JP5605094B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、色材の使用量を制限した画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、プログラムおよび記録媒体に関する。

電子写真方式やインクジェット方式のようなカラー画像を形成する出力装置では、３色以上の色材を使用することによって出力媒体上に画像を形成するため、出力の度に消費される色材量が出力コストに直接関わる。また、色材を使いすぎることによって、定着不良や色材の飛び散りによる画質の劣化が発生する。

そこで、従来、出力コスト削減や、画質劣化の抑制ために、色材の使用量を制限する技術がある。例えば、色材が飛び散るような画質劣化を抑制しつつ色材を制限するために、色材総量を制限する上限値が一律に同じではなく、色信号毎の色材総量を各色信号に設定された上限値以下にする（特許文献１を参照）。

しかし、従来の色材を制限する装置では、各色で色材総量が上限を超えないように色材を減らすため、色材制限前の再現色との色差が大きくなる色と、色差が小さくなる色とがあり、これにより、画像全体の色バランスが崩れてしまうという問題があった。

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、画像全体の色バランスが崩れることなく、色材の使用量を制限した画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。

本発明は、色材を表す色材信号の各画素の色成分値を低減することにより、前記各画素の色成分値の総量である色材量を低減する画像処理装置において、前記色材信号の色材量が所定の制限値を超えているとき、前記色材量を前記所定の制限値内に低減する色材量低減処理手段を備え、前記色材量低減処理手段は、色成分値と該色成分値に対応する色を予測する色予測モデルを記憶する記憶手段と、色差制限値を設定する設定手段と、前記各画素の色成分値に対し、前記記憶手段の前記色予測モデルから取得した色成分値低減前の色と色成分値低減後の色との色差が前記色差制限値を超えるまで該色成分値を所定量ずつ低減させる低減手段と、前記各画素の色成分値が低減された前記色材信号の色材量が前記所定の制限値内にあるか否かを判定する判定手段とを備え、前記色材信号の色材量が前記所定の制限値内にないと判定されたとき、前記色材量が前記所定の制限値内に低減されるまで、前記色差制限値を増加させながら前記低減手段と前記判定手段を繰り返し実行することを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、削減対象となる全ての色について、発生する目標色からの色差が同じとなるように色材量を減少させるので、画像全体の色バランスが保たれる。

本発明のハードウェア構成の一例を示す。 本発明の画像処理部の構成を示す。 色変換テーブルを説明する図である。 実施例１の処理フローチャートを示す。 色材量低減処理の処理フローチャートを示す。 図５（Ｓ５０２）の処理フローチャートを示す。 実施例２の処理フローチャートを示す。 実施例２の計算例を説明する図である。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。本発明は、カラー画像形成装置において色材の使用量を制限する処理に際して、削減対象となる全ての色について、発生する目標色からの色差が同じとなるように色材量を減少させている。

図１は、本発明のハードウェア構成の一例として、プリンタ２０の内部構成を示す。プリンタ２０は、主に、ＣＰＵ２０１と、ＮＶＲＡＭ２０２と、プログラムＲＯＭ２０３と、ＲＡＭ２０４と、エンジンインターフェース２０５と、エンジン２０６と、パネルインターフェース２０７と、パネル装置２０８と、ホストインターフェース２０９と、ディスクインターフェース２１０と、ディスク装置２１１とから構成されている。

ＣＰＵ２０１は、プログラムＲＯＭ２０４のプログラム、パネル装置２０８からのユーザーによる指示、あるいはホスト装置（ホストコンピュータ）１０からのコマンドによってコントローラ全体を制御する。ＮＶＲＡＭ２０２は、パネル装置２０８からのユーザーによる指示の内容等のデータを記憶する不揮発性記憶装置であり、プログラムＲＯＭ２０３には、コントローラの制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ２０４は、ＣＰＵ２０１のワークメモリ、入力データのインプットバッファ、プリントデータのページバッファ、あるいはダウンロードフォント用のメモリとして使用される。エンジンインターフェース２０５は、エンジン２０６とコマンドおよびステータスや、印字データの通信を行うインターフェースで、実際の印字動作はエンジン２０６が行う。パネルインターフェース２０７は、パネル装置２０８とコマンドおよびステータスの通信を行うインターフェースで、パネル装置２０８はタッチパネル等の入出力装置であり、プリンタ等の状態が表示され、またユーザーからの指示が入力される。ホストインターフェース２０９はＲＳ２３２Ｃなどが使用され、ホストコンピュータ１０と通信を行うインターフェースである。また、ディスクインターフェース２１０は、ディスク装置２１１と通信を行うためのインターフェースである。ディスク装置２１１は、フォントデータ、プログラム、あるいは印字データ等種々のデータを記憶しておくディスク装置で、ハードディスク装置などで構成されている。

ここで、プリンタ２０のプリント実行時の基本動作を簡単に説明する。ホストコンピュータ１０において、ユーザーが印刷コマンドを入力すると、ＲＧＢ画像データおよび印刷設定データがプリンタ２０へ送られる。ユーザーが色材セーブモードを選択した場合には、その設定情報は、印刷設定データに含まれている。

ホストコンピュータ１０からホストインターフェース２０９を通して送られてくる入力ＲＧＢ画像データは、文字、グラフィックス、イメージの３種類のオブジェクトに分かれており、プリンタが解釈可能なデータ形式となっている。これらのＲＧＢオブジェクトデータは、ＣＰＵ２０１によって画像処理を施され、エンジンで画像出力可能なＣＭＹＫビットマップ画像となって一旦ＲＡＭ（ページバッファ）２０４に格納される。ここで実行される画像処理については後述する。最後に、画像処理された、ＣＭＹＫビットマップ画像がエンジンインターフェース２０５に送出される。

図２は、ＣＰＵ２０１によって実行される画像処理機能を実現する、画像処理部の構成を示し、図３は、色変換手段において使用する色変換テーブルを説明する図である。

本発明の画像処理部は、図２に示すように、色変換処理手段１０１、ラスタライズ処理手段１０２、色材セーブ処理手段１０３、中間調処理手段１０５から成る。

色変換処理手段１０１は、ＲＧＢ画像データをＣＭＹＫ画像データに変換する。具体的には、ＲＧＢ画像データを構成する各オブジェクトデータのＲＧＢ色信号を、ＣＭＹＫ色信号に変換することで、ＣＭＹＫオブジェクトデータで構成されるＣＭＹＫ画像データに変換する。オブジェクトの種類に応じて、色変換のパラメータを切り替える場合もある。ＲＧＢ色信号は、各８ビットであることが多く、ここでは、変換後のＣＭＹＫも各８ビットであるとする。すなわち、０〜２５５の整数値をとる。

具体的な色変換方法としては、図３のように、ＲＧＢ信号を均等分割した各点に対応するＣＭＹＫ信号をテーブル化したもの（色変換テーブル）を作成しておき、色変換テーブルを用いて補間を行うことで、任意のＲＧＢ信号をＣＭＹＫ信号に変換する。

ラスタライズ処理手段１０２は、ＣＭＹＫ画像データを構成するオブジェクトデータのデータ形式を解釈し、まとめて１ページのＣＭＹＫビットマップ画像に変換する。文字オブジェクトであればフォント情報を解釈してビットマップ化する。グラフィックスオブジェクトであれば、ベクターデータを解釈してビットマップ化する。イメージデータであれば、ページ内の位置を合わせてそのまま貼り付ける。全オブジェクトを処理することで、１ページのＣＭＹＫビットマップ画像を作成する。

色材セーブ処理手段１０３は、色材セーブ条件に基づいて、ＣＭＹＫ信号（色材信号）の値（色成分値）を低減させることで、色材をセーブする処理を行う。この処理は本発明の特徴であり、その詳細は後述する。

中間調処理手段１０４は、多値であるＣＭＹＫビットマップ画像を、エンジンで画像出力可能な２値もしくは少値のＣＭＹＫビットマップ画像に変換する。例えば、ディザ処理、誤差拡散処理等を用いて、ＣＭＹＫ各８ビット信号を、ＣＭＹＫ各１ビット、もしくは各２ビットや各４ビットの信号に変換する。

図４は、実施例１の色材セーブ処理手段の処理フローチャートを示す。以下、色材セーブ処理手段による色材セーブ処理内容を説明する。

ＣＭＹＫ画像データが、色材セーブ処理手段１０３に入力する（Ｓ４０１）。ここでは、ＣＭＹＫビットマップ画像が入力される。

色材セーブ処理手段１０３は、画像全体での色材量Ｔを算出する（Ｓ４０２）。具体的には、各画素のＣＭＹＫデータをすべて足し合わせることで、画像全体での色材量Ｔを求める。また、ここでのＣＭＹＫデータは、画像を出力する際に使用されるものの、色材量に対応付けられているとは限らない場合もあるため、そのような場合には、ＣＭＹＫデータを成分毎に色材量に相当する量に変換してから、足し合わせることが好ましい。変換方法は、例えば、ＣＭＹＫデータと色材量との関係を前もって１次元テーブル化しておき、そのテーブルを用いて行うことができる。

色材セーブ処理手段１０３は、画像全体での色材量Ｔが、色材セーブ条件である制限値ＴＬ以下であることを満たしているか否かを判定する（Ｓ４０３）。条件を満たしていれば、処理を終了する。条件を満たしていなければ、Ｓ４０４の色材量低減処理に進む。色材セーブ処理手段１０３は、色材セーブ条件を満たすように色材量を低減する処理を行う（Ｓ４０４）。

図５は、色材セーブ処理手段における色材量低減処理（Ｓ４０４）の詳細な処理フローチャートを示す。

色材セーブ処理手段１０３は、色差制限値ＤＬを設定する（Ｓ５０１）。色差制限値とは、色材量低減前の色に対する色材量低減後の色の色差制限値を表す。次いで、色材セーブ処理手段１０３は、各画素で、色差制限値ＤＬ以内の範囲で色材低減（色成分値の低減）を行う（Ｓ５０２）。すなわち、色差制限値以内で色材量が最も少なくなるように色成分値を低減する。ただし、低減の仕方については制限を設けることもある。処理の詳細については、図６を用いて後述する。

色材セーブ処理手段１０３は、各画素で色材低減された画像全体での色材量Ｔを算出する（Ｓ５０３）。そして、色材セーブ処理手段１０３は、画像全体での色材量Ｔが、色材セーブ条件である制限値ＴＬ以下であることを満たしているか否かを判定し（Ｓ５０４）、条件を満たしていれば、処理を終了し、条件を満たしていなければ、Ｓ５０５に進む。

上記色材セーブ条件は、パネル装置２０８を用いて、ユーザーが色材セーブモードを選択した場合、その設定情報である印刷設定データに含まれている。すなわち、ユーザーが色材セーブモードを選択した場合に、設定情報として、色材セーブ条件である制限値ＴＬが設定される。制限値ＴＬの値は、ユーザーが直接指定しても良いし、また、ユーザーは色材セーブモードを選択するのみで、自動的に予め用意した制限値ＴＬが設定さるようになっていても良い。

なお、Ｓ５０５では、色差制限値ＤＬの値を増やし、Ｓ５０２に戻るが、増やす量は色差０．５程度、増やせば良い。また、色差制限値ＤＬも色材セーブモード選択時に設定される。

このように、色差制限値以内で色材制限を行い、色材セーブ条件を満たさなければ色差制限値を増やすという手順を繰り返すことで、最終的には、色材セーブ条件を満たす色材制限を行うことができる。このとき、すべての画素において、色材セーブ前の色からの色差は、共通の色差制限値以内に収まっていることから、特定の画素の色のみが変化することによる画像の劣化が抑制できる。

図６は、Ｓ５０２の詳細な処理フローチャートを示す。
色材セーブ処理手段１０３は、ＣＭＹＫビットマップデータの１画素目のＣＭＹＫデータをセットし（Ｓ６０１）、セットされた、低減前のＣＭＹＫデータのＬａｂ値を算出する（Ｓ６０２）。

具体的には、任意のＣＭＹＫデータからＬａｂを予測するような色予測モデルを前もって作成しておき、それを用いることで算出する。色予測モデルについては、３次元ルックアップテーブルを用いた補間演算によるモデルや、多項式を用いるモデル、ニューラルネットワークを用いるモデル等があるが、どれを用いても良い。色予測モデルの作成方法としては、実際に複数のＣＭＹＫデータのパッチ画像を出力し、測色してＬａｂを求めることで、ＣＭＹＫとＬａｂの対応データを用意し、対応関係をできるだけ再現するようにモデルを構築する（例えば、特許第３９９５７３５号公報の方法を用いる）。

色材セーブ処理手段１０３は、ＣＭＹＫデータを所定量低減する（Ｓ６０３）。所定量はなるべく少ない方が良い。ここでは、ＣＭＹＫのうち、Ｋは低減せず、ＣＭＹを等量で低減するという制限をつけることとし、低減量は、ＣＭＹそれぞれ１ずつとする。ここで、ＣＭＹＫデータは各成分０−２５５の整数値をとりうる。また、ＣＭＹのうちで０をとるものがあれば、それ以上低減できないため、ＣＭＹで０以外の成分のみに対して１減らす。ＣＭＹとも０である場合はＫを１減らす。

色材セーブ処理手段１０３は、低減後のＣＭＹＫデータのＬａｂ値を算出する（Ｓ６０４）。算出方法は、Ｓ６０２と同様の方法を用いることができる。

色材セーブ処理手段１０３は、低減前後のＣＭＹＫデータの色差Ｄを算出する（Ｓ６０５）。すなわち、Ｓ６０２で求めたＬａｂと、Ｓ６０５で求めたＬａｂとの色差を求める。

色材セーブ処理手段１０３は、低減前後の色の色差Ｄが、色差制限値ＤＬを超えているか否かを判定し（Ｓ６０６）、超えていない場合は、この時点のＣＭＹＫデータを保存し、Ｓ６０３に進み、超えている場合は、Ｓ６０８に進む。Ｓ６０７は、この時点の低減後のＣＭＹＫデータを保存する。これは、色材セーブ処理手段１０３が、Ｓ６０３からＳ６０６の処理を繰り返すことで、更新されていく。すなわち、色差制限値ＤＬ以下の範囲で色材の低減量が最も多いＣＭＹＫデータが最終的に保存されることになる。このＣＭＹＫデータが出力データとして採用される。

色材セーブ処理手段１０３は、処理した画素がＣＭＹＫビットマップデータの最終画素か否かを判定し（Ｓ６０８）、最終画素であれば、処理終了し、最終画素でなければ、Ｓ６０９に進み、次の画素のＣＭＹＫデータをセットし、Ｓ６０２に処理が戻る。これにより、最終画素まで、一画素ずつ順に処理される。

実施例１では、色材セーブ処理手段１０３が、色材セーブ処理のＳ４０４において、繰り返し処理を行うことによって最適な低減量を決定しているため、処理に時間がかかる。本実施例では、繰り返し処理を回避して、演算時間の短縮を図っている。

図７は、実施例２に係る、Ｓ４０４の詳細な処理フローチャートを示す。

色材セーブ処理手段１０３は、各画素のＣＭＹＫデータに対し、単位色差あたりの低減量を求める（Ｓ７０１）。その方法としては、実施例１の図６におけるＳ６０２〜Ｓ６０５と同様の処理を用いて、まず、所定量の低減処理を実施した際の元の色との色差を求める。この色差を、低減量で割ることにより、単位低減量あたりの色差とする。実際には、単位低減量あたりの色差は一定値とはならず、低減量の大きさによって異なる。しかし、大きく変わることはないため、本実施例では一定値として処理する。さらに、単位低減量あたりの色差の逆数をとることにより、単位色差あたりの低減量を求める。

色材セーブ処理手段１０３は、各画素共通の色差制限値ＤＬを算出する（Ｓ７０２）。まず、色材低減前の画像全体での色材量Ｔから、色材セーブ条件である色材制限値ＴＬを引き算することで、削減が必要な色材量（Ｔ−ＴＬ）を求める。次に、削減が必要な色材量（Ｔ−ＴＬ）を、単位色差あたりの低減量を全画素について合計した値で除算することで、各画素共通の色差制限値ＤＬを求めることができる。ここで、単位色差あたりの低減量を全画素について合計した値は、各画素共通の色差制限値を単位色差１に設定したときの低減可能な色材量を表している。

色材セーブ処理手段１０３は、各画素の色材低減量を算出する（Ｓ７０３）。簡単には、各画素共通の色差制限値を各画素の単位低減量あたりの色差で除算して求める。なお、少数点以下は四捨五入や切り上げをして整数値とすれば良いが、色材セーブ条件を厳密に満たす必要がある場合には、切り上げとする。
色材セーブ処理手段１０３は、Ｓ７０３で算出した各画素の色材低減量を用いて、各画素で色材低減を実施する（Ｓ７０４）。

図８は、実施例２の色材セーブ処理手段における色材量低減処理（Ｓ４０４）の具体的な計算例を説明する図である。簡単のため、ＣＭＹＫビットマップ画像が全５画素からなるとした。

Ｓ７０１での単位低減量あたりの色差および単位色差あたりの低減量の計算過程は省略する。Ｓ７０２では、画像全体での色材量Ｔは、
Ｔ＝（５０＋０＋０＋０）＋（１２０＋１２０＋１２０＋５０）＋（０＋２１０＋２５５＋０）＋（１００＋２００＋５０＋０）＋（１６０＋１６０＋１６０＋２５５）＝２０１０
となる。また、ここでは、色材セーブ条件が、平均の色材量が１４０％以下（２５５を１００％とする）であることとすると、色材制限値ＴＬは、
ＴＬ＝２５５ｘ１．４０ｘ５＝１７８５
となる。よって、削減が必要な色材量は、
Ｔ−ＴＬ＝２０１０−１７８５＝２２５
となる。
よって、各画素共通の色差制限値ＤＬは、
ＤＬ＝２２５／（２．４＋６．７＋２．４＋４．０＋２０．０）＝６．３
となる。

Ｓ７０３では、各画素の色材低減量は、以下のように求められる。
画素Ｎｏ．１：６．３ｘ２．４＝１５．４→１６（切り上げ）
画素Ｎｏ．２：６．３ｘ６．７＝４２．０→４２（切り上げ）
画素Ｎｏ．３：６．３ｘ２．６＝１６．６→１７（切り上げ）
画素Ｎｏ．４：６．３ｘ４．０＝２５．２→２６（切り上げ）
画素Ｎｏ．５：６．３ｘ２０．０＝１２５．９→１２６（切り上げ）。

本発明は、前述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれる。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

１０１ 色変換処理手段
１０２ ラスタライズ処理手段
１０３ 色材セーブ処理手段
１０４ 中間調処理手段

特開２００９−７７１０６号公報

Claims (6)

1. 色材を表す色材信号の各画素の色成分値を低減することにより、前記各画素の色成分値の総量である色材量を低減する画像処理装置において、前記色材信号の色材量が所定の制限値を超えているとき、前記色材量を前記所定の制限値内に低減する色材量低減処理手段を備え、前記色材量低減処理手段は、色成分値と該色成分値に対応する色を予測する色予測モデルを記憶する記憶手段と、色差制限値を設定する設定手段と、前記各画素の色成分値に対し、前記記憶手段の前記色予測モデルから取得した色成分値低減前の色と色成分値低減後の色との色差が前記色差制限値を超えるまで該色成分値を所定量ずつ低減させる低減手段と、前記各画素の色成分値が低減された前記色材信号の色材量が前記所定の制限値内にあるか否かを判定する判定手段とを備え、前記色材信号の色材量が前記所定の制限値内にないと判定されたとき、前記色材量が前記所定の制限値内に低減されるまで、前記色差制限値を増加させながら前記低減手段と前記判定手段を繰り返し実行することを特徴とする画像処理装置。
2. 色材を表す色材信号の各画素の色成分値を低減することにより、前記各画素の色成分値の総量である色材量を低減する画像処理装置において、前記色材信号の色材量が所定の制限値を超えているとき、前記色材量を前記所定の制限値内に低減する色材量低減処理手段を備え、前記色材量低減処理手段は、色成分値と該色成分値に対応する色を予測する色予測モデルを記憶する記憶手段を有し、前記色材量低減処理手段は、前記色材信号の各画素について、前記記憶手段の前記色予測モデルから前記各画素の色成分値を所定量削減した場合における色成分値低減前の色と色成分値低減後の色との色差を算出し、前記色差を前記所定量で除算することで単位削減量あたりの色差を求め、前記単位削減量あたりの色差の逆数を単位色差当たりの色成分値の低減量とする第１の算出手段と、前記色材量から前記所定の制限値を減算することで求めた色材量削減量を、前記単位色差当たりの色成分値の低減量の前記各画素の合計値で除算した値を、前記色材信号の各画素に共通の色差制限値とする第２の算出手段と、前記色材信号の各画素に共通の色差制限値を、前記単位削減量あたりの色差で除算することで、前記色材信号の各画素の色成分値の低減量を算出する第３の算出手段と、前記色材信号の各画素の色成分値から前記各画素の色成分値の低減量を低減することにより、前記色材量を前記所定の制限値内に低減する低減手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
3. 色材量の低減を指示すると共に、請求項１又は２に記載の所定の制限値を指示する指示手段と、前記指示手段により指示された所定の制限値以下に色材量が低減された画像データを出力する請求項１又は２に記載の画像処理装置と、前記画像処理装置からの画像データに基づいて、出力媒体上に色材を用いて画像を形成する画像形成手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
4. 色材を表す色材信号の各画素の色成分値を低減することにより、前記各画素の色成分値の総量である色材量を低減する画像処理方法において、前記色材信号の色材量が所定の制限値を超えているとき、前記色材量を前記所定の制限値内に低減する色材量低減処理工程を備え、前記色材量低減処理工程は、色成分値と該色成分値に対応する色を予測する色予測モデルを記憶する記憶工程と、色差制限値を設定する設定工程と、前記各画素の色成分値に対し、前記記憶工程の前記色予測モデルから取得した色成分値低減前の色と色成分値低減後の色との色差が前記色差制限値を超えるまで該色成分値を所定量ずつ低減させる低減工程と、前記各画素の色成分値が低減された前記色材信号の色材量が前記所定の制限値内にあるか否かを判定する判定工程とを備え、前記色材信号の色材量が前記所定の制限値内にないと判定されたとき、前記色材量が前記所定の制限値内に低減されるまで、前記色差制限値を増加させながら前記低減工程と前記判定工程を繰り返し実行することを特徴とする画像処理方法。
5. 請求項４記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
6. 請求項５記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images