JP6849472B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、記録物の光沢特性を制御する画像処理技術に関する。

貴金属製品の包装やカタログ、又は製品デザイン時の見本サンプル、金銀箔を設えた美術品や工芸品の複製といった幅広い利用を目的として、金属調の質感をプリント再現する技術が求められている。この様な金属調の質感を再現するため、金属を含有する色材やメディアを用いたプリント再現技術がある。このプリント再現技術では、金属色材と有色色材を併せて用いる。このとき金属色材の上部に重ねて有色色材を配置すると、有色色材で被覆された部分の金属色材の光沢度が低下してしまう。有色色材と併用しても金属色材の光沢を保持できる技術として以下の技術がある。特許文献１では金属色材と有色色材とが重ならないように、金属色材の配置には有色色材のマスクパターンと数ドットずらしたマスクパターンを用いる技術が開示されている。

特開２０１３−２５２６４０号公報

しかしながら特許文献１に記載の方法では、金属色材と有色色材それぞれの記録する色材量が多い場合に、一方の色材で他方の色材を被覆することになる。このとき、有色色材によって金属色材が被覆されると所望の光沢を再現できない。また、金属色材によって有色色材が被覆されると所望の色を再現できない。そのため、金属色材と有色色材それぞれの記録する色材量が多い場合には、プリント物の光沢再現と色再現の両立を実現することはできない。

本発明は、入力されたデータに近い光沢の再現と色の再現とを両立した画像形成を可能にする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、金属を含有する色材が記録される第１領域と有色色材が記録される第２領域とを含む画像を記録媒体上に形成するための処理を行う画像処理装置であって、前記画像の光沢を示す光沢情報と前記画像の色を示す色情報とを取得する取得手段と、前記光沢情報に基づいて、前記第１領域に対応する色情報を前記第２領域に対応する色情報に分配することにより、前記第２領域に対応する色情報を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、入力されたデータに近い光沢の再現と色の再現とを両立した画像形成が可能になる。

画像処理装置１のハードウェア構成を示すブロック図 画像処理装置１の論理構成を示すブロック図 プリンタ１０８の構成を示す図 入力するデータ構成の一例を示す図 画像処理装置１の処理を示すフローチャート ＵＩ画面の一例を示す図 マスクパターンの一例を示す図 生成する金属インク配置データの一例を示す図 金属インクが被覆する画素数の算出処理を示すフローチャート 反射強度と金属インクの被覆率の関係を示すデータの一例を示す図 色補正値の算出処理を示すフローチャート 色分解ＬＵＴの一例を示す図

本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。尚、以下に説明する画像処理装置は、色や形状といった他の質感要素を再現する機能を加えた構成をとることも可能である。

［実施例１］
本実施例では、入力されたデータに近い光沢の再現と色の再現とを両立した画像形成を行う例を説明する。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、各種記録メディア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。さらに、システムバス１０６を介して各構成を制御する。尚、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムには、後述する処理フローを実行するプログラムが含まれる。ＵＳＢなどの汎用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１０４は、シリアルバス１０９を介して、マウスやキーボードなどの入力デバイス１０７やプリンタ１０８などが接続される。ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０３にマウントされた各種記録メディアをデータの格納場所として読み書きに利用する。ＣＰＵ１０１は、プログラムが提供するユーザインターフェイス（ＵＩ）の画面をモニタ１０５に表示させ、入力デバイス１０７を介してユーザ指示を受け付ける。

次に、上述したハードウェア構成において、ＣＰＵ１０１からの指令に基づき画像処理アプリケーションが、実行する処理について説明する。図２は、本実施例における画像処理装置１の論理構成を示すブロック図である。本実施例における画像処理装置１は、表示制御部２０１、取得部２０２、面積算出部２０３、配置決定部２０４、補正部２０５、変換部２０６、形成制御部２０７、記憶部２０８を有する。表示制御部２０１は、ユーザからの入力を受け付けるＵＩ画面などを外部のモニタ１０５に表示させる。取得部２０２は、ユーザによって入力された光沢情報及び色情報を含む画像データを取得する。図４にてデータ構成を模式的に表す。図に示すように、この画像データは各画素に色情報としてＲＧＢ値（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び光沢情報として鏡面光沢度（Ｇｌｏｓｓ）が格納された４チャネルの画像データである。尚、鏡面光沢度は入射光の鏡面反射方向への反射強度を表す。また、本実施例における当該ＲＧＢ値は、ｓＲＧＢ空間上にて定義されるものとするが、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よい。面積算出部２０３は、画像データが示す光沢情報と記憶部２０８に記憶されているデータから、金属インクで記録媒体を被覆する画素数を算出する。配置決定部２０４は、面積算出部２０３で算出した画素数から、金属インクの配置を決定する。補正部２０５は、配置決定部２０４で決定した金属インクの配置と画像データが示す色情報から、当該色情報を補正する。変換部２０６は、補正した色情報を有色インクの記録量に変換する。形成制御部２０７は、外部のプリンタ１０８に指示をして記録媒体上に画像を形成させる。

図３はプリンタ１０８の構成例である。ヘッドカートリッジ３０１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。ヘッドカートリッジ３０１はキャリッジ３０２に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ３０２には、コネクタを介してヘッドカートリッジ３０１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３０２は、ガイドシャフト３０３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３０２は、主走査モータ３０４を駆動源としてモータプーリ３０５、従動プーリ３０６及びタイミングベルト３０７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。尚、本実施例ではこのキャリッジ３０２のガイドシャフト３０３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。プリント用の記録媒体３０８は、オートシートフィーダ（以下、ＡＳＦと呼ぶ）３１０に載置されている。画像形成時、給紙モータ３１１の駆動によってギアを介してピックアップローラ３１２が回転し、ＡＳＦ３１０から記録媒体３０８が一枚ずつ分離され、給紙される。更に、記録媒体３０８は、搬送ローラ３０９の回転によりキャリッジ３０２上のヘッドカートリッジ３０１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３０９は、ラインフィード（ＬＦ）モータ３１３を駆動源としてギアを介して駆動される。記録媒体３０８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３０８がペーパエンドセンサ３１４を通過した時点で行われる。キャリッジ３０２に搭載されたヘッドカートリッジ３０１は、吐出口面がキャリッジ３０２から下方へ突出して記録媒体３０８と平行になるように保持されている。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のプリンタであるものとして説明する。尚、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３０８が記録開始位置に搬送されると、キャリッジ３０２がガイドシャフト３０３に沿って記録媒体３０８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３０２がガイドシャフト３０３の一端まで移動すると、搬送ローラ３０９が所定量だけ記録媒体３０８をキャリッジ３０２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３０８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３０８の所定量の搬送が終了すると、再度キャリッジ３０２はガイドシャフト３０３に沿って移動する。このように、記録ヘッドのキャリッジ３０２による走査と紙送りとを繰り返すことにより記録媒体３０８全体に画像が形成される。尚、本実施例において用いられる記録媒体３０８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。

図５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、図５を用いて画像処理装置１における処理の詳細を説明する。尚、下記処理は、入力デバイス１０７を操作してユーザが指示を入力することで開始される。以下、各ステップ（工程）は符号の前にＳをつけて表す。

Ｓ５０１において、表示制御部２０１は、画像形成を行うために必要な情報をユーザが指示入力するためのＵＩ画面をモニタ１０５に表示させる。図６にＵＩ画面の例を示す。入力領域６０１は、ＨＤＤ１０３などに予め記憶させたデータファイルのパス及びファイル名を指示するための指示入力部である。ここで、指示入力したパス及びファイル名に対応するデータファイルは、前述した光沢情報と色情報（ＲＧＢ値）を含む４チャネルの画像データである。入力領域６０２は、画像の領域分割を行うための、１つの領域のＸ方向の画素数を指示するための指示入力部である。入力領域６０３は、画像の領域分割を行うための、１つの領域のＹ方向の画素数を指示するための指示入力部である。尚、領域のＸ方向の画素数をＭ、Ｙ方向の画素数をＮとする。また、以下の処理では領域ごとに、領域内の各画素に格納された鏡面光沢度の平均値を算出し、それを領域の光沢度とする。表示制御部６０４は、画像内の分割された領域の境界を表示する。選択領域６０５は画像形成に用いる金属インクの種類を選択する選択部である。実行ボタン６０６は、処理を開始するためのボタンである。終了ボタン６０７は処理を終了するためのボタンである。ユーザにより入力領域６０１に画像データファイルのパス及びファイル名が指示入力され、次いで実行ボタン８０２が押下されると、Ｓ２０に移行する。Ｓ５０２において、取得部２０２は、Ｓ５０１で入力した画像データを取得する。Ｓ５０３において、面積算出部２０３は、画像データが示す光沢情報と記憶部２０７に記憶された鏡面光沢度と金属インクの被覆率とが対応したデータとに基づいて、金属インクが記録媒体を被覆する画素数を算出する。当該処理動作の詳細については後述する。

Ｓ５０４において、配置決定部２０４は、Ｓ５０１で設定した領域ごとに領域内の各画素での金属インクを記録するか否か（以下、金属インクのオン、オフと呼び、オンとはインクを記録すること、オフとはインクを記録しないこととする）を決定する。ここでは一例としてブルーノイズマスク等のマスクパターンを用いて金属インクのオン、オフを決定する。マスクパターンの一例を図７に示す。尚、マスクサイズは領域サイズと同じであり、当該マスクの画素にナンバリングされた値とＳ５０３において算出された被覆画素数を比較し、被覆画素数以下であれば、マスクの画素と同座標の画素をオンとする。さらに、オン以外の画素はオフとすることで、金属インクの配置を示す金属インク配置データを生成する。金属インク配置データの一例を図８に示す。図８が示す金属インク配置データは、図７のマスクパターンを用い、被覆画素数が９の場合の金属インク配置データである。黒い画素がオンを表し、白い画素がオフを表す二値データである。

Ｓ５０５において、補正部２０５は、Ｓ５０４で生成した金属インク配置データに基づいて、画像データが示す色情報を補正する。当該処理動作の詳細については後述する。Ｓ５０６において、変換部２０６は、ＲＧＢ値とＣＭＹＫのインク量が対応した色分解ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を用いて、Ｓ５０５において補正された色情報を有色インクの記録量へ変換する。これにより各画素にＣＭＹＫ値が格納されたインク量データを生成する。図１２に用いる色分解ＬＵＴの一例を示す。尚、当該色分解ＬＵＴは入力された色情報が８ビットである場合のものである。また、色分解ＬＵＴは記憶部２０８に記憶されているものとする。Ｓ５０７において、形成制御部２０７は、有色インクのインク量データに基づいて、公知のハーフトーン処理、パス分解処理を行い、記録走査毎の記録ドット位置を決定し、有色インクの画像形成データを生成する。次に、上述したプリンタ１０８に記録媒体全体に金属インクを塗布させる。さらに、有色インクの画像形成データに基づいて画像の形成動作を実行させる。尚、本実施例では有色インクとしてＣＭＹＫインクを用いたが、これらに加えてホワイトインクを用いても良い。このホワイトインクにより、シルバーインクを記録媒体全体に塗布した場合に白の表現が可能になる。さらに、有色インクを塗布する前に、有色インクの塗布領域と同じ領域にホワイトインクを塗布することによって有色インクの下に塗布されている金属インクを覆うことができるので、さらに入力データに近い光沢再現を行うことが可能となる。

次に、図９を用いて上述した金属インクの被覆画素数を算出する処理（Ｓ５０３）の詳細について説明する。図９は、金属インクによって記録媒体を被覆する画素数を算出する処理を示すフローチャートである。以下の処理は画像内の各領域について行う。

Ｓ５０３１において、入力された領域の光沢度と、金属インクの記録媒体全体に対する被覆面積率とが対応したデータ及びＳ１０で入力した金属インクの種類を取得する。尚、金属インクの種類が入力されていない場合は、金属インクの種類は取得しない。図１０（ａ）に記憶部２０８に記憶された、金属インクの鏡面光沢度と被覆面積率との関係を示すデータの一例を模式的に示す。Ｓ５０３２において、図１０（ａ）に示したデータと領域ごとの鏡面光沢度から、領域ごとに被覆面積率を取得する。尚、金属インクの種類が取得されていない場合は、図１０（ａ）に記憶された全種類の金属インクの鏡面光沢度の平均をとった値の鏡面光沢度を示す金属インク（平均）を選択したものとして処理する。Ｓ５０３３において、以下の式（１）により金属インクによって記録媒体を被覆する画素数を算出する。ここで、被覆面積率をＲ_Ｃ、領域内の全画素数をＰ_ａｌｌ（＝Ｍ×Ｎ）、金属インクによって被覆する画素数をＰ_Ｃとする。

Ｐ_Ｃ＝Ｐ_ａｌｌ×Ｒ_Ｃ・・・式（１）
次に、図１１を用いて色情報を補正する処理（Ｓ５０５）の詳細について説明する。図１１は、補正部２０５の処理を示すフローチャートである。

Ｓ５０５１において、金属インク配置データと領域内の各画素の色情報を取得する。また、金属インク配置データにおけるオフの画素数を表すＣｏｕｎｔを０に、領域内の画素番号ｉを０に、補正総量を表すＶを０に初期化する。Ｓ５０５２において、画素番号がｉの画素がオンかオフかを判定し、オンであればＳ５０５３へ、そうでなければＣｏｕｎｔに１を加算してＳ５０５４へ進む。Ｓ５０５３において、式（２）により補正総量Ｖ（初期値０）を算出する。ここで画素番号ｉの色情報をＲＧＢ値から公知の方法によりＬａｂ値に変換することで、画素番号ｉのＬ値をＬｉ、ａ値をａｉ、ｂ値をｂｉとする。

Ｖ_Ｌ＝Ｖ_Ｌ＋Ｌ_ｉ
Ｖ_ａ＝Ｖ_ａ＋ａ_ｉ・・・式（２）
Ｖ_ｂ＝Ｖ_ｂ＋ｂ_ｉ
Ｓ５０５４において、領域内の全ての画素について処理したかを判定し、行っていればＳ５０５５へ進み、そうでなければ画素番号を示すｉに１を加えてＳ５０５２へジャンプする。Ｓ５０５５において、画素番号ｉの画素がオンかオフかを判定し、オフであればＳ５０５６へ進み、オンであればＳ５０５７へ進む。Ｓ５０５６において、式（３）（補正総量をオフの画素に分配する式）より色情報を補正した値である補正値Ｌｉ′ａｉ′ｂｉ′を算出し、その補正値を公知の方法でＲＧＢ値に変換することによって、そのＲＧＢ値をその画素の色情報とする。

Ｓ５０５７において、領域内の全ての画素について処理したかを判定し、行っていなければＳ５０５５へ、行っていれば金属インクがオンの画素の色情報を、次のＳ５０６で有色インクの記録量がＣＭＹＫ全て０になるような色情報に置き換える。例えば、図１２のような色分解ＬＵＴを用いる場合、金属インクがオンの画素のＲＧＢ値をＲ＝２５５、Ｇ＝２５５、Ｂ＝２５５とする。これにより、金属インクが記録される画素に有色インクが記録されることがない。領域内の全てのオン画素の色情報を置き換えたら、次の領域の処理をＳ５０５１から行う。画像上の全領域の処理を行ったらＳ５０５の処理を終了する。

以上説明したように、本実施例における画像処理装置１は、入力した光沢情報に応じて金属インクの配置を決定し、その配置に基づいて、入力したデータに近い色再現ができるよう色情報を補正する。これにより、入力されたデータに近い光沢の再現と色の再現とを両立した画像形成が可能になる。

［変形例］
実施例１では金属光沢を出すために一部の領域に配置する色材として金属を含有したインクを用いる例を説明したが、上記一例に限定されない。例えば、他の金属インクとして金属トナーなどを用いることも可能である。

また、実施例１では、金属インクの配置に基づいて、入力したデータに近い色再現ができるよう色情報の補正を行ったが、金属インクの配置に基づかない色情報の補正を行っても良い。色情報及び光沢情報を入力とし、入力された色情報及び光沢情報と補正後の色情報とが対応付けられたＬＵＴを用いて補正後の色情報を得る。これにより、金属インクの配置データの生成及び領域の判定を行うことなく、色情報の補正を行うことができる。尚、入力された色情報及び光沢情報と補正後の色情報とが対応付けられたＬＵＴは、実施例１の処理を行うことで予め作成しＨＤＤ１０３等に記憶させておく。

また、実施例１では、色情報としてＲＧＢを補正し、補正されたＲＧＢを有色インクのインク量ＣＭＹＫに変換する方法を説明したが、変換後に補正を行っても良い。この場合、補正の前にＲＧＢ値とＣＭＹＫのインク量が対応付けられた色分解ＬＵＴを用いてＲＧＢからＣＭＹＫへの変換を行い、実施例１でＲＧＢに対して行った補正を変換後のＣＭＹＫに対して行う。

また、実施例１では、金属光沢を出すための色材として金属インクを用いた例を説明したが、上記一例に限定されない。例えば、金属光沢を出すために通常の記録媒体ではなく金属光沢を有する金属メディアを用いても良い。金属メディアとしては、例えば、アルミ蒸着フィルムなどがあり、金属インクを用いるよりも安価でかつインク数を削減できるため低コストで実現可能である。この場合、Ｓ５０３２で図１０（ｂ）を用いて金属メディアの露出面積率を取得し、それ以降、露出面積率を上述の被覆面積率として扱うことで、本実施例の処理を行う。

また、実施例１では、記憶部２０８に予め記録した色分解ＬＵＴを用いて有色インク量を導出する方法を説明したが、インク量の導出方法はこれに限定されない。例えば、ＬＵＴに変わり、数式を用いて導出しても良い。また、予め記憶部２０８には複数のＬＵＴが記録され、ＵＩ画面を介して受け付けた情報に基づき、処理に用いるＬＵＴを選択する形態をとることも可能である。

［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 面積算出部
２０４ 配置決定部
２０５ 補正部
２０６ 変換部
２０７ 形成制御部
２０８ 記憶部

Claims (12)

1. 金属を含有する色材が記録される第１領域と有色色材が記録される第２領域とを含む画像を記録媒体上に形成するための処理を行う画像処理装置であって、
   前記画像の光沢を示す光沢情報と前記画像の色を示す色情報とを取得する取得手段と、
   前記光沢情報に基づいて、前記第１領域に対応する色情報を前記第２領域に対応する色情報に分配することにより、前記第２領域に対応する色情報を補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記補正手段は、前記第１領域に有色色材が記録されないように、前記第２領域に対応する色情報を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記補正手段は、前記画像に対する領域分割により得られる領域ごとに前記色情報を補正す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。
4. 前記第２領域には金属を含有する色材が記録されない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。
5. 前記画像内の領域が前記第１領域か前記第２領域かを判定する判定手段をさらに有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。
6. 前記光沢情報に基づいて、前記画像内の前記第１領域の配置を示す配置データを生成する生成手段をさらに有し、
   前記判定手段は、前記配置データに基づいて、前記画像内の領域が前記第１領域か前記第２領域かを判定することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記補正手段は、前記判定手段による判定の結果に基づいて、前記色情報を補正することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記第１領域に対応する前記色情報が示す値を加算することによって補正量を算出する算出手段をさらに有し、
   前記補正手段は、前記補正量を前記第２領域に対応する前記色情報が示す値に分配することによって、前記色情報を補正す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。
9. 前記画像の形成に用いる金属色材の種類を入力する入力手段をさらに有し、
   前記生成手段は、さらに前記金属色材の種類に基づいて、前記配置データを生成することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
10. 前記画像を分割するサイズと、前記金属色材の種類と、を入力するための表示を制御する表示制御手段をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
11. 金属を含有する色材が記録される第１領域と有色色材が記録される第２領域とを含む画像を記録媒体上に形成するための処理を行う画像処理装置の画像処理方法であって、
    前記画像の光沢を示す光沢情報と前記画像の色を示す色情報とを取得する取得ステップと、
    前記光沢情報に基づいて、前記第１領域に対応する色情報を前記第２領域に対応する色情報に分配することにより、前記第２領域に対応する色情報を補正する補正ステップと、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
12. コンピュータを請求項１乃至請求項１０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。

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