JP6732541B2

JP6732541B2 - 画像処理装置及び画像処理方法

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Inventors: 鈴木　隆広; 隆広鈴木
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Description

本発明は、入射光に対する物体の反射特性を記録媒体上で再現するための画像処理技術に関する。

入射光に対する素材の反射特性を表現する方法として、ＳＶＢＲＤＦ（ＳｐａｔｉａｌｌｙＶａｒｙｉｎｇＢｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＲｅｆｌｅｃｔａｎｃｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎ）がある。ＳＶＢＲＤＦとは、入射光・出射光の角度変化に伴う素材の位置毎の変角反射特性を記述したものであり、ＳＶＢＲＤＦを再現する事で、光源・視点に応じた素材の質感を再現する事が出来る。ＳＶＢＲＤＦを記録媒体上で再現する技術として、非特許文献１がある。非特許文献１は、対象素材のＳＶＢＲＤＦを入力し、当該ＳＶＢＲＤＦを近似する構造体を形成する技術を開示する。具体的には、記録媒体上に形成するために予め決められた構造体を用意し、当該構造体の組み合わせを最適化することで、入力された対象素材の反射特性を近似するものである。

ＹａｕｘｉａｎｇＬａｎ，ＹｕｅＤｏｎｇ，ＦａｂｉｏＰｅｌｌａｃｉｎｉ，ＸｉｎＴｏｎｇ，"Ｂｉ−ＳｃａｌｅＡｐｐｅａｒａｎｃｅＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎ"，ＡＣＭＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＧｒａｐｈｉｃｓ（ＴＯＧ）−ＳＩＧＧＲＡＰＨ２０１３ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＴＯＧＨｏｍｅｐａｇｅａｒｃｈｉｖｅ，Ｊｕｌｙ２０１３，Ｖｏｌｕｍｅ３２Ｉｓｓｕｅ４

しかしながら、非特許文献１の技術で得られたプリント物には、対象素材にあった特徴的な質感が失われる場合がある。例えば、ベルベットの様な素材は、仰角方向に視点を変えると色が大きく変化して見える特徴を持っており、ベルベットのＳＶＢＲＤＦには仰角方向の反射率に特徴的な変化が現れる。一方で方位角方向の反射率の変化には大きな特徴がない。よって、ベルベットの質感を再現するためには、方位角方向よりも仰角方向の反射率の変化を重視してＳＶＢＲＤＦを再現する必要がある。しかし、非特許文献１の技術は、近似誤差が発生するにもかかわらず、こういった素材の特徴を考慮せずに、仰角方向や方位角方向を問わずＳＶＢＲＤＦの差分が最も近くなるように最適化している。このような全体的な最適化の結果、素材の質感にとって特徴的ではない方位角方向の反射率に影響されて、仰角方向の反射率の特徴的な変化を再現しきれない場合があり、その場合ベルベット生地の質感を再現しきれなくなってしまう。他の金属（メタリック）やサテン生地等の質感についても同様である。

本発明は、対象素材の特徴により即した光の反射特性を再現するプリントができる画像処理を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、素材の反射特性を記録媒体上において表現するための画像処理装置であって、前記素材における複数の方向への反射に関する反射特性を表す反射特性情報を画素ごとに有する画像データを取得する取得手段と、前記画像データに基づいて、前記複数の方向のうち一部の方向について、所定サイズの領域に含まれる各画素に対応する反射特性の統計量を算出する算出手段と、前記一部の方向における統計量に基づいて、前記所定サイズの領域における複数種類の構造体の２次元配置を表す配置データを生成する生成手段と、前記配置データに基づいて、前記記録媒体上に記録材を用いて前記複数種類の構造体を形成する形成手段を制御する制御手段と、を有し、前記複数の構造体の反射特性と、前記複数種類の構造体を形成するための前記記録材の記録量と、は予め保持されていることを特徴とする。

本発明によれば、対象素材の特徴により即した光の反射特性を再現するプリントができる。

実施例における画像処理装置１のハードウェア構成を示すブロック図実施例１における画像処理装置１の論理構成を示すブロック図実施例１における画像処理装置１の処理を示すフローチャート実施例１におけるＵＩ画面の例を示す図実施例における仰角方向及び方位角方向のＢＲＤＦを説明する図実施例における画像データのデータ形式の例を示す図実施例における算出部２０４の統計量算出処理を示すフローチャート実施例における統計量算出処理の概要を説明する図実施例における単位構造体の２次元配置による統計量近似を説明する図実施例における生成部２０５の処理を示すフローチャート実施例におけるプリンタ１０８の構成例を示す図実施例における形成部２０６の画像形成処理を示すフローチャート実施例２における画像処理装置１の論理構成を示すブロック図実施例２における設定部２０３の統計方法設定処理を示すフローチャート実施例２における統計量近似を説明する図変形例におけるＵＩ画面の例を示す図変形例における素材の種類と統計量との対応を示す図

［実施例１］
以下、本実施例における画像処理装置について説明する。図１は、本実施例における画像処理装置１のハードウェア構成例である。図１において、ＣＰＵ１０１は、メインメモリ１０２をワークメモリとして、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１０３に格納されたオペレーティングシステム（ＯＳ）や各種プログラムを実行する。そして、システムバス１０６を介して各構成を制御する。汎用インターフェース（Ｉ／Ｆ）１０４は、例えばＵＳＢなどのシリアルバスインターフェースである。汎用Ｉ／Ｆ１０４には、キーボードやマウスなどのユーザ指示を入力する入力デバイス１０７やプリンタ１０８などが接続される。また、ビデオインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０９にはモニタ１０５が接続される。ＣＰＵ１０１は、プログラムが提供するユーザインターフェース（ＵＩ）の画面をモニタ１０５に表示し、入力デバイス１０７を介してユーザの指示を受け付ける。

図２は、本実施例における画像処理装置１の論理構成を示す図である。図２において、画像処理装置１は、表示制御部２０１、取得部２０２、設定部２０３、算出部２０４、生成部２０５、形成制御部２０６、データ保持部２０７を有する。表示制御部２０１は、モニタ１０５にユーザからの指示入力を受けるためのＵＩ画面を表示させる。取得部２０２は、ＵＩ画面を介したユーザの指示入力に基づき、対象素材の反射特性（ＳＶＢＲＤＦ）情報及び色情報を各画素に格納した画像を表す画像データを取得する。設定部２０３は、ユーザの指示入力に基づき、統計量を求めるための統計方法を設定する。算出部２０４は、設定部２０３で設定された統計方法によって、取得部２０２で取得した画像データに含まれる反射特性（ＳＶＢＲＤＦ）情報が表す反射特性（ＳＶＢＲＤＦ）から統計量を算出する。生成部２０５は、統計量に基づき、構造体の配置を表す配置データを生成する。形成制御部２０６は、配置データに基づき、プリンタ１０８に画像を形成させる。データ保持部２０７は、対象素材の反射特性情報を含む画像データや、プリンタ１０８の出力特性等のデータを保持する。

図３は画像処理装置１にて実行される処理のフローチャートである。以下、各ステップ（工程）は符号の前にＳをつけて表す。

Ｓ１において、画像処理装置１が必要な情報の入力を受け付けるために、表示制御部２０１は必要な情報の入力をユーザに促すＵＩ画面をモニタ１０５に表示させる。図４にＵＩ画面の例を示す。指示入力部４０１は、ＨＤＤ１０３などに予め記録したデータファイルのパス及びファイル名の入力を受け付ける領域である。本実施例においてここで入力するパス及びファイル名のデータは、対象素材の反射特性（ＳＶＢＲＤＦ）情報を含む画像データである。この画像データは本実施例においては、対象素材の面に対し４５度の角度から光を投射し、対象素材からの反射光を複数の受光角でそれぞれ計測することで得られる反射率を各画素に格納した画像データである。図５（ａ）に示す仰角毎のＢＲＤＦ、及び図５（ｂ）に示す方位角毎のＢＲＤＦを計測し、これを対象素材の位置毎に取得することで、図６に示すようなデータ形式でデータ保持部２０７に保存しておく。また、各画素に格納された色情報はｓＲＧＢ空間上にて定義されるＲＧＢ値とする。尚、色情報はＡｄｏｂｅＲＧＢ空間上で定義されるＲＧＢ値あるいはＬａｂ空間上で定義されるＬａｂ値といった他の形式であっても良い。指示入力部４０２は、対象素材の反射特性を近似するために用いる統計量を求めるための統計方法の入力を受け付ける領域である。統計量は、画像処理装置１の画像処理の単位面積における反射特性の特徴を表す量であり、本実施例では、プリンタ１０８のプリント処理サイズにおける反射特性の統計をとった量である。ここでプリント処理サイズは、プリンタ１０８がＢＲＤＦを表現できる最小のサイズとし、データ保持部２０７に予め保持してあるものとする。指示入力部４０２は、複数種類の統計方法が選択できるようになっている。出力ボタン４０３は、記録媒体上に印刷処理を開始させるためのボタンである。終了ボタン４０４は、図３に示す一連の処理を終了させるためのボタンである。指示入力部４０１、指示入力部４０２及び出力ボタン４０３への操作によるユーザからの指示を受け付けると、Ｓ２に移行する。Ｓ２において、取得部２０２は、ユーザにより指示入力されたパス及びファイル名に従い、記録媒体上で再現する対象素材の反射特性情報を含む画像データをデータ保持部２０７から取得する。

Ｓ３において、設定部２０３は、ユーザにより指示入力された統計方法を設定する。対象素材の質感を記録媒体上で再現する場合、対象素材のＳＶＢＲＤＦを色材の組み合わせによって近似することになる。しかしながら、色材の組み合わせで対象素材のＳＶＢＲＤＦを完全に近似することは困難であるため、対象素材の特徴をより良く近似することが望まれる。ここで設定される統計方法によって算出される統計量は、仰角方向又は方位角方向における対象素材の反射特性の平均値や標準偏差などの値である。そのため、ユーザによって指示入力された対象素材の特徴に合わせた統計方法を設定することが可能である。本実施例においては、仰角方向で反射率の平均を算出する統計方法が設定されたとして、以後の処理を説明する。

Ｓ４において、算出部２０４は、Ｓ２で取得した画像データが表す対象素材のＳＶＢＲＤＦを用いて、Ｓ３で設定された統計方法により統計量を算出する。Ｓ４の具体的な処理については後述する。Ｓ５において、生成部２０５は、Ｓ４で算出された対象素材のＳＶＢＲＤＦの統計量を近似するための、構造体の配置を表す配置データを生成する。Ｓ５の具体的な処理については後述する。Ｓ６において、形成制御部２０６は、Ｓ５で生成された配置データに基づき、プリンタ１０８に画像を形成させる。Ｓ６の具体的な処理については後述する。

図７に、Ｓ４で算出部２０４が行う統計量算出処理のフローチャートを示す。

Ｓ４１において、Ｓ２で取得した画像データが表す画像の各画素に格納された対象素材のＢＲＤＦを取得する。Ｓ４２において、プリンタ１０８のプリント処理サイズを取得する。Ｓ４３において、Ｓ４２で取得したプリント処理サイズの画像内の一部の領域におけるＳＶＢＲＤＦの統計量を算出する。例えば、図８に示すように、プリント処理サイズが画像データが表す画像の４画素分とすると、４画素それぞれのＢＲＤＦから統計量を算出する。本実施例では、統計方法として仰角方向の平均が設定されている。よって、仰角方向の角度各々に対し、下記の式（１）を用いて各画素の反射率の平均Ｍ_θ，０を算出する。尚、プリント処理サイズと画素のサイズが同じ場合は、仰角方向の反射率を角度ごとに抽出するのみとする。

ただし、Ｒ_θ，０（ｎ）は、プリント処理サイズ内の画素の仰角θ度、方位角０度の反射率である。式（１）により、仰角θ度毎に平均Ｍ_θ，０を算出する。尚、本実施例における反射特性情報は、方位角を０度に固定した場合の反射率である。よって、式（１）により、方位角０度における平均Ｍ_θ，０を算出したが、反射特性情報として複数の方位角の反射率を取得した場合は、方位角φ毎に式（１）と同様の計算を行い、平均を算出するようにしても良い。Ｓ４４において、画像データの全ての画素に対して処理が終了したか否かを判定する。全ての画素に対して終わっている場合は、処理を終了する。全ての画素に対して処理が完了していない場合は、Ｓ４５に移行する。Ｓ４５において、画素を更新し、Ｓ４３に戻る。

Ｓ５で行われる生成部２０５の処理の概要について説明する。Ｓ５の処理の概要を図９に示す。形成制御部２０６は、図９右上に示す複数の単位構造体を形成させる指示ができるようになっている。単位構造体とは反射特性が既知である、インクが積層した構造の物体であり、単位構造体の反射特性や当該反射特性を再現するためのインクの記録量などの情報がデータ保持部２０７に記憶されているものとする。尚、インクの記録量は反射特性を再現するためのクリアインク及びホワイトインクの記録量であり、単位構造体の色を決める有色インクの記録量は予め記憶されている必要はない。の形成制御部２０６は、プリント処理サイズにおける当該単位構造体の２次元配置を制御することにより、プリント処理サイズのＳＶＢＲＤＦを制御することができる。Ｓ５では、Ｓ４で算出したプリント処理サイズにおける反射特性の統計量に、単位構造体が配置された記録媒体表面の反射特性を近似させるように、当該単位構造体の２次元配置を決定する処理を実行する。以下、生成部２０５の具体的な処理について説明する。図１０はＳ５にて実行される生成部２０５の処理のフローチャートである。

Ｓ５１において、上述した形成制御部２０６がプリンタ１０８に指示することで形成可能な単位構造体を取得する。Ｓ５２において、Ｓ４で算出したプリント処理サイズにおける統計量を取得する。Ｓ５３において、Ｓ５２で取得したプリント処理サイズにおける単位構造体の２次元配置を決定し、その配置を表す配置データを生成する。２次元配置の決定は、最適化等を用いて決定でき、例えば、以下の式（２）における評価値Ｅを最小とするような単位構造体の２次元配置を決めるようにすれば良い。具体的には、例えば、図９に示した単位構造体Ａを全面に配置した場合の反射率を初期値とし、そこから配置を少しずつ更新することで評価値Ｅを最小に近付けていく処理を行う。尚、複数の統計方法が設定されている場合は、素材の特徴に合わせて平均値や標準偏差などのいずれかに重きを置いて最適化を行うか、又は全てを均等に最適化すれば良い。また、本実施例では、評価値Ｅが最小となるように処理を行うが、対象素材の特徴を表すために十分小さい値であれば最小に限定されない。

ただし、Ｒ（θ）は、仰角θにおける取得した統計量、Ｔ（θ）は、仰角θにおける単位構造体の２次元配置により得られる反射率である。本実施例において、Ｒ（θ）は仰角θにおける反射率の平均値である。Ｓ５４において、全てのプリント処理サイズ（画素）に対して処理が完了したか否かを判定する。全ての画素に対して処理が完了していた場合は、終了する。完了していない場合は、Ｓ５５に移行する。Ｓ５５において、画素を更新し、Ｓ５３に戻る。

図１１は、形成制御部２０６が指示して画像形成させるプリンタ１０８の構成図である。ヘッドカートリッジ８０１は、複数の吐出口からなる記録ヘッドと、この記録ヘッドへインクを供給するインクタンクを有し、また、記録ヘッドの各吐出口を駆動する信号などを受信するためのコネクタが設けられている。インクタンクは、透明層を形成するためのクリアインク、光の散乱特性を制御するためのホワイトインク、色制御用のＣ（シアン）インク、Ｍ（マゼンタ）インク、Ｙ（イエロー）インク、Ｋ（ブラック）インクの６種類のインクが独立に設けられている。ヘッドカートリッジ８０１はキャリッジ８０２に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ８０２には、コネクタを介してヘッドカートリッジ８０１に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダが設けられている。キャリッジ８０２は、ガイドシャフト８０３に沿って往復移動可能となっている。具体的には、キャリッジ８０２は、主走査モータ８０４を駆動源としてモータプーリ８０５、従動プーリ８０６及びタイミングベルト８０７等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置及び移動が制御される。本実施例では、このキャリッジ８０２のガイドシャフト８０３に沿った移動を「主走査」といい、移動方向を「主走査方向」という。プリント用透過フィルム等の記録媒体８０８は、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）８１０に載置されている。画像形成時、給紙モータ８１１の駆動によってギアを介してピックアップローラ８１２が回転し、ＡＳＦ８１０から記録媒体８０８が一枚ずつ分離され、給紙される。更に、記録媒体８０８は、搬送ローラ８０９の回転によりキャリッジ８０２上のヘッドカートリッジ８０１の吐出口面と対向する記録開始位置に搬送される。搬送ローラ８０９は、ラインフィード（ＬＦ）モータ８１３を駆動源としてギアを介して駆動される。記録媒体８０８が給紙されたか否かの判定と給紙時位置の確定は、記録媒体８０８がペーパエンドセンサ８１４を通過した時点で行われる。キャリッジ８０２に搭載されたヘッドカートリッジ８０１は、吐出口面がキャリッジ８０２から下方へ突出して記録媒体８０８と平行になるように保持されている。制御部８２０は、プリンタ１０８の各パーツの動作を制御する。説明を簡易にするため、本実施例においてプリンタ１０８は、所定の解像度でインクを吐出するか否かの制御を行う二値プリンタであるものとして説明する。もちろん、吐出するインク滴のサイズを変調可能な方式を用いても構わない。

以下、画像の形成動作について説明する。まず、記録媒体８０８が所定の記録開始位置に搬送されると、キャリッジ８０２がガイドシャフト８０３に沿って記録媒体８０８上を移動し、その移動の際に記録ヘッドの吐出口よりインクが吐出される。キャリッジ８０２がガイドシャフト８０３の一端まで移動すると、搬送ローラ８０９が所定量だけ記録媒体８０８をキャリッジ８０２の走査方向に垂直な方向に搬送する。本実施例では、この記録媒体８０８の搬送を「紙送り」または「副走査」といい、この搬送方向を「紙送り方向」または「副走査方向」という。記録媒体８０８の所定量の搬送が終了すると、再度キャリッジ８０２はガイドシャフト８０３に沿って移動する。このように、記録ヘッドのキャリッジ８０２による走査と紙送りとを繰り返すことにより記録媒体８０８全体に画像が形成される。紫外線硬化型のプリンタの場合は、各インクの吐出後、紫外線を照射すれば良い。尚、本実施例において用いられる記録媒体８０８は記録ヘッドによる画像形成に対応できるものであればよい。また、本実施例ではプリンタ１０８にインクジェット方式の例を示したが、電子写真方式などその他の記録方式でも構わない。

以下、図１２を用いて、形成制御部２０６の処理について説明する。図１２はＳ６にて実行される形成制御部２０６の処理のフローチャートである。

Ｓ６１において、Ｓ５で生成した、単位構造体の２次元配置を示す配置データを取得する。Ｓ６２において、単位構造体の２次元配置を示す配置データ及び画像データの各画素に格納された色情報に従い、有色インク（ＣＭＹＫインク）４プレーンの記録量データを生成する。有色インクの記録量データの生成には、例えば色情報（ＲＧＢ値）と各有色インクの記録量の関係を表すテーブルなどを用いて決めれば良い。Ｓ６３において、単位構造体の２次元配置を示す配置データとデータ保持部２０７に記憶されている反射特性を再現するためのクリアインク及びホワイトインクの記録量から、２プレーンの記録量データを生成する。Ｓ６４において、形成制御部２０６は、Ｓ６２で生成した４プレーンの記録量データとＳ６３で生成した２プレーンの記録量データとに基づいて、プリンタ１０８に指示をして各インクを記録させて画像を描画し、処理を終了する。

以上で説明した本実施例の画像処理装置１は、対象素材のＳＶＢＲＤＦから対象素材の特徴を表す統計量を算出し、当該統計量に単位構造体が配置された記録媒体表面の反射特性を近似させるように、色材によって記録媒体上に単位構造体を形成する。これにより、対象素材の特徴をより良く近似したプリント物を形成することが可能となる。

［実施例２］
実施例１では、統計量を算出するための統計方法がユーザによって指示入力される例を説明した。本実施例では、取得した対象素材のＳＶＢＲＤＦから自動的に対象素材の特徴を表す統計方法を得る例について説明する。

実施例２における画像処理装置１のハードウェア構成は、実施例１と同様である。図１３は、本実施例における画像処理装置１の論理構成を示す図である。図１３において、画像処理装置１は、実施例１と同様に、表示制御部２０１、取得部２０２、設定部２０３、算出部２０４、生成部２０５、形成制御部２０６、データ保持部２０７を有する。本実施例は、設定部２０３が取得部２０２により取得された画像データが有する反射特性情報に基づいて処理を行うため、Ｓ３における設定部２０３の処理が実施例１と異なる。よって、Ｓ３の処理について主に説明し、他の処理については説明を省略する。

図１４に、本実施例におけるＳ３で行われる統計方法の設定処理のフローチャートを示す。

Ｓ３１において、プリンタ１０８のプリント処理サイズを取得する。Ｓ３２において、プリント処理サイズに対し、仰角θ毎の反射率の平均Ｍ_θ，０、及び標準偏差σ_θ，０を算出する。Ｍ_θ，０は、上述した式（１）と同様の計算方法で算出することができる。σ_θ，０の算出は、以下の式（３）を用いる。

ただし、Ｎはプリント処理サイズ内の画素数である。この標準偏差σ_θ，０は、各仰角におけるプリント処理サイズ内の輝度のばらつきを示している。σ_θ，０が大きい対象素材は、仰角方向に光輝感と呼ばれる輝点がきらきらと光る特徴を持つ。Ｓ３３において、σ_θ，０と予め決定しておいた閾値Ｔ_θ，０との比較を行う。σ_θ，０＞Ｔ_θ，０の場合には、Ｓ３４に進む。σ_θ，０≦Ｔ_θ，０の場合には、Ｓ３５に進む。

Ｓ３４は、標準偏差σ_θ，０がＴ_θ，０よりも大きいと判定された場合の処理である。σ_θ，０がＴ_θ，０よりも大きい場合、対象素材は光輝感を持つ素材であると判定し、対象素材の特徴を表現する統計量の統計方法として、平均Ｍ_θ，０だけでなく標準偏差σ_θ，０も合わせて設定する。Ｓ３５は、標準偏差σ_θ，０がＴ_θ，０よりも小さいと判定された場合の処理である。σ_θ，０がＴ_θ，０よりも小さい場合、対象素材は光輝感を持つ素材ではなく平均的な輝度特性のみを近似することで特徴を表現可能と判定し、統計方法として平均Ｍ_θ，０のみを設定する。

Ｓ３６において、プリント処理サイズに対し、方位角φ毎の反射率の平均Ｍ_４５，φ及び標準偏差σ_４５，φを算出する。Ｍ_４５，φとσ_４５，φの算出方法については、上述した式（１）、式（３）と同様であるので、説明を省略する。この標準偏差σ_４５，φは、各方位角におけるプリント処理サイズ内の輝度のばらつきを示している。σ_４５，φが大きい対象素材は、方位角方向に光輝感と呼ばれる輝点がきらきらと光る特徴を持つ。Ｓ３７において、σ_４５，φと予め決定しておいた閾値Ｔ_４５，φとの比較を行う。σ_４５，φ＞Ｔ_４５，φの場合には、Ｓ３８に進む。σ_４５，φ≦Ｔ_４５，φの場合には、Ｓ３９に進む。

Ｓ３８は、標準偏差σ_４５，φがＴ_４５，φよりも大きいと判定された場合の処理である。σ_４５，φがＴ_４５，φよりも大きい場合、対象素材は光輝感を持つ素材であると判定し、対象素材の特徴を表現する統計量の統計方法として、平均Ｍ_４５，φだけでなく標準偏差σ_４５，φも合わせて設定する。Ｓ３９は、標準偏差σ_４５，φがＴ_４５，φよりも小さいと判定された場合の処理である。σ_４５，φがＴ_４５，φよりも小さい場合、対象素材は光輝感を持つ素材ではなく平均的な輝度特性のみを近似することで特徴を表現可能と判定し、統計方法として平均Ｍ_４５，φのみを設定し、処理を終了する。

以上説明したように、本実施例で説明した画像処理装置は、対象素材のＳＶＢＲＤＦに基づき、対象素材の特徴を表す統計量を算出するための統計方法を設定する。これにより、ユーザによる統計方法の指示入力を必要とせず、自動的に対象素材の特徴をより良く近似したプリント物を形成することが可能となる。

尚、本実施例における反射特性情報は、方位角を０度に固定し仰角を振って得た反射率、及び仰角を４５度に固定し方位角を振って得た反射率であるため、それぞれ固定された方位角、あるいは仰角に対する平均、標準偏差を用いて処理を行った。しかし、方位角、仰角共に振ったＳＶＢＲＤＦを用いる場合は、方位角と仰角の組み合わせ毎に閾値と比較するようにすれば良い。以下、本実施例で平均に加えて標準偏差が統計方法として設定され、これらを近似したプリント物が形成される例を、図１５を用いて説明する。図１５に示すように、対象素材のＳＶＢＲＤＦから算出された平均と標準偏差を近似するように、形成部２０６で単位構造体の２次元配置を最適化する。実施例１と異なるのは、平均に加えて標準偏差、すなわちプリント処理サイズ内のばらつきをも近似する点である。標準偏差を近似することで、輝点の量や強さ（輝度）を表現することができる。光輝感を感じさせる要素は輝点の位置ではなく輝点の量や強さなので、平均と標準偏差の近似により、対象素材の特徴をよりよく表現することができる。

［変形例］
上述した実施例においては、統計量として反射率の平均値、中央値、標準偏差等を例に挙げて説明したが、本発明の統計量はこれに限定されない。例えば、最大値、最小値、最頻値、歪度、尖度等、他の統計量を用いるようにしても良い。

また、上述した実施例においては、画像データに格納された対象素材の反射特性情報を、「対象素材の面に対し４５度の投射角度から光を照射し、対象素材からの反射光を複数の受光角でそれぞれ計測することで得られる反射率」として説明した。しかし、対象素材の反射特性情報は、これに限定されない。光源の投射角（入射角）は４５度だけでなく、他の角度であっても良い。さらに言えば、投射角自体を振ったＳＶＢＲＤＦでも構わない。この場合の受光角は、固定しても良いし、投射角と共に受光角も振った自由度が２のＳＶＢＲＤＦとしても良い。また、計測されるデータも反射率データに限らず、分光放射輝度によって示される反射強度データや撮像センサーによって撮影されたＲＧＢデータ等であっても良い。

また、上述した実施例においては、形成制御部２０６で形成可能な単位構造体を２種類として説明していたが、複数種類（２種類以上）であれば種類の数は問わない。

また、上述した実施例においては、最小二乗誤差の和を評価値Ｅとして単位構造体の２次元配置を決定していたが、本発明の評価値は最小二乗誤差に限定されない。統計量との差分を表す評価値であれば、どのようなものであっても良い。

また、上述した実施例１においては、図４に示すＵＩ画面によって、ユーザに直接統計方法を選択させるようにしていたが、例えば、図１６に示すように、対象素材の素材を選択させるようにしても良い。ユーザには素材を選択させ、選択された素材の特徴を表す統計量を算出するための統計方法を自動的に設定するようにする。その場合、例えば図１７に示すような素材と統計方法との対応関係を予め準備し、当該対応表に従って統計方法を設定するようにすると良い。尚、図１７には、素材としてベルベット生地、サテン生地、金属（メタリック）の例を示したが、これら以外の素材でも構わない。

また、上述した実施例では、入力した画像データが表す画像の各画素に色情報を格納していたが、上記一例には限定されない。反射特性情報としてさらに、反射光の波長ごとの反射強度を色情報の代わりに有していても良い。一方で、反射特性のみを再現したい場合は、色情報を有しない画像データを入力し、単位構造体と各インクの記録量との対応関係のみから画像を形成しても良い。

また、上述した実施例では有色色材として有色インクを用いていたが、有色トナーでも構わない。同様に、クリアインクはクリアトナー、ホワイトインクはホワイトトナーでも構わない。

［その他の実施例］
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１画像処理装置
２０１表示制御部
２０２取得部
２０３設定部
２０４算出部
２０５生成部
２０６形成制御部
２０７データ保持部

Claims

素材の反射特性を記録媒体上において表現するための画像処理装置であって、
前記素材における複数の方向への反射に関する反射特性を表す反射特性情報を画素ごとに有する画像データを取得する取得手段と、
前記画像データに基づいて、前記複数の方向のうち一部の方向について、所定サイズの領域に含まれる各画素に対応する反射特性の統計量を算出する算出手段と、
前記一部の方向における前記統計量に基づいて、前記所定サイズの領域における複数種類の構造体の２次元配置を表す配置データを生成する生成手段と、
前記配置データに基づいて、前記記録媒体上に記録材を用いて前記複数種類の構造体を形成する形成手段を制御する制御手段と、を有し、
前記複数の構造体の反射特性と、前記複数種類の構造体を形成するための前記記録材の記録量と、は予め保持されていることを特徴とする画像処理装置。
前記反射特性情報が表す前記反射特性は、前記素材に光を入射し、前記素材からの反射光を受光することによって得られる反射強度又は反射率であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記画像データは、光の入射角と受光角とのうち少なくとも一方を変化させて得られる複数の反射強度又は反射率を表す前記反射特性情報を有するデータであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像処理装置。
前記算出手段は、受光角の変化を一部の方向に限定した場合に得られる反射特性の前記統計量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記反射特性情報に基づいて、前記算出手段が前記統計量を算出するための統計方法を設定する設定手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記設定手段によって設定された前記統計方法によって、前記統計量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
ユーザからの指示を受け付ける受付手段と、
前記ユーザからの指示に基づいて、前記算出手段が前記統計量を算出するための統計方法を設定する設定手段と、をさらに有し、
前記算出手段は、前記設定手段によって設定された前記統計方法によって、前記統計量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記統計量は、前記反射特性情報が表す前記反射特性の平均値であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記統計量は、前記反射特性情報が表す前記反射特性の標準偏差であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記構造体の情報を取得する第２取得手段をさらに有し、
前記生成手段は、前記構造体の情報にさらに基づいて、前記配置データを生成することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記統計量が表す前記素材の反射特性と前記構造体が有する反射特性との差分を表す評価値を算出する第２算出手段をさらに有し、
前記生成手段は、前記評価値に基づいて、前記配置データを生成することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記生成手段は、前記評価値を最小にするように、前記配置データを生成することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
前記素材はベルベット生地であり、
前記統計量は、入射角と受光角の方位角とを固定し、前記受光角の仰角を変化させて反射光を受光することにより得られる反射強度又は反射率の、前記一部の方向における平均値であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記素材はサテン生地であり、
前記統計量は、入射角と受光角の方位角とを固定し、前記受光角の仰角を変化させて反射光を受光することにより得られる複数の反射強度又は反射率の、前記一部の方向における平均値と、前記入射角と前記受光角の仰角とを固定し、前記受光角の方位角を変化させて反射光を受光することにより得られる複数の反射強度又は反射率の、前記一部の方向における平均値と、であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記素材は金属であり、
前記統計量は、入射角と受光角の方位角とを固定し、前記受光角の仰角を変化させて反射光を受光することにより得られる複数の反射強度又は反射率の、前記一部の方向における平均値及び標準偏差であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記記録材は、有色色材及び紫外線硬化型の記録材であることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記記録材は、有色色材、クリアインク及びホワイトインクであることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
前記記録材は、有色色材、クリアトナー及びホワイトトナーであることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
素材の反射特性を記録媒体上において表現するための画像処理装置であって、
前記素材における複数の方向への反射に関する反射特性を表す反射特性情報を有する反射特性データを取得する取得手段と、
前記反射特性データに基づいて、前記複数の方向それぞれに対応する反射特性から、前記複数の方向のうち一部の方向に対応する反射特性を抽出する抽出手段と、
前記一部の方向に対応する反射特性に基づいて、所定サイズの領域における複数種類の構造体の２次元配置を表す配置データを生成する生成手段と、
前記配置データに基づいて、前記記録媒体上に記録材を用いて前記複数種類の構造体を形成する形成手段を制御する制御手段と、を有し、
前記複数の構造体の反射特性と、前記複数種類の構造体を形成するための前記記録材の記録量と、は予め保持されていることを特徴とする画像処理装置。
素材の反射特性を記録媒体上において表現するための画像処理方法であって、
前記素材における複数の方向への反射に関する反射特性を表す反射特性情報を画素ごとに有する画像データを取得する取得ステップと、
前記画像データに基づいて、前記複数の方向のうち一部の方向について、所定サイズの領域に含まれる各画素に対応する反射特性の統計量を算出する算出ステップと、
前記一部の方向における統計量に基づいて、前記所定サイズの領域における複数種類の構造体の２次元配置を表す配置データを生成する生成ステップと、
前記配置データに基づいて、前記記録媒体上に記録材を用いて前記複数種類の構造体を形成する形成手段を制御する制御ステップと、を有し、
前記複数の構造体の反射特性と、前記複数種類の構造体を形成するための前記記録材の記録量と、は予め保持されていることを特徴とする画像処理方法。
コンピュータを請求項１乃至請求項１８のいずれか一項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。