(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした多階調のカラー画像の階調数を低減し、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する画像処理装置であって、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力する入力手段と、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶した閾値記憶手段と、
該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）する閾値拡張手段と、
該閾値拡張手段によって該処理方向に実質的にＭ倍された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該入力した原カラー画像データを、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）の画像データに変換するプレ階調数変換手段と、
該プレ変換された画像データを色補正する色補正手段と、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌの画像データに変換するポスト階調数変換手段と
を備えた画像処理装置。
【請求項２】
閾値拡張手段は、前記閾値記憶手段に閾値を記憶する際、予め、前記処理方向にＭ個連続して同一の閾値を記憶しておく手段である請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
閾値拡張手段は、前記閾値記憶手段に記憶された閾値を参照する際、前記処理方向については同一の閾値をＭ回続けて用いる手段である請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
閾値拡張手段は、前記原カラー画像データが、オリジナルの画像を横方向にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）した画像である場合、前記画素が、横方向にＭ・Ｓ＋２ないしＭ・（Ｓ＋１）の位置（Ｓは、０以上の整数）である場合には、前記閾値記憶手段に記憶された閾値のうち、画素がＭ・Ｓ＋１の位置にある画素に用いた閾値と同じ閾値を用いる手段である請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】
多階調のカラー画像の階調数を低減し、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する画像処理装置であって、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力する入力手段と、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶した閾値記憶手段と、
該記憶された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）に変換するＮ値化の処理を行なうＮ値化手段と、
前記入力された原カラー画像データが、前記画素の処理方向における直前の画素の原カラー画像データと同一であるか否かを判断する手段と、
該判断によって両者が同一でないと判断した場合には、前記Ｎ値化手段によるＮ値化を行ない、両者が同一である場合には、前記原カラー画像データを直前に入力した画素について既に行なわれたＮ値化の結果をそのまま用い、Ｎ値化した画像データを出力するプレ階調数変換手段と、
該プレ変換された画像データを色補正する色補正手段と、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌの画像データに変換するポスト階調数変換手段と
を備えた画像処理装置。
【請求項６】
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした画像であり、２次元以上の色空間における座標値により表現された多色の画像の階調数を低減する画像処理装置であって、
前記画像の各画素について、前記座標値を所定の階調数を用いて表現したカラー画像データを順次入力する入力手段と、
前記座標値を表現する前記階調数よりも少ない階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）により前記色空間を分割し、該分割を前記各次元について行なうことにより得られた格子点の座標値を前記色空間について記憶した格子点情報記憶手段と、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶した閾値記憶手段と、
該閾値マトリックスの該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）する閾値拡張手段と、
前記入力されたカラー画像データの前記色空間内での座標値を、該実質的に拡張された閾値を用いて補正し、前記格子点情報記憶手段に記憶された格子点の座標値のうち、該補正後の座標値に近接する座標値に変換して、格子点カラー画像データとして出力する格子点変換手段と、
該格子点の座標値に変換された格子点カラー画像データを色補正する色補正手段と、
該色補正後の画像データの階調数を、インクを用いて画像を形成する画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）に変換する階調数変換手段と
を備えた画像処理装置。
【請求項７】
２次元以上の色空間における座標値により表現された多色の画像の階調数を低減する画像処理装置であって、
前記画像の各画素について、前記座標値を所定の階調数を用いて表現したカラー画像データを順次入力する入力手段と、
前記座標値を表現する前記階調数よりも少ない階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）により前記色空間を分割し、該分割を前記各次元について行なうことにより得られた格子点の座標値を前記色空間について記憶した格子点情報記憶手段と、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶した閾値記憶手段と、
前記入力されたカラー画像データの前記色空間内での座標値を、該記憶された閾値を用いて補正し、前記格子点情報記憶手段に記憶された格子点の座標値のうち、該補正後の座標値に近接する座標値に変換して、格子点カラー画像データとして出力する格子点変換手段と、
該格子点の座標値に変換された格子点カラー画像データを色補正する色補正手段と、
該色補正後の画像データの階調数を、インクを用いて画像を形成する画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）に変換する階調数変換手段と
を備え、
前記格子点変換手段は、着目している画素について入力されたカラー画像データが、前記画素の処理方向における直前の画素のカラー画像データと同一である場合には、着目画素についての前記格子点変換手段による座標値の変換を行なわず、前記直前の画素について既に変換された座標値をそのまま用いる格子点変換省略手段を有する
画像処理装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７記載の画像処理装置であって、
前記色補正手段は、
前記各格子点に対応して、前記カラー画像データの色に関する補正データを記憶した色補正テーブルと、
前記変換された座標値に対応した格子点の補正データを、前記色補正テーブルから読み出し、補正済みのカラー画像データとして出力する色補正実施手段と、
を備えた画像処理装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像処理装置であって、
前記色補正テーブルは、前記補正データとして、前記色補正実施手段が出力するカラー画像データを最終的に処理する画像出力装置の色再現特性に適合したものを記憶した画像処理装置。
【請求項１０】
請求項８記載の画像処理装置であって、
前記色補正データ読出手段が読み出した各画素の補正データを、該各画素の近傍の画素の補正データに基づいて平均化する処理を行なう平均化処理手段と
を備えた画像処理装置。
【請求項１１】
請求項８記載の画像処理装置であって、
前記処理中の画素が前記拡張された閾値を用いて補正された画素以外の画素である場合には、前記処理方向に一つ手前の画素との間で、前記色補正データ読出手段が読み出した両画素の補正データを用いた平均化の処理を行なう平均化処理手段を備えた画像処理装置。
【請求項１２】
前記平均化処理手段が、前記入力手段が前記カラー画像データを入力する方向に交差する方向の画素との間で、前記平均化の処理を行なう請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１３】
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした多階調のカラー画像の階調数を低減して、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する画像処理方法であて、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力し、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶しておき、
該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）し、
該処理方向に実質的にＭ倍された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該入力した原カラー画像データを、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）の画像データにプレ変換し、
該プレ変換された画像データを色補正し、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌの画像データにポスト変換する
画像処理方法。
【請求項１４】
多階調のカラー画像の階調数を低減し、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する画像処理方法であって、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力し、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶しておき、
該記憶された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）に変換するＮ値化の処理を行ない、
前記入力された原カラー画像データが、前記画素の処理方向における直前の画素の原カラー画像データと同一であるか否かを判断し、
該判断によって両者が同一でないと判断した場合には、前記Ｎ値化の処理を行ない、両者が同一である場合には、前記原カラー画像データを直前に入力した画素について既に行なわれたＮ値化の結果をそのまま用い、Ｎ値化した画像データを出力するプレ変換を行ない、
該プレ変換された画像データを色補正し、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数の画像データにポスト変換する
画像処理方法。
【請求項１５】
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした画像であり、２次元以上の色空間における座標値により表現された多色の画像の階調数を低減する画像処理方法であって、
前記画像の各画素について、前記座標値を所定の階調数を用いて表現したカラー画像データを順次入力し、
前記座標値を表現する前記階調数よりも少ない階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）により前記色空間を分割し、該分割を前記各次元について行なうことにより得られた格子点の座標値を前記色空間について記憶しておき、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶しておき、
該閾値マトリックスの該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）し、
前記入力されたカラー画像データの前記色空間内での座標値を、該実質的に拡張された閾値を用いて補正し、前記格子点情報記憶手段に記憶された格子点の座標値のうち、該補正後の座標値に近接する座標値に変換して、格子点カラー画像データとして出力し、
該格子点の座標値に変換された格子点カラー画像データを色補正し、
該色補正後の画像データの階調数を、インクを用いて画像を形成する画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）に変換する
画像処理方法。
【請求項１６】
２次元以上の色空間における座標値により表現された多色の画像の階調数を低減する画像処理方法であって、
前記画像の各画素について、前記座標値を所定の階調数を用いて表現したカラー画像データを順次入力し、
前記座標値を表現する前記階調数よりも少ない階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）により前記色空間を分割し、該分割を前記各次元について行なうことにより得られた格子点の座標値を前記色空間について記憶しておき、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶しておき、
前記入力されたカラー画像データの前記色空間内での座標値を、該記憶された閾値を用いて補正し、前記記憶された格子点の座標値のうち、該補正後の座標値に近接する座標値に変換して、格子点カラー画像データとして出力し、
該格子点の座標値に変換された格子点カラー画像データを色補正し、
該色補正後の画像データの階調数を、インクを用いて画像を形成する画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）に変換し、
前記座標値の変換において、着目している画素について入力されたカラー画像データが、前記画素の処理方向における直前の画素のカラー画像データと同一である場合には、前記入力されたカラー画像データが、前記画素の処理方向における直前の画素のカラー画像データと同一である場合には、着目画素についての前記座標値の変換を行なわず、前記直前の画素について既に変換された座標値をそのまま用いる
画像処理方法。
【請求項１７】
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした多階調のカラー画像の階調数を低減して、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力する機能と、
所定の領域に予め記憶した所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を読み出す機能と、
該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）する機能と、
該処理方向に実質的にＭ倍された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該入力した原カラー画像データを、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）の画像データにプレ変換する機能と、
該プレ変換された画像データを色補正する色補正機能と、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）の画像データに変換するポスト変換機能と
を実現させるためのプログラムを前記コンピュータに読み取り可能に記録した
記録媒体。
【請求項１８】
多階調のカラー画像の階調数を低減して、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する機能をコンピュータ上で実現するためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力する機能と、
所定の領域に予め記憶した所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を読み出す機能と、
該記憶された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）に変換するＮ値化の処理を行なう機能と、
前記入力された原カラー画像データが、前記画素の処理方向における直前の画素の原カラー画像データと同一であるか否かを判断する機能と、
該判断によって両者が同一でないと判断した場合には、前記Ｎ値化の処理を行ない、両者が同一である場合には、前記原カラー画像データを直前に入力した画素について既に行なわれたＮ値化の結果をそのまま用い、Ｎ値化した画像データを出力するプレ変換を行なう機能と、
該プレ変換された画像データを色補正する色補正機能と、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）の画像データに変換するポスト変換機能と
を実現させるためのプログラムを前記コンピュータに読み取り可能に記録した
記録媒体。
【請求項１９】
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした画像であり、２次元以上の色空間における座標値により表現された多色の画像の階調数を低減する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記画像の各画素について、前記座標値を所定の階調数を用いて表現したカラー画像データを順次入力する機能、
前記座標値を表現する前記階調数よりも少ない階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）により前記色空間を分割し、該分割を前記各次元について行なうことにより得られた格子点の座標値を前記色空間について記憶した領域から、該格子点の座標を読み出す機能、
所定の領域に予め記憶した所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を読み出す機能、
該閾値マトリックスの該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）する機能、
前記入力されたカラー画像データの前記色空間内での座標値を、該実質的に拡張された閾値を用いて補正し、前記読み出された格子点の座標値のうち、該補正後の座標値に近接する座標値に変換して、格子点カラー画像データとして出力する機能、
該格子点の座標値に変換された格子点カラー画像データを色補正する機能、
該色補正後の画像データの階調数を、インクを用いて画像を形成する画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）に変換する機能
を実現させるためのプログラムを前記コンピュータに読み取り可能に記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置，画像処理方法およびこれを実現するプログラムを記録した記録媒体に関し、特に、入力されるカラー画像データに対し、その階調数を低減する処理を行なう画像処理装置，画像処理方法およびこれらの機能をコンピュータにより実現するためのプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カラー原稿などを読み取るスキャナや画像データを転送可能なディジタルカメラなどが知られており、これらの画像入力機器から原カラー画像データを読み取り、読み取られた画像データを、例えばＣＲＴなどのディスプレイや、カラープリンタ等を用いて再生表示させる画像処理装置が知られている。
【０００３】
こうした画像を出力する装置のうちカラープリンタなどでは、直接表現できる階調数が、原画像の階調数より小さい場合が少なくない。例えばインクジェット方式のカラープリンタでは、所定の色のドットを形成するか否かしか制御することができない。即ち、この場合、階調数は２となる。近年、インク濃度の低いインクなどを用意して数階調を直接表現できるインクジェットプリンタも提案されているが、いずれにせよ、原画像データの有する階調数には遠く及ばない。こうした画像出力装置では、原画像の有する階調数を低減し、表現し得る階調数ＮにＮ値化する処理が必要となる。例えば、上述したカラープリンタでは、ドットのオン・オフを制御することにより単位面積当たりのドット密度を変え、原画像の階調を表現している。
【０００４】
また、カラーディスプレイやカラープリンタなどの画像出力装置は、それぞれ特有の色再現特性を有するから、スキャナ等を用いて入力したカラー画像の色を、出力装置の特性によらず良好に再生するため、使用する画像出力装置の色再現特性に合わせて色補正処理を行なうことが必要になる。本願出願人は、こうした色補正処理を行なう手法の一つとして、色補正テーブルの容量を増大することなく、かつ色補正の補間演算の長大な時間を必要としない画像処理の手法を提案している（例えば、特開平７−３０７７２号公報参照）。この画像処理の手法は、色空間を所定の間隔で分割し、分割して得られた格子点についてのみ色補正データを用意すると共に、格子点以外の画像データに対しては、その近傍のいずれかの格子点に割り付け、補間演算なしで色補正を行なうというものである。この場合、本来の画像データをその近傍の格子点に割り付けるから、格子点への割付を行なうたびに誤差が生じる。そこで、画像を構成する各画素の画像データを順次処理する際、この誤差が平均的にはできるだけ小さくなるように、格子点への割り付けを行なうのである。格子点のかかる割り付けは、誤差拡散法等によっても良いが、ディザ法を採用し、適切に用意された閾値マトリックスから読み出した閾値を用いて割り付けるものとしても良い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記画像処理の手法は、一つ一つの画素に着目すれば、その色には誤差が存在するが、一定の範囲では誤差を解消しており、出力された画像の品質を低下させることなく、画像処理に要する演算時間を大幅に短くするという優れたものであるが、画素毎にディザマトリックスを参照して閾値を読み出すので、処理に時間がかかることがあるという問題があった。特に、電子カメラで撮像した３２０×２４０程度の小さな画像を、６４０×４８０に拡大して処理するような場合、通常横方向に２つ同じデータの画素が並ぶことになり、こうした場合にも、毎回ディザマトリックスを参照して閾値を読み出してこなければならなかった。
【０００６】
本発明は、こうした問題を解決し、ディザマトリックスから閾値を読み出してＮ値化を行なう際の処理上の負担を低減することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
前記目的を達成する本発明の第１の画像処理装置は、
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした多階調のカラー画像の階調数を低減し、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する画像処理装置であって、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力する入力手段と、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶した閾値記憶手段と、
該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）する閾値拡張手段と、
該閾値拡張手段によって該処理方向に実質的にＭ倍された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該入力した原カラー画像データを、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）の画像データに変換するプレ階調数変換手段と、
該プレ変換された画像データを色補正する色補正手段と、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌの画像データに変換するポスト階調数変換手段と
を備えたことを要旨とする。
【０００８】
この画像処理装置に対応した画像処理方法は、
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした多階調のカラー画像の階調数を低減して、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する画像処理方法であて、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力し、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶しておき、
該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）し、
該処理方向に実質的にＭ倍された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該入力した原カラー画像データを、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）の画像データにプレ変換し、
該プレ変換された画像データを色補正し、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌの画像データにポスト変換すること
を要旨としている。
【０００９】
これらの画像処理装置および方法をコンピュータ上で実現するためのプログラムを記録した記録媒体は、
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした多階調のカラー画像の階調数を低減して、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力する機能と、
所定の領域に予め記憶した所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を読み出す機能と、
該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）する機能と、
該処理方向に実質的にＭ倍された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該入力した原カラー画像データを、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）の画像データにプレ変換する機能と、
該プレ変換された画像データを色補正する色補正機能と、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）の画像データに変換するポスト変換機能と
を実現させるためのプログラムを前記コンピュータに読み取り可能に記録したことを要旨としている。
【００１０】
上記の画像処理装置および方法では、ディザマトリックスに記憶した閾値と原カラー画像データとを比較してＮ値化を行なうが、その際、所定の条件下では、ディザマトリックスの閾値を、画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）しておき、これを用いて比較を行なう。したがって、処理方向に連続するＭ個の画素については、同一の閾値を用いて比較を行なうことになり、ディザマトリックスから新たな閾値を読み出してくる処理を要しない。かかる手法は、原カラー画像データがオリジナルの画像を、少なくとも横方向にＭ倍した画像である場合に、特に有効である。
【００１１】
閾値の拡張は、閾値を記憶する際、予め、処理方向にＭ個連続して同一の閾値を記憶しておいても良いし、一度閾値を読み出したらＭ回連続して同じ位置を用いるものとしても良い。後者の場合には、特に、原カラー画像データが、オリジナルの画像を横方向にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）した画像である場合、着目しいる画素が、横方向にＭ・Ｓ＋２ないしＭ・（Ｓ＋１）の位置（Ｓは、０以上の整数）である場合には、画素がＭ・Ｓ＋１の位置にある画素に用いた閾値と同じ閾値を用いるものとすればよい。
【００１２】
本発明の第２の画像処理装置は、
多階調のカラー画像の階調数を低減し、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する画像処理装置であって、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力する入力手段と、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶した閾値記憶手段と、
該記憶された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）に変換するＮ値化の処理を行なうＮ値化手段と、
前記入力された原カラー画像データが、前記画素の処理方向における直前の画素の原カラー画像データと同一であるか否かを判断する手段と、
該判断によって両者が同一でないと判断した場合には、前記Ｎ値化手段によるＮ値化を行ない、両者が同一である場合には、前記原カラー画像データを直前に入力した画素について既に行なわれたＮ値化の結果をそのまま用い、Ｎ値化した画像データを出力するプレ階調数変換手段と、
該プレ変換された画像データを色補正する色補正手段と、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌの画像データに変換するポスト階調数変換手段と
を備えたことを要旨としている。
【００１３】
また、この画像処理装置に対応した画像処理方法は、
多階調のカラー画像の階調数を低減し、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する画像処理方法であって、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力し、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶しておき、
該記憶された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）に変換するＮ値化の処理を行ない、
前記入力された原カラー画像データが、前記画素の処理方向における直前の画素の原カラー画像データと同一であるか否かを判断し、
該判断によって両者が同一でないと判断した場合には、前記Ｎ値化の処理を行ない、両者が同一である場合には、前記原カラー画像データを直前に入力した画素について既に行なわれたＮ値化の結果をそのまま用い、Ｎ値化した画像データを出力するプレ変換を行ない、
該プレ変換された画像データを色補正し、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数の画像データにポスト変換すること
を要旨としている。
【００１４】
これらの画像処理装置および方法をコンピュータ上で実現するためのプログラムを記録した記録媒体は、
多階調のカラー画像の階調数を低減して、インクを用いて画像を形成する画像出力装置に出力する機能をコンピュータ上で実現するためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記多階調の原カラー画像データを処理方向に沿って画素毎に入力する機能と、
所定の領域に予め記憶した所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を読み出す機能と、
該記憶された閾値と前記入力した原カラー画像データとを比較して、該原カラー画像データの階調数よりは少なく、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上整数）よりは大きい階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）に変換するＮ値化の処理を行なう機能と、
前記入力された原カラー画像データが、前記画素の処理方向における直前の画素の原カラー画像データと同一であるか否かを判断する機能と、
該判断によって両者が同一でないと判断した場合には、前記Ｎ値化の処理を行ない、両者が同一である場合には、前記原カラー画像データを直前に入力した画素について既に行なわれたＮ値化の結果をそのまま用い、Ｎ値化した画像データを出力するプレ変換を行なう機能と、
該プレ変換された画像データを色補正する色補正機能と、
該色補正後の画像データを、前記画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）の画像データに変換するポスト変換機能と
を実現させるためのプログラムを前記コンピュータに読み取り可能に記録したことを要旨としている。
【００１５】
かかる画像処理装置および画像処理方法は、第１発明と比べて、閾値マトリックスを拡張するのではなく、処理している画素の原カラー画像データが処理方向における直前の画素の原カラー画像データと同一である場合には、直前の画素について行なったＮ値化の結果をそのまま用いることにより、ディザマトリックスからの閾値の読み取りや閾値との比較などの処理を省略し、画像処理を簡略化することができる。
【００１６】
本発明の第３の画像処理装置は、
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした画像であり、２次元以上の色空間における座標値により表現された多色の画像の階調数を低減する画像処理装置であって、
前記画像の各画素について、前記座標値を所定の階調数を用いて表現したカラー画像データを順次入力する入力手段と、
前記座標値を表現する前記階調数よりも少ない階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）により前記色空間を分割し、該分割を前記各次元について行なうことにより得られた格子点の座標値を前記色空間について記憶した格子点情報記憶手段と、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶した閾値記憶手段と、
該閾値マトリックスの該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）する閾値拡張手段と、
前記入力されたカラー画像データの前記色空間内での座標値を、該実質的に拡張された閾値を用いて補正し、前記格子点情報記憶手段に記憶された格子点の座標値のうち、該補正後の座標値に近接する座標値に変換して、格子点カラー画像データとして出力する格子点変換手段と、
該格子点の座標値に変換された格子点カラー画像データを色補正する色補正手段と、
該色補正後の画像データの階調数を、インクを用いて画像を形成する画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）に変換する階調数変換手段と
を備えたことを要旨とする。
【００１７】
また、これに対応する画像処理方法は、
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした画像であり、２次元以上の色空間における座標値により表現された多色の画像の階調数を低減する画像処理方法であって、
前記画像の各画素について、前記座標値を所定の階調数を用いて表現したカラー画像データを順次入力し、
前記座標値を表現する前記階調数よりも少ない階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）により前記色空間を分割し、該分割を前記各次元について行なうことにより得られた格子点の座標値を前記色空間について記憶しておき、
所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を記憶しておき、
該閾値マトリックスの該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）し、
前記入力されたカラー画像データの前記色空間内での座標値を、該実質的に拡張された閾値を用いて補正し、前記格子点情報記憶手段に記憶された格子点の座標値のうち、該補正後の座標値に近接する座標値に変換して、格子点カラー画像データとして出力し、
該格子点の座標値に変換された格子点カラー画像データを色補正し、
該色補正後の画像データの階調数を、インクを用いて画像を形成する画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）に変換すること
を要旨としている。
【００１８】
更に、これらの画像処理装置および方法をコンピュータ上で実現するためのプログラムを記録した記録媒体は、
オリジナル画像を少なくとも縦横いずれかに引き延ばした画像であり、２次元以上の色空間における座標値により表現された多色の画像の階調数を低減する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記画像の各画素について、前記座標値を所定の階調数を用いて表現したカラー画像データを順次入力する機能、
前記座標値を表現する前記階調数よりも少ない階調数Ｎ（Ｎは、３以上の整数）により前記色空間を分割し、該分割を前記各次元について行なうことにより得られた格子点の座標値を前記色空間について記憶した領域から、該格子点の座標を読み出す機能、
所定の領域に予め記憶した所定の大きさのディザマトリックスに対応した閾値を読み出す機能、
該閾値マトリックスの該閾値を、前記画素の処理方向に実質的にＭ倍（Ｍは、２以上の整数）する機能、
前記入力されたカラー画像データの前記色空間内での座標値を、該実質的に拡張された閾値を用いて補正し、前記読み出された格子点の座標値のうち、該補正後の座標値に近接する座標値に変換して、格子点カラー画像データとして出力する機能、
該格子点の座標値に変換された格子点カラー画像データを色補正する機能、
該色補正後の画像データの階調数を、インクを用いて画像を形成する画像出力装置が一つの画素当たりに形成可能な階調数Ｌ（Ｌは、２以上の整数）に変換する機能
を実現させるためのプログラムを前記コンピュータに読み取り可能に記録していることを要旨としている。
【００１９】
上記の画像処理装置および方法によれば、画像の各画素について、座標値を所定の階調数を用いて表現したカラー画像データを入力し、この座標値を、拡張された閾値を用いて補正し、予め用意した格子点に近接する格子点の座標値に変換する。かかる変換により、複数の格子点データを用いた複雑な補間演算を行なうことなく、画質の劣化を押さえて階調数を低減することができる。
【００２０】
こうした画像処理において、各格子点に対応して、カラー画像データの色に関する補正データを記憶した色補正テーブルを用意し、変換された座標値に対応した格子点の補正データを、色補正テーブルから読み出し、補正済みのカラー画像データとして出力する構成を取ることも好適である。この場合には、色補正データも格子点の数に対応した数だけ用意すれば足り、全体のデータ量を低減することができる。また、色補正テーブルを用意することで、様々な用途に応じたカラー画像データを用意することができる。例えば、色補正テーブルに、補正データとして、出力されるカラー画像データを最終的に処理する画像出力装置の色再現特性に適合したものを記憶しておけば、画像出力装置毎に適正にカラー画像データを出力することができる。
【００２１】
更に、各画素の補正データを、その画素の近傍の画素の補正データに基づいて平均化する処理を行なうことも好適である。近接する格子点の座標に変換する際に生じる量子化誤差の影響を低減することができるからである。こうした平均化の処理は、処理中の画素が拡張された閾値を用いて補正された画素以外の画素である場合には、処理方向に一つ手前の画素との間で平均化の処理を行なうものとすればよい。平均化の処理は、このほか、カラー画像データを入力する方向に交差する方向の画素との間で行なうものとすることもできる。
【００２２】
なお、格子点の分割を、低濃度領域で細かくしておくことも有用である。低濃度領域で格子点の分割が細かく行なわれていれば、低濃度領域での色補正テーブルのデータの間隔も細かくなり、入力データの座標値を格子点の座標値に変換する際の量子化誤差が、それが問題となる低濃度領域で小さくなって、画質の劣化が抑制される。この結果、画像出力装置に合わせた色補正演算を高速で行ない、良好な色再生が得られ、かつ画像の品質の劣化が抑制されることになる。なお、ここで言う低濃度領域とは、画像出力装置に出力されるドットの密度が低い領域を言う。例えば、最終的な画像の出力がドットのオン・オフにより階調を表現するインクジェットプリンタである場合には、ＣＭＹなどのインクのドットの密度か低い領域を言う。また、出力装置がＣＲＴ等である場合には、白ドットに着目すれば白ドットがまばらに分布する領域（画像全体では高濃度領域）であり、黒ドットに着目すれば黒ドットがまばらに分布する領域（画像全体では低濃度領域）である。また、後述するように、同一色について濃度の高いインクと濃度の低いインクを備え、濃ドットと淡ドットを打ち分けるようなプリンタであれば、淡ドットがまばらに分布する領域（画像全体では低濃度領域）のみならず、濃ドットがまばらに分布する領域も、そのインクについての低濃度領域に該当する。
【００２３】
色空間を分割する際、対象となる二次元以上の色空間としては、ＲＧＢやＣＭＹ系の色空間のみならず、ＸＹＺ表色系で表わされた色空間、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系、Ｌ＊Ｃ＊ｈ表色系、マンセル表色系など、種々の色空間を考えることができる。階調数としては、これらの座標値がｎビット数のディジタルな情報により表現されている場合には、２のｎ乗（例えば８ビットなら２５６）の階調により表現されることが多いが、１００階調とか１７階調とか、２のｎ乗以外の階調数であっても差し支えない。上記の構成では、格子点の座標を、低濃度領域では細かく分割するものとしているが、色補正手段より補正された後のカラー画像データの各色成分の階調の間隔が低濃度領域で狭くなるように、選ぶことも好適である。これにより、色補正後のデータにおける低濃度領域でのプレ階調数変換の量子化誤差が小さくなるため、色空間を少ない階調数で分割したことによる画質の劣化を、より確実に抑制することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の画像処理装置の好適な実施形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１には、本発明の第１の実施の形態としての画像処理装置３０を中心とするカラー画像処理システムの一例が示されている。この画像処理システムでは、スキャナなどの画像入力装置１０から出力される原カラー画像データＯＲＧは、画像処理装置３０へ入力される。画像処理装置３０により処理された画像データは、最終的にはプリンタなどの画像出力装置２０に出力され、ここで最終的な画像が得られる。
【００２５】
（１）画像処理装置のハードウェア
画像処理装置３０は、入力された原カラー画像データＯＲＧを画像出力装置２０の色再現特性に合わせる画像処理として、色補正と階調数変換を行なっている。色補正は、例えばガンマ補正など、画像出力装置の出力特性を補正する処理である。また、階調数変換とは、画像入力装置１０から出力されるカラー画像データＯＲＧの出力可能な階調数に比べ、画像出力装置２０の出力可能な階調数が小さい場合には、色補正されたカラー画像データを、画像出力装置２０に合わせた最終的な階調数に変換する処理である。例えば、スキャナ等から読み込んだ画像データＯＲＧが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色について階調数が２５６（８ビット分）であり、画像出力装置２０が、Ｃ，Ｍ，ＹもしくはＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋのインクのオン・オフによる表現を行なうインクジェットプリンタであって、最終的な階調数が２であるという構成があり得る。この場合、画像処理装置３０は、ＲＧＢの２５６階調の画像データをＣＭＹ（Ｋ）のデータに変換し、色補正を行なうと共に、更に２階調に変換し、最終カラー画像データＦＮＬとして画像出力装置２０へ向け出力する。なお、以上の説明では、一括して階調数変換と呼んだが、実際には、入力した原カラー画像データＯＲＧを色補正前に階調数の少ない格子点に割り付けることにより階調数を低減するプレ階調数変換と、色補正された後のデータをプリンタの表現可能な階調数に合わせて２値化するいわゆるハーフトーン処理による階調数変換とが行なわれる。以下の説明では、前者をプレ階調数変換と、後者をポスト階調数変換と呼ぶ。各階調数変換については、後で詳しく説明する。
【００２６】
図２には、図１に示すカラー画像処理システムの具体的な構成例を示すブロック図である。ここでは、画像入力装置１０としては、原稿からカラー画像を光学的に読み取るスキャナ１２が用いられている。スキャナ１２は、読み取ったカラー画像データを、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の色成分からなる原カラー画像データＯＲＧとして出力する。なお、実施例では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色は、各８ビットのディジタルデータで表現されており、階調数は２５６である。このケースでは、スキャナ１２は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色により原カラー画像データを表現するものとしており、各画素の色は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を座標軸とする三次元の色空間内のどこに位置するかという形式、即ち座標値により表現されているが、他の形式、例えばＬ＊ａ＊ｂ＊などいかなる表色系を採用しても、ある画素の色は、その色空間内のどこに位置するか、即ち座標値として表現することができる。
【００２７】
なお、画像入力装置１０としては、このようなスキャナ１２以外に、例えば、ビデオカメラ、コンピュータグラフィック作成用のホストコンピュータ、その他の手段を用いることができる。
【００２８】
また、実施例の画像処理システムでは、画像出力装置２０として、画素単位での階調制御ができないカラープリンタ２２が用いられている。このカラープリンタ２２では、スキャナ１２から出力される原カラー画像データＯＲＧの各色成分の階調数を、各画素のオン／オフに対応した２階調にまで減らす２値化処理が必要となることは前述した。
【００２９】
なお、画像出力装置２０としては、これ以外に、例えばカラーディスプレイ２１等も用いることができる。コンピュータ用のカラーディスプレイ２１などでは、通常の家庭用ＴＶに比べ、表示可能な階調数が小さなものが多い。このようなカラーディスプレイ２１を用いる場合でも、原カラー画像データＯＲＧの階調数を、当該ディスプレイ２１に対応した階調数に変換してやる必要がある。その他の画像出力装置としては、印刷用の製版装置、熱転写型のプリンタ、ある程度の階調表現が可能な昇華型プリンタ、カラーレーザプリンタ、など様々なものを考えることができる。
【００３０】
次に、画像処理装置３０に相当する具体的な構成について説明する。図２は、画像処理装置３０の内部構成を示すブロック図である。画像処理装置３０のハードウェアは、通常のコンピュータ９０である。図示するように、このコンピュータ９０は、プログラムに従って画像処理に関わる動作を制御するための各種演算処理を実行するＣＰＵ８１を中心に、バス８０により相互に接続された次の各部を備える。ＲＯＭ８２は、ＣＰＵ８１で各種演算処理を実行するのに必要なプログラムやデータを予め格納しており、ＲＡＭ８３は、同じくＣＰＵ８１で各種演算処理を実行するのに必要な各種プログラムやデータが一時的に読み書きされるメモリである。入力インターフェイス８４は、スキャナ１２やキーボード１４からの信号の入力を司り、出力インタフェース８５は、プリンタ２２へのデータの出力を司る。ＣＲＴＣ８６は、カラー表示可能なＣＲＴ２１への信号出力を制御し、ディスクコントローラ（ＤＤＣ）８７は、ハードディスク１６やフレキシブルディスクドライブ１５あるいは図示しないＣＤ−ＲＯＭドライブとの間のデータの授受を制御する。ハードディスク１６には、ＲＡＭ８３にロードされて実行される各種プログラムやデバイスドライバの形式で提供される各種プログラムなどが記憶されている。このほか、バス８０には、シリアル入出力インタフェース（ＳＩＯ）８８が接続されている。このＳＩＯ８８は、モデム１８に接続されており、モデム４８を介して、公衆電話回線ＰＮＴに接続されている。画像処理装置３０は、このＳＩＯ８８およびモデム１８を介して、外部のネットワークに接続されており、特定のサーバーＳＶに接続することにより、画像処理に必要なプログラムをハードディスク１６にダウンロードすることも可能である。また、必要なプログラムをフレキシブルディスクＦＤやＣＤ−ＲＯＭによりロードし、コンピュータ９０に実行させることも可能である。
【００３１】
次に、図３を用いて、この画像処理装置３０内部で行なわれる画像処理の機能的構成について説明する。画像処理装置３０は、ハードウェアであるコンピュータ９０上で画像処理プログラムが実行されて始めて画像処理装置として機能する。具体的には、画像処理を行なうプログラムが、これを記憶した媒体であるハードディスク４６などから主記憶を構成するＲＡＭ８３にロードされ、ＣＰＵ８１により実行されることにより、コンピュータ９０は、画像処理装置３０として機能するのである。このコンピュータ９０では、所定のオペレーティングシステムの元で、画像処理を実行するアプリケーションプログラム９５が動作している。オペレーティングシステムには、ビデオドライバ９１やプリンタドライバ９６が組み込まれており、アプリケーションプログラム９５からはこれらのドライバを介して、最終カラー画像データＦＮＬが出力されることになる。画像のレタッチなどを行なうアプリケーションプログラム９５は、スキャナ１２から画像を読み込み、これに対して所定の処理を行ないつつビデオドライバ９１を介してＣＲＴディスプレイ９３に画像を表示している。
【００３２】
このアプリケーションプログラム９５が、印刷命令を発行すると、コンピュータ９０のプリンタドライバ９６が、画像情報をアプリケーションプログラム９５から受け取り、これをプリンタ２２が印字可能な信号（ここではＣＭＹについての２値化された信号）に変換している。図３に示した例では、プリンタドライバ９６の内部には、アプリケーションプログラム９５が扱っているカラー画像データをドット単位の画像データに変換するラスタライザ９７、ドット単位の画像データに対して画像出力装置（ここではプリンタ２２）が使用するインク色ＣＭＹおよび発色の特性に応じた色補正を行なう色補正モジュール９８、色補正モジュール９８が参照する色補正テーブルＣＴ、色補正された後の画像情報からドット単位でのインクの有無によってある面積での濃度を表現するいわゆるハーフトーンの画像情報を生成するハーフトーンモジュール９９が備えられている。
【００３３】
既述したプレ階調数変換は、色補正モジュール９８により、ポスト階調数変換は、ハーフトーンモジュール９９により行なわれる。色補正モジュール９８での処理が、格子点変換処理に相当する。各モジュールの機能上の構成については、後述する。なお、こうしたモジュールは、プリンタドライバ９６以外のドライバにも設けることができる。例えば、カラーディスプレイ２１への表示を行なうビデオドライバ９１にこれらのモジュールを設け、カラーディスプレイ２１の特性に合わせた多値化を行なっても良い。
【００３４】
次に、出力装置であるプリンタ２２の構造について簡単に説明する。図４は、プリンタ２２の概略構成図である。図示するように、このプリンタ２２は、紙送りモータ２３によって用紙Ｐを搬送する機構と、キャリッジモータ２４によってキャリッジ３１をプラテン２６の軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ３１に搭載された印字ヘッド２８を駆動してインクの吐出およびドット形成を制御する機構と、これらの紙送りモータ２３，キャリッジモータ２４，印字ヘッド２８および操作パネル３２との信号のやり取りを司る制御回路４０とから構成されている。
【００３５】
用紙Ｐを搬送する機構は、紙送りモータ２３の回転をプラテン２６のみならず、図示しない用紙搬送ローラに伝達するギヤトレインを備える（図示省略）。また、キャリッジ３１を往復動させる機構は、プラテン２６の軸と並行に架設されキャリッジ３１を摺動可能に保持する摺動軸３４と、キャリッジモータ２４との間に無端の駆動ベルト３６を張設するプーリ３８と、キャリッジ３１の原点位置を検出する位置検出センサ３９等から構成されている。また、制御回路４０は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを内蔵しており、予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従い、プリンタ２２の各部を制御する。
【００３６】
このプリンタ２２のキャリッジ３１には、黒（Ｋ）インク用のカートリッジ７１とシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロ（Ｙ）の３色のインクを収納したカラーインク用カートリッジ７２が搭載可能である。キャリッジ３１の下部の印字ヘッド２８には計４個のインク吐出用ヘッド６１ないし６４が形成されており、キャリッジ３１の底部には、この各色用ヘッドにインクタンクからのインクを導く導入管６５（図４参照）が立設されている。キャリッジ３１に黒インク用のカートリッジ７１およびカラーインク用カートリッジ７２を上方から装着すると、各カートリッジに設けられた接続孔に導入管が挿入され、各インクカートリッジから吐出用ヘッド６１ないし６４へのインクの供給が可能となる。
【００３７】
インクが吐出される機構を簡単に説明する。図５に示すように、インク用カートリッジ７１，７２がキャリッジ３１に装着されると、毛細管現象を利用してインク用カートリッジ内のインクが導入管６５を介して吸い出され、キャリッジ３１下部に設けられた印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６４に導かれる。なお、初めてインクカートリッジが装着されたときには、専用のポンプによりインクを各色ヘッド６１ないし６４に吸引する動作が行なわれるが、本実施例では吸引のためのポンプ、吸引時に印字ヘッド２８を覆うキャップ等の構成については図示および説明を省略する。
【００３８】
各色ヘッド６１ないし６４には、図５に示したように、各色毎に複数個（この実施例では３２個）のノズルｎが設けられており、各ノズル毎に電歪素子の一つであって応答性に優れたピエゾ素子ＰＥが配置されている。ピエゾ素子ＰＥとノズルｎとの構造を詳細に示したのが、図６である。図示するように、ピエゾ素子ＰＥは、ノズルｎまでインクを導くインク通路６８に接する位置に設置されている。ピエゾ素子ＰＥは、周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、極めて高速に電気−機械エネルギの変換を行なう素子である。本実施例では、ピエゾ素子ＰＥの両端に設けられた電極間に所定時間幅の電圧を印加することにより、図６下段に示すように、ピエゾ素子ＰＥが電圧の印加時間だけ伸張し、インク通路６８の一側壁を変形させる。この結果、インク通路６８の体積は、ピエゾ素子ＰＥの伸張に応じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、粒子Ｉｐとなって、ノズルｎの先端から高速に吐出される。このインク粒子Ｉｐがプラテン２６に装着された用紙Ｐに染み込むことにより、印刷が行なわれることになる。
【００３９】
以上説明したハードウェア構成を有するプリンタ２２は、紙送りモータ２３によりプラテン２６その他のローラを回転して用紙Ｐを搬送しつつ、キャリッジ３１をキャリッジモータ２４により往復動させ、同時に印字ヘッド２８の各色ヘッド６１ないし６４のピエゾ素子ＰＥを駆動して、各色インクの吐出を行ない、用紙Ｐ上に多色の画像を形成する。
【００４０】
プリンタ２２の構成は、以上の通りであるが、プリンタ２２の出力特性に応じた色補正などは、コンピュータ９０内部で処理されており、プリンタ２２では、階調数の変換や色補正などに関する処理は一切行なわれていない。プリンタ２２の内部で実行される処理は、コンピュータ９０から出力されるデータを受け取って、上述した紙送りとキャリッジ３１の往復動作に同期して、印字ヘッド２８の各色ピエゾ素子ＰＥを駆動するだけである。したがって、プリンタ２２の制御回路４０の詳細な説明やその処理については、説明を省略する。
【００４１】
（２）第１実施例
次に、上記実施の形態としての画像処理装置３０具体的な第１の実施例について説明する。ここでは、図２に示すスキャナ１２から、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色が８ビット、２５６階調の原カラー画像データＯＲＧが画像処理装置３０としてのコンピュータ９０に入力され、コンピュータ９０のプリンタドライバ９６が、この原カラー画像データＯＲＧを画像処理して、最終カラー画像データＦＮＬをカラープリンタ２２へ出力する場合を想定する。ここで使用されるカラープリンタ２２は、シ アンＣ，マゼンダＭ，イエローＹの３色インクを用いて各色ドットのオン（ドット有り）／オフ（ドットなし）の２階調で印字するものを用いる。プリンタ２２における印刷の具体的な構成は、既に説明した。
【００４２】
図７には、この場合に使用される画像処理装置３０の具体的なブロック図が示されている。この画像処理装置３０は、その処理に着目すれば、プレ階調数変換部１４０，色補正部１４２，色補正テーブルメモリ１３４，ポスト階調数変換部１４６から構成されていると捉えることができる。プレ階調数変換部１４０、色補正部１４２は、入力される原カラー画像データＯＲＧを色補正し、さらにＲ，Ｇ，ＢからＣ，Ｍ，Ｙへ表色系を変換し、色補正データＣＣＤとして出力する。ここまでが、コンピュータ９０の色補正モジュール９８に相当する。そして、前記色補正データＣＣＤを、ポスト階調数変換部１４６を用いプリンタ２２の表示可能な階調数に対応して２値化し、最終カラー画像データＦＮＬとして出力する。このポスト階調数変換部１４６がコンピュータ９０のハーフトーンモジュール９９に相当する。
【００４３】
上述した各処理について更に説明を補足する。本実施例のプレ階調数変換部１４０でのプレ階調数変換処理は、各色２５６階調を有する原カラー画像データＯＲＧを入力し、この原カラー画像データを、ＲＧの各色について１６階調、Ｂについて８階調に階調数変換するものである。スキャナ１２から入力される原カラー画像データＯＲＧ中に、Ｒ＝１２、Ｇ＝２０、Ｂ＝２４という階調をもった色領域が一定面積連続すると仮定する。そして、この色領域のカラーデータが、画像処理装置３０へ入力される場合を想定する。
【００４４】
図８には、色空間内において、この原カラー画像データＯＲＧとこれを囲む８つの格子点からなる直方体を示している。原カラー画像データＸが（１２，２０，２４）であるとした場合のこの座標位置近傍の８個の格子点の座標位置は、次式（１）で表される。
【００４５】
（Ｒi，Ｇj，Ｂk）      ＝（  ０，１６，１６）
（Ｒi+1，Ｇj，Ｂk）    ＝（１６，１６，１６）
（Ｒi，Ｇj+1，Ｂk）    ＝（  ０，３２，１６）
（Ｒi+1，Ｇj+1，Ｂk）  ＝（１６，３２，１６）  …（１）
（Ｒi，Ｇj，Ｂk+1）    ＝（  ０，１６，３２）
（Ｒi+1，Ｇj，Ｂk+1）  ＝（１６，１６，３２）
（Ｒi，Ｇj+1，Ｂk+1）  ＝（  ０，３２，３２）
（Ｒi+1，Ｇj+1，Ｂk+1）＝（１６，３２，３２）
【００４６】
なお、この画像処理装置３０においては、色空間は、図９に示すように、最終的な出力装置であるプリンタ２２の使用インクＣＭＹの低濃度領域で細かく分割されている。プレ階調数変換の変換後の階調数がポスト階調数変換の最終的な階調数よりも十分大きければ、プレ階調数変換の量子化ノイズは十分に小さく、実用上の影響は小さい。しかしながら、プレ階調数変換の量子化ノイズは存在するから、これは出力画像においてオンドットの出現位置の乱れとして現れている。そのため、厳密には、この量子化ノイズの影響は、オンドットの密度が大きい高濃度や中濃度の領域では実質的に問題にならないが、ドット密度の小さい低濃度の領域において画質劣化の原因となる可能性があると言える。そこで、この問題を解消するために、本実施例では、図９に示すように、低濃度領域で間隔が狭くなった格子点５００をもつ色補正テーブルＣＴを用いる。これに対応して、プレ階調数変換においては、この格子点５００の階調値（格子点色データ）に原画像データを変換する。
【００４７】
具体例を挙げれば、原画像データが０〜２５５までの階調値をとる場合、これをプレ階調値変換によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色については、
０、１６、３２、４８、６４、８０、９６、１１２、１２８、１４４、
１６０、１７６、１９２、２０８、２２４、２４０、２４８、２５５
の１８段階の階調値に量子化する。この例では、量子化ステップ、つまり隣り合う格子点の間隔は基本的にＲＧＢについては値１６であるが、階調値２５５の附近、つまり低濃度の領域では、量子化ステップは値８又は値７のように小さくなっている。このように用意された格子点に対応して、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の色補正値が、色補正テーブルメモリ１３４内に用意されている。
【００４８】
第１実施例では、この格子点を用いて、プレ階調数変換部１４０が、ディザ法により、プレ階調数変換をおこなう。プレ階調数変換部１４０は、入力された原カラー画像データＯＲＧが、８つの格子点上のいずれかの色データになるように、プレ階調数変換を行なうのである。プレ階調数変換により得られた格子点データにより、色補正部１４２は、色補正テーブルメモリ１３４内の色補正テーブルＣＴを参照して、色補正データＣｃ，Ｍｃ，Ｙｃを得る。
【００４９】
ここにおいて、前記色補正テーブルメモリ１３４には、補正データが次のようにして設定されている。補正データの決定のために、まず、図７に示した画像処理装置からポスト階調数変換部１４６（図２に示すハーフトーンモジュール９９）のみを取り出して、対象となるカラープリンタ２２を組み合わせた系を構成する。そして、いろいろなＣ，Ｍ，Ｙ値をポスト階調数変換部１４６に与えて２値化した後、対象とするカラープリンタ２２に出力した結果を色測定する。そして、ポスト階調数変換部１４６に与えたＣ，Ｍ，Ｙ値と、カラープリンタ２２の出力結果を測定したＲ，Ｇ，Ｂ値の対応関係を調べる。
【００５０】
次に、その対応関係を逆にみて、色空間内の格子点色データに対応するＲ，Ｇ，Ｂ値の色を得たい場合に必要なＣ，Ｍ，Ｙ値を求め、それを色補正データとして色補正テーブルメモリ１３４内に設定する。実際の画像処理に先立って、以上の処理を行ない、色補正テーブルＣＴを用意するのである。
【００５１】
こうしたプレ階調数変換処理および色補正処理の後、ポスト階調数変換部１４６が、色補正された画像データを、画像出力装置２０の表現可能な階調数に対応した最終的な階調数まで変換するポスト階調数変換処理を行なう。ポスト階調数変換部１４６でも、階調数変換に伴う量子化ノイズが発生する。実施例では、プレ階調数変換で生じる量子化ノイズを、最終段階でのポスト階調数変換で生じる量子化ノイズに比べ、十分に小さくしているので、プレ階調数変換部１４０における量子化ノイズは、実用上は問題にならず、プレ階調数変換処理に伴う画質の低下は防止されている。
【００５２】
次に、プレ階調数変換部１４０における処理の詳細について説明する。プレ階調数変換部１４０は、各色２５６階調の入力される原カラー画像データＯＲＧのＲ０，Ｇ０，Ｂ０の各色成分を、ＲＧＢついて１８段階に階調数変換し、格子点カラー画像データＧＣＤとしてＰk ，Ｇk ，Ｂk の各色成分を出力する。
【００５３】
プレ階調数変換は、図１０に示した処理により行なわれる。この実施例におけるディザマトリックスの一例を図１１に示す。ディザマトリックス自体は縦横４×４であるが、図１１では、これを、縦４横８として示した。これは、ディザマトリックスの各要素を、横方向に２度ずつ使用するからであり、あたかもディザマトリックスが横方向に２倍に拡張されているように考えることができるからである。即ち、このディザマトリックスを用いた後述する処理では、マトリックスの各要素は、画素の処理方向に沿って２回ずつ用いられる。
【００５４】
以下の説明では、ＤｉＴｈはディザマトリックス番号を示し、図１１に示したように、１から１６の値をとる。また、プレ階調数変換のために用意された格子点は、低濃度領域で狭く分割されていることは既述したが、これを配列ＲＳＬＴ［０．．．１８］で表わせば、ＲＳＬＴ［０］＝０、ＲＳＬＴ［１］＝１６、ＲＳＬＴ［２］＝３２、ＲＳＬＴ［３］＝４８、ＲＳＬＴ［４］＝６４、・・・・ＲＳＬＴ［１７］＝２５５に設定されている。このほか、各格子点間距離Ｄｉｓｔ［ｉ］を
Ｄｉｓｔ［ｉ］＝ＲＳＬＴ［ｉ＋１］−ＲＳＬＴ［ｉ］
ｉ＝０，１，…１７
と定義する。なお、原カラー画像データＤａが値２５５を採った場合に後述する隔たりｏｆｆｓｔを求める演算の結果を保証するために、Ｄｉｓｔ［１８］＝１と定義しておく。
【００５５】
図１０に示したプレ階調数変換が開始されると、まず着目している位置［ｐ，ｑ］の画素の原カラー画像データＤａを入力する処理を行なう（ステップＳ４０）。その後、この画素の位置［ｐ，ｑ］に基づき、原カラー画像データＤａの座標値を近接する格子点に割り付ける作業の準備として、ゆらぎ値ＤＤＨを求める処理を行なう。この処理は、着目している画素の位置［ｐ，ｑ］に対応するディザマトリクス番号ＤｉＴｈからこれを値０〜１の範囲で正規化したゆらぎ値ＤＤＨを求める処理を行なう（ステップＳ４１ａおよびＳ４１ｂ）。この処理においては、まず着目画素の位置［ｐ，ｑ］に基づいて、ディザマトリックス（図１１）から、閾値ＤｉＴｈを読み込む処理を行なう（ステップＳ４１ａ）。この場合、横方向には、同じ閾値ＤｉＴｈが２度ずつ用いられることは既述した。更に、この閾値ＤｉＴｈに基づいて、ゆらぎ値ＤＤＨを求める処理が行なわれる（ステップＳ１４１ｂ）。ゆらぎ値ＤＤＨは、次式（２）により求めている。
【００５６】
ＤＤＨ＝（ＤｉＴｈ−０．５）／ＤｉＭａｘ…（２）
ここで、ＤｉＭａｘは、閾値の最大値であり、この実施例では値１６である。
【００５７】
閾値ＤｉＴｈを求める処理は、注目画素の走査方向位置をｐ（１，２，３・・・・Ｐｍａｘ）、副走査方向位置をｑ（１，２，３・・・・Ｑｍａｘ）として、［ｐ％８，ｑ％４］の位置の値を図１１に示したマトリックスから求めることにより行なわれる。ここで、％は剰余演算子である。図１１のマトリックスから閾値ＤｉＴｈを求めるには、［０，０］〜［７，３］を要素とする関数（例えばＧｅｔＭａｔｒｉｘ［ｘ，ｙ］）を予め定義しておけばよい。図１１に示したディザマトリックスは、下欄に示した通常の４×４のマトリックスを、横方向、即ち画像処理の方向に沿って２倍に拡張したものである。したがって、このマトリックスからデータを読み出すと、２画素続けて同じ値を読み出すことになる。なお、閾値ＤｉＴｈを、［ｐ％４，ｑ％４］から求めるものとし、一度閾値ＤｉＴｈを得ると、これを２度続けて使用するものとして良い。
【００５８】
こうして閾値ＤｉＴｈを正規化してゆらぎ値ＤＤＨを得る処理を行なった後、変換階調数番号を示す変数Ｘに値０を設定し（ステップＳ４２）、次に、この階調数番号Ｘにより定まる格子点の値ＲＳＬＴ［Ｘ］と原カラー画像データＤａとを比較する処理を行なう（ステップＳ４３）。なお、この説明では、比較される原カラー画像データＤａは、特に色成分を特定していないが、実際には、各色成分毎に比較を行なうことになる。原カラー画像データＤａが格子点の値ＲＳＬＴ［Ｘ］以下でなければ、変数Ｘを値１だけインクリメントし（ステップＳ４４）、再度両者を比較する。即ち、原カラー画像データＤａが格子点の値ＲＳＬＴ［Ｘ］以下となるまで、順次格子点に対応した値を大きくしてゆくのである。
【００５９】
この結果、いずれ原カラー画像データＤａが格子点の値ＲＳＬＴ［Ｘ］以下となるから（ステップＳ４３）、次に原カラー画像データＤａとステップＳ４３で比較した格子点との隔たりｏｆｆｓｔを計算する処理を行なう（ステップＳ４５）。隔たりｏｆｆｓｔは、原カラー画像データＤａがこれを挟む格子点間の距離Ｄｉｓｔ［Ｘ−１］に対して正規化した値として、次式（３）により計算される。
【００６０】
ｏｆｆｓｔ＝（ＲＳＬＴ［Ｘ］−Ｄａ）／Ｄｉｓｔ［Ｘ−１］  …（３）
【００６１】
そこで、続けて、この隔たりｏｆｆｓｔとディザマトリックス番号ＤｉＴｈを正規化した値ＤＤＨとを比較する処理を行なう（ステップＳ４６）。両者を比較して隔たりｏｆｆｓｔの方が小さければ、原カラー画像データＤａを、これを挟む両格子点のうち値の大きな側の格子点に割り当てるべく、変数Ｘに対応する格子点の値ＲＳＬＴ［Ｘ］を結果値ＲＳＬに設定し（ステップＳ４７）、隔たりｏｆｆｓｔの方が大きければ、原カラー画像データＤａを、これを挟む両格子点のうち値の小さな側の格子点に割り当てるべく、変数Ｘ−１に対応する格子点の値ＲＳＬＴ［Ｘ−１］を結果値ＲＳＬに設定する処理を行なう（ステップＳ４８）。その後、注目画素を次の画素に移動する処理を行ない（ステップＳ４９）、上述した処理を、原カラー画像データの最後まで繰り返す。
【００６２】
以上の処理によれば、原カラー画像データＤａの階調数を２５６階調から１８階調に変換することができ、しかも分散型のディザマトリックス（図１１）を用いて、適度にばらついた格子点カラー画像データに変換することができる。本実施例では、原カラー画像データＤａをこれを挟む両格子点のいずれに割り当てるかを判断する際に、ディザマトリックスを利用したばらつきを発生させている。即ち、本実施例では、ディザマトリックスとして用意されたディザマトリックス番号ＤｉＴｈを用いて正規化された値ＤＤＨを用いて、隣接する格子点からの隔たりの判断を行なっているので、例えば隣接する画素の原カラー画像データＤａが同一の値であっても、異なる格子点に割り当てられることが生じるのである。組織的ディザ法を用いた場合を、平均誤差最小法や誤差拡散法と比較すると、誤差拡散計算が不要となるため、画像処理に要する時間を短くすることができる上に、誤差記憶のためのメモリ等が不必要になりハードウェア資源が節約されるという大きなメリットがある。
【００６３】
しかも、本実施例では、図１１に示したように、本来の４×４のディザマトリックスを、画像処理の方向に沿って２倍に拡張して８×４とし、画像処理の方向に同じ値を記憶している。したがって、ディザマトリックスを用いて各閾値データを読み出して処理する際、画像処理方向に沿って同じ値を２度続けて用いることができる。この結果、閾値データの読み出し処理などを簡素化することができる。プレ階調数変換を行なうとする画像は、オリジナルの画像を縦横数倍に引き伸ばした画像であることがある。こうした場合には、カラー画像データ自体が、縦横方向に数ドットずつ同じデータとなっており、同じカラー画像データであることから、同じ閾値を用いた処理で足り、画質を低下させることがない。
【００６４】
更に、本実施例では、図９に示したように、色空間をその濃度が低い領域ほど細かく分割して格子点を定めているので、低濃度領域における量子化誤差を小さくすることができ、視覚上気になりやすい低濃度領域での画質劣化を防止している。なお、低濃度領域とは、画像出力装置に出力されるドットの密度が低い領域を言う。例えば、最終的な画像の出力がドットのオン・オフにより階調を表現するインクジェットプリンタである場合には、ＣＭＹなどのインクのドットの密度か低い領域を言う。また、出力装置がＣＲＴ等である場合には、白ドットに着目すれば白ドットがまばらに分布する領域（画像全体では高濃度領域）であり、黒ドットに着目すれば黒ドットがまばらに分布する領域（画像全体では低濃度領域）である。また、後述するように、同一色について濃度の高いインクと濃度の低いインクを備え、濃ドットと淡ドットを打ち分けるようなプリンタであれば、淡ドットがまばらに分布する領域（画像全体では低濃度領域）のみならず、濃ドットがまばらに分布する領域も、そのインクについての低濃度領域に該当する。
【００６５】
（３）第２実施例
上述した実施例では、図１１上欄に示すように、８×４の閾値データを用意したが、カラー画像データＯＲＧが、画像処理方向に２倍に拡大されたデータであることが分かっていれば、２画素ずつ処理を行なうことにし、２画素目については、最初の画素についての判断結果をそのままプレ階調数変換部１４０および色補正部１４２の変換結果としても良い。この場合には、色補正テーブルメモリ１３４を２画素で一度参照すれば足り、処理速度を大幅に高めることができる。
【００６６】
この場合の階調数変換処理の一例を図１２に示す。図１２に示した処理は、ディザマトリックスを用いて原カラー画像データを近接する格子点に割り当てる処理については基本的には同じものであり、図１０に示したステップＳ４１ａないしステップＳ４８までの処理を、ディザマトリックスを用いた格子点割当処理（ステップＳ４１０）として一括して示した。なお、この実施例では用いられるディザマトリックスは、図１１上欄に示したものではなく、図１１下欄に示すように、横方向に拡張されていない通常のディザマトリックスである。
【００６７】
この処理ルーチンが起動されると、まず原カラー画像データＤａを入力する処理を行ない（ステップＳ４００）、次に処理フラグＦｏｄｄが値１であるか否かの処理を行なう（ステップＳ４０５）。フラグＦｏｄｄは、初期値が値０とされており、以下の処理により交互に値１，値０に設定されることにより、着目している画素が処理の開始端から数えて奇数番目にあるか（Ｆｏｄｄ＝０）、偶数番目にあるか（Ｆｏｄｄ＝１）を示すフラグとして用いられる。開始直後には初期値が値０であることから、ステップＳ４０５の判断は「ＮＯ」となる。この場合には、先ずフラグＦｏｄｄに値１を代入する処理を行なった後（ステップＳ４０８）、ステップＳ４１０に移行して、既述した実施例と同様、ディザマトリックスを用いて格子点の割り当てをおこなう処理を実行する。
【００６８】
他方、フラグＦｏｄｄが値１であれば、着目している画素は処理端から偶数番目（２番目、４番目・・・）であると判断し、先ずフラグＦｏｄｄを値０に戻し（ステップＳ４２０）、その後、着目している位置の画素の原カラー画像データＤａが、一つ前の画素のカラー画像データＤａｐと等しいか否かの判断を行なう（ステップＳ４３０）。両者が一致していなければ、上述した場合と同様に、ステップＳ４１０に移行して、ディザマトリックスを用いて格子点の割り当てをおこなう処理を実行する。これに対して、着目している画素の原カラー画像データＤａが一つ手前の画素の原カラー画像データＤａｐと等しい場合には、上述した処理を総て行なわず、一つ手前の画素の結果値ＲＳＬｐを、着目している画素の結果値ＲＳＬに代入する処理を行なう（ステップＳ４４０）。
【００６９】
着目している画素の原カラー画像データＤａが一つ手前の画素の原カラー画像データＤａｐと等しくない場合には、ステップＳ４１０により格子点の割り当てを行ない、他方両者が等しい場合には、一つ前の結果値ＲＳＬｐを代入して同一の格子点に割り当てた後、現在着目している画素の原カラー画像データＤａと結果値ＲＳＬを、一つ前の画素の値として保存すべく、前画素の原カラー画像データＤａｐおよび前画素の結果値ＲＳＬｐに代入する処理を行なう（ステップＳ４８５）。その後、注目画素を次の画素に移動する処理を行ない（ステップＳ４９０）、上述した処理を、原カラー画像データの最後まで繰り返す。
【００７０】
以上の処理によれば、第１実施例と同様、原カラー画像データＤａの階調数を２５６階調から１８階調に変換することができ、しかも分散型のディザマトリックス（図１１下欄）を用いて、適度にばらついた格子点カラー画像データに変換することができる。更に、本実施例では、連続する二つの画素について、着目している画素の原カラー画像データＤａが、一つ前の画素の原カラー画像データＤａｐと等しい場合には、ディザマトリックスの閾値を参照する処理以下の総ての処理（ステップＳ４１０）を行なわず、一つ前の画素と同じ格子点に割り当てている。したがって、原カラー画像データにおいて、例えばオリジナルの画像を横方向２倍にした画像を処理する場合などには、ステップＳ４１０以下の処理は２回に１回で済み、高速に画像を処理することができる。オリジナルの画像を横方向に２倍ないし４倍するといったケースは、プリンタ２２の持つ解像度に対して、印刷しようとする画像の解像度が低い場合には、しばしば生じる。また、処理の対象となっている画像が横方向に２倍した画像でなくとも、自然画像の場合は、隣接する画像データ間には大きな相関を有するから、隣接する画素の原カラー画像データが同一である場合も少なくない。こうした場合にも、処理の高速化を図ることができる。なお、図１２には示さなかったが、プレ階調数変換に引き続き行なわれる色補正処理についても、同じ格子点に対しては同じ色補正データが得られることに鑑み、連続する二つの画素のカラー画像データＤａが同じであれば、再度色補正テーブルＣＴを参照することなく、同じ色補正データを用いるものとすればよい。この場合には、処理の一層の高速化を図ることができる。
【００７１】
（４）第３実施例
次に、本発明の第３の実施例について説明する。第３実施例の画像処理装置３０Ａでは、プレ階調数変換部１４０，色補正部１４２，スムージング処理部１５０は、図１３に示した処理により実現される。スムージング処理部１５０は、図２に示した構成では、色補正モジュール９８に含まれている。この実施例では、注目画素の主走査方向の位置をｈとして、副走査方向の位置をｖとして示す。また、以下の説明では、プレ階調数変換部１４０により階調数変換される前の原カラー画像データＯＲＧの各色成分を、Ｒｓ［ｈ，ｖ］、Ｇｓ［ｈ，ｖ］、Ｂｓ［ｈ，ｖ］として記載し、プレ階調数変換後の格子点カラー画像データＧＣＤの各色成分を、Ｒｎ［ｈ，ｖ］、Ｇｎ［ｈ，ｖ］、Ｂｎ［ｈ，ｖ］と表わすものとする。プレ階調数変換により、階調数は、本実施例では各色１８階調に低減されており、このデータＲｎ［ｈ，ｖ］等は、何番目の格子点に割り当てられたものであるかを示していると見ることもできる。第２実施例では、色補正テーブルＣＴは、ＲＧＢからＣＭＹＫの４色への変換を含むテーブルであり、この色補正データＧＣＤの各色成分を、Ｃｃ［ｈ，ｖ］、Ｍｃ［ｈ，ｖ］、Ｙｃ［ｈ，ｖ］、Ｋｃ［ｈ，ｖ］と記載する。なお、図１４では、図示の都合上、［ｈ，ｖ］を省略して記載することがある。
【００７２】
図１４に示した処理が開始されると、まずプレ階調数変換部１４０によりプレ階調数変換を行なう（ステップＳ５００）。プレ階調数変換は、原カラー画像データＯＲＧに相当する各色成分Ｒｓ［ｈ，ｖ］，Ｇｓ［ｈ，ｖ］，Ｂｓ［ｈ，ｖ］を、第１実施例同様、ディザマトリックスを用いて、予め用意された格子点に割り当て、その階調数を低減する処理である。その手法については、第１実施例で詳しく説明した。図１４に示したプレ階調数変換は、原カラー画像データ（Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓ）に関数ＰｒｅＣｏｎｖを適用し、格子点カラー画像データ（Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎ）を得る処理として把握することができる。このプレ階調数変換により得られる格子点カラー画像データＧＣＤの各色成分がＲｎ［ｈ，ｖ］，Ｇｎ［ｈ，ｖ］，Ｂｎ［ｈ，ｖ］である。
【００７３】
このプレ階調数変換の処理（ステップＳ５００）は、詳しくは、処理している画像が横方向に２倍した画像か否かを判断する処理（ステップＳ５０２）、横方向に２倍した画像でなければ、正規のディザマトリックスを用いて閾値データを読み出し、上記のプレ階調数変換を行なう処理（ステップＳ５０４）、横方向に２倍した画像である場合には、横方向に２倍したディザマトリックスを用いてプレ階調数変換を行なう処理（ステップＳ５０６）から構成されている。なお、処理しようとする画像が横方向に２倍された画像であるか否かは、図１４に示した画像処理ルーチンの実行に先立って、例えば、画像の任意の数カ所の画素のデータとその周辺のデータを比較し、どの場所でも同じカラー画像データが２回規則正しく繰り返されているか否かを判断することにより、予め行なっておくことができる。その結果を反映するフラグなどの値を見て、いずれかのプレ階調数変換を行なえば良い。ステップＳ５０４およびＳ５０６におけるプレ階調数変換は、第１実施例（図１０ステップＳ４１ａ以下）と同様なので、説明は省略する。
【００７４】
次に、プレ階調数変換により得られた格子点カラー画像データの各色成分に基づいて、色補正テーブルメモリ１３４に予め記憶された色補正テーブルＣＴを参照し、色補正を行なう（ステップＳ５１０）。この処理は、色補正部１４２による処理に相当する。色補正に合わせて、ＲＧＢから、最終的なカラープリンタ２２の出力するインク色であるＣＭＹＫの４色への変換も行なわれる。色補正処理により得られる色補正データＣＣＤの各色成分がＣｃ［ｈ，ｖ］，Ｍｃ［ｈ，ｖ］，Ｙｃ［ｈ，ｖ］，Ｋｃ［ｈ，ｖ］である。なお、図１４では、色補正の処理を、色補正テーブルＣＴを参照する（ルックアップする）ことから、関数ＲｅｆＬＵＴ（）として示した。なお、この実施例では、横方向に２倍した画像であると判断した場合でも色補正（ステップＳ５１０）を行なっているが、この場合には同じ格子点が２つ連続することから、色補正テーブルＣＴを参照する処理も一回おきに行なうものとし、横方向に２倍された画像では、同一の色補正結果を用いるものとすることもできる。この場合には、色補正テーブルＣＴを参照する処理そのものを一回おきに省略することができ、処理の一層の高速化を図ることができる。
【００７５】
こうして色補正データＣＣＤの各色成分を得た後、本実施例のスムージング処理部１５０によるスムージング処理を行なう。このスムージング処理では、まず、注目している画素［ｈ，ｖ］とこれに近接する画素との間でスムージングの処理を行なうか否かの判断を行なう（ステップＳ５２０）。どういう場合にスムージングの処理を行なうかについては、様々な手法が考えられることは、上述した通りであるが、この実施例では、図１５に示したように、注目画素のプレ階調数変換後のデータＲｎ［ｈ，ｖ］，Ｇｎ［ｈ，ｖ］，Ｂｎ［ｈ，ｖ］とこれに隣接する一つ前の画素［ｈ−１，ｖ］の各データとの差が、各色成分について値１以下である場合に、スムージングの処理を行なうと判断している。即ち、着目している画素の各色成分とその主走査方向に一つ前の画素の各色成分とが、プレ階調数変換部１４０による変換によって、同一または隣接する格子点を上にある場合に、スムージング処理を行なうと判断するのである。かかる判断により、画像に本来備わっているエッジなどではスムージングの処理を行なわないと判断する。
【００７６】
スムージングの処理を行なわないと判断した場合には、注目画素の色補正された各色成分Ｃｃ［ｈ，ｖ］，Ｍｃ［ｈ，ｖ］，Ｙｃ［ｈ，ｖ］，Ｋｃ［ｈ，ｖ］をそのまま出力データＣｓ，Ｍｓ，Ｙｓ，Ｋｓとし（ステップＳ５３０）、ポスト階調数変換部１４６に出力する。他方、スムージングの処理を行なうと判断した場合には、一つ前の画素の色補正後の各色成分Ｃｃ［ｈ−１，ｖ］，Ｍｃ［ｈ−１，ｖ］，Ｙｃ［ｈ−１，ｖ］，Ｋｃ［ｈ−１，ｖ］と注目画素の各色成分との加算平均を演算し（ステップＳ５４０）、これを出力データとして、次のポスト階調数変換部１４６によるポスト階調数変換に移行する。本実施例では、ポスト階調数変換処理としては、カラープリンタ２２の出力がインクドットを形成する・しないの２値的なものであることから、誤差拡散などのハーフトーニングの処理を行なっている。この処理についての説明は省略する。
【００７７】
以上のように構成された第３実施例の画像処理装置３０Ａでは、第１実施例の効果に加えて、スムージング処理部１５０によりスムージングを行なうので、プレ階調数変換により生じる量子化誤差の影響を軽減でき、量子化誤差に起因する画質の劣化を防止することができる。しかも、プレ階調数変換後のデータに基づいて、注目画素の一つ前の画素と比較し、その各色成分の一つでも隣接する格子点以上離れた格子点に割り当てられている場合には、スムージングの処理を行なわない。この結果、画像に本来存在するエッジなどのシャープさを、スムージングの処理により失うということがない。また、スムージングを行なうか否かの判断を、直前に処理された画素のデータとの比較により行なっているので、比較のために記憶しておくデータに無駄がなく、記憶容量も小さなもので済ませることができる。更に、隣接する一つの画素との比較だけで済むので、演算量も小さくでき、全体の処理を高速化することができる。スムージングの対象となる画素は、画像処理方向に隣接する二つの画素に留まらず、図１６（Ａ）に示したように、画像処理方向（図示横方向）に隣接する３つの画素間でスムージングの処理を行なっても良い。更に、図１６（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すように、画像処理の方向（主走査方向）に交差する方向の画素との間でスムージングの処理をおこなっても良い。
【００７８】
以上説明した第３実施例では、スムージングを行なうか否かの判断を、プレ階調数変換後のデータの各色成分の隔たりにより行なったが、この判断には、様々なバリエーションを考えることができる。例えば、プレ階調数変換後のデータＲｎ［ｈ，ｖ］，Ｇｎ［ｈ，ｖ］，Ｂｎ［ｈ，ｖ］による判断に変えて、これを求める元になった原カラー画像データが属している範囲を示すデータＲｎ０［ｈ，ｖ］，Ｇｎ０［ｈ，ｖ］，Ｂｎ０［ｈ，ｖ］を用いて判断しても良い。この時、データＲｎ０［ｈ，ｖ］，Ｇｎ０［ｈ，ｖ］，Ｂｎ０［ｈ，ｖ］は、着目している画素が隣り合う８個の格子点に囲まれた直方体のいずれに属しているかを示すから、この条件は、着目している画素とこれに隣接する画素（主走査方向に一つ手前の画素）とが、８個の格子点に囲まれた同じ直方体もしくはこれに隣接する直方体に属しているか否かの判断に等しい。図１５に示した条件では、各色成分についてプレ階調数変換により割り当てられた格子点が同一または隣接していれば、原カラー画像データとしてどのような関係に合ったかは問わずにスムージングの処理を行なうと判断したが、後者の例では、原カラー画像データが、隣接する格子点に囲まれた同じ空間もしくはこれに隣接する空間に入っていることが条件となる。
【００７９】
更に、注目画素とこれに隣接する画素の原カラー画像データが、隣接する格子点に囲まれた同じ直方体の空間に属している場合にのみスムージングを行なうと判断することも可能である。
【００８０】
また、隣接する画素同士の隔たりは値１以下とすることができるが、スムージングを行なう条件を緩くして、隔たりが値２以上でもスムージングを行なうものとしても良い。各色成分毎にプレ階調数変換後の階調数が異なることから、特定の色についての判断だけ値２以上とすることもできる。
【００８１】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形、改良又は修正を加えて実施することができる。例えば、閾値を記憶したディザマトリックスは、画像処理方向に３倍あるいはそれ以上に拡張したものとしても良い。また、処理する画像の性質を判断し、オリジナルの画像をＮ倍（Ｎは２以上の整数）にした画像であると判断した場合には、画像処理方向にＮ倍に拡張したディザマトリックスを用いるものとしても良い。
【００８２】
また、上述した実施例では、インクの吐出にピエゾ素子ＰＥを用い、ピエゾ素子ＰＥに所定時間幅の電圧を印可することによりインクの吐出を行なっているが、この他のインク吐出方式を採用することも容易である。実用化されているインク吐出方式としては、大まかに分けると、連続したインク噴流からインク粒子を分離して吐出する方式と、上述した実施例でも採用された方式であるオンデマンド方式に大別される。前者には、荷電変調によりインクの噴流から液滴を分裂させる荷電変調方式、インクの噴流から大径粒子が分裂する際に生じる微少なサテライト粒子を印字に利用するマイクロドット方式などが知られている。これらの方式も、複数種類の濃度のインクを利用した本発明の印刷装置に適用可能である。
【００８３】
また、オンデマンド方式は、ドット単位でインク粒子が必要となったとき、インク粒子を生成するものであり、上述した実施例で採用したピエゾ素子を用いた方式の他、図１７（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、インクのノズルＮＺ近傍に発熱体ＨＴを設け、インクを加熱することでバブルＢＵを発生させ、その圧力によりインク粒子ＩＱを吐出する方式などが知られている。これらのオンデマンド方式のインク吐出方式も、複数種類の濃度のインクあるいは径の異なる複数のドットを利用する本発明の印刷装置に適用可能である。また、上記実施例の中でも触れたが、同一濃度のインクを複数回吐出して濃度の異なるドットを形成する構成にも適用することができる。
【００８４】
更に、濃淡２種類以上のインクを吐出可能なプリンタや低濃度の淡インクの吐出回数を制御可能なプリンタなどに適用することも可能である。こうしたプリンタでは、濃度の高い濃インクとこれより低濃度の淡インクとの吐出を制御することにより、あるいは淡インクを何回か重ね打ちすることにより、３階調以上の階調表現が可能であるため、最終的な階調数を３以上とすることができる。もとより、ポスト階調数変換を伴う場合には、プレ階調数変換は、最終的に出力される画像データの階調数とは無関係に決定することができ、２階調以上の所望の階調数に変換する処理とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す画像処理システムを実現する態様の一例を示すブロック図である。
【図３】図１に示す画像処理装置３０の機能をブロックにより示すブロック図である。
【図４】画像出力装置２０の一例としてのカラープリンタ２２の構成を示す概略構成図である。
【図５】印字ヘッド２８の構造を例示する説明図である。
【図６】インクの吐出の原理を説明する説明図である。
【図７】格子状に分割された色空間の一例を示す説明図である。
【図８】カラー画像データと、近傍の格子点色データの、色空間内における位置を示す説明図である。
【図９】色空間の分割の様子を示す説明図である。
【図１０】画像データのプレ階調数変換処理を示すフローチャートである。
【図１１】プレ階調数変換処理を誤差拡散法を用いて行なう場合の重みマトリックスの説明図である。
【図１２】第２実施例としてのプレ階調数変換処理を示すフローチャートである。
【図１３】第３実施例としての画像処理装置３０Ａの機能をブロックで示したブロック図である。
【図１４】第３実施例における画像処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】スムージングを行なうか否かの判断の詳細を示す説明図である。
【図１６】スムージングフィルタの具体例を示す説明図である。
【図１７】インク粒子の吐出機構の他の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…画像入力装置
１２…スキャナ
１４…キーボード
１５…フレキシブルディスクドライブ
１６…ハードディスク
１８…モデム
２０…画像出力装置
２１…カラーディスプレイ
２２…カラープリンタ
２３…紙送りモータ
２４…キャリッジモータ
２６…プラテン
２８…印字ヘッド
３０…画像処理装置
３０Ａ…画像処理装置
３１…キャリッジ
３２…操作パネル
３４…摺動軸
３６…駆動ベルト
３８…プーリ
３９…位置検出センサ
４０…制御回路
６１…インク吐出用ヘッド
６５…導入管
６８…インク通路
７１…ブラックインク用カートリッジ
７２…カラーインク用カートリッジ
９０…コンピュータ
９１…ビデオドライバ
９３…ＣＲＴディスプレイ
９５…アプリケーションプログラム
９６…プリンタドライバ
９７…ラスタライザ
９８…色補正モジュール
９９…ハーフトーンモジュール
１３４…色補正テーブルメモリ
１４０…プレ階調数変換部
１４２…色補正部
１４６…ポスト階調数変換部
１４８…補間演算部
１５０…スムージング処理部
３００…格子点
【図１】
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【図１５】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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