JP5883963B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
ところが、通常、モニタ装置が取り扱うRGB色空間において表現可能な色域と、カラープリンターが取り扱うCMYK色空間において表現可能な色域とはその範囲が異なる。
このため、RGB色空間におけるある色がCMYK色空間では色域外にはみ出ることがあり、この場合、その色は、そのままではCMYK色空間において表現することができないことになる。
そこで、色域外の色については色域(ガマット)の内部(例えば、色域の最外郭)に移動させる、いわゆるマッピング(ガマットマッピング)によってこのような問題を解消する技術が知られている(たとえは、特許文献1参照)。
また、対象となるキーカラーについては周囲色との関係が保持される構成としているが、キーカラー等と色域内に含まれる色との関係は保持されずにマッピングされるため、全体として階調連続性に欠け、色味や色合いが不自然に表現されることが問題であった。
なお、本実施形態においては、本発明の画像処理装置に相当する色補正処理装置の概略構成について先に説明し、その後に、画像処理方法及び画像処理プログラムについて説明する。
まず、色補正処理装置の実施形態について、図1を参照して説明する。
同図は、色補正処理装置の構成を示すブロック図である。
また、色補正処理装置1は、図1に示す構成を包含した単体の装置として製造することもできるが、本実施形態では、カラープリンターなどの画像形成装置に搭載することを想定している。
「入力点の色度値」とは、出力対象として入力した画像の各画素に付された色の値をいう。すなわち、対象画像の各画素に付された個々の色を補正することによって画像全体の色補正を行うものである。
「再現色域」は、色空間において表現することができる色の範囲をいい、通常、色空間ごとに異なる。
本実施形態のように、色補正処理装置1をプリンター等に用いる場合、再現色域に関するデータはCMYK値で表され、入力点の色度値は、RGB値で表される。
データ入力部11は、取得した入力点の色度値や再現色域(単に「色域」ともいう。以下、同じ。)に関するデータをデータ保存部12に保存する。
なお、データ保存部12は、データ入力部11が取得した上記データの他、他の構成部が演算等を行った結果(データ)を記憶させることができる記憶手段である。
例えば、後述の色域内外判定を行うため、比較対象となる入力点の色度値や色域の色度値を基準となる色度値に統一するための色変換処理を行う。また、後述のクラスター分析の結果にもとづいて対象となる入力点の色度値を補正し、または、補正に必要な演算等を行う。
すなわち、入力点の色度値が、出力色空間における色域の範囲内にあるか範囲外にあるかを判定する。色域内外判定によって、主たるマッピング対象(即ち、色域外の入力点)を特定するとともに、係るマッピングに応じて再マッピングを行う対象(即ち、色域内の入力点)を特定するものである。
図2は、L*a*b*色空間における入力点と色域との関係を示したイメージ図であり、L*a*b*色空間におけるある入力点を斜め上方から眺めた様子を三次元的に表した図である。
この図に示される入力点は、色域からはみ出た位置に存在しているため、色域に含まれないと判定される。
色域内外判定部14は、すべての入力点について色域内外判定を行い、その判定結果をデータ保存部12に保存する。
クラスター分析結果保存部16は、クラスター分析の結果をデータ保存部12に保存する。
なお、クラスター分析の詳細については、後記の「画像処理方法」にて説明する。
次に、本実施形態の色補正処理装置の動作(画像処理方法)について説明する。
図3は、色補正処理装置の動作手順を示すフローチャートである。
具体的には、データ入力部11が、色域に関するデータを読み込みデータ保存部12に保存する。
色度値演算部13は、保存された色域に関するデータ(CMYK)を均等色空間のデータに変換する。
例えば、出力可能な色の上限・下限を示すC,M,Y,Kの最大値及び最小値をそれぞれL*a*b*値に変換する。これにより、L*a*b*色空間における色度値の最小値及び最大値が定まり、色域の範囲を特定することができる。
色度値演算部13は、L*a*b*値に変換された色域に関するデータをデータ保存部12に保存する。
具体的には、色度値演算部13が、データ保存部12に保存されている色域に関するデータ(L*a*b*)を読込み、その色域における明度の最大値(Lmax)と最小値(Lmin)から中間明度点Mを求める。
中間明度点Mの明度軸上の座標は、次式(1)を用いて算出することができる。
M=(Lmax+Lmin)/2 ・・・・・(1)
なお、一般に、明度の最大値は白(W)に相当し、明度の最小値は黒(Bk)に相当する(図2等参照)。
色度値演算部13は、中間明度点Mの座標(0,0,Lmid)をデータ保存部12に保存する。
具体的には、データ入力部11が、入力点の色度値(RGB)を読込み、これをデータ保存部12に保存する。
色度値演算部13は、保存された入力点の色度値を均等色空間のデータ(L*a*b*)に変換する。
色度値演算部13は、L*a*b*値に変換された入力点の色度値をデータ保存部12に保存する。
具体的には、色域内外判定部14が、データ保存部12に保存された入力点を取り出し、入力点が、L*a*b*色空間に表される色域内に存在するか否かを判定する。
図4は、図2に示される色域を横方向から眺めた様子を二次元的に表したイメージ図であり、色補正(マッピング)を行う前の状態を示した図である。
同図においては、W−Bkを一辺とした三角形の外側に配置されている点(○)が色域外の入力点、この三角形の内側に配置されている点(○)が色域内の入力点と判断される。
色域内外判定部14は、色域内外の判定結果をデータ保存部12に保存する。
具体的には、まず、クラスター分析演算部15が、色域の最外郭上において同一の単位領域の範囲に属する色域外の入力点をクラスターとして、各入力点間の色空間距離を類似度とするクラスター分析を行う(第一クラスター分析工程)。
すなわち、この場合のクラスター分析は、最短の色空間距離の関係にある色度値に対応するクラスター同士が逐次的に融合され、一定の距離範囲(例えば、人が許容できる色差ΔE=5程度)を尺度基準設定値として設定することで各クラスターが区分(第一の区分)に分類される。
図4は、色域外の3つの入力点に係るクラスターが、クラスター分析によって一の区分(Cout)に分類され、これらがマッピング対象として特定されたことを示している。
なお、複数の区分が生成された場合は、例えば、そのうち、色域の最外郭に最も重心が近い一区分をマッピング対象として選択する。
クラスター分析演算部15は、区分(Cout)に含まれるクラスターの重心G(第一の重心)を求める(第一重心演算工程)。
クラスター分析演算部15は、重心Gの座標をクラスター分析結果保存部16に保存する。
ここで、「所定位置」とは、重心Gが中間明度点Mに向かう距離が最小となる色域上の位置をいう。
具体的には、図4に示すように、重心Gと中間明度点Mとからなる線分と色域の最外郭とが交差する点Pが該当する。
色度値演算部13は、重心Gを点Pに移動させ、この移動に伴って重心Gに係る区分に属する入力点を移動させる。
同図に示すように、係るマッピングによれば、Coutに属する3点のクラスターのうち、1点は色域内にマッピングされたが、他の2点は、まだ色域外に存在していることがわかる。
図7は、色域内の入力点についての移動処理の手順を示すフローチャートである。
まず、色域内の入力点についてクラスター分析を行い、分類された区分に属するクラスターの重心Cを求める(ステップ30)。
具体的には、まず、クラスター分析演算部15が、色域の最外郭上において同一の単位領域(前述の「単位領域」と同じ)の範囲に属し、かつ、色域外のクラスターの重心Gからの色空間距離の一定の距離幅(例えば、ΔE=5)に属する色域内の入力点を抽出し、これらをクラスターとしてクラスター分析を行う(第二クラスター分析工程)。
この場合、クラスター分析は、中間明度点Mから色域の最外郭上にある三角領域(三角形)の各頂点又は各辺に対する線又は面で閉じられた色域内の入力点に対して行われる(図4参照)。
クラスター分析においては、例えば、重心法を用いることができる。
重心法にもとづきクラスター間の類似度(距離)を求める場合、図4※1に示す式を用いることができる。
クラスター分析演算部15は、区分(Cin)に含まれる入力点の色度値にもとづいて区分ごとに重心C(第二の重心)を求める(第二重心演算工程)。
クラスター分析演算部15は、重心Cの座標をクラスター分析結果保存部16に保存する。
クラスター分析演算部15は、求めた色空間距離GMと色空間距離CMをクラスター分析結果保存部16に保存する。
具体的には、色度値演算部13が、次式(2)を用いてΔECを求める。
ΔEC=ΔEGP×(CM/GM) ・・・・・(2)
そして、色域内の入力点を求めたベクトル(ΔEC)分移動させる(色域内補正工程:ステップ33)。
すなわち、重心Gが移動した距離及び方向並びに重心Gと重心Cとの相対的な位置関係にもとづいて、区分(Cin)に属する色域内のクラスターを移動させる。
このようにすると、マッピングによって他の色との関係が損なわれることなく、階調連続性を保ちながら適切に色補正を行うことができる。
そして、まだ色域外の入力点がある場合にはステップ14に戻り、色域外の入力点が無くなるまでステップ14〜ステップ16の処理を繰り返す。
そして、色域の最外郭の格子点からなる同一の単位領域(三角領域)に属する色域外の入力点が1点のみになった場合、その1点が色域内にマッピングされると一連のマッピングが終了する。
次に、画像処理プログラムについて説明する。
上記の各実施形態におけるコンピュータ(画像形成装置、色補正処理装置)の画像処理機能(画像処理方法を実行するための機能)は、記憶手段(例えば、ROM(Read Only Memory)やハードディスクなど)に記憶された画像処理プログラムにより実現される。
これによって、画像処理機能は、ソフトウエアである画像処理プログラムとハードウエア資源であるコンピュータ(画像形成装置、色補正処理装置)の各構成手段とが協働することにより実現される。
外部記憶装置とは、CD−ROM(Compact Disk−Read Only Memory)等の記憶媒体を内蔵し、画像形成装置に外部接続されるメモリ増設装置をいう。一方、可搬記録媒体とは、記録媒体駆動装置(ドライブ装置)に装着でき、かつ、持ち運び可能な記録媒体であって、たとえば、フレキシブルディスク,メモリカード,光磁気ディスク等をいう。
さらに、コンピュータで画像処理プログラムをロードする場合、他のコンピュータで保有された画像処理プログラムを、通信回線を利用して自己の有するRAMや外部記憶装置にダウンロードすることもできる。このダウンロードされた画像処理プログラムも、CPUにより実行され、上記実施形態の画像形成装置の画像処理機能を実現する。
11 データ入力部
12 データ保存部
13 色度値演算部
14 色域内外判定部
15 クラスター分析演算部
16 クラスター分析結果保存部
Claims (4)
- 入力点の色度値を取得するデータ入力部と、
データ入力部により取得した入力点の色度値が出力の色域に含まれるか否かを判定する色域内外判定部と、
前記色域に含まれない色度値に対するクラスター分析を行って第一の区分に分類し、前記色域に含まれる色度値に対するクラスター分析を行って第二の区分に分類し、前記第一の区分に属する色度値の重心を第一の重心として求め、前記第二の区分に属する色度値の重心を第二の重心として求めるクラスター分析演算部と、
前記第一の重心を前記色域の最外郭の所定位置へ移動させることに伴って前記第一の区分に属する色度値を移動させ、前記第一の重心が移動した距離及び方向並びに前記第一の重心と前記第二の重心との相対的な距離にもとづいて、前記第二の区分に属する色度値を移動させる色度値演算部と、を備える
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記クラスター分析演算部は、
前記色域に含まれない色度値のうち、前記色域の最外郭の単位領域の範囲に属する色度値に対し、色度値間の距離にもとづくクラスター分析を行い、色度値間の距離範囲を基準に前記第一の区分に分類する
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記クラスター分析演算部は、
前記色域に含まれる色度値のうち、前記色域の最外郭の単位領域の範囲に属し、かつ、前記第一の重心からの一定の距離範囲に属する色度値に対し、色度値間の距離にもとづくクラスター分析を行い、色度値間の距離範囲を基準に前記第二の区分に分類する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の画像処理装置。 - 前記色度値演算部は、
前記第一の重心と前記色域の明度軸上の中間点とからなる線分が前記色域の最外郭と交差する箇所を前記所定位置とし、前記第一の重心をこの所定位置に移動させることに伴って前記第一の重心に係る前記第一の区分に属する色度値を移動させる
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の画像処理装置。
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