JP7077074B2 - 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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<画像処理装置1のハードウェア構成>
図1(a)は、画像処理装置1のハードウェア構成例である。画像処理装置1は、例えばコンピュータであり、CPU101、ROM102、RAM103、汎用I/F(インターフェース)104、SATA(シリアルATA)I/F105、VC(ビデオカード)106を備える。CPU101は、RAM103をワークメモリとして、ROM102、HDD(ハードディスクドライブ)17などに格納されたOS(オペレーティングシステム)や各種プログラムを実行する。また、CPU101は、システムバス107を介して各構成を制御する。尚、後述するフローチャートによる処理は、ROM102やHDD17などに格納されたプログラムコードがRAM103に展開され、CPU101によって実行される。汎用I/F104には、シリアルバス12を介して、マウスやキーボードなどの入力デバイス13やプリンタ14が接続される。SATAI/F105には、シリアルバス16を介して、HDD17や各種記録メディアの読み書きを行う汎用ドライブ18が接続される。CPU101は、HDD17や汎用ドライブ18にマウントされた各種記録メディアを各種データの格納場所として使用する。VC106には、ディスプレイ15が接続される。CPU101は、プログラムによって提供されるUI(ユーザインターフェース)画面をディスプレイ15に表示し、入力デバイス13を介して得られたユーザの指示を表す入力情報を受信する。
以下、プリンタ14の構成について図2を用いて説明する。本実施例におけるプリンタ14は、画像処理装置1から受け取ったデータに基づいて、記録媒体上に凹凸(凹凸層)と画像(画像層)とを形成する。尚、プリンタ14には、紫外線(UV)が照射されることによって硬化するインクを搭載したUV硬化型インクジェットプリンタを使用する。
以下、制御部320によって制御される各パーツの凹凸層及び画像層の形成動作について説明する。まず、凹凸層を形成するために、記録媒体308が記録開始位置に搬送されると、キャリッジ302がガイドシャフト303に沿って記録媒体308上を移動する。その移動の際に記録ヘッドの吐出口よりクリアインクが吐出され、直後にUVランプ315が点灯してインクが硬化される。キャリッジ302がガイドシャフト303の一端まで移動すると、搬送ローラ309が所定量だけ記録媒体308をキャリッジ302の走査方向に垂直な方向に搬送する。本実施例において、この記録媒体308の搬送を「紙送り」又は「副走査」と呼び、この搬送方向を「紙送り方向」又は「副走査方向」と呼ぶ。記録媒体308を所定量だけ副走査方向に搬送し終えると、キャリッジ302は再度ガイドシャフト303に沿って移動する。尚、記録ヘッドのキャリッジ302による走査を繰り返すことでクリアインクを記録媒体308上に積層させることができる。クリアインクの積層と紙送りとを交互に行うことで、記録媒体308上に凹凸(凹凸層)が形成される。凹凸層が形成された後、搬送ローラ309が記録媒体308を記録開始位置に戻し、凹凸層の形成と同様のプロセスで凹凸層の上層にシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック(CMYK)各色のUV硬化型インクを吐出し、カラー画像(画像層)を形成する。尚、記録媒体上に凹凸層と画像層とが形成可能であれば、プリンタ14は上述した動作及び記録方式に限定されるものではない。尚、凹凸層を形成するためのインクとしてクリアインクを用いたが、ホワイトインクでもよい。
以下に、ヘッドの走査方向と記録媒体上に形成する凹凸のパターンの方向との違いにより、凹凸に対するプリンタの再現精度が低下することについて図3を用いて説明する。尚、記録媒体上に形成する凹凸のパターンは特定のパターンに限定しないが、説明を簡易にするため、規則的な万線パターンを例に以下の説明を行う。
図1(b)は、画像処理装置1の機能構成を示すブロック図である。上述した各種プログラムに含まれる画像処理アプリケーションが、CPU101からの指令に基づき実行する処理内容について、図1(b)を参照して説明する。画像処理装置1は、取得部201と、決定部202と、生成部203と、出力部204と、データ格納部205と、を有する。取得部201は、汎用I/F104を介して指示されたデータをHDD17や汎用ドライブ18にマウントされた各種記録メディアから取得する。本実施例における取得部201は、凹凸の上に形成する画像を表す画像データと、記録媒体上に形成する凹凸の形状を表す形状データと、を取得する。本実施例における画像データは、各画素に色情報を有するデータである。また、本実施例における形状データは、高さ分布によって凹凸の形状を表すために、各画素に高さ情報を有するデータである。決定部202は、形状データを解析することによって、形状データに対する補正に用いる補正量を決定する。本実施例においては、後述する生成部203が、形状データが表す形状が有するパターンの方向がヘッドの走査方向に一致するように、形状データを補正する。そのために決定部202は、形状データが表す形状を有する凹凸のパターンの方向を特定し、特定したパターンの方向とヘッドの走査方向とが一致するように凹凸のパターンの方向を変更するための回転角度を補正量として算出する。生成部203は、補正量に基づいて形状データを補正することによって、第2形状データを生成する。出力部204は、画像データと第2形状データとに基づいて、インクのドット配置を表すドット配置データを生成し、生成されたドット配置データをプリンタ14に出力する。ドット配置データを受け取ったプリンタ14は、ドット配置データに基づいてインクを記録媒体上に記録することによって、凹凸(凹凸層)と画像(画像層)とを重ねて形成する。プリンタ14は、上述したような画像処理1の処理によって得られたデータを受け取ることによって、再現対象の凹凸のパターンを変えたとしても、所定の方向(走査方向)にパターンを有する凹凸を形成することになる。データ格納部205は、プリンタ14の主走査方向を含むデバイス特性等の情報を予め保持する。各部における詳細な処理動作については後述する。
図4(a)は、画像処理装置1が実行する処理を示すフローチャートである。以下、図4(a)を参照して画像処理装置1の処理内容の詳細を説明する。尚、図4(a)のフローチャートに示される処理は、ROM102に格納されたプログラムコードがRAM103に展開され、CPU101によって実行される。また、図4(a)のフローチャートに示される処理は、ユーザが入力デバイス13を操作して指示を入力し、CPU201が入力された指示を受け付けることにより開始する。以下、各ステップ(工程)は符号の前にSをつけて表す。
x2=(x1-cx)×cosθ-(y1-cy)×sinθ+cx
y2=(x1-cx)×sinθ+(y1-cy)×cosθ+cy・・・(式1)
上述した高さ分布の回転により、凹凸層が有するパターンの方向と画像層が有するパターンの方向との不一致が生じる。本実施例においては、この不一致がプリント物の観察者にあまり違和感を与えない物体の凹凸を再現対象とし、この不一致よりも凹凸の再現精度低下の抑制を優先したプリントを行う。図6に、凹凸層の記録媒体上における形成領域bと、画像層の記録媒体上における形成領域aとの相対的な配置関係の例を模式的に示す。形状データにおける高さ分布は、上述した通り、プリンタの再現精度が高い主走査方向と再現対象の凹凸に含まれるパターンの方向とが一致するように回転されている。図6の領域700は、凹凸層と画像層とが重畳して形成されている領域である。図6の例では、高さ分布の回転によって、凹凸層が形成されず画像層のみが形成される領域710と、画像層が形成されず凹凸層のみが形成される領域720と、が生じる。この領域710及び720に対して、上述した高さ分布の回転後に、画素値を変更する処理を別途適用してもよい。例えば、凹凸層の領域720に対応する高さ分布の領域には、高さ情報0に対応する画素値を記録する。また、凹凸層の領域710に対応する高さ分布の領域には、形成領域aに含まれるテクスチャ(パターン)を抽出し、抽出したパターンに類似したパターンを生成する手法(イメージインペインティング手法)などを用いてパターンを生成する。画像層の領域720に対応するカラー画像の領域には、有色インクを記録しないように画素値を0にする。
図4(b)を参照して、決定部202が実行する処理(S20)の詳細について説明する。本実施例における補正量は高さ分布の回転角度θである。また、図5に、S10において取得された形状データ及び後述する各処理において生成される形状データの例を示す。図5においては、再現対象とする凹凸の一例として、デニム生地を用いる。図5(a)は、S10において取得した形状データであり、デニム生地が有する繊維の微細な凹凸が画素値の濃淡として視認できる。
以上説明したように、本実施例における画像処理装置1は、再現対象の凹凸の形状を表す形状データを取得し、再現対象の凹凸のパターンの方向を特定する。さらに、再現対象の凹凸を記録媒体上に形成するためのプリンタ14の走査方向に基づいて、凹凸のパターンの方向を変更するための回転角度を決定する。決定された回転角度に基づいて、プリンタ14の走査方向にパターンを有する形状を表す第2形状データを生成する。上述した画像処理装置1の処理により、凹凸に対するプリンタ14の再現精度が高い主走査方向と再現対象の凹凸のパターンの方向とが一致した状態で凹凸層の形成を行うことができる。よって、凹凸のパターンの方向に応じた再現精度の低下を抑制し、記録媒体上に対象の凹凸を形成することができる。
<実施例1との差分>
実施例1においては、再現対象の凹凸のパターンの方向を検出し、検出されたパターンの方向が主走査方向となるように形状データを補正した。本実施例においては、形状データを凹凸の高周波成分から成る形状データと凹凸の低周波成分から成る形状データとに分離し、高周波成分から成る形状データにのみ補正(回転)処理を適用する例を説明する。また、実施例1においては、凹凸の再現精度が高い方向として主走査方向を用いた。上述したように凹凸のパターンの方向が斜め方向である場合よりも、凹凸のパターンの方向が副走査方向と一致している場合の方が凹凸の再現精度が高い。よって本実施例においては、凹凸の再現精度が高い方向を主走査方向と副走査方向との両方とし、高さ分布の回転角度が最小となる角度θに対応する走査方向に凹凸のパターンの方向を一致させる例を説明する。尚、本実施例における画像処理装置1の機能構成は、実施例1の機能構成と同じであり、取得部201乃至データ格納部205による一連の処理が実行される。以下、実施例1と相違する処理について主に説明する。
S10において、取得部201は、実施例1と同様に、形状データと画像データとを取得する。さらに、本実施例においては、形状データに対してハイパスフィルタを適用することによって再現対象の凹凸の高周波成分を抽出する。また、形状データに対してローパスフィルタを適用し、再現対象の凹凸の低周波成分を抽出する。以下、ハイパスフィルタ処理を施して得た高周波成分から成る形状データを高さデータH、ローパスフィルタ処理を施して得た低周波成分から成る形状データを高さデータLと呼ぶ。
以下、本実施例における決定部202が実行する処理(S20)の詳細について説明する。
以上説明したように、本実施例においては、凹凸のパターンの方向が知覚され易く、かつ、パターンの方向によって再現精度の低下が生じにくい凹凸の低周波成分については補正処理を行わず、凹凸の高周波成分に対してのみ補正を行う。これにより、再現精度が低下し易い凹凸の高周波成分の再現精度低下を抑制しつつ、再現対象の凹凸と記録媒体上に形成された凹凸との差を抑えることができる。さらに、主走査方向と副走査方向とのうち、補正処理における高さ分布の回転角度が最小となる角度に対応する走査方向と凹凸のパターンの方向とを一致させる。これにより、再現対象の凹凸と記録媒体上に形成された凹凸との差をさらに抑えることができる。
本実施例においては、補正処理に関する情報をユーザに提示し、ユーザの指示を表す入力情報に基づいて上述した補正処理を形状データに対して適用するか否かを決定する。尚、本実施例においては、実施例1と相違する処理について主に説明する。
図9は、画像処理装置1の機能構成を示すブロック図である。本実施例における画像処理装置1は、実施例1における画像処理装置1と同様に、取得部201と、決定部202と、生成部203と、出力部204と、データ格納部205と、を有する。さらに、本実施例における画像処理装置1は、表示制御部206と、受信部207と、を有する。取得部201乃至データ格納部205、及び、プリンタ14については実施例1と同様のため説明を省略する。表示制御部206は、決定部202が決定した補正量等の情報とユーザからの指示入力を受け付けるためのUIとをディスプレイ15に表示させる。受信部207は、入力デバイス13を介して得られたユーザの指示を表す入力情報を受信する。各部における詳細な処理動作については後述する。
図10は、画像処理装置1が実行する処理を示すフローチャートである。以下、図10を参照して画像処理装置1の処理内容の詳細を説明する。尚、図10のフローチャートに示される処理は、ROM102に格納されたプログラムコードがRAM103に展開され、CPU101によって実行される。また、図10のフローチャートに示される処理は、CPU201が、ユーザの指示を表す入力情報を受け付けることにより開始する。
以上説明したように、本実施例においては、UIを介して、補正処理に関する情報をユーザへ提示し、ユーザの指示を表す入力情報に基づいて補正処理を形状データに対して適用するか否かを決定する。これにより、補正処理による効果をユーザに提示することができる。また、補正処理をするか否かについてユーザの意図を考慮して、凹凸層を形成することができる。
上述した実施例においては、形状データのみを補正したが、カラー画像データについても回転を含む補正処理を施しても構わない。例えば、形状データと同様の補正処理を施しても良いし、カラー画像データが表す画像におけるテクスチャパターンの方向など、カラー画像データ固有の特性に基づいて、形状データとは異なる補正処理を施しても良い。
201 取得部
202 決定部
203 生成部
Claims (20)
- インクの吐出口を備えたヘッドを有するインクジェットプリンタが前記ヘッドと記録媒体との相対的な移動と、前記ヘッドによるインクの吐出と、によって前記記録媒体上に凹凸を形成するためのデータを生成する画像処理装置であって、
前記凹凸の形状を表す形状データを取得する取得手段と、
前記形状データに基づいて、前記凹凸が有するパターンの方向を特定する特定手段と、前記ヘッドの移動方向と前記記録媒体の移動方向との少なくとも一つの方向に基づいて、前記凹凸が有するパターンの方向を変更するための回転角度を決定する決定手段と、
前記形状データと前記回転角度とに基づいて、前記ヘッドの移動方向と前記記録媒体の移動方向との少なくとも1つの方向にパターンを有する形状を表す第2形状データを生成する生成手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記決定手段は、前記凹凸が有するパターンの方向を、前記ヘッドの移動方向と前記記録媒体の移動方向との少なくとも1つの方向に一致させるための前記回転角度を決定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記生成手段は、前記回転角度に基づいて前記形状データを補正することによって、前記第2形状データを生成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記形状データは、前記凹凸の形状を、前記凹凸の位置毎の高さを表す高さ分布によって表すことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記生成手段は、前記高さ分布を回転させることによって、前記パターンの方向と前記少なくとも1つの方向とが一致するように、前記形状データを補正することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記特定手段は、前記形状データに基づいて算出された前記凹凸の空間周波数から、前記パターンの方向を特定することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記特定手段は、前記形状データに対してFFT処理を施すことによって、前記空間周波数を算出することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記特定手段は、前記形状データに対してFFT処理を施すことによって得られた前記空間周波数を表す画像において、前記画像の中心からの角度毎にパワースペクトルの平均値を算出し、前記平均値が最大となる角度の方向を、前記パターンの方向とすることを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。
- 前記特定手段は、前記形状データに対して、フィルタによるエッジの検出を行うことによって前記パターンの方向を特定することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、前記形状データから前記凹凸の高周波成分と低周波成分とを抽出し、さらに、前記高周波成分が有するパターンの方向を特定し、
前記生成手段は、前記高周波成分が有するパターンの方向と前記少なくとも1つの方向とが一致するように、前記高周波成分を補正し、さらに、前記高周波成分と前記低周波成分とを足し合わせることによって前記第2形状データを生成することを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記相対的な移動は、前記インクジェットプリンタが前記ヘッドを前記記録媒体に対して移動させることによる移動であることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記相対的な移動は、前記インクジェットプリンタが前記記録媒体を前記ヘッドに対して移動させることによる移動であることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記少なくとも1つの方向は、前記相対的な移動の間に前記ヘッドによるインクの吐出を行う第1走査の方向と、前記相対的な移動の間に前記ヘッドによるインクの吐出を行わない第2走査の方向と、の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、前記少なくとも1つの方向を、前記第1走査の方向と前記第2走査の方向とのどちらか一方に決定することを特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。
- 前記決定手段は、前記第1走査の方向と前記第2走査の方向とのうち、前記高さ分布を回転させた場合に回転前の前記パターンと回転後の前記パターンとの変化がより小さい方を、前記少なくとも1つの方向として決定することを特徴とする請求項14に記載の画像処理装置。
- 前記取得手段によって取得された前記形状データと前記生成手段によって生成された前記第2形状データとのいずれかに基づいて、前記インクジェットプリンタが備えるインクの記録量を表すインク量データ、又は、前記インクジェットプリンタが備えるインクの前記記録媒体上におけるドット配置に対応するドット配置データを生成し、前記インク量データ又は前記ドット配置データを前記インクジェットプリンタに出力する出力手段をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項15のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記形状データと前記第2形状データとのどちらに基づいて前記インク量データ又は前記ドット配置データを生成するかを表す、ユーザからの指示を受け付ける受信手段をさらに有し、
前記出力手段は、前記指示に基づいて、前記インク量データ又は前記ドット配置データを生成するために用いるデータを選択することを特徴とする請求項16に記載の画像処理装置。 - 前記インクジェットプリンタは、クリアインクによって形成される前記凹凸と有色インクによって形成される画像層とを前記記録媒体上に重ねて形成するためのプリンタであって、
前記取得手段は、さらに、前記画像層の位置毎の色を表す画像データを取得し、
前記生成手段は、前記形状データに対する補正と同じ補正を前記画像データに対して行い、
前記第2形状データと補正された前記画像データとに基づいて、前記インクジェットプリンタが備えるインクの記録量を表すインク量データ、又は、前記インクジェットプリンタが備えるインクの前記記録媒体上におけるドット配置に対応するドット配置データを生成し、前記インク量データ又は前記ドット配置データを前記インクジェットプリンタに出力する出力手段をさらに有することを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - コンピュータを請求項1乃至請求項18のいずれか一項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
- インクの吐出口を備えたヘッドを有するインクジェットプリンタが前記ヘッドと記録媒体との相対的な移動と、前記ヘッドによるインクの吐出と、によって前記記録媒体上に凹凸を形成するためのデータを生成する画像処理方法であって、
前記凹凸の形状を表す形状データを取得する取得ステップと、
前記形状データに基づいて、前記凹凸が有するパターンの方向を特定する特定ステップと、
前記ヘッドの移動方向と前記記録媒体の移動方向との少なくとも一つの方向に基づいて、前記凹凸が有するパターンの方向を変更するための回転角度を決定する決定ステップと、
前記形状データと前記回転角度とに基づいて、前記ヘッドの移動方向と前記記録媒体の移動方向との少なくとも1つの方向にパターンを有する形状を表す第2形状データを生成する生成ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
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