JP6862267B2 - 色変換ルックアップテーブルの作成装置、色変換ルックアップテーブルの作成方法およびプログラム - Google Patents
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Description
(印刷システムの全体構成)
図1は、本実施形態における印刷システム1の全体構成例を示すブロック図である。本実施形態の印刷システム1は、画像処理装置100と、画像形成装置200と、LUT修正装置300とから構成される。画像処理装置100と、画像形成装置200と、LUT修正装置300とは、プリンタインタフェース(以下インタフェースは「I/F」とも記す)、回路またはネットワークI/Fを介して通信可能に接続されている。
図2は、本実施形態におけるLUT修正装置300のハードウェア構成例を示すブロック図である。LUT修正装置300は、CPU311、RAM312、ROM313、グラフィックコントローラ314、表示部315、HDD(Hard Disk Drive)316、を含んで構成される。さらに、LUT修正装置300は、外部接続I/F317、ネットワークI/F318とを含み、各構成部はバス319を介して通信可能に接続されている。CPU311は演算回路からなり、LUT修正装置300を統括制御する。CPU311はROM313またはHDD316に記憶されたプログラムをRAM312に読み出し、種々の処理を実行する。ROM313は、LUT修正装置300の制御に用いられるシステムプログラムなどを記憶する。グラフィックコントローラ314は、表示部315に表示させるための画面を生成する。HDD316は記憶領域としての機能を有し、種々の処理を実行するアプリケーションプログラムなどを記憶する。HDD316は記憶装置の一例であり、HDD以外にもSSD(Solid State Drive)などにより構成することができる。外部接続I/F317は、LUT修正装置300に種々の機器を接続するためのインタフェースである。例えば、外部接続I/F317を介して、画像処理装置100、ディスプレイ、キーボード、マウスなどを接続することができる。ネットワークI/F318は、CPU311の制御に基づいて画像処理装置100などとネットワークを介して通信を行う。図2に示されるLUT修正装置300のハードウェア構成は、情報処理装置として一般的な構成となっている。そのため、画像処理装置100についても、図2に示されるハードウェア構成を有する情報処理装置によって実現することができる。
図3は、本実施形態において、画像処理装置100が画像データの入力を受け付けてから画像形成装置200が画像を出力するまでの一連の処理を示したフローチャートである。図3に示されるフローチャートの処理は、画像処理装置100および画像形成装置200に搭載されるASICなどの回路によって実行される。以下の各記号Sは、フローチャートにおけるステップであることを意味する。図3以降のフローチャートにおいても同様である。
S302において、カラーマッチング処理部101は、3次元カラーマッチングLUTを参照して、S301で入力されたRGB画像データのカラーマッチング処理を行う。
S303において、色分解処理部103は、カラーマッチング処理において変換された画像データから、インク値画像データを生成する。色分解処理部103は、色分解LUT格納部104に格納されている3次元の色分解LUTを参照して上記色分解処理を行う。
S304において、ハーフトーン処理部105は、色分解処理後のインク値画像データを2値画像データに変換する。2値画像データは、画像全体または単位記録領域ごとのバンド幅などの任意のサイズで画像形成装置200に出力される。
S305において、パス分解処理部201は、画像処理装置100から受信した2値画像データを走査データに変換する。
S306において、インク色選択部203は、走査データに適合するインク色を選択する。記録ヘッド205は、記録媒体207に対して移動しつつ、選択されたインク色に応じた各ノズルを一定の間隔で駆動する。記録媒体207は、記録ヘッド205の移動(走査)ごとに所定量だけ搬送される。上述の記録ヘッド205の駆動、および、記録媒体207の搬送が繰り返されることにより、記録媒体207上に画像が形成される。画像形成(S306)が終了すると、本フローチャートの処理は終了する。
ここで、色分解LUTを修正する手法の説明に先立ち、仮想色材量について説明する。本実施形態では、仮想色材を、減法混色の3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの3色の色材とする。ここで、分光反射率Ref(λ)をn個(nは3以上の整数)の波長ブロックに区切り、各波長ブロック内の分光反射率を平均化した値をブロック反射率Ref1、Ref2・・・Refnと定義する。さらに、ブロック反射率Ref1、Ref2・・・Refnの対数をブロック濃度と定義する。具体的には、ブロック反射率Ref1、Ref2・・・Refnを、以下の式(1)により変換した値D1、D2・・・Dnがブロック濃度と定義される。
D=−log10(Ref) ・・・ 式(1)
Vyi=(Dy/Dyi)×α ・・・ 式(2−1)
Vmi=(Dm/Dmi)×α ・・・ 式(2−2)
Vci=(Dc/Dci)×α ・・・ 式(2−3)
Vmi´=Vmi/R ・・・ 式(3−2)
Vci´=Vci/R ・・・ 式(3−3)
次に、本実施形態において、初期色分解LUTの作成手順について、図7および図8を参照して説明する。本実施形態における初期色分解LUTは、ユーザ指示に基づいてLUT修正装置300のLUT作成部301によって作成される。
W=(255,255,255)
C=(0,255,255)
M=(255,0,255)
Y=(255,255,0)
R=(255,0,0)
G=(0,255,0)
B=(0,0,255)
K=(0,0,0)
次に、本実施形態における色分解LUTの修正手順について、図9のフローチャートを参照して説明する。図9に示されるフローチャートの処理は、LUT修正装置300のLUT修正部303によって実行される。
Vyi(p,i)=Vyi´(i)*Q(p,i) ・・・ 式(4−1)
Vmi(p,i)=Vmi´(i)*Q(p,i) ・・・ 式(4−2)
Vci(p,i)=Vci´(i)*Q(p,i) ・・・ 式(4−3)
Vyi(p8)=0.28*100=28
Vmi(p8)=0.38*100=38
Vci(p8)=0.80*100=80
Vmi(p6)=0.38*40+0.22*60=28.4
Vci(p6)=0.80*40+0.48*60=60.8
なお、上記計算例において、実Lcインクについて予め算出されている単位打ち込み量あたりの仮想色材量Vyi´、Vmi´、Vci´は、Vyi´=0.16、Vmi´=0.22、Vci´=0.48である。単位打ち込み量あたりの仮想色材量Vyi´、Vmi´、Vci´は、図6(a)〜図6(c)および式(3−1)〜式(3−3)で説明した手法により予め算出されているものとする。
E=|(Vr1−Vp)+(Vr0−Vp)|/|Vr1−Vr0| ・・・ 式(5)
なお、上述の実施形態は例示であり、本実施形態を以下の変形例に適用することができる。本実施形態では、記録ヘッド205に搭載されるインクの種類をC、M、Y、K、Lc、Lmの6色としたが、記録ヘッド205に搭載されるインクの種類はこれらに限定されない。具体的には、記録ヘッド205は、レッド(R)、グリーン(G)などの特色インクや、白色インクを搭載してもよい。あるいはまた、記録ヘッド205は、無色透明のクリアインクや、金属調のメタリックインクなどを搭載してもよい。
実施形態1では、9×9×9の格子点に間引かれた色分解LUTの色変換特性を修正する例について説明した。しかしながら、色分解LUTにおける格子点の間隔は、実施形態1の色分解LUTのように常に均等な間隔であるとは限らない。例えば、色分解処理の前に、1次元の非線形変換LUTを参照して入力RGB信号値を非線形変換することにより、3次元色分解LUTの格子点位置を不均等化することができる。本実施形態では、仮想色材量を用いて、このような1次元の非線形変換LUTを修正する例について説明する。以下、実施形態1と共通する部分については説明を簡略化ないし省略し、以下では本実施形態に特有な点を中心に説明する。
図12は、本実施形態における印刷システム1の全体構成例を示すブロック図である。実施形態1の印刷システム1と異なる部分は、画像処理装置100に、非線形変換部1201および非線形変換LUT格納部1202が追加されている点である。非線形変換部1201は、カラーマッチング処理後のRGB画像データにおけるRGB信号値のそれぞれに非線形変換を行い、非線形変換されたRGB画像データを色分解処理部103に送信する。非線形変換処理は、画像形成装置200が具備するインク色ごとに行われる。非線形変換処理において、非線形変換LUT格納部1202に格納された非線形特性を備える1次元の非線形変換LUTが用いられる。本実施形態において、非線形変換LUTにおける格子点には、入力RGB信号値に対応する固定値(出力値)が保持されており、これら固定値は色分解LUTにおける入力値として用いられる。
図13は、本実施形態における非線形変換LUTの例を示す模式図である。図13に示される各グラフは、横軸を入力RGB信号値とし、縦軸を非線形変換後の出力RGB信号値とした場合のR軸G軸B軸の非線形特性を示しており、それぞれC、M、Y、K、Lc、Lmのインク種類に対応している。図13に示される各非線形変換LUTは、各軸それぞれ17個の格子点を有し、それぞれの格子点は、8ビット(256階調)の入力RGB画像データに対応する変換後の出力値が格納されている。格子点間の出力値は線形補間により算出される。
次に、本実施形態における非線形変換LUTの修正手順について、図14のフローチャートを参照して説明する。図14に示されるフローチャートの処理は、LUT修正装置300のLUT修正部303によって実行される。
なお、上述の実施形態は例示であり、本実施形態を以下の変形例に適用することができる。本実施形態では、入力RGB信号値の非線形変換処理をインク色ごとに行う例を説明したが、インク色に共通の処理としてもよい。また、一部のインク色のみについて、共通の非線形変換LUTを参照してもよい。また、本実施形態では、非線形変換LUTにおけるグリッド数は17であったが、非線形変換LUTにおけるグリッド数は上記に限定されない。特に、非線形LUTのグリッド数が色分解LUTのグリッド数よりも多い場合、色分解LUTの格子点間でインク曲線を曲げることが可能になり、より好適な補間を実現することができる。また、非線形変換LUTにおいて、格子点間における出力RGB信号値は線形補間で算出される例を説明したが、補間手法は上記に限られず、スプライン補間等の補間手法を適用することができる。
実施形態1では、仮想色材量を用いて色分解LUTの色変換特性を評価し、この評価結果に基づいて、入力画像信号値に対する実色材量の変化が滑らかとなるように、色分解LUTを修正した。しかしながら、画像処理装置100において最終的な実色材量が決定されるまでに、色分解処理以外の画像処理が行われる場合がある。このような処理の一例として、OPG(Output Gamma)処理が知られている。OPG処理は、色材量と明度との線形性を改善するために行われる処理であり、OPG処理において、1次元のOPGLUTが参照されて実色材量が補正される。つまり、良好な階調特性を得るためには、OPGLUTにおける変換特性についても適切に設定される必要がある。本実施形態では、仮想色材量を用いてOPGLUTの変換特性を評価し、この評価結果に基づいて、入力画像信号値に対する実色材量の変化が滑らかとなるように、OPGLUTを修正する例について説明する。以下、実施形態1〜2と共通する部分については説明を簡略化ないし省略し、以下では本実施形態に特有な点を中心に説明する。
図15は、本実施形態における印刷システム1の全体構成例を示すブロック図である。実施形態2の印刷システム1と異なる部分は、画像処理装置100に、OPG処理部1501およびOPGLUT格納部1502が追加されている点である。OPG処理部1501は、色分解処理部103で生成されたインク値画像データに対し、OPG処理を行う。OPG処理に際して、OPG処理部1501は、OPGLUT格納部1502に格納された1次元のOPGLUTを参照する。
図16は、本実施形態におけるOPGLUTの例を示す模式図である。図16に示される各グラフは、横軸を色分解処理後の入力色材量とし、縦軸をOPG処理後の出力色材量としたグラフであり、各グラフはC、M、Y、K、Lc、Lmのインク種類に対応している。本実施形態では、入力色材量は8ビット(256階調)で表され、図16の各グラフにおけるグラフ線は、これら256階調の入力色材量に対応する出力色材量の推移を示している。
OPGLUTの修正手順は、実施形態2で説明した非線形変換LUTの修正手順と共通する部分が多い。そのため、本実施形態におけるOPGLUTの修正手順についても、図14のフローチャートを参照して説明する。本実施形態において、図14に示されるフローチャートの処理は、LUT修正装置300のLUT修正部303によって実行される。
図17(d)は、図17(c)における実色材量から変換された仮想色材量の一例を示す図である。図17(d)のグラフにおいて、破線部は、図17(b)に示される変換特性によって、実Cインクの色材量および実Lcインクの色材量の線形性が崩れてしまっていることを示している。実施形態1と同様に、実色材量と仮想色材量とは相互に線形の関係が成立するため、OPG処理によって実インクの色材量の線形性が崩れてしまった場合であっても、色材量の急峻な変化を仮想色材量の推移によって表すことができる。そして、本実施形態では仮想色材量の特性に着目し、評価値に基づいてOPGLUTにおける出力色材量を調整することにより、OPGLUTを最適化する処理を実行するのである。図17(b)のグラフにおいて、評価値に基づいて最適化された実CインクのOPGLUTおよび実LcインクのOPGLUTの一例が示されている。
なお、上述の実施形態は例示であり、本実施形態を以下の変形例に適用することができる。本実施形態では、入力RGB信号値の非線形変換処理をインク色ごとに行う例を説明したが、インク色に共通の処理としてもよい。また、入力色材量から出力色材量への変換特性を示す非線形変換パラメータは、上記1次元非線形変換LUT以外の形態であってもよく、例えば、行列演算や数式によって表現されてもよい。この場合、非線形変換パラメータの修正処理において、上記行列における係数や、数式における係数が修正される。
通常、色分解処理で参照される3次元色分解LUTは、その記憶容量を節約するために、主要格子点のみに色材量を格納し、これら格子点間の色材量は補間演算により算出される。そのため、色分解LUTの記憶容量を節約するためには、色変換特性が許容される範囲内において格子点の数が削減されることが望ましい。本実施形態では、仮想色材量を用いて色分解LUTの変換特性を評価し、この評価結果に基づいて、初期色分解LUTを、適切な格子点数(グリッド数)を有する色分解LUTに修正する例について説明する。以下、実施形態1〜3と共通する部分については説明を簡略化ないし省略し、以下では本実施形態に特有な点を中心に説明する。
本実施形態における色分解LUTの修正手順について、図18のフローチャートを参照して説明する。図18に示されるフローチャートの処理は、LUT修正装置300のLUT修正部303によって実行される。
なお、上述の実施形態は例示であり、本実施形態を以下の変形例に適用することができる。本実施形態では、実施形態1と同様に色分解LUTにおける実色材量を最適化する例について説明したが、実施形態2および実施形態3と同様に、非線形変換LUTにおける格子点位置や、OPGLUTを最適化処理の対象としてもよい。さらに、これらの最適化処理は組み合わされてもよい。また、色分解LUTにおけるグリッド数(格子点数)は、インク種別ごとに異ならせてもよい。
実施形態1〜4では、仮想色材量を用いて色分解LUTの色変換特性を評価し、当該評価結果に基づいて色分解LUTなどを修正する例について説明した。本実施形態では、仮想色材量を用いて、入力RGB値に対して実色材量が滑らかではない画素を検出し、この検出結果をユーザに提示する例について説明する。以下、実施形態1〜4と共通する部分については説明を簡略化ないし省略し、以下では本実施形態に特有な点を中心に説明する。
図19は、本実施形態における印刷システム1の全体構成例を示すブロック図である。実施形態3の印刷システム1と異なる部分は、画像処理装置100に、仮想色材画像生成部1901と、擬似輪郭画像生成部1902と、表示部1903と、が追加されている点である。仮想色材画像生成部1901は、OPG処理部1501から出力される、実色材量を示す信号である実色材量信号を取得し、取得した実色材量信号を、仮想的な色材の量を示す仮想色材量信号に変換する。上記「仮想色材量」は、実施形態1〜4と同様のため詳細な説明を省略する。OPG処理後の実色材量の一例は図17(c)に示される通りであり、実色材量信号から仮想色材量信号への変換処理は、図6(a)〜図6(c)の手法および式(4−1)〜式(4−3)に従って実行することができる。擬似輪郭画像生成部1902は、カラーマッチング処理後のRGB画像信号と、仮想色材量信号とに基づいて、擬似輪郭画像信号を生成する。表示部1903は、LUT修正装置300における表示部315と同様に、液晶ディスプレイ(LCD)などによって実現され、グラフィックコントローラで生成された画面を表示する。
次に、本実施形態における擬似輪郭画像の生成手順について、図20のフローチャートを参照して説明する。図20に示されるフローチャートの処理は、画像処理装置100の擬似輪郭画像生成部1902などによって実行される。
S2002において、仮想色材画像生成部1901から仮想色材画像データが取得される。この仮想色材画像は仮想色材量信号によって表される。
S2003において、S2001で取得されたRGB画像データと、S2002で取得された仮想色材画像データそれぞれについて、画素毎のエッジ度が算出される。画像データにおけるエッジ度を算出する処理は、公知のラプラシアンフィルタを用いたフィルタ処理を行うことにより行われる。
S2004において、S2003で算出されたエッジ度の差に基づいて、擬似輪郭画像データが生成される。本実施形態では、画素毎のエッジ度の平均と分散とが正規化された後、RGB画像データと仮想色材画像データとにおける対応する画素におけるエッジ度の差分が算出されることにより、擬似輪郭画像データが生成される。そして、擬似輪郭画像データが表す擬似輪郭画像が表示部1903に表示される。
なお、上述の実施形態は例示であり、本実施形態を以下の変形例に適用することができる。本実施形態では、擬似輪郭画像が表示部に表示される例を説明したが、表示される画像は擬似輪郭画像以外であってもよい。例えば、カラーマッチング後のRGB画像データが表す画像と、仮想色材画像データが表す画像とを、表示部に並置表示してもよい。
本発明は、上述の実施形態の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。
100・・画像処理装置
101・・カラーマッチング処理部
102・・カラーマッチングLUT格納部
103・・色分解処理部
104・・色分解LUT格納部
105・・ハーフトーン処理部
300・・LUT修正装置
303・・LUT修正部
Claims (20)
- 入力画像における信号値を複数種類の実色材値に変換する色変換処理で用いられる色変換ルックアップテーブルの作成装置であって、
前記色変換ルックアップテーブルにおける着目格子点の実色材値と、前記着目格子点の近傍格子点の実色材値とを取得する取得手段と、
前記着目格子点の実色材値と、前記近傍格子点の実色材値とを仮想色材値に変換する変換手段と、
前記着目格子点の仮想色材値と、前記近傍格子点の仮想色材値とに基づいて、前記着目格子点の実色材値を修正する修正手段と、を有し、
前記仮想色材値は、実色材の分光反射率をn個(nは3以上の整数)のブロックに分割した場合に、分割された前記各ブロックにおける分光反射率の光のみを吸収する仮想的な色材の出力値であることを特徴とする色変換ルックアップテーブルの作成装置。 - 前記修正手段は、前記着目格子点の仮想色材値と、前記近傍格子点の仮想色材値とが滑らかに変化するように、前記着目格子点の実色材値を修正することを特徴とする請求項1に記載の作成装置。
- さらに、前記着目格子点の仮想色材値と、前記近傍格子点の仮想色材値とに基づいて、前記着目格子点の実色材値に対する評価値を算出する算出手段を有し、
前記修正手段は、前記評価値に基づいて前記着目格子点の実色材値を修正することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の作成装置。 - 前記修正手段は、前記着目格子点の仮想色材値と、前記近傍格子点の仮想色材値とに基づいて、前記着目格子点の位置を修正することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の作成装置。
- 前記評価値は、前記着目格子点の仮想色材値と、前記近傍格子点の仮想色材値との間の変化の滑らかさを示す値であることを特徴とする請求項3に記載の作成装置。
- 前記変化の滑らかさは、前記着目格子点における前記仮想色材値または前記実色材値の変化の線形性、あるいは、前記着目格子点の配置の線形性であることを特徴とする請求項5に記載の作成装置。
- 前記変化の滑らかさは、前記着目格子点における前記仮想色材値または前記実色材値の曲率であることを特徴とする請求項5に記載の作成装置。
- 前記変化の滑らかさは、前記着目格子点と前記近傍格子点とを結ぶ変位ベクトルの和であることを特徴とする請求項5に記載の作成装置。
- 前記入力画像における信号値を前記色変換ルックアップテーブルの入力値として用いられる第2の信号値に非線形変換する非線形変換手段と、
前記非線形変換で用いられる非線形変換パラメータを修正する第2の修正手段と、をさらに有し、
前記算出手段は、前記第2の信号値を可変させた場合の複数の前記実色材値を変換して得られる複数の前記仮想色材値を用いて複数の前記評価値を算出し、
前記第2の修正手段は、前記入力画像における信号値を、前記複数の評価値のうち最良の評価値に対応する前記第2の信号値に変換するように、前記非線形変換パラメータを修正することを特徴とする請求項3に記載の作成装置。 - 前記非線形変換パラメータは、前記非線形変換で用いられる1次元非線形変換LUTであることを特徴とする請求項9に記載の作成装置。
- 前記非線形変換パラメータは、前記複数種類の実色材ごとに存在することを特徴とする請求項9または請求項10に記載の作成装置。
- 前記色変換ルックアップテーブルを用いて変換された前記実色材値を第2の実色材値に非線形変換する非線形変換手段と、
前記非線形変換で用いられる第2の非線形変換パラメータを修正する第3の修正手段と、をさらに有し、
前記算出手段は、前記実色材値を可変させた場合の複数の前記第2の実色材値を変換して得られる複数の前記仮想色材値を用いて複数の前記評価値を算出し、
前記第3の修正手段は、前記実色材値を、前記複数の評価値のうち最良の評価値に対応する前記第2の実色材値に変換するように、前記第2の非線形変換パラメータを修正することを特徴とする請求項3に記載の作成装置。 - 前記第2の非線形変換パラメータは、OPG処理で用いられる1次元非線形変換LUTであることを特徴とする請求項12に記載の作成装置。
- 前記第2の非線形変換パラメータは、前記複数種類の実色材ごとに存在することを特徴とする請求項12または請求項13に記載の作成装置。
- 前記評価値に基づいて前記色変換ルックアップテーブルにおける格子点の数を決定する決定手段をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の作成装置。
- 前記算出手段は、前記色変換ルックアップテーブルにおける格子点を減らした場合の前記実色材値を変換して得られる前記仮想色材値を用いて前記評価値を算出し、
前記決定手段は、前記評価値が所定の閾値以上となった場合に、前記色変換ルックアップテーブルにおける前記格子点の数を、前記評価値に対応する前記格子点の数に決定することを特徴とする請求項15に記載の作成装置。 - 前記決定手段は、前記複数種類の実色材ごとに前記色変換ルックアップテーブルにおける前記格子点の数を決定することを特徴とする請求項15または請求項16に記載の作成装置。
- 前記仮想的な色材は、前記ブロックを分割したn個それぞれに対応したn種類の数存在し、前記nは前記実色材値の種類の数よりも少ないことを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の作成装置。
- 入力画像における信号値を複数種類の実色材値に変換する色変換処理で用いられる色変換ルックアップテーブルの作成方法であって、
前記色変換ルックアップテーブルにおける着目格子点の実色材値と、前記着目格子点の近傍格子点の実色材値とを取得するステップと、
前記着目格子点の実色材値と、前記近傍格子点の実色材値とを仮想色材値に変換するステップと、
前記着目格子点の仮想色材値と、前記近傍格子点の仮想色材値とに基づいて、前記着目格子点の実色材値を修正するステップと、を有し、
前記仮想色材値は、実色材の分光反射率をn個(nは3以上の整数)のブロックに分割した場合に、分割された前記各ブロックにおける分光反射率の光のみを吸収する仮想的な色材の出力値であることを特徴とする色変換ルックアップテーブルの作成方法。 - コンピュータを、請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の色変換ルックアップテーブルの作成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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