(57)【要約】【課題】スクリーン自体が持つ周波数成分を除去して別要因で発生するノイズ成分を定量化できる画像評価方法及び画像評価装置を得ること。【解決手段】第１の入力画像は目標画像、第２の入力画像は周期ノイズ混入画像である。第１の周波数スペクトルをＦＦＴ１［ｉ，ｊ］、第２の周波数スペクトルをＦＦＴ２［ｉ，ｊ］、その第１の周波数スペクトルから得られる重み係数をＷ［ｉ，ｊ］と表せば、乗算した加重周波数スペクトルＦＦＴＷ［ｉ，ｊ］はＷ［ｉ，ｊ］×ＦＦＴ２［ｉ，ｊ］と表させる。評価値Ｅは、ＦＦＴＷの積分値とＦＦＴ１の積分値とをＳＮ比の形で表したものであるので、本来のスクリーンが持つ周波数成分以外の周期的ノイズが含まれる度合いが増えるのに伴い次第に大きな値になる。つまり、スクリーンが元来持っている周波数成分を除去して周期的ノイズ成分を定量評価することができるようになる。【選択図】図１
2007272666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力画像から第１の周波数スペクトルを抽出するステップと、第２の入力画像から第２の周波数スペクトルを抽出するステップと、前記第１の周波数スペクトルから重み係数を生成するステップと、前記重み係数を前記第２の周波数スペクトルに乗算して加重周波数スペクトルを得るステップと、前記第１の周波数スペクトルと前記加重周波数スペクトルとから前記第２の入力画像に含まれるノイズの評価値を得るステップとを含むことを特徴とする画像評価方法。
【請求項２】
前記第１の入力画像及び前記第２の入力画像は、それぞれ単プレーンの画像であることを特徴とする請求項１に記載の画像評価方法。
【請求項３】
前記第１の入力画像及び前記第２の入力画像は、それぞれ複数プレーンの２値の画像であり、前記第１の周波数スペクトルを抽出するステップの前に、前記第１の入力画像の印刷を模擬して第１の印刷シミュレート画像を得るステップと、前記第１の印刷シミュレート画像を単プレーン化して前記第１の周波数スペクトルを抽出するステップに供給するステップとが含まれ、前記第２の周波数スペクトルを抽出するステップの前に、前記第２の入力画像の印刷を模擬して第２の印刷シミュレート画像を得るステップと、前記第２の印刷シミュレート画像を単プレーン化して前記第１の周波数スペクトルを抽出するステップに供給するステップとが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の画像評価方法。
【請求項４】
第１の入力画像から第１の周波数スペクトルを抽出する第１の周波数スペクトル抽出手段と、第２の入力画像から第２の周波数スペクトルを抽出する第２の周波数スペクトル抽出手段と、前記第１の周波数スペクトルから重み係数を生成する重み係数生成手段と、前記重み係数を前記第２の周波数スペクトルに乗算して加重周波数スペクトルを得る乗算手段と、前記第１の周波数スペクトルと前記加重周波数スペクトルから評価値を得る評価値算出手段とを備えていることを特徴とする画像評価装置。
【請求項５】
前記第１の入力画像及び前記第２の入力画像は、それぞれ単プレーンの画像であることを特徴とする請求項４に記載の画像評価装置。
【請求項６】
前記第１の入力画像及び前記第２の入力画像は、それぞれ複数プレーンの２値の画像であり、前記第１の周波数スペクトル抽出手段の前段に、前記第１の入力画像の印刷を模擬して第１の印刷シミュレート画像を得る第１の印刷シミュレート手段と、前記第１の印刷シミュレート画像を単プレーン化して前記第１の周波数スペクトル抽出手段に出力する第１の単プレーン変換手段とが設けられ、前記第２の周波数スペクトル抽出手段の前段に、前記第２の入力画像の印刷を模擬して第２の印刷シミュレート画像を得る第２の印刷シミュレート手段と、前記第１の印刷シミュレート画像を単プレーン化して前記第２の周波数スペクトル抽出手段に出力する第１の単プレーン変換手段とが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像評価方法及び画像評価装置に関し、特に、スクリーンパターンによって階調表現を行うカラー画像で発生する周期的ノイズの評価を行う画像評価方法及び画像評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータやカラープリンタの普及によって、オフィスや各家庭で、より多くのカラー画像が印刷される機会が増えてきている。ここでは、図１０〜図１６を参照して従来行われているカラー画像の印刷方法について簡単に説明する。
【０００３】
図１０は、カラープリンタの一般的な構成例を示すブロック図である。図１０に示すカラープリンタ１００１は、コントローラ部１００２とプリンタエンジン１００３とで構成される。
【０００４】
コントローラ部１００２は、インターフェース部１００４とインタプリタ部１００５とラスタライザ部１００６とを備え、図示しないホストコンピュータから送られてきた画像データを解釈し印刷イメージを生成し、プリンタエンジン１００３に与える。
【０００５】
すなわち、コントローラ部１００２では、図示しないホストコンピュータとのデータ送受信を行うインターフェース部１００４が、ホストコンピュータから送られてきた画像データをインタプリタ部１００５に与える。インタプリタ部１００５は、受け取った画像データを解釈して描画データを作成し、ラスタライザ部１００６に与える。ラスタライザ部１００６は、受け取った描画データから１ページ分の印刷画像イメージを展開し、展開が完了すると、プリンタエンジン１００３の動作を開始させ、印刷画像イメージをプリンタエンジン１００３に送出する。
【０００６】
プリンタエンジン１００３は、受け取った印字データが表す画像を電子写真原理に基づき記録媒体上に形成すべく、レーザ光の発生制御を行うレーザ駆動装置１００９、多角形に鏡面加工されたポリゴンミラー１０１０、レーザ光によって電子潜像を形成する多数の感光体１０１１、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｂ（ブラック）（以降、単に「Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ」と記す）の各現像器１０１２、各現像器１０１２で形成されたトナー像を転写してＣＭＹＫトナー画像を保持する中間転写体１０１６、記録用紙を収めたペーパーカセット１０１７、転写器１０１８、転写器１０１８によって用紙に転写されたトナー像を用紙に加熱定着させる定着器１０１９等を備えている。
【０００７】
すなわち、プリンタエンジン１００３では、レーザ駆動装置１００９は、コントローラ１００２から送られてきた印字データに従ってレーザ光の点滅制御を行いながら高速回転しているポリゴンミラー１０１０に向けてレーザ光照射を行う。レーザ反射光は、各感光体１０１１上に照射され、各感光体１０１１上に潜像が形成される。このとき、ポリゴンミラー１０１０の回転によって画像の主走査ラインが形成される。各感光体１０１１上に形成された潜像は、現像器１０１２によってＣＭＹＫトナーの像として形成される。各感光体１０１１上のトナー像は、一旦中間転写体１０１６に転写される。
【０００８】
ここで、感光体１０１１と現像器１０１２とは、中間転写体１０１６の駆動方向に対して直列的に配置されているため、中間転写体１０１６は、１回の回転で１ページのＣＭＹＫトナーが重なった画像を保持することができる。記録用紙１０１３は、中間転写体１０１６の動きに同期してペーパーカセット１０１７から排出され、転写器１０１８と中間転写体１０１６の間を通り、定着器１０１９に向かうように搬送されるので、中間転写体１０１６上のトナー像は、転写器１０１８によって記録用紙１０１３上に転写され、その後、定着器１０１９によって加熱定着し、最終的な出力画像が得られる。
【０００９】
次に、図１１は、図１０に示すインタプリタ部が備える画像処理部の構成例を示すブロック図である。図１１に示す画像処理部１１０５は、色変換部１１２０とγ（ガンマ）補正部１１２１とスクリーン処理部１１２２とを備え、図示しないホストコンピュータから送られてきたＲＧＢ画像データのデバイスカラーへの色変換と２値化とを行う。
【００１０】
すなわち、画像処理部１１０５では、まず、色変換部１１２０にて、図示しないホストコンピュータから送られてくるＲＧＢ画像データをプリンタのデバイスカラーであるＣＭＹＫのデータに変換する。なお、ＲＧＢ信号、ＣＭＹＫ信号は、共に値０から値２５５までの２５６レベルからなる２５６階調データである。それを明示するため、色変換部１１２０に入力するＲＧＢ信号では、Ｒ（２５５）、Ｇ（２５５）、Ｂ（２５５）と表記し、色変換部１１２０の出力及び以降のγ補正部１１２１で扱うＣＭＹＫ信号では、Ｃ（２５５）、Ｍ（２５５）、Ｙ（２５５）、Ｋ（２５５）と表記している。
【００１１】
色変換部１１２０では、ＲＧＢ信号とＣＭＹＫ信号との対応関係が強い非線形性を有しているので、代表的な色の対応関係を定めるルックアップテーブル（以降、「ＬＵＴ」と記す）を備え、代表点以外については代表点を内挿して求めることで、ＲＧＢ信号からＣＭＹＫ信号への変換を行っている。なお、ここでは、ＬＵＴを用いてＣＭＹＫ４色の値を求めているが、ＬＵＴでＣＭＹの３色の値を求めた後、下色除去処理によってＣＭＹＫを求めることもある。
【００１２】
色変換部１１２０が変換出力するＣＭＹＫ信号は、γ補正部１１２１にて、エンジン出力特性を補正するためのγ補正処理が加えられる。図１２を参照して説明する。なお、図１２は、図１１に示すγ補正部でのγ補正処理を説明する図であり、（ａ）は入力レベルと出力濃度との関係特性（出力濃度特性）を示し、（ｂ）は入力レベルとγ補正レベルとの関係特性（γ補正カーブ）を示している。
【００１３】
電子写真の原理を用いたプリンタエンジン１００３では、出力信号と出力画像の濃度が図１２（ａ）のように非線形な関係となり、更にトナーや印刷プロセスに用いられる部材の材質によりその特性は変わってくるので、色変換とは独立してＣＭＹＫの出力レベル調整を行う必要がある。そこで、γ補正部１１２１では、図１２（ａ）に示す出力濃度特性の逆関数になる図１２（ｂ）に示すγ補正カーブを設定したγ補正テーブルをＣＭＹＫの信号毎に用意し、それに基づきＣＭＹＫを変換することによって出力の直線性が得られるようにしている。
【００１４】
次に、スクリーン処理部１１２２では、γ補正された２５６階調のＣＭＹＫ信号のプレーン毎に、例えば図１３に示すようなスクリーン閾値マトリクスとの比較を行って画像を２値化する。なお、図１３は、図１１に示すスクリーン処理部がスクリーン処理で用いるスクリーン閾値マトリクスの一例を示す図であり、（ａ）はＣプレーンでのスクリーン閾値マトリクスを示し、（ｂ）はＭプレーンでのスクリーン閾値マトリクスを示し、（ｃ）はＹプレーンでのスクリーン閾値マトリクスを示し、（ｄ）はＫプレーンでのスクリーン閾値マトリクスを示している。
【００１５】
図１３に示すように、スクリーン閾値マトリクスは、画像の画素レベルに対する各閾値がマトリクス上に並べられている。スクリーン処理部１１２２では、ＣＭＹＫそれぞれの信号毎に別々に閾値の並びを変えたスクリーン閾値マトリクスを用い、そのスクリーンマトリクスの閾値を超える画素を１、閾値を下回る画素を０とすることで、ＣＭＹＫ夫々の２値データ「Ｃ（２）、Ｍ（２）、Ｙ（２）、Ｋ（２）」を得る。プリンタエンジン１００３のレーザ駆動はこの２値データに基づいて行われる。
【００１６】
ところで、ホストコンピュータのオペレーティングシステムとして広く用いられているＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）のオブジェクト描画に、ラスターオペレーション（Ｒａｓｔｅｒ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ：以降、「ＲＯＰ」と記す）という処理がある。このＲＯＰ処理は、２つ以上の描画オブジェクト（ラスター画像）の重ねあわせ時に行われる論理演算処理を指しているが、画像の上下関係をつけた上書きのみでなく、各オブジェクトに対して、ＡＮＤ、ＯＲ、ＮＯＴ、ＸＯＲ等の論理演算処理を行って透かしや反転などの効果を与えることを可能としている。
【００１７】
しかし、このＲＯＰ処理は、ＲＧＢ画像に対して定義されたものであり、プリンタのデバイスカラーであるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各データに対してはその補色をとって演算処理を行うので、ＣＭＹＫの２値データに対して処理した場合、ＲＯＰ処理が正しく行われず不都合を生じることがある。そのため、色変換においてＫの生成を行わずＣＭＹ２値データを用いる必要があることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。つまり、この場合の画像処理装置は、例えば図１４に示すように構成される。
【００１８】
図１４は、ＲＯＰ処理が正しく行えるように考慮した従来の画像処理装置の構成例を示すブロック図である。図１４に示す画像処理装置は、画像処理部１４０５と、画像処理部１４０５の出力を受けるＲＯＰ処理部１４２４とで構成される。画像処理部１４０５は、構成要素は、図１１に示す画像処理部１１０５と同様であるが、色変換処理部１４２０は、ＲＧＢ／ＣＭＹの変換を行い、γ補正処理部１４２１及びスクリーン処理部１４２２は、それぞれ、ＣＭＹ信号を対象として動作する。これによって、ＲＯＰ処理部１４２４では、スクリーン処理部１４２２からＣＭＹ２値データを得て正しくＲＯＰ処理を行ってＣＭＹの印刷イメージを生成することができる。
【００１９】
しかし、ＲＯＰ処理によって生成したＣＭＹ２値データをそのままプリンタエンジン１００３に送り、ＣＭＹ画像として出力画像を得た場合、黒画像はＣＭＹ３色の重ね合わさった画像として生成されることになるが、３色のトナーを重ね合わせた黒は色づいて見えるという問題や、各色の印字位置が僅かにずれが生じた場合には黒画像の周囲に色が出てしまうという問題、あるいはトナーの総量が多くなりすぎ印刷プロセスにおいて転写が正常に行われない、定着したトナーが固まりとなって剥がれ落ちる、３倍のトナーが必要であり経済的でない等、多くの問題が生じる。
【００２０】
これを解決するために、「２値化されたＣＭＹデータのうち、同じ画素位置でＣＭＹデータが“１”となる部分の画素についてはＫを“１”とし、かつＣＭＹを“０”に置き換える処理を行う」という単純な２値ＣＭＹ／２値ＣＭＹＫ変換が考えられる。この処理を加えた画像処理装置は、例えば図１５に示すようになる。
【００２１】
すなわち、図１５に示すように、図１４に示す画像処理装置においてＲＯＰ処理部１４２４の出力段に、上記の２値ＣＭＹ／２値ＣＭＹＫ変換処理を行ってＣＭＹ重畳画素をＫ画素に置き換えるＫ置換処理部１５５５を設けるのである。以下、図１６を参照して、Ｋ置換処理部１５５５が行う２値ＣＭＹ／２値ＣＭＹＫ変換処理について説明する。
【００２２】
図１６において、（ａ）（ｂ）（ｃ）はＫ置換処理前のＣプレーン，Ｍプレーン，Ｙプレーンでの各画素状態を示し、それぞれの画素を線網掛けして示してある。（ｄ）はＣＭＹ３プレーンの画像を重ねて示したものであり、中央の画素がＣＭＹの重なりになっている。このＣＭＹ重畳画素をＫ画素に置き換えて、Ｋ置換処理後のＣプレーン（ｅ）と、Ｍプレーン（ｆ）と、Ｙプレーン（ｇ）と、Ｋプレーン（ｈ）とをそれぞれ生成する。
【００２３】
ここで、電子写真の原理を用いたプリンタエンジンでは、小ドットを形成しようとした場合、レーザの点灯時間が短くなることから、潜像形成が十分に行われず、結果として小ドットが縮退して更に小さくなる、あるいはドットが消滅してしまう場合がある。図１６に示した例では、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、Ｋ置換処理前ではＣプレーン（ａ）とＭプレーン（ｂ）とは共に３画素の連結として、またＹプレーン（ｃ）は２画素の連結として形成されていた画素が、Ｋ置換処理後には図１６（ｅ）〜（ｈ）に示すように、全てが１画素の孤立画素（斜めに並んだ画素は連結性が低く、夫々孤立しているとみなす）となる。
【００２４】
つまり、ＲＯＰ処理によって生成したＣＭＹ２値データをＣＭＹ重畳画素のＫ画素への置換によってＣＭＹＫ２値データを得てプリンタエンジンに送り込むと、Ｋ置換処理前では図１６（ｄ）のようにＣＭＹで構成されていた画像が、Ｋ置換処理後にはそれぞれが孤立画素となる場合には、印刷出力上では全ての画素が消滅してしまうことが起こる。
【００２５】
この現象を広い範囲で見た場合、スクリーンの周期性により、ＣＭＹスクリーンではこのような重なり方をする部分が大きな周期で現われ、ドット抜けが周期的に発生することになり、単一の色として滑らかに再現されるべき画像においてはテクスチャとなって目に見えるものになるという問題が生じる。
【００２６】
また、ＣＭＹ重畳画素をＫ画素に置き換える際に、置き換えられなかったＣＭＹ画素が周囲画素との連結が保たれてドットの縮退が無い場合であっても、ＣＭＹ画素が重なった位置でのみ黒とする方式では、Ｋ画素の発生が孤立画素となって生じることが多く、Ｋ孤立画素の縮退は避けられない。
【００２７】
さらに、ＣＭＹ画素の重なりで発生したＫ画素は、プリンタエンジン特性を補正するためのガンマ補正が全く行われないので、その再現性はプリンタエンジン特性の影響を大きく受けるという問題も生じる。
【００２８】
このような問題に対応するため、例えば（特許文献１）では、ＣＭＹＫ４色のプレーンのうち、ＫプレーンをＣＭＹの各プレーンに一旦重畳してＣＭＹ３色とし、これに対してＲＯＰ処理を行い、ＣＭＹＫ各スクリーンの周期性を利用して画素のＯＮ／ＯＦＦ制御を行って再びＣＭＹＫ４色のプレーンの画像に戻すという方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１７２７１０号公報
【非特許文献１】橋詰  隆、宇根  清  ”Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）に対応したＰＤＬの色処理−  Ｒａｓｔｅｒ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎの対応  −”、富士ゼロックステクニカルレポート  Ｎｏ．１２  １９９８  特集論文、［平成１４年２月１５日検索］  インターネット  ＜ＵＲＬ  ：  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｕｊｉｘｅｒｏｘ．ｃｏ．ｊｐ／ｒａｎｄｄ／１２／２４＿ｈａｓｉｄ／ｔｒ１０１ｊ．ｈｔｍｌ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、（特許文献１）に記載の技術では、テクスチャを抑制することは可能であるが、どの程度のテクスチャが抑制できているかの評価をテクスチャの発生レベルの観察によって行おうとした場合、このような処理によって発生するテクスチャに加えて、単体のスクリーンが元来持っている周期的な成分や、複数のスクリーンの重なりによって発生するモアレなどの周期的なノイズも含まれるので、これらを分離して評価することは困難である。
【００３０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、スクリーン自体が持つ周波数成分を除去して別要因で発生するノイズ成分を定量化できる画像評価方法及び画像評価装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上述した目的を達成するために、この発明にかかる画像評価方法は、目標画像である第１の入力画像から第１の周波数スペクトルを抽出するステップと、評価対象画像である第２の入力画像から第２の周波数スペクトルを抽出するステップと、前記第１の周波数スペクトルから重み係数を生成するステップと、前記重み係数を前記第２の周波数スペクトルに乗算して加重周波数スペクトルを得るステップと、前記第１の周波数スペクトルと前記加重周波数スペクトルとから前記第２の入力画像に含まれるノイズの評価値を得るステップとを含むことを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、第１の入力画像は、目標画像であり、第２の入力画像は、評価対象画像として周期ノイズが混入している。整数ｉ，ｊを用いて、第１の周波数スペクトルをＦＦＴ１［ｉ，ｊ］と表し、第２の周波数スペクトルをＦＦＴ２［ｉ，ｊ］と表し、その第１の周波数スペクトルから得られる重み係数をＷ［ｉ，ｊ］と表せば、加重周波数スペクトルＦＦＴＷ［ｉ，ｊ］は、Ｗ［ｉ，ｊ］×ＦＦＴ２［ｉ，ｊ］と表させる。評価値を得るステップでは、ＦＦＴＷの積分値とＦＦＴ１の積分値とをＳＮ比の形で表した、
Ｅ＝１０×Ｌｏｇ10（ΣＦＦＴＷ［ｉ，ｊ］／ΣＦＦＴ１［ｉ，ｊ］）2
の式によって評価値Ｅを求める。この評価値Ｅは、本来のスクリーンが持つ周波数成分以外の周期的ノイズが含まれる度合いが増えるのに伴い次第に大きな値になるので、印刷前のデジタル画像に対して、スクリーンが元来持っている周波数成分を除去して周期的ノイズ成分を定量評価することができることになる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明によれば、スクリーン自体が持つ周波数成分を除去して別要因で発生するノイズ成分を定量化できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に図面を参照して、この発明にかかる画像評価方法及び画像評価装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による画像評価方法を実施する画像評価装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像評価装置は、外部から入力する第１の入力画像（目標画像）であるＣＭＹＫデジタル画像を受け付ける第１の画像入力部１０１と、第１の画像入力部１０１が取り込んだＣＭＹＫデジタル画像の各プレーンに実際の印刷パターンをシミュレートする第１の印刷画像シミュレート部１０２と、第１の印刷画像シミュレート部１０２がシミュレートしたＣＭＹＫ４プレーンの画像を単プレーン画像に変換する第１の単プレーン変換部１０３と、第１の単プレーン変換部１０３が変換した単プレーン画像を２次元ＦＦＴによって周波数分析してパワースペクトルを算出する第１の周波数変換部１０４とを備えている。
【００３６】
また、図１に示す画像評価装置は、外部から入力する第２の入力画像（周期ノイズ混入画像）であるＣＭＹＫデジタル画像を受け付ける第２の画像入力部１０５と、第２の画像入力部１０５が取り込んだＣＭＹＫデジタル画像の各プレーンに実際の印刷パターンをシミュレートする第２の印刷画像シミュレート部１０６と、第２の印刷画像シミュレート部１０６がシミュレートしたＣＭＹＫ４プレーンの画像を単プレーン画像に変換する第２の単プレーン変換部１０７と、第２の単プレーン変換部１０７が変換した単プレーン画像を２次元ＦＦＴによって周波数分析してパワースペクトルを算出する第２の周波数変換部１０８とを備えている。
【００３７】
そして、図１に示す画像評価装置は、第１の周波数変換部１０４が生成するパワースペクトルに基づき重み係数を生成する重み係数生成部１０９と、第２の周波数変換部１０８が生成するパワースペクトルに対して重み係数生成部１０９が生成する重み係数を乗算して加重周波数スペクトルを得る乗算器１１０と、第１の周波数変換部１０４が生成する目標画像のパワースペクトルと第２の周波数変換部１０８が生成する周期ノイズ混入画像のパワースペクトルに対して乗算器１１０が重み付けを付与した結果画像のパワースペクトルとを統合して評価値を求める統合評価部１１１とを備えている。
【００３８】
以下、図１〜図８を参照して、以上のように構成される画像評価装置にて行われる画像評価動作について説明する。なお、図２〜図４は、目標画像の処理系（第１の画像入力部１０１、第１の印刷画像シミュレート部１０２、第１の単プレーン変換部１０３、第１の周波数変換部１０４）の説明に用いる図であり、図５〜図７は、評価対象画像の処理系（第２の画像入力部１０５、第２の印刷画像シミュレート部１０６、第２の単プレーン変換部１０７、第２の周波数変換部１０８）の説明に用いる図であり、図８は、評価処理系（重み係数生成部１０９、乗算器１１０、統合評価部１１１）の説明に用いる図である。
【００３９】
まず、目標画像の処理系（第１の画像入力部１０１、第１の印刷画像シミュレート部１０２、第１の単プレーン変換部１０３、第１の周波数変換部１０４）について説明する。図２は、図１に示す第１の入力画像（目標画像）を示す図であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はＣＭＹＫの各プレーン画像を示している。
【００４０】
外部で生成されるこの第１の入力画像（目標画像）は、Ｃプレーン，Ｍプレーン，Ｙプレーン，Ｋプレーンの各入力レベルが「ｃ０，ｍ０，ｙ０，ｋ０」（０≦ｃ０、ｍ０、ｙ０、ｋ０≦２５５）の矩形画像に対してスクリーン処理を施したものであり、各プレーン１画素１ビット、すなわち２値の画像である。画像は、６００ｄｐｉの解像度であり、各小矩形は、１画素を表している。カラー画像を構成するＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各プレーンでのスクリーンとして、同じ若しくは非常に近い角度や線数を持ったスクリーンを用いると、印刷時のプレーン間の微小位置ずれの影響によってモアレが発生しやすい。そのため、各プレーンには、夫々異なる角度を付けたスクリーンを用いて２値化を行っている。
【００４１】
このような第１の入力画像（目標画像）を第１の画像入力部１０１から受け取る第１の印刷画像シミュレート部１０２では、２値の画像は、実際の印刷では、露光の際に用いるレーザビーム径の影響や電子写真の印刷プロセス各段の影響により、各画素が正確に矩形の印刷とはならず、各画素が崩れたような印刷となるので、この実際の印刷で起こる現象を次のようにしてシミュレートする。
【００４２】
すなわち、まず、２値のＣＭＹＫ入力画像を一旦高解像度化してＣＭＹＫ４プレーンのカラー画像を生成する。例えば、入力画像が６００ｄｐｉの２値画像である場合には、２４００ｄｐｉ程度に高解像度化する。高解像度化は、現在の画素をバイキュービックなどの補間演算によって求める。そして、高解像度化したカラー画像に対してローパスフィルタ処理を施す（一般的には、ガウシアンフィルタを掛ける）ことで画像の不安定さをシミュレートする。このような方法によって、２値のＣＭＹＫ入力画像による印刷画像をシミュレートしたＣＭＹＫ４プレーンのカラー画像を生成することができる。
【００４３】
なお、ここでは、簡易な方法としてガウシアンフィルタを用いたローパスフィルタ処理を例に挙げたが、実際の印刷は複雑であるので、実際の印刷に合わせて画素配置パターンに応じて各画素のゲインを調整したり、画素位置を移動させるなどの方法を取り入れたりしても良い。また、ここに挙げた解像度は一例を示したものであり、別の解像度に変換する場合もある。
【００４４】
次の第１の単プレーン変換部１０３では、第１の印刷画像シミュレート部１０２がシミュレートしたＣＭＹＫ４プレーンのカラー画像を、濃度輝度変換を行うことによって１プレーンのグレー画像に変換する。ＣＭＹＫの濃度輝度変換は、例えば、次の（数１）〜（数７）を用いて行われる。
【００４５】
Ｒ’＝Ｃ×（２５５−Ｋ）＋Ｋ・・・（数１）
Ｇ’＝Ｍ×（２５５−Ｋ）＋Ｋ・・・（数２）
Ｂ’＝Ｙ×（２５５−Ｋ）＋Ｋ・・・（数３）
Ｒ’’＝（１．０９９×（Ｒ’／２５５）0.45−０．０９９）×２５５・・・（数４）
Ｇ’’＝（１．０９９×（Ｇ’／２５５）0.45−０．０９９）×２５５・・・（数５）
Ｂ’’＝（１．０９９×（Ｂ’／２５５）0.45−０．０９９）×２５５・・・（数６）
Ｙ＝０．２９９×Ｒ’’＋０．５８７×Ｇ’’＋０．１１４×Ｂ’’・・・（数７）
図３は、第１の単プレーン変換部１０３の出力態様を説明する図であり、（ａ）は出力画像の一例を示し、（ｂ）は（ａ）に示す出力画像の周期パターンの方向を示している。前述のように、第１の印刷画像シミュレート部１０２における、第１の入力画像（目標画像）をバイキュービックなどの補間演算により高解像度化する過程、及び、ローパスフィルタの処理過程において画像は、各色プレーンとも値０から値２５５までの連続階調値になっているので、図３（ａ）では、見やすくするため、一定の閾値で２階調化して示してあるが、濃度輝度変換して単プレーン化した画像も値０から値２５５までの連続階調となっている。そして、図３（ｂ）では、矢印で示す方向に伸びたパターンが単プレーン化した画像のパターンを示すが、単プレーン化した画像は、矢印で示す方向と直交する方向に繰り返し発生する。
【００４６】
なお、ここでは、一例として輝度Ｙ信号への変換を行うことで単プレーン化する方法を示したが、その他、例えば、明度Ｌ＊への変換を行うことで単プレーン化する方法を採っても構わない。また、実際の印刷においては、印刷に用いるトナーの色成分や使用する紙などの要因によって変わり、さらにその変換は非線形であるので、実際の印刷物の計測値から求められるテーブルを参照して単プレーンに変換する方法を採ってもよい。
【００４７】
次に、図４は、次の第１の周波数変換部１０４での周波数変換後のパワースペクトルを示す図である。第１の周波数変換部１０４では、図３（ａ）に示すような単プレーン画像に対して２次元の周波数変換を行なう。ここでは、２次元高速フーリエ変換（２次元ＦＦＴ）によって、周波数変換を行い、さらに二乗処理を行うことで、図４に示すようなパワースペクトルを求めている。
【００４８】
図４では、第１の入力画像を入力とした周波数変換の結果、スクリーンが本来持っている周波数成分がピークとなるような分布となっていることが示されている。そして、図３（ｂ）に矢印で示す方向と直交する方向に繰り返し発生しているように見える図３（ａ）に示す単プレーン化した画像が、図４では、パワースペクトル上に現われていることが示されている。
【００４９】
次に、評価対象画像の処理系（第２の画像入力部１０５、第２の印刷画像シミュレート部１０６、第２の単プレーン変換部１０７、第２の周波数変換部１０８）について説明する。
【００５０】
図５は、図１に示す第２の入力画像（周期ノイズ混入画像）を示す図であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はＣＭＹＫの各プレーン画像を示している。外部で生成されるこの第２の入力画像（周期ノイズ混入画像）は、Ｃプレーン，Ｍプレーン，Ｙプレーン，Ｋプレーンの各入力レベルが「ｃ０，ｍ０，ｙ０，ｋ０」（０≦ｃ０、ｍ０、ｙ０、ｋ０≦２５５）の矩形画像に対してスクリーン処理を施したものであるが、スクリーンの重畳分離処理によってノイズが加わった画像となっている。図２に示した第１の入力画像の例と比較すると、図５では、スクリーンの重畳分離処理によって、それぞれのプレーンにおいて違う点が発生していることがわかる。
【００５１】
このような第２の入力画像（周期ノイズ混入画像）を第２の画像入力部１０５から受け取る第２の印刷画像シミュレート部１０６では、第１の印刷画像シミュレート部１０２と同様の方法で実際の印刷で起こる現象をシミュレートする。
【００５２】
次の第２の単プレーン変換部１０７では、第２の印刷画像シミュレート部１０６がシミュレートしたＣＭＹＫ４プレーンのカラー画像を、第１の単プレーン変換部１０３と同様の方法で濃度輝度変換を行って１プレーンのグレー画像に変換する。
【００５３】
図６は、第２の単プレーン変換部１０７の出力態様を説明する図であり、（ａ）は出力画像の一例を示し、（ｂ）は（ａ）に示す出力画像の周期パターンの方向を示している。第２の単プレーン変換部１０７の出力画像は、第１の単プレーン変換部１０３の出力画像と同様に、値０から値２５５までの連続階調となっており、図６（ａ）では見やすくするために、図３（ａ）と同様に一定の閾値で２階調化して示してある。図３と比較すると、図３（ａ）に示す単プレーン化した画像は、図３（ｂ）に示すように１方向への繰り返しパターンが強く現われているのに対して、図６（ａ）に示す単プレーン化した画像は、図６（ｂ）に示すように２方向への繰り返しパターンが強く現われていることが判る。
【００５４】
次に、図７は、次の第２の周波数変換部１０８での周波数変換後のパワースペクトルを示す図である。第２の周波数変換部１０８では、第１の周波数変換部１０４と同様の方法で、図６（ａ）に示すような単プレーン画像に対して２次元の周波数変換を行う。ここでは、２次元高速フーリエ変換（２次元ＦＦＴ）によって、周波数変換を行い、さらに二乗処理を行うことで、図７に示すようなパワースペクトルを求めている。
【００５５】
図７では、第２の入力画像を入力とした周波数変換の結果、スクリーンが本来持っている周波数成分に加えて、スクリーンの重畳分離処理によって加わった周期的なノイズが含まれた分布となっていることが示されている。
【００５６】
次に、評価処理系（重み係数生成部１０９、乗算器１１０、統合評価部１１１）について説明する。
【００５７】
重み係数生成部１０９は、第１の周波数変換部１０４にて求められた２次元パワースペクトルに基づいて重み係数を発生する。すなわち、第１の入力画像に対する第１の周波数変換部１０４の出力（ＦＦＴ出力）をＦＦＴ１［ｉ，ｊ］（ｉ，ｊは整数）とすると、重み係数生成部１０９では、重み係数Ｗ［ｉ，ｊ］を（数８）を用いて求める。
【００５８】
Ｗ［ｉ，ｊ］＝１−ＦＦＴ１［ｉ，ｊ］／ＦＦＴＭＡＸ・・・（数８）
但し、（数８）において、ＦＦＴＭＡＸ＝Ｍａｘ（ＦＦＴ１［ｉ，ｊ］）である。
【００５９】
次に、乗算器１１０は、上記のように重み係数生成部１０９が生成した重み係数Ｗ［ｉ，ｊ］と、第２の周波数変換部１０８にて求められた２次元パワースペクトルとを乗算して加重周波数スペクトルを得る。すなわち、第２の入力画像から求められた２次元パワースペクトルをＦＦＴ２［ｉ，ｊ］とすると、乗算器１１０が出力する重み付けされた周波数スペクトルＦＦＴＷ［ｉ，ｊ］は、
ＦＦＴＷ［ｉ，ｊ］＝Ｗ［ｉ，ｊ］×ＦＦＴ２［ｉ，ｊ］・・・（数９）
と表される。図８は、乗算器１１０の出力画像における重み付けされた周波数スペクトルの一例を示す図である。図８に示すように、乗算器１１０が出力する重み付けされた周波数スペクトルは、図７に示した周波数成分に対して、図４に現われるスクリーンが本来持っている周波数成分を取り除いたものになっていることが判る。
【００６０】
そこで、統合評価部１１１では、ＦＦＴＷの積分値と、ＦＦＴ１の積分値とをＳＮ比の形で表した（数１０）によって評価値Ｅを求める。
【００６１】
Ｅ＝１０×Ｌｏｇ10（ΣＦＦＴＷ［ｉ，ｊ］／ΣＦＦＴ１［ｉ，ｊ］）2
・・・（数１０）
この評価値Ｅは、本来のスクリーンが持つ周波数成分以外の周期的ノイズが含まれる度合いが増えるのに伴い次第に大きな値になるので、印刷前のデジタル画像に対して、スクリーンが元来持っている周波数成分を除去して周期的ノイズ成分を定量評価することができることになる。したがって、例えば、テクスチャを抑制する場合に、どの程度のテクスチャが抑制できているかの評価をテクスチャの発生レベルの観察によって正確に行えるようになる。
【００６２】
（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２による画像評価方法を実施する画像評価装置の構成を示すブロック図である。上記の実施の形態１では、ＣＭＹＫデジタル画像を入力画像としたが、この実施の形態２では、入力画像を実際の印刷物をスキャナなどの入力デバイスによって光学的に読み取って電子データとしたものを入力画像データとする場合の構成例を示す。
【００６３】
スキャナで読み取られる画像は、輝度画像、すなわち、グレーの単プレーン画像であるので、実施の形態１にて説明した単プレーン化の必要は無い。したがって、この場合の画像評価装置は、図９に示すように、外部から入力する第１の入力画像（目標画像）であるグレーの単プレーン画像を受け付ける第１の画像入力部９０１と、第１の画像入力部９０１が取り込んだグレーの単プレーン画像を２次元ＦＦＴによって周波数分析してパワースペクトルを算出する第１の周波数変換部９０４と、外部から入力する第２の入力画像（周期ノイズ混入画像）であるグレーの単プレーン画像を受け付ける第２の画像入力部９０５と、第２の画像入力部９０５が取り込んだグレーの単プレーン画像を２次元ＦＦＴによって周波数分析してパワースペクトルを算出する第２の周波数変換部９０８と、第１の周波数変換部９０４が生成するパワースペクトルに基づき重み係数を生成する重み係数生成部９０９と、第２の周波数変換部９０８が生成するパワースペクトルに対して重み係数生成部９０９が生成する重み係数を乗算して加重周波数スペクトルを得る乗算器９１０と、第１の周波数変換部９０４が生成する目標画像のパワースペクトルと第２の周波数変換部９０８が生成する周期ノイズ混入画像のパワースペクトルに対して乗算器１１０が重み付けを付与した結果画像のパワースペクトルとを統合して評価値を求める統合評価部９１１とで構成される。
【００６４】
この構成によっても、実施の形態１と同様に、統合評価部９１１では、（数１０）によって評価値Ｅを求めることができるので、印刷する読み取り画像に対して印刷前に、スクリーンが元来持っている周波数成分を除去して周期的ノイズ成分を定量評価することができる。したがって、実施の形態１と同様に、例えばテクスチャを抑制する場合に、どの程度のテクスチャが抑制できているかの評価をテクスチャの発生レベルの観察によって正確に行えるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、この発明にかかる画像評価方法及び画像評価装置は、スクリーン自体が持つ周波数成分を除去して別の要因で発生するノイズ成分の定量評価を行うのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１による画像評価方法を実施する画像評価装置の構成を示すブロック図
【図２】図１に示す第１の入力画像（目標画像）を示す図
【図３】図１に示す第１の単プレーン変換部の出力態様を説明する図
【図４】図１に示す第１の周波数変換部での周波数変換後のパワースペクトルを示す図
【図５】図１に示す第２の入力画像（周期ノイズ混入画像）を示す図
【図６】図１に示す第２の単プレーン変換部の出力態様を説明する図
【図７】図１に示す第２の周波数変換部での周波数変換後のパワースペクトルを示す図
【図８】図１に示す乗算部の出力画像における重み付けされた周波数スペクトルの一例を示す図
【図９】本発明の実施の形態２による画像評価方法を実施する画像評価装置の構成を示すブロック図
【図１０】カラープリンタの一般的な構成例を示すブロック図
【図１１】図１０に示すインタプリタ部が備える画像処理部の構成例を示すブロック図
【図１２】図１１に示すγ補正部でのγ補正処理を説明する図
【図１３】図１１に示すスクリーン処理部がスクリーン処理で用いるスクリーン閾値マトリクスの一例を示す図
【図１４】ＲＯＰ処理が正しく行えるように考慮した従来の画像処理装置の構成例を示すブロック図
【図１５】図１４において２値ＣＭＹ／２値ＣＭＹＫ変換処理を追加した画像処理装置の構成例を示すブロック図
【図１６】図１５に示すＫ置換処理部が行う２値ＣＭＹ／２値ＣＭＹＫ変換処理を説明する図
【符号の説明】
【００６７】
１０１，９０１    第１の画像入力部
１０２    第１の印刷画像シミュレート部
１０３    第１の単プレーン変換部
１０４，９０４    第１の周波数変換部
１０５，９０５    第２の画像入力部
１０６    第２の印刷画像シミュレート部
１０７    第２の単プレーン変換部
１０８，９０８    第２の周波数変換部
１０９，９０９    重み係数生成部
１１０，９１０    乗算器
１１１，９１１    統合評価部
【図１】
2007272666.tif 000003
【図２】
2007272666.tif 000004
【図３】
2007272666.tif 000005
【図４】
2007272666.tif 000006
【図５】
2007272666.tif 000007
【図６】
2007272666.tif 000008
【図７】
2007272666.tif 000009
【図８】
2007272666.tif 000010
【図９】
2007272666.tif 000011
【図１０】
2007272666.tif 000012
【図１１】
2007272666.tif 000013
【図１２】
2007272666.tif 000014
【図１３】
2007272666.tif 000015
【図１４】
2007272666.tif 000016
【図１５】
2007272666.tif 000017
【図１６】
2007272666.tif 000018