JP2001008043A - 信号処理装置および信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】色信号の変換処理および誤差拡散処理の双方
を、小規模な回路構成で高速に実行することができる信
号処理装置を提供する。 【解決手段】信号処理装置１１は、各ラインごとに逐次
入力されてくる１画素８ビットの入力信号Ｃをいままで
の量子化処理によって生じた周辺画素の量子化誤差を用
いて補正する信号補正回路１３，その回路による補正後
の入力信号Ｐを１画素４ビットの出力信号Ｚに信号変換
する量子化回路１４，量子回路１４による量子化誤差Ｅ
を算出する誤差算出回路１５，これらの入力される画素
の入力信号の補正に用いるために量子化誤差Ｅを信号補
正回路１３に帰還させる誤差帰還回路１６とを備えてい
る。なお、量子化回路１４の量子化処理と誤差算出回路
１５の誤差算出処理において用いられる変換表は、１つ
のメモリ（量子化回路１４からアクセスできるメモリ）
に統合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号の信号特
性を高速変換する信号処理装置及び信号処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像を表すには、複数色の色信号
が必要とされる。ＲＧＢ（赤緑青）信号，ＣＭＹＫ（シ
アン，マゼンタ，イエロー，黒）信号等が、その代表例
として挙げられる。例えば、ＣＲＴ（カソードレイチュ
ーブ）のカラー表示には、色信号としてＲＧＢ信号が用
いられることが多い。また、プリンタのカラー印刷に
は、色信号としてＣＭＹＫ信号が用いられることが多
い。

【０００３】さて、ＣＲＴ上のカラー表示画像をプリン
タから印刷する等、異なる色信号を用いる機器で色再現
を行う場合には、色信号の変換処理が必要となる。カラ
ー画像処理においては、１画素が複数の色信号で表され
ることから、色は、各色成分を座標軸とした色空間上の
座標として表される。したがって、色信号の変換とは、
ある色空間上の座標点を、それと異なる色空間上にマッ
ピングすることに相当する。このような異色空間上への
マッピングは、入力色空間上の座標と出力色空間上の座
標とを対応付けた変換表を用いて行われることが多い。

【０００４】ところが、ＲＧＢ信号（各色信号が８ビッ
トデータ）をＣＭＹ信号(３バイト)に変換するための変
換表を格納するメモリには、２２４×３＝約５０メガバ
イトもの容量が必要となる。そこで、メモリ容量を削減
するための技術として、例えば、米国特許USP4837722が
提案されている。この技術は、色空間を粗く量子化した
代表格子点の座標およびそれら代表格子点間を補間する
ための補間係数を変換表に格納しておき、各代表格子点
間の入力については補間によって変換を行うものであ
る。そして、各色成分ごとにそれぞれ変換表および補間
手段を用意することによって、メモリ容量の削減を図り
つつ、高速かつ高精度な色信号の変換処理を実現してい
る。なお、この技術において用いられる変換表の作成方
法およびデータ構造に関しては、ＩＣＣ(International
Color Consortium)が定めるＩＣＣプロファイルと呼ば
れる規格がある。

【０００５】ところで画像出力装置は、１画素あたりの
表現階調数に様々な制限がある。例えば２レベルしか表
現できないプリンタ、あるいは２５６レベル表現できる
ディスプレーなどがある。このような画像出力装置にお
いて、入力信号と同じ階調数を表現させるためには、誤
差拡散法，ディザ法等の階調変換方式が用いられる。例
えば、インクジェットプリンタ等は、微小面積内への複
数画素の配置によって再現階調数を増加させる誤差拡散
法の採用によって、より滑らかな多値レベルの階調再現
を実現している。このような一般的な誤差拡散法につい
ては、「画像のデジタル信号処理」（吹抜著 日刊工業
新聞発行）に詳しい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
インクジェットプリンタからＣＲＴ上の表示画像を出力
させるには、各画素ごとにそれぞれ色信号変換処理およ
び階調変換処理を行う必要がある。そのため、信号処理
装置に高負荷がかかり、信号処理装置の処理速度が遅く
なる。そして、高密度高階調記録により画質向上が図ら
れるほど、このような傾向が顕著となる。

【０００７】また、色信号変換処理と誤差拡散処理とに
ついてそれぞれ個別に信号処理装置が必要となるため、
システムの構成が複雑になるという問題もある。

【０００８】そこで、本発明は、色信号の変換処理およ
び階調変換処理の双方を、小規模な回路構成で高速に実
行することができる信号処理装置を提供することを第１
の目的にする。また、色信号の変換処理および階調変換
処理の双方を高速に実行することができる信号処理方法
を提供することを第２の目的にする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに異なる
座標系の座標として表された２種類の信号を画素ごとに
対応付けた変換表が格納されたメモリと、前記各画素の
入力信号を、前記変換表において当該入力信号に対応付
けられた信号に逐次変換する量子化回路と、前記量子化
回路が１画素についての信号変換を行うごとに、当該信
号変換の誤差を逐次算出する誤差算出回路と、前記誤差
算出回路が算出した誤差を、前記信号変換回路による信
号変換前の入力信号に拡散させる信号補正回路とを有す
る構成とした。

【００１０】このように従来別々の装置で完全に別個に
行われていた色変換処理と誤差拡散処理との間の重複し
ていた処理を、誤差拡散処理の繰り返し処理中に量子化
手段が変換表に基づき実行するようにしたため、回路規
模の縮小および処理の高速化を図ることができる。すな
わち、誤差拡散回路の繰り返し処理中に、量子化回路
が、補正信号を、それとは性質の異なる出力信号（補正
信号とは異なる座標系の座標として表される出力信号）
に信号変換するようにしたことによって、従来の色変換
処理を誤差拡散処理に組み込み、回路規模の縮小および
処理の高速化を図っている。

【００１１】また、本発明は、量子化工程では、互いに
異なる座標系の座標として表された２種類の信号を画素
ごとに対応付けた変換表に基づき、前記各画素の入力信
号を、当該入力信号に対応付けられた信号に逐次変換
し、誤差算出工程では、１画素についての信号変換が行
われるごとに、当該信号変換の誤差を逐次算出し、信号
補正工程では、前記量子化工程による信号変換前の入力
信号に、前記誤差算出工程により算出された誤差を拡散
する方法とした。

【００１２】このような方法によれば、上記信号処理装
置の場合と同様に、処理の高速化を図ることができるこ
とは言うまでもない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明に係る実施の一形態について説明する。ま
ず、白黒静止画像について画素単位の信号処理を例に挙
げて、本実施の形態に係る信号処理装置の基本構成につ
いて説明する。

【００１４】図２５に示すように、本信号処理装置１１
は、例えば、スキャナ等の画像入力装置およびプリンタ
等の画像出力装置が接続された情報処理制御装置５１に
搭載することができる。その接続方法は、図２５（１）
（２）のいずれに示した形態であっても構わない。ま
た、入力装置，出力装置の構成を限定するものではな
い。

【００１５】さて、本信号処理装置１１は、図１に示す
ように、入力装置（不図示）から各ラインごとに逐次入
力されてくる１画素８ビット（２５６レベル）の白黒信
号（入力信号Ｃ）を補正する信号補正回路１３，信号補
正回路１３による補正後の入力信号Ｐ（以下、補正信号
Ｐと呼ぶ）を１画素４ビット（１６レベル）の白黒信号
（出力信号Ｚ）に信号変換する量子化回路１４，量子化
部１４による量子化誤差Ｅを算出する誤差算出回路１
５，誤差算出回路１５が算出した量子化誤差Ｅを信号補
正回路１３に帰還させる誤差帰還回路１６とを備えてい
る。これら各部１３，１４，１５，１７の詳細は、以下
の通りである。

【００１６】信号補正回路１３は、次式（１）により、
入力装置から逐次入力されてくる入力信号Ｃを補正し、
補正信号Ｐを量子化回路１４へと逐次出力する。

【００１７】 Ｐ＝Ｃ＋Σ（Ｅｉ・Ｆｉ） …（１） ここで、Ｃは、処理対象である注目画素の信号レベル、
具体的には、注目画素の濃度値であり、Ｅｉは、後述の
誤差帰還回路１６の内蔵ラインメモリから読み出された
参照画素についての誤差信号の信号レベル（初期値０）
であり、Ｆｉは、画像上における注目画素と参照画素と
の位置関係に応じて定めた重み係数である。ここでいう
参照画像とは、図２に示すような、画像上において注目
画素Ｘと所定の位置関係にある複数の周辺画素Ｙ０〜Ｙ
４のことである。なお、出力画像の画質設定との関連
上、参照画素の数、および、参照画素と注目画素との位
置関係は、重み係数Ｆｉの値とともに画面単位等で調整
可能であることが望ましい。このような信号補正回路１
３は、参照画素Ｙ０〜Ｙ４の誤差信号Ｅ０〜Ｅ４と重み
係数Ｆ０〜Ｆ４との積を算出する重み付け回路と、重み
付け回路の出力信号と入力信号Ｃとを加算する加算器と
によって構成することができる。

【００１８】量子化回路１４の内蔵メモリには、プリン
タのガンマ特性を表す情報、具体的には、図３に示すよ
うな、入力信号Ｃと出力信号Ｚとの対応関係を表す非線
形のガンマ特性曲線が格納されている。入力信号Ｃと出
力信号Ｚの取り得る信号レベルは、限定するものではな
い。非線形の特性を演算式に置き換えるのは困難である
ため、この変換表は、入力信号Ｃに対するプリンタの階
調再現特性を実験的に確認しながら作成する必要があ
る。あるいは、一部のパソコンの色補正方式(Color Syn
cあるいはＩＣＭ）に利用されている、ＩＣＣ（Interna
tional ColorConsortium）が定めたデータ形式に基づき
設定された装置特有の変換データ(ICCプロファイル）を
利用してもよい。

【００１９】８ビットで表される白黒画像の場合には、
入力信号が２５６種類しかないため、このような特性曲
線をすべてテーブルとして装置化することもできる。し
かし、カラー画像の場合には、例えば８ビットのＲＧＢ
信号の組み合わせとなるため、入力信号は２５６の３乗
種類となり、テーブルとして装置化するのはコスト，装
置規模などの問題が多い。本発明は、このような多次元
信号の任意な特性曲線に基づく変換処理を高速に実行す
ることを目的としている。

【００２０】なお、ここで示したガンマ特性曲線がステ
ップ状になっているのは、出力信号Ｚが１６レベルであ
るのに対して入力信号が２５６レベルだからである。ま
た、ガンマ特性曲線は、その分割数が多いほど滑らかに
なるものであるが、例えばプリンタのガンマ特性曲線で
あれば、各座標軸がそれぞれ８〜１６段階程度に分割さ
れていれば足りることが多い。

【００２１】量子化回路１４は、このような変換表によ
って、０〜２５５までの補正信号Ｐを、０〜１６までの
出力信号Ｚに逐次ガンマ変換し、これを出力信号Ｚとし
て出力装置へと逐次出力する。例えば、注目画素の入力
信号Ｃの信号レベルが８６である場合には、図４に示す
ように、その入力信号Ｃは、量子化ステップ幅８０〜９
６に対応する信号レベル２の出力信号Ｚに変換される。
このように、本実施の形態に係るガンマ補正は、入力信
号Ｐを、変換表に設定されたＮ個の代表レベルに変換す
る処理であるため、以下、これを量子化とも呼ぶ。

【００２２】この量子化回路１４は、信号補正回路１３
からの補正信号Ｐの上位４bit(信号レベルを１６分割す
る場合）を切り出すことによってメモリアドレスを生成
し、前述の変換表（図３参照）の入出力信号の対応関係
を記憶するメモリ等をアクセスする。

【００２３】このような量子化回路１４によれば、例え
ば、量子化ステップ幅８０〜９０に属する補正信号Ｐで
あれば、いずれも、同一の信号レベル２の出力信号Ｚに
変換される。したがって、この量子化ステップ幅８０〜
９０に属する最小の入力信号（＝８０）と、注目画素の
補正信号（＝８６）との差分を量子化誤差Ｅ（図４参
照）と考えることができる。そこで、誤差算出回路１５
は、量子化回路１４で量子化が行われるごとに、その量
子化による量子化誤差Ｅを次式（２）により算出し、そ
の量子化誤差Ｅを誤差帰還回路１６に出力する。

【００２４】 Ｅ＝Ｐ−ｆ（Ｚ） …（２） ここで、ｆ（Ｚ）は、量子化回路１４への入力信号が属
する量子化ステップ幅の交点信号である。

【００２５】量子化回路１４の変換表に、補正信号Ｐを
メモリアドレスとして、出力信号Ｚと共に交点信号ｆ
（Ｚ）が読み出されるようにすれば、メモリ出力ｆ
（Ｚ）と補正信号Ｐとの差分を算出する減算器だけでｆ
（Ｚ）算出回路を構成することもできる。このようすれ
ば、量子化回路１４と誤差算出回路１５とで変換表の共
有できるため、回路規模の縮小化を図ることができると
共に、出力信号Ｚと交点信号ｆ（Ｚ）との同時算出によ
る処理の迅速化を図ることができる。なお、データ量削
減のため、メモリの格納データを圧縮してもよい。誤差
帰還回路１６は、複数ライン分のラインメモリに量子化
誤差を書き込み、その誤差メモリから参照画素の量子化
誤差を読み出して、それを誤差信号として前述の信号補
正回路１３へと帰還させる。具体的には、誤差帰還回路
１６は、複数ライン分のラインメモリと、画素単位の遅
延を行うフリップフロップ回路を有する遅延回路とによ
って構成される。画像信号のスキャン入力動作に同期す
るカウンタ回路から制御タイミングを得れば、この構成
によって、注目画素Ｘと所定の位置関係（図２参照）に
ある参照画素Ｙ０〜Ｙ４の誤差信号Ｅ０〜Ｅ４を取り出
すことができる。

【００２６】本信号処理装置１１によれば、従来別々の
装置で完全に別個に行われていた色変換処理と誤差拡散
処理との間に重複していた処理を、誤差拡散処理の繰り
返し処理中に量子化回路が変換表に基づき実行するよう
にしたため、回路規模の縮小および処理の高速化を図る
ことができる。すなわち、本信号処理装置１１において
は、誤差拡散処理の繰り返し処理中に、量子化回路が、
補正信号を、それとは性質の異なる出力信号（誤差信号
や補正信号とは異なる座標系の座標として表される出力
信号）に信号変換するようにしたことによって、従来の
色変換処理を誤差拡散処理に組み込み、回路規模の縮小
および処理の高速化を実現している。

【００２７】これらの数値データの利用方法について図
４を用いて説明する。ここでは、特性曲線が通過する格
子ブロックを拡大して示している。入力信号Ｃに対応す
る特性曲線がブロック１を通過している状態であり、ブ
ロック１の底辺に対応する出力信号Ｚが変換結果であ
る。ここで、入力信号Ｃと特性曲線との交点座標はブロ
ック１の底辺に位置していない。このズレを、入力信号
座標系における誤差信号Ｅとして算出するために、該当
ブロックの底辺と特性曲線との交点の信号ｆ(Ｚ)を準備
する。そして、誤差信号Ｅ＝入力信号Ｃ−ｆ（Ｚ）で算
出する。ここで、該等ブロックにおいて、入力信号Ｃは
ｆ（Ｚ）よりも大きい場合も小さい場合もあるため、誤
差信号Ｅは±の符号をとることになる。

【００２８】そして、この誤差信号Ｅを、以降の画素の
信号処理に反映させることで、画面全体としての入力信
号レベルの保存を実現する。例えば、次の画素の入力信
号Ｃに誤差信号Ｅを加算することで得られる補正信号Ｐ
＝Ｃ＋Ｅを利用する。このような補正処理を行うこと
で、本発明の説明では、入力信号Ｃと補正信号Ｐは、同
じ信号処理の対象として扱うことができる。このように
して、任意の特性曲線に基づく信号変換を、複数画素の
平均的な信号レベルとして実現する。

【００２９】また、量子化において生じた量子化誤差を
重み付けし、これから信号変換される周辺画素に振り分
けることによって、全体としての量子化誤差の抑制を図
っているため、代表格子点間の補間を行う場合よりも小
規模な回路構成で迅速に、より優れた階調再現を実現す
ることができる。すなわち、１画素当たりの再現階調数
がせいぜい１６レベル程度に制限されるカラープリンタ
等に適した粗い変換表を用いていても、長い処理時間と
大規模な演算回路とを必要とする補間処理を行うことな
く、画素の集合として、ガンマ特性曲線に漸近する優れ
た階調再現を得ることができる。例えば、図５に示すよ
うに、入力信号（＝８６）が入力装置から連続的に入力
された場合には、２番目の画素の入力信号（＝８６）に
は、最初の画素の入力信号（＝８６）の量子化によって
生じた量子化誤差Ｅ１（＝６）が加算され、３番目の画
素の入力信号（＝８６）には、２番目の画素の入力信号
Ｃ（＝８６）の量子化によって生じた量子化誤差Ｅ２
（＝１２）が加算される。３番目の画素の補正信号（＝
９８）は、２番目の画素よりも一つ上位の量子化ステッ
プの出力信号Ｚ(＝３)に変換されるため、その量子化誤
差Ｅ３は、９８−９６＝２となる。このように、量子化
で発生した量子化誤差を、順次、次の画素の入力信号の
量子化に反映させてゆくことによって、結果的に、出力
信号には、２種類の信号Ｚ＝２，３が５：３で混在する
ことになる。この比率５：３で、２種類の出力信号Ｚ＝
２，３に対応する交点信号Ｃ＝８０，９６を平均化する
と入力信号Ｃ（＝８６）が得られることから、八つの画
素の集合によって、入力信号Ｃ（＝８６）の階調が再現
されていることは明らかである。

【００３０】なお、本実施の形態において挙げた量子化
誤差の算出処理は、一例であり、本信号処理装置の量子
化回路による量子化誤差の算出処理は、必ずしも、これ
に限る必要はない。例えば、参照画素を同一ライン上に
隣接する画素に限定すれば、誤差帰還回路１６のライン
メモリが不要とすることもできる。

【００３１】本発明は図６に示すように、同一の画素に
対してＮ回の信号処理を繰り返して実行し、Ｎ回ループ
処理の処理結果の平均値を出力信号として利用できる。
図中の平均化回路２０は、量子化回路１４の出力信号Ｚ
を入力し、Ｎ回の加算を行ったのち、平均化出力信号を
出力する。この同１画素についてのＮ回ループ処理は、
同一信号レベルのＮ画素に対する信号処理に置き換えて
みることが出来る。図７は、入力した二つの画素につい
てＮ＝４回の繰り返し演算をする動作を示しているが、
個々のループの演算内容は図５に示した処理と同一であ
る。Ｎ回の演算時に発生する誤差信号は、次に画素の演
算に渡すことで、全体画像の信号レベルを保存できる。
図５に示した信号処理を、単１画素のＮ回ループ処理と
見なして、平均化出力をすることで、出力信号は図８に
示すように収束していく。ここで出力信号が十分に収束
していなくても、誤差を次の画素へ反映することで、画
像全体として誤差をほぼキャンセルすることができる。
したがって、図７に示すように、あらかじめ定めた繰り
返し回数Ｎ＝４を利用して演算を行っても、画像全体の
信号レベルは保存されることになる。このようなＮ回ル
ープ処理と平均化出力によって、例えば、入力信号と出
力信号の階調数を同じ８ビットに設定することができ
る。この出力信号に対して、例えば、従来のディザ方
式，網点方式などの信号処理を行って印刷データとして
利用することができる。

【００３２】また、誤差拡散処理の量子化数とは異な
る、出力信号の量子化数を設定する場合には、上記平均
化出力信号に対して、設定数の量子化処理を行えば良
い。図９に示す平均化回路は、加算回路と割り算回路で
構成する例を示している。平均化回路２０は、Ｎ回の加
算と、加算結果をＮで割り算する回路で構成できるが、
例えばＮ＝４などの２のべき乗を設定するならば、割り
算回路はビットシフトに置き換えられるため、基本的に
は加算回路のみで構成することが出来る。またリセット
信号は、Ｎ回ループの演算結果を消去するための信号で
あり、信号処理の対象画素を更新する毎にリセットを実
行する。これらの回路の動作は、シーケンス回路によっ
て制御することが出来る。図９に示すように、前記した
平均化回路２０の出力段に出力量子化回路２１を接続し
て出力信号を得る。そして、この出力量子化回路２１に
よって生じる誤差を、前記誤差拡散処理の量子化誤差と
合わせて帰還信号として利用することができる。このよ
うな信号処理手段を用いることで、任意の出力階調数
（ビット数）を設定することが出来る。このようにし
て、入力信号が８ビット、出力信号が任意階調数の、色
信号変換と階調変換を行うことが出来る。入力装置と出
力装置の特性に依存すること無く、本発明を利用するこ
とができる。

【００３３】以上説明した本信号処理装置１１の機能
は、図１０に示すように、ソフトウエアによって実現す
ることもできる。すなわち、以下に示すように、プロセ
ッサが、メモリに格納されたソフトウエアおよび変換表
によって、本信号処理装置１１と同様な信号処理を実行
することもできる。まず、プロセッサは、誤差メモリを
初期化する（Ｓ１１０）。その後、プロセッサは、画面
上の全画素について、それぞれ、以下のＳ１１１からＳ
１１６までの処理を実行する。１画素の入力信号Ｃの入
力を受け付けると(Ｓ１１１)、参照画素についての量子
化誤差Ｅｉを誤差メモリから読み出し、前述の数式(１)
によって入力信号Ｃを補正する(Ｓ１１２)。そして、こ
の補正により得られた補正信号Ｐに対応付けられた出力
信号Ｚおよび交点信号ｆ（Ｚ）を変換表からそれぞれ読
み出す（Ｓ１１３）。そして、出力信号Ｚを出力すると
共に、前述の数式（２）によって量子化誤差Ｅを算出す
る（Ｓ１１４）。そして、このとき算出された量子化誤
差Ｅを、以降の画素の入力信号の補正に使用すべく誤差
メモリに書き込んでおく（Ｓ１１５）。次に、該入力画
素についてＮ回ループ処理を実行する場合には、その繰
り返し回数を計測して（Ｓ１１６）、Ｎ回済みであれば
平均化信号を出力し（Ｓ１１７）、未処理ならばＳ１１
２に戻って繰り返し演算を実行する。そして、注目画素
が画面上の最後の画素であるか否かを判断し、最後の画
素であった場合には処理を終了し（Ｓ１１８）、それ以
外の場合には、Ｓ１１１以下の処理を繰り返し実行す
る。このように、本信号処理装置の信号処理をソフトウ
エア化した場合であっても、従来完全に別個に行われて
いた色変換処理と誤差算出処理との間で重複していた処
理が、誤差拡散処理の繰り返し処理中に変換表に基づき
実行されることになるため、処理の高速化を図ることが
できることは言うまでもない。

【００３４】なお、通常の信号処理において、画像の左
右上下の端部に終端処理が施されるのと同様、本実施の
形態に係る信号処理でも終端処理を施す必要があるが、
どのような終端処理方法を採用しても構わない。

【００３５】以上においては、白黒静止画像についての
信号処理への本発明の適用例を挙げたが、本発明は、カ
ラー静止画像についての信号処理に適用することもでき
る。以下、（１）ＲＧＢ信号からＣＭＹ信号への信号変
換処理への適用例を図面を用いて説明するが、（２）Ｒ
ＧＢ信号から多色信号（ＣＭＹＫ信号）への信号変換処
理への適用、（３）ＲＧＢ信号からパレットカラーへの
信号変換処理への適用、（４）ＲＧＢ信号から白黒信号
への信号変換処理への適用、などへの展開も同様の装置
構成で実現できる。なお、これらの適用例は、あくまで
も一例として挙げたものであり、本発明により、入力信
号を、ＬＡＢ，ＬＵＶ，ＸＹＺ等、ひろく色彩光学の分
野における他の色信号にすることを妨げるものではな
い。入力信号と出力信号の、信号種類の数を制約するも
のでもない。

【００３６】（１）ＲＧＢ信号からＣＭＹ信号への信号
変換処理への適用例 ３種類の色信号で形成される画素の色は、図１１に示す
ような３次元色空間ＲＧＢ上の座標によって表される。
入力信号が８ビットであれば、この色空間の座標点は２
５６３個となる。このような３次元色空間ＲＧＢ上の座
標として表される色信号をスキャナで取り込んでカラー
プリンタから出力させた場合等における色信号レベルと
印字濃度との関係は、両機器の特性に依存するために線
形にはならず、３次元的な非線形な特性を示す。このよ
うな特性を表すため、図１１の３次元色空間ＲＧＢ上の
全座標に出力信号Ｚを対応付ける変換表を作成すると、
これを格納するメモリの容量が増大する。そこで、本実
施の形態では、量子化回路１４のメモリ容量の削減を図
るため、３次元色空間ＲＧＢを１６レベル程度に粗量子
化し、その代表格子点の座標に相当する有する入力信号
の３色成分の組みわ合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）とこれに対応
する出力信号の３色成分の組み合わせ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）と
が登録された変換表を作成し、この変換表を量子化回路
１４からアクセスできるメモリに格納しておく。そし
て、入力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の信号レベルが保存される
ように誤差拡散処理を実行する。

【００３７】この場合の信号処理装置１１には、図１２
に示すように、入力信号の各色成分Ｒ，Ｇ，Ｂごとに、
それぞれ、前述の信号補正回路１３を搭載する必要があ
る。そして前述の白黒画像の信号処理の場合とは異な
り、量子化回路１４は、これら信号補正回路１３からの
補正信号の３色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を組み合わせたメモ
リアドレスを用いて、内蔵メモリの変換表から、出力信
号の３色成分の組み合わせ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を読み出し、
誤差算出回路１５は、各色成分ごとにそれぞれ量子化誤
差を算出し、誤差帰還回路１６は、各色成分ごとの信号
補正回路１３に帰還させる。

【００３８】図１１に示すような変換表は、図１３のよ
うに半導体メモリで構成することができる。該メモリ
は、例えば信号処理を実行する回路と同じチップ上に実
装することで、高速なアクセスを実現することが出来
る。同様に画像データを記憶するメモリを同じチップ上
に搭載することも出来る。該メモリの入出力信号とし
て、図１４に示すように、入力信号の上位ビットの組み
合わせをアドレス信号として、変換結果をメモリ読み出
しデータとする。また図３で示した、交点信号ｆ(Ｚ)を
合わせて記憶して置き、同時に読み出しを行えるように
する。

【００３９】このような構成の信号処理装置１１によれ
ば、１画素当たりの再現階調数がせいぜい１６レベル程
度に制限されるカラープリンタ等に適した粗い変換表を
用いても、相当な処理時間および大規模な演算回路を必
要とする代表格子点間の補間処理を行わなくても、前述
の白黒信号の信号変換の場合と同様に、画素の集合とし
ては、ガンマ特性曲線に漸近する優れた階調再現を得る
ことができる。すなわち、階調再現性を低下させること
なく、回路規模の縮小と処理の迅速化を図ることができ
る。

【００４０】本実施の形態では、変換表の作成時に３次
元色空間ＲＧＢを等分に粗量子化を行っているが、必ず
しも、そのようにする必要はない。例えば人物の肌等、
画面上で目立つ色に該当する領域を他の領域よりも細分
割すれば、階調再現性がさらに向上する。すなわち、変
換表の作成に際しては、再現される色全体において視覚
的な誤差が一定以下に抑制されるように３次元色空間Ｒ
ＧＢを分割することが望ましく、そのようにすると、結
果的には、３次元色空間ＲＧＢの分割に粗密が生じる。

【００４１】そこで、さらなる階調再現性の向上を図る
には、３次元色空間ＲＧＢ上の細分割領域については別
途作成した変換表を各量子化回路１４に登録し、信号補
正装置１３からの補正信号に基づき、３次元色空間ＲＧ
Ｂ上の細分割領域または複数の細分割領域のうちの何れ
かに含まれるか否かを判定する。そして、各色ごとの量
子化回路１４が参照する変換表を、判定結果に応じた変
換表に切り替えるようにすれば、３次元色空間全体を細
分割することなく、すなわち、変換表のサイズを大幅に
増大させることなく、より優れた色再現性を得ることが
できる。具体的には、３色成分の変換表を単一の半導体
メモリで構成し、メモリアドレスの設定によって変換表
の切り替えを実現すればよい。

【００４２】ところで、入力信号の各色成分ＲＧＢは、
それぞれ、固有の変動要因を有している。このような各
色固有の変動を抑制するには、信号処理装置１１の前段
（入力側）または後段（出力側）に、内蔵メモリに格納
された変換表によってガンマ変換を行うガンマ変換回路
を各色成分ごとに設けることが望ましい。あるいは、信
号処理装置１１の前段および後段の双方にガンマ変換回
路を配置してもよい。各色の入力信号（８ビット）のガ
ンマ変換は、８ビットアドレス信号でアクセスされる８
ビットデータ幅の変換表によって実現されることから、
各ガンマ変換回路１２の内蔵メモリには２５６バイトの
容量があれば足りる。

【００４３】なお、ここでは、入力信号の各色成分を個
別のガンマ変換回路でガンマ変換しているが、１台のガ
ンマ変換回路で全色の入力信号をそれぞれガンマ変換す
る場合には、その変換表が格納される内蔵メモリには２
５６バイト×３色×１入力＝７６８バイトの容量があれ
ばよい。また、ＲＧＢ信号からＣＭＹＫ信号への信号変
換の場合であれば構成をその変換表を格納するメモリに
は１０２４バイトの容量があればよい。

【００４４】また、誤差拡散処理によって形成されるド
ットの配置には規則性がなく、カラープリンタによって
各色のインクのドットが同一位置に記録できるとは限ら
ない。一般に、ドット数の少ない低濃度画像にあっては
ドットが重なりにくく、ドット数の多い高濃度画像にあ
ってはドットの重なりは避けにくい。このようなドット
の重なり具合によって、観者の視覚への映り方が異なる
ことがある。そこで、このような問題を解決するため
に、同一位置のある最初の出力信号に応じて残りの出力
信号を調整するようにしてもよい。例えば、ＣＭＹＫの
順番で出力信号の演算を行う場合には、色成分Ｃの出力
信号が高めに振れると高濃度のＣインクでドットが記録
されるため、残りの色成分ＭＹＫの出力信号から、信号
レベルを抑制する抑制信号を差し引き、残りの色成分Ｍ
ＹＫの出力信号を調整するようにしてもよい。誤差信号
を帰還することによって、抑制信号によって変動する信
号が他の画素において加算されることになり、画像全体
の信号レベルを維持することができる。これにより、ド
ットの重なりが生じにくくなり、インクの発色をよくす
ることができる。

【００４５】（１−１）さらに具体的な装置構成例 図１５に本発明を実現する装置構成の一例を示す。

【００４６】白黒画像の多値データを入力信号Ｃとし
て、変換表に記憶されている特性曲線に基づく信号変換
を行い、さらにＮ（Ｎは１以上）回ループ演算の結果を
平均化して出力信号Ｚを得るものである。同様な構成で
カラー画像に適用できることは既に述べた。

【００４７】入力信号Ｃは、メモリ３３で一時的に蓄積
することができる。このメモリ３３から処理対象とする
画素のデータを読み出して、加算回路３４で誤差信号Ｅ
を用いた補正を行い、補正信号Ｐを算出して量子化装置
１４に送る。変換表１９は特性曲線データなどを記憶し
たメモリ装置であり、このメモリアドレスをアドレス生
成回路３０で作る。変換表１９は複数種類の特性曲線を
記憶させておくこともできる。そしてメモリ３３から読
み出した画素データを用いて色種類を判定する色領域判
定回路１８の判定結果をアドレス生成回路３０に入力し
て、メモリアドレスを調整することで変換表を切り替え
ることができる。変換表１９の出力は、出力信号Ｚと、
誤差信号を算出するための交点信号ｆ（Ｚ）である。誤
差算出装置１５は、出力信号Ｚを出力する際に発生する
誤差信号を入力信号の座標系で求めるための装置であ
り、誤差算出回路７１が補正信号Ｐと交点信号ｆ（Ｚ）
を入力して算出する。誤差伝播回路３２は、算出した誤
差信号Ｅを誤差帰還装置１６に出力する際の減衰器の役
割を果たす。通常は誤差信号Ｅを減衰させること無く出
力するが、例えば入力画像のエッジ部分に処理対象画素
が位置する場合には減衰させることでエッジの保存を実
現する。例えば減衰器の動作はオンオフスイッチとする
ことができる。エッジ検出回路３１を用いて検出したエ
ッジ変化の先頭画素については、それ以前の処理で発生
した誤差信号Ｅを伝えないように誤差伝播回路３２をオ
フすることで、該先頭画素の信号レベルを補正しないこ
とで、画像のエッジ部を保存することができる。出力信
号Ｚは、平均化回路２０に入力し、平均化出力信号を出
力する。

【００４８】誤差帰還装置１６は、上記のように算出し
た誤差信号Ｅを用いて対象画素を補正するための補正信
号を算出する。このために、既に処理済の画素について
の誤差信号を保存するレジスタと、該レジスタの信号を
用いて補正信号を算出する誤差配分回路１３から構成す
る。レジスタは、ライン上の画素についての誤差信号を
記憶するメモリとすることも出来るが、ここでは２種の
レジスタで構成する例を示している。一つは誤差算出回
路１５を用いて算出した誤差信号Ｅを記憶する前画素誤
差レジスタ３６であり、もう一つは補正処理の残差信号
を記憶する残差レジスタ３５である。信号配分回路３７
は、両者のレジスタに記憶されている信号を適当な係数
の重み付け加算した結果を信号補正装置１３に伝える。
さらに信号配分回路３７は、両者のレジスタに記憶され
ている誤差信号の合計と、信号補正装置１３に伝えた誤
差信号の差分を算出して、これを補正のために使わなか
った誤差信号の残りとして、残差レジスタ３５に記憶す
る。このように残差レジスタ３５が必要になるのは、前
記したように適当な係数の重み付けをすることで、合計
値を全て補正に利用しないための結果である。さらに信
号配分回路３７には、例えば乱数発生回路組み込んで該
係数値を変動設定することでテキスチャと呼ばれる模様
の発生を防止することができる。このように前画素誤差
レジスタ３６と残差レジスタ３５を組み合わせること
で、発生した誤差信号を余すこと無く帰還させることが
できる。これらのレジスタの構成は限定するものではな
く、前画素誤差と残差を加算した値を記憶するレジスタ
を利用する構成、あるいは対象画素を含むラインメモリ
を利用する構成を利用することも出来る。

【００４９】このようにして入力信号Ｃの信号レベルを
保存しながら、特性曲線に基づく変換結果としての出力
信号Ｚを出力することができる。

【００５０】なお上記の動作説明は白黒画像の場合につ
いて例示したが、複数の色信号の組み合わせで表現され
るカラー画像についても同様の動作を行う。ただし、入
力した色信号Ｃの組み合わせ（あるいは補正信号Ｐの組
み合わせ）で変換表をひくことになる。変換表には、こ
れら組み合わせ色信号に対応した、同様に組み合わされ
た変換結果が記憶されており、この値をメモリから読み
出して出力することになる。

【００５１】図１６（１）に量子化装置の構成を示す。
入力する補正信号Ｐからアドレス生成回路を用いて変換
表をひくためのアドレス信号を信号を作る。変換表は、
出力信号Ｚとｆ（Ｚ）信号を記憶するメモリ装置で構成
する。変換表の内容は、あらかじめ書き込んでおくこと
も、外部から書き換えることもできる。図１６（２）に
アドレス生成回路の具体的な構成例を示す。入力したＲ
ＧＢに関する補正信号Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂの上位ビットを
取り出して、変換表のメモリアドレスとして出力する。
また、複数種類の変換表を用意して、切り替えながら利
用することもできる。例えば補正信号Ｐｒ，Ｐｇ，Ｐｂ
の上位ビットを用いて領域判定回路によって変換表を切
り替えるためのアドレス信号を出力する。この領域判定
回路は、入力と出力をあらかじめ対応づけたメモリ装置
で構成することができ、内容を外部から書き換えられる
ようにすることもできる。このようにして、例えば肌色
のように違いに敏感な色種類については、演算誤差を少
なくするように動作させることが出来る。

【００５２】図１７に誤差帰還装置１６の具体的な構成
を示す。

【００５３】入力した誤差信号Ｅを一時的に前画素誤差
レジスタ３６に記憶する。また残差レジスタ３５を用意
する。そして、係数回路が設定する係数値Ｆ０，Ｆ１
（Ｆ０＋Ｆ１＝１）を用いて、両者のレジスタ内容の重
み付け加算を行う重み回路と加算回路の演算結果を、信
号補正装置１３へ渡す。ここで係数回路は、誤差分配に
よるテクスチャ発生を防止する目的にして乱数発生回路
に基づき係数値Ｆ０，Ｆ１を設定することも出来る。両
方のレジスタに記憶されている誤差信号と、信号補正装
置１３へ伝達した誤差信号の差分を、残差信号として算
出する残差回路を通して残差レジスタ３５に書き込む。
こうして、入力した誤差信号Ｅは残すことなく補正信号
算出のために帰還させることが出来る。この回路のメリ
ットは、ラインメモリを利用すること無く誤差信号の帰
還ループを構成することである。従来多くの方式は、２
次元的に近接する複数画素間の演算を実現するため、ラ
インメモリを用いて信号を記憶する手段を利用してい
た。本実施例は、元々独立した画素の信号演算であるこ
とから、乱数発生回路を用いた係数設定によりテクスチ
ャ発生の防止を実現している。この結果、ラインメモリ
を不要として回路構成を簡略に実現できるメリットがあ
る。

【００５４】上記のような装置構成を用いて、（１）一
定の周期で信号を入力し、この周期に合わせて各回路が
動作する。（２）入力信号Ｃに誤差信号Ｅを帰還して補
正信号Ｐを作成する。（３）補正信号Ｐからアドレス信
号を作成し（４）変換表をひくことで出力信号Ｚと交点
信号ｆ（Ｚ）を求める。（５）交点信号ｆ（Ｚ）と補正
信号Ｐから算出した誤差信号Ｅをエッジ検出結果に基づ
き伝達のオンオフをする。（６）誤差信号Ｅは前画素誤
差レジスタに書き込み、（７）その内容を用いて誤差配
分を行ったのち、（８）入力信号に加算することで補正
信号を算出する。（９）出力信号Ｚは前記の変換表をひ
くタイミングで出力できる。これらの基本的な動作タイ
ミングは、様々な効果に基づいて変更することができ
る。例えば各回路の動作が速ければ、上記のステップ数
を削減することもできる。いずれも、全体の動作タイミ
ングを管理するスケジューラを備えることで実現でき
る。また、当然ながらソフトウェアによる上記手順の信
号処理を実現でき、あるいはソフトとハードの混在した
動作を実現することもできる。

【００５５】（２）ＲＧＢ信号から多色信号（ＣＭＹＫ
信号等）への信号変換処理への適用例 ＲＧＢ信号を、ＲＧＢ信号よりも色成分数が多いＣＭＹ
Ｋ信号に変換する場合には、信号処理装置には、図１８
に示すように、入力信号の各色成分ＲＧＢごとに、それ
ぞれ、前述の信号補正回路１３を搭載する必要がある。
また、誤差算出処理および誤差帰還処理は、入力信号の
どの色成分ＲＧＢに関しても、その処理内容が変わらな
いため、前述の誤差算出回路１５および誤差帰還回路１
６は、色別のものを要しない。量子化回路１４は、図１
１に示したと同様に、入力信号で構成された３次元空間
上の各代表点の座標（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に４色信号ＣＭＹＫ
を対応付けた変換表により、各色成分の補正信号Ｐの組
み合わせに対応付けられた黒信号Ｋを生成する。そし
て、入力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の信号レベルを保存するよ
うに誤差拡散処理を実行する。その結果、変換後の信号
（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）を出力する。

【００５６】ここでは、変換表を読み出すためのアドレ
ス生成において入力信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の補正信号を利
用する。このため、黒信号Ｋについては、誤差算出回路
１５および誤差帰還回路１６は不要である。つまり、出
力信号の色数にかかわらず、入力信号の色数に基づく演
算処理を行えばよいことになる。３色信号を５色以上の
多色信号に信号変換する場合にも、基本的には、これと
同様な構成で対応することができる。したがって、この
構成を利用すれば、互いに濃度の異なるインク，特別に
調色されたインク等、色再現範囲を広くするためのイン
クで記録を行うプリントに対応することができ、また、
いずれも場合も、変換表の内容をあらかじめ書き込んで
おくことによって、より滑らかな階調再現を実現するこ
とができる。

【００５７】このようにして、多色インクを用いたイン
クジェットプリンタ等による画像記録に適した信号処理
装置が実現される。

【００５８】（３）高速化処理のための回路構成例 信号処理の高速化を実現する回路構成を示す。

【００５９】（ａ）圧縮データを対象にした信号処理 本発明は、複数画素をまとめたブロック単位に色変換と
階調変換を実行することができる。例えば、図１９に示
すようにブロック内を含まれる画素数よりも少ない種類
の近似色信号で表すデータ圧縮方式と組み合わせること
ができる。図中の例では、４×４画素のブロックを単位
として、内部の画素の持つ色の種類を、Ｃ１＝（Ｒ１，
Ｇ１，Ｂ１），Ｃ２＝（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）という２種
類に限定することで、データ量を圧縮できる。例えば、
カラープリンタなどでは、画素密度が高いために、この
ようにブロック単位で色信号を近似しても画質への影響
はほとんどない。カラープリンタなどでは、印刷に利用
するインクの性質に合わせて色信号を変換する必要があ
る。また、プリンタの特性によって、画素単位で印字で
きる階調レベルに制約がある。例えば、インクジェット
プリンタでは、インクの種類としてシアン，マゼンタ，
イエローを使って、インクドットの階調レベルはＯＮ／
ＯＦＦの２階調である場合が多い。本発明では、このよ
うな出力装置の特性に合わせた信号変換を、上記のよう
なブロック単位の近似色信号に対して、色変換と階調変
換を実行する。そして変換後の信号を用いて伸長処理す
ることにより、画素単位の信号変換結果を得ることが出
来る。本発明を利用することで、高速に信号処理を実行
することが出来る。

【００６０】図２０に示すような装置構成を示す。基本
的な構成は前記したものと同じであり、ブロック毎の近
似色信号を入力して、色変換と階調変換を実行すること
で高速化を実現することが出来る。圧縮処理，伸長処理
は、別の回路で実行することが出来る。

【００６１】（ｂ）並列処理 前記（ａ）で説明したようにブロック内を複数の近似色
信号で表す場合には、該複数の近似色信号を時間的に並
列して信号処理を実行することで高速化を実現できる。

【００６２】例えば図２１に示すように、２系統の回路
を用意して信号処理を実行することができる。ここで、
変換表（メモリ）１４の内容は両者の演算に共通に利用
できるものであるから、アクセス時刻のずれを設定する
ことで、２系統の信号処理回路で共通に利用すること
で、回路規模の削減ができる。

【００６３】さらに６系統の信号処理回路を用意して、
２種類のＲＧＢ色信号を同時に処理実行するように構成
するならば、前記（ａ）で説明したブロック内の２種類
の近似色信号Ｃ１，Ｃ２をすべて並列処理することがで
き、高速化に効果がある。

【００６４】（ｃ）変換表アクセス回数の削減 画像データでは、近接する画素の色信号が同一である場
合がある。同一の入力信号については、基本的には変換
結果も同一になる。このように、入力信号を変換する前
に観測することにより、例えば前画素と同一レベルであ
る場合には、既に作成済みの前画素の変換結果を出力す
ることで、該入力画素についての信号処理を削除するこ
とができる。

【００６５】上記処理を実行するためには、図２２に示
すように、既に処理済の色信号をラッチに一時記憶して
おき、入力色信号が前画素の色信号と同じ値である場合
には、変換結果をラッチから読み出して出力する。該ラ
ッチの構成は任意であり、いわゆるキャッシュメモリと
同様に構成することができる。

【００６６】あるいは、白，黒，赤，青，緑などの、頻
繁に利用される特定の色信号に対応した変換結果をあら
かじめメモリに用意しておくこともできる。

【００６７】（４）画素飛び越し変換処理 画像データは、一つの画素をＲＧＢなどの色信号を組み
合わせて表現する場合が多い。しかし、例えば液晶表示
装置などは、液晶素子による光スイッチと色フィルタの
組み合わせで構成される。すなわち、一つの画素は一つ
の色しか表示できない。例えば図２３に示すように、Ｒ
ＧＢの色フィルタを持つ液晶表示装置などにおいては、
それぞれの色信号が色フィルタの配置に対応した飛び越
し画素で表示されることになる。一方、テレビジョンな
どで用いられている色信号の形式は、表示装置の構成に
制約を持たせないためにも、一つの画素には三つの色信
号（例えばＲＧＢなど）で構成している。このようなテ
レビジョン信号を、前記の液晶表示装置で表示するに
は、画素の色配置に合わせて、色信号を飛び越しながら
利用することになる。表示装置構成に合わせて、色信号
を飛び飛びに利用することの考え方として、次の二つが
ある。

【００６８】（ａ）飛び越されたｋ個の画素は、隣接画
素と同じ信号レベルに制約された仮想的な画素とする。
視覚的な積分効果により、仮想画素を含めた（ｋ＋１）
個の画素が同じ色信号を持っているものと認識される。

【００６９】（ｂ）飛び越されたｋ個の画素は、出力レ
ベルがゼロに制約されているとする。視覚的な積分効果
により、ゼロ制約の仮想画素を含めて色信号を持ってい
るものと認識される。

【００７０】上記（ａ）（ｂ）の信号処理は、（ｋ＋
１）個のなかで色信号を持つ画素が、（ｋ＋１）個か、
あるいは１個か、という相違になる。すなわち出力信号
の倍率の問題に帰着できるため、信号処理の手順は同じ
として扱える。

【００７１】このような表示装置の特性に合わせて、色
信号変換と階調変換を行うことで、処理時間の短縮と回
路規模の削減、および画質の改善を実現する。本発明で
は図２４に示すように、表示に利用されない飛び越し位
置にあるｋ個の画素については、出力信号を平均化する
ことで階調数の増加を実現することが出来る。

【００７２】前記した構成例では、単一画素についてＮ
回ループ処理を行うことで階調数の増加を実現していた
が、本実施例では、飛び越し画素についてのｋ回の演算
が、前記のループ処理と同じ効果を実現する。飛び越し
画素については、前画素の出力信号が維持されているも
のとして、誤差の算出を行い、帰還する。

【００７３】また、単一画素についてのＮ回ループ処理
と、ｋ個の飛び越し画素の処理を組み合わせて、表示画
素で用いる色信号について（Ｎ＋ｋ）回の繰り返し演算
の平均化出力を利用することで、変換誤差の収束を素早
くすることもできる。

【００７４】この結果、表示装置の色配置に合わせた信
号変換と階調変換を行うことで、信号処理の負荷を削減
することが出来る。

【００７５】また、飛び越し画素に対応した色信号に、
大きな信号レベルの変化がある場合には、該画素位置に
画像のエッジ部が位置するものと判断できる。このよう
な、信号変化が大きく出現した場合においては、誤差成
分を帰還することの意味は少ないため、スイッチ回路を
設けて帰還信号のオンオフを行うことが出来る。

【００７６】（６）変換表を作成・使用する手段 変換表の色較正について説明する。ただし、ここでは、
本発明に係る信号処理をソフトウエアで実現した場合を
例に挙げる。例えば、図２５に示すように、スキャナ５
０から読み込んだカラー画像データを、プリンタ５２で
出力する構成の場合をあげる。該装置の色補正装置５８
は、あらかじめ入出力機器の特生息手の結果に基づく、
色変換表を用意しておく。しかし、予め作成した色信号
の再現特性に、何らかの要因によって変動が生じること
がある。例えば、カラーレーザープリンタにおいては、
温湿度による感光体の帯電特性の変化，トナーの帯電特
性の変化等が、色信号の再現特性の変動要因になる。

【００７７】このような変動要因（例えば、温湿度等）
を直接測定し、その測定結果に基づいて、色信号の再現
特性の変動を抑制することができるが、色信号の再現特
性が経時的に変化する場合等、変動要因と因果関係が必
ずしも明らかとは言えない場合には、印刷結果を測定
し、その測定結果に基づいて、色信号の再現特性の変動
を抑制する必要がある。また、例えば工場出荷時の検査
結果に基づき、機器毎の特性ばらつきを補正する必要も
ある。

【００７８】これらの変動を抑制するには、表示装置や
印刷物の再現色を画像入力装置に入力してから、その入
力データに基づいて変換表を作成する必要がある。そこ
で、本実施の形態では、パソコンとプリンタを組み合わ
せて動作する較正モードを予め用意しておき、ユーザ
が、この較正モードの起動によって変換表を作成するこ
とができるようにしている。具体的には図２６に示すよ
うに、較正モードが起動されると（Ｓ１００）、パーソ
ナルコンピュータは、初期化の一つとして既存データを
変換表に仮設定する（Ｓ１０１）。

【００７９】そして、予め準備された較正用カラーパッ
チの印字データをプリンタから出力し（Ｓ１０２）、こ
のプリンタ出力を分光光度計などの測定専用センサまた
は汎用入力装置(スキャナ，デジタルカメラ等)２２７に
よって測定する(Ｓ１０３)。測定結果を、較正用パッチ
データと比較して所望の色再現特性と誤差が少ないか否
かを判定して（Ｓ１０４）、小さいようであれば終了す
る。誤差が大きいようであれば、所望の色再現特性を実
現するために必要な変換表更新のための演算を実行する
（Ｓ１０５）。そして、パーソナルコンピュータは、こ
の変換表を、前述の信号処理が定義されたソフトウエア
の実行中に利用するための変換表として、フラッシュメ
モリ等の不揮発性メモリに格納してから、処理完了のメ
ッセージを出力する（Ｓ１０６）。上記手順は、場合に
よっては、誤差が収束していくまで複数回のループを繰
り返す。

【００８０】あるいは、あらかじめ複数種類の変換表を
作成し、メモリに蓄積しておき、プリンタなどの出力装
置からの特性信号の帰還信号に基づき、いずれかの変換
表を選択して使用することで、出力装置の特性に合わせ
た信号処理を実現することもできる。ここで、出力装置
の特性信号としては、機器の温度，環境湿度，環境照明
光，使用する紙などの信号を利用できる。温度，湿度な
どは、機器に組み込んだセンサからの信号をフィードバ
ックすることができる。このような、出力装置の特性に
基づき、本発明で述べた信号処理によって信号補正する
ことで、色の再現性を高めることができる。図２７に示
すように、ＣＰＵ６０からアクセスできるメモリ６３、
画像データ，色変換表のデータなどを配置して、処理実
行に伴いながらメモリデータを入出力しながら、本発明
の処理を実行する。これらのデータを同一のメモリ装置
に記憶して、アクセス時刻をずらしながら入出力するこ
とで処理を実行することが出来る。信号処理は、専用の
回路で構成しても良く、ＣＰＵ６０のソフトウェアで実
行できることは言うまでもない。上記の信号処理回路と
メモリ素子を、同一のＬＳＩチップ上に搭載すること
で、メモリアクセス時間の短縮と入出力データ幅の拡大
を実現することで、信号処理の実行速度を向上させるこ
とができる。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、色信号の変換処理およ
び階調変換処理の双方を、小規模な回路構成で高速に実
行することができる信号処理方法および信号処理装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の概
略回路構成図である。

【図２】本発明の実施の一形態に係る画素の配置例，注
目画素と参照画素との位置関係を示した図である。

【図３】本発明の実施の一形態に係る変換表の内容を例
示した図である。

【図４】変換表の一部を拡大表示して、本発明の動作を
説明するための図である。

【図５】誤差拡散処理の動作を数値例を用いて説明する
ための図である。

【図６】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の概
略回路構成図であり、平均化回路の構成の一例を示した
図である。

【図７】本発明の回路構成の動作を数値例を用いて説明
するための図である。

【図８】本発明の回路構成の動作を数値例を用いて説明
するための図である。

【図９】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の概
略回路構成図であり、平均化回路と量子化回路の構成の
一例を示した図である。

【図１０】本発明の実施の一形態に係る信号処理方法の
フローチャートを示した図である。

【図１１】（Ａ）は、３次元色空間を示した図であり、
（Ｂ）は、その変換表のデータ構造を説明するための図
である。

【図１２】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
概略回路構成図である。

【図１３】３次元色空間と、変換表を格納するメモリ構
成を示した図である。

【図１４】変換表を格納するメモリの入出力信号の構成
例を示した図である。

【図１５】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
概略回路構成図である。

【図１６】量子化回路の回路構成の一例を示した図であ
る。

【図１７】誤差算出回路の回路構成の一例を示した図で
ある。

【図１８】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
概略回路構成図である。

【図１９】カラー画像の圧縮方式と組み合わせた本発明
の実施の処理手順の説明図である。

【図２０】カラー画像の圧縮方式と組み合わせた本発明
の実施の一形態に係る信号処理装置の概略回路構成図で
ある。

【図２１】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
概略回路構成図である。

【図２２】本発明の実施の一形態に係る信号処理装置の
概略回路構成図である。

【図２３】カラー画像の画素と色信号の対応を説明する
ための図である。

【図２４】カラー画像の表示装置特性対応した本発明の
動作タイミングを示す図である。

【図２５】本発明の実施の一形態に係る画像処理システ
ムの概略構成図である。

【図２６】本発明の実施の一形態に係る信号処理方法の
フローチャートを示した図である。

【図２７】本発明の実施の一形態に係る画像処理システ
ムの概略構成図である。

【符号の説明】

１１…信号処理回路、１３…信号補正回路、１４…量子
化回路、１５…誤差算出回路、１６…誤差帰還回路、１
８…色領域判定回路、２０…平均化回路、２１…出力量
子化回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CA02 CA08 CA12 CA16 CB01 CB02 CB08 CB12 CB16 CE11 CE17 CE18 CH01 CH07 CH11 CH18 DB02 DB05 DB06 DB09 DC25 5C077 LL17 LL18 MP01 MP08 NN11 NP01 PP15 PP32 PP33 PP37 PP46 PQ08 PQ12 PQ18 PQ23 5C079 HB01 HB03 HB12 LA12 LA31 LB02 LC09 MA04 MA11 NA09 NA11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに異なる座標系の座標として表された
   ２種類の信号を画素ごとに対応付けた変換表が格納され
   たメモリと、 前記各画素の入力信号を、前記変換表において当該入力
   信号に対応付けられた信号に逐次変換する量子化回路
   と、 前記量子化回路が１画素についての信号変換を行うごと
   に、当該信号変換の誤差を逐次算出する誤差算出回路
   と、 前記誤差算出回路が算出した誤差を、前記信号変換回路
   による信号変換前の入力信号に拡散させる信号補正回路
   とを有する信号処理装置。
2. 【請求項２】請求項１の信号処理装置であって、 前記入力信号の特性を判定する判定回路を有し、 前記メモリは、前記入力信号の特性ごとの変換表を記憶
   し、 前記量子化回路は、前記判定回路の判定結果に応じた変
   換表に基づき前記信号変換を行う信号処理装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の信号処理装置であ
   って、 前記変換表は、前記入力信号を、当該入力信号の色成分
   よりも多くの色成分を有する出力信号に対応付け、 前記量子化回路は、前記入力信号を、当該入力信号の数
   よりも多い出力信号に変換する信号処理装置。
4. 【請求項４】請求項１または２項記載の信号処理装置で
   あって、 前記変換表は、出力信号の出力先である装置からの帰還
   信号に基づき内容を書きかえる手段、もしくは複数の変
   換表のいずれかを選択する手段を有する信号処理装置。
5. 【請求項５】請求項１または２項記載の信号処理装置で
   あって、 一つの入力信号を対象にしてＮ回の繰り返し演算を行
   い、該Ｎ回の出力信号の平均化の結果を出力信号とする
   信号処理装置。
6. 【請求項６】量子化工程では、互いに異なる座標系の座
   標として表された２種類の信号を画素ごとに対応付けた
   変換表に基づき、前記各画素の入力信号を、当該入力信
   号に対応付けられた信号に逐次変換し、 誤差算出工程では、１画素についての信号変換が行われ
   るごとに、当該信号変換の誤差を逐次算出し、 信号補正工程では、前記量子化工程による信号変換前の
   入力信号に、前記誤差算出工程により算出された誤差を
   拡散する信号処理方法。