(57)【要約】【課題】  スキャナのカラーキャリブレーションに対して、明度情報の精度を向上させつつ、色情報の補正を可能にする画像処理装置を提供する。【解決手段】  予め作成されたパッチ画像を読み込むスキャナと、前記スキャナにより得られた画像データを変換して算出される明度特性を用い、別途正確な測色器により測定した測色データを理想特性としてスキャナの入出力特性と理想特性とが異なる部分のみを補正する明度補正テーブルを作成する明度補正テーブル作成手段と、前記明度補正テーブル作成手段で作成された明度補正テーブルにより、前記スキャナの読み取り値を補正するための明度補正処理手段とを有する画像処理装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め作成されたパッチ画像を読み込むスキャナと、前記スキャナにより得られた画像データを変換して算出される明度特性を用い、別途正確な測色器により測定した測色データを理想特性としてスキャナの入出力特性と理想特性とが異なる部分のみを補正する明度補正テーブルを作成する明度補正テーブル作成手段と、前記明度補正テーブル作成手段で作成された明度補正テーブルにより、前記スキャナの読み取り値を補正するための明度補正処理手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記補正テーブルは、グレー成分のみを有する明度補正用パッチ画像と有彩色からなる色補正用パッチ画像を用いて、前記明度補正用パッチ画像により明度特性のキャリブレーションを行い、次に明度成分を固定した状態で色成分の補正係数を求める補正を行うことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナの読み取り画素値を別途正確な測色器によって測色した測色データに修正するための前記スキャナの読み取り値補正テーブルを作成する画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像評価のための入力原稿の忠実な読み込みを実現することを目的としたスキャナキャリブレーションや、正確なカラーマッチングを実現することを目的としたカラープロファイルの作成において、多数のカラーパッチ画像を読み込み、別途測色したカラーパッチ画像の測色値とスキャナの読み取り値からスキャナの色再現特性を調べ、要求される色再現特性に合わせて補正テーブルないしカラープロファイルを作成する方法が用いられていた。
【０００３】
図９に従来のスキャナキャリブレーション方法を示す。図９は、スキャナの読み取り画素値に対するｓＲＧＢ値を示す。図９において、９０は理想特性、９１はスキャナ特性である。従来は、プリンタで出力されたカラーパッチ画像を測色し、すべてのパッチに対して、入出力の色、明度特性を求めて明度、彩度、色相角についてすべて同じ重みで補正テーブルを作成していた。
【特許文献１】特開２０００−２５３２６８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、スキャナの初期状態は正確であっても、経時変化の影響などでスキャナの読み取り値が図９のように部分的にずれが生じる場合がある。このような状態に対して、従来の補正方法はすべての入力成分に対して補正を行うために、ずれ量が小さい部分に対してスキャナのノイズが重畳された補正テーブルによってずれ量をさらに増加させるような補正を行う場合がある。また、従来はカラーパッチによって、明度、色相、彩度のすべての成分を等しい重みで補正していたために、明度特性が重要になるような場合については、適切な補正が行えないといった問題がある。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、スキャナのカラーキャリブレーションに対して、明度情報の精度を向上させつつ、色情報の補正を可能にする画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目標を達成するために、本発明の画像処理装置は、予め作成されたパッチ画像を読み込むスキャナと、前記スキャナにより得られた画像データを変換して算出される明度特性を用い、別途正確な測色器により測定した測色データを理想特性としてスキャナの入出力特性と理想特性とが異なる部分のみを補正する明度補正テーブルを作成する明度補正テーブル作成手段と、前記明度補正テーブル作成手段で作成された明度補正テーブルにより、前記スキャナの読み取り値を補正するための明度補正処理手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の画像処理装置は、グレー成分のみを有する明度補正用パッチ画像と有彩色からなる色補正用パッチ画像を用いて、前記明度補正用パッチ画像により明度特性のキャリブレーションを行い、次に明度成分を固定した状態で色成分の補正係数を求める補正を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来のｒｇｂ値を各チャネルごとに３２画素ずつ変化させた７２９色の色情報補正パッチ画像に明度補正用の２５６パッチを加えることにより、経時変化などの影響により、部分的にスキャナの入出力特性にずれが生じた場合に、ずれが生じた部分のみを補正することによって、ずれ量の小さい部分の精度を損なうことなくキャリブレーションを行うことが可能になる。また、色情報のキャリブレーションについても従来行っていた明度、彩度、色相角について等しい重みで補正に対して、本発明の方法は明度成分を固定して補正することによりグレー成分の精度を損なうことなく色情報を補正することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第一の実施形態）
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態であるスキャナキャリブレーション装置の一例を示すブロック図であり、本装置は、スキャナ１０、明度補正テーブル作成部１１、色補正テーブル作成部１２、明度補正処理部１３、色補正処理部１４で構成される。
【００１１】
また、図２は図１のブロック図で表されるキャリブレーション装置の処理手順を表すフローチャートである。以下図１のキャリブレーション装置の動作を図２のフローチャートに沿って説明する。
【００１２】
まず、別途プリンタにより後述する方法で、色、明度補正用パッチ画像を作成する（ステップ２０）。次に、スキャナは色、明度補正用パッチ画像を一度に読み込み、画像データを保存する（ステップ２１）。次に、スキャナの読み取りＲＧＢ値に対して別途校正された測色器により測色した測色データＸＹＺをｓＲＧＢに変換したデータを理想特性として明度補正テーブルを作成する（ステップ２２）。次に、色補正テーブル作成部１２は後述する方法で、前記明度補正テーブルにより明度情報がキャリブレーションされたＲＧＢデータに対して、後述の方法により測色データＸＹＺをＣＩＥ  ＬＡＢに変換した値を理想特性としてカラーパッチ画像のスキャナによる読み取りＲＧＢ値を変換した値が色差最小となるよう最適化を行って得られた係数行列により色補正テーブルを作成する（ステップ２３）。
【００１３】
次に、明度補正用パッチの作成方法を説明する。図３は、明度補正パッチの作成手順を示すフローチャートである。
【００１４】
まず、グレーパッチ番号Ｉを初期化する（ステップ３０）。
【００１５】
次に、入力ＲＧＢ値（ｒ＝ｇ＝ｂ＝Ｉ）を持つ正方形のベタパッチを作成して２次元領域に配置する（ステップ３１〜ステップ３２）。
【００１６】
次に、入力画素値Ｉが２５６未満であるか否かを判定し（ステップ３３）、Ｉが２５６に満たない場合はＩをインクリメントしてステップ３１に戻る。Ｉが２５６より大きいである場合にはパッチ作成を終了する。
【００１７】
次に、色補正用パッチ画像の作成方法を説明する。図４は色補正用パッチ画像の作成手順を示すフローチャートである。
【００１８】
まず、チャネルｒを０に初期化する（ステップ４００）。
【００１９】
次に、ｒが２５６であるか否かを判定する（ステップ４０１）。このとき、ｒが２５６でなければステップ４０３に進む。もし、ｒが２５６であればｒに２５５を代入してステップ４０３に進む（ステップ４０２）。
【００２０】
次に、チャネルｇを０に初期化する（ステップ４０３）。
【００２１】
次に、ｇが２５６であるか否かを判定する（ステップ４０４）。このとき、ｇが２５６でなければステップ４０６に進む。もし、ｇが２５６であれば、ｇに２５５を代入してステップ４０６に進む（ステップ４０５）。
【００２２】
次に、チャネルｂを０に初期化する（ステップ４０６）。
【００２３】
次に、ｂが２５６であるか否かを判定する（ステップ４０７）。このとき、ｂが２５６でなければステップ４０９に進む。もし、ｂが２５６であればｂに２５５を代入してステップ４０９に進む（ステップ４０８）。
【００２４】
次に、入力ＲＧＢ値がｒｇｂであるような正方形のベタパッチ画像を作成して２次元領域に配置する（ステップ４０９）。
【００２５】
次に、ｂが２５５未満であるか否かを判定する（ステップ４１０）。このとき、ｂが２５５以上であればステップ４１０に進む。もし、ｂが２５５未満であればｂに３２を足して（ステップ４１１）、ステップ４０７に戻る。
【００２６】
次に、ｇが２５５未満であるか否かを判定する（ステップ４１２）。このとき、ｇが２５５未満であればｇに３２を足して（ステップ４１３）、ステップ４０４に戻る。もし、２５５以上であればステップ４１４に進む。
【００２７】
次に、ｒが２５５未満であるか否かを判定する（ステップ４１４）。このとき、ｒが２５５未満である場合にはｒに３２を足して（ステップ４１５）、ステップ４０１に戻る。このようにして、すべてのｒｇｂ値が２５５に達した後に色補正用パッチの作成を終了する。
【００２８】
なお、本実施例では、ｒｇｂ値の各チャネルにおける増加量を３２としたが、必ずしも３２とする必要はない。また、ｒｇｂの各チャネルごとに異なる値でもよい。
【００２９】
次に、明度補正テーブル作成手順の詳細を示す。明度補正テーブルは図５のフローチャートに従って作成される。なお、明度補正テーブルはＲＧＢの各チャネル成分に対して作成するが、作成方法はどのチャネルも同じ方法で作成されるために、以下の議論はＲチャネルで行う。
【００３０】
図６に本実施例による補正テーブルのサンプルの取り方を表すモデル図を示す。図６中、６０は別途測色した測色データＸＹＺをｓＲＧＢに変換したＲチャネルのデータ（理想特性Ｒｉｄｅａｌ）を示し、６１はスキャナ特性Ｒｓｃａｎｎｅｒ示す。図６はスキャナの特性Ｒｓｃａｎｎｅｒが中間調部からハイライト部にかけて理想特性Ｒｉｄｅａｌと同じ線形で、シャドウ部が非線形の特性を持つモデルである。また、図６、６２は明度補正テーブルを求める際の間引きテーブルＴａｂｌｅ（Ｊ）の数値例を示している。６２中Ｊは、実際のグレーパッチからの間引きを示すインデックスである。
【００３１】
まず、スキャナの読み取り値のＲチャネル成分Ｒｓｃａｎｎｅｒ特性を読み込む（ステップ５００）。
【００３２】
次に、補正テーブルを作成するために、別途正確な測色器によって測色した測色データＸＹＺからｓＲＧＢに変換したデータのＲチャネル成分を理想特性Ｒｉｄｅａｌとして読み込む（ステップ５０１）。
【００３３】
次に、明度補正パッチ画像のグレーパッチ番号Ｉをカウンタとして、Ｉを初期化する（ステップ５０２）。
【００３４】
次に、間引きサンプルを表すインデックスＪを０に初期化する（ステップ５０３）。
【００３５】
次に、間引きサンプルした補正テーブルの最初の成分Ｔａｂｌｅ（０）を（０，０）に初期化する（ステップ５０４）。
【００３６】
次に、明度補正テーブル作成の間引き間隔を表すカウンタＣｏｕｎｔを０に初期化する（ステップ５０５）。
【００３７】
次に、理想特性Ｒｉｄｅａｌとスキャナ特性ＲｓｃａｎｎｅｒのグレーパッチＩでの差の絶対値ΔＲ（Ｉ）を計算する（ステップ５０６）。
【００３８】
次に、ΔＲ（Ｉ）が、予め定められた閾値Ｒｔｈｒｅｓ未満であるか否かを判定する（ステップ５０７）。ステップ５０７において、ΔＲ（Ｉ）がＲｔｈｒｅｓよりも大きければ、間引きを表すカウンタＣｏｕｎｔを０に初期化して（ステップ５０８）、ステップ５１２に進む。もし、ΔＲ（Ｉ）がＲｔｈｒｅｓ未満であり、差分ΔＲ（Ｉ）がＲｔｈｒｅｓより小さい区間が連続する場合にはサンプルの間引きを行う。
【００３９】
次に、Ｃｏｕｎｔが定数８以下であるか否かを判定する（ステップ５０９）。ここで、Ｃｏｕｎｔが８以下であれば、Ｃｏｕｎｔをインクリメントして（ステップ５１０）、ステップ５１３に進む。もし、Ｃｏｕｎｔが８であれば、Ｃｏｕｎｔを０に初期化する（ステップ５１１）。なお、本実施例ではＣｏｕｎｔを８刻みにサンプルするものとしたが、間引く間隔は任意の値で良い。
【００４０】
次に、グレーパッチＩに対して理想特性がｙとなるような補正値Ｒｉｄｅａｌを求めてテーブルＴａｂｌｅ（Ｊ）にＲｉｄｅａｌ，Ｒｓｃａｎｎｅｒを保存する（ステップ５１２）。
【００４１】
次に、カウンタＪをインクリメントする（ステップ５１３）。
【００４２】
次に、Ｉが２５６未満であるか否かを判定する（ステップ５１４）。ここで、Ｉが２５６未満である場合にはＩをインクリメントし（ステップ５１５）、ステップ５０６に戻る。もし、Ｉが２５６である場合にはステップ５１６に進む。
【００４３】
次に、Ｔａｂｌｅ（Ｊ）の最後尾にハイライトの最大値（２５５，２５５）を入力する（ステップ５１６）。
【００４４】
次に、ＪｍａｘにＪを保存する（ステップ５１７）。
【００４５】
次に、Ｊを１に初期化する（ステップ５１８）。
【００４６】
次に、ＫにＴａｂｌｅ（Ｊ−１）（Ｒｓｃａｎｎｅｒ）の整数部を代入する（ステップ５１９）。
【００４７】
次に、Ｃｏｒｒｅｃｔ（Ｋ）に式（１）によって計算される値を代入する（ステップ５２０）。
【００４８】
【数１】
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【００４９】
例えば、図６、６２の例では、Ｊ＝１のｔａｂｌｅ（１）＝（１０．３，１０．１）とＴａｂｌｅ（２）＝（１５．０，１２．５）により、閉区間［１０．１，１２．５］の入力整数値Ｋ＝１１，１２に対する出力Ｃｏｒｒｅｃｔ（Ｋ）を、
【００５０】
【数２】
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により求めた後、Ｃｏｒｒｅｃｔ（Ｋ）を四捨五入してＲｓｃａｎｎｅｒの各Ｋに対する線形補間値を求める。
【００５１】
次に、ＫがＴａｂｌｅ（Ｊ）（Ｒｓｃａｎｎｅｒ）より大きいか否かを判定する（ステップ５２１）。ここで、ＫがＴａｂｌｅ（Ｊ）（Ｒｓｃａｎｎｅｒ）より小さい場合には、Ｋをインクリメントして（ステップ５２２）、ステップ５１９に戻る。もし、ＫがＴａｂｌｅ（Ｊ）（Ｒｓｃａｎｎｅｒ）より大きい場合にはステップ５２３に進む。
【００５２】
次に、ＪがＪｍａｘより小さいか否かを判定する（ステップ５２３）。ここで、ＪがＪｍａｘよりも小さい場合にはＪをインクリメントして（ステップ５２４）、ステップ５１９に戻る。
【００５３】
ステップ５１８から５２３を繰り返し、Ｒｓｃａｎｎｅｒが０から２５５までのすべてについて補正値を計算した後、明度補正テーブルの作成を終了する。また、Ｇ，Ｂチャネルの補正テーブル作成方法も同様に行う。
【００５４】
次に、補正テーブル作成部１２における色成分の補正テーブル作成方法について、図７のフローチャートに従って詳細に説明する。
【００５５】
まず、色成分補正用のパッチ画像のＲＧＢデータと理想特性であるパッチ画像の測色データ値ＸＹＺから求めたＬ＊ａ＊ｂ＊データを読み込む（ステップ７０）。
【００５６】
次に、図８、８１のようにパッチ画像の各パッチの中心部分のＲＧＢ値をそれぞれ平均化を行い、Ｒ，Ｇ，Ｂのうちのいずれかが１以下もしくは２５５以上となるパッチについては、スキャナの読み取り可能な色域外であることが考えられるために削除し、残りのＲＧＢを保存する（ステップ７１）。
【００５７】
次に、明度補正処理部１３により明度補正テーブルで明度補正を行い、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を求める（ステップ７２）。
【００５８】
次に、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’を式（３）で与えられるｓＲＧＢに変換した後、ＸＹＺに変換し、さらにＬ＊ａ＊ｂ＊に変換したデータを作成し、このデータと同じカラーパッチ番号Ｔのデータに関して測色データＸＹＺをＣＩＥ  ＬＡＢによりＬ＊ａ＊ｂ＊に変換したデータとの色差ΔＥ（Ｔ）を求め、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’からＬ＊ａ＊ｂ＊に変換する変換行列がすべてのＴに関する平均色差ΔＥａｖｇを最小とし、かつ明度の精度を保つために式（３）の係数行列の二行目の成分ａ２１，ａ２２，ａ２３の和が１となる制約条件の下で最適化を行う。このとき、最適化の手法としては減衰最小二乗法などを用いて行う。もちろん、他の方法を用いても構わない。制約条件を満足する変換行列を求めた後に、色補正テーブルの作成を終了する。
【００５９】
【数３】
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【００６０】
上記手順で明度補正テーブル作成部１１と色補正テーブル作成部１２でそれぞれ作成される明度補正テーブルと色補正テーブルを用いて、まず明度補正処理部１３はスキャナ１０の読み取りＲ，Ｇ，Ｂ値を明度補正テーブルによってＲ’，Ｂ’，Ｇ’に補正する。次に、色補正処理部１４は、Ｒ’，Ｂ’，Ｇ’に前述の最適化により求められた式（１）の色補正係数行列を乗算してＲｓＲＧＢ，ＧｓＲＧＢ，ＢｓＲＧＢに変換することでスキャナ１０の出力する色、明度特性を理想特性にキャリブレーションすることが可能となる。
【００６１】
また、本実施例では色、明度補正用のパッチ画像をプリンタの出力としたが、プリンタはデバイスの変動により必ずしも正確なパッチを作成できない。しかし、どのような変動を含むパッチであってもキャリブレーションの理想特性に用いるデータは、別途測色した測色データであるため、キャリブレーションには影響を与えない。また、パッチの出力手段はプリンタでなくても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明におけるキャリブレーション装置の一例を示すブロック図
【図２】本発明におけるキャリブレーション装置の処理手順を示すフローチャート
【図３】第一の実施形態における明度補正パッチの作成方法を示すフローチャート
【図４】第一の実施形態における色補正パッチの作成方法を示すフローチャート
【図５】第一の実施形態における明度補正テーブルの作成方法を示す図
【図６】第一の実施形態における明度補正テーブルのサンプル点のモデル及び間引きサンプルによる補正テーブルの数値例を示す図
【図７】第一の実施形態における色補正テーブルの作成方法を示すフローチャート
【図８】第一の実施形態における色補正パッチ画像の平均画像データの計算領域のモデルを示す図
【図９】従来のテーブル作成方法におけるサンプル方法のモデルを示す図
【符号の説明】
【００６３】
１０  スキャナ
１１  明度補正テーブル作成部
１２  色補正テーブル作成部
１３  明度補正処理部
１４  色補正処理部
【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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