JP6390405B2 - 印刷装置、印刷方法、プログラム、および画像処理装置 - Google Patents
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Description
・前記ブロック内の所定の位置の画素、
・前記ブロック内のランダムに定められる画素、または
・前記ブロック内の画素位置に対応するディザマスクに用意された閾値のうち、最も小さな値の閾値に対応する位置の画素
のいずれかにドットを形成すると判断するものとしてよい。こうすれば、何れの位置にドットを形成するかの判断を容易に行なうことができる。
前記第1の判断の判断結果に基づいて異なる条件を適用し、前記複数画素の少なくとも一つにドットを形成するか否かの判断である第2の判断を行なう機能と、
前記ブロックを単位として、前記第2の判断の判断結果により生じる階調誤差の計算と、該計算された誤差の未処理画素への配分とを行なう機能と、前記複数各々の階調値が所定の条件を満たしているか否かを判断である第1の判断を行なう機能と、前記第1の判断の判断結果に基づいて異なる条件を適用し、前記複数画素の少なくとも一つにドットを形成するか否かの判断である第2の判断を行なう機能と、前記ブロックを単位として、前記第2の判断の判断結果により生じる階調誤差の計算と、該計算された誤差の未処理画素への配分とを行なう機能と、をコンピューターにより実現させるものであって良い。
本発明の第1実施形態について説明する。
A−1.装置構成:
図1は、本発明の印刷装置の第1実施形態としてのプリンター20の概略構成図である。プリンター20は、双方向印刷を行なうシリアル式インクジェットプリンタであり、図示するように、プリンター20は、紙送りモータ74によって印刷媒体Pを搬送する機構と、キャリッジモータ70によってキャリッジ80をプラテン75の軸方向に往復動させる機構と、キャリッジ80に搭載された印刷ヘッド90を駆動してインクの吐出及びドット形成を行なう機構と、これらの紙送りモータ74,キャリッジモータ70,印刷ヘッド90及び操作パネル99との信号のやり取りを司る制御ユニット30とから構成されている。
プリンター20における印刷処理について説明する。図2は、プリンター20における印刷処理の流れを示すフローチャートである。ここでの印刷処理は、ユーザが操作パネル99等を用いて、メモリカードMCに記憶された所定の画像に対する印刷指示操作を行なうことで開始される。印刷処理を開始すると、CPU40は、まず、入力部41の処理として、メモリカードスロット98を介してメモリカードMCから印刷対象であるRGB形式の画像データORGを読み込んで入力する(ステップS110)。
上述したハーフトーン処理(ステップS130)について図3を用いて説明する。図示するように、この処理が開始されると、CPU40は、
・初期化の処理(ステップS132)
・処理対象特定処理(ステップS134)
・第1の判断処理(ステップS200)
・第2の判断処理(ステップS300)
・すべて完了か、の判断(ステップS136)
を順次実行する。
CPU40が行なう初期化の処理(ステップS132)とは、ハーフトーン処理に必要な変数を初期化する処理である。初期化される変数としては、以下がある。
(1)画素位置(x,y):処理しようとする画像の処理開始の画素の位置を、画像の左上、即ち主走査方向をx、副走査方向をyとして、(0,0)に初期化する。
(2)ブロック番号(Bnx,Bny):本実施形態では、2画素×2画素の計4画素を一つのブロックとして処理を行なう。このブロック番号を初期値(0,0)に設定する。ブロック番号と画素の位置との関係は後述する。
(3)ディザマスク上の閾値の位置(xm,ym):ディザマスク61に格納された閾値の読み出し位置を示す変数である。この変数(xm,ym)を(0,0)に初期化する。
(4)ブロック毎の拡散誤差の値ed[Bnx,Bny]:本実施形態では、ドット形成の有無により生じた濃度誤差は、ブロックを単位として周辺のブロックに拡散されるので、この拡散誤差を格納するバッファをブロック毎に備える。初期化の処理では、このバッファの値をすべて0とする。
(5)結果値Result[x,y]:位置(x,y)の画素について、第1の判断処理(ステップS200)による判断結果を示す。この結果値を、すべて値0に初期化する。
(6)ドット形成の有無を示す出力バッファOUT[x,y]を、ドットオフを示す値0に初期化する。
初期化の処理(ステップS132)を終えると、次に処理対象特定処理を行なう(ステップS134)。本実施形態では、ハーフトーン処理は、2×2画素からなるブロックを単位として行なう。画像の左上のブロック(0,0)から、処理するブロック位置を、主走査方向(x方向)に順次インクリメントして行ない、主走査方向の右端まで処理すると、副走査方向(y方向)の位置をインクリメントし、再度左端から順に行なう。副走査方向位置が同じである画素の並びを「ラスタ」とも言う。処理をブロック単位で行なうことから、本実施形態のハーフトーン処理は、2ラスタ分ずつ行なわれることになる。1ブロックの並び(2ラスタ)の処理が完了すると、次のブロックの並び(2ラスタ)の処理に移る。このため、以下の説明では、通常の座標表示とは異なり、処理中のブロック位置および画素の位置を(y,x)の順に示す。また、画素の位置については、ブロックの番号Bnを用いて表すことがある。ブロックの開始位置(0,0)と画素の開始位置(0,0)は、何れも画像の左上である。このため、ブロック番号と画素位置の関係は、各ブロックの左上の画素を例に取ると、
y=2・Bny
x=2・Bnx
となる。
(y,x) =(2・BnY,2・Bnx)
(y,x+1) =(2・BnY,2・Bnx+1)
(y+1,x) =(2・BnY+1,2・Bnx)
(y+1,x+1)=(2・BnY+1,2・Bnx+1)
data[Bny,Bnx]=data[y,x]+data[y,x+1]+data[y+1,x]+data[y+1,x+1]+ed[Bny,Bnx]
と表わされる。ed[Bny,Bnx]とは、初期化の処理で説明したように、ハーフトーン処理の対象となったブロックに対して周辺の処理済みブロックから拡散されてきた階調誤差である。階調誤差は、複数のブロックから拡散されてくる場合があり、その値は、正の値と負の値の両方を取り得る。従って、ed[Bny,Bnx]は、処理の時点で、それまでに周辺のブロックから拡散された誤差の総和に相当する。また、処理対象特定処理の最後に、第1の判断処理での判断結果をカウントするカウンタConを値0にリセットする。以上により、処理対象特定処理が完了する。
処理対象のブロックの特定を終了した後、第1の判断処理を行なう(ステップS200)。この処理の詳細を図5に示した。第1の判断処理を開始すると、CPU40は、まずブロック(Bny,Bnx)内の画素を特定する処理を行なう(ステップS201)。各ブロックには、2×2、つまり4画素が含まれている。このブロック内の4つの画素について、順次、処理を行なうので、予め定めた順序に沿って、画素を特定するのである。
PT=1:(y,x) =(2・BnY,2・Bnx)
PT=2:(y,x+1) =(2・BnY,2・Bnx+1)
PT=3:(y+1,x) =(2・BnY+1,2・Bnx)
PT=4:(y+1,x+1)=(2・BnY+1,2・Bnx+1)
となる。
ym=mod(y,64)
xm=mod(x,256)
として求める。ここで、関数mod(a,b)は、値aを値bで除算した際の余りを意味する関数である。64は、y方向のディザマスク61の大きさを、256は、x方向のディザマスク61の大きさである。
上述した第1の判断処理ルーチンを完了すると、続けて第2の判断処理(図3、ステップS300)を実行する。この処理の詳細を図9に示した。図9に示した第2の判断処理ルーチンが開始されると、まず処理しているブロック内に結果値Result[PT]が値1の画素があるか否かを判断する(ステップS302)。
data[Bny,Bnx]=data[y,x]+data[y,x+1]+data[y+1,x]+data[y+1,x+1]+ed[Bny,Bnx]
として計算されているので、周辺のブロックから拡散されてきた濃度誤差を反映した値である。
(あ)結果値Result[PT]が値1の画素にドットを形成するとしたステップS304の処理、
(い)所定の画素にドットを形成するとしたステップS308の処理、あるいは、
(う)ブロック内の画像データの総和、すなわちdata[Bny,Bnx]が、誤差拡散法における閾値THe未満であると判断されてドットを形成しないとしたステップS306の処理。
ed[Bny,Bnx]=data[Bny,Bnx]−Con・ONv
ここで、ONvは、一つの画素にドットが形成された場合や形成されなかった場合に、その画素に実現されたとみなす濃度値に対応する値である。本実施形態では、ドットが形成された場合の値をオンバリューと呼び、値255としている。カウンタConは、ブロック内に形成するとされたドットの数を示している。従って、処理したブロックの濃度誤差ed[Bny,Bnx]は、
(あ)の場合には、ブロック内の画像データの総和data[Bny,Bnx]から、ブロック内で形成されたドットの数Conとオンバリューの乗算値を、減算した値となり、
(い)の場合には、ブロック内の画像データの総和data[Bny,Bnx]から、ブロック内で形成された1個のドットのオンバリューを、減算した値となり、
(う)の場合には、ブロック内の画像データの総和data[Bny,Bnx]となる。
上記(う)のケースで、周辺画素から拡散された濃度誤差を含む画像データの総和data[Bny,Bnx]がそのまま濃度誤差ed[Bny,Bnx]となるのは、ドットが形成されないために、Con・ONv=0とみなせるからである。上記(あ)(い)のケースでは、演算結果がマイナスになる場合があり、この場合には、周辺画素にマイナスの誤差が拡散されることになる。
ブロック(Bny,Bnx+1)に対して、1/4
ブロック(Bny,Bnx+2)に対して、1/8
ブロック(Bny+1,Bnx−2)に対して、1/8
ブロック(Bny+1,Bnx−1)に対して、1/8
ブロック(Bny+1,Bnx)に対して、1/4
ブロック(Bny+1,Bnx+1)に対して、1/8
の割合で、濃度誤差ed[Bny,Bnx]を配分し、誤差拡散を行なう。
以上説明した第1実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
〈1〉第2の判断処理に先立って、ディザマスクを用いた第1の判断処理を行なう。この結果、ディザマスクの閾値THn_dより大きい階調値の画素には、ドットが形成されるので、ディザマスク61の特性を反映したドット配置が可能となる。
〈2〉第1の判断処理によって、処理しているブロック内の画素の何れにもドットが形成される条件が成立していないと判断された場合には、誤差拡散法により、周辺のブロックから拡散されてきた濃度誤差も含めて、ドットを形成すべき条件が成立しているかを、第2の判断しょりにより判断している。従って、例えば画像に細線が引かれている箇所などで、ディザマスクの階調値の分布のためにドットが形成されると判断されなかった場合に、誤差拡散法により、必要なドットが形成される。
〈3〉上記〈2〉の場合に、誤差拡散処理をブロック単位で行なうので、誤差拡散の計算処理を低減でき、処理時間を短縮できる。
〈4〉第2の判断処理により形成するドットはブロック内で最大一つなので、第2の判断処理により、いわば追加的に形成するドットの数を抑制することができる。
上記実施形態では、第1の判断処理において、いずれかの画素の階調値がディザマスクの対応する位置の閾値以上であれば、結果値Result[PT]を値1にセットし、その画素にドットを形成すると判断し、第2の判断処理での閾値THeとの大小の判断は行なわない。第2の判断処理において、誤差拡散法を用いたドット形成の判定(図9、ステップS306)を行なうのは、第1の判断処理において何れの画素でも、結果値Result[PT]が値1にされなかった場合に限られる。これに対して、変形例1では、第1の判断処理での結果の如何に関わらず、閾値THeとの大小関係の判断を行なうものとしている。以下、変形例における第2の判断処理について説明する。変形例1においては、印刷処理の全体(図2)、ハーフトーン処理の全体(図3)および第1の判断処理(図5)は、第1実施形態と同様である。
以上説明した変形例によれば、以下の効果を奏する。
〈イ〉ディザマスク61の閾値との比較結果により、誤差拡散法による閾値THeを自由に設定できるので、ディザ法と誤差拡散法との組み合わせ、つまり処理する画素の階調値に応じて、どの階調範囲でディザ法による処理をどの程度の割合で行ない、どの階調範囲において誤差拡散法による処理をどの程度の割合で行なうかを自由に設計することができる。
〈ロ〉低位閾値THe_Lをマイナスの値としているので、第1の判断処理において、判断している画素の階調値がディザマスクの閾値THn_dより大きい場合には、誤差拡散における判断によってもドットを形成することになる。したがって、ディザマスク61の特性を反映したドット配置が実現される。
〈ハ〉その上で、更に誤差が蓄積されていれば、誤差拡散法の判断により、ドットが形成される。したがって、例えば画像に細線が引かれている箇所などで、ディザマスクの階調値の分布のためにドットが形成されると判断されなかった場合に、誤差拡散法により、必要なドットを形成することができる。
〈ニ〉誤差拡散処理をブロック単位で行なうので、誤差拡散の計算処理を低減でき、処理時間を短縮できる。
次に本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態では、以下の点で第1実施形態と異なっている。
〈i〉図14に示すように、画像における1画素が、印刷される画像の4画素(2×2)に対応している。具体的に言えば、印刷しようとする画像の解像度が、x方向、y方向とも360dpiであるのに対して、印刷される画像の解像度はx,y方向のいずれについても720dpiである。
〈ii〉印刷ヘッド90によって、印刷媒体P上に形成可能なドットが、大中小の3種類であるため、1画素当たり、「大ドット」「中ドット」「小ドット」「ドットなし」の4階調を表現可能である。
data[Bny,Bnx]=data[y,x]+data[y,x+1]+data[y+1,x]+data[y+1,x+1]+ed[Bny,Bnx]
として計算されているので、周辺のブロックから拡散されてきた濃度誤差を反映した値である。
(ア)結果値Result[PT]≠0の画素にドットを形成するとしたステップS332の処理、
(イ)所定の画素にドットを形成するとしたステップS336、S338の処理、あるいは、
(ウ)ブロック内の画像データの総和、すなわちdata[Bny,Bnx]が、誤差拡散法における閾値THe未満であると判断されてドットを形成しないとしたステップS334の処理。
ed[Bny,Bnx]=data[Bny,Bnx]−Con・ONv
ONvは、第1実施形態で説明したオンバリューである。カウンタConの値は、ブロック内に形成するとされたドットの数を反映している。従って、処理したブロックの濃度誤差ed[Bny,Bnx]は、
(ア)の場合には、ブロック内の画像データの総和data[Bny,Bnx]から、ブロック内で形成されたドットの数Conとオンバリューの乗算値を、減算した値となり、
(イ)の場合には、ブロック内の画像データの総和data[Bny,Bnx]から、ブロック内で形成された1個のドットのオンバリューを、減算した値となり、
(ウ)の場合には、ブロック内の画像データの総和data[Bny,Bnx]となる。
上記(ア)(イ)のケースでは、演算結果がマイナスになる場合があり、この場合には、周辺画素にマイナスの誤差が拡散されるのは第1実施形態と同様である。
上述した実施形態では、第1の判断処理において、処理対象の画素の階調値として、その画素の階調データDnをそのまま利用したが、第1の判断処理における画像データに予め係数kを掛けて修正画素データを求めてから判断を行なうものとしても良い。第1実施形態であれば、図5に示した第1の判断処理ルーチンのステップS205において、
data[PT]≧THn_d?
という判断に代えて、修正画素データdata′[PT]を
data′[PT]←data[PT]×k
として求め、
data′[PT]≧THn_d?
の判断を行なうものとするのである。また、第2実施形態であれば、図16の第1の判断処理において、小中大ドットの形成の割合であるdata_s,data_m,data_lを求める前の画像データDnに係数kを掛けてから、小中大ドットの形成の割合を求めるのである。
上記実施形態では、第1の判断処理では、判断結果を結果値Result[PT]に記憶し、最終的なドットの発生については第2の判断処理において判断するものとした。これに対して、第1実施形態などでは、第1の判断処理(図5)において、結果値Result[PT]に値1を設定すると同時に、その画素にドットを形成すると判断しても良い。つまり、図9におけるステップS304の処理を第1の判断処理(図5)において行なうものとしても良い。
本発明は、上記の実施形態、変形例以外にも、種々の構成を採用可能である。例えば、第1の判断処理として、ディザ法に代えて、濃度パターン法や面積階調法など、他の判断処理を行なうものとしてもよい。あるいは1ブロックに含まれる画素数を2×1、1×2、3×2、2×3、3×3などにしても良い。更に多数の画素からなるブロックを用いても良い。あるいは、ブロックは必ずしも長方形状に限る必要はなく、十字形状や、上下のラスタ間で1ないし数画素ずれた平行四辺形状などの形態であっても差し支えない。ブロックの形状は、一つの画像内で一種類に限らなくても良い。
30…制御ユニット
40…CPU
41…入力部
42…ハーフトーン処理部
43…比較部
44…誤差拡散部
46…印刷部
51…ROM
52…RAM
60…EEPROM
61…ディザマスク
62…誤差拡散閾値テーブル
70…キャリッジモータ
71…駆動ベルト
72…プーリ
73…摺動軸
74…紙送りモータ
75…プラテン
80…キャリッジ
82〜87…インクカートリッジ
90…印刷ヘッド
98…メモリカードスロット
99…操作パネル
P…印刷媒体
MC…メモリカード
Claims (14)
- 画像を、複数画素からなるブロックを単位としてハーフトーン処理し、印刷する印刷装置であって、
前記複数画素各々の階調値が所定の条件を満たしているか否かを判断する第1の判断部と、
前記第1の判断部の判断結果に基づいて異なる条件を適用し、前記複数画素の少なくとも一つにドットを形成するか否かの判断を行なう第2の判断部と、
前記ブロックを単位として、前記第2の判断部の判断結果により生じる階調誤差の計算と、該計算された誤差の未処理画素への配分とを、行なう誤差計算部と、
前記第2の判断部の判断結果によりドットの形成を行なうドット形成部と
を備えた印刷装置。 - 請求項1記載の印刷装置であって、
前記第1の判断部における前記階調値が所定の条件を満たしているか否かの判断は、前記ブロック内の各画素の階調値に対応する値が、ディザマスクとして用意された閾値のうち前記各画素の位置に対応する位置の閾値である第1の閾値より大きい場合、前記所定の条件が満たされていると判断する
印刷装置。 - 請求項1または請求項2記載の印刷装置であって、
前記第1の判断部において、前記ブロック内の少なくとも1つの画素の階調値が前記所定の条件を満たしている場合には、前記第2の判断部による前記判断を行なうことなく、当該画素に対応したドットを形成する
印刷装置。 - 請求項3記載の印刷装置であって、
前記第1の判断部において、前記ブロック内のいずれの画素の階調値も前記所定の条件を満たしていないと判断された場合には、前記第2の判断部は、前記ブロック内の画素の階調値に対応する画像データであって、前記計算された誤差の配分を受けた補正画像データを、誤差拡散用に用意された閾値である第2の閾値と比較して、ドットを形成するか否かを判断する
印刷装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
前記第1の判断部における所定の条件を満たしていると判断される割合は、前記判断の対象となった各画素の階調値において最終的にドットが形成される割合より低い割合とされている
印刷装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
前記第2の判断部は、前記ブロック内の画素にドットを形成すると判断する割合を、当該ブロックに属する画素数の1/2未満とする
印刷装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
前記第2の判断部は、
前記複数画素の各画素の階調値が前記所定の条件を満たしている場合には、満たしていない場合より、当該各画素に対応したドットを形成しやすい条件を適用して前記判断を行ない、
前記各画素の階調値が前記所定の条件を満たしていない場合には、満たしている場合より、当該各画素に対応するドットを形成しにくい条件を適用して前記判断を行なう
印刷装置。 - 請求項2に従属する請求項7に記載の印刷装置であって、
前記第2の判断部は、誤差拡散用に用意された閾値である第2の閾値と比較してドットを形成すると判断した場合、当該ドットを、
前記ブロック内の所定の位置の画素、
前記ブロック内のランダムに定められる画素、または
前記ブロック内の画素位置に対応するディザマスクに用意された閾値のうち、最も小さな値の閾値に対応する位置の画素
のいずれかにドットを形成すると判断する
印刷装置。 - 前記ハーフトーン処理は、前記第1の判断部の判断結果に基づいて、3以上の多値化の処理を行なう請求項2に記載の印刷装置。
- 請求項9記載の印刷装置であって、
前記第1の判断部は、前記ディザマスクの前記ブロック内の画素に対応した複数の閾値を連続的に利用して、前記3以上の多値化の判断を行なう
印刷装置。 - 請求項9または請求項10記載の印刷装置であって、
前記ドット形成部は、濃度の異なる2種類のドットを形成可能であり、
前記ハーフトーン処理において、前記第2の判断部は、前記2種類のドットのうち、濃度の低い側のドットについて、ドットの形成の有無を判断する
印刷装置。 - 画像を、複数画素からなるブロックを単位としてハーフトーン処理し、印刷する印刷方法であって、
前記複数画素各々の階調値が所定の条件を満たしているか否かの判断である第1の判断を行ない、
前記第1の判断の判断結果に基づいて異なる条件を適用し、前記複数画素の少なくとも一つにドットを形成するか否かの判断である第2の判断を行ない、
前記ブロックを単位として、前記第2の判断の判断結果により生じる階調誤差の計算と、該計算された誤差の未処理画素への配分とを行ない、
前記第2の判断の判断結果によりドットの形成を行なう
印刷方法。 - 画像を、複数画素からなるブロックを単位としてハーフトーン処理する画像処理装置であって、
前記複数画素各々の階調値が所定の条件を満たしているか否かを判断する第1の判断部と、
前記第1の判断部の判断結果に基づいて異なる条件を適用し、前記複数画素の少なくとも一つの画素にドットを形成するか否かの判断を行なう第2の判断部と、
前記ブロックを単位として、前記第2の判断部の判断結果により生じる階調誤差の計算と、該計算された誤差の未処理画素への配分とを行なう誤差計算部と、
を備えた画像処理装置。 - 画像を、複数画素からなるブロックを単位としてハーフトーン処理するプログラムであって、
前記複数画素各々の階調値が所定の条件を満たしているか否かの判断である第1の判断を行なう機能と、
前記第1の判断の判断結果に基づいて異なる条件を適用し、前記複数画素の少なくとも一つにドットを形成するか否かの判断である第2の判断を行なう機能と、
前記ブロックを単位として、前記第2の判断の判断結果により生じる階調誤差の計算と、該計算された誤差の未処理画素への配分とを行なう機能と、
をコンピューターにより実現させるプログラム。
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