JPH10198793A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 任意の色調整を行なえるとともに、メモリ容
量やコストを低減した画像処理装置を提供する。 【解決手段】 画像入力部１から入力された画像は、入
力階調補正部２、第１の色信号変換部３を経てＬ^* ａ^*
ｂ^* 色空間の信号としていろ調整マトリクス部６に送ら
れる。色調整マトリクス部６では、全Ｌ^* ａ^* ｂ^* 色空
間にわたり明度、彩度、色相を調整し、第２の色信号変
換部７に送出する。第２の色信号変換部７では、マトリ
クス変換では行なえない局所的な調整をＬ^* ａ^* ｂ^* 信
号に対して加え、画像出力部１６に与えるＹＭＣＫ信号
に変換して出力する。この２段階の色調整によって、任
意の色調整を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル複写
機、スキャナ、プリンタ、ファクシミリ、ＣＲＴ等画像
機器と、それらによって構成される画像システムおよび
カラーマネージメントシステム等画像関連ソフトウェア
における、画像処理装置およびその処理方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー複写機における色調整方法
は、例えば特開平５−１４６９９号公報に示されている
ように、３×３＋定数の線形マトリクス演算によって明
度、彩度、色相、グレーバランス調整、ガンマ調整を行
なうものが知られている。この調整方法は、ＲＧＢ信号
を標準信号であるＬ^* ａ^* ｂ^* 信号に変換し、Ｌ^* ａ^*
ｂ^* 信号に対して、マトリクス演算を施し、所定の調整
Ｌ^* ａ^* ｂ^* 信号に変換する。その後、出力デバイス信
号であるＹＭＣ信号に変換し、さらに下色除去処理（Ｕ
ＣＲ）によってＹＭＣＫ信号を作成して、出力デバイス
から画像を出力している。

【０００３】また、カラー複写機において、色変換を行
なう画像処理方法としては、マスキング法といわれる、
上述の線形マトリクス演算法および高次の非線形マトリ
クス演算法が知られている。さらに、色変換精度を向上
させる方法として、多次元のダイレクトルックアップテ
ーブルによる色変換法がある。ダイレクトルックアップ
テーブルによる色変換法は、入力色空間を格子によって
分割し、その格子点に対応する出力色空間のデータ（格
子点データ）が用意される。出力信号は、入力信号の近
傍の格子点データによる補間演算によって決定される。

【０００４】このようなダイレクトルックアップテーブ
ルにおける色調整方法は、入力デバイスと出力デバイス
の色再現範囲を合わせる信号圧縮（ガミュート圧縮）が
知られているが、一般的にＬ^* ａ^* ｂ^* 信号において調
整され、色調整ではなく色一致を目的としているもので
ある。

【０００５】また、特開平６−２９６２３１号公報に記
載されている「色彩値変換装置」や、特開平６−２６８
８５４号公報に記載されている「色補正装置」などで
は、ダイレクトルックアップテーブルの前段にアフィン
変換やマトリクス変換回路を設けている。これらの装置
では、ダイレクトルックアップテーブルは色空間全体に
ついて変換を行うものであって、特に後者の文献に記載
されている装置では、高次の非線形な補正を実現するも
のである。このような構成では、アフィン変換やマトリ
クス変換回路は、次のダイレクトルックアップテーブル
における変換精度を向上させるための変換を行なうもの
であり、原稿モードやユーザの好みなどによって色調整
を行なうものではない。

【０００６】これらの装置において色調整を行なう場
合、主な色変換の手段がダイレクトルックアップテーブ
ルであるので、このダイレクトルックアップテーブルを
変更することになる。ダイレクトルックアップテーブル
によって色調整を行なうためには、あらかじめ作成され
たパラメータをメモリに常駐させ、ユーザの指定等によ
って選択されたパラメータをダイレクトルックアップテ
ーブルにセットすることになる。その際、全ての調整項
目の組み合わせを、ダイレクトルックアップテーブルの
パラメータで実現するには、膨大な組み合わせとなり、
膨大な量のメモリが必要になり、システム規模および価
格が大きくなるという問題がある。

【０００７】色調整を目的としたものとしては、例えば
特開平６−２９９６６４号公報に記載されている「画像
記録装置」などがある。この装置では、ダイレクトルッ
クアップテーブルの前段に調整用１次元ルックアップテ
ーブルおよび線形マトリクスによる変換手段を設け、１
次元ルックアップテーブルで入力されたＲＧＢ信号をＮ
ＴＳＣ規格のＹＩＱ信号に変換し、線形マトリクス処理
によって明るさ、階調、色相調整を演算してＹ’Ｉ’
Ｑ’信号を求め、ダイレクトルックアップテーブルで出
力信号へ変換している。さらに、線形マトリクス処理で
色調整を可能にしている。

【０００８】しかし、この文献では、色調整は線形マト
リクス処理で行なうので、全色空間に対しての調整しか
できない。単純なマトリクス演算では、任意の色および
色領域についての調整は不可能である。そのような領域
については、出力信号への変換を行なうダイレクトルッ
クアップテーブルにおいて調整する必要があるが、この
文献ではそのような調整を行なうことはできない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、任意の色調整を行なえると
ともに、メモリ容量やコストを低減した画像処理装置を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、画像処理装置において、第１の表色系の色に対応す
るｍ次元の色信号を全色空間について調整する第１の色
信号処理手段と、第１の表色系の色に対応するｍ次元の
色信号を補間付きルックアップテーブルを用いて第２の
表色系の色に対応するｎ次元の色信号に変換するととも
に局所の色空間について調整する第２の色信号処理手段
を有することを特徴とするものである。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像処理装置において、前記第１の色信号処理手段
は、線形マトリクス演算法によって色調整することを特
徴とするものである。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の画像処理装置において、前記第１の色信号処
理手段は、全色空間についての明度、彩度、色相、グレ
ーバランス、ガンマ特性を調整し、前記第２の色信号処
理手段は、局所の色空間について明度、彩度、色相、グ
レーバランス、ガンマ特性を調整することを特徴とする
ものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の画像処理装置の
実施の一形態を含む画像形成装置の一例を示すブロック
図である。図中、１は画像入力部、２は入力階調補正
部、３は第１の色信号変換部、４は文字／写真・色黒分
離部、５は原稿モードデコーダ、６は色調整マトリクス
部、７は第２の色信号変換部、８，１１はセレクタ、
９，１０はＦＩＦＯ、１２は主走査縮小拡大部、１３は
空間フィルタ処理部、１４は出力階調補正部、１５は出
力スクリーン切り替え部、１６は画像出力部である。

【００１４】画像入力部１は、原稿上の画像を所定の画
素密度でＲ，Ｇ，Ｂ各８ビットの色信号に分解し、画素
順次に入力階調補正部２に送出する。入力階調補正部２
で画像入力部１に依存した階調変換を行ない、第１の色
信号変換部３に送出する。第１の色信号変換部３では、
ＲＧＢ色信号をＬ^* ，ａ^* ，ｂ^* 各８ビットの色信号に
変換し、文字／写真・色黒分離部４および色調整マトリ
クス部６に送出する。

【００１５】文字／写真・色黒分離部４は、Ｌ^* ａ^* ｂ
^* 色信号に基づいて、入力画素が文字であるか否か、文
字であれば無彩色か有彩色であるかを判別する。判別結
果は原稿モードデコーダ５に渡される。原稿モードデコ
ーダ５は、文字／写真・色黒分離部４による識別結果
と、ユーザが設定した原稿モード指定ＴＡＧ情報とか
ら、原稿モード信号を第２の色信号変換部７、セレクタ
８，１１、空間フィルタ処理部１３、出力階調補正部１
４、出力スクリーン切り替え部１５に出力する。原稿モ
ード信号を受け取った各部では、原稿モードに従ったパ
ラメータで各部の処理を行なう。

【００１６】色調整マトリクス部６では全Ｌ^* ａ^* ｂ^*
色空間にわたり明度、彩度、色相を変換し、第２の色信
号変換部７に送出する。第２の色信号変換部７では、Ｌ
^* ａ^* ｂ^* 信号に対して局所的な調整を加え、画像出力
部１６に与えるＹＭＣＫ信号に変換し、セレクタ８に送
出する。ここでは、２種類の原稿モードに対応した色調
整および色変換処理を行なって２種類のＹ／Ｍ／Ｃ／Ｋ
信号Ｓ１，Ｓ２に変換し、セレクタ８に送出する。例え
ばＹＭＣＫ信号Ｓ１は高い色変換精度が必要な写真用の
出力値であり、ＹＭＣＫ信号Ｓ２は低い色変換精度しか
要しない文字モードや地図モード等における出力値とす
ることができる。

【００１７】セレクタ８は、原稿モード信号に従ってＹ
ＭＣＫ信号Ｓ１，Ｓ２のいずれかを選択してＦＩＦＯ９
に出力する。一方、ＦＩＦＯ１０には第１の色信号変換
部３から出力されるＬ^* 信号を黒文字用として入力され
ている。ＦＩＦＯ９、ＦＩＦＯ１０の出力、および
‘０’信号のいずれかを原稿モード信号に従ってセレク
タ１１で選択し、主走査縮小拡大部１２に送付する。

【００１８】主走査縮小拡大部１２では、設定されてい
る拡大率あるいは縮小率に従って、主走査方向の拡大あ
るいは縮小を行なう。なお、副走査方向の拡大縮小は、
画像入力装置１の副走査方向の走査速度を変化させて行
なうことができる。その後、空間フィルタ処理部１３で
例えば鮮鋭化処理やノイズ除去などの処理を行ない、出
力補正部１４で画像出力部１６に応じた階調変換を行な
い、出力スクリーン切り替え部１５で原稿モード信号に
従った出力スクリーンを選択してこれを用い、出力画像
を構成して画像出力部１６で画像を形成する。

【００１９】図２は、第２の色信号変換部の一例を示す
構成図である。図中、２１は３次元ルックアップテーブ
ル色変換ＬＳＩである。第２の色信号変換部７は、例え
ば図２（Ａ）に示すように、補間機能付きの３次元ルッ
クアップテーブル色変換ＬＳＩ２１を使用することがで
きる。なお、ダイレクトルックアップテーブル色変換Ｌ
ＳＩ２１のそれぞれの入力信号線の役割は、図７（Ｂ）
に示す通りである。

【００２０】ダイレクトルックアップテーブル色変換Ｌ
ＳＩ２１は、ダイレクトルックアップテーブル色変換Ｌ
ＳＩ２１内部の記憶部への格子点データ（色変換パラメ
ータ）の設定と、色変換時の動作設定と、色変換の３つ
の部分からなる。ダイレクトルックアップテーブル色変
換ＬＳＩ２１内部の記憶部への格子点データ（色変換パ
ラメータ）の設定は、リセット信号によりレジスタ設定
を無効にして、ライトイネーブル信号によってダイレク
トルックアップテーブル色変換ＬＳＩ内部の記憶部への
格子点データの書き込みを許し、次にクロック信号のタ
イミングに従って順次、アドレスに３次元ルックアップ
テーブル色変換ＬＳＩ２１内部の記憶部への格子点デー
タアドレスを設定し、設定したアドレスに相当する格子
点データを格子点データ信号として与えることによっ
て、所望の色変換パラメータが設定できる。この設定
は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのそれぞれに分解した出力色の版ご
とに印刷する画像記録装置の場合、インターイメージ
（色と色の変わり目）で、この設定を次の出力色に設定
し直せばよい。色変換時の動作設定は、レジスタ信号お
よび原稿モードデコーダ５から受け取る原稿モード信号
であるＴＡＧ’信号によって行なう。色変換時には、Ｌ
^* ，ａ^* ，ｂ^* の各信号を入力することによって、先に
設定した格子点データを用い、補間処理を行なって色変
換結果を出力信号として出力する。

【００２１】第２の色信号変換部７におけるダイレクト
ルックアップテーブルの色変換パラメータの決定、およ
び局所的な色調整に関して説明する。ダイレクトルック
アップテーブルの色変換パラメータは、図２に示した３
次元ルックアップテーブル色変換ＬＳＩ２１内部の記憶
部に格納するＫ／Ｙ／Ｍ／Ｃの格子点データを与えるこ
とによって設定される。ここでは、まず格子点に当たる
各Ｌ^* ，ａ^* ，ｂ^* の色データが画像出力装置１６の出
力結果として忠実に再現されることをねらいとして、以
下のような出力結果予測手法を用いて設定する。

【００２２】出力結果予測手法とは、ある出力装置の任
意のＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの値の組み合わせに対して、出力さ
れた色（Ｌ^* ａ^* ｂ^* 色空間の値で表わす）が対応づけ
られるようにすることである。また、それとは逆に、出
力装置より出力された色に対して、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの値
を対応づけられるようにもしておくものである。このよ
うな出力結果予測手法を用いることにより、格子点にあ
たるＬ^* ａ^* ｂ^* の色に対応するＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの値を
求めることができ、その値を格子点データとして格納す
れば、ダイレクトルックアップテーブルの色変換パラメ
ータが設定できる。ただし、一般には、入力のＬ^* ａ^*
ｂ^* 色空間のレンジが、出力装置で再現可能な色の範囲
より大きいことから、出力結果予測手法を適用する際に
は、上述の色再現空間マッピング技術と組み合わせて設
定する必要がある。色再現空間マッピング技術は、従来
から幾種類かの方法が知られているが、ここでは特に規
定しない。

【００２３】図３は、出力結果予測手法の一例の説明図
である。ダイレクトルックアップテーブルの色変換パラ
メータを決定するには、まず、画像出力部１６の階調を
補正するため、図３（Ａ）に示すように、出力階調補正
部１４の係数を決定する。係数決定には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，
Ｋ各単色のパッチを画像出力部１６で記録し、パッチ画
像を測色して測色データ（Ｌ^* ａ^* ｂ^* ）を得て、出力
データ（カバレッジ信号ＹＭＣＫ）と対応させる。これ
によって画像出力部１６の装置特性による悪影響（グレ
ーバランスの悪さ、階調の非線形性など）を打ち消すよ
うに階調補正用の１次元ルックアップテーブルを決定す
ることができる。これを出力階調補正部１４に設定すれ
ばよい。

【００２４】次に図３（Ｂ）に示すように、出力可能な
色の組み合わせ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を複数種類用意し、作成
した１次元ルックアップテーブルを通して実際に画像出
力装置１６より出力してサンプルを作成する。作成され
たサンプルを測色し、測色された例えば（Ｌ^* ，ａ^* ，
ｂ^* ）のデータと、対応する（Ｃ，Ｍ，Ｙ）のデータを
もとに、例えば３×１０などの高次のマトリックス近似
式で（Ｌ^* ，ａ^* ，ｂ^* ）から（Ｃ，Ｍ，Ｙ）への対応
関係を近似させることができる。その場合、Ｋの算出や
下色除去（ＵＣＲ）などに関しては、近似された（Ｃ，
Ｍ，Ｙ）から計算すればよく、４色分の版を作成するこ
とができる。

【００２５】また、ニューラルネットワークを応用した
近似式などを用いて、（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）と（Ｌ^* ，ａ
^* ，ｂ^* ）の関係を近似式し、直接、（Ｌ^* ，ａ^* ，ｂ
^* ）から（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）を計算できるような予測手
法を用いてもよい。種々の予測手法が知られているが、
それらは要求される予測精度などを考慮して、適当な手
法を用いればよい。予測した（Ｌ^* ，ａ^* ，ｂ^* ）から
（Ｃ，Ｍ，Ｙ）への関係から、ダイレクトルックアップ
テーブルの色変換パラメータを決定することができる。

【００２６】このようにして、出力予測手法、色再現空
間マッピング技術などを用いることで、第２の色信号変
換部７におけるダイレクトルックアップテーブルのパラ
メータが決定される。

【００２７】次に、色調整について説明する。全体の調
整は、色調整マトリクス部６で行なう。色調整マトリク
ス部６は、明度、彩度、色相を全体的に調整し、Ｌ^* ａ
^* ｂ^* からＬ^*'ａ^*'ｂ^*'に変換する。図４は、色調整マ
トリクス部における色調整方法の説明図である。一般的
には、図４（Ａ）に示す線形マトリクス演算によって色
変換を行なうことができる。このとき、変換マトリクス
は図４（Ｂ）に示すように、明度、彩度、色相の３つの
変換マトリクスの積に分解することができる。この変換
マトリクスにおいて、明度を調整する際にはＤの値を変
更すればよく、彩度を調整する際にはＫの値を変更すれ
ばよく、また色相を調整する場合には角度θを変更すれ
ばよい。

【００２８】例えば、明度の調整値Ｄとして、０．８
ｘ，０．９ｘ，１．０ｘ，１．１ｘ，１．２ｘ，１．３
ｘの６レベル（ここでｘは標準の明度）、色相の角度θ
として、−２０度，−１０度，０度，１０度，２０度の
５レベル、彩度の値Ｋとして、０．８倍，０．９倍，
１．０倍，１．１５倍，１．３倍の５レベルを選択的に
用いることができる。変換マトリクスはこれらの組み合
わせの数だけ存在し、１５０種類のマトリクスパラメー
タからユーザが選択するように構成することができる。
もちろん、それぞれの値はユーザが任意に設定してもよ
い。

【００２９】次に、局所的な色調整について説明する。
局所的な色調整は、第２の色信号変換部７で行なう。上
述のようにして一度決定された色変換パラメータを、目
的（色相、彩度、濃度）に応じて調整する。例えば、ハ
イライト部分におけるかぶりを防止するため、最も明度
が高くかつ彩度の低いデータ（Ｌ^* ，ａ^* ，ｂ^* ＝９
５，０，０等）を０として記録紙上にインクが乗らない
ようにすることができる。また、グレーバランスを整え
るため、グレー軸あるいはグレー軸とその近傍の格子点
のＹＭＣデータを等量にすることができる。あるいは、
画像出力部１６で再現できない色、すなわち色再現範囲
外の色について、色相、彩度、濃度でそれぞれ調整する
ことができる。このとき、各格子点について個別に調整
したり、あるいは関数式を用いて調整することも可能で
ある。

【００３０】このようにして、画質上のねらいを意図し
た任意の局所的な調整（色相、彩度、濃度の変更）が可
能である。この場合の調整指示は、ユーザがコントロー
ルパネル等のユーザインタフェースを用いて行なった
り、あるいは保守員がユーザの要望に従って保守点検操
作と同様にして行なうなど、種々の形態によって行なう
ことができる。

【００３１】以上のように、色変換マトリクス部６によ
る全体調整と、第２の色信号変換部７による局所調整を
併せ持つことにより、色調整によって出力原稿の色をユ
ーザが本当に意図する色により近づけることができる。

【００３２】図５は、本発明の画像処理装置の実施の一
形態を適用した別のシステムの一例を示すブロック図で
ある。図中、３１はフォトＣＤ、３２はスキャナ、３３
はホストコンピュータ、３４，３５はカラープリンタで
ある。本発明は、図１に示したようなディジタルカラー
複写機の色変換系に適用するほか、図５に示すようなネ
ットワークを介在する画像処理システムの色変換部とし
て適用することもできる。例えば、ホストコンピュータ
３３が色変換を行なう各種の機能、例えば図１における
画像入力部１と画像出力部１５を除いた部分を有してお
り、フォトＣＤ３１やスキャナ３２からの入力画像をホ
ストコンピュータ３３で色変換を行ない、カラープリン
タ３４や３５に出力する。ホストコンピュータ３３で
は、利用者等からの指示によって設定された色空間全体
に対する色調整、および局所的な色調整を入力画像に対
して行なうので、利用者が意図した色調の出力画像を得
ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、色調整を全色空間にわたる色調整と局所的な
色調整とによって行なうので、ユーザの所望した任意の
色調に調整することができる。また、このような色調整
を、マトリクス演算とダイレクトルックアップテーブル
を組み合わせによって行なうことにより、調整数が多く
てもメモリ容量やコストを低減することが可能となると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像処理装置の実施の一形態を含む
画像形成装置の一例を示すブロック図である。

【図２】 第２の色信号変換部の一例を示す構成図であ
る。

【図３】 出力結果予測手法の一例の説明図である。

【図４】 色調整マトリクス部における色調整方法の説
明図である。

【図５】 本発明の画像処理装置の実施の一形態を適用
した別のシステムの一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…画像入力部、２…入力階調補正部、３…第１の色信
号変換部、４…文字／写真・色黒分離部、５…原稿モー
ドデコーダ、６…色調整マトリクス部、７…第２の色信
号変換部、８，１１…セレクタ、９，１０…ＦＩＦＯ、
１２…主走査縮小拡大部、１３…空間フィルタ処理部、
１４…出力階調補正部、１５…出力スクリーン切り替え
部、１６…画像出力部、２１…３次元ルックアップテー
ブル色変換ＬＳＩ、３１…フォトＣＤ、３２…スキャ
ナ、３３…ホストコンピュータ、３４，３５…カラープ
リンタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 9/67 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｄ 1/46 Ｚ (72)発明者 小勝 斉 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 北川原 淳志 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の表色系の色に対応するｍ次元の色
   信号を全色空間について調整する第１の色信号処理手段
   と、第１の表色系の色に対応するｍ次元の色信号を補間
   付きルックアップテーブルを用いて第２の表色系の色に
   対応するｎ次元の色信号に変換するとともに局所の色空
   間について調整する第２の色信号処理手段を有すること
   を特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記第１の色信号処理手段は、線形マト
   リクス演算法によって色調整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. 【請求項３】 前記第１の色信号処理手段は、全色空間
   についての明度、彩度、色相、グレーバランス、ガンマ
   特性を調整し、前記第２の色信号処理手段は、局所の色
   空間について明度、彩度、色相、グレーバランス、ガン
   マ特性を調整することを特徴とする請求項１または２に
   記載の画像処理装置。