JP2007087137A - 印刷制御装置、画像形成方法および記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷データを部分データに分割してマルチプロセッサで並列に処理する場合、プロセッサの遊休時間を削減する。
【解決手段】印刷データを解釈し第一の中間データを生成する印刷データ解釈手段と、該印刷データが印刷される印刷領域を複数に分割する領域分割手段と、該分割手段により分割された領域に該当する部分領域に対してデータ処理を行う少なくとも１種類の部分データ処理手段と該部分領域に対するデータ処理手段を並列的に実行する並列実行手段と該並列実行手段により並列に実行される該データ処理手段に該部分領域に対する処理要求を分配する処理分配手段と該並列実行手段により並列に処理されたデータを収集し結合するイメージ生成手段を有印刷制御装置において該部分データ処理手段のうち、一つが該第一の中間データを解釈し第二の中間データを生成する中間データ変換手段を有することを特徴とする印刷制御装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、印刷制御装置、画像形成方法および記憶媒体に関し、特に複数のプロセッサエレメントを持つ印刷装置に関連する。

近年、印刷結果の更なる高品位化、高画質化への要求から印刷装置の高解像度化が進んでいる。このような高解像度化に伴い、印刷装置が処理すべきデータの量も飛躍的に大きくなってきている。

処理データ量の増大に対する対策としては、処理を行うＣＰＵの高速化、利用できるメモリの高速化などがあげられる。特にＣＰＵの高速化については、単にＣＰＵの駆動周波数を上げるだけでなく、複数のＣＰＵを利用する、あるいは単一ＣＰＵであってもＣＰＵ内に複数のプロセッサエレメント（ＰＥ）を持つＣＰＵを利用するなど、同時に複数の処理を実行することができる仕組みを持つ印刷装置も存在する。

複数のＰＥが利用可能な印刷装置においては、例えば、ＰＥ０、ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３という４つのプロセッサエレメントが利用可能な場合、ＰＥ０にジョブの管理と印刷データの解釈系を配置し、ＰＥ０、ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３にレンダリングなどを行う画像生成系や色補正、色変換、ハーフ−ン処理などを行う画像処理系を配置するような構成が考えられる。

ＰＥ０で稼動する解釈系は、ネットワークを介して受信された所定のＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）で記述された印刷データを解釈し、ディスプレイリストと呼ばれる、よりプリミティブな描画命令からなるデータ構造を生成する。

ＰＥ０、ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３に配置された画像生成系は、ＰＥ０から受け取ったディスプレイリスト解釈し、担当する領域内を描画する描画命令に従って、ＲＧＢ画素からなるラスター画像を生成する。この場合、ＰＥ０、ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３の処理を、ページ内の異なる小領域（バンド）に対して割り当てることにより並列的に処理を進めることができる。

並列処理の様子を、図４を用いて説明する。

図４の例では、３ページの文書を処理することを前提としている。まず、ネットワーク等所定の入力手段を通じて印刷データを受け取った印刷データ解釈系は、１ページ目の解釈処理を実行する（図４−Ｉ１）。Ｉ１の処理は、１ページ目のディスプレイリスト生成する。この例では、１ページの印刷領域は、簡単化のために４つのバンドに分割されているものとするが、実際は、メモリの消費量を抑えるために数十バンドに分割することが多い。

画像生成手段がＰＥ０〜３に配置されているため、同時に４バンドの処理が可能である（図４Ｒ１−１〜Ｒ１−４）。各々のＰＥに配置された画像生成手段は印刷データ解釈手段が生成した出ディスプレイリストに基づき、担当するバンドの処理を行う。１ページ目のすべてのバンドの画像生成が終了すると、２ページ目の印刷データ解釈処理を実行する（Ｉ２）。以下、同様に３ページ分の処理を行う。
特開２００１−２８７４１２号公報

図４のような構成で、並列処理を進めると、１ページの文書については非常に高速に処理をすすめることができた。しかし、印刷データ解釈処理に長時間を要する印刷データに対しては、画像生成手段がディスプレイリストを待ち状態に陥り、処理効率が挙げることが難しかった。このような処理待ちの時間を遊休時間と呼ぶ。

並列処理で高い効果を発揮するためには、可能な限りＰＥの遊休時間を削減することが必要である。上記の例では、ラスタライザが動作可能な状態にあるにもかかわらず、動作に必要な中間データが供給されないことにある。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、印刷装置における画像処理などの並列化において、印刷データ解釈系の動作時間を削減し、並列化効果を高める印刷制御装置、画像形成方法および記憶媒体を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明で提案する印刷制御装置は、
印刷データから印刷イメージを生成し、該印刷イメージを出力装置に出力する印刷制御装置であり、
印刷データを解釈し第一の中間データを生成する印刷データ解釈手段と、
該印刷データ解釈手段の終了を検知する印刷データ解釈終了検知手段と、
該印刷データが印刷される印刷領域を複数に分割する領域分割手段と、
該分割手段により分割された領域に該当する部分領域に対してデータ処理を行う少なくとも１種類の部分データ処理手段と、
該部分領域に対するデータ処理手段を並列的に実行する並列実行手段と、
該並列実行手段により並列に実行される該データ処理手段に該部分領域に対する処理要求を分配する処理分配手段と、
該並列実行手段により並列に処理されたデータを収集し結合するイメージ生成手段、
を有することを特徴とする印刷制御装置において、
該部分データ処理手段のうち、一つが該第一の中間データを解釈し、第二の中間データを生成する中間データ変換手段を有する
ことを特徴とする印刷制御装置である。

このような構成をとることにより、図５（ａ）のように処理を進めることができる。ＰＥ０では、１ページ目の解釈処理の終了後、直ちに２ページ目の解釈処理に入る。ＰＥ０で解釈処理系が稼動している場合には、画像生成系は、ＰＥ１〜３でのみ稼動させる。典型的な文書では、解釈処理にかかる時間（Ｉ２）が、画像生成にかかる時間より短いことが多いため、１ページ目の画像生成処理および画像変換処理がすべて終わった段階で、２ページ目の解釈処理は終了していることが多い。このため、画像生成処理は、直ちに２ページ目の処理に移ることができるため、従来例で示したような、画像生成処理が長い遊休時間を持つことは少なくなり、全体として処理時間を短縮することができる。

さらに、プロセッサ稼働率を上げるためには、図５（ｂ）で示すように、３ページ目の解釈処理を終了したＰＥ０において画像生成処理および画像変換処理を実行させる。このように構成することで、すべてのプロセッサの計算資源を有効に利用することができる。

ここで、印刷データ解釈処理が生成するディスプレイリストについては、従来、曲線などデータは後続するレンダリング処理の高速化等のために、直線に近似するなど、レンダリング処理系の実装簡易化や高速のための工夫がなされてきた。これらの処理は比較的計算量の多い処理を要する処理である。このため、前述した、レンダリング処理の遊休時間を増大させてしまう可能性を持つ要素となっている。

本発明においては、ディスプレイリストの生成過程において、処理時間を要する変換処理は行わず、そのまま一次ディスプレイリストに登録した後、レンダリング処理の直前に並列おいて、直線近似など一次ディスプレイリストの生成過程で行わなかった必要な処理を施した二次ディスプレイリストを生成する。

このような構成にすることで、印刷データ解釈処理に要する時間（図５（ｂ）のＩ１など））を大幅に減らすことができるため、レンダリング処理がディスプレイリスト待ちとなる遊休時間を削減することができる。さらに、ディスプレイリスト生成で長い時間を要していた処理を、並列化されているレンダリング処理の直前で実行可能なため、従来単一ＣＰＵで行っていた場合よりも処理時間の短縮を望むことができる。

本発明により、印刷装置における画像処理などの並列化において、最適なプロセッサエレメントの割り当てが可能になり、高速な印刷データ処理ができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

本発明の実施の形態に係る印刷装置を含むシステムの全体構成を示すブロック図を図１に示す。本発明の実施の形態に係る印刷装置を含むシステムは、外部装置１０１および印刷装置１０２から構成されている。

更に、印刷装置１０２はコントローラ部１０３、エンジン部１０４を備える構成となっている。

外部装置１０１は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やワークステーション（ＷＳ）として構成されており、印刷装置１０２に対してページ記述言語で記述された印刷データを送出する。

印刷装置１０２のコントローラ部１０３は、エンジン部１０４に接続されており、外部装置１０１から送られるＰＤＬ（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ）等のページ記述言語で記述された印刷データを受け、これらのデータに基づいてＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色のドットデータからなる画像データを生成し、エンジン部１０４に対して順次ドットデータを送信する。

印刷装置１０２のエンジン部１０４は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ各色のドットデータ毎に実際に感光ドラムに潜像を形成することによって用紙にＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色を重ね合わせ、熱定着させることによって印刷を行う。印刷装置１０２のコントローラ部１０３とエンジン部１０４は所定のビデオインターフェースによって接続される。

次に本発明の実施の形態に係るコントローラ部１０３の処理フローを図２に示す。

入力手段２００を介して印刷データ解釈手段２０１に送られる。

印刷データ解釈手段２０１は、入力手段２００から送られた印刷データを解析、所定サイズのバンドを構成する一次ディスプレイリストを生成する。本発明の特徴は、この一次ディスプレイリストの作成段階では、曲線の直線による近似など処理時間を要する処理は行わず、曲線のまま登録することにある。本発明の特徴の一つは、従来印刷データ解釈処理手段中で行っていたディスプレイリストの生成負荷を軽減することである。本実施例では、簡単化のため、曲線を例にとって説明しているが、従来ディスプレイリストの生成において、負荷となっていた処理ならば処理の種類を問わず本発明が適用可能であることは、言うまでもない。

入力される印刷データは特に種類を問わず、プリンタの用途に合わせて任意のＰＤＬでよい。生成される各バンドの一次ディスプレイリストは、後述する任意の部分データ処理手段で処理可能なように、互いに依存しないように構成される。印刷データ解釈手段２０１は、生成した一次ディスプレイリストに、ヘッダ情報として該当するバンドが属するページの番号と、該当するバンドのバンド番号を付加してバンドデータを生成する。印刷データ解釈手段２０１は、生成したバンドデータを部分データ処理分配手段２０２に通知し、次ページの処理が必要な場合は、直ちに、次ページに対しての解釈処理を開始する。処理したページが最終ページである場合は、印刷データ解釈処理終了フラグを真とする。

部分データ処理分配手段２０２は、図８に示すフローにしたがって、部分データを処理するプロセッサを決定する。部分データ処理分配手段２０２は、ステップ８０２で印刷データ解釈手段２０１からの分配要求を受信し、ステップ８０３において、該当する部分データを処理するプロセッサを決定する。続いてステップ８０４において、ステップ８０３で決定したプロセッサで稼動する部分データ処理手段に対して、部分データを送信する。

図９は、前述した図８のステップ８０３で行うプロセッサ決定手段のフローを詳細に示している。プロセッサ決定手段は、後述する部分データ処理手段から、データ送信要求を受信する。データ送信要求には、要求を送信したプロセッサ番号などが記述されているものとする。プロセッサ決定手段は、受信したプロセッサ番号を部分データ処理分配手段２０２に返す。

図１０を用いて、部分データ処理手段の処理手順を説明する。

部分データ処理手段１ ２０３、部分データ処理手段２ ２０４、部分データ処理手段３ ２０５、部分データ処理手段４ ２０６は、並列に動作するために別々のＰＥに配置される。

本実施例では、それぞれＰＥ０、ＰＥ１、ＰＥ２、ＰＥ３に配置する。これらの部分データ処理手順は、部分データ処理手順同士が同じＰＥに配置されなければ、本発明を構成する他の手段と同じＰＥに配置することが可能である。

各部分データ処理手段は、どのプロセッサで起動されているかを確認する（ステップ１００１）。ここで、起動されているプロセッサが、印刷データ解釈手段２０１と異なる場合には、そのままプロセッサ決定手段８０３にデータ転送要求を送信する（ステップ１００２）。

起動されているプロセッサが、印刷データ解釈手段２０１と同じＰＥ０である場合には、印刷データ解釈手段２０１が終了するまで、データ転送要求を送信せず、待ち状態に入る（ステップ１００３）。印刷データ解釈手段が終了したかどうかは、前述した印刷データ解釈処理終了フラグを参照すれば判断可能である。

部分データ処理手段１ ２０３、部分データ処理手段２ ２０４、部分データ処理手段３ ２０５、部分データ処理手段４ ２０６は、部分データ処理分配手段２０２から、部分データを受信する（ステップ１００４）。

受信したデータは該当する部分データ処理手段に割り当てられた部分データを記述する一次ディスプレイリストである。本実施例では、従来ディスプレイリスト（本発明における二次ディスプレイリスト）を入力としていた系を想定しているため、一次ディスプレイリストから二次ディスプレイリストへの変換を行う（ステップ１００５）。一次ディスプレイリストを直接描画するレンダリング処理系であれば、変換せずステップ１００６に進んでもよい。

本発明の特徴の一つとして部分データ処理手段は並列に実行されるため、二次ディスプレイリスト（従来のディスプレイリスト）形式に変換も並列に実行されるため、逐次処理である印刷データ解釈手段の中で実行する場合に比べ、並列化による高速化を期待できる。

一次ディスプレイリストの生成時間をＴ１、一次ディスプレイリストから二次ディスプレイリストへの変換時間をＴ２、従来のディスプレイリストの生成時間をＴ、レンダリング処理を行うＣＰＵの台数をＮ、並列化に伴うオーバーヘッドをＴｏとすると、この構成により、二次ディスプレイリストを生成するまでに要する時間Ｔ’はＴ’＝Ｔ１＋Ｔ２／Ｎ＋Ｔｏとなる。性能改善Ｔｄ（＝Ｔ−Ｔ’）は、Ｔ≒Ｔ１＋Ｔ２ならば、

と表すことができる。即ち、ＣＰＵの台数Ｎが一定であり、並列化によるオーバーヘッドＴｏが十分小さい場合、一次ディスプレイリスト生成時に処理を行うより二次ディスプレイリスト変換時に処理する方が所要時間は短くなると言える。

ステップ１００６において、部分データ処理手段は、受信した部分データに対して所定の画像処理を実行する。部分データ処理手段１ ２０３、部分データ処理手段２ ２０４、部分データ処理手段３ ２０５、部分データ処理手段４ ２０６には、部分データ処理要求手段２０２内の二次ディスプレイリスト生成過程１００５で生成されたバンドデータ内の二次次ディスプレイリストからラスターデータを生成するレンダラー、プリンタエンジンの特性に合わせて色変換、ハーフトーン処理を行うモジュールであるものとする。

このように、部分データ処理手段で行う、処理としては同じバンドに対する複数の異なる一連の処理を適用することで、バンド間の処理、あるいは同一バンドの異なる処理が、他の部分データ処理手段に依存する必要性を排除することができる。すなわち並列バンド処理におけるプロセッサ間の同期を最小限に抑えることができるため、高い並列化効果を実現することができる。

部分データ処理手段１ ２０３、部分データ処理手段２ ２０４、部分データ処理手段３ ２０５、部分データ処理手段４ ２０６は、一つのバンドの処理が終了する度に、イメージ生成手段２０７に対して処理結果を送信する（ステップ１００７）。また次のバンドを受け取るために、部分データ処理分配手段２０２に対して、データ送信要求を送信し、受信待ち状態に入る（ステップ１００１に戻る）。

イメージ生成手段２０７は、受信した部分イメージを収集して、１ページ分のイメージを生成する。

出力手段２０８は、イメージ生成手段２０７が生成した１ページ分のイメージを、プリンタエンジンからの印刷要求に応じてプリンタエンジンに転送する。

次に図３を用いて、本発明の実施例における印刷装置を動作させる複数のプロセッサエレメントと、各プロセッサエレメントの高速メモリの構成を示す。本発明の実施例においては、高速メモリはＳＲＡＭで実現される。

図３の３０１、３０２、３０３、３０４はそれぞれプロセッサエレメント１、プロセッサエレメント２、プロセッサエレメント３、プロセッサエレメント４である。

各プロセッサエレメントはそれぞれ、高速小容量のメモリ３０５、３０６、３０７、３０８を備える。各プロセッサエレメントは自身の持つ高速小容量のメモリに対しては、高速にｒｅａｄ／ｗｒｉｔｅが可能である。また、他のプロセッサエレメントが持つ高速小容量のメモリに対しても、自身の持つ高速小容量のメモリアクセスのアクセスレイテンシは長くなるが、高速メモリバス３１０を利用することによりアクセスが可能である。

メモリ３０９は、自他高速小容量のメモリアクセスのレイテンシよりは長くなるが、大容量のメモリであり、メモリバス３１１を利用して各プロセッサエレメントから利用することができる。

本発明の実施形態においては、プロセッサエレメント３０２、プロセッサエレメント３０３、プロセッサエレメント３０４において、それぞれ部分データ処理手段１ ２０３、部分データ処理手段２ ２０４、部分データ処理手段３ ２０５、部分データ処理手段４ ２０６が備えられ、印刷データ解釈処理手段２０１は、プロセッサエレメント３０１において動作する。

図６は、印刷する１ページ分の画像データを複数のバンド領域に分割した様子を表した図である。６０１は、一ページ分の画像データのイメージであり、５つのバンドから構成されている。本実施例では簡単化のためバンド数を５としているが、一般性を失うことなくより多くのバンドで構成することが可能なことは言うまでもない。

一ページ分の画像データ６０１は、画像形成部６０２によりバンド１で示されるバンド６０２、バンド２で示されるバンド６０３、バンド３で示されるバンド６０４、バンド４で示されるバンド６０５、バンド５で示されるバンド６０６の各バンド領域に分割され処理される。

図７は、バンドデータの構成要素を示した図である。

７０１で示されるバンド領域中の１ラインは、画素７０７の集合である。

また画素７０７の構成要素を示したのが７０８である。

画素７０７は、Ｒ（赤）色の情報を格納する領域７０２、Ｇ（緑）色の情報を格納する領域７０３、Ｂ（青）色を格納する領域７０４、画素の透明度情報（Ａ）を格納する領域７０５から構成される。各領域は１バイトの容量を持ち、本実施例においては、Ａを格納する領域７０５の下位４Ｂｉｔを使用し、画素が表す画像オブジェクトを指定するオブジェクト識別子７０６とする。オブジェクト識別子７０６は、上位ビットから順にベクトルオブジェクト、フォントオブジェクト、ラスターオブジェクトの何れかを示す。

以上説明した通り、本発明により、印刷装置における画像処理などの並列化において、印刷データ解釈系、および各種画像処理に対して最適なプロセッサエレメントの割り当てが可能になり、高速な印刷データ処理ができる。

本発明の実施の形態に係る印刷装置を含むシステムの全体構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係るコントローラ部１０３の処理フロー 本発明の実施例における印刷装置を動作させる複数のプロセッサエレメントと、各プロセッサエレメントの高速メモリの構成を示す図 従来例の並列処理の様子を示す図 本発明の実施例における並列処理の様子を示す図 印刷する一ページ分の画像データを複数のバンド領域に分割した様子を表した図 バンドデータの構成要素を示した図 部分データ処理分配手段２０２の部分データを処理するプロセッサを決定するフロー 図８のステップ８０２で行うプロセッサ決定手段のフローを詳細に示しているフロー 部分データ処理手段の処理手順を説明するフロー

符号の説明

１０１ 外部装置
１０２ 印刷装置
１０３ コントローラ部
１０４ エンジン部
２００ 入力手段
２０１ 印刷データ解釈手段
２０２ 部分データ処理分配手段
２０３ 部分データ処理手段１
２０４ 部分データ処理手段２
２０５ 部分データ処理手段３
２０６ 部分データ処理手段４
２０７ イメージ生成手段
２０８ 出力手段
３０１ プロセッサエレメント１
３０２ プロセッサエレメント２
３０３ プロセッサエレメント３
３０４ プロセッサエレメント４
３０５ 高速メモリ
３０６ 高速メモリ
３０７ 高速メモリ
３０８ 高速メモリ
３０９ メモリ
３１０ 高速メモリバス
３１１ メモリバス
６０１ ページイメージ
６０２ バンド領域１
６０３ バンド領域２
６０４ バンド領域３
６０５ バンド領域４
６０６ バンド領域５
７０１ １ライン
７０２ Ｒ領域
７０３ Ｇ領域
７０４ Ｂ領域
７０５ Ａ領域
７０６ オブジェクト識別子領域
７０７ 画素
７０８ 画素構成

Claims (9)

1. 印刷データから印刷イメージを生成し、該印刷イメージを出力装置に出力する印刷制御装置であり、
   印刷データを解釈し第一の中間データを生成する印刷データ解釈手段と、
   該印刷データ解釈手段の終了を検知する印刷データ解釈終了検知手段と、
   該印刷データが印刷される印刷領域を複数に分割する領域分割手段と、
   該分割手段により分割された領域に該当する部分領域に対してデータ処理を行う少なくとも１種類の部分データ処理手段と、
   該部分領域に対するデータ処理手段を並列的に実行する並列実行手段と、
   該並列実行手段により並列に実行される該データ処理手段に該部分領域に対する処理要求を分配する処理分配手段と、
   該並列実行手段により並列に処理されたデータを収集し結合するイメージ生成手段、
   を有する印刷制御装置において、
   該部分データ処理手段のうち、一つが該第一の中間データを解釈し、第二の中間データを生成する中間データ変換手段を有する
   ことを特徴とする印刷制御装置。
2. 該中間データがディスプレイリスト構造であることを特徴とする請求項１記載の印刷制御装置。
3. 該中間データ変換手段を有する部分データ処理手段が、レンダリング処理であることを特徴とする請求項１記載の印刷制御装置。
4. 該部分データ処理手段として色補正処理を含むことを特徴とする請求項１記載の印刷制御装置。
5. 該部分データ処理手段として色空間変換処理を含むことを特徴とする請求項１記載の印刷制御装置。
6. 該部分データ処理手段としてハーフトーン処理を含むことを特徴とする請求項１記載の印刷制御装置。
7. 該部分データ処理手段として圧縮処理を含むことを特徴とする請求項１記載の印刷制御装置。
8. 印刷データから印刷イメージを生成し、該印刷イメージを形成する画像形成方法であって、
   印刷データを解釈し第一の中間データを生成する印刷データ解釈手段と、
   該印刷データ解釈手段の終了を検知する印刷データ解釈終了検知手段と、
   該印刷データが印刷される印刷領域を複数に分割する領域分割手段と、
   該分割手段により分割された領域に該当する部分領域に対してデータ処理を行う少なくとも１種類の部分データ処理手段と、
   該部分領域に対するデータ処理手段を並列的に実行する並列実行手段と、
   該並列実行手段により並列に実行される該データ処理手段に該部分領域に対する処理要求を分配する処理分配手段と、
   該並列実行手段により並列に処理されたデータを収集し結合するイメージ生成手段、
   を有する印刷制御装置における画像形成方法において、
   該部分データ処理手段のうち、一つが該第一の中間データを解釈し、第二の中間データを生成する中間データ変換手段を有する
   ことを特徴とする画像形成方法。
9. 請求項８記載の画像形成方法を実現するためのプログラムを記憶した記憶媒体。

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