JP4683131B2 - 画像処理装置、画像処理プログラム及び画像処理方法 - Google Patents

画像処理装置、画像処理プログラム及び画像処理方法 Download PDF

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Description

本発明は、基準環境光の下での印刷画像の色が観察環境光の下で再現されるようにその印刷画像を表す画像データを補正するための画像処理装置、画像処理プログラム及び画像処理方法に関するものである。
従来、環境光(照明光や自然光)の違いが人間に与える影響について種々検討されており、例えばクルーゾフ効果が知られている。クルーゾフ効果とは、環境光が人間に与える心理効果であり、図6に示すように、色温度の低い光は照度が高いと不快に感じ、照度が低いと快適に感じるが、その一方で、色温度の高い光は照度が低いと不快に感じ、照度が高いと快適に感じるというように、環境光の色温度に応じて快適に感じる照度の範囲が異なるというものである。
特許文献1には、クルーゾフ効果を考慮した照明器具が示されている。この照明器具は、色温度の高い青色LEDと色温度の低い黄色LEDとの組合せにより昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色といった複数の白色を発光可能としたものであり、黄色LEDを光量一定として青色LEDの光量を変化させることで、青色LEDの光の増加(色温度の上昇)に伴い光量が増加する。
特開2007−265818号公報
ところで、観察する環境光が異なると、同じものであっても異なる色として知覚されることも知られており、印刷分野においては、観察する環境光の違いによって生じる印刷画像の色の見え方の違いを、画像データの補正により解消することが検討されている。
しかしながら、このように異なる環境光においても同じ色に見えるようにすること、つまり色の再現性については検討されているものの、印刷画像を観察環境において好ましく見えるように補正することについては検討されていなかった。
本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、印刷画像を観察環境において好ましく見えるように補正することのできる画像処理装置、画像処理プログラム及び画像処理方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するためになされた本発明の請求項1に記載の画像処理装置は、基準環境光の下での印刷画像の色が観察環境光の下で再現されるようにその印刷画像を表す画像データを補正するものである。そして、この画像処理装置は、基準環境光の色温度に対する観察環境光の色温度の度合いに関する情報である環境光情報を入力する入力手段と、その環境光情報に基づき、基準環境光の色温度に対する観察環境光の色温度が高いほど、補正しない場合に比べて印刷画像が明るくなり、基準環境光の色温度に対する観察環境光の色温度が低いほど、補正しない場合に比べて印刷画像が暗くなるように、画像データを補正する補正手段とを備える。
このような画像処理装置によれば、観察する環境光の違いによって生じる印刷画像の色の見え方の違いを単に補正するだけでなく、クルーゾフ効果に基づく好ましい明るさに補正することができる。すなわち、印刷画像を明るくすると、印刷画像の反射光の光量が増加することで、印刷画像を観察する環境光の照度を高くした場合と同様の状態になり、逆に、印刷画像を暗くすると、印刷画像の反射光の光量が減少することで、印刷画像を観察する環境光の照度を低くした場合と同様の状態になる。このため、観察環境光の色温度が高いほど印刷画像を明るくし、観察環境光の色温度が低いほど印刷画像を暗くすることで、印刷画像をクルーゾフ効果に基づき好ましく見せることができる。
ところで、入力手段により入力される環境光情報は、基準環境光の色温度に対する観察環境光の色温度の度合いに関する情報であればよいが、具体的には例えば請求項2に記載のように、基準環境光の色温度及び観察環境光の色温度が環境光情報として入力されるようにするとよい。このようにすれば、使用目的や使用状況などに応じて適切な環境光情報を入力することができる。
一方、補正手段による画像データの補正は、具体的には例えば請求項3に記載のように、基準環境光の色温度に適した照度と観察環境光の色温度に適した照度との比に応じて印刷画像の明るさを変化させることにより行うことができる。このような画像処理装置によれば、クルーゾフ効果に従った適切な明るさに補正することができる。
なお、請求項4に記載の画像処理プログラムによれば、請求項1に記載の画像処理装置としてコンピュータを機能させることができ、これにより前述した効果を得ることができる。
また、請求項5に記載の画像処理方法によれば、請求項1に記載の画像処理装置と同様の効果を得ることができる。
実施形態の通信システムの概略構成を表すブロック図である。 プリンタドライバのダイアログボックスの説明図である。 画像印刷処理のフローチャートである。 明度補正処理のフローチャートである。 xy色度図上におけるターゲット環境光及び観察環境光の位置関係を示す説明図である。 クルーゾフ効果の説明図である。
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.全体構成]
図1は、パーソナルコンピュータ(PC)1と複合機2とがデータ通信可能に構成された通信システムの概略構成を表すブロック図である。
パーソナルコンピュータ1は、汎用の情報処理装置であり、制御部11、記憶部12、通信部13、操作部14及び表示部15を備えている。
制御部11は、パーソナルコンピュータ1の各部を統括制御するものであり、CPU111、ROM112及びRAM113を備えている。
記憶部12は、記憶データを書き換え可能な不揮発性の記憶装置であり、本実施形態ではハードディスク装置が用いられている。そして、記憶部12には、オペレーティングシステム(OS)121、画像閲覧ソフト等のアプリケーションを実行するためのアプリケーションプログラム122、パーソナルコンピュータ1から複合機2を利用可能とするためのソフトウェア(プログラム)であるプリンタドライバ123などがインストールされている。
通信部13は、複合機2との間でデータ通信を行うためのインタフェースである。
操作部14は、ユーザからの外部操作による指令を入力するための入力装置であり、本実施形態ではキーボードやポインティングデバイス(マウスやタッチパッド等)が用いられている。
表示部15は、各種情報をユーザが視認可能な画像として表示するための出力装置であり、本実施形態では液晶ディスプレイが用いられている。
一方、複合機2は、プリンタ機能に加え、スキャナ機能やカラーコピー機能等を有する印刷装置であり、制御部21、記憶部22、通信部23、操作部24、表示部25、読取部26及び印刷部27を備えている。
制御部21は、複合機2の各部を統括制御するものであり、CPU211、ROM212及びRAM213を備えている。
記憶部22は、記憶データを書き換え可能な不揮発性の記憶装置であり、本実施形態ではフラッシュメモリが用いられている。そして、記憶部22には、後述する処理(図3、図4)をCPU211に実行させるためのプログラムが記憶されている。
通信部23は、パーソナルコンピュータ1との間でデータ通信を行うためのインタフェースである。
操作部24は、ユーザからの外部操作による指令を入力するための入力装置であり、各種操作ボタンを備えている。
表示部25は、各種情報をユーザが視認可能な画像として表示するための出力装置であり、小型の液晶ディスプレイが用いられている。
読取部26は、所定の原稿読取位置にセットされた原稿から画像を読み取り、この画像を表す画像データ(具体的にはRGB表色系で表現された画像データ)を生成するものである。
印刷部27は、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)及びブラック(K)の各色インクを印刷媒体としての用紙に吐出することでカラー画像を印刷するものである。
[2.通信システムで実行される処理の概要]
次に、本実施形態の通信システムで実行される処理の概要について説明する。
パーソナルコンピュータ1では、実行中のアプリケーションにおいて印刷操作が行われることによりプリンタドライバ123が起動し、印刷条件を設定するためのダイアログボックスが表示部15に表示される。このダイアログボックスにおいて印刷条件の設定が行われると、パーソナルコンピュータ1(プリンタドライバ123)から複合機2に対して印刷指示が行われるとともに、印刷対象の画像を表す画像データ(具体的にはRGB表色系で表現された画像データ)が複合機2へ送信される。複合機2では、パーソナルコンピュータ1から印刷指示とともに受信した画像データ(RGBデータ)を、インクの色に対応したCMYK表色系の画像データに変換する色変換処理を行い、変換後の画像データ(CMYKデータ)に基づき画像を印刷する。
ここで、本実施形態の複合機2は、基準となる環境光(ターゲット環境光)及び印刷物を観察する環境光(観察環境光)をユーザに設定させることにより、ターゲット環境光の下での印刷画像の色が観察環境光の下で再現されるように画像データを補正する環境光補正を行った上で、画像を印刷する。
具体的には、図2に示すように、プリンタドライバ123のダイアログボックスにおいて、ターゲット環境光(ターゲット照明)及び観察環境光(観察照明)の各情報をユーザが設定できるようにする。この例では、ターゲット照明及び観察照明のそれぞれについて、「色温度」による設定方法及び「XYZ値」による設定方法のうちいずれか一方をラジオボタン31,41で選択するようになっている。そして、「色温度」による設定方法を選択した場合には、照明の色温度をプルダウンボックス32,42から選択し、「XYZ値」による設定方法を選択した場合には、XYZ値の具体的な数値を数値入力ボックス33,43に入力する。
こうして設定されたターゲット照明及び観察照明の情報は、パーソナルコンピュータ1(プリンタドライバ123)から複合機2へターゲットの環境光情報(Xt,Yt,Zt)及び観察環境の環境光情報(Xo,Yo,Zo)として印刷指示とともに送信される。ここで、プルダウンボックス32,42から選択可能な色温度については、その色温度に対応するXYZ値があらかじめ記憶されており、そのXYZ値が複合機2へ送信される。つまり、いずれの設定方法が選択されても、ターゲット環境光の色及び観察環境光の色を表すXYZ値が送信されるようになっている。なお、XYZ値は、0〜100の範囲の値を0〜1の範囲の値に正規化して用いられる。
このようにターゲット環境光及び観察環境光をユーザに設定させて環境光補正を行うことにより、観察する環境光の違いによって生じる印刷画像の色の見え方の違いが緩和されることになる。
そして特に、本実施形態の複合機2は、印刷画像を観察環境において好ましく見えるようにするため、観察環境光の色温度に応じて印刷画像の明るさを調整することを特徴としている。すなわち、前述したように、色温度の低い光は照度が高いと不快に感じ、照度が低いと快適に感じるが、その一方で、色温度の高い光は照度が低いと不快に感じ、照度が高いと快適に感じるというクルーゾフ効果が知られている。そこで、本実施形態の複合機2では、ターゲット環境光の色温度に対する観察環境光の色温度が高いほど印刷画像が明るくなり、ターゲット環境光の色温度に対する観察環境光の色温度が低いほど印刷画像が暗くなるように、画像データを補正する。
[3.複合機が実行する処理]
次に、複合機2で実行される具体的な処理手順について説明する。
図3は、パーソナルコンピュータ1から印刷指示を受けることにより複合機2の制御部21(具体的にはCPU211)が実行する画像印刷処理のフローチャートである。
制御部21は、この画像印刷処理を開始すると、まずS101で、ターゲットの環境光情報(Xt,Yt,Zt)及び観察環境の環境光情報(Xo,Yo,Zo)を取得する。なお、これらの情報は、前述したように、パーソナルコンピュータ1でユーザにより設定される。
続いて、S102では、パーソナルコンピュータ1から受信した画像データ(RGBデータ)の表す画像を構成する画素であって、後述するS103〜S110の処理を行っていないもののうちの1つを処理対象画素として特定し、その画素データ(Ri,Gi,Bi)を読み込む。
続いて、S103では、処理対象画素の画素データを、入力デバイスプロファイル(パーソナルコンピュータ1の表示部15のデバイスプロファイル)を使用してRGB値からデバイスに依存しない色空間の値(本実施形態ではXYZ値(Xi,Yi,Zi))に変換する。
続いて、S104では、ターゲットの環境光情報を用いて、処理対象画素の画素データ(XYZ値)を色の見え空間における値であるCIECAM02値(Ji,Cai,Cbi)に変換する。
続いて、S105では、ターゲットの環境光情報及び観察環境の環境光情報の色空間上の位置関係に基づき、画像データの明度を補正する明度補正処理を行う。この明度補正処理の具体的な内容については後述するが(図4)、この処理により、ターゲット環境光の色温度に対する観察環境光の色温度が高いほど明度が高くなり、ターゲット環境光の色温度に対する観察環境光の色温度が低いほど明度が低くなるように、処理対象画素の画素データの明度が補正される。
続いて、S106では、処理対象画素の画素データが出力デバイス(複合機2の印刷部27)の色域外であるか否かを判定する。
そして、S106で、出力デバイスの色域外であると判定した場合には、S107へ移行し、ガマットマッピングを行う。その後、S108へ移行する。なお、ガマットマッピングは公知の手法で行うことができる。
一方、S106で、出力デバイスの色域外でないと判定した場合には、そのままS108へ移行する。
S108では、観察環境の環境光情報を用いて、処理対象画素の画素データ(CIECAM02値)をXYZ値(Xo,Yo,Zo)に変換する。ここで、XYZ値からCIECAM02値への変換(S104)では、ターゲットの環境光情報を用いて色変換処理を行っていることから、ターゲット環境光の下での印刷画像の色が観察環境光の下で再現されるようにその印刷画像を表す画像データに対して環境光補正が行われることになる。
続いて、S109では、処理対象画素の画素データを、出力デバイスプロファイルを使用してXYZ値からデバイスに依存する色空間の値であるRGB値(Ro,Go,Bo)に変換する。
続いて、S110では、処理対象画素の画素データを、三次元LUT(Look−Up−Table)を使用してRGB値からCMYK値(Co,Mo,Yo,Ko)に変換する。
続いて、S111では、画像データを構成するすべての画素についてS103〜S110の処理が終了したか否かを判定する。
そして、S111で、処理が終了していないと判定した場合には、S102へ戻り、未処理の画素のうちの1つを新たに処理対象画素として特定し、S103〜S110の処理を行う。
一方、S111で、処理が終了したと判定した場合には、S112へ移行し、画像データの表す画像を印刷する処理を行う。その後、本画像印刷処理を終了する。
次に、前述した画像印刷処理のS105で実行される明度補正処理について、図4のフローチャートを用いて説明する。
制御部21は、この明度補正処理を開始すると、まずS201で、ターゲット環境光(Xt,Yt,Zt)及び観察環境光(Xo,Yo,Zo)の色空間(CIE1931xy色度図)上における相対位置を計算する。具体的には、図5に示すように、xy色度図上における色温度3000Kの光の位置P30と色温度5000Kの光の位置P50とを結ぶ線分に対して、ターゲット環境光の位置Pt及び観察環境光の位置Poを写像した点(この例では線分に対して下ろした垂線と線分との交点)をそれぞれPt’,Po’とする。なお、P30とP50とを直線(線分)で結んでいるのは、黒体放射軌跡の一部は直線で近似できると考えられるからである。
ここで、クルーゾフ効果(図6)に基づき、色温度3000Kの照明における最適な照度V(P30)を300ルクス、色温度5000Kの照明における最適な照度V(P50)を750ルクスと割り当て、ターゲット環境光及び観察環境光における最適な照度V(Pt),V(Po)を求める。なお、最適な照度の設定値はここで例示している値に限定されるものではない。
具体的には、P30とP50との距離dを1と正規化し、P30とPt’との距離をdt、P30とPo’との距離をdoとして、ターゲット環境光及び観察環境光における最適な照度V(Pt),V(Po)を次の式(1)及び式(2)から求める。
つまり、式(1)及び式(2)は、一般的に使用される照明の色温度の環境下において、クルーゾフ効果を簡単化した式であり、Pt’及びPo’の位置の補間値を求めることで、Pt及びPoにおける最適な照度がV(Pt)及びV(Po)であると近似している。なお、クルーゾフ効果は快適、不快の境界があいまいな効果であるため、このように近似しても差し支えないと考えられる。
続いて、S202では、S201で算出したV(Pt),V(Po)を用いて、S203のガンマ補正に用いるガンマ値を式(3)から求める。なお、式(3)は、「(γ補正後の積分値/γ補正前の積分値)=(Poにおける最適な照度/Ptにおける最適な照度)」を意味する式(4)から得られるものである。つまり、ターゲット環境光の色温度に最適な照度と観察環境光の色温度に最適な照度との比に応じて印刷画像の明るさを変化させるようなガンマ値を算出する。
続いて、S203では、S202で算出したガンマ値を用いて、処理対象画素の画素データ(Ji,Cai,Cbi)の明度の値(Ji)に対してガンマ補正を行い、補正後の明度Ji’を求める。その後、本明度補正処理を終了する。
このようにガンマ補正を行うことで、ターゲット環境光の色温度に対する観察環境光の色温度が高いほど明度が高くなり、ターゲット環境光の色温度に対する観察環境光の色温度が低いほど明度が低くなるように、画像データの明度が補正される。なお、明度のみを補正するようにしているため、色相の見え方は保持される。
[4.効果]
以上説明したように、本実施形態の複合機2は、ターゲット環境光の下での印刷画像の色が観察環境光の下で再現されるようにその印刷画像を表す画像データを補正する環境光補正を行う。加えて、この複合機2は、ターゲット環境光の色温度に対する観察環境光の色温度が高いほど印刷画像が明るくなり、ターゲット環境光の色温度に対する観察環境光の色温度が低いほど印刷画像が暗くなるように、印刷画像の明るさを調整するパラメータであるガンマ値を決定して画像データを補正する。具体的には、ターゲット環境光の色温度に最適な照度と観察環境光の色温度に最適な照度との比に応じて印刷画像の明るさを変化させるようにしており、ターゲット環境光の色温度よりも観察環境光の色温度が高い場合に印刷画像を明るくし、ターゲット環境光の色温度よりも観察環境光の色温度が低い場合に印刷画像を暗くする。
このため、本実施形態の複合機2によれば、観察する環境光の違いによって生じる印刷画像の色の見え方の違いを単に補正するだけでなく、クルーゾフ効果に従った適切な明るさに補正することができる。
[5.特許請求の範囲との対応]
なお、本実施形態では、複合機2が本発明の画像処理装置に相当し、S101の処理を実行する制御部21が本発明の入力手段に相当し、S105の処理を実行する制御部21が本発明の補正手段に相当する。
[6.他の形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
[6−1.色空間]
上記実施形態では、RGB値をCIECAM02値に色変換した上でガマットマッピングを行うようにしているが、ガマットマッピングを行う色空間はCIECAM02に限定されるものではなく、均等色空間であればよい。なお、均等色空間とは、人間が知覚する色差と空間内のユークリッド距離とがほぼ一致するように作成された色空間のことであり、例えばCIELAB空間やCIELUV空間などが知られている。
[6−2.画像印刷処理]
上記実施形態では、S101〜S112の処理順序で画像印刷処理を行う構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、S103〜S110の処理を施す前の画素データと施した後の画素データとの対応関係をLUTとしてあらかじめ作成しておけば、処理を簡略化することができる。
[6−3.画像データ]
上記実施形態では、RGB表色系で表現された画像データが複合機2に入力される構成を例示したが、これに限定されるものではなく、他の表色系で表現された画像データが入力される構成であっても本発明を適用することができる。
また、画像データは、パーソナルコンピュータ1から送信されるものである必要はない。例えば、読取部26で生成した画像データであってもよく、また、複合機2がメモリカード等の可搬型記憶媒体から直接画像データを読み込み可能に構成されている場合には、その画像データであってもよい。なお、複合機2にパーソナルコンピュータ1が接続されていなくても環境光補正の処理を可能とするため、ターゲットの環境光情報及び観察環境の環境光情報の設定を複合機2で行うようにしてもよい。
[6−4.環境光情報]
上記実施形態では、ターゲットの環境光情報及び観察環境の環境光情報をユーザに色温度又はXYZ値で設定させるようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば照明の種類(蛍光灯、白熱灯など)を設定させるようにしてもよい。このようにすれば、色温度を設定するよりも分かりやすくすることができる。
また、ターゲットの環境光情報及び観察環境の環境光情報はユーザに設定させることに限定されるものではなく、例えば、複合機2に環境光を測定するセンサを設け、その測定値に基づき自動的に設定するようにしてもよい。具体的には、例えばターゲットの環境光情報についてはセンサで測定し、観察環境の環境光情報についてはユーザに設定させるようにしてもよい。
また、ターゲットの環境光情報及び観察環境の環境光情報の両方を設定することに限定されるものではなく、例えば、観察環境の環境光情報を、ターゲットの環境光情報に対する相対値として設定するようにしてもよい。
[6−5.印刷部]
上記実施形態では、CMYKの4色のインクを用いて画像を印刷するインクジェット方式の印刷部27を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えばより多くの色のインクを用いる構成とすることも可能である。また、色材はインクに限定されるものではなく、例えば複数色のトナーを用いて画像を形成するレーザ転写方式であってもよい。
[6−6.画像処理装置]
上記実施形態では、本発明の画像処理装置として複合機2を例示したが、これに限定されるものではなく、スキャナ機能等を有しない印刷装置であってもよい。また、印刷装置に限定されるものではなく、例えばパーソナルコンピュータ1を本発明の画像処理装置として機能させることも可能である。この場合、例えばS101〜S111の処理をパーソナルコンピュータ1においてプリンタドライバ123の機能として実行し、処理後の画像データを複合機2へ送信して印刷させるようにすることができる。
1…パーソナルコンピュータ、2…複合機、11…制御部、12…記憶部、13…通信部、14…操作部、15…表示部、21…制御部、22…記憶部、23…通信部、24…操作部、25…表示部、26…読取部、27…印刷部

Claims (5)

  1. 基準環境光の下での印刷画像の色が観察環境光の下で再現されるようにその印刷画像を表す画像データを補正する画像処理装置であって、
    前記基準環境光の色温度に対する前記観察環境光の色温度の度合いに関する情報である環境光情報を入力する入力手段と、
    前記環境光情報に基づき、前記基準環境光の色温度に対する前記観察環境光の色温度が高いほど、補正しない場合に比べて印刷画像が明るくなり、前記基準環境光の色温度に対する前記観察環境光の色温度が低いほど、補正しない場合に比べて印刷画像が暗くなるように、前記画像データを補正する補正手段と、
    を備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記入力手段は、前記基準環境光の色温度及び前記観察環境光の色温度を前記環境光情報として入力すること
    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、前記基準環境光の色温度に適した照度と前記観察環境光の色温度に適した照度との比に応じて印刷画像の明るさを変化させること
    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. 基準環境光の下での印刷画像の色が観察環境光の下で再現されるようにその印刷画像を表す画像データを補正する画像処理装置としてコンピュータを機能させるための画像処理プログラムであって、
    前記基準環境光の色温度に対する前記観察環境光の色温度の度合いに関する情報である環境光情報を入力する入力手段と、
    前記環境光情報に基づき、前記基準環境光の色温度に対する前記観察環境光の色温度が高いほど、補正しない場合に比べて印刷画像が明るくなり、前記基準環境光の色温度に対する前記観察環境光の色温度が低いほど、補正しない場合に比べて印刷画像が暗くなるように、前記画像データを補正する補正手段
    としてコンピュータを機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
  5. 基準環境光の下での印刷画像の色が観察環境光の下で再現されるようにその印刷画像を表す画像データを補正する画像処理方法であって、
    前記基準環境光の色温度に対する前記観察環境光の色温度の度合いに関する情報である環境光情報を入力する入力ステップと、
    前記環境光情報に基づき、前記基準環境光の色温度に対する前記観察環境光の色温度が高いほど、補正しない場合に比べて印刷画像が明るくなり、前記基準環境光の色温度に対する前記観察環境光の色温度が低いほど、補正しない場合に比べて印刷画像が暗くなるように、前記画像データを補正する補正ステップと、
    を含むことを特徴とする画像処理方法。
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