JPH09326928A - プリンタの階調性改善法 - Google Patents

プリンタの階調性改善法

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JPH09326928A
JPH09326928A JP8141340A JP14134096A JPH09326928A JP H09326928 A JPH09326928 A JP H09326928A JP 8141340 A JP8141340 A JP 8141340A JP 14134096 A JP14134096 A JP 14134096A JP H09326928 A JPH09326928 A JP H09326928A
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JP
Japan
Prior art keywords
gradation
printer
distribution
laser
input image
Prior art date
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Pending
Application number
JP8141340A
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English (en)
Inventor
Tatsunari Sato
達成 佐藤
Takeshi Shibuya
竹志 渋谷
Tasaku Kiyono
太作 清野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Laser Beam Printer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリンタへの入力画像に階調分布の片寄りがあ
っても、なめらかな階調性とディスプレイに近い階調再
現を実現する階調改善法を提供する。 【解決手段】ホストコンピュータから送られてくる入力
画像の階調分布情報あるいはプリンタ上で取り込み画像
の階調分布を調べ、その結果から入力画像の階調分布の
片寄りを凹凸の階調変換式あるいは変換カーブにより修
正し、これによる印刷濃度変化をレーザ印加エネルギあ
るいはトナー現像濃度で調整する。レーザプリンタ以外
の他のプリント方式でも同様に印刷濃度変化をいわゆる
記録ヘッドで調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプリンタの階調性改
善法に関する。
【0002】
【従来の技術】プリンタへの入力画像の階調分布を見る
と、様々な階調分布を持っている。特にスキャナの画像
は、階調分布に片寄りがある。これをそのままプリンタ
で印刷すると、プリンタではディスプレイに比べ再現で
きる階調数が少ないので、階調縞が出る。また、ディス
プレイに表示された画像は、ディスプレイの再現明度範
囲が広いため、階調変化を見て取れるが、これをプリン
タで印刷すると明るい部分,暗い部分で階調が飛んでし
まう。これは、プリンタの明度範囲がディスプレイに比
べ小さく、明るい部分,暗い部分が再現されないためで
ある。これを補正するために従来、ヒストグラム補正と
いうものがある。これは、階調分布を平均化するもので
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のヒスト
グラム補正では、明るい画像は原画に比べ濃くなりす
ぎ、暗い画像は原画に比べ薄くなりすぎる。
【0004】本発明の目的は、プリンタへの入力画像に
階調分布の片寄りがあっても、なめらかな階調性とディ
スプレイに近い階調再現を実現する階調改善法を提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】ホストコンピュータから
送られてくる入力画像の階調分布情報あるいはプリンタ
上で取り込み画像の階調分布を調べ、その結果から入力
画像の階調分布の片寄りを凹凸の階調変換式あるいは変
換カーブにより修正し、これによる印刷濃度変化をレー
ザ印加エネルギあるいは現像器の現像バイアス電圧(こ
れによりトナー現像濃度が変わる)で調整することによ
り達成される。レーザプリンタ以外の他のプリント方式
でも同様に印刷濃度変化をいわゆる記録ヘッドで調整す
ることにより達成される。
【0006】画像の階調分布は、プリンタへの画像取り
込み時に階調値ごとにカウントする。取り込み画像をサ
ンプリングしてもよい。0から255のデータであれ
ば、例えば16段階に分けてカウントする。16段階の
階調分布から片寄り値として例えば平均値を出す。階調
変換カーブは、片寄り値ごとに用意されている。そし
て、平均値から階調変換カーブを選択する。階調変換カ
ーブは、階調分布を階調中央に寄せるように働く。階調
分布を補正すると印刷画像の濃度が変化する。できるだ
け原画に近い濃さとするためには、プリンタの到達濃度
値とガンマ特性自体をコントロールする。レーザプリン
タでは、レーザ強度,レーザ印加パルス幅,トナー現像
濃度を制御する。インクジェットプリンタでは、インク
突出量を制御する。感熱転写式プリンタでは、発熱体へ
の印加パルス幅を制御する。イオンフロープリンタで
は、電界制御電極への印加パルス幅で制御する。到達濃
度とガンマ特性は、上記制御により様々な特性となる。
このガンマ特性を基本的には人間の目にリニアに濃さが
変わるようにガンマ補正する。従って、到達濃度だけが
変わる。この到達濃度と前期片寄り値とを関連づけてお
き、前期片寄り値より例えばレーザ印加パルス幅を決定
する。また、これによるガンマ特性を補正するガンマカ
ーブを設定する。
【0007】パラメータを設定した後、入力データを処
理する。入力データは、階調分布補正された後、プリン
タのガンマ特性を補正するためのガンマ補正と中間調画
像の階調を表現するための階調処理を施され、プリンタ
の記録部、例えばレーザ制御回路に送られ、レーザをコ
ントロールする。カラープリンタであれば階調分布補正
された後、色補正,4色分解処理が行われ、その後、ガ
ンマ補正,階調処理がなされる。階調再現法としては、
二値プリンタではディザ法などがある。多値プリンタで
はアナログ的に濃度を変化させる濃度階調法がある。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明による実施例につい
て図面を参照して説明する。図1は、本実施例が適用さ
れたレーザプリンタにおけるコントローラのブロック図
である。ホストコンピュータインタフェース2は、図示
されないホストコンピュータからプリンタ1への印画デ
ータを受け取る。また、ホストコンピュータからプリン
タ1に指示を出すコマンド、それに対するステイタス情
報をホストコンピュータ側に送る役目を持つ。演算部3
は、コンピュータと同様にCPU,ROM,RAM,不
揮発性RAMなどを持ち、本発明の意図するアルゴリズ
ムを実行する。レーザ制御回路4は、印画信号に従って
レーザ5を制御するが、単にレーザ5のオンオフをする
のではなく、ガンマ特性を変えるべく、レーザオン時の
パルス幅あるいはレーザ強度を制御する。現像バイアス
制御回路6は、現像器7のトナー濃度を制御する。制御
電圧を上げると通常、トナー濃度が増加し印画が濃くな
る。
【0009】演算部3で階調性改善法を行う手順を図2
に示す。ホストコンピュータから送られてきた印画デー
タ(ここでは入力データと記す)を階調分布調査手段8
でその階調分布を調べる。入力データは、1画素につき
8ビットが一般的に用いられ、0から255の値を持
つ。例えば、1MB/画像が送られてきた場合、0から
255の値がそれぞれいくつあったかをカウンタなどを
用いてカウントしヒストグラムを生成する。入力画像の
データ数が多い場合は、適当に間引いてヒストグラムを
作成する。図3にヒストグラム例を示す。代表例とし
て、低階調,高階調に片寄ったヒストグラムを示してい
る。ガンマ特性パラメータ演算手段9は、このヒストグ
ラムから階調の平均値あるいは中央値あるいはその分布
を代表する値を決める。そして、この値を中央に寄せる
ために次式を用いる。
【0010】
【数1】 Xa=Xb+k×(Xc−Xb) …(数1) ここで、Xbは平均値、Xcは階調中央値、kは寄せ係
数、Xaは新たな平均値である。この式は、階調中央値
Xcと平均値Xbとの差に寄せ係数を掛け、平均値Xb
に足し、新たな平均値Xaを演算している。どれだけ寄
せるかは、寄せ係数kを振って実験的に寄せ係数kの値
を決める。kの値を1とすると、階調分布の平均値を中
央に持ってくることを意味する。kの値を0とすると平
均値は移動しない。階調分布の平均値を中央に寄せすぎ
ると原画とプリンタ出力画の濃さが著しく変わるので、
見た目許容する範囲に収める。実施例では0.4 とし
た。図4は、階調分布の平均値を中央に寄せるために施
す階調分布補正カーブを示す。
【0011】この階調分布補正カーブの生成法は、以下
のようにする。
【0012】もし、移動後の平均値が階調中央値より小
さいときは、次式により折れ線を生成する。
【0013】
【数2】 Y=Xa/Xb×X if Y>255 Y=255 …(数2) ここで、Yは階調分布補正後の階調値である。
【0014】そして、この折れ線に接するようになめら
かな曲線を生成する。
【0015】もし、移動後の平均値が階調中央値より大
きいときは、次式により折れ線を生成する。
【0016】
【数3】 255−Y=(255−Xa)/(255−Xb)×(255−X)if Y >255 Y=0 …(数3) そして、この折れ線に接するようになめらかな曲線を生
成する。この曲線により階調分布が中央に寄る。
【0017】階調分布を寄せ、これによる濃さの変化を
和らげ、階調性をよくするためには、印刷手段14でア
ナログ的に濃さを調整する必要がある。濃さを変えられ
る印刷手段として、レーザプリンタでは、レーザ印加エ
ネルギ(印加パルス幅,レーザ強度)、あるいは現像器
7の現像バイアスがある。レーザ印加エネルギを上げる
と濃度が濃くなる。現像バイアスを上げるとトナー濃度
が上がり印刷画が濃く出る。両方を用いて濃さを変えて
もよいが、実施例ではレーザパルス幅で濃さを変えた。
印刷エネルギ制御手段13は、印画データを受けて、レ
ーザ5をオンオフすると共にオン時のパルス幅をガンマ
特性パラメータ制御手段9からのパラメータ値により変
える。実施例では、通常のパルス幅を最大パルス幅の8
0%とし、プラスマイナス20%でレーザパルス幅を変
える。図5にその様子を示す。これに伴い、プリンタ1
のガンマ特性は、図6のようになる。ガンマ特性カーブ
は、代表的なもの(パルス幅:60,80,100%)
を示した。レーザパルス幅を小さくすると印画ドットが
小さくなり到達濃度も小さくなる。レーザパルス幅を大
きくすると、印画ドットがオーバーラップするようにな
り、飽和特性を示す。
【0018】ガンマ補正手段11は、レーザパルス幅に
より、図7のようなガンマ特性カーブになるようにガン
マ補正カーブを設定する。ガンマ特性カーブは、人間の
目が明るさをリニアに感じるようなカーブとした。
【0019】以上のパラメータをガンマ特性パラメータ
演算手段9で生成し、階調分布補正手段10,ガンマ補
正手段11,印刷エネルギ制御手段13のそれぞれに設
定した後、入力データを処理して印画を行う。処理手順
として、まず、入力データの階調値を階調分布補正カー
ブに従って変える。そして、設定されたガンマ補正カー
ブに従って階調値を変える。階調処理手段12は、二値
プリンタであれば、階調値を持つ中間調データをディザ
処理などにより二値化する。アナログプリンタであれ
ば、そのまま出力する。階調処理手段12は、プリンタ
1の方式による。印刷エネルギ制御手段13は、二値化
されたビットマップデータによりレーザ5をオンオフす
る。レーザパルス幅は、このように予め設定されてい
る。アナログプリンタであれば、レーザ強度が予め設定
されており、パルス幅をデータに従って変える。
【0020】本実施例によれば、プリンタへの入力画像
に片寄りがあっても、なめらかな階調性を示し、適度な
濃さの印刷画像を得ることができる。
【0021】他の実施例として、カラープリンタへの適
用例を図8に示す。プリンタ1への入力画像データとし
ては、R(レッド),G(グリーン),B(ブルー)が一
般的である。中には、CIE規格のXYZやXYZから
均等色空間へ変換したLabやTVなどで用いられてい
るYCaCbなどがある。色空間変換手段15は、入力
データから明度を求める。例えば、入力データがRGB
であれば、まず、次式によりYを求める。
【0022】
【数4】 Y=a×R+b×G+c×B a,b,c:RGBの仕様による…(数4) 続いて次式により明度Lを求める。
【0023】
【数5】 L=116×(Y/100)1/3−16 …(数5) 明度分布調査手段16は、色空間変換手段15からの明
度データを入力し、明度に関するヒストグラムを作成す
る。入力画像のデータ数が多い場合は、適当に間引いて
ヒストグラムを作成する。図9にヒストグラム例を示
す。代表例として、明るい方と暗い方に片寄った明度分
布を示す。このヒストグラムから入力画像の明度の平均
値あるいは中央値あるいはその分布を代表する値を決め
る。そして、この値を明度中央に寄せる。中央は、プリ
ンタ1の明度範囲を意識し、プリンタ1の明度範囲内に
分布が大方(80%以上)入るようにする。プリンタ1
の明度範囲が、20から95とすると、中央は、プリン
タ明度範囲の中間とする。印画する紙によりプリンタの
明度範囲も変わるので、不明の場合は、中央付近とし、
実施例では50とした。寄せ幅は、次式に従い平均値を
寄せる。
【0024】
【数1】 Xa=Xb+k×(Xc−Xb) …(数1) この式は、明度中央値Xcと平均値Xbとの差に寄せ係
数kを掛け、平均値Xbに足し、新たな平均値Xaを演
算する。どれだけ寄せるかは、寄せ係数kを振って実験
的に寄せ係数kの値を決める。kの値を1とすると、明
度分布の平均値を中央に持ってくることを意味する。k
の値を0とすると平均値は移動しない。明度分布の平均
値を中央に寄せすぎると原画とプリンタ出力画の濃さが
著しく変わるので、見た目許容する範囲に収める。実施
例では0.5 とした。図10は、明度分布の平均値を中
央に寄せるために施す明度分布補正カーブを示す。
【0025】この明度分布補正カーブは、階調分布補正
カーブ生成法と同様にして求める。明度分布補正カーブ
が決まれば、これに対応して印刷エネルギ制御手段13
とガンマ補正手段11にセットする所定のパラメータが
決定される。所定のパラメータは、前記実施例と同様に
適度な濃さとなるように実験的に求めておくものであ
る。
【0026】以上のパラメータをガンマ特性パラメータ
演算手段9で生成し、明度分布補正手段17,ガンマ補
正手段11,印刷エネルギ制御手段13のそれぞれに設
定した後、入力データを処理して印画を行う。まず、入
力データを色空間変換手段15により例えばLabに変
換する。入力データを色空間変換手段15で一旦Lab
に変換してメモリに格納した場合は、メモリからLab
データを読み出しながら明度分布補正手段17により明
度を変える。色補正手段18は、明度と他の色情報から
元のRGBに変換して色補正するか、そのまま色補正テ
ーブルなどによりRGBに変換してもよい。RGBの代
わりにYMCに変換してもよい。4色分解手段19は、
RGBあるいはYMCから黒成分を抽出し、ブラックK
に置き換える。なお、すべて置き換えない場合もある。
ガンマ補正以下、実施例と同じ動作である。
【0027】図11は、RGB,YMC入力に対して実
施例1のモノクロプリンタと同様に階調分布補正をする
手順を示したものである。各色ごとにモノクロプリンタ
と同様に階調分布補正を行い、色補正,4色分解を行
う。ガンマ補正以下は実施例と同じ動作である。
【0028】本実施例によれば、カラー画像に階調の片
寄りがあっても、色補正手段によって低階調,高階調が
つぶされることなくなめらかな階調性と適度な濃さで印
画することができる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、入力画像の階調分布に
片寄りがあっても、なめらかな階調性と適度な濃さで印
画することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例を適用したレーザプリンタにおけるコ
ントローラのブロック図。
【図2】階調改善法の手順を示すブロック図。
【図3】入力画像の階調ヒストグラム例を示す特性図。
【図4】階調分布を中央に寄せる階調分布補正カーブを
示す特性図。
【図5】レーザパルス幅を変えるタイミングチャート。
【図6】レーザパルス幅を振ったときのプリンタのガン
マ特性図。
【図7】ガンマ補正後のガンマ特性図。
【図8】カラープリンタに適用したときの階調改善法の
手順を示す図ブロック。
【図9】入力カラー画像の明度ヒストグラムを示す特性
図。
【図10】明度分布を中央に寄せる明度分布補正カーブ
を示す特性図。
【図11】カラープリンタに対して階調分布補正により
階調改善を行う手順を示すブロック図。
【符号の説明】
8…階調分布調査手段、9…ガンマ特性パラメータ演算
手段、10…階調分布補正手段、11…ガンマ補正手
段、12…階調処理手段、13…印刷エネルギ制御手
段、14…印刷手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/01 B41J 3/20 115D

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ホストコンピュータから送られてくる入力
    画像の階調分布情報あるいはプリンタ上で取り込み画像
    の階調分布を調べた結果より、上記入力画像の上記階調
    分布の片寄りを凹凸の階調変換式あるいは変換カーブに
    より修正し、これによる印刷濃度変化を上記プリンタの
    印刷手段における印刷エネルギを調整することで補正す
    るようにしたことを特徴とするプリンタの階調性改善
    法。
JP8141340A 1996-06-04 1996-06-04 プリンタの階調性改善法 Pending JPH09326928A (ja)

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JP8141340A JPH09326928A (ja) 1996-06-04 1996-06-04 プリンタの階調性改善法

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JPH09326928A true JPH09326928A (ja) 1997-12-16

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017030580A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 Hewlett-Packard Indigo B.V. Ink developers
US10684571B2 (en) 2015-08-19 2020-06-16 Hp Indigo B.V. Wet null voltages

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WO2017030580A1 (en) * 2015-08-19 2017-02-23 Hewlett-Packard Indigo B.V. Ink developers
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