JPH10271349A

JPH10271349A - カラー画像処理装置

Info

Publication number: JPH10271349A
Application number: JP9075567A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Tanaka; 達哉田中; Makio Goto; 牧生後藤; Yoshinori Murakami; 義則村上
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】色修正されずに複製された複製画を再度複製
する場合でも、元の原稿に近い忠実な色再現が可能なカ
ラー画像処理装置を提供する。【解決手段】カラー原画xの画像情報を読み取る入力
手段１０２と、この入力手段１０２により得られた色信
号を処理してカラー画像として出力する出力手段１０７
とを備え、かつ、入力手段１０２と出力手段１０７とを
―つのシステムとしてみなした場合の伝達関数Φの逆変
換Φ^-1を、元の原画xからの重複した複製回数に応じた
回数分だけ繰り返す逆変換手段１０６，１０９を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーの原画を読
み取って複製画として出力する、たとえば、デジタルカ
ラー複写機や、スキャナから読み取った画像をカラープ
リンタ等などでプリントアウトする機器を構成するため
のカラー画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のカラー画像処理装置１０
０'、たとえばカラープリンタでは、図６に示すよう
に、カラーの原画xをスキャナ１０２で光走査して読み
取ることでr(赤)，g(緑)，b(青)のデジタルの色分解信
号が生成され、これらの色分解信号が本体処理部１０
３'に送られる。

【０００３】本体処理部１０３'のγ補正手段１０４
は、この色分解信号に対してレベル補正や非線形性の補
正を行ない、続いて、このγ補正後の色分解信号が色修
正手段１０６に送られる。そして、この色分解信号は、
色修正手段１０６によって、後述のようにして色修正さ
れてＣ(シアン)，Ｍ(マゼンタ)，Ｙ(イエロー)の各色修
正信号に変換された後、プリンタ１０７に送られてプリ
ントアウトされる。

【０００４】上記のように色修正手段１０６を設けてい
るのは、次の理由による。

【０００５】各種のスキャナ１０２やプリンタ１０７
は、それぞれその特性が異なるので、スキャナ１０２で
読み取って得られる色分解信号を色修正することなくそ
のままＣ，Ｍ，Ｙの色信号に変換してプリンタ１０７に
出力したとしても、元の原画xの色とは異なる色を呈し
た複製画となってしまう。そこで、色修正手段１０６で
色修正を施すことで、原画xに忠実に色再現された複製
画を得るようにしている。

【０００６】ところで、従来、上記の色修正手段１０６
による色修正のための技術として、たとえば、電子写真
学会誌第２９巻第３号(１９９０年)『忠実な色再現のた
めの色修正技術』に、多項回帰分析を用いた数式化によ
る色修正処理、ルックアップテーブルを用いた三次元補
間処理、ニューラルネットワークを用いた非数式化によ
る色修正処理などの技術が掲載されている。

【０００７】一例として、上記の多項回帰分析を用いた
数式化による色修正としては、特開昭６１−２６１９７
１号公報に開示されているように、次の(１)式によっ
て、線形項または非線形項を含む多項式の演算を実行す
ることにより、色変換処理を行うようにしている。

【０００８】

【数１】

【０００９】ここに、ＭＴＸは色変換マトリクスの係
数、kiは定数である。

【００１０】この多項式を導出するには、出力可能な全
ての色が一様に色修正されるように、たとえば、各Ｃ，
Ｍ，Ｙの各値を組み合わせた９×９×９＝７２９色のカ
ラーサンプル作成用の基準データを、たとえば別の機器
で作成し、これをプリンタ１０７に出力してカラーサン
プルを得る。そして、このカラーサンプルをスキャナ１
０２で読み取って色分解信号とし、続いて、この色分解
信号のr，g，b値と前述のカラーサンプル作成のための
基準データのＣ，Ｍ，Ｙ値とから、色変換マトリクスの
係数ＭＴＸを重回帰分析を用いて求め、このマトリクス
の係数ＭＴＸを記憶装置１０５に予め記憶させておく。

【００１１】そして、原画xなどをスキャナ１０２で読
み取った際に、色修正手段１０６において、記憶装置１
０５に記憶された上記のマトリックス係数ＭＴＸを用い
て上記(１)式の演算を実行して色修正を行う。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スキャナ１
０２やプリンタ１０７は、必ずしも図６に示すような構
成の本体処理部１０３'に接続されるものとは限らず、
たとえば、図７に示すように、ＰＣ１０８等のコンピュ
ータに接続される場合がある。

【００１３】その場合、スキャナ１０２で原画xが読み
取られた場合、その原画xの色分解信号はＰＣ１０８に
送られるが、ＰＣ１０８によっては色修正処理を行うよ
うなアプリケーションプログラムが無い場合がある。

【００１４】このときには、原画xを読み取って得られ
た色分解信号は、ＰＣ１０８で何ら色修正処理されるこ
となく、プリンタ１０７に送られてプリントアウトされ
る。

【００１５】なお、以下の説明では、原画xから一度複
製されたものを第１複製画x₁と称する。

【００１６】ところで、原画xを汚したくないような場
合、あるいはその原画xが手元にないような場合、また
は、原画xを不意に紛失してしまったような場合には、
第１複製画x₁を用いてこれを再度複製する必要が生じる
ことがある。

【００１７】その場合、第１複製画x₁を再度複製して得
られるもの(以下、これを第２複製画と称する)x₂は、で
きるだけ原画xに近い色が再現されることが望ましい。

【００１８】しかし、色修正されていない第１複製画x₁
をスキャナ１０２で読み取って、図６に示した構成のカ
ラー画像処理装置１００'を用いて色修正手段１０６で
一度色修正を行ったとしても、プリンタ１０７でプリン
トアウトして得られる第２複製画x₂は、第１複製画x₁に
近い色が再現されるだけであって、元々の原画xに近い
色を再現する保証は何ら得られない。

【００１９】このことをさらに図８を参照して説明す
る。

【００２０】いま、スキャナ１０２とプリンタ１０７と
を―つのシステムとしてみなした場合の伝達関数をΦ、
その逆変換をΦ^-1としたとき、色修正手段１０６で色修
正することは、一種の逆変換Φ^-1を行ったことと等価で
ある。そして、前述の(１)式における色変換マトリクス
の係数ＭＴＸは、スキャナ１０２とプリンタ１０７とを
含めた装置１００'全体のシステムの伝達関数Φの逆変
換Φ^-1を行う場合の修正係数となっている。

【００２１】ここで、図８(a)に示すように、原画xをス
キャナ１０２で読み取った後、これを何ら色修正するこ
となくプリンタ１０７に出力したときの第１複製画x₁は
Φ(x)となるが、その前に色修正手段１０６で一度色修
正(逆変換)Φ^-1を行うのでx₁＝xとなり、元の原画xの色
が比較的忠実に再現される。

【００２２】これに対して、図８(b)に示すように、色
修正されていない第１複製画x₁を用いて第２複製画x₂を
得るとき、何ら色修正しなければ元の原画xから見れ
ば、原画xが色修正なしで２度複製されたことになるの
でΦ[Φ(x)]となるが、実際には色修正手段１０６によ
って一度色修正(逆変換)Φ^-1が行われるからx₂＝Φ(x)
となる。

【００２３】しかし、色修正手段１０６で一度色修正
(逆変換)Φ^-1を行ったとしても、その第２複製画x₂はΦ
(x)であって、元の原画xと異なっており、忠実な色再現
を保証することができない。

【００２４】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、色修正されずに一度複製された複製画
を再度複製したときでも、元々の原画に近い忠実な色再
現を可能にすることを課題とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、カラー原画の画像情報を読み取る入力手
段と、この入力手段により得られた色信号を処理してカ
ラー画像として出力する出力手段とを備えたカラー画像
処理装置において、次の構成を採用している。

【００２６】すなわち、請求項１記載の発明では、入力
手段と出力手段とを―つのシステムとしてみなした場合
の伝達関数の逆変換を、元の原画からの重複した複製回
数に応じた回数分だけ繰り返す逆変換手段を備えてい
る。

【００２７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
構成において、逆変換手段は、前記色信号に対して前記
入力手段および出力手段の特性に応じた色修正を行う色
修正手段と、この色修正手段の出力を再度色修正手段に
入力する色修正選択手段とからなる。

【００２８】なお、色修正手段としては、請求項３のよ
うに、マトリクス変換方式を用いたものや、請求項４の
ように、３次元ルックアップテーブルを用いたものや、
さらには、請求項５のように、ニューラルネットワーク
を用いたものを適用することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
カラー画像処理装置のシステム構成を示すブロック図で
あり、図６および図７に示した従来例に対応する部分に
は同一の符号を付す。

【００３０】図１において、１００はカラー画像処理装
置の全体を示し、１０２は画像の入力手段としてのスキ
ャナ、１０３は本体処理部、１０７は画像の出力手段と
してのプリンタである。

【００３１】スキャナ１０２は、カラーの原画を読み取
ってr，g，bの色分解信号を得るもので、光走査した原
画からr，g，bの各２５６段階のデジタル信号に色分解
するようになっている。

【００３２】プリンタ１０７は、本体処理部１０３で色
修正して得られるＣ(シアン)，Ｍ(マゼンタ)，Ｙ(イエ
ロー)の色修正信号に基づいて画像を出力するようにな
っている。なお、この場合もプリンタ１０７は、Ｃ，
Ｍ，Ｙの各色インクを使用して各２５６段階のデジタル
濃度でプリントアウトするものとなっている。

【００３３】処理装置本体部１０３は、γ補正手段１０
４、ＲＡＭ等の記憶装置１０５、色修正手段１０６、お
よび色修正選択手段１０９を備える。

【００３４】ここで、γ補正手段１０４、記憶装置１０
５、色修正手段１０６の各構成は、図６に示した従来の
場合と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略す
る。

【００３５】この実施形態の特徴は、色修正手段１０６
の出力を再度色修正手段１０６に入力する色修正選択手
段１０９が設けられていることである。そして、上記の
色修正手段１０６と色修正選択手段１０９とが特許請求
の範囲における逆変換手段に相当する。

【００３６】図１の構成において、スキャナ１０２によ
って読み取るものが、元の原画xか、あるいは色修正さ
れていない第１複製画x₁かを区別するための情報を予め
色修正選択手段１０９に与えておく。

【００３７】ここで、たとえば、スキャナ１０２によっ
て元の原画xを読み取る場合には、その原画xがr，g，b
などの色分解信号にされた後、これらの信号が本体処理
部１０３に送られる。

【００３８】本体処理部１０３に入力された色分解信号
r，g，bは、γ補正手段１０４に送られる。γ補正手段
１０４は、γ補正テーブルに基づいてレベル補正や非線
形性の補正を行なう。

【００３９】このγ補正後の色分解信号は色修正手段１
０６に送られて色修正されてＣ(シアン)，Ｍ(マゼン
タ)，Ｙ(イエロー)の各色修正信号に変換された後、色
修正選択手段１０９に送られる。

【００４０】色修正選択手段１０９は、スキャナ１０２
で読み取られたものが元の原画xの場合には、この色修
正信号をそのままプリンタ１０７に出力する。このた
め、図８(a)に示したように、原画xの色が忠実に再現さ
れた複製画が得られる。

【００４１】一方、スキャナ１０２で読み取られるもの
が、原画xから色修正することなく複製された第１複製
画x₁である場合には、同様に、これをスキャナ１０２で
読み取り、その色分解信号を本体処理部１０３のγ補正
手段１０４でレベル補正や非線形性の補正を行った後、
これらの色分解信号を色修正手段１０６に送出して色修
正を行なうが、色修正選択手段１０９は、この色修正後
の信号を、再度、色修正手段１０６に送って色修正を行
うようにする。つまり、二度にわたって色修正を行うよ
うにする。

【００４２】これにより、元々の原稿xの色を忠実に再
現する色修正が行なわれるので、その後、この色修正信
号が色修正選択手段１０９を介してプリンタ１０７に出
力される。

【００４３】次に、色修正されていない第１複製画x₁を
スキャナ１０２で読み取ってプリンタ１０７に出力して
第２複製画を得る場合に、二度色修正を行うことによ
り、上記のように原画xに忠実な色が得られる理由につ
いて説明する。

【００４４】図２に示すように、最初に原画xを色修正
なしに複製した第１複製画x₁はΦ(x)、この第１複製画x
₁をさらに何ら色修正なしに複製した場合はΦ[Φ(x)]と
なる。

【００４５】しかし、この実施形態の場合には、色修正
手段１０６によってΦ[Φ(x)]に対して二度色修正(逆変
換)Φ^-1が行われるから第２複製画x₂はxとなり、元の原
画xに忠実な色が再現される。

【００４６】次に、この伝達関数Φの逆変換Φ^-1(つま
り色修正)を行う方法について、次の３つの手法につい
て説明する。

【００４７】多項式の演算に基づく色修正次の(２)式に示す線形項または非線形項を含む多項式の
演算に基づいて色変換処理を行う。

【００４８】

【数２】

【００４９】この(２)式で示される多項式を導出する方
法として、多項式の色変換マトリクスの係数ＭＴＸを、
たとえば重回帰モデルにより求める。実際には、出力可
能な全ての色が一様に色修正されるように、たとえば、
Ｃ，Ｍ，Ｙの各値を組み合わせた９×９×９＝７２９色
のカラーサンプル作成用の基準データを、たとえば別の
機器で作成し、これをプリンタ１０７に出力してカラー
サンプルを得る。続いて、このカラーサンプルをスキャ
ナ１０２で読み取って色分解信号とし、次に、この色分
解信号のr，g，b値と前述のカラーサンプル作成用の基
準データのＣ，Ｍ，Ｙ値とから、色変換マトリクスの係
数ＭＴＸを重回帰分析を用いて求め、この色変換マトリ
クスの係数ＭＴＸを記憶装置１０５に予め記憶させてお
く。

【００５０】そして、スキャナ１０２で色修正されてい
ない第１複製画x₁を読み取って色修正手段１０６で色修
正する際には、記憶装置１０５に予め記憶されている色
変換マトリックスの係数ＭＴＸを用いて二度色修正を行
えば、上記(２)式の演算が実行されて、逆変換Ф^-1が二
度施されたことになる。

【００５１】３次元ルックアップテーブルによる色
修正前述と同様にして、入力される色分解信号r，g，bと出
力される色修正信号Ｃ，Ｍ，Ｙの関係を予め求めてお
き、図４(a)に示すように、入力される色分解信号を３
次元の空間座標として配置し、この色分解信号座標を複
数の単位立方体に分割する。そして、各単位立方体の８
頂点の各座標に対して、出力すべき最適な色修正信号Ｄ
xi(i＝１〜８)を対応させておき、これを３次元ルック
アップテーブルとして記憶装置１０５に記憶させる。

【００５２】色変換の際には、入力される色分解信号の
データが、上記のように記憶装置１０５に予め記憶され
たデータに直接対応していない場合には、その近傍の既
知の色修正信号のデータＤxiを用いて３次元補間演算を
実行する。この３次元補間の演算には、たとえば、図４
(b)に示すように、所属する単位立方体の８頂点のデー
タＤxiから、次の(３)式によって補間処理を行う。

【００５３】

【数３】

【００５４】ここに、Ｄxは補間により得られる色修正
信号、Ｄxiは各頂点における既知の色修正信号、Ｖiは
各頂点の対角に位置する直方体の体積である。

【００５５】この場合も、色修正手段１０６によって記
憶装置１０５に記憶されている３次元ルックアップテー
ブルを用いて色修正された信号を、再度、色修正選択手
段１０９を介して色修正手段１０６に入力して３次元ル
ックアップテーブルに基づく色修正を行えば、上記で説
明したように、逆変換Ф^-1が二度施されたことになる。

【００５６】ニューラルネットワークによる色修正ニューラルネットワークとして、たとえば、バックプロ
パゲーションアルゴリズムと呼ばれているものは、図５
に示すように、入力層Ｉ₁、中間層Ｉ₂、出力層Ｉ₃から
なっており、各層Ｉ₁〜Ｉ₃を構成するユニットuが順次
互いに結合し合ってネットワークを形成している。これ
らの各ユニットuは、多入力−１出力の非線形素子であ
って、ユニットu間の接続状態と、その結合の強さ(重み
係数wi)によって信号処理の機能を発揮する。

【００５７】すなわち、ある信号を入力層Ｉ₁に入力す
れば、中間層Ｉ₂を介して重み付けされた信号が出力層
Ｉ₃から出力されるもので、結合の強さを学習させるこ
とができる。すなわち、入力層Ｉ₁にある信号を与えた
ときに望ましい出力層Ｉ₃の信号(教師信号)を教えて、
実際の誤差を小さくするように結合の強さを修正してい
く方法で、これを繰り返し行うことによって習熟度が増
し、精度が上がっていく。

【００５８】このニューラルネットワークを用いる場合
も、の場合と同様に、カラーサンプルをプリンタ１０
７に出力されたカラーサンプルを再びスキャナ１０２で
読み取って色分解信号を得て、この色分解信号をネット
ワークへの入力信号として、また、教師信号として上記
と同様にして求めた出力色信号Ｃ，Ｍ，Ｙを用いること
によって実現できる。そして、この時に学習された結合
の強さの状態を予め記憶装置１０５に記憶させておく。

【００５９】この場合も、色修正手段１０６でニューラ
ルネットワークに基づいて色修正された信号を、再度、
色修正選択手段１０９を介して色修正手段１０６に入力
してニューラルネットワークに基づく色修正を行えば、
上記で説明したように、逆変換Ф^-1が二度施されたこと
になる。

【００６０】なお、上記の実施形態では、色修正されて
いない第１複製画x₁を再度複製して第２複製画x₂を得る
場合の色修正処理について説明したが、このような実施
形態に限定されるものではない。たとえば、何ら色修正
されていない第２複製画x₂＝Φ[Φ(x)]を再度複製して
複製画を得るような場合には、色修正(逆変換)Φ^-1を三
度行えば、原画xに忠実な色が再現されることになる。

【００６１】

【発明の効果】本発明に係るカラー画像処理装置によれ
ば、次の効果を奏する。

【００６２】(１) 請求項１については、色修正されず
に複製された複製画を再度複製する場合でも、元の原稿
に近い忠実な色再現が可能となる。

【００６３】(２) 請求項２については、請求項１の効
果を有するカラー画像処理装置を簡便な構成でもって実
現することが可能となる。

【００６４】(３) 請求項３については、請求項２の効
果に加えて、色修正手段にマトリクス変換方式を用いる
ことにより、記憶手段に記憶させるデータを少なくする
ことができ、また、高速な処理が可能となる。

【００６５】(４) 請求項４については、請求項２の効
果に加えて、色修正手段に３次元ルックアップテーブル
を用いることにより、高速な処理および高精度な変換が
可能となる。

【００６６】(５) 請求項５にいては、請求項２の効果
に加えて、色修正手段にニューラルネットワークを用い
ることにより、記憶手段に記憶させるデータを少なくす
ることができ、また高精度な変換が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像処理装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】原画を色修正なしに二度複製する場合の説明図
である。

【図３】色修正していない第１複製画を、二度色修正し
て複製する場合の説明に供する図である。

【図４】色修正手段に採用される色変換ルックアップテ
ーブルを示す説明図である。

【図５】色修正手段に採用される色変換ニューラルネッ
トワークを示す説明図である。

【図６】従来のカラー画像処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】原画を色修正なしで複製した複製画を元にし
て、さらに複製する場合の状況の説明図である。

【図８】原画および色修正していない第１複製画を、一
度色修正して複製する場合の説明に供する図である。

【符号の説明】

１００…カラー画像処理装置、１０２…スキャナ、１０
３…本体処理部、１０４…γ補正手段、１０５…記憶装
置、１０６…色修正手段、１０７…プリンタ、１０８…
ＰＣ(パーソナルコンピュータ)、１０９…色修正選択手
段、x…原画、x₁…第１複製画、x₂…第２複製画。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０９Ｇ 5/06 Ｇ０６Ｆ 15/66 ３１０Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー原画の画像情報を読み取る入力手
段と、この入力手段により得られた色信号を処理してカ
ラー画像として出力する出力手段とを備えたカラー画像
処理装置において、前記入力手段と前記出力手段とを―つのシステムとして
みなした場合の伝達関数の逆変換を、元の原画からの重
複した複製回数に応じた回数分だけ繰り返す逆変換手段
を備えることを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項２】請求項１記載のカラー画像処理装置にお
いて、前記逆変換手段は、前記色信号に対して前記入力手段お
よび出力手段の特性に応じた色修正を行う色修正手段
と、この色修正手段の出力を再度色修正手段に入力する
色修正選択手段とからなることを特徴とするカラー画像
処理装置。
【請求項３】請求項２記載のカラー画像処理装置にお
いて、前記色修正手段は、マトリクス変換方式を用いたもので
あることを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項４】請求項２記載のカラー画像処理装置にお
いて、前記色修正手段は、３次元ルックアップテーブルを用い
たものであることを特徴とするカラー画像処理装置。
【請求項５】請求項２記載のカラー画像処理装置にお
いて、前記色修正手段は、ニューラルネットワークを用いたも
のであることを特徴とするカラー画像処理装置。