JP4185751B2 - Image processing apparatus, image processing method, and computer program - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値のカラー輝度信号からそれより低い階調数のカラー濃度制御信号を生成するための画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関し、特にインクジェットプリンターなどの面積階調を用いた出力機器に好適な画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンターなどの面積階調を用いたカラープリンターにおける画像処理装置は、通常、多値の輝度信号を多値の濃度制御信号に変換するための色変換手段、多値の濃度制御信号からそれより少ない階調数の信号（インデックス出力）に変換するためのハーフトーニング手段、及び、得られたインデックス出力をビットマップ化してプリンターエンジンのドットパターンに変換するためのビットマップ化手段から構成されている。
【０００３】
また、その後段には、変換されたドットパターンを読み込んでプリンター固有のフォーマットに変換し、その信号に基づいて印字制御を行う印字制御手段が接続されている。例えばインクジェットプリンターにおける印字制御部の機能は、ビットマップ化手段から供給されたドットパターンを、印字ヘッドノズルの物理的な配置に置き換えながら、信号に応じてノズルをオンオフし、インクの吐出を制御することである。
【０００４】
近年、プリンターの高精度化と高画質化に伴い、上述した画像処理装置にも、高精度化が求められている。このような要求から、色変換手段には、３次元ＬＵＴ（Look-Up Table）と補間演算とを組み合わせた方式が、また、ハーフトーニング処理には、誤差拡散法を用いた方式が、それぞれ主流となっている。更に、プリンターの高速化に対応するために、これらの装置をハードウエアで構成する必要性にも迫られている。
【０００５】
上述した装置をハードウエアで構成する場合、出力色毎に所定のバンドに区切ってそのバンド内部ではストールすることなく逐次処理してゆく構成をとるのが一般的である。しかしながら、このような構成では、輝度入力からインデックス出力（或いはビットマップ出力）までを一気に作成してしまうので、ある処理の途中段階で他の色の情報を用いることが出来ない。
【０００６】
さて、面積階調を用いたインクジェットプリンターなどの画像処理装置における良く知られた欠点として画像の粒状化がある。この現象は、この種のプリンターの出力が原理的に微小画素のオンオフのみで決定されることに起因している。近年のインクジェットプリンターにおけるインク吐出制御技術の進歩により、より微小なドットの形成が可能になり、それに応じてプリンターの解像度があがるため、粒状化に起因する画質の悪化はかなり改善されてきているが、ドットの空間的な配置がまばらになるハイライト領域では、やはり粒状性の悪化は避けられない現象である。
【０００７】
この現象を回避する技術が、例えば、特許文献１に述べられている。この公報によれば、誤差拡散処理を行う際に、全ての色を独立に処理するのではなく、シアンとマゼンタの処理では双方の和を入力として用い、通常２値の出力系であれば、それを３値として扱い、真中の状態では、シアン、マゼンタのどちらか一方だけを出力することで、両色が同じ位置に重なりにくくする処理を行っている。こうすることで、ハイライト領域における出力ドットの空間周波数をあげて粒状性の悪化を防ぐと共に、階調も保存されることになる。また、これと似た効果を持つ他の技術が特許文献２に開示されている。この公報に記載の方式では、シアンとマゼンタを同時に処理する際に、ハイライト部ではあらかじめドットの分散性が確保されたディザマトリックスを用いてディザ処理を行い、かつ各色が重ならないように制御することで、前記方式と同様の効果を狙っている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−２７９９２０号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開平２０００−１８４２１５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した２つの先行技術では、ハーフトーニング処理において２つの色を同時に処理する必要がある。この構成をハードウエアを用いて実現して高速化を図ろうとすると、非常にコストが高いものとなる。何故ならば、もし、システムのストールを排除して高速化を達成しようとすると、ハーフトーニング処理の前段にある色変換処理も２色以上の処理を同時に行わなければならない。もし、色変換処理が前述した補間演算方式で構成されていると仮定すると、２色以上のテーブルを格納するSRAM及び並列動作する複数の演算回路が必要となってしまうという問題がある。
【００１１】
また、同様の理由から、ハーフトーニング手段に誤差拡散方式を用いた場合、誤差を保持しておくための誤差バッファーを形成するために、２色分のSRAMが必要になってしまうという問題がある。
【００１２】
一方、２色同時処理を行わずに高速化を図ろうとすれば、必然的に動作クロックを上げなければならず、システムの複雑化と素子の高性能化が要求される。従ってコストの上昇は避けられないものとなるという問題がある。
【００１３】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インクジェットプリンターなどの面積階調を用いた出力機器における画質を向上させるための低コストな画像処理装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、多値のカラー輝度信号を、２値または多値のカラー濃度制御信号へ変換する画像処理装置であって、前記カラー輝度信号の入力値がハイライト領域に属するかどうかを検出するハイライト検出手段と、該ハイライト検出手段による検出の結果、前記入力値がハイライト領域に属する場合には、第１の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値と第２の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値との和からなる格子点値を有するテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値がハイライト領域に属さない場合には、前記第１の色に対応した濃度出力用のテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値を濃度出力に変換する色変換手段と、該色変換手段により変換された濃度出力を誤差拡散処理して、２値または多値のインデックス出力を求めるハーフトーニング手段と、該ハーフトーニング手段により求められたインデックス出力のうち、前記第１の色に対応したインデックス出力と、前記第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力とを比較して、該第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力を整形する手段とを備え、前記整形する手段は、前記第２の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換元画素数として記録し、前記インデックス値を０に置き換える第１の手段と、前記第１の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内部を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換先候補画素数として記録し、該画素の位置を置換先座標として記録する第２の手段と、前記置換元画素数及び置換先候補画素数のうち小さい方を置換可能画素数として記録する第３の手段と、乱数を用いて、前記置換可能画素数と等しい数の置換先座標を求める第４の手段と、前記置換先座標にある前記第１の色に対応したインデックス出力を０にして、前記第２の色に対応したインデックス出力を１にする第５の手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記ハイライト検出手段は、前記第１及び第２の色の補色成分である２つの輝度信号成分の各々に対応した２つの境界値と、単色処理領域であることを示す他の１つの境界値を有し、前記２つの境界値の各々と、対応する前記入力値とを比較し、全ての入力値が対応する前記境界値より大きいかどうかを判別する第１の手段と、前記第１及び第２の色の補色成分である２つの輝度値を２５５からそれぞれ減算して２つの値を求め、該２つの値の差の絶対値が前記他の１つの境界値より小さいかどうかを判別する第２の手段と、前記第１の手段及び前記第２の手段の判別結果が共に真であったときに、前記入力値がハイライト領域に属することを決定する第３の手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記色変換手段は、前記ハイライト検出手段の検出結果に基づき、前記入力値がハイライト領域に属すると判断された場合は、前記入力値により定義される空間において、前記第１及び第２の色の補色成分を表す２軸で構成される平面に射影された正方形が、最もハイライト側に位置するような立方体頂点の格子点値の和を用いて補間演算を行うことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、多値のカラー輝度信号を、２値または多値のカラー濃度制御信号へ変換する画像処理装置の画像処理方法であって、前記カラー輝度信号の入力値がハイライト領域に属するかどうかを検出するステップと、該検出の結果、前記入力値がハイライト領域に属する場合には、第１の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値と第２の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値との和からなる格子点値を有するテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値がハイライト領域に属さない場合には、前記第１の色に対応した濃度出力用のテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値を濃度出力に変換するステップと、該変換された濃度出力を誤差拡散処理して、２値または多値のインデックス出力を求めるステップと、該求められた前記第１の色に対応したインデックス出力と、前記第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力とを比較して、該第１及び第２の色に対応したインデックス出力を整形するステップとを備え、前記整形するステップは、前記第２の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換元画素数として記録し、前記インデックス値を０に置き換える第１のステップと、前記第１の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内部を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換先候補画素数として記録し、該画素の位置を置換先座標として記録する第２のステップと、前記置換元画素数及び置換先候補画素数のうち小さい方を置換可能画素数として記録する第３のステップと、乱数を用いて、前記置換可能画素数と等しい数の置換先座標を求める第４のステップと、前記置換先座標にある第１の色に対応したインデックス出力を０にして、前記第２の色に対応したインデックス出力を１にする第５のステップとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像処理方法において、前記検出するステップは、前記第１及び第２の色の補色成分である２つの輝度信号成分の各々に対応した２つの境界値の各々と、対応する前記入力値とを比較し、全ての入力値が対応する前記境界値より大きいかどうかを判別する第１のステップと、前記第１及び第２の色の補色成分である２つの輝度値を２５５からそれぞれ減算して２つの値を求め、該２つの値の差の絶対値が、単色処理領域であることを判別するための他の１つの境界値より小さいかどうかを判別する第２のステップと、前記第１及び第２のステップの判別結果が共に真であったときに、前記入力値がハイライト領域に属することを決定する第３のステップとを備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の画像処理方法において、前記変換するステップは、前記検出の結果、前記入力値がハイライト領域に属すると判断された場合は、前記入力値により定義される空間において、前記第１及び第２の色の補色成分を表す２軸で構成される平面に射影された正方形が、最もハイライト側に位置するような立方体頂点の格子点値の和を用いて補間演算を行うことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明は、コンピュータプログラムであって、多値のカラー輝度信号を、２値または多値のカラー濃度制御信号へ変換する画像処理装置に実行させるコンピュータプログラムであって、前記カラー輝度信号の入力値がハイライト領域に属するかどうかを検出するステップと、該検出の結果、前記入力値がハイライト領域に属する場合には、第１の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値と第２の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値との和からなる格子点値を有するテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値がハイライト領域に属さない場合には、前記第１の色に対応した濃度出力用のテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値を濃度出力に変換するステップと、該変換された濃度出力を誤差拡散処理して、２値または多値のインデックス出力を求めるステップと、該求められたインデックス出力のうち、前記第１の色に対応したインデックス出力と、前記第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力とを比較して、前記第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力を整形するステップとを備え、前記整形するステップは、前記第２の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換元画素数として記録し、前記インデックス値を０に置き換える第１のステップと、前記第１の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内部を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換先候補画素数として記録し、該画素の位置を置換先座標として記録する第２のステップと、前記置換元画素数及び置換先候補画素数のうち小さい方を置換可能画素数として記録する第３のステップと、乱数を用いて、前記置換可能画素数と等しい数の置換先座標を求める第４のステップと、前記置換先座標にある第１の色に対応したインデックス出力を０にして、前記第２の色に対応したインデックス出力を１にする第５のステップとを備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明では、ハイライト検出手段、色変換手段、ハーフトーニング手段、バンドバッファー及びビットマップ化手段から構成されるので、入力からバンドバッファーに至る一連の処理を各出力色毎に高速に行える。
【００２８】
ハイライト検出手段は、入力信号がハイライト領域にあるかどうかを判別してその結果を出力し、色変換手段は、第１の濃度の処理を行うときに、ハイライト検出手段での検出結果に応じて、第１の濃度に対応した単色のテーブルかまたは、それと別の第２の濃度に対応したテーブルとの和を保持するテーブルを切り替えて使う。
【００２９】
再配置化手段或いはハーフトーニング手段は、第２の濃度の処理を行う際に、第１の濃度のバンドバッファー出力及びハイライト検出手段出力を参照して、ハイライト領域では、２色がなるべく重ならず、かつ階調性を保てるように第２の濃度の出力処理を行い、かつ第１の濃度のバンドバッファー出力を調整する。
【００３０】
このような構成により、インクジェットプリンターなどの面積階調を用いた出力機器における画質を向上させるための低コストな画像処理装置を提供することが可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態は、画像処理装置として比較的高解像度のインクジェットプリンターを用いた場合について想定したものである。また、出力色はＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色であるものとする。以下、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
本実施形態に係る画像処理装置の構成を図１に示す。同図においてCPU１０１は全体の処理を制御するものであり、画像データ読み込み手段１０２は画像データバッファー１１５からCPU１０１による制御の下で画像データを読み込むためのものである。γ変換手段１０３は入力された輝度データ（R,G,B）の入力γ特性を変換するためのものであり、ハイライト検出手段１０４は入力されたデータがハイライト領域に属するかどうかを検出するためのものである。
【００３３】
色変換テーブル読み込み手段１０５はCPU１０１による制御の下で色変換テーブルバッファー１１６から所望の色変換テーブルを読み込むためのものであり、色変換手段１０６は入力された輝度データを濃度データに変換するためのものである。本画像処理装置における色変換手段１０６は、３次元LUTと補間演算とを用いて色変換を行う構成になっている。補間方式としては、公知のものが複数知られており、ここでは詳細な限定は行わないが、基本的にどのような方式にも対応可能である。
【００３４】
ハーフトーニング手段１０７は入力された濃度データを二値化するためのものであり、インデックス・フラグ合成手段１０９はハーフトーニング手段から出力されたインデックス出力とハイライト検出手段から出力されたフラグとを合成するためのものである。インデックスバンド書き込み手段１０８はインデックス・フラグ合成手段１０９から出力された合成出力をCPU１０１の制御の下でインデックスバンドバッファー１１７へ書き込むためのものである。
【００３５】
ウインドウバッファー制御手段１２０はインデックスバンドバッファー１１７から所定のフォーマットでデータを読み書きするためのものであり、インデックス・フラグ分離手段１１１はウインドウバッファー制御手段１２０から読み込まれたウインドウ成分からインデックスとフラグとを分離するためのものであり、CM再配置手段１１２は、インデックス・フラグ分離手段１１１から得られたフラグ及びインデックスから、CMのインデックスを整形する。
【００３６】
インデックスバンド読み込み手段１１０は、CPU１０１による制御の下でインデックスバンドバッファー１１７からインデックスを読み込み、ビットマップ化手段１１９に送る。ビットマップ化手段１１９は、入力されたインデックス出力からビットマップを作成するためのものであり、ヘッド駆動手段１１３は、入力されたビットマップを基にプリンターヘッドの吐出制御を行うためのものである。プリンターエンジン１１４は、CPU１０１による制御の下で、ヘッド駆動制御手段１１３から出力された制御信号に基づき、印刷出力を行う。また、CPUバス１１８には、CPU制御が必要な全てのデバイスが、インターフェースを介して接続されている。画像データバッファー１１５、色変換テーブルバッファー１１６、インデックスバンドバッファー１１７は、それぞれが特定のデータを格納しておくためのバッファーであり、その実体はCPUバス１１８に接続されたRAMである。
【００３７】
次に必要に応じて他の図面を参照しながら、この画像処理装置により実行される動作について説明する。尚、この画像処理装置を制御するためのプログラムは、CPUバス１１８に接続されたROMまたはRAMに格納されているものとする。
【００３８】
本実施形態に係る画像処理装置は、図１におけるインデックスバンドバッファー１１７を境界にして左側のブロックと右側のブロックが並列に動作する。左側のブロックは、γ変換手段１０３、ハイライト検出手段１０４、色変換テーブル読み込み手段１０５、色変換手段１０６、ハーフトーニング手段１０７、インデックスバンド書き込み手段１０８、画像データバッファー１１５及び色変換テーブルバッファー１１６から構成されている。このような構成により、画像データバッファー１１５から読み出された輝度信号を色変換し、ハーフトーニング処理した後、インデックスバンドバッファー１１７へ格納する一連の処理を行う。
【００３９】
また、右側のブロックは、インデックスバンド読み込み手段１１０、インデックス・フラグ分離手段１１１、ＣＭ再配置手段１１２、ヘッド駆動制御手段１１３、プリンターエンジン１１４、ビットマップ化手段１１９及びウインドウバッファー制御手段１２０にて構成され、インデックスバンドバッファー１１７から読み込まれたインデックスをビットマップ化し、プリンターエンジン１１４へ供給する処理を行う。以降の説明では、それぞれのブロックの動作について別々に述べることにする。
【００４０】
まず、左側のブロックの動作について説明する。最初に図２のフローチャートを参照し、概略の処理シーケンスについて述べる。ステップＳ２０１及びステップＳ２１５をそれぞれ先端、終端とするループは、各出力色毎に処理が行われることを示している。ここでは一般的な場合として、プリンターがＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４つの色材を持っている場合を想定している。最初の出力色はＣである。
【００４１】
まず、ステップＳ２０２で出力色の判定が行われる。出力色がＣであった場合は、ステップＳ２０３でハイライト検出手段１０４の状態を有効にすると共に検出用の境界パラメーターを設定する。次にステップＳ２０４で色変換テーブル読み込み手段１０５の読み込み方法をＣ用に設定すると共に、読み出し用のスタートアドレスを設定する。一方、出力色が他の色であった場合は、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６において、ハイライト検出手段１０４の状態が無効に設定され、色変換テーブル読み込み手段１０５の読み込み方法がＣ以外の該当する色に設定されると共に、読み出し用のスタートアドレスも設定される。これらの設定は全て、対応するレジスターに所定の値を書き込むことで行われるものとする。
【００４２】
次にステップＳ２０７では、色変換テーブル読み込み手段１０５のスタートフラグがアサートされて、色変換テーブルバッファー１１６の読み出し処理が開始される。ステップＳ２０８では、設定されたパラメーターに応じた読み込み処理が行われる。色変換テーブルバッファー１１６から色変換手段１０６へのデータ転送が終了すると、ステップＳ２０９において割り込み、或いはポーリングによる読み込み終了が検出される。
【００４３】
次にステップＳ２１０では、インデックスバンド書き込み手段１０８に書き込みスタートアドレスが設定される。ステップＳ２１１では画像データ読み込み手段１０２に読み込みスタートアドレス及びデータ数が設定される。読み込みスタートアドレス及びデータ数は、バンドの高さに応じて変化する。これでハードウエアの設定処理が終わる。
【００４４】
最後にステップＳ２１２でバンド処理のスタートフラグがアサートされて、一連のバンド処理が開始される。バンド処理が終了すると、ステップＳ２１４において、割り込み或いはポーリングを用いて終了が検出され、一色（１バンド）の処理が終わる。以上で概略シーケンスの説明を終わる。
【００４５】
次に、ステップＳ２０８における色変換テーブル読み込み処理について説明する。図３は、色変換テーブル読み込み手段１０５及び色変換手段１０６の概略構成を表す。同図において、色変換テーブル３０２及び３０３は３次元LUTである。この内、３０２には非ハイライト領域における演算を行うためのデータが格納されており、３０３にはハイライト領域における演算を行うためのデータが格納されている。３０２は容量が大きいのでSRAMで構成されるのに対し、３０３は条件によってはレジスターで構成する事も可能である。
【００４６】
また、図４は色変換テーブルバッファー１１６内部の格納イメージを示している。色変換テーブル読み込み手段１０５の読み込みモードがCyan用に設定されている場合、同時に設定された読み込みスタートアドレスは、図４におけるCyanStartAddressを指している。このとき、色変換テーブル読み込み手段１０５のリードエンドアドレスは、図４におけるCyanEndAddressに自動設定される。即ちCyanモードでは、設定されたスタートアドレスにあらかじめわかっているCyan用の３次元LUT容量+ハイライト領域用テーブル容量を足した値が色変換テーブル読み込み手段１０５のリードエンドアドレスに設定されるのである。
【００４７】
この状態で画像処理装置が起動されると、色変換テーブル読み込み手段１０５は、CPUバス１１８を通じてまず通常のCyan変換用テーブルをロードしながら、内部バスをアクセスしてデータを非ハイライト領域変換用色変換テーブル３０２に格納する。あらかじめ設定してある非ハイライト領域変換用テーブルのロードが終了したら、内部バスの接続先をハイライト領域変換用テーブル３０３に切り変えて、ハイライト領域用のテーブル値を格納する。また読み込みモードCyan用でないときは、色変換テーブル読み込み手段１０５のリードエンドアドレスが、スタートアドレス+該当する色の３次元LUT容量に自動設定され、上述した様に通常の３次元LUTを読み込んで色変換テーブル３０２に格納する。以上でステップＳ２０８における色変換テーブル読み込み処理についての説明を終わる。
【００４８】
次にステップＳ２１３におけるバンド処理について説明する。図５にバンド処理の動作を表すフローチャートを示す。同図において、ステップＳ５０１からステップＳ５０９で構成されるループ処理は、ステップＳ２１１で設定されたバンドの全てのデータに対して行われる。まずステップＳ５０２では、一画素の輝度データ（R,G,B）が画像データ読み込み手段１０２を通じて画像データバッファー１１５から読み込まれる。
【００４９】
次にステップＳ５０３では、読み込まれたデータに対して入力γ変換が施される。この処理は、γ変換手段１０３における１次元LUTを用いた変換処理である。１次元LUTは、図２における処理が始まる以前に、システムを初期化する任意のタイミングで設定されているものとする。尚、１次元LUTの構成は、RGB各色毎にそれぞれ異なるテーブルを用いても同じテーブルを用いても構わない。
【００５０】
次にステップＳ５０４ではハイライト検出処理が行われる。この処理は、ステップＳ２０３或いはステップＳ２０５で設定された条件に基づき、ハイライト検出手段１０４が行う。処理の内容は単純な大小比較である。ハイライト検出が有効なときは、前述した様にステップＳ２０３において境界値が設定されている。ハイライト検出手段１０４では、下記の２つの条件を満たせば入力値がハイライト領域に属すると判断する。
【００５１】
Rh<RかつGh<G（１）
max(２５５-R,２５５-G)-min(２５５-R,２５５-G)<K （２）
ここに、Rh,Ghは２つの輝度信号成分の各々に対応した２つの境界パラメーター、Kは単色処理領域であることを判断するための他の１つの境界パラメーターであり、入力値の精度は８ビットであるものとする。２つの境界値Rh,Ghの各々と、対応する入力値とを比較し、全ての入力値が対応する境界値より大きいかどうかを判別する（１）の条件は、明らかにハイライト領域であるためのものである。一方、（２）の条件は、無関係のようにも見える。しかし、本実施形態の効果は、C+Mの２次色或いはC+M+Yの３次色に対してのみ現れるものであるから、CあるいはMどちらかの成分が殆ど０である場合には適用するべきではない。そこで、第１及び第２の色の補色成分である２つの輝度値を２５５からそれぞれ減算して２つの値を求め、２つの値の差の絶対値が境界値Ｋより小さいかどうかを判別する条件（２）によって、上記ケースへの適用を防いでいるのである。これらの条件が満たされたとき、ハイライト検出手段１０４は入力値がハイライト領域に属することを決定し、ハイライト検出フラグをアサートする。逆に、上記条件が満たされないとき、及びハイライト検出が無効なときは、ハイライト検出フラグをネゲートする。
【００５２】
この処理は、全ての出力色（本実施形態では、CMYKの４色）に適用されるが、前述した通りハイライト検出処理が有効であるのは、出力色がCyanのときだけであり、他色のときは無効である。従って、ハイライト検出フラグがアサートされる可能性があるのは、Cyanについてのみであり、他色のときは、全てネゲートされることになる。
【００５３】
次にステップＳ５０５では、色変換処理が行われる。ここでの処理の詳細については後述する。次にステップＳ５０６では、色変換処理から出力された多値の濃度データをそれより少ない階調数に落とすハーフトーニング処理が行われる。ここでの処理の詳細については後述する。
【００５４】
次にステップＳ５０７ではステップＳ５０６で得られたインデックス出力とステップＳ５０４で得られたハイライト検出フラグの合成がインデックス・フラグ合成手段１０９にて行われる。ここでの処理方法は、インデックス出力の値数や、インデックスバンドバッファー１１７への書き込み時のデータパッキング手法などに応じて様々な最適化手法が考えられる。例えば、インデックス出力が５値である場合を考えると、３ビットあれば表現可能である。一方、ハイライト検出フラグは１ビットであるから、上位１ビットをハイライト検出フラグに割り当て、下位３ビットをインデックス出力に割り当てた４ビットの信号を生成すれば、合成が可能となる。いずれにせよ、実装に依存した最適な手法を用いれば良い。
【００５５】
最後にステップＳ５０８では、インデックスバンドバッファー１１７への書き込み処理が行われる。この処理は、インデックスバンド書き込み手段１０８によって行われ、バンドデータは、インデックスバンドバッファー１１７に順次書き込まれてゆく。書き込み手法は、ステップＳ５０７に実装された方法に応じて様々なものが考えられる。例えば、上記例のように、インデックス出力とハイライト検出フラグの合成出力が４ビットで与えられるならば、２画素の出力をパッキングして１バイトのデータを生成し、これをアクセス単位としてバッファーを構成するRAMへアクセスすれば良い。以上で、図５を用いた一連のバンド処理の説明を終わり、次にステップＳ５０５における色変換処理とステップＳ５０６におけるハーフトーニング処理について説明する。
【００５６】
まず、色変換処理について説明する。図６は、色変換処理を表すフローチャートである。この処理は、図１における色変換手段１０６にて行われる。また、その構成は、図３に示されている。まず、ステップＳ６０１において、ハイライト検出フラグがアサートされているかどうかがチェックされる。もし、ハイライト領域であるならば、ステップＳ６０２で補間演算手段３０４にハイライト領域変換用の格子点値が入力され、ハイライト領域でないならば、ステップＳ６０３に分岐し、非ハイライト領域変換用の格子点値が入力される。ここで問題となるのはハイライト領域をどのように定義するかということである。これは即ち（１）式のRh及びGhを決定する問題に帰着する。これは粒状性向上の効果と装置コストとのトレードオフで定まる。つまり、Rh、Ghが大きいほどハイライト領域変換用テーブルの容量が小さくなりコストが低下するのに対し、粒状性救済の範囲は狭まってゆく。最も効率の高い条件は、
Rh,Gh > 255*(N-2)/(N-1) （Nは格子点数）
を満たす場合であり、この時ハイライト領域変換用テーブルは、図７に示す立方体C0〜C5の各頂点における格子点値のみを保持していれば良い。実験によれば、比較的解像度の高いプリンターではこの条件を満たすことが確認されている。以後、本実施形態では、この条件が満たされているものとして議論を進める。
尚、ハイライト領域用の格子点値は、Cyan用に作成されたテーブルの格子点値とMagenta用に作成されたテーブルの格子点値の和をとったものである。
【００５７】
非ハイライト領域用の格子点値とハイライト領域用の格子点値は、ステップＳ２０８の説明で述べた通り、それぞれ非ハイライト領域用色変換テーブル３０２とハイライト領域用色変換テーブル３０３に格納されている。ステップＳ６０１からステップＳ６０３で表される動作は、図３におけるセレクター３０５がハイライト検出フラグに応じて、補間演算手段３０４への格子点値送出経路を選択することで実現される。
【００５８】
最後にステップＳ６０４では、得られた格子点値と入力値（RGB）を用いて補間演算を行い、多値の濃度値を出力する。このようにして、ハイライト検出手段１０４の検出結果に基づき、入力値がハイライト領域に属すると判断された場合に、入力値により定義される空間においてRG平面に射影された正方形が最もハイライト側に位置するような立方体頂点の格子点値の和を用いた補間演算が行われる。
【００５９】
尚、補間演算手段３０４に実装される補間アルゴリズムは、入力空間を均等分割して構成される各立方体をそのまま補間空間として用いるものでも、或いは各立方体を更に複数の多面体に分割してそれを補間単位として用いるものでも構わない。分割空間としては、例えば四面体、三角柱などが知られている。また、この変換処理を高速に逐次処理してゆくためには、補間演算手段３０４へ送る複数の格子点値を一括して決定する手段がどうしても必要になる。
【００６０】
このような手段は、例えば図８に示したような構成を用いて実現できる。ここでは、例として入力空間が各軸１５等分に均等分割されており、入力空間における各格子点の座標は、RGB入力値の各上位４ビットからなる１２ビットの値で一義的に定まるものとする。同図において、格子点決定手段８０１〜８０８という８つの要素は、格子点の座標を決定ものであり、その後段に接続されたSRAM８０９〜８１６とそれぞれ一対一に対応している。SRAM８０９〜８１６には、入力空間における格子点を重複なく８つの群に分けた場合の格子点値が格納されている。これらの８つの群は、入力座標（R,G,B）の下位１ビットをそれぞれ取り出し、この順番でMSB（Most Significant Bit）から並べた場合の３ビットの値を元に分割されている。即ち、RGBの各々の偶奇の組み合わせにより８通りに分割されていると考えても良い。
【００６１】
SRAM８０９から８１６に振られた番号Bn（ｎ＝０〜７）は、上記３ビットの値を表している。例えば、ブロック８０９に振られたB０は、このSRAMに格納されている格子点の座標の下位３ビットの値が"０００"であるような点の集まり、即ち格子点座標のRGBが全て偶数であるような格子点の値が格納されていることを示している。同様にして、ブロック８１２のB３は、RGBのうち、Rが偶数でGBが共に奇数であるような格子点値を格納していることを示す。また、１つのSRAMにおけるアドレスインデックスは、格子点座標（R,G,B）の上位３ビットをそれぞれ取り出し、それらをこの順番でMSBから並べた９ビットの値により決定されるものとする。
【００６２】
一方、セレクター８１７は、SRAM（８０９から８１６）から出力された８つの値をその後段の８つのレジスターのどれに入力するのかを選択する。またＰ０レジスター〜Ｐ７レジスターは、それぞれが後述する補間立方体の１つの頂点と対応している。選択処理手段８２６は、補間空間形状に応じて付加されるものであり、上述した補間アルゴリズムに応じて入力された８つの頂点座標から更に補間空間に対応したものを選択する動作を行う。当然のことであるが、もし補間空間が上記の補間立方体そのものであるならば、選択処理手段８２６は省略することが出来る。最後に積和演算手段８２７は補間演算を行うための手段であり、通常は複数の積和演算回路を組み合わせて構成される。
【００６３】
次にこの構成における処理動作を順を追って説明する。まず、８つの格子点決定手段８０１〜８０８には、上述した上位３ビットx３色の９ビット信号と下位１ビットx３色の３ビット信号が同時に入力される。これら８つの座標決定手段は、上記２つの信号から座標を決定するのであるが、その動作モードはそれぞれ異なっている。これらの手段に対応したSRAMの番号（上述したBn）３ビットを１ビットずつ分解し、MSBからKr、Kg、Kbで表し、入力された３ビット信号を１ビットずつ分解し、MSBからLr、Lg、Lbとおき、入力された９ビット信号を３ビットずつ分解し、MSBからMr、Mg、Mbで表すことにすると、出力される格子点座標は、
Ur<<６+Ug<<３+Ub （３）
で求められる。ここに<<nはnビットだけ左にシフトすることを表す。またUp（p=r,g,b）は、以下の式で与えられる。
【００６４】
【数１】
上式により求められた９ビットの格子点座標は、そのままアドレスインデックスとしてSRAM８０９〜８１６に送られ、８つのSRAMからは、そのアドレスに位置する８つの格子点値がそれぞれ同時にセレクター８１７に出力される。セレクター８１７は上述したように、これらの８つの値をＰ０レジスター〜Ｐ７レジスターのいずれに出力するかを選択するが、Ｐ０レジスターからＰ７レジスターが、それぞれ、図９に表した補間立方体の８つの頂点に一対一で対応しているものとすると、その選択アルゴリズムは、図１０に示す表で表される。
【００６６】
最後にレジスターから出力された８つの値から、補間空間の形状に応じた値の選択が、ブロック８２６で行われ、演算手段８２７で出力が計算される。尚、この構成と図３に示したハイライト領域における選択の切り分けは、同図におけるハイライト領域変換用テーブル３０３が上述した構成を持ち、これらをB0'〜B7'と表した時、図８の801〜808の出力がB0'〜B7'に対しても入力され、図３のセレクター３０５がB0〜B7またはB0'〜B7'のどちらか一方の系列を出力するように構成することで矛盾なく動作可能である。
【００６７】
このようにして、ハイライト検出手段１０４による検出の結果、入力値がハイライト領域に属する場合には、第１の色に対応した濃度出力用のテーブルと第２の色に対応した濃度出力用のテーブルとの和からなるテーブルを用いて補間演算を行い、入力値がハイライト領域に属さない場合には、第１の色に対応した濃度出力用のテーブルを用いて補間演算を行い、入力値を濃度出力に変換する処理が実現される。以上で、ステップＳ５０５における色変換処理に関する説明を終わる。
【００６８】
次にステップＳ５０６におけるハーフトーニング処理について説明する。ハーフトーニング処理は、図１におけるハーフトーニング手段１０７によって行われ、用いられるアルゴリズムは一般的に良く知られた誤差拡散法である。その構成例は図１１のようになる。入力された多値の濃度制御信号は、加算器１１０１に入力される。一方、加算器１１０１のもう１つの入力端子には、誤差演算手段１１０２から出力された累積誤差が入力されている。この累積誤差は、現在処理している画素（着目画素）に隣接した画素で生じた誤差値に所定の係数をかけて加算したものである。この係数は拡散係数と呼ばれ、その値及び空間的配置に特徴を持つ様々なものが考案されている。本手法では、用いる拡散係数及びその空間的配置については特に限定しないが、例えば図１２に示したフロイド・スタインバーグ型の係数配置が良く用いられている。同図において、円１２０２は着目画素を、Ｗ０〜Ｗ３は以前に処理された画素を拾ってくるウインドウを、矢印１２０４はスキャン方向、即ち着目画素の移動方向を示す。
【００６９】
加算器１１０１では累積誤差と濃度値が加算され（以後、加算濃度と呼ぶ）、コンパレーター１１０５に出力される。コンパレーター１１０５では、入力された加算濃度と設定された閾値とを比較して、入力値の方が大きければ、設定されたインデックスを出力する。インデックスが持ち得る状態数は、通常、入力解像度とプリンターエンジンが持つ出力解像度との関係によって定まる。インクジェットプリンターなどの面積階調方式の出力機器では、その物理解像度によって定まる単位画素が持つ状態数は通常"１"か"０"かの二値であるから、インデックスの状態数は、(Oh/Ih)*(Ov/Iv)+１で与えられる。ここにOh、Ovはそれぞれ水平方向、垂直方向の出力解像度であり、Ih、Ivはそれぞれ水平方向、垂直方向の入力解像度である。
【００７０】
例えば、入力解像度が水平・垂直方向とも６００ dpiであり、出力解像度が水平・垂直方向とも１２００ dpiであれば、インデックスが持つ状態数は５値になる。インデックスが５値の場合を例にとると、入力とコンパレーター１１０５のインデックス出力との関係は図１３に示すようになる。同図においてIは加算誤差であり、T０,T１,T２,T３はそれぞれ閾値である。また、コンパレーター入力値のビット幅を８ビットとすれば、
０<=T０<６４ （５）
６４<=T１<１２８ （６）
１２８<=T２<１９２ （７）
１９２<=T３<２５５ （８）
なる関係を満たす。
【００７１】
次に、コンパレーター１１０５から出力されたインデックスは、インデックス変換器１１０６に入力され、加算誤差と同じ精度になるように、ビット拡張され出力換算濃度として出力される。例えば加算誤差の精度が８ビットであれば、インデックスとインデックス変換後の出力換算濃度出力との関係は、
Out=min(２５５,In<<６) （９）
で表される。出力換算濃度は、加算器１１０４に入力される。加算器１１０４では、加算濃度から出力換算濃度を減算した結果をエラーバッファー１１０３へ格納する。
【００７２】
以上が図１１に示した一般的な構成を用いた誤差拡散法の動作であるが、誤差拡散法には、その欠点を克服するために考案された様々な改良系が存在する。例えば、良く知られた欠点として、（１）「誤差分布の偏りに起因して生じる掃き寄せ」や、（２）「特定のパターンの繰り返しによって生じるテクスチャー」などの現象がある。（１）の現象を回避する手段としては、例えば入力値に応じて閾値を変動させ、誤差分布の偏りをなくす方法などが知られている。また（２）の現象を回避する手段としては、例えば閾値に小振幅のランダムなノイズを加えたり、スキャニング方向をライン毎に変化させたりしてテクスチャーの発生を抑制する方法などが知られている。尚、（２）の解決手段の１つであるノイズ重畳は、色毎にその発生シーケンスを変えることで、ドットの重なりを防いで画質を向上させるための手段としても用いられる。本実施形態に係る画像処理装置にこのような改良形の誤差拡散法を適用することは当然のことながら可能であり、本実施形態の効果をより高めることも出来る。
【００７３】
このようにして、色変換手段１０６により変換された濃度出力を誤差拡散処理して、２値または多値のインデックス出力を求める処理が実現される。以上でステップＳ５０６におけるハーフトーニング処理の説明を終わる。
【００７４】
上述したように、本実施形態に係る画像処理装置で行われるハーフトーニング処理は、誤差拡散処理であった。しかし、本実施形態では、処理する出力色に応じて、誤差拡散出力の持つ意味が変わってくる。Cyan以外の処理フェーズに対しての誤差拡散出力は、通常の誤差拡散の定義に当てはまるが、Cyanの処理フェーズでは、入力輝度データが属する領域に応じて、Cyan単色の処理とBlue（Cyan+Magenta）に対する処理とが動的に切り替わり、両者が混在しているような領域においては、厳密な意味での動作モードが異なる。そこで、Cyan処理フェーズについて、（１）入力輝度データが定常的にハイライト領域にある場合、（２）入力輝度データが定常的に非ハイライト領域にある場合、（３）両者が混在している場合、の３つの場合に分けてその動作モードを考察しておこう。
【００７５】
（１）入力輝度データが定常的にハイライト領域にある場合
誤差拡散の入力値は、常にBlue成分（Cyan+Magenta）と等しくなる。従って、濃度平均値の保存はBlue成分に対して行われ、この意味での矛盾はない。また、ハイライト領域に属する入力に対する一般的な単色処理と比較して、当然ながら入力値が大きくなるため、誤差拡散出力の空間周波数は高くなる。この場合の動作モードは、通常の誤差拡散のそれと全く同じである。
【００７６】
（２）入力輝度データが定常的に非ハイライト領域にある場合
誤差拡散の入力値は、常にCyan成分と等しくなる。従って、濃度平均値の保存はCyan成分に対して行われ、この意味での矛盾はない。この場合の動作モードは、通常の誤差拡散のそれと全く同じである。
【００７７】
（３）両者が混在している場合
この場合、Blue成分とCyan成分が空間的に混在するので厳密な意味での濃度平均値の保存性は成り立たなくなるが、後述するように後段のビットマップ化手段においてMagenta成分への置き換えが行われるのでマクロ的な平均濃度は保存される。むしろ問題となるのは、Blue成分での処理がCyan成分への処理に（或いはその逆に）切り替わるような境界部分での挙動である。境界部分では、支配系が切り替わるので継ぎ目が擬似輪郭として知覚されやすくなる。しかし、前述したハイライト検出手段の条件（２）より、Cyan或いはMagentaの支配が一方的な場合、ハイライト領域における１次色の処理はほぼ起こらないので、この場合の遷移方向はBlueまたはGrayからCyan方向或いはMagenta方向への変化と、BlueまたはGrayにおける輝度方向への変化となる。前者の場合、境界部分は常に色味の変化を伴うので、元々微小である境界での遷移は色味の変化に隠蔽されて殆ど目立たなくなる。また、後者の場合は、逆に濃度保存性が良好であるため、両者の境界は滑らかにつながる。
【００７８】
以上でバンド処理、及び図１における左側のブロックの説明を終わり、次に同図における右側のブロックの動作について説明する。ここでの動作は、中央部のCM再配置手段１１２を中心としたブロックと右側のビットマップ化手段１１９を中心としたブロックが機能的に大きく分かれるので、以下、２つのブロックに分けて説明する。
【００７９】
図１４は中央部のブロックの動作を表すフローチャートである。同図においてステップＳ１４０１からステップＳ１４１３で構成されるループは、C,Mに関する処理である。同図を見れば明らかなように、ＣＭ以外の色に関する処理は、ここには含まれない。
【００８０】
C,Mに関する処理は、ウインドウ単位で行われる。ステップＳ１４０１におけるパラメーターBhは１バンド当たりのラスター数を示し、Whはウインドウの高さを表している。ここでBhはWhの整数倍になっているものとする。ステップＳ１４０１でウインドウ単位の行位置が指定されると、ステップＳ１４０２では、ウインドウ行番号が偶数であるか奇数であるかが判別される。ここで偶数であった場合は、ステップＳ１４０３において偶数フラグが立てられ、奇数であった場合は、ステップＳ１４０４にて奇数フラグが立てられる。偶数フラグが立てられた場合は、ステップＳ１４０５からステップＳ１４１２のループで構成されるウインドウ単位の列方向処理は、ウインドウ単位で左から右に向けて順次、行われていく。また奇数フラグであった場合は、同様にして右から左に処理される。
【００８１】
ステップＳ１４０５におけるパラメーターWwはウインドウの幅を表し、Lは１ラスター当たりの画素数を示している。ここでは簡単のために、LはWwの整数倍であるものとする。ステップＳ１４０５でウインドウ単位の列位置が指定されると、ステップＳ１４０６において該当位置にあるインデックスバンドバッファー１１７内のデータがウインドウバッファー制御手段１２０の制御の下、ウインドウ単位で読み込まれ、インデックス・フラグ分離手段１１１にあるウインドウバッファーに格納される。この読み込み処理は、C,M双方に対して行われ、それぞれが異なるウインドウバッファーに格納される。
【００８２】
インデックスバンドから切り出されるウインドウ部のイメージは、図１５の例に示すようになる。同図に示された様に、左から右にスキャンしてゆく場合は、ウインドウ１５０１の左上端を原点として、Ww×Whの範囲が一度に読み込まれる範囲となる。また右から左にスキャンするときは、ウインドウ１５０２の右上端を原点として、Ww×Whの範囲が一度に読み込まれる範囲となる。ウインドウ原点のインデックスバンドバッファーにおける座標は、左右スキャンのときは(i*Ww,j*Wh)であり、右左スキャンのときは、((L-１)-i*Ww,j*Wh)となる。
【００８３】
ステップＳ１４０６でC,Mのウインドウバッファーにデータが格納された後、ステップＳ１４０７からステップＳ１４０９で構成されるループで、フラグとインデックスの分離処理がインデックス・フラグ分離手段１１１において行われる。ここでの処理は、Cのウインドウバッファーの全てのデータに対して、インデックス・フラグ合成手段１０９が行ったのと逆の処理を行い、ハイライト検出フラグを分離してフラグが１だった画素の画素番号、即ち図１５に示された数値を画素番号バッファーに格納すると同時に、ウインドウバッファーのデータをインデックス出力に戻す。
【００８４】
次にステップＳ１４１０では、C,M再配置処理が行われるが、この処理については後述する。再配置処理が終わったら、ステップＳ１４１１では、ウインドウバッファー制御手段１２０による制御の下、ウインドウバッファー内のデータがインデックスバンドバッファー１１７の該当位置に書き戻される。以上の一連の処理をウインドウ単位の列方向に施したら、行方向のポインターを進めて、１バンド分の処理を行うことで、CMに関するシーケンスは終了する。
【００８５】
次にステップＳ１４１０におけるCM再配置処理について説明する。まず、前提として、ハイライト検出フラグが立っている位置におけるインデックス出力は、ＣＭとも殆ど１または０であることに注意する必要がある。これは、本実施形態が対象としている出力機器が高解像度のものだからである。良く設計された誤差拡散法を用いると、一色当たりの出力ドットの空間周波数が１５０dpi程度あれば、最早、粒状性は問題にならない。仮に１２００dpiの出力解像度を持つプリンターで、１５０dpiの空間周波数を持つパターンを再現したとすると平均的には８x８ドットに１つの割合でドットがオンする計算になる。これを８ビットの入力濃度に換算すれば、レベル４程度になり、この値をハイライト領域上限に設定すれば良いことになる。従って、インデックスのとり得る値数が２値より大きかったとしても、設定されたハイライト領域は非常に明るいところのみであるから、誤差拡散の出力は大きくても大部分が１なのである。
【００８６】
尚、BlueまたはGrayにおける非ハイライト領域からハイライト領域への比較的大きなエッジ近傍では、ハイライト検出フラグが立った状態で２以上のインデックス出力が発生する可能性がある。特に掃き寄せ対策を施した処理系では、エッジに対する応答が速くなるので、発生する確立が高くなると考えられる。このような状態のときに強制的に処理を切り替えると、擬似輪郭の発生などの弊害が考えられるので、後述するようにハイライト処理は、インデックスが１の場合に限定している。
【００８７】
図１６は、この処理を表すフローチャートである。まずステップＳ１６０１において、Ｍ用のウインドウ（Ｍウインドウ）内部をサーチして、置換元画素を特定し、その総数Rcを求めると共に該当位置のＭのインデックス（Ｍインデックス）を０クリアする。置換元画素とは、ハイライト検出フラグが１で、かつ該当位置におけるＭインデックスが１である画素のことである。従って、ここでの処理はステップＳ１４０８において作成された画素番号バッファーに格納されている画素番号位置におけるＭの値を検査し、それが１であるかどうかを判別すれば良い。
【００８８】
次にステップＳ１６０２では、未置換画素スタックをサーチして、過去の置換元画素数の総和Rpを求める。ここで未置換画素スタックとは、図１７の例に示すような構造をしており、t０からtn-１には一度前の処理からｎ回前の処理までのRcが格納されている。Rpはt０からtn-１の総和である。尚、未置換画素スタックは、最初のＣＭ再配置処理が行われる前の任意のタイミングで０に初期化されているものとする。次にステップＳ１６０３では、RcとRpを加算して、現処理における置換元画素数の総和Rを求める。
【００８９】
このようにして、第２の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換元画素数として記録し、インデックス値を０に置き換える処理が実現される。
【００９０】
次にステップＳ１６０４では、Ｃウインドウ内部の置換先候補画素数Qを求める。ここで置換先候補画素とは、ハイライト検出フラグが１で、かつ該当位置におけるＣインデックスが１である画素のことである。従って、ここでの処理はステップＳ１４０８において作成された画素番号バッファーに格納されている画素番号位置におけるＣの値を検査し、それが１であるかどうかを判別すれば良い。このようにして、第１の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内部を検索して、ハイライト領域にありかつインデックスが１である画素の個数を求めてそれを置換先候補画素数として記録し、画素の位置を置換先座標として記録する処理が実現される。
【００９１】
もしQが０であったなら、以降の処理をスキップして、ステップＳ１６１０へ飛ぶ。Qが０でない場合、ステップＳ１６０６では、現処理における置換可能画素数P=min(R,Q)を求める。このようにして、置換元画素数及び置換先候補画素数のうち小さい方を置換可能画素数として記録する処理が行われる。
【００９２】
次にステップＳ１６０７では、乱数を用いてP個の置換先画素を求める。この処理は、ステップＳ１６０４で求めたQ個の置換先候補画素から、P個の画素を選び出す処理である。乱数による選択アルゴリズムは、例えば次の様にして実現できる。
【００９３】
（１）Q個の置換先候補画素の画素番号（図１５を参照）を格納した配列QAを作成する。この処理は、ステップＳ１６０４で同時に行うことが出来る。
（２）Q個の乱数を発生させ、これと配列QAのインデックスを対応付ける。
（３）上記インデックスに対応した乱数の大小を比較して、大きい順にP個のインデックスを選択する。
（４）上記P個のインデックスに対応した配列QAの要素を置換画素とする。
このようにして、乱数を用いて、置換可能画素数と等しい数の置換先座標を求める処理が実現される。
【００９４】
選択された画素に対し、ステップＳ１６０８では、対象位置にあるＣ画素を０クリアし、Ｍ画素を１にする。
【００９５】
次にステップＳ１６０９では、未置換画素スタックの終端から始めて置換済み画素数を減算してゆく。この処理については後述する。最後にステップＳ１６１０では、Rcで未置換画素スタックをプッシュする。このとき、スタックの終端の値は消滅する。
【００９６】
次にステップＳ１６０９における未置換画素スタックの減算処理について、図１８のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１８０１からステップＳ１８０６におけるループでは、未置換画素スタック内部での減算処理である。ステップＳ１８０２では、置換済み画素数からスタックの現在位置における未置換画素数を減算している。この結果が０以下であれば、減算処理は終了し、ステップＳ１８０７でスタックの現在位置における未置換画素数が更新されてループを抜ける。一方、０より大きければ置換済み画素として消費されたものがまだ残っているので、ステップＳ１８０５で置換済み画素数を更新して次のスタック位置に進む。こうして全てのスタック領域における減算処理が終了すると、スタックの画素を全て消費しても、置換済み画素数に達しなかったことを意味するので、ステップＳ１８０７でRcを消費させる。
【００９７】
このようにして、ハーフトーニング手段１０７により求められた第１の色に対応したインデックス出力と、第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力とを比較して、第２のインデックス出力を整形する処理が実現される。以上でＣＭ再配置処理に関する説明を終わる。
【００９８】
最後に再び図１に戻り、ビットマップ化手段１１９を中心としたブロックの動作について説明する。ここでの処理は、全て色毎に行われる。まずインデックスバンド読み込み手段１１０によって、インデックスバンドバッファー１１７から１バンド分のインデックスが読み込まれる。次に、ビットマップ化手段１１９では、読み込まれた各画素に対しインデックス展開を行い、ビットマップを生成する。ここでの処理は、インデックスで表された入力画素の値をプリンターの出力解像度に対応したビットマップに変換する処理である。ハーフトーン処理に関する説明の部分で述べた通り、もし、入力解像度と出力解像度がそれぞれ６００dpi、１２００dpiであったとすれば、１つの入力画素に対して２x２の４つの出力画素が対応する。このとき、インデックスが持つ値数は０から４の５値であり、これらの値に対応した２x２のビットマップパターンに展開すれば良い。
【００９９】
ビットマップ展開の方法には、様々な手法が考案されているが、最も一般的に用いられている方法は、テーブルを用いて置き換える手法である。例えば図１９に示したような表を用いて、インデックスに対応するビットマップに展開するのである。同図において、最左欄の数字はインデックス番号を示す。また、Ｐ０、Ｐ１、・・・は、インデックス内のＫｎ＋０の位置を示す。ここで、ｎは０以上の整数、Ｋは周期である。通常、このようなパターンテーブルのセットは複数用意されており、それらを何らかの規則（例えばカラム単位）に則って切り替えて使う。
【０１００】
ビットマップ化処理が、読み込まれた全ての画素に対して施されると、生成されたビットマップイメージは、ヘッド駆動制御手段１１３へ送られて、ノズルの物理的な配置に対応した形に並べ替えられる。このとき、通常は、並列して次の色に対して、上述したビットマップ生成が行われるような構成に設計されている。こうして全ての色に対するビットマップ化処理と並べ替えが終了すると、ヘッド駆動制御手段１１３は、ヘッド制御用の信号を生成して、プリンターエンジン１１４を駆動し、１バンド分の印字を行う。
【０１０１】
以上で、本実施形態の動作説明を終了するが、最後に本実施形態で用いたアルゴリズムのポイントについて幾つか述べておく。
【０１０２】
（１）Ｍの誤差拡散出力を単なる置換画素数決定の際に用いていること。
本実施形態では、画素の再構成を行うに当たり、CM混合成分に対する誤差拡散出力の分布をベースにしており、Mの出力分布を積極的に用いることはしていない。これは、適切に設計された誤差拡散法においては、その出力分布がその入力濃度におけるほぼ理想的な空間特性を有しており、この分布を少しでもずらすと、まるで低周波成分への折り返しが発生しているような大きなノイズを生成してしまうからである。従って、本実施形態では、なるべくリファレンスの分布を崩さないような手法を採用した。
【０１０３】
（２）置換のために２次元ウインドウを用いていること。
１次元の処理では、どんなに質の良い乱数を用いても、局所的に発生する２次元的な凝集を回避できず、結果として色のテクスチャーを発生させてしまうからである。
【０１０４】
（３）置換失敗画素の伝播を抑制していること。
単に濃度の保存性のみを考慮した場合は、無限に伝播させた方が良い。しかし、当然のことながら自然画の相関は局所的なものである。従って、余分なノイズを発生させるよりは、濃度の保存性を多少犠牲にしても、適当なところで打ち切った方が妥当である。
【０１０５】
（４）置換先の決定に乱数を用いていること。
Ｍ画素の出力分布からオン画素を探して、CM分布からその最近接位置を採用しても、処理が複雑になるだけで、効果に殆ど差がないことが実験的に確認された。これは、もともと誤差拡散法の出力分布が多分に乱数的であり、位置を確定する手段としては、どちらもほぼ等価なものであるからだと考えられる。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態では、ＣＭ再配置手段とビットマップ化手段とがバンドメモリー領域を共有するように構成したことで、機能拡張に伴う装置コストの増加を最小限に抑えることが出来るという効果を奏する。
【０１０７】
尚、本実施形態では、４色出力のプリンターを想定していたが、出力色が２色以上である全ての場合に適用可能である。また、複合する２色はC,Mに限られたことではなく、例えば、同じ色で濃度の異なる２種類の出力など、任意の出力の組み合わせに容易に拡張できることは明らかである。
【０１０８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、第１実施形態と異なり、低解像度のプリンターにまで適用範囲を広げたものである。図２０に、本実施形態の構成を示す。同図において、図１と同じ参照符号を持つ部分は、同一の機能を有していることを示している。図１と比較して異なる部分は、右側のブロックの構成が一体化したこと、及びＣＭ再配置手段１１２とビットマップ化手段１１９の処理順序が反対になったことである。また、それに伴い、ウインドウバッファー読み込み手段２００１がウインドウバッファー制御手段１２０の代わりに付加されている。ウインドウバッファー読み込み手段２００１は、ウインドウバッファー制御手段１２０から、インデックスバンドバッファー１１７への書き込み制御機能を省略したものであり、その他の機能は全て同一である。
【０１０９】
本実施形態における左側のブロックの処理機序は、図１におけるそれと完全に同一であるので、説明を省略し、右側のブロックについてのみ動作を説明する。左側のブロックにより、１バンドのインデックス出力処理が終わると、ウインドウバッファー読み込み手段２００１、ビットマップ化手段１１９、ＣＭ再配置手段１１２によって構成されるブロックでは、まずＣＭに関する処理を行ってから他の色に対する処理を行う。
【０１１０】
この処理シーケンスは、基本的に、図１４に示されたものと同じであるが、異なる点は、ステップＳ１４０９とステップＳ１４１０の間でウインドウ領域におけるビットマップ展開処理が行われ、ＣＭ再配置処理が、上記ビットマップ化されたウインドウで行われること（ただし、この場合、ステップＳ１４０８で作成された画素番号バッファーは、同じ入力画素を起源とする出力ビットマップの間で共有される）と、ステップＳ１４１１とステップＳ１４１７におけるインデックスバンドバッファーへの書き込み処理が、ヘッド制御手段１１３のビットマップメモリーに対する書き込み動作になることである。これ以降の動作は、全て第１実施形態におけるものと同一であるため、説明を省略する。
以上で第２実施形態の説明を終わる。
【０１１１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、画像処理装置としてインクジェットプリンターを用いた場合について想定したものである。また、出力色はＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色であるものとする。図２１は本実施形態の構成を表す。同図において、図１におけるものと同じ参照符号を用いてあるものは、同じ機能を持っていることを示す。図２１において、ハーフトーニング手段２１０１は、本質的な機能は図１に示すハーフトーニング手段１０７と同等であるが、色に応じて適応的な処理を行う機能が付加されている。またインデックスバンド制御手段２１０２は、インデックスバンド書き込み手段１０８に読み込み機能を付加したものである。
【０１１２】
次に、本実施形態に係る画像処理装置の動作について詳細に説明する。尚、図２１の右側のブロックの動作は、図１におけるものと全く同じであるので説明を省略し、左側のブロックについてのみ述べることにする。図２１における左側のブロックは、各色の１バンドの処理を行い、結果をインデックスバンドバッファー１１７へ格納する一連の動作を行う。この基本シーケンスは、図２に示されたものと全く同一であるが、ステップＳ２１３におけるバンド処理の内容が異なる。
【０１１３】
図２２は、本実施形態におけるバンド処理のシーケンスを表すフローチャートである。同図において図５と異なるのは、ステップＳ５０５で色変換処理が行われた後で、ステップＳ２２０１の分岐条件に応じて、Ｍの処理とそれ以外の色の処理が切り替わる点にある。Ｍ以外の色に関する処理は、ステップＳ５０６からステップＳ５０８で行われるので、第１実施形態の場合と同じ動作になる。
【０１１４】
次にステップＳ２２０２におけるＭフェーズでのハーフトーニング処理について説明する。図２３は、ハーフトーニング手段２１０１の概略構成を示す。同図において、図１１における参照符号と同じ値が振ってあるものは、同じ機能を持っていることを示している。図１１の構成と異なる点は、コンパレーター２３０１であり、ここには、モード設定信号と、ハイライト検出フラグ及びＣのインデックスが入出力されている。モード設定信号は、処理がＭに関する処理であるかどうかを判断するためのものであり、図２におけるステップＳ２１２以前の任意の時点で、ハーフトーニング手段２１０１の該当レジスターに出力されているものとする。またインデックスバンド制御手段２１０２から読み込まれた該当位置におけるCyanインデックス・フラグ出力から、インデックス・フラグ分離手段１１１を通じて分離されたハイライト検出フラグとCyanインデックスが入力される。もし、モード設定信号がＭの処理でないことを表していれば、通常のコンパレート動作を行うので、ハーフトーニング手段２１０１の動作は、図１に示すハーフトーニング手段１０７と全く等価になる。
【０１１５】
動作モードがＭであるときのハーフトーニングの処理フローを図２４に示す。ステップＳ２４０１とステップＳ２４０２における処理は、現在処理しているＭ画素の座標と同じ座標における処理済みのＣインデックス出力Ciとハイライト検出フラグHfを求める手続きである。
【０１１６】
次にステップＳ２４０３において、M入力と累積誤差との加算が行われて、加算濃度が計算される。これは通常の誤差拡散処理と同じである。これらが求められると、ステップＳ２４０４で現在位置がハイライト領域に含まれているかどうか検査される。もし、ハイライト領域でないならば、ステップＳ２４１０で通常の閾値処理が行われる。逆にハイライト領域であった場合は、ステップＳ２４０５でそこにＣ出力があるかどうかが判別される。もし、Ｃ出力が存在しなかったら、ステップＳ２４０９にてMの出力インデックスMiを０に設定する。一方、Ｃ出力が存在したら、ステップＳ２４０６で通常の閾値処理が行われて、Miが求められる。ステップＳ２４０７では、求めたMiと入力されたCiとの比較が行われて小さい方が改めてMiに設定される。ステップＳ２４０８では、CiからMiを減算した値をCiに設定する。
【０１１７】
このようにして、変換された濃度出力のうち、Ｍ以外の濃度出力に対しては誤差拡散処理を行ってインデックス出力を求め、Ｍの濃度出力に対しては、Ｃに対応したインデックス出力と、ハイライト検出手段１０４による検出の結果を示すハイライト検出フラグとに基づいて、誤差拡散出力を制御して第２の色に対応したインデックス出力を求めると共に、Ｃに対応したインデックス出力を調整する処理が実現される。一連の閾値処理が終わったら、誤差の計算と格納がステップＳ２４１１で行われ、最後にCi,Miがインデックスバンドバッファー１１７に書き込まれる。
【０１１８】
以上がＭを処理するときのハーフトーニング処理動作であるが、この処理で特徴的なものは上述したステップＳ２４０５からステップＳ２４０８におけるハイライト領域での処理である。最後にこのハイライト領域アルゴリズムについて若干の考察を加えておこう。ステップＳ２４０５でCiが０のときは、Miを強制的に０にしているが、これはＣＭ混合で得られた出力分布を尊重してなるべく乱さないようにするための措置であり、基本的な思想は第１実施形態の最後に述べたことと同一である。一方、ステップＳ２４０７とステップＳ２４０８とで行われる減算による置き換え処理は、Cの濃度保存性をほぼ確保している。Mに関しての濃度保存性は、通常の誤差拡散と同様に保たれることは明らかである。
【０１１９】
尚、本実施形態では、４色出力のプリンターを想定していたが、出力色が２色以上である全ての場合に適用可能である。また、複合する２色はC,Mに限られたことではなく、例えば、同じ色で濃度の異なる２種類の出力など、任意の出力の組み合わせに容易に拡張できることは明らかである。
以上で本実施形態の説明を終わる。
【０１２０】
尚、本発明は、前述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【０１２１】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１２２】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることが出来る。
【０１２３】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することによって、前述した実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。
【０１２４】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。
【０１２５】
本発明は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体からそのプログラムをパソコン通信など通信ラインを介して要求者にそのプログラムを配信する場合にも適用できることは言うまでもない。
【０１２６】
更に、本発明の精神と範囲を逸脱しない限り、種々の態様で変更が可能である。従って、他の実施形態も請求項の範囲に属するものである。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、色変換処理において第１の濃度出力を演算する際に、第１の濃度出力、或いは第１の濃度出力と第２の濃度出力との和を適応的に出力させることにより、ハイライト領域での粒状性の向上による画質向上を、高速にかつ低コストで実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の構成を表すブロック図である。
【図２】本発明第１実施形態の動作を表すフローチャートである。
【図３】図１における色変換テーブル読み込み手段及び色変換手段の概略構成を表すブロック図である。
【図４】図１における色変換テーブルバッファー内部の格納イメージを表す図である。
【図５】本発明第１実施形態におけるバンド処理の動作を表すフローチャートである。
【図６】色変換処理を表すフローチャートである。
【図７】色変換処理における補間空間でのハイライト領域の空間的な配置を説明するための図である。
【図８】色変換処理において補間格子の格子点座標を一括して読み込むための構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図８におけるレジスターと対応する補間立法体上の格子点の空間的な配置の一例を示す図である。
【図１０】図８におけるセレクターの選択アルゴリズムの一例を表す表である。
【図１１】本発明第１実施形態におけるハーフトーニング手段の構成の一例を表すブロック図である。
【図１２】図１１におけるコンパレーターの動作の一例を表す表である。
【図１３】誤差拡散法に用いられる拡散係数配置の一例を示す図である。
【図１４】図１におけるCM再配置手段を中心としたブロックの動作を表すフローチャートである。
【図１５】図１におけるインデックス・フラグ分離手段内部に格納されるウインドウデータのイメージを示す図である。
【図１６】 CM再配置処理の一例を表すフローチャートである。
【図１７】未置換画素スタックの構造の一例を示す図である。
【図１８】図１６におけるステップＳ１６０９での処理を表すフローチャートである。
【図１９】図１におけるビットマップ化手段で行われるインデックス展開処理の一例を示す図である。
【図２０】本発明第２実施形態の構成を表すブロック図である。
【図２１】本発明第３実施形態の構成を表すブロック図である。
【図２２】本発明第３実施形態におけるバンド処理のシーケンスを表すフローチャートである。
【図２３】本発明第３実施形態におけるハーフトーニング手段の概略構成を示すブロック図である。
【図２４】本発明第３実施形態における動作モードがＭであるときのハーフトーニングの処理フローである。
【符号の説明】
１０１ CPU
１０２ 画像データ読み込み手段
１０３ γ変換手段
１０４ ハイライト検出手段
１０５ 色変換テーブル読み込み手段
１０６ 色変換手段
１０７、２１０１ ハーフトーニング手段
１０８ インデックスバンド書き込み手段
１０９ インデックス・フラグ合成手段
１１０ インデックスバンド読み込み手段
１１１ インデックス・フラグ分離手段
１１２ CM再配置手段
１１３ ヘッド駆動制御手段
１１４ プリンターエンジン
１１５ 画像データバッファー
１１６ 色変換テーブルバッファー
１１７ インデックスバンドバッファー
１１８ CPUバス
１１９ ビットマップ化手段
１２０ ウインドウバッファー制御手段
３０２ 非ハイライト領域用色変換テーブル
３０３ ハイライト領域用色変換テーブル
３０４ 補間演算手段
３０５ セレクター
８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７、８０８ 格子点決定手段
８０９、８１０、８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６ ＳＲＡＭ８１７ セレクター
８１８ Ｐ０レジスター
８１９ Ｐ１レジスター
８２０ Ｐ２レジスター
８２１ Ｐ３レジスター
８２２ Ｐ４レジスター
８２３ Ｐ５レジスター
８２４ Ｐ６レジスター
８２５ Ｐ７レジスター
８２６ 選択処理手段
８２７ 積和演算手段
１１０１、１１０４ 加算器
１１０２ 誤差演算手段
１１０３ エラーバッファー
１１０５、２３０１ コンパレーター
１１０６ インデックス変換器
１５０１、１５０２ ウインドウ
２００１ ウインドウバッファー読み込み手段
２１０２ インデックスバンド制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, a computer program, and a computer-readable storage medium for generating a color density control signal having a lower number of gradations from a multi-valued color luminance signal, and in particular, an inkjet printer or the like The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, a computer program, and a computer-readable storage medium suitable for an output device using the area gradation.
[0002]
[Prior art]
An image processing apparatus in a color printer using an area gradation such as an ink jet printer usually has color conversion means for converting a multi-value luminance signal into a multi-value density control signal, and from a multi-value density control signal. It comprises halftoning means for converting to a signal with a small number of gradations (index output), and bitmapping means for converting the obtained index output into a bitmap pattern of the printer engine. .
[0003]
Also connected to the subsequent stage is print control means for reading the converted dot pattern, converting it into a format unique to the printer, and performing print control based on the signal. For example, the function of a print control unit in an ink jet printer controls the ejection of ink by turning on / off nozzles according to signals while replacing the dot pattern supplied from the bitmapping means with the physical arrangement of print head nozzles. That is.
[0004]
In recent years, with higher accuracy and higher image quality of printers, higher accuracy has been demanded for the above-described image processing apparatuses. Because of these requirements, the color conversion means uses a method that combines a three-dimensional LUT (Look-Up Table) and an interpolation operation, and the halftoning process uses an error diffusion method. It has become. Furthermore, in order to cope with the increase in the speed of printers, there is an urgent need to configure these devices with hardware.
[0005]
When the above-described apparatus is configured by hardware, it is general to take a configuration in which each output color is divided into predetermined bands and sequentially processed without stalling within the band. However, with such a configuration, since the luminance input to the index output (or bitmap output) are created at once, information of other colors cannot be used in the middle of a certain process.
[0006]
As a well-known defect in an image processing apparatus such as an ink jet printer using area gradation, there is an image granulation. This phenomenon is attributed to the fact that the output of this type of printer is determined in principle only by turning on and off the minute pixels. Advances in ink ejection control technology in inkjet printers in recent years have enabled the formation of finer dots, and the resolution of the printer has increased accordingly, so the deterioration in image quality due to granulation has been considerably improved. In the highlight area where the spatial arrangement of dots is sparse, the deterioration of graininess is unavoidable.
[0007]
A technique for avoiding this phenomenon is described in
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-8-279920
[0009]
[Patent Document 2]
JP 2000-184215 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the two prior arts described above, it is necessary to simultaneously process two colors in the halftoning process. If this configuration is realized by using hardware to increase the speed, the cost becomes very high. This is because if a system stall is eliminated to achieve high speed, the color conversion process preceding the halftoning process must also perform two or more color processes simultaneously. If it is assumed that the color conversion process is configured by the above-described interpolation calculation method, there is a problem that an SRAM for storing a table of two colors or more and a plurality of calculation circuits operating in parallel are required.
[0011]
For the same reason, when the error diffusion method is used for the halftoning means, there is a problem that SRAM for two colors is required to form an error buffer for holding the error. .
[0012]
On the other hand, if an attempt is made to increase the speed without performing two-color simultaneous processing, the operation clock must be increased, which complicates the system and increases the performance of the elements. Therefore, there is a problem that an increase in cost is inevitable.
[0013]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a low-cost image processing apparatus and image for improving image quality in an output device using area gradation such as an inkjet printer. To provide a processing method, a computer program, and a computer-readable storage medium.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the invention described in
[0016]
Claims2The invention described in claim1In the image processing apparatus according to the
[0017]
Claims3The invention described in claim1In the image processing apparatus according to the above, if the color conversion unit determines that the input value belongs to a highlight area based on the detection result of the highlight detection unit, the color conversion unit is configured in a space defined by the input value. Interpolation calculation using the sum of lattice point values of cube vertices such that a square projected on a plane composed of two axes representing the complementary color components of the first and second colors is located on the most highlight side It is characterized by performing.
[0019]
Claims4The image processing method of the image processing apparatus for converting a multi-valued color luminance signal into a binary or multi-valued color density control signal, wherein the input value of the color luminance signal is in a highlight region. And a table for density output corresponding to the first color when the input value belongs to the highlight area as a result of the detection.Grid point value ofAnd density output table corresponding to the second colorGrid point value ofAnd the sumHave grid point valuesWhen interpolation is performed using a table and the input value does not belong to a highlight area, interpolation calculation is performed using a density output table corresponding to the first color, and the input value is output as a density output. Converting the converted density output into an error diffusion process to obtain a binary or multi-level index output, the index output corresponding to the obtained first color, and the first Comparing the index output corresponding to the sum of the first and second colors and shaping the index output corresponding to the first and second colors.The shaping step searches the index output corresponding to the second color in a two-dimensional window having a predetermined size, and determines the number of pixels in the highlight area and having an index value of 1. In the first step of replacing the index value with 0 and the index output corresponding to the first color, the inside of the two-dimensional window having a predetermined size is searched. A second step of obtaining the number of pixels having an index value of 1 in the highlight area, recording the number as a replacement destination candidate pixel number, and recording the position of the pixel as a replacement destination coordinate; A third step of recording the smaller of the number of original pixels and the number of candidate replacement destination pixels as the number of replaceable pixels, and using a random number, the number of replacement destination coordinates equal to the number of replaceable pixels It includes a Mel fourth step, in the 0 index output corresponding to the first color in the substitution destination coordinates, and a fifth step of the index output corresponding to the second color in 1It is characterized by that.
[0021]
Claims5The invention described in claim4In the image processing method according to
[0022]
Claims6The invention described in claim4In the image processing method according to
[0024]
Claims7The present invention is a computer program for an image processing apparatus that converts a multi-valued color luminance signal into a binary or multi-valued color density control signal.A computer program to be executedDetecting whether the input value of the color luminance signal belongs to a highlight area; and, as a result of the detection, if the input value belongs to a highlight area, for density output corresponding to the first color TableGrid point value ofAnd density output table corresponding to the second colorGrid point value ofAnd the sumHave grid point valuesWhen interpolation is performed using a table and the input value does not belong to a highlight area, interpolation calculation is performed using a density output table corresponding to the first color, and the input value is output as a density output. Converting the converted density output into an error diffusion process to obtain a binary or multilevel index output, and among the obtained index outputs, an index corresponding to the first color Comparing the output with an index output corresponding to the sum of the first and second colors and shaping the index output corresponding to the sum of the first and second colors;The step of shaping includes searching the two-dimensional window of a predetermined size in the index output corresponding to the second color, and the number of pixels in the highlight area and having an index value of 1 Is obtained and recorded as the number of replacement source pixels, and the inside of the two-dimensional window having a predetermined size is searched in the first step of replacing the index value with 0 and the index output corresponding to the first color. A second step of finding the number of pixels in the highlight area and having an index value of 1 and recording it as a replacement destination candidate pixel number, and recording the position of the pixel as a replacement destination coordinate; A third step of recording the smaller one of the number of replacement source pixels and the number of replacement destination candidate pixels as the number of replaceable pixels, and a replacement destination number equal to the number of replaceable pixels using a random number A fourth step of obtaining a, in the 0 index output corresponding to the first color in the replacement destination coordinates, and a fifth step of the index output corresponding to the second color in 1It is characterized by that.
[0027]
In the present invention, since the highlight detecting means, the color converting means, the halftoning means, the band buffer and the bitmapping means are constituted, a series of processing from the input to the band buffer can be performed at high speed for each output color.
[0028]
The highlight detection means determines whether or not the input signal is in the highlight area and outputs the result, and the color conversion means detects the detection result of the highlight detection means when performing the first density processing. Accordingly, a monochrome table corresponding to the first density or a table holding the sum of the table and another table corresponding to the second density is used.
[0029]
When performing the second density processing, the rearrangement means or the halftoning means refers to the band buffer output of the first density and the output of the highlight detection means, and the two colors are overlapped as much as possible in the highlight area. In addition, the second density output process is performed so as to maintain the gradation, and the band buffer output of the first density is adjusted.
[0030]
With such a configuration, it is possible to provide a low-cost image processing apparatus for improving image quality in an output device using area gradation such as an inkjet printer.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention assumes a case where a relatively high resolution ink jet printer is used as the image processing apparatus. The output colors are assumed to be four colors of C, M, Y, and K. Hereinafter, description will be given with reference to the drawings.
[0032]
The configuration of the image processing apparatus according to the present embodiment is shown in FIG. In the figure, the
[0033]
The color conversion table reading means 105 is for reading a desired color conversion table from the color
[0034]
The halftoning means 107 is for binarizing the input density data. The index / flag combining means 109 combines the index output output from the halftoning means and the flag output from the highlight detecting means. Is to do. The index
[0035]
The window
[0036]
The index
[0037]
Next, operations executed by the image processing apparatus will be described with reference to other drawings as necessary. It is assumed that a program for controlling the image processing apparatus is stored in a ROM or RAM connected to the
[0038]
In the image processing apparatus according to the present embodiment, the left block and the right block operate in parallel with the
[0039]
The right block is composed of an index
[0040]
First, the operation of the left block will be described. First, an outline processing sequence will be described with reference to the flowchart of FIG. The loops having step S201 and step S215 as the leading and trailing ends indicate that processing is performed for each output color. Here, as a general case, it is assumed that the printer has four color materials C, M, Y, and K. The first output color is C.
[0041]
First, the output color is determined in step S202. If the output color is C, in step S203, the
[0042]
In step S207, the start flag of the color conversion
[0043]
In step S210, a write start address is set in the index
[0044]
Finally, in step S212, a band processing start flag is asserted, and a series of band processing is started. When the band process ends, in step S214, the end is detected using interrupt or polling, and the process for one color (one band) ends. This is the end of the description of the general sequence.
[0045]
Next, the color conversion table reading process in step S208 will be described. FIG. 3 shows a schematic configuration of the color conversion
[0046]
FIG. 4 shows an image stored in the color
[0047]
When the image processing apparatus is activated in this state, the color conversion
[0048]
Next, the band process in step S213 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the band processing operation. In the figure, the loop processing configured from step S501 to step S509 is performed on all data of the band set in step S211. First, in step S <b> 502, luminance data (R, G, B) of one pixel is read from the
[0049]
In step S503, input γ conversion is performed on the read data. This process is a conversion process using a one-dimensional LUT in the γ conversion means 103. It is assumed that the one-dimensional LUT is set at an arbitrary timing for initializing the system before the processing in FIG. 2 starts. The configuration of the one-dimensional LUT may use a different table for each RGB color or the same table.
[0050]
In step S504, highlight detection processing is performed. This processing is performed by the
[0051]
Rh <R and Gh <G (1)
max (255-R, 255-G) -min (255-R, 255-G) <K (2)
Here, Rh and Gh are two boundary parameters corresponding to each of the two luminance signal components, K is another boundary parameter for determining that it is a monochromatic processing region, and the accuracy of the input value is 8 It shall be a bit. The condition (1) for comparing each of the two boundary values Rh, Gh with the corresponding input value to determine whether or not all the input values are larger than the corresponding boundary value is clearly a highlight region. Is for. On the other hand, the condition (2) seems to be irrelevant. However, since the effect of the present embodiment appears only for the secondary color of C + M or the tertiary color of C + M + Y, the component of either C or M is almost zero. Should not apply. Therefore, two luminance values that are complementary color components of the first and second colors are subtracted from 255 respectively to obtain two values, and it is determined whether or not the absolute value of the difference between the two values is smaller than the boundary value K. Condition (2) prevents application to the above case. When these conditions are satisfied, the highlight detection means 104 determines that the input value belongs to the highlight area, and asserts a highlight detection flag. Conversely, when the above conditions are not satisfied and when highlight detection is invalid, the highlight detection flag is negated.
[0052]
This process is applied to all output colors (in this embodiment, four colors of CMYK). However, as described above, the highlight detection process is effective only when the output color is Cyan. Invalid when in color. Therefore, the highlight detection flag may be asserted only for Cyan, and all other colors are negated.
[0053]
In step S505, a color conversion process is performed. Details of the processing here will be described later. In step S506, halftoning processing is performed to reduce the multi-value density data output from the color conversion processing to a smaller number of gradations. Details of the processing here will be described later.
[0054]
In step S507, the index / flag combining means 109 combines the index output obtained in step S506 and the highlight detection flag obtained in step S504. As the processing method here, various optimization methods can be considered according to the number of index output values, the data packing method at the time of writing to the
[0055]
Finally, in step S508, a write process to the
[0056]
First, the color conversion process will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the color conversion process. This processing is performed by the color conversion means 106 in FIG. The configuration is shown in FIG. First, in step S601, it is checked whether the highlight detection flag is asserted. If it is a highlight area, a grid point value for highlight area conversion is input to the interpolation calculation means 304 in step S602, and if it is not a highlight area, the process branches to step S603 for non-highlight area conversion. Grid point values are input. The problem here is how to define the highlight area. This results in the problem of determining Rh and Gh in equation (1). This is determined by a trade-off between the effect of improving the graininess and the apparatus cost. That is, as Rh and Gh increase, the capacity of the highlight area conversion table decreases and the cost decreases, but the range of graininess relief decreases. The most efficient conditions are
Rh, Gh> 255 * (N-2) / (N-1) (N is the number of grid points)
In this case, the highlight area conversion table only needs to hold the lattice point values at the vertices of the cubes C0 to C5 shown in FIG. According to experiments, it is confirmed that this condition is satisfied in a printer having a relatively high resolution. Hereinafter, in the present embodiment, the discussion proceeds assuming that this condition is satisfied.
Note that the grid point value for the highlight region is the sum of the grid point value of the table created for Cyan and the grid point value of the table created for Magenta.
[0057]
The grid point values for the non-highlight area and the grid point values for the highlight area are stored in the non-highlight area color conversion table 302 and the highlight area color conversion table 303, respectively, as described in step S208. Has been. The operations represented by steps S601 to S603 are realized when the
[0058]
Finally, in step S604, interpolation is performed using the obtained grid point value and input value (RGB), and a multi-value density value is output. In this way, when it is determined that the input value belongs to the highlight area based on the detection result of the
[0059]
Note that the interpolation algorithm implemented in the interpolation calculation means 304 may be one in which each cube configured by equally dividing the input space is used as an interpolation space as it is, or each cube is further divided into a plurality of polyhedra and interpolated. You may use what is used as a unit. As the divided space, for example, a tetrahedron and a triangular prism are known. In addition, in order to sequentially perform this conversion process at a high speed, a means for collectively determining a plurality of grid point values to be sent to the interpolation calculation means 304 is absolutely necessary.
[0060]
Such means can be realized by using a configuration as shown in FIG. 8, for example. Here, as an example, the input space is equally divided into 15 axes, and the coordinates of each grid point in the input space are uniquely determined by a 12-bit value consisting of the upper 4 bits of each RGB input value. And In the figure, eight elements of lattice point determination means 801 to 808 determine the coordinates of the lattice points, and correspond one-on-one with
[0061]
A number Bn (n = 0 to 7) assigned to the
[0062]
On the other hand, the
[0063]
Next, processing operations in this configuration will be described in order. First, the upper 9 bits x 3 colors 9-bit signal and the lower 1 bits x 3
Ur << 6 + Ug << 3 + Ub (3)
Is required. Here, << n represents shifting left by n bits. Up (p = r, g, b) is given by the following equation.
[0064]
[Expression 1]
The 9-bit lattice point coordinates obtained by the above equation are sent as they are as address indexes to the
[0066]
Finally, a value corresponding to the shape of the interpolation space is selected from the eight values output from the register in
[0067]
In this way, when the input value belongs to the highlight area as a result of detection by the highlight detection means 104, the density output table corresponding to the first color and the density output table corresponding to the second color. If the input value does not belong to the highlight area, the interpolation calculation is performed using the density output table corresponding to the first color, and the input is performed. A process of converting the value into a density output is realized. This is the end of the description of the color conversion process in step S505.
[0068]
Next, the halftoning process in step S506 will be described. The halftoning process is performed by the halftoning means 107 in FIG. 1, and the algorithm used is a generally well-known error diffusion method. An example of the configuration is as shown in FIG. The input multi-value density control signal is input to the
[0069]
The
[0070]
For example, if the input resolution is 600 dpi in both the horizontal and vertical directions and the output resolution is 1200 dpi in both the horizontal and vertical directions, the number of states of the index is five. Taking the case where the index is 5 as an example, the relationship between the input and the index output of the
0 <= T0 <64 (5)
64 <= T1 <128 (6)
128 <= T2 <192 (7)
192 <= T3 <255 (8)
Satisfy the relationship.
[0071]
Next, the index output from the
Out = min (255, In << 6) (9)
It is represented by The output converted concentration is input to the
[0072]
The above is the operation of the error diffusion method using the general configuration shown in FIG. 11, and there are various improved systems designed to overcome the drawbacks of the error diffusion method. For example, as a well-known defect, there are phenomena such as (1) “sweeping caused by deviation of error distribution” and (2) “texture caused by repetition of a specific pattern”. As means for avoiding the phenomenon of (1), for example, a method of changing a threshold value according to an input value and eliminating an error distribution bias is known. Further, as means for avoiding the phenomenon (2), for example, a method of suppressing texture generation by adding random noise with a small amplitude to the threshold or changing the scanning direction for each line is known. . Note that noise superposition, which is one of the solving means (2), is also used as means for preventing dot overlap and improving image quality by changing the generation sequence for each color. It is naturally possible to apply such an improved error diffusion method to the image processing apparatus according to the present embodiment, and the effects of the present embodiment can be further enhanced.
[0073]
In this way, the density output converted by the color conversion means 106 is subjected to error diffusion processing to obtain a binary or multi-level index output. This is the end of the description of the halftoning process in step S506.
[0074]
As described above, the halftoning process performed by the image processing apparatus according to the present embodiment is an error diffusion process. However, in the present embodiment, the meaning of the error diffusion output changes depending on the output color to be processed. Error diffusion output for processing phases other than Cyan fits the normal definition of error diffusion, but in Cyan's processing phase, Cyan monochrome processing and Blue (Cyan + Magenta) depend on the area to which the input luminance data belongs. In a region where the processing for) is dynamically switched and both are mixed, the operation mode in a strict sense is different. Therefore, in the Cyan processing phase, (1) when the input luminance data is constantly in the highlight region, (2) when the input luminance data is constantly in the non-highlight region, (3) both are mixed. Let's consider the operation modes in three cases.
[0075]
(1) When the input luminance data is constantly in the highlight area
The error diffusion input value is always equal to the Blue component (Cyan + Magenta). Therefore, the concentration average value is stored for the Blue component, and there is no contradiction in this sense. In addition, as compared with the general monochromatic processing for the input belonging to the highlight region, the input value is naturally increased, so that the spatial frequency of the error diffusion output is increased. The operation mode in this case is exactly the same as that of normal error diffusion.
[0076]
(2) When the input luminance data is constantly in the non-highlight area
The error diffusion input value is always equal to the Cyan component. Therefore, the concentration average value is stored for the Cyan component, and there is no contradiction in this sense. The operation mode in this case is exactly the same as that of normal error diffusion.
[0077]
(3) When both are mixed
In this case, since the Blue component and the Cyan component are spatially mixed, the storability of the density average value in the strict sense does not hold. However, as described later, replacement with the Magenta component is performed in the subsequent bitmapping means. So the macro average concentration is preserved. Rather, what matters is the behavior at the boundary where the processing with the Blue component switches to the processing with the Cyan component (or vice versa). At the boundary portion, the dominant system is switched, so that the seam is easily perceived as a pseudo contour. However, from the condition (2) of the highlight detection means described above, when the control of Cyan or Magenta is unilateral, almost no primary color processing occurs in the highlight area, so the transition direction in this case is Blue or Gray. From C to Cyan or Magenta, and blue or gray. In the former case, since the boundary portion is always accompanied by a change in color, the transition at the boundary that is originally minute is hidden by the change in color and becomes almost inconspicuous. In the latter case, on the contrary, since the density preservation is good, the boundary between the two is smoothly connected.
[0078]
The band processing and the description of the left block in FIG. 1 have been completed, and the operation of the right block in FIG. Since the block centering on the
[0079]
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the central block. In the figure, the loop composed of steps S1401 to S1413 is a process related to C and M. As is apparent from the figure, the processes related to colors other than CM are not included here.
[0080]
Processing related to C and M is performed in units of windows. The parameter Bh in step S1401 represents the number of rasters per band, and Wh represents the height of the window. Here, Bh is assumed to be an integral multiple of Wh. When the row position in units of windows is designated in step S1401, it is determined in step S1402 whether the window row number is an even number or an odd number. If it is even, the even flag is set in step S1403. If it is odd, the odd flag is set in step S1404. When the even flag is set, the column direction processing in units of windows configured by the loop from step S1405 to step S1412 is sequentially performed from left to right in units of windows. If the flag is an odd number, it is processed from right to left in the same manner.
[0081]
The parameter Ww in step S1405 represents the window width, and L represents the number of pixels per raster. Here, for simplicity, it is assumed that L is an integer multiple of Ww. When the column position in the window unit is designated in step S1405, the data in the
[0082]
The image of the window portion cut out from the index band is as shown in the example of FIG. As shown in the figure, when scanning from left to right, the range of Ww × Wh is read at a time with the upper left corner of the
[0083]
After the data is stored in the C and M window buffers in step S1406, flag / index separation processing is performed in the index / flag separation means 111 in a loop composed of steps S1407 to S1409. The processing here is the reverse of the processing performed by the index / flag combining means 109 for all the data in the C window buffer, and the highlight detection flag is separated and the pixel whose flag is 1 is processed. The pixel number, that is, the numerical value shown in FIG. 15 is stored in the pixel number buffer, and at the same time, the data in the window buffer is returned to the index output.
[0084]
In step S1410, a C / M rearrangement process is performed. This process will be described later. When the rearrangement process is completed, in step S1411, the data in the window buffer is written back to the corresponding position in the
[0085]
Next, the CM rearrangement process in step S1410 will be described. First, as a premise, it should be noted that the index output at the position where the highlight detection flag is set is almost 1 or 0 for both CMs. This is because the output device targeted by this embodiment has a high resolution. When a well-designed error diffusion method is used, graininess is no longer a problem as long as the spatial frequency of output dots per color is about 150 dpi. If a printer having an output resolution of 1200 dpi reproduces a pattern having a spatial frequency of 150 dpi, on average, dots are turned on at a rate of 1 in 8 × 8 dots. If this is converted into an 8-bit input density, it becomes about
[0086]
In the vicinity of a relatively large edge from the non-highlight region to the highlight region in Blue or Gray, two or more index outputs may be generated with the highlight detection flag set. In particular, in a processing system in which sweeping countermeasures are taken, since the response to the edge becomes faster, it is considered that the probability of occurrence increases. If the process is forcibly switched in such a state, adverse effects such as the generation of a pseudo contour can be considered. Therefore, the highlight process is limited to the case where the index is 1, as will be described later.
[0087]
FIG. 16 is a flowchart showing this process. First, in step S1601, the inside of the window for M (M window) is searched, the replacement source pixels are specified, the total number Rc thereof is obtained, and the M index (M index) at the corresponding position is cleared to zero. A replacement source pixel is a pixel having a highlight detection flag of 1 and an M index of 1 at the corresponding position. Therefore, in this process, the value of M at the pixel number position stored in the pixel number buffer created in step S1408 may be examined to determine whether or not it is 1.
[0088]
Next, in step S1602, the unreplaced pixel stack is searched to obtain the total sum Rp of the number of past replacement source pixels. Here, the non-replaced pixel stack has a structure as shown in the example of FIG. 17, and Rc from the previous process to the previous process is stored in t0 to tn-1. Rp is the sum of t0 to tn-1. It is assumed that the non-replaced pixel stack is initialized to 0 at an arbitrary timing before the first CM rearrangement process is performed. In step S1603, Rc and Rp are added to obtain the sum R of the number of replacement source pixels in the current process.
[0089]
In this way, the index output corresponding to the second color is searched in a two-dimensional window having a predetermined size, and the number of pixels in the highlight area and having an index value of 1 is obtained. Is recorded as the number of replacement source pixels, and the process of replacing the index value with 0 is realized.
[0090]
In step S1604, the number Q of replacement candidate pixels inside the C window is obtained. Here, the replacement destination candidate pixel is a pixel having a highlight detection flag of 1 and a C index of 1 at the corresponding position. Accordingly, in this process, the value of C at the pixel number position stored in the pixel number buffer created in step S1408 may be inspected to determine whether or not it is 1. In this way, in the index output corresponding to the first color, the inside of the two-dimensional window having a predetermined size is searched, and the number of pixels in the highlight area and
[0091]
If Q is 0, the subsequent processing is skipped and the process jumps to step S1610. If Q is not 0, the number of replaceable pixels P = min (R, Q) in the current process is obtained in step S1606. In this way, the process of recording the smaller of the replacement source pixel number and the replacement destination candidate pixel number as the replaceable pixel number is performed.
[0092]
In step S1607, P replacement destination pixels are obtained using random numbers. This process is a process of selecting P pixels from the Q replacement destination candidate pixels obtained in step S1604. The selection algorithm using random numbers can be realized as follows, for example.
[0093]
(1) An array QA is created that stores the pixel numbers (see FIG. 15) of Q replacement candidate pixels. This process can be performed at the same time in step S1604.
(2) Generate Q random numbers and associate this with the index of array QA.
(3) The random numbers corresponding to the above indexes are compared, and P indexes are selected in descending order.
(4) Elements of the array QA corresponding to the P indexes are set as replacement pixels.
In this way, a process for obtaining the number of replacement destination coordinates equal to the number of replaceable pixels using a random number is realized.
[0094]
In step S1608, the C pixel at the target position is cleared to 0 and the M pixel is set to 1 for the selected pixel..
[0095]
In step S1609, the number of replaced pixels is subtracted starting from the end of the unsubstituted pixel stack. This process will be described later. Finally, in step S1610, the unsubstituted pixel stack is pushed with Rc. At this time, the value at the end of the stack disappears.
[0096]
Next, the subtraction processing of the unsubstituted pixel stack in step S1609 will be described using the flowchart of FIG. The loop from step S1801 to step S1806 is a subtraction process inside the unsubstituted pixel stack. In step S1802, the number of non-replaced pixels at the current position of the stack is subtracted from the number of replaced pixels. If this result is 0 or less, the subtraction process ends, and the number of non-replaced pixels at the current position of the stack is updated in step S1807, and the loop is exited. On the other hand, if it is larger than 0, there are still consumed pixels as replaced pixels, so the number of replaced pixels is updated in step S1805 and the process proceeds to the next stack position. When the subtraction processing in all the stack areas is completed in this way, it means that even if all the pixels in the stack are consumed, the number of replaced pixels has not been reached, so Rc is consumed in step S1807.
[0097]
In this way, the index output corresponding to the first color obtained by the halftoning means 107 is compared with the index output corresponding to the sum of the first and second colors, and the second index output is obtained. The shaping process is realized. This completes the description of the CM rearrangement process.
[0098]
Finally, returning to FIG. 1 again, the operation of the block centering on the bitmapping means 119 will be described. All the processes here are performed for each color. First, the index band reading means 110 reads an index for one band from the
[0099]
Various methods have been devised for the bitmap expansion method, but the most commonly used method is a replacement method using a table. For example, a table as shown in FIG. 19 is used to develop a bitmap corresponding to the index. In the figure, the numbers in the leftmost column indicate index numbers. P0, P1,... Indicate the position of Kn + 0 in the index. Here, n is an integer greater than or equal to 0, and K is a period. Usually, a plurality of such pattern table sets are prepared, and they are used by switching them according to some rule (for example, column unit).
[0100]
When the bitmap processing is performed on all the read pixels, the generated bitmap image is sent to the head
[0101]
This is the end of the description of the operation of the present embodiment. Finally, some points of the algorithm used in the present embodiment will be described.
[0102]
(1) The M error diffusion output is used when determining the number of replacement pixels.
In the present embodiment, when the pixel is reconfigured, the distribution of the error diffusion output with respect to the CM mixture component is used as a base, and the output distribution of M is not actively used. This is because in an appropriately designed error diffusion method, the output distribution has almost ideal spatial characteristics at the input density, and if this distribution is shifted even a little, it will be folded back to a low frequency component. This is because large noise that is generated is generated. Therefore, in the present embodiment, a technique that does not disturb the reference distribution as much as possible is adopted.
[0103]
(2) A two-dimensional window is used for replacement.
This is because in one-dimensional processing, no matter how good quality random numbers are used, two-dimensional aggregation that occurs locally cannot be avoided, and as a result, color texture is generated.
[0104]
(3) Propagation of replacement failure pixels is suppressed.
When considering only the preservation of concentration, it is better to propagate it indefinitely. However, as a matter of course, the natural picture correlation is local. Therefore, it is more appropriate to cut off at an appropriate place, rather than generating extra noise, even if the preservation of density is somewhat sacrificed.
[0105]
(4) Random numbers are used to determine the replacement destination.
It has been experimentally confirmed that searching for an ON pixel from the output distribution of M pixels and adopting the closest position from the CM distribution only complicates the processing and has almost no difference in effect. This is probably because the output distribution of the error diffusion method is probably random, and both are almost equivalent as means for determining the position.
[0106]
As described above, in this embodiment, the CM relocation unit and the bitmapping unit are configured so as to share the band memory area, thereby minimizing an increase in device cost due to the function expansion. There is an effect that you can.
[0107]
In the present embodiment, a four-color output printer is assumed, but the present invention is applicable to all cases where the output color is two or more. It is obvious that the two colors to be combined are not limited to C and M, but can be easily expanded to any combination of outputs such as two types of outputs having the same color and different densities.
[0108]
(Second Embodiment)
Unlike the first embodiment, the second embodiment of the present invention extends the application range to a low-resolution printer. FIG. 20 shows the configuration of this embodiment. In the figure, parts having the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate that they have the same functions. The difference from FIG. 1 is that the configuration of the right block is integrated, and the processing order of the
[0109]
Since the processing mechanism of the left block in this embodiment is completely the same as that in FIG. 1, the description is omitted, and only the right block will be described. When the index output processing for one band is completed by the left block, the block constituted by the window
[0110]
This processing sequence is basically the same as that shown in FIG. 14, except that the bitmap expansion processing in the window area is performed between step S1409 and step S1410, and the CM rearrangement processing is performed. To be performed in the bitmapped window (in this case, the pixel number buffer created in step S1408 is shared between output bitmaps originating from the same input pixel), and step S1411. The write processing to the index band buffer in step S1417 is a write operation to the bitmap memory of the
This is the end of the description of the second embodiment.
[0111]
(Third embodiment)
The third embodiment of the present invention assumes that an ink jet printer is used as the image processing apparatus. The output colors are assumed to be four colors of C, M, Y, and K. FIG. 21 shows the configuration of this embodiment. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same functions. In FIG. 21, the halftoning means 2101 has an essential function equivalent to that of the halftoning means 107 shown in FIG. 1, but a function for performing adaptive processing according to the color is added. The index
[0112]
Next, the operation of the image processing apparatus according to this embodiment will be described in detail. The operation of the right block in FIG. 21 is exactly the same as that in FIG. 1, so the description thereof will be omitted and only the left block will be described. The left block in FIG. 21 performs a series of operations for processing one band for each color and storing the result in the
[0113]
FIG. 22 is a flowchart showing a band processing sequence according to this embodiment. 5 differs from FIG. 5 in that after the color conversion process is performed in step S505, the process of M and the process of other colors are switched according to the branch condition of step S2201. Since processing relating to colors other than M is performed from step S506 to step S508, the operation is the same as that in the first embodiment.
[0114]
Next, the halftoning process in the M phase in step S2202 will be described. FIG. 23 shows a schematic configuration of the halftoning means 2101. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 11 are assigned the same functions. A difference from the configuration of FIG. 11 is a
[0115]
FIG. 24 shows the processing flow of halftoning when the operation mode is M. The processing in step S2401 and step S2402 is a procedure for obtaining the processed C index output Ci and highlight detection flag Hf at the same coordinates as the coordinates of the currently processed M pixel.
[0116]
In step S2403, the M input and the accumulated error are added to calculate the added density. This is the same as a normal error diffusion process. When these are obtained, it is checked in step S2404 whether the current position is included in the highlight area. If it is not a highlight area, normal threshold processing is performed in step S2410. On the other hand, if it is a highlight area, it is determined in step S2405 whether there is a C output. If there is no C output, the output index Mi of M is set to 0 in step S2409. On the other hand, if there is C output, normal threshold processing is performed in step S2406 to obtain Mi. In step S2407, the calculated Mi is compared with the input Ci, and the smaller one is set to Mi again. In step S2408, a value obtained by subtracting Mi from Ci is set to Ci.
[0117]
In this way, among the converted density outputs, the density output other than M is subjected to error diffusion processing to obtain an index output. For the density output of M, an index output corresponding to C, Processing for controlling the error diffusion output based on the highlight detection flag indicating the detection result by the highlight detection means 104 to obtain an index output corresponding to the second color and adjusting the index output corresponding to C Is realized. When a series of threshold processing is completed, error calculation and storage are performed in
[0118]
The above is the halftoning processing operation when processing M, and what is characteristic of this processing is the processing in the highlight area in steps S2405 to S2408 described above. Finally, let's add some consideration to this highlight area algorithm. When Ci is 0 in step S2405, Mi is forcibly set to 0. This is a measure for respecting the output distribution obtained by the CM mixing and avoiding disturbance as much as possible. The idea is the same as that described at the end of the first embodiment. On the other hand, the replacement processing by subtraction performed in step S2407 and step S2408 almost ensures C density preservation. It is clear that the concentration preservation for M is maintained in the same way as normal error diffusion.
[0119]
In the present embodiment, a four-color output printer is assumed, but the present invention is applicable to all cases where the output color is two or more. It is obvious that the two colors to be combined are not limited to C and M, but can be easily expanded to any combination of outputs such as two types of outputs having the same color and different densities.
This is the end of the description of the present embodiment.
[0120]
In the present invention, a storage medium storing software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus, and the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus stores the storage medium. Needless to say, this can also be achieved by reading and executing the program code stored in.
[0121]
In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the novel function of the present invention, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
[0122]
As a storage medium for supplying the program code, for example, a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, a magneto-optical disk, an optical disk, a CD-ROM, a CD-R, a magnetic tape nonvolatile memory card, a ROM, or the like is used. I can do it.
[0123]
In addition, the functions of the above-described embodiments are realized by executing the program code read by the computer, and the OS running on the computer is one of the actual processes based on the instruction of the program code. The functions of the above-described embodiment can be realized by performing some or all of the processes.
[0124]
Further, after the program code read from the storage medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted into the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. The CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments can be realized by the processing.
[0125]
It goes without saying that the present invention can also be applied to the case where the program is distributed to a requester via a communication line such as personal computer communication from a storage medium that records the program code of software that implements the functions of the above-described embodiments. Yes.
[0126]
Furthermore, various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, other embodiments are within the scope of the claims.
[0127]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first density output or the sum of the first density output and the second density output is applied when calculating the first density output in the color conversion process. Thus, the image quality can be improved at high speed and at low cost by improving the graininess in the highlight area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the first embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a color conversion table reading unit and a color conversion unit in FIG. 1. FIG.
4 is a diagram illustrating a storage image inside a color conversion table buffer in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of band processing in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing color conversion processing.
FIG. 7 is a diagram for explaining a spatial arrangement of highlight areas in an interpolation space in color conversion processing.
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a configuration for collectively reading grid point coordinates of an interpolation grid in color conversion processing.
9 is a diagram illustrating an example of a spatial arrangement of lattice points on an interpolation cube corresponding to the register in FIG. 8;
10 is a table showing an example of a selector selection algorithm in FIG. 8. FIG.
FIG. 11 is a block diagram showing an example of a configuration of halftoning means in the first embodiment of the present invention.
12 is a table showing an example of the operation of the comparator in FIG.
FIG. 13 is a diagram showing an example of a diffusion coefficient arrangement used in the error diffusion method.
14 is a flowchart showing the operation of a block centering on the CM rearrangement means in FIG. 1. FIG.
15 is a diagram showing an image of window data stored in the index / flag separation means in FIG. 1. FIG.
FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of a CM rearrangement process.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a structure of an unsubstituted pixel stack.
FIG. 18 is a flowchart showing processing in step S1609 in FIG.
FIG. 19 is a diagram showing an example of index expansion processing performed by the bitmapping means in FIG. 1;
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a flowchart showing a band processing sequence in the third embodiment of the present invention;
FIG. 23 is a block diagram showing a schematic configuration of halftoning means in the third embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a processing flow of halftoning when the operation mode is M in the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101 CPU
102 Image data reading means
103 γ conversion means
104 Highlight detection means
105 Color conversion table reading means
106 Color conversion means
107, 2101 halftoning means
108 Index band writing means
109 Index / flag synthesis means
110 Index band reading means
111 Index / flag separation means
112 CM relocation means
113 Head drive control means
114 Printer engine
115 Image data buffer
116 color conversion table buffer
117 Index band buffer
118 CPU bus
119 Bit-mapping means
120 Window buffer control means
302 Color conversion table for non-highlight area
303 Color Conversion Table for Highlight Area
304 Interpolation calculation means
305 selector
801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 808 Lattice point determining means
809, 810, 811, 812, 813, 814, 815, 816
818 P0 register
819 P1 register
820 P2 register
821 P3 register
822 P4 register
823 P5 register
824 P6 register
825 P7 register
826 Selection processing means
827 Product-sum operation means
1101, 1104 Adder
1102 Error calculation means
1103 Error buffer
1105 2301 Comparator
1106 Index converter
1501, 1502 window
2001 Window buffer reading means
2102 Index band control means
Claims (7)
前記カラー輝度信号の入力値がハイライト領域に属するかどうかを検出するハイライト検出手段と、
該ハイライト検出手段による検出の結果、前記入力値がハイライト領域に属する場合には、第１の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値と第２の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値との和からなる格子点値を有するテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値がハイライト領域に属さない場合には、前記第１の色に対応した濃度出力用のテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値を濃度出力に変換する色変換手段と、
該色変換手段により変換された濃度出力を誤差拡散処理して、２値または多値のインデックス出力を求めるハーフトーニング手段と、
該ハーフトーニング手段により求められたインデックス出力のうち、前記第１の色に対応したインデックス出力と、前記第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力とを比較して、該第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力を整形する手段とを備え、
前記整形する手段は、
前記第２の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換元画素数として記録し、前記インデックス値を０に置き換える第１の手段と、
前記第１の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内部を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換先候補画素数として記録し、該画素の位置を置換先座標として記録する第２の手段と、
前記置換元画素数及び置換先候補画素数のうち小さい方を置換可能画素数として記録する第３の手段と、
乱数を用いて、前記置換可能画素数と等しい数の置換先座標を求める第４の手段と、
前記置換先座標にある前記第１の色に対応したインデックス出力を０にして、前記第２の色に対応したインデックス出力を１にする第５の手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。An image processing apparatus for converting a multi-value color luminance signal into a binary or multi-value color density control signal,
Highlight detection means for detecting whether an input value of the color luminance signal belongs to a highlight region;
If the input value belongs to the highlight area as a result of the detection by the highlight detection means, the grid point value of the density output table corresponding to the first color and the density output corresponding to the second color When the interpolation calculation is performed using a table having a grid point value that is the sum of the grid point values of the table, and the input value does not belong to the highlight area, the density output corresponding to the first color is used. Color conversion means for performing an interpolation operation using the table of the above and converting the input value into a density output;
Halftoning means for performing error diffusion processing on the density output converted by the color conversion means to obtain a binary or multivalued index output;
Of the index outputs obtained by the halftoning means, the index output corresponding to the first color is compared with the index output corresponding to the sum of the first and second colors, and the first and second Means for shaping an index output corresponding to the sum of the second colors ,
The means for shaping is
The index output corresponding to the second color is searched in a two-dimensional window having a predetermined size, and the number of pixels in the highlight area and having an index value of 1 is obtained and replaced with the original pixel. A first means for recording as a number and replacing the index value with 0;
In the index output corresponding to the first color, the inside of a two-dimensional window having a predetermined size is searched to find the number of pixels in the highlight area and having an index value of 1, and this is replaced with a candidate for replacement destination A second means for recording the number of pixels and recording the position of the pixel as a replacement coordinate;
A third means for recording the smaller of the replacement source pixel number and the replacement destination candidate pixel number as the replaceable pixel number;
A fourth means for obtaining a number of replacement destination coordinates equal to the number of replaceable pixels using a random number;
Fifth means for setting an index output corresponding to the first color at the replacement destination coordinates to 0 and setting an index output corresponding to the second color to 1;
The image processing apparatus characterized by comprising a.
前記２つの境界値の各々と、対応する前記入力値とを比較し、全ての入力値が対応する前記境界値より大きいかどうかを判別する第１の手段と、
前記第１及び第２の色の補色成分である２つの輝度値を２５５からそれぞれ減算して２つの値を求め、該２つの値の差の絶対値が前記他の１つの境界値より小さいかどうかを判別する第２の手段と、
前記第１の手段及び前記第２の手段の判別結果が共に真であったときに、前記入力値がハイライト領域に属することを決定する第３の手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。The highlight detection means includes two boundary values corresponding to each of the two luminance signal components which are complementary color components of the first and second colors, and another boundary value indicating a single color processing region Have
A first means for comparing each of the two boundary values with the corresponding input value to determine whether all input values are greater than the corresponding boundary value;
The two luminance values which are complementary color components of the first and second colors are subtracted from 255 respectively to obtain two values, and whether the absolute value of the difference between the two values is smaller than the other one boundary value A second means for determining whether or not
And a third means for determining that the input value belongs to a highlight area when both the determination results of the first means and the second means are true. Item 8. The image processing apparatus according to Item 1 .
前記カラー輝度信号の入力値がハイライト領域に属するかどうかを検出するステップと、
該検出の結果、前記入力値がハイライト領域に属する場合には、第１の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値と第２の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値との和からなる格子点値を有するテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値がハイライト領域に属さない場合には、前記第１の色に対応した濃度出力用のテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値を濃度出力に変換するステップと、
該変換された濃度出力を誤差拡散処理して、２値または多値のインデックス出力を求めるステップと、
該求められた前記第１の色に対応したインデックス出力と、前記第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力とを比較して、該第１及び第２の色に対応したインデックス出力を整形するステップとを備え、
前記整形するステップは、
前記第２の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換元画素数として記録し、前記インデックス値を０に置き換える第１のステップと、
前記第１の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内部を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換先候補画素数として記録し、該画素の位置を置換先座標として記録する第２のステップと、
前記置換元画素数及び置換先候補画素数のうち小さい方を置換可能画素数として記録する第３のステップと、
乱数を用いて、前記置換可能画素数と等しい数の置換先座標を求める第４のステップと、
前記置換先座標にある第１の色に対応したインデックス出力を０にして、前記第２の色に対応したインデックス出力を１にする第５のステップと
を備えたことを特徴とする画像処理方法。An image processing method of an image processing apparatus for converting a multi-value color luminance signal into a binary or multi-value color density control signal,
Detecting whether an input value of the color luminance signal belongs to a highlight area;
Result of said detecting, if the input value belongs to a highlight region, grid points of the table for the density output corresponding to the grid point values of the first table for density output corresponding to the color and the second color Interpolation is performed using a table having a grid point value that is the sum of the values, and when the input value does not belong to a highlight area, a density output table corresponding to the first color is used. Performing an interpolation operation and converting the input value into a density output;
Performing error diffusion processing on the converted density output to obtain a binary or multi-level index output;
The index output corresponding to the first color is compared with the index output corresponding to the sum of the first and second colors, and the index output corresponding to the first and second colors is compared. A step of shaping ,
The shaping step comprises:
The index output corresponding to the second color is searched in a two-dimensional window having a predetermined size, and the number of pixels in the highlight area and having an index value of 1 is obtained and replaced with the original pixel. A first step of recording as a number and replacing the index value with 0;
In the index output corresponding to the first color, the inside of a two-dimensional window having a predetermined size is searched to find the number of pixels in the highlight area and having an index value of 1, and is used as a replacement destination candidate. A second step of recording as the number of pixels and recording the position of the pixel as a replacement coordinate;
A third step of recording the smaller of the replacement source pixel number and the replacement destination candidate pixel number as the replaceable pixel number;
A fourth step of obtaining a number of replacement destination coordinates equal to the number of replaceable pixels using a random number;
A fifth step of setting an index output corresponding to the first color at the replacement destination coordinates to 0 and an index output corresponding to the second color to 1;
Image processing method characterized by comprising a.
前記第１及び第２の色の補色成分である２つの輝度信号成分の各々に対応した２つの境界値の各々と、対応する前記入力値とを比較し、全ての入力値が対応する前記境界値より大きいかどうかを判別する第１のステップと、
前記第１及び第２の色の補色成分である２つの輝度値を２５５からそれぞれ減算して２つの値を求め、該２つの値の差の絶対値が、単色処理領域であることを判別するための他の１つの境界値より小さいかどうかを判別する第２のステップと、
前記第１及び第２のステップの判別結果が共に真であったときに、前記入力値がハイライト領域に属することを決定する第３のステップと
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の画像処理方法。The detecting step includes
Each of the two boundary values corresponding to each of the two luminance signal components which are complementary color components of the first and second colors is compared with the corresponding input value, and the boundary corresponding to all the input values A first step of determining whether it is greater than a value;
Two luminance values that are complementary color components of the first and second colors are subtracted from 255 to obtain two values, and it is determined that the absolute value of the difference between the two values is a monochromatic processing region. A second step of determining whether it is less than one other boundary value for:
When the determination result of the first and second step were both true, in claim 4, wherein the input value is characterized in that a third step of determining that it belongs to a highlight region The image processing method as described.
前記カラー輝度信号の入力値がハイライト領域に属するかどうかを検出するステップと、
該検出の結果、前記入力値がハイライト領域に属する場合には、第１の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値と第２の色に対応した濃度出力用のテーブルの格子点値との和からなる格子点値を有するテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値がハイライト領域に属さない場合には、前記第１の色に対応した濃度出力用のテーブルを用いて補間演算を行い、前記入力値を濃度出力に変換するステップと、
該変換された濃度出力を誤差拡散処理して、２値または多値のインデックス出力を求めるステップと、
該求められたインデックス出力のうち、前記第１の色に対応したインデックス出力と、前記第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力とを比較して、前記第１及び第２の色の和に対応したインデックス出力を整形するステップとを備え、
前記整形するステップは、
前記第２の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換元画素数として記録し、前記インデックス値を０に置き換える第１のステップと、
前記第１の色に対応したインデックス出力内で、所定の大きさの２次元ウインドウ内部を検索して、ハイライト領域にありかつインデックス値が１である画素の個数を求めてそれを置換先候補画素数として記録し、該画素の位置を置換先座標として記録する第２のステップと、
前記置換元画素数及び置換先候補画素数のうち小さい方を置換可能画素数として記録する第３のステップと、
乱数を用いて、前記置換可能画素数と等しい数の置換先座標を求める第４のステップと、
前記置換先座標にある第１の色に対応したインデックス出力を０にして、前記第２の色に対応したインデックス出力を１にする第５のステップと
を備えることを特徴とするコンピュータプログラム。 A computer program for causing an image processing apparatus to convert a multi-valued color luminance signal into a binary or multi-valued color density control signal,
Detecting whether an input value of the color luminance signal belongs to a highlight area;
Result of said detecting, if the input value belongs to a highlight region, grid points of the table for the density output corresponding to the grid point values of the first table for density output corresponding to the color and the second color Interpolation is performed using a table having a grid point value that is the sum of the values, and when the input value does not belong to a highlight area, a density output table corresponding to the first color is used. Performing an interpolation operation and converting the input value into a density output;
Performing error diffusion processing on the converted density output to obtain a binary or multi-level index output;
Of the obtained index outputs, the index output corresponding to the first color is compared with the index output corresponding to the sum of the first and second colors, and the first and second colors are compared. and a step of shaping the index output corresponding to the sum of,
The shaping step comprises:
The index output corresponding to the second color is searched in a two-dimensional window having a predetermined size, and the number of pixels in the highlight area and having an index value of 1 is obtained and replaced with the original pixel. A first step of recording as a number and replacing the index value with 0;
In the index output corresponding to the first color, the inside of a two-dimensional window having a predetermined size is searched to find the number of pixels in the highlight area and having an index value of 1, and is used as a replacement destination candidate. A second step of recording as the number of pixels and recording the position of the pixel as a replacement coordinate;
A third step of recording the smaller of the replacement source pixel number and the replacement destination candidate pixel number as the replaceable pixel number;
A fourth step of obtaining a number of replacement destination coordinates equal to the number of replaceable pixels using a random number;
A fifth step of setting an index output corresponding to the first color at the replacement destination coordinates to 0 and an index output corresponding to the second color to 1;
The provided computer program characterized Rukoto.
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