JP3733200B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、入力された画像データの色空間を変換する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、代表的な画像処理装置の１つとして、カラー原稿を画素毎に色分解して読み取り、得られたデジタル色分解画像信号に基づいて原稿画像の複製画像を印刷出力するカラー複写機が普及している。このようなカラー複写機においては、カラー原稿をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色に色分解し、これを減法混色の３原色であるＣ（シアン），Ｍ（マゼンダ），Ｙ（イエロー）信号に変換する処理を行っている。
【０００３】
図１０及び図１１は、従来例としての色信号の変換処理を説明する図である。
【０００４】
図１０において、色分解して得られた３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号は、それぞれ信号処理回路１，２，３に入力され、Ｃ，Ｍ，Ｙの色信号が得られる。
【０００５】
Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号からＣ，Ｍ，Ｙ信号を生成する変換手法として、例えば、信号処理回路１，２，３では、それぞれ次式のような所謂マスキング演算を行う（Ａijは、出力デバイスの特性に応じて決められる係数である）。
【０００６】
信号処理回路１ ： Ｃ＝Ａ11×Ｒ＋Ａ12×Ｇ＋Ａ13×Ｂ
信号処理回路２ ： Ｍ＝Ａ21×Ｒ＋Ａ22×Ｇ＋Ａ23×Ｂ
信号処理回路３ ： Ｙ＝Ａ31×Ｒ＋Ａ32×Ｇ＋Ａ33×Ｂ
また、信号処理回路１，２，３で上記のような積和演算を行うのではなく、予め演算結果をルックアップテーブルとしてメモリに記憶しておき、入力されるＲ，Ｇ，Ｂ信号値に対してそのルックアップテーブルから演算結果を読み出して出力する方式がある。
【０００７】
しかしながら、ルックアップテーブルから演算結果を読み出す場合には、入力されるＲ，Ｇ，Ｂ信号値が各色８ビットで表現されているとすると、必要とされる記憶領域のアドレス数は２↑24（但し、ａ↑bはａのb乗を表わす。以下同様）（即ち、１６００万アドレス以上）となり、必要とされるメモリのコストを考慮すると現実的ではない。
【０００８】
そこで、図１１に示す変換回路をＣ，Ｍ，Ｙ信号それぞれについて用意し、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号を、上位・下位ビット分割回路１１にて上位ビットデータＲｕ，Ｇｕ，Ｂｕと下位ビットデータＲl，Ｇl，Ｂlとに分割する。そして、Ｒ，Ｇ，Ｂの３次元ルックアップテーブルであるテーブルメモリ１３には、上位ビットデータＲｕ，Ｇｕ，Ｂｕに対応する演算結果（Ｃ，Ｍ，Ｙの色信号値）だけを予め格納する。すると、あるＲ，Ｇ，Ｂ信号値の上位ビットデータＲｕ，Ｇｕ，Ｂｕが入力されたとき、テーブルメモリ１３はその上位ビットデータに対応する出力値１４を出力する。補間回路１５には、出力値１４と下位ビットデータＲl，Ｇl，Ｂlとが入力され、出力値１４が下位ビットデータＲl，Ｇl，Ｂlに応じて線形補間され、出力信号１６が得られる（図１１ではＣ信号を出力する状態を示している）。この構成によれば、テーブルメモリ１３の記憶領域は、上位ビットのビット数に必要とされるアドレス数だけ備えればよいことになり、例えば上位ビットとして各色３ビットとすれば、必要とされる記憶領域は２↑9アドレス（即ち、５１２アドレス）となり、記憶領域の容量の削減が可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テーブルメモリ１３に予め格納したデータは、連続的なデータではない。従って、補間回路１５からの出力信号１６は、下位ビットデータＲl，Ｇl，Ｂlが０である場合には、上位ビットデータＲｕ，Ｇｕ，Ｂｕに対応した出力信号がそのまま出力されるため正確な色再現が得られる。一方、下位ビットデータＲl，Ｇl，Ｂlが０でない場合には、テーブルメモリ１３からの出力信号値１４は補間回路１５にて下位ビットデータに応じて線形補間されるため、線形補間による補間誤差が発生し、所望する正確な色再現が得られないという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、記憶容量の小さなルックアップテーブルメモリを使用して正確な色再現が可能な画像処理装置及び画像処理方法の提供を目的とする。
【００１１】
また、特定色に関する色再現性を補償したルックアップテーブルを容易に生成できる画像処理装置及び画像処理方法の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の画像処理装置は以下の構成を特徴とする。
【００１３】
即ち、入力された画像データの色空間を変換する画像処理装置であって、
前記画像データを、上位ビット及び下位ビットのデータに分割する分割手段と、
前記上位ビットのビット数に対応する異なる色空間の色データが予め格納されたルックアップテーブルメモリと、
前記上位ビットのデータをアドレスとして前記ルックアップテーブルメモリから読み出した色データを、前記下位ビットのデータに基づいて補間し出力する色信号処理手段と、
そのルックアップテーブルメモリの所定アドレスの色データを選択的に書き換える書き換え手段とを備え、
前記書き換え手段は、
特定色のデータを指定する指定手段と、
前記指定手段により指定された特定色のデータを取り囲む前記ルックアップテーブルメモリの複数の格子点の色データ群を書き換える色データ書き換え手段と
を備えることを特徴とする。
【００１５】
または、上記の目的を達成するため、本発明の画像処理方法は以下の構成を特徴とする。
【００１６】
即ち、入力された画像データの色空間を変換する画像処理方法であって、
前記画像データを、上位ビット及び下位ビットのデータに分割する分割工程と、
前記上位ビットのビット数に対応する異なる色空間の色データが予め格納されたルックアップテーブルメモリから、前記上位ビットのデータをアドレスとして読み出した色データを、前記下位ビットのデータに基づいて補間し出力する色信号処理工程と、
そのルックアップテーブルメモリの所定アドレスの色データを選択的に書き換える書き換え工程とを有し、
前記書き換え工程は、
特定色のデータを指定する指定工程と、
前記指定工程で指定された特定色のデータを取り囲む前記ルックアップテーブルメモリの複数の格子点の色データ群を書き換える色データ書き換え工程と
を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカラー画像処理装置をカラー複写機に適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
【第１の実施形態】
はじめに、本発明を適用するカラー複写機の概要を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施形態としてのカラー複写機の概要を示す図である。
【００２２】
図中、２０１はイメージスキャナであり、原稿を読み取り、ディジタル信号処理を行う。２０２は、プリンタであり、イメージスキャナ２０１によって読み取られた原稿画像を記録紙にフルカラーでプリント出力する。
【００２３】
イメージスキャナ２０１において、２００は鏡面圧板であり、原稿台ガラス（以下、プラテン）２０３上の原稿２０４は、ランプ２０５で照射され、原稿２０４からの反射光がミラー２０６，２０７，２０８に導かれ、レンズ２０９によって、３ラインの個体撮像素子センサ（以下、ＣＣＤ）２１０上に像を結び、フルカラー情報としてのＲ，Ｇ，Ｂの３色の画像信号（アナログ信号）が信号処理部２１１に送られる。尚、ランプ２０５，ミラー２０６は、速度Ｖ、ミラー２０７，２０８は速度１／２ＶでＣＣＤ２１０の電気的走査（主走査）方向に対して垂直方向に機械的に動くことにより、プラテン２０３上の原稿全面を走査（副走査）する。ここで、原稿２０４は、主走査及び副走査ともに４００ｄpｉ(dots/inch)の解像度で読み取られる。
【００２４】
信号処理部２１１は、読み取られた画像信号を電気的に処理し、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ（ブラック）の各成分の分解し、プリンタ２０２に送る。また、本カラー複写機は、イメージスキャナ２０１における一回の原稿走査につき、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの各色成分の内の１成分がプリンタ２０２に送られ、計４回の原稿走査にいよって、一枚のプリントアウトが完了する。
【００２５】
イメージスキャナ２０１より送られてくるＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの各画像信号は、レーザドライバ２１２に送られる。レーザドライバ２１２は、送られてきた画像信号に応じ、半導体レーザ２１３を変調駆動する。レーザ光は、ポリゴンミラー２１４、ｆ−θレンズ２１５、ミラー２１６を介して感光ドラム２１７上を走査し、感光ドラム２１７上に４００ｄpｉ（dots/inch）の解像度で静電潜像を形成する。
【００２６】
また、２１８は回転現像器であり、マゼンタ現像部２１９、シアン現像部２２０、イエロー現像部２２１、ブラック現像部２２２より構成され、４つの現像部が交互に感光ドラム２１７に接し、感光ドラム２１７上に形成された静電潜像をトナーにより現像する。２２３は転写ドラムであり、用紙カセット２２４または２２５より供給される用紙をこの転写ドラム２２３に巻き付け、感光ドラム上に現像されたトナー像を記録紙に転写する。そして、定着ユニット２２６にて記録紙にトナーを定着した後、排紙される。
【００２７】
次に、イメージスキャナ２０１の信号処理部２１１について説明する。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施形態としての信号処理部の概要を示すブロック構成図である。
【００２９】
図中、カラー原稿の画像をＣＣＤ２１０により画素毎に色分解して得られたＲ，Ｇ，Ｂ信号１０２は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１０３でデジタル信号に変換され、シェーディング補正回路１０４でＣＣＤ２１０の感度ムラや原稿照明ランプの照明ムラ等を補正された後セレクタ１０５に送られる。
【００３０】
セレクタ１０５は、後述する処理のためにシェーディング補正回路１０４で得られたＲ，Ｇ，Ｂ信号を、色信号処理回路１０６へ送るか、バッファメモリ１０７ヘ送るかをＣＰＵ１０１からの制御信号に従って切り替える。
【００３１】
色信号処理回路１０６は、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号（デジタル信号）をプリンタ２０２にて印刷するための色信号Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ信号１１０を生成する。具体的には、ＣＰＵ１０１等の制御装置の指示に従って、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの各色を面順次の色信号に変換し、プリンタ２０２の印刷動作に同期して出力する。
【００３２】
本実施形態のルックアップテーブル１０８は、書き込みが可能であり、記憶保持動作が必要なメモリである。
【００３３】
ＣＰＵ１０１は、カラー複写機の起動時にＲＯＭ１０９に予め記憶されている色変換のためのデータを、ルックアップテーブル１０８に転送する。尚、ＲＯＭ１０９に予め記憶するデータの求め方については、一般的な手法を用いることとし、説明を省略する。
【００３４】
ここで、上述した構成を備えるカラー複写機の動作の概要を図６を参照して説明する。
【００３５】
図６は、本発明の第１の実施形態としてのカラー複写機の動作概要を示すフローチャートである。
【００３６】
ステップＳ１：ＣＰＵ１０１は、使用者が不図示の操作パネルからコピーモードを選択したかを判断する。
【００３７】
ステップＳ２：ステップＳ１にてコピーモードが選択された（ＹＥＳの）場合は、通常のコピー処理を行う。
【００３８】
ステップＳ３：一方、ステップＳ１にてコピーモードが選択されなかった（ＮＯの）場合は、後述するルックアップテーブルの書き換え処理を行う。
【００３９】
本実施形態において、カラー複写機のＣＰＵ１０１は、プリンタ２０２の印刷動作に同期して出力するＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋのいずれかの信号出力に応じてバッファメモリ１０７に格納したＲ，Ｇ，Ｂ信号を参照し、３次元ルックアップテーブル（以下、ルックアップテーブル）１０８のデータを、適切なデータ（Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの出力信号値）に更新する（書き換える）。尚、書き換えるべき適切なデータの求め方については後述する。
【００４０】
そして、色信号処理回路１０６は、更新されたルックアップテーブル１０８を参照し、入力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号に対応するＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの色信号を出力する。
【００４１】
尚、本実施形態において、プリンタ２０２は、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの４色で印刷するものとしたが、Ｍ，Ｃ，Ｙの３色のみで印刷する場合、または特別な色等を用いて５色以上で印刷する構成であってもよいことは言うまでもない。
【００４２】
［色信号処理回路１０６］
次に、色信号処理回路１０６の詳細について説明する。
【００４３】
図３は、本発明の第１の実施形態としての色信号処理回路１０６のブロック構成図である。
【００４４】
図中、セレクタ１０５からのＲ，Ｇ，Ｂ信号３１は、各々８ビットのデジタル信号であり、ビット分割回路３２に並列に入力される。Ｒ，Ｇ，Ｂ信号３１は、ビット分割回路３２においてそれぞれ上位ビット信号Ｒｕ，Ｇｕ，Ｂｕと下位ビット信号Ｒl，Ｇl，Ｂlとに分割される。ここで上位ビット信号Ｒｕ，Ｇｕ，Ｂｕのビット数をＮビットとすれば、入力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号３１）のビット数は各色８ビットなので、下位ビット信号Ｒl，Ｇl，Ｂlのビット数は（８−Ｎ）ビットとなる。
【００４５】
上位ビット信号Ｒｕ，Ｇｕ，Ｂｕは、アドレス信号としてルックアップテーブル１０８に入力され、ルックアップテーブル１０８に予め記憶されているデータの中から該アドレス信号に対応する１組みのデータ（詳細は後述する）が出力信号値３７として読み出される。一方、下位ビット信号Ｒl，Ｇl，Ｂlは、重み係数発生回路３６に入力され、補間演算のための重み係数３８が生成される。
【００４６】
線形補間回路３９は、ルックアップテーブル１０８の出力信号値３７と重み係数３８とを用いて、後述する線形補間演算を行い、例えば、第１の出力信号としてマゼンダの色信号を生成する。
【００４７】
＜３次元ルックアップテーブル１０８＞
次に、ルックアップテーブル１０８の構成とＲＯＭ１０９に予め格納するデータの求め方とについて説明する。このＲＯＭ１０９に予め格納するデータは、設計時に決定され、工場出荷時に設定される。
【００４８】
（ルックアップテーブル１０８の構成）
図４は、本発明の第１の実施形態としての３次元ルックアップテーブルの構成を説明する図である。同図においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの３次元の入力信号を、説明の便宜上、Ｒ，Ｇの２次元であるものとすると、ルックアップテーブル１０８の入力信号Ｒ，Ｇ（それぞれ８ビットのデジタル信号）は、図４に示すように２次元平面上に縦横０〜２５５の数値で表される。
【００４９】
図４に示すように、ルックアップテーブル１０８には、Ｒ（横軸），Ｇ（縦軸）の各入力信号値により座標上に規定される位置、即ち、白または黒の丸印で示される位置には、そのＲ，Ｇの入力信号値に対応するルックアップテーブル１０８からの出力信号値が記憶されている。以下、これらの白または黒の丸印の位置を、格子点と呼ぶことにする。
【００５０】
格子点の数Ｑ、及び格子点の間隔Δｄは、上位ビットのビット数Ｎで決まり、
Ｑ＝２↑(N×2)
Δｄ＝２↑(8-N)
となる。図４では、Ｎ＝２の場合を示してあるので、Ｑ＝１６，Δｄ＝３２である。
【００５１】
まず、任意の入力信号Ｒ，Ｇ（図中×印）について上位ビット信号Ｒｕ，Ｇｕで定まる４つの格子点（図中の黒丸）のデータをルックアップテーブル１０８から読み出す。同図において、４つの格子点は、Ｃ00，Ｃ10，Ｃ01，Ｃ11である。
【００５２】
次に、下位ビット信号Ｒl，Ｇlから重み係数発生回路３６にて線形補間演算の重み係数３８を生成する。重み係数３８の算出は、任意の入力信号Ｒ，Ｇ（図中×印）が入力されたルックアップテーブル１０８が出力すべき信号を、その任意の入力信号Ｒ，Ｇの座標上の格子点近傍の４つの格子点データから線形補間により求めることに相当する。
【００５３】
重み係数３８は、４つの格子点データ（Ｃ00，Ｃ10，Ｃ01，Ｃ11）について１個づつ合計４個必要であり、これらを順にＡ00，Ａ10，Ａ01，Ａ11とすると、以下の式で求められる。
【００５４】
Ａ00 ＝ （Δｄ−Ｒl）×（Δｄ−Ｇl）
Ａ10 ＝ Ｒl×（Δｄ−Ｇl）
Ａ01 ＝ （Δｄ−Ｒl）×Ｇl
Ａ11 ＝ Ｒl×Ｇl
次に、線形補間回路３９は、算出した各重み係数Ａ00，Ａ10，Ａ01，Ａ11を使用して次式の演算を行い、例えば第１の出力信号として出力信号Ｍを生成する。
【００５５】
Ｍ＝（Ａ00×Ｃ00＋Ａ10×Ｃ10＋Ａ01×Ｃ01＋Ａ11×Ｃ11）／（Δｄ↑2）
以上は、２次元の入力信号Ｒ，Ｇに対する演算方法である。次に、２次元の場合に基づいて３次元の入力信号の場合を図９を参照して説明する。
【００５６】
図９は、本発明の第１の実施形態としての３次元ルックアップテーブルの書き換えを説明する図である。
【００５７】
同図に示すように、入力信号が３次元の場合は、３次元空間上の立方体の頂点である８個の格子点データが必要となる。これらを２次元の場合と同様に、（Ｃ000，Ｃ100，Ｃ010，Ｃ001，Ｃ110，Ｃ101，Ｃ011，Ｃ111）とする。
【００５８】
重み計数は、各格子点について１個ずつ、合計８個必要であるが、これらは３次元入力信号の下位ビットの信号を、Ｒl，Ｇl，Ｂlとすれば次式により求められる。
【００５９】
Ａ000 ＝ （Δｄ−Ｒl）×（Δｄ−Ｇl）×（Δｄ−Ｂl）
Ａ100 ＝ Ｒl×（Δｄ−Ｇl）×（Δｄ−Ｂl）
Ａ010 ＝ （Δｄ−Ｒl）×Ｇl×（Δｄ−Ｂl）
Ａ001 ＝ （Δｄ−Ｒl）×（Δｄ−Ｇl）×Ｂl
Ａ110 ＝ Ｒl×Ｇl×（Δｄ−Ｂl）
Ａ101 ＝ Ｒl×（Δｄ−Ｇl）×Ｂl
Ａ011 ＝ （Δｄ−Ｒl）×Ｇl×Ｂl
Ａ111 ＝ Ｒl×Ｇl×Ｂl
次に、線形補間回路３９は、算出した各重み係数Ａ000，Ａ100，Ａ010，Ａ001，Ａ110，Ａ101，Ａ011，Ａ111を使用して次式の演算を行い、例えば第１の出力信号として出力信号Ｍを生成する。
【００６０】
Ｍ＝（Ａ000×Ｃ000＋Ａ100×Ｃ100＋Ａ010×Ｃ010＋Ａ001×Ｃ001＋Ａ110×Ｃ110＋Ａ101×Ｃ101＋Ａ011×Ｃ011＋Ａ111×Ｃ111）／（Δｄ↑3）
また、３次元ルックアップテーブルの容量に関係する格子点の数Ｑと、出力信号の精度に影響する格子点間隔Δｄとは、Ｒ，Ｇ，Ｂ３次元の入力信号の場合、次のようになる。
【００６１】
Ｑ＝２↑(N×3)
Δｄ＝２↑(8-N)
上位ビット信号Ｒｕ，Ｇｕ，Ｂｕのビット数Ｎは、色信号変換により実現したい精度に応じて決定される。ビットＮの値を大きくすればする程、Δｄが小さくなり、図４の格子点の間隔が密になる。従って、ルックアップテーブルからの出力信号の精度は向上するが、その分ルックアップテーブルのメモリ容量が増加する（例えば、Ｎ＝２の場合Ｑ＝６４，Δｄ＝３２である）。
【００６２】
以上説明したことから判るように、３次元ルックアップテーブル１０８には、カラー原稿の色分解信号Ｒ，Ｇ，Ｂをプリンタ２０２により正確に色再現するのに十分なＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ信号を予め格納する必要がある。
【００６３】
（ＲＯＭ１０９に予め格納され、ルックアップテーブル１０８に読み込まれるデータの求め方）
プリンタ２０２は、上述の印刷機構を駆動して、色信号処理回路１０６から与えられたＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの色信号に基づいてある１色を記録紙上に再現している。そこで、原稿上のある１色について色信号処理回路１０６に入力される色分解信号Ｒ，Ｇ，Ｂと、その色分解信号Ｒ，Ｇ，ＢをＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ信号に変換した後、プリンタ２０２により記録紙上に再現し、改めてスキャナ２０１で色分解して得られるある１色に対応する色分解信号Ｒ，Ｇ，Ｂとを比較した場合に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号が一致していれば、原稿上のある色を正確に再現していることになる。
【００６４】
そこでＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの色信号でプリンタ２０２により記録紙上に出力された色を、改めてスキャナ２０１で色分解して得られる色分解信号Ｒ，Ｇ，Ｂを、次式のようなＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの関数Ｆとして表す。
【００６５】
Ｒ＝Ｆｒ（Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ）
Ｇ＝Ｆｇ（Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ）
Ｂ＝Ｆｂ（Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ） …（１）
正確な色再現を実現するためには、ある原稿をイメージスキャナ２０１で色分解してＲ，Ｇ，Ｂ信号を得た場合、それを（１）式の左辺に代入して（１）式の逆関数を求めることによりＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ信号を求め、その信号値を用いてプリンタ２０２を駆動すれば原稿と同じ色が再現されることになる。関数Ｆの逆関数をＧとすると、求めるＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋは次のように表される。
【００６６】
Ｍ＝Ｇｍ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）
Ｃ＝Ｇｃ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｙ＝Ｇｙ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
Ｂｋ＝Ｇｋ（Ｒ，Ｇ，Ｂ） …（２）
しかしながら、（１）式の関係は非線形性が非常に高く、関数Ｆr，Ｆｇ，Ｆｂを解析的に求めるのは困難である。従って、その逆変換であるＧｍ，Ｇｃ，Ｇｙ，Ｇｋも解析的に求めることも困難である。そこで、（１）式によりＲ，Ｇ，Ｂ信号に対応するＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋを求める代わりに、ルックアップテーブル１０８からの出力信号として予め複数のＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの組み合わせを用意し、その内のあるＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの組み合わせについてプリンタ２０２により実際にプリント出力を行い、得られた出力をスキャナ２０１で色分解することにより、あるＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの組み合わせに対応するＲ，Ｇ，Ｂ信号値を求める。
【００６７】
実際には、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋがそれぞれ８ビットで表されるものとして、
Ｍp＝０，６４，１２８，１９２，２５５（p＝１〜５）
Ｃq＝０，６４，１２８，１９２，２５５（q＝１〜５）
Ｙr＝０，６４，１２８，１９２，２５５（r＝１〜５）
Ｂｋs＝０，６４，１２８，１９２，２５５（s＝１〜５） …（３）
の全ての組み合わせ（合計６２５色（＝５×５×５×５色））について印刷出力を行い、それらの出力をスキャナ２０１で色分解して色分解信号Ｒ，Ｇ，Ｂを予め求める。即ち、
Ｒpqrs＝Ｒ（Ｍp，Ｃq，Ｙr，Ｂｋs）
Ｇpqrs＝Ｇ（Ｍp，Ｃq，Ｙr，Ｂｋs）
Ｂpqrs＝Ｂ（Ｍp，Ｃq，Ｙr，Ｂｋs） …（４）
を予め求め、これを（１）式の関数Ｆr，Ｆｇ，Ｆｂの代わりとする。つまり、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋに対する色分解信号Ｒ，Ｇ，Ｂはこれら６２５通りの値から補間により求めるようにする。
【００６８】
関数Ｆの逆関数であるＧｍ，Ｇｃ，Ｇｙ，Ｇｋも解析的に求めることが困難なため、ある関数を仮定することにする。例えば、次式のような線形の関数を仮定する。尚、係数Ａijは未知数とする。
【００６９】
Ｍ＝Ｇｍ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝Ａ11×Ｒ＋Ａ12×Ｇ＋Ａ13×Ｂ
Ｃ＝Ｇｃ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝Ａ21×Ｒ＋Ａ22×Ｇ＋Ａ23×Ｂ
Ｙ＝Ｇｙ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝Ａ31×Ｒ＋Ａ32×Ｇ＋Ａ33×Ｂ
Ｂｋ＝Ｇｋ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝Ａ41×Ｒ＋Ａ42×Ｇ＋Ａ43×Ｂ …（５）
Ｍ，Ｃ，Ｙ，ＢｋとＲ，Ｇ，Ｂの関係も非線形性の高い関係にあり、（５）式のような線形の関数で近似するのは困難である。但し、本実施形態では、対象とする格子点近傍のＲ，Ｇ，Ｂ信号に対してのみ、この関係が成り立つものとして扱い、格子点毎に係数Ａijの値を求めるようにするので、このような単純な近似値式が採用できる。
【００７０】
今、求めたいのは３次元ルックアップテーブル１０８に格納すべきＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの色信号値である。これは、ある色として格子点で表わされるＲ，Ｇ，Ｂ入力信号を、印刷出力時にＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの各色成分によって正確に再現するための値である。そこで、まず係数Ａijをある初期値に設定し、ある格子点に対応するＲ，Ｇ，Ｂ入力信号をＲ0，Ｇ0，Ｂ0として、これを（５）式に代入してＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ値を求める。次に、得られたＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ値に基づいて、（４）式の色分解信号値を内挿補間することにより、対応するＲ，Ｇ，Ｂ値を求める。そして、これにより得られたＲ，Ｇ，Ｂ値が、元のＲ0，Ｇ0，Ｂ0と等しくなるように（５）式の係数Ａijを決定すれば良い。そのためには誤差関数Ｅとして、

を定義し、上記の手順を繰り返し適用し、誤差関数Ｅが最小となるように最急降下法等の周知の最適化手法を用いて未知数Ａijを決定するようにする。
【００７１】
また、Ｒ0，Ｇ0，Ｂ0として注目格子点近傍のＮ個の色信号の組Ｒ0ｉ，Ｇ0ｉ，Ｂ0ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を設定し、これらに対して上記の手順で色分解信号値Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉを求めて、その平均誤差を評価するようにしても良い。この場合、誤差評価式は次の式となる。尚、Σ（シグマ）は、ｉが１からＮまでの総和を表わす。
【００７２】

このようにして係数Ａijを求め、格子点のＲ，Ｇ，Ｂ値を（５）式に代入してＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋを得る。これを全ての格子点について実行し、各格子点に対応させて得られたＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋを格納することにより、３次元ルックアップテーブル１０８が得られる。
【００７３】
以上の手順によりルックアップテーブル１０８に格納するデータが求められる。本実施形態では、このデータを予めＲＯＭ１０９に登録し、カラー複写機の起動時またはリセット時にＣＰＵ１０１の指示によりルックアップテーブル１０８に転送する。
【００７４】
（ルックアップテーブル１０８の書き換えデータの求め方）
色信号処理回路１０６に入力される色分解信号Ｒ，Ｇ，Ｂが、ルックアップテーブル１０８の格子点上のデータであれば正確な色再現が可能である。しかしながら、ルックアップテーブル１０８に予め格納したデータは、連続的なデータではない。従って、色分解信号Ｒ，Ｇ，Ｂが、格子点から外れた色信号である場合には、ルックアップテーブル１０８から出力されるＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ信号は線形補間回路３９にて線形補間されるため、正確に色再現されない可能性が有る。そこで、本実施形態では、以下の手順を適用してルックアップテーブル１０８上のＲ，Ｇ，Ｂ値を更新する（書き換える）ことにより、特に正確に再現したい色の再現性を向上させる。以下、その手法について説明する。
【００７５】
＜指定色の再現性の向上＞
まず、オペレータは、スキャナ２０１を操作して、特に正確に再現したい色（以下、特定色）をスキャナ２０１で色分解するため、原稿中に含まれる特定色の領域を原稿位置指定装置等を使用して読み込ませる（特定色の色票を読み込ませるてもよい）。
【００７６】
ＣＰＵ１０１は、特定色を読み込む際、図２のセレクタ１０５をバッファメモリ１０７側に切り替え、特定色の画像（色分解信号値Ｒs，Ｇs，Ｂs）をバッファメモリ１０７に書き込む。次にＣＰＵ１０１は、バッファメモリ１０７に書き込んだ画像の中からオペレータが指定した領域（特定色の領域）のＲ，Ｇ，Ｂ値Ｒs，Ｇs，Ｂsを抽出する。ここでは、誤差評価式Ｅとして（６）式の代わりに次の（７）式のＥ’を用いる。
【００７７】

この評価式Ｅ’により、前述と同様の手順でＲ0，Ｇ0，Ｂ0をＲs，Ｇs，Ｂsに置き換えて（５）式の係数Ａijを求める。係数Ａijが求められたら、その係数Ａijを用いた（５）式にルックアップテーブル１０８の格子点Ｒ0，Ｇ0，Ｂ0を代入してＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋを求め、その値を当該格子点のＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ値としてルックアップテーブル１０８に書き込む。このとき、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ値を書き込む格子点を、Ｒs，Ｇs，Ｂs近傍の格子点のみとし、他の格子点は前述の手順で予め求めた値をそのまま格納しておく。従って、特定色の近傍の色分解信号だけが書き換えられるため、他の色の再現はルックアップテーブル１０８に予め格納されたＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋ値によるものに保たれる。このときの様子を図５に模式的に示す。
【００７８】
図５は、本発明の第１の実施形態としての３次元ルックアップテーブルの書き換えを２次元的に示した図である。ここでは、説明の便宜上、３次元ルックアップテーブルを一次元のルックアップテーブルとして説明する。
【００７９】
図５において、横軸はルックアップテーブル１０８の入力信号Ｒ，Ｇ，Ｂ、縦軸は出力信号値Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋである。また、入力信号Ｒ，Ｇ，Ｂの下位ビット信号Ｒl，Ｇl，Ｂlが０になる点は、横軸上の△（三角）印で示されており、それらの各点に対応する格子点を○（白丸）印で示す。従って、○印の格子点は、ルックアップテーブル１０８に予め格納されている出力信号値Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋを表わす。
【００８０】
本実施形態において、下位ビット信号Ｒl，Ｇl，Ｂlが０でない入力信号に対しては、○印の格子点の出力信号値を線形補間して出力信号値を得る。例えば、入力信号値が図５の横軸上でＲs，Ｇs，Ｂsである場合には、○印の５０２の２つの格子点の値を線形補間して出力信号値５０３が得られる。但し、出力信号値５０３は、格子点上の２つのデータを補間して求めているので、入力信号色Ｒs，Ｇs，Ｂsを正確に再現するデータにはなっていない。
【００８１】
そこで上述したルックアップテーブル１０８の書き換え処理の手順を適用し、格子点５０２を●（黒丸）印の格子点５０４の値に変更することにより新たな出力信号値５０５が得られる。この出力信号５０５で示される色信号Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋを使用して（４）式のデータの内挿補間によりＲpqrs，Ｇpqrs，Ｂpqrs値を求め、これがＲs，Ｇs，Ｂsに近づくように格子点５０４を移動させればよい。このように、内挿補間により得られたＲpqrs，Ｇpqrs，Ｂpqrs値を、入力信号値Ｒs，Ｇs，Ｂsに近づける処理は、（５）式の係数Ａijを変化させることにより、Ｒs，Ｇs，Ｂsに対する出力信号値５０４を移動させるのと等価となる。
【００８２】
上記の書き換え処理によれば、特定色の再現性を向上すべくその特定色についての入力信号値の近傍の格子点だけを移動させるので、他の領域の入力信号への影響を少なくすることができる。
【００８３】
【第２の実施形態】
図７は、本発明の第２の実施形態としての信号処理部の概要を示すブロック構成図である。
【００８４】
図中、１０３〜１０５及び１０７の各ブロックは、図１と同様であるため説明を省略する。色信号処理回路６０１は、色信号処理回路１０６と略同様の色信号処理を行うが、図３に示した色信号処理回路１０６がＭ，Ｃ，Ｙのそれぞれの色に対応して備えられており、Ｍ，Ｃ，Ｙの出力信号６０３を出力する。従って、３次元ルックアップテーブル６０２にもＭ，Ｃ，Ｙ３つの出力を生成するためのデータが格納されている。
【００８５】
色信号処理回路６０１の出力信号は、黒成分抽出回路６０４で次式により黒信号Ｂｋを生成する。
【００８６】
Ｂｋ＝ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）
ＵＣＲ（下色除去）回路６０５は、次式の処理を行い、最終的な出力信号Ｍ’，Ｃ’，Ｙ’，Ｂｋ’を出力する。尚、αｍ，αｃ，αｙ，αｋ，は予め決められた所定値である。
【００８７】
Ｍ’＝Ｍ−αｍ×Ｂｋ
Ｃ’＝Ｃ−αｃ×Ｂｋ
Ｙ’＝Ｙ−αｙ×Ｂｋ
Ｂｋ’＝αｋ×Ｂｋ
このような構成とすることにより、（２）式〜（５）式ではＭ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋの４信号を用いなければならなかったのに対し、Ｍ，Ｃ，Ｙの３信号を扱えばよいことになり、演算を簡略化することができる。
【００８８】
【第３の実施形態】
図８は、本発明の第３の実施形態としての信号処理部の概要を示すブロック構成図である。
【００８９】
図中、１０３〜１１０の各ブロックは、図１と同様であるため説明を省略する。本実施形態では、シェーディング補正回路１０４の次段にマトリックス変換回路７０１を設けてある。これはＲ，Ｇ，Ｂ色分解信号をＣＩＥ（国際照明委員会）で定められたＸＹＺ標準表色系信号に変換する回路であり、次式の演算を実行する。
【００９０】
Ｘ＝β11×Ｒ＋β12×Ｇ＋β13×Ｂ
Ｙ＝β21×Ｒ＋β22×Ｇ＋β23×Ｂ
Ｙ＝β31×Ｒ＋β32×Ｇ＋β33×Ｂ
ここで係数βijは、スキャナ２０１のＣＣＤ等の色分解特性によって決まる定数であり、これによって得られたＸ，Ｙ，Ｚ信号は第１の実施形態と同様にセレクタ１０５へ送られる。
【００９１】
このような構成とすることにより、色信号処理回路１０６に入力される色信号が標準的な測色値となるため、ルックアップテーブル１０８に格納するデータ（）ＲＯＭ１０９に予め格納するデータ）を求める際、プリンタ２０２から出力される印刷出力をスキャナ２０１で読み取る必要が無くなり、ＣＩＥ標準の測色系で測定した値を用いることができるようになる。
【００９２】
尚、色信号は、Ｘ，Ｙ，Ｚに限定されるわけではなく、ＣＩＥで定義されている他の標準色空間信号を適用しても良いことは言うまでもない。
【００９３】
【第４の実施形態】
上述した各実施形態においては、特に正確に色を再現したい特定の色の色分解信号Ｒs，Ｇs，Ｂsが、印刷出力するときに正確に再現されることを目的としたが、この特定色を原稿とは異なる所望の色に再現するように指定することも可能である。
【００９４】
例えば、原稿色の色分解信号はＲs，Ｇs，Ｂsであるが、これを正確な色から若干赤みがかった色として再現されるようにするには、（５）式に入力するＲ，Ｇ，Ｂ値をＲs，Ｇs，Ｂsのままとし、（７）の評価式を、

とすることにより容易に実現できる。ここで、△Ｒはオペレータが指定してもよいし、または再現したい色のデータとして別途スキャナ２０１から読み込ませるようにしても良い。
【００９５】
【他の実施形態】
尚、上記の実施形態では、印刷出力の色毎に出力信号をひとつだけ出力するようにしたが、例えばプリンタ２０２としてＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋを同時に印刷可能な装置を用いる場合、Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｋの４つの異なる信号を並列に出力するように構成すればよい。
【００９６】
尚、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタ等）から構成されるシステムに適用しても、上述した各実施形態のように一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００９７】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００９８】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９９】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭ等を用いることができる。
【０１００】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１０１】
更に、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１０２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、記憶容量の小さなルックアップテーブルメモリを使用して正確な色再現が可能な画像処理装置及び画像処理方法の提供が実現する。
【０１０３】
また、特定色に関する色再現性を補償したルックアップテーブルを容易に生成できる画像処理装置及び画像処理方法の提供が実現する。また、使用者の所望する色に対する色再現性を補償することができる。
【０１０４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのカラー複写機の概要を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態としての信号処理部の概要を示すブロック構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態としての色信号処理回路１０６のブロック構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態としての３次元ルックアップテーブルの構成を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施形態としての３次元ルックアップテーブルの書き換えを２次元的に示した図である。
【図６】 本発明の第１の実施形態としてのカラー複写機の動作概要を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態としての信号処理部の概要を示すブロック構成図である。
【図８】本発明の第３の実施形態としての信号処理部の概要を示すブロック構成図である。
【図９】本発明の第１の実施形態としての３次元ルックアップテーブルの書き換えを説明する図である。
【図１０】従来例としての色信号の変換処理を説明する図である。
【図１１】従来例としての色信号の変換処理を説明する図である。
【符号の説明】
３２ ビット分割回路
３６ 重み係数発生回路
３９ 線形補間回路
２０１ スキャナ
２０２ プリンタ
１０１ ＣＰＵ
１０３ Ａ／Ｄ変換回路
１０４ シェーディング補正回路
１０５ セレクタ
１０６，６０１ 色信号処理回路
１０７ バッファメモリ
１０８，６０２ ３次元ルックアップテーブル
１０９ ＲＯＭ
６０４ 黒成分抽出回路
６０５ ＵＣＲ回路
７０１ マトリックス変換回路

Claims (14)

1. 入力された画像データの色空間を変換する画像処理装置であって、
   前記画像データを、上位ビット及び下位ビットのデータに分割する分割手段と、
   前記上位ビットのビット数に対応する異なる色空間の色データが予め格納されたルックアップテーブルメモリと、
   前記上位ビットのデータをアドレスとして前記ルックアップテーブルメモリから読み出した色データを、前記下位ビットのデータに基づいて補間し出力する色信号処理手段と、
   そのルックアップテーブルメモリの所定アドレスの色データを選択的に書き換える書き換え手段とを備え、
   前記書き換え手段は、
   特定色のデータを指定する指定手段と、
   前記指定手段により指定された特定色のデータを取り囲む前記ルックアップテーブルメモリの複数の格子点の色データ群を書き換える色データ書き換え手段と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記指定手段は、原稿画像の中の所望する領域を指定する領域指定手段と、その領域指定手段により指定された領域の画像データを抽出する抽出手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 更に、前記データを生成すべく、前記原稿画像を読み取って画素毎に色分解する読み取り手段を備えることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記書き換え手段は、前記原稿画像の複製画像を出力する出力手段の駆動信号、その出力手段により出力された色を前記読み取り手段で色分解したデータとの対応関係、並びに前記指定された領域のデータに基づいて、書き換えるべきデータを生成することを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
5. 更に、前記読み取り手段により得られたデータを測定する測色手段を備え、前記書き換え手段は、前記出力手段の駆動信号、前記測色手段で測定した値との対応関係、並びに前記指定された領域のデータに基づいて、書き換えるべきデータを生成することを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
6. 前記色データは、マゼンダ、シアン、並びにイエローの色データであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の画像処理装置。
7. 前記色データは、マゼンダ、シアン、イエロー、並びにブラックの色データであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の画像処理装置。
8. 入力された画像データの色空間を変換する画像処理方法であって、
   前記画像データを、上位ビット及び下位ビットのデータに分割する分割工程と、
   前記上位ビットのビット数に対応する異なる色空間の色データが予め格納されたルックアップテーブルメモリから、前記上位ビットのデータをアドレスとして読み出した色データを、前記下位ビットのデータに基づいて補間し出力する色信号処理工程と、
   そのルックアップテーブルメモリの所定アドレスの色データを選択的に書き換える書き換え工程とを有し、
   前記書き換え工程は、
   特定色のデータを指定する指定工程と、
   前記指定工程で指定された特定色のデータを取り囲む前記ルックアップテーブルメモリの複数の格子点の色データ群を書き換える色データ書き換え工程と
   を有することを特徴とする画像処理方法。
9. 原稿画像の中の所望する領域を指定し、その指定された領域の画像データを抽出することを特徴とする請求項８記載の画像処理方法。
10. 更に、前記データを生成すべく、前記原稿画像を予め読み取って画素毎に色分解する読み取り工程を有することを特徴とする請求項９記載の画像処理方法。
11. 前記書き換え工程は、前記複製画像を出力する際の駆動信号、その駆動信号により出力された色を色分解して得られるデータとの対応関係、並びに前記指定された領域のデータに基づいて、書き換えるべきデータを生成することを特徴とする請求項１０記載の画像処理方法。
12. 更に、前記読み取り工程により得られたデータの色を測定する測色工程を有し、前記書き換え工程は、前記複製画像を出力する際の駆動信号、前記測色工程で測定した値との対応関係、並びに前記指定された領域のデータに基づいて、書き換えるべきデータを生成することを特徴とする請求項１０記載の画像処理方法。
13. 前記ルックアップテーブルメモリに予め格納された色データは、予め用意した複数の色データの組み合わせについて、そのそれぞれの色データの組み合わせを出力し、その結果得られた出力を読み取り、その結果得られたデータを、前記色データの組み合わせに対応するデータとして格納することを特徴とする請求項８乃至請求項１２の何れかに記載の画像処理方法。
14. 入力された画像データの色空間を変換する画像処理のプログラムコードを納めたコンピュータ可読メモリであって、
    前記画像データを、上位ビット及び下位ビットのデータに分割する分割工程のコードと、
    前記上位ビットのビット数に対応する異なる色空間の色データが予め格納されたルックアップテーブルメモリから、前記上位ビットのデータをアドレスとして読み出した色データを、前記下位ビットのデータに基づいて補間し出力する色信号処理工程のコードと、
    そのルックアップテーブルメモリの所定アドレスの色データを選択的に書き換える書き換え工程のコードとを備え、
    前記書き換え工程のコードは、
    特定色のデータを指定する指定工程のコードと、
    前記指定工程で指定された特定色のデータを取り囲む前記ルックアップテーブルメモリの複数の格子点の色データ群を書き換える色データ書き換え工程のコードと
    を有することを特徴とするコンピュータ可読メモリ。

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