(57)【要約】【課題】  画質及び粒状性を悪化させることなく、トナー消費量の低減を可能にすることを目的とする。【解決手段】  画像形成装置の画像記録信号ＣＭＹＫの任意の組み合わせに対する色表を画像形成装置で出力してその測色値を測定し（Ｓ１００）、画像記録信号に対する測色値の対応関係をモデル化する（Ｓ１０２）。次に入力アドレス値Ｌ*ａ*ｂ*に値して、最大墨量及び最小墨量をプリンタモデルを用いて決定し（Ｓ１０４）、ＵＣＲ関数を用いて墨量が最大値及び最小値の間になるように決定して（Ｓ１０６）、入力アドレス値Ｌ*ａ*ｂ*と墨量をプリンタモデルに入力して数値的に解くことにより、予め設定した許容色差を満足する画像記録信号ＣＭＹの組み合わせを算出し（Ｓ１０８）、トナー総量（Ｃ＋Ｍ＋Ｙ）が最小となるＣＭＹの組み合わせを決定する（Ｓ１１０）。そして、このように決定した変換特性を用いてＬ*ａ*ｂ*色信号を画像記録信号ＣＭＹＫに変換する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色信号を墨を含む画像形成装置の画像記録信号に変換する演算手段を備えた画像処理装置であって、
第１の色信号から墨量を決定した後に、決定した墨量と第１の色信号から、第１の色信号を色再現可能な墨量以外の前記画像記録信号を複数求め、求めた前記画像記録信号のうちトナー量が最小となる墨量以外の前記画像記録信号を決定することによって、前記演算手段の変換特性を決定したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
墨量以外の前記画像記録信号は、予め定めた許容色差の範囲内で複数求めることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記許容色差を変えて決定した前記変換特性を複数備え、複数の変換特性を選択する選択手段を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
墨量の決定は、第１の色信号を色再現可能な墨量の最大値及び最小値の間の値となるように、第１の色信号の明度に対する墨入れ率を表す関数、または第１の色信号の明度に対する墨入れ率を表す関数と彩度に対する墨入れ率を表す関数を用いて決定することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
墨量の最大値及び最小値と、画像形成装置の墨量以外の画像記録信号は、画像形成装置の画像記録信号と測色値の関係をモデル化した関数を用いて決定することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記演算手段は、第１の色信号と墨を含む画像形成装置の画像記録信号の対応関係を決定したルックアップテーブルからなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
第１の色信号を墨を含む画像形成装置の画像記録信号に変換する演算手段を備えた画像処理装置の画像処理方法であって、
第１の色信号から墨量を決定する墨量決定ステップと、
前記墨量決定ステップで決定した墨量と第１の色信号から、第１の色信号を色再現可能な墨量以外の前記画像記録信号を複数求める算出ステップと、
前記算出ステップで求めた前記画像記録信号のうちトナー量が最小となる墨量以外の前記画像記録信号を決定する決定ステップと、
を有し、
前記墨量決定ステップ、前記算出ステップ、及び前記決定ステップによって前記演算手段の変換特性を決定したことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
前記算出ステップは、予め定めた許容色差の範囲内で墨量以外の前記画像記録信号を複数求めることを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記許容色差を変えて決定した前記変換特性を複数備え、複数の変換特性を選択することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
前記墨量決定ステップは、第１の色信号を色再現可能な墨量の最大値及び最小値の間の値となるように、第１の色信号の明度に対する墨入れ率を表す関数、または第１の色信号の明度に対する墨入れ率を表す関数と彩度に対する関数を用いて決定することを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記墨量決定ステップにおける墨量の最大値及び最小値と、前記決定ステップにおける画像形成装置の墨量以外の画像記録信号は、画像形成装置の画像記録信号と測色値の関係をモデル化した関数を用いて決定することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記演算手段は、第１の色信号と墨を含む画像形成装置の画像記録信号の対応関係を決定したルックアップテーブルからなることを特徴とする請求項７乃至請求項１１の何れか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
請求項７乃至請求項１２の何れか１項に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１４】
コンピュータによって読取可能な記憶媒体であって、
請求項１３に記載の画像処理プログラムを記憶することを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び記憶媒体にかかり、特に、入力される色信号を墨を含む画像形成装置の画像記録信号に変換して出力する画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式のカラープリンタの普及が進んでいるが、ユーザの低コスト化に対する対応や環境問題などへの対応から、トナーの消費量を減らすためのトナー節約モードを持つプリンタが発売されている。
【０００３】
従来のトナー節約モードでは、画素を間引いたり（例えば、文字のエッジ以外の中だけ画素を間引く等）、現像バイアス電位を調整（下げて）、画像濃度を薄くするなどの方法により、トナー消費量を削減している。
【０００４】
しかしながら、これらの方法では、画像が本来再現すべき色とは異なった薄い色で色再現しており、画質が悪化していた。
【０００５】
そこで、この問題を解決する手段として特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載の技術では、設定した色差の範囲内（以下、許容色差という。）で、トナーの消費量が最小となるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の組み合わせを色変換用ＤＬＵＴの格子点に設定して色変換するようにしている。これによってトナー消費量を削減した上で、画像が本来再現すべき色を再現することが可能となる。
【０００６】
図８は、Ｋの量によるトナー消費量削減効果を模式的に示した図である。図８（Ａ）はグレーを等量のＣ、Ｍ、Ｙのトナーで表現した場合を示し、図８（Ｂ）はグレーをＫ１色のトナーで表現した場合を示す。
【０００７】
図８（Ａ）、（Ｂ）で表現される明度が等しいと仮定し、ＣＭＹＫそれぞれの網点面積率をβ％とすると、図８（Ａ）のようにグレーをＣＭＹトナーで表現した場合の網点面積率の総量（以下、トナー総量という。）が３β％であるのに対して、図８（Ｂ）のようにＫ１色で表現した場合のトナー総量はβ％となり、グレーをＣＭＹトナーで表現した場合（図８（Ａ））に比べて１／３のトナー消費量で同じ色再現ができる。
【０００８】
一方、図９に、電子写真方式の画像形成装置において、グレーをＫ１色とＣＭＹ３色で表現した場合の粒状性を、図８のβが０〜１００％の場合について評価した例を示す。なお、図９における粒状性は、非特許文献１に示されている方法で評価し、値が小さい程粒状性が良好であることを示す。
【特許文献１】特開２００４−８０２６６号公報
【非特許文献１】廣瀬他、JapanHardCopy‘８８、Ｐ１８９−１９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の技術のように単にトナー消費量が最小となるＣＭＹＫの組み合わせを選択する場合には、所定の色再現を満足する条件で、図８で示したように、Ｋの使用量が最大となり、ＣＭＹの使用量が最小となるＣＭＹＫの組み合わせが選択されることが分かる。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、図９に示すように、Ｋ１色でグレーを表現した場合の粒状性はＣＭＹ３色でグレーを表現した場合よりもハイライトからシャドウにわたる全ての明度において悪いため、特許文献１に記載の技術では、トナー消費量を削減することができるものの、トナー消費量が最小となるＣＭＹＫの組み合わせを選択するため、Ｋの量が多くなってしまい、粒状性が悪化する、という問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、画質及び粒状性を悪化させることなく、トナー消費量の低減を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために請求項１に記載の画像処理装置は、第１の色信号を墨を含む画像形成装置の画像記録信号に変換する演算手段を備えた画像処理装置であって、第１の色信号から墨量を決定した後に、決定した墨量と第１の色信号から、第１の色信号を色再現可能な墨量以外の前記画像記録信号を複数求め、求めた前記画像記録信号のうちトナー量が最小となる墨量以外の前記画像記録信号を決定することによって、前記演算手段の変換特性を決定したことを特徴としている。
【００１３】
トナー総量を増やすことにより、トナー層中における光の吸収が増えるため、明度は低下すると考えられていたが、ある色を出力する場合に、墨量を固定し、墨量以外の画像形成装置の画像記録信号の量を減らしても同じ色再現が得られる可能性がある（同一明度となる墨量以外の画像形成装置の画像記録信号の組み合わせが複数存在する）ことが本願発明者の検討の結果分かった。そこで、請求項１に記載の発明によれば、第１の色信号から墨量を決定した後に、決定した墨量と第１の色信号から、第１の色信号を色再現可能な墨量以外の前記画像記録信号を複数求め、求めた前記画像記録信号のうちトナー量が最小となる墨量以外の前記画像記録信号を決定することによって、前記演算手段の変換特性を決定し、当該変換特性を用いて第１の色信号を画像形成装置の画像記録信号に変換する。
【００１４】
このように、変換特性を決定して演算手段による変換を行うことで、従来技術では不可能であった、墨量の制御を行いながらのトナー消費量の低減が可能となり、画質及び粒状性を悪化させることなく、トナー消費量を低減することができる。
【００１５】
なお、墨量以外の画像形成装置の画像記録信号は、請求項２に記載の発明のように、予め定めた許容色差の範囲内で複数求めるようにしてもよい。また、この時、請求項３に記載の発明のように、許容色差を変えて決定した変換特性を複数備えて、複数の変換特性を選択する選択手段を更に含むようにしてもよい。これによって、ユーザの要望や人間の色差に関する知覚特性などを考慮した色変換を行うことができる。
【００１６】
また、墨量の決定は、請求項４に記載の発明のように、第１の色信号を色再現可能な墨量の最大値及び最小値の間の値となるように、第１の色信号の明度に対する墨入れ率を表す関数、または第１の色信号の明度に対する墨入れ率を表す関数と第１の色信号の彩度に対する墨入れ率を表す関数を用いて決定するようにしてもよい。このように、墨量を決定することで、粒状性などの画質を考慮して墨量を制御するだけでなく、入力される色信号を再現可能な墨量を決定することができるため、高精度な色再現を実現できる。
【００１７】
また、墨量の最大値及び最小値と、画像形成装置の墨量以外の画像記録信号は、請求項５に記載の発明のように、画像形成装置の画像記録信号と測色値との関係をモデル化した関数を用いて決定するようにしてもよい。このように、墨量の最大値及び最小値と、画像形成装置の墨量以外の画像記録信号を決定することで、測色的な色再現を実現することが可能となり、高精度な色再現を実現できる。
【００１８】
さらに、演算手段は、請求項６に記載の発明のように、第１の色信号と墨量を含む画像形成装置の画像記録信号の対応関係を決定したルックアップテーブルで構成するようにしてもよい。このように、演算手段をルックアップテーブルで構成することで、高速に色変換を行うことが可能となる。
【００１９】
請求項７に記載の画像処理方法は、第１の色信号を墨を含む画像形成装置の画像記録信号に変換する演算手段を備えた画像処理装置の画像処理方法であって、第１の色信号から墨量を決定する墨量決定ステップと、前記墨量決定ステップで決定した墨量と第１の色信号から、第１の色信号を色再現可能な墨量以外の前記画像記録信号を複数求める算出ステップと、前記算出ステップで求めた前記画像記録信号のうちトナー量が最小となる墨量以外の前記画像記録信号を決定する決定ステップと、を有し、前記墨量決定ステップ、前記算出ステップ、及び前記決定ステップによって前記演算手段の変換特性を決定したことを特徴としている。
【００２０】
上述したように、ある色を出力する場合に、墨量を固定し、墨量以外の画像形成装置の画像記録信号の量を減らしても同じ色再現が得られる可能性がある（同一明度となる墨量以外の画像形成装置の画像記録信号の組み合わせが複数存在する）ことが本願発明者の検討の結果分かった。そこで、請求項７に記載の発明によれば、第１の色信号から墨量決定ステップで墨量を決定した後に、墨量決定ステップで決定した墨量と第１の色信号から、第１の色信号を再現可能な墨量以外の前記画像記録信号を算出ステップで複数求める。そして、算出ステップで求めた画像記録信号のうちトナー量が最小となる墨量以外の画像記録信号を決定することによって、演算手段の変換特性を決定し、当該変換特性を用いて第１の色信号を画像形成装置の画像記録信号に変換する。
【００２１】
このように、変換特性を決定して演算手段による変換を行うことで、従来技術では不可能であった、墨量の制御を行いながらのトナー消費量の低減が可能となり、画質及び粒状性を悪化させることなく、トナー消費量を低減することができる。
【００２２】
なお、算出ステップは、請求項８に記載の発明のように、予め定めた許容色差の範囲内で墨量以外の画像形成装置の画像記録信号を複数求めるようにしてもよい。また、この時、請求項９に記載の発明のように、許容色差を変えて決定した変換特性を複数備えて、複数の変換特性を選択するようにしてもよい。これによって、ユーザの要望や人間の色差に関する知覚特性などを考慮した色変換を行うことができる。
【００２３】
また、墨量決定ステップは、請求項１０に記載の発明のように、第１の色信号を色再現可能な墨量の最大値及び最小値の間の値となるように、第１の色信号の明度に対する墨入れ率を表す関数、または第１の色信号の明度に対する墨入れ率を表す関数と第１の色信号の彩度に対する墨入れ率を表す関数を用いて決定するようにしてもよい。このように、墨量を決定することで、粒状性などの画質を考慮して墨量を制御するだけでなく、入力される色信号を再現可能な墨量を決定することができるため、高精度な色再現を実現できる。
【００２４】
また、墨量決定ステップにおける墨量の最大値及び最小値と、決定ステップにおける画像形成装置の墨量以外の画像記録信号は、請求項１１に記載の発明のように、画像形成装置の画像記録信号と測色値との関係をモデル化した関数を用いて決定するようにしてもよい。このように、墨量の最大値及び最小値と、画像形成装置の墨量以外の画像記録信号を決定することで、測色的な色再現を実現することが可能となり、高精度な色再現を実現できる。
【００２５】
さらに、演算手段は、請求項１２に記載の発明のように、第１の色信号と墨量を含む画像形成装置の画像記録信号の対応関係を決定したルックアップテーブルで構成するようにしてもよい。このように、演算手段をルックアップテーブルで構成することで、高速に色変換を行うことが可能となる。
【００２６】
なお、請求項７乃至請求項１２の何れか１項に記載の画像処理方法は、請求項１３に記載の発明のように、コンピュータに実行される画像処理プログラムとしてもよい。そして、当該画像処理プログラムは、請求項１４に記載の発明のように、コンピュータ読取可能な記憶媒体に記憶するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、第１の色信号から墨量を決定した後に、決定した墨量と第１の色信号から、第１の色信号を再現可能な墨量以外の画像形成装置の画像記録信号を複数求め、求めた画像記録信号のうちトナー量が最小となる墨量以外の画像記録信号を決定することによって、第１の色信号を墨を含む画像形成装置の画像記録信号に変換する変換特性を決定したことにより、画質及び粒状性を悪化させることなく、トナー消費量の低減が可能となる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図１に示すように、画像入力装置１２からは、Ｌ*ａ*ｂ*色信号が画像処理装置１０に入力され、画像処理装置１０によって所定の許容色差内の色再現を実現する画像記録信号であるＣＭＹＫ網点面積率の信号に変換された後に、画像形成装置１６にＣＭＹＫの画像記録信号が出力される。なお、画像形成装置１６は電子写真方式の画像形成装置を適用することができる。例えば、レーザ光を感光体ドラムに走査することで主走査を行い、感光体ドラムの回転によって副走査を行う画像形成装置を適用することができる。
【００３０】
画像処理装置１０は、Ｌ*ａ*ｂ*色信号をＣＭＹＫ網点面積率の信号に変換して画像記録信号を画像形成装置１６に出力する。詳細には、画像処理装置１０は、３次元ＤＬＵＴ処理部２０で構成されている。
【００３１】
３次元ＤＬＵＴ処理部２０は、３入力４出力のＤＬＵＴ（Direct Look Up Table）で構成している。ＤＬＵＴは、例えば、入力信号Ｌ*ａ*ｂ*の各軸を１６分割した値を入力アドレスとし、立方体補間により補間演算を行って画像記録信号ＣＭＹＫを算出するように構成している。本実施の形態では、ＤＬＵＴの補間方式としては、立方体補間方式を適用するが、補間方式はこれに限るものではなく、例えば、三角柱補間方式や四面体補間方式などの他の補間方式を適用するようにしてもよい。また、本実施の形態においては３次元ＤＬＵＴ処理部２０をＤＬＵＴで構成したが、これに限るものではなく、３入力４出力の色変換を行うことができれば、他の構成でもよい。
【００３２】
図２は、電子写真方式の画像形成装置において、Ｋ色の網点面積率を１００％に固定して、ＣＭＹを等量として、それぞれ０〜１００％とした場合における、明度Ｌ*の変化をトナー総量に対して示した図である。
【００３３】
本来、トナー総量を増やすことにより、トナー層中における光の吸収が増えるため、明度は低下すると考えられるが、図２から分かるようにトナー総量２５０％程度まで明度が低下するものの、トナー総量をそれ以上増やすと明度が上昇していることが分かる。これは、トナー層表面における表面反射やトナー層内における光の散乱による影響であると考えられ、ある色（明度）を出力する場合に、Ｋ色の量を固定し、ＣＭＹの量を減らしても同じ色再現が得られる可能性があることを示している。すなわち、同一明度となるＣＭＹの組み合わせが複数存在する（図２では、同一明度となるＣＭＹの組み合わせが２つ存在する。）ことを示している。
【００３４】
従って、粒状性などの画質を考慮してＫ色の量を決定した後に、指定した色再現を実現する最小のトナー総量となるＣＭＹの組み合わせを決定することによって、粒状性などの画質を悪化させることなく、トナー消費量を削減することが可能であると考えられる。
【００３５】
そこで、本実施の形態では、３次元ＤＬＵＴ処理部２０における変換パラメータを以下のように決定する。図３は、本発明の実施の形態に係わる３次元ＤＬＵＴ処理部２０における変換パラメータの決定方法の流れを示すフローチャートである。
【００３６】
まず、Ｓ１００において、画像記録信号ＣＭＹＫの任意の組み合わせに対する色票を画像形成装置１６で出力し、市販の測色計で測色値Ｌ*ａ*ｂ*を測定する。なお、測定に用いる表色系として、本実施の形態では、均等色空間であるＬ*ａ*ｂ*表色系を使用するが、ＸＹＺ表色系などの他の表色系を用いるようにしてもよい。なお、色変換モデルを解く際に色差を評価する場合には、均等色空間が好ましい。
【００３７】
そして、入力する画像記録信号に対する測色値の変換特性をモデル化（以下、色変換モデルという。）する。
【００３８】
すなわち、Ｓ１０２において、画像形成装置１６の画像記録信号ＣＭＹＫと測色値Ｌ*ａ*ｂ*のデータセットを教師データとして、ニューラルネットワークに学習させる。ＣＭＹＫとＬ*ａ*ｂ*との関係は次の関数で表すことができる。
（Ｌ*、ａ*、ｂ*）＝Ｆ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）  ・・・(１)
この（１）式をそれぞれの色成分に分解すると以下のようになる。
Ｌ*＝ＦＬ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）  ・・・（２）
ａ*＝Ｆａ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）  ・・・（３）
ｂ*＝Ｆｂ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）  ・・・（４）
本実施の形態では、ニューラルネットワークとしては、文献「フレキシブルＵＣＲによる高精度色変換〜ニューラルネットワークによる高精度プリンタモデル〜」、村井和昌、Japan Hard Copy ’９４論文集、ｐｐ．１８１−１８４に示されている４層で中間層細胞数が１０個のニューラルネットワークを用い、バックプロバケーション法により学習させた。本実施の形態では、Ｓ１０２において、ニューラルネットワークの色変換モデルを用いたが、他の多項式モデルや変換テーブル方式の色変換モデルを用いるようにしてもよい。
【００３９】
次に、Ｓ１０４において、３次元ＤＬＵＴ処理部２０の入力アドレス値Ｌ*ａ*ｂ*に対して、最大墨量Ｋmaxと最小墨量ＫminをＳ１０２で決定したニューラルネットワークより求め、Ｓ１０６において、Ｓ１０４で求めた最大墨量Ｋmax、最小墨量Ｋmin、及びＵＣＲ（under color removal）関数αより、次式（Ｋ＝Ｋmin＋（Ｋmax−Ｋmin）α）を用いて墨量Ｋを決定する。すなわち、墨量が最大墨量と最小墨量の間の値となるように決定する。なお、本実施の形態では、墨量Ｋを決定する際に、ＵＣＲ関数α、すなわち、明度Ｌ*の関数のみを用いて墨量Ｋを決定するが、特開２０００−７８４１９号公報のように、彩度Ｃ*の関数βを更に用いるようにしてもよい。この場合には、墨量Ｋは、次式（Ｋ＝α・β・Ｋmax＋（１−α・β）・Ｋmin）を用いて決定することができる。この時、彩度Ｃ*は次式（Ｃ*＝（ａ*2＋ｂ*2）1/2）である。
【００４０】
ここで、通常、（１）式に示す関数Ｆの逆関数は求まらない。しかし、Ｌ*ａ*ｂ*の値を与える共に、ＣＭＹＫの中の１変数を適切に決めれば、（１）式から残りの３変数を求めることができる。例えば、（１）式に、Ｌ*ａ*ｂ*の値を与えると共にＫの値を与えるとＣＭＹの値を決定することができる。
【００４１】
ここで、ＣＭＹの値を決定する方法について考察する。
【００４２】
再現すべき色をＬ*ａ*ｂ*とおき、与える墨量をＫとすると、再現すべき色と画像記録信号ＣＫＹ及び墨量Ｋによる色との色差ΔＥは画像記録信号ＣＭＹの関数として次式で定義される。
ΔＥ（Ｃ、Ｍ、Ｙ）＝（（Ｌ*−ＦＬ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ））2＋（ａ*−Ｆａ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ））2＋（ｂ*−Ｆｂ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ））2）1/2  ・・・（５）
非線形方程式である（１）式を解くということは、色差ΔＥが零になるＣＭＹの値を求めることと同じことを意味しているので、（１）式を解くという問題を、色差ΔＥを目的関数として、目的関数ΔＥを最小化するＣＭＹを求めるという非線形最適化問題に捉え直すことができる。従って、シンプレックス法などの導関数を用いない非線形最適化手法により（５）式を解くことで、ＣＭＹを求めることができる。従って、色変換モデルが微分不連続であってもＣＭＹの値を求めることができる。なお、本実施の形態では、ΔＥを零にするＣＭＹを求めるようにしたが、これに限るものではなく、予め定めた許容色差内となるＣＭＹを求めるようにしてもよい。
【００４３】
まず、（５）式の右辺のＫの値を振りながら求められるＣＭＹの値が次式に示す条件を満たすか否かを判断する。
０≦Ｃ、Ｍ、Ｙ≦１００（％）  ・・・（６）
ここで、条件を満たす最も大きいＫの値が最大墨量Ｋmaxであり、最も小さいＫの値が最小墨量Ｋminである。墨量Ｋの値は通常８ｂｉｔ程度に量子化されているため、Ｋの値を０から１００％まで全探索しても２５６回、（５）式を最適化することにより、（６）式を満たすＫmaxとＫminとを求めることができる。また、探索しなくても２分探索アルゴリズムにより（５）式のＫの値を０から１００％まで振って（６）式を満たすＫmax及びＫminを効率的に求めることができる。なお、最小墨量Ｋminを求めずに、最小墨量は墨入れをしない場合と考えてＫmin＝０としてもよい。
【００４４】
そして、最大墨量Ｋmax、最小墨量Ｋmin、ＵＣＲ関数αを用いて、次式（Ｋ＝Ｋmin＋（Ｋmax−Ｋmin）α）により、最適な墨量Ｋを決定する。
【００４５】
ここで、ＵＣＲ関数αは、明度Ｌ*の関数であり、例えば、図４に示す特性を有している。すなわち、ハイライト部（Ｌ*＞５０）におけるける墨量が零となるように設定される。なお、本実施の形態では、Ｌ*の値が５０の点を基準としてそれ以上の明るい部分では、墨入れ率αが０となるようにしたが、基準となる点のＬ*の値はこれに限るものではない。
【００４６】
このように、ＵＣＲ関数を用いて墨量を制御することにより、粒状性が問題となるハイライト部における墨量を零にするなど、粒状性などの画質を考慮して墨量を制御することが可能となる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、墨量を最大墨量と最小墨量の間の間の値となるように決定したが、墨量の決定方法はこれに限るものではなく、最小墨量を決定せずに、最大墨量とＵＣＲ関数から墨量を決定する方法や、Ｌ*ａ*ｂ*色信号をＣＭＹ色信号に公知の方法で色変換した後に公知のＵＣＲ処理方法で墨量を決定する方法等を用いるようにしてもよい。
【００４８】
次に、Ｓ１０８において、３次元ＤＬＵＴ処理部２０の入力アドレス値Ｌ*ａ*ｂ*とＳ１０６で求めた墨量ＫをＳ１０２で決定したニューラルネットワークに入力して上述したように数値的に解くことにより、色差ΔＥが最小となる画像記録信号ＣＭＹあるいは色差ΔＥが予め設定した許容色差を満足する色再現可能な画像記録信号ＣＭＹの組み合わせを複数求める。すなわち、図２に示したように、同一明度となるトナー総量が複数存在するので、その画像記録信号ＣＭＹの組み合わせを複数算出する。なお、色差ΔＥが零となる画像記録信号ＣＭＹの組み合わせ求めることにより、色再現性に関する画質劣化を全く発生させることなく、トナー消費量を削減することが可能となる。これに対して、色差ΔＥが許容色差を満足する画像記録信号ＣＭＹを求めることにより、適切なトナー消費量削減量をユーザが指定することが可能となる。
【００４９】
続いて、Ｓ１１０において、Ｓ１０８で求めた画像記録信号ＣＭＹの組み合わせのうちトナー総量が最小となるＣＭＹの組み合わせを決定する。
【００５０】
そして、Ｓ１１２において、Ｓ１１０で得られた画像記録信号ＣＭＹとＳ１０６で得られた墨量Ｋを３次元ＤＬＵＴ処理部２０のＤＬＵＴの格子点に設定する。
【００５１】
このように、３次元ＤＬＵＴ処理部２０の色変換特性（色変換パラメータ）を決定することにより、墨量を制御しながらトナー消費量を削減することが可能となり、かつ粒状性などの画質を劣化させることなくトナー消費量を削減することができる。
【００５２】
特に、従来技術のトナー節約モードでは、画素を間引いたり、現像バイアス電位を調整して画像濃度を薄くする方法により、トナー消費量を削減しており、この方法では色再現性が悪化するが、本実施の形態では、色再現性に関する画質劣化が全く発生せずに、トナー消費量を削減することができ、従来に比べて画質改善効果が非常に大きい。
【００５３】
更に、３次元ＤＬＵＴ処理部２０の色変換パラメータを、予め設定した許容色差を満足し、トナー消費量が最小となるように決定したＤＬＵＴを、許容色差を変えて複数作成して画像処理装置１０に持たせることで、ユーザが許容色差の設定に応じたＤＬＵＴを切り換えることで、トナー消費量削減に対するユーザの要望や、人間の色差の知覚特性などを考慮した色変換が可能となる。
【００５４】
なお、上記の実施の形態に係わる画像処理装置１０の機能の一部または全部は、コンピュータにより実行可能なプログラムによって実現することができる。また、図５に示すように、プログラム３０は、コンピュータ３２によって読取可能な各種記録媒体３４に記憶することもできる。
【実施例】
【００５５】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。図６及び図７は、上記の実施の形態に係わる画像処理装置１０を用いてトナー消費量削減効果を確認した結果を示す図である。
【００５６】
図６は明度Ｌ*が５〜９５までのグレー（ａ*＝ｂ*＝０）を再現する場合において、ＹＭＣＫの網点面積率とトナー総量（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ＋Ｋ）及び各色の消費量を本実施の形態と従来技術を比較した結果を示し、図７は画像入力装置１２から入力される画像がＪＩＳ  Ｘ９２０１で規定された高精細カラーデジタル標準画像（ＣＭＹＫ／ＳＣＩＤ）のＮｏ．１〜Ｎｏ．８の場合における、ＣＭＹＫ色空間がJapan Color2001 Type3（コート紙）を想定して、公知の色変換技術を用いて画像入力装置１２でＣＭＹＫ→Ｌ*ａ*ｂ*色変換を行い、３次元ＤＬＵＴ処理部２０に入力された場合を想定し、従来技術（特開平１１−２２５２７９号公報）に対する本実施の形態のトナー消費量の削減量を評価した結果を示す。なお、図６及び図７におけるＵＣＲ関数は図４に示した関数を用い、ハイライト部（Ｌ*＞５０）における墨量が零となるように設定した。また、許容色差は測色的色再現性を実現するように零に設定した。また、本実施の形態と従来技術（特開平１１−２２５２７９号公報）において、３次元ＤＬＵＴ処理部２０のＣＭＹＫ格子点の総量（Ｃ＋Ｍ＋Ｙ＋Ｋ）は、定着や転写に関するディフェクトを考慮して総量を２５０％以下となるように設定した。３次元ＤＬＵＴ処理部２０のＣＭＹＫ格子点の総量制限方法は公知の方法を適用することが可能である。
【００５７】
図６に示すように、明度が２０以下のシャドウ領域において、本実施の形態のＣＭＹ網点面積率は従来技術に比べて少なくなっており、同じ色再現を実現しながら（色差を発生させることなく）、Ｋ色の量を固定してＣＭＹの量を減らすことができることが分かる。
【００５８】
また、明度２０以下のシャドウ領域において、本実施の形態に係わる画像処理装置１０で処理した場合のトナー総量は、従来技術に比べて少なくなっており、シャドウ領域におけるトナー消費量削減効果が高いことが分かる。
【００５９】
また、図７に示すように、画像中にシャドウ領域の多いＳＣＩＤ  Ｎｏ．１、２、３、８では、従来技術に比べて約１０％以上ものトナー消費量を削減することができるのに対して、画像中にシャドウ領域が少ないＳＣＩＤ  Ｎｏ．４、５、７、８のトナー消費量削減効果は３％程度と少ないことが分かる。
【００６０】
以上のことより、本実施の形態に係わる画像処理装置１０では、トナー消費量削減効果は、シャドウ部に現われ、画像中にシャドウ領域の多い画像に対して、トナー消費量削減効果が非常に高いことが確認できる。従って、画質及び粒状性を悪化させることなく、トナー消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係わる画像処理装置を示す図である。
【図２】電子写真方式の画像形成装置において、Ｋ色の網点面積率を１００％に固定して、ＣＭＹを等量として、それぞれ０〜１００％とした場合における、明度Ｌ*の変化をトナー総量に対して示した図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わる３次元ＤＬＵＴ処理部における変換パラメータの決定方法の流れを示すフローチャートである。
【図４】ＵＣＲ関数の一例を示す図である。
【図５】コンピュータによって読取可能な各種記録媒体に画像処理装置の機能の一部または全部を実行するプログラムを記憶する一例を示す図である。
【図６】明度Ｌ*が５〜９５までのグレー（ａ*＝ｂ*＝０）を再現する場合において、ＹＭＣＫの網点面積率とトナー総量（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ＋Ｋ）及び各色の消費量を本実施の形態と従来技術を比較した結果を示す図である。
【図７】画像入力装置から入力される画像がＪＩＳ  Ｘ９２０１で規定された高精細カラーデジタル標準画像（ＣＭＹＫ／ＳＣＩＤ）のＮｏ．１〜Ｎｏ．８の場合における、ＣＭＹＫ色空間がJapan Color2001 Type3（コート紙）を想定して、公知の色変換技術を用いて画像入力装置１２でＣＭＹＫ→Ｌ*ａ*ｂ*色変換を行い、３次元ＤＬＵＴ処理部に入力された場合を想定し、従来技術に対する本実施の形態のトナー消費量の削減量を評価した結果を示す図である。
【図８】Ｋの量によるトナー消費量削減効果を模式的に示した図であり、（Ａ）はグレーを等量のＣ、Ｍ、Ｙのトナーで表現した場合を示し、（Ｂ）はグレーをＫ１色のトナーで表現した場合を示す。
【図９】電子写真方式の画像形成装置において、グレーをＫ１色とＣＭＹ３色で表現した場合の粒状性を、図８のβが０〜１００％の場合について評価した例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０    画像処理装置
１２    画像入力装置
１６    画像形成装置
２０    ３次元ＤＬＵＴ処理部
３０    プログラム
３２    コンピュータ
３４    各種記憶媒体
【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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