JP6014001B2 - 画像形成装置及び画像形成プログラム - Google Patents

Description

本発明は、多諧調モノクロ画像データに基づいて用紙上に印刷出力するための画像形成装置及び画像形成プログラムに関する。

医療の分野では、ＣＴ（Computed Tomography）、ＭＲＩ（Magnet Resonance Imaging）、ＣＲ（Computed Radiography）、ＦＤＰ（Flat Panel Detector）、超音波診断装置等の医用画像生成装置により生成された多階調モノクロ画像が診察等に利用されている。

多階調モノクロ画像の利用時には、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等の表示装置に多階調モノクロ画像を表示したり、或いは表示された多階調モノクロ画像をプリンター等の出力装置によって用紙上に印刷することが行われている。

このような多階調モノクロ画像の利用においては、その目的から、表示装置及び出力装置での階調再現性を維持することが極めて重要である。

特に、プリンター等の出力装置は、経年変化等により各部の特性が変化しやすいので、一般的にキャリブレーションにより階調再現性の維持が行われている。

しかしながら、出力装置の各部の特性が大きく変化した場合には、キャリブレーションによっても階調再現性の維持が困難となり、再現可能な階調レンジ（階調数）が低下することがある。この場合は、低下した階調レンジ外の階調を正確に用紙上へ再現することができないので、それまで検出可能であった腫瘍等の検出が行えなくなるおそれもある。

また、用紙上で再現可能な階調レンジは、情報処理装置の画像表示装置よりも低いので、キャリブレーションによって出力装置の階調再現性が維持されていても、上記同様に多階調モノクロ画像を正確に用紙上に再現できないことができないおそれがあった。

一方、近年、医用画像システムの出力装置としては、複数のメーカーの様々な機種が採用されるケースが増えており、それら出力装置間で階調再現性が異なることがある。

このため、同一の多階調モノクロ画像であっても、出力装置によっては階調が異なって再現されるおそれがあった。

これに対し、特許文献１には、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格のグレースケール標準表示関数（ＧＳＤＦ：Grayscale Standard Display Function）を用いてグレースケール画像のコントラスト感度を定義して装置間の見え方を整合させる技術が開示されている。

この技術では、輝度範囲を合わせることによって出力装置間での見え方を調整することができるが、輝度範囲の小さいものに合わせてしまうと、一部の出力装置で階調再現性が低下するおそれがある。

また、特許文献２のように一部の光学濃度領域において階調度を高くする方法もあるが、この場合には画像全体のバランスが損なわれ、階調再現性が低下する事態も起こり得る。

特開２００５−１３１２５８号公報 特開２００４−２０６４２６号公報

本発明が解決しようとする問題点は、多階調モノクロ画像データから印刷を行う場合の階調再現性に限界があった点である。

本発明は、多階調モノクロ画像データから印刷を行う場合の階調再現性を向上させるために、入力された多階調モノクロ画像データの入力輝度情報、及び前記多階調モノクロ画像データの輝度ヒストグラムから把握可能な最低輝度及び最高輝度間の幅である入力輝度レンジを取得する輝度情報取得部と、前記取得された入力輝度情報を色相情報に置換して色相データを生成する色相情報置換部と、前記色相データを印刷用の色空間である、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック（ＣＭＹＫ）に変換して多階調カラー画像データを生成する色変換部と、前記色変換部により生成された前記多階調カラー画像データを印刷出力する出力部と、を備えた画像形成装置において、前記色相情報置換部は、（１）前記多階調モノクロ画像データの前記入力輝度レンジが、キャリブレーション処理時に前記出力部で再現可能な前記ＣＭＹＫの各色の最高濃度に基づく最低輝度及び最高輝度間の幅である、出力輝度レンジを超えている場合、または（２）前記キャリブレーション処理時に取得された再現可能な前記ＣＭＹＫの各色の前記最高濃度の少なくとも１つが、予め設定した、対応する前記ＣＭＹＫの各色の閾値より低い場合に、前記入力輝度情報を色相情報に置換し、前記入力輝度情報から色相情報への置換は、色相環ＨＣから求められた色数の、前記出力部で出力可能な出力色を、前記多階調モノクロ画像データの前記入力輝度レンジに対して均等に割り当てることにより行われ、前記色相環ＨＣは、Ｙｅｌｌｏｗ（黄）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｃｙａｎ（シアン）、Ｂｌｕｅ（青）、Ｍａｇｅｎｔａ（マゼンタ）、Ｒｅｄ（赤）の６色相を基本とし、前記色数は、式（１）に基づき、
色数＝〔ＹｅｌｌｏｗとＧｒｅｅｎ（Ｇｒｅｅｎは含まず）間のベクトル距離Ｄ１〕 ＋ 〔ＧｒｅｅｎとＣｙａｎ（Ｃｙａｎは含まず）間のベクトル距離Ｄ２〕 ＋ 〔ＣｙａｎとＢｌｕｅ（Ｂｌｕｅは含まず）間のベクトル距離Ｄ３〕 ＋ 〔ＢｌｕｅとＭａｇｅｎｔａ（Ｍａｇｅｎｔａは含まず）間のベクトル距離Ｄ４〕 ＋ 〔ＭａｇｅｎｔａとＲｅｄ（Ｒｅｄは含まず）間のベクトル距離Ｄ５〕 ＋ 〔ＲｅｄとＹｅｌｌｏｗ（Ｙｅｌｌｏｗ含まず）間のベクトル距離Ｄ６〕…… （１）
各色相間のベクトルの長さを算出し合計することにより求められることを画像形成装置の最も主な特徴とする。

本発明によれば、多階調モノクロ画像データから印刷を行う場合に、用紙上での階調を輝度に代えて色相に基づいて再現することができ、階調再現性を向上させることができる。

画像処理装置を適用した画像システムの構成を示すブロック図である（実施例１）。 図１のユーザー端末装置での多階調モノクロ画像の一例を示す図である（実施例１）。 図１の画像システムに用いられる画像形成装置の構成を示すブロック図である（実施例１）。 ＤＡＩＣＯＭ規格の表示関数に基づく輝度／弁別域特性を示す図表である（実施例１）。 画像形成装置で用紙上に階調を再現する際の輝度／弁別域特性を示す図表である（実施例１）。 輝度情報の色相情報への置換を示す概念図である（実施例１）。 画像形成装置で再現可能な出力色の色相環（色域）をＣＩＥ−ＬＡＢ空間上で示す概念図である（実施例１）。 画像形成装置で再現可能な出力色の色相環（色域）をＣＩＥ−ＬＡＢ空間上で示す概念図である（実施例１）。 図８での色数の算出方法を示す概念図である（実施例１）。 画像形成装置のキャリブレーション処理を示すフローチャートである（実施例１）。 画像形成装置での輝度／色相変換処理を含む画像処理を示すフローチャートである（実施例１）。 図１１の画像処理に基づく多階調カラー画像の一例を示す図である（実施例１）。

多階調モノクロ画像データから印刷を行う場合の階調再現性を向上させる目的を、入力された多階調モノクロ画像データの入力輝度情報を色相情報に置換して色相データを生成し、色相データを印刷用の色空間に変換して多階調カラー画像データを生成する画像処理装置により実現した。

入力輝度情報の色相情報への変換は、多階調モノクロ画像データの入力輝度レンジが印刷出力を行う出力部で再現可能な出力輝度レンジを超えている場合に行われる。

具体的には、入力輝度レンジが出力輝度レンジを超えている場合に、入力輝度レンジに対して出力部で再現可能な出力色を割り当てて入力輝度情報を色相情報に置換する。

このような画像処理装置は、カラー印刷出力が可能なプリンターやデジタル複合機等の他、それらプリンターやデジタル複合機に印刷指示を行うパーソナルコンピューター等の情報処理装置にも適用することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

［画像システム及び画像形成装置］
図１は、本発明の実施例１に係る画像処理装置を適用した画像システムの構成を示すブロック図である。

本実施例の画像システム１は、医用画像システムとして構成され、図１のように、画像生成装置２、ユーザー端末装置３−１，３−２，…（以下、「ユーザー端末装置３−１，３−２，…」をユーザー端末装置３と総称することがある）、及び画像処理装置としての画像形成装置４−１，４−２，…（以下、「画像形成装置４−１，４−２，…」を画像形成装置４と総称することがある）がインターネットやＬＡＮ等のネットワーク５により接続されている。なお、画像システム１は、多階調モノクロ画像データを印刷するシステムであれば、医用に限られるものではない。

画像生成装置２は、例えば、ＣＴ、ＭＲＩ、ＣＲ、ＦＤＰ、超音波診断装置等であり、輝度情報によって複数の階調が表現される医用画像データである多階調モノクロ画像データ（以下、「モノクロ画像データ」と称することがある）を生成する。

ユーザー端末装置３は、パーソナルコンピューター等の情報処理装置であり、モニター等の表示装置３１を備えている。このユーザー端末装置３は、画像生成装置２で生成されたモノクロ画像データを受信して例えば図２に示すようなモノクロ画像を表示装置３１に表示する。また、ユーザー端末装置３は、表示装置３１に表示されたモノクロ画像に対し、必要に応じて画像形成装置４へ印刷を指示する。

画像形成装置４は、カラープリンターやカラーデジタル複合機等であり、ユーザー端末装置３からの印刷指示に基づき、モノクロ画像を用紙上に印刷出力する。その際、必要に応じて多階調モノクロ画像データの輝度情報を色相情報に変換した後、印刷用の色空間の多階調カラー画像データ（以下、「カラー画像データ」と称することがある）を生成可能とする。

図３は、図１の画像システムに用いられる画像形成装置の構成を示すブロック図である。

画像形成装置４は、少なくとも操作表示パネル４２、ネットワークインターフェイス４３、画像形成部４４、記憶部４５、制御部４６等を備えている。

操作表示パネル４２は、タッチパネル式の液晶表示画面等を備え、画像形成装置４に対する各種入力操作及びその入力結果の表示等を行わせるものである。

ネットワークインターフェイス４３は、画像生成装置２やユーザー端末装置３を含む外部装置に対してネットワーク５を通じたデータの送受信を行う。

画像形成部４４は、印刷指示に基づいて用紙上に画像を形成して印刷出力する出力部である。印刷指示は、例えば、ネットワークインターフェイス４３を介してユーザー端末装置３等から印刷ジョブとして受信する。本実施例では、ユーザー端末装置３からモノクロ画像データの印刷指示を受け付けると、画像形成部４４がモノクロ画像データに対する印刷出力を行う。

画像形成部４４は、一般的なカラープリンターの色空間であるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（黄）、Ｋ（黒）のトナー像を重ね合わせることでカラー画像やモノクロ画像を印刷可能とする。なお、モノクロ画像については、Ｋ（黒）のトナー像のみでも印刷が可能となっている。

また、画像形成部４４は、濃度センサー４４１を有している。濃度センサー４４１は、フォトセンサーであり、後述するキャリブレーション処理（図１０参照）によって形成される濃度調整画像の濃度を検出する。濃度センサー４４１による検出濃度は、後述するガンマ補正テーブルを生成するために用いられる。

制御部４６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算装置であり、プログラムを実行することで各種の処理や制御を行う。

記憶部４５は、プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、作業領域としてのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、補助記憶装置としてのＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。

本実施例の画像形成装置４は、制御部４６が記憶部４５内のプログラムを実行することにより、画像濃度調整部４６１、輝度情報取得部４６２、変換条件判断部４６３、色相情報置換部４６４、色変換部４６５、ガンマ補正処理部４６６、印刷処理部４６７として動作する。

画像濃度調整部４６１は、画像濃度調整（キャリブレーション）機能を実現し、例えば、湿度、温度、印刷枚数等の一定の環境変化の条件を満たした場合に、階調再現性を維持するためのキャリブレーションを実行する。

具体的には、画像形成部４４を駆動して用紙上にＣＭＹＫ各色の濃度調整画像を形成させるとともに、各色の濃度調整画像を濃度センサー４４１により読み取らせて濃度を検出する。そして、各色の濃度調整画像の濃度が目標濃度となるように、濃度を調整するガンマ補正テーブル４５１を作成して記憶部４５内に記憶（更新）する。

このキャリブレーションの結果、画像形成部４４で再現可能なＣＭＹＫの各色の最高濃度並びにそれに基づく最低輝度及び最高輝度間の幅である出力輝度レンジが確定され、記憶部４５内に記憶される。

輝度情報取得部４６２は、輝度情報取得機能を実現し、印刷指示によってユーザー端末装置３から入力されたモノクロ画像データの輝度情報を入力輝度情報として取得する。この際、輝度情報取得部４６２は、入力輝度情報に基づいてモノクロ画像データの入力輝度レンジも取得する。入力輝度レンジは、モノクロ画像データの輝度ヒストグラムから把握可能な最低輝度及び最高輝度間の幅である。

変換条件判断部４６３は、変換条件判断機能を実現し、入力されたモノクロ画像データの入力輝度情報を色相情報に置換するための置換条件を満たしているか否かを判断する。

置換条件としては、モノクロ画像データの入力輝度レンジが自装置で再現可能な出力輝度レンジを超えていること、或いは、ＣＭＹＫの何れか一つの最高濃度が予め設定された濃度（閾値）より低いこと等を設定することができる。この閾値は、本来の画像形成部４４で再現可能なＣＭＹＫ各色の最高濃度に対し、現状での再現可能な最高濃度が一定以上低いことを規定する。閾値よりも現状での最高濃度が低くなる場合としては、例えば、経年変化等により画像形成装置４の各部の特性が大きく変化した場合等である。

色相情報置換部４６４は、色相情報置換機能を実現し、上述の置換条件を満たす場合に、輝度情報取得部４６２により取得されたモノクロ画像データの入力輝度情報を色相情報に置換して色相データを生成する。

すなわち、本実施例の色相情報置換部４６４は、モノクロ画像データの入力輝度レンジが出力輝度レンジを超えている場合に、モノクロ画像データの入力輝度情報を色相情報に置換する。また、色相情報置換部４６４は、画像形成部４４のキャリブレーション処理時に取得された再現可能な最大濃度が予め設定した閾値より低い場合にも、入力されたモノクロ画像データの入力輝度情報を色相情報に置換する。

これらの置換の際には、モノクロ画像データの入力輝度レンジに対して画像形成部４４で再現可能な出力色を均等に割り当てる。この置換処理（輝度／色相置換処理）の詳細については後述する。

色変換部４６５は、色変換機能を実現し、色相情報置換部４６４により生成された色相データを印刷用の色空間であるＣＭＹＫに変換して多階調カラー画像データを生成する。なお、色相データは、印刷指示の際に入力された医用画像データに応じて、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）やＣＭＹＫの色空間となっている。ここでのＣＭＹＫは、印刷用のＣＭＹＫとは異なる。

色変換部４６５は、色相情報置換部４６４で入力輝度情報を色相情報に置換しない場合、モノクロ画像データに対して直接印刷用の色空間のＣＭＹＫに変換した多階調カラー画像データを生成する。

色変換処理には、記憶部４５に記憶されたｃＬＵＴ（Color Look-Up Table）からなる色変換テーブル４５２が用いられる。

ガンマ補正処理部４６６は、色変換後のカラー画像データに対し、記憶部４５内のガンマ補正テーブル４５１を用いてガンマ補正処理を行う。

印刷処理部４６７は、ガンマ補正後のカラー画像データに基づき、画像形成部４４による印刷出力を行わせる。なお、印刷出力の前には、スクリーン処理等が行われる。
［輝度／色相置換処理］
図４は、ＤＡＩＣＯＭ規格のＧＳＤＦに基づく輝度／弁別域特性を示す図表、図５は、画像形成装置によって用紙上に階調を再現する際の輝度／弁別域特性を示す図表である。

図４においては、０〜４５００ｃｄ／ｍ^２の輝度レンジ内の輝度に対するＪＮＤ（Ｊｕｓｔ−Ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）の値がプロットされている。なお、ＪＤＮは、平均的観察者が丁度（最小）識別可能である与えられたターゲットの輝度差であり、弁別域ともいう。

一般に、医用のユーザー端末装置３の場合は、図４のＧＳＤＦに準拠して、例えば一般画像を約１００〜２００ｃｄ／ｍ^２、マンモグラフィー画像を約２００〜８００ｃｄ／ｍ^２、レントゲン画像を約３００〜４００ｃｄ／ｍ^２の範囲で階調を再現する。

これに対し、画像形成装置４によって用紙上に再現可能な階調は、図５の特性に応じて５８〜１２６．８ｃｄ／ｍ^２の出力輝度レンジ、つまり出力輝度レンジに応じた狭い階調レンジ（「階調数」と称することもある）のものとなっている。

つまり、ユーザー端末装置３では再現できていたモノクロ画像の階調を用紙上で再現することができないことがあり、階調再現性が低くなる。このような階調再現性の低下は、画像形成装置４の経年劣化等によって出力輝度レンジが狭くなる場合にも生じる。

本実施例では、上述のように、モノクロ画像データの入力輝度情報を色相情報に置換することで、階調再現性を向上させている。

図６は、輝度情報の色相情報への置換を示す概念図である。なお、図６では、図５の輝度／弁別域特性の出力輝度レンジＯＲに画像形成部４４で再現可能な出力色の色相環ＨＣを割り当てている。

用紙上に印刷されるモノクロ画像の階調は、通常、図５の出力輝度レンジ５８〜１２６．８ｃｄ／ｍ^２に応じた階調レンジの範囲内で再現されることになる。この階調レンジを、本実施例では、図６のように割り当てられた色相環ＨＣの色相の数（色数）に応じた階調レンジまで拡大することができる。

すなわち、一般に輝度によって再現可能な階調レンジよりも色相によって再現可能な階調レンジ（色数）の方が多いため、出力輝度レンジＯＲ内の各階調に対して、色相環ＨＣの複数の色によって細分化された階調を形成することができる。

図７は、画像形成装置で再現可能な出力色の色相環（色域）をＣＩＥ−ＬＡＢ空間上で示す概念図である。この例の色相環ＨＣは、Yellow（黄）、Green（緑）、Cyan（シアン）、Blue（青）、Magenta（マゼンタ）、Red（赤）の６色相を基本としている。本実施例では、これらの６色相を基本６色相と呼称する。

画像形成装置４において色相により再現可能な階調数は、隣接する色相間の距離Ｄによって求めることができる。図７の例では、全ての基本６色相が同一の彩度量（色相環ＨＣ上の径Ｒ）を有しているので、以下の式（１）によって階調数（色数）を近似できる。

色数＝彩度量（Ｒ）×２×π …… （１）
なお、実際上は、図７のように全ての基本６色相が同一の彩度量を有することはなく、図８のように基本６色相の彩度量がばらつくことになる。

図８は、実際に画像形成装置で再現可能な出力色の色相環（色域）をＣＩＥ−ＬＡＢ空間上で示す概念図、図９は、図８での色数の算出方法を示す概念図である。なお、図８では、斜線を付した領域が色域である。

図８の例では、基本６色相の彩度量がばらついているため、以下の式（２）に応じて図９のような色相間のベクトルの長さを算出し合計することで、画像形成装置４での色相により再現可能な階調数（色数）を近似できる。

色数＝〔ＹｅｌｌｏｗとＧｒｅｅｎ（Ｇｒｅｅｎは含まず）間のベクトル距離Ｄ１〕
＋ 〔ＧｒｅｅｎとＣｙａｎ（Ｃｙａｎは含まず）間のベクトル距離Ｄ２〕
＋ 〔ＣｙａｎとＢｌｕｅ（Ｂｌｕｅは含まず）間のベクトル距離Ｄ３〕
＋ 〔ＢｌｕｅとＭａｇｅｎｔａ（Ｍａｇｅｎｔａは含まず）間のベクトル距離Ｄ４〕
＋ 〔ＭａｇｅｎｔａとＲｅｄ（Ｒｅｄは含まず）間のベクトル距離Ｄ５〕
＋ 〔ＲｅｄとＹｅｌｌｏｗ（Ｙｅｌｌｏｗ含まず）間のベクトル距離Ｄ６〕
…… （２）
なお、基本とする色相数を増加させれば、実際に画像形成装置４で再現可能な色数を、より正確に求めることができる。また、色変換テーブルの設計において、基本６色相の彩度量が同じ彩度量になるようにすれば、上記（１）式のみの管理だけで色相環の色数を近似することができる。さらには、色変換テーブルの設計において、基本６色相の色相間の間隔を同じ間隔（等角）になるようにしても良い。

こうして図７及び図８のように求められた数の出力色が、モノクロ画像データの入力輝度レンジに対して均等に割り当てられる。この結果、図６で説明したように、モノクロ画像データの出力輝度レンジＯＲによる階調レンジが、色相環ＨＣによる階調レンジまで拡大される。なお、色相環ＨＣは、１２６．８〜５８ｃｄ／ｍ^２の出力輝度レンジＯＲ中、輝度の高い方からYellow、Green、Cyan、Blue、Magenta、Redというように割り当てられる。
[画像形成装置の動作]
以下、本発明の画像形成装置４の動作としてキャリブレーション処理及び輝度／色相置換処理について説明する。

図１０は、画像形成装置のキャリブレーション処理を示すフローチャートである。

この処理は、例えば、画像形成装置４が温度、湿度、印刷枚数、連続印刷動作時間等の一定の条件を満たした場合、或いはユーザによりキャリブレーション指示操作が行われた場合等に開始される。

キャリブレーション処理が開始されると、まずステップＳ１において、「濃度調整画像の印刷」が行われる。この処理では、画像濃度調整部４６１がＣＭＹＫ各色の任意のパターンの濃度調整画像を画像形成部４４により用紙上に印刷出力させる。

こうしてステップＳ１の処理が完了すると、ステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、「濃度の検出」が行われる。この処理では、用紙上に形成された各色の濃度調整画像の濃度が濃度センサー４４１で検出されて、検出された濃度を画像濃度調整部４６１が認識する。

こうしてステップＳ２が完了すると、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、「最高濃度の特定」が行われる。この処理では、画像濃度調整部４６１が、認識した濃度調整画像の濃度より各色の最高濃度を特定する。

こうしてステップＳ３が完了すると、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ４では、「ガンマ補正テーブルの生成」を行う。この処理では、まず、画像濃度調整部４６１がステップＳ３で検出された各色の最高濃度と予め各色毎に設定されている目標濃度とを比較する。そして、画像濃度調整部４６１は、その比較結果に基づき、現在の動作環境での各色の濃度を目標濃度に近づけ或いは一致させる（階調再現性を維持する）ことを可能とするガンマ補正テーブル４５１を生成する。

こうしてステップＳ４が完了すると、ステップＳ５に移行する。

ステップＳ５では、「ガンマ補正テーブルの更新」が行われる。この処理では、画像濃度調整部４６１が、ステップＳ４で生成したガンマ補正テーブル４５１を記憶部４５に記憶し、更新する。この更新の処理が完了することによってキャリブレーション処理が終了する。

このとき、キャリブレーション後に画像形成部４４で再現可能なＣＭＹＫの各色の最高濃度並びにそれに基づく最低輝度及び最高輝度間の幅である出力輝度レンジが確定され、記憶部４５内に記憶され更新される。

図１１は、画像形成装置での輝度／色相変換処理を含む画像処理を示すフローチャートである。

この画像処理は、例えば、多階調モノクロ画像を表示装置３１に表示（モニター）している情報処理装置３から、表示中の多階調モノクロ画像の印刷指示を受け付けることにより開始される。

画像処理が開始されると、まずステップＳ１１で「入力輝度情報の取得」が行われる。

この処理では、輝度情報取得部４６２が、情報処理装置３から印刷指示されたモノクロ画像データから入力輝度情報を取得する。

こうしてステップＳ１１が完了すると、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、「輝度ヒストグラムの分析」が行われる。この処理では、輝度情報取得部４６２が、ステップＳ１１で取得したモノクロ画像データの入力輝度情報に基づいて輝度ヒストグラムを生成し、その輝度ヒストグラムにおける最低輝度と最高輝度との幅である入力輝度レンジを把握する。

こうしてステップＳ１２が完了すると、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、「自装置の出力輝度レンジの範囲内？」が行われる。この処理では、変換条件判断部４６３が、ステップＳ１２で把握したモノクロ画像データの入力輝度レンジと自装置の出力輝度レンジを比較し、モノクロ画像データの入力輝度レンジが自装置の出力輝度レンジの範囲内か否かを判断する。

モノクロ画像データの入力輝度レンジが自装置の出力輝度レンジの範囲内である場合には、画像形成部４４で入力されたモノクロ画像データの階調を再現可能であり、ステップＳ１４に移行する（ＹＥＳ）。

一方、入力輝度レンジが出力輝度レンジの範囲外である場合には、画像形成部４４でモノクロ画像データの階調を再現不能であり、ステップＳ１５に移行する（ＮＯ）。

ステップＳ１４では、「最高濃度が閾値より高い？」が行われる。この処理では、変換条件判断部４６３が、キャリブレーション処理時に記憶しておいたＣＭＹＫ各色の最高濃度を予め設定されている閾値と比較し、各色の最高濃度が対応する閾値より低い濃度であるか否かを判断する。

この結果、ＣＭＹＫの少なくとも一色の最高濃度が閾値より低い場合には、画像形成部４４でモノクロ画像データの階調を再現可能であっても、階調再現性が低下していることになり、ステップＳ１５に移行する（ＮＯ）。

一方、ＣＭＹＫの全色の最高濃度が閾値以上である場合には、画像形成部４４でモノクロ画像データの階調を再現可能であり、且つ階調再現性の低下もないことになり、ステップＳ１６に移行する（ＹＥＳ）。

なお、ステップＳ１３及びＳ１４は、何れか一方のみを行う構成とすることも可能である。

ステップＳ１５では、「輝度／色相置換処理」が行われる。この処理では、色相情報置換部４６４が、輝度情報取得部４６２により取得されたモノクロ画像データの入力輝度情報を色相情報に置換する。

具体的には、図７及び図８によって説明したように、色相環ＨＣから求めた数の画像形成部４４で出力可能な出力色を、医用画像データの入力輝度レンジに対して均等に割り当てる。この結果、入力輝度情報が色相情報に置換された色相データが生成される。

こうしてステップＳ１５が完了すると、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、「色変換処理」を行う。すなわち、色変換部４６５は、ステップＳ１５から移行した場合、入力輝度情報が色相情報に置換された色相データを、色変換テーブル４５２を参照して画像形成部４４の印刷用の色空間であるＣＭＹＫに変換する。これにより、印刷用の多階調カラー画像データが生成されることになる。

一方、ステップＳ１４から移行した場合は、印刷指示によって入力された医用画像データが、直接画像形成部４４の印刷用の色空間であるＣＭＹＫに変換される。これにより、印刷用の多階調モノクロ画像データが生成されることになる。

こうしてステップＳ１６が完了すると、ステップＳ１７へ移行する。

ステップＳ１７では、「ガンマ補正処理」が行われる。この処理では、ガンマ補正処理部４６６が、印刷用の多階調カラー画像データ又は多階調モノクロ画像データに対してガンマ補正を行う。こうしてガンマ補正処理が完了すると、スクリーン処理等を経てカラー画像又はモノクロ画像が用紙上に印刷出力される。

図１２は、図１１の画像処理に基づくカラー医用画像の一例を示す。

医用画像データが輝度／色相置換処理を経て出力されたカラー医用画像は、図１２のように、モノクロ医用画像（図３参照）の階調変化が色相の変化として出力画像上に現われる。

従って、本実施例では、多階調モノクロ画像データからモノクロ画像を出力した場合に用紙上で再現できない階調であっても、入力輝度情報を色相情報に変換した後にカラー画像として出力することで、色相の変化として再現可能となる。
［実施例１の効果］
本実施例では、入力された多階調モノクロ画像データである医用画像データの入力輝度情報を取得する輝度情報取得部４６２と、取得された入力輝度情報を色相情報に置換して色相データを生成する色相情報置換部４６４と、色相データを印刷用の色空間に変換して多階調カラー画像データを生成する色変換部４６５とを備える。

従って、本実施例では、多階調モノクロ画像データから印刷を行う場合に、モノクロ画像として用紙上で再現できない階調であっても、カラー画像の色相による階調として用紙上に再現することができる。

すなわち、本実施例では、用紙上での階調を輝度に代えて色相に基づいて再現することができ、階調再現性を向上させることができる。結果として、用紙上に階調が正確に再現されたカラー画像によって、正確な診断等を行わせることが可能となる。

また、本実施例では、色相情報置換部４６４は、モノクロ画像データの入力輝度レンジが自装置で再現可能な出力輝度レンジを超えている場合に入力輝度情報を色相情報に置換する。

従って、モノクロ画像データの階調を、画像形成部４４でモノクロ画像として用紙上に再現できる場合に、そのままモノクロ画像として印刷し、輝度による階調として用紙上に再現することができる。一方、医用画像データの階調を、モノクロ画像として用紙上に再現できない場合、カラー画像として印刷し、色相による階調として用紙上に再現することができる。

この場合、色相情報置換部４６４は、入力輝度レンジに対して画像形成部４４で再現可能な出力色を割り当てて入力輝度情報を色相情報に置換する。

従って、本実施例では、画像形成部４４で再現可能な色相によって入力輝度情報を色相情報に置換することができ、確実に階調再現性を向上することができる。

また、本実施例では、色相情報置換部４６４が、キャリブレーション処理時に取得された再現可能な最高濃度が予め設定した閾値より低い場合に入力輝度情報を色相情報に置換する。

従って、本実施例では、モノクロ画像データの入力輝度レンジが自装置で再現可能な出力輝度レンジを超えているか否かに拘わらず、画像形成装置４の最高濃度が著しく低下した場合にも階調再現性を確実に向上することができる。

４，４−１，４−２ 画像形成装置
４６１ 画像濃度調整部
４６２ 輝度情報取得部
４６３ 変換条件判断部
４６４ 色相情報置換部
４６５ 色変換部

Claims (2)

1. 入力された多階調モノクロ画像データの入力輝度情報、及び前記多階調モノクロ画像データの輝度ヒストグラムから把握可能な最低輝度及び最高輝度間の幅である入力輝度レンジを取得する輝度情報取得部と、
   前記取得された入力輝度情報を色相情報に置換して色相データを生成する色相情報置換部と、
   前記色相データを印刷用の色空間である、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック（ＣＭＹＫ）に変換して多階調カラー画像データを生成する色変換部と、
   前記色変換部により生成された前記多階調カラー画像データを印刷出力する出力部と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記色相情報置換部は、（１）前記多階調モノクロ画像データの前記入力輝度レンジが、キャリブレーション処理時に前記出力部で再現可能な前記ＣＭＹＫの各色の最高濃度に基づく最低輝度及び最高輝度間の幅である、出力輝度レンジを超えている場合、または（２）前記キャリブレーション処理時に取得された再現可能な前記ＣＭＹＫの各色の前記最高濃度の少なくとも１つが、予め設定した、対応する前記ＣＭＹＫの各色の閾値より低い場合に、前記入力輝度情報を色相情報に置換し、
   前記入力輝度情報から色相情報への置換は、色相環ＨＣから求められた色数の、前記出力部で出力可能な出力色を、前記多階調モノクロ画像データの前記入力輝度レンジに対して均等に割り当てることにより行われ、
   前記色相環ＨＣは、Ｙｅｌｌｏｗ（黄）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｃｙａｎ（シアン）、Ｂｌｕｅ（青）、Ｍａｇｅｎｔａ（マゼンタ）、Ｒｅｄ（赤）の６色相を基本とし、前記色数は、式（１）に基づき、
   色数＝〔ＹｅｌｌｏｗとＧｒｅｅｎ（Ｇｒｅｅｎは含まず）間のベクトル距離Ｄ１〕
   ＋ 〔ＧｒｅｅｎとＣｙａｎ（Ｃｙａｎは含まず）間のベクトル距離Ｄ２〕
   ＋ 〔ＣｙａｎとＢｌｕｅ（Ｂｌｕｅは含まず）間のベクトル距離Ｄ３〕
   ＋ 〔ＢｌｕｅとＭａｇｅｎｔａ（Ｍａｇｅｎｔａは含まず）間のベクトル距離Ｄ４〕
   ＋ 〔ＭａｇｅｎｔａとＲｅｄ（Ｒｅｄは含まず）間のベクトル距離Ｄ５〕
   ＋ 〔ＲｅｄとＹｅｌｌｏｗ（Ｙｅｌｌｏｗ含まず）間のベクトル距離Ｄ６〕
   …… （１）
   各色相間のベクトルの長さを算出し合計することにより求められる、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 入力された多階調モノクロ画像データの入力輝度情報、及び前記多階調モノクロ画像データの輝度ヒストグラムから把握可能な最低輝度及び最高輝度間の幅である入力輝度レンジを取得する輝度情報取得機能と、
   前記取得された入力輝度情報を色相情報に置換する色相情報置換機能と、
   前記置換された色相情報を印刷用の色情報である、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラック（ＣＭＹＫ）に変換して多階調カラー画像データを生成する色変換機能と、
   前記色変換機能により生成された前記多階調カラー画像データを印刷出力する出力機能と、
   をコンピューターに実現させる画像形成プログラムにおいて、
   前記色相情報置換機能は、（１）前記多階調モノクロ画像データの前記入力輝度レンジが、キャリブレーション処理時に前記出力機能で再現可能な前記ＣＭＹＫの各色の最高濃度に基づく最低輝度及び最高輝度間の幅である、出力輝度レンジを超えている場合、または（２）前記キャリブレーション処理時に取得された再現可能な前記ＣＭＹＫの各色の前記最高濃度の少なくとも１つが、予め設定した、対応する前記ＣＭＹＫの各色の閾値より低い場合に、前記入力輝度情報を色相情報に置換し、
   前記入力輝度情報から色相情報への置換は、色相環ＨＣから求められた色数の、前記出力部で出力可能な出力色を、前記多階調モノクロ画像データの前記入力輝度レンジに対して均等に割り当てることにより行われ、
   前記色相環ＨＣは、Ｙｅｌｌｏｗ（黄）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｃｙａｎ（シアン）、Ｂｌｕｅ（青）、Ｍａｇｅｎｔａ（マゼンタ）、Ｒｅｄ（赤）の６色相を基本とし、前記色数は、式（１）に基づき、
   色数＝〔ＹｅｌｌｏｗとＧｒｅｅｎ（Ｇｒｅｅｎは含まず）間のベクトル距離Ｄ１〕
   ＋ 〔ＧｒｅｅｎとＣｙａｎ（Ｃｙａｎは含まず）間のベクトル距離Ｄ２〕
   ＋ 〔ＣｙａｎとＢｌｕｅ（Ｂｌｕｅは含まず）間のベクトル距離Ｄ３〕
   ＋ 〔ＢｌｕｅとＭａｇｅｎｔａ（Ｍａｇｅｎｔａは含まず）間のベクトル距離Ｄ４〕
   ＋ 〔ＭａｇｅｎｔａとＲｅｄ（Ｒｅｄは含まず）間のベクトル距離Ｄ５〕
   ＋ 〔ＲｅｄとＹｅｌｌｏｗ（Ｙｅｌｌｏｗ含まず）間のベクトル距離Ｄ６〕
   …… （１）
   各色相間のベクトルの長さを算出し合計することにより求められる、
   ことを特徴とする画像形成プログラム。