专利名称：图像处理装置、图像处理方法及其存储该处理方法的存储媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及打印机或显示器使用的图像处理装置和图像处理方法，将原图像的颜色变换成特定的被限定的打印色，以便用比原图像少的颜色来打印、显示全彩色等的彩色图像数据和/或文本数据构成的图像。本发明特别涉及在可打印色被限定为特定的打印色的彩色打印机(在本说明书中，将这样的打印机称为‘色限定打印机’)中可应用性高的图像处理装置和方法。再有，在本说明书中，将成为减色和色分配基础的原图像称为‘原数据’。
背景技术：
在最近的图像处理中，通过将R、G、B分别以256色调来表现彩色图像，作为整个彩色图像能够有1600万种颜色以上的颜色表现。与此相对应，一般使用打印这样的全彩色图像的全彩色打印机。
此外，从迅速性和经济性的观点来看，即使在以往的以黑白打印为中心的业务用的打印机中，也开始使用彩色打印机。但是，全彩色打印机虽具有能够进行多彩的颜色表现的优点，但也存在打印上时间长的课题，以及运行成本高的课题。尤其在业务用打印机中，需要高速打印性能的情况居多。例如，在与顾客以1对1的关系执行打印处理操作，当时将打印内容提示给顾客这样的需要打印高速性的特定业务用的打印机中，彩色打印的表现多样性和高速打印的要求与运行成本等的平衡是重要的。从这样的观点看，在上述特定业务用打印机中，开始使用将可打印的颜色限定为特定的双色的双色打印机。作为这样的特定业务用打印机，有流通业的POS打印机、银行的ATM打印机、受理清理号或停车整顿券发行装置用打印机、便利店等KIOSK终端等的打印机等。在这些特定业务用打印机中，伴随有文本数据的打印。在文本数据的打印中，由于大多数情况下使用黑色油墨，作为由色限定打印机可打印的颜色，一般是将黑色和其他一种颜色(从红、绿、蓝选择的一种颜色)组合的双色的彩色打印机。但是，可以是可打印除黑色以外的两种颜色的双色打印机，也可以是除了黑色以外可打印两种颜色的可打印三色的三色打印机。
在用这样的色限定打印机打印全彩色图像中，需要配合色限定打印机可打印的颜色来对原图像的数据(原数据)进行减色。此外，不仅色限定打印机打印的情况下，而且在没有特定颜色的油墨情况下，在仅用剩余的颜色希望打印的情况下等时，也需要进行这样的图像数据的减色处理。
作为对全彩色这样的多种颜色的图像进行减色的方法，有‘单纯减色’、‘抖动’、‘误差扩散’等方法。其中，在‘抖动’、‘误差扩散’中，因该减色法的原因，在减色过程中产生细小的噪声状的斑。用少的颜色来打印有这样的斑的图像时，存在该斑被突出表现的情况。此外，由POS终端装置等在收据上打印的标识标记以能够明确地识别标识的形状来进行打印十分重要，所以即使在用限定颜色打印的情况下，也期望能够明确地表现该标记的轮廓或形状。最近，标识标记也有巧妙地表现复杂的颜色和亮度差(图像处理的情况下以亮度差来表示)的标记。另一方面，由于‘单纯减色法’的减色对RGB的彩色强度进行以其中间值作为阈值的二值化，所以颜色的差被强调，亮度的差未正确地被反映。因此，在将通过复杂的颜色和微妙的亮度差表现的标识按照‘单纯减色法’进行减色时，由于未正确地表现亮度差，所以存在打印与实际的标识标记大不相同的标记的情况。
此外，在仅以限定的颜色来打印适合通告信息、商品广告、通票等打印目的的标识等图像的情况下，从形成最合适的打印图像的观点来看，期望可进行尽可能多的图像处理。
发明内容
本发明是鉴于以上方面的发明，目的在于在由规定的限定色来打印多种颜色构成的原图像的情况下，提供减色至规定的限定色的图像处理装置和图像处理方法。
而且，本发明的目的在于，在利用原图像的亮度差来表现规定的形状的情况下，提供形成用于以规定的限定色正确并且鲜明地打印原图像的打印数据的打印机使用的图像处理装置和图像处理方法。
而且，本发明的目的在于，根据亮度来对原图像加以减色的图像处理装置和图像处理方法。
本发明通过将具有多个颜色的图像数据等组成的构成原数据的各像素的彩色数据变换成像素单位的亮度数据，从而将所有原数据从彩色数据变换成亮度数据，通过按照每个像素的亮度数据表示的亮度等级，对该像素分配打印机可打印的颜色，而能够形成以原数据图像的亮度等级为基准的打印数据。由此，在以限定的颜色来打印原数据图像的情况下，不是正确地再现原图像的色彩，而是可以形成用于“像原图像”并且鲜明地打印的打印数据。此外，在由少的颜色打印原图像的情况下，能够提供除了抖动等减色处理以外，还能够进行以亮度为基准的多样的图像处理的图像处理装置及方法。
本发明一形态的图像处理装置的特征在于，包括原数据取得控制部件，取得由具有多个颜色的图像数据和/或文本数据构成的原数据；数据变换处理部件，将构成取得的原数据的各像素的彩色数据变换成像素单位的亮度数据；以及色分配处理部件，能够按照变换后的亮度数据的各像素的亮度等级，对各像素分配打印色。
由此，由于能够以图像的亮度为基础，将打印色分配给各像素，所以可以防止减色处理产生的细斑，在用少的颜色打印的情况下能形成鲜明的图像。
本发明的另一形态的图像处理装置的特征在于，数据变换处理部件通过以规定的比例进行加权处理来将构成各像素的各色的颜色强度数据变换成所述亮度数据。由此，能够校正色强度和亮度的偏差，以各像素单位来计算正确的亮度。
本发明的另一形态的图像处理装置的特征在于，数据变换处理部件通过对构成各像素的R、G、B各色的颜色强度数据分别根据3∶6∶1或与其近似的比例进行加权处理，来将彩色强度数据变换成亮度数据。该图像处理装置进行与RGB各色的亮度特性对应的亮度校正。
本发明的另一形态的图像处理装置的特征在于，所述数据变换处理部件包括色调化处理装置，将亮度数据变换为更少色调的亮度数据。例如，将256色调的亮度变换成8色调。由此，可以简化色分配处理。
本发明的另一形态的图像处理装置的特征在于，色调化处理装置包括分布计算部件，计算由原数据变换的亮度数据的每个亮度的像素数及其分布(亮度分布)，从该亮度的分布曲线中检测极小部；以及阈值设定部件，根据与该极小部对应的亮度来设定阈值；根据该阈值将亮度数据变换成更少色调的亮度数据。通过求每个亮度等级的像素数的分布，可以检测原图像特有的亮度分布的变化点。通过将该变化点附近的亮度等级作为阈值来对亮度等级进行低色调化，可以形成正确地反映原图像亮度的打印图像。
本发明另一形态的图像处理装置的特征在于，所述分布计算部件还对所述分布曲线进行平滑处理，从平滑处理过的分布曲线中检测极小部。通过平滑处理，除去亮度分布的小的变动，将亮度的大变化反映在分布曲线上，所以能够进行更适当的阈值判定。
本发明另一形态的图像处理装置的特征在于，所述分布计算部件在所述分布曲线中将像素数连续减少后像素数的增加从连续部分的减少向增加变化的极小点作为所述极小部来检测。由此，从阈值中除去构成小波谷的极小点，能够更正确地将亮度差反映到打印图像上。
本发明另一形态的图像处理装置的特征在于，所述阈值设定部件在所述分布曲线的所述极小部为规定数以上或超过规定数的情况下，不将该极小部作为所述阈值的设定基础。
本发明另一形态的图像处理装置的特征在于，色调化处理装置将通过数据变换处理部件获得的像素单位的亮度数据变换成8色调的亮度数据。通过在8色调前后进行色调化，可以大致正确地表现亮度的大的变化，并且也可以比较容易地进行二值或三值的色分配。此外，也容易通过视觉进行阈值的指定。
本发明另一形态的图像处理装置的特征在于，色调化处理装置按照打印色的色数N将亮度等级变换成N色调，色分配处理部件根据N色调的亮度等级，对属于各亮度等级的像素分别分配各打印色。于是，通过使打印色的色数N和亮度等级的色调数N一致，使亮度等级和打印色一一对应，能够容易地进行色分配。
本发明另一形态的图像处理装置的特征在于，色分配处理部件包括分配色指定部件，能够根据各像素的亮度等级，进行对各像素的打印色的指定或变更。由此，操作者可以任意地进行对各像素的打印色的分配指定。操作者根据视觉上的确认进行最终的色分配判断后，有时也希望变更分配，在这样的情况下能够从外部进行分配设定输入，对于这样的情况是有用的。这里所谓的打印色，例如由打印机侧准备的油墨、或热敏染料、或打印介质构成的打印材料的颜色来决定。例如，打印机在用无色(黑)、有色(红)的油墨在白纸上进行打印的情况下，打印色为打印材料本身表现的黑、红、白。而且，通过所述打印材料的色组合获得的中间色调来构成打印色也可以。例如，用多个点来构成1像素，将打印材料的颜色分配给各点，通过面积色调模拟表现的中间色调、通过重叠打印等来改变构成1像素的点的大小来表现的中间色调都可以包含在打印色中。通过将这样的中间色调用作打印色，能够进行更细的表现。
本发明另一形态的图像处理装置的特征在于，是形成用于在连接到POS终端的POS打印机上登记的标识数据的图像处理装置。本发明特别适用于形成由POS打印机打印的标识数据的图像处理装置。
本发明第1方案的图像处理方法，是用于对具有多个颜色的图像分配少的颜色进行打印的图像处理方法，其特征在于包括以下步骤(a)原数据取得步骤，取得由具有多个颜色的图像数据和/或文本数据构成的原数据；(b)数据变换处理步骤，通过将构成取得的原数据的各像素的彩色数据变换成对应于每个像素的亮度数据，来将所有原数据从彩色数据变换成亮度数据；以及(c)色分配处理步骤，按照各像素的亮度等级，对各像素分配打印色。
本发明另一方案的图像处理方法的特征在于，数据变换处理步骤(b)包括通过按规定的比例进行加权处理而将构成各像素的各色的彩色强度数据变换成所述亮度数据的步骤。
本发明另一方案的图像处理方法的特征在于，数据变换处理步骤(b)包括通过将构成各像素的R、G、B各色的彩色强度数据分别根据3∶6∶1或与其近似的比例进行加权处理，而将彩色强度数据变换成亮度数据的步骤。
本发明另一方案的图像处理方法的特征在于，数据变换处理步骤(b)包括将所述亮度数据变换成更少色调的亮度数据的色调化处理步骤。
本发明另一方案的图像处理方法的特征在于，色调化处理步骤包括计算由原数据变换的亮度数据的每个亮度的像素数的步骤；通过从该亮度分布曲线中检测极小部，根据与该极小部对应的亮度来设定阈值的步骤；以及根据该阈值将所述亮度数据变换成更少色调的亮度数据的步骤。
本发明另一方案的图像处理方法的特征在于，色调化处理步骤包括在分布曲线中将像素数连续减少后像素数的增加从连续部分的减少向增加变化的极小点判断为极小部的步骤。
本发明另一方案的图像处理方法的特征在于，色调化处理步骤在分布曲线的极小部为规定数以上或超过规定数的情况下，不将该极小部作为所述阈值的设定基础。
本发明另一方案的图像处理方法的特征在于，色调化处理步骤还包括将分布曲线进行平滑处理的步骤，以及从该平滑处理过的分布曲线中检测极小部的步骤。
本发明另一方案的图像处理方法的特征在于，色调化处理步骤包括将原数据变换成8色调的亮度数据的步骤。
本发明另一方案的图像处理方法的特征在于，色分配处理步骤(c)包括按照打印色的色数N将亮度等级变换成N色调，根据该N色调的亮度等级，对属于各亮度等级的像素分别分配各打印色的步骤。
本发明另一方案的图像处理方法的特征在于，色分配处理步骤(c)包括能够根据各像素的亮度等级，进行对各像素的打印色分配的指定或变更的分配色输入步骤。再有，打印色以由在所述打印机侧准备的油墨、或热敏染料、或打印介质构成的打印材料色来决定，也可以包含将打印材料色组合所得的中间色调。
本发明第15方案的图像处理方法的特征在于，是形成用于在POS打印机上登记的标识数据的图像处理方法。
在本发明的另一方案的特征在于，通过中央控制装置(CPU)、ROM、RAM、显示装置、输入输出装置、接口及ROM、RAM中记录的控制程序和数据集来完成本发明的各功能。此外，这些控制程序和数据集本身以及记录这些控制程序和数据集的记录媒体也包含在本发明的方案中。
图1是本发明的一实施例的图像处理装置的功能方框图。
图2表示对于白色(W)、黄色(Y)、绿色(G)、品红色(M)、红色(R)、蓝色(B)、黑色(K)的颜色强度与亮度的关系表图。
图3表示本发明一实施例的色调化处理装置的功能方框图。
图4是亮度分布存储部件32中存储的亮度分布曲线和将其平滑化的曲线图。
图5是本发明一实施例的色分配处理部件的功能方框图。
图6是表示根据色调化处理装置确定的7个阈值1～7对亮度数据进行8色调化的实例的曲线图。
图7表示通过将256色调均等地2分割或3分割来进行二值化或三值化情况下的阈值设定例的曲线图。
图8是表示本发明的位置实施例的图像处理方法的流程图。
图9是表示将本发明的图像处理方法的一实施例的全彩色数据或多色彩色数据变换成亮度数据的步骤的流程图。
图10是表示本发明的图像处理方法的一实施例的亮度数据的低色调化处理步骤的流程图。
图11是表示本发明的图像处理方法的一实施例的极小点检测步骤的流程图。
图12是表示本发明的图像处理方法的色分配处理步骤的一实施例的流程图。
图13是表示作为本发明的图像处理方法的一部分的亮度数据的N值处理步骤的一实施例的三值处理步骤流程图。
图14是表示以RGB的灰度立方体作为对象来进行各种色调化处理的实例的图。(a)是RGB的灰度立方体，(b)～(e)是将(a)的立方体展开到平面后，实施了抖动、误差扩散、单纯减色、本发明的图像处理的黑白显示例。
图15是对从左上向下方向黑色的强度逐渐增加、从左上向右方向红色的强度逐渐增加的浓淡度图像(a)进行了抖动处理所得的图像(b)，进行了误差扩散处理所得的图像(c)，进行了本发明的处理所得的图像(d)、(e)、(f)。任何一个图像都是用黑色和红色两种颜色打印的图像。
图16是表示本发明的图像处理装置的图像处理操作画面60的示例图。
图17是说明进行了本发明的图像处理和进行了抖动处理或误差扩散处理情况的差别的图像。
图18(a)是表示在对1点能够进行双色(如果包含无打印则为三色)的打印的打印机中，在以4点表现1图像单元时能够表现的15种颜色和图12的色分配游标81之间关系的图。图18(b)表示在8色调的亮度等级中分配15种打印色的色分配框的示例图。
图19表示OPOS的基本结构的图。
图20是在计算机等上显示的图像数据的设定画面例。
具体实施例方式
以下说明本发明的实施例。以下说明的实施例是用于说明的，而不是限制本发明申请的范围。因此，如果是本领域技术人员，可以采用将这些各个要素或全部要素置换成与其均等的要素的实施形态，但这些实施形态也包含在本发明申请的范围内。
(本发明的主要业务用途和使用彩色图像的色限定打印用途的扩大)本发明在特定业务使用的色限定打印机的图像处理上特别有用。在以下的说明中，作为这种特定业务使用的色限定打印机，用POS系统的打印机(以下，称为POS打印机)来说明。POS系统将顾客购入的商品作为销售信息登记在POS服务器上，同时将各顾客的购入品种和其精算金额通过打印机打印在收据用纸上，作为收据发行。发行的收据当时交给顾客。在收据上除了精算信息之外，还打印店铺等的标识、商品广告、通告信息等。在POS系统中，通过POS打印机可打印发行通票券、服务券等。收据上打印的这种标识、广告、通告信息、通票券、服务券还对企业形象或宣传效果等产生影响，所以需要优良的设计和识别力。
另一方面，在进行打印时，通常需要从主装置向打印机发送打印数据。因此，为了响应面对顾客打印的即时打印性(高速性)的要求、及彩色图像打印的多样化要求，需要考虑通信的高速性和经济性。在标识打印中，从减少打印时的通信负载，能够进行高速打印的观点出发，采用将规定的打印数据作为标识数据预先登记在打印机的内部，根据打印命令将登记图像作为标识进行打印的方法。此外，如上所述，通过限定打印色，可以使表现的多样性、高速打印的要求、及经济性得到平衡。因此，彩色标识数据在根据色限定打印机的能力进行了减色处理等图像处理后，被登记在打印机内部。
从以上可知，标识数据是根据本发明的图像处理装置或打印图像处理方法形成的打印数据的典型例。再有，一般地，在称为标识数据时，大多指在POS打印机打印的作为店铺标识登记的数据，但在本发明中，不限于店铺等的标识，也可以是商品广告图像数据、通告信息图像数据、通票券图像数据、折扣券图像数据等，包含在打印机中登记并打印的所有数据。
如上所述，色限定打印机的典型例是POS打印机，但不限于POS打印机，也可以用于其他业务使用的打印机。例如，在银行等的自动交易装置(ATM)、受理号发行机及停车整顿卷发行机等的打印机中，同样也可进行标识、通知、广告等的打印，并且由于需要打印的即时性，所以与POS打印机同样，色限定打印机占有更重要的位置。本发明在这些色限定打印机中形成用于进行打印的减色图像方面是有用的。此外，本发明不限于这样的色限定打印机，可应用于在全彩色打印机中通过将打印色有意地限定为指定的颜色来打印，来强调规定的颜色或图像的情况。
但是，最典型的利用领域是POS打印机或用于ATM等业务的打印机。因此，在以下的说明中，在说明具体的打印场面的情况下，色限定打印机特意假设为POS打印机来说明。
(打印机的打印图像的概要)打印机通过接收打印数据和打印指令来进行打印。POS打印机也同样，原则上在每次打印时接收打印数据并进行打印。但是，由于图像数据的数据量多，所以在发送上需要长时间，打印速度变得缓慢。因此，如上所述，在POS打印机中，频繁打印的图像数据作为标识数据存储(登记)在打印机内部的非易失性存储器中，在接收到标识数据的打印命令时读出并打印。
这样打印的最终的图像数据的形态是打印机可表现的每个原色(打印色)的数据，在一般的全彩色打印机中，将用三基色的RGB(红、绿、蓝)强度表现的彩色数据变换成CMYK(青绿色、桃红、黄色、黑色)数据后打印，例如，打印色仅限定为RK(红黑)的色限定打印机对RGB彩色数据以RK来进行减色处理后打印。由于原来的图像数据一般大多采用RGB彩色数据，所以在本发明中，仅说明RGB彩色的图像处理，但即使原数据是CMYK彩色数据，也使用一般公知的RGB彩色数据-CMYK彩色数据间的变换技术，根据获得RGB彩色数据的原数据，能够变换成数据色限定打印机的每个打印色的数据。
接着，根据典型的实例，简单地说明POS打印机中打印作为图像数据的标识的过程(不用附图)。接收标识打印命令后，读出由接收的打印命令指定的标识数据，在打印缓冲器中作为彩色图像数据(位图)以实际的打印状态来展开。在该阶段，构成图像的图像数据的位图以每个打印色被展开。各色的位图的各点作为二值数据(位)来存储。打印缓冲器中对应每个颜色展开的二值数据组成的位图的各位数据在打印控制部件的控制下以规定的次序被发送到打印机构。打印机构有每个打印色对应的打印头，各打印头根据对应的打印色的位图来进行各个颜色的打印。于是，打印规定的限定色组成的标识。
本发明形成用于登记进行这样打印的标识数据的打印数据，所以对于打印操作不再说明。
(图像处理装置的实施形态)图1表示本发明一实施形态的图像处理装置10的功能方框图。图1的图像处理装置10由原数据取得控制部件11、设定输入控制部件12、色分配处理部件13、显示控制部件14、数据变换处理部件15、数据存储部件20及打印数据输出控制部件24构成。数据变换处理部件15还由读/写控制部件16、亮度计算部件17和色调化处理装置18构成，数据存储部件20由原数据存储部件21、亮度数据存储部件22和打印数据存储部件23构成。
原数据取得控制部件11由文件读取控制装置、扫描读取装置等构成，从外部连接的盘、CD-ROM、存储卡等中，可以取得作为形成打印数据的源的全彩色图像等各种图像数据。取得的原数据被存储数据存储部件20的原数据存储部件21中，作为每个像素的彩色数据(RGB彩色数据或CMYK彩色数据)。由数据变换处理部件15的读/写控制部件16对每个像素读出原数据存储部件21中存储的原数据，发送到亮度计算部件17。亮度计算部件17根据后述的构成一个像素的RGB各色的彩色强度数据来计算存储一个亮度数据(从彩色数据变换到亮度数据)。存储的每个像素的亮度数据由色调化处理装置18变换成更少色调的亮度数据。有关色调化处理装置18也将后述。由色调化处理装置18进行过色调化处理的亮度数据被存储在数据存储部件20的亮度数据存储部件22中。
从彩色数据变换的亮度数据存储部件22中存储的亮度数据被色分配处理部件13读出，按照该像素所属于的亮度等级使指定的颜色被分配到各像素。有关色分配处理部件13也将后述。由色分配处理部件13进行了色分配的图像数据作为打印数据存储在打印数据存储部件23中。打印数据存储部件23中存储的打印数据由打印数据输出控制部件24例如作为标识数据来输出文件，可以作为打印数据输出到打印机，或输出到从RGB彩色数据变换成CMYK数据的变换处理部件等其他处理部件(图中未示出)。
设定输入控制部件12进行控制，例如输入在色调化处理装置18中用于对亮度数据进行低色调化处理的阈值，或能够输入由色分配处理部件13进行色分配时指定分配色等用于设定规定的条件的数据(以下称为‘设定输入数据’)，使得将输入的设定输入数据发送到色调化处理装置18或色分配处理部件13。显示控制部件14控制由原数据取得控制部件11取得的原数据、及图像处理后打印数据存储部件23中存储的打印数据对显示装置的显示。在图像处理时，确认在这些显示装置上显示的原数据和打印数据，并且变更调整用于形成打印数据的各种参数的设定。
(彩色数据至亮度数据的变换)下面说明亮度数据的计算。亮度数据根据RGB彩色数据由亮度计算部件17来计算。彩色图像数据一般能够将一个像素(图像单元)以三基色R、G、B三个组成的各个色的彩色强度0～255的256色调的数据来表示，作为像素整体，理论上能够表现256×256×256＝16777216、即约1600万种颜色(全彩色)。即，能够以24位的彩色深度来表现。亮度不是原封不动地与彩色强度成正比，而是根据R∶G∶B的各色的种类，彩色强度和亮度的关系有所不同。在将RGB彩色数据变换成亮度时，根据以下的计算式来计算各像素的亮度Yc。
Yc＝0.299R+0.587G+0.114B ①由原数据取得控制部件11读入全彩色的图像数据，将其作为原数据进行图像处理时，即将RGB的彩色强度分别为0～255时，在变换成256色调(0～255)的亮度数据(灰度标度)的情况下，成为Yc256＝INT((0.299R/256+0.587G/256+0.114B/256)×256) ②，而将亮度Yc变换成8色调(0～7)的情况下，成为Yc8＝INT((0.299R/256+0.587G/256+0.114B/256)×8)③。
图2是表示对于典型的颜色的白(W)、黄色(Y)、青绿色(C)、绿(G)、桃红(M)、红(R)、蓝(B)、黑(K)的彩色强度和具有该颜色的亮度之间关系。对于纵方向所示的各色(W、Y、C、G、M、R、B、K)，横方向上表示RGB彩色强度和亮度(Yc256＝0～255的256色调、Yc8＝0～7的8色调)。
即使原数据为CMYK彩色数据的情况下，在变换成RGB彩色数据后，也可以变换成亮度数据，此外，例如通过将R＝255-C、B＝255-Y、G＝255-M代入式②、③，也可以从CMYK彩色数据中直接获得亮度数据。
(亮度的低色调化处理)用图3来说明由色调化处理装置18用于降低亮度数据的色调数的变换处理。
图3是表示色调化处理装置18的一实施形态的功能方框图。以下，设亮度计算部件17将RGB彩色数据变换成256色调的亮度数据。在该阶段，由于原数据的图像以256的亮度数据来表现，所以在进行色分配中期望降低色调。因此，由色调化处理装置18将以256色调的亮度表现的亮度数据进一步变换成低色调(例如8色调)的亮度数据。
亮度计算部件17在根据上述式③从最初变换到8色调的亮度的情况下，不必一定进行用于低色调化的处理。但是，如果由亮度计算部件17从最初变换到少于8色调等的色调时，由于以一定的比例来统一进行8色调化，所以难以进行与原图像的亮度分布对应的微妙的色调化。相反，在进行了高色调化后进行低色调化的情况下，根据原图像的亮度分布能够进行色调化。例如，将原图像变换成细微的色调(256色调等)的亮度数据时，能够掌握细微单位的亮度分布。因此，根据与亮度分布的状况对应的阈值，能够进行低色调化。进行这样的低色调化后，能够使亮度分布的状况在打印数据的色分配中变得丰富。
图3所示的色调化处理装置18示出通过依次检查每个亮度等级的像素数目，与前后的亮度等级进行比较，检测像素数目减少的亮度等级，以该亮度等级作为色分配的阈值的实施形态。为了实现它，从图像整体中累计各亮度等级(0～255)的像素数目来计算亮度分布，从该分布曲线的极小值中确定用于对亮度等级进行低色调化的阈值。
也可以不进行这样的处理，而将亮度计算部件17变换后的亮度数据的亮度等级均等地分割来决定阈值，用该阈值进行低色调化。但在等分割所得的阈值中，由于原数据的图像特有的亮度变化不能反映在阈值上，所以有与原图像完全不同图样的打印图像的风险。因此，期望对亮度分布进行解析并确定图像特有的阈值。下面说明图3的色调化处理装置18。
(检测每个亮度的像素数目的分布)图3所示的色调化处理装置18由像素数目计算部件31、亮度分布存储部件32、平滑处理部件33、极小点检测部件34、阈值设定部件35及亮度数据变换处理部件36构成。在本例中，通过亮度分布存储部件32、平滑处理部件33、极小点检测部件34来计算亮度数据的每个亮度的像素数目，构成从亮度分布曲线中检测极小部的分布计算部件。
像素数目计算部件31读出由亮度计算部件17变换的图像整体的亮度数据，将系统亮度等级的像素的数目进行累计，计算每个亮度等级的像素数目。算出的亮度分布被存储在亮度分布存储部件32中。
(分布曲线的平滑处理)图4是表示将亮度分布存储部件32中存储的亮度分布作为分布曲线的曲线图，为了清楚容易地进行平滑处理的说明，切取亮度的色调0～255的一部分来强调示出。亮度分布存储部件32中存储的亮度数据的分布表示为亮度分布曲线37。亮度分布曲线37是用表示被微小分割成0～255的256个数值化的各亮度的像素数目的点的轨迹来表示的曲线。这样的亮度分布曲线37在对原来的彩色数据以细小的色调进行亮度变换后，在分布曲线中包含很多细小的极小点51。由于这样的细小的极小点不适于用作低色调化的阈值，所以期望将其除去。
为了除去这些细小的极小点，由平滑处理部件33对亮度分布曲线37进行平滑处理。平滑处理部件33例如对亮度分布曲线37的每个点(亮度等级)计算前后m个(例如3个)像素数目的平均值，通过将该平均值作为该点(亮度等级)的新的像素数目来对亮度分布曲线37进行平滑。由此，如图4的平滑后的分布曲线38所示，平滑前的亮度分布曲线的细小的极小点51在平滑后的平滑分布曲线38中不作为极小点出现，阈值探测变得容易。
(极小点的检测)根据平滑处理后的亮度数据的分布，由极小点检测部件34进行极小点的检测。例如，极小点可以作为在像素数目的减少连续k个(例如5个)相连后，像素数目的增加连续j个(例如5个)相连的点，进行检测。于是，通过将像素数目的减少和增加连续的情况作为条件，例如在图4所示的阈值确定中可以使不适当的平滑分布曲线的细小极小点52除外。即使在这样的极小点的检测处理中，本领域技术人员也可以使用能够利用的各种技术。
(阈值的设定)极小点被检测后，从检测出的极小点来设定阈值(可以将极小点的亮度原封不动地作为阈值，也可以对极小点的亮度进行规定的校正处理后作为阈值)。低色调化处理中的色调化的数目可预先设定，或由设定输入控制部件12(图1)来指定。在极小点的数目比希望的色调数目少的情况下，根据预先指定的算法以规定的数目进行色调化。例如，从相邻的极小点间的宽度宽的亮度等级开始依次进行二分割作为新的阈值来分配，能够进行增加亮度等级数目等的处理。此外，也可以不用以上那样的亮度分布来进行图像解析处理，而通过由设定输入控制部件12从外部的设定输入来设定用于低色调化的阈值。也有通过由人的视觉来整体观察分布曲线，从更综合的观点出发来进行最适合的阈值设定的情况。
图6是表示根据色调化处理装置18确定的7个阈值1～7将亮度数据进行8色调化的实例的曲线图。在图6中，在像素数目的分布曲线的波谷(极小值)设定阈值1～7。如图6所示，即使在分布曲线的左右两端部有尖锐的波谷情况下，即使检测到极小值，这样的分布曲线的两端部分的波谷也可以忽略。这种情况下，作为忽略的范围，需要预先设定距两端部的一定宽度。
在从亮度分布曲线检测出的极小点的数目比希望的色调数目大，存在使后述的色分配处理变得复杂的风险的情况下，最好不将检测出的极小点原封不动地作为阈值。在这样的情况下，如上所述，最好进行分布曲线的平滑处理或使细小的极小点除外的处理，使极小点的数目减少。此外，为了进一步使极小点的数目减少，可提高分布曲线的平滑程度，同时也可以在极小点的检测处理中增加除外的细小极小点。即，在上述的例中，可以是或者获得更多的前后m个亮度电平的像素数的平均值，或者增大作为极小点检测的条件的像素数目连续增减的k、j的数。
(用于低色调化的变换处理)亮度数据变换处理部件36从亮度计算部件17读出每个像素的亮度数据，根据设定的阈值，例如变换成8色调那样色调数目少的亮度数据。变换后的亮度数据被存储在数据存储部件20的亮度数据存储部件22中。
(色分配处理)低色调化后的亮度数据接着由色分配处理部件13(图1)进行打印色的分配。图5表示色分配处理部件13的一实施形态的功能方框图。图5的色分配处理部件13由可表现色存储部件41、色指定输入控制部件42、打印色数目计数器43、色分配阈值计算部件44及色分配控制部件45构成。
可表现色存储部件41存储打印机可表现的打印色。这里所谓的打印色，例如由打印机侧准备的油墨、或热敏染料、或打印介质构成的打印材料的颜色来决定。例如，打印机包括容纳了无彩色(黑)、有彩色(红)的油墨的油墨盒，在白色用纸上进行喷墨打印的情况下，打印色成为以打印材料自身表现的黑、红、白。此外，在打印被涂敷多色热敏染料的热敏纸的加热打印的情况下，打印色成为由热敏燃料来产生颜色和热敏纸自身的颜色。另外，通过打印机侧配置的纸带、调色剂来表现的颜色也成为打印色。
色指定输入控制部件42根据可表现色存储部件41中存储的打印色或由设定输入控制部件12指定的颜色，来确定打印图像的颜色。在可表现色存储部件41中，通过后述的面积色调来组合打印材料的颜色并预先存储可表现的中间色调(半色调)，也可以包含这样的中间色调，将打印色色分配给各像素。
确定打印使用的打印色后，通过打印色数目计数器43来确定打印色的数目N(例如油墨色+用纸的颜色)。确定打印色数目(N)后，通过色分配阈值计算部件44来计算用于将亮度数据存储部件22中存储的低色调化(8色调)过的亮度数据进行N值化的阈值。
由于一般的色限定打印机是可打印双色的打印机(双色打印机)，所以N为3。为了三值化，计算两个阈值。在用于三值化的处理中，本领域技术人员可使用可能的各种技术和方法。例如，可以是首先计算将整体进行二值化的暂定基准阈值，以算出的暂定基准阈值为基础来计算用于三值化的两个阈值(第1阈值和第2阈值)等的方法。有关计算用于二值化和三值化的阈值的方法将后述。此外，也可以由设定输入控制部件12从外部设定阈值。
设定了阈值后，色分配控制部件45根据阈值将某一个打印色分配给各像素。
就根据亮度等级怎样进行色分配来说，可采用各种算法。例如，在将原数据变换成N色调的亮度数据后，能够将同一打印色分配给同一亮度等级的像素。也可以根据设定输入控制部件12的控制从外部可指定地设定将什么颜色分别分配给N值化的亮度等级的各等级的像素。由于该分配处理是确定打印色的最终阶段，所以为了最适合实际的打印，期望设置可任意地选择从外部指定阈值来分配色的部件和自动地进行色分配的部件。
也可以不按以上说明那样从亮度分布曲线中检测几个极小点而进行确定阈值的处理，而是如图7(a)和图7(b)所示，通过将256色调的亮度等级均等地进行二分割或三分割，进行二色调化或三色调化。但是，从图7可知，在这样均等分割的情况下，有时不能反映图像特有的亮度分布，也不能预测最终的打印成为怎样的图像。作为中间的处理，例如在8色调化的低色调化处理前，考虑亮度数据的亮度分布，从8色调的亮度数据中，在用于色分配的三色调化处理中进一步将8色调的亮度等级均等地进行三等分，变换成三色调的亮度等级，也可以对各亮度等级的像素进行各种色分配。这种情况下，在预处理的低色调化处理的阶段，由于考虑亮度分布，所以能够获得进一步反映了原数据图像的打印数据。
(图像处理方法的实施形态)下面，用图8～图13来说明有关本发明的限定彩色图像数据的颜色来进行打印的图像处理方法。
图8是表示本发明一实施形态的图像处理方法的打印数据制作过程的流程图。首先，从原数据取得控制部件11(图1)等取得打印数据的原来的全彩色或多色图像，将取得的全彩色图像等的RGB彩色数据变换成亮度数据(S100)。为了容易地进行色分配处理，变换过的亮度数据被进一步低色调化(S200)。低色调化过的亮度数据根据打印色数目(N)最后被N值化(N色调化)，将打印色(N个)的某一个色分配给各亮度等级的像素(S300)。
(变换成亮度数据的步骤)用图9更详细地说明将彩色数据变换成亮度数据的处理(S100)。图9是表示本发明的图像处理方法的一实施形态的将全彩色数据或多色数据变换成亮度数据的步骤的流程图。
取得原数据后，首先从原数据中读出第1像素的RGB彩色数据(S101)。通过按照上述式②对亮度数据进行处理，读出的RGB彩色数据被变换成亮度数据。因此，在图9的处理中，首先分别对构成像素的RGB的各彩色强度数据进行基于式①等的规定加权(S102)，获得加权后的各色数据之和，通过将该值除以3来计算平均值(S103)，将其作为像素单位的亮度数据来存储(S104)。通过该处理，原数据的RGB彩色数据的深度以24位(RGB各色的强度为256级)来表现时，被变换成256色调的亮度数据。对于第1像素的处理结束时，对于第2像素重复进行同样的处理(S105；No)。对于所有的像素结束步骤S101～S104的处理时(S105；Yes)，结束对亮度数据的变换处理步骤(S100)，执行步骤(S200)。
(亮度数据的低色调化处理步骤)用图10来详细地说明亮度数据的低色调化处理。图10是表示作为本发明的图像处理方法的一实施形态的亮度数据的低色调化处理步骤(S200)，进行8色调化情况下的步骤的流程图。
首先，确认是否选择阈值自动设定(S201)。在未选择阈值自动设定的情况下(S201；No)，等待从外部来设定输入的阈值(S209；No)。在将阈值从外部设定输入后(S209；Yes)，根据设定输入的阈值来执行将各像素的亮度数据进行8色调化的变换处理(S210)。
在选择了阈值自动设定的情况下(S201；Yes)，确认是否进行下个阈值检索处理(S202)。在不进行阈值检索处理的情况下(S202；No)，将256色调的亮度等级大致均等地进行8分割所得的点的亮度作为阈值来设定(S207)，根据设定的阈值将256色调的亮度数据变换成8色调的亮度数据(S208)。
在进行阈值检索处理的情况下(S202；Yes)，对每个亮度等级计算构成图像的像素的数目，计算构成图像的像素的亮度分布(S203)。此时，也可以进行用于将亮度分布曲线进行平滑的处理。接着，根据亮度分布曲线来检测满足规定条件的极小点(S204)。在极小点的检测中，例如，除了探测从减少转向增加的点以外，可采用本领域技术人员能够采用的方法。此时，没有规定的大小和深度的波谷、或有规定数目以上的像素数的波谷也可以不作为极小点采用。有关极小点的检测步骤(S204)将后述。
如果结束分布曲线的极小点的检测，则根据与极小点对应的亮度来确定阈值(S205)。可以将极小点的亮度原封不动地作为阈值，也可以根据该亮度来实施任何处理来确定阈值。阈值确定后，根据该阈值将亮度数据(256色调)进一步变换为低色调(8色调)的亮度数据(S206)。
(极小点的检测步骤)用图11来更详细地说明检测分布曲线的极小点的步骤(S204)。图11是表示本发明的图像处理方法的一实施形态的极小点的检测步骤(S204)的流程图。
计算每个亮度等级的像素数目，获得亮度分布后，进行表示亮度分布的分布曲线的平滑处理(S241)。这里，亮度分布曲线不必作为现实的曲线来存储或进行处理。将与图像的各像素对应的亮度数据作为每个亮度等级的像素数目来合计，存储在每个亮度等级中就可以。分布曲线的平滑处理通过对相邻的多个亮度等级计算像素数的平均值，将该平均值看作该亮度等级的像素数目来进行。
分布曲线的平滑处理(S241)结束时，根据平滑过的分布曲线来检测极小点。为了检测极小点，从分布曲线的一端沿一个方向依次比较每个亮度等级的像素数目，检测对于多个亮度等级连续减少像素数目后像素数目增加的‘变化点’(S242)。检测出变化点后，对于变化点后续的多个亮度等级确认像素数目是否连续增加(S243)。在像素数增加的亮度等级不存在规定数连续的情况下(S243；No)，忽略该变化点，进一步检测后续的变化点(S242)。在以规定数的亮度等级连续而像素数目增加的情况下(S243；Yes)，将该变化点看作与条件一致的极小值，存储变化点的亮度等级(S244)。
接着，确认是否结束对平滑过的整个分布曲线的极小点探测处理(S245)，在没有结束的情况下(S245；No)，进一步探测后续的变化点(S242～S245)。如果分布曲线的所有极小点的探测结束(S245；Yes)，则结束极小点的检测步骤(S204)并返回到低色调化处理的流程(S200)，如上所述，执行图10所示的阈值设定步骤(S205)、以及亮度数据的低色调化的变换处理步骤(S206)等。
(色分配步骤)下面用图12来说明色分配处理步骤。图12是表示本发明的图像处理方法的色分配处理步骤(S300)的一实施形态的流程图。
结束8色调化等的低色调化处理后，接着根据低色调的亮度数据的各亮度等级来进行打印色的分配处理。在色分配处理步骤(S300)中，首先确认是否有来自外部的色分配设定输入(S301)，有设定输入时(S301；Yes)时，根据各像素的亮度数据，对指定了亮度等级的像素分配指定的色(S305)。在没有设定输入的情况下(S301；No)，确定打印色数目(N也包含不打印)。打印色数目通常是打印机可打印的色数目的最大值，但也可以是可打印的数目以下的数。在打印色数目在可打印色数以下的情况下，通过指定输入来确定打印色数目。可打印色数目被预先存储在规定的存储部件中，或在图像处理时输入。可打印色数目不限定于可使用的油墨的颜色，也可以包含不打印时用纸的颜色的通过面积色调产生的色调色作为打印色来指定。
在确定打印色数目N后，根据可打印色数目N的数来将亮度数据进行N值化(N色调化)(S303)。由此计算N-1个的阈值，使用该阈值将亮度数据进行N值化。作为N值化处理步骤的例子，有关三值化的处理步骤将后述。将亮度数据进行N值化后，根据各亮度数据的亮度等级来进行对各像素的色分配(S304)。色分配结束时，返回到主流程(图1)。
用图13更详细地说明N值化步骤(S300)。图13作为本发明的图像处理方法一部分的亮度数据的N值化处理步骤的一实施形态，表示三值化处理步骤的流程图。在三值化中需要求两个阈值。在本实施例中，为了三值化，首先求将作为对象的亮度数据进行二值化的暂定基准阈值(S331)。作为二值化的方法，本领域技术人员可以使用能使用的各种方式，例如根据大津方式等来计算用于作为二值化的暂定基准阈值(S332)。确定了暂定基准阈值后，接着根据暂定基准阈值来求第1阈值。即使这种情况下，也可以用各种算法或方法，但在本例中，设暂定基准阈值的2/3为第1阈值(阈值1)(S332)。第2阈值(阈值2)也可以根据暂定基准阈值通过规定的计算式来求，在本例中，为从7中减去暂定基准阈值所得的值的7倍再加上暂定基准阈值来获得阈值2(S334)。用这样求出的各阈值1、2使亮度数据三值化(S335)。
在以上的说明中，说明了通过检测亮度分布曲线的极小值来求用于将亮度等级低色调化(8色调化)的阈值的实例。但是，求用于低色调化的阈值的方法不限于此，可采用各种方法。例如，也可以求上述亮度分布曲线上的极大值，将相邻的极大值的中间值所对应的亮度作为阈值。
(图像处理的具体例)(使用RGB灰度立方体的色变换处理例)图14是表示以RGB的灰度立方体作为对象来进行各种色调处理的实例的图。图14 (a)表示以红色(R)为X轴、绿色(G)为Y轴、蓝色(B)为Z轴、原点(0、0、0)为0，沿各轴方向各自颜色逐渐增强并以255为最大值的灰度立方体。在RGB中，由于各色R、G、B为最小值时为黑色(K)、最大值时为白色(W)，所以在该图(a)中以坐标(0、0、0)表示最小值的黑色(K)，以坐标(255、255、255)表示最大值的白色(W)。
图14(b)～(e)是以将图14(a)的立方体展开到平面上所得的图像作为对象(原数据)，在打印色中使用黑、红、白来实施抖动处理所得的图像14(b)、实施误差扩散处理所得的图像14(c)、实施单纯减色处理所得的图像14(d)以及实施本发明的图像处理所得的图像14(e)。原来的图像是彩色图像，但由于专利申请用附图要求以黑白色描绘，所以在图14中以黑白图像来表示专利申请附图。
于是，在申请用附图中，由于仅用黑白来表现，所以与实际的彩色显示不同印象的部分多，而打印色少的双色的色限定打印机的打印成为图像比较接近黑白图像的打印，在容易作为小斑点的图样来表现的方面具有与专利申请用附图共同的特征。
图14(b)将图14(a)的立方体展开，在抖动处理中用黑、红、白来进行减色。从该图可知，在抖动处理的减色中，由于产生细的粒子状的点，所以如果对该点分配少的颜色，则在整体上会产生噪声(noise)。图14(c)是对于同样的对象用黑、红、白进行误差扩散处理的图像。这种情况下，进一步出现细粒子散布图样。图14(d)是将原数据(图14(a)的展开图)通过单纯减色而减色至8色后，将8色变换成黑、红、白及用这三色经面积色调获得的中间色调的图像，但这种情况下，作为完全不同的图样来表现。图14(e)是通过本发明的图像处理所得的图像，是将黑、红、白及用这三色经面积色调获得的中间色调进行色分配来表现的图像。通过阈值使边界变得明确，作为8个图样来表现，但从立方体的各顶角可以获得阶段性变化的图形，与图14(d)相比，即使减色，也可以将原数据的印象更深地保留。
(平面灰度的图像处理)图15是表示对彩色灰度图像进行了图像处理的结果的图。图15也与图14同样，是将彩色图像以黑白图像表示在专利申请用附图上的图。图15将从左上沿下方向使黑色强度逐渐增加、从左上向右方向使红色强度逐渐增加的灰度图像15(a)作为原数据，有抖动处理过的图像15(b)、误差扩散处理过的图像15(c)、以及根据本发明处理过的图像15(d)、15(e)、15(f)。任何一个图像都是用黑和红双色打印在白纸上的图像。
通过抖动处理和误差扩散处理的任何一个处理产生的图像尽管在其出现状态上存在差别，但成为斑点散开的图像(b)、(c)。相对于它们，图像(d)是通过本发明的图像处理的同时表示亮度变化和颜色的亮度变化的图像。图像(d)成为使边界变得明确，而直接反映了灰度的无噪声(noise)的清晰图像。图像(e)是通过本发明的图像处理的由来自外部的色分配指定而在中间的亮度等级位置上有意插入亮度低的颜色来形成图样的图像。图像(f)是通过本发明的图像处理的由来自外部的色分配指定而有意地形成图样的图像。从这些图像可知，成为将亮度的灰度清晰地表现出来的图像。
(图像处理操作画面例)图16是本发明一实施例的图像处理装置的图像处理操作画面的示例。图16与图14、图15一样，也将彩色图像以黑白图像表示在专利申请用附图上。
在画面中央上段显示原数据的图像61，在其右侧显示图像处理后的打印图像62。为了取得原数据的图像61，通过右上的参照按钮63，可以选择存储图像的源文件。根据该指定，原数据取得控制部件11(图1)从指定文件中取得原数据。取得的原数据根据显示控制部件14(图1)的控制作为图16所示的原图像61来显示。
操作画面60的左上设置打印机信息输入框64。通过输入框64，能够指定打印上使用的打印机的机种、用纸宽度、使用的打印色、分辨率等。此外，在左下设置用于进行打印数据的制作、打印数据的文件管理等的基本动作操作框65。在基本动作操作框65中，设置用于制作或编辑打印数据的基本操作按钮、以及输出制作中或完成后的打印数据文件、并用于处理将打印数据登记到打印机上等的打印文件的操作按钮，进行从打印文件的制作到登记管理的基本操作。
在操作画面60的中央部，设置图像处理操作框(特性框)70。在特性框70中，作为基本功能，设置减色功能、等级校正功能、色分配功能和其他功能。操作画面60的特性框70中，作为减色处理功能，表示由减色处理指定键71可进行粗～密三阶段指定的实例。例如，如果指定“粗”，那么成为本发明的减色处理、即指定中间的抖动处理，而如果指定“密”，那么可以指定误差扩散处理等。在等级校正框72中，分别对于RGB能够进行四阶段亮度的等级校正。此外，在色分配框73中，在本发明的图像处理中，可以进行自动或手动的指定，如果为手动输入模式，那么可以将三个颜色(第1色(黑)、第2色(绿)、及第3色(白))的某一个有选择地分配给以8色调进行了低色调化处理的属于从图像的亮度等级1至亮度等级8的各等级的像素。
在图16的操作画面60中，选择手动输入模式，将第1色指定给亮度等级1和3的像素，将第2色指定给亮度等级2的像素。由此，在原数据图像61中，由于可以按不同色来表示几乎不能区别的樱花花瓣67内的亮度差，所以如打印图像62的花68所示，可以将花内的花瓣作为图样清楚地显示。
图17是用于说明在打印色中使用黑、红、白来进行本发明的图像处理情况和进行抖动处理或误差扩散处理情况之间的差别的图像。图17与图14同样，将彩色图像以黑白表示在专利申请用图面上，与实际的彩色图像有若干印象不同，但图像处理后的图像差异可识别。图17的图表17(a)是表示图17(b)所示的图像序号和图像处理的关系的图，图17(b)是各种处理图像的实例。图17(b)所示的图像都是以同一彩色图像为基础来进行图像处理所得的图像，背景为稍浓的鲜明的蓝色，樱花以淡粉红色和深粉红色等色调来表现。在拟人化的动物等的特征中使用多个稍淡的颜色。
下面说明(b)所示的图像。最上段的图像A和A1都是进行了抖动处理的图像，图像A是将原来的彩色图像通过抖动处理而减色至8色的图像，图像A1是以图像A的各像素的色分量(RGB的值)为基准，例如对于(R、G、B)＝(1、0、0)的像素分配红色等、还用红色、黑色和白色(不打印)进行色分配并打印各像素所得的图像。打印图像A1以背景格状的图样来表现。
图像B是将原来的彩色图像通过误差扩散处理减色至8色的图像，图像B1与从图像A至A1的处理同样，是以图像B的各像素的色分量(RGB的值)为基准，还用红色、黑色和白色(不打印)进行色分配并打印各像素所得的图像。打印图像B1以背景斑点图样来表现。
图像C是本发明的图像处理的图像，是将原来的彩色图像以黑白的半色调(8色调的亮度)来表示的图像，图像C1是以各像素表示的亮度等级为基准将图像C还用红色、黑色和白色(不打印)进行色分配并打印所得的图像。在本发明的图像处理中，背景上不出现斑点，以纯红色(图面上由于以红色的亮度来表示而成为淡黑色)来打印。图像C2是将图像C以红色、黑色和白色(不打印)打印所得的图像，是进行将红色色分配给表示相当于樱花花瓣亮度的像素，将白色指定给表示相当于背景蓝色部分亮度的像素等操作，进行过使打印图像变得鲜明的加工所得的图像。于是，根据本发明，按照原来的图像的亮度，能够形成双色或三色的鲜明的打印图像。
(面积色调产生的色表现)
下面说明通过面积色调产生的中间色调来表现。使用双色的油墨(不打印为白色时则为三色)，以2×2的4点组成的面积矩阵(1点具有1单位面积的4单位面积组成的矩阵)作为1图像单元，如果对各点可以自由地分配打印材料的各色(三色)的一个，那么以4点可以进行15种面积色调产生的表现。即，以1图像单元可以表现15种色(打印色)(根据各色所占的面积比率的不同，以1图像单元可以表现15种微妙的配色。这种情况下，1图像单元中的各色的配置可忽略)。
用图18来说明该15种打印色的表现方法、以及将15种打印色如何分配给8色调的灰色标度构成的各像素。图18(a)表示在对1点能够进行双色(如果包含无打印则为三色)打印的打印机中以4点表现1图像单元时能够表现的15种颜色与图18(b)所示的色分配框73的游标81之间的关系的图。图18(b)是表示将15色的打印色分配给以8色调的亮度等级表示的各像素的分配框80的图。在图18(a)中，●表示黑色，○表示红色，空白表示白色的点，括弧所示的(x、y、z)表示各矩阵中的(白、黑、红)的点数。即以构成一个图像单元的点(4个)中的各色的点(面积)的比例来表现每个单位图像单元的配色。
在图18的区域a(0→1)中，是仅白和黑组合的矩阵，表示从白为4个的矩阵到黑为4个的矩阵的变化范围(方向)。在区域b(1→2)中，是黑和红组合的矩阵，表示从黑为4个的矩阵到红为4个的矩阵的变化范围(方向)。在区域c(2→0)中，是红和白组合的矩阵，表示从红为4个的矩阵到白为4个的矩阵的变化范围(方向)。在区域d(0→12)中，是白和红及黑的组合，表示从白为4个到黑为4个的变化范围(方向)。
游标位置的色分配指定可以根据游标81与该区域a、区域b、区域c的关系来理解。即，如果使游标移动至0→1，那么从白慢慢变为黑，进而如果移动至1→2，那么从黑慢慢变为红，进而如果移动至2→0，那么从红慢慢变为白，如果移动至0→12，那么从白变为混合了红白黑并慢慢为黑色。
根据图18(b)的色分配框80，在将15种的打印色分配给8色调的亮度等级时，使用对每个亮度1～8设置的游标81。在色分配框中，在图18(b)中，表示可打印的色为双色的情况，在本例中，将第一色指定为黑色，将第二色指定为红色。在该色分配框80中，对于亮度1～8的8色调的各个色调，使游标81以0→1→2→0→12的顺序来滑动，从而选择15个打印色的某一个。在图18(b)中，使用这样的特殊游标81，形成可以将15色的色分配自由地指定给8色调的各亮度等级的结构，但也可以将亮度等级低色调化为15色调，将15种颜色的某一个分配给各亮度等级。
于是，对于各亮度等级，通过能够将打印机可表现的颜色任意地分配，在一定的固定分配中将重要的亮度的交界线分配给同一色而使图像非常不容易看到的情况下，由于可以简单地变更色分配，所以可以获得有表现力的打印图像。
此外，即使在双色打印机这样的限定可使用色的情况下，通过增加由面积色调或发射色调(在喷墨式打印机中，控制在同一像素上滴着的油墨滴的数来获得色调图像的方法)分配的色数，用户可任意地分配打印色，从而可以进一步增加打印的表现力。
(其他实施例)在以上说明的例中，主要说明了在将作为原数据的全彩色图像(24位彩色)进行了高色调处理(256色调亮度数据)后进行低色调化(8色调亮度数据)，根据各像素的亮度等级(8等级)，通过对各像素分配打印色，来形成打印数据的方法，但也可以如下变更。
首先，对作为原数据的全彩色图像进行单纯减色处理。例如，在原数据为24位彩色图像的情况下，单纯地减色到8色彩色图像。将获得的减色图像进行基于式①的色调处理，得到低色调(8色调)的亮度数据。然后，同样根据各像素的亮度等级(8等级)，对各像素分配打印色。即，为了获得用于进行色分配处理的低色调的亮度数据，也可以在对原数据进行了减色处理后再进行色调处理，来代替在对原数据进行了色调处理后再减少色调数。此外，在以上的说明的例中，说明了假设用于形成在POS打印机等上登记的标识数据的登记方式。但是，根据通过本发明的对彩色图像进行色调处理获得的各像素的亮度等级，可应用进行各像素的色分配这样的基本的技术思想而不受登记方式限制。例如，在用只能打印少的颜色(例如双色)的打印机打印彩色位图的情况下，例如，能够应用于由个人计算机的windows(商标，以下省略)等的OS上运行的打印机驱动器、OLE for Retail POS(以下称为OPOS)等提供的装置控制系统。即，在这样的情况下，以往需要由其他的位图变换方式将全彩色图像变换成双色图像后再进行打印。通过采用本发明，不进行这样的文件变换就可以进行打印。此外，本发明的图像处理后的图像不但可以是打印机，也可以是显示器装置。
作为用计算机等使本发明的装置或方法起作用的一例，用图19和图20来说明对OPOS的应用例。图19是表示OPOS的基本结构的图。装置94可以是打印机，也可以是客户显示器，这里用打印机来说明。
OPOS是根据标准化的规格对于在windows上运行的POS应用程序提供不依赖于打印机等外围设备机种的接口。根据POS应用程序90从打印机94进行打印输出时，首先，将数据从应用程序90转交到打印机的控制对象(CO)91。接着，数据从CO91被转交到与打印机的机种对应的服务对象(SO)92。设打印机94为双色或三色打印机，需要将多色的图像等进行减色打印。
在OPOS提供的装置控制系统中，由于主要是服务对象92进行与各装置94对应的固有的处理，所以在服务对象92中将进行本发明的亮度变换和亮度等级的低色调化处理的功能、色分配功能组合，在通过打印机94变更为可打印的打印数据后，可经由OS93发送到打印机94。
即，在从POS应用程序70将全彩色的打印数据传送到OPOS提供的装置控制系统的情况下，在服务对象92内，通过对每个像素计算亮度数据，根据该亮度等级对各像素分配指定的颜色，变换成POS打印机用的双色或三色等的打印数据后，将全彩色的打印数据经OS(Win)93发送到打印机94。于是，能够将全彩色数据变换成双色等的打印数据的处理预先设定在SO92中。通过由服务对象92进行这样的图像变换处理，在各个应用程序中，不需要进行将全彩色数据变换成打印机94可打印的双色或三色的打印数据的处理，可以容易地进行应用的开发。
图20表示在个人计算机等上显示的图像数据的设定画面。在服务对象92内设置来自这样的全彩色的减色处理等的图像调整服务程序，可以显示图20那样的设定画面82。在显示区域83中，进行与设定画面82的功能按钮选择对应的显示。如果选择设定画面82的彩色位图84，那么在显示区域83中，例如显示图20所示的彩色选择部85和减色法选择部86。通过彩色选择部的各选择框的右侧标识部分，可进行打印色的选择。在图20中，假设进行双色打印，可以为仅进行双色选择的结构，但也可以构成三色选择。
在减色法选择部86的选择框87中，可选择抖动以外的各种减色。由选择框87来指定亮度减色，如果点击OK按钮88，那么在显示区域部83中，例如进行图16的特性框70那样的显示，能够进行如上所述的与亮度数据对应的各种指定。此时，与图16同样，也可以显示原图像61和减色处理及色分配后的图像62。
如以上说明，根据本发明，将具有多种色的图像数据组成的构成原数据的彩色数据分别变换成亮度数据，通过将打印机可打印的色按照各像素的亮度等级分配给各像素，能够形成以原数据图像的亮度等级为基准的打印数据。由此，即使在用少的受限定的颜色进行打印的情况下，也可以在打印图像上不产生斑，形成能够正确并且鲜明地打印原图像的打印数据。此外，在通过少的颜色来打印原图像的情况下，除了抖动等的减色处理以外，由于可以进行以亮度为基准的多样色指定的其他图像处理，所以可以提供能够进行多样的图像处理的图像处理装置和方法。
权利要求
1.一种图像处理装置，其特征在于包括原数据取得控制部件，由取得具有多个颜色的图像数据和/或文本数据构成的原数据；数据变换处理部件，将构成取得的所述原数据的各像素的彩色数据变换成像素单位的亮度数据；以及色分配处理部件，能够按照变换后的所述亮度数据的各像素的亮度等级，对各像素分配打印色。
2.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述数据变换处理部件通过以规定的比例进行加权处理来将构成各像素的各色的颜色强度数据变换成所述亮度数据。
3.如权利要求2所述的图像处理装置，所述数据变换处理部件通过对构成各像素的R、G、B各色的颜色强度数据分别根据3∶6∶1或与其近似的比例进行加权处理，来将所述彩色强度数据变换成所述亮度数据。
4.如权利要求1至3的任何一项所述的图像处理装置，其特征在于，所述数据变换处理部件包括色调化处理装置，将所述亮度数据变换为更少色调的亮度数据。
5.如权利要求4所述的图像处理装置，其特征在于，所述色调化处理装置包括分布计算部件，计算由所述原数据变换的亮度数据的每个亮度的像素数，从该亮度的分布曲线中检测极小部；以及阈值设定部件，根据与该极小部对应的亮度来设定阈值；根据该阈值将所述亮度数据变换成更少色调的亮度数据。
6.如权利要求5所述的图像处理装置，其特征在于，所述分布计算部件还对所述分布曲线进行平滑处理，从平滑处理过的分布曲线中检测所述极小部。
7.如权利要求5或6所述的图像处理装置，其特征在于，所述分布计算部件在所述分布曲线中将像素数连续减少后像素数的增加从连续部分的减少向增加变化的极小点作为所述极小部来检测。
8.如权利要求5至7的任何一项所述的图像处理装置，其特征在于，所述阈值设定部件在所述分布曲线的所述极小部为规定数以上或超过规定数的情况下，不将该极小部作为所述阈值的设定基础。
9.如权利要求4至8的任何一项所述的图像处理装置，其特征在于，所述色调化处理装置将通过所述数据变换处理部件获得的所述亮度数据变换成8色调的亮度数据。
10.如权利要求4至8的任何一项所述的图像处理装置，其特征在于，所述色调化处理装置按照打印色的色数N将亮度等级变换成N色调，所述色分配处理部件根据所述N色调的亮度等级，对属于各亮度等级的像素分别分配各打印色。
11.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述色分配处理部件包括分配色指定部件，能够根据各像素的亮度等级，进行对各像素的所述打印色的指定或变更。
12.如权利要求1或11所述的图像处理装置，其特征在于，所述打印色以在所述打印机侧准备的油墨、或热敏染料、或打印介质构成的打印材料色来决定。
13.如权利要求12所述的图像处理装置，其特征在于，所述打印色包含将所述打印材料色组合所得的中间色调。
14.如权利要求1至13的任何一项所述的图像处理装置，其特征在于，形成用于在连接到POS终端的POS打印机上登记的标识数据。
15.一种图像处理方法，用于将具有多个颜色的图像变换成少的颜色，其特征在于包括以下步骤(a)原数据取得步骤，取得由具有多个颜色的图像数据和/或文本数据构成的原数据；(b)数据变换处理步骤，通过将构成取得的所述原数据的各像素的彩色数据变换成对应于每个像素的亮度数据，来将所有所述原数据从彩色数据变换成亮度数据；以及(c)色分配处理步骤，按照所述各像素的亮度等级，对各像素分配打印色。
16.如权利要求15所述的图像处理方法，其特征在于，所述数据变换处理步骤(b)包括通过按规定的比例进行加权处理而将构成各像素的各色的彩色强度数据变换成所述亮度数据的步骤。
17.如权利要求16所述的图像处理方法，其特征在于，所述数据变换处理步骤(b)包括通过将构成各像素的R、G、B各色的彩色强度数据分别根据3∶6∶1或与其近似的比例进行加权处理，而将所述彩色强度数据变换成所述亮度数据的步骤。
18.如权利要求15至17的任何一项所述的图像处理方法，其特征在于，所述数据变换处理步骤(b)包括将所述亮度数据变换成更少色调的亮度数据的色调化处理步骤。
19.如权利要求18所述的图像处理方法，其特征在于，所述色调化处理步骤包括计算由原数据变换的亮度数据的每个亮度的像素数的步骤；通过从该亮度分布曲线中检测极小部，根据与该极小部对应的亮度来设定阈值的步骤；以及根据该阈值将所述亮度数据变换成更少色调的亮度数据的步骤。
20.如权利要求19所述的图像处理方法，其特征在于，所述色调化处理步骤包括在所述分布曲线中将像素数连续减少后像素数的增加从连续部分的减少向增加变化的极小点判断为极小部的步骤。
21.如权利要求19或20所述的图像处理方法，所述色调化处理步骤在所述分布曲线的所述极小部为规定数以上或超过规定数的情况下，该极小部不为所述阈值的设定基础。
22.如权利要求19至21的任何一项所述的图像处理方法，其特征在于，所述色调化处理步骤还包括将所述分布曲线进行平滑处理的步骤，以及从该平滑处理过的分布曲线中检测所述极小部的步骤。
23.如权利要求18至22的任何一项所述的图像处理方法，其特征在于，所述色调化处理步骤包括将所述原数据变换成8色调的亮度数据的步骤。
24.如权利要求15所述的图像处理方法，其特征在于，所述色分配处理步骤(c)包括按照打印色的色数N将亮度等级变换成N色调，根据该N色调的亮度等级，对属于各亮度等级的像素分别分配各打印色的步骤。
25.如权利要求15所述的图像处理方法，其特征在于，所述色分配处理步骤(c)包括能够根据各像素的亮度等级，进行对各像素的所述打印色分配的指定或变更的分配色输入步骤。
26.如权利要求15或25所述的图像处理方法，其特征在于，所述打印色以在所述打印机侧准备的油墨、或热敏染料、或打印介质构成的打印材料色来决定。
27.如权利要求26所述的图像处理方法，其特征在于，所述打印色包含将所述打印材料色组合所得的中间色调。
28.如权利要求15至27的任何一项所述的POS打印机用的图像处理方法，其特征在于，是形成用于在POS打印机上登记的标识数据的图像处理方法。
29.一种计算机可读取的信息记录媒体，存储包括实现权利要求15至28的任何一项所述的图像处理方法的各步骤的计算机程序。
30.如权利要求29所述的信息记录媒体，其特征在于，所述信息记录媒体将所述计算机程序记录在光盘、软盘、硬盘或磁带上。
31.一种计算机程序，其特征在于，包括实现权利要求15至28的任何一项所述的图像处理方法的各步骤的执行指令组和数据组。
全文摘要
在减色处理后进行色分配来形成打印数据时,能够进行除去减色噪声、可以清楚地显示轮廓的减色和色分配处理。通过取得具有多个颜色的图像数据等构成的原数据的原数据取得部件、将构成取得的原数据的彩色数据变换成亮度数据的数据变换处理部件、将打印机可打印的颜色根据其亮度等级分配给各像素的色分配处理部件,将原数据变换成亮度数据,按照变换后的亮度数据构成的图像亮度来分配可使用的颜色。
文档编号G06K15/02GK1379584SQ0210646
公开日2002年11月13日 申请日期2002年1月4日 优先权日2001年1月5日
发明者北原克人, 横山和幸, 堀内幸春 申请人:精工爱普生株式会社