JP4878572B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、詳しくは、画像に対する平滑化処理の適用ないし適用の仕方に関するものである。

最近では、インクジェットプリント方式の記録機構およびスキャナ機構を備えた複合機（以下、ＩＪＭＦＰとも言う）が広く提供されている。ＩＪＭＦＰは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）と接続してプリント、スキャンなどを実施する機能、機器単体でのコピー機能、デジタルカメラなどと接続してダイレクトプリントを行う機能など、種々の用途で使用可能なプリンタである。このような点から、例えば、家庭用の複写機としても用いられている。ＩＪＭＦＰにおけるコピー機能は、原稿画像をスキャナによって読取り、読取った画像を紙等の記録媒体上に記録するものである。

このようなコピーでは、一般に、コピー対象である原稿の種類によって色の再現範囲などが異なる。このため、原稿とコピーの出力物との間で視覚的に色が一致するものを得ることが難しい場合がある。また、原稿の種類の違いに応じて再現される階調性が異なることもある。

これに対し、特許文献１には像域分離を用いた技術が提案されている。すなわち、同文献には、読取った画像を少なくとも網点と写真の領域に分離し、それぞれの領域に最適なγ変換を施し、総ての領域で良好な画像を得る方法が記載されている。また、特許文献２にも、同様に読取った画像を文字領域と写真領域に分離し、それぞれの領域に最適な色空間変換を施すことにより、総ての領域で良好な画像を得る方法が記載されている。

また、ＩＪＭＦＰで普通紙にコピーする場合、印刷物や銀塩写真などの原稿の画像に較べて普通紙の色再現範囲が狭いため、色圧縮の方法によっては、擬似輪郭や階調のつぶれといった階調性の劣化が生じる場合がある。これに対し、特許文献３には、文字エッジ量を検出して、その量に応じて乱数を付加することにより文字のシャープさを損なわず、連続階調の擬似輪郭を抑制する方法が記載されている。同様に、特許文献４には、多値カラー画像のデータ中に乱数データを付加する一部領域を設定し、設定した領域にのみ乱数データを付与することによって階調とびの補正を行い、残りの領域は原画像を維持することが記載されている。

特開２００１−２５１５１３号公報 特開２００２−２１８２７１号公報 特開平１０−１５５０８７号公報 特開２００１−１４４９４３号公報

以上のとおり、コピーなどの場合の原稿など入力画像が持つ色再現範囲と記録装置の色再現範囲が異なるという問題があり、これに対して色圧縮の技術が用いられるのが一般的である。しかしながら、インクジェット方式で普通紙を用いる場合のように色再現範囲が比較的狭い場合は、一つの色圧縮方式のみで、文字、写真画像ともに最適な色再現を行なうことが困難である。例えば、文字がくっきりと表されるように、コントラストを高く設定した色圧縮をおこなうと、その同じ色圧縮が写真に対して行なわれたときには、高濃度、高彩度の階調がつぶれることがある。一方、写真画像の階調が損なわれないように、階調性を重視した色圧縮を行なうと、その同じ色圧縮が文字に対して行なわれたときには、黒文字などがさらに薄く記録される。具体的には、鉛筆などによる低濃度の文字やいわゆるベタ黒でない文字、さらにはインクジェット方式で普通紙に出力した黒文字などがさらに薄く記録され、くっきりとした文字出力を得ることができない。

これら文字と写真画像の記録を両立するため、上述のとおり特許文献１や特許文献２が提案されている。しかし、それぞれの画像ごとに色圧縮テーブルあるいはガンマ加工テーブルを複数切り替えて用いる場合、文字、写真それぞれに適したテーブルを保持するためのメモリ領域が必要になるという問題がある。

また、像域にあわせてテーブルを増やさずに加工を変化させる方法として、上述の特許文献３や特許文献４が提案されている。しかし、これら文献に記載の技術は、擬似輪郭が発生する部分にノイズを加えることにより階調再現性を向上させるものであり、元々発生している擬似輪郭を消すものである。従って、後に施される画像変換の影響を考慮し、その処理の効果を軽減させるような制御を行うものではない。

本発明の目的は、テーブルなど像域ごとの処理の数を増すことなく、例えば文字と写真画像の良好な再現性を両立できる画像処理装置および画像処理方法を提供することにある。

そのために本発明では、画像データにおける画素値に基づいて所定の色空間で定義される、画像を表す成分が、当該色空間における所定の範囲内にある場合に、当該画素値に基づく前記成分の値を変更する加工処理を含む画像処理を実行する画像処理装置であって、画像データにおける画素値に基づく前記成分に前記成分の変調量を付加することにより当該成分が前記所定の範囲外となるようにすることによって、前記加工処理による加工の対象となる画素が少なくなるように画素値の変調を行う画素値変調手段、を具えたことを特徴とする。

また、画像データにおける画素値に基づいて所定の色空間で定義される、画像を表す成分が、当該色空間における所定の範囲内にある場合に、当該画素値に基づく前記成分の値を変更する加工処理を含む画像処理を実行するための画像処理方法であって、画像データにおける画素値に基づく前記成分に前記成分の変調量を付加することにより当該成分が前記所定の範囲外となるようにすることによって、前記加工処理による加工の対象となる画素が少なくなるように画素値の変調を行う画素値変調工程、を有したことを特徴とする。

以上の構成によれば、黒潰しや彩度強調などの加工処理による加工の対象となる画素が少なくなるように画素値の変調が行われる。これにより、写真画像などが上記加工処理の対象となる場合でも、加工処理の効果を弱めることができ、写真画像において、階調つぶれのない記録結果を得ることができる。一方、文字や罫線などの文字／線画については、加工処理によって鮮明な記録結果を得ることができる。

その結果、テーブルなど像域ごとの処理の数を増すことなく、例えば文字と写真画像の良好な再現性を両立することが可能となる。

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。

ＭＦＰ装置
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るマルチファンクションプリンタ装置（以下、ＭＦＰ装置）１のそれぞれ外観斜視図およびオートドキュメントフィーダーを兼ねた原稿台蓋を開けた状態の斜視図である。このＭＦＰ装置１は、ホストコンピュータ（ＰＣ）からデータを受信して記録する通常のＰＣプリンタとしての機能、スキャナとしての機能を備えている。さらにはスキャナで読取った画像をプリンタで記録するコピー機能、メモリカードなどの記憶媒体に記憶されている画像データを直接読取って記録する機能、あるいはデジタルカメラからの画像データを受信して記録する機能を備えている。

ＭＦＰ装置１は、ＣＣＤセンサを備えたスキャナによる読取装置３４を備える。この読取装置は、原稿台に直接置かれた原稿またはオートドキュメントフィーダー（以下ＡＤＦ）３１によって供給される原稿の読み取りを行なう。記録装置３３はインクジェット式による装置であり、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）およびブラック（Ｋ）の４色のインクを用いて用紙などの記録媒体に記録を行なう。

ＭＦＰ装置１は、さらに表示パネル３９や各種キースイッチ等を備える操作パネル３５を備える。また、ＭＦＰ装置１の背面にはＰＣと通信するためのＵＳＢポート（不図示）が設けられている。さらに、各種メモリカードからデータを読み出すためのカードスロット４２やデジタルカメラとデータ通信を行うためのカメラポート４３を備える。なお、記録装置の記録方式は、本発明を適用する上でインクジェット方式に限られない。例えば電子写真式など他の種類の方式によるものであってもよい。

図２は、図１（ａ）および（ｂ）に示したＭＦＰ１の制御および画像処理などを実行する構成を示すブロック図である。

図２において、ＣＰＵ１１は、ＭＦＰ１が備える様々な機能を制御し、操作パネル３５を有した操作部１５における所定の操作に従い、ＲＯＭ１６に記憶された画像処理のプログラムを実行する。読取装置３４を有した読取部１４は、原稿画像を読取り、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）色のアナログ輝度データを出力する。なお、読取部１４は、ＣＣＤの代わりに密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）を備えてもよい。

カードスロット４２を有したカードインターフェイス２２は、例えばディジタルスチルカメラ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒｅ 以下ＤＳＣ）で撮影され、メモリカードなどに記録された画像データを、操作部１５の所定の操作に従って読み込む。カードインターフェイス２２を介して読み込まれた画像データの色空間は、必要に応じ、画像処理部１２によって、ＤＳＣの色空間（例えばＹＣｂＣｒ）から標準的なＲＧＢ色空間（例えばＮＴＳＣ−ＲＧＢやｓＲＧＢ）に変換される。また、読み込まれた画像データは、そのヘッダ情報に基づき、有効な画素数への解像度変換など、アプリケーションに必要な様々な処理が必要に応じて施される。また、カメラポート４３を有したカメラインターフェイス２３は、ＤＳＣに直接接続して画像データを読み込む。

画像処理部１２は、図３にて後述する、入力デバイス色変換、画像補正・加工処理、出力デバイス色変換、色分解、量子化などの画像処理を行う。それによって得られる記録データは、ＲＡＭ１７に格納される。そして、ＲＡＭ１７に格納された記録データは、記録装置３３を有した記録部１３で記録するのに必要な所定量に達すると、記録部１３による記録動作が実行される。

不揮発性ＲＡＭ１８は、バッテリバックアップされたＳＲＡＭなどによって構成され、画像処理装置に固有のデータなどを記憶する。また、操作部１５には、記憶媒体に記憶された画像データを選択し、記録をスタートするためにフォトダイレクトプリントスタートキー、オーダーシートをプリントさせるキー、オーダーシートを読み込ますキーが設けられる。さらに、モノクロコピー時やカラーコピー時におけるコピースタートキー、コピー解像度や画質などのモードを指定するモードキー、コピー動作などを停止するためのストップキー、並びに、コピー数を入力するテンキーや登録キーなどが設けられる。ＣＰＵ１１は、これらキーの押下状態を検出し、その状態に応じて各部を制御する。

表示部１９は表示パネル３９（図１（ａ））を備える。すなわち、この表示部は、ドットマトリクスタイプの液晶表示部（ＬＣＤ）およびＬＣＤドライバを備え、ＣＰＵ１１の制御に基づき各種表示を行う。また、記憶媒体に記録されていた画像データのサムネイルを表示する。記録装置３３を有した記録部１３は、インクジェット方式の記録ヘッド、汎用ＩＣなどによって構成され、ＣＰＵ１１の制御によってＲＡＭ１７に格納されている記録データを読み出し、ハードコピーとして記録を行なう。

駆動部２１は、上述した読取部１４および記録部１３それぞれの動作における、給排紙ローラを駆動するためのステッピングモータやＤＣモータ、ステッピングモータやＤＣモータの駆動力を伝達するギヤ、および、ステッピングモータやＤＣモータを制御するドライバ回路などから構成される。センサー部２０は、記録紙幅センサー、記録紙有無センサー、原稿幅センサー、原稿有無センサーおよび記録媒体検知センサーなどから構成される。ＣＰＵ１１は、これらセンサーから得られる情報に基づき、原稿および記録紙の状態を検知する。

ＰＣインターフェイス２４は、ＰＣと本ＭＦＰ装置１とのインターフェイスであり、ＭＦＰ装置はこのＰＣインターフェイス２４を介してＰＣから記録動作や読み取りの指示を受ける。

以上の構成において、コピー動作時は、読取装置３４で読取った画像データに対して画像処理部１２で所定の画像処理を行い、その結果のデータに基づいて記録装置３３で記録する。

画像処理
図３は、本実施形態のＭＦＰにおいてコピー時に実行される画像処理を示すフローチャートである。

図３において、最初に、ステップ５０１で、読取部１４で読取られＡＤ変換されたデータに対してシェーディング補正が施され、これにより撮像素子のばらつきが補正される。次に、ステップ５０２で、入力デバイス色変換が行われる。これにより、デバイス固有の色空間の画像信号データがデバイスに依存しない標準色空間の信号データに変換される。この標準色空間としては、ＩＥＣ（国際電気標準会議；Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）により定められたｓＲＧＢやＡｄｏｂｅＳｙｓｔｅｍｓ社により提唱されているＡｄｏｂｅＲＧＢなどが知られている。本実施形態では、ルックアップテーブルを用いてこの変換を行う。なお、変換方法としては、マトリクス演算方式を用いることもできる。

変換されたデータは、ステップ５０３で、補正・加工の処理が施される。処理内容としては、読取りに起因したいわゆる画像のボケを補正するエッジ強調処理や、文字の判読性を向上させる文字加工処理、光照射による読取りで発生した裏写りを除去する処理などがある。また、図９以降で詳細に後述される、本発明の実施形態に係る画素値変調処理や画素値加工処理もこの補正・加工処理として行われる。

さらに、ステップ５０４では、画像の拡大縮小処理が実行される。ユーザーによって変倍指定がされている場合や、２枚の原稿を１枚の紙に割り当てる割付けコピーなどの場合に、その所望の倍率に変換される。変換方法は、バイキュービックやニアレストネイバーなどの方法が一般的である。

次に、ステップ５０５では、標準色空間の画像信号データを、出力デバイスである記録装置に固有の信号データに変換する。この変換は、後述されるように、色域写像（ガマットマッピング）による変換（色域写像色変換）である。

次に、ステップ５０６で、出力デバイス固有の信号データから、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のＭＦＰで使用するインク色データへの変換処理が実行される。この変換もステップ５０２と同様の方式を用いることができる。さらに、ステップ５０７で、画像信号データについて記録装置３３で記録可能なレベル数への変換が行われる。すなわち、本実施形態の記録装置３３は、インクを吐出する／吐出しない、の２値で画像を表現する。従って、誤差拡散などの量子化方法によって２値のデータに変換する。

次に、ステップ５０５の出力デバイス色変換についてさらに詳細に説明する。本実施形態では、出力プロファイルとして出力デバイス色変換のルックアップテーブルを定義するものとし、これを以下では出力色変換テーブルとも言う。

出力色変換テーブルは、標準色空間であるｓＲＧＢ色空間の色信号に対して、記録装置の色域（以下、単にプリンタ色域とも言う）の色信号を対応付けるものである。具体的には、このテーブルは、ｓＲＧＢ色空間の信号データによって離散的な格子点を規定し、各格子点に対してプリンタ色域の色信号を対応させたものである。

図４は、標準色空間であるｓＲＧＢ色空間信号によるｓＲＧＢ色域６０１とプリンタ色域６０２をＣＩＥ‐Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系で表した図である。以下、本実施形態の図で示す色空間は、総てＣＩＥ−Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系で示されるものとする。なお、この扱う表色系は特にＣＩＥ−Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系に限定されるものでなく、Ｌ^*ｕ^*ｖ^*色空間等、それに類似する色空間であってもよい。

図４に示されるように、ｓＲＧＢ色域６０１とプリンタ色域６０２の形状、サイズなどが異なっている。そこで、色変換テーブルを作成する際に、標準色空間の色域をプリンタ色域に圧縮する「ガマット圧縮」の技術を用いる。本実施形態で用いるガマット圧縮は、プリンタ色域中に、標準色空間の色を測色的に一致した色再現をさせる非圧縮領域を設け、それ以外の標準色空間の色域の色を、非圧縮領域外のプリンタ色域に圧縮する方法を採る。以上のガマット圧縮の手法を用いることにより、非圧縮領域内は標準色空間の色域の色と測色的に一致した色再現を実現し、また、非圧縮領域外で階調を保持することが可能となる。例えば、コピーに用いる記録媒体が写真専用紙とマット紙のように、それらによる色域の形状が異なる場合に、両者間で同じような色再現を実現することが可能となる。

図５は、図３に示した出力デバイス色変換（Ｓ５０５）で用いるガマット圧縮の一例を説明する図である。図５において、色域７０１および色域７０２は、ｓＲＧＢ色空間の色域およびプリンタ色域をＬ^*ａ^*平面に投影したものである。また、色域７０３は、ｓＲＧＢ色空間の色を測色的に一致した色再現をさせる非圧縮領域を表している。この例では、非圧縮領域はプリンタ色域に相似な形状で８０％の大きさとしたものである。点Ｏは圧縮収束点を示している。また、点７０４、７０８は、ｓＲＧＢ色空間における格子点に対応する色である。

ガマット圧縮では、先ず、このようなｓＲＧＢ色空間の格子点が非圧縮領域内に位置しているか否かを判定する。この色域内外判定処理は、以下の方法による。先ず、判定対象となる点と圧縮収束点を結ぶベクトル（ソースベクトルと称す）の長さを算出する。そして、圧縮収束点から判定対象の点に向かうベクトル（色域ベクトルと称す）と色域表面との交点までの距離を求め、ソースベクトルと色域ベクトルの長さを比較する。ソースベクトルの長さが色域ベクトルの長さよりも大きいときは、判定対象点は色域外、小さいときは色域内と判定する。

このような色域内外判定処理の結果、点７０８は非圧縮領域内に位置すると判定される。その場合は、圧縮処理を行わず、入力のｓＲＧＢ値と同じ値を保持する。一方、点７０４は非圧縮領域内の色ではないと判定されるため、以下の方法でガマット圧縮を行う。すなわち、点７０４は非圧縮領域外のプリンタ色域にガマット圧縮される。具体的には、先ず、点７０４と点Ｏとの距離Ｘを算出する。さらに、点Ｏと点７０４を結ぶ直線と、それぞれｓＲＧＢ色空間の色域７０１の外郭が交わる点７０５と、プリンタ色域７０２の最外郭が交わる点７０６と、非圧縮領域７０３の外郭が交わる点７０７を探し、それぞれの点との距離を算出する。図５では、それぞれの距離をＴ、Ｄ、Ｆで表している。これらの圧縮収束点Ｏと距離の関係を基に、点７０４をプリンタ色域に圧縮する。圧縮後の点は点Ｏと点７０４を結ぶ直線上で、以下の圧縮関数（１）により算出できる距離の場所に線形に圧縮される。

なお、この圧縮関数は（１）式に示すように線形である必要はなく、例えば、色域の外に位置するほど、階調を潰すような多次関数やそれに類似する関数を用いてもよい。また、非圧縮領域の広さは、プリンタ色域の約８０％の大きさとしたが、それに限定されない。例えば、１００％の大きさに設定した場合は、プリンタ色域の色は、測色的一致を重視し、色域外の色を潰すようなガマット圧縮方法を実施することができる。

次に、図３のステップ５０３の補正・加工処理で実施され、図９以降で後述する本発明のいくつかの実施形態に係る黒潰し処理や白飛ばし処理について説明する。コピー機能の使い方として、原稿を複写し、複写された記録物をさらに原稿として再び複写する場合が想定される。このような繰り返しコピーが行われる場合でも、良好な画像再現を実現すべく、特定の明度（例えば、プリンタ色域の白点の明度）以上の色をプリンタ色域の白（記録用紙の白）に変換することが行なわれる（白飛ばし）。また、同じく、特定の明度（例えば、プリンタ色域の黒点の明度）以下の色をプリンタ色域の黒に変換すること（黒潰し）が行われる。

図６は、黒潰し処理や白飛ばし処理を色域における色（点）の移動として説明する図である。色域８０１および色域８０２は、図５にて説明したように、それぞれｓＲＧＢ色空間の色域およびプリンタ色域をＬ^*ａ^*平面に投影したものである。

色域８０２は、コピー時に用いられる記録媒体で記録する際のプリンタ色域である。また、点８０３はプリンタ色域８０２の白点を示している。また、Ｌ_Wtは、プリンタ色域の白点の明度を示している。ここで、ｓＲＧＢ色空間の色域８０１のうち、明度がＬ_Wt以上の領域にある格子点は、総て点８０３に変換される。このようにして白飛ばしが行なわれる。一方、点８０４はプリンタ色域の黒点を示し、また、Ｌ_Bkはプリンタ色域の黒点の明度を示している。黒潰し処理を行なうことにより、ｓＲＧＢ色空間の色域８０１のうち、Ｌ_Bk以下の明度を持つ格子点は、総て点８０４に変換される。

図６に示すように、例えば、入力原稿が色域８０５を持っているとすると、白抜きの三角印で表した色はＬ_Wtより高い明度にあるため、総て用いる記録媒体の白で再現される。また、黒で塗りつぶした三角印の色は、Ｌ_Bkより明度が低いため、総てプリンタ色域の黒として再現される。以下、Ｌ_Bkを黒潰し明度、Ｌ_WTを白飛ばし明度と称する。ここで、Ｌ_Bkをプリンタ色域の黒点としたが、それに限定されるものではない。例えば、原稿を読み込む際の誤差で、黒点が明るい色と認識される場合もある。それらを考慮して、プリンタ色域の黒点よりも明るい位置にＬ_Bkを設定しておいてもよい。Ｌ_Wtに関しても同様である。

次に、図３のステップ５０６の色分解処理で用いる色分解テーブルについて説明する。上述したステップ５０５の出力デバイス色変換（ガマットマッピング）で得られる画像信号がＲＧＢの信号である場合、その色域内のＲＧＢ信号と測色空間で特定される色（例えば、ＣＩＥ−Ｌ^*ａ^*ｂ^*値）とは１対１の関係で対応している。そこで、ＲＧＢ信号による色空間で等間隔の、例えば７２９個の格子点を規定する。そして、これら７２９個の格子点に対応したカラーパッチデータを用意し記録装置で記録する。この記録後のカラーパッチを測色することにより、プリンタ固有のＲＧＢ値で表される格子点の色を、例えばＣＩＥ−Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系の色として特定することができる。次に、ステップ５０５の処理で圧縮されたｓＲＧＢ色空間の格子点をＣＩＥ−Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系の色に変換し、上記の７２９個の測色値の中で、色差が最小な格子点を探す。そして、色差最小点の周囲の格子点で補間演算を行うことにより、ｓＲＧＢ色空間の格子点が対応するプリンタＲＧＢ値が得られる。以上のようにして、入力色空間の色を記録装置のどのインク色で出力するかを記載した色分解テーブルを作成することができる。

処理単位
図７（ａ）〜（ｃ）は、図３に示す画像処理のうち、ステップ５０３で実施される補正・加工処理の処理単位を説明する図である。なお、この処理単位の説明は、後述する第４、第５実施形態に特に関連するものである。

図７（ａ）は、処理単位が画素単位の場合を示している。補正・加工処理では、同図の○印の画素を注目画素に設定する。次に、注目画素を中央に含み太線で囲まれた７×７画素で構成される領域（７×７領域）を設定する。そして、この設定した７×７領域内の画像信号を用いて注目画素の画素値を補正する。

以上の処理の後、例えば、図７（ｂ）の×印の画素のように、注目画素に隣接する画素を次の注目画素に設定する。そして、上記で説明したのと同じく、×印を注目画素として７×７領域を設定して補正・加工処理を実行する。以降、同様に順次注目画素を１画素ずつ移動し、その都度７×７領域を設定することによって処理対象の画素総てを補正・加工する。

処理単位が領域単位の場合は、図７（ａ）の○印の画素に対して７×７領域を設定するとともに、○印の画素に対して設定する補正強度を７×７領域内の複数画素、例えば全画素に適用する。そして、図７（ｃ）に示す△印の画素に対して７×７領域を設定することにより、○印の画素に対する７×７領域と△印の画素に対する７×７領域とが隣接するように処理単位を移動する。なお、処理単位を画素単位とした方がより高い精度で補正強度を設定できる。

図８は、上記処理単位の移動を説明するフローチャートである。ステップ１００１で処理対象の設定を行う。本処理開始直後は、最初の処理対象を設定する。ステップ１００５からステップ１００１に戻った場合は、次の処理対象を設定する。次に、ステップ１００２で処理領域の設定を行う。処理領域は上述したように処理単位を含む複数画素（上記の例では７×７領域）で構成される領域である。

ステップ１００３では像域分離を行う。処理単位に対する領域を判定し、領域情報を決定する。すなわち、この判定では、文字などのエッジ領域か、写真画像などの平坦領域かを判断する。次に、ステップ１００４では、上記領域判断に基づいて、加工・補正処理を行なう。そして、ステップ１００５で、処理対象について総て補正が終了したか否かを判断し、終了していない場合はステップ１００１からの処理を繰返す。

以下では、以上説明した本実施形態の構成に基づく、画素値の変調処理および画素値の加工処理のいくつかの実施形態を説明する。なお、画像信号の取り得る範囲が０〜２５５を例に説明するが、画像信号の範囲はこれに限るものではなく、ＭＦＰ装置、画像処理などの構成に応じて適切に設定できることはもちろんである。

（実施形態１）
図９（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第一の実施形態に係る補正・加工処理（Ｓ５０３）の詳細を示すフローチャートである。本実施形態は、図９（ａ）に示すように、輝度加工処理（同図のＳ１３００）として黒潰し処理が行われることに対応して、写真画像などの平坦画像の場合は輝度変調処理（同図のＳ１２００）を行なうものである。これにより、テーブルなど処理構成を個別に設けることなく、写真画像と文字画像の良好な再現性を両立することができる。なお、以下に示す処理では、特に断りの無い限り計算結果が０未満の時は０に、２５６以上の時は２５５にクリップするものとする。

図９（ａ）において、先ず、ステップ１０００で、注目画素情報を取得する。すなわち、注目画素のＲＧＢ信号値と文字属性値Ｍを取得する。ここで文字属性値Ｍは、注目画素が文字／線画を構成する画素（文字領域の画素）であるかどうかを示す特徴量である。Ｍが０のときは、注目画素は自然画やグラデーション画像を構成する画素（写真領域の画素）であり、Ｍが１のときは、注目画素は文字／線画を構成する画素であると判断する。Ｍの求め方については像域分離やパターンマッチングなどの既知の技術を用いることができる。次に、ステップ１１００で、画像判別を行う。すなわち、上記で求めた注目画素の文字属性値Ｍを判別する。Ｍの値が０、すなわち、文字／線画以外の写真領域の画素のときはステップ１２００へ、Ｍの値が１、すなわち文字／線画領域の画素であるときはステップ１３００へ進む。

注目画素が写真領域のものであるときは、ステップ１２００の輝度変調処理を行う。図９（ｂ）は、この輝度変調処理の詳細を示すフローチャートである。

この処理では、先ず、ステップ１２１０で、注目画素ごとにそのデータであるＲＧＢ値に基づいて輝度を算出する。輝度値Ｙ１は以下の計算式によって算出する。
Ｙ１＝０．２９９×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ・・・式（２）
なお、本実施形態では式（２）で算出した輝度Ｙを用いているが、入力画素の明るさ成分を表す値であれば、他の値でもよい。例えば、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間やＬｕｖ色空間におけるＬの値を用いることもできる。また、これら色空間で定義される輝度、明度等をそのまま用いるのでなく、計算の単純化のために近似的に表したものを用いてもよい。

次に、ステップ１２２０で輝度変調量を算出する。輝度変調量は、後述されるように、各画素値にノイズとして付加されるものであり、本ステップによって生成されるものである。この輝度変調量ｄＹは、上記で求めた輝度値Ｙ１に基づき、以下の計算式によって算出される。
ｄＹ＝０ （Ｙ１≧Ｙｓ）
ｄＹ＝Ｙｂ×（１−Ｙ１／Ｙｓ） （Ｙ１＜Ｙｓ）・・・式（３）

図１０は、上記式（３）の関係を示す線図である。上記式（３）および図１０において、Ｙｓは、黒潰し処理において輝度変調を開始する値を表す。また、Ｙｂは、黒潰し処理で輝度０に潰れる輝度値を表し、本実施形態では、ＭＦＰ装置でベタ黒を印刷したものを自身でスキャンした際に読み取ったＲＧＢ値から得られる輝度とする。これにより、繰り返しコピー時にいわゆるベタ黒の濃度を保った記録結果を得ることができる。

なお、ＹｓおよびＹｂそれぞれの値は、本発明を実施するＭＦＰ装置など記録装置の入出力特性に応じて設定できる。例えば安定した記録濃度やスキャンデータが得られない装置であればＹｓやＹｂを高めに設定したり、式（３）では後述する輝度加工処理で用いるＹｓ、Ｙｂをそのまま用いずに、マージンをとっても良い。

次に、ステップ１２３０で、輝度変調符号を算出する。すなわち、注目画素ごとに輝度を加算する変調（＋）を行うか減算する変調（−）を行うかを定めるための変調符号値Ｆを算出する。本実施形態では、注目画素の座標が「ｘ座標、ｙ座標ともに偶数」または「ｘ座標、ｙ座標ともに奇数」の場合はＦ＝＋１とし、それ以外の場合はＦ＝−１とする。図１１に示すように、画素の２次元配列において列方向および行方向それぞれで変調対象画素の位置に応じて変調量の正負の決定、つまり輝度の加算と減算が交互に行なわれる。

ステップ１２４０では、輝度を変調する。すなわち、以上求めた、輝度変調量ｄＹ、輝度変調符号Ｆ、輝度値Ｙ１から、以下の計算式によって変調後の輝度Ｙ’（８ビット）を算出する。

Ｙ’＝Ｙ１＋ｄＹ×Ｆ／２５５・・・式（４）
最後に、ステップ１２５０で、輝度変調後の画素値を算出する。すなわち、上記で求めた輝度Ｙ’と、その算出に係る画素値ＲＧＢから、変調後の画素値Ｒ’Ｇ’Ｂ’を以下の計算式によって算出する。
Ｒ’＝Ｙ’＋１．３７１×（ ０．５１１×Ｒ−０．４２８×Ｇ−０．０８３×Ｂ）
Ｇ’＝Ｙ’−０．６９８×（−０．１７２×Ｒ−０．３３９×Ｇ−０．３３６×Ｂ）
−０．３３６×（ ０．５１１×Ｒ−０．４２８×Ｇ−０．０８３×Ｂ）
Ｂ’＝Ｙ’＋１．７３２×（−０．１７２×Ｒ−０．３３９×Ｇ−０．３３６×Ｂ）
・・・式（５）

以上の処理によって、写真などの画像領域である注目画素については、その画素が本来持つ輝度値に応じた変調量の分だけノイズとして輝度が増加または減少する。

図１２（ａ）〜（ｄ）は、黒潰しに関して連続階調のグラデーション画像がどのように変調されるのか説明する図である。

図１２（ａ）は、変調前のグラデーション画像を示している。同図の左から右に向かって、黒から灰色へのグラデーションが形成されている。これに対して、本実施形態の変調処理を行なうと、図１２（ｃ）に示す画像が得られる。黒潰し領域でない、明るい領域では変調量がゼロのために、図１２(ａ)に示すそのままの階調を保持している。しかし、黒潰し領域の画素についてみると、変調が行なわれ、元の画素値よりも明るい画素と暗い画素が交互に並んで市松模様を形成している。ここで、元の画素値よりも明るい画素については、黒潰しで完全につぶれる輝度Ｙｂよりも明るい輝度となっており、後述されるように、黒潰しを行なっても元の階調を保存できる。

なお、上述の処理では、各信号値が０未満または２５５以上の際にはクリップを行なった。そのため、変調の前後で画像全体の輝度総和がクリップによって変化する場合が考えられる。具体的には、暗部で変調後にマイナスになった輝度をゼロにクリップしてしまう場合がある。特に輝度総和の保存が必要でなければこのまま用いてよいが、輝度の保存が必要である場合には、以下の手順を追加すればよい。すなわち、輝度をクリップした際に切り捨てられた分の値を保持し、他の画素に対して変調処理を行なう際に、その分の値を加えればよい。これにより、本発明を実施する装置で、輝度変調処理を行なった後に、例えば画像に対して輝度ヒストグラムをとり、その平均値を用いて何らかの処理を行なう補正加工処理などを実施する場合に、本発明によって補正加工処理結果に影響を与えないようにできる。また、輝度保存が目的でないならば、変調符号値Ｆを常に正としてもよい。その場合、変調の前後において、各画素のＹ’の大小関係が、もとのＹの大小関係を保つように、ｄＹを算出する式を与えればよい。

再び図９（ａ）を参照すると、輝度変調処理の後、ステップ１３００では、注目画素に対して輝度加工処理を行なう。図９（ｃ）は、この輝度加工処理の詳細を示すフローチャートである。

図９（ｃ）において、先ず、ステップ１３１０で、ステップ１２００による輝度変調後のＲＧＢ値に基づいて、輝度を算出する。詳しくは、ステップ１２００で求めた画素値Ｒ’Ｇ’Ｂ’に基づき、輝度Ｙ２を以下の計算式を用いて算出する。

Ｙ２＝０．２９９×Ｒ’＋０．５８７×Ｇ’＋０．１１４×Ｂ’・・・式（６）
なお、変調後の画素値Ｒ’Ｇ’Ｂ’を情報として保持する必要がなければ、ステップ１２４０を省略し、Ｙ’をそのまま用いてＹ２＝Ｙ’としても良い。

次に、ステップ１３２０で、輝度黒潰しを行なう。すなわち、上記で求めた輝度Ｙ２に基づき、黒潰し処理による輝度Ｙ’’を以下の計算式によって求める。
Ｙ’’＝ｆ（Ｙ２）・・・式（７）
ここで、ｆ（ｙ）は、入力輝度ｙに応じて変化する関数であり、本実施形態では、図１３に示す１次元ルックアップテーブルを用いて実現する。この黒潰し処理によって、繰り返しコピーでも常に良好な黒画像を得ることができ、また、黒文字が鮮明な色再現を行なうことができる。

なお、このルックアップテーブルを用いて他の輝度加工処理をあわせて行ってもよく、例えば高輝度部を飽和させることでいわゆる下地飛ばし処理などを同時に行っても良い。

上記輝度加工の後、ステップ１３３０で、輝度黒潰し処理後の画素値を算出する。具体的には、上記で求めたＹ’’、ＲＧＢ値から、黒潰し処理後の画素値Ｒ’’Ｇ’’Ｂ’’を以下の計算式によって算出する。
Ｒ’’＝Ｙ’’＋１．３７１×（ ０．５１１×Ｒ−０．４２８×Ｇ−０．０８３×Ｂ）
Ｇ’’＝Ｙ’’−０．６９８×（−０．１７２×Ｒ−０．３３９×Ｇ−０．３３６×Ｂ）
−０．３３６×（ ０．５１１×Ｒ−０．４２８×Ｇ−０．０８３×Ｂ）
Ｂ’’＝Ｙ’’＋１．７３２×（−０．１７２×Ｒ−０．３３９×Ｇ−０．３３６×Ｂ）
・・・式（８）

以上説明した本実施形態の処理によれば、注目画素のうち、写真領域の画像で黒潰しの対象となる画素については、輝度変調処理（Ｓ１２００）によって、「黒潰し対象の輝度をもつ画素」と「黒潰し対象外の輝度をもつ画素」のいずれかに変調される。すなわち、ノイズ付加による変調によって、本来画素値が黒潰しの対象の画素（所定範囲の画素）のうち、黒潰し対象外の輝度をもつ画素に変換されるものが生じる。その結果、このように変換された「黒潰し対象外の輝度をもつ画素」については、黒潰し処理（Ｓ１３００）において輝度が変化しないため、結果として写真画像領域では黒潰し処理が発生しない画素を存在させることができる。これにより、写真領域に対して、文字／線画領域用に設定した黒潰し処理を同様に適用しても（Ｓ１３００）、その効果を弱めることができる。

先に示した図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す元の画像に対し、本実施形態の変調処理を行なわずに黒潰し処理を行なった場合の画像を示している。この場合、黒潰し処理によって暗部の階調がつぶれ、左側の数ラインは真っ黒な画像になる。

一方、図１２（ｄ）は、図１２（ａ）に示す元の画像に対し、本実施形態の変調処理を行なうことによって、図１２（ｃ）のように変化させたものに黒潰し処理を行なった結果の画像を示している。この画像では、上述の通り、暗部についても「黒潰し対象外の輝度をもつ」画素が一定の間隔で存在しているため、黒潰し後であってもこれらの画素による階調性が残り、図１２（ｂ）にみられるようなつぶれが回避される。

なお、上記実施形態では、画素値変調（輝度変調）と画素値加工（輝度加工）を連続して行ったが、与えた変調の意味を損ねない限りにおいては、二つの処理の間に他の加工処理を実施しても良い。これは以下に続く他の実施形態でも同様である。

また、本実施形態では文字属性値Ｍについて０または１の二値情報としたが、これを文字らしさに基づく多値情報にしても良い。たとえば、Ｍを８ビットで表し、Ｍ＝０のときは完全に写真領域の画素、Ｍ＝２５５のときは完全に文字領域の画素とし、その間の信号値では、文字領域の画素である可能性の高さによって信号値を決定する。その場合、ステップ１１００での文字属性判別でＭが任意の閾値以下となるかで場合わけすればよい。さらに、Ｍの値に応じて変調量を変化させても良い。この場合、ステップ１１００での分岐は必ずしも必要でなく、ステップ１２２０での変調量算出の際にＭに応じた最適な変調量ｄＹを求めればよい。

具体的には、前述の式（３）を例えば下記のように変更すればよい。
ｄＹ＝０ （Ｙ１≧Ｙｓ）
ｄＹ＝Ｙｂ×（１−Ｙ１／Ｙｓ）×（２５５−Ｍ） （Ｙ１＜Ｙｓ）
・・・式（９）

これにより、Ｍが大きい値の時には、文字領域の画素である可能性が高いため、変調量を低く設定し、Ｍが小さい値の時には、写真領域の画素である可能性がたかいため、変調量を高く設定できる。以上により、本実施形態で述べた効果に加え、画像中で領域の切り替わりを目立たなくし、画質を向上できる。これはいかに続く他の実施形態でも同様である。

（実施形態２）
上述の第一の実施形態では、ステップ１２２０〜１２４０の処理で画素値の変調を行った。この方法では画素の位置に基づいて変調量の方向を決定するものであるため、変調が実施される領域では画素が市松模様状の明暗に変調される。記録装置の出力解像度によっては、この画素の規則的な明暗変化が出力物にパターンとして現れてしまい、画質を損ねる可能性がある。また、入力された画像が例えば網点印刷によるものであって、その画像自体がもつ空間周波数特性が、上記実施形態における市松模様状の変調が持つ空間周波数特性と干渉した場合にはモアレの発生の恐れがある。本実施形態ではこれを改善する方法に係るものである。

図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る補正・加工処理を示すフローチャートである。図において、ステップ２０００〜２２１０、ステップ２２４０〜２４００の処理については、前述のステップ１０００〜１２１０、ステップ１２５０〜１４００と同じであるため、それらの説明は省略する。

本実施形態では、輝度置換処理（図１４（ａ）のＳ２２００）を実施することにより、輝度を変調するとともにその変調に不規則性を持たせるものである。

輝度置換処理の詳細を示す図１４（ｂ）において、ステップ２２２０は置換確率を算出する処理である。すなわち、輝度Ｙ１から輝度置換確率ｐＹを以下の計算式によって算出する。
ｐＹ＝０ （Ｙｓ≦Ｙ１）
ｐＹ＝（ｐＹｍａｘ／（Ｙｓ−Ｙｂ））（Ｙｓ−Ｙ１） （Ｙｂ＜Ｙ１≦Ｙｓ）
ｐＹ＝（ｐＹｍａｘ／Ｙｂ）×Ｙ１ （０≦Ｙ１）
・・・式（１０）
ここでｐＹは置換確率を表し、０のときに確率ゼロ、２５５の時に確率１である。ｐＹＭａｘについては、写真階調でどの程度黒近傍の階調を残したいかを考慮して設定する。なお、それぞれの値は本処理を実施する際のＭＦＰ装置の入出力特性に応じて設定することができ、また、第１実施形態でも述べたように黒潰し処理で設定したＹｓ、Ｙｂに対し任意のマージンを取っても良い。図１５は、上記ｐＹとＹ１の関係を示す線図である。

次に、ステップ２２３０で、輝度置換を行なう。具体的には、上記で求めたｐＹ、Ｙ１から、以下の計算式によって置換処理後の輝度Ｙ’を算出する。まず、乱数発生器を用いて、１〜２５５の値をランダムに発生させる。発生した値がｐＹ以下のときは注目画素の輝度を以下の式で置換する。
Ｙ’＝ｅＹ ・・・式（１１）
ここでｅＹは置換輝度であり、本実施形態ではｅＹ＝Ｙｓとする。

発生した値がｐＹを超えるときは注目画素の輝度Ｙ１をそのまま用いる。
Ｙ’＝Ｙ１ ・・・式（１２）

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態による効果に加えて以下の効果が得られる。つまり、変調を不規則に行なうことによって、変調によって画素の規則的な明暗変化が出力物にパターンとして現れることを抑制できる。また、変調時の空間周波数特性と、例えば網点印刷物などが原稿中にもつ空間周波数特性が干渉してモアレが発生することを抑制できる。

なお、本実施形態では置換輝度ｅＹをＹｓとしたが、ｅＹはステップ２３１０の輝度加工で輝度ゼロに加工される値（０〜Ｙｂ）でなければ他の値であっても良い。例えばＹｓより低い値に設定することで、置換前後での画素値の変化を低減できるため、画像上で置換画素を目立たなくすることが可能となる。その場合、ｐＹとｅＹをあわせて調整することで、本実施形態の効果を得ることができる。
また、変調量そのものを乱数で決定したり、変調符号Ｆを乱数で決定してもよい。

（実施形態３）
上記第一および第二の実施形態では、画素値加工処理として黒潰し処理を行う場合について説明したが、本実施形態は、高彩度部における彩度強調処理を行う場合に本発明を適用する場合について説明する。

色文字をコピー出力する際の出力色設計を考えた場合、高彩度部では文字をくっきりと目立たせることが望ましい。そのためには、高彩度の画素について、彩度成分を増加させて強調することが有効である。一方、自然画では、彩度を強調することは画像の見栄えを良くするために有効であるが、文字の場合のように極端な彩度強調をすると、高彩度部での階調が失われてしまう。これを防ぐために、原稿中の文字・線画領域では色文字をくっきりと強調するような彩度加工を用い、その他の領域では連続階調を保ちつつ見栄えを良くするような強調量で彩度加工を行う必要がある。しかし、それぞれのための加工テーブルを設ける必要があり、また、注目画素の画素属性に応じて切り替えて使用した場合、動作速度やメモリ効率の点で実現が難しい場合がある。

本実施形態は、複数の加工テーブルを切り替えることなしに、色文字を鮮明に出力するとともに、自然画の高彩度領域での階調性を保つ構成に関するものである。

図１６（ａ）および（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る補正・加工処理を示すフローチャートである。図において、ステップ３０００〜３１００、ステップ３４００については、前述のステップ１０００〜ステップ１１００、ステップ１４００と同様の処理であるため、ここでは説明を省略する。

本実施形態では、前述の輝度変調と同様に彩度変調（図１６（ａ）のＳ３２００）を行なう。この彩度変調の詳細を示す図１６（ｂ）において、先ず、ステップ３２１０で色情報を算出する。具体的には、注目画素ごとの画素値ＲＧＢから、色相Ｈ１、彩度Ｓ１、および明度Ｖ１を以下の計算式によって算出する。なお、以下の式では一般にＲＧＢ→ＨＳＶ変換として用いられている色変換を用いている。ここで、ＲＧＢの最大値をＭａｘＲＧＢ、最小値をＭｉｎＲＧＢとする。
Ｓ１＝（ＭａｘＲＧＢ−ＭｉｎＲＧＢ）／ＭａｘＲＧＢ
Ｖ１＝ＭａｘＲＧＢ

Ｈ１については、ＭａｘＲＧＢがＲ、Ｇ、Ｂのどの信号値であるかで場合わけして算出する。
ＭａｘＲＧＢがＲ信号値の場合、
Ｈ１＝６０×（Ｇ−Ｂ）／（ＭａｘＲＧＢ−ＭｉｎＲＧＢ）＋０
ＭａｘＲＧＢがＧ信号の場合、
Ｈ１＝６０×（Ｂ−Ｒ）／（ＭａｘＲＧＢ−ＭｉｎＲＧＢ）＋１２０
ＭａｘＲＧＢがＢ信号の場合、
Ｈ１＝６０×（Ｇ−Ｂ）／（ＭａｘＲＧＢ−ＭｉｎＲＧＢ）＋２４０
・・・式（１２）

なお、上例では、式（１２）で算出したようなＨ１、Ｓ１を用いているが、入力画素の色味成分と鮮やかさ成分を表す値であれば、他の値でもよい。例として、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間やＬｕｖ色空間での色相、彩度でもよい。また、これら色空間の定義する式をそのまま用いるのでなく、計算の単純化の為に近似的に表したものを用いてもよい。

次に、ステップ３２２０で、色変調量を算出する。具体的には、上記で求めたＳ１から色変調量ｄＳを以下の計算式によって算出する。
ｄＳ＝０ （Ｓ＜Ｓｓ）
ｄＳ＝（ｄＳＭａｘ／（２５５−Ｓｓ））×（Ｓ１−Ｓｓ） （Ｓ≧Ｓｓ）
・・・式（１３）
ここで、ｄＳＭａｘは最大変調量を表し、Ｓｓは彩度変調閾値を表す。本実施形態では、後のステップで実施される彩度強調において、ＲＧＢＣＭＹ各色の色相において、彩度強調対象となるような色の最低彩度を色相ごとに求め、その平均値をＳｓとして用いる。ｄＳＭａｘについては、色変調の前後で、彩度の大小関係に反転が起こらないよう、（２５５−Ｓｓ）を超えない範囲で、写真画像での階調再現と彩度強調のバランスにあわせた値を設定する。

なお、それぞれの値は本発明を実施する際のＭＦＰ装置の入出力特性に応じて任意に設定すればよく、例えば安定した印刷濃度やスキャンデータが得られない装置であればＳｓやｄＳＭａｘを高めに設定してマージンをとっても良い。また、前ステップで述べたように、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間やＬｕｖ色空間での彩度をもとに設定しても良い。各色で彩度強調のさせ方が異なっている場合には、前ステップで求めたＨに対応した色相での彩度強調量と彩度強調対象となる最低彩度を求め、ＨによってｄＳＭａｘ、Ｓｓを変化させても良い。

図１７は、上記ｄＳとＳ１の関係を示す線図である。

次に、ステップ３２３０で、色変調方向を算出する。すなわち、注目画素に対し、彩度を加算する変調を行うか減算する変調を行うかを切り替えるための変調符号値Ｆを算出する。変調符号値Ｆは、注目画素の座標が「ｘ座標、ｙ座標ともに偶数」または「ｘ座標、ｙ座標ともに奇数」の場合はＦ＝＋１とし、それ以外の場合はＦ＝−１とする。

そして、ステップ３２４０で、色変調を行なう。具体的には、上記で求めたＳ１、Ｆ、ｄＳから変調後の彩度Ｓ２を算出する。
Ｓ２＝Ｓ１＋Ｆ×ｄＳ

最後に、ステップ３２５０で、変調後画素値を算出する。具体的には、上記で求めたＨ１、Ｖ１、Ｓ２から、変調後の画素値Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を算出する。
Ｓ２＝０の場合、
Ｒ２＝Ｇ２＝Ｂ２＝Ｖ１

Ｓ２＞０の場合、以下の式によって算出する。なお、以下の式では一般にＨＳＶ→ＲＧＢ変換として利用されている色変換を用いている。また、「ｉｎｔ（ｘ）」はｘの小数を切り捨てた値を表す。
ｉ＝ｉｎｔ（Ｈ１／６０）
ｆ＝Ｈ１−（ｉ＊６０）
ｐ１＝Ｖ１＊（１−Ｓ２）
ｐ２＝Ｖ１＊（１−Ｓ２＊ｆ）
ｐ３＝Ｖ１＊（１−Ｓ２＊（１−ｆ））
Ｒ２＝Ｖ１， Ｇ２＝ｐ３， Ｂ２＝ｐ１ （ｉ＝０）
Ｒ２＝ｐ２， Ｇ２＝Ｖ１， Ｂ２＝ｐ１ （ｉ＝１）
Ｒ２＝ｐ１， Ｇ２＝Ｖ１， Ｂ２＝ｐ３ （ｉ＝２）
Ｒ２＝ｐ１， Ｇ２＝ｐ２， Ｂ２＝Ｖ１ （ｉ＝３）
Ｒ２＝ｐ３， Ｇ２＝ｐ１， Ｂ２＝Ｖ１ （ｉ＝４）
Ｒ２＝Ｖ１， Ｇ２＝ｐ１， Ｂ２＝ｐ２ （ｉ＝５）
また、前ステップで述べたように、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間やＬｕｖ色空間での彩度をもとに変調を行った場合は、これに対応するように各色空間からＲＧＢへの逆変換を行えばよい。

再び図１６（ａ）を参照すると、上述した彩度変調処理（Ｓ３２００）の後、ステップ３３００で、変調後の画素値Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２に基づいて、彩度強調を行う。ここでは、文字／線画に適した強調量による彩度強調処理を、三次元ルックアップテーブル情報として保持し、それを参照することで彩度強調を行うものとする。

この彩度強調では、写真領域の画像で彩度強調の対象となる画像の画素については、本実施形態の変調処理によって「彩度強調対象となる画素」と「彩度強調対象とならない画素」のいずれかに変調されている。従って、変調によって、「彩度強調対象とならない画素」になったものについては、彩度強調処理において彩度が変化しない。これにより、写真画像領域では彩度強調がなされない画素を存在させることができる。その結果、写真画像領域に対して文字／線画領域用に設定した彩度強調処理を同様に適用しても、その効果を弱めることができる。

以上の本実施形態によれば、第１実施形態による効果に加えて以下の効果が得られる。すなわち、複数の加工テーブルを切り替えることなしに、色文字を鮮明に出力できるとともに、自然画の高彩度領域での階調性を良好に保つことができる。

なお、本実施形態では彩度の強調量を制御することを例としたが、あわせて第１、第２実施形態における黒潰し量の制御を行うことも可能である。その場合、変調方向は明るさ方向と色相方向を組み合わせたベクトルとして表現できる。つまり、注目画素の持つＲＧＢ信号値から決まる、色空間上での三次元的な位置によって、その信号値に対して適切な方向に指向性を持たせて、適切な量でもって変調を行なってもよい。

また、加工処理や色変換によって、文字・線画領域に対して最適になるような処理を実施している際に、写真領域として判別された画素に対し、その処理の効果が弱まる方向への画素値変調を施すことで、領域別に適した強度で処理を実施できる。

（実施形態４）
上述した第一から第三の実施形態では、注目画素ごとの画素情報をもとに、注目画素ごとに画素値を変調する例について説明した。しかし、例えば、像域分離結果の文字／写真判定の精度によっては、特異点として写真中に文字／線画領域として判別された画素などが生じることがあり、その場合にその画素に対しては画素値変調が行われないことになる。

また、変調前後で階調を保存したい場合について、第１実施形態の応用として、クリップした輝度を保持する方法を示したが、これで解決できないものとして、以下のような場合が考えられる。つまり、原稿が例えば新聞広告などの、面積階調の画素である場合、単画素を見ているのみでは網点画像が存在する部分だけが画素値変調されることになる。このとき、網点画像が比較的濃いインクで印刷されている場合、輝度を変調する際に、暗く変調するのに十分な輝度が残っていない場合が考えられる。変調対象となる画素が網点の濃いインク部分だけであると、これを解消することはできない。結果として、変調時に原稿全体での輝度を保存できなくなる。

また、単一の画素に対する変調量や変調方向を乱数や画素の座標をもとに決定した場合、例えば記録するページ全体などの十分に大きな画素数で構成される領域に対しては、変調の総和は統計的にゼロになる。そして、変調の前後において原画像の輝度、彩度などの信号値の総和は保存される。しかし、変調対象の画像領域が少ない画素数で構成されているときに、同様に信号値の総和が保存される確率は下がってしまう。

本実施形態ではこれらを改善する方法に関し、画像データにおける画素値の分布に応じて変調を行うものである。

図１８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第四の実施形態に係る加工・補正処理を示すフローチャートである。これら図において、ステップ４１００〜４２２０、ステップ４２５０〜４４００の処理については、前述のステップ１１００〜１２２０、ステップ１２４０〜１４００と同様であるため、それらの説明は省略する。

図１８（ａ）において、ステップ４０００では、注目画素の周辺情報を取得する。具体的には、注目画素を中心とした横７画素、縦７画素で構成される７画素×７画素の処理領域を設定し、この処理領域の各画素値から式（１４）に従って輝度Ｙを算出する。
Ｙ＝０．２９９×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ・・・式（１４）
そして、画素ごとに求めたＹの７画素×７画素領域の平均を、注目画素の輝度値Ｙ１として使用する。また、属性地Ｍの７画素×７画素の画素ごと値を平均したものを、注目画素の画素属性値Ｍ’として使用する。ここで、７画素×７画素領域の各画素値について、注目画素近傍に重みをおいて加重平均をとることにより、注目画素とその近傍でのＭ、Ｙをより重視して注目画素のＭ’、Ｙ１を求めるようにしてもよい。

図１８（ｂ）におけるステップ４２３０では、変調符号を算出する。ここでは、注目画素を左上とした横４画素、縦４画素で構成される４画素×４画素の処理領域を設定し、この処理領域の各画素値に対して、輝度を加算する変調を行うか減算する変調を行うかを切り替えるための変調符号値Ｆを算出する。変調符号値Ｆは、該処理領域の各画素の座標が「ｘ座標、ｙ座標ともに偶数」または「ｘ座標、ｙ座標ともに奇数」の場合はＦ＝＋１とし、それ以外の場合はＦ＝−１とする。

そして、ステップ４２４０で変調値を記憶する。ここでは、ｄＹ（実施形態１でのステップ１２２０と同様にステップ４２２０で求める）、Ｙ１、前述の処理領域の各画素におけるＦから、各画素の変調値を記憶する。各画素の変調値は、以下の式によって求めることができる。
ｄＹ＝ｄＹ０ （Ｙ１≧Ｙｓ）
ｄＹ＝ｄＹ０＋ｄＹＭａｘ／１６×（１−Ｙ１／Ｙｓ） （Ｙ１＜Ｙｓ）
・・・式（１５）
ここで、ｄＹ０は、既に他の注目画素による変調によって与えられた各画素の変調値である。なお、上式では注目画素によって得た変調量を均等に各画素に加算したが、注目画素近傍に重みをおいて加算しても良い。

以上の本実施形態によれば、第１実施形態による効果に加えて以下の効果が得られる。すなわち、注目画素を含む複数画素の画素情報をもとに変調量を決定することができる。その結果、複数画素の文字属性値を見ることで、像域分離の精度によらず、画像中に変調の切り替わりが目立ちにくい変調結果が得られる。また、複数画素の画素値を見ることで、原稿の印刷形態の特徴によらず、変調前後での輝度保存を保証できる。さらには、注目画素を含む複数画素の画素値を変調することで、画像中の局所領域や低画素数で構成される画像に対しても、変調前後での輝度保存を保証できる。

なお、本実施形態では、上記第１の実施形態に対し、入力する画素／変調する画素を複数にしたものを述べたが、第２実施形態、第３実施形態に対しても同様の実施が可能である。第２実施形態で乱数付加によって画素値を変調しているような場合に、本実施形態と同様に、注目画素の１つの画素における変調処理による変調量の総和がゼロになることを保証するには、例えば注目画素そのものへの変調量は第２実施形態と同様に求める。そして、０から先の変調量を引いた値を、残った周辺画素に対して任意の比率、分散で割り振ればよい。また、入力、変調のいずれかの画素を複数にすることでも、それぞれの効果を得られるので、これについても装置の性能や規模の制約にあわせて任意に実施できる。入力する画素の周辺画素で参照する画素数と領域、変調の対象とする画素数と領域についても、本実施形態で挙げた画素数に限らず、任意に設定が可能である。

（実施形態５）
上述の第１〜第４実施形態では、画素値（またはその平均値）と属性値（またはその平均値）をもとに、変調量を決定していた。しかし、注目画素を構成する画像が面積階調画像であるか濃度階調画像であるかによって、変調量を決定した方がより好適である場合が考えられる。例えば、原稿が網点印刷などの面積階調画像である場合、暗い部分や濃い部分での階調は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋといったドットの隙間に空白部分がどの程度含まれるかによって表現する。つまり、本発明における輝度変調処理を行なわなくとも、輝度加工処理後も空白部分は保持されるため、そのままでもある程度階調が損なわれずにコピー出力が可能である場合も考えられる。このような原稿に対して、本発明を適用すると、写真画像領域に対して新たに高周波成分を加えることになり、本来の画質が損なわれる場合も考えられる。

本実施形態ではこれを改善する方法に関するものである。

図２０（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第四の実施形態に係る加工・補正処理を示すフローチャートである。これら図において、ステップ５１００〜５２１０、ステップ５２５０〜５４００については、前述のステップ４１００〜４２１０、ステップ４２３０〜４４００と同様であるため、ここでは説明を省略する。

図２０（ｂ）におけるステップ５２１０では、注目画素を中心とした横７画素、縦７画素で構成される７画素×７画素の処理領域を設定し、この処理領域の各画素値から式（１６）に従って輝度Ｙを算出する。
Ｙ＝０．２９９×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ・・・式（１６）
７画素×７画素領域の画素ごとのＹの値の平均を、注目画素の輝度値Ｙ１として使用する。また、属性Ｍの７画素×７画素領域の値を平均したものを、注目画素の画素属性値Ｍ’として使用する。ここで、７画素×７画素領域の各値について、注目画素近傍に重みをおいて加重平均をとることで、注目画素とその近傍でのＭ、Ｙをより重視して注目画素のＭ’、Ｙ１を求めてもよい。

さらに、７画素×７画素領域のＹの値について、最大値ＹＭａｘと最小値ＹＭｉｎを求め、以下の式によってＹの輝度幅Ｙｗを得る。
Ｙｗ＝ＹＭａｘ−ＹＭｉｎ・・・式（１７）

ここで、もし注目画素が濃度階調画像の画素であれば、その周辺の画素の輝度値も連続的に変化していることになり、ＹＭａｘとＹＭｉｎは互いに近い値となり、Ｙｗは小さくなる。これに対し、もし注目画素が面積階調画像の画素であれば、その周辺に空白部分が存在することによって、ＹＭａｘには白近傍の輝度が選ばれるため、Ｙｗは濃度階調画像の場合に比べて大きくなる。

すなわち、次のステップ５２２０で、上記で求めた輝度幅について輝度幅閾値による判定を行なう。具体的には、輝度幅Ｙｗを輝度幅閾値ＴｈＹｗと比較し、Ｙｗ＞ＴｈＹｗであるとき、注目画素は面積階調画像の画素であると判断し、ステップ５２４０へ進む。一方、Ｙｗ≦ＴｈＹｗであるとき、注目画素は濃度階調画像の画素であると判断し、ステップ５２３０へ進む。

ステップ５２３０では、濃度階調画像用の輝度変調処理であることから、ｄＹを求める。これはステップ４２２０と同様に求めることができる。一方、ステップ５２４０では、面積階調画像用の輝度変調処理であることから、ｄＹ＝０とする。

以上の本実施形態によれば、第１実施形態による効果に加えて以下の効果が得られる。すなわち、原稿が銀塩写真などの濃度階調画像である場合には、輝度変調によって連続階調部分のつぶれを抑制し、原稿が網点印刷などの面積階調画像である場合には、輝度変調を行なわずに画質を保つことができる。

なお、本実施形態では、注目画素が濃度階調画像の画素であるか、輝度階調画像の画素であるかを、ＹｗとＴｈＹｗの比較によって判別したが、これをＹについての他の統計量とその閾値で判別してもよい。例えば、Ｙの７×７領域の値について、分散をとってもよい。また、判別を二者択一で行なったが、これを多段階で行なってもよい。たとえば、ステップ５２２０〜ステップ５２４０のかわりに、Ｙｗの値によらずに以下のような式によってｄＹを求めるステップをおいてもよい。
ｄＹ＝ｄＹ０ （Ｙ１≧Ｙｓ）
ｄＹ＝ｄＹ０＋ｄＹＭａｘ／１６×（１−Ｙ１／Ｙｓ）×（２５５−Ｙｗ）／２５５
（Ｙ１＜Ｙｓ）
・・・式（５０３）
上式により、Ｙｗが十分大きいときにｄＹが小さくなり、Ｙｗが十分小さいときにｄＹが大きくなる。

（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係るマルチファンクションプリンタ（ＭＦＰ）のそれぞれ外観斜視図およびオートドキュメントフィーダーを兼ねた原稿台蓋を開けた状態の斜視図である。 図１（ａ）および（ｂ）に示したＭＦＰの制御および画像処理などを実行する構成を示すブロック図である。 上記ＭＦＰにおいてコピー時に実行される画像処理を示すフローチャートである。 標準色空間の色域とプリンタ色域をＣＩＥ‐Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系で表した図である。 本発明の一実施形態で用いるガマット圧縮の一例を説明する図である。 白飛ばしおよび黒潰しの詳細を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る処理単位を説明する図である。 本実施形態に係る処理単位の移動を説明するフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第一の実施形態に係る補正・加工処理の詳細を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る輝度変調量を求める関係式を示す線図である。 第１実施形態に係る変調符号Ｆと注目画素座標との関係を説明する図である。 （ａ）〜（ｄ）は、黒潰しに関して連続階調のグラデーション画像がどのように変調されるのか説明する図である。 第１実施形態に係る黒潰し処理による輝度Ｙ’’を求める１次元ルックアップテーブルを示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第二の実施形態に係る補正・加工処理の詳細を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る置換確率ｐＹと輝度Ｙ１との関係を示す線図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第三の実施形態に係る補正・加工処理の詳細を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る彩度変調量を求める関係式を示す線図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第四の実施形態に係る補正・加工処理の詳細を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第五の実施形態に係る補正・加工処理の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ＭＦＰ装置
１１ ＣＰＵ
１２ 画像処理部
１３ 記録部
１４ 読取部
１５ 操作部
１６ ＲＯＭ
１７ ＲＡＭ
１８ 不揮発性ＲＡＭ
３３ 記録装置
３４ 読取装置

Claims (13)

1. 画像データにおける画素値に基づいて所定の色空間で定義される、画像を表す成分が、当該色空間における所定の範囲内にある場合に、当該画素値に基づく前記成分の値を変更する加工処理を含む画像処理を実行する画像処理装置であって、
   画像データにおける画素値に基づく前記成分に前記成分の変調量を付加することにより当該成分が前記所定の範囲外となるようにすることによって、前記加工処理による加工の対象となる画素が少なくなるように画素値の変調を行う画素値変調手段、
   を具えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 画像データの種類を判別する画像判別手段をさらに具え、
   該画像判別手段が文字／線画以外の画像であると判別したとき、前記画素値変調手段は画素値の変調を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記加工処理は、画像の明るさ成分の階調を加工する処理であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記画像の明るさ成分の階調を加工する処理は、黒潰し処理であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記加工処理は、画像の彩度成分を増加させる処理であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
6. 前記画素値変調手段は、色空間上で画素値がとる位置に応じて前記変調量を付加することにより当該成分の値を増加または減少させる変調がなされるように前記変調量を決定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像処理装置。
7. 前記画素値変調手段は、変調対象画素の位置に応じて変調量の正負を決定することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記画素値変調手段は、画素値に応じた確率で当該画素値の置換を行うことにより変調を行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像処理装置。
9. 前記画素値変調手段は、画素値の変調の前後で変調対象となる画素の画素値の総和を保存することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像処理装置。
10. 前記画素値変調手段は、画像データにおける画素値の分布に応じて、画素値の変調を行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像処理装置。
11. 前記画素値変調手段は、前記画像データが面積階調画像を構成するか、濃度階調画像を構成するかによって異なる変調を行なうことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の画像処理装置。
12. 画像データにおける画素値に基づいて所定の色空間で定義される、画像を表す成分が、当該色空間における所定の範囲内にある場合に、当該画素値に基づく前記成分の値を変更する加工処理を含む画像処理を実行するための画像処理方法であって、
    画像データにおける画素値に基づく前記成分に前記成分の変調量を付加することにより当該成分が前記所定の範囲外となるようにすることによって、前記加工処理による加工の対象となる画素が少なくなるように画素値の変調を行う画素値変調工程、
    を有したことを特徴とする画像処理方法。
13. 画像データの種類を判別する画像判別工程をさらに有し、
    該画像判別工程が文字／線画以外の画像であると判別したとき、前記画素値変調工程は画素値の変調を行うことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理方法。