JPH06303432A

JPH06303432A - 画像２値化装置

Info

Publication number: JPH06303432A
Application number: JP5089790A
Authority: JP
Inventors: Akira Ishida; 朗石田
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1994-10-28

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明はカラープリンタ、カラー複写機等で
色を出力する際に用いる、入出力装置の特性に依存しな
い色表現で記録された色彩値画像を誤差拡散を伴いつつ
２値化出力するものである。【構成】色彩値修正手段、出力値検索手段、誤差量計算
手段、分散誤差加算手段、拡散手段を備え、色彩値画像
の参照画素の色彩値を色彩値修正手段で修正した後、出
力値検索手段により出力装置への２値出力値を求め、参
照画素の修正後の色彩値と２値出力値に対応した色彩値
との差を誤差として参照画素の周囲の画素に分割加算す
る画像２値化装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はカラー印刷機、カラー
プリンタ、カラー複写機、カラーファクシミリ等でカラ
ー画像を出力する際に用いる画像２値化装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来印刷の分野で用いられていた画像編
集装置においては、色彩を表す量として印刷インキのシ
アン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、墨
（Ｋ）の網点％に比例する値が多用されており、これら
の値は印刷用のカラースキャナーから得られている。

【０００３】最近、印刷の分野で用いられている画像編
集装置に各種のカラープリンタやカラー複写機等が接続
され、校正機の代替として用いられるようになってきた
が、それらの画像再現機構は電子写真、昇華型熱転写、
インクジェット等多様であり、色材も各種の顔料、染料
が用いられている。

【０００４】これらの出力装置はデータとしてＣＭＹ
値、ＣＭＹＫ値、ＲＧＢ値等を入力するようになってい
るが、前記の画像編集装置のＣＭＹ値、ＣＭＹＫ値、ま
たはＣＭＹ値を最大値から減算して得たＲＧＢ値をその
ままカラープリンタやカラー複写機のような出力装置に
転送しただけでは画像再現機構や色材の違いにより、印
刷物上に同一の色彩を得ることが困難であった。

【０００５】そこで最近、画像編集装置が用いるデータ
表現にＣＭＹＫ値の代わりに均等色空間であるＣＩＥＬ
^*ａ^*ｂ^*系のような出力装置の特性に依存しない値を
用い、各種の出力装置に出力する際に出力装置に固有な
色表現値であるＣＭＹ値、ＣＭＹＫ値、ＲＧＢ値等に変
換することが行われつつある。

【０００６】ＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*値と各種の出力装置に
固有な色表現値であるＣＭＹ値、ＣＭＹＫ値等のデータ
を相互に変換する手法としては最小二乗法、補間付きル
ックアップテーブル（ＬＵＴ）法を用いる方法、ニュー
ラルネットワークを用いる方法等が良く知られている。

【０００７】前述のように従来は画像データはＣＭＹ
値、またはＣＭＹＫ値で表現されており、ＣＭＹ、また
はＣＭＹＫのそれぞれの値を独立に、組織的ディザ法、
濃度パターン法、誤差拡散法等により２値化し、媒体上
に重ねて印刷することによりカラー画像を再製すること
が行われていた。

【発明が解決しようとする課題】

【０００８】前記の画像編集装置の画像データが均等色
空間のデータ表現の場合は一旦ＣＭＹ値またはＣＭＹＫ
値に変換した後に前記の組織的ディザ法、濃度パターン
法、誤差拡散法等を用いて２値化すれば良い。

【０００９】しかしＣＭＹ、またはＣＭＹＫ色空間は均
等色空間ではなく、誤差拡散法を用いた場合に、閾値と
の差として生じた誤差も加算対象となる画素の画素値の
大きさにより影響度が異なり、正しい２値化が行われな
い。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的に対応して、本
発明は均等色空間の色表現で記録された色彩値画像を２
値化する装置であって、色彩値修正手段、出力値検索手
段、誤差量計算手段、分散誤差加算手段を備え、前記色
彩値画像の参照画素の色彩値を前記色彩値修正手段で修
正した後、出力値検索手段により出力装置への２値出力
値を求め、前記参照画素の修正後の色彩値と前記２値出
力値に対応した色彩値との差を誤差として参照画素の周
囲のまだ参照画素になったことのない画素に分割加算し
つつ、前記参照画素の位置を色彩値画像の主走査、副走
査の順で移動させることにより前記色彩値画像の２値化
を行うことを特徴としている。

【００１１】

【作用】色彩の表現方法はさまざまであるが、均等色空
間としての色彩表現方法としてはＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*空
間、ＣＩＥＬ^*ｕ^*ｖ^*空間等があり、このような出力
装置に依存しないデータ空間で定義された色の値をここ
では色彩値と呼び、いずれも３次元の空間である。

【００１２】出力装置に固有の色表現方法にも印刷機、
カラープリンタ、カラー複写機のように網点の％値、染
料や顔料の付着量に関連した値等があり、３次元または
４次元のデータ空間である。

【００１３】以下、例として色彩値としてはＣＩＥＬ^*
ａ^*ｂ^*空間を想定し、出力装置に固有の色再現値とし
ては印刷インキであるシアンインキ、マゼンタインキ、
イエローインキに対する網点％であるＣＭＹ値を想定し
て説明することにする。

【００１４】図１において、符号１はＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ
^*色空間での出力装置の色再現範囲を示し、８つの頂点
のｗ、ｒ、ｇ、ｂ、ｃ、ｍ、ｙ、ｋは、それぞれホワイ
ト、レッド、グリーン、ブルー、シアン、マゼンタ、イ
エロー、ブラックの各色に対応する点であることを示し
ている。

【００１５】この色再現範囲は出力機の種類により、ま
た厳密には同一の種類であっても出力装置ごとに異な
る。当然、出力媒体となる紙等の種類によっても異な
る。

【００１６】これは、厳密にはＣ=0〜100 、Ｍ=0〜100
、Ｙ=0〜100 の１％おきの101³(=1,030,301)組の色材
量の組み合わせのデータを誤差拡散法によって２値化
し、色票として印刷した後、色彩計で色彩値を測定する
ことにより得られるが、組み合わせの数があまりにも多
いので、実際には１％おきではなく、例えば10％おきの
1331組程度の色票からも実用上問題のないデータ空間を
把握することができる。

【００１７】以下、20％おきの216 組のデータを作成し
たと仮定して説明を行う。

【００１８】図４は図１の空間の８頂点を直線で結んだ
図であり、出力機の理想としての色空間を表している。

【００１９】図２は図１のＣ=0の面だけを抽出して描い
たものであり、Ｍ=0〜100 、Ｙ=0〜100 の20％おきに分
割されており、実測したものである。

【００２０】図５は図４のＣ=0の面だけを抽出して描い
たものであり、各辺がＭ=0〜100 、Ｙ=0〜100 の20％お
きに等分割されており、理想的なものである。

【００２１】まず、色彩値修正手段を用意する。

【００２２】色彩値修正手段は図１の各点を図４の対応
する各点に変換する手段であり、これにより例えば図２
の点p は図５の点p'に変換される。

【００２３】そして、この色彩値修正手段は実際の印刷
において問題となるドットゲイン、トラッピング、色材
の不透明さ等の問題を解消する。

【００２４】色彩値修正手段は、前述したような最小二
乗法、補間付きＬＵＴ法、ニューラル・ネットワーク法
等を用いて、均等色空間どおしの修正を実現することが
できる。

【００２５】次に出力値検索手段を用意する。

【００２６】出力値検索手段は図１の８頂点のＣＩＥＬ
^*ａ^*ｂ^*値をそれに対応するＣＭＹの２値出力値とと
もに格納した色彩値テーブルを内蔵しており、入力され
た色彩値が８頂点のどの点に一番近いかを検索し、一番
近い頂点の色彩値(L'', a'',b'') とそれに対応するＣ
ＭＹのON/OFFの２値出力値を出力する。図６に色彩値テ
ーブルの例を示す。

【００２７】実際に２値化処理を行う際には、色彩値画
像の参照画素の色彩値(L^*,a^*,b^*) が色彩値修正手段
に入力され、図４の空間の修正後の色彩値(L, a, b) に
変換される。

【００２８】次いで修正後の色彩値(L, a, b) に分散誤
差加算手段により当該参照画素に加算されるべき分散誤
差量が加算され(L', a', b')に変換されたのち、出力値
検索手段に入力され、最近傍の頂点の色彩値(L'', a'',
b'') とそれに対応するＣＭＹの２値出力値が出力され
る。

【００２９】ＣＭＹの２値出力値は出力装置に対する情
報であり、例えば、Ｃ：ON、Ｍ：OFF 、Ｙ：ONであれ
ば、プリンタはシアン、イエローのドットを重ねて印刷
すればよいことになる。

【００３０】そして、誤差量計算手段によりΔL=L'-
L''、Δa=a'-a''、Δb=b'-b''が誤差量として計算さ
れ、次の参照画素の処理のために誤差加算手段により参
照画素の周囲のまだ参照画素になったことのない画素に
分割加算される。

【００３１】前記参照画素の位置を色彩値画像の主走
査、副走査の順で移動させることにより前記色彩値画像
の２値化を行うことができる。

【００３２】以上、出力装置がＣＭＹの３色出力装置の
場合を説明したが、出力装置がＣＭＹＫの４色出力装置
の場合は、出力値検索手段は2⁴=16 組の図６と同様な色
彩値テーブルを内蔵すれば良い。

【００３３】

【実施例】以下実施例を図によって説明する。

【００３４】本発明に基づき、図７に示すような仕組み
を実現した。

【００３５】図７において、符号10は本発明に基づいた
２値化装置であり、符号11は色彩値画像を格納した画像
メモリであり、符号12は色彩値修正手段であり、符号13
は出力値検索手段であり、符号14は誤差量計算手段であ
り、符号15は誤差値加算手段である。

【００３６】また符合16は画像メモリから読み出された
色彩値(L^*, a ^*, b ^*) であり、符号17は修正後の色
彩値(L', a', b')であり、符号18は誤差加算後の色彩値
(L'', a'', b'') であり、符号19はＣＭＹの２値出力値
であり、符号20はＣＭＹの２値出力値に対応した色彩値
であり、符号21は誤差量（ΔL, Δａ, Δb)であり、符
号22は誤差値バッファである。

【００３７】図１において、ｗ（ホワイト）の座標は
（92.0, 0.0, 2.0) だとする。

【００３８】例えば、いま図１の空間上の色彩値であ
る、参照画素の色彩値が（46, 59, 27) であるとする
と、参照画素の色彩値は補間付きＬＵＴ法で実現されて
いる色彩値修正手段により図４の空間の座標（45.1, 6
0.8, 30.2) に変換される。

【００３９】今回使用した補間付きＬＵＴ法の補間方法
は８点補間法であるが、これを含めて電子写真学会誌第
29巻第３号（1990) に各種の補間法が説明されている。

【００４０】この修正後の色彩値（45.1, 60.8, 30.2)
は出力値検索手段によって一番近い頂点が検索される
が、修正後の色彩値と図６に示される色彩値テーブルの
頂点座標とのユークリッド距離が計算され、この場合は
ｒ（レッド）が選択され、ちなみに距離は17.6である。

【００４１】実際に計算してみると、ホワイトとの距離
は ((92-45.1)²+( 0-60.8)²+( 2-30.2)²)^1/2= 81.8
、シアンとの距離は ((57-45.1)²+(-32-60.8)²+(-42
-30.2)²)^1/2= 118.2 、マゼンタとの距離は ((48-45.1)
²+( 62-60.8)²+( -1-30.2)²)^1/2= 31.4 、イエローと
の距離は ((85-45.1)²+( -5-60.8)²+( 91-30.2)²)^1/2=
98.1 、レッドとの距離は ((46-45.1)²+( 57-60.8)²
+( 47-30.2)²)^1/2= 17.6 、グリーンとの距離は ((47-
45.1)²+(-62-60.8)²+( 27-30.2)²)^1/2= 46.9 、ブルー
との距離は ((26-45.1)²+( 14-60.8)²+(-38-30.2)²)
^1/2= 84.9 、黒との距離は ((24-45.1)²+(-10-6
0.8)²+( 3-30.2)²)^1/2= 78.7 である。

【００４２】そして、出力値検索テーブルからはｒ（レ
ッド）の色彩値である（46.0, 57.0, 47.0) とＣＭＹの
出力情報OFF/ON/ON が出力される。

【００４３】プリンタはこの出力情報をもとにドットを
出力すれば良い。

【００４４】今回はユークリッド距離を用いたが、その
他の方法として軸ごとの距離の和で代替することも可能
であり、その場合は、ホワイトとの距離は│92-45.1 │
+ │ 0-60.8│+ │ 2-30.2│= 135.9 、シアンとの
距離は│57-45.1 │+ │-32-60.8│+ │-42-30.2│= 17
6.9 、マゼンタとの距離は│48-45.1 │+ │ 62-60.8│
+ │ -1-30.2│= 33.3 、イエローとの距離は│85-45.
1 │+ │ -5-60.8│+ │ 91-30.2│= 166.5 、レッド
との距離は│46-45.1 │+ │ 57-60.8│+ │ 47-30.2│
= 21.5 、グリーンとの距離は│47-45.1 │+ │-62-6
0.8│+ │ 27-30.2│= 127.9 、ブルーとの距離は│2
6-45.1 │+ │ 14-60.8│+ │-38-30.2│= 134.1 、黒
との距離は│24-45.1 │+ │-10-60.8│+ │ 3-3
0.2│= 119.1 であり、やはりｒ（レッド）が選択さ
れ、ちなみに距離は21.5である。

【００４５】誤差量計算手段には変換後の色彩値（45.
1, 60.8, 30.2）とｒ（レッド）の色彩値（46.0, 57.0,
47.0）が入力され、誤差量ΔL=45.1-46.0=-0.9、Δa=6
0.8-57.0=3.8 、Δb=30.2-47.0=-16.8 が計算され、誤
差値バッファに格納される。

【００４６】誤差量(-0.9, 3.8, -16.8)は誤差加算手段
によって次以降の参照がその処理を行う際に現在の参照
画素の周囲のまだ参照画素になっていない画素に分割加
算される。

【００４７】誤差を分割加算するする際に用いる拡散係
数行列は今回は図８に示すものを用いた。図８のおいて
＊は参照画素の位置であり、符号30は参照画素の主走査
の方向、符号31は副走査の方向を示す。

【００４８】拡散係数行列は図８以外にも図９、図３に
示すもの等が使用可能。

【００４９】つまり、参照画素の位置で生じた誤差量Δ
L 、Δa 、Δb が１：３：５：７の割合で分割され、周
囲の４画素のL ^*、a ^*、b ^*値にそれぞれ加算され
る。

【００５０】前記参照画素の位置を色彩値画像の主走
査、副走査の順で移動させることにより前記色彩値画像
の２値化が完了する。

【００５１】（実験例）入力画像としては日本規格協会
が作成したＣＭＹＫ画像である高精細カラーディジタル
標準画像を補間付きＬＵＴ法でＣＩＥＬ^*ａ^*ｂ^*画像
に変換して用い、出力画像を実際に印刷して良好な結果
を得た。

【００５２】

【効果】このように本発明によれば、均等色空間の色表
現で記録された色彩値画像を一旦出力装置の特性に固有
な色表現であるＣＭＹまたはＣＭＹＫ値に変換すること
を行わずに、かつ入力の色彩値に忠実な出力画像を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】出力装置の実測した色再現範囲の一例を示す説
明図である。

【図２】図１のＣ=0の面のみを示す説明図である。

【図３】誤差を拡散する際に用いる拡散係数行列の一例
を示す説明図である。

【図４】出力装置の理想的な色再現範囲の一例を示す説
明図である。

【図５】図４のＣ=0の面のみを示す説明図である。

【図６】出力値検索手段に内蔵される色彩値テーブルの
一例を示す説明図である。

【図７】本発明の実施例の一例を示す説明図である。

【図８】誤差を拡散する際に用いる拡散係数行列の一例
を示す説明図である。

【図９】誤差を拡散する際に用いる拡散係数行列の一例
を示す説明図である。

【符号の説明】

1 出力装置の色再現範囲。 3 出力装置の理想的な色再現範囲。 10 本発明に基づく画像２値化装置。 11 画像メモリ。 12 色彩値修正手段。 13 出力値検索手段。 14 誤差量計算手段。 15 誤差加算手段。 16 色彩値(L^*, a ^*, b ^*) 。 17 修正後の色彩値(L, a, b) 。 18 誤差加算後の色彩値(L', a', b')。 19 ＣＭＹの２値出力値。 20 際近傍頂点の色彩値(L'', a'', b'') 。 21 誤差量（ΔL, Δa, Δb)。 22 誤差値バッファ。 30 参照画素の主走査の向き。 31 参照画素の副走査の向き。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】均等色空間の色表現で記録された色彩値
画像を２値化する装置であって、色彩値修正手段、出力
値検索手段、誤差量計算手段、分散誤差加算手段を備
え、前記色彩値画像の参照画素の色彩値を前記色彩値修
正手段で修正した後、出力値検索手段により出力装置へ
の２値出力値を求め、前記参照画素の修正後の色彩値と
前記２値出力値に対応した色彩値との差を誤差として参
照画素の周囲のまだ参照画素になったことのない画素に
分割加算しつつ、前記参照画素の位置を色彩値画像の主
走査、副走査の順で移動させることにより前記色彩値画
像の２値化を行うことを特徴とする画像２値化装置。