(57)【要約】【課題】良好な階調再現性を有する出力画像を得ることができる画像処理方法及びそのプログラム、並びに画像処理装置を提供する。【解決手段】プリンタ１００は、画素値読込部１０と、色情報変換部１１と、画像判別部１２と、画像分割部１３と、画像補正部１５と、画像格納部１６と、画像印刷部１７とを備える。画素値読込部１０で入力画像の画素値を読み込み、その読み込まれた画素値について色情報変換部１１で変換された色情報から、画像判別部１２で入力画像は階調飛びが生じやすいと判別したとき、画像分割部１３で入力画像を正方形状の分割画像に分割し、画像判別部１２で分割画像のうち階調飛びが生じやすいと判別され、画像補正部１５で画像補正がされた全ての画像と、上記分割画像のうち階調飛びが生じにくいと判別された全ての画像とを画像格納部１６で一旦格納した後、その格納した画像を画像印刷部１７で印刷する。【選択図】図２
2007173983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像の低周波成分を算出する入力画像低周波成分算出工程と、
前記算出された低周波成分が大きいときは、前記入力画像を複数の分割画像に分割する画像分割工程と、
前記複数の分割画像の夫々の低周波成分を算出する分割画像低周波成分算出工程と、
前記算出された低周波成分が大きい分割画像に対して、階調とびを抑制する画像補正を行う画像補正工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記入力画像低周波成分算出工程及び前記分割画像低周波成分算出工程は、前記入力画像又は前記分割画像の明るさ成分から算出することを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記画像分割工程は、前記入力画像の低周波成分に応じた分割サイズで、前記入力画像を分割することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記画像補正工程は、前記算出された低周波成分が大きい分割画像に対してノイズを付加することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項５】
コンピュータに、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理方法を実現させるためのプログラム。
【請求項６】
入力画像の低周波成分を算出する入力画像低周波成分算出手段と、
前記算出された低周波成分が大きいときは、前記入力画像を複数の分割画像に分割する画像分割手段と、
前記複数の分割画像の夫々の低周波成分を算出する分割画像低周波成分算出手段と、
前記算出された低周波成分が大きい分割画像に対して、階調とびを抑制する画像補正を行う画像補正手段とを有する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、画像処理方法及びそのプログラム、並びに画像処理装置に関し、特に階調飛びを抑制するように画像補正を行う画像処理方法及びそのプログラム、並びに画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタや複写機等、画像記録を行う画像形成装置は、その性能において大幅な進歩を遂げている。その記録方式も銀塩方式、感熱方式、電子写真方式、静電記録方式、インクジェット方式などの多数の出力方式を用いたものが開発され、高画質な画像を得ることが可能となり、広く普及している。
【０００３】
例えば、上記高画質な画像を得る従来技術として、入力画像がコンピュータグラフィックス画像であるとき、画像全体にノイズを重畳する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、入力画像を記録する際に階調飛びを軽減することができ、階調再現性を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００３−１６２７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術のように、階調飛びを軽減するために画像全体にノイズを付加すると、階調飛びが生じている箇所以外にもノイズが付加されるため、記録された画像は部分的に画質が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、良好な階調再現性を有する画像の画質を低下をさせることを抑制しつつ、出力画像における階調飛びを抑制することができ、良好な階調再現性を有する出力画像を得ることができる画像処理方法及びそのプログラム、並びに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】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像処理方法は、入力画像の低周波成分を算出する入力画像低周波成分算出工程と、前記算出された低周波成分が大きいときは、前記入力画像を複数の分割画像に分割する画像分割工程と、前記複数の分割画像の夫々の低周波成分を算出する分割画像低周波成分算出工程と、前記算出された低周波成分が大きい分割画像に対して、階調とびを抑制する画像補正を行う画像補正工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、良好な階調再現性を有する画像の画質を低下をさせることを抑制しつつ、出力画像における階調飛びを抑制することができ、良好な階調再現性を有する出力画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置であるプリンタの概略構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１において、プリンタ１００は、入力画像のＲＧＢ値を読み込む画素値読込部１０と、画素値読込部１０で読み込まれたＲＧＢ値をＬａｂ値に変換する色情報変換部１１とを備える。また、プリンタ１００は、画像中のＬａｂ値から入力画像や後述する分割画像が階調飛びを生じやすいか否かを判別する画像判別部１２と、画像判別部１２から入力された入力画像を正方形状の分割画像に分割する画像分割部１３とを備える。
【００１１】
また、プリンタ１００は、画像分割部１３から入力された画像の階調飛びを防止する画像補正を行う画像補正部１５と、画像判別部１２又は画像補正部１５から入力された全ての分割画像を格納する画像格納部１６とを備える。さらに、プリンタ１００は、画像判別部１２又は画像格納部１６から入力された画像を印刷する画像印刷部１７とを備える。
【００１２】
プリンタ１００のこれらの構成要素は、バス１８を介して互いに接続する。
【００１３】
色情報変換部１１は、以下の処理を画素値読込部１０で読み込んだＲＧＢ値に対して行う。
【００１４】
まず、以下の式によりＲ，Ｇ，Ｂの各値をＲ’，Ｇ’，Ｂ’に変換する。
【００１５】
【数１】
2007173983.tif 000003
【００１６】
ここで、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’ の各値が、０．０３９２８以下であるときは以下の式によりＲ”，Ｇ”，Ｂ”に変換する。
【００１７】
【数２】
2007173983.tif 000004
【００１８】
また、Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’ の各値が、０．０３９２８より大きいときは以下の式によりＲ”，Ｇ”，Ｂ”に変換する。
【００１９】
【数３】
2007173983.tif 000005
【００２０】
その後、以下の行列式によりＲ”，Ｇ”，Ｂ”の各値をＸ，Ｙ，Ｚに変換する。ここで、変換されたＸ，Ｙ，Ｚは試料のＸＹＺ表色系における三刺激値を表す。
【００２１】
【数４】
2007173983.tif 000006
【００２２】
次に、Ｘ／Ｘｎ，Ｙ／Ｙｎ，Ｚ／Ｚｎの各値が０．００８８５６より大きいときは、以下の式により、Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊を算出する。ここで、Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎは完全拡散反射面の三刺激値を表す。
【００２３】
【数５】
2007173983.tif 000007
【００２４】
一方、Ｘ／Ｘｎ，Ｙ／Ｙｎ，Ｚ／Ｚｎの各値が０．００８８５６以下であるときは、上記式の（Ｘ／Ｘｎ）１／３，（Ｙ／Ｙｎ）１／３，（Ｚ／Ｚｎ）１／３の値を以下の値に置き換えて、Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊を算出する。
【００２５】
【数６】
2007173983.tif 000008
【００２６】
色情報変換部１１は、以上の処理を画像分割部１３で分割された各分割画像に対しても行い、その各分割画像についてのＬ＊，ａ＊，ｂ＊を算出する。
【００２７】
画像判別部１２は、図５（ａ）に示すように、階調飛びが生じやすい画像の低周波成分は高く、図５（ｂ）に示すように、階調飛びが生じにくい画像の低周波成分は低いという特性を用いて入力画像が階調飛びを生じやすいか否かを判別する。
【００２８】
具体的には、まず、上記Ｌ＊値データを下記式を用いてフーリエ変換し、空間周波数特性Ｆｉ（ｕ，ｖ）を求める。
【００２９】
【数７】
2007173983.tif 000009
【００３０】
さらに、以下の式を用いて、図４（ａ）に示す上記２次元のパワースペクトルＷＳ（ｕ，ｖ）を同じ周波数成分ｆ＝√（ｕ２＋ｖ２）で平均化し、図４（ｂ）に示す１次元のパワースペクトルｗ（ｆ）に変換する。
【００３１】
【数８】
2007173983.tif 000010
【００３２】
次に、以下の式を用いて、入力画像の低周波成分として、ある周波数ｆ０(ｆ０は直流成分)より低い周波数のパワースペクトルの和を用いてＬの値を算出する。
【００３３】
【数９】
2007173983.tif 000011
【００３４】
その後、画像判別部１２は、この算出されたＬの値が任意のしきい値Ｌ０よりも大きい時は階調飛びが生じやすいと判断する。
【００３５】
しきい値Ｌ０は、例えば次のような方法で決定を行なう。
【００３６】
画像内で１階調の段差が見えるのが６４ピクセル間隔以上で、６４ピクセル間隔以下の段差は細かすぎるため階調飛びとして人間には認識できない場合を想定する。そして、６４ピクセル間隔で１階調の段差がある画像例として図６(a)の画素値変動を持つ画像を想定した場合、パワースペクトルの分布は図６（ｂ）のようになる。そして６４ピクセル間隔、つまり２５６/６４＝４周波数以下のパワースペクトルの和は、約４１となる。一方、６４ピクセル以上の高周波な画像例として図７（ａ）の画素値変動を持つ画像のパワースペクトルは図７（ｂ）のようになる。この時、４周波数以下のパワースペクトルの和は０となり４１よりも小さい値となる。このように、しきい値を４１として４周波数以下のパワースペクトルの和と比較することで、階調飛びが生じやすい画像かどうかを判別することができる。６４ピクまた、デジタルカメラ等の画像を印刷する際は画像中にノイズが入るため上記の値より大きくなることが考えられる。様々な事項を考慮して任意のしきい値を決定すればよい。その他の方法として、様々なパターンの画像を印刷して階調飛びが生じやすいかどうかをチェックし、生じやすい画像に対してそれぞれ周波数ｆ０より低い周波数のパワースペクトルの和を求め、平均値をしきい値としてもよい。
【００３７】
画像判別部１２は、以上の処理を画像分割部１３で分割された各分割画像に対しても行い、その各画像について階調飛びが生じやすいか否かを判別する。
【００３８】
画像分割部１３は、画像判別部１２で算出されたＬの値に応じて、対象画像を分割する正方形状の幅ｗを以下の式を用いて算出する。
【００３９】
【数１０】
2007173983.tif 000012
【００４０】
画像補正部１５は、分割した画像の階調飛びを抑制するために、例えば分割した画像の全体にノイズを付加する処理を行う。なお、階調飛びを抑制するための画像補正とし他の補正方法を用いても構わない。
【００４１】
図２は、図１のプリンタ１００により実行される画像補正処理の流れを説明するのに用いられる図である。
【００４２】
図２において、まず、画素値読込部１０が入力画像のＲＧＢ値を読み込む画素値読込処理２００を行い、その読み込んだ入力画像のＲＧＢ値を色情報変換部１１に送信する。
【００４３】
色情報変換部１１は、画素値読込部１０から入力画像のＲＧＢ値が送信されると、そのＲＧＢ値をＬａｂ値に変換する色情報変換処理２０１を行い、入力画像のＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値を算出する。その後、色情報変換部１１は、その算出されたＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値を画像判別部１２に送信する。
【００４４】
画像判別部１２は、色情報変換部１１からＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値が送信されると、そのＬ＊値を用いて、入力画像が階調飛びを生じやすいか否かを判別する画像判別処理２０２を行う。
【００４５】
画像判別部１２は、画像判別処理２０２における判別の結果、入力画像が階調飛びを生じにくいときは、その入力画像のＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値を画像印刷部１７に送信する。一方、入力画像が階調飛びを生じやすいときは、その入力画像のＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値を画像分割部１３に送信する。
【００４６】
画像分割部１３は、画像判別部１２から入力画像のＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値が送信されると、その入力画像を正方形状の分割画像に分割する画像分割処理２０３を行い、各分割画像のＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値を画像判別部１２に送信する。
【００４７】
画像判別部１２は、画像分割部１３からＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値が送信されると、そのＬ＊値を用いて、各分割画像について階調飛びを生じやすいか否かを判別する分割画像判別処理２０４を行う。
【００４８】
画像判別部１２は、分割画像判別処理２０４における判別の結果、分割画像のうち、階調飛びを生じにくいもののＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値を画像格納部１６に送信し、一方、階調飛びを生じやすいもののＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値を画像補正部１５に送信する。
【００４９】
画像補正部１５は、画像判別部１２から上記分割画像のＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値が送信されると、そのＬ＊，ａ＊，ｂ＊の値を用いて、その送信された画像の階調飛びを防止する画像補正処理２０５を行い、画像格納部１６に送信する。
【００５０】
画像格納部１６は、画像判別部１２及び画像補正部１５から送信される全ての画像を一旦格納する画像格納処理２０６を行う。その後、画像格納部１６は、その格納された全ての画像を画像印刷部１７に送信する。
【００５１】
画像送信手段は、画像判別部１２から入力画像が、又は画像格納部１６から分割画像が送信されると、その送信された画像の印刷を行う画像印刷処理２０７を行う。
【００５２】
図３は、プリンタ１００により実行される画像補正処理の手順を示すフローチャートである。
【００５３】
図３において、まず、画素値読込部１０における画素値読込処理２００で、入力画像のＲＧＢ値を読み込む（ステップＳ２０）。
【００５４】
次に、色情報変換部１１における色情報変換処理２０１で、入力画像のＲＧＢ値をＬａｂ値に変換する（ステップＳ２１）。
【００５５】
その後、画像判別部１２における画像判別処理２０２で、入力画像が階調飛びを生じやすいか否かを判別する（ステップＳ２２）。
【００５６】
ステップＳ２２の判別の結果、入力画像が階調飛びを生じにくいときは、画像印刷部１７における画像印刷処理２０７で、その入力画像を印刷して（ステップＳ２７）、本処理を終了する。
【００５７】
一方、ステップＳ２２の判別の結果、入力画像が階調飛びを生じやすいときは、画像分割部１３における画像分割処理２０３で、入力画像を正方形状の分割画像に分割する（ステップＳ２３）。
【００５８】
その後、画像判別部１２における分割画像判別処理２０４で、この各分割画像が階調飛びを生じやすいか否かを判別する（ステップＳ２４）。
【００５９】
ステップＳ２４の判別の結果、分割画像のうち階調飛びを生じにくいものは直接、階調飛びを生じやすいものは、画像補正部１５における画像補正処理２０５で、階調飛び防止の画像補正を行った後に（ステップＳ２５）、ステップＳ２６に進む。
【００６０】
ステップＳ２６において、画像格納部１６における画像格納処理２０６で、画像判別部１２及び画像補正部１５から送信された全ての分割画像を一旦格納する。その後、画像印刷部１７における画像印刷処理２０７で、画像格納部１６に格納された全ての分割画像を印刷し（ステップＳ２７）、本処理を終了する。
【００６１】
図３の処理によれば、入力画像の画素値を読み込み（ステップＳ２０）、その読み込まれた画素値について変換された色情報から入力画像は階調飛びが生じやすいと判別したとき（ステップＳ２１，Ｓ２２）、入力画像を正方形状の分割画像に分割し（ステップＳ２３）、分割画像のうち階調飛びが生じやすいと判別され、画像補正がされた全ての画像と、分割画像のうち階調飛びが生じにくいと判別された全ての画像とを画像格納部１６で一旦格納して（ステップＳ２４〜Ｓ２６）、その格納された画像を印刷するので（ステップＳ２７）、入力画像の中で補正が必要な箇所にのみ適切な画像処理をすることができ、画質を低下させることなく入力画像を記録する際の階調再現性を向上することができる。
【００６２】
また、本発明の目的は、上記実施の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（又は記録媒体）を、システム又は装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又は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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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き込まれた後、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。
【００６６】
また、上記プログラムは、上述した実施の形態の機能をコンピュータで実現することができればよく、その形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態を有するものでもよい。
【００６７】
プログラムを供給する記録媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置であるプリンタの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のプリンタにより実行される画像補正処理の流れを説明するのに用いられる図である。
【図３】プリンタにより実行される画像補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】図１における画像判別部の空間周波数特性の算出方法を説明するのに用いられる図であり、（ａ）は２次元のパワースペクトルＷＳ（ｕ，ｖ）を示し、（ｂ）はＷＳ（ｕ，ｖ）を平均化した１次元のパワースペクトルｗ（ｆ）を示す。
【図５】画像判別部による画像の階調飛びの生じやすさを判別する方法を説明するのに用いられる図であり、（ａ）は階調飛びが生じやすい画像を示し、（ｂ）は階調飛びが生じにくい画像を示す。
【図６】画像判別部による画像の階調飛びの生じやすさを判別するしきい値を決定する方法を説明するのに用いられる図であり、(ａ)は階調飛びが生じやすい画像の画素値分布の一例を示し、(ｂ)はそのパワースペクトルを示す。
【図７】画像判別部による画像の階調飛びの生じやすさを判別するしきい値を決定する方法を説明するのに用いられる図であり、(ａ)は階調飛びが生じやすい画像の画素値分布の一例を示し、(ｂ)はそのパワースペクトルを示す。
【符号の説明】
【００６９】
１００  プリンタ
１０  画素値読込部
１１  色情報変換部
１２  画像判別部
１３  画像分割部
１５  画像補正部
１６  画像格納部
１７  画像印刷部
【図１】
2007173983.tif 000013
【図２】
2007173983.tif 000014
【図３】
2007173983.tif 000015
【図４】
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【図５】
2007173983.tif 000017
【図６】
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【図７】
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