JP5274399B2

JP5274399B2 - 色処理装置およびその方法

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Publication number: JP5274399B2
Application number: JP2009174739A
Authority: JP
Inventors: 瑞恵新原
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Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-07-27
Also published as: JP2011030029A

Description

本発明は、色分解プロファイルを作成する色処理に関する。

近年、プリンタは、普通紙を用いるオフィス文書の印刷だけではなく、専用記録紙を用いた、銀塩写真に迫る高画質な写真画像の印刷にも利用されるようになった。これは、インクの小滴化やトナーの小径化といった色材に関わる技術や、通常の色材と濃度を抑えた色材を併用する濃淡色材の利用など、画像の粒状性を低減する技術に因るところが大きい。例えば、インクジェット記録装置のように、記録ヘッドから吐出したインク滴によって形成するドットの空間的な配置によって中間階調を表現する場合、ドットの密度が低いハイライト域は個々のドットが目立ち易い。上述する色材に関する技術や濃淡色材の利用は、ハイライト域においてドットが目立つことを抑え、画像の粒状性を改善する。

また、画像の粒状性の軽減には色分解プロファイルの精度が寄与する。図1により色分解プロファイルの一例を説明する。図1は、紙白からシアンにかけてのグラデーションを再現する色材の組み合わせ（色分解プロファイル）を示している。白に近い低濃度域は、低濃度のシアン色材（以下、淡シアンLc）を積極的に用いる。濃度が中間値に達した辺りから、高濃度のシアン色材（以下、濃シアンDc）の使用を開始し、濃シアンDcの使用量の増加に伴い淡シアンLcの使用量を低下させる。このように、濃度の変化に応じて濃淡色材の使用量を徐々に増減することで、ハイライト部の粒状性を抑制しつつ、広い階調表現が可能になる。とくに、低濃度域から高濃度域にかけての淡色材から濃色材への切り替えが粒状性の改善に寄与する。言い換えれば、濃色材の使用開始濃度（図1のS点）と、使用開始後の濃色材の増加の傾き（図1の領域A）などは粒状性を考慮して決定する必要がある。

図2によりイエローから黒にかけてのグラデーションを再現する色分解プロファイルの一例を説明する。シャドウ域の色域を拡大するには、ブラックKの色材を早い段階で投入する必要がある。しかし、粒状性の改善面からは、上述したように、低濃度域から高濃度域にかけての濃色材からK色材への切り替えが重要である。そのため、K色材の使用を開始する領域（図2のS点）や、使用開始後のK色材の増加の傾き（図2の領域A）などは粒状性を考慮して決定する必要がある。

濃色材やK色材の使用開始領域を決定するには、淡色材、濃色材、K色材を組み合わせた多数のパッチを印刷する。そして、多数のパッチを測色し、粒状性を評価して、適切な色を再現し、かつ、粒状性が充分に軽減される淡色材、濃色材、K色材の組み合わせを決定する、非常に手間が掛かる作業が必要になる。

粒状性の評価方法として、パッチの画像を取得（測定）し、パッチの平均明度とパッチ画像の各画素の明度の差を算出し、明度差の空間周波数特性に視覚特性を掛けて積分する、主に色材配置による粒状性の良し悪しを評価する方法がある。この方法は、色材の組み合わせを変える度に、パッチの印刷と測定といった非常に手間が掛かる作業を必要とする。

特許文献1は、予め、色材の組み合わせと粒状性指数の対応関係を教師信号として保持し、教師信号から、色材の組み合わせに対する粒状性指数を予測する発明を開示する。しかし、特許文献1の発明においても、予測精度を向上するには教師信号の数を増やす必要があり、充分な精度で粒状性を予測するには多数のパッチの印刷と測定が必要である。

特開2007-271724公報

Y. Chen, R. S. Bernsand, L. A. Taplin「Six Color Printer Characterization Using an Optimized Cellular Yule-Nielsen Spectral Neugebauer Model」J. Imaging Sci. Tech. Vol. 48, No. 6, pp. 519-528 (2004)

本発明は、色材値を調整する度のパッチの印刷、測定を不要にして、粒状性を抑制した画像を形成可能な色分解プロファイルを作成することを目的とする。

本発明にかかる色処理は、色分解プロファイルの作成対象の画像出力装置が印刷したパッチの測定値を入力し、前記測定値から単一の色材で印刷されたパッチの被覆率を算出し、前記測定値からパッチの色情報を取得し、基準プロファイルの再現色域に相似形の再現色域をもち、最大色材量を満たす前記色分解プロファイルを作成し、前記被覆率、並びに、前記色分解プロファイルの隣接する頂点格子点間を結ぶ枠上の格子点およびグレイライン上の格子点の色材値から、当該格子点の再現色における単色、混色、紙白それぞれの面積率を算出し、前記面積率および前記色情報から、前記格子点の再現色の色情報を予測し、前記面積率、前記格子点の再現色の色情報、前記パッチの色情報から、前記格子点の再現色の粒状性の評価値を算出し、前記粒状性の評価値が所定の閾値未満になるように前記格子点の色材値を調整することを特徴とする。

本発明によれば、色材値を調整する度のパッチの印刷、測定を不要にして、粒状性を抑制した画像を形成可能な色分解プロファイルを作成することができる。

色分解プロファイルの一例を説明する図。イエローから黒にかけてのグラデーションを再現する色分解プロファイルの一例を説明する図。実施例の色処理装置の構成例を説明するブロック図。画像出力装置が六色プリンタの場合の色材値の組み合わせの一例を示す図。基準プロファイルのフォーマット例を示す図。枠を説明する図。色分解プロファイルの作成手順を説明するフローチャート。再現色と粒状性の予測を説明するフローチャート。面積率の算出を説明する図。明度値の算出方法を説明する図。実施例2の色処理装置の構成例を説明する図。

以下、本発明にかかる実施例の色処理を図面を参照して詳細に説明する。

図3のブロック図により実施例の色処理装置100の構成例を説明する。測色部102は、インクジェット記録装置のような画像出力装置101によって印刷されたチャートを測色する。チャートは、作成する色分解プロファイルの印刷条件に合う種類の記録紙に印刷され、画像出力装置101の色材の数nに応じた混色パターンの色情報を取得するための多数のパッチが印刷されている。

図4により画像出力装置101が六色プリンタの場合の色材値の組み合わせの一例を示す。色材値の組み合わせは、パッチを形成する各色材の使用量に相当し、各色材の色材値を所定の間隔でサンプリングしたデータの組み合わせである。図4は、六色の色材を色材値0、85、170、255の4ステップでサンプリングした例を示し、4⁶=4096の色材値の組み合せを示す。図4に示す色材値の組み合わせでチャートを印刷すると、色が異なる4096個のパッチを有するチャートが得られる。なお、ステップ数は「4」に限らず、精度に応じてステップ数を増減してもよい。

色処理装置100の被覆率算出部103は、測色部102の測定値から、画像出力装置101が使用する単一の色材で印刷されたパッチ（以下、単色パッチ）の被覆率fiと、全パッチの明度Li（紙白の明度Lwを含む）を算出する。詳細は後述するが、被覆率fiは、単位面積当りの色材の面積を示す比率である。色情報取得部104は、測色部102の測定値から全パッチの分光反射率Riを取得する。

色予測部105は、詳細は後述するが、被覆率算出部103が算出した被覆率fiと明度Li、色情報取得部104が取得した分光反射率Riを用いて、画像出力装置101が画像信号に対して出力する色を予測する。粒状性予測部107は、被覆率算出部103で算出した被覆率fi、色情報取得部104で取得した分光反射率Ri、色予測部105の予測結果を用いて、画像出力装置101が画像信号に対して出力する色の粒状性を予測する。

プロファイル保持部109は、色分解プロファイルを作成する際に色再現の目標とする基準プロファイルを保持するメモリである。図5により基準プロファイルのフォーマット例を示す。基準プロファイルは、画像信号であるRGB値、インク値CMYK、測色値L*a*b*の関係を示す。また、プロファイル保持部109は、記録紙の種類（例えば、光沢紙、普通紙、コート紙など）に応じた基準プロアイルを保持する。従って、色分解プロファイルを作成する場合、作成対象の記録紙の種類に対応する基準プロファイルを選択する。

最大色材量保持部110は、記録紙の種類（例えば、光沢紙、普通紙、コート紙など）や型番に応じて、単位面積当りに供給可能な色材の総量（言い換えれば、色材の制限量）を示す最大色材量を保持するメモリである。

粒状性最適化部112は、粒状性予測部107の予測結果、基準プロファイル、最大色材量に基づき、色分解プロファイルの枠上の格子点およびグレイライン上の格子点の粒状性を最適化する。図6により枠を説明する。図6はRGB空間を表し、RGBの信号値が各8ビットの場合、Wは(R, G, B)=(255, 255, 255)のRGB空間の頂点に位置する格子点（以下、頂点格子点）を表す。同様に、Kは(0, 0, 0)、Rは(255, 0, 0)、Gは(0, 255, 0)、Bは(0, 0, 255)、Cは(0, 255, 255)、Mは(255, 0, 255)、Yは(255, 255, 0)であり、頂点格子点に相当する。枠は、隣接する頂点格子点間を結ぶ線分WC、WM、WY、WR、WG、WB、KC、KM、KY、KR、KG、KB、YR、YG、CG、CB、MB、MRを意味する。また、グレイラインはWとKを結ぶ線分WKを意味する。

LUT作成部113は、粒状性最適化部112によって最適化された枠上の格子点のデータから、色分解プロファイルの全格子点のデータを補間して、色分解プロファイルであるルックアップテーブル(LUT)を作成する。

なお、図示しないマイクロプロセッサ(CPU)は、図示しないRAMをワークメモリとして、図示しないハードディスクなどの記憶装置に格納された色分解プロファイルの作成に関するプログラムを実行することにより、色処理装置100の各構成を実現する。

［色分解プロファイルの作成］
図7のフローチャートにより色分解プロファイルの作成手順を説明する。色処理装置100は、被覆率算出部103により単色パッチの被覆率fiと、全パッチの明度Li（紙白の明度Lwを含む）を算出する(S201)。被覆率算出部103は、チャート中のグラデーションパッチを形成する一連の単色パッチの濃度の測定値から、例えばマーレー・デービスの式（式(1)）を用いて被覆率fiを算出する。なお、濃度の測定値から網点面積率を求めるためにマーレー・デービスの式を用いるが、コール・ニールセンの式など他の方法を用いてもよい。
fi = {1 - 10^{Dmin - D}}/{1 - 10^{Dmin - Dmax}} …(1)
ここで、Dmaxは網点面積率が100%のべたパッチの濃度、
Dminは網点面積率が0%の紙白の濃度、
Dは単色パッチの濃度。

次に、色処理装置100は、色情報取得部104により全パッチ（紙白を含む）の分光反射率Riを取得する(S202)。さらに、色分解プロファイルの作成対象である記録紙の種類に対応する、最大色材量を最大色材量保持部110から取得し(S203)、基準プロファイルをプロファイル保持部109から取得する(S204)。

次に、色処理装置100は、詳細は後述するが、粒状性最適化部112により基準プロファイルと最大色材量に基づき、枠上の格子点の初期色材値を算出し、初期色分解プロファイルを作成する(S205)。そして、詳細は後述するが、粒状性予測部107により枠上の注目格子点の色材値に対応する粒状性を予測し(S206)、粒状性最適化部112により予測された粒状性の評価値Egと所定の閾値Thを比較する(S207)。

粒状性最適化部112は、評価値が閾値未満ではない（Eg≧Th）場合、注目格子点の色材値を修正する(S208)。つまり、基準プロファイルの対応する格子点の、再現色との色差ΔEが10以下、色材値との差ΔMが20以下の範囲で粒状性の評価値が閾値未満（EG＜Th）になる色材値に修正する。つまり、新たに設定された色材値に対してステップS206、S207が繰り返される。なお、差ΔMは、注目格子点の色材値の合計と、対応する格子点の色材値の合計の差の絶対値である。また、色差ΔEおよび差ΔMの値は一例であり、色の再現精度、記録紙が再現可能な色域の形状と基準プロファイルの色域の形状の差に応じて適宜設定する。

次に、色処理装置100は、枠上の全格子点について色材値が決定したか否かを判定し(S209)、未了の場合は処理をステップS206に戻す。枠上の全格子点について色材値の決定が終了すると、LUT作成部113により、枠上の格子点の色材値から枠以外の格子点の色材値を補間演算して、色分解プロファイルを作成する(S210)。

●初期色分解プロファイルの作成
粒状性最適化部112は、基準プロファイルが示す再現色域の形状に相似形、かつ、最大色材量を満たす再現色域を算出し、当該色域形状から枠上の格子点に対応する再現色の目標値（測色値）を決定し、当該目標値を初期色材値に変換する。

つまり、基準プロファイルの頂点格子点の色材量の総和が最大色材量を超える場合、最大色材量を満たすように頂点格子点の色材値を調整して、初期色分解プロファイルの頂点格子点の色材値にする。枠上の頂点格子点以外の格子点Gxの目標値は、格子点Gxを挟む同じ枠上の目標値が既決定の二点の格子点G1とG2から算出する。

より詳しくは、基準プロファイルから、格子点G1、Gx、G2と同一のRGB値を有する格子点の再現色（測色値）Lab_R1、Lab_Rx、Lab_R2を取得する。そして、例えば、Lab_R1とLab_R2を初期色分解プロファイルの格子点G1、G2の目標値Lab_T1とLab_T2に移動した場合の移動ベクトル↑VによってLab_Rxを移動した測色値を格子点Gxの目標値Lab_Txにする。なお、↑V1=↑Lab_R1Lab_T1と、↑V2=Lab_R2Lab_T2が一致しない場合は、↑V=(↑V1+↑V2)/2とする。

また、目標値の算出は、次の移動・変形の任意回数、任意の組み合わせによって行ってもよい。
・Lab空間において平行移動を行う。
・各点のL*の相対間隔を維持し、L*方向の伸縮を行う。
・各点のC*の相対値を維持し、C*方向の伸縮を行う。
・各点のH*の相対間隔を維持し、H*方向の伸縮を行う。
・各点の相対位置を維持し、L*軸を中心に回転する。

このような手順により、基準プロファイルと相似形の色域境界を有する初期色分解プロファイルを作成することができる。なお、初期色分解プロファイルの作成方法は上記に限られるわけではない。

また、目標値に対する色材値は、LabからCMYKへの反転プリンタモデルを用いて、作成する色分解プロファイルの印刷条件における、L*a*b*値を再現可能なCMYK値を予測する。なお、ニュートンの反復法により、反転プリンタモデルを繰り返し実行して、解である色材値を収束させる。

●再現色と粒状性の予測
図8のフローチャートにより再現色と粒状性の予測を説明する。なお、図8は一つの格子点の色材値に対する再現色と粒状性の予測を示している。

色予測部105は、初期色分解プロファイルの格子点の色材値を取得し(S801)、色材値が示すk種類の色材および紙白がそれぞれ占める面積率aを算出する(S802)。なお、0≦k≦nであり、k=0は紙白を表し、k種類の色材の組み合わせは2k種類に制限される。

図9により面積率aの算出を説明する。図9(a)に示す画像データに対応する格子点の色材値がC色材とY色材の使用を示す場合、記録紙上に形成される各色材の面積を模式的に示したのが図9(b)である。記録紙上には、混色C+Y、単色CとY、紙白Wの四色が存在し、図9(b)はそれぞれの面積を模式化して長方形で示している。図9(c)は四色の面積率aを示す図である。
混色C+Y：a_CY = fcfy
単色C： a_C = fc(1 - fy)
単色Y： a_Y = fy(1 - fc) …(1)
紙白W： a_W = (1 - fc)(1 - fy)
ここで、fcはC色材の被覆率、
fyはY色材の被覆率。

次に、色予測部105は、色材値によって再現される色の明度値Lmacを算出する(S803)。図10により明度値Lmacの算出方法を説明する。つまり、図9に示す画像データが印刷される場合、混色C+Yである緑の面積率a_CY、単色CとYの面積率a_C、a_Y、紙白Wの面積率a_Wは式(1)によって計算される。各色の光は面積率に応じた強さをもつから、色情報取得部104が取得した各パッチの分光反射率Riにより、印刷された画像からの分光反射光R(λ)は次式によって表される。
R(λ) = a_WRw(λ) + a_CRc(λ) + a_CYRg(λ) + a_YRy(λ) …(2)
ここで、Rw(λ)は紙白の分光反射率、
Rc(λ)は単色Cの分光反射率、
Rg(λ)は混色C+Yの分光反射率、
Rc(λ)は単色Yの分光反射率。

分光反射率R(λ)から印刷された画像のCIEXYZ値を計算する。
Xx = ∫R(λ)x(λ)dλ
Yx = ∫R(λ)y(λ)dλ …(3)
Zx = ∫R(λ)z(λ)dλ
ここで、x(λ)y(λ)z(λ)はJIS Z 8782の等色関数、
積分範囲はλ=380nmから780nm。
Lmac = 116(Y/Yr)^1/3 - 16 …(4)
ここで、Yrは観察光におけるY刺激値。

次に、粒状性予測部107は、下式により各単色、各混色の粒状性の評価値Egiを計算し、Egiの最大値を格子点の粒状性の評価値にする(S804)。
Egi = √(Lmac - Li)²・ai …(5)
ここで、Liは各色の明度値（単色パッチの明度）、
aiは各色の面積率。

粒状性予測部107は、色材値によって再現される色の明度Lと、記録紙上に存在する色（混色、単色または紙白）の明度Lの差ΔLに、その色の面積率aを乗算して、色ごとの粒状性の評価値にする。つまり、明度差ΔLが大きく、面積率aが大きいものほど粒状性に影響するとして、乗算結果の最大値を格子点の粒状性の評価値にする。

本実施例は、形成される色を予測する方法として、Cellular Yule-Nielsen Neugebauer Model（非特許文献1参照）を利用する。Cellular Yule-Nielsen Neugebauer Modelは、予め設定された格子点に対応するパッチを形成し、当該パッチを測色して得た色情報に基づきNeugebauer Modelに従い、任意の入力値に対する色情報を推定する。色予測を行う際に必要な、被覆率と色情報を用いて粒状性を予測する。そして、粒状性の予測結果に基づき色材値を適切に設定し、色分解プロファイルを作成する。

このように、画像出力装置101が印刷したチャートを一度測定するだけで、色材値を調整するごとにパッチの印刷、測定を行う必要がなく、粒状性を抑制した画像を形成可能な色分解プロファイルを作成することができる。また、濃インクと淡インクの切替領域、Kインクの投入領域など、粒状性が悪化し易い領域の色材値を適切に設定することができる。

以下、本発明にかかる実施例2の色処理を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

図11により実施例2の色処理装置の構成例を説明する。実施例2の色処理装置100は、例えばコンピュータ装置(PC)1319にインストールされたプリンタドライバ1318の一機能として実現される。プリンタドライバ1318は画像出力装置101に印刷させるためのチャートデータ1301を保持するメモリであるチャート保持部1316を備える。

画像出力装置101は、例えばUSBなどのシリアルバスを介して入力されるチャートデータ1301に基づきチャートを印刷する。印刷されたチャートは、画像出力装置101が内蔵する測色器1314によって測定される。色処理装置100の測色部102は、例えばUSBなどのシリアルバスを介して測色器1314から測定値を取得する。

［変形例］
式(5)に明度差ΔLに基づき粒状性の評価値の計算する式を示したが、次式により、色差に基づき粒状性の評価値を計算してもよい。この場合、色情報取得部104は、全パッチの測色値L*a*b*を保持する必要がある。
Egi = ΔE・ai …(6)
ここで、ΔEは再現色のL*a*b*値と各色のL*a*b*値の色差。

［その他の実施例］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はCPUやMPU等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims

色分解プロファイルの作成対象の画像出力装置が印刷したパッチの測定値を入力する入力手段と、
前記測定値から単一の色材で印刷されたパッチの被覆率を算出する被覆率の算出手段と、
前記測定値からパッチの色情報を取得する取得手段と、
基準プロファイルの再現色域に相似形の再現色域をもち、最大色材量を満たす前記色分解プロファイルを作成する作成手段と、
前記被覆率、並びに、前記色分解プロファイルの隣接する頂点格子点間を結ぶ枠上の格子点およびグレイライン上の格子点の色材値から、当該格子点の再現色における単色、混色、紙白それぞれの面積率を算出する面積率の算出手段と、
前記面積率および前記色情報から、前記格子点の再現色の色情報を予測する予測手段と、
前記面積率、前記格子点の再現色の色情報、前記パッチの色情報から、前記格子点の再現色の粒状性の評価値を算出する評価値の算出手段と、
前記粒状性の評価値が所定の閾値未満になるように前記格子点の色材値を調整する調整手段とを有することを特徴とする色処理装置。
前記枠上および前記グレイライン上の格子点の色材値に対して、前記面積率の算出手段、前記予測手段、前記評価値の算出手段および前記調整手段による処理を繰り返し実行することを特徴とする請求項1に記載された色処理装置。
さらに、前記枠上および前記グレイライン上の格子点の色材値に対する、前記面積率の算出手段、前記予測手段、前記評価値の算出手段および前記調整手段による処理が終了すると、前記枠上および前記グレイライン上の格子点の色材値から、前記枠上および前記グレイライン上の格子点以外の格子点の色材値を補間演算する補間手段を有することを特徴とする請求項2に記載された色処理装置。
色分解プロファイルの作成対象の画像出力装置が印刷したパッチの測定値を入力し、
前記測定値から単一の色材で印刷されたパッチの被覆率を算出し、
前記測定値からパッチの色情報を取得し、
基準プロファイルの再現色域に相似形の再現色域をもち、最大色材量を満たす前記色分解プロファイルを作成し、
前記被覆率、並びに、前記色分解プロファイルの隣接する頂点格子点間を結ぶ枠上の格子点およびグレイライン上の格子点の色材値から、当該格子点の再現色における単色、混色、紙白それぞれの面積率を算出し、
前記面積率および前記色情報から、前記格子点の再現色の色情報を予測し、
前記面積率、前記格子点の再現色の色情報、前記パッチの色情報から、前記格子点の再現色の粒状性の評価値を算出し、
前記粒状性の評価値が所定の閾値未満になるように前記格子点の色材値を調整することを特徴とする色処理方法。
コンピュータを請求項1から請求項3の何れか一項に記載された色処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。