JPH0548657B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はカラー画像をプリントまたは表示す
るカラー画像出力装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、カラープリンタ技術の発達に伴い、カラ
ー複写機の実用化へ向けての研究開発が盛んに進
められている。カラー複写機には原画像情報を光
電変換し、電気的処理によりカラー画像を形成す
る方式と、従来の複写機と同様に化学的処理によ
りカラー画像を形成する方式の２種類の方式があ
る。前者の方式は後者の方式に比べ現状ではノイ
ズが多い。解像力が低いなどの欠点がある反面、
化学的プロセスを必要とせず、また画像形成にお
いて多様な処理が可能であるなどの特長を有する
ことから、大いに注目されている。

電気的処理によりカラー画像を形成するカラー
複写装置の一例として、原稿面上等の原画像情報
を例えば３つの色信号として検出し、これをＡ／
Ｄ変換回路でデイジタル信号に変換してから互い
に相関の低い輝度信号および２つの色差信号に分
離・変換し、さらにROMを用いた変換テーブル
により出力形態に適合した出力用信号、すなわち
インク濃度信号に変換した後、出力手段としての
カラープリンタに供給して、カラー画像をプリン
トする方式が知られている。

ここで、変換テーブルはカラープリンタで用い
るインクの特性に合わせて、輝度・色差信号をイ
ンク濃度信号に変換するものであるが、この変換
は一般に複雑な演算となる。このため、前段まで
のＡ／Ｄ変換、シエーデイング補正、ガンマ補正
および輝度・色差信号分離等の処理が比較的簡単
な演算回路で実行されるのに対し、この変換には
テーブルを用いている。この変換テーブルの構成
はある輝度・色差信号の組に対し、その輝度・色
差信号の組が表わす色を表現するインク濃度の組
が対応するようになつており、これは数値計算に
よつて求めることができる。ところが、実際には
全ての輝度・色差信号の組が現実の色を表わすわ
けではなく、また、現実の色を表わしていてもカ
ラープリンタで用いるインクでは表現できない色
も存在する。このようなカラープリンタで表示可
能な色と対応を持たない輝度・色差信号の組に対
しては、数値計算によつては対応するインク濃度
を定めることができない。しかし、実際には画像
入力部でのノイズの混入や、カラープリンタで用
いるインクで表現できない色の入力などにより、
このような輝度・色差信号が入力される可能性は
大いにあり、そのような場合カラープリンタはな
んら応答しないことになるので、画像品質が劣化
する要因となる。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、ノイズの混入や出力不可能
な色の色信号入力により出力可能な色と対応を持
たない輝度・色差信号の組が得られた場合でもそ
の輝度・色差信号の組に対応して適切な画像出力
を行なうことができ、もつて高品質なカラー出力
画像が得られるカラー画像出力装置を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

この発明は、輝度・色差信号の組をカラープリ
ンタ等の出力形態に適合した出力用信号（カラー
プリンタの場合はインク濃度信号）に変換する変
換テーブル内の、ノイズ等の影響によるものを含
めて入力され得る輝度・色差信号のあらゆる組に
対応したアドレスに出力用信号値を割当てるよう
にしたものである。

すなわち、この発明における変換テーブルは出
力可能な色と対応をもたない組に対しては、前記
出力手段で出力可能な色と対応をもつ色信号の組
x₁，x₂，x₃の中で、前記輝度・色差信号に対応す
る色信号の組y₁，y₂，y₃に対し、誤差距離Ｅを最
小とするような色信号の組（x₁、x₂、x₃）に対応
する出力用信号値と同じ出力用信号値を割当てて
構成される。

〔発明の効果〕

この発明によれば、画像入力部でノイズが混入
したり出力不可能な色信号が検出され、原理的に
対応する出力可能な色を持たない輝度・色差信号
の組が生成された場合でも、変換テーブルからそ
の輝度・色差信号の組に対応する色に近い出力可
能な色を出力するための出力信号値が得られるこ
とによつて、出力手段で画像出力がなされる。従
つて視覚上Ｓ／Ｎがよく、色再現性の良好な高品
質のカラー画像を得ることができる。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明をカラー複写装置に適用した
一実施例を示すものである。図において、画像入
力部１は原画像情報を複数の色信号２として検出
するもので、例えば第２図に示すように構成され
る。すなわち、被複写体としての原稿面２１を白
色光源２２で照明し、レンズ２３により原稿面２
１上の画像を光検出器アレイ２４の受光面上に結
像する。光検出器アレイ２４の前面には分光透過
特性の異なる３種類の色のフイルタ２５が光検出
器アレイ２４の連続する３個に対応して配置され
ている。そして光検出器アレイ２４の連続する３
個の組が１画像素を構成し、これらの光電変換出
力が画素の色情報をもつ３つの色信号２として得
られる構成となつている。

こうして画像入力部１で得られる色信号２は画
素単位で並一直列変換され、時系列信号となつて
いる。これらの色信号２はＡ／Ｄ変換器３により
デイジタル化され、さらにこのデイジタル化色信
号４はシエーデイング補正回路５により規格化色
信号６となる。シエーデイング補正回路５は各光
検出器毎の感度やオフセツトの補正データテーブ
ルを持つており、このテーブルを通して色信号４
に対し光検出器の画素ごとのバラツキの補正を施
し、入力画素が白および黒のときそれぞれ最大値
“１”および最小値“０”をとるように規格化し
て出力する。この規格化色信号６は輝度・色差信
号分離回路（Ｙ／Ｃ分離回路）７により１の輝度
信号８と２つの色差信号９ａ，９ｂに分離され
る。Ｙ／Ｃ分離回路７の３つの入力信号（規格化
色信号）６をx₁，x₂，x₃出力信号８，９ａ，９ｂ
をy₁，y₂，y₃とすると、このＹ／Ｃ分離回路７は
次式に示すようなマトリツクス演算を行なう。

y₁ y₂ y₃＝１ １ ０１ −１ ０１ ０ −１ x₁ x₂ x₃ Ｙ／Ｃ分離回路７の出力のうち、輝度信号８は
画素の明るさを表わす信号、色差信号９ａ，９ｂ
は画素の色相を表わす信号であり、入力画素が無
彩色の場合、色差信号９ａ，９ｂは共に０とな
る。

輝度信号８はさらにガンマ補正回路１０により
非線形変換を施される。このガンマ補正回路１０
の入出力特性を第５図に示す。このガンマ補正は
周知のように人間の視覚特性は暗い部分の方が階
調弁別能が高いことに合わせるためのものであ
る。これらＹ／Ｃ分離回路７から出力される色差
信号９ａ，９ｂおよひガンマ補正回路１０を介し
て得られた輝度信号８′のスケールは人間の階調
弁別能の特性が近くなつている。

そして、輝度信号８′および色差信号９ａ，９
ｂは色変換回路としての変換テーブル１１により
出力用信号としての３つのインク濃度信号１２に
変換された後、出力手段としてのカラープリンタ
１３に供給される。カラープリンタ１３はインク
濃度信号１２により各色のインク濃度を制御し、
カラー画像をプリントする。変換テーブル１１は
入力される輝度・色差信号に対応する色を合成す
るためのインク濃度を出力するものであり、３次
元の構成となつている。

この変換テーブル１１は次のように構成されて
いる。すなわち、カラープリンタ１３で用いる３
色のインクの任意の濃度の組を与え、それにより
出力される色を入力した場合の色信号はインク、
色フイルタの特性から計算により求めることがで
き、さらにこれらより輝度・色差信号の組が求ま
る。ここで元のインクの濃度の組をこの輝度・色
差信号の組に対する変換テーブル１１の変換値
（出力信号値）とすることにより、正しい色再現
が可能となる。

しかしながら、出力可能なあらゆるインク濃度
の組に対応する輝度・色差信号の組の集合は第４
図に示すように、とりうる輝度・色差空間の全体
をみたしていない。すなわち、第４図においてお
ｉは輝度信号軸ｙ，ｐは２つの色差信号軸を示し
たもので、図中の曲面体４１は出力可能なインク
濃度の組に対応する輝度・色差信号の組の領域を
示し、外側の立方体４２がとりうる輝度・色差信
号の変域（輝度・色差空間）を示している。した
がつて第４図の曲面体４１の領域の外では輝度・
色差信号の組は前記の計算では対応するインク濃
度つまり出力可能な色との対応を持たない。

そこで、この発明ではこのような出力可能な色
との対応を持たない輝度・色差信号の組に対して
もインク濃度信号への変換を行なう。

これを第４図及び第５図を用いて説明する。第
５図は規格化色信号６ａ，６ｂ，６ｃの空間を示
す。図中の曲面体５１が出力可能なインク濃度の
組に対応する規格化色信号の組x₁，x₂，x₃の領域
を示し、これは第４図の曲面体４１に対応してい
る。また外側の立方体５２が規格化色信号のとり
うる領域を示す。第４図曲面体の領域４１の外側
の点Ｙのインク濃度値への変換値に次のように定
める。すなわち、まず輝度色差信号Ｙに対応する
規格化色信号の組y₁，y₂，y₃を求め、その点を
Y′とする。そして曲面体７１内の点、すなわち
出力可能なインク濃度の組に対応する規格化色信
号の組x₁，x₂，x₃の中で誤差距離Ｅ＝ 〓ⁱ （xi−yi）²／Viを最小にする組x₁，x₂，x₃を求
め、（第５図X´）この規格化色信号の組に対応す
る、輝度色差信号の組（第４図Ｘ）の信号の変換
値を、信号Ｙの変換値と等しくする。ここでVi
はそれぞれ規格化色信号上にのるノイズの分散で
ある。

この操作を第４図の曲面体４１外の全ての信号
について行うことにより、輝度色差信号からイン
ク濃度信号への変換テーブル１１の内容はすきま
なく埋められることになる。

上記のようにして変換テーブル１１を構成した
ことによる特有の効果は次のとおりである。一般
に色信号２にはノイズが含まれており、輝度色差
信号あるいは規格化色信号６ａ，６ｂ，６ｃ、が
表現可能な領域から外れるのは、このノイズが原
因であると考えられる。ここで色信号２の加わる
ノイズは互いに相関が低く、またそのノイズは近
似的にガウシアンであると考えてよい。

したがつて、規格化色信号に加わるノイズも同
様に互いに相関が低く、ガウシアンである。よつ
て輝度色差信号の組がノイズにより出力可能な色
の領域から外れた場合、すなわち規格化色信号が
出力可能な色の領域から外れて、y₁，y₂，y₃とな
つた場合、その本来のノイズのない規格化色信号
の組がx₁，x₂，x₃である事後確率Ｐは、Ｐ∝exp
（− 〓ⁱ （xi−yi）²／Vi）となり、その本来の信号は表
現可能な色と対応をもつ中でＰを最大にするも
の、すなわちＥ＝ 〓ⁱ （xi−yi）²／Viを最小にするものと考えるのが
妥当である。

この実施例で示した、変換テーブルの構成を用
いれば、出力可能な色と対応のない輝度色差信号
が入力した場合、前記の本来の信号としてもt´度
の高い信号が入力したのと等価になり、良好なカ
ラー画像の再生が可能となる。又、上記の実施例
では、ノイズの分散Viを用いたが、色信号空間
の定義により必ずしもこのような表現はできない
こともある。一般的には、ノイズの統計的性質を
表わす定数Vijを用いることになる。

もつともより簡単な信号の補正によつても出力
画像として問題がない場合にはより簡単な補正が
許されるのは当然である。例えば、出力可能な色
信号の空間内の一点を任意に選び、この点と入力
信号迄とを結ぶ直線を決定し出力可能な色信号の
成す空間との交点を補正値としてもよい。この
時、空間内の一点の選び方は読み取り画像によつ
て適宜決定すればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るカラー複
写装置の概略構成を示すブロツク図、第２図は、
同実施例における画像入力部の構成を示す図、第
３図は同実施例におけるガンマ補正回路の入出力
特性を示す図、第４図は輝度色差空間内でカラー
プリンタの出力可能な色に対応する輝度色差信号
の組の存在領域を示し、また、色変換テーブルの
構成を示す図、第５図は規格化色信号空間内でカ
ラープリンタの出力可能な色に対応する規格化色
信号の組の存在領域を示し、また色変換テープル
の構成を説明するための図である。 １……画像入力部、２……色信号、３……Ａ／
Ｄ変換回路、５……シエ ティング補正回路、６
……規格化色信号、７……輝度色差分離回路、８
……輝度信号、９ａ，９ｂ……色差信号、１０…
…ガンマ補正回路、１１……変換テーブル、１２
……インク濃度信号、１３……カラープリンタ、
２１……入力画像、２２……光源、２３……レン
ズ、２４……光検出器アレイ、２５……色フイル
タ、４１……出力可能なインク濃度の組に対応す
る輝度色差信号の組の領域、４２……輝度色差信
号の空間、５１……出力可能なインク濃度の組に
対応する規格化色信号の組の領域、５２……規格
化色信号の空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原画像情報を複数の色信号として検出する手
   段と、この手段により得られる色信号を出力形態
   に適合した出力用信号に変換する変換手段と、こ
   の変換手段により得られる出力用信号をうけてカ
   ラー画像を出力する出力手段とを備えたカラー画
   像出力装置において、前記変換手段は前記出力可
   能な色と対応をもたない組に対しては、色信号空
   間において、前記出力手段で出力可能な色と対応
   をもつ色信号の組x₁，x₂，x₃の中で前記輝度・色
   差信号に対応する色信号の組y₁，y₂，y₃に対し、
   誤差距離Ｅを最小とするような色信号の組x₁，
   x₂，x₃に対応する出力用信号値と同じ出力用信号
   値を割り当てて構成されていることを特徴とする
   カラー画像出力装置。 ２ 色信号として検出する手段と変換手段との間
   に、検出手段により得られる色信号を輝度・色差
   信号の組に変換する手段を挿入したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のカラー画像出力
   装置。 ３ 各色信号のノイズの分散をV₁，V₂，V₃とし
   たとき誤差距離Ｅとして 〓ⁱ （xi−yi）²／Viを用いることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のカラー画像出力装置。