JP4638210B2

JP4638210B2 - ハーフトーン画像内の光沢差を処理する方法

Info

Publication number: JP4638210B2
Application number: JP2004356482A
Authority: JP
Inventors: リュチュー−ヘン; シュベイレイ; ワンシェン−ゴォ
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2024-12-09
Also published as: JP2005176378A; US20050128523A1; EP1542448A3; US7382495B2; EP1542448B1; EP1542448A2

Description

本開示は、一般に、図形またはテキストを問わず画像データのハードコピーに特有のグロス（光沢）に関する。より具体的には、本開示は、デジタル画像データおよび当該デジタル画像データがハードコピーに印刷された際の光沢差（differential gloss）の制御に関する。

グラフィックアートおよび商用印刷市場において、静電グラフィックプリンタエンジンは、これまで各種の問題により普及が阻まれてきたが、とりわけ光沢差に関して広く知られた画質問題が含まれる。従来の電子写真プリントを含む典型的な静電グラフィックプリントでは通常、高密度領域に高い光沢が現われる。中間トーン領域では光沢のある基板の画像光沢は最低レベルになる。高密度領域と中間トーン領域の間のこのような光沢差をある種のユーザーは容認しない。

米国特許第４，２１０，３４６号明細書米国特許第５，６９５，２２０号明細書米国特許第６，１０８，５１２号明細書米国特許第５，７３４，７５２号明細書米国特許第５，０８７，５０７号明細書米国特許第５，６７８，１３３号明細書米国特許第５，７８８，２８５号明細書米国特許第５，８５３，１９７号明細書米国特許第５，４８７，５６７号明細書米国特許第４，３１０，１８０号明細書米国特許第５，５８３，６６０号明細書

従来の典型的なアプローチは、トナーおよび溶融処理の最適化を通じて高密度領域における光沢を減らすものであった。しかし、この種のアプローチはまた、同時に全体的な画像光沢も減らしてしまう。これは却って、電子写真プリントに典型的な光沢のある外観を望ましいと考える別のユーザー群の不評を買うものである。

従って、上述のように、特別なトナー／インクまたは溶融処理の変更を必要とせずに、光沢全般を制御し、光沢差を克服する処理が可能な装置および方法へのニーズが存在する。このように、特有の光沢差を処理する改良された方法を用いてこれらの欠陥および上述の不都合な点を解決することが望ましい。

本明細書の実施形態で開示するのは、ハーフトーン画像内の光沢差を処理する方法である。本方法は、光沢特性の顕著性が高い第一のハーフトーン、及び、第一の選択されたハーフトーンと同一の密度特性を維持しながら、光沢特性の顕著性が低い第二のハーフトーンを選択するステップを含む。第一のハーフトーンがハーフトーン画像の少なくとも一部に適用され、第二のハーフトーンがハーフトーン画像の残りの部分に適用される。

本明細書の実施形態ではまた、ハーフトーン画像内の光沢差に処理する方法を開示する。本方法は、光沢特性の顕著性が高い第一のハーフトーン、及び、第一の選択されたハーフトーンと同一の密度特性を維持しながら、光沢特性の顕著性が低い第二のハーフトーンを選択するステップを含む。次いで、通常の印刷条件下で潜在的に高い光沢領域に対応するハーフトーン画像の領域が決定される。潜在的に高い光沢領域に対応すると決定されたハーフトーン画像の該当部分に第二のハーフトーンが適用され、ハーフトーン画像の残りの部分に第一のハーフトーンが適用される。

本明細書の実施形態ではまた、ハーフトーン画像内の光沢差に処理する方法を開示する。本方法は、光沢特性の顕著性が高い第一のハーフトーン、及び、第一の選択されたハーフトーンと同一の密度特性を維持しながら、光沢特性の顕著性が低い第二のハーフトーンを選択するステップを含む。次いで、通常の印刷条件下で潜在的に低い光沢領域に対応するハーフトーン画像の領域が決定される。潜在的に低い光沢領域に対応すると決定されたハーフトーン画像の該当部分に第一のハーフトーンが適用され、ハーフトーン画像の残りの部分に第二のハーフトーンが適用される。

更に、本明細書の実施形態では、ハーフトーン画像内の光沢差に処理する方法を開示する。本方法は、光沢特性の顕著性が高い第一のハーフトーン、及び、第一の選択されたハーフトーンと同一の密度特性を維持しながら、光沢特性の顕著性が低い第二のハーフトーンを選択するステップを含む。次いで、通常の印刷状況下で潜在的に高い光沢領域および低い光沢領域に対応するハーフトーン画像の領域が決定される。潜在的に低い光沢領域に対応すると決定されたハーフトーン画像の該当部分に第一のハーフトーンが適用され、ハーフトーン画像の潜在的に高い光沢領域に対応すると決定されたハーフトーン画像の部分に第二のハーフトーンが適用される。

本明細書が提供する開示は、画像光沢がハーフトーン構造に強く影響を受けるとの最近の発見により動機付けられている。発明者らはまた、ハーフトーン構造の変化に伴い画像光沢が変動する一方、画像密度および通常の見え方は変わらないままであり得ると結論付けた。この新たな発見により、ある種のユーザーに不評である光沢差を減少させるべく、低光沢領域の光沢を高めるおよび／または高光沢領域の光沢を下げるために異なるハーフトーン構造をどのように利用すべきかについて本明細書で述べる。各種のハーフトーン構造の間に特有の、知覚された異なる光沢レベルを適切に利用することにより、知覚される光沢の所望の処理、および光沢差の減少は、画像光沢全体を減らしたり、または特別のトナーや溶融最適化を用いたりする必要なしに実現可能である。どの画像領域がどのハーフトーン構造を受像するかの判定は、局所密度だけに基づき、自動画像強調の特徴として、あるいは各種の分割技術を単独または組み合わせることで選択することができる。

図１に、位置１にある人間の目がどのようにしてページの光沢を読むことができるか、またスキャナでは読めないかを示す。３種の光沢付きトナー領域１４を示す。光源２からの１本の光線１０が用紙の光沢トナー１４が無い場所に当たり、反射光１３が散乱される結果、位置１にある人間の目へ向かう方向を含め、あらゆる方向へのわずかな光しか存在しない。同輝度である別の光線１１が、用紙の光沢トナー１４が存在する場所に当たると、大量の反射光１２が、図に示す方向に存在する。人間の目が位置１に示すように配置されている場合、光沢／非光沢領域間の大きな差異は人間の目で容易に視認可能である。しかし、位置３に配置されたならば入射光は用紙に直交する。この場合、光沢／非光沢領域の両方から来る散乱光はわずかしか存在しないため、目は顕著な差異を感知することができない。

印刷画像は通常、それらが印刷されている基板の光沢とは異なる光沢を示す。これは、使用されたマーキング材料（トナーまたはインク）の物理的性質に起因する。これらのトナーまたはインク材料は、光を散乱させ、次いで自身の材料特性および適用時の扱われ方に応じて画像の光沢に影響を及ぼす。従来、適用されたハーフトーン構造の絞込み選択により処理され得るハーフトーンに特有の反射および散乱特徴が存在するという事実がほとんど注目されていなかった。

異なるエリアカバレッジ（area coverage）における画像光沢は、単に基板と画像光沢の線形補間にエリアカバレッジで重み付けしたものに過ぎないとの典型的な誤解がこれまであった。この仮定から生じる一つの誤った結論は、画像密度と光沢との間に１対１の関係があるとするものである。しかし、米国特許出願第１０／１５９，４２３号「光沢マーク用のハーフトーン画像光沢制御」に開示されているように、同一トナーカバレッジ（coverage）および密度を有する画像が、トナー／インクおよびハーフトーン構造が変われば非常に異なる光沢を示す場合がある。本出願は、ハーフトーン構造の処理を用いてハードコピー印刷画像の光沢差を減らす方法の教示を指向する。

モノクロ印刷の比較的簡単な方式で用いる一つの可能な実施形態において、異なる画像領域の単位面積当りの平均質量は、単一分離（single separation）の密度により完全に決定される。印刷の光沢差を減らすためには、ハーフトーンスキームの光沢強調／減少機能を画像密度／色に紐付ける。高質量／密度領域において、光沢を弱めるハーフトーン構造が使用される。中間トーン領域において、デジタル画像処理システムは、それらの画像領域をレンダリングすべく、光沢強調ハーフトーン構造を適用することを指向する。このように、２個の密度領域間の光沢差を減らしたり、あるいは解消したりすることもできる。更に、強い異方性光沢特性（米国特許出願第１０／１５９，４２３号「光沢マーク用のハーフトーン画像光沢制御」では好ましいとされている）を与えるハーフトーン構造の回避も、適切なハーフトーンの選択における例である。

図２に、各種のクラスタサイズでハーフトーン構造の光沢が異なる様子を示す。クラスタサイズは、ピクセル単位で測定して６００ｄｐｉである。図２のチャートに示す比較は、クラスタサイズが５０%の一定密度および固定ハーフトーンパターンのもとで変化した場合に光沢がどのように異なり得るかを示す。ハーフトーン印刷システムにおいて、クラスタサイズは、ハーフトーンの周期（halftone frequency）に反比例する。確率的スクリーン（stochastic screen）は、クラスタサイズが１ピクセルのパターンの場合と同様の光沢特性を有し、一方、１００〜２００ｌｐｉのクラスタドットスクリーンは、より大きなクラスタサイズ（〜３ピクセル）を有するパターンに近い光沢外観を示す。例えば、確率的スクリーンは中間トーン範囲付近の低周期（１００〜２００ｌｐｉ）クラスタドットハーフトーンタイプよりも、大幅に高い光沢を示す点に注意されたい。簡単な特徴化は、高エリアカバレッジ領域においてより粗いスクリーンまたはハーフトーンタイプを、低エリアカバレッジ領域においてより微細なスクリーンを用いることにより、光沢差を大幅に減らすことができる点である。

図３に、上述の通りに光沢が変動するハーフトーンセルタイプを用いて実現可能な光沢処理された画像３００を示す。スクリーンＡ３１０は１種のハーフトーンセルタイプを使用し、スクリーンＢ３２０は別のものを使用する。円３０１は、画像スクリーン３００、３１０および３２０にまたがって視認しやすくするために描かれている。ここで意図しているのは、球体３０２が画像３００中央部で画像３００の残りの部分と同じ光沢のレベルを有するとして認知されることである。スクリーンＡ３１０は中程度の密度の傾向にあるハーフトーンの領域を提供し、スクリーン３２０は高密度ハーフトーンセルの球体領域を提供する。このように、２種のスクリーンを選択してパッチワーク的に継ぎ合わせることにより光沢差が減少した画像３００が生成される。

カラー画像のレンダリング等、より複雑な状況において、印刷画像の光沢差を減らす一つの典型的なプロセスは、以下の２個のステップからなる。

１）画像分割：画像のデジタコンテンツに基づいて、通常の印刷条件下で潜在的に高光沢および／または低光沢の領域を決定する。

２）光沢差の減少：低光沢領域（群）に対する光沢強調ハーフトーンスクリーン（群）および／または高光沢領域（群）に光沢減少ハーフトーンスクリーン（群）を適用する。通常の印刷条件の下で、プロセスブラックは通常、画像内で最も高い光沢を有する。プロセスブラックを生成すべくハーフトーン化が4段階に分解してなされるため、ハーフトーン構造を処理する余地がかなりある。一実施例において、高密度のプロセスブラック領域が画像の残りの部分から分割される。本例では、本実施例における分割基準はＫ＞７０％、Ｃ，Ｍ，Ｙ＞４０％である。しかし、この分割基準はプリンタが異なれば異なる場合があり、画像コンテンツが異なる場合でも異なり得ることを理解されたい。高密度区間内で分割マップが得られたならば、１４１ｌｐｉ（但し１００〜２５０の範囲にある任意のｌｐｉを用いてもよい）のクラスタドットスクリーンの組が使用される一方、他の領域には確率的スクリーンが適用される。高密度領域（例えば画像中の毛髪）の光沢が９５から８０へ減らされた。画像の光沢差は、このハーフトーン構造処理の例を通じて大幅に減らされ、このように処理された画像とそうでない画像の間に明瞭な視覚的な差異が見られる。

光沢差が減った画像を生成する一つの方式を図４に示す。ここで、通常の場合、原画像４００が入力データとしてデジタルフロントエンド（ＤＦＥ）４１０に受信される。しかし、セグメンタ４２０は入力データとして原画像４００も同様に受信する。画像出力端末（ＩＯＴ）４３０へ送られた処理済み画像はグレースケール化されていて、通常の場合、ハーフトーン密度は原画像４００データにより制御される。しかし、ハーフトーンタイプ選択は、セグメンタ４２０の出力により制御されてマルチプレクサスイッチ４４０への入力とされる。セグメンタ４２０の出力は、原画像４００の一部が第一のハーフトーンタイプを用いるように指示する機能を果たす一方、原画像４００の残りの部分に別のハーフトーンを用いるように指示する。従って、マルチプレクサ４４０はセグメンタ４２０の指示により、スクリーン１タイプのハーフトーン４５０と、スクリーン２タイプのハーフトーン４６０との間を切り替わり、ラスタ入力処理済み（ＲＩＰ）画像データがＩＯＴ４３０へ渡された際の合成結果を生成する。このように、光沢差が減らされたハーフトーンタイプ同士の重ね合わせがＩＯＴ４３０において原画像４００に埋め込まれて、光沢差が減らされた画像が提供される。

上述の実施形態は、ハーフトーン領域の画像光沢を変更可能な方法を提供する。しかし、これらのシナリオは、背景／立体画像光沢の修正が必要な状況における操作の自由度に制限される。これらの場合、一般に、透明／不可視トナーを用いて、画像の見かけの密度／色を維持しながら、ハーフトーン構造を処理する余地がより多く得られる。「不可視」トナーは、特定の画像／カラーコンテンツに一切の顕著な見かけの密度／色差をもたらさない任意のトナー（カラーまたは透明）であってよい。「不可視」トナーの詳細について、代理人整理番号ＸＲ１−１０６７「ハーフトーン画像内の光沢差を処理する方法」を参照されたい。

結論的に、各々が同一の密度特性を有していながら、見かけの光沢が明確に異なるように慎重に選ばれた２種のハーフトーンタイプの間を切り替えることにより、特別なトナーまたは用紙を必要とせずに光沢差を減らすことが可能になる。このような光沢差の処理は、無論、自身が最適な特有の光沢特性を示すトナー／インクおよび基板系と合わせることで最適に利用可能である。このようなシステムの例として、静電グラフィックで高品位のインクジェットシステムが含まれる。ワックスベースのシステムは通常、特有の光沢が少ないが、それらの特有の光沢を増す技術に改良可能であることがわかろう。正にそのようなシナリオにおいて、そのようなワックスベースのシステムの適用もまた本明細書の示唆するところである。当業者には、これらの示唆するところが、カラー画像およびモノクロすなわち白黒の両方に適用でき、また普通紙、光沢紙または透明フィルムに適用できることがわかるであろう。当業者はまた、特有の光沢差のこの処理が、無地の黒色領域（固体トナー／インク）または色白、従って、無トナー／無インク領域がある場所で弱いことがわかるであろう。その理由は、これらの領域が、選択されたハーフトーンの特有の光沢を最適には示さないためである。

本明細書に開示した実施形態が好適である一方、各種の代替的な変更、変形、または改良が当業者により実施可能である点がこの教示から認められる。例えば、当業者により、本明細書が提供する教示は、２種より多くの異なるハーフトーン構造を選ぶことを含め、多くの種類のハーフトーンセルタイプおよび構成に適することができ、また、多くの種類のトナー／インクおよび基板タイプに適用できることが理解されよう。この種のあらゆる変型が添付の請求項に含まれることを意図している。

添付の請求項は、原出願および補正分であろうと、本明細書に開示する実施形態および教示の変型、代替物、変更、改良、等価物および実質的透過物を包含しており、現時点で実現も予想もされていないもの、および、例えば出願人／特許権利者その他から生じるものを含む。

ページの光沢部分の間の顕著な差を人間の目がどのように検出できるかを示す図である。単純なクラスタドットハーフトーンに見られる光沢バリエーションをクラスタサイズの関数として示す図である。光沢差を処理すべく２個のハーフトーンパターンが交互に現れるパッチワークを示す図である。図３に示す光沢を処理すべくハーフトーンパターンを交互に用いた画像を実現するための実施形態の例を示す図である。

符号の説明

１位置、２光源、３位置、１０光、１１光、１２反射光、１３反射光、１４光沢トナー、３００画像、３０１円、３０２球体、３１０スクリーンＡ、３２０スクリーンＢ、４００原画像、４１０デジタルフロントエンド、４２０セグメンタ、４３０ＩＯＴ、４４０マルチプレクサ、４５０ハーフトーン、４６０ハーフトーン。

Claims

画像内の光沢差を低減する画像処理装置であって、
任意の第一のハーフトーンを前記画像内においてユーザが高密度領域と判断した任意の範囲の第一の領域に適用し、前記第一のハーフトーンよりも光沢が弱く同一の密度特性を維持する第二のハーフトーンを前記画像内における前記第一の領域よりも密度が低い第二の領域に適用する手段を備える画像処理装置。
請求項１に記載の画像処理装置であって、
前記第一のハーフトーンと前記第二のハーフトーンとは互いにスクリーン線数又はスクリーンのパターンが異なることを特徴とする画像処理装置。