JP7005314B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
第1実施形態では、擬似中間調処理により生じる、低濃度の細線や文字(特に、幅が狭い領域がある小ポイントの文字)の描画欠けや描画抜けを抑制する画像処理装置の一例を説明する。なお、本実施形態では、画像処理装置においてディザ法による擬似中間調処理が行われることを前提とする。ここで、ディザ法について簡単に説明する。ディザ法では、ディザマトリクスと呼ばれる閾値テーブルが用いられる。そして、画像データの各画素の画素値と、閾値テーブル内の対応する閾値とが比較され、対象画素をON(点灯)かOFF(消灯)に設定される。このようにしてディザ法では、階調を表現する単位であるセルごとにドットパターンを形成して、擬似中間調の画像(ハーフトーン画像)を生成する。
図1は、第1実施形態に係る画像処理装置を含む画像形成システムの構成の一例を示すブロック図である。図1に示す画像形成システムでは、ホストコンピュータ(以下、PCと称する)100と画像形成装置101とが、ネットワーク106を介して接続されている。なお、図1に示す画像形成システムでは、1台のPCと1台の画像形成装置が例示されているが、PC及び画像形成装置が複数存在し、それらが互いに接続されていてもよい。また、図1に示す画像形成システムでは、接続方法としてネットワークを適用しているが、これに限られない。例えば、接続方法として、USBなどのシリアル伝送方式、セントロニクスやSCSIなどのパラレル伝送方式なども適用可能である。
図2は、画像形成装置101のコントローラ103の構成の一例を示すブロック図である。コントローラ(画像処理装置ともいう)103は、CPU201、RAM202、ROM203、HDD(ハードディスクドライブ)204、レンダリング部207、画像処理部208、及び濃度補正テーブル生成部210を有する。また、コントローラ103は、操作部I/F205、ネットワークI/F206、及びプリンタI/F209を有する。さらに、コントローラ103は、ネットワーク106介してPC100や外部の画像形成装置などと接続される。これにより、コントローラ103は、描画データやデバイス情報の入出力を行うことができる。
図3は、レンダリング部207のレンダリング処理の流れを示すフローチャートである。図3に示すように、まず、レンダリング部207は、PC100などから送信された描画データを取得する(ステップS301)。そして、レンダリング部207は、描画データを解析し、描画データが、文字、線、図形、イメージのいずれかの属性であるかを決定する(ステップS302)。このとき、レンダリング部207は、描画データが文字種や文字コード等で表される文字描画の情報である場合は、該描画データを文字属性であると決定する。また、レンダリング部207は、描画データが座標点や長さ、太さで表される線描画のコマンドである場合は、該描画コマンドを線属性であると決定する。また、レンダリング部207は、描画データが矩形、形状、座標点で表される図形描画のコマンドである場合は、該描画データを図形属性であると決定する。また、レンダリング部207は、描画データがビットマップデータで表されるイメージ描画の情報である場合は、該描画データをイメージ属性であると決定する。さらに、レンダリング部207は、文字属性を、文字の大きさに応じて、小ポイント文字か、否かに分類する。
図4は、画像処理部208の処理の流れを示すフローチャートである。図4に示すように、画像処理部208は、コントローラの処理解像度に合わせてレンダリング部207にて生成された、画像ビットマップと属性ビットマップとをレンダリング部207から取得する(ステップS401)。なお、画像ビットマップと属性ビットマップとがRAM202またはHDD204に格納されている場合には、それらの記憶装置から各ビットマップが読み出される。次に、画像処理部208は、プリンタエンジンがカラープリンタエンジンであるかを判断する(ステップS402)。カラープリンタエンジンであると判断された場合は(ステップS402のYES)、画像処理部208は、画像ビットマップの各画素の色情報を、色変換LUTやマトリクス演算により、カラープリンタエンジンの色形式に変換する(ステップS403)。カラープリンタエンジンの色形式はCMYKである。一方、カラープリンタエンジンではない、すなわちモノクロプリンタエンジンであると判断された場合は(ステップS402のNO)、画像処理部208は、モノクロプリンタエンジンで用いられるKの値に変換する(ステップS404)。このとき、画像処理部208は、画像ビットマップの各画素の色情報を、後述するグレー変換式及び輝度濃度変換式を用いてKの値に変換する。
次に、図5を用いて、ステップS406の擬似中間調処理について詳細に説明する。図5は、ディザ法による擬似中間調処理を説明するための図である。ステップS406の擬似中間調処理において、画像処理部208は、画像ビットマップ(カラー画像データまたはモノクロ画像データ)から、対応する色の画像データを受け取る。つまり、画像処理部208は、カラー画像データからCの画像データ、Mの画像データ、Yの画像データ、及びKの画像データを取得する。または、画像処理部208は、モノクロの画像データからKの画像データを取得する。
次に、図6及び図7を用いて、一般的なディザマトリクスの構成について詳細に説明する。ディザマトリクスは、1つのドットパターンを形成するセルを複数個組み合わせて構成される。図6は、一般的なディザマトリクスのセルの一例を示す図である。セルは、N×Mサイズのマトリクスであり、各要素にドットを点灯させる順序を示す値(閾値)が設定される。なお、図6には、スクリーン角度が45度であってスクリーン線数が106線であるディザマトリクスのセルが例示されている。図6に示すセル601は、8×4サイズのマトリクスのセルであり、小さい値が設定された要素から順にドットを点灯させて、1つのドットパターンを形成する。図6に示すセル602~606は、セル601においてドットパターンが形成される様子を示している。セル602に示すように、1番小さい値である0が設定された要素(1,1)のドットから点灯が始まる。なお、要素(x,y)は、セルにおける位置が(x,y)である要素を示す。また、xは列番号を表し、yは行番号を表す。
次に、図8及び図9を用いて、一般的なディザマトリクス702を用いた擬似中間調処理による2値ビットマップの生成について説明する。
Gray=0.212R+0.715G+0.0722B (式1)
さらに、モノクロ機では、以下の式2に従って、グレー値(輝度値)が濃度値に変換される。それにより、K=19が得られる。式2は、輝度濃度変換式である。
K=255-Gray (式2)
結果、モノクロ機では、イエロー色信号(R=255,G=255,B=0)は、Kの値(19)に変換される。これにより、イエローの図形は、図8(a)に示されるように、各画素値にK値(19)を有する画像データ801で表される。
次に、図10及び図11を用いて、第1実施形態に係るディザマトリクスの構成について詳細に説明する。本実施形態では、擬似中間調処理において、濃度が薄い細線等の消滅を抑制させるために、異なる方向にドットパターンを成長させるセルにより構成されるディザマトリクス(以下、異方向成長のディザマトリクスと呼ぶ場合がある)を用いる。
次に、図12を用いて、第1実施形態に係る異方向成長のディザマトリクスを用いた擬似中間調処理による2値ビットマップの生成について説明する。ここでは、図8(a)に示す、全画素の色信号がイエロー(R=255,G=255,B=0)である図形を、モノクロ機で印刷する場合について説明する。
第1実施形態では、上下左右の4方向にドットパターンを成長させるセルにより構成される異方向成長のディザマトリクス(異方向成長の第一のディザマトリクス)について説明した。しかし、ドットパターンを成長させる方向は、上下左右以外の方向であってもよい。そこで、第2実施形態では、ドットパターンを斜め方向に成長させる異方向成長のディザマトリクス(異方向成長の第二のディザマトリクス)について説明する。
本実施形態に係る異方向成長のディザマトリクスは、ドットパターンを斜め右下、斜め右上、斜め左上、斜め左下の4方向に成長させるように、ドットの点灯順が異なる4つのセルを組み合わせて構成される。図13は、第2実施形態に係る異方向成長のディザマトリクスを構成するセルを説明するための図である。点灯順が異なる4つのセル1301,1311,1321,1331は、NxMのマトリクスであり、第1実施形態と同様に、各要素にドットを点灯させる順序を示す値(閾値)が設定されている。また第1実施形態と同様に、最初にドットを点灯させる開始点は、4つのセルにおいて同一位相に設定されている。また第1実施形態と同様に、2番目に点灯させるドットの位置を4つのセルでそれぞれ異ならせている。しかし、本実施形態では、2番目のドットを、開始点の上下左右方向ではなく、開始点の斜め右下方向、斜め右上方向、斜め左上方向、斜め左下方向に点灯させる。
次に、図15を用いて、第2実施形態に係る異方向成長のディザマトリクスを用いた擬似中間調処理による2値ビットマップの生成について説明する。ここでは、図8(a)に示す、全画素の色信号がイエロー(R=255,G=255,B=0)である図形を、モノクロ機で印刷する場合について説明する。
画像形成装置では、理想的な階調を表現するために濃度調整が行われる。濃度調整は、入力画素値から測定される現状の濃度特性が目標の濃度特性となるように、濃度補正テーブルを用いて入力画素値を補正(変換)することで行われる。
図16及び図17を用いて、濃度補正テーブル生成部210による濃度補正テーブルの生成方法について説明する。図16は、濃度補正用テストチャートの一例を示す図である。図16に示す濃度補正用テストチャートは、パターン領域1601を有する。パターン領域1601は、入力画素値の濃度レベル100%のベタ濃度パターンと、濃度レベルが2%ずつ異なる複数の中間調パターンとで構成された画像1602を含む。なお、入力画素値の濃度レベルの範囲は、0(0%)~255(100%)とする。図16に示す濃度補正用テストチャートは、PC100等のホストコンピュータからのコマンドや画像形成装置のテストプリント機能により、用紙上に印刷される。
図19は、ディザマトリクス選択処理の流れを示すフローチャートである。ディザマトリクス選択処理は、図4に示すステップS406の処理(擬似中間調処理)において行われる。
なお、上述の実施形態では、スクリーン角度が45度であってスクリーン線数が106線である異方向成長のディザマトリクスを例にした。しかし、他のスクリーン角度や他のスクリーン線数で構成されたディザマトリクスにも本発明は適用可能である。
Claims (12)
- 多値の入力画像データに対して閾値マトリクスを用いた擬似中間調処理を行って、階調を表す単位であるセルごとにドットパターンが形成されたハーフトーン画像データを生成する生成手段と、
前記擬似中間調処理に用いる閾値マトリクスとして、少なくとも第1の閾値マトリクスを保持する保持手段と、を備え、
前記第1の閾値マトリクスには、前記ドットパターンを形成するための閾値がセル単位で配置されていて、さらに、前記ドットパターンが成長する方向がすべての隣接するセル間で異なるように、前記第1の閾値マトリクスの各セルには、前記ドットパターンの形成過程において最初に点灯させるドットのセル内における位置が隣接するセル間で同じであり、かつ、前記ドットパターンの形成過程において2番目に点灯させるドットのセル内における位置が隣接するセル間で異なるように前記閾値が配置されている
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1の閾値マトリクスの各セルには、
前記2番目に点灯させるドットが、前記最初に点灯させるドットの上方向、下方向、右方向、または左方向のいずれかに位置するように、前記閾値が配置されている
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1の閾値マトリクスの各セルには、
前記2番目に点灯させるドットが、前記最初に点灯させるドットの斜め右上方向、斜め右下方向、斜め左上方向、または斜め左下方向のいずれかに位置するように、前記閾値が配置されている
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1の閾値マトリクスの各セルには、
前記最初に点灯させるドットを基準として、隣接するセル間で同じ周回方向にドットが順次点灯するように、前記閾値が配置されている
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記周回方向が時計周りである
ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。 - 前記第1の閾値マトリクスには、前記ドットパターンが成長する方向がそれぞれ異なる複数のセルが、シフトさせながら繰り返し配置されている
ことを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1の閾値マトリクスは、各セルにおけるドットの点灯順が分散するように、前記閾値が配置されている
ことを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記保持手段は、前記第1の閾値マトリクスとともに第2の閾値マトリクスを保持し、 前記生成手段は、予め測定して得られる、前記ハーフトーン画像データに基づき画像を形成する画像形成装置の出力濃度特性に応じて、前記第1の閾値マトリクスと前記第2の閾値マトリクスとのいずれかを選択して前記擬似中間調処理に用い、
前記第2の閾値マトリクスには、前記ドットパターンを形成するための閾値がセル単位で配置されていて、さらに、前記第2の閾値マトリクスの各セルには、前記ドットパターンが形成される方向が隣接するセル間で同じになるように、前記閾値が配置されている
ことを特徴とする請求項1から請求項7のうちのいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記生成手段は、
前記出力濃度特性が予め定められた目標の濃度特性より高い場合には、前記第1の閾値マトリクスを選択し、
前記出力濃度特性が前記目標の濃度特性以下である場合には、前記第2の閾値マトリクスを選択する
ことを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 - 多値の入力画像データに対して閾値マトリクスを用いた擬似中間調処理を行う画像処理装置における画像処理方法であって、
前記擬似中間調処理において、前記入力画像データから、階調を表す単位であるセルごとにドットパターンが形成されたハーフトーン画像データを生成する生成ステップを含み、
前記閾値マトリクスには、前記ドットパターンを形成するための閾値がセル単位で配置されていて、さらに、前記ドットパターンが成長する方向がすべての隣接するセル間で異なるように、前記閾値マトリクスの各セルには、前記ドットパターンの形成過程において最初に点灯させるドットのセル内における位置が隣接するセル間で同じであり、かつ、前記ドットパターンの形成過程において2番目に点灯させるドットのセル内における位置が隣接するセル間で異なるように前記閾値が配置されている
ことを特徴とする画像処理方法。 - 多値の入力画像データに対して閾値マトリクスを用いた擬似中間調処理を行って、階調を表す単位であるセルごとにドットパターンが形成されたハーフトーン画像データを生成する画像処理装置における画像処理方法であって、
予め測定して得られる、前記ハーフトーン画像データに基づき画像を形成する画像形成装置の出力濃度特性に応じて、第1の閾値マトリクスと第2の閾値マトリクスとのいずれかを選択するステップと、
前記選択された閾値マトリクスを用いて、前記入力画像データに対して前記擬似中間調処理を行うステップと、を含み、
前記第1の閾値マトリクスには、前記ドットパターンを形成するための閾値がセル単位で配置されていて、さらに、前記ドットパターンが成長する方向がすべての隣接するセル間で異なるように、前記第1の閾値マトリクスの各セルには、前記ドットパターンの形成過程において最初に点灯させるドットのセル内における位置が隣接するセル間で同じであり、かつ、前記ドットパターンの形成過程において2番目に点灯させるドットのセル内における位置が隣接するセル間で異なるように前記閾値が配置されていて、
前記第2の閾値マトリクスには、前記ドットパターンを形成するための閾値がセル単位で配置されていて、さらに、前記第2の閾値マトリクスの各セルには、前記ドットパターンが形成される方向が隣接するセル間で同じになるように、前記閾値が配置されている
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から請求項9のうちのいずれか1項に記載の画像処理装置と
して機能させるためのプログラム。
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