JP3671428B2 - 色出力用画像処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は色出力用画像処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
印刷技術においては、カラー原画の記録再生の際には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の４色を用いた印刷が行われる。Ｙ，Ｍ，Ｃに加えて、Ｋを用いるのは、Ｙ，Ｍ，Ｃの３色印刷の場合、インクが理想的な発色特性を持っておらず、画像のコントラストに乏しい再生画像しか得られないためである。
【０００３】
ところで、印刷業界では、ブラックをコントロールすることはできたが、ブラックの決定方法が色彩工学に直接関係しておらず、ブラックを変化させることで色調や彩度が変化する。例えばＵＣＡ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ａｄｄｉｔｉｏｎ）でブラック量を増やすと、暗くなりかつ彩度が低下する。また、ＵＣＲ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ）により、３原色をブラックで置き換えると、深みのある黒がなくなりかつ彩度が低下するという問題がある。
【０００４】
前記した４色印刷の場合、Ｙ，Ｍ，Ｃの印刷インクに対して所謂１００％下色除去（１００％ＵＣＲ）が行われることがある。これは、画像をＹ，Ｍ，Ｃの３色のうちの２色とブラックとで再生する方式であり、低明度部における色再現領域が広くなると共に、高明度部におけるグレー安定性を高く維持することができるためである。また、１００％ＵＣＲにより、高価なカラーインクの消費量が減少するという効果もある。
【０００５】
図８はこの種の画像処理装置の従来例を示すブロック図である（特開平５−２９２３０６号）。この画像処理装置は、カラー画像入力装置で読み込まれた３色画像信号について、画像モード及び代表色等の情報に応じて黒（ブラック）を含んだ４色の画像出力信号を生成するものである。具体的には、原稿読み取り情報を知覚的に等歩的な均等色空間上の３変数色信号に変換し、この均等色空間上の３変数色信号で表される色を、前記画像出力信号のうち、いずれか２色及び黒で実質的に相当する色へ変換する場合における黒の量を求め、このブラック量を画像出力信号における最大値とし、前記画像入力装置からの入力情報に応じて実際のブラック量を決定し、次いで知覚的に等歩的な均等色空間上での前記３変数色信号を用いて、決定された実際のブラック量に対する黒を除いた３色の画像出力信号のそれぞれの色量を決定するものである。
【０００６】
図において、１は原稿情報を３色に分解して読み取るカラー画像入力装置であり、読み取られた原稿情報は、例えばカラー画像入力装置１内に設けられたＡ／Ｄ変換器（図示せず）によりディジタル信号に変換され、３色色信号Ｒ，Ｇ，Ｂとしてパラレルに出力される。これら色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、図示しない等価中性明度変換回路により、等価中性明度信号ＲE ，ＧE ，ＢE に変換された後、明度・色度分離手段２に入力される。該明度・色度分離手段２は、入力信号座標系ＲE ，ＧE ，ＢE を知覚的に等歩度であり、かつデバイス・インデペンデントな座標系に変換する手段であり、その座標系としては、例えばＬ＊ａ＊ｂ＊系が用いられる。
【０００７】
入力信号座標系（ＲE ，ＧE ，ＢE ）を（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）表色系に変換するには、例えば非線形マスキング法が用いられる。明度・色度分離手段２から出力されるＬ＊ａ＊ｂ＊信号は、フルブラック（ＦＢ）色変換手段３に入力される。該ＦＢ色変換手段３は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号からＹ，Ｍ，Ｃの３色の内の２色と黒への変換を並列実行する前段部３−１と、並列実行した演算結果から真のブラック量を選択する後段部３−２からなる。そして、後段部３−２からは、入力画像信号Ｌ＊ａ＊ｂ＊を、Ｙ，Ｍ，Ｃの３色の内の２色と黒とで再現する場合のブラック量の最大値Ｋmax が出力される。このブラック量Ｋmax は、入力画像信号をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色で忠実実行する場合に設定可能な黒の上限値を与える。
【０００８】
一方、明度・色度分離手段２から出力されるＬ*ａ*ｂ*信号は、絵・文字分離手段７とブラック量調整手段４に入力され、ブラック量調整手段４でブラック量調整係数αが決定される。絵・文字分離手段７は、注目画素の輝度信号を、図示しないラインメモリに蓄えられた周辺画素の輝度信号と比較することにより、注目画素が絵部か文字部かの判定をする。ブラック量調整手段４は、注目画素の色度信号と絵・文字分離手段７からの判定結果を基に、ブラック量調整係数αを出力する。
【０００９】
明度・色度分離手段２から出力されるＬ＊ａ＊ｂ＊信号はＦＢ色変換手段３に入力される。ＦＢ色変換手段３は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号の上位Ｑビットからフルブラック再現時の上位Ｒビットを出力するテーブル変換部３−１と、黒の下位Ｒ’ビットを補間演算により決定する補間演算部３−２からなる。前段部３−１は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号に対して各３２段階の代表点を持ち、フルブラック再現時のブラック量Ｋmax ’を８ビット精度で記憶する。後段部３−２は、入力Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号の下位３ビットと前段部３−１からのブラック量Ｋmax ’を基に、テーブル内の格子点間の補間演算を行ない、８ビット精度でブラック量Ｋmax を算出する。
【００１０】
この時、前段部３−１のテーブルの内容としては、予め入力画像信号Ｌ＊ａ＊ｂ＊をフルブラック、即ちＹ，Ｍ，Ｃの３色の内の２色と黒とで再現する場合のブラック量が記憶されている。従って、ＦＢ色変換手段３から出力されるブラック量Ｋmax は、入力信号をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色で忠実再現する場合に設定可能な黒の上限値を示している。
【００１１】
ブラック量調整手段４からは、このブラック量Ｋmax を基に実際にブラック量を決定するためのブラック量調整信号ＥＮＬk が出力される。このブラック量調整信号ＥＮＬk とＬ＊ａ＊ｂ＊信号は、色変換テーブル５−１に入力され、補間演算手段５−２を経てイエロー信号ＥＮＬy ，マゼンタ信号ＥＮＬm ，シアン信号ＥＮＬc に変換される。この補間演算手段５−２からの出力信号ＥＮＬy ，ＥＮＬm ，ＥＮＬc は第１の階調補正手段６−１に入る。第１の階調補正手段６−１の出力は、第２の階調補正手段６−２を経て出力信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとして出力される。ここで、第２の階調変換手段６−２において、前記したブラック量調整信号ＥＮＬk が入力され、ブラック量が調整される。これら第１及び第２の階調補正手段６−１，６−２は、色変換テーブル５−１の容量を削減し、補間演算手段５−２の精度を向上させるために必要なものである。
【００１２】
このような装置によれば、忠実な色再現を前提として決定されるブラック量の設定範囲の中で、色再現以外の画質向上を考慮した黒加刷量を先ず決定し、その黒加刷量に対して忠実再現を満足するための３色出力信号を決定するので、忠実な色再現と色以外の画質向上を両立させることができる。
【００１３】
以下に示す例は、出願人が既に提案した画像処理方法である。
（１）Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法（特開平２−１３６８４８号）
色座標が指定された時、その色座標を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の組み合わせを推定する場合に、与えられた色座標を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせの内、Ｋの値が最大濃度値となるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせを、離散的に与えられた色座標の各特定点についてそれぞれ求めると共に、これら離散的な組み合わせによるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのカラーパッチを作成し、作成されたカラーパッチの測色値から、上記特定点以外の色座標に対応するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの座標値を推定するようにしたもの。ある色を再現するのに、ブラック量を最大限利用するもので、これにより総インク量を節約し、グレー付近の鮮鋭性を高めることができる。
【００１４】
（２）Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法（特願平４−２６６７１８号）
色座標が指定された時、その色座標を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の組み合わせを推定する場合に、与えられた色座標を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせの内、Ｋの値が最小濃度値となるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせを、離散的に与えられた色座標の各特定点についてそれぞれ求めると共に、これら離散的な組み合わせによるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのカラーパッチを作成し、作成されたカラーパッチの測色値から、上記特定点以外の色座標に対応するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの座標値を推定するようにしたもの。ある色を再現するのに、ブラック量を最少限利用するもので、これにより階調性を可能な限り高めることができる。
【００１５】
（３）Ｓｍｏｏｔｈ Ｂｌａｃｋ法（特願平５−２５５３４号）
使用可能なプリンタの色域を最大限利用しながら、前記Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法，Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法から、その中間的なブラックの使用方法を決定し、必要に応じてスムージング（平均化処理）する。ここで、スムージングとは、前記ブラック量の決定を、目標色の指定の色要素の増減に対して同一方向に増減するように設定した画像入力信号の組み合わせに対するブラック量のデータを、隣接するデータと共に平均化処理することをいう。この場合、平均化処理は、平均化して更新されたデータについて、更にデータ値が収束するまで繰り返してもよい。これにより、擬似輪郭の生じない滑らかな画像信号を得ることができる。
【００１６】
図９はスムージング処理の例を示す図である。ＹとＭに対するＫの値を等高線の形で示している。図に示すように、スムージングの回数を増やしていくと、ブラック量は（ｄ）に示すように次第に収束する。この時のＫの状態が最も滑らかなＫ変化と考えられ、Ｙ，ＭはＫに依存して決定されるため、Ｙ，Ｍの変化も滑らかになる。
【００１７】
得られたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対して、その間を補間する方法としては、例えばＵＳＰ４４７７８３３号にその一例が示されている。この補間方法は、３色入力の画像データに対して、ＡＬＵ（論理演算ユニット）を用いて三角錐補間により各色毎に重み演算を行なうものである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の技術ではブラック量をコントロールすることはできていたが、測色的に調整されていないため、ブラック量に応じてプリント色が変化してしまい、色を変化させずにブラック量をコントロールすることができなかった。また、ブラック量を変えると、使用可能な色域が変化してしまうという問題があった。このため、純粋にブラック量を変えるのではなく、出力画面の色をコントロールするための手段として利用せざるを得なかった。
【００１９】
また、図８について説明した従来装置では、Ｙ＝０，Ｍ＝０，Ｃ＝０の条件で作られる組み合わせの中から目標色を再現するブラック量を計算するため、ＹＭＣＫプリンタの最大の色域を使用することができなかった（Ｋ＝ｍａｘの条件が欠落している）。また、前記条件は単純に任意のブラック量の割合を決定するようにしているので、特に色域境界付近ではブラック量を減らしていった時に、それと同時に色域が縮退するため、色域外となってしまい、そのプリンタの最大色域を利用しきれないという問題があった。
【００２０】
図１０は従来の手法で使用できない色域を示す図である。図の斜線領域が使用できない色域を示している。（ａ）はＹ＝０，Ｍ＝０という条件の場合を、（ｂ）はＫ＝０という条件の場合をそれぞれ示している。いずれも縦軸Ｌ＊は明度を、横軸Ｃ＊は彩度をそれぞれ示している。（ａ）において、斜線領域はＫ＝ｍａｘの場合を示し、（ｂ）において斜線領域ＡはＹ＝ｍａｘの場合を、斜線領域ＢはＭ＝ｍａｘの場合をそれぞれ示している。特に、色域境界付近の色がブラック量調整値によっては、上の理由で同じ色を維持できず、彩度の低下を招いていた。
【００２１】
図８の従来例によれば、４次元のＬＵＴをＬ＊ａ＊ｂ＊，ブラック量について作成することになっているが、これを実施した場合、使用不可能なブラック量についての組み合わせは利用されないため、メモリを有効に利用できなかった。更に、使用可能なブラック量，使用不可能なブラック量にまたがる値については、補間演算が不可能であった。
【００２２】
また、出願人が提案したＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法，Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法，Ｓｍｏｏｔｈ Ｂｌａｃｋ法では、黒の利用方法が連続的に選択できないという問題があった。また、画像の色や形状に応じて適応的に変化させることはできなかった。更に、前述したＵＳＰ４４７７８３３号では、３色入力の画像データに対してＡＬＵを用いて三角錐補間を利用して、各色毎に重み計算を行なうため計算時間がかかっていた。また、４次元の入力データに対する手法は開示されていなかった。
【００２３】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第１にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが作ることのできる最大色域を常に利用しつつ、色を変化させずに純粋にブラックの比率により変化する画質をコントロールし、画像に応じて適応的にブラックの比率を変化させ、最適な画質を作ることができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することを目的とし、第２にブラック量コントロール信号を分離することによりユーザの使用目的に従い、簡単にかつ自由度が高くブラック量を変更できるようにすることができ、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色素量，網点率の変化をなだらかにしてプリンタの条件変化に対して擬似輪郭を見えにくくすることができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することを目的とし、第３に高速にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ出力のＬＵＴの補間演算を行なうことができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決する本発明は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）を用いた色出力用画像処理方法において、色変換用ＬＵＴ（ルックアップテーブル）に、予め入力画像信号と出力画像信号との関係を所定の方法により記憶させておき、
前記入力画像信号からブラック量をコントロールするブラック量コントロール信号を作成し、前記色変換用ＬＵＴに入力画像信号と、該入力画像信号から作成されたブラック量コントロール信号とユーザが定義したブラック量コントロール信号の何れか一方を選択したものを与えて、色出力信号を得るようにしたことを特徴としている。
【００２５】
【作用】
色変換用ＬＵＴは前記したＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法，Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法，Ｓｍｏｏｔｈ Ｂｌａｃｋ法等の手法を用いて、内蔵データを決定する。そして、入力信号としての画像信号に加え、ブラック量をコントロールする信号を入力画像信号から作成し色変換用ＬＵＴに入力するようにした。これにより、前記したようなＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが作ることのできる最大色域を常に利用しつつ、色を変化させずに純粋にブラックの比率により変化する画質をコントロールし、画像に応じて適応的にブラックの比率を変化させ、或いはユーザ定義値（ユーザが定義したブラック量コントロール信号）を入力することで、最適な画質を作ることができ、ブラック量コントロール信号を分離することにより、ユーザの使用目的に従い、簡単にかつ自由度が高くブラック量を変更できるようにすることができ、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色素量，網点率の変化をなだらかにしてプリンタの条件変化に対して擬似輪郭を見えにくくすることができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することができる。
【００２６】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は本発明の原理ブロック図である。図において、１０は入力画像信号とブラック量コントロール信号を受ける色変換用のＬＵＴと補間演算器である（以下ＬＵＴ・補間演算器という）。入力画像信号としては、３色の場合Ｒ，Ｇ，Ｂ信号，Ｌ*ａ*ｂ*信号，Ｌ*ｕ*ｖ*信号等が考えられ、４色の場合、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ信号が考えられる。図の波線は４色入力の場合を示している。３色入力の場合、ブラック量コントロール信号と合わせて４信号入力となり、４色入力の場合、ブラック量コントロール信号と合わせて５信号入力となる。入力信号、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，ＫがＬＵＴにアドレスとして入力されると、これらアドレスで選択されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせが複数決定される。その複数の組み合わせのうち、ＬＵＴのアドレスとして入力されるブラック量コントロール信号により１つが決定される。
【００２７】
３次元の信号、例えばテレビ信号等が入力される場合には、４次元のＬＵＴを用い、４次元の信号、例えば印刷用のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ等が入力される場合には、５次元のＬＵＴを用いることができる。色変化ＬＵＴには、前述したＭｉｎｉｍｕｍ ＢｌａｃｋからＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋまで少しずつ変化させたデータを格納しておき、これをブラック量コントロール信号で適当なデータを選択し、或いは補間演算器で補間させ、ブラック量を画像に応じて変化させることにより出力信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを得る。なお、ブラック量コントロール信号のビット数は画像信号のビット数よりも少なくてもよい。
【００２８】
図２は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１１は入力画像信号を受けて、画像信号に応じたブラック量コントロール信号を発生するブラック量コントロール信号発生器である。図において、破線は４色入力の場合を示している。ブラック量コントロール信号発生器１１から出力されるブラック量コントロール信号は、切り替えスイッチＳＷ１を介してＬＵＴ・補間演算器１０に入る。この実施例では、ブラック量コントロール信号をユーザ定義により作成できるようになっており、切り替えスイッチＳＷ１を介してＬＵＴ・補間演算器１０に入るようになっている。従って、切り替えスイッチＳＷ１により、ブラック量コントロール信号発生器１１の出力又はユーザ定義値のいずれか一方が選択され、ＬＵＴ・補間演算器１０にブラック量コントロール信号として入力されるようになっている。つまり、ユーザの選択により何れをブラック量コントロール信号として用いるか、切り替えスイッチＳＷ１により切り替えられるようになっている。
【００２９】
ＬＵＴ・補間演算器１０からは、補間された画像出力信号Ｙｏ，Ｍｏ，Ｃｏ，Ｋｏが出力される。ここで、ブラック量コントロール信号は、画像の色，種類（自然階調，網点，文字），画像の色分布等に応じて変化させるとよい。
【００３０】
上述したように、入力画像信号からブラック量コントロール信号を作成する場合、ブラック量コントロール信号発生器１１としては、
▲１▼ ＬＵＴを用いる
▲２▼ ＬＵＴと補間を用いる
▲３▼ 関数発生器を用いる
▲４▼ 肌色と灰色の両方又はその片方についてブラック量パラメータを制御する
▲５▼ 画像信号のヒストグラムを用いる
のいずれかの方法を含むようにすることができる。
【００３１】
次に、色再現ＬＵＴを決定する方法について説明する。
図３は色再現ＬＵＴの決定方法の一例を示すフローチャートである。この実施例では、中間値としてＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法とＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法の重み平均を割り振るものである。先ず、境界条件となるブラック量の決定を行なう（Ｓ１）。具体的には、Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法とＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法によるブラック量を計算する。この手法で、全色域が利用できるうちの最大のブラック量の利用方法と、最小のブラック量の利用方法が規定される。
【００３２】
次に、中間的ブラック量の決定をする（Ｓ２）。つまり、両方のブラック量Ｋmax とＫmin から中間ＬＵＴのための中間的なブラック量Ｋnew を重み平均により計算する。この計算式は、例えばブラック量係数をβとして
Ｋnew ＝（１−β）Ｋmin ＋βＫmax
となる。
【００３３】
次に、求まったブラック量に対する他の色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の測色的計算を行なう（Ｓ３）。つまり、求まったブラック量に対する他の色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）をカラーパッチを用いて測色的に計算し、多次元ＬＵＴに記憶する。次に、ステップＳ２のブラック量のレベルを変更する（Ｓ４）。
【００３４】
次に、全てのブラック量の分割レベルに対する処理が終了したかどうかチェックする（Ｓ５）。全てのブラック量の分割レベルに対する処理が終了していない場合には、ステップＳ２，Ｓ３を繰り返す。全てのブラック量の分割レベルに対する処理が終了した場合には、色再現ＬＵＴの決定処理を終了する。
【００３５】
上述の処理において、必ずしも全ての段階について計算しなくても、ブラック量を間引きして計算し、その間は補間してもかまわない。例えば、ブラック量のレベルを３３とした時、レベル１，５，９，１３，１７，２１，２５，２９，３３について各ＬＵＴを計算し、その間のレベルは補間することができる。これにより、計算量を削減することができる。
【００３６】
具体的な使用例では、入力信号が３色の場合（例えばＲ，Ｇ，Ｂ）は、信号について１７レベル、ブラック量コントロール信号について１７レベルについて計算すれば、１７×１７×１７×１７×４のＬＵＴとなり、たかだか３３４０８４バイトの容量のメモリで実現される。ブラックレベルの数を下げ、９レベルとすると、９×１７×１７×１７×４となり、１６７０４２バイトのメモリで実現することもできる。
【００３７】
ステップＳ２とＳ３の計算時に、ブラックに対してはＳｍｏｏｔｈ Ｂｌａｃｋ法で用いられる計算式を用いて、入力をいったんＬ＊ａ＊ｂ＊等の座標系に変換して５回程度のスムージングを行ない、その後に他の色Ｙ，Ｍ，Ｃを決定するようにしてもよい。この場合、両端の値は完全なＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ又はＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋにはならないが、これらの手法の欠点（プリンタが変動した時、平滑でない色の部分で擬似輪郭が見える）が緩和される。なお、この場合も全色域の使用は保証される。
【００３８】
次に、他の色再現ＬＵＴの決定法について説明する。この方法は、中間値として完全にスムージングされた手法を設定するものである。完全な中間値を作るには、スムージング（平均化処理）を繰り返す。例えば、前述したＳｍｏｏｔｈ Ｂｌａｃｋ法で用いられる計算式を用いて１００回程度のスムージングを行なう。Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法側では、Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋからスタートして、スムージングの回数でコントロールする（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法ではその逆）。中間とＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋの中間（即ち１／４）では、約２０回のスムージングが適当であった。即ち、ブラックコントロール信号のレベルを５レベルとすると、
▲１▼ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ
▲２▼ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋのブラック量に対して２０回のスムージング
▲３▼ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ又はＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋに対して１００回以上のスムージング
▲４▼ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋのブラック量に対して２０回のスムージング
▲５▼ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ
となるように設定する。ブラック量コントロールをより細かく行なう場合には、この中間的なスムージング回数を選択すればよい。
【００３９】
次に、ＬＵＴに設定された値を更に補間する方法について説明する。補間方法は、例えば特開昭５７−２０８７６５号に記載された方法に限定されるものではなく、いかなる補間方法でもよい。例えば、三角錐補間（特開昭６３−１２３２０１号参照）、三角柱，四角錐，立方体等を用いた補間方法と、より高次元の補間でこれらを組み合わせたもの、例えば４次元では、５点補間（三角錐補間に相当），８点補間（三角柱補間に相当），１６点補間（立方体補間に相当）等でもかまわない。
【００４０】
次に、黒パラメータの作成方法について説明する。黒パラメータを作成する作成手段に格納するデータは、以下の基準に従がう必要があり、これらの基準の中から適宜選択することが望ましい。
【００４１】
▲１▼ グレー付近はブラックの比率を高める。
▲２▼ 肌色付近はブラックの比率を低める。
▲３▼ 鮮鋭性を高めたい色にはブラックの比率を高め、階調性を高めるためにはブラックの比率を下げる。
【００４２】
同じ画面に対して同じ手法（パラメータ）ではなく、画面の位置，レイアウト，文字・画像の判別結果，読み込み原稿の違い（例えば元の画像が網点画像かどうか）等で、適応的に変化させてもかまわない。また、黒パラメータを作成する場合、入力画像のヒストグラムを求め、グレー成分が多いものは金属物等が写っているものとしてＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法に近いブラック量コントロール信号を与え、肌色に相当する成分が多いものはＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法に近いブラック量コントロール信号を与えることもできる。この場合、１つの画像では同じブラック量コントロール信号が与えられるため、ブラック量コントロール信号はダイナミックに変化しないことから、ブラック量コントロール信号の段階は多くなくてもよい（例えば５段階程度）。
【００４３】
次に、ブラック量コントロール信号の作成に関数発生器を用いる実施例について説明する。入力信号としてＲ，Ｇ，Ｂをもつ時、ブラック量コントロール信号を以下の式で計算して算出する。
【００４４】
【数１】
Ｐｋ＝２５５√｛（Ａr−Ａg）2＋（Ａb−Ａg）2｝×２５５／３６２．１ （１）
【００４５】
ここで、Ａｒ，Ａｇ，ＡｂはそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの入力信号のディジタル値を表し、０〜２５５に変化するものとする。Ｐｋはブラック量コントロール信号で、同じく０〜２５５の範囲で変化する。この値が２５５の時はグレー付近であることを示し、ブラック量はＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法で決定された値を選択する。また、この値が０の時は、彩度が高いことを示し、ブラック量はＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法で決定された値を選択するようにする。なお、（１）式はあくまで一例であり、他のいかなる設定でもかまわない。
【００４６】
次に、ＬＵＴと補間を用いた黒パラメータの作成方法について説明する。先ず、前記（１）式の関数式を計算し、その値をＬＵＴに格納する。また、局所的にブラック量をコントロールしたい色については、その色を中心になだらかに値を変化させることが望ましい。例えば、ＮＴＳＣ信号に準拠したテレビ用の画像信号で、標準的な肌色信号値はＲ，Ｇ，Ｂ＝（１６０，１３０，１００）であり、この付近ではＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋに近いブラック量コントロールを利用し、この値から離れるに従って、デフォルトセッティングになるように設定する。
【００４７】
図４はＬＵＴによるブラック量コントロールの例を示す図である。図において、縦軸はブラック量パラメータ、横軸はＲＧＢ，Ｌ＊ａ＊ｂ＊等の色座標である。原点はグレーレベルを示している。（ａ）において、ｆ１はデフォルトブラック量を、ｆ２はこれに乗算すべき肌色に対する重み係数である。特性ｆ１に特性ｆ２を乗算すると、（ｂ）のｆ３に示すような特性が得られる。この特性をブラック量コントロール信号として用いる。この結果、肌色近辺では、ブラック量が少ない理想的なブラック量コントロール信号が得られる。例えば、図４に示すようにブラック量コントロール信号として、グレー付近に近づくほどその値が大きくなる（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋの手法に近づく、即ちプリント時のブラックインク量が多くなり、総インク量が節約できる）セッティングを基本とし、肌色付近の色は階調性を増すために、ブラック量コントロール信号を下げ、黒を使用しないようにする。
【００４８】
このようにすることで、画像の主観評価基準の重要なポイントであるグレー部と肌色部のそれぞれの要求を満たすことができる。即ち、前者ではなるべくブラックを使用して再現することで鮮鋭性を増し、かつ総インク量を節約し、後者ではなるべくブラックを使用しないで再現することで階調性を増し、なだらかな画像を作ることができる。
【００４９】
図８に示す方法では、最大ブラック量の発生のためのＬＵＴと補間装置，ブラック量を調整するための装置等を分割しているため、ハードウェア構成が複雑であり、また入力信号をＬ＊ａ＊ｂ＊に置き換えているためＬＵＴと補間装置が２段になり、信号の劣化を引き起こす欠点がある。これに対して、本発明では１個のＬＵＴを使用しているため、信号の劣化が生じない。
【００５０】
次に、４色入力の場合のメモリ削減と補間装置の簡便化について説明する。入力が４色の場合、これら入力に加えてブラック量コントロール信号とで５信号入力となる。５次元ＬＵＴを使用すると、補間装置が複雑になり、またメモリが増える。例えば、１７×１７×１７×１７×４＝５６７９４２８バイトとなる。このため、図５に示すような構成を用いる。図５は本発明の他の実施例を示す構成ブロック図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。入力画像信号Ｙｉ，Ｍｉ，Ｃｉ，Ｋｉは第１のＬＵＴ・補間演算器２０Ａに入り、中間的な３次元の値として出力される。出力される３次元の信号は、ＣＩＥＬＡＢのＬ＊ａ＊ｂ＊，Ｌ＊ｕ＊ｖ＊，ＲＧＢ，ＹＣＣ，ＹＩＱ等、測色的に定義されている３変数が考えられる。
【００５１】
この第１のＬＵＴ・補間演算器２０Ａを通過することで、４変数が３変数の信号に変換され、変数が１つ減る。第２のＬＵＴ・補間演算器２０Ｂにこの３変数信号とブラック量コントロール信号が入り、出力信号Ｙｏ，Ｍｏ，Ｃｏ，Ｋｏが出力される。つまり、この実施例によれば４変数入力のＬＵＴ・補間演算器を２０Ａ，２０Ｂと２個用いることにより、５次元ＬＵＴを用いる必要がなくなる。
【００５２】
なお、図に示す実施例では、ブラック量コントロール信号を第１のＬＵＴ・補間演算器２０Ａの出力から作成している。つまり、第１のＬＵＴ・補間演算器２０Ａの出力はブラック量コントロール信号発生器１１に入り、該ブラック量コントロール信号発生器１１からブラック量コントロール信号が出力される。このブラック量コントロール信号は切り替えスイッチＳＷ１を介して第２のＬＵＴ・補間演算器２０Ｂ入るようになっている。ブラック量コントロール信号としては、ブラック量コントロール信号発生器１１の他に、ユーザ定義のコントロール信号も用いることができるようになっている。これら２つのブラック量コントローラ信号は、切り替えスイッチＳＷ１によりいずれか一方が選択され、第２のＬＵＴ・補間演算器２０Ｂに入力れさる。この実施例によれば、４次元ＬＵＴを２個用いることにより、メモリ容量としては、例えば１７×１７×１７×１７×４×２＝６６８１６８バイトとなり、メモリ容量を少なくすることができる。また、２個同じ補間演算器又はソフトウェアルーチンを利用できるため、コストダウンにも寄与する。
【００５３】
次に、４出力の４次元のＬＵＴと補間装置の実施例について説明する。この種の装置としては、例えば特開平２−２２６８６８号，特開昭５７−２０８７６５号等に示されている。ここでは、特開昭５７−２０８７６５号で示された手法を、一般の６４ビットＣＰＵ装置を用いて高速に４次元の補間を行なう場合について説明する。４次元の補間の場合、５回の補間演算が必要となる。８ビットの入出力の場合で、ＬＵＴの容量は１７×１７×１７×１７×４とする。この場合、格子間の距離は、ディジタルカウントで１６ずつ（０，１６，３２，４８，６４，８０，９６，１１２，１２８，１４４，１６０，１７６，１９２，２０８，２２４，２４０，２５５）の最後の値を除き等間隔とする。最後の間隔が１だけ狭いが、これは実用上問題ない。
【００５４】
先ず、図６に示すような４入力，４出力のＬＵＴ１０Ａを用意する。同図において、（ａ）は入力画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂとブラック量コントロール信号Ｂk の上位アドレスを、（ｂ）は入力信号に対応するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせをそれぞれ示している。次に、元のＬＵＴの２倍の容量のメモリ１２を用意し、ある入力の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｂk ）に対し、出力値（４バイト）とし、図７に示すように値０とＣ，Ｙ，Ｍ，Ｋ値とを交互に配置されるようなデータ変換を行なう。図において、１２Ａはメモリより構成される６４ビットレジスタである。各Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ値の上位２バイトには０が立っている。以上で前処理が終了する。
【００５５】
（１）今、ある変換すべき３色データＲ，Ｇ，Ｂとブラック量コントロール信号Ｂk が入力されたものとする。ここで、この入力データを１６で徐算し、その商を色変換ＬＵＴ１０Ａのアドレスとし、その余りを補間のための重み係数とする。例えば入力データが（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｂk ）＝（１３２，１１１，２１，１９３）であれば、その商は（Ｒh ，Ｇh ，Ｂh ，Ｂkh）＝（８，６，１，１２）、余りは（Ｒl ，Ｇl ，Ｂl ，Ｂkl）＝（４，１５，５，１）となる。
【００５６】
入力データの徐算した余り（Ｒl ，Ｇl ，Ｂl ，Ｂkl）＝（４，１５，５，１）の大小関係から、４次元の超立方体の１６個の頂点の中から、２４組ある５個の補間に利用される座標のオフセットを求める。この場合、余りの大小関係はＧl ＞Ｂl ＞Ｒl ＞Ｂklであるので、例えばオフセットとして（０，０，０，０），（０，１，０，０），（０，１，１，０），（１，１，１，０），（１，１，１，１）を与える。これらオフセットは、余りの大小関係に応じて予めテーブル化しておくとよい。
【００５７】
この時の重み係数は、（１６−１５）＝１，（１５−５）＝１０，（５−４）＝１，（４−１）＝３，（１）となる。次に、積算するレジスタ（８バイト）１２Ｂを０に初期化する。
【００５８】
▲１▼ オフセットした時のＬＵＴの値と、重み係数をＡＬＵ（乗算器でもよい）１３で掛け合わせる時に、ＡＬＵ１３には先ず（Ｒh ，Ｇh ，Ｂh ，Ｂkh）＝（８，６，１，１２）＋（オフセット）で示されるＬＵＴ１０Ａの値（Ｃｉ，Ｍｉ，Ｙｉ，Ｋｉ）８バイトがロードされる。
【００５９】
▲２▼ ロードされた値に重み係数Ｗｉ（最初は１）が乗算される。
▲３▼ 積算レジスタ１２Ｂにこの乗算結果が移され、累積される。
▲４▼ ▲１▼から▲３▼を合計５回繰り返す。
【００６０】
この乗算によれば、予めレジスタの上位バイトは０に初期設定されているので、累積演算によりそれぞれのデータがオーバフローすることはない。次に、この積算用レジスタ１２Ｂの値を取り出し、１６で徐算する。つまり、４ビット右にシフトさせる。次に、このレジスタの並び（Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｋ）を元の画像データの並び（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）に変換する。これにより、補間されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータが得られたことになる。得られた画像データは、画像ファイルメモリ（図示せず）に格納する。次に、前記（１）のステップに戻り、次の画像データの補間演算を行なう。
【００６１】
図７の実施例では数値演算装置として６４ビットＣＰＵを用いた場合を例にとった。しかしながら本発明はこれに限るものではなく、３２ビットＣＰＵを用いることもできる。この場合、上述した乗算を２回に分けて行なう必要があり、従来の方法と比較して１．５倍程度の高速化となる。また、入力画像信号の次元数は３に限るものではなく、何次元でも同様に計算することができる。また、出力データはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色に限るものではなく、Ｙ，Ｍ，Ｃ３色でも可能である。この場合、従来の場合に比較して１．２倍程度の高速化となった。画像データのビット数も８ビットに限るものではなく、任意のビット数のものであってもよい（図７の構成では１１ビットまで計算できる）。
【００６２】
上述の図７の説明では、ＬＵＴの全ての色に対して同時に、重み係数データを掛け合わせる場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限るものではない。例えば、ｎ次元のＬＵＴの補間演算をする時、ＬＵＴの３色乃至４色の値の内、複数の色データに対して同時に重み係数を乗算するようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば以下のような効果が得られる。
１．ＣＭＹＫ出力色変換ＬＵＴにブラック量コントロール信号を加えてコントロールできるようにしたため、色を変化させずにブラック量のみを変えることができる。また、ブラック量は中間的な値を選ぶことができる。
【００６４】
２． ＬＵＴのデータは、Ｍａｘｉｍｕｍ ＢｌａｃｋとＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ又はこれをスムージングした値を上限,下限にして格納しているため、いかなる入力の組み合わせでもＹＭＣＫプリンタの能力最大限の色域が利用できる。
【００６５】
３． 多次元のＬＵＴの入力として、必ず全色域が利用できる範囲でのブラック量コントロール信号を用いるため、ＬＵＴを無駄なく利用でき、ブラック量を簡単な演算式で設定することができる。
【００６６】
４． ブラック量コントロール信号は、どの値をとっても全色域の利用が保証されているので、最大ブラック量を毎回計算しなくてもすみ、コストダウンに寄与する。ブラック量コントロール信号は、入力画像信号に応じて変化するため、入力画像信号の特性に応じて最適な方法が選べる。また、その方法は使用者が切り換えることもできる。
【００６７】
５． ＬＵＴのデータは、（スムージング処理された時）Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色の変化が均等色空間に対して滑らかに行われるように設定されるため、プリンタが濃度変動した時、擬似輪郭が見えづらい。
【００６８】
６． 補間演算を行なうに際し、画像データが８ビットであること,３角錐補間では重みデータの総数が１６であるため、１バイトおきにレジスタにデータをセットすることで同時に各色に重み係数を掛け合わせても隣の色データを破壊しないという特徴を生かした手法である。これにより、特開昭５７−２０８７６５号で示された手法を４色に対し、５回の乗算で完了することができる。従来は、各色毎に計算していたため、合計２０回の演算が必要であったが、この手法では、従来の１／４の計算量である。但し、データの再配置が必要なため、現実には２〜３倍の高速化となる。また、重み係数が１６、即ち２のべき乗であるので、最後の除算がビットシフトにより置き換えられ、高速化を図ることができる。また、複数の乗算器を１つで置き換えられるため、コストダウンに寄与する。また、３２ビット、６４ビットの中央演算装置を利用するため汎用性が高くなる。
【００６９】
このように、本発明によれば、色変換用ＬＵＴに予め入力画像信号と出力画像信号との関係を所定の方法により記憶させておき、該色変換用ＬＵＴに入力画像信号と、該入力画像信号から作成されたブラック量コントロール信号とユーザが定義したブラック量コントロール信号の何れか一方を選択して与えることにより、第１にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが作ることのできる最大色域を常に利用しつつ、色を変化させずに純粋にブラックの比率により変化する画質をコントロールし、画像に応じて適応的にブラックの比率を変化させ、最適な画質を作ることができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することができ、第２にブラック量コントロール信号を分離することによりユーザの使用目的に従い、簡単にかつ自由度が高くブラック量を変更できるようにすることができ、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色素量，網点率の変化をなだらかにしてプリンタの条件変化に対して擬似輪郭を見えにくくすることができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することができ、第３に高速にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ出力のＬＵＴの補間演算を行なうことができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図３】色再現ＬＵＴの決定方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】ＬＵＴによるブラック量コントロール信号の設定例を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成ブロック図である。
【図６】４次元ＬＵＴの例を示す図である。
【図７】本発明による補間方法の説明図である。
【図８】画像処理装置の従来例を示すブロック図である。
【図９】スムージング処理の例を示す図である。
【図１０】従来の手法で使用できない色域を示す図である。
【符号の説明】
１０ ＬＵＴ・補間演算器
【産業上の利用分野】
本発明は色出力用画像処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
印刷技術においては、カラー原画の記録再生の際には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の４色を用いた印刷が行われる。Ｙ，Ｍ，Ｃに加えて、Ｋを用いるのは、Ｙ，Ｍ，Ｃの３色印刷の場合、インクが理想的な発色特性を持っておらず、画像のコントラストに乏しい再生画像しか得られないためである。
【０００３】
ところで、印刷業界では、ブラックをコントロールすることはできたが、ブラックの決定方法が色彩工学に直接関係しておらず、ブラックを変化させることで色調や彩度が変化する。例えばＵＣＡ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ａｄｄｉｔｉｏｎ）でブラック量を増やすと、暗くなりかつ彩度が低下する。また、ＵＣＲ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ）により、３原色をブラックで置き換えると、深みのある黒がなくなりかつ彩度が低下するという問題がある。
【０００４】
前記した４色印刷の場合、Ｙ，Ｍ，Ｃの印刷インクに対して所謂１００％下色除去（１００％ＵＣＲ）が行われることがある。これは、画像をＹ，Ｍ，Ｃの３色のうちの２色とブラックとで再生する方式であり、低明度部における色再現領域が広くなると共に、高明度部におけるグレー安定性を高く維持することができるためである。また、１００％ＵＣＲにより、高価なカラーインクの消費量が減少するという効果もある。
【０００５】
図８はこの種の画像処理装置の従来例を示すブロック図である（特開平５−２９２３０６号）。この画像処理装置は、カラー画像入力装置で読み込まれた３色画像信号について、画像モード及び代表色等の情報に応じて黒（ブラック）を含んだ４色の画像出力信号を生成するものである。具体的には、原稿読み取り情報を知覚的に等歩的な均等色空間上の３変数色信号に変換し、この均等色空間上の３変数色信号で表される色を、前記画像出力信号のうち、いずれか２色及び黒で実質的に相当する色へ変換する場合における黒の量を求め、このブラック量を画像出力信号における最大値とし、前記画像入力装置からの入力情報に応じて実際のブラック量を決定し、次いで知覚的に等歩的な均等色空間上での前記３変数色信号を用いて、決定された実際のブラック量に対する黒を除いた３色の画像出力信号のそれぞれの色量を決定するものである。
【０００６】
図において、１は原稿情報を３色に分解して読み取るカラー画像入力装置であり、読み取られた原稿情報は、例えばカラー画像入力装置１内に設けられたＡ／Ｄ変換器（図示せず）によりディジタル信号に変換され、３色色信号Ｒ，Ｇ，Ｂとしてパラレルに出力される。これら色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、図示しない等価中性明度変換回路により、等価中性明度信号ＲE ，ＧE ，ＢE に変換された後、明度・色度分離手段２に入力される。該明度・色度分離手段２は、入力信号座標系ＲE ，ＧE ，ＢE を知覚的に等歩度であり、かつデバイス・インデペンデントな座標系に変換する手段であり、その座標系としては、例えばＬ＊ａ＊ｂ＊系が用いられる。
【０００７】
入力信号座標系（ＲE ，ＧE ，ＢE ）を（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）表色系に変換するには、例えば非線形マスキング法が用いられる。明度・色度分離手段２から出力されるＬ＊ａ＊ｂ＊信号は、フルブラック（ＦＢ）色変換手段３に入力される。該ＦＢ色変換手段３は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号からＹ，Ｍ，Ｃの３色の内の２色と黒への変換を並列実行する前段部３−１と、並列実行した演算結果から真のブラック量を選択する後段部３−２からなる。そして、後段部３−２からは、入力画像信号Ｌ＊ａ＊ｂ＊を、Ｙ，Ｍ，Ｃの３色の内の２色と黒とで再現する場合のブラック量の最大値Ｋmax が出力される。このブラック量Ｋmax は、入力画像信号をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色で忠実実行する場合に設定可能な黒の上限値を与える。
【０００８】
一方、明度・色度分離手段２から出力されるＬ*ａ*ｂ*信号は、絵・文字分離手段７とブラック量調整手段４に入力され、ブラック量調整手段４でブラック量調整係数αが決定される。絵・文字分離手段７は、注目画素の輝度信号を、図示しないラインメモリに蓄えられた周辺画素の輝度信号と比較することにより、注目画素が絵部か文字部かの判定をする。ブラック量調整手段４は、注目画素の色度信号と絵・文字分離手段７からの判定結果を基に、ブラック量調整係数αを出力する。
【０００９】
明度・色度分離手段２から出力されるＬ＊ａ＊ｂ＊信号はＦＢ色変換手段３に入力される。ＦＢ色変換手段３は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号の上位Ｑビットからフルブラック再現時の上位Ｒビットを出力するテーブル変換部３−１と、黒の下位Ｒ’ビットを補間演算により決定する補間演算部３−２からなる。前段部３−１は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号に対して各３２段階の代表点を持ち、フルブラック再現時のブラック量Ｋmax ’を８ビット精度で記憶する。後段部３−２は、入力Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号の下位３ビットと前段部３−１からのブラック量Ｋmax ’を基に、テーブル内の格子点間の補間演算を行ない、８ビット精度でブラック量Ｋmax を算出する。
【００１０】
この時、前段部３−１のテーブルの内容としては、予め入力画像信号Ｌ＊ａ＊ｂ＊をフルブラック、即ちＹ，Ｍ，Ｃの３色の内の２色と黒とで再現する場合のブラック量が記憶されている。従って、ＦＢ色変換手段３から出力されるブラック量Ｋmax は、入力信号をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色で忠実再現する場合に設定可能な黒の上限値を示している。
【００１１】
ブラック量調整手段４からは、このブラック量Ｋmax を基に実際にブラック量を決定するためのブラック量調整信号ＥＮＬk が出力される。このブラック量調整信号ＥＮＬk とＬ＊ａ＊ｂ＊信号は、色変換テーブル５−１に入力され、補間演算手段５−２を経てイエロー信号ＥＮＬy ，マゼンタ信号ＥＮＬm ，シアン信号ＥＮＬc に変換される。この補間演算手段５−２からの出力信号ＥＮＬy ，ＥＮＬm ，ＥＮＬc は第１の階調補正手段６−１に入る。第１の階調補正手段６−１の出力は、第２の階調補正手段６−２を経て出力信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとして出力される。ここで、第２の階調変換手段６−２において、前記したブラック量調整信号ＥＮＬk が入力され、ブラック量が調整される。これら第１及び第２の階調補正手段６−１，６−２は、色変換テーブル５−１の容量を削減し、補間演算手段５−２の精度を向上させるために必要なものである。
【００１２】
このような装置によれば、忠実な色再現を前提として決定されるブラック量の設定範囲の中で、色再現以外の画質向上を考慮した黒加刷量を先ず決定し、その黒加刷量に対して忠実再現を満足するための３色出力信号を決定するので、忠実な色再現と色以外の画質向上を両立させることができる。
【００１３】
以下に示す例は、出願人が既に提案した画像処理方法である。
（１）Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法（特開平２−１３６８４８号）
色座標が指定された時、その色座標を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の組み合わせを推定する場合に、与えられた色座標を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせの内、Ｋの値が最大濃度値となるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせを、離散的に与えられた色座標の各特定点についてそれぞれ求めると共に、これら離散的な組み合わせによるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのカラーパッチを作成し、作成されたカラーパッチの測色値から、上記特定点以外の色座標に対応するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの座標値を推定するようにしたもの。ある色を再現するのに、ブラック量を最大限利用するもので、これにより総インク量を節約し、グレー付近の鮮鋭性を高めることができる。
【００１４】
（２）Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法（特願平４−２６６７１８号）
色座標が指定された時、その色座標を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の組み合わせを推定する場合に、与えられた色座標を示すＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせの内、Ｋの値が最小濃度値となるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせを、離散的に与えられた色座標の各特定点についてそれぞれ求めると共に、これら離散的な組み合わせによるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのカラーパッチを作成し、作成されたカラーパッチの測色値から、上記特定点以外の色座標に対応するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの座標値を推定するようにしたもの。ある色を再現するのに、ブラック量を最少限利用するもので、これにより階調性を可能な限り高めることができる。
【００１５】
（３）Ｓｍｏｏｔｈ Ｂｌａｃｋ法（特願平５−２５５３４号）
使用可能なプリンタの色域を最大限利用しながら、前記Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法，Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法から、その中間的なブラックの使用方法を決定し、必要に応じてスムージング（平均化処理）する。ここで、スムージングとは、前記ブラック量の決定を、目標色の指定の色要素の増減に対して同一方向に増減するように設定した画像入力信号の組み合わせに対するブラック量のデータを、隣接するデータと共に平均化処理することをいう。この場合、平均化処理は、平均化して更新されたデータについて、更にデータ値が収束するまで繰り返してもよい。これにより、擬似輪郭の生じない滑らかな画像信号を得ることができる。
【００１６】
図９はスムージング処理の例を示す図である。ＹとＭに対するＫの値を等高線の形で示している。図に示すように、スムージングの回数を増やしていくと、ブラック量は（ｄ）に示すように次第に収束する。この時のＫの状態が最も滑らかなＫ変化と考えられ、Ｙ，ＭはＫに依存して決定されるため、Ｙ，Ｍの変化も滑らかになる。
【００１７】
得られたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対して、その間を補間する方法としては、例えばＵＳＰ４４７７８３３号にその一例が示されている。この補間方法は、３色入力の画像データに対して、ＡＬＵ（論理演算ユニット）を用いて三角錐補間により各色毎に重み演算を行なうものである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の技術ではブラック量をコントロールすることはできていたが、測色的に調整されていないため、ブラック量に応じてプリント色が変化してしまい、色を変化させずにブラック量をコントロールすることができなかった。また、ブラック量を変えると、使用可能な色域が変化してしまうという問題があった。このため、純粋にブラック量を変えるのではなく、出力画面の色をコントロールするための手段として利用せざるを得なかった。
【００１９】
また、図８について説明した従来装置では、Ｙ＝０，Ｍ＝０，Ｃ＝０の条件で作られる組み合わせの中から目標色を再現するブラック量を計算するため、ＹＭＣＫプリンタの最大の色域を使用することができなかった（Ｋ＝ｍａｘの条件が欠落している）。また、前記条件は単純に任意のブラック量の割合を決定するようにしているので、特に色域境界付近ではブラック量を減らしていった時に、それと同時に色域が縮退するため、色域外となってしまい、そのプリンタの最大色域を利用しきれないという問題があった。
【００２０】
図１０は従来の手法で使用できない色域を示す図である。図の斜線領域が使用できない色域を示している。（ａ）はＹ＝０，Ｍ＝０という条件の場合を、（ｂ）はＫ＝０という条件の場合をそれぞれ示している。いずれも縦軸Ｌ＊は明度を、横軸Ｃ＊は彩度をそれぞれ示している。（ａ）において、斜線領域はＫ＝ｍａｘの場合を示し、（ｂ）において斜線領域ＡはＹ＝ｍａｘの場合を、斜線領域ＢはＭ＝ｍａｘの場合をそれぞれ示している。特に、色域境界付近の色がブラック量調整値によっては、上の理由で同じ色を維持できず、彩度の低下を招いていた。
【００２１】
図８の従来例によれば、４次元のＬＵＴをＬ＊ａ＊ｂ＊，ブラック量について作成することになっているが、これを実施した場合、使用不可能なブラック量についての組み合わせは利用されないため、メモリを有効に利用できなかった。更に、使用可能なブラック量，使用不可能なブラック量にまたがる値については、補間演算が不可能であった。
【００２２】
また、出願人が提案したＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法，Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法，Ｓｍｏｏｔｈ Ｂｌａｃｋ法では、黒の利用方法が連続的に選択できないという問題があった。また、画像の色や形状に応じて適応的に変化させることはできなかった。更に、前述したＵＳＰ４４７７８３３号では、３色入力の画像データに対してＡＬＵを用いて三角錐補間を利用して、各色毎に重み計算を行なうため計算時間がかかっていた。また、４次元の入力データに対する手法は開示されていなかった。
【００２３】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第１にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが作ることのできる最大色域を常に利用しつつ、色を変化させずに純粋にブラックの比率により変化する画質をコントロールし、画像に応じて適応的にブラックの比率を変化させ、最適な画質を作ることができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することを目的とし、第２にブラック量コントロール信号を分離することによりユーザの使用目的に従い、簡単にかつ自由度が高くブラック量を変更できるようにすることができ、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色素量，網点率の変化をなだらかにしてプリンタの条件変化に対して擬似輪郭を見えにくくすることができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することを目的とし、第３に高速にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ出力のＬＵＴの補間演算を行なうことができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
前記した課題を解決する本発明は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）を用いた色出力用画像処理方法において、色変換用ＬＵＴ（ルックアップテーブル）に、予め入力画像信号と出力画像信号との関係を所定の方法により記憶させておき、
前記入力画像信号からブラック量をコントロールするブラック量コントロール信号を作成し、前記色変換用ＬＵＴに入力画像信号と、該入力画像信号から作成されたブラック量コントロール信号とユーザが定義したブラック量コントロール信号の何れか一方を選択したものを与えて、色出力信号を得るようにしたことを特徴としている。
【００２５】
【作用】
色変換用ＬＵＴは前記したＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法，Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法，Ｓｍｏｏｔｈ Ｂｌａｃｋ法等の手法を用いて、内蔵データを決定する。そして、入力信号としての画像信号に加え、ブラック量をコントロールする信号を入力画像信号から作成し色変換用ＬＵＴに入力するようにした。これにより、前記したようなＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが作ることのできる最大色域を常に利用しつつ、色を変化させずに純粋にブラックの比率により変化する画質をコントロールし、画像に応じて適応的にブラックの比率を変化させ、或いはユーザ定義値（ユーザが定義したブラック量コントロール信号）を入力することで、最適な画質を作ることができ、ブラック量コントロール信号を分離することにより、ユーザの使用目的に従い、簡単にかつ自由度が高くブラック量を変更できるようにすることができ、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色素量，網点率の変化をなだらかにしてプリンタの条件変化に対して擬似輪郭を見えにくくすることができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することができる。
【００２６】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は本発明の原理ブロック図である。図において、１０は入力画像信号とブラック量コントロール信号を受ける色変換用のＬＵＴと補間演算器である（以下ＬＵＴ・補間演算器という）。入力画像信号としては、３色の場合Ｒ，Ｇ，Ｂ信号，Ｌ*ａ*ｂ*信号，Ｌ*ｕ*ｖ*信号等が考えられ、４色の場合、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ信号が考えられる。図の波線は４色入力の場合を示している。３色入力の場合、ブラック量コントロール信号と合わせて４信号入力となり、４色入力の場合、ブラック量コントロール信号と合わせて５信号入力となる。入力信号、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，ＫがＬＵＴにアドレスとして入力されると、これらアドレスで選択されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせが複数決定される。その複数の組み合わせのうち、ＬＵＴのアドレスとして入力されるブラック量コントロール信号により１つが決定される。
【００２７】
３次元の信号、例えばテレビ信号等が入力される場合には、４次元のＬＵＴを用い、４次元の信号、例えば印刷用のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ等が入力される場合には、５次元のＬＵＴを用いることができる。色変化ＬＵＴには、前述したＭｉｎｉｍｕｍ ＢｌａｃｋからＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋまで少しずつ変化させたデータを格納しておき、これをブラック量コントロール信号で適当なデータを選択し、或いは補間演算器で補間させ、ブラック量を画像に応じて変化させることにより出力信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを得る。なお、ブラック量コントロール信号のビット数は画像信号のビット数よりも少なくてもよい。
【００２８】
図２は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１１は入力画像信号を受けて、画像信号に応じたブラック量コントロール信号を発生するブラック量コントロール信号発生器である。図において、破線は４色入力の場合を示している。ブラック量コントロール信号発生器１１から出力されるブラック量コントロール信号は、切り替えスイッチＳＷ１を介してＬＵＴ・補間演算器１０に入る。この実施例では、ブラック量コントロール信号をユーザ定義により作成できるようになっており、切り替えスイッチＳＷ１を介してＬＵＴ・補間演算器１０に入るようになっている。従って、切り替えスイッチＳＷ１により、ブラック量コントロール信号発生器１１の出力又はユーザ定義値のいずれか一方が選択され、ＬＵＴ・補間演算器１０にブラック量コントロール信号として入力されるようになっている。つまり、ユーザの選択により何れをブラック量コントロール信号として用いるか、切り替えスイッチＳＷ１により切り替えられるようになっている。
【００２９】
ＬＵＴ・補間演算器１０からは、補間された画像出力信号Ｙｏ，Ｍｏ，Ｃｏ，Ｋｏが出力される。ここで、ブラック量コントロール信号は、画像の色，種類（自然階調，網点，文字），画像の色分布等に応じて変化させるとよい。
【００３０】
上述したように、入力画像信号からブラック量コントロール信号を作成する場合、ブラック量コントロール信号発生器１１としては、
▲１▼ ＬＵＴを用いる
▲２▼ ＬＵＴと補間を用いる
▲３▼ 関数発生器を用いる
▲４▼ 肌色と灰色の両方又はその片方についてブラック量パラメータを制御する
▲５▼ 画像信号のヒストグラムを用いる
のいずれかの方法を含むようにすることができる。
【００３１】
次に、色再現ＬＵＴを決定する方法について説明する。
図３は色再現ＬＵＴの決定方法の一例を示すフローチャートである。この実施例では、中間値としてＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法とＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法の重み平均を割り振るものである。先ず、境界条件となるブラック量の決定を行なう（Ｓ１）。具体的には、Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法とＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法によるブラック量を計算する。この手法で、全色域が利用できるうちの最大のブラック量の利用方法と、最小のブラック量の利用方法が規定される。
【００３２】
次に、中間的ブラック量の決定をする（Ｓ２）。つまり、両方のブラック量Ｋmax とＫmin から中間ＬＵＴのための中間的なブラック量Ｋnew を重み平均により計算する。この計算式は、例えばブラック量係数をβとして
Ｋnew ＝（１−β）Ｋmin ＋βＫmax
となる。
【００３３】
次に、求まったブラック量に対する他の色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の測色的計算を行なう（Ｓ３）。つまり、求まったブラック量に対する他の色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）をカラーパッチを用いて測色的に計算し、多次元ＬＵＴに記憶する。次に、ステップＳ２のブラック量のレベルを変更する（Ｓ４）。
【００３４】
次に、全てのブラック量の分割レベルに対する処理が終了したかどうかチェックする（Ｓ５）。全てのブラック量の分割レベルに対する処理が終了していない場合には、ステップＳ２，Ｓ３を繰り返す。全てのブラック量の分割レベルに対する処理が終了した場合には、色再現ＬＵＴの決定処理を終了する。
【００３５】
上述の処理において、必ずしも全ての段階について計算しなくても、ブラック量を間引きして計算し、その間は補間してもかまわない。例えば、ブラック量のレベルを３３とした時、レベル１，５，９，１３，１７，２１，２５，２９，３３について各ＬＵＴを計算し、その間のレベルは補間することができる。これにより、計算量を削減することができる。
【００３６】
具体的な使用例では、入力信号が３色の場合（例えばＲ，Ｇ，Ｂ）は、信号について１７レベル、ブラック量コントロール信号について１７レベルについて計算すれば、１７×１７×１７×１７×４のＬＵＴとなり、たかだか３３４０８４バイトの容量のメモリで実現される。ブラックレベルの数を下げ、９レベルとすると、９×１７×１７×１７×４となり、１６７０４２バイトのメモリで実現することもできる。
【００３７】
ステップＳ２とＳ３の計算時に、ブラックに対してはＳｍｏｏｔｈ Ｂｌａｃｋ法で用いられる計算式を用いて、入力をいったんＬ＊ａ＊ｂ＊等の座標系に変換して５回程度のスムージングを行ない、その後に他の色Ｙ，Ｍ，Ｃを決定するようにしてもよい。この場合、両端の値は完全なＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ又はＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋにはならないが、これらの手法の欠点（プリンタが変動した時、平滑でない色の部分で擬似輪郭が見える）が緩和される。なお、この場合も全色域の使用は保証される。
【００３８】
次に、他の色再現ＬＵＴの決定法について説明する。この方法は、中間値として完全にスムージングされた手法を設定するものである。完全な中間値を作るには、スムージング（平均化処理）を繰り返す。例えば、前述したＳｍｏｏｔｈ Ｂｌａｃｋ法で用いられる計算式を用いて１００回程度のスムージングを行なう。Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法側では、Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋからスタートして、スムージングの回数でコントロールする（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法ではその逆）。中間とＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋの中間（即ち１／４）では、約２０回のスムージングが適当であった。即ち、ブラックコントロール信号のレベルを５レベルとすると、
▲１▼ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ
▲２▼ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋのブラック量に対して２０回のスムージング
▲３▼ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ又はＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋに対して１００回以上のスムージング
▲４▼ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋのブラック量に対して２０回のスムージング
▲５▼ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ
となるように設定する。ブラック量コントロールをより細かく行なう場合には、この中間的なスムージング回数を選択すればよい。
【００３９】
次に、ＬＵＴに設定された値を更に補間する方法について説明する。補間方法は、例えば特開昭５７−２０８７６５号に記載された方法に限定されるものではなく、いかなる補間方法でもよい。例えば、三角錐補間（特開昭６３−１２３２０１号参照）、三角柱，四角錐，立方体等を用いた補間方法と、より高次元の補間でこれらを組み合わせたもの、例えば４次元では、５点補間（三角錐補間に相当），８点補間（三角柱補間に相当），１６点補間（立方体補間に相当）等でもかまわない。
【００４０】
次に、黒パラメータの作成方法について説明する。黒パラメータを作成する作成手段に格納するデータは、以下の基準に従がう必要があり、これらの基準の中から適宜選択することが望ましい。
【００４１】
▲１▼ グレー付近はブラックの比率を高める。
▲２▼ 肌色付近はブラックの比率を低める。
▲３▼ 鮮鋭性を高めたい色にはブラックの比率を高め、階調性を高めるためにはブラックの比率を下げる。
【００４２】
同じ画面に対して同じ手法（パラメータ）ではなく、画面の位置，レイアウト，文字・画像の判別結果，読み込み原稿の違い（例えば元の画像が網点画像かどうか）等で、適応的に変化させてもかまわない。また、黒パラメータを作成する場合、入力画像のヒストグラムを求め、グレー成分が多いものは金属物等が写っているものとしてＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法に近いブラック量コントロール信号を与え、肌色に相当する成分が多いものはＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法に近いブラック量コントロール信号を与えることもできる。この場合、１つの画像では同じブラック量コントロール信号が与えられるため、ブラック量コントロール信号はダイナミックに変化しないことから、ブラック量コントロール信号の段階は多くなくてもよい（例えば５段階程度）。
【００４３】
次に、ブラック量コントロール信号の作成に関数発生器を用いる実施例について説明する。入力信号としてＲ，Ｇ，Ｂをもつ時、ブラック量コントロール信号を以下の式で計算して算出する。
【００４４】
【数１】
Ｐｋ＝２５５√｛（Ａr−Ａg）2＋（Ａb−Ａg）2｝×２５５／３６２．１ （１）
【００４５】
ここで、Ａｒ，Ａｇ，ＡｂはそれぞれＲ，Ｇ，Ｂの入力信号のディジタル値を表し、０〜２５５に変化するものとする。Ｐｋはブラック量コントロール信号で、同じく０〜２５５の範囲で変化する。この値が２５５の時はグレー付近であることを示し、ブラック量はＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法で決定された値を選択する。また、この値が０の時は、彩度が高いことを示し、ブラック量はＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ法で決定された値を選択するようにする。なお、（１）式はあくまで一例であり、他のいかなる設定でもかまわない。
【００４６】
次に、ＬＵＴと補間を用いた黒パラメータの作成方法について説明する。先ず、前記（１）式の関数式を計算し、その値をＬＵＴに格納する。また、局所的にブラック量をコントロールしたい色については、その色を中心になだらかに値を変化させることが望ましい。例えば、ＮＴＳＣ信号に準拠したテレビ用の画像信号で、標準的な肌色信号値はＲ，Ｇ，Ｂ＝（１６０，１３０，１００）であり、この付近ではＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋに近いブラック量コントロールを利用し、この値から離れるに従って、デフォルトセッティングになるように設定する。
【００４７】
図４はＬＵＴによるブラック量コントロールの例を示す図である。図において、縦軸はブラック量パラメータ、横軸はＲＧＢ，Ｌ＊ａ＊ｂ＊等の色座標である。原点はグレーレベルを示している。（ａ）において、ｆ１はデフォルトブラック量を、ｆ２はこれに乗算すべき肌色に対する重み係数である。特性ｆ１に特性ｆ２を乗算すると、（ｂ）のｆ３に示すような特性が得られる。この特性をブラック量コントロール信号として用いる。この結果、肌色近辺では、ブラック量が少ない理想的なブラック量コントロール信号が得られる。例えば、図４に示すようにブラック量コントロール信号として、グレー付近に近づくほどその値が大きくなる（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋの手法に近づく、即ちプリント時のブラックインク量が多くなり、総インク量が節約できる）セッティングを基本とし、肌色付近の色は階調性を増すために、ブラック量コントロール信号を下げ、黒を使用しないようにする。
【００４８】
このようにすることで、画像の主観評価基準の重要なポイントであるグレー部と肌色部のそれぞれの要求を満たすことができる。即ち、前者ではなるべくブラックを使用して再現することで鮮鋭性を増し、かつ総インク量を節約し、後者ではなるべくブラックを使用しないで再現することで階調性を増し、なだらかな画像を作ることができる。
【００４９】
図８に示す方法では、最大ブラック量の発生のためのＬＵＴと補間装置，ブラック量を調整するための装置等を分割しているため、ハードウェア構成が複雑であり、また入力信号をＬ＊ａ＊ｂ＊に置き換えているためＬＵＴと補間装置が２段になり、信号の劣化を引き起こす欠点がある。これに対して、本発明では１個のＬＵＴを使用しているため、信号の劣化が生じない。
【００５０】
次に、４色入力の場合のメモリ削減と補間装置の簡便化について説明する。入力が４色の場合、これら入力に加えてブラック量コントロール信号とで５信号入力となる。５次元ＬＵＴを使用すると、補間装置が複雑になり、またメモリが増える。例えば、１７×１７×１７×１７×４＝５６７９４２８バイトとなる。このため、図５に示すような構成を用いる。図５は本発明の他の実施例を示す構成ブロック図である。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。入力画像信号Ｙｉ，Ｍｉ，Ｃｉ，Ｋｉは第１のＬＵＴ・補間演算器２０Ａに入り、中間的な３次元の値として出力される。出力される３次元の信号は、ＣＩＥＬＡＢのＬ＊ａ＊ｂ＊，Ｌ＊ｕ＊ｖ＊，ＲＧＢ，ＹＣＣ，ＹＩＱ等、測色的に定義されている３変数が考えられる。
【００５１】
この第１のＬＵＴ・補間演算器２０Ａを通過することで、４変数が３変数の信号に変換され、変数が１つ減る。第２のＬＵＴ・補間演算器２０Ｂにこの３変数信号とブラック量コントロール信号が入り、出力信号Ｙｏ，Ｍｏ，Ｃｏ，Ｋｏが出力される。つまり、この実施例によれば４変数入力のＬＵＴ・補間演算器を２０Ａ，２０Ｂと２個用いることにより、５次元ＬＵＴを用いる必要がなくなる。
【００５２】
なお、図に示す実施例では、ブラック量コントロール信号を第１のＬＵＴ・補間演算器２０Ａの出力から作成している。つまり、第１のＬＵＴ・補間演算器２０Ａの出力はブラック量コントロール信号発生器１１に入り、該ブラック量コントロール信号発生器１１からブラック量コントロール信号が出力される。このブラック量コントロール信号は切り替えスイッチＳＷ１を介して第２のＬＵＴ・補間演算器２０Ｂ入るようになっている。ブラック量コントロール信号としては、ブラック量コントロール信号発生器１１の他に、ユーザ定義のコントロール信号も用いることができるようになっている。これら２つのブラック量コントローラ信号は、切り替えスイッチＳＷ１によりいずれか一方が選択され、第２のＬＵＴ・補間演算器２０Ｂに入力れさる。この実施例によれば、４次元ＬＵＴを２個用いることにより、メモリ容量としては、例えば１７×１７×１７×１７×４×２＝６６８１６８バイトとなり、メモリ容量を少なくすることができる。また、２個同じ補間演算器又はソフトウェアルーチンを利用できるため、コストダウンにも寄与する。
【００５３】
次に、４出力の４次元のＬＵＴと補間装置の実施例について説明する。この種の装置としては、例えば特開平２−２２６８６８号，特開昭５７−２０８７６５号等に示されている。ここでは、特開昭５７−２０８７６５号で示された手法を、一般の６４ビットＣＰＵ装置を用いて高速に４次元の補間を行なう場合について説明する。４次元の補間の場合、５回の補間演算が必要となる。８ビットの入出力の場合で、ＬＵＴの容量は１７×１７×１７×１７×４とする。この場合、格子間の距離は、ディジタルカウントで１６ずつ（０，１６，３２，４８，６４，８０，９６，１１２，１２８，１４４，１６０，１７６，１９２，２０８，２２４，２４０，２５５）の最後の値を除き等間隔とする。最後の間隔が１だけ狭いが、これは実用上問題ない。
【００５４】
先ず、図６に示すような４入力，４出力のＬＵＴ１０Ａを用意する。同図において、（ａ）は入力画像信号Ｒ，Ｇ，Ｂとブラック量コントロール信号Ｂk の上位アドレスを、（ｂ）は入力信号に対応するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの組み合わせをそれぞれ示している。次に、元のＬＵＴの２倍の容量のメモリ１２を用意し、ある入力の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｂk ）に対し、出力値（４バイト）とし、図７に示すように値０とＣ，Ｙ，Ｍ，Ｋ値とを交互に配置されるようなデータ変換を行なう。図において、１２Ａはメモリより構成される６４ビットレジスタである。各Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ値の上位２バイトには０が立っている。以上で前処理が終了する。
【００５５】
（１）今、ある変換すべき３色データＲ，Ｇ，Ｂとブラック量コントロール信号Ｂk が入力されたものとする。ここで、この入力データを１６で徐算し、その商を色変換ＬＵＴ１０Ａのアドレスとし、その余りを補間のための重み係数とする。例えば入力データが（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｂk ）＝（１３２，１１１，２１，１９３）であれば、その商は（Ｒh ，Ｇh ，Ｂh ，Ｂkh）＝（８，６，１，１２）、余りは（Ｒl ，Ｇl ，Ｂl ，Ｂkl）＝（４，１５，５，１）となる。
【００５６】
入力データの徐算した余り（Ｒl ，Ｇl ，Ｂl ，Ｂkl）＝（４，１５，５，１）の大小関係から、４次元の超立方体の１６個の頂点の中から、２４組ある５個の補間に利用される座標のオフセットを求める。この場合、余りの大小関係はＧl ＞Ｂl ＞Ｒl ＞Ｂklであるので、例えばオフセットとして（０，０，０，０），（０，１，０，０），（０，１，１，０），（１，１，１，０），（１，１，１，１）を与える。これらオフセットは、余りの大小関係に応じて予めテーブル化しておくとよい。
【００５７】
この時の重み係数は、（１６−１５）＝１，（１５−５）＝１０，（５−４）＝１，（４−１）＝３，（１）となる。次に、積算するレジスタ（８バイト）１２Ｂを０に初期化する。
【００５８】
▲１▼ オフセットした時のＬＵＴの値と、重み係数をＡＬＵ（乗算器でもよい）１３で掛け合わせる時に、ＡＬＵ１３には先ず（Ｒh ，Ｇh ，Ｂh ，Ｂkh）＝（８，６，１，１２）＋（オフセット）で示されるＬＵＴ１０Ａの値（Ｃｉ，Ｍｉ，Ｙｉ，Ｋｉ）８バイトがロードされる。
【００５９】
▲２▼ ロードされた値に重み係数Ｗｉ（最初は１）が乗算される。
▲３▼ 積算レジスタ１２Ｂにこの乗算結果が移され、累積される。
▲４▼ ▲１▼から▲３▼を合計５回繰り返す。
【００６０】
この乗算によれば、予めレジスタの上位バイトは０に初期設定されているので、累積演算によりそれぞれのデータがオーバフローすることはない。次に、この積算用レジスタ１２Ｂの値を取り出し、１６で徐算する。つまり、４ビット右にシフトさせる。次に、このレジスタの並び（Ｃ，Ｙ，Ｍ，Ｋ）を元の画像データの並び（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）に変換する。これにより、補間されたＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータが得られたことになる。得られた画像データは、画像ファイルメモリ（図示せず）に格納する。次に、前記（１）のステップに戻り、次の画像データの補間演算を行なう。
【００６１】
図７の実施例では数値演算装置として６４ビットＣＰＵを用いた場合を例にとった。しかしながら本発明はこれに限るものではなく、３２ビットＣＰＵを用いることもできる。この場合、上述した乗算を２回に分けて行なう必要があり、従来の方法と比較して１．５倍程度の高速化となる。また、入力画像信号の次元数は３に限るものではなく、何次元でも同様に計算することができる。また、出力データはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色に限るものではなく、Ｙ，Ｍ，Ｃ３色でも可能である。この場合、従来の場合に比較して１．２倍程度の高速化となった。画像データのビット数も８ビットに限るものではなく、任意のビット数のものであってもよい（図７の構成では１１ビットまで計算できる）。
【００６２】
上述の図７の説明では、ＬＵＴの全ての色に対して同時に、重み係数データを掛け合わせる場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限るものではない。例えば、ｎ次元のＬＵＴの補間演算をする時、ＬＵＴの３色乃至４色の値の内、複数の色データに対して同時に重み係数を乗算するようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば以下のような効果が得られる。
１．ＣＭＹＫ出力色変換ＬＵＴにブラック量コントロール信号を加えてコントロールできるようにしたため、色を変化させずにブラック量のみを変えることができる。また、ブラック量は中間的な値を選ぶことができる。
【００６４】
２． ＬＵＴのデータは、Ｍａｘｉｍｕｍ ＢｌａｃｋとＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ又はこれをスムージングした値を上限,下限にして格納しているため、いかなる入力の組み合わせでもＹＭＣＫプリンタの能力最大限の色域が利用できる。
【００６５】
３． 多次元のＬＵＴの入力として、必ず全色域が利用できる範囲でのブラック量コントロール信号を用いるため、ＬＵＴを無駄なく利用でき、ブラック量を簡単な演算式で設定することができる。
【００６６】
４． ブラック量コントロール信号は、どの値をとっても全色域の利用が保証されているので、最大ブラック量を毎回計算しなくてもすみ、コストダウンに寄与する。ブラック量コントロール信号は、入力画像信号に応じて変化するため、入力画像信号の特性に応じて最適な方法が選べる。また、その方法は使用者が切り換えることもできる。
【００６７】
５． ＬＵＴのデータは、（スムージング処理された時）Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ各色の変化が均等色空間に対して滑らかに行われるように設定されるため、プリンタが濃度変動した時、擬似輪郭が見えづらい。
【００６８】
６． 補間演算を行なうに際し、画像データが８ビットであること,３角錐補間では重みデータの総数が１６であるため、１バイトおきにレジスタにデータをセットすることで同時に各色に重み係数を掛け合わせても隣の色データを破壊しないという特徴を生かした手法である。これにより、特開昭５７−２０８７６５号で示された手法を４色に対し、５回の乗算で完了することができる。従来は、各色毎に計算していたため、合計２０回の演算が必要であったが、この手法では、従来の１／４の計算量である。但し、データの再配置が必要なため、現実には２〜３倍の高速化となる。また、重み係数が１６、即ち２のべき乗であるので、最後の除算がビットシフトにより置き換えられ、高速化を図ることができる。また、複数の乗算器を１つで置き換えられるため、コストダウンに寄与する。また、３２ビット、６４ビットの中央演算装置を利用するため汎用性が高くなる。
【００６９】
このように、本発明によれば、色変換用ＬＵＴに予め入力画像信号と出力画像信号との関係を所定の方法により記憶させておき、該色変換用ＬＵＴに入力画像信号と、該入力画像信号から作成されたブラック量コントロール信号とユーザが定義したブラック量コントロール信号の何れか一方を選択して与えることにより、第１にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが作ることのできる最大色域を常に利用しつつ、色を変化させずに純粋にブラックの比率により変化する画質をコントロールし、画像に応じて適応的にブラックの比率を変化させ、最適な画質を作ることができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することができ、第２にブラック量コントロール信号を分離することによりユーザの使用目的に従い、簡単にかつ自由度が高くブラック量を変更できるようにすることができ、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色素量，網点率の変化をなだらかにしてプリンタの条件変化に対して擬似輪郭を見えにくくすることができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することができ、第３に高速にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ出力のＬＵＴの補間演算を行なうことができる色出力用画像処理方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図３】色再現ＬＵＴの決定方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】ＬＵＴによるブラック量コントロール信号の設定例を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す構成ブロック図である。
【図６】４次元ＬＵＴの例を示す図である。
【図７】本発明による補間方法の説明図である。
【図８】画像処理装置の従来例を示すブロック図である。
【図９】スムージング処理の例を示す図である。
【図１０】従来の手法で使用できない色域を示す図である。
【符号の説明】
１０ ＬＵＴ・補間演算器
Claims (12)
- Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）を用いた色出力用画像処理方法において、
色変換用ＬＵＴ（ルックアップテーブル）に、予め入力画像信号と出力画像信号との関係を所定の方法により記憶させておき、
前記入力画像信号からブラック量をコントロールするブラック量コントロール信号を作成し、
前記色変換用ＬＵＴに入力画像信号と、該入力画像信号から作成されたブラック量コントロール信号とユーザが定義したブラック量コントロール信号の何れか一方を選択したものを与えて、色出力信号を得るようにしたことを特徴とする色出力用画像処理方法。 - 前記色変換用ＬＵＴには、少なくともＭａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ手法及びＭｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ手法に基づき計算された結果を含めることを特徴とする請求項１記載の色出力用画像処理方法。
- 前記色変換用ＬＵＴには、Ｍａｘｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ手法で使用されるブラック量を上限とし、Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｂｌａｃｋ手法で使用されるブラック量を下限として、これら上限又は下限、又は上限及び下限の中間のブラック量を計算した結果を更に含めることを特徴とする請求項２記載の色出力用画像処理方法。
- 前記中間のブラック量は、スムージング（平均化処理）により作ることを特徴とする請求項３記載の色出力用画像処理方法。
- 前記色変換用ＬＵＴは、入力信号の数にブラック量のコントロール信号を加えて、１次元増やした多次元ＬＵＴと補間部から構成されることを特徴とする請求項１記載の色出力用画像処理方法。
- 前記画像信号からブラック量コントロール信号を作成する際に、
１．ＬＵＴを用いる
２．ＬＵＴと補間を用いる
３．関数発生器を用いる
４．肌色と灰色の両方又はその片方についてブラック量パラメータを制御する
５．画像信号のヒストグラムを用いる
のいずれかの方法を含むことを特徴とする請求項１記載の色出力用画像処理方法。 - 前記ブラック量コントロール信号のビット数を、画像信号のそれよりも少なくしたことを特徴とする請求項１記載の色出力用画像処理方法。
- Ｙ,Ｍ,Ｃ,Ｋ（イエロー,マゼンタ,シアン,ブラック）を用いた色出力用画像処理装置において、
予め入力画像信号と出力画像信号との関係を所定の方法により記憶させた色変換用ＬＵＴ（ルックアップテーブル）と、
前記入力画像信号からブラック量をコントロールするブラック量コントロール信号を作成するブラック量コントロール信号作成手段とを具備し、
前記色変換用ＬＵＴに入力画像信号と、該入力画像信号から作成されたブラック量コントロール信号とユーザが定義したブラック量コントロール信号の何れか一方を選択したものを与えて、色出力信号を得るようにしたことを特徴とする色出力用画像処理装置。 - ｎ次元のＬＵＴの補間演算をする時、ＬＵＴの３色乃至４色の値の内、複数の色データに対して同時に重み係数を乗算するようにしたことを特徴とする請求項１記載の色出力用画像処理方法。
- 前記補間演算を行なうに際し、３２ビット又は６４ビットの数値演算を行なうようにしたことを特徴とする請求項９記載の色出力用画像処理方法。
- ｎ次元のＬＵＴの補間演算をする時、ＬＵＴの３色乃至４色の値の内、複数の色データに対して同時に重み係数を乗算するようにしたことを特徴とする請求項８記載の色出力用画像処理装置。
- 前記補間演算を行なうに際し、３２ビット又は６４ビットの数値演算装置を用いるようにしたことを特徴とする請求項１１記載の色出力用画像処理装置。
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