JP2021125845A - Image processing device, image processing method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクを吐出して画像を形成する際に生じる濃度ムラやスジを低減するための画像処理技術に関する。 The present invention relates to an image processing technique for reducing density unevenness and streaks that occur when an image is formed by ejecting ink.
インクジェット方式のプリンタで用いられる記録ヘッドは、製造の際の誤差などによって複数の記録素子(ノズル)間でインクの吐出量にばらつきが生じることがある。インクの吐出量にばらつきがある場合、形成される画像に濃度ムラが生じ易くなる。従来、濃度ムラを低減する技術として、ヘッドシェーディング技術が知られている。ヘッドシェーディングにおいては、各記録素子のインクの吐出量に関する情報(記録素子の濃度特性)に応じて、画像データを補正する。この補正により、吐出されるインクドットの数を増加又は減少させ、形成される画像の濃度を調整することができる。 In a recording head used in an inkjet printer, the amount of ink ejected may vary among a plurality of recording elements (nozzles) due to an error in manufacturing or the like. When the amount of ink ejected varies, the formed image tends to have uneven density. Conventionally, a head shading technique is known as a technique for reducing density unevenness. In the head shading, the image data is corrected according to the information regarding the ink ejection amount of each recording element (density characteristic of the recording element). By this correction, the number of ejected ink dots can be increased or decreased, and the density of the formed image can be adjusted.
一方で、ヘッドシェーディングを行うと、プリントされた画像の粒状性を劣化させてしまう場合がある。特許文献1は、濃度ムラの低減と粒状性劣化の抑制とを両立するために、ノズルの吐出特性に基づいて補正された閾値マトリクスを、補正された閾値マトリクス内の閾値に基づいて補正する技術を開示している。
On the other hand, when head shading is performed, the graininess of the printed image may be deteriorated.
しかしながら、特許文献1の技術は、例えば画像において粒状性が目立ちやすい明部といった、特定の階調における粒状性の劣化を優先的に抑制することができない。
However, the technique of
本発明の目的は、記録媒体上に形成される画像の濃度ムラを低減しつつ、特定の階調における粒状性の劣化を優先的に抑制するための画像処理技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image processing technique for preferentially suppressing deterioration of graininess in a specific gradation while reducing density unevenness of an image formed on a recording medium.
上記目的を達成するために本発明の一形態は、複数の記録素子を有する記録ヘッドで用いる量子化データを生成するための閾値マトリクスにおける閾値の再配置を行う画像処理装置であって、閾値マトリクスに用いて着目階調のドットパターンを生成する生成手段と、前記ドットパターンにおけるドットを、1つの記録素子に対応する同一列内の画素間で移動させる移動手段と、前記移動手段による移動前および移動後の、ドットパターンの粒状性に基づいて、前記閾値マトリクスにおいて、前記移動前の画素に対応する閾値と前記移動後の画素に対応する閾値とを交換する交換手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention is an image processing apparatus that rearranges a threshold value in a threshold value matrix for generating quantization data used in a recording head having a plurality of recording elements, and is a threshold value matrix. A generation means for generating a dot pattern of a gradation of interest, a moving means for moving dots in the dot pattern between pixels in the same row corresponding to one recording element, and before and after the movement by the moving means. Based on the granularity of the dot pattern after movement, the threshold matrix is characterized by having an exchange means for exchanging a threshold value corresponding to the pixel before movement and a threshold value corresponding to the pixel after movement. And.
本発明によれば、記録媒体上に形成される画像の濃度ムラを低減しつつ、特定の階調における粒状性の劣化を優先的に抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to preferentially suppress deterioration of graininess in a specific gradation while reducing density unevenness of an image formed on a recording medium.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を限定するものではなく、以下の実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必ずしも必須のものとは限らない。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれ、また、以下の実施形態の一部を適宜組み合わせることもできる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following embodiments do not limit the present invention, and not all combinations of features described in the following embodiments are necessarily essential for the means for solving the present invention. In addition, various embodiments within the scope of the present invention are also included in the present invention, and some of the following embodiments can be appropriately combined.
<画像形成装置の構成>
図1は、画像形成装置10を模式的に示す図である。ここで説明する画像形成装置10は、インクジェットプリンタである。画像形成装置10は、その筐体内に記録ヘッド100を備える。記録ヘッド100は、所謂フルラインタイプの記録ヘッドであり、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各インク色に対応した4つのノズル列を有する。各ノズル列にはインクを吐出するノズルが、一定の間隔でX方向に配列されている。例えば、長さが15インチで1200dpiのノズル列の場合は、約18000個のノズルがX方向に配列されていることになる。
<Structure of image forming apparatus>
FIG. 1 is a diagram schematically showing an
記録媒体としての用紙106は、搬送ローラ105が、および他の不図示のローラとで用紙106を挟持しつつモータ(不図示)の駆動力によって回転することにより、Y方向に搬送される。そして、用紙106が搬送される間に、ノズル列101〜104それぞれの各ノズルが記録用データに応じてインクを吐出することで紙面上に画像が形成される。以下の説明において、用紙搬送方向(Y方向)の記録解像度は1200dpiである。また、X方向の記録解像度は、上記ノズル配列密度に対応して1200dpiである。
The
用紙搬送方向において、記録ヘッド100よりも下流の位置には、インラインセンサ107が備えられている。インラインセンサ107は、X方向に一定の間隔で配列した光学読取素子によって、プリント物上の画像の色を光学的に読み取り、色をRGB色空間で表現したスキャン画像を出力する。以下の説明において、用紙搬送方向の読取解像度は1200dpiである。
An in-
<画像形成システムの構成>
図2は、図1に示した画像形成装置10を含む、画像形成システムのハードウェア構成を示すブロック図である。この画像形成システムは、図1に示した画像形成装置10と、そのホスト装置としての画像処理装置20と、を有して構成される。ここで説明する画像処理装置20は、パーソナルコンピュータ(PC)である。
<Configuration of image formation system>
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of an image forming system including the
画像処理装置20は、CPU201、RAM202、HDD203、ディスプレイI/F204、キーボード・マウスI/F205、データ転送I/F206を有する。CPU201は、RAM202やHDD203に保持されているプログラムに従って、図7、図9などで後述される処理など、所定の処理を実行する。RAM202は、揮発性の記憶装置であり、プログラムやデータを一時的に保持する。HDD203は、不揮発性の記憶装置であり、同じくプログラムやデータを保持する。ディスプレイI/F204は、液晶モニタなどのディスプレイ(不図示)の表示を制御するインタフェースである。キーボード・マウスI/F205は、キーボードやマウス等のHID(Human Interface Device)を制御する。データ転送I/F206は、画像形成装置10との間におけるデータの送受信を制御するインタフェースである。このデータ送受信の接続方式としては、USBやLANが用いられる。
The
画像形成装置10は、CPU211、RAM212、ROM213、ヘッドコントローラ214、センサコントローラ215、データ転送I/F216を有する。CPU211は、RAM212やROM213に保持されているプログラムに従って図1にて上述したプリント動作の制御など、所定の処理を実行する。RAM212は、揮発性の記憶装置であり、プログラムやデータを一時的に保持する。ROM213は、不揮発性の記憶装置であり、同じくプログラムやデータを保持する。ヘッドコントローラ214は、RAM212に格納された例えば二値に量子化されたハーフトーン画像(量子化データないし記録用データ)に基づいて、記録ヘッド100の各ノズル列におけるインク吐出動作を制御する。センサコントローラ215は、インラインセンサ107の個々の光学読取素子を制御する。データ転送I/F216は、画像処理装置20との間におけるデータの送受信を制御するインタフェースである。
The
後述される各実施形態で説明される閾値配置に係る画像処理を含む全ての画像処理は画像処理装置20にて行う。ただし、閾値配置に関する画像処理の全部又は一部を、画像形成装置10のCPU211で実行しても構わない。
All image processing including image processing related to the threshold value arrangement described in each embodiment described later is performed by the
<画像の補正によるヘッドシェーディング;参考例>
ヘッドシェーディングの手法には、画像を補正する画素値変換テーブル(γ補正テーブル)により、画像に対してヘッドシェーディングを適用する手法(以下、「画像の補正によるヘッドシェーディング」とも言う)がある。また他のヘッドシェーディングの手法には、量子化に用いる閾値マトリクス(ディザマトリクス)に対してヘッドシェーディングを適用する手法(以下、「閾値マトリクスの補正によるヘッドシェーディング」とも言う)がある。
<Head shading by image correction; reference example>
As a head shading method, there is a method of applying head shading to an image by using a pixel value conversion table (γ correction table) for correcting an image (hereinafter, also referred to as “head shading by image correction”). Further, as another head shading method, there is a method of applying head shading to a threshold matrix (dither matrix) used for quantization (hereinafter, also referred to as “head shading by correcting the threshold matrix”).
以下の各実施形態においては閾値マトリクスの補正によるヘッドシェーディングを行うが、ここでは先ず、参考例ないし比較例として、画像の補正によるヘッドシェーディングについて説明する。 In each of the following embodiments, head shading is performed by correcting the threshold matrix. Here, first, as a reference example or a comparative example, head shading by image correction will be described.
図3(a)は、画像の補正によるヘッドシェーディングを実行可能な画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。この図3(a)の機能構成は、図2の画像形成システムによって実現できる。 FIG. 3A is a block diagram showing a functional configuration of an image processing device capable of performing head shading by correcting an image. The functional configuration of FIG. 3A can be realized by the image forming system of FIG.
パラメータ生成部301は、プリント処理部302で用いるパラメータを生成する。プリント処理部302は、画像形成装置10でインク吐出動作の制御に用いるハーフトーン画像データを生成する。
The
プリント処理部302において、色変換部303は、画像処理装置20から入力された印刷対象のRGB色空間で再現可能な色域の画像(各画素がR、G、B信号の組で表される画像)の色変換を行う。具体的には、上記RGB画像を、三次元ルックアップテーブル(3D-LUT)を用いて、画像形成装置10の再現可能な色域の画像(各画素がR、G、B信号の組で表される画像)に変換し、色分解部304に出力する。なお、プリント処理部302で扱われる画像の解像度は全て、画像形成装置10に搭載されている記録ヘッド100のノズル解像度と同じ1200dpiである。また、入力RGB画像や色変換後のRGB画像を含め、以降、プリント処理部302で扱われる画像の各色成分のビット深度は、量子化部306が出力するハーフトーン画像を除き、全て16ビットであるものとする。すなわち、R、G、B信号およびC、M、Y、K信号のそれぞれによって65536階調を表現することができる。
In the
色分解部304は、色変換後のRGB画像を、3DLUTを用いて、画像形成装置10で使用される各インク色に対応したインク値画像に変換し、シェーディング補正部305に出力する。画像形成装置10が、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の4色のインクを使用する場合、色分解部304に入力されたRGB画像は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4チャンネルから成るインク値画像に変換される。この4チャンネルから成るインク値画像は、各画素がC、M、Y、K信号の組で表される画像である。
The
シェーディング補正部305は、色分解部304が出力するインク値画像の画素ごとのC、M、Y、K信号それぞれに対して、個別にシェーディング補正を行い、その結果である画素ごとのC、M、Y、K信号を量子化部306に出力する。このシェーディング補正部305で行われる処理と、後述する量子化部306で行われる処理は、インク色ごとのインク値画像に対して同様に適用される。以下では、1つのインク色であるブラックのインク値画像に適用する場合を例に説明を行い、他のインク色については省略する。
The
ここで、ノズル列方向の座標をx、ノズル列方向に直交する用紙搬送方向の座標をyとするとき、座標(x,y)の画素の階調値(画素値)をD(x,y)で表すとする。このとき、シェーディング補正前のインク値画像における座標(x,y)の画素の階調値をDpre(x,y)、シェーディング補正後のインク値画像における座標(x,y)の画素の階調値をDaft(x,y)のように表すこととする。この補正後の階調値Daft(x,y)は、補正前の階調値Dpre(x,y)に対し、ノズル位置毎(すなわちxの値毎)に、異なる1D-LUT(以下、「画素値変換テーブル」と呼ぶ。)を適用することで生成する。なお、画素値変換テーブルの生成方法は後述する。そして、xの値が同じ場合、y方向の各画素には、同一の画素値変換テーブルが適用されることになる。ここで、あるノズル位置x(以下、単に「位置x」と表記)における画素値変換テーブルを、f_xとしたとき、シェーディング補正後の階調値Daft(x,y)は、以下の式(1)によって表される。
Daft(x,y)=f_x(Dpre(x,y)) ・・・式(1)
Here, when the coordinates in the nozzle row direction are x and the coordinates in the paper transport direction orthogonal to the nozzle row direction are y, the gradation value (pixel value) of the pixels of the coordinates (x, y) is D (x, y). ). At this time, the gradation value of the pixel of the coordinate (x, y) in the ink value image before the shading correction is Dpre (x, y), and the gradation of the pixel of the coordinate (x, y) in the ink value image after the shading correction is The value is expressed as Daft (x, y). The gradation value Daft (x, y) after this correction is different for each nozzle position (that is, for each value of x) with respect to the gradation value Dpre (x, y) before correction (hereinafter, “1D-LUT”. It is generated by applying "pixel value conversion table"). The method of generating the pixel value conversion table will be described later. Then, when the value of x is the same, the same pixel value conversion table is applied to each pixel in the y direction. Here, when the pixel value conversion table at a certain nozzle position x (hereinafter, simply referred to as “position x”) is f_x, the gradation value Daft (x, y) after shading correction is expressed by the following equation (1). ).
Daft (x, y) = f_x (Dpre (x, y)) ... Equation (1)
量子化部306は、上記式(1)によるシェーディング補正を施した後のインク値画像に対し、インク色ごとに、公知のディザ法による量子化処理を適用して、ドットのオン又はオフを二値で表したハーフトーン画像を生成する。ディザ法で使用する閾値マトリクス(ディザマトリクス)は、ブルーノイズ特性を持つドット分散型の閾値マトリクスである。これは閾値マトリクス生成部309にて、公知の方法(例えば特開2000−59626に記載の方法)で生成することができる。ここで、閾値マトリクスにおいて上記画素位置(x,y)に対応する位置(x,y)の閾値をM0(x,y)とする。このとき、閾値マトリクスを用いた量子化の結果として得られるハーフトーン画像の画素値H(x,y)は、以下の式(2)によって表される。
if(Daft(x,y)≧M0(x,y%Sy))
H(x,y)=1
else
H(x,y)=0 ・・・式(2)
ここで、%は剰余演算子、
画素値‘1’はオンドットを表す、
画素値‘0’はオフドットを表す。
The
if (Daft (x, y) ≥ M0 (x, y% Sy))
H (x, y) = 1
else
H (x, y) = 0 ... Equation (2)
Where% is the modulo operator,
Pixel value '1' represents on-dot,
The pixel value '0' represents an off-dot.
なお、閾値マトリクスのx方向のサイズはノズル数と同じ18000であり、y方向のサイズSyは512である。すなわち、上記y%Syが示すとおり、画素位置(x,y)に対応する閾値M0(x,y)(従って、閾値マトリクス)はy方向に繰り返して用いられる。続いて、シェーディング補正部305で用いる、ノズル毎の画素値変換テーブルの生成方法を説明する。この方法は各インク色のノズル列について共通であるため、以下では、1つのインク色であるブラックのノズル列101を例として説明をする。
The size of the threshold matrix in the x direction is 18,000, which is the same as the number of nozzles, and the size Sy in the y direction is 512. That is, as shown by y% Sy, the threshold M0 (x, y) corresponding to the pixel position (x, y) (hence, the threshold matrix) is repeatedly used in the y direction. Subsequently, a method of generating a pixel value conversion table for each nozzle used in the
先ず、図4に示すような、同一階調の均一パッチが複数(ここでは9個)配置されたテスト画像401を、シェーディング補正をOFFにした条件下で、ブラックのノズル列101のみを用いて用紙に記録する。そして、この記録結果(プリント物上の画像)をインラインセンサ107で読取り、その読取り結果であるRGB色空間で表現した読取画像(スキャン画像)をノズル特性取得部307に転送する。
First, as shown in FIG. 4, a
パラメータ生成部301(図3(a))において、ノズル特性取得部307は、受け取ったスキャン画像に対し、その画素値(RGB値)の重み和を画素毎に求める輝度変換処理を行う。そして、この輝度変換後のスキャン画像において、各均一パッチの画素値を、各ノズルが画像記録を行う経路、すなわち、インク滴を吐出してドット形成を行う経路(以下、「記録経路」と呼ぶ。)に沿って積分し、その値を明度に変換することで、ノズル毎の階調再現関数L_x(d)の値を求める。
In the parameter generation unit 301 (FIG. 3A), the nozzle
例えば、位置x=513のノズルの階調再現関数L_513(d)を求める際、図4における矢印402〜410で示す経路に沿って、各パッチの画素値を積分し、その値を明度に変換する。これにより、L_513(d=0)〜L_513(d=65535)の9個の値が得られる。そして、これら9個の値を内挿することで、位置x=513のノズルの階調再現関数L_513(d)が得られる。他の位置xのノズルについても同様に求めることができる。
For example, when obtaining the gradation reproduction function L_513 (d) of the nozzle at position x = 513, the pixel values of each patch are integrated along the paths shown by
図5(a)は、以上のようにして求めた階調再現関数を示す図である。すなわち、図5(a)における曲線502は、位置x=513のノズルの階調再現関数L_513(d)の一例を示している。グラフの横軸は、シェーディング補正を行う前または後の階調値を示しており、グラフの縦軸は、プリント物上の画像を光学的に読み取って得られた明度値を示している。なお、グラフの縦軸は、明度値に代えて濃度値であっても構わない。グラフの横軸における「紙白」はインク打ち込み率(所定面積に対する吐出インクの割合;以下、同じ)が最小となるときの階調値である。また、グラフの横軸における「ベタ」はインク打ち込み率が最大となるときの階調値である。
FIG. 5A is a diagram showing the gradation reproduction function obtained as described above. That is, the
パラメータ生成部301(図3(a))における画素値変換テーブル生成部308は、ノズル特性取得部307が生成するノズルごとの階調再現関数と、以下で説明する目標明度を示す所定の関数に基づいて、ノズルごとの画素値変換テーブルf_xを生成する。
The pixel value conversion
図5(a)において直線501は、入力階調値に対応する目標明度を示す関数(以下、「目標明度関数」と表記)L_T(d)を示している。なお、図5(a)に示す例では、L_T(d)は、「紙白」の明度と「ベタ」の明度を直線で結んだ一次関数であるが、プリンタの階調再現特性を決める設計パラメータとして任意の関数を設定できる。また、この目標明度関数L_T(d)は、全てのノズルで同じものを用いる。
In FIG. 5A, the
以上の目標明度関数501と階調再現関数502とを用いて、位置x=513における、シェーディング補正後の階調値Daft(x,y)を求める場合は、以下のような手順となる。先ず、目標明度関数L_T(d)に従い、シェーディング補正前の階調値Dpre(513,y)に対応する目標明度L_T(Dpre(513、y))を求める。そして、位置x=513のノズルに対応する紙面上の位置において目標明度L_T(Dpre(513,y))を再現するための、シェーディング補正後の階調値Daft(513,y)を求める。シェーディング補正後の階調値Daft(513,y)は、Daft(513,y)=L_513(L_T(Dpre(513,y)))-1 を満たすものである。
When the gradation value Daft (x, y) after shading correction at the position x = 513 is obtained by using the
以上より、位置x=513における画素値変換テーブルf_513は、階調再現関数L_513(d)の逆関数L_513-1と、目標明度関数L_T(d)を合成した関数により実現されることになる。他の位置xのノズルの画素値変換テーブルf_xについても同様である。 From the above, the pixel value conversion table f_513 at the position x = 513 is realized by a function that combines the inverse function L_513 -1 of the gradation reproduction function L_513 (d) and the target brightness function L_T (d). The same applies to the pixel value conversion table f_x of the nozzles at other positions x.
図5(a)に示す例で、曲線502が示す階調再現関数L_513(d)は、直線501が示す目標明度関数L_T(d)を常に下回っている。これは、シェーディング補正がOFF(非実施)の場合、位置x=513のノズルに対応する紙面上の位置に黒スジが発生することを示している。しかし、シェーディング補正をON(実施)とすると、そのシェーディング補正によって、補正前の階調値Dpre(513,y)はDaft(513,y)へと補正される。これにより、紙面上に吐出されるインク打ち込み率が少なくなるよう制御され、黒スジが低減することになる。
In the example shown in FIG. 5A, the gradation reproduction function L_513 (d) shown by the
図5(b)は、画素値変換テーブルを示す図である。具体的には、曲線504が、以上のようにして生成される、位置x=513のノズルの画素値変換テーブルの一例である。グラフの横軸は、変換前の階調値を示し、グラフの縦軸は変換後の階調値を示す。直線503は45度線である。図5(a)にて上述の通り、位置x=513では、インク量が少なくなる補正を行うため、曲線504が示す階調変換テーブルf_513は、45度線である直線503を常に下回っている。
FIG. 5B is a diagram showing a pixel value conversion table. Specifically, the
以上示した画像処理によれば、画像の補正によるヘッドシェーディングを実現でき、各ノズルの吐出特性のばらつきによって発生するスジムラを低減できる。 According to the image processing shown above, head shading can be realized by correcting the image, and the streak generated due to the variation in the ejection characteristics of each nozzle can be reduced.
<閾値マトリクスの補正によるヘッドシェーディング>
次に、以下の各実施形態に係る、閾値マトリクスの補正によるヘッドシェーディングについて説明する。図3(b)は、閾値マトリクスの補正によるヘッドシェーディングを行う場合の画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。図3(b)に示す機能構成は、図2の画像形成システムで実現できる。
<Head shading by correcting the threshold matrix>
Next, the head shading by the correction of the threshold matrix according to each of the following embodiments will be described. FIG. 3B is a block diagram showing a functional configuration of an image processing apparatus when head shading is performed by correcting a threshold matrix. The functional configuration shown in FIG. 3B can be realized by the image forming system of FIG.
パラメータ生成部310は、プリント処理部311で用いるパラメータを生成する。また、プリント処理部311は、画像形成装置10でインク吐出動作の制御に用いるハーフトーン画像を生成する。
The
プリント処理部311において、色変換部312、色分解部313、量子化部314は、図3(a)にて上述した色変換部303、色分解部304、量子化部306とそれぞれ同じ要素である。
In the
続いて、パラメータ生成部310における処理を説明する。処理内容は各色のノズル列で共通なので、ここではブラックのノズル列101を例として説明を行う。
Subsequently, the processing in the
閾値マトリクス生成部315は、閾値マトリクス生成部309と同じ要素である。閾値マトリクス生成部315は、ブルーノイズ特性を持つドット分散型の閾値マトリクスを公知の方法で生成する。なお、閾値マトリクスのx方向のサイズはノズル数と同じ18000とし、y方向のサイズは512である。
The threshold
ヘッドシェーディング部316は、閾値マトリクス生成部315が生成する閾値マトリクス(以下、「元の閾値マトリクス」と言う。)に対して、各ノズルの吐出特性に応じた補正、すなわちヘッドシェーディングを行う。ここで、ヘッドシェーディング前の閾値をM0(x,y)、ヘッドシェーディング後の閾値をM1(x,y)と表すこととする。このヘッドシェーディング後の閾値M1(x,y)は、ヘッドシェーディング前の閾値M0(x,y)に対し、ノズル位置毎(すなわちxの値毎)に、異なる1D-LUT(以下、「閾値変換テーブル」と言う。)を適用することによって得ることができる。xの値が同じ場合、y方向の各閾値には、同じ閾値変換テーブルが適用されることになる。ここで、あるノズル位置x(以下、単に「位置x」と表記)における閾値変換テーブルを、f_x-1とするとき、ヘッドシェーディング後の閾値M1(x,y)は、以下の式(3)によって表される。
M1(x,y)=f_x-1(M0(x,y)) ・・・式(3)
The head shading unit 316 performs correction, that is, head shading, on the threshold matrix generated by the threshold matrix generation unit 315 (hereinafter, referred to as “original threshold matrix”) according to the ejection characteristics of each nozzle. Here, the threshold value before head shading is expressed as M0 (x, y), and the threshold value after head shading is expressed as M1 (x, y). The threshold value M1 (x, y) after head shading is different for each nozzle position (that is, for each value of x) with respect to the threshold value M0 (x, y) before head shading (hereinafter, “threshold value conversion”). It can be obtained by applying "table". When the value of x is the same, the same threshold conversion table is applied to each threshold in the y direction. Here, when the threshold conversion table at a certain nozzle position x (hereinafter, simply referred to as “position x”) is f_x -1 , the threshold M1 (x, y) after head shading is expressed by the following equation (3). Represented by.
M1 (x, y) = f_x -1 (M0 (x, y)) ... Equation (3)
なお、後述されるように、閾値変換テーブルは、前述した画素値変換テーブルf_xの逆関数である。このため、閾値変換テーブルはf_x-1と表記される。 As will be described later, the threshold value conversion table is an inverse function of the pixel value conversion table f_x described above. Therefore, the threshold conversion table is expressed as f_x -1.
ノズル特性取得部318は、図3(a)に示したノズル特性取得部307と同じ要素であり、テスト画像のスキャン画像に基づいて、ノズルごとの階調再現関数L_x(d)を生成する。
The nozzle
閾値変換テーブル生成部319は、ノズル特性取得部318が生成するノズルごとの階調再現関数と、目標明度を示す所定の関数に基づいて、ノズルごとの閾値変換テーブルを生成する。
The threshold value conversion
図6(a)は目標明度関数を示す図である。図6(a)において、直線505は、入力階調値に対応する目標明度関数L_T(d)を表し、図5(a)に示した直線501と同じ関数である。また、図6(a)において曲線506は、位置x=513のノズルに対応する紙面上の位置における明度L_513(d)を表しており、図5(a)に示した曲線502と同じ曲線である。例として、位置x=513における、ヘッドシェーディング後の閾値M1(x,y)は、以下の手順によって求めることができる。
FIG. 6A is a diagram showing a target brightness function. In FIG. 6A, the
先ず、階調再現関数L_x(d)に従い、閾値M0(513,y)を入力値としたとき、位置x=513のノズルに対応する紙面上の位置における明度L_513(M0(513、y))を求める。そして、目標明度関数L_T(d)を逆引きして、ヘッドシェーディング後の閾値M1(513,y)を、閾値M1(513,y)=L_T(L_513(M0(513,y)))-1 として求める。 First, according to the gradation reproduction function L_x (d), when the threshold value M0 (513, y) is used as the input value, the brightness L_513 (M0 (513, y)) at the position on the paper corresponding to the nozzle at the position x = 513). Ask for. Then, the target brightness function L_T (d) is reverse-looked up, and the threshold value M1 (513, y) after head shading is set to the threshold value M1 (513, y) = L_T (L_513 (M0 (513, y))) -1. Ask as.
すなわち、位置x=513における閾値変換テーブルf_513-1は、目標明度関数の逆関数L_T(d)-1と、階調再現関数L_513(d)を合成した関数により実現される。そして、この閾値変換テーブルf_x-1は、前述の画素値変換テーブルf_xの逆関数となる。他の位置xのノズルの画素値変換テーブルf_x-1についても同様である。なお、ノズルごとの閾値変換テーブルは、上記の方法に限らず、例えば、特開2009−89080号公報で開示されているような、公知の方法で生成しても構わない。 That is, the threshold conversion table f_513 -1 at the position x = 513 is realized by a function obtained by synthesizing the inverse function L_T (d) -1 of the target brightness function and the gradation reproduction function L_513 (d). Then, this threshold value conversion table f_x -1 is an inverse function of the pixel value conversion table f_x described above. The same applies to the pixel value conversion table f_x -1 of the nozzles at other positions x. The threshold conversion table for each nozzle is not limited to the above method, and may be generated by a known method, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-89080.
なお、図6(a)において、曲線506が示す階調再現関数L_513(d)は、直線505が示す目標明度関数L_T(d)を常に下回っている。これは、ヘッドシェーディングが行われない場合、位置x=513のノズルに対応する紙面上の位置に黒スジが発生することを示している。これに対し、ヘッドシェーディングを行うことによって閾値M0(513,y)はM1(513,y)へと補正され、閾値が大きくなる。これにより量子化部314においてドットが打たれづらくなる量子化が行われる。その結果、紙面上に吐出されるインク打ち込み量が少なくなるため、黒スジが低減することになる。
In FIG. 6A, the gradation reproduction function L_513 (d) shown by the
図6(b)は閾値変換テーブルを示す図である。すなわち、図6(b)の曲線508は、上述したように生成された、位置x=513のノズルの閾値変換テーブルの一例を示している。図6(b)のグラフの横軸は、変換前の閾値を示し、グラフの縦軸は変換後の閾値を示す。直線507は45度線である。前述の通り、位置x=513では、ドットが打たれづらくなるように閾値の変換が行われるため、曲線508が示す階調変換テーブルf_513-1は、45度線である直線507を常に上回っている。
FIG. 6B is a diagram showing a threshold conversion table. That is, the
以上のようにして生成した閾値変換テーブルf_x-1を用いて、式(3)により元の閾値マトリクスM0(x,y)を変換し、ヘッドシェーディング後の閾値マトリクスM1(x,y)を生成する。ヘッドシェーディングの際に、そのヘッドシェーディングで生じる粒状性の劣化を抑制するために、図3(b)のパラメータ生成部310における再配置部317にて、シェーディング補正後の閾値マトリクスM1(x,y)の閾値を再配置する。この再配置部317における処理の内容は、後述する各実施形態において説明する。
Using the threshold conversion table f_x -1 generated as described above, the original threshold matrix M0 (x, y) is converted by the equation (3) to generate the threshold matrix M1 (x, y) after head shading. do. In order to suppress the deterioration of graininess caused by the head shading during head shading, the threshold matrix M1 (x, y) after shading correction is used in the
その準備として、ヘッドシェーディング後の閾値マトリクスM1(x,y)を用いることで、画像の補正によるヘッドシェーディングを行った場合と同じハーフトーン画像が得られることを示す。すなわち、図3(b)において、再配置部317が閾値の再配置の処理を行わない状態の量子化部314によって量子化されたデータをそのまま出力する場合を考える。そして、この場合得られるハーフトーン画像が、図3(a)の画像処理で得られるハーフトーン画像と同じになることを示している。
As a preparation for this, it is shown that by using the threshold matrix M1 (x, y) after head shading, the same halftone image as in the case of performing head shading by image correction can be obtained. That is, in FIG. 3B, consider a case where the
量子化処理部314にて、ヘッドシェーディング後の閾値マトリクスM1(x,y)を用いて量子化処理を行う場合、色分解部313が出力する階調値をDpre(x,y)とすると、ハーフトーン画像の画素値H(x,y)は下式(4)によって表される。なお、色分解部313が出力する階調値をDpre(x,y)は、色分解部304が出力する階調値と同じとする。
if(Dpre(x,y)≧M1(x,y%Sy))
H(x,y)=1
else
H(x,y)=0 ・・・式(4)
When the
if (Dpre (x, y) ≥ M1 (x, y% Sy))
H (x, y) = 1
else
H (x, y) = 0 ... Equation (4)
式(4)のif文の中の条件式の右辺に、式(3)を代入すると、式(4)は式(5)の通りとなる。
if(Dpre(x,y)≧f_x-1(M0(x,y%Sy)))
H(x,y)=1
else
H(x,y)=0 ・・・式(5)
Substituting Eq. (3) into the right-hand side of the conditional expression in the if statement of Eq. (4), Eq. (4) becomes as in Eq. (5).
if (Dpre (x, y) ≥ f_x -1 (M0 (x, y% Sy)))
H (x, y) = 1
else
H (x, y) = 0 ... Equation (5)
さらに、式(5)のif文の中の条件式の両辺に、前述の画素値変換テーブルf_xを適用すると、式(5)は式(6)の通りとなる。
if(f_x(Dpre(x,y))≧f_x(f_x-1(M0(x,y%Sy))))
H(x,y)=1
else
H(x,y)=0 ・・・式(6)
Further, when the above-mentioned pixel value conversion table f_x is applied to both sides of the conditional expression in the if statement of the equation (5), the equation (5) becomes as in the equation (6).
if (f_x (Dpre (x, y)) ≧ f_x (f_x -1 (M0 (x, y% Sy))))
H (x, y) = 1
else
H (x, y) = 0 ... Equation (6)
式(1)より、式(6)のif文の中の条件式の左辺はDaft(x,y)となる。また、f_xとf_x-1を合成すると恒等変換になるため、式(6)のif文の中の条件式の右辺はM0(x,y%Sy)となる。よって、式(6)は、式(2)と同じ結果になる。すなわち、図3(b)において再配置部317が処理を行わない場合、図3(b)の画像処理で得られるハーフトーン画像は、図3(a)の画像処理で得られるハーフトーン画像と同じになる。したがって、図3(b)の画像処理により閾値マトリクスを補正すれば、画像の補正によるヘッドシェーディングと等価の処理が実現でき、各ノズルの吐出特性のばらつきによって発生するスジムラを低減できる。
From the equation (1), the left side of the conditional equation in the if statement of the equation (6) is Daft (x, y). Further, since f_x and f_x -1 are combined to form an identity conversion, the right-hand side of the conditional expression in the if statement of the expression (6) is M0 (x, y% Sy). Therefore, the equation (6) has the same result as the equation (2). That is, when the
一般的に、画素値が均一な画像を、ブルーノイズ特性を持つ閾値マトリクスを用いて量子化すると、粒状性が良好なドットパターンが得られる。一方、高周波成分を含む画像を、ブルーノイズ特性を持つ閾値マトリクスを用いて量子化すると、入力画像と閾値マトリクスとの干渉(高周波成分同士の干渉)により、いわゆるモアレが発生し、画像の粒状性が劣化する。 Generally, when an image having uniform pixel values is quantized using a threshold matrix having blue noise characteristics, a dot pattern having good graininess can be obtained. On the other hand, when an image containing high-frequency components is quantized using a threshold matrix having blue noise characteristics, so-called moire occurs due to interference between the input image and the threshold matrix (interference between high-frequency components), resulting in image graininess. Deteriorates.
これと同じ原理により、画像の補正によるヘッドシェーディングを行うと、ハーフトーン画像の粒状性が劣化する。すなわち、図3(a)のプリント処理部302に、画素値が均一な画像を入力すると、色分解部304は、画素値が均一な画像を出力する。しかし、シェーディング補正部305で、ノズル毎に異なる画素値変換テーブルが適用されることにより、シェーディング補正部305が出力する画像は、ノズル列方向の高周波成分を持つようになる。この画像を量子化部306で量子化すると、シェーディング補正をOFFにした場合に比べ、ハーフトーン画像の粒状性が劣化する。
According to the same principle, when head shading by image correction is performed, the graininess of the halftone image is deteriorated. That is, when an image having a uniform pixel value is input to the
前述の通り、閾値マトリクスの補正によるヘッドシェーディングは、画像の補正によるヘッドシェーディングと等価である。そのため、閾値マトリクスの補正によるヘッドシェーディングを行っても、ハーフトーン画像の粒状性が劣化するといえる。 As described above, the head shading by the correction of the threshold matrix is equivalent to the head shading by the correction of the image. Therefore, it can be said that the graininess of the halftone image deteriorates even if the head shading is performed by correcting the threshold matrix.
これに対し、以下で説明する各実施形態では、再配置部317において、閾値マトリクスによって量子化されたデータが示すドットパターンの粒状性劣化を抑制するように閾値マトリクスの閾値を再配置する。そのため、粒状性が目立ちやすい明部といった、特定の階調における閾値の再配置処理を、他の階調よりも優先的に行うことができる。すなわち、優先したい階調における閾値の再配置処理を、他の階調よりも、再配置の自由度が高い状態で行うことができる。これにより、記録媒体上に形成される画像の濃度ムラを低減しつつ、特定の階調における粒状性の劣化を優先的に抑制することができる。
On the other hand, in each embodiment described below, the threshold of the threshold matrix is rearranged in the
(第1実施形態)
本実施形態における画像形成システムの構成は、上述した図1に示す構成と同等であるため説明を省略する。ここでは、図3(b)に示す画像処理装置20の機能構成における、再配置部317の詳細について説明する。図15は再配置部317の機能構成を示すブロック図である。再配置部317は、ドットパターン生成部1501と、粒状性評価部1502と、ドット移動部1503と、閾値交換部1504と、を有する。ドットパターン生成部1501は、閾値マトリクスを用いて特定階調のドットパターンを生成する。粒状性評価部1502は、ドットパターンの粒状性を評価する。ドット移動部1503は、生成されたドットパターンにおけるドットを、1つの記録素子に対応する同一列内の画素間で移動させる。閾値交換部1504は、ドットの移動前後の、ドットパターンの粒状性に基づいて、閾値マトリクスにおいて、移動前の画素に対応する閾値と移動後の画素に対応する閾値とを交換する。
(First Embodiment)
Since the configuration of the image forming system in this embodiment is the same as the configuration shown in FIG. 1 described above, the description thereof will be omitted. Here, the details of the
以下、本実施形態において画像処理装置20が実行する処理を説明する。図7は、パラメータ生成部310によって行われるパラメータ生成処理を示すフローチャートである。また、図8は、パラメータ生成処理を説明するための図である。以下、各ステップ(工程)は符号の前にSをつけて表す。
Hereinafter, the processing executed by the
図7のS601において、閾値マトリクス生成部315は、元の閾値マトリクスM0(x,y)を生成する。図8における701は元の閾値マトリクスM0(x,y)を示し、x方向のサイズはノズル列704のノズル数と同じである。なお、図8では、説明および図示の簡略化のため、閾値マトリクスのサイズを実際よりも小さく示している。
In S601 of FIG. 7, the threshold
次のS602において、ヘッドシェーディング部316は、元の閾値マトリクスM0(x,y)に対して、ノズルごとの閾値変換テーブルf_x-1を適用する。図8における702は、このテーブルを用いた閾値変換によって得られる、ヘッドシェーディング後の閾値マトリクスM1(x,y)を示している。この閾値マトリクスM1(x,y)を用いて、画素値が均一な画像に対して量子化処理を行うと、ハーフトーン画像において、各ノズルに対応するドットの総和が、ノズルによって変化する。例えば、白スジを発生させているノズルでは、他のノズルに比べてドットの総和が多くなる。一方、黒スジを発生させているノズルでは、他のノズルに比べてドットの総和が少なくなる。これにより、各ノズルの吐出特性のばらつきによって発生するスジムラを低減できる。しかし、前述の通り、閾値マトリクスM1(x,y)がヘッドシェーディングによってノズル列方向の高周波成分を持つに至り、それによって粒状性が劣化する。 In the next S602, the head shading unit 316 applies the threshold conversion table f_x -1 for each nozzle to the original threshold matrix M0 (x, y). 702 in FIG. 8 shows the threshold matrix M1 (x, y) after head shading obtained by the threshold conversion using this table. When a quantization process is performed on an image having a uniform pixel value using this threshold matrix M1 (x, y), the total sum of dots corresponding to each nozzle changes depending on the nozzle in the halftone image. For example, a nozzle that generates white streaks has a larger total number of dots than other nozzles. On the other hand, in the nozzle that generates black streaks, the total number of dots is smaller than that of other nozzles. As a result, it is possible to reduce the stigma generated due to the variation in the discharge characteristics of each nozzle. However, as described above, the threshold matrix M1 (x, y) has a high frequency component in the nozzle row direction due to head shading, which deteriorates the graininess.
S603において、再配置部317は、ヘッドシェーディング適用後の閾値マトリクスM1(x,y)を、同一列内で繰り返し置換し、閾値の再配置を行う。これにより、ヘッドシェーディングで生じる粒状性の劣化を抑制することができる。図8において703は、再配置後の閾値マトリクスM2(x,y)を示す。このように閾値の置換を、同一ノズルに対応する列内に限定することで、ヘッドシェーディングの効果を保持することができる。
In S603, the
図9は、第1実施形態に係る、再配置部317による閾値再配置処理を示すフローチャートである。また、図10は、再配置処理を説明するための図である。本実施形態では、粒状性を重視する1つの階調(以下、「特定階調」と呼ぶ。)におけるドットパターンの粒状性がより良くなるように閾値マトリクスの閾値を再配置する。階調値を0〜65535で表現し、0を紙白、65535をベタとしたとき、本実施形態では、粒状性が目立ちやすい明部の階調のうち、例として、4096を特定階調として設定する。
FIG. 9 is a flowchart showing the threshold relocation process by the
S801において、ドットパターン生成部1501は、ヘッドシェーディング適用後の閾値マトリクスM1(x,y)を読み込む。図10(a)における901はヘッドシェーディング適用後の閾値マトリクスを示し、x方向のサイズはノズル数と同じである。なお、図10では説明のために、閾値マトリクスのサイズを実際よりも小さく示している。
In S801, the dot
S802において、ドットパターン生成部1501は、粒状性を重視する階調d0として、特定階調として設定した4096を読み込む。
In S802, the dot
S803において、ドットパターン生成部1501は、量子化部314で行われる処理と同様に、ヘッドシェーディング適用後の閾値マトリクスと、粒状性を重視する階調d0として設定した特定階調の値である4096とを比較する。そして、その量子化の結果として、特定階調のドットパターン(本実施形態では、「1」、「0」のパターン)を生成する。図10(b)における902は、図10(a)の901と、特定階調の値である4096とを比較することで生成した、特定階調のドットパターンを示す。
In S803, the dot
S804において、粒状性評価部1502は、特定階調におけるドットパターン902の粒状性を評価する。具体的には、ドットパターン902に対して、標準偏差が1.8画素で総和が1のガウシアン関数を畳み込み、得られた二次元データの最大値と最小値との差分を、粒状性評価値として用いる。なお、粒状性の評価方法は、上記の方法に限らず、例えば、特開2004−64687で開示されているような、公知の方法を用いても構わない。
In S804, the
S805において、ドット移動部1503は、特定階調におけるドットパターンにおいて、閾値を置換する列をランダムに選び、その列の中で、ドットが存在する画素と、ドットが存在しない画素をランダムに選び、ドットを置換する(相互にドットを移動)。図10(c)における903は、図10(b)の902のドットパターンを置換した後のドットパターンを示し、x=23の列において、y=2の位置のドット(「1」)が、y=5の位置に置換されていることが分かる。
In S805, the
S806において、粒状性評価部1502は、S804と同じ方法により、置換後のドットパターン903の粒状性を評価する。S807において、粒状性評価部1502は、ドット置換前後で粒状性評価値を対比し、ドット置換前が後より改善しているか否かを判定する。
In S806, the
粒状性が改善している場合は、S808において、閾値交換部1504は、対応する閾値(ドットの移動前と移動後の対応する閾値)を交換(相互に閾値を移動)する。例えば、ドットパターン902の粒状性よりも、ドットパターン903の粒状性が改善されている場合、閾値を置換する前の閾値マトリクス901における、対応する画素の閾値t1と、閾値t2を置換する。図10(d)における904は、置換後の閾値マトリクスを示す。
When the graininess is improved, in S808, the threshold
一方、S807において粒状性が改善していないと判定された場合は、S809において、ドット移動部1503は、ドットパターンを、置換前の状態に戻す。例えば、ドットパターン903の粒状性が、ドットパターン902の粒状性に対して改善していない場合は、ドットパターン903を、ドットパターン902に戻す。
On the other hand, when it is determined in S807 that the graininess is not improved, in S809, the
S810において、ドットパターン生成部1501は、S804からS809までの処理が所定回数に到達したか否かを判定し、到達していなければ、S804に戻り、到達していれば処理を終了する。なお、所定回数は、本実施形態では108回とした。
In S810, the dot
以上示した第1実施形態によれば、粒状性を重視する特定階調におけるドットパターンの粒状性が改善するように、閾値マトリクスの閾値を再配置できる。再配置の際、他の階調のドットパターンの粒状性を考慮しないため、再配置の自由度を最大限に活かすことができる。これにより、記録媒体上に形成される画像の濃度ムラを低減しつつ、特定の階調における粒状性の劣化を優先的に抑制することができる。 According to the first embodiment shown above, the threshold value of the threshold matrix can be rearranged so that the graininess of the dot pattern in a specific gradation that emphasizes graininess is improved. Since the graininess of the dot pattern of other gradations is not considered at the time of rearrangement, the degree of freedom of rearrangement can be maximized. As a result, it is possible to preferentially suppress the deterioration of graininess in a specific gradation while reducing the density unevenness of the image formed on the recording medium.
(第2実施形態)
第2実施形態は、第1実施形態で説明した特定階調における再配置処理を実行することに加え、全ての階調において粒状性の劣化を抑制する形態に関する。すなわち、第1実施形態で上述した再配置の後に、上記再配置に係る特定階調のドットパターンを起点として、明部側および暗部側のドットパターンの粒状性が改善するように、閾値マトリクスの閾値を再配置していく。これにより、特定階調だけでなく、全ての階調のドットパターンの粒状性を改善できる。また、特定階調における再配置処理を、他の階調に優先して行うため、特定階調において、再配置の自由度を最大限に活かすことができる。これにより、特定階調における粒状性の劣化を抑制できる。以下、第2実施形態における再配置処理について説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment relates to a mode in which deterioration of graininess is suppressed in all gradations in addition to executing the rearrangement processing in the specific gradation described in the first embodiment. That is, after the above-mentioned rearrangement in the first embodiment, the threshold matrix is set so that the graininess of the dot patterns on the bright side and the dark part side is improved starting from the dot pattern of the specific gradation related to the rearrangement. Relocate the threshold. This makes it possible to improve the graininess of the dot pattern of all gradations, not just the specific gradation. Further, since the rearrangement process in the specific gradation is performed with priority given to other gradations, the degree of freedom of rearrangement can be maximized in the specific gradation. As a result, deterioration of graininess in a specific gradation can be suppressed. Hereinafter, the rearrangement process in the second embodiment will be described.
図11は、本実施形態に係る、再配置部317で行われる処理を示すフローチャートである。図14は、本実施形態に係る、再配置の方法の説明図である。
FIG. 11 is a flowchart showing a process performed by the
最初に、S1001において、再配置部317は、第1実施形態で説明した特定階調における再配置処理を実行する。
First, in S1001, the
S1002において、再配置部317は、特定階調のドットパターンを起点として、階調を増やしつつ、各々の階調で新たに存在させる存在させるドットを、同一ノズル内で繰り返し置換して閾値マトリクスの閾値を再配置する。この再配置は、各々の階調におけるドットパターンの粒状性評価値が改善するように行われる。
In S1002, the
S1003において、再配置部317は、特定階調のドットパターンを起点として、階調を減らしつつ、各々の階調で新たに非存在とさせるドットを、同一ノズル内で繰り返し置換して閾値マトリクスの閾値を再配置する。この再配置は、各々の階調におけるドットパターンの粒状性評価値が改善するように行われる。
In S1003, the
なお、上述の処理では、S1002とS1003は、処理順序を入れかえても構わない。 In the above-mentioned processing, the processing order of S1002 and S1003 may be changed.
<S1002の詳細>
S1002の処理の詳細を説明する。図12は、図11のS1002の処理の詳細を示すフローチャートである。
<Details of S1002>
The details of the processing of S1002 will be described. FIG. 12 is a flowchart showing details of the process of S1002 of FIG.
S1201において、ドットパターン生成部1501は、S1001にて特定階調d0におけるドットパターンを最適化して得られた閾値マトリクスを読み込む。図14(a)において1101は、読み込んだ閾値マトリクスの例を示しており、x方向のサイズはノズル数と同じである。なお、図14では説明および図示の簡略化のために、閾値マトリクスのサイズを実際よりも小さく示している。また、S1201で、着目階調dの初期値を、特定階調d0に設定する。
In S1201, the dot
S1202において、ドットパターン生成部1501は、着目階調dをインクリメントする。S1203において、ドットパターン生成部1501は、第1実施形態にて上述したS803と同様に、再配置中の閾値マトリクスと、着目階調dとを比較し、着目階調のドットパターンを生成する(ドット特定)。図14(c)は、図14(a)に示す閾値マトリクス1101と、着目階調dとを比較することで生成した、着目階調におけるドットパターン1103を示している。なお、図14において、「◆」は、着目階調dにおいて初めて存在させるドットを示している。図14(b)は、S1202でインクリメントする前の階調におけるドットパターン1102を示している。
In S1202, the dot
S1204において、粒状性評価部1502は、第1実施形態にて上述したS804と同じ方法により、着目階調dにおけるドットパターン1103の粒状性を評価する。S1205において、ドット移動部1503は、着目階調におけるドットパターン1103において、閾値を置換する列をランダムに選ぶ。そして、その列の中で、着目階調dで初めてドットを存在させる画素(「◆」で示す)と、ドットが存在していない画素をランダムに選び、それら画素間でドットを置換する。図14(d)は、図14(c)のドットパターン1103を置換した後のドットパターン1104を示し、x=28の列において、y=3の位置のドットが、y=6の位置に置換されている例を示している。S1206において、粒状性評価部1502は、S1204と同じ方法により、置換後のドットパターン1104の粒状性を評価する。
In S1204, the
S1207において、粒状性評価部1502は、ドット置換前後で粒状性評価値が改善しているか否かを判定する。粒状性が改善している場合は、S1208において、閾値交換部1504は、対応する閾値を置換する。例えば、ドットパターン1103の粒状性よりも、ドットパターン1104の粒状性が良好な場合、閾値を置換する前の閾値マトリクス1101における、閾値t1と、閾値t2を置換する。図14(e)は、置換後の閾値マトリクス1105を示す。
In S1207, the
S1207において粒状性が改善していないと判定された場合は、S1209において、ドット移動部1503は、ドットパターンを、置換前の状態に戻す。例えば、ドットパターン1104の粒状性が、ドットパターン1103の粒状性に対して改善していない場合は、ドットパターン1104を、ドットパターン1103に戻す。
When it is determined in S1207 that the graininess is not improved, in S1209, the
S1210において、ドットパターン生成部1501は、S1203からS1209までの処理が所定回数に到達したか判定し、到達していなければ、S1203に戻り、到達していればS1211に進む。なお、所定回数は108回とした。また、S1211では、着目階調dが上限に到達したか判定し、到達していなければ、S1202に戻り、到達していれば処理を終了する。なお、上限は65535とした。
In S1210, the dot
<S1003の詳細>
次に、S1003の詳細を説明する。図13は、図11のS1003における処理の流れを示すフローチャートである。
<Details of S1003>
Next, the details of S1003 will be described. FIG. 13 is a flowchart showing the flow of processing in S1003 of FIG.
先ず、S1301において、ドットパターン生成部1501は、上述したS1002の処理で得られた再配置中の閾値マトリクスを読み込む。図14(f)は、読み込まれた閾値マトリクス1106を示す。また、S1301では、着目階調dの初期値を、特定階調d0に設定する。
First, in S1301, the dot
S1302において、ドットパターン生成部1501は、着目階調dをデクリメントする。S1303において、ドットパターン生成部1501は、S1203と同様に、再配置中の閾値マトリクスと、着目階調dとを比較し、着目階調におけるドットパターンを生成する。図14(h)は、図14(f)の閾値マトリクス1106と、着目階調dとを比較することで生成した、着目階調のドットパターン1108を示している。なお、図14において、「×」は、着目階調dにおいて初めて非存在とするドットを示す。図14(g)は、S1302でデクリメントする前の階調におけるドットパターン1107を示す。
In S1302, the dot
S1304において、粒状性評価部1502は、S1204と同じ方法により、着目階調dにおけるドットパターン1108の粒状性を評価する。
In S1304, the
S1305において、ドット移動部1503は、着目階調のドットパターン1108において、閾値を置換する列をランダムに選ぶ。そして、その列の中で、着目階調dで初めてドットを非存在とする画素(「×」で示す)と、ドットが存在している画素をランダムに選び、それら画素間でドットを置換する。図14(i)は、図14(h)のドットパターン1108を置換した後のドットパターン1109を示し、x=18の列において、y=6の位置のドットが、y=0の位置に置換されている例を示しいている。S1306において、粒状性評価部1502は、S1304と同じ方法により、置換後のドットパターン1109の粒状性を評価する。
In S1305, the
S1307において、粒状性評価部1502は、ドット置換前後で粒状性評価値が改善しているか否かを判定する。粒状性が改善している場合は、S1308において、閾値交換部1504は、対応する閾値を置換する。例えば、ドットパターン1108の粒状性よりも、ドットパターン1109の粒状性が良好な場合、閾値を置換する前の閾値マトリクス1106における、閾値t3と、閾値t4を置換する。図14(j)は、置換後の閾値マトリクス1110を示している。S1307において粒状性が改善していないと判定された場合は、S1309において、ドット移動部1503は、ドットパターンを、置換前の状態に戻す。例えば、ドットパターン1109の粒状性が、ドットパターン1108の粒状性に対して改善していない場合は、ドットパターン1109を、ドットパターン1108に戻す。
In S1307, the
S1310において、ドットパターン生成部1501は、S1303からS1309までの処理が所定回数に到達したか判定し、到達していなければ、S1303に戻り、到達していればS1311に進む。なお、所定回数は108回とした。S1311では、着目階調dが下限に到達したか判定し、到達していなければ、S1302に戻り、到達していれば処理を終了する。なお、下限は0とした。
In S1310, the dot
以上説明した第2実施形態における再配置処理によれば、特定階調だけでなく、全ての階調のドットパターンの粒状性を改善できる。また、特定階調における再配置処理を、他の階調に優先して行うため、特定階調において、再配置の自由度を最大限に活かすことができる。これにより、記録媒体上に形成される画像の濃度ムラを低減しつつ、特定の階調における粒状性の劣化を優先的に抑制することができる。 According to the rearrangement processing in the second embodiment described above, it is possible to improve the graininess of the dot pattern of all gradations as well as the specific gradation. Further, since the rearrangement process in the specific gradation is performed with priority given to other gradations, the degree of freedom of rearrangement can be maximized in the specific gradation. As a result, it is possible to preferentially suppress the deterioration of graininess in a specific gradation while reducing the density unevenness of the image formed on the recording medium.
なお、記録ヘッド100が、異なるサイズのインクやインク濃度が異なるインクを吐出可能な場合は、ドットサイズやインク濃度(記録強度)毎に異なる閾値マトリクスを用いてもよい。この場合、ヘッドシェーディングのための閾値変換テーブルは、各記録強度に対応する複数の閾値マトリクスに対して適用する。このヘッドシェーディング後の複数の閾値マトリクスに対しても、第1実施形態で示した再配置処理が適用できる。この場合、各記録強度のドットパターンを合成した、合成ドットパターンの粒状性が改善するように、複数の閾値マトリクスの閾値を再配置する。なお、合成ドットパターンの粒状性の評価は、記録強度毎に重みを付けて算出すればよい。ドット置換前後の粒状性評価値を比較する際は、この合成ドットパターンの粒状性評価値を用いる。S805からS809に対応する、ドットと閾値の置換は、記録強度ごとに行う。例えば、ドットサイズが大小二種類の場合、まず第1実施形態と同じ方法で小ドットを置換し、置換前後で粒状性評価値が改善する場合は、対応する閾値を置換する。このとき、閾値を置換しても、各サイズのドットの総和を一定に保つために、小ドット用の閾値と、大ドット用の閾値を同時に連動して置換する。このようにして小ドットの置換を行った後に、第1実施形態と同じ方法で大ドットを置換し、置換前後で粒状性評価値が改善する場合は、対応する閾値を置換する。このときも、各ドットサイズに対応する閾値を同時に連動して置換する。このような処理を第1実施形態と同様に所定回数繰り返すことで、異なるサイズのドットを用いる場合であっても、所定階調において再配置による粒状性改善効果が得られる。この方法を実施形態2に適用することで、全ての階調において粒状性改善効果が得られる。
When the
(その他の実施形態)
各実施形態を適用可能な画像記録装置は、フルラインタイプのインクジェットプリンタに限らない。例えば、記録ヘッドを用紙の搬送方向と交差する方向に走査して画像を形成する所謂シリアルタイプのインクジェットプリンタでもよい。また、ノズル列におけるノズルの間隔および用紙搬送方向の記録解像度は1200dpiに限定されない。同様に、インラインセンサ107の光学読取素子の間隔および、用紙搬送方向の読取解像度も1200dpiに限定されない。また、画像記録を行う方式もインクジェット方式に限定されるものではなく、記録素子としてLEDや発熱体を使用するプリンタにも適用可能である。具体的には、露光のための光源としてLEDアレイを用いた電子写真プリンタや、固形インクを気化させるための熱源として微小な発熱体が並んだサーマルヘッドを用いた昇華型プリンタにも適用可能である。
(Other embodiments)
The image recording device to which each embodiment can be applied is not limited to a full-line type inkjet printer. For example, a so-called serial type inkjet printer may be used in which the recording head is scanned in a direction intersecting the paper transport direction to form an image. Further, the nozzle spacing in the nozzle row and the recording resolution in the paper transport direction are not limited to 1200 dpi. Similarly, the spacing between the optical reading elements of the in-
また、本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 Further, the present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or a device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or the device read and execute the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
20 画像処理装置
317 再配置部
1501 ドットパターン生成部
1503 ドット移動部
1504 閾値交換部
20
Claims (10)
閾値マトリクスを用いて着目階調のドットパターンを生成する生成手段と、
前記ドットパターンにおけるドットを、1つの記録素子に対応する同一列内の画素間で移動させる移動手段と、
前記移動手段によるドットの移動前および移動後の、ドットパターンの粒状性に基づいて、前記閾値マトリクスにおいて、前記移動前の画素に対応する閾値と前記移動後の画素に対応する閾値とを交換する交換手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 An image processing device that rearranges threshold values in a threshold matrix for generating quantization data used in a recording head having a plurality of recording elements.
A generation means for generating a dot pattern of a gradation of interest using a threshold matrix, and
A moving means for moving the dots in the dot pattern between pixels in the same row corresponding to one recording element, and
Based on the graininess of the dot pattern before and after the movement of the dots by the moving means, the threshold value corresponding to the pixel before the movement and the threshold value corresponding to the pixel after the movement are exchanged in the threshold matrix. Exchange means and
An image processing device characterized by having.
前記交換手段は、前記評価手段により算出された、前記移動の前のドットパターンと前記移動の後のドットパターンとの粒状性の評価値に基づいて、閾値の交換を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 Further having an evaluation means for calculating the evaluation value of the graininess of the dot pattern,
The claim is characterized in that the exchange means exchanges threshold values based on the evaluation value of graininess of the dot pattern before the movement and the dot pattern after the movement calculated by the evaluation means. Item 1. The image processing apparatus according to item 1.
前記移動手段は、前記特定されたドットを移動させることを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 Further, it has a dot identification means for identifying dots that newly exist or do not exist when the gradation of interest is changed, starting from a dot pattern of a predetermined gradation.
The image processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the moving means moves the specified dots.
前記生成手段は、前記複数の閾値マトリクスを用いて着目階調の合成ドットパターンを生成し、
前記移動手段は、前記合成ドットパターンにおけるドットを、前記同一列内の画素間で移動させ、
前記交換手段は、前記移動手段によるドットの移動前および移動後の、ドットパターンの粒状性に基づいて、前記複数の閾値マトリクスにおいて、前記移動前の画素に対応する閾値と前記移動後の画素に対応する閾値とを連動して交換することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 The threshold matrix is a plurality of threshold matrices corresponding to the recording intensities of the plurality of recording elements.
The generation means generates a composite dot pattern of the gradation of interest using the plurality of threshold matrices.
The moving means moves the dots in the composite dot pattern between the pixels in the same row.
The exchange means sets the threshold value corresponding to the pixel before the movement and the pixel after the movement in the plurality of threshold matrices based on the graininess of the dot pattern before and after the movement of the dot by the moving means. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the corresponding threshold value is interlocked and exchanged.
閾値マトリクスを用いて着目階調のドットパターンを生成する生成ステップと、
前記ドットパターンにおけるドットを、1つの記録素子に対応する同一列内の画素間で移動させる移動ステップと、
前記移動ステップにおけるドットの移動前および移動後の、ドットパターンの粒状性に基づいて、前記閾値マトリクスにおいて、前記移動前の画素に対応する閾値と前記移動後の画素に対応する閾値とを交換する交換ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 An image processing method for rearranging threshold values in a threshold matrix for generating quantization data used in a recording head having a plurality of recording elements.
A generation step that uses a threshold matrix to generate a dot pattern of the gradation of interest,
A moving step of moving the dots in the dot pattern between pixels in the same row corresponding to one recording element, and
Based on the graininess of the dot pattern before and after the movement of the dots in the movement step, the threshold value corresponding to the pixel before the movement and the threshold value corresponding to the pixel after the movement are exchanged in the threshold matrix. Exchange step and
An image processing method characterized by having.
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