JP2014110501A

JP2014110501A - 画像処理装置及び画像処理プログラム

Info

Publication number: JP2014110501A
Application number: JP2012263437A
Authority: JP
Inventors: Teru Nishizawa; 輝西沢
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2014-06-12

Abstract

【課題】擬似輪郭の発生を、画質を低下することなく防止する。
【解決手段】対象の画像の入力色値（ＲＧＢ値）を対応する出力色値（ＣＭＹＫ値）に色変換し仮出力色値（仮ＣＭＹＫ値）として取得する色変換処理部１１０と、仮出力色値を、当該仮出力色値をなす色成分ごとに、その小数値を、その値に応じて定まる確率にもとづいて切り上げ又は切り下げを行った整数値に変調する色値変調部１１１と、変調後の色値にもとづいて対象の画像の出力を行う出力部１２と、を備える構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、色変換等の画像処理を行う画像処理装置及び画像処理プログラムに関し、より詳しくは、階調をドットの集合により擬似的に表現する手法を用いた画像処理の際に発生する擬似輪郭の問題を解決する画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。

プリンター、ＭＦＰ等の画像形成装置においては、ドットの集合によって多値の階調を擬似的に表現する面積階調法や擬似階調法（組織的ディザ法、誤差拡散法等）を用いた画像処理が行われる。
しかし、このような画像処理によれば、原理的には階調表現が可能であっても、安定性向上、所望の階調曲線を得るため等の理由により階調数が制限される場合には、画像中に視覚的に不連続を生じ、いわゆる擬似輪郭（偽輪郭）となって、画質を著しく低下させることがある。
そこで、このような擬似輪郭の問題を解決するため、様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
このような技術によれば、例えば、入出力特性において連続性の欠ける部分にノイズを加えたり（特許文献１参照）、誤差拡散法の基準値を変更する（特許文献５参照）等、主に階調性を向上させる補正等を行うことによって、擬似輪郭の発生を防止するようにしている。

特開２０１０−２５９１１１号公報特開平９−９８２９０号公報特開２００１−５３９６９号公報特開平６−１０１７８８号公報特開平１１−２６１８１９号公報

しかしながら、擬似輪郭は、色領域の違いを補正するために行われる所謂ガマットマッピングの際に色領域の外郭周辺に表れる等、一定領域内に同じ色値が連続することによって生ずる場合があり、前述の技術では、このような擬似輪郭を効果的に防止することはできなかった。
すなわち、従来は、擬似輪郭の発生要因である階調に関する問題に着目してその問題を解決する技術はあったが、同一の色値が連続することにより発生する擬似輪郭の問題を直接的に解決する技術は存在しなかった。
また、擬似輪郭を防ぐための補正や加工を必要以上に行うと却って画質の低下を招くおそれがあるが、このようなトレードオフの問題をともに解決することができる技術は存在しなかった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、色変換によって求めた仮出力色値に対し微細な変調を不規則に施すことによって、画質を損なうことなく擬似輪郭の発生を防止する画像処理装置及び画像処理プログラムの提供を目的とする。

上記目的を達成するため本発明の画像処理装置は、対象の画像の入力色値を対応する出力色値に色変換し仮出力色値として取得する色変換処理手段と、仮出力色値を、当該仮出力色値をなす色成分ごとに、その小数値を、その値に応じて定まる確率にもとづいて切り上げ又は切り下げを行った整数値に変調する色値変調手段と、変調後の色値にもとづいて対象の画像の出力を行う出力手段と、を備えるようにしている。

また、本発明の画像処理プログラムは、コンピュータを、対象の画像の入力色値を対応する出力色値に色変換し仮出力色値として取得する色変換処理手段、仮出力色値を、当該仮出力色値をなす色成分ごとに、その小数値を、その値に応じて定まる確率にもとづいて切り上げ又は切り下げを行った整数値に変調する色値変調手段、及び、変調後の色値にもとづいて対象の画像の出力を行う出力手段、として機能させるようにしている。

本発明によれば、擬似輪郭の発生を、画質を保持しながら防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像処理装置の概略構成図である。本発明の第一実施形態に係る画像処理装置の機能ブロック図である。本発明の第二実施形態に係る画像処理装置の機能ブロック図である。変調チャンネル選択手段を説明するための図である。色変換処理の他の態様を説明するための図である。

図１は、本発明の実施形態に係る画像処理装置の概略構成図である。
本実施形態の画像処理装置１は、図１に示すように、対象の画像を入力する入力部１０、入力した対象画像に対し必要な画像処理を行う制御部１１、及び、制御部１１による画像処理が施された画像にもとづいて印刷等の出力を行う出力部１２を備え、例えば、プリンターやＭＦＰ（Multifunction Peripheral）の画像形成装置が該当する。
制御部１１における画像処理としては、対象画像の入力色値を出力色値に色変換する処理や、前述の面積階調法等を用いてドット画像を生成する処理が挙げられる。
より具体的には、パーソナルコンピュータ等から入力した印刷データを解釈し、オブジェクトに付されたＲＧＢ値（入力色値）を対応するＣＭＹＫ値（出力色値）に色変換し、ラスタライズ処理やスクリーン処理を経てドット画像を生成する。
そして、生成されたドット画像に対し、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各トナーを適用することによって印刷処理が行われる。

ここで、本実施形態の画像処理装置１は、色変換後のＣＭＹＫ値に対し、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの小数値をその多寡に応じた確率にもとづき切り上げ、又は、切り下げた整数値にする変調を行うところに特徴を有する。
このようにすると、出力色値が微細にかつ不規則に変調されるため、面積階調法等を用いた画像処理の弊害として生ずる擬似輪郭のうち、特に、同一色が連続することによる擬似輪郭の発生を効果的に防ぐことができる。
以下、このような特徴的な作用効果を奏する画像処理装置１について、第一及び第二の実施形態を挙げて説明する。

（第一実施形態）
図２は、本発明の第一実施形態に係る画像処理装置の機能ブロック図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態の制御部１１ａは、対象の画像の入力色値を対応する出力色値に色変換し仮出力色値として取得する色変換処理部（色変換処理手段）１１０と、仮出力色値の整数値を、仮出力色値をなす色成分ごとにその小数値をランダムに切り上げ又は切り下げを行い、その際、小数値に応じて定まる確率にもとづいて切り上げ又は切り下げを行うことによって、仮出力色値に対する変調を行う色値変調部（色値変調手段）１１１と、を機能ブロックとして備える。

色変換処理部１１０は、入力画像の各画素の色値（ＲＧＢ値）に対応する色を、再現可能な出力形式の色値（ＣＭＹＫ値）に色変換するＲＧＢｔｏＣＭＹＫ変換手段１１００を備える。
具体的には、ＲＧＢ値とＣＭＹＫ値との対応付けに相当する格子点により３次元直交格子状に現したＬＵＴ（Look Up Table）を予め備え、対象の画素のＲＧＢ値を、このＬＵＴを参照することで、対応するＣＭＹＫ値に色変換する。格子点間の座標に位置するＲＧＢ値については、既知の内挿補間演算によって対応するＣＭＹＫ値を求める。
なお、各格子点及び格子点間に係るＣＭＹＫ値は、少数値定義とし、小数値の端数処理や整数定義は行わないものとする。
また、色変換後の出力色値（ＣＭＹＫ値）であって、未だ変調が施されていないものを仮出力色値（仮ＣＭＹＫ値）と呼称する。

色値変調部１１１は、整数部／小数部分離手段１１１０と、最終ＣＭＹＫ値設定手段１１１１と、乱数発生手段１１１２と、小数部比較手段１１１３と、変調付加スイッチ１１１４と、を備える。
整数部／小数部分離手段１１１０は、仮出力色値を整数部と小数部とに分離し、整数部は最終ＣＭＹＫ値設定手段１１１１に出力し、小数部は小数部比較手段１１１３に出力する。
乱数発生手段１１１２は、０〜１の範囲内に含まれる数値（小数値）をランダムに、かつ、その範囲内においてほぼ偏りのない乱数として発生させる。乱数は、例えば、変調の対象である画素ごとで、さらに、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋごとに順次発生させたものを取得して小数部比較手段１１１３に出力する。

小数部比較手段１１１３は、整数部／小数部分離手段１１１０から入力した仮出力色値の小数部の値（小数値）と、乱数発生手段１１１２によって発生させた乱数とを比較する。そして、仮出力色値の小数値が乱数の値を超過する場合は、その小数値を切り下げる旨の命令を、仮出力色値の小数値が乱数の値以下である場合は、その小数値を切り上げる旨の命令を、最終ＣＭＹＫ値設定手段１１１１に出力する。
最終ＣＭＹＫ値設定手段１１１１は、小数部比較手段１１１３から入力した命令に応じ、仮出力色値を変調する。具体的には、「切り上げる旨」の命令に対しては、仮出力色値の小数値を切り上げた値、すなわち、仮出力色値の整数値に１を加算した値とし、他方、「切り下げる旨」の命令に対しては、仮出力色値の小数値を切り下げた値、すなわち、仮出力色値の整数値をそのままとする。
Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのそれぞれについて、このような切り上げ又は切り下げの処理を行うため、実質、１６通りの変調候補の中からいずれかが選択されて変調が行われる。

例えば、対象画素の仮出力色値が｛Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ｝＝｛125.5,133.2,234.8,58.1｝の場合の変調処理について説明する。
この場合、整数部は｛125,133,234,58｝となり、小数部は｛0.5,0.2,0.8,0.1｝となる。また、この例において、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋに対応した乱数として0.11、0.82、0.45、0.61が得られたものとする。
Ｃ（シアン）の仮出力色値の小数値（0.5）は、乱数の値（0.11）を超過しているため、小数値は切り下げられ、Ｃ＝125となる。
Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）についても同様の処理を行うと、Ｍ＝134、Ｙ＝234、Ｋ＝59となる。
この結果、対象の仮ＣＭＹＫ値｛125.5,133.2,234.8,58.1｝は、｛125,134,234,59｝に変調される。
なお、上述のようにチャンネルごとに乱数を求めるのではなく、対象の画素については各チャンネルが同じ乱数を基準として切り上げ又は切り下げの判断を行うようにすることもできる。

ここで、このような変調処理を、同一の色値（小数値を含む）が連続する部分に対して行った場合の効果について説明する。
一例として、仮出力色値｛Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ｝＝｛125.5,133.2,234.8,58.1｝の画素が１００個連続している領域に変調を行った場合について説明する。
この場合、連続するその画素数に相当する１００個の乱数が取得される。
そして、各乱数は、０〜１の範囲内に含まれる小数値をその範囲内においてほぼ偏りなく発生させたものである。
このため、上記例において、Ｋの仮出力色値は、その小数値が０．１であるため、乱数が０．１を超過する確率（（１−０．１）／１＝９０％）で切り下げが行われて変調が行われる。

このようにすると、単に小数値を四捨五入して変調する場合と比べ、より擬似輪郭を効果的に防止することができる。
例えば、上記例において、仮に小数値を四捨五入して変調したとすると、１００個の連続画素におけるＫ値は、一律に切り下げられる結果、変調後の色値がすべて同値（Ｋ＝５８）となるが、本実施形態によれば、９０個が切り下げられ、１０個が切り上げられる結果、Ｋ＝５８の色値の画素とＫ＝５９の色値の画素とが散在することとなる。
このため、本実施形態の変調処理によれば、特に色値が小数値レベルで同一となる画素が連続する場合においても、擬似輪郭の発生を効果的に防止することができる。

変調付加スイッチ１１１４は、ユーザーの設定操作に応じて変調を行うか否かの設定を行う。
変調付加スイッチ１１１４は、設定信号を最終ＣＭＹＫ値設定手段１１１１に出力する。
最終ＣＭＹＫ値設定手段１１１１は、変調付加スイッチ１１１４から変調を行わない旨の信号を入力すると、最終ＣＭＹＫ値設定手段１１１１は、仮ＣＭＹＫ値の整数部の値（整数値）をそのまま出力部１２に出力し、出力部１２は、その整数値にもとづいて対象の画像の出力を行う。
このため、例えば、擬似輪郭の発生が想定されない等、画質を犠牲にしてまで変調を行うメリットがない場合、同一色値が不連続になることによる圧縮率の低下を望まない場合、その他の理由により変調を望まない場合に便宜である。
また、整数値をそのまま出力することで変調を制限するようにしているため、元の構成や動作を複雑化することなく、簡易に実現することができる。

このように、本発明の第一実施形態に係る画像処理装置１（制御部１１ａ）によれば、仮ＣＭＹＫ値を、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの出力色値の小数値をその値に応じた確率にもとづき切り上げ、又は、切り下げた整数値にする変調を行うようにしている。
このため、出力色値が微細にかつ不規則な色値に変更される結果、同一の色値（とりわけ小数値ベースでの同一）が連続することによる擬似輪郭の発生をより効果的に防止できるようになる。
また、この結果、出力色値の最小分解能に相当する値にもとづいて色値の変調を行うこととなるため、擬似輪郭の発生を防ぐ一方で画質が低下するといったトレードオフの問題をともに解決することができる。
すなわち、本実施形態に係る画像処理装置１によれば、画質を保持しながらも擬似輪郭の発生を効果的に防ぐことができる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態に係る画像処理装置について説明する。
図３は、本実施形態に係る画像処理装置の機能ブロック図である。
図３に示すように、本実施形態の画像処理装置１は、制御部１１ｂが、色変換処理部１１０及び色値変調部１１１を備える点において前述の第一実施形態と同様である。ところが、本実施形態の制御部１１ｂは、変調チャンネル選択手段（色選択手段）１１１５をさらに備える点において異なる。
このため、以下、主に変調チャンネル選択手段１１１５に関する事項について説明し、他の構成部の詳細な説明は省略する。

変調チャンネル選択手段１１１５は、ユーザーの選択操作に応じて、仮出力色値をなす色成分の一部又は全部を選択する。
具体的には、図４に示すように、（ｉ）Ｋチャンネルのみ変調する場合（第一モード）、（ｉｉ）ＣＭＹチャンネルのみ変調する場合（第二モード）、（ｉｉｉ）ＣＭＹＫ全チャンネル変調する場合（第三モード）、といったように、選択チャンネルに応じたモードを設け、ユーザーが一定の操作によっていずれかのモードを選択できるようにしておく。
モードの選択によって変調チャンネルが選択されると、選択されたチャンネルの識別情報を含む切換え制御信号が最終ＣＭＹＫ値設定手段１１１１へ出力され、最終ＣＭＹＫ値設定手段１１１１は、その識別情報から変調対象のチャンネルを特定してそのチャンネルの仮出力色値のみ変調を行い、出力部１２に対しては、選択されたチャンネルについては変調後の色値を、選択されたチャンネル以外のチャンネルに対しては、仮出力色値の整数値をそのまま出力する。
また、識別情報を含む制御信号を整数部／小数部分離手段１１１０に出力し、選択したチャンネルのみ整数部と小数部の分離を介して変調を行い、選択されたチャンネル以外のチャンネルに対しては係る分離を行わず、元の仮出力色値を出力するようにすることもできる。
このようにすると、選択された色の仮出力色値のみ変調が行われ、変調が行われた色値、及び、変調が行われていない仮出力色値にもとづいて対象の画像の出力が行われることとなる。

このように、本発明の第二実施形態に係る画像処理装置１によれば、制御部１ｂが、さらに、変調チャンネル選択手段１１１５を備え、ユーザーは、適宜、所望の変調方法を選択することができるようにしている。
このため、例えば、色相の変調を回避したい場合にはＣＭＹチャンネルについて変調を行わない第一モードを選択することによって、明度方向にのみ変調を行うことが可能となる。
また、粒状性の変化を望まない場合や大きな明度変化を望まない場合には、Ｋチャンネルについては変調を行わない第二モードを選択することによって、所望の変調を行うことが可能となる。
したがって、第一実施形態と同様の作用効果を奏しつつ、さらに、ユーザーの利便性に優れた画像処理装置１を提供することができる。

（画像処理プログラム）
次に、画像処理プログラムについて説明する。
上記実施形態におけるコンピュータ（画像処理装置）の色変換処理機能、色値変調機能等は、ＲＯＭ等に記憶された画像処理プログラムにより実現される。
画像処理プログラムは、コンピュータの制御手段（ＣＰＵなど）に読み込まれることにより、コンピュータの構成各部に指令を送り、前記各機能に対応した各手段（色変換処理手段、色値変調手段、出力手段、乱数発生手段、色選択手段）を実行させる。
これによって、前記各機能は、ソフトウェアである画像処理プログラムとハードウェア資源であるコンピュータの各構成手段とが協働することにより実現される。

なお、上記各機能を実現するための画像処理プログラムは、コンピュータのＲＯＭ等に記憶される他、コンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、外部記憶装置及び可搬記録媒体に格納することができる。
外部記憶装置とは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact disc−Read Only Memory）等の記録媒体を内蔵し、画像処理装置１に外部接続されるメモリ増設装置をいう。一方、可搬記録媒体とは、記録媒体駆動装置（ドライブ装置）に装着でき、かつ、持ち運び可能な記録媒体であって、例えば、フレキシブルディスク、メモリカード、光磁気ディスク等をいう。

そして、記録媒体に記録された画像処理プログラムは、コンピュータのＲＡＭ等にロードされて、ＣＰＵにより実行される。この実行により、上述した実施形態の各機能が実現される。
さらに、コンピュータで画像処理プログラムをロードする場合、他のコンピュータで保有された画像処理プログラムを、通信回線を利用して自己の有するＲＡＭや外部記憶装置にダウンロードすることもできる。このダウンロードされたプログラムも、ＣＰＵにより実行されることによって上述した実施形態の各機能を実現することができる。

このように、本発明は、プログラムによっても実施することができる。
このため、上記画像処理プログラムを他のデバイスにインストールすることによって、本実施形態に係る画像処理装置１と同様の作用効果を奏する装置を構成することが可能となる。

以上、本発明の画像処理装置及び画像処理プログラムについて、実施形態を示して説明したが、本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、プリンター、ＭＦＰ以外の画像形成装置においても本発明を適用することができる。
また、前述の実施形態においては、ＲＧＢｔｏＣＭＹＫ変換手段１１００が、入力色値と出力色値とが直接対応付けられた１段のＬＵＴを介して色変換処理を行うようにしているが、このような態様に限定されるものではなく、結果として画像処理装置１の出力色値が得られるのであれば特にＬＵＴの構成や色変換処理の工程等を問わない。
例えば、図５に示すように、ＲＧＢ値（入力色値）とＣＭＹＫ値（出力色値）との色変換処理を、ＸＹＺ空間やＬａｂ空間への色変換を行うＬＵＴを介し、数段階に分けて行うこともできる。
また、前述の実施形態においては、色値変調部１１１が、仮出力色値の小数値が乱数の値を超過した場合にはその小数値を切り下げ、仮出力色値の小数値が乱数の値以下の場合にはその小数値を切り上げることにより変調を行うようにしているが、これとは反対に、仮出力色値の小数値が乱数の値を超過した場合にはその小数値を切り上げ、仮出力色値の小数値が乱数の値以下の場合にはその小数値を切り上げるように変調することもできる。

本発明は、プリンター、ＭＦＰなどのカラー対応の画像形成装置に適用することができる。

１画像処理装置
１０入力部
１１制御部
１１０色変換処理部
１１００ＲＧＢｔｏＣＭＹＫ変換手段
１１１色値変調部
１１１０整数部／小数部分離手段
１１１１最終ＣＭＹＫ値設定手段
１１１２乱数発生手段
１１１３小数部比較手段
１１１４変調付加スイッチ
１１１５変調チャンネル選択手段
１２出力部

Claims

対象の画像の入力色値を対応する出力色値に色変換し仮出力色値として取得する色変換処理手段と、
前記仮出力色値を、当該仮出力色値をなす色成分ごとに、その小数値を、その値に応じて定まる確率にもとづいて切り上げ又は切り下げを行った整数値に変調する色値変調手段と、
前記変調後の色値にもとづいて前記画像の出力を行う出力手段と、を備える
ことを特徴とする画像処理装置。
設定操作に応じ、前記変調を行うか否かの設定を行う変調付加スイッチと、を備え、
前記出力手段は、
前記変調を行わない設定が行われた場合に、前記仮出力色値の整数値にもとづいて前記画像の出力を行う
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
選択操作に応じて、前記仮出力色値をなす色成分の一部又は全部を選択する色選択手段を備え、
前記色値変調手段は、
前記選択された色成分の仮出力色値に対してのみ前記変調を行い、
前記出力手段は、
前記変調が行われた色値、及び、前記変調が行われていない色成分の前記仮出力色値の整数値にもとづいて前記画像の出力を行う
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
コンピュータを、
対象の画像の入力色値を対応する出力色値に色変換し仮出力色値として取得する色変換処理手段、
前記仮出力色値を、当該仮出力色値をなす色成分ごとに、その小数値を、その値に応じて定まる確率にもとづいて切り上げ又は切り下げを行った整数値に変調する色値変調手段、及び
前記変調後の色値にもとづいて前記画像の出力を行う出力手段、として機能させる
ことを特徴とする画像処理プログラム。