JP2006246114A

JP2006246114A - 画像処理方式およびそれを用いたプリンタ，印刷システム

Info

Publication number: JP2006246114A
Application number: JP2005060171A
Authority: JP
Inventors: Akimasa Yoshikawa; 晃正吉川; Masanori Masubuchi; 正紀増渕
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2006-09-14

Abstract

【課題】従来の２色分解では、特殊なアプリケーションソフトを利用し、ユーザー自身が分解したい色を考慮に入れてアプリケーションソフト上で指定する必要があり、ユーザーに面倒な作業を強いることになる。
【解決手段】フルカラー画像信号の注目画素における色相値と、２色の分解色におけるそれぞれの色相値との差を求め、その差に応じて２色の分解色に対する２色分解信号の値を決定することにより、特殊なアプリケーションソフトを利用しなくても、容易に２色分解を実現する。
【選択図】図５

Description

本発明は、カラー印刷機やカラープリンタにおける、カラーの多値画像信号を２色分解し、２色の２値画像信号に変換するための画像処理方式及びそれをプリンタ，印刷システムに関するものである。

フルカラープリンタでは一般にシアン・マゼンタ・イエロー・ブラックの４色のカラーインクやカラートナーを装備し、これらを混ぜ合わせることでフルカラー画像を形成している。その印刷品質は、近年銀塩方式による出力と遜色無い高品質のレベルに達している。しかし、ランニングコストの面ではまだまだ高価であり、オフィスではモノクロ印刷が今なお主流である。また、簡易チラシ印刷や企業内印刷分野では、ランニングコストを抑え、かつ、モノクロ印刷よりアピール度を高めたいとの要求から、２色印刷が行われている。

この２色印刷では、カラー画像を赤、緑、青の３色に分解し、そのうち赤と緑から赤・黒の２色画像を生成したり、あるいは青と赤から青・黒の２色画像を生成する方法等が報告されている。また、カラーの画像データを３色分解し得られた赤、緑、青の光量に基づいて、２色画像データに変換する方法が、知られている（例えば特許文献１）。例えば、カラーの画像データを、赤・黒の２色画素に変換する際、まず、カラー画像データを赤、緑、青の３色に分解する。そして、赤の第１の補正値と赤の第２の補正値と緑の閾値とを設定し、画像データを構成する各画素に対して下記の式１、式２、式３を演算する。
（緑の光量）＞（緑の閾値） …（式１）
（赤の光量）＞（緑の光量＋赤の第１の補正値） …（式２）
（赤の光量）＞（緑の光量＋赤の第２の補正値） …（式３）
演算の結果、式１および式２が成立する画素と、式１が不成立で式３が成立する画素は赤とし、これ以外の画素は赤でないとすることで、すべての画素を２色分解している。なお、この手順による赤の第１補正値と赤の第２補正値と緑の閾値は、青の光量値を参照して設定している。

しかしながら、これまで説明してきた２色分解方法では、画素単位で完全にどちらかの色に分解するため、自然画等のイメージデータでは滑らかな色変化を得ることができず、イメージデータの印刷には向いていない課題がある。この課題を解決する２色分解方法として、一般には、特色分版機能を有するアプリケーションソフトを利用した２色分解がある。しかし、これらのアプリケーションソフトでは、ユーザー自身が分解したい色を考慮に入れてアプリケーションソフト上で２色分解を指定する必要があり、ユーザーに面倒な作業を強いることになる。また、このような特色分版機能は特殊なアプリケーションソフトを必要とし、一般的なアプリケーションソフトでは対処できず、不便である。

特開平９−２００５５４号

本発明の画像処理方式は、特殊なアプリケーションソフトを使用しなくても、容易に２色分解が実現できる２色分解方法及び２色分解装置を提供することを目的とする。また同時に、プリンタドライバ上から２色の分解色の指定を可能とし、任意のアプリケーションソフトを用いて２色分版を行うことができる画像処理方式を提供することを目的とする。

上記課題は、フルカラー画像信号を無彩色を除く任意の２色の分解色に２色分解する画像処理方式であって、フルカラー画像信号の注目画素における色相値と、２色の分解色におけるそれぞれの色相値との差を求め、その差に応じて２色の分解色に対する２色分解信号の値を決定する２色分解工程と、２色分解された前記２色分解信号のそれぞれに対して、注目画素の濃度値と予め準備した２値化閾値マトリクスの閾値との大小関係に基づいて該注目画素位置のドットのオン・オフを決定する２値化工程とを備えたことを特徴とする画像処理方式とすることで達成できる。

発明によれば、特殊なアプリケーションソフトを利用することなく、容易に２色分解することが可能になる。

フルカラー画像信号を無彩色を除く任意の２色の分解色に２色分解する画像処理方式において、フルカラー画像信号の注目画素における色相値と、２色の分解色におけるそれぞれの色相値との差を求め、その差に応じて２色の分解色に対する２色分解信号の値を決定する２色分解工程と、２色分解された前記２色分解信号のそれぞれに対して、注目画素の濃度値と予め準備した２値化閾値マトリクスの閾値との大小関係に基づいて該注目画素位置のドットのオン・オフを決定する２値化工程とを備えた画像処理方式およびプリンタ，印刷システムによって、特殊なアプリケーションソフトを使用しなくても、容易に２色分解を実現する。以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の第１の実施例を図１から図８を用いて説明する。なお、本実施例では説明のために便宜上、カラー画像入力信号はRGB形式で１画素１色あたり８ビット（０〜２５５）濃度を持った画像信号とする。また、２色分解後の画像信号も、１画素１色あたり８ビット（０〜２５５）の濃度を持った画像信号とするが、本発明は、これに限ったものではない。

図１は、カラー画像入力信号Ｓと２色分解多値画像信号Ｄ、更に、２色分解多値画像信号Ｄに対して２値化処理を行った結果を格納する２色分解２値画像信号Ｂを表している。これらの画像信号はいずれも主走査方向サイズがm画素、副走査方向サイズがn画素で構成され、主走査方向がx番目、副走査方向がy番目の画素の座標を(x,y)で表現する。また、その画素の濃度レベルを、カラー画像入力信号Ｓにおいては、赤成分をSR(x,y)、緑成分をSG(x,y)、青成分をSB(x,y)で、２色分解多値画像信号Ｄにおいては、分解色１の色成分をD1(x,y)、分解色２の色成分をD2(x,y)で、さらに２色分解２値画像信号Ｂにおいては、分解色１の色成分をB1(x,y)、分解色２の色成分をB2(x,y)で表現している。

図２は、色相の変化を数値で表現した色相指数Hと色相の関係を表したカラーサークル図であり、色相指数Hは色相が赤のときは０、緑のときは１、青のときは２としている。また、赤と緑の間にある中間色では、赤から緑に色相が変化するのに応じて色相指数Hは０から１へと徐々に増加する。同様に、緑と青の間にある中間色では、色相指数Hは１から２へ、青と赤の間にある中間色では、色相指数Hは２から３へと増加する。このようにして一回りした色相指数Hは赤で０に戻るものとする。

図３は、２色間の色相の隔たりを説明したカラーサークル図である。本実施例では、２つの色相間の色相の隔たりを色相指数の差で定義しその値を色相距離と呼ぶものとする。最も色相の隔たりが大きくなるのは、カラーサークルの対角に位置する色相同士であり、色相距離は１．５となる。つまり、色相の隔たりを示す色相距離は０から１．５の範囲で決まることになる。例えば、図３のカラーサークル上に図示したように、３つ色相Color1、Color2、Color3の色相指数をH1、H2、H3で表し、それぞれの色相指数をH1＝０．３、H2＝０．８、H3＝２．４と仮定すると、色相Color1と色相Color2の色相距離は、|H1−H2|＝０．５となる。一方、色相Color2と色相Color3の色相指数の差は、反時計回りで計算すると|H2−H3|＝１．６となり、色相距離の最大値１．５を超えてしまう。この場合には時計回りでの色相距離３−１．６＝１．４が色相Color2と色相Color3の色相距離となる。同様に、色相Color1と色相Color3の色相指数の差は|H1−H3|＝２．１なので色相距離は３−２．１＝０．９となる。

次に、図４〜８を用い、本実施例の画像処理方式を説明する。

図４のフローチャートは、本実施例の画像処理方式の手順を表している。ステップS120の２色分解工程とステップS130の２値化工程を全画素に対して順次処理する。そのために、ステップS110で主走査方向のループ処理を、同じくステップS100で副走査方向のループ処理を行っている。

次に、図４のステップS120の２色分解工程を図５のフローチャートを用い説明する。まず、ステップS200で、カラー画像入力信号Ｓにおける注目画素(x,y)の赤成分SR(x,y)・緑成分SG(x,y)・青成分SB(x,y)から、式４から式９を用い、注目画素(x,y)の黒成分K、白成分W、赤成分R、緑成分G、青成分B、および、赤・青・緑成分の内の最も大きい値Maxを算出する。
W＝minimum( SR(x,y),SG(x,y),SB(x,y) ) …（式４）
R＝SR(x,y)−W …（式５）
G＝SG(x,y)−W …（式６）
B＝SB(x,y)−W …（式７）
Max＝maximum( R,G,B ) …（式８）
K＝２５５−Max−W …（式９）
ここでの赤成分R、緑成分G、青成分Bとは、カラー画像入力信号Ｓにおける注目画素(x,y)の赤成分SR(x,y)・緑成分SG(x,y)・青成分SB(x,y)から白成分と黒成分を取り除いた純粋な赤成分・緑成分・青成分である。また、数式４における記号minimumは最小値を、式８における記号maximumは最大値を表している。

次に、ステップS210で、赤成分R、緑成分G、青成分Bを比較する。もしR・G・Bのすべてが同じ値であれば、注目画素(x,y)は黒・白成分のみとなり、ステップS220に移動して、２色分解多値画像信号Ｄの分解色１の色成分D1(x,y)と分解色２の色成分D2(x,y)に算出した黒成分Kを代入し、２色分解工程を終了する。一方、ステップS210で赤成分R・緑成分G・青成分Bのすべてが同じ値でなければ、白黒成分以外の何らかの色成分があるので、ステップS230からの２色分解処理を実行する。

ステップS230からS270は、注目画素(x,y)の色相指数Hを算出する処理である。まず、ステップS230とS240で、どの色成分が最も大きいかを求め、赤成分Rが最も大きい場合にはステップS250で式１０により、緑成分Gが最も大きい場合にはステップS260で式１１により、青成分Bが最も大きい場合にはステップS270で式１２により、色相指数Hを算出する。
H＝( G/(R+G)−B/(R+B) ) …（式１０）
H＝( B/(G+B)−R/(G+R) + 1 ) …（式１１）
H＝( R/(B+R)−G/(B+G) + 2 ) …（式１２）
次に算出した色相指数Hが３以上であるか否かをステップS280で調べ、３以上の場合には図２で説明したように色相指数Hはカラーサークルを一回りしたことになるので、ステップS290で算出した色相指数Hから３を減算する。次に、注目画素(x,y)の色相指数Hが、目的とする２つの分解色１と分解色２のそれぞれの色相指数H1およびH2に対してどの程度隔たりがあるかを算出し、その結果に応じて２色分解多値画像信号Ｄの値を決定する。

ここで、この２つの分解色とは、本発明を適用する２色プリンタに搭載されたトナーあるいはインクの色を指定する。例えば、赤と緑のトナーを搭載した２色プリンタに対しては、分解色１は赤、分解色２は緑を指定し、その色相指数はH1＝０、H2＝１を設定する。また、プリンタドライバ上で２つの分解色をユーザーに選択させ、その色を分解色１、分解色２に設定することも可能である。

まず、注目画素(x,y)の色相指数Hと分解色１の色相指数H1との色相距離Hsを算出する。ただし、色相指数は０から始まり３になると色相を一回りして元の色相に戻るので、最も色相の隔たりが大きくなるのは、カラーサークルの対角に位置する色相同士であり、色相距離は１．５となる。つまり、色相距離Hsは０から１．５の範囲で決まることになる。ステップS300では、分解色1の色相指数H1と注目画素(x,y)の色相指数Hとの色相距離Hsを式１３により算出し、更に、ステップS310でその色相距Hsが１．５以上の場合には式１４により色相距離Hsを修正している。
Hs＝｜H−H1｜ …（式１３）
Hs＝３−Hs …（式１４）
次に、注目画素(x,y)に対す２色分解多値画像信号Ｄの分解色１の色成分D1(x,y)を、分解色１と注目画素(x,y)の色相間の色相距離Hsと前述したMaxを用い、ステップS330で式１５から算出する。
D1(x,y)＝Max×（（１．５−Hs）／１．５）× （１−a×Hs／１．５） …（式１５）
ここで、係数aは２色分解多値画像信号Ｄの分解色１の色成分D1(x,y)の混合具合を調整するための調整係数であり、例えば、a＝１．０である。調整係数aを大きくすることで分解色１の色成分を増やすことが可能である。

同様に、注目画素(x,y)の色相指数Hと分解色２の色相指数H2との色相距離HsをステップS340からステップS360で算出し、ステップS370で注目画素(x,y)に対す２色分解多値画像信号Ｄの分解色２の色成分D2(x,y)を式１６から算出する。
D2(x,y)＝Max×（（１．５−Hs）／１．５）)×（１ b×Hs／１．５） …（式１６）
ここで、係数bは２色分解多値画像信号Ｄの分解色２の色成分D2(x,y)の混合具合を調整するための調整係数であり、例えば、b＝１．０である。式１５の調整係数aと同様、調整係数bを大きくすることで分解色２の色成分を増やすことが可能である。これで、カラー画像入力信号Ｓから２色分解多値画像信号Ｄへの２色分解工程は終了である。

次に、図６のフローチャートを用い、図４のステップS130の２値化工程を説明する。この２値化工程では、２色分解多値画像信号Ｄに２値化処理を施しその結果を２色分解２値画像信号Ｂに格納する工程である。先ず、ステップS400で注目画素(x,y)に対する２値化閾値T1およびT2を算出する。ここで、２値化閾値T1は分解色１の色成分用の閾値であり図７の閾値マトリクスM1を用い式１７から求める。
T1＝２５５×M1(x%8,y%8)／N …（式１７）
同じく２値化閾値T2はもう一方の分解色２の色成分用の閾値であり図８の閾値マトリクスM2を用い式１８から求める。
T2＝２５５×M2(x%20,y%20)／N …（式１８）
ここで、記号％は除算における剰余を表してる。例えば、10%8では１０を８で割ったときの余りなので２になる。また、Nは、閾値マトリクスで表現できる階調数を表している。図７の閾値マトリクスではN＝３２、図８の閾値マトリクスではN＝４０となる。ところで、図７の閾値マトリクスは、出力解像度が600dpiのとき、スクリーン線数が106lpi、スクリーン角が４５度となる様に閾値が配列されている。同じく、図８の閾値マトリクスは、出力解像度が600dpiのとき、スクリーン線数が95lpi、スクリーン角が１８度となる様に閾値が配列されている。これは、分解色１と分解色２でスクリーン角を変えることでモアレの発生を軽減することを目的としているが、これに限定するものではない。

次に、ステップS410で２色分解多値画像信号Ｄの注目画素の分解色１の色成分D1(x,y)と２値化閾値T1とを比較する。もし、分解色１の色成分D1(x,y)がT1より小さければ、注目画素位置にドットを発生させないために、ステップS420で２色分解２値画像信号Ｂの注目画素に対する分解色１の色成分B1(x,y)を０に設定する。一方、分解色１の色成分D1(x,y)がT1より小さくなければ、注目画素位置にドットを発生させるために、ステップS430で２色分解２値画像信号Ｂの注目画素に対する分解色１の色成分B1(x,y)を1に設定する。

次に、ステップS440からS460で、もう一方の分解色２の色成分においても同様の２値化処理を行う。まず、ステップS440で２色分解多値画像信号Ｄの注目画素に対する分解色２の色成分D2(x,y)と２値化閾値T2とを比較する。もし、分解色２の色成分D2(x,y)がT2より小さければ、注目画素位置にドットを発生させないために、ステップS450で２色分解２値画像信号Ｂの注目画素に対する分解色２の色成分B2(x,y)を０に設定する。一方、分解色２の色成分D2(x,y)がT2より小さくなければ、注目画素位置にドットを発生させるために、ステップS460で２色分解２値画像信号Ｂの注目画素に対する分解色２の色成分B2(x,y)を1に設定する。これで、２値化工程は終了である。

以上説明したように２色分解を行うことで、ユーザは特色分版機能を有するアプリケーションソフトを利用することなく、容易に２色分解することが可能になる。

図９は、本発明の第２の実施例に係る印刷システムの概略構成を示すブロック図である。この印刷システムは、ホストコンピュータ２１と、それによって制御されるプリンタ２２から主に構成されている。そして前記ホストコンピュータ２１は、アプリケーションソフト２３とプリンタドライバ２４などを備えている。前記プリンタ２２は、コントローラ２５とプリンタエンジン２６を備えている。本実施例に係る画像処理プログラムはプリンタドライバ２４さらにはコントローラ２５のいずれかに格納されており、プリンタ２２で画像形成される際の画像処理に用いられる。

図１０は、本発明の第３の実施例に係るプリンタの概略構成を示すブロック図である。このプリンタ３１は、コントローラ３２とプリンタエンジン３３と操作パネル３４から主に構成されている。そしてコントローラ３２は、ＣＰＵ３５、メモリ３６、エンジンＩ／Ｆ３７、バスブリッジ３８、ネットワークＩ／Ｆ３９、ローカルＩ／Ｆ４０、パネルＩ／Ｆ４１、ＨＤＤ４２などを備えている。本実施例に係る画像処理プログラムは前記メモリ３６に格納されており、プリンタエンジン３３で画像形成される際の画像処理に用いられる。

分解色を２色から３色・４色と増やすことで、３色分解や４色分解へと発展させることが可能で、多色のプリンタや印刷機などにも応用できる。

本発明の画像処理方式に用いる画像信号の構成図である。色相指数と色相の関係を表したカラーサークル図である。色相距離を説明したカラーサークル図である。本発明の画像処理方式を示すフローチャート図である。本発明の画像処理方式における２色分解工程を示すフローチャート図である。本発明の画像処理方式における２値化工程を示すフローチャート図である。２値化工程で用いる分解色１用２値化閾値マトリクスである。２値化工程で用いる分解色２用２値化閾値マトリクスである。本発明の第２の実施例に係る印刷システムの概略構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施例に係るプリンタの概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…カラー画像入力信号Ｓの赤成分SR、２…カラー画像入力信号Ｓの緑成分SG、３…カラー画像入力信号Ｓの青成分SB、４…２色分解多値画像信号Ｄの分解色１の色成分D1、５…２色分解多値画像信号Ｄの分解色２の色成分D2、６…２色分解２値画像信号Ｂの分解色１の色成分B1、７…２色分解２値画像信号Ｂの分解色２の色成分B2、８…色相指数Hと色相の関係を表したカラーサークル、９…色相指数Hと色相距離の関係を表したカラーサークル、１０…色相Color1、１１…色相Color2、１２…色相Color3、１３…分解色１用２値化閾値マトリクスM1、１４…分解色２用２値化閾値マトリクスM2、２１…ホストコンピュータ、２２…プリンタ、２３…アプリケーションソフト、２４…プリンタドライバ、２５…コントローラ、２６…プリンタエンジン、３１…プリンタ、３２…コントローラ、３３…プリンタエンジン、３４…操作パネル、３５…ＣＰＵ、３６…メモリ、３７…エンジンＩ／Ｆ、３８…バスブリッジ、３９…ネットワークＩ／Ｆ、４０…ローカルＩ／Ｆ、４１…パネルＩ／Ｆ、４２…HDD。

Claims

フルカラー画像信号を、無彩色を除く任意の２色の分解色に２色分解する画像処理方式において、
フルカラー画像信号の注目画素における色相値と、２色の分解色におけるそれぞれの色相値との差を求め、前記差に応じて２色の分解色に対する２色分解信号の値を決定する２色分解工程と、２色分解された前記２色分解信号のそれぞれに対して、注目画素の濃度値と予め準備した２値化閾値マトリクスの閾値との大小関係に基づいて該注目画素位置のドットのオン・オフを決定する２値化工程とを、備えたことを特徴とする画像処理方式。
２色分解工程は、フルカラー画像信号の注目画素に対する色情報をカラー成分とグレー成分に分離し、フルカラー画像信号の注目画素における色相値と２色の分解色の色相値との差を求め、前記カラー成分は、求めた前記差の大きさに応じて２色の分解色に分配し、前記グレー成分は、前記差の大きさに関係なく２色の分解色に均等に分配することを特徴とする請求項１記載の画像処理方式。
２色分解工程は、フルカラー画像信号を２色分解する際の２色の分解色を、プリンタドライバ上でユーザに指定させることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の画像処理方式。
請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理方式を用いたことを特徴とする印刷システム。
プログラム又はデータを格納するメモリを有し、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理方式をプログラムとしてメモリに格納したことを特徴とするプリンタ。