JP2004188980A - 知覚された色を維持する一方で、減少した着色剤量を使用するデジタル画像印刷 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明、余剰量の着色剤を使用せずに、それに関連した上に記載のアーティファクトがない、高画質のデジタル画像印刷を提供することを目的とする。
【解決手段】 着色剤の総量限界を受ける空乏のデジタル画像を生成するために、画像ピクセルの（ｘ、ｙ）アレイを有する入力デジタル画像を修正するための方法であって、各ピクセル画像は４つ以上の色チャンネルの各々における入力コード値を有する。かかる方法は、空乏のコード値が装置のカラーモデルにしたがって入力の知覚された色を実質的に生成するように、各色チャンネルのための空乏のコード値を決定することを含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、デジタル画像処理の分野に関し、より詳細には、デジタル画像の印刷工程において使用される着色剤の減少方法に関する。

デジタル印刷分野において、デジタルプリンタはコンピュータからデジタルデータを受け取り、画像を再生するために受け手に着色剤を配置する。デジタルプリンタは、着色剤をページに移動するために多様に異なる技術を使用してよい。デジタルプリンタの数多の共通タイプは、インクジェットプリンタ、サーマルダイトランスファー（ｔｈｅｒｍａｌ ｄｙｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ）プリンタ、サーマルワックス（ｔｈｅｒｍａｌ ｗａｘ）プリンタ、電子写真プリンタ、及びハロゲン化銀プリンタを含む。

頻繁にデジタル画像を印刷する場合、余剰量の着色剤がページのわずかなエリアに位置する際に、望ましくない画像のアーティファクトが形成される。それら画像のアーティファクトは画質を劣化し、容認できない印刷の結果となる。インクジェットプリンタの場合、それら画像のアーティファクトの数多の例は、ブリーディング（ｂｌｅｅｄｉｎｇ）と、コックリング（ｃｏｃｋｌｉｎｇ）と、バンディング（ｂａｎｄｉｎｇ）と、及びノイズとを含む。ブリーディングは、異なる着色剤の印刷されたエリア間の境界に沿う着色剤の望ましくない混合によって特徴づけられる。着色剤の混合は、画質を劣化するエッジの鮮明さを不十分にする。コックリングは、余剰量の着色剤で印刷する場合に発生する、受け手の歪みまたは変形によって特徴づけられる。厳密な場合では、受け手はプリンタに潜在的な損害をもたらして、プリンタの機械的な運動を妨害するような程度まで曲がるかもしれない。バンディングは、一般的に、プリンタの１つの移動軸に沿って配向され、印刷で現れる、予期しない濃淡ラインあるいはストリークを意味する。ノイズは望ましくない密度を意味するか、または印刷に粒状の現れを与える色調の変化を意味し、したがって、画質を劣化する。それらアーティファクトがインクジェットプリンタのコンテキストに存在するが、上で言及した印刷技術でもさらに同様のアーティファクトが共通して存在することは、当業者にとって周知である。

デジタルプリンタにおいて、満足な密度及び色の再生は、一般的に、可能な限り最大量の着色剤を使用することなしに達成できる。したがって、余剰の着色剤を使用することは、上述した画像アーティファクトが発生する可能性を導くだけでなく、着色剤の浪費を導く。ユーザは与えられた着色剤の量からほとんどわずかな印刷しか得ないので、これは問題となる。

デジタル画像の印刷を回避する必要がある場合、余剰の着色剤の使用は当該技術において認識されている。一般的に、画像のアーティファクトを引き起こすために必要な着色剤の量は（したがって、余分であると考慮され）、受け手と、着色剤と、印刷技術とに依存する。着色剤の量を減少する多くの技術は、入力デジタル画像を各ピクセルでオンまたはオフ状態に変換するために（一般的に、ソフトウェアのプリンタドライバプログラム内で）使用されるハーフトーニング（ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ）工程でのバイナリープリンタ（ｂｉｎａｒｙ ｐｒｉｎｔｅｒ）にとって周知である。かかるプリンタにおいて、ハーフトーニング工程への入力画像は、高ビットの正確な画像であり、一般的には、色ごとにつき、ピクセル当たり８ビット（または２５６レベル）である。

異なる色素のローディングで複数のインクを活用するインクジェット印刷の紙のコックル（ｃｏｃｋｌｅ）と粗さを減少する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。この手法において、与えられたグレーレベルは多種の異なる手法で再生でき、それらのうちの幾つかは他のものより多量の着色剤を使用するだろう。与えられたグレーレベルを再生する異なる手法は、インクの全適用範囲により、ランク付けされて、特定の最大の適用範囲の限界を満たすことを確認するまで選択は順番に繰り返すことでなされる。

画像の各ピクセルにおいてインクの適用範囲を決定することによって印刷工程でのマーキング物質（つまり、インク）の適用範囲を減少し、あまりにも多量なインクが与えられたエリアのページに配置されるかどうかを決定し、与えられたエリアでのピクセルの分画を分離することで許容レベルまでインク量を減少する方法がある（例えば、特許文献２を参照。）。分離するピクセルの決定は、分離効果を無作為化する傾向のエリアごとによる、処理順序を使用することにより成される。かかる方法が与えられたエリアのページで配置されたインク量を成功裏に減少する一方で、どのピクセルを分離するかを選択する処理順序の方法のために、パターンノイズを画像に導入できる。さらに、各色の分離で分離されたピクセルは関連されず、そうでなければ、均一に見えるべき画像領域に対する粒状の外観に結びつく。

乱数関数に対応してどのピクセルを分離するかを選択することにより、パターンノイズの問題をアドレスする（例えば、特許文献３を参照。）。この方法は与えられたエリアで生成できるパターンノイズを成功裏に排除する一方、どのピクセルを分離するかの選択はランダムな工程によって決定されるので、ランダムノイズを画像に導入できる。この方法はパターンノイズほど視覚的に反対ではないかもしれない一方で、まだ最適ではない。

色のフィールド境界におけるブリード（ｂｌｅｅｄ）を減少する「スーパーピクセル」の印刷戦略の記載がある（例えば、特許文献４を参照。）。この戦略は、セルまたはピクセル当たり２滴のインクまで制限し、スーパーピクセル当たり全体で３滴まで制限する。スーパーピクセルは、ピクセルセルの２ｘ２のアレイから構成される。この戦略はブリードを制御するが、色と空間の解像度に関して不利である。

非線形のマーキング物質の適用範囲を有するプリンタでのマーキング物質（つまり、インク）の適用範囲を減少するための方法がある（例えば、特許文献５を参照。）。理解されるように、この方法は、画像のグレーレベルの数がプリンタで利用可能な印刷レベル数と一致するように減少された、ハーフトーンの画像信号に適用される。次いで、適用範囲の計算機は、現行のピクセルのローカルな８ｘ８領域で表されるマーキング物質の量を決定するために使用される。この方法は、ハーフトーン工程後に操作するので不利であり、したがって、時間の浪費となり得る、マーキング物質の適用範囲を評価するためにハーフトーンの画像データの領域をサンプリングするために要求される。さらに、マーキング物質の適用範囲を減少する工程は、個別のドットの整数を分離するように制限され、したがって、減少段階の正確さを限定する。

上述の引例は、ハーフトーン後のデジタルデータで操作する方法を利用することによって、余剰な着色剤の使用法と関連するアーティファクトを減少する方法を教示する。すなわち、上述の技術は、各ピクセルが０（「オフ」、着色剤がないことを意味する）または１（「オン」、満ちている着色剤を意味する）のコード値によって表現される、画像データのビットマップで主に操作する。デジタルプリンタの連続した画像処理で、この点において、多くの情報はハーフトーン工程により消失しており、着色剤の総量を正確に制御することは、よりコストがかかり、事前のハーフトーンのアルゴリズムに関して正確さに欠ける。高ビットの正確なデータ（典型的には、２５６レベルであるか、またはピクセル当たりもしくは色当たり８ビット）で操作する事前のハーフトーンのアルゴリズムを使用して着色剤を減少する方法がある。しかしながら、かかる方法は、ハーフトーンのドットエリアがデジタルコード値を有して実質的に線形である、バイナリープリンタのために意図され、したがって、ページに位置された着色剤の量は、プリンタを駆動するために使用される、デジタルコード値を有する実質的な線形である。一般的に、かかる配置は、着色剤の量が典型的にはデジタルコード値を有する線形ではない、マルチレベルプリンタにおいて最適ではないであろう。

それら着色剤を減少する方法のいずれも、画像の知覚された色（例えば、ＣＩＥ比色定量）を保持しないであろう。結果として、減少した着色剤の画像は、一般的に、オリジナル画像の外観と一致しないであろう。したがって、望ましい色を達成するために入力画像に適用された任意の色の修正の変換（例えば、色の管理プロファイル）は、任意のカラーパッチが最終の着色剤の減少工程により処理される際に、特徴づけデータを使用してコンピュータ処理されるべきである。これは、着色剤の減少工程での任意の変化が、再度特徴づけされたプリンタと、再度コンピュータ処理された色の修正の変換とを必要とするだろう。

したがって、余剰な着色剤を使用せずに、それに関連したアーティファクトがない、高画質画像を提供するカラープリンタに適用できる、色を維持する着色剤の減少アルゴリズムを必要とする。
米国特許第４，９３０，０１８号明細書 米国特許第５，５１５，４７９号明細書 米国特許第５，５６３，９８５号明細書 米国特許第５，０１２，２５７号明細書 米国特許第６，０８１，３４０号明細書 米国特許第５，６６３，６６２号明細書 米国特許第５，５５３，１９９号明細書

本発明の目的は、余剰量の着色剤を使用せずに、それに関連した上に記載のアーティファクトがない、高画質のデジタル画像印刷を提供する。

本発明のさらなる目的は、画像の色を実質的に維持する手法で画像を印刷するために使用される着色剤の量を減少することであり、それによって、印刷システムで使用される任意の色の修正変換を調節することを必要としない。

さらに、本発明の目的は、着色剤の量がデジタルコード値と線形ではない、マルチレベルプリンタで画像を印刷するために使用される着色剤の量を減少することである。

かかる目的は、画像ピクセルの（ｘ、ｙ）アレイを有する入力デジタル画像を修正するための方法によって達成され、かかる方法は、
ａ）装置のカラーモデルを使用して入力コード値に対応する入力の知覚された色を決定する段階と、
ｂ）対応する入力コード値と、対応する色チャンネルにおける着色剤の量に入力コード値を関連づける着色剤の量の関数とに対応して各色チャンネルのための入力の着色剤の量を決定する段階と、
ｃ）各色チャンネルにおける入力の着色剤の量を組み合わせることによって入力の着色剤の総量を決定する段階と、
ｄ）入力の着色剤の総量が着色剤の総量限界を超過する際の画像ピクセルにおいて、空乏のコード値が装置のカラーモデルにしたがって入力の知覚された色を実質的に生成するように各色チャンネルにおける空乏のコード値を決定する段階であって、かかる空乏のコード値に対応する着色剤の総量が着色剤の総量限界より小さいかまたは該限界未満であることを特徴とする段階と、および
ｅ）入力デジタル画像の複数のピクセルにおいて段階（ａ）から段階（ｄ）を繰り返す段階と、
を有し、
各画像ピクセルは、着色剤の総量の限定を受ける、知覚された色を実質的に維持する空乏のコード値を有する空乏のデジタル画像を生成するために、４つ以上の色チャンネルの各々における入力コード値を有し、
空乏のコード値に対応する着色剤の総量は、着色剤の総量限界より少ないかまたは等しいことを特徴とする。

本発明は、画像の知覚された色が実質的に維持される一方で着色剤の量を減少し、それによって印刷工程で使用される任意の色の修正変換を補正せずに、着色剤の減少工程を調節することを可能にする利点を有する。本発明のさらなる利点は、着色剤の量がデジタルコード値で必ずしも線形ではない、マルチカラープリンタに適用できることである。本発明のさらなる利点は、着色剤の最大量が、従来の方法に関するマルチレベルプリンタにおいて、より正確に制御され、余剰な着色剤の使用に関する画像のアーティファクトにおいて改善された制御を提供することである。審美的に美しく、上に記載のアーティファクトがないカラー画像が生成されることが本発明の特徴である。

本発明は、画像の知覚された色を同時に実質的に維持する一方で、デジタル印刷の画質を劣化する、望ましくない画像のアーティファクトを避けるためにデジタル画像印刷で使用される着色剤の量を減少するための方法を表す。本発明は、インクジェットプリンタのコンテキストでこれより後に記載される。しかしながら、この方法が同様に他の印刷技術に適用可能であることを認識すべきである。

図１を参照するに、ホストコンピュータ、ネットワーク、コンピュータメモリ、または他のデジタル画像記憶装置であってよい、ラスター画像プロセッサ１０がデジタル画像源１２からの入力デジタル画像ｉ（ｘ、ｙ、ｚ）を受ける、総括的な画像処理アルゴリズムの連鎖が示される。入力したデジタル画像ｉ（ｘ、ｙ、ｚ）は、個々の画素またはピクセルの二次元アレイから構成され、２つの空間的な座標（ｘおよびｙ）、と色チャンネルの座標ｃとの関数として表現できる。ｘとｙの空間座標の各々の独特な組み合わせは、画像内のピクセルの位置を確定し、かかるピクセルは各色チャンネルの座標ｃにおける色のレベルを表現する入力コード値を有する。各入力コード値は、一般的に範囲｛０、２５５｝の整数によって表現される。インクジェットプリンタの色チャンネルの典型的なセットは、レッド（Ｒ）と、グリーン（Ｇ）と、およびブルー（Ｂ）とから構成されるか、または、シアン（Ｃ）と、マジェンタ（Ｍ）と、イエロー（Ｙ）と、およびブラック（Ｋ）とから構成される。（ＲＧＢ画像において、ｃの値は０、１、２であり、ＣＭＹＫ画像において、ｃの値は０、１、２、３である。）
ラスター画像プロセッサ１０は、プリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）を有する処理されたデジタル画像信号を合成するために画像処理アルゴリズムを適用する。ラスター画像プロセッサ１０で適用される画像処理アルゴリズムは、適用に依存して変化でき、本発明にとっては本質的ではない。ラスター画像プロセッサ１０に適用される画像処理アルゴリズムのタイプは、典型的には、シャープニング（ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ）（「アンシャープマスキング（ｕｎｓｈａｒｐ ｍａｓｋｉｎｇ）」または「エッジエンハンスメント（ｅｄｇｅ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）」と時々呼ばれる）と、リサイズ（または空間的補間）と、及びその他を含む。画像処理アルゴリズムの一つの特定の重要なタイプは、供給源の色の空間（典型的にはＲＧＢ）から対応するプリンタのコード値（典型的にはＣＭＹＫ）に変換する、色の修正変換の適用である。典型的には、色の修正変換は、入力コード値の与えられたセットにおいて、所望の色を生成するために使用できる、プリンタコード値のセットを決定するために設計される。

続く、図１のラスター画像プロセッサ１０は、発生する画像のアーティファクトを防御するために特定の着色剤の総量限界Ａｔより低い減少された着色剤の総量（ピクセルにつき、または単位面積につき）の関数を実行する、インク空乏プロセッサ２０である。インク空乏プロセッサ２０は、プリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）と着色剤の総量限界Ａ_Ｌとを受け、空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）を有する空乏の画像信号を生成する。着色剤の総量限界Ａ_Ｌは、プリンタの設計者または与えられたインクと受け手媒体との組み合わせにおいて許容可能な画質を提供する、ユーザによって一般的に調整される、着色剤の総量限界のアジャスタ２２によって提供される。着色剤の総量限界Ａ_Ｌはまた、温度と湿度などの環境状態の関数として調節されることを必要とされるかもしれない。インクジェットプリンタのコンテキストにおいて、着色剤の量は、単位面積ごとのインク量（着色剤の量）に関して記載されるであろうが、他のメトリクスが異なる印刷技術における着色剤の量をコンピュータ処理するためにより便利であってよいことを当業者は認識するだろう。使用できる入力の着色剤の量の別の例は、電子写真プリンタで使用される着色剤の質量である。

かかるインク空乏操作を達成する従来技術で表される多数の異なる方法がある。しかしながら、従来の方法は、画像の知覚された色を正確に維持しない。結果として、いつでも着色剤の総量限界Ａ_Ｌが調節される、特別の色の修正変換を生成する必要がある。下記に記載されるように、本発明は、着色剤の総量限界Ａ_Ｌと独立して同一色の修正変換を使用することが可能な、画像の色を実質的に維持するインク空乏プロセッサ２０の新型を表す。

図１をさらに参照するに、インク空乏プロセッサ２０は、空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）を受け、マルチトーン画像信号ｈ（ｘ、ｙ、ｃ）を生成する、マルチトーンプロセッサ３０により続く。マルチトーンプロセッサ３０は、プリンタで利用可能な印刷レベル数と一致する各画像ピクセルを表現するために使用されるビット数を減少する関数を実行する。典型的には、空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）は、ピクセルあたり（色チャネルあらり）８ビットを有し、マルチトーンプロセッサ３０は、一般的に、特定の印刷技術において利用可能な印刷レベル数に依存してピクセルあたり（色あたり）１乃至３ビットを減少する。（数多の場合において、利用可能な印刷レベル数が十分に大きい場合、マルチトーンプロセッサ３０の使用はオプションであってよい。）マルチトーンプロセッサ３０は、マルチトーニングを実行する従来技術で周知の様々な異なる方法を使用してよい。かかる方法は、一般的に、エラー拡散、クラスタ状のドットのディザリング、または確率的な（ブルーノイズ）ディザリングを含む。マルチトーンプロセッサ３０で使用される特定のマルチトーニング方法は、本発明にとって本質的ではなく、インク空乏プロセッサ２０は、好ましくは、画像処理の連続において従来の任意のマルチトーンプロセッサ３０に適用される。

最後に、インクジェットプリンタ３６は、マルチトーン画像信号ｈ（ｘ、ｙ、ｃ）を受け、所望の画像を生成するためにマルチトーン画像信号ｈ（ｘ、ｙ、ｃ）の値にしたがう各ピクセル位置でページ上のインクを置く。本発明の好ましい実施態様において、入力デジタル画像のすべてのピクセルは、図１の画像の連続により連続的に処理され、典型的にはラスター走査の手法でピクセルを印刷するインクジェットプリンタ３５に送信する。

ここで図２を参照するに、比色定量のインク空乏プロセッサ４０は、図１の従来のインク空乏プロセッサ２０に代わり、本発明の方法での使用において示される。比色定量のインク空乏プロセッサ４０の心臓部は、プリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）および着色剤の総量限界Ａ_Ｌを受け、空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）を有する空乏の画像信号を生成する比色定量のインク空乏計算機４２である。

比色定量のインク空乏計算機４２は、装置のカラーモデル５２を使用してプリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）に対応する入力の知覚された色ｃ_ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）を決定するために決定の知覚された色の段階５０を使用する。さらに、入力の着色剤の量ａ（ｘ、ｙ、ｃ）は、プリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）に応じて入力の着色剤の量の決定段階５４および各色チャンネルにおける着色剤の量の関数５６を使用して各色チャンネルにおいて決定される。着色剤の量の関数５６は、その色チャンネルにおける対応する着色剤の量に対して、特異的な色チャンネルにおけるプリンタコード値を関連づける。次いで、着色剤の総量を決定する段階５８は、入力の着色剤量ａ（ｘ、ｙ、ｃ）を着色剤の総量ａ_ｔ（ｘ、ｙ）の決定と組み合うように使用する。

着色剤の総量ａ_ｔ（ｘ、ｙ）が着色剤の総量限界Ａ_Ｌよりも少ないかまたは等しい場合、空乏は必要ではなく、空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）は、オリジナルのプリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）と等しいように単に設定される。しかしながら、着色剤の総量ａ_ｔ（ｘ、ｙ）が着色剤の総量限界Ａ_Ｌよりも多い場合、空乏のコード値の決定段階６０は、空乏のコード値が装置のカラーモデル５２にしたがって、実質的に同一の知覚された色を生成するように空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）を決定するために使用され、ここで着色剤の量の関数５６を使用して決定された空乏の着色剤の総量は、着色剤の総量限界よりも少ないかまたは等しい。

図２の各段階は下記において詳細に説明される。知覚された色を決定する段階５０は、装置カラーモデル５２を使用してプリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）に対応する入力の知覚された色ｃ_ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）を決定するために使用される。本発明の好ましい実施態様において、知覚された色ｃ_ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）は、周知であるＣＩＥＬＡＢ、ＣＩＥＬＵＶ、またはＣＩＥＸＹＺ色空間などの比色定量の色空間に関して決定される。しかしながら、他の多数の色の外観の空間（例えば、ＣＩＥＣＡＭ９７ｓ）などの色空間および濃度の色空間はまた、使用され得る。装置のカラーモデル５２の多数の異なる形態は、知覚された色ｃ_ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）を決定するために使用され得る。本発明の好ましい実施態様において、多次元の検査表は、プリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）の格子における知覚された色ｃ_ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）を記憶されるように使用され、三線形補間または四面補間などの補間方法は、記憶され知覚された色値間で補間されるように使用される。代替として、多項式モデルまたはマトリックス／ＬＵＴモデルなどのその他のモデルの型が使用され得る。装置のカラーモデル５２は、１セットの異なるプリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）に対応するカラーパッチを印刷することによって、および比色計または分光測光器などの機器を使用して結果となる知覚された色を測定することによって、一般的に決定されるであろう。しかしながら、装置のカラーモデルはまた、当業者にとって周知であるプリンタの分析モデルを使用して決定される予期された色値に基づき得る。

入力の着色剤量を決定する段階５４は、プリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）および着色剤の量の関数５６に応じて各色チャンネルにおいて着色剤の量ａ（ｘ、ｙ、ｃ）を決定するために使用される。着色剤の量の関数５６の形態は、特定の印刷技術に高度に依存するであろう。図３は、典型的なバイナリーインクジェットプリンタの着色剤の量の関数の例を示す（実線１４０）。この場合において、着色剤の量は、プリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）で線形である、単位面積あたりのインク量に関して測定される（範囲｛０，１｝で標準化）。さらに、マルチレベルのインクジェットプリンタの典型的な非線形の着色剤の量の関数（点線１５０）は、同一の図に示される。それらは、これより後にバイナリープリンタの着色剤の量の関数１４０、およびマルチレベルプリンタの着色剤の量の関数１５０として言及される。

バイナリープリンタは、各ピクセルで、ポイントＡによって示されるような滴なし（つまり、ボリューム０）であるか、またはポイントＢによって示されるような１．０の標準化された量の一滴のいずれかを発射できる。マルチレベルプリンタは、それら２つを印刷でき、さらに、ポイントＣによって示されるような小さい滴を印刷できる。（かかる例において、小さい滴はおよそ０．７２の標準化された滴量を有する。）ポイントＡ、ＢおよびＣに対応するインク滴は、これより後に滴Ａ、滴Ｂ、および滴Ｃとしてそれぞれ参照される。例示の目的において、滴Ａ，ＢおよびＣに対応する標準化されたコード値は、それぞれ、０、０．５および１．０である。プリンタが各ピクセルで決められた量で個別のインク滴を発射できるが、ハーフトーニング（またはマルチトーニング）段階により各ピクセルで断片的な着色剤の量を効果的に有することが可能であることを理解することは重要である。

図３に示される着色剤の量の関数の異なる形状のために、決められた量によってプリンタコード値を減少する結果は、著しい異なる効果を生成できる。例示のように、図１に示されるようなプリンタシステムを考慮するが、ここでインク空乏プロセッサ２０は無能である。すなわち、空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）は、入力のプリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）と同一であるように設定される。図３のポイントＸ_０によって示されるように、図１のラスター画像プロセッサ１０が０．６２の標準化されたコード値を生成する場合を考慮する。バイナリープリンタの場合、マルチトーン（ハーフトーン）プロセッサ３０は、オン（つまり、標準の滴量１．０の滴Ｂがこのピクセルで発射される）である６２％の可能性と、オフ（つまり、このピクセルで滴の発射はない）である３８％の可能性とを有する、このピクセルにおけるマルチトーン画像信号を生成する。したがって、概念的に、０．６２の標準化されたコード値におけるピクセルあたりの平均の着色剤の量は、ポイントＶ_１０によって示されるように０．６２の標準化された量の単位である。確かに、０．６２の標準化されたコード値を有するすべての１００のピクセルを含む画像が２つの可能な出力レベルでマルチトーンプロセッサ３０によって処理される場合、マルチトーン画像信号ｈ（ｘ、ｙ、ｃ）での６２のピクセルは、オン（滴Ｂ）であり、３８はオフ（滴Ａ）である。この同一計算は、図３のバイナリープリンタの着色剤の量の関数１４０で達するための０．０と１．０との間の任意の標準化されたコード値において実行できる。

上に示された同一計算は、図３のマルチレベルプリンタの着色剤の量の関数１５０で達するためにマルチレベルプリンタの例で繰り返しできる。０．６２の同一の標準化されたコード値が図１のラスター画像プロセッサ１０によって生成され、インク空乏プロセッサ２０が上の実施例のように未だ無能である、マルチレベルプリンタの場合を考慮する。この場合、マルチトーンプロセッサ３０は、滴Ｂの（０．６２−０．５０）／（１．００−０．５０）ｘ１００＝２４％の機会と、滴Ｃの１００−１４＝７６％の機会とを有するマルチトーン画像信号ｈ（ｘ、ｙ、ｃ）を生成するだろう。したがって、０．６２の標準化されたコード値を有するすべての１００のピクセルを含む画像が、３つの可能な出力レベルを備えるマルチトーンプロセッサ３０によって処理される場合、マルチトーン画像信号ｈ（ｘ、ｙ、ｃ）での２４のピクセルは滴Ｂであり、７６のピクセルは滴Ｃであるだろう。したがって、０．６２の標準化されたコード値におけるマルチレベルプリンタによって生成されるピクセルあたりの標準化された滴量は、ポイントＶ_２０によって示されるように、（０．２４）（１．０）＋（０．７６）（０．７２）＝０．７９により滴Ｃと滴Ｂとの標準化された量間の簡素な線形の補間によってコンピュータ処理できる。この同一計算は、図３のマルチレベルプリンタの着色剤の量の関数１５０で達するために０．０と１．０との間の任意の標準化されたコード値において実行できる。

ここで、標準化されたコード値をＸ_０からＸ_１に減少する、プリンタコード値が空乏の場合を考慮する。バイナリープリンタの着色剤の量の関数１４０の場合、ピクセルあたりの標準化された滴量は、ΔＶ_１（Ｖ_１０からＶ_１１まで）によって減少される。マルチレベルプリンタの着色剤の量の関数１５０の場合、ピクセルあたりの標準化された滴量は、ΔＶ_１よりも著しく小さいことがわかる、Ｖ_２０からＶ_２１までのΔＶ_２によって減少される。

したがって、着色剤の量を正確に制御するために、図２の着色剤の量の関数５６の適切な形態を知ることが重要である。実質的に同一色を有するが、異なる密度（例えば、淡いシアンおよび濃いシアン）を有する複数のインクが、単一のカラーチャンネルに対応する単一の入力コード値によって制御される場合のような数多の場合において、着色剤の量の関数は、かかる実施例に示された場合よりもさらに複雑であってよく、単調でなくてもよい。

本発明の好ましい実施態様において、着色剤の量の関数５６は、一次元の検査表として記憶されるが、他の関数の形態がまた可能である。着色剤の量の関数は、測定された着色剤の量に基づくかもしれないし、または出力装置の特徴の理解から決定される理論的な着色剤の量に基づいてよい。

入力の着色剤の量ａ（ｘ、ｙ、ｃ）が一旦決定されると、着色剤の総量を決定する段階５８は、着色剤の総量ａ_ｔ（ｘ、ｙ）を決定するために使用される。典型的に、これは各色チャンネルのために入力の着色剤の量ａ（ｘ、ｙ、ｃ）を単に追加することによって成されるであろう。

次に、空乏のコード値を決定する段階６０は、着色剤の量の限界を満足し、オリジナルのプリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）として同一の知覚された色を実質的に生成する、空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）を決定するために使用される。これを達成できる多数の手法がある。好ましい方法を示す流れ図が図４に示されている。第一に、着色剤の総量ａ_ｔ（ｘ、ｙ）は、コンパレータ７０を用いて着色剤の総量限界Ａ_Ｌと比較される。着色剤の総量ａ_ｔ（ｘ、ｙ）が、着色剤の総量限界Ａ_Ｌよりも少ないか、または等しい場合、空乏は必要ではなく、比色定量のインクの空乏計算機は、設定段階７１を使用してオリジナルのプリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）と等しくなるように空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）を単に設定する。

しかしながら、着色剤の総量ａ_ｔ（ｘ、ｙ）が着色剤の総量限界Ａ_Ｌよりも多い場合、候補となる空乏のコード値を見つける段階７２は、オリジナルのプリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）に対応する入力の知覚された色ｃ_ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）として同一の知覚された色を実質的に生成する、１セットの候補となる空乏のコード値ｄ_ｃ（ｘ、ｙ、ｃ）を決定するために使用される。４つ以上の色チャンネルを有するプリンタにおいて、一般的に、異なるコード値の組み合わせを使用する、特に知覚された色を成すための多くの方法があるだろう。例えば、ＣＭＹＫプリンタの場合において、同一の知覚された色を生成するためにシアンと、マジェンタと、およびイエローインクのレベルに対してブラックインクの量をトレードオフする可能性があるだろう。与えられた知覚された色を生成することが可能である範囲内で最低限のブラックレベルと最大限のブラックレベルとの間のブラックレベルの範囲にあるだろうことを一般的には示すことができる。より詳細には、ここに参照として組み入れられた、特許文献７を参照のこと。この場合、１セットの候補となる空乏のコード値ｄ_ｃ（ｘ、ｙ、ｃ）は、最低限のブラックレベルと最大限のブラックレベルとの間のブラックレベルを有する１セットのＣＭＹＫ値から構成され得る。各ブラックレベルでのシアン、マジェンタ、およびイエローチャンネルにおいて対応するレベルは、装置のカラーモデル５２を逆にすることによって決定できる。（与えられたブラックレベルにおいて、装置のカラーモデル５２は、当業者にとって周知である、幅広く異なる方法によって逆にできる、三次元の装置モデルまで縮小するだろう。）
次に、着色剤の量のテスト７４は、候補となる空乏のコード値ｄ_ｃ（ｘ、ｙ、ｃ）のセットに対応する着色剤の総量を評価するために使用される。セットの各要素における着色剤の量は、図２を参照して、先に記載されたように決定できる。特に、入力の着色剤の量を決定する段階５４は、着色剤の量の関数５６を用いて候補となる空乏のコード値ｄ_ｃ（ｘ、ｙ、ｃ）に応じて各色チャンネルを決定するために使用される。次いで、各色チャンネルにおける着色剤の量は、候補となる空乏のコード値ｄ_ｃ（ｘ、ｙ、ｃ）のセットの各要素における着色剤の総量を決定するために組み合わせられる。

候補となる空乏のコード値ｄ_ｃ（ｘ、ｙ、ｃ）のセットのいずれでもない要素における着色剤の総量が着色剤の総量限界Ａ_Ｌよりも少ない場合、着色剤の量の制限を維持する一方で、正確な知覚された色を生成することは可能ではない。この場合、あまりにも多量の着色剤の使用に関連して望ましくないアーティファクトを避けるために、着色剤の量の制限を破るよりも知覚された色でわずかに妥協する方か一般的に好ましい。次いで、わずかな色の差で空乏のコード値を見つける段階７６は、適切な空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）を見つけるために使用される。かかる段階が達成され得る多くの手法がある。例えば、着色剤の量の制限を満足することが識別され得る一方で、空乏のコード値は最もわずかな色の誤差を生成する。これを成す一つの方法は、着色剤の量の制限内で生成できるだけの色を含む減少された色の全範囲を確定するためのものであり、次いで、減少された色の全範囲内である、修正され知覚された色に入力の知覚された色をマップするために従来の全範囲マッピングのアルゴリズムを適用する。

候補となる空乏のコード値ｄ_ｃ（ｘ、ｙ、ｃ）のセットの少なくとも一つの要素における着色剤の総量が着色剤の総量限界Ａ_Ｌよりも少ない場合、空乏のコード値を選択する段階７５は、候補となる空乏のコード値ｄ_ｃ（ｘ、ｙ、ｃ）のセットの要素を選択するために使用される。この段階が達成され得る多くの手法がある。本発明の好ましい実施態様において、入力のプリンタコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）に最も同様である、候補となる空乏のコード値ｄ_ｃ（ｘ、ｙ、ｃ）のセットの要素が選択される。ＣＭＹＫプリンタの場合、これを成す一つの意味は、ブラックレベルがオリジナルのプリンタのコード値ｐ（ｘ、ｙ、ｃ）のブラックレベルに近似の際に、候補となる空乏のコード値ｄ_ｃ（ｘ、ｙ、ｃ）のセットの要素を選択することである。さらに、一つ以上のコストの特性に関するコスト関数を最小限にすることによって、最適な空乏のコード値ｄ（ｘ、ｙ、ｃ）を選択するような別の方法が使用できる。

これまでに記載された着色剤の減少工程は、結果となる空乏のデジタル画像を決定するために入力デジタル画像の一つのピクセルごとの基礎に適用できる。代替として、着色剤の減少変換は、実質的に画像に適用可能で決定できる。これは、着色剤の減少変換が一旦生成された際に、ほとんどのコンピュータ処理で集中する計算だけが成されるために必要とするので、一般的によりコンピュータ処理で効果的である利点を有する。本発明の好ましい実施態様において、多次元の検査表は、着色剤の減少変換を記憶するために使用される。多次元の検査表は、プリンタコード値の格子に着色剤の減少工程を適用することによって生成でき、次いで、格子の各ノードにおいて空乏のコード値を記憶する。次いで、着色剤の減少変換は、周知の補間技術を使用して多次元の検査表の記憶された格子ノード間で補間することによって入力デジタル画像を修正するために使用できる。

多くの適用において、着色剤の減少変換は、入力のデジタル画像を入力の色空間から対応するプリンタコード値まで変換する、直ちに続く色の修正変換に適用されてよい。かかる場合において、組み合わされた色の処理変換を形成するために、色の修正変換と着色剤の減少変換とを組み合わせることが望ましい。例えば、色の修正変換と着色剤の減少変換の両者が多次元の検査表として表現される場合、２つの検査表は、単一の組み合わされた色の処理変換の検査表を形成するために共に段階的に行われる。これは、２つよりも１つの変換により画像を処理するために、一般的によりコンピュータ処理的な効果であるだろう利点を有する。２つの変換は一旦組み合わせて、次に、印刷されることになっている各画像で使用されるために記憶されるか、単に与えられた画像を処理する前に組み合わせることができるいずれかである。

本発明は、本発明の好ましい実施態様を特定に参照して詳細に記載したが、本発明の趣旨と範囲内で変更および修正がなされることを理解するべきである。特に、本発明は、シアン、マジェンタ、イエロー、およびブラックの着色剤で印刷するインクジェットプリンタのコンテキストで記載されているが、理論的には、本発明は他のタイプの印刷技術にも適用するべきである。これは、３つ以上の印刷レベルが各ピクセルで少なくとも一つの着色剤において利用可能である、マルチレベルのインクジェット印刷を含む。さらに、本発明は淡いシアン、淡いマジェンタ、オレンジまたはグリーンのインクなどの追加的な着色剤が使用される、インクジェットプリンタに適用できる。

インクジェットプリンタまたはプリンタドライバでのインク空乏プロセッサの配置を示す流れ図である。 本発明の好ましい実施態様を示す流れ図である。 実施例の着色剤の量の関数を示すグラフである。 図２の空乏のコード値を決定する段階６０の詳細な流れ図である。

Claims (10)

1. 画像ピクセルの（ｘ、ｙ）アレイを有する入力のデジタル画像を修正するための方法であって、該方法は、
   ａ）装置のカラーモデルを使用して入力コード値に対応する入力の知覚された色を決定する段階と、
   ｂ）対応する入力コード値と、対応する色チャンネルにおける着色剤の量に入力コード値を関連づける着色剤の量の関数とに対応して各色チャンネルのための入力の着色剤の量を決定する段階と、
   ｃ）前記各色チャンネルにおける前記入力の着色剤の量を組み合わせることによって入力の着色剤の総量を決定する段階と、
   ｄ）前記入力の着色剤の総量が、前記着色剤の総量限界を超過する際の画像ピクセルにおいて、空乏のコード値が前記装置のカラーモデルにしたがって前記入力の知覚された色を実質的に生成するように各色チャンネルにおける前記空乏のコード値を決定する段階と、および
   ｅ）前記入力デジタル画像の複数のピクセルにおいて前記段階（ａ）から前記段階（ｄ）までを繰り返す段階と
   を有し、前記各画像ピクセルは、前記着色剤の総量の限定を受ける、知覚された色を実質的に維持する空乏のコード値を有する空乏のデジタル画像を生成するために、４つ以上の前記色チャンネルの各々における前記入力コード値を有し、
   前記空乏のコード値に対応する前記着色剤の総量は、前記着色剤の総量限界より少ないかまたは等しいことを特徴とする方法。
2. 前記入力の着色剤の量は、着色剤の容量であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記入力の着色剤の量は、着色剤の質量であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記４つ以上の色チャンネルは、シアンと、マジェンタと、イエローと、およびブラックの色チャンネルとを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記入力コード値の少なくとも一つは、複数の着色剤を制御することを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記単一のコード値は、実質的に同一色であるが、異なる密度を有する２つ以上の着色剤を制御することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記空乏のデジタル画像を印刷する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記知覚された色は、ＣＩＥＬＡＢ色空間によって表現されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記段階ｄ）は、
   ｉ）前記装置のカラーモデルにしたがって、前記入力の知覚された色を実質的に生成する、候補となる空乏のコード値のセットを決定する段階と、
   ｉｉ）前記候補となる空乏のコード値のセットから前記空乏のコード値を選択する段階とを有し、
   前記空乏のコード値に対応する前記着色剤の総量は、前記着色剤の総量限界より少ないかまたは等しいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 画像ピクセルの（ｘ、ｙ）アレイを有する入力デジタル画像を修正するための着色剤の減少変換であって、該着色剤の減少変換は、
    ａ）装置のカラーモデルを使用して入力コード値に対応する入力の知覚された色を決定する段階と、
    ｂ）対応する入力コード値と、対応する色チャンネルにおける着色剤の量に入力コード値を関連づける着色剤の量の関数とに対応して各色チャンネルのための入力の着色剤の量を決定する段階と、
    ｃ）前記各色チャンネルにおける前記入力の着色剤の量を組み合わせることによって入力の着色剤の総量を決定する段階と、
    ｄ）前記入力の着色剤の総量が、前記着色剤の総量限界を超過する際の入力コード値において、空乏のコード値が前記装置のカラーモデルにしたがって前記入力の知覚された色を実質的に生成するように各色チャンネルにおける前記空乏のコード値を決定する段階と、および
    ｅ）前記入力デジタル画像の複数のピクセルにおいて前記段階（ａ）から前記段階（ｄ）までを繰り返す段階と
    を実行し、前記各画像ピクセルは、前記着色剤の総量の限定を受ける、知覚された色を実質的に維持する空乏のコード値を有する空乏のデジタル画像を生成するために、４つ以上の前記色チャンネルの各々における前記入力コード値を有し、
    前記空乏のコード値に対応する前記着色剤の総量は、前記着色剤の総量限界より少ないかまたは等しいことを特徴とする着色剤の減少変換。

Images