JP3585990B2 - 画像処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、感熱プリンタ等のサーマルプリンタに用いられる画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、支持体の上に感熱発色層，保護層が層設された感熱記録紙と、ライン状に発熱素子が配列されたサーマルヘッドとを相対移動させ、画像データに応じた熱エネルギーを感熱記録紙に与えることにより感熱記録紙に中間調画像を熱記録する感熱プリンタや、インクフイルムに与える熱エネルギーを画像データに応じて変化させ、記録紙に転写されるインク量を変化させることにより記録紙に中間調画像を熱記録する昇華型熱転写プリンタ等のサーマルプリンタが知られている。
【０００３】
このようなサーマルプリンタで、例えば多数の細かい線からなるストライプを描くと、駆動された発熱素子の熱履歴の影響により駆動してない周囲の発熱素子の温度まで上昇し、本来発色されるべきでない線と線との隙間まで感熱記録紙の感熱発色層が発色して記録濃度が上がる。したがって、記録画像のコントラストが低下して不鮮明になるという問題があった。これを改善するため、周囲の発熱素子の画像データに基づいて駆動させるべき発熱素子の画像データを補正演算し、これによって発熱素子を駆動させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、駆動回路は階調レベルの最大値と最小値との間でサーマルヘッドを駆動するようになっている。例えば８ビットの駆動回路では「０」〜「２５５」の２５６階調で熱エネルギーを発生するようになっている。したがって、上記のような補正演算を行っても、濃度変化が急激な部分では、補正量が大きくなるため、画像データが完全に飽和して補正が不可能になる場合がある。すなわち、補正演算の結果が熱記録可能な階調レベルの最大値を超えた場合には、この補正演算値を階調レベルの最大値までシフトさせ、また、補正演算の結果が熱記録可能な階調レベルの最小値を超えた場合は、補正演算値を階調レベルの最小値までシフトさせなければならず、結果として発熱素子の熱履歴の影響により記録画像が不鮮明になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、発熱素子の熱履歴の影響を低減して鮮明な画像を記録する画像処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像処理方法は、画像を構成する各画素の階調レベルが「０〜（Ｍ−１）（Ｍは自然数）」となるように量子化された各画素の画像データに対し、二次微分演算子を用いて画像処理した後、各画素の階調レベルにＭ／２を加算するとともに、この値が「０〜（２Ｍ−１）」の範囲になるように補正するものである。
【０００７】
【作用】
階調レベルが「０〜（Ｍ−１）」の画像データに二次微分演算子による画像処理を施してから各画素の階調レベルにＭ／２を加算するとともに、この値が「０〜（２Ｍ−１）」の範囲になるようにしたから、画像処理後の画素の階調レベルが有効な階調レベル範囲内に含まれて画像データの飽和現象が回避されるから、二次微分演算子による画像処理が有効に作用して発熱素子の熱履歴による影響が低減されて鮮明な画像が記録される。
【０００８】
【実施例】
図２において、例えば電子スチルカメラで撮影されたビデオフロッピィをスチルビデオプレーヤーにセットする。ここで再生されたビデオ信号は、Ｙ／Ｃ分離回路１１に入力されて輝度信号Ｙと色信号Ｃとに分離される。この色信号Ｃはデコーダ１２により色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに変換され、これらの輝度信号Ｙ，色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、Ａ／Ｄ変換器１３によって量子化されて例えば２５６階調数（８ビット）のデジタル信号に変換される。このデジタル化された輝度データＹ’，色差データＲ’−Ｙ’，Ｂ’−Ｙ’は、画像メモリ１４に書き込まれる。画像メモリ１４から読み出された輝度データＹ’，色差データＲ’−Ｙ’，Ｂ’−Ｙ’は、色調整回路１５に入力され、色補正が施される。
【０００９】
色調整回路１５から熱履歴補正部１６に入力された輝度データＹ’，色差データＲ’−Ｙ’，Ｂ’−Ｙ’は、図１に示すシーケンスに従って、例えば次の数式１のような二次微分演算子（ラプラシアン）の近似式（デジタル・ラプラシアン）により補正演算される。
【００１０】
【数１】

【００１１】
この数式１は、画素（ｉ，ｊ）の階調レベルｇ（ｉ，ｊ）に、画素（ｉ，ｊ）の階調レベルｇ（ｉ，ｊ）とその周囲に隣接する各画素（ｕ，ｖ）の階調レベルｇ（ｕ，ｖ）との差を加算したものである。これにより、画素（ｉ，ｊ）は周囲の画素（ｕ，ｖ）により強調される。
【００１２】
この補正演算された各画素の階調レベルに「１２８（＝２５６／２）」を加算する。そして、階調レベルが「０」以下の画素の階調レベルは「０」とし、「５１２」以上の画素の階調レベルは「５１１」とし、その中間の階調レベルの画素は、そのままの階調レベルとする。これにより、輝度データＹ’，色差データＲ’−Ｙ’，Ｂ’−Ｙ’の階調数は、２５６階調（８ビット）から５１２階調（９ビット）に変換される。これを図４を参照して簡単に説明する。
【００１３】
図４において、実線で表した特性曲線Ｙは、８ビットの駆動データに基づいて所定の発熱素子１個を駆動し、階調レベル０から階調レベル２５５までイエロー感熱発色層３４を順次に発色させたもので、所定の発熱素子がイエロー感熱発色層３４に与える熱エネルギーの幅ａは２５６階調に対応している。この特性曲線Ｙでは、上記数式１による補正演算後の階調レベルが、例えば「−１０」や「２６０」になった場合には、画像データが飽和して補正が有効に効果を発揮せず、記録画像が不鮮明になる。
【００１４】
破線で表した特性曲線Ｙ’は、所定の発熱素子１個の駆動データに、この両側に隣接する発熱素子の駆動データを用いて上述の９ビット化処理を施し、得られた９ビットの駆動データに基づいて発熱素子を駆動したものである。この９ビット化処理により、熱エネルギーの幅ｂは幅ａから両側にシフトされ、イエロー感熱発色層３４は階調レベル０から階調レベル５１１まで発色される。なお、例えば、９ビットの階調レベル１２８は８ビットの階調レベル０に対応しているから、８ビットの階調レベルと同じ熱エネルギーが発生するように、ヘッド駆動信号のパルス幅が修正される。
【００１５】
熱履歴補正部１６を経た輝度データＹ’，色差データＲ’−Ｙ’，Ｂ’−Ｙ’は、デコーダ１７によってイエロー，マゼンタ，シアンの３原色信号に変換される。このイエロー，マゼンタ，シアン信号は駆動信号発生回路１８によってサーマルヘッド２２の各発熱素子を駆動するヘッド駆動信号に変換される。この駆動信号発生回路１８は、９ビットの入力端子を備え、「０」〜「５１１」までの５１２階調の熱エネルギーを発生することができるようになっている。得られたイエロー，マゼンタ，シアンの各ヘッド駆動信号によってサーマルヘッド２２が駆動される。まず、１フレーム分のイエロー用ヘッド駆動信号が１ラインずつサーマルヘッド２２に供給され、これに基づいてサーマルヘッド２２が駆動される。このサーマルヘッド２２は、感熱記録紙２３のイエロー感熱発色層を加熱してイエロー画像を１ラインずつ記録する。このイエロー画像が記録された部分は、イエロー用の紫外線ランプによって所定波長の紫外線が照射されて光定着される。
【００１６】
イエロー画像の記録の光定着後に、例えばプラテンに装着された感熱記録紙２３がサーマルヘッド２２に対面すると、マゼンタ画像の熱記録が開始される。このマゼンタ記録では、１ライン分のマゼンタ用ヘッド駆動信号がサーマルヘッド２２に供給され、感熱記録紙２３のマゼンタ感熱発色層が１ラインずつ熱記録され、マゼンタ用紫外線ランプで光定着される。最後に、シアン用ヘッド駆動信号によって感熱記録紙２３のシアン感熱発色層が１ラインずつ熱記録される。このサーマルヘッド２２は、周知のように、多数の発熱素子が主走査方向にライン状に配列されている。
【００１７】
なお、プリントしようとする画像は、色調整回路１５で色調節された後、Ｄ／Ａ変換器２６及びエンコーダ２７を介してＣＲＴ２８に映し出されるから、色等を確認しながらプリント作業を行うことができる。
【００１８】
感熱記録紙２３の構造は、図３に示すように、不透明なコート紙又はプラスチックフイルムからなる支持体３１の上に、シアン感熱発色層３２，マゼンタ感熱発色層３３，イエロー感熱発色層３４，保護層３５が順次層設されている。これらの各感熱発色層３２〜３４は、熱記録される順番に表面から層設されている。シアン感熱発色層３２は、電子供与性染料前駆体と電子受容性化合物を主成分として含有し、加熱されたときにシアンに発色する。
【００１９】
マゼンタ感熱発色層３３としては、最大吸収波長が約３６５ｎｍであるジアゾニウム塩化合物と、これと熱反応してマゼンタに発色するカプラーとを含有している。このマゼンタ感熱発色層３３は、サーマルヘッド２２でマゼンタ画像を熱記録した後に、３６５ｎｍ付近の紫外線を照射するとジアゾニウム塩化合物が光分解して発色能力が失われる。
【００２０】
イエロー感熱発色層３４は、最大吸収波長が約４２０ｎｍであるジアゾニウム塩化合物と、これと熱反応してイエローに発色するカプラーとを含有している。このイエロー感熱発色層３４は、４２０ｎｍ付近の近紫外線を照射すると光定着して発色能力が失われる。なお、図１において定着用の紫外線ランプは図示を省略してある。また、ビデオ信号が輝度信号Ｙと色信号Ｃとにすでに分離されている場合には、この輝度信号Ｙと色信号ＣはＳ端子からデコーダ１２に直接入力される。
【００２１】
このように構成された感熱プリンタの作用について説明する。画像メモリ１４から読み出された画像データは色調整回路１５によって色調整された後、ＣＲＴ２８に映し出される。色等を観察してからプリントキーを押すと、画像データは熱履歴補正部１６により８ビットから９ビットに変換される。この９ビット化処理により、８ビットの画像データのままでは数式１の補正演算により画像データが飽和して適正な記録が行えない負レベルとなる画像データや階調レベル２５５を超える画像データも階調レベル０〜５１１内に入る。そして、これらの画像データはデコーダ１７を介して駆動信号発生回路１８に入力され、イエロー画像記録用のヘッド駆動信号が発生される。
【００２２】
感熱記録紙２３の記録エリアがサーマルヘッド２２の下方に搬送されると、まずイエロー画像の熱記録が開始される。１フレーム分のイエロー用ヘッド駆動信号が１ラインずつサーマルヘッド２２に供給され、これに基づいてサーマルヘッド２２が駆動される。このイエロー画像の熱記録に際して、各発熱素子の熱履歴による尾引き等のないコントラストの良好なイエロー画像が熱記録される。このイエロー画像が記録された部分は、イエロー用の紫外線ランプによって所定波長の紫外線が照射されて光定着される。
【００２３】
イエロー画像の熱記録及び光定着が終了した後、再び感熱記録紙２３の記録エリアがサーマルヘッド２２の下方に搬送されると、次のマゼンタ感熱発色層３３の熱記録が開始される。イエロー画像の熱記録時と同様にして８ビットのマゼンタ画像の画像データが９ビットに変換され、この画像データに基づいたヘッド駆動信号がサーマルヘッド２２に供給される。このマゼンタ画像の熱記録に際しても、イエロー画像の熱記録時と同様に、鮮明なマゼンタ画像が熱記録される。このマゼンタ画像が記録された部分は、マゼンタ用の紫外線ランプによって所定波長の紫外線が照射されて光定着される。同様に、シアン画像の熱記録が行われる。このシアン画像の熱記録に際しては、紫外線ランプによる光定着は行われず、そのままプリンタ外に排出される。
【００２４】
以上説明した実施例は、感熱発色層が積層された感熱記録紙に画像を記録する感熱プリンタについて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えばインクシートを使用する昇華型熱転写記録方式のサーマルプリンタでもよい。また、８ビットの画像データを９ビットに変換する実施例のみを説明したが、本発明はこれらの数値に限定されず、例えば１６ビットの画像を１７ビットに変換する等に応用できるのは勿論である。また、ラインプリンタについて説明したが、本発明はシリアルプリンタにも適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の画像処理方法によれば、各画素の階調レベルが「０〜（Ｍ−１）」の画像データを二次微分演算子で画像処理した後、各画素の階調レベルにＭ／２を加算するとともに、この値が「０〜（２Ｍ−１）」の範囲になるように補正したので、二次微分演算子で画像処理した後の画素の階調レベルが有効な階調レベル範囲内に入るようになって画像データの飽和現象が回避されるから、二次微分演算子による画像演算処理が有効に作用し、発熱素子の熱履歴に起因する記録画像の鮮鋭度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】感熱プリンタのブロック図である。
【図３】感熱記録紙の構造を示す説明図である。
【図４】８ビット，９ビットの各画像データに基づいて駆動した発熱素子により発色されたイエロー感熱発色層の特性曲線Ｙ，Ｙ’を概略的に示すグラフである。
【符号の説明】
１６ 熱履歴補正部
２２ サーマルヘッド
２３ 感熱記録紙

Claims (1)

1. 画像を構成する各画素の階調レベルが「０〜（Ｍ−１）（Ｍは自然数）」となるように量子化された各画素の画像データに対し、二次微分演算子を用いて画像処理した後、各画素の階調レベルにＭ／２を加算するとともに、この値が「０〜（２Ｍ−１）」の範囲になるように補正することを特徴とする画像処理方法。

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