JP2008160475A - 画像出力方法および画像出力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人間の視覚特性に応じた高品質のモノクロ画像を印刷する。
【解決手段】純黒調モノクロ画像であっても、少量の有彩色成分が加えられる。また、色調調整により、更に多くの有彩色成分がモノクロ画像に加えられる。ここで加える有彩色成分の入力値−輝度特性が、曲線７０１となるように色分解（ＲＧＢ→ＹＭＣＫ）およびガンマ補正を行う。特性曲線７０１は上凸であり、入力画像データ値が大きくなるに従って、変動する輝度値が大きくなる。このため、人間の視覚が敏感な低彩度の領域では精密に有彩色濃度を制御することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、高品質の画像、特に高品質のモノクロ画像をプリントするための画像出力方法および画像出力装置に関する。

カラー出力装置の一例であるカラーインクジェットプリンタは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色、またはこれに黒（ＢＫ）を加えた４色で画像を表現することが多い。

カラーインクジェットプリンタにおけるモノクロ写真印刷の技術として特許文献１に記載された技術が挙げられる。この技術を用いれば、無彩色の記録材を支配的に使い、調色成分として１あるいは２色の有彩色の記録材を使うことにより、モノクロームの画像であっても色調の表現を可能としている。それとともに、色調を表現した画像であっても、画像データの表色系における彩度と、記録材で記録された画像の彩度とが異なるいわゆる発色ずれや、一様な階調変化や色相変化の中で記録色が突然転移する色転びを防止している。こうして、色調を重要視されているモノクロ写真を印刷する場合においても高画質なプリントを得ている。

また、特許文献２においては、色分解処理工程の第２段階以降で有彩色記録材の使用可能量を無彩色の記録材の使用可能量の半分以下に制限して色転びの低減を行う。また、有彩色成分の制御を高精度に行うことで高画質なモノクロ印刷を行っている。
特開２００５−２３８８３５号公報 特開２００６−８６７０８号公報

人間の視覚はグレー近辺の色味には敏感であり、高彩度の色よりも低彩度の色の差を感じやすいという特性を持っている。よって、低彩度の色成分を含む画像、たとえばグレー近辺の領域の色を主たる構成色とするモノクロ写真の印刷については、色の精度に対する要求も高い。また、近年では純黒調、温黒調、冷黒調など、ユーザが好みの色調に調整して画像出力可能なモノクロ写真出力機能も求められている（以下、色調調整とよぶ）。

特許文献２記載の画像処理方法によれば高画質なモノクロ画像を出力することが可能である。しかし、この画像処理方法では、色調が固定されたモノクロ画像出力装置については大きな効果を得られるものの、色調調整が可能な画像出力装置に適用すると、得られる効果が低下されてしまうという課題がある。それというのは、特許文献２によれば、色調が固定されたモノクロ画像に対して有彩色成分が加えられるが、その有彩色成分の最大使用量を制限し、信号値を１増加させたときの色材の増加量を少なくし、高精度に色材の制御を行なうことが可能である。一方、色調調整が可能な画像出力装置では、モノクロ画像であっても色調の調整次第では色調が固定されたものと比して高い彩度の画像を出力する場合がある。この時、色調が固定されたモノクロ画像に比べて多くの有彩色成分を使用する。よって、有彩色成分の最大使用量が多いため、使用量の制限による信号値１増加あたりの色材の増加量も多くなり、色材の制御の精度は鈍る。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたものであり、色転びを低減させるとともに、低彩度部での色分解による色材制御の精度を上げ、高彩度部においても、色調調整に応じた画像の出力を可能ならしめることで、高品質のモノクロ画像を出力できる画像出力方法及び画像出力装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は以下の構成を備える。

少なくとも１色の有彩色色材と無彩色色材とを用いて、入力画像データで表される画像を印刷する画像形成装置に対して、各色材に対応する色成分の出力画像データを供給する画像出力装置であって、
前記入力画像データを前記画像形成装置で使用される色材の色成分を含む画像データに変換する色分解手段と、
前記色分解手段により変換された前記色材の色成分を含む画像データの階調を補正する階調補正手段とを備え、
前記階調補正手段は、有彩色色材については、前記色分解手段により変換された中間画像データの値の変化に対する前記出力画像データの色の変化量が非線形の関係になり、
前記中間画像データの変化に対する前記出力画像データの色の変化量が高明度領域から低明度領域に向けて増加するように、前記入力画像データを前記出力画像データに変換する。

本発明によれば、色転びを低減させるとともに、低彩度部での色分解による色材制御の精度を上げ、高彩度部においても、色調調整に応じた色調の画像の出力を可能ならしめることで、高品質のモノクロ画像を出力できるという効果を奏する。

［第１実施形態］
＜ハードウエア＞
図１３は、本実施形態で適用する画像処理システムのブロック図である。ホストコンピュータ１０１には、ＣＰＵ１０２、メモリ１０３、外部記憶１０４、入カ部１０５、ＣＲＴ１０８、およびインターフェイス１０６などが備えられている。

ＣＰＵ１０２は、外部記憶１０４に格納されたプログラムを実行することにより、後述する様々な画像データの変換処理や、記録に係る処理全般を行う。メモリ１０３は、変換処理を行う際のワークエリアとして、また、画像データの一時的な記憶領域として用いられる。なお、画像データの変換処理などを実行するためのプログラムは、不図示の外部装置などからホストコンピュータ１０１に供給される形態であっても良い。ユーザはＣＲＴ１０８を参照しながら、入力部１０５を用いて各種コマンドを入力する。

ホストコンピュータ１０１は、インターフェイス１０６を介してインクジェット記録装置１０７と接続されており、ＣＰＵ１０２は、変換処理を施した画像データをインクジェット記録装置１０７に送信して記録を実行させる。

図１４は本発明に適用可能なインクジェット記録装置１０７の内部構成図である。記録媒体１は、用紙或いはプラスチックシート等の記録媒体である。記録前、記録媒体１は、不図示のカセット等に複数枚積層されており、記録が開始されると不図示の給紙ローラによって、記録装置本体内に１枚ずつ供給される。第１搬送ローラ対３および第２搬送ローラ対４は、所定の間隔を隔てて図の様に配置されている。第１搬送ローラ対３および第２搬送ローラ対４は、夫々個々のステッピングモータ（図示せず）によって駆動され、これらローラ対に挟持された記録媒体１を矢印Ａ方向に所定量ずつ搬送する。

インクタンク５ａ〜５ｆは、インクジェット記録ヘッド１１にインクを供給するためのインクタンクである。インクタンク５ａはブラック（Ｋ）、インクタンク５ｂはライトシアン（ＬＣ）、インクタンク５ｃはライトマゼンタ（ＬＭ）、インクタンク５ｄはシアン（Ｃ）をそれぞれ収容している。また、インクタンク５ｅはマゼンタ（Ｍ）およびインクタンク５ｆはイエロー（Ｙ）のインクをそれぞれ収容している。記録ヘッド１１よりインクを吐出する吐出口面は、第１搬送ローラ対３および第２搬送ローラ対４により挟持されて、ある程度の張力を持った記録媒体１に対向して配置されている。全６色のインクを吐出する記録ヘッド１１は、各色で独立に構成されていても良いし、一体的に構成されていても良い。

記録ヘッド１１およびインクタンク５は、キャリッジ６に着脱可能に搭載可能となっている。１０はキャリッジモータであり、２つのプーリ８ａ、８ｂおよびベルト７を介することにより、キャリッジ６を矢印Ｂ方向に往復移動させることが可能である。この際、キャリッジ６は、ガイドシャフト９によってその走査方向が案内指示されている。

回復装置２は、記録ヘッド１１のメンテナンス処理を行う。記録ヘッド１１は必要に応じて回復装置２が配備されたホームポジションに移動し、回復装置２は記録ヘッド１１の吐出口に生じたインク詰まりを除去するなどの回復処理を行う。

記録を行う際、キャリッジ６は矢印Ｂ方向へ所定の速度で移動し、記録ヘッド１１からは画像信号に応じて適切なタイミングでインク滴が吐出される。記録ヘッド１１による１回の記録走査が終了すると、搬送ローラ対３および４は記録媒体１を所定量だけ搬送する。このような記録走査と記録媒体の搬送とを交互に行うことにより、記録媒体１には順次画像が形成されていく。

＜ホストコンピュータにおける画像処理＞
図１は本例における印刷モード選択および印刷のフローを示す。この処理はホストコンピュータ１０１のＣＰＵ１０２により実行される。まず、ステップ１で、ユーザによる印刷モードの選択を受け付ける。本例では、印刷モードには、「カラーモード」と「モノクロモード」の２種類がある。「カラーモード」は通常のカラー写真などを印刷するための印刷モードである。カラーモードでは、通常のＣ、Ｍ、Ｙ、ＢＫの４色の記録材や、さらに淡シアン（ｌｃ）、淡マゼンタ（ｌｍ）を加えた６色、あるいはさらに特色を入れた７色や８色、濃グレーや淡グレーを入れた９色や１０色を使い、印刷が行われる。本実施形態の記録装置は６色で記録を行う。

一方、「モノクロモード」はモノクロ写真の印刷に適したモードで、本例では、モノクロ写真印刷に最適化された色分解テーブルが選択されるモードとなっている。この色分解テーブルについては、図４及び図５を参照して後で説明する。

ステップ１でモノクロモードが選択されると、ステップ３において、図２で示したフローで、印刷対象の画像データの色処理および量子化が行われる。一方カラーモードが選択されると、ステップ２においてカラーモードの画像処理が行われる。本実施形態ではステップ２における処理は公知のカラー画像処理でよいので、詳細な説明は省略する。なお、ステップ２，３のそれぞれのモードについて、パラメータはモード固有のものである。その後、ステップ４で印刷が行われる。すなわち、インクジェット記録装置１０７に合わせて量子化された画像データが、インクジェット記録装置に入力される。

図２は、図１のステップ３の詳細を説明するブロック図である。図２のブロック図は、モノクロ写真モードの画像処理を説明するフローチャートとして見ることもできる。

入力されるＲＧＢ各色８ビット（各２５６階調）の画像データは、たとえば外部記憶装置１０４にいったん保存される。図２の処理は、その画像データをＣ、Ｍ、Ｙ、ＢＫ、ｌｃ、ｌｍ各色１ビット（すなわちドットを打つか打たないか）のデータとして出力するための処理フローである。

まずＳ２０１では、画像データを読み取るなどして入力する。モノクロモードの場合はモノクロ化処理部Ｓ２０２により公知の方法でレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の各色の輝度値に係数を乗じて加算し、Ｒ＝Ｇ＝Ｂとなるような輝度情報を持ったデータへ変換する。たとえば、Ｌ＝０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂで得られる値Ｌを、モノクロ画像の輝度情報とする。そして、Ｌ＝Ｒ＝Ｇ＝Ｂとする。

次に、モノクロ色調調整部Ｓ２０３で、ユーザが設定した色調に調整されたＲ'、Ｇ'、Ｂ'の値を出力する。これにより、ユーザが入力した調整値に応じて、温黒（つまり黄色味）の割合、あるいは冷黒（つまり青味）の割合が決定される。

Ｓ２０４おける色分解処理は、モノクロ色調調整されたデータＲ'、Ｇ'、Ｂ'を入力画像データとして実行される。色分解処理では、入力画像データが表す色を再現する、インクの組み合わせに対応した色分解データＣ、Ｍ、Ｙ、ＢＫ、ｌｃ、ｌｍを求める処理を行う。もちろん本例のインクジェット記録装置の記録材の色に対応しているからここでは上記６色へ変換しているが、記録装置の記録材の色に応じた色に分解される。

この色分解処理は、３次元ＬＵＴの参照と、そのＬＵＴの補間演算とを併用して行う。この３次元ＬＵＴを「色分解テーブル」と呼ぶことにし、本例ではＣ、Ｍ、Ｙ、ＢＫ、ｌｃ、ｌｍの６色に色分解するＬＵＴを備える。なお、全ての色に変換しなくとも良く、たとえばＹ、ＢＫ、ｌｃ、ｌｍの４色について色分解テーブルを用意しておいても良い。

この色分解処理で用いる色分解テーブルの一例を、図１２を使用して説明する。色調調整可能で高精度なモノクロ写真の印刷を実現するために、Ｓ２０４では、カラー印刷用のガマット１２０２よりも、色調調整可能なモノクロ印刷に適し、彩度の低い色再現域のみ再現可能なガマット１２０１を出力可能な色分解テーブルを用いる。これは、モノクロの色調整ではカラー印刷用ほど彩度の高い色域は必要がないためである。同じ格子点数の色分解テーブルを用いて色再現域を形成する際、使用しない箇所のテーブルデータが多く存在することは無駄である。すなわち、変換前の階調数が一定で、変換後の色域が大きければ、階調の１ステップは大きくなり、色再現の精度は低下する。そこで、使用しない色域へマッピングしないように色変換テーブルを構成すれば、色再現の精度は向上する。このような色調整可能なモノクロ写真用に適した色再現域を、以後「モノクロスモールガマット」と呼ぶ。

Ｓ２０５における階調補正では、色分解処理によって求められた色分解データ（中間画像データ）を、インク色毎に階調値変換する。一般には、プリンタの各色インクの階調特性に応じた１次元ＬＵＴを用いて、入力色分解データがプリンタによる記録色の階調特性に線形に対応づけられるような変換を行う。この１次元ＬＵＴを、以後「階調補正テーブル」と呼ぶ。一般には全てのインク色が色分解の出力信号値に対して明度や彩度などの色の変化量が線形になる。本実施例では、無彩色成分であるBKにおいては色分解の出力信号値に対して明度が線形になるような階調補正テーブルを使用し、有彩色成分（色調整成分）であるY、LC、LMは非線形になるような階調補正テーブルを使用する。

階調補正より求められた色分解データは、量子化処理部Ｓ２０６で、記録装置に合わせて各色ごとに量子化される。本実施形態のカラーインクジェット記録装置１０７は２値記録装置であるから、入力された色分解データは２値データに量子化処理される。量子化処理には、公知の誤差拡散法やディザ法が用いられる。

こうして求められたデータが、インクジェット記録装置１０７に送信され、インクジェット記録装置１０７により画像データに応じた画像が記録される。また、これら処理フローを特開平１１−３３９０３２号公報に記載されたビット拡張技術を用いれば、より階調性に優れた印刷を行うことが可能である。

以上の処理により、ＲＧＢ表色系で表された画像データが、モノクロームの画像として印刷される。次に、図２の各ブロック（すなわち各工程）について説明する。

＜モノクロ色調調整処理＞
図２のモノクロ色調調整部Ｓ２０３について、その内容を詳しく説明する。モノクロ色調調整部Ｓ２０３では、具体的には以下のような処理を行う。たとえば、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１９６，１９６，６４）を色調設定値としてユーザが入力した場合を考える。その場合、モノクロ化処理部Ｓ２０２から出力されたＲ＝Ｇ＝Ｂ＝１２８の入力値に対して、モノクロ色調調整部Ｓ２０３の出力値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１９６，１９６，６４）となるように変換される。入力値がＲ＝Ｇ＝Ｂ＝０であれば出力値はＲ'＝Ｇ'＝Ｂ'＝０であり、入力値がＲ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５であれば出力値はＲ'＝Ｇ'＝Ｂ'＝２５５である。ユーザが調整できるのは入力値Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝１２８に対する出力値であり、その他の入力値に対する出力値は、線形補間で与えられる。すなわち、ある色成分についてのユーザの色調設定値をＣｓとすると、その色成分についての色調調整テーブル８００は、入力値０，１２８，２５５それぞれに対する出力値０，Ｃｓ，２５５という値の組で構成される。この組がＲＧＢ各色について設けられる。０から１２８の間の入力値Ｃｉに対応する出力値Ｃｏは、Ｃｏ＝Ｃｉ＊Ｃｓ／１２８で与えられる。１２８から２５５の間の入力値Ｃｉに対応する出力値Ｃｏは、Ｃｏ＝Ｃｓ＋（Ｃｉ−１２８）＊（２５５−Ｃｓ）／１２８で与えられる。このようにして入力されたＲ＝Ｇ＝Ｂであるモノクロ画像データを色調調整後のモノクロ画像データに変換する。

なおユーザが色調整を行わない選択をしたときは、変換前後でＲＧＢ値は変わることはない。つまり、色調設定値を（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１２８，１２８，１２８）に設定したときと同等である。この色調を「純黒調」と呼ぶ。これに対して、黄色成分（すなわちＲ，Ｇ成分）がスモールガマットの範囲で強調された色調を「温黒調」と呼ぶ。また、青色成分（すなわちＢ成分）がスモールガマットの範囲で強調された色調を「冷黒調」と呼ぶ。

ユーザが色調設定値として（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（６４，６４，１９６）を選んだ際には、上記の算出方法に従って冷黒調のＲＧＢ値が出力される。（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，０）であれば、最大限温黒調に調整されたＲＧＢ値（Ｒ'Ｇ'Ｂ'）が出力される。

図８は温黒調の色調調整テーブルの例である。図８において横軸はモノクロ化処理部Ｓ２０２から出力されたＲＧＢ値、縦軸はモノクロ色調調整部Ｓ２０３で色調調整された後のRGB値を示す。ユーザが入力した色調設定値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１９６，１９６，６４）のときに、図８のグラフのような結果となる。この色調調整はスモールガマット１２０１における色変換である。図６に、スモールガマット１２０１内における調整例を示す。図６は図１２と同様に縦軸に輝度（Ｌ＊）を、横軸に彩度（ｂ＊）をとったグラフである。色調が調整されない場合は純黒調６０１となり、色調調整の設定値を(Ｒ，Ｇ，Ｂ)＝（２５５，２５５，０）として温黒調に最大限に調整した場合には、最大温黒調６０２となる。（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１９６，１９６，６４）を入力すると、６０３のような中間調となる。

このようにして、モノクロ色調調整部Ｓ２０３では、ユーザの設定に応じて、モノクロ画像の色調が変換される。

＜色分解処理＞
図４及び図５は本実施形態の色分解テーブルの一部４００，５００である。色分解テーブルは、出力色成分毎に、入力ＲＧＢに出力値を対応付けたテーブルである。すなわち、ＲＧＢを入力とし、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ，ｌｃ，ｌｍを出力とするテーブルである。通常は、離散的なＲＧＢ値に対する出力値がＬＵＴには定義されており、その間の出力値は線形補間で与えられる。図４、図５には、いずれもＢｋ成分とＹ成分とを出力値とするテーブルの例がグラフで記載されている。縦軸はいずれも出力Ｂｋ成分及びＹ成分の値である。横軸はモノクロ色調調整部Ｓ２０３から入力されるＲ'Ｇ'Ｂ'値の組である。図４は純黒調で用いられる色分解テーブルの一部４００の例である。したがって、入力Ｒ'Ｇ'Ｂ'は互いに等しく、横軸はＲ'＝Ｇ'＝Ｂ'の値である。すなわち、図４は、３次元の色分解テーブルから、Ｒ'＝Ｇ'＝Ｂ'に対応するＢｋ成分４０１及びＹ成分４０２の出力値をプロットしたものである。ここで注目すべきことは、Ｙ成分が最大値となる入力値Ｃｐは、本実施形態では従来の色分解テーブルと変わっていないことである。もちろん、画質改善等のために最大値を変更することもあろうが、本実施形態では、純黒調のモノクロ画像の画質は特許文献２の発明で出力される画質を維持しつつ、色調が調整されたモノクロ画像の画質を向上させる。そのために図４の最大値の位置Ｃｐは、後で説明する、図１０に示す従来の色分解テーブル（純黒調）の最大値の位置Ｃｐと一致する。

これに対して、図５は最大の温黒調で用いられる色分解テーブルの一部５００の例である。図５でも出力Ｂｋ成分５０１とＹ成分５０２とが示されている。最大温黒調は、色調設定値が（２５５，２５５，０）の場合に実現される。色調設定値は、色調調整処理において、入力ＲＧＢ値（１２８，１２８，１２８）に対する出力Ｒ'Ｇ'Ｂ'値である。本実施形態では、色分解処理の出力Ｂｋ値は、元のＲＧＢ値に対してリニアに出力される。したがって、図５に示すように、入力（Ｒ'，Ｇ'，Ｂ'）＝（２５５，２５５，０）に対して、出力Ｂｋ値が１２８となる。また入力（Ｒ'，Ｇ'，Ｂ'）＝（０，０，０）では出力Ｂｋは２５５となり、入力（Ｒ'，Ｇ'，Ｂ'）＝（２５５，２５５，２５５）に対して、出力Ｂｋ値は０となる。横軸の入力Ｒ'Ｇ'Ｂ'値は、点０と中間点５０３との間では、それぞれリニアに推移する。また、入力Ｒ'Ｇ'Ｂ'値は、中間点５０３と最大点５０４との間でもそれぞれ線形に変化する。たとえば、図５では、Ｒ'成分は原点（白に値する）において値は２５５であり、中間点５０３においても２５５である。そして、その間では線形に変化しているため、原点から中間点５０３まで、Ｒ’成分は常に２５５となる。またＲ'成分は中間点において値が２５５、終点５０４(黒に値する)において値が０であり、その間では線形に変化している。これは、中間点５０３における入力色成分の値がいくつであろうと同様である。なお、色調設定値が変われば、出力されるＹ成分の値も図５とは異なる形状の分布となる。入力ＲＧＢ値は、色分解テーブルにおいては離散的であり、入力値のステップの大きさにより色分解テーブルのサイズが決定される。ステップは１刻みであればあらゆる入力値に対する出力値を色分解テーブルで決定できるため理想的である。しかし、テーブルのサイズは、４×２５６×２５６×２５６×（データ長）と大きなものとなる。そのため、実際上は、ステップサイズは８あるいは１６などであり、色分解テーブルに登録されていない入力値に対応する出力値は、登録された値を線形補間するなどの処理により得られる。

なお本例では温黒調について説明するために、Ｙ成分を例としているが、冷黒調ではＹに変えて、ＲＧＢ表色系のＢ成分を表す色分解後のライトマゼンタ（ｌｍ）成分およびライトシアン（ｌｃ）成分が有彩色としてモノクロ画像データに加えられる。またライトシアン（ｌｃ）やライトマゼンタ（ｌｍ）に代えてＭ成分およびＣ成分を用いても良い。その場合には、テーブルの出力値の分布形状は図５と同様であり、Ｙ成分５０２をｌｍ及びｌｃ成分それぞれの値と読み替えることができる。ただし、横軸となる入力値は図５とは異なる。最大冷黒調であれば、横軸の左端と右端の入力（Ｒ'Ｇ'Ｂ'）はそれぞれ（０，０，０）と（２５５，２５５，２５５）であるが、中間点５０３においては（０，０，２５５）となる。

なお、本実施形態と別の実現方法をとる場合、図４及び図５の横軸は、モノクロ色調調整処理前のＲＧＢ値と見ることもできる。その場合、モノクロ画像では色調調整前のＲＧＢ値はＲ＝Ｇ＝Ｂなので、図４，図５において各色成分は、原点（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（２５５，２５５，２５５）最大値（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝（０，０，０）まで横軸方向に向けてリニアに変化する。ただし本実施形態では３次元ＬＵＴを用いて色調調整を実現しているが、この場合、色分解テーブルはひとつではなく、色調設定値に応じて複数用意されている必要がある。

モノクロ画像の色分解において、純黒調であっても図４のようにＹ成分を加える理由は、記録媒体（用紙）の種類によって、黒インクのみでモノクロ画像を記録した場合でも発色ずれが生じ得るためである。この発色ずれを抑えるために、有彩色成分（本例ではＹ成分）を加え、色を補正している。また温黒調に色調が調整された場合には、中間濃度付近をピークとしてＹ成分を加えることで、黄色がかった色調としている。中間濃度付近をピークにする理由は、低濃度および高濃度では人間が視覚しにくいためである。このように、本実施形態では、純黒調においてもＢＫ成分を支配的に使用し、調色成分としてＹ成分を用いる。

この結果、本実施形態の色分解処理によれば、Ｂｋ成分としては、色調調整前の輝度値Ｌ（Ｌ＝Ｒ＝Ｇ＝Ｂ）に応じて線形に変化する値が出力される。また、有彩色成分（たとえばＹ成分）としては、本例の純黒調では、図４に示すように最大値が１２８となるように出力される。色分解処理の後段にある、ガンマ補正処理では、後で図３を参照して説明するように、色分解処理の出力値を入力として、その値を変換する。階調補正後の出力値の値域（本例では０〜１６３２０）の方が、入力値が取り得る範囲（純黒調では０〜１２８）よりも広いために、色分解処理の出力データの階調が、出力画像の階調を決める。本実施形態では、色分解処理のＹ成分の出力階調が１２９段階（０〜１２８）であるのに対して、特許文献２の技術を適用した図１０に示す例では、３６段階（０〜３５）に過ぎない。このため本実施形態では、純黒調のモノクロ画像に加えられるＹ成分の階調を、よりきめ細かく（高精度に）変化させることができる。

＜階調補正処理＞
階調補正処理は、図３に示す階調補正テーブル３００を用いて、入力された色分解後の画像データを、記録材の色特性に合わせて補正する処理である。図３には、モノクロ印刷モードが指定された際に使用されるＢｋ用のテーブル３０１と、有彩色成分（Ｙ）用のテーブル３０２とが記載されている。階調補正テーブル３００の基になるデータを、図７に示す。図７は、色分解処理後の画像データに対応する輝度Ｌ＊の特性を示す。図７に示すように、入力信号値（すなわち色分解処理後の各色の画像データ）に対して、ＢＫ成分７０２は従来の技術と同様に明度Ｌ＊が線形になるような特性を持つ。一方、色調整成分７０１（本例ではＹであるが、他にｌｃ，ｌｍ，Ｃ，Ｍを用いることもできる。）は、線形に対して上に凸になるようなガンマを掛けて作成する。その際、最小値と最大値（Ｙであれば４８００）は変更しない。

Ｂｋ成分については、明度が変わっても彩度に影響しない。しかし、有彩色（Ｙ）成分については明度の変化は彩度の変化をもたらしている。記録用紙の地色にもよるが、地色が白の場合、一般に、記録材による記録密度が上がれば、有彩色成分の明度は下降し、その一方で彩度は上昇する。入力信号に対して明度で線形な出力にすることで、人間の視覚特性をおおむね線形にすることができる。本実施例では上記のように有彩色（Ｙ）成分について線形にするのでなく、線形に対して上に凸になるようなガンマを掛けて作成する。

上記のように有彩色(Ｙ)成分についてガンマを掛けて作成した結果、モノクロ印刷モードにおけるＹ成分の階調補正テーブル３０２は、低濃度域で濃度のステップを小さくし、高濃度域で濃度ステップが大きくなるように設定されている。すなわち、入力信号値が０〜１２８の低濃度域では、出力信号値は０〜２０８０となる。非線形変換であるが、平均すれば入力信号値が１変化した際の出力信号値の変動は、２０８０／１２８＝１６．２５である。これに対して入力信号値が１２８〜２５５の高濃度域では、出力信号値は２０８０〜４８００となる。非線形変換であるが、平均すれば入力信号値が１変化した際の出力信号値の変動は、２７２０／１２８＝２１．２５である。このため、低濃度域では高精度で濃度を制御でき、高濃度域では、入力値に応じて十分高い濃度で画像を記録できる。ここで、図４及び図５の色分解テーブルを参照すると、純黒調におけるＹ成分の取り得る幅は、０〜１２８である。これに対して、最大温黒調におけるＹ成分の取り得る幅は、０〜２５５である。すなわち、純黒調に加えられるＹ成分は、その値が０〜１２８の低濃度域であるから、１ステップあたり平均して１６．２５という高精度で濃度が制御される。また、色調調整されたモノクロ画像に加えられるＹ成分は、その値が０〜２５５であるから、高濃度域でのステップは大きくなるものの、最大の濃度が４８００と十分大きい値をとることができる。

このように本実施形態では、彩度が低い純黒調においての有彩色成分の階調表現を向上させた。人間の視覚は彩度が低い程敏感であるという特性がある。本実施形態では、モノクロスモールガマット内でも特に彩度が低い純黒調における有彩色成分の階調精度を上げた。反対に、有彩色記録材を比較的多く使用するモノクロスモールガマットでの高彩度部分、つまり色補正テーブルにおいて有彩色記録材の信号値の比較的高い部分については有彩色の階調精度が荒くなる。しかし、高彩度になるに従って人間の視覚も鈍感になるため、視覚上の画像品質は、高濃度域における精度の低下によって劣化することはない。

＜量子化処理＞
こうして階調補正された多値画像データは、誤差分散やディザ処理などが施されて量子化される。量子化の程度は使用するインクジェット記録装置次第であるが、本例では各色成分ごとに２値画像データに量子化される。量子化された画像データはインクジェット記録装置（印刷装置）へ出力されて画像として印刷される。

＜階調補正テーブル及び色分解テーブルの作成方法＞
（階調補正テーブルの作成方法）
色分解テーブル及び階調補正テーブルは上述した通りのものである。次に、それらを作成する方法を説明する。これらテーブルの作成時には、階調補正テーブルから先に作成する。

まず、Ｙ成分の階調補正テーブル３０１の作成方法は、本例では以下のようなものである。階調補正出力信号値の最小値を０、最大値を４８００としてその間を等間隔に分けられた複数のパッチを記録材単色で印刷してその明度を測定する。そして階調補正の出力信号値と、その出力信号値で記録されたパッチの明度との相関を相関表に記憶する。なお階調補正出力信号の最大値は、モノクロ画像印刷モードにおいて用いられる有彩色の最高濃度に相当する値である。図３では最高濃度値は１６３２０であるが、モノクロ画像印刷モードにおける有彩色の最高濃度としては４８００が選択されている。

そして、前記相関表を参照し、測定した明度値を所定の明度特性曲線にプロットする。本例では所定の明度特性曲線は、図７の特性曲線７０１である。一方、色分解処理から出力される信号値も、明度に対して対応付けられる。この対応付けは、最高明度に対して０、最低明度に対して２５５となり、最低明度から最高明度まで均等な階調幅となるよう、明度に対して対応付けられる（横軸７０４）。そしてプロットされた各明度値に対応する階調補正後の出力値を前述の相関表から読み、同一の明度に対応する階調補正後の出力値と色分解処理から出力される信号値（横軸７０４）とを対応付けて変換表を作成する。この変換表がガンマ補正テーブルである。また、前述の相関表に明度に対する階調補正後の出力値として都合よく一致する数値がなければ、その前後の値の補間により、明度に対する階調補正出力値を予測して作成すればよい。

本例では、純黒調におけるモノクロ画像に加えられるＹ成分の最低明度点、つまり最高彩度点（図７ではＬＹ）は、色分解処理から出力される信号値１２８に対応付けられる。このときの階調補正処理の出力信号値は２０８０となる。Ｂｋ成分については最高明度のときの階調補正処理の出力信号値は０、最低明度のときは１６３２０である。また明度のプロットも曲線７０２のように線形となる。

こうして作成された階調補正テーブルを、図３（階調補正への入力信号値−階調補正からの出力信号値）に示す。

（色分解テーブルの作成方法）
この階調補正テーブルに従い、色分解テーブルが作成される。以下に色分解テーブルの作成方法を説明する。色分解テーブルは図６に示されたモノクロスモールガマット内で純黒調にあたる６０１、温黒調の最大部の６０２のような箇所の色分解を決定し、その間にあたる６０３のような箇所は６０１と６０２の補間によって求められる。

モノクロスモールガマットの冷黒調についても同様に純黒調と冷黒調の最大部の色分解を決定し、その間の箇所は補間によって求める。モノクロスモールガマットにおいて、温黒調の色相をイエロー(Ｙ)、冷黒調の色相をブルー(Ｂ)とする。他の色相であるレッド(Ｒ)、グリーン(Ｇ)、シアン(Ｃ)、マゼンタ(Ｍ)についても同様にインクの使用方法を決定していき、それら色相間についても補間で求める。こうしてモノクロスモールガマット全体の色分解テーブルが完成する。なお、色分解テーブルの純黒調の部分、つまり図６における６０１の部分は図４のように作成する。図４において色分解処理への入力信号値と階調補正の出力信号値との関係は、たとえば、色分解処理への入力信号値１５０に対して、階調補正の出力信号値が１５２０となる。順を追うと、色分解処理への入力信号値が１５０、色分解処理からの出力値(＝階調補正処理への入力値)が１１０、階調補正の出力値は１５２０である。また、同様に色分解処理への入力信号値Ｃｐに対して、階調補正の出力信号値が２０８０となる。

色分解テーブルの温黒調最大部分、つまり図６の６０２の部分は図５のように作成する。図５においては、色分解処理への入力信号値（２５５，２５５，０）に対して、Ｙ成分の階調補正の出力信号値が４８００となる関係が成立している。すなわち、ひとつの色分解テーブル（３次元ＬＵＴ）と階調補正テーブルにより、純黒調のモノクロ画像についても、最大限に温黒調に色調調整されたモノクロ画像についても、高品質の画像を印刷できる。もちろん、その中間で調整されたモノクロ画像や、冷黒調に調整されたモノクロ画像についても同様である。

Ｂｋ成分については、色分解処理への入力信号値と階調補正後出力画像の輝度（Ｌ*）との関係は線形（図４及び図５）となるように色分解テーブルと階調補正テーブルが作成される。作成方法は、最大値など具体的な数値を除けば、Ｙ成分についての色分解テーブルと階調補正テーブルの作成方法と同様である。

ここで、本実施形態の特徴のひとつは、従来の（具体的には特許文献２）階調補正テーブル（ガンマ補正）及び色分解テーブル（後段処理）に対して変更が加えられるのは色調整成分の記録材（本実施例ではＹ）についてであることにある。無彩色記録材（本実施例ではＢＫ）については階調補正テーブル、色分解テーブル共に変更しないところにある。

こうして作成された図３の階調補正テーブルを用いると、図４に示す純黒調の色分解テーブルの色分解処理の出力信号値として、Ｙ成分は０〜１２８までの１２９階調を使用できる。つまり、純黒調で使用する部分の色分解テーブルの信号値を１動かしたときのＹ記録材の使用量の変化が少なくなる。色分解色処理部にて細かいＹ記録材の制御が可能となり、より精密なモノクロの純黒調色調設計と色再現ができるようになる。本発明では、印刷システムの変更なしに、色分解テーブル設計時の制御をより精密にすることを可能とした。

本実施形態では、ＢＫ記録材を支配的に使用しＹ記録剤で調色したが、複数の調色成分（例えばｌｃ、ｌｍなど）を用いても、色毎に階調補正テーブル、色分解テーブルを上記の手法により設定すれば、同様に対応することが可能である。また、無彩色に関してはＢＫ記録材のみではなく、グレー記録材のような薄い無彩色の記録材を加えて使用してもよい。

＜従来例との比較＞
ここで、本発明の特徴を際だたせるために、従来例と対比説明する。図９は従来例における階調補正テーブルを表したものであり、図１１はその階調補正処理の入力信号値(横軸)に対して出力画像の輝度(Ｌ＊)を表したものである。図１１は図９の結果という関係にあり、ＢＫ成分１１０２、Ｙ成分１１０１共に入力信号値（すなわち色分解処理後の画像データ）に対して明度Ｌ＊が線形になるような特性を持つ。図１０は従来技術における色分解テーブルの一部である。図１０は純黒調における色分解テーブル１０００を示す。横軸は入力信号値(Ｒ＝Ｇ＝Ｂ)を表し２５５のときは白、０のときは黒である。縦軸には色分解処理の出力信号値、つまり階調補正処理への入力値を表している。このとき入力信号の値域は０〜２５５であり、それに対するＹ成分の出力信号値の幅は０〜３５に過ぎない。この０〜３５の値は、図９の階調補正テーブルを用いた階調補正処理により０〜２０８０の値に変換される。すなわち、色分解処理の入力信号値と、階調補正後の出力信号値との対応関係に着目すれば、本実施形態（図４および図３）と同様である。

しかしながら、図１０における色分解処理後の出力信号値は０〜３５という３６段階に過ぎず、本実施形態の０〜１２８という１２９段階には遠く及ばない。このため、純黒調のモノクロ画像データにおけるＹ成分の階調は、従来は３６段階に過ぎないものが、本実施形態では１２９段階となっている。すなわち、有彩色の表現力が大幅に向上している。

［第２実施形態］
第１実施形態では、モノクロスモールガマットにより色調調整可能なモノクロモードで使用されるテーブル作成時の色調整の精度を向上させたが、同様にカラー画像出力でも同様の効果を得る事が可能である。

また、図７では明度を測定して明度を基準に各テーブルを作成する例を示したが、明度に代えて、輝度、色度、濃度などを基準にして各テーブルを作成することもできる。ただし上記実施形態における明度という用語を、直ちにたとえば濃度と言う用語に置換できるという意味ではない。それぞれの用語の意義に応じて値の変換が行われる必要がある。

第１実施形態では、温黒調について主として説明したため、モノクロ画像に加えられる有彩色はＹ（＝Ｒ＋Ｇ）であった。しかし、温黒調についてはたとえばＲ成分を加えても良い。これはインクではマゼンタ（Ｍ）とシアン（Ｃ）とに相当する。また冷黒調についても、Ｂではなく、Ｂ＋Ｇ（＝Ｃ）をモノクロ画像に加えて色調調整をすることもできる。さらに、温や冷以外にも、いずれかの有彩色をモノクロ画像に加えて色調を生じさせることができる。

なお本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インターフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。また本発明の目的は、前述の実施形態の機能を実現するプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出された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プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、本発明には、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）など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含まれる。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カ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書き込まれた場合についても、本発明は適用される。その場合、書き込まれたプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなど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。

実施形態の画像データ処理のブロック図或いはフローチャートである。 実施形態のモノクロモードにおける画像処理のブロック図或いはフローチャートである。 実施形態の階調補正テーブルの一例を示す図である。 実施形態の色分解テーブルの、純黒調部分を示す図である。 実施形態の色分解テーブルの、最大温黒調部分を示す図である。 モノクロ画像の色調調整範囲を示すスモールガマットの図である。 実施形態の階調補正処理への入力信号値と輝度値との対応を示す図である。 色調調整の一例を示すグラフの図である。 従来の階調補正テーブルの一例を示す図である。 従来の色分解テーブルの一部を示す図である。 従来の階調補正処理への入力信号値と輝度値との対応を示す図である。 カラー画像の印刷用ガマットを示す図である。 本実施形態の画像印刷システムのブロック図である。 本実施形態のインクジェット記録装置のエンジン部の斜視図である。

Claims (11)

1. 少なくとも１色の有彩色色材と無彩色色材とを用いて、入力画像データで表される画像を印刷する画像形成装置に対して、各色材に対応する色成分の出力画像データを供給する画像出力装置であって、
   前記入力画像データを前記画像形成装置で使用される色材の色成分を含む画像データに変換する色分解手段と、
   前記色分解手段により変換された前記色材の色成分を含む画像データの階調を補正する階調補正手段とを備え、
   前記階調補正手段は、有彩色色材については、前記色分解手段により変換された中間画像データの値の変化に対する前記出力画像データの色の変化量が非線形の関係になり、
   前記中間画像データの変化に対する前記出力画像データの色の変化量が高明度領域から低明度領域に向けて増加するように、前記入力画像データを前記出力画像データに変換することを特徴とする画像出力装置。
2. 前記階調補正手段は、無彩色色材については、前記色分解手段により変換された中間画像データの値の変化に対する前記出力画像データの明度の変化量が線形の関係となることを特徴とする請求項１に記載の画像出力装置。
3. 前記色の変化量は明度の変化量であることを特徴とする請求項１または２記載の画像出力装置。
4. 前記色の変化量は彩度の変化量であることを特徴とする請求項１または２記載の画像出力装置。
5. 前記入力画像データの各色成分を、各色成分の値が同一の輝度値のモノクロ画像データに変換するモノクローム化手段と、
   前記モノクローム化手段により変換されたモノクロ画像データの各色成分の値を、指定された値に調整する色調調整手段と
   を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像出力装置。
6. 少なくとも１色の有彩色色材と無彩色色材とを用いて、入力画像データで表される画像を印刷する画像形成方法に対して、各色材に対応する色成分の出力画像データを供給する画像出力方法であって、
   前記入力画像データを前記画像形成方法の色材の色成分を含む画像データに変換する色分解工程と、
   前記色分解工程により変換された前記色材の色成分を含む画像データの階調を補正するように変換する階調補正工程とを備え、
   前記階調補正工程は、有彩色色材については、前記色分解工程により変換された中間画像データの値の変化に対し、色の変化量が非線形の関係となり、
   前記中間画像データの変化に対する前記出力画像データの色の変化量が高明度領域から低明度領域に向けて増加するように、前記入力画像データを前記出力画像データに変換することを特徴とする画像出力方法。
7. 前記階調補正工程は、無彩色色材については、前記色分解工程により変換された中間画像データの値の変化に対する前記出力画像データの明度の変化量が線形の関係となることを特徴とする請求項６に記載の画像出力方法。
8. 前記色の変化量は明度の変化量であることを特徴とする請求項６または７記載の画像出力方法。
9. 前記色の変化量は彩度の変化量であることを特徴とする請求項６または７記載の画像出力方法。
10. 前記入力画像データの各色成分を、各色成分の値が同一の輝度値のモノクロ画像データに変換するモノクローム化工程と、
    前記モノクローム化工程により変換されたモノクロ画像データの各色成分の値を、指定された値に調整する色調調整工程と
    を更に備えることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の画像出力方法。
11. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載された画像出力装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。

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