JP2015122617A - 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム - Google Patents

情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム Download PDF

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Tetsuya Suwa
徹哉 諏訪
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洋行 酒井
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祐人 梶原
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Abstract

【課題】 非可逆圧縮形式で圧縮された画像データに誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを決定することができる情報処理装置、情報処理方法、およびプログラムを提供する。
【解決手段】 非可逆圧縮形式で圧縮された画像データの圧縮度に対応する情報に基づいて当該画像データに誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを決定する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、非可逆圧縮された画像データに基づく画像の印刷のために誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを決定する情報処理装置、情報処理方法、およびプログラムに関する。
画像の印刷を行う印刷装置において、非可逆圧縮形式で圧縮された画像データに基づく画像を印刷することがある。このような非可逆圧縮形式として、JPEG(Joint Photographic Expert Group)形式がある。このJPEG形式で圧縮された画像データが伸長され、伸長された画像データに基づく画像が印刷装置により記録媒体に印刷される。
しかし、上記のようにJPEG形式は非可逆の圧縮形式である。そのため、伸長後の画像においてはモスキートノイズという画像の劣化が発生することがある。このモスキートノイズは、JPEG圧縮における量子化処理に起因して発生する。JPEG形式においてはDCT(離散コサイン変換)処理により周波数に変換された画像に対する量子化処理によって、特に高周波成分の情報が削除される。これにより、伸長処理が行われると、例えばその伸長が行われた画像内のエッジ周辺において本来存在しなかった信号値が上記モスキートノイズとして発生してしまうことがある。
特許文献1では、圧縮画像データが伸長された画像データに関して、モスキートノイズを除去する処理が提案されている。具体的には、圧縮画像データが伸長された画像データをブロック単位で区切り、ノイズ判定処理を行い、ノイズの種類と発生度合いを判定する。そして、印刷データ作成のために実行される誤差拡散処理における拡散係数を、ノイズ判定結果に基づいて切換えることが記載されている。
特許第4053460号公報
上述の特許文献1は、伸長処理が実行された後の画像を用いて判定を行っている。そのため、ノイズと判定された部分が非可逆圧縮、伸長により生じたものなのか、圧縮、伸長の前の元画像に含まれている部分なのか区別が出来ないことがある。そのため、例えば非可逆圧縮形式における圧縮度が小さくノイズが生じにくい場合にも関わらず、元々の画像に含まれている部分をノイズと誤って判定してしまうことがある。そして、その誤判定の結果に応じて拡散係数が決定されてしまうことがある。
上記の課題を鑑みて本発明は、非可逆圧縮形式で圧縮された画像データに誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを決定することができる情報処理装置、情報処理方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明の情報処理装置は、非可逆の圧縮形式で圧縮された印刷対象の画像データの圧縮度に対応する情報を取得する取得手段と、前記印刷対象の画像データが伸長され、当該伸長された画像データに誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを、前記取得手段により取得された情報に基づき決定する決定手段と、を有することを特徴とする。
非可逆圧縮形式で圧縮された画像データの圧縮度に対応する情報に基づいて当該画像データに誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを決定する。これにより、上記のパラメータを適切に決定することができる。
本実施形態におけるインクジェット記録装置の一例を示す図である。 制御回路部103の構成を示すブロック図である。 ファームウェアの機能ブロックを示す図である。 色補正テーブルの一例を示す。 四面体補間法を説明するための図である。 色分解テーブル312の一例を示す。 誤差拡散法における、誤差分配方法を示す図である。 画像データの復号化処理のフローチャートを示す。 パラメータ決定部310における処理の一例を示すフローチャートである。 印刷装置に予め記憶されている量子化テーブルの一例を示す図である。 1次元に配列された画素に対応する信号値を示す図である。 1次元に配列された画素に対する処理の結果を示す図である。 2次元画像において文字部周辺に発生したモスキートノイズの一例を示す図である。 選択候補となる誤差分配係数を示す図である。 本実施形態の処理により決定された分配係数により誤差拡散処理が行われた画像を示す図である。 ターゲットピクセルの周囲12画素に誤差を分配する場合の分配係数の例を示す図である。 図13に示した画像を反時計回りに45度回転させた場合の画像を示す図である。 パラメータ決定部310の処理の一例を示すフローチャートである。 Q係数と画像の回転角度に対応する誤差分配係数を示す図である。 8ビット(0〜255)の入力信号値を、3レベル(量子化値:0、1、2)に量子化する処理を説明するための図である。 パラメータ決定部310の処理の一例を示すフローチャートである。 Q係数に対して決定される閾値を示す図である。 背景色が白の中に存在する黒文字のヒストグラムを示す図である。 誤差拡散処理における閾値の調整処理について説明するための図である。
以下、本実施形態について説明する。なお、以下の実施形態はあくまで実施の一例を示したものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
<ハードウェア構成の説明>
図1は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の一例を示す図である。記録ヘッド101は、インクを充填したインクタンク102を搭載する。インクタンク102には、図1では4色のインクそれぞれが充填されている例を示している。ただし、何色のインクタンクが装着されてもよく、また同色であっても染料、顔料等、材料の異なるインクそれぞれが充填されたインクタンクが装着されてもよい。
制御回路部103は、記録ヘッド101を駆動するための記憶部、演算部及び通信部を含む。記録ヘッド101は、制御回路部103から、インク吐出の要否を示す記録信号とその吐出タイミングを示す制御信号を受信し、その制御信号に従って記録信号に基づいたインクの吐出を行う。記録媒体である記録媒体104は、不図示の搬送ローラによって搬送されながら記録ヘッド101から吐出されたインクが付与されることで記録媒体104上に画像が記録される。
なお、本実施形態では、印刷装置の一例としてインクジェット記録装置を例に説明するが、電子写真方式によりトナーを付与することで印刷を行う印刷装置であってもよい。
また図1の例では、記録ヘッド101、インクタンク102が装着されたキャリッジが記録媒体104の搬送方向に直交する方向に走査しながらインクを付与する記録方式を示した。しかしこれに限らず、記録媒体104の幅方向の長さ以上の長さを有するラインヘッドを設け、上記のような走査を行わずに印刷を行う印刷装置であってもよい。
図2は、制御回路部103の構成を示すブロック図である。制御回路部103は、入力インタフェース201、CPU202、出力インタフェース203、ROM204、RAM205を含む。ROM204は不揮発性のメモリであり、制御回路部103、並びに印刷装置全体を制御するための制御プログラムが格納されている。RAM205は、ROM204に格納されている制御プログラムや画像データ、各種パラメータなどの各種のデータを記憶するメモリである。
CPU202は、不揮発性メモリであるROM204に記憶されている制御プログラムをRAM205に読み出し、RAM205上で実行することで、制御回路部103や印刷装置の全体を制御する。具体的には、CPU202は、不図示の操作部や外部のコンピュータ、スマートフォンやタブレット等からユーザの指示を受け付け、その指示に応じて制御を行う。
入力インタフェース201は、不図示の外部、または内部メモリや外部のコンピュータ等から記録対象の画像データ、及び、記録ヘッドを駆動するための制御信号の入力を受け付ける。また入力インタフェース201は、それらの画像データや制御信号をRAM205とCPU202に送る。その際、CPU202は、ROM204に記憶されている制御プログラムをRAM205上で実行することで、画像データを、インク吐出のための記録信号に変換する。このように変換された記録信号が記録データとして制御信号とともに、出力インタフェース203から出力される。出力された記録データと制御信号とにより記録ヘッド101が駆動され、記録媒体104に画像が記録される。
例えばJPEG形式で圧縮された画像データが入力インタフェース201から入力された場合、CPU202は、この画像データに対してJPEG伸長処理を行い、さらに伸長された画像データを記録信号に変換する。
なお、図2の例ではCPU202がJPEG伸長処理、記録信号への変換処理を行っていたがこれに限らない。具体的には、上記JPEG伸長処理及び/または変換処理を行うハードウェア回路を制御回路部103とは別に設け、この回路がJPEG伸長処理及び/または変換処理を行ってもよい。
本実施形態においては、入力インタフェース201に非可逆圧縮形式であるJPEG形式で圧縮された画像データが入力され、CPU202では、その画像データに対する伸長処理が実行され、また記録信号への変換処理が実行される。JPEG形式の圧縮では、圧縮前の元画像ではなかった情報が、圧縮、伸長によりモスキートノイズとして発生してしまうことがある。特に文字が中心となる文書画像については文字部周辺に発生するモスキートノイズにより文字の視認性を損なうことがある。例えば、インクジェット方式の印刷装置によりモスキートノイズが発生してしまった文書画像を印刷する場合、インクの滲みが発生することから、特に小さい文字の可読性を低くすることがあり、またインクが無駄に消費されてしまう。
そこで本実施形態では、多値の画像データが誤差拡散処理により印刷データに変換されるときに使用される誤差拡散パラメータを、非可逆圧縮が実行されたときの圧縮の度合い(圧縮度)に応じて決定する。詳細については後述する。
なお、本実施形態では、非可逆圧縮された画像データの取得、またその画像データの伸長処理、階調変換による印刷データの作成等を、印刷装置において実行する例について説明する。例えばこれらの処理を、印刷装置に接続されたホスト装置においてプリンタドライバが実行する場合、各ホスト装置において当該プリンタドライバがインストールされなくてはならない。よって、印刷装置に種々のデバイス(PC、スマートフォン、タブレット等)が、種々のインタフェースを介して印刷を実行させる場合、それらのデバイス全てにプリンタドライバをインストールしなくてはならない。また、プリンタドライバは、印刷装置の機種ごとに設けられる場合があるため、ホスト装置が複数機種の印刷装置に印刷を行わせる場合、機種ごとのプリンタドライバがインストールされなくてはならない。
そこで本実施形態では、非可逆圧縮された画像データの取得、またその画像データの伸長処理、階調変換による印刷データの作成等を、印刷装置において実行する。そのためホスト装置は、プリンタドライバによる処理がなくても、印刷データに変換される前の画像データを送信することにより、印刷を実行させることができる。また圧縮処理された画像データを送信することができるため、伸長後のデータを送信する場合に比べて、印刷対象のデータを印刷装置に高速に送信することができる。
<ファームウェアのブロック図>
図3は本実施形態におけるファームウェア構成のブロック図の一例を示す。図3に示す各ブロックの機能が制御プログラムのプログラムモジュールとしてROM204に格納されており、CPU202がこれらのモジュールを実行することで、図3の各ブロックの機能が実現される。なお、これらのブロックの一部または全部を実行するためのハードウェア回路が別途設けられ、この回路が各機能の全部を実現する、または一部を実現してCPU202と連携することでも、図3で説明する機能を実現することができる。
入力インタフェース201に入力された画像データは、図3に示す処理が施され、記録ヘッドと接続された不図示の印刷エンジンが受信できる解像度、階調数の記録信号に変換され、印刷エンジンに出力される。そして、CPU202がその印刷エンジンを制御する印刷制御を行うことで、上記の画像データに基づく画像を印刷エンジンに印刷させる。以下詳細に説明する。
<各処理部の説明>
付属情報取得部301は、画像データが圧縮される際に使用された各種パラメータを取得する。このパラメータには、当該画像データの圧縮率を特定するための情報が含まれる。例えば画像データがJPEG圧縮されたJPEGファイルが入力された場合、JPEG圧縮の際に使用された量子化テーブルと画像データサイズが含まれている。これらの情報により量子化ステップ数を特定するためのQ係数(Quantization係数)を求めることができる。付属情報取得部301は、この量子化テーブル(Qテーブル)と画像データサイズ(縦、横の画素数)を取得する。
さらに、付属情報取得部301により取得された各種パラメータは、画像データ伸長部302に送られ、圧縮された画像データを伸長する処理に利用される。また、この各種パラメータは圧縮度算出部309に送られ、当該画像データが圧縮されたときの圧縮の度合いを算出する処理に利用される。
画像データ伸長部302は、符号化された画像データを復号化して画像データを抽出する処理部である。入力された画像データが圧縮されていた場合、画像データ伸長部302は、その画像データの圧縮形式に応じた伸長処理を実行することで、画像データの伸長を行う。この画像データ伸長部302における処理について図8を用いて説明する。なお図8は、圧縮形式がJPEG形式であった場合の例である。
図8は、画像データの復号化処理のフローチャートを示す。なお、図8に示すフローチャートに示す処理に対応するプログラムが、画像データ伸長部302のプログラムモジュールとしてROM204に格納されており、CPU202がこのプログラムを実行することで図8の処理が実現される。
JPEGのデータ形式である画像は、N個の8画素正方ブロック単位で圧縮処理が実行されており、図8では、伸長処理の処理対象のブロックを示す変数nを1に設定して初期化する(S801)。
そして、処理対象の8画素正方ブロックnにハフマン復号化する(S802)。そして、付属情報取得部301が取得した量子化テーブルで逆量子化する(S803)。即ち、当該画像が圧縮するときに用いられ、当該画像を含む画像ファイルに含まれている量子化テーブルを用いて逆量子化する。そして逆DCT変換する(S804)。
次に上記変数nをインクリメントし(S805)、インクリメントされた変数nと当該画像の全ブロック数Nとを比較する(S806)。
変数nが全ブロック数N未満であれば、処理対象のブロックがまだ残っているものとして、S802〜S805の処理を繰り返す。なお、全ブロック数Nは、付属情報取得部301が取得した画像データサイズが示す縦横の画素数を8画素で除算することで求めることができる。
また、ハフマン符号化は、頻度の高いデータに短いビット数の符号を割当てる事で全体のビット数を減らす形で圧縮する方法である。S802におけるハフマン復号化は、そのハフマン符号化に対応するハフマン符号を用いて復号化する。
S803における逆量子化は、付属情報取得部301で取得した、圧縮する際に使用された量子化テーブルを用いて、逆量子化を行い画像データに展開する。
S804における逆DCT変換は、画像データを直流成分(DC成分)と交流成分(AC成分)にするDCT変換されたデータを元の画像濃度成分に戻す逆変換を行う処理である。なお、JPEG圧縮は、輝度Y、色差Cb、Cr形式で実施されることがあり、その場合、逆DCT処理が施されたデータもYCbCrの形になっている。以下の式に従い、画像信号値RGBを得る。
式1:
R=(Y+128)+1.402(Cr−128)
G=(Y+128)−0.34414(Cb−128)−0.71414(Cr−128)
B=(Y+128)+1.772(Cb−128)
このように画像データ伸長部302により得られた画像信号値RGBが、画像補正部303に送られる。
画像補正部303は、RGBデータに対し、画像補正を施す。画像補正としては、全体の色を明るくする、または暗くするための明度調整や、コントラスト調整、カラーバランスの調整のほか、写真印刷を想定した逆光補正や赤目補正など、様々なものが挙げられる。なお、これらの補正は、本ブロックで一元的に処理を行うことで、印刷装置に依存しない処理を実現することが可能となる。このように画像補正部303により補正が実行された画像が、解像度変換部304に送られる。
解像度変換部304は、画像を印刷装置に対応した解像度に変換する。入力される画像データと印刷装置の解像度から、必要な変倍量が導き出され、拡大または縮小の処理が施される。変倍処理としては、ニアレストネイバーやバイリニア、バイキュービック法などが存在する。これらの処理は、処理の特性や、処理速度、また当該印刷において設定されている印刷モードを考慮し、適宜選択される。このように解像度変換された画像が色補正部305に送られる。
色補正部305は、印刷装置における出力のための色変換処理を施す。例えば、表示装置に表示された画像を記録する場合、表示と印刷では必ずしも色再現範囲は一致しない。例えば、ある色では印刷装置の方が再現範囲は狭く、また別の色では逆のケースであったりする。それらを画像の劣化を最小限にし、適宜、色の圧縮・伸長を行う必要がある。
本実施形態では色補正部305は、それらの処理をRGB形式で変換を行う。つまり、本ブロックに入力されたRGB値を、デバイスの再現性を考慮し、印刷装置向けのRGB値(以下、区別のためDeviceRGBとする)に変換する。変換はマトリクスなどの演算で行うことも可能であるが、本実施形態では、3次元の色補正テーブル311を利用する。
入力されるRGB値を各色8ビット(256階調)とした場合、全組み合わせを保持する場合、その組み合わせを示すデータのデータ容量が大きくなってしまう。そのため、色補正テーブル311は所定の間隔で間引かれたものを使用する。
図4は、色補正テーブルの一例を示す。
図4の例では、各色256階調を17点のグリッド点とし、それに対応するDeviceRGB値を記載したテーブルとなっている(17*17*17=4913グリッド点)。
グリッド点間の値は、補間処理を利用して算出する。補間方法については、本実施形態では四面体補間を利用した処理を記載する。四面体補間法とは、3次元空間の分割単位を四面体として、4つの格子点を用いる線形補間である。
図5は、四面体補間法を説明するための図である。以下の式2のように、まず、図5(a)に示すような、四面体への分割を行う。そして、ターゲットとなる点pが、分割された四面体のうち、いずれに属するかを決定する。その四面体の4頂点をそれぞれp0、p1、p2、p3とし、同図(b)に示すように、さらに細かい小四面体に分割される。各点の変換値をそれぞれf(p0)、f(p1)、f(p2)、f(p3)とした場合、次式により補間値f(p)が求められる。
ここで、w0、w1、w2、w3は、各頂点piと反対向位置の小四面体の、四面体p0p1p2p3全体に対する体積比である。上記により、対象となるRGB値に対応したDeviceRGB値を算出するが、階調性を考慮し、出力は8ビット以上でも構わない。
また、色補正テーブルは、上述の通り印刷装置の色再現範囲にも依存するため、例えば記録に使用する記録用紙が異なる場合は、それに応じたテーブルを準備してもよい。 このように色補正部305により印刷対象の画像に対して色補正処理が行われると、色補正後の画像がインク色変換部306に送られる。
インク色変換部306は、色補正部で決定されたDeviceRGB値を、インク色CMYKへと変換する。変換は予め各DeviceRGBの組み合わせに対応したインク色の値が記述された色分解テーブル312を利用する。尚、本ブロックにおいても、色補正部305と同様、グリッド点17のテーブルを利用する。
図6に色分解テーブル312の一例を示す。本実施形態では、インク色として、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の4色を例として、各グリッド点に対応した4色の値が記述されている。これらは、記録用紙の紙面上でインクが溢れないことや、インク同士が隣接した際、滲まないことを考慮して、決定された値である。つまり、色分解テーブル312についても、記録用紙が異なる場合、それに応じたテーブルを用意してもよい。
上述の色補正部と同様、対象となるDeviceRGB値に対応したインク分解後の値は、図5を用いて説明した四面体補間処理を適用して求めればよい。このように画像データがCMYKのデータに変換されると、その変換後のデータが濃度補正部307に送られる。
インクジェット記録の場合、記録用紙上にドットとして塗布されるインク量が多くなるにつれ、ドットの重なりが増加し、記録濃度が上昇しにくくなる。そのため濃度補正部307は、濃度を補正し、濃度の応答性を均一にする。これを行うことにで、上記した色補正テーブル311や色分解テーブル312作成時の精度が確保しやすくなる。補正は、C、M、Y、Kの各色について行えばよいため、ここでは1次元の濃度補正テーブル313を利用する。各色の入力8ビット(256階調)に対応したテーブルを用意しておけばよい。特に間引くようなことは行わず、各信号値に対応した値が記述されたテーブルがあればよい。このように濃度補正が行われたデータが、階調変換部308に送られる。
階調変換部308では、インク色変換され、濃度補正を施された多ビットデータを、印刷装置で記録可能な階調数に従って、記録信号に変換する。ここでは階調変換処理の説明のため、記録(1)/非記録(0)の2階調(1ビット)の記録信号について説明する。階調変換方法としては、2値データに変換するための誤差拡散処理を例に説明する。また、多ビットデータの入力信号として、8ビットの0〜255を例に説明する。
図7は誤差拡散法における、誤差分配方法を示す図である。ターゲットピクセル(注目画素)の信号値Lとした時、閾値THと比較を行う。0〜255を2値にするため、ここでの閾値は127とする。その大小により、
L>TH(127) ・・・・・・ 1(記録)
L≦TH(127) ・・・・・・ 0(非記録)
と判定される。そして、判定結果に応じて量子化代表値Vを、
1(記録) ・・・・・・ 255
0(非記録) ・・・・・・ 0
と設定することで、発生する誤差E(=L−V)は、当該ターゲットピクセルの周辺の画素に分配される。具体的には、図7に示す分配係数の割合に従って、ターゲットピクセルの左下、下、右下、右の画素に誤差が分配される。なお、右にのみ分配対象の画素がある場合、誤差がそのまま、右の画素に加算される。そして、当該ターゲットピクセルの右の画素が新たなターゲットピクセルとなり、その信号値Lに、分配された誤差Ea(E×7/16)を加算した値Laに対し、閾値との比較を行う。従って、
La>TH(127) ・・・・・・ 1(記録)
La≦TH(127) ・・・・・・ 0(非記録)
と判定される。なお、量子化代表値Vに対する輝度値の誤差Eaは、−127〜+127になるため、上記閾値と比較されるLaは−127〜+382の値となる。
この処理を画像の右下方向に向かってすべてのピクセル、すべてのインク色C、M、Y、Kに対して行うことで、記録可能な1ビットのインク色データ(記録信号)を得ることができる。
このように生成されたインク色データが印刷エンジンに送られ、印刷エンジンではそのインク色データに従ってインクの吐出の要否が判定される。そして、その判定に従ってインクが記録ヘッド101から吐出されることで、入力インタフェース201に入力されたJPEG形式の画像データに対応する画像が記録媒体に記録される。
なお、上記の例では図7に示した分配係数を用いて誤差拡散処理を実行する例について説明した。ただし、本実施形態では画像データが圧縮されていたときの圧縮の度合いに応じて、図14を用いて後述する種々の分配係数から、当該画像データに用いる分配係数を決定する。階調変換部308では、このように決定された分配係数を用いて誤差拡散処理が行われる。以下、圧縮度算出部309、パラメータ決定部310による処理の詳細について説明する。
圧縮度算出部309は、付属情報取得部301により取得された、圧縮の際に使用された量子化テーブルから、圧縮度を算出する。具体的には、量子化テーブルと、図10に示す予め記録されている圧縮Q係数に対応する量子化テーブルとの類似度の算出を行う。そして、予め記録されている量子化テーブルには、圧縮度を示すQ係数が設定されている。類似度が高い量子化テーブルのQ(Quantization)係数を圧縮度として判定する方法について説明する。
図10は、印刷装置に予め記憶されている量子化テーブルの一例を示す図である。図10(a)はQ係数を50とし、(b)はQ係数75、(c)はQ係数90とする。Q係数が大きいほど、圧縮の度合いが小さく(圧縮率が低く)、圧縮・伸長による劣化の少ない量子化テーブルとなる。これらの量子化テーブルが、ROM204に格納されている。
圧縮度算出部309は、付属情報取得部301が取得した当該JPEGデータの量子化テーブルと、図10に示す量子化テーブルを比較し、その類似度を判定する。図10に示すように、JPEGの量子化テーブルは、輝度と色差で各々8×8の64個のテーブルを保持している。そして、以下の式3のように、当該印刷対象のJPEG画像の量子化テーブルと、図10に示した予めROM204に記憶されている複数の量子化テーブルそれぞれとの差分を算出する。
ここで、Ya(x,y)、Cba(x,y)、Cra(x,y)は、座標位置(x,y)における、予め保持されQ係数と紐付けられている量子化係数のそれぞれ、輝度Y、色差Cb、色差Crの量子化値の値を示す。また、Yb(x,y)、Cbb(x,y)、Crb(x,y)は、座標位置(x,y)における、対象とするJPEGの付属情報から取得した、それぞれ輝度Y、色差Cb、色差Crを示す。
そして、図10に示す複数の量子化テーブルそれぞれに対応する類似度と、各量子化テーブルに対応するQ係数に応じて、当該JPEGデータが圧縮されたときのQ係数を判定する。これにより、図10に示す量子化テーブルのQ係数は、50、70、90と離散的であるが、当該印刷対象のJPEGデータのQ係数として、50未満の値から、90よりも大きな値まで判定することができる。
なお、圧縮度を算出する方法はこれに限らず、量子化テーブルに重みを付けて圧縮度を算出してもよい。以下の式4のように、類似度Rとして、量子化テーブルの差分に対して重みを設定する。例えば、輝度の量子化テーブルの差分の重みWyを高くして、色差の量子化テーブルの差分の重みWcb、Wcrを低く設定する。これは、画素データの濃度差が、色差に比べ輝度の方が、視覚的に目立ちやすいためで、輝度の量子化テーブルの差分が小さい方を優先する方法をとってもよい。
また、例えば、64個の量子化テーブルの中で、重みをつけてもよい。いずれにせよ、画像データが圧縮された程度を示すことができれば、種々の方法を採用することができる。
そして、類似度Rが最も小さいものを選択し、そのQ係数を圧縮度とする。なお、本実施形態ではQ係数が3段階であったが、さらなる多段階にすることも可能である。さらにRの値に基づき、さらに細かいQ係数を設定しても構わない。
このように圧縮度算出部309において算出した圧縮度は、パラメータ決定部310に送られる。
パラメータ決定部310は、圧縮度算出部309により算出された圧縮度をもとに、パラメータを決定する。具体的には、パラメータ決定部310において、階調変換部308により実行される誤差拡散処理における分配係数が決定される。この決定処理について、図9のフローチャートを用いて処理の詳細を説明する。
図9は、パラメータ決定部310における処理の一例を示すフローチャートである。なお、図9に示すフローチャートに示す処理に対応するプログラムが、パラメータ決定部310のプログラムモジュールとしてROM204に格納されており、CPU202がこのプログラムを実行することで図9の処理が実現される。
また図14は、図9における処理による選択候補となる誤差分配係数の一例を示す図である。これらの誤差分配係数はROM204に記憶されており、CPU202がパラメータ決定部310に対応するプログラムを実行することで、Q係数に応じた誤差分配係数の決定、また決定された係数のROMからの読み出しを行う。これらの誤差分配係数についての詳細は後述する。
S901でCPU202は、圧縮度算出部309で求められたQ係数(圧縮度)を取得する。なお上述のように、Q係数が大きいほど圧縮の度合いが小さく、圧縮・伸長による劣化が生じにくい画像であると判定することができる。逆に、Q係数が小さいほど圧縮の度合いが大きく、圧縮・伸長による劣化が生じやすい画像であると判定することができる。
S902でCPU202は、S901において取得されたQ係数が閾値QTh1より小さいか判定する。図9ではQTh1の一例として、「Q係数:50」とする。S902においてQ係数がQTh1より小さくないと判定された場合、S903に進む。
S903でCPU202は、S901において取得されたQ係数が閾値QTh2より小さいか判定する。図9ではQTh2の一例として、「Q係数:70」とする。
上記のS902、またはS903における判定結果に応じて、誤差拡散処理における分配係数が決定される。具体的には、S903においてQ係数がQTh2より小さくない(Q係数が所定の圧縮度以下)と判定された場合、S904において、図14(a)に示す誤差分配係数90が決定される。また、S903においてQ係数がQTh2より小さい(Q係数が所定の圧縮度より大きい)と判定された場合、S905において、図14(b)に示す誤差分配係数70が決定される。さらに、S902においてQ係数がQTh1より小さいと判定された場合、S906において、図14(c)に示す誤差分配係数50が決定される。
なお図9の例では、予め定めた2つのしきい値との比較で、3つの誤差分配係数から、当該印刷対象の画像のQ係数に対応する分配係数を選択したが、これに限らない。例えば、Q係数に対応する誤差分配係数を示すテーブルが用意され、そのテーブルを参照することで、当該画像データのQ係数に対応する誤差分配係数を取得するようにしてもよい。さらに、選択候補の分配係数は3つに限らず、さらに多くの誤差分配係数を準備しておいてもよい。
次に、図9において決定される誤差分配係数について説明する。
まず、図14(a)に示した誤差分配係数は図7と同様の係数であり、Floyd係数と呼ばれる。この係数は、2値などの階調になった場合も、視覚特性で感度が高く、また低周波成分が抑えられる。結果、好適な画質が得られるため、広く利用されている係数である。しかし、非可逆圧縮形式で圧縮・伸長された画像データに対する誤差拡散処理においては、後述する理由によりモスキートノイズが印刷結果において強調されてしまう場合がある。
ここでモスキートノイズの特性について説明する。先にも記述したように、モスキートノイズは、非可逆な圧縮処理により高周波成分のデータが削除されることにより発生する。また印刷対象の画像は、例えばX方向、Y方向の2次元空間において画素が配置されるデータであるが、ここでは説明を簡略化するため、1次元のデータを用いて説明を行う。
図11は、1次元に配列された画素に対応する信号値を示す図である。
図11(a)は、連続して配置された8画素のうち、左側4画素が黒(輝度値:0)、右側4画素が白(輝度値:255)である。なお、図11の例では、黒(輝度値:0)については信号値「1」、白(輝度値:255)については信号値「0」とする。このデータに対し、下式の離散コサイン変換(DCT)を適用し、その後、量子化処理、逆変換(逆DCT)を実施する。
図12は、1次元に配列された画素に対する処理の結果を示す図である。図12(a−1)は、図11(a)に対するDCTの処理結果であり、信号値は波(実線)として表現され、劣化のない信号値(黒点)が再現されている。この波形に対し、量子化処理により高周波成分を劣化させた一例を図12(a−2)に示す。すると、図12(a−1)に比べ、低周波の波形になっている。その結果、元のデータの再現が出来てない部分が出てきている。特に、位置x=7の点で、白であった信号値が白でない値になっている。この状態で逆DCTを実行し、周波数成分のデータを信号値に変換した場合、圧縮前の本来の画像において白であった部分が、モスキートノイズとして発生することになる(図12(a−1)中矢印)。
処理結果の別の例を図11(b)を用いて説明する。図11は、左端の1画素のみ黒(信号値:1)であり、残りの7画素は白(信号値:0)であるとする。このケースにおいてDCTが実行された場合の処理結果を図12(b−1)に示す。また量子化処理により高周波成分が削除された場合の結果を図12(b−2)に示す。図12(b−2)のデータに対して逆DCTを実行した場合、本ケースでは位置x=4、7の2箇所の画素においてモスキートノイズが発生することになる。
なお、ここでは1次元の画像を例に説明した。しかし、例えばJPEG形式の圧縮、伸長処理が2次元の画像に対して実行される場合、当該画像において8画素×8画素のMCU(Minimum Coded Unit)単位でDCT、量子化処理、逆DCTが行われる。
図13は、2次元画像において文字部周辺に発生したモスキートノイズの一例を示す図ある。図13は、数字「24」を含む画像に対してJPEG圧縮、伸長を行った画像を示す。図13(a)において文字周辺にグレーのノイズが発生していることが分かる。図13(b)は、図13(a)におけるにモスキートノイズを説明のため明瞭にするため、図13(a)に対し白部分にグレーの色を付け、またMCUを示す線を付加したものである。この図より、モスキートノイズは、以下の特性があることが分かる。(1)黒文字等の白以外のデータから離れた白領域においては、モスキートノイズは発生し難い。(2)MCU単位でノイズの発生の有無、発生の仕方が異なる。(3)ノイズとなる画素が縦や横に並びやすい。
(1)については、例えば圧縮前の元画像においてMCUに含まれている画素が全て白の場合には高周波成分が含まれていない。従ってJPEG圧縮、伸長を行ったとしても高周波成分の削除が行われず、モスキートノイズは発生しづらい。よって、図13(a)に示すように、白のみの部分については劣化が起きず、図13(b)においては白で示すノイズは含まれておらずグレーで表示されていることが分かる。
また、モスキートノイズは文字からの距離に依存するものでなく、MCU内に文字部分が発生している場合に起こるものである。よって、たとえ文字からの距離が短かったとしても、MCU内に文字部が存在しない場合は、モスキートノイズが発生していないことが図13(b)からも分かる。
さらに、MCU内に黒文字等のデータが多く含まれている場合も、高周波成分が少ないため、モスキートノイズは発生し難い。
また(2)については、(1)について説明したように、モスキートノイズの発生は、MCU内に含まれている黒画素の位置や割合に依存する。そのため、その黒画素の位置や割合により、MCUによってモスキートノイズの発生の有無、モスキートノイズの位置や割合が異なる。
さらに(3)については、図13(b)に示すように、MCU内においてモスキートノイズに対応する画素が縦や横に並んで発生していることが分かる。上述の1次元画像に対応する図12(a−2)、(b−2)においても分かるように、モスキートノイズは所定範囲(例えば8画素のライン)の端部で発生することが多い。そして2次元画像の場合、MCUが矩形であり、MCUの各ラインに上記の一次元画像におけるモスキートノイズの発生傾向があるため、MCUの端部においてモスキートノイズの画素が縦、横に連続して並ぶことになる。
また例えば図13に示す画像内の「4」の右端のように、画像における縦方向(または横方向)に平行な直線を含むMCU内においては、図13(b)に示すようにモスキートノイズが縦(または横)に並ぶ傾向が強い。これは、MCU内の各ラインにおいて黒画素が同様の分布で配置されるためである。即ち、黒画素の分布が各ラインで同様である場合、各ラインにおいて、図12に示すような一次元画像に対するモスキートノイズの発生の傾向がある。そのため、複数ラインそれぞれにおける画素の位置(例えばX方向の位置)において、同様の位置の画素がモスキートノイズとなる。2次元画像におけるMCUでは、これらのラインが並ぶため、結果としてモスキートノイズが縦(または横)に並ぶことになる。
さらに図13に示すように、たとえ文字の斜め線部を含むMCUであったとしても、モスキートノイズが縦横に並んで発生することがわかる。これは斜め線部であっても、MCUにおいて近傍のライン間では黒画素の分布が類似している。そのため、上記の理由により、ターゲットピクセルがモスキートノイズの場合、その縦横においてモスキートノイズが発生することが多い。なお、MCUにおいてターゲットピクセルを含むラインに近いラインほど、当該ターゲットピクセルを含むラインと黒画素の分布が類似している。そのため、当該ターゲットピクセルがモスキートノイズである場合、そのモスキートノイズに連続して、モスキートノイズの画素が並ぶことが多い。
上記の図14(b)、(c)に示した誤差分配係数は、図13で示したモスキートノイズの発生傾向に基づいて設定されている。以下、詳細に説明する。
誤差拡散処理において階調数を減らしたときの誤差が算出される画素(ターゲットピクセル)がモスキートノイズの画素であった場合、その画素が多値データにおいてはグレーに対応する画素値であることが多い。よって、その多値データと閾値(0〜255の多値データを2値化処理する場合、例えば127)との比較処理で0(非記録)に判定されたとしても、誤差が発生する。
誤差拡散処理により、その誤差をターゲットピクセルの周辺の画素に分配する際、ターゲットピクセルの横および縦に多く配分する場合について考える。この場合、上記図13に示したように、当該ターゲットピクセル(モスキートノイズの画素)の横および縦に並ぶ画素もモスキートノイズであることが多い。よって、上記のように誤差が縦、横に多く分配されると、仮に上記ターゲットピクセルの横および縦に並ぶモスキートノイズ自体の多値データが上記閾値以下であったとしても、誤差の加算により当該閾値を越えてしまうことがある。すると、1(記録)として判定されてしまい、印刷においてモスキートノイズのドットを形成する確率を高めてしまう。
そのため、図14(b)、(c)に示す分配係数において、ターゲットピクセルLの縦、横の分配係数を、図14(a)に示したFloyd係数よりも小さくしている。このため、仮にターゲットピクセルがモスキートノイズであったとしても、その縦、横に発生する可能性が高いモスキートノイズには少ない誤差が加算されるため、当該モスキートノイズが印刷されてしまうことを防ぐことができる。
ただし、上記のように、Floyd係数は2値などの低階調になった場合でも、視覚特性の感度が高く広く用いられている。そのため本実施形態では、図9に示したように、印刷対象の画像データのQ係数が閾値QTh2以上の場合(圧縮度が低く、ノイズが発生し難い場合)には、Floyd係数を用いる。
一方、Q係数が閾値QTh2より小さい場合(圧縮度が高く、ノイズが発生しやすい場合)、図14(b)(c)に示すように、ターゲットピクセルの縦、横の分配係数が小さい係数を用いる。
なお、図9に示すように、Q係数がQTh1以上であり、QTh2より小さい場合(Qth1<Qth2)、図14(b)に示した誤差分配係数70が用いられ、Q係数がQTH1よりも小さい場合、図14(c)に示した誤差分配係数50が用いられる。図14において、誤差分配係数70、誤差分配係数50と、ターゲットピクセルの縦、横の分配係数が段階的に小さくなる。即ち、本実施形態では、Q係数が小さくなるほど(圧縮度が高くなり、モスキートノイズが発生し易くなるほど)、上記縦、横の分配係数が段階的に小さくなるように、分配係数が決定される。
なお、図14(b)、(c)のように、注目画素の縦、横の両方の分配係数を小さくする場合に限らず、そのいずれかを小さくする場合であってもよい。即ち、注目画素の縦および/または横の分配係数を小さくするようにする。
図15は、本実施形態の処理により決定された分配係数により誤差拡散処理が行われた画像を示す図である。図15(a)は、圧縮、伸長が行われ、誤差拡散処理を実施する前の多値データの画像であり、文字の周辺部においてモスキートノイズが発生している。また上記の圧縮では、Q係数が閾値QTh1よりも低くなるように、圧縮度の高い圧縮を実行している。そのため、パラメータ決定部310における図9に示した処理により、誤差拡散処理に用いられる分配係数として誤差分配係数50が決定される。
このように決定された分配係数を使用して誤差拡散処理を施した画像を図15(b)に示す。また図15(b)との比較を行うために、Floyd係数、つまり誤差分配係数90を適用した画像を図15(c)に示す。
図15(b)、(c)を比較すると、文字周辺に発生しているドットが図15(c)に比べ、図15(b)では少なくなっていることが分かる。この結果、図15(b)に示した画像を印刷する場合、図15(c)の場合に比べ、文字の再現性が高く、またモスキートノイズの印刷のために不要な記録剤が使用されることを防ぐことができる。
なお本実施形態における分配係数の決定処理において、圧縮度を示すQ係数に応じた3段階の分配係数を選択候補としたが、その限りではなく、さらに多段階の分配係数を用意することも可能である。さらに、選択候補の分配係数を複数用意しておく場合に限らず、例えばROM204にFloyd係数のみを記憶しておいてもよい。この場合、Q係数が小さい場合(ノイズが発生しやすい場合)、ターゲットピクセルの縦横の分配係数が小さくなるよう当該Floyd係数を編集し、編集後の分配係数を用いて誤差拡散処理を行ってもよい。本実施形態における分配係数の決定処理は、このように所定の分配係数を編集する処理も含むものである。
また以上の実施形態では、誤差拡散処理における誤差の分配範囲をターゲットピクセルの周囲4画素として説明したが、さらなる広範囲の画素、または少ない画素に誤差を分配する場合であってもよい。
図16は、ターゲットピクセルの周囲12画素に誤差を分配する場合の分配係数の例を示す図である。この場合も、図13に示したモスキートノイズ発生の特性を考慮した誤差分配係数を準備する必要があり、図14に示した分配係数のようにターゲットピクセルの縦および横の分配係数を小さくする。またモスキートノイズの連続性を考慮すると、ターゲットピクセルがモスキートノイズである場合、そのターゲットピクセルに近い画素ほど、モスキートノイズとなる可能性が高い。よって、ターゲットピクセルに近い画素に対する分配係数ほど小さい係数を割り当てる。そこで、図16に示す分配係数A1〜E1、A2〜G2に対し、以下の条件により係数を決定する。
1:A1〜E1のうち、A1または/およびC1を最小とする
2:A2〜G2のうち、A2または/およびE2を最小とする
3:A1〜E1のうちの最小の係数よりもA2〜G2のうちの最小の係数を小さくする。
という条件に従い、Q係数が小さい場合(圧縮度が高く、ノイズが発生しやすい場合)の分配係数を用意する。
以上のように本実施形態によれば、モスキートノイズ発生の傾向に基づき、誤差拡散係数を決定する。具体的には、Q係数が閾値より低い場合(圧縮度が高く、ノイズが発生しやすい場合)の分配係数におけるターゲットピクセルの縦横の係数を、Q係数が当該閾値以上の場合(圧縮度が低く、ノイズが発生し難い場合)よりも小さくする。
これにより、JPEG等、非可逆の圧縮形式で圧縮された画像が伸長されたときにモスキートノイズが発生したとしても、誤差拡散処理によりそのノイズの誤差が他のモスキートノイズに加算され、当該ノイズが印刷されてしまうことを防ぐことができる。その結果、例えば画像内の小さい文字や複雑な形状のものの再現性が損なわれてしまうことを防ぎ、可読性を維持することができる。
なお、図14(b)(c)に示した分配係数では、ターゲットピクセルの縦、横の両方の係数を、図14(a)に示した係数よりも小さくする例について説明した。しかしこれに限らず、縦、横のいずれかを小さくする場合であってもよい。例えば図13に示されているようい、縦線を含むMCUでは、モスキートノイズが縦に並びやすく、横線を含むMCUでは、モスキートノイズが横に並びやすい。そのため、例えば伸長後の画像を解析し、縦線を多く含む画像であればターゲットピクセルの縦の係数のみを小さくし、横線を多く含む画像であればターゲットピクセルの横の係数のみを小さくするようにしてもよい。
次に、非可逆形式の圧縮、伸長後の画像に対する回転処理を考慮して誤差拡散係数を決定する例について説明する。上記図13等を用いて説明したように、モスキートノイズは縦および横にノイズが並びやすい。
しかしながら、圧縮、伸長が実行された後であって誤差拡散処理の前の画像に回転処理が実行された場合、当該画像に含まれる、縦横に並んだモスキートノイズについても回転が行われることになる。以下に説明する処理では、その回転処理の回転角度を参照し、その角度に応じた分配係数を決定する。
例えば回転角度が0度(回転なし)の場合、上記図13に示したようにモスキートノイズは縦横に並ぶ。また、0度以外でも、90度、180度、270度の場合、縦横に発生していたモスキートノイズが縦横に並ぶことに変わりはないため、図14に示した分配係数を適用することで、モスキートノイズが印刷されてしまうことを防ぐことができる。
しかし、例えば回転角度が45度、135度、225度、315度の場合、縦横に並んでいたモスキートノイズが斜線状に配置されることになる。
図17は、図13に示した画像を反時計回りに45度回転させた場合の画像を示す図である。図13に示した画像では縦横に並んでいたモスキートノイズが斜め方向になっていることが分かる。尚、図17(b)は、図13と同様、図17(a)の画像に対し、白部分にグレーの色を付け、MCU単位の線を付加したものである。
図17に示すように、画像の回転処理によりモスキートノイズも回転する。そのため、この場合に図14(b)(c)に示した分配係数を適用したとしても、ターゲットピクセルの縦、横にモスキートノイズが存在していないことが多くなり、モスキートノイズを低減させることができない場合がある。むしろ、図14(b)(c)の分配係数は図14(a)に示したものよりも、右下、左下の係数が大きいため、図14(a)の分配係数を用いるよりもモスキートノイズが印刷されてしまう可能性が高くなってしまうことがある。
そこで、画像の回転処理の回転角度を参照し、その角度に応じた分配係数を決定する処理について説明する。
図18は、パラメータ決定部310の処理の一例を示すフローチャートである。以下、同図のフローチャートについて説明を記載する。
S1801〜S1806の処理はそれぞれ、図9におけるS901〜S906の処理と同様のため、説明を省略する。
S1807およびS1808における処理は、画像の回転角度についての判定処理である。具体的には、S1807およびS1808では、画像の回転角度が、45度、135度、225度、315度のいずれかに近いか判定を行う。例えば、当該回転角度が、上記の所定の角度の±5度に含まれるか判定する。
S1807において「Yes」と判定された場合、S1802においてQ係数がQTh1よりも小さいと判定されている。そのためS1816では、上記の回転角度に対応し、且つQ係数がQTh1よりも小さい場合の誤差拡散係数50Rが選択される。
S1808において「Yes」と判定された場合、S1802、S1803においてQ係数がQTh1以上でありQTh2より小さいと判定されている。そのためS1815では、上記の回転角度に対応し、且つQ係数がQTh1以上でありQTh2より小さい場合の誤差拡散係数50Rが選択される。
なお、Q係数が閾値QTh2以上の場合、S1804において図14(a)に示した誤差分配係数90が選択される。同様に、Q係数がQTh1以上でありQTh2より小さく、且つ回転角度が上記の所定の回転角度に近くない場合、S1805において、図14(b)に示した誤差分配係数70が選択される。またQ係数がQTh1よりも小さく、且つ回転角度が上記所定の回転角度に近くない場合、S1806において、図14(c)に示した誤差分配係数50が選択される。
図19は、Q係数と画像の回転角度に対応する誤差分配係数を示す図である。
図19(a)は、S1815において選択される、誤差分配係数70Rを示す図である。この誤差分配係数70Rを、図14(b)に示した誤差分配係数70と比較すると、ターゲットピクセルの右下の係数が小さいことが分かる。当該画像の回転角度が45度、135度、225度、315度に近く、ターゲットピクセルがモスキートノイズの場合、図17に示したように、ターゲットピクセルの右下の画素もモスキートノイズである可能性が高い。そのため、ターゲットピクセルの右下の分配係数を小さくすることで、当該ターゲットピクセルの誤差が右下のモスキートノイズに加算され、当該モスキートノイズが印刷されてしまうことを防ぐことができる。
図19(b)は、S1816において選択される、誤差分配係数50Rを示す図である。図14(c)に示した誤差分配係数50と比較すると、ターゲットピクセルの左下、右下の係数が小さく、さらに図19(a)に示した誤差分配係数70Rと比較すると、ターゲットピクセルの左下、右下の係数が小さいことが分かる。
よって、Q係数が特に小さく(ノイズが発生する可能性が高い)、回転角度が上記所定の角度に近い場合(ノイズがターゲットピクセルの左下、右下に発生する可能性が高い場合)、右下、左下の係数をより小さくする。これにより、ターゲットピクセルの右下、左下に発生するモスキートノイズが印刷されてしまうことを防ぐことができる。
なお、図14(a)に示したFloydの誤差配分係数90は、図19で示した誤差分配係数と同様に、ターゲットピクセルの右、下の係数よりも右下、左下の係数が小さい。そのため、S1815、S1816において図19(a)、(b)に示した係数を選択する場合に限らず、図14(a)に示したFloyd係数を選択するようにしてもよい。
尚、本実施形態では、説明のために、45度、135度、225度、315度の回転について説明を行ったが、この限りではない。さらに細かく角度を検出し、より大きな誤差分配範囲で分配係数を割り当てることも可能である。
また、同一画像中に、角度の異なる領域が複数存在する場合、各領域に対して上記判定を行い、誤差分配係数を各領域に対応する角度に応じて各領域に対して決定するようにしてもよい。
以上の図18、図19を用いて説明した処理により、非可逆形式で圧縮され、伸長された画像が回転された場合でも、その回転角度に応じた適切な誤差拡散パラメータを適用することで、モスキートノイズが印刷されてしまうことを防ぐことができる。
なお、図18の例では、印刷対象である非可逆圧縮形式の画像データの圧縮度と、その画像データに基づく画像が回転されたときの回転角度の両方に基づいて分配係数を決定していた。しかしこれに限らず、上記圧縮度と上記回転角度のうちの回転角度にのみ基づいて分配係数を決定してもよい。この場合、例えば画像の回転が行われ、その回転角度が45度、135度、225度、315度のいずれかに対して所定範囲内である場合、分配係数として、注目画素の右下や左下に分配される誤差が小さい分配係数を使用する。具体的には、注目画素の右下および/または左下の係数が、画像の回転が行われない場合の右下および/または左下の係数より小さな分配係数を使用する。例えば回転が行われない場合はFloyd係数を使用し、回転が行われ、その回転角度が上記所定の範囲内の場合、図19(b)に示した分配係数を使用する。
次に、誤差拡散処理の判定のための閾値を調整することでモスキートノイズでのドットの生成を低減する例ついて説明する。
まず誤差拡散処理における誤差の計算について説明する。図20は、8ビット(0〜255)の入力信号値を、3レベル(量子化値:0、1、2)に量子化する処理を説明するための図である。なお誤差拡散処理は、輝度値を濃度値に変換した後の画像に対して実施される。横軸が入力信号値(濃度)であり、誤差が分配されることを考慮し、−64から319までのレンジとなっている。
入力信号値が0、128、255の場合は、それぞれ0、1、2の量子化値が得られ誤差の発生はない。
入力信号値が−64〜−1、64〜127、192〜254の場合、量子化値はそれぞれ、0、1、2となるが、入力信号値をIn、量子化値をQVALとすると、以下の誤差Errorが発生する。
式6:
Error=In−QVAL×64
つまり、該範囲の場合、マイナスの誤差が発生することになる(図中の黒矢印)。逆に1〜63、129〜191、256〜319の場合、上式の計算により、プラスの誤差が発生する(図中の白矢印)。
尚、本例の場合、量子化値0はドット生成なしであり、量子化値1の場合はインクを1ドット吐出、量子化値2の場合はインクを2ドット吐出することを想定している。即ち、画像において比較的明るいハイライト部分のドット生成に着目すれば、ドットの発生する、しないの境界は、入力信号値がしきい値64を超えるか否かによるものとなる。
次に説明する処理では、パラメータ決定部310が上記の誤差拡散処理のための閾値をQ係数に応じて決定することで、モスキートノイズが印刷されてしまうことを防ぐ。図21は、パラメータ決定部310の処理の一例を示すフローチャートである。
S2101では、圧縮度Q係数を取得する。ここでの処理は、図9のS901において説明した処理と同様である。
S2102は、S2101で取得されたQ係数より、誤差拡散処理に使用するしきい値を決定する。
階調変換部308では、パラメータ決定部310によりS2102で算出された閾値を利用して誤差拡散処理が実施される。
図21のS2102における閾値の決定処理について、図22を用いて詳細に説明する。ここでは3レベル(量子化値:0、1、2)のうち、0と1を判断する閾値を決定する処理について説明する。
図22は、Q係数に対して決定される閾値を示す図である。図22に示したグラフの横軸はQ係数、縦軸は、誤差拡散処理のための閾値である。なお、ここでの閾値は、画像に対応する濃度値に、他の画素からの誤差が加算された画素値に対して用いられる。このグラフに示すように、Q値が80以上の場合は、ノイズが発生し難く、ある一定以上の画質が確保されていると判断し、閾値は図20で示した通常の64を用いる。Q値が20〜80の場合、閾値をQ値の値に応じて変化させる。本例では、Q値が20の場合にしきい値が108となるように設定され、Q値が21〜79の間はQ値が大きくなるに従って線形状に閾値が小さくなるように設定されている。Q値が20以下の場合は、閾値を108とする。
尚、しきい値をQth、Q係数をQとした場合、上記は以下の条件式で判定される。
なお、閾値の決定に当たって、上式のような演算で算出してもよいし、予めQ値の値に対応したテーブルをROM204に保持しておき、そのテーブルにおいてQ値に応じた閾値を参照するようにしてもよい。
いずれにせよ、Q係数が小さいとき(ノイズが発生しやすいとき)の閾値が、そのQ係数よりも大きい場合(ノイズが発生し難いとき)の閾値よりも大きくなるようにする。
図20を参照すると、量子化値を「0(非記録)」「1(記録)」とするための閾値が大きいほど、多値の画像におけるハイライト部が印刷され難いことが分かる。よって、図21、図22で説明した処理においては、Q係数が小さいとき(ノイズが発生しやすいとき)の閾値を大きくすることで、モスキートノイズが発生したとしても、そのノイズが印刷されてしまうことを防ぐことができる。
図23は、背景色が白の中に存在する黒文字のヒストグラムを示す図である。横軸が輝度であり、右側に行くほど輝度が高く、左側に行けば低輝度となる。縦軸はその輝度を有する画素の数を表わす。図23(a)は、非可逆の圧縮、伸長による劣化のない元画像であり、白(輝度値:255)と黒文字(輝度値:0)の画素のみ含まれる画像のため、中間色の画素は発生していない。
図23(b)、(c)は、上記の画像に対してJPEG圧縮、伸長した画像のヒストグラムであり、それぞれQ係数90、70に対応する量子化テーブルを用いて圧縮、伸長が行われている。すると、圧縮、伸長により発生したモスキートノイズの影響により、本来は存在しない中間色が発生する。図中に示された矢印は背景である本来白の輝度値が低下し、ノイズとして表れる画素が存在していることを示す。具体的には、Q係数が90の場合、輝度値が232〜254のノイズが存在し、70では輝度値が185〜254のノイズが存在することを示す。このように、Q係数が小さいほど、輝度値の低い(濃度が高く、色の濃い)ノイズが発生することが分かる。輝度値が濃度値に反転された値から算出すれば、図23(b)、(c)の場合、それぞれ濃度値1〜23(=255−232)、1〜70(=255−185)のモスキートノイズが発生する。図23(b)の場合、濃度値1〜23は、閾値64以下であり、誤差の累積を除けば、ドットが生成されることはない。しかし、図23(c)の場合、濃度値1〜70のモスキートノイズが発生するため、濃度値64〜70のモスキートノイズは閾値以上の濃度となる。そのため、誤差の累積如何によらず、「1(1ドット記録)」と判定され、モスキートノイズのドットが生成となってしまう。
そこで上述の式7に従い、閾値を調整して、Q値が小さいときの閾値71を適用する。これによりQ値が小さくノイズが発生しやすい場合に、そのノイズの量子化値が「1(1ドット記録)」と判定され難くすることで、モスキートノイズのドットが発生することを抑制することができる。
なお、誤差拡散処理は、誤差を伝達する特性をもっていることから、本処理を適用することで、不要部分のドットを0にできるとは限らない。しかし、量子化値「1」とするための閾値を超える画素を減らすことができるため、モスキートノイズが印刷されてしまうリスクを低減することができる。実際、本処理を適用することにより、白画素で誤差拡散の結果ドット生成されてしまう画素数を、通常の閾値である「64」を適用した場合の9%に削減できることが確認されている。
また、本件は白部分について着目したが、同様のことは黒側でも効果がある。即ち、Q値が小さいとき(ノイズが発生しやすいとき)に、量子化値「1」「2」を判定するための閾値を、通常の場合の「192」よりも小さくする。これにより、仮に非可逆圧縮、伸長により、本来黒文字(輝度値0)の部分が黒(輝度値0)とならない場合でも、量子化値を「2」と判定し易くすることができる。そのため、本来の黒文字が量子化値「1」となり、薄く印刷されてしまうことを低減することができる。
図24は、誤差拡散処理における閾値の調整処理について説明するための図である。図24に示すように、Q係数が小さいとき(圧縮度が高いとき)に、白側のしきい値、黒側のしきい値は、ともに入力信号の中心値128に近付けることが望ましいと言える(図中の灰色矢印)。
以上の図21〜図24を用いて説明した処理をパラメータ決定部310が実行することにより、モスキートノイズの発生した画像において、そのノイズに対してドットが生成されてしまうことを抑制することができる。その結果、例えば小さい文字や複雑な形状のものの再現性が損失されることを防ぐことができ、可読性の維持に繋がる。
なお、図9、図18の処理では、誤差拡散パラメータのうち、誤差の分配係数をQ係数により決定し、図21の処理では、誤差拡散パラメータのうち、量子化値判定のための閾値をQ係数に応じて決定した。これらは、それぞれ独立したパラメータのため、図9または図18の処理と、図21の処理を併せて適用することも可能である。
例えば誤差拡散処理で発生する誤差に着目すれば、図21に示した処理によれば閾値が変更されることで、モスキートノイズ部のドット生成を抑制する。ただし、これにより図24の白矢印に示すような、通常の閾値の場合よりも大きな誤差が発生することになる。そこで図9または図18に示す処理を適用すれば、その誤差の分配をモスキートノイズの特性を考慮し、配分することから、モスキートノイズに対してドットが生成されることを抑制することができる。つまり、図9や図18に示す処理と図21に示す処理を併せて用いることにより、モスキートノイズによる印刷結果への影響をさらに低減することができる。
なお、以上の実施形態では、印刷装置が情報処理装置として動作し、図3で示した、非可逆圧縮された画像データの取得処理、画像データの伸長処理、階調変換処理等を、印刷装置において実行する例について説明した。このように印刷装置において上記の処理が行われる。そのため、例えば印刷装置に印刷を実行させる外部装置が画像データの伸長処理等の処理を行わなくても、当該外部装置は、非可逆圧縮されている画像データを印刷装置に送信することで、当該画像データの印刷を実行させることができる。
しかしこれに限らず、印刷装置に接続され、印刷対象のデータに基づく画像を印刷装置に印刷させる各種の装置(PCやスマートフォン、タブレット、ネットワーク上のサーバ等のデバイス)が本実施形態における情報処理装置として動作してもよい。この場合、例えば上記処理に対応するプリンタドライバやアプリケーションが上記各種の装置にインストールされ、当該装置がプリンタドライバやアプリケーションのプログラムを実行することで上記処理が実現される。また上記の各種の装置において、上記処理がプリンタドライバとアプリケーションにより分担されて実行されてもよい。
また、上記のような各種の装置と印刷装置が連携することにより、非可逆圧縮された画像データの取得処理、またその画像データの伸長処理、階調変換処理等が実行されてもよい。例えば画像データの伸長処理まで上記各種の装置で実行される。そして、伸長後の画像データと、その伸長処理で用いられたQテーブルが印刷装置に送信されることで、図9、図18、図21の処理が印刷装置において実行されてもよい。或いは、上記各種の装置において、図9、図18、図21のパラメータ(分配係数、閾値)の決定処理が実行され、そのパラメータが印刷装置に通知されてもよい。そして、印刷装置においてそのパラメータに応じた誤差拡散処理が実行されてもよい。その他、上記各種の装置と印刷装置における処理の分担方法として種々の方法を採用することができる。
また上記実施形態では、画像データを圧縮する際に使用された各種パラメータとしてQテーブルを取得し、取得されたQテーブルによりQ係数を算出することで画像データの圧縮度を判定していたが、これに限らない。例えば、圧縮の有無を示す情報や、圧縮率を示す情報、Q係数を数値として表した情報など、圧縮度を特定するための特定情報は各種の情報でよい。
例えば圧縮の有無を示す情報を取得した場合に、当該取得された情報が圧縮「有」を示すときに上記の処理においてQ係数が閾値未満のときの処理と同等の処理を行ってもよい。一方、圧縮「無」ときにQ係数が閾値以上のときの処理と同等の処理を行ってもよい。なお、非可逆圧縮方式による圧縮・伸長によりモスキートノイズが発生するため、非可逆圧縮の有無を示す情報を取得してもよい。その情報が非可逆圧縮「無」を示す場合、圧縮処理が無い場合に加え、可逆圧縮が画像データに実行されている場合がある。この場合でも、例えば圧縮処理が「無」の場合と同等のパラメータを設定する。
また、上記実施形態では、印刷対象の画像の圧縮度に対応する分配係数や閾値を予め設定しておき、印刷時において予め設定されているパラメータから選択することでパラメータを決定していた。しかし、そのようなパラメータを予め設定しておく場合に限らず、印刷の際にパラメータを新たに決定してもよい。
また以上の実施形態において説明した処理は、印刷対象の画像データが取得されたときに、当該画像データが非可逆の圧縮形式で圧縮されているか判定してもよい。そして、非可逆の圧縮形式で圧縮されていることが確認されてから、圧縮度の算出、各種のパラメータの決定を行ってもよい。なお、非可逆の圧縮形式で圧縮されておらず、圧縮されていない、若しくは可逆圧縮形式で圧縮されている場合、印刷モード等に応じたパラメータ、もしくは所定のパラメータを決定してもよい。所定のパラメータとして、例えばQ係数が閾値以上のときに採用されるパラメータが使用されてもよい。
さらに、図9、図18、図21のフローチャートでは、画像データに対する伸長処理が行われた後に、圧縮度に応じたパラメータが決定されていた。しかしこれに限らず、伸長処理の前にパラメータ決定処理を行い、伸長処理が実行された画像データに対して、決定されたパラメータに応じた処理が行われてもよい。
また、以上の実施形態では、画像圧縮における非可逆の圧縮形式の例としてJPEG形式を例に説明したが、これに限らず、種々の非可逆の圧縮形式に対して本実施形態における処理を適用できる。
さらに、以上の実施形態では、非可逆の圧縮形式により圧縮された処理対象のデータの例として、静止画像のデータを例に説明したがこれに限らない。例えばMPEG(Moving Picture Experts Group)等の動画像を表示する場合や、このような動画像から抽出されたフレームを印刷する場合に、階調数を下げる場合がある。このような場合にも本実施形態の階調変換処理を適用することができる。
また以上の実施形態では、印刷において記録剤を記録媒体に付与する例としてインクの吐出を例に挙げ、圧縮度に応じてインクの吐出方法に関するパラメータを決定する処理について説明した。しかし、これに限らず、記録剤としてのトナーを記録媒体に付与する場合に、トナーの付与方法に関するパラメータを決定する処理にも本実施形態の処理を適用することができる。
さらに以上の実施形態では、画像が印刷される印刷媒体の例として記録用紙を例に説明したが、これに限らない。例えばOHPシートのようなシートであってもよい。また印刷媒体はシートに限らず、例えばCDやDVD等のディスクメディアであってもよい。
なお、本実施形態の機能は以下の構成によっても実現することができる。つまり、本実施形態の処理を行うためのプログラムコードをシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)がプログラムコードを実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することとなり、またそのプログラムコードを記憶した記憶媒体も本実施形態の機能を実現することになる。
また、本実施形態の機能を実現するためのプログラムコードを、1つのコンピュータ(CPU、MPU)で実行する場合であってもよいし、複数のコンピュータが協働することによって実行する場合であってもよい。さらに、プログラムコードをコンピュータが実行する場合であってもよいし、プログラムコードの機能を実現するための回路等のハードウェアを設けてもよい。またはプログラムコードの一部をハードウェアで実現し、残りの部分をコンピュータが実行する場合であってもよい。
202 CPU
203 出力インタフェース
204 ROM
205 RAM

Claims (21)

  1. 非可逆の圧縮形式で圧縮された印刷対象の画像データの圧縮度に対応する情報を取得する取得手段と、
    前記印刷対象の画像データが伸長され、当該伸長された画像データに誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを、前記取得手段により取得された情報に基づき決定する決定手段と、
    を有することを特徴とする情報処理装置。
  2. 前記決定手段は、前記誤差拡散処理において、前記画像データに基づく画像に含まれる注目画素と所定の閾値との誤差であって、当該画像の他の画素に分配される誤差を特定するためのパラメータを決定することを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記決定手段は、メモリに記憶されている複数のパラメータから、前記圧縮度に応じたパラメータを選択することにより、当該パラメータを決定することを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。
  4. 前記決定手段は、前記画像データの圧縮度が所定の圧縮度より大きなときに、当該画像データの圧縮度が当該所定の圧縮度以下のときよりも、前記注目画素の縦および/または横に配置される画素に分配される誤差が小さくなるように、前記パラメータを決定することを特徴とする請求項2または3に記載の情報処理装置。
  5. 前記決定手段は、前記圧縮度と、前記注目画素と前記他の画素との距離に応じて、当該他の画素に分配される誤差を特定するためのパラメータを決定することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  6. 前記決定手段は、前記誤差拡散処理において前記画像データに基づく画像に含まれる注目画素に対応する画素値と比較される閾値を、前記パラメータとして決定することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  7. 前記決定手段は、前記圧縮度が所定の圧縮度より大きな場合、前記誤差拡散処理が実行された画像に含まれる画素に対応する濃度値に対して印刷を行うか否かを判定するための閾値として、当該圧縮度が所定の圧縮度以下のときに用いられる閾値よりも大きな値を決定することを特徴とする請求項6に記載の情報処理装置。
  8. 前記決定手段により決定されたパラメータに従って、前記画像データに基づく画像に誤差拡散処理を実行する誤差拡散手段を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  9. 前記誤差拡散手段により誤差拡散処理が実行されたデータに基づき、印刷装置に前記画像データに基づく画像を印刷させる印刷制御手段を有することを特徴とする請求項8に記載の情報処理装置。
  10. 画像を印刷媒体に印刷する印刷手段を有し、
    前記印刷制御手段は、前記印刷手段を前記印刷装置として、当該印刷手段に前記画像データに基づく画像を印刷させることを特徴とする請求項9に記載の情報処理装置。
  11. 前記画像データは、JPEG形式で圧縮された画像データであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  12. 非可逆の圧縮形式で圧縮されているデータに伸長処理を実行する伸長手段を有し、
    前記決定手段は、前記伸長手段により伸長されたデータに誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを決定することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の情報処理装置。
  13. 前記取得手段は、前記データが非可逆の圧縮形式で圧縮されるときに用いられた情報を、前記圧縮度に対応する情報として取得し、
    前記伸長手段は、前記取得手段により取得された前記情報に基づいて前記伸長処理を実行し、且つ前記決定手段は当該情報に基づいて階調数を決定することを特徴とする請求項12に記載の情報処理装置。
  14. 前記取得手段は、前記データが非可逆の圧縮形式で圧縮されるときの量子化処理に用いられた情報を、前記圧縮度に対応する情報として取得することを特徴とする請求項13に記載の情報処理装置。
  15. 前記圧縮度は、前記データが非可逆の圧縮形式で圧縮されるときの量子化処理に対応するQuantization係数であることを特徴とする請求項14に記載の情報処理装置。
  16. 非可逆の圧縮形式で圧縮された印刷対象の画像データに基づく画像が回転されるときの回転角度に対応する情報を取得する取得手段と、
    前記印刷対象の画像データに基づく画像が回転され当該回転された画像に誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを、前記取得手段により取得された情報に基づき決定する決定手段と、
    を有することを特徴とする情報処理装置。
  17. 前記決定手段は、前記回転された画像に含まれる注目画素と所定の閾値との誤差であって、当該画像の他の画素に分配される誤差を特定するためのパラメータを決定することを特徴とする請求項16に記載の情報処理装置。
  18. 前記決定手段は、前記取得手段により取得された情報に対応する回転角度が所定の角度である場合に、前記注目画素の右下および/または左下の画素に分配される誤差が前記画像データに基づく前記画像が回転されない場合よりも小さくなるように、前記パラメータを決定することを特徴とする請求項17に記載の情報処理装置。
  19. 非可逆の圧縮形式で圧縮された印刷対象の画像データの圧縮度に対応する情報を取得し、
    前記印刷対象の画像データが伸長され、当該伸長された画像データに誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを、前記取得手段により取得された情報に基づき決定することを特徴とする情報処理方法。
  20. 非可逆の圧縮形式で圧縮された印刷対象の画像データに基づく画像が回転されるときの回転角度に対応する情報を取得し、
    前記印刷対象の画像データに基づく画像が回転され当該回転された画像に誤差拡散処理が実行されるときに用いられるパラメータを、前記取得された情報に基づき決定することを特徴とする情報処理方法。
  21. 請求項1乃至18のいずれか1項に記載の情報処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるための、または請求項19または20に記載の情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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