JP6015048B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像を処理する装置に関する。

印刷装置が画像を印刷するためには、通常、元の画像に処理を施す。この処理とは、例えば、ＲＧＢ形式のデータを、各画素についてＣＭＹＫ等各色のドット形成の有無を示すドットデータに変換する処理である。このような処理は、ハーフトーン処理と呼ばれる（例えば特許文献１）。

特許文献１においては、ラインヘッドを備えたプリンターであるラインプリンターが採用されている。ラインヘッドとは、記録幅の全幅に渡ってインク吐出用ノズルが配置されたプリントヘッドである。この構成によって、印刷媒体の搬送方向とは異なる方向（例えば直交方向）にプリントヘッドを走査することが不要になり、印刷速度が向上する。

特開２０１１−７６１号公報

上記先行技術が有する課題は、ハーフトーン処理の手法が、印刷条件に応じて適切に選択されていない点である。ハーフトーン処理の手法は種々あり、例えば、誤差拡散法やディザ法などが知られている。これらの手法は、処理速度や画質等にそれぞれ特徴がある。特に、特許文献１のようにラインプリンターを採用した場合、ハーフトーン処理の手法を適切に選択しないと、ハーフトーン処理が印刷の律速（ボトルネック）となる場合がある。ハーフトーン処理が律速になるということは、印刷装置が本来の印刷速度で印刷することができず、実効的な印刷速度が低下してしまうことを意味する。上記課題は、ラインプリンターに限られるものではなく、他のタイプのプリンター、例えばシリアルプリンターにも当てはまる課題である。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためのものであり、以下の形態または適用例として実現できる。

適用例１：ドットデータを生成する画像処理装置であって、
第１の手法によって、画像データのドットデータへの変換をする第１の変換部と、
前記第１の手法よりも変換速度が速い第２の手法によって、前記変換をする第２の変換部と、
印刷条件としての用紙サイズと解像度とインク色数と印刷速度とに基づき前記第１及び第２の変換部の何れかを選択し、選択した方に前記変換をさせる制御部とを備える。

この適用例によれば、ハーフトーン処理の手法を、印刷条件に応じて適切に選択できる。用紙サイズと解像度とインク色数との何れについても、値が大きければ大きい程、変換に時間が掛かる傾向にある。一方、印刷速度が速ければ速い程、変換時間をより短くするのが好ましい。この適用例によれば、これら４つの値に基づきハーフトーン処理の手法を選択するので、この選択は、印刷条件に応じた適切なものとなる。なお、用紙サイズと解像度とインク色数と印刷速度との４つ全てに基づくのではなく、この４つの内の少なくとも１つに基づく形態も考えられる。

適用例２：適用例１に記載の画像処理装置であって、
プロセッサーを備え、
前記第１及び第２の変換部は、前記プロセッサーがプログラムを実行することによって実現され、
前記制御部は、前記印刷条件に前記プロセッサーの処理負荷を加味して、前記選択をする。
プロセッサーの処理負荷はドットデータへの変換速度に影響するので、この適用例によれば、適切にハーフトーン処理の手法を選択できる。

適用例３：適用例１又は適用例２に記載の画像処理装置であって、
前記第１の手法は、誤差拡散法であり、
前記第２の手法は、ディザ法である。
一般に誤差拡散法は、ディザ法に比べて、変換速度が遅い一方、良好な印刷画質を実現する。よって、この適用例によれば、印刷条件に基づき、画質と印刷速度との何れを優先するかを適切に選択できる。

適用例４：適用例３に記載の画像処理装置であって、
前記第２の変換部は、ドットの形成を少なくとも第１及び第２の画素グループに分けて行うと共に、前記第１及び第２の画素グループによるドットの形成の少なくとも一部を共通領域で行う印刷装置のために、前記第１及び第２の画素のグループ各々に属する画素に形成されるドットのパターンの何れもが、空間周波数特性としてブルーノイズ特性またはグリーンノイズ特性を有するようにドットデータを生成する。
この適用例によれば、画素グループ間の相対的な位置関係がずれてしまっても、画質の低下を抑制できる。

各適用例に記載された形態は、実質同一の他の形態として捉えることができる。他の形態とは、例えば、ドットデータの生成方法、画像処理用プログラム、このプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体、生成したドットデータに基づき印刷を行う印刷装置または印刷物生産方法などが挙げられる。

印刷システム１０の構成図。 印刷用データ生成処理を示すフローチャート。 印刷設定およびＣＰＵ負荷、並びにハーフトーン処理の手法の関係を示すテーブル。 ハーフトーン速度とＣＰＵ負荷との関係を示すグラフ。

１．印刷システム（図１）：
図１は、印刷システム１０の構成を示す。印刷システム１０は、ホストコンピューター２００とプリンター３００とを備える。さらに、ホストコンピューター２００は、印刷のためのデータ（以下「印刷用データ」と言う。）をプリンター３００に転送する。プリンター３００は、ホストコンピューター２００から転送された印刷用データに基づいて印刷用紙に画像を印刷する。この印刷用データは、表示用画像データが、プリンタードライバーによって変換されたデータであり、各画素について各色のドット形成の有無を示すドットデータである。表示用画像データは、ホストコンピューター２００に備えられたディスプレイ装置２１５に画像を表示させるためのものである。

ホストコンピューター２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０３、ＲＯＭ２０５、ディスプレイ装置コントローラー２０７、キーボードコントローラー２０９、メモリーコントローラー２１１、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２１３、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２２０を備える。これらの構成要素はバス２３０を介して互いに接続されている。ディスプレイ装置コントローラー２０７には、ディスプレイ装置２１５などの表示装置が接続される。キーボードコントローラー２０９にはキーボード２１７やマウス（図示なし）などの入力装置が接続され、メモリーコントローラー２１１には外部メモリー２１９が接続されている。通信Ｉ／Ｆ２２０は、他の機器に対して、ＵＳＢによる有線接続を行うためのモジュールである。ＣＰＵ２０１は、ホストコンピューター２００全体の動作を制御するために、ＨＤＤ２１３に記憶されているプログラムをＲＡＭ２０３に読み出して実行する。

ディスプレイ装置２１５、キーボード２１７及び図示されていないマウスは、印刷設定の入力に用いられる。印刷設定については、図３と共に後で詳しく説明する。

一方、プリンター３００は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、ライトシアン（Ｌｃ）、ライトマゼンタ（Ｌｍ）の６色のインクをプリントヘッドに備えられたノズルから吐出して、２パス双方向印刷を行うシリアルプリンターである。プリンター３００はＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０３、ＲＯＭ３０５、印刷部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３０７、メモリーコントローラー３０９、操作パネル３１３、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３２０を備える。これらの構成要素はバス３３０によって互いに接続されている。印刷部Ｉ／Ｆ３０７には印刷部３１１が接続され、メモリーコントローラー３０９には外部メモリー３１５が接続されている。

ＣＰＵ３０１は、プリンター３００全体の動作を制御するために、ＲＯＭ３０５に記憶されているプログラムをＲＡＭ３０３に読み出して実行する。印刷部３１１は、インクを蓄えるインクカートリッジ、プリントヘッド、プラテンなど、印刷用紙にインクを吐出して印刷を行うためのハードウェアである。操作パネル３１３は、ユーザーが、印刷に関わる指示などを行うためのユーザーインターフェイスである。上記指示の内容は、例えば、印刷の中止やプリンター３００の起動などである。

２．印刷用データ生成処理（図２）：
図２は、印刷用データ生成処理を示すフローチャートである。この処理の実行主体は、ホストコンピューター２００に備えられたＣＰＵ２０１である。この処理の実行開始の契機は、キーボード２１７を介して、印刷指示が入力されたことである。

印刷処理を開始すると、まず、ＲＡＭ２０３からＲＧＢ形式の表示用画像データを取得する（ステップＳ４１０）。続いて、ＲＯＭ２０５に記憶されたルックアップテーブル（図示せず）を参照して、取得した表示用画像データについて、ＲＧＢ形式をＣＭＹＫ形式またはＣＭＹＫＬｃＬｍ形式に色変換する（ステップＳ４２０）。何れに変換するかは、印刷設定に基づく。

続いて、ハーフトーン処理を誤差拡散法によって実行するか、ディザ法によって実行するかを、印刷設定とＣＰＵ２０１の処理負荷（以下「ＣＰＵ負荷」と言う。）とに基づいて選択する（ステップＳ４３０）。この判定については、図３，図４と共に後で詳しく説明する。

誤差拡散法を選択すると（ステップＳ４３０，誤差拡散法）、誤差拡散法によってハーフトーン処理を行う（ステップＳ４４０）。一方、ディザ法を選択すると（ステップＳ４３０，ディザ法）、ディザ法によってハーフトーン処理を行う（ステップＳ４５０）。

なお、本実施形態で用いるディザマスクは、１パス目と２パス目との両方によって形成されるドットの空間周波数特性がブルーノイズ特性を有するように閾値が配置されていると共に、１パス目と２パス目とで形成されるドットそれぞれについても、空間周波数特性がブルーノイズ特性を有するように閾値が配置されている。このような閾値の配置を採用することで、ディザ法によってドットデータを生成した場合、１パス目と２パス目とで吐出された液滴の着弾位置に相対的なずれが生じても、画質の低下が抑制される。

ハーフトーン処理後、ドットデータをプリンター３００が取り扱えるようにインターレース処理を行う（ステップＳ４６０）。最後に、ステップＳ４６０において生成したデータを印刷用データとしてプリンター３００に転送する（ステップＳ４７０）。プリンター３００は、転送された印刷用データに基づき印刷を実行する。

３．ハーフトーン処理の選択（図３，図４）：
図３は、印刷設定およびＣＰＵ負荷、並びにハーフトーン処理の手法の関係を示すテーブルである。このテーブルは、ＲＯＭ２０５に記憶されており、先述したステップＳ４３０において用いられる。

図３に示すように、印刷設定とＣＰＵ負荷との組み合わせそれぞれに、ディザ法または誤差拡散法が対応づけられている。ここで言う印刷設定とは、解像度と、印刷速度と、インク色数と、印刷種別と、用紙サイズとのことである。

図３に示すように、解像度（ｄｐｉ）には６００と１２００と１８００とが、印刷速度（ｐｐｍ（page per minute））には３０と６０とが、インク色数には４と６とが、印刷種別にはバランスと高画質と省エネとドラフト印刷とが、それぞれ含まれている。４つのインク色とはＣＭＹＫ、６つのインク色とはＣＭＹＫＬｃＬｍを示す。

ユーザーは、キーボード２１７等を通じて印刷指示を入力する前に、キーボード２１７等を通じて印刷種別を特定するための情報を入力する。具体的には、ディスプレイ装置２１５に表示されたプルダウンメニューから何れかを選択することによって、その入力を行う。デフォルトの設定は、バランスである。

ユーザーは、バランスが選択されている場合、解像度と印刷速度とインク色数とについて、それぞれの値をデフォルト値から変更できる。本実施形態のデフォルト値は、図３に示されたｍ１１とｍ２３とに対応づけられた値である。具体的には、解像度１２００ｄｐｉ，印刷速度６０ｐｐｍ、インク色数６である。

図３に示すように、印刷種別が高画質の場合は誤差拡散法、省エネとドラフト印刷との場合はディザ法が対応づけられている。この対応関係は、誤差拡散法の方がディザ法に比べて高画質である一方、ハーフトーン処理に要する処理負荷が高く、ハーフトーン処理に時間が掛かることに基づき定められたものである。

一方、バランスの場合、ＣＰＵ負荷の高低と、印刷種別以外の印刷設定とに基づいて、ディザ法または誤差拡散法が対応づけられている。この対応は「ハーフトーン処理が、印刷における律速にならないことを優先しつつ、できるだけ画質にも配慮する」という思想に基づき定められたものである。この思想を図４と共に説明する。

図４は、ハーフトーン処理の処理速度（以下「ハーフトーン速度」と言う。）とＣＰＵ負荷との関係を、誤差拡散法とディザ法との場合それぞれについて示すグラフである。ここで言うハーフトーン速度は、ハーフトーン処理によって１秒間当たりに生成するデータに対応するドット数（ｄｏｔ／ｓ）のことである。

誤差拡散法によるハーフトーン速度が印刷速度よりも遅い場合、誤差拡散法によるハーフトーン処理は印刷の律速となる。この場合にディザ法を用いることによって、ハーフトーン速度を向上させる。この結果、ハーフトーン処理が律速とならなくなったり、ハーフトーン処理が律速となってしまう場合であっても、印刷速度の実効値が低下する度合いを小さくしたりできる。

上記のようにハーフトーン速度（ｄｏｔ／ｓ）を印刷速度（ｐｐｍ）と比較するためには、単位を揃える必要がある。そこで「（印刷速度（ｐｐｍ）／６０秒）×（解像度）²×印刷領域の面積×インク色数」という計算によってｐｐｍをｄｏｔ／ｓに換算する。印刷領域の面積とは、用紙の面積から余白の面積を除いた値である。この換算結果を「ドット形成速度」と呼ぶ。

図４に示すように、ハーフトーン速度は、ＣＰＵ負荷に依存する。具体的には、ＣＰＵ負荷が高ければ高い程、誤差拡散法とディザ法との何れにおいてもハーフトーン速度は低下する傾向にある。よって、ドット形成速度と比較する対象は、ＣＰＵ負荷を考慮したハーフトーン速度であるのが好ましい。

図４に示すように、ハーフトーン速度はＣＰＵ負荷に応じて連続的に変化する。図３に示したようなテーブルを作成するためには、連続的な変化を、離散的なデータに変換するのが好ましい。そこで、ＣＰＵ負荷をいくつかの範囲に区分し、その各区分を代表するＣＰＵ負荷の値を定める。これによって、各区分についてハーフトーン速度の代表値が１つずつ定まる。この代表値としてのハーフトーン速度を用い、ディザ法または誤差拡散法を対応づけることによって、図３のようなテーブルを作成する。

図３，図４に示すように、本実施形態においては、ＣＰＵ負荷を２つに区分した。つまり、図４に示すように、負荷Ｌ２未満のＣＰＵ負荷を低負荷、負荷Ｌ２以上のＣＰＵ負荷を高負荷とした。そして、低負荷の代表値を図４に示す負荷Ｌ１（＜負荷Ｌ２）、高負荷の代表値を負荷Ｌ３（＞負荷Ｌ２）と定めた。負荷Ｌ１におけるハーフトーン速度が速度Ｖ１であるので、速度Ｖ１と各印刷条件におけるドット形成速度との比較によって、図３に示した低負荷時におけるディザ法か誤差拡散法かの設定が決まる。つまり、ドット形成速度が速度Ｖ１以下となる印刷条件においては誤差拡散法を、ドット形成速度が速度Ｖ１を超える印刷条件に対してはディザ法を対応づける。同様に、負荷Ｌ３におけるハーフトーン速度である速度Ｖ３を用いることによって、図３に示した高負荷時におけるディザ法か誤差拡散法かの設定が定まる。

４．作用効果：
印刷システム１０によれば、印刷の実効速度と画質との低下を抑制することのバランスを取ることができる。ハーフトーン処理が律速となるか否か判定は、予め用意されたテーブルに当てはめて行うので、その判定に要する時間や処理負荷は小さい。

５．実施形態と適用例との対応関係：
ステップＳ４３０が制御部を、ステップＳ４４０が第１の変換部を、ステップＳ４５０が第２の変換部をそれぞれ実現するためのソフトウェアに対応する。

６．他の実施形態：
発明の実施形態は、先述した実施形態になんら限定されるものではなく、発明の技術的範囲内における種々の形態を採用できる。例えば、実施形態の構成要素の中で付加的なものは、実施形態から省略できる。ここで言う付加的な構成要素とは、実質的に独立している適用例においては特定されていない事項に対応する要素のことである。また、例えば、以下のような実施形態でも良い。

誤差拡散法かディザ法かの選択基準は、ハーフトーン処理が律速となるか否かでなくても良い。例えば、画質を重視するのであれば、ハーフトーン処理が律速となる場合でもあっても、実効的な印刷速度の低下度合いが小さいときは、誤差拡散法を採用しても良い。

テーブルに採用するパラメーターを変更しても良い。例えば、ＣＰＵ負荷によって区別しなくても良い。或いは、解像度と印刷速度と用紙サイズとの何れかについて、プリンターが１種類のみに対応している場合は、１種類のみに対応しているパラメーターは、テーブルに採用する必要はない。もちろん、例えば種々のプリンターについてテーブルを共通化する目的で、１種類のみに対応しているパラメーターをテーブルに採用しても構わない。

誤差拡散法かディザ法かの選択手法は、テーブルを用いる手法でなくても良い。例えば、誤差拡散処理が律速となるか否かを、都度、計算によって判定し、その判定に基づき上記選択をしても良い。このように計算による判定の場合、支配的なパラメーター程、優先的に判定をするのが好ましい。

ホストコンピューター２００からプリンター３００への印刷用データの転送が、印刷の律速となることも考えられる。そこで、データ転送速度を加味して、ハーフトーン処理の手法を選択しても良い。

実施形態においては、ドット形成速度は、使用するインク色数に比例するという前提に基づき算出した。しかし、各インク色についてのドットデータは、それぞれ並行して生成できる。よって、上記前提を採用せず、実態に即した生成時間に基づき、ドット形成速度を決定しても良い。

ドット形成速度の算出方法は、実施形態と異なっていても良い。例えば、１分当たりの印刷枚数と、解像度と、印刷領域の面積と、インク色数との少なくとも１つを考慮せずに算出しても良い。

専用のハードウェアＲＩＰを用いても良い。このハードウェアＲＩＰは、例えば、コンピューターから転送されたデータを対象にハーフトーン処理を実行し、これによって生成したドットデータをプリンターに転送する。

１パス目，２パス目それぞれで形成されるドットの配置が、ブルーノイズ特性を有している必要はない。
パス数は、いくつでも良い。双方向印刷でなくても、片方向印刷でも良い。
プリンターは、ラインヘッドを用いたラインプリンターでも良い。ラインヘッドとは、用紙の幅方向の走査なしで印刷できるように、幅方向全体にわたりノズルを配置したプリントヘッドのことである。
ハーフトーンの手法は、誤差拡散法，ディザ法以外のものでも良い。例えば、平均誤差最小法などが考えられる。
プリンター３００がハーフトーン処理を実行しても良い。この場合、プリンター３００に画像処理装置が組み込まれたことになる。具体的には、複合機などが考えられる
印刷設定は、プリンター３００を通じて、入力されても良い。この場合、ホストコンピューター２００がハーフトーン処理を実行するのであれば、プリンター３００に入力された印刷設定をホストコンピューター２００に転送しても良い。

１０…印刷システム
１２０…ＵＳＢケーブル
２００…ホストコンピューター
２０１…ＣＰＵ
２０３…ＲＡＭ
２０５…ＲＯＭ
２０７…ディスプレイ装置コントローラー
２０９…キーボードコントローラー
２１１…メモリーコントローラー
２１３…ＨＤＤ
２１５…ディスプレイ装置
２１７…キーボード
２１９…外部メモリー
２２０…通信Ｉ／Ｆ
２３０…バス
３００…プリンター
３０１…ＣＰＵ
３０３…ＲＡＭ
３０５…ＲＯＭ
３０７…印刷部Ｉ／Ｆ
３０９…メモリーコントローラー
３１１…印刷部
３１３…操作パネル
３１５…外部メモリー
３３０…バス

Claims (4)

1. 印刷用データを生成する画像処理装置であって、
   第１の手法によって、画像データの前記印刷用データへの変換をする第１の変換部と、
   前記第１の手法よりも変換速度が速い第２の手法によって、前記変換をする第２の変換部と、
   前記変換部による処理が印刷の律速とならないように、印刷条件としての用紙サイズと解像度とインク色数に基づく前記印刷用データの大きさと印刷速度とに応じて前記第１及び第２の変換部の何れかを選択し、選択した方に前記変換をさせる制御部と
   を備える画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置であって、
   プログラムを実行することによって前記第１及び第２の変換部を実現するプロセッサーを備え、
   前記制御部は、前記印刷条件に前記プロセッサーの処理負荷を加味して、前記選択をする
   画像処理装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の画像処理装置であって、
   前記第１の手法は、誤差拡散法であり、
   前記第２の手法は、ディザ法である
   画像処理装置。
4. 請求項３に記載の画像処理装置であって、
   前記第２の変換部は、ドットの形成を少なくとも第１及び第２の画素グループに分けて行うと共に、前記第１及び第２の画素グループによるドットの形成の少なくとも一部を共通領域で行う印刷装置のために、前記第１及び第２の画素のグループ各々に属する画素に形成されるドットのパターンの何れもが、空間周波数特性としてブルーノイズ特性またはグリーンノイズ特性を有するように前記印刷用データを生成する
   画像処理装置。

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