JPWO2002049341A1 - 画像処理方法及び画像処理装置並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

本発明は中間階調画像を面積階調画像に変換する画像処理方法及び画像処理装置並びに記録媒体に関し、高画質を維持しつつも、高速化できる画像処理方法及び画像処理装置並びに記録媒体を提供することと目的としており、中間階調画像データのうちＣ成分の画像データ及びＭ成分の画像データを誤差拡散法によりハーフトーン画像データに変換し、Ｙ成分の画像データをブルーノイズマスク法によりハーフトーン画像データに変換するようにする。

Description

技術分野
本発明は画像処理方法及び画像処理装置並びに記録媒体に係り、特に、中間階調画像を面積階調画像に変換する画像処理方法及び画像処理装置並びに記録媒体に関する。
ディスプレイやプリンタなどのデバイスでは、階調再現数に限度があるため、図１に示すように中間調画像１０１を面積階調画像（ハーフトーン画像）１０２、すなわち、ドットパターンに変換して表示を行なっていた。この変換処理方法としては、誤差拡散法やブルーノイズマスク法などの種々の方法が存在する。このうち誤差拡散法は、高画質化が可能である。また、ブルーノイズマスク法は、処理を高速に行なえるなどの利点がある。
背景技術
まず、誤差拡散法について説明する。
図２に誤差拡散法を実現するための機能ブロック図を示す。
入力画像データは、１画素づつ順番に加算部１１１に供給される。加算部１１１には、ラインバッファ１１２から既に行なわれた演算結果からその座標の画素に拡散された誤差が供給されている。加算部１１１は、入力画像データにラインバッファ１１２からの誤差を加算して補正データを出力する。補正データは、比較部１１３及び誤差データ生成部１１４に供給される。比較部１１３は、補正データと所定の閾値とを比較し、補正データが閾値より大きいときにはドットを黒、小さいときにはドットを白とする。
比較部１１３の出力値は、誤差データ生成部１１４に供給される。誤差データ生成部１１４は、出力値及び補正データから誤差データを生成する。
誤差データは、〔補正データ〕−（〔出力値〕×２５５）で求められる。求められた誤差データは、エラーフィルタ処理部１１５に供給される。
エラーフィルタ処理部１１５は、誤差データを隣接する画素毎に予め設定されたエラーフィルタの値にかけて隣接する画素への誤差を算出する。エラーフィルタ処理部１１５で算出された誤差は、ラインバッファ１１２の対応する画素の誤差として既に格納された誤差に加算される。
このように、誤差拡散法は、高画質の画像が可能であるが、補正データの足し算、誤差データ算出のための引き算、誤差分配の掛け算、誤差の足し算など演算処理が多いため、処理に時間がかかる。
次に、ブルーノイズマスク法について説明する。
図３にブルーノイズマスク法を実現するための機能ブロック図を示す。
入力画像は、１画素づつ比較部１２１に供給される。比較部１２１では、入力画素値をブルーノイズ手法により予め作成された閾値マトリックスと比較する。比較部１２１の出力は、入力画素値が閾値より大きければ「１」、小さければ「０」を出力する。「１」は黒ドットに対応し、「０」は白ドットに対応する。
図４に他のブルーノイズマスク法を実現するための機能ブロック図を示す。
入力画像は、１画素づつテーブル参照部１３１に供給される。テーブル参照部１３１は、入力画素値に応じて入力値に応じて予め作成されたパターンが記憶されたパターンテーブル１３２を参照して、パターンテーブル１３２から「１」又は「０」のパターンを出力する。
ブルーノイズマスク法では、図３に示すように入力値を閾値と比較したり、あるは、図４に示すように入力値に応じて予め作成されたテーブルを参照するだけであるので、処理を高速に行なえる。
しかしながら、誤差拡散法は高画質が得られるものの、処理に時間がかかり、ブルーノイズマスク法は繰り返しのパターンが発生するため画質が悪いなどの問題点があった。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたもので、高速化できる画像処理方法及び画像処理装置並びに記録媒体を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、階調処理方法として例えば、誤差拡散法及びブルーノイズマスク法を選択可能とし、複数のプレーンのうち、人間に対して感度の良好な色成分の画像データに対しては前記誤差拡散法で階調処理を行ない、人間に対して感度が悪い色成分の画像データに対してはブルーノイズマスク法で階調処理を行うようにする。
本発明によれば、誤差拡散法により高画質が実現でき、ブルーノイズマスク法により処理の高速化を図ることができる。
例えば、複数のプレーンがイエロー、シアン、マゼンタの色成分のプレーンから構成される場合には、シアン及びマゼンタの色成分のプレーンに対して誤差拡散法で階調処理を行ない、イエローの色成分のプレーンに対してブルーノイズマスク法で階調処理を行なう。
また、複数のプレーンがレッド、グリーン、ブルーの色成分のプレーンを含む場合には、レッド及びグリーンの色成分のプレーンに対しては誤差拡散法で階調処理を行ない、ブルーの色成分のプレーンに対してはブルーノイズマスク法で階調処理を行なう。
さらに、本発明は、複数のプレーンへの階調処理方法を切換可能とする。
本発明によれば、画質を重視するかあるいは処理速度を重視するかにより階調処理方法を選択できる。
発明を実施するための最良の形態
図６に本発明の第１実施例のブロック構成図を示す。
本実施例では、プリンタに用いられる画像を処理するための画像処理方法について説明する。本実施例の画像処理方法を実現するためのシステム１は、ホストコンピュータ２及びプリンタ３から構成される。
ホストコンピュータ２には、ホストコンピュータ２とプリンタ３との通信を行なうためのプリンタドライバ１１が設けられている。プリンタドライバ１１は、ソフトウェアであり、ホストコンピュータ２内のハードディスクドライブなどの記録媒体にインストールされている。プリンタドライバ１１には、アプリケーション１２から例えば、フルカラーＲＧＢ中間調画像データが供給され、フルカラーＲＧＢ中間調画像データをフルカラーＣＭＹ中間調画像データに色変換処理し、さらに、コマンドを付与してプリンタ２に送出する。
プリンタ２は、コントローラ２１及びプリンタエンジン２２を含む構成とされている。
コントローラ２１には、ホストコンピュータ２のプリンタドライバ１１からのフルカラーＣＭＹ中間調画像データ及びコマンドが供給される。コントローラ２１は、プリンタドライバ１１からのフルカラーＣＭＹ中間調画像データ、コマンドを受信し、フルカラーＣＭＹ中間調画像データに対して面積階調処理を実行してＣＭＹ印刷パターンに変換し、プリンタエンジン２２に供給する。
また、コントローラ２１は、プリンタエンジン２２を監視しており、その状態に応じたステータスを作成して、ホストコンピュータ２のプリンタドライバ１１に供給する。プリンタドライバ１１は、コントローラ２１から受けたステータに基づいて印刷の状態を通知する。
プリンタエンジン２２は、コントローラ２１からのＣＭＹの各印刷パターンを受けて、印刷パターンを印刷する。
次にコントローラ２１について詳細に説明する。
図６に本発明の第１実施例のコントローラのブロック構成図を示す。
コントローラ２１は、インタフェース部３１、入力バッファ３２、画像処理部３３、操作部３４、フレームバッファ３５、ビデオ出力部３６を含む構成とされている。
インタフェース部３１には、プリンタドライバ１１からフルカラーＣＭＹ中間調画像データが供給される。プリンタドライバ１１からインタフェース部３１に供給されたフルカラーＣＭＹ中間調画像データは、入力バッファ３２に記憶される。
画像処理部３３は、プリンタ２１に内蔵されたメモリに予めインストールされたプログラムであり、入力バッファ３２に記憶されたフルカラーＣＭＹ中間調画像データを読み出して、操作部３４で指定された処理速度に応じた手法を用いて面積階調処理を行ない、ＣＭＹハーフトーン画像パターンを得るなどの処理を実行する。画像処理部３３で得られたＣＭＹハーフトーン画像パターンは、フレームバッファ３５に記憶される。フレームバッファ３５に記憶されたＣＭＹハーフトーン画像パターンは、ビデオ出力部３６に供給される。ビデオ出力部３６は、フレームバッファ３５に記憶されたＣＭＹハーフトーン画像パターンをプリンタエンジン２２に供給する。
次に、画像処理部３３について詳細に説明する。
図７に本発明の第１実施例の画像処理部の機能ブロック図を示す。
画像処理部３３は、入力切換スイッチ４１、誤差拡散処理部４２、ブルーノイズマスク処理部４３、出力切換スイッチ４４、切換制御部４５を含む構成とされている。
入力切換スイッチ４１には、入力バッファ３２からＣＭＹ中間調画像データが供給される。入力切換スイッチ４１は、切換制御部４５からの切換制御信号に基づいて入力バッファ３２からのＣＭＹ中間調画像データをＣＭＹの各プレーン毎に誤差拡散処理部４２又はブルーノイズマスク処理部４３のいずれかに供給する。
誤差拡散処理部４２は、誤差拡散法により面積階調処理を行なう。ブルーノイズマスク処理部４３は、ブルーノイズマスク法により面積階調処理を行なう。誤差拡散処理部４２の処理結果及びブルーノイズマスク処理部４３の処理結果は、出力切換スイッチ４４に供給される。
出力切換スイッチ４４は、切換制御部４５からの切換制御信号に基づいてＣＭＹの各プレーン毎に誤差拡散処理部４２の出力又はブルーノイズマスク処理部４３の出力を選択的に出力する。出力切換スイッチ４４の出力は、フレームバッファ３５に記憶される。
切換制御部４５は、操作部３４からの指示又はプリンタドライバ１１からのコマンドにより入力切換スイッチ４１及び出力切換スイッチ４４の切り換えを行なう。操作部３４では、使用者により例えば、第１〜第４の面積階調処理のいずれか一つの面積階調処理を選択可能とされている。
第１の面積階調処理は、高画質を実現するための処理であり、Ｃ、Ｍ、Ｙの全てのプレーンを誤差拡散処理によりハーフトーン画像データに変換する処理である。第２の面積階調処理は、高画質を維持しつつも高速化を実現するための処理であり、Ｃ、Ｍ、ＹプレーンのうちＣ及びＭプレーンを誤差拡散処理によりハーフトーン画像データに変換し、Ｙプレーンをブルーノイズマスク処理によりハーフトーン画像データに変換する処理である。
第３の面積階調処理は、高速化しつつも高画質を実現するための処理であり、Ｃ、Ｍ、ＹプレーンのうちＣプレーンを誤差拡散処理によりハーフトーン画像データに変換し、Ｍ、Ｙプレーンをブルーノイズマスク処理によりハーフトーン画像データに変換する処理である。第４の面積階調処理は、高速化を実現するための処理であり、Ｃ、Ｍ、Ｙプレーンの全てのプレーンをブルーノイズマスク処理によりハーフトーン画像に変換する処理である。
切換制御部４５は、操作部３４又はプリンタドライバ１１からのコマンドにより第１の面積階調処理が選択された場合には、Ｃ、Ｍ、Ｙプレーンの全てのプレーンで入力切換スイッチ４１及び出力切換スイッチ４４を図７に実線で示すように切り換え、Ｃ、Ｍ、Ｙプレーンをすべて誤差拡散処理によりハーフトーン画像に変換する。また、操作部３４又はプリンタドライバ１１からのコマンドにより第２の面積階調処理が選択された場合には、入力切換スイッチ４１及び出力切換スイッチ４４を、Ｃ、Ｍプレーンの中間調画像データが供給されているときには、図７に実線で示すように切り換え、誤差拡散処理によりハーフトーン画像に変換し、Ｙプレーンの中間調画像データが供給されているときには図７に破線で示すように切り換え、ブルーノイズマスク処理によりハーフトーン画像に変換する。
また、操作部３４又はプリンタドライバ１１からのコマンドにより第３の面積階調処理が選択された場合には、入力切換スイッチ４１及び出力切換スイッチ４４を、Ｃプレーンの中間調画像データが供給されているときには図７に実線で示すように切り換え、誤差拡散処理によりハーフトーン画像に変換し、Ｍ、Ｙプレーンの中間調画像データが供給されているときには図７に破線で示すように切り換え、ブルーノイズマスク処理によりハーフトーン画像に変換する。また、操作部３４又はプリンタドライバ１１からのコマンドにより第１の面積階調処理が選択された場合には、Ｃ、Ｍ、Ｙプレーンの全てのプレーンで入力切換スイッチ４１及び出力切換スイッチ４４を図７に破線で示すように切り換え、Ｃ、Ｍ、Ｙプレーンをすべてブルーノイズマスク処理によりハーフトーン画像に変換する。
図８に本発明の第１実施例の処理時間を説明するための図を示す。図８で、ａは第１の面積階調処理、ｂは第２の面積階調処理、ｃは第３の面積階調処理、ｄは第４の面積階調処理の処理時間を示す。
本実施例によれば、第２の面積階調処理のようにＣ、Ｍプレーンを誤差拡散法によりハーフトーン画像に変換し、Ｙプレーンをブルーノイズマスク法によリハーフトーン画像に変換することにより、図８にａで示すＣ、Ｍ、Ｙプレーンの全てのプレーンを誤差拡散法によりハーフトーン画像に変換する場合に比べて図８にｂに示すように高速にハーフトーン画像を得ることができる。このとき、Ｙプレーンは、Ｃプレーン及びＭプレーンに比べて目立ち難いので、Ｙプレーンをブルーノイズマスク法によりハーフトーン画像に変換しても、全体としてはほとんど画質の劣化を感じることはない。なお、第２の面積階調処理は、第１の面積階調処理の処理時間を「１」とすると、その「０．６８」の処理時間で実行することができ、処理時間を大幅に短縮できる。
また、第３の面積階調処理のように、Ｃプレーンを誤差拡散法によりハーフトーン画像に変換し、Ｍ、Ｙプレーンをブルーノイズマスク法によりハーフトーン画像に変換することにより、図８にｂで示す第２の面積階調処理に比べて図８にｃで示すように高速で処理が可能となり、また、Ｃ、Ｍ、Ｙプレーンの全てのプレーンをブルーノイズマスク法によりハーフトーン画像に変換する場合に比べて高画質なハーフトーン画像を得ることができる。
なお、本実施例では、操作部３４の操作により第１〜第４の面積階調処理を選択したが、Ｃ、Ｍ、Ｙプレーンの各プレーンの濃度レベルを検出して、濃度レベルに応じて自動的に処理を決定するようにしてもよい。
また、上記第１実施例では、Ｃ、Ｍ、Ｙプレーンをシリアルに処理したが、各プレーンを並列に処理するようにしてもよい。
図９に本発明の第２実施例の画像処理部の機能ブロック図を示す。
本実施例は画像処理部５１の構成が図７に示す画像処理部３３とは相違する。
本実施例の画像処理部５１は、Ｃプレーン処理部５２、Ｍプレーン処理部５３、Ｙプレーン処理部５４を含む構成とされている。
Ｃプレーン処理部５２は、誤差拡散処理部６１を含む。誤差拡散処理部６１は、Ｃプレーンの中間調画像データを誤差拡散法によりハーフトーン画像に変換する。
Ｍプレーン処理部５３は、誤差拡散処理部６２を含む。誤差拡散処理部６１は、Ｍプレーンの中間調画像データを誤差拡散法によりハーフトーン画像に変換する。
Ｙプレーン処理部５４は、ブルーノイズマスク処理部６３及び再配置処理部６４を含む。ブルーノイズマスク処理部６３は、Ｙプレーンの中間調画像データをブルーノイズマスク法によりハーフトーン画像に変換する。ブルーノイズマスク処理部６３で変換されたハーフトーン画像は、再配置処理部６４に供給される。
再配置処理部６４は、ブルーノイズマスク処理部６３からのハーフトーン画像を構成する各ドットを他のプレーンのハーフトーン画像の対応するドットを参照しながら再配置する処理を行なう。
図１０に本発明の第２実施例の再配置処理の動作説明図を示す。図１０に示すＰＡは再配置前のＭプレーンとＹプレーンのドット配置、図１０に示すＰＢは再配置後のＭプレーン及びＹプレーンのドット配置を示す。
図１０にＰＡで示すようにＭプレーンの描画画素とＹプレーンの描画画素とが画素ｄで重なった場合に図１０のＰＢに斜線で示すようにＹプレーンの描画画素を１画素分ずらして再配置する。
再配置処理部６４による再配置処理によりＣＭＹの各色調の重なりを排除でき、２次色を減少させることができるので、全体画像の色調をあざやかにできる。
図１１に本発明の第２実施例の処理時間を説明するための図を示す。図１１ＣはＣプレーンの処理時間、図１１ＭはＭプレーンの処理時間、図１１ＹはＹプレーンの処理時間を示す。
図１１に示すようにブルーノイズマスク処理部６３でのブルーノイズマスク処理は、誤差拡散処理部６１、６２での誤差拡散処理に比べて十分に短い処理時間で実行できる。このため、Ｙプレーンに対してブルーノイズマスク処理により他のプレーンより早く展開して、展開された画像に対してＣ、Ｍプレーンを参照して、再配置処理を行なうことができる。このため、処理時間がＣ、Ｍプレーンの処理より長くなることはない。
なお、例えば、誤差拡散処理部６１、６２での誤差拡散処理の処理時間を「１」とすると、ブルーノイズマスク処理部６３でのブルーノイズマスク処理の処理時間は「０．０１」程度であり、残り「０．９９」を再配置処理に割り当てることができる。
なお、本実施例では、Ｍプレーンを参照して再配置を行なったが、Ｃプレーンを行なうようにしてもよい。また、Ｃ、Ｍ両方のプレーンを参照して再配置を行なうようにしてもよい。
また、上記第１、第２実施例では、Ｃ、Ｍ、Ｙにより処理を行なうようにしたが、Ｒ、Ｇ、Ｂで処理を行なってもよい。このとき、第１、第２実施例においてＲをＣに、ＭをＧに、ＹをＢに対応させることで、Ｃ、Ｍ、Ｙと同様な作用、効果を奏する。
なお、表現色はＣＭＹ、ＲＧＢに限定されるものではなく、他の色を組み合わせて表現するようにしてもよい。
この場合、図１２に示すように赤−緑系の色に比べて黄−青系の色の方が相対感度が鈍いので、黄−青系の色に対してブルーノイズマスク処理を行なう方が望ましい。なお、図１２は「テレビジョン学会誌，Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．１，２９頁〜３５頁，１９７７年，坂田晴天、磯野春雄：視覚における色度の空間周波数特性（色差弁別域）による。
さらに、上記第１、第２実施例では各色プレーン毎に独立して順次に処理を行なう面順次処理によって処理を行なう場合について説明したが、各画素のＣ、Ｍ、Ｙ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）値毎に順次処理を行なう点順次処理を行う場合でも同様な作用、効果を奏する。
また、本実施例では、誤差拡散処理とブルーノイズマスク処理とを組み合わせているが、網点スクリーンなどの他の処理方法を組み合わせるようにしてもよい。
スクリーニング手法としては、ＡＭ変調方式とＦＭ変調方式とに大別できる。ＡＭ変調方式は、図１３にＤＡで示すようにドットの大きさを変えて画像の階調表現を行なう方式である。ＦＭ変調方式は、図１３にＤＢで示すようにドットの密度によって画像の階調を表現する方式である。
処理方式を組み合わせる場合には、ＡＭ変調方式同士又はＦＭ変調方式同士を組み合わせることにより、ドットの大きさを同程度にできるので、良好な階調表現が実現できる。
また、上記第１及び第２実施例では、面積階調処理をプリンタ２にインストールされた画像処理部３３で実行したが、ホストコンピュータ２にインストールされたプリンタドライバ１１で実行し、展開したデータをプリンタ２に供給するようにしてもよい。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、請求の範囲の記載に基づいて種々の変形例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
図１は階調処理を説明するための図である。
図２は誤差拡散法を実現するための機能ブロック図である。
図３はブルーノイズマスク法を実現するための機能ブロック図である。
図４は他のブルーノイズマスク法を実現するための機能ブロック図である。
図５は本発明の第１実施例のブロック構成図である。
図６は本発明の第１実施例のコントローラのブロック構成図である。
図７は本発明の第１実施例の画像処理部の機能ブロック図である。
図８は本発明の第１実施例の処理時間を説明するための図である。
図９は本発明の第２実施例の画像処理部の機能ブロック図である。
図１０は本発明の第２実施例の再配置処理の動作を説明するための図である。
図１１は本発明の第２実施例の処理時間を説明するための図である。
図１２は空間周波数に対する色度の相対感度の特性を示す図である。
図１３はスクリーニング手法を説明するための図である。

Claims (11)

1. 複数種類の画像データに対して階調処理を行なうことにより一の画像を得る画像処理方法において、
   前記複数種類の画像データの各画像データに対して誤差拡散法又はブルーノイズマスク法の階調処理方法を選択的に適用して階調処理を行なうことを特徴とする画像処理方法。
2. 複数種類の画像データに対して階調処理を行なうことにより一の画像を得る画像処理方法において、
   前記階調処理方法は、前記複数種類の画像データのうち、人間に対して感度の良好な色成分の画像データに対しては１つの階調処理を行ない、人間に対して感度が悪い色成分の画像データに対しては前記階調処理とは異なる階調処理方法で階調処理を行うことを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
3. 前記複数種類の画像データは、少なくともイエロー、シアン、マゼンタの色成分の画像データを含み、
   前記シアン及びマゼンタの色成分の画像データに対して誤差拡散法で階調処理を行ない、前記イエローの色成分の画像データに対してブルーノイズマスク法で階調処理を行なうことを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
4. 前記複数種類の画像データは、少なくともレッド、グリーン、ブルーの色成分の画像データから含み、
   前記レッド及びグリーンの色成分の画像データに対しては誤差拡散法で階調処理を行ない、前記イエローの色成分の画像データに対してはブルーノイズマスク法で階調処理を行なうことを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
5. 前記複数種類の画像データへの階調処理方法を切換可能としたことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
6. 複数種類の画像データに対して階調処理を行なうことにより一の画像を得る画像処理装置において、
   前記複数種類の画像データの各画像データに対して誤差拡散法又はブルーノイズマスク法の階調処理方法を選択的に適用して階調処理を行なう画像処理部を有することを特徴とする画像処理装置。
7. 複数種類の画像データに対して階調処理を行なうことにより一の画像を得る画像処理装置において、
   前記複数種類の画像データのうち、人間に対して感度の良好な色成分の画像データに対しては１つの階調処理を行ない、人間に対して感度が悪い色成分の画像データに対しては前記階調処理とは異なる階調処理方法で階調処理を行う画像処理部を有することを特徴とする画像処理装置。
8. 前記複数種類の画像データは、少なくともイエロー、シアン、マゼンタの色成分の画像データを含み、
   前記切換部は、前記シアン及びマゼンタの色成分の画像データを前記誤差拡散処理部で処理し、前記イエローの色成分の画像データを前記ブルーノイズマスク処理部で処理するように制御することを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
9. 前記複数種類の画像データは、少なくともレッド、グリーン、ブルーの色成分の画像データから含み、
   前記切換部は、前記レッド及びグリーンの色成分の画像データを誤差拡散処理部で処理し、前記イエローの色成分の画像データを前記ブルーノイズマスク処理部で処理することを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
10. 前記複数種類の画像データへの階調処理方法を選択可能とした選択部を有することを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
11. コンピュータに、
    複数種類の画像データのうち、人間に対して感度の良好な色成分の画像データに対しては１つの階調処理が行なわれ、人間に対して感度が悪い色成分の画像データに対しては前記階調処理とは異なる階調処理方法で階調処理が行なわれるプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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