JP3629128B2 - 画像処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画像データを所望の画像処理条件に従って設定された変換データにより変換処理することで出力画像データを生成する画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＴＰや印刷・製版等の分野において、スキャナによりカラー原稿を読み取ることで入力画像データを得、この入力画像データに対して所望の画像処理を施して出力画像データを生成した後、プリンタやＣＲＴ等の画像出力装置によりカラー画像を出力するようにしたカラー画像入出力システムが広範に用いられている。
【０００３】
この場合、カラー画像入出力システムには、通常、画像処理条件をパラメータとする色変換関数が設定されており、前記画像処理条件を画像に応じて設定することで色変換関数を規定して変換データを作成し、この変換データを用いて前記入力画像データに所望の画像処理を施すようにしている。ここで、画像処理条件として、例えば、原稿画像の種類、入力画像データに対するハイライトやシャドーの設定濃度、カラーコレクションのための各色の修正係数等の条件を挙げることができる。
【０００４】
ところで、前記のようにして設定される変換データを用いて処理された画像データに基づき画像を出力した場合、色変換関数の設定が不適切であると、画像にトーンジャンプ等の不自然な部分が出現することがある。すなわち、パラメトリカルに記述されている色変換関数は、必ずしも全ての画像に対して高精度な変換処理が行えるように設定できるものではない。例えば、色変換関数に基づいてルックアップテーブルとして設定された変換データは、入力画像データを離散的な出力画像データに変換することになるため、特に、濃度変動の少ない画像において、階調が大きく変化することによるトーンジャンプが出現する場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような不具合を解消するためになされたものであって、出力画像における階調品質を低下させることのない変換データを生成することのできる画像処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力画像データを所望の画像処理条件に従って設定された変換データにより変換処理することで出力画像データを生成する際、
前記入力画像データから入力信号空間でのヒストグラムを求め、前記ヒストグラムに基づいて重み付けしたフィルタ関数を用いて、前記ヒストグラムが大きい前記入力画像データを変換処理する前記変換データに対して強い平滑化処理を行い、前記ヒストグラムの小さい前記入力画像データを変換処理する前記変換データに対して弱い平滑化処理を行い、得られた新たな変換データを用いて前記入力画像データの変換処理を行うことを特徴とする。
【０００７】
この場合、変換データに含まれる歪みがフィルタ関数によって平滑化されるため、この新たな変換データにより変換されて得られる出力画像データにおいて歪みが低下し、階調品質の良い画像を得ることができる。
【０００８】
また、前記フィルタ関数に対して入力画像データのヒストグラムによる重み付けを行うことにより、画像の階調に応じたレベルで平滑化処理を施すことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態の画像処理方法が適用されるカラー画像処理装置１０を示す。このカラー画像処理装置１０は、キャリブレーション回路１２、色処理回路１４、補間処理回路１６、ＵＳＭ回路１８、ＬＤ制御データ変換回路２０を備え、スキャナ等から供給される画像データＲ、Ｇ、Ｂを画像処理条件に従ってレーザダイオード（ＬＤ）制御データに変換し、記録媒体上にカラー画像を形成する。
【００１１】
キャリブレーション回路１２は、画像データＲ、Ｇ、Ｂの各色毎に補正テーブルを備え、この補正テーブルにより前記画像データＲ、Ｇ、Ｂを濃度データＣ、Ｍ、Ｙに変換する。なお、補正テーブルは、例えば、キャリブレーションチャートを読み取って得られた濃度データＣ、Ｍ、Ｙが前記キャリブレーションチャートの指定濃度となるように設定される。
【００１２】
色処理回路１４は、指定された画像処理条件に従い、例えば、ハイライト、シャドーの濃度設定、各色の階調変換、グレーバランスの調整、カラーコレクション、ＵＣＲ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ ）処理による濃度データＫの生成等の処理をルックアップテーブルとして設定される変換データを用いて行う。従って、濃度データＣ、Ｍ、Ｙは、色処理回路１４において、後述するように設定される前記変換データにより所望の網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに変換される。
【００１３】
補間処理回路１６は、色処理回路１４からの網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの補間処理を行う。具体的には、例えば、キャリブレーション回路１２からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙの中、上位５ビットに対して色処理回路１４で色変換処理を行う一方、前記濃度データＣ、Ｍ、Ｙの下位５ビットに基づいて、色変換処理された網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに対する補間処理を行う。このような処理を行うことにより、色処理回路１４での処理負担を軽減することが可能となる。
【００１４】
ＵＳＭ回路１８は、濃度データＣ、Ｍ、ＹからＵＳＭ（Ｕｎｓｈａｒｐｎｅｓｓ Ｍｕｓｋ）データを生成し、補間処理回路１６からの出力である網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに加算することで、エッジ強調処理を行う。
【００１５】
ＬＤ制御データ変換回路２０は、エッジ強調された網％データＣ、Ｍ、Ｙ、ＫをＬＤ制御データに変換する。この場合、ＬＤ制御データは、レーザダイオードを制御して記録媒体にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色に対応する画像を形成する。
【００１６】
一方、色処理回路１４には、ルックアップテーブルＴ′ｊ（ｊ＝Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）として構成される変換データが平滑化処理回路２２より供給される。平滑化処理回路２２は、色変換テーブル生成回路２４から供給されるルックアップテーブルＴｊを構成する変換データをフィルタ関数記憶回路２６から供給されるフィルタ関数Ａｐを用いて平滑化処理する。色変換テーブル生成回路２４は、パラメトリックに記述される複数の色変換関数をキーボード、マウス等の選択指示手段２８によって選択し、あるいは、設定することで前記ルックアップテーブルＴｊを生成する。また、フィルタ関数記憶回路２６の選択も、同様にして、前記選択指示手段２８によって行われる。
【００１７】
ここで、前記色変換テーブル生成回路２４は、図２に示すように、ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９、トーンカーブ設定部３１、信号並べ替え演算部３３、ＵＣＲ演算部３５、Ｋ版生成部３７、網％グレーバランス設定部３９、網％設定部４１およびカラーコレクション部４３から構成されており、選択指示手段２８を用いてオペレータにより指示された指示データａ１〜ａ７とテスト濃度データＣ、Ｍ、Ｙとに基づき色変換テーブルであるルックアップテーブルＴｊを生成する。
【００１８】
ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９は、入力画像データである濃度データＣ、Ｍ、Ｙのハイライトおよびシャドーの濃度を指示データａ１の濃度設定値により正規化する。
【００１９】
トーンカーブ設定部３１は、指示データａ２によって色変換関数の１つである基本トーンカーブを選択し、あるいは、指示データａ２によって指示されたカーブ修正係数により基本トーンカーブを修正することによりトーンカーブを設定し、この設定されたトーンカーブに従って、ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９により正規化された濃度データＣ、Ｍ、Ｙを濃度データＣを基準として階調変換する。
【００２０】
信号並べ替え演算部３３は、ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙの各成分の大小を比較することで、最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとを求める。
【００２１】
ＵＣＲ演算部３５は、信号並べ替え演算部３３からの最大値ｍａｘおよび最小値ｍｉｎと、選択指示手段２８からの指示データａ３に基づくグレー幅コントロールデータおよびＵＣＲ強度データとに従い、各濃度データＣ、Ｍ、Ｙに対するＵＣＲ量を算出する。このＵＣＲ量は、ＵＣＲ処理前の濃度データＣ、Ｍ、Ｙから減算される。なお、ＵＣＡ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ａｄｄｉｔｉｏｎ）処理を行う場合には、前記ＵＣＲ強度データを負の値として設定し、得られたＵＣＡ量を濃度データＣ、Ｍ、Ｙに加算することになる。
【００２２】
Ｋ版生成部３７は、信号並べ替え演算部３３からの最大値ｍａｘおよび最小値ｍｉｎと、選択指示手段２８からの指示データａ４に基づくＫ版グレー幅コントロールデータおよびＫ版生成カーブ修正係数データとに従い、濃度データＫを算出する。
【００２３】
網％グレーバランス設定部３９は、選択指示手段２８からの指示データａ５に基づくグレーバランスデータに従い、等量の濃度データＣ、Ｍ、Ｙをグレーとすることのできる網％に比例した濃度データＣ、Ｍ、Ｙに変換する。
【００２４】
網％設定部４１は、選択指示手段２８からの指示データａ６に基づくハイライトおよびシャドーの網％に従い、濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを網％データに変換する。
【００２５】
カラーコレクション部４３は、ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙから色相、明度および彩度を求め、選択指示手段２８の指示データａ７に基づくコレクション係数に従い、各濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ、ΔＫを網％として求め、網％設定部４１の網％データに加算する。
【００２６】
本実施形態のカラー画像処理装置１０は、基本的には以上のように構成される。
【００２７】
次に、色変換テーブル生成回路２４におけるルックアップテーブルＴｊの生成方法について説明する。
【００２８】
選択指示手段２８を用いてオペレータが指示データａ１〜ａ７を指示することにより、ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９、トーンカーブ設定部３１、ＵＣＲ演算部３５、Ｋ版生成部３７、網％グレーバランス設定部３９、網％設定部４１、カラーコレクション部４３に所定の色変換関数が設定される。次いで、テスト濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、例えば、濃度データＣ、Ｍ、Ｙを８ビットデータとし、各濃度データＣ、Ｍ、Ｙを８刻みで変化させたテストデータを生成して色変換テーブル生成回路２４に供給し、得られた網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋと対応するテストデータとの関係から、ルックアップテーブルＴｊ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）（ｊ＝Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）を構成する変換データを求める。
【００２９】
この場合、ルックアップテーブルＴｊを構成する変換データは、濃度データＣ、Ｍ、Ｙの変化量ｄＣ、ｄＭ、ｄＹに対する網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの変化量が大きいと、その網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの近傍においてトーンジャンプの発生するおそれがある。
【００３０】
そこで、平滑化処理回路２２において、フィルタ関数Ａｐ（ｄＣ，ｄＭ，ｄＹ）を用いてルックアップテーブルＴｊの平滑化処理を行う。
【００３１】
フィルタ関数記憶回路２６に記憶されるフィルタ関数Ａｐは、選択指示手段２８からオペレータにより選択され、平滑化処理回路２２に供給される。例えば、注目する濃度データＣ、Ｍ、Ｙをそれに隣接する濃度データＣ＋ｄＣ、Ｍ＋ｄＭ、Ｙ＋ｄＹ（ｄＣ、ｄＭ、ｄＹ＝−１、０、１）を用いて平滑化する場合、平滑化されたルックアップテーブルＴ′ｊは、
【００３２】
【数１】
【００３３】
として求められる。
【００３４】
ここで、フィルタ関数Ａｐは、図３に示すように、立法体の中心を注目する濃度データＣ、Ｍ、Ｙの位置とし、それに隣接する黒丸で表した位置にフィルタ関数Ａｐを構成するフィルタ係数を設定するものとすると、前記フィルタ係数は、例えば、図４Ａ〜図４Ｃに示すように設定することができる。また、フィルタ係数の他のバリエーションとして、図５Ａ〜図５Ｃ、図６Ａ〜図６Ｃ、図７Ａ〜図７Ｃに示すように設定することもできる。なお、図５Ａ〜図５Ｃにおいて、ｔは、０＜ｔ＜１の範囲で設定される。さらに、フィルタ係数は、３×３×３の濃度データＣ、Ｍ、Ｙの範囲よりも広い範囲に設定するようにしてもよい。
【００３５】
前記のようにして平滑化されたルックアップテーブルＴ′ｊは、色処理回路１４に供給される。色処理回路１４は、キャリブレーション回路１２からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙに対して前記ルックアップテーブルＴ′ｊを用いて色変換処理を行い、網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを生成する。この場合、網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは、平滑化処理されたルックアップテーブルＴ′ｊにより変換処理されるため、この網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを用いて作成される画像においてトーンジャンプ等の不具合を良好に解消することができる。
【００３６】
ところで、上述した実施形態では、濃度データＣ、Ｍ、Ｙの全濃度範囲に対して同一の平滑化処理を行うようにしているが、フィルタ関数Ａｐを濃度データＣ、Ｍ、Ｙに応じて重み付けし、濃度データＣ、Ｍ、Ｙに応じた平滑化処理を行うようにすることもできる。図８は、このような重み付け処理を行うカラー画像処理装置３０を示す。
【００３７】
この場合、重み付け関数設定回路３２は、キャリブレーション回路１２からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙに基づいて重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を設定し、平滑化処理回路３４に供給する。平滑化処理回路３４は、ルックアップテーブルＴｊ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）とフィルタ関数Ａｐ（ｄＣ，ｄＭ，ｄＹ）と重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）とを用いて、平滑化されたルックアップテーブルＴ′ｊを、
【００３８】
【数２】
【００３９】
として求める。なお、フィルタ関数Ａｐを構成するフィルタ係数は、３×３×３の濃度データＣ、Ｍ、Ｙの範囲よりも広い範囲に設定するようにしてもよいことは勿論である。また、ｄＣ＝ｄＭ＝ｄＹ＝０においては、Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝１である。
【００４０】
ここで、重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、入力信号空間において、入力画像データが集中している部分により強い平滑化処理が行われるように設定する。例えば、入力画像データである濃度データＣ、Ｍ、Ｙが８ビットデータであるとすると、その画像データ空間をＣ、Ｍ、Ｙの各色毎に０〜６３、６４〜１２７、１２８〜１９１、１９２〜２５５の４つの領域に分割し、４×４×４＝６４の各領域に含まれる濃度データＣ、Ｍ、Ｙのデータ数をカウントし、そのデータ数を各領域の濃度平均値である濃度データＣ、Ｍ、Ｙのヒストグラム関数Ｈ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）とする。
【００４１】
そこで、前記ヒストグラム関数Ｈ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を、
となる２次関数として定義し、ヒストグラム関数Ｈ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）に各領域の濃度データＣ、Ｍ、Ｙのデータ数を適用することで、最小自乗法を用いて各係数ｂ１〜ｂ１０を求める。
【００４２】
前記のようにして求めたヒストグラム関数Ｈ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）およびその最大値Ｈｍａｘを用いて、重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を、
Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝０ （Ｈ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）≦０） …（５）
として設定する。
【００４３】
（２）式のようにして平滑化されたルックアップテーブルＴ′ｊは、色処理回路１４に供給される。色処理回路１４は、キャリブレーション回路１２からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙに対して前記ルックアップテーブルＴ′ｊを用いて色変換処理を行い、網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを生成する。この場合、網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは、ヒストグラムの大きい濃度データＣ、Ｍ、Ｙを小さい濃度データＣ、Ｍ、Ｙよりも大きく平滑化することになる。従って、例えば、濃度変化の少ない画像に対しては、平滑化処理によってトーンジャンプの目立たない画像とすることができる一方、濃度変化の多い画像に対しては、平滑化処理の影響が少ないため、階調再現性が重視された画像とすることができる。
【００４４】
なお、ヒストグラムを求めるための領域は、必ずしも等分に分割する必要はなく、例えば、ハイライト側の領域を細かく分割する一方、シャドー側の領域を粗く分割し、特に目立ちやすい画像における重み付けの処理を細かく設定するようにしてもよい。
【００４５】
さらに、特定した濃度データＣ、Ｍ、Ｙに対して前記重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を設定することもできる。図９は、このような重み付け処理を行うカラー画像処理装置４０を示す。
【００４６】
この場合、スキャナ等より入力された画像データＲ、Ｇ、Ｂは、キャリブレーション回路１２に供給されるとともに、表示装置４２に供給される。表示装置４２は、前記画像データＲ、Ｇ、Ｂに基づいてカラー画像を表示する。オペレータは、マウス等のポインティングデバイス４４を用いて、表示された前記カラー画像の中、平滑化処理を行いたい色の位置を指定する。座標設定回路４６は、前記ポインティングデバイス４４により指定された座標（ｘ，ｙ）を重み付け関数設定回路４８に供給する。
【００４７】
重み付け関数設定回路４８は、座標（ｘ，ｙ）に対応する濃度データＣ、Ｍ、Ｙをキャリブレーション回路１２から供給される濃度データＣ、Ｍ、Ｙより求め、この濃度データＣ、Ｍ、Ｙにおいて最大となり、それから離れるに従って徐々に強度が減少する重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を、例えば、
Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝０ （ｄｄ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）≧ｒ） …（７）
として設定する。なお、ｄｄ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、濃度データＣ、Ｍ、Ｙの最大値をＣＰ、ＭＰ、ＹＰとして、
と定義し、ｒは、
ｒ＝√（ｄＣ２ ＋ｄＭ２ ＋ｄＹ２ ） …（９）
の最大値として定義する。
【００４８】
以上のようにして設定された重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を平滑化処理回路５０に供給し、（２）式に適用することでルックアップテーブルＴ′ｊを求める。色処理回路１４は、濃度データＣ、Ｍ、Ｙを前記ルックアップテーブルＴ′ｊによって網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに変換する。この場合、得られた網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは、所望の色の周辺に対してのみ平滑化処理が施されることになる。
【００４９】
さらに、（９）式におけるｒを、
ｒ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝ｋ・√（ｄＣ２ ＋ｄＭ２ ＋ｄＹ２ ） …（１０）
として濃度データＣ、Ｍ、Ｙの関数で設定すれば、濃度の高い領域において広い範囲に平滑化処理を施すことができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、入力画像データを画像処理条件に従った出力画像データに変換する際、変換データを平滑化処理することにより、その変換データの不連続性に起因する出力画像でのトーンジャンプ等の発生を回避し、階調品質の良好な画像を得る変換データを生成することができる。
【００５１】
また、変換データに対する平滑化処理を入力画像データに応じて任意に調整することにより、階調再現性を損なうことなく、トーンジャンプ等のない良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理方法が適用されるカラー画像処理装置の構成ブロック図である。
【図２】図１に示す色変換テーブル生成回路の構成ブロック図である。
【図３】フィルタ関数の説明図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、フィルタ関数を構成するフィルタ係数の例の説明図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、フィルタ関数を構成するフィルタ係数の例の説明図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃは、フィルタ関数を構成するフィルタ係数の例の説明図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｃは、フィルタ関数を構成するフィルタ係数の例の説明図である。
【図８】本発明の画像処理方法が適用されるカラー画像処理装置の他の構成ブロック図である。
【図９】本発明の画像処理方法が適用されるカラー画像処理装置のさらに他の構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０、３０、４０…カラー画像処理装置
１２…キャリブレーション回路 １４…色処理回路
１６…補間処理回路 １８…ＵＳＭ回路
２０…ＬＤ制御データ変換回路 ２２、３４、５０…平滑化処理回路
２４…色変換テーブル生成回路 ２６…フィルタ関数記憶回路
２８…選択指示手段 ３２、４８…重み付け関数設定回路
４２…表示装置 ４４…ポインティングデバイス
４６…座標設定回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画像データを所望の画像処理条件に従って設定された変換データにより変換処理することで出力画像データを生成する画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＤＴＰや印刷・製版等の分野において、スキャナによりカラー原稿を読み取ることで入力画像データを得、この入力画像データに対して所望の画像処理を施して出力画像データを生成した後、プリンタやＣＲＴ等の画像出力装置によりカラー画像を出力するようにしたカラー画像入出力システムが広範に用いられている。
【０００３】
この場合、カラー画像入出力システムには、通常、画像処理条件をパラメータとする色変換関数が設定されており、前記画像処理条件を画像に応じて設定することで色変換関数を規定して変換データを作成し、この変換データを用いて前記入力画像データに所望の画像処理を施すようにしている。ここで、画像処理条件として、例えば、原稿画像の種類、入力画像データに対するハイライトやシャドーの設定濃度、カラーコレクションのための各色の修正係数等の条件を挙げることができる。
【０００４】
ところで、前記のようにして設定される変換データを用いて処理された画像データに基づき画像を出力した場合、色変換関数の設定が不適切であると、画像にトーンジャンプ等の不自然な部分が出現することがある。すなわち、パラメトリカルに記述されている色変換関数は、必ずしも全ての画像に対して高精度な変換処理が行えるように設定できるものではない。例えば、色変換関数に基づいてルックアップテーブルとして設定された変換データは、入力画像データを離散的な出力画像データに変換することになるため、特に、濃度変動の少ない画像において、階調が大きく変化することによるトーンジャンプが出現する場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような不具合を解消するためになされたものであって、出力画像における階調品質を低下させることのない変換データを生成することのできる画像処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力画像データを所望の画像処理条件に従って設定された変換データにより変換処理することで出力画像データを生成する際、
前記入力画像データから入力信号空間でのヒストグラムを求め、前記ヒストグラムに基づいて重み付けしたフィルタ関数を用いて、前記ヒストグラムが大きい前記入力画像データを変換処理する前記変換データに対して強い平滑化処理を行い、前記ヒストグラムの小さい前記入力画像データを変換処理する前記変換データに対して弱い平滑化処理を行い、得られた新たな変換データを用いて前記入力画像データの変換処理を行うことを特徴とする。
【０００７】
この場合、変換データに含まれる歪みがフィルタ関数によって平滑化されるため、この新たな変換データにより変換されて得られる出力画像データにおいて歪みが低下し、階調品質の良い画像を得ることができる。
【０００８】
また、前記フィルタ関数に対して入力画像データのヒストグラムによる重み付けを行うことにより、画像の階調に応じたレベルで平滑化処理を施すことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態の画像処理方法が適用されるカラー画像処理装置１０を示す。このカラー画像処理装置１０は、キャリブレーション回路１２、色処理回路１４、補間処理回路１６、ＵＳＭ回路１８、ＬＤ制御データ変換回路２０を備え、スキャナ等から供給される画像データＲ、Ｇ、Ｂを画像処理条件に従ってレーザダイオード（ＬＤ）制御データに変換し、記録媒体上にカラー画像を形成する。
【００１１】
キャリブレーション回路１２は、画像データＲ、Ｇ、Ｂの各色毎に補正テーブルを備え、この補正テーブルにより前記画像データＲ、Ｇ、Ｂを濃度データＣ、Ｍ、Ｙに変換する。なお、補正テーブルは、例えば、キャリブレーションチャートを読み取って得られた濃度データＣ、Ｍ、Ｙが前記キャリブレーションチャートの指定濃度となるように設定される。
【００１２】
色処理回路１４は、指定された画像処理条件に従い、例えば、ハイライト、シャドーの濃度設定、各色の階調変換、グレーバランスの調整、カラーコレクション、ＵＣＲ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ ）処理による濃度データＫの生成等の処理をルックアップテーブルとして設定される変換データを用いて行う。従って、濃度データＣ、Ｍ、Ｙは、色処理回路１４において、後述するように設定される前記変換データにより所望の網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに変換される。
【００１３】
補間処理回路１６は、色処理回路１４からの網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの補間処理を行う。具体的には、例えば、キャリブレーション回路１２からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙの中、上位５ビットに対して色処理回路１４で色変換処理を行う一方、前記濃度データＣ、Ｍ、Ｙの下位５ビットに基づいて、色変換処理された網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに対する補間処理を行う。このような処理を行うことにより、色処理回路１４での処理負担を軽減することが可能となる。
【００１４】
ＵＳＭ回路１８は、濃度データＣ、Ｍ、ＹからＵＳＭ（Ｕｎｓｈａｒｐｎｅｓｓ Ｍｕｓｋ）データを生成し、補間処理回路１６からの出力である網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに加算することで、エッジ強調処理を行う。
【００１５】
ＬＤ制御データ変換回路２０は、エッジ強調された網％データＣ、Ｍ、Ｙ、ＫをＬＤ制御データに変換する。この場合、ＬＤ制御データは、レーザダイオードを制御して記録媒体にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色に対応する画像を形成する。
【００１６】
一方、色処理回路１４には、ルックアップテーブルＴ′ｊ（ｊ＝Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）として構成される変換データが平滑化処理回路２２より供給される。平滑化処理回路２２は、色変換テーブル生成回路２４から供給されるルックアップテーブルＴｊを構成する変換データをフィルタ関数記憶回路２６から供給されるフィルタ関数Ａｐを用いて平滑化処理する。色変換テーブル生成回路２４は、パラメトリックに記述される複数の色変換関数をキーボード、マウス等の選択指示手段２８によって選択し、あるいは、設定することで前記ルックアップテーブルＴｊを生成する。また、フィルタ関数記憶回路２６の選択も、同様にして、前記選択指示手段２８によって行われる。
【００１７】
ここで、前記色変換テーブル生成回路２４は、図２に示すように、ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９、トーンカーブ設定部３１、信号並べ替え演算部３３、ＵＣＲ演算部３５、Ｋ版生成部３７、網％グレーバランス設定部３９、網％設定部４１およびカラーコレクション部４３から構成されており、選択指示手段２８を用いてオペレータにより指示された指示データａ１〜ａ７とテスト濃度データＣ、Ｍ、Ｙとに基づき色変換テーブルであるルックアップテーブルＴｊを生成する。
【００１８】
ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９は、入力画像データである濃度データＣ、Ｍ、Ｙのハイライトおよびシャドーの濃度を指示データａ１の濃度設定値により正規化する。
【００１９】
トーンカーブ設定部３１は、指示データａ２によって色変換関数の１つである基本トーンカーブを選択し、あるいは、指示データａ２によって指示されたカーブ修正係数により基本トーンカーブを修正することによりトーンカーブを設定し、この設定されたトーンカーブに従って、ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９により正規化された濃度データＣ、Ｍ、Ｙを濃度データＣを基準として階調変換する。
【００２０】
信号並べ替え演算部３３は、ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙの各成分の大小を比較することで、最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎとを求める。
【００２１】
ＵＣＲ演算部３５は、信号並べ替え演算部３３からの最大値ｍａｘおよび最小値ｍｉｎと、選択指示手段２８からの指示データａ３に基づくグレー幅コントロールデータおよびＵＣＲ強度データとに従い、各濃度データＣ、Ｍ、Ｙに対するＵＣＲ量を算出する。このＵＣＲ量は、ＵＣＲ処理前の濃度データＣ、Ｍ、Ｙから減算される。なお、ＵＣＡ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ａｄｄｉｔｉｏｎ）処理を行う場合には、前記ＵＣＲ強度データを負の値として設定し、得られたＵＣＡ量を濃度データＣ、Ｍ、Ｙに加算することになる。
【００２２】
Ｋ版生成部３７は、信号並べ替え演算部３３からの最大値ｍａｘおよび最小値ｍｉｎと、選択指示手段２８からの指示データａ４に基づくＫ版グレー幅コントロールデータおよびＫ版生成カーブ修正係数データとに従い、濃度データＫを算出する。
【００２３】
網％グレーバランス設定部３９は、選択指示手段２８からの指示データａ５に基づくグレーバランスデータに従い、等量の濃度データＣ、Ｍ、Ｙをグレーとすることのできる網％に比例した濃度データＣ、Ｍ、Ｙに変換する。
【００２４】
網％設定部４１は、選択指示手段２８からの指示データａ６に基づくハイライトおよびシャドーの網％に従い、濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを網％データに変換する。
【００２５】
カラーコレクション部４３は、ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙから色相、明度および彩度を求め、選択指示手段２８の指示データａ７に基づくコレクション係数に従い、各濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ、ΔＫを網％として求め、網％設定部４１の網％データに加算する。
【００２６】
本実施形態のカラー画像処理装置１０は、基本的には以上のように構成される。
【００２７】
次に、色変換テーブル生成回路２４におけるルックアップテーブルＴｊの生成方法について説明する。
【００２８】
選択指示手段２８を用いてオペレータが指示データａ１〜ａ７を指示することにより、ＨＬ／ＳＨ濃度設定部２９、トーンカーブ設定部３１、ＵＣＲ演算部３５、Ｋ版生成部３７、網％グレーバランス設定部３９、網％設定部４１、カラーコレクション部４３に所定の色変換関数が設定される。次いで、テスト濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、例えば、濃度データＣ、Ｍ、Ｙを８ビットデータとし、各濃度データＣ、Ｍ、Ｙを８刻みで変化させたテストデータを生成して色変換テーブル生成回路２４に供給し、得られた網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋと対応するテストデータとの関係から、ルックアップテーブルＴｊ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）（ｊ＝Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）を構成する変換データを求める。
【００２９】
この場合、ルックアップテーブルＴｊを構成する変換データは、濃度データＣ、Ｍ、Ｙの変化量ｄＣ、ｄＭ、ｄＹに対する網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの変化量が大きいと、その網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの近傍においてトーンジャンプの発生するおそれがある。
【００３０】
そこで、平滑化処理回路２２において、フィルタ関数Ａｐ（ｄＣ，ｄＭ，ｄＹ）を用いてルックアップテーブルＴｊの平滑化処理を行う。
【００３１】
フィルタ関数記憶回路２６に記憶されるフィルタ関数Ａｐは、選択指示手段２８からオペレータにより選択され、平滑化処理回路２２に供給される。例えば、注目する濃度データＣ、Ｍ、Ｙをそれに隣接する濃度データＣ＋ｄＣ、Ｍ＋ｄＭ、Ｙ＋ｄＹ（ｄＣ、ｄＭ、ｄＹ＝−１、０、１）を用いて平滑化する場合、平滑化されたルックアップテーブルＴ′ｊは、
【００３２】
【数１】
として求められる。
【００３４】
ここで、フィルタ関数Ａｐは、図３に示すように、立法体の中心を注目する濃度データＣ、Ｍ、Ｙの位置とし、それに隣接する黒丸で表した位置にフィルタ関数Ａｐを構成するフィルタ係数を設定するものとすると、前記フィルタ係数は、例えば、図４Ａ〜図４Ｃに示すように設定することができる。また、フィルタ係数の他のバリエーションとして、図５Ａ〜図５Ｃ、図６Ａ〜図６Ｃ、図７Ａ〜図７Ｃに示すように設定することもできる。なお、図５Ａ〜図５Ｃにおいて、ｔは、０＜ｔ＜１の範囲で設定される。さらに、フィルタ係数は、３×３×３の濃度データＣ、Ｍ、Ｙの範囲よりも広い範囲に設定するようにしてもよい。
【００３５】
前記のようにして平滑化されたルックアップテーブルＴ′ｊは、色処理回路１４に供給される。色処理回路１４は、キャリブレーション回路１２からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙに対して前記ルックアップテーブルＴ′ｊを用いて色変換処理を行い、網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを生成する。この場合、網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは、平滑化処理されたルックアップテーブルＴ′ｊにより変換処理されるため、この網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを用いて作成される画像においてトーンジャンプ等の不具合を良好に解消することができる。
【００３６】
ところで、上述した実施形態では、濃度データＣ、Ｍ、Ｙの全濃度範囲に対して同一の平滑化処理を行うようにしているが、フィルタ関数Ａｐを濃度データＣ、Ｍ、Ｙに応じて重み付けし、濃度データＣ、Ｍ、Ｙに応じた平滑化処理を行うようにすることもできる。図８は、このような重み付け処理を行うカラー画像処理装置３０を示す。
【００３７】
この場合、重み付け関数設定回路３２は、キャリブレーション回路１２からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙに基づいて重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を設定し、平滑化処理回路３４に供給する。平滑化処理回路３４は、ルックアップテーブルＴｊ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）とフィルタ関数Ａｐ（ｄＣ，ｄＭ，ｄＹ）と重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）とを用いて、平滑化されたルックアップテーブルＴ′ｊを、
【００３８】
【数２】
として求める。なお、フィルタ関数Ａｐを構成するフィルタ係数は、３×３×３の濃度データＣ、Ｍ、Ｙの範囲よりも広い範囲に設定するようにしてもよいことは勿論である。また、ｄＣ＝ｄＭ＝ｄＹ＝０においては、Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝１である。
【００４０】
ここで、重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、入力信号空間において、入力画像データが集中している部分により強い平滑化処理が行われるように設定する。例えば、入力画像データである濃度データＣ、Ｍ、Ｙが８ビットデータであるとすると、その画像データ空間をＣ、Ｍ、Ｙの各色毎に０〜６３、６４〜１２７、１２８〜１９１、１９２〜２５５の４つの領域に分割し、４×４×４＝６４の各領域に含まれる濃度データＣ、Ｍ、Ｙのデータ数をカウントし、そのデータ数を各領域の濃度平均値である濃度データＣ、Ｍ、Ｙのヒストグラム関数Ｈ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）とする。
【００４１】
そこで、前記ヒストグラム関数Ｈ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を、
【００４２】
前記のようにして求めたヒストグラム関数Ｈ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）およびその最大値Ｈｍａｘを用いて、重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を、
として設定する。
【００４３】
（２）式のようにして平滑化されたルックアップテーブルＴ′ｊは、色処理回路１４に供給される。色処理回路１４は、キャリブレーション回路１２からの濃度データＣ、Ｍ、Ｙに対して前記ルックアップテーブルＴ′ｊを用いて色変換処理を行い、網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを生成する。この場合、網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは、ヒストグラムの大きい濃度データＣ、Ｍ、Ｙを小さい濃度データＣ、Ｍ、Ｙよりも大きく平滑化することになる。従って、例えば、濃度変化の少ない画像に対しては、平滑化処理によってトーンジャンプの目立たない画像とすることができる一方、濃度変化の多い画像に対しては、平滑化処理の影響が少ないため、階調再現性が重視された画像とすることができる。
【００４４】
なお、ヒストグラムを求めるための領域は、必ずしも等分に分割する必要はなく、例えば、ハイライト側の領域を細かく分割する一方、シャドー側の領域を粗く分割し、特に目立ちやすい画像における重み付けの処理を細かく設定するようにしてもよい。
【００４５】
さらに、特定した濃度データＣ、Ｍ、Ｙに対して前記重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を設定することもできる。図９は、このような重み付け処理を行うカラー画像処理装置４０を示す。
【００４６】
この場合、スキャナ等より入力された画像データＲ、Ｇ、Ｂは、キャリブレーション回路１２に供給されるとともに、表示装置４２に供給される。表示装置４２は、前記画像データＲ、Ｇ、Ｂに基づいてカラー画像を表示する。オペレータは、マウス等のポインティングデバイス４４を用いて、表示された前記カラー画像の中、平滑化処理を行いたい色の位置を指定する。座標設定回路４６は、前記ポインティングデバイス４４により指定された座標（ｘ，ｙ）を重み付け関数設定回路４８に供給する。
【００４７】
重み付け関数設定回路４８は、座標（ｘ，ｙ）に対応する濃度データＣ、Ｍ、Ｙをキャリブレーション回路１２から供給される濃度データＣ、Ｍ、Ｙより求め、この濃度データＣ、Ｍ、Ｙにおいて最大となり、それから離れるに従って徐々に強度が減少する重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を、例えば、
として設定する。なお、ｄｄ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）は、濃度データＣ、Ｍ、Ｙの最大値をＣＰ、ＭＰ、ＹＰとして、
ｒ＝√（ｄＣ２ ＋ｄＭ２ ＋ｄＹ２ ） …（９）
の最大値として定義する。
【００４８】
以上のようにして設定された重み付け関数Ｗ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を平滑化処理回路５０に供給し、（２）式に適用することでルックアップテーブルＴ′ｊを求める。色処理回路１４は、濃度データＣ、Ｍ、Ｙを前記ルックアップテーブルＴ′ｊによって網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに変換する。この場合、得られた網％データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは、所望の色の周辺に対してのみ平滑化処理が施されることになる。
【００４９】
さらに、（９）式におけるｒを、
ｒ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝ｋ・√（ｄＣ２ ＋ｄＭ２ ＋ｄＹ２ ） …（１０）
として濃度データＣ、Ｍ、Ｙの関数で設定すれば、濃度の高い領域において広い範囲に平滑化処理を施すことができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、入力画像データを画像処理条件に従った出力画像データに変換する際、変換データを平滑化処理することにより、その変換データの不連続性に起因する出力画像でのトーンジャンプ等の発生を回避し、階調品質の良好な画像を得る変換データを生成することができる。
【００５１】
また、変換データに対する平滑化処理を入力画像データに応じて任意に調整することにより、階調再現性を損なうことなく、トーンジャンプ等のない良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理方法が適用されるカラー画像処理装置の構成ブロック図である。
【図２】図１に示す色変換テーブル生成回路の構成ブロック図である。
【図３】フィルタ関数の説明図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、フィルタ関数を構成するフィルタ係数の例の説明図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、フィルタ関数を構成するフィルタ係数の例の説明図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｃは、フィルタ関数を構成するフィルタ係数の例の説明図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｃは、フィルタ関数を構成するフィルタ係数の例の説明図である。
【図８】本発明の画像処理方法が適用されるカラー画像処理装置の他の構成ブロック図である。
【図９】本発明の画像処理方法が適用されるカラー画像処理装置のさらに他の構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０、３０、４０…カラー画像処理装置
１２…キャリブレーション回路 １４…色処理回路
１６…補間処理回路 １８…ＵＳＭ回路
２０…ＬＤ制御データ変換回路 ２２、３４、５０…平滑化処理回路
２４…色変換テーブル生成回路 ２６…フィルタ関数記憶回路
２８…選択指示手段 ３２、４８…重み付け関数設定回路
４２…表示装置 ４４…ポインティングデバイス
４６…座標設定回路
Claims (2)
- 入力画像データを所望の画像処理条件に従って設定された変換データにより変換処理することで出力画像データを生成する際、
前記入力画像データから入力信号空間でのヒストグラムを求め、前記ヒストグラムに基づいて重み付けしたフィルタ関数を用いて、前記ヒストグラムが大きい前記入力画像データを変換処理する前記変換データに対して強い平滑化処理を行い、前記ヒストグラムの小さい前記入力画像データを変換処理する前記変換データに対して弱い平滑化処理を行い、得られた新たな変換データを用いて前記入力画像データの変換処理を行うことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項１記載の方法において、
前記ヒストグラムは、前記入力画像データの入力信号空間を複数の領域に分割し、前記各領域を構成する入力画像データの平均値に対する前記各領域に含まれる前記入力画像データのデータ数として求めることを特徴とする画像処理方法。
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