置内のDLUT色変換器に対する係数を計算し直し、またはDLUT色変換器に対する係数として新たな係数を求める必要がある。
【0012】
しかしながら、この場合、上述したようなプリンタモデルの作成などによって一から色変換係数を計算すると、計算量が膨大となって、かなり時間がかかる不都合がある。
【0013】
そこで、この発明は、入力画像信号を多次元ルックアップテーブル色変換手段によって色変換し、その色変換後の出力画像信号を画像出力装置に送出する画像処理装置において、多次元ルックアップテーブル色変換手段に対する係数を、少量の工数および計算によって短時間で算出することができるようにしたものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明の画像処理装置は、
入力画像信号を多次元ルックアップテーブルによる色変換手段によって色変換し、その色変換後の出力画像信号を画像出力装置に送出する画像処理装置において、
前記色変換手段に対する係数を再計算するに当たって、前記色変換手段に対するそれまでの係数から、デバイスに依存しない色空間と前記画像出力装置の色空間との関係を求めて、前記色変換手段に対する新たな係数を算出する係数算出手段と、この係数算出手段によって算出された新たな係数により、前記色変換手段に対する係数を書き替える係数書替手段とを備え、
前記係数算出手段は、
前記色変換手段に対するそれまでの係数における格子点の中から複数の代表格子点を選択して、その選択した代表格子点についての格子点データを色再現パッチとして前記画像出力装置により出力し、
その色再現パッチの濃度を測定して、その測色値と前記代表格子点についての本来の測色値とのずれベクトルを算出し、
その代表格子点についてのずれベクトルをもとに、すべての格子点についての本来の測色値と予想される実際の測色値とのずれベクトルを算出し、
すべての格子点の一つひとつを当該格子点として、当該格子点についての前記ずれベクトルの方向と大きさから、当該格子点の近傍のn個(nは複数)の格子点を選択し、
その選択したn個の格子点と当該格子点とからなる(n+1)個の格子点についての格子点データを、当該格子点についての前記ずれベクトルにより重み付き平均化することによって、当該格子点についての新たな格子点データを算出する、
ことを特徴とする画像処理装置である。
【0016】
【作用】
上記のように画像出力装置の部品を交換するなどによって画像出力装置の色再現特性が変化するために、またはネットワーク上の画像出力装置を他のものと交換し、もしくはネットワーク上に新たな画像出力装置を追加して接続するために、多次元ルックアップテーブル色変換手段に対する係数を計算し直し、または多次元ルックアップテーブル色変換手段に対する係数として新たな係数を求める場合には、すでに画像処理装置内には多次元ルックアップテーブル色変換手段に対する計算された係数が存在するとともに、新たな係数は、このすでに存在する係数に対して大きく変化するものではないと考えられる。
【0017】
その点から、上記のように構成した、この発明の画像処理装置においては、係数算出手段において、多次元ルックアップテーブル色変換手段に対するそれまでの係数から、デバイスに依存しない色空間と画像出力装置の色空間との関係を求めて、多次元ルックアップテーブル色変換手段に対する新たな係数を算出するので、少量の工数および計算によって短時間で、多次元ルックアップテーブル色変換手段に対する新たな係数が算出される。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明の画像処理装置の一例を備えた画像形成システムの一例を示す。
【0019】
この例の画像形成システムは、画像処理装置として、画像取込部10、画像信号発生部20、色変換部30、階調補正部40、制御部50、ユーザインタフェース部60およびスクリーン発生部70を備えて、これに画像出力装置80が接続され、画像出力装置80に光学濃度センサ90が設けられたものである。
【0020】
画像取込部10は、カラー複写機における、原稿上の画像を読み取って複写機内に入力画像データを取り込むスキャナ部、またはカラープリンタにおける、プリンタ内に入力画像データを取り込むデータ入力部である。
【0021】
画像信号発生部20は、制御部50により制御されて、色変換係数の計算のために後述するような画像データを出力する。
【0022】
色変換部30は、この例では、Lab信号をYMCK信号に変換するもので、3次元LUT(ルックアップテーブル)色変換器によって構成される。階調補正部40は、色変換部30からのYMCK信号の階調を補正するもので、具体的には1次元LUT階調補正器によって構成される。
【0023】
すなわち、図2は、色変換部30および階調補正部40の一例を示し、色変換部30は、Lab画像データLi,ai,biが3次元LUT色変換器31,32,33,34に共通に入力され、3次元LUT色変換器31,32,33,34からYMCK画像データYi,Mi,Ci,Kiが出力される構成とされ、階調補正部40は、3次元LUT色変換器31,32,33,34からの画像データYi,Mi,Ci,Kiが、それぞれ1次元LUT階調補正器41,42,43,44によって階調補正される構成とされる。
【0024】
ただし、3次元LUT色変換器31〜34は、それぞれ、例えば立方体補間による補間構成とされ、図3に示すように、近傍格子点アドレス生成部37、LUT格子点データ記憶部38および補間演算部39によって構成される。
【0025】
そして、それぞれ8ビットのLab画像データLi,ai,biのそれぞれ上位4ビットによって、近傍格子点アドレス生成部37により、図4に示すようにLab空間内のそれぞれ8ビットの画像データLi,ai,biで決まる点(座標)Oを内部に含む基本立方体の各頂点である近傍格子点P1〜P8のアドレスが生成され、その総計12ビットで表現される近傍格子点アドレスによってLUT格子点データ記憶部38がアクセスされる。
【0026】
LUT格子点データ記憶部38には、あらかじめ、色変換係数として、近傍格子点アドレス生成部37からの近傍格子点アドレスによって指定される基本立方体の8個の近傍格子点P1〜P8についての、3次元LUT色変換器31では画像データYi用の、3次元LUT色変換器32では画像データMi用の、3次元LUT色変換器33では画像データCi用の、3次元LUT色変換器34では画像データKi用の、それぞれ8ビットの後述するような格子点データが格納され、近傍格子点アドレス生成部37からの近傍格子点アドレスにより、その8個の近傍格子点P1〜P8についてのそれぞれ8ビットの格子点データが、LUT格子点データ記憶部38から順次読み出されて、補間演算部39に供給される。
【0027】
また、それぞれ8ビットのLab画像データLi,ai,biのそれぞれ下位4ビットが補間演算部39に供給されて、補間演算部39において後述するような補間演算がなされることにより、補間演算部39から、3次元LUT色変換器31では画像データYiが、3次元LUT色変換器32では画像データMiが、3次元LUT色変換器33では画像データCiが、3次元LUT色変換器34では画像データKiが、それぞれ8ビットデータとして得られる。
【0028】
Lab画像データLi,ai,biのそれぞれ上位4ビットで決まる基本立方体の近傍格子点P1〜P8と、その基本立方体内の点Oとの関係は、Lab画像データLi,ai,biのそれぞれ下位4ビットで決まる。
【0029】
補間演算部39では、図4に示すように、その基本立方体を、それぞれ点Oを通る、La平面、ab平面、Lb平面に平行な平面によって8個の直方体に分割して、それぞれ近傍格子点P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8と点Oを結ぶ線分を対角線とする直方体の体積をV1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8とし、体積V1〜V8の総和をVとし、LUT格子点データ記憶部38からの近傍格子点P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8についての格子点データをD1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8とすると、点Oの座標に相当する補間後のデータ値Ansとして、
が算出される。
【0030】
制御部50は、CPUを有し、画像形成システムの各部を制御するとともに、後述するように、色変換部30の3次元LUT色変換器31〜34に対する係数、すなわち上記の格子点データの再計算のための処理、およびその再計算後の格子点データの3次元LUT色変換器31〜34のLUT格子点データ記憶部38への書き込みを行う。
【0031】
ユーザインタフェース部60は、画像出力装置80の部品を交換するなどによって画像出力装置80の色再現特性が変化した場合など、色変換部30の3次元LUT色変換器31〜34に対する係数を計算し直す必要があるときに、ユーザが当該画像形成システムに対して、その係数の再計算を指示するものである。
【0032】
スクリーン発生部70では、色変換部30の3次元LUT色変換器31〜34から階調補正部40の1次元LUT階調補正器41〜44を通じたYMCK画像データがD/A変換され、その得られた画像信号が三角波などの参照波と比較されることにより二値化されて、レーザをオンオフ制御する二値化信号が得られる。
【0033】
画像出力装置80は、この例では電子写真方式のプリンタで、スクリーン発生部70からの二値化信号がレーザ駆動回路81に供給され、そのレーザ駆動回路81によってレーザ光スキャナ82のレーザ83が駆動され、そのレーザ83からのレーザ光によって帯電器84により帯電された感光ドラム85が露光されて、感光ドラム85上に静電潜像が形成される。
【0034】
さらに、その潜像が現像器86によってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像に現像され、そのトナー像が転写ドラム87上に供給された用紙1上に転写される。ただし、この場合、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの印刷は面順次でなされ、それぞれの印刷ごとにクリーナ88によって感光ドラム85上からトナーが除去される。
【0035】
そして、用紙1と対向するように光学濃度センサ90が設けられる。光学濃度センサ90は、発光部から用紙1上に光を発し、用紙1上からの光を受光部で受けることによって、用紙1上のトナー像の濃度を計測する。
【0036】
上記の画像形成システムでは、ユーザインタフェース部60によりユーザから当該システムに対して、色変換部30の3次元LUT色変換器31〜34に対する係数の再計算の指示があると、制御部50は、図5に示すような色変換係数再計算ルーチンによって、3次元LUT色変換器31〜34に対する係数を再計算する。
【0037】
すなわち、まず、ステップS1において、制御部50は、3次元LUT色変換器31〜34に対するそれまでの係数における、図6に示すようなLab空間(ただし、同図は便宜上、Lab空間をab平面で示す)の総計N個の格子点の中から、同図において◎を付して示すように(Lj,aj,bj)j=1〜Mで表されるM(M<N)個の代表格子点を選択する。代表格子点は、3次元格子点空間から均等に選択されるのが望ましい。
【0038】
次に、ステップS2において、制御部50は、この選択したM個の代表格子点のアドレス(Lj,aj,bj)j=1〜Mを、入力画像データとして画像信号発生部20から色変換部30に供給することにより、色変換部30から、そのM個の代表格子点における(Yj,Mj,Cj,Kj)j=1〜Mで表されるYMCKテーブル値のデータを出力させて、画像出力装置80によって用紙1上に色再現パッチを形成する。
【0039】
(Lj,aj,bj)j=1〜Mで表される代表格子点における(Yj,Mj,Cj,Kj)j=1〜Mで表されるYMCKテーブル値は、3次元LUT色変換器31〜34に対するそれまでの係数の一部である。
【0040】
次に、ステップS3において、制御部50は、そのM個の代表格子点についての色再現パッチを光学濃度センサ90に測色させて、図6で★を付して示すような、その(Ljx,ajx,bjx)j=1〜Mで表される測色値を取り込む。
【0041】
次に、ステップS4において、制御部50は、そのM個の代表格子点についての、(Lj,aj,bj)j=1〜Mで表される本来の測色値と、(Ljx,ajx,bjx)j=1〜Mで表される実際の測色値との、(Lj−Ljx,aj−ajx,bj−bjx)j=1〜Mで表される、ずれベクトルを算出する。
【0042】
次に、ステップS5において、制御部50は、この代表格子点についてのずれベクトルをもとに、すべての格子点についての、(Li,ai,bi)i=1〜Nで表される本来の測色値と、(Lix,aix,bix)i=1〜Nで表される予想される実際の測色値との、(Li−Lix,ai−aix,bi−bix)i=1〜Nで表される、ずれベクトルを算出する。
【0043】
最後に、ステップS6において、制御部50は、(Li,ai,bi)i=1〜Nで表される、それぞれの格子点について、ステップS5で求めた、図6で○を付して示す、その格子点についての、同図で破線の矢印で示す、ずれベクトルの方向と大きさから、その格子点の近傍の、同図で◇を付して示す3個または7個の格子点を選択し、その総計4個または8個の格子点のYMCKテーブル値を、その格子点についてのずれベクトルにより重み付き平均化することによって、その格子点に対する、(Yix,Mix,Cix,Kix)i=1〜Nで表される新たなYMCKテーブル値を求めて、色変換係数再計算ルーチンを終了する。
【0044】
その格子点についてのずれベクトルにより重み付き平均化される総計4個または8個の格子点のYMCKテーブル値は、3次元LUT色変換器31〜34に対するそれまでの係数の一部である。
【0045】
このように、色変換係数再計算ルーチンによって、3次元LUT色変換器31〜34に対する新たな係数、すなわち(Yix,Mix,Cix,Kix)i=1〜Nで表される新たなYMCKテーブル値を計算した後、制御部50は、その新たな係数を3次元LUT色変換器31〜34の格子点データ記憶部38に書き込む。
【0046】
このように、上述した例によれば、3次元LUT色変換器31〜34に対するそれまでの係数から、Lab色空間とYMCK色空間との関係を求めて、3次元LUT色変換器31〜34に対する新たな係数を算出するので、一から係数を計算する場合に比べて、はるかに少量の工数および計算によって、はるかに短時間で、3次元LUT色変換器31〜34に対する新たな係数を算出することができる。
【0047】
しかも、上述した例では、3次元LUT色変換器31〜34に対するそれまでの係数における格子点の中から代表格子点を選択し、その代表格子点についてのYMCKテーブル値のみにより色再現パッチを形成して、Lab色空間とYMCK色空間との関係を求めるので、Lab色空間とYMCK色空間との関係を求めるための測色に要する工数も大幅に削減することができる。
【0048】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば、多次元ルックアップテーブル色変換手段に対する係数を、少量の工数および計算によって短時間で算出することができ、特に、多次元ルックアップテーブル色変換手段に対するそれまでの係数における多数の格子点の中から複数の代表格子点を選択し、その選択した代表格子点についての格子点データ(テーブル値)のみにより色再現パッチを形成して、デバイスに依存しない色空間と画像出力装置の色空間との関係を求めるので、デバイスに依存しない色空間と画像出力装置の色空間との関係を求めるための測色に要する工数も大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の画像処理装置の一例を備えた画像形成システムの一例を示す図である。
【図2】図1の画像形成システムの色変換部および階調補正部の一例を示す図である。
【図3】図2の色変換部のそれぞれの3次元LUT色変換器の構成例を示す図である。
【図4】図3の3次元LUT色変換器における補間構成の一例を説明するための図である。
【図5】図1の画像形成システムの制御部が行う色変換係数再計算ルーチンの一例を示す図である。
【図6】色変換係数の再計算の説明に供する図である。
【符号の説明】
10 画像取込部
20 画像信号発生部
30 色変換部
31〜34 3次元LUT色変換器
40 階調補正部
50 制御部
60 ユーザインタフェース部
70 スクリーン発生部
80 画像出力装置
90 光学濃度センサ
Claims (2)
- 入力画像信号を多次元ルックアップテーブルによる色変換手段によって色変換し、その色変換後の出力画像信号を画像出力装置に送出する画像処理装置において、
前記色変換手段に対する係数を再計算するに当たって、前記色変換手段に対するそれまでの係数から、デバイスに依存しない色空間と前記画像出力装置の色空間との関係を求めて、前記色変換手段に対する新たな係数を算出する係数算出手段と、この係数算出手段によって算出された新たな係数により、前記色変換手段に対する係数を書き替える係数書替手段とを備え、
前記係数算出手段は、
前記色変換手段に対するそれまでの係数における格子点の中から複数の代表格子点を選択して、その選択した代表格子点についての格子点データを色再現パッチとして前記画像出力装置により出力し、
その色再現パッチの濃度を測定して、その測色値と前記代表格子点についての本来の測色値とのずれベクトルを算出し、
その代表格子点についてのずれベクトルをもとに、すべての格子点についての本来の測色値と予想される実際の測色値とのずれベクトルを算出し、
すべての格子点の一つひとつを当該格子点として、当該格子点についての前記ずれベクトルの方向と大きさから、当該格子点の近傍のn個(nは複数)の格子点を選択し、
その選択したn個の格子点と当該格子点とからなる(n+1)個の格子点についての格子点データを、当該格子点についての前記ずれベクトルにより重み付き平均化することによって、当該格子点についての新たな格子点データを算出する、
ことを特徴とする画像処理装置。 - 入力画像信号を多次元ルックアップテーブルによる色変換手段によって色変換し、その色変換後の出力画像信号を画像出力装置に送出する画像処理装置における、前記色変換手段に対する係数を再計算するに当たって、前記色変換手段に対するそれまでの係数から、デバイスに依存しない色空間と前記画像出力装置の色空間との関係を求めて、前記色変換手段に対する新たな係数を算出し、その算出した新たな係数により、前記色変換手段に対する係数を書き替える画像処理方法であって、
前記色変換手段に対するそれまでの係数における格子点の中から複数の代表格子点を選択して、その選択した代表格子点についての格子点データを色再現パッチとして前記画像出力装置により出力するステップと、
その色再現パッチの濃度を測定して、その測色値と前記代表格子点についての本来の測色値とのずれベクトルを算出するステップと、
その代表格子点についてのずれベクトルをもとに、すべての格子点についての本来の測色値と予想される実際の測色値とのずれベクトルを算出するステップと、
すべての格子点の一つひとつを当該格子点として、当該格子点についての前記ずれベクトルの方向と大きさから、当該格子点の近傍のn個(nは複数)の格子点を選択するステップと、
その選択したn個の格子点と当該格子点とからなる(n+1)個の格子点についての格子点データを、当該格子点についての前記ずれベクトルにより重み付き平均化することによって、当該格子点についての新たな格子点データを算出するステップと、
その算出した新たな格子点データにより、前記色変換手段に対する係数を書き替えるステップと、
を備えることを特徴とする画像処理方法。
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