(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーの入力画像の各画素について、それぞれの色を複数の再現可能色のうちから選択した色に変換し、それに伴う変換誤差を注目画素の周辺の画素に拡散させる色数変換方法であって、
前記複数の再現可能色に対する択一的選択の規則を複数通り設けておき、前記入力画像の全体又はそれを区画した領域のそれぞれに対して、当該複数の規則のうちの１つを選択して適用する
ことを特徴とする色数変換方法。
【請求項２】
入力画像の各画素の色を誤差データに応じて修正する誤差付与部と、
前記誤差付与部で修正された色を複数の再現可能色のうちから設定規則に従って選択した１色に変換する出力色選択部と、
前記出力色選択部による変換における色誤差を注目画素の周辺の画素に拡散させるためのデータを作成し、前記誤差データとして前記誤差付与部に与える誤差算出部と、
入力された特定データに応じて複数通りの規則のうちの１つを選択し、前記設定規則として前記出力色選択部に与える規則設定部とを備えた
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記入力画像の各画素の属性を判別する属性判別部を備え、
前記特定データは、前記属性判別部による判別の結果を示すデータである
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記特定データは、複数のカラーレンダリングモードに対するモード選択状態を示すデータである
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記出力色選択部による色変換の結果を記憶する出力色記憶部を備え、
前記特定データは、注目画素の周辺の画素に対する色変換の結果を示すデータである
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記特定データは、注目画素の位置を示すデータである
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記特定データは、前記入力画像をマトリクスサイズの領域に区画して各区画にディザマトリクスを当てはめたときの、注目画素に該当するマトリクス内の画素位置に応じたデータである
請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記特定データは、前記出力色選択部による色変換の結果が適用される出力画像の解像度及び観察距離のうちの少なくとも一方を示すデータである
請求項２記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤差拡散を行う色数変換方法及びそれを用いた画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続調画像を２値プリンタで出力したり、データ容量を滅らして保存や伝送を行ったりする場合に、誤差拡散法に代表される２値化処理法が広く用いられている。通常、フルカラー画像に対してはＣＭＹＫやＲＧＢなどデバイスに依存する各信号について独立に２値化し、出力（表示）時にはこれらを合成することで擬似的にフルカラー画像を再現している。
【０００３】
しかし、出力される各色の測色値はデバイスに依存している。また、同一の出力装置を用いてハーフトーン表現をする際に、ＣＭＹＫ各色のドット発生率が同じであっても、それぞれの重なりの程度が異なれば色は異なって見えてしまう。一般的なカラー誤差拡散では、デバイスに依存した入力信号を用いており、しかも、同一画素でのドットの重なりの問題も考慮していないことから、色再現性の向上は難しい。
【０００４】
そこで、誤差拡散によるハーフトーン化を色ベクトルを用いて行う手法が提案されている（特開平９−３０７７７６号）。この手法では、入力画像データを１次元量として扱う従来の手法に対して、多次元量として扱うことが特徴である。ベクトルとして扱う色信号としてはデバイスに依存した色信号を用いることも当然可能であるが、デバイスに依存しないＸＹＺやＣＩＥＬＡＢなどの色空間で表現した入力画像と、あらかじめ分かっている出力装置における出力可能色（２値の場合、Ｃｙａｎ，Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗ，Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ，Ｗｈｉｔｅ，Ｂｌａｃｋの８色）のＸＹＺ値やＣＩＥＬＡＢ値（Ｗｈｉｔｅとしては紙自体の測色値が使われる場合が多い）を用いて、次のようにハーフトーン処理を行なうことで、理論的には入出力色を測色的に一致させることが期待できる。
[１]出力色の決定は、”入力色（ベクトル）と出力可能色（ベクトル）を比較し、二者の差（ベクトル）が最小となる色を選択する”、すなわち”色空間上で入力色と最も近い出力可能色を選択する”。
[２]色の選択で発生した入力色と出力色の誤差を算出する。
[３]未処理の面素について、その周辺の処理済の画素において発生した誤差を重み付け加算して入力色を補正し、その後に当該未処理の面素に対して[１]の処理を行なう。
【０００５】
この手法はベクトル誤差拡散法とも呼ばれており、多階調化やスポット色の追加などで出力可能色が増加しても、対応をとるのが容易な手法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ハーフトーン画像で所望の色を表現するためには、“複数の画素で構成されるある領域における平均的な色が所望の色とほぼ一致している”という条件を満たす必要がある。この観点でみると、従来のベクトル誤差拡散処理における“色空間上で入力色と最も近い出力可能色を選択する”という規則は有効である。
【０００７】
しかし、従来においては、各画素で形成されるドットが正確にその画素の矩形領域を満たし、隣接ドット間のオーバーラップ・形成されたドット内の濃度ムラ・ドットの位置変動がない理想的な環境でのみ、精度の良い色再現が可能であった。すなわち、従来手法を実際のカラー２値プリンタに適用すると、色領域毎に色再現性が異なり精度の良い色再現を達成することは困難であった。
【０００８】
また、従来では、色ベクトルのみに着目して各画素の出力色が決定され、出力色の配置は制御されていなかった。このため、不均一なドット配置で、視覚上好ましくないパターンの発生する場合があった。
【０００９】
本発明は、少ない色数で入力画像の色を高精度に再現するとともに、色再現性以外の画質を最適化することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、出力色の選択の規則を１つに固定化せず、入力画像の内容や出力画像の用途などに応じて複数の規則を使い分ける。
【００１１】
請求項１の発明の方法は、カラーの入力画像の各画素について、それぞれの色を複数の再現可能色のうちから選択した色に変換し、それに伴う変換誤差を注目画素の周辺の画素に拡散させる色数変換方法であって、前記複数の再現可能色に対する択一的選択の規則を複数通り設けておき、前記入力画像の全体又はそれを区画した領域のそれぞれに対して、当該複数の規則のうちの１つを選択して適用するものである。
【００１２】
請求項２の発明の装置は、入力画像の各画素の色を誤差データに応じて修正する誤差付与部と、前記誤差付与部で修正された色を複数の再現可能色のうちから設定規則に従って選択した１色に変換する出力色選択部と、前記出力色選択部による変換における色誤差を注目画素の周辺の画素に拡散させるためのデータを作成し、前記誤差データとして前記誤差付与部に与える誤差算出部と、入力された特定データに応じて複数通りの規則のうちの１つを選択し、前記設定規則として前記出力色選択部に与える規則設定部とを備えた画像処理装置である。
【００１３】
請求項３の発明の画像処理装置は、前記入力画像の各画素の属性を判別する属性判別部を備え、前記特定データとして前記属性判別部による判別の結果を示すデータが前記規則設定部に入力されるものである。
【００１４】
請求項４の発明の画像処理装置において、前記特定データは、複数のカラーレンダリングモードに対するモード選択状態を示すデータである。
請求項５の発明の画像処理装置は、前記出力色選択部による色変換の結果を記憶する出力色記憶部を備え、前記特定データとして注目画素の周辺の画素に対する色変換の結果を示すデータが前記規則設定部に入力されるものである。
【００１５】
請求項６の発明の画像処理装置において、前記特定データは、注目画素の位置を示すデータである。
請求項７の発明の画像処理装置において、前記特定データは、前記入力画像をマトリクスサイズの領域に区画して各区画にディザマトリクスを当てはめたときの、注目画素に該当するマトリクス内の画素位置に応じたデータである。
【００１６】
請求項８の発明の画像処理装置において、前記特定データは、前記出力色選択部による色変換の結果が適用される出力画像の解像度及び観察距離のうちの少なくとも一方を示すデータである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は第１実施形態の画像処理装置の構成図である。
画像処理装置１は、プリント・表示・保存のための色数変換手段であり、コンピュータシステムやカラープリンタに組み込まれて使用される。画像処理装置１において、誤差付与部１１、出力色選択部１２、及び誤差算出部１３は、誤差拡散形式の色数変換に係る基本構成要素である。そして、規則設定部２１及び属性判別部３１は、本発明に特有の付加構成要素である。
【００１８】
基本構成要素の機能は従来例と同様であるので、ここでは概要を説明する。
入力画像Ｇ１０に対して、ラスタスキャンの方向順に１画素ずつ処理が行われる。誤差付与部１１は、誤差算出部１３からの誤差データＤｑに応じて入力画像Ｇ１０の注目画素のデータを補正する。誤差データＤｑは、既に処理を終えた画素の色変換誤差を重み付けして周辺画素に割り振った分配誤差にうち、注目画素に割り振られたものを示す。誤差の割り振りには図示しない重みマトリクス（拡散マトリクスともいう）が用いられ、注目画素にはマトリクス内の複数の画素から誤差が割り振られることになる。したがって、誤差データＤｑは、複数の画素の分配誤差の合計である。誤差算出部１３は、画素毎に逐次に分配誤差を加算して記憶する。出力色選択部１２は、誤差付与部１１でデータ補正された注目画素について、所定の規則に従って出力色の選択肢の１つを選択する。選択された出力色で出力画像Ｇ２１が再現される。例示では、画像再現をする出力装置が２値カラープリンタであり、出力可能色が８色〔シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）、黒（Ｋ）〕である。また、画像処理装置１における入力から出力まで画像はＸＹＺ色空間のデータとして扱われる（ただし、ＣＩＥＬＡＢ色空間などの他の色空間における多次元データであってもよい）。
【００１９】
画像処理装置１の最も重要な特徴は、規則設定部２１が設けられ、出力色選択の規則を所定の情報（特定データ）に応じて制御できるように構成されていることである。
【００２０】
規則設定部２１には、属性判別部３１から特定データとして色属性データＤＣ１が入力される。属性判別部３１は、誤差付与部１１で補正された色（補正前の色でもよい）を、色相・明度・彩度の３属性へ変換することで色属性を判別する。規則設定部２１は、予め記憶しているｎ通り（ｎ≧２）の規則Ｒ１〜Ｒｎのうち、色属性データＤＣ１の値に適合する１つを選択し、それを設定規則Ｒとして出力色選択部１２に与える。規則Ｒ１〜Ｒｎには、“色空間において入力色に最も近い出力可能色を選択する”という従来例の規則（以下、これを“通常の規則”という）が含まれる。出力色選択部１２の入力（目標色）が同じであっても、設定規則Ｒが変われば出力色が異なる場合はある。その場合でも誤差拡散を行うので、色再現の必要条件（複数の画素で構成される領域における平均的な色が所望の色とほぼ一致している）を満たすことは可能である。
【００２１】
通常の規則と異なる規則としては、例えば色相がイエローに近いと判別された色に関しては、イエローと目標色の差を他の色より小さく見積もる。これによってシアンやマゼンタといった他の色が混入して色相が大きく変化したり、彩度・明度が低下したりする現象をある程度抑えることが可能になる。又は、青に近い色相と判定された色に関して、プリンタの出力する青の色再現範囲が特に狭い場合、青と目標色の差を他の色より大きく見積もるようにする。これにより、通常の規則と比べて、青に色相が近いシアンやマゼンタの選択される確率が大きくなり、青の選択される確率は小さくなる。その結果、併置混色的なドット発生になり易く、比較的に高彩度の色再現が可能になる。一方、測色的な色再現性がある程度満足される場合でも、知覚される粒状性が好ましくないパターンを生じる場合がある。例えば肌色を再現する際に黒や青などのドットが点在すると主観的画質は悪化する。対象画像とその用途、色再現性がどれだけ変化するかにも依存するが、画質を悪化させるような色の発生を制限することも可能である。
【００２２】
ここまでは色属性に着目したが、入力画像Ｇ１０から空間フィルタ処理などでエッジ部／非エッジ部といった空間情報を属性として判別し、その結果に応じて出力色選択の規則を切換えことも可能である。また、属性判別は１画素単位で行なう以外に、ｍ×ｎ画素（ｍ、ｎは共に正の整数）ブロック毎など、複数の画素単位で行なってもよい。さらに、あらかじめ入力画像データ中に写真領域、グラフィック領域、文字領域などを表すデータを組み入れておき、誤差拡散処理時に逐次にそのデータを参照して規則を切り換える構成としてもよい。いずれにしても、属性判別は２値的に行なわなくてもよく、規則を示すパラメータに例えば明度の関数で表されるような数値を設定し、連続的な規則を設定することも可能である。
【００２３】
図２は第２実施形態の画像処理装置の構成図である。同図において図１の例と同様の機能を有する構成要素には図１と同じ符号を付し、それらの説明を省略する。以下の各図においても同様である。
【００２４】
画像処理装置２は、プリンタのユーザー（サービスマン、ネットワーク管理者を含む）のよる指示に呼応してカラーレンダリングモード設定手段４２が出力するモードデータＤＣ２に応じて、規則Ｒ１〜Ｒｎの切換えを行うものである。
【００２５】
一般に、プリンタ装置においては、ユーザがプリントの目的や用途に応じて最適の画像を得ることができるように、各種モードの設定が可能とされている。そして、このモード設定に応じて、ディザ処理のマトリクスに代表される画像処理に関連するパラメータが設定される。本例では、規則Ｒ１〜Ｒｎがモードを規定するパラメータの一種となっている。
【００２６】
図３は第３実施形態の画像処理装置の構成図である。
画像処理装置３は、既に確定した出力色選択の結果を記憶する出力色記憶部３３を備え、注目画素に対する出力色選択にその周辺画素の出力色に応じた規則を適用する。規則設定部２１には、特定データとして周辺画素の出力色を示す周辺色データＤＣ３が入力される。
【００２７】
通常の規則によって出力色を選択する処理では、目標色ベクトルＶと各出力色ベクトルＶｉとを単純に比較し、差分｜Ｖ−Ｖｉ｜が最小となる色が選択される。しかし、注目画素に隣接する画素の色は注目画素の領域に影響を及ぼす。そのため注目画素における実際に知覚される色が出力色ベクトルＶｉとは異なる場合がある。知覚される色をＶｉ’とすると、規則としては“差分｜Ｖ−Ｖｉ’｜を最小とする色”がより適切となる。
【００２８】
図４は第４実施形態の画像処理装置の構成図である。
画像処理装置４は、画素位置出力手段４４が出力する位置データＤＣ４に応じて、規則Ｒ１〜Ｒｎの１つを選択して注目画素に適用する。ここでは注目画素の位置情報を与える手段の一例として、図４（Ｂ）のようなディザマトリクスＭを用いる場合を示す。入力画像Ｇ１０をマトリクスサイズの領域に区画して各区画にディザマトリクスＭを当てはめ、注目画素に該当するマトリクス内の画素位置に応じて規則を切り換える。ディザマトリクスＭでは、隣接する画素どうしで規則が異なるように４種の規則が設定されている。ディザマトリクスＭを参照しながら誤差拡散処理を行なえば、ドットの発生にディザパターンの周期性を付与させることができる。周期性の付与により、誤差拡散特有の好ましくないテクスチャの発生を低減させることが可能になる。好ましくないテクスチャとしては、[１]スネークノイズなど一般的な誤差拡散処理で発生しやすいもの、[２]低周波のドット重なり状態（併置混色か否か）の変動による色むらが挙げられる。位置データＤＣ４をディザマトリクスＭによって一義的に与える構成に限らず、プリンタの画像データ処理部に接続されている端末などから、一画面内に任意に設定される情報に基づいて与えてもよい。
【００２９】
図５は第５実施形態の画像処理装置の構成図である。
画像処理装置５は、出力条件設定手段５１が出力する条件データＤＣ５に応じて、規則Ｒ１〜Ｒｎの１つを選択して注目画素に適用する。
【００３０】
条件データＤＣ５は、出力画像Ｇ２５の解像度（ここではハードコピー上の最小画素サイズに対応した値）及び出力画像Ｇ２５の用途に応じて指定される観察距離を示す。ただし、解像度及び観察距離のどちらか片方を示すものでもよい。
【００３１】
規則設定部２１は、例えば図５（Ｂ）のような内容のテーブルを参照して設定規則Ｒを決める。図５（Ｂ）のグラフにおいて右下範囲の条件（画素が大きく観察距離が短い）では視覚の上で粒状性を感じやすく、左上範囲の条件では感じにくい。粒状性に敏感な条件においては、一次色の発生確率を高めて、二次色以上や下地をできるだけ発生させない規則によって処理を行ない、逆に感じにくい条件では２次色の発生を制限しない規則で処理を行なえば良い。本例は、設置場所が限定されているポスターや広告など、観察条件が予想できる画像を出力する場合に、観察条件に合致した適切な粒状性の画像を得るのに有効である。
【００３２】
以上の各実施形態において、他の１つ又は複数の実施形態を組み合わせて、規則の切換えをより多様化することができる。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項８の発明によれば、少ない色数で入力画像の色を高精度に再現するとともに、色再現性以外の画質を最適化することができる。複数の異なる規則を使い分けて画素の出力色を選択することで、結果的に色やドット発生のパターンを制御することが可能になるので、一律の規則での処理において生じる画質の不具合を解消し、画像の品位を向上させることができる。また、画像の種類や用途に応じて、画像の特性を制御することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の画像処理装置の構成図である。
【図２】第２実施形態の画像処理装置の構成図である。
【図３】第３実施形態の画像処理装置の構成図である。
【図４】第４実施形態の画像処理装置の構成図である。
【図５】第５実施形態の画像処理装置の構成図である。
【符号の説明】
１〜５  画像処理装置
Ｇ１０  入力画像
Ｒ１〜ｎ  規則
Ｒ  設定規則
Ｄｑ  誤差データ
１１  誤差付与部
１２  出力色選択部
１３  誤差算出部
２１  規則設定部
３１  属性判別部
３３  出力色記憶部
ＤＣ１  色属性データ（特定データ）
ＤＣ２  モードデータ（特定データ）
ＤＣ３  周辺色データ（特定データ）
ＤＣ４  位置データ（特定データ）
ＤＣ５  条件データ（特定データ）
Ｍ  ディザマトリクス
【図１】
0003752906.tif 000002
【図２】
0003752906.tif 000003
【図３】
0003752906.tif 000004
【図４】
0003752906.tif 000005
【図５】
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