JP6626405B2 - 画像処理装置、方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像データの記録処理を行う画像処理装置、方法およびプログラムに関する。

画像形成装置では、インクの着弾位置ずれや、インクの滲み、光学的ぼけ（オプティカルドットゲイン）等により、出力画像の鮮鋭性が低下することが知られている。その場合、出力画像の鮮鋭性低下の周波数特性を取得し、その逆特性を持つフィルタ処理（鮮鋭性回復フィルタ）により、出力画像の鮮鋭性低下を打ち消すことができる。

鮮鋭性低下の周波数特性は、画像形成装置の種類（インクジェット記録方式、電子写真記録方式等）や機種、記録媒体（用紙）の種類、出力条件、観察時の光源分布（角度・方位）等によって異なる。例えばインクジェット記録方式の画像形成装置の場合、インク種類（染料、顔料）によるインクの滲み、観察時のオプティカルドットゲインは、記録媒体によって異なる。

特許文献１には、記録媒体、インク種類、入力機器、被写体の部位によって異なる鮮鋭性回復フィルタを用いて鮮鋭性回復処理を行う技術について記述されている。また、画像の鮮鋭性を回復する技術では、ＰＳＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）が知られている。ぼけた画像は、元の鮮鋭な画像にＰＳＦが畳み込みされたものと考えられるため、ＰＳＦを把握することで、デコンボリューションによる画像復元を行うことができる。非特許文献１には、この技術の一例として、Ｗｉｅｎｅｒ ｆｉｌｔｅｒが記載されている。

ＰＳＦをフーリエ変換することにより得ることができる光学伝達関数（ＯＴＦ：Ｏｐｔｉｃ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、周波数空間における情報である。この光学伝達関数（ＯＴＦ）は、複素数で表すことができる。ＯＴＦの絶対値、即ち、振幅成分はＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、位相成分はＰＴＦ（Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と呼ばれる。画像のボケを補正する方法として、撮像光学系の光学伝達関数（ＯＴＦ）の情報を用いて補正するものが知られている。この方法は、画像回復や画像復元と呼ばれている。

特開２００３−１５３８６５号公報

手塚慶一、北橋忠弘、小川秀夫著、「ディジタル画像処理工学」、初版１刷、株式会社日刊工業新聞社、１９８５年６月１５日、ｐ．５４−５７

画像形成装置の鮮鋭性劣化特性は、記録方向に応じ、異方的に変化する場合がある。例えばシリアル方式のインクジェット記録装置では、サテライトや時分割駆動などにより、主走査方向は、副走査方向より鮮鋭性低下が大きくなる。そのため、記録方向に依らない等方的な鮮鋭性回復処理を行う方法では、最適な回復強度を設定できず、画像劣化を招いてしまう。例えば、最適強度よりも弱い強度で鮮鋭性回復処理を行った場合、鮮鋭性は十分に回復されず、ぼけた印象の画像が形成されてしまう。また、最適強度よりも強い強度で鮮鋭性回復処理を行った場合、画像中の輪郭部を過度に強調してしまい、所謂リンギングが生じてしまう。

本発明の目的は、このような従来の問題点を解決することにある。上記の点に鑑み、本発明は、記録方向に応じて画質の劣化を適切に補完する画像処理装置、方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る画像処理装置は、インクを吐出するためのノズルが所定方向に配列された記録ヘッドと記録媒体とを、前記所定方向と交差する走査方向に相対的に移動させながら、画像に対応する画像データに基づいて前記記録ヘッドよりインク滴を吐出することにより、前記記録媒体に画像を記録する記録部による前記画像の記録に用いられる画像データを処理する画像処理装置であって、画像データを取得する第１の取得手段と、前記画像の鮮鋭性を高めるためのフィルタを用いて、前記第１の取得手段により取得された前記画像データの画素値を変更する処理を行う処理手段と、前記処理手段により前記処理が行われた画像データを前記記録ヘッドによる前記画像の記録に用いられるデータとして出力する出力手段と、を備え、前記処理手段による前記処理において、前記画像の前記走査方向に対応する方向の周波数特性が変化するように前記画像の鮮鋭性を高める程度は、前記画像の前記所定方向に対応する方向の周波数特性が変化するように前記画像の鮮鋭性を高める程度より大きい、ことを特徴とする。

本発明によれば、記録方向に応じて画質の劣化を適切に補完することができる。

画像形成装置の構成を示すブロック図である。 画像形成処理を示すフローチャートである。 回復フィルタを説明するための図である。 記録部の構成を示す図である。 画像形成部における記録システムを説明するための図である。 サテライトによる鮮鋭性低下を説明するための図である。 出力画像における主走査方向と副走査方向との周波数特性を示す図である。 シリアル型記録ヘッドにより形成される記録ドットの配置を示す図である。 鮮鋭性計測チャートを示す図である。 回復フィルタ作成処理を示すフローチャートである。 回復処理前後の出力画像データの周波数特性の比較を示す図である。 ライン型記録ヘッドの構成を示す斜視図である。 空間周波数Ｆ以上の領域の回復量を小さくした場合を示す図である。 出力条件の変化した場合の周波数特性の変化を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。

［第１の実施形態］
図１は、画像形成装置１００の構成を示すブロック図である。図１の下段は、画像形成装置１００のハードウェア構成のブロック図を示し、図１の上段は、画像形成装置１００のソフトウェアの構成のブロック図を示す。本実施形態では、画像形成装置１００は、印刷用紙等の記録媒体に画像等を記録（印刷）する記録装置である。しかしながら、画像形成装置１００は、印刷機能やスキャン機能、ファクス機能等、複数の機能が一体化されたいわゆる多機能型周辺装置（ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎａｌＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ）の場合もある。

図１に示すように、画像形成装置１００は、ＣＰＵ１０９、ＲＯＭ１１０、ＲＡＭ１１１、ハードディスク（ＨＤ）１１２、ネットワークインタフェース部１１３を含む。また、画像形成装置１００は、表示部１１４、入力部１１５、画像処理部１１６、記録部１１７を含む。

ＣＰＵ１０９は、画像形成装置１００を統括的に制御し、実行可能な各機能を実行する。ＲＯＭ１１０は、汎用的なＲＯＭであり、例えば、画像形成装置１００が動作するために必要な制御プログラムや、各種データ等を記憶する。ＲＡＭ１１１は、汎用的なＲＡＭであり、例えば、ＣＰＵ１０９のワークメモリとして動作する。以下の各実施形態の動作は、例えば、ＣＰＵ１０９がＲＯＭ１１０に記憶されているプログラムをＲＡＭ１１１に読み出して実行することにより実現される。ハードディスク（ＨＤ）１１２は、汎用的なハードディスクであり、例えば、画像形成装置１００の特性に従って画像データを補正するためのデータやテーブル等を記憶する。

ネットワークインタフェース部１１３は、ＬＡＮ等のネットワークを介して外部装置との通信を可能にする。ここで、ネットワークは、有線ネットワークの場合もあれば、無線ネットワークの場合もある。また、無線ネットワークの場合には、各無線通信距離に応じたインタフェース構成を含む。例えば、通信距離が５ｃｍ程度の近距離無線通信（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）に対応する構成の場合もある。

表示部１１４は、例えばディスプレイであり、画像形成装置１００の装置状態やジョブの進捗情報、画像形成装置１００が実行可能な各機能の設定画面等を表示する。入力部１１５は、例えばハードキーであり、ユーザ操作を受け付ける。また、表示部１１４に表示されたタッチパネルがユーザ操作を受け付ける場合もある。

画像処理部１１６は、処理対象の画像データに対して種種の画像処理を実行する。例えば、画像処理部１１６は、画像データを、インク滴の吐出／不吐出に対応した二値データに変換する。また、画像処理部１１６は、二値化処理の他にも、例えば、色空間変換、ＨＶ変換、ガンマ補正、画像回転／縮小／拡大等の処理を実行する。画像処理部１１６は、例えばＦＰＧＡ等のチップで構成され、また、各処理ごとに対応した複数のチップとして構成されても良い。

記録部１１７は、いわゆるプリンタエンジンの機構を含む。例えば画像形成装置１００がインクジェット記録方式で記録を行う場合、記録部１１７は、キャリッジに搭載された記録ヘッド、キャリッジ駆動機構、インク吐出制御を行うコントローラ等を含む。

上記の各部は、システムバス１１８により相互に通信可能に接続されている。また、画像形成装置１００が多機能型周辺装置の場合には、機能に対応したブロックがさらに含まれても良い。例えば、システムバス１１８に、スキャナエンジンの構成を含むスキャナ部が接続されても良い。

画像形成装置１００において、ＣＰＵ１０９は、例えばプログラムの実行により、データｉ／ｏ部１０１、パラメータ選択部１０２、回復処理パラメータ保持部１０３の各機能ブロックを実現する。また、ＣＰＵ１０９は、例えばプログラムの実行により、データメモリ部１０４、ユーザインタフェース（ＵＩ）部１０５、画像形成部１０６、特定情報取得部１０７、画像回復処理部１０８の各機能ブロックを実現する。また、ＣＰＵ１０９は、画像形成装置１００の実行可能な機能に応じて、図１では不図示の他の機能ブロックを実現しても良い。

データｉ／ｏ部１０１は、ネットワークインタフェース部１１３を介して外部の装置と送受信されるデータを制御する。ここで、外部の装置とは、例えば、画像形成装置１００にジョブやデータ等を送信するホストコンピュータである。パラメータ選択部１０２は、ＲＯＭ１１０やＨＤ１１２等の記憶領域上で実現される回復処理パラメータ保持部１０３に保持された出力画像の鮮鋭性の低下を補完するための回復フィルタを取得する。回復処理パラメータ保持部１０３は、ＲＯＭ１１０やＨＤ１１２等の記憶領域上で実現され、回復フィルタを保持する。回復フィルタについては後述する。

データメモリ部１０４は、ＲＯＭ１１０やＨＤ１１２等の記憶領域上で実現され、画像形成装置１００の処理対象の画像データを記憶する。ＵＩ部１０５は、画像形成部１０６で画像形成を行うための出力条件を、表示部１１４に表示された設定画面上で設定項目に対応した入力部１１５のユーザ操作を介して受け付ける。ここで、出力条件とは、記録部１１７による記録条件であり、例えば、記録パス数、キャリッジ速度、記録方向（双方向記録や単方向記録等）、ハーフトーンパターン、記録ヘッドと記録媒体の間の距離、クリアインク使用の有無、色設定、記録媒体の種類である。

画像形成部１０６は、記録部１１７において画像形成を行うための画像処理ブロックであり、例えば、ＦＰＧＡ等のチップで構成される画像処理部１１６上で実現される。画像処理としては、画像処理部１１６における説明と同様に、例えば、処理対象の画像データを、記録部１１７の記録ヘッドからのインク吐出／不吐出を制御するための二値化データに変換する処理が含まれる。また、画像形成部１０６は、二値化処理の他にも、例えば、色空間変換、ＨＶ変換、ガンマ補正、縮小／拡大等の処理を実行する。

特定情報取得部１０７は、ＵＩ部１０５から、画像形成部１０６の出力条件を取得する。画像回復処理部１０８は、処理対象の画像データに対して、回復フィルタによるフィルタ処理を実行する。図１のパラメータ選択部１０２、特定情報取得部１０７、画像回復処理部１０８は、画像形成部１０６と同様に、画像処理部１１６上で実現されても良い。

図１においては、画像形成装置１００として単体の装置内に上段及び下段に示す各ブロックを構成する例を示したが、複数の装置として実現しても良い。例えば、画像形成部１０６や記録部１１７以外のブロックを、記録部１１７での記録動作を制御する画像処理装置（例えばホストコンピュータ）内に構成し手も良い。そして、画像形成部１０６及び記録部１１７を含む構成を画像形成装置１００とし、それらの構成により各実施形態を実現するようにしても良い。

図２は、画像形成装置１００における画像形成処理を示すフローチャートである。図２の処理は、例えば、ＣＰＵ１０９がＲＯＭ１１０に記憶されたプログラムをＲＡＭ１１１に読み出して実行することにより実現される。

Ｓ２０１において、画像回復処理部１０８は、データｉ／ｏ部１０１を介して、若しくは、画像形成装置１００で実行されるアプリケーションで作成された、処理対象の画像データを取得し、データメモリ部１０４に格納する。以下、処理対象の画像データを、入力画像データｉとする。

Ｓ２０２において、入力部１１５は、印刷設定画面を介してユーザ操作を受け付ける。そして、特定情報取得部１０７は、ＵＩ部１０５を介して、画像形成部１０６の出力条件Ｏｉを特定情報として取得する。ここで、出力条件Ｏｉとは、上述したように、例えば、記録パス数、キャリッジ速度、記録方向（双方向記録、単方向記録）、ハーフトーン（ＨＴ）パターン、記録ヘッドと記録媒体との間の距離、クリアインク使用の有無、色設定、記録媒体の種類等である。出力条件Ｏｉには、ユーザからの設定を直接反映するものや、ユーザからの設定に基づいて新たに設定したものも含まれる。

Ｓ２０３において、パラメータ選択部１０２は、回復処理パラメータ保持部１０３にアクセスし、Ｓ２０２で取得された出力条件Ｏｉに対応する回復フィルタＲｉを取得する。

Ｓ２０４において、画像回復処理部１０８は、入力画像データｉに対して、回復フィルタＲｉによるフィルタ処理を実行する。そして、画像回復処理部１０８は、回復処理後画像データｉ’を生成する。画像回復処理部１０８は、生成した回復処理後画像データｉ’を、データメモリ部１０４に格納する。

Ｓ２０５において、画像形成部１０６は、出力条件Ｏｉに基づき、回復処理後画像データｉ’をデータメモリ部１０４から読み出し、図５に示す色補正部５０２により色補正を行う。その後、図５で後述する各ブロックの処理が行われ、回復処理後画像データｉ’に基づいて、記録媒体上に画像を形成する。Ｓ２０５の処理後、図２の処理を終了する。

Ｓ２０４におけるフィルタ処理は、画像の輝度値や明度に対して実行され、その結果、元画像データに基づく出力画像の色味の変化が抑制される。しかしながら、Ｓ２０４におけるフィルタ処理は、他のパラメータ、例えば、ＲＧＢやＣＭＹＫに対して実行されるようにしても良い。

図３は、回復フィルタを説明するための図である。図３（ａ）は、入力画像データｉの所定領域（例えば５×５画素領域）内の画素値を示す。図３（ｂ）は、回復フィルタＲｉを示す。図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す中央の画素値に対してＳ２０４の回復処理を実行した結果（画素値）を示す。

ここで、回復処理の概要について説明する。

劣化した画像をｇ（ｘ，ｙ）、もとの画像をｆ（ｘ，ｙ）、ｇ（ｘ、ｙ）を取得するために用いた撮像系の点像分布関数（ＰＳＦ）をｈ（ｘ，ｙ）としたとき、式（１）が成り立つ。ここで、＊はコンボリューション（畳み込み積分、積和）を示し、（ｘ，ｙ）は実空間における画像の座標を示す。

ｇ（ｘ，ｙ） ＝ ｈ（ｘ，ｙ）＊ｆ（ｘ，ｙ） ・・・（１）
式（１）をフーリエ変換して周波数空間での表示形式に変換すると、式（２）のように表すことができる。

Ｇ（ｕ，ｖ） ＝ Ｈ（ｕ，ｖ）・Ｆ（ｕ，ｖ） ・・・（２）
ここで、Ｈ（ｕ，ｖ）は、点像分布関数（ＰＳＦ）ｈ（ｘ，ｙ）をフーリエ変換した光学伝達関数（ＯＴＦ）である。Ｇ（ｕ，ｖ）、Ｆ（ｕ，ｖ）はそれぞれ、ｇ（ｘ，ｙ）、ｆ（ｘ，ｙ）をフーリエ変換したものである。（ｕ，ｖ）は、２次元周波数空間での周波数（座標）を表す。

劣化画像から元の画像（元画像）を得るためには、式（２）の両辺をＨ（ｕ，ｖ）で除算すればよい。

Ｇ（ｕ，ｖ）／Ｈ（ｕ，ｖ）＝Ｆ（ｕ，ｖ） ・・・（３）
このＦ（ｕ，ｖ）、即ちＧ（ｕ，ｖ）／Ｈ（ｕ，ｖ）を逆フーリエ変換して実空間に戻すことで元画像ｆ（ｘ，ｙ）を回復画像として得ることができる。

式（３）の両辺を逆フーリエ変換すると、式（３）は、式（４）で表される。

ｇ（ｘ，ｙ）＊Ｒ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ，ｙ） ・・・（４）
ここで、Ｒ（ｘ，ｙ）は、１／Ｈ（ｕ，ｖ）を逆フーリエ変換したものを表す。このＲ（ｘ，ｙ）が回復フィルタである。この画像回復フィルタは、光学伝達関数（ＯＴＦ）に基づいているので、振幅成分および位相成分の劣化を補正することができる。

一般的に、回復フィルタやＯＴＦのデータ量は、膨大である。例えば、１画素に対して３００ピクセル以上の情報が必要であり、単純計算すると、画像の画素数に対して、その数百倍のデータ量が必要になってしまう。そこで、データ量を削減するために、ＯＴＦを離散的にしたものや、さらにそれを特定の近似式によって近似した場合の係数データに置き換えても良い。そして、その係数データを静的に保持することで、ＯＴＦや回復フィルタを直接保持するよりもデータを削減することができる。

回復フィルタは、従来のシャープネスやメディアンフィルタ等の一般的なフィルタ処理と同様、対象画素とその周囲の画素とに適用するフィルタである。そのため、通常のフィルタ適用処理と同様に処理が可能である。

本実施形態における回復フィルタＲｉも、図３（ｂ）と同様、画像の縦方向と横方向に対して異方性を有している。

回復フィルタは、上記の式（１）を用いて求められるが、周波数空間にて式（２）を用いて求められるようにしても良い。その場合には、演算時間をより短縮することができる。図３（ｂ）では、回復フィルタＲｉは５×５サイズの正方形フィルタとして示されていて、対応する領域の画像の縦（後述する副走査方向に対応）サイズと横（後述する主走査方向に対応）サイズは同じである。

図４は、記録部１１７の構成を示す図である。記録媒体Ｐは、給紙モータを駆動源とした不図示の自動給送部によって搬送経路上に配置された搬送ローラ４０１とこれに従動するピンチローラ４０２とで構成されるニップ部に給送される。その後、搬送ローラ４０１の対と、排紙ローラ４０５とピンチローラ４０６との対によって、図４に示す、主走査方向と交差する副走査方向（搬送方向）への間欠的な搬送が行われる。プラテン４０３は、記録ヘッド４０４のインク滴吐出面と対向する搬送路に沿って設けられる。プラテン４０３上の記録部において記録が行われた記録媒体Ｐは、排紙ローラ４０５とピンチローラ４０６との対により副走査方向に搬送され、不図示の排紙トレイに排出される。

記録ヘッド４０４は、キャリッジ４０８に着脱可能に搭載されている。キャリッジ４０８は、キャリッジモータの駆動力により２本のガイドレール４０９及び４１０に沿って主走査方向に往復移動することができ、その移動の過程で記録ヘッド４０４から記録データに基づいてインク滴を記録媒体上に吐出して記録を行う。このような記録ヘッド４０４による記録走査と、記録媒体の搬送動作とが交互に繰り返され、記録媒体Ｐに段階的に画像が形成されていく。

図４では不図示であるが、キャリッジ４０８の底面に、記録媒体Ｐに記録された画像を読み取る光学センサが構成されている。光学センサは、例えば、ＬＥＤ光源と、記録媒体からの反射光を検知するフォトダイオードとを含む。記録媒体Ｐに上記の動作により画像が記録された後、ＣＰＵ１０９は、搬送ローラ４０１と排紙ローラ４０５とを逆回転することにより、記録媒体Ｐを記録時と反対向きにプラテン４０３まで戻す。そして、ＣＰＵ１０９は、キャリッジ４０８の主走査方向に移動することにより、光学センサにより、記録媒体Ｐ上の明度（輝度）を取得する。

図５は、画像形成部１０６における記録システムを説明するための図である。ここで、外部のホストコンピュータは、アプリケーション５０１を有している。

画像形成部１０６において、色補正部５０２は、アプリケーション５０１から入力した画像データに対して、出力しようとする画像特性に合わせた色補正を行う。色変換部５０３は、色補正された画像データのＲＧＢ信号を、画像形成部１０６が使用するインク色に対応する信号（記録データ）に変換する。本実施形態では、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、グレー（Ｇｙ）、ライトグレー（ＬＧｙ）の計８色のインクに対応する信号に変換される。ハーフトーニング部５０４は、入力されたインク色毎の多値信号に対して、誤差拡散等の擬似中間調処理（ハーフトーニング処理）を行い、その多値信号を、画像形成部１０６が記録動作を実現するための階調数、即ち１ビットにつき２値の信号に変換する。

記録モード制御部５０５は、アプリケーション５０１のユーザインタフェース画面を介して受け付けた記録媒体や記録品位の指定内容に応じて、色補正部５０２、色変換部５０３、ハーフトーニング部５０４で用いる各パラメータを設定する。また、記録モード制御部５０５は、記録モード情報を制御コマンドとして色補正部５０２、色変換部５０３、ハーフトーニング部５０４に転送する。記録モード情報とは、例えば、記録パス数や記録パス数に応じたマスクパターンについての情報である。

プリントバッファ５０６は、記録モード情報、および、ハーフトーニング処理された２値の記録データを入力し、１走査分の記録データが、記録ヘッド４０４における記録素子のそれぞれに対応するようにマスク制御部５０７に転送される。

マスク制御部５０７は、アプリケーション５０１からプリントバッファ５０６を介して転送される記録モード情報に基づいて、マルチパス記録のために用意された複数のマスク（グラデーションマスク）のパターンの中から適切なマスクパターンを選択する。そして、マスク制御部５０７は、選択したマスクパターンを用いて、入力された２値の記録データに対してマスク処理を行う。マスク処理により間引かれた２値の記録データは、記録ヘッドドライバ５０８に転送され、記録ヘッド４０４の各記録素子（ノズル）内に含まれるヒータ等のインク吐出のためのエネルギー発生素子を駆動するための電気信号に変換される。

記録ヘッドドライバ５０８により生成された電気信号は、記録ヘッド４０４の各記録素子に対して所定のタイミングで転送され、これにより、各記録素子が電気信号に応じてインク滴を吐出する。本実施形態では、記録ヘッド４０４は、記録媒体上の単位記録領域を複数回走査するマルチパス記録方式において、マスク処理により走査毎に間引かれた記録データに基づいてインク滴を吐出する。

図６は、ノズルから吐出されたサテライトによる鮮鋭性低下を説明するための図である。記録ヘッド４０４から１つの液滴（インク滴）を吐出する場合、メインとなる主滴６０１に続いて、少量の副滴が吐出される場合がある。一般的に、このような副滴は、記録媒体への吐出速度が主滴よりも遅いので、主滴よりも遅れて記録媒体表面に到達する。従って、キャリッジ４０８の走査速度の分だけ主滴と主走査方向にずれた位置に着弾し、サテライトと呼ばれる小径の記録ドット６０２を形成する。このようなサテライトにより、主走査方向の着弾が揃わず、主走査方向に依存して鮮鋭性低下を引き起こしてしまう。

図７は、出力画像における主走査方向と副走査方向との周波数応答値ｆｉ１、ｆｉ２の一例を示す図である。図７に示すように、主走査方向の高周波数成分の低下率は、副走査方向の高周波数成分の低下率より大きく、鮮鋭性低下の程度が大きい。本実施形態では、方向性によって異なる周波数応答値ｆｉ１、ｆｉ２に応じた回復フィルタにより、回復量を異ならせる。つまり、サテライトによる鮮鋭性低下が大きい主走査方向には副走査方向の回復量より回復量が大きくなる回復フィルタにより適切に回復処理を行うことができる。なお、出力条件Ｏｉに対応する周波数応答値ｆｉの取得方法については後述する。

次に、記録素子の時分割駆動による鮮鋭性低下について説明する。

図８は、シリアル型記録ヘッドにより記録媒体Ｐに形成される記録ドットの配置を示す図である。図８で、記録ヘッド４０４のインク吐出口列は、矢印Ｂの副走査方向と平行に配列されており、記録媒体Ｐ上を矢印Ａに示す主走査方向に沿って左から右へと移動して記録を行う。また、記録媒体Ｐは、矢印Ｂの方向に搬送され、図中の上側が副走査方向上流側であり、下側が副走査方向下流側である。

また、図８では、記録ヘッド４０４の１２８個のインク吐出口８０１に対応する記録素子を、それぞれ１６個の記録素子からなるグループ０からグループ７の８グループにグループ分けしている。そして、各グループ内の各記録素子に異なるブロックを割り当て、同じブロックの記録素子ごとに順次駆動していく。ここでは、副走査方向上流側の記録素子から１６個ずつ順に、グループ０からグループ７へとグループ分けしている。また、各グループで副走査方向上流側の記録素子から順に、ブロック０〜１５を割り当てている。記録素子は、ブロック０→１→２→３→４→５→６→７→８→９→１０→１１→１２→１３→１４→１５の駆動順序で、１周期（１カラム）の駆動が行われる。

ブロック０〜１５の記録素子による１周期の駆動によって形成される記録ドットは、同じカラム（１画素の幅）の領域に形成される。図８は、記録素子がブロック０〜１５の順で駆動され、１カラム目から３カラム目までの３カラム分の画像データが記録素子に割り当てられた際、記録媒体上に形成される記録ドットの配置を示している。このように、各グループの記録素子による１周期の駆動によって形成される記録ドットが所定の領域内（同じカラム）に配置される。

図８に示すように、記録素子の時分割駆動によって、主走査方向の着弾にはズレが生じ、主走査方向に依存して鮮鋭性低下の原因となってしまう。その場合、主走査方向と副走査方向の出力した周波数応答値ｆｉ１、ｆｉ２は、図６のサテライトの場合と同様、図７に示すような特徴を有する。

［出力画像の周波数特性の取得］
次に、本実施形態における出力画像の周波数特性の取得について説明する。なお、回復フィルタの生成方法については後述する。

まず、画像形成部１０６は、出力条件Ｏｉに従って鮮鋭性計測チャート（テスト画像）を出力する（テスト記録）。図９は、鮮鋭性計測チャートの一例を示す図である。図９に示すように、鮮鋭性計測チャートは、複数の周波数の異なる正弦波パターンと均一パターンを含む画像チャートを含む。

図９の上段は、主走査方向に明度が変化する計測用画像を示す。また、図９の中段は、副走査方向に明度が変化する計測用画像を示す。また、図９の下段は、白と黒それぞれが均一である計測用画像を示す。図９に示す鮮鋭性計測チャートは、例えば、ハードディスク１１２等のデータメモリ部１０４に記憶されている。

次に、画像形成部１０６は、出力された鮮鋭性計測チャートに基づき、出力条件Ｏｉに対する周波数応答値ｆｉ（ｕ）を取得する。ここで、ｕは正弦波の周波数である。図４で説明したように、周波数応答値ｆｉ（ｕ）は、例えば、キャリッジ４０８に構成された光学センサによる読取結果に基づいて取得される。若しくは、図１では不図示の読取部（スキャナ）により取得されても良い。若しくは、カメラ、顕微鏡、マイクロデンシトメータなどの別装置を用いて取得されても良い。

周波数応答値ｆｉには、例えば、式（５）を用いて求められるＭＴＦ（ｕ）を用いる。また、式（５）中、Ｍａｘ（ｕ）とＭｉｎ（ｕ）は、それぞれ、周波数ｕで変化する正弦波チャートの最大反射率、最小反射率である。さらに、式（５）中、ＷｈｉｔｅとＢｌａｃｋは、それぞれ図９下段の均一パターンの反射率とする。

ｆｉ（ｕ） ＝ ＭＴＦ（ｕ） ＝ Ｃ（ｕ）／Ｃ’ ・・・（５）
ここで、Ｃ（ｕ）＝（Ｍａｘ（ｕ）−Ｍｉｎ（ｕ））／（Ｍａｘ（ｕ）＋Ｍｉｎ（ｕ））であり、Ｃ’＝（Ｗｈｉｔｅ−Ｂｌａｃｋ）／（Ｗｈｉｔｅ＋Ｂｌａｃｋ）である。

ＭＴＦ（ｕ）は、式（５）の代わりに他の式で求められても良い。例えば、式（６）により求められても良い。

ｆｉ（ｕ） ＝ ＭＴＦ（ｕ） ＝ （Ｍａｘ（ｕ）−Ｍｉｎ（ｕ））／（Ｗｈｉｔｅ−Ｂｌａｃｋ） ・・・（６）
式（５）は、正弦波の周波数ｕに応じて、出力画像の平均明度が変化するような場合、明部に対して暗部で応答値が過大となる。そのため、出力画像の平均明度が変化するような場合には、式（５）の代わりに、式（６）を用いるようにしても良い。なお、式（５）、（６）では、Ｍａｘ（ｕ）とＭｉｎ（ｕ）、ＷｈｉｔｅとＢｌａｃｋは反射率として記述したが、例えば、輝度や濃度、デバイスのＲＧＢ値が用いられても良い。

また、鮮鋭性計測チャートとして、正弦波パターンの代わりに矩形波パターンを用いて周波数応答値ｆｉ（ｕ）を取得しても良い。その場合、矩形波パターンに対して式（５）を適用することにより算出されるＣＴＦ値を周波数応答値ｆｉ（ｕ）として用いても良い。もしくは、ＣＴＦ値を公知のコルトマン補正式を用いてＭＴＦ値に変換し、周波数応答値ｆｉ（ｕ）としても良い。あるいは、周波数応答値ｆｉ（ｕ）として、周波数パターンに対する鮮鋭性の主観評価値を用いても良い。

［回復フィルタの生成］
本実施形態では、異方的な回復フィルタを生成し、方向性に応じて回復量を異ならせる。

図１０は、回復フィルタ作成処理を示すフローチャートである。図１０の処理は、例えば、ＣＰＵ１０９がＲＯＭ１１０に記憶されたプログラムをＲＡＭ１１１に読み出して実行することにより実現される。図１０の処理は、図９の鮮鋭性計測チャートの周波数応答ｆｉ（ｕ）の取得の後に、例えばパラメータ選択部１０２により実行される。

Ｓ１００１において、パラメータ選択部１０２は、作成された回復フィルタを識別するためのフィルタ番号ｘを取得する。例えば出力条件Ｏｉで図９の鮮鋭性計測チャートが出力された場合、フィルタ番号ｘは、出力条件Ｏｉで出力された鮮鋭性計測チャートに対して対応づけられる。

Ｓ１００２において、パラメータ選択部１０２は、フィルタ番号ｘに対応付けられた出力条件Ｏｘにおける周波数応答値ｆｘ（ｕ、０）、ｆｘ（ｕ、π／２）を取得する。ここで、ｕは空間周波数である。また、ｆｘ（ｕ、０）は主走査方向、ｆｘ（ｕ、π／２）は副走査方向の周波数応答値を表す。

Ｓ１００３において、パラメータ選択部１０２は、周波数応答値ｆｘ（ｕ、θ）（θ：角度）を異なる２方向の周波数応答値ｆｘ（ｕ、０）、ｆｘ（ｕ、π／２）に基づき、その間の角度の周波数応答値を線形補間により求める。ここで、他の補間手法が用いられても良い。また、３方向以上の周波数応答値から求めても良い。

Ｓ１００４において、パラメータ選択部１０２は、式（７）により、回復フィルタの周波数応答値Ｒｘを取得する。

Ｒｘ（ｕ、θ） ＝ １／ｆｘ（ｕ、θ） ・・・（７）
Ｓ１００５において、パラメータ選択部１０２は、回復フィルタの周波数応答値Ｒｘに対して逆フーリエ変換をおこない、回復フィルタｒｘを取得する。パラメータ選択部１０２は、取得した回復フィルタｒｘを回復処理パラメータ保持部１０３に格納する。

本実施形態では、図２のＳ２０４における回復処理は、周波数空間上で行われても良い。その場合、Ｓ１００４で取得された回復フィルタの周波数応答値Ｒｘを回復フィルタｒｘとして保持する。なお、Ｓ２０４における回復処理を行う際は、出力時の主走査方向にあたる画像の向きと、フィルタの向き（θ＝０方向）を一致させる。

以上のように、Ｓ１００５で取得された回復フィルタｒｘと、フィルタ番号ｘと、出力条件Ｏｉとは、相互に対応付られてＲＯＭ１１０等の記憶領域に格納される。その結果、次回に、同じ出力条件を用いて記録が行われる際には、上述のテスト記録の工程を省くことができる。

図１１は、本実施形態における回復フィルタによる、回復処理前の出力画像データの主走査方向と副走査方向の周波数応答値ｆｉ１、ｆｉ２と、回復処理後の出力画像データの主走査方向と副走査方向の周波数応答値ｆｉ１’、ｆｉ２’の一例を示す図である。

図１１に示すように、回復処理前では、主走査方向および副走査方向の高周波域で、鮮鋭性低下が見られる。これは、図７と同様の傾向であり、主走査方向の鮮鋭性低下の程度の方が大きいのは、上述したインク滴のサテライトやノズルの時分割駆動によるためである。また、図１１に示すように、回復処理後では、主走査方向および副走査方向の両方で、全周波数領域に渡って、一定の周波数応答値を得ることができる。本実施形態では、このように、回復フィルタｒｘにより主走査方向・副走査方向ともに鮮鋭性を回復することができる。

本実施形態においては、シリアル型記録ヘッドを有するインクジェット記録装置を説明したが、ノズルが記録媒体Ｐの記録幅方向に渡って配列された、いわゆるライン型記録ヘッドを有するインクジェット記録装置を用いても良い。この場合には、固定されたライン型記録ヘッドによって、記録幅方向と交差する方向に搬送される記録媒体へ記録が行われる。このような形態においても、鮮鋭性低下が大きい方向には、それと交差する方向の回復量より回復量が大きくなる回復フィルタにより適切に画像の回復処理を行うことができる。

図１２は、ライン型記録ヘッドの構成を示す斜視図である。記録媒体Ｐは、給紙モータを駆動力源とした不図示の給送部によって搬送路上に給紙される。この搬送路に沿って、搬送ローラ１２０１とこれに従動するピンチローラ１２０２、および搬送路においてより下流側の排紙ローラ１２０５とこれに従動する拍車１２０６が設けられている。給紙された記録媒体Ｐは、上記搬送ローラの対と上記排紙ローラの対によって図中の搬送方向に搬送され、これによって記録ヘッドと記録媒体との相対移動が行われる。プラテン１２０３は、上記２つの対のローラ間で、記録ヘッド１２０４の吐出口が形成された面（吐出面）と対向する記録位置に設けられる。プラテン１２０３上の記録部で記録ヘッドからのインクの吐出によって記録が行われた記録媒体Ｐは、排紙ローラ１２０５と拍車１２０６の対によって搬送方向に搬送され、不図示の排紙トレイに排出される。図１２の記録媒体Ｐの搬送方向は、図４中の主走査方向に対応する。また、不図示であるが、搬送方向に対する記録幅に渡って、記録ヘッド１２０４に光学センサが設けられており、ＣＰＵ１０９は、記録媒体Ｐ上の明度（輝度）を取得することができる。

本実施形態では、図１１に示すように、主走査方向および副走査方向において高周波領域での鮮鋭性の回復処理が行われる。しかしながら、高周波領域で回復処理を行うと、ノイズや明るさの低下が起こることが知られている。そこで、例えば、視覚特性上感度の低い４ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍに対応する空間周波数以上の領域については、回復量を小さくしても、若しくは、回復しないようにしても良い。

図１３は、４ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍに対応する空間周波数Ｆ以上の領域に対応する回復量を、図１１の場合より小さくした場合を示す図である。図１３に示すように、空間周波数Ｆ以上の領域については、主走査方向および副走査方向についての鮮鋭性低下がみられるが、視覚特性に与える影響は小さい。従って、図１３の場合には、空間周波数Ｆ以上の領域について、回復精度は厳密にする必要はなく、処理負荷を低減することができる。

上述したように、インクジェット記録装置の出力画像は、サテライトの影響により、方向性によって鮮鋭性が変化する。従って、図４の構成の場合のキャリッジ速度や図１２の構成の場合の記録媒体Ｐの搬送速度が変化すると、主滴（濃度を形成する液滴）とサテライト（主滴以外の液滴）との相対位置がずれる。これは主滴とサテライトとの吐出速度が違うからであり、速度が速くなるほどズレ量が大きくなる。つまり、高周波域の鮮鋭性低下の程度が大きくなる。その結果、出力画像データの主走査方向の周波数特性は、例えば図１４のｆａ１からｆｂ１のように変化する。なお、図１４において、副走査方向の周波数特性は、ｆａ２、ｆｂ２により示されている。

さらに、記録媒体の厚みや記録ヘッドの高さ、つまり、記録媒体の表面と記録ヘッドとの間の距離によっても鮮鋭性は変化する。記録媒体の表面と記録ヘッドとの間の距離が長いほど、着弾位置ずれは大きくなる。つまり、高周波域の鮮鋭性低下の程度が大きくなる。その結果、出力画像データの主走査方向の周波数特性は、サテライトの場合と同様、図１４のｆａ１からｆｂ１のように変化する。

このように、出力画像データの周波数特性は、画像形成装置１００の出力条件Ｏｉにより変化する。そのような場合でも、本実施形態では、出力条件Ｏｉとしてのキャリッジ速度や、記録媒体の表面と記録ヘッドとの間の距離に対応する回復フィルタを用意しておくことができる。その結果、出力条件に適切な鮮鋭性回復処理を行うことができる。

［その他の実施例］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００ 画像形成装置： １０９ ＣＰＵ： １０８ 画像回復処理部

Claims (13)

1. インクを吐出するためのノズルが所定方向に配列された記録ヘッドと記録媒体とを、前記所定方向と交差する走査方向に相対的に移動させながら、画像に対応する画像データに基づいて前記記録ヘッドよりインク滴を吐出することにより、前記記録媒体に前記画像を記録する記録部による画像の記録に用いられる画像データを処理する画像処理装置であって、
   画像データを取得する第１の取得手段と、
   前記画像の鮮鋭性を高めるためのフィルタを用いて、前記第１の取得手段により取得された前記画像データの画素値を変更する処理を行う処理手段と、
   前記処理手段により前記処理が行われた画像データを前記記録ヘッドによる前記画像の記録に用いられるデータとして出力する出力手段と、を備え、
   前記処理手段による前記処理において、前記画像の前記走査方向に対応する方向の周波数特性が変化するように前記画像の鮮鋭性を高める程度は、前記画像の前記所定方向に対応する方向の周波数特性が変化するように前記画像の鮮鋭性を高める程度より大きい、
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記走査方向を含む前記記録媒体上の複数の方向それぞれについて、空間周波数が異なる複数のテスト画像を記録するよう前記記録部を制御するテスト記録手段と、
   前記テスト記録手段により記録された前記複数のテスト画像に基づいて前記フィルタを取得する第２の取得手段と、をさらに備え、
   前記処理手段は、前記第２の取得手段により取得された前記フィルタを用いて前記処理を実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記テスト記録手段により記録された前記複数のテスト画像を読み取る読取部を制御する制御手段、をさらに備え、
   前記第２の取得手段は、前記読取部による読取結果に基づいて前記フィルタを取得する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記記録ヘッドの走査と走査の間に、前記走査方向と交差する方向に前記記録媒体が搬送されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 固定された前記記録ヘッドから搬送される前記記録媒体に対してインクが吐出されることにより前記画像の記録が行われ、前記記録媒体の搬送方向は前記走査方向に対応することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記記録部の記録条件を取得する第３の取得手段と、
   前記フィルタと、前記第３の取得手段により取得された前記記録条件と、を対応づけて記憶する記憶手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記記録条件は、前記記録ヘッドと前記記録媒体との間の距離、前記記録ヘッドを搭載するキャリッジの速度、のうち少なくともいずれかを含む、ことを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記処理手段は、前記第１の取得手段により取得された前記画像データの明度に対して、前記処理を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記フィルタは、視覚特性に基づいて予め定められた空間周波数より低い周波数領域において前記画像の鮮鋭性を高めるためのフィルタである、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
10. 前記画像処理装置は、前記記録部を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
11. 前記フィルタは、前記走査方向のサイズと、前記所定方向のサイズと、が同じであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
12. インクを吐出するためのノズルが所定方向に配列された記録ヘッドと記録媒体とを、前記所定方向と交差する走査方向に相対的に移動させながら、画像に対応する画像データに基づいて前記記録ヘッドよりインク滴を吐出することにより、前記記録媒体に前記画像を記録する記録部による画像の記録に用いられる画像データを処理する画像処理装置において実行される方法であって、
    画像データを取得する取得工程と、
    前記画像の鮮鋭性を高めるためのフィルタを用いて、前記取得工程において取得された前記画像データの画素値を変更する処理を行う処理工程と、
    前記処理工程において前記処理が行われた画像データを前記記録ヘッドによる前記画像の記録に用いられるデータとして出力する出力工程と、を有し、
    前記処理工程における前記処理において、前記画像の前記走査方向に対応する方向の周波数特性が変化するように前記画像の鮮鋭性を高める程度は、前記画像の前記所定方向に対応する方向の周波数特性が変化するように前記画像の鮮鋭性を高める程度より大きい、
    ことを特徴とする方法。
13. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。