JP4777268B2 - 画像形成装置、及び画像処理装置の制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態による画像形成システムの構成を示したブロック図である。図1において、1は画像処理装置、2はプリンタを示し、また3は制約情報演算部である。なお、画像処理装置1は例えば一般的なパーソナルコンピュータにインストールされたプリンタドライバによって実施され得る。その場合、以下に説明する画像処理装置1の各部は、コンピュータが所定のプログラムを実行することにより実現されることになる。また、別の構成としては、例えば、プリンタ2が画像処理装置1を含む構成としてもよいし、制約情報演算部3が画像処理装置1に含まれていても良い。
K=M_LUT_3D(R',G',B') ・・・(2)
Y=Y_LUT_3D(R',G',B') ・・・(3)
K=K_LUT_3D(R',G',B') ・・・(4)
Lc=Lc_LUT_3D(R',G',B') ・・・(5)
Lm=Lm_LUT_3D(R',G',B') ・・・(6)
ここで、式(1)〜(6)の右辺に定義される各関数が、色分解用LUT104の内容に該当する。色分解用LUT104はレッド、グリーン、ブルーの3入力値から、各インク色への出力値を定める。本実施形態では、CMYKLcLmの6色を具備する構成であるため、3入力値から6出力値を得るLUT構成となる。
以上のようにYcut(k)が設定されると、次に走査Duty設定部105は、走査Duty設定用LUT106と各色分解処理プレーンの画像データに基づき、走査毎のDuty値を設定する(S104)。
なお、走査Duty設定用LUT106として保持される値は上記設定法に限られるものではなく、例えば変曲点を細かく設定してもよいし、ノズル毎に直接指定しても良い。 ステップS104で設定される走査Dutyは、図7に示すように、走査Duty設定用LUT106と色分解データの積として設定される。すなわち、図7の左項に示されるように、色分解後のデータに対して、ノズルごとに設定されたDuty分割率を乗じることにより、その結果が図7の右項に示されるように、ノズルごとの走査Dutyとして設定される。これにより、実際の走査時には、ターゲットとする色分解データに対し、各ノズルは走査Duty分のみのインクを吐出して画像を形成する。
C_d(nx,ny)=C(nx,Ycut(k)+ny)×S_LUT(ny)・・・(9)
C(nx,Ycut(k)+ny)≦D_Th1のとき、
「走査番号k=1,5,・・・,4n+1(nは0以上の整数)」については
C_d(nx,ny)=C(nx,Ycut(k)+ny) ・・・(10)
「上記以外の走査番号」については
C_d(nx,ny)=0 ・・・(11)
C(nx,Ycut(k)+ny)≦D_Th2のとき、
「走査番号k=1,5,・・・,4n+1」および
「走査番号k=2,6,・・・,4n+2」については、
C_d(nx,ny)=C(nx,Ycut(k)+ny)/2 ・・・(12)
「上記以外の走査番号」については、
C_d(nx,ny)=0 ・・・(13)
C(nx,Ycut(k)+ny)≦D_Th3のとき、
「走査番号k=1,5,・・・,4n+1」および
「走査番号k=2,6,・・・,4n+2」および
「走査番号k=3,7,・・・,4n+3」については、
C_d(nx,ny)=C(nx,Ycut(k)+ny)/3 ・・・(14)
「上記以外の走査番号」については、
C_d(nx,ny)=0 ・・・(15)
上記式(9)が通常のDuty分解処理であり、式(10)〜(15)が例外Duty分解処理を示す。色分解データ値がD_Th1よりも小さい場合には、式(10),(11)で示すように1回の走査で画像形成を行うようにし、D_Th2よりも小さい場合には、式(12),(13)で示すように2回の走査で画像形成を行うようにする。そして、D_Th3よりも小さい場合には、式(14),(15)で示すように3回の走査で画像形成を行うようにする。
・領域A+Bと領域Cにおいて、低周波成分は逆位相、高周波成分は無相関関係となる。
・領域A+B+Cと領域Dにおいて、低周波成分は逆位相、高周波成分は無相関関係となる。
・・・(18)
ここで、本実施形態における制約情報の算出処理について詳細に説明する。本実施形態の制約情報は、2値画像最適化処理により算出された制約情報に対して、低周波逆位相化フィルタLPF_Sをかけることによって求められる。以下、領域A〜Dに対する制約情報の算出処理について、図13のブロック図および図14のフローチャートを用いて詳細に説明する。図13は、制約情報演算部3の構成を示すブロック図であり、図14は制約情報演算部3における演算処理を示すフローチャートである。なお、後述する制約情報の最適化ブロックにおける説明の都合上、記録ヘッド201が96個のノズル列を具備し、4パス印字を行う場合を例として説明する。ただし、上述した16ノズルやその他のノズル数による構成であっても、同様に制約情報を設定することが可能である。
O_DmnA'(X,Y)=b_a(X,Y)*F_E ・・・(20)
ただし、*はコンボリューション(畳み込み)を示す
以下、ステップS204における最適化について、図16のフローチャートを用いて詳細に説明する。本実施形態においては、制約情報の最適化に遺伝的アルゴリズムを用いるが、その他の最適化アルゴリズムを適用しても良い。なお、遺伝的アルゴリズムは周知であるため、詳細な説明は割愛する。
なお、評価値Iから適応度Fへの変換式は式(21)に限るものではなく、シグモイド関数などを用いて、評価値Iが小さくなるほど適応度Fを大きくするようにしても良い。
さらに、O_DmnAの平均値(DC成分)を0にするため、下式に示すように、O_DmnAの平均値Ave_Aを減算して領域Aの最終的な制約情報Dmn_Aを算出する。
以上で、図14のステップS204における領域Aの最適化が終了する。
次に下式に示すように、制約情報の低周波成分Dmn_A_Fを領域Bの原画像g_bから減算して、領域Bの補正後データg_b'を算出する。
次にステップS206では、最適化部303で領域Bの制約情報を最適化する。具体的には、評価部304で算出される評価値Iを最小化する。この評価値Iは、領域Bの補正後画像g_b'と、その2値画像b_bに対し、評価フィルタF_Eを畳み込んだ画像の誤差より算出される。なお、ステップS206における処理は、上述したステップS204(すなわち図16のフローチャート)と同様の処理であるため、説明を省略する。
次に次式に示すように、領域AおよびBの制約情報の低周波成分Dmn_A_FおよびDmn_B_Fを、領域Cの原画像g_cから減算して、領域Cの補正後データg_c'を算出する。
−Dmn_B_F(X,Y) ・・・(27)
次にステップS208では、最適化部303で領域Cの制約情報を最適化する。具体的には、評価部304で算出される評価値Iを最小化する。この評価値Iは、領域Cの補正後画像g_c'と、その2値画像b_cに対し、評価フィルタF_Eを畳み込んだ画像の誤差より算出される。なお、ステップS208における処理は、上述したステップS204(すなわち図16のフローチャート)と同様の処理であるため、説明を省略する。
次に次式に示すように、領域A,B,Cの制約情報の低周波成分Dmn_A_F,Dmn_B_F,Dmn_C_Fを、領域Dの原画像g_dから減算して、領域Dの補正後データg_d'を算出する。
−Dmn_B_F(X,Y)
−Dmn_C_F(X,Y) ・・・(29)
次にステップS210では、最適化部303で領域Dの制約情報を最適化する。具体的には、評価部304で算出される評価値Iを最小化する。この評価値Iは、領域Dの補正後画像g_d'と、その2値画像b_dに対し、評価フィルタF_Eを畳み込んだ画像の誤差より算出される。なお、ステップS210における処理は、上述したステップS204(すなわち図16のフローチャート)と同様の処理であるため、説明を省略する。
次にステップS402において、誤差拡散処理用に累積誤差を加算する。以下、累積誤差の加算処理について詳細に説明する。
シアン(4n+1)累積誤差ラインバッファ402を使用
「走査番号k=2,6,・・・,4n+2のとき」
シアン(4n+2)累積誤差ラインバッファ403を使用
「走査番号k=3,7,・・・,4n+3のとき」
シアン(4n+3)累積誤差ラインバッファ404を使用
「走査番号k=4,8,・・・,4n+4のとき」
シアン(4n+4)累積誤差ラインバッファ405を使用
なお、各シアン累積誤差ラインバッファ402,403,404,405はそれぞれ、図27の2701〜2704に示す4組の記憶領域からなる。すなわち、「Ec1_0,Ec1(x)」、「Ec2_0,Ec2(x)」、「Ec3_0,Ec3(x)」、「Ec4_0,Ec4(x)」の4組である。例えば、シアン(4n+1)累積誤差バッファ402は、1個の記憶領域Ec1_0と、入力画像の横画素数Wと同数の記憶領域Ec1_(x)(x=1〜W)を有する。また、各シアン累積誤差ラインバッファ402,403,404,405はそれぞれ、走査番号k=1,2,3,4の処理開始時のみ、全て初期値0で初期化されている。例えば走査番号k=5の処理開始時には、(4n+1)累積誤差バッファ402は初期化されない。
次にステップS403において、閾値選択部407は閾値Tを選択する。閾値Tは、例えば以下のように設定される。
或いは、ドット生成遅延を回避するため、平均量子化誤差が小さくなるよう、C_dに応じて閾値Tを以下のように細かく変更しても良い。
次にステップS404において、量子化部408は、誤差加算後の画素データIc'と閾値Tを比較し、ドットの2値化結果であるOut_cを決定する。その規則は次の通りである。
Out_c=0 ・・・(34)
Ic'≧Tのとき、
Out_c=255 ・・・(35)
次にステップS405において、誤差演算部409は、注目画素Icに誤差を加算した画素データIc'と、出力画素値Out_cとの差分Err_cを、次のように算出する。
次にステップS406において、誤差拡散部410が誤差を拡散する。即ち、シアン(4n+1)累積誤差ラインバッファ402を用いて、横画素位置xに応じた誤差Err_c(x)の拡散処理が、以下のように行われる。
Ec1(x−1)←Ec1(x−1)+Err_c(x)×3/16 (x>1)
Ec1(x)←Ec1_0+Err_c(x)×5/16 (1<x<W)
Ec1(x)←Ec1_0+Err_c(x)×8/16 (x=1)
Ec1(x)←Ec1_0+Err_c(x)×13/16 (x=W)
Ec1_0←Err_c(x)×1/16 (x<W)
Ec1_0←0 (x=W)
・・・(37)
以上で、走査番号k=1のシアン1画素分の2値化(量子化値0,255)が完了する。
以下、本発明に係る第2実施形態について説明する。上述した第1実施形態では、ハーフトーン処理部108にて誤差拡散処理を行う例を説明した。第2実施形態では、誤差拡散法に代えてディザ法を用いる例を示す。上述したように、ディザ法は誤差拡散法に比べて高速に処理を行えるため、第2実施形態では高速処理が可能となり、さらに第1実施形態と同様の制約情報を用いるため、第1実施形態と同様の効果が得られる。
次にステップS502で量子化部503において、上記I_cとしきい値マトリクス502の該当要素値との比較を行い、ステップS503にて2値化データを出力する。ここで図32に、第2実施形態におけるディザ処理による2値化の概要を示す。このときの2値化の規則は、しきい値マトリクス502の要素値Th(0〜255)が以下のように表される。なお、Thは図32に示すように、印刷画像上のアドレスに対応した閾値群である。
Th<I_cのとき、 Out_c=255 ・・・(40)
第2実施形態におけるThとしては、周知のしきい値マトリクスを使用すれば良い。例えばBayer配列であっても良いし、ドット集中型であっても良いし、ブルーノイズマスク配列であっても良い。また、しきい値マトリクス502は、走査番号毎に異なるマトリクスを用いても良いし、常に同一のマトリクスを用いても良い。
上述した各実施形態では、所定方向に配列された複数のノズルを有する記録ヘッドをノズルの配列方向と交差する方向に記録媒体上で走査させて、記録媒体にインクを吐出することで画像を形成するインクジェット記録方式を用いた画像処理装置を説明した。しかしながら本発明は、インクジェット方式以外の他の方式に従って記録を行う記録装置(例えば熱転写方式や電子写真方式)に対しても適用できる。この場合、インク滴を吐出するノズルはドットを記録する記録素子やレーザー発光素子に対応することとなる。
Claims (8)
- 記録媒体上の同一領域に対して記録ヘッドを複数回記録走査させて、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録走査の各々に対応する記録量を算出する走査内記録量算出手段と、
予め定められた制約情報が加算された前記記録量に対し、閾値を用いてN値化処理(Nは2以上の整数)を施して形成対象となるドットパターンを作成するN値化手段と、
を有し、
前記制約情報は、各画素におけるドットの形成されやすさを正又は負の値で表し、前記記録媒体上の同一領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記N値化手段で作成されるドットパターンの位相が低周波域で逆位相となるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 記録媒体上の同一領域に対して記録ヘッドを複数回記録走査させて、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
前記記録走査の各々に対応する記録量を算出する走査内記録量算出手段と、
前記記録量に対し、予め定められた制約情報が加算された閾値を用いてN値化処理(Nは2以上の整数)を施して形成対象となるドットパターンを作成するN値化手段と、
を有し、
前記制約情報は、各画素におけるドットの形成されやすさを正又は負の値で表し、前記記録媒体上の同一領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記N値化手段で作成されるドットパターンの位相が低周波域で逆位相となるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。 - 前記制約情報は、前記記録媒体上の同一領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記N値化手段で作成されるドットパターンの位相が高周波域で無相関となるように設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記走査内記録量算出手段は、前記記録ヘッドにおける前記記録素子の位置に応じて前記画像データに応じた記録量を分割することによって、前記記録素子ごとの記録量を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記走査内記録量算出手段は、前記記録媒体上の同一領域に対する前記記録素子ごとの記録量の合計が、前記画像データに応じた記録量となるように、前記記録素子ごとの記録量を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 記録媒体上の同一領域に対して記録ヘッドを複数回記録走査させて、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置にドットパターンを出力する画像処理装置の制御方法であって、
走査内記録量算出手段が、前記記録走査の各々に対応する記録量を算出する走査内記録量算出ステップと、
N値化手段が、予め定められた制約情報が加算された前記記録量に対し、閾値を用いてN値化処理(Nは2以上の整数)を施して形成対象となるドットパターンを作成するN値化ステップと、
を有し、
前記制約情報は、各画素におけるドットの形成されやすさを正又は負の値で表し、前記記録媒体上の同一領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記N値化手段で作成されるドットパターンの位相が低周波域で逆位相となるように設定されていることを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - 記録媒体上の同一領域に対して記録ヘッドを複数回記録走査させて、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置にドットパターンを出力する画像処理装置の制御方法であって、
走査内記録量算出手段が、前記記録走査の各々に対応する記録量を算出する走査内記録量算出ステップと、
N値化手段が、前記記録量に対し、予め定められた制約情報が加算された閾値を用いてN値化処理(Nは2以上の整数)を施して形成対象となるドットパターンを作成するN値化ステップと、
を有し、
前記制約情報は、各画素におけるドットの形成されやすさを正又は負の値で表し、前記記録媒体上の同一領域に既に記録されたドットパターンに対し、前記N値化手段で作成されるドットパターンの位相が低周波域で逆位相となるように設定されていることを特徴とする画像処理装置の制御方法。 - コンピュータに請求項6又は7に記載の画像処理装置の制御方法の各ステップを実行させるためのコンピュータプログラム。
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