JP5709553B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハーフトーン処理するものに関する。

従来、記録媒体上に画像を形成する方法において、限られた階調数で濃淡を再現するために、ハーフトーン処理が用いられることが多い。ハーフトーン処理とは、色材の付着領域の割合を変化させることにより階調を表現する手法である。ハーフトーン処理にはＡＭ（振幅変調）スクリーンに変換する処理とＦＭ（周波数変調）スクリーンに変換する方法が知られている。

ＡＭスクリーンは、色材の付着領域の大きさ（いわゆる網点の大きさ）を変調させることにより階調を表現し、網点の形状、網点を配置する方向（網点角度）、周期的な網点の配置密着（線数）により特徴付けられる。一方、ＦＭスクリーニングは、一定の大きさの微小ドットを空間的にランダムに分散して配置し、この微小ドットの密度により階調を表現する。
ＦＭスクリーンを用いて画像を形成するためには、微小ドットを安定して記録する必要がある。そこで微小ドットの再現が不安定な画像形成装置では、ＡＭスクリーニングが用いられる。

しかし、ＡＭスクリーンを用いた場合、原稿モアレ、細線の途切れ、ジャギーなどが生じることがある。原稿モアレは、入力画像における高周波成分が周期的に配列した網点と干渉し、入力画像における高周波成分が低周波領域に折り返すことによって視認される周期的パターンである。細線の途切れは、細線の角度と網点の角度が近い場合に、細線と網点が干渉することによって起こる現象である。ジャギーは、画像におけるエッジの角度が網点の角度と近い場合に、エッジと網点が干渉することによって起こる現象である。これらの現象は、ＡＭスクリーンにおける網点の線数が低いほど、目立つ傾向がある。
そこで、この問題を解決するため、画像領域に応じてスクリーン処理を切り替える方法が広く知られている。具体的には、原稿モアレ、細線の途切れ、ジャギーなどが生じる画像領域では、ＡＭスクリーンの代わりにＦＭスクリーンを用いる方法である。

しかしＦＭスクリーンは、通常のＡＭスクリーンにとは階調特性が異なる。ハイライト領域ではＦＭスクリーンは、ＡＭスクリーンに比べドットの集中度が低いため、ドットロスが多く生じる。その結果ＦＭスクリーンでは、ハイライト領域において濃度が低くなってしまう。また、中間調領域からシャドウ領域では、ＦＭスクリーンは、ＡＭスクリーンに比べドットの分散性が高いため、ドットゲインが大きくなる。その結果ＦＭスクリーンでは、中間調領域からシャドウ領域において濃度が高くなってしまう。
従って、画像領域に応じてスクリーン処理の手法を切り替えた場合、画像領域ごとに濃度が変化するという新たな問題が発生する。
そこで、この問題を解決するため、スクリーン処理の手法を切り替える領域ごとに、異なる階調補正テーブルを用いる方法が提案されている（特許文献１）。これにより、ＦＭスクリーンを用いる領域とＡＭスクリーンを用いる領域の階調特性を同一にすることが可能である。

特開平７−３３３８２２号公報

しかしながら特許文献１に開示された方法によれば、以下のような課題がある。

階調補正テーブルは、直流以外の空間周波数成分を持たない均一なパッチ画像を測色することにより作成されるため、均一な画像領域に対しては、精度の高い階調補正が可能である。一方、空間周波数の高い画像領域に対しては、必ずしも適切な階調補正ができない場合がある。スクリーン処理の種類や入力画像の空間周波数によって、階調特性が変化する。空間周波数の高い画像領域においては、ドット分散性が高くなり、ドットゲインが大きくなる傾向があるため、空間周波数の低い画像領域に比べて、濃度が高くなる傾向がある。そのため、空間周波数の異なる画像領域に対して、同一の階調補正テーブルを用いた場合、空間周波数の高い画像領域では目標とする濃度が再現できない。

そこで本発明の目的は、ハーフトーン処理した画像に対して、入力画像との誤差を適切に検出し、高品質な出色画像実現する画像処理装置を提供することにある。

以上の課題を解決するため、本発明に係る画像処理装置は入力画像データを、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置が出力可能なハーフトーン画像データに変換する画像処理装置であって、前記ハーフトーン画像データにおいて、フィルタ処理を用いて注目画素が周囲の画素群から受ける影響度を算出する算出手段と、前記ハーフトーン画像データにおける前記注目画素の画素値と前記影響度に基づいて、前記ハーフトーン画像データを印字出力したときの発色特性を予測する出力画像予測手段と、前記入力画像データと前記出力画像予測手段による結果との差分を算出する減算手段と前記差分に応じて、ハーフトーン処理を制御する制御手段とを有し、前記フィルタ処理は、前記画像形成装置の解像度に応じたフィルタを用いる。

本発明によれば、ハーフトーン処理した画像に対して、入力画像との誤差を適切に検出し、高品質な出力画像を実現できる。

実施例１の画像処理装置及び画像形成装置の構成を示すブロック図である。 実施例１における画像処理のフローチャートを示す図である。 スクリーン処理の様子を示す説明図である。 色材量・反射率変換ルックアップテーブルをグラフで示した図である。 実施例１の画像補正部の構成を示すブロック図である。 実施例１の画像補正処理の流れを示すフローチャートである。 フィルタ係数Ｆの一例を示す説明図である。 出力画像予測部の構成を示すブロック図である。 フィルタ係数Ｆ１の一例を示す説明図である。 予測反射率算出用ルックアップテーブルをグラフで示した図である。 実施例２の画像補正部の構成を示すブロック図である。 実施例２の画像補正処理の流れを示すフローチャートである。 フィルタ処理後差分画像の値と仮補正量の値の関係を示すルックアップテーブルをグラフで示した図である。 フィルタ処理後差分画像の値と仮補正量の値の関係を示すルックアップテーブルをグラフで示した図である。 インクジェット方式による画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の効果を示す説明図である。 本発明の効果を示す説明図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明を好適な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

図１は、本実施例に係る画像処理装置１０１及び画像形成装置１０２の構成を示すブロック図である。画像処理装置１０１は、入力された画像データに対して後述する各種画像処理を施す機能を有する。画像形成装置１０２は、画像処理装置１０１から出力された画像データに基づき、記録媒体上に画像を印字出力する機能を有する。なお、画像処理装置１０１は、例えば画像形成装置１０２に対応したドライバがインストールされた一般的なパーソナルコンピュータである。画像処理装置の各構成はコンピュータが所定のプログラムを実行することにより実現されることになる。他の構成例として、例えば画像形成装置１０２が画像処理装置１０１を含む構成としてもよい。画像処理装置１０１と画像形成装置１０２とは、インタフェース又は回路によって接続されている。

画像処理装置１０１は、画像データ入力端子１０３より印刷対象の画像データを入力し、入力画像格納バッファ１０４に格納する。
色変換処理部１０５は、入力画像格納バッファ１０４に格納された入力画像データを画像形成装置１０２が備える色材色に対応した色成分データへ色分解する。本実施例では、色成分ごとの反射率データに分解する。色変換処理には、色分解用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）記憶部（不図示）に記憶された色分解用ルックアップテーブルが参照される。

画像補正部１０６は、入力画像に対してスクリーン処理した画像データを画像形成装置１０２が印字出力した際の発色特性を予測し、入力画像を補正する。画像補正部１０６の詳細な構成については、後述する。
第一色材量算出部１０７は、画像補正部１０６により補正された反射率データから各色の第一色材量データを算出する。色材量算出処理には、色材量・反射率変換ルックアップテーブルを用いる。
第一スクリーン処理部１０８は、第一色材量算出部１０７から出力された第一色材量データに対してスクリーン処理を施し、第一スクリーン処理後データとしてスクリーン画像格納バッファ１０９に格納する。スクリーン画像格納バッファ１０９に格納された第一スクリーン処理後データは、出力端子１１０より画像形成装置１０２へ出力される。

画像形成装置１０２は、電子写真方式を用いて記録媒体上に画像を印字する構成例を示す。しかしながら、画像形成部１０２の構成は特に限定されず、画像処理部１０１が出力する画像を記録媒体上に印字出力できさえすればよい。印字出力方式のその他の例としては、インクジェット型、昇華型、熱転写型、オフセット型などが挙げられる。
画像形成装置１０２は、感光体ドラム２０１、２０２、２０３、２０４、中間転写ベルト２０５、転写部２０６、給紙トレイ２０７、記録媒体２０８、定着部２０９、排紙トレイ２１０を有する。
画像形成装置１０２において、画像処理装置１０１から出力された第一スクリーン処理後データに従って、ＣＭＹＫ各色の感光体ドラム２０１、２０２、２０３、２０４上に潜像画像が形成される。潜像画像が形成された各感光体ドラム上において、潜像画像からトナー像が形成され、形成されたトナー像は中間転写ベルト２０５上に転写される。これにより、中間転写ベルト２０５上には、フルカラーの像が形成される。このフルカラーの像は、転写部２０６において、給紙トレイ２０７から供給された用紙２０８上に転写され、定着部２０９において定着される。カラー像が定着された用紙は排紙トレイ２１０に送られる。

第一スクリーン処理部１０８について詳細に説明する。第一スクリーン処理部１０８はそれぞれ、ＣＭＹＫ各色に対応する閾値テーブルＴｈ＿ｃ、Ｔｈ＿ｍ、Ｔｈ＿ｙ、Ｔｈ＿ｋを格納している。閾値テーブルＴｈ＿ｃ、Ｔｈ＿ｍ、Ｔｈ＿ｙ、Ｔｈ＿ｋは、０から２５５までの値の整数が、第一色材量データの各画素に対応するように配列されている。第一スクリーン処理部１０８は、注目画素における第一色材量データと対応する閾値テーブルを比較し、第一スクリーン処理後データを出力する。
ここで、説明を簡略にするため、ブラックの第一色材量データＤ＿ｋを例に、スクリーン処理の概要を示す。シアン、マゼンダ、イエローについても同様の処理を行う。

図３は、ブラックの第一色材量データＤ＿ｋに対するスクリーン処理の様子を示している。第一スクリーン処理部１０８は、第一色材量データＤ＿ｋ５０１と閾値テーブルＴｈ＿ｋ５０２を画素ごとに比較する。注目画素における第一色材量データＤ＿ｋが対応する閾値よりも大きい場合は１、小さい場合は０として、第一スクリーン処理後データＯ＿ｋ５０３を出力する。なお、ここでは２５６階調の入力画像データに対してスクリーン処理を行い、２階調のデータに変換する例を示したが、これに限らない。

次に第一色材量算出部１０７について説明する。第一色材量算出部１０７は、画像補正部１０６から出力された補正後反射率データＣ１＿ｋ、Ｃ１＿ｃ、Ｃ１＿ｍ、Ｃ１＿ｙに基づいて、画素ごとに第一色材量データＤ＿ｋ、Ｄ＿ｃ、Ｄ＿ｍ、Ｄ＿ｙを算出する。反射率データは、０から１までの整数により表される各画素の反射率の集合体であり、入力画像データの発色特性を示す。色材量データは、０から２５５までの整数により、各画素において画像形成装置１０２が記録するＣＭＹＫ各色の色材量からなるデータである。本実施例では、色材量・反射率変換ルックアップテーブルを用いて色材量を算出する。図４は、ブラックに対応する色材量・反射率変換ルックアップテーブルＫ＿ＬＵＴ＿１Ｄをグラフで示した図である。横軸は色材量、縦軸は反射率である。注目画素の反射率の値として０．６が入力された場合は、グラフを矢印の方向に参照し、色材量の値として３２を出力する。同様に、注目画素の反射率として０．３が入力された場合は、色材量として９０を出力する。以上のように各画素における反射率を色材量に変換し、第一色材量データを生成する。
ここではブラックを例に説明したが、シアン、マゼンダ、イエローに対しても第一色材量算出部１０７は、各色材に対応した色材量・反射率変換ルックアップテーブルを用いて、同様の処理を行う。

画像補正部１０６について説明する。図５は、図１における画像補正部１０６を詳細に示すブロック図である。画像補正部１０６は、第二色材量算出部７０１、第二スクリーン処理部７０２、出力画像予測部７０３、減算部７０４、フィルタ処理部７０５、補正部７０６を有する。ここでは、ブラックの色変換後反射率データＣ＿ｋを処理する画像補正部１０６を例に説明する。なお、シアン、マゼンタ、イエローの色変換後反射率データＣ＿ｃ、Ｃ＿ｍ、Ｃ＿ｙを処理する画像補正部１０６も、同様の構成である。

まず第二色材量算出部７０１は、色変換後反射率データＣ＿ｋを第二色材量データＤ１＿ｋに変換する。第二色材量算出部７０１は、第一色材量算出部１０７と同じ色材量・反射率変換ルックアップテーブルを用いて、各画素におえる色材量を算出し、第二色材量データＤ１＿ｋを出力する。
第二スクリーン処理部７０２は、第二色材量算出部７０１から出力された第二色材量データＤ１＿ｋに対してスクリーン処理を施す。そして、第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋを出力する。第二スクリーン処理部７０２は、第一スクリーン処理部１０８と同一のスクリーン処理をする。

出力画像予測部７０３は、第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋに基づいてブラックの色材のみを印字出力した場合の反射率を予測し、予測反射率データを出力する。予測反射率データは、各画素の予測反射率からなる集合体である。各画素の予測反射率は注目画素における第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋと周辺画素から受ける影響度に基づいて算出される。なお予測反射率は、０から１までの値の実数により表されるデータである。ここで行う処理の詳細は、後で詳しく述べる。

減算部７０４は、出力画像予測部７０３から出力された予測反射率データＣ２＿ｋと、目標とする色変換後反射率データＣ＿ｋとを減算し、差分データＥ＿ｋを求める。
フィルタ処理部７０５は、差分データＥ＿ｋに対して図７に示すフィルタ係数を用いてフィルタ処理を施し、補正量データＥ１＿ｋを求める。なお、このフィルタ係数は、第一スクリーン処理部１０８の特性に応じて決める。具体的には、第一スクリーン処理部１０８が行うスクリーン処理の網点線数が低い場合は、カットオフ周波数が低いフィルタ係数を用いる。一方網点線数が高い場合はカットオフ周波数が高いフィルタ係数を用いる。これにより、差分データＥ＿ｋに含まれている補正に不要な高周波成分を除去し、適切な補正量データを算出する。

高周波成分を含む差分データＥ＿ｋを用いて入力画像データを補正すると、第一スクリーン処理部１０８による第一スクリーン処理によりモアレパターンやテクスチャパターンを発生させてしまうことがある。そのため、差分データＥ＿ｋに余分な高周波成分がない場合は、このフィルタ処理は不要である。
補正部７０６は、色変換後反射率データＣ＿ｋに対して、補正量データＥ１＿ｋを用いて補正し、補正後反射率データＣ１＿ｋを出力する。

以上の処理により、画像補正部１０６で行われる全ての処理が完了する。

ここで、出力画像予測部７０３の詳細な構成を説明する。説明を簡略化するため、ブラックの第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋを処理するために用いられる出力画像予測部を例に説明する。なお、シアン、マゼンタ、イエローのスクリーン処理後データを処理するために用いられる出力画像予測部も、同様の構成である。

図８は、図５における出力画像予測部７０３の構成を詳細に示すブロック図である。
出力画像予測部７０３は、影響度算出部１００１と画像変換部１００２を有する。影響度算出部１００１は、第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋに対してフィルタ処理を用いることにより、影響度データＸ＿ｋを求める。影響度データＸ＿ｋは、印字出力された記録媒体上における注目画素が、周囲の画素群に存在する色材からどれくらい影響を受けるかを示す。

フィルタ係数Ｆ１は、注目画素の周囲に存在する画素群（以降、周囲画素）に対する重みである。第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋに基づいて実際に印字出力されると、注目画素の反射率は、周囲画素の影響を受ける。そこで影響度算出部１００１は、周囲画素における第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋに対してフィルタ処理を用いることにより、注目画素が受ける影響度を算出する。

フィルタ係数Ｆ１は、画像形成装置１０２が有する特性に応じて設定する。図９は、フィルタ係数Ｆ１の例として、３種類のフィルタ係数を示している。これらフィルタ係数はいずれも、注目画素（中央）の値が０となっている。これは、第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋにおいて注目画素にドットが存在しても、注目画素自身による影響度は０とすることを意味している。なお、第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋは、０又は１の値により、ドットを記録するかしないかの情報を表現している。この第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋにおいて、１の値はドットを記録することを示しており、０の値はドットを記録しないことを示している。

フィルタ係数において、注目画素の上下左右の画素に対する重みは、注目画素の斜め方向に存在する画素に対する重みよりも大きく設定されている。これは、印字出力された記録媒体上における注目画素は、周囲の斜め方向に存在する画素から受ける影響よりも、上下左右に存在する画素から受ける影響の方が強いことを示している。

また、フィルタ係数１１０１とフィルタ係数１１０２においては、注目画素の周囲８個の画素群に重みづけしている。これは、フィルタ係数１１０１、１１０２は、印字出力された記録媒体上における注目画素が、周囲の８個の画素群から影響を受けることを示している。

一方、フィルタ係数１１０３においては、注目画素の周囲２４個の画素群に重みづけしている。これは、フィルタ係数１１０３は、印字出力された記録媒体上のある注目画素が、周囲の２４個の画素群から影響を受けることを示している。画像形成装置１０２の解像度が高い場合、注目画素に影響を与える画素数が多くなる。そこで高解像度の出力画像に対して、反射率の予測値を算出する場合、大きいフィルタ係数を用いてフィルタ処理するのがよい。

また、フィルタ係数１１０２は、注目画素の左右に存在する画素に対する重みが、注目画素の上下に存在する画素に対する重みよりも大きく設定されている。これは、印字出力された記録媒体上における注目画素が、周囲画素のうち縦方向に存在するドットから受ける影響に比べ、横方向に存在するドットから受ける影響を強い場合がある。例えば画像形成装置１０２による出力画像では、横方向へのドットの広がりが強い場合である。フィルタ係数１１０２は、このような画像形成装置１０２を用いて印字出力する際に、適したフィルタ係数になっている。

以上のように影響度算出部１００１は、画像形成装置１０２の特性に適したフィルタ係数を参照して、影響度を算出する。

画像変換部１００２は、第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋと影響度データＸ＿ｋから予測反射率データＣ２＿ｋを求める。ここで、注目画素の位置をｉおよびｊを用いて（ｉ、ｊ）のように表記する。また、画素（ｉ、ｊ）における第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋの値を第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）と表記する。同様に、画素（ｉ、ｊ）における影響度データＸ＿ｋと予測反射率データＣ２＿ｋをそれぞれ、影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）、予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）と表記する。
図１０は、画素（ｉ、ｊ）における予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）を求めるために使用するルックアップテーブルの一例をグラフに示した図である。縦軸は予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）、横軸は影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）である。本実施例では、このルックアップテーブルを予測反射率算出用ルックアップテーブルと呼ぶ。

予測反射率算出用ルックアップテーブル１２０１は、注目画素における第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）が０のときに用いられる。第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）が０のとき、注目画素にはドットが印字されないので、注目画素自体の反射率は、紙白の反射率になるはずである。ところが、周囲画素にドット（色材）が存在する場合、注目画素の反射率は周囲画素の影響を受け、紙白の反射率よりも大きく低下する。そこで、実際に印字出力した時の注目画素における反射率を算出するため、予測反射率算出用ルックアップテーブル１２０１を用いる。

一方、予測反射率算出用ルックアップテーブル１２０２は、注目画素における第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）が１のときに用いられる。第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）が１のとき、注目画素にはドットが印字されるので、注目画素自体の反射率は、ドット（色材）の反射率になるはずである。ところが、周囲画素にほとんどドット（色材）がない場合、紙白の反射率から影響を受ける。そこで、実際い印字出力した時の注目画素における反射率を算出するため、予測反射率算出用ルックアップテーブル１２０２を用いる。

以上のように、画素（ｉ、ｊ）にドットが記録されるかされないかによって、使用する予測反射率算出用ルックアップテーブルが異なる。画像変換部１００２は、注目画素に応じて異なる２種類の予測反射率算出用ルックアップテーブルを参照することにより、精度よく予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）を求める。

はじめに、注目画素にドットが記録されない場合に使用する予測反射率算出用ルックアップテーブル１２０１について説明する。第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）が０、かつ影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）が０の場合、周囲画素が画素（ｉ、ｊ）に与える影響はないので、記録媒体自体の反射率となる。ここでは、画像形成装置１０２が使用する記録媒体は紙である。従って、注目画素における第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）が０、かつ、注目画素の影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）も０の場合、注目画素の反射率は紙白の反射率となる。

一方、注目画素にドットが記録されず、注目画素の影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）が０より大きい場合、注目画素の予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）は紙白の反射率よりも小さくなる。周囲画素に存在する色材が注目画素に影響を与えるため、画素（ｉ、ｊ）の反射率は注目画素自身の反射率（紙白の反射率）よりも小さくなるからである。

なお、予測反射率算出用ルックアップテーブルは、予測反射率Ｃ２＿ｋが実際に印字出力された時の反射率になるべく近くなるように設定し、反射率の予測精度を高くする。

次に、注目画素にドットが記録される場合に使用する予測反射率算出用ルックアップテーブル１２０２について説明する。第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）が１かつ影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）が０よりもある程度大きい場合は、注目画素の予測反射率は色材自体の反射率になる。これは、ドットが記録された画素（ｉ、ｊ）が周囲画素のドットから受ける影響度が大きいほど、画素（ｉ、ｊ）の反射率は色材自体の反射率付近に収束するからである。ここで、色材自体の反射率とは、いわゆる単色のベタパッチ画像の反射率を意味する。ベタパッチ画像とは、色材量を最大にして記録媒体上に印字出力することにより作成される数ｃｍ四方の均一パッチである。この場合は、ベタパッチ画像の反射率は、ブラックの色材を用いて作成した単色のベタパッチ画像のマクロな反射率を意味する。

一方、注目画素の第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）が１かつ影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）の値が０又は０付近である場合、予測反射率算出用ルックアップテーブルによれば、注目画素の予測反射率は色材自体の反射率より少しだけ大きくなっている。本実施例における画像形成装置１０２は、電子写真方式を用いており、孤立ドットの再現が困難な場合がある。具体的には、ドットが記録される画素（ｉ、ｊ）の周辺にドットが存在しない（影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）が０）場合、画素（ｉ、ｊ）に記録すべきドットが欠けたり、全く記録されなかったりする現象が知られている。そのため、電子写真方式による画像形成装置１０２を有する本実施例において、この現象をより正確にシミュレートするために、注目画素の第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）が１かつ影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）が０又は０付近である場合、注目画素の予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）は、色材自体の反射率より少しだけ大きく設定する。

以下、予測反射率算出用ルックアップテーブルを用いて画素（ｉ、ｊ）における予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）を求める方法を説明する。
注目画素の第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）が０である（ドットが記録されない）場合、画像変換部１００２は予測反射率算出用ルックアップテーブル１２０１を参照し、注目画素の影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）から、注目画素の予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）を求める。注目画素の影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）が０．２であるとすると、注目画素の予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）の値は０．５となる。

一方、注目画素の第二スクリーン処理後画素値Ｏ１＿ｋ（ｉ、ｊ）の値が１である（ドットが記録される）場合、画像変換部１００２は予測反射率算出用ルックアップテーブル１２０２を参照し、注目画素の影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）から、注目画素の予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）を求める。このとき、注目画素の影響度Ｘ＿ｋ（ｉ、ｊ）が０．１であるとすると、注目画素の予測反射率Ｃ２＿ｋ（ｉ、ｊ）の値は０．０５となる。

以上のように、注目画素にドットが記録されるかされないかによって、画像変換部１００２は異なる予測反射率用ルックアップテーブルを用いる。それは、注目画素にドットが記録される（色材が付着する）場合と、記録されない（色材はなく紙白）場合では、周囲画素から受ける影響の度合いが異なるためである。注目画素にドットが記録されない場合の方が、ドットが記録される場合よりも、周囲画素に存在する色材の影響を強く受ける。

次に、画像処理装置１０１における画像処理方法について、図２に示すフローチャートを用いて説明する。なお、各ステップは全画素に対して行われる。

まず、ステップＳ４０１において、画像処理装置１０１は、多階調の画像データを入力端子１０３より入力し、入力画像格納バッファ１０４へ格納する。ここで入力画像データは、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３つの色成分を有する。
ステップＳ４０２において、色変換処理部１０５は、入力画像バッファ１０４に格納された入力画像データに対して、色分解用ＬＵＴ記憶部（不図示）に記憶された色分解ＬＵＴを用いて、色変換処理を行う。具体的には、入力画像データの各色成分を、画像形成装置１０２が有する色材の色成分に変換する。

本実施例の画像形成装置１０２はブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４つの色材を有している。そのため色変換処理は、ＲＧＢの入力画像データをＣＭＹＫのデータへ次式の通り変換する。
Ｃ＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿３Ｄ（Ｒ，Ｇ，Ｂ） ・・・（１）
Ｃ＿ｃ＝ Ｃ＿ＬＵＴ＿３Ｄ（Ｒ，Ｇ，Ｂ） ・・・（２）
Ｃ＿ｍ＝ Ｍ＿ＬＵＴ＿３Ｄ（Ｒ，Ｇ，Ｂ） ・・・（３）
Ｃ＿ｙ＝ Ｙ＿ＬＵＴ＿３Ｄ（Ｒ，Ｇ，Ｂ） ・・・（４）
ここで、式（１）〜式（４）の右辺に定義される各関数が、色分解用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の内容に該当する。色分解用ＬＵＴはＲ、Ｇ、Ｂの３入力値から、各有色色材ＣＭＹＫに対応した反射率データを得る構成となる。

入力画像データＲ、Ｇ、Ｂはそれぞれ、０から２５５までの値の整数により階調表現した画像データである。また、色変換後反射率データＣ＿ｋ、Ｃ＿ｃ、Ｃ＿ｍ、Ｃ＿ｙはそれぞれ、０から１までの値の実数により、各色成分における反射率を示したデータである。具体的には、ＣＭＹＫの各色材を、単色で記録媒体上に印字出力したときに目標とする反射率データである。例えば、色変換後反射率データＣ＿ｋは、入力画像データに基づいてブラックの色材のみを印字出力したときに、再現しようとしている反射率データを示している。

以上の処理により、色変換処理が完了する。

次にステップＳ４０３において、画像補正部１０６は、各色の色変換後反射率データＣ＿ｋ、Ｃ＿ｃ、Ｃ＿ｍ、Ｃ＿ｙに対して補正処理を施し、補正後反射率データＣ１＿ｋ、Ｃ１＿ｃ、Ｃ１＿ｍ、Ｃ１＿ｙを出力する。この補正後反射率データＣ１＿ｋ、Ｃ１＿ｃ、Ｃ１＿ｍ、Ｃ１＿ｙは、色変換後反射率データＣ＿ｋ、Ｃ＿ｃ、Ｃ＿ｍ、Ｃ＿ｙと同様に、０から１までの値の実数により、各色成分の反射率を示すデータである。ステップＳ４０３における処理の詳細は、ブラックを例に説明する。シアン、マゼンダ、イエローに対しても同様の処理を行う。

まず、画像補正部１０６における第二色材量算出部７０１は、図６に示す色材量・反射率変換ルックアップテーブルを用いて、全ての画素の反射率を色材量に変換し、第二色材量データＤ１＿ｋを算出する。
Ｄ１＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ＿ｋ） ・・・（５）
第二スクリーン処理部７０２は第二色材量データＤ１＿ｋと閾値テーブルＴｈ＿ｋとを画素ごとに比較し、式（６）および（７）の通りにスクリーン処理を行い、第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋを出力する。
Ｄ１＿ｋ ≦ Ｔｈ＿ｋのとき、 Ｏ１＿ｋ＝０ ・・・（６）
Ｄ１＿ｋ ＞ Ｔｈ＿ｋのとき、 Ｏ１＿ｋ＝１ ・・・（７）
出力画像予測部７０３は、第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋに基づいて、画素ごとに予測反射率を算出する。まず、影響度算出部１００１は、注目画素が注目画素の周囲に存在する画素群からどれくらいの影響を受けるかを示す影響度を算出する。本実施例では、図１１に示すフィルタ係数１１０１を用いたフィルタ処理により、全ての画素における影響度を求め、影響度データＸ＿ｋを算出する。
Ｘ＿ｋ＝ Ｏ１＿ｋ ＊ Ｆ１ ・・・（８）
なお、式（８）において、「＊」はコンボリューションを示す。また、Ｆ１はフィルタ係数である。ここではＦ１として、図９に示すフィルタ係数１１０１を用いてフィルタ処理を行う。

そして、画像変換部１００２は、影響度算出部１００１から得た影響度データＸ＿ｋと注目画素の第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋから、予測反射率データＣ２＿ｋを求める。注目画素の第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋが０である場合、画像変換部１００２は、予測反射率算出用ルックアップテーブル１２０１を参照して、注目画素の予測反射率を算出する。また注目画素の第２スクリーン処理後データＯ１＿ｋが１である場合、画像変換部１００２は、予測反射率算出用ルックアップテーブル１２０２を参照して、注目画素の予測反射率を算出する。

次に減算部７０４は、予測反射率データＣ２＿ｋと目標とする色変換後反射率データＣ＿ｋとの差分データＥ＿ｋを算出する。
Ｅ＿ｋ＝ Ｃ２＿ｋ − Ｃ＿ｋ ・・・（９）
フィルタ処理部７０５は、差分データＥ＿ｋに対して式（１０）の通りにフィルタ処理を施し、補正量データＥ１＿ｋを求める。
Ｅ１＿ｋ＝ Ｅ＿ｋ ＊ Ｆ ・・・（１０）
式（１７）において、「＊」はコンボリューションを示す。また、Ｆは次式により表現されるローパス特性を有するフィルタ係数である。

式（１１）において、ｒはフィルタ係数の原点からの距離であり、σはフィルタの特性を変化させるパラメータである。図７は、フィルタ処理部７０５に用いられる１１画素×１１画素のフィルタ係数Ｆを示している。このフィルタ係数は、（１１）式のσの値に２．５を代入して求めたものである。

補正部７０６は、色変換後反射率データＣ＿ｋに対して、補正量データＥ１＿ｋを用いて色（１２）の通りに補正後反射率データＣ１＿ｋを求める。
Ｃ１＿ｋ＝ Ｃ＿ｋ − Ｅ１＿ｋ ・・・（１２）
以上の処理により、ステップＳ４０３における補正処理が完了する。なお、シアン、マゼンダ、イエローに対しても同様の補正処理を行い、Ｃ１＿ｋ、Ｃ１＿ｃ、Ｃ１＿ｍ、Ｃ１＿ｙを得る。

ステップＳ４０４において、第一色材量算出部１０７は、図４に示す色材量・反射率変換ルックアップテーブルを用いて、補正後画像データＣ１＿ｋ、Ｃ１＿ｃ、Ｃ１＿ｍ、Ｃ１＿ｙを第一色材量データＤ＿ｋ、Ｄ＿ｃ、Ｄ＿ｍ、Ｄ＿ｙに変換する。第一色材量データＤ＿ｋ、Ｄ＿ｃ、Ｄ＿ｍ、Ｄ＿ｙは、０から２５５までの値の整数により、画像形成装置１０２が記録するＣＭＹＫ各色の色材の量を表現する画像データである。このとき、変換処理は次式の通り行う。
Ｄ＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１＿ｋ） ・・・（１３）
Ｄ＿ｃ＝ Ｃ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１＿ｃ） ・・・（１４）
Ｄ＿ｍ＝ Ｍ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１＿ｍ） ・・・（１５）
Ｄ＿ｙ＝ Ｙ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１＿ｙ） ・・・（１６）
ステップ４０５において、第一スクリーン処理部１０８は、第一色材量データＤ＿ｋ、Ｄ＿ｃ、Ｄ＿ｍ、Ｄ＿ｙに対してスクリーン処理を施す。具体的には、第一色材量データＤ＿ｋと閾値テーブルＴｈ＿ｋとを画素ごとに比較し、次式の通りにスクリーン処理を行い、第一スクリーン処理後データＯ＿ｋを出力する。
Ｄ＿ｋ ≦ Ｔｈ＿ｋのとき、 Ｏ＿ｋ＝０ ・・・（１７）
Ｄ＿ｋ ＞ Ｔｈ＿ｋのとき、 Ｏ＿ｋ＝１ ・・・（１８）
なお、第一スクリーン処理部１０８におけるスクリーン処理は、ステップＳ４０３において第二スクリーン処理部７０２が用いたスクリーン処理と同一である。この第一スクリーン処理後データＯ＿ｋ、Ｏ＿ｃ、Ｏ＿ｍ、Ｏ＿ｙは、０又は１の値により、画像形成装置１０２が色材を記録するかしないかの情報を表現する画像データである。具体的には、１はドットを記録することを示しており、０はドットを記録しないことを示している。

上記例では、ブラックの色材量データについて説明したが、シアン、マゼンタ、イエローの各色材量データに対しても、各色に対応する閾値テーブルＴｈ＿ｃ、Ｔｈ＿ｍ、Ｔｈ＿ｙ、Ｔｈ＿ｋを用いて同様のスクリーン処理を行い、第一スクリーン処理後データＯ＿ｃ、Ｏ＿ｍ、Ｏ＿ｙを出力する。

以上の処理により、ステップＳ４０５におけるスクリーン処理が完了する。

ステップＳ４０６において、第一スクリーン処理後データＯ＿ｋ、Ｏ＿ｃ、Ｏ＿ｍ、Ｏ＿ｙを出力画像格納バッファ１０９へ格納する。これらスクリーン処理後データは、出力端子１１０を経て、画像形成装置１０２へ転送される。そして、画像形成装置１０２により記録媒体上に印字出力される。

以上の処理により、画像処理部１０１で行われる全ての処理が完了する。

以上説明した通り、本実施例によれば、注目画素における入力画像データとスクリーン処理後データとの誤差について、画像形成装置１０２が有する特性と周囲画素による影響度に応じて算出する。従って、画像形成装置１０２が実際に印字出力した際の反射率を精度高く予測することができ、適切な補正処理を実現できる。

また、本実施例における出力画像予測部７０３によれば、入力画像データが均一である場合、予測反射率データは目標となる色変換後反射率データとほとんど等しくなる。よって、入力画像データが均一である場合、式（１６）から算出される差分データは０に近くなり、式（１７）より補正量データは０に近似する。そのためこの画像補正部１０６は、入力画像データが均一な画像に対しては、補正処理はほとんど行わないといえる。

一方、入力画像データが空間周波数の高い不均一な画像である場合、ドットの分散性が高くなりドットゲインが大きくなる影響により、補正せずに印字すると目標とする色変換後反射率データよりも濃く出力されてしまうことがある。そこで本実施例における画像補正部１０６は、周囲画素による影響度に応じて色変換後反射率データを補正し、補正後反射率データに基づいて色材量・反射率変換ルックアップテーブルにより処理する。これにより、空間周波数の高い画像に対しては、適切に補正をすることができる。

前述の実施例１では、予測反射率データと色変換後反射率データの差分を入力画像データから減算することにより、入力画像データを補正した。しかし、一般に画像形成装置１０２は、入力画像データの階調値や空間周波数特性に応じて、出力画像が非線形に変化し、再現性が低下してしまう。

そこで、実施例２においては、画像形成装置１０２の非線形性を考慮し、より適切な補正処理を行う構成になっている。具体的には、画素ごとに複数の仮補正量を用いて仮補正処理を行うことにより、最適な補正後画像データを算出する。

以下詳細な構成を示す。なお本実施例で示す構成は、画像補正部１０６を除き実施例１で示した構成と同一である。同一の構成については、説明を省略する。また、説明を簡略化するため、ブラックの色変換後画像Ｃ＿ｋを処理するために用いられる画像補正部を例に説明する。なお、シアン、マゼンタ、イエローの色変換後画像Ｃ＿ｃ、Ｃ＿ｍ、Ｃ＿ｙを処理するために用いられる画像補正部も、同様の構成である。

図１１は、実施例２におけるブラックの色変換後反射率データＣ＿ｋを処理する画像補正部１０６の詳細な構成を示すブロック図である。
仮補正部１３０１は、入力画像データに対して複数の仮補正処理を行う。第三色材量算出部１３０２は、仮補正部１３０１から出力された複数の仮補正後反射率データをすべて色材量データに変換する。第三色材量算出部１３０２は、ブラックの色材量を算出するために用いられる第一色材量算出部１０７と同一の構成である。

第三スクリーン処理部１３０３は、第三色材量算出部１３０２から出力された複数の第三色材量データに対して同一のスクリーン処理を行う。第三スクリーン処理部１３０３は、ブラックのスクリーン処理後データを生成するために用いられる第一スクリーン処理部１０８と同一の構成である。

出力画像予測部１３０４は、第三スクリーン処理部１３０３から出力された各第三スクリーン処理後データに基づいて、実際に印字出力された時の反射率を予測し、予測反射率データを算出する。
減算部１３０５は、仮補正前の入力画像データと出力画像予測部１３０４から出力された各予測反射率データとの差分データを算出する。そして全ての仮補正処理後データに対応する差分データを出力する。
フィルタ処理部１３０６は、全ての差分データに対してフィルタ処理を行う。ここではフィルタ処理部７０５と同様、ローパス特性を持ったフィルタを用いて処理をする。
選択部１３０７は、フィルタ処理部１３０６から出力された複数のフィルタ処理後差分データに基づいて、画素ごとに第三スクリーン処理後画素値とフィルタ処理後差分値との関係を示すルックアップテーブルを作成する。そして、画素ごとに最適な仮補正後画素値を選択し、補正後反射率データを出力する。詳細は後述する。

図１２は、実施例２における画像補正部で行われる画像補正の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ１４０１において、仮補正部１３０１は、色変換後反射率データＣ＿ｋに対して複数の異なる仮補正量を用いて仮補正をする。ここでは、９つの仮補正量を用いて９個の仮補正後反射率データＣ１０＿ｋ、Ｃ１１＿ｋ、Ｃ１２＿ｋ、Ｃ１３＿ｋ、Ｃ１４＿ｋ、Ｃ１５＿ｋ、Ｃ１６＿ｋ、Ｃ１７＿ｋ、Ｃ１８＿ｋを得る。

仮補正量ｃは、−１から１までの値の実数である。また仮補正量ｃは、すべての画素において同じ値を用いる。このとき、任意の画素（ｉ、ｊ）における仮補正後画素値Ｃ１０＿ｋ（ｉ、ｊ）の値は、次式により算出する。
Ｃ１０＿ｋ（ｉ、ｊ） ＝ Ｃ＿ｋ（ｉ、ｊ） ＋ ｃ ・・・（１９）
本実施例では、この仮補正量ｃの値として、−１、−０．３、−０．２、−０．１、０、０．１、０．２、０．３、１、の９種類の値を用いる。そのため、任意の画素（ｉ、ｊ）における仮補正後画像Ｃ１０＿ｋ、Ｃ１１＿ｋ、Ｃ１２＿ｋ、Ｃ１３＿ｋ、Ｃ１４＿ｋ、Ｃ１５＿ｋ、Ｃ１６＿ｋ、Ｃ１７＿ｋ、Ｃ１８＿ｋの値は、次式により算出する。
Ｃ１０＿ｋ（ｉ、ｊ） ＝ Ｃ＿ｋ（ｉ、ｊ） − １ ・・・（２０）
Ｃ１１＿ｋ（ｉ、ｊ） ＝ Ｃ＿ｋ（ｉ、ｊ） − ０．３ ・・・（２１）
Ｃ１２＿ｋ（ｉ、ｊ） ＝ Ｃ＿ｋ（ｉ、ｊ） − ０．２ ・・・（２２）
Ｃ１３＿ｋ（ｉ、ｊ） ＝ Ｃ＿ｋ（ｉ、ｊ） − ０．１ ・・・（２３）
Ｃ１４＿ｋ（ｉ、ｊ） ＝ Ｃ＿ｋ（ｉ、ｊ） ＋ ０ ・・・（２４）
Ｃ１５＿ｋ（ｉ、ｊ） ＝ Ｃ＿ｋ（ｉ、ｊ） ＋ ０．１ ・・・（２５）
Ｃ１６＿ｋ（ｉ、ｊ） ＝ Ｃ＿ｋ（ｉ、ｊ） ＋ ０．２ ・・・（２６）
Ｃ１７＿ｋ（ｉ、ｊ） ＝ Ｃ＿ｋ（ｉ、ｊ） ＋ ０．３ ・・・（２７）
Ｃ１８＿ｋ（ｉ、ｊ） ＝ Ｃ＿ｋ（ｉ、ｊ） ＋ １ ・・・（２８）
なお、ここでは、仮補正量ｃの値として−１、−０．３、−０．２、−０．１、０、０．１、０．２、０．３、１の９種類の値を用いたが、仮補正量ｃの値はこれらに限定されない。また、仮補正量ｃの値の数も９種類に限定されない。例えば、仮補正量ｃの値として−１．０、−０．５、−０．２５、０、０．２５、０．５、１．０の７種類の値を用いることも可能である。

また最適な補正後反射率データは、仮補正量が０周辺である場合の画像データに近い傾向がある。そのため、仮補正量ｃとしては、０周辺の値を密にすることが望ましい。すなわち、仮補正量ｃの値は、−１から１までの領域で均等に割り振るのではなく、先に示した通り、仮補正量が０に近い領域では仮補正量の刻み幅を小さくし、それ以外の領域では仮補正量の刻み幅を大きくすることが望ましい。

次に、ステップＳ１４０２において、第三色材量算出部１３０２は、仮補正後反射率データＣ１０＿ｋ、Ｃ１１＿ｋ、Ｃ１２＿ｋ、Ｃ１３＿ｋ、Ｃ１４＿ｋ、Ｃ１５＿ｋ、Ｃ１６＿ｋ、Ｃ１７＿ｋ、Ｃ１８＿ｋを第三色材量データに変換する。第三色材量算出部１３０２の構成は、ブラックの色材量を算出するために用いられる第一色材量算出部１０７と同一である。このとき、変換処理は次式の通り行う。
Ｄ１０＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１０＿ｋ） ・・・（２９）
Ｄ１１＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１１＿ｋ） ・・・（３０）
Ｄ１２＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１２＿ｋ） ・・・（３１）
Ｄ１３＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１３＿ｋ） ・・・（３２）
Ｄ１４＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１４＿ｋ） ・・・（３３）
Ｄ１５＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１５＿ｋ） ・・・（３４）
Ｄ１６＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１６＿ｋ） ・・・（３５）
Ｄ１７＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１７＿ｋ） ・・・（３６）
Ｄ１８＿ｋ＝ Ｋ＿ＬＵＴ＿１Ｄ（Ｃ１８＿ｋ） ・・・（３７）
ステップＳ１４０３において、第三スクリーン処理部１３０３は、第三色材量データＤ１０＿ｋ、Ｄ１１＿ｋ、Ｄ１２＿ｋ、Ｄ１３＿ｋ、Ｄ１４＿ｋ、Ｄ１５＿ｋ、Ｄ１６＿ｋ、Ｄ１７＿ｋ、Ｄ１８＿ｋに対してスクリーン処理を掛ける。そして、第三スクリーン処理後データＯ１０＿ｋ、Ｏ１１＿ｋ、Ｏ１２＿ｋ、Ｏ１３＿ｋ、Ｏ１４＿ｋ、Ｏ１５＿ｋ、Ｏ１６＿ｋ、Ｏ１７＿ｋ、Ｏ１８＿ｋを出力する。なお、第三スクリーン処理部１３０３の構成は、ブラックのスクリーン処理後データを生成するために用いられる第一スクリーン処理部１０８と同一である。

ステップＳ１４０４において出力画像予測部１３０４は、記録媒体上に印字出力された場合の反射率を予測し、予測反射率データＣ２０＿ｋ、Ｃ２１＿ｋ、Ｃ２２＿ｋ、Ｃ２３＿ｋ、Ｃ２４＿ｋ、Ｃ２５＿ｋ、Ｃ２６＿ｋ、Ｃ２７＿ｋ、Ｃ２８＿ｋを算出する。なお、出力画像予測部１３０４の構成は、ブラックの第二スクリーン処理後データを処理するために用いられる出力画像予測部７０３と同一である。

ステップＳ１４０５において減算部１３０５は、目標となる色変換後反射率データと予測反射率との差分データＥ２０＿ｋ、Ｅ２１＿ｋ、・・・、Ｅ２８＿ｋを次式により求める。
Ｅ２０＿ｋ＝ Ｃ２０＿ｋ − Ｃ＿ｋ ・・・（３８）
Ｅ２１＿ｋ＝ Ｃ２１＿ｋ − Ｃ＿ｋ ・・・（３９）
Ｅ２２＿ｋ＝ Ｃ２２＿ｋ − Ｃ＿ｋ ・・・（４０）
Ｅ２３＿ｋ＝ Ｃ２３＿ｋ − Ｃ＿ｋ ・・・（４１）
Ｅ２４＿ｋ＝ Ｃ２４＿ｋ − Ｃ＿ｋ ・・・（４２）
Ｅ２５＿ｋ＝ Ｃ２５＿ｋ − Ｃ＿ｋ ・・・（４３）
Ｅ２６＿ｋ＝ Ｃ２６＿ｋ − Ｃ＿ｋ ・・・（４４）
Ｅ２７＿ｋ＝ Ｃ２７＿ｋ − Ｃ＿ｋ ・・・（４５）
Ｅ２８＿ｋ＝ Ｃ２８＿ｋ − Ｃ＿ｋ ・・・（４６）
ステップＳ１４０６においてフィルタ処理部１３０６は、差分データに対してフィルタ処理を施し、フィルタ処理後差分データＥ３０＿ｋ、Ｅ３１＿ｋ、・・・、Ｅ３８＿ｋを次式により求める。このフィルタ処理は次式の通り行う。
Ｅ３０＿ｋ＝ Ｅ２０＿ｋ ＊ Ｆ３ ・・・（４７）
Ｅ３１＿ｋ＝ Ｅ２１＿ｋ ＊ Ｆ３ ・・・（４８）
Ｅ３２＿ｋ＝ Ｅ２２＿ｋ ＊ Ｆ３ ・・・（４９）
Ｅ３３＿ｋ＝ Ｅ２３＿ｋ ＊ Ｆ３ ・・・（５０）
Ｅ３４＿ｋ＝ Ｅ２４＿ｋ ＊ Ｆ３ ・・・（５１）
Ｅ３５＿ｋ＝ Ｅ２５＿ｋ ＊ Ｆ３ ・・・（５２）
Ｅ３６＿ｋ＝ Ｅ２６＿ｋ ＊ Ｆ３ ・・・（５３）
Ｅ３７＿ｋ＝ Ｅ２７＿ｋ ＊ Ｆ３ ・・・（５４）
Ｅ３８＿ｋ＝ Ｅ２８＿ｋ ＊ Ｆ３ ・・・（５５）
なお、フィルタ係数Ｆ３は、式（１０）で使用するフィルタ係数Ｆと同様に、ローパス特性を有するフィルタ係数を用いる。

ステップＳ１４０７において選択部１３０７は、フィルタ処理後差分データＥ３０＿ｋ、Ｅ３１＿ｋ、・・・、Ｅ３８＿ｋに基づいて、差分データが０となるときの補正後反射率を画素ごとに選択する。そして、補正後反射率データＣ１＿ｋを出力する。

以下詳細な説明を行う。ここでは、画素（ｉ、ｊ）ごとに異なる処理を行う。そこで、２つの画素位置（ｉ１、ｊ１）および（ｉ２、ｊ２）を例として処理内容を説明する。なお、画素（ｉ、ｊ）におけるフィルタ処理後差分値は、Ｅ３０＿ｋ（ｉ、ｊ）、Ｅ３１＿ｋ（ｉ、ｊ）、・・・、Ｅ３８＿ｋ（ｉ、ｊ）などと表記する。また、画素（ｉ、ｊ）における補正後画像の値は、Ｃ１＿ｋ（ｉ、ｊ）と表記する。

はじめに、画素（ｉ１、ｊ１）における補正後反射率Ｃ１＿ｋ（ｉ１、ｊ１）の求め方を説明する。図１３は、画素（ｉ１、ｊ１）におけるフィルタ処理後差分値と仮補正後反射率の関係を示すルックアップテーブルをグラフで示した図である。縦軸はフィルタ処理後差分値であり、横軸は第三スクリーン処理後画素値である。フィルタ処理後差分値Ｅ３０＿ｋ（ｉ１、ｊ１）、Ｅ３１＿ｋ（ｉ１、ｊ１）、・・・、Ｅ３８＿ｋ（ｉ１、ｊ１）の値はそれぞれ、仮補正後反射率Ｃ１０＿ｋ（ｉ１、ｊ１）、Ｃ１１＿ｋ（ｉ１、ｊ１）、・・・、Ｃ１８＿ｋ（ｉ１、ｊ１）に対応している。選択部１３０７では、フィルタ処理部１３０６による処理結果をもとに、このようなルックアップテーブルを画素ごとに大量に生成する。例えば、画素数が１００万画素の画像が入力された場合は、１００万個のルックアップテーブルを生成する。

このとき、フィルタ処理後差分値が０又は最小となる反射率を参照することにより、最適な補正後反射率Ｃ１＿ｋ（ｉ１、ｊ１）を求める。図１５の場合、フィルタ処理後差分値が０となる反射率は、Ｃ１７＿ｋ（ｉ１、ｊ１）とＣ１８＿ｋ（ｉ１、ｊ１）の間にある。したがって、補正後反射率Ｃ１＿ｋ（ｉ１、ｊ１）は、Ｃ１７＿ｋ（ｉ１、ｊ１）とＣ１８＿ｋ（ｉ１、ｊ１）を用いて補間演算により算出する。

同様に、画素（ｉ２、ｊ２）における補正後反射率Ｃ１＿ｋ（ｉ２、ｊ２）の求め方について説明する。図１４は、画素（ｉ２、ｊ２）におけるフィルタ処理後差分値と仮補正後反射率の関係を示すルックアップテーブルをグラフで示した図である。
補正後反射率Ｃ１＿ｋ（ｉ２、ｊ２）は、フィルタ処理後差分値が０又は最小となる反射率を算出することにより求める。図１４の場合、フィルタ処理後差分値が０となる反射率は、Ｃ１７＿ｋ（ｉ２、ｊ２）とＣ１８＿ｋ（ｉ２、ｊ２）の間にある。したがって、補正後反射率Ｃ１＿ｋ（ｉ２、ｊ２）は、Ｃ１７＿ｋ（ｉ２、ｊ２）とＣ１８＿ｋ（ｉ２、ｊ２）を用いて補間演算により算出する。

以上、２つの画素（ｉ１、ｊ１）および（ｉ２、ｊ２）を例に補正後反射率データの算出方法を説明したが、その他の画素においても、補正後画像の値は同様の方法で算出する。

以上の処理により、実施例２における画像補正部１０６で行われる全ての処理が完了する。

以上の処理により求めた補正後反射率データＣ１＿ｋによれば、色変換後反射率データＣ＿ｋを記録媒体上に精度良く再現することが可能である。前述の通り、補正後反射率データＣ１＿ｋは、予測反射率データと目標となる色変換後反射率データとの差分が０となるように算出したためである。なおここでは、この差分に対してフィルタ処理を掛けたデータが０となるように補正後反射率データＣ１＿ｋを算出したが、このフィルタ処理は前述した余分な高周波成分を除去するための処理である。そのため、仮に余分な高周波成分が発生しない場合は、このフィルタ処理は不要である。

図１６は、実施例２の効果を示すシミュレーション結果である。画像データ１７０１から１７０５は、空間周波数の異なる５種類の単色の入力画像データを示している。これら入力画像データは、縦のラインの繰り返しパターンである。入力画像データ１７０１は１ｄｏｔ−１ｓｐａｃｅの繰り返しパターンであり、入力画像データ１７０２は２ｄｏｔ−２ｓｐａｃｅの繰り返しパターンであり、色入力画像データ１７０３は４ｄｏｔ−４ｓｐａｃｅの繰り返しパターンである。入力画像データ１７０４は８ｄｏｔ−８ｓｐａｃｅの繰り返しパターンであり、入力画像データ１７０５は１６ｄｏｔ−１６ｓｐａｃｅの繰り返しパターンである。これらの入力画像データの反射率の平均値は０．４２であった。

画像データ１７０６から１７１０はそれぞれ、入力画像データ１７０１から１７０５に対して、補正を行わずにスクリーン処理し、出力した結果である。これらの出力結果の反射率の平均値は、入力画像データの空間周波数が低い場合は、目標反射率の平均値０．４２とほぼ一致した。しかしながら、入力画像データの空間周波数が高い場合は、目標反射率の平均値０．４２よりも非常に低くなってしまった。具体的には、反射率の平均値は、画像データ１７０６では０．０９、画像データ１７０７では０．２０、画像データ１７０８では０．３１、画像データ１７０９では０．３７、画像データ１７１０では０．３９となった。すなわち、補正を行わない場合、空間周波数の高い画像において、目標とする反射率から大きくずれてしまうといえる。

一方、補正後画像データ１７１１から１７１５はそれぞれ、入力画像データ１７０１から１７０５に対して、実施例２による補正を行った場合の出力結果である。これらの画像データの反射率の平均値は、補正後画像データ１７１１では０．４３、補正後画像データ１７１２では０．４２、補正後画像データ１７１３では０．３９、補正後画像データ１７１４では０．４０、補正後画像データ１７１５では０．４１となった。すなわち、本実施例による補正を行った場合、空間周波数の高い画像においても目標とする反射率から大きくずれてしまう現象が改善できたといえる。

［変形例］
前述の実施例において、画像形成装置１０２は電子写真方式を用いたが、インクジェット方式を用いることもできる。

図１５は、インクジェット型の画像形成装置の構成例を示すブロック図である。キャリッジ３０１は、記録ヘッド３０２を搭載されている。記録ヘッド３０２は記録素子列３０３、３０４、３０５、３０６を有し、それぞれＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのインクを吐出する。
キャリッジ３０１は、ガイドレール３０９で保持されており、主走査モータ（不図示）によってＸ方向（主走査方向）に移動する。記録媒体３０７は、副走査モータ（不図示）によって副走査ローラ３０８および排紙ローラ３１０を介しＹ方向（副走査方向）に移動するようになされている。記録素子列３０３、３０４、３０５、３０６は、入力端子３１２より入力された画像データに基づき、記録媒体３０７を走査するタイミングに合わせてインクを吐出する。入力端子３１２は、図１における入力端子１１１に対応している。以上により、記録媒体３０７上に画像処理装置１０１から出力された画像データが印字出力できる。

インクジェット型印字出力方式では、インクは、キャリッジ３０１がＸ方向に高速移動する際に記録素子列３０３〜３０６により吐出される。そのため、インクは、記録媒体上においてＹ方向に比べ、Ｘ方向に広がる傾向がある。このような場合は、フィルタ係数Ｆ１としては、図９に示すフィルタ係数１１０２のように異方性を有したものが適している。よって、画像形成装置１０２にインクジェット方式を用いる場合は、出力画像予測部７０３において、フィルタ係数１１０２を用いることが望ましい。その他の構成については、実施例１または実施例２と同様の構成でよい。

［その他の実施例］
前述の実施例および変形例に記載した方法では、ハーフトーン処理した画像を実際に印字したときの出力画像における発色特性を予測したデータと入力画像データとの誤差を適切に検出し、その誤差を用いて、入力画像データに対して補正を行った。しかしながら、高品質な出力画像を実現するための方法は、これに限らない。例えば、ハーフトーン処理した画像に対して、前述の実施例や変形例に記載した方法により検出した誤差に基づいて補正をする構成でもよい。また、誤差を評価値として参照し、誤差の大きい画素では、スクリーン処理を切り替える構成となっていてもよい。つまり、前述の実施例および変形例によって算出される、実際に印字出力した画像における発色特性の予測データと入力画像データとの誤差を用いて、補正するなどにより、高品質な画像を出力できる構成であればよい。

前述の実施例および変形例に記載の色変換処理部１０５は、反射率を表現するデータを出力するが、発色特性は反射率に限らず、明度や濃度などのその他の発色特性であってもかまわない。この場合、第一色材量算出部１０７などの色材量算出部は、明度や濃度などから色材量を算出する。またこの場合、出力画像予測部は、スクリーン処理後データから明度や濃度などの予測値を出力する。すなわち、前述の実施例および変形例では、目標とする発色特性として反射率を用いて各種画像処理を行ったが、目標とする発色特性は反射率ではなく、明度や濃度などのその他の発色特性であってもかまわない。なお、色材量算出部は、本発明を実施するために必須の構成要素ではない。これら色材量算出部を取り除いた構成であっても、本発明の範疇に含まれる。

また、前述の実施例および変形例においてスクリーン処理部で行う処理は、閾値テーブルと比較して行うスクリーン処理に限定されない。例えば、誤差拡散処理のようなハーフトーン処理であってもかまわない。また、ハーフトーン処理は、入力画像の領域に応じて切り替えてもかまわない。例えば、細線やエッジの領域に対しては高線数のＡＭスクリーン処理を掛け、その他の領域に対しては低線数のＡＭスクリーン処理を掛ける構成としてもかまわない。また、スクリーン処理部から出力されるデータの形式は、０または１の値により表現される二値のデータに限定されない。例えば、０、１、２、３の値により表現される４値のデータであってもかまわない。すなわち、スクリーン処理部から出力されるデータの形式は、画像形成装置１０２が出力可能な形式であれば、どのようなものであってもかまわない。

また、フィルタ処理部７０５、フィルタ処理部１３０６では、（１８）式のフィルタ係数を用いたが、それ以外の形状のフィルタ係数を用いてもよい。さらに、フィルタ係数は、入力画像の領域に応じて切り替えてもかまわない。例えば、細線やエッジの領域に対してはカットオフ周波数の高いフィルタ係数を用い、その他の領域に対してはカットオフ周波数の低いフィルタ係数を用いる構成としてもかまわない。なお、フィルタ処理部７０５、フィルタ処理部１３０６は、本発明を実施するために必須の構成要素ではない。そのため、これらフィルタ処理部を取り除いた構成であっても、本発明の範疇に含まれる。

また、前述の実施例および変形例における出力画像予測部の構成は、実施例１および実施例２で示した構成に限定されない。出力画像予測部は、画像形成装置１０２により記録媒体上に再現される発色特性を予測することを目的としている。そのため、発色特性の予測が可能であれば、出力画像予測部の構成はどのようなものであってもかまわない。また、出力画像の発色を予測する際に、画像形成装置１０２の変動を考慮してもよい。例えば、画像形成装置１０２による印字出力画像の濃度が時間によって変動する現象をシミュレートするような構成としてもよい。同様に、画像形成装置１０２による印字出力画像において面内ムラが発生する現象をシミュレートするような構成としてもよい。さらに、画像形成装置１０２に搭載されたセンサ信号をもとに出力画像の発色を予測する構成としてもよい。例えば、図１に示す電子写真方式の場合、感光体ドラム２０１、２０２、２０３、２０４の回転速度をセンシングし、バンドムラを予測するような構成としてもよい。以上示したように、出力画像の発色を予測する際に、画像形成装置１０２の変動も考慮すれば、変動による画質劣化も予測することが可能である。これにより、入力画像が高周波成分を含むときに濃くなってしまう現象だけではなく、画像形成装置１０２の変動による画質劣化も低減することが可能である。

さらに前述の実施例および変形例によれば、第一スクリーン処理部１０８などのスクリーン処理部でＡＭスクリーン処理を行ったときに発生するモアレパターンも低減することが可能である。

なぜなら、ＡＭスクリーン処理によるモアレパターンは、出力画像予測部が出力する予測反射率データにも現れる。入力画像の補正は、出力画像予測部が出力する予測反射率データに基づいて行われるため、ＡＭスクリーン処理によるモアレパターンも補正の対象となる。図１７は、ＡＭスクリーン処理により発生するモアレパターンが低減する効果を示すシミュレーション結果である。入力画像データ１８０１に対して、補正を行わずにスクリーン処理をすると、画像データ１８０２が出力される。入力画像データ１８０１には存在しないモアレパターンが発生している様子が分かる。一方、補正処理後画像データ１８０３は、実施例２における画像補正部１０６による補正を行って出力したときの印字出力画像であり、モアレパターンが低減している。

また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体（記録媒体）等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、Ｗｅｂアプリケーション等）から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

また、コンピュータが読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムの指示に基づき、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形態の機能が実現され得る。

Claims (14)

1. 入力画像データを、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置が出力可能なハーフトーン画像データに変換する画像処理装置であって、
   前記ハーフトーン画像データにおいて、フィルタ処理を用いて注目画素が周囲の画素群から受ける影響度を算出する算出手段と、
   前記ハーフトーン画像データにおける前記注目画素の画素値と前記影響度に基づいて、前記ハーフトーン画像データを印字出力したときの発色特性を予測する出力画像予測手段と、
   前記入力画像データと前記出力画像予測手段による結果との差分を算出する減算手段と前記差分に応じて、ハーフトーン処理を制御する制御手段と
   を有し、
   前記フィルタ処理は、前記画像形成装置の解像度に応じたフィルタを用いることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記制御手段は、前記入力画像データに対して補正すること特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記制御手段は、前記ハーフトーン画像データを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記制御手段は、前記ハーフトーン画像データを評価する評価手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 前記フィルタ処理は、前記画像形成装置の解像度に応じたフィルタサイズを用いることを特徴とする
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
6. 前記フィルタ処理は、前記画像形成装置の解像度が高い場合、大きいフィルタ係数を用いることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記フィルタ処理は、異方性を有したフィルタ係数を用いることを特徴とする請求項５または６に記載の画像処理装置。
8. 前記出力画像予測手段は、前記注目画素にドットが記録されるか否かに応じて、前記発色特性を予測することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
9. 前記出力画像予測手段は、前記注目画素にドットが記録される場合よりも、ドットが記録されない場合の方が、前記周囲の画素群から受ける影響を強く受けるように前記発色特性を予測することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記発色特性は、反射率であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
11. 前記ハーフトーン処理手段は、スクリーン処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像処理装置。
12. 入力画像データに対して、複数の仮補正量を用いて複数の仮補正後データを生成する仮補正処理手段と、
    前記仮補正後データをハーフトーン画像データに変換する第１のハーフトーン処理手段と、
    前記ハーフトーン画像データにおいて、注目画素が周囲の画素群から受ける影響の影響度を算出する算出手段と、
    前記ハーフトーン画像データにおける前記注目画素の画素値と前記影響度に基づいて、印字出力したときの発色特性を予測する出力予測手段と、
    前記入力画像データと前記出力予測手段による結果との差分を算出する減算手段と、
    前記複数の仮補正後データとそれぞれに対応する差分に基づいて、前記差分が０になる時の補正後データを算出する補正後データ算出手段と、
    前記補正後データを、第１のハーフトーン処理手段と同一の処理によってハーフトーン画像データに変換する第２のハーフトーン処理手段とを
    有することを特徴とする画像処理装置。
13. 入力画像データを、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置が出力可能なハーフトーン画像データに変換する画像処理方法であって、
    前記ハーフトーン画像データにおいて、フィルタ処理を用いて注目画素が周囲の画素群から受ける影響度を算出する算出工程と、
    前記ハーフトーン画像データにおける前記注目画素の画素値と前記影響度に基づいて、前記ハーフトーン画像データを印字出力したときの発色特性を予測する出力画像予測工程と、
    前記入力画像データと前記出力画像予測工程による結果との差分を算出する減算工程と前記差分に応じて、ハーフトーン処理を制御する制御工程と
    を有し、
    前記フィルタ処理は、前記画像形成装置の解像度に応じたフィルタを用いることを特徴とする画像処理方法。
14. コンピュータ装置を制御して、請求項１から請求項１２の何れか一項に記載された画像処理装置の各手段として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
    

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