(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像データに対して所定の画像処理を施し、表現可能な階調数が該原画像データの階調数よりも少ない画像表示装置に供給するデータを生成する画像処理装置であって、
前記原画像データは、所定のカラーパレット上の色を表現する階調値を含むデータであり、
前記原画像データに対して分散型のハーフトーン処理を施す画像処理部を備え、
前記ハーフトーン処理は、前記画像表示装置が各画素毎に表現可能な階調数がＮ階調（Ｎは３以上の整数）であるときに、前記画像データの階調範囲を（Ｎ−１）個の区間に区分けし、各区間の上限値と下限値とを用いて各区間内の階調値を表現する処理であり、
前記上限値および前記下限値は、前記カラーパレット上の色を表現する階調値である、
画像処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理装置であって、
前記画像処理部は、前記ハーフトーン処理に先駆けて、前記カラーパレット上の色とは異なる階調値の少なくとも一部に対して所定の階調補正を行う、
画像処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像処理装置であって、
前記画像処理部は、前記原画像データの階調値と補正後の階調値との関係を定めた階調値補正テーブルを用いて前記階調補正を行う、
画像処理装置。
【請求項４】
原画像データに対して所定の画像処理を施し、表現可能な階調数が該原画像データの階調数よりも少ない画像表示装置に供給するデータを生成する画像処理方法であって、
前記原画像データは、所定のカラーパレット上の色を表現する階調値を含むデータであり、
前記原画像データに対して、前記画像表示装置が各画素毎に表現可能な階調数がＮ階調（Ｎは３以上の整数）であるときに、前記画像データの階調範囲を（Ｎ−１）個の区間に区分けし、前記カラーパレット上の色を表現する階調値であって、各区間の上限値と下限値とを用いて各区間内の階調値を表現する分散型のハーフトーン処理を施す工程を備える画像処理方法。
【請求項５】
原画像データに対して所定の画像処理を施し、表現可能な階調数が原画像データの階調数よりも少ない画像表示装置に供給するデータを生成する画像処理装置を制御するためのコンピュータプログラムをコンピュータに読み取り可能に記録した記録媒体であって、
前記原画像データは、所定のカラーパレット上の色を表現する階調値を含むデータであり、
前記原画像データに対して、前記画像表示装置が各画素毎に表現可能な階調数がＮ階調（Ｎは３以上の整数）であるときに、前記画像データの階調範囲を（Ｎ−１）個の区間に区分けし、前記カラーパレット上の色を表現する階調値であって、各区間の上限値と下限値とを用いて各区間内の階調値を表現する分散型のハーフトーン処理を施す機能を前記コンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置に供給される画像データの処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各画素ごとに表現可能な階調数が原画像データの階調数よりも少ない画像表示装置に画像を表示させる技術が普及している。例えば、スキャナやデジタルカメラ等の入力デバイスによって読み取られた画像データや、コンピュータ上でデザインされた画像データは、通常、Ｒ，Ｇ，Ｂ各８ビット（２５６階調）のデータである。一方、液晶表示装置が各セル毎に表現できる階調数は、一般に原画像データの階調数よりも少ない。このような場合、従来、原画像データに対して単純減色処理が行われていた。単純減色処理とは、原画像データの階調数を複数の区間に区分けして、画像表示装置に表現可能な階調数に単純に割り振る減色方法である。
【０００３】
図１５は、単純減色処理の様子を示す説明図である。この図では、２５６階調を８階調に減色する場合について示す。この単純減色処理では、図示するように、２５６階調のデータの階調範囲をほぼ等間隔に８等分して、各階調範囲を同じ表示階調値として表現する。従って、例えば、入力階調値が７０と９０の画素は、ともに出力階調値（表示階調値）２として表現される。
【０００４】
ところで、画像表示装置に表示する画像には、写真等のいわゆる自然画像と、アニメ画像とがある。アニメ画像とは、原画像データにおいて同じ階調値が連続的に分布する領域を有しており、色数が少なく、色の境界がはっきりとした画像である。
【０００５】
単純減色処理では、原画像データにおいて異なる階調値を有する画素が同じ表示階調値として表現される場合がある。従って、自然画像に対しては、滑らかな階調表現を実現できず、特に、「人間の肌」や「空」等、緩やかに階調値が変化する画像において擬似輪郭を発生させ、画質の劣化を招いていた。また、アニメ画像に対しても、それぞれ異なる色で表現されるべき複数の画素が全て１色で表現されてしまう場合があった。
【０００６】
これらの不具合を解消するために、アニメ画像においては、画像表示装置の表示階調値に対応した特定のカラーパレット上の色の使用が推奨され、その色を用いて原画像データが生成される場合がある。自然画像においては、単純減色処理による擬似輪郭の発生を抑制するために、原画像データに対してディザ法や誤差拡散法等による分散型のハーフトーン処理が施される場合がある。ここで、「分散型のハーフトーン処理」とは、処理後に同じ表示階調値の画素が固まって発生しないように分散させるハーフトーン処理である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ハーフトーン処理を自然画像に対して施すのと同様にアニメ画像に対して施すと、１色で表現されるべき画像領域、いわゆるベタ領域が複数色で表現され、ぼやけた画像となり、かえって画質の劣化を招く場合があった。
【０００８】
このように、画像の種類によって適した処理が異なるので、自然画像とアニメ画像とでは原画像データに対して施す画像処理を切り換える、即ち、自然画像に対しては分散型のハーフトーン処理を施し、アニメ画像に対しては、ハーフトーン処理を施さないようにすることもできる。
【０００９】
しかし、自然画像とアニメ画像とを判別するのは複雑であるため、処理に時間がかかるという別の課題を招く。また、処理時間を短縮するために両者を判別せずに画一的に処理を行うと、どちらかの画質が悪くなる場合がある。従来、自然画像とアニメ画像に対して共通の画像処理を施すことによって画質の向上を両立することは困難だった。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、原画像データに対して画像処理を施す際に、画一的な処理内容で、自然画像とアニメ画像の双方の画質を向上させる技術を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明では、以下の構成を採用した。
本発明の画像処理装置は、
原画像データに対して所定の画像処理を施し、表現可能な階調数が該原画像データの階調数よりも少ない画像表示装置に供給するデータを生成する画像処理装置であって、
前記原画像データは、所定のカラーパレット上の色を表現する階調値を含むデータであり、
前記原画像データに対して分散型のハーフトーン処理を施す画像処理部を備え、
前記ハーフトーン処理は、前記原画像データの階調数を前記画像表示装置が各画素毎に表現可能な表示階調数に減色するとともに、少なくとも前記カラーパレット上の色を表現する原画像データに対しては、減色後の画像データの表示階調値がそれぞれ一義的に決まるように設定された処理であることを要旨とする。
【００１２】
分散型のハーフトーン処理では、画素毎にどの表示階調値を割り当てるかがランダムに決定されるので、同じ階調値が連続的に並ぶベタ領域であっても画素毎に異なる表示階調値が割り当てられる場合がある。「減色後の画像データの表示階調値がそれぞれ一義的に決まる」とは、原画像データにおいて階調値が同じであれば、画素毎に表示階調値がバラバラにならずに必ず１つの値に決まることを言う。本発明の画像処理装置では、画像データに対して分散型のハーフトーン処理を施すので、自然画像において擬似輪郭の発生を抑制し、画質を向上させることができる。また、所定のカラーパレット上の色を表現する階調値を用いて生成されたアニメ画像においては、分散型のハーフトーン処理を施しても、表示階調値がそれぞれ一義的に決まるので、１色で表現されるべき画像領域が複数色で表現されることはなく、画質の劣化を防止することができる。つまり、本発明の画像処理装置によって、画像の種類に関わらず画一的な画像処理を施し、自然画像とアニメ画像の双方の画質を向上させることができる。
【００１３】
具体的には、例えば、本発明の画像処理装置において、
前記ハーフトーン処理は、前記画像表示装置が各画素毎に表現可能な階調数がＮ階調（Ｎは３以上の整数）であるときに、前記画像データの階調範囲を（Ｎ−１）個の区間に区分けし、各区間の上限値と下限値とを用いて各区間内の階調値を表現する処理であり、
前記上限値および前記下限値は、前記カラーパレット上の色を表現する階調値であるものとすることができる。
【００１４】
例えば、画像処理装置に入力される原画像データが階調値０〜２５５の２５６階調であり、画像表示装置が表現可能な階調数が８階調であるものとする。また、所定のカラーパレット上の色を表現する画像データの階調値が０，３６，７３，１０９，１４６，１８２，２１９，２５５の８階調であるものとする。本発明では、０〜２５５の階調範囲を、カラーパレット上の色を表現する階調値が各区間の上限値および下限値となるように、０〜３６（区間１）、３６〜７３（区間２）、７３〜１０９（区間３）、１０９〜１４６（区間４）、１４６〜１８２（区間５）、１８２〜２１９（区間６）、２１９〜２５５（区間７）の７（＝８−１）個の区間に区分けする。そして、各画素毎に各区間内の原画像データの階調値を各区間の上限値および下限値とに対応した表示階調値に２値化して表現する。
【００１５】
図７は、階調値ＤＸと表示階調値ＣＤＸの記録率との関係の一例を示す説明図である。ここで記録率とは、ある階調値が連続的に分布する、いわゆるベタ領域を表示する際に、その領域内に各表示階調値の画素が占める割合をいう。例えば、ベタ領域の階調値がＤＸ＝９１であるときには、表示階調値ＣＤＸ＝２の画素とＣＤＸ＝３の画素とがそれぞれ５０％ずつ発生することになる。また、所定のカラーパレット上の色を表現する画像データＤＸ＝０，３６，７３，１０９，１４６，１８２，２１９，２５５のベタ領域では、それぞれＣＤＸ＝０，１，２，３，４，５，６，７の画素が１００％の確率で発生する。
【００１６】
このようにすることによって、少なくとも所定のカラーパレット上の色を表現する原画像データに対しては、減色後の画像データの表示階調値がそれぞれ一義的に決まるようにすることができる。
【００１７】
本発明の画像処理装置において、
前記画像処理部は、前記ハーフトーン処理に先駆けて、前記カラーパレット上の色とは異なる階調値の少なくとも一部に対して所定の階調補正を行うものとしてもよい。
【００１８】
画像表示装置によっては、特有の表示特性を有するものがある。図１６は、画像表示装置の表示特性の一例を示す説明図である。図示するように入力階調値と表示される画素の明度とが非線形性を有している。このような場合に、表示特性を補償するように本発明の画像処理を施すことによって、自然画像の画質を向上させることができる。この場合においても、所定のカラーパレット上の色を表現する画像データに対しては表示階調値が一義的に決まるので、所定のカラーパレット上の色を用いて作成したアニメ画像の画質が劣化するのを防止することができる。
【００１９】
なお、階調補正は画質が良くなるように任意に行うことができる。例えば、液晶表示装置は、使用する環境の温度によって液晶の透過率が変化するため、それに応じて表示特性が変化する。このように、画像表示装置の表示特性が変化する場合には、その変化に応じて、適宜、補正後の階調値を変更するようにしてもよい。
【００２０】
なお、上記階調補正を伴う本発明の画像処理では、所定のカラーパレット上の色を表現する原画像データの階調値とその他の階調値の階調補正後の差が大きくなる場合がある。この場合、自然画像の画像データを表示する場合に、局所的に周囲の画素と階調値が大きく異なる画素が発生し、画質の劣化と視認される場合が生じ得る。これを回避するために、所定のカラーパレット上の色を表現する原画像データ以外の階調値の一部も表示階調値が一義的に決まるように階調補正するようにしてもよい。こうすれば、表示階調値が一義的に決まり周囲の画素と階調値が大きく異なる画素が分散して発生するので、画質の劣化が視認されにくくすることができる。また、画質を考慮しつつ、周囲の画素と階調値が大きく異なる画素が局所的に発生していると視認されない程度に補正の幅を小さくして階調補正を行うようにしてもよい。
【００２１】
上記画像処理装置において、
前記画像処理部は、前記原画像データの階調値と補正後の階調値との関係を定めた階調値補正テーブルを用いて前記階調補正を行うものとしてもよい。
【００２２】
こうすることによって、容易に画像データの階調補正を行うことができる。なお、この階調値補正テーブルは、画像表示装置に表示される画質が良くなるように任意に設定することができる。
【００２３】
上述した画像処理装置の発明では、所定のカラーパレットが予め定められていて、それに応じて実行する画像処理について示した。本発明は、これに対して、予め定められた分散型のハーフトーン処理を行う所定の画像処理装置に供給する画像データを生成するために用いられる所定のカラーパレット上の色と階調値とを対応付けるデータテーブルをコンピュータに読み取り可能に記録した記録媒体の発明として構成することもできる。
【００２４】
即ち、本発明の記録媒体は、
所定の画像処理を経て、所定の画像表示装置に表示される原画像データに用いられる所定のカラーパレット上の色と階調値とを対応付けるデータテーブルをコンピュータに読み取り可能に記録した記録媒体であって、
前記画像処理は、少なくとも前記原画像データの階調数を前記画像表示装置が各画素毎に表現可能な階調数に減色する分散型のハーフトーン処理を含み、
前記画像データに対して前記ハーフトーン処理が施されたときに、処理後の画像データの階調値が一義的に決まる階調値を主として含む、カラーパレット上の色と階調値とを対応付けるデータテーブルを記録した記録媒体である。
【００２５】
本発明の記録媒体から読み取った階調値を含むカラーパレットを用いて原画像データを生成し、その原画像データに対して画像の種類に関わらず画一的な分散型のハーフトーン処理を実行することによって、所定の画像表示装置に表示する自然画像とアニメ画像の双方の画質を向上させることができる。
【００２６】
本発明は、上述の画像処理装置としての構成の他、画像処理方法の発明として構成することもできる。また、これらを実現するコンピュータプログラム、およびそのプログラムを記録した記録媒体、そのプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など種々の態様で実現することが可能である。なお、それぞれの態様において、先に示した種々の付加的要素を適用することが可能である。
【００２７】
本発明をコンピュータプログラムまたはそのプログラムを記録した記録媒体等として構成する場合には、画像処理装置を駆動するプログラム全体として構成するものとしてもよいし、本発明の機能を果たす部分のみを構成するものとしてもよい。また、記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置などコンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、本発明を携帯電話機に適用した場合の実施例に基づき以下の順で説明する。
Ａ．携帯電話機の構成：
Ｂ．画像処理：
Ｃ．第２実施例：
Ｄ．第３実施例：
Ｅ．変形例：
【００２９】
Ａ．：携帯電話機の構成：
図１は、本発明の第１実施例としての画像処理装置を備えた携帯電話機の構成を示す説明図である。携帯電話機１０は、画像表示部としてのカラーＬＣＤパネル２０と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するシステム部６０とを備えている。携帯電話機１０は、外部のネットワークＴＮを介して、サーバＳＶに接続することにより、カラーＬＣＤパネル２０に表示する画像データをダウンロードすることが可能である。
【００３０】
カラーＬＣＤパネル２０は、マトリクス状に配置された液晶セルに予め表示階調値に応じて段階的に設定された駆動電圧を印加し、液晶の透過率を変化させることによって多階調の画像を表示する。ここで、一般的なＬＣＤパネルの駆動電圧の設定について説明する。ＬＣＤパネルの駆動電圧の設定は、以下の２種類が知られている。図１７は、ＬＣＤパネルの電圧―透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）、即ち、実効駆動電圧に対する液晶の透過率を示す説明図である。第１の設定は、透過率の間隔が均等となる設定（図１７（ａ））である。ＬＣＤパネルのＶ−Ｔ特性は非線形性を有するため、パルス幅変調により透過率の間隔が均等になるように実効駆動電圧が制御される。このパルス変調方式は、ＬＣＤパネルを駆動するためのクロック周波数を高くする必要があり、周波数に比例して駆動回路の消費電力が大きくなる。第２の設定は、実効駆動電圧が等間隔となる設定（図１７（ｂ））である。１画面を複数のフレームを用いて構成し、各画素ごとにフレーム単位で駆動電圧をＯＮ／ＯＦＦ制御して多階調表現を可能にする。フレーム間引き方式と呼ばれるこの方式では、駆動周波数を低く設定するため、パルス幅変調方式と比較して低消費電力化が図れるものの、表示階調値に対する透過率の間隔、即ち、表現可能な明度の間隔に広狭が生じる。例えば、図１７（ｂ）に示した実効駆動電圧の範囲でＬＣＤパネルを駆動する場合には、中間調領域において表現可能な明度の間隔が広く、低階調領域および高階調領域において間隔が狭くなる。
【００３１】
カラーＬＣＤパネル２０は、ガラス基板、ＲＧＢカラーフィルタ、透明電極、偏光板、バックライト、およびＬＣＤ駆動回路を備えている。カラーＬＣＤパネル２０は、Ｒ（赤）３ビット、Ｇ（緑）３ビット、Ｂ（青）２ビットの２５６色を表示することが可能である。カラーＬＣＤパネル２０が表現可能な階調数は、原画像データの階調数（Ｒ，Ｇ，Ｂ各８ビット）よりも少ない。なお、本実施例のＬＣＤ駆動回路は、パルス変調方式を採用しており、表示階調値と各液晶セルの明度との関係は線形性を有する。
【００３２】
システム部６０は、アプリケーションプログラム３０と、ブラウザ４０と、画像処理モジュール５０とを備えている。アプリケーションプログラム３０には、ユーザが個人レベルの情報（住所録、スケジュール等）を管理するためのＰＩＭ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｉｎｆｏｍａｔｉｏｎ  Ｍａｎａｇｅｒ）や、電子メールや、着信待受け画面等のソフトウェアが含まれる。ブラウザ４０は、サーバＳＶからダウンロードしたデータを閲覧可能に表示するためのソフトウェアである。
【００３３】
画像処理モジュール５０は、画像処理部５２と、ＬＣＤドライバ５６を備えており、カラーＬＣＤパネル２０の各液晶セルの駆動を制御するためのＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の階調信号とタイミング信号とを生成する。画像処理部５２は、解像度変換部５３と、ハーフトーン処理部５５とを備えている。ＬＣＤドライバ５６は、電子ボリューム５８を備えており、これにより、カラーＬＣＤパネル２０の表示コントラストを調整可能である。電子ボリューム５８によるカラーＬＣＤパネル２０のコントラストの調整は、携帯電話機１０の工場出荷時にコントラストが最大となるように調整済みである。
【００３４】
解像度変換部５３は、アプリケーションプログラム３０およびブラウザ４０が扱っているカラー画像データの解像度をＬＣＤドライバ５６が扱うことができる解像度に変換する。ハーフトーン処理部５５は、画像データ補正部５４で補正された画像データのハーフトーン処理を行う。
【００３５】
Ｂ．画像処理：
図２は、画像処理モジュール５０で行う画像処理ルーチンのフローチャートである。これは、システム部６０内のＣＰＵが実行する処理である。この処理が開始されると、まず、画像データが入力される（ステップＳ１００）。本実施例では、この画像データは、ファイル形式がＧＩＦであり、各画素の色は、８ビット（２５６色）のパレットインデックスカラーで表されている。
【００３６】
図３は、カラーパレットについて説明する説明図である。自然画像には任意のカラーパレットが用いられる。例えば、「山」の画像であれば、Ｇ成分の階調数が多いカラーパレットが用いられ、「夕焼け」の画像であれば、Ｒ成分の階調数が多いカラーパレットが用いられる。また、アニメ画像の画像データは、予めアニメ画像用に定められたカラーパレット上の色を用いて生成されている。本実施例では、このアニメ画像用のカラーパレットには、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）については階調値ＤＸ＝０，３６，７３，１０９，１４６，１８２，２１９，２５５の８階調が定められ、Ｂ（青）については、図示していないが、階調値ＤＸ＝０，８５，１７０，２５５の４階調が定められている。なお、図３の上部に示した階調値と記録率との関係については後から説明する。
【００３７】
ステップＳ１００の画像データ入力時には、ＧＩＦファイルの入力に先立って、パレットインデックスカラーと、Ｒ，Ｇ，Ｂ各８ビット（合計２４ビット）の階調値との対応関係を示すカラーテーブルが入力され、ＲＡＭに記憶される。
【００３８】
次に、８ビットの各画像データを２４ビット（Ｒ，Ｇ，Ｇそれぞれ８ビット）のＲＧＢカラー形式に変換する（ステップＳ１１０）。図４は、８ビットのパレットインデックスカラーを２４ビットＲＧＢカラー形式に変換するためのカラーテーブルを示す説明図である。カラーテーブルは、上述したように、入力された画像データによって異なる。このカラーテーブルによって８ビットのパレットインデックスカラーを２４ビットＲＧＢカラー形式に変換することができる。
【００３９】
次に、カラーＬＣＤパネル２０に表示可能なように解像度を変換する（ステップＳ１２０）。
【００４０】
次に、ハーフトーン処理を行う（ステップＳ１３０）。この処理によってＲ，Ｇ，Ｂ各８ビット（２５６階調）のデータをカラーＬＣＤパネル２０の駆動回路が駆動制御可能なようにＲ，Ｇについては３ビット（８階調）に、Ｂについては２ビット（４階調）に、それぞれ減色する。この処理はＲＧＢ各成分毎に行われる。なお、本実施例では、ハーフトーン処理には、ディザ法を適用した。
【００４１】
図５は、本実施例のハーフトーン処理ルーチンのフローチャートである。図５では、２５６階調の階調データを８階調に減色するＲ（赤）とＧ（緑）の場合について示す。本実施例では、ハーフトーン処理にディザ法を適用しており、０〜１５の閾値ＴＨが配置された４×４のディザマトリクスが１つ用意されている。またディザマトリクスの閾値ＴＨとは別に、２５６階調のデータを８階調に割振るための閾値ＴＨ１〜ＴＨ６（０＜ＴＨ１＜ＴＨ２＜  …  ＜ＴＨ６＜２５５）が設定されている。本実施例では、この閾値ＴＨ１〜ＴＨ６として、アニメ画像用のカラーパレット上の色に対応した３６，７３，１０９，１４６，１８２，２１９をそれぞれ設定する。アニメ画像用のカラーパレットを閾値ＴＨ１〜６に設定する意味については後から説明する。
【００４２】
図６は、ディザマトリクスの一例を示す説明図である。後述するデータＤＸ’がディザマトリクスの閾値ＴＨよりも大きいか否かによって減色後の階調値を決定する。なお、本実施例では、一例として４×４のディザマトリクスを採用しているが、これに限られるものではなく、異なるサイズのディザマトリクスを採用してもよい。
【００４３】
ハーフトーン処理が開始されると、まず、図２のステップＳ１１０で解像度変換された画像データＤＸを入力する（ステップＳ２００）。
【００４４】
次に、画像データＤＸが閾値ＴＨ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。画像データＤＸが閾値ＴＨ１未満であれば、０〜ＴＨ１の範囲の値がディザマトリクスの閾値ＴＨの範囲である０〜１５に正規化する（ステップＳ２１２）。例えば、画像データＤＸ＝２４、閾値ＴＨ１＝３６とすると、ＤＸ’は、ＤＸ’＝１５・ＤＸ／ＴＨ１より求められるので、ＤＸ’＝１０となる。次に、ステップＳ２１２で正規化された値ＤＸ’がディザマトリクスの閾値ＴＨよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２１４）。ＤＸ’が閾値ＴＨ以下であれば、表示階調データＣＤＸ＝０とし（ステップＳ２１６）、閾値ＴＨよりも大きければ、表示階調データＣＤＸ＝１とする（ステップＳ２２６）。
【００４５】
ステップＳ２１０において、画像データＤＸがＴＨ１以上であれば、閾値ＴＨ２未満であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。画像データＤＸが閾値ＴＨ２未満であれば、ＴＨ１〜ＴＨ２の範囲の値がディザマトリクスの閾値ＴＨの範囲である０〜１５に収まるように内挿して補正する（ステップＳ２２２）。このとき、ＤＸ’は、ＤＸ’＝１５・（ＤＸ−ＴＨ１）／（ＴＨ２−ＴＨ１）より求められる。次に、ステップＳ２２２で補正された値ＤＸ’がディザマトリクスの閾値ＴＨよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２２４）。ＤＸ’が閾値ＴＨ以下であれば、表示階調データＣＤＸ＝１とし（ステップＳ２２６）、閾値ＴＨよりも大きければ、表示階調データＣＤＸ＝２とする（ステップＳ２３６）。
【００４６】
以下、同様にして表示階調データＣＤＸを決定する。なお、本実施例では、ＤＸ＝２５５のときにＤＸ’＝１５となり、閾値ＴＨよりも大きくならないが、ＣＤＸ＝７とする。
【００４７】
全画素についてステップＳ２００からステップＳ２７８までの処理が終了すれば、ハーフトーン処理を終了する（ステップＳ２８０）。全画素について終了していなければ、終了するまで以上の処理を繰り返す。
【００４８】
ハーフトーン処理が終了すると、図２に示した画像処理ルーチンを終了し、表示階調データＣＤＸに従ってカラーＬＣＤパネルに画像が表示される。
【００４９】
２５６階調の階調データを４階調に減色するＢ（青）についても同様にハーフトーン処理が行われる。この場合にも、閾値ＴＨ１、ＴＨ２としてアニメ画像用のカラーパレット上の色に対応した８５、１７０を設定する。なお、本実施例では、一例として上述したディザ法をハーフトーン処理に適用したが、誤差拡散法等の他の手法を適用するようにしてもよい。
【００５０】
以上で説明した第１実施例のディザ法によるハーフトーン処理は、以下の意味を有する。本実施例では、２５６階調の画像データＤＸを８階調の表示階調データＣＤＸに減色するために、アニメ画像用のカラーパレット上の色に対応した値を閾値ＴＨ１〜ＴＨ６として設定し、７つの区間に区分けしてハーフトーン処理を行っている。
【００５１】
図７は、第１実施例の画像データＤＸと表示階調データＣＤＸの記録率との関係を示す説明図である。ここで、記録率とは、ある階調値が連続的に分布する、いわゆるベタ領域を表示する際に、その領域内に各表示階調値の画素が占める割合を言う。例えば、ベタ領域の階調値がＤＸ＝９１であるときには、表示階調値ＣＤＸ＝２の画素とＣＤＸ＝３の画素とがそれぞれ５０％ずつ分散して発生することになる。また、アニメ画像用のカラーパレット上の色を表現する画像データＤＸ＝０，３６，７３，１０９，１４６，１８２，２１９，２５５のベタ領域では、それぞれＣＤＸ＝０，１，２，３，４，５，６，７の画素が１００％の確率で発生する。換言すれば、アニメ画像用のカラーパレット上の色を表現する階調値を用いて生成された画像データは、上述したハーフトーン処理によってそれぞれ一義的に決まる。以下、上述したようにハーフトーン処理後に表示階調値が一義的に決まる値を特異階調値と呼ぶ。
【００５２】
図７から分かるように、閾値ＴＨ１〜ＴＨ６に対応した階調値が特異階調値となる。つまり、アニメ画像用のカラーパレット上の色を表現する階調値を閾値ＴＨ１〜ＴＨ６に設定すれば、その階調値は上述したハーフトーン処理によって分散しない。
【００５３】
図３に示したように、自然画像に用いられるカラーパレットは任意の階調値を含んでいるので、ハーフトーン処理後の各画素の表示階調値は一義的に決まらない。一方、アニメ画像に用いられるカラーパレットは特異階調値によって構成されているので、ハーフトーン処理後の各画素の表示階調値は一義的に決まる。
【００５４】
このように、第１実施例によれば、画像データに対して分散型のハーフトーン処理を施すので、自然画像に対しては、同じ表示階調値が固まって分布することによって生じる擬似輪郭を抑制し、画質を向上させることができる。また、アニメ画像用のカラーパレット上の色を表現する階調値を用いて生成されたアニメ画像に対しては、分散型のハーフトーン処理を施しても、処理後の画像データの表示階調値がそれぞれ一義的に決まるので、ベタの画像領域が複数色で表現されることはなく、画質の劣化を防止することができる。つまり、本発明の画像処理装置によって、画像の種類に関わらず画一的な画像処理を施し、自然画像とアニメ画像の双方の画質を向上させることができる。
【００５５】
以上で説明した本実施例の画像処理装置は、コンピュータによる処理を含んでいることから、この処理を実現するためのプログラムを記録した記録媒体としての実施の態様を採ることもできる。このような記録媒体としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等の、コンピュータが読み取り可能な種々の媒体を利用できる。
【００５６】
Ｃ．第２実施例：
図８は、本発明の第２実施例としての画像処理装置を備えた携帯電話機の構成を示す説明図である。以下で説明する事項以外は、第１実施例と同じである。携帯電話機１０Ａは、画像表示部としてのカラーＬＣＤパネル２０と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するシステム部６０Ａとを備えている。
【００５７】
本実施例のカラーＬＣＤパネル２０は、先に第２の駆動電圧の設定として説明したフレーム間引き方式の階調表示を行う駆動回路を採用しており、実効駆動電圧は等間隔で設定されている（図１７（ｂ）参照）。そのため、カラーＬＣＤパネル２０は、表示階調値と画素の明度との関係が非線型となる表示特性を有している。
【００５８】
システム部６０Ａは、アプリケーションプログラム３０と、ブラウザ４０と、画像処理モジュール５０Ａとを備えている。画像処理モジュール５０Ａは、画像処理部５２Ａと、ＬＣＤドライバ５６Ａを備えている。画像処理部５２Ａは、解像度変換部５３と、画像データ補正部５４およびこれが参照する階調値補正テーブルＬＵＴと、ハーフトーン処理部５５とを備えている。
【００５９】
画像データ補正部５４は、入力された画像データの階調値と補正後の階調値との関係を記憶した階調値補正テーブルＬＵＴを参照して、画像データの階調値を補正する処理を行う。階調値補正テーブルＬＵＴは、ほぼカラーＬＣＤパネル２０の表示特性の非線型性を補償するように予め設定されている。
【００６０】
図９は、画像処理モジュール５０Ａで行う画像処理ルーチンのフローチャートである。この処理が開始されると、まず、画像データが入力される（ステップＳ３００）。なお、第２実施例においても、アニメ画像については第１実施例と同じアニメ画像用のカラーパレットを使用するものとする。次に、８ビットの各画像データを２４ビット（Ｒ，Ｇ，Ｇそれぞれ８ビット）のＲＧＢカラー形式に変換する（ステップＳ３１０）。次に、カラーＬＣＤパネル２０に表示可能なように解像度を変換する（ステップＳ３２０）。
【００６１】
次に、２４ビットの各画像データに対して、後述する階調値補正テーブルＬＵＴを参照して階調値の補正を行う。（ステップＳ３３０）。この階調値補正テーブルＬＵＴは、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれについて用意された１次元のルックアップテーブルである。
【００６２】
階調値の補正は、入力された画像データに対して、以下に説明するように行う。図１０は、原画像データの階調値ＤＸと補正後の画像データの階調値Ｄｘとの関係を表すトーンカーブを示す説明図である。第２実施例においても第１実施例と同じアニメ画像用のカラーパレットを使用するので、第１実施例と同じ特異階調値が設定されている。トーンカーブは、ほぼカラーＬＣＤパネル２０の非線型な表示特性を補償するように設定されている。ただし、Ｒ（赤）とＧ（緑）については、特異階調値ＤＸ＝０，３６，７３，１０９，１４６，１８２，２１９，２５５を変化させないように設定されている（図１０（ａ））。Ｂ（青）についても、特異階調値ＤＸ＝０，８５，１７０，２５５を変化させないように設定されている（図１０（ｂ））。
【００６３】
なお、特異階調値を除くトーンカーブは、カラーＬＣＤパネル２０の表示特性に応じて任意に設定可能である。カラーＬＣＤパネル２０のガンマ特性や、視感度を考慮したトーンカーブを設定してもよい。トーンカーブの設定と、カラーＬＣＤパネル２０に表示された画像の擬似輪郭の目立ちやすさの評価とを繰り返して行い、逐次近似的に最適なトーンカーブを設定してもよい。
【００６４】
図１０に示したトーンカーブをテーブルに表した階調値補正テーブルＬＵＴは、画像処理モジュール５０内のＲＯＭに記憶されている。このテーブルを参照することによって、容易に階調値の補正を行うことができる。
【００６５】
階調値の補正を行うと、次に、ハーフトーン処理を行う（ステップＳ３４０）。この処理によってＲ，Ｇ，Ｂ各８ビット（２５６階調）のデータをカラーＬＣＤパネル２０の駆動回路が駆動制御可能なようにＲ，Ｇについては３ビット（８階調）に、Ｂについては２ビット（４階調）に、それぞれ減色する。この処理はＲＧＢ各成分毎に行われる。ハーフトーン処理には、第１実施例と同様に、ディザ法を適用した。
【００６６】
第２実施例のハーフトーン処理では、図５のステップＳ２００において画像データＤＸを入力する代わりに、図９のステップ３３０で階調補正された補正データＤｘを入力する。これ以降の処理は、図５に示したステップＳ２１０〜ステップＳ２８０の処理と同じである。
【００６７】
このように、第２実施例によれば、原画像データに対して、画像表示装置の表示特性に応じて階調補正を行い、分散型のハーフトーン処理を施すので、自然画像において擬似輪郭を抑制し、画質を向上させることができる。また、アニメ画像用のカラーパレット上の色を表現する階調値を特異階調値として設定しているので、アニメ画像の画質の劣化を防止することができる。
【００６８】
Ｄ．第３実施例：
第１実施例および第２実施例では、予め設定されたカラーパレット上の色に対応した階調値を特異階調値とするために、ディザ法によるハーフトーン処理の閾値ＴＨ１〜ＴＨ６として設定した。第３実施例では、予めハーフトーン処理に用いられるパラメータが設定されている場合について示す。
【００６９】
図１１は、第３実施例の画像データＤＸと表示階調データＣＤＸの記録率との関係を示す説明図である。第３実施例のハーフトーン処理では、閾値ＴＨ１〜ＴＨ６がそれぞれ４８，８０，１１２，１４４，１７２，２０８に設定されている。更に、画像データＤＸ≦１６の画素が表示階調値ＣＤＸ＝０で表示されるように閾値ＴＨ０＝１６が、画像データＤＸ≧２４０の画素が表示階調値ＣＤＸ＝７で表示されるように閾値ＴＨ７＝２４０が設定されている。なお、この設定は、画像のハイライト部分（ＤＸ≧２４０）とシャドウ部分（ＤＸ≦１６）がつぶれた画像になる設定である。この場合、画像データＤＸ＝４８，８０，１１２，１４４，１７２，２０８の画素は、それぞれ必ず表示階調値ＣＤＸ＝１，２，３，４，５，６で表示されることになる。従って、例えば、ＤＸ＝０，４８，８０，１１２，１４４，１７２，２０８，２４０，２５５をアニメ画像用のカラーパレットとして推奨し、アニメ画像を生成することによって、ハーフトーン処理によって画質が劣化しないようにすることができる。自然画像については、ハーフトーン処理を施すので画質は向上する。
【００７０】
アニメ画像用のカラーパレットが予め定められているときには、アニメ画像用のカラーパレット上の色を表現する階調値が特異階調値と一致するように階調補正するようにしてもよい。図１２は、第３実施例において、アニメ画像用のカラーパレット上の色を表現する階調値を特異階調値とするためのトーンカーブを示す説明図である。このトーンカーブによって、カラーパレットの階調値ＤＸ＝０，３６，７３，１０９，１４６，１８２，２１９，２５５は、それぞれ補正値Ｄｘ＝４８，８０，１１２，１４４，１７２，２０８，２４０に補正され特異階調値となる。なお、カラーパレット上の色を表現する階調値以外の階調値は、画像表示装置の表示特性に応じて任意に設定可能である。
【００７１】
Ｅ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、以下のような変形例が可能である。
【００７２】
Ｅ１．変形例１：
上記実施例では、本発明を携帯電話機に適用したが、これに限定されるものではない。一般に、表現可能な階調数が原画像データの階調数よりも少ない画像表示装置に供給する画像データの画像処理に適用することができる。
【００７３】
Ｅ２．変形例２：
本発明の画像処理において画像表示装置の表示特性に応じた階調補正を伴う場合には、アニメ画像用のカラーパレット上の色を表現する原画像データの階調値とその他の階調値の階調補正後の差が大きくなる場合がある。この場合、自然画像の画像データを表示する場合に、局所的に周囲の画素と階調値が大きく異なる画素が発生し、画質の劣化と視認される場合が生じ得る。上記第２実施例では、カラーパレット上の色を表現する階調値を特異階調値として設定したが、更に、これ以外の階調値を特異階調値として設定するようにしてもよい。図１３は、図１０に示したトーンカーブにおいて特異階調値を増やした場合のトーンカーブの一例を示す説明図である。図１３（ａ）は、Ｒ，Ｇ用のトーンカーブであり、図１３（ｂ）は、Ｂ用のトーンカーブである。本変形例のトーンカーブによれば、表示階調値が一義的に決まり周囲の画素と階調値が大きく異なる画素が分散して発生するので、画質の劣化が視認されにくくすることができる。なお、図１０および図１３には、特異階調値で不連続となるトーンカーブを示したが、図１４に示すように、特異階調値を通る連続的なトーンカーブとしてもよい。また、図１０に示したトーンカーブよりも階調補正の幅を狭くする、即ち、原画像データの階調値ＤＸと補正値Ｄｘとの差を小さくすることによって、画質の劣化を視認しにくくするようにしてもよい。
【００７４】
Ｅ３．変形例３：
上記実施例では、入力される画像データのファイル形式をＧＩＦとしたが、例えば、ＪＰＥＧ等のファイル形式を扱うものとしてもよい。
【００７５】
Ｅ４．変形例４：
上記実施例では、画像表示装置としての携帯電話機が画像処理装置を備えているが、画像処理装置と画像表示装置とを独立のものとしてもよい。例えば、画像データを保管しているサーバＳＶが本発明の画像処理装置の一部または全部を備えるようにしてもよい。例えば、図８に示した携帯電話機１０Ａへの画像データ送信時に、サーバＳＶで図９に示した画像処理のうちの階調値補正までの処理を行い、携帯電話機でハーフトーン処理を行うようにしてもよいし、サーバＳＶでハーフトーン処理まで行うようにしてもよい。アップロードされた画像データの保存時に、サーバＳＶで上記処理をしてもよい。また、ユーザのコンピュータ等に本発明の画像処理装置の一部または全部を備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例としての画像処理装置を備えた携帯電話機の構成を示す説明図である。
【図２】画像処理モジュール５０で行う画像処理ルーチンのフローチャートである。
【図３】カラーパレットについて説明する説明図である。
【図４】８ビットのパレットインデックスカラーを２４ビットＲＧＢカラー形式に変換するためのカラーテーブルを示す説明図である。
【図５】本実施例のハーフトーン処理ルーチンのフローチャートである。
【図６】ディザマトリクスの一例を示す説明図である。
【図７】第１実施例の画像データＤＸと表示階調データＣＤＸの記録率との関係を示す説明図である。
【図８】本発明の第２実施例としての画像処理装置を備えた携帯電話機の構成を示す説明図である。
【図９】画像処理モジュール５０Ａで行う画像処理ルーチンのフローチャートである。
【図１０】原画像データの階調値ＤＸと補正後の画像データの階調値Ｄｘとの関係を表すトーンカーブを示す説明図である。
【図１１】第３実施例の画像データＤＸと表示階調データＣＤＸの記録率との関係を示す説明図である。
【図１２】第３実施例において、カラーパレット上の色を表現する階調値を特異階調値とするためのトーンカーブを示す説明図である。
【図１３】変形例のトーンカーブを示す説明図である。
【図１４】変形例のトーンカーブを示す説明図である。
【図１５】単純減色処理の様子を示す説明図である。
【図１６】画像表示装置の表示特性の一例を示す説明図である。
【図１７】ＬＣＤパネルの電圧―透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を示す説明図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ…携帯電話機
２０…カラーＬＣＤパネル
３０…アプリケーションプログラム
４０…ブラウザ
５０、５０Ａ…画像処理装置
５２、５２Ａ…画像処理部
５３…解像度変換部
５４…画像データ補正部
５５…ハーフトーン処理部
５６、５６Ａ…ＬＣＤドライバ
５８…電子ボリューム
６０、６０Ａ…システム部
【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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