JP5645790B2 - 色変換装置、画像形成装置、色変換プログラム、及び画像形成プログラム - Google Patents
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Description
色変換テーブルは、RGB値とCMYK値との対応付けによって構成されるため、各対応づけを格子点とした直交格子で表すことができる。
図27は、基本色であるRd(赤)、Gr(緑)、Bl(青)と、Cy(シアン)、Mg(マゼンタ)、Ye(黄)との対応付け、及び、無彩色であるWh(白)とBk(黒)をそれぞれ格子点とする三次元直交座標系の直交格子によって表されたRGB−CMYKの色変換テーブルの模式図である。
図27に示す直交格子上の各格子点には、RGB値と対応するCMY値が予め割り当てられているため、入力デバイスに係る任意のRGB値に対応する出力デバイスのCMYK値を円滑に導出することができる。
具体的には、R,G,Bの各軸に沿った方向の変動よりも、無彩色軸を中心とした放射方向の正確性や、無彩色軸の同心方向の距離の変動の方が、色味を正確に把握するために重要な要素となる。
このため、RGB値とCMYK値とが単に対応付けられた従来の直交格子状の色変換テーブルでは、色に対する人間の感覚が反映されておらず、色再現性に劣ることが問題となっていた。
図28に示すように、無彩色軸を中心とした放射線方向(彩度方向)において、同一色相上に存在する格子点の間隔は不均等に配置されていることがわかる。
例えば、無彩色軸と、Rd、Gr、Bl、Cy、Mg、Yeの各線分上には格子点が5個配置されているが、無彩色軸とCy〜Bl中間点の線分上には格子点が3個しか配置されていない。
また、同心円的視点から眺めてみれば、同一彩度上に存在する格子点の間隔は無彩色軸(中心軸)からの距離により不均等であることがわかる。つまり、彩度の違いによって再現できる色相のバリエーションが異なることを認識することができる。
したがって、このような従来の色変換テーブルによれば、色相ごとに彩度を最適化したり、彩度ごとに色相を最適化したりする色調整は困難であった。
図29は、特許文献2や特許文献3に記載の放射状の色変換テーブルを無彩色軸方向から眺めたときの格子点配置図である。
図29に示すように、この放射状の色変換テーブルによれば、一定の色相幅ごとに均等に格子点を配置するとともに、一定の彩度幅ごとに均等に格子点を配置するようにしているため、人間が感じる色味や色合いに沿った的確な色調整が可能である。
このため、従来の直交格子状の色変換テーブルについて使用されていた色変換や色調整等に関する演算方法、プログラム、アルゴリズム等を利用することできず、このような色変換テーブルを採用してきた既存の装置やシステムとの併用、混成、融合が困難であった。
すなわち、多くの技術者が関連する技術知識を習得し、また、長年に渡る改善を通してアルゴリズムも洗練された結果、ASIC化の展開も容易となった従来の色変換テーブルを利用することによる種々のメリット(例えば、コスト低減等)を得ることはできなかった。
すなわち、このような重要色を再現する場合、一般には、重要色の周辺に格子点を増加し格子点間を狭めることでその分解能を上げる方法や、簡略的に線形補間にて行っていた内挿補間を非線形関数にて補間する方法が採られる。
しかしながら、重要色の周辺だけ格子点を増加する場合、プログラム上、格子点分解能が高い部分と低い部分との境界部において場合分け処理をしなければならず、処理や回路が複雑になり易かった。
また、境界部が一定の範囲(閾値)を有する領域からなる場合、領域を切り出すための設定が非常に多くなり、管理が煩わしく、例えば、黒や白付近など、比較的対象領域を限定しやすい領域でなければ適用しにくい問題があった。
また、格子点間における分解能を上げることなく、近隣の格子点を用いた内挿補間演算による場合は、簡単な線形補間や非線形補間に拘わらず、処理や回路を複雑にし易く、分解能を上げたときと同様の弊害をもたらす。
加えて、任意の重要色を精度良く、かつ、円滑に再現することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る色変換装置及び画像形成装置の構成を示すブロック図である。
図1に示すとおり、本実施形態の画像形成装置11は、画像情報入力部101、格子点配置部102、色変換テーブル再編処理部103、色変換処理部104及び記憶部105からなる色変換装置10と、画像情報出力部106によって構成される。
以下、各構成部について説明する。
具体的には、RGB値からCMYK値への色変換において、、Rd(赤)、Gr(緑)、Bl(青)、Cy(シアン)、Mg(マゼンタ)、Ye(黄)、Wh(白)、Bk(黒)を各頂点として表される立方格子の線分RdYe、線分YeGr、線分GrCy、線分CyBl、線分BlMg、及び、線分MgRdを等間隔に分割して所定の色域彩度エッジ点を生成し、この色域彩度エッジ点を、補色の関係が成り立つ彩度飽和点Pと補色彩度飽和点P’との組み合わせに分け、各組み合わせごとに、BkPWhP’からなる四角形領域の線分BkP及び線分BkP’を等間隔に分割したときの交差位置に格子点を配置して放射状の色変換テーブルTaを生成する。
特に、本実施形態に係る格子点配置部102は、各格子点を、前記無彩色軸から放射方向に配置するに当たり、このように一定色相ごとに色相面に前記格子点を均等に配置するとともに、前記重要色の色相面及びその補色色相面に前記格子点を均等に配置して放射状の色変換テーブルを生成する。
すなわち、格子点配置部102により生成された格子点群において、無彩色軸を含み、これを共通軸とし、RGB値をCMYK値に変換する色変換テーブルにおける同一色相面及びその補色色相の格子点群を1グループとして層別した後、各グループ毎に着目色相上の格子点群とその補色色相との組みにして色相層を形成し、これらを一旦、分解して取り出した後、各組の色相層を色相順に階層的に積み重ねる。
このようにすることで、無彩色軸に対し放射状であった格子点の配置を、従来の直交格子状の色変換テーブルの各格子点の配置にあうように構成し直すものである。
また、色変換テーブル再編処理部103は、格子点配置部102によって生成された放射状の色変換テーブルにおいて、一定の色相ごとの色相層と特別色相層とを色相順に積層することによって各格子点が直交格子をなす直交格子型色変換テーブルを生成することもできる。
また、最初の色相層(最初の着目色相とその補色色相からなる色相層)における行方向の格子点と列方向の格子点の座標を反転して作った行列の格子点群からなる色相層を最終の色相層とすることができる。このため、最終の色相層の生成に係る演算負荷を軽減することができる(図16参照)。
例えば、ページ当たりの画像データが記憶部105に記憶されると、予め帯電させた感光ドラム(不図示)に対する露光処理を行ってその画像データの潜像を形成し、これにトナーを付着させてトナー像を形成し、印刷用紙等に転写・定着する工程等を経て印刷処理を実行する。
なお、画像情報出力部106は、他の画像形成装置など外部の装置に対して画像データ出力する送信装置等も該当する。
次に、本実施形態に係る直交格子型色変換テーブルTbの生成方法について説明する。
図2は、本実施形態に係る直交格子型色変換テーブルの生成方法を示したフローチャートである。
図2(a)に示すように、まず、放射状格子点群の生成処理を行い(ステップ1)、次いで、重要色相格子点群の生成処理を行い(ステップ2)、生成した放射格子点群(放射状の色変換テーブルTa)の分解処理を行い(ステップ3)、格子点群を層ごとに積み重ねることで階層構造化処理を行う(ステップ4)ことによって、直交格子型色変換テーブルTbを生成する。
ステップ1においては、格子点配置部102が、基準6色の各格子点の間、即ち、線分RdYe、線分YeGr、線分GrCy、線分CyBl、線分BlMg、線分MgRdの各線分間を等間隔に分割して格子点(色域彩度エッジ点)を増点する処理を行う。
図3は、三次元直交座標系の色空間におけるRGB値とCMY値との対応付けを示す直交格子の図である。
格子点配置部102は、図3に示す直交格子に対し、Rd(赤)、Gr(緑)、Bl(青)、Cy(シアン)、Mg(マゼンタ)、Ye(黄)の隣接する6点間をN等分に分割(Nは任意の正の整数)して色域彩度エッジ点群を求め、このうち任意の点(彩度飽和点P)から色相角180°分を抽出した点群を求める。または、前記6点のうち色相的に連続する4点を抽出した後、各点間をピッチ1/Nで分割することによっても、同様に、色相角180°分の点群を取得することができる。
図4は、Rd(赤)、Gr(緑)、Bl(青)、Cy(シアン)、Mg(マゼンタ)、Ye(黄)の隣接する6点間をN等分に分割(N=4)すること(すなわち、ピッチ1/Nの等間隔で分割すること)によって得られる色域彩度エッジ点群を示す図である。
すなわち、BkPWhP’からなる四角形領域で表される色相面を考える。
図5は、ベクトルBkPiとベクトルBkPi’とによって形成される閉領域、すなわち、BkPiWhPi’からなる四角形領域を示す図である。なお、iは、分割数Nに対応した整数である。
図6は、BkPiWhPi’からなる四角形領域(色相面)をM等分に分割(M=4)したとき(すなわち、ピッチ1/Mの等間隔で分割したとき)の交差位置に配置される格子点群を示す図である。
具体的には、次式(1)にもとづき各色相面上の格子点群を算出する。
Grid(x)=g・E[θ]+h・E[π+θ] ・・・・・(1)
(但し、g、hは0〜1までのピッチ(1/M)の少数数列の全組み合わせを示す。Mは、正の整数とする。)
格子点配置部102は、上記算出処理を各彩度飽和点Piと補色彩度飽和点Pi’の組み合わせごと、つまり、iの取り得る値について行うことですべての格子点群を配置し、この結果、各格子点が無彩色軸を中心に放射方向に均等に配置されるように、色相毎に配置された放射状格子点群を生成することができる。
色域彩度エッジ点群のうち、色相角180°分を抽出した点群(Ex群)は、次式(2)によって求めることができる。
Ex群=(1−ρ)・E[i]+ρ・E[i+1] ・・・・・(2)
(但し、ρは、0〜1までピッチ1/Nで与えられる数列を示す。)
この場合、E[i]={1,0,0}、E[i+1]={1,0,1}、ρ={0,1/4,2/4,3/4,4/4}を、式(1)に代入する。
これにより、Ex[r-mg]:{1,0,0}、{1,0,1/4}、{1,0,1/2}、{1,0,3/4}、{1,0,1}となる。
つまり、この間の色域彩度エッジ点の数は、5個(=N+1)となる。
(ii)マゼンタ〜青の色域彩度エッジ点群:Ex[mg-b]
この場合、E[i]={1,0,1}、E[i+1]={0,0,1}、ρ={0,1/4,2/4,3/4,4/4}を、式(1)に代入する。これにより、Ex[mg-b]は、次のようになる。
Ex[mg-b]:{1,0,1}、{1/4,0,1}、{1/2,0,1}、{3/4,0,1}、{0,0,1}
つまり、この間の色域彩度エッジ点の数は、5個(=N+1)となる。
(iii)青〜シアンの色域彩度エッジ点群:Ex[b-cy]
この場合、E[i]={0,0,1}、E[i+1]={0,1,1}、ρ={0,1/4,2/4,3/4,4/4}を、式(1)に代入する。これにより、Ex[b-cy]は次のようになる。
Ex[b-cy]:{0,0,1}、{0,1/4,1}、{0,1/2,1}、{0,3/4,1}、{0,1,1}
つまり、この間の色域彩度エッジ点の数は、5個(=N+1)となる。
E[r-cy]:{1,0,0}、{1,0,1/4}、{1,0,1/2}、{1,0,3/4}、{1,0,1}、{1/4,0,1}、{1/2,0,1}、{3/4,0,1}、{0,0,1}、{0,1/4,1}、{0,1/2,1}、{0,3/4,1}、{0,1,1}
つまり、この場合(N=4の場合)、色相角180°分の色域彩度エッジ点の数は、13点(=3N+1)となる。
すなわち、分割する比率をτとして、0〜1をピッチ1/Mで分割した場合の数列は、M=4の場合、τ[4]:{0,1/4,2/4,3/4,1}となり、格子点数は、5個(=M+1)となる。
例えば、色域彩度エッジ点群のうちの1点が、赤{1,0,0}の場合、その補色色相の最大彩度点は{1,1,1}−{1,0,0}={0,1,1}(つまりシアン)として求めることができる。黒点はBk{0,0,0}なので、赤の色相とその補色色相からなる色相面上の格子点群Grid[{1,0,0}]は、前記した式(1)を用い以下のように表すことができる。
Grid[{1,0,0}]=g・{1,0,0}+h・{0,1,1}
但し、g、hは、τが取り得る値に対するすべての組み合わせについて適用する。
{g,h}:{0,0}、{0,1/4}、{0,1/2}、{0,3/4}、{0,1}、{1/4,0}、{1/4,1/4}、{1/4,1/2}、{1/4,3/4}、{1/4,1}、{1/2,0}、{1/2,1/4}、{1/2,1/2}、{1/2,3/4}、{1/2,1}、{3/4,0}、{3/4,1/4}、{3/4,1/2}、{3/4,3/4}、{3/4,1}、{1,0}、{1,1/4}、{1,1/2}、{1,3/4}、{1,1}となり、
格子点群Grid[{1,0,0}]は、
Grid[{1,0,0}]:{0.25,0,0}、{0.5,0,0}、{0.75,0,0}、{1,0,0}、{0,0.25,0.25}、{0.25,0.25,0.25}、{0.5,0.25,0.25}、{0.75,0.25,0.25}、{1,0.25,0.25}、{0,0.5,0.5}、{0.25,0.5,0.5}、{0.5,0.5,0.5}、{0.75,0.5,0.5}、{1,0.5,0.5}、{0,0.75,0.75}、{0.25,0.75,0.75}、{0.5,0.75,0.75}、{0.75,0.75,0.75}、{1,0.75,0.75}、{0,1,1}、{0.25,1,1}、{0.5,1,1}、{0.75,1,1}、{1,1,1}
となり、25点の格子点が一色相面上に配置されることになる。
同様に、180°の範囲内の他の各色域彩度エッジ点に対し、上記格子点を生成し、これらを配置することで放射状格子点群が形成されることになる。
そして、一色相面を一色相層として、これを(3N+1)層積み重ねることによって形成される直交格子型色変換テーブルにおける格子点の総数は、(M+1)・(3N+1)2で求めることができ、本例の場合(M=4、N=4の場合)、格子点の総数は、(4+1)2・(3×4+1)=325となる。
すなわち、これらの図に示すように、従来の直交格子状の色変換テーブルの枠組み内において各色値の変換点を工夫することによって、無彩色軸を中心にして放射状に格子点が均等に配置された放射状格子点群を生成することができる。
なお、本例において、基本6点間の分割数N及び色相面の分割数Mは、N=4、M=4としたが、これらの分割数は、特にこの値に限定するものではなく、任意の値とすることができる。例えば、NとMの分割数が異なっても良い。
また、立方格子型色変換テーブルの生成に際しては、その高さ(z)成分である層数(3N+1)と、縦横(xy)成分である色相面の一辺当たりの格子点数M+1は、同数である必要がある。
したがって、この場合には、放射状の色変換テーブルTaの生成に際し、M=3Nとして色相面の各辺を分割する必要がある。
例えば、M=24とした場合、一色相面における一辺当たりの格子数は25(=M+1)となり、一色相面当たりの格子点数は625(=25×25)となる。
加えて、これを立方格子にするには、Nを8(=24÷3)にして基本6点間を分割する必要がある。これにより、25×25×25の格子点群からなる立方格子を形成することができる。
ここでは、格子点配置部102が、重要色の色相面及びその補色色相面に格子点を均等に配置し、この結果として、ステップ1で生成された放射状格子点群と合わさって、放射状の色変換テーブルを生成する。
具体的には、前述した放射状格子点群の生成過程において、一の色相面上に格子点を配置する処理と同様の処理を行う。
すなわち、肌色や会社のロゴマークなどの重要色の最大彩度点(彩度飽和点P)とその補色の関係にある最大彩度点(補色彩度飽和点P’)を求め、BkPWhP’の四角形領域からなる色相面をM等分した交差位置に格子点を配置する。つまり、この処理により、重要色に係る格子点群が形成される。
この結果、重要色に係る格子点群を含む放射状の色変換テーブルTaが生成される。
ステップ3においては、色変換テーブル再編処理部103が、放射状の色変換テーブルTaにおける各格子点を、任意の彩度飽和点Pとその補色点(補色彩度飽和点P’)からなる色相層ごと分解する。
すなわち、放射状の色変換テーブルTaにおける同一の色相面及びその補色色相面からなる一面を一色相層として色相層ごとに分解する。
図9は、図8に示す色相環において、一定の色相角ごとにIDを付した図である。
図9においては、赤の色相に対してθ1を付し、以降、一定色相角ごとにθ2、θ3、...、θ12というように順にIDを付し、赤の補色であるシアンの色相にθ1+πを付し、以降、θ2〜θ12に対応して、一定色相角ごとにθ2+π、θ3+π、...、θ12+πというように順にIDを付すとともに、重要色に係る特別色相層に対しては、ID=θspを付している。
なお、図9に示すθの色相とθ+πの色相は、互いに補色の関係にあることを示している。
図11は、各色相層と特別色相層とを一IDごとに表した図である。
色変換テーブル再編処理部103は、放射状の色変換テーブルTaをなす格子群からこれらの各色相面と特別色相層θspとを分解して取り出す。
図12は、一の色相層を無彩色軸方向から眺めた図であり、図13は、図12に示す色相層を斜め方向から眺めた図である。
すなわち、これらの図に示すように、一の色相層は、任意の色相(θi)に係る一の色相面とその補色の色相(θi+π)に係る色相面とは同一平面上にあり、これらが無彩色軸を対称軸として線対称に合わさって一の色相層(θi)が形成される。
図14は、各色相層と特別色相層とを並べた図である。
本実施形態のように、分割数Nが4の場合、θ1〜θ13までの13個の色相層を取り出すとともに特別色相層θspを取り出すことができる。
そして、色変換テーブル再編処理部103は、取り出した各色相層をID順(色相順)に積層することで放射状格子点群が階層構造化された直交格子型色変換テーブルTbを生成する。
図15は、直交格子型色変換テーブルTbを示す図である。
すなわち、図15に示すように、IDθ1〜θ13が付されたS1〜S13の各色相層をID順(降順又は昇順)に積み重ねるとともに、特別色相層θspを該当する色相層間に積み重ねることによって、三次元の直交格子型色変換テーブルTbを生成することができる。
図16に示すように、最初の色相層(θ1)と最終の色相層(θ13)とは、お互いの格子点群の配置が無彩色軸(Wh〜Bk)を対称軸として線対称の関係が成り立つ。
このため、最終の色相層については、最初の色相層における格子点群の座標情報のみを入れ替えたものを積み重ねるようにすることもできる。
すなわち、θ1〜θ13の色相層をすべて分解して取り出すのではなく、θ1〜θ12の色相層を生成し、これにθ1の色相層の格子点群を無彩色軸を基準に反転させて配置した色相層(θ13)を足すことによっても、θ1〜θ13の13個の色相層を生成することができる。
このようにすると、最終の色相層上の格子点群を生成する処理や、生成された最終の色相層を分解して格子点群を取り出すのに必要な処理負荷を軽減することができる。
まず、CMYKの4色のインクでフルカラー印刷を行うカラープリンタなどの画像形成装置において、CMYK値の色値を様々に組み合わせてカラーパッチを作成し、これを測色してCMYK値とデバイス非依存の表色系の値とを対応付け、さらに、これを逆変換することで「デバイス非依存の表色系の色度値とこれに相当するCMYK値の対応付け」を予め作成する。
例えば、カラーパッチを、{0,20,40,60,80,100}のように線形等間隔にCMYK値を設定し、{0,10,20,40,70,100}のように非線形にCMYK値を設定し、あるいは、墨量にもとづいて層別した後、CMY値にもとづく放射状の格子点群を生成し、CMY値と層別した墨量に係るBk値とを組み合わせて様々なCMYK値を設定して様々なカラーパッチを印刷し、印刷したカラーパッチのCMYK値と、これを測色して得たデバイス非依存の色度値とを対応付けたテーブルを作成する。
また、RGB値が定義する色空間は、出力デバイスの色空間と形状的に相違するのが通常であり、入出力デバイス間の写像は、デバイス非依存の色空間上において非線形に座標変換されるため、このように非線形座標に変換された後の値を、前記「RGB値に相当するデバイス非依存の表色系の色度値」として定義することもできる。
そして、求めたCMYK値を、元の放射状の色変換テーブルTaの格子点におけるRGB値に対応づけることによって、直交格子型色変換テーブルTbの該当格子点におけるRGB値とCMYK値との割り当てが完了する。
すなわち、色変換テーブル再編処理部103が、重要色の色相面及びその補色色相面からなる特別色相層に格子点を均等に配置し、既に生成されている放射状の色変換テーブルTaにおける一定色相ごとの色相層と特別色相層とを色相順に積層することによって重要色の色相に係る格子点を補間するものである。
このため、人間の色に対する感覚に合った的確な色再現や色調整が可能となるとともに、既存の装置やシステムに対し高い整合性、互換性、親和性を有する。
特に、一定色相ごとに積層してなる各色相層を積層に属しない色については、個別に色相層(特別色相層θsp)を含めて色変換テーブルを生成したり、この特別色相層θspを色変換テーブルに補間するようにしている。
このため、肌色や会社のロゴマークなど、色空間上、所定の色相に属しない重要色を精度良くかつ円滑に再現することができる。
次に、前述した色変換装置又は画像形成装置における色変換方法について説明する。
図17は、本実施形態に係る色変換装置又は画像形成装置における色変換方法を示したフローチャートである。
図17に示すように、まず、画像情報入力部101が、RGB形式の画像データの入力処理を行う(ステップ11)。
補間による色変換を介して得られたCMYK値は記憶部105に記憶される(ステップ14)。
なお、一定の画素分(例えば、単位ページ分の画素分)のCMYK値が記憶されると、画像情報出力部106は、記憶部105から画像データを取り出し出力される。
ここで、ステップ12〜13における補間処理について詳細に説明する。
なお、ここでは具体的な補間処理の方法として第一の補間方法と第二の補間方法について詳細に説明する。
これらの補間方法は、被変換点が直交格子型色変換テーブルTbの各格子点と一致するか否かに拘わらず、非変換点の色変換処理を可能とするものである。これにより、非変換点が格子点と一致するか否かの判別工程を経ることなく円滑に色変換処理を行うことができる。
図18は、被変換点である注目画素の出力色値を求めるための第一の補間方法を示したフローチャートである。
図18に示すように、ここでは、まず、色相区間的に被変換点Aを挟む2つの色相層(隣接色相層、すなわち、被変換点Aの時計回り、反時計回りの各近傍の放射状色相面)上の格子点群の座標とこれらの色相角、及び、被変換点Aの色相角にもとづいて、変換点Aの色相面における前記格子点群に相当する仮想格子点群」を求める(ステップ21)。
図19は、被変換点Aが属する色相面Sa、色相面Saにおける仮想格子点群Saij、及び、色相区間的に被変換点A(色相面Sa)を挟む2つの色相層Sn、Sn+1を示す図である。
図19に示すように、仮想格子点(群)Saijは、色相的に連続する色相層Snと色相層Sn+1との間に挟まれた色相面Saに存在する格子点群とみなすことができる。
Saij=Sn+1ij・Δφn/(Δφn+Δφn+1)+Snij・Δφn+1/(Δφn+Δφn+1)
・・・・・(3)
また、上記(3)式において、Δφn、Δφn+1は、次式(4)によって求めることができる。
{Δφn,Δφn+1}={|θn−θa|,|θa−θn+1|} ・・・・・(4)
なお、換算精度的に{Δφn,Δφn+1}が、十分に小さくなく、sinΔφn≒Δφn、sinΔφn+1≒Δφn+1とみなせない場合など、より高い精度を求める場合には、次式(5)によってSaijを算出することができる。
Saij=Sn+1ij・HSnij・sinΔφn/(HSnij・sinΔφn+HSn+1ij・sinΔφn+1)+SnijHSn+1・sinΔφn+1/(HSn・sinΔφn+HSn+1・sinΔφn+1)
・・・・・(5)
(但し、Hは、格子点群Snij、Sn+1ijに含まれる格子点から無彩色軸に下ろした垂線の足に相当する点であり、HSnij、HSn+1ijは、無彩色軸上の点Hから各格子点までの距離を示す。)
となる成分比{p,q}を求める(ステップ22)。(但し、↑はベクトルを示す。以下、同じ。)
成分比{p,q}は、チャネル成分ごとに上記の式(6)の方程式を立て、これを連立して解くことにより算出することができる。ここでは、成分比{p,q}={0.7,0.35}が算出されたものとする。
続いて、成分比{p,q}を色相層Sn、Sn+1の一辺の分割数で割り、整数部と小数部を抽出し(ステップ23)、整数部と小数部を用いて被変換点Aの包含領域の特定を行う(ステップ24,25)。
なお、ここでは、任意の色相層における四角形領域BkPWhP’における被変換点Aの包含領域を特定する方法について説明する。
図20に示すように、色相層の四角形領域の各辺を分割ピッチ(1/M=1/4)で分割しているので、成分比{0.7,0.35}をこの分割ピッチで割って、pに関する整数部Ip・小数部Fpとqに関する整数部Iq・小数部Fqを算出する。
この結果、Ip=2、Fp=0.8、Iq=1、Fq=0.4と算出される。
ここで、整数部は、Bkから数えて何番目の領域ブロックに包含されるかを示し、また、小数部は、包含領域ブロックにおける被変換点Aの格子点間分割比を示す。
すなわち、これにより、非変換点Aの包含領域(所属領域)を特定することができる。
具体的には、被変換点Aの領域ブロックBCDEにおける位置関係は、図21に示すようになるため、被変換点Aの出力色値は、既知座標である各格子点B,C,D,Eに係るCMYK値にもとづき、次式(7)によって算出することができる。
A=(1−Fp)・(1−Fq)・B+Fp・(1−Fq)・C+Fp・Fq・D+(1−Fp)・FqE ・・・・・(7)
まず、被変換点Aの包含領域ブロック{Ip,Iq}を特定した後、FpとFqの大小を比較することで被変換点Aが存在する三角形領域を特定する。
具体的には、Fp≦Fqの場合、被変換点Aは△BDC領域に包含され、Fp>Fqの場合、被変換点Aは△BDE領域に包含されると判断することができる。
例えば、図22に示すように、Fp≦Fqである場合、被変換点Aを包含する三角形領域は△BDCと特定することができる。
そして、このような判断によって特定した三角形領域を構成する3つの格子点情報とその三角形領域における被変換点Aが面積的に分割する比率とから、被変換点AのCMYK値を算出することができる。
具体的には、被変換点Aを包含する三角形(領域)が△BCDであるとした場合、△BCDの各頂点の対辺を底辺として被変換点Aを頂点とする3つの三角形の△BCDに対する面積比を求め、これらと頂点座標を掛けた後、合成することで被変換点Aの座標を求めることができる。
すなわち、被変換点Aの出力色値は、既知座標である各格子点B,C,Dに係るCMYK値にもとづき、次式(8)によって算出することができる。
A=α・B+β・C+γ・D ・・・・・(8)
(但し、α=△ACDの面積/△BCDの面積、β=△ABDの面積/△BCDの面積、γ=△ABCの面積/△BCDの面積)
なお、三角形の面積は、例えば、3点のうちの1点を始点として残りの2点を終点とする2ベクトルを求め、これらの外積を0.5倍して求めることができる。また、各辺の長さを求めてヘロンの公式を適用して求めることもできる。
図24は、第二の補間方法を示したフローチャートである。
なお、ここでは、図25に示すように、被変換点Aを包含する直方体又は立方体の頂点相当する8点による立方体補間法(a)や、その直方体や立方体の対角線方向に沿って分割してできる三角柱のうち被変換点Aを内包する三角柱の頂点に相当する6点による三角柱補間法にもとづいて被変換点Aを求めることができる。
すなわち、色相面Saを挟む隣接色相層Sn、Sn+1(つまり、被変換点Aの時計回り、反時計回りの各近傍の放射状色相面)における被変換点Aの写像点A'n、A'n+1を包含する四角形領域又は三角形領域と被変換点Aの配置関係を求め、Sn〜Sn+1におけるSaの内分比率にもとづき被変換点Aを求める。
被変換点Aの色相(すなわち、非変換点Aと同一の色相)の最大彩度点(彩度飽和点)Pは、次式(9)によって算出することができる。
P=(A−Min[A])/Max[(A−Min[A])] ・・・・・(9)
(但し、Min[A]は、非変換点A:{Ax,Ay,Az}座標の三成分のうちの最小値を示す。また、A−Min[A]は、被変換点Aの各座標成分から被変換点A座標の三成分のうちの最小値を差し引いたものであり、Max[(A−Min[A])]は、A−Min[A]の三成分のうちの最大値を示す。)
次に、前ステップで求めた最大彩度の補色を求める(ステップ32)。
補色点(補色彩度飽和点)P’は、次式(10)によって算出することができる。
P’={1,1,1}−P ・・・・・(10)
例えば、最大彩度点P={1,0,0}(赤)の場合の補色点P’は、P’={1,1,1}−{1,0,0}={0,1,1}(シアン)となる。
続いて、BkA↑=p・BkP↑+q・BkP’↑となる成分比{p,q}を求め(ステップ33)、成分比{p,q}を色相層Sn、Sn+1の一辺の分割数(M)で割り、整数部と小数部を抽出する(ステップ34)。
なお、上記ステップ33〜34は、図18におけるステップ22〜23に相当する。このため、これら各ステップの詳細な説明は省略する。
この特定方法は、前述の第一の補間方法における「被変換点Aの包含領域の特定方法」(ステップ23〜25)と同様の方法を用いる。
すなわち、ステップ34で求めた整数部{Ip,Iq}を用いて、色相層Snにおいて写像点A'nを包含する領域ブロックBnCnDnEnを特定する。
同様に、色相層Sn+1において写像点A'n+1を包含する領域ブロックBn+1Cn+1Dn+1En+1を特定する。
これにより、立方体補間法に必要な頂点8点(BnCnDnEn、Bn+1Cn+1Dn+1En+1)を求めることができる。
なお、三角柱補間法による場合は、三角柱の頂点に相当する6点(BnCnDn、Bn+1Cn+1Dn+1)を前述した三角形領域を特定する方法(図22及び該当する説明参照)によって求めることができる。
写像点A'n、A'n+1の算出は、前述の第一の補間方法における被変換点Aの出力色値を求める方法と同様の方法を用いる(式7参照)。
すなわち、Bn、Cn、Dn、Enに予め割り当てられているCMYK値と、小数部{Fp,Fq}を用いた次式(11)を用いて写像点An'の出力色値を求める。
A'n=(1−Fp)・(1−Fq)・Bn+Fp・(1−Fq)・Cn+Fp・Fq・Dn+(1−Fp)・Fq・En ・・・・・(11)
同様に、次式(12)を用いて写像点A'n+1の出力色値を求める。
A'n+1=(1−Fp)・(1−Fq)・Bn+1+Fp・(1−Fq)・Cn+1+Fp・Fq・Dn+1+(1−Fp)・Fq・En+1 ・・・・・(12)
図26は、写像点A'n、A'n+1にもとづき被変換点Aを求める方法を説明するための図である。
図26に示すように、被変換点Aは、無彩色軸方向から眺めた場合、色相層Sn上の写像点A'nと色相層Sn+1上の写像点A'n+1とからなる直線と、色相面Saとが交差する交点とみなすことができる。
A=(1−εl)・A'n+εl・A'n+1 ・・・・・(13)
(但し、εl=HnA'n・sinΔφn/(HnA'n・sinΔφn+Hn+1A'n+1・sinΔφn+1)とし、Hnは、写像点A'nから無彩色軸へ下ろした垂線の足、Hn+1は、写像点A'n+1から無彩色軸へ下ろした垂線の足を示すものとする。)
あるいは、被変換点Aの出力色値は、次式(14)によって算出することができる。
A=(1−εo)・A'n+εo・A'n+1 ・・・・・(14)
(但し、εo=Δφn/Δφn+Δφn+1とする。)
一方、被変換点Aを挟む2つの色相層との色相(角)差が十分に狭い場合など、換算精度的に誤差を許容でき、換算精度よりも高速演算性を優先したい場合など、sinΔφn≒Δφn、sinΔφn+1≒Δφn+1とみなすことができる場合には、上記式(14)を用いるとよい。
このため、非変換点Aの包含領域の特定が容易であり、フローの簡易性からメモリ消費量を少なくすることができる。
したがって、多くの仮想格子点群を算出してから被変換点Aを求める第一の補間方法に比べ、より高速な色変換処理を実現することができる。
次に、色変換プログラム及び画像形成プログラムについて説明する。
上記実施形態におけるコンピュータ(色変換装置)の色変換機能は、記憶手段(例えば、ROMやハードディスクなど)に記憶された色変換プログラムにより実現される。
また、上記実施形態におけるコンピュータ(画像形成装置)の色変換機能及び出力機能は、記憶手段(例えば、ROMやハードディスクなど)に記憶された画像形成プログラムにより実現される。
これによって、色変換機能や画像形成機能は、ソフトウェアである色変換プログラムや画像形成プログラムとハードウェア資源であるコンピュータ(色変換装置、画像形成装置)の各構成手段とが協働することにより実現される。
外部記憶装置とは、CD−ROM(Compact disc−Read Only Memory)等の記録媒体を内蔵し、色変換装置や画像形成装置に外部接続されるメモリ増設装置をいう。一方、可搬記録媒体とは、記録媒体駆動装置(ドライブ装置)に装着でき、かつ、持ち運び可能な記録媒体であって、例えば、フレキシブルディスク、メモリカード、光磁気ディスク等をいう。
さらに、コンピュータで色変換プログラムや画像形成プログラムをロードする場合、他のコンピュータで保有されたこれらのプログラムを、通信回線を利用して自己の有するRAMや外部記憶装置にダウンロードすることもできる。このダウンロードされたプログラムも、CPUにより実行され、上記実施形態の色変換装置や画像形成装置の色変換機能を実現する。
また、色変換テーブルの格子点と一致しない未知座標に係る色値については、種々の補間処理を介して相当する的確な色値に柔軟に変換できるようにしている。
このため、色合いや色味など、人間の色に対する感覚に合った色変換や色調整を的確に行うことができるとともに、既設の装置やシステムに対し高い整合性、互換性、親和性を有する。
特に、本実施形態によれば、一定色相ごとに積層してなる各色相層を積層に属しない色については、個別に色相層(特別色相層θsp)を含めて色変換テーブルを生成したり、この特別色相層θspを色変換テーブルに補間するようにしている。
このため、肌色や会社のロゴマークなど、色空間上、所定の色相に属しない重要色を精度良くかつ円滑に再現することができる。
さらに、既存のシステムに多く存在する直交格子状の色変換テーブルを使用する装置、ASIC、プログラムとも相性良く馴染みやすい。また、既存システムへも転用しやすく、既存システムの一部を転用することができたり、あるいは、既存システムを色相保存性の高い制御システムにリニューアルすることも可能であり、強いては、製品の早期陳腐化を防ぎ、製品寿命を長らえ価値を維持する効果を奏する。
例えば、被変換点Aを求めるための補間方法として、被変換点Aを包含する直方体又は立方体を対角線方向にそって分割してできる三角柱を分割してできる三角錐にもとづいて行う四面体補間や、被変換点Aを内包する空間にて内挿補間計算ができない場合等において近隣の格子点を用いた外挿補間を採用することができる。
10 色変換装置
101 画像情報入力部
102 格子点配置部
103 色変換テーブル再編処理部
104 色変換処理部
105 記憶部
106 画像情報出力部
Ta 放射状の色変換テーブル
Tb 直交格子型色変換テーブル
Claims (6)
- RGBの3値で表現される入力デバイスと、CMYKの4値で表現される出力デバイス間において、入力デバイスのRGB値と出力デバイスのCMYK値との対応付けとしての格子点を、所定の無彩色軸から放射方向に配置して放射状の色変換テーブルを生成する格子点配置部と、
前記放射状の色変換テーブルの同一の色相面及びその補色色相面からなる色相層を色相順に積層して前記格子点が直交格子をなす直交格子型色変換テーブルを生成する色変換テーブル再編処理部と、
RGB形式の画像データを入力する画像情報入力部と、
入力したRGB形式の画像データを、前記直交格子型色変換テーブルを用いてCMYK形式の画像データに変換する色変換処理部と、を備え、
前記直交格子型色変換テーブルは、一定色相ごとの前記色相層と、前記色相層に属さない所定の重要色の色相面及びその補色色相面からなる特別色相層とが積層されることによって前記格子点が直交格子をなすことを特徴とする色変換装置。 - 前記色変換テーブル再編処理部は、
前記重要色の色相面及びその補色色相面に前記格子点を均等に配置し、前記放射状の色変換テーブルにおける一定色相ごとの前記色相層と前記特別色相層とを色相順に積層することによって前記重要色の色相に係る格子点が補間された前記直交格子型色変換テーブルを生成する請求項1記載の色変換装置。 - 前記格子点配置部は、
前記格子点を、前記無彩色軸から放射方向に配置するに当たり、一定色相ごとに色相面に前記格子点を均等に配置するとともに、前記重要色の色相面及びその補色色相面に前記格子点を均等に配置して放射状の色変換テーブルを生成し、
前記色変換テーブル再編処理部は、
前記一定の色相ごとの前記色相層と前記特別色相層とを色相順に積層して前記格子点が直交格子をなす直交格子型色変換テーブルを生成する請求項1記載の色変換装置。 - 所定の色変換装置を備えるとともに、当該色変換装置によって色変換されたCMYK形式の画像データを出力する画像情報出力部を備えた画像形成装置であって、
前記色変換装置は、請求項1〜3のいずれか一項記載の色変換装置であることを特徴とする画像形成装置。 - コンピュータを、
RGBの3値で表現される入力デバイスと、CMYKの4値で表現される出力デバイス間において、入力デバイスのRGB値と出力デバイスのCMYK値との対応付けとしての格子点を、所定の無彩色軸から放射方向に配置して放射状の色変換テーブルを生成する格子点配置部、
前記放射状の色変換テーブルの同一の色相面及びその補色色相面からなる色相層を色相順に積層して前記格子点が直交格子をなす直交格子型色変換テーブルを生成する色変換テーブル再編処理部、
RGB形式の画像データを入力する画像情報入力部、及び
入力したRGB形式の画像データを、前記直交格子型色変換テーブルを用いてCMYK形式の画像データに変換する色変換処理部、として機能させるとともに、
前記直交格子型色変換テーブルは、一定の色相ごとの前記色相層と、前記色相層に属さない所定の重要色の色相面及びその補色色相面からなる特別色相層とが積層されることによって前記格子点が直交格子をなすことを特徴とする色変換プログラム。 - コンピュータを、
所定の色変換プログラムの機能によって色変換されたCMYK形式の画像データを出力する画像情報出力部として機能させる画像形成プログラムであって、
前記色変換プログラムは、請求項5に記載の色変換プログラムであることを特徴とする画像形成プログラム。
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