JP2013066002A

JP2013066002A - 画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、プログラムおよび記録媒体

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Publication number: JP2013066002A
Application number: JP2011202741A
Authority: JP
Inventors: Shigetaka Sakakibara; 茂高榊原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2031-09-16
Also published as: US20130070303A1; EP2571244A2; JP5834672B2; EP2571244A3

Abstract

【課題】コストアップや速度低下を伴うことなく低い解像度でも、高画質な画像を得ることができる画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、プログラムおよび記録媒体を提供する。
【解決手段】第１の解像度の画像における線幅が第１の線幅であるか否かを判定する線幅判定手段と、前記第１の解像度の画像を前記第２の解像度の画像へ変換する変換手段と、前記線幅が第１の線幅であると判定されたとき、前記第２の解像度の画像における前記第１の線幅を第２の線幅（＞第１の線幅）に変換する線幅変換手段を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、解像度を変換する画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、プログラムおよび記録媒体に関する。

インクジェット記録装置は、廉価な価格と専用紙による高画質特性からオフィスで普及しているが、以下のような課題がある。

すなわち、第１の課題は普通紙への対応である。専用紙によるインクジェット記録は高品質な画像を再現できるものの専用紙は高価であり、さほど高画質が要求されないオフィス用途においては、専用紙にしか対応できないことが普及の妨げとなりかねない。

そこで、普通紙に対応するために、例えば、低浸透な染料インクや顔料系インクが開発され、また定着補助剤が利用され、普通紙やコピー用紙として利用される用紙でも、レーザープリンタと同等の画像の記録が可能である。

第２の課題は記録速度である。インクジェット記録装置では、記録用紙よりもサイズの小さい記録ヘッドが用紙上を走査してインクを吹き付けることにより「線」で記録する方式であり、ページ単位すなわち「面」で記録する電子写真と比較して記録速度は遅い。

この記録速度を向上させるために、インクの噴射周期を高めて走査速度を向上させる手法、記録ヘッドの大型化、双方向記録による走査回数の削減、画像データを記録する部位のみを走査する最短制御という効率的な走査シーケンスなどが適用され、これにより小〜中部数の印刷では、電子写真を上回る記録速度を実現している機種もある。

しかしながら、シリアル系のインクジェット記録装置において、普通紙へ高速・高画質に印字するためには、用紙送り方向（副走査方向）に高い密度のノズルを配置しなければならない。ノズルの高密度化については様々な手法が提案されているが、微細加工の技術を要するので、ヘッドのコストが上がる。一方、用紙送り方向（副走査方向）のノズル密度が低い場合は、複数回のスキャン（２以上のスキャン）を実施してドットの高密度化を図る必要があり、速度が低下してしまう。

例えば、特許文献１では、画像の滑らかさを保持しつつ、図形や文字などの境界部の鮮明な解像度変換画像を得るために、補間処理を行い、次に一定の狭い範囲内で文字や図形の境界部と判定できる部分に対してエッジ強調処理を施すことで高画質な画像を得ているが、エッジを強調することにより、ジャギーが目立ってしまう。

特に、高解像度の画像を低解像度の画像に解像度を変換する場合（例えば、解像度を１／２にするなどの変換）に、解像度の変換方法によって以下のような問題が生じる。
図９（ａ）は、従来技術の課題を説明する図である。図９において、８０１は解像度変換前の画像データ（０は白画素、２５５は黒画素）、８０２は適用する解像度変換処理（（１）は単純間引き法、（２）は重み付け法、（３）は平均化法）、８０３は単純間引き法（１）により解像度変換処理された画像データ、８０４は重み付け法（２）により解像度変換処理された画像データ、８０５は平均化法（３）により解像度変換処理された画像データである。

図９（ｂ）は、重み付け法を説明する図である。例えば解像度を１/２（２画素を１画素）にする場合、画素値の大きい画素の重みを大きくして変換後の注目画素の画素値を算出する。図９（ｃ）は、平均化法を説明する図である。注目画素の前後の画素を例えば１：２：１の割合で反映して変換後の注目画素の画素値を算出する。

画像データ８０１を単純間引き法（１）で解像度変換すると、解像度変換処理された画像データ８０３には、画像データの欠落８０６が発生する。また、画像データ８０１を重み付け法（２）で解像度変換すると、解像度変換処理された画像データ８０４には、ジャギー８０７ａ、８０７ｂが発生する。平均化法（３）で解像度変換すると、画像データ８０５には、画像の濃度不足８０８ａ、８０８ｂが発生する。

本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、コストアップや速度低下を伴うことなく低い解像度でも、高画質な画像を得ることができる画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。

本発明は、第１の解像度の画像を第２の解像度（＜第１の解像度）の画像へ変換する画像処理装置において、前記第１の解像度の画像における線幅が第１の線幅であるか否かを判定する線幅判定手段と、前記第１の解像度の画像を前記第２の解像度の画像へ変換する変換手段と、前記線幅が第１の線幅であると判定されたとき、前記第２の解像度の画像における前記第１の線幅を第２の線幅（＞第１の線幅）に変換する線幅変換手段を備えたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、低解像度に変換しても、細線が途切れることなく、ジャギーも目立たず、メリハリのあるラインを形成することが可能となる。

本発明が適用されるインクジェット記録装置の機構部を示す。本発明の実施例の全体構成と、画像処理装置の構成を示す。本発明の実施例の処理フローチャートを示す。本発明の実施例１の処理を説明する図である。本発明の実施例２の画像処理装置の構成を示す。本発明の実施例３の処理を説明する図である。階調補正テーブルを示す。本発明をソフトウエアで実施する場合の構成例を示す。従来技術の課題を説明する図である。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

図１（ａ）は、本発明が適用されるインクジェット記録装置の機構部を示す。図１（ａ）において、１はフレーム、２、３はガイドレール、４はキャリッジ、５は記録ヘッド、６はガイド板、７は記録用紙、８はドライブギア、９はスプロケットギア、１０はプラテン、１０ａは送りノブ、１１はプレッシャローラである。

本インクジェット記録装置は、フレーム１に横架したガイドレール２、３にキャリッジ４を移動可能に装着し、このキャリッジ４に記録ヘッド５を搭載して、モータ等（図示せず）の駆動源によってキャリッジ４を図の矢印Ａ方向に移動可能とするとともに、ガイド板６にセットされる記録用紙７を、駆動源（図示せず）によってドライブギア８及びスプロケットギア９を介して回動される送りノブ１０ａを備えたプラテン１０で取り込み、プラテン１０周囲と、これに圧接するプレッシャローラ１１によって図の矢印Ｂ方向に搬送する。

また、本インクジェット記録装置では、記録ヘッド５を主走査方向（Ａ方向）に移動走査させながら、記録用紙７を副走査方向（Ｂ方向）に搬送して、記録ヘッド５からインク滴を噴射させて記録用紙７に画像を印字する。

図１（ｂ）、（ｃ）は、図１（ａ）に示すインクジェット記録装置に搭載される記録ヘッド５の構成例を示す。図１（ｂ）において、記録ヘッド５は、各色に応じた噴射ユニット１２〜１５により構成されている。通常、噴射ユニット１２〜１５が一体となった記録ヘッド５から、用紙表面にインク滴を飛ばして記録する。これらの噴射ユニット１２〜１５は、複数のインク噴射ノズルを有している。また、図１（ｃ）、（ｄ）は、記録ヘッド５から噴射した滴が記録用紙７に記録された状態を示す。

図２は、本発明の実施例の全体構成と、画像処理装置の構成を示す。図２（ａ）において、１０１はＰＣ（パーソナルコンピュータ）であり、１０２はインクジェット記録装置（画像形成装置）であり、ＰＣ１０１とインクジェット記録装置１０２は所定のインターフェイスやネットワークにより接続されている。

図２（ｂ）は、本発明の画像処理装置２００の構成を示す。図２（ｂ）において、２０１は入力画像データ、２０２は入力画像データの線幅が１画素であるか否かを判定する線幅判定部、２０３は入力画像データの解像度を変倍（１／ｎ）する解像度変換処理部、２０４は低解像度画像へ変換された画像における線幅に1画素を付加する１画素付加部、２０５はＲＧＢ信号をＣＭＹ信号に色変換するＣＭＭ処理、墨生成（Ｋ信号）と下色除去を行うＢＧ／ＵＣＲ処理部、２０６は入力された画像データの階調特性を、階調補正テーブルを参照して補正するγ補正処理部、２０７は階調補正テーブル、２０８はディザ処理、誤差拡散処理を用いて入力された画像データに対して中間調処理を行う中間調処理部、２０９は出力画像データである。なお、解像度変換処理部は、入力画像データの解像度をノズル密度に合わせた解像度に変換する。

本発明の画像処理装置２００により実施される画像処理は、ＰＣ１０１のプリンタドライバを用いたソフトウエア処理により実施される場合と、インクジェット記録装置１０２のコントローラ部により実施される場合の何れでもよい。

ＰＣ１０１側で実行されるアプリケーションソフトなどからのプリント命令は、ＰＣ１０１内にソフトウエアとして組み込まれたプリンタドライバを用いて画像処理され、記録ドットパターンのデータにラスタライズされた後に、そのデータがインクジェット記録装置１０２等に転送されてプリントされる。通常、ＣＭＭ処理部２０５で色変換処理を行うためのパラメータや、γ補正処理部２０６でγ補正を行うためのγ補正パラメータは、プリンタ側で画像処理を行う場合にはプリンタ内部の、例えばＲＯＭ等のメモリに記憶され、また、ＰＣ１０１側のプリンタドライバでγ補正を行う場合には、ＰＣ１０１内のハードディスクなどの記憶装置に記憶される。
本発明におけるプリンタドライバを組み込んだＰＣ１０１には、入力データを解像度変換処理して、解像度を圧縮した画像を形成し、その後、γ補正や中間調処理を施す。その際に使用するパラメータはハードディスクなどの記憶手段に格納されていて、プリンタドライバは、記録ヘッド５に送られる画像データを処理するための、上記した記憶手段に記憶されたノズル密度に応じた解像度変換アルゴリズムを有している。また、インクジェット記録装置１０２のコントローラ部が上記した機能を実現することもできる。

図３は、本発明の実施例の処理フローチャートを示す。本発明では、解像度を変換する際に、画像情報が欠落しないように解像度変換前の画像に１画素のラインが存在する場合、変換後の画素の上下いずれかに１画素を付与することにより、線幅を太くして、画像情報の確保と、ジャギーの低減化を図る。

図４は、本発明の実施例１の処理を説明する図である。図４（ａ）は、入力画像を示し、１画素（画素値が２５５）のライン（斜め線）４０１が形成されている。図４（ｂ）は、重付け法により副走査方向（図の上下方向）の解像度を１／２にした解像度変換後の画像を示す。変換後も１画素でライン（斜め線）４０２が形成されている。しかし、副走査方向の解像度が低いため、ライン４０２のガタつきが目立ちやすくなり、ジャギーの品質が低下する。１画素のラインでは、線のにじみを利用してもジャギーの目立ちを改善できない。

図４（ｃ）は、（ａ）と同様に入力画像４０１を示し、図４（ｄ）は、本発明により処理された画像を示す。すなわち、本発明では、解像度変換前の画像に１画素のライン４０１が存在する場合、図４（ｄ）に示すように、解像度変換後の画像で１画素のライン４０３に対して１画素４０４を付加し、２画素のラインに変換する。これにより、ラインが太くなることから、ラインのにじみが多くなり、ジャギーの品質が改善される。上記した例では、１画素のライン４０３の下に１画素４０４を付加したが、ライン４０３の上に１画素４０４を付加してもよい。

図２（ｂ）に示す線幅判定部２０２は、解像度変換前の画像（図４（ｃ））に１画素のライン４０１が存在するか否かを判定する（ステップ３０２）。１画素のライン４０１が存在しない場合（ステップ３０２でＮｏ）、解像度変換処理部２０３は、副走査方向の解像度を変倍（１／ｎ）し（ステップ３０３）、ＣＭＭ処理部、ＢＧ／ＵＣＲ処理部２０５はＲＧＢ信号をＣＭＹ信号に色変換するとともに、墨生成（Ｋ信号）と下色除去を行い、γ補正処理部２０６はＣＭＹＫの画像データの階調特性を補正した後、中間調処理部２０８はディザ処理、誤差拡散処理を用いて２値、あるいは少値の画像データに変換して、画像を出力する（ステップ３０７）。

１画素のライン４０１が存在する場合（ステップ３０２でＹｅｓ）、解像度変換処理部２０３は、副走査方向の解像度を変倍（１／ｎ）し（ステップ３０４）、１画素付加部２０４は１画素のライン４０３に対して１画素４０４を付加し（図４（ｄ））、２画素のラインに変換する（ステップ３０５）。実施例１では、ステップ３０６をスキップして、前述したＣＭＭ処理部２０５〜中間調処理部２０８の処理を実行して画像を出力する（ステップ３０７）。

線幅判定部２０２の判定方法としては、データのある該当画素の副走査方向の前後に連続して（Ｎ：Ｎは任意）画素がない状態を判定する。すなわち、注目画素の前後のラインをバッファし、前後斜めの画素に画素値があるか否かを判別して、画素値がない場合は1画素のラインと判別する。上記した判定対象となる画像は、多値画像、２値画像の何れでもよい。

また、１画素付加部２０４における付与方法としては、多値の画像に対して実施する方法と、２値の画像に対して実施する方法がある。多値の画像に対して実施する方法では、ＰＣなどから入力された１画素のラインデータ（通常、ＲＧＢの８ビットからなる画素）と同じ値を、該当１画素ラインの前ラインまたは次ラインに付与（コピー）する。

実施例１は、中間調処理前の画像データに対して解像度変換処理を行っているが、実施例２では、中間調処理後の画像データに対して解像度変換処理を行う。図５（ａ）は、実施例２の画像処理装置２００の構成を示す。

線幅判定部２０２は、中間調処理後の画像（図５（ｂ）は２値画像）に１画素のライン５０１が存在するか否かを判定する。１画素のライン５０１が存在する場合、解像度変換処理部２０３は、副走査方向の解像度を変倍し、１画素付加部２０４は１画素のライン５０１に対して１画素５０２を付加し（図５（ｃ））、２画素のラインに変換する。これにより、実施例１と同様にラインが太くなるので、ジャギーの品質が改善される。

実施例３は、解像度変換後の濃度低下に対処した実施例である。図６（ａ）に示す１画素のライン６０１の画像を平均化法により解像度変換すると、図６（ｂ）に示す画像に変換される。図６（ｂ）に示すように、解像度変換後の画像の各画素値が小さくなり、全体的に濃度が低下している。例えば、解像度変換前の１画素の画素値２５５が、解像度変換後では１画素の部分６０２で、画素値１２７に低下している。このような濃度が低下した解像度変換後の画像を中間調処理して出力しても、薄いボケた画像になってしまう。
そこで、実施例３では、画像にメリハリをつけるために画像の階調を補正する。すなわち、実施例３では、解像度変換後の濃度不足に対して、変換後の画像の各画素の階調値を上げる処理、具体的にはγ補正処理により濃くする。γ補正処理部２０６は、図７に示す階調補正テーブルを参照してＣＭＹＫの画像データの階調特性を補正する（ステップ３０６）。
図６（ｃ）は解像度変換前の画像を示し、図６（ｄ）は解像度変換後の画像を示す。図６（ｅ）は階調補正された画像を示す。例えば、解像度変換後の画像の画素値１２７が画素値２５５に、解像度変換後の画像の画素値６３が画素値１２３に階調補正されている。これにより、画像の濃度不足が解消され、鮮明な画像を得ることができる。
以上、説明したように、本発明によれば、ノズル幅の解像度に画像を変換してもメリハリのある線を再現することが可能である。また、画素を増加する際に、対象画素をコピーして画素（ドット）を追加しているが、増加方法はこれに限定されず、他の方法でも良い。さらに、線幅やジャギーの品質に応じて追加する画素数やドットサイズを調整すれば良い。これにより、解像度が低下しても１画素ラインのような細線も高品質に印字することが可能となる。

図８は、本発明をソフトウエアで実施する場合の画像処理システムのハードウエア構成例を示す。コンピュータ７００は、プログラム読取装置７００ａ、全体を制御するＣＰＵ７００ｂ、ＣＰＵ７００ｂのワークエリア等として使用されるＲＡＭ７００ｃ、ＣＰＵ７００ｂの制御プログラム等が記憶されているＲＯＭ７００ｄ、ハードディスク７００ｅ、ＮＩＣ７００ｆ、マウス７００ｇ、キーボード７００ｈ、画像データを表示したりユーザーが画面に直接触れることで情報の入力が可能なディスプレイ７０１、カラープリンタ等の画像形成装置７０２とを備えている。本画像処理システムは、例えばワークステーションやパーソナルコンピュータ等で実現することができる。

このような構成の場合、図１に示す線幅判定部、解像度変換処理部、１画素付加部、ＣＭＭ処理、ＢＧ／ＵＣＲ処理部、γ補正処理部、中間調処理部の機能はＣＰＵ７００ｂに持たせることができ、階調補正テーブル、処理対象の画像データなどを記憶する際には、ＲＡＭ７００ｃ、ＲＯＭ７００ｄ、ＤＩＳＫ７００ｅなどの記憶装置を利用することができる。なお、ＣＰＵ７００ｂで行われる処理機能は、例えばソフトウエアパッケージ、具体的には、ＣＤ−ＲＯＭや磁気ディスク等の情報記録媒体の形で提供することができ、このため図８に示す例では、情報記録媒体がセットされると、これを駆動する媒体駆動装置（図示せず）が設けられている。

以上により、本発明における画像処理方法は、ディスプレイ等を備えた汎用の計算機システムにＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録媒体に記録されたプログラムを読み込ませて、この汎用計算機システムの中央演算装置に画像処理を実行させる装置構成においても実施することが可能である。この場合、本発明の画像処理を実行するためのプログラム、すなわちハードウエアシステムで用いられるプログラムは、記録媒体に記録された状態で提供される。プログラムなどが記録される情報記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭに限定されず、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、光磁気ディスクを用いても良い。記録媒体に記録されたプログラムは、ハードウエアシステムに組み込まれている記憶装置、例えばハードディスク７００ｅにインストールされることにより、このプログラムを実行して、画像処理機能を実現することができる。また、本発明の画像処理方法等を実現するためのプログラムは、記録媒体の形で提供されるのみならず、例えば、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

２０１入力画像データ
２０２線幅判定部
２０３解像度変換処理部
２０４１画素付加部
２０５ＣＭＭ処理、ＢＧ／ＵＣＲ処理部
２０６ γ補正処理部
２０７階調補正テーブル
２０８中間調処理部
２０９出力画像データ

特開２００８-１６６９８３号公報

Claims

第１の解像度の画像を第２の解像度（＜第１の解像度）の画像へ変換する画像処理装置において、前記第１の解像度の画像における線幅が第１の線幅であるか否かを判定する線幅判定手段と、前記第１の解像度の画像を前記第２の解像度の画像へ変換する変換手段と、前記線幅が第１の線幅であると判定されたとき、前記第２の解像度の画像における前記第１の線幅を第２の線幅（＞第１の線幅）に変換する線幅変換手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
前記線幅判定手段は、前記第１の線幅が１画素であるか否かを判定し、前記線幅変換手段は、前記第１の線幅が１画素であると判定されたとき、前記第１の線幅に1画素を付加して前記第２の線幅に変換することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記第２の解像度の画像の階調を補正する補正手段を備え、前記補正手段は前記第２の解像度の画像の階調値を増加させるように補正することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記第２の解像度の画像に対して中間調処理を施す中間調処理手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
前記第１の解像度の画像は中間調処理手段により中間調処理が施された画像であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
第１の解像度の画像を第２の解像度（＜第１の解像度）の画像へ変換する画像処理方法において、前記第１の解像度の画像における線幅が第１の線幅であるか否かを判定する線幅判定工程と、前記第１の解像度の画像を前記第２の解像度の画像へ変換する変換工程と、前記線幅が第１の線幅であると判定されたとき、前記第２の解像度の画像における前記第１の線幅を第２の線幅（＞第１の線幅）に変換する線幅変換工程を備えたことを特徴とする画像処理方法。
請求項７記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
請求項７記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。