JP4367853B2 - 画像処理装置および色変換方法 - Google Patents

Description

本発明は、入力されたカラー画像信号を、墨信号を含む出力色信号へと色変換する画像処理装置および色変換方法に関し、例えばカラーファクシミリ、カラープリンタ、カラー複写機などのカラー画像出力装置などに好適な技術に関する。

従来、カラープリンタ、カラー複写機等の画像処理装置において、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、墨（Ｋ）の４色の色材を用いて画像出力が行われることが多い。この際、画像処理装置に入力されたカラー画像データを、ＣＭＹＫ４色の出力色信号に色変換することが必要である。この方法について、以下に従来例を説明する。

入力されるカラー画像データは、一般的にはレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）のＲＧＢ信号として表される。色変換の第一段階として、このＲＧＢ色信号を、墨信号を含まないＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号に変換する処理を行う。例えば、色変換テーブルを用いた補間演算、あるいは線形マスキング演算等によって、色変換を行うことが可能である。第二段階として、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号から墨信号を生成する墨生成処理を行うとともに、生成した墨信号に相当する無彩色成分（下色）をＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号から除去する下色除去処理を行う。Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０の無彩色成分をＫ色材で置き換えることにより、色材の節約、無彩色の安定の向上等の効果がある。

墨生成／下色除去処理の具体的な方法は、例えば、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０から最小値ｍｉｎ（Ｃ_０，Ｍ_０，Ｙ_０）を下色成分として算出し、以下のような式に基づいて処理する。ただし、αＫ、α、βは所定の係数であり、最終的な出力信号のＣＭＹをＣ’Ｍ’Ｙ’とする。
Ｋ＝αＫ×｛ｍｉｎ（Ｃ_０，Ｍ_０，Ｙ_０）−β｝
Ｃ＝Ｃ_０−α×｛ｍｉｎ（Ｃ_０，Ｍ_０，Ｙ_０）−β｝
Ｍ＝Ｍ_０−α×｛ｍｉｎ（Ｃ_０，Ｍ_０，Ｙ_０）−β｝
Ｙ＝Ｙ_０−α×｛ｍｉｎ（Ｃ_０，Ｍ_０，Ｙ_０）−β｝
図１５に、Ｃ_０＝Ｍ_０＝Ｙ_０のラインでのＣＭＹＫを示す。また、βは墨の生成が開始される点を示し、ｍｉｎ（Ｃ_０，Ｍ_０，Ｙ_０）が最大値２５５の３分の１である８５のところから墨生成を開始する設定となっている。一般的にＫ色材によるドットはＣＭＹに比べて目立つため、墨開始点βをハイライト側に設定すると、出力画像において粒状感が目立ち、ざらついた画像となることがある。よって、ざらつきを防止するため、ハイライト側には墨生成しないように墨開始点を設定する必要がある。

このように、墨生成／下色除去処理は、ＣＭＹ三色で再現される色の無彩色成分の全てもしくは一部をＫで置き換えるという処理であり、基本的には、変換前のＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号と変換後のＣＭＹＫ信号が等しい色を再現するように変換される。ただし、ＣＭＹＫ色材の特性は複雑であり、変換前と変換後の色を高精度に合わせることは容易ではない。この色変換精度を向上させる方法が、特許文献１〜３等に記載されている。具体的には、上記変換式の係数αを、ＣＭＹそれぞれに対して異ならせることにより、入力信号と出力信号のカラーマッチング精度を向上させる。すなわち、係数αＣ、αＭ、αＹを用いて、以下のような式により変換する。
Ｃ’＝Ｃ−αＣ×｛ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）−β｝
Ｍ’＝Ｍ−αＭ×｛ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）−β｝
Ｙ’＝Ｙ−αＹ×｛ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）−β｝
これらの発明は、カラーマッチング精度の向上を目的としているが、例えば、特許文献４〜６等の方法では、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号からＣＭＹＫ信号への変換において、カラーマッチング精度を考慮する必要がない。Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号を仮想的な中間Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号とし、中間Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号から出力ＣＭＹＫ信号への変換式は、色合わせすることなく決定する。その後で、入力ＲＧＢ信号と出力ＣＭＹＫ信号とが合うように、ＲＧＢ信号からＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号への色変換を適切に決定する。このように、仮想的な中間Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号を用いる場合には、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号からＣＭＹＫ信号への変換においてカラーマッチング精度を考慮する必要がなく、ある程度の自由度を持って中間Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号から出力ＣＭＹＫ信号への変換を設定することが可能である。しかし、従来、墨生成／下色除去処理を行う処理において、その自由度を有効に生かせるような方法はない。

例えば、特許文献７では、中間色信号としてプリンタＲＧＢ信号を用いており、プリンタＲＧＢ信号から出力ＣＭＹＫ信号への変換に使用する色変換テーブルの作成方法において、色域を有効利用することの可能な方法が記載されている。

特公平７−１２１０７１号公報 特開平７−１０７３０７号公報 特開２０００−２７８５４４号公報 特許第２８９８０３０号公報 特開平６−９０３５３号公報 特開２００３−２８３８５６号公報 特開２００２−３３９３０号公報

しかし、この方法は、中間色信号からＣＭＹＫ信号への変換をテーブルによって行う方法であり、墨生成／下色除去処理といった処理段階を踏まないため、パラメータの設定を直感的に行うことが難しい。また、従来の墨生成／下色除去処理は、ＣＭＹ３色の無彩色成分をＫで置き換えるという思想によってできているため、基本的にはＣＭＹ３色により再現される色域を想定しており、ＣＭＹＫ４色からなる、より広い色域を有効に使用することができていない。

本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、墨生成／下色除去処理において、色変換精度の向上ではなく、色域の有効利用にある。すなわち、本発明の目的は、仮想的な中間ＣＭＹ信号に墨生成／下色除去処理を行って出力ＣＭＹＫ信号を生成する系において、下色除去処理を工夫することにより、色域の有効利用可能な画像処理装置および色変換方法を提供することにある。

本発明の画像処理装置においては、中間色信号のうちの最小値に対して補正量が最大となり、最大値に対して補正量が最小となる補正を行うことにより、従来の墨生成／下色除去処理に比べて色域の拡大を目的とする。

本発明の画像処理装置においては、墨生成手段において墨が生成された場合に限り、前記中間色信号を補正することにより、処理の効率化による処理スピードの向上を目的とする。

本発明の画像処理装置においては、色領域に応じて墨生成量を異ならせることにより、色域の拡大効果と粒状感の低減効果のバランスを、色領域ごとに適切に設定することを目的とする。

本発明の画像処理装置においては、入力を中間色信号とする３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより補正量を算出することにより、中間色信号のうちの最小値と最大値との差が大きくなるような補正を、簡易な構成で行うことを目的とする。

本発明の画像処理装置においては、入力を中間色信号とする３次元ルックアップテーブルを参照することにより墨信号を算出することにより、色領域に応じた墨生成を、簡易な構成で行うことを目的とする。

本発明の画像処理装置においては、補正量算出手段もしくは前記墨生成手段において、３次元ルックアップテーブルの値を用いて補間演算を行うことにより出力値を算出することにより、３次元ルックアップテーブルのデータ量を減らすことができる。

本発明の画像処理装置においては、補正量算出手段もしくは前記墨生成手段において、色空間全体を一つの格子としたときの格子点の値に対応する出力値を保持しているので、保持するデータ量が非常に少ない量とすることを目的とする。

本発明の画像処理装置においては、補正量算出手段もしくは前記墨生成手段において、３次元ルックアップテーブルは、マイナスの値を取ることが可能であり、補間演算による出力値がマイナスの値となる場合は、出力値をゼロとすることにより、保持する３次元ルックアップテーブルが少なくても、適切な出力値を算出することを目的とする。

本発明の画像処理装置においては、補正実行手段は、中間色信号から補正量を差し引くことにより補正を行い、前記補正結果がマイナスの値となる場合は、値をゼロとすることにより、保持する３次元ルックアップテーブルが少なくても、適切な出力値を算出することを目的とする。

本発明の画像処理装置においては、補正量算出手段もしくは墨生成手段において用いる補間演算は、四面体補間であることにより、色相ごとの処理の切り換えを適切に行うことを目的とする。

本発明の色変換方法においては、中間色信号のうちの最小値に対して補正量が最大となり、最大値に対して補正量が最小となる補正を行うことにより、従来の墨生成／下色除去処理に比べて色域の拡大を目的とする。

本発明の色変換方法においては、墨生成ステップにおいて墨が生成された場合に限り、中間色信号を補正することにより、処理の効率化による処理スピードの向上を目的とする。

本発明の色変換方法においては、色領域に応じて墨量を異ならせることにより、色域の拡大効果と粒状感の低減効果のバランスを、色領域ごとに適切に設定することを目的とする。

本発明の色変換方法においては、入力を中間色信号とする３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより補正量を算出することにより、中間色信号のうちの最小値と最大値との差が大きくなるような補正を、簡易な構成で行うことを目的とする。

本発明の色変換方法においては、入力を中間色信号とする３次元ルックアップテーブルを参照することにより墨信号を算出することにより、色領域に応じた墨生成を、簡易な構成で行うことを目的とする。

本発明の画像処理装置においては、複数の色信号からなるカラー画像データを入力する入力手段と、入力された色信号を、３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより、墨信号を含む出力色信号へと変換する色変換手段と、前記墨信号を含む出力色信号からなるカラー画像データを出力する出力手段とを備え、前記３次元ルックアップテーブルは、本発明の色変換方法を用いて求められる、入力色信号と出力色信号との対応関係に基づいて作成されたものであることにより、従来の墨生成／下色除去処理に比べて色域の拡大を目的とし、かつ変換スピードの向上を目的とする。

本発明の色変換方法においては、入力された色信号を、３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより、墨信号を含む出力色信号へと変換する色変換方法において、前記３次元ルックアップテーブルは、本発明の色変換方法を用いて求められる、入力色信号と出力色信号との対応関係に基づいて作成されたものであることにより、従来の墨生成／下色除去処理に比べて色域の拡大を目的とし、かつ変換スピードの向上を目的とする。

本発明は、複数の色信号からなるカラー画像データを入力する入力手段と、入力された色信号を、黒信号を含まない複数の中間色信号へと色変換する色変換手段と、前記色変換された墨信号を含まない複数の中間色信号を、墨信号を含む出力色信号へと変換する墨処理手段と、前記墨信号を含む出力色信号からなるカラー画像データを出力する出力手段とを備える画像処理装置において、前記墨処理手段は、前記中間色信号に基づいて墨信号を生成する墨生成手段と、前記中間色信号を補正して墨信号以外の出力色信号を生成する中間色補正手段とからなり、前記中間色補正手段は、入力を前記中間色信号とする補正量算出用３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより、前記中間色信号の各々への補正量を算出する補正量算出手段と、前記中間色信号の各々に対し、前記補正量に基づく補正を行い、墨信号以外の出力色信号を生成する補正実行手段とからなり、前記中間色補正手段は、前記複数の中間色信号のうちの最大値を減らさないようにし、前記複数の中間色信号のうちの最小値を減らすように補正を行うことを最も主要な特徴とする。

（１）本発明の画像処理装置においては、中間色信号のうちの最小値に対して補正量が最大となり、最大値に対して補正量が最小となる補正を行うので、従来の墨生成／下色除去処理に比べて色域の拡大が可能となる。

（２）本発明の画像処理装置においては、墨生成手段において墨が生成された場合に限り、前記中間色信号を補正するので、処理の効率化による処理スピードの向上が可能となる。

（３）本発明の画像処理装置においては、色領域に応じて墨生成量を異ならせるので、色域の拡大効果と粒状感の低減効果のバランスを、色領域ごとに適切に設定することが可能となる。

（４）本発明の画像処理装置においては、入力を中間色信号とする３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより補正量を算出しているので、中間色信号のうちの最小値と最大値との差が大きくなるような補正を、簡易な構成で行うことができる。

（５）本発明の画像処理装置においては、入力を中間色信号とする３次元ルックアップテーブルを参照することにより、墨信号を算出しているので、色領域に応じた墨生成を、簡易な構成で行うことができる。

（６）本発明の画像処理装置においては、補正量算出手段もしくは前記墨生成手段において、３次元ルックアップテーブルの値を用いて補間演算を行うことにより出力値を算出するので、３次元ルックアップテーブルのデータ量を減らすことができる。

（７）本発明の画像処理装置においては、補正量算出手段もしくは前記墨生成手段において、色空間全体を一つの格子としたときの格子点の値に対応する出力値を保持しているので、保持するデータ量が非常に少ない量とすることができる。

（８）本発明の画像処理装置においては、補正量算出手段もしくは前記墨生成手段において、３次元ルックアップテーブルは、マイナスの値を取ることが可能であり、補間演算による出力値がマイナスの値となる場合は、出力値をゼロとするので、保持する３次元ルックアップテーブルが少なくても、適切な出力値を算出することができる。

（９）本発明の画像処理装置においては、補正実行手段は、中間色信号から補正量を差し引くことにより補正を行い、前記補正結果がマイナスの値となる場合は、値をゼロとするので、保持する３次元ルックアップテーブルが少なくても、適切な出力値を算出することができる。

（１０）本発明の画像処理装置においては、補正量算出手段もしくは墨生成手段において用いる補間演算は、四面体補間であるので、色相ごとの処理の切り換えを適切に行うことができる。

（１１）本発明の色変換方法においては、中間色信号のうちの最小値に対して補正量が最大となり、最大値に対して補正量が最小となる補正を行うので、従来の墨生成／下色除去処理に比べて色域の拡大が可能となる。

（１２）本発明の色変換方法においては、墨生成ステップにおいて墨が生成された場合に限り、中間色信号を補正するので、処理の効率化による処理スピードの向上が可能となる。

（１３）本発明の色変換方法においては、色領域に応じて墨量を異ならせるので、色域の拡大効果と粒状感の低減効果のバランスを、色領域ごとに適切に設定することが可能となる。

（１４）本発明の色変換方法においては、入力を中間色信号とする３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより補正量を算出しているので、中間色信号のうちの最小値と最大値との差が大きくなるような補正を、簡易な構成で行うことができる。

（１５）本発明の色変換方法においては、入力を中間色信号とする３次元ルックアップテーブルを参照することにより、墨信号を算出しているので、色領域に応じた墨生成を、簡易な構成で行うことができる。

（１６）本発明の画像処理装置においては、複数の色信号からなるカラー画像データを入力する入力手段と、入力された色信号を、３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより、墨信号を含む出力色信号へと変換する色変換手段と、前記墨信号を含む出力色信号からなるカラー画像データを出力する出力手段とを備え、前記３次元ルックアップテーブルは、本発明の色変換方法を用いて求められる、入力色信号と出力色信号との対応関係に基づいて作成されたものであるので、従来の墨生成／下色除去処理に比べて色域の拡大が可能となり、かつ変換スピードの向上が可能となる。

（１７）本発明の色変換方法においては、入力された色信号を、３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより、墨信号を含む出力色信号へと変換する色変換方法において、前記３次元ルックアップテーブルは、本発明の色変換方法を用いて求められる、入力色信号と出力色信号との対応関係に基づいて作成されたものであるので、従来の墨生成／下色除去処理に比べて色域の拡大が可能となり、かつ変換スピードの向上が可能となる。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

実施例１：
本実施例は、カラープリンタを例として、画像処理内容を説明する。カラープリンタは、ＰＣのアプリケーション等で作成されたＲＧＢ信号を受け取り、出力ＣＭＹＫ信号に変換して出力する。本実施例では、図２のような処理フローとなる。まず、色変換手段１により、入力されたＲＧＢ信号を中間色信号であるＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号に変換し、次に墨処理手段２により、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号をＣＭＹＫ信号に変換する。変換されたＣＭＹＫ信号は、ガンマ変換手段３、総量規制手段４、中間調処理手段５により順に処理され、最終的にはプリンタエンジンによって紙等の媒体に出力される。ここで、ガンマ変換手段３は、１次元のテーブル変換により、グレイバランス、階調性等を整える。総量規制手段４は、ＣＭＹＫの色材総量をプリンタエンジンの出力可能な総量以内に収める処理を行う。中間調処理手段５は、多値の階調を持つＣＭＹＫ値を、プリンタエンジンが再現可能な少ない階調数を用いた面積変調の形式に変換する。以下に、本発明の核を成す色変換手段、墨処理手段について説明する。

色変換手段１は、入力されたＲＧＢ信号を、中間色信号であるＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号に変換する。色変換方法としては、従来行われている、マスキング演算、もしくは変換テーブルを用いた補間演算等の方法を用いることができる。高精度な色変換を行うには、変換テーブル（３次元ルックアップテーブル）を用いた補間演算が好ましい。具体的には、入力ＲＧＢ信号からなるＲＧＢ空間を図３のように立方格子状に分割し、各格子点のＲＧＢに対応するＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号を変換テーブルとして保持しておく。入力３信号に対応する出力値をテーブルとすることから、３次元ルックアップテーブルとも呼ばれる。任意のＲＧＢ信号が入力されると、それが属する立方格子の複数の格子点ＲＧＢ値に対応するＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号を用いて、補間演算を行い、入力ＲＧＢ信号に対応するＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号を算出する。補間演算としては、従来用いられている四面体補間、三角柱補間等を用いればよい。ここで、入力ＲＧＢ信号とＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号が等しい色を再現するようにテーブルを設定するのであるが、そもそもＣ_０Ｍ_０Ｙ_０は仮想的な中間色信号であり、後段の墨処理手段２によって変換されたＣＭＹＫが再現する色が、変換前のＣ_０Ｍ_０Ｙ_０が再現する色となる。すなわち、墨処理手段２の変換関係によって、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０が再現する色が変化する。このため、色変換手段１の変換テーブルを作成する前に、墨処理手段２の変換関係を決定しておく必要がある。墨処理手段２の変換関係は色合わせを行う必要がないため、ある程度自由度を持って決めることができ、最終的な色合わせは、色変換手段１の方で保証することになる。墨処理手段２の変換関係については後述するが、ここでは、決定済みであるとする。

入力ＲＧＢ信号とＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号のカラーマッチングを行うときには、両信号を均等色空間、例えばＣＩＥＬａｂ空間の信号（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）に変換し、色差を求め、それをできる限り小さくするように最適化すればよい。ＰＣで作成されるＲＧＢ信号は、通常ｓＲＧＢ信号として３刺激値ＸＹＺが定義されているため、その定義およびＬ＊ａ＊ｂ＊信号の定義に従って、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号に変換することができる。一方、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号すなわちＣＭＹＫ信号は、プリンタエンジンや使用する色材によって再現する色が異なるため、実際に出力し、測色する必要がある。例えば、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号を各々１０段階づつ振った、１０×１０×１０＝１０００個のＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号を墨処理手段２によりＣＭＹＫに変換し、パッチ画像として出力する。それらを測色してＬ＊ａ＊ｂ＊値を求め、任意のＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号に対するＬ＊ａ＊ｂ＊値を求めるプリンタモデルを作成する。プリンタモデルは、多項式やニューラルネットワーク、もしくは測色値を変換テーブルとして補間演算を行う方法等で構築することができる。また、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号ではなく、ＣＭＹＫ信号を振ったパッチ画像を測色することにより、ＣＭＹＫ信号に対するＬ＊ａ＊ｂ＊値を求めるプリンタモデルを作成してもよい。この場合は、任意のＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号に対するＬ＊ａ＊ｂ＊値を求める際に、墨処理手段２でＣＭＹＫ信号に変換してからプリンタモデルを適用することになる。

変換テーブルの値を求めるカラーマッチング最適化の方法としては、ニュートン法等の公知の最適化法を用いることが可能である。いずれにしても、格子点のＲＧＢ信号に対するＬ＊ａ＊ｂ＊値を目標Ｌ＊ａ＊ｂ＊値として、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号として適当な初期値をとり、プリンタモデルによってＬ＊ａ＊ｂ＊値を算出する。算出したＬ＊ａ＊ｂ＊値と目標Ｌ＊ａ＊ｂ＊値を比較し、色差を算出する。色差が小さくなるようにＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号を繰り返し変更していき、色差が所定値以下になるか、もしくは繰り返しによる色差の減少がほとんどなくなった場合には、処理を停止し、そのときのＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号を変換テーブルとする。

カラーマッチングの際に、一つ問題となるのが、入力ＲＧＢ信号の色域と、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号の色域の違いである。ＰＣで作成されるｓＲＧＢ信号はモニタで表示される信号であり、一般的に、プリンタが再現可能な色域よりも大きな色域を再現可能である。よって、カラーマッチングしようとしても、プリンタの色域外のｓＲＧＢ信号に対しては、色差の近いＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号が見つからない。この場合は、単純に最適化を行って、色差最小のものを選ぶ方法でも良いが、あらかじめ、２つの色域を比較し、ｓＲＧＢ信号を変換したＬ＊ａ＊ｂ＊信号自体をＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号の色域内に圧縮するガマット圧縮を行うことも多い。これは、例えば、色差最小ではなく、色相を保って圧縮するようなことが可能となる。

墨処理手段２は、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号に対して墨生成処理および中間色補正処理を行うことにより、ＣＭＹＫ信号へと変換する。ここで、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号およびＣＭＹＫ信号は、各々０〜２５５の整数値を取りうる８ビット信号で表されるとする。

図１は、本発明の墨処理手段の構成を示し、以下、ブロックごとに説明する。墨生成手段２１は、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号に基づき、墨信号（Ｋ）を生成する。生成方法は、従来行われている、Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０のうちの最小値ｍｉｎ（Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０）を抽出し、αＫ、βをパラメータとする以下のような式に基づいて墨信号を算出する方法を用いる。
Ｋ＝αＫ×｛ｍｉｎ（Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０）−β｝
このようにして算出されるＫ信号の例を図４に示す。ここでは、ｍｉｎ（Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０）＝８５の点から墨信号を生成するようにしている。

中間色補正処理手段２２は、補正量算出手段２３およびＣ，Ｍ，Ｙ補正実行手段２４〜２６から成る。補正量算出手段２３は、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０信号に基づき、Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０のそれぞれに対する補正量を算出する。方法としては、変換テーブルを用いた補間演算を用いる。具体的には、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０空間を一つの立方格子として、８つの格子点上のＣ_０Ｍ_０Ｙ_０値（０，０，０），（０，０，２５５），（０，２５５，０），（０，２５５，２５５），（２５５，０，０），（２５５，０，２５５），（２５５，２５５，０），（２５５，２５５，２５５）に対応する補正量を変換テーブルとして持つ。補間演算は、四面体補間を用いる。四面体補間は、立方格子を図５のように、対角線を共有する６つの四面体に分解し、四面体の４つの頂点の変換テーブル値を用いて補間演算する方法である。図５のように、立方格子の各格子点の補正量をＰ０００，Ｐ００１，Ｐ０１０，Ｐ０１１，Ｐ１００，Ｐ１０１，Ｐ１１０，Ｐ１１１と表すと、任意の入力信号がＴ１〜Ｔ６のどの四面体内に存在するかを図６の表における判定式で判定し、そのときの係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを用いて、以下の式を用いて補正量を求めることができる。
（補正量）＝（係数Ａ）×Ｃ_０＋（係数Ｂ）×Ｍ_０＋（係数Ｃ）×Ｙ_０＋（係数Ｄ）
Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０のそれぞれに対する補正量をＣ＿ＵＣＲ、Ｍ＿ＵＣＲ、Ｙ＿ＵＣＲとすると、それぞれ別の変換テーブルＰ０００〜Ｐ１１１を持ち、合計で３セット持つことになる。具体的な変換テーブルの設定値については後述する。また、ここでは、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０空間を一つの立方格子としたが、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０空間を複数の立方格子に分割し、各格子点に対応する補正量を保持しても良い。分割数を増やすほど、より細かい制御が可能となるが、その分、変換テーブルのデータ量が増えることになる。

Ｃ，Ｍ，Ｙ補正実行手段２４〜２６は、前記補正量算出手段２３により算出された補正量Ｃ＿ＵＣＲ、Ｍ＿ＵＣＲ、Ｙ＿ＵＣＲを用いてＣ_０、Ｍ_０、Ｙ_０信号をそれぞれ補正することにより、Ｃ、Ｍ、Ｙ信号を算出する。この補正処理は、従来の下色除去処理に類似する処理であり、補正量を単純に差し引くことにより補正する。すなわち、以下のような式により補正処理を行う。
Ｃ＝Ｃ_０−Ｃ＿ＵＣＲ
Ｍ＝Ｍ_０−Ｍ＿ＵＣＲ
Ｙ＝Ｙ_０−Ｙ＿ＵＣＲ
ただし、従来の下色除去処理とは異なり、差し引く補正量は、必ずしも無彩色成分に相当する量とはなっておらず、ＣＭＹＫ４色の色域を有効利用するように補正量が設定されている。

次に、具体的な補正量の変換テーブルを図７に示し、狙いとする補正処理、さらには墨処理手段２により算出される出力ＣＭＹＫがどのようなものであるかを説明する。変換テーブルの値にはマイナスの値が設定されているものもあるが、Ｃ，Ｍ，Ｙ補正実行手段２４〜２６で用いる際には、Ｃ＿ＵＣＲ、Ｍ＿ＵＣＲ、Ｙ＿ＵＣＲは０〜２５５の値である必要があり、Ｃ，Ｍ，Ｙ補正量算出手段２４〜２６における補間演算の結果、０より小さい値であれば０にクリッピングする。また、前記墨生成手段２１により生成される墨生成量が０であるときにはＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号を補正する必要はなく、さらには墨生成量を超える値を補正量として差し引くことも不適切であるため、補正量が墨生成量を超える値となる場合は、墨生成量と等しい値にクリッピングする。また、Ｃ，Ｍ，Ｙ補正実行手段２４〜２６による補正処理後のＣ，Ｍ，Ｙについても、マイナスの値となる場合は０にクリッピングする。このようなクリッピング処理を行うことにより、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０空間を１分割（８格子点）した変換テーブル（図７）を用いても、ある程度自由度を持たせることが可能であり、それを利用して適切な補正を行うことができる。

図８のように、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０空間における各頂点を、表す色に合わせて、点Ｗ（０，０，０），点Ｙ（０，０，２５５），点Ｍ（０，２５５，０），点Ｒ（０，２５５，２５５），点Ｃ（２５５，０，０），点Ｇ（２５５，０，２５５），点Ｂ（２５５，２５５，０），点Ｋ（２５５，２５５，２５５）と呼ぶとする。ただし、ＷＹＭＲＣＧＢＫは、それぞれホワイト、イエロー、マゼンタ、レッド、シアン、グリーン、ブルー、ブラックを表す。このとき、無彩色軸は、点Ｗと点Ｋを結ぶ直線となり、Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０、墨量Ｋ、補正量Ｃ＿ＵＣＲ、Ｍ＿ＵＣＲ、Ｙ＿ＵＣＲの直線上での変化は、図９（ａ）のようになる。この結果、図９（ｂ）のようなＣＭＹＫが墨処理手段２の出力となる。

同様に、イエロー色相シャドー部の色域最外郭ラインとなる点Ｙと点Ｋを結ぶ直線上、ブルー色相シャドー部の色域最外郭ラインとなる点Ｂと点Ｋを結ぶ直線上については、図１０、図１１に示す。ただし、横軸はｍｉｎ（Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０）として、各信号量の変化を示す。

無彩色軸は、従来の単純な下色除去処理と同様に、Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０に対して等しい補正を行う。しかし、イエロー色相、ブルー色相では、ＣＭＹＫ４色の色域を有効に利用するために、Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０に対して異なった補正を行う。イエロー色相シャドー部の色域最外郭ラインでは、Ｙ＿ＵＣＲをＣ＿ＵＣＲ、Ｍ＿ＵＣＲに比べて小さくすることにより、出力ＣＭＹＫ信号でのＹの割合を大きくする。通常の等量を差し引く下色除去処理と比べると、同じＣ_０Ｍ_０Ｙ_０信号であっても、変換後のＣＭＹＫに関して、ＣＭＫが等しい値で、Ｙ信号のみが大きくなっていることから、イエロー色相の最外郭がより彩度の高い方へ移動し、色域が拡大することが分かる。ブルー色相シャドー部の色域最外郭ラインでは、ブルー成分であるＣとＭをあまり減らさないように補正することで、同様に色域が拡大する。このように、各色相において、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０のうちで支配的な信号、すなわちＣ_０Ｍ_０Ｙ_０のうちの最大値を減らさないようにし、非支配的な信号、すなわちＣ_０Ｍ_０Ｙ_０のうちの最小値を減らすようにすることで、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０のうちの最大値と最小値の差が大きくなるような補正を行う。これにより、色域の拡大が可能となる。

本実施例は、カラープリンタがＲＧＢ信号を受け取って画像処理を行うことを想定しているが、ＰＣ内で画像処理の全てもしくは一部を実行し、画像処理された信号をプリンタに送ることにより、画像出力することも可能である。また、カラー複写機においても、同様の画像処理を実行する手段を備えることは可能である。その場合は、スキャナにより読み取られるＲＧＢ信号に対して同様の画像処理を行うことより、画像出力する。

実施例２：
本実施例は、実施例１の墨生成手段が異なり、それに伴い中間色補正手段における補正が異なる。具体的には、補正量算出手段２３で用いる変換パラメータが異なることになる。以下、実施例１異なる部分について説明し、実施例１と同様の部分については、説明を省略する。

墨生成手段２１は、実施例１ではｍｉｎ（Ｃ_０、Ｍ_０、Ｙ_０）に基づいて墨量を算出していたが、本実施例では、色相ごとに異なった墨生成を行うため、変換テーブルを用いた四面体補間演算により墨生成を行う。これは、補正量算出手段２３において用いる方法と同じであり、Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０空間を一つの立方格子として、８つの格子点である、点Ｗ（０，０，０），点Ｙ（０，０，２５５），点Ｍ（０，２５５，０），点Ｒ（０，２５５，２５５），点Ｃ（２５５，０，０），点Ｇ（２５５，０，２５５），点Ｂ（２５５，２５５，０），点Ｋ（２５５，２５５，２５５）に対応する墨量を変換テーブルとして持つ。また、色相ごとに異なった墨生成を行うことに伴い、中間色補正手段２２で行う補正も色相ごとに異ならせる必要がある。

図１２に、墨生成用および補正量算出用の変換テーブルを示す。この変換テーブルは、ブルー色相での墨量を他の色相と異ならせることを目的としている。具体的には、点Ｂを頂点として含む四面体に属する色について、実施例１と異なった墨量を算出する。点Ｂを頂点としない四面体に属する色については、実施例１と等しい墨量を算出するように変換テーブルを設定してある。ただし、補間演算結果に対する小数点以下の処理によっては、±１程度の誤差は生じうる。墨量の設定と同様に、ＣＭＹ補正量（Ｃ＿ＵＣＲ、Ｍ＿ＵＣＲ、Ｙ＿ＵＣＲ）についても、点Ｂでのテーブル値以外は実施例１のテーブル値と同じ値を設定してある。

ブルー色相シャドー部の色域最外郭ラインとなる点Ｂと点Ｋを結ぶ直線上について、墨量、補正量、および出力ＣＭＹＫ値の変化の様子を図１３に示す。ブルー色相では、墨開始点を０とし、他の色相よりも墨開始点を早めている。また、それに伴い、Ｙを最初は０に保つことで、ブルー色相での色域を広く保っている。ここで図１３（ａ）でのＹ＿ＵＣＲは、ｍｉｎ（Ｃ_０，Ｍ_０，Ｙ_０）＜８５の領域についてはＫ＝Ｙ_０＜Ｙ＿ＵＣＲとなっているが、実施例１でも説明したように、Ｙ＿ＵＣＲ≦Ｋの領域内の値にクリッピングされ、適切な値に補正される。

通常、墨開始点を早めると、ハイライトで墨（Ｋ）の粒状感が目立ち、画質劣化の要因となることが多い。しかし、ブルー色相においては、ＣとＭからなる２次色の明度が他の色相に比べて比較的明度が低いため、暗い色に墨を入れても粒状感があまり目立たない。よって、ブルー色相については、墨開始点を早めることが可能となり、それに伴うイエロー使用量の減少による色域の拡大、さらには色材の節約といった効果がある。

無彩色軸、イエロー色相については、実施例１と同様に、図９、図１０のように変化する。さらには、レッド、グリーン、シアン、マゼンタ色相についても、イエロー色相と同様の規則により、色域の有効利用が可能なパラメータが設定してある。ただし、必ずしも本実施例のように、ブルー色相のみを異ならせる必要はない。各色相に合わせて、それぞれ墨量を異ならせることも可能である。例えば、イエロー色相においては、Ｙ色材からなる１次色の明度が他の色相に比べて高いため、墨開始点をさらに遅くして、粒状感を目立たないようにすることも考えられる。これらの設定については、粒状感の低減と、色域の拡大がトレードオフの関係となるため、両者のバランスが適切になるように、各色相について設定することが望ましい。

実施例３：
処理の効率化の工夫として、実施例１、２において、墨生成手段２１において生成される墨量が０のとき、中間色補正手段２２による補正処理を行わず、スルーするようにしておくことが効果的である。これにより、処理スピードの向上が望める。図８、９、１０、１３等から分かるように、Ｋが０の場合、補正量も０となっていることから、このような効率化の工夫かできることが分かる。

実施例４：
実施例１、２、３では、色変換手段１と墨処理手段２を用いた二段階の処理により、ＲＧＢ信号からＣＭＹＫ信号への変換を行っているが、二段階の変換処理から得られるＲＧＢとＣＭＹＫの対応関係を変換テーブルとして作成し、それを用いてＲＧＢ信号からＣＭＹＫ信号へ直接変換することも可能である。直接変換処理の方法としては、実施例１の色変換手段１に用いる方法と同様であり、変換テーブルを用いた補間演算により行うことができる。ただし、出力信号が４色分となっているところが異なる。この方法により、１段階で色変換が行えるため、処理スピードの向上が可能となる。

実施例５：
前記実施例は全て、ＣＭＹＫ４色で出力する構成であるが、例えば、墨色材として、通常のＫ色材と、Ｋ色材よりも明度の明るいライトブラック（Ｌｋ）色材を用いて、ＣＭＹＫＬｋの５色で画像出力する構成にも適用可能である。この場合は、墨生成手段２１において、Ｌｋ信号とＫ信号を生成すればよい。例えば、前記各実施例に記載の方法で仮のＫ信号（Ｋ０）を作成し、図１４のような分解テーブルを用いてＬｋとＫ信号に分解する方法で生成可能である。ただしここでは、Ｌｋの明度は、通常のＫ色材のおおよそ３分の１の暗さとして分解テーブルを設定した。また、ＣＭＹＫに加えて、ライトシアン色材、ライトマゼンタ色材等も用いる構成にも適用可能である。

本発明の墨処理手段の構成を示す。 本発明が適用される画像処理装置の構成を示す。 ＲＧＢ空間を立方格子状に分割した図である。 Ｋ信号の生成例を示す。 四面体補間を説明する図である。 四面体補間によって出力値を求める際に参照するテーブルである。 補正量算出用の変換テーブルを示す。 Ｃ_０Ｍ_０Ｙ_０空間を示す。 点Ｗと点Ｋを結ぶ直線上について、墨量、補正量、出力ＣＭＹＫ値の変化の様子（実施例１）を示す。 点Ｙと点Ｋを結ぶ直線上について、墨量、補正量、出力ＣＭＹＫ値の変化の様子（実施例１）を示す。 点Ｂと点Ｋを結ぶ直線上について、墨量、補正量、出力ＣＭＹＫ値の変化の様子（実施例１）を示す。 墨生成用および補正量算出用の変換テーブルを示す。 点Ｂと点Ｋを結ぶ直線上について、墨量、補正量、出力ＣＭＹＫ値の変化の様子（実施例２）を示す。 ＬｋとＫを生成する分解テーブルの例を示す。 Ｃ_０＝Ｍ_０＝Ｙ_０のラインでのＣＭＹＫを示す。

符号の説明

１ 色変換手段
２ 墨処理手段
３ ガンマ変換手段
４ 総量規制手段
５ 中間調処理手段
２１ 墨生成手段
２２ 中間色補正手段
２３ 補正量算出手段
２４ Ｃ補正実行手段
２５ Ｍ補正実行手段
２６ Ｙ補正実行手段

Claims (13)

1. 複数の色信号からなるカラー画像データを入力する入力手段と、入力された色信号を、黒信号を含まない複数の中間色信号へと色変換する色変換手段と、前記色変換された墨信号を含まない複数の中間色信号を、墨信号を含む出力色信号へと変換する墨処理手段と、前記墨信号を含む出力色信号からなるカラー画像データを出力する出力手段とを備える画像処理装置において、前記墨処理手段は、前記中間色信号に基づいて墨信号を生成する墨生成手段と、前記中間色信号を補正して墨信号以外の出力色信号を生成する中間色補正手段とからなり、
   前記中間色補正手段は、
   入力を前記中間色信号とする補正量算出用３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより、前記中間色信号の各々への補正量を算出する補正量算出手段と、前記中間色信号の各々に対し、前記補正量に基づく補正を行い、墨信号以外の出力色信号を生成する補正実行手段とからなり、
   前記中間色補正手段は、前記複数の中間色信号のうちの最大値を減らさないようにし、前記複数の中間色信号のうちの最小値を減らすように補正を行うことを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置であって、前記中間色補正手段は、前記墨生成手段において墨が生成された場合に限り、前記中間色信号を補正することを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１または２に記載の画像処理装置であって、前記墨生成手段は、色領域に応じて墨生成量を異ならせることを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項１、２または３に記載の画像処理装置であって、前記墨生成手段は、入力を前記中間色信号とする墨生成用３次元ルックアップテーブルを参照することにより、墨信号を算出することを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項１に記載の画像処理装置であって、前記補正量算出手段において、前記補正量算出用３次元ルックアップテーブルは、前記複数の中間色信号からなる色空間全体を一つの格子としたときの格子点の値に対応する補正量を保持していることを特徴とする画像処理装置。
6. 請求項１に記載の画像処理装置であって、前記補正実行手段は、前記中間色信号から前記補正量を差し引くことにより補正を行い、前記補正結果がマイナスの値となる場合は、値をゼロとすることを特徴とする画像処理装置。
7. 請求項５に記載の画像処理装置であって、前記補正量算出手段において用いる補間演算は、四面体補間であることを特徴とする画像処理装置。
8. 入力された色信号を、黒信号を含まない複数の中間色信号へと色変換する色変換ステップと、前記色変換された墨信号を含まない複数の中間色信号を、墨信号を含む出力色信号へと変換する墨処理ステップとからなる色変換方法において、
   前記墨処理ステップは、前記中間色信号に基づいて墨信号を生成する墨生成ステップと、前記中間色信号を補正して墨信号以外の出力色信号を生成する中間色補正ステップとからなり、
   前記中間色補正ステップは、
   入力を前記中間色信号とする補正量算出用３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより、前記中間色信号の各々への補正量を算出する補正量算出ステップと、前記中間色信号の各々に対し、前記補正量に基づく補正を行い、墨信号以外の出力色信号を生成する補正実行ステップとからなり、
   前記中間色補正ステップは、前記複数の中間色信号のうちの最大値を減らさないようにし、前記複数の中間色信号のうちの最小値を減らすように補正を行うことを特徴とする色変換方法。
9. 請求項８に記載の色変換方法であって、前記中間色補正ステップは、前記墨生成ステップにおいて墨が生成された場合に限り、前記中間色信号を補正することを特徴とする色変換方法。
10. 請求項８または９に記載の色変換方法であって、前記墨生成ステップは、色領域に応じて墨量を異ならせることを特徴とする色変換方法。
11. 請求項８、９または１０に記載の色変換方法であって、前記墨生成ステップは、入力を前記中間色信号とする墨生成用３次元ルックアップテーブルを参照することにより、墨信号を算出することを特徴とする色変換方法。
12. 複数の色信号からなるカラー画像データを入力する入力手段と、入力された色信号を、３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより、墨信号を含む出力色信号へと変換する色変換手段と、前記墨信号を含む出力色信号からなるカラー画像データを出力する出力手段とを備える画像処理装置において、前記３次元ルックアップテーブルは、請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の色変換方法を用いて求められる、入力色信号と出力色信号との対応関係に基づいて作成されたものであることを特徴とする画像処理装置。
13. 入力された色信号を、３次元ルックアップテーブルの値を参照することにより、墨信号を含む出力色信号へと変換する色変換方法において、前記３次元ルックアップテーブルは、請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の色変換方法を用いて求められる、入力色信号と出力色信号との対応関係に基づいて作成されたものであることを特徴とする色変換方法。

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