JP2000307881A

JP2000307881A - 信号処理装置および信号処理方法

Info

Publication number: JP2000307881A
Application number: JP11109034A
Authority: JP
Inventors: Tatsuki Inuzuka; 達基犬塚; Yasutaka Toyoda; 康隆豊田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】色信号の変換処理および誤差拡散処理の双方
を、小規模な回路構成で高速に実行することができる信
号処理装置を提供する。【解決手段】信号処理装置１１は、各ラインごとに逐次
入力されてくる１画素８ビットの入力信号Ｃをいままで
の量子化処理によって生じた周辺画素の量子化誤差を用
いて補正する信号補正回路１３、信号補正回路１３によ
る補正後の入力信号Ｐを１画素４ビットの出力信号Ｚに
信号変換する量子化回路１４、量子化部１４による量子
化誤差Ｅを算出する誤差算出回路１５、これらの入力さ
れる画素の入力信号の補正に用いるために量子化誤差Ｅ
を信号補正回路１３に帰還させる誤差帰還回路１６とを
備えている。なお、量子化回路１４の量子化処理と誤差
算出回路１５の誤差算出処理において用いられる変換表
は、１つのメモリ(量子化回路１４の内蔵メモリ)に統合
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号の信号特
性を高速変換する信号処理装置及び信号処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像を表すには、複数色の色信号
が必要とされる。ＲＢＧ(赤緑青)信号、ＣＭＹＫ(シア
ン、マゼンタ、イエロー、黒)信号等が、その代表例と
して挙げられる。例えば、ＣＲＴ(カソードレイチュー
ブ)のカラー表示には、色信号としてＲＧＢ信号が用い
られることが多い。また、プリンタのカラー印刷には、
色信号としてＣＭＹＫ信号が用いられることが多い。

【０００３】さて、ＣＲＴ上のカラー表示画像をプリン
タから印刷する等、異なる色信号を用いる機器で色再現
を行う場合には、色信号の変換処理が必要となる。カラ
ー画像処理においては、一画素が複数の色信号で表され
ることから、色は、各色成分を座標軸とした色空間上の
座標として表される。したがって、色信号の変換とは、
ある色空間上の座標点を、それと異なる色空間上にマッ
ピングすることに相当する。このような異色空間上への
マッピングは、入力色空間上の座標と出力色空間上の座
標とを対応付けた変換表を用いて行われることが多い。

【０００４】ところが、ＲＧＢ信号(各色信号が８ビッ
トデータ)をＣＭＹ信号(３バイト)に変換するための変
換表を格納するメモリには、２²⁴×３＝約５０メガバイ
トもの容量が必要となる。そこで、メモリ容量を削減す
るための技術として、例えば、米国特許ＵＳＰ４８３７
７２２が提案されている。この技術は、色空間を粗く量
子化した代表格子点の座標およびそれら代表格子点間を
補間するための補間係数を変換表に格納しておき、各代
表格子点間の入力については補間によって変換を行うも
のである。そして、各色成分ごとにそれぞれ変換表およ
び補間手段を用意することによって、メモリ容量の削減
を図りつつ、高速かつ高精度な色信号の変換処理を実現
している。なお、この技術において用いられる変換表の
作成方法およびデータ構造に関しては、ＩＣＣ(Interna
tional Color Consortium)が定めるＩＣＣプロファイル
と呼ばれる規格がある。

【０００５】ところで、画像出力装置のなかには、１画
素あたりの表現階調数が制限されているものがある。こ
のような画像出力装置において８ビット(２５６階)表現
させるには、誤差拡散法、ディザ法等の面積階調表現方
式が用いられる。例えば、インクジェットプリンタ等
は、微小面積内への複数画素の配置によって再現階調数
を増加させる誤差拡散法の採用によって、より滑らかな
多値レベルの階調再現を実現している。なお、一般的な
誤差拡散法については、「画像のデジタル信号処理」(吹
抜著日刊工業新聞発行)に詳しい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
インクジェットプリンタからＣＲＴ上の表示画像を出力
させるには、各画素ごとにそれぞれ色信号変換処理およ
び誤差拡散処理を行う必要がある。そのため、信号処理
装置に高負荷がかかり、信号処理装置の処理速度が遅く
なる。そして、高密度高階調記録により画質向上が図ら
れるほど、このような傾向が顕著となる。

【０００７】また、色信号変換処理と誤差拡散処理処理
とについてそれぞれ個別に信号処理装置が必要となるた
め、システムの構成が複雑になるという問題もある。

【０００８】そこで、本発明は、色信号の変換処理およ
び誤差拡散処理の双方を、小規模な回路構成で高速に実
行することができる信号処理装置を提供することを第１
の目的にする。また、色信号の変換処理および誤差拡散
処理の双方を高速に実行することができる信号処理方法
を提供することを第２の目的にする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、互いに異なる座標系上の座標として表さ
れた２種類の信号を画素ごとに対応付けた変換表が格納
された記憶手段と、前記各画素の入力信号を、前記変換
表において当該入力信号に対応付けられた信号に逐次変
換する量子化手段と、前記量子化手段が１画素について
の信号変換を行うごとに、当該信号変換の誤差を逐次算
出する誤差算出手段と、前記誤差算出手段が算出した誤
差を、前記信号変換手段による信号変換前の入力信号に
拡散させる信号補正手段とを備えることを特徴とする信
号処理装置を提供する。

【００１０】本信号処理装置によれば、従来別々の装置
で完全に別個に行われていた色変換処理と誤差拡散処理
との間の重複していた処理を、誤差拡散処理の繰返し処
理中に量子化手段が変換表に基づき実行するようにした
ため、回路規模の縮小および処理の高速化を図ることが
できる。すなわち、誤差拡散処理の繰返し処理中に、量
子化手段が、補正信号を、それとは性質の異なる出力信
号(補正信号とは異なる座標系の座標として表される出
力信号)に信号変換するようにしたことによって、従来
の色変換処理を誤差拡散処理に組み込み、回路規模の縮
小および処理の高速化を図んでいる。

【００１１】また、本発明に係る信号処理装置によれ
ば、量子化において生じた量子化誤差を重み付けし、こ
れから信号変換される周辺画素に振り分けることによっ
て、全体としての量子化誤差の抑制を図っているため、
代表格子点間の補間を行う場合よりも小規模な回路構成
で迅速に、より優れた階調再現を実現することができ
る。

【００１２】さらに、本発明は、互いに異なる座標系の
座標として表された２種類の信号を画素ごとに対応付け
た変換表に基づき、前記各画素の入力信号を、当該入力
信号に対応付けられた信号に逐次変換する量子化ステッ
プと、前記量子化ステップにおいて１画素についての信
号変換が行われるごとに、当該信号変換の誤差を逐次算
出する誤差算出ステップと、前記量子化ステップによる
信号変換前の入力信号に、前記誤差算出ステップにより
算出された誤差を拡散させる信号補正ステップとを有す
ることを特徴とする信号処理方法を提供する。

【００１３】本発明に係る信号処理方法によれば、従来
完全に別個に行われていた色変換処理と誤差算出処理と
の間で重複していた処理が、誤差拡散処理の繰返し処理
中に変換表に基づき実行されることになるため、上記信
号処理装置の場合と同様に、処理の高速化を図ることが
できることは言うまでもない。したがって、本発明に係
る信号処理方法による信号処理をソフトウェアで実現し
た場合には、情報処理装置によって、その信号処理が高
速に実行される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明に係る実施の一形態について説明する。ま
ず、白黒静止画像についての信号処理を例に挙げて、本
実施の形態に係る信号処理装置の基本構成について説明
する。

【００１５】図２３に示すように、本信号処理装置１１
は、スキャナ等の画像入力装置およびプリンタ等の画像
出力装置が接続された情報処理装置に搭載される。な
お、その接続方法は、図２３(Ａ)(Ｂ)のいずれに示した
形態であっても構わない。

【００１６】さて、本信号処理装置１１は、図１に示す
ように、入力装置(不図示)から各ラインごとに逐次入力
されてくる１画素８ビット(２５６レベル)の白黒信号
(入力信号Ｃ)を補正する信号補正回路１３、信号補正回
路１３による補正後の入力信号Ｐ(以下、補正信号Ｐと
呼ぶ)を１画素４ビット(１６レベル)の白黒信号(出力信
号Ｚ)に信号変換する量子化回路１４、量子化部１４に
よる量子化誤差Ｅを算出する誤差算出回路１５、誤差算
出回路１５が算出した量子化誤差Ｅを信号補正回路１３
に帰還させる誤差帰還回路１６とを備えている。これら
各部１３,１４,15,１７の詳細は、以下の通りである。

【００１７】信号補正回路１３は、数式(１)により、入
力装置から逐次入力されてくる入力信号Ｃを補正し、補
正信号Ｐを量子化回路１４へと逐次出力する。このよう
な補正処理を実行することによって、入力信号Ｃと補正
信号Ｐとを同じ信号処理の対象として扱うことができる
ようになると共に、後述の量子化で発生した量子化誤差
Ｅが、次の画素の入力信号の量子化に反映され、画面全
体としての入力信号レべルの保存が実現される。

【００１８】Ｐ＝Ｃ＋Σ(Ｅ_i・Ｆ_i) …(１) ここで、Ｃは、処理対象である注目画素の信号レベル、
具体的には、注目画素の濃度値であり、Ｅ_iは、後述の
誤差帰還回路１６の内蔵ラインメモリから読みだされた
参照画素についての誤差信号の信号レベル(初期値０)で
あり、Ｆ_iは、画像上における注目画素と参照画素との
位置関係に応じて定めた重み係数である。ここでいう参
照画像とは、図４(Ｂ)に示すような、画像上において注
目画素Ｘと所定の位置関係にある複数の周辺画素Ｙ₀〜
Ｙ₆のことである。なお、出力画像の画質設定との関連
上、参照画素の数、および、参照画素と注目画素との位
置関係は、重み係数Ｆ_iの値とともに画面単位等で調整
可能であることが望ましい。

【００１９】このような信号補正回路１３は、図４(Ａ)
に示すように、誤差帰還回路のラインメモリから読みだ
された各参照画素Ｙ₀〜Ｙ₆の誤差信号Ｅ₀〜Ｅ₆と重み係
数Ｆ₀〜Ｆ₆との積を算出する重み付け回路５１と、重み
付け回路５１の全出力信号と入力信号Ｃとを加算する加
算器５２とによって構成することができる。なお、加算
器５２は、例えば２入力加算回路の組合せによって実現
可能であり、重み付け回路５１は、乗算器および変換表
(メモリ)、または、乗算器および乱数発生回路等によっ
て実現可能である。また、重み係数Ｆ₀〜Ｆ₆が２のべき
乗の組合せである場合には、重み付け回路５１は、ビッ
トシフト回路の組合せによって実現することもできる。

【００２０】量子化回路１４の内蔵メモリ(図５参照)に
は、白黒入力画像信号に対するプリンタのガンマ特性を
表す情報、具体的には、入力信号Ｃと出力信号Ｚとの対
応関係を表す非線形のガンマ特性線(図２(Ａ))に基づき
作成された変換表(図２(Ｂ)参照)が格納されている。プ
リンタの特性を演算式に置きかえるのは困難であるた
め、ガンマ特性線は、いずれも、入力信号Ｃに対するプ
リンタの階調再現特性を実験的に確認しながら作成され
ることが多い。あるいは、一部のパソコンの色補正方式
(ＣｏｌｏｒＳｙｎｃあるいはＩＣＭ)に利用されてい
る、ＩＣＣ(ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｌｏｒ
Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ)が定めたデータ形式に基づき設
定された装置特有の変換データ(ＩＣＣプロファイル)を
利用してもよい。

【００２１】８ビットで表される白黒画像の場合には、
入力信号が２５６種類であるため、ガンマ特性曲線のテ
ーブル化も可能であるが、例えば８ビットのＲＧＢ信号
の組合せにより表されるカラー画像の場合には、入力信
号が２５６³種類となるため、コスト、装置規模等の点
から、ガンマ特性線のテーブル化は好ましくない。

【００２２】そこで、本実施の形態では、図２(Ａ)、出
力信号Ｚが１６レべルを取りうるものとして、各座標軸
をそれぞれ１６分割し、変換表には、図２(Ｂ)に示すよ
うに、ガンマ特性線が通過する各ブロックの下側の格子
点に対応する入出力信号値Ｃ,Ｚを変換表に格納してい
る。これにより、多次元信号のガンマ特性線に基づく信
号変換処理の高速化を図っている。また、変換表には、
各出力信号Ｚに対応付けて、それぞれ、その出力信号値
を表す格子線とガンマ特性線との交点に対応する入力信
号(図２４参照)、すなわち、交点信号ｆ(ｚ)も格納され
ている。多次元信号についても同様である。

【００２３】なお、各座標軸の分割数が細かいほど、変
換表による入出力信号の対応付けがガンマ特性に近いも
のとなるが、プリンタのガンマ特性線であれば、各座標
軸がそれぞれ８〜１６段階程度に分割されていれば足り
る。

【００２４】量子化回路１４は、このような変換表によ
って、０〜２５５までの補正信号Ｐを、０〜１６までの
出力信号Ｚに逐次ガンマ変換し、これを出力信号Ｚとし
て出力装置へと逐次出力する。例えば、注目画素の入力
信号Ｃの信号レベルが８６である場合、図２４に示した
変換表によれば、その入力信号Ｃは、格子ブロック幅８
０〜９６に対応する信号レベル２の出力信号Ｚに変換さ
れる。このように、本実施の形態に係るガンマ補正は、
入力信号Ｐを、変換表に設定されたＮ個の代表レベルに
変換する処理であるため、以下、これを量子化とも呼
ぶ。

【００２５】この量子化回路１４は、図５に示すよう
に、信号補正回路１３からの補正信号Ｐの上位４ｂｉｔ
(信号レベルを１６分割する場合)を切り出すことによっ
てメモリアドレスを生成するアドレス生成回路６４、前
述の変換表(図２(Ａ)参照)の入出力信号の対応関係を記
憶するメモリ６３等によって構成される。あるいは、信
号補正回路１３からの補正信号Ｐを直接メモリアドレス
として用いて、メモリ６３の変換表から出力信号Ｚが読
み出されるようにしても構わない(図７参照)。

【００２６】このような量子化回路１４によれば、図２
４(Ａ)(Ｂ)に示すように、注目画素の補正信号Ｐは、必
ずしも、ガンマ特性線上の出力信号に変換されるとは限
らない。したがって、量子化回路１４による変換後の出
力信号Ｚに対応付けられた交点信号ｆ(ｚ)と、注目画素
の補正信号との差分を、入力信号座標系における量子化
誤差Ｅとしてとらえることができる。

【００２７】そこで、誤差算出回路１５は、量子化回路
１４で量子化が行われるごとに、その量子化による量子
化誤差Ｅを次式(２)により算出し、その量子化誤差Ｅを
誤差帰還回路１６に出力する。なお、量子化誤差Ｅは、
補正信号Ｐと交点信号ｆ(Ｚ)との大小関係に応じた符号
をとりうる。

【００２８】Ｅ＝Ｐ−ｆ(Ｚ) …(２) このようにして、任意の特性曲線に基づく信号変換が、
複数画素の平均的な信号レべルとして実現される。

【００２９】この誤差算出回路１５は、図６に示すよう
に、出力信号Ｚに対応する量子化ステップ幅の交点信号
ｆ(Ｚ)を出力するｆ(Ｚ)算出回路７０と、ｆ(Ｚ)算出回
路７０の出力と補正信号Ｐとの差分を算出する減算器７
１とにより構成される。ただし、図７に示すように、補
正信号Ｐをメモリアドレスとして、量子化回路１４のメ
モリ６３の変換表から、出力信号Ｚと共に交点信号ｆ
(Ｚ)が読み出されるようにすれば、メモリ出力ｆ(Ｚ)と
補正信号Ｐとの差分を算出する減算器７１だけでｆ(Ｚ)
算出回路７０を構成することもできる。このようすれ
ば、量子化回路１４と誤差算出回路１５とで変換表の共
有できるため、回路規模の縮小化を図ることができると
共に、出力信号Ｚと交点信号ｆ(Ｚ)との同時算出による
処理の迅速化を図ることができる。なお、データ量削減
のため、メモリの格納データを圧縮してもよい。

【００３０】そして、誤差帰還回路１６は、複数ライン
分のラインメモリに量子化誤差を２次元的に書き込み、
その誤差メモリから参照画素の量子化誤差を読みだし
て、それを誤差信号として前述の信号補正回路１３へと
帰還させる。具体的には、誤差帰還回路１６は、図８
(Ａ)に示すように、複数ライン分のラインメモリ９１
ａ,９１ｂ,９１ｃと、画素単位の遅延を行うフリップフ
ロップ回路ｄ_iを有する遅延回路９０とによって構成さ
れる。画像信号のスキャン入力動作に同期するカウンタ
回路から制御タイミングを得れば、この構成によって、
注目画素Ｘと所定の位置関係(図８(Ｂ)参照)にある参照
画素Ｙ₀〜Ｙ₆の誤差信号Ｅ₀〜Ｅ₆を取り出すことができ
る。

【００３１】本信号処理装置１１によれば、従来別々の
装置で完全に別個に行われていた色変換処理と誤差拡散
処理との間に重複していた処理を、誤差拡散処理の繰返
し処理中に量子化回路が変換表に基づき実行するように
したため、回路規模の縮小および処理の高速化を図るこ
とができる。すなわち、本信号処理装置１１において
は、誤差拡散処理の繰返し処理中に、量子化回路が、補
正信号を、それとは性質の異なる出力信号(誤差信号や
補正信号とは異なる座標系の座標として表される出力信
号)に信号変換するようにしたことによって、従来の色
変換処理を誤差拡散処理に組み込み、回路規模の縮小お
よび処理の高速化を実現している。

【００３２】また、量子化において生じた量子化誤差を
重み付けし、これから信号変換される周辺画素に振り分
けることによって、全体としての量子化誤差の抑制を図
っているため、代表格子点間の補間を行う場合よりも小
規模な回路構成で迅速に、より優れた階調再現を実現す
ることができる。すなわち、１画素当たりの再現階調数
がせいぜい１６レベル程度に制限されるカラープリンタ
等に適した粗い変換表を用いていても、長い処理時間と
大規模な演算回路とを必要とする補間処理を行うことな
く、画素の集合として、ガンマ特性曲線に漸近する優れ
た階調再現を得ることができる。例えば、参照ラインを
用いない誤差拡散処理によれば、図３に示すように、入
力信号(＝８６)が入力装置から連続的に入力された場合
には、２番目の画素の入力信号(＝８６)には、最初の画
素の入力信号(＝８６)の量子化によって生じた量子化誤
差Ｅ₁(＝６)が加算され、３番目の画素の入力信号(＝８
６)には、２番目の画素の入力信号Ｃ(＝８６)の量子化
によって生じた量子化誤差Ｅ₂(＝１２)が加算される。
３番目の画素の補正信号(＝９８)は、２番目の画素より
も一つ上位の量子化ステップの出力信号Ｚ(＝３)に変換
されるため、その量子化誤差Ｅ₃は、９８−９６＝２と
なる。このように、量子化で発生した量子化誤差を、順
次、次の画素の入力信号の量子化に反映させてゆくこと
によって、結果的に、出力信号には、２種類の信号Ｚ＝
２,３が５：３で混在することになる。この比率５：３
で、２種類の出力信号Ｚ＝２,３に対応する交点信号Ｃ
＝８０,９６を平均化すると入力信号Ｃ(＝８６)が得ら
れることから、８つの画素の集合によって、入力信号Ｃ
(＝８６)の階調が再現されていることは明らかである。

【００３３】なお、本実施の形態において挙げた量子化
誤差の算出処理は、一例であり、本信号処理装置の量子
化回路による量子化誤差の算出処理は、必ずしも、これ
に限る必要はない。例えば、同一ライン上の隣接画素を
参照画素とすれば、誤差帰還回路１６のラインメモリが
不要となる。

【００３４】また、本実施の形態においては、非線形の
ガンマ特性線に基づき作成された変換表に格納している
が、図９(Ａ)に示すような線形の特性線に基づき作成さ
れた変換表(図９(Ｂ))に格納しても構わない。このよう
な線形の特性線を用いた場合の量子化回路１４における
信号変換は、８ビットの入力信号Ｐの上位４ビットを切
り出すことと同等であり、補正信号Ｐと出力信号Ｚと
は、同じ性質、すなわち、同じ色空間上の座標として表
されるという信号特性を有する。すなわち、信号特性の
変換を伴わない多値誤差拡散と同様な処理結果を得るこ
とができる。

【００３５】また、本実施の形態では、各ラインごとに
入力信号Ｃが逐次入力され、この入力順にしたがって信
号処理が行われる場合を例に挙げているが、必ずしも、
このようにする必要はない。例えば、プリンタの記録順
にしたがって、入力信号の入力および信号処理とが行わ
れるようにしても構わない。ここで、その具体的な例を
挙げておく。ライン単位で記録が行われる場合には、図
１０(Ａ)に示すように、プリンタの記録順にしたがっ
て、ライン単位で入力信号Ｃの入力が行われ、この順で
信号処理が実行されるようにしてもよい。この場合に
は、リンタの記録ヘッドのノズルに対応したライン分の
画像データがバッファメモリに格納された時点で記録が
開始される。また、複数のノズル列を有する記録ヘッド
を左右交互に送ることによって記録が行われる場合に
は、図１０(Ｂ)に示すように、記録ヘッドのノズルの並
びをスキャンラインとして画素の信号処理順序を設定
し、この順序にしたがって信号処理が実行されるように
してもよい。この場合には、ノズル数分の出力信号をバ
ッファメモリに一時的に蓄積することによって、信号の
流れに障害なくプリンタを動作させることができる。ま
た、縦横各８画素のブロックを一単位として信号処理を
行うカラー画像の圧縮伸長方式(ＪＰＥＧ方式)が採用さ
れている場合には、図１０(Ｃ)に示すように、各ブロッ
ク内の画素がジグザグにスキャンされるため、このスキ
ャン順にしたがって信号処理を実行させてもよい。

【００３６】ここで、図２７により、本信号処理装置の
さらに具体的な構成例について説明する。なお、多値の
白黒画像データが入力される場合、および、カラー画像
が入力される場合のいずれの場合についても基本的には
同様な装置構成により処理可能であるが、カラー信号の
組合せと出力信号の組合せとの対応関係が変換表に格納
されている点、および、カラー信号の組合せ(あるいは
補正信号の組合せ)から変換表をひく点において異な
る。

【００３７】信号補正装置１３は、入力信号Ｃを一時的
に保持するメモリ３３、メモリ３３から読みだした注目
画素データに対して前述の補正処理を実行する加算回路
３４から構成される。

【００３８】量子化装置１４は、３種類の信号(入力信
号、出力信号、交点信号)を対応付けるための変換表が
格納されたメモリ１９、メモリからのデータ読み出しの
ためのメモリアドレスを補正信号Ｐに基づき生成するア
ドレス生成装置３０から構成される。メモリ１９に複数
種類の変換表が格納されている場合には、注目画素デー
タに基づき色種類を判定する領域判定回路をさらに設け
て、アドレス生成回路３０が、領域判定回路の判定結果
に応じてメモリアドレスを調整するようにすれば、使用
する変換表を切り替えることができる。例えば、図２８
に示すように、補正信号Ｐｚ,Ｐｇ,Ｐｂの上位ビットか
らメモリアドレスを生成するアドレス生成装置に、補正
信号Ｐｚ,Ｐｇ,Ｐｂの上位ビットから変換表書替信号を
生成する領域判定回路(入出力の対応情報が格納された
メモリ装置)を設ければ、肌色等の違いに敏感な色につ
いての演算誤差を抑制することができる。

【００３９】誤差算出装置１５は、信号補正装置１３か
らの補正信号Ｐと量子化装置１４からの交点信号ｆ(Ｚ)
とから誤差信号Ｅを算出する誤差算出回路７１、エッジ
検出回路３１の検出結果に応じて誤差信号Ｅを減衰させ
る誤差伝播路回路３２から構成される。このような誤差
伝播回路３２を設けることによって、入力画像にエッジ
部分が含まれていてもその保存が可能となる。具体的に
は、エッジ検出回路３１の検出結果に応じたオンオフス
イッチ(図３０参照)の切替えにより、誤差伝播路回路３
２は、入力画像のエッジ部分に注目画素が位置する場合
にだけ誤差信号を減衰させる。したがって、エッジの先
頭画素にはそれ以前の量子化処理により発生した誤差信
号を反映されず、一種のエッジ強調に相当する効果を得
ることができる。

【００４０】エッジ検出回路３１の構成例を図３０に示
す。ここで示したエッジ検出回路３１は、誤差拡散の信
号処理手順に基づく１ライン方向の画素の信号を用いた
１次元のフィルタ構成のものである。具体的には、隣接
画素の信号を一時的に保持するＹｂレジスタ、注目画素
の信号を保持するＸレジスタ、２つのレジスタから読み
だした信号のレべルの差分を算出する減算器、減算器の
算出結果と予め定めたしきい値とを比較する比較器、比
較器の比較結果を遅延させる遅延レジスタから構成され
ている。比較器からの出力は、注目画素がエッジ部に位
置するか否かを表す１ビットの信号、あるいは、エッジ
部の傾き具合を表す多値信号である。なお、このエッジ
検出回路の検出結果により、重み付け係数を変更させる
ためのスイッチ動作を行わせることもできる。

【００４１】誤差帰還装置１６は、信号処理済みの画素
についての誤差信号を保持する前画素誤差レジスタ３
６、補正処理の残差信号を保持する残差レジスタ３５、
誤差分配回路３７から構成されている。誤差分配回路３
７は、図２９に示すように、残差レジスタ３５から読み
だした信号を適当な重み係数で重み付けする重み回路、
前画素誤差レジスタ３６から読みだした信号を適当な重
み係数で重み付けする重み回路、乱数発生回路、２つの
重み回路が用いる重み付け係数Ｆ₀,Ｆ₁(ただし、Ｆ₀＋
Ｆ₁＝１)を乱数発生回路の出力に基づき決定する係数回
路、２つの重み回路の出力の加算値を信号補正装置に入
力する加算回路、残差レジスタ３５と前画素誤差レジス
タ３６とからそれぞれ読みだした信号の合計と加算回路
からの出力との差分を残差信号として残差レジスタ３５
に書き込む残差回路から構成されている。このような、
前画素誤差レジスタ３６と残差レジスタ３５との２種類
のレジスタを用いる構成によれば、誤差信号を余すこと
なく帰還させることができる。また、２つの重み回路に
与える重み付け係数Ｆ₀,Ｆ₁を、乱数発生回路が発生す
る乱数に基づき決定しているため、誤差分配によるテク
チスャ(模様)の発生が防止される。この結果、２次元的
に隣接する複数画素の間の演算を実現するために従来必
要とされていたラインメモリが不要となり、回路構成が
簡略化される。

【００４２】ここで示した各構成回路は、スケジューラ
の管理によって、図３１に示したように、入力信号の一
定の入力周期(１)に合わせて動作する。具体的には、入
力信号Ｃの入力を受け付けると、その入力信号と誤差信
号Ｅとから補正信号Ｐを算出する(２)。その後、補正信
号Ｐからアドレス信号を生成して(３)、そのアドレス信
号により出力信号Ｚおよび交点信号ｆ(ｚ)を取りだし
(４)、出力信号Ｚを出力する(９)。その後、交点信号ｆ
(ｚ)と補正信号Ｐとから誤差信号Ｅを算出し、その誤差
信号Ｅをエッジ検出結果(８)に応じて減衰させる(５)。
その後、誤差信号Ｅを前画素誤差レジスタに書き込んで
から(６)、この前画素誤差レジスタの内容を用いた誤差
配分を実行する(７)。

【００４３】なお、この基本的な動作タイミングは、様
々な効果に基づき変更が可能である。例えば、各構成回
路の動作速度が高速である場合には、ステップ数を削減
してもよい。

【００４４】以上説明した本信号処理装置１１の機能
は、ソフトウエアとハードウエアとによって実現するこ
ともできる。また、図１１に示すように、ソフトウエア
だけによって実現することもできる。すなわち、以下に
示すように、プロセッサが、メモリに格納されたソフト
ウエアおよび変換表によって、本信号処理装置１１と同
様な信号処理を実行することもできる。まず、プロセッ
サは、誤差メモリを初期化する(Ｓ１１０)。その後、プ
ロセッサは、画面上の全画素について、それぞれ、以下
のＳ１１１からＳ１１６までの処理を実行する。１画素
の入力信号Ｃの入力を受け付けると(Ｓ１１１)、参照画
素についての量子化誤差Ｅ_iを誤差メモリから読み出
し、前述の数式(１)によって入力信号Ｃを補正する(Ｓ
１１２)。そして、この補正により得られた補正信号Ｐ
に対応付けられた出力信号Ｚおよび交点信号ｆ(Ｚ)を変
換表からそれぞれ読みだす(Ｓ１１３)。そして、出力信
号Ｚを出力すると共に、前述の数式(２)によって量子化
誤差Ｅを算出する(Ｓ１１４)。そして、このとき算出さ
れた量子化誤差Ｅを、以降の画素の入力信号の補正に使
用すべく誤差メモリに書き込んでおく(Ｓ１１５)。そし
て、注目画素が画面上の最後の画素であるか否かを判断
し、最後の画素であった場合には処理を終了し、それ以
外の場合には、Ｓ１１１以下の処理を繰返し実行する。

【００４５】このように、本信号処理装置の信号処理を
ソフトウエア化した場合であっても、従来完全に別個に
行われていた色変換処理と誤差算出処理との間で重複し
ていた処理が、誤差拡散処理の繰返し処理中に変換表に
基づき実行されることになるため、処理の高速化を図る
ことができることは言うまでもない。

【００４６】なお、通常の信号処理において、画像の左
右上下の端部に終端処理が施されるのと同様、本実施の
形態に係る信号処理でも終端処理を施す必要があるが、
どのような終端処理方法を採用しても構わない。

【００４７】以上においては、白黒静止画像についての
信号処理への本発明の適用例を挙げたが、本発明は、カ
ラー静止画像についての信号処理に適用することもでき
る。以下、(１)ＲＧＢ信号からＣＭＹ信号への信号変換
処理への適用例、(２)ＲＧＢ信号から多色信号(ＣＭＹ
Ｋ信号)への信号変換処理への適用例、(３)ＲＧＢ信号
からパレットカラーへの信号変換処理への適用例、(４)
ＲＧＢ信号から網点ディザ方式への信号変換処理への適
用例、(５)ＲＧＢ信号から白黒信号への信号変換処理へ
の適用例、を挙げて説明する。なお、これらの適用例
は、あくまでも一例として挙げたものであり、本発明に
より、入力信号を、ＬＡＢ、ＬＵＶ、ＸＹＺ等、ひろく
色彩光学の分野における他の色信号にすることを妨げる
ものではない。

【００４８】(１)ＲＧＢ信号からＣＭＹ信号への信号変
換処理への適用例３種類の色信号で形成される画素の色は、図１２に示す
ような３次元色空間ＲＧＢ上の座標によって表される。
入力信号が８ビットであれば、この色空間の座標点は２
５６³個となる。このような３次元色空間ＲＧＢ上の座
標として表される色信号をスキャナで取り込んでカラー
プリンタから出力させた場合等における色信号レベルと
印字濃度との関係は、両機器の特性に依存するために線
形にはならず、３次元的な非線形な特性を示す。このよ
うな特性を表すため、図１２の３次元色空間ＲＧＢ上の
全座標に出力信号Ｚを対応付ける変換表を作成すると、
これを格納するメモリの容量が増大する。そこで、本実
施の形態では、量子化回路１４のメモリ容量の削減を図
るため、図１３に示すように、３次元色空間ＲＧＢを１
６レベル程度に粗量子化し、その代表格子点の座標に相
当する有する入力信号の３色成分の組合せ(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と
これに対応する出力信号の３色成分の組合せ(Ｃ,Ｍ,Ｙ)
とが登録された変換表を作成し、この変換表を量子化回
路１４の１つの内蔵メモリに格納しておく。そして、入
力信号(Ｒ,Ｇ,Ｂ)の信号レベルが保存されるように誤差
拡散処理を実行する。

【００４９】この場合の信号処理装置１１には、図１４
に示すように、入力信号の各色成分Ｒ,Ｇ,Ｂごとに、そ
れぞれ、前述の信号補正回路１３を搭載する必要があ
る。そして前述の白黒画像の信号処理の場合とは異な
り、量子化回路１４は、これら信号補正回路１３からの
補正信号の３色成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)を組み合わせたメモリア
ドレスを用いて、内蔵メモリの変換表から、出力信号の
３色成分の組合せ(Ｃ,Ｍ,Ｙ)を読み出し、誤差算出回路
１５は、各色成分ごとにそれぞれ量子化誤差を算出し、
誤差帰還回路１６は、各色成分ごとの信号補正回路１３
に帰還させる。

【００５０】このような構成の信号処理装置１１によれ
ば、１画素当たりの再現階調数がせいぜい１６レベル程
度に制限されるカラープリンタ等に適した粗い変換表を
用いても、相当な処理時間および大規模な演算回路を必
要とする代表格子点間の補間処理を行わなくても、前述
の白黒信号の信号変換の場合と同様に、画素の集合とし
ては、ガンマ特性曲線に漸近する優れた階調再現を得る
ことができる。すなわち、階調再現性を低下させること
なく、回路規模の縮小と処理の迅速化を図ることができ
る。

【００５１】本実施の形態では、変換表の作成時に３次
元色空間ＲＧＢを等分に粗量子化を行っているが、必ず
しも、そのようにする必要はない。例えば人物の肌等、
画面上で目立つ色に該当する領域を他の領域よりも細分
割すれば、階調再現性がさらに向上する。すなわち、変
換表の作成に際しては、再現される色全体において視覚
的な誤差が一定以下に抑制されるように３次元色空間Ｒ
ＧＢを分割することが望ましく、そのようにすると、結
果的には、３次元色空間ＲＧＢの分割に粗密が生じる。

【００５２】そこで、さらなる階調再現性の向上を図る
には、３次元色空間ＲＧＢ上の細分割領域については別
途作成した変換表を各量子化回路１４のメモリ１９にそ
れぞれ登録し、さらに、図１５に示すように(但し、図
１５は、色成分Ｃについてのみ示している)、信号補正
装置１３からの補正信号に基づき３次元色空間ＲＧＢ上
の色領域を判別する色領域判定回路１８を各色成分ごと
に搭載することが望ましい。ここで用いた各色成分の色
領域判定回路１８は、比較回路の組合せによって構成さ
れており、不揮発型メモリ(フラッシュメモリ等)に予め
格納された１または複数の設定値と入力信号との比較に
より、その入力信号が、３次元色空間ＲＧＢ上の細分割
領域または複数の細分割領域のうちの何れかに含まれる
か否かを判定する。そして、各色ごとの量子化回路１４
が参照する変換表を、それぞれ、各色の色領域判定回路
１８の判定結果に応じた変換表に切り替えるようにすれ
ば、３次元色空間全体を細分割することなく、すなわ
ち、変換表のサイズを大幅に増大させることなく、より
優れた色再現性を得ることができる。具体的には、３色
成分の変換表を単一の半導体メモリで構成し、メモリア
ドレスの設定によって変換表の切替えを実現すればよ
い。

【００５３】ところで、入力信号の各色成分ＲＧＢは、
それぞれ、固有の変動要因を有している。このような各
色固有の変動を抑制するには、図１６(Ａ)に示すよう
に、信号処理装置１１の前段(入力側)または後段(出力
側)に、内蔵メモリに格納された変換表によってガンマ
変換を行うガンマ変換回路１２を各色成分ごとに設ける
ことが望ましい。あるいは、信号処理装置１１の前段お
よび後段の双方にガンマ変換回路を配置してもよい。各
色の入力信号(８ビット)のガンマ変換は、８ビットアド
レス信号でアクセスされる８ビットデータ幅の変換表に
よって実現されることから、各ガンマ変換回路１２の内
蔵メモリには２５６バイトの容量があれば足りる。

【００５４】このように、信号処理装置１１の前段もし
くは後段または前後段の双方に配置された各色のガンマ
変換回路１２で、入力信号の各色成分をそれぞれガンマ
変換することによって、入力信号の各色成分の固有の変
動が抑制される。そして、全色に共通して生じる変動
は、信号処理装置１１の誤差拡散処理、すなわち、３次
元色空間ＲＢＧの分割によって作成した変換表に基づく
処理によって抑制される。このように、３次元色空間の
分割によるガンマ変換と各色毎のガンマ変換とを組み合
わせることによって、それぞれの変換表による演算処理
における誤差が抑制され、信号処理の精度を向上させる
ことができる。これら２種類のガンマ変換を組み合わせ
るには、それぞれのに補正量の分担を設定する必要があ
るが、その分担設定についての制限はない。

【００５５】なお、ここでは、入力信号の各色成分を個
別のガンマ変換回路でガンマ変換しているが、１台のガ
ンマ変換回路で全色の入力信号をそれぞれガンマ変換す
る場合には、その変換表(図１６(Ｂ)参照)が格納される
内蔵メモリには２５６バイト×３色×１入力＝７６８バ
イトの容量があればよい。また、次項(２)において説明
するＲＧＢ信号からＣＭＹＫ信号への信号変換の場合で
あれば、変換表を格納するメモリには１０２４バイトの
容量があればよい。

【００５６】また、誤差拡散処理によって形成されるド
ットの配置には規則性がなく、カラープリンタによって
各色のインクのドットが同一位置に記録できるとは限ら
ない。一般に、ドット数の少ない低濃度画像にあっては
ドットが重なりにくく、ドット数の多い高濃度画像にあ
ってはドットの重なりは避けにくい。このようなドット
の重なり具合によって、観者の視覚への映り方が異なる
ことがある。そこで、このような問題を解決するため
に、同一位置のある最初の出力信号に応じて残りの出力
信号を調整するようにしてもよい。例えば、ＣＭＹＫの
順番で出力信号の演算を行う場合には、色成分Ｃの出力
信号が高めに振れると高濃度のＣインクでドットが記録
されるため、残りの色成分ＭＹＫの出力信号から、信号
レベルを抑制する抑制信号を差し引き、残りの色成分Ｍ
ＹＫの出力信号を調整するようにしてもよい。誤差信号
を帰還することによって、抑制信号によって変動する信
号が他の画素において加算されることになり、画像全体
の信号レベルを維持することができる。これにより、ド
ットの重なりが生じにくくなり、インクの発色をよくす
ることができる。

【００５７】(２)ＲＧＢ信号から多色信号(ＣＭＹＫ信
号等)への信号変換処理への適用例ＲＧＢ信号を、ＲＧＢ信号よりも色成分数が多いＣＭＹ
Ｋ信号に変換する場合には、信号処理装置には、図１７
に示すように、入力信号の各色成分ＲＧＢごとに、それ
ぞれ、前述の信号補正回路１３を搭載する必要がある。
また、誤差算出処理および誤差帰還処理は、入力信号の
どの色成分ＲＧＢに関しても、その処理内容が変わらな
いため、前述の誤差算出回路１５および誤差帰還回路１
６は、色別のものを要しない。量子化回路１４は、図１
８に示したような、入力信号で構成された３次元空間
(図１８(Ａ))上の各代表点の座標(Ｒ,Ｇ,Ｂ)に４色信号
ＣＭＹＫを対応付けた変換表(図１８(Ｂ))により、各色
成分の補正信号Ｐの組合せに対応付けられた黒信号Ｋを
生成する。そして、入力信号(Ｒ,Ｇ,Ｂ)の信号レベルを
保存するように誤差拡散処理を実行する。その結果、変
換後の信号(Ｃ,Ｍ,Ｙ,Ｋ)を出力する。

【００５８】ここでは、変換表を読みだすためのアドレ
ス生成において入力信号(Ｒ,Ｇ,Ｂ)の補正信号を利用す
る。このため、黒信号Ｋについては、誤差算出回路１５
および誤差帰還回路１６は不要である。つまり、出力信
号の色数にかかわらず、入力信号の色数に基づく演算処
理を行えばよいことになる。３色信号を５色以上の多色
信号に信号変換する場合にも、基本的には、これと同様
な構成で対応することができる。したがって、この構成
を利用すれば、互いに濃度の異なるインク、特別に調色
されたインク等、色再現範囲を広くするためのインクで
記録を行うプリントに対応することができ、また、いず
れも場合も、変換表の内容をあらかじめ書き込んでおく
ことによって、より滑らかな階調再現を実現することが
できる。

【００５９】このようにして、多色インクを用いたイン
クジェットプリンタ等による画像記録に適した信号処理
装置が実現される。

【００６０】(３)ＲＧＢ信号からパレットカラーへの信
号変換処理への適用例色を表し方のなかには、ＲＧＢ信号の組合せによって色
を特定するパレットカラーと呼ばれるものがある。ＲＧ
Ｂ入力信号をこのパレットカラーに信号変換する場合、
信号処理装置には、図２０に示すように、入力信号の各
色成分ＲＧＢごとに、それぞれ、前述の信号補正回路１
３を搭載する必要がある。そして、量子化回路１４の内
蔵メモリの変換表には、さらに、パレットカラーの構成
信号Ｒ_i,Ｇ_i,Ｂ_iとパレットカラー番号ｉとが対応付け
て登録されている(図１９(Ａ)参照)。ここでは、パレッ
トカラーを０番〜２５５番までの２５６種類としている
が、パレットカラーの種類は、目的に応じて設定するこ
とができる。一方、量子化処理、誤差算出処理および誤
差帰還処理は、入力信号のどの色成分に関しても、その
処理内容が変わらないため、前述の量子化回路１４、誤
差算出回路１５および誤差帰還回路１６は、色別のもの
を要しない。

【００６１】そして、量子化回路１４は、前述の場合と
同様、各色の量子化ステップ幅の交点信号(Ｚｒ,Ｚｇ,
Ｚｂ)を誤差算出装置１５へと出力すると共に、各色の
信号補正回路１３から出力された３色の補正信号の組合
せ(Ｐｒ,Ｐｇ,Ｐｂ)を、以下の２通りのパレットカラー
選択処理のうちの何れか一方によって、パレット番号に
変換し、そのパレット番号ｉを出力信号として出力す
る。

【００６２】このような構成によれば、本信号処理装置
による前述の効果に加えて、さらに、パレットカラー番
号を用いた表示が行われることによるデータ量の削減お
よび表示装置の構成の簡単化という利点を得ることがで
きる。

【００６３】ここで、前述のパレットカラー選択処理方
法について説明する。

【００６４】ｉ)第１のパレットカラー選択処理方法色差を色空間上における距離として算出し、入力信号
(Ｒ,Ｇ,Ｂ)あるいは補正信号(Ｐｒ,Ｐｇ,Ｐｂ)に最も距
離が近いパレットカラー(Ｒｉ,Ｇｉ,Ｂi)を選択する。
ただし、この第１のパレットカラー選択処理方法より
も、色空間上の距離を求めずに各色の色差利用する以下
の第２のパレットカラー選択処理方法のほうが処理負荷
が小さい。

【００６５】ii)第２のパレットカラー選択処理方法図１９(Ｂ)に示すように、入力信号(Ｒ,Ｇ,Ｂ)の入力を
受け付けると(Ｓ１９１)、ＲＧＢの順番で、各色信号に
ついて最も差分の小さな色信号成分を有するパレットカ
ラーを選択する(Ｓ１９０、Ｓ１９１、Ｓ１９２)。具体
的には、まず、入力信号Ｒとの差分が一定以内のＲｉ信
号を有するパレットカラーを変換表から選択する(Ｓ１
９０)。このとき、複数のパレットカラーが選択された
場合には、それらパレットカラーから、入力信号Ｇとの
差分が一定以内のＧｉ信号を有するものを選択する(Ｓ
１９１)。さらに、このとき、複数のパレットカラーが
選択された場合には、それらパレットカラーから、入力
信号Ｂとの差分が最も小さいＢｉ信号を有するパレット
カラーを１つだけ選択する(Ｓ１９２)。これにより、変
換表のパレットカラーのなかから、入力信号を最も忠実
に再現することができるパレットカラーを選択すること
ができる。

【００６６】なお、この第２のパレットカラー選択処理
方法によれば、必ずしも、各画素について最も色差の小
さいパレットカラーが選択されるとはいえないが、本実
施の形態では、前述したように、量子化において生じた
量子化誤差の周辺画素への振り分けによって全体として
の量子化誤差の抑制を図っているため、画像全体として
の階調再現は維持される。

【００６７】以上においては、信号処理対象を静止画像
としているが、動画像を信号処理対象としてもよい。例
えば、動画が表示されるＬＣＤ(液晶表示装置)に、以上
説明した信号処理装置を適用すれば、より高階調な表示
が可能となる。さらに、動画像の前後の画像間で誤差拡
散処理を切り替えることにより、面積階調再現方式を時
間軸方向に拡張すれば、より滑らかな階調再現を実現す
ることができる。これは、人間の視覚の応答特性を利用
した手法である。

【００６８】(４)ＲＧＢ信号から網点ディザ方式への信
号変換処理への適用例本実施の形態に係る信号処理装置によれば１６レベル程
度の出力信号Ｚを得ることができるが、プリンタのなか
には、ドット当たりの階調表現数がさらに少ない機種も
ある。印刷インクを用いた印刷物においては、網点と呼
ばれるドット形状の変化による階調表現が行われている
ことが多い。また、レーザビームプリンタにおいても、
面積階調表現として、ドットが次第に大きくなるような
網点ディザ方式(網点処理、ドット集中型、スクリーン
型等とも呼ぶ)が採用されていることが多い。

【００６９】この網点ディザ方式による処理は、入力信
号を周期的に変化する閾値と比較し、その比較結果を０
／１で出力するという基本的手順にしたがって行われ
る。１ドットを多値階調で表現することができる機種の
プリンタに対応する場合であれば、多値階調が出力され
るように、入力信号は、複数の閾値と比較される。

【００７０】この網点ディザ方式は、一般に、閾値と入
力信号との差分を切り捨てるため、階調の再現性が誤差
拡散処理よりも劣る。また、閾値の周期に同期してドッ
トが生成されるため、解像度の点でも誤差拡散処理より
も劣る。さらに、閾値の配置パターンによって画質が変
動することもある。このような問題点を有するが、網点
ディザ方式による印刷ライクな画質が好まれることは多
い。

【００７１】本信号処理装置によって網点信号を生成す
るには、図２１に示すように、出力信号Ｚをフィルタリ
ングする平均化フィルタ(例えば、３×３画素程度のマ
トリックスの平均化マトリックス)をさらに搭載する。
図２１(Ａ)は、複数ラインを用いたフィルタリングを行
う場合の構成例であり、図２１(Ｂ)は、単一ラインを用
いたフィルタリングを行う場合の構成例である。このよ
うな平均化フィルタによって多値信号を生成し、この多
値信号に対して一般的な網点パターンの信号処理を実行
すれば、網点信号を生成することができる。ただし、エ
ッジ部分を含む画像領域が、平均化処理によって劣化す
ることがあるため、これを防止するため、さらに、本信
号処理装置に、対象画像の性質(色空間上における位
置、エッジの有無、白黒／カラー等)を測定するための
適当な測定回路(色空間領域判定回路、エッジ判定回
路、彩度判定回路等)を搭載し、その測定結果に応じ
て、例えば、フィルタリング処理において用いる係数値
を切り替える等、信号処理の方式の切り替えを行うこと
が望ましい。

【００７２】あるいは、網点パターンによる変調信号を
入力信号に加算するようにしても、網点ライクな出力信
号を得ることができる。この場合の変調信号は、ライン
数、画素位置および色種類に関する信号の入力によって
出力されるものであるため、画面の２次元的な位置と色
種類とに応じて変化する。ただし、この変調信号の平均
値を０として誤差信号を帰還するようにすれば、入力信
号の階調再現性を維持することができる。変調信号の周
期、振幅等については、任意設定が可能な装置構成と
し、色種類によって位相をずらせば、色種類でドットを
ずらすことも可能である。

【００７３】例えば、ドット当たり４レべルのプリンタ
を利用する場合には、図２５(Ａ)(Ｂ)に示したような、
いわゆるディザ方式の信号変換回路を設けて、複数のド
ットを組み合わせれば、１６レべル程度の階調数を得る
ための印字ドット信号を得ることができる。複数の色信
号(ＣＭＹ等)で印字する場合には、それぞれの色信号に
ついて、同様な信号変換処理を実行する。

【００７４】図２５(Ａ)の信号変換回路によれば、メモ
リに格納されたしきい値表(データ更新可能)から、画素
クロックに同期したアドレスカウンタの出力に応じてし
きい値が読み出され、このしきい値と出力信号Ｚとの比
較結果が印字ドット信号として出力される。なお、ここ
で用いるしきい値表は、プリンタの機種に応じて変更可
能であることが望ましい。

【００７５】一方、図２５(Ｂ)の信号変換回路によれ
ば、しきい値との比較結果が帰還ループによりフィード
バックされ、出力信号Ｚに関する誤差拡散処理が実行さ
れ、複数の印字ドットを用いた平均的な信号保存が実現
される。帰還ループは同一ライン上の複数画素とするこ
とができる。なお、ここで用いる誤差帰還回路は、前述
の誤差帰還回路と同様な構成、あるいは、誤差レジスタ
を利用することによって実現可能である。

【００７６】また、これらの２種類の信号変換回路を、
処理対象の信号内容の測定結果に基づき切り替えて使用
するようにしてもよい。例えば、対象画素がエッジ部に
該当するか否かをエッジ検出回路で判定し、エッジ部で
なければ、複数画素の平均結果を用いた網点処理を行
い、エッジ部であれば、そのエッジを保存するようにし
きい値パタンを変更した網点処理あるいは誤差拡散処理
を行うようにしてもよい。このようにすれば、画質を維
持しつつ、プリンタの特性に適した信号変換処理を実行
することができる。

【００７７】(５)ＲＧＢ信号から白黒信号への信号変換
処理への適用例例えば、パソコンで作成したカラー画像をモノクロ印刷
用のプリンタから出力させた場合等には、当初のカラー
画像上においては識別可能であった画像領域が白黒出力
画像上では識別不可能になっていることがある。これを
防止するには、以下に示すように、白黒濃淡およびテク
スチャパタン(模様)を用いればよい。

【００７８】この場合には、図２６に示すように、３次
元色空間上の各座標(Ｒ,Ｇ,Ｂ)に、それぞれ、出力信号
として黒白信号レベルＢｌｋおよびパタン種別を対応付
けた変換表を準備しておく。この変換表に格納されてい
る情報の対応関係はプリンタの種別に応じて異なる。し
たがって、プリンタの属性デ―タ(プロファイルデータ)
のように管理することが望ましい。従来のＩＣＣプロフ
ァイルデータには色信号間の対応表しか記述されていな
いのに対して、色信号と白黒信号の対応変換表もＩＣＣ
プロファイルデータに記述することができる。あるい
は、ＩＣＣプロファイルデータに記述されている色信号
間の対応関係から、色信号と白黒信号との対応変換表を
算出するため、例えば色信号Ｌ*ｕ*ｖ*のＬ*信号を変換
結果の白黒信号レベルＢｌｋとして利用することもでき
る。このようにすれば、プリンタの種別を変更しても同
一の信号変換結果が得られるようになる。

【００７９】文字図形文書等のエッジ部を多く含む画像
については、エッジ検出回路等の検出結果に応じたテク
スチャパタンを用いた信号変換を行うこともできる。テ
クスチャパタンについては、変換表にパタン種別が用意
されている。入力信号ＲＧＢとエッジの有無とに基づい
て変換表をひき、変換結果を出力する。

【００８０】写真等の濃淡画像部分については白黒信号
レべルに変換し、文字図形等のエッジ部を含む画像部分
についてはテクスチャパタンに信号変換することができ
る。

【００８１】これらの写真と文字図形の画像部分の判断
は、変換対象画素および隣接画素を入力して、画素間の
信号の差分値を算出し、差分値の大きさを用いて判断結
果を出力する装置などで実現することができる。

【００８２】プリンタの種別やカラー白黒印刷の切替え
等は、例えば、パソコン上のアプリケーションソフトの
動作に連動した印刷設定手順で行うことができる。これ
らの設定をする操作者は、前述の信号変換のための変換
表の設定などについて理解をする必要はない。パソコン
上で動作する、いわゆるドライバソフトが、設定内容に
基づき、本発明の装置構成の要素である変換表の内容の
書替えを実行する。あるいは、印刷する画像データの一
部に設定内容が付加されるならば、該印刷画像データを
受け取ったプリンタがそのデータを読み取り、その結果
に基づきプリンタ内部の処理プロセッサが変換表の内容
の書替えを実行するようにしてもよい。

【００８３】さて、最後に、変換表の色較正について説
明する。ただし、ここでは、本発明に係る信号処理をソ
フトウエアで実現した場合を例に挙げる。

【００８４】色信号の再現特性には、何らかの要因によ
って変動が生じることがある。例えば、カラーレーザー
プリンタにおいては、温湿度による感光体の帯電特性の
変化、トナーの帯電特性の変化等が、色信号の再現特性
の変動要因になる。

【００８５】このような変動要因(例えば、温湿度等)を
直接測定し、その測定結果に基づいて、色信号の再現特
性の変動を抑制することができるが、色信号の再現特性
が経時的に変化する場合等、変動要因と因果関係が必ず
しも明らかとは言えない場合には、印刷結果を測定し、
その測定結果に基づいて、色信号の再現特性の変動を抑
制する必要がある。また、例えば工場出荷時の検査結果
に基づき、機器毎の特性ばらつきを補正する必要もあ
る。

【００８６】これらの変動を抑制するには、表示装置や
印刷物の再現色を画像入力装置に入力してから、その入
力データに基づいて変換表を作成する必要がある。そこ
で、本実施の形態では、図２２に示した処理をパソコン
２２５に実行させる較正モードを予め用意しておき、ユ
ーザが、この較正モードの起動によって変換表を作成す
ることができるようにしている。具体的には、較正モー
ドが起動されると、パーソナルコンピュータ２２５は、
予め準備された較正用カラーチャートの印字データを出
力し(Ｓ２２０)、その印字データをプリンタ２２６から
出力させる(Ｓ２１)。このプリンタ出力が測定専用セン
サまたは汎用入力装置(スキャナ、デジタルカメラ等)２
２７によって取り込まれると(Ｓ２２２)、パーソナルコ
ンピュータ２２５は、印字データとプリンタ出力の測定
結果とを比較し(Ｓ２２３)、その比較結果に基づき変換
表を作成する(Ｓ２２４)。そして、パーソナルコンピュ
ータ２２５は、この変換表を、前述の信号処理が定義さ
れたソフトウエアの実行中に利用するための変換表とし
て、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに格納してか
ら、処理完了のメッセージを出力する(Ｓ２２５)。

【００８７】ここでは、本発明に係る信号処理をソフト
ウエアで実現した場合における処理を例に挙げたが、図
２３(Ａ)(Ｂ)に示すように、プリンタ等の画像出力装置
およびスキャナ等の画像入力装置が接続された情報処理
装置に、本発明に係る信号処理装置１１が搭載されてい
る場合には、図２２に示した処理が定義されたプログラ
ムをプログラムメモリに格納しておき、プロセッサが、
そのプログラムに基づき、信号処理装置１１の変換表を
作成するようにしても構わない。あるいは、複数種類の
変換表を準備すると共に、プリンタ等の出力装置に組み
込まれたセンサの検出値(出力装置の特性信号)に応じた
適当な変換表を選択する判定回路を量子化装置に搭載す
れば、出力装置の特性に適した信号処理が実行され、色
の再現性をより向上させることができる。なお、出力装
置の特性信号の例としては、機器の温度、環境湿度、環
境照明光、記録紙に関する情報等が挙げられる。

【００８８】

【発明の効果】本発明に係る信号処理装置によれば、従
来完全に別個に行われていた色変換処理と誤差拡散処理
との間に重複していた処理を、誤差拡散処理の繰返し処
理中に、量子化回路が変換表に基づき実行するようにし
たため、回路規模の縮小および処理の高速化を図ること
ができる。同様な機能をソフトウエアで実現した場合に
も、誤差拡散処理の繰返し処理中に、入力信号を、それ
とは性質の異なる出力信号(入力信号とは異なる座標系
の座標として表される出力信号)に信号変換することが
できる点において相違ないため、処理の高速化が達成さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の概
略構成図である。

【図２】(Ａ)は、本発明の実施の一形態に係るガンマ特
性線を示した図であり、(Ｂ)は、そのガンマ特性線に基
づき作成された変換表を示した図である。

【図３】本発明の実施の一形態に係る信号補正処理によ
る効果を説明するための図である。

【図４】(Ａ)は、信号補正回路の回路構成図であり、
(Ｂ)は、注目画素と参照画素との位置関係を示した図で
ある。

【図５】量子化回路の回路構成の一例を示した図であ
る。

【図６】誤差算出回路の回路構成の一例を示した図であ
る。

【図７】量子化回路の回路構成の一例を示した図であ
る。

【図８】(Ａ)は、誤差帰還回路の回路構成の一例を示し
た図であり、(Ｂ)は、注目画素と参照画素との位置関係
を示した図である。

【図９】(Ａ)は、本発明の実施の一形態に係るガンマ特
性線を示した図であり、(Ｂ)は、そのガンマ特性線に基
づき作成された変換表を示した図である。

【図１０】画素のスキャン順序を示した図である。

【図１１】本発明の実施の一形態に係る信号処理方法の
フローチャートを示した図である。

【図１２】３次元色空間を示した図である。

【図１３】(Ａ)は、３次元色空間を示した図であり、
(Ｂ)は、変換表のデータ構造を説明するための図であ
る。

【図１４】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
概略構成図である。

【図１５】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
概略構成図である。

【図１６】(Ａ)は、各色ごとのガンマ変換回路から信号
処理回路へのデータの流れを示した図であり、(Ｂ)は、
全色用のガンマ変換表のデータ構成の一例を示した図で
ある。

【図１７】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
概略構成図である。

【図１８】(Ａ)は、３次元色空間を示した図であり、
(Ｂ)は、変換表のデータ構造を説明するための図であ
る。

【図１９】(Ａ)は、本発明の実施の一形態に係る変換表
(パレットカラー表)を示した図であり、(Ｂ)は、量子化
回路が実行するパレットカラー選択処理のフローチャー
ト図である。

【図２０】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
概略回路構成図である。

【図２１】本発明の実施の一形態に係る網点画像の形成
方法を説明するための回路図および画素配置図である。

【図２２】本発明の実施の一形態に係る画像処理システ
ムの概略構成図である。

【図２３】本発明の実施の一形態に係る画像処理システ
ムの概略構成図である。

【図２４】誤差信号の算出方法を説明するための図であ
る。

【図２５】本発明の実施の一形態に係る信号変換装置の
概略構成図である。

【図２６】(Ａ)は、３次元色空間を示した図であり、
(Ｂ)は、変換表のデータ構造を説明するための図であ
る。

【図２７】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
概略構成図である。

【図２８】(Ａ)は、本発明の実施の一形態に係る量子化
装置の概略構成図であり、(Ｂ)は、アドレス生成回路の
回路構成図である。

【図２９】(Ａ)は、誤差帰還回路の回路構成の一例を示
した図であり、(Ｂ)は、注目画素と参照画素との位置関
係を示した図である。

【図３０】(Ａ)は、エッジ検出回路の検出結果に応じた
誤差伝播回路の動作を説明するための図であり、(Ｂ)
は、注目画素と参照画素との位置関係を示した図であ
る。

【図３１】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
構成回路の動作のタイミングチャート図である。

【符号の説明】

１１…信号処理回路１３…信号補正回路１４…量子化回路１５…誤差算出回路１６…誤差帰還回路１８…色領域判定回路

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/46 ＺＦターム(参考） 5B057 AA11 CA01 CB01 CE14 CE16 CH11 5C077 LL17 LL18 LL19 MP01 MP08 NN02 NN11 PP15 PP31 PP32 PP33 PP37 PP38 PQ23 RR08 RR18 TT01 5C079 HB12 LB02 LB11 LC09 MA04 NA03 NA05 PA01 PA02 PA03 5J064 AA03 AA04 BA13 BB02 BC01 BC16 BD03 BD07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに異なる座標系の座標として表された
２種類以上の信号を画素ごとに対応付けた変換表が格納
された記憶手段と、前記各画素の入力信号を、前記変換表において当該入力
信号に対応付けられた信号に逐次変換する量子化手段
と、前記量子化手段が１画素についての信号変換を行うごと
に、当該信号変換の誤差を逐次算出する誤差算出手段
と、前記誤差算出手段が算出した誤差を、前記信号変換手段
による信号変換前の入力信号に拡散させる信号補正手段
とを備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】請求項１記載の信号処理装置であって、前記出力信号の出力先装置からの帰還信号に基づき、前
記変換表を書き替える手段を備えることを特徴とする信
号処理装置。
【請求項３】請求項１または２の信号処理装置であっ
て、前記入力信号の特性を判定する判定手段、および、前記
出力信号の出力先装置からの帰還信号の特性を判定する
判定手段のうちの少なくとも一方を備え、前記記憶手段は、複数種類の変換表を記憶し、前記量子化手段は、前記判定手段の判定結果に応じた変
換表に基づき前記信号変換を行うことを特徴とする信号
処理装置。
【請求項４】請求項１、２および３のうちの何れか１項
記載の信号処理装置であって、前記信号補正手段の前段または前記量子化手段の後段
に、受け付けた信号を各色ごとにガンマ変換するガンマ
変換手段を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項５】請求項１、２、３および４のうちの何れか
１項記載の信号処理装置であって、前記変換表は、前記入力信号を、当該入力信号の色成分
よりも多くの色成分を有する出力信号に対応付け、前記量子化手段は、前記入力信号を、当該入力信号の数
よりも多い出力信号に変換することを特徴とする信号処
理装置。
【請求項６】互いに異なる座標系の座標として表された
２種類以上の信号を画素ごとに対応付けた変換表に基づ
き、前記各画素の入力信号を、当該入力信号に対応付け
られた信号に逐次変換する量子化ステップと、前記量子化ステップにおいて１画素についての信号変換
が行われるごとに、当該信号変換の誤差を逐次算出する
誤差算出ステップと、前記量子化ステップによる信号変換前の入力信号に、前
記誤差算出ステップにより算出された誤差を拡散させる
信号補正ステップとを有することを特徴とする信号処理
方法。
【請求項７】請求項１、２、３、４および５のうちの何
れか１項に記載された信号処理装置を備えることを特徴
とする情報処理装置。
【請求項８】情報処理装置に、互いに異なる座標系の座標として表された２種類以上の
信号を画素ごとに対応付けた変換表に基づき、前記各画
素の入力信号を、当該入力信号に対応付けられた信号に
逐次変換する量子化処理と、前記量子化ステップにおいて１画素についての信号変換
が行われるごとに、当該信号変換の誤差を逐次算出する
誤差算出処理と、前記量子化ステップによる信号変換前の入力信号に、前
記誤差算出ステップにより算出された誤差を拡散させる
信号補正処理とを実行させるプログラムが格納されてい
ることを特徴とする機械読み取り可能な記憶媒体。