JP6703788B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像の鮮鋭性回復処理に関するものである。

インクジェットプリンタなどの画像形成装置より出力される画像は、インクの着弾位置ずれやインクの滲み（メカニカルドットゲイン）、光学的暈け（オプティカルドットゲイン）等により、入力画像に比べ鮮鋭性が低下することが知られている。このとき、出力画像の周波数特性をあらかじめ取得できれば、入力画像をその逆特性を持つフィルタで畳み込み処理（鮮鋭性回復処理）することで、鮮鋭性低下を補償することができる。ただし、インクジェットプリンタなどの画像形成装置では、入力画像に対して逆特性を持つフィルタで鮮鋭性回復処理を行うと、高周波領域で明るさの低下が発生することが知られている。

特許文献１には、処理前後における明るさ変化量をあらかじめ計測し、入力画像の各画素に対して計測された変化量で輝度値を補正する技術が開示されている。また、特許文献２には、輝度値ではなく、各出力色（ＣＭＹＫ）に対して鮮鋭性回復処理を行う方法が記載されている。

特開２０１１−２４０４９号公報 特開２００２−２９０７４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、予め測定された輝度変化量に基づいて入力画像の輝度値を補正するものである。そのため、補正のためには別途に輝度変化量の測定の必要が生じる。また、特許文献２は、画像の濃度領域に応じてエッジ部の補正量を制御するものである。すなわち、周波数領域の制御は行っておらず、高周波領域での明るさ低下を抑制することはできない。

本発明はこのような問題を鑑みてなされたものであり、画像に対する好適な鮮鋭性回復処理を実現する技術を提供することを目的とする。

上述の問題点を解決するため、本発明に係る画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、入力画像データに基づいて、記録媒体上に画像を形成する画像形成部に提供するハーフトーン画像データを生成する画像処理装置は、
入力画像データを、前記画像形成部が使用するＮ色の色材に対応するＮ個の色材量データに変換する変換手段と、
前記Ｎ個の色材量データに対して、前記画像形成部における入出力濃度の非線形性を補償するためのガンマ補正を行う補正手段と、
前記ガンマ補正後のＮ個の色材量データのうちＮ個未満の色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像の鮮鋭性低下を補償するための回復処理を行う処理手段と、
前記回復処理後の色材量データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成するハーフトーン処理手段と、
を有する。

又は、入力画像データに基づいて、記録媒体上に画像を形成する画像形成部に提供するハーフトーン画像データを生成する画像処理装置は、
入力画像データに対して、前記画像形成部により形成される画像における所定の周波数より低い低周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第１の回復処理を行う第１の処理手段と、
前記第１の回復処理後の入力画像データを、前記画像形成部が使用する色材に対応する色材量データに変換する変換手段と、
前記色材量データに対して、前記画像形成部における入出力濃度の非線形性を補償するためのガンマ補正を行う補正手段と、
前記ガンマ補正後の色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像における前記所定の周波数より高い高周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第２の回復処理を行う第２の処理手段と、
前記第２の回復処理後の色材量データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成するハーフトーン処理手段と、
を有する。

あるいは、入力画像データに基づいて、記録媒体上に画像を形成する画像形成部に提供するハーフトーン画像データを生成する画像処理装置は、
入力画像データを、前記画像形成部が使用する色材に対応する色材量データに変換する変換手段と、
前記色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像における所定の周波数より低い低周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第１の回復処理を行う第１の処理手段と、
前記第１の回復処理後の色材量データに対して、前記画像形成部における入出力濃度の非線形性を補償するためのガンマ補正を行う補正手段と、
前記ガンマ補正後の色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像における前記所定の周波数より高い高周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第２の回復処理を行う第２の処理手段と、
前記第２の回復処理後の色材量データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成するハーフトーン処理手段と、
を有する。

本発明によれば、画像に対する好適な鮮鋭性回復処理を実現する技術を提供することができる。

第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 出力ガンマ補正特性を説明する図である。 画像形成装置の周波数特性とその逆特性を説明する図である。 周波数特性の逆特性で鮮鋭性回復処理を行った場合の明るさ低下を説明する図である。 出力ガンマ補正による平均出力濃度値の上昇を説明する図である。 第１実施形態における鮮鋭性回復フィルタの作成に係るフローチャートである。 周波数特性計測チャートの一例を示す図である。 第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。 明るさ低下が一定量以上となる所定の周波数を説明する図である。 所定の周波数の決定に係るフローチャートである。 第２実施形態における鮮鋭性回復フィルタの作成に係るフローチャートである。 第３実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

（第１実施形態）
本発明に係る画像処理装置の第１実施形態として、画像形成部において利用されるハーフトーン画像を生成する画像処理装置を例に挙げて以下に説明する。

＜概要＞
一般に、プリンタに入力された多値の画像データは、ハーフトーン処理によって２値のドットデータに量子化され、そのドットが記録媒体上に記録される。ドット径は、ドットの大きさや位置の揺らぎ等に対応するため、画素よりも大きく設定される。このため、ドットゲインと呼ばれる現象が発生し、入力濃度値と出力濃度値との関係は非線形な特性となる。この非線形性を補正するため、ハーフトーン処理に入力される濃度値に対して、非線形な出力ガンマ補正処理が施される。

本願発明者は、この非線形な出力ガンマ補正処理が明るさ低下を発生させる要因であることを突きとめた。そこで、この非線形な出力ガンマ補正処理による明るさ低下を抑止する手法について説明する。具体的には、入力画像の少なくとも一部の周波数成分に対する鮮鋭性回復処理（以降、回復処理とも呼ぶ）を出力ガンマ補正処理の後に実行するよう構成することにより明るさ低下を抑止する。

＜装置構成＞
図１は、第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態では、全ての周波数成分の回復処理を、ガンマ補正処理部の後段（ハーフトーン処理部の直前）において行う方法について説明する。

画像処理装置１は、入力画像データから画像形成部２で描画するための印刷データを生成する機構であり、色分解処理部１０１、ガンマ補正処理部１０２、フィルタ係数保持部１０３、鮮鋭性回復処理部１０４、ハーフトーン処理部１０５より構成されている。

色分解処理部１０１は、色分解テーブルを参照して、ＲＧＢ形式の入力画像データを画像形成部２が使用する色材に対応する色材量データに色分解する。例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する色材量データに色分解する。ガンマ補正処理部１０２は、色材量データに対して、記憶媒体上の明度との関係が線形に変化するように出力ガンマ補正処理を行う。

図２は、出力ガンマ補正特性を説明する図である。図２（ａ）は、プリンタのガンマ特性を示しており、入力濃度値の変化に対して出力濃度値は非線形に変化する。すなわち、入出力濃度は非線形性を有する。図２（ｂ）は、出力ガンマ補正特性を示しており、上述のプリンタのガンマ特性の逆特性になる。

フィルタ係数保持部１０３は、後述する方法によりあらかじめ作成された鮮鋭性回復のためのフィルタ係数を保持する。鮮鋭性回復処理部１０４は、フィルタ係数保持部１０３からフィルタ係数を読み込み、出力ガンマ補正後の各色の色材量データに対する畳み込み演算によって回復処理を行う。回復処理とは、画像形成部２による形成画像の鮮鋭性低下を補償するための画像処理である。なお、回復処理に高速フーリエ変換等を用いてもよい。その場合は、高速フーリエ変換を用いて周波数空間に変換した後、積算処理を行い、高速フーリエ逆変換をする。

ハーフトーン処理部１０５は、鮮鋭性回復処理部１０４が出力する各色の色材量データを２値（または２値以上で入力階調数より少ない階調数）のドットデータに変換する量子化処理を行う。ここでは、ハーフトーン処理にディザ法を用いるとして説明するが、これに限定されるものではない。例えば、公知の誤差拡散法（平均濃度保存法）、ブルーノイズマスク、グリーンノイズマスク等を用いてもよい。ディザ法では、ディザマトリクスに設定されている閾値を画素位置に応じて読出し、色材量データの値と閾値を画素毎に比較することにより、ドットデータに変換する。

画像形成部２は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の色材を用いて、ハーフトーン処理部１０５から提供されたハーフトーン画像データ（ドットデータ）を記録媒体上に形成する。

＜回復処理による明るさ低下＞
まず、従来の画像処理における課題である回復処理による明るさ低下について説明する。

プリンタなどの画像形成装置においては、ドット位置のゆらぎや滲みによって、出力画像の鮮鋭性が低下する。一方で、空間周波数ｕにおける出力画像の周波数特性Ｐ（ｕ）を取得できれば、Ｐ（ｕ）の逆特性Ｒ（ｕ）＝１／Ｐ（ｕ）を持つフィルタで、入力画像に対して回復処理を行うことで、出力画像の鮮鋭性低下を補償することができる。

図３は、画像形成装置の周波数特性とその逆特性を説明する図である。たとえば、出力画像の周波数特性が曲線Ｐ（ｕ）に示す特性とすると、逆特性１／Ｐ（ｕ）は、曲線Ｒ（ｕ）に示す特性となる。このとき、逆特性Ｒ（ｕ）を逆フーリエ変換して得られるフィルタを用いて回復処理した画像を出力すれば、鮮鋭性低下を抑制した画像を得ることができる。ところが、背景技術において述べたように、入力画像に対して逆特性を持つフィルタで鮮鋭回復処理を行うと、高周波領域において平均の明るさが低下する。

図４は、周波数特性の逆特性で回復処理を行った場合の明るさ低下を説明する図である。逆特性Ｒ（ｕ）で回復処理を行った場合の明るさ低下は、例えば、曲線Ｌ（ｕ）のように表される。Ｌ（ｕ）は、周波数ｕ、平均明度Ｌａｖｅの振幅を持つ正弦波パターン画像（正弦波パターンの濃度変化を有する画像）を画像処理した場合の、周波数ｕに対する出力画像の平均の明るさを示している。このような明るさの低下は、回復処理後に行われる出力ガンマ補正処理によって、平均出力濃度値が上昇することが要因である。

以下では、図５を参照して、出力ガンマ補正処理による明るさ低下の発生要因について説明する。ここでは、説明を単純化するため、２種類の画素値からなる矩形波画像を例に説明する。

図５は、出力ガンマ補正による平均出力濃度値の上昇を説明する図である。図５（ａ）下部の画像５０１は、回復処理前の画像を示している。この画像の各画素値ｘ１、ｘ２に対し出力ガンマ補正処理が施されると、出力ガンマ補正後の出力濃度値はｙ１、ｙ２となり、その平均値はｙ＿ａｖｅとなる。

図５（ｂ）下部の画像５０２は回復処理後の画像を示している。回復処理が施されると、入力画像の平均値を保ったまま、コントラストが強調される。この画像の各画素値ｘ’１、ｘ’２に対し出力ガンマ補正処理が施されると、出力ガンマ補正後の出力濃度値はｙ’１、ｙ’２となり、その平均値はｙ’＿ａｖｅとなる。プリンタの出力ガンマ補正特性は、一般に下に凸の非線形な形状となる。そのため、ｘ＿ａｖｅ＝ｘ’＿ａｖｅであっても、ｙ’＿ａｖｅ＞ｙ＿ａｖｅとなってしまう。

この平均出力濃度値の上昇は、回復処理の回復量に応じて大きくなる。プリンタの鮮鋭性回復フィルタの特性は、図３のＲ（ｕ）に示したような特性となるため、大きな回復量が必要な高周波領域ほど明るさ低下が発生する。

＜フィルタの作成方法＞
上述のように、第１実施形態では、出力ガンマ補正処理の後の色材量データに対して回復処理を行う構成とする。ただし、鮮鋭性低下は高周波領域において発生しやすいため、その逆特性のフィルタは、高周波領域の回復量が高くなる。そのため、このようなフィルタで回復を行うと、特に回復量の高い高周波領域において、鮮鋭性回復後の画素値が表現可能な範囲を超えることがある。

例えば、画素値が８ビットの場合、表現可能な範囲は０〜２５５であり、負の値や２５５を超える値は表現することができない。その場合、表現可能な値に丸めこむクリッピング処理が発生する。このクリッピング処理によっても、画像の平均濃度値が変動する場合がある。

そこで、ここでは、クリッピングが発生しないようにフィルタの回復量を設定する。クリッピングの発生は、画像に依存するため、ここでは、表現可能な範囲の中間値を基準として一定の振幅を持つチャート画像を用いて、クリッピングが発生しないようにフィルタを設計する。すなわち、鮮鋭性低下の補償上限を制限する。

図６は、第１実施形態における鮮鋭性回復フィルタＦ（ｕ）の作成に係るフローチャートである。鮮鋭性回復フィルタの作成処理は、画像処理装置１内の不図示の処理部が実行する構成でもよいし、外部の情報処理装置（ＰＣ）が実行する構成でもよい。なお、以下に説明する処理は、画像形成装置が持つ色材ごとに行う。ここでは、ブラック（Ｋ）を例に説明する。

Ｓ６０１では、画像形成部２は、鮮鋭性の計測チャートを出力する。なお、計測チャートの出力時は回復処理を行わないよう制御する。

図７は、周波数特性計測チャートの一例を示す図である。計測チャートは、互いに周波数や方向が異なる複数の正弦波パターン画像と、均一パターン画像（例えば、白ベタ画像と黒ベタ画像）とを含む画像チャートである。

Ｓ６０２では、不図示の測定装置を用いて、周波数特性の取得に必要な情報を計測チャートから取得する。測定装置には、例えば、スキャナ、ディジタルカメラ、顕微鏡、マイクロデンシトメータなどを用いることができる。取得した情報に基づき、画像形成装置の周波数応答値Ｐ（ｕ）を算出する。周波数応答値Ｐ（ｕ）は、例えば下式を用いて算出される光学伝達関数（ＭＴＦ）を用いることができる。

Ｐ（ｕ） ＝ Ｃ（ｕ）／Ｃ’ …（１）
ここで、
ｕは正弦波パターン画像の周波数、
Ｃ（ｕ）＝｛Ｍａｘ（ｕ）−Ｍｉｎ（ｕ）｝／｛Ｍａｘ（ｕ）＋Ｍｉｎ（ｕ）｝
Ｃ’＝（Ｗｈｉｔｅ−Ｂｌａｃｋ）／（Ｗｈｉｔｅ＋Ｂｌａｃｋ）
である。なお、
Ｍａｘ（ｕ）は周波数ｕで変化する正弦波パターン画像の最大明度
Ｍｉｎ（ｕ）は周波数ｕで変化する正弦波パターン画像の最小明度
Ｗｈｉｔｅ，Ｂｌａｃｋはそれぞれ均一パターン画像の明度
である。勿論、光学伝達関数の算出は上述の式（１）に限定されず、例えば式（１’）を用いてもよい。

Ｐ（ｕ）＝｛Ｍａｘ（ｕ）−Ｍｉｎ（ｕ）｝／（Ｗｈｉｔｅ−Ｂｌａｃｋ） …（１’）
なお、ここでは、Ｍａｘ（ｕ），Ｍｉｎ（ｕ），Ｗｈｉｔｅ，Ｂｌａｃｋを明度として周波数応答値Ｐ（ｕ）を算出しているが、例えば輝度や濃度、測定装置のデバイスＲＧＢ値等を用いて算出してもよい。

また、Ｓ６０１で出力する計測チャートとして、図７に示すような正弦波パターン画像ではなく、矩形波パターン画像を用いて周波数特性Ｐ（ｕ）を取得してもよい。その場合、矩形波パターン画像に対して式（１）を適用することにより算出されるコントラスト伝達関数（ＣＴＦ）の値を周波数特性Ｐ（ｕ）として用いる。もしくは、ＣＴＦ値を公知のコルトマン補正式を用いて変換したＭＴＦ値を周波数特性Ｐ（ｕ）に用いてもよい。

Ｓ６０３では、Ｓ６０２で取得した空間周波数特性Ｐ（ｕ）に基づき、鮮鋭性回復フィルタの周波数特性Ｒ（ｕ）＝１／Ｐ（ｕ）を算出する。

Ｓ６０４では、計測チャート画像に対し、画像形成部２の出力ガンマ補正特性を用いて出力ガンマ補正処理を施す。

Ｓ６０５では、Ｓ６０３で算出した鮮鋭性回復フィルタの周波数特性をフーリエ逆変換してフィルタ係数を算出する。そして、Ｓ６０４で得られた出力ガンマ補正処理後の計測チャート画像に対して畳み込み演算（回復処理）を行う。ここではフィルタサイズとして６３×６３を用いる。もちろん他のサイズのフィルタを用いてもよい。

Ｓ６０６では、Ｓ６０５により得られた回復処理後の画像に、表現可能な範囲（ここでは、０〜２５５）を超えた画素値が含まれているか否かを判定する。すなわち、クリッピングが発生するか否かを判定する。クリッピングが発生すると判定された場合はＳ６０８に進み、発生しないと判定された場合はＳ６０７に進む。なお、多少のクリッピングの発生については許容し、表現可能な範囲より広い範囲（例えば−５〜２６０）を超えた画素値が含まれているか否かを判定するよう構成してもよい。

Ｓ６０８では、フィルタの回復量を一定量αだけ低下させてＲ（ｕ）を更新する。そして、Ｓ６０５に戻り再度回復処理を行う。この一連の動作を、クリッピングが発生しなくなるまで繰り返し行う。

Ｓ６０７では、ｕと画像形成装置の出力解像度ｕ＿ｍａｘとを比較する。ｕ≧ｕ＿ｍａｘであればＦ（ｕ）にＲ（ｕ）を設定し処理を終了する（Ｓ６１０）。一方、ｕ≧ｕ＿ｍａｘでない場合は、Ｓ６０９でｕを更新し、Ｓ６０２に戻る。

上述の処理により、クリッピングが発生しない（平均出力濃度値が変わらない）範囲で、最大限の鮮鋭性回復を可能とするフィルタを設計することができる。生成されたフィルタは、フィルタ係数保持部１０３に格納される。

以上説明したとおり第１実施形態によれば、ガンマ補正処理部の後段において回復処理を行う。これにより、従来の処理構成において発生していた出力ガンマ補正処理に起因する平均出力濃度値の上昇を回避することが可能となる。さらに、クリッピング発生による濃度変動を低減可能な鮮鋭性回復フィルタを予め作成することにより、より好適な回復処理を行うことが可能となる。すなわち、高周波領域における明るさ低下を抑制しつつ、高周波成分まで好適に鮮鋭性を回復可能となる。

なお、上述の説明においては、出力画像の周波数特性を１次元の関数Ｐ（ｕ）として扱った。ただし、プリンタの周波数特性は異方性を持つことが知られている。そのため、互いに直交する２つの方向の周波数ｕ，ｖの２次元の関数Ｐ（ｕ，ｖ）として、鮮鋭性回復フィルタの周波数特性を設計するとより好適である。

また、画像形成部２の構成として、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色（Ｎ色）の色材を備える例を示したが、色材の種類は限定されない。例えば、濃度の薄い淡インク、レッドやグリーン等の特色インク、白色インクを用いてもよい。さらに、上述の説明では、全て（Ｎ個）の色材量データに対して回復処理を行ったが、一部（Ｎ個未満）の色材量データに対してのみ回復処理を行ってもよい。例えば、視覚的に目立つ色（例えばＫ）のみに対して回復処理を行ってもよい。また、必ずしも全ての色材に対して固有の鮮鋭性回復フィルタを用意する必要はなく、同一のフィルタを割り当ててもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態においては、明るさ低下の発生しにくい低周波成分の回復処理と、明るさ低下が発生しやすい高周波成分の回復処理と、を分離して処理する形態について説明する。特に、低周波成分の回復処理はガンマ補正処理部の前段で行い、高周波成分の回復処理はガンマ補正処理部の後段で行う例について説明する。

図８は、第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。なお、色分解処理部１０１、ガンマ補正処理部１０２、ハーフトーン処理部１０５については第１実施形態（図１）と同様であるため説明は省略する。

低周波鮮鋭性回復処理部１０７は、フィルタ係数保持部１０６から低周波成分に対する鮮鋭性回復のためのフィルタ係数を読み込み、入力画像データに対して畳み込み演算を行う。これにより、所定の周波数より低い周波数成分の鮮鋭性を主に回復する回復処理を実行する。

高周波鮮鋭性回復処理部１０９は、フィルタ係数保持部１０８から高周波成分に対する鮮鋭性回復のためのフィルタ係数を読み込み、ガンマ補正処理部１０２が出力する色材量データに対して畳み込み演算を行う。これにより、所定の周波数より高い周波数成分の鮮鋭性を主に回復する回復処理を実行する。

＜フィルタの作成方法＞
以下、第２実施形態におけるフィルタの作成方法について説明する。ここでは、鮮鋭性回復フィルタを、所定の周波数ｕｂを境にして、低周波成分を主に回復するフィルタと、高周波成分を主に回復するフィルタとに分割して設計する。

・所定の周波数ｕｂの決定
図９は、明るさ低下が所定量以上となる所定の周波数を説明する図である。図９に示すように、出力ガンマ補正処理前に全ての周波数成分の回復処理を行った場合に、明るさが所定量低下し始める周波数を所定の周波数ｕｂとする。以下では、所定の周波数ｕｂを決定する基準として、明るさの低下量を用いているが、代替として輝度の低下量や濃度の増加量を用いてもよい。

図１０は、所定の周波数（ｕｂ）の決定に係るフローチャートである。なお、Ｓ１００１〜Ｓ１００３、Ｓ１００８〜Ｓ１００９については、第１実施形態（図６）におけるＳ６０１〜Ｓ６０３、Ｓ６０７とＳ６０９と同様の処理であるため、詳細な説明は省略する。

Ｓ１００１では、画像形成部２を用いて、周波数特性計測チャートを出力する。なお、計測チャートの出力時は回復処理を行わないよう制御する。Ｓ１００２では、不図示の測定装置を用いて、周波数特性の取得に必要な情報を計測チャートから取得する。取得した情報に基づき、画像形成装置の周波数応答値Ｐ（ｕ）を算出する。Ｓ１００３では、Ｓ１００２で取得した空間周波数特性Ｐ（ｕ）に基づき、鮮鋭性回復フィルタの周波数特性Ｒ（ｕ）＝１／Ｐ（ｕ）を算出する。

Ｓ１００４では、Ｓ１００３で算出した鮮鋭性回復フィルタの周波数特性をフーリエ逆変換してフィルタ係数を算出する。そして、算出したフィルタ係数を用いてチャート画像に対して畳み込み演算を行うことによって、回復処理を行う。ここではフィルタサイズとして６３×６３を用いることとする。また、計測チャート画像の色空間をＲＧＢからＹＣｂＣｒ（輝度、色差）に変換し、Ｙ（輝度信号）に対して畳み込み演算を行うこととする。Ｓ１００５では、画像形成部２を用いて、回復処理後のチャート画像を出力する。

Ｓ１００６では、不図示の測定装置を用いて、ステップＳ１００５で出力されたチャート画像のうち、空間周波数ｕの部分の平均の明るさを測定する。Ｓ１００７では、Ｓ１００６で測定された明るさが、所望の明るさに対し、一定量β以上の低下が発生しているかどうかを判定する。

β以上低下していると判定された場合は、そのときのｕをｕｂとして設定し終了する（Ｓ１０１０）。そうでない場合は、ｕと画像形成装置の出力解像度ｕ＿ｍａｘとを比較し（Ｓ１００８）、ｕ≧ｕ＿ｍａｘであれば、ｕ＿ｍａｘをｕｂに設定して終了する（Ｓ１０１１）。ｕ≧ｕ＿ｍａｘでない場合には、ｕを更新し（Ｓ１００９）、Ｓ１００２に戻る。なお、処理対象の周波数ｕは低周波から高周波に向かって順に変化させるとよい。

・高周波成分及び低周波成分それぞれに対するフィルタの作成
ｕｂを決定後、ｕｂ以上の周波数成分を主に回復する鮮鋭性回復フィルタＦｈ（ｕ）と、ｕｂ未満の周波数成分を主に回復する鮮鋭性回復フィルタＦｌ（ｕ）とを順番に作成する。以下、それぞれの作成方法について説明する。

まず、ｕｂ以上の周波数成分を主に回復する鮮鋭性回復フィルタＦｈ（ｕ）を作成する。これには、第１実施形態（図６）で示した手順（ただし、ｕはｕｂから開始する）を用いてもよいし、単純なエッジ強調フィルタを用いてもよい。ここでは、３×３のラプラシアンフィルタを用いることとする。生成されたフィルタは、フィルタ係数保持部１０８に格納される。

次に、ｕｂ未満の周波数成分を主に回復する鮮鋭性回復フィルタＦｌ（ｕ）を作成する。Ｆｌ（ｕ）は、Ｆｈ（ｕ）による回復処理を適用したチャート画像を元に設計する。

図１１は、第２実施形態における鮮鋭性回復フィルタＦｌ（ｕ）の作成に係るフローチャートである。なお、ステップＳ１１０３〜Ｓ１１０４およびステップＳ１１０６〜Ｓ１１０９については、第１実施形態（図６）のステップＳ６０２〜Ｓ６０３およびステップＳ６０６〜Ｓ６０９とそれぞれ同様の処理であるため、詳細な説明は省略する。

Ｓ１１０１では、周波数特性計測チャートに対してＦｈ（ｕ）による回復処理を施す。Ｓ１１０２では、画像形成部２を用いて、ステップＳ１１０１で作成した回復処理後のチャート画像を出力する。

Ｓ１１０３では、不図示の測定装置を用いて、周波数特性の取得に必要な情報を計測チャートから取得する。取得した情報に基づき、画像形成装置の周波数応答値Ｐ（ｕ）を算出する。Ｓ１１０４では、Ｓ１１０３で取得した空間周波数特性Ｐ（ｕ）に基づき、鮮鋭性回復フィルタの周波数特性Ｒ（ｕ）＝１／Ｐ（ｕ）を算出する。

Ｓ１１０５では、Ｓ１１０４で算出した鮮鋭性回復フィルタの周波数特性をフーリエ逆変換してフィルタ係数を算出する。そして、算出したフィルタ係数を用いて、計測チャート画像に対して畳み込み演算を行うことによって、回復処理を行う。ここではフィルタサイズとして６３×６３を用いることとする。また、計測チャート画像の色空間をＲＧＢからＹＣｂＣｒ（輝度、色差）に変換し、Ｙ（輝度信号）に対して畳み込み演算を行うこととする。

Ｓ１１０６では、回復処理後の画像に、表現可能な範囲（ここでは、０〜２５５）を超えた画素値が含まれているか否かを判定する。すなわち、クリッピングが発生するか否かを判定する。クリッピングが発生すると判定された場合は、Ｓ１１０８に進み、発生しないと判定された場合はＳ１１０７に進む。

Ｓ１１０８では、フィルタの回復量を一定量αだけ低下させてＲ（ｕ）を更新する。そして、Ｓ１１０５に戻り再度回復処理を行う。この一連の動作を、クリッピングが発生しなくなるまで繰り返し行う。

Ｓ１１０７では、ｕと画像形成装置の出力解像度ｕ＿ｍａｘとを比較する。ｕ≧ｕ＿ｍａｘであればＦｌ（ｕ）にＲ（ｕ）を設定し処理を終了する（Ｓ１１１０）。一方、ｕ≧ｕ＿ｍａｘでない場合は、Ｓ１１０９でｕを更新し、Ｓ１１０３に戻る。生成されたフィルタは、フィルタ係数保持部１０６に格納される。

以上説明したとおり第２実施形態によれば、出力ガンマ補正処理後には高周波成分の回復処理のみを行うようにする。これにより、各色の色材データに対する処理は、３×３のような小さなサイズのフィルタを用いた畳み込み演算で済む。さらに、６３×６３のような大きなサイズのフィルタを要する低周波回復処理は、出力ガンマ補正処理前の輝度信号に対してのみ行う。これにより、第１実施形態に比較して、回復処理に必要となるトータルの演算量を低減することが可能となる。

また、低周波成分用の鮮鋭性回復フィルタを、高周波成分用の鮮鋭性回復フィルタによる処理後のチャート画像を基準として作成する。これにより、高周波成分用の鮮鋭性回復フィルタに小さなサイズのフィルタを用いたことによって生じる所望の周波数特性との誤差を、大きなサイズの低周波成分用の鮮鋭性回復フィルタにより吸収させることが可能となる。なお、上述の説明では高周波成分用の鮮鋭性回復フィルタのサイズを３×３、低周波成分用の鮮鋭性回復フィルタのサイズを６３×６３としたが、もちろん、他のサイズのフィルタを用いてもよい。

また、上述の説明においては、低周波成分の回復処理において、色空間をＲＧＢからＹＣｂＣｒに変換し、Ｙ（輝度信号）に対して畳み込み演算を行っているが、これに限定されない。例えば、色空間をＣＩＥ Ｌａｂに変換し、Ｌ（明度）に対して畳み込み演算を行ってもよい。また、色空間の変換を行わずにＲＧＢに対して畳み込み演算を行ってもよい。

さらに、高周波成分に対する回復処理は、全ての色材データに施す必要はなく、例えば視覚的に目立つ色（例えばＫ）などの一部の色材量データに対してのみ行ってもよい。また、必ずしも全ての色材に対して固有の高周波成分用の鮮鋭性回復フィルタを用意する必要はなく、同一のフィルタを割り当ててもよい。

（第３実施形態）
第３実施形態では、色分解処理後に低周波成分に対する回復処理を行う構成について説明する。すなわち、第２実施形態とは、色分解処理と低周波成分に対する回復処理との順序が異なる。なお、第１及び第２実施形態と共通の部分については、説明を簡易化または省略する。

図１２は、第３実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。上述のように、色分解処理部１０１が出力する色材データに対して低周波の回復処理を行う点が第２実施形態と異なる。

一般に、鮮鋭性低下の特性は色材ごとに異なる。しかしながら、第２実施形態のように輝度信号に対して低周波成分に対する回復処理を行う場合、色材ごとに調整を行うことができない。そこで、第３実施形態では、低周波の回復処理を色分解処理後の色材データに対して行う。これにより、低周波成分の鮮鋭性回復を色材ごとに調整可能となる。

さらに、色材ごとに、低周波成分の鮮鋭性回復と高周波成分の鮮鋭性回復の組合せを変えることもできる。例えば、視覚的に目立つＫ（黒）に対しては、低周波の回復処理と高周波の回復処理の両方を行う。一方、視覚的に目立たないＹ（黄）に対しては両方の鮮鋭性回復を行わない。そして、その他の色（Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン））に対しては高周波成分の回復処理のみ行う。このような構成とすることで、鮮鋭性回復の効果を維持しつつ演算量を削減することが可能となる。

さらに、低周波成分の回復処理は、参照画素を間引いて処理することにより演算量の削減が可能である。そのため、第３実施形態のように低周波成分と高周波成分とを分割して鮮鋭性回復を行うことで、演算量の増加を抑えることができる。

以上説明したとおり第３実施形態によれば、色分解処理後に低周波成分に対する回復処理を行う。これにより、低周波の鮮鋭性回復を色材ごとに調整することができ、鮮鋭性回復の効果を維持しつつ演算量を削減することが可能となる。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０１ 色分解処理部； １０２ ガンマ補正処理部； １０３ フィルタ係数保持部； １０４ 鮮鋭性回復処理部； １０５ ハーフトーン処理部

Claims (12)

1. 入力画像データに基づいて、記録媒体上に画像を形成する画像形成部に提供するハーフトーン画像データを生成する画像処理装置であって、
   入力画像データを、前記画像形成部が使用するＮ色の色材に対応するＮ個の色材量データに変換する変換手段と、
   前記Ｎ個の色材量データに対して、前記画像形成部における入出力濃度の非線形性を補償するためのガンマ補正を行う補正手段と、
   前記ガンマ補正後のＮ個の色材量データのうちＮ個未満の色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像の鮮鋭性低下を補償するための回復処理を行う処理手段と、
   前記回復処理後の色材量データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成する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。
2. 前記回復処理に利用される鮮鋭性回復フィルタは、前記画像形成部により形成される画像の周波数特性の逆特性を有し、前記回復処理においてクリッピングが発生しないように補償上限が制限されたフィルタである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 入力画像データに基づいて、記録媒体上に画像を形成する画像形成部に提供するハーフトーン画像データを生成する画像処理装置であって、
   入力画像データに対して、前記画像形成部により形成される画像における所定の周波数より低い低周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第１の回復処理を行う第１の処理手段と、
   前記第１の回復処理後の入力画像データを、前記画像形成部が使用する色材に対応する色材量データに変換する変換手段と、
   前記色材量データに対して、前記画像形成部における入出力濃度の非線形性を補償するためのガンマ補正を行う補正手段と、
   前記ガンマ補正後の色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像における前記所定の周波数より高い高周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第２の回復処理を行う第２の処理手段と、
   前記第２の回復処理後の色材量データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成する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。
4. 前記変換手段は、前記第１の回復処理後の入力画像データをＮ色の色材に対応するＮ個の色材量データに変換し、
   前記補正手段は、Ｎ個の色材量データに対して前記ガンマ補正を行い、
   前記第２の処理手段は、前記ガンマ補正後のＮ個の色材量データのうちＮ個未満の色材量データに対して前記第２の回復処理を行う
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 入力画像データに基づいて、記録媒体上に画像を形成する画像形成部に提供するハーフトーン画像データを生成する画像処理装置であって、
   入力画像データを、前記画像形成部が使用する色材に対応する色材量データに変換する変換手段と、
   前記色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像における所定の周波数より低い低周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第１の回復処理を行う第１の処理手段と、
   前記第１の回復処理後の色材量データに対して、前記画像形成部における入出力濃度の非線形性を補償するためのガンマ補正を行う補正手段と、
   前記ガンマ補正後の色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像における前記所定の周波数より高い高周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第２の回復処理を行う第２の処理手段と、
   前記第２の回復処理後の色材量データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成する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。
6. 前記変換手段は、前記入力画像データをＮ色の色材に対応するＮ個の色材量データに変換し、
   前記第１の処理手段は、Ｎ個の色材量データのうちＮ個未満の色材量データに対して前記第１の回復処理を行い、
   前記補正手段は、Ｎ個の色材量データに対して前記ガンマ補正を行い、
   前記第２の処理手段は、前記ガンマ補正後のＮ個の色材量データのうちＮ個未満の色材量データに対して前記第２の回復処理を行う
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記第２の回復処理に利用される第２の鮮鋭性回復フィルタは、前記画像形成部により形成される画像の前記所定の周波数より高い高周波成分の周波数特性の逆特性を有し、前記第２の回復処理においてクリッピングが発生しないように補償上限が制限されたフィルタであり、
   前記第１の回復処理に利用される第１の鮮鋭性回復フィルタは、前記第２の鮮鋭性回復フィルタを用いて前記第２の回復処理を行った画像データに基づき前記画像形成部により形成される画像の周波数特性の逆特性を有し、前記第１の回復処理においてクリッピングが発生しないように補償上限が制限されたフィルタであり、
   前記第２の鮮鋭性回復フィルタのフィルタサイズは前記第１の鮮鋭性回復フィルタのフィルタサイズより小さい
   ことを特徴とする請求項３乃至６の何れか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記所定の周波数は、全ての周波数成分に対して前記画像形成部により形成される画像の鮮鋭性低下を補償するための回復処理を行った際に明るさが所定量低下する周波数である
   ことを特徴とする請求項３乃至７の何れか１項に記載の画像処理装置。
9. 入力画像データに基づいて、記録媒体上に画像を形成する画像形成部に提供するハーフトーン画像データを生成する画像処理方法であって、
   入力画像データを、前記画像形成部が使用するＮ色の色材に対応するＮ個の色材量データに変換する変換工程と、
   前記Ｎ個の色材量データに対して、前記画像形成部における入出力濃度の非線形性を補償するためのガンマ補正を行う補正工程と、
   前記ガンマ補正後のＮ個の色材量データのうちＮ個未満の色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像の鮮鋭性低下を補償するための回復処理を行う処理工程と、
   前記回復処理後の色材量データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成するハーフトーン処理工程と、
   を有することを特徴とする画像処理方法。
10. 入力画像データに基づいて、記録媒体上に画像を形成する画像形成部に提供するハーフトーン画像データを生成する画像処理方法であって、
    入力画像データに対して、前記画像形成部により形成される画像における所定の周波数より低い低周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第１の回復処理を行う第１の処理工程と、
    前記第１の回復処理後の入力画像データを、前記画像形成部が使用する色材に対応する色材量データに変換する変換工程と、
    前記色材量データに対して、前記画像形成部における入出力濃度の非線形性を補償するためのガンマ補正を行う補正工程と、
    前記ガンマ補正後の色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像における前記所定の周波数より高い高周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第２の回復処理を行う第２の処理工程と、
    前記第２の回復処理後の色材量データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成するハーフトーン処理工程と、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
11. 入力画像データに基づいて、記録媒体上に画像を形成する画像形成部に提供するハーフトーン画像データを生成する画像処理方法であって、
    入力画像データを、前記画像形成部が使用する色材に対応する色材量データに変換する変換工程と、
    前記色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像における所定の周波数より低い低周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第１の回復処理を行う第１の処理工程と、
    前記第１の回復処理後の色材量データに対して、前記画像形成部における入出力濃度の非線形性を補償するためのガンマ補正を行う補正工程と、
    前記ガンマ補正後の色材量データに対して、前記画像形成部により形成される画像における前記所定の周波数より高い高周波成分の鮮鋭性低下を補償するための第２の回復処理を行う第２の処理工程と、
    前記第２の回復処理後の色材量データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを生成するハーフトーン処理工程と、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
12. コンピュータを、請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。