JP4935916B2 - 画像処理プログラム及び画像処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、ハーフトーン処理後の文字や図形などのエッジ部の見栄えが拡大処理や縮小処理によって悪化してしまう現象を生じにくくすることのできる画像処理プログラム及び画像処理装置を提供することを目的としている。
すなわち、拡大縮小手段は、拡大縮小処理(拡大処理又は縮小処理)後の画像である拡大縮小画像(拡大画像又は縮小画像)の各ピクセルを元画像における1つ以上のピクセルに対応させ、拡大縮小画像のピクセルに対応する元画像のピクセルのピクセル値を合成することで拡大縮小画像のピクセル値を算出する拡大縮小法(拡大法又は縮小法)に従い、画像データに対して拡大縮小処理を行う。
そして、ハーフトーン手段は、拡大縮小処理後の画像データであり、かつ、色変換処理後の画像データに対してハーフトーン処理を行うことにより画像の階調数を低下させる。具体的には、ハーフトーン手段は、ハーフトーン処理の対象となる画像のピクセルのうち、対応する元画像のピクセルに色材の色値を所定の最大レベル値以上とすることで表現されるものが含まれていないピクセルについては第1のハーフトーン処理を行い、対応する元画像のピクセルに色材の色値を所定の最大レベル値以上とすることで表現されるものが含まれているピクセルについては第1のハーフトーン処理に比べてハーフトーン処理後の画像におけるドットのばらつきが小さくなる第2のハーフトーン処理を行う。
ところで、第1のハーフトーン処理が誤差拡散法によるハーフトーン処理である場合、第2のハーフトーン処理は例えば次のようにすることが考えられる。
[1.全体構成]
図1は、パーソナルコンピュータ1とプリンタ2とがデータ通信可能に構成された通信システムの概略構成を表すブロック図である。
制御部11は、パーソナルコンピュータ1の各部を統括制御するものであり、CPU111、ROM112及びRAM113を備えている。
操作部14は、ユーザからの外部操作による指令を入力するための入力装置であり、本実施形態ではキーボードやポインティングデバイス(マウスやタッチパッド等)が用いられている。
一方、プリンタ2は、図2の模式的斜視図に示すようにインクジェット方式の画像形成装置であり、図1に示すように制御部21、記憶部22、通信部23、操作部24、表示部25及び記録部26を備えている。
記憶部22は、記憶データの書換えが可能な不揮発性の記憶装置であり、本実施形態ではフラッシュメモリが用いられている。
操作部24は、ユーザからの外部操作による指令を入力するための入力装置であり、各種操作ボタンを備えている。
記録部26は、図2に示すように、記録媒体としての用紙Pの搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)へ往復移動する記録ヘッド27を備えている。記録ヘッド27の下面(用紙Pとの対向面)には、CMYK各色のインク滴を用紙Pに吐出するための多数のノズル(図示せず)が形成されている。そして、記録部26は、記録ヘッド27を主走査方向へ往復移動させつつ画像データに基づきノズルからインク滴を吐出することにより、その画像データの表す画像を用紙Pに形成する。なお、記録ヘッド27の移動に伴うインク滴の吐出動作と、用紙Pの搬送動作とは交互に行われ、吐出動作中は用紙Pの搬送動作が行われないようになっている。
次に、本実施形態の通信システムで実行される処理の概要について説明する。
パーソナルコンピュータ1では、実行中のアプリケーションにおいて印刷開始操作が行われることによりプリンタドライバ123が起動し、印刷ジョブに係る印刷対象の画像データがラスタライズ(ビットマップ化)されてRGB値で表現された256階調のビットマップデータ(ピクセルデータ)が生成される。そして、この画像データに対し、プリンタ2のインクの色(CMYK値)で表現された画像データに変換する色変換処理が行われ、更に、画像の階調数をプリンタ2の大ドット、中ドット、小ドット及びドット無しに対応する4階調に低下させるハーフトーン処理が行われる。そして、プリンタ2では、こうして生成された4階調のCMYKデータに基づき用紙Pにインク滴が吐出されることにより画像が形成(印刷)される。
次に、パーソナルコンピュータ1で実行される処理手順について説明する。
[3−1.印刷画像出力処理]
図7は、パーソナルコンピュータ1で実行中のアプリケーションにおいて印刷開始操作が行われることにより、制御部11(具体的にはCPU111)がプリンタドライバ123の機能として実行する印刷画像出力処理のフローチャートである。
続いて、S105では、S104で生成したCMYKデータに基づき、プリンタ2の記録ヘッド27のノズルごとに印刷データを割り当てたデータを生成するインターレース処理を行う。
次に、前述したS102〜S104の色変換処理、縮小処理及びハーフトーン処理に対応する画像変換処理について、図8のフローチャートを用いて説明する。なお、以下に説明するように、色変換処理は画像データにおける1ピクセルごとに行われ、縮小処理及びハーフトーン処理は、縮小後のピクセルのピクセル値を算出するために必要なピクセルの色変換処理が完了するごとに行われる。
そして、S205で処理対象の行が偶数行でない(奇数行である)と判定した場合には、S206へ移行し、処理対象の行がRGBデータにおける先頭行であるか否かを判定する。
S210では、処理対象ピクセルが処理対象の行内において最も左に位置するピクセルであるか否かを判定する。そして、S210で最も左に位置するピクセルであると判定した場合には、S211へ移行して第2CMYKバッファにおける0番目の領域に処理対象ピクセルのピクセル値を記録した後、S212へ移行する。一方、S210で最も左に位置するピクセルでないと判定した場合には、そのままS212へ移行する。
一方、前述したS219でRGBデータの行数が奇数でないと判定した場合には、そのまま本画像変換処理を終了する。
次に、前述した画像変換処理(図8)におけるS216で行われる縮小処理について、図9のフローチャートを用いて説明する。
続いて、S303では、ピクセルA〜Fのピクセル値の中に最大レベルのピクセル値(最大レベル値)が含まれているか否かを判定する。ここで、最大レベルとは、色変換処理→縮小処理→ハーフトーン処理の流れにおいて、ハーフトーン処理への入力時のCMYK値(インク打ち込み量)の最大レベルの意味である。インクジェット方式のプリンタ2では、ピクセル値(CMYK値)を最大値(8ビットの場合は255)とするとインク量が過剰となる場合があり、その際には最大値よりも小さい値に設定することがある。したがって、ここでいう最大レベルは、CMYK値の最大値とは限らない。
次に、前述した画像変換処理(図8)におけるS225で行われる最終行縮小処理について、図10のフローチャートを用いて説明する。なお、この最終行縮小処理は、前述した縮小処理と比較すると、新ピクセル(縮小画像を構成するピクセル)のピクセル値(出力値)を算出するために参照するピクセル数が異なる。
続いて、S503では、ピクセルA〜Dのピクセル値の中に最大レベル値が含まれているか否かを判定する。そして、最大レベル値が含まれていると判定した場合には、S504へ移行して新ピクセルの最大レベルフラグをオンにした後、本最終行縮小処理を終了する。一方、最大レベル値が含まれていないと判定した場合には、S505へ移行して新ピクセルの最大レベルフラグをオフにした後、本最終行縮小処理を終了する。
次に、前述した画像変換処理(図8)におけるS217及びS226で行われるハーフトーン処理について説明する。ここで、本実施形態のハーフトーン処理の説明に先立ち、その理解を容易にするため、基本となる従来のハーフトーン処理のアルゴリズムについて解説する。
まず、ハーフトーン処理の手法の一つである誤差拡散法(誤差収集法)のアルゴリズムについて、図11(a)の処理ブロック図及び図11(b)のフローチャートを用いて説明する。
続いて、S603では、ノイズ値をランダムに設定し、あらかじめ設定されている固定のしきい値(四値化するための3段階のしきい値)に加算する。なお、ノイズ値を加算しないようにすることも可能ではあるが、ドット遅延やワームなどのような見栄えの悪化を生じにくくするためにはノイズ値を加算することが有効である。
次に、誤差拡散法以外のハーフトーン処理の手法であるディザ法及び固定しきい値法のアルゴリズムについて、図12(a)の処理ブロック図及び図12(b)のフローチャートを用いて説明する。
続いて、S702では、入力値としきい値とを比較して出力ドットを定める。なお、3つのしきい値に基づく出力ドットの定め方自体は前述した誤差拡散法のS604と同じである。
次に、本実施形態に特有のアルゴリズムとして、誤差をフィードバックせずにディザ法又は固定しきい値法により値を決定し、決定値に基づく誤差については蓄積する誤差拡散法(以下「変形誤差拡散法」という。)のアルゴリズムについて、図13(a)の処理ブロック図及び図13(b)のフローチャートを用いて説明する。本実施形態では、後述するように、ハーフトーン処理の対象となるピクセルのうち、対応する元画像のピクセルに最大レベルのものが含まれていなければ従来の誤差拡散法によるハーフトーン処理(図11)を行い、最大レベルのものが含まれていれば変形誤差拡散法によるハーフトーン処理(図13)を行う。この変形誤差拡散法は、前述したディザ法及び固定しきい値法によるハーフトーン処理(図12)において、誤差バッファへの記録処理(図13(a)の点線枠で囲まれた部分の処理)を行うようにしたものである。
以上の説明を踏まえて、前述した画像変換処理(図8)におけるS217及びS226で行われる本実施形態のハーフトーン処理について、図14(a)の処理ブロック図及び図14(b)のフローチャートを用いて説明する。なお、S217で行われるハーフトーン処理ではS216でピクセル値が算出された新ピクセルを処理対象とし、S226で行われるハーフトーン処理ではS225でピクセル値が算出された新ピクセルを処理対象とする。
このS401で最大レベルフラグがオンでない(オフである)と判定した場合には、S402〜S404,S406〜S408の処理を行った後、本ハーフトーン処理を終了する。この処理は、前述した誤差拡散法(図11(b))のS601〜S606と同一の内容である。つまり、最大レベルフラグがオフのピクセルについては、従来の誤差拡散法によるハーフトーン処理を行う。
以上説明したように、本実施形態のパーソナルコンピュータ1では、ハーフトーン処理の対象となる画像のピクセルのうち、対応する元画像のピクセルにピクセル値が最大レベル値(本実施形態では黒を表現するCMYK値)のものが含まれていなければ従来の誤差拡散法によるハーフトーン処理(S402〜S404,S406〜S408)を行い、最大レベル値のものが含まれていれば変形誤差拡散法によるハーフトーン処理(S405〜S408)を行う。このようにハーフトーン処理を使い分けることで、ハーフトーン処理後の文字や図形などのエッジ部の見栄えが拡大縮小処理によって悪化してしまう現象を生じにくくすることができる。特に、黒文字や黒図形(黒線等)は、表データなどの一般のオフィスドキュメント(オフィスソフトウェアを用いて生成されたデータ)で多く使用されているため、黒文字や黒図形のエッジ部の見栄えの悪化を生じにくくすることは、画質向上により効果的である。
なお、本実施形態では、プリンタドライバ123が画像処理プログラムに相当し、プリンタ2が画像形成装置に相当し、S204の処理を実行するパーソナルコンピュータ1(具体的には制御部11のCPU111。以下同様。)が色変換手段に相当し、S216,S225の処理を実行するパーソナルコンピュータ1が拡大縮小手段に相当し、S217,S226の処理を実行するパーソナルコンピュータ1がハーフトーン手段に相当する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
上記実施形態では、黒を表現するCMYK値のみを最大レベル値としているが、これに限定されるものではなく、例えば、黒を表現するCMYK値に加えて(又は代えて)、最大彩度の色を表現するCMYK値を最大レベル値としてもよい。
また例えば、RGB値が最大値(8ビットの場合は255)及び最小値(0)のみで構成される場合、つまり、RGBCMYの6原色とKについて最大レベルのピクセル値と判定してもよい。ただし、RGB=(255,255,255)の場合(白)は除く。
上記実施形態では、ハーフトーン処理の対象となる画像のピクセルのうち、対応する元画像のピクセルにピクセル値が最大レベル値のものが含まれていなければ従来の誤差拡散法によるハーフトーン処理(図11)を行い、最大レベル値のものが含まれていれば変形誤差拡散法によるハーフトーン処理(図13)を行うようにしているが、これに限定されるものではない。
上記実施形態では、元画像をy方向にのみ2倍に縮小するようにしているが(図6(a))、縮小方向や縮小率はこれに限定されるものではない。例えば図17(a)に示すように、印刷解像度300×300dpiに対し、1200×1200dpiでラスタライズし、x方向において左側、y方向において上側にそれぞれ元画像のピクセル単位(1200dpi)で0.5ピクセル分ずらした重ね合わせ位置に基づき、元画像をx方向及びy方向の両方に4倍に縮小するようにしてもよい。この場合、図17(b)に示すピクセルA〜Yのピクセル値を次式に従い加重平均することで縮小画像を構成するピクセルのピクセル値(出力値)を算出する。なお、次式において、A〜Yは、ピクセルA〜Yのピクセル値を意味する。
+F×2+G×4+H×4+I×4+J×2
+K×2+L×4+M×4+N×4+O×2
+P×2+Q×4+R×4+S×4+T×2
U +V×2+W×2+X×2+Y)/64
また、上記実施形態では、印刷対象の画像データを実際の印刷解像度よりも高い解像度でラスタライズするようにしているが、これに限定されるものではなく、実際の印刷解像度でラスタライズし、元画像に対する縮小画像の重ね合わせ位置をずらして1倍で縮小するようにしてもよい。このようにしても、縮小画像において文字や図形などのエッジ部が滑らかに視認されるようにすることができる。
[6−4.元画像に対する縮小画像の重ね合わせ位置]
また、上記実施形態では、縮小処理において、元画像に対する縮小画像の重ね合わせ位置を、縮小処理が行われるy方向にだけでなく縮小処理が行われないx方向にもずらすようにしているが(図6(a))、これに限定されるものではなく、例えば縮小処理が行われる方向にのみずらすようにしてもよい。
縮小処理が行われる方向は画像が粗くなるため、元画像に対する縮小画像の重ね合わせ位置を、画像のx方向及びy方向のうち少なくとも縮小処理が行われる方向にずらすことは、縮小画像が滑らかに視認されやすくするために有効である。
[6−5.縮小画像が元画像からはみ出した領域]
上記実施形態では、元画像に対する縮小画像の重ね合わせ位置をずらすことにより縮小画像が元画像からはみ出した領域における元画像のピクセルのピクセル値を、そのピクセルに隣接する元画像のピクセルのピクセル値と同一値に設定するようにしているが(S206〜S211,S213,S214,S222,S223)、これに限定されるものではない。
また例えば、縮小画像が元画像からはみ出した領域における元画像のピクセルのピクセル値をすべて0にするようにしてもよい。具体的には、図8の画像変換処理ではS201,S218でCMYKバッファを0に初期化するようにしているため、S206〜S211,S213,S214,S222,S223の処理を行わないようにすることで実現することができる。特に、文書などでは画像の端部のピクセル値は0であることが通常であるため、このように処理を簡易的にしても同様の効果が得られることになる。
上記実施形態では、平均画素法に従った縮小処理を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、バイリニア法やバイキュービック法に従った拡大処理などでも同様の効果を得ることができる。つまり、拡大縮小処理(拡大処理又は縮小処理)後の画像である拡大縮小画像(拡大画像又は縮小画像)の各ピクセルを元画像における1つ以上のピクセルに対応させ、拡大縮小画像のピクセルに対応する元画像のピクセルのピクセル値を合成(平均、補間等)することで拡大縮小画像のピクセル値を算出する拡大縮小法(拡大法又は縮小法)に従った処理であればよい。
上記実施形態では、特許請求の範囲に記載の画像形成装置として、記録ヘッドを往復移動させつつインク滴を吐出するシリアルプリンタを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、記録媒体の幅をカバーする記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させつつインク滴を吐出するラインプリンタであってもよい。
また、本発明を適用可能な技術は、インクジェット方式の画像形成装置用の画像データを生成する技術に限定されるものではなく、例えばインクジェット方式以外(例えば電子写真方式)の画像形成装置用の画像データを生成する技術にも適用することができる。
上記実施形態では、画像変換処理(図8)がパーソナルコンピュータ1側で実行される構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばプリンタ2側で実行されるように構成することも可能である。
Claims (10)
- 拡大縮小処理後の画像である拡大縮小画像の各ピクセルを元画像における1つ以上のピクセルに対応させ、拡大縮小画像のピクセルに対応する元画像のピクセルのピクセル値を合成することで拡大縮小画像のピクセル値を算出する拡大縮小法に従い、画像データに対して拡大縮小処理を行う拡大縮小手段と、
入力画像データを画像形成装置で用いられる色材の色値で表現された出力画像データに変換するための色変換処理を行う色変換手段と、
前記拡大縮小処理後の画像データであり、かつ、前記色変換処理後の画像データに対してハーフトーン処理を行うことにより画像の階調数を低下させるハーフトーン手段
としてコンピュータを機能させるための画像処理プログラムであって、
前記ハーフトーン手段は、ハーフトーン処理の対象となる画像のピクセルのうち、対応する元画像のピクセルに前記色材の色値を所定の最大レベル値以上とすることで表現されるものが含まれていないピクセルについては第1のハーフトーン処理を行い、対応する元画像のピクセルに前記色材の色値を所定の最大レベル値以上とすることで表現されるものが含まれているピクセルについては前記第1のハーフトーン処理に比べてハーフトーン処理後の画像におけるドットのばらつきが小さくなる第2のハーフトーン処理を行うこと
を特徴とする画像処理プログラム。 - 前記ハーフトーン手段は、黒を表現するピクセルを、前記色材の色値を所定の最大レベル値以上とすることで表現されるピクセルとすること
を特徴とする請求項1に記載の画像処理プログラム。 - 前記ハーフトーン手段は、最大彩度の色を表現するピクセルを、前記色材の色値を所定の最大レベル値以上とすることで表現されるピクセルとすること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像処理プログラム。 - 前記第1のハーフトーン処理は、誤差拡散法によるハーフトーン処理であること
を特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の画像処理プログラム。 - 前記第1のハーフトーン処理は、入力値としきい値との比較時に少なくとも一方に比較結果の規則性を乱すためのノイズ値を付加する誤差拡散法によるハーフトーン処理であり、前記第2のハーフトーン処理は、前記第1のハーフトーン処理に比べてノイズ値の効果が小さい誤差拡散法によるハーフトーン処理であること
を特徴とする請求項4に記載の画像処理プログラム。 - 前記第2のハーフトーン処理は、ディザ法又は固定しきい値法によるハーフトーン処理であること
を特徴とする請求項4に記載の画像処理プログラム。 - 前記第2のハーフトーン処理は、誤差をフィードバックせずにディザ法又は固定しきい値法により値を決定し、決定した値に基づく誤差については蓄積する誤差拡散法によるハーフトーン処理であること
を特徴とする請求項4に記載の画像処理プログラム。 - 前記拡大縮小手段は、画像を構成する各ピクセルを面積を持つ格子として捉え、元画像と縮小処理後の画像である縮小画像とを同じ大きさで重ね合わせた場合に縮小画像のピクセルに含まれる元画像のピクセルのピクセル値を、その縮小画像のピクセルに含まれる面積比に応じて合成することで縮小画像のピクセル値を算出する縮小法に従い、画像データに対して縮小処理を行うものであり、元画像に対する縮小画像の重ね合わせ位置を元画像のピクセル単位よりも小さくずらし、その重ね合わせ位置に基づき元画像を正整数倍に縮小すること
を特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の画像処理プログラム。 - 前記ハーフトーン手段は、前記色材の色ごとに設定された最大レベル値に基づき、ハーフトーン処理の対象となる画像の各ピクセルについて、前記色材の色ごとに前記第1のハーフトーン処理と前記第2のハーフトーン処理とを切り替えること
を特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の画像処理プログラム。 - 拡大縮小処理後の画像である拡大縮小画像の各ピクセルを元画像における1つ以上のピクセルに対応させ、拡大縮小画像のピクセルに対応する元画像のピクセルのピクセル値を合成することで拡大縮小画像のピクセル値を算出する拡大縮小法に従い、画像データに対して拡大縮小処理を行う拡大縮小手段と、
入力画像データを画像形成装置で用いられる色材の色値で表現された出力画像データに変換するための色変換処理を行う色変換手段と、
前記拡大縮小処理後の画像データであり、かつ、前記色変換処理後の画像データに対してハーフトーン処理を行うことにより画像の階調数を低下させるハーフトーン手段と、を備え、
前記ハーフトーン手段は、ハーフトーン処理の対象となる画像のピクセルのうち、対応する元画像のピクセルに前記色材の色値を所定の最大レベル値以上とすることで表現されるものが含まれていないピクセルについては第1のハーフトーン処理を行い、対応する元画像のピクセルに前記色材の色値を所定の最大レベル値以上とすることで表現されるものが含まれているピクセルについては前記第1のハーフトーン処理に比べてハーフトーン処理後の画像におけるドットのばらつきが小さくなる第2のハーフトーン処理を行うこと
を特徴とする画像処理装置。
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