JP7166853B2 - 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
本実施形態においては、色を表現する画像層と凹凸を有する凹凸層とを記録媒体上において積層することにより3次元造形物を形成するためのデータを生成する。以下、本実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の実施形態は本発明を必ずしも限定するものではない。また、本実施形態において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。尚、同一の構成については、同一の符号を付して説明する。
記録媒体上にインクを積層することによって凹凸を形成する場合、再現対象となる凹凸の高さに比例して、凹凸の形成に用いるインクを多く消費する必要がある。また、画像形成装置が有する記録ヘッドによる複数回の記録走査を行う必要があるため、凹凸の形成に時間がかかってしまう。
画像処理装置1のハードウェア構成を図1(a)を用いて説明する。画像処理装置1は、例えばコンピュータであり、CPU201、ROM202、RAM203を備える。また、画像処理装置1は、VC(ビデオカード)204、汎用I/F(インターフェース)205、SATA(シリアルATA)I/F206、NIC(ネットワークインターフェースカード)207を備える。CPU201は、RAM203をワークメモリとして、ROM202、HDD(ハードディスクドライブ)213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、CPU201は、システムバス208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、ROM202やHDD213などに格納されたプログラムコードがRAM203に展開され、CPU201によって実行される。VC204には、ディスプレイ215が接続される。汎用I/F205には、シリアルバス209を介して、マウスやキーボードなどの入力デバイス210や画像形成装置211が接続される。SATAI/F206には、シリアルバス212を介して、HDD213や各種記録メディアの読み書きを行う汎用ドライブ214が接続される。NIC207は、外部装置との間で情報の入力及び出力を行う。CPU201は、HDD213や汎用ドライブ214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。CPU201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)をディスプレイ215に表示し、入力デバイス210を介して受け付けるユーザ指示などの入力を受信する。
図1(b)は、画像処理装置1の論理構成を示す図である。画像処理装置1は、取得部301と、生成部302と、第1判定部303と、第2判定部304と、第1変換部305と、第2変換部306と、出力部307と、を有する。
図2は、画像形成装置211の構成図である。本実施形態における画像形成装置211は、記録媒体上にインクの記録を行うことによって3次元造形物を形成するインクジェットプリンタである。3次元造形物は、カラーインクによって形成される画像層と、クリアインクによって形成される凹凸層と、から成る。
以下、図2に示す構成の画像形成装置211における画像層、凹凸層を形成する際の動作について説明する。本実施形態における記録媒体808には、一般的に用いられるインクジェット用紙を用いる。
図5(a)は、記録媒体上に形成された画像層、凹凸層からなる造形物の断面図である。本実施形態においては、記録媒体の表面に画像層を形成し、その上に、最大数十μm程度の高さ分布を有する凹凸層を形成する。厳密には画像層も高さの分布を有するが、厚みは凹凸層と比べて十分小さく、造形物の形状への影響は軽微であるため、無視できるものとする。尚、画像層の高さ分布を考慮して形状データが表す高さに補正を加えるなどの処理を施してもよい。
図6(a)は、画像処理装置1が3次元造形物を記録媒体上に形成するためのデータを画像形成装置211へ出力するまでの流れを示すフローチャートである。以下、各ステップ(工程)は符号の前にSをつけて表す。
以上説明したように、本実施形態における画像処理装置は、凹凸の形状を表す第1形状データを取得し、前記第1形状データに基づいて、前記凹凸のエッジの形状を表すエッジデータを生成する。エッジデータに基づいて、エッジデータにおけるエッジの少なくとも一部を記録媒体上に形成するために用いる第1記録材の記録量を表す第1記録量データ、又は、前記記録媒体上における前記第1記録材のドット配置を表す第1ドット配置データを生成する。これにより、形状データが表す形状のうち、3次元形状として認識されやすいエッジ部分を記録媒体上に形成することができ、形状データが表す形状の凹凸を記録媒体上に形成する場合と同等の立体感を表現することができる。また、記録媒体上に凹凸を形成するために用いる記録材の消費量を削減することができる。また、本実施形態のように水性インクを用いて凹凸を形成する場合は、記録媒体がインクの溶媒である水を吸収し、表面に残った固形物によって凹凸を形成する。この場合、記録媒体が吸収できる水分量は限られているため、大きな体積の凹凸を形成するのは困難であったが、本実施形態の処理を用いることによって、凹凸を形成するために用いる記録材の消費量を削減することができる。したがって、水性インクを用いる場合であっても、多くのインクの消費を必要としないため、記録媒体上に凹凸を再現することができる。
第1実施形態においては、色を表現する画像層と凹凸を有する凹凸層とを含む造形物を記録媒体上に形成するためのデータを生成した。本実施形態においては、色を表現する画像層と凹凸を有する凹凸層とに加えて、光沢を表現する光沢層を含む造形物を記録媒体上に形成するためのデータを生成する。尚、本実施形態における画像処理装置1のハードウェア構成及び論理構成は第1実施形態のものと同等であるため、説明を省略する。また、画像形成装置211は、4種類のカラーインク及びクリアインクに加え、光沢を制御するための光沢制御インクを有する。光沢制御インクの詳細については後述する。画像形成装置211は、画像層、凹凸層を形成する際の動作と同じ動作によって、凹凸層の上に光沢制御インクを用いて光沢層を形成する。以下において、本実施形態と第1実施形態とで異なる部分を主に説明する。
図5(b)は、記録媒体上に形成された画像層、凹凸層、光沢層からなる造形物の断面図である。本実施形態においては、インクジェット用紙の表面に画像層を形成し、その上に、最大数十μm程度の高さ分布を有する凹凸層を形成し、さらにその上に、光沢層を形成する。光沢層を形成するために用いる光沢制御インクは、凹凸層の表面に0.1μm未満の微細な凹凸を形成し、インクの記録量や被覆面積に応じて造形物の光沢を制御する。
図6(b)は、画像処理装置1が3次元造形物を記録媒体上に形成するためのデータを画像形成装置211へ出力するまでの流れを示すフローチャートである。尚、S402~S405は、第1実施形態のS402~S405と同じであるため、説明を省略する。
以上説明したように、本実施形態における画像処理装置は、3次元形状として認識されづらい凹凸を、光沢を制御するための凹凸として記録媒体上に形成する。これにより、3次元形状として認識されづらい凹凸の高さを圧縮して再現することができ、かつ、少ない記録量で光沢を制御できる光沢制御インクを用いて3次元形状として認識されづらい凹凸を形成することができる。よって、記録媒体上に凹凸を形成するために用いる記録材の消費量を削減することができる。
第1実施形態においては、微分フィルタを用いてエッジデータを生成することによって、凹凸のエッジ部分を記録媒体上に再現した。本実施形態においては、再現対象の凹凸の低周波成分を算出し、再現対象の凹凸から算出した低周波成分を減算することによって、エッジデータに相当する高周波成分を算出する。尚、本実施形態における画像処理装置1のハードウェア構成及び論理構成は第1実施形態のものと同等であるため、説明を省略する。以下において、本実施形態と第1実施形態とで異なる部分を主に説明する。
図6(c)は、画像処理装置1が3次元造形物を記録媒体上に形成するためのデータを画像形成装置211へ出力するまでの流れを示すフローチャートである。尚、S401は、第1実施形態のS401と同じであるため、説明を省略する。
以上説明したように、本実施形態における画像処理装置は、再現対象の凹凸の低周波成分を算出し、再現対象の凹凸から低周波成分を減算することによって、再現対象の凹凸の高周波成分を算出する。よって、第1実施形態とは異なる方法により、記録媒体上に凹凸を形成するために用いる記録材の消費量を削減することができる。
第1実施形態においては、凹凸のエッジを記録媒体上に再現すること、及び、閾値未満の高さの凹凸や密集度の高い凹凸の高さを圧縮して再現することによってインクの消費量を削減する方法について説明した。上述した凹凸のエッジ化、閾値による高さの圧縮、密集度に応じた高さの圧縮のそれぞれの処理を行うか否かをユーザの指定に基づいて設定し、設定に基づいて処理を切り替えてもよい。例えば、上述した全てのインク消費量を削減する処理を行わないように指定された場合は、再現対象の凹凸を可能な限り忠実に出力することができる。上述したように、それぞれの処理を行うか否かを設定することによって、インク消費量の削減を段階的に制御することができる。また、各処理に用いるフィルタの形状や係数、関数をパラメータ化し、インク消費量の削減度合いに関するユーザの指定に基づいてパラメータを変更してもよい。例えば、S404における閾値th2をパラメータとした場合は、閾値th2を低くすれば密集度が高いと判定されやすくなるため、インク消費量の削減量が多くなる。一方で、密集度が高いと判定されにくくなるため、インク消費量の削減量が少なくなる。このように、ユーザによって指定されたインク消費量の削減度合いに応じてパラメータを変えることによって、インク消費量の削減を段階的に制御することができる。パラメータとしては、S404における閾値th2に加え、フィルタFmovのサイズや形状、S403の閾値th、S405のgamma1、S406のgamma0なども利用できる。また、第3実施形態における係数kやgamma2も同様にパラメータとして利用できる。図10に、ユーザの指定を受け付けるためのUIの一例を示す。領域1001において、凹凸のエッジ化、閾値による高さの圧縮、密集度に応じた高さの圧縮のそれぞれの処理を行うか否かをユーザに指定させる。また、ユーザはスライドバー1002をスライドさせることによって、インク消費量の削減度合いを指定することができる。処理実行ボタン1003がユーザによって押下されることによって、領域1001とスライドバー1002とに指定された情報に応じた処理を開始する。
G(x,y)=k × (H(x,y)-E(x,y))・・・式(11)
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。
301 取得部
302 生成部
307 出力部
Claims (12)
- 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、前記凹凸のエッジの形状を表すエッジデータを生成する生成手段と、
前記エッジデータに基づいて、前記エッジの高さが閾値以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が前記エッジの高さが前記閾値未満であると判定した場合、前記エッジデータにおける前記エッジの高さを下げるように、前記エッジの高さを変換する変換手段と、
前記エッジの高さが変換されたエッジデータに基づいて、クリアの記録材に対応する記録量データ又はドット配置データを出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記判定手段は、前記エッジデータにおける前記エッジの密集度が第2の閾値より大きいか否かを判定し、
前記変換手段は、前記判定手段が前記エッジの密集度が前記第2の閾値より大きいと判定した場合、前記エッジデータにおける前記エッジの高さを下げるように、前記エッジの高さを変換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、微分フィルタを用いて前記エッジ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。
- 前記判定手段は、ローパスフィルタを用いて前記エッジデータにおける前記エッジの密集度を算出することを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記判定手段は、前記エッジデータにおける前記エッジに対して、光沢特性を制御するための凹凸に変換すべきか否かを判定し、
前記変換手段は、前記判定手段の判定結果に基づいて、前記エッジデータが表す前記エッジのうち光沢特性を制御するための凹凸に変換すべきと判定されたエッジの高さを、光沢特性を表す光沢データに変換し、
前記出力手段は、前記光沢データに基づいて、前記記録媒体上に形成された前記エッジデータにおけるエッジの少なくとも一部の上に光沢層を形成するために用いる光沢制御用の記録材に対応する記録量データ又はドット配置データを出力することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記変換手段は、前記形状データが表す形状と前記エッジデータが表す形状との差分を算出し、前記差分を光沢特性を表す光沢データに変換し、
前記出力手段は、前記光沢データに基づいて、前記記録媒体上に形成された前記エッジデータにおけるエッジの少なくとも一部の上に光沢層を形成するために用いる光沢制御用の記録材に対応する記録量データ又はドット配置データを出力することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記閾値は20μmであることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記クリアの記録材は、クリアインクであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の画像処理装置。
- 前記クリアの記録材は、水性インクであって、
前記エッジの少なくとも一部は、前記水性インクに含まれる固形物によって形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記記録量データ又は前記ドット配置データに基づいて、前記記録媒体上に前記エッジの少なくとも一部を形成する形成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9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9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。
- 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、前記凹凸のエッジの形状を表すエッジデータを生成する生成ステップと、
前記エッジデータに基づいて、前記エッジの高さが閾値以上であるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて前記エッジの高さが前記閾値未満であると判定した場合、前記エッジデータにおける前記エッジの高さを下げるように、前記エッジの高さを変換する変換ステップと、
前記エッジの高さが変換されたエッジデータに基づいて、クリアの記録材に対応する記録量データ又はドット配置データを出力する出力ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
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