JP2004282343A

JP2004282343A - カラー画像処理方法

Info

Publication number: JP2004282343A
Application number: JP2003070031A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Nakahara; 信彦中原; Hiromoto Umezawa; 浩基梅澤; Norimasa Ariga; 徳政有賀
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】Ｋの不正パターン発生を防止する。
【解決手段】ＣＭＹ等量のグレーレベルにおいて３色が全てオンとなる最小の階調数を１２８階調から１７０階調の間に設定する。これを実現するために疑似階調処理部でディザ閾値を設定する場合、先ず、Ｃのディザ閾値を設定し、続いて、Ｍのディザ閾値を垂直方向にミラー対象の簡易操作で設定する。ＣとＭのディザ閾値を決定した後、Ｙのディザ閾値を求める。Ｙの閾値は、ＣとＭの閾値を加算した合計を大きい順にソートし、略大きい順からＹの小さい閾値を割り当てることで設定する。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像を扱うプリンタ、複写機、ファクシミリ、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ−ＦｕｎｃｔｉｏｎＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ）等に使用されるカラー画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ソフトウェアの技術進歩により、文字、グラフィック、写真等が混在した複雑なレイアウトを施した文書画像を扱う機会が増えている。さらにカラー画像入出力装置の普及に伴い、これら複雑なレイアウトを施したカラー画像データを扱う機会も増えている。
【０００３】
一般的にこれらの電子データは最終出力形態として紙等の記録媒体に記録される。この場合、これら任意フォーマットの電子データは、出力装置が解釈できる中間コードに一旦変換した後、ＬＡＮ等を経由してカラープリンタなどの出力装置に送られる。そして、この出力装置にて中間コードを解釈展開し記録媒体に画像が記録される。このコードに代表されるものがＰＤＬ（ページ記述言語）と呼ばれるもので、出力装置は受け取ったＰＤＬデータを解釈して、意図する色、レイアウトで画像を忠実に再現する仕組みになっている。
【０００４】
一方、カラー画像を扱う場合、コンピュータの一部であるモニタ等ではＲ（レッド）Ｇ（グリーン）Ｂ（ブルー）系で画像を扱い、プリンタ系ではＣＭＹ系、あるいはＣＭＹＫ系で画像を扱っている。また、一般にモニタではＲＧＢ毎に輝度変調により純粋に１画素を多値の階調数で表示しているが、プリンタに代表される出力装置では、ディザ法や濃度パターン法といった擬似階調処理という技法を用いて基本的に画素単位、あるいは画素をさらに分割した単位でのドットのオン、オフの２値出力を一定の微小面積内で制御することにより面積的に階調を表現している。
【０００５】
カラーでは、これをＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色、あるいはＣ、Ｍ、Ｙの３色に適用し、最終印字面上で３色あるいは４色の微小ドットを重ね合わせることにより、微妙なカラー階調画像を再現している。但し、実際にはＣＭＹの各色材の重ね合わせによって生じるＫは、理想的なＫの色特性とはならないため、一般的なカラー画像出力装置では、ＣＭＹＫをベースにしているものが圧倒的に多い。
【０００６】
ホストコンピュータあるいはパーソナルコンピュータ等で作成、編集された文書やグラフィック、写真等は、プリンタドライバによって、ＰＤＬ言語に変換され、ＬＡＮやセントロニクス等の中継手段を経由して画像出力装置に送られる。画像出力装置では、これを画像処理部内のコントローラ部で言語解釈してラスターデータに展開する処理を行う。また、コントローラ部では、ラスター化されたこれら様々なオブジェクトを合成する処理が必要となる。この合成処理によって、透かしや反転の効果も得ることができる。オブジェクトの合成においては、ＰＣＬ言語のようにラスター化された画像データを擬似階調処理によって２値化したデータに対して、ＡＮＤ処理やＯＲ処理といった論理演算手段を用いて合成することで高速処理を実現させている。
【０００７】
一方、通常使用されているＯＳではカラーをＲＧＢ空間で表現しており、このオブジェクトの合成処理もＲＧＢ空間を前提にしている。しかしプリンタの再現色空間は一般にＣＭＹＫ空間であるためＲＧＢからＣＭＹＫの色変換を行うことになるが、このときＣＭＹＫ空間でＣＭＹＫ同士の４色合成処理を行うと、原理的にＲＧＢまたはＣＭＹ３色で合成した結果と同じ結果にならないことがあり、予想を逸脱して色再現において不適正な結果となることも多い。従って、通常はこの対応として、オブジェクトの合成処理は３色で行い、その後でＫを生成する処理で対処している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
通常、カラー画像処理フローにおけるＲＧＢからＣＭＹＫへの変換は、カラーマネジメントのテクニックを用いてＲＧＢからＣＭＹデータを作成し、そしてＫの生成は、ＣＭＹの共通部分であるグレー成分に対して、ある一定の割合でＫを生成させるＢＧ（ＢｌａｃｋＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ）とこのＫの生成によりＣＭＹの量を再調整するＵＣＲ（ＵｎｄｅｒＣｏｌｏｒＲｅｍｏｖａｌ）といった処理を行うが、基本的にこれらの処理は、例えば８ｂｉｔなどの多値の状態で行われる。なお、最近ではＲＧＢからＣＭＹＫを３次元ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）方式によりダイレクトに変換する手法も主流になっているが、これは３次元ＬＵＴ作成時に上記したＫの生成テクニックの概念が同様に含まれている。
【０００９】
さらにこの変換に加え、上記したオブジェクトの高速合成後には、２値化されたＣＭＹの画像データから同じようにＫを生成する処理を行う。当然この時は２値の状態で合成が行われる。この時合成出力のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの組合せに関しては大きな幾つかの制限が発生してしまう。
【００１０】
例えば、図１２に示すように、ＣＭＹＫの各色８ビットの画像データＣ_８、Ｍ_８、Ｙ_８、Ｋ_８を４色疑似階調処理部１で各色１ビットの画像データＣ_１、Ｍ_１、Ｙ_１、Ｋ_１に変換した後、Ｋ保存処理部２でＣＭＹの各画像データにＫの信号を重畳させることでこのＫの画像信号を保存させている。そして、このＫ保存処理部２から各色１ビットの画像データＣ_１、Ｍ_１、Ｙ_１を出力し、記憶部３に記憶する。
【００１１】
また、疑似階調処理部が３色疑似階調処理部４の場合には、ＣＭＹの各色８ビットの画像データＣ_８、Ｍ_８、Ｙ_８を３色疑似階調処理部４で各色１ビットの画像データＣ_１、Ｍ_１、Ｙ_１に変換して記憶部３に記憶する。
そして、記憶部３から各色１ビットの画像データＣ_１、Ｍ_１、Ｙ_１を読み出してＣＭＹからＣＭＹＫへの変換処理部５に供給し、この変換処理部５において、各色１ビットの画像データＣ_１、Ｍ_１、Ｙ_１を各色１ビットの画像データＣ_１、Ｍ_１、Ｙ_１、Ｋ_１に変換しエンジン部へ出力するようになっている。
【００１２】
２値状態におけるＣＭＹＫの各組合せは、図１３の（ａ）に示すように、１６（＝２^４）通りの組合せがある。また、２値のＣＭＹの各組合せは、８（＝２^３）通りの組合せがある。ＣＭＹＫの各色１ビットの画像データＣ_１、Ｍ_１、Ｙ_１、Ｋ_１をＫ保存処理部２でＣＭＹの各色１ビットの画像データＣ_１、Ｍ_１、Ｙ_１に変換すると、図１３の（ｂ）に示すように、Ｋが「１」、すなわち、Ｋがオンの画像データは、Ｃ_１、Ｍ_１、Ｙ_１がすべてオンになる。そして、ＣＭＹの組合せから再び１６通りのＣＭＹＫの組合せに変換するとき、色再現理論上、原理的に正確な変換を行うと、図１３の（ｃ）に示すように、２色の組合せになるのはＲ、Ｇ、Ｂにおいてのみで、Ｋが「１」のときにはＣ、Ｍ、Ｙは全て「０」になってしまいほとんど単色に置き換わってしまう。これはトナー現像する場合に、１色当たり１００％とすると、ＣＭＹＫの組合せにおいて単位画素当たり最大２００％のトナー付着量の制限がかかるのに等しい。
【００１３】
このような変換規則に沿ったＣＭＹＫの組合せで実際の画像データを印字装置によって出力し、その出力画像を観察した結果、様々な色の組合せで構成されていた画素のかなりの部分がＫ（ブラック）１色に置き換わってしまい、予想をしていないＫの不正パターンが発生する問題があった。
【００１４】
また、印字装置において現実的に各色の印字位置を完全に正確に一致させることができない、いわゆる色位置合わせ技術上の問題が生じる。この現象は、印字装置において各色の印字位置を正確に合わせることができれば原理的には発生しないが、記録媒体全面に対して正確に各色の印字位置を合わせることは非常に難しく、通常エンジン性能が６００ｄｐｉ程度の印字装置においては最大２、３画素程度の色ずれが発生することは珍しくない。
各色間で印字位置がずれると、印字位置によって各色の相対的な配置が微妙に異なり色ムラが発生してしまう問題があった。
【００１５】
また、各色間で印字位置が数画素分ずれると、本来は網点構造の場合には図１４の（ａ）に示す印字が行われ、また、万線構造の場合には図１５の（ａ）に示す印字が行われるべきなのに、図１４の（ｂ）や図１５の（ｂ）に示すようにＣＭＹから置き換えられたＫと残りのＣＭＹにおける任意の組合せ間で色ずれが発生し、Ｋのずれた部分に白抜けが出現してしまう問題があった。
【００１６】
請求項１乃至１０に係る発明は、Ｋの不正パターン発生を防止でき、粒状感の無い高画質な画像を得ることができるカラー画像処理方法を提供する。
請求項１１及び１２に係る発明は、色ムラの発生を防止できるカラー画像処理方法を提供する。
請求項１３乃至１５に係る発明は、白抜けを防止できるカラー画像処理方法を提供する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＣＭＹを含む多値のカラー階調画像データを擬似階調処理して２値のカラー階調画像データに変換し、この２値のカラー階調画像データを、さらに２値のＣＭＹＫ階調画像データへ変換する場合において、ＣＭＹ値等量のグレー階調域のハイライト部において擬似階調処理した結果、任意の画素についてＣＭＹ３色の色成分全てがオンとなることがないＣＭＹ各色のディザ閾値配列の相関規則に従って画素を形成することにある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、この実施形態は本発明をカラーレーザプリンタに適用したものについて述べる。
図１は、システム全体の構成を示すブロック図で、ネットワーク１１上に複数のパーソナルコンピュータ１２を接続するとともに１台のカラーレーザプリンタ１３を接続している。
【００１９】
前記各コンピュータ１２は、プリンタ１３に対して画像データの構造を示すＰＤＬデータを転送するようになっている。すなわち、各コンピュータ１２はプリンタ１３とのインターフェース特性に合わせて、ドライバ１４からプリンタ１３のプリンタコントローラ１５にＰＤＬコードあるいはラスターのデータを転送するようになっている。前記プリンタ１３は、前記プリンタコントローラ１５により、プリンタエンジン１６を駆動制御するようになっている。
【００２０】
前記プリンタコントローラ１５は、コンピュータ１２から送られてきたコード化された画像データであるＰＤＬ等のページ記述言語をビットマップに展開するとともに各画像処理を行った後、内蔵しているイメージメモリに格納する。前記プリンタエンジン１６は、プリンタコントローラ１５からのビットマップの画像データを駆動信号に変換し、また、用紙などの記録媒体を搬送するとともに駆動信号によってレーザの駆動制御等を行って印字動作を行うようになっている。
【００２１】
なお、コンピュータ１２とプリンタ１３との関係は必ずしもネットワーク化されている必要はなく、セントロニクスに代表されるパラレル接続等で使用しても良く、また、１対１の関係であっても良い。また、プリンタコントローラ１５とプリンタエンジン１６とのインターフェースは、基本的にプリンタのアーキテクチャーに依存するものであり規定化されているものではない。
【００２２】
図３は、前記プリンタ１３のプリンタコントローラ１５及びプリンタエンジン１６の構成を示すブロック図で、ラスター画像に展開処理された後のカラー画像処理を行うものである。
【００２３】
色変換処理部２１、ＢＧ／ＵＣＲ処理部２２、γ（ガンマ）変換部２３、疑似階調処理部２４、Ｋ保存処理部２５、オブジェクト合成（ＲＯＰ）部２６、Ｋ生成処理部２７によってプリンタコントローラ１５内のカラー画像処理部を構成している。また、エンジンＡＳＩＣ２８は、画像データに対してレーザを駆動するパルス信号を変換する処理も担うもので前記プリンタエンジン１６を構成している。
【００２４】
次に、入力階調を各色８ｂｉｔ、２５６階調として各部の機能について説明する。なお、白を０、各色のベタを２５５とする。
例えば、入力された各色８ｂｉｔのモニタなどで標準的なＲ_８Ｇ_８Ｂ_８の色信号を、まず色変換処理部２１で、プリンタでの色再現色である各色８ｂｉｔ、すなわち、多値のＣ_８Ｍ_８Ｙ_８色に変換してＢＧ／ＵＣＲ処理部２２に供給している。
【００２５】
前記ＢＧ／ＵＣＲ処理部２２は、ＣＭＹ色から墨成分を抽出し、かつ、その後のＣＭＹ色を決定し、最終的に各色８ｂｉｔのＣ_８Ｍ_８Ｙ_８Ｋ_８色に変換してガンマ変換部２３に供給している。前記ガンマ変換部２３は、各色毎にプリンタの実質出力特性に応じた階調補正を行って各色８ｂｉｔのＣ_８Ｍ_８Ｙ_８Ｋ_８階調画像データを疑似階調処理部２４に供給している。
【００２６】
前記疑似階調処理部２４は、各色毎にディザ処理により、１画素のデータをプリンタエンジン１６の印字能力に合わせた各色１ｂｉｔの、より小さい階調数の画像データに変換するようになっている。なお、１ｂｉｔにおいては、０をオフ、１をオンとし、オンの時に画素を形成するようになっている。疑似階調処理部２４からの各色１ｂｉｔ、すなわち、２値のＣ_１Ｍ_１Ｙ_１Ｋ_１階調画像データをＫ保存処理部２５に供給している。
【００２７】
前記Ｋ保存処理部２５は、後段のオブジェクト合成を正しく行うために、２値のＣ_１Ｍ_１Ｙ_１Ｋ_１色の階調画像データを２値のＣ_１Ｍ_１Ｙ_１色の階調画像データに変換する処理を行ってオブジェクト合成部２６に供給している。この時擬似階調処理部２４で生成されたＫは、そのままでは情報が消失してしまうので、ＣＭＹの各画像データにＫの信号を重畳させることでＫの画像信号を保存する。具体的には、ＣＭＹそれぞれの色に対して、Ｋとの論理和を取ることでＫ成分の保存を実現している。
【００２８】
前記オブジェクト合成部２６は、２つ以上のオブジェクトを重ね合わせる処理を論理演算によって実現している。論理演算としては、ＡＮＤ、ＯＲ、ＮＯＴ、ＸＯＲ等があり、この論理演算の組合せにより画像の透かしや反転処理も実現できるようになっている。また、ｂｉｔ操作であるので高速な変換も可能になっている。このオブジェクト合成部２６からのＣ_１Ｍ_１Ｙ_１階調画像データにＫ生成処理部２７に供給している。
【００２９】
前記Ｋ生成処理部２７は、オブジェクトの合成されたＣＭＹ３色のラスター画像データから、論理演算によりＫを生成して、最終的な印字データである２値のＣ_１Ｍ_１Ｙ_１Ｋ_１のラスター画像に変換するようになっている。ここでの論理演算では、計算の対象となる注目画素において、ＣＭＹ全ての値がオンとなっている時にＫをオンにするとともにＣＭＹをそれぞれオフにする処理を行うようになっている。
【００３０】
色再現上の理想的な系では、前記Ｋ保存処理部２５、オブジェクト合成部２６、Ｋ生成処理部２７からなる一連処理系は、Ｋの保存性も含め、原理的には一意性が保たれている。
【００３１】
前記Ｋ生成処理部２７からのＣ_１Ｍ_１Ｙ_１Ｋ_１のラスター画像を、プリンタエンジン１６を構成するエンジンＡＳＩＣ２８に供給している。前記エンジンＡＳＩＣ部２８は、プリンタコントローラ１５、すなわち、前記Ｋ生成処理部２７から入力されたラスター画像データを、レーザを駆動するためのＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号に変換し、画像を形成するようになっている。
【００３２】
図２は、前記擬似階調処理部２４、Ｋ保存処理部２５、Ｋ生成処理部２７の１画素における出力状態を示している。すなわち、図２の（ａ）は、擬似階調処理部２４のＣＭＹＫ出力の組合せを示し、図２の（ｂ）は、Ｋ保存処理部２５のＣＭＹ出力の組合せを示し、図２の（ｃ）は、Ｋ生成処理部２７のＣＭＹＫ出力の組合せを示している。なおオブジェクト合成部２６自体は、オブジェクト合成のための処理であって、擬似階調処理部２４、Ｋ保存処理部２５、Ｋ生成処理部２７の変換とは処理の意味合いが本質的に異なるため省略してある。図において１は色材で画素を形成するドットオンを示し、０は色材を付着させないドットオフを示している。
【００３３】
図４は、前記ＢＧ／ＵＣＲ処理部２２のＢＧ処理においてＫを生成しないようにした場合の前記擬似階調処理部２４、Ｋ保存処理部２５、Ｋ生成処理部２７の１画素における出力状態を示している。すなわち、図４の（ａ）は、擬似階調処理部２４のＣＭＹＫ出力の組合せを示し、図４の（ｂ）は、Ｋ保存処理部２５のＣＭＹ出力の組合せを示し、図４の（ｃ）は、Ｋ生成処理部２７のＣＭＹＫ出力の組合せを示している。
【００３４】
図２のＣＭＹＫ出力の組合せを見ると、Ｋ生成処理部２７では９／１６というかなりの組合せにおいて、Ｃ＝０、Ｍ＝０、Ｙ＝０、Ｋ＝１というＫ単色に置き換わっていることがわかる。
【００３５】
ところで、本来Ｋは粒状性の観点から低階調部では生成させないのでハイライト部において確率的に最も問題となるのが、ＣＭＹ３色オンの画素が、Ｋ１色に置き換わる場合での組合せである。通常このような３色間の閾値相関までを考慮していないディザ閾値ではＣＭＹ等量のグレーレベルにおいて数十階調あるいは数階調のハイライト部から３色がともにオンとなる画素が発生する。つまり、ＣＭＹがともにオンとなる組合せは、低階調域から容易に発生しやすいパターンであり、これがＫの粒状性の観点から画質に最も影響を与える。なお、ここでＣＭＹ等量のグレーレベルを基準としているのは、３色間の閾値の相関を考慮する場合、ＣＭＹの特定色による組合せの偏りをなくすためである。
【００３６】
本実施の形態においては、ＣＭＹ３色が共にオンとなる画素が発生しないようにＣＭＹ３色間のディザ閾値の相関関係を考慮した設定を行う。原理的に任意の２色を見た場合、この閾値を反転関係にすれば０〜１２８階調まで、完全に重なることのない、いわゆるＤｏｔ−Ｏｆｆ−Ｄｏｔ状態にできる。例えば、任意の２色の閾値を、Ｔｈ＿ａ、Ｔｈ＿ｂとすると、Ｔｈ＿ｂ＝２５６−Ｔｈ＿ａという反転関係にすればよい。一方、理論的に３色が全てオンとならない限界の階調数は１７０階調である。これは図５に示す３色の組み合わせモデルを見れば明らかである。すなわち、理論的には１７０階調ではＣＭＹのいずれかの２色がオンとなるが３色全てがオンとなることはなく、１７１階調目で始めて３色全てがオンとなる画素が発生する。
【００３７】
そこでＣＭＹ等量のグレーレベルにおいて３色が全てオンとなる最小の階調数を１２８階調から１７０階調の間、すなわち、より高階調側に設定する。つまり、全階調域の１／２から２／３の階調値の範囲に設定する。これにより低階調領域であるハイライト領域から中間階調領域にかけてはＣＭＹ３色オンから置換されるＫの不正パターンの発生を防止でき、Ｋのテクスチャおよび粒状性のない高画質な画像を得ることができる。ここでの１２８階調から１７０階調というのは原理的にディザの閾値配置が全階調域にわたって線形に均等分割されていることを前提としている。
【００３８】
逆にもともと電子写真等の出力装置の持つドットゲイン等の影響を予め考慮してディザの閾値配置を各階調間で非線形に設定することにより、実質３色が全てＯＮとなる階調をより高階調側にシフトすることもできる。例えばディザのマトリクスサイズが比較的大きい場合は、各隣接階調間でオン、オフが切り替わる画素の数を各階調域で非線形にする操作で容易に実現できる。
【００３９】
これにより、例えばデジタル演算上、入力１７０階調で単位ディザマトリクス内の２／３の画素をオンにさせていたものを、入力２００階調で単位ディザマトリクス内の２／３の画素をオンさせるといった具合になる。つまりこれはＣＭＹ３色がすべてオンとなる階調域をより高階調域側にシフトさせることと等価である。
【００４０】
次に、具体的な閾値の作成方法を説明する。
まず、ＣとＭのディザ閾値を決定する手順について述べる。説明を簡単化するために３色ともに８×８サイズのディザマトリクスを例に説明する。
Ｃのディザ閾値を図６の（ａ）に示すように設定し、Ｍのディザ閾値を図６の（ｂ）に示すように設定する。なお、図中の閾値は１〜６４までの値となっているが、実際８ｂｉｔ２５６階調の画像に対しては、この閾値は１〜２５６に線形拡張することで対応できる。
【００４１】
この例では、ＣとＭのどちらか一方を先に作成し、もう一方は垂直方向にミラー対象の簡易操作で作成すればよい。なお、ＣとＭのディザ閾値の設計はこの方法に限る必要は無く、スキューや回転等の簡易操作によってもう一方を作成する方法でも、ＣとＭ個別に独立設計するものであっても良い。
【００４２】
但し、ＣとＭの同一位置の加算結果が、可能な限り他の同一位置との加算結果と等しくならないように調整されていることが好ましい。例えば、Ｍｔｈ＝２５６−Ｃｔｈ、いわゆるＤｏｔ−Ｏｆｆ−Ｄｏｔという完全な閾値反転による操作で作成されたディザ閾値は、ＣとＭの各閾値の加算結果が全ての位置で等しくなるため、Ｙの閾値を計算で簡易に求めることが難しくなる。なお、この完全な２色間での閾値反転による操作のとき、ＣＭＹ値等量のＣＭＹ３色全てのドットがオンとなる開始階調値は、全階調数のうちの丁度１／２のところとなる。
【００４３】
次に、このように先にＣとＭのディザ閾値を決定した後、Ｙのディザ閾値を求める。Ｙの閾値は、ＣとＭの閾値を加算した合計を大きい順にソートし、略大きい順からＹの小さい閾値を割り当てることで生成できる。
図６の（ｃ）はＣとＭの閾値の加算結果を示し、図６の（ｄ）はこれらの操作により実際に生成されたＹの閾値を示している。なお、加算結果の値が等しい画素については、その画素間での優先順位関係は任意で良い。
【００４４】
なお、ここでは基準となる２色をＣとＭで説明したが、この組合せはＣとＹ、あるいはＭとＹでも良い。但し、一般的に各色により濃度むらや粒状性の視覚への影響は大きく異なることが知られている。例えば、同じパターンを印字しても、Ｙ→Ｃ→Ｍ→Ｋの順に、より視覚にノイズとして目立つとされている。
【００４５】
このため、ＣとＭは粒状性を考慮し、幾何的に安定した網点、万線等の安定再現可能なディザ閾値の設計を行い、視覚的に最も目立ち難く、融通の利くＹを最後に上述した計算方法で求めることが望ましい。これにより、全体の再現安定性に優れ、バランスが最も良いパターンを形成できる。
【００４６】
さらに好ましくは、任意の２色を万線構造とすることにより、単独画素の形成が不安定、かつ副走査方向のジッタに強いなど印字精度に方向性のある電子写真の像形成の安定性に優れ、また、画素が完全に繋がらない一部ハイライト領域を除いては角度が一方向に限定されるため、ＣＭＹのパターン制御がしやすいといった利点を得ることができる。
以上のようにして作成されたＣＭＹのディザ閾値によりハイライト部から中間階調域に対してＫパターンの発生は抑制される。従って、粒状性が改善され、高画質な画像を出力できる。
【００４７】
一方、これより高階調域について見ると、当然擬似階調処理の結果、ＣＭＹ３色が全てオンとなる階調域が存在する。
図６に示したディザ閾値でＣＭＹ値等量の高階調画像に対して擬似階調処理を行った結果、ＣＭＹ３色オンから置換されるＫのパターンを示すと図７に示すようになる。すなわち、ＣＭＹ３色オンから置換されるＫのパターンは水平方向に短周期で連続していることが確認できる。これは、ＣとＭの閾値が垂直ミラーの関係で構成されているためである。当然水平ミラーの関係で構成しても同様である。
【００４８】
ここで人間の視覚特性は水平、垂直方向の感度が非常に高い。このため、最も粒状性の面で視覚的に目立ちやすいＫのパターンは、そのドットの並びが水平、垂直方向から角度がずれていることが望ましい。
そこで、高階調領域におけるＣＭＹ３色オンから置換されるＫのパターンが水平、垂直方向に短周期で発生させないために、図８の（ｂ）に示すように、ＣとＭの角度の絶対値が等しくならないようにする。なお、図８の（ａ）は、ＣとＭがミラー関係で、それぞれの角度の絶対値が等しい場合を示している。
【００４９】
この閾値の生成は、例えば任意の基準色の閾値から９０度回転等の閾値操作によってもう一方の閾値を簡易に生成することができる。この場合も残りのＹに関しては、前述した手順で生成することにより、３色が共にオンとなる開始階調値をより高階調側にしたパターンを実現できる。
これにより、ＣＭＹ３色オンから置換されるＫのパターンは水平、垂直方向に短周期で発生せず、かつ、不正パターンも発生しにくくなる。従って、粒状性が改善され、高画質な画像を出力できる。
【００５０】
さらに、疑似階調処理部２４におけるＫのディザ閾値を、ＣＭＹの３色オンで置換されるＫのパターンの成長過程と略同形になるように、つまり疑似階調処理で生成されるＫパターンとＣＭＹ交差開始点の線数、角度、位置を合わせることにより、ＣＭＹ重なりで置換されるＫパターンと通常のＫパターンとの干渉を防ぐことができ、より粒状性の改善された画像を得ることができる。
なお、疑似階調処理部２４でのＫパターン自体の生成を必須とする必要は無い。
【００５１】
次に、プリンタエンジン１６、例えば、電子写真等の出力装置に対し、実際の印字精度の観点から考察すると、主走査方向で言えばレーザ制御を含めた光学系の精度、副走査方向で言えば媒体の搬送精度等により、各色間の相対印字位置精度や、エンジンの理想解像度ピッチに対する絶対位置精度はある程度のバラツキを持っている。一般的には主走査方向よりも、よりメカニカルな動作が必要となる副走査方向の精度の方が問題になることが多い。
【００５２】
このような現実の印字装置においては、各色間の印字位置ずれに起因して、２値のＣＭＹ擬似階調画像データから２値のＣＭＹＫ擬似階調画像データへ変換したデータを用いて印字した場合、通常の疑似階調処理によりＣＭＹＫ４色を独立に生成したデータよりも、白抜けや色ムラといった問題が発生し易くなる。
【００５３】
次に、ＣＭＹ３色が全てオンとなる階調域を高階調側にシフトさせた状態で色ムラに対処できる方法について述べる。
網点理論からすると、各色間のドットが完全に並置するＤｏｔ−Ｏｆｆ−Ｄｏｔ状態や、各色間のドットが完全に重なるＤｏｔ−Ｏｎ−Ｄｏｔ状態は色ムラに対して弱いことは明らかである。これは媒体上の局所的な印字位置のズレによって色間の相対的な印字位置関係が崩れると、各色間の色の重なり面積率が大きく変動してしまい、再現される色特性が変化してしまうためである。この現象は、２色間における２次色の色ムラよりも３色間における３次色の色ムラの方がより顕著である。
【００５４】
従って網点理論からすると、多少各色間の印字位置にズレが発生しても、色ムラを抑えるためには、ある程度の一定面積範囲に対して、各色間の相対的な色重なりの面積率が一定に保たれることが必要である。そこで網点を生成する場合は、３色間の網点の角度を異ならせ、かつ各色間のドットが並置する部分と、重なる部分が適当な比率で混在していることが望ましく、これにより、各色間の印字位置にズレが発生しても、各色間の重なり面積率が一定面積内で補償されるような仕組みによって色ズレの発生を抑えることができる。
【００５５】
一方、本実施の形態では３色の重なりをなるべく発生させないようにしているため、１次色、２次色における各色のドット配置が重要となる。３色の重なりを発生させない方法としては、まずＣＭＹのうち、任意の２色間が適当に混在配置されており、残りの１色が並置されている状態、３色が可能な限り並置配置されている場合等が考られる。
【００５６】
ここでＣＭＹのうち、任意の２色間が適当に混色配置されており、残りの１色が並置されている状態では、特定色の相対的な色ズレに対して、色ムラが発生し易くなるといった色ムラに偏りが出てしまう。例えば、Ｙが並置される色とすると、Ｙと他の色とはＤｏｔ−Ｏｆｆ−Ｄｏｔの関係であるから、Ｙの印字位置が局所的に、かつ相対的に他の色とずれた場合、色の重なり面積率が変動し色ムラが発生してしまう。また、３色が可能な限り並置配置されている状態でも、本質的には色ムラに弱くなるといった問題が発生する。
【００５７】
このため、本実施の形態では、ＣＭＹ色のうちの任意の２色間、つまりＣ−Ｍ、Ｍ−Ｙ、Ｙ−Ｃのそれぞれに対してドットが重なりやすく、かつ３色間では全ドットが重ならないように設定する。
【００５８】
また、実際に印字されるドットは円形状をしており、かつ理想矩形１画素に対してかなり大きめとなる。従って、デジタルデータ上では任意の色間において画素が重なっていなくとも、この理想１画素に対するドットゲインの影響で、媒体上では任意の色間で重なる部分が発生しており、実際媒体上では３次色を構成している部分が存在する。そこで物理的な３次色の発生領域を任意の色に依存せず偏り無く発生させる。
【００５９】
これにより任意の色に対する色ムラの発生に偏りを無くすことができ、任意の部分において各色間の印字位置にズレが発生しても、媒体上に存在している仮の３次色や適当な２次色が混在することにより、重なり面積率の変動も抑えることができる。
【００６０】
この色ムラは、電子写真等の出力装置においては、副走査方向における、ジッタの影響による印字位置の微小変動が最も大きな要因であるため、つまり、色ムラ発生には方向性があるため、網点系のパターンよりは、この時の各色の出力パターンを主走査方向に対して図９に示すように角度の強い万線構造とすると、より色ムラを抑制する効果を得ることができる。
【００６１】
また、Ｃ−Ｍ、Ｍ−Ｙ、Ｙ−Ｃのそれぞれに対してドットを重なりやすくすると、ＣＭＹのうち、任意の２色間が適当に混色配置されており、残りの１色が並置されている状態よりも、高階調側で置換されるＫのパターンが高周波特性となりやすく、視覚的に不正パターンが目立たなくなる。
【００６２】
次に、最終段での画質向上手法について述べる。
上述した疑似階調処理の手法を用いることによりＫの不正パターンの発生を抑制することができ、さらに色ムラ等各色間の印字位置のズレに起因する要因も抑制することができる。しかし、上述した手法においても単位画素当たり最大２００％のトナー量制限がかかってしまう。このため、低明度高彩度領域において深みのある色の再現ができない、また、Ｋに色ズレが発生した場合にはその下には他の色が無いので白抜けが発生してしまうことになり、全体的に濃度の薄い締まりのない画像になってしまう、という問題は残る。
【００６３】
この問題を解決するために、エンジンＡＳＩＣ２８において任意の色のドットパターンを膨張させて白抜けを防止し、さらには実質的な印字面上での２００％の制限を解除する。例えば、色ズレによって、置換されたＫとＣＭＹとの相対的な印字位置がずれてしまい、Ｋの位置に白抜けが発生してしまう問題に対処するために、Ｋの置換パターンを膨張処理によって太らせることによって、白抜けとなる領域を無くすかその領域を縮小する。
【００６４】
この膨張処理を実現するためには、２値のＫの画素データに対して、図１０に示すような処理を行う。すなわち、注目画素＊に対し、任意の周辺領域を参照してパターンマッチング的な手法を使用することにより、図１０の（ａ）を（ｂ）に示すように変換する膨張処理を行う。この手法によれば容易にパターン毎の膨張の度合いを調整することができる。これにより、白が媒体の表面上に現れる領域を抑え、濃度不足を解消することができる。
【００６５】
また、ＣＭＹの任意の色に対して、同様に膨張処理を行うことにより、実質的な印字面上での２００％の制限を解除する。しかしながら、単純に適当なパターン全てに膨張処理を施してしまうと、本来最も重要とされる階調特性が崩れてしまうことがある。そこでＣＭＹの任意の色に対する膨張処理は、本来再現される各色の各階調毎の成長パターン自体には加えずに、Ｋに置換されたことにより、本来の成長パターンとは異なる形状を持つパターンに対してのみ施す。これもＫと同様パターンマッチング的な手法で容易に実現でき、これにより低明度高彩度領域において深みのある色の再現することができる。
【００６６】
すなわち、本来の成長パターンとは、ディザの閾値順序に従って、入力階調値の増加に伴いドットが順にオンしていくパターンであり、一例を示すと図１１の（ａ）に示すようになる。この例は万線を形成する例を示している。このようなパターンには膨張処理を加えず、図１１の（ｂ）に「×」で示すようにＣＭＹ共にオンになってＫに置換されてしまい、本来の階調パターンでの成長過程では存在しない、異なる形状になったパターンに対してのみ膨張処理を施すことになる。
【００６７】
なお、上記した膨張処理の実現方法はデジタル的なパターンマッチングに限らず、単独ドットのレーザパワーの強度を上げるといった任意の実現手段を用いても良い。
【００６８】
なお、この実施の形態は、ＣＭＹの重なりによるＫの発生を高階調側にシフトすることやＫの置換パターンを膨張処理によって太らせることをデジタル的な画像処理によって実現する場合を述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、プリンタエンジン１６のプロセスを含めた構成で実現することもできる。
【００６９】
例えば、ＣＭＹ各色の入力が１７０階調程度でベタとなるようにプロセスを設定する。つまり１ドットのドット系特性を予め太くしておく。これによるエンジン階調特性の逆変換補正処理（通常はγ補正）によって、ＣＭＹ３色の重なりにより置換されるＫはほぼ生成されなくなり、不正パターンの発生を防止できる。また、ドットを大きめに設定するにより、各色間の印字位置のズレによる白抜けが目立たなくなる方向に作用する。
【００７０】
但し、１７０階調にする制限をγ変換部２３で行うと、デジタル変換による制限で最大再現階調数が各色１７０階調しかなくなり、階調が不足する可能性があるので、ディザ閾値内の閾値操作によりγ０〜１７０階調相当の範囲内で０〜２５５のパターンを再現できるような仕組みにする。
【００７１】
すなわち、γ変換部２３では０〜２５５を略リニアのスルーで出力し、疑似階調処理部２４内でこの０〜２５５に合わせ、かつγ補正効果を持たせた２５６種類のパターンを実現する。このとき疑似階調処理部２４に入力される２５５に対応するディザ出力パターンは、通常のγ変換による１７０の階調値に相当するパターンとなる。つまり疑似階調処理部２４に２５５ベタが入力されても、特定の画素は、絶対にオンとならないようなディザ処理の仕組みを持たせることで容易に実現できる。
【００７２】
電子写真等ではトナーの定着の悪さ、インクジェット等では普通紙等に印字する際の滲みにより、単位画素あたりに打ち込める色材料に制限がかかることが多い。本来このような処理において、最大２００％とか２５０％とかの制限がある場合は、より広域な領域において確率的にトナー量やインク量を制御する操作が行われている。従って、局所的な画素単位で見ればＣＭＹ３色が完全にオン状態（３００％）となっている画素もあれば、ＣＭＹ３色が完全にオフ状態（０％）になっている画素もある。つまり、あくまで広範囲で見た場合の全体での平均値としてインク量、トナー量の制御が行われている。
【００７３】
本実施の形態における疑似階調処理での任意の画素についてＣＭＹ３色すべてのドットをオンにさせない手法は、このような色材量制限がかかる問題に対しても容易に適用できる。そしてこの場合は、最大２００％の制限内ではあるが、画素単位で確実に制限ができる。特に、プロセスがシンプルで各色を画素単位で正確な位置に印字できるインクジェット等の出力装置にはきわめて有効である。これにより局所的な画素単位で見ても、にじみが無くハイライト部においてもよりざらつきの少ない安定した高画質な画像の再現が可能となる。
【００７４】
なお、全般にわたってオブジェクトを高速合成するために２値のＣＭＹ画像データから２値のＣＭＹＫ画像データに変換する手法について述べてきたが、２値のＣＭＹ画像データから２値のＣＭＹＫ画像データに変換することが必要となる全てのアプリケーションに容易に適用できることは明らかである。また、ディザ処理に代えて濃度パターン法等を使用する場合にも応用できるものである。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１乃至１０に係る発明によれば、Ｋの不正パターン発生を防止でき、粒状感の無い高画質な画像を得ることができるカラー画像処理方法を提供できる。
請求項１１及び１２に係る発明によれば、色ムラの発生を防止できるカラー画像処理方法を提供できる。
請求項１３乃至１５に係る発明によれば、白抜けを防止できるカラー画像処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図で、システム全体の構成を示す図。
【図２】同実施の形態における１画素の擬似階調処理出力、Ｋ保存処理出力、Ｋ生成処理出力を示す図。
【図３】同実施の形態におけるカラー画像処理部及びプリンタエンジンの構成を示すブロック図。
【図４】同実施の形態のＢＧ処理においてＫを生成しないようにした場合の１画素の擬似階調処理出力、Ｋ保存処理出力、Ｋ生成処理出力を示す図。
【図５】ＣＭＹ３色を理論的に０から２５５階調に変化させた場合の各色の組み合わせモデルを示す図。
【図６】同実施の形態においてＣ、Ｍ、Ｙのディザ閾値を決定する手順の一例を示す図。
【図７】図６に示すディザ閾値でＣＭＹ値等量の高階調画像に対して擬似階調処理を行ったときのＣＭＹ３色オンから置換されるＫのパターンを示す図。
【図８】同実施の形態においてＣとＭの角度の絶対値が等しい場合と等しくない場合のＣＭＹの出力パターン例を示す図。
【図９】同実施の形態において各色の出力パターンを主走査方向に対して角度の強い万線構造とした場合のＣＭＹの出力パターン例を示す図。
【図１０】同実施の形態において２値のＫの画素をパターンマッチングにより膨張処理する例を示す図。
【図１１】同実施の形態におけるパターンマッチングによる膨張処理の概念を説明するための図。
【図１２】従来のカラー画像処理の概念を示すブロック図。
【図１３】従来において２値のＣＭＹＫの画像データをＣＭＹに変換した後、再度２値のＣＭＹＫの画像データに変換した場合のデータ変化を示す図。
【図１４】図１３の画像データ変換を行った場合の網点における白抜け現象を説明するための図。
【図１５】図１３の画像データ変換を行った場合の万線における白抜け現象を説明するための図。
【符号の説明】
２４…疑似階調処理部、２５…Ｋ保存処理部、２７…Ｋ生成処理部、２８…エンジンＡＳＩＣ。

Claims

ＣＭＹを含む多値のカラー階調画像データを擬似階調処理して２値のカラー階調画像データに変換し、この２値のカラー階調画像データを、さらに２値のＣＭＹＫ階調画像データへ変換する場合において、
ＣＭＹ値等量のグレー階調域のハイライト部において擬似階調処理した結果、任意の画素についてＣＭＹ３色の色成分全てがオンとなることがないＣＭＹ各色のディザ閾値配列の相関規則に従って画素を形成することを特徴とするカラー画像処理方法。
任意の画素についてＣＭＹ値等量のＣＭＹ３色の色成分全てがオンとなる階調値は、全階調値のうちの１／２〜２／３の階調値の範囲に設定したことを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理方法。
多値のカラー階調画像データにおけるＣＭＹ３色の内の少なくとも１色の色成分に対して、擬似階調処理を行うディザ処理の閾値割り振り配分を非線形にすることにより、３色の色成分が全てオンとなる開始階調値を上げることを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理方法。
ＣＭＹ各色のディザ閾値配列は、先に任意の２色の色成分に対して優先的にディザ閾値配置を行い、残りの１色の色成分に関しては２色のディザ閾値の加算合計が概略大きい順から小さいディザ閾値を割り振るようにしてディザ閾値配置を行うことを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理方法。
優先的にディザ閾値配置を行う２色の色成分は、万線構造となるようにディザ閾値を割り振ることを特徴とする請求項４記載のカラー画像処理方法。
ＣＭＹを含む多値のカラー階調画像データを擬似階調処理して２値のカラー階調画像データに変換し、この２値のカラー階調画像データを、さらに２値のＣＭＹＫ階調画像データへ変換する場合において、
ＣＭＹ３色の色成分全てがオンの状態から置換生成されるＫパターンのドット成長が水平、垂直方向以外の角度を有するように、任意２色における色成分の角度の絶対値が異なるようにしたことを特徴とするカラー画像処理方法。
角度の絶対値が異なる任意の２色の色成分は、万線構造となるようにディザ閾値を割り振ることを特徴とする請求項６記載のカラー画像処理方法。
ＣＭＹを含む多値のカラー階調画像データを擬似階調処理して２値のＣＭＹＫ階調画像データに変換し、この２値のＣＭＹＫ階調画像データを一旦２値のＣＭＹ階調画像データに変換した後、再度２値のＣＭＹＫ階調画像データへ変換する場合において、
全階調数の半分を超える高階調部ではＣＭＹ３色の色成分すべてがオンの状態から置換されるＫの色成分パターンと擬似階調処理で生成されるＫのパターンが略一致するようにＫのディザ閾値を割り振ることを特徴とするカラー画像処理方法。
ＣＭＹを含む多値のカラー階調画像データを擬似階調処理して２値のカラー階調画像データに変換し、この２値のカラー階調画像データを、さらに２値のＣＭＹＫ階調画像データへ変換した後出力部へ出力する場合において、
擬似階調処理した結果、任意の画素についてＣＭＹ３色の色成分すべてがオンとなる階調域を減らすために、各ＣＭＹの色成分に対して、理論的にＣＭＹ３色の色成分全てがオンになる階調前後の高階調側において階調制限がかかるように、前記出力部に対して記録媒体上に形成するドットの基本特性を持たせることを特徴とするカラー画像処理方法。
高階調側での階調制限処理は、疑似階調処理における閾値設定で行うことを特徴とする請求項９記載のカラー画像処理方法。
ＣＭＹを含む多値のカラー階調画像データを擬似階調処理して２値のカラー階調画像データに変換し、この２値のカラー階調画像データを、さらに２値のＣＭＹＫ階調画像データへ変換する場合において、
擬似階調処理においては、任意の画素におけるＣＭＹ３色の色成分の内、２色の色成分はオンしやすく、かつ、３色全てはオンになりにくいＣＭＹ各色のディザ閾値配列の相関規則に従って画素を形成することを特徴とするカラー画像処理方法。
擬似階調処理においてＣＭＹ３色の色成分は、万線構造となるようにディザ閾値を割り振ることを特徴とする請求項１１記載のカラー画像処理方法。
ＣＭＹを含む多値のカラー階調画像データを擬似階調処理して２値のカラー階調画像データに変換し、この２値のカラー階調画像データを、さらに２値のＣＭＹＫ階調画像データへ変換した後出力部へ出力する場合において、
全階調数の半分を超える高階調領域ではＣＭＹ３色の色成分すべてがオンの状態から置換されるＫの色成分パターンに対して、そのパターンを膨張処理によって前記出力部が出力する画素サイズを拡大することを特徴とするカラー画像処理方法。
ＣＭＹを含む多値のカラー階調画像データを擬似階調処理して２値のカラー階調画像データに変換し、この２値のカラー階調画像データを、さらに２値のＣＭＹＫ階調画像データへ変換した後出力部へ出力する場合において、
全階調数の半分を超える高階調領域ではＣＭＹ３色の色成分すべてがオンの状態から置換処理された後のＣＭＹの色成分パターンに対して、ＣＭＹの色成分の内、少なくとも任意の１色の色成分パターンに対して、膨張処理によって前記出力部が出力するドットサイズを拡大することを特徴とするカラー画像処理方法。
膨張処理対象となる任意の１色の色成分パターンは、擬似階調処理で形成されるその色成分における正規の階調パターン以外のパターンであることを特徴とする請求項１４記載のカラー画像処理方法。