JP4208771B2 - 画像処理方法、画像処理装置、画像形成装置、コンピュータプログラム、及び記録媒体 - Google Patents

画像処理方法、画像処理装置、画像形成装置、コンピュータプログラム、及び記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、デジタルカラー画像形成装置、例えばデジタルカラー複写機、又はカラーマネジメントシステム等で使用されるテーブル参照(LUT:Look Up Table)法により色変換を行う画像処理方法、該画像処理方法を実行する画像処理装置、該画像処理装置を備える画像形成装置、コンピュータを前記画像処理装置として機能させるコンピュータプログラム、及び該コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
デジタルカメラ、スキャナ等のカラー画像入力装置に入力されたR=Red、G=Green、及びB=Blueの色成分を有するRGB表色系の画素データを、カラー画像出力装置、例えば電子写真方式のデジタルカラー複写機、インクジェット方式・熱転写方式のカラープリンタ等に出力する際、色再現性の良い画像を出力すべく、RGB表色系の画素データをC=Cyan、M=Magenta、Y=Yellowの色成分を有するCMY表色系の画素データに適切に色補正して、色変換する色変換処理が行われている。色変換処理の方法としては、RGB表色系の画素データの内、選択された一部の画素データを色変換したCMY表色系の画素データをLUTに記憶させておき、LUTからCMY表色系の画素データを複数参照して線形補間演算することにより、画素データを色変換する3次元補間法がある。
3次元補間法による色変換について説明する。以下、画素データが有する色成分の階調数を256とする。まず、RGB表色系の画素データ(R0,G0,B0)を、上位4ビットと、下位4ビットとに分離する。R0、G0、及びB0は、夫々色成分RGBの階調値を示している。上位4ビットの値を(Hr,Hg,Hb)、下位4ビットの値を(Lr,Lg,Lb)とした場合、上位4ビットの値と下位4ビットの値との関係は次式(1)で表される。
(R0,G0,B0)=(Hr,Hg,Hb)×24 +(Lr,Lg,Lb) ・・・(1)
そして、色成分の階調値が0、16、32、・・・240、255の画素データ夫々に対応するCMY表色系の画素データを予め記憶しているLUTから、画素データ(Hr,Hg,Hb)×24 に対応するCMY表色系の画素データを複数読み出し、読み出した画素データ、及び下位4ビットの値(Lr,Lg,Lb)により補間演算を行う。
図11は、LUTが記憶する画素データを表した色空間の概念図である。図11に示すように、RGB表色系の色空間を16×16×16個の単位格子に等分し、各単位格子の格子点で示されるRGB表色系の画素データに対応するCMY表色系の画素データを記憶したLUTを作成する。pijk は、画素データ(Hr+i,Hg+j,Hb+k)×24 に対応するRGB表色系における格子点を示している。但し、i,j,k夫々は1又は0である。ここで、RGB表色系における格子点を除く任意の画素データpをCMY表色系の画素データf(p)に色変換する場合、次式(2)により補間演算を行う。但し、aはLr/16、bはLg/16、cはLb/16であり、f(pijk )は画素データpijk に対応するCMY表色系の画素データである。
f(p)=(1−a)(1−b)(1−c)・f(p000 )+a(1−b)(1−c)・f(p100 )+ab(1−c)・f(p110 )+(1−a)b(1−c)・f(p010 )+(1−a)(1−b)c・f(p001 )+a(1−b)c・f(p101 )+abc・f(p111 )+(1−a)bc・f(p011 ) ・・・(2)
このように、総数17×17×17の各格子点で表されるRGB表色系の画素データに対応するCMY表色系の画素データをLUTに記憶させ、LUTが記憶している画素データを用いて補間演算することにより、すべての画素データ、つまり256×256×256通りの画素データを色変換した画素データを予めLUTに記憶させておく必要が無くなる。
ところで、図11に示すように格子点に対応する画素データが有する色成分の階調値は、0、16、32、・・・224、240、255であり、各単位格子の格子幅、即ち各画素データの階調値の差は16、16、・・・16、15である。従って、階調値が241の色成分を有する画素データを補間演算により色変換する場合、階調値が240以下の画素データを色変換する処理手順をそのまま適用すると、色変換誤差が生じる。つまり、数式(2)に示すaの値をLr/15と演算しなければならないところで、aの値をLr/16として演算するため、色変換誤差が発生する。b、cの値についても同様である。なお、16で除算する処理は、ハードウェア的には画素データの階調値を4ビット右にシフトする処理により実現されるため、簡単な構成で高速に演算することができる。ところが、15で除算する処理はビットをシフトさせる処理により実現できず、ハードウェア的に複雑になり、演算速度の低下、及び画像処理速度の低下を招く。
この問題を回避するために、階調値が256の色成分を有する仮想的な画素データに対応するCMY表色系の画素データをLUTに記憶させ、補間演算する方法が提案されている。このように仮想的な画素データを設けた場合、最終段においても階調値の差が16となり、補間演算による色変換誤差は生じない。
また、最終段において色変換する場合、補間演算するための係数、例えばa、b、又はcを16/15倍して、補間演算する方法が提案されている(特許文献1)。
更に、画素データをビット反転し、ビット反転した画素データ、及びビット反転した画素データに対応するCMY表色系の画素データを記憶するLUTを用いて補間演算することにより、仮想点を設定する最終段近傍の色を黒色にして、色変換誤差を視認されないようにする画像処理方法が提案されている(特許文献2)。例えば、256階調の色成分を有する画素データを色変換する場合において、色変換誤差が発生する階調値241〜255は、階調値が0〜15の色成分を有する画素データをビット反転したものであるため、暗い画像部分において色変換誤差が発生する。従って、階調値が240〜255の明るい画像部分において色変換誤差が発生する場合に比べ、色変換誤差が視認されにくい。
特許第3022721号公報 特開2002−232731号公報
しかしながら、仮想点を設定する方法においては、実際には存在しない画素データを用いて補間演算するため、画素データの階調値が255近傍である場合、色変換誤差が発生するという問題があった。特に画素データの階調値が(255、255、255)である画素は白色となるため、変換誤差が目立ちやすく、この変換誤差の問題は大きい。
また、補間演算するための数式が有する係数を16/15倍にして補正する方法においては、前記係数に16/15=1.0666・・・を乗算するために、係数を小数として扱う必要があり、シフト演算で補間演算する場合に比べ、演算方法又は演算回路が複雑になり、画像処理能力が低下するという問題があった。
画素データの階調値をビット反転する方法においては、変換誤差を目立たなくすることが可能であるが、実際の所、変換誤差は発生しているため、画像又は色変換した画像の用途によっては変換誤差が問題となる場合があった。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、格子幅2m で等分される単位格子の格子点で示される第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを記憶するテーブルを予め用意し、2x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、格子幅2m で等分できるx+1ビットで2x +1階調の色成分を有する画素データに変換して、テーブルが記憶している画素データを複数用いて補間演算することにより、補間演算による色変換誤差が生じず、色変換精度を向上させることができる画像処理方法、該画像処理方法を実行する画像処理装置、該画像処理装置を備える画像形成装置、コンピュータを該画像処理装置として機能させるコンピュータプログラム、及び該コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
また、画素データの色成分の階調値が最大値である場合、図11に示すように格子点pijk が色空間の端又は端面に位置するため、補間演算を行う際、色空間の端又は端面を超えるようなpijk を参照することはできないが、補間演算に必要な画素データとして特定の画素データを用いて補間演算することにより、簡易な処理によって画素データを色変換することができる画像処理方法、該画像処理方法を実行する画像処理装置、該画像処理装置を備える画像形成装置、コンピュータを該画像処理装置として機能させるコンピュータプログラム、及び該コンピュータプログラムを記録したコンピュータでの読み取り可能な記録媒体を提供することを他の目的とする。
更に、画素データの色成分の階調値が最大値である場合、図11に示すように格子点pijk が色空間の端又は端面に位置するため、補間演算を行う際、色空間の端又は端面を超えるようなpijk を参照することはできないが、階調値を上位ビットと下位mビットとに分離し、上位ビットの値から1を減算し、減算した値を補うように下位ビットの値に2m を加算した画素データに基づいて補間演算することにより、簡易な処理によって画素データを色変換することができる画像処理方法、該画像処理装置を備える画像形成装置、コンピュータを前記画像処理装置として機能されるコンピュータプログラム、及び該コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを他の目的とする。
本発明に係る画像処理方法は、2x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換する画像処理方法において、2x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2m (m<x,0≦n≦2x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2m )を記憶するテーブルを用意する第1ステップと、2x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2x +1階調の色成分を有する画素データに変換する第2ステップと、該第2ステップで変換した第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2m )を複数用いて補間演算する第3ステップと、前記第2ステップで変換した画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離する第4ステップと、前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定する第5ステップとを備え、前記第3ステップは、前記第5ステップで前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、階調値がH・2 m =2 x の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(2 x )及び特定の画素データを用いて補間演算するステップと、前記第5ステップで前記色成分の階調値が最大値でないと判定した場合、階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )を用いて補間演算するステップとを備えることを特徴とする(但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)。
本発明に係る画像処理方法は、 x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換する画像処理方法において、2 x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2 m (m<x,0≦n≦2 x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2 m )を記憶するテーブルを用意する第1ステップと、2 x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2 x +1階調の色成分を有する画素データに変換する第2ステップと、該第2ステップで変換した第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2 m )を複数用いて補間演算する第3ステップと、前記第2ステップで変換した画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離する第4ステップと、前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定する第5ステップと、該第5ステップで前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、値Hから1を減算し、値Lに2 m を加算する第6ステップとを備え、前記第3ステップは、階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )及び値Lを用いて、補間演算するステップを備えることを特徴とする(但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)。
本発明に係る画像処理装置は、2x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換する画像処理装置において、2x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2m (m<x,0≦n≦2x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2m )を記憶するテーブルと、2x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2x +1階調の色成分を有する画素データに変換するデータ変換手段と、該データ変換手段が変換した第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2m )を複数用いて補間演算する補間演算手段と、前記データ変換手段が変換した画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離する分離手段と、前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定する判定手段とを備え、前記補間演算手段は、前記判定手段が、前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、階調値がH・2 m =2 x の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(2 x )及び特定の画素データを用いて補間演算する手段と、前記判定手段が、前記色成分の階調値が最大値でないと判定した場合、階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )を用いて補間演算する手段とを備えることを特徴とする(但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)。
本発明に係る画像処理装置は、 x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換する画像処理装置において、2 x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2 m (m<x,0≦n≦2 x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2 m )を記憶するテーブルと、2 x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2 x +1階調の色成分を有する画素データに変換するデータ変換手段と、該データ変換手段が変換した第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2 m )を複数用いて補間演算する補間演算手段と、前記データ変換手段が変換した画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離する分離手段と、前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段が、前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、値Hから1を減算し、値Lに2 m を加算する手段とを備え、前記補間演算手段は、階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )及び値Lを用いて、補間演算するように構成してあることを特徴とする(但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)。
本発明に係る画像形成装置は、前記画像処理装置を備え、該画像処理装置が色変換した画素データに基づき、画像を形成することを特徴とする。
本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、2x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、2x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2m (m<x,0≦n≦2x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2m )を記憶するテーブルを用意させる第1ステップと、コンピュータに、2x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2x +1階調の色成分を有する画素データに変換させる第2ステップと、コンピュータに、前記第2ステップで変換された第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2m )を複数用いて補間演算させる第3ステップと、コンピュータに、前記第2ステップで変換された画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離させる第4ステップと、コンピュータに、前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定させる第5ステップとを含み、前記第3ステップは、コンピュータが前記第5ステップで前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、コンピュータに、階調値がH・2 m =2 x の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(2 x )及び特定の画素データを用いて補間演算させるステップと、コンピュータが前記第5ステップで前記色成分の階調値が最大値でないと判定した場合、コンピュータに、階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )を用いて補間演算させるステップとを含むことを特徴とする(但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)。
本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、2 x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、2 x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2 m (m<x,0≦n≦2 x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2 m )を記憶するテーブルを用意させる第1ステップと、コンピュータに、2 x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2 x +1階調の色成分を有する画素データに変換させる第2ステップと、コンピュータに、前記第2ステップで変換された第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2 m )を複数用いて補間演算させる第3ステップと、コンピュータに、前記第2ステップで変換された画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離させる第4ステップと、コンピュータに、前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定させる第5ステップと、コンピュータが前記第5ステップで前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、コンピュータに、値Hから1を減算させ、値Lに2 m を加算させる第6ステップとを含み、前記第3ステップは、コンピュータに、階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )及び値Lを用いて、補間演算させるステップを含むことを特徴とする(但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)。
本発明に係る記録媒体は、前記コンピュータプログラムを記録したことを特徴とする。
本発明にあっては、画素データの色成分の階調数を2x 階調から2x +1階調に変換する。従って、前記色成分の階調数は、色空間を2m で端数なく等分することができる階調数となる。例えば、図3に示すように、8ビットで28 =256階調を、9ビットで28 +1=257階調に変換した場合、0、16、・・・250、256と24 で端数なく等分することができる。
一方で、2x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2m (0≦n≦2x-m )の画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2m )を記憶するテーブルを用意する。テーブルが記憶する画素データf(n・2m )は、テーブルが記憶していない任意の階調値を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを補間演算により演算するためのデータである。任意の階調値を有する第1表色系の画素データを色変換する場合、予め記憶した第2表色系の画素データf(n・2m )を複数用いて演算するが、画素データf(n・2m )に対応する第1表色系画素データ夫々の階調値の差は2m であるため、色変換する画素データの階調値に関わらず、同様な処理手順で色変換を行うことができる。従って、色変換する画素データの階調値に関わらず、補間演算による色変換誤差は発生しない。特に、最大値に近い階調値を有する画素データの色変換において、色変換誤差が発生しない。また、補間演算において2m で除算する場合、シフト演算により除算することができる。
本発明にあっては、色変換する画素データの色成分の階調値が最大値でない場合、階調値がH・2m 、及び(H+1)・2m の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2m ),f((H+1)・2m )を用いて補間演算する。色変換する画素データの色成分の階調値が最大値である場合、階調値が(H+1)・2m の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データは存在しないが、階調値がH・2m =2x に対応する第2表色系の画素データf(2x )は、最大値を有する画素データに対応する第2表色系の画素データそのものである。従って、最大値の色成分を有しない画素データを色変換する場合と同様な処理で、H・2m と、特定の画素データ、即ち任意の階調値を有する画素データを読み出して補間演算することにより、最大値を有する画素データを簡易な方法によって色変換することができる。
例えば、数式(2)により、補間演算を行う場合であって、Rの色成分の階調値が最大値256であるとき、Lr/16=aの値は0となり、階調値が(H+1)・2m の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データであるf(p100 )、f(p110 )、f(p101 )、及びf(p111 )を有する項はすべて0となる。従って、補間演算する際、f(p100 )、f(p110 )、f(p101 )、及びf(p111 )として、任意の階調値を有する画素データを割り当てれば良く、最大値を有する画素データであっても複雑な処理を行わず、色変換することができる。
本発明にあっては、色変換する画素データの色成分の階調値が最大値でない場合、階調値がH・2m 、及び(H+1)・2m の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2m ),f((H+1)・2m )を用いて補間演算する。色変換する画素データの色成分の階調値が最大値である場合、上位ビットの値Hから1を減算し、減算した値を補うように下位ビットの値Lに2m を加算する。ここで、1を減算された値HをH1、2m を加算された値LをL1とした場合、階調値がH1、(H1+1)の画素データに対応する第2表色系の画素データと、値L1とを用いて補間演算する。つまり、図3に示す端面に位置する画素データを色変換する場合、端面を構成する単位格子が有する格子点を用いて補間演算する。従って、最大値の色成分を有しない画素データを色変換する場合と同様な処理で、H1及びL1により色変換を行うことができる。
本発明にあっては、前記画像処理装置が色変換した画素データに基づき、画像を形成するため、色変換誤差が生じず、色再現性の良い画像を形成することができる。
本発明にあっては、記録媒体から読み出されたコンピュータプログラムを実行することによって、コンピュータを前記画像処理装置として機能させることができる。
本発明にあっては、簡易な方法又は構成によって、補間演算による色変換誤差が生じない色変換を行うことができる。
本発明にあっては、特定の画素データを読み出して補間演算することにより、最大値を有する画素データを、簡易な方法及び構成によって色変換することができる。
本発明にあっては、特定の画素データによらず、最大値を有しない画素データを色変換する場合と同様の処理手順により、色変換することができる。
本発明にあっては、色変換誤差が生じず、色再現性の良い画像を形成することができる。
本発明にあっては、コンピュータを、補間演算による色変換誤差が生じない画像処理装置として機能させることができる。
(実施の形態1)
以下、本発明に係る画像処理方法及び該画像処理方法を実行する画像処理装置をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図1は、本発明に係る画像処理装置が備える色補正部10を示すブロック図である。色補正部10は、第1表色系、例えばRGB表色系の画素データを第2表色系、例えばCMY表色系の画素データに色変換する機能を有している。色補正部10は、入力されたRGB表色系の画素データの階調数を変換するデータ変換部100、データ変換部100で階調数が変換された画素データのビットを上位ビットと下位ビットとに分離するビット数分離部101、ビット数分離部101で分離された上位ビットをアドレスデータとしてLUT103から画素データを読み出すテーブルアクセス部102、並びにテーブルアクセス部102から読み出した画素データ及び前記下位ビットに基づき画素データを補間演算する補間演算部104を備えている。画像処理装置に入力される画素データは、水平方向及び垂直方向にマトリクス状に配列した複数の画素から選択された一の画素の画素データ、つまり選択された一の画素が有する複数の色成分の階調値である。
データ変換部100は、入力される画素データの色成分RGB夫々の階調数を2x =28 =256階調から2x +1=28 +1=257階調に変換する第1データ変換部100a、第2データ変換部100b、第3データ変換部100cとから構成されている。図2は、画素データが有する色成分の階調値と、データ変換部100で階調値が変換された画素データの階調値との関係を示す図である。横軸の入力データは入力された画素データの階調値を、縦軸の出力データはデータ変換部100で階調値が変換された画素データの階調値を示しており、直線aは256階調の画素データと、該画素データを256/255倍して変換した257階調の画素データとの関係を示している。直線bは、画素データの階調値が変換されない場合の入力データと出力データとの関係を示している。より具体的には、入力される画素データを(R0,G0,B0)とした場合、データ変換部100によって階調値が変換された画素データ(R1,G1,B1)は、次式(3)〜(5)で表される。但し、R0、G0、B0は夫々画素データの色成分R、G、Bの階調値である。
R1=R0 (0≦R0<128)
R0+1 (128≦R0≦255) ・・・(3)
G1=G0 (0≦G0<128)
G0+1 (128≦G0≦255) ・・・(4)
B1=B0 (0≦B0<128)
B0+1 (128≦B0≦255) ・・・(5)
データ変換部100で階調値が変換された色成分RGB夫々の階調値R1、G1、及びB1の画素データは、シアンビット数分離部101a、マゼンタビット数分離部101b、及びイエロービット数分離部101cへ出力される。シアンビット数分離部101aは、データ変換部100で階調値が変換された画素データ(R1,G1,B1)のビット数を上位(x+1−m)=(8+1−4)=5ビット(Hr1,Hg1,Hb1)と下位m=4ビット(Lr1,Lg1,Lb1)とに分離し、分離した上位5ビットのデータをシアンテーブルアクセス部102aへ出力し、下位4ビットのデータをシアン3次元補間演算部104aへ出力する機能を備えている。なお、Hr1,Hg1,Hb1夫々は、特許請求の範囲に記載の値Hに対応し、Lr1,Lg1,Lb1夫々は、特許請求の範囲に記載の値Lに対応している。
シアンテーブルアクセス部102aは、シアンビット数分離部101aから入力された上位5ビット(Hr1,Hg1,Hb1)に基づいてアドレスデータを生成し、生成したアドレスデータにより、シアンテーブルアクセス部102aに設けられたシアンLUT103aから画素データを複数読み出し、シアン3次元補間演算部104aへ出力する。
図3は、シアンテーブルアクセス部102aに設けられたシアンLUT103aが記憶する画素データを表した色空間の概念図である。R軸、G軸、B軸は画素データの色成分R、G、Bの階調値を夫々示している。色空間は、2m ×2m ×2m =24 ×24 ×24 =16×16×16=4096個の単位格子に分割され、17×17×17個の格子点を有している。各格子点は画素データの上位5ビットで表されるものであり、シアンLUT103aは画素データの上位5ビットをアドレスとして、格子点の画素データに対応するCMY表色系の画素データを記憶している。格子点以外の点の画素データは、前記格子点の近傍にある8つの格子点に対応するCMY表色系の画素データと、下位4ビットの値とから演算される。i,j,k夫々を0又は1とした場合、色空間におけ格子点pijk は、画素データ(Hr1+i,Hg1+j,Hb1+k)×24 を示しており、シアンテーブルアクセス部102aは格子点pijk に対応するCMY表色系の画素データfC (pijk )を読み出す。但し、fC (pijk )は、色空間における格子点pijk で示す画素データに対応するCMY表色系の画素データである。つまり、fC (pijk )は、階調値がn・2m =n・24 =16nの色成分を有する画素データに対応するCMY表色系の画素データである。但し、nは0≦n≦2x-m =28-4 =24 =16の整数である。
シアン3次元補間演算部104aは、シアンテーブルアクセス部102aから出力された画素データfC (pijk )と、シアンビット数分離部101aから出力された下位4ビットのデータ(Lr1,Lg1,Lb1)とに基づき、画素データ(R1,G1,B1)に対応するCMY表色系における画素データの色成分シアンの階調値を補間演算し、補間演算した画素データを外部へ出力する。階調値fC (p)の補間演算は次式(6)〜(9)により行われる。fC (p)は、画素データ(R1,G1,B1)に対応するCMY表色系の画素データの色成分シアンの階調値である。
C (p)=(1−a)(1−b)(1−c)・fC (p000 )+a(1−b)(1−c)・fC (p100 )+ab(1−c)・fC (p110 )+(1−a)b(1−c)・fC (p010 )+(1−a)(1−b)c・fC (p001 )+a(1−b)c・fC (p101 )+abc・fC (p111 )+(1−a)bc・fC (p011 ) ・・・(6)
a=Lr1/16 ・・・(7)
b=Lg1/16 ・・・(8)
c=Lb1/16 ・・・(9)
マゼンタの色成分についても同様にして補間演算する。つまり、データ変換部100で階調値が変換され、マゼンタビット数分離部101bに出力された画素データ(R1,G1,B1)のビット数を上位(x+1−m)=(8+1−4)=5ビット(Hr2,Hg2,Hb2)と下位m=4ビット(Lr2,Lg2,Lb2)とに分離し、分離した上位5ビットのデータをマゼンタテーブルアクセス部102bに出力し、下位4ビットのデータをマゼンタ3次元補間演算部104bに出力する。マゼンタテーブルアクセス部102bは、マゼンタビット数分離部101bから出力された上位5ビット(Hr2,Hg2,Hb2)に基づき、格子点pijk に対応するCMY表色系の画素データをマゼンタLUT103bから読み出す。マゼンタLUT103bは、RGB表色系の画素データ(Hr2,Hg2,Hb2)×24 をCMY表色系に変換した画素データを、アドレス(Hr2,Hg2,Hb2)に記憶している。そして、マゼンタテーブルアクセス部102bは、読み出した画素データfM (pijk )をマゼンタ3次元補間演算部104bへ出力する。マゼンタ3次元補間演算部104bは、マゼンタテーブルアクセス部102bから出力された画素データfM (pijk )と、マゼンタビット数分離部101bから出力された下位4ビットのデータ(Lr2,Lg2,Lb2)とに基づき、画素データ(R1,G1,B1)に対応するCMY表色系における画素データの色成分マゼンタの階調値を補間演算し、補間演算した画素データを外部へ出力する。
なお、fM (pijk )は、階調値がn・2m =n・24 =16nの色成分を有する画素データに対応するCMY表色系の画素データである。但し、nは0≦n≦2x-m =28-4 =24 =16の整数である。また、Hr2,Hg2,Hb2夫々は、特許請求の範囲に記載の値Hに対応し、Lr2,Lg2,Lb2夫々は、特許請求の範囲に記載の値Lに対応している。
イエローの色成分についても同様にして補間演算する。つまり、データ変換部100で階調値が変換され、イエロービット数分離部101cに出力された画素データ(R1,G1,B1)のビット数を上位5ビット(Hr3,Hg3,Hb3)と下位4ビット(Lr3,Lg3,Lb3)とに分離し、分離した上位5ビットのデータをイエローテーブルアクセス部102cに出力し、下位4ビットのデータをイエロー3次元補間演算部104cへ出力する。イエローテーブルアクセス部102cは、イエロービット数分離部101cから出力された上位5ビット(Hr3,Hg3,Hb3)に基づき、格子点pijk に対応するCMY表色系の画素データをイエローLUT103cから読み出す。イエローLUT103cは、RGB表色系の画素データ(Hr3,Hg3,Hb3)×24 をCMY表色系に変換した画素データを、アドレス(Hr3,Hg3,Hb3)に記憶している。そして、イエローテーブルアクセス部102cは、読み出した画素データfY (pijk )をイエロー3次元補間演算部104cへ出力する。イエロー3次元補間演算部104cは、イエローテーブルアクセス部102cから出力された画素データfY (pijk )と、イエロービット数分離部101cから出力された下位4ビットのデータ(Lr3,Lg3,Lb3)とに基づき、画素データ(R1,G1,B1)に対応するCMY表色系における画素データの色成分イエローの階調値を補間演算し、補間演算した画素データを外部へ出力する。
なお、fY (pijk )は、階調値がn・2m =n・24 =16nの色成分を有する画素データに対応するCMY表色系の画素データである。但し、nは0≦n≦2x-m =28-4 =24 =16の整数である。Hr3,Hg3,Hb3夫々は、特許請求の範囲に記載の値Hに対応し、Lr3,Lg3,Lb3夫々は、特許請求の範囲に記載の値Lに対応している。
データ変換部100の変換、ビット数分離部101のビット数分離、テーブルアクセス部102のテーブルアクセス、及び補間演算部104における補間演算夫々は、マイクロコンピュータである制御部105の制御により機能している。
特許請求の範囲に記載のテーブルは、シアンLUT部103a、マゼンタLUT部103b、イエローLUT部103cにより実現され、データ変換手段は、第1乃至第3データ変換部100a、100b、100cにより実現され、分離手段は、シアンビット数分離部101a、マゼンタビット数分離部101b、イエロービット数分離部101cにより実現されている。また、補間演算手段は、シアン3次元補間演算部104a及びシアンテーブルアクセス部102a、マゼンタ3次元補間演算部104b及びマゼンタテーブルアクセス部102b、イエロー3次元補間演算部104c及びイエローテーブルアクセス部102cにより実現されている。更に、判定手段は、制御部105により実現されている。
LUT103にCMY表色系の画素データを記憶させる処理手順を説明する。図4は、テーブルアクセス部102を作成する制御部105の処理手順を示すフローチャートである。まず、制御部105は、変数γ、β、及びα夫々に0を設定する(ステップS1、ステップS2、ステップS3)。次いで、制御部105は、画素データp=(α,β,γ)×24 に対応するCMY表色系の画素データが有する色成分の階調値、即ちシアンの階調値fC (p)、マゼンタの階調値fM (p)、イエローの階調値fY (p)を演算する(ステップS4)。
ステップS4の演算は、例えば、カラー画像出力装置においてCMYの各色パッチを出力し、出力した各色パッチをカラー画像入力装置でRGBデータとして読み取り、読み取ったRGBデータ、即ち画素データの階調値をデータ変換部100で変換して、出力したCMYデータの画素データと階調値が変換されたRGBデータの画素データとを対応付けるニューラルネットワーク、又はマスキング演算係数決定法により、カラー画像出力装置及びカラー画像入力装置の入出力特性、即ちCMYデータとRGBデータとの関数fC 、fM 、fY を特定する係数を決定し、得られた関数に基づいて行うものである。
あるいは、補間演算により画素データp=(α,β,γ)×24 に対応するCMY表色系の画素データが有する色成分を算出しても良い。一次元の色成分、例えば色成分Rの場合を説明をする。
図5は、256階調の色成分を有するRGB表色系及びCMY表色系の画素データの関係を示す図である。横軸の入力画素データは256階調のRGB表色系における画素データの階調値であり、縦軸のテーブル値はRGB表色系の画素データに対応するCMY表色系における画素データの階調値である。まず、補間演算する際、256階調の色成分を有するRGB表色系の画素データに対応するCMY表色系の画素データを算出し、記憶する。つまり、図5において、RGB表色系における階調値240、255夫々に対応するCMY表色系の階調値50、200等を算出する。
そして、257階調におけるRGB表色系の画素データの内、α×24 の階調値を有する画素データに対応するCMY表色系の画素データを補間演算する。257階調の階調値256は、256階調の階調値256×255/256=255に対応する。階調値が255の画素データに対応するCMY表色系の階調値は図5に示すように200である。そこで、階調値256に対応するCMY表色系の画素データとして、LUT103に200を割り当てる。同様に、257階調の階調値240は、256階調の階調値240×255/256≒239に対応する。そこで、階調値が239の画素データに対応するCMY表色系の画素データY”を次式(10)により補間演算する。
200−Y”:50−Y”=16:1
Y”=(16×50−200)/(16−1)=40 ・・・(10)
式(10)により、階調値239に対応するCMY表色系の画素データの階調値、即ち257階調の階調値が240の画素データに対応するCMY表色系の画素データは、40と算出される。3次元の画素データについても同様にして257階調の階調値が(α,β,γ)×24 の画素データに対応するCMY表色系の画素データを補間演算する。
そして、制御部105は、演算した色成分シアンの階調値fC (p)をシアンLUT103aのアドレス(α,β,γ)に記憶させる(ステップS5)。同様にして、制御部105は、演算した色成分マゼンタの階調値fM (p)をマゼンタLUT103bのアドレス(α,β,γ)に記憶させ(ステップS6)、色成分イエローの階調値fY(p)をイエローLUT103cのアドレス(α,β,γ)に記憶させる(ステップS7)。
次いで、制御部105は、αが16であるか否かを判定する(ステップS8)。αが16であると判定した場合(ステップS8:YES)、制御部105はβが16であるか否かを判定する(ステップS10)。αが16でないと判定した場合(ステップS8:NO)、制御部105はαに1を加算し(ステップS9)、処理をステップS4に戻す。
βが16であると判定した場合(ステップS10:YES)、γが16であるか否かを判定する(ステップS12)。βが16でないと判定した場合(ステップS10:NO)、制御部105はβに1を加算し(ステップS11)、処理をステップS3に戻す。γが16であると判定した場合(ステップS12:YES)、処理を終了する。γが16でないと判定した場合(ステップS12:NO)、γに1を加算し(ステップS13)、処理をステップS2に戻す。
以上の処理により、画素データの階調値α、β、γ=0、16、・・・240、256夫々の組み合わせ、17×17×17通りの画素データp=(α,β,γ)×24 に対応するCMY表色系の画素データの色成分の階調値がLUT103に記憶される。
図6、図7は、3次元補間演算による色変換を実行する制御部105の処理手順を示すフローチャートである。制御部105は、入力された画素データ(R0,G0,B0)のビット数を8ビットから9ビットに変換し、階調値を式(3)〜(5)により変換する(ステップS20)。
そして、制御部105は、ビット数及び階調値を変換した画素データ(R1,G1,B1)をシアンビット数分離部101aにより、上位5ビット(Hr1,Hg1,Hr1)と、下位4ビット(Lr1,Lg1,Lb1)とに分離する(ステップS21)。同様にして、マゼンタビット数分離部101bにより、上位5ビット(Hr2,Hg2,Hr2)と、下位4ビット(Lr2,Lg2,Lb2)とに分離し、イエロービット数分離部101cにより、上位5ビット(Hr3,Hg3,Hb3)と、下位4ビット(Lr3,Lg3,Lb3)とに分離する。次いで、制御部105は補間演算に必要な画素データ、特に色成分シアンの階調値fC (pijk )の設定を行うサブルーチンを呼び出す(ステップS22)。
前記サブルーチンにおいて制御部105は、Hr1が16であるか否かを判定する(ステップS30)。Hr1が16であると判定した場合(ステップS30:YES)、制御部105はHr1から1を減算し(ステップS31)、Lr1に16を設定する(ステップS32)。
ステップS32の処理を終えた場合、又はステップS30においてHr1が16ではないと判定した場合(ステップS30:NO)、制御部105はHg1が16であるか否かを判定する(ステップS33)。Hg1が16であると判定した場合(ステップS33:YES)、制御部105はHg1から1を減算し(ステップS34)、Lg1に16を設定する(ステップS35)。
ステップS35の処理を終えた場合、又はステップS33においてHg1が16ではないと判定した場合(ステップS33:NO)、制御部105はHb1が16であるか否かを判定する(ステップS36)。Hb1が16であると判定した場合(ステップS36:YES)、制御部105はHb1から1を減算し(ステップS37)、Lb1に16を設定する(ステップS38)。
ステップS38の処理を終えた場合、又はステップS36においてHb1が16でないと判定した場合(ステップS36:NO)、制御部105は(Hr1+i,Hg1+j,Hb1+k)をアドレスデータとして、シアンLUT103aからデータfC (pijk )を読み出し、記憶する(ステップS39)。但し、ステップS39では、i、j、kに0又は1を設定し8個のfC (pijk )を読み出す。fC (pijk )を読み出し終えた場合、制御部105はサブルーチンを終了する。
次いで制御部105は、シアンLUT103aから読み出したfC (pijk )と、下位4ビットの値(Lr1,Lg1,Lb1)とを用いて、式(6)〜(9)により、fC (p)を補間演算し、補間演算した色成分シアンの階調値fC (p)を外部へ出力する(ステップS23)。
次いで制御部105は、マゼンタの階調値を補間演算すべく、補間演算に必要な画素データ、特に色成分マゼンタの階調値fM (pijk )の設定を行うサブルーチンを呼び出す(ステップS24)。階調値fM (pijk )の設定手順は、図7に示す手順と同様である。サブルーチンの処理を終えた場合、制御部105はfM (pijk )と、下位4ビットの値(Lr2,Lg2,Lb2)とを用いてfM (p)を補間演算し、補間演算した色成分マゼンタの階調値fM (p)を外部へ出力する(ステップS25)。
次いで制御部105は、イエローの階調値を演算すべく、補間演算に必要な画素データ、特に色成分イエローの階調値fY (pijk )の設定を行うサブルーチンを呼び出す(ステップS26)。階調値fY (pijk )の設定手順は、図7に示す手順と同様である。サブルーチンの処理を終えた場合、制御部105はfY (pijk )と、下位4ビットの値(Lr3,Lg3,Lb3)とを用いてfY (p)を補間演算し、補間演算した色成分イエローの階調値fY (p)を外部へ出力する(ステップS27)。
本発明によれば、データ変換部100が画素データの色成分の階調数を256階調から257階調に変換するため、図3に示すように257階調の色成分を有する画素データの色空間を格子幅が24 の単位格子に等分することができる。そして、格子点(α,β,γ)×24 (α,β,γ=0〜16)に対応するCMY表色系の画素データを複数用いて補間演算する。従って、色空間の端、又は端面近傍の画素データ、即ち階調値が240〜255の画素データを色変換する場合であっても、色空間の端又は端面近傍に位置しない画素データを色変換する場合と同様の処理手順で補間演算することができ、補間演算による色変換誤差は生じない。
図7の処理について説明する。画素データが最大の階調値を有する場合、例えばデータ変換部100で階調数が変換された画素データが(256,240,240)である場合、上位5ビットの値は(16,15,15)で下位4ビットの値は(0,0,0)となるため、画素データp1jk に対応するCMY表色系の画素データは存在せず、補間演算できない。ところが、ステップS31、32の処理により、上位5ビットの値は(15,15,15)で下位4ビットの値は(16,0,0)となる。そして、補間演算は、pijk =(15+i,15+j,15+k)に対応するCMY表色系の画素データfC (pijk )を用いて実行する。従って、シアンLUT103aが記憶している画素データfC (pijk )を用いることにより、最大値を有しない画素データと同様の処理手順で補間演算することができ、簡易な加減算により最大値を有する画素データを補間演算することができる。
本発明によれば、図3に示すように単位格子の格子幅がすべて24 =16の格子点に対応するCMY表色系の画素データを用いて、任意の画素データをCMY表色系の画素データに補間演算するため、色変換誤差が生じない。特に、最大又は最小階調値近傍の色成分を有する画素データを色変換する場合において、補間演算による色変換誤差が生じない。
また、数式(6)〜(9)により補間演算する場合における、24 の除算は、シフト演算により行うことができるため、簡易な方法又は簡単なハードウェア構成により補間演算を実行することができる。従って、補間演算による色変換を効率良く実行することができる。
更に、最大値を有する画素データであっても、簡易な方法及び構成によって色変換することができる。
なお、第2表色系としてCMY表色系の場合を説明したが、第2の表色系が色材信号以外の場合(CIE1976L*a*b*信号(CIE: Commission International de l’Eclairage :国際照明委員会。L*: 明度、a*、b*: 色度)、又はXYZ(反射による物体色の三刺激値)等)のときも同様にして処理すれば良い。
また、本実施の形態においては、LUT103が記憶する画素データは、格子幅が24 の単位格子の格子点に対応するCMY表色系の画素データを記憶させているが、他の格子幅、例えば格子幅が23 階調である単位格子の格子点に対応するCMY表色系の画素データを記憶させても良い。
更に、本実施の形態においては、8ビットで256階調の画素データを色変換しているが、これに限るものではなく、9ビットで512階調、その他の画素データを色変換する場合にも本発明を適用することができる。
更にまた、本実施の形態においては、3次元補間演算方法として8点補間を示したが、これに限るものではなく、例えば、特公昭58−16180号公報に示す4点補間、又は6点補間等でも良い。図3に示す単位格子の格子点のいずれか4点、又は6点に対応する画素データを用いて補間演算する4点補間、又は6点補間によれば、8点補間に比べ演算式が簡単になり、高速に補間演算を行うことができる。
(実施の形態2)
実施の形態2に係る画像処理方法及び該画像処理方法を実行する画像処理装置を詳述する。画像処理装置は、実施の形態1と同様の構成を備えており、ステップS22、24、26で制御部105が実行するサブルーチンのみが異なる。従って、実施の形態1と同様な構成、処理手順、その作用及び効果についてはその説明を省略する。
図8は、補間演算に必要な画素データの色成分シアンの階調値fC (pijk )の設定を行うための処理手順を示すフローチャートである。まず制御部105は、変数k、j、i夫々に0を設定する(ステップS100、101、102)。そして、制御部105は、Hr1+i、Hg1+j、Hb1+k夫々を算出し(ステップS103)、Hr1+i、Hg1+j、Hb1+kのいずれかが17であるか否かを判定する(ステップS104)。Hr1+i、Hg1+j、Hb1+kのいずれかが17であると判定した場合(ステップS104:YES)、制御部105は補間演算に必要なデータfC (pijk )としてダミーデータを設定する(ステップS105)。Hr1+i、Hg1+j、Hb1+kのいずれも17でないと判定した場合(ステップS104:NO)、制御部105は、(Hr1+i、Hg1+j、Hb1+k)をアドレスとして、シアンLUT103aから画素データfC (pijk )を読み出し、シアン3次元補間演算部104aへ出力する(ステップS106)。
ステップS105又はステップS106の処理を終えた場合、制御部105は変数iが1であるか否かを判定する(ステップS107)。変数iが1であると判定した場合(ステップS107:YES)、制御部105は変数jが1であるか否かを判定する(ステップS109)。変数iが1でないと判定した場合(ステップS107:NO)、変数iに1を加算し(ステップS108)、処理をステップS103に戻す。
変数jが1であると判定した場合(ステップS109:YES)、制御部105は変数kが1であるか否かを判定する(ステップS111)。変数jが1でないと判定した場合(ステップS109:NO)、制御部105は変数jに1を加算し(ステップS110)、処理をステップS102に戻す。
変数kが1であると判定した場合(ステップS111:YES)、制御部105は、サブルーチンの処理を終える。変数kが1でないと判定した場合(ステップS111:NO)、制御部105は変数kに1を加算し(ステップS112)、処理をステップS101に戻す。
ステップS24、ステップS26におけるサブルーチンの処理手順も、図8に示す処理手順と同様である。
図8の処理手順について説明する。例えばデータ変換部100で階調数が変換された画素データが(256,240,240)である場合、上位5ビットの値は(16,15,15)で下位4ビットの値は(0,0,0)となるため、画素データp1jk に対応するCMY表色系の画素データは存在せず、補間演算が実行できない。ところが、a=Lr1/16=0/16=0であるため、式(6)のp1jk を含む項は全て0となる。そうすると、fC (p1jk )としては、どのような画素データを設定しても結果は変わらない。そこで、ステップS105では、このようなfC (p1jk )としてダミーデータを設定している。従って、後の補間演算は、ステップS105、106で設定したfC (pijk )を用いて、式(6)で補間演算すれば良い。つまり、補間演算自体は、最大値を有しない画素データと同様の処理手順で補間演算することができる。
より簡単に考えると、例えばデータ変換部100で階調数が変換された画素データが(256,256,245)である場合、上位5ビットの値は(16,16,15)で下位4ビットの値は(0,0,5)となる。従って、式(6)は次式のようになる。
C (p)=(1−a)(1−b)(1−c)・fC (p000 )+(1−a)(1−b)c・fC (p001
=fC (p000 )+(fC (p001 )−fC (p000 ))・5/16 ・・・(11)
従って、補間演算に必要なCMY表色系の画素データはfC (p000 )及びfC (p001 )のみであり、他の画素データはダミーデータを設定すれば十分である。
本発明によれば、画素データが最大の階調値の色成分を有する場合であっても、最大値を有しない画素データと同様にして、CMY表色系の画素データを読み出し、読み出した画素データに基づき補間演算する。従って、ダミーデータを用いた補間演算により、処理を複雑化することなく最大値を有する画素データを色変換することができる。
(実施の形態3)
本発明に係る画像処理装置1を備える画像形成装置を詳述する。図9は、本発明に係る画像処理装置を備える画像形成装置を示すブロック図である。画像形成装置は、例えばデジタルカラー複写機であり、RGBの色成分を有する画素データが入力されるカラー画像入力装置2と、カラー画像入力装置2に入力された画素データをCMYの色成分を有する画素データに色変換する画像処理装置1と、画像処理装置1で色変換した画素データを、出力するカラー画像出力装置3とを備えている。操作パネル4は、画像形成装置の動作モードを設定する設定ボタン又はテンキー等で構成される。
カラー画像入力装置2は、例えばCCD(Charge Coupled Device)を備えたスキャナであり、原稿からの反射光像を、RGBのアナログ信号としてCCDにて読み取って、画像処理装置1へ出力する。
カラー画像入力装置2にて読み取られたアナログ信号のRGB信号は、AD(アナログ/デジタル)変換部11でデジタル信号の画素データに変換され、シェーディング補正部12に出力される。シェーディング補正部12は、画素データに対して、カラー画像入力装置2の照明系、結像系、撮像系で生じた各種の歪みを取り除く補正を行い、補正した画素データを入力階調補正部13へ出力する。
入力階調補正部13は、画素データに対して、カラーバランス、コントラスト等の画質調節処理を行い、画質調節処理を行った画素データを領域分離処理部14へ出力する。領域分離処理部14は、画素データの各画素が文字領域、網点領域、及び写真領域の何れであるかを識別する処理を行い、各画素がどの領域に属しているかを示す領域識別信号を、黒生成下色除去部15、空間フィルタ処理部16、及び階調再現処理部18へ出力すると共に、入力階調補正部13から出力された画素データをそのまま色補正部10へ出力する。
色補正部10は、画素データをCMY表色系の画素データに色変換し、色変換した画素データのCMY信号を黒生成下色除去部15へ出力するものであり、実施の形態1又は実施の形態2で示した構成を有している。黒生成下色除去部15は、色変換後のCMY信号から黒(K)信号を生成する黒生成の処理を行い、生成したK信号を元のCMY信号から差し引いて新たなCMY信号を生成し、生成したCMY信号及びK信号を空間フィルタ処理部16へ出力する。
黒生成下色除去部15における黒生成処理の一例として、スケルトンブラックによる黒生成を行う方法がある。スケルトンブラックによる方法では、スケルトンカーブの入出力特性をy=F(x)、入力される画素データをCMY、出力される画素データをC’M’Y’K’、UCR(Under Color Removal)率をα(0<α<1)とすると、C’M’Y’K’は次式(12)で表される。
K’=F{min(C,M,Y)}
C’=C−αK’
M’=M−αK’
Y’=Y−αK’ ・・・(12)
空間フィルタ処理部16は、黒生成下色除去部15から出力されるCMYK信号の画素データに対して、領域識別信号を基にデジタルフィルタによる空間フィルタ処理、空間周波数特性の補正処理を行うことによって出力画像のぼやけ、又は粒状性劣化を防ぐように処理をい、フィルタ処理、空間周波数特性が補正処理したCMYK信号のデータを出力階調補正部17へ出力する。
出力階調補正部17は、入力されたCMYK信号をカラー画像出力装置3の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理を行い、処理後のCMYK信号を階調再現処理部18へ出力する。階調再現処理部18は、入力されたCMYK信号の画素データを最終的に画素に分離し、それぞれの階調を再現できるように処理する階調再現処理を行う。
階調再現処理部18で処理された画素データは、図示しない記憶部に一旦記憶され、所定のタイミングで読み出されてカラー画像出力装置3へ出力される。カラー画像出力装置3は、画素データを記録シートの紙に画像として出力する電子写真方式又はインクジェット方式を用いた出力装置である。以上の処理は、図示しないマイクロコンピュータの制御部により制御される。
本発明によれば、実施の形態1又は2に係る画像処理装置を備えており、前記画像処理装置が色変換した画素データに基づいて出力画像を形成するため、補間演算による色変換誤差の無い、色再現性の良い画像を形成し、出力することができる。
(実施の形態4)
本発明に係るコンピュータプログラム、該コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、及び前記コンピュータプログラムを実行することにより画像処理装置として機能するコンピュータ5について説明する。図10は、本発明に係るコンピュータプログラム、該プログラムを記録してある記録媒体6、及び前記コンピュータプログラムを実行することにより画像処理装置として機能するコンピュータを示す概念図である。
図10中、5は画像処理装置として機能するパーソナルコンピュータ、又はワークステーション等のコンピュータでる。コンピュータ5は、バス51に接続しているCPU50を備える。バス51には、CPU50が後述する各種ハードウェアを制御するために必要な制御プログラムを記憶しているROM52、一時記憶用のRAM53、記憶部54、入力部55、表示部56、外部記憶部57、第1インタフェース58a、第2インタフェース58b、及び通信部59が接続している。また、バス51に接続している記憶部54、例えばハードディスクは、本発明に係るコンピュータプログラムを記憶しており、CPU50が、前記コンピュータプログラムを起動して、所定のプログラム部分をRAM53に展開し、コンピュータプログラムに係る処理を実行することにより、コンピュータ5は画像処理装置として動作する。入力部55はキーボード、マウス等で構成され、表示部56はコンピュータ5の処理結果、及びコンピュータ5に入出力する画像等を表示するCRTディスプレイ、又は液晶ディスプレイ等で構成される。
外部記憶部57は、本発明に係るコンピュータプログラムを記録しているCD−ROM、DVD等の記録媒体6から、本発明に係るコンピュータプログラムを読み出すディスクドライブである。外部記憶部57から読み出されたコンピュータプログラムは、記憶部54によって記憶される。通信部59は、サーバーA又はコンピュータB等が接続している通信ネットワークCに接続するためのネットワークカード又はモデム等を備えるインタフェースである。サーバA又はコンピュータBが本発明に係るコンピュータプログラムを記憶している場合、コンピュータ5は、通信ネットワークCを介してサーバA又はコンピュータBからコンピュータプログラムを取得し、コンピュータプログラムを記憶部54に記憶させる。
また、コンピュータ5が備える第1インタフェース58a、及び第2インタフェース58bにフラットベッドスキャナ、フィルムスキャナ、又はデジタルカメラ等の画像入力装置7、及び第2インタフェース58bにコンピュータ5での処理結果を紙等に出力するプリンタ、デジタル複合機等の画像出力装置を接続した場合、コンピュータ5は画像形成装置として機能する。
CPU50は、図4、図6、図7、及び図8に示した処理と同様の処理を行う。但し、データ変換部100、ビット数分離部101、テーブルアクセス部102、及び補間演算部104等のハードウェアを使用せず、記憶手段としてRAM53を使用してCPU50がソフト的に処理を行う点が異なる。
また、画像形成装置におけるシェーディング補正部12、入力階調補正部13、領域分離処理部14、色補正部10、黒生成下色除去部15、空間フィルタ処理部16、出力階調補正部17、階調再現処理部18等のハードウェアを使用せず、CPU50が処理をソフト的に行う点で処理内容が異なる。つまり、コンピュータ5において各種アプリケーションプログラムを実行することにより生成された画素データは、CPU50の処理によって、色補正処理、黒生成/下色除去処理、中間調生成処理がなされる。
中間生成処理された画素データは、CPU50の処理によって、プリンタ言語に変換され、通信ポートドライバー・通信ポート(RS232C・LAN等)のインタフェースを介して画像出力装置8に入力される。
本発明に係る記録媒体6にあっては、コンピュータ5を画像処理装置として機能させるコンピュータプログラムを記録した記録媒体6を持ち運び、特定のコンピュータ5にコンピュータプログラムをインストールすることにより、コンピュータ5を画像処理装置として機能させることができる。また、通信ネットワークCを介してコンピュータプログラムを取得し、コンピュータ5を画像処理装置として機能させることもできる。
なお、画像出力装置は、プリンタ機能の他にコピー機能およびファックス機能を有するデジタル複合機であっても良い。
また、記録媒体としては、磁気テープ又はカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスク又はハードディスク等の磁気ディスク又はMO若しくはMD等の光ディスクのディスク系、メモリカードを含むICカード若しくは光カード等のカード系、あるいはマスクROM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、フラッシュROM等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であっても良い。
本発明に係る画像処理装置が備える色補正部を示すブロック図である。 画素データが有する色成分の階調値と、データ変換部で階調値が変換された画素データの階調値との関係を示す図である。 シアンテーブルアクセス部に設けられたシアンLUTが記憶する画素データを表した色空間の概念図である。 テーブルアクセス部を作成する制御部の処理手順を示すフローチャートである。 256階調の色成分を有するRGB表色系及びCMY表色系の画素データの関係を示す図である。 3次元補間演算による色変換を実行する制御部の処理手順を示すフローチャートである。 3次元補間演算による色変換を実行する制御部の処理手順を示すフローチャートである。 補間演算に必要な画素データの色成分シアンの階調値fC (pijk )の設定を行うための処理手順を示すフローチャートである。 本発明に係る画像処理装置を備える画像形成装置を示すブロック図である。 本発明に係るコンピュータプログラム、該プログラムを記録してある記録媒体、及び前記コンピュータプログラムを実行することにより画像処理装置として機能するコンピュータを示す概念図である。 LUTが記憶する画素データを表した色空間の概念図である。
符号の説明
1 画像処理装置
2 カラー画像入力装置
3 カラー画像出力装置
4 操作パネル
10 色補正部
11 A/D変換部
12 シェーディング補正部
13 入力階調補正部
14 領域分離処理部
15 黒生成下色除去部
16 空間フィルタ処理部
17 出力階調補正部
18 階調再現処理部
100 データ変換部
101 ビット数分離部
102 テーブルアクセス部
103 LUT
104 補間演算部
105 制御部
5 コンピュータ
50 CPU
51 バス
52 ROM
53 RAM
54 記憶部
55 入力部
56 表示部
57 外部記憶部
59 通信部
6 記録媒体
7 画像入力装置
8 画像出力装置

Claims (8)

  1. x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換する画像処理方法において、
    x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2m (m<x,0≦n≦2x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2m )を記憶するテーブルを用意する第1ステップと、
    x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2x +1階調の色成分を有する画素データに変換する第2ステップと、
    該第2ステップで変換した第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2m )を複数用いて補間演算する第3ステップと
    前記第2ステップで変換した画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離する第4ステップと、
    前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定する第5ステップと
    を備え、
    前記第3ステップは、
    前記第5ステップで前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、階調値がH・2 m =2 x の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(2 x )及び特定の画素データを用いて補間演算するステップと、
    前記第5ステップで前記色成分の階調値が最大値でないと判定した場合、階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )を用いて補間演算するステップと
    を備えることを特徴とする画像処理方法。
    (但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)
  2. x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換する画像処理方法において、
    x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2 m (m<x,0≦n≦2 x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2 m )を記憶するテーブルを用意する第1ステップと、
    x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2 x +1階調の色成分を有する画素データに変換する第2ステップと、
    該第2ステップで変換した第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2 m )を複数用いて補間演算する第3ステップと、
    前記第2ステップで変換した画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離する第4ステップと、
    前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定する第5ステップと、
    該第5ステップで前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、値Hから1を減算し、値Lに2 m を加算する第6ステップと
    を備え、
    前記第3ステップは、
    階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )及び値Lを用いて、補間演算するステップを備えることを特徴とする画像処理方法。
    (但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)
  3. x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換する画像処理装置において、
    x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2m (m<x,0≦n≦2x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2m )を記憶するテーブルと、
    x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2x +1階調の色成分を有する画素データに変換するデータ変換手段と、
    該データ変換手段が変換した第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2m )を複数用いて補間演算する補間演算手段と
    前記データ変換手段が変換した画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離する分離手段と、
    前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定する判定手段と
    を備え、
    前記補間演算手段は、
    前記判定手段が、前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、階調値がH・2 m =2 x の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(2 x )及び特定の画素データを用いて補間演算する手段と、
    前記判定手段が、前記色成分の階調値が最大値でないと判定した場合、階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )を用いて補間演算する手段と
    を備えることを特徴とする画像処理装置。
    (但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)
  4. x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換する画像処理装置において、
    x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2 m (m<x,0≦n≦2 x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2 m )を記憶するテーブルと、
    x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2 x +1階調の色成分を有する画素データに変換するデータ変換手段と、
    該データ変換手段が変換した第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2 m )を複数用いて補間演算する補間演算手段と、
    前記データ変換手段が変換した画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離する分離手段と、
    前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定する判定手段と、
    該判定手段が、前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、値Hから1を減算し、値Lに2 m を加算する手段と
    を備え、
    前記補間演算手段は、
    階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )及び値Lを用いて、補間演算するように構成してあることを特徴とする画像処理装置。
    (但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)
  5. 請求項3又は請求項に記載された画像処理装置を備え、該画像処理装置が色変換した画素データに基づき、画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
  6. コンピュータに、2x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換させるコンピュータプログラムにおいて、
    コンピュータに、2x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2m (m<x,0≦n≦2x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2m )を記憶するテーブルを用意させる第1ステップと、
    コンピュータに、2x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2x +1階調の色成分を有する画素データに変換させる第2ステップと、
    コンピュータに、前記第2ステップで変換された第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2m )を複数用いて補間演算させる第3ステップと
    コンピュータに、前記第2ステップで変換された画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離させる第4ステップと、
    コンピュータに、前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定させる第5ステップと
    を含み、
    前記第3ステップは、
    コンピュータが前記第5ステップで前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、コンピュータに、階調値がH・2 m =2 x の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(2 x )及び特定の画素データを用いて補間演算させるステップと、
    コンピュータが前記第5ステップで前記色成分の階調値が最大値でないと判定した場合、コンピュータに、階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )を用いて補間演算させるステップと
    を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
    (但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)
  7. コンピュータに、2 x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、補間演算により前記第1表色系と相異なる第2表色系の画素データに色変換させるコンピュータプログラムにおいて、
    コンピュータに、2 x +1階調の色成分を有する第1表色系の画素データの内、階調値がn・2 m (m<x,0≦n≦2 x-m )の色成分を有する画素データに対応する第2表色系の画素データf(n・2 m )を記憶するテーブルを用意させる第1ステップと、
    コンピュータに、2 x 階調の色成分を有する第1表色系の画素データを、x+1ビットで2 x +1階調の色成分を有する画素データに変換させる第2ステップと、
    コンピュータに、前記第2ステップで変換された第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データを、前記テーブルが記憶している画素データf(n・2 m )を複数用いて補間演算させる第3ステップと、
    コンピュータに、前記第2ステップで変換された画素データの色成分の階調値を上位(x+1−m)ビットの値Hと下位mビットの値Lとに分離させる第4ステップと、
    コンピュータに、前記第1表色系の画素データが有する色成分の階調値が最大値であるか否かを判定させる第5ステップと、
    コンピュータが前記第5ステップで前記色成分の階調値が最大値であると判定した場合、コンピュータに、値Hから1を減算させ、値Lに2 m を加算させる第6ステップと
    を含み、
    前記第3ステップは、
    コンピュータに、階調値がH・2 m 及び(H+1)・2 m の色成分を有する第1表色系の画素データに対応する第2表色系の画素データf(H・2 m ),f((H+1)・2 m )及び値Lを用いて、補間演算させるステップを含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
    (但し、x,mは自然数、n,H,Lは整数)
  8. 請求項6又は請求項に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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