(57)【要約】【課題】  視覚的な誤差を軽減可能な分光的二値化処理にする。【解決手段】  分光画像の注目画素の分光反射特性と、インクおよびインクの組み合わせの分光反射特性との誤差を算出し(S202)、算出した分光反射特性の誤差に重みを掛けた重み付き誤差を算出し(S203)、重み付き誤差が最も小さくなる分光反射特性をもつインク（またはインクの組み合わせ）を選択し、注目画素の位置データおよび選択したインクの情報をドット配置情報とし(S204)、選択したインク（またはインクの組み合わせ）に対応する重み付き誤差を注目画素の周囲の画素に拡散する(S205)。【選択図】    図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光画像を入力する入力手段と、
複数の色材およびそれら色材の組み合わせの分光情報を記憶する第一のメモリと、
前記分光画像の注目画素の分光特性および前記分光情報の間の誤差を計算し、前記誤差に所定の重みを付ける計算手段と、
重み付けされた誤差に基づき、前記注目画素に対応する前記色材または色材の組み合わせを選択する選択手段と、
選択された色材または色材の組み合わせに対応する前記重み付き誤差を誤差拡散する拡散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】
前記重み付き誤差を算出するための重み係数は視覚特性に基づき設定されることを特徴とする請求項1に記載された画像処理装置。
【請求項３】
前記選択手段は、前記重み付き誤差が最小の前記色材または色材の組み合わせを選択することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された画像処理装置。
【請求項４】
さらに、前記選択された色材または色材の組み合わせに基づき、前記注目画素の近傍の所定領域における色材の使用量が所定量以下か否かを判定し、前記所定量を超える場合は前記選択手段に再選択を行わせる判定手段を有することを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載された画像処理装置。
【請求項５】
さらに、前記選択された色材または色材の組み合わせと、それに対応する画素位置をドット配置情報として記憶する第二のメモリと、
前記第二のメモリに記憶されたドット配置情報に基づく画像データを出力する出力手段を有することを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載された画像処理装置。
【請求項６】
画像を示す分光画像データを入力し、
複数の色材を用いて形成される複数の再現色の分光データと、前記分光画像データの注目画素との間の誤差に応じて、前記注目画素に対応する再現色を選択し、
選択された再現色に対応する誤差を、前記注目画素の周辺画素に拡散することを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
前記誤差は、波長に応じた重み関数を用いて求めることを特徴とする請求項6に記載された画像処理方法。
【請求項８】
前記波長に応じた重み関数は等色関数であることを特徴とする請求項7に記載された画像処理方法。
【請求項９】
画像処理装置を制御して、請求項6から請求項8の何れかに記載された画像処理を実現することを特徴とするプログラム。
【請求項１０】
請求項9に記載されたプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理装置およびその方法に関し、例えば、色分解技術、原画像の色を分光的に再現する分光的色再現技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速通信網の普及により、高精細な画像の高速配信が可能になり、遠隔医療や電子美術館などへの応用が期待されている。こうした分野においては、物体の階調性や、色情報を正確に伝えることが重要である。
【０００３】
階調性を忠実に再現する方法として用いられるのが後述するH.T.処理であり、色情報を忠実に再現する方法として用いられるのがカラーマッチング処理および色分解処理である。
【０００４】
画像を記録する場合、画像情報の階調を忠実に再現する方法として、ディザ法、誤差拡散法などの中間調処理法が用いられる。例えば、多値画像データを二値画像（または二値以上で入力階調数より少ない階調数を有する画像）に変換する手法として知られている、R. Floydらによる誤差拡散法（"An adaptive algorithm for spatial grayscale", SID International Symposium Digest of Technical Papers, vol 4.3, 1975, pp. 36-37）は、ある画素で生じた二値化誤差を以降の複数画素へ拡散することにより、擬似的に階調表現を行うものである。誤差拡散法は、階調再現性の高い擬似中間調処理方法として、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像処理装置において広く用いられている。
【０００５】
誤差拡散の原理は、まず、図7(a)に示す、注目画素の周囲に誤差を拡散する際の拡散する誤差の比率を示す拡散係数を設定する。次に、図7(b)に示すように、注目画素（図7(b)に太枠で示す画素）の値と任意の閾値（例えば128）を比較し、画素値が閾値よりも小さければ0を、画素値が閾値よりも大きければ255を出力する。つまり、出力画素値は0または255に二値化されるものとする。その際、二値化で生じた誤差（207-255=-48）を、上記の拡散係数に従い、周囲の画素（図7(c)に太枠で示す画素）に拡散する。このような処理を行うことにより、最終的には、入力画像の濃度がほぼ保存された二値画像を得ることができる（図7(d)）。
【０００６】
近年のインクジェットプリンタなどの画像出力装置の発達により、階調性に関しては、視覚的に、オリジナルに遜色のないレベルの印刷結果が得られている。ところで、色情報を正確に再現するためのカラーマッチング技術は、一般に、人間がある特定の光源下で対象を観る場合を想定し、その光源下での三刺激値（XYZまたはLab）が一致するように色再現を行うものであり、このような色再現方法を測色的色再現と呼ぶ。測色的色再現は、照明光源に大きく依存し、物体を撮影する場所と、撮影された画像を観察する場所の照明光源が一致しない場合、正確な色再現は保証されない。
【０００７】
そこで、原画像の色を、より正確に再現するための技術として、分光的色再現技術が注目されている。原画像の色の見え（三刺激値）のみではなく、物体の分光反射率そのものを再現し、あらゆる光源下においても原画像との色の見えを一致させるものが分光的色再現であり、CMYKインクに色相の異なるインクを加えて、五から八色のインクで印刷することで実現されることが知られている。
【０００８】
カラーマッチングに分光情報を用いる例として、例えば特開平05-296836号公報に、ニューラルネットワークを用いて目標色の分光反射率を入力し、調色に用いる染料の処方を算出する方法が開示されている。
【０００９】
しかし、特開平05-296836号公報に開示された技術は、入力データに分光情報を用いるものの、カラーマッチングはXYZ空間で行っているため、入力データと出力データが分光的にマッチングしている保証はない。また、特開平05-296836号公報に開示された技術は、繊維製品を目標色に染めるための染料の配合処方を求める技術であり、出力される染料濃度は多値データである。従って、この技術をインクジェットプリンタに適応する際は、上記のH.T.処理が必要になる。しかし、誤差拡散法は、原画像中の色をインク量に置き換えた後（色分解処理）、各インクの濃度（または明度）のみを保存するように誤差を拡散させる技術であり、分光的な色情報の保存は考慮されていない。
【００１０】
【特許文献１】特開平05-296836号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の問題を個々にまたはまとめて解決するもので、分光画像用の二値化処理を提供することを目的とする。
【００１２】
また、視覚的な誤差を軽減可能な分光的二値化処理を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００１４】
本発明は、画像を示す分光画像データを入力し、複数の色材を用いて形成される複数の再現色の分光データと、分光画像データの注目画素との間の誤差に応じて、注目画素に対応する再現色を選択し、選択された再現色に対応する誤差を、注目画素の周辺画素に拡散することを特徴とする。
【００１５】
前記誤差は、波長に応じた重み関数を用いて求めることが好ましい。また、前記重み係数は視覚特性に基づき設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、分光画像の分光特性と、インクおよびインクの組み合わせの分光情報に基づき誤差拡散を行う、分光画像用の二値化処理を提供することができる。
【００１７】
また、視覚特性を考慮するので、視覚的な誤差を軽減可能な分光的二値化処理を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる実施例の画像処理を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
［構成］
図1は分光的誤差拡散処理を行う画像処理装置1の構成例を示すブロック図である。
【００２０】
画像データ記憶部2は、分光的誤差拡散処理前の分光画像データを記憶する。画像入力部3は、画像データ記憶部2から画像データを読み込み、メモリに記憶する。インク情報記憶部4は、印刷に用いるインクの分光反射率を記憶する。分光反射率誤差算出部5は、入力画像の分光反射率とインクドットの分光反射率との誤差を算出する。
【００２１】
印刷ドット選択部6は、注目画素に対してどのインクを用いて印刷するかを選択する。ドット配置記憶部7は、印刷ドット選択部6が選択したドットを記憶する。誤差拡散部8は、分光反射率誤差算出部5が算出した誤差を周囲の画素に拡散させる。重み係数記憶部9は、誤差拡散の際に拡散する誤差に掛ける重みを記憶する。
【００２２】
拡散係数記憶部10は、近傍の画素に誤差を拡散させる際の配分（拡散係数）を記憶する。誤差拡散情報記憶部11は、誤差拡散部8によって拡散された誤差を記憶する。画像出力部12は、ドット配置記憶部7に記憶されたドット配置情報に基づき画像出力を行う。画像出力装置13は、プリンタなどの画像を出力する装置である。
【００２３】
［処理］
図2は画像処理装置1が行う分光的誤差拡散処理を示すフローチャートである。
【００２４】
まず、画像入力部3により、画像データ記憶部2に記憶された分光画像データを読み込み、メモリに格納する(S201)。分光画像データは、各画素の値が、例えば波長域400から700nmを10nm間隔でサンプリングした反射率として記録された画像のように、色情報として分光反射率が記録された画像のことである。図3Bは、分光画像データの一画素のデータを表す。
【００２５】
次に、分光反射率誤差算出部5により、画像入力部3のメモリに格納された分光画像データの注目画素の分光反射特性と、インク情報記憶部4に記憶されたすべてのインクおよびインクの組み合わせの分光反射特性（つまり、インク（色材）によって再現される再現色の分光データ）との誤差を算出する(S202)。図3Aは、インク情報記憶部4に記憶されたインクおよびインクの組み合わせ（n色のインクを用いる場合には一次色、二次色、…、n次色）によって得られるドットの分光反射特性例を示す図である。続いて、算出した分光反射特性の誤差に、分光反射率誤差算出部5により、重み係数記憶部9に記憶された重みを掛けた、重み付き誤差を算出する(S203)。なお、分光反射特性の誤差は、各波長（例えば10nmごと）に記録された分光反射率の差分であり、その誤差の大小は、例えば差分の絶対値を波長域（例えば400から700m）で積分した値（面積）の大小である。
【００２６】
次に、印刷ドット選択部6により、重み付き誤差が最も小さくなる分光反射特性をもつインク（またはインクの組み合わせ）を選択し、注目画素の位置データおよび選択したインクの情報をドット配置情報としてドット配置記憶部7に格納する(S204)。
【００２７】
次に、誤差拡散部8により、ステップS204で選択したインク（またはインクの組み合わせ）に対応する重み付き誤差を、拡散係数記憶部10に記憶された拡散係数に従い、注目画素の周囲の画素に拡散し、拡散した誤差を拡散誤差記憶部11に記憶する(S205)。
【００２８】
次に、すべての画素について誤差拡散処理を行ったか否かを判断し、終了であれば画像出力部12により、ドット配置記憶部7に記憶されたドット配置情報に従い、画像出力装置13に画像データを出力する(S208)。また、未了であれば注目画素を未処理の画素に更新し(S207)、処理をステップS202に戻す。
【００２９】
［分光反射率誤差の重み付け］
一般に、物体の分光反射率を、プリンタなどの出力デバイスによって再現するには五から八種類の色材が必要であるとされる。しかし、多色の色材を用いてもなお、オリジナルの分光反射率に完全に一致させることは不可能であり、誤差が生じる。また、人間の視覚特性は、光の波長に対して感度が一定ではい。
【００３０】
そこで、人間の目の視覚特性において、感度の高い波長域では誤差を拡散する際の重みを大きくして、なるべく忠実に分光反射率を再現し、他方、感度の低い波長域の誤差は重みを小さくして拡散することで、人間が画像を観る際の色再現精度を向上させることができる。そこで、例えば、CIEが定めた等色関数(x(λ), y(λ), z(λ))の和を重み関数w(λ)として分光反射特性の誤差に掛け、重み付けした誤差を近傍の画素に拡散することで、視覚的に敏感な波長域の情報をより忠実に再現する。
【００３１】
図3Aは印刷に用いる七色のインクおよびそれらの組み合わせの分光反射特性の例を、図3Bはオリジナル（一画素）の分光反射特性の例を、図3Cは重み関数w(λ)として用いる等色関数の和を、図3Dはオリジナルの分光反射特性とマゼンタインクの分光反射特性（オリジナルの分光反射率との誤差が最も小さい）との差分（誤差）、および、その重み付き誤差の一例をそれぞれ示す。
【００３２】
このように、実施例1によれば、各画素が分光情報を表す画像を入力して、視覚的な誤差が少なくなるように誤差拡散した、各画素がある色のインクまたは複数色のインクの組み合わせで表される画像、言い換えれば、各色インクごとに二値化された画像を得ることができる。なお、上記の二値化処理を分光的二値化処理と呼ぶ場合がある。
【実施例２】
【００３３】
以下、本発明にかかる実施例2の画像処理を説明する。なお、本実施例において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００３４】
［構成］
図4は実施例2の画像処理装置1の構成例を示すブロック図である。
【００３５】
図1に示す構成と異なるのは、印刷ドット選択部6により、注目画素をどのインクまたはインクの組み合わせで印刷するかが選択された後、参照領域中のインク打込量の総和が閾値を超えていないかを判定する打込量判定部14があることである。なお、閾値は、記録紙などのメディアに応じて予め設定されていて、ユーザが、使用するメディアに応じて指定するものである。
【００３６】
［処理］
図5は画像処理装置1の画像処理を示すフローチャートである。
【００３７】
図2に示す処理と異なるのは、打込量判定部14により、図6に示すような参照領域中のインクの総打込量を算出し(S505)、算出した総打込量が閾値を超えていなければ、注目画素の位置データおよび選択したインクの情報をドット配置情報としてドット配置記憶部7に格納する(S506)。また、閾値を超えている場合は処理をステップS204に戻し、印刷ドット選択部6に、よりインク打込量の少ないインクの組み合わせで、誤差が小さいものを選択させる。なお、ステップS204の再処理は、通常、組み合わせるインクの数を減らすことになる。
【００３８】
S507では、誤差拡散部409にて、上記第一の実施形態と同様に、S503にて算出された重み付き誤差を、拡散係数記憶部411に記憶されている拡散係数に従い、上記第一の実施形態と同様に、周囲の画素に拡散させ、拡散誤差情報記憶部412に記憶する。S508では、すべての画素についてH.T.処理を行ったかどうかを判断し、終了していればS510に進み、終了していなければ、S509にて注目画素を、未処理の画素に更新しS502に戻る。S510では、画像出力部413において、ドット配置記憶部408に記憶されているドット配置に従い、画像出力装置414にて画像を出力する。
【００３９】
このように、実施例2によれば、メディアのインク打込量の限界が、ハードウェアのインク打込量の限界（使用インクの数×100％）よりも小さい場合でも、メディアのインク打込量の限界を超えることなく、分光的二値化処理を行うことができる。
【００４０】
［変形例］
実施例1および2において、重み関数として等色関数の和を用いる例を説明したが、重み関数は、人間の視覚特性を考慮したものであればよく、等色関数の和に限られるわけではない。
【００４１】
また、拡散係数は、図7(a)に示すような、Floyd & Steinberg型と呼ばれる係数を用いてもよいが、分光的二値化処理の誤差を、未処理画素に拡散する係数であれば、その値や、拡散する画素の配置は限定されるわけではない。
【００４２】
また、分光画像データを波長域400から700nmを10nm間隔でサンプリングしたデータとする例を説明したが、波長域およびサンプリング間隔は所望の精度および処理速度が得られるものであれば、これに限定されるものではない。
【００４３】
実施例2における打込量を判定するための参照領域の形状は、図6に示した正方形である必要はなく、長方形、楕円形、円形であってもよい。また、その大きさに関しても、所望の打込量の限界をチェックできる大きさであればよい。
【００４４】
また、実施例2において、インク打込量の限界を判定する閾値は、ユーザが指定する例を説明したが、デフォルト設定の所定値を用いてもよいし、勿論、ユーザがメディアを指定すると、それに連動して、そのメディアに対応する閾値を用いてもよい。
【００４５】
［他の実施例］
なお、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、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００４６】
また、本発明の目的は、前述した実施例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（または記録媒体）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み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。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例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。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例￥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オペレーティングシステム(OS)など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例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。
【００４７】
さらに、記憶媒体から読み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カ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、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなど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例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。
【００４８】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】分光的誤差拡散処理を行う画像処理装置の構成例を示すブロック図、
【図２】画像処理装置が行う分光的誤差拡散処理を示すフローチャート、
【図３Ａ】印刷に用いる七色のインクおよびそれらの組み合わせの分光反射特性の例を示す図、
【図３Ｂ】オリジナル（一画素）の分光反射特性の例を示す図、
【図３Ｃ】重み関数w(λ)として用いる等色関数の和を示す図、
【図３Ｄ】オリジナルの分光反射特性とマゼンタインクの分光反射特性との差分（誤差）、および、その重み付き誤差の一例を示す図、
【図４】実施例2の画像処理装置の構成例を示すブロック図、
【図５】実施例2の画像処理装置の画像処理を示すフローチャート、
【図６】参照領域を説明する図、
【図７】誤差拡散処理を説明する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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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