JP4682818B2 - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents
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Description
A.第1実施例:
A1.装置の全体構成:
A2.LUT生成モジュールにおける処理:
B.第2実施例:
C.変形例:
A1.装置の全体構成:
図1は、第1の実施形態の印刷システムのソフトウェアの構成を示すブロック図である。コンピュータ90では、所定のオペレーティングシステムの下で、アプリケーションプログラム95が動作している。また、オペレーティングシステムには、ビデオドライバ91やプリンタドライバ96が組み込まれている。
図2は、LUT生成モジュール102における処理を表すフローチャートである。ステップS100では、LUT生成モジュール102は、まず、縮小画像データPID2を解析して、縮小画像データPID2の特性を表すパラメータを計算する。
dc=0 (σy≧σy0のとき) ・・・ (4)
c2:(H,S,B)=(Hmin,Smin,Bmax)
c3:(H,S,B)=(Hmin,Smax,Bmin)
c4:(H,S,B)=(Hmin,Smax,Bmax)
c5:(H,S,B)=(Hmax,Smin,Bmin)
c6:(H,S,B)=(Hmax,Smin,Bmax)
c7:(H,S,B)=(Hmax,Smax,Bmin)
c8:(H,S,B)=(Hmax,Smax,Bmax)
c2:(H,S,B)=(H1,S1,B4)
c3:(H,S,B)=(H1,S4,B1)
c4:(H,S,B)=(H1,S4,B4)
c5:(H,S,B)=(H4,S1,B1)
c6:(H,S,B)=(H4,S1,B4)
c7:(H,S,B)=(H4,S4,B1)
c8:(H,S,B)=(H4,S4,B4)
第1実施例では、RGBの各トーンカーブは同一であった(図6および図9参照)。しかし、第2実施例では、色調を調整するための各色成分のトーンカーブは、互いに異なっている。第2実施例のトーンカーブの生成方法以外の部分は、第1実施例と同じである。
dlg=a×(Vgc−Vga) ・・・ (9)
dlb=a×(Vbc−Vba) ・・・ (10)
dcr=0 (σr≧σr0のとき) ・・・ (12)
dcg=bg×(σg0−σg) (σg<σg0のとき) ・・・ (13)
dcg=0 (σg≧σg0のとき) ・・・ (14)
dcb=bb×(σg0−σg) (σb<σb0のとき) ・・・ (15)
dcb=0 (σb≧σb0のとき) ・・・ (16)
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施例では、しきい値Thよりも大きな差分dvkと対応する入力階調値が所定数Lよりも多く存在する場合に、差分が大きいものから所定数Lの入力階調値を選択して、ルックアップテーブルが有する入力階調値の少なくとも一部とした(図8のステップS315参照)。しかし、入力階調値の決定は、このような方法に限られず、他の方法で決定してもよい。
上記実施例においては、ルックアップテーブルの入力階調値を決定する際には、トーンカーブの入力階調値のうち一定の間隔を有する複数の入力階調値に対応づけて、次に小さい入力階調値との間における出力階調値の差分を求めていた。そして、その差分の大きさに基づいて、ルックアップテーブルの入力階調値を決定していた。しかし、ルックアップテーブルの入力階調値は他の方法で決定してもよい。
上記実施例では、縮小画像データの解析結果に基づいて各色成分のトーンカーブを決定する際には、明度の調整を目的とする処理と、コントラストの調整を目的とする処理と、が行われた(図6および図17参照)。しかし、各色成分のトーンカーブを決定する際には、他の処理を行うこともできる。たとえば、最小の入力階調値Viminを含む所定の入力階調値の範囲については、最小の出力階調値Vominを出力するように、トーンカーブを形成することもできる。そして、最大の入力階調値Vimaxを含む所定の入力階調値の範囲については、最大の出力階調値Vomaxを出力するように、トーンカーブを形成することもできる。
上記実施例においては、初期画像データPIDおよび縮小画像データPID2は、sRGB表色系で各画素の色が表された画像データであった。しかし、処理対象である画像データは、xyz表色系やL*a*b*表色系、L*u*v*表色系など、他の表色系で色が表された画像データであってもよい。
上記実施例では、記憶色に関する色の調整は、sRGB表色系の出力階調値の組み合わせを、いったんHSB表色系の出力階調値の組み合わせに変換し、HSB表色系の出力階調値を改変して、sRGB表色系の出力階調値の組み合わせに逆変換して行っていた。しかし、記憶色に関する色の調整などの一部の色の改変を行う際には、L*a*b*表色系やL*u*v*表色系、など他の表色系に変換することもできる。ただし、変換後の表色系は、一つの階調値として明度に関する階調値を含む表色系であることが好ましい。そのような態様とすれば、明るさと、彩度を含む他のパラメータと、を人間の感覚に応じて変更するように、色の調整を行うことができる。
各色成分のトーンカーブに基づいてルックアップテーブルの入力階調値を決定する際には、しきい値Thや入力階調値の数Nmaxは、色成分ごとに異ならせることができる。たとえば、トーンカーブにおいて出力階調値の増加率の変化が小さい色成分については、トーンカーブにおいて出力階調値の増加率の変化が大きい色成分よりも、入力階調値の数Nを少なく設定することもできる。
上記実施例では、各色成分のトーンカーブを生成する際に、入力階調値がとりうる範囲の下から1/4の階調値に対する出力階調値を改変して、画像の明るさを調整する機能をトーンカーブに付与していた(図6(a)参照)。しかし、明るさの調整機能をトーンカーブに付与する際には、下から1/3や1/2の階調値に対する出力階調値を改変するなど、他の入力階調値に対応する出力階調値を改変することによって行ってもよい。すなわち、明るさの調整機能をトーンカーブに付与する際には、所定の入力階調値に対応する出力階調値を改変することによって行うことができる。
第1実施例では、まず、トーンカーブの形状に基づく第1の候補階調値を決定し、その後、対象記憶色に基づく第2の候補階調値を決定していた(図7のステップS310とS320参照)。しかし、第1と第2の候補階調値は、いずれを先に決定することもでき、また、並行して決定することもできる。
第1実施例では、第2の候補階調値は、記憶色に基づく出力階調値の改変を行う色範囲を定める色の階調値であった(図11および図13参照)。しかし、第2の候補階調値は、他の要因に基づいて決定される階調値とすることもできる。すなわち、第2の候補階調値は、3次元ルックアップテーブルを生成した後、一部の色範囲について出力階調値の改変を行う態様において、その改変を行う色範囲を定めるパラメータに基づいて決定される階調値とすることができる。
第1実施例においては、第2の候補階調値のプラスマイナスdnの範囲内にある第1の候補階調値が、第1の候補階調値から除外されていた(図7のステップS340参照)。そして、dnは4であった。しかし、第2の候補階調値に近い値を有する第1の候補階調値を除外する際には、他の基準を使用することもできる。たとえば、第2の候補階調値の近傍にあるか否かの基準となる値dnは、第1の候補階調値の間隔diに対する割合で定めることもできる。dnは、第1の候補階調値の間隔diの30%未満の値であることが好ましく、diの20%未満の値であることがより好ましい。そして、dnは、第1の候補階調値の間隔diの15%未満の値であることが、さらに好ましい。
上記実施例では、トーンカーブを生成する際には、基準となる点を通るようなスプライン曲線によって生成していた。しかし、トーンカーブを生成する際には、基準となるm個(mは3以上の整数)の点を通るような(m+1)次曲線など、他の曲線で生成することもできる。
上記実施例では、差分dvkに基づいて第1の候補階調値の最大数L2は、7個であった。そして、3次元ルックアップテーブル104aの入力階調値の最大数Nmaxは17であった。しかし、第1の候補階調値の最大数L2および3次元ルックアップテーブル104aの入力階調値の最大数Nmaxは、他の数とすることもできる。ただし、L2=Nmax−2−2nの関係にあることが好ましい。ここで、nは、初期画像データPIDが有する色成分の数である。よって、2nは、各色範囲Cmiを定める点の数である(図13参照)。たとえば、処理対象である初期画像データPIDがsRGB表色系の画像データである場合は、n=3であるので、L2=Nmax−10である。
上記実施例においては、縮小画像データを解析し、解析結果に基づいてトーンカーブの形状を決定して、トーンカーブに基づいてルックアップテーブルを生成していた(図5参照)。しかし、縮小画像データの解析結果に基づいてルックアップテーブルを生成する際には、解析結果に基づいてトーンカーブの形状を改変せずに、ルックアップテーブルを生成する態様とすることもできる。
上記実施例では、初期画像データPIDを縮小して生成した縮小画像データPID2に基づいて3次元ルックアップテーブル104aを生成した。しかし、他の態様において、初期画像データPIDの一部をサンプリングして解析し、その解析結果に基づいて画像を調整する際に使用するルックアップテーブルを生成してもよい。すなわち、画像データの色の調整を行うためのルックアップテーブルは、直接または間接的に、処理対象である画像データに基づいて生成することができる。
上記実施例では、ルックアップテーブル104aを参照する際には、四面体補間を行っていた。しかし、ルックアップテーブル104aを参照する際には、変換対象の色の点を囲む6個のグリッドの出力階調値を使用して補間を行う立方体補間など、他の補間を行う態様とすることもできる。
上記実施例のように、色調の調整におけるHSB表色系の階調値の改変量は(図14(a)参照)、あらかじめ、HSB表色系の各階調値に対して定められた値であってもよい。また、あらかじめ計算式が定められており、その計算式にHSB表色系の各階調値を代入して改変量を計算する態様であってもよい。後者の態様も、階調値に応じて「予め定められた量」で大きさの改変を行う態様に含まれる。なお、階調値に応じて「予め定められた量」は、0であってもよい。
上記実施例では、明度の階調を含む表色系であるHSB表色系の、色相(H)、彩度(S)、明るさ(B)の改変を行う範囲の端(図14(a)のH1,H4,S1,S4,B1,B4参照)の組み合わせに対応するsRGB表色系の色空間上の点がグリッドとなるように、3次元ルックアップテーブル104cが決定されていた。しかし、色の調整の際に参照されるn次元ルックアップテーブルを生成する際には、以下のような入力階調値を原ルックアップテーブル104c’が有する入力階調値に決定して、n次元ルックアップテーブル104aを生成することも好ましい。その階調値とは、HSB表色系などの変換後の表色系において、一定量の改変を行う範囲の最大値または最小値(図14(a)のH2,H3,S2,S3,B2,B3参照)を各成分の階調値として有する階調値の組み合わせc9〜c16に対応する階調値の組み合わせである。c9〜c16を図14(b)に示す。
c10:(H,S,B)=(H2,S2,B3)
c11:(H,S,B)=(H2,S3,B2)
c12:(H,S,B)=(H2,S3,B3)
c13:(H,S,B)=(H3,S2,B2)
c14:(H,S,B)=(H3,S2,B3)
c15:(H,S,B)=(H3,S3,B2)
c16:(H,S,B)=(H3,S3,B3)
n次元ルックアップテーブルは、以下のような態様としうる。すなわち、n次元ルックアップテーブルは、すべての入力階調値の組み合わせについて出力階調値を有しているのではなく、一部の入力階調値の組み合わせについて出力階調値を有している。そして、n次元ルックアップテーブルが参照される際には、n次元ルックアップテーブルが有している複数の出力階調値が読み出され、それらを使用して補間演算を行って、画像処理に使用される。そのような態様において、上記のように、色の改変を行う色範囲に基づいてルックアップテーブルの入力階調値を定めることが特に好ましい。
上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、プリンタドライバ96(図2参照)の機能の一部をハードウェア回路が実行するようにすることもできる。
22…プリンタ
28…印刷ヘッド
31…キャリッジ
32…操作パネル
41…CPU
42…ROM
90…コンピュータ
91…ビデオドライバ
95…アプリケーションプログラム
96…プリンタドライバ
97…解像度変換モジュール
98…色変換モジュール
99…ハーフトーンモジュール
100…並べ替えモジュール
101…縮小画像生成モジュール
102…LUT生成モジュール(ルックアップテーブル生成モジュール)
103…色調調整モジュール
104a,104b…色変換テーブル
105…記憶色テーブル
120…キーボード
130…マウス
C1…トーンカーブ
C1r…レッドのトーンカーブ
C1p…暫定的なトーンカーブ
C1pr…レッドの暫定的なトーンカーブ
Cbo…改変前のブルーのトーンカーブ
Cbr…改変後のブルーのトーンカーブ
Cgo…改変前のグリーンのトーンカーブ
Cgr…改変後のグリーンのトーンカーブ
Cm1〜CmM…記憶色の色範囲
FNL…印刷画像データ
Lrg…(レッドの入力階調値Vri)=(グリーンの入力階調値Vgi)の直線
MID1…画像データPIDrを解像度変換した画像データ
MID2…画像データMID1を色変換した画像データ
MID3…ドットのオン/オフで画像が表された画像データ(印刷画像データ)
MS…ヘッドの搬送方向(主走査方向)
O…入力階調値と出力階調値がともに最低値の点
ORG…原画像データ
P…印刷用紙
PID…初期画像データ
PID2…縮小画像データ
PIDr…初期画像データの色調を調整した画像データ
Pmc…対象記憶色パラメータ
SS…印刷用紙の搬送方向(副走査方向)
Vcb1〜Vcb8…点pc1〜pc8のブルーの各階調値
Vcg1〜Vcg8…点pc1〜pc8のグリーンの各階調値
Vcr1〜Vcr8…点pc1〜pc8のレッドの各階調値
Vir1…トーンカーブの基準入力階調値
Vor1…基準入力階調値Vir1に対応する基準出力階調値
Vor1’…基準入力階調値Vir1に対応する暫定的な出力階調値
Vir2…トーンカーブの基準入力階調値
Vor2…基準入力階調値Vir2に対応する基準出力階調値
Vor2’…基準入力階調値Vir2に対応する暫定的な出力階調値
Vir3…トーンカーブの基準入力階調値
Vor3…基準入力階調値Vir3に対応する基準出力階調値
Vor3’…基準入力階調値Vir3に対応する暫定的な出力階調値
Vri…レッドの入力階調値
Vgi…グリーンの入力階調値
Vbi…ブルーの入力階調値
Vrir1…レッドのトーンカーブの基準入力階調値
Vror1…レッドの基準入力階調値Vrir1に対応する基準出力階調値
Vror1’…レッドの基準入力階調値Vrir1に対応する暫定的な出力階調値
Vrir2…レッドのトーンカーブの基準入力階調値
Vror2…レッドの基準入力階調値Vrir2に対応する基準出力階調値
Vror2’…レッドの基準入力階調値Vrir2に対応する暫定的な出力階調値
Vrir3…レッドのトーンカーブの基準入力階調値
Vror3…レッドの基準入力階調値Vrir3に対応する基準出力階調値
Vror3’…レッドの基準入力階調値Vrir3に対応する暫定的な出力階調値
Vw…入力階調値Vcbiに対応する出力階調値Vcbro,Vcbgo,Vcbbo画素の範囲の中に位置すべき範囲の幅を規定する量
Vy…明度
c1〜c8…HSB色空間において、色調の調整を行う範囲を定める点
c1〜c16…HSB色空間において、3次元ルックアップテーブルのグリッドに対応する点
dB…明るさ(B)の改変量
dc…コントラスト調整パラメータ
dcr…レッドのコントラスト調整パラメータ
di…第1の候補階調値の間隔
dl…明度調整パラメータ
dlr…レッドの平均階調調整パラメータ
dvk…所定間隔を有する入力階調値に対応する出力階調値の差分
p1…トーンカーブにおいて第1の基準入力階調値に対応する点
p2…トーンカーブにおいて第2の基準入力階調値に対応する点
p3…トーンカーブにおいて第3の基準入力階調値に対応する点
pc1〜pc8…sRGB色空間において、色調の調整を行う範囲を定める点
pc1〜pc16…sRGB色空間において、3次元ルックアップテーブルのグリッドとなる点
pp1〜pp8…RG平面において、色調の調整を行う範囲を定める点
pr1…レッドのトーンカーブにおいて第1の基準入力階調値に対応する点
pr2…レッドのトーンカーブにおいて第2の基準入力階調値に対応する点
pr3…レッドのトーンカーブにおいて第3の基準入力階調値に対応する点
pmax…トーンカーブにおいて最大の入力階調値Vmaxに対応する点
σy…明るさの標準偏差
σr…レッドの階調値の標準偏差
Claims (13)
- 画像処理装置であって、
処理対象である第1の画像データの画像を縮小して第2の画像データを生成する縮小画像データ生成部と、
前記第2の画像データを解析して、前記解析の結果に基づいて、画像データの少なくとも一部の色を改変する変換を行うためのルックアップテーブルを生成するルックアップテーブル生成部と、
前記ルックアップテーブルを参照しつつ前記第1の画像データの変換を行う画像変換部と、を含み、
前記第1の画像データは、第1の表色系のn種類(nは2または3)の成分の階調値を含み、
前記ルックアップテーブルは、入力値および出力値としてそれぞれn種類の前記成分の階調値の組み合わせを有するn次元の色補正ルックアップテーブルであり、
前記ルックアップテーブル生成部は、
入力値および出力値としてそれぞれn種類の前記成分の階調値の組み合わせを有するn次元のルックアップテーブルであって、前記解析の結果に基づいて定められた前記第1の表色系の色空間の一部の色範囲に応じて定められる階調値を入力階調値として有する原ルックアップテーブルを生成し、
前記原ルックアップテーブルの入力階調値の組み合わせのうち、前記色範囲に含まれる色を表す第1の組み合わせについて、対応する出力階調値を改変して前記色補正ルックアップテーブルを生成する、画像処理装置。 - 請求項1記載の装置であって、
前記ルックアップテーブル生成部は、前記第1の表色系の色空間において前記色範囲の境界上にある少なくとも一つの点である第1の基準点を表す前記第1の表色系の階調値の組み合わせを、前記原ルックアップテーブルが有する入力階調値とする、画像処理装置。 - 請求項2記載の装置であって、
前記ルックアップテーブル生成部は、前記原ルックアップテーブルの出力階調値の改変を行う際には、
入力階調値の前記第1の組み合わせに対応する出力階調値の組み合わせを、明度を表す成分を有する第2の表色系による階調値の組み合わせに変換し、
前記変換後の階調値の組み合わせの少なくとも一部の成分の階調値の大きさを改変し、
前記大きさの改変を行った後の階調値の組み合わせを、前記第1の表色系の前記成分の階調値の組み合わせに変換して、前記原ルックアップテーブルの出力階調値の改変を行う、画像処理装置。 - 請求項3記載の装置であって、
前記ルックアップテーブル生成部は、前記第2の表色系の各成分の階調値について、前記色範囲に応じて定められた第1の階調値範囲内にある階調値を対象として、階調値の大きさに応じて予め定められた量による前記大きさの改変を行い、
前記第1の基準点は、前記第2の表色系の色空間における点であって、前記第2の表色系の各成分の前記第1の階調値範囲の最大値または最小値を各成分の階調値として有する点に対応する点である、画像処理装置。 - 請求項4記載の装置であって、
前記ルックアップテーブル生成部は、前記第2の表色系の少なくとも一部の成分の階調値について、
予め定められた階調値範囲であって、前記第1の階調値範囲に含まれる第2の階調値範囲内にある階調値を対象として、一定量による前記大きさの改変を行い、
前記第1の階調値範囲内であって前記第2の階調値範囲に含まれない階調値を対象として、前記第2の階調値範囲に近い階調値ほど前記一定量に近い量の改変を行って、前記大きさの改変を行う、画像処理装置。 - 請求項5記載の装置であって、
前記ルックアップテーブル生成部は、前記第1の表色系の階調値の組み合わせであって、前記第2の階調値範囲の最大値または最小値を各成分の階調値として有する前記第2の表色系の階調値の組み合わせに対応する階調値の組み合わせを、前記原ルックアップテーブルが有する入力階調値とする、画像処理装置。 - 請求項2記載の装置であって、
前記色範囲は、前記第1の表色系で表された色空間において、複数の色の点を頂点とする多面体で囲まれた範囲であり、
前記ルックアップテーブル生成部は、前記第1の基準点としての前記複数の色の点を表す階調値の組み合わせの中から、少なくとも一部の階調値の組み合わせを前記原ルックアップテーブルが有する入力階調値とする、画像処理装置。 - 請求項1記載の装置であって、
前記ルックアップテーブル生成部は、予め定められた複数の候補色範囲のうち、候補色範囲に含まれる色が前記第2の画像データの画像において占める領域の大きさが最も大きい候補色範囲を、前記色範囲に決定する、画像処理装置。 - 請求項8記載の装置であって、
前記候補色範囲は、記憶色に基づく色の改変を行うべき色範囲である、画像処理装置。 - 請求項1記載の装置であって、
前記ルックアップテーブル生成部は、
それぞれ入力値および出力値として前記第1の表色系の同一種類の成分の離散的な階調値を有するn個のトーンカーブを、前記解析の結果に基づいて生成し、
前記n個のトーンカーブに基づいて、少なくとも一つの成分について、前記トーンカーブよりも入力値の階調の数が少ない前記原ルックアップテーブルを生成する、画像処理装置。 - 請求項10記載の装置であって、
前記ルックアップテーブル生成部は、前記原ルックアップテーブルを生成する際には、前記原ルックアップテーブルが有すべき入力階調値の候補としてあらかじめ定められた前記トーンカーブの複数の入力階調値のうち、対応する出力階調値の増加率が所定のしきい値よりも大きい入力階調値の少なくとも一部を、前記原ルックアップテーブルが有する入力階調値の少なくとも一部として決定する、画像処理装置。 - 画像処理方法であって、
(a)処理対象である第1の画像データの画像を縮小して第2の画像データを生成する工程と、
(b)前記第2の画像データを解析する工程と、
(c)前記第2の画像データの解析の結果に基づいて、画像データの少なくとも一部の色を改変する変換を行うためのルックアップテーブルを生成する工程と、
(d)前記ルックアップテーブルを参照しつつ前記第1の画像データの変換を行う工程と、を含み、
前記第1の画像データは、第1の表色系のn種類(nは2または3)の成分の階調値を含み、
前記ルックアップテーブルは、入力値および出力値としてそれぞれn種類の前記成分の階調値の組み合わせを有するn次元の色補正ルックアップテーブルであり、
前記工程(c)は、
入力値および出力値としてそれぞれn種類の前記成分の階調値の組み合わせを有するn次元のルックアップテーブルであって、前記解析の結果に基づいて定められた前記第1の表色系の色空間の一部の色範囲に応じて定められる階調値を入力階調値として有する原ルックアップテーブルを生成し、
前記原ルックアップテーブルの入力階調値の組み合わせのうち、前記色範囲に含まれる色を表す第1の組み合わせについて、対応する出力階調値を改変して前記色補正ルックアップテーブルを生成する、工程を含む、方法。 - 画像処理をおこなうためのコンピュータプログラムであって、
処理対象である第1の画像データの画像を縮小して第2の画像データを生成する機能と、
前記第2の画像データを解析する機能と、
前記第2の画像データの解析の結果に基づいて、画像データの少なくとも一部の色を改変する変換を行うためのルックアップテーブルを生成する機能と、
前記ルックアップテーブルを参照しつつ前記第1の画像データの変換を行う機能と、をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムであり、
前記第1の画像データは、第1の表色系のn種類(nは2または3)の成分の階調値を含み、
前記ルックアップテーブルは、入力値および出力値としてそれぞれn種類の前記成分の階調値の組み合わせを有するn次元の色補正ルックアップテーブルであり、
前記ルックアップテーブルを生成する機能は、
入力値および出力値としてそれぞれn種類の前記成分の階調値の組み合わせを有するn次元のルックアップテーブルであって、前記解析の結果に基づいて定められた前記第1の表色系の色空間の一部の色範囲に応じて定められる階調値を入力階調値として有する原ルックアップテーブルを生成し、
前記原ルックアップテーブルの入力階調値の組み合わせのうち、前記色範囲に含まれる色を表す第1の組み合わせについて、対応する出力階調値を改変して前記色補正ルックアップテーブルを生成する、機能を含む、コンピュータプログラム。
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