JP2000295478A - 階調再現方法及び階調再現装置及び電子記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は階調再現方法及び階調再現装置及び
電子記憶媒体に関し、滑らかな階調を得ることができる
階調再現方法及び階調再現装置及び電子記憶媒体を提供
することを目的としている。 【解決手段】 画像表示乃至はプリント装置における階
調表現方法において、単数ないしは複数のドットによる
組み合わせを１つの単位とし、少なくともその画素ユニ
ットを並べた時の明るさを測定するステップと、画素ユ
ニットの明るさが滑らかに変化するようにルックアップ
テーブル又は関数式又はその組み合わせにより階調特性
を制御するステップより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は階調再現方法及び階
調再現装置及び電子記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】疑似中間調画像を表現する方法として
は、誤差拡散方式やディザ法がある。これには、たくさ
んの方法が知られており、例えばＩＳ＆Ｔが出版してい
るＲｅｃｅｎｔ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｈａｌｆｔ
ｏｎｉｎｇに記載されている。誤差拡散には、２を超え
るレベル数を持つ多値の誤差拡散法がある。これは、複
数レベルの濃度画素と面積変調を組み合わせるものであ
る。インクジェットプリンタでは、濃淡のインクを用い
ることが行われている。例えば、セイコーエプソン社製
ＰＭ−７００Ｃ等で使われている。この場合、３値の誤
差拡散処理が使用されている。またて 本発明者は、誤
差拡散時に階調数を得るために、ビット数を増やして変
化する方法について出願した（特開平９−１３９８４２
号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常の誤差拡散方法で
は、プリンタの画素単位でドットの打ちかたを決めるた
め、プリンタの解像度が高くなると、計算時間がかか
る。多くの場合、画像データを拡大して誤差拡散するた
め、ドット単位の情報が存在しないにも拘らず誤差拡散
演算を行なっていた。このため、計算量だけが増大して
いた。特に、近年のプリンタは解像度が高くなり、一般
の画像を拡大補間して表示することが大半になってい
る。

【０００４】複数のドットを１ユニットとした場合や、
プリンタ自身の画素が濃度レベル（例えば淡と濃）を持
っている場合、多値の誤差拡散となり、階調特性が見か
け上不連続になりやすいという問題があった。その理由
は、ある濃度のインクで作られる階調と、疑似中間調で
作られる階調とが滑らかに連続しないためである。例え
ば、画素の持つ中間値レベルでは単色インクで、境界で
突然スムーズになるため、滑らかな階調性を実現するこ
とが難しかった。

【０００５】濃淡のインクを持つタイプのものを単純に
多値の誤差拡散を行なうと、滑らかな階調にはならず、
濃淡の境界付近でうねりが発生し、顔の肌等、ハイライ
トシャドーにかけて滑らかな変化のある部分に疑似輪郭
（本来ないはずの輪郭線が見える現象）や色の急変が発
生していた。また、階調数は増えるものの前記問題を解
決するのに必用な階調が滑らかになるための手法の開示
はなかった。

【０００６】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、滑らかな階調を得ることができる階調再
現方法及び階調再現装置及び電子記憶媒体を提供するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）前記した課題を解
決する第１の発明は、画像表示乃至はプリント装置にお
ける階調表現方法において、複数のドットによる組み合
わせを１つの単位とし、少なくともその画素ユニットを
並べた時の明るさを測定するステップと、画素ユニット
の明るさが滑らかに変化するようにルックアップテーブ
ル又は関数式又はその組み合わせにより階調特性を制御
するステップより構成されることを特徴とする。

【０００８】このように構成すれば、多値化並びに画素
ユニットの濃さが滑らかに変化するようにルックアップ
テーブル等により階調特性を制御するので、写真画像に
匹敵する疑似輪郭の目立たない滑らかな階調を高速に得
ることができる。

【０００９】（２）請求項１の発明において、前記階調
再現方法には、誤差拡散法を含み、ルックアップテーブ
ルの出力は原画像のデータビットよりも多いビット数で
あることを特徴とする。

【００１０】このように構成すれば、誤差拡散処理がマ
クロ的には無数の階調数を持つことを利用でき、これを
利用して疑似輪郭のない滑らかな階調を実現することが
できる。

【００１１】（３）請求項１の発明において、前記画素
ユニットのドットの組み合わせには、単調増加性又は単
調減少性が保証されていることを特徴とする。このよう
に構成すれば、紙の変更、使用環境の変更によりプリン
タの特性が変動した時も、階調性がジャンプしたり反転
してしまうことがない。

【００１２】（４）請求項１の発明において、色毎に、
画素ユニットを回転、移動又はこれらの組み合わせを行
なうことを特徴とする。このように構成すれば、ドット
の重畳を避けることで、乾燥を早めたり、安定なプリン
ト特性を得ることができる。

【００１３】（５）請求項１の発明において、原画像の
画像データの拡大率に合わせて、画素ユニットサイズを
変更することを特徴とする。このように構成すれば、原
画像の情報量に最適な拡大率を選べ、画質を最適化しな
がら計算時間を速くするすことができる。

【００１４】（６） 前記した課題を解決する第２の発
明は、画像表示乃至はプリント装置における階調表現方
法において、複数のドットによる組み合わせを１つの単
位とし、少なくともその画素ユニットを並べた時の複数
のドットの組み合わせによる明るさを測定するステップ
と、該測定結果に基づき、画素ユニットを選択するステ
ップより構成されることを特徴とする。

【００１５】このように構成すれば、プリンタの予測で
きない非線形性も全て考慮に入れることができる。 （７）請求項６の発明において、前記画素ユニットのド
ットの組み合わせには、単調増加性又は単調減少性が保
証されていることを特徴とする。

【００１６】このように構成すれば、紙の変更、使用環
境の変更によりプリンタの特性が変動した時も、階調性
がジャンプしたり反転してしまうことがない。 （８）請求項６の発明において、明るいハイライト部分
では、画素ユニットサイズを拡大することを特徴とす
る。

【００１７】このように構成すれば、写真画質で最も重
要なハイライト部分の安定性が増し、プリンタの特性変
動に鈍感に対応することができる。 （９）請求項６の発明において、ハイライト付近の無彩
色では、少なくともＹ，Ｍ，Ｃのドットが発生するよう
に色再現を行なうことを特徴とする。

【００１８】このように構成すれば、グレー付近での実
際の分解能の低下を防ぐことができる。 （１０）請求項６の発明において、原画像の情報量が多
い場合には、複数画素に対して１つの画素ユニットが分
割対応することを特徴とする。

【００１９】このように構成すれば、複数画素に対して
１つの画素ユニット（セル）が分割対応することで、安
定なスクリーンパターンを保ちながら見かけの分解能を
向上させることができる。

【００２０】（１１）前記した課題を解決する第３の発
明は、画像表示乃至はプリント装置における階調表現装
置において、単数ないしは複数のドットによる組み合わ
せを１つの単位とし、少なくともその画素ユニットを並
べた時の明るさを測定する手段と、画素ユニットの濃さ
が滑らかに変化するようにルックアップテーブル又は関
数式又はその組み合わせにより階調特性を制御する手段
とにより構成されることを特徴とする。

【００２１】このように構成すれば、多値化並びに画素
ユニットの濃さが滑らかに変化するようにルックアップ
テーブル等により階調特性を制御するので、写真画像に
匹敵する疑似輪郭の目立たない滑らかな階調を高速に得
ることができる。

【００２２】（１２）前記した課題を解決する第４の発
明は、画像表示乃至はプリント装置における階調表現装
置において、複数のドットによる組み合わせを１つの単
位とし、少なくともその画素ユニットを並べた時の複数
のドットの組み合わせによる明るさを測定する手段と、
該測定結果に基づき、画素ユニットを選択する手段とに
より構成されることを特徴とする。

【００２３】このように構成すれば、プリンタの予測で
きない非線形性も全て考慮に入れることができる。 （１３）前記した課題を解決する第５の発明は、画像表
示乃至はプリント装置における階調表現方法において、
単数ないしは複数のドットによる組み合わせを１つの単
位とし、少なくともその画素ユニットを並べた時の明る
さを測定するステップと、画素ユニットの濃さが滑らか
に変化するようにルックアップテーブル又は関数式又は
その組み合わせにより階調特性を制御するステップをプ
ログラムとして内蔵することを特徴とする。

【００２４】このように構成すれば、多値化並びに画素
ユニットの濃さが滑らかに変化するようにルックアップ
テーブル等により階調特性を制御するので、写真画像に
匹敵する疑似輪郭の目立たない滑らかな階調を高速に得
ることができる電子記憶媒体を実現することができる。

【００２５】（１４）前記した課題を解決する第６の発
明は、画像表示乃至はプリント装置における階調表現方
法において、単数ないしは複数のドットによる組み合わ
せを１つの単位とし、少なくともその画素ユニットを並
べた時の複数のドットの組み合わせによる明るさを測定
するステップと、それに基づき、画素ユニットを選択す
るステップをプログラムとして内蔵することを特徴とす
る。

【００２６】このように構成すれば、プリンタの予測で
きない非線形性も全て考慮に入れることができる電子記
憶媒体を実現することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。 （インクジェットプリンタの例）先ず、本発明をインク
ジェットプリンタに適用した例について説明する。ここ
では、プリンタの持つ画素に対して３値を持つものとす
る。ここで、３値とはインクがない場合、淡色イン
ク、濃色インクの３通りで作ることができる。これは
インクドロップの数や液滴量を変化させて作ることもで
きるし、異なる濃度のインクとの組み合わせで作ること
もできる。インクドロップの数を変化させる場合とは、
同一濃度のインクのドロップ数を変化させて〜を作
る場合を示し、異なる濃度のインクとの組み合わせの場
合とは、それぞれの濃度のヘッドを予め準備しておいて
〜を作る場合を示す。特に、インクドロップの数で
階調を作る場合には、より多くの階調数を作ることがで
きる。

【００２８】インクジェットプリンタの場合、インクの
濃さは安定しているため、中間調ドットを優先させて画
素ユニット（複数のドットの組み合わせ。セルともい
う）を作る。図１はセルの例を示す図である。（ａ）と
（ｂ）の２種類について示す。（ａ）は濃い部分と淡い
部分を交互に作成しながら順次濃度を上げていく場合を
示し、（ｂ）は先ず淡いドットを用い、次に濃いドット
と組み合わせて順次濃度を上げていく場合を示す。

【００２９】本発明では、（ｂ）に示すものを用い、中
間調ドットを優先させて画素ユニットを作る。この時、
画素ユニット内のドットの配列は、なるべく分散するよ
うにしたほうが滑らかに見える。但し、インクドット位
置にムラがある場合、（ａ），（ｂ）の右側（水平方向
にムラがある場合）のようにした方がムラによる発生が
目立たなくなる。

【００３０】ここで、同じ画素ユニット（セル）を並べ
た色票（パッチ）をいったんプリントアウトし、その色
票で表される面の明るさを測定する。このシーケンス
を、図１に示す画素ユニット全てについて繰り返す。こ
の結果、図２に示すようなカーブができる。図２は測定
した階調カーブの例を示す図で、縦軸は明度（Ｌ^*）、
横軸はディジタル値（入力値）である。ここでは、２×
２のセルを使用して３値あるため、９階調ある。ここで
は、誤差拡散処理により生成された中間値も含め、合計
３３階調を測定した。

【００３１】これから逆演算を行ない、例えばＣＩＥＬ
^*ｕ^*ｖ^*やＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*などの均等色空間で均等にな
るような階調カーブを作成する。図３はこのようにして
求めた階調カーブの例を示す図である。図において、縦
軸は出力、横軸は入力である。逆演算は以下のような方
法で推定する。即ち、Ｌ^*を均等に２５６に分割し、そ
れに対応するディジタル値を求める。この時、ディジタ
ル値は０〜２５５ではなく、０〜１６３８３で正規化し
て求めることにより、より細かな階調制御を可能にする
ことができる。

【００３２】なお、図３に示すカーブの代わりに強度に
対して１／２〜１／３乗のカーブに比例させるようにし
てもよい。上記処理は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの全ての色毎に
階調カーブを求める場合を例にとったが、各色を重ね合
わせて合成した色についての評価を行なうようにしても
よい。

【００３３】このようにして求めた階調カーブは、以下
のようにして利用する。誤差拡散処理の内部のビット数
を増やす方法が知られており、特開平９−１３９８４２
号公報に階調の設定について記載されている。この発明
は、入力カラー階調信号を正負の値をとり得るより大き
な値に変換し、該変換後の値について階調変換及び空間
周波数処理を施し、その後、誤差拡散法を用いて擬似階
調処理を行なうものである。誤差拡散法とは、階調画像
データをより少ないレベル数のデータに変換した時の誤
差を近傍の画素に分散させ、周囲近傍画素と併せて階調
表現誤差を低減させるものである。上記発明では、オリ
ジナル信号を定数倍した信号を用いて階調変換すること
でビット落ちを防ぐ方法が記載されている。そこで、図
３に示す階調カーブを用いて階調変換することで、ビッ
ト落ちを防ぎ、且つ階調特性の滑らかな色再現を行なう
ことができる。

【００３４】なお、８ビットからＮビット変換のＬＵＴ
（Ｎ＞８）を用いて階調のステップを増やしてからＮビ
ット入力の誤差拡散処理を行なうようにしてもよい。こ
のようにすれば、多値化並びに画素ユニットの濃さが滑
らかに変化するようにルックアップテーブル等により階
調特性を制御するので、写真画像に匹敵する疑似輪郭の
目立たない滑らかな階調を高速に得ることができる。

【００３５】本発明では、図３に示すようにルックアッ
プテーブルの出力は原画像のデータビット数よりも多い
ビット数になっている。このようにすれば、誤差拡散処
理がマクロ的には無数の階調数を持つことを利用でき、
これを利用して疑似輪郭のない滑らかな階調を実現する
ことができる。

【００３６】また、この場合において、色毎に画素ユニ
ットを回転、移動又はこれらの組み合わせを行なうこと
ができる。これによれば、ドットの重畳を避けること
で、乾燥を早めたり、安定な特性を得ることができる。

【００３７】更に、原画像の画像データの拡大率に合わ
せて画素ユニットサイズを変更することが好ましい。こ
れによれば、原画像の情報量に最適な拡大率を選べ、画
質を最適化しながら計算時間を速くすることができる。

【００３８】（変形例）本発明では、紙の種類やセルの
サイズ、インクその他のパラメータ別に前記階調テーブ
ルを持ち、自動又は手動で切り替えてもかまわない。ま
た、インク濃度の設定は、なるべく均等色空間で均等に
位置するようにするのが好ましい。これには、近似的に
測定した色票の明るさ（真数）を１／３〜２／３乗して
計算することもできる。また、各色を調合した階調カー
ブを用いる場合、各インクの調合、選択は各レベル同士
の異なる色が混ざりあった時に、無彩色になるようにす
るのがよい。そうでない場合には、各色単独で行なう必
要がある。

【００３９】（電子写真プリンタの例）この実施の形態
例で示す電子写真プリンタ（トナーを用いるもの）は、
基本的に２値である（淡い階調を出力することが困難な
ため）が、ＰＷＭ（ＰulseＷidthＭodulation：時分割
変調）により、ドットサイズをある程度可変できるもの
である。図４は擬似階調出力の説明図である。（ａ）に
示すような濃ドットと淡ドットよりなるパターンを作成
する場合、（ｂ）に示すようにＰＷＭのパルス幅を少し
広げて濃ドットを打つことにより、等価的に（ａ）に示
すパターンに似せることができる。但し、単独でドット
サイズを小さくした場合には、不安定になる特性があ
る。

【００４０】先ず、図５に示すようにドットサイズを増
やす。この例に示すドットサイズは、例えば４×４の画
素ユニットから構成されている。これら画素ユニットが
パターンを変えて１〜１２の１２個作成されている。階
調をこれ以上増やしても、１２番以降のパターンは１２
番目のパターンと区別できにくくなるので、パターンの
数は１２としている。この図では、グレー部分は６〜８
ビット程度の中間値を与えている。この中間調ドットを
可変ドットと呼び、これに対して確実にドットを得る部
分を固定ドットと呼ぶことにする。

【００４１】可変ドットの個数はここでは４×４のセル
に１つだけだが、複数あってもかまわない。また、固定
ドットのサイズが大きい場合、全ての点を埋める組み合
わせは必要なく、例えば図５に示すように１６個のドッ
トに対して、最大１２通りを割り当ててもよい。

【００４２】このようにして決められたドットによるベ
タ画像を実際の色票（パッチ）としてプリントする。こ
の時、可変ドットとしては、８ビット（０〜２５５）で
あれば、５，１５，１７おき等にするのが好ましい。こ
れは余りが発生しないで均等に分割されるためである。

【００４３】この色票を濃度計又は測色計等で測定す
る。これにより、各ドットの組み合わせのセルに対し
て、光学的な強度、濃度、測色値等が得られる。このよ
うにして得られた明かるさの特性から、図２に示すよう
な逆変換により、入力ディジタル値に対する出力値を得
ることができる。この実施の形態例によれば、プリンタ
の予測できない非線形性も全て考慮に入れた階調を実現
することができる。

【００４４】一方、１個のセルのハイライトでドット径
が大きい場合、１つだけを可変ドットとすると、電子写
真プリンタの特性でドットが安定して形成されない。こ
のため、単独で存在する１ドットだけを可変ドットにす
るのはムラの発生につながる。そこで、図６に示すよう
に４×４のセルを更に２×２にした８×８のスーパーセ
ルを作成する。このようにすると、不安定な単一ドット
はごくハイライト付近でのみ利用することになるので、
安定したハイライト階調ができる。

【００４５】図６は、１〜４の階調についてのドットの
位置を示している。特に、階調数１の場合には、従来の
ように４×４のサイズで使用すると、可変ドットの変化
が周囲に影響を与えるが、８×８のサイズを使用する
と、８×８のドットに対して１個の可変ドットを使用す
ることになり、安定なハイライト階調ができる。なお、
同図の場合、領域Ａにハーフトーンのドットが配置さ
れ、他の３個の４×４の領域Ｂ，Ｃ，Ｄの領域はドット
がないものとする。階調２の場合には、領域Ａに濃いド
ットが配置され、領域Ｄにハーフトーンのドットが配置
される。

【００４６】この実施の形態例によれば、もっとも明る
いハイライト部分ではセルサイズを変更することによ
り、写真画質で最も重要なハイライト部分の安定性が増
し、プリンタの特性変動に鈍感に対応することができ
る。ここでは、最も明るい部分でセルの拡大を行なった
が、図５の２以降の濃さでセルの拡大を行なってもよ
い。

【００４７】しかしながら、このようにすると、分解能
の低下が発生する。そこで、カラープリンタの場合に
は、図７に示すようにＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのドットの開始場
所がずれるようにする。この時、色再現の方法にミニマ
ムブラック（ブラックの使用量をなるべく少なくするよ
うに配色すること）又はそれに準じた方法を使用する
（日本色彩学会編、新編色彩科学ハンドブック第２版、
東京大学出版会、ｐ１２１１（１９９８））ことで、ハ
イライト付近では、グレーはＹ，Ｍ，Ｃで再現されるた
め、分解能が保たれる。即ち、グレー付近での実際の分
解能の低下を防ぐことができる。但し、原色付近では分
解能が低下するが、このような部分は眼の識別能力も低
下しているので、あまり目立たない。なお、ハイライト
付近以外では、図５に示す階調の組み合わせを用いる。
４×４の通常セルからスーパーセルへの切り替えは連続
的に行なうことができる。

【００４８】以上の処理を行なった階調を並べ、明るさ
の測定を行なう。例えば、上記の例で可変ドットにＬレ
ベルずつを割り当て、Ｍ×Ｍのスーパーセルを用い、Ｎ
種類のセルを用いたとき（上記の例では１２通り）の階
調数はそれぞれ以下のように表される。

【００４９】 白地 １ スーパーセルのハイライト部分 （Ｌ−１）×（Ｍ×Ｍ−１） セルでドット （Ｌ−１）×Ｎ ここで、Ｌ＝１６であれば、計２２６レベル測定する。
この測定結果を図８に示す。図８は、セルパターンの明
かるさの例を示す図で、縦軸は明度Ｌ^* で、横軸はセル
の組み合わせ（ＰＷＭ値を含む）である。

【００５０】図８に示す明度特性が得られたら、図２に
示す場合と同様にしてＬ^* を２５６等分して、逆演算に
よりＬ^* に対応する出力値を算出する。このようにし
て、適切な濃さのセルの組み合わせを得る。可変ドット
に対しては、測定したセルの組み合わせから補間演算し
て、適切なＰＷＭ値を得る。これを８ビット入力のプリ
ンタならば、０〜２５５についてそれぞれ決定する。こ
れにより、セルの組み合わせと可変ドットの強度を持つ
テーブルができ、このテーブルで出力する時、滑らかな
階調が再現される。階調処理の実現後、色再現のための
キャリブレーションを行なう。これにより、出力したい
色はディジタル値でいくつであるかの計算ができるよう
になる。 図９は本発明の一実施の形態例を示すブロッ
ク図である。図において、１は入力原画像を色変換する
色変換部、２は該色変換部１の出力を受けて階調変換を
行なう階調変換部、３は該階調変換部２の出力を受けて
疑似中間調処理を行なう疑似中間調処理部、４は該疑似
中間調処理部３の出力を受けてセルパターンを生成する
セルパターン生成部である。該セルパターン生成部４の
出力からプリント画像が得られることになる。

【００５１】各構成要素には、拡大率指定信号が入力さ
れているが、この内、色変換部１と疑似中間調処理部３
には必ずしも必要でないものである。なお、疑似中間調
処理部３は例えばインクジェットプリンタに用いるもの
であり、例えば電子写真プリンタの場合には、セルパタ
ーンを選択する動作を行なう。上述した本発明により求
めた階調特性は、階調変換部２内にテーブル又は数式と
して予め記憶されている。このように構成された装置の
動作を説明すれば、以下の通りである。

【００５２】色変換部１に入力された原画像データは、
該色変換部１で所定の色変換処理を受ける。該色変換部
１で色変換された画像データは、続く階調変換部２で所
定の階調変換を受ける。該階調変換部２は、本発明によ
り得られた最適な階調特性を記憶しているので、該階調
変換部２で階調変換された画像データは、滑らかなもの
となる。そして、該階調変換部２の出力は続く疑似中間
調処理部３で疑似中間調処理が行われ、滑らかな階調の
画像データが得られる。このようにして疑似中間調処理
が行われた画像データは、続くセルパターン生成部４に
入ってセルパターンに変換され、出力処理されて画像デ
ータが得られる。なお、電子写真プリンタの場合には、
疑似中間調処理部３は、最適な組み合わせのセルパター
ンを選択する。

【００５３】この実施の形態例によれば、多値化並びに
画素ユニット（セル）の濃さが滑らかに変化し、写真画
像に匹敵する疑似輪郭の目立たない滑らかな階調を高速
に得ることができる。或いはまた、プリンタの予測でき
ない非線形性も全て考慮に入れることができる。

【００５４】（変形例）テストグラデーションチャート
の測定、セルのドット組み合わせの選択は、電子写真プ
リンタ内の測定装置で行なってもよい。また、外部に自
動測定装置を持ち、これにより実施してもよい。この階
調ドット設定テーブルは、外部環境や紙の種類に応じて
取り替えてもかまわない。この切り替えは、センサーに
より自動的に行なうこともでき、また、使用者の指定に
マニュアルに変更することもできる。

【００５５】また、ドットの並びはプリンタのムラの少
ない方向を考慮して並べるのが好ましい。原画像データ
が、セルよりも細かいデータを持つ場合、４×４なら
ば、２×２に分割して、それぞれのサンプルに対して画
像データを割り当てる。即ち、画像データが全て一様な
時のセルパターンを計算し、その内の対応する２×２の
パターンを割り当てる。このようにすることで、画像デ
ータが一様な時には、単純な４×４のセルと同じにな
り、画像データが細かく変化している時には、セルパタ
ーンが部分的に変化して、分解能をある程度確保するこ
とができる。このように、原画像の情報量が多い場合に
は、複数画素に対して１つの画素ユニットが分割対応す
ることで、複数画素に対して安定なスクリーンパターン
を保ちながら見かけの分解能を向上させることができ
る。

【００５６】（共通の実施の形態例）原画像に比べ、出
力画像が１倍以上２未満では１×１のセルを用い、２倍
以上３倍未満では２×２のセルを用い、３倍以上４倍未
満では３×３のセルを用いる。このようにすることで、
自動的に拡大処理がされる。この切り替えには、画像デ
ータの画素数により自動的に切り替えても、使用者がマ
ニュアルで切り替えてもよい。また、このような自動倍
率切り替えモードとして、固定的なモードを切り替えら
れるようにしておいてもよい。

【００５７】このような処理を行なうと、Ｎ×Ｎのセル
では、ほぼ（１／（Ｎ×Ｎ））＋αの計算量になり（セ
ルに展開する部分のオーバヘッドがαに相当する）、大
幅な高速化が図れる。実施の形態例では、Ｎ＝２の時の
実測で１／３になった。

【００５８】また、セルのドットの発生する順序は色毎
にずらしてもよい。このようにすることで、インクやト
ナーの重畳が減り、インクジェットでは乾燥が早くな
り、電子写真プリンタの場合にはトナーの積み重なりに
よる不安定な状態を減らすことができる。

【００５９】（共通の変形例）セル内のドットデータを
決定する時に、ドット数では同じでも、その位置によ
り、光学的な明かるさは変化する。しかしながら、この
状態は不安定で、プリント環境の変化で大きく変わるお
それがある。このような組み合わせを同時に使わないこ
とで、安定した階調が得られる。ここで、単調性とは、
セルのドットの強度（明かるさ）Ｓとドット数Ｎがあ
り、任意のｉ＞ｊであるｉ番目のセルとｊ番目のセルに
対して、Ｎｉ＞Ｎｊ かつＳｉ＞Ｓｊ、又はＮｉ＝Ｎｊ
かつＳｉ＞Ｓｊ、又はＮｉ＞Ｎｊ かつＳｉ＝Ｓｊの
何れかの関係が常に成立しているものを指す。なお、ｉ
＜ｊでもかまわない。この場合、前者が単調増加であれ
ば、後者は単調減少になる。このようにすれば、プリン
タの特性が変動した時も、階調性が反転してしてしまう
ことを防ぐことができる。

【００６０】上述した本発明に係る階調再現方法をシー
ケンスプログラムとしてＩＣ等の電子記憶媒体に記憶し
ておくこともできる。これによれば、多値化並びに画素
ユニットの濃さが滑らかに変化するようにルックアップ
テーブル等により階調特性を制御するので、写真画像に
匹敵する疑似輪郭の目立たない滑らかな階調を高速に得
ることができる電子記憶媒体を実現することができ、ま
た、プリンタの予測できない非線形性も全て考慮に入れ
ることができる電子記憶媒体を実現することができる。

【００６１】電子記憶媒体にその階調再現方法を記憶し
ておくことにより、プリンタが故障した時に、ＩＣを交
換するだけで故障を直すことができる可能性がある。ま
た、このＩＣ内のシーケンスに汎用性を持たせておき、
市販化することも可能となる。

【００６２】上述の実施の形態例では、画素ユニットの
大きさとして２×２、３×３、４×４を用いた場合を例
にとったが、本発明はこれに限るものではなく、縦横比
を変えたりその他の大きさの画素ユニットを用いること
ができる。

【００６３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下の効果が得られる。 （１）請求項１記載の発明は、複数のドットによる組み
合わせを１つの単位とし、少なくともその画素ユニット
を並べた時の明るさを測定するステップと、画素ユニッ
トの明るさが滑らかに変化するようにルックアップテー
ブル又は関数式又はその組み合わせにより階調特性を制
御するステップより構成される。この結果、多値化並び
に画素ユニットの濃さが滑らかに変化するようにルック
アップテーブル等により階調特性を制御するので、写真
画像に匹敵する疑似輪郭の目立たない滑らかな階調を高
速に得ることができる。

【００６４】（２）請求項２記載の発明は、前記階調再
現方法には、誤差拡散法を含み、ルックアップテーブル
の出力は原画像のデータビットよりも多いビット数であ
ることが特徴である。この結果、誤差拡散処理がマクロ
的には無数の階調数を持つことを利用でき、これを利用
して疑似輪郭のない滑らかな階調を実現することができ
る。

【００６５】（３）請求項３記載の発明は、前記画素ユ
ニットのドットの組み合わせには、単調増加性又は単調
減少性が保証されていることが特徴である。この結果、
紙の変更、使用環境の変更によりプリンタの特性が変動
した時も、階調性がジャンプしたり反転してしまうこと
がない。

【００６６】（４）請求項４記載の発明は、色毎に、画
素ユニットを回転、移動又はこれらの組み合わせを行な
うことが特徴である。この結果、ドットの重畳を避ける
ことで、乾燥を早めたり、安定なプリント特性を得るこ
とができる。

【００６７】（５）請求項５記載の発明は、原画像の画
像データの拡大率に合わせて、画素ユニットサイズを変
更することが特徴である。この結果、原画像の情報量に
最適な拡大率を選べ、画質を最適化しながら計算時間を
速くするすことができる。

【００６８】（６）請求項６記載の発明は、複数のドッ
トによる組み合わせを１つの単位とし、少なくともその
画素ユニットを並べた時の複数のドットの組み合わせに
よる明るさを測定するステップと、該測定結果に基づ
き、画素ユニットを選択するステップより構成される。
この結果、プリンタの予測できない非線形性も全て考慮
に入れることができる。

【００６９】（７）請求項７記載の発明は、前記画素ユ
ニットのドットの組み合わせには、単調増加性又は単調
減少性が保証されていることが特徴である。この結果、
紙の変更、使用環境の変更によりプリンタの特性が変動
した時も、階調性がジャンプしたり反転してしまうこと
がない。

【００７０】（８）請求項８の記載の発明は、明るいハ
イライト部分では、画素ユニットサイズを拡大すること
が特徴である。この結果、写真画質で最も重要なハイラ
イト部分の安定性が増し、プリンタの特性変動に鈍感に
対応することができる。

【００７１】（９）請求項９記載の発明は、ハイライト
付近の無彩色では、少なくともＹ，Ｍ，Ｃのドットが発
生するように色再現を行なうことが特徴である。この結
果、グレー付近での実際の分解能の低下を防ぐことがで
きる。

【００７２】（１０）請求項１０記載の発明は、原画像
の情報量が多い場合には、複数画素に対して１つの画素
ユニットが分割対応することが特徴である。この結果、
複数画素に対して１つのセルが分割対応することで、安
定なスクリーンパターンを保ちながら見かけの分解能を
向上させることができる。

【００７３】（１１）請求項１１記載の発明は、単数な
いしは複数のドットによる組み合わせを１つの単位と
し、少なくともその画素ユニットを並べた時の明るさを
測定する手段と、画素ユニットの濃さが滑らかに変化す
るようにルックアップテーブル又は関数式又はその組み
合わせにより階調特性を制御する手段とにより構成され
ることが特徴である。この結果、多値化並びに画素ユニ
ットの濃さが滑らかに変化するようにルックアップテー
ブル等により階調特性を制御するので、写真画像に匹敵
する疑似輪郭の目立たない滑らかな階調を高速に得るこ
とができる。

【００７４】（１２）請求項１２記載の発明は、複数の
ドットによる組み合わせを１つの単位とし、少なくとも
その画素ユニットを並べた時の複数のドットの組み合わ
せによる明るさを測定する手段と、該測定結果に基づ
き、画素ユニットを選択する手段とにより構成されるこ
とが特徴である。この結果、プリンタの予測できない非
線形性も全て考慮に入れることができる。

【００７５】（１３）請求項１３記載の発明は、単数な
いしは複数のドットによる組み合わせを１つの単位と
し、少なくともその画素ユニットを並べた時の明るさを
測定するステップと、画素ユニットの濃さが滑らかに変
化するようにルックアップテーブル又は関数式又はその
組み合わせにより階調特性を制御するステップをプログ
ラムとして内蔵することを特徴とする。この結果、多値
化並びに画素ユニットの濃さが滑らかに変化するように
ルックアップテーブル等により階調特性を制御するの
で、写真画像に匹敵する疑似輪郭の目立たない滑らかな
階調を高速に得ることができる電子記憶媒体を実現する
ことができる。

【００７６】（１４）請求項１４記載の発明は、単数な
いしは複数のドットによる組み合わせを１つの単位と
し、少なくともその画素ユニットを並べた時の複数のド
ットの組み合わせによる明るさを測定するステップと、
それに基づき、画素ユニットを選択するステップをプロ
グラムとして内蔵することを特徴とする。この結果、プ
リンタの予測できない非線形性も全て考慮に入れること
ができる電子記憶媒体を実現することができる。

【００７７】このように、本発明によれば、滑らかな階
調を得ることができる階調再現方法及び階調再現装置及
び電子記憶媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】セルの例を示す図である。

【図２】測定した階調カーブの例を示す図である。

【図３】ハーフトーニングに組み入れる階調カーブの例
を示す図である。

【図４】疑似階調出力の説明図である。

【図５】４×４セルのドット配置例を示す図である。

【図６】スーパーセルの構成例を示す図である。

【図７】スーパーセルの印字開始位置の説明図である。

【図８】セルパターンの明かるさの例を示す図である。

【図９】本発明装置の一実施の形態例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ 色変換部 ２ 階調変換部 ３ 疑似中間調処理部 ４ セルパターン生成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/393 Ｇ０６Ｆ 15/68 ３２０Ａ 1/405 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｂ Ｆターム(参考） 2C262 AA02 AA24 AB07 BA20 BB08 BB14 BC01 BC10 BC11 DA15 FA13 5B021 AA01 BB02 CC06 DD12 EE01 LB01 LB07 LG08 LL05 5B057 CA01 CA08 CA12 CB01 CB07 CB12 CB16 CC02 CD05 CE13 CE20 CH07 CH08 CH18 5C076 AA17 AA21 AA24 AA36 5C077 MP08 NN07 NN11 NN17 PP15 PP20 PP21 PP22 PP33 PP44 PP68 PQ08 PQ22 PQ24 RR08 TT03 TT05 TT06 TT10

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像表示乃至はプリント装置における階
   調表現方法において、 単数ないしは複数のドットによる組み合わせを１つの単
   位とし、少なくともその画素ユニットを並べた時の明る
   さを測定するステップと、 画素ユニットの明るさが滑らかに変化するようにルック
   アップテーブル又は関数式又はその組み合わせにより階
   調特性を制御するステップより構成される階調再現方
   法。
2. 【請求項２】 前記階調再現方法には、誤差拡散法を含
   み、ルックアップテーブルの出力は原画像のデータビッ
   トよりも多いビット数であることを特徴とする請求項１
   記載の階調再現方法。
3. 【請求項３】 前記画素ユニットのドットの組み合わせ
   には、単調増加性又は単調減少性が保証されていること
   を特徴とする請求項１記載の階調再現方法。
4. 【請求項４】 色毎に、画素ユニットを回転、移動又は
   これらの組み合わせを行なうことを特徴とする請求項１
   記載の階調再現方法。
5. 【請求項５】 原画像の画像データの拡大率に合わせ
   て、画素ユニットサイズを変更する又は、１画素の画素
   ユニットサイズと切り換えすることを特徴とする請求項
   １記載の階調再現方法。
6. 【請求項６】 画像表示乃至はプリント装置における階
   調表現方法において、 複数のドットによる組み合わせを１つの単位とし、少な
   くともその画素ユニットを並べた時の複数のドットの組
   み合わせによる明るさを測定するステップと、 該測定結果に基づき、画素ユニットを選択するステップ
   より構成される階調再現方法。
7. 【請求項７】 前記画素ユニットのドットの組み合わせ
   には、単調増加性又は単調減少性が保証されていること
   を特徴とする請求項６記載の階調再現方法。
8. 【請求項８】 明るいハイライト部分では、画素ユニッ
   トサイズを拡大することを特徴とする請求項６記載の階
   調再現方法。
9. 【請求項９】 ハイライト付近の無彩色では、少なくと
   もＹ，Ｍ，Ｃのドットが発生するように色再現を行なう
   ことと組み合わせることを特徴とする請求項６記載の階
   調再現方法。
10. 【請求項１０】 原画像の情報量が多い場合には、複数
    画素に対して１つの画素ユニットが分割対応することを
    特徴とする請求項６記載の階調再現方法。
11. 【請求項１１】 画像表示乃至はプリント装置における
    階調表現装置において、 複数のドットによる組み合わせを１つの単位とし、少な
    くともその画素ユニットを並べた時の明るさを測定する
    手段と、 画素ユニットの濃さが滑らかに変化するようにルックア
    ップテーブル又は関数式又はその組み合わせにより階調
    特性を制御する手段とにより構成されることを特徴とす
    る階調表現装置。
12. 【請求項１２】 画像表示乃至はプリント装置における
    階調表現装置において、 複数のドットによる組み合わせを１つの単位とし、少な
    くともその画素ユニットを並べた時の複数のドットの組
    み合わせによる明るさを測定する手段と、 該測定結果に基づき、画素ユニットを選択する手段とに
    より構成されることを特徴とする階調表現装置。
13. 【請求項１３】 画像表示乃至はプリント装置における
    階調表現方法において、 単数ないしは複数のドットによる組み合わせを１つの単
    位とし、少なくともその画素ユニットを並べた時の明る
    さを測定するステップと、 画素ユニットの濃さが滑らかに変化するようにルックア
    ップテーブル又は関数式又はその組み合わせにより階調
    特性を制御するステップをプログラムとして内蔵する電
    子記憶媒体。
14. 【請求項１４】 画像表示乃至はプリント装置における
    階調表現方法において、 単数ないしは複数のドットによる組み合わせを１つの単
    位とし、少なくともその画素ユニットを並べた時の複数
    のドットの組み合わせによる明るさを測定するステップ
    と、 それに基づき、画素ユニットを選択するステップをプロ
    グラムとして内蔵する電子記憶媒体。