JP2017152819A - 画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラム、印刷システム - Google Patents

Abstract

【課題】画像データを印刷データに変換する処理のスループットがより高い画像処理装置を提供する。
【解決手段】画素毎に階調値を含む画像データを、ドットの形成要否を含む印刷データに変換する画像処理方法であって、画像データを区画した所定の区画毎に含まれる画素の階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出する非処理領域抽出工程と、非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出する処理領域抽出工程とを含む。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像データを印刷データに変換する処理に係る画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラム、および印刷システムに関する。

デジタルカメラなどによって得られた一般的なＲＧＢの画像データをインクジェットプリンターで印刷するための印刷データに変換して出力する画像処理装置では、多階調の画像データを２値化された印刷データに変換する方法として、例えば誤差拡散法が用いられている。誤差拡散法は、注目画素を２値化した際の量子化誤差を、注目画素の近傍の２値化を実施していない画素の階調値に拡散させながら、逐次これらの各階調値を２値化していく方法である。
この誤差拡散法を用いたデータ変換は、量子化誤差を次々と拡散させながら処理を行うため、拡散先のデータへのデータ処理の依存関係ができ、その依存関係が存在する範囲において、変換処理を直列に連続して行う必要があった。その結果、例えば、画像がより大判化し、より高精細になった場合には、直列に連続して処理する画素数が膨大となり、処理時間が長くなってしまった。
データ処理を行うメモリー空間のサイズを超える大きな画像データの処理を行う場合には、許容されるサイズに画像データを分割しながら処理を進める場合が多い。前記の課題に対し、特許文献１には、この画像データの分割にあたり、その分割方向を、データ処理の依存関係が存在する方向と直交する方向にすることによって、分割された画像データに対してデータ処理の依存方向に並列的に処理することを可能とし、その結果、データ処理のスループットを向上させることができるとする画像処理装置および画像処理方法が記載されている。

特開２０１１−９５８０７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像処理装置および画像処理方法では、画像データの分割を可能とするために、および、分割を可能とする方向によって、データ処理の依存関係、つまりは、誤差拡散させる方向が限定されてしまうという課題があった。また、変換された印刷データを順次受信しながら印刷を行う印刷装置の場合に、順次印刷を進めて行く方向と画像データを分割する方向とが直交する場合においては、全ての画像データの変換処理が完了するまで印刷が開始できなくなってしまうという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例または形態として実現することが可能である。

［適用例１］ 本適用例に係る画像処理方法は、画素毎に階調値を含む画像データを、ドットの形成要否を含む印刷データに変換する画像処理方法であって、前記画像データを区画した所定の区画毎に含まれる前記画素の前記階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出する非処理領域抽出工程と、前記非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出する処理領域抽出工程と、を含むことを特徴とする。

本適用例の画像処理方法によれば、所定の区画毎に含まれる画素の階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出し、周囲を非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出することで、画像データの領域を、画素が有する階調値（つまりはドットの密度）の指標によって分けることができる。このように画像データの領域を分けることにより、それぞれに適したデータ変換方法の選択が可能となる。

［適用例２］ 上記適用例に係る画像処理方法において、前記非処理領域に含まれ、前記処理領域に接しない前記区画に含まれる画素に対応するドットの形成要否のデータをドット形成不要とすることを特徴とする。

本適用例の画像処理方法によれば、画像データを印刷データに変換する処理において、非処理領域に含まれ、処理領域に接しない区画に含まれる画素に対応するドットの形成要否のデータをドット形成不要とする一括処理が可能となる。つまり、画像データの全体に亘って一律に個々の画素に係るデータの変換処理を行う必要が無くなるため、データ変換処理のスループットを向上させることができる。
また、処理領域に接する区画に含まれる画素については、データ変換の対象となり、例えば、誤差拡散法を用いたハーフトーン処理を行った場合において、処理領域に含まれる画素からの誤差拡散が反映されるため、処理領域と非処理領域との境界の画像品質の低下を抑制することができる。

［適用例３］ 上記適用例に係る画像処理方法において、抽出された前記処理領域が複数ある場合に、それぞれの前記処理領域に対してハーフトーン処理を並行して行うことを特徴とする。

本適用例の画像処理方法によれば、抽出された処理領域が複数ある場合に、それぞれの処理領域に対してハーフトーン処理を並行して行うことにより、データ変換処理のスループットを向上させることができる。例えば、データ変換処理エンジンとしてＤＳＰ（Digital Signal Processor）を複数並行に用いることが可能となり、データ変換処理のスループットを向上させることができる。

［適用例４］ 上記適用例に係る画像処理方法において、前記ハーフトーン処理において、誤差拡散法に基づく誤差拡散処理を行い、前記処理領域に含まれ、前記非処理領域に接する画素から、前記非処理領域に含まれ、前記処理領域に接する前記区画に含まれる画素までの画素に対して前記誤差拡散処理を行い、前記非処理領域に含まれ、前記処理領域に接しない前記区画に含まれる画素には前記誤差拡散処理を行わないことを特徴とする。

本適用例の画像処理方法によれば、ハーフトーン処理において、誤差拡散法に基づく誤差拡散処理を行い、処理領域に含まれ、非処理領域に接する画素から、非処理領域に含まれ、処理領域に接する区画に含まれる画素までの画素に対して誤差拡散処理を行う。そのため、所定の区画を適切に設定することにより、処理領域に含まれる画素の誤差拡散が適切に行われるため、印刷品質を低下させることなくデータ変換を行うことができる。
また、非処理領域に含まれ、処理領域に接しない区画に含まれる画素には誤差拡散処理を行わないため、誤差拡散処理に要する時間を短縮することができ、データ変換処理のスループットを向上させることができる。

［適用例５］ 本適用例に係る画像処理装置は、画素毎に階調値を含む画像データを、ドットの形成要否を含む印刷データに変換する画像処理装置であって、前記画像データを入力する入力部と、入力された前記画像データを前記印刷データに変換処理する演算部と、を有し、前記演算部が、前記画像データを区画した所定の区画毎に含まれる前記画素の前記階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出する非処理領域抽出処理と、前記非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出する処理領域抽出処理と、を行うことを特徴とする。

本適用例の画像処理装置によれば、所定の区画毎に含まれる画素の階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出し、周囲を非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出することで、画像データの領域を、画素が有する階調値（つまりはドットの密度）の指標によって分けることができる。このように画像データの領域を分けることにより、それぞれに適したデータ変換方法の選択が可能となる。

［適用例６］ 上記適用例に係る画像処理装置において、前記演算部が、前記非処理領域に含まれ、前記処理領域に接しない前記区画に含まれる画素に対応するドットの形成要否のデータをドット形成不要とすることを特徴とする。

本適用例の画像処理装置によれば、画像データを印刷データに変換する処理において、非処理領域に含まれ、処理領域に接しない区画に含まれる画素に対応するドットの形成要否のデータをドット形成不要とする一括処理が可能となる。つまり、画像データの全体に亘って一律に個々の画素に係るデータの変換処理を行う必要が無くなるため、データ変換処理のスループットを向上させることができる。
また、処理領域に接する区画に含まれる画素については、データ変換の対象となり、例えば、誤差拡散法を用いたハーフトーン処理を行った場合において、処理領域に含まれる画素からの誤差拡散が反映されるため、処理領域と非処理領域との境界の画像品質の低下を抑制することができる。

［適用例７］ 上記適用例に係る画像処理装置において、前記演算部が、抽出された前記処理領域が複数ある場合に、それぞれの前記処理領域に対してハーフトーン処理を並行して行うことを特徴とする。

本適用例の画像処理装置によれば、抽出された処理領域が複数ある場合に、それぞれの処理領域に対してハーフトーン処理を並行して行うことにより、データ変換処理のスループットを向上させることができる。例えば、データ変換処理エンジンとしてＤＳＰを複数並行に用いることにより、データ変換処理のスループットを向上させることができる。

［適用例８］ 本適用例に係る画像処理プログラムは、画素毎に階調値を含む画像データを、ドットの形成要否を含む印刷データに変換する画像処理装置で実行される画像処理プログラムであって、前記画像データを区画した所定の区画毎に含まれる前記画素の前記階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出する非処理領域抽出ステップと、前記非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出する処理領域抽出ステップと、を含むことを特徴とする。

本適用例の画像処理プログラムによれば、所定の区画毎に含まれる画素の階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出し、周囲を非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出することで、画像データの領域を、画素が有する階調値（つまりはドットの密度）の指標によって分けることができる。このように画像データの領域を分けることにより、それぞれに適したデータ変換方法の選択が可能となる。

［適用例９］ 本適用例に係る印刷システムは、上記適用例に係る画像処理装置および該画像処理装置が生成した印刷データに基づいて印刷を行う印刷装置を備えることを特徴とする。

本適用例の印刷システムによれば、上記適用例に係る画像処理装置を備えるため、より効率の高い印刷を行うことができる。

実施形態１に係る印刷システムの構成を示す正面図 実施形態１に係る印刷システムの構成を示すブロック図 従来技術におけるプリンタードライバーの基本機能の説明図 誤差拡散法によるハーフトーン処理の例を説明する概念図 実施形態１に係る画像処理方法のフローチャート 処理領域と非処理領域とに分けた様子を示す概念図 画像データが３つの処理領域と非処理領域とに抽出された様子を示す概念図

以下に本発明を具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。以下は、本発明の一実施形態であって、本発明を限定するものではない。なお、以下の各図においては、説明を分かりやすくするため、実際とは異なる尺度で記載している場合がある。また、図面に付記する座標においては、Ｚ軸方向が上下方向、＋Ｚ方向が上方向、Ｙ軸方向が前後方向、＋Ｙ方向が手前方向、Ｘ軸方向が左右方向、＋Ｘ方向が左方向、Ｘ−Ｙ平面が水平面としている。

（実施形態１）
＜印刷システム＞
図１は、実施形態１に係る印刷システム１の構成を示す正面図、図２は、同ブロック図である。
印刷システム１は、印刷装置１００および印刷装置１００に接続される「画像処理装置」としてのパーソナルコンピューター１１０（以下ＰＣ１１０と言う）から構成される。印刷装置１００は、ＰＣ１１０から受信する印刷データに基づいて、ロール状に巻かれた状態で供給される長尺状の印刷媒体５に所望の画像を印刷するインクジェットプリンターである。

＜画像処理装置（ＰＣ１１０）＞
ＰＣ１１０は、「演算部」としてのプリンター制御部１１１、入力部１１２、表示部１１３、記憶部１１４などを備え、印刷装置１００に印刷を行わせる印刷ジョブの制御を行う。
ＰＣ１１０が動作するソフトウェアには、印刷する画像データを扱う一般的な画像処理アプリケーションソフトウェア（以下アプリケーションと言う）や、印刷装置１００の制御や、印刷装置１００に印刷を実行させるための印刷データを生成するプリンタードライバーソフトウェア（以下プリンタードライバーと言う）が含まれる。

プリンター制御部１１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１５や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１１６、複数のＤＳＰ（Digital Signal Processor）１１７、メモリー１１８、プリンターインターフェイス１１９などを備え、印刷システム１全体の集中管理を行う。
入力部１１２は、ＰＣ１１０への情報入力手段であり、具体的には、例えば、ヒューマンインターフェイスとしてのキーボードや情報入力機器が接続されるポートなどである。
表示部１１３は、ヒューマンインターフェイスとしての情報表示手段（ディスプレー）であり、プリンター制御部１１１の制御の基に、入力部１１２から入力される情報や、印刷装置１００に印刷する画像、印刷ジョブに関係する情報などが表示される。
記憶部１１４は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やメモリーカードなどの書き換え可能な記憶媒体であり、ＰＣ１１０が動作するソフトウェア（プリンター制御部１１１で動作するプログラム）や、印刷する画像、印刷ジョブに関係する情報などが記憶される。
メモリー１１８は、ＣＰＵ１１５が動作するプログラムを格納する領域や動作する作業領域などを確保する記憶媒体であり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶素子によって構成される。
プリンターインターフェイス１１９は、ＰＣ１１０と印刷装置１００とを接続し、情報の授受を行うインターフェイスであり、印刷装置１００に印刷を行わせるための印刷データを送る機能を有する。

＜印刷装置１００の基本構成＞
印刷装置１００は、印刷部１０、印刷媒体移動部２０、制御部３０などから構成されている。ＰＣ１１０から印刷データを受信した印刷装置１００は、制御部３０によって印刷部１０、印刷媒体移動部２０を制御し、印刷媒体５に画像を印刷（画像形成）する。
印刷データは、例えば、デジタルカメラなどによって得られた一般的な画像データ（例えば、ＲＧＢのデジタル画像情報）を、ＰＣ１１０が備えるアプリケーションおよびプリンタードライバーによって印刷装置１００で印刷できるように変換処理した画像形成用のデータであり、印刷装置１００を制御するコマンドを含んでいる。

印刷部１０は、印刷ヘッド１１、印刷ヘッド制御部１２などから構成されている。
印刷媒体移動部２０は、主走査部４０、副走査部５０などから構成されている。主走査部４０は、キャリッジ４１、ガイド軸４２、キャリッジモーター（図示省略）などから構成されている。副走査部５０は、供給部５１、収納部５２、搬送ローラー５３、プラテン５５などから構成されている。

印刷ヘッド１１は、印刷用インク（以下インクと言う）を液滴（以下インク滴とも言う）として吐出する複数のノズル（ノズル列）を有している。印刷ヘッド１１は、キャリッジ４１に搭載され、走査方向（図１に示すＹ軸方向）に移動するキャリッジ４１に伴って走査方向に往復移動する。印刷ヘッド１１が走査方向に移動しながら制御部３０の制御の下に、プラテン５５に支持される印刷媒体５にインク滴を吐出することによって、走査方向に沿ったドットの列（ラスターライン）が印刷媒体５に形成される。

インクには、例えば、濃インク組成物からなるインクセットとして、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色のインクセットにブラック（Ｋ）を加えた４色のインクセットなどがある。また、例えば、それぞれの色材の濃度を淡くした淡インク組成物からなるライトシアン（Ｌｃ）、ライトマゼンタ（Ｌｍ）、ライトイエロー（Ｌｙ）、ライトブラック（Ｌｋ）などのインクセットを加えた８色のインクセットなどがある。

インク滴を吐出する方式（インクジェット方式）としては、好適例としてピエゾ方式を用いている。ピエゾ方式は、圧力室に貯留されたインクに圧電素子（ピエゾ素子）により印刷情報信号に応じた圧力を加え、圧力室に連通するノズルからインク滴を噴射（吐出）し印刷する方式である。
なお、インク滴を吐出する方式は、これに限定するものではなく、インクを液滴状に噴射させ、印刷媒体上にドット群を形成する他の記録方式であってもよい。例えば、小型ポンプでインクに圧力を加え、ノズルを水晶振動子などで機械的に振動させることにより、強制的にインク滴を噴射させる方式、インクを記録情報信号に従って微小電極で加熱発泡させ、インク滴を噴射し記録する方式（サーマルジェット方式）などであってもよい。

印刷媒体移動部２０（主走査部４０、副走査部５０）は、制御部３０の制御の下に、印刷媒体５を印刷部１０に対し相対移動させる。
ガイド軸４２は、走査方向に延在しキャリッジ４１を摺接可能な状態で支持し、また、キャリッジモーターは、キャリッジ４１をガイド軸４２に沿って往復移動させる際の駆動源となる。つまり、主走査部４０（キャリッジ４１、ガイド軸４２、キャリッジモーター）は、制御部３０の制御の下にキャリッジ４１を（つまりは、印刷ヘッド１１を）ガイド軸４２に沿って走査方向に移動させる。

供給部５１は、印刷媒体５がロール状に巻かれたリールを回転可能に支持し、印刷媒体５を搬送経路に送り出す。収納部５２は、印刷媒体５を巻き取るリールを回転可能に支持し、印刷が完了した印刷媒体５を搬送経路から巻き取る。
搬送ローラー５３は、印刷媒体５を走査方向と交差する副走査方向（図１に示すＸ軸方向）に移動させる駆動ローラーや印刷媒体５の移動に伴って回転する従動ローラーなどから成り、印刷媒体５を供給部５１から印刷部１０の印刷領域（プラテン５５の上面で印刷ヘッド１１が走査移動する領域）を経由し、収納部５２に搬送する搬送経路を構成する。

制御部３０は、インターフェイス部３１、ＣＰＵ３２、メモリー３３、駆動制御部３４などを備え、印刷装置１００の制御を行う。
インターフェイス部３１は、プリンターインターフェイス１１９に接続され、ＰＣ１１０と印刷装置１００との間でデータの送受信を行う。
ＣＰＵ３２は、印刷装置１００全体の制御を行うための演算処理装置である。
メモリー３３は、ＣＰＵ３２が動作するプログラムを格納する領域や動作する作業領域などを確保する記憶媒体であり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶素子によって構成される。
ＣＰＵ３２は、メモリー３３に格納されているプログラム、およびＰＣ１１０から受信した印刷データに従って、駆動制御部３４を介して印刷媒体移動部２０（主走査部４０、副走査部５０）、印刷部１０（印刷ヘッド１１）を制御する。

＜プリンタードライバーの基本機能＞
図３は、従来技術におけるプリンタードライバーの基本機能の説明図である。
印刷媒体５への印刷は、印刷装置１００に接続されたＰＣ１１０から印刷データが送られることにより開始される。印刷データは、プリンタードライバーによって生成される。
以下、印刷データを生成する処理の基本的な内容について、図３を参照しながら説明する。

プリンタードライバーは、アプリケーションから画像データ（例えば、テキストデータやフルカラーのイメージデータなど）を受け取り、印刷装置１００が解釈できる形式の印刷データに変換し、印刷データを印刷装置１００に出力する。アプリケーションからの画像データを印刷データに変換する際に、プリンタードライバーは、解像度変換処理・色変換処理・ハーフトーン処理・ラスターライズ処理・コマンド付加処理などを行う。
以降、印刷データを生成する前の画像データが２５６階調（階調値（０〜２５５））を有するデータである場合を例に説明する。また、分かり易くするため、階調値は、その値が大きくなるほど濃度が濃くなる意味で用いている。

解像度変換処理は、アプリケーションから出力された画像データを、印刷媒体５に印刷する際の解像度（印刷解像度）に変換する処理である。例えば、印刷解像度が７２０×７２０ｄｐｉに指定されている場合、アプリケーションから受け取ったベクター形式の画像データを７２０×７２０ｄｐｉの解像度のビットマップ形式の画像データに変換する。解像度変換処理後の画像データの各画素データは、２次元データ空間に、マトリクス状に配置された画素から構成されている。各画素はＲＧＢ色空間の２５６階調の階調値を有している。つまり、解像度変換後の画素データは、対応する画素の階調値を示すものである。
マトリクス状に配置された画素の内の所定の方向に並ぶ１列分の画素に対応する画素データを、ラスターデータと言う。なお、ラスターデータに対応する画素が並ぶ所定の方向は、画像を印刷するときの印刷ヘッド１１の移動方向（走査方向）と対応している。

色変換処理は、ＲＧＢデータをＣＭＹＫ色系空間のデータに変換する処理である。ＣＭＹＫ色とは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）であり、ＣＭＹＫ色系空間の画像データは、印刷装置１００が有するインクの色に対応したデータである。従って、例えば、印刷装置１００がＣＭＹＫ色系の１０種類のインクを使用する場合には、プリンタードライバーは、ＲＧＢデータに基づいて、ＣＭＹＫ色系の１０次元空間の画像データを生成する。
この色変換処理は、ＲＧＢデータの階調値とＣＭＹＫ色系データの階調値とを対応づけたテーブル（色変換ルックアップテーブルＬＵＴ）に基づいて行われる。なお、色変換処理後の画素データは、ＣＭＹＫ色系空間により表される２５６階調のＣＭＹＫ色系データである。

ハーフトーン処理は、印刷装置１００が備える各インク色毎に、高階調数（２５６階調）のデータを、印刷装置１００が形成可能な階調数のデータに変換する量子化処理である。このハーフトーン処理により、２５６階調を示すデータが、例えば２階調（ドット有り、無し）を示す１ビットデータや、４階調（ドット無し、小ドット、中ドット、大ドット）を示す２ビットデータに変換される。具体的には、階調値（０〜２５５）とドット生成率が対応したドット生成率テーブルから、階調値に対応するドットの生成率（例えば、４階調の場合は、ドット無し、小ドット、中ドット、大ドットのそれぞれの生成率）を求め、得られた生成率において、ディザ法、誤差拡散法などを利用して、ドットが分散して形成されるように画素データが作成される。
つまり、ハーフトーン処理後の画素データは、１ビットまたは２ビットのデータであり、この画素データは各画素でのドットの形成要否（ドットの有無、ドットの大きさ）を示すデータになる。例えば、２ビット（４階調）の場合、ドット無しに対応するドット階調値［００］、小ドットの形成に対応するドット階調値［０１］、中ドットの形成に対応するドット階調値［１０］、および、大ドットの形成に対応するドット階調値［１１］のように４段階に変換される。

ラスターライズ処理は、マトリクス状に並ぶ画素データを、印刷時のドット形成順序に従って並べ替える処理である。
コマンド付加処理は、ラスターライズ処理されたデータに、印刷方式に応じたコマンドデータを付加する処理である。コマンドデータとしては、例えば媒体の搬送仕様（副走査方向への移動量や速度など）に関わる搬送データなどがある。
プリンタードライバーによるこれらの処理は、ＣＰＵ１１５の制御の元にＡＳＩＣ１１６およびＤＳＰ１１７（図２参照）によって行われ、生成された印刷データは、プリンターインターフェイス１１９を介して印刷装置１００に送信される。

＜本実施形態を特徴付ける画像処理方法＞
以上説明した基本機能において、次に、本実施形態を特徴付ける画像処理方法について説明する。本実施形態の画像処理方法は、誤差拡散法を用いたデータ変換のように、データ間に依存関係ができるデータ処理において、その効果が発揮される。
図４は、誤差拡散法によるハーフトーン処理の例を説明する概念図である。図４は、４行のラスターラインから成るマトリクス状に並ぶ画素（ラスターデータ（１，１）〜（１，６）、（２，１）〜（２，６）、（３，１）〜（３，６）、（４，１）〜（４，６））を示している。

誤差拡散法は、注目画素の階調値を１ビットや２ビットの２値化データに変換（量子化）した際の量子化誤差を、注目画素の近傍の２値化を実施していない画素の階調値に補正階調値として拡散させながら、逐次これらの各階調値を２値化していく方法である。
誤差拡散法では、ラスターデータに対して、予め、量子化を進める方向が決められている。図４に示す例では、上のラスターラインから下のラスターラインに向かうように、また、各ラスターラインにおいては、順に左側から右側に進むように決められている。図４には、（１，１）〜（２，２）の画素について量子化が完了し、（２，３）の画素が、量子化を行おうとする注目画素であることを示している。

誤差拡散法による処理の簡単な例を、図４を参照して説明すると、注目画素（２，３）が有する階調値Ｍｍと所定のドット形成閾値Ｍｔとの比較を行い、比較の結果、階調値Ｍｍがドット形成閾値Ｍｔと同じか上回る場合（Ｍｍ≧Ｍｔの場合）にドットの形成要否のデータを“ドット形成要”とし、ドット形成閾値Ｍｔを上回った階調値Ｍｍの値（Ｍｍ−Ｍｔ）に基づく補正階調値Ｍｈを隣接する量子化が行われていない画素に分配して該画素が有する階調値に補正階調値を足し込む。比較の結果、階調値Ｍｍがドット形成閾値Ｍｔを下回る場合（Ｍｍ＜Ｍｔの場合）に、ドットの形成要否のデータを“ドット形成不要”とし、階調値Ｍｍに基づく補正階調値Ｍｈを隣接する量子化が行われていない画素に分配して該画素が有する階調値に補正階調値を足し込み、該画素が有する階調値とする処理を処理領域に含まれる画素に対して順に行う。

例えば、ドットの形成要否のデータが１ビットデータ（２階調）の場合には、Ｍｍ≧Ｍｔの場合、ドットの形成要否のデータを、ドット形成要を示す［１］とし、例えば、誤差拡散させる画素が隣接する量子化が行われていない画素４画素（（２，４）、（３，２）、（３，３）、（３，４））とする場合には、ドット形成閾値Ｍｔを上回った階調値Ｍｍの値（Ｍｍ−Ｍｔ）に基づく例えば４等分された補正階調値Ｍｈ（＝（Ｍｍ−Ｍｔ）／４）を、それぞれの画素が有する階調値Ｍｎ１〜Ｍｎ４に足し込む。
また、Ｍｍ＜Ｍｔの場合には、ドットの形成要否のデータを、ドット形成不要を示す［０］とし、階調値Ｍｍに基づく例えば４等分された補正階調値Ｍｈ（＝Ｍｍ／４）を、それぞれの画素が有する階調値Ｍｎ１〜Ｍｎ４に足し込む。

また、例えば、ドットの形成要否のデータが２ビットデータ（４階調）の場合には、まず、階調値（０〜２５５）とドット生成率が対応したドット生成率テーブルから、階調値Ｍｍに対応するドットの生成率（ドット無し、小ドット、中ドット、大ドットのそれぞれの生成率）を求め、得られたドットの生成率に対応する確率で、形成されるドットが選択される。次いで、補正階調値Ｍｈは、階調値Ｍｍと選択されたドット（ドット無し、小ドット、中ドット、大ドット）毎に予め定めた補正値とに基づいて導出される。例えば、階調値が比較的大きな画素に対して、生成率の小さな小ドットが選択された場合には、隣接する画素においてドットが形成され易くなる大きな補正階調値Ｍｈが導出されて隣接する画素に例えば等分に分配される。逆に、階調値が比較的小さな画素に対して、生成率の小さな大ドットが選択された場合には、隣接する画素においてドットが形成され難くなる補正階調値Ｍｈ（例えばマイナス補正値）が導出されて隣接する画素に例えば等分に分配される。

なお、補正階調値Ｍｈを拡散させる範囲は、図４に示す４画素に限定するものではなく、所定の範囲（誤差拡散の範囲については後述する。）であれば、例えば、更に隣接する８画素（（２，５）、（３，１）、（３，５）、（４，１）〜（４，５））などを含む範囲であっても良い。また、拡散させる分配の比率は、必ずしも等分である必要はない。

このように、誤差拡散法を用いたデータ変換は、量子化誤差を次々と拡散させながら処理を行うため、拡散先のデータへのデータ処理の依存関係ができ、その依存関係が存在する範囲において、変換処理を直列に連続して行う必要があった。その結果、例えば、画像がより大判化し、より高精細になった場合には、直列に連続して処理する画素数が膨大となり、処理時間が長くなってしまった。そこで、本実施形態では、以下に説明する画像処理方法により、データ処理の依存関係の境界を検出し、直列に連続して処理する画素数を減らすことで、処理のスループットをより向上ことを可能とした。

本実施形態の画像処理方法は、２次元データ空間に配列された画素毎の階調値からなる画像データを、印刷画像を構成するドットの形成要否を含む印刷データに変換する画像処理方法であって、データ処理の依存関係が発生する誤差拡散法を用いたハーフトーン処理において、その処理のスループットを上げるために、２次元データ空間を区画した所定の区画毎に含まれる画素の階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出する非処理領域抽出工程と、２次元データ空間において、周囲を非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出する処理領域抽出工程とを含むことを特徴としている。以下に具体的に説明する。

図５は、本実施形態の画像処理方法のフローチャートである。また、図６は、本実施形態の画像処理方法に従って２次元データ空間の画素を所定の区画に区画し、その区画から成る処理領域と非処理領域とに分けた様子を示す概念図である。

まず、準備段階として、印刷する画像データを、入力部１１２（図２参照）を介してＰＣ１１０に入力し、必要に応じ画像処理のアプリケーションによって画像データを編集する（ステップＳ１）。
次に、アプリケーションからプリンタードライバーを起動し、２次元データ空間に配列された画素毎の階調値からなる画像データを「所定の区画」として区画する区画の大きさを決定する（ステップＳ２）。また、非処理領域および処理領域を抽出するための閾値を設定する（ステップＳ３）。なお、これらの設定の仕方によって、印刷画像の品質および印刷データを生成するための画像処理のスループットが異なってくるので、事前に評価を行い、印刷画像の品質や画像処理のスピードについて推定ができるようにしておくことが好ましい。また、印刷に先立ち、表示部１１３に印刷画像を表示させること（印刷プレビュー機能）により、印刷画像の品質を確認しながら設定することが好ましい。

次に、プリンタードライバーを印刷実行モードに移行させ、印刷データの生成処理を開始する。
プリンタードライバーは、前述した解像度変換処理（ステップＳ４）および色変換処理（ステップＳ５）を行う。

次に、プリンタードライバーは、ハーフトーン処理の実行に移る前に、「非処理領域抽出工程」として、非処理領域の抽出を行う「非処理領域抽出処理」を行う（ステップＳ６）。具体的には、まず、画像データを、設定された所定の区画に区画する。図６は、２次元データ空間の画像データＧ０の内、９行（第１行〜第９行）、９列（Ａ列からＩ列）の画素を示しており、所定の区画として２×２個の画素が１つの区画となるよう設定した例を示している。図６に示すそれぞれの画素に示す数値は、それぞれの画素の階調値を意味している。次に、所定の区画に含まれる画素の階調値の合計値が、閾値に達しない領域を非処理領域として抽出する。例えば、閾値を２０とした場合に、所定の区画に含まれる４つの画素の階調値の合計が２０未満の区画が、非処理領域Ｇ１として抽出される。

次に、プリンタードライバーは、「処理領域抽出工程」として、２次元データ空間において、周囲を非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出する「処理領域抽出処理」を行う（ステップＳ７）。具体的には、図６にハッチングした画素を破線で囲んだ領域で示すように、所定の区画に含まれる４つの画素の階調値の合計が２０以上になる区画が隣り合って連続する領域が処理領域Ｇ２として抽出される。図６に示す例では、２つの処理領域Ｇ２が抽出されている。

図７は、画像データＧ０が、３つの処理領域Ｇ２ａ〜Ｇ２ｃと非処理領域Ｇ１とに抽出された様子を示す概念図である。
図７に示す処理領域Ｇ２ｃのように、処理領域Ｇ２が矩形にならない場合があるが、必ずしも矩形である必要は無い。また、処理領域Ｇ２ｂのように、その一辺が画像データＧ０の周辺画素（最外周部の画素）で構成される場合であっても、周囲が非処理領域Ｇ１に囲まれた領域として扱う。

図５に戻り、次に、プリンタードライバーは、非処理領域に対する非ドット形成領域の処理を行う（ステップＳ８）。具体的には、非処理領域に含まれる画素に対応するドットの形成要否のデータをドット形成不要とする。例えば、図６に示す例では、ハッチングがされていない画素に対応するドットの形成要否のデータが１ビットデータ（２階調）の場合には、印刷データにおけるドットの形成要否のデータをドット形成不要を示す［０］とし、ドットの形成要否のデータが２ビットデータ（４階調）の場合には、ドット形成不要を示す［００］とする。

次に、プリンタードライバーは、誤差拡散法を用いて処理領域の画素のハーフトーン処理を行う（ステップＳ９）。誤差拡散を行う方向は、例えば、図４に示す４方向の４つの画素とする。また、ハーフトーン処理は、誤差拡散を行う方向において処理領域と接する非処理領域の区画に含まれる画素に対しても行う。なお、ハーフトーン処理による誤差拡散は、誤差拡散を行う方向において処理領域と接する非処理領域の区画に含まれる画素まで行い、その区画を越えた区画に含まれる画素に対しては行わない。
つまり、非ドット形成領域の処理（ステップＳ８）では、一旦、処理領域と接する非処理領域の区画に含まれる画素に対応する印刷データのドット形成要否のデータをドット形成不要としているが、最終的には、処理領域の画素の誤差拡散処理を行った結果に応じて、ドット形成要否のデータが決定される。従って、少なくとも、非処理領域に含まれ、処理領域に接しない区画に含まれる画素に対応するドットの形成要否のデータはドット形成不要となる。

このように、ハーフトーン処理による誤差拡散は、誤差拡散を行う方向において処理領域と接する非処理領域の区画に含まれる画素まで行い、その区画を越えた区画に含まれる画素に対しては行わないため、データ処理の依存関係がこの境界部分において連続することがなくなる。その結果、ハーフトーン処理を並行して行うことが可能となる。具体的には、図７に例示するように、３つの処理領域Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃは、それぞれ依存関係が独立するため、ハーフトーン処理を行う起点となる画素Ｓｔ１、Ｓｔ２、Ｓｔ３を起点としたハーフトーン処理を並行して進めることが可能となる。ＰＣ１１０は、制御部１１１が備えるＡＳＩＣ１１６およびＤＳＰ１１７（図２参照）によって、ハーフトーン処理を並行して進めることができる。

次に、全ての処理領域に対するハーフトーン処理が完了したところで、ラスターライズ処理（ステップＳ１０）、およびコマンド付加処理（ステップＳ１１）を行い、印刷データの生成処理を完了する。

以上説明したように、プリンタードライバーは、２次元データ空間に配列された画素毎の階調値からなる画像データを、印刷画像を構成するドットの形成要否を含む印刷データに変換する画像処理装置（ＰＣ１１０）で実行される画像処理プログラムであって、２次元データ空間を区画した所定の区画毎に含まれる画素の階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出する非処理領域抽出ステップと、２次元データ空間において、周囲を非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出する処理領域抽出ステップと、を含んでいる。

以上述べたように、本実施形態による画像処理方法、画像処理装置、画像処理プログラム、印刷システムによれば、以下の効果を得ることができる。
所定の区画毎に含まれる画素の階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出し、周囲を非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出することで、画像データの領域を、画素が有する階調値（つまりはドットの密度）の指標によって分けることができる。このように画像データの領域を分けることにより、それぞれに適したデータ変換方法の選択が可能となる。

また、画像データを印刷データに変換する処理において、非処理領域に含まれ、処理領域に接しない区画に含まれる画素に対応するドットの形成要否のデータをドット形成不要とする一括処理が可能となる。つまり、画像データの全体に亘って一律に個々の画素に係るデータの変換処理を行う必要が無くなるため、データ変換処理のスループットを向上させることができる。
また、処理領域に接する区画に含まれる画素については、データ変換の対象となり、例えば、誤差拡散法を用いたハーフトーン処理を行った場合において、処理領域に含まれる画素からの誤差拡散が反映されるため、処理領域と非処理領域との境界の画像品質の低下を抑制することができる。

また、抽出された処理領域が複数ある場合に、それぞれの処理領域に対してハーフトーン処理を並行して行うことにより、データ変換処理のスループットを向上させることができる。例えば、データ変換処理エンジンとしてＤＳＰ１１７を複数並行に用いることにより、データ変換処理のスループットを向上させることができる。

また、ハーフトーン処理において、誤差拡散法に基づく誤差拡散処理を行い、処理領域に含まれ、非処理領域に接する画素から、非処理領域に含まれ、処理領域に接する区画に含まれる画素までの画素に対して誤差拡散処理を行う。そのため、所定の区画を適切に設定することにより、処理領域に含まれる画素の誤差拡散が適切に行われるため、印刷品質を低下させることなくデータ変換を行うことができる。
また、非処理領域に含まれ、処理領域に接しない区画に含まれる画素には誤差拡散処理を行わないため、誤差拡散処理に要する時間を短縮することができ、データ変換処理のスループットを向上させることができる。

また、印刷システム１によれば、より効率の高い印刷を行うことができる。

１…印刷システム、５…印刷媒体、１０…印刷部、１１…印刷ヘッド、１２…印刷ヘッド制御部、２０…印刷媒体移動部、３０…制御部、３１…インターフェイス部、３２…ＣＰＵ、３３…メモリー、３４…駆動制御部、４０…主走査部、４１…キャリッジ、４２…ガイド軸、５０…副走査部、５１…供給部、５２…収納部、５３…搬送ローラー、５５…プラテン、１００…印刷装置、１１０…パーソナルコンピューター（ＰＣ）、１１１…プリンター制御部、１１２…入力部、１１３…表示部、１１４…記憶部、１１５…ＣＰＵ、１１６…ＡＳＩＣ、１１７…ＤＳＰ、１１８…メモリー、１１９…プリンターインターフェイス。

Claims (9)

1. 画素毎に階調値を含む画像データを、ドットの形成要否を含む印刷データに変換する画像処理方法であって、
   前記画像データを区画した所定の区画毎に含まれる前記画素の前記階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出する非処理領域抽出工程と、
   前記非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出する処理領域抽出工程と、を含むことを特徴とする画像処理方法。
2. 前記非処理領域に含まれ、前記処理領域に接しない前記区画に含まれる画素に対応するドットの形成要否のデータをドット形成不要とすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
3. 抽出された前記処理領域が複数ある場合に、
   それぞれの前記処理領域に対してハーフトーン処理を並行して行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理方法。
4. 前記ハーフトーン処理において、誤差拡散法に基づく誤差拡散処理を行い、
   前記処理領域に含まれ、前記非処理領域に接する画素から、前記非処理領域に含まれ、前記処理領域に接する前記区画に含まれる画素までの画素に対して前記誤差拡散処理を行い、
   前記非処理領域に含まれ、前記処理領域に接しない前記区画に含まれる画素には前記誤差拡散処理を行わないことを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
5. 画素毎に階調値を含む画像データを、ドットの形成要否を含む印刷データに変換する画像処理装置であって、
   前記画像データを入力する入力部と、
   入力された前記画像データを前記印刷データに変換処理する演算部と、を有し、
   前記演算部が、
   前記画像データを区画した所定の区画毎に含まれる前記画素の前記階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出する非処理領域抽出処理と、
   前記非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出する処理領域抽出処理と、を行うことを特徴とする画像処理装置。
6. 前記演算部が、
   前記非処理領域に含まれ、前記処理領域に接しない前記区画に含まれる画素に対応するドットの形成要否のデータをドット形成不要とすることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記演算部が、
   抽出された前記処理領域が複数ある場合に、
   それぞれの前記処理領域に対してハーフトーン処理を並行して行うことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の画像処理装置。
8. 画素毎に階調値を含む画像データを、ドットの形成要否を含む印刷データに変換する画像処理装置で実行される画像処理プログラムであって、
   前記画像データを区画した所定の区画毎に含まれる前記画素の前記階調値の合計値が、所定の閾値に達しない領域を非処理領域として抽出する非処理領域抽出ステップと、
   前記非処理領域に囲まれた領域を処理領域として抽出する処理領域抽出ステップと、を含むことを特徴とする画像処理プログラム。
9. 請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の画像処理装置および該画像処理装置が生成した前記印刷データに基づいて印刷を行う印刷装置を備えることを特徴とする印刷システム。

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