JP2010130275A - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく印刷データを生成する。
【解決手段】
ＲＧＢ色空間で表現される画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換するための色変換テーブルに基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する場合において、ＲＧＢ色空間で表現された画像の所定の画素の階調値のＲＧＢ色空間における位置に基づいて、上記色変換テーブルの格子点が不確定的に選択され（ステップＳ１３又はステップＳ１２）、選択された上記格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ色空間で表される画像の階調値に基づいて、上記ＲＧＢ色空間で表現された画像がＣＭＹ色空間で表現される画像に変換される。その際、上記ＲＧＢ色空間で表現された画像が３６０ｄｐｉより高いか低いかに応じて、１個又は複数の格子点が選択される。
【選択図】図７

Description

本発明は、画像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、及びプログラムに関する。

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、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、例えばシアン、マゼンタ、イエロ、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う必要がある。

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、その組合せで実現される全色数は１６７０万色となり、全色について色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る。従って、現実には、階調数を落とした色変換テーブルが利用される。例えば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、間引かれた格子点にのみ変換値を備えるようにしている。

間引かれた格子点に該当する色について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が、その方法の一つとして、近隣の格子点に強制的に割り付ける方法がある（特許文献１参照）。

この方法で求められたデータは、近隣の格子点から求められるため、本来の画像データとは異なり、個々の画像データで見れば誤差が発生していることになる。以下では、カラー画像データに対応する座標点を周辺の格子点に割り付ける処理をプレ階調変換処理と称し、このプレ階調変換処理により生じる誤差を、プレ階調変換誤差と称する。

ただし、このように個々のカラー画像データにはプレ階調変換誤差が生じていても、プレ階調変換は一種の面積階調であり、ある程度の大きさの範囲の面積で見ると、プレ階調変換誤差が打ち消し合うことから、全体としての画質が大きく損なうことはない。

しかしながら近年では、表示画質を向上させるための技術が進歩した結果、プレ階調変換誤差に対する許容値も次第に厳しくなる傾向にある。そこでプレ階調変換処理において、割り付ける格子点を複数とし、その複数の格子点から求めたデータの平均を取ることで、変換精度を向上させる方法が提案されている（特許文献２参照）。

特開平１０−１０９９００号公報 特開２００２−７９５６４号公報

しかしながら特許文献２の方法では、１画素について複数回のプレ階調変換を行うことから、変換精度を上げるためにプレ階調変換の回数を単に増やすと、演算時間が長くなり、迅速に処理（例えば、印刷）することができないことがある。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、階調色データの階調変換を効率よく実行することができるようにするものである。

本発明の一側面の画像処理装置は、ＲＧＢ色空間で表現される画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換するための色変換テーブルに基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する画像処理装置であって、ＲＧＢ色空間で表現された画像の所定の画素の階調値のＲＧＢ色空間における位置に基づいて、色変換テーブルの格子点を不確定的に選択する格子点選択手段と、選択された格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ色空間で表される画像の階調値に基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する色変換手段とを有し、格子点選択手段は、ＲＧＢ色空間で表現された画像が所定の条件を満たすか否かに応じて、１個又は複数の格子点を選択することを特徴とする。

画像処理装置の処理内容を決定する処理モードを受け付ける受け付け手段をさらに有し、受け付け手段が受け付けた処理モードがコピーモードである場合、格子点選択手段は、ＲＧＢ色空間で表現された画像が所定の条件を満たすとして、複数の格子点を選択することができる。

所定の条件は、ＲＧＢ色空間で表現された画像の解像度が所定の解像度よりも高いか低いかであり、格子点選択手段は、ＲＧＢ色空間で表現された画像の解像度が所定の解像度よりも低い場合、複数の格子点を選択し、ＲＧＢ色空間で表現された画像の解像度が所定の解像度よりも高い場合、１の格子点を選択することができる。

ＲＧＢ色空間で表現された画像に対し平滑化処理を行う処理手段をさらに有し、平滑化処理における平滑化の強度は、ＲＧＢ色空間で表現された画像が所定の条件を満たすか否かに応じて特定することができる。

所定の解像度は、３６０ｄｐｉであるようにすることができる。

本発明の一側面の画像処理方法は、ＲＧＢ色空間で表現される画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換するための色変換テーブルに基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する画像処理装置の画像処理方法であって、ＲＧＢ色空間で表現された画像の所定の画素の階調値のＲＧＢ色空間における位置に基づいて、色変換テーブルの格子点を不確定的に選択する格子点選択ステップと、選択された格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ色空間で表される画像の階調値に基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する色変換ステップとを含み、格子点選択ステップは、ＲＧＢ色空間で表現された画像が所定の条件を満たすか否かに応じて、１個又は複数の格子点を選択することができる。

本発明の一側面のプログラムは、ＲＧＢ色空間で表現される画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換するための色変換テーブルに基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する画像処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、ＲＧＢ色空間で表現された画像の所定の画素の階調値のＲＧＢ色空間における位置に基づいて、色変換テーブルの格子点を不確定的に選択する格子点選択ステップと、選択された格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ色空間で表される画像の階調値に基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する色変換ステップとを含み、格子点選択ステップは、ＲＧＢ色空間で表現された画像が所定の条件を満たすか否かに応じて、１個又は複数の格子点を選択する画像処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明の一側面の画像処理装置、画像処理方法、又はプログラムにおいては、ＲＧＢ色空間で表現された画像の所定の画素の階調値のＲＧＢ色空間における位置に基づいて、色変換テーブルの格子点が不確定的に選択され、選択された格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ色空間で表される画像の階調値に基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像がＣＭＹ色空間で表現される画像に変換され、ＲＧＢ色空間で表現された画像が所定の条件を満たすか否かに応じて、１個又は複数の格子点が選択される。

本発明によれば、階調色データの階調変換を効率よく実行することができる。

図１は、本発明の実施形態としての画像処理システムの構成例を示すブロック図である。

コンピュータ１１は、デジタルスチルカメラ１２又はスキャナ１３で取り込まれた階調色データ、又はハードディスク１４に記憶された階調色データを入力し、各種の画像処理を実行してプリンタ１５やディスプレイ１６に対して階調色データ（以下、適宜、画像データと称する）を出力する。

コンピュータ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１を中心に、ＲＯＭ（Read-Only Memory）２２やＲＡＭ（Random Access Memory）２３などを、バス２８で互いに接続して構成された周知のコンピュータである。

コンピュータ１１にはまた、フレキシブルディスク１７やコンパクトディスク１８のデータを読み込むためのディスクコントローラＤＤＣ２４、周辺機器とデータの授受を行うための周辺機器インターフェースＰ／ＩＦ２５、ディスプレイ１６を駆動するためのビデオインターフェースＶ／ＩＦ２６、コンピュータ１１を通信回線１９に接続するネットワークインターフェースカードＮＩＣ２７等が設けられている。コンピュータ１１は、通信回線１９を介して通信可能となることにより、記憶装置２０に記憶されているデータを取得することができる。

図２は、プリンタ１５の構成例を示すブロック図である。プリンタ１５は、コンピュータ１１から供給された画像データ（以下、適宜、印刷データと称する）に基づき画像を印刷する、いわゆるダイレクトプリントに対応したカラーインクジェットプリンタである。

プリンタ１５は、シアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの４色インクのドットを形成する。もちろん、これら４色のインクに加えて、染料濃度の低いシアン（淡シアン）インクと染料濃度の低いマゼンタ（淡マゼンタ）インクとを含めた合計６色のインクドットを形成可能なインクジェットプリンタを用いることもできる。

プリンタ１５は、キャリッジ５１に搭載された印字ヘッド６１を駆動してインクの吐出及びドット形成を行う機構、キャリッジ５１をキャリッジモータ５２によってプラテン５３の軸方向に往復動させる機構、紙送りモータ５４によって印刷用紙Ｐを搬送する機構、並びにドットの形成やキャリッジ５１の移動及び印刷用紙の搬送を制御する制御回路５５などから構成されている。

キャリッジ５１には、ブラック（Ｋ）インクを収納するインクカートリッジ６２、並びにシアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、及びイエロ（Ｙ）インクの各種インクを収納するインクカートリッジ６３が装着されている。キャリッジ５１にインクカートリッジ６２，６３を装着すると、カートリッジ内の各インクは図示しない導入管を通じて、印字ヘッド６１の下面に設けられた各色毎のインク吐出ヘッド６４から６７に供給され、それぞれのインク吐出ヘッド６４から６７から各色のインク滴が吐出される。

図３は、インク吐出ヘッド６４から６７におけるインクジェットノズルＮｚの配列を示す図である。図示するように、インク吐出ヘッドの底面には、各色毎のインクを吐出する４組のノズルアレイが形成されており、各組のノズルアレイには、ノズルＮｚが一定のノズルピッチｋで千鳥状に配列されている。

図２に戻り制御回路５５は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、及びＲＡＭ７３等から構成されており、キャリッジモータ５２と紙送りモータ５４の動作を制御することによってキャリッジ５１の主走査と副走査とを制御するとともに、コンピュータ１１から供給される印刷データに基づいて、各ノズルから適切なタイミングでインク滴を吐出させる。こうして、制御回路５５の制御の下、印刷媒体上の適切な位置に各色のインクドットを形成することによって、プリンタ１５はカラー画像を印刷する。

図４は、コンピュータ１１のプログラムとして組み込まれているプリンタドライバ１０１によって実現される機能の構成例を示す図である。

プリンタドライバ１０１は、デジタルスチルカメラ１２やスキャナ１３等から画像データを入力し、各種の画像処理を実行して印刷データを生成し、プリンタ１５に出力する。

例えば、プリンタドライバ１０１は、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て、階調変換と色変換を行い、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（即ち、印刷データ）を生成して、プリンタ１５に出力する処理（以下、印刷データ生成処理と称する）を実行する。

詳細は後述するが、ここでの色変換では、色変換テーブルに基づいて、ＲＧＢ階調からＣＭＹ階調へ変換される。色変換テーブルには、ＲＧＢ色空間を格子状に分割したそれぞれの格子点に対応付けて、各格子点のＲＧＢの画像データに対応するＣＭＹ各色階調値が記憶されている。なお、ここでは説明が煩雑となることを避けるために、色変換テーブルの格子点にはＣ，Ｍ，Ｙ各色の階調値が記憶されているものとして説明するが、もちろん、Ｋ（黒色）など、プリンタ１５に備えられたインク各色の階調値を記憶しておくことも可能である。

ところで、ＲＧＢが２５６階調であるとき、その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。そこで通常、２５６階調を採用する座標軸に対してその格子点の全てに対応付けてＣＭＹ各色階調値が記憶されているのではなく、間引いた格子点にのみに対応付けて、その格子点のＲＧＢの画像データに対応するＣＭＹ各色階調値が記憶されている。

図５は、１７階調の色変換テーブルの概念を説明する図である。この例では、１７階調に間引かれた格子点に対応付けて、その格子点のＲＧＢの画像データに対応するＣＭＹ２５６色階調値が記憶されている。この色変換テーブルを用いることにより、ＲＧＢ１７階調からＣＭＹ２５６階調への色変換が可能となる。

ところで入力されたＲＧＢの画像データが２５６階調であるのに対して、この色変換テーブルではＲＧＢ１７階調の座標系となっている。従ってこの色変換テーブルに基づいて色変換を行うにあたり、２５６階調から１７階調へと階調変換する必要がある。即ちこの階調変換がプレ階調変換であり、色変換に先立って行われる。

また色変換テーブルに基づいて行われる色変換の結果得られるＣＭＹの階調色データは２５６階調となるが、プリンタ１５は、「ドットを形成する」又は「ドットを形成しない」のいずれかの状態しか採り得ないことから、プリンタ１５が表現可能な画像データは、２階調である。従ってこの色変換テーブルに基づいて色変換の結果得られた階調を、２階調に変換する必要がある。即ちこの階調変換（以下、ポスト階調変換と称する）が、色変換の後に行われる。

図６は、プレ階調変換、色変換処理、及びポスト階調変換による階調の変換の概要を示す図である。この例では、プレ階調変換により、ＲＧＢ２５６階調からＲＧＢ１７階調へと階調変換される。色変換により、１７階調の色変換テーブル（図５）に基づいて、ＲＧＢ１７階調からＣＭＹ２５６階調へと色変換される。そしてポスト階調変換により、ＣＭＹ２５６階調からＣＭＹ２階調へと階調変換される。

図４に戻り、この印刷データ生成処理を実現する各部について説明する。

入力処理部１１１は、例えば、ドットマトリクス状の画素として表したＲＧＢの多階調（例えば、２５６階調）の画像データを入力する。入力処理部１１１はまた、必要に応じて、入力した画像データの解像度を、プリンタ１５が出力するための出力解像度（以下、印刷解像度と称する）に変換する。

プレ階調変換部１１２は、プレ階調変換のための処理（即ち、プレ階調変換処理）を行う。なお詳細は後述するが、プレ階調変換部１１２は、プリンタ１５が出力する画像データの印刷解像度に応じて（例えば、３６０ｄｐｉ又はそれ以上の解像度であるかに応じて）、ＲＧＢカラー画像データを複数個（この例では、２個）の格子点に割り付けたり、１個の格子点に割り付ける。なお以下において、複数個の格子点に割り付けるプレ階調変換処理を、複数割り付けプレ階調変換処理と称し、１個の格子点に割り付けるプレ階調変換処理を、単数割り付けプレ階調変換処理と称する。

色変換部１１３は、色変換テーブルに基づいて色変換を行う処理（以下、色変換処理と称する）を行う。ポスト階調変換部１１４は、ポスト階調変換のための処理（以下、ポスト階調変換処理と称する）を行う。出力処理部１１５は、ポスト階調変換された画像データ（即ち印刷データ）を、プリンタ１５に出力する。

制御部１１６は、入力処理部１１１から色変換部１１３を制御して、複数割り付けプレ階調変換処理、又単数割り付けプレ階調変換処理を実行させる。

図７は、プリンタドライバ１０１で行われる印刷データ生成処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートを参照して、印刷データ生成処理について説明する。

ステップＳ１１において、プリンタドライバ１０１の制御部１１６は、プリンタ１５が印刷するための印刷解像度が所定の解像度より高いか否かを判定する。この例の場合、３６０ｄｐｉ（dot per inch）より高いか否かが判定される。

ステップＳ１１で、３６０ｄｐｉより高くないと判定された場合（即ち３６０ｄｐｉ以下である場合）、ステップＳ１２に進み、制御部１１６は、入力処理部１１１を制御して、変換すべきＲＧＢカラー画像データの読み込みと、解像度変換を行わせる。これにより入力処理部１１１は、画像データの読み込みを開始し、読み込んだ画像データの解像度を、プリンタ１５に出力するための印刷解像度に変換する。具体的には、画像データの解像度が印刷解像度よりも低い場合は、線形補間を行うことで隣接する画像データ間に新たなデータが生成される。一方印刷解像度よりも高い場合は一定の割合でデータが間引かれる。

次にステップＳ１３において、プレ階調変換部１１２は、制御部１１６の制御に従い、複数割り付けプレ階調変換処理、即ち、画像データの色変換テーブル上の座標点を、色変換テーブルの複数の格子点（この例の場合、第１の格子点と第２の格子点の２個の格子点）に割り付ける処理を行う。色変換部１１３は、制御部１１６の制御に従い、その複数割り付けプレ階調変換処理により得られたＲＧＢ階調の画像データを、色変換テーブルに基づいて、ＣＭＹ階調の画像データに変換する。なおここでの処理の詳細は、後述する。

ステップＳ１１で、プリンタ１５が印刷するための印刷解像度が所定の解像度（この例の場合、３６０ｄｐｉ）より高いと判定された場合、ステップＳ１４に進み、制御部１１６は、入力処理部１１１を制御して、変換すべきＲＧＢカラー画像データの読み込みと、解像度変換を行わせる。入力処理部１１１は、ステップＳ１２の場合と同様に、画像データの読み込みを開始し、読み込んだ画像データの解像度を、印刷解像度に変換する。

次にステップＳ１５において、プレ階調変換部１１２は、制御部１１６の制御に従い、単数割り付けプレ階調変換処理、即ち、画像データの色変換テーブル上の座標点を、色変換テーブルの１個の格子点に割り付ける処理を行う。色変換部１１３は、制御部１１６の制御に従い、その単数割り付けプレ階調変換処理により得られたＲＧＢ階調データを、色変換テーブルに基づいて、ＣＭＹ階調の画像データに変換する。なおここでの処理の詳細は、後述する。

ステップＳ１３又はステップＳ１５で、ＣＭＹ階調の画像データが得られたとき、ステップＳ１６において、ポスト階調変換部１１４は、ポスト階調変換処理を行う。色変換処理によって、ＲＧＢの画像データは、Ｃ，Ｍ，Ｙ各色の階調データに変換されている。これら各色の階調データは、階調値０から２５５の２５６階調を有するデータである。これに対し、プリンタ１５は、「ドットを形成する」又は「ドットを形成しない」のいずれかの状態しか採り得ない。そこで、２５６階調を有する各色の階調データが、プリンタ１５が表現可能な２階調で表現された画像データに変換される。

こうしてポスト階調変換処理が行われると、ステップＳ１７において、出力処理部１１５は、インターレース処理を開始する。インターレース処理とは、ドットの形成有無に対応する２階調のデータに変換された画像データを、ドットの形成順序を考慮しながらプリンタ１５に転送すべき順序に並べ替える処理である。

次にステップＳ１８において、出力処理部１１５は、インターレース処理を行って最終的に得られた画像データを、印刷データとしてプリンタ１５に出力する。プリンタ１５は、印刷データに従って、各色のインクドットを印刷媒体上に形成する。その結果、画像データに対応したカラー画像が印刷媒体上に印刷される。

次に、図８から図１３を参照して、図７のステップＳ１３における複数割り付けプレ階調変換処理及び色変換処理について説明する。図８は、図７のステップＳ１３における複数割り付けプレ階調変換処理と色変換処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ３１において、プレ階調変換部１１２は、画素１つ分の画像データＤxを読み込む。この画像データは、図７のステップＳ１２での解像度変換処理によって、印刷解像度に変換されたＲＧＢの画像データである。

次にステップＳ３２において、プレ階調変換部１１２は、読み込んだ画像データを、第１の格子点及び第２の格子点の２個の格子点に割り付ける（即ち複数割り付けプレ階調変換処理を実行する）。ここでの処理の詳細については、図９から図１２を参照して後述する。

次にステップＳ３３において、色変換部１１３は、画像データが割り付けられた色変換テーブルの第１の格子点と第２の格子点とに対応付けられて記憶されているＣＭＹ各色についての階調値を読み出し、その階調値に基づいて、ＲＧＢの画像データをＣＭＹ各色による画像データに色変換する。この処理の詳細については、図１３を参照して後述する。

ステップＳ３４において、プレ階調変換部１１２は、以上の処理を行って、全てのＲＧＢの画像データがＣＭＹ各色による画像データに変換されたか否かを判定し、未変換の画像データが残っていれば、ステップＳ３１に戻ってそれ以降の処理を同様に実行する。ステップＳ３４で、全てのＲＧＢの画像データがＣＭＹ各色の画像データに変換されたと判定された場合、複数割り付けプレ階調変換処理及び色変換処理は終了し、処理は、図７のステップＳ１６に進む。

図９は、図８のステップＳ３２における画像データを２個の格子点に割り付ける処理（即ち複数割り付けプレ階調変換処理）の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ５１において、プレ階調変換部１１２は、ＲＧＢ色空間上で画像データ（Ｄx）の周囲にある各格子点の座標値を検出する。具体的には、以下に説明するように行われる。

色変換テーブルは、ＲＧＢ色空間を細分して発生させた各格子点に、格子点の座標値に対応するＣＭＹ各色の階調値を記憶した数表である。今、ＲＧＢの画像データＤxが入力されたとして、ＲＧＢ色空間上で画像データに対応する座標点を考えると、こうした座標点は、色空間を細分している複数の直方体の中の、いずれかの直方体に包含されることになる。

図１０は、画像データＤxに対応する座標点が１つの直方体に包含されている様子を示す図である。この例では、座標点を包含する直方体は、ＲＧＢ色空間を、Ｒ軸の階調値Ｒ1及び階調値Ｒ2で分割し、Ｇ軸の階調値Ｇ1及び階調値Ｇ2で分割し、Ｂ軸の階調値Ｂ1及び階調値Ｂ2で分割することによって形成されている。これを、画像データＤxの各成分毎に見れば、Ｒ軸については画像データＤxが階調値Ｒ1及び階調値Ｒ2に包含されていることになる。同様に、Ｇ軸については階調値Ｇ1及び階調値Ｇ2に、Ｂ軸については階調値Ｂ1及び階調値Ｂ2にそれぞれ包含されていることになる。

即ちステップＳ５１では、このように画像データＤxを包含する格子点の座標値（各成分ごとに見れば、画像データＤxの両隣にある格子点の座標値）が、各成分毎に検出される。

以上のようにして画像データＤxを包含する座標値（即ち画像データＤxの両隣にある座標値）が各成分毎に検出されると、ステップＳ５２からステップＳ５７において、第１の格子点を選択する処理が行われる。

即ちステップＳ５２において、プレ階調変換部１１２は、座標値の間隔を算出して第１のノイズＮs1を発生させる。この処理について、Ｒ成分の場合を例にとって説明する。

図１０の例では、Ｒ成分については画像データＤxが階調値Ｒ1と階調値Ｒ2とに包含されており、これら座標値の間隔は、階調値（Ｒ2−Ｒ1）である。ここでは、最大、この座標値の間隔の半分の振幅を有するノイズが、第１のノイズＮs1として発生される。こうした第１のノイズＮs1は、種々の方法で発生させることができるが、ここでは乱数を用いた次式によって得られた値が用いられる。
Ｎs1＝（Ｒ2−Ｒ1）・ＲＤ［０，１］／２

式中のＲＤ［０，１］は、区間［０，１］で乱数を発生させる関数である。なお、第１のノイズＮs1は、ＲＧＢ成分毎に算出するが、ＲＤ［０，１］の値そのものは、各成分で同じ値を用いることができる。また、画像データの座標点を包含する直方体が正六面体である場合は、各成分の座標値の間隔は同じ値となるので、第１のノイズＮs1の値も各成分で同じ値を用いることもできる。

次にステップＳ５３において、プレ階調変換部１１２は、画像データＤxの各成分に第１のノイズＮs1を加算して、第１の判定データＤr1を各成分毎に算出する。即ち、Ｒ成分について説明すれば、ステップＳ５２で、Ｒ成分について求めた第１のノイズＮs1を、画像データのＲ成分Ｒxに加算することにより、Ｒ成分についての第１の判定データＤr1が算出される。

ステップＳ５４において、プレ階調変換部１１２は、上方の座標値Ｇup（画像データＤxの両隣にある座標値の中で階調値が大きい方の座標値）を閾値thに設定した後、ステップＳ５５において、第１の判定データＤr1が閾値thより大きいか否かを各成分毎に判定する。

ステップＳ５５で、第１の判定データＤr1が閾値thより大きいと判定された場合、ステップＳ５６において、プレ階調変換部１１２は、その成分については、第１の格子点の座標値Ｐre1として、上方の座標値Ｇupを設定する。一方ステップＳ５５で、第１の判定データＤr1が閾値thより大きくないと判定された場合（即ち閾値th以下である場合）、ステップＳ５７において、プレ階調変換部１１２は、その成分については、第１の格子点の座標値Ｐre1として、下方の座標値Ｇlw（画像データＤxの両隣にある座標値の中で階調値が小さい方の座標値）を設定する。この処理について、Ｒ成分の場合を例にとって、図１１及び図１２を参照して更に説明する。

図１１（ａ）は、第１の格子点のＲ成分の階調値を設定する処理について示した説明図である。図中に示した黒塗りの三角印は、画像データＤxのＲ成分Ｒxの位置を示している。画像データＤxの両隣にある上方の座標値Ｇup及び下方の座標値Ｇlwは、それぞれ階調値Ｒ2及び階調値Ｒ1である。前述したように、第１のノイズＮs1は、階調値０から、階調値（Ｒ2−Ｒ1）／２までの間で、任意の階調値を採ることから、画像データのＲ成分Ｒxに第１のノイズＮs1を加えた第１の判定データＤr1は、図１１（ａ）中で斜線を付して示した範囲の任意の値を採ることになる。また、閾値thは、階調値Ｒ2に設定されている。

図１１（ａ）に示したように画像データのＲ成分Ｒxが、両隣にある座標値Ｒ1，Ｒ2の平均値よりも小さい場合は、第１の判定データＤr1は閾値thを越えることはない。従って、このような場合は、第１の格子点のＲ成分には、必ず下方の座標値Ｇlw（階調値Ｒ1）が設定される。図１１（ａ）中で、斜線を付した部分から階調値Ｒ1に伸びる破線の矢印は、第１の判定データＤr1がどのような値を採ろうとも、第１の格子点のＲ成分が必ず階調値Ｒ1に設定されることを模式的に示したものである。

これに対して、画像データのＲ成分Ｒxが、両隣にある座標値Ｒ1，Ｒ2の平均値よりも大きい場合は、上方の座標値Ｇup又は下方の座標値Ｇlwのいずれか一方の座標値が設定されることになる。これを、図１２（ａ）を参照しながら説明する。

図１２（ａ）は、画像データのＲ成分Ｒxが、両隣にある座標値Ｒ1，Ｒ2の平均値より大きい場合に、第１の格子点のＲ成分を設定する様子を示した説明図である。画像データＲxに第１のノイズＮs1を加えた第１の判定データＤr1は、図中に斜線を付して表した範囲で任意の階調値を採ることができる。前述したように第１のノイズＮs1は、階調値０から、階調値（Ｒ2−Ｒ1）／２までの間で、任意の階調値を採るから、画像データのＲ成分に第１のノイズＮs1を加えた第１の判定データＤr1は、この場合は、閾値thよりも大きくなるときと小さくなるときがある。第１の格子点のＲ成分は、第１の判定データＤr1が閾値thよりも小さい場合には下方の座標値Ｇlw（階調値Ｒ1）に設定され、第１の判定データＤr1が閾値thよりも大きくなった場合には上方の座標値Ｇup（階調値Ｒ2）に設定される。

図１２（ａ）中で、斜線を付した領域で、閾値thより左側の部分から階調値Ｒ1に向かって伸びる破線の矢印は、第１の判定データＤr1が閾値thより小さい場合は、第１の格子点のＲ成分が階調値Ｒ1に設定されることを模式的に表したものである。同様に、閾値thより右側にあって斜線を付した領域から階調値Ｒ2に伸びる破線の矢印は、第１の判定データＤr1が閾値thより大きい場合は、第１の格子点のＲ成分が階調値Ｒ2に設定されることを模式的に示したものである。

以上の説明では、第１の格子点のＲ成分の階調値を設定する場合を例として説明したが、Ｇ成分、Ｂ成分についても同様にして各成分の階調値を設定する。

このようにしてステップＳ５２からステップＳ５７の処理により、第１の格子点の各成分の階調値が設定されて、第１の格子点が選択される。

以上のようにして第１の格子点が選択されると、ステップＳ５８からステップＳ６２において、第２の格子点を選択する処理が行われる。

即ちステップＳ５８において、プレ階調変換部１１２は、第２のノイズＮs2を算出する。

この例では、第２のノイズＮs2は、画像データＤxの両隣にある座標値Ｇupと座標値Ｇlwとの階調差の半分の値と、第１のノイズＮs1とを加算した値となる。第２のノイズＮs2も第１のノイズＮs1と同様に各成分毎に算出されるが、前述したように、画像データの座標点を包含する直方体が正六面体である場合は、各成分とも同じ値のノイズを用いることとしてもよい。

次にステップＳ５９において、プレ階調変換部１１２は、画像データＤxの各成分に第２のノイズＮs2を加算することによって、第２の判定データＤr2を算出し、ステップＳ６０において、算出した第２の判定データＤr2が閾値thより大きいか否かを各成分毎に判定する。

ステップＳ６０で、第２の判定データＤr2が閾値thより大きいと判定された場合、ステップＳ６１において、プレ階調変換部１１２は、その成分については、第２の格子点の座標値Ｐre2として、上方の座標値Ｇupを設定する。一方ステップＳ６０で、第２の判定データＤr2が閾値thより大きくないと判定された場合（即ち閾値th以下である場合）、ステップＳ６２において、プレ階調変換部１１２は、その成分については、第２の格子点の座標値Ｐre2として、下方の座標値Ｇlwを設定する。この処理について、Ｒ成分の場合を例にとって、再び図１１、図１２を参照して説明する。

図１１（ｂ）は、画像データのＲ成分Ｒxが、上方の座標値Ｒ2と下方の座標値Ｒ1との平均値（Ｒ1＋Ｒ2）／２よりも小さい場合に、第２の格子点のＲ成分の座標値を設定する処理を示した図である。閾値thは、第１の格子点の場合と同様に、階調値Ｒ2に設定されている。第２の格子点の座標値を設定するために使用する第２のノイズＮs2は、前述したように第１のノイズＮs1よりも、階調値Ｒ1と階調値Ｒ2との平均値（Ｒ1＋Ｒ2）／２だけ大きな値を採る。ここで、第１のノイズＮs1は、図１１（ａ）中に斜線で示した範囲で任意の値となり得るので、画像データＲxに第２のノイズＮs2を加算した第２の判定データＤr2は、図１１（ｂ）中に斜線を付して示した範囲内で任意の値を採り得ることになる。

第２の判定データＤr2が閾値thよりも小さい場合、即ち図１１（ｂ）中、斜線を付した範囲内で閾値thよりも左側にある場合には、第２の格子点のＲ成分は階調値Ｒ1に設定される。逆に、第２の判定データＤr2が閾値thよりも大きい場合、即ち図１１（ｂ）中、斜線を付した範囲内で閾値thよりも右側にある場合には、第２の格子点のＲ成分は階調値Ｒ2に設定される。図１１（ｂ）中、斜線を付した領域で閾値thより左側の部分から座標値Ｒ1に向かって伸びる破線の矢印は、第２の判定データＤr2が閾値thより小さい場合は、第２の格子点のＲ成分が階調値Ｒ1に設定されることを模式的に表したものである。

これに対して、画像データのＲ成分Ｒxが、画像データの両隣にある座標値Ｒ1及びＲ2の平均値（Ｒ1＋Ｒ2）／２よりも大きい場合は、第２の格子点のＲ成分は必ず上方の座標値Ｇupに設定されることになる。これを、図１２（ｂ）に即して説明すると、画像データのＲ成分Ｒxが平均値（Ｒ1＋Ｒ2）／２よりも大きい場合は、画像データＲxに第２のノイズＮ s2を加算した第２の判定データＤr2は、図１２中、斜線を付して示した範囲で任意の値を採り得る。図から明らかなように、画像データがどのような値を採ろうとも第２の判定データＤr2は必ず閾値thよりも大きくなるので、第２の格子点のＲ成分は常に階調値Ｒ2に設定される。

以上の説明では、第２の格子点のＲ成分の階調値を設定する場合を例として説明したが、Ｇ成分、Ｂ成分についても同様にして各成分の階調値を設定する。

このようにしてステップＳ６０からステップＳ６２の処理により、第２の格子点の各成分の階調値が設定されて、もう１個の第２の格子点が選択される。

以上のようにして画像データＤxの座標値（Ｒx，Ｇx，Ｂx）に応じて第１の格子点及び第２の格子点の２個の格子点が選択されると、複数割り付けプレ階調変換処理は終了し、処理は、図８のステップＳ３３に進む。

図１３は、図８のステップＳ３３での色変換処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ８１において、色変換部１１３は、色変換テーブルの第１の格子点に記憶された各色の階調値を読み出す。前述したように、色変換テーブルの各格子点には、Ｃ，Ｍ，Ｙなどのプリンタ１５で使用するインク各色の階調値の組合せが記憶されている。第１の格子点に記憶されている各色の階調値を読み出すことによって、第１の格子点を表すＲＧＢ各成分による座標値は、ＣＭＹ各色の階調値に変換される。

ステップＳ８２において、色変換部１１３は、第２の格子点についても同様に、色変換テーブルに記憶されているＣＭＹ各色の階調値を読み出す。その処理により、第２の格子点を表すＲＧＢ座標値は、ＣＭＹ各色の階調値に変換される。

こうして第１の格子点及び第２の格子点について、ＣＭＹ各色の階調値を読み出したら、ステップＳ８３において、色変換部１１３は、これら階調値を各色毎に算術平均することによって、ＲＧＢの画像データＤxに対応するＣＭＹ画像データＤcxを算出する。

例えば、第１の格子点から読み出したＣＭＹ階調値を、それぞれＣ1，Ｍ1，Ｙ1として、第２の格子点から読み出したＣＭＹ階調値を、それぞれＣ2，Ｍ2，Ｙ2とすると、画像データＤxに対応するＣＭＹ画像データＤcxのＣ成分Ｃx，Ｍ成分Ｍx，Ｙ成分Ｙxのそれぞれは次式によって算出される。
Ｃx＝（Ｃ1＋Ｃ2）／２
Ｍx＝（Ｍ1＋Ｍ2）／２
Ｙx＝（Ｙ1＋Ｙ2）／２

なお、ここでは、ＣＭＹ画像データＤcxの各成分の階調値は、第１の格子点及び第２の格子点から読み出した階調値を各成分毎に平均した値としているが、これに限らず、２個の格子点の階調値を所定の比率あるいは任意の比率で内分する階調値とすることもできる。

以上のようにして、ＣＭＹ画像データＤcxのＣ，Ｍ，Ｙ各成分の階調値が算出されると、この色変換処理は終了する。この時点で、図８のステップＳ３１で読み込んだＲＧＢの画像データＤxは、第１の格子点及び第２の格子点を介して、ＣＭＹ各色によって表現されたＣＭＹの画像データＤcxに色変換される。その後、処理は、図８のステップＳ３４に進む。

以上のようにして図７のステップＳ１３における複数割り付けプレ階調変換処理及び色変換処理が行われる。

次に、図１４及び図１５、並びに図１１及び図１２を参照して、図７のステップＳ１５における単数割り付けプレ階調変換処理及び色変換処理について説明する。図１４は、図７のステップＳ１５における単数割り付けプレ階調変換処理と色変換処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、プレ階調変換部１１２は、画素１つ分の画像データＤxを読み込む。この画像データは、図７のステップＳ１２での解像度変換処理において、印刷解像度に変換されたＲＧＢの画像データである。

次にステップＳ１０２において、プレ階調変換部１１２は、読み込んだ画像データを、１個の格子点に割り付ける処理（即ち単数割り付けプレ階調変換処理）を行う。

図１５は、単数割り付けプレ階調変換処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１５１からステップＳ１５７においては、図９のステップＳ５１からステップＳ５７における場合と同様の処理が行われる。即ちここでは、第１の格子点を選択する処理と同様の処理が行われる。

このようにして読み込んだ画像データが割り付けられる１個の格子点が選択されると、単数割り付けプレ階調変換処理は終了し、処理は、図１４のステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３において、色変換部１１３は、色変換テーブルの、ステップＳ１０２で選択された１個の格子点に記憶された各色の階調値を読み出す。前述したように、色変換テーブルの各格子点には、Ｃ，Ｍ，Ｙなどのプリンタ１５で使用するインク各色の階調値の組合せが記憶されているので、格子点に記憶されている各色の階調値を読み出すことによって、選択された１個の格子点を表すＲＧＢ各成分による座標値は、ＣＭＹ各色の階調値に変換される。

以上のようにして、ＣＭＹの画像データＤcxのＣ，Ｍ，Ｙ各成分の階調値が算出されると、この色変換処理は終了する。この時点で、図１４のステップＳ１０１で読み込んだＲＧＢの画像データＤxは、格子点を介して、ＣＭＹ各色によって表現されたＣＭＹの画像データＤcxに色変換される。その後、ステップＳ１０４において、プレ階調変換部１１２は、以上の処理を行って、全てのＲＧＢの画像データがＣＭＹ各色による画像データに変換されたか否かを判定し、未変換の画像データが残っていれば、ステップＳ１０１に戻ってそれ以降の処理を同様に行う。ステップＳ１０４で、全てのＲＧＢの画像データがＣＭＹ各色の画像データに変換されたと判定された場合、単数割り付けプレ階調変換処理及び色変換処理は終了し、処理は、図７のステップＳ１６に進む。

以上のようにして図７のステップＳ１５における単数割り付けプレ階調変換処理及び色変換処理が行われる。

以上のようにして、印刷データが生成される。

以上のように、ＲＧＢの画像データをプレ階調変換して色変換テーブルの格子点に割り付け、割り付けられた格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ各色階調値を読み出すことによって、ＲＧＢの画像データをＣＭＹ各色階調値によって表現された画像データに変換するようにしたので、補間演算を行う場合に比べ、迅速に印刷データを生成することができる。

また以上においては、印刷解像度が低い場合（例えば、３６０ｄｐｉ以下である場合）、画像データを複数個の格子点に割り付け、割り付けた格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ各色階調値を平均して、ＲＧＢ座標値をＣＭＹ各色の階調値に変換するようにしたので、印刷解像度が低い場合は、高画質の印刷データを生成することができる。

また以上のように、印刷解像度が高い場合（例えば、３６０ｄｐｉより高い場合）、１個の格子点に割り付けるプレ階調変換処理を行うようにしたので、より迅速に、かつ効率的に印刷データを生成することができる。

画像データを２個の格子点に割り付け、その２個の格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ各色階調値の平均を取ることは、２個の格子点の間の位置に対応するＣＭＹ階調値に変換することを意味する。即ち１個の格子点に割り付け、その１個の格子点に対応付けて記憶されている階調値に変換する場合に比べ、階調値の分解能は２倍となる。即ち７２０ｄｐｉの画像に対して２個の格子点を割り付けるプレ階調変換処理を行った場合に得られる解像度と、１４４０ｄｐｉの解像度とは、面積階調においては同等のものとなる。しかしながら人間の目の階調分解能力から見れば、７２０ｄｐｉは十分な解像度と考えられているので、７２０ｄｐｉの画像に対して２個の格子点を割り付けるプレ階調変換処理を行っても、実質意味がない可能性がある。

従ってこのように、印刷解像度が高い場合（例えば、３６０ｄｐｉより高い場合）、２個の格子点を割り付けるプレ階調変換処理を行わずに、１個の格子点を割り付けるプレ階調変換処理を行うことで、その分迅速に印刷データを生成することができる。即ち効率的に印刷データを生成することができる。なお３６０ｄｐｉを基準に、プレ変調変換処理における割り付ける格子点の数を選択するようにしたが、他の値を基準とすることもできる。

なお以上においては、乱数に基づいてノイズを発生するようにしてプレ階調変換処理を行うようにしたが、誤差拡散法やディザ法を用いることもできる。

また以上においては、印刷解像度が低い場合、画像データを２個の格子点に割り付けるものとしたが、２個より多い数の格子点に割り付けるようにすることもできる。また印刷解像度が高い場合、画像データを１個の格子点に割り付けるものとしたが、印刷解像度の高さに応じて、１個より多い数の格子点に割り付けるようにすることもできる。

また以上においては、割り付けられる格子点の数を２個又は１個とする２種類のプレ階調変換処理が選択的に行われる場合を例とし説明したが、割り付けられる格子点の数が異なる３種類以上のプレ階調変換処理が選択的に行われるようにすることもできる。

また以上においては、印刷解像度に応じて実行されるプレ階調変換処理が決定されたが、プリンタ１５の処理内容によって決定することもできる。例えばコピー（即ち複写）する場合、通常その画像の画質が劣化するので、コピーを行う場合は、複数割り付けプレ階調変換処理が行われるようにすることができる。その際、例えば制御部１１６は、プリンタ１５の処理内容を決定する処理モードを受け付け、その処理モードがコピーモードである場合、各部を制御して、複数割り付けプレ階調変換処理を実行させる。

また以上においては複数の格子点に割り付けることによりプレ階調変換誤差を抑制したが、例えばローパスフィルタを用いた平滑化処理を行うことによりプレ階調変換誤差を除去することも提案されている（例えば、特開２００４−８８４０７号公報）。そこで印刷解像度に応じてフィルタリングの強度を選択できるようにすることができる。例えば印刷解像度に応じて、例えばフィルタリングに用いる式を、下記の式から選択することができる。この例では、後の算出式を用いる程強いフィルタをかけることができる（例えば、特開２００４−８８４０７号公報の段落［００５８］参照）。
Data'（n）=((Data(n)+N*Data'(n-1))/(N+1)
Data'（n）=((Data(n)+2*Data'(n-1))/3
Data'（n）=((Data(n)+Data(n-1))/2
Data'（n）=((Data(n)+Data(n-1)+Data(n-2)+・・・+ Data(n-(N-1))/N

本発明を適用した画像処理システムの構成例を示すブロック図である。 図１のプリンタの構成例を示すブロック図である。 図２のインク吐出ヘッドにおけるインクジェットノズルの配列例を示す図である。 図１のコンピュータの機能的構成例を示すブロック図である。 色変換テーブルの概念を示す図である。 プレ階調変換、色変換、及びポスト階調変換によるデータの流れを示す図である。 印刷データ生成処理の流れを示すフローチャートである。 図７のステップＳ１３における処理の流れを示すフローチャートである。 図８のステップＳ３２における処理の流れを示すフローチャートである。 色変換テーブルを構成する格子点の中から画像データに相当する座標点を包含する格子点を模式的に示す図である。 第１の格子点及び第２の格子点を設定する様子を模式的に示す図である。 第１の格子点及び第２の格子点を設定する様子を模式的に示す他の図である。 図８のステップＳ３３における処理の流れを示すフローチャートである。 図７のステップＳ１５における処理の流れを示すフローチャートである。 図１４のステップＳ１０２における処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１１ コンピュータ， １２ デジタルスチルカメラ， １３ スキャナ， １４ ハードディスク， １５ プリンタ， １６ ディスプレイ， １０１ プリンタドライバ， １１１ 入力処理部， １１２ プレ階調変換部， １１３ 色変換部， １１４ ポスト階調変換部， １１５ 出力処理部， １１６ 制御部

Claims (7)

1. ＲＧＢ色空間で表現される画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換するための色変換テーブルに基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する画像処理装置であって、
   ＲＧＢ色空間で表現された画像の所定の画素の階調値のＲＧＢ色空間における位置に基づいて、上記色変換テーブルの格子点を不確定的に選択する格子点選択手段と、
   選択された上記格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ色空間で表される画像の階調値に基づいて、上記ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する色変換手段と
   を有し、
   上記格子点選択手段は、上記ＲＧＢ色空間で表現された画像が所定の条件を満たすか否かに応じて、１個又は複数の格子点を選択する
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置であって、
   前記画像処理装置は、更に、
   前記画像処理装置の処理内容を決定する処理モードを受け付ける受け付け手段を有し、
   前記受け付け手段が受け付けた処理モードがコピーモードである場合、前記格子点選択手段は、前記ＲＧＢ色空間で表現された画像が前記所定の条件を満たすとして、複数の格子点を選択する
   ことを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１に記載の画像処理装置であって、
   前記所定の条件は、前記ＲＧＢ色空間で表現された画像の解像度が所定の解像度よりも高いか低いかであり、
   前記格子点選択手段は、
   前記ＲＧＢ色空間で表現された画像の解像度が上記所定の解像度よりも低い場合、複数の格子点を選択し、
   前記ＲＧＢ色空間で表現された画像の解像度が上記所定の解像度よりも高い場合、１の格子点を選択する
   ことを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置であって、
   前記画像処理装置は、更に、前記ＲＧＢ色空間で表現された画像に対し平滑化処理を行う処理手段を有し、
   上記平滑化処理における平滑化の強度は、前記ＲＧＢ色空間で表現された画像が前記所定の条件を満たすか否かに応じて特定される
   ことを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置であって、
   前記所定の解像度は、３６０ｄｐｉであることを特徴とする画像処理装置。
6. ＲＧＢ色空間で表現される画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換するための色変換テーブルに基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する画像処理装置の画像処理方法であって、
   ＲＧＢ色空間で表現された画像の所定の画素の階調値のＲＧＢ色空間における位置に基づいて、上記色変換テーブルの格子点を不確定的に選択する格子点選択ステップと、
   選択された上記格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ色空間で表される画像の階調値に基づいて、上記ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する色変換ステップと
   を含み、
   上記格子点選択ステップは、上記ＲＧＢ色空間で表現された画像が所定の条件を満たすか否かに応じて、１個又は複数の格子点を選択する
   ことを特徴とする画像処理方法。
7. ＲＧＢ色空間で表現される画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換するための色変換テーブルに基づいて、ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する画像処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
   ＲＧＢ色空間で表現された画像の所定の画素の階調値のＲＧＢ色空間における位置に基づいて、上記色変換テーブルの格子点を不確定的に選択する格子点選択ステップと、
   選択された上記格子点に対応付けて記憶されているＣＭＹ色空間で表される画像の階調値に基づいて、上記ＲＧＢ色空間で表現された画像をＣＭＹ色空間で表現される画像に変換する色変換ステップと
   を含み、
   上記格子点選択ステップは、上記ＲＧＢ色空間で表現された画像が所定の条件を満たすか否かに応じて、１個又は複数の格子点を選択する
   画像処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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