JP3864405B2 - カラー印刷システム及びカラープリンタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、カラーレーザプリンタやカラーインクジェットプリンタ等の各種カラープリンタ及びカラー印刷システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、携帯情報端末等におけるカラーイメージ処理では、モニタディスプレイ等にカラー画像を表示させるために、光の三原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３成分を構成要素とするRGB表色系のラスタイメージを生成する。近年では、いわゆる「フルカラー」画像が多く用いられているが、フルカラー画像の場合は、画像を構成する各ピクセルのＲＧＢのそれぞれに８ビットを割り当てている。Ｒの階調だけを持つＲプレーン、Ｇの階調だけを持つＧプレーン、Ｂの階調だけを持つＢプレーンの３枚のプレーンを重ねることにより、フルカラー画像を構成することができる。RGBデータは、ビデオアダプタ等を介してモニタディスプレイに表示される。一方、カラー画像を印刷する場合は、RGBデータを色の三原色であるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（黄）及びＫ（黒）からなるCMY表色系データに変換する。理論上、Ｋは必須ではないが、美しい黒色を表現するために、プロセスカラーでは上記の４色を採用する。本明細書では、特に明示しない限り、ＣＭＹ及びＣＭＹＫの両方を含めてCMY表色系と称する。RGB表色系からCMY表色系への表色系変換（色空間変換とも言う）を行うのは、モニタディスプレイとプリンタとにおける発色構造の相違による。
【０００３】
カラーイメージ処理上の問題点として、モニタディスプレイに表示される色とプリンタから出力される色とが相違することは広く知られている。モニタディスプレイが採用するRGB表色系とプリンタが採用するCMY表色系とは、それぞれの発色メカニズムを直接制御するためのものであり、客観的に色を定義するものではないからである。つまり、RGB表色系は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各蛍光体をそれぞれどの程度の明るさで発光させるかを規定するものであり、CMY表色系もＣ，Ｍ，Ｙ（及びＫ）の各インク量を規定するに過ぎない。従って、たとえＲ，Ｇ，Ｂの値が同一であっても、モニタディスプレイが異なれば、各蛍光体の特性も若干相違するため、実際の表示色は相違する。同様に、インク色が微妙に相違する２種類のプリンタに同一のCMYデータを送っても、印刷結果は異なる。そこで、CIE（国際照明委員会）が定めたLab表色系等の標準表色系を導入し、発色構造に依存しない中立な色データに変換する等のカラーマッチングを行うようになっている。
【０００４】
カラーマッチングでは、入力された表色系を標準表色系に変換して、この標準表色系から出力装置の表色系に変換したり、再現不能な範囲に存在する色を再現可能な色に割り付けたりする（ガモットマッピング）等の各処理を行う。また、モニタディスプレイに表示されたカラーイメージを拡大して印刷出力する場合には、印刷解像度や拡大率等を考慮してカラーイメージデータの解像度を高める補間処理を行う必要がある。補間処理時には、新たに挿入するピクセルの位置のみならず、該ピクセルの階調値（色）も合わせて定めなければならない。
【０００５】
そして、このように色調整され、補間処理されたカラーイメージデータは、伝送路を介してプリンタに送信される。プリンタは、受信したカラーイメージデータに基づいて印刷用のイメージデータを生成し、印刷を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した通り、カラー印刷を行う場合は、カラーマッチングや補間等の各種処理を行う必要があるため、CPU（Central Processing Unit）、メモリ、グラフィック処理用LSI、OS（Operating System）等のコンピュータ資源の多くがカラーイメージ処理に使用され、ホストコンピュータ側の負荷が増大する。また、ピクセルのビット深度や解像度、イメージの大きさ、ファイル形式等によっても相違するが、一般的に、カラーイメージデータはデータ量が大きいため、ホストコンピュータ側の処理負担が重くなるばかりか、データ送信時間も長くなる。従って、ホストコンピュータが解放されるまでに時間がかかり、使い勝手が低い。
【０００７】
OSやCPU等の処理能力が低くなるほど、また、搭載メモリ量が少なくなるほど、ホストコンピュータ側の負担は重くなり、カラーイメージ処理に長時間を要し、使い勝手が大幅に低下する。特に、近年では、例えば、ディジタルカメラや携帯情報端末等の比較的処理能力の低いホストコンピュータからプリンタに直接カラーイメージデータを送信して印刷させることが提案されている。しかし、このような処理能力の低いホストコンピュータでカラーイメージ処理を行うと、データ処理に長時間を要し、使い勝手が低下する。
【０００８】
本発明は、上記のような種々の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ホストコンピュータ側の処理負担を低減させつつカラー印刷を行うことができるカラー印刷システム及びカラープリンタを提供することにある。
【０００９】
上記目的達成のため、本発明は、ホストコンピュータと、該ホストコンピュータからのカラーイメージデータに基づいてカラー印刷が可能なカラープリンタとを備えたカラー印刷システムにおいて、前記プリンタは、前記ホストコンピュータから送信されるＣＭＹ表色系に変換前の該ホストコンピュータ上における RGB 表色系の前記カラーイメージデータを受信する受信手段と、前記ホストコンピュータ上における前記 RGB 表色系の前記カラーイメージデータを、プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータに色調整してカラーマッチングを行う色調整手段と、前記色調整手段により色調整された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータの解像度が最大印刷解像度と等しくなるように補間処理を行う補間手段と、前記補間手段により処理された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータをＣＭＹ表色系のカラーイメージデータに変換するＣＭＹ表色系変換手段と、前記ＣＭＹ表色系のカラーイメージデータに基づいて２値カラーイメージデータを生成する２値化手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
「色調整」とは、例えば、いわゆるカラーマッチング処理に代表されるが、これに限らない。「２値カラーイメージデータ」とは、例えば、ディザ処理や誤差拡散法等の２値化アルゴリズムによって生成されるデータを意味する。本発明では、プリンタ側の色調整手段によって色調整を行うため、ホストコンピュータの処理負荷を低減することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明のように、前記ホストコンピュータは、前記カラーイメージデータの解像度を前記印刷手段の最大解像度よりも低く設定するのが、より好ましい。
【００１２】
印刷出力の解像度よりも低い解像度のカラーイメージデータをホストコンピュータからプリンタに送信することにより、送信データ量が低下し、送信時間が短縮される。これにより、早期にホストコンピュータを解放することができ、使い勝手も向上する。
【００１３】
請求項３に係る発明のように、前記プリンタには、前記色調整手段により色調整されたカラーイメージデータの解像度が前記印刷手段の最大解像度と等しくなるように補間処理を行う補間手段を更に設け、前記２値化手段は、前記補間手段により処理されたカラーイメージデータに基づいて前記２値カラーイメージデータを生成することもできる。
【００１４】
プリンタに補間手段を設けることにより、ホストコンピュータから送信するカラーイメージデータの解像度を下げた場合でも、高品位の拡大印刷を行うことができる。
【００１５】
請求項４に係る発明のように、前記プリンタには、前記色調整手段により色調整されたカラーイメージデータを輝度成分及び２種類の色成分からなる所定の表色系のカラーイメージデータに変換して前記補間手段に入力する第１の色変換手段と、前記補間手段により処理されたカラーイメージデータの表色系を前記第１の色変換手段により変換される前の表色系に逆変換する第２の色変換手段とを更に設け、前記２値化手段は、前記第２の色変換手段により変換されたカラーイメージデータに基づいて前記２値カラーイメージデータを生成してもよい。
【００１６】
本明細書における「輝度」とは、画像の明るさに関する程度を意味する。「輝度成分及び２種類の色成分からなる表色系」としては、例えば、YUV表色系、YIQ表色系、YCbCr表色系を挙げることができる。
【００１７】
一般的に、人間の視覚は、明るさの変化には敏感である反面、色の変化には鈍感であるという性質を備えている。従って、カラーイメージデータの画質は、画像の明るさに関する情報の処理に依存する。特に、文字画像の品質は、輝度成分によって定まる傾向が強い。そこで、第１の色変換手段によって、カラーイメージデータの表色系を輝度成分及び２種類の色成分からなる所定の表色系に変換する。これにより、補間手段は、例えば、輝度成分を重点に補間処理を行い、色成分については精度を下げて補間する等の処理を容易に行うことができる。補間されたカラーイメージデータは、第２の色変換手段によって、元の表色系データに戻される。
【００１８】
前記第１の色変換手段及び前記第２の色変換手段は、専用ハードウェア回路によって実現することもできる。
【００１９】
一般的に、表色系変換を行う場合は、各ピクセルの各表色系成分に所定の重み係数をそれぞれ乗じて加算（又は減算）する等の演算を行う。もちろん、このような演算は、プリンタのメインプロセッサを用いてソフトウエア上で行うこともできる。しかし、全ピクセルについて変換するのは負荷がかかり、また、メインプロセッサには、コマンド解釈等の他の重要な処理も委ねられている。そこで、各色変換手段を専用ハードウェア回路によって構成することにより、変換処理を高速化し、メインプロセッサの負担を低減する。「専用ハードウェア回路」としては、例えば、カスタムLSI、ゲートアレイ、スタンダードセル、PLD（Programmable Logic Device）等のASIC（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向けＩＣ）を代表的に挙げることができる。
【００２０】
また、本発明は、カラープリンタとしても把握できるし、印刷方法としても把握することができる。
【００２１】
さらに、本発明は、印刷制御プログラム等のコンピュータプログラムとしても実現できる。コンピュータプログラムは、例えば、ハードディスクやフロッピーディスク、メモリ等の有形的な記録媒体に固定することができ、該記録媒体からプリンタのコンピュータに提供させることが可能である。また、これに限らず、例えば、ネットワーク上のサーバから所定のプログラムをダウンロードする等のように、通信回線等の無形的な媒体を用いることもできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３に基づき、本発明の実施の形態をカラー印刷システムに適用した場合を例に挙げて説明する。
【００２３】
図１は、カラー印刷システムの全体構成を概略的に示すブロック図である。例えば、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、携帯情報端末、ディジタルカメラ等として実現可能なホストコンピュータ１は、アプリケーションプログラム２と、印刷データ生成部３と、インターフェース（以下「Ｉ／Ｆ」と略記）部４とを備えている。例えば、画像処理ソフトウエア等のアプリケーションプログラム２から渡されたデータに基づいて、印刷データ生成部３は、後述のプリンタ１１が解釈可能な形態の印刷データを生成する。例えば、グラフィックデバイスインターフェース（GDI）がビットマップ生成エンジン（DIBエンジン）等と協働することにより、RGB表色系のカラーイメージデータが生成される。このRGB表色系データは、プリンタ用に調整される前のデータであるため、図中では、「RGBd」と表示している。また、ホストコンピュータ１は、例えば、300dpi等の最大印刷解像度よりも低い解像度のデータを生成し、Ｉ／Ｆ部４を介してプリンタ１１に送信する。ここで、ホストコンピュータ１が送信するカラーイメージデータの解像度は、例えば、最大印刷解像度の半分以下に設定できる。ホストコンピュータ１がディジタルカメラの場合は、CCD素子からの出力信号に基づいてRGB表色系のカラーイメージデータが生成され、プリンタ１１に送信される。
【００２４】
カラー印刷可能なプリンタ１１は、Ｉ／Ｆ部１２を介してホストコンピュータ１からの印刷データ（RGBd(300dpi)）を受信する。「色調整手段」としての調整部１３は、プリンタ１１のカラー特性に基づいて、印刷データのカラーマッチングを行う。カラーマッチング後のデータを「RGBp」と示す。なお、調整部１３では、解像度に変化を与えない。即ち、調整部１３は、低解像度のままで色調整を行うようになっている。
【００２５】
「第１の色変換手段」としての第１の色変換部１４は、カラーマッチング後のカラーイメージデータ「RGBp(300dpi)」を、YUV表色系のカラーイメージデータ「YUV(300dpi)」に変換する。ここで、Ｙ成分は輝度成分、Ｕ成分及びＶ成分は色差成分をそれぞれ示す。RGB表色系からYUV表色系への色変換は、例えば、下記の変換式に基づいて行うこともできるし、予め用意された色変換テーブルを参照することによっても行うことができる。色変換部１４は、解像度を変えることなく、即ち、低解像度のままでRGB表色系データをYUV表色系データに変換する。
【００２６】
Ｙ＝０．２９９０＊Ｒ＋０．５８７０＊Ｇ＋０．１１４０＊Ｂ ・・・(式１)
Ｕ＝−０．１６８４＊Ｒ−０．３３１６＊Ｇ＋０．５０００＊Ｂ・・・(式２)
Ｖ＝０．５０００＊Ｒ−０．４１８７＊Ｇ−０．０８１３＊Ｂ ・・・(式３)
「補間手段」としての画像処理部１５は、入力されたカラーイメージデータの解像度を印刷部１９の解像度（最大解像度、図中では600dpi）まで上げるものである。画像処理部１５は、例えば、曲面補間処理、直線補間処理及び最近傍処理の３種類の画像処理アルゴリズムを適宜選択して補間処理を行うようになっている。また、例えば、画像処理部１５は、Ｙ成分からなるＹプレーンについては曲面補間処理を行い、Ｕ成分からなるＵプレーンについては直線補間処理を行い、Ｖ成分からなるＶプレーンについては最近傍処理を行うこともできる。つまり、人間の視覚特性に鑑み、輝度成分Ｙのプレーンについては比較的高精度の補間処理を行い、色差成分（色成分）のＵ，Ｖプレーンについては比較的低精度の補間処理を行う。これにより、画質を維持しつつ全体の処理時間を短縮することができる。なお、本発明はこれに限らず、各プレーンに同一のアルゴリズムを適用してもよい。
【００２７】
画像処理部１５によって処理されたカラーイメージデータ「YUV(600dpi)」は、「第２の色変換手段」としての変換部１６によって、RGB表色系データ「RGB(600dpi)」に戻される。例えば、下記の変換式により、YUV表色系からRGB表色系への色変換を行うことができる。
【００２８】
Ｒ＝Ｙ＋１．４０２０＊Ｖ ・・・(式４)
Ｇ＝Ｙ−０．３４４１＊Ｕ−０．７１３９＊Ｖ・・・(式５)
Ｂ＝Ｙ＋１．７７１８＊Ｕ−０．００１２＊Ｖ・・・(式６)
CMY変換部１７は、高解像度のRGB表色系データ「RGB(600dpi)」を、CMY表色系データ「CMYK(600dpi)」に変換する。なお、ここで、CMY表色系には、CMYの３色又はCMYKの４色のいずれも含まれる。次に、このCMY表色系データは、「２値化手段」としての２値化回路部１８により２値化される。即ち、２値化回路部１８は、例えば、ディザ処理や誤差拡散法等の２値化アルゴリズムによって２値のカラーイメージデータに変換する。変換された２値カラーイメージデータは、「印刷手段」としての印刷部１９に送られて印刷される。
【００２９】
前記各色変換部１４，１６は、例えば、ASIC等の専用ハードウェア回路によって実現するのが好ましい。
【００３０】
図２は、第１の色変換部１４のハードウェア構成の要部を示すブロック図である。３個の乗算回路２１と、各乗算回路２１からの入力を加算する加算回路２２とからなる変換回路が合計３段設けられている。各段の乗算回路には、前記式１〜式３に示す所定の係数がセットされている。従って、Ｒ，Ｇ，Ｂの値を各乗算回路２１にそれぞれ入力することにより、各加算回路２２からＹ，Ｕ，Ｖの値を取り出すことができる。図３に示す如く、第２の色変換部１６も同様に、３個の乗算回路２３と１個の加算回路２４からなる変換回路を３段備えることにより構成することができる。各乗算回路２３には、前記式４〜式６に示す所定の係数がセットされている。
【００３１】
このように構成される本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
【００３２】
第１に、プリンタ１１内で色調整を行うため、ホストコンピュータ１の負荷を少なくすることができる。従って、ディジタルカメラ等のようにホストコンピュータの処理能力が低い場合でも、無理なくカラー印刷を行うことができる。
【００３３】
第２に、ホストコンピュータ１から送信するカラーイメージデータの解像度を最大印刷解像度よりも低く設定しているため、送信データ量を低減することができ、データ送信時間を短縮してホストコンピュータ１を早期に解放することができる。
【００３４】
第３に、プリンタ１１内には、補間を行う画像処理部１５を設けたため、ホストコンピュータ１から低解像度で送信されたカラーイメージデータを最大印刷解像度まで補間処理することができ、高品位の印刷を行うことができる。
【００３５】
第４に、カラーイメージデータの表色系をRGB表色系からYUV表色系等の輝度成分及び２種類の色成分からなる所定の表色系に変換し、この所定の表色系データに基づいて補間処理を行うため、画質の低下を招くことなく、高速に処理することが可能となる。例えば、視覚に大きな影響を与える輝度成分を重点的に処理することにより、画質を低下させずに全体の処理時間を短縮できる。例えば、カラーイメージデータが文字中心の場合は、Ｙプレーンについてだけ補間処理を行うことも可能である。通常、文字画像の階調データは、Ｙプレーンに集中しているためである。
【００３６】
第５に、各色変換部１４，１６をASIC等で構成することにより、変換速度を速めることができ、プリンタ１１のメインプロセッサやOSの負荷を低減することができる。
【００３７】
なお、当業者であれば、前記実施の形態に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の追加、変更、組合せ等が可能である。
【００３８】
例えば、輝度成分及び２種類の色成分からなる表色系としては、YUV表色系に限らず、YIQ表色系やYCrCb表色系でもよい。例えば、YIQ表色系は、各変換式によって算出することができる。
【００３９】
Ｙ＝０．２９９＊Ｒ＋０．５８７＊Ｇ＋０．１１４＊Ｂ・・・(式７)
Ｉ＝０．５９６＊Ｒ−０．２７４＊Ｇ＋０．３２２＊Ｂ・・・(式８)
Ｑ＝０．２１２＊Ｒ−０．５２３＊Ｇ−０．３１１＊Ｂ・・・(式９)
また、YCrCb表色系は、ITU勧告に従うならば、下記変換式によって求めることができる。
【００４０】
Ｙ＝０．２１２５＊Ｒ＋０．７１５４＊Ｇ＋０．０７２１＊Ｂ・・・(式１０)
Ｃｂ＝（Ｂ−Ｙ）／（２−２＊０．０７２１） ・・・(式１１)
Ｃｒ＝（Ｒ−Ｙ）／（２−２＊０．２１２５） ・・・(式１２)
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係るカラー印刷システム及びカラープリンタによれば、ホストコンピュータ側の負荷を低減することができ、処理能力の低いホストコンピュータであっても無理なくカラー印刷を行うことができる。
【００４１】
また、ホストコンピュータから送信するカラーイメージデータの解像度を最大印刷解像度よりも低く設定するため、送信データ量を低減して送信時間を短縮することができ、ホストコンピュータを早期に解放することができる。
【００４２】
さらに、カラーイメージデータの表色系を輝度成分及び２種類の色成分からなる所定の表色系に変換して補間処理を行うため、カラーイメージデータの性質等に応じて処理を最適化することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るカラー印刷システムのブロック図である。
【図２】第１の色変換部のブロック図である。
【図３】第２の色変換部のブロック図である。
【符号の説明】
１ ホストコンピュータ
３ 印刷データ生成部
１１ プリンタ
１３ 調整部
１４ 第１の色変換部
１５ 画像処理部
１６ 第２の色変換部
１７ CMY変換部
１８ ２値化回路部
１９ 印刷部
２１ 乗算回路
２２ 加算回路
２３ 乗算回路
２４ 加算回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、カラーレーザプリンタやカラーインクジェットプリンタ等の各種カラープリンタ及びカラー印刷システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、携帯情報端末等におけるカラーイメージ処理では、モニタディスプレイ等にカラー画像を表示させるために、光の三原色であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３成分を構成要素とするRGB表色系のラスタイメージを生成する。近年では、いわゆる「フルカラー」画像が多く用いられているが、フルカラー画像の場合は、画像を構成する各ピクセルのＲＧＢのそれぞれに８ビットを割り当てている。Ｒの階調だけを持つＲプレーン、Ｇの階調だけを持つＧプレーン、Ｂの階調だけを持つＢプレーンの３枚のプレーンを重ねることにより、フルカラー画像を構成することができる。RGBデータは、ビデオアダプタ等を介してモニタディスプレイに表示される。一方、カラー画像を印刷する場合は、RGBデータを色の三原色であるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（黄）及びＫ（黒）からなるCMY表色系データに変換する。理論上、Ｋは必須ではないが、美しい黒色を表現するために、プロセスカラーでは上記の４色を採用する。本明細書では、特に明示しない限り、ＣＭＹ及びＣＭＹＫの両方を含めてCMY表色系と称する。RGB表色系からCMY表色系への表色系変換（色空間変換とも言う）を行うのは、モニタディスプレイとプリンタとにおける発色構造の相違による。
【０００３】
カラーイメージ処理上の問題点として、モニタディスプレイに表示される色とプリンタから出力される色とが相違することは広く知られている。モニタディスプレイが採用するRGB表色系とプリンタが採用するCMY表色系とは、それぞれの発色メカニズムを直接制御するためのものであり、客観的に色を定義するものではないからである。つまり、RGB表色系は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各蛍光体をそれぞれどの程度の明るさで発光させるかを規定するものであり、CMY表色系もＣ，Ｍ，Ｙ（及びＫ）の各インク量を規定するに過ぎない。従って、たとえＲ，Ｇ，Ｂの値が同一であっても、モニタディスプレイが異なれば、各蛍光体の特性も若干相違するため、実際の表示色は相違する。同様に、インク色が微妙に相違する２種類のプリンタに同一のCMYデータを送っても、印刷結果は異なる。そこで、CIE（国際照明委員会）が定めたLab表色系等の標準表色系を導入し、発色構造に依存しない中立な色データに変換する等のカラーマッチングを行うようになっている。
【０００４】
カラーマッチングでは、入力された表色系を標準表色系に変換して、この標準表色系から出力装置の表色系に変換したり、再現不能な範囲に存在する色を再現可能な色に割り付けたりする（ガモットマッピング）等の各処理を行う。また、モニタディスプレイに表示されたカラーイメージを拡大して印刷出力する場合には、印刷解像度や拡大率等を考慮してカラーイメージデータの解像度を高める補間処理を行う必要がある。補間処理時には、新たに挿入するピクセルの位置のみならず、該ピクセルの階調値（色）も合わせて定めなければならない。
【０００５】
そして、このように色調整され、補間処理されたカラーイメージデータは、伝送路を介してプリンタに送信される。プリンタは、受信したカラーイメージデータに基づいて印刷用のイメージデータを生成し、印刷を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した通り、カラー印刷を行う場合は、カラーマッチングや補間等の各種処理を行う必要があるため、CPU（Central Processing Unit）、メモリ、グラフィック処理用LSI、OS（Operating System）等のコンピュータ資源の多くがカラーイメージ処理に使用され、ホストコンピュータ側の負荷が増大する。また、ピクセルのビット深度や解像度、イメージの大きさ、ファイル形式等によっても相違するが、一般的に、カラーイメージデータはデータ量が大きいため、ホストコンピュータ側の処理負担が重くなるばかりか、データ送信時間も長くなる。従って、ホストコンピュータが解放されるまでに時間がかかり、使い勝手が低い。
【０００７】
OSやCPU等の処理能力が低くなるほど、また、搭載メモリ量が少なくなるほど、ホストコンピュータ側の負担は重くなり、カラーイメージ処理に長時間を要し、使い勝手が大幅に低下する。特に、近年では、例えば、ディジタルカメラや携帯情報端末等の比較的処理能力の低いホストコンピュータからプリンタに直接カラーイメージデータを送信して印刷させることが提案されている。しかし、このような処理能力の低いホストコンピュータでカラーイメージ処理を行うと、データ処理に長時間を要し、使い勝手が低下する。
【０００８】
本発明は、上記のような種々の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ホストコンピュータ側の処理負担を低減させつつカラー印刷を行うことができるカラー印刷システム及びカラープリンタを提供することにある。
【０００９】
上記目的達成のため、本発明は、ホストコンピュータと、該ホストコンピュータからのカラーイメージデータに基づいてカラー印刷が可能なカラープリンタとを備えたカラー印刷システムにおいて、前記プリンタは、前記ホストコンピュータから送信されるＣＭＹ表色系に変換前の該ホストコンピュータ上における RGB 表色系の前記カラーイメージデータを受信する受信手段と、前記ホストコンピュータ上における前記 RGB 表色系の前記カラーイメージデータを、プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータに色調整してカラーマッチングを行う色調整手段と、前記色調整手段により色調整された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータの解像度が最大印刷解像度と等しくなるように補間処理を行う補間手段と、前記補間手段により処理された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータをＣＭＹ表色系のカラーイメージデータに変換するＣＭＹ表色系変換手段と、前記ＣＭＹ表色系のカラーイメージデータに基づいて２値カラーイメージデータを生成する２値化手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
「色調整」とは、例えば、いわゆるカラーマッチング処理に代表されるが、これに限らない。「２値カラーイメージデータ」とは、例えば、ディザ処理や誤差拡散法等の２値化アルゴリズムによって生成されるデータを意味する。本発明では、プリンタ側の色調整手段によって色調整を行うため、ホストコンピュータの処理負荷を低減することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明のように、前記ホストコンピュータは、前記カラーイメージデータの解像度を前記印刷手段の最大解像度よりも低く設定するのが、より好ましい。
【００１２】
印刷出力の解像度よりも低い解像度のカラーイメージデータをホストコンピュータからプリンタに送信することにより、送信データ量が低下し、送信時間が短縮される。これにより、早期にホストコンピュータを解放することができ、使い勝手も向上する。
【００１３】
請求項３に係る発明のように、前記プリンタには、前記色調整手段により色調整されたカラーイメージデータの解像度が前記印刷手段の最大解像度と等しくなるように補間処理を行う補間手段を更に設け、前記２値化手段は、前記補間手段により処理されたカラーイメージデータに基づいて前記２値カラーイメージデータを生成することもできる。
【００１４】
プリンタに補間手段を設けることにより、ホストコンピュータから送信するカラーイメージデータの解像度を下げた場合でも、高品位の拡大印刷を行うことができる。
【００１５】
請求項４に係る発明のように、前記プリンタには、前記色調整手段により色調整されたカラーイメージデータを輝度成分及び２種類の色成分からなる所定の表色系のカラーイメージデータに変換して前記補間手段に入力する第１の色変換手段と、前記補間手段により処理されたカラーイメージデータの表色系を前記第１の色変換手段により変換される前の表色系に逆変換する第２の色変換手段とを更に設け、前記２値化手段は、前記第２の色変換手段により変換されたカラーイメージデータに基づいて前記２値カラーイメージデータを生成してもよい。
【００１６】
本明細書における「輝度」とは、画像の明るさに関する程度を意味する。「輝度成分及び２種類の色成分からなる表色系」としては、例えば、YUV表色系、YIQ表色系、YCbCr表色系を挙げることができる。
【００１７】
一般的に、人間の視覚は、明るさの変化には敏感である反面、色の変化には鈍感であるという性質を備えている。従って、カラーイメージデータの画質は、画像の明るさに関する情報の処理に依存する。特に、文字画像の品質は、輝度成分によって定まる傾向が強い。そこで、第１の色変換手段によって、カラーイメージデータの表色系を輝度成分及び２種類の色成分からなる所定の表色系に変換する。これにより、補間手段は、例えば、輝度成分を重点に補間処理を行い、色成分については精度を下げて補間する等の処理を容易に行うことができる。補間されたカラーイメージデータは、第２の色変換手段によって、元の表色系データに戻される。
【００１８】
前記第１の色変換手段及び前記第２の色変換手段は、専用ハードウェア回路によって実現することもできる。
【００１９】
一般的に、表色系変換を行う場合は、各ピクセルの各表色系成分に所定の重み係数をそれぞれ乗じて加算（又は減算）する等の演算を行う。もちろん、このような演算は、プリンタのメインプロセッサを用いてソフトウエア上で行うこともできる。しかし、全ピクセルについて変換するのは負荷がかかり、また、メインプロセッサには、コマンド解釈等の他の重要な処理も委ねられている。そこで、各色変換手段を専用ハードウェア回路によって構成することにより、変換処理を高速化し、メインプロセッサの負担を低減する。「専用ハードウェア回路」としては、例えば、カスタムLSI、ゲートアレイ、スタンダードセル、PLD（Programmable Logic Device）等のASIC（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向けＩＣ）を代表的に挙げることができる。
【００２０】
また、本発明は、カラープリンタとしても把握できるし、印刷方法としても把握することができる。
【００２１】
さらに、本発明は、印刷制御プログラム等のコンピュータプログラムとしても実現できる。コンピュータプログラムは、例えば、ハードディスクやフロッピーディスク、メモリ等の有形的な記録媒体に固定することができ、該記録媒体からプリンタのコンピュータに提供させることが可能である。また、これに限らず、例えば、ネットワーク上のサーバから所定のプログラムをダウンロードする等のように、通信回線等の無形的な媒体を用いることもできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３に基づき、本発明の実施の形態をカラー印刷システムに適用した場合を例に挙げて説明する。
【００２３】
図１は、カラー印刷システムの全体構成を概略的に示すブロック図である。例えば、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、携帯情報端末、ディジタルカメラ等として実現可能なホストコンピュータ１は、アプリケーションプログラム２と、印刷データ生成部３と、インターフェース（以下「Ｉ／Ｆ」と略記）部４とを備えている。例えば、画像処理ソフトウエア等のアプリケーションプログラム２から渡されたデータに基づいて、印刷データ生成部３は、後述のプリンタ１１が解釈可能な形態の印刷データを生成する。例えば、グラフィックデバイスインターフェース（GDI）がビットマップ生成エンジン（DIBエンジン）等と協働することにより、RGB表色系のカラーイメージデータが生成される。このRGB表色系データは、プリンタ用に調整される前のデータであるため、図中では、「RGBd」と表示している。また、ホストコンピュータ１は、例えば、300dpi等の最大印刷解像度よりも低い解像度のデータを生成し、Ｉ／Ｆ部４を介してプリンタ１１に送信する。ここで、ホストコンピュータ１が送信するカラーイメージデータの解像度は、例えば、最大印刷解像度の半分以下に設定できる。ホストコンピュータ１がディジタルカメラの場合は、CCD素子からの出力信号に基づいてRGB表色系のカラーイメージデータが生成され、プリンタ１１に送信される。
【００２４】
カラー印刷可能なプリンタ１１は、Ｉ／Ｆ部１２を介してホストコンピュータ１からの印刷データ（RGBd(300dpi)）を受信する。「色調整手段」としての調整部１３は、プリンタ１１のカラー特性に基づいて、印刷データのカラーマッチングを行う。カラーマッチング後のデータを「RGBp」と示す。なお、調整部１３では、解像度に変化を与えない。即ち、調整部１３は、低解像度のままで色調整を行うようになっている。
【００２５】
「第１の色変換手段」としての第１の色変換部１４は、カラーマッチング後のカラーイメージデータ「RGBp(300dpi)」を、YUV表色系のカラーイメージデータ「YUV(300dpi)」に変換する。ここで、Ｙ成分は輝度成分、Ｕ成分及びＶ成分は色差成分をそれぞれ示す。RGB表色系からYUV表色系への色変換は、例えば、下記の変換式に基づいて行うこともできるし、予め用意された色変換テーブルを参照することによっても行うことができる。色変換部１４は、解像度を変えることなく、即ち、低解像度のままでRGB表色系データをYUV表色系データに変換する。
【００２６】
Ｙ＝０．２９９０＊Ｒ＋０．５８７０＊Ｇ＋０．１１４０＊Ｂ ・・・(式１)
Ｕ＝−０．１６８４＊Ｒ−０．３３１６＊Ｇ＋０．５０００＊Ｂ・・・(式２)
Ｖ＝０．５０００＊Ｒ−０．４１８７＊Ｇ−０．０８１３＊Ｂ ・・・(式３)
「補間手段」としての画像処理部１５は、入力されたカラーイメージデータの解像度を印刷部１９の解像度（最大解像度、図中では600dpi）まで上げるものである。画像処理部１５は、例えば、曲面補間処理、直線補間処理及び最近傍処理の３種類の画像処理アルゴリズムを適宜選択して補間処理を行うようになっている。また、例えば、画像処理部１５は、Ｙ成分からなるＹプレーンについては曲面補間処理を行い、Ｕ成分からなるＵプレーンについては直線補間処理を行い、Ｖ成分からなるＶプレーンについては最近傍処理を行うこともできる。つまり、人間の視覚特性に鑑み、輝度成分Ｙのプレーンについては比較的高精度の補間処理を行い、色差成分（色成分）のＵ，Ｖプレーンについては比較的低精度の補間処理を行う。これにより、画質を維持しつつ全体の処理時間を短縮することができる。なお、本発明はこれに限らず、各プレーンに同一のアルゴリズムを適用してもよい。
【００２７】
画像処理部１５によって処理されたカラーイメージデータ「YUV(600dpi)」は、「第２の色変換手段」としての変換部１６によって、RGB表色系データ「RGB(600dpi)」に戻される。例えば、下記の変換式により、YUV表色系からRGB表色系への色変換を行うことができる。
【００２８】
Ｒ＝Ｙ＋１．４０２０＊Ｖ ・・・(式４)
Ｇ＝Ｙ−０．３４４１＊Ｕ−０．７１３９＊Ｖ・・・(式５)
Ｂ＝Ｙ＋１．７７１８＊Ｕ−０．００１２＊Ｖ・・・(式６)
CMY変換部１７は、高解像度のRGB表色系データ「RGB(600dpi)」を、CMY表色系データ「CMYK(600dpi)」に変換する。なお、ここで、CMY表色系には、CMYの３色又はCMYKの４色のいずれも含まれる。次に、このCMY表色系データは、「２値化手段」としての２値化回路部１８により２値化される。即ち、２値化回路部１８は、例えば、ディザ処理や誤差拡散法等の２値化アルゴリズムによって２値のカラーイメージデータに変換する。変換された２値カラーイメージデータは、「印刷手段」としての印刷部１９に送られて印刷される。
【００２９】
前記各色変換部１４，１６は、例えば、ASIC等の専用ハードウェア回路によって実現するのが好ましい。
【００３０】
図２は、第１の色変換部１４のハードウェア構成の要部を示すブロック図である。３個の乗算回路２１と、各乗算回路２１からの入力を加算する加算回路２２とからなる変換回路が合計３段設けられている。各段の乗算回路には、前記式１〜式３に示す所定の係数がセットされている。従って、Ｒ，Ｇ，Ｂの値を各乗算回路２１にそれぞれ入力することにより、各加算回路２２からＹ，Ｕ，Ｖの値を取り出すことができる。図３に示す如く、第２の色変換部１６も同様に、３個の乗算回路２３と１個の加算回路２４からなる変換回路を３段備えることにより構成することができる。各乗算回路２３には、前記式４〜式６に示す所定の係数がセットされている。
【００３１】
このように構成される本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
【００３２】
第１に、プリンタ１１内で色調整を行うため、ホストコンピュータ１の負荷を少なくすることができる。従って、ディジタルカメラ等のようにホストコンピュータの処理能力が低い場合でも、無理なくカラー印刷を行うことができる。
【００３３】
第２に、ホストコンピュータ１から送信するカラーイメージデータの解像度を最大印刷解像度よりも低く設定しているため、送信データ量を低減することができ、データ送信時間を短縮してホストコンピュータ１を早期に解放することができる。
【００３４】
第３に、プリンタ１１内には、補間を行う画像処理部１５を設けたため、ホストコンピュータ１から低解像度で送信されたカラーイメージデータを最大印刷解像度まで補間処理することができ、高品位の印刷を行うことができる。
【００３５】
第４に、カラーイメージデータの表色系をRGB表色系からYUV表色系等の輝度成分及び２種類の色成分からなる所定の表色系に変換し、この所定の表色系データに基づいて補間処理を行うため、画質の低下を招くことなく、高速に処理することが可能となる。例えば、視覚に大きな影響を与える輝度成分を重点的に処理することにより、画質を低下させずに全体の処理時間を短縮できる。例えば、カラーイメージデータが文字中心の場合は、Ｙプレーンについてだけ補間処理を行うことも可能である。通常、文字画像の階調データは、Ｙプレーンに集中しているためである。
【００３６】
第５に、各色変換部１４，１６をASIC等で構成することにより、変換速度を速めることができ、プリンタ１１のメインプロセッサやOSの負荷を低減することができる。
【００３７】
なお、当業者であれば、前記実施の形態に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の追加、変更、組合せ等が可能である。
【００３８】
例えば、輝度成分及び２種類の色成分からなる表色系としては、YUV表色系に限らず、YIQ表色系やYCrCb表色系でもよい。例えば、YIQ表色系は、各変換式によって算出することができる。
【００３９】
Ｙ＝０．２９９＊Ｒ＋０．５８７＊Ｇ＋０．１１４＊Ｂ・・・(式７)
Ｉ＝０．５９６＊Ｒ−０．２７４＊Ｇ＋０．３２２＊Ｂ・・・(式８)
Ｑ＝０．２１２＊Ｒ−０．５２３＊Ｇ−０．３１１＊Ｂ・・・(式９)
また、YCrCb表色系は、ITU勧告に従うならば、下記変換式によって求めることができる。
【００４０】
Ｙ＝０．２１２５＊Ｒ＋０．７１５４＊Ｇ＋０．０７２１＊Ｂ・・・(式１０)
Ｃｂ＝（Ｂ−Ｙ）／（２−２＊０．０７２１） ・・・(式１１)
Ｃｒ＝（Ｒ−Ｙ）／（２−２＊０．２１２５） ・・・(式１２)
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係るカラー印刷システム及びカラープリンタによれば、ホストコンピュータ側の負荷を低減することができ、処理能力の低いホストコンピュータであっても無理なくカラー印刷を行うことができる。
【００４１】
また、ホストコンピュータから送信するカラーイメージデータの解像度を最大印刷解像度よりも低く設定するため、送信データ量を低減して送信時間を短縮することができ、ホストコンピュータを早期に解放することができる。
【００４２】
さらに、カラーイメージデータの表色系を輝度成分及び２種類の色成分からなる所定の表色系に変換して補間処理を行うため、カラーイメージデータの性質等に応じて処理を最適化することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るカラー印刷システムのブロック図である。
【図２】第１の色変換部のブロック図である。
【図３】第２の色変換部のブロック図である。
【符号の説明】
１ ホストコンピュータ
３ 印刷データ生成部
１１ プリンタ
１３ 調整部
１４ 第１の色変換部
１５ 画像処理部
１６ 第２の色変換部
１７ CMY変換部
１８ ２値化回路部
１９ 印刷部
２１ 乗算回路
２２ 加算回路
２３ 乗算回路
２４ 加算回路
Claims (9)
- ホストコンピュータと、該ホストコンピュータからのカラーイメージデータに基づいてカラー印刷が可能なカラープリンタとを備えたカラー印刷システムにおいて、
前記プリンタは、
前記ホストコンピュータから送信されるＣＭＹ表色系に変換前の該ホストコンピュータ上における RGB 表色系のカラーイメージデータを受信する受信手段と、
前記ホストコンピュータ上における前記 RGB 表色系の前記カラーイメージデータを、プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータに色調整してカラーマッチングを行う色調整手段と、
前記色調整手段により色調整された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータの解像度が最大印刷解像度と等しくなるように補間処理を行う補間手段と、
前記補間手段により処理された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータをＣＭＹ表色系のカラーイメージデータに変換するＣＭＹ表色系変換手段と、
前記ＣＭＹ表色系のカラーイメージデータに基づいて２値カラーイメージデータを生成する２値化手段と、
前記２値カラーイメージデータに基づいて印刷を行う印刷手段と、を備えたことを特徴とするカラー印刷システム。 - 前記ホストコンピュータは、前記ホストコンピュータ上における RGB 表色系のカラーイメージデータの解像度を前記印刷手段の最大解像度よりも低く設定して前記プリンタに送信する請求項１に記載のカラー印刷システム。
- 前記プリンタには、
前記色調整手段により色調整された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータを輝度成分及び２種類の色成分からなる所定の表色系のカラーイメージデータに変換して前記補間手段に入力する第１の色変換手段と、
前記補間手段により処理されたカラーイメージデータの前記所定の表色系を前記第１の色変換手段により変換される前の前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系に逆変換する第２の色変換手段とを更に設け、
前記ＣＭＹ表色系変換手段は、前記第２の色変換手段により変換された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータに基づいて前記ＣＭＹ表色系のカラーイメージデータを生成する請求項２に記載のカラー印刷システム。 - 前記第１の色変換手段及び前記第２の色変換手段は、専用ハードウェア回路によって実現される請求項３に記載のカラー印刷システム。
- 前記所定の表色系は、YUV表色系、YIQ表色系、YCbCr表色系のいずれかであることを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載のカラー印刷システム。
- ホストコンピュータからのカラーイメージデータに基づいてカラー印刷を行うカラープリンタにおいて、
最大印刷解像度よりも低い解像度をもって前記ホストコンピュータから送信されるＣＭＹ表色系に変換前の該ホストコンピュータ上における RGB 表色系のカラーイメージデータを受信する受信手段と、
前記ホストコンピュータ上における前記 RGB 表色系の前記カラーイメージデータを、プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータに色調整してカラーマッチングを行う色調整手段と、
前記色調整手段により色調整された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータの解像度が前記最大印刷解像度と等しくなるように補間処理を行う補間手段と、
前記補間手段により処理された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータをＣＭＹ表色系のカラーイメージデータに変換する表色系変換手段と、 前記ＣＭＹ表色系のカラーイメージデータに基づいて２値カラーイメージデータを生成する２値化手段と、
前記２値カラーイメージデータに基づいて印刷を行う印刷手段と、を備えたことを特徴とするカラープリンタ。 - 前記色調整手段により色調整された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータを輝度成分及び２種類の色成分からなる所定の表色系のカラーイメージデータに変換して前記補間手段に入力する第１の色変換手段と、
前記補間手段により処理されたカラーイメージデータの前記所定の表色系を前記第１の色変換手段により変換される前の前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系に逆変換する第２の色変換手段とを更に設け、
前記ＣＭＹ表色系変換手段は、前記第２の色変換手段により変換された前記プリンタのカラー特性に基づいた RGB 表色系のカラーイメージデータに基づいて前記ＣＭＹ表色系のカラーイメージデータを生成する請求項６に記載のカラープリンタ。 - 前記第１の色変換手段及び前記第２の色変換手段は、専用ハードウェア回路によって実現される請求項７に記載のカラープリンタ。
- 前記所定の表色系は、YUV表色系、YIQ表色系、YCbCr表色系のいずれかであることを特徴とする請求項７又は請求項８のいずれかに記載のカラープリンタ。
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