(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理方法であって、
上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にノイズを与えながら閾値との比較で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理方法であって、
上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にディザ法で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換することを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
上記請求項１または請求項２に記載の画像処理方法において、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎に同階調色データの同格子点からの隔たりとノイズを与えた閾値とを比較して当該比較した結果に基づいて階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎のノイズを同一にしたことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像処理方法において、
上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にディザマトリックスパターンを使用するディザ法で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、このディザ法で使用するディザマトリックスパターンを各要素色毎に一致させて無彩色の画素については同一のノイズを与えるようにしたことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理方法であって、
上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、階調変換前の各画素の階調色データを階調変換後の近隣の格子点に割り振ってその際の量子化誤差を未変換画素の階調色データに拡散することにより階調数を減らす階調変換を行うとともに、無彩色の画素については上記複数の要素色のうちいずれかの要素色の階調変換結果を残りの要素色の階調変換結果にすることを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する機能をコンピュータに実現させる画像処理制御プログラムを記録した媒体であって、
上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にノイズを与えながら閾値との比較で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する機能を実現させることを特徴とする画像処理制御プログラムを記録した媒体。
【請求項７】
画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する機能をコンピュータに実現させる画像処理制御プログラムを記録した媒体であって、
上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にディザ法で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する機能を実現させることを特徴とする画像処理制御プログラムを記録した媒体。
【請求項８】
画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する機能をコンピュータに実現させる画像処理制御プログラムを記録した媒体であって、
上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、階調変換前の各画素の階調色データを階調変換後の近隣の格子点に割り振ってその際の量子化誤差を未変換画素の階調色データに拡散することにより階調数を減らす階調変換を行うとともに、無彩色の画素については上記複数の要素色のうちいずれかの要素色の階調変換結果を残りの要素色の階調変換結果にする機能を実現させることを特徴とする画像処理制御プログラムを記録した媒体。
【請求項９】
画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理装置であって、
上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にノイズを与えながら閾値との比較で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理装置であって、
上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にディザ法で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理装置であって、
上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、階調変換前の各画素の階調色データを階調変換後の近隣の格子点に割り振ってその際の量子化誤差を未変換画素の階調色データに拡散することにより階調数を減らす階調変換を行うとともに、無彩色の画素については上記複数の要素色のうちいずれかの要素色の階調変換結果を残りの要素色の階調変換結果にすることを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、階調色データの階調変換を実行する画像処理方法、画像処理装置、画像処理制御プログラムを記録した媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータを利用した画像処理が行われている。この画像処理では、画像はドットマトリクス状の画素の集合として扱われ、コンピュータ内部では赤緑青（ＲＧＢ）の要素色での階調色データとして処理される。しかし、画像処理された画像データを出力するプリンタはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック（ＣＭＹＫ）の色インクを使用して印刷を行うため、ＲＧＢの表色空間からＣＭＹＫの表色空間への色変換を行なう必要がある。
【０００３】
この色変換には色変換テーブルが利用されているが、ＲＧＢのそれぞれで２５６階調であれば組合せで実現される全色数は１６７０万色となり、全色について変換データを保持しておくのは記憶資源の点からも非現実的であり、現実に利用されているのは階調数を落とした色変換テーブルである。すなわち、２５６階調を採用する座標軸に対してその格子点の全てに変換値を備えるのではなく、間引いた格子点にのみ変換値を備えるようにしている。
【０００４】
ただし、間引かれた格子点に該当する色の場合は近隣の格子点の変換値を利用して何らかの手法で変換値を求めることになる。この際、格子点間の隔たりなどを利用して補間演算で求める手法と、近隣の格子点に割り振ってしまいながらもその誤差が全体としてはなるべく小さくなるように割り振り方を決定していく手法とがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の手法では、前者の手法が複数の格子点の変換値を利用して乗除算を利用するために色変換テーブルの参照回数と演算量とが多くなるのに対し、後者の手法は誤差を拡散するだけの加減算を行いながら一つの格子点の変換値だけを参照するために色変換テーブルの参照回数と演算量とが少ないという利点がある。
【０００６】
しかしながら、後者の手法では全体としては誤差が少なくなるようにしているものの、次のようにグレイバランスのずれが問題になることがある。
【０００７】
本来、有彩色での色のずれは分かりにくい。これは比較対象があって初めて分かるからである。しかし、経験によって無彩色であることが分かっているものも多く、色ずれが生じているとこのようなもののグレイバランスがずれ、比較対象が無くてもかかるグレイバランスのずれが生じていることが分かってしまう。
【０００８】
上述した後者の手法を採用する場合には、本来、無彩色であるべき色を近隣の有彩色の格子点に割り振ることが起き、グレイバランスのずれが分かりやすくなってしまうことがあった。特に、ＲＧＢの入力データをＣＭＹＫのインクデータに変換して最終的にプリンタで出力するようなケースでは、インク量と出力色の間の線形性が低下する。プリンタでは画素単位での階調再現能力が低く、ディザ法などを用いて中間調を再現することが多いが、このような場合には、特に線形性の低下が大きい。このため、線形性の高いＲＧＢ領域では無彩色からずれた有彩色画素が混ざり合っていても、局所的な平均値を取ったときにＲ，Ｇ，Ｂが等しくなっていて結果として無彩色に見えることも多いが、各画素単位でＣＭＹＫのインク量に置き換えて出力してしまうと、非線形性のためにトータルで見たときの色が無彩色からかなりずれてしまうことが多い。人間の目はグレイバランスのずれに関しては特に敏感なので、他の色では無視できるレベルの非線形性もグレイでは問題になる。
【０００９】
なお、このようなグレイバランスのずれは変換値を有する格子点へ変換値を有しない格子点を割り振ることに起因して生じるものであり、この意味で格子点への割り振り時、すなわち階調色データの階調変換時に生じている。
【００１０】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、グレイバランスのずれを生じにくくすることが可能な画像処理方法、画像処理装置、画像処理制御プログラムを記録した媒体の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理方法であって、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にノイズを与えながら閾値との比較で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する構成としてある。
【００１２】
上記のように構成した請求項１にかかる発明においては、画像が画素として表され、各画素は複数の要素色からなる多次元の色空間の座標値で表した階調色データで表されている。上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、マクロ的に誤差が出ないようにするだけでなく、無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換する。そして、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する。
【００１３】
すなわち、マクロ的に誤差を小さくすることを考慮すれば必ずしも無彩色の画素の階調色データが階調変換後にも無彩色とする必要はないが、人間の色識別能力の最も敏感な色域である無彩色の色については無彩色の色に対応させ、グレイバランスのずれを感じさせないようにする。
また、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にノイズを与えながら閾値との比較で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換する。階調変換前に無彩色であるというのは各要素色毎の階調値が一致することを意味し、階調変換後にも無彩色であるようにするため、与えるノイズを一致させている。
【００１４】
このような階調変換の前提となる色空間自体には各種の座標系が存在するが、階調変換の作業によってグレイバランスが変化する要因を含んでいる座標系のものにおいて広く適用可能である。その意味において座標系が複数の要素色からなる多次元の色空間が好適である。むろん、この要素色は、ＲＧＢであったりＣＭＹＫであるなど、適宜、変更可能である。また、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊やＸＹＺのような無彩色の場合にゼロでないのは１成分だけとなるような表色系などにおいても適用可能ではあるものでは改善は見られないため、複数の要素色からなる多次元の色空間というのは、このような表色系を含まない意でもある。なぜならば、無彩色の際に一成分だけが０であるとすると、階調変換してもほぼ無彩色に変換されるからである。
【００１５】
また、請求項２にかかる発明は、画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理方法であって、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にディザ法で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する構成としてある。
上記のように構成した請求項２にかかる発明においては、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際にディザ法で階調数を減らす階調変換を行なう。階調変換前に無彩色であるというのは各要素色毎の階調値が一致することを意味し、階調変換後にも無彩色であるようにするため、与えるノイズを一致させている。
【００１６】
さらに、請求項３にかかる発明は、上記請求項１または請求項２に記載の画像処理方法において、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎に同階調色データの同格子点からの隔たりとノイズを与えた閾値とを比較して当該比較した結果に基づいて階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎のノイズを同一にした構成としてある。
【００１７】
さらに、請求項４にかかる発明は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像処理方法において、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にディザマトリックスパターンを使用するディザ法で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、このディザ法で使用するディザマトリックスパターンを各要素色毎に一致させて無彩色の画素については同一のノイズを与えるようにした構成としてある。
上記のように構成した請求項４にかかる発明においては、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際にディザ法で階調数を減らす階調変換を行なうので、各画素の階調色データにはディザマトリックスパターンに従ってノイズが与えられ、このノイズによって階調数を変化させる。階調変換前に無彩色であるというのは各要素色毎の階調値が一致することを意味し、階調変換後にも無彩色であるようにするため、与えるノイズを一致させている。
【００１８】
むろん、階調変換の手法はこれ以外にも採用可能であり、いわゆる誤差拡散法や平均誤差最小法なども利用できる。これらの場合に好適な一例として、請求項５にかかる発明は、画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理方法であって、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、階調変換前の各画素の階調色データを階調変換後の近隣の格子点に割り振ってその際の量子化誤差を未変換画素の階調色データに拡散することにより階調数を減らす階調変換を行うとともに、無彩色の画素については上記複数の要素色のうちいずれかの要素色の階調変換結果を残りの要素色の階調変換結果にする構成としてある。
【００１９】
上記のように構成した請求項５にかかる発明においては、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、階調変換前の各画素の階調色データを階調変換後の近隣の格子点に割り振ってその際の量子化誤差を未変換画素の階調色データに拡散している。しかし、量子化誤差を拡散することによってもともと無彩色であった画素が有彩色になりかねない。従って、階調変換前に無彩色であった画素については上記複数の要素色のうちいずれかの要素色の階調変換結果を残りの要素色の階調変換結果にすることにより、拡散される誤差に関わらず、階調変換後も無彩色となる。
【００２０】
本発明では、上記色空間を第一の色空間とするとともに階調変換後の各色毎に同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを利用し、上記第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換する。
【００２１】
本発明においては、第一の色空間から第二の色空間へといわゆる色変換を実行するため、色変換テーブルを利用して階調色データを変換する。このような色変換を行った場合、変換後の色空間ではもとの色空間よりも線形性が低下することがある。この場合、もし、もとの色空間でモノクロデータを階調数変換した結果にモノクロデータ以外のものが混ざっていると、もとの色空間では平均値としてモノクロデータに見えていたとしても、線形性の低い変換後の色空間では、モノクロデータ以外の色に見える可能性が高い。しかしながら、上述したように階調数変換結果が必ずモノクロになるように変換した場合には、その後の色空間でも平均して見た場合のグレイバランスのずれは、非常に小さいものに抑えられる。非線形性が高いと、この場合もグレイからのずれがゼロとは言えないが、グレイ以外の色が入っている場合と比較すると、そのずれはずっと小さく、ほとんどの場合問題ないレベルとなる。この色変換テーブルでは、無彩色において比較的容易にグレイバランスを確保でき、階調変換と伴って色空間を変換する場合にも無彩色の色が無彩色としての性格を保持して処理されることにより、グレイバランスは確保されたままとなる。
【００２２】
色変換はコンピュータ内部で扱われるＲＧＢからプリンタで処理可能なＣＭＹＫへといった変換などが該当するが、プリンタのように機構的な作用を経て色を再現するものにおいては、色再現性の確保は極めて困難である。これに対して人間の目はグレイバランスのずれには特に敏感であり、このような敏感な領域としてのグレイバランスを保つことは特に重要であり、その保持精度を上げられる本手法は非常に有用である。
【００２３】
以上のような手法で階調変換する画像処理の発明の思想は、各種の態様を含むものである。すなわち、ハードウェアで実現されたり、ソフトウェアで実現されるなど、適宜、変更可能である。
【００２４】
発明の思想の具現化例として画像処理するソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアを記録したソフトウェア記録媒体上においても当然に存在し、利用されるといわざるをえない。
【００２５】
その一例として、請求項６にかかる発明は、画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する機能をコンピュータに実現させる画像処理制御プログラムを記録した媒体であって、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にノイズを与えながら閾値との比較で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する機能を実現させる構成としてある。
また、請求項７にかかる発明は、画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する機能をコンピュータに実現させる画像処理制御プログラムを記録した媒体であって、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にディザ法で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する機能を実現させる構成としてある。
さらに、請求項８にかかる発明は、画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する機能をコンピュータに実現させる画像処理制御プログラムを記録した媒体であって、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、階調変換前の各画素の階調色データを階調変換後の近隣の格子点に割り振ってその際の量子化誤差を未変換画素の階調色データに拡散することにより階調数を減らす階調変換を行うとともに、無彩色の画素については上記複数の要素色のうちいずれかの要素色の階調変換結果を残りの要素色の階調変換結果にする機能を実現させる構成としてある。
【００２６】
むろん、その記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなるソフトウェア記録媒体においても全く同様に考えることができる。また、一次複製品、二次複製品などの複製段階については全く問う余地無く同等である。その他、供給方法として通信回線を利用して行う場合でも本発明が利用されていることには変わりないし、半導体チップに書き込まれたようなものであっても同様である。
【００２７】
さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部をソフトウェア記録媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態のものとしてあってもよい。
【００２８】
むろん、これらの画像処理方法やソフトウェアの実現主体として画像処理装置として適用可能なことはいうまでもなく、請求項９にかかる発明は、画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理装置であって、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にノイズを与えながら閾値との比較で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する構成としてある。
【００２９】
上記のように構成した請求項９にかかる発明においては、画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力すると、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にノイズを与えながら閾値との比較で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する。
また、請求項１０にかかる発明は、画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理装置であって、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、上記要素色毎にディザ法で階調数を減らす階調変換を行い、かつ、当該要素色毎に同一のノイズを与えて無彩色の画素の階調色データについては階調変換後にも無彩色となるように階調変換し、同色変換テーブルを参照して当該階調変換後の階調色データを上記第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する構成としてある。
さらに、請求項１１にかかる発明は、画像を画素として表しつつ各画素の色を複数の要素色からなる多次元の第一の色空間の座標値で表した階調色データを入力し、同第一の色空間とは異なる座標系を採用する第二の色空間での階調色データに変換するための色変換テーブルを参照して同第一の色空間の階調色データを同第二の色空間の階調色データに色変換し、同第二の色空間の階調色データをハーフトーン処理により階調変換する画像処理装置であって、上記第一の色空間の階調色データを上記色変換テーブルの格子点の位置に合わせて階調変換する際、階調変換前の各画素の階調色データを階調変換後の近隣の格子点に割り振ってその際の量子化誤差を未変換画素の階調色データに拡散することにより階調数を減らす階調変換を行うとともに、無彩色の画素については上記複数の要素色のうちいずれかの要素色の階調変換結果を残りの要素色の階調変換結果にする構成としてある。
【００３０】
むろん、このような画像処理装置は単独で存在する場合もあるし、ある機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、適宜変更可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜請求項３にかかる発明は、階調色データの階調数を変更するにあたって無彩色の画素については無彩色の色を割り当てられるようにしたため、グレイバランスのずれを視認しにくくすることが可能になるとともに、各要素色毎に与えられるノイズを均一化することにより、階調変換を経ても無彩色の画素が無彩色として変換されるようにすることが可能な画像処理方法を提供することができる。
【００３２】
また、請求項４にかかる発明によれば、ディザマトリックスパターンを使用するディザ法で各要素色毎に与えられるノイズを均一化することにより、階調変換を経ても無彩色の画素が無彩色として変換されるようにすることができる。
【００３３】
さらに、請求項５にかかる発明によれば、階調色データの階調数を変更するにあたって無彩色の画素については無彩色の色を割り当てられるようにしたため、グレイバランスのずれを視認しにくくすることが可能になるとともに、いわゆる誤差拡散法や平均誤差最小法などにおいて誤差を分散する手法を変化させることにより、無彩色の画素が無彩色として変換され、グレイバランスのずれを生じにくくすることが可能な画像処理方法を提供することができる。
【００３４】
さらに、請求項６、請求項７にかかる発明によれば、同様にグレイバランスのずれを生じにくくすることが可能になるとともに、各要素色毎に与えられるノイズを均一化することにより、階調変換を経ても無彩色の画素が無彩色として変換されるようにすることが可能な画像処理制御プログラムを記録した媒体を提供することができ、請求項９、請求項１０にかかる発明によれば、同様の画像処理装置を提供することができる。
【００３５】
さらに、請求項８にかかる発明によれば、同様にグレイバランスのずれを生じにくくすることが可能になるとともに、いわゆる誤差拡散法や平均誤差最小法などにおいて誤差を分散する手法を変化させることにより、無彩色の画素が無彩色として変換され、グレイバランスのずれを生じにくくすることが可能な画像処理制御プログラムを記録した媒体を提供することができ、請求項１１にかかる発明によれば、同様の画像処理装置を提供することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態にかかる画像処理方法を実施する画像処理システムの概略構成を示しており、図２は同画像処理システムのハードウェア構成例をブロック図により示している。
【００３７】
この画像処理システムは、階調色データの階調変換処理を実行する過程を含むものであり、概略、画像入力装置１０と、画像処理装置２０と、画像出力装置３０とに分類できる。画像入力装置１０としては、スキャナ１１やデジタルスチルカメラ１２あるいはビデオカメラ１４などが該当するし、画像処理装置２０としては、コンピュータ２１とハードディスク２２とキーボード２３とＣＤ−ＲＯＭドライブ２４とフロッピー（Ｒ）ディスクドライブ２５とモデム２６などが該当し、画像出力装置３０の具体例はインクジェットプリンタ３１やディスプレイ３２等が該当する。なお、モデム２６については公衆通信回線に接続され、外部のネットワークに同公衆通信回線を介して接続し、ソフトウェアやデータをダウンロードして導入可能となっている。この場合、モデム２６は広義の意味でのターミナルアダプタやＬＡＮアダプタなどの通信アダプタを含むものであり、通信回線を介してデータを取得可能なものが含まれる。
【００３８】
なお、コンピュータ２１内ではオペレーティングシステム２１ａが稼働しており、インクジェットプリンタ３１やディスプレイ３２に対応したプリンタドライバ２１ｂやディスプレイドライバ２１ｃが組み込まれているとともに、アプリケーション２１ｄはオペレーティングシステム２１ａにて処理の実行を制御され、ディスプレイドライバ２１ｃと連携してディスプレイ３２への表示を行うとともに、必要に応じてプリンタドライバ２１ｂと連携して印刷処理を実行している。
【００３９】
入力手段は広義の意味で画像データを入力するものであれば良く、上記画像入力装置１０の他、フロッピー（Ｒ）ディスクやＣＤ−ＲＯＭあるいはモデム２６などを介して画像データを入力することもでき、この意味で画像データを入力するためのハードウェアやソフトウェアを含めて入力手段を構成する。
【００４０】
画像処理装置２０が行うのは、画像入力装置１０としてのスキャナ１１やデジタルスチルカメラ１２から階調色データを入力し、各種の画像処理を実行して画像出力装置３０としてのインクジェットプリンタ３１やディスプレイ３２に対して階調色データ（以下、単に画像データと呼ぶ）を出力する処理である。例えば、スキャナ１１から画像データとしてＲＧＢ（緑、青、赤）の２５６階調の画像データを入力し、インクジェットプリンタ３１に対してＣＭＹＫ（シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）の２階調の画像データを出力する場合、画像処理装置２０としてのコンピュータ２１内では２５６階調の画像データを入力して階調変換と色変換とを行うことになる。また、スキャナ１１からはＲＧＢの各色ごとに１０ビットで取り込めるものとしたときに、後段の処理の便宜のために各色ごとに８ビットに階調低減することもある。さらには、各色ごとに８ビットで入力したとしても、ディスプレイ３２に出力するための画像メモリ量の容量制限から６ビットに階調低減させることもある。すなわち、本実施形態における画像処理装置２０は少なくとも階調数の変換処理を実行するものであり、この意味で階調変換手段を構成する。
【００４１】
むろん、階調変換後に画像処理を行うことも可能であるし、画像処理後に階調変換することも可能である。さらに、ハードウェアとして階調変換をユニット化するとともに色変換をユニット化して単独のユニットを適宜組み合わせて連結させるような構成とすることもできるし、ハードウェアを一体としつつソフトウェアでそれぞれの処理を実行する構成とすることもできる。
【００４２】
階調変換手段としての画像処理装置２０について詳述する前に画像出力装置３０について説明する。画像出力装置３０としてのインクジェットプリンタ３１の概略構成を図３に示しており、三つの印字ヘッドユニットからなる印字ヘッド３１ａと、この印字ヘッド３１ａを制御する印字ヘッドコントローラ３１ｂと、当該印字ヘッド３１ａを桁方向に移動させる印字ヘッド桁移動モータ３１ｃと、印字用紙を行方向に送る紙送りモータ３１ｄと、これらの印字ヘッドコントローラ３１ｂと印字ヘッド桁移動モータ３１ｃと紙送りモータ３１ｄにおける外部機器とのインターフェイスにあたるプリンタコントローラ３１ｅとを備え、２階調の画像データに応じて画像印刷可能となっている。なお、本発明でいう階調色データは階調変換処理に伴う階調色データを指すものであるから、広義の意味で２階調の画像データをも含むものとする。
【００４３】
図４は印字ヘッド３１ａのより具体的な構成を示しており、図５はインク吐出時の動作を示している。印字ヘッド３１ａにインクを供給するため脱着式のインクカートリッジ３１ａ１が備えられており、このインクカートリッジ３１ａ１からノズル３１ａ２へと至る微細な管路３１ａ３が形成されているとともに、同管路３１ａ３の終端部分にはインク室３１ａ４が形成されている。このインク室３１ａ４の壁面は可撓性を有する素材で形成され、この壁面に電歪素子であるピエゾ素子３１ａ５が備えられている。このピエゾ素子３１ａ５は電圧を印加することによって結晶構造が歪み、高速な電気−機械エネルギー変換を行うものであるが、かかる結晶構造の歪み動作によって上記インク室３１ａ４の壁面を押し、当該インク室３１ａ４の容積を減少させる。すると、このインク室３１ａ４に連通するノズル３１ａ２からは所定量の色インク粒が勢いよく吐出することになる。このポンプ構造をマイクロポンプ機構と呼ぶことにする。
【００４４】
なお、一つの印字ヘッドユニットには独立した二列のノズル３１ａ２が形成されており、各列のノズル３１ａ２には独立して色インクが供給されるようになっている。従って、三つの印字ヘッドユニットでそれぞれ二列のノズル３１ａ２を備えることになり、最大限に利用して六色の色インクを使用することも可能である。図３に示す例では、左列の印字ヘッドユニットにおける二列を黒インクに利用し、中程の印字ヘッドユニットにおける一列だけを使用してシアン色インクに利用し、右列の印字ヘッドユニットにおける左右の二列をそれぞれマゼンタ色インクとイエロー色インクに利用している。
【００４５】
本実施形態においては、マイクロポンプ機構を採用するインクジェットプリンタ３１に画像データとしての印刷データを出力するようにしているが、他の画像出力装置についても適用可能である。例えば、図６に示すようにノズル３１ａ６近傍の管路３１ａ７の壁面にヒータ３１ａ８を設けておき、このヒータ３１ａ８を加熱して気泡を発生させ、その圧力で色インクを吐出するようなバブルジェット（Ｒ）方式のポンプ機構も実用化されており、この場合でもＲＧＢの２５６階調の画像データを２階調の画像データとして出力するという意味において適用可能である。
【００４６】
すなわち、出力手段としての画像出力装置３０は階調変換後の画像データを入力して出力するものであれば良く、その出力形態を問うものではないからこれらの印刷装置のみならず、ディスプレイ３２なども含まれる。ディスプレイ３２の場合、グラフィックボードの構成上、表示領域を可変としているものが多い。この場合、画像メモリ容量の制限上、表示領域を大きくすれば表示色数が少なくなる一方で、表示領域を小さくすれば表示色数を多くできる。この意味では、画像出力装置３０は単にディスプレイ３２だけを指すものではなく、コンピュータ２１に装着されるグラフィックボードを含むものでもあるし、あるいはハードウェアだけに限らず、プリンタドライバ２１ｂやディスプレイドライバ２１ｃなどのソフトウェアについても画像出力装置３０の一部として考えることができる。
【００４７】
また、本実施形態においては、画像入力装置１０と画像出力装置３０との間にコンピュータシステムを組み込んで印刷処理を行うようにしているが、必ずしもかかるコンピュータシステムを必要とするわけではない。例えば、図７に示すように、コンピュータシステムを介することなく画像データを入力して印刷するプリンタ３２において、スキャナ１１ｂやデジタルスチルカメラ１２ｂあるいはモデム２６ｂ等を介して入力される２５６階調の画像データを入力し、階調低減させて印刷するものとしても適用可能である。また、同様に、スキャナ１１ｂやデジタルスチルカメラ１２ｂ等において、接続される機種の階調数が本来の自己の分解能とは異なる場合に接続機種の階調数に合わせて階調変換して出力するものとしても適用可能である。
【００４８】
次に、以上のような入力手段や出力手段に対応する画像処理手段としての画像処理装置２０について説明する。図８は画像処理装置２０を構成するコンピュータ２１が実行する画像処理の概略をフローチャートにより示しており、図９はその際の画像データの流れを示している。
【００４９】
画像入力装置１０がドットマトリクス状の画素として表したＲＧＢの多階調（２５６階調）の画像データは画像処理装置２０へ入力され、同画像処理装置２０は所定の画像処理をするとともにＣＭＹＫの２階調の画像データ（二値データ）として画像出力装置３０へ出力する。ここで、画像処理装置２０内でＲＧＢ色空間からＣＭＹＫ色空間への色変換処理を行なうにあたり、色変換テーブルを利用する。上述したようにＲＧＢのそれぞれで２５６階調であれば組合せで実現される全色数は１６７０万色となり、色変換テーブルとして全色について変換データを保持しておくのは非現実的である。本実施形態においては、理解の便宜のためにＲＧＢのそれぞれに格子点を間引いた１７階調の色変換テーブルを利用することにする。この色変換テーブルを参照するにあたり、２５６階調から１７階調へと階調変換しておくことにより、補間演算を使用することなく参照可能となり、ＲＧＢからＣＭＹＫへの色変換が行われる。色変換テーブルで参照されるＣＭＹＫの階調色データは２５６階調となっており、画像出力装置３０は２階調の画像データを必要とするので、再び、階調変換が必要となる。なお、１７階調の色変換テーブルはともともとのＲＧＢ２５６階調の座標系における格子点を間引いたものであり、その格子点は図１０に示すように概ね３２階調毎の均等な間隔としてある。ただし、必ずしも均等である必要はなく、例えば低濃度側や高濃度側をより細かな間隔とするといったものであっても良い。
【００５０】
すなわち、階調変換処理は色変換処理を挟んで二度必要であり、前者のものをプレ階調変換処理と呼び、後者のものをポスト階調変換処理と呼ぶ。図８に示すフローチャートでは、ステップＳ１１０にて画像データを入力すると、ステップＳ１２０にてＲＧＢ２５６階調からＲＧＢ１７階調へとプレ階調変換し、次にステップＳ１３０にて色変換テーブルを参照してＲＧＢ１７階調からＣＭＹＫ２５６階調へと色変換し、ステップＳ１４０にてＣＭＹＫ２５６階調からＣＭＹＫ２階調へと階調変換し、最後の、ステップＳ１５０にてＣＭＹＫ２階調の画像データをインクジェットプリンタ３１に出力する。
【００５１】
ステップＳ１２０にて実行するプレ階調変換処理では単なる２５６階調から１７階調への階調変換処理を実行するだけでなく、変換前に無彩色の画像データは変換後にも必ず無彩色の画像データとなるようにしている。この階調変換処理の具体的手法としてのディザ法を図１１〜図１３に示している。ここでいうディザ法とはいわゆる分散型ディザのしきい値マトリクスを用いた組織的ディザ法のことである。
【００５２】
いま、０から２５５までの２５６階調の値をもつ原画像データＯＲＧのＢ成分を、組織的ディザ法により１７階調化する場合を想定する。ディザマトリックスには図１３に示す４ｘ４のサイズのものを用いる。プレ階調変換が開始されると、まず着目している画素の原画像データＤａを入力する処理を行なう（ステップＳ２００）。その後、この画素に対応するディザマトリックス番号ＤｉＴｈからこれを値０〜１の範囲で正規化した値ＤＤＨを求める処理を行なう（ステップＳ２０１）。値ＤＤＨは、次式（１）により求めている。
【数１】
0003791178.tif 000002
ディザマトリックス番号ＤｉＴｈを求める処理は、注目画素の走査方向位置をｐ、副走査方向位置をｑとして、［ｐ％４，ｑ％４］の位置の値を図１３に示したマトリックスから求めることにより行われる。ここで、％は剰余演算子である。図１３のマトリックスからディザマトリックス番号ＤｉＴｈを求めるには、［０，０］〜［３，３］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。こうしてディザマトリックス番号ＤｉＴｈを正規化した値ＤＤＨを得た後、変換階調数番号を示す変数Ｘに値０を設定し（ステップＳ２０２）、次に、この階調数番号Ｘにより定まる格子点の値ＲＳＬＴ［Ｘ］と原画像データＤａとを比較する処理を行なう（ステップＳ２０３）。
【００５３】
この格子点の値ＲＳＬＴ［Ｘ］については、図１０に示すように、
ＲＳＬＴ［０］＝０
ＲＳＬＴ［１］＝１５
ＲＳＬＴ［２］＝３１
ＲＳＬＴ［３］＝４７
ＲＳＬＴ［４］＝６３
・
・
・
ＲＳＬＴ［１４］＝２２３
ＲＳＬＴ［１５］＝２３９
ＲＳＬＴ［１６］＝２５５
となっている。むろん、この原画像データＤａの比較は各色成分毎に行なう。
【００５４】
原画像データ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Ｓ２０４）、再度両者を比較する。即ち、原画像データ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。
【００５５】
この結果、いずれ原画像データＤａが格子点の値ＲＳＬＴ［Ｘ］以下となるから（ステップＳ２０３）、次に原画像データＤａとステップＳ２０３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Ｓ２０５）。隔たりｏｆｆｓｔは、原画像データ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（２）により計算される。
【数２】
0003791178.tif 000003
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Ｓ２０６）。両者を比較して隔たりｏｆｆｓｔの方が大きければ、原画像データ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Ｓ２０７）、隔たりｏｆｆｓｔの方が小さければ、原画像データ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Ｓ２０８）。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Ｓ２０９）、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。
【００５６】
図１２は原画像データＤａが１３３であるときを例としてこの関係を図示している。
【００５７】
以上の処理によれば、原画像データＤａの階調数を２５６階調から１７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を用いて、適度にばらついた格子点画素データに変換することができる。ここで重要なのは、ＲＧＢのそれぞれについて同じディザマトリックス番号ＤｉＴｈを適用することである。これにより、変換前の原画像データＤａの各色成分値が同じ値であるとき、すなわち、無彩色である場合の各色毎のｏｆｆｓｔは同一の値となる上、これと比較するディザマトリックス番号ＤｉＴｈを正規化した値ＤＤＨも一つの値であるので、色変換テーブルがデータを有する格子点へ移動するにあたっては必ず同じ側へと移動することになる。従って、階調変換後もかならず無彩色となる。
【００５８】
このような格子点への移動を模式化すると図１４に示すようになる。同図は階調変換後の正規化した格子点位置を示している。原画像データＤａが八つの格子点にて構成される立方体内に存在している場合、階調変換はその周辺のいずれかの格子点へと移動する処理が該当する。この場合、八つの格子点のうち無彩色であるのは二つの格子点（０，０，０）と（１，１，１）であり、それ以外の格子点（１，０，０）と（１，１，０）と（０，１，０）と（０，１，１）と（０，０，１）と（１，０，１）は有彩色である。従って、原画像データＤａが無彩色であったとしても、各色成分毎に異なるディザマトリックスを適用すれば有彩色の格子点（１，０，０）と（１，１，０）と（０，１，０）と（０，１，１）と（０，０，１）と（１，０，１）へと移動することになりかねない。
【００５９】
上述したように人間の識別能力は有彩色間でのわずかなずれは識別できないが、無彩色から有彩色への変化には敏感である。このため、原画像データＤａが無彩色であれば変換後も無彩色とすることにより、最終的に印刷出力となったときの違和感が少なくなる。
【００６０】
むろん、色変換テーブルに対応関係を記録するにあたってもＲＧＢの値が一致する無彩色についてはＣＭＹのバランスが取れた無彩色であることは保証され、色変換後でも無彩色であることを確保できる。
【００６１】
また、インクジェットプリンタ３１においてはカラーバランスを調整するにあたり、人間の目はグレイバランスのずれに対して特に敏感である点を考慮すべきである。すなわち、カラーバランスを調整するに際してこのような敏感な領域であるグレイバランスを保つことは特に重要であり、その保持精度を上げられる本手法によってインクジェットプリンタ３１の色再現性は格段に向上する。
【００６２】
ところで、このようなプレ階調変換を実現するのはディザ法に限られるものではなく、誤差拡散法であるとか平均誤差最小法であってもよい。図１５〜図１８１８は誤差拡散法や平均誤差最小法の概略を説明するための図である。
【００６３】
誤差拡散法や平均誤差最小法では、ドットマトリクス状に配列される画素に対して注目画素を決め、この注目画素について水平方向の主走査を繰り返しつつ走査ラインを垂直方向に移動させる副走査を実行することにより全画素について上述した間引きされた格子点へと移動させていく。このようにして注目画素を走査していくことにより、注目画素の上方行と下方行は階調変換済み領域と階調未変換領域とに別れ、さらに注目画素の左方桁と右方桁も階調変換済み領域と階調未変換領域とに別れる。基本的には注目画素を格子点に移動させるときに生じる誤差分を注目画素の右方及び下方に割り当てることにより、全体としての色のずれを少なくさせるものであり、割り当てる際にも図１６（ａ）〜（ｄ）に示すように重み付けして誤差を分散させている。
【００６４】
具体的な処理としては、図１７及び図１８に示すように水平位置及び垂直位置を［ｐ］［ｑ］座標値で表したｄａｔａ＿Ｂ（ＲＧＢのＢ成分の意味であり、ＲＧについても同様）と格子点間に設けられたしきい値ｔｈｓｈ［ｉ］、ｔｈｓｈ［ｉ＋１］とを比較して所属格子点を決定し、誤差分を算出する。この誤差分の割り当て方は、誤差拡散法では誤差計算が終了した直後に行うのに対し、平均誤差最小法は注目画素を計算する直前に行うという点で異なるものの、画像端での取り扱いを除いて両者は等価である。
【００６５】
ただし、いずれの手法においてもこのまま適用することはできない。例えば、無彩色の画素と有彩色の画素とが隣接している場合、有彩色の画素を所定の格子点へ移動させた際に生じる誤差は各色成分毎に異なるため、無彩色の画素に割り当てられる誤差分が変化する。従って、無彩色の画素について格子点移動させたときには有彩色の画素へと変化することがあり得るからである。
【００６６】
このため、図１９に示す誤差拡散法によるプレ階調変換では、先ず、ステップＳ４０１にて無彩色の画素であるか否かを判断し、無彩色の画素でなければステップＳ４０２にて通常どおりの多値誤差拡散の手法で各要素色毎に移動格子点を決定し、ステップＳ４０３では従来と同様の重み付け処理で誤差拡散する。
【００６７】
一方、無彩色の画素であれば、ステップＳ４０４にて、まずはＧ成分だけについて多値誤差拡散法で階調変換する。そして、Ｇ成分についての階調変換結果に基づいてＲ成分とＢ成分とを強制的に同じ階調数とする。このようにして移動格子点を決定するので、必ず無彩色の画素は無彩色のままに保持される。移動格子点が決まれば、有彩色の場合と同様にステップＳ４０３にて従来と同様の重み付け処理で誤差拡散する。
【００６８】
そして、移動格子点を決定するとともに誤差拡散を行ったら、ステップＳ４０６にて注目画素を移動し、ステップＳ４０７にて全画素について終了したと判断されるまで処理を繰り返す。
なお、この例では、Ｒ成分とＢ成分とをＧ成分と同じ階調数に変換したが、移動格子点がＧ成分に基づく無彩色データであるという意味であり、各要素色毎に階調範囲が違う場合であれば対応する無彩色の格子点に移動させればよい。また、Ｇ成分を基準とするのはＧ成分に対する感度が最も敏感であるからであるが、必ずしもかかる優先順位としなければならないわけではない。
【００６９】
以上のようにして各種の手法を使用しながら無彩色の画素を確実に無彩色に割り当てて階調変換している。なお、これらの処理はプリンタドライバ２１ｂが実行しており、同プリンタドライバ２１ｂの実行プログラムや、これを実行させる前提となるオペレーティングシステム２１ａやアプリケーション２１ｄが画像処理制御プログラムを構成する。
【００７０】
図８のフローチャートに戻ると、プレ階調変換処理を終了したらステップＳ１３０にて色変換処理を実行する。色変換処理では色変換テーブルを参照するが、各画素についてはすでに色変換テーブルの格子点に合わせた階調変換を実施しているので、テーブルを参照するだけである。この色変換テーブルはフロッピー（Ｒ）ディスクやＣＤ−ＲＯＭあるいは通信回線などを介して通常はハードディスク２２上に展開保持されている。むろんデータフォーマットは特に限定されるものではないし、色変換先の色成分についてもＣＭＹＫであったりＣＭＹであるなど、適宜変更可能である。また、常に展開状態で保持する必要はなく、通常時はソフトウェア的に圧縮しておき、必要時にのみ解凍して使用するとともに使用後は展開したものを削除するようにしてもよい。
【００７１】
色変換処理を終了したら、ステップＳ１４０にてハーフトーン処理としてのポスト階調変換を実行する。これはＣＭＹＫ２５６階調の画像データを２階調化する処理であり、ディザ法であったり誤差拡散法であったり平均誤差最小法などで実現する。
【００７２】
ステップＳ１５０では、２階調に変換されたＣＭＹＫの画像データをインクジェットプリンタ３１に送出する。すると、プリンタコントローラ３１ｅによる制御に基づいて紙送りモータ３１ｄが記録紙を紙送りしつつ、印字ヘッド桁移動モータ３１ｃが印字ヘッド３１ａを桁方向に移動させ、所定のタイミングで印字ヘッド３１ａが色インクを記録紙上に吐出する。
【００７３】
次に、上記構成からなる本実施形態の動作を説明する。スキャナ１１で読み込んだ画像データをインクジェットプリンタ３１で印刷する場合、まず、コンピュータ２１にてオペレーティングシステム２１ａが稼働しているもとで、アプリケーション２１ｄを起動させ、スキャナ１１に対して読み取りを開始させる。読み取られた画像データが同オペレーティングシステム２１ａを介してアプリケーション２１ｄに取り込まれたら、各種の画像処理を行い、印刷処理を選択する。なお、ディスプレイ３２についてはスキャナ１１で読み込んだ画像データの階調数以上の階調度を備えているものとし、アプリケーション２１ｄで印刷処理以外の画像処理を実行しているときには特に階調変換をする行う必要がないものとする。
【００７４】
アプリケーション２１ｄで印刷処理が選択されるとオペレーティングシステム２１ａはプリンタドライバ２１ｂを起動させる。プリンタドライバ２１ｂは、起動後、最初のステップＳ１１０で画像データを作業領域へ入力し、ステップＳ１２０にてプレ階調変換処理を実施する。上述したディザ法を実施する場合はＲＧＢの各成分に対して同じディザマトリックスを使うことにより、また、誤差拡散法を実施する場合には図１９に示すように拡散先の画素が無彩色であればその画素に誤差拡散をしないことにより、それぞれ無彩色の画素は無彩色のがそのまま階調変換される。
【００７５】
この後、ステップＳ１３０にて色変換し、ステップＳ１４０にてハーフトーン処理してから、ステップＳ１５０にて印刷データをインクジェットプリンタ３１に出力すると、グレイバランスが極力保持され、印刷結果に対して大きなグレイバランスのずれを感じることはない。
【００７６】
このように、印刷処理におけるプレ階調変換のようにＲＧＢ２５６階調の階調色データをＲＧＢ１７階調の階調色データへと階調変換する必要があるような場合に、例えばＲＧＢの各成分が一致するというような無彩色の画素については、階調変換によってＲＧＢの各成分が不一致となったりするなど実質的な意味で有彩色となってしまわないようにすることにより、階調変換後の画像について観察したときに無彩色から有彩色へと変換されたことに起因する色の変化を押さえ、色再現性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態にかかる画像処理方法を実施する画像処理システムの概略構成を示す図である。
【図２】  同画像処理システムのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図３】  プリンタの概略ブロック図である。
【図４】  同プリンタにおける印字ヘッドユニットのより詳細な概略説明図である。
【図５】  同印字ヘッドユニットで色インクを吐出させる状況を示す概略説明図である。
【図６】  バブルジェット（Ｒ）方式の印字ヘッドで色インクを吐出させる状況を示す概略説明図である。
【図７】  本発明の他の適用例を示す概略ブロック図である。
【図８】  画像処理の概略を示すフローチャートである。
【図９】  画像データの流れを示す図である。
【図１０】  階調変換が行われる座標軸を示す図である。
【図１１】  ディザ法によるプレ階調変換処理のフローチャートである。
【図１２】  多値ディザの説明図である。
【図１３】  ディザマトリックスを示す図である。
【図１４】  正規化した格子点位置を示す図である。
【図１５】  注目画素と階調変換済み領域と階調未変換領域との関係を示す図である。
【図１６】  重み付け誤差拡散の手法を示す図である。
【図１７】  誤差拡散法のフローチャートである。
【図１８】  平均誤差最小法フローチャートである。
【図１９】  誤差拡散法によるプレ階調変換処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０…画像入力装置
１１…スキャナ
１１ｂ…スキャナ
１２…デジタルスチルカメラ
１２ｂ…デジタルスチルカメラ
１４…ビデオカメラ
２０…画像処理装置
２１ａ…オペレーティングシステム
２１ｂ…プリンタドライバ
２１ｃ…ディスプレイドライバ
２１ｄ…アプリケーション
２１…コンピュータ
２２…ハードディスク
２３…キーボード
２４…ドライブ
２５…フロッピー（Ｒ）ディスクドライブ
２６…モデム
２６ｂ…モデム
３０…画像出力装置
３１ａ１…インクカートリッジ
３１ａ２…ノズル
３１ａ３…管路
３１ａ４…インク室
３１ａ５…ピエゾ素子
３１ａ６…ノズル
３１ａ７…管路
３１ａ８…ヒータ
３１ａ…印字ヘッド
３１ｂ…印字ヘッドコントローラ
３１ｃ…印字ヘッド桁移動モータ
３１ｄ…モータ
３１ｅ…プリンタコントローラ
３１…インクジェットプリンタ
３２…ディスプレイ
３２…プリンタ
【図１】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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