JP5717396B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像データに対応する有色色材の色材量と無色色材の色材量とを求める処理に関する。

インクジェット記録装置のインクとしては、染料を色材とする染料インクや、顔料を色材とする顔料インクが用いられている。
記録媒体上に顔料インクを用いて画像を形成すると、形成された画像に反射した光である正反射光が色付くという現象が生じる。例えば、スポットライトなどの光源下に該記録装置で形成された画像を置くと、スポットライト自身は白色の光を放っているにも関わらず、その光が記録媒体上で反射した光である正反射光には色が付く。

正反射光は、特に、カラー画像においては、シアンインクが多く使われている領域においてマゼンタ色に色付き、モノクロ画像においては、全体的に黄色く色付く傾向がある。また、画像の領域によってはインク量の変化に応じて正反射光が虹色に変化する傾向がある。この正反射光の色付きは、正反射光が拡散光の色とは異なっているため、画質を低下させてしまう。

ここで、正反射光色付きの評価方法（特許文献１）について図１を用いて説明する。光源１０２によって所定の角度から測定試料１０１を照射し、測定試料１０１からの正反射光を受光器１０３によって検出する。受光器１０３では、ＣＩＥ ＸＹＺ表色系における三刺激値ＸｘＹｘＺｘが検出される。検出されたＸｘＹｘＺｘと、ブロンズの発生しない試料（例えば、屈折率の波長分散が小さい黒色研磨硝子板）の三刺激値ＸｓＹｓＺｓとの差分から、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊ｂ＊を算出する。このａ＊ｂ＊で表される彩度Ｃ＊が正反射光の色付きの度合を示す。Ｃ＊が小さいほど正反射光の色付きが少なく、正反射光の色付きが無い試料の場合には、Ｃ＊の値が０になる（すなわち、ａ＊ｂ＊平面上で原点に位置する）。
上述のように正反射光が色付く原因として、ブロンズと薄膜干渉が知られている。

ブロンズは、形成された画像の界面における反射に波長依存性があるために生じる現象である。ブロンズは、インクによって固有の色になることが知られており、例えば、シアンインクによって形成された画像領域において正反射光がマゼンタ色に色付く。ブロンズは、空気層とインク層の界面における反射の波長依存性が大きく寄与している。そのため、画像形成後にイエローインクを再吐出することにより、波長依存性の比較的大きなシアンインクやマゼンタインクによって形成された画像領域を、波長依存性の比較的小さなイエローインクで覆うことでブロンズを低減する方法が知られている（特許文献２）。また、Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間の色相角１８０°〜３６０°（シアンからマゼンタ色相の領域）においてはイエローの吐出量を比較的少なくすることが記載されている。

特開２００６−１７７７９７号公報 特開２００４−１８１６８８号公報

しかしながら、特許文献２の方法において、シアン、マゼンタインクが多く使用されているＬ＊ａ＊ｂ＊空間のシアン→ブルー→マゼンタの領域についてイエローインクで画像を覆ってオーバーコートする場合、色域が減少してしまう。特に、ブルーに対してイエローは補色の関係にあるため、色域の減少が顕著となる。一方で、イエローインクの吐出量を少なくすると、色域の減少は抑えられるものの、ブロンズが目立ってしまう。

そこで、画像をオーバーコートする記録剤として色材の入ってないインクである無色色材を用いる方法が考えられる。無色色材はブロンズを表す刺激値が非常に小さい。加えて、透明な無色色材は発色に影響を与えないので、色域を減少させること無く、より効果的に正反射光の色付きを低減することが期待される。

ところが、無色色材を用いて画像をオーバーコートしてみると、無色色材層の上層と下層で反射する光の光路差によって薄膜干渉が起きるため、無色色材のインク量（無色色材量）に応じて正反射光の色付きは変化してしまう。図２に、シアンインクベタ地の上に無色色材量を変えてオーバーコートしたときの正反射光の色付きを特許文献１の方法でａ＊ｂ＊平面上にプロットする。図２のグラフ上の数字は無色色材量を示す。図２から、シアンベタ地の正反射光の色付きはブロンズの影響でマゼンタの色相にあり、無色色材量が増えるにつれ、色付きが時計回りに回転する様子がわかる。すなわち、無色色材で有色色材をオーバーコートしても正反射光の色付きは必ずしも低減せず、無色色材量に応じて変化する。

さらに実験により、色付きの変化は下地となる有色色材の種類によっても異なることがわかった。例えば、シアンインクベタ地の上にクリアインクを所定の量オーバーコートした際に生じる色付きと、マゼンタインクベタ地の上に同量のクリアインクをオーバーコートした際に生じる色付きは異なる。つまり、所定の無色色材量で一律にオーバーコートしても正反射光の色付きは十分に低減しない。
そこで、本発明は、大局的に観察される正反射光の色付きを低減することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、画像内の注目画素に対応する画像データを有色色材の色材量に対応する色材データに変換する変換手段と、前記注目画素における無色色材の色材量と、前記注目画素の周辺画素における無色色材の色材量とが異なるよう、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成する生成手段と、前記無色色材の複数の異なる色材量にそれぞれ対応する複数の色材データを含む無色色材パターンを入力する入力手段とを有し、前記生成手段は、前記無色色材パターンに基づき、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成し、前記無色色材パターンは、前記無色色材の複数の異なる色材量それぞれの記録媒体上における正反射光の色付きが互いに打ち消し合う組み合わせである。また、本発明に係る画像処理装置は、画像内の注目画素に対応する画像データを有色色材の色材量に対応する色材データに変換する変換手段と、前記注目画素における無色色材の色材量と、前記注目画素の周辺画素における無色色材の色材量とが異なるよう、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成する生成手段とを有し、前記無色色材の色材量に対応する色材データは、前記無色色材の色材量を異ならせた複数の色材量の記録媒体上における正反射光の色付きの色相が色相環上で３６０度の範囲となる色材量に対応する色材データである。

本発明により、大局的に観察される正反射光の色付きを低減することができる。

正反射光色付きの評価方法を説明するための図である。 シアンインクベタ地の上に無色色材量を変えて正反射光色付きを評価した例を説明するための図である。 本実施形態の原理を説明するための模式図である。 本実施形態における記録データ生成システムの装置構成を示す図である。 本実施形態におけるコンピュータシステムの構成を示す図である。 実施例１における記録データ生成システムの機能ブロックを示す図である。 実施例１におけるハーフトーニング部の構成を説明するためのブロック図である。 図７のハーフトーン処理部の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 実施例１における累積誤差メモリに格納されているデータおよびデータの格納形態を説明するための図である。 実施例１におけるドット配置パターン化処理を説明するための図である。 実施例１におけるマルチパス記録方法を説明するための図である。 実施例１におけるクリアインクの記録操作を説明するための図である。 実施例２におけるクリアインクを記録媒体に吐出した場合の正反射光色付きの一例を示す図である。 実施例３における記録データ生成システムの構成を示す図である。 実施例３における正反射光色付きをプロットした図である。 実施例３におけるパターンの生成例を示す図である。 実施例４における記録データ生成システムの装置構成を示す図である。 実施例４における記録媒体上における任意画像の断面を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。また、同一な構成については、同じ符号を付して説明する。
なお、本実施形態においては、本発明をインクジェットプリンタに適用した例を示すため、無色色材としてクリアインクの例を示すが、これらの例に限られず、電子写真方式のプリンタにクリアトナーを適用してもよい。

本実施形態では、記録材であるインクについて、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、クリア（無色、またはほぼ無色）、レッド、グリーン、ブルーなど片仮名表記で表す。また、色もしくはそのデータ、または色相をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、ＣＬ、Ｒ、Ｇ、Ｂなど英字で表すものとする。すなわち、Ｃはシアン色もしくはそのデータ、または色相を表す。同様に、Ｍはマゼンタ、Ｙはイエロー、Ｋはブラック、Ｒはレッド、Ｇはグリーン、Ｂはブルーを、それぞれ表すものとする。ＣＬは無色（透明）またはそのデータを表す。

また、正反射光に色が付くとは、記録媒体上に形成された画像に照明光を写り込ませた際の反射する光が、照明光とは異なった色を示すことを指し、正反射光の色付きを単に「色付き」と表したり「色」と表したりする。ＣＩＥ−Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるａ＊ｂ＊値などのように、色付きを表す値を色付き情報と表す。

また、「エリア」は、ドットのオン・オフが定義される最少単位である。これに関連して、下記カラーマッチング、色分解、γ補正にいう「画像データ」は処理対象である画素データの集合を表しており、各画素データは、例えば８ビットの階調値を示す。

また、ハーフトーニングにいう「画素データ」は、処理対象である画素データそのものを表しており、ハーフトーニングにより、複数ビット（例えば８ビット）の階調値を内容とする画素データは、例えば４ビットの階調値を内容とする画素データ（インデックスデータ）に変換される。なお、以下の説明においては、特に断らない限り、クリアインクの打ち込み量を変えることが出来る最小の構成単位を画素と呼ぶ。

はじめに、本実施形態の原理について説明する。画素毎に異なる色付きを発生させることにより、観測する色付きを低減させることができる。例えば、ある任意の画素に所定量の無色色材をオーバーコートした際に発生する色付きが赤であったとする。そして、隣の画素に無色色材を別の所定量オーバーコートした際に発生する色付きが緑であり、同様にその隣の画素の色付きが青であったとする。この様な場合、図３に示す模式図のように、光の三原則（加法混色）により、正反射光の色は白になる。すなわち、局所的な正反射光の色付き（例えば、赤・緑・青などの組み合わせ）を大局的に見ると白になるため、観察者には正反射光に色付きが無いように見える。

ここで、正反射光の色付きを大局的と局所的で表現したのは、正反射光の色付きが観測のスケールによるからである。人間の目の解像度より細かい色付きの変化は平均化されたものとしては感知される。すなわち、大局的な正反射光の色付きとは、人が正反射光の色付きを解像できる範囲で平均化された色付きである。また、局所的な正反射光の色付きとは、人が正反射光の色付きを解像できない範囲である、例えば数１０μｍオーダーサイズで平均化された色付きである。

本実施例における記録データ生成システムの装置構成を図４に示す。図４において、４０１はプリンタ、４０２はプリンタコントローラとクライアントコンピュータを兼ね備えたコンピュータシステム、４０３はネットワークケーブル、ＳＣＳＩケーブルなどに代表されるコネクタケーブルである。

＜コンピュータシステム＞
図５は、図４のコンピュータシステム４０２の構成を表すブロック図である。同図において、インターフェース（Ｉ／Ｆ）５０１は、ユーザーが各種マニュアル指示を入力するためのマウス及びキーボード５１１とコンピュータシステム４０２とをつなぐ。ＣＰＵ５０２は、コンピュータシステム４０２内部の各ブロックの動作を制御し、ＲＯＭ５０３またはＲＡＭ５０４に記憶されたプログラムを実行する。ＲＯＭ５０３は、後述するフローチャートによって表される画像処理等に必要なプログラムを予め記憶しておく。ＲＡＭ５０４は、ＣＰＵ５０２にて各種処理を行うためのプログラムや処理対象の画像データ、ＣＰＵ５０２による各種処理結果などをワークメモリとして一時的に格納する。ディスプレイ制御部５０５は、処理対象の画像や操作者へのメッセージを表示するディスプレイ５１２の制御を行う。インターフェース（Ｉ／Ｆ）５０６は、コンピュータシステム４０２とカラープリンタ４０１をつなぐ。ＣＤドライブ５０７は、外部記憶媒体の一つであるＣＤ（ＣＤ−Ｒ／ＣＤ−ＲＷ／ＤＶＤ／ＤＶＤ−Ｒ／ＤＶＤ−ＲＷ）に、記憶されたデータを読み込み或いは書き出す。ＦＤドライブ５０８は、外部記憶媒体の一つであるＦＤからの読み込み或いは書き出しを行う。なお、ＣＤ，ＦＤ，ＤＶＤ等に画像処理用のプログラム、或いはプリンタ情報等が記憶されている場合には、これらのプログラムをＨＤ５０９上にインストールし、必要に応じてＲＡＭ５０４に転送する。ハードディスク（ＨＤ）５０９は、外部記憶媒体の一つとして、ＲＡＭ５０４等に転送されるプログラムや画像データを格納したり、各種処理後の画像データを保存したりする。インターフェース（Ｉ／Ｆ）５１０は、コンピュータシステム４０２の各所に保持する様々なデータを外部機器へ伝送し、また、外部機器からの様々なデータを受信したりするモデムやネットワークカード等の外部入力５１３とコンピュータシステム４０２をつなぐ。

図６は、図４に示される記録データ生成システムの各機能ブロックを示すブロック図である。プリンタは、顔料インクによって印刷を行うものであり、インクを吐出する記録ヘッドが用いられる。図４及び図６に示すように、記録データ生成システムは、顔料インクを用いるプリンタ４０１とホスト装置又は画像処理装置としてのコンピュータシステム４０２を有して構成される。

以降、図６における構成を説明する。
ホスト装置で動作するプログラムとしてアプリケーションや色変換（カラーマッチング）がある。アプリケーション６０１は、プリンタ４０１で印刷する画像データを作成する処理を実行する。なお、この画像データもしくは作成の元となる画像データは、種々の媒体を介してコンピュータシステム４０２に取り込むことができる。例えば、ディジタルカメラで撮像したＪＰＥＧ形式の画像データをフラッシュメモリなどの外部入力５１３からＩ／Ｆ５１０を介して取り込むことができる。また、ＨＤ５０９に格納されている画像データやＣＤドライブ５０７に格納される画像データも取り込むことができる。さらには、インターネットから外部入力５１３を介してウエブ上のデータを取り込むことができる。これらの取り込まれたデータは、ディスプレイ５１２に表示されてアプリケーション６０１を介した編集、加工等がなされ、例えばｓＲＧＢ規格の画像データＲ、Ｇ、Ｂが作成される。そして、印刷の指示に応じてこの画像データがカラーマッチング６０２に渡される。

（カラーマッチング処理）
カラーマッチング６０２は、ｓＲＧＢ規格の画像データＲ、Ｇ、Ｂによって再現される色域を、プリンタによって再現される色域内に写像するための対応関係を規定した３次元ＬＵＴを保持する。この三次元ＬＵＴに補間演算を併用し、８ビットの画像データＲ、Ｇ、Ｂをプリンタの色域内の画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに変換するデータ変換を行う。また、カラーマッチング処理は、３次元ＬＵＴに限られず行列式を用いて行ってもよい。
なお、上述したアプリケーション６０１およびカラーマッチング６０２の処理は、これらの機能を実現するプログラムに従ってＣＰＵ５０２により行われる。

＜プリンタ＞
以降、プリンタ４０１について説明する。本実施例では、色分解部６０３以降の処理をプリンタ４０１内部で行う。なお、プリンタ４０１における色分解部６０３、無色色材量決定部６０４、乱数発生部６０５、γ補正部６０６、ハーフトーニング部６０７、ドット配置パターン化部６０８、マスクデータ変換部６０９およびヘッド駆動回路６１０は、専用のハードウエア回路を用いて、プリンタ４０１の制御部を構成する図示しないＣＰＵの制御の下に動作する。

（色分解部・無色色材量決定部）
色分解部６０３は、上記色域のマッピングがなされた注目画素の画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに基づき、このデータが表す色を再現するインクの組み合わせに対応した、例えばＣＭＹＫなどの有色色材の色分解データに変換する。本実施例では、この処理はカラーマッチング処理と同様、周知の手法を用い、３次元ＬＵＴに補間演算を併用して行う。

無色色材量決定部６０４は、乱数発生部６０５を有し、乱数発生部６０５から出力される乱数を基に、クリアインク量を前記画像データの画素毎に決定し、画像に上掛け（オーバーコート）するクリアインク量（ＣＬ）を決定する。すなわち、注目画素における無色色材の色材量と、注目画素の周辺画素における無色色材の色材量とが異なるよう、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成する。

ここで乱数は、例えば以下の方法で算出される。先ず、ＣＰＵ等により算出される自然乱数（例えばＣ言語では、ＲＡＮＤ（）関数の出力値）を最大値で割った０以上、１．０以下の範囲内にある一様乱数を算出する。次に、一様乱数に対し、例えば８ビットのインク値の最大量２５５を乗じ、画素毎のクリアインク量を以下のように算出する。

Ｃｌｅａｒ＿Ｉｎｋ＿Ｖｏｌ＝（ｉｎｔ）（ＲＡＮＤ（）／ＲＡＮＤ＿ＭＡＸ ＊ ２５５．０）・・・（処理１）
ここで、
Ｃｌｅａｒ＿Ｉｎｋ＿Ｖｏｌ：画素毎のクリアインク量
ＲＡＮＤ（）：自然乱数
ＲＡＮＤ＿ＭＡＸ：乱数の最大値
なお、ここで算出される乱数は、一様乱数に限られる事は無く、例えば８ビットのインク値１２８を中心とした正規乱数などを用いてもよい。

また、一般的に知られるＢａｙｅｒ型マスク、ホワイトノイズマスク、ブルーノイズマスク、グリーンノイズマスク等の特定の周波数変調を行うマスク処理を用いて出力値を生成してもよい。つまり、注目画素における無色色材の色材量と、注目画素の周辺画素における無色色材の色材量とが異なるよう、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成すればよい。

γ補正部６０６は、色分解部６０３によって求められた色分解データの各色材信号のデータごとに周知の階調値変換を行う。具体的には本システムで用いるプリンタの各色インクの階調特性に応じた１次元ＬＵＴを用いることにより、上記色分解データがプリンタの階調特性に線形的に対応づけられるように変換する。なお、無色色材量決定部６０４によって求められたクリアインク量は、階調値変換を行わなくともよい。

（ハーフトーニング処理）
ハーフトーニング部６０７について説明する。なお、以下においては、有色インクをＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの４色として説明するが、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋと淡いＣ（Ｌｃ）、淡いＭ（Ｌｍ）との６色構成でもよいし、Ｒ，Ｇ，Ｂ等のインクや淡いＫ等を含んでもよい。

図７は、ハーフトーニング部６０７の構成を説明するためのブロック図である。図７において、入力端子７０１は、画素データを順次入力する。累積誤差加算部７０２は、入力された画素データに対する累積誤差を加算する。端子７０３は、入力画素データを２つ以上の階調数に変換する際の量子化閾値を入力する。量子化部は、入力画素データを多値データに量子化する。誤差演算部７０５は、量子化誤差を演算する。誤差拡散部７０６は、量子化誤差を拡散する。累積誤差メモリ７０７は、累積誤差を格納する。出力端子７０８は、一連の処理後に形成された画素データを出力する。

ハーフトーニング部６０７は、後述する画像走査部が全画像より選択した画素の、画像の左上端に位置する画素の画素データから順次画素データを入力し、記録媒体の搬送方向と交差する方向に、ハーフトーン処理を順番に繰り返して施す。最上端列の右端まで処理が終了すると、次に１段下の画素列の左端画素に処理を移す。このような順番で処理走査を進めて行き、最終画素となる右下端の画素まで処理が行われると、画像の処理走査を完了する。
図８は、ハーフトーニング部６０７の処理の流れを説明するためのフローチャートである。

まず、注目画素の画像データを入力する（ステップＳ９０１）。
次に、累積誤差加算部７０２において、注目画素の画素データに、注目画素に対応し、累積誤差メモリ７０７に格納された累積誤差値を加算する（ステップＳ９０２）。ここで、図９は、累積誤差メモリ７０７に格納されているデータおよびデータの格納形態を説明するための図である。累積誤差メモリ７０７には、１つの記憶領域Ｅ０とＷ個の記憶領域Ｅ（ｘ）（ｘ＝１〜Ｗの整数）がある。ここで、Ｗは処理対象となっている画像データの横方向の画素数を表している。また、それぞれの領域には、注目画素に適用される量子化誤差Ｅ（ｘ）が格納されている。なお、量子化誤差の値は、後述する方法によって得られるものであるが、処理開始当初は全ての領域において、初期値０にて初期化されている。

ステップＳ９０２において、累積誤差加算部７０２では、入力された画素データに対し、当該画素の横方向の位置ｘ（０＜ｘ≦Ｗ）に対応した誤差メモリＥ（ｘ）の値が加算される。すなわち、入力端子７０１に入力された画素データをＩ、ステップＳ９０２による累積誤差加算後の画素データをＩ´とすると、
Ｉ´＝Ｉ＋Ｅ（ｘ）
となる。

ステップＳ９０３では、累積誤差加算後の画素データＩ´と端子７０３により入力された閾値とを比較し、量子化処理を行う。本実施例では、８つの閾値と累積誤差加算後の画素データＩ´とを比較することにより、量子化後の画像データを９段階に振り分けて、出力端子７０８に送る出力画素データの値を決定するものとする。すなわち、累積誤差加算部７０２から入力された画素データの値が０から２５５の範囲の整数値とすれば、出力階調値Ｏは次式により決定される。

Ｏ＝０ （Ｉ´＜１６） ・・・（式１）
Ｏ＝３２ （１６≦Ｉ´＜４８） ・・・（式２）
Ｏ＝６４ （４８≦Ｉ´＜８０） ・・・（式３）
Ｏ＝９６ （８０≦Ｉ´＜１１２） ・・・（式４）
Ｏ＝１２８ （１１２≦Ｉ´＜１４４） ・・・（式５）
Ｏ＝１６０ （１４４≦Ｉ´＜１７６） ・・・（式６）
Ｏ＝１９２ （１７６≦Ｉ´＜２０８） ・・・（式７）
Ｏ＝２２４ （２０８≦Ｉ´＜２４０） ・・・（式８）
Ｏ＝２５５ （Ｉ´≧２４０） ・・・（式９）
ここで、説明の都合上、各出力階調値Ｏに対し以下のような名称を与える。すなわち、Ｏ＝０をレベル０、Ｏ＝３２をレベル１、Ｏ＝６４をレベル２、Ｏ＝９６をレベル３、Ｏ＝１２８をレベル４、Ｏ＝１６０をレベル５、Ｏ＝１９２をレベル６、Ｏ＝２２４をレベル７、そしてＯ＝２２５をレベル８とそれぞれ称することにする。

次に、誤差演算部７０５において、累積誤差加算後の画素データＩ´と出力画素値Ｏとの差分、すなわち量子化誤差Ｅを算出する（ステップＳ９０４）。

Ｅ＝Ｉ´−Ｏ ・・・（式１０）
更に、ステップＳ９０５では、誤差拡散部７０６において、注目画素の横方向位置ｘに応じて、以下のように誤差の拡散処理を行う。すなわち、記憶領域Ｅ０およびＥ（ｘ）に格納すべき量子化誤差を、以下の処理に従って算出し、累積誤差メモリに格納する。

Ｅ（ｘ＋１）←Ｅ（ｘ＋１）＋Ｅ×７／１６ （ｘ＜Ｗ）・・・（式１１）
Ｅ（ｘ―１）←Ｅ（ｘ―１）＋Ｅ×３／１６ （ｘ＞１）・・・（式１２）
Ｅ（ｘ）←Ｅ０＋Ｅ×５／１６ （１＜ｘ＜Ｗ）・・・（式１３）
Ｅ（ｘ）←Ｅ０＋Ｅ×８／１６ （ｘ＝１）・・・（式１４）
Ｅ（ｘ）←Ｅ０＋Ｅ×１３／１６ （ｘ＝Ｗ）・・・（式１５）
Ｅ０←Ｅ×１／１６ （ｘ＜Ｗ）・・・（式１６）
Ｅ０←０ （ｘ＝Ｗ）・・・（式１７）
以上で、入力端子７０１に入力された１画素分の誤差拡散処理が完了する。

ステップＳ９０６では、ステップＳ９０１〜ステップＳ９０６の各処理が、画像の全画素に対して行われたか否かを判定する。行われていない場合には、矢印の方向に注目画素を１つ分進め、ステップＳ９０１に戻る。
全画素に対して処理が行われたと判断された場合、ハーフトーン処理を完了する。以上の処理を、インク毎に行う。

（ドット配置パターン化処理）
以下、ドット配置パターン化部６０８について説明する。上述したハーフトーン処理では、２５６値の多値濃度情報（８ビットデータ）を９値の階調値情報（４ビットデータ）までにレベル数を下げている。しかし、実際にインクジェット記録装置が記録できる情報は、インクを記録するか否かの２値情報である。ドット配置パターン化処理では、０〜８（４ビット）の多値レベルをドットの有無を決定する２値レベルまで低減する役割を果たす。具体的には、このドット配置パターン化部６０８では、ハーフトーニング部６０７からの出力値であるレベル０〜８の４ビットデータで表現される画素ごとに、その画素の階調値（レベル０〜８）に対応したドット配置パターンを割当てる。これにより１画素内の複数のエリア各々にドットのオン・オフを定義し、１画素内のエリアごとに「１」または「０」の１ビットの吐出データを配置する。

図１０は、ドット配置パターン化部６０８で変換する、入力レベル０〜８に対する出力パターンを示している。図の左に示した各レベル値は、ハーフトーニング部６０７からの出力値であるレベル０〜レベル８に相当している。右側に配列した縦２エリア×横４エリアで構成される各マトリクスの領域は、ハーフトーン処理で出力された１画素の領域に対応するものである。また、１画素内の各エリアは、ドットのオン・オフが定義される最小単位に相当するものである。

図１０において、丸印を記入したエリアがドットの記録を行うエリアを示しており、レベル数が上がるに従って、記録するドット数も１つずつ増加している。このようにして、入力画像データの濃度情報が出力画像データに反映される。（４ｎ）〜（４ｎ＋３）は、ｎに１以上の整数を代入することにより、入力画像の左端からの横方向の画素位置を示している。その下に示した各パターンは、同一の入力レベルにおいても、画素位置に応じて互いに異なる複数のパターンが用意されていることを示している。すなわち、同一のレベルが入力された場合にも、記録媒体上では（４ｎ）〜（４ｎ＋３）に示した４種類のドット配置パターンが巡回されて割当てられる。

図１０においては、縦方向を記録ヘッドの吐出口が配列する方向、横方向を記録ヘッドの走査方向としている。よって、上述のように同一レベルに対しても様々なドット配列で記録できる構成にしておくことは、ドット配置パターンの上段に位置するノズルと下段に位置するノズルとで吐出回数を分散させ、プリンタ特有の様々なノイズを分散させる効果が得られる。
以上説明したドット配列パターン化部６０８により、記録媒体に対するドットの配列パターンが全て決定される。

（マスクデータ変換処理）
以下、マスクデータ変換部６０９について説明する。
図１１は、マルチパス記録方法を説明するために、色材記録手段としての記録ヘッドおよびその記録パターンを模式的に示した図である。記録ヘッド１３０１は、インクドットを吐出する２０個のノズルを有する。なお、説明を簡単にするため２０個としたが、ノズルの数は２０個に限らない。ノズルは、図のように第１〜第５の５つのノズル群に分割され、各ノズル群には４つずつのノズルが含まれている。マスクパターン１３０２により、各ノズルが記録を行うエリアを黒塗りで示している。各ノズル群が記録するパターンは互いに補完の関係にあり、これらを重ね合わせると４×４のエリアに対応した領域の記録が完成される構成となっている。

各パターン１３０３〜１３０７は、記録走査を重ねていくことによって画像が完成されていく様子を示したものである。各記録走査が終了するたびに、記録媒体は図の矢印の方向にノズル群の幅分ずつ搬送される。よって、記録媒体の同一領域（各ノズル群の幅に対応する領域）は全５回の走査回数中４回の記録走査によって画像が完成される。
以上のように、有色インクの記録においては、記録媒体の各同一領域が複数回の走査で複数のノズル群によって形成される。

一方、クリアインクについては、図１２に示すように、クリアインクは第５ノズル群のみを使用して記録を行う。つまり、ヘッドの第１走査（第１ノズル群）から第４走査（第４ノズル群）までで有色インクによる画像を形成し、第５走査（第５ノズル群）でクリアインクを吐出する。このような記録により、有色インク画像にインク量をランダムに変化させたクリアインクでオーバーコートすることができる。

なお、本実施例ではマルチパス印字によるクリアインクのオーバーコートの例を示したが、オーバーコートする例はこれに限られない。すなわち、シングルパス印字の場合は、クリアインクのノズル列を紙の搬送方向に対して最後に走査する位置に配置すればよい。また、マルチパス印字においてもヘッドの両端にクリアインクのノズル列を配置しておき、各走査に対し、クリアインクが最後に吐出されるよう切り替えればよい。
また、本実施例では、説明を簡単にするために、ヘッドのノズルを５つの群に分類したが、本発明はこれに限らない。つまり、ノズル数を６つに分類してもよい。

なお、以上の処理は、プログラムに従ってＣＰＵにより行われてもよく、また、各処理がホスト（コンピュータシステム）における、プリンタドライバなどによって実行されてもよい。

以上により、本実施例によれば、有色インクで形成された画像をランダムなインク量を持つクリアインクの層でオーバーコートすることにより、大局的な正反射色付きを低減することが可能となる。

実施例１では、８ビットの場合のクリアインク量の最大値を２５５とした例について説明した。実施例２では、使用するクリアインクの色付きの特性に合わせてクリアインク量の最大値を変更する例について説明する。

図１３は、記録媒体にインク量を変化させたクリアインクを記録した際の正反射色付きの変化を、ａ＊ｂ＊平面にプロットした図である。図１３（ａ）と図１３（ｂ）は、それぞれ異なったクリアインクを使用してパッチを記録し、特許文献１の方法で測定した場合の変化を示す。なお、図１３中の数値は、図２と同様、クリアインク値を示す。
図１３（ａ）の色付きの変化より、（ｂ）の色付きの変化のほうが大きいことが分かる。ここで、加法混色を用いて正反射色付きを白色化するためには、各インク量に対応する局所的な色の色相が色相環を一周（３６０度）すれば十分である。すなわち、図１３（ａ）においては、クリアインク量を２２４まで用いればよい。そこで、無色色材量決定処理は以下の様になる。

Ｃｌｅａｒ＿Ｉｎｋ＿Ｖｏｌ＝（ｉｎｔ）（ＲＡＮＤ（）／ＲＡＮＤ＿ＭＡＸ ＊ ２２４．０）・・・（処理２）
ここで、
Ｃｌｅａｒ＿Ｉｎｋ＿Ｖｏｌ：画素毎のクリアインク量
ＲＡＮＤ（）：自然乱数
ＲＡＮＤ＿ＭＡＸ：乱数の最大値
一方、図１３（ｂ）においては、クリアインク量を１２８まで用いればよい。そこで、上述の処理２で示される無色色材量決定処理は以下の様になる。

Ｃｌｅａｒ＿Ｉｎｋ＿Ｖｏｌ＝（ｉｎｔ）（ＲＡＮＤ（）／ＲＡＮＤ＿ＭＡＸ ＊ １２８．０）・・・（処理３）
以上の様に、使用されるクリアインクの色付きの特性により、処理を変更することで、正反射色付きの低減しつつ、クリアインク使用量を抑えることが可能である。

実施例１及び実施例２においては、プリンタが乱数発生部を備えることにより、有色インクで形成された画像をランダムなインク量を持つクリアインク層でオーバーコートする手法について説明した。本実施例では、特に定めないが例えば３００ｐｉｘｅｌ × ３００ｐｉｘｅｌなどの任意画素数のパターンを用いる例について説明する。

すなわち、任意画素数のパターンを予めプリンタに記憶しておき、入力される画像サイズに応じて、該パターンを縦横にタイル状に並べることにより、有色インクにより形成される画像を無色色材（クリアインク）のパターンでオーバーコートする。

本実施例における記録データ生成システムの構成を図１４に示す。図１４は、図６に示す構成の無色色材量決定部６０４が無色色材パターン適用部１６０１に、乱数発生部６０５が無色色材パターン記憶部１６０２にそれぞれ入れ替わっている。なお、その他の構成については図６と同様な構成のため、説明を省略する。

無色色材パターン適用部１６０１は、無色色材パターン記録部１６０２に記録されているパターンを呼び出して入力する。無色色材パターン記録部１６０２に記録されているパターンは、３００ｐｉｘｅｌ × ３００ｐｉｘｅｌのパターンであり、各画素におけるクリアインク量を規定する。

ここで、該パターンの生成方法について説明する。このパターンは、ブロンズの発生および薄膜干渉が起きないパターンであり、クリアインクのみにより構成される。すなわち、３００ｐｉｘｅｌ × ３００ｐｉｘｅｌの画像サイズで、実施例１又は実施例２で説明した乱数を発生させて、予め生成しておく。

また、別の生成方法として、特許文献１に示す測定方法を用いて得られる色付きに基づき生成してもよい。クリアインク量を変化させて作成したパッチを特許文献１に示す測定方法により測定した正反射色付きをａ＊ｂ＊平面上にプロットした図を図１５に示す。測定結果を用いて、例えばクリアインク量６４の点Ａの色付きＡ（ａ＊，ｂ＊）とクリアインク量１９２の点Ｂの色付きＢ（ａ＊，ｂ＊）を、各原点からのそれぞれの距離ｄ１、ｄ２に応じて以下の処理のように足し合わせれば、大局的な色付きを原点に近付ける（色付きを無色にする）ことができる。

Ａ（ａ＊，ｂ＊）×（ｄ２／（ｄ１＋ｄ２））＋Ｂ（ａ＊，ｂ＊）×（ｄ１／（ｄ１＋ｄ２））・・・（処理４）
そこで、この色付きの大きさである距離ｄ１、ｄ２の比率を、３００ｐｉｘｅｌ × ３００ｐｉｘｅｌの画像サイズにおけるそれぞれのクリアインク量を示すドットの面積比に対応させて配置したパターンを生成する。なお、注目画素における無色色材の色材量と、注目画素の周辺画素における無色色材の色材量とが異なるよう、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成するパターンとすればよい。この様にして生成されるパターン上では、大局的な色付きが低減されることになる。また、生成されるパターンは、互いに相反する発色を示す補色の関係にある色を用いて、互いの色付きを打ち消し合うように作成されるため、補色パターンと呼ぶ。

無色色材パターン適用部１６０１は、上述のようにして生成された３００ｐｉｘｅｌ × ３００ｐｉｘｅｌの補色パターンを、入力された画像のサイズに応じて縦横にタイル状に繰り返し並べることにより各画素におけるクリインク量を決定する。

さらに、別の生成方法として、一般的に知られるＢａｙｅｒ型マスク、ホワイトノイズマスク、ブルーノイズマスク、グリーンノイズマスク等の特定の周波数変調を行った出力値を用いたパターンをも用いてもよい。
なお、パターンの生成に使用するのは上述した２点には限られず、図１６に示すように４点を使用してもよく、使用する点の数は任意に変更が可能である。
以上により、簡易な構成により、大局的に色付きを低減するクリアインク量を求めることができる。

実施例１〜３の方法においては、画像記録媒体が色材を吸収可能な色材総使用量の制限値である色材許容量を考慮していなかったが、本実施例では、色材許容量を満たしながらクリアインク量を求める例について説明する。

図１７に本実施例における記録データ生成システムの装置構成を示す。図１７は、図１４に示す構成に加えて、色材許容量記憶部１９０１、無色色材量調整部１９０２、無色色材調整量記憶部１９０３を備える。

色材許容量記憶部１９０１は、記録媒体毎の色材許容量を記憶する。無色色材量調整部１９０２は、アプリケーション６０１において設定された記録対象となる記録媒体の種類を入力する。入力した種類の記憶媒体の色材許容量を色材許容量記憶部１９０１から取得する。また、γ補正部６０６からＣＭＹＫ信号を入力し、有色色材量の総量を算出する。算出した総量を取得した色材吸収許容量から引いて、クリアインク量の吐出可能な最大量を算出する。そして、γ補正部６０６から入力したクリアインク量が、算出した最大値を越えるか否か（すなわち、有色色材量の総量とクリアインク量の吐出可能な最大量との合計が色材吸収許容量を超えるか否か）の判定を行い、超えた場合には、入力したクリアインク量を最大値以内に修正する。

また、別の方法として、上述の構成に加えて無色色材調整量記憶部１９０３を備える例について、図２０を用いて説明する。図２０は、記録媒体上における任意画像の画素２００１〜２００９の断面を示し、 （ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に各処理の模式図を示す。

図１８（ａ）には、色分解部６０３で決定された有色インクが記録媒体上に吐出され、無色色材量決定部６０４により決定されたクリアインクがオーバーコートされる場合の様子を示している。また、色材許容量記憶部１９０１に記憶された色材許容量も示している。図中の各ブロックは色材を示しており、ブロックの数で色材量を示している。

図１８（ｂ）には、画素２００４において有色色材量とクリアインク量の合計が色材許容量を超える場合を示す。ここで、無色色材量調整部１９０２は、上述のように有色色材量とクリアインク量の合計を色材許容量以内に修正する処理を行うとともに、無色色材調整量記憶部１９０３に色材許容量を超える４ブロック分のクリアインク量を１ブロック分に修正する修正量を記憶させる。また、無色色材量調整部１９０２は、無色色材調整量記憶部１９０３に記憶した修正の逆、つまり、１ブロック分のクリアインク量を４ブロック分に修正できる画素を、有色色材量と無色色材量の合計を用いて検索しながら処理を進める。

図１８（ｃ）に、１ブロック分のクリアインク量を４ブロック分に修正できる画素が検索された場合を示す。無色色材量調整部１９０２は、修正量を無色色材調整量記憶部１９０３から削除する。

なお、無色色材調整量記憶部１９０３は、最大で入力画像分の画素に対する無色色材量の修正量を記憶できるメモリを有する。 また、無色色材調整量記憶部１９０３は、無色色材量調整部１９０２で調整されたクリアインク量の差分だけを記憶してもよく、その場合、無色色材量調整部１９０２は、該差分を適用可能な画素を探索して適用する。

また、本発明は、上述した実施例の機能（例えば、上記のフローチャートにより示される機能）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、システム或いは装置に供給することによっても実現できる。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が、コンピュータが読み取り可能に記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することにより、上述した実施例の機能を実現する。

以上により、色材許容量を満たしながら、大局的に色付きを低減するクリアインク量を求めることができる。

Claims (9)

1. 画像内の注目画素に対応する画像データを有色色材の色材量に対応する色材データに変換する変換手段と、
   前記注目画素における無色色材の色材量と、前記注目画素の周辺画素における無色色材の色材量とが異なるよう、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成する生成手段と、
   前記無色色材の複数の異なる色材量にそれぞれ対応する複数の色材データを含む無色色材パターンを入力する入力手段とを有し、
   前記生成手段は、前記無色色材パターンに基づき、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成し、
   前記無色色材パターンは、前記無色色材の複数の異なる色材量それぞれの記録媒体上における正反射光の色付きが互いに打ち消し合う組み合わせであることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記無色色材パターンは、前記無色色材の複数の異なる色材量それぞれの記録媒体上における正反射光の色付きの大きさの比率に応じて配置されたパターンであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記生成された色材データを多値データに量子化する量子化手段と、
   前記多値データに記録媒体上におけるドット配置パターンを割り当てる割り当て手段とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 画像内の注目画素に対応する画像データを有色色材の色材量に対応する色材データに変換する変換手段と、
   前記注目画素における無色色材の色材量と、前記注目画素の周辺画素における無色色材の色材量とが異なるよう、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成する生成手段とを有し、
   前記無色色材の色材量に対応する色材データは、前記無色色材の色材量を異ならせた複数の色材量の記録媒体上における正反射光の色付きの色相が色相環上で３６０度の範囲となる色材量に対応する色材データであることを特徴とする画像処理装置。
5. 色材総使用量の制限値を取得する取得手段と、
   前記変換された色材データに対応する色材量と前記生成された色材データに対応する色材量との合計が前記制限値を超える場合は、前記合計が前記制限値を超えないよう、前記生成された色材データを修正する修正手段と
   をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記修正手段により修正された修正量を保持する保持手段と、
   前記修正量と前記合計とが前記制限値を超えない場合、前記修正量を前記生成された色材データに追加する追加手段と
   をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 画像内の注目画素に対応する画像データを有色色材の色材量に対応する色材データに変換する変換工程と、
   前記注目画素における無色色材の色材量と、前記注目画素の周辺画素における無色色材の色材量とが異なるよう、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成する生成工程と、
   前記無色色材の複数の異なる色材量にそれぞれ対応する複数の色材データを含む無色色材パターンを入力する入力工程とを有し、
   前記生成工程は、前記無色色材パターンに基づき、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成し、
   前記無色色材パターンは、前記無色色材の複数の異なる色材量それぞれの記録媒体上における正反射光の色付きが互いに打ち消し合う組み合わせであることを特徴とする画像処理方法。
8. 画像内の注目画素に対応する画像データを有色色材の色材量に対応する色材データに変換する変換工程と、
   前記注目画素における無色色材の色材量と、前記注目画素の周辺画素における無色色材の色材量とが異なるよう、前記注目画素における無色色材の色材量に対応する色材データを生成する生成工程とを有し、
   前記無色色材の色材量に対応する色材データは、前記無色色材の色材量を異ならせた複数の色材量の記録媒体上における正反射光の色付きの色相が色相環上で３６０度の範囲となる色材量に対応する色材データであることを特徴とする画像処理方法。
9. コンピュータを、請求項１乃至請求項６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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