JP2005101934A - 画像処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 単位面積あたりに付着させるトナーまたはインクの量に制限を設けつつ、出力画像の再現性を向上させること。
【解決手段】 記録剤により記録媒体上に画像を形成するプリンタ（１０５）に画像信号を供給する信号調整部（２００）であって、プリンタに出力する画像信号の信号レベルの総和の制限値を保持する制限色数記憶部（２０３）と、CMYK信号を入力する入力手段と、入力したCMYK信号の信号レベルの総和と制限値とを比較する色数判定部（２０２−１）と、総和が制限値を超える場合に、所定量のCMY信号をK信号に置き換える下色除去処理を行うUCR（２０４）と、下色除去処理後のCMYK信号の信号レベルの総和と、制限値とを比較する色数判定部（２０２−２）と、下色除去処理後の総和が制限値を超える場合に、制限値以下になるように前記下色除去処理後のCMY信号を同率で減らす調整部（２０５）とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式やインクジェット方式でカラー画像を形成する、カラープリンタ、カラー複写機などの画像形成装置に供給する画像データを処理する技術に関し、特に、トナーまたはインク等の記録剤の消費量を制御する技術に関する。

電子写真方式やインクジェット方式でカラー画像を形成する画像形成装置においては、画像形成時、画像信号に応じてトナー量またはインク量を調整する。このような装置には、トナーまたはインクの消費量を減らしてランニングコストを節約するトナー／インク消費量節約モードが設けられていることが多い。また、外部からCMYK信号を入力し画像を出力する場合、プリンタの画像形成部の特性、トナーまたはインクの特性、さらに印刷スピードを上げるための処理方法によっては、単位面積あたりに付着させるトナーまたはインクの量に制限を設けなければならないことがある。このような場合、トナーまたはインクの消費量をプリンタの能力内に収めるために画像信号の信号レベル全体をある一定の制限値まで下げる処理が行なわれる。この処理方法としては、例えば、特許文献１や、特許文献２に記載の、C、M、Y、Kの画像信号レベルをある一定の比率で減少させる方法などが知られている。

特開平９−３７０９４号公報 特開平１０−７３９７８号公報

しかしながら、前述のようなトナーまたはインクの消費量を抑える処理を行なった場合、出力された印刷物の色が全体的に薄くなったり、色が予想以上に変化してしまうなど、画質の低下が問題となっている。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、単位面積あたりに付着させるトナーまたはインクの量に制限を設けつつ、出力画像の再現性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、記録剤により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に画像信号を供給する本発明の画像処理装置は、前記画像形成装置に出力する画像信号の信号レベルの総和の制限値を保持する保持手段と、画像信号としてCMYK信号を入力する入力手段と、前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和と前記制限値とを比較する第１の比較手段と、前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和が前記制限値を超える場合に、所定量のCMY信号をK信号に置き換える下色除去処理を行う下色除去手段と、前記下色除去処理後のCMYK信号の信号レベルの総和と、前記制限値とを比較する第２の比較手段と、前記下色除去処理後の総和が前記制限値を超える場合に、前記下色除去処理後の総和が前記制限値以下になるように、前記下色除去処理後のCMY信号またはCMYK信号を同率で減らす調整手段とを有することを特徴とする。

また、記録剤により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に画像信号を供給する本発明の画像処理方法は、画像信号としてCMYK信号を入力する入力工程と、前記画像形成装置に出力する画像信号の信号レベルの総和の制限値を保持手段から読み出す読み出し工程と、前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和と前記制限値とを比較する第１の比較工程と、前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和が前記制限値を超える場合に、所定量のCMY信号をK信号に置き換える下色除去処理を行う下色除去工程と、前記下色除去処理後のCMYK信号の信号レベルの総和と、前記制限値とを比較する第２の比較工程と、前記下色除去処理後の総和が前記制限値を超える場合に、前記下色除去処理後の総和が前記制限値以下になるように、前記下色除去処理後のCMY信号またはCMYK信号を同率で減らす調整工程とを有することを特徴とする。

上記構成によれば、単位面積あたりに付着させるトナーまたはインクの量に制限を設けつつ、出力画像の再現性を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、ここでは説明を簡略にするため、扱う画像信号は各色８ビット信号、すなわち０から２５５までの値を持つものとするが、本発明における画像信号はこれに限るものではない。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態におけるカラー複写機１００の構成例を示すブロック図である。

まず、通常の複写動作においては、リーダ１０１から出力された原稿画像のRGB画像信号は、画像処理部１０７の入力マスキング部１０２で入力マスキング処理が施され、対数変換部１０３で対数変換されて、CMY画像信号に変換される。このCMY画像信号は、UCR出力マスキング部１０４で下色除去および出力マスキング処理が施され、CMYK画像信号としてプリンタ１０５へ出力される。

通常の複写動作においては、UCR出力マスキング部１０４において、画像信号の信号レベルがプリンタ１０５の処理能力内に収まるように、UCR量やマスキング係数が決定されているため、プリンタ１０５の処理能力を超えるレベルの画像信号がプリンタ１０５へ入力されることはない。
次に、外部装置１０６から入力されたCMYK画像信号による画像形成動作を説明する。外部装置１０６から入力されたCMYK画像信号は、信号調整部２００によりプリンタ１０５の処理能力内の信号レベルに調整された後、プリンタ１０５へ出力される。このため外部装置１０６からどのようなCMYK信号が入力されても、プリンタ１０５へはその処理能力内のレベルの信号が入力されることになる。

図２は信号調整部２００の詳細な構成例を示すブロック図、また、図３は信号調整部２００における処理を示すフローチャートである。以下、図２及び図３を参照して、本第１の実施形態における信号調整部２００の動作について説明する。

制限色数記憶部２０３には、一画素あたりのCMYK信号総和の上限値C_Maxが記憶されている。この値は、プリンタの特性に合わせて予め決められた定数であっても良いし、ユーザが指定できるトナーまたはインク消費量の節約レベルによって規定のテーブルを参照することで決定される変数であっても良い。

まず、ステップＳ１において、色数演算部２０１−１は、外部装置１０６から送られてきた画素ごとのCMYK信号の信号レベルを総和した色数Sum_Inを次式（１）により計算する。
Sum_In = C + M + Y + K …（１）

次にステップＳ２で、色数判定部２０２−１は、制限色数記憶部２０３に記憶されている上限値C_Maxと、色数演算部２０１−１で得られた色数Sum_Inとを比較し、その結果をUCR２０４へ出力する。上限値C_Max以内に入っていれば、入力されたCMYK信号をそのまま用いてプリンタ１０５で出力することができるので、ステップＳ１０に進み、UCR２０４及び調整部２０５での処理をスルーさせ、入力されたCMYK画像信号値をそのままページメモリ２０６に展開して出力し、処理を終了する。上限値C_Max内に入っていなければ、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３からステップＳ５まではUCR（下色除去）処理である。UCR２０４での下色除去処理では、はじめに下色除去量Ucrを算出する。本第１の実施形態においては、次式（２）を用いて算出する（ステップＳ３）。
Ucr = Min((Sum_In - C_Max) / 2, Min(C,M,Y)) …（２）

これは、色数Sum_Inから上限値C_Maxを引いたものの２分の１とC、M、Yの４つの値のうち、最小のものを選択する処理である。なお、色数判定部２０２−１による判断の結果、色数が制限値内である場合は、Ucr = 0とすることで、UCR２０４の処理をスルーすることができる（ステップＳ１０）。
図４は本第１の実施形態における処理によるCMYK信号レベルの変化を模式的に表したものであり、図４（ａ）は、基のCMYK信号レベルとステップＳ３で算出したUcr量を表している。特に、Ucrとして、Min(C,M,Y)が選ばれた場合の信号レベルの一例を示している。

次に、ステップＳ４において、新たなK信号であるK'を次式（３）で決定する。
K' = Min(255, K + Ucr) …（３）

その後、新たに決まったK'のKからの増分にあたる値を、C、M、Yからそれぞれ減算して、新たなCMY信号であるC',M',Y'を次式（４）により生成する（ステップＳ５）。
C' = C - (K' - K)
M' = M - (K' - K)
Y' = Y - (K' - K) …（４）
ステップＳ４及びＳ５の処理後に得られる信号レベルの一例を図４（ｂ）に示す。特に図４（ｂ）では、K'としてK + Ucrが選ばれた場合を示している。

ステップＳ６では、これらの結果を色数演算部２０１−２に入力し、そこで次式（５）によりCMYK信号の総和Sum_In'を算出する。
Sum_In' = C' + M' + Y' + K' …（５）

色数判定部２０２−２にて算出された総和Sum_In'が上限値C_Max内にあるか否かを判定する（ステップＳ７）。
ステップＳ７での判断において、ＮＯの場合にはステップＳ８に進み、調整部２０５で用いる調整量αを次式（６）により算出する。そして、ステップＳ９において、調整部２０５は、調整量αを用いて、C',M',Y'を同一の割合で減少させる処理を行う。
α = (C_Max - K') / (C' + M' + Y') …（６）

一方、ステップＳ７での判断においてＹＥＳの場合にはステップＳ１１に進み、αを１に設定する。これにより、ステップＳ９では、調整部２０５はUCR処理直後のCMYK画像信号をそのまま出力することになる。

次にステップＳ９において、新たなC",M",Y",K"を次式（７）により算出する。ここではKの値は変更されない。
C" = α × C'
M" = α × M'
Y" = α × Y'
K" = K' …（７）

ステップＳ９の処理の結果得られる信号レベルの一例を図４（ｃ）に示す。
このようにして得られた信号がページメモリ２０６に出力され、ある画素における一連の信号調整処理が完了する。

画像データ内すべての画素について上記処理が行われ、制限値内に収まった信号がプリンタ１０５に出力される。

以上、本発明によれば、単位面積あたりに付着させるトナーまたはインク量を規定のレベルに制限することができるため、プリンタの故障を防ぐほか、トナーまたはインク等の消耗品を節約しながらも高い画像再現性を実現することができる。

また、下色除去を行なった後のK信号を保存するため、画像の墨色成分を保存することができる。そのため画像全体の濃度再現性が向上され、高画質の出力画像を得ることができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について図５を参照して説明する。

本第２の実施形態では、調整部２０５で用いる調整量αの算出の仕方（ステップＳ１８）及び各信号の算出方法（ステップＳ１９）が第１の実施形態と異なる。それ以外は、図５のステップＳ１３において、図３のステップＳ３と同様の処理を行うことを含めて図３で行う処理と同様であり、同じステップ番号を付して説明を省略する。

即ち、第１の実施形態では、ステップＳ８において式（６）を用いて調整量αを算出したが、第２の実施形態においては、次式（８）を用いて調整量αを算出する（ステップＳ１８）。
α = C_Max / Sum_In' …（８）

ステップＳ１９では、K'信号についても、他の信号C'、M'、Y'と同様の割合で算出した調整量αを用いて信号値を減少させる。
図６は本第２の実施形態における処理によるCMYK信号レベルの変化を模式的に表したものである。図６（ａ）は、UcrとしてMin(C,M,Y)が選ばれた場合の基のCMYK信号レベルとUcr量を表し、図６（ｂ）は、K'としてK + Ucrが選ばれた場合の下色除去処理後の信号レベルを表す。更に、総和が制限値内になるように同率で各信号を減少させる処理を行った結果が図６（ｃ）である。図４（ｃ）と異なり、K"の値がK'よりも小さくなっている。

上記の通り本第２の実施形態においても、単位面積あたりに付着させるトナーまたはインク量を規定のレベルに制限することができるため、プリンタの故障を防ぐほか、トナーまたはインク等の消耗品を節約しながらも高い画像再現性を実現することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

本第３の実施形態では、図５のステップＳ１３における下色除去量Ucrを、次式（９）によって算出する。
Ucr = Min((Sum_In - C_Max) / 2, R×Min(C,M,Y)) …（９）

なお、Rは下色除去レベルを示し、ユーザが指定するか、または予め装置が保持しているものとする。また、0≦R＜１である。ただし、色数判定部２０２からの出力結果が、色数が制限値内であることを示す場合、Ucr＝０である。
このUcr算出方法では、ある１色のトナー使用量をゼロにする第１及び第２の実施形態に対して、一定の割合で信号レベルが最小の色も残すものである。上記以外は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図７は本第３の実施形態における処理によるCMYK信号レベルの変化を模式的に表したものである。図７（ａ）は、基のCMYK信号レベルとUcr量を表したものであり、最小のC信号に対して割合RのみをUcr量として使用した場合であり、図７（ｂ）は、下色除去処理後の信号レベルを表す。更に、第２の実施形態のいずれかで説明したようにして総和が制限値内になるように同率で各信号を減少させる処理を行った場合の結果を図６（ｃ）に示す。なお、図３のステップＳ８及びＳ９で説明した第１の実施形態の処理を行っても良い。

＜他の実施形態＞
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インターフェイス機器、スキャナ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。ここでプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯなどが考えられる。また、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）やＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク）などのコンピュータネットワークを、プログラムコードを供給するために用いることができる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した図３または図５に示すフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。

本発明の実施の形態におけるカラー複写機の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における信号調整部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態における信号調整処理の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態におけるCMYK信号レベルの変化を模式的に表した図である。 本発明の第２及び第３の実施形態における信号調整処理の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態におけるCMYK信号レベルの変化を模式的に表した図である。 本発明の第３の実施形態におけるCMYK信号レベルの変化を模式的に表した図である。

符号の説明

１００ カラー複写機
１０１ リーダ
１０２ 入力マスキング部
１０３ 対数変換部
１０４ UCR出力マスキング部
１０５ プリンタ
１０６ 外部装置
１０７ 画像処理部
２００ 信号調整部
２０１ー１，２０１−２ 色数演算部
２０２−１，２０２−２ 色数判定部
２０３ 制限色数記憶部
２０４ ＵＣＲ
２０５ 調整部
２０６ ページメモリ

Claims (15)

1. 記録剤により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に画像信号を供給する画像処理装置であって、
   前記画像形成装置に出力する画像信号の信号レベルの総和の制限値を保持する保持手段と、
   画像信号としてCMYK信号を入力する入力手段と、
   前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和と前記制限値とを比較する第１の比較手段と、
   前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和が前記制限値を超える場合に、所定量のCMY信号をK信号に置き換える下色除去処理を行う下色除去手段と、
   前記下色除去処理後のCMYK信号の信号レベルの総和と、前記制限値とを比較する第２の比較手段と、
   前記下色除去処理後の総和が前記制限値を超える場合に、前記下色除去処理後の総和が前記制限値以下になるように、前記下色除去処理後のCMY信号を同率で減らす調整手段と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 記録剤により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に画像信号を供給する画像処理装置であって、
   前記画像形成装置に出力する画像信号の信号レベルの総和の制限値を保持する保持手段と、
   画像信号としてCMYK信号を入力する入力手段と、
   前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和と前記制限値とを比較する第１の比較手段と、
   前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和が前記制限値を超える場合に、所定量のCMY信号をK信号に置き換える下色除去処理を行う下色除去手段と、
   前記下色除去処理後のCMYK信号の信号レベルの総和と、前記制限値とを比較する第２の比較手段と、
   前記下色除去処理後の総和が前記制限値を超える場合に、前記下色除去処理後の総和が前記制限値以下になるように、前記下色除去処理後のCMYK信号を同率で減らす調整手段と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
3. 前記調整手段は、前記制限値と前記下色除去処理後のK信号との差を前記下色除去処理後のCMY信号の和により除して得た商を、前記下色除去処理後のCMY信号にそれぞれ乗することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記調整手段は、前記制限値を前記下色除去処理後のCMYK信号の総和により除して得た商を、前記下色除去処理後のCMYK信号にそれぞれ乗することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
5. 前記調整手段は、規定の１つ以上のテーブルを参照して得た率を、前記下色除去処理後のCMY信号にそれぞれ乗することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
6. 前記調整手段は、規定の１つ以上のテーブルを参照して得た率を、前記下色除去処理後のCMYK信号にそれぞれ乗することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
7. 前記下色除去手段は、K信号に置き換えるCMY各信号の量を、前記総和と前記制限値との差を２分した値と、CMY信号の中の最低値の内、小さい方の値とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像処理装置。
8. 前記下色除去手段は、K信号に置き換えるCMY各信号の量を、前記総和と前記制限値との差を２分した値と、CMY信号の中の最低値に所定の率を乗じて得た積の内、小さい方の値とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の画像処理装置。
9. 前記第１の比較手段が前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和が前記制限値以下であると判断した場合に、前記下色除去手段と、前記調整手段による処理を行わずに、前記入力したCMYK信号を画像形成装置にそのまま供給するように制御する制御手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像処理装置。
10. 前記制御手段は、前記第２の比較手段が前記下色除去処理後の総和が前記制限値以下であると判断した場合に、前記調整手段による処理を行わずに、前記下色除去処理後のCMYK信号を画像形成装置に供給するように制御することを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
11. 記録剤により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に画像信号を供給する画像処理方法であって、
    画像信号としてCMYK信号を入力する入力工程と、
    前記画像形成装置に出力する画像信号の信号レベルの総和の制限値を保持手段から読み出す読み出し工程と、
    前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和と前記制限値とを比較する第１の比較工程と、
    前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和が前記制限値を超える場合に、所定量のCMY信号をK信号に置き換える下色除去処理を行う下色除去工程と、
    前記下色除去処理後のCMYK信号の信号レベルの総和と、前記制限値とを比較する第２の比較工程と、
    前記下色除去処理後の総和が前記制限値を超える場合に、前記下色除去処理後の総和が前記制限値以下になるように、前記下色除去処理後のCMY信号を同率で減らす調整工程と
    を有することを特徴とする画像処理方法。
12. 記録剤により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に画像信号を供給する画像処理方法であって、
    画像信号としてCMYK信号を入力する入力工程と、
    前記画像形成装置に出力する画像信号の信号レベルの総和の制限値を保持手段から読み出す読み出し工程と、
    前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和と前記制限値とを比較する第１の比較工程と、
    前記入力したCMYK信号の信号レベルの総和が前記制限値を超える場合に、所定量のCMY信号をK信号に置き換える下色除去処理を行う下色除去工程と、
    前記下色除去処理後のCMYK信号の信号レベルの総和と、前記制限値とを比較する第２の比較工程と、
    前記下色除去処理後の総和が前記制限値を超える場合に、前記下色除去処理後の総和が前記制限値以下になるように、前記下色除去処理後のCMYK信号を同率で減らす調整工程と
    を有することを特徴とする画像処理方法。
13. 情報処理装置が実行可能なプログラムであって、前記プログラムを実行した情報処理装置を、請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像処理装置として機能させることを特徴とするプログラム。
14. 請求項１１または１２に記載の画像処理方法を実現するためのプログラムコードを有することを特徴とする情報処理装置が実行可能なプログラム。
15. 請求項１３又は１４に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする情報処理装置が読み取り可能な記憶媒体。

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