JP2005033348A

JP2005033348A - Apparatus and method for color image processing

Info

Publication number: JP2005033348A
Application number: JP2003194025A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shibuya; 竹志澁谷; Riyouko Ichinose; 亮子一野瀬; Tatsuki Kanazawa; 龍樹金澤; Naoyuki Urata; 直之浦田
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-09
Also published as: JP4267386B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a color reproducing range of a maximum limit by allowing a total toner quantity limit to be compatible without a color saturation decrease in a low density part by permitting a color removal of 100% of a gray color in a color image processing unit. <P>SOLUTION: An apparatus for color image processing includes a color image signal conversion means having a color image signal converting means for converting input image signals of three colors of cyan, magenta and yellow, or four colors of cyan, magenta, yellow and black. The color image signal conversion means has a means 22 for selecting the minimum value k of the input image signals of the three colors to a black output image signal; and means 26-31 for subtracting the minimum value k from the input image signals of the three colors, and multiplying the subtracted result by a multiplier f(k) determined depending upon the minimum value k to the output image signals of the cyan, the magenta and the yellow. The multiplier f(k) is given by f(k)≤A<SB>max</SB>for a positive constant A<SB>max</SB>of A<SB>max</SB><I<SB>max</SB>when Imax is the maximum value of a range of the image signals. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像処理装置および処理方法に係り、特に、ＣＭＹＫの４色を基本色とするカラー印刷機に用いられ、ＲＧＢ画像信号またはＣＭＹ画像信号からＣＭＹＫ画像信号を生成する画像処理装置および処理方法に好適なものである。ここで、Ｃ：シアン（Ｃｙａｎ），Ｍ：マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ），Ｙ：イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ），Ｋ：ブラック（Ｂｌａｃｋ），Ｒ：レッド（Ｒｅｄ），Ｇ：グリーン（Ｇｒｅｅｎ），Ｂ：ブルー（Ｂｌｕｅ）であり、以下でも同様に用いる。
【０００２】
【従来の技術】
カラー印刷における基本原色はＣ，Ｍ，Ｙの三色であるが、フォント品質や印刷コストあるいは自然画に対するめり張りなどの点から、これらにＫを加え、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色を基本原色とするカラー印刷装置が多く利用されている。
【０００３】
一方、オフィスで使用されるビジネスプリンタなどの入力画像信号は、ＲＧＢ信号で提供される場合が一般的であるため、ＲＧＢ入力画像信号からＣＭＹＫ出力画像信号を生成するプロセスである４色分解が必要となる。
【０００４】
通常、この４色分解は、「ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔＬａｎｇｕａｇｅＲｅｆｅｒｅｎｃｅｔｈｉｒｄｅｄｉｔｉｏｎ（ＡｄｏｂｅＳｙｓｔｅｍｓＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）第４７６頁」（非特許文献１）に開示されているように、ＲＧＢの補数によりＣＭＹデータを生成し、ＣＭＹの共通要素（ｍｉｎ｛Ｃ，Ｍ，Ｙ｝）を部分的にＫに置き換える処理として実現される。
【０００５】
このとき、生成されるＫ成分をＢＧ（ブラックジェネレーション）と呼び、Ｋに置換されることで除かれるＣＭＹ成分を下色除去（ＵＣＲ：ＵｎｄｅｒＣｏｌｏｒＲｅｍｏｖａｌ）成分と呼んでいる。ただし、ここで、ｍｉｎ｛Ｃ，Ｍ，Ｙ｝は、Ｃ，Ｍ，Ｙの最小値を表す。このような処理の場合、ＣＭＹの共通要素をＫに置換するため、Ｋを生成した後のＣＭＹ値は必ず変換前のＣＭＹ以下になる特徴がある。
【０００６】
一方で、ビジネスプリンタでの画像処理では、画質を最優先とするグラッフィックアート分野と異なり、トナー等消耗品の節約や定着装置の負担の軽減のために、グレー色をＣＭＹＫの混合ではなく、１００％ＵＣＲによりＫ単色で印刷することが必要とされる場合がある。このような場合、前述した４色分解手法で墨Ｋの加色量を大きくすると、ＣＭＹ量が少なくなり過ぎるため彩度感の乏しい、いわゆる墨っぽい画質になる問題の生じることが知られている。
【０００７】
この問題に対して、低濃度部へのＫ加色に対しても彩度低下を起しにくい墨生成方法として、例えば特開２００１−６９３６４号公報（特許文献１）に開示されている方法などが提案されている。
【０００８】
この特許文献１では、次の式を用いることにより４色分解を行うことが示されている（ただし、Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’の値域レンジを０〜２５５にそろえるため右辺を２５５倍した）。
Ｋ＝α×ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）
Ｃ’＝２５５（Ｃ−Ｋ１）／（２５５−Ｋ２）
Ｍ’＝２５５（Ｍ−Ｋ１）／（２５５−Ｋ２）
Ｙ’＝２５５（Ｙ−Ｋ１）／（２５５−Ｋ２）
ここで、αは、０〜１の間の定数（墨率），Ｋ１，Ｋ２は、Ｋを添え字として、０〜２５５の範囲の値をとるルックアップテーブル（ＬＵＴ）として与えられている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−６９３６４号公報
【非特許文献１】
ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔＬａｎｇｕａｇｅＲｅｆｅｒｅｎｃｅｔｈｉｒｄｅｄｉｔｉｏｎ（ＡｄｏｂｅＳｙｓｔｅｍｓＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）第４７６頁
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１にもＧＣＲ（ＧｒａｙＣｏｍｐｏｎｅｎｔＲｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ）方式の問題として触れられているように、上式において、Ｋ２が２５５に近い値であれば、Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’は不安定となる問題が生じる。例えば、α＝１、Ｋ＝Ｋ１＝Ｋ２＝２５４の場合、Ｃ，Ｍ，Ｙ＝２５４または２５５であり、Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’は０または２５５の両極端の値をとることとなるため、Ｃ，Ｍ，Ｙ値の微妙な差が極端に色相の異なる色に対応付けられることになる。そこで、特許文献１では、Ｋ２の最大値を１８０に押さえることで、この問題を回避している。
【００１１】
しかし、特許文献１のＧＣＲ同方式は、もともとグレー色の１００％ＵＣＲを目的とした４色分解処理では無く、例えば、Ｋ１＜Ｋ２のときにＣ＝Ｋ１，Ｍ＝２５５となったとすると、Ｍ’＝２５５（２５５−Ｋ１）／（２５５−Ｋ２）＞２５５となってしまうため、Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’≦２５５を保証するためには、Ｋ１≧Ｋ２である必要を生じる。
【００１２】
ところが、グレー色の１００％ＵＣＲを行うためには、Ｋ１＝ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）とする必要があるため、特許文献１ではグレー色の１００％ＵＣＲとの両立ができないことが分かる。
【００１３】
また、特許文献１にも述べられているように、過剰な色材の重ねは色材の剥離の要因となるので、パラメータの適正化を効率よく行えるようにするためには、最大トナー量の制限を設定できることが望まれる。
【００１４】
本発明の目的は、グレー色の１００％下色除去と両立し、低濃度部での彩度低下がなく、総トナー量制限と両立してかつ最大限の色再現域を得ることのできるカラー画像処理装置および処理方法を実現することにある。
【００１５】
本発明の別の目的は、グレー色の１００％下色除去と両立し、低濃度部での彩度低下がなく、階調連続性と両立してかつ最大限の色再現域を得ることのできるカラー画像処理装置および処理方法を実現することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号をシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の出力画像信号に変換するカラー画像信号変換手段を備えたカラー画像信号変換手段を備えたカラー画像処理装置であって、前記カラー画像信号変換手段は、前記シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号の最小値ｋを選択してブラックの出力画像信号とする手段と、前記シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号から前記最小値ｋを減算し、その減算結果に前記最小値ｋに依存して決まる乗数ｆ（ｋ）を乗じてシアン、マゼンタ、イエローの出力画像信号とする手段とを備え、前記乗数ｆ（ｋ）は、シアン、マゼンタ、イエローの３色の画像信号のレンジの最大値をＩ_ｍａｘとするときに、Ａ_ｍａｘ＜Ｉ_ｍａｘであるような正定数Ａ_ｍａｘに対して、ｆ（ｋ）≦Ａ_ｍａｘで与えられる構成にしたことにある。
【００１７】
前記目的を達成するために、本発明は、シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号をシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の出力画像信号に変換するカラー画像処理方法であって、前記シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号の最小値ｋを選択してブラックの出力画像信号とし、前記シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号から前記最小値ｋを減算し、その減算結果に前記最小値ｋに依存して決まる乗数ｆ（ｋ）を乗じてシアン、マゼンタ、イエローの出力画像信号とし、前記乗数ｆ（ｋ）は、シアン、マゼンタ、イエローの３色の画像信号のレンジの最大値をＩ_ｍａｘとするときに、Ａ_ｍａｘ＜Ｉ_ｍａｘであるような正定数Ａ_ｍａｘに対して、ｆ（ｋ）≦Ａ_ｍａｘで与えられるようにしたことにある。
【００１８】
前記別の目的を達成するために、本発明は、シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号をシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の出力画像信号に変換するカラー画像信号変換手段を備えたカラー画像処理装置であって、
前記カラー画像信号変換手段は、前記シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号の最小値ｋを選択してブラックの出力画像信号とする手段と、前記シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号から前記最小値ｋを減算し、その減算結果に前記最小値ｋに依存して決まる乗数ｆ（ｋ）を乗じてシアン、マゼンタ、イエローの出力画像信号とする手段とを備え、前記乗数ｆ（ｋ）は、レッド、グリーン、ブルーの３色の入力画像信号のレンジの最大値をＩ_ｍａｘとするときに、Ｔ_ｍａｘ／Ｉ_ｍａｘ＜３であるような正定数Ｔ_ｍａｘに対して、ｆ（ｋ）≦（Ｔ_ｍａｘ−ｋ）／（２（Ｉ_ｍａｘ−ｋ））で与えられる構成にしたことにある。
【００１９】
前記別の目的を達成するために、本発明は、シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号をシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の出力画像信号に変換するカラー画像処理方法であって、前記シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号の最小値ｋを選択してブラックの出力画像信号とし、前記シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号から前記最小値ｋを減算し、その減算結果に前記最小値ｋに依存して決まる乗数ｆ（ｋ）を乗じてシアン、マゼンタ、イエローの出力画像信号とし、前記乗数ｆ（ｋ）は、シアン、マゼンタ、イエローの３色の画像信号のレンジの最大値をＩ_ｍａｘとするときに、Ｔ_ｍａｘ／Ｉ_ｍａｘ＜３であるような正定数Ｔ_ｍａｘに対して、ｆ（ｋ）≦（Ｔ_ｍａｘ−ｋ）／（２（Ｉ_ｍａｘ−ｋ））で与えられるにしたことにある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の複数の実施例について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明の第１実施例のカラー画像処理装置を適用したカラーレーザプリンタにおける画像処理全体の構成および流れを示す図である。このカラーレーザプリンタは解像度が２３．６ｄｏｔ／ｍｍ（２５．４ｍｍ当たり６００ｄｏｔ）のものである。
【００２２】
印刷対象となる画像データ１は、１ページ分のＲＧＢデータとして、入力バッファ２に蓄えられる。プリンタエンジン１３はＫＣＭＹの各面毎に現像を行うため、図１の入力バッファ２以降の処理はＫＣＭＹの４面分、４回繰り返される。
【００２３】
４色分解手段５は、最初にＲＧＢ点順次データからブラックを算出するように必要に応じて内部を初期化する。これに対応して、γ補正手段７はγ補正値テーブル８からブラックに対応した補正値を内部の参照テーブルにロードする。また、ディザ回路１０はブラックに対応した閾値配列及びその配列のサイズデータをテーブル１１からロードして内部を初期化する。この閾値配列は、０〜Ｉ_ｍａｘの値の配列であり、階調処理装置９において、入力値との比較でドットのオン・オフを決定するために使用される。γ補正手段７は、内部参照テーブルにロードされる補正値により、階調処理とエンジン特性に依存する濃度階調特性をおおむね線形に整える。
【００２４】
これにより入力バッファ２から送られるＲＧＢデータは、色補正手段３による色補正、４色分解手段５によるブラックデータへの変換、γ補正手段７による階調補正を受けた後、階調処理装置９によりレーザパルス幅変調（以下ＰＷＭ）信号１２としてプリンタエンジン１３に出力される。
【００２５】
ブラック１ページ分の処理が終了すると、４色分解手段５、γ補正手段７、ディザ回路１０は、それぞれ必要なパラメータを今度はシアン用に再ロードして初期化した後、同様の処理によりシアン１ページ分のＰＷＭ信号１２をプリンタエンジン１３に送出する。
【００２６】
以下、同様にマゼンタ、イエローに対する処理が行なわれる。これらの各色面の切替えは、プリンタエンジン１３の垂直同期信号に同期して行なわれる。
【００２７】
図２は図１の４色分解手段５の詳細を示す図である。図１では簡略化されているが、色補正手段３のＲＧＢ入出力は、（ｒ，ｇ，ｂ）それぞれ８ｂｉｔの３つ一組の信号で行なわれる。
【００２８】
先ず、補数演算回路２１は、ｃ’＝Ｉ_ｍａｘ−ｒ，ｍ’＝Ｉ_ｍａｘ−ｇ，ｙ’＝Ｉ_ｍａｘ−ｂにより、画像信号ｒ，ｇ，ｂを画像信号ｃ’，ｍ’，ｙ’信号に変換する。ここでの場合、最大値Ｉ_ｍａｘは、８ｂｉｔレンジの最大値２５５であり、補数演算は単純なｂｉｔ反転により得られる。ただし、Ｉ_ｍａｘ＝２５５（＝２^８−１）というのは、必ずしも必要な前提ではなく、高度な色彩演算のためにＲＧＢ値を１６ｂｉｔ値で扱う場合には、Ｉ_ｍａｘ＝２^１６−１となる。もちろん、これら以外の入出力レンジの場合にも、最大値Ｉ_ｍａｘはレンジ最大値と考えれば良い。
【００２９】
最小値選択回路２２は、補数演算回路２１からの入力画像信号ｃ’，ｍ’，ｙ’に対し、これらの最小値ｋ＝ｍｉｎ｛ｃ’，ｍ’，ｙ’｝を出力する。
【００３０】
一方で、減算回路２５、２６、２７は、それぞれ補数演算回路２１の出力画像信号ｃ’，ｍ’，ｙ’から、先の最小値ｋを減じ、次いで乗算回路２８、２９、３０は、これらの値に乗数テーブル３１からの値を乗じた後、上位４ｂｉｔと下位４ｂｉｔを切り捨てた８ｂｉｔ値を出力する。ただし、上位４ｂｉｔへの乗算結果のオーバーフロー分は、乗算結果の全ｂｉｔを立てるクリッピング処理としている。
【００３１】
これにより乗数テーブル３１は、０≦ｋ≦２５５の入力に対応する０≦ｆ（ｋ）＜１６の固定小数点実数ｆ（ｋ）として減算回路２５、２６、２７のそれぞれの出力に作用する。この結果、乗算回路２８からの出力は、ｃ＝ｆ（ｋ）（ｃ’−ｋ）、同様に、乗算回路２９からの出力は、ｍ＝ｆ（ｋ）（ｍ’−ｋ）、乗算回路３０からの出力は、ｙ＝ｆ（ｋ）（ｙ’−ｋ）となる。
【００３２】
また、選択回路２３では、プリンタの垂直同期信号に同期して切り替えられる選択信号２４により、画像信号ｋ，ｃ，ｍ，ｙからそのときの出力色に応じた色信号が選択される。
【００３３】
ここで、本実施例では、色補正手段３と補数演算手段２１とを独立した回路としているが、色補正手段３の出力として直接（ｃ’，ｍ’，ｙ’）値を対応付けることも容易であり、この場合には、補数演算回路２１は不要となる。
【００３４】
次に、乗数テーブル３１に実装する乗数ｆ（ｋ）の構成方法について次に説明するために、まず、ＲＧＢ入力パラメータ空間について図３を参照しながら説明する。
【００３５】
図３では、３次元空間上に一辺がＩ_ｍａｘの立方体を、２頂点を垂直にして配置した形でＲＧＢ入力パラメータ空間を表現している。下端の頂点５０が黒に対応し、上端の頂点５１が白に対応する。また、ＲＧＢ入力パラメータ（ｒ，ｇ，ｂ）に対応する点６２のＰは、黒の頂点基点とした場合の、それぞれの長さがｒ，ｇ，ｂの３つのベクトル５３，ベクトル５４，ベクトル５５の和に対応する。
【００３６】
これはまた、白の頂点５１を基点とするそれぞれの長さが、ｃ’＝Ｉ_ｍａｘ−ｒ，ｍ’＝ｌ_ｍａｘ−ｇ，ｙ’＝ｌ_ｍａｘ−ｂの３つのベクトル５６，ベクトル５７，ベクトル５８の和に対応する。これらの対応関係が、ＲＧＢ系からその補色のＣＭＹ系への変換に相当する。
【００３７】
グレー軸５９は、黒の頂点５０と、白の頂点５１を通る直線であり、この直線上では、ｒ＝ｇ＝ｂ（従って、ｃ’＝ｍ’＝ｙ’）となっている。
【００３８】
図３の断面５２は、ＲＧＢ入力に関するＲ＝ｒの面を表している。これはＣＭＹ系で見た場合には、Ｃ＝ｃ’＝Ｉ_ｍａｘ−ｒに対応する面である。
【００３９】
図４は断面５２の詳細を示す図である。点６１は、図３の断面５２とグレー軸５９の交点に対応する。また、図４の斜線で示した領域６０は、ｍ’≧ｃ’かつｙ’≧ｃ’（従って、ｃ’＝ｋ＝ｍｉｎ｛ｃ’，ｍ’，ｙ’｝）の領域を表している。
【００４０】
領域６０では、色味に寄与しているのは、（ｍ’−ｃ’），（ｙ’−ｃ’）成分であり、ｃ’は、断面５２を黒側の頂点５０にシフトする働き、即ち、明度を下げる働きをしているだけである。このことから、この入力パラメータの空間の領域６０を、実際のプリンタの印刷基本色としての、ＣＭＹＫに対応させる場合、明度を下げる働きとしては、ｃ’（＝ｋ）をＫ成分に対応させ、Ｍ成分に対しては、（ｍ’−ｃ’），Ｙ成分には（ｙ’−ｃ’）を対応させることがまず考えられる。
【００４１】
しかし、従来技術の項でも述べたように、この場合には、再現画像の低濃度部の彩度が失われやすいことが問題となる。これには、Ｍ成分，Ｙ成分が領域６０では、Ｉ_ｍａｘ−ｃ’までのレンジに制限されてしまうことが一つの要因となっている。
【００４２】
一方で、ＣＭＹＫの４色の色材を用いて色再現を行う場合には、ｃ’をＫ成分に置き換えたからと言って、Ｍ成分，Ｙ成分の範囲をＩ_ｍａｘ−ｃ’に制限する必然性はなく、可能な限り多くのＭ成分，Ｙ成分を使用した方が実際の再現色のレンジを広くとれることになる。
【００４３】
領域６０の場合で、Ｍ成分，Ｙ成分の比率を保存して、レンジいっぱいにパラメータを拡大した場合、ｍ＝（ｍ’−ｃ’）Ｉ_ｍａｘ／（Ｉ_ｍａｘ−ｃ’）、ｙ＝（ｙ’−ｃ’）Ｉ_ｍａｘ／（Ｉ_ｍａｘ−ｃ’）として、Ｍ成分にｍ，Ｙ成分にｙを対応させることが考えられる。
【００４４】
このような、レンジの拡大による再現色の多少の歪みは、図１の色補正手段３により吸収することが可能であるので、４色分解手段５としては、可能な限り広レンジなパラメータの割付を行うことが望ましいことになる。
【００４５】
しかし、一方で、先に述べた最大トナー量の制限や再現色の不連続性が大きくなりすぎないようなレンジ拡大率の制限がやはり必要となる。そこで、上記の問題を定式化するため、次のようにおく。
０≦ｃ’，ｍ’，ｙ’，ｋ≦Ｉ_ｍａｘに対し、
ｋ＝ｍｉｎ｛ｃ’，ｍ’，ｙ’｝ …（１）
ｃ＝ｆ（ｋ）（ｃ’−ｋ） …（２）
ｍ＝ｆ（ｋ）（ｍ’−ｋ） …（３）
ｙ＝ｆ（ｋ）（ｙ’−ｋ） …（４）
ｆ（ｋ）＝Ｉ_ｍａｘ／（Ｉ_ｍａｘ−ｋ）・ｇ（ｋ） …（５）
とし、関数ｇ（ｋ）を、次の条件を満たすなるべく大きな値を取る関数として定義する。
（ｉ） …０≦ｇ（ｋ）≦１
（ｉｉ） …ｃ，ｍ，ｙ，ｋの合計が総トナー量制限を超えない
（ｉｉｉ）…ｆ（ｋ）がレンジ拡大率制限を超えない
ここで、関数ｆ（ｋ）は、先の意味でのレンジ拡大率であり、関数ｇ（ｋ）が対応するレンジ幅を表す関数である。
【００４６】
このとき、条件（ｉｉ）が、定数Ｔ_ｍａｘにより、
ｓ＝ｃ＋ｍ＋ｙ＋ｋ≦Ｔ_ｍａｘ …（６）
で与えられるとすると、任意のｋに対して、（６）式が成立しなくてはならないことから、特に、ｃ’＝ｍ’＝Ｉ_ｍａｘ ≧ｙ（＝ｋ）の場合を考えると、
ｓ＝ｆ（ｋ）｛（ｃ’−ｋ）＋（ｍ’−ｋ）＋（ｙ’−ｋ）｝＋ｋ
＝２ｆ（ｋ）（Ｉ_ｍａｘ−ｋ）＋ｋ
＝２ｇ（ｋ）Ｉ_ｍａｘ＋ｋ≦Ｔ_ｍａｘ
となる。これから、
ｇ（ｋ）≦（Ｔ_ｍａｘ−ｋ）／（２Ｉ_ｍａｘ） …（７）
が、任意のｋ＝０，１，…，Ｉ_ｍａｘについて成り立つ必要があることがわかる。
【００４７】
逆に、（７）式が成立していれば、任意のｃ’，ｍ’，ｙ’，ｋ（０≦ｃ’，ｍ’，ｙ’，ｋ≦Ｉ_ｍａｘ）に対し、
ｓ＝ｆ（ｋ）｛（ｃ’−ｋ）＋（ｍ’−ｋ）＋（ｙ’−ｋ）｝＋ｋ
≦２ｆ（ｋ）（Ｉ_ｍａｘ−ｋ）＋ｋ
＝２ｇ（ｋ）Ｉ_ｍａｘ＋ｋ≦Ｔ_ｍａｘ
が成立することから、条件（ｉｉ）は、関数ｇ（ｋ）に対する（７）式で与えられることが分かる。
【００４８】
また、条件（ｉｉｉ）は、（ｃ’−ｋ），（ｍ’−ｋ），（ｙ’−ｋ）それぞれに掛かる乗数としてのｆ（ｋ）の倍率の上限を与えるものであり、この上限が定数Ａ_ｍａｘで与えられる場合、
ｆ（ｋ）≦Ａ_ｍａｘ …（８）
であり、これをｇ（ｋ）に対する条件に読みかえると、
ｇ（ｋ）≦Ａ_ｍａｘ（Ｉ_ｍａｘ−ｋ）／Ｉ_ｍａｘ …（９）
となる。
以上から、
Ｔ（ｋ）＝（Ｔ_ｍａｘ−ｋ）／（２Ｉ_ｍａｘ） …（１０）
Ａ（ｋ）＝Ａ_ｍａｘ（Ｉ_ｍａｘ−ｋ）／Ｉ_ｍａｘ …（１１）
と置くとき、条件（ｉ）〜（ｉｉｉ）は、レンジ関数ｇ（ｋ）に関する次の条件として定式化される。
（ｉ）’ ０≦ｇ（ｋ）≦１
（ｉｉ）’ ｇ（ｋ）≦Ｔ（ｋ）
（ｉｉｉ）’ ｇ（ｋ）≦Ａ（ｋ）
ここで、Ｔ（ｋ），Ａ（ｋ）とも、ｋに関する一次関数であり、条件（ｉ）’〜（ｉｉｉ）’は単純な線形不等式となっている。
【００４９】
Ｃ，Ｍ，Ｙ３色だけの場合よりも総トナー量を節約する場合を想定したＴ_ｍａｘ＝２．５Ｉ_ｍａｘ，Ａ_ｍａｘ＝８の場合の例を図５に示す。図５の例では、Ｉ_ｍａｘも２５５としているが、Ｉ_ｍａｘは、単に入力値の分解能を規定しているのに過ぎないのでＩ_ｍａｘ＝２５５であること自体は、それ程本質的ではない。
【００５０】
図５において、破線３５が直線ｙ＝１、一点鎖線３６が直線ｙ＝Ｔ（ｋ）、二点差線３７が直線ｙ＝Ａ（ｋ）を表している。これら３本の直線に囲まれた領域３８が、条件（ｉ）’〜（ｉｉｉ）’を満たす領域を表している。
【００５１】
関数ｇ（ｋ）を、領域３８内で最大のものとすると、
ｇ（ｋ）＝ｍｉｎ｛１，Ｔ（ｋ），Ａ（ｋ）｝ …（１２）
により、目的のレンジ関数が得られることになる。この関数は、図５では折れ線３９に対応する。
図５の折れ線３９で示される関数ｇ（ｋ）の場合、頂点４０の前後のｋでｇ（ｋ）の値が急変する。このことは、再現画像上では高濃度部の特性変化なので、その影響は小さいが、頂点４０前後の階調の不連続性が目につく場合には、次の図６の曲線４１に示すように、領域３８の内側で、図５の折れ線３９を平滑化した関数をレンジ関数ｇ（ｋ）とすることにより、階調再現の不連続性が押さえることができる。
【００５２】
図７には、レンジ関数ｇ（ｋ）に対応するレンジ拡大率ｆ（ｋ）のグラフを示す。図７の実線４２が図５の折れ線３９をレンジ関数ｇ（ｋ）とした場合（従って、（１２）式のｇ（ｋ））に対応するｆ（ｋ）であり、図７の一点鎖線４３が図６の曲線４１をレンジ関数ｇ（ｋ）とした場合のレンジ拡大率ｆ（ｋ）のグラフに対応している。この場合にも、ほんのわずかのレンジ関数ｇ（ｋ）の損失を除けば、条件（ｉ）’〜（ｉｉｉ）’が満足される。
【００５３】
次の図８には、本発明の画像処理方法の流れをフローチャートで示す。まず、ステップ１００にて、ＲＧＢ値（ｒ，ｇ，ｂ）が入力される。ステップ１０１にて、このｒ，ｇ，ｂの補色であるＣＭＹ値ｃ’＝Ｉ_ｍａｘ−ｒ，ｍ’＝Ｉ_ｍａｘ−ｇ，ｙ’＝Ｉ_ｍａｘ−ｂを算出し、これらの最小値をｋとする。
【００５４】
次にステップ１０２で、最小値ｋ＝Ｉ_ｍａｘならば、ステップ１０４でｃ＝ｍ＝ｙ＝０とする。そうでない場合は、ステップ１０３で、
ｆ（ｋ）＝ｍｉｎ｛Ｉ_ｍａｘ／（Ｉ_ｍａｘ−ｋ），（Ｔ_ｍａｘ−ｋ）／（２（Ｉ_ｍａｘ−ｋ）），Ａ_ｍａｘ｝ …（１３）
によりレンジ拡大率ｆ（ｋ）を算出し、ステップ１０５で、
ｃ＝ｆ（ｃ）（ｃ’−ｋ）
ｍ＝ｆ（ｍ）（ｍ’−ｋ）
ｙ＝ｆ（ｙ）（ｙ’−ｋ）
によりｃ，ｍ，ｙを決定する。ステップ１０６で、これまでに求めた、ｃ，ｍ，ｙ，ｋをＣＭＹＫ値として出力する。
【００５５】
ここで、上記（１３）式は、先のレンジ関数ｇ（ｋ）に関する（１２）式をレンジ拡大率関数ｆ（ｋ）の関係として展開した式である。
【００５６】
以上の説明における処理の流れでは、ＲＧＢ入力値が連続量の場合であっても、レンジ拡大率ｆ（ｋ）や、出力ＣＭＹＫ値が算出可能であるが、特に、ＲＧＢ入力値が離散値である場合には、レンジ拡大率ｆ（ｋ）を予めテーブル化しておくことで、次の図９に示すような単純なフローでＣＭＹＫ値を得ることが可能である。
【００５７】
図９の場合には、ＲＧＢ入力レンジは、０〜Ｉ_ｍａｘまでのＩ_ｍａｘ個の整数値を取ることから、最小値ｋの取りうるレンジも０〜Ｉ_ｍａｘの整数値となる。そこで、最初のステップ１１０で、レンジ拡大率ｆ［ｋ］をｋ＝０〜Ｉ_ｍａｘを添数として直接参照できるよう（１３）式により、テーブルとして初期化しておく。
【００５８】
ステップ１００、ステップ１０１は、先の図８と同様である。ステップ１１１では、単純にｋを添数として参照されたｆ［ｋ］を係数として、先のステップ１０５同様にｃ，ｍ，ｙを決定する。そして、ステップ１０６でｃ，ｍ，ｙ，ｋをＣＭＹＫ値として出力する。
【００５９】
本実施例のカラー画像処理装置を纏めて説明すると、レッド、グリーン、ブルーの３色の入力画像信号をシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の出力画像信号に変換するカラー画像信号変換手段を備えたカラー画像処理装置であって、カラー画像信号変換手段は、レッド、グリーン、ブルーの入力画像信号をシアン、マゼンタ、イエローの３色の変換画像信号に変換する手段と、シアン、マゼンタ、イエローの３色の変換画像信号の最小値ｋを選択してブラックの出力画像信号とする手段と、シアン、マゼンタ、イエローの３色の変換画像信号から最小値ｋを減算し、その減算結果に最小値ｋに依存して決まる乗数ｆ（ｋ）を乗じてシアン、マゼンタ、イエローの出力画像信号とする手段とを備え、乗数ｆ（ｋ）は、レッド、グリーン、ブルーの３色の入力画像信号のレンジの最大値をＩ_ｍａｘとするときに、Ａ_ｍａｘ＜Ｉ_ｍａｘであるような正定数Ａ_ｍａｘとＴ_ｍａｘ／Ｉ_ｍａｘ＜３であるような正定数Ｔ_ｍａｘとに対して、ｆ（ｋ）≦Ａ_ｍａｘ、ｆ（ｋ）≦（Ｔ_ｍａｘ−ｋ）／（２（Ｉ_ｍａｘ−ｋ））で与えられるものである。
【００６０】
本実施例のカラー画像処理方法を纏めて説明すると、シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号をシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の出力画像信号に変換するカラー画像処理方法であって、前記シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号の最小値ｋを選択してブラックの出力画像信号とし、前記シアン、マゼンタ、イエローの３色の入力画像信号から前記最小値ｋを減算し、その減算結果に前記最小値ｋに依存して決まる乗数ｆ（ｋ）を乗じてシアン、マゼンタ、イエローの出力画像信号とし、前記乗数ｆ（ｋ）は、シアン、マゼンタ、イエローの３色の画像信号のレンジの最大値をＩ_ｍａｘとするときに、Ａ_ｍａｘ＜Ｉ_ｍａｘであるような正定数Ａ_ｍａｘとＴ_ｍａｘ／Ｉ_ｍａｘ＜３であるような正定数Ｔ_ｍａｘとに対して、ｆ（ｋ）≦Ａ_ｍａｘ、ｆ（ｋ）≦（Ｔ_ｍａｘ−ｋ）／（２（Ｉ_ｍａｘ−ｋ））で与えられる方法である。
【００６１】
次に、本発明の第２実施例について図１０を用いて説明する。図１０は本発明の第２実施例のカラー画像処理装置における４色分解手段の詳細を示す図である。この第２実施例は、次に述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００６２】
第２実施例は、先の従来技術で述べた特許文献１からの４色分解手法と両立するように第１実施例を拡張した例である。第２実施例では、第１実施例に対して、ルックアップテーブル７０とルックアップテーブル７１を追加している。第２実施例で、第１実施例と同様の動作をさせる場合には、ルックアップテーブル７０とルックアップテーブル７１を共に入力値をそのまま出力に対応づけるリニアテーブルにしておくだけでよい。
【００６３】
これに対して第２実施例で、従来からの４色分解を行うには、乗数テーブル３１をリニアテーブルとし、ルックアップテーブル７０にｃ，ｍ，ｙの最小値ｋに対応づける下色除去量をテーブルとして実装し、ルックアップテーブル７１に、ｋに対応づける墨加色量のテーブルを実装しておくことで実現される。
【００６４】
以上説明した実施例により、ｒ＝ｇ＝ｂ（従ってｃ’＝ｍ’＝ｙ’）であるようなグレー色を、完全にＫ単色に置換する１００％墨置換を行いつつも、それ以外の色に関しては、ＣＭＹ色がトナー制限と階調連続性を維持する範囲で最大レンジ幅を取ることが可能な彩度の広い４色分解を行うカラー画像処理が実現される。
【００６５】
【発明の効果】
以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によれば、グレー色の１００％下色除去と両立し、低濃度部での彩度低下がなく、総トナー量制限と両立してかつ最大限の色再現域を得ることのできるカラー画像処理装置および処理方法を実現することができる。
【００６６】
また、本発明によれば、グレー色の１００％下色除去と両立し、低濃度部での彩度低下がなく、階調連続性と両立してかつ最大限の色再現域を得ることのできるカラー画像処理装置および処理方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のカラー画像処理装置を適用したカラーレーザプリンタにおける画像処理全体の構成および流れを示す図である。
【図２】図１の４色分解手段の詳細を示す図である。
【図３】図２の４色分解手段の入力パラメータ空間の説明図である。
【図４】図３の入力パラメータ空間の断面図である。
【図５】図２の４色分解手段のレンジ関数の説明図である。
【図６】図５と異なる４色分解手段のレンジ関数の説明図である。
【図７】図２の４色分解手段のレンジ拡大関数の説明図である。
【図８】図１のカラー画像処理アルゴリズムのフローを示す図。
【図９】図１のカラー画像処理アルゴリズムの変形例のフローを示す図。
【図１０】本発明の第２実施例のカラー画像処理装置における４色分解手段の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１…画像データ、２…入力バッファ、３…色補正手段、５…４色分解手段、７…γ補正手段、８…γ補正値テーブル、９…階調処理手段、１０…ディザ回路、１１…閾値配列、１２…ＰＷＭ信号、１３…プリンタエンジン、２１…補数演算回路、２２…最小値選択回路、２３…選択回路、２４…選択信号、２５…減算回路、２８…乗算回路、３１…乗数テーブル、３９…折れ線、４１…曲線、５２…断面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color image processing apparatus and a processing method, and more particularly to an image processing apparatus that is used in a color printing machine having four basic colors of CMYK and generates a CMYK image signal from an RGB image signal or a CMY image signal. It is suitable for the processing method. Here, C: Cyan, M: Magenta, Y: Yellow, K: Black, R: Red, G: Green, B: Blue ) And will be used in the same manner below.
[0002]
[Prior art]
The basic primary colors in color printing are C, M, and Y. From the viewpoints of font quality, printing cost, and natural image sticking, K is added to these, and C, M, Y, and K are added. Many color printing apparatuses that use colors as primary primaries are used.
[0003]
On the other hand, since input image signals for business printers used in offices are generally provided as RGB signals, four-color separation, which is a process for generating CMYK output image signals from RGB input image signals, is necessary. It becomes.
[0004]
Normally, this four-color separation generates CMY data using RGB complements as disclosed in “PostScript Language Reference edition (Adobe Systems Incorporated), page 476” (Non-patent Document 1). This is realized as a process of partially replacing the element (min {C, M, Y}) with K.
[0005]
At this time, the generated K component is called BG (black generation), and the CMY component that is removed by being replaced with K is called an under color removal (UCR) component. Here, min {C, M, Y} represents the minimum value of C, M, Y. In such a process, since the common element of CMY is replaced with K, the CMY value after generating K is always equal to or lower than CMY before conversion.
[0006]
On the other hand, in the image processing with a business printer, unlike the graphic art field where image quality is given the highest priority, in order to save consumables such as toner and reduce the burden on the fixing device, gray is not mixed with CMYK but 100 It may be necessary to print in K single color with% UCR. In such a case, it is known that when the additive amount of black K is increased by the above-described four-color separation method, the amount of CMY becomes too small, so that there is a problem of so-called ink-like image quality with poor saturation. Yes.
[0007]
In order to solve this problem, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-69364 (Patent Document 1) is a black generation method that hardly causes a decrease in saturation even when K is added to a low density portion. Has been proposed.
[0008]
In this patent document 1, it is shown that four-color separation is performed by using the following equation (however, the right side is multiplied by 255 in order to align the range of C ′, M ′, and Y ′ to 0 to 255) ).
K = α × min (C, M, Y)
C '= 255 (C-K1) / (255-K2)
M '= 255 (M-K1) / (255-K2)
Y '= 255 (Y-K1) / (255-K2)
Here, α is a constant (black rate) between 0 and 1, and K1 and K2 are given as a look-up table (LUT) that takes a value in the range of 0 to 255 with K as a subscript.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2001-69364 A
[Non-Patent Document 1]
PostScript Language Reference third edition (Adobe Systems Incorporated) 476
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As mentioned in Patent Document 1 as a problem of the GCR (Gray Component Replacement) method, if K2 is a value close to 255 in the above equation, C ′, M ′, and Y ′ become unstable. Occurs. For example, when α = 1 and K = K1 = K2 = 254, C, M, Y = 254 or 255, and C ′, M ′, and Y ′ take both extreme values of 0 or 255. , C, M, and Y values are associated with colors having extremely different hues. Therefore, in Patent Document 1, this problem is avoided by suppressing the maximum value of K2 to 180.
[0011]
However, the GCR method of Patent Document 1 is not originally a four-color separation process for the purpose of 100% UCR of gray color. For example, if C = K1, M = 255 when K1 <K2, Since '= 255 (255-K1) / (255-K2)> 255, it is necessary to satisfy K1 ≧ K2 in order to guarantee C ′, M ′, Y ′ ≦ 255.
[0012]
However, in order to perform gray color 100% UCR, it is necessary to set K1 = min (C, M, Y). Thus, it is found that Patent Document 1 cannot be compatible with gray color 100% UCR.
[0013]
Further, as described in Patent Document 1, since excessive color material overlap causes color material peeling, in order to efficiently optimize parameters, the maximum toner amount is increased. It is desirable to be able to set limits.
[0014]
The object of the present invention is a color that is compatible with 100% undercolor removal of a gray color, has no saturation reduction in a low density portion, is compatible with the total toner amount limitation, and can obtain the maximum color gamut. An object is to realize an image processing apparatus and a processing method.
[0015]
Another object of the present invention is to achieve 100% under color removal of gray color, no reduction in saturation in the low density area, and to achieve the maximum color reproduction range compatible with gradation continuity. It is to realize a color image processing apparatus and a processing method that can be used.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises color image signal conversion means for converting an input image signal of three colors of cyan, magenta and yellow into an output image signal of four colors of cyan, magenta, yellow and black. A color image processing apparatus including color image signal conversion means, wherein the color image signal conversion means selects a minimum value k of the input image signals of the three colors of cyan, magenta, and yellow and outputs a black output image signal. Subtracting the minimum value k from the input image signal of three colors of cyan, magenta, and yellow, and multiplying the subtraction result by a multiplier f (k) determined depending on the minimum value k, And a multiplier f (k) that sets a maximum value of a range of image signals of three colors of cyan, magenta, and yellow as I._maxWhen A_max<I_maxA positive constant A such that_maxF (k) ≦ A_maxIt is in the configuration given in
[0017]
To achieve the above object, the present invention provides a color image processing method for converting an input image signal of three colors of cyan, magenta, and yellow into an output image signal of four colors of cyan, magenta, yellow, and black, The minimum value k of the input image signal of the three colors of cyan, magenta, and yellow is selected as the output image signal of black, and the minimum value k is subtracted from the input image signal of the three colors of cyan, magenta, and yellow, The subtraction result is multiplied by a multiplier f (k) determined depending on the minimum value k to obtain an output image signal of cyan, magenta, and yellow. The multiplier f (k) is an image of three colors of cyan, magenta, and yellow. The maximum value of the signal range is I_maxWhen A_max<I_maxA positive constant A such that_maxF (k) ≦ A_maxIt is to be given in.
[0018]
In order to achieve the another object, the present invention provides color image signal conversion means for converting an input image signal of three colors of cyan, magenta and yellow into an output image signal of four colors of cyan, magenta, yellow and black. A color image processing apparatus comprising:
The color image signal converting means selects the minimum value k of the input image signals of the three colors of cyan, magenta, and yellow to make an output image signal of black, and inputs the three colors of cyan, magenta, and yellow. Means for subtracting the minimum value k from the image signal, and multiplying the subtraction result by a multiplier f (k) determined depending on the minimum value k to obtain an output image signal of cyan, magenta, and yellow. f (k) is the maximum value of the input image signal range of three colors red, green and blue._maxAnd T_max/ I_maxA positive constant T such that <3_maxF (k) ≦ (T_max-K) / (2 (I_max-K)).
[0019]
In order to achieve the other object, the present invention is a color image processing method for converting an input image signal of three colors of cyan, magenta, and yellow into an output image signal of four colors of cyan, magenta, yellow, and black. Then, the minimum value k of the input image signal of the three colors cyan, magenta, and yellow is selected as the output image signal of black, and the minimum value k is subtracted from the input image signal of the three colors cyan, magenta, and yellow. The subtraction result is multiplied by a multiplier f (k) determined depending on the minimum value k to obtain an output image signal of cyan, magenta, and yellow, and the multiplier f (k) has three colors of cyan, magenta, and yellow. The maximum value of the image signal range of I_maxAnd T_max/ I_maxA positive constant T such that <3_maxF (k) ≦ (T_max-K) / (2 (I_max-K)).
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration and flow of image processing in a color laser printer to which a color image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied. This color laser printer has a resolution of 23.6 dots / mm (600 dots per 25.4 mm).
[0022]
The image data 1 to be printed is stored in the input buffer 2 as RGB data for one page. Since the printer engine 13 performs development for each surface of KCMY, the processing after the input buffer 2 in FIG. 1 is repeated four times for four surfaces of KCMY.
[0023]
The four-color separation means 5 initializes the interior as necessary so that black is first calculated from the RGB point sequential data. In response to this, the γ correction means 7 loads a correction value corresponding to black from the γ correction value table 8 into an internal reference table. The dither circuit 10 loads the threshold array corresponding to black and the size data of the array from the table 11 and initializes the inside. This threshold array is 0-I_maxAnd is used by the gradation processing device 9 to determine dot on / off by comparison with the input value. The gamma correction means 7 adjusts the density gradation characteristics depending on the gradation processing and the engine characteristics almost linearly by the correction value loaded in the internal reference table.
[0024]
Thus, the RGB data sent from the input buffer 2 is subjected to color correction by the color correction means 3, conversion to black data by the four color separation means 5, and gradation correction by the γ correction means 7, and then a gradation processing device 9. Is output to the printer engine 13 as a laser pulse width modulation (hereinafter PWM) signal 12.
[0025]
When the processing for one page of black is completed, the four-color separation unit 5, the gamma correction unit 7, and the dither circuit 10 reload the necessary parameters for cyan and initialize them, and then perform the same processing to perform cyan processing. The PWM signal 12 for one page is sent to the printer engine 13.
[0026]
Thereafter, processing for magenta and yellow is similarly performed. These color planes are switched in synchronization with the vertical synchronization signal of the printer engine 13.
[0027]
FIG. 2 is a diagram showing details of the four-color separation means 5 of FIG. Although simplified in FIG. 1, RGB input / output of the color correction means 3 is performed by a set of signals of 8 bits each for (r, g, b).
[0028]
First, the complement arithmetic circuit 21 c ′ = I_max-R, m '= I_max-G, y '= I_max-B converts the image signals r, g, and b into image signals c ', m', and y 'signals. In this case, the maximum value I_maxIs the maximum value 255 of the 8-bit range, and the complement operation is obtained by simple bit inversion. However, I_max  = 255 (= 2⁸-1) is not necessarily a necessary premise. When handling RGB values with 16-bit values for advanced color computation,_max= 2¹⁶-1. Of course, in the case of other input / output ranges, the maximum value I_maxShould be considered the maximum value of the range.
[0029]
The minimum value selection circuit 22 outputs these minimum values k = min {c ′, m ′, y ′} in response to the input image signals c ′, m ′, y ′ from the complement calculation circuit 21.
[0030]
On the other hand, the subtraction circuits 25, 26, and 27 subtract the previous minimum value k from the output image signals c ′, m ′, and y ′ of the complement calculation circuit 21, respectively, and then the multiplication circuits 28, 29, and 30 Is multiplied by the value from the multiplier table 31, and then an 8-bit value obtained by rounding down the upper 4 bits and lower 4 bits is output. However, the overflow of the multiplication result to the upper 4 bits is a clipping process for setting all the bits of the multiplication result.
[0031]
As a result, the multiplier table 31 acts on each output of the subtraction circuits 25, 26, and 27 as a fixed-point real number f (k) of 0 ≦ f (k) <16 corresponding to an input of 0 ≦ k ≦ 255. As a result, the output from the multiplication circuit 28 is c = f (k) (c′−k), and similarly, the output from the multiplication circuit 29 is m = f (k) (m′−k). The output from 30 is y = f (k) (y′−k).
[0032]
In the selection circuit 23, a color signal corresponding to the output color at that time is selected from the image signals k, c, m, and y by a selection signal 24 switched in synchronization with the vertical synchronization signal of the printer.
[0033]
Here, in this embodiment, the color correction unit 3 and the complement calculation unit 21 are independent circuits, but it is also easy to directly associate (c ′, m ′, y ′) values as the output of the color correction unit 3. In this case, the complement arithmetic circuit 21 is not necessary.
[0034]
Next, in order to describe the configuration method of the multiplier f (k) implemented in the multiplier table 31, first, the RGB input parameter space will be described with reference to FIG.
[0035]
In FIG. 3, one side is I on a three-dimensional space._maxThe RGB input parameter space is expressed in a form in which two cubes are arranged with the two vertices vertical. The bottom vertex 50 corresponds to black, and the top vertex 51 corresponds to white. Further, P of the point 62 corresponding to the RGB input parameter (r, g, b) is three vectors 53, 54, 54, each having a length of r, g, b when the black vertex base point is used. This corresponds to the sum of 55.
[0036]
This also means that each length from the white vertex 51 is c ′ = I_max-R, m '= l_max-G, y '= l_maxThis corresponds to the sum of the three vectors 56, 57, and 58 of -b. These correspondences correspond to conversion from the RGB system to the complementary CMY system.
[0037]
The gray axis 59 is a straight line passing through the black vertex 50 and the white vertex 51, and r = g = b (hence, c ′ = m ′ = y ′) on this straight line.
[0038]
A cross section 52 in FIG. 3 represents an R = r plane for RGB input. This is C = c ′ = I when viewed in the CMY system._maxIt is a surface corresponding to −r.
[0039]
FIG. 4 shows details of the cross section 52. Point 61 corresponds to the intersection of cross section 52 and gray axis 59 in FIG. A hatched area 60 in FIG. 4 represents an area where m ′ ≧ c ′ and y ′ ≧ c ′ (accordingly, c ′ = k = min {c ′, m ′, y ′}). .
[0040]
In the region 60, it is the components (m′−c ′) and (y′−c ′) that contribute to the color, and c ′ functions to shift the cross section 52 to the vertex 50 on the black side, That is, it only serves to lower the brightness. Therefore, when the area 60 of the input parameter space is made to correspond to CMYK as the actual printing basic color of the printer, as a function of lowering the brightness, c ′ (= k) is made to correspond to the K component, It is conceivable that (m′−c ′) corresponds to the M component and (y′−c ′) corresponds to the Y component.
[0041]
However, as described in the section of the prior art, in this case, there is a problem that the saturation of the low density portion of the reproduced image is easily lost. This is because the M component and the Y component are I 60 in the region 60._maxOne factor is that the range is limited to −c ′.
[0042]
On the other hand, when color reproduction is performed using four color materials of CMYK, the range of the M component and the Y component is set to I because the c ′ is replaced with the K component._maxThere is no necessity to limit to -c ', and the actual reproduction color range can be widened by using as many M and Y components as possible.
[0043]
In the case of the region 60, when the ratio of the M component and the Y component is stored and the parameter is expanded to the full range, m = (m′−c ′) I_max/ (I_max-C '), y = (y'-c') I_max/ (I_max-C '), it can be considered that m corresponds to the M component and y corresponds to the Y component.
[0044]
Such a slight distortion of the reproduced color due to the expansion of the range can be absorbed by the color correcting unit 3 in FIG. 1, so that the four-color separation unit 5 assigns parameters as wide as possible. Would be desirable to do.
[0045]
However, on the other hand, it is still necessary to limit the range enlargement rate so that the maximum toner amount and the discontinuity of the reproduction color described above do not become too large. Therefore, in order to formulate the above problem, the following is set.
0 ≦ c ′, m ′, y ′, k ≦ I_maxWhereas
k = min {c ′, m ′, y ′} (1)
c = f (k) (c′−k) (2)
m = f (k) (m′−k) (3)
y = f (k) (y'-k) (4)
f (k) = I_max/ (I_max-K) · g (k) (5)
And the function g (k) is defined as a function having a value as large as possible that satisfies the following condition.
(I) ... 0≤g (k) ≤1
(Ii) The sum of c, m, y, k does not exceed the total toner amount limit
(Iii) ... f (k) does not exceed the range expansion rate limit
Here, the function f (k) is a range expansion ratio in the above sense, and the function g (k) is a function representing the corresponding range width.
[0046]
At this time, the condition (ii) is a constant T_maxBy
s = c + m + y + k ≦ T_max            (6)
(6) must be established for any k, and in particular, c ′ = m ′ = I_max  Considering the case of ≧ y (= k),
s = f (k) {(c'-k) + (m'-k) + (y'-k)} + k
= 2f (k) (I_max-K) + k
= 2g (k) I_max+ K ≦ T_max
It becomes. from now on,
g (k) ≦ (T_max-K) / (2I_max(7)
Are arbitrary k = 0, 1,..., I_maxIt is understood that it is necessary to hold about.
[0047]
On the contrary, if the expression (7) holds, any c ′, m ′, y ′, k (0 ≦ c ′, m ′, y ′, k ≦ I)_max)
s = f (k) {(c'-k) + (m'-k) + (y'-k)} + k
≦ 2f (k) (I_max-K) + k
= 2g (k) I_max+ K ≦ T_max
Therefore, it can be seen that the condition (ii) is given by equation (7) for the function g (k).
[0048]
The condition (iii) gives an upper limit of the magnification of f (k) as a multiplier for each of (c′−k), (m′−k), and (y′−k). Is constant A_maxIf given in
f (k) ≦ A_max                (8)
And this can be read as the condition for g (k)
g (k) ≦ A_max(I_max-K) / I_max    ... (9)
It becomes.
From the above
T (k) = (T_max-K) / (2I_max(10)
A (k) = A_max(I_max-K) / I_max    ... (11)
Then, the conditions (i) to (iii) are formulated as the following conditions regarding the range function g (k).
(I) ′ 0 ≦ g (k) ≦ 1
(Ii) ′ g (k) ≦ T (k)
(Iii) ′ g (k) ≦ A (k)
Here, T (k) and A (k) are linear functions related to k, and the conditions (i) ′ to (iii) ′ are simple linear inequalities.
[0049]
Assuming a case where the total amount of toner is saved compared to the case of only C, M, and Y3 colors_max= 2.5I_max, A_maxAn example in the case of = 8 is shown in FIG. In the example of FIG._maxIs 255, but I_maxIs simply specifying the resolution of the input value, so I_max= 255 itself is not so essential.
[0050]
In FIG. 5, the broken line 35 represents the straight line y = 1, the alternate long and short dash line 36 represents the straight line y = T (k), and the two-dot chain line 37 represents the straight line y = A (k). A region 38 surrounded by these three straight lines represents a region that satisfies the conditions (i) ′ to (iii) ′.
[0051]
If the function g (k) is the largest in the region 38,
g (k) = min {1, T (k), A (k)} (12)
Thus, the target range function is obtained. This function corresponds to the polygonal line 39 in FIG.
In the case of the function g (k) indicated by the broken line 39 in FIG. 5, the value of g (k) changes suddenly at k before and after the vertex 40. This is a change in the characteristics of the high density portion on the reproduced image, and its influence is small. However, when the discontinuity of the gradation around the vertex 40 is noticeable, the following curve 41 in FIG. Furthermore, the discontinuity of gradation reproduction can be suppressed by setting the function obtained by smoothing the polygonal line 39 in FIG. 5 inside the region 38 as the range function g (k).
[0052]
FIG. 7 shows a graph of the range expansion rate f (k) corresponding to the range function g (k). The solid line 42 in FIG. 7 is f (k) corresponding to the case where the broken line 39 in FIG. 5 is the range function g (k) (therefore, g (k) in the expression (12)), and Corresponds to a graph of the range expansion rate f (k) when the curve 41 in FIG. 6 is the range function g (k). In this case as well, the conditions (i) 'to (iii)' are satisfied except for the slight loss of the range function g (k).
[0053]
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the image processing method of the present invention. First, in step 100, RGB values (r, g, b) are input. In step 101, the CMY value c '= I which is a complementary color of r, g, and b._max-R, m '= I_max-G, y '= I_max-B is calculated and these minimum values are set to k.
[0054]
Next, at step 102, the minimum value k = I_maxThen, in step 104, c = m = y = 0. Otherwise, in step 103,
f (k) = min {I_max/ (I_max-K), (T_max-K) / (2 (I_max-K)), A_max} (13)
To calculate the range expansion rate f (k).
c = f (c) (c′−k)
m = f (m) (m′−k)
y = f (y) (y'-k)
To determine c, m, y. In step 106, c, m, y, and k obtained so far are output as CMYK values.
[0055]
Here, the above expression (13) is an expression obtained by expanding the expression (12) related to the previous range function g (k) as the relationship of the range expansion rate function f (k).
[0056]
In the processing flow described above, the range expansion rate f (k) and the output CMYK value can be calculated even when the RGB input value is a continuous amount. In particular, the RGB input value is a discrete value. In some cases, it is possible to obtain CMYK values with a simple flow as shown in FIG. 9 by preliminarily tabulating the range expansion rate f (k).
[0057]
In the case of FIG. 9, the RGB input range is 0 to I._maxUntil I_maxSince the integer value is taken, the possible range of the minimum value k is also 0 to I._maxThe integer value of Therefore, in the first step 110, the range expansion rate f [k] is set to k = 0 to I._maxIs initialized as a table by equation (13) so that can be directly referenced as a subscript.
[0058]
Steps 100 and 101 are the same as those in FIG. In step 111, c, m, and y are determined in the same manner as in the previous step 105, with f [k] referred to simply by using k as the index. In step 106, c, m, y, and k are output as CMYK values.
[0059]
The color image processing apparatus according to the present embodiment will be described collectively. Color image signal conversion means for converting input image signals of three colors of red, green and blue into output image signals of four colors of cyan, magenta, yellow and black. The color image processing apparatus includes a color image signal conversion unit, a unit that converts input image signals of red, green, and blue into converted image signals of three colors of cyan, magenta, and yellow; and cyan, magenta, and yellow Means for selecting the minimum value k of the three-color converted image signal as a black output image signal, and subtracting the minimum value k from the three-color converted image signal of cyan, magenta, and yellow, Means for multiplying a multiplier f (k) determined depending on the value k to obtain cyan, magenta, and yellow output image signals. The multiplier f (k) , The maximum value of the range of three color input image signals of blue I_maxWhen A_max<I_maxA positive constant A such that_maxAnd T_max/ I_maxA positive constant T such that <3_maxAnd f (k) ≦ A_max, F (k) ≦ (T_max-K) / (2 (I_max-K)).
[0060]
The color image processing method according to the present embodiment will be described collectively. The color image processing method converts an input image signal of three colors of cyan, magenta, and yellow into an output image signal of four colors of cyan, magenta, yellow, and black. Then, the minimum value k of the input image signal of the three colors cyan, magenta, and yellow is selected as the output image signal of black, and the minimum value k is subtracted from the input image signal of the three colors cyan, magenta, and yellow. The subtraction result is multiplied by a multiplier f (k) determined depending on the minimum value k to obtain an output image signal of cyan, magenta, and yellow, and the multiplier f (k) has three colors of cyan, magenta, and yellow. The maximum value of the image signal range of I_maxWhen A_max<I_maxA positive constant A such that_maxAnd T_max/ I_maxA positive constant T such that <3_maxAnd f (k) ≦ A_max, F (k) ≦ (T_max-K) / (2 (I_max-K)).
[0061]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing details of the four-color separation means in the color image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment as described below, and is basically the same as the first embodiment in other points.
[0062]
The second embodiment is an example in which the first embodiment is extended so as to be compatible with the four-color separation method from Patent Document 1 described in the prior art. In the second embodiment, a lookup table 70 and a lookup table 71 are added to the first embodiment. In the second embodiment, when the same operation as that of the first embodiment is performed, both the look-up table 70 and the look-up table 71 need only be a linear table that directly associates input values with outputs.
[0063]
On the other hand, in the second embodiment, in order to perform conventional four-color separation, the multiplier table 31 is a linear table, and the under color removal amount associated with the minimum value k of c, m, and y in the lookup table 70. Is implemented as a table, and a table of summed color amounts associated with k is implemented in the lookup table 71.
[0064]
According to the embodiment described above, while performing 100% black replacement that completely replaces a gray color such that r = g = b (and hence c ′ = m ′ = y ′) with a K single color, With regard to colors, color image processing is performed that performs four-color separation with wide saturation that can take the maximum range within the range in which CMY colors maintain toner limitation and gradation continuity.
[0065]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description of the embodiments, according to the present invention, 100% undercolor removal of gray color is compatible, there is no reduction in saturation in the low density portion, and the total toner amount is limited. A color image processing apparatus and a processing method capable of obtaining the maximum color reproduction range can be realized.
[0066]
In addition, according to the present invention, it is compatible with 100% undercolor removal of gray color, there is no reduction in saturation in the low density portion, and it is compatible with gradation continuity and obtains the maximum color reproduction range. A color image processing apparatus and a processing method that can be realized can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration and flow of image processing in a color laser printer to which a color image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing details of the four-color separation unit in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory diagram of an input parameter space of the four-color separation unit in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view of the input parameter space of FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory diagram of a range function of the four-color separation unit in FIG. 2;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a range function of a four-color separation unit different from FIG.
7 is an explanatory diagram of a range expansion function of the four-color separation unit in FIG. 2;
8 is a flowchart showing the color image processing algorithm of FIG. 1;
FIG. 9 is a diagram showing a flow of a modified example of the color image processing algorithm of FIG. 1;
FIG. 10 is a diagram showing details of four-color separation means in the color image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image data, 2 ... Input buffer, 3 ... Color correction means, 5 ... 4 color separation means, 7 ... γ correction means, 8 ... γ correction value table, 9 ... Tone processing means, 10 ... Dither circuit, 11 ... Threshold arrangement, 12 ... PWM signal, 13 ... printer engine, 21 ... complement arithmetic circuit, 22 ... minimum value selection circuit, 23 ... selection circuit, 24 ... selection signal, 25 ... subtraction circuit, 28 ... multiplication circuit, 31 ... multiplier table , 39 ... polyline, 41 ... curve, 52 ... cross section.

Claims

Color image processing apparatus including color image signal conversion means including color image signal conversion means for converting input image signals of three colors of cyan, magenta and yellow into output image signals of four colors of cyan, magenta, yellow and black Because
The color image signal conversion means includes
Means for selecting a minimum value k of the input image signals of the three colors of cyan, magenta, and yellow to be a black output image signal;
The minimum value k is subtracted from the input image signals of the three colors cyan, magenta, and yellow, and the subtraction result is multiplied by a multiplier f (k) determined depending on the minimum value k to output cyan, magenta, and yellow. An image signal means,
The multiplier f (k) is cyan, magenta, the maximum value of the range of the three color image signals of yellow when the _{I _max,} relative to A max _<positive constant such that _{I max} _{A max,} f (K) A color image processing apparatus characterized by being given by ≦ A _max .

A color image processing apparatus comprising color image signal conversion means for converting input image signals of three colors of cyan, magenta, and yellow into output image signals of four colors of cyan, magenta, yellow, and black,
The color image signal conversion means includes
Means for selecting a minimum value k of the input image signals of the three colors of cyan, magenta, and yellow to be a black output image signal;
The minimum value k is subtracted from the input image signals of the three colors cyan, magenta, and yellow, and the subtraction result is multiplied by a multiplier f (k) determined depending on the minimum value k to output cyan, magenta, and yellow. An image signal means,
The multiplier f (k) is red, green, the maximum value of the range of three color input image signals of blue when the _{I _max,} to a positive constant _{T max} such that T max _{/ I max} <3 A color image processing apparatus characterized by being given by f (k) ≦ (T _max −k) / (2 (I _max −k)).

A color image processing method for converting an input image signal of three colors of cyan, magenta and yellow into an output image signal of four colors of cyan, magenta, yellow and black,
The minimum value k of the input image signals of the three colors cyan, magenta, and yellow is selected as the black output image signal,
The minimum value k is subtracted from the input image signals of the three colors cyan, magenta, and yellow, and the subtraction result is multiplied by a multiplier f (k) determined depending on the minimum value k to output cyan, magenta, and yellow. As an image signal,
The multiplier f (k) is cyan, magenta, the maximum value of the range of the three color image signals of yellow when the _{I _max,} relative to A max _<positive constant such that _{I max} _{A max,} f (K) A color image processing method, wherein ≦ A _max is given.

A color image processing method for converting an input image signal of three colors of cyan, magenta and yellow into an output image signal of four colors of cyan, magenta, yellow and black,
The minimum value k of the input image signals of the three colors cyan, magenta, and yellow is selected as the black output image signal,
The minimum value k is subtracted from the input image signals of the three colors cyan, magenta, and yellow, and the subtraction result is multiplied by a multiplier f (k) determined depending on the minimum value k to output cyan, magenta, and yellow. As an image signal,
The multiplier f (k) is a positive constant T _max such that T _max / I _max <3, where I _max is the maximum value of the three color image signals of cyan, magenta, and yellow. , F (k) ≦ (T _max −k) / (2 (I _max −k)).

A color image processing method for converting an input image signal of three colors of red, green and blue into an output image signal of four colors of cyan, magenta, yellow and black,
And the red, green, blue respective input image signals r, g, and b, and these signal range and 0 to I _max, corresponding cyan, magenta, yellow, black respective output image signals c, m, y , K,
The output signals c, m, y, k are
c ′ = I _max −r,
m ′ = I _max −g,
y ′ = I _max −b,
From k = min {c ′, m ′, y ′} and constants T _max and A _max , T (k) = (T _max −k) / (2 · I _max )
A (k) = A _max (I _max −k) / I _max
g (k) = min {1, T (k), A (k)}
f (k) = g (k) · I _max / (I _max −k)
By the function f (k) defined by
c = f (k) (c′−k)
m = f (k) (m′−k)
y = f (k) (y′−k)
A color image processing method characterized by being given by:

A color image processing method for converting an input image signal of three colors of red, green and blue into an output image signal of four colors of cyan, magenta, yellow and black,
And the red, green, blue respective input image signals r, g, and b, and these signal range and 0 to I _max, corresponding cyan, magenta, yellow, each signal image output black c, m, y , K,
c ′ = I _max −r,
m ′ = I _max −g,
y ′ = I _max −b,
For k ′ = min {c ′, m ′, y ′}
Each time k ′ is fixed, the output signals c, m, and y are respectively (c′−k ′), (m′−k ′), and (y′−k ′).
And the proportionality constant f (k ′) is common to them, and
f (I _max ) = 0 and
A positive constant T _max such that T _max / I _max <3;
A _max <positive constant such that _{I max} _{A max}
Against
f (k ′) ≦ (T _max −k ′) / (2 (I _max −k ′))
f (k ′) ≦ A _max
A color image processing method characterized by being given by: