JP2022168584A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】データ量の削減と良好な印刷品質を両立させる画像処理装置を提供する。【解決手段】画像情報を、印刷装置４０で印刷可能な階調数よりも少ない階調数の画像データに変換して印刷装置４０に送信する画像処理装置３０であって、印刷装置４０の印刷ヘッド４５で印刷可能な印刷階調の一部を間引いた複数の階調モードの中から、一つの階調モードを画像情報の特徴に基づいて選択する階調モード選択部３３と、階調モードに対応させて印刷階調を表現する印刷濃度情報を記憶する印刷濃度情報記憶部３４と、印刷濃度情報を参照して画像情報から画像データを生成する画像データ生成部３５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は画像処理装置に関する。

インクジェット印刷装置等を用いたデジタル画像印刷は、１画素を３値以上の階調数で表現する多値印刷を行っている。多値印刷には、例えば、印刷ヘッドの駆動波形を変えることでインクの吐出体積を変える吐出量変調方式、及び１画素の濃淡をインクの液滴数を変えて表現するマルチドロップ方式等がある。

印刷階調数を増やすことで、粒状度を低減した滑らかな画像品質を得ることができる。しかし、印刷階調数が増えることでデータ処理部品の高性能化やデータ転送帯域の拡充が必要となり、印刷装置のコストアップ、印刷速度が阻害される等の問題が生じる。

それらの問題を解決する目的で、印刷ヘッドの冗長なインク吐出量を間引く技術が例えば特許文献１に開示されている。その技術は、画像データの階調値に対して印字濃度が良好な応答性を示すように印刷ヘッドの特定の印刷階調を間引くことによって、階調特性を維持しつつデータ量を削減するものである。

特開２００５－２８６８９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、全ての濃度領域にわたって良好な応答性を示そうとするため、間引ける階調数が少なくなり、データ量を十分に削減できない場合がある。また、データ量の削減を優先すると間引く階調数が増加し印刷品質が悪化するという課題がある。つまり、従来の多値印刷は、データ量の削減と良好な印刷品質を両立することができないという課題がある。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、データ量の削減と良好な印刷品質を両立させる画像処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の実施形態に係る画像処理装置は、画像情報を、印刷装置で印刷可能な階調数よりも少ない階調数の画像データに変換して前記印刷装置に送信する画像処理装置であって、前記印刷装置の印刷ヘッドで印刷可能な印刷階調の一部を間引いた複数の階調モードの中から、一つの階調モードを前記画像情報の特徴に基づいて選択する階調モード選択部と、前記階調モードに対応させて前記印刷階調を表現する印刷濃度情報を記憶する印刷濃度情報記憶部と、前記印刷濃度情報を参照して前記画像情報から前記画像データを生成する画像データ生成部とを備える。

本発明に係る画像処理装置は、データ量の削減と良好な印刷品質を両立させることができる。

本発明の実施形態に係る画像処理装置を用いた画像処理システムの構成例を示すブロック図である。 図１に示す印刷装置の印刷ヘッドの印刷階調と、その印刷階調の一部を間引いた階調モードとの関係を示す表である。 階調モードＡ，Ｂをパラメータにした場合のグレー濃度値と印刷濃度の関係例を示す図である。 階調モードＡ，Ｂをパラメータにした場合の印刷濃度と粒状度の関係例を示す図である。 図１に示す画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。 図１に示す印刷装置の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像処理装置を用いた画像処理システムの構成例を示すブロック図である。図１に示す画像処理システム１００は、利用者端末１０、ネットワーク２０、画像処理装置３０、及び印刷装置４０を備える。

利用者端末１０は、利用者が操作する端末（パーソナルコンピュータ）であり画像情報を生成する。画像情報は、例えばページ記述言語（ＰＤＬ：Page Description Language）で表され、文書、画像等の原稿データを作成するアプリケーションソフトウェアによって生成される。

ページ記述言語は、印刷装置４０に印刷すべき内容を伝えるために用いるコンピュータ言語である。ページ記述言語は、画像情報、印刷枚数、片面/両面、及び解像度等の印刷ジョブの全てを指定することができる。

また、画像情報は、原稿をスキャナー（図示せず）で走査したラスターデータであってもよい。ラスターデータはピクセル（ビットマップ）で構成されるデータである。

ネットワーク２０は、例えばインターネットである。又は、ＬＡＮケーブルであってもよい。

画像処理装置３０は、画像情報を、印刷装置４０で印刷可能な階調数よりも少ない階調数の画像データに変換して印刷装置４０に送信する装置である。画像処理装置３０の機能は、利用者端末１０に含めてもよい。又は、印刷装置４０に含めても構わない。

印刷装置４０は、画像処理装置３０が出力する画像データを、紙又はフィルム等の印刷媒体に印刷して画像を形成する。印刷装置４０は、印刷媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット印刷装置である。印刷装置４０については後述する。

（画像処理装置）
図１を参照して本実施形態に係る画像処理装置３０を詳しく説明する。

画像処理装置３０は、送受信部３１、ラスタライズ処理部３２、階調モード選択部３３、印刷濃度情報記憶部３４、及び画像データ生成部３５を備える。画像処理装置３０は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等からなるコンピュータで実現してもよい。これらの機能構成部をコンピュータによって実現する場合、各機能構成部が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。

送受信部３１は、利用者端末１０から画像情報を受信し、画像情報を、印刷装置４０で印刷可能な階調数よりも少ない階調数の画像データに変換して印刷装置４０に送信する。

ラスタライズ処理部３２は、利用者端末１０から受信した画像情報をラスタライズ処理して印刷装置４０で印刷できる所定の量子化数のＲＧＢ画像情報に変換する。ラスタライズ処理は、点と線で構成されたベクター形式の情報を、ピクセルで構成されるラスター形式の情報に変換する処理のことである。

なお、利用者端末１０から受信した画像情報がラスター形式の場合、ラスタライズ処理部３２は不要である。また、画像情報がカラーでない場合は、ＲＧＢに分けて変換する必要もない。

階調モード選択部３３は、印刷装置４０の印刷ヘッドで印刷可能な印刷階調の一部を間引いた複数の階調モードの中から、一つの階調モードをＲＧＢ画像情報の特徴に基づいて選択する。ここで画像情報の特徴とは、ＲＧＢ画像情報の濃度分布の特徴である。

濃度分布の特徴は、例えば、最大濃度と最小濃度の差、平均濃度の値、濃度分布の大きさ等のことである。例えば、濃度分布が大きい場合は中間の階調を間引いた階調モードを選択する。階調モードについて詳しくは後述する。

印刷濃度情報記憶部３４は、階調モードに対応させて印刷階調を表現する印刷濃度情報を記憶する。印刷濃度情報記憶部３４は、カラー設定テーブル３４１とハーフトーンマスク３４２を備える。カラー設定テーブル３４１とハーフトーンマスク３４２は、複数の階調モードにそれぞれ対応させて設けられる。

カラー設定テーブル３４１は、色の表現形式をＲＧＢから印刷用のＣＭＹＫに変換するために用いるカラー設定データの集まり（カラープロファイル）である。ＣＭＹＫは、インクの各色のことであり、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）である。カラー設定テーブル３４１は、例えば、通常濃度用、高濃度用、及び低濃度用等が用意される。

ハーフトーンマスク３４２は、印刷ヘッドが吐出するインク滴の配置を決定するマスクである。ハーフトーンマスク３４２は、ハーフトーン処理を行う際にハーフトーン処理部３５２が参照する。

画像データ生成部３５は、印刷濃度情報記憶部３４に記憶された印刷濃度情報を参照してＲＧＢ画像情報から、印刷装置４０で印刷可能な階調数よりも少ない階調数の画像データを生成する。画像データ生成部３５は、色変換処理部３５１とハーフトーン処理部３５２を備える。

色変換処理部３５１は、例えば８bit深度のＲＧＢ画像情報を、カラー設定テーブル３４１を参照して８bit深度のＣＭＹＫ画像情報に変換する。カラー設定テーブル３４１は、階調モードに対応させて用意されるので、ＣＭＹＫ画像情報は階調モードに対応する画像情報である。

ハーフトーン処理部３５２は、ディザ法や誤差拡散法等の面積階調制御ロジックを用いて、８bitのＲＧＢ画像情報を印刷ヘッドの印刷階調数の色深度を有する画像データに減色する。減色するとは、面積階調制御ロジックを用いて１画素当たりの階調数をｎ（ｍ＞ｎ≧２）個に減ずることである。ここでｍは、印刷装置４０の印刷ヘッドで印刷可能な印刷階調数である。

色変換処理とハーフトーン処理は、階調モードに対応させて実行される。次に、印刷階調の一部を間引いた階調モードについて具体例を示して説明する。

（階調モード）
図２は、階調モードの例を示す図である。図２に示す表の左から１列目は、印刷装置４０の印刷ヘッドで印刷可能な印刷階調を表す。図２に示す例は、１画素当たり０～９の１０階調が印刷できる印刷ヘッドの場合である。

２列目は、印刷ヘッドで印刷可能な１０階調から、９，８，６，５，４，３の６つの階調を間引いて０，１，２，７の４つの階調に減色する階調モードＡを示す。

３列目は、印刷ヘッドで印刷可能な１０階調から、９，８，６，５，３，２の６つの階調を間引いて０，１，４，７の４つの階調に減色する階調モードＢを示す。

このように階調を減ずることで、画像処理装置３０における中間データの量を４bitから２bitに削減することができる。印刷可能な印刷階調数が十分な印刷ヘッドの場合、使用しなくても印刷画質にほとんど影響を与えない階調値（図２の一列目の一部の数値）が存在する。

例えば、濃度再現性が低い普通紙（印刷媒体）では、マット紙等の高品位用紙に比べて印刷階調数を減らしても印刷品質への影響は軽微である。また、原稿が文字のみの場合は、非文字の領域は濃度０であり、文字の部分は上限の濃度である。よって、中間の階調を削減しても印刷品質に影響を与えない。また、原稿が図及び絵の場合も、中間の階調の印刷領域はそれほど大きく無い場合がある。したがって、一部の階調を削減することは、データ量の削減と良好な印刷品質を両立する点で有効である。

図３は、階調モードＡ，Ｂを採用した場合の画像データのグレー濃度値に対する印刷濃度の関係を示す図である。図３の横軸はグレー濃度[％]、縦軸は印刷濃度である。階調モードＡを実線、階調モードＢを点線で示す。

図３に示すように階調モードＡは、グレー濃度値が４０％以下の領域で線形の特性である。階調モードＢは、４０％以上のグレー濃度値の範囲で、階調モードＡよりも線形に近い特性である。

図４は、階調モードＡ，Ｂを採用した場合の印刷濃度と画像質感の良し悪しを評価した結果を示す図である。図４の横軸は印刷濃度、縦軸は粒状度を表す。階調モードＡを実線、階調モードＢを点線、図中に印刷画像質感の許容水準を破線で示す。

図４に示すように、印刷濃度が０.５以下は階調モードＡの粒状度は良好であり、印刷濃度が０.６以上では階調モードＢの粒状度が良好である。一方、印刷濃度が０.５５～０.８の範囲では、階調モードＡの印刷画像質感の悪化が顕著である。また、階調モードＢでは、印刷濃度が約０.３～０５５の範囲で許容水準を越えた悪い印刷画像質感を示す。

図４に示す特性から、印刷濃度に対応させて階調モードを変更することで、全ての濃度領域において印刷画像質感を良好に保てることが分かる。したがって、印刷濃度に対応させて階調モードを変更することで、データ量の削減と良好な印刷品質を両立することができる。印刷濃度は、ＲＧＢ画像情報で表されることから、ＲＧＢ画像情報の特徴に基づいて階調モードを選択すればよい。

ＲＧＢ画像情報が例えばスキャナー等で生成したラスター形式である場合、ラスタライズ処理部３２は不要である。つまり、ラスタライズ処理部３２は必須の構成ではない。

また、ＲＧＢ画像情報は、モノクロの画像情報であってもよい。また、画像情報は、ＲＧＢ画像情報を色変換処理部３５１で変換したＣＭＹＫ画像情報であってもよい。

以上説明したように本実施形態に係る画像処理装置３０は、画像情報を、印刷装置４０で印刷可能な階調数よりも少ない階調数の画像データに変換して印刷装置４０に送信する画像処理装置であって、印刷装置４０の印刷ヘッドで印刷可能な印刷階調の一部を間引いた複数の階調モードの中から、一つの階調モードを画像情報の特徴に基づいて選択する階調モード選択部３３と、階調モードに対応させて印刷階調を表現する印刷濃度情報を記憶する印刷濃度情報記憶部３４と、印刷濃度情報を参照して画像情報から画像データを生成する画像データ生成部３５とを備える。これにより、データ量の削減と良好な印刷品質を両立させる画像処理装置を提供することができる。つまり、１画素当たりのデータ転送量を削減しながら印刷画像の質感を維持できる。

また、階調モード選択部３３は、画像データを印刷する印刷媒体の種類に対応させて階調モードを選択する。これにより、印刷媒体の種類によって異なる濃度応答特性及びインクの滲み方に適応させた印刷が可能になり、印刷画像質感を良好に保つことができる。

また、階調モード選択部３３は、画像情報を複数の領域に区切り、該領域に対応させて階調モードを選択するように構成してもよい。これにより、印刷媒体の全領域において印刷画像質感を良好に保つことができる。

また、画像データ生成部３５は、インクの色に合わせて色変換処理を行う色変換処理部３５１と、インクの色に合わせてハーフトーン処理を行うハーフトーン処理部３５２を備えるように構成してもよい。これにより、インクの色版に対応させた色変換処理とハーフトーン処理を行えるので印刷画像質感を向上させることができる。

また、印刷濃度情報記憶部３４は、色変換処理のためのカラー設定テーブル３４１と、インク吐液の配置を変えて諧調を表現するハーフトーンマスクを、複数の階調モードのそれぞれに対応させて備える。これにより、印刷画像質感を向上させることができる。

（画像処理方法）
図５は、画像処理装置３０が行う画像処理方法の処理手順を示すフローチャートである。

画像処理装置３０は動作を開始すると、例えば利用者端末１０から受信した画像情報をラスタライズ処理する（ステップＳ１）。この処理は、ラスタライズ処理部３２が行う。

次に階調モード選択部３３は、印刷装置４０の印刷ヘッドで印刷可能な印刷階調の一部を間引いた複数の階調モードの中から、一つの階調モードを画像情報の特徴に基づいて選択する（ステップＳ２）。

次に色変換処理部３５１は、例えば８bit深度のＲＧＢ画像情報を、カラー設定テーブル３４１を参照して８bit深度のＣＭＹＫ画像情報に変換する（ステップＳ３）。

次にハーフトーン処理部３５２は、例えば８bitのＲＧＢ画像情報を、ハーフトーンマスク３４２を参照して印刷ヘッドの印刷階調数の色深度を有する画像データに減色する（ステップＳ４）。

ハーフトーン処理部３５２でハーフトーニングされた画像データは、印刷装置４０に送信され印刷媒体に印刷される。

なお、利用者端末１０から受信した画像情報がラスター形式の情報であれば、ステップＳ１の処理は省略することができる。

（印刷装置）
印刷装置４０は、図１に示すように、送受信部４１、印刷階調割当部４２、ノズル割当部４３、ヘッド駆動信号生成部４４、及び印刷ヘッド４５を備える。印刷装置４０は、印刷ヘッド４５から印刷媒体にインク滴を吐出させて画像を形成するインクジェット印刷装置である。

図６は、印刷装置４０が行う処理手順を示すフローチャートである。図１と図６を参照して印刷装置４０の動作を簡単に説明する。

印刷装置４０は、送受信部４１が画像データを受信すると動作を開始する。

次に印刷階調割当部４２は、送受信部４１で受信した画像データの階調値を、階調モードに応じて印刷ヘッド４５の印刷階調に変換（復元）する（ステップＳ１０）。ここでは、図２に示した階調モードの階調を、印刷装置の印刷階調に復元させる処理を行う。

次にノズル割当部４３は、ステップＳ１０で変換した画像データを、印刷ヘッド４５のノズルのインク吐出タイミングに割当てる処理を行う（ステップＳ１１）。

次にヘッド駆動信号生成部４４は、各印刷ヘッド４５に割当てられたタイミングでインクを吐出させる印刷ヘッド４５の駆動信号を生成する（ステップＳ１２）。

以上の動作により、データ量が削減された画像データから印刷画像品質のよい画像を印刷することができる。

以上説明したように、十分な印刷階調数を有する画像処理システム１００において、画像品質の悪化を生じさせずにデータ量の削減効果を得ることができる。これにより、画像処理システム１００のデータ処理系統の部品コストの削減、及び印刷処理速度を向上させることができる。

なお、上記の実施形態では、２つの階調モードＡ，Ｂを定義する例を示したが、本発明はこの例に限定されない。階調モードは３つ以上の複数であってもよい。また、階調モードは２bitで表現できる４階調の例を示したが、階調モードに対応させて階調数を変えてもよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

[付記]
本出願は、以下の発明を開示する。

（付記１）
画像情報を、印刷装置で印刷可能な階調数よりも少ない階調数の画像データに変換して前記印刷装置に送信する画像処理装置であって、
前記印刷装置の印刷ヘッドで印刷可能な印刷階調の一部を間引いた複数の階調モードの中から、一つの階調モードを前記画像情報の特徴に基づいて選択する階調モード選択部と、
前記階調モードに対応させて前記印刷階調を表現する印刷濃度情報を記憶する印刷濃度情報記憶部と、
前記印刷濃度情報を参照して前記画像情報から前記画像データを生成する画像データ生成部と
を備える画像処理装置。

（付記２）
前記階調モード選択部は、
前記画像データを印刷する印刷媒体の種類に対応させて前記階調モードを選択する
付記１に記載の画像処理装置。

（付記３）
前記階調モード選択部は、
前記画像情報を複数の領域に区切り、該領域に対応させて前記階調モードを選択する
付記１又は２に記載の画像処理装置。

（付記４）
前記画像データ生成部は、
インクの色に合わせて色変換処理を行う色変換処理部と、
インクの色に合わせてハーフトーン処理を行うハーフトーン処理部と
を備える付記１乃至３の何れかに記載の画像処理装置。

（付記５）
前記印刷濃度情報記憶部は、
前記階調モードに対応させた
前記色変換処理のためのカラー設定テーブルと、
インク吐滴の配置を変えて階調を表現するハーフトーンマスクと
を備える付記４に記載の画像処理装置。

１０ 利用者端末
２０ ネットワーク
３０ 画像処理装置
３３ 階調モード選択部
３４ 印刷濃度情報記憶部
３５ 画像データ生成部

Claims (1)

1. 画像情報を、印刷装置で印刷可能な階調数よりも少ない階調数の画像データに変換して前記印刷装置に送信する画像処理装置であって、
   前記印刷装置の印刷ヘッドで印刷可能な印刷階調の一部を間引いた複数の階調モードの中から、一つの階調モードを前記画像情報の特徴に基づいて選択する階調モード選択部と、
   前記階調モードに対応させて前記印刷階調を表現する印刷濃度情報を記憶する印刷濃度情報記憶部と、
   前記印刷濃度情報を参照して前記画像情報から前記画像データを生成する画像データ生成部と
   を備える画像処理装置。
   

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