(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力すべきデバイスの色再現範囲に含まれる画像データと色再現範囲に含まれない画像データとの閾値を記憶する記憶手段と、
均等色空間の画像データに含まれる明度成分信号の値が大きい程前記色再現範囲が広がるように前記記憶手段により記憶保持された閾値を変更する閾値変更手段と、
前記閾値変更手段により変更された閾値に基づいて前記画像データ中の各画素データが色再現範囲に含まれるか否かを認識する認識手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
出力すべきデバイスの色再現範囲に含まれる画像データと色再現範囲に含まれない画像データとの閾値を記憶する第１のステップと、
均等色空間の画像データに含まれる明度成分信号の値が大きい程前記色再現範囲が広がるように前記第１のステップで記憶保持した閾値を変更する第２のステップと、
前記第２のステップで変更した閾値に基づいて前記画像データ中の各画素データが色再現範囲に含まれるか否かを認識する第３のステップと
を有することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、スキャナー、ディスプレイ、プリンタ等の画像機器における画像処理装置および画像処理方法に関し、特に色再現空間マッピング技術を用いたカラー画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機等の画像機器において、画像入力部から入力された３次元の色信号に基づいて画像出力部からカラー画像を出力する場合に、色再現性が良好に保たれている必要がある。このための技術として、画像出力部で色再現できない範囲を圧縮して色再現できる範囲にマッピングする、いわゆる色再現空間マッピング技術がある。
【０００３】
この色再現空間マッピング技術として、従来、３次元ルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）を用いて色変換を行い、色再現空間マッピングを行う場合に、出力色空間（色再現変換系と出力系との間で色信号が形成する空間）を、色再現空間マッピング処理を行う領域とその処理を行わない領域とに分け、それを入力色空間（入力系と色再現変換系との間で色信号が形成する空間）にマッピングしてクリッピング領域を判断し、色再現空間マッピングを実行する構成のものが知られている（例えば、特開平５−２８４３４７号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術では、３次元ルック・アップ・テーブルによる補間精度を考慮せず、３次元ルック・アップ・テーブルの格子点データが画像出力部の色再現範囲内であるならばそこが色再現範囲内、色再現範囲外ならば色再現範囲外と判定し処理を施していたので、色再現範囲の外郭近傍点において、実際は色再現範囲内であるにも拘らず、周囲の補間影響点が色再現範囲外であるために、本来出力すべき色との誤差が増大するという問題があった。また、３次元ルック・アップ・テーブルの格子点間隔が広い場合には、極端な色再現空間マッピング処理を行うと、擬似輪郭やトーン（色調）ジャンプが生じやすいという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、擬似輪郭やトーンジャンプを生じることなく、高精度の色再現性を得ることが可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像処理装置は、出力すべきデバイスの色再現範囲に含まれる画像データと色再現範囲に含まれない画像データとの閾値を記憶する記憶手段と、均等色空間の画像データに含まれる明度成分信号の値が大きい程色再現範囲が広がるように記憶手段により記憶保持された閾値を変更する閾値変更手段と、この閾値変更手段により変更された閾値に基づいて画像データ中の各画素データが色再現範囲に含まれるか否かを認識する認識手段とを備えている。
【０００７】
上記構成の画像処理装置において、閾値変更手段は、記憶手段により記憶保持された色再現範囲を決める閾値を、均等色空間の画像データに含まれる明度成分信号に基づいて変更する。具体的には、明度成分信号の値が大きい程色再現範囲が広がるように変更する。そして、この変更された閾値に基づいて画像データ中の各画素データが色再現範囲に含まれるか否かを認識手段によって認識する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施形態においては、デジタル・カラー複写機に適用した場合を例に採って説明するものとする。
【０００９】
図１は、本発明が適用されるデジタル・カラー複写機の信号処理系の構成の一例を示すブロック図である。図１において、カラースキャナー等の画像入力部１１は、原稿を所定の画素密度でＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）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１２を介して前段色信号変換部１３に送出する。前段色変換部１３は、ＲＧＢの色信号をＬ＊  ａ＊  ｂ＊  各８ビットの色信号に変換し、後段色変換部１４に送出する。
【００１０】
後段色変換部１４は、ある色空間を格子状に区切って各格子点にデータを格納した３次元ルック・アップ・テーブル（以下、ＤＬＵＴと略称する）を用いた色再現空間マッピングを行うとともに、Ｌ＊  ａ＊  ｂ＊  信号をｙ（イエロー）ｍ（マゼンタ）ｃ（シアン）ｋ（クロ）信号に変換する。このｙｍｃｋ信号は、空間フィルタ処理部１５、出力階調補正部１６および出力スクリーン切替え部１７を経てカラープリンタ等の画像出力部１８に供給される。画像出力部１８は、ｙｍｃｋ信号に基づいてカラー画像を形成して出力する。
【００１１】
図２に、後段色変換部１４を構成する補間付きＤＬＵＴ色変換ＬＳＩの仕様を示す。図２において、ＤＬＵＴ色変換ＬＳＩ２１には、１ビットのライトイネーブル（ｗｒｉｔｅ  ｅｎａｂｌｅ）信号、１５ビットのアドレス信号、８ビットの格子点データ、１ビットのリセット信号、８ビットのレジスタ信号、１ビットのクロック信号、８ビットのＴＡＧ′信号、各８ビットのＬ＊  ａ＊  ｂ＊  信号が入力される。そして、ＤＬＵＴ色変換ＬＳＩ２１からは、８ビットの色変換出力値が出力される。
【００１２】
ＤＬＵＴ色変換ＬＳＩ２１の入力系において、ライトイネーブル信号は格子点データの書き込みを許可するための信号、アドレス信号は当該ＬＳＩ内部の記憶部２２の格子点データアドレス、格子点データは記憶部２２に格納する値、リセット信号はレジスタの設定をリセットするための信号、レジスタ信号は記憶部２２のメモリ領域を分割して使う等の設定を行うための信号、クロック信号は格子点データや色変換のタイミング信号、ＴＡＧ′信号は記憶部２２の切替えを行うための信号、Ｌ＊  ａ＊  ｂ＊  は色変換のための入力値である。
【００１３】
ＤＬＵＴ色変換ＬＳＩ２１は、その内部の記憶部２２への格子点データ（色変換パラメータ）の設定部と色変換時の動作の設定部と色変換部の３つの部分からなる。このＤＬＵＴ色変換ＬＳＩ２１において、記憶部２２への格子点データの設定は、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記憶部２２への格子点データの書き込みを許可し、次にクロックタイミングにて順次、アドレスに記憶部２２への格子点データアドレスを設定し、格子点データに当該アドレスに相当する格子点データを与えることにより、所望の色変換パラメータを設定する。
【００１４】
この格子点データの設定は、ｃｙｍｋの色分解版（出力色）毎に印刷する画像記録系の場合には、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良い。実際に、本実施形態に係るデジタル・カラー複写機ではこの原理を適用し、１色用のＤＬＵＴ色変換器で４色の処理を行う構成を採っている。
【００１５】
次に、後段色変換部１４におけるＤＬＵＴ色変換のパラメータ決定および局所調整の手法に関して説明する。ＤＬＵＴ色変換のパラメータは、ＬＳＩ内部の記憶部２２の格子点に格納するｋ／ｙ／ｍ／ｃのデータを与える必要がある。本実施形態では、先ず格子点に当たる各Ｌ＊  ａ＊  ｂ＊  の色データが出力デバイスの出力結果として忠実に再現されることを狙いとして、以下に説明する出力結果予測手法を用いる。
【００１６】
ここに、出力結果予測手法とは、出力デバイスの任意のｋ，ｙ，ｍ，ｃ量の組合せに対して、出力された色（Ｌ＊  ａ＊  ｂ＊  で表す）が対応付けられるようにすることである。また、その関係の逆に出力デバイスより出力された色に対して、ｋ，ｙ，ｍ，ｃ量が対応付けられるようにもしておくものである。
【００１７】
このような出力結果予測手法を用いることにより、上記格子点に当たる各Ｌ＊  ａ＊  ｂ＊  の色に対応するｋ，ｙ，ｍ，ｃ量が求められ、該データを格子点データとして格納すればＤＬＵＴ色変換のパラメータを設定できる訳である。ただし、一般には、入力のＬ＊  ａ＊  ｂ＊  のレンジが、画像出力デバイスにより再現可能な色の範囲よりも大きいことから、出力結果予測手法の適用時は、上述した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としては、従来から知られている幾種類かの方法があるが、本実施形態では特に規定するものではない。
【００１８】
次に、出力結果予測手法の具体的な手順について、図３のフローチャートを用いて図４の概念図を参照しつつ説明する。
【００１９】
ＤＬＵＴの色変換係数を決定するのには、先ず、画像出力部１８の階調を補正するため出力階調補正部１６の係数を決定する（ステップ１）。この係数を決定するには、ｙｍｃｋ単色のパッチを出力し、測色データ（Ｌａｂ）と出力データ（カバレッジ信号ｙｍｃｋ）の対応によって画像出力部１８による悪影響（グレーのアンバランス性や階調の非直線性）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。
【００２０】
続いて、出力可能な色の組合せを複数種類用意し、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部１８より出力してサンプルを作成し、ＤＬＵＴの色変換係数を決定する（ステップ２）。この係数を決定するには、作成されかつ測色された例えば（ｃ，ｍ，ｙ）と（Ｌ＊  ，ａ＊  ，ｂ＊  ）のデータを基に、３×１０などの高次のマトリクス近似式で、該関係を近似することにより可能である。その場合、Ｋの算出、ＵＣＲ（Ｕｎｄｅｒ  Ｃｏｌｏｒ  Ｒｅｍｏｖａｌ）  さらに（ｃ，ｍ，ｙ）に関しては、近似された（ｃ，ｍ，ｙ）から計算で実施し、４色分版作成することができる。
【００２１】
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良い。予測手法としては種々の手法が知られているが、要求される要素精度などを考慮して、適当な手法を用いれば良い。
【００２２】
ＤＬＵＴの色変換係数を上記モデル化によって決定する際、出力デバイスで再現できる色（以下、ガミュート内と称する）と再現できない色（以下、ガミュート外と称する）を区別して取り扱う。以下、ガミュート内かガミュート外かを判定する手法について、図５のフローチャートを参照して説明する。
【００２３】
ガミュート内外の判定は、アドレスの明度、ＤＬＵＴの補間法およびアドレスの刻み幅による重みを付けることで行われる。ここで、入力信号Ｌ＊  ａ＊  ｂ＊  と出力信号ｙｍｃｋから例えばプリンタモデルによって予測されるＬ＊  ａ＊  ｂ＊  との色差をΔＥ、最大重み係数をＭ、遷移重み係数をＫ、ガミュート判定最小色差をＳとする。
【００２４】
ただし、最大重み係数Ｍは、ＤＬＵＴの補間法およびアドレスの刻み幅により、任意色を補間で求めるのに影響を及ぼす可能性があるアドレスとの最大色差である。また、遷移重み係数ＫはＫ＝Ｆ（Ｌ＊  ）で定義される。この最大重み係数Ｍ、遷移重み係数Ｋおよびガミュート判定最小色差Ｓが、色再現範囲を決める閾値（ガミュートフラグ）となる。
【００２５】
ガミュート判定最小色差Ｓはプリンタモデルの精度によって異なるが、明らかにガミュート内と思われる領域において、入力信号Ｌ＊  ａ＊  ｂ＊  と出力信号ｙｍｃｋからプリンタモデルによって予測されるＬ＊  ａ＊  ｂ＊  との平均色差である。これによってガミュートを判定すると以下のようになる。
【００２６】
（Ａ）ΔＥ＜Ｓのとき、ガミュート内
（Ｂ）ΔＥ＞Ｍのとき、ガミュート外
（Ｃ）Ｓ＜ΔＥ＜Ｍのとき、（当然、Ｓ＜Ｋ＜Ｍである）
（Ｃ−１）ΔＥ＜Ｋのとき、ガミュート内
（Ｃ−２）ΔＥ＞Ｋのとき、ガミュート外
【００２７】
具体的な例を示すと、ＤＬＵＴアドレスの刻み幅およびＤＬＵＴの補間法を、図７に示すように、４−４−４ｂｉｔ分割および立方体補間とした場合、最大重み係数Ｍは１５．３６となる。３×１０のマトリクス近似で行った場合、ガミュート判定最小色差Ｓは２となる。擬似輪郭を考慮すると、明度が高いほど目立ちやすく、明度が低いほど目立ちにくい。図８に、明度Ｌ＊  と遷移重み係数Ｋとの関係を示す。遷移重み係数Ｋを、図８に点線で示すように、Ｋ＝０．１５Ｌ＊  ＋１．２５とすると、上記要望を満足することができる。
【００２８】
以上のパラメータからガミュート判定は、結果的に以下のようになる。
（Ａ）ΔＥ＜０．１５Ｌ＊  ＋１．２５のとき、ガミュート内
（Ｂ）ΔＥ＞０．１５Ｌ＊  ＋１．２５のとき、ガミュート外
そして、後段色信号変換部１４において、上記の判定結果に基づいて、任意の色再現空間マッピング処理が行われる。
【００２９】
このように、色再現範囲を決める閾値、即ち最大重み係数Ｍ、遷移重み係数Ｋおよびガミュート判定最小色差Ｓを、均等色空間の画像データに含まれる明度成分信号（Ｌ＊  ）に基づいて、Ｌ＊  値が大きくなる程色再現範囲が広がるように変更することで、図６において、従来は点線を境界としてガミュート外と判定されていた色再現範囲の外郭近傍の格子点×についても、ガミュート内と判定できることになる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、図９（Ａ）に示すように、原稿のカラー画像をスキャナー部３１で読み取り、スキャナー色補正部３２およびプリンタ色補正部３３でそれぞれ色補正した後、プリンタ部３４でカラー画像を形成するデジタル・カラー複写機に適用した場合について説明したが、デジタル・カラー複写機への適用に限定されるものではなく、例えば図９（Ｂ）に示すように、原稿のカラー画像をスキャナー部４１で読み取り、色補正部４２で色補正した後、カラー画像データとして出力するスキャナーや、図９（Ｃ）に示すように、外部から与えられるカラー画像データを色補正部５１で色補正し、プリンタ部５２でカラー画像を形成するプリンタ、さらにはＣＲＴ等のディスプレイ（図示せず）などにも同様に適用し得る。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、出力すべきデバイスの色再現範囲を決める閾値を、均等色空間の画像データに含まれる明度成分信号に基づいて色再現範囲を広げるように変更する構成としたことにより、色再現範囲の外郭近傍の色再現性を向上できるとともに、３次元ルック・アップ・テーブルの格子点間隔が広い場合、色再現空間マッピングによる擬似輪郭発やトーンジャンプの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタル・カラー複写機の信号処理系の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】ＤＬＵＴ色変換ＬＳＩの仕様を示すブロック図である。
【図３】出力結果予測手法の手順を示すフローチャートである。
【図４】出力結果予測手法の手順を示す概念図である。
【図５】ガミュート内外識別のフローチャートである。
【図６】ガミュート内外識別の概念図である。
【図７】最大重み係数の求め方の説明図である。
【図８】明度と遷移重み係数の関係を示す図である。
【図９】本発明の適用例を示す構成図である。
【符号の説明】
１１  画像入力部
１２  入力階調補正部
１３  前段色信号変換部
１４  後段色信号変換部
１６  出力階調補正部
１８  画像出力部
２１  ＤＬＵＴ色変換ＬＳＩ
２２  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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