JP4143359B2

JP4143359B2 - 顔料量を計算する方法および入力画像を修正するための方法

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Publication number: JP4143359B2
Application number: JP2002239243A
Authority: JP
Inventors: ダグラス・ダブリュー・コウウェンホーベン; ロドニー・エル・ミラー; ケビン・エドワード・スポルディング
Original assignee: イーストマンコダックカンパニー
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-08-20
Also published as: US6435657B1; EP1289262A1; JP2003175633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル画像処理の分野、特にデジタル画像を印刷する過程で使用される、顔料削減方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル印刷の分野では、デジタル・プリンタは、画像を複製するためにコンピュータからデジタル・データを受け取り、顔料をレシーバー上に載せる。デジタル・プリンタは、顔料をページへ転送するために、様々な異なる技術を用いてもよい。一般のタイプのデジタル・プリンタには、インクジェット式、熱転写式、熱ワックス式、電子写真式、ハロゲン化物プリンタなどがある。
【０００３】
デジタル画像を印刷する際にはしばしば、過度の量の顔料がページ上の狭い区域に載せられると、望ましくない画像人工物ができてしまうことがある。これらの画像人工物は、画像の品質を下げ、許容できないプリントをもたらす可能性がある。インクジェット式プリンタの場合、これらの画像人工物の若干の例には、滲み、荒れ、帯縞、ノイズなどがある。滲みは、異なる顔料のプリント領域間の境界に沿う、顔料同士の望ましくない混合として特徴づけられる。顔料の混合は、境界を不明瞭にし、画質を低下させる。荒れは、過剰な顔料で印刷する際に起こる、レシーバーの歪みや変形として特徴づけられる。ひどい場合には、レシーバーは、プリンタの機械的動作にも支障をきたす程度に歪み、プリンタにダメージを及ぼすおそれもある。帯縞は、プリント全体にわたって走る、予期しない暗色もしくは淡い線または縞のことで、その方向は、一般にプリンタの作動軸の内の１本に沿っている。ノイズは、プリントに粒状の外観を与える、好ましくない濃度またはトーンの変化のことで、したがって画質を低下させる。これらの人工物は、インクジェット式プリンタに関連して起こるが、類似の人工物が、上述した他の印刷技術にも共通して存在することは当業者に知られている。
【０００４】
デジタル画像を印刷するために設計されたインクジェット式プリンタの最先端では、時折画像のハイライト領域で、画質を改善するために、追加的に淡色濃度の顔料が使用されることがある。ハイライト領域では、個々の点は慣例的に遭遇しており、高濃度インクで印刷すると、これらの点が判別可能となり、見た目に汚く映る。こうしたハイライト領域で、より淡い濃度のインクを用いることにより、個々の点の可視性を軽減し、明確な点として認識されないようにすることで、画質が改善される。しかしながら、そのようなプリンタでも、画像の影領域では、許容できる濃度を達成するために、やはり高濃度インクを必要とする。このように、高品質インクジェット式プリンタにおいて使われるインクの典型的組合せは、従来のシアン、マゼンタ、黄色、および黒（ＣＭＹＫ）のインクに加えて、小文字「ｃｍ」で示される、淡色シアンと淡色マゼンタのインクを加えたもの（すなわちＣＭＹＫｃｍ）となる。これらのプリンタでは、使われるインクの総量が、概して標準のＣＭＹＫプリンタより多いため、上述の過剰な顔料の使用に関連した問題は、より悪くなる。
【０００５】
多くのインクジェット式プリンタでは、一般に最大可能量の顔料を用いずとも、満足な濃度と色再現を達成できる。したがって、過度な顔料の使用は、上述した画像人工物を引き起こす可能性を招くのみならず、顔料の浪費をも招く。これは、与えられた量の顔料からユーザが得られるプリント数を減らす不都合を生じさせる。この技術分野では、デジタル画像を印刷する場合、過剰な顔料の使用を避けるべきことは、認められている。通常、画像人工物を引き起こす（つまり、過剰とみなされる）顔料量は、レシーバー、顔料、およびプリンタ技術に依存する。顔料量削減技術の多くは、入力されたデジタル画像データを、各ピクセルごとの２値の「ｏｎ」もしくは「ｏｆｆ」状態に変換するために（概してソフトウェア・プリンタ・ドライバ・プログラム内部で）ハーフトーン化プロセスが用いられるＣＭＹＫプリンタのために知られている。そのようなプリンタにおいて、ハーフトーン化プロセスへの入力画像は、より高いビット精度の画像で、概して１色１ピクセルにつき８ビット（すなわち、２５６レベル）である。
【０００６】
Ｃｈａｎ他に対する米国特許第４，９３０，０１８号は、異なる顔料を積載する複数のインクを用いる、インクジェット式プリントの紙荒れ、および粒の粗さを軽減させる方法を教示している。この方法において、与えられたグレイ・レベルは、様々な異なる方法で再現可能であり、その幾つかは他の方法よりも多くの顔料を使用する。所与のグレイ・レベルを再現する異なる方法は、全体のインクの有効範囲にしたがってランクづけをし、そのオーダーを通して、明示された最大有効範囲限界になるまで繰り返すことにより選択される。
【０００７】
Ｋｌａｓｓｅｎ他に対する米国特許第５，５１５，４７９号は、画像内の各ピクセルのためのインクの有効範囲を測定することにより、マーキング素材（すなわちインク）の有効範囲を減少させる方法を教示しており、ページの所与の領域に過剰なインクが用いられるか否かを決定し、所与領域のピクセルの端数を「ｏｆｆ」にすることによって、インクの量を許容レベルにまで削減するものである。どのピクセルをｏｆｆにするかの決定は、ｏｆｆ効果をランダム化する傾向がある各々の領域を通して処理命令を用いてなされる。この方法は、ページの与えられた領域に置かれるインクの量を効果的に減らす反面、ｏｆｆにするピクセルの選択の処理命令方式に起因するパターン・ノイズを画像にもたらすことになる。また、各色分離においてｏｆｆとなるピクセルは相関しておらず、そのため、他の方式では均一となるはずの画像領域が、この方式では、粒状の外観を呈してしまうこともある。
【０００８】
Ｋｌａｓｓｅｎに対する米国特許第５，５６３，９８５号は、ｏｆｆにするピクセルを、乱数関数を用いて選択することによって、パターン・ノイズの課題を処理している。この方法は、与えられた領域において発生するパターン・ノイズをうまく排除することができる反面、ｏｆｆにするピクセルの選択をランダムな処理で決定しているため、画像にランダムなノイズを発現させてしまう。これは、パターン・ノイズほど見苦しくはないが、やはり最適の状態とは言えない。
【０００９】
Ｌｏｗｅ他に対する米国特許第５，０１２，２５７号は、カラーフィールドの境界にわたって滲みを減らす「スーパーピクセル」印刷方式を記載している。この方式は、セルもしくはピクセルごとの印刷に、２滴を越えないインク滴しか用いず、そして、スーパーピクセルには合計３滴を越えないインク滴しか用いない。ここで、スーパーピクセルは、ピクセル・セルの２ｘ２アレイからなるものである。この方式は、滲みを抑制する反面、色および位置の解像度では不利益を生じさせる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の引例は、ハーフトーン化後に、デジタル・データに作用する方法を用いて、過剰な顔料使用に関連する人工物を減少させる方法を教示している。すなわち、上述の技術は、各ピクセルが０（「ｏｆｆ」、顔料なしを意味する）または１（「ｏｎ」、フル顔料を意味する）のコード値によって表される、２値画像データのビットマップに主に作用する。デジタル・プリンタの画像処理チェーンのこの点では、多くの画像情報はハーフトーン化処理のために失われてしまっており、正確に顔料総量を制御しようとするなら、プレ・ハーフトーン化アルゴリズムに比較すると、より高価でありながら、より正確さを欠いたものとなっている。Ａｌｌｅｎ他に対する米国特許第５，６３３，６６２号は、より高いビット精度のデータ（概して２５６レベル、すなわち、ピクセルごと、色ごとに８ビット）で作用するプレ・ハーフトーン化アルゴリズムを用いて顔料を減少させる方法を教示している。
【００１１】
Ｌｉ他に対する米国特許第５，８７２，８９６号は、インク総量限界を上回るピクセルを、一般にかなりインク総量限界より少ない値まで削減する、プレ・ハーフトーン・インク制限アルゴリズムを教示している。これのための理由は、インク総量限界より多い全ピクセルがインク総量限界に対してマッピングされた場合に起こり得る、多くから１つへのマッピングを防ぐためである。これは、範囲をさらに外れた他の色に場所を開けるため、範囲外の色を実質的に範囲の境界内の色にマップするという、色範囲マッピングにおいてなされる類似のコンセプトである。
【００１２】
上述の引例は、ＣＭＹＫ顔料を用いるインクジェット式プリンタに対し、許容し得るインク限界を提供することにはなろうが、ＣＭＹＫｃｍ顔料を用いたプリンタに対しては、最適の解決法とは言い難い。
【００１３】
このように、高品質画像を提供するために、暗色および淡色の濃度顔料を用いるマルチ顔料プリンタに適用可能な、顔料削減アルゴリズムが求められている。
【００１４】
本発明の目的は、顔料の過剰な使用に関連する、上述の人工物のない、高品質デジタル画像を印刷する方法を提供することである。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、暗色および淡色の濃度顔料が使われるマルチ顔料プリンタで、画像印刷に用いる顔料量削減の方法を提供することである。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、知覚色が実質的に変化しないようにするための暗色および淡色の濃度顔料が使われるマルチ顔料プリンタで、画像印刷に用いられる顔料量削減方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
これらの目的は、２つ以上の顔料を持つデジタル・プリンタでの印刷に適したピクセルの（ｘ，ｙ）アレイを有する入力画像を修正する方法によって達成され、そこでは、実質上同一色および異なる濃度を有する少なくとも２つの類似した顔料があり、さらにそこでは、各ピクセルが顔料総量限界に従う修正顔料量を表すピクセルを持つ出力画像を生成するために、前記２つ以上の顔料の入力顔料量を表す入力コード値を有している。この方法は、以下のステップからなる。
【００１８】
ａ）ピクセルのために、前記２つ以上の顔料の入力顔料量に対応する入力顔料総量を決定するステップ、
ｂ）入力顔料量、入力顔料総量、および顔料総量限界に対応する類似した顔料のために、第１顔料量だけ類似した低濃度の顔料を取り除き、第１顔料量より少量の第２顔料量だけ高濃度の類似した顔料を加えるように修正された顔料量を決定するステップ、および、
ｃ）入力画像内の各ピクセルのためにステップａ）とｂ）を繰り返すステップ。
【００１９】
本発明は、淡色および暗色の濃度顔料を備えたインクジェット式プリンタでデジタル画像を印刷するために使用される顔料量の削減を提供する点で、先行技術を越える利点がある。本発明のもう１つの利点は、デジタル画像の知覚された色が、可能な場合にはいつでも顔料減少プロセスを通して実質上保たれるという点である。本発明のさらにもう１つの利点は、顔料総量が、画像のノイズもしくは粒の粗さを増やすことなく削減されるという点である。本発明のさらに別の利点は、過剰な顔料の使用に関連した画像人工物の改善された制御を提供するに際して、先行技術方法の多くと比較して、顔料の総量をより正確に制御するという点である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、デジタル・プリントの画質を低下させる望ましくない画像人工物を避けるため、デジタル画像を印刷する際に用いられる、顔料量を削減する方法を説明する。以下において、インクジェット式プリンタに関連して、本発明を述べている。しかしながら、この方法が、他の印刷技術にも同様に適用しうることは、認識されなければならない。
【００２１】
入力画像は、個々の画素またはピクセルの２次元の（ｘ，ｙ）アレイから構成されており、２つの位置座標（ｘ並びにｙ）、および、１つの色チャンネル座標ｃの関数として表すことができる。位置座標の各々のユニークな組合せが、画像内のピクセル位置を決定し、各ピクセルは、色チャンネル座標ｃにより指定された、多くの異なるインクに対する入力顔料量を示す入力コード値を持つ。色チャンネルのインク量を示す各入力コード値は、一般に｛０，２５５｝の範囲内の数によって表される。インクジェット式プリンタのための典型的なインクの組は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄色（Ｙ）、黒（Ｋ）、淡いシアン（ｃ）、および淡いマゼンタ（ｍ）のインクから成り、以下ではＣＭＹＫｃｍインクと呼ぶ。シアンとマゼンタの色チャンネルが、概して低濃度顔料（淡色シアンまたは淡色マゼンタ）および高濃度顔料（シアンまたはマゼンタ）のインクによって表されるのと同様に、他のインクにも、低濃度および高濃度が存在する仕様があってもよい。この一例は、概して医学画像で使われるような、高品質のモノクロ・プリントを再現する際に用いられる、黒色顔料のいくつかの異なる濃度仕様を有するインクジェット式プリンタである。本発明は、ＣＭＹＫｃｍインクを用いるインクジェット式プリンタに関連して記述されるが、他のプリンタ技術および顔料に対しても、それらの技術が、濃度の違いを除けば類似もしくは実質的に同色の、少なくとも１つの低濃度顔料と１つの高濃度顔料を含む、複数の（少なくとも２つの）顔料を用いる場合、本発明は同様に適用可能である。インクジェット式プリンタに関しては、顔料量は、インク体積の見地で記載されるが、異なる印刷技術において、他の測定基準の方が、顔料量の計算により適する場合があることは、当業者により認識されている。電子写真式プリンタにおいて、顔料量を用いられるトナーの質量で表すのが、この一例と言えるだろう。
【００２２】
図ｌを参照して、ラスター画像プロセッサ１０が、ホストコンピュータ、ネットワーク、コンピュータ・メモリまたは他のデジタル画像記憶装置などのデジタル画像データ源１２から入力画像の形でデジタル画像データを受ける、インクジェット式プリンタのための一般的な画像処理アルゴリズム・チェーンが示されている。ラスタ画像プロセッサ１０は、入力コード値ｉ（ｘ，ｙ，ｃ）を有する被処理デジタル画像信号を生成するために、画像化アルゴリズムを用いており、ここで、ｘ，ｙはピクセル位置の位置座標、そしてｃは色チャンネル座標を示している。本発明の１つの実施例では、ｃは、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ｃまたはｍの色チャンネルとそれぞれ一致する、０、１、２、３、４または５の値を有している。ラスタ画像プロセッサ１０で用いられる画像化アルゴリズムのタイプは、概してシャープニング（時には「アンシャープ・マスキング」もしくは「エッジ強調」と呼ばれる）、色変換（概してＲＧＢであるソース画像の色空間から、プリンタのＣＭＹＫｃｍ色空間に変換する）、サイズ変更（または位置補間）などを含んでいる。ラスタ画像プロセッサ１０で用いられる画像化アルゴリズムは、アプリケーションに応じて変更可能であり、本発明にとって本質的なものではない。本発明の好ましい実施例では、ラスター画像プロセッサ１０にインプリメントされる色変換ステップは、ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｌｏｒＣｏｎｓｏｒｔｉｕｍによる「カラー・プロフィールのためのファイル・フォーマット（ＦｉｌｅＦｏｒｍａｔｆｏｒＣｏｌｏｒＰｒｏｆｉｌｅｓ）」ＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎＩＣＣ、１Ａ：１９９９−０４によって定義されるように、ＩＣＣプロフィールの形で多次元色変換を含んでいる。ＩＣＣプロフィールは、ソース画像色空間（概してＲＧＢ）から、中間ＣＭＹＫ色空間への変換を指定する。この変換の後に、ＣＭＹＫからＣＭＹＫｃｍへと変換されるが、これは、Ｃｏｕｗｅｎｈｏｖｅｎ他によって１９９９年１２月６日に出願され共通に譲渡された、米国特許出願第０９／４５５，９８１号で開示されている方法にしたがうのが好ましく、その界磁は引用によってここに組み込まれる。
【００２３】
図１のラスタ画像プロセッサ１０に続くのは、入力コード値ｉ（ｘ，ｙ，ｃ）および顔料総量限界を受け取り、修正された顔料量を表わす出力コード値ｏ（ｘ，ｙ，ｃ）を持つ削減画像信号を生成するインク消耗プロセッサ２０である。インク消耗プロセッサ２０は、画像人工物の発生を防止するために、顔料量を（ピクセルごとに、もしくは単位面積ごとに）顔料総量限界Ｖｔの下に削減する機能を実行する。顔料総量限界Ｖｔは、顔料総量限界調整装置２２によって提供される。顔料総量限界Ｖｔは、上述された人工物を持たない高品質画像の作成を確実にするよう決定される。顔料総量限界Ｖｔの適切な値を決定するプロセスは、概して異なる顔料総量を有する色パッチで、テスト画像をプリントし、人工物を持たない最も高い顔料総量を持つパッチを選ぶことにより実行される。特定のインク、媒体、およびプリンタ・パラメータのような因子は、温度と相対湿度のような環境条件として、一般にＶｔの値に影響を及ぼす。顔料総量限界Ｖｔは、概して画像中の各ピクセルに対して同じである。インク消耗プロセッサ２０のインプリメンテーションは、本発明の主な対象であり、以下に説明される。
【００２４】
さらに図１を参照して、インク消耗プロセッサ２０の後に、出力コード値ｏ（ｘ，ｙ，ｃ）を受け取り、マルチトーン化された画像信号ｈ（ｘ，ｙ，ｃ）を生成するマルチトーン・プロセッサ３０が続く。マルチトーン・プロセッサ３０は、プリンタで利用可能なプリント・レベル数にマッチさせるために、各画像ピクセルを表すために用いられるビット数を減少させる機能を実行する。一般的に、出力コード値ｏ（ｘ，ｙ，ｃ）は、ピクセルごとに（色ごとに）８ビットを有し、マルチトーン・プロセッサ３０は、利用可能なプリント・レベル数に依存して、一般にこれをピクセルごとに（色ごとに）１から３ビットに減少させる。マルチトーン・プロセッサ３０は、マルチトーン化を実行するために、当業者に知られている様々な異なる方法を用いてもよい。そのような方法には、概して誤差拡散、クラスタード・ドット・ディザリング、または確率的（ブルー・ノイズ）ディザリングが含まれる。マルチトーン・プロセッサ３０において使用される特定のマルチトーン化方法は、本発明にとって本質的なものではないが、画像化チェーンにおいては、本発明を含むインク消耗プロセッサ２０を、マルチトーン・プロセッサ３０の前にインプリメントすることが肝要である。最後に、インクジェット式プリンタ３６は、マルチトーン化画像信号ｈ（ｘ，ｙ，ｃ）を受取り、所望の画像を作成するために、したがって、ページ上にインクを堆積させる。
【００２５】
ここで、図２に示される３次元（３Ｄ）プロットを参照して、淡色および暗色のシアン顔料の様々な組合せを持つカラー・パッチのインクジェット式のプリントから測定される光学濃度は、３Ｄワイヤーフレーム・メッシュ４２としてプロットされている。淡色シアン顔料量は、プロットの１本の軸に沿って変化し、暗色のシアン顔料量は他の軸に沿って変化する。このプロットでは、淡色および暗色のシアン顔料量は、範囲｛０，２５５｝のデジタル・コード値として明示される。濃度表面を示す３Ｄワイヤーフレーム・メッシュ４２に加え、一組の等濃度線４０は、また、濃度表面の傾斜の２次元（２Ｄ）表示を提供するために示される（明瞭さのために、ワイヤーフレーム・メッシュと垂直に分離した）。したがって、等濃度線４０の組内の各線は、濃度表面での一定濃度のパスである。
【００２６】
ここで図３を参照して、類似した３Ｄプロットは、３Ｄワイヤーフレーム・メッシュ５２としてプロットされた淡色および暗色のシアン顔料の様々な組合せに対応するインク体積を示している。一組のインク等体積線５０は、インク体積表面の傾斜の２Ｄ表現を提供するために示される（再び明瞭さのために、ワイヤーフレーム・メッシュから垂直に分離した）。このように、インク等体積線５０の集合における各々の線は、インク体積表面における一定のインク体積のパスである。ＣＭＹＫｃｍインクジェット式プリンタに適用される本発明の好ましい実施例では、図２と図３に示すような類似データは、同様に淡色および暗色のマゼンタ・チャンネルのために収集され、この情報は、淡色および暗色のシアン・チャンネルと同一の方法で用いられる。そこで、図示のために、淡色および暗色のシアン・インクだけを用いる。
【００２７】
ここで図４に代えて、本発明の好ましい実施例にしたがう、図１のインク消耗プロセッサ２０のインプリメンテーションが説明される。このグラフでは、シアン・トーンスケール・パス６０と一緒に、図２の等濃度線４０および図３のインク等体積線５０が、互いのトップにプロットされている。「体積増加」および「濃度増加」と記されている矢印は、対応する等高線の上での「上り坂」方向を示している。
シアン・トーンスケール・パス６０の重要性を理解するために、白から飽和した最大濃度のシアン色に滑らかに変化するカラー・グラデーション・ランプをプリントするために使用されるＣＭＹＫｃｍインクジェット式プリンタの場合を考える。理論的には、このカラー・グラデーション・ランプには、淡色および暗色のシアン・インクのみが含まれ、他の顔料は用いられない。カラー・グラデーション・ランプに沿う各点でプリントされる淡色および暗色のシアン・インクの量は、シアン・トーンスケール・パス６０の選択によって制御される。一般的に、シアン・トーンスケール・パス６０は、色が白から離れるにつれて、淡色のシアン・インクが量を増やすように加えられ、その後、暗色のシアン・インクが、より暗色のシアン色を再現するために加えられるように作られる。最適の淡色および暗色のインクの使用、および、シアン・トーンスケール・パス６０の特定の形についてのトピックは、本発明に根本的なものではなく、この文書の範囲を越えている。本発明は、生成されるいかなる特定のシアン・トーンスケール・パス６０に対しても、等しく適用することができる。上述されたように、好ましい実施例では、シアン・トーンスケール・パス６０は、画像データをプリンタのＣＭＹＫｃｍ色空間に変換するために、図１のラスター画像プロセッサ１０において使われ、これは、Ｃｏｕｗｅｎｈｏｖｅｎ他によって１９９９年１２月６日に出願され、共通に譲渡された、米国特許出願第０９／４５５，９８１号で説明されたように作られることが好ましく、その開示は、参照によってここに組み込まれる。このように、図４のシアン・トーンスケール・パス６０は、図１のインク消耗プロセッサ２０へ入力される入力コード値ｉ（ｘ，ｙ，ｃ）内に存在する、淡色および暗色のシアン・インクの組合せを説明する。
【００２８】
今、与えられたピクセルのために、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ｃ、ｍそれぞれのための、８ピットの整数値｛１０２、２５５、２１５、０、１４０、１００｝を持つ、一組の入力コード値ｉ（ｘ，ｙ，ｃ）があることを考える。入力コード値のこの組は、マゼンタと黄色のインク量が多く、シアン、淡色のシアン、淡色のマゼンタのインク量が中程度であり、そして、黒インクは存在しないことを示している。例示のために、インクジェット式プリンタにより生成されるインクの体積が、入力コード値ｉ（ｘ，ｙ，ｃ）に対して線形であると仮定しても、一般性は失われない。この条件は、実際、容積線形化技術を用いることにより、いかなるバイナリ・インクジェット式プリンタでも起こることであり、この技術は、例えばＣｏｕｗｅｎｈｏｖｅｎ他によって２００１年６月１４日に出願され、共通に譲渡された、米国特許出願第０９／８８１，４６０号で一般に開示されており、この開示は参照によりここに組み込まれる。この条件下では、当業者に理解されているように、入力顔料総量（それは、このピクセル位置でページに置かれるインク体積に等しい）は、各色チャンネルのコード値を合計することにより推定可能となる。つまり、例えば、コード値２５５が１０ｐｌ（ここで、ｐｌ＝ピコリットル、すなわち１０^−１２リットル）のインクの所与の体積に等しいならば、所与のコード値の組（その合計は８１２）は、ほぼ３１．８４ｐｌ（＝８１２／２５５＊１０ｐｌ）の入力顔料総量を生じさせる。ここで、所与のプリンタ、インク・セット、およびレシーバー・メディアの組合せのための顔料総量限界が、ピクセルにつき３０ｐｌであると仮定する。つまり、前述のように、ピクセルにつき３０ｐｌのインクならば、画像人工物をもたらすことなく、ページに置かれることができる。インク、レシーバー・メディア、プリンタの組合せが変ると、顔料総量限界も変化する。一般的に、顔料総量限界は、どのパッチも画像人工物を有していない、様々なインク量を持つ固体パッチを含むテスト画像ターゲットをプリントすることにより、特定の組合せのために決定される。したがって、顔料総量限界は、人工物のない画像を生成する最も高い値にセットされる。現在のピクセルの３１．８４ｐｌに対応するインク体積は、ピクセルにつき３０ｐｌの限界を上回っている。そこで、現在のピクセルのコード値は修正される必要があり、または、所望しない画像人工物が生成される可能性がある。
【００２９】
図４に戻って、考慮中のピクセルに対応する淡色のシアンおよび暗色のシアンの顔料量（それぞれ、コード値｛１４０、１０２｝）は、シアン・トーンスケール・パス６０上に沿ってある点「Ａ」を定義する。点「Ａ」によって定義されるように、淡色および暗色のシアン量は、所与のピクセルのために、１４０＋１０２＝２４２コード値、すなわち９．４９ｐｌの総体積を占める。しかしながら、図４の等濃度線とインク等体積線を調べると、点「Ａ」と同じ等濃度線の上のどんな点でも、ページ上では、点「Ａ」と同じ濃度（つまり、人間の目には実質的に同じ色に見える）となり、しかし、これらの点の多くでは、（すなわち、同じ等濃度線の上の点「Ａ」の「左」のいかなる点でも）少ない体積のインクを使用することを達成されることが分かる。例えば、概算で、淡色および暗色のシアンのコード値がそれぞれ｛７０、１２５｝となる点「Ｂ」では、点「Ａ」と同じ濃度となるには、７０＋１２５＝１９５総コード値、すなわち、１９５／２５５＊１０ｐｌ＝７．６５ｐｌのみでよい。このように、淡色のシアンと暗色のシアンのコード値を、点「Ａ」の最初の値｛１４０、１０２｝から点「Ｂ」の修正コード値｛７０、１２５｝に修正することにより、実質的にピクセルの元の色を保ちながら、総インク体積で１．８４ｐｌの削減を達成することができる。これにより、ピクセルのための総インク体積を、３１．８４ｐｌから許容できる限界の３０ｐｌまで抑えることができる。事実上、本発明は、入力顔料量、入力顔料総量、および顔料総量限界に対応する類似した顔料のための、修正顔料量を決定し、それによって、第１顔料量だけ低濃度の類似した顔料から取り除き、第１顔料量より少量の第２顔料量だけ、高濃度の類似した顔料に加える。したがって、淡色のシアンのインクの若干を「取り除き」、さらに、色を保つために、それより少量の暗色のシアンのインクを「加える」。淡色のシアンのインクが濃度において暗色のシアンのインクより軽いため、取り除かれる淡色のシアンのインク量は、加えられる暗色のシアンのインク量より大きい。これが、総インク体積が削減される理由であり、この点を認識することが、本発明の理解には不可欠である。
【００３０】
先に述べたように、図１のインク消耗プロセッサ２０内においては、本発明の範囲内で、淡色および暗色のシアンのコード値を修正する多くの異なる方法が可能である。本発明の１つの実施例は、コンピュータ・メモリまたはインク消耗プロセッサ２０にアクセス可能なディスク・ファイルに、等濃度線およびインク等体積線のためのデータを格納することを含み、その後、等高線情報を検索し、入力コード値によって定義される点を含む、所望のインク等体積線と等濃度線の交差点を計算することにより、修正コード値を算出する。この方法は非常に正確である反面、多くのアプリケーションでわずかに時間がかかり、複雑すぎる。本発明の好ましい実施例は、シアン・トーンスケール・パス６０の近傍の等濃度線の平均傾斜を単に計算し、淡色のシアンと暗色のシアンのインク濃度の比率の推定として、その平均傾斜を用いる。この方法は、本質的に等濃度線を、平均傾斜を持つ一組の直線として推定する。例えば、シアン・トーンスケール・パス６０の近傍の等濃度線の平均傾斜が−１／４と算出されたなら、これは、取り除かれる淡色のシアンの４コード値ごとに、暗色のシアンを１コード値だけ加えられなければならないことを意味する。このように、修正コード値は、その後、所望のインク等体積線と、入力コード値によって定義される点を横切る−１／４の傾斜の線との交点を見つけることによって計算される。これは、修正コード値を計算する、非常に単純で迅速な方法である。この単純な計算の短所は、特に大量のインクが淡色の顔料から暗色の顔料へと移動される場合、一般に等濃度線が完全な直線でないために、修正コード値の認められた色が、入力コード値の認められた色と比較して、若干の小さな色エラーを持つ可能性があるということである。しかしながら、この色エラーは、この計算法による利益があるとすれば、一般に許容できるものである。さらなる計算の利益は、所与のピクセルのコード値の合計が、顔料総量限界に一致する合計を上回る場合、上述の処理を実行するだけよいという点である。
【００３１】
所与のピクセルのコード値の合計が、顔料総量限界に対応する合計より少ない場合は、所与のピクセルは望ましくない画像人工物を生成しそうになく、入力コード値は、単純にそのまま図１のマルチトーン・プロセッサ３０に渡され、こうして、上述の計算は保存される。
【００３２】
また、上記の特定の図示で注意すべきことは、所望のインク総体積が、淡色および暗色のシアンの顔料量を修正するだけで達成できるという点である。しかしながら、この場合、淡色および暗色のマゼンタの顔料量もまた、類似した方法で、インク総体積をいくらか削減するように修正可能であり、本発明の好ましい実施例ではこれを利用している。所望されるインク総体積を達成するためにこの方法を必要とする、実に多くの入力コード値の組合せが存在する。加えて、全ての淡色のシアンおよび淡色のマゼンタのインクを削除し、対応する量の暗色のシアンおよび暗色のマゼンタのインクを添加しても、インク総体積を、顔料総量限界を下回るように減らすにはまだ不十分である入力コード値の組合せも存在する。このケースは、次に議論される。
【００３３】
ここで図５を参照して、シアン・トーンスケール・パス６０に沿い、淡色のシアンおよび暗色のシアンのコード値が、それぞれおよそ｛７０、１５５｝である点「Ｆ」を考慮する。また、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ｃ、ｍの入力コード値ｉ（ｘ，ｙ，ｃ）の組が、それぞれ｛１５５、２５５、２５５、２２３、７２、０｝であると仮定する。このピクセルのためのコード値は、合計が９６０となり、したがって、９６０／２５５＊１０ｐｌ＝３７．６５ｐｌのインクを生じさせる（前の通り、プリンタがコード値２５５のために１０ｐｌのインクを生じさせると仮定する）。これは、この例で用いられるピクセル顔料総量限界につき３０ｐｌを上回っており、したがってこのピクセルの入力コード値は修正される必要がある。所望の等濃度線と所望の等体積線の交点を計算すると、結果として生じるコード値は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ｃ、ｍそれぞれに対して｛２２０、２５５、２５５、２２３、−１８８、０｝となり、図５の点「Ｇ」に一致する。（淡色のシアンのコード値−１８８が点をずっと左に置くので、点「Ｇ」は、グラフの境界外にあり、したがって目盛りが打たれていないことに注意。）これらのコード値の合計はピクセルにつき３０ｐｌに等しい７６５であり、したがって、顔料総量限界を満足する。しかしながら、マイナスの顔料量をプリントすることはできないため、これらのコード値は無効であり、したがって、未定義である。また、この場合、淡色のマゼンタのコード値はすでにゼロであるため、淡色のマゼンタの顔料はもう削除不能であり、暗色のマゼンタ・チャンネルは加えられない。このように、全てのチャンネルのために、範囲｛０，２５５｝での有効なコード値を用いる顔料総量限界を満足する付加的なステップが必要となる。このケースを取り扱うために、２つのステップのプロセスが用いられる。最初に、できるだけ多くの淡色のシアンのインクが削除され、淡色のシアンのコード値を７２から０まで減少させる。色を保つために、暗色のシアンの７２／４＝１８のコード値が加えられ、暗色のシアンのコード値を１５５から１７３まで増加させる。このプロセスにより、コード値の合計が３５．５３ｐｌのインクに相当する９０６である図５の点「Ｈ」と一致することになる。この結果、全ての色チャンネルが有効なコード値となるが、依然としてピクセルにつき３０ｐｌの顔料総量限界を上回っている。こうして、現在の体積（すなわち合計）に対する所望の体積（すなわち合計）の比として計算される定数α（積因数）を全てのカラー・チャンネルに乗算する第２のステップが用いられる。したがって、この場合、α＝（７６５／９０６）＝０．８４４であり、点「Ｈ」を示すコード値｛１７３、２５５、２５５、２２３、０、０｝にαを乗算して、コード値｛１４６、２１５、２１５、１８９、０、０｝を生成する。この組の淡色のシアンと暗色のシアンのコード値をプロットすると、図５の点「Ｉ」となる。このように、このステップの後の修正コード値の合計は、７６５（３０ｐｌに相当）となり、総顔料量制限を満足し、全コード値が範囲｛０、２５５｝で有効である。
【００３４】
上記の例に類似した方法では、淡色のインクのコード値が最小値０になっていたり、もしくは、所望の量が削除される前に、暗色のインクのコード値が最大値２５５に増加していたりすることにより、淡色のインク・チャンネルから削除される顔料量が制限を受けるかも知れないという、他の場合が存在する。これらの場合には、淡色のインクの最大量は削除され、暗色のインク・チャンネルに追加され、その後、上述のように顔料総量限界を満たすために、コード値に定数αを乗算する、上の例に類似した方法で処理される。
【００３５】
ここで図６を参照して、本発明の好ましい実施例によって取り扱われるもう一つの特例が説明される。この場合には、淡色のシアンと暗色のシアンのインクの組合せが望ましくないと定義される、視覚上問題がある領域７０が導入されている。そのような領域は一般的に存在しており、さらに、一般には、図６に示されるように位置される。この領域に入る淡色および暗色のインクの組合せが望ましくないという理由は、人間の目には、それらが「ノイズ」または「粒の粗さ」として映るということである。これは、大部分、この領域内の色が、少量の淡色および暗色のシアンの双方のインクを含んでいるという事実によるもので、個々のインクの点が目立って見え、特に暗色のシアンのインクではそれが著しい。このように、視覚上の問題領域７０に入る色をプリントするのは、避ける必要がある。淡色および暗色のインクのこれらの組合せの問題性は、一般に、人間の視覚システムの精巧なモデルを取り入れる視覚上の問題性関数を用いて予測することが可能である。これらの視覚上の問題性関数は当業者に知られており、デジタル・ハーフトーン化アルゴリズムのような画像処理の他の関連分野で使われてきている。本発明の好ましい実施例は、以下のようにこのケースを取り扱う。図６に示されるように、シアン・トーンスケール・パス上にある点「Ｃ」を考える。また、点「Ｃ」に対応するコード値が、現在のピクセル上で過剰なインクを生じさせ、点「Ｄ」に達するまで若干の淡色のシアンのインクを削除し、暗色のシアンのインクを追加することにより、顔料総量限界が満足されることを考える。点「Ｄ」が、視覚上の問題領域７０内にあるため、これは最適の解決ではない。代わりに、本発明の好ましい実施例は、丁度、視覚上の問題領域７０の外で、所望の等濃度線の上にある点「Ｅ」を生成するために、淡色のシアンのインク量を削除し、暗色のシアンのインク量を追加する。点「Ｅ」に対応するコード値の合計が、依然として顔料総量限界を上回る原因になるので、この条件を満たすために、上述のように、定数αをコード値に乗算する。
【００３６】
先に述べたように、本発明にしたがって、一旦顔料総量限界を満足する修正顔料量を表すコード値が生成されたならば、それらは、図１のマルチトーン・プロセッサ３０に送られ、その後インクジェット式プリンタ３６に送られる。インクジェット式プリンタ３６は、マルチトーン化された画像信号ｈ（ｘ，ｙ，ｃ）を受け取り、所望の画像を生成するためにマルチトーン化された画像信号ｈ（ｘ，ｙ，ｃ）の値にしたがって、ページ上の各ピクセル位置にインクを堆積させる。入力デジタル画像内の全ピクセルは、図１の画像チェーンを通して順番に処理され、一般にラスター・スキャン方法でピクセルをプリントするインクジェット式プリンタ３６に送られる。
【００３７】
コンピューター・プログラムの製品は、１つ以上の記憶媒体、例えば、（フロッピー（登録商標）・ディスクのような）磁気ディスクまたは磁気テープのような磁気記憶媒体；光ディスク、光学テープまたは機械読み取り可能なバーコードのような光学記憶媒体；ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）またはリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）のようなソリッド‐ステート電子記憶装置；を含んでいてもよく、または本発明にしたがう方法を実施するために、１つ以上のコンピュータを制御するインストラクションを有するコンピューター・プログラムを格納するために使用される、任意の他の物理的装置または媒体を含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェット式プリンタまたはプリンタ・ドライバにおけるインク消耗プロセッサの設置を示すフロー図である。
【図２】複数顔料プリンタのための淡色および暗色のシアンのインクの重ね刷りの計測濃度を示す３次元プロットである。
【図３】複数顔料プリンタのための淡色および暗色のシアンのインクの重ね刷りのインク体積を示す他の３次元プロットである。
【図４】淡色および暗色の濃度顔料量に対してプロットされるインク体積および等濃度線を示すとともに、本発明にしたがうインク消耗の例を示すグラフである。
【図５】淡色および暗色の濃度顔料量に対してプロットされるインク体積および等濃度線を示すとともに、本発明にしたがうインク消耗の例を示す他のグラフである。
【図６】淡色および暗色の濃度顔料量に対してプロットされるインク体積、等濃度線および視覚上の問題領域を示すとともに、本発明にしたがうインク消耗の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ラスタ画像プロセッサ、１２デジタル画像データ・ソース、２０インク消耗プロセッサ、２２顔料総量限界調整装置、３０マルチトーン・プロセッサ、３６インクジェット・プリンタ、７０視覚上の問題領域。

Claims

ａ）ピクセルを形成するのに適用可能な顔料の、顔料総量限界を決定するステップ、
ｂ）類似した顔料の、前記ピクセルのために使われる、低濃度顔料量および高濃度顔料量を最初に決定するステップ、
ｃ）ステップｂ）で計算された前記低濃度顔料量および前記高濃度顔料量の合計量が前記顔料総量限界を上回る場合を求め、当該場合において、低濃度顔料の一部の代わりに、高濃度顔料を代用し、前記低濃度顔料量および前記高濃度顔料量を変更し、それによって、前記低濃度顔料量および前記高濃度顔料量の合計量が前記顔料総量限界を上回らないようにし、同時に、見た目には、実質的にピクセルが同じ色を有するようにするステップ、および、
ｄ）前記ステップｃ）において、前記ステップｂ）で計算された前記低濃度顔料量の全ての代わりに前記高濃度顔料を代用してもなお前記低濃度顔料量および前記高濃度顔料量の合計量が前記顔料総量限界を上回る場合には、前記ステップｃ）で計算された前記高濃度顔料量および前記低濃度顔料量と、定数との積を求め、当該積をそれぞれ前記前記高濃度顔料量および前記低濃度顔料量とするステップであって、前記定数は、前記ステップｃ）で計算された前記高濃度顔料量および前記低濃度顔料量の合計量に対する前記顔料総量限界の比である、ステップ、
を含むことを特徴とする画像内に色付きのピクセルを形成するために用いられる顔料量を計算する方法。
２つ以上の顔料を持つデジタル・プリンタでの印刷に適したピクセルの（ｘ，ｙ）アレイを有する入力画像を修正するための方法において、少なくとも２つの顔料が実質上同一色、異なる濃度を有して類似しており、また、顔料総量限界に従う修正顔料量を表すピクセルを持つ出力画像を形成するために、各ピクセルが、前記２つ以上の顔料の入力顔料量を表す入力コード値を有していて、
ａ）前記ピクセルについて、前記２つ以上の顔料の入力顔料量に対応する入力顔料総量を決定するステップ、
ｂ）前記２つ以上の顔料の入力顔料量、前記入力顔料総量、および顔料総量限界に対応する類似した顔料について、第１顔料量だけ類似した低濃度の顔料を取り除き、第１顔料量より少量の第２顔料量だけ高濃度の類似した顔料を加えるように前記修正顔料量を決定するステップ、
ｃ）前記ステップｂ）において、前記ステップａ）で計算された前記低濃度の顔料の全てを取り除いて対応する量の前記高濃度の顔料を加えてもなお前記修正顔料量が前記顔料総量限界を上回る場合には、前記ステップｂ）で計算された前記修正顔料量と、定数との積を求め、当該積を前記修正顔料量とするステップであって、前記定数は、前記ステップｂ）で計算された前記修正顔料量に対する前記顔料総量限界の比である、ステップ、
ｄ）入力画像内の各ピクセルのためにステップａ）とｂ）とｃ）とを繰り返すステップ、
を含むことを特徴とする入力画像を修正するための方法。
類似した顔料のための修正顔料量が、前記入力顔料総量、前記顔料総量限界、および前記低濃度の顔料の量と前記高濃度の顔料の量との比に応答して計算される請求項２に記載の入力画像を修正するための方法。