JP2006135681A - 画像処理方法および画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 黒濃度の数値のみでは表すことのできない見えの濃度に着目し、画像処理による視覚的な黒濃度向上および滑らかなグレースケール印刷を可能とする。
【解決手段】 Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋインクそれぞれの分光反射率にそれぞれ複数段階の割合の係数を掛けた分光反射率の組を、それぞれ黒点の分光反射率に掛け合わせることにより、黒点のインクにＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋインクを加えたときの分光反射率を得る。そして、この分光反射率に基づいてその組合せの彩度の値を調べ、上記設定した複数段階の割合の係数による組のうち、最も彩度が小さい組のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各インク量を黒点の格子点データ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）に加えたデータを新たな格子点データとする。これにより、黒点の格子点データが等価明度において彩度が小さくなるデータとされ、そのデータに基づいて印刷した場合の視覚上の黒画像の濃度を、分光特性そのものに基づく格子点データと比較してより高くすることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像処理方法および画像処理装置に関し、詳しくは、カラープリンタや複写機等の画像出力装置において、視覚的な黒濃度を高くし、また、階調再現性を向上させることを可能とする画像処理方法および画像処理装置に関するものである。

カラープリンタや複写機等の画像出力装置は、近年、高い印刷画質を要求されている。このような高画質化を実現する条件は、印刷画像における粒状感の低減、モニター色と記憶色等のカラーマッチング、階調再現性、黒濃度の向上などを挙げることができ、そのための画像処理技術がこれまで数多く提案されている。

このうち、黒濃度は、夜景等、全体的に明度の低い画像で顕著にその差が現れる。例えば、黒濃度が低いとぼんやりした薄い画像になる。このような点から黒濃度を高くすることが求められており、これにより、上記のようなぼんやりした印象の画像を排除することができる。

ところで、黒濃度を含め、濃度は反射光の分光特性によって計測できる。しかし、この分光特性は記録媒体（メディア）自体の色、平滑性、吸油度、蛍光物質等の塗工材の特性など、記録媒体から様々な影響を受ける。このような観点から、特許文献１には、グレースケールを色相角で制御して記録媒体の種類にかかわらず好ましいグレーを再現することが記載されている。すなわち、黒の濃度目標を達成し、より自然なグレースケールを実現することが開示されている。また、特許文献２には、記録用紙を取り替えたときに生じるグレーバランスまたは色のずれを目視によって調整する方法が開示されている。

特開２００２−２２３３６２号公報 特開２００２−２３２７２７号公報

しかし、上述した特許文献１に記載の方法は、光学的な測定データ自体をそのときのグレーとみなしてグレーの調整を行うものであるが、この調整は視覚的に得られるグレーとは異なることがある。これは、黒濃度が、実際のサンプルを目視した場合この目視によるものと測定したものとで異なった濃度評価が得られるからである。このため、特に、目視したときに実際に高い濃度の黒を得ることができない場合がある。

また、特許文献２によれば、目視によりグレーバランスのずれを修正することができるものの、同文献にはその目視上の黒濃度を高くすることについて示唆はない。

本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、黒濃度の数値のみでは表すことのできない見えの濃度に着目し、画像処理による視覚的な黒濃度向上および滑らかなグレースケール印刷を可能とする画像処理方法および画像処理装置を提供することにある。

そのために本発明では、画像データを印刷で用いる色材の量に変換する色変換処理を行うための画像処理方法であって、前記色変換において画像データが表す黒を変換して得られる色材量を、彩度が小さくなる色材量に変更することを特徴とする。

好ましくは、前記彩度を小さくする変更は、測定上の明度と色味による明度との和で表される等価明度における前記色味による明度を小さくすることによって行うことを特徴とする。

また、画像データを印刷で用いる色材の量に変換する色変換処理を行う画像処理装置であって、前記色変換において画像データが表す黒を変換して得られる色材量を、彩度が小さくなる色材量に変更することを特徴とする。

好ましくは、前記彩度を小さくする変更は、測定上の明度と色味による明度との和で表される等価明度における前記色味による明度を小さくすることによって行うことを特徴とする。

以上の構成によれば、黒の濃度を扱う際に、分光光度計などによって測定される黒だけでなく、色味による明度を加味して黒濃度を評価するので、この評価に基づく色変換を行いそれによって得られた色材量により黒などを含む画像を印刷することによって、実際の視覚的に観察される黒の濃度を高くすることができる。また、上記の評価を用いて、グレースケールを適正な濃度バランスとすることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかるホストコンピュータとそれから供給される印刷データに従って印刷を行うプリンタの概略構成を示すブロック図である。

ホストコンピュータ１００は、パーソナルコンピュータなどで構成することができ、ＣＰＵ１０１などを有した制御部と、入力デバイスとしてのキーボード（ＫＢ）１０４、表示デバイスとしてのＣＲＴ表示器１０５、外部メモリ１０６を備える。制御部において、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３などに格納されたプログラムに従い、本コンピュータ全体の制御を実行する。ＣＰＵ１０１はプリンタドライバに従い、後述のテーブル作成処理なども実行する。ＲＡＭ１０２は、上述のようなＣＰＵ１０１の制御処理実行に際してワークエリアとして用いられる。ＣＰＵ１０１の処理に従い、キーボードコントローラ（ＫＢＣ）１０７は、キーボード１０４の入力を制御し、また、ＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）１０８は、表示器１０５の表示を制御する。外部メモリコントローラ（ＤＫＣ）１０９は、ハードディスクなどの外部メモリに関して書き込み、読取りを制御する。プリンタコントローラ（ＰＲＴＣ）１１０は、プリンタドライバに基づくＣＰＵ１０１の制御処理に従い、プリンタ２００における印刷動作などを制御する。

以上の構成を有したホストコンピュータ１００は、図２以降を参照して後述される色変換テーブルの作成処理を、主にプリンタドライバに基づく処理として実行する。

プリンタ２００は、ホストコンピュータ１００から供給される印刷データなどに基づいて印刷動作を行う。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０３に格納されているプログラムに基づいて本プリンタにおける印刷動作などの制御を実行する。ＲＡＭ２０２は、ＣＰＵ２０１の制御処理実行に際してワークエリアとして用いられる。入力部２０６はホストコンピュータ１００からの印刷データや印刷制御データなどを受け取るとともに、プリンタ２００の状態情報などをホストコンピュータ１００へ送る処理を行う。印刷動作機構である印刷部２０４は、印刷部Ｉ／Ｆ２０７を介して送られる印刷信号や制御信号に従って印刷動作を行う。本実施形態の印刷機構は、印刷の色材として、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）それぞれのインクを吐出する記録ヘッドを備え、これらの記録ヘッドが印刷信号に従い、搬送される記録用紙などの記録媒体にインクを吐出することによって記録を行う。操作部２０５は操作ボタンなどを備え、これにより、ユーザが本プリンタ２００における種々の指示入力を行うことができる。

本発明の実施形態は、以上説明した構成においてホストコンピュータからプリンタに供給する印刷データの内容を、それに基づいて印刷が行われたときに視覚上の黒濃度を高くする内容とするものである。以下、この基本的な考え方について説明する。

印刷物の濃度を表す、Ｏ．Ｄ．（ＯｐｔｉｃａｌＤｅｎｓｉｔｙ；光学反射濃度）は、次の式１によって求めることができる。

本実施形態では、Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ−Ｋｏｈｌｒａｕｓｃｈ効果（同じ輝度のものでも彩度の高い長短波長領域で見えの明るさが高い現象）を導入し、この効果による見えの違いを、「等価明度」を用いて表す。

彩度・色相と観測するときの照度レベル等による影響を分析した等価明度を次式２に表す。

この式に示すように、等価明度は無彩色の明度Ｌ^＊ _ａｃｈと色味による明度Ｌ^＊ _ｃｈｒから成るものとして表せる。式２において通常は十分明るい場所で評価している場合、無彩色明度Ｌ^＊ _ａｃｈ＝Ｌとでき、また、色味による明度Ｌ^＊ _ｃｈｒをＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系により定量化することにより、式２を変形すると、

となる。この式３によれば、Ｏ．Ｄ．による評価では測定上の明度Ｌ^＊ _ａｃｈ＝Ｌ^＊のみを評価し、色味による明度Ｌ^＊ _ｃｈｒの評価が考慮されていないことが分る。

本発明の実施形態では、ホストコンピュータ１００におけるプリンタドライバによる色分解処理で用いるルックアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」とも言う）の内容を、上述した等価明度における明度Ｌ^＊ _ｃｈｒをできるだけ小さくしたものとすることにより、黒濃度を高くする。

（第１実施形態）
色分解処理は、輝度データであるＲ、Ｇ、Ｂの画像データをプリンタで用いるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋそれぞれのインク量の画像データに変換する処理であり、その処理で用いられるＬＵＴは、Ｒ、Ｇ、Ｂの値で特定される格子点に対応してＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋそれぞれのインク量を格子点データとして格納したものである。本実施形態は、このテーブルの格子点データのうち、特に、格子点（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、０、０）（以下、「黒点」とも言う）の格子点データ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）について、予め設定されているデータから、等価明度における明度Ｌ^＊ _ｃｈｒが小さくなるデータに変更するものである。これにより、ＲＧＢ画像データにおける黒点が印刷されたときの黒の濃度を視覚上高くすることができる。なお、本例では、格子点データを変更するものとしたが、ＬＵＴを最初に作成する段階で黒点について上記の処理を行ってもよいことはもちろんである。なお、ＬＵＴの作成とは、このような最初から作成する場合に限らず本例のような変更を含めたものを意味するものとする。

具体的なテーブルの作成では、プリンタ２００で用いる可能性のある記録媒体の種類ごとにＬＵＴを作成する。そして、それぞれのＬＵＴ作成では、記録媒体ごとに予め設定されているＬＵＴにおける黒点（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、０、０）の格子点データ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）をプリンタに供給して黒点のサンプル画像を印刷する。また、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋそれぞれの所定のインク量で、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのサンプル画像を同様にしてプリンタによって印刷する。そして、これらのサンプル画像の分光反射特性を測定する。

図２は、２種類の記録媒体それぞれについて、黒点のサンプル画像を例にとり分光反射特性を示す図である。同図に示すように、同じ格子点データ（黒点のデータ）に基づいて印刷する場合でも記録媒体の種類が異なることによって、分光反射特性も異なる。この点から、本実施形態では上述したように記録媒体ごとにＬＵＴの変更処理を行う。

ホストコンピュータ１００におけるＬＵＴ作成処理では、先ず、上記のように測定した黒点およびシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのサンプル画像それぞれの分光反射特性データを入力する。これは、例えば、分光光度計あるいはスキャナによって測定したデータを、それらのデバイスから直接入力したり、ユーザが入力したりすることによって行う。次に、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインク量をそれぞれどの割合で、黒点を印刷するインクに加えた場合に彩度を最も小さくできるかを調べる。具体的には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックそれぞれの分光反射率にそれぞれ複数段階の割合の係数を掛けた分光反射率の組をそれぞれ黒点の分光反射率に掛け合わせることにより、黒点のインクにＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋインクを加えたときの分光反射率を得る。そして、この分光反射率に基づいてその組合せの彩度の値を調べる。これは、その分光反射率をそれに基づいて所定の計算をすることによりＬ^＊ａ^＊ｂ^＊における値に変換することによって可能となる。最後に、上記設定した複数段階の割合の係数による組のうち、最も彩度が小さい組のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各インク量を黒点の格子点データ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）に加えたデータを新たな格子点データとする。

以上のとおり、本実施形態によれば、黒点の格子点データが等価明度において彩度が小さくなるデータとされ、これにより、そのデータに基づいて印刷した場合の視覚上の黒画像の濃度を、上記の処理をしない場合のデータ、例えば、分光特性そのものに基づく格子点データと比較してより高くすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２の実施形態は、グレーバランスの調整に上述した等価明度の概念を用いるものである。

図３は、本実施形態に係わる、黒ないしグレーバランスの設定を行う際にプリンタドライバによって表示される設定ダイアログの一例を示す図である。図において、２０１は、グレー校正を実行するためのボタンを示す。これを選択することにより、グレー校正処理が起動される。

図４は、グレー校正処理を示すフローチャートである。ステップＳ４０１では、既に登録してあるＬＵＴを使用するかどうかを判別する。既存の登録内容を設定する場合はステップＳ４０２へ進み、登録ＬＵＴを読み出し、それを設定して処理を終了する。既存の登録内容を使用しない場合はステップＳ４０３へ進む。

ステップＳ４０３では、黒点（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、０、０）に対応する格子点データ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）およびこのインク量についてＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋそれぞれを所定量変換させた組合せによるそれぞれのパッチを印刷する。図５はこのパッチの一例を示す図である。

ユーザは、この図５に示すような複数のパッチの中から、目視によって最も濃い黒に見えるパッチを選択しその旨の入力をする。なお、第１実施形態と同様、このサンプル印刷は普通紙や光沢紙などの記録媒体の種類ごとに行い、以下に示す処理もそれに応じて記録媒体ごとに行う。

そして、ステップＳ４０４で、ユーザの入力に応じて選択されたパッチの情報を取得する。

なお、上記の最も濃い黒を選ぶ処理を、第１実施形態で説明した処理によって行ってもよいことはもちろんである。

次に、ステップＳ４０５では、選択された黒色パッチに合わせたグレーラインの補正も行うかどうかを判別する。グレーラインの補正を行う場合はステップＳ４０６へ進み、選択したパッチの（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）に応じたグレー校正を行う。すなわち、第１実施形態で説明したのと同様にして、ＬＵＴにおいてグレーラインを構成する複数の格子点それぞれについて、彩度をできるだけ小さくなるようにＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの値を定め、それらを新たな格子点データとする。このようにグレーラインの等価明度や色味が調整された修正用ＬＵＴを設定する。

ステップＳ４０５で、グレーラインの補正を行わないと判断した場合は、ステップＳ４０４で選択された番号に相当するＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの値で、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）の格子点データ（黒点データ）を更新し、その内容の修正ＬＵＴを設定する。

ステップＳ４０８では、これまでのステップにおいて設定された修正ＬＵＴを保存するかを判別する。保存しない場合は、ステップＳ４１０へ進み、調整内容を消去するかどうか確認を行った後、消去する場合はステップＳ４１１へ進み、これまで保持した設定を全てプリンタドライバに読み戻し、終了する。

ステップＳ４０８において修正ＬＵＴを保存すると判断した場合はステップＳ４０９へ進み、修正ＬＵＴを登録し、本処理を終了する。ここで登録した内容は、次回まで保持することも、適宜読み出して使用することもできる。

（第３実施形態）
グレースケール印刷時においては、グレーの色調が肌の色などに影響しないため、カラー印刷時のグレーバランスと変更した方がより適切なグレーバランスの色調を設定できる場合が考えられる。本発明の第３の実施形態では、グレースケール印刷時に等価明度を評価した、カラー印刷時とは別のＬＵＴを用いる。

（他の実施形態）
本発明は上述のように、複数の機器（たとえばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ等）から構成されるシステムに適用しても一つの機器（たとえば複写機、ファクシミリ装置）からなる装置に適用してもよい。

また、前述した実施形態の機能を実現するように各種のデバイスを動作させるように該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに、前記実施形態機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）を格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも本発明の範疇に含まれる。

またこの場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。

かかるプログラムコードを格納する記憶媒体としては例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

またコンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）、あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。

さらに供給されたプログラムコードが、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も本発明に含まれることは言うまでもない。

本発明の一実施形態にかかるホストコンピュータとそれから供給される印刷データに従って印刷を行うプリンタの概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係わる、２種類の記録媒体それぞれについて、黒点のサンプル画像を例にとり分光反射特性を示す図である。 本実施形態に係わる、黒ないしグレーバランスの設定を行う際にプリンタドライバによって表示される設定ダイアログの一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るグレー校正処理を示すフローチャートである。 上記第２実施形態において、黒点に対応する格子点データ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）およびこのインク量についてＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋそれぞれを所定量変換させた組合せによるそれぞれのパッチの一例を示す図である。

符号の説明

１００ ホストコンピュータ
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＡＭ
１０３ ＲＯＭ
２００ プリンタ
２０１ ＣＰＵ
２０２ ＲＡＭ
２０３ ＲＯＭ
２０４ 印刷部

Claims (11)

1. 画像データを印刷で用いる色材の量に変換する色変換処理を行うための画像処理方法であって、
   前記色変換において画像データが表す黒を変換して得られる色材量を、彩度が小さくなる色材量に変更することを特徴とする画像処理方法。
2. 前記彩度を小さくする変更は、測定上の明度と色味による明度との和で表される等価明度における前記色味による明度を小さくすることによって行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記色変換はテーブルを用いて行い、該テーブルは前記黒の画像データに対応して前記彩度が小さく変更された色材量を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理方法。
4. 前記画像データは輝度信号Ｒ、Ｇ、Ｂによって表され、前記黒は（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、０、０）で表されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像処理方法。
5. 予め定めた、黒に対応する色材量に基づき、前記等価明度における前記色味による明度の値を設定してグレーラインの色調を調整することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の画像処理方法。
6. 画像データを印刷で用いる色材の量に変換する色変換処理を行う画像処理装置であって、
   前記色変換において画像データが表す黒を変換して得られる色材量を、彩度が小さくなる色材量に変更することを特徴とする画像処理装置。
7. 前記彩度を小さくする変更は、測定上の明度と色味による明度との和で表される等価明度における前記色味による明度を小さくすることによって行うことを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記色変換はテーブルを用いて行い、該テーブルは前記黒の画像データに対応して前記彩度が小さく変更された色材量を出力することを特徴とする請求項６または７に記載の画像処理装置。
9. 前記画像データは輝度信号Ｒ、Ｇ、Ｂによって表され、前記黒は（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、０、０）で表されることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の画像処理装置。
10. 予め定めた、黒に対応する色材量に基づき、前記等価明度における前記色味による明度の値を設定してグレーラインの色調を調整することを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の画像処理装置。
11. コンピュータに、画像データを印刷で用いる色材の量に変換する色変換処理を行う画像処理装置として機能させるプログラムであって、
    前記画像処理装置は、前記色変換において画像データが表す黒を変換して得られる色材量を、彩度が小さくなる色材量に変更することを特徴とするプログラム。

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