JP4409883B2 - 画像印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば、ライン型サーマルヘッドを用いた溶融型熱転写印刷方式により顔画像などの多階調画像の多値データを２値化して印刷データを生成する画像印刷装置に関する。

一般に、多階調画像の多値データを２値化する２値化手法には、組織的ディザ法（たとえば、非特許文献１、非特許文献２参照）や誤差拡散法（たとえば、非特許文献３参照）などがよく知られている。

組織的ディザ法とは、これはよく知られている手法であるので詳細な説明は省略するが、ｍ×ｍの領域に対してｍ×ｍ個の閾値を固定的に持たせ、入力データがその閾値よりも大きいか小さいかで、２値化する方法である。入力データが「０〜１６」で、ｍ＝４の場合の例を図５に示す。図５（ａ）は入力データ、図５（ｂ）は閾値、図５（ｃ）は出力結果（印刷データ）を示している。

また、誤差拡散法とは、これもよく知られている手法であるので詳細な説明は省略するが、入力データと出力結果との誤差を平均的に小さくしようとするもので、周辺画素へ誤差分を配分する方法である。この方法では、画像の端の部分を除けば、入力データと出力結果とが全く等価になる。閾値を「９」とした場合の誤差拡散法の例を図６に示す。図６（ａ）〜（ｇ）は入力データ、図６（ｈ）は計算結果、図６（ｉ）は出力結果（印刷データ）を示している。
Ｃ．Ｎ．Ｊｕｄｉｃｅ ｅｔ．ａｌ；Ｐｒｏｃ．ＳＩＤ，１５，ｐ．１６１（１９７４） Ｊ．Ｆ．Ｊａｒｖｉｃｅ，Ｃ．Ｎ．Ｊｕｄｉｃｅ ａｎｄ Ｗ．Ｈ．Ｎｉｎｋｅ；Ｃｎｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．１，ｐ１３（１９７６） Ｆｌｏｙｄ ｅｔ．ａｌ．；１９７５ ＳＩＤ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｐｅｒｓ，４．３，ｐ．３６（１９７５）

多階調画像の多値データを２値で印刷する場合、前記した組織的ディザ法では、一般にｍ×ｍの領域内において閾値が小さい順にｍ×ｍの領域中心から配置していくため（図５（ｂ）参照）、孤立した画素が存在しにくいが、たとえば、図５（ａ）において、Ａの入力データが「０〜１３」まで全て同じ出力結果になり、同様に、たとえば、図５（ａ）において、Ｂの入力データが「４〜１６」まで全て同じ出力結果となってしまい、入力データと出力結果とに誤差が生じてしまう。

また、前記した誤差拡散法では、入力データと出力結果との誤差を平均的に小さくしようとするものなので、組織的ディザ法のように入力データと出力結果とに誤差が生じてしまうことはないが、たとえば、図６（ｉ）における画素Ｊのように孤立する画素が多く発生してしまい、印刷媒体の表面が粗い紙などに印刷する場合、印刷が不安定になり、特に孤立点などを印刷できたり、できなかったりしてしまい、安定した印刷が困難になってしまう。

そこで、本発明は、多階調画像の多値データを２値で印刷するときの２値化における誤差を低減させるとともに、不安定な印刷領域を排除できる画像印刷装置を提供することを目的とする。

本発明の画像印刷装置は、多階調画像の多値データを２値化して印刷データを生成する印刷データ生成方法を用いた画像印刷装置において、２値化すべき多値データに対し所定範囲の処理領域を順次設定し、この設定される処理領域ごとに当該処理領域内の多値データを全て加算して総和を求め、この求めた総和をあらかじめ設定された、多値で表わされる１画素の最大の値を示す最大値で除算して商を求め、この求めた商があらかじめ設定された印刷最小ドット数よりも大きいか等しいときには当該処理領域内の各画素のうち、前記求められた商に対応する数の画素を印刷可とし、前記求めた商があらかじめ設定された印刷最小ドット数よりも小さいときには当該処理領域内の各画素は印刷不可とすることにより印刷データを生成する２値化処理部を有することを特徴とする。

本発明によれば、多階調画像の多値データを２値化する場合に生じる誤差を周辺のデータに分配することにより、印刷領域全体で見たときの誤差を低減することができるとともに、不安定な印刷領域を排除できる画像印刷装置を提供できる。

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。
図１は、本実施の形態に係る印刷データ生成方法が適用される画像印刷装置の構成を概略的に示すものである。図１において、たとえば、顔画像などの多階調画像を読取るためのスキャナ部（画像入力手段）１１から、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）信号に変換されたカラーの多階調画像（モノクロの多階調画像でもよい）が入力データとして入力される。入力されたＲ，Ｇ，Ｂの多階調画像は、色変換処理部１２、Ｌｏｇ変換処理部１３、Ｓ字変換処理部（ガンマ補正部）１４を経て、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）あるいは、Ｃ，Ｍ，Ｙの各色成分に分解された画像データ（多値データ）が生成される。そして、階調再現処理を行なうため、この多値データは２値化処理部１５に送られて、２値化処理が行なわれることにより印刷データが生成され、この生成された印刷データはミクロ熱制御処理部１６、ライン数蓄熱制御処理部１７を経て、ライン型サーマルヘッドを用いた溶融型熱転写印刷方式の印刷データ出力部（画像出力部）１８へ送られ、印刷媒体上に印刷出力される。

なお、以下の説明では、説明を簡単にするため、多階調画像がモノクロ画像である場合について述べるが、カラー画像の場合でも同様に適用できることは言うまでもないことである。

次に、本発明に係る２値化処理部１５における２値化処理について、図２および図３を用いて詳細に説明する。
まず、たとえば、２値化処理を行なう前の多階調画像の多値データ（たとえば、「０」〜「２５５」までの値とする）が全て「１２８」の値であり、印刷データ出力部１８における印刷最小ドット数が「１」の場合について説明する。

図２に、多値データが全て「１２８」の値であり、印刷最小ドット数が「１」 の場合についての例を示す。入力される２値化すべき多値データに対し所定範囲の処理領域が順次設定される。たとえば、図２（ａ）に示すように、それぞれが１３個のデータからなる処理領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，…が順次設定されるものとする。

まず、処理領域Ｅ１において、下記式（１）のように、１３個の多値データ（１〜１３）を全て加算して総和を求める。
１２８×１３＝１６６４ … （１）
次に、下記式（２）のように、上記求めた総和を１画素の最大値（２５５）で除算し、商を求める。
１６６４÷２５５＝６ 余り１３４ … （２）
こうして求めた商（６）が印刷最小ドット数（１）よりも大きくなっているので、当該処理領域Ｅ１において印刷させる画素を決めていく。たとえば、処理領域Ｅ１内の１３個の画素のうち、求められた商（６）に対応する数だけ印刷可能とする。処理領域Ｅ１内の１３個の画素の印刷可能とする優先順位は、当該処理領域Ｅ１内の数字「１〜１３」の順番である。本例の場合、求められた商が「６」であるので、図２（ｂ）に示す符号ｅ１のように、「１」から順番に「６」までの６つの画素（黒塗りつぶし部分）を印刷可能とし、それ以外（「７〜１３」）の画素（左傾斜斜線部分）は印刷しない画素とする。

次に、余りの「１３４」について説明する。本例の場合、余り「１３４」は３分割し、隣接する３箇所の処理領域Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６にそれぞれ分配する。なお、この３箇所を２箇所や４箇所の処理領域にしても構わない。また、上記例では３等分しているが、それぞれに重みをつけても構わない。たとえば、処理領域Ｅ４には５０％、処理領域Ｅ５，Ｅ６にはそれぞれ２５％ずつとすると、処理領域Ｅ４には「６７」、処理領域Ｅ５，Ｅ６にはそれぞれ「３３．５」ずつ分配することになる。

なお、求めた商が印刷最小ドット数よりも小さい場合は、求めた総和を当該処理領域Ｅ１に隣接する処理領域Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６にそれぞれ分配する。この場合も３等分してもよく、あるいは、それぞれに重みをつけても構わない。
同様に、処理領域Ｅ２，Ｅ３についても行なうことにより、図２（ｂ）に示す符号ｅ２，ｅ３のようになる。

次に、処理領域Ｅ４について考えると、１３個の多値データの総和が「１６６４」、処理領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３からそれぞれ「１３４／３」ずつ貰うことになるので、総和は合計「１７９８」となり、これを１画素の最大値（２５５）で除算すると商が「７」、余りが「１３」となる。この余り「１３」についても３分割し、隣接する３箇所の処理領域に分配させる。

以上の処理により、処理領域Ｅ４では、図２（ｂ）に示す符号ｅ４のように、数字「１」から順番に「７」までの７つの画素（黒塗りつぶし部分）を印刷可能とし、それ以外（「８〜１３」）の画素（右傾斜斜線部分）は印刷しない画素とする。
同様に、処理領域Ｅ５，Ｅ６についても行なうことにより、図２（ｂ）に示す符号ｅ５，ｅ６のようになる。

次に、たとえば、２値化処理を行なう前の多階調画像の多値データ（たとえば、「０」〜「２５５」までの値とする）が全て「２５」の値であり、印刷データ出力部１８における印刷最小ドット数が「２」の場合について説明する。

図３に、多値データが全て「２５」の値であり、印刷最小ドット数が「２」の場合についての例を示す。図２の場合と同様、図３（ａ）に示すように、それぞれが１３個のデータからなる処理領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，…が順次設定されるものとする。

まず、処理領域Ｅ１において、下記式（３）のように、１３個の多値データ（１〜１３）を全て加算して総和を求める。
２５×１３＝３２５ … （３）
次に、下記式（４）のように、上記求めた総和を１画素の最大値（２５５）で除算し、商を求める。
３２５÷２５５＝１ 余り７０ … （４）
こうして求めた商（１）が印刷最小ドット数（２）よりも小さいので、当該処理領域Ｅ１において印刷させる画素の数は「０」とする。そして、この場合、求めた総和（３２５）を３分割し、隣接する３箇所の処理領域Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６にそれぞれ分配する。
同様に、処理領域Ｅ２，Ｅ３についても行なう。

次に、処理領域Ｅ４について考えると、１３個の多値データの総和が「３２５」、処理領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３からそれぞれ「３２５／３」ずつ貰うことになるので、総和は合計「６５０」となり、これを１画素の最大値（２５５）で除算すると商が「２」、余りが「１４０」となる。

こうして求めた商（２）は印刷最小ドット数（２）と同じになっているので、当該処理領域Ｅ１において印刷させる画素を決めていく。たとえば、処理領域Ｅ１内の１３個の画素のうち、求められた商（２）に対応する数だけ印刷可能とする。処理領域Ｅ１内の１３個の画素の印刷可能とする優先順位は、当該処理領域Ｅ１内の数字「１〜１３」の順番である。本例の場合、求められた商が「２」であるので、図３（ｂ）に示す符号ｅ４のように、「１」から順番に「２」までの２つの画素（黒塗りつぶし部分）を印刷可能とし、それ以外（「３〜１３」）の画素（左傾斜斜線部分）は印刷しない画素とする。

次に、余りの「１４０」について説明する。本例の場合、余り「１４０」は３分割し、隣接する３箇所の処理領域にそれぞれ分配する。

以上の処理により、処理領域Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３では、図３（ｂ）に示す符号ｅ１，ｅ２，ｅ３のように、印刷させる画素の数は「０」となり、その代り処理領域Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６では、図３（ｂ）に示す符号ｅ４，ｅ５，ｅ６のように、数字「１」から順番に「２」までの２つの画素（黒塗りつぶし部分）を印刷可能とし、それ以外（「３〜１３」）の画素（右傾斜斜線部分）は印刷しない画素となる。

以上説明した処理の流れをフローチャートで表わすと図４に示すようになり、以下このフローチャートについて簡単に説明する。
１つの処理領域、たとえば、処理領域Ｅ１に対する処理が開始されると、まず、以前に他の処理領域から分配された値があるか否かをチェックし（ステップＳ１）、以前に分配された値がなければ、当該処理領域Ｅ１において、１３個の多値データを全て加算して総和を求め（ステップＳ２）、ステップＳ３に進む。

ステップＳ１のチェックの結果、以前に分配された値があれば、その以前に分配された値と、当該処理領域Ｅ１における１３個の多値データとを全て加算して総和を求め（ステップＳ４）、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、上記求めた総和を１画素の最大値（２５５）で除算し、商を求める。次に、ステップＳ３で求めた商が印刷最小ドット数よりも大きいか等しいかをチェックし（ステップＳ５）、求めた商が印刷最小ドット数よりも小さくかつ等しくない場合、ステップＳ２で求めた総和を隣接する処理領域に分配し（ステップＳ６）、当該処理領域Ｅ１に対する処理を終了する。

ステップＳ５のチェックの結果、求めた商が印刷最小ドット数よりも大きいか等しい場合、当該処理領域Ｅ１内の印刷可能とする画素の位置と数を決定する（ステップＳ７）。次に、ステップＳ３で求めた商の余りを隣接する処理領域に分配し（ステップＳ８）、当該処理領域Ｅ１に対する処理を終了する。
同様に、処理領域Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６，…についても行なう。

なお、上記の例では、１画素の印刷を排除したが、印刷最小ドット数を変えることで、２あるいは３画素の印刷も排除可能である。

以上のような処理を行なうことにより、従来の組織的ディザ法における誤差を低減させるとともに、不安定な印刷領域を任意に排除することができる。

以上説明したように、上記実施の形態によれば、従来は印刷媒体の表面が粗い紙などに印刷する場合、印刷が不安定になり、特に孤立点などが印刷できたり、できなかったりしてしまう印刷に対して、印刷する最小ドット数を制御することにより（孤立点や、２ドット、３ドットの印刷を任意に排除する）、常に安定した印刷が可能となる。

また、多階調画像の多値データを２値で印刷する場合、従来の組織的ディザ法では入力データと出力結果とに誤差が生じてしまうが、印刷するドット数を計算して誤差分を隣接する処理領域に分配することで、入力データと出力結果との誤差を小さくすることができる。

本発明の実施の形態に係る印刷データ生成方法が適用される画像印刷装置の構成を概略的に示すブロック図。 多値データの２値化処理を説明するための図。 多値データの２値化処理を説明するための図。 多値データの２値化処理を説明するためのフローチャート。 従来の組織的ディザ法を説明するための図。 従来の誤差拡散法を説明するための図。

符号の説明

１１…スキャナ部（画像入力手段）、１２…色変換処理部、１３…Ｌｏｇ変換処理部、１４…Ｓ字変換処理部（ガンマ補正部）、１５…２値化処理部、１６…ミクロ熱制御処理部、１７…ライン数蓄熱制御処理部、１８…印刷データ出力部（画像出力部）、Ｅ１〜Ｅ４…処理領域、ｅ１〜ｅ４…出力結果。

Claims (4)

1. 多階調画像の多値データを２値化して印刷データを生成する印刷データ生成方法を用いた画像印刷装置において、
   ２値化すべき多値データに対し所定範囲の処理領域を順次設定し、この設定される処理領域ごとに当該処理領域内の多値データを全て加算して総和を求め、この求めた総和をあらかじめ設定された、多値で表わされる１画素の最大の値を示す最大値で除算して商を求め、この求めた商があらかじめ設定された印刷最小ドット数よりも大きいか等しいときには当該処理領域内の各画素のうち、前記求められた商に対応する数の画素を印刷可とし、前記求めた商があらかじめ設定された印刷最小ドット数よりも小さいときには当該処理領域内の各画素は印刷不可とすることにより印刷データを生成する２値化処理部を有することを特徴とする画像印刷装置。
2. 前記２値化処理部は、前記処理領域内の各画素の印刷可とする優先順位はあらかじめ定められた位置の順番であり、その位置の順番は離散しないように制御することを特徴とする請求項１記載の画像印刷装置。
3. 前記２値化処理部は、前記求めた総和を１画素の最大値で除算したときに余りが生じた場合、その余りを当該処理領域に隣接する各処理領域にそれぞれ分配することを特徴とする請求項１記載の画像印刷装置。
4. 前記２値化処理部は、前記求めた総和を１画素の最大値で除算して得られた商があらかじめ設定された印刷最小ドット数よりも小さいときには前記求めた総和を当該処理領域に隣接する各処理領域にそれぞれ分配することを特徴とする請求項１記載の画像印刷装置。

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