JPS62203475A - カラ−画信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、３原色の画信号中のグレイ成分に相当する信
号成分の少なくとも一部を黒信号に置き換えて信号処理
を行うことのできるカラー画信号処理装置に関する。

「従来の技術」 カラー印刷装置では、３原色に対応するシアン、マゼン
タ、イエローの各有彩色のインクの他に、黒色すなわち
墨色のインクを使用してカラー画像の印刷を行うのが通
常である。画像のグレイ成分（無彩色）は原理的には３
原色の減色混合で再現することができる。しかしながら
有彩色のインクは可視領域のフィルタとして必ずしも理
想的なものではないので、黒色のインク（以下黒インク
という）が併せて使用されるようになっている。黒イン
クの使用はこのように画像のしまりを良くする目的で使
用されるが、有彩色の各インクの使用量を節約するとい
う効果も存在する。

ところで原稿上の画情報を光電変換して色分離し、シア
ン、マゼンタ、イエローの３原色を表わした画信号を得
た場合、これからどのようにして黒インクに対応した黒
信号を発生させるかが問題となる。この点に関しては、
テレビジョン学会誌ＶＯＬ３７．Ｎｏ７　（１９８３年
）における「ハードコピーにおける階調、色再現の手法
」という文献にも記載されているように、従来からグレ
イ成分の大きさのみを基にして黒信号を発生させるとい
う手法がとられている。すなわち、黒信号をＫとすると
、これは次式で示すようにグレイ成分の関数ｆとして表
現することができる。

Ｋ＝ｆ（グレイ成分）　　　　　　　　・・・・・・■
ただしグレイ成分は、シアン、マゼンタ、イエローの各
原色を表わした３種類の画信号レベルＣ１Ｍ、Ｙのうち
の最小値（Ｍｉｎ　）として次式のように表わすことが
できる。

グレイ成分＝　１．１　ｉ口ｏｆＣＳＭ、Ｙ　　　・・
・・・・■関数ｆをどのように設定するかは、個々のカ
ラー画信号処理装置の設計思想によって異なるが、従来
から次の２つのものが代表的な方法として用いられてい
る。

■最大ブラック法 この方式では、グレイ成分をすべて黒インクで置き換え
る。第８図および第９図はこれを説明するためのもので
ある。このうち第８図は図示しない原稿のある読み取り
部分を３原色に分離し補正した結果としての信号レベル
を表わしたものである。この図でシアン、マゼンタ、イ
エローの信号レベル（濃度レベル）をＣ（１）、Ｍ（１
）およびＹ（１）とする。この図の例では、信号レベル
は、次の関係となっている。

Ｃ（１）　＞Ｍ　（１）　＞Ｙ　（１）　　　　・・・
・・・■第９図は、第８図に示した例について最大ブラ
ック法での信号処理の一例を表わしたものである。

この例では、黒信号の信号レベルＫ（２）を、シアン、
マゼンタ、イエローの各面信号の信号レベルのうち最小
の信号レベルΔ１と一致させている。

すなわちこの信号処理では、カラー画信号の信号レベル
Ｃ（２）、Ｍ（２）およびＹ（２）が、それらの元の信
号レベルＣ（１）、Ｍ（１）およびＹ（１）から均一に
信号レベルΔ１だけ減少させたものとして得られること
になる。

このように最大ブラック法では無彩色を同じく無彩色の
黒色で表現するので、３原色を混合して無彩色を再現す
る場合に比べてグレイバランスを容易にとることができ
る。第１０図は横軸にグレイ成分の大きさを、また縦軸
に黒インクの使用量を表わしたものである。最大ブラッ
ク法では、同図における直線１で示したようにグレイ成
分の増加は黒インクの使用量に完全に依存することにな
る。

■スケルトン・ブラック法 スケルトン・ブラック法では、グレイ成分の大きいほど
黒インクを多量に用い、反対に濃度の低い色については
黒インクを余り用いない。すなわち、３原色のインクの
混合によっては表現が困難な高濃度のグレイの再現には
、黒インクの使用量を増加して画像の“締り”の改善を
図る。

第１０図で曲線２はこのスケルトン・ブラック法による
黒インクの使用量を表わしている。グレイ成分が大きく
なると、黒インクの使用割合がこれに伴って増加し、直
線１に近づくことがわかる。

第８図および第９図に対応させた第１１図は、スケルト
ン・ブラック法による黒信号の信号レベルＫ（３）の決
定される様子を表わしたものである。

信号レベルＫ（３）は、シアン、マゼンタ、イエローの
各画信号の信号レベルのうち最小の信号レベルΔ１（第
９図）よりも小さな信号レベルΔ２に設定されることに
なる。

ところで、カラー画像を３色もしくは４色で再現する場
合には、各色の“見当ずれ”すなわち位置合わせのずれ
や、カラー画信号処理装置内における色再現を行うため
の用紙の搬送むらを原因として記録部で色ずれや色むら
が生じやすい。そこで、従来から各記録色ごとにスクリ
ーン角をつけることが一般に行われている。

シアン、マゼンタ、イエローの３原色と黒色の４色でカ
ラー画像の再現を行う場合には、マゼンタ、シアンおよ
び黒色はそれぞれほぼ３０度分離した角度をつけること
が行われ、イエローはそれらの間の角度に適宜設定する
ことが行われる。これにより、モアレの発生を低減する
ことができる。

「発明が解決しようとする問題点」 ところでこのような色の重ね合わせの際に問題となるモ
アレには、１次モアレと２次モアレが存在スる。１次モ
アレはシアンとマゼンタ、マゼンタと黒色、シアンと黒
色の各色の組み合わせにおけるスクリーン角同士の干渉
によるものが顕著である。しかしながら１次モアレにつ
いては、干渉の周波数を比較的大きくとることができる
ので、目にはそれほど目立たないようにすることができ
る。これに対して、マゼンタ、シアンおよび黒色の３色
の干渉による２次モアレは、その周期が小さいので目立
ちやすい。

モアレの発生に関して前記した最大ブラック法とスケル
トンブラック法を個々に考察すると、次のようになる。

（ｉ）まず、最大ブラック法における無彩色の再現につ
いては、すでに説明したように黒色のみを用いて印字動
作が行われるので、モアレの発生がありえない。有彩色
の場合には、マゼンタ、シアン、黒色の３色で表現され
る色域が大きく、２次モアレが目立つ。

（ｉｉ　）　次にスケルトン・ブラック法では、無彩色
でも中程度の濃度であれば黒インクをほとんど用いない
ので２次モアレがあまり問題とならないが、反面、グレ
イ・バランスを採りにくいという難点がある。有彩色に
関しては、グレイ成分の大きな色にのみ黒インクを用い
ているので、グレイ成分が大きくしかも彩度がある色で
は依然２次モアレが顕著に発生する。

そこで本発明の目的は、２次モアレの発生を軽減させ、
これによりより高画質のカラー画像を再現させることの
できるカラー画信号処理装置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 本発明では、シアン、マゼンタ、イエローの３原色のイ
ンクの他に黒色のインクを用いてカラー画像を再現する
カラー画像再現方式において、原稿の読み取り後、色分
離によって得られた３原色それぞれの画信号について、
それらの信号レベルの最大値と最小値を基にしてその読
み取り部分についての彩度情報を求める彩度情報演算手
段と、色分離によって得られた３原色それぞれの画信号
における最小値を基にして前記した読み取り部分におけ
るグレイ成分の量を求めるグレイ成分演算手段と、これ
ら彩度情報演算手段およびグレイ成分演算手段によって
得られた彩度情報とグレイ成分の量とを掛け合わせて、
前記した読み取り部分の色再現を行う場合における黒イ
ンクの使用量を表わす黒信号を発生させる黒信号発生手
段とをカラー画信号処理装置に具備させる。

すなわち、従来のカラー画信号処理装置ではグレイ成分
の大きさのみを基にして黒信号を発生させ黒インクの量
を決定していたが、本発明では彩度の高い色については
、黒インクの使用量を極力減らしてできるだけマゼンタ
、シアンおよびイエローの３色を主体として色表現を行
わせ、これにより２次モアレの発生を少な（する。しか
も無彩色については黒インクを用いて色表現することに
し、また殆どグレイに近い彩度の低い色についても黒イ
ンクを多量に使用して、グレイバランスのずれをも防止
している。

「実施例」 以下実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図は本実施例のカラー画信号処理装置の概要を表わ
したものである。この装置には、図示しない原稿読取装
置から赤、緑、青の３色に分離して読み取られた画信号
１１Ｒ，ｌｌＧ５１１Ｂが人力されるようになっている
。これらの画信号１１Ｒ，ＩＩＧ、ＩＩＢは、それぞれ
対応して設けられた対数変換回路１２Ｒ，１２Ｇ、１２
Ｂに人力され、ここで記録濃度に対応した信号レベルに
変換される。変換後の画信号１３Ｒ１１３Ｇ１１３Ｂは
、色補正回路１４に人力される。色補正回路１４は、記
録色としてのシアン、マゼンタ、イエローの各濃度レベ
ルにこれらの画信号を変換し、更に等価中性濃度に変換
して画信号１５Ｃ１１５Ｍ、１５Ｙとして出力する。す
なわち、色補正回路１４から出力される３原色の画信号
１５Ｃ１１５Ｍ、１５Ｙは、黒インクの使用を前提とし
ない場合における記録時の各色の画信号のフィルタ濃度
を等価中性濃度で表わしていることになる。

このようにして得られた３種類の画信号１５０１１５Ｍ
、１５Ｙは、最小値検出回路１６および最大値検出回路
１７に供給される他、それぞれ対応して設けられたＵＣ
Ｒ処理回路１８Ｃ，１８Ｍ。

１８Ｙに供給される。

一方、最小値検出回路１６と最大値検出回路１７では、
３種類の画信号１５ＣＳ　１５Ｍ。

１５Ｙの信号レベル（ａ度しベル）の最小値Ｄｘｔ＊　
と最大値ＤＸＡＸ　を求める。このうち最小値Ｉ）ｘｔ
＊　は、係数決定回路２１と乗算器２２の双方に供給さ
れ、最大値ＤＮＡＸ　は係数決定回路２１に供給される
。

係数決定回路２１は、読み取られた原稿部分の彩度に関
する係数を決定し、係数信号２３として出力する。係数
信号２３は前記した最小値Ｄｏｌ＋、すなわち読み取ら
れた部分のグレイ成分を表わした信号と、乗算器２２に
よって掛けあわされる。

これによって黒インクの使用量（黒インクの濃度）を表
わした黒信号２４Ｋが決定されることになる。

黒信号２４には黒色用のディザ回路２５Ｋに供給されて
、ディザ法で黒色の中間調が再現させるための黒画信号
２６Ｋが出力されることになる。

ところで、前記した黒信号２４には、他のＵＣＲ処理回
路１８Ｃ，１８Ｍ、１８Ｙにも供給される。ＵＣＲ処理
回路１８Ｃ，１８Ｍ、１８Ｙでは、黒信号２４Ｋによっ
てグレイレベルが再現される分だけシアン、マゼンタお
よびイエローの各インクの使用量を減少させ、それぞれ
のインクの使用量（濃度）を表わしたシアン信号２４Ｃ
１マゼンタ信号２４Ｍ１およびイエロー信号２４Ｙを出
力する。これらのシアン信号２４Ｃ１マゼンタ信号２４
Ｍ１およびイエロー信号２４Ｙは、それぞれ対応するデ
ィザ回路２５Ｃ１２５Ｍ、２５Ｙに供給され、これらの
色についてディザ法で中間調の再現を行うための画信号
２６Ｃ１２６Ｍ、２６Ｙが作成されることになる。

以上、カラー画信号処理装置の概要を説明したが、係数
決定回路２１および乗算器２２によって黒信号２４Ｋが
決定される原理を次に詳しく説明する。

すでに説明したが、本発明では（ｉ）彩度の高い色につ
いて黒インクを極力使用しない。また（　ｉｉ　）彩度
の低い色（殆どグレイ）では、黒インクを多ｌに使用す
る。これによりマゼンタ、シアンおよび黒色の３色で表
現される色領域をできるだけ狭める。このために、本実
施例のカラー画信号処理装置では係数決定回路２１およ
び乗算器２２を使用して、次のような計算を行う。

・・・・・・■ ここで第１項における括弧内の式 （ＤＩＩＩＮ　／　ＤｌＴＡＸ　）は、グレイ度すなわ
ち彩度情報を表わしており、関数ｆで彩度によって異な
る係数が決定される。第２項はグレイ成分を表わしてい
る。すなわち、本発明では単にグレイ成分から黒信号の
レベルを決定するのではなく、彩度によって決まる係数
をこのグレイ成分に乗じて黒信号のレベルを決定する。

第２図は係数の設定方法の一例を表わしたものである。

この例では、グレイ度が１すなわち無彩色のときには係
数が１となり、黒インクのみによって記録が行われる。

一方、グレイ度が０．５以下の場合には、係数が零とな
り、黒インクの使用が行われない。従来の装置ではこの
係数がグレイ度にかかわりなく一定であったが、本発明
ではこのようにグレイ度によって係数が変化することに
なる。

第３図〜第６図は、本実施例のカラー画信号処理装置で
使用されるディヂマトリックス（ドツトマトリックス）
の構成を説明するためのものである。このうち第３図は
、黒色（ブラック）の記録色に使用されるドツトマトリ
ックスを示している。

このドツトマトリックスの中における数字“１”が最も
低い閾値を表わしており、数字“３２”が最も高い閾値
を表わしている。すなわち、このドットマトリックスは
、ディヂ法で３２段階の階調を表現できるようになって
いる。

第３図で破線で分割した４つの領域は、それぞれサブマ
トリックス領域を表わしている。この図に示したドツト
マトリックスは網点型の閾値設定を行っている。本実施
例の装置が図示しない記録部で、４００ドツト／インチ
のドツト配置のサーマルヘッドを用いて記録を行うもの
とすると、黒色を再現するこのドツトマトリックスは１
００線／インチの空間周波数を有することになる。また
、このドツトマトリックスの繰り返し周期すなわち正方
周期は８（ドツト）である。

一方、シアンの記録色についてのドツトマトリックスは
、第４図に実線で囲んだ形状となっており、この形状の
マ）　ＩＩフックス記録用紙上を隙間なく覆って、４０
階調で画情報の再現が行われることになる。このシアン
の記録色についてのドツトマトリックスはサブマトリッ
クス網点型であり、そのスクリーン角は同図に示すよう
に２６．６度である。このドツトマトリックスの空間周
波数は前記した記録部で記録を行うとき８９線／インチ
であり、また正方周期は２０（ドツト）である。

第５図の実線で囲んだ形状は、これに対してマゼンタの
記録色についてのドットマ）　ＩＪフックス表わしたも
のである。このドツトマトリックスも、階調の表現でき
る数が４０である。このマゼンタの記録色についてのド
ツトマトリックスも閾値がサブマトリックス網点型に配
置されており、そのスクリーン角は６３．４度である。

このドツトマトリックスの空間周波数は第４図と同様に
８９線／インチであり、また正方周期も２０（ドツト）
である。

最後に第６図は、イエローの記録色についてのドツトマ
トリックスの形状を表わしたものである。

このドツトマトリックスも閾１直がサブマトリックス網
点型に配置されており、そのスクリーン角は４５度に設
定されている。このドツトマトリックスの正方周期は６
（ドツト）となっている。空間周波数は９４線／インチ
である。

以上説明したように４色それぞれに用意されたドツトマ
トリックスの閾値で、黒信号２４に１シアン信号２４Ｃ
１マゼンタ信号２４Ｍ１およびイエロー信号２４Ｙがそ
れぞれ２値化され、画信号２６に、２６Ｃ，２６Ｍ、２
６Ｙが作成されることになる。これらの画信号２６に、
２６Ｃ。

２６Ｍ、２６Ｙは、前記した記録部に供給され、４色記
録が行われる。

第７図は本実施例のカラー画信号処理装置の効果を説明
するために、従来の装置における２次モアレの発生状況
を表わしたものである。マゼンタ（Ｍ）とシアン（Ｃ）
の空間周波数を実線で、またシアン（Ｃ）についてはこ
れを９０度回転させたものを破線（Ｃ′）で示している
。この図から、３原色のうち目に比較的強い印象を与え
るシアンとマゼンタの水平周波数成分（記録部における
主走査方向の成分）が図示のように８０線／インチとな
ることがわかる。黒色の水平周波数成分は、１００線／
インチなので、これら３色が干渉すると８０線と１００
線の差、すなわち２０線の水平成分が生じることになる
。

以上、水平周波数成分について考察したが、垂直周波数
成分についても同様であり、シアン、マゼンタおよび黒
色によって２０線の垂直成分が発生することになる。こ
れら水平および垂直成分によって２次モアレが発生し、
目障りな模様を呈することになる。

しかるに本発明によれば、彩度が高い場合、すなわちシ
アン、マゼンタおよび黒色の干渉が生じやすい場合には
、黒インクの使用量を極力抑える。

従って、シアン、マゼンタおよび黒色の３色で表現され
る色は実際には彩度の低い青系統の色に限られるので、
２次モアレの発生する色域を大幅に狭めることができる
。

「変形例」 以上説明した実施例では、■式の第２項（Ｍｉｎ　ｏｆ
　　Ｄ　ｉ　）に示したようにグレイ成分を第１項に直
接掛け合わせたが、この第２項の代わりにグレイ成分の
関数ｆ　’　（Ｍｉｎ　ｏｆ　　Ｄｉ）を採用してこれ
を竿１項と掛け合わせてもよい。この場合の式は、次の
ようになる。

このようにグレイ成分の関数を用いることで、スケルト
ン・ブラック風にグレイ成分量を決定することができ、
シアン、マゼンタおよび黒色の３色の混合で表現する色
域を更に高濃度部に限定することができる。これにより
２次モアレの現われる色域を大幅に狭めることが可能と
なる。　なお、この変形例の場合、純グレイ（無彩色）
は、３原色と黒インクで表現されることになる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によればデジタル的に記録
を行う記録装置において２次モアレの発生を抑えたので
、多階調を安定してかつ高画質で記録することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、このうち第１図はカラー画信号処理装置の回路構
成の概要を示すブロック図、第２図は彩度情報から係数
への変換特性の一例を示す特性図、第３図は黒色のドツ
トマトリックスの構成およびその配置を表わしたマトリ
ックス配置説明図、第４図はシアンのドツトマトリック
スの構成およびその配置を表わしたマトリックス配置説
明図、第５図はマゼンタのドットマ）ＩＪフックス構成
およびその配置を表わしたマトリックス配置説明図、第
６図はイエローのドツトマトリックスの構成およびその
配置を表わしたマトリックス配置説明図、第７図はシア
ン、マゼンタおよび黒色による２次モアレの発生原理を
説明するための説明図、第８図は３原色の信号レベルの
一例を示す説明図、第９図は従来行われた最大ブラック
法におけるカラー画信号処理の様子を示す説明図、第１
Ｏ図は従来用いられた方法におけるグレイ成分に対する
黒インクの使用量を説明するための説明図、第１１図は
従来行われたスケルトン・ブラック法におけるカラー画
信号処理の様子を示す説明図である。 １１．２６・・・・・・画信号、 １６・・・・・・最小値検出回路、 １７・・・・・・最小値検出回路、 ２１・・・・・・係数決定回路、２２・・・・・・乗算
器、２５・・・・・・ディザ回路、Ｄ　ｘ　Ｉ　Ｎ・・
・・・・最小値、ＤＸＡＸ・・・・・・最大値。 出　　願　　人 富士ゼロックス株式会社 代　　理　　人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シアン、マゼンタ、イエローの３原色のインクの他に黒
   色のインクを用いてカラー画像を再現するカラー画像再
   現方式において、原稿の読み取り後、色分離によって得
   られた前記３原色それぞれの画信号についてそれらの信
   号レベルの最大値と最小値を基にしてその読み取り部分
   についての彩度情報を求める彩度情報演算手段と、色分
   離によって得られた前記３原色それぞれの画信号におけ
   る最小値を基にして前記読み取り部分におけるグレイ成
   分の量を求めるグレイ成分演算手段と、前記彩度情報演
   算手段およびグレイ成分演算手段によって得られた彩度
   情報とグレイ成分の量とを掛け合わせて前記読み取り部
   分の色再現を行う場合における黒インクの使用量を表わ
   す黒信号を発生させる黒信号発生手段とを具備すること
   を特徴とするカラー画信号処理装置。