JP5084628B2 - 画像処理方法、画像処理装置、コンピュータプログラム及び記憶媒体 - Google Patents

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Description

本発明は画像処理方法及びその装置に関し、特に色変換パラメータを調整する技術に関する。
従来から、色変換パラメータを用いて色変換を行なう画像処理方法および画像処理装置が知られている。
色域の形状や大きさが異なるデバイス間で画像データをやり取りする場合には色変換が必要となる。例えば、一般にモニタの色域はプリンタの色域よりも広く、モニタに表示した画像をプリンタで忠実に再現することはできない。そこで、色域の狭いデバイスで再現できない色を再現できる色に変換する必要がある。
色変換には様々な方法があり、例えば視覚的な一致を図る方法として、色域内の色はできる限り圧縮せずに忠実に再現し、色域外の色は色域内の高彩度部へ圧縮して階調性を保持する方法が広く知られている。また、色相を保存しつつ明度と彩度を調節する方法も一般的である。
通常、これらの色変換方法は、その種類毎、あるいは、デバイスや出力メディア、観察環境などの組み合わせ毎に設計され、関連付けられたカラープロファイルに予め記述される。例えば、入力色信号に対する出力色信号を関連付ける色変換テーブルや色変換マトリクス、色変換関数(以下、まとめて色変換パラメータと呼ぶ)をカラープロファイルに記述することが一般的である。実際に画像をデバイスから出力する際には、適当なカラープロファイルを指定することで、そのカラープロファイルに記述された色変換パラメータに沿って色変換が行われる。したがって、所望の色再現を得るためには適切な色変換パラメータを用意する必要がある。
ところで、ユーザが出力画像を評価する際、自社のロゴの色みや人物画像における人の肌の色みなど、画像上のある特定の色(以下、重要色と呼ぶ)を特に意識することがしばしばある。しかし、ロゴに使用される特色は企業により異なり、また肌色に代表される記憶色は個人差があるため、全てのユーザにとって好ましい色再現を行う色変換パラメータを一意に決定することは非常に困難である。したがって、各ユーザにとってより好ましい色を再現するためには、重要色の色再現がそのユーザにとって良好となるように色変換パラメータに調整を加える必要がある。
ユーザの所望の色再現を得るために色変換パラメータを調整する方法が、特許文献1に開示されている。この方法では、重要色に対して目的の色が出力されるような補正関数、又は、補正関数のパラメータを選択することにより、色域全体の色再現を大幅に変更することなく、ユーザが合わせたい重要色を優先して精度良く調整可能としている。
特開2006−19956号公報
しかしながら、上記従来技術における色変換では、重要色が複数存在する場合、それらの中での優先順位を明示的に指定することができない。すなわち、複数存在する重要色の中にとりわけ正確に合わせたい特定の色が含まれていたとしても、その特定の色から優先して合わせることが困難である。
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的は、よりユーザの希望に添った色再現を得ることのできる技術を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、色変換パラメータを用いて入力色信号の色変換を行う画像処理装置が行う画像処理方法であって、
前記画像処理装置の優先色取得手段が、前記入力色信号に含まれる色のうち、より優先的に調整を行なう1つ以上の優先色と、該1つ以上の優先色のそれぞれの優先順位と、を取得する優先色取得ステップと、
前記画像処理装置の目標色取得手段が、前記1つ以上の優先色のそれぞれについて、目標色を取得する目標色取得ステップと、
前記画像処理装置の調整量算出手段が、前記色変換パラメータによる色変換が、前記優先色が該優先色について取得した目標色に移動すると共に、該優先色の周囲色が該移動の方向に移動するような色変換となるように、前記色変換パラメータに対する調整量を算出する調整量算出ステップと、
前記画像処理装置の色変換パラメータ保存手段が、前記調整量を用いて調整した色変換パラメータを保存する色変換パラメータ保存ステップと
を有し、
前記色変換パラメータは、ルックアップテーブルで表わされ、
前記色変換パラメータ保存ステップでは、
優先順位がn(nは1≦n≦Nを満たす整数)である優先色群におけるm(mは1≦m≦Mを満たす整数)番目の優先色、該m番目の優先色に対する目標色、のL*a*b*値をそれぞれ3次元ベクトルp n m ,r n m で表した場合に、p n m をr n m −p n m だけ移動させ、
優先色p n m だけでなく、前記ルックアップテーブルにおいて該優先色p n m の周辺の格子点gも優先色p n m と同じ方向へ移動させる色変換を行う前記ルックアップテーブルを保存し、
前記調整量算出ステップでは、優先色p n m と格子点gとの間の距離が小さいほど大きい値をとる重み値で(r n m −p n m )を重み付けした結果を、全てのmについて合計して調整量δ n g を求め、
nが大きいほど大きな値をとる重み値を用いて調整量δ n g を重み付けした結果を、全てのnについて合計して格子点gの調整量Δ g を求めることを特徴とする。
本発明によれば、よりユーザの希望に添った色再現を得ることのできる技術を提供することができる。
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(第1の実施形態)
本発明の実施形態における調整対象となる色変換パラメータ101は、図1に示すように、入力色信号として入力された画像データを、色域圧縮の施された出力色信号に変換して出力するために用いられるものである。色変換パラメータ101としては、ルックアップテーブル(LUT)に代表される変換テーブルや変換マトリクス、変換関数などがある。
図2を用いて、本実施形態としての色調整システム全体の構成を説明する。図2において、画像データを出力する際には、まず第一のデバイス(例えば、モニタなど)に依存する入力色空間上で表された画像データが、入力色空間変換部201によりデバイスに依存しない均等色空間上へ変換される。
次に、均等色空間上で表された画像データに対して、色域圧縮部202により色域圧縮が施される。そして、均等色空間上の色域圧縮を施された画像データは、出力色空間変換部203により第二のデバイス(例えば、プリンタなど)に依存する出力色空間に変換される。
ここで、入力色空間変換部201及び色域圧縮部202、出力色空間変換部203による一連の処理は、その一部又は全部を結合して行われる場合もある。
例えば、入力色信号がRGB値やCMYK値で、出力色信号がCIE−L*a*b*値やXYZ値である場合に、入力色空間上の画像データを均等色空間上における色域圧縮済みの画像データへ直接変換するために色変換パラメータ101を用いる場合がある。
また、入力色信号及び出力色信号は例えばL*a*b*値やXYZ値である場合に、均等色空間上で表された画像データに対して色域圧縮を行うために色変換パラメータを用いることもある。
更に、入力色信号がL*a*b*値やXYZ値で、出力色信号が出力デバイスの記録剤色に対応するCMYK値である場合、均等色空間上で表された画像データを出力色空間上の色域圧縮済画像データへ直接変換するために色変換パラメータを用いてもよい。
入力色信号が例えばRGB値やCMYK値であり、出力色信号が例えばプリンタの記録剤色に対応するCMYK値であれば入力色空間上の画像データを出力色空間上における色域圧縮済画像データに直接変換するために色変換パラメータを用いてもよい。
なお、本実施の形態における入力色信号及び出力色信号は上述した例に限定されるものではなく、CIECAMによるJCh値やJab値など、他の色空間上の値も適用可能である。以下の説明では、色変換パラメータを均等色空間上で表された画像データに対して色域圧縮を行うために用いられるLUTとし、入力色信号及び出力色信号をL*a*b*値とする。また、第一のデバイスをモニタ、第二のデバイスをプリンタとして説明する。
図4は本実施形態における画像処理装置の構成例を示す図である。CPU401は、RAM403をワークメモリとして、ROM402及びHDD408に格納されたプログラムを実行し、システムバス404を介して、装置の各構成を制御することで、本実施形態に係る色調整処理を実行する。
入力インタフェイス405は、キーボードやマウス、ディジタルカメラ、スキャナ、測色器などの入力デバイス406を接続する例えばUSBやIEEE1394などのシリアルバスインタフェイスである。CPU401は、入力インタフェイス405を介して、入力デバイス406からデータを読み込むことが可能である。なお、例えばディジタルカメラのモデル名や色域情報といった、入力デバイス406に固有のデバイス情報も読み込むことができる。
HDDインタフェイス407は、ハードディスクドライブ(HDD)408や光ディスクドライブなどの二次記憶装置を接続する例えばシリアルATA(SATA)などのインタフェイスである。
CPU401は、HDDインタフェイス407を介してHDD408のデータ読み出し、HDD408にデータを書き込むことが可能である。さらに、CPU401は、HDD408に格納されたデータをRAM403に展開し、同様に、RAM403に展開されたデータをHDD408に保存することができる。そして、CPU401は、RAM403に展開したHDD408に格納されたデータをプログラムとみなし、実行することができる。
ビデオインタフェイス409は、モニタ410を接続するインタフェイスである。CPU 401は、ビデオインタフェイス409を制御して、任意の文字や画像をモニタ410に表示することができる。
出力インタフェイス411は、プリンタ、プロッタ、フィルムレコーダなどの出力デバイス412を接続する例えばUSBやIEEE1394などのシリアルバスインタフェイスである。CPU401は、出力インタフェイス411を介して出力デバイス412にデータを送り、印刷や記録を実行させることができる。また、入力デバイス406の場合と同様に、CPU401は、出力インタフェイス411を介して、出力デバイス412のモデル名や色域情報といった、出力デバイス412に固有のデバイス情報を読み込むことができる。なお、USBやIEEE1394などの双方向通信インタフェイスを利用すれば、入力インタフェイス405と出力インタフェイス411は一つにまとめることができる。
図5は、本実施形態に係る画像処理方法の動作手順を示すフローチャートである。あらかじめROM402又はHDD408に格納された、図5に示す各処理を記述したコンピュータ実行可能なプログラムを、CPU401により実行する。
まずステップS501において、RAM403又はHDD408に記憶されているLUTを取得する。なお、LUTは入力デバイス406や伝送機器などを介して取得しても良い。
次にステップS502において、ユーザが、マウスやキーボード等の入力デバイス406を操作することによって入力された、優先的に色みを合わせたい1つ以上の重要色(以下、優先色と呼ぶ)の入力L*a*b*値と、各優先色の優先順位とを取得する。優先順位はより厳密に目標色に合わせたい色から順に付与される。なお、優先順位は複数の優先色に対して同順を許しても良い。また、優先色は単色で指定しても良いし、色空間上における範囲で指定しても良い。優先色を範囲で指定した場合は、その範囲に含まれる全ての色に対して同順の優先順位を付与しても良いし、範囲内における位置関係に基づき優先順位に高低差をつけて付与しても良い。
図6に示すように、モニタ410に表示した画像上から選択した画素の色データ(RGB値やCMYK値)を入力色空間変換部201にてL*a*b*空間上に変換することにより、優先色の入力L*a*b*値を取得しても良い。入力された優先色の入力L*a*b*値とその優先順位は互いに対応付けされてRAM403又はHDD408に記憶する。
次にステップS503において、ユーザによりマウスやキーボード等の入力デバイス406から入力された、優先色に対する目標色のL*a*b*値を取得する。あるいは、目標色として、モニタ上における優先色を測色器で測色して得られるL*a*b*値を取得してもよい。取得した目標色を、ステップS502で記憶された優先色のL*a*b*値と対応付けてRAM403又はHDD408に記憶する。
次にステップS504において、ステップS501で記憶されたLUTを用いて優先色の入力L*a*b*値を変換し、出力L*a*b*値、すなわち、色域圧縮後のL*a*b*値を取得する。なお、ステップS501で記憶されたLUTを用いて実際にプリンタから優先色を出力し、出力された印刷物を測色して得られるL*a*b*値を出力L*a*b*値としても良い。取得した出力L*a*b*値を、優先色の入力L*a*b*値及び優先順位や、目標色のL*a*b*値と対応付けてRAM403又はHDD408に記憶する。
次にステップS505において、LUTの各格子点について、優先色のL*a*b*値や優先順位、目標色のL*a*b*値、及び出力L*a*b*値に基づき、調整量が算出される。
ここで、本実施形態における調整量の算出方法について、図7〜図9を用いて説明する。以下、優先順位がnである優先色及びその優先色に対する目標色のL*a*b*値をそれぞれ3次元ベクトルpn m,rn mで表す。今、優先色pn mを目標色rn mに合わせるには、図7に示すようにpn mをrn m−pn mだけ移動させればよい。
しかし、このとき優先色pn mのみを大幅に移動させると周囲の色との関係が大きく崩れ、階調性が悪化する恐れがある。そこで、優先色pn mだけでなく、その周辺の格子点gも優先色pn mと同じ方向へ移動させる。このとき、格子点gの移動量は優先色pn mから遠いほど小さくなるように、優先色pn mと格子点gとの間の距離に応じて重み付けする。これにより、周囲の色との関係性を保持しながら優先色を目標色に合わせることが可能となる。
次に、この方法で算出した優先色pn mの移動に伴う格子点gの移動量を、等しい優先順位を持つ全ての優先色pn mについて足し合わせて調整量δn gを算出する。本実施形態における調整量δn gの算出式は以下の式(1)で表される。
・・・式(1)
式(1)において、Mnは優先順位がnである優先色の個数であり、dn g(m)は優先色pn mと格子点gとのL*a*b*空間中における距離が小さいほど大きな値となる重み係数(0≦dn g(m)≦1)である。
次に、優先順位ごとに算出した調整量δn gから、格子点gの調整量Δgを算出する。ここで、図8を用いて調整量Δgの算出方法について説明する。図8(a)に示すように、本実施形態では、格子点gについて優先順位ごとに算出した調整量δn gに対し、優先順位に応じた重み付けを行ってからそれらを足し合わせて調整量Δgを算出する。これに対し、図8(b)に、優先順位毎の調整量調整量δn gを単純に足し合わせた場合の、調整前後の格子点gを示す。図8からもわかるように、優先順位に応じて重み付けすることにより、優先順位を考慮しない場合に比べ、優先順位の低い優先色の移動の影響が小さくなるように格子点gの最終的な調整量Δgが算出される。本実施形態における調整量Δgの算出式は以下の式(2)で表される。
・・・式(2)
ここで、式(2)において、c(n)は優先順位nによって決まる重み係数(0≦c(n)≦1)であり、優先順位が高いほど大きな値となる。また、Nは優先順位の総数を表す。このとき、式(2)により算出される調整量Δgは、優先順位が高く格子点gに近い優先色の、対応する目標色までの移動量を大きく反映する。よって、図9に示すように、周囲の色とのバランスを保ちながら、優先順位の高い優先色から順に精度良く調整を行うことが可能となる。
ステップS505では、算出された調整量Δgを、LUTの各格子点と対応付けてRAM403やHDD408に記憶する。
次にステップS506では、ステップS505で記憶された調整量Δgに基づき、LUTを更新する。例えば、LUTに記述されている出力L*a*b*値に調整量Δgを加算した値を新たな出力L*a*b*値としてLUTを書き換える。更新されたLUTをRAM403やHDD408に記憶する。
次にステップS507では、ステップS506で記憶された更新済みのLUTをHDD408などに保存する。ステップS507を終えると一連の操作を終了する。
図3は本実施形態における色調整システムを機能的構成を示すブロック図である。図3に示すように、本実施形態の色調整システムは、色変換パラメータ取得部301と、優先色取得部302と、目標色取得部303と、出力色信号取得部304と、調整量算出部305と、色変換パラメータ更新部306と、色変換パラメータ保存部307とを含む。
色変換パラメータ取得部301は、調整の対象となる色変換パラメータを取得し、優先色取得部302は、調整を行う際に優先する色と、その優先順位を取得する。目標色取得部303は、調整を行う際のリファレンスとなる目標色を取得し、出力色信号取得部304は、色変換パラメータ取得部301により取得された色変換パラメータを用いて、入力色信号を変換して出力色信号を取得する。調整量算出部305は、1つ以上の優先色及び各優先順位と、目標色と、出力色信号とに基づき、色変換パラメータに対する調整量を算出する。色変換パラメータ更新部306は、調整量算出部305により算出された調整量に基づき、色変換パラメータ取得部301により取得された色変換パラメータを更新する。そして、色変換パラメータ保存部307は、色変換パラメータ更新部306により更新された色変換パラメータを保存する。
以上の構成によれば、優先して色みを合わせたい重要色に優先順位を付与することで、ユーザの意図をより正確に反映した色変換パラメータの調整を簡易に行うことが可能となる。ひいては、ユーザの希望に添った色再現を実現することができる。
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するコンピュータプログラムを、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置が、供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の技術的範囲に含まれる。
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
プログラムを供給するためコンピュータが読取可能な記録媒体としては、例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクがある。また、MO、CD−ROM、CD−R、CD−RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD−ROM,DVD−R)などがある。
その他、クライアントPCのブラウザを用いてインターネットサイトに接続し、本発明に係るプログラムそのもの、若しくは更に自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードするという利用方法もある。また、本発明に係るプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明の範疇に含まれる。 また、本発明に係るプログラムを暗号化してCD−ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布してもよい。所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
また、プログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部又は全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
さらに、PCの機能拡張ユニットに備わるメモリに本発明に係るプログラムが書き込まれ、そのプログラムに基づき、その機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部又は全部を行なう場合も、本発明の範疇に含まれる。
本発明の実施の形態における色変換パラメータの処理概要を示す図である。 本発明の実施の形態における色域圧縮を含む一連の画像処理を示す図である。 本発明の実施の形態における色調整システムの概要機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における色調整システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態における色調整処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態における優先色及び優先順位の取得方法の一例を示す図である。 本発明の実施の形態における調整量の算出方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態における調整量の算出方法を説明するための図である。 本発明の実施の形態における調整量の算出方法を説明するための図である。

Claims (5)

  1. 色変換パラメータを用いて入力色信号の色変換を行う画像処理装置が行う画像処理方法であって、
    前記画像処理装置の優先色取得手段が、前記入力色信号に含まれる色のうち、より優先的に調整を行なう1つ以上の優先色と、該1つ以上の優先色のそれぞれの優先順位と、を取得する優先色取得ステップと、
    前記画像処理装置の目標色取得手段が、前記1つ以上の優先色のそれぞれについて、目標色を取得する目標色取得ステップと、
    前記画像処理装置の調整量算出手段が、前記色変換パラメータによる色変換が、前記優先色が該優先色について取得した目標色に移動すると共に、該優先色の周囲色が該移動の方向に移動するような色変換となるように、前記色変換パラメータに対する調整量を算出する調整量算出ステップと、
    前記画像処理装置の色変換パラメータ保存手段が、前記調整量を用いて調整した色変換パラメータを保存する色変換パラメータ保存ステップと
    を有し、
    前記色変換パラメータは、ルックアップテーブルで表わされ、
    前記色変換パラメータ保存ステップでは、
    優先順位がn(nは1≦n≦Nを満たす整数)である優先色群におけるm(mは1≦m≦Mを満たす整数)番目の優先色、該m番目の優先色に対する目標色、のL*a*b*値をそれぞれ3次元ベクトルp n m ,r n m で表した場合に、p n m をr n m −p n m だけ移動させ、
    優先色p n m だけでなく、前記ルックアップテーブルにおいて該優先色p n m の周辺の格子点gも優先色p n m と同じ方向へ移動させる色変換を行う前記ルックアップテーブルを保存し、
    前記調整量算出ステップでは、優先色p n m と格子点gとの間の距離が小さいほど大きい値をとる重み値で(r n m −p n m )を重み付けした結果を、全てのmについて合計して調整量δ n g を求め、
    nが大きいほど大きな値をとる重み値を用いて調整量δ n g を重み付けした結果を、全てのnについて合計して格子点gの調整量Δ g を求めることを特徴とする画像処理方法。
  2. 前記色変換パラメータ保存ステップでは、前記格子点gを、優先色pn mと同じ方向にΔgだけ移動させる前記ルックアップテーブルを保存することを特徴とする請求項に記載の画像処理方法。
  3. 色変換パラメータを用いて、入力色信号に対して色変換を行う画像処理装置であって、
    前記入力色信号に含まれる色のうち、より優先的に調整を行なう1つ以上の優先色と、該1つ以上の優先色のそれぞれの優先順位と、を取得する優先色取得手段と、
    前記1つ以上の優先色のそれぞれについて、目標色を取得する目標色取得手段と、
    前記色変換パラメータによる色変換が、前記優先色が該優先色について取得した目標色に移動すると共に、該優先色の周囲色が該移動の方向に移動するような色変換となるように、前記色変換パラメータに対する調整量を算出する調整量算出手段と、
    前記調整量を用いて調整した色変換パラメータを保存する色変換パラメータ保存手段と、
    を有し、
    前記色変換パラメータは、ルックアップテーブルで表わされ、
    前記色変換パラメータ保存手段では、
    優先順位がn(nは1≦n≦Nを満たす整数)である優先色群におけるm(mは1≦m≦Mを満たす整数)番目の優先色、該m番目の優先色に対する目標色、のL*a*b*値をそれぞれ3次元ベクトルp n m ,r n m で表した場合に、p n m をr n m −p n m だけ移動させ、
    優先色p n m だけでなく、前記ルックアップテーブルにおいて該優先色p n m の周辺の格子点gも優先色p n m と同じ方向へ移動させる色変換を行う前記ルックアップテーブルを保存し、
    前記調整量算出手段では、優先色p n m と格子点gとの間の距離が小さいほど大きい値をとる重み値で(r n m −p n m )を重み付けした結果を、全てのmについて合計して調整量δ n g を求め、
    nが大きいほど大きな値をとる重み値を用いて調整量δ n g を重み付けした結果を、全てのnについて合計して格子点gの調整量Δ g を求めることを特徴とする画像処理装置。
  4. コンピュータに、請求項1又は2に記載の画像処理方法の各ステップを実行させるためのコンピュータプログラム。
  5. 請求項に記載のコンピュータプログラムを記憶した、コンピュータが読取可能な記憶媒体。
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