JP2008187408A - 画像形成装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents

画像形成装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】画像データに対して誤差拡散を適用する際に柔軟にメモリ領域利用することができる画像形成装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムの提供を目的とする。
【解決手段】第一の画像データに対して誤差拡散を適用する画像処理手段と、誤差拡散が適用された第二の画像データを印刷させる印刷制御手段とを有し、前記画像処理手段は、前記第一の画像データによって示される画像を複数の分割領域に分割して前記分割領域ごとに誤差拡散を適用し、それぞれの前記分割領域に対して誤差拡散を適用する過程において、前記分割領域に対して誤差拡散を適用した結果を格納するためのメモリ領域を記憶装置に確保することにより上記課題を解決する。
【選択図】図6

Description

本発明は、画像形成装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関し、特に画像データに対して誤差拡散を適用する画像形成装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。
プリンタ等の画像形成装置については、製品のコスト低減の観点より搭載するメモリサイズに対する制約が厳しい。そこで、従来、メモリ不足を解消するための様々な工夫が考案されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
ところで、画像データを印刷するためには、画像データの階調数を印刷先のプリンタが表現可能な階調数に変換(削減)しなければならない。画像データの階調変換の手法の一つとして、誤差拡散法が知られている。従来、画像データの階調変換は、印刷要求を行うPC(Personal Computer)側のプリンタドライバによって行われていた。したがって、階調変換処理に利用されるメモリ容量に関して特段厳しい制限はなかった。
図1は、従来の誤差拡散処理におけるメモリの使い方を概念的に示す図である。図1では、1画像が8ビットのCMYKの入力画像データ501が、1画像が1又は2ビットの画像データに誤差拡散によって階調変換される例が示されている。図1に示されるように、従来、変換後の画像データのメモリ領域502は、入力画像データ501の全画素に対応させて、すなわち、入力画像の画素数をNとすると、N×1or2ビット分確保されていた。
特開平11−119933号公報 特開2004−276531号公報
近年では、階調変換をプリンタ側で行う方式も提案されている。しかしながら、プリンタに搭載されているメモリ容量は小さいた。したがって、誤差拡散適用後の画像データの全部を格納するためのメモリ領域を確保するのは、メモリの消費量を増加させ好ましくないという問題がある。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、画像データに対して誤差拡散を適用する際に柔軟にメモリ領域利用することができる画像形成装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムの提供を目的とする。
そこで上記課題を解決するため、本発明は、第一の画像データに対して誤差拡散を適用する画像処理手段と、誤差拡散が適用された第二の画像データを印刷させる印刷制御手段とを有し、前記画像処理手段は、前記第一の画像データによって示される画像を複数の分割領域に分割して前記分割領域ごとに誤差拡散を適用し、それぞれの前記分割領域に対して誤差拡散を適用する過程において、前記分割領域に対して誤差拡散を適用した結果を格納するためのメモリ領域を記憶装置に確保することを特徴とする。
このような画像形成装置では、画像データに対して誤差拡散を適用する際に柔軟にメモリ領域利用することができる。
本発明によれば、画像データに対して誤差拡散を適用する際に柔軟にメモリ領域利用することができる画像形成装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供することができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図2は、本発明の実施の形態におけるプリンタのハードウェア構成例を示す図である。図2において、プリンタ10は、画像形成装置の一例であり、CPU101、RAM102、ROM103、プリンタエンジン104、及びネットワークインタフェース105等を備える。
ROM103には、各種のプログラムやプログラムによって利用されるデータ等が記録されている。RAM102は、プログラムをロードするための記憶領域や、ロードされたプログラムのワーク領域等として用いられる。CPU101は、RAM102にロードされたプログラムを処理することにより、後述される機能を実現する。プリンタエンジン104は、印刷イメージを印刷用紙に印字するためのハードウェア一式である。ネットワークインタフェース105は、LAN(Local Area Network)等のネットワーク(有線又は無線の別は問わない。)に接続するためのコネクタである。
図3は、本発明の実施の形態におけるプリンタの機能構成例を示す図である。図3において、プリンタ10は、解析部11、描画部12、エンジンデータ生成部13、ワークバッファ14、及びバンドバッファ15(バンドメモリ)等より構成される。これら各部は、CPU101がプログラムを実行することにより実現されるソフトウェアである。
解析部11は、ネットワークを介して接続するPC(Personal Computer)等より送信される印刷データ20を解析する。但し、プリンタ10とPC等とはUSB(Universal Serial Bus)ケーブル等によって接続されていてもよく、印刷データ20は、USBケーブル等を介して転送されてもよい。
印刷データ20には、描画要素ごとに描画コマンドが含まれている。描画コマンドは、描画要素(文字、図形、イメージ(写真)等)ごとに、当該描画要素の描画情報を含む。
図4は、描画コマンドの例を概念的に示す図である。図4では、描画コマンド1、描画コマンド2、及び描画コマンド3の三つの描画コマンドが示されている。描画コマンド1は、図示される位置に円21の描画を指示するコマンドである。描画コマンド2は、図示される位置に文字列22の描画を指示するコマンドである。描画コマンド3は、図示される位置にイメージ23の描画を指示するコマンドである。
解析部11は、また、印刷データ20の解析結果(描画コマンド)に基づいて、描画要素ごとにバンド単位で中間データを生成する。ここで、バンドとは、一ページ分の描画領域を所定のライン数ごとに分割することによって構成される描画領域をいう。また、中間データとは、描画コマンドが画像データに変換される過程において生成される中間的なデータである。例えば、中間データには、バンド単位で、当該バンド内における描画情報が格納されている。生成された中間データは、ワークバッファ14に格納(記録)される。ワークバッファ14は、RAM102において、中間データを保持したり、後述される処理の作業領域として用いたりするためのメモリ領域である。
ところで、図3において、解析部11は、テキスト処理部111、グラフィック処理部112、及びイメージ処理部113等を含む。テキスト処理部111は、描画要素がテキスト(文字列)の描画コマンドに基づいて文字列の中間データを生成する。グラフィック処理部112は、描画要素がグラフィック(図形)の描画コマンドに基づいて図形の中間データを生成する。イメージ処理部113は、描画要素がイメージ(画像データ)の描画コマンドに基づいて画像データの中間データを生成する。したがって、図4における描画コマンド1は、グラフィック処理部112によって処理される。描画コマンド2は、テキスト処理部111によって処理される。描画コマンド3は、イメージ処理部113によって処理される。
描画部12は、中間データを用いて各描画要素が画像として含まれたCMYKの画像データをバンドバッファ15に生成(レンダリング)する。バンドバッファ15は、RAM102において、バンド単位で画像データを管理するために確保されるメモリ領域である。バンド単位の画像データをバンドデータという。
エンジンデータ生成部13は、バンドバッファ15に格納されたバンドデータに示される画像の印刷をプリンタエンジン104に実行させる。より詳しくは、エンジンデータ生成部13は、バンドデータに基づいてプリンタエンジン104が解釈可能な形式のデータ(エンジンデータ)を生成し、当該エンジンデータをプリンタエンジン104に出力する。エンジンデータは、例えば、プリンタ20がインクジェットプリンタの場合、一般的にスキャンデータと言われるデータに相当する。
解析部11のイメージ処理部113について更に詳しく説明する。図5は、イメージ処理部の処理概要を説明するための図である。
イメージ処理部113には、画像データに係る描画要素(例えば、図4におけるイメージ23)が入力される。当該画像データは、一般的に、1画素が8ビット(256階調)のRGBのデータである。イメージ処理部113は、斯かる画像データに対して、色変換を行い(S11)、続いてBC/UCR(墨版生成/下色除去)を行う(S12)。これにより、画像データは、1画像が8ビットのCMYKのデータに変換される。続いて、イメージ処理部113は、総量規制処理を行う(S13)。総量規制処理とは、一つのドットにインクが大量に打たれないように、CMYKのインクの量を規制するための処理である。続いて、イメージ処理部113は、ディザリング(S14)、又は誤差拡散処理(誤差拡散法による階調変換処理)(S15)によって画像データの階調を1ビット又は2ビット(2階調又は4階調)に変換(削減)する。イメージ処理部113は、階調変換された画像データ(すなわち、1画像が1又は2ビットのCMYKのデータ)を入力された画像データの中間データとして出力する。当該画像データが複数のバンドにまたがる場合は、階調変換後の画像データはバンドの区切りで分割され、それぞれが中間データとして出力される。
図5に示される処理の中で、本実施の形態におけるプリンタ10は、誤差拡散処理におけるメモリの使い方を工夫することにより、当該処理に必要とされるメモリ量の削減を実現する。
図6は、本実施の形態における誤差拡散処理の概要を説明するための図である。図6において、ソースイメージ141は、誤差拡散処理の入力画像データによって示される画像である。また、デスティネーションバッファ142は、誤差拡散処理によって階調変換された画像データが格納されるバッファ(メモリ領域)である。
図6に示されるように、本実施の形態では、ソースイメージ141を複数の分割領域に分割し、その分割領域ごとに誤差拡散処理を適用し、階調変換後の画像データをデスティネーションバッファ142に格納する。ここで、デスティネーションバッファ142の画素数は、分割領域の画素数と同じであればよい(但し、分割領域の画素数より多くてもよい。)。図6では、ソースイメージ141が4×4画素の単位で分割された例が示されている。したがって、この場合、デスティネーションバッファ142は、4×4画素分のサイズを有する。但し、デスティネーションバッファ141における一つの画素は1ビット又は2ビット分に相当する。
右辺誤差バッファ143及び下辺誤差バッファ144は、分割領域単位の近似誤差を他の(右又は下の)分割領域に配分するために保持するバッファである。すなわち、或る分割領域に対して誤差拡散処理を行った場合、当該分割領域の右辺側の近似誤差は右辺誤差バッファ143に保持され、下辺側の近似誤差は下辺誤差バッファ144に保持される。右辺誤差バッファ143、下辺誤差バッファ144に保持された近似誤差は、当該分割領域の右隣の分割領域又は下の分割領域に対して誤差拡散処理を行う際に用いられる。なお、ソースイメージ141が格納されるメモリ領域(ソースバッファ)、デスティネーションバッファ142、右辺誤差バッファ143、及び左辺誤差バッファ144は、ワークバッファ14の一部としてRAM102上に確保される。
図7乃至図10は、各分割領域に対する誤差拡散の適用による各バッファの内容の変化を説明するための図である。
図7は、最初(左上)の分割領域Aに対して誤差拡散が適用される際の様子を示す。分割領域Aに対して誤差拡散が適用される際、分割領域Aに対するデスティネーションバッファ142aが確保され、誤差拡散処理を行った結果生成される画像データがデスティネーションバッファ142aに格納される。この際、分割領域Aの右辺における各画素において、右側に配分すべき近似誤差(分割領域Aの右辺誤差)は、右辺誤差バッファ143に格納され、保持される。また、分割領域Aの下辺における各画素において、下側に配分すべき近似誤差(分割領域Aの下辺誤差)は、下辺誤差バッファ144に格納され、保持される。
図8では、次の(分割領域Aの右隣の)分割領域Bに対して誤差拡散が適用される例が示されている。分割領域Bに対して誤差拡散が適用される際、分割領域Bに対するデスティネーションバッファ142bが確保され、誤差拡散処理を行った結果生成される画像データがデスティネーションバッファ142bに格納される。この際、分割領域Bの左辺の各画素に対する誤差拡散において右辺誤差バッファ143に保持されている近似誤差(分割領域Aの右辺誤差)が用いられる。また、分割領域Bの右辺誤差、下辺誤差は、それぞれ右辺誤差バッファ143、下辺誤差バッファ144に格納され、保持される。
図9では、次の(分割領域Bの右隣の)分割領域Cに対して誤差拡散が適用される例が示されている。分割領域Cに対して誤差拡散が適用される際、分割領域Cに対するデスティネーションバッファ142cが確保され、誤差拡散処理を行った結果生成される画像データがデスティネーションバッファ142cに格納される。この際、分割領域Cの左辺の各画素に対する誤差拡散において右辺誤差バッファ143に保持されている近似誤差(分割領域Bの右辺誤差)が用いられる。また、分割領域Cの右辺誤差、下辺誤差は、それぞれ右辺誤差バッファ143、下辺誤差バッファ144に格納され、保持される。
図10では、次の(分割領域Aの下の)分割領域Dに対して誤差拡散が適用される例が示されている。分割領域Dに対して誤差拡散が適用される際、分割領域Dに対するデスティネーションバッファ142dが確保され、誤差拡散処理を行った結果生成される画像データがデスティネーションバッファ142dに格納される。この際、分割領域Dの上辺の各画素に対する誤差拡散において下辺誤差バッファ144に保持されている近似誤差のうち分割領域Aの下辺誤差が用いられる。また、分割領域Dの右辺誤差、下辺誤差は、それぞれ右辺誤差バッファ143、下辺誤差バッファ144に格納され、保持される。
以降の分割領域についても同様に誤差拡散が行われる。このような処理の過程において、いずれかの分割領域に対する誤差拡散処理の際にデスティネーションバッファ142のメモリ領域を確保できない場合は、それまでにデスティネーションバッファ142に格納された画像データが、描画部12によってバンドバッファ15に転送(描画)される。格納されている画像データがバンドバッファ15に転送されたデスティネーションバッファ142のメモリ領域は不要となるため、解放される。その後、改めて当該分割領域に対するデスティネーションバッファ142の確保が行われる。したがって、ソースイメージ141の全画素分のデスティネーションバッファ142を一度に確保しなくても、適切に誤差拡散処理を行うことができる。
上記で説明した内容をフローチャートを用いて説明する。図11は、本実施の形態における誤差拡散処理を説明するためのフローチャートである。
まず、イメージ処理部113は、ソースイメージ141を複数の分割領域に分割する(S101)。ここでは、主走査方向(水平方向)においてN分割し、副走査方向(垂直方向)においてM分割したとする。続いて、イメージ処理部113は、ワークバッファ14の一部として、右辺誤差バッファ143及び左辺誤差バッファ144のメモリ領域を確保する(S102)。右辺誤差バッファ143としては、一つの分割領域の垂直方向の1列分の画素数分のメモリ領域が確保される。下辺誤差バッファ144としては、ソースイメージ141の水平方向の1ライン分のメモリ領域が確保される。
続いて、左側かつ上側の分割領域から順にステップS111からS112の処理が実行される(loop1、loop2)。まず、イメージ処理部113は、処理対象とされた分割領域(カレント分割領域)に対するデスティネーションバッファ141のメモリ領域を確保する(S103)。当該メモリ領域の確保に成功した場合(S104でYes)、イメージ処理部113は、カレント分割領域に対して誤差拡散を適用し(S105)、その結果生成される画像データ(以下「変換後データ」という。)をデスティネーションバッファ142に格納する(S106)。イメージ処理部113は、誤差拡散の適用に際し、最初の分割領域を除いて、右辺誤差バッファ143及び下辺誤差バッファ144に保持されている近似誤差の少なくともいずれか一方をカレント分割領域の左辺又は上辺の各画素に配分する。
続いて、イメージ処理部113は、カレント分割領域に対する誤差拡散による右辺誤差を右辺誤差バッファ143に、下辺誤差を下辺誤差バッファ144に保存する(S110、S111)。分割領域単位で一行分についてloop2内の処理が完了すると、イメージ処理部113は、右辺誤差バッファ143の内容をクリアする(S112)。すなわち、右辺誤差バッファ143の各画素の値を0にする。
全ての分割領域についてloop1内の処理が完了すると、イメージ処理部113は、デスティネーションバッファ142のメモリ領域、右辺誤差バッファ143、及び左辺誤差バッファ144のメモリ領域を解放する(S113、S114)。
一方、ステップS103において、RAM102におけるメモリ消費量の関係により、デスティネーションバッファ142のメモリ領域の確保に失敗した場合(S104でNo)、描画部12は、既に(それまでに)デスティネーションバッファ142に生成されている変換後データをバンドバッファ115に転送する(S107)。なお、既に、バンドバッファ15に画像データが描画されている場合、描画部12は、バンドバッファ15における既存の描画内容が失われないように、既存の画像データと新たに転送される変換後データとの論理和を算出し、その結果をバンドバッファ15に格納する。なお、必ずしも全ての変換後データが転送されなくてもよい。例えば、新たなデスティネーションバッファ142の確保に必要な分の変換後データを転送するようにしてもよい。
続いて、描画部12は、バンドバッファ15に転送された変換後データが格納されていたデスティネーションバッファ142のメモリ領域を解放し(S108)、改めて、カレント分割領域に対するデスティネーションバッファのメモリ領域を確保する(S109)。その後、ステップS105以降の処理が実行される。なお、ステップS108において解放の対象とされたデスティネーションバッファ142を解放せずに、カレント分割領域に対するデスティネーションバッファ142として流用してもよい。この場合、ステップS109の処理は不要となる。
上述したように、本実施の形態におけるプリンタ10は、画像データに対して誤差拡散を適用する際に、当該画像データによって示される画像を複数の分割領域に分割し、各分割領域に対して誤差拡散を適用する過程において必要に応じデスティネーションバッファ142を随時確保する。したがって、画像データの全画素分のメモリ領域を一度に確保する必要がなく、柔軟にメモリ領域を利用することができる。よって、或る分割領域に対してデスティネーションバッファ142が確保できない場合は、それまでに確保されているデスティネーションバッファ142に格納されている変換後の画像データをバンドバッファ15に転送することで、メモリ空間に空き領域を作成することができる。したがって、少ないメモリ領域内で画像データに対して誤差拡散を適用することができる。
また、プリンタ10は、一つの分割領域に対する誤差拡散の結果生じる近似誤差を他の分割領域に配分する。したがって、分割しない場合と同様の品質で画像データに対して誤差拡散を適用することができる。
なお、本実施の形態では、主走査方向及び副走査方向の双方において分割した例を示したが、いずれか一方向においてのみ分割するようにしてもよい。この場合、右辺誤差バッファ143及び左辺誤差バッファ144のいずれか一方のみを用いればよい。
また、本実施の形態では、一つの分割領域に対して誤差拡散を適用するたびに、当該分割領域分のデスティネーションバッファ142を確保する例を説明したが、一度に複数の分割領域のデスティネーションバッファ142を確保するようにしてもよい。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
従来の誤差拡散処理におけるメモリの使い方を概念的に示す図である。 本発明の実施の形態におけるプリンタのハードウェア構成例を示す図である。 本発明の実施の形態におけるプリンタの機能構成例を示す図である。 描画コマンドの例を概念的に示す図である。 イメージ処理部の処理概要を説明するための図である。 本実施の形態における誤差拡散処理の概要を説明するための図である。 各分割領域に対する誤差拡散の適用による各バッファの内容の変化を説明するための図である。 各分割領域に対する誤差拡散の適用による各バッファの内容の変化を説明するための図である。 各分割領域に対する誤差拡散の適用による各バッファの内容の変化を説明するための図である。 各分割領域に対する誤差拡散の適用による各バッファの内容の変化を説明するための図である。 本実施の形態における誤差拡散処理を説明するためのフローチャートである。
符号の説明
10 プリンタ
11 解析部
12 描画部
13 エンジンデータ生成部
14 ワークバッファ
15 バンドバッファ
101 CPU
102 RAM
103 ROM
104 プリンタエンジン
105 ネットワークインタフェース
111 テキスト処理部
112 グラフィック処理部
113 イメージ処理部113
141 ソースイメージ
142 デスティネーションバッファ
143 右辺誤差バッファ
144 左辺誤差バッファ

Claims (11)

  1. 第一の画像データに対して誤差拡散を適用する画像処理手段と、
    誤差拡散が適用された第二の画像データを印刷させる印刷制御手段とを有し、
    前記画像処理手段は、前記第一の画像データによって示される画像を複数の分割領域に分割して前記分割領域ごとに誤差拡散を適用し、それぞれの前記分割領域に対して誤差拡散を適用する過程において、前記分割領域に対して誤差拡散を適用した結果を格納するためのメモリ領域を記憶装置に確保することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記画像処理手段は、それぞれの前記分割領域に対して誤差拡散を適用するたびに、当該分割領域に対して誤差拡散を適用した結果を格納するためのメモリ領域を記憶装置に確保することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記画像処理手段は、一つの前記分割領域に対して誤差拡散を適用した結果、当該分割領域において生じる近似誤差を他の分割領域に対して配分することを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成装置。
  4. 前記画像処理手段は、前記第一の画像データによって示される画像を副走査方向及び主走査方向において複数に分割し、一つの前記分割領域の右辺の画素に対する誤差拡散によって生じる近似誤差を当該分割領域の右側に接する前記分割領域の左辺の画素に対して配分することを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
  5. 前記画像処理手段は、一つの分割領域の下辺の画素に対する誤差拡散によって生じる近似誤差を当該分割領域の下側に接する前記分割領域の上辺の画素に対して配分することを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
  6. 画像形成装置が実行する画像処理方法であって、
    第一の画像データに対して誤差拡散を適用する画像処理手順と、
    誤差拡散が適用された第二の画像データを印刷させる印刷制御手順とを有し、
    前記画像処理手順は、前記第一の画像データによって示される画像を複数の分割領域に分割して前記分割領域ごとに誤差拡散を適用し、それぞれの前記分割領域に対して誤差拡散を適用する過程において、前記分割領域に対して誤差拡散を適用した結果を格納するためのメモリ領域を記憶装置に確保することを特徴とする画像処理方法。
  7. 前記画像処理手順は、それぞれの前記分割領域に対して誤差拡散を適用するたびに、当該分割領域に対して誤差拡散を適用した結果を格納するためのメモリ領域を記憶装置に確保することを特徴とする請求項6記載の画像処理方法。
  8. 前記画像処理手順は、一つの前記分割領域に対して誤差拡散を適用した結果、当該分割領域において生じる近似誤差を他の分割領域に対して配分することを特徴とする請求項6又は7記載の画像処理方法。
  9. 前記画像処理手順は、前記第一の画像データによって示される画像を副走査方向及び主走査方向において複数に分割し、一つの前記分割領域の右辺の画素に対する誤差拡散によって生じる近似誤差を当該分割領域の右側に接する前記分割領域の左辺の画素に対して配分することを特徴とする請求項8記載の画像処理方法。
  10. 前記画像処理手順は、一つの分割領域の下辺の画素に対する誤差拡散によって生じる近似誤差を当該分割領域の下側に接する前記分割領域の上辺の画素に対して配分することを特徴とする請求項9記載の画像処理方法。
  11. 請求項6乃至10いずれか一項記載の画像処理方法を画像形成装置に実行させるための画像処理プログラム。
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