JP2013118516A

JP2013118516A - 画像処理装置およびその方法

Info

Publication number: JP2013118516A
Application number: JP2011265046A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Nishikawa; 浩光西川; Takuya Shimada; 卓也島田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-06-13

Abstract

【課題】色材の重ね順を考慮した色分解処理を行う。
【解決手段】記憶部22は、紙白の色値、色材単体によるドットの色値、および、色材の重畳によるドットの色値を格納する。色分解部204は、記憶部22が格納する色値に基づき、注目画素の色値を内包する多面体を形成する紙白およびドットの組み合わせを選択する。そして、選択した組み合わせにおける紙白およびドットを所定領域に配置する際の紙白およびドットそれぞれの面積率を決定し、決定した面積率に応じた記録信号を生成する。
【選択図】図7

Description

本発明は、色材の重畳を考慮した色分解処理に関する。

プリンタは、RGB信号値やCMYK信号値を、プリンタが搭載する各色材の色材信号値に変換し、色材信号値に応じた量の色材を記録媒体に塗布することで画像を形成する。この色材信号値への変換は色分解と呼ばれる。色分解には、一般に、ルックアップテーブル(LUT)および四面体補間や立方体補間などの補間技術が用いられる。

プリンタによる色再現は、色分解で決まり、色分解用のLUT（以下、色分解テーブル）の作成については、様々な方法が提案されている。

例えば、特許文献1は、C、M、Y、Kの色材値を量子化したパッチ画像を形成し、パッチ画像の測色値を用いて各色材値に対する再現色を予測する方法を開示する。また、特許文献2は、特許文献1の方法によって得られる各色材値に対する再現色の予測を基に、目標色をC、M、Y、Kに色分解する方法を開示する。これらは、一般に、測色的色分解と呼ばれ、このような方法で作成された色分解テーブルはプリンタドライバなどに適用される。

また、近年、より鮮やかな色を再現するために、CMYK色材に加えて、RGB色材や、同色相または無彩色で濃度が異なる色材を追加するなど、搭載する色材数が十を超えるプリンタがある。

このように色材数が増える中、例えば特許文献1に記載された測色的色分解の手法を用いて色分解テーブルを作成すれば、測色対象のパッチが増大する。例えば、一色当り8ビットの階調数を五段階に量子化する場合、CMYK四色であれば5⁴=625パッチの形成と測色で済む。しかし、十色の色材を使う場合、同様にパッチの形成と測色を行えば、5¹⁰≒1000万パッチの形成と測色が必要になり、非現実的である。

特許文献3は、プリンタの色再現範囲を色相環のR付近、G付近、B付近に分割し、YとRと無彩色軸に囲まれた領域はY色材、R色材、K色材しか使わず、R色材、G色材、B色材は高彩度域にしかを使わない方法を提案する。つまり、特許文献3の方法に従えば色材の組み合わせの数を削減することができる。

しかし、色材の組み合わせの数を減らしたとしても、色材数の増加に連れて、色材の使用を制限する領域が増加する。さらに、濃度が低い色材である淡シアン(LC)、淡マゼンタ(LM)、グレイ(Gy)など、近年広く使われている同一色相の色材に対しては、色相環上において使用する色材を制限する手法を適用することができない。

言い替えれば、色材数に応じて指数関数的に増大するパッチの形成数と測定数を削減することができる色分解処理が望まれる。

特許第2554366号公報特開平6-242523号公報特開2000-32284号公報

本発明は、色材の重ね順を考慮した色分解処理を行うことを目的とする。

本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。

本発明にかかる画像処理は、メモリに紙白の色値、色材単体によるドットの色値、および、色材の重畳によるドットの色値を格納し、前記メモリが格納する色値に基づき、注目画素の色値を内包する多面体を形成する前記紙白およびドットの組み合わせを選択し、前記選択した組み合わせにおける前記紙白およびドットを所定領域に配置する際の前記紙白およびドットそれぞれの面積率を決定し、前記決定した面積率に応じた記録信号を生成することを特徴とする画像処理方法。

本発明によれば、色材の重ね順を考慮した色分解処理を行うことができる。その結果、例えば、色材数に応じて指数関数的に増大するパッチの形成数と測定数を削減することができる。

画像の一画素とドットの関係を説明する図。紙と色材の分光反射率を説明する模式図。図2に示す反射特性を有する色材を紙面上に配置した場合の発色を説明する模式図。 CIELab空間のa*b*平面において色材の組み合わせと発色の関係を説明する図。領域Bを含む立体を三次元空間上で表した様子を示す図。実施例の画像処理装置の構成例を説明するブロック図。画像処理装置およびプリンタの機能構成例を説明するブロック図。記憶部に格納するデータの作成方法を説明するフローチャート。色分解部の処理例を説明するフローチャート。記録へッドの構成例を説明する図。記録ヘッドと記録パターンの関係を示す模式図。記録ヘッドと記録パターンの別の関係を示す模式図。実施例2の色分解部の処理例を説明するフローチャート。

以下、本発明にかかる実施例の画像処理を図面を参照して詳細に説明する。

以下では、画像形成装置（プリンタ）が搭載する記録材をシアン色材、マゼンタ色材、イエロー色材、ブラック色材、淡シアン色材、淡マゼンタ色材、グレー色材、レッド色材、グリーン色材、ブルー色材などと表記する。また、色もしくはそのデータまたは色相をC、M、Y、K、LC、LM、Gy、R、G、Bなどと表記する。

例えばCは、シアン色もしくはその色材データまたは色相を表す。同様にMはマゼンタの、Yはイエローの、Kはブラックの、LCは淡シアンの、LMは淡マゼンタの、Rはレッドの、Gはグリーンの、Bはブルーの色もしくはその色材データまたは色相をそれぞれ表す。また、Gyはグレーの色もしくはその色材データまたは明度を表す。

また、ドットのオンオフを定義する最少単位を「エリア」と呼ぶ。これに関連して、下記の「画像データ」は、処理対象の画素データの集合を表し、各画素データは例えば各色8ビットの階調値を示す。

以下では、説明を簡単にするために、色材（インク）がCMYK四色の場合を中心に説明する。また、実施例の具体的な説明を始める前に、本発明の前提となる事項の概要を説明する。

●顔料色材
とくに対候性などの優位性から近年使用される顔料インクは、染料インクに比べて、色材の粒子が大きく、溶剤に含まれる固形分（色材）が紙面上に堆積して、紙面上に像を形成する。従って、色材が堆積した層構造の違いにより発色特性が異なる。そのため、層構造を考慮したパッチ画像の形成が必要になり、染料インクに比べて、パッチ画像の数が多くなる。

●プリンタの解像度
プリンタの性能は向上し、とくにインクジェットプリンタの吐出量（一滴のインクの量）は1ピコリットルまで下がり、9600×2400dpiの解像度が可能になった。

図1により画像の一画素とドットの関係を説明する。図1に示す画像1001は縦横600dpiの解像度を有し、画像1001の画像信号が9600×2400dpiの解像度をもつプリンタに入力されたとする。画像1001の一画素1002に対して、プリンタが、インク滴を吐出するか否か（ドットを記録するか否か）を制御可能な領域1003には16×4=64ドットが存在する。言い替えれば、当該プリンタは、画像1001の一画素当り、64個の、色材単体の（重畳がない）ドット（以下、単色ドット）または色材が重畳したドット（以下、重畳ドット）により画像を再現する。つまり、領域1003は、画像信号の一画素に相当するドットの集合領域である。

●像構造と発色との関係
次に、紙面における色材の空間的な配置（以下、像構造）と発色の関係を説明する。

図2の模式図により紙と色材の分光反射率を説明する。図2において横軸は光の波長を、縦軸は反射率を示す。実線1201は紙の分光反射率を、破線1202はブラック色材の分光反射率を、一点鎖線1203はシアン色材の分光反射率を、二点鎖線1204はイエロー色材の分光反射率をそれぞれ示す。

図3の模式図により図2に示す反射特性を有する色材を紙面上に配置した場合の発色を説明する。

（並置混色の発色特性）
図3(a)はシアン色材とイエロー色材が重畳せずに並置された状態（以下、並置混色）を示す。なお、紙自体は露出せずに、紙面はすべてシアン色材とイエロー色材によって交互に埋め尽くされているものとする。一般によく知られたMurray-Davisの式からわかるように、並置混色における発色は、各色材の面積率に基づいた加重平均、つまり次式から算出される。
R(λ) = S_C×R_C(λ) + S_YR_Y(λ) …(1)
ここで、R(λ)は反射率、
R_C(λ)はシアン色材の波長λにおける反射率、
R_Y(λ)はイエロー色材の波長λにおける反射率、
S_Cはシアン色材の面積率、
S_Yはイエロー色材の面積率。

（重畳混色の発色特性）
図3(b)はシアン色材にイエロー色材が重畳して層状に配置された状態（以下、重畳混色）を示す。なお、紙自体は露出せずに、紙面はすべて色材によって埋め尽くされているものとする。重畳混色における発色は次式によって算出される。
R(λ) = R_Y(λ) + {T_Y(λ)²×R_C(λ)}/{1 - R_C(λ)×R_Y(λ)} …(2)
ここで、T_Y(λ)はイエロー色材の波長λにおける透過率。

とくに顔料色材など、光の散乱が無視できない色材の場合、反射率と透過率は光の吸収成分だけではなく散乱成分を考慮する必要がある。散乱成分を無視できない場合の反射率と透過率は、一般によく知られたKubelka-Munk理論の吸収係数、散乱係数から求めることができる。

図3(c)はイエロー色材にシアン色材が重畳して層状に配置された重畳混色を示し、図3(b)とは色材の層順が逆の状態を示す。なお、紙自体は露出せずに、紙面はすべて色材によって埋め尽くされているものとする。重畳混色における発色は次式によって算出される。
R(λ) = R_C(λ) + {T_C(λ)²×R_Y(λ)}/{1 - R_Y(λ)×R_C(λ)} …(3)
ここで、T_C(λ)はシアン色材の波長λにおける透過率。

つまり、重畳混色においては、最上層の色材の透過率により発色が異なる。なお、以下では、シアン色材にイエロー色材が重畳した場合を「YC重畳」、イエロー色材にシアン色材が重畳した場合を「CY重畳」と呼ぶ場合がある。つまり、第一の色材X₁の上に第二の色材X₂が重畳している場合を「X₂X₁重畳」と呼ぶ場合がある。

［色材の組み合わせと発色］
図4によりCIELab空間のa*b*平面において色材の組み合わせと発色の関係を説明する。色401は、イエロー色材単体による発色（以下、イエロー単色）を表す。色402と403は、イエロー色材とシアン色材の重畳混色による発色を表す。色404は、シアン色材単体による発色（以下、シアン単色）を表す。色405は、ブラック色材単体による発色（以下、ブラック単色）を表す。

なお、色402と403のL*a*b*値は、式(2)または式(3)を用いて、イエロー色材の分光反射率（図2の二点鎖線1204）とシアン色材の分光反射率（図2の一点鎖線1203）から求めることができる。なお、式(2)(3)は分光反射率R(λ)を求める式であるが、観察光源を（例えばD50に）規定すれば公知の変換方法により、分光反射率R(λ)をL*a*b*値に変換することができる。また、色相環上における色402と403の位置は、色材の透過率T(λ)の波長依存性により、逆の関係になる場合がある。

図4に示す領域A、B、Cにおける発色特性について、並置混色における発色特性に照らすと、以下のことが言える。領域Aは、イエロー単色401、YC重畳の色402、ブラック単色405の各面積率を変えた並置混色によって色が再現される領域である。領域Bは、YC重畳の色402、CY重畳の色403、ブラック単色405の各面積率を変えた並置混色によって色が再現される領域である。また、領域Cは、CY重畳の色403、シアン単色404、ブラック単色405の各面積率を変えた並置混色により色が再現される領域である。

実際のプリンタの色再現域は、平面ではなく、L*a*b*の三次元空間に存在する。図5により領域Bを含む立体を三次元空間上で表した様子を示す。点501は、何れの色材も存在しない記録媒体の紙白W（白色点）を示す。

図5に示すように、色相環上で隣り合う色403と404、ブラック単色405、白色点501が囲む領域は四面体の形状を成す。領域B内の色と同様に、図5に示す四面体中の色は、四面体の頂点の色の並置混色によって再現され、当該色は次式により計算可能である。
R(λ) = S_W×R_W(λ) + S_YCR_YC(λ) + S_CYR_CY(λ) + S_KR_K(λ) …(4)
ここで、R_W(λ)は記録媒体の波長λにおける反射率、
R_YC(λ)はYC重畳の波長λにおける反射率、
R_CY(λ)はCY重畳の波長λにおける反射率、、
R_K(λ)はブラック色材の波長λにおける反射率、
S_Wは紙白の面積率、
S_YCはYC重畳の色の面積率、
S_CYはCY重畳の色の面積率、
S_Kはブラック単色の面積率。

なお、図5に示すYC重畳およびCY重畳の色はプリンタの最大彩度を呈する色であり、紙白Wは最明色、ブラック単色Kは最暗色であり、色相環上で色402から色403に至るプリンタの最大色域は図示された四面体に含まれる。

［装置の構成］
図6のブロック図により実施例の画像処理装置11の構成例を説明する。

CPU101は、RAM103をワークメモリとして、ROM102、ハードディスクドライブ(HDD)15、各種記録メディアに格納されたオペレーティングシステム(OS)や各種プログラムを実行し、システムバス108を介して各構成を制御する。なお、CPU101が実行するプログラムには、後述する画像処理などのプログラムが含まれる。

汎用インタフェイス(I/F)105は、例えばUSBなどシリアルバスインタフェイスで、シリアルバス18を介して、マウスやキーボードなどの入力デバイス13やプリンタ14などが接続される。なお、プリンタ14は顔料系色材を含むインク（顔料インク）を用いて画像を形成する。

シリアルATA (SATA) I/F106には、HDD15や各種記録メディアの読み書きを行うメディアドライブ16が接続される。CPU101は、HDD15やメディアドライブ16にマウントされた各種記録メディアをデータの格納場所として利用する。

ネットワークインタフェイスカード(NIC)107は、ネットワークインタフェイスで、例えばLANなどのネットワーク17に接続する。ビデオカード(VC)104は、ビデオインタフェイスで、モニタ12が接続される。CPU101は、プログラムが提供するユーザインタフェイス(UI)をモニタ12に表示し、入力デバイス13を介してユーザ指示を含むユーザ入力を受信する。

［機能構成］
図7のブロック図により画像処理装置11およびプリンタ14の機能構成例を説明する。

●画像処理装置
図7に示す画像処理装置11の機能構成は、CPU101が画像処理アプリケーションプログラム(AP)およびプリンタドライバを実行することにより実現される。

画像処理装置11において、AP201は、プリンタ14で印刷すべき画像データを生成する。あるいは、AP201は、HDD15や記録メディア、ネットワーク17上のサーバ、または、シリアルバス18に接続されたデバイス（ディジタルカメラやカードリーダ）から画像データを入力する。そして、入力した画像データが表す画像をモニタ12に表示し、ユーザ入力に従い、画像データに編集や加工を施して印刷すべき画像データとする。なお、この時点の画像データは、例えば、sRGB規格のRGBデータである。

カラーマッチング部202は、例えばsRGB規格のRGBデータの色域をプリンタ14の色域に写像するための三次元LUT (3DLUT)を保持する。そして、3DLUTと補間演算の組み合わせにより、各色8ビットのRGBデータをプリンタ14の色域内のRGBデータに変換する。なお、カラーマッチング部202は、3DLUTの代わりに行列式を用いて上記変換を行ってもよい。

印刷データ生成部203は、カラーマッチング部202から入力したRGBデータに、例えば解像度変換やフォーマット変換を施してプリンタ14に合った印刷データに変換する。あるいは、プリンタ用の記述言語（例えばPDL）で記述したデータ（印刷データ）に変換する。また、印刷データ生成部203は、画像データの印刷に使用する記録媒体の種類をユーザが選択または入力するためのUIを提供する。

●プリンタ
図7に示すプリンタ14の色分解部204からヘッド駆動回路206の各構成は専用のハードウェアとして構成され、プリンタ14の制御部を構成する図示しないCPUの制御の下に動作する。ただし、色分解部204からマスクデータ変換部205までの各構成は、画像処理装置11で稼働するプリンタドライバに実装することも可能である。

●色分解部
色分解部204は、画像処理装置11から印刷データを入力し、画素ごとに、RGBデータが表す色を再現する各色材の量を表す色材データに色分解する。

色分解部204は、ドットの色値を記憶する記憶部21、ドットの組み合わせを算出する算出部22、および、誤差拡散部23を有する。色分解部204は、図5の説明に照せば、紙白W501、YC重畳の色402、CY重畳の色403、ブラック単色405などのドットを並置混色して、印刷データが表す色を再現するための処理を行う。

（記憶部）
記憶部21は、図4に示す色401-405のような、ドットレベルの色値（例えばL*a*b*値、以下、ドット色）を格納する。図8のフローチャートにより記憶部21に格納するデータの作成方法を説明する。

まず、プリンタと印刷対象の記録媒体により変動する、単位面積当りのインクの使用量の制限を示す総色材使用量制限値（以下、単に制限値）を取得する(S901)。なお、プリンタと記録媒体に依存する色材の使用量に制限があることは広く知られている。制限値は、記録媒体にインクを打ち込み、インクの滲みや溢れを観測するなど、公知の技術を用いて決定する。

次に、取得した制限値に基づき、幾つのドットが重ねられるかを示す最大重ね数を算出する(S902)。図5において、紙白W501の重ね数は「0」、ブラック単色405の重ね数は「1」、YC重畳の色402とCY重畳の色403の重ね数は「2」である。

制限値が既知であれば、記録媒体上の1ドットの面積と、1ドット当りの体積（インクの吐出量）を用いて、最大重ね数は容易に算出可能である。言い換えれば、記録媒体上の1ドットの面積に使用可能なインクの体積が分かれば、同じ場所において何種類の色材を吐出できるかが分かる。正し、顔料系の色材を多層に重ねた場合、上層の色材によって減衰された光が下層の色材に到達し、下層の色材から反射される光は上層の色材によって再度減衰されるので、下層の色材の色は反映され難い。つまり、制限値に対して充分な余裕があり、最大重ね数を大きくしたとしても、色再現に対する効果は低く、むしろ後述するパッチ画像の印刷と測定が負担になる場合がある。以下では、最大重ね数を「2」として説明する。

次に、最大重ね数に応じた色材の組み合わせを生成する(S903)。前述したように、色材の層順により発色特性が異なるため、層順が異なる組み合わせは別の組み合わせとする。最大重ね数をmとすると、n色の色材の組み合わせの数はnPmである。最大重ね数が「2」、C、M、Y、K、LC、LM、Gy、R、G、Bの十色のインクがあるとすると、色材の組み合わせの数は次式のようになる。
₁₀P₂ = 10×9 = 90 …(5)

前述したように、測色的色分解の手法を用いて、十色のインクを有するプリンタの色設計を単純に行えば約1000万パッチの印刷と測色が必要である。これに対して、最大重ね数が「2」の場合、色材の組み合わせの数90と、色材単色の10を加えた100パッチの印刷と測色に削減することができる。

次に、データ作成対象のプリンタを用いて、生成した色材の組み合わせと色材単体に対応するパッチ画像（この例では100種類）をデータ作成対象の記録媒体に印刷する(S904)。そして、白パッチ（記録媒体の紙白）を含むパッチ画像の色値を測定し(S905)、測定値とドット構成（紙白、色材単体、または、色材の組み合わせ）を関連付けたテーブルを作成する(S906)。

ここで作成するドット構成とドットレベルの色値の関係を示すテーブルは、プリンタと記録媒体の組み合わせに対して一度作成し、記憶部21に格納すればよい。つまり、プリンタの種類ごとに、使用される記録媒体の種類に応じたテーブルが作成され、それらテーブルが記憶部21に格納される。もし、記憶部21に格納されたテーブルが対象とする記録媒体と種類が異なる記録媒体を使用する場合は図8に示す処理を行う。

（算出部）
算出部22は、記憶部21が格納する例えば100の色値から、印刷データが表す色値を再現可能なドット構成の組み合わせを決定し、各ドット構成の面積率を算出する。なお、算出部22は、誤差拡散部23と連動するが、その詳細は後述する。なお、最大重ね数が「2」の場合、ドット構成の組み合わせは、例えば図5に示す紙白W501、YC重畳の色402、CY重畳の色403、ブラック単色405である。

（誤差拡散部）
誤差拡散部23は、算出部22と連動して、印刷データが表す色値を再現するための処理を行う。前述したように、プリンタ14が9600×2400dpiの解像度をもつ場合、印刷データの一画素は64ドットに対応するが、各ドット構成の面積率の調整には限界があり、面積率の調整だけでは当該画素の色値を充分に再現することができない場合がある。そこで、各画素の色分解において発生した色値の誤差を周辺画素に拡散する誤差拡散を行う。

図9のフローチャートにより色分解部204の処理例を説明する。

色分解部204は、印刷データからラスタ順に注目画素の画像データ（例えばsRGBデータ）を入力し(S101)、周知の変換式を用いて画像データを色値（例えばCIELab値）に変換する(S102)。そして、注目画素の色値に拡散誤差（色値）を加えた誤差加算値を計算する(S103)。

次に、色分解部204は、記憶部21から任意のドット構成の組み合わせを選択し(S104)、ドット構成の組み合わせが形成する四面体内（例えば図5）に誤差加算値が存在するか否かを判定する(S105)。前述したように、四面体内の色は、当該四面体の頂点の色の面積率を調整した並置混色で再現可能である。従って、ステップS105の判定は、四面体の頂点の色の面積率を調整して、誤差加算値が得られるか否かにより行う。

ドット構成の組み合わせが形成する四面体内に誤差加算値が存在しないと判定した場合、色分解部204は、処理をステップS104に戻し、未選択のドット構成の組み合わせを選択する。また、ドット構成の組み合わせが形成する四面体内に誤差加算値が存在すると判定した場合、色分解部204は、四面体の頂点の色（各ドット構成）それぞれの所定領域（例えば図1の領域1003）における面積率を決定する(S106)。

面積率は有限数（例えば64）のドットに依存し、誤差加算値に完全に一致する面積率が得られるとは限らない。そのため、色分解部204は、誤差加算値と再現される色値の間の色差が最小になる、または、色差の上限を示す閾値よりも小さくなる面積率を決定する。

そして、色分解部204は、決定した面積率によって得られる色値と誤差加算値の差分（色差）を、所定の誤差拡散マトリクスを使用して周辺画素（例えばラスタ順における、次画素や次ラインの隣接画素など）に拡散する色差とする(S107)。なお、拡散先の画素それぞれに対する色差の累積値（拡散誤差）は、色分解部204のRAMなどのメモリの所定領域に記憶される。

次に、色分解部204は、印刷データの全画素について色分解処理を実行したか否かを判定し(S108)、未了の画素があれば処理をステップS101に戻し、全画素の色分解処理が終了するまで、ステップS101からS108を繰り返す。なお、色分解部204は、色分解処理が終了すると、メモリに記憶した拡散誤差を消去する。

このようにして、色分解部204は、図1に示す画像1001の一画素1002に対応する領域1003（例えば64ドット）の各ドットについてどのようなドットを記録するか示す記録信号を出力する。例えば、C、M、Y、KまたはWの単色ドットを記録するのか、どの重畳ドットを記録するのかをドットごとに示す記録信号を出力する。つまり、記録信号は、色材の重ね順を表す情報を含む必要がある。

図10により記録ヘッド207の構成例を説明する。図10(a)に示す例のように、記録ヘッド207がY1、M1、C、Y2、M2、Kの順にノズル列が並んだ構成を有する場合、記録信号M1Y1CM2Y2Kと記録するドットの関係は図10(b)のようになる。なお、図10は重畳ドットに対応する単純な記録ヘッド207の構成例と、単純な6ビットの記録信号の例を示す。しかし、記録へッド207および記録信号の構成はこれに限定されるわけではなく、記録信号は図10(b)に示す11種類のドットの記録状態を表すことが可能な4ビット信号など、よりビット数が少ない信号を用いてもよい。

●マスクデータ変換部
色分解部204が出力する記録信号をヘッド駆動回路206に入力すれば、プリンタ14が入力した印刷データが表す画像を記録することが可能である。また、インクジェット方式の記録装置がマルチパス記録を採用する場合、記録ヘッド207の各走査において形成するドットをマルチパス記録に合わせる必要がある。つまり、マスクデータ変換部205は、マルチパス記録に合わせてドットの記録を制御する。

図11の模式図により記録ヘッドと記録パターンの関係を示す。記録ヘッド207のノズル列の一つ207aは、簡単のために、16個のノズルを有すとする。ノズル列207aは、図11に示すように、第一から第四のノズル群に分割され、各ノズル群は四つのノズルを含む。

マスクパターン702の黒セルは各ノズルが記録を行うドットに対応し、第一から第四のノズル群が記録するパターンは互いに補完の関係にある。例えば4×4セルに対応する領域にべた画像を形成する場合、第一の記録走査703から第四の記録走査706において、それぞれ第一から第四のノズル群により四つずつのドットが記録されて4×4セルに対応する領域の画像が形成される。言い換えれば、各ノズル群が記録するパターンを重ねると4×4セルに対応する領域の記録が完成する。

各記録走査が終了する度に、記録紙はノズル群の高さずつ搬送される。従って、記録紙の同一領域（各ノズル群の高さに対応する領域）の画像は、四回の記録走査703から706によって完成する。複数回の記録走査において複数のノズル群によって記録紙の同一領域の画像を形成することにより、ノズル特有のばらつきや記録媒体の搬送精度のばらつきなどを低減させる効果がある。

このようにして、マスクデータ変換部205は、走査ごとの吐出データM1Y1CM2Y2Kを生成し、適切なタイミングで吐出データM1Y1CM2Y2Kをヘッド駆動回路206に出力する。ヘッド駆動回路206は、吐出データM1Y1CM2Y2Kに基づき記録ヘッド207を駆動して各色のインクを吐出させる。

上記では、ノズル列がY1M1CY2M2Kの順に並んだ構成を有する記録ヘッド207を前提としてマルチパス記録を説明したが、ノズル列がYMCKの順に並んだ構成を有する記録ヘッド207も利用可能である。

図12の模式図により記録ヘッドと記録パターンの別の関係を示す。記録ヘッド207のノズル列の一つ207aは、簡単のために、20個のノズルを有すとする。ノズル列207aは、図12に示すように、第一から第四のノズル群に分割され、各ノズル群は五つのノズルを含む。

マスクパターン1102は、二回の走査により第一および第二のノズル群を用いて下層に配置する色材のマスクパターンを示す。マスクパターン1102が適用された場合、第三および第四のノズル群は使用されない。マスクパターン1102の黒セル1108は、各ノズルが記録を行うドットに対応し、第一のノズル群と第二のノズル群が記録するパターンは互いに補完の関係にある。つまり、第一のノズル群が記録したパターンと第二のノズル群が記録したパターンを重ねると5×5セルの下層の記録が完成する。

マスクパターン1103は、二回の走査により第三および第四のノズル群を用いて上層に配置する色材のマスクパターンを示す。マスクパターン1103が適用された場合、第一および第二のノズル群は使用されない。マスクパターン1103の黒セル1108は、各ノズルが記録を行うドットに対応し、第三のノズル群と第四のノズル群が記録するパターンは互いに補完の関係にある。つまり、第三のノズル群が記録したパターンと第四のノズル群が記録したパターンを重ねると5×5セルの上層の記録が完成する。

第一から第四の走査1104-1107に対応するパターンは、記録走査を重ねることにより、画像が完成される様子を示す。各記録走査が終了する度に、記録媒体はノズル群の高さずつ搬送される。従って、記録媒体の同一領域（各ノズル群の高さに相当する領域）は先の二回の記録走査によって下層のドットが、後の二回の記録走査によって上層のドットが配置される。なお、符号1109で示すセルは重畳ドットを示す。

マスクデータ変換部205は、例えば記録信号がYC重畳ドットを示す場合は、下層のシアン用のノズル列に対してマスクパターン1102を適用し、上層のイエロー用のノズル列に対してマスクパターン1103を適用する。そして、走査ごとの吐出データCMYKを生成し、適切なタイミングで吐出データCMYKをヘッド駆動回路206に出力する。ヘッド駆動回路206は、吐出データCMYKに基づき記録ヘッド207を駆動して各色のインクを吐出させる。

なお、マスクパターンは図12に示すものに限られるわけではない。例えば、最大重ね数が4の場合は、各色材当りの走査回数を一回にすれば、第一から第四のノズル群により四層重ねの重畳ドットが形成可能である。つまり、走査回数が最大重ね数より多ければ、如何なる層数のドットでも形成可能である。例えば、図12に示す各ノズル群のノズル数を4にすればノズル群の数は5になり、走査回数を5にすることができ、五層重ねの重畳ドットが形成可能である。

このように、色材の重ね順を考慮した色分解処理を行うことで、色材数に応じて指数関数的に増大するパッチの形成数と測定数を削減することができる。

以下、本発明にかかる実施例2の画像処理を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

実施例1における色分解部204は、四点のドット構成の組み合わせに誤差加算値が内包されるか否かの判定のみを行う。しかし、色をより正確に表現するには、より小さい四面体によって誤差加算値に対応する各ドット構成の面積率を決定することが望ましい。そこで、実施例2では、ドット構成の組み合わせの選択に、ドット構成の組み合わせが形成する四面体のL*a*b*空間における体積を考慮する。

図13のフローチャートにより実施例2の色分解部204の処理例を説明する。

色分解部204は、ステップS105において、ドット構成の組み合わせが形成する四面体内に誤差加算値が存在すると判定した場合、ドット構成の組み合わせが形成する四面体の体積を取得する(S116)。なお、予め計算され、記憶部22に格納された四面体の体積は取得するが、ドット構成の組み合わせから四面体の体積を計算してもよい。

次に、色分解部204は、未選択のドット構成の組み合わせが存在するか否かを判定し(S117)、存在すれば処理をステップS104に戻す。また、未選択のドット構成の組み合わせが存在しない場合は、四面体の体積が最小のドット構成の組み合わせから四面体の頂点の色（各ドット構成）の面積率を決定し(S118)、処理をステップS107へ進める。

このような構成により、四点のドット構成の組み合わせの間の色差が最小になり、例えば、各ドットの明度L*の違いによって発生する粒状感などを低減して、画質の向上を図ることができる。

［変形例］
上記では四点のドット構成の組み合わせを選択し、四点が構成する四面体内に誤差加算値が存在するか否かを判定する例を説明した。しかし、五面体や六面体などの多面体を構成するようにドット構成を選択しても上記内包の判定や体積の計算が可能である。

上記では、総色材使用量制限値（制限値）を取得し(S901)、制限値に基づき最大重ね数を算出(S902)する例を説明した。しかし、制限値は、図1に示す領域1003（例えば64ドット）単位に制御してもよく、その場合は面積率の決定(S106、S118)において制限を行えばよい。

つまり、領域1003に配置可能なドット数を取得し、ドット数と面積率から総色材使用量を算出する。その場合、最大重ね数は、制限値に依らず、プリンタが搭載するインクの数（例えば10）などに設定するか、取得した制限値を定数倍（例えば二倍）すればよい。その結果、上記よりも最大重ね数を多くする制御が可能になる。

従って、色材の組み合わせが増え、より精度の高い色分解処理が可能になる。さらに、各ドットの体積の倍数でしか制御できなかった総色材使用量の、より詳細な調整が可能になり、記録媒体の総色材使用量制限値を有効に活用することができる。

［その他の実施例］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はCPUやMPU等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims

紙白の色値、色材単体によるドットの色値、および、色材の重畳によるドットの色値を格納する格納手段と、
前記格納手段が格納する色値に基づき、注目画素の色値を内包する多面体を形成する前記紙白およびドットの組み合わせを選択し、前記選択した組み合わせにおける前記紙白およびドットを所定領域に配置する際の前記紙白およびドットそれぞれの面積率を決定し、前記決定した面積率に応じた記録信号を生成する生成手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
前記生成手段は、前記注目画素の色値に拡散誤差を加算した誤差加算値を計算する加算手段と、
前記決定した面積率に従い前記選択した組み合わせにおける前記紙白およびドットを前記所定領域に配置した場合に再現される色値と、前記誤差加算値の間の差分を、前記注目画素の周辺画素に拡散するための前記拡散誤差を計算する計算手段とを有することを特徴とする請求項1に記載された画像処理装置。
前記格納手段は、前記色材の重畳によるドットの色値として、少なくとも、第一の色材に第二の色材が重畳したドットの色値と、前記第二の色材に前記第一の色材が重畳したドットの色値を格納することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された画像処理装置。
前記生成手段は、前記誤差加算値を内包する、体積が最小の多面体を形成する前記紙白およびドットの組み合わせを選択することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載された画像処理装置。
前記生成手段は、色材の重ね順を表す情報を含む前記記録信号を出力することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載された画像処理装置。
前記所定領域は、画像信号の一画素に相当するドットの集合領域であることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載された画像処理装置。
メモリに紙白の色値、色材単体によるドットの色値、および、色材の重畳によるドットの色値を格納し、
前記メモリが格納する色値に基づき、注目画素の色値を内包する多面体を形成する前記紙白およびドットの組み合わせを選択し、
前記選択した組み合わせにおける前記紙白およびドットを所定領域に配置する際の前記紙白およびドットそれぞれの面積率を決定し、
前記決定した面積率に応じた記録信号を生成することを特徴とする画像処理方法。
コンピュータを請求項1から請求項6の何れか一項に記載された画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。