JP4533503B2 - 画像処理装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラープリンタおよびプロッタなどの記録装置のインク制限処理における画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルのカラープリンタを用いて印刷を行う際、インクジェット方式やレーザー方式、溶融型熱転写方式などの２値の出力装置に印字を行う場合、２５６階調など多値データのフルカラー画像から、色補正処理、下色除去処理、墨加刷処理、２値化処理（ハーフトーン処理）を行なうことが知られている。
【０００３】
色補正処理の方法については、入力に対して出力すべき色に対応したテーブルをもつことにより、色ごとに対応して、２５６階調から２５６階調に変換する。RGB画像からRGB画像への色補正を行なう場合、すべての色に対してテーブルをもつと２５６x２５６x２５６種類（１６、７７７、２１６色）のテーブルをもつ必要がある。これは大容量となってしまうので、実際は１７x１７x１７程度のテーブルをもち補間して処理をおこなっている。
【０００４】
下色除去,墨加刷処理の方法は色補正処理後、ある割合で入っているシアン、マゼンタ、イエローで印刷されるデータに関して、ある割合でシアン、マゼンタ、イエローを抜いて黒に置き換えて印刷することにより、画像全体が引き締まった画像になる。
【０００５】
また１画素あたりのインクもしくはトナー制限量のあるインクジェット方式やレーザー方式などでは、シアン、マゼンタ、イエローをそのまま印刷すると３００％になってしまうので黒に置き換えて印刷するために完全に置き換えてしまう場合もある。
【０００６】
２値化処理の方法の１つにディザ法がある。ディザ法はマトリクスの閾値を規則的に配置する。大きく分けて分散型と集中型があり、分散型はドット配置をなるべく１ドットで形成するために解像度が高くなる。この方法は溶融型熱転写方式などに用いられることが多い。また集中型は中心を核として順次ドットが太るようにドットを配置して印字を行うため、１ドットに安定性のないレーザー方式などに用いられることが多い。一般に、ディザ法は階調性は良いが解像度が低い。例えば、基本解像度が３００dpiのプリンタにおいてマトリクスの大きさが１６x１６の場合、階調は２５６階調とれるが、解像度は３００／１６＝１８.７５dpiといった低い値となる。現在インクジェット方式では、基本解像度が７２０dpiから１４４０dpiまでの製品があるため、解像度は７２０／１６＝４５dpiから１４４０／１６＝９０dpiになる。
【０００７】
２値化処理のもう一つの方法として誤差拡散法があるが、これは２値化処理の際に生じる画素ごとの誤差データを近傍の何か所かの画素に対し、ある重み係数をかけて拡散させ処理していく方法である。この方法は、個々の画素データの誤差をなるべく近傍のドットに拡散しているため、階調性も原画像に近いイメージであり、解像度も高い。この方法は１ドットごとの安定性がよいインクジェット方式などに使われることが多い。しかし乗算などの計算が必要なため、処理速度が遅いといった欠点がある。
【０００８】
これらの欠点を解消する方法として、近年ブルーノイズマスクを用いたＦＭスクリーンが注目されている。この方法はディザ法のようにマトリクスでありながら、誤差拡散法のような解像度や階調性が実現できる。ブルーノイズとはホワイトノイズの低周波数成分を除いたものであり、高周波数成分のみのマトリクスとなる。
【０００９】
図７は１画素あたりの下色除去に関する説明図である。上記の２値化処理を用いる場合、CMYKすべての画素がオンになると４００％の印字率になってしまう。インクジェット方式などでは、これらの1画素あたりのインク吸収量は用紙により異なるため、実際４色すべてオンの場合はインクの吸収量の制限を越えてしまうためにじみが発生してしまう。そこで色補正処理や下色除去などをおこないCMYKをCMYやKに置き換えたり、CMYをKに置きかえたりしてインク量を調整している。
【００１０】
この処理は通常下色除去の処理で生成された多値のCMYKデータを、その後２値化処理でCMYKなどをKに置き換えたりしていた。
【００１１】
また近年、低濃度域の粒状感を軽減するために、通常のインクの１／２から１／４程度の濃度のインクであるライトインクなどがシアンやマゼンタなどで使えわれることにより６色のインクを使用した方式も製品化されている。
【００１２】
またCMYKでは、色再現性が狭いため、オレンジやグリーンのインクを追加して６色で色再現性印字する方法も近年、製品化されている。
【００１３】
これらのインクを使用した場合もカラーマッチングや下色除去や複雑な2値化処理によって全体的にインク制限処理をおこなっていた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、今までの画像処理では、色補正処理や下色除去処理や墨加刷処理、２値化処理などを含めた複雑な画像処理によってインク量制限をおこなってきた。しかし１画素毎に着目した場合、インク制限量を越えてしまう画素が発生していた。そのため用紙の種類によっては１画素ごとににじみが発生してしまっていた。その結果、画質が劣化するという問題がでていた。そこで1画素ごとにインク制限をおこなう必要があった。また下色除去を行なった場合、画像が全体的に暗くなる傾向もあった。
【００１５】
本発明の目的は、上記の問題を解決するためのものであり、簡単な方法で画像処理のインク制限処理を行なうことにより、画質の向上をはかることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明では、インクの制限量を定義し、インク制限量テーブルを参照し、画素データ変換手段を有することを特徴とする。ディザ方法や誤差拡散方法による２値化処理のあとに、１画素単位でインク量制限をおこなう。以上の構成及び方法により、２値化処理後に１画素ごとにインク制限処理をおこなうことで、インク制限量オーバーによるにじみで画像品質を低下させないことが可能になる。処理速度においてもほとんど問題なく動作することができる。
【００１７】
【発明実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施例の画像処理装置を含む印刷装置の構成を示すブロック図である。コンピュータ１０とカラープリンタ１１をSCSIやEthernet（プロトコルはlprやftpなど）やUSBで接続し、このコンピュータ１０ にスキャナ１２とデジタルカメラ１３などで取り込まれた画像に対してコンピュータ内部のソフトウエアであるグラフィックのアプリケーションを用いモニタ（１４）に表示された画像に対して加工された画像データをプリンタドライバもしくはプリンタ内部の回路やソフトウエアにおいて画像処理を行ないプリントデータに変換することによりプリンタエンジンより印刷する。
【００１９】
図２は、本画像処理装置のソフトウエアの構成を示すブロック図である。コンピュータ２２は、 デジタルカメラ２１やスキャナ２０などから画像入力ドライバ２３で取り込まれた画像をアプリケーション２４上で加工し、プリンタドライバ２５が、拡大、色補正、下色除去、２値化処理を行ない、印刷データとしてプリンタに転送される。そしてプリンタ２６は２値データとしてドットのオンオフを行なう。これら画像処理をプリンタ内部で行なうことも差し支えない。この場合、アプリケーションで生成したデータをプリンタドライバから多値（２５６階調）データをプリンタに転送して、プリンタ側の画像処理機能によって処理をおこなう。
【００２０】
図３は、本発明の画像処理方法を示すフローチャートである。以下、本フローチャートをもとに本発明の画像処理方法について説明する。多値の階調をもつ画像データ（１００）を入力し画像メモリ（１０１）に張り付け、色補正処理（１０２）を行なう。ここではRGBデータをRGBもしくはCMYKに変換する。この場合、RGBの各組み合わせに対して色補正テーブル（１０３）を用いて色毎に各対応した色に変換される。次に下色除去／墨加刷（１０４）が行なわれる。これはRGBデータをCMYKデータに変換する場合に処理が行なわれる。この処理は色補正処理（１０２）の前段でおこなうことも可能であるが、色補正処理（１０４）、下色除去／墨加刷処理（１０４）は色補正処理の内部に組み込むことも可能である。
【００２１】
次に画像を印刷すべき大きさ（解像度による画像サイズ）に拡大もしくは縮小をおこなう。次に2値化処理を行なうがディザ法（１０６）と誤差拡散法（１０８）によって参照するテーブルが異なる。これはディザの場合は、マトリックステーブル（１０７）を参照して２値化を行ない、誤差拡散の場合は、重み係数と閾値テーブル（１０９）を用いて２値化を行なう。
【００２２】
次に本発明の画像処理であるインク制限処理について説明する。インク制限処理部（１１０）は、１画素単位でドットのオンオフを判定できるものであり、これは出力がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック（CMYK）インクの場合、１６通りのインク量制限テーブル（１１）より入力画素に対して、印刷するインクの種類を判定することができる。1画素あたりのインク制限量が２００％までの場合は、２色まで、３００％の場合は３色までの組み合わせで印刷することが可能となる。テーブル構造に関しては、後述する。この処理を追加することで、今まで２値化処理の際に行なってきた複雑なインク制限処理を簡単に行なうことができる。また色補正処理部（１０２）や下色除去／墨加刷処理部（１０４）で行なわれてきた広義なインク量制限を行なわずこのインク制限処理部で行なうことも可能となる。また色のマッチングに対して、あまり重視せず高速印刷を行ないたい場合には、色補正処理部（１０２）と下色除去／墨加刷処理部（１０４）の処理を行なわず、拡大、縮小処理部（１０５）に処理をジャンプさせることが可能となる。しかしこの場合１画素あたり４００％で印刷されることがある。よってこのようにインク制限処理を行ない、印刷データを出力装置に転送することによって、にじみのない最良の印刷を得ることができる。
【００２３】
図４は、本発明の出力色が4色の場合のインク制限処理部のパラメータテーブルについて説明する図である。。インク制限処理は、インク制限処理テーブルより１画素ごとに１対１で対応しており、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのCMYK４色の場合は１６通り（４ビットテーブル）である。各入力画素に対してテーブルをもっているので、細かい調整をすることも可能となる。４色インクにおいてインク制限量が２００％の場合、画像の種類によって黒を重視したい場合は、出力１に示すようにブラックインクが入って入る３次色以上の画素に関しては、すべてブラックに置き換え、２次色以下はそのまま印刷する。また出力２に示すように彩度を重視したい場合は、３次色でブラックを含む色に関してはブラック以外の色を使って印刷しそれ以外の3次色以上の色はブラックにする。２次色以下はそのまま印刷する。この変換処理により、彩度の高い印刷物にすることができる。なお図５の０はドットオフ、１はドットオンを示し、この０１データによって４ビットのテーブルで示すことができる。
【００２４】
図５は、本発明の出力色が６色の場合のインク制限処理部のパラメータテーブルについて説明する図である。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンタのCMYKLcLmまたはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、オレンジ、グリーンのCMYOrGrなどの６色インクの場合は６４通り（６ビットテーブル）となる。通常濃度のインクとライトインクが同時にオンの場合もこのテーブルを参照して処理すれば簡単に処理することができる。またシアンとブラックが印刷された場合、彩度を重視する場合はライトシアンなどに置き換えることも可能である。
【００２５】
また、テーブル構造をとることによって簡易的な色補正も行なうことができる。
図３に示すようにインク制限が200％の用紙および印刷方法において、3次色である画素がシアン、イエロー、ブラック（CYK）となった場合、通常ブラックに置き換えることが考えられていたが、このテーブル構造をとることによって、基本的に（１）シアン、イエロー（2）シアン、ブラック（3）イエロー、ブラック（4）シアン（5）イエロー（6）ブラックの6種類の設定を行なうことができる。これは彩度を重視するか、黒を重視するかなどの要因によってのインクを印刷するかを決定できる。
【００２６】
また、溶融型熱転写方式のカラープリンタにおいては、インクの制限なく400％まで印刷可能なためそのまま印字することができる。しかしこの場合、CYKと印刷すると赤みかかった黒にはならず、最後に重ねる色の影響が強くなるため、黒を最後に印刷した場合、黒以外の色は見えなくなってしまう。このような時も黒以外の色を優先させたい場合は、シアン、イエロー（CY）と印刷することが可能となる。
【００２７】
図６は、本発明におけるマスクパターンの説明図である。
【００２８】
またインク制限を一種類にせずある規則に基づいてテーブルを切り替えることにより、色の分散が可能となる。これは、ドット配置がランダムな写真などの画像に有効である。あるマスクパターンを用意してそのマスクパターンにしたがってインク制限処理を行なうことにより、色に均一性を取り除くことができる。マスクパターン１（１２０）とマスクパターン２（１２１）は４x４の対象的なマスクになっており編掛けの部分が同じインク制限テーブルを参照する画素であり、このマスクをくり返すことにより、ランダムな色配置をおこなう。
【００２９】
また、マスクパターン１（１２２）とマスクパターン２（１２３）とマスクパターン３（１２４）とマスクパターン４（１２５）は４種類のテーブルを参照する場合に用いることができ、２種類のマスクパターンを使用した場合よりランダムな色の配置となる。説明の都合上４x４のマスクパターンを使用したが、マスクパターンの大きさは限定されるものではない。大きいマトリックスであるほど色の配置にランダムさが増すことになる。またマスクパターンの数も２個以上であれば、制限されるものではない。ある画素がCYKとなった場合、1ドットおきにCY、CK、YKとくり返すことにより全体的に印刷物を見たときに色が平均化してくる。
【００３０】
以上の画像処理は、コンピュータの内部のソフトウエア、プリンタドライバ、プリンタ内部のソフトウエア、ハードウエアで実現が可能となる。またこれらの処理は、インクやトナーの種類、色数に限定されるものではない。更に、１画素あたりに数種類のドットを印刷する多階調印刷にも摘要できる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればインク制限処理部で1画素ごとの色の処理をおこなうことにより今まで誤差拡散処理などのように1画素ごとのドットのオンオフが予想がつかない処理に対してインクのにじみによる画質の劣化をおさえることが可能となり、高画質化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明のソフトウエアの構成を示す説明図である。
【図３】本発明の画像処理方法を示すフローチャートである。
【図４】 CMYKインクにおけるインク制限参照テーブルである。
【図５】 CMYKLcLmインクにおけるインク制限参照テーブルである。
【図６】本発明のマスクパターンを示す説明図である。
【図７】下色除去を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ コンピュータ
１１ カラープリンタ
１２ スキャナ
１３ デジタルカメラ
１４ モニタ
２０ スキャナ
２１ デジタルカメラ
２２ コンピュータ
２３ 入力ドライバ
２４ アプリケーション
２５ プリンタドライバ
２６ プリンタ
１００ 画像データ
１０１ 画像メモリ
１０２ 色補正処理部
１０３ 色補正テーブル
１０４ 下色除去／墨加刷処理部
１０５ 拡大縮小処理部
１０６ ２値化処理部（ディザ）
１０７ マトリックステーブル
１０８ ２値化処理部（誤差拡散）
１０９ 重み係数、閾値テーブル
１１０ インク制限処理部
１１１ インク制限テーブル
１１２ 出力装置
１２０ マスクパターン１
１２１ マスクパターン２
１２２ マスクパターン３
１２３ マスクパターン４
１２４ マスクパターン５
１２５ マスクパターン６
１３０ 下色除去１
１３１ 下色除去２
１３２ 下色除去３

Claims (2)

1. 多値画像データを２値以上のデータに変換する画像処理装置において、
   ２値化処理後のデータに対して、１画素あたりのインク許容量ごとに且つ所定の出力画像の種類に応じて前記１画素毎の入力される色の組合せに対して出力する色の組合せか、あるいは、１画素あたりの所定のインク許容量且つ所望の出力画像の種類に応じて前記１画素毎の入力される色の組合せに対して出力する色の組合せを定義した複数のテーブルの中から所望の前記インク許容量と前記出力画像の種類とに応じて定められた前記テーブルに基づいて、前記１画素毎に印刷する色ごとのドットのオンオフを決定する処理手段を有し、
   前記テーブルは前記インク許容量が同一であり、前記出力画像の種類が異なり、前記入力される色の組合せに対して前記出力する色の組合せが異なる定義がされ、
   前記処理手段が前記ドットのオンオフを決定するときに、前記１画素毎に前記ドットのオンオフを決定する処理を許可あるいは不許可とする定義を所定の画素数についてマトリクス状に配置したマスクパターンであって、前記マスクパターンは、２つのマスクパターンからなり、前記許可の配置が前記２つのマスクパターン毎に異なり、前記許可の配置が前記２つのマスクパターン間で相互補完されるように前記２つのマスクパターンの前記許可と前記不許可の配置が反対となる配置がされ、前記２つのマスクパターン毎に参照する前記テーブルが予め決められている前記２つのマスクパターンを順に切り替えくり返し用いて、前記１画素毎の印刷する色毎のドットのオンオフを決定することを特徴とする画像処理装置。
2. 多値画像データを２値以上のデータに変換する画像処理方法において、
   ２値化処理後のデータに対して、１画素あたりのインク許容量ごとに且つ所定の出力画像の種類に応じて、前記１画素毎の入力される色の組合せに対して出力する色の組合せか、あるいは、１画素あたりの所定のインク許容量且つ所望の出力画像の種類に応じて前記１画素毎の入力される色の組合せに対して出力する色の組合せを定義した複数のテーブルの中から所望の前記インク許容量と前記出力画像の種類とに応じて定められた前記テーブルに基づいて、前記１画素毎に印刷する色ごとのドットのオンオフを決定するステップを有し、
   前記テーブルは前記インク許容量が同一であり、前記出力画像の種類が異なり、前記入力される色の組合せに対して前記出力する色の組合せが異なる定義がされ、
   前記ドットのオンオフを決定するときに、前記１画素毎に前記ドットのオンオフを決定する処理を許可あるいは不許可とする定義を所定の画素数についてマトリクス状に配置したマスクパターンであって、前記マスクパターンは、２つのマスクパターンからなり、前記許可の配置は前記２つのマスクパターン毎に異なり、前記許可の配置が前記２つのマスクパターン間で相互補完されるように前記２つのマスクパターンの前記許可と前記不許可の配置が反対となる配置がされ、参照する前記テーブルが予め前記２つのマスクパターン毎に決められている前記２つのマスクパターンを順に切り替え繰り返し用いて、前記１画素毎の印刷する色毎のドットのオンオフを決定するステップを有することを特徴とする画像処理方法。

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