JP2006166328A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 何らかの色で印字されるべき中間調がマスクパターンに遮られて全く印刷されず想定外の印刷結果となる問題を解決することが可能となる。
【解決手段】 中間調をディザ処理する処理系において、コマンドデータを解析し前景パターンと背景色を取得し、背景色を適用した場合に得られる想定HT処理後画像を生成し、前景パターンと作成した背景HT画像を比較し、干渉による背景色抜けのレベルを判断し、背景色抜けのレベルが閾値を越える場合に、抜けのレベルが閾値以下の背景HT画像となるような処理を施すことを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、画像データに基づいて作成された出力信号を基に印刷媒体上に印字材料を用いて印字処理を行う印刷装置に関するものである。

ホストコンピュータ等のデータ生成装置から印刷データを受信し、装置内部で印刷データを画像データに変換して印刷媒体上に印字処理を施す印刷装置にあって、印刷データに含まれる多値カラーデータを処理する際、多くの印刷装置ではディザ法と呼ばれる擬似中間調表現法を用いることが多い。

本手法は元画像データ中の1画素が多階調を有する場合に、1画素単階調、あるいは元画像より低い多階調を持つ複数の画素で擬似的に濃度表現する面積階調法である。

この時、２値化または多値化に用いるディザパターンは様々閾値配列を持つものが考案されている（特許文献１）。

図３は、一般的な印刷データ中、背景にある色を指定された図形オブジェクトの中間調処理を示す概念図である。

２値化処理を例にとると、印刷データに含まれる“長方形を５０％の灰色で塗り潰す図形”（３０１）が指定された場合、コマンドデータは長方形の輪郭領域を表す前景パターン（３０２）と、長方形内部を塗り潰す際に使用する背景カラー（３０３）の組合せで構成される。

この時、輪郭領域は長方形そのものであり、また、背景カラーである５０％の灰色は、先に述べたディザ法を用いて２値画像として表される（３０４）。この２値画像を前景パターン内部に並べたものが、擬似的に５０％の灰色で塗り潰した長方形の画像データとなる（３０５）。

一方、前景パターンとして指定される領域は、図形の輪郭内のみではなく、輪郭内部を一定のパターンでマスクするためのマスクパターンで指定される場合もある。

３０６は、前記５０％灰色の背景カラーを指定した長方形内部の、一部分（グレー表示部分）のみが有効印字領域となる画像を示す。この時、指定される背景カラー（３０８）は３０３と同じであるが、前景パターンは３０７で表されるマスクパターンである。これに対して同様に２値化処理を行った背景カラーを適用すると、印刷されるべき画像データは３１０となる。

このように、最終的に印刷される画像データは、前景パターンと背景カラーをディザ処理して得られるハーフトーンパターン（以下、ＨＴパターン）との合成により生成される。
特開２００２−２２５３８１号公報

前述のように、中間調をディザ処理する処理系において、同一描画オブジェクトに前景パターンと背景カラーを指定した場合、マスクパターンとＨＴパターンの重なり方によって、実際に印刷される画像が異なる。すなわち、ＨＴパターン中で（０以外の）何らかの出力レベルを持つ画素は、同位置に対応するマスクパターン中の顕画素に一致するもののみが実際には印字対象画素となる。

この時、ＨＴパターンとマスクパターンの形状が一致、パターンの適用される位置やパターン周期が重なるなどの条件を満たすと、ＨＴパターン中の有レベル画素とマスクパターンの顕画素が全く一致、または全く不一致、という現象が発生する。

これにより、本来何らかの色で印字されるべき中間調がマスクパターンに遮られて全く印刷されない、という問題が発生する。

従来から知られる本課題に対する対策として、予め出現頻度の高いマスクパターンの形状と同じＨＴパターンとなり得るディザパターンの使用を避けたり、このようなマスクパターン形状を検出するとマスクパターン自体を変形することにより、マスクされる領域を減少させて背景カラーであるＨＴパターン中の顕画素の出現率を高める手法があるが、本手法では救済できるマスクパターンが限定されるなど、完全な回避は困難であった。

本発明においては、
ホストコンピュータ等のデータ生成装置から印刷データを受信し、装置内部で印刷データを画像データに変換して印刷媒体上に印字処理を施す印刷装置にあって、印刷データに含まれる多値カラーデータを中間調処理する際、ディザ法を用いる処理系において、印刷コマンドデータを受信する手段（データ入力部）と、受信コマンドデータを解析する手段（コマンド解析部）と、解析したコマンドに基いて画像処理を行う手段（画像処理部）と、前記画像処理部で生成した画像データを出力する手段（画像出力部）と、入力コマンドデータに含まれるオブジェクトに対して指定されている前景パターンに対応する画像のマスクパターンを取得し、展開処理を行う手段（マスクパターン生成部）と、前記コマンド解析部にて解析された当該オブジェクトに対して指定される背景カラーを用いて擬似的に中間調処理を行う手段（模擬ＨＴ処理部）と、前記マスクパターン生成部で生成したマスクパターンと、前記模擬ＨＴ処理部で生成したＨＴパターンを比較し、実際に印字対象となる画素の出現率を算出する手段（パターンマッチング処理部）と、前記パターンマッチング処理部により算出された出現率が、予め規定された条件を満たさない場合に、入力コマンドデータを変更する手段（データ変更処理部）とを有し、
更に、中間調処理に用いるディザパターンを複数備え、前記コマンド解析部において、当該オブジェクトに指定される背景カラーの中間調処理に適用するディザパターンを任意に設定する手段と、前記パターンマッチング処理部において、予め規定された条件を満たさない場合に、前記データ変更処理部において、適用するディザパターンを再設定する手段と、再設定後のディザパターンを用いて再度前記模擬ＨＴ処理及びパターンマッチング処理を行う手段とをし、
更に、模擬ＨＴ処理部において中間調処理に用いるディザパターンの印字領域内における適用位置（オフセット）を設定する手段と、前記パターンマッチング処理部において、予め規定された条件を満たさない場合に、前記データ変更処理部において、適用するディザパターンのオフセットを再設定する手段と、再設定後のディザオフセット値を用いて再度前記模擬ＨＴ処理及びパターンマッチング処理を行う手段とを有し、
更に、模擬ＨＴ処理部において指定された前景カラーから中間調処理への入力信号を算出する手段と、算出された入力信号を用いてＨＴ処理を実施する手段と、前記パターンマッチング処理部において、予め規定された条件を満たさない場合に、前記データ変更処理部において、中間調処理への入力信号レベルを変更する手段と、変更後の入力信号値を用いて再度前記模擬ＨＴ処理及びパターンマッチング処理を行う手段とを有することにより、前記問題点を解決することを目的とする。

本発明によれば、従来完全な回避が困難であった、前景（マスク）パターンと背景カラーに対応して生成されるＨＴパターンの干渉により、本来何らかの色で印字されるべき中間調がマスクパターンに遮られて全く印刷されず想定外の印刷結果となる問題を解決することが可能となる。

（実施例１）
図１は，本発明が適用される印刷装置を示すブロック図である。

印刷装置は，スキャナなどの画像入力部１００，UIパネルなどの動作環境設部１０１，ビデオコントローラなどの画像処理部１０２、HDなどの外部記憶装置１０３、ネットワークI/FボードやFaxなどの画像送受信部１０４、プリンタなどの画像出力部１０５から構成される。上記はホストコンピュータ１１６と接続するプリンタや、スキャナを備えたコピー、Faxなどが一体となる複合型印刷装置を想定しているが、本発明の構成として全てを要求するものではない。

データ処理部１０２は、入力部I/F１１０、設定部I/F１１１、出力部I/F１１２、送受信I/F１１３、記憶装置I/F１１４を備え、内部バスによって、データ処理・制御用プログラムROM１０６、データROM１０７、CPU１０８、内部記憶領域であるRAM１０９、タイマー（時計機能）１１５などに接続される。

入力データは、スキャナなどの画像入力部１００で画像をスキャンしたり、外部ホストコンピュータ、外部Faxやネットワーク経由で送られたプリントデータを送受信部１０４を介して受信することによりデータ処理部１０２に取り込まれる。

１０２に取り込まれたプリントデータは、１０１で設定された動作環境、または外部からのプリントデータに含まれる動作環境情報に従って処理され、処理後のプリントデータを、目的とする動作に応じて、当該印刷装置で印刷する場合は１０５、外部ネットワークへプリントデータを送信する場合は１０４、当該印刷装置内に保存する場合は１０３へそれぞれ渡される。

１０２におけるプリントデータ処理時は、必要に応じてデータROM１０７の情報などを使用しながら１１１を経由して取得した処理動作環境に従って、プログラムROM106からプログラムを読み出し、内部記憶領域１０９などを利用しながら処理を実行する。

図２は、上記印刷装置において、本発明によるデータ処理を担うコントローラ部の例を示すブロック図である。

印刷データの入力部２０１で受信したデータコマンドは、コマンド解析部２０２で解析され、画像データへの変換前処理が行われる。この時、本発明の対象外のコマンドはそのまま画像処理部２０３へ送られ、画像データに変換された後、画像出力部２０４へ送られる。

コマンド解析部２０２で前景パターンと背景カラーを指定されたコマンドが検出されると、マスクパターン生成部２０５にて、マスクパターンに該当する画像データを生成し、さらに模擬ＨＴ処理部において、背景カラーを指定した際に得られる中間調処理後のＨＴパターンを生成する。このＨＴパターンと２０５で生成したマスクパターンを比較し、予め規定される背景カラーの顕画素率に満たないと判断された場合は、データ変更処理部２０８にてデータ変更を行い、変更後のデータを用いて再度２０６〜２０７の比較・判定処理を実施する。

以上が本発明における基本処理構成となる。

マスクパターンを適用する際、本来であればマスクがなされない画素に対しては元画像の当該画素が持つカラーが再現されることが期待されるが、印刷装置側の条件により擬似中間調処理により本来顕画素となるべき画素を非点灯としているため、条件によって顕画素を増加させる手段を備える必要がある。

さらに、顕画素を増加させる手段の適用・非適用の判定基準として、予め何らかの判定条件を印刷装置で備えることが必要となる。

図４−１は、請求項１、２にかかる手段を用いて画像補正を実施した場合の、補正前後の画像データを示す概念図である。

図４−１においては
・ＨＴパターン中の点灯画素が５０％以上の場合は、何らかの色が再現される
を条件とし、前景パターンとして４１０１に示すマスクパターンが指定された場合、２つの異なるディザパターンを用いて印刷画像を生成した場合を説明する。

ディザパターンＡは、入力信号レベルがＬＶＬ１〜ＬＶＬ４まで変化すると、４１０２，４１０４，４１０６，４１０８で示すＨＴパターンを生成する。

また、ディザパターンＢは、入力信号レベルがＬＶＬ１〜ＬＶＬ４まで変化すると、４１０９，４１１１，４１１３，４１１５で示すＨＴパターンを生成する。

マスクパターン４１０１に対してディザＡを適用した場合、ＬＶＬ１及びＬＶＬ２ではマスクパターンのＯＦＦ画素とＨＴパターンのＯＮ画素が重なるため、いずれも全く点灯画素が発生しない（４１０３，４１０５）。その後、ＬＶＬ３、ＬＶＬ４で一定の点灯画素が発生する。

この時、前提条件に従うと、ＬＶＬ２では何らかの色が再現されなければならないが、本ディザではこれを実現することができない。

一方、ディザＢを適用した場合、ＬＶＬ１では同じく点灯画素は発生しない（４１１０）が、ＬＶＬ２からは点灯画素が発生する（４１１２，４１１４，４１１６）。

この時、前提条件に従うと、ＬＶＬ２では何らかの色が再現されなければならないが、本ディザではこれを実現することが可能である。

したがって、本前景パターンから形成されるマスクパターンに対してはディザＢが好ましいと判断する。

以下、図５を用いて請求項１及び２にかかる実施例を詳細に説明する。

データ入力部において、５０２で印刷データを受信すると、コマンド解析部に移行する。

コマンド解析部では、５０３で図形描画コマンドであるかどうかを判断し、図形描画でない場合はそのまま画像処理部の５１４へ移行して通常の画像処理を実行する。

図形描画コマンドと判断された場合は、５０４で指定の前景パターンを取得し、５０５で指定の背景カラー（塗り潰し色）を取得する。さらに５０６で指定背景カラーの中間調処理に適用するディザパターンを取得する。

次にマスクパターン生成部に移り、５０７でマスクパターンサイズを計算する。このサイズは前景パターンの印字領域全体と等価とする。次に５０８で前記マスクパターンサイズの図形オブジェクトを生成する。

次に模擬ＨＴ処理部に移行し、５０９では５０８で生成したマスク図形に対し背景カラーを用いて模擬ＨＴ処理を実施する。この時背景カラーは５０６で指定されたディザパターンを用いて中間調処理を行い、ハーフトーンパターンを生成する。

次にパターンマッチング処理部に移行し、５１１で前景に指定されているマスクパターンと、５１０で生成したハーフトーンパターンを比較し、５１１でパターン比較を行う。

比較の結果、顕画素条件に鑑みてデータ変更が必要と判断された場合、データ変更処理部へ移行し、５１３で適用するディザパターンを変更する。その後、再度５０９へ戻り、模擬ＨＴ処理とパターンマッチング処理を実施する。
パターンマッチング処理にて顕画素条件を満たしその後のデータ変更は不要と判断された段階で、画像処理部へ移行し、５１４で通常の画像処理を実施する。

これにより、顕画素条件を満たすディザパターンにより実際の図形コマンドデータが処理されるため、問題の発生を回避する事が可能となる。

（実施例２）
図４−２は、請求項１、３にかかる手段を用いて画像補正を実施した場合の、補正前後の画像データを示す概念図である。

図４−２においては
・ＨＴパターン中の点灯画素が全く無い場合以外は、何らかの色が再現される
を条件とし、前景パターンとして４２０１に示すマスクパターンが指定された場合、２つの異なるディザオフセットを用いて印刷画像を生成した場合を説明する。

ここで適用するディザは、入力信号レベルがＬＶＬ１〜ＬＶＬ４まで変化すると、４２０２，４２０４，４２０６，４２０８で示すＨＴパターンを生成する。

マスクパターン４２０１に対してディザオフセットなしを適用した場合、ＬＶＬ１及びＬＶＬ２ではマスクパターンのＯＦＦ画素とＨＴパターンのＯＮ画素が重なるため、いずれも全く点灯画素が発生しない（４２０３，４２０５）。その後、ＬＶＬ３、ＬＶＬ４で一定の点灯画素が発生する。

この時、前提条件に従うと、ＬＶＬ１及び２においても何らかの色が再現されなければならないが、本オフセットではこれを実現することができない。

一方、オフセットありを適用した場合、ＬＶＬ１からＬＶＬ４まで全て点灯画素が発生する（４２１０、４２１２，４２１４，４２１６）。

この時、前提条件に従うと、全てのレベルで何らかの色が再現されなければならないが、オフセットではこれを実現することが可能である。

したがって、本前景パターンから形成されるマスクパターンに対してはディザオフセットありが好ましいと判断する。

以下、図６を用いて請求項１及び３にかかる実施例を詳細に説明する。

データ入力部において、６０２で印刷データを受信すると、コマンド解析部に移行する。

コマンド解析部では、６０３で図形描画コマンドであるかどうかを判断し、図形描画でない場合はそのまま画像処理部の６１６へ移行して通常の画像処理を実行する。

図形描画コマンドと判断された場合は、６０４で指定の前景パターンを取得し、６０５で指定の背景カラー（塗り潰し色）を取得する。さらに６０６で指定背景カラーの中間調処理に適用するディザパターンを取得する。

次にマスクパターン生成部に移り、６０７でマスクパターンサイズを計算する。このサイズは前景パターンの印字領域全体と等価とする。次に６０８で前記マスクパターンサイズの図形オブジェクトを生成する。

次に模擬ＨＴ処理部に移行し、６０９でディザオフセットを初期化する。次に６１０でディザオフセットを所定の値（現時点では初期化されているのでオフセットなし）に設定する。

次に６１１では６０８で生成したマスク図形に対し背景カラーを用いて模擬ＨＴ処理を実施する。この時背景カラーは６０６で指定されたディザパターンを用いて中間調処理を行い、ハーフトーンパターンを生成する。

次にパターンマッチング処理部に移行し、６１３で前景に指定されているマスクパターンと、６１２で生成したハーフトーンパターンを比較し、６１４でパターン比較を行う。

比較の結果、顕画素条件に鑑みてデータ変更が必要と判断された場合、データ変更処理部へ移行し、６１５で適用するディザオフセット値を変更する。その後、再度６１０へ戻り、模擬ＨＴ処理とパターンマッチング処理を実施する。

パターンマッチング処理にて顕画素条件を満たしその後のデータ変更は不要と判断された段階で、画像処理部へ移行し、６１６で通常の画像処理を実施する。

これにより、顕画素条件を満たすディザパターンにより実際の図形コマンドデータが処理されるため、問題の発生を回避する事が可能となる。

（実施例３）
図４−３は、請求項１、４にかかる手段を用いて画像補正を実施した場合の、補正前後の画像データを示す概念図である。

図４−３においては
・ＨＴパターン中の点灯画素が全く無い場合以外は、何らかの色が再現される
を条件とし、前景パターンとして４３０１に示すマスクパターンが指定された場合、入力信号レベルに対する印刷画像を説明する。

ここで適用するディザは、入力信号レベルがＬＶＬ１〜ＬＶＬ４まで変化すると、４３０２，４３０４，４３０６，４３０８で示すＨＴパターンを生成する。

マスクパターン４３０１に対して、ＬＶＬ１及びＬＶＬ２ではマスクパターンのＯＦＦ画素とＨＴパターンのＯＮ画素が重なるため、いずれも全く点灯画素が発生しない（４３０３，４３０５）。その後、ＬＶＬ３、ＬＶＬ４で一定の点灯画素が発生する。

この時、前提条件に従うと、ＬＶＬ１及び２においても何らかの色が再現されなければならないが、このままではこれを実現することができない。

前提条件に従うためには、元画像の当該画素に対するディザへの入力信号がＬＶＬ１またはＬＶＬ２の場合、実際の入力レベルをＬＶＬ３に変換すれば上記を実現することが可能となる。

したがって、本前景パターンから形成されるマスクパターンに対してはディザへの入力信号を元信号から＋２することが好ましいと判断する。

以下、図７を用いて請求項１及び４にかかる実施例を詳細に説明する。

データ入力部において、７０２で印刷データを受信すると、コマンド解析部に移行する。

コマンド解析部では、７０３で図形描画コマンドであるかどうかを判断し、図形描画でない場合はそのまま画像処理部の７１５へ移行して通常の画像処理を実行する。
図形描画コマンドと判断された場合は、７０４で指定の前景パターンを取得し、７０５で指定の背景カラー（塗り潰し色）を取得する。さらに７０６で指定背景カラーの中間調処理に適用するディザパターンを取得する。

次にマスクパターン生成部に移り、７０７でマスクパターンサイズを計算する。このサイズは前景パターンの印字領域全体と等価とする。次に７０８で前記マスクパターンサイズの図形オブジェクトを生成する。

次に模擬ＨＴ処理部に移行し、７０９で背景カラー信号からディザへの入力信号を計算する。

次に７１０では７０８で生成したマスク図形に対し７０９で計算したディザへの入力信号を用いて模擬ＨＴ処理を実施する。この時背景カラーは７０９で計算された入力信号を７０６で指定されたディザパターンへ適用することで中間調処理を行い、ハーフトーンパターンを生成する。

次にパターンマッチング処理部に移行し、７１２で前景に指定されているマスクパターンと、７１１で生成したハーフトーンパターンを比較し、７１３でパターン比較を行う。

比較の結果、顕画素条件に鑑みてデータ変更が必要と判断された場合、データ変更処理部へ移行し、７１４で適用するディザへの入力信号値を変更する。その後、再度７１０へ戻り、模擬ＨＴ処理とパターンマッチング処理を実施する。
パターンマッチング処理にて顕画素条件を満たしその後のデータ変更は不要と判断された段階で、画像処理部へ移行し、７１５で通常の画像処理を実施する。

これにより、顕画素条件を満たすディザパターンにより実際の図形コマンドデータが処理されるため、問題の発生を回避する事が可能となる。

本発明が適用される印刷装置の全体構成を示すブロック図である。 上記印刷装置において、本発明によるデータ処理を担うコントローラ部の例を示すブロック図である。 本発明の背景である、前景（マスク）パターンと背景カラーを用いて画像処理を行った結果示す概念図である。 ４−１は実施例１において、請求項１、２にかかる手段を用いて画像補正を実施した場合の、補正前後の画像データを示す概念図である。４−２は実施例２において、請求項１、３にかかる手段を用いて画像補正を実施した場合の、補正前後の画像データを示す概念図である。４−３は実施例３において、請求項１，４にかかる手段を用いて画像補正を実施した場合の、補正前後の画像データを示す概念図である。 実施例１において、請求項１，２にかかる手段を用いて本発明を実現するためのアルゴリズムを示すフローチャート図である。 実施例２において、請求項１、３にかかる手段を用いて本発明を実現するためのアルゴリズムを示すフローチャート図である。 実施例３において、請求項１，４にかかる手段を用いて本発明を実現するためのアルゴリズムを示すフローチャート図である。

Claims (4)

1. ホストコンピュータ等のデータ生成装置から印刷データを受信し、装置内部で印刷データを画像データに変換して印刷媒体上に印字処理を施す印刷装置にあって、印刷データに含まれる多値カラーデータを中間調処理する際、ディザ法を用いる処理系において、印刷コマンドデータを受信する手段（データ入力部）と、受信コマンドデータを解析する手段（コマンド解析部）と、解析したコマンドに基いて画像処理を行う手段（画像処理部）と、前記画像処理部で生成した画像データを出力する手段（画像出力部）と、入力コマンドデータに含まれるオブジェクトに対して指定されている前景パターンに対応する画像のマスクパターンを取得し、展開処理を行う手段（マスクパターン生成部）と、前記コマンド解析部にて解析された当該オブジェクトに対して指定される背景カラーを用いて擬似的に中間調処理を行う手段（模擬ＨＴ処理部）と、前記マスクパターン生成部で生成したマスクパターンと、前記模擬ＨＴ処理部で生成したＨＴパターンを比較し、実際に印字対象となる画素の出現率を算出する手段（パターンマッチング処理部）と、前記パターンマッチング処理部により算出された出現率が、予め規定された条件を満たさない場合に、入力コマンドデータを変更する手段（データ変更処理部）とを有することを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１にかかる印刷装置であって、中間調処理に用いるディザパターンを複数備え、前記コマンド解析部において、当該オブジェクトに指定される背景カラーの中間調処理に適用するディザパターンを任意に設定する手段と、前記パターンマッチング処理部において、予め規定された条件を満たさない場合に、前記データ変更処理部において、適用するディザパターンを再設定する手段と、再設定後のディザパターンを用いて再度前記模擬ＨＴ処理及びパターンマッチング処理を行う手段とを有することを特徴とする印刷装置。
3. 請求項１にかかる印刷装置であって、模擬ＨＴ処理部において中間調処理に用いるディザパターンの印字領域内における適用位置（オフセット）を設定する手段と、前記パターンマッチング処理部において、予め規定された条件を満たさない場合に、前記データ変更処理部において、適用するディザパターンのオフセットを再設定する手段と、再設定後のディザオフセット値を用いて再度前記模擬ＨＴ処理及びパターンマッチング処理を行う手段とを有することを特徴とする印刷装置。
4. 請求項１にかかる印刷装置であって、模擬ＨＴ処理部において指定された前景カラーから中間調処理への入力信号を算出する手段と、算出された入力信号を用いてＨＴ処理を実施する手段と、前記パターンマッチング処理部において、予め規定された条件を満たさない場合に、前記データ変更処理部において、中間調処理への入力信号レベルを変更する手段と、変更後の入力信号値を用いて再度前記模擬ＨＴ処理及びパターンマッチング処理を行う手段とを有することを特徴とする印刷装置。

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