JP5693135B2 - 画像処理装置および画像処理方法およびプログラム - Google Patents
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Description
図1は、本実施例による画像処理装置、および画像形成装置の構成を示したブロック図である。本実施例の画像形成装置は、電子写真方式のプリンタを用いる。ただし、画像形成装置は電子写真方式のプリンタに限らず、インクジェット方式や昇華型方式、オフセット印刷方式などを用いてもよい。
L_V(n)=α×Ba_V1+β×Ba_V2 ・・・(1)
(α、β:整数もしくは整数の逆数)
なお、本実施例でKの候補スクリーンベクトルL_k_V(1)は、
L_k_V(1)=1×Ba_k_V1+0×Ba_k_V2 ・・・(2)
(α=1、β=0)
Yの候補スクリーンベクトルL_y_V(1)は、
L_y_V(1)=0×Ba_k_V1+1×Ba_k_V2 ・・・(3)
(α=0、β=1)
となっている。このような候補スクリーンベクトルが構成するラインやドットは、基本スクリーン処理後二値データに表れる複数のドットを通るように形成される。そのため、基本スクリーン処理301と候補スクリーン処理302を連続的かつ滑らかに変化させることができる。なお、候補スクリーン処理部によるスクリーン処理は、色間モアレを抑制したい色の組み合わせの画像データに対してのみ行う。CおよびMは基本スクリーン処理後二値データがそのままスクリーン処理後画像格納バッファに出力されるので、候補スクリーン処理部によるスクリーン処理は必要ない。
D_c=C_LUT_3D(R,G,B) ・・・(4)
D_m=M_LUT_3D(R,G,B) ・・・(5)
D_y=Y_LUT_3D(R,G,B) ・・・(6)
D_k=K_LUT_3D(R,G,B) ・・・(7)
ここで、式(4)〜(7)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、各色材の出力値を定める。本実施例では、CMYK4色を具備する構成であるため、3入力値から4出力値を得るLUT構成となる。ここで、色間モアレを低減したい色の組み合わせにYとKを選択する。
D_k<Ba_Th_kのとき、Out_Ba_k=0 ・・・(8)
D_k≧Ba_Th_kのとき、Out_Ba_k=255 ・・・(9)
D_y<Ba_Th_yのとき、Out_Ba_y=0 ・・・(10)
D_y≧Ba_Th_yのとき、Out_Ba_y=255 ・・・(11)
一方、シアン、マゼンタに対しても同様に基本スクリーン処理部301にて処理を行う。なお、ブラックの基本スクリーン情報は、スクリーンベクトルBa_k_V1404(x、y)=(3、2)、Ba_k_V2405(x、y)=(−2、3)と2つのスクリーンベクトルを持つ。同様に、イエローの基本スクリーン情報は、スクリーンベクトルBa_y_V1408(x、y)=(3、3)、Ba_y_V2407(x、y)=(−3、3)である。
K候補スクリーン処理(1)
D_k<L_Th_k(1)のとき、Out_L_k(1)=0 ・・・(12)
D_k≧L_Th_k(1)のとき、Out_L_k(1)=255 ・・・(13)
Y候補スクリーン処理(1)
D_y<L_Th_y(1)のとき、Out_L_y(1)=0 ・・・(14)
D_y≧L_Th_y(1)のとき、Out_L_c(1)=255 ・・・(15)
なお本実施例では、図5に示した通りように、K候補スクリーンベクトルL_k_V(1)504は(x、y)=(3、2)と設定されている。また、Y候補スクリーンベクトルL_y_V(1)506は(x、y)=(−3、3)と設定されている。
Out_Bas_k=Out_Ba_k/255 ・・・(16)
Out_Bas_y=Out_Ba_y/255 ・・・(17)
Out_Bas_yk=Out_Bas_y・Out_Bas_k ・・・(18)
1に正規化されたデータを積算すると、K基本スクリーン処理後二値データとY基本スクリーン処理後二値データいずれにおいても黒画素である場合のみ1となる。つまりK基本スクリーン処理後二値データとY基本スクリーン処理後二値データの重なり部(重畳画像データ)を抽出することができる。この重畳画像データにおいて発生したモアレが色間モアレに相当する。
Out_Ba_f_yk=Out_Bas_yk*LPF_1 ・・・(19)
ただし、*はコンボリューションを示す
D_s_y=D_y/255 ・・・(20)
D_s_k=D_k/255 ・・・(21)
D_s_yk=D_s_y・D_s_k ・・・(22)
D_f1_yk=D_s_yk*LPF_1 ・・・(23)
ただし、*はコンボリューションを示す
なお、上記式(23)では、式(19)と同じローパスフィルタを用いる例を示したが、異なるローパスフィルタを用いてもよい。
P_Ba_yk=(−Out_Ba_f_yk+D_f1_yk)×a1・・・(24)
なお、この評価値P_Ba_ykは、Y基本スクリーン処理後二値データとK基本スクリーン処理後二値データとの重畳画像に対する評価値である。この時、YおよびKの基本スクリーン処理に用いられたY基本スクリーン情報とK基本スクリーン情報はこの後基本スクリーン情報セットとして扱われる。ただし、前述の通り、Y基本スクリーン情報とK基本スクリーン情報は互いに異なる。
Out_Ls_bk=Out_L_k/255 ・・・(25)
Out_Ls_y=Out_L_y/255 ・・・(26)
Out_Ls_yk=Out_Ls_y・Out_Ls_k ・・・(27)
1に正規化されたデータを積算すると、K候補スクリーン処理後二値データとY候補スクリーン処理後二値データいずれにおいても黒画素である場合のみ1となる。つまりK候補スクリーン処理後二値データとY候補スクリーン処理後二値データの重なり部(重畳画像データ)を抽出することができる。この重畳画像データにおいて発生したモアレが色間モアレに相当する。
Out_L_f_yk=Out_Ls_yk*LPF_2 ・・・(28)
ただし、*はコンボリューションを示す
D_f2_yk=D_s_yk*LPF_2 ・・・(29)
ただし、*はコンボリューションを示す
なお、上記式(29)では、式(28)と同じローパスフィルタを用いる例を示したが、異なるローパスフィルタを用いてもよい。
P_L_yk(1)=(−Out_L_f_yk+D_f2_yk)×a2 ・・・(30)
なお、この評価値P_L_yk(1)は、Y候補スクリーン処理後二値データとK候補スクリーン処理後二値データとの重畳画像に対する評価値である。このあと、YおよびKの候補スクリーン処理(1)に用いられたY候補スクリーン情報(1)とK候補スクリーン情報(1)はこの後、候補スクリーン情報セットとして扱われる。ただし、前述の通り、Y候補スクリーン情報(1)とK候補スクリーン情報(1)は互いに異なる。
Ba_SC_Abs=Abs(P_Ba_yk) ・・・(31)
さらに、候補スクリーン処理の評価値P_L_yk(1)の絶対値L_SC_Absを算出する。
L_SC_Abs=Abs(P_L_yk(1)) ・・・(32)
合成スクリーン情報を生成するためのパラメータW_Ba、W_Lは以下の条件を満たす。
W_Ba+W_L=1.0 ・・・(33)
パラメータW_Ba、W_Lの算出には、図7に示すパラメータ算出テーブル616を使う。パラメータ算出テーブルは2次元配列の形式で保持されている。配列の横軸はBa_SC_Absを、配列の縦軸はL_SC_Absを、表の値はW_Baを示している。配列の横軸、縦軸には、0.5、1、3、5、10、50、100と記載されている。これは、各評価値が、記載数値以下の場合に、W_Baの取る値の座標を示している。
M_Th_k=g_t(W_Ba)×(W_Ba×Ba_Th_k+W_L×L_Th_k(1)) ・・・(34)
M_Th_y=g_t(W_Ba)×(W_Ba×Ba_Th_y+W_L×L_Th_y(1)) ・・・(35)
(なお、g_t(W_Ba)は常に1.0)
このようにする理由は、常に、g_t=1.0とすると、W_Ba=0.5、W_L=0.5の時と、W_Ba=1.0、W_L=0.0の時とで、出力されるドットの数が保存されない場合があるからである。そのため、どのような合成比率でも出力されるドットの数が保存されるように、あらかじめ合成比率によって、g_t(W_Ba)が変わるようにしてもよい。
D_k<M_Th_kのとき、Out_M_k=0 ・・・(36)
D_k≧M_Th_kのとき、Out_M_k=255 ・・・(37)
D_y<M_Th_yのとき、Out_M_y=0 ・・・(38)
D_y≧M_Th_yのとき、Out_M_y=255 ・・・(39)
合成スクリーン処理部109で算出されたK二値データ及びY二値データはスクリーン処理後画像格納バッファ110に格納され、出力端子111より画像形成装置2へ出力される。ここで、C二値データおよびM二値データと合わせて、全ての入力画像データを二値に変換した二値データがスクリーン処理後画像格納バッファ110に揃う。
以上により、画像処理が終了する。
実施例1では、基本スクリーン処理として用いる基本スクリーン情報がドットスクリーン情報である場合について説明した。実施例2では、基本スクリーン情報がラインスクリーン情報である場合について説明する。実施例2の基本的な構成は、スクリーン処理部105を除いて実施例1と同様である。また実施例1と同様に、YK間の色間モアレを低減する場合を例として説明する。つまりそれぞれ独立に処理するCおよびMの画像データの処理については、実施例1と同様なので省略する。
L_bk_V(1)=0×Ba_k_V1+1×Ba_k_V2 ・・・(40)
(α=0、β=1)
で表すことができる。
L_y_V(1)=1×Ba_y_V1+0×Ba_y_V2 ・・・(41)
(α=1、β=0)
となっている。
実施例1および2では、画素ごとに評価値を算出する例を示したが、これに限るものではない。ここに網点単位領域で評価値を評価する変形例を示す。
Ba_SC_Abs=Σ{Abs(P_Ba_yk)} ・・・(31−a)
さらに、候補重畳画像データについて、注目する網点単位領域の評価値の総和を算出する。
L_SC_Abs=Σ{Abs(P_L_yk(1))} ・・・(32−a)
そして実施例1と同様に、パラメータ算出テーブルにしたがって、合成スクリーン情報セットを生成すればよい。
Ba_c_V1(x1、y1)=(3、2)、Ba_c_V2(x2、y2)=(−2、3)の場合、Holladayのアルゴリズムを用いると、Nh、H、L、Sは以下のように算出できる。
Nh=x1・y2−y1・x2=13
H=GCD(y1、y2)=1
L=Nh/H=13
S=8
この詳細についてはHenry R. Kang著 Digital Color Halftoning、IEEE Press /SPIE Press、 P231〜233に記載されている。Holladayのアルゴリズムは公知なので、詳細は省略する。
また、前述の実施例および変形例では図8のパラメータ算出テーブルを用いたが、変形例2では図8とは異なる合成スクリーン情報セットの生成について示す。
IF(W_Ba>0.5){
y_B=1.0
y_L=1.0−2.0×(W_Ba−0.5)
T_B_bk=y_B×Ba_Th_k/255.0
T_L_bk=y_L×L_Th_k(1)/255.0
+2.0×(W_Ba−0.5)
T_B_y=y_B×Ba_Th_y/255.0
T_L_y=y_L×L_Th_y(1)/255.0
+2.0×(W_Ba−0.5)
}else{
y_B=2.0×W_Ba
y_L=1.0
T_B_bk=y_B×Ba_Th_k/255.0+1.0−W_Ba×2.0
T_L_bk=y_L×L_Th_k(1)/255.0
T_B_y=y_B×Ba_Th_y/255.0+1.0−W_Ba×2.0
T_L_y=y_L×L_Th_y(1)/255.0
} ・・・(26−a)
なお、1≦Ba_Th_k≦255、1≦L_Th_k(1)≦255の値を、1≦Ba_Th_y≦255、1≦L_Th_y(1)≦255の値をとる。
IF(T_B_k>T_L_k){
M_Th_k=T_L_k×255.0×g_t(W_Ba)
}else{
M_Th_c=T_B_k×255.0×g_t(W_Ba)
}
IF(T_B_y>T_L_y){
M_Th_y=T_L_y×255.0×g_t(W_Ba)
}else{
M_Th_y=T_B_y×255.0×g_t(W_Ba)
} ・・・(26−b)
なお上記g_t(W_Ba)については、合成比率W_Baに応じて変化するゲイン値である。g_tは、出力されるドットの数が保存されない場合があるからである。そのため、どのような合成比率でも出力されるドットの数が保存されるように、あらかじめ合成比率によってg_t(W_Ba)が変わるように設定すると好ましい。
前述の実施例および変形例では各色の画像データに対して候補スクリーン処理が1つの場合の例を示した。しかしながら、候補スクリーン処理が2つ以上あってもよい。変形例3では、候補スクリーン処理が2つ以上ある場合の例を図16とともに示す。
P_L_yk(1)=(−Out_L1_f_yk+D_f2_yk)×a2 ・・・(42)
また、候補スクリーン処理(2)の評価値は式(43)によって表される。
P_L_yk(2)=(−Out_L2_f_yk+D_f3_yk)×a3 ・・・(43)
スクリーン情報生成パラメータ決定部107にて、すべての評価値をもとに、合成スクリーン情報セットを生成するためのパラメータを算出する。
if(Abs(P_L_yk(1))<Abs(P_L_yk(2)+q))
L_SC_flg=1
L_SC_Abs=Abs(P_L_yk(1))
}else{
L_SC_flg=2
L_SC_Abs=Abs(P_L_yk(2))
} ・・・(44)
本変形例ではq=0.0とするが、q=0.1など値を持っていても良い。qが正値である場合は、候補スクリーン処理(1)が優先的に選択される。qが負値である場合は、候補スクリーン処理(2)が優先的に選択される。次に、スクリーン情報生成パラメータ算出部1622にて、基本スクリーン情報と候補スクリーン情報の合成度合いを決定するためのパラメータを算出する。まず、基本スクリーン処理の評価値P_Ba_cの絶対値を算出する。
Ba_SC_Abs=Abs(P_Ba_c) ・・・(45)
合成スクリーンセット情報を生成するためのパラメータW_Ba、W_Lは以下の条件を満たす。
W_Ba+W_L=1.0 ・・・(46)
パラメータW_Ba、W_Lの算出には、図8に示すパラメータ算出テーブル616を使う。
M_Th_k=g_t(W_Ba)×(W_Ba×Ba_Th_k+W_L×L_Th_k(L_SC_flg)) ・・・(47)
M_Th_y=g_t(W_Ba)×(W_Ba×Ba_Th_y+W_L×L_Th_y(L_SC_flg)) ・・・(48)
(なお、L_SC_flgは、本変形例では1または2をとる。g_t(W_Ba)は常に1.0)
以上、候補スクリーン処理が2つ以上ある場合について説明した。上記のように候補スクリーン処理が2つ以上ある場合では、まず、候補スクリーン処理同士での再現性評価を行い、候補スクリーン処理をひとつ選択する。そして、最後に基本スクリーン処理との合成スクリーン処理を算出すれば、候補スクリーン処理が2つ以上ある場合でも合成スクリーン情報の生成が可能である。
前述の実施例および変形例では、基本スクリーン情報保持部303および候補スクリーン情報保持部304にスクリーン情報を構成する閾値群を保持しておく例を説明している。しかしながら、閾値群をそのまま保持しておかず、リアルタイムに演算で求めても良い。リアルタイムに演算で求める場合は、スクリーンベクトルなどの情報を基本スクリーン情報保持部303や候補スクリーン情報保持部304に保持しておけばよい。
L_k_V(n)=1/2×Ba_c_V1+1/2×Ba_c_V2 ・・・(49)
(α=1/2、β=1/2)
L_k_V(n)=1×Ba_c_V1+1×Ba_c_V2 ・・・(50)
(α=1、β=1)
がある。ただし、式(49)に示した例のように、候補スクリーンベクトルの結合係数が小数となる場合は、注意が必要である。このときは、単純なデジタル格子上にスクリーンベクトルが設定できない。候補スクリーンベクトルが小数となる場合は、印刷スクリーンでよく用いられているスーパーセルによるスクリーンを用いる。スーパーセルによるスクリーンは公知であるため、詳細は省略する。
前述の実施例および変形例では、合成スクリーン情報セットを生成するためのパラメータを決定する際に、全ての重畳画像データに対して評価値を算出する場合を示した。しかし、図17に示すように、基本スクリーン処理結果のみ評価してもよい。すなわち基本重畳画像データのみ算出し、1つの評価値に基づいて合成スクリーン情報を生成する。具体的には、これまで示したのと同じようにYK基本重畳画像データを算出し、LPFを用いてフィルタ処理を行い、基本スクリーン処理の評価値を算出する。そして、基本スクリーン処理結果の評価値が所定の閾値を超えた場合、用意された候補スクリーン処理を適用する。また評価値が閾値付近の場合は、基本スクリーン情報と候補スクリーン情報の中間のスクリーン情報を合成し、中間のスクリーン情報を用いてスクリーン処理するような構成になっていればよい。
前述の実施例および変形例では、評価値を算出するまでに、入力積(デューティデータ、被覆率データ)に対してのLPF処理、およびスクリーン処理後2値積データに対してのLPF処理と2回のLPF処理が必要であった。しかしながら、必ずしもLPF処理は2回必要なわけではない。例えば図19にLPFを1回かけることによって評価値を算出する構成例を示す。図19では、まず入力積(デューティデータ、被覆率データ)と重畳画像データとの差分を算出し、差分に対してLPFによるフィルタ処理をかける構成である。このようにしても、これまでの実施例および変形例と同様の評価値を算出できる。
また前述の実施例および変形例では、評価値を算出するまでに、実際にスクリーン処理を行っていた。しかしながら、評価値を算出するのに必ずしも実際にスクリーン処理を行う必要はない。例えば図20に、実際のスクリーン処理を行わずに擬似的にスクリーン処理をする方法を示す。図20の2001は実際のスクリーン処理について、2002は擬似的なスクリーン処理について示している。2002では、実際のスクリーン周波数と同じ周波数の1、−1の符号反転データと画像データの積を取ったものである。2002においては、単純に積を取っただけで、実際のスクリーン処理後の周波数に変調することが可能である。また、2002の出力データは、平均0の信号を取り出すことができる。この特徴を活かすと、実際にスクリーン処理を行わずに擬似的に評価値を算出可能である。
また、前述の実施例および変形例ではYK2色の色間モアレについての評価値算出、およびスクリーン情報の合成について説明したが、2色に限る必要はない、例えば、CYKの3色に適用しても良いし、CMYK4色の全ての色間モアレについて適用しても良い。
また、上記実施例では本発明は、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体(記録媒体)等としての実施形態をとることが可能である。複数の機器(例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、撮像装置、webアプリケーション等)から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
Claims (12)
- 第1のスクリーン情報セットを用いて、第1の入力画像データおよび該第1の入力画像データとは異なる色の第2の入力画像データに対してスクリーン処理を行う第1のスクリーン処理手段と、
前記第1のスクリーン処理手段による前記第1の入力画像データの処理結果と前記第2の入力画像データの処理結果とを重畳して、第1の重畳画像を生成する第1の重畳手段と、
前記第1の入力画像データと前記第2の入力画像データとを積算して入力積画像を生成する積画像生成手段と、
前記第1の重畳画像の低周波成分と前記入力積画像の低周波成分との差分に基づいて、前記第1のスクリーン処理手段の処理結果の第1の評価値を求める第1の評価手段と、
前記第1の評価値に応じて、前記第1のスクリーン情報セットと前記第1のスクリーン情報セットとは異なる第2のスクリーン情報セットとを合成し、該合成されたスクリーン情報セットを設定する設定手段と、
前記設定されたスクリーン情報を用いて、前記第1の入力画像データおよび前記第2の入力画像データに対してスクリーン処理を行う第2のスクリーン処理手段を有すること
を特徴とする画像処理装置。 - 前記設定手段は、前記第1のスクリーン情報セットと前記第2のスクリーン情報セットとを合成するためのパラメータを算出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記第2のスクリーン情報セットを用いて、前記第1の入力画像データおよび前記第2の入力画像データをスクリーン処理する第3のスクリーン処理手段と、
前記第3のスクリーン処理結果による前記第1の入力画像データの処理結果と前記第2の入力画像データの処理結果とを重畳して、第2の重畳画像を生成する第2の重畳手段と、
前記第2の重畳画像の低周波成分と前記入力積画像の低周波成分との差分に基づいて、前記第2のスクリーン処理手段の処理結果の第2の評価値を求める第2の評価手段と、
前記第1の評価値および前記第2の評価値に応じて前記第1のスクリーン情報セットと前記第2のスクリーン情報セットとを合成し、該合成されたスクリーン情報セットを設定する設定手段を有する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。 - 前記第1の評価値と前記第2の評価値の両方が悪い場合には、前記第1のスクリーン情報セットを設定することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記第1の評価手段は、前記第1のスクリーン情報セットが保持するスクリーン情報のスクリーン周波数をカットオフするローパスフィルタを用いることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記第1の評価手段は、前記第1の重畳画像と前記入力積画像との差分を求めてから、低周波成分を算出することにより第1の評価値を求めることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記第1のスクリーン情報セットは複数のドットスクリーン情報であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記第2のスクリーン情報セットは、複数のラインスクリーン情報であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記第2のスクリーン情報セットのスクリーン情報から得られるスクリーンベクトルは、同一の入力画像データに対応する前記第1のスクリーン情報セットのスクリーン情報を構成する2つのスクリーンベクトルの線形結合で表され、かつ各結合係数が整数または整数の逆数であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記第1のスクリーン情報セットの前記第1の入力画像データに対応するスクリーン情報と、前記第2の入力画像データに対応するスクリーン情報とは、互いに異なることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 第1のスクリーン情報セットを用いて、第1の入力画像データおよび該第1の入力画像データとは異なる色の第2の入力画像データに対してスクリーン処理を行う第1のスクリーン処理工程と、
前記第1のスクリーン処理工程による前記第1の入力画像データの処理結果と前記第2の入力画像データの処理結果とを重畳して、第1の重畳画像を生成する第1の重畳工程と、
前記第1の入力画像データと前記第2の入力画像データとを積算して入力積画像を生成する積画像生成工程と、
前記第1の重畳画像の低周波成分と前記入力積画像の低周波成分との差分に基づいて、前記第1のスクリーン処理工程の処理結果の第1の評価値を求める第1の評価工程と、
前記第1の評価値に応じて、前記第1のスクリーン情報セットと前記第1のスクリーン情報セットとは異なる第2のスクリーン情報セットとを合成し、該合成されたスクリーン情報セットを設定する設定工程と、
前記設定されたスクリーン情報を用いて、前記第1の入力画像データおよび前記第2の入力画像データに対してスクリーン処理を行う第2のスクリーン処理工程を有すること
を特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを、請求項1乃至請求項10の何れか1項に記載された画像処理装置の各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
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