JP3775935B2 - インクジェットプリンタにおけるドット削除方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタ（プロッタ）におけるドット削除方法に関する。更に特定すれば、高濃度印刷領域内のドットを間引き処理するためのピクセルアレイ印刷におけるドット削除方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタ（プロッタ）ではさまざまなメディアにインクドットを吹き付けて作画を行う。メディアの種類によってはインクがにじんだり、ほとんど吸収されずに表面を流れ出したりして画質を大きく損なうことがある。インクジェットヘッドのインク吐出量を小さくできればこの問題は解決するが、現実には各メディアに合ったインク吐出量を完璧に実現できるほど柔軟性の高いインクジェットヘッドはまだ存在しない。そこでインク吐出すべきドットを吐出させないことによりインク濃度を低下させるという方法が考えられる。このためにはプロッタコントローラ内のビットマップデータに対し１（オン）のビットのうちいくつかを０（オフ）に書き換えればよい。この処理を間引き処理と呼び、プロッタコントローラ内のファームウェアで実現している。
【０００３】
間引き処理は上述したようにプロッタコントローラ内メモリに展開されたビットマップの１のビットのうちいくつかを０に書き換える処理である。例えば、図１６のように１００％濃度の原画像を８０％濃度にするには１００個の１のドット（図では黒）につき２０個を０（図では白）に書き換える。もう少し具体的に説明すると８０％濃度を持ったビットマップパターンと論理積演算を行う。小さな領域で集中して０に置き換えると濃度むらが現れて画質が低下するので、なるべく広い範囲に分散させて１から０への書き換えを行う。このように１００％濃度の原画像が間引き処理の結果８０％になる場合を間引き率８０％と呼んでいる。
【０００４】
以上で説明した間引き処理では、インク濃度を低下させることはできるが、作画結果に対しては、細線が消えてしまったり、形が大きく崩れ、また、濃度の低い画像が消えてしまうという問題が生じる。
［細線消滅の問題］
細線消滅の極端な例を図１４に示す。（ａ）の原画像には１００％濃度の太線、細線がある。これに対して５０％まで濃度を低下させると（ｂ）のように細線が完全に消滅する危険性がある。太線の方は形状消失していないが、線分の位置や角度によっては形状が崩れて画質が低下する可能性もある。
【０００５】
［低濃度原画消失の問題］
例えば図１５に示すように、グレースケール１００％と２５％の２本の線分に対して５０％間引きを行うと２５％グレースケールの原画は消失する可能性がある。これは線分の位置やグレースケールのパターンに依存して全て消失したり、まったく濃度が低下しなかったりする。この現象が画質に大きく影響するのは低濃度のグレースケールデータに対して比較的大きく濃度を下げようとする間引き処理のときである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
細線及び低濃度画像データが消失してしまう原因は、すでにドットの少ない領域に対してそのドットを消去する点にある。極端な例では１ドットだけのデータに対して間引き処理をすると、結果は何も変化がないかあるいはそのドットが消去されてしまい白紙のデータとなってしまうかである。間引き処理の対象として好ましいのはある程度ドット密度が高い部分に対してである。例えば７５％まで濃度を低下させるように間引き処理、即ち間引きパターンとの論理積演算をするときにはその対象となる原画像ドットの近傍を調べて７５％以上の濃度を持った点に対してだけ間引き処理を行えば画像消失現象を抑えることができる。
【０００７】
しかしこの方法では７５％の濃度を持つ画像は７５％の７５％すなわち５６％濃度になり、７４％以下の濃度画像は原画のままとなる。
この結果、濃度の逆転が発生し、原画の階調を大きく損なう可能性がある。実際この方法の特殊な例として特開平７−２３６０５７号公報には１００％の濃度部分に対してだけ間引き演算をする方法が提案されているが、その方法では単色べた塗りの画像しか濃度低減ができず、９０％程度の高濃度画像に対してもそのまま画像濃度を維持してしまい。本来のインク吐出量を減らすという目的を満足する事は不可能である。
本発明はこの階調逆転現象を防ぐことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、ビットマップデータのオンドットを間引きしてオフと成しインク濃度を低下させるインクジェットプリンタにおけるドット削除方法において、原画像の対象ドットの近傍の濃度に応じて間引き率の異なる間引き処理用のマスクパターンを用意し、該マスクパターンは、１００％濃度の原画像に対する間引きパターンである基本マスクパターンを補正パターンで変化させて成り、原画像の画像データと該画像データの濃度に応じたマスクパターンとの論理積演算を行うことにより原画像の間引き率を濃度に応じて変化させるようにし、間引きをするか否かの対象となる対象ドットと同一ライン上の該対象ドットの左右近傍のドットと次のラインの、前記対象ドットと対応する位置のドットとその左右近傍のドットとを用いた論理演算に基づいて、前記原画像の対象となるドットの近傍点密度を求め、該密度から前記補正パターンを生成するようにしたものである。
【０００９】
また、本発明は、前記マスクパターンは、１００％濃度の原画像に対する間引きパターンである基本マスクパターンを用意し、原画像の対象ドットの近傍の濃度に応じて生成した補正パターンにより前記基本マスクパターンの間引きパターンの０のビットを１に変更することによって間引き率を変化させるようにしたものである。
また本発明は、原画像の濃度が５０％以下の場合は間引き処理を行わないようにしたものである。
また本発明は、ビットマップデータのオンドットを間引きしてオフと成しインク濃度を低下させるインクジェットプリンタにおけるドット削除方法において、１００％濃度の原画像に対する基本マスクパターンを用意し、原画像の高密度部分のドットを取り除いたマスク補正用のパターンを抽出し、このマスク補正用のパターンと前記基本マスクパターンとの論理和演算により、実効間引きパターンを生成し、該実効間引きパターンと原画像の論理積演算を行うようにしたものである。
また本発明は、前記マスクパターンを単純な０，１のビットパターンの繰り返しで構成し、原画像に対して水平方向に１ライン分の間引き処理が終了した後次のラインではマスクパターンを所定量ずらして使用するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、図２のフローチャート及び図３のシステムブロック図を参照して、インクジェットプリンタ（プロッタ）内でのデータの流れについて説明する。
ホスト装置１から送信されるベクタデータは、ＦＩＦＯバッファリング機能を有するインターフェース（Ｉ／Ｆ）３を介してＲＡＭ４に取り込まれる（データ受信）。
【００１１】
インクジェットプリンタ（プロッタ）２のＣＰＵ５は、ＲＯＭ６に記憶されたプログラムに基づいて、ＲＡＭ４に格納されたベクタデータに対して予め設定されたバンド幅及びブロック幅での分割処理、ソート処理等の前処理を施して（データ解析）、各バンドの各ブロックに含まれるベクタデータを中間コードの形式（例えば、ベクタデータ）に整理する（ステップ１）。画像プロセッサ７は、ＲＡＭ４に保存された中間コード形式の画像データに対して順次ＤＤＡ処理を施し、ラスタデータをビットマップメモリ８に展開する（ステップ２）。
【００１２】
ビットマップメモリ８に展開されたラスタデータは、ＲＧＢデータからＣＭＹＫデータに変換される（ステップ３）。次に、ＣＰＵ５は、後述する間引き処理を行い（ステップ４）、ＣＭＹＫデータに変換したラスタデータを、ヘッド駆動装置９を介してヘッド１０に順次送り、作画を実行する（ステップ５）。次に、ＣＰＵ５は、全バンド作画終了か否か判断し（ステップ６）、否であれば、ステップ２に戻り、肯定を判断するとプリント出力動作を終了する（ステップ７）。
【００１３】
次に、間引き処理の詳細なシーケンスを図１を参照して説明する。
インクジェットプリンタにおける間引き処理は、６４ビットを１単位として水平方向に処理を行っている。１バンド分の間引き処理が開始されると（ステップ１）、ＣＰＵ（５）は近傍の濃度によって間引きマスクパターンを決定する（ステップ２）。コントローラのＲＡＭ４には、各間引き率に応じて予め間引き処理用のマスクパターンが格納用意されている。
【００１４】
次にＣＰＵ５は、水平方向に間引き処理を実行する（ステップ３）。次にＣＰＵ５は、１ライン終了か否か判断し（ステップ４）、否定を判断すると、次の６４ビットへポインタを水平移動し（ステップ５）、ステップ２に戻る。肯定を判断したときは、次のラインの先頭データへポインタを移す（ステップ６）。次にＣＰＵ５は、１バンド作画終了か否か判断し、否定を判断すると、ステップ２に戻り、肯定を判断すと、作画を終了する（ステップ８）。
【００１５】
マスクパターンはビットマップ展開された画像データと論理積演算を行いビットマップ中の１のドットを減少させてインク吐出ドットを減らす。このときマスクパターンは単純な０，１のビットパターンの繰り返しで間引き処理を高速でおこなうように６４ビットの長さを持つ。但しパターンの繰り返し長さは６４回とは限らないので繰り返し長さもマスクパターン情報として用意する。
【００１６】
また、同じパターンをそのままつぎのラインに適用すると空白ドットが空白の垂線を創り出してしまう。一般にＣＡＤデータなどで出力されるベクタは垂直あるいは水平方向が多いので空白垂線が間引きパターンに使われると非常に目立ってしまう。そこで水平方向１ライン分の間引き処理が終了した後、次のラインではマスクパターンをずらして使用する。このときのパターンのずらし量もパターンの情報として持っている。
【００１７】
マスクパターンを用いた間引き処理例を図４に示す。インクジェットプリンタのコントローラでは図５に示すように５％刻みの間引きパターンを用意している。上記した間引きパターンでビットマップの論理積を求めて間引き処理を行うと細線や低濃度原画像が消失する危険性がある。これを防ぐために、本実施形態では、１００％濃度の原画像に対する間引きパターンを用意し、原画像の濃度に応じて間引きパターンの０ビットを１に変更することによって間引き率を変化させる。
【００１８】
以下次のような条件を例として説明する。
（１）原画像１００％に対する間引き率は７５％である。
（２）原画像５０％以下の場合、間引き処理は行わない。（間引き率１００％）
（３）原画像１００％から５０％の間の濃度の場合は間引き率７５％から１００％が適用される。
この条件では、例えば、図６に示すように原画像１００％に用いる基本マスクパターンを変更して、８３％，５０％に対する間引き用マスクパターンを生成する。
【００１９】
原画濃度８３％用のマスクパターンは約８０％の間引き率になっているが、これは本来の間引き率８０％用の間引きパターンとは異なる。基本マスクパターンの０のビットを１にして得られるパターンである。間引きパターンを原画像の濃度に応じて変化させるアルゴリズムについて述べたが、実際には、原画像の各ドットに対して、その近傍の濃度に応じて間引きパターンを変化させている。あるドットに対してその近傍の条件からそのドットに対応した間引きパターンのドットを１にすることで間引き率を変化させる。
【００２０】
図７は、１本のラインのうちある６４ビットの領域について示している。原画像は中央付近が濃度が高く、左右の周辺部分で低濃度となっている。中央付近では間引き処理が行われ、周辺付近は原画像が残るような処理が望ましい。ＣＰＵは原画像高密度部分のドットを取り除いたマスク補正用パターンを抽出する（ｂ）。この補正パターンは、基本の間引きパターンとの論理和演算により、実効間引きパターンを生成する（ｄ）。この論理和操作により、間引きパターン中の０のビットを減らして間引き率を向上することができ、細線や低濃度部分の消失を防ぐことができる。
【００２１】
原画像１００％に適用される基本間引きパターンから原画像濃度に応じて実効間引きパターンを生成するには補正パターンが必要なことを説明した。この補正パターンは原画像の近傍点密度と関係がある。原画像濃度５０％以下の部分は、上記（１）（２）（３）で示した条件により間引きされない。この条件を満たすには対象となる点の近傍の密度が５０％を超えるか超えないか、すなわち近傍ドットをサンプルしてそのうちの半分以上がオンかどうか調べればよい。
【００２２】
しかしこの方法では、階調逆転が起きてしまう。そこで、本実施形態では、図８に示すように周辺５ドットを用いた論理演算により補正パターンを求めて間引き率を変化させている。この方法では、間引き対象となるドットの補正パターン（間引きパターン）Ｓは、下記の数式１で求まる。
【００２３】
【数１】
【００２４】
図８及び上記式において、×は、検査対象ドット、ＡＢは、対象の隣にあるドット、ＣＤＥは、対象の次のラインにあるドットである。
この演算は本実施形態では、図９のように６４ビット単位で行われるので高速になる。
図９中
×は、間引き演算対象となる６４ビット語
ＡＢは、対象語の左右の６４ビット語
ＣＤＥは、対象語の次のラインの語とその左右
である。
【００２５】
上記間引き演算対象となる６４ビット語×は
×＝（（Ａ≪６３）∪（×≫１）∪（Ｂ≫６３）∪（×≪１））∩（（Ｃ≪６３）∪（Ｄ≫１）∪（Ｅ≫６３）∪（Ｄ≪１））∩Ｄ
で表わされる。
上記式において
≪ｎは、左ｎビットシフト
≫ｎは、右ｎビットシフト
の意味である。
【００２６】
この方法で生成される実効間引きパターンの間引き率を考えてみる。原画濃度１００％の場合全てのドットが１（オン）なので補正パターンは０になり、基本パターンとの論理和によって求まる実効パターンは基本パターンそのものである。その結果１００％原画は基本間引きパターンで間引き処理される。原画濃度が５０％以下の場合は対象ドットを含む６ドットのうち１のドットは３個以下である。
【００２７】
対象ドットが１の場合残りの５ドットのうち１になるドットは２個以下なので図８に示したように補正パターンは１になる。対象ドットが０の場合は補正パターンが０になって実効間引きパター中に０が現れる場合がある。しかし、この場合はもともと対象ドットが０なので原画像を変更しない操作になり、濃度低下は起こらない。この結果、５０％以下の原画に対しては、何も操作がないことになる。
【００２８】
原画が５０％を超えている場合を考える。例えば、６ドット中、４ドットが１（オン）の場合原画濃度は６６．７％である。対象ドットがオンの場合、その周辺５ドット中の３ドットがオンになる。この５ドット中３ドットがオンになる組み合わせは１０通りあるが、図１０に示すようにそのうちの４通りの場合だけ間引き処理の対象になるように補正パターンが生成される。すなわち、原画像６６．７％濃度の場合、６０％のドットは基本間引き率に関係なく保存され、残りの４０％が基本間引き率で間引き処理される。
【００２９】
基本間引き率Ｒで６６．７％原画を間引き処理すると無条件に間引きした場合には最終濃度は０．６６７Ｒであるが、間引き補正パターンによる実効間引き濃度は０．６６７（０．６＋０．４Ｒ）となる。たとえば、原画像６６．７％の濃度に対して７０％間引きを行うと、無条件に間引きした場合は、最終濃度が４６．７％に成り原画濃度５０％の部分と階調逆転が生じてしまうが、間引き補正による実効間引きでは間引き濃度が８８％になり、最終濃度は５８．７％になる。対象ドットと周辺５ドットで形成される図８のようなドット群で可能な各濃度についてその実効間引き率を表１に、最終濃度を表２に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
原画濃度５０％以下では間引きは行われず原画の状態を維持する。原画濃度６６．７％に対して基本間引き率が比較的低い５５％及び５０％のとき最終画像濃度が原画の階調を若干逆転しているものの概ね原画の濃淡関係を維持して間引き処理が行えることを示している。これらの値以外の例えば原画濃度７０％ではどうなるであろうか。原画７０％画像から図８のようなドット群を取り出すと６６．７％濃度（４ドットオン）だったり８３．３％濃度（５ドットオン）だったりする。
【００３３】
その比率は６６．７％、濃度の確率をＸとして
０．７＝０．６６７Ｘ＋０．８３３（１−Ｘ）
Ｘ＝０．４
で求まる。
この関係は、原画濃度６６．７％及び８３．３％の実効間引き率を線形補間することを意味している。たとえば、この原画に基本間引き率８０％を作用させると、表１から原画濃度８３．３％と６６．７％の実効間引き率８４％及び９２％がわかるので実効間引き率ｒは、
ｒ＝０．９２×０．４＋０．８４×０．６
ｒ＝０．８７２
となり、最終濃度ｘは、
ｘ＝ｒＸ＝０．８７２×０．７＝０．６１
となり、結局原画濃度７０％の画像は６１％に濃度低下する。
【００３４】
ある濃度Ｘに基本間引き率Ｒから求まる実効間引き率ｒで間引き処理したときの最終濃度をＹとしたとき、表１から求まるＸより濃度の高い原画ＸＨと、Ｘより濃度の低い原画ＸＬの実効間引き率ｒＨ，ｒＬを
ｒＨ＝（１−ＰＨ）＋ＰＨＲ
ｒＬ＝（１−ＰＬ）＋ＰＬＲ
とする。なお、ＰＨは、ＸＨの濃度確率、ＰＬはＸＬの濃度確率である。
【００３５】
実効間引き率ｒは
となり、最終濃度Ｙは、
となる。
【００３６】
この式は２次式なので放物線を描き数値を持つ。このことは間引き処理の結果階調逆転が起こる可能性があることを示している。係数（ｒＨ−ｒＬ）は高濃度原画に対する実効間引き率から低濃度原画に対する実効間引き率を減じることを意味する。本実施形態では、表１のようにこの値は必ず負になるのでこの放物線は凸型になる。原画像濃度Ｘが放物線頂点より小さい場合は階調逆転は起きない。頂点のＸ座標すなわち階調逆転が起きる点はＹをＸで微分した式が０になる点であり、次の式で求められる。
【００３７】
ｄＹ／ｄＸ＝［２（ｒＨ−ｒＬ）Ｘ＋（ＸＨｒＬ−ＸＬｒＨ）］／（ＸＨ−ＸＬ）＝０
Ｘ＝（ＸＨｒＬ−ＸＬｒＨ）／２（ｒＬ−ｒＨ）
各ＸＨ，ＸＬ間でこのようにして求めた点から階調逆転が発生する条件は基本間引き率が５０％，５５％，６０％の場合である。実際に各間引き率に対する最終濃度特性をプロットしてみると図１１のようになる。このように５０から６０％という大きな間引き率の場合は間引き対象となる原画像５０％以上の部分でそれぞれ５０〜６０％の最終濃度に押え込まれており、ほとんどコントラストのない状態になっているため階調逆転は目立たない。
【００３８】
以上のように、本実施形態の間引き処理では、低濃度原画像に対する間引きは行われず、高濃度画像に対する間引き処理は原画像に対して階調逆転を抑制しながら低濃度化している。細線データは基本的には低濃度データなのでこの方法が応用できるが、イメージ画像や階調付き太線のように濃度が比較的均等に分布するのではなく水平であるとか垂直であるとか強い方向性がある。垂直、水平、斜めの１ドット幅線分が補正パターンを通過するときは、図１２のいずれかになる。
【００３９】
この場合はすべて間引き補正マスクが１になって間引きは行われず線分は原形を保つ。もう少し太い２ドットラインの場合、図１３のように間引きされない場合と間引きの対象になる場合があるが、ある程度間引き処理が抑制されている。さらに太い３ドット幅以上の線分は一部間引き処理されない部分もあるが、基本的には１００％濃度と同じ処理になる。もちろん線分が階調を持っていればそれに見合った実効間引き率が選ばれる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したので、インクジェットプリンタのインク吐出量を低下させるに際し、細線と低濃度部分の画像消失を抑制することができるとともに、階調逆転の発生を抑制でき、適切なインク量で作画品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の間引き処理シーケンスを示すフローチャート図である。
【図２】プロッタ内でのデータの流れをしめすフローチャートである。
【図３】プロッタの構成を示すブロック説明図である。
【図４】間引きパターンの適用例を示す図である。
【図５】間引きマスクパターンを示す図である。
【図６】実効間引きパターンの例を示す図である。
【図７】低濃度画像に対する実効間引きパターンを示す図である。
【図８】補正パターン生成方法を示す図である。
【図９】補正パターン生成演算の説明図である。
【図１０】原画６６．７％の補正パターンを示す図である。
【図１１】最終濃度特性を示すグラフである。
【図１２】１ドット幅の細線の補正パターン領域通過を示す図である。
【図１３】２ドット幅の細線の補正パターン領域通過を示す図である。
【図１４】細線消滅の例を示す図である。
【図１５】低濃度原画像の消失の例を示す図である。
【図１６】間引きの基本原理を示す図である。
【符号の説明】
１ ホスト装置
２ インクジェットプリンタ
３ インターフェース
４ ＲＡＭ
５ ＣＰＵ
６ ＲＯＭ
７ 画像プロセッサー
８ ビットマップメモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタ（プロッタ）におけるドット削除方法に関する。更に特定すれば、高濃度印刷領域内のドットを間引き処理するためのピクセルアレイ印刷におけるドット削除方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタ（プロッタ）ではさまざまなメディアにインクドットを吹き付けて作画を行う。メディアの種類によってはインクがにじんだり、ほとんど吸収されずに表面を流れ出したりして画質を大きく損なうことがある。インクジェットヘッドのインク吐出量を小さくできればこの問題は解決するが、現実には各メディアに合ったインク吐出量を完璧に実現できるほど柔軟性の高いインクジェットヘッドはまだ存在しない。そこでインク吐出すべきドットを吐出させないことによりインク濃度を低下させるという方法が考えられる。このためにはプロッタコントローラ内のビットマップデータに対し１（オン）のビットのうちいくつかを０（オフ）に書き換えればよい。この処理を間引き処理と呼び、プロッタコントローラ内のファームウェアで実現している。
【０００３】
間引き処理は上述したようにプロッタコントローラ内メモリに展開されたビットマップの１のビットのうちいくつかを０に書き換える処理である。例えば、図１６のように１００％濃度の原画像を８０％濃度にするには１００個の１のドット（図では黒）につき２０個を０（図では白）に書き換える。もう少し具体的に説明すると８０％濃度を持ったビットマップパターンと論理積演算を行う。小さな領域で集中して０に置き換えると濃度むらが現れて画質が低下するので、なるべく広い範囲に分散させて１から０への書き換えを行う。このように１００％濃度の原画像が間引き処理の結果８０％になる場合を間引き率８０％と呼んでいる。
【０００４】
以上で説明した間引き処理では、インク濃度を低下させることはできるが、作画結果に対しては、細線が消えてしまったり、形が大きく崩れ、また、濃度の低い画像が消えてしまうという問題が生じる。
［細線消滅の問題］
細線消滅の極端な例を図１４に示す。（ａ）の原画像には１００％濃度の太線、細線がある。これに対して５０％まで濃度を低下させると（ｂ）のように細線が完全に消滅する危険性がある。太線の方は形状消失していないが、線分の位置や角度によっては形状が崩れて画質が低下する可能性もある。
【０００５】
［低濃度原画消失の問題］
例えば図１５に示すように、グレースケール１００％と２５％の２本の線分に対して５０％間引きを行うと２５％グレースケールの原画は消失する可能性がある。これは線分の位置やグレースケールのパターンに依存して全て消失したり、まったく濃度が低下しなかったりする。この現象が画質に大きく影響するのは低濃度のグレースケールデータに対して比較的大きく濃度を下げようとする間引き処理のときである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
細線及び低濃度画像データが消失してしまう原因は、すでにドットの少ない領域に対してそのドットを消去する点にある。極端な例では１ドットだけのデータに対して間引き処理をすると、結果は何も変化がないかあるいはそのドットが消去されてしまい白紙のデータとなってしまうかである。間引き処理の対象として好ましいのはある程度ドット密度が高い部分に対してである。例えば７５％まで濃度を低下させるように間引き処理、即ち間引きパターンとの論理積演算をするときにはその対象となる原画像ドットの近傍を調べて７５％以上の濃度を持った点に対してだけ間引き処理を行えば画像消失現象を抑えることができる。
【０００７】
しかしこの方法では７５％の濃度を持つ画像は７５％の７５％すなわち５６％濃度になり、７４％以下の濃度画像は原画のままとなる。
この結果、濃度の逆転が発生し、原画の階調を大きく損なう可能性がある。実際この方法の特殊な例として特開平７−２３６０５７号公報には１００％の濃度部分に対してだけ間引き演算をする方法が提案されているが、その方法では単色べた塗りの画像しか濃度低減ができず、９０％程度の高濃度画像に対してもそのまま画像濃度を維持してしまい。本来のインク吐出量を減らすという目的を満足する事は不可能である。
本発明はこの階調逆転現象を防ぐことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、ビットマップデータのオンドットを間引きしてオフと成しインク濃度を低下させるインクジェットプリンタにおけるドット削除方法において、原画像の対象ドットの近傍の濃度に応じて間引き率の異なる間引き処理用のマスクパターンを用意し、該マスクパターンは、１００％濃度の原画像に対する間引きパターンである基本マスクパターンを補正パターンで変化させて成り、原画像の画像データと該画像データの濃度に応じたマスクパターンとの論理積演算を行うことにより原画像の間引き率を濃度に応じて変化させるようにし、間引きをするか否かの対象となる対象ドットと同一ライン上の該対象ドットの左右近傍のドットと次のラインの、前記対象ドットと対応する位置のドットとその左右近傍のドットとを用いた論理演算に基づいて、前記原画像の対象となるドットの近傍点密度を求め、該密度から前記補正パターンを生成するようにしたものである。
【０００９】
また、本発明は、前記マスクパターンは、１００％濃度の原画像に対する間引きパターンである基本マスクパターンを用意し、原画像の対象ドットの近傍の濃度に応じて生成した補正パターンにより前記基本マスクパターンの間引きパターンの０のビットを１に変更することによって間引き率を変化させるようにしたものである。
また本発明は、原画像の濃度が５０％以下の場合は間引き処理を行わないようにしたものである。
また本発明は、ビットマップデータのオンドットを間引きしてオフと成しインク濃度を低下させるインクジェットプリンタにおけるドット削除方法において、１００％濃度の原画像に対する基本マスクパターンを用意し、原画像の高密度部分のドットを取り除いたマスク補正用のパターンを抽出し、このマスク補正用のパターンと前記基本マスクパターンとの論理和演算により、実効間引きパターンを生成し、該実効間引きパターンと原画像の論理積演算を行うようにしたものである。
また本発明は、前記マスクパターンを単純な０，１のビットパターンの繰り返しで構成し、原画像に対して水平方向に１ライン分の間引き処理が終了した後次のラインではマスクパターンを所定量ずらして使用するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、図２のフローチャート及び図３のシステムブロック図を参照して、インクジェットプリンタ（プロッタ）内でのデータの流れについて説明する。
ホスト装置１から送信されるベクタデータは、ＦＩＦＯバッファリング機能を有するインターフェース（Ｉ／Ｆ）３を介してＲＡＭ４に取り込まれる（データ受信）。
【００１１】
インクジェットプリンタ（プロッタ）２のＣＰＵ５は、ＲＯＭ６に記憶されたプログラムに基づいて、ＲＡＭ４に格納されたベクタデータに対して予め設定されたバンド幅及びブロック幅での分割処理、ソート処理等の前処理を施して（データ解析）、各バンドの各ブロックに含まれるベクタデータを中間コードの形式（例えば、ベクタデータ）に整理する（ステップ１）。画像プロセッサ７は、ＲＡＭ４に保存された中間コード形式の画像データに対して順次ＤＤＡ処理を施し、ラスタデータをビットマップメモリ８に展開する（ステップ２）。
【００１２】
ビットマップメモリ８に展開されたラスタデータは、ＲＧＢデータからＣＭＹＫデータに変換される（ステップ３）。次に、ＣＰＵ５は、後述する間引き処理を行い（ステップ４）、ＣＭＹＫデータに変換したラスタデータを、ヘッド駆動装置９を介してヘッド１０に順次送り、作画を実行する（ステップ５）。次に、ＣＰＵ５は、全バンド作画終了か否か判断し（ステップ６）、否であれば、ステップ２に戻り、肯定を判断するとプリント出力動作を終了する（ステップ７）。
【００１３】
次に、間引き処理の詳細なシーケンスを図１を参照して説明する。
インクジェットプリンタにおける間引き処理は、６４ビットを１単位として水平方向に処理を行っている。１バンド分の間引き処理が開始されると（ステップ１）、ＣＰＵ（５）は近傍の濃度によって間引きマスクパターンを決定する（ステップ２）。コントローラのＲＡＭ４には、各間引き率に応じて予め間引き処理用のマスクパターンが格納用意されている。
【００１４】
次にＣＰＵ５は、水平方向に間引き処理を実行する（ステップ３）。次にＣＰＵ５は、１ライン終了か否か判断し（ステップ４）、否定を判断すると、次の６４ビットへポインタを水平移動し（ステップ５）、ステップ２に戻る。肯定を判断したときは、次のラインの先頭データへポインタを移す（ステップ６）。次にＣＰＵ５は、１バンド作画終了か否か判断し、否定を判断すると、ステップ２に戻り、肯定を判断すと、作画を終了する（ステップ８）。
【００１５】
マスクパターンはビットマップ展開された画像データと論理積演算を行いビットマップ中の１のドットを減少させてインク吐出ドットを減らす。このときマスクパターンは単純な０，１のビットパターンの繰り返しで間引き処理を高速でおこなうように６４ビットの長さを持つ。但しパターンの繰り返し長さは６４回とは限らないので繰り返し長さもマスクパターン情報として用意する。
【００１６】
また、同じパターンをそのままつぎのラインに適用すると空白ドットが空白の垂線を創り出してしまう。一般にＣＡＤデータなどで出力されるベクタは垂直あるいは水平方向が多いので空白垂線が間引きパターンに使われると非常に目立ってしまう。そこで水平方向１ライン分の間引き処理が終了した後、次のラインではマスクパターンをずらして使用する。このときのパターンのずらし量もパターンの情報として持っている。
【００１７】
マスクパターンを用いた間引き処理例を図４に示す。インクジェットプリンタのコントローラでは図５に示すように５％刻みの間引きパターンを用意している。上記した間引きパターンでビットマップの論理積を求めて間引き処理を行うと細線や低濃度原画像が消失する危険性がある。これを防ぐために、本実施形態では、１００％濃度の原画像に対する間引きパターンを用意し、原画像の濃度に応じて間引きパターンの０ビットを１に変更することによって間引き率を変化させる。
【００１８】
以下次のような条件を例として説明する。
（１）原画像１００％に対する間引き率は７５％である。
（２）原画像５０％以下の場合、間引き処理は行わない。（間引き率１００％）
（３）原画像１００％から５０％の間の濃度の場合は間引き率７５％から１００％が適用される。
この条件では、例えば、図６に示すように原画像１００％に用いる基本マスクパターンを変更して、８３％，５０％に対する間引き用マスクパターンを生成する。
【００１９】
原画濃度８３％用のマスクパターンは約８０％の間引き率になっているが、これは本来の間引き率８０％用の間引きパターンとは異なる。基本マスクパターンの０のビットを１にして得られるパターンである。間引きパターンを原画像の濃度に応じて変化させるアルゴリズムについて述べたが、実際には、原画像の各ドットに対して、その近傍の濃度に応じて間引きパターンを変化させている。あるドットに対してその近傍の条件からそのドットに対応した間引きパターンのドットを１にすることで間引き率を変化させる。
【００２０】
図７は、１本のラインのうちある６４ビットの領域について示している。原画像は中央付近が濃度が高く、左右の周辺部分で低濃度となっている。中央付近では間引き処理が行われ、周辺付近は原画像が残るような処理が望ましい。ＣＰＵは原画像高密度部分のドットを取り除いたマスク補正用パターンを抽出する（ｂ）。この補正パターンは、基本の間引きパターンとの論理和演算により、実効間引きパターンを生成する（ｄ）。この論理和操作により、間引きパターン中の０のビットを減らして間引き率を向上することができ、細線や低濃度部分の消失を防ぐことができる。
【００２１】
原画像１００％に適用される基本間引きパターンから原画像濃度に応じて実効間引きパターンを生成するには補正パターンが必要なことを説明した。この補正パターンは原画像の近傍点密度と関係がある。原画像濃度５０％以下の部分は、上記（１）（２）（３）で示した条件により間引きされない。この条件を満たすには対象となる点の近傍の密度が５０％を超えるか超えないか、すなわち近傍ドットをサンプルしてそのうちの半分以上がオンかどうか調べればよい。
【００２２】
しかしこの方法では、階調逆転が起きてしまう。そこで、本実施形態では、図８に示すように周辺５ドットを用いた論理演算により補正パターンを求めて間引き率を変化させている。この方法では、間引き対象となるドットの補正パターン（間引きパターン）Ｓは、下記の数式１で求まる。
【００２３】
【数１】
図８及び上記式において、×は、検査対象ドット、ＡＢは、対象の隣にあるドット、ＣＤＥは、対象の次のラインにあるドットである。
この演算は本実施形態では、図９のように６４ビット単位で行われるので高速になる。
図９中
×は、間引き演算対象となる６４ビット語
ＡＢは、対象語の左右の６４ビット語
ＣＤＥは、対象語の次のラインの語とその左右
である。
【００２５】
上記間引き演算対象となる６４ビット語×は
×＝（（Ａ≪６３）∪（×≫１）∪（Ｂ≫６３）∪（×≪１））∩（（Ｃ≪６３）∪（Ｄ≫１）∪（Ｅ≫６３）∪（Ｄ≪１））∩Ｄ
で表わされる。
上記式において
≪ｎは、左ｎビットシフト
≫ｎは、右ｎビットシフト
の意味である。
【００２６】
この方法で生成される実効間引きパターンの間引き率を考えてみる。原画濃度１００％の場合全てのドットが１（オン）なので補正パターンは０になり、基本パターンとの論理和によって求まる実効パターンは基本パターンそのものである。その結果１００％原画は基本間引きパターンで間引き処理される。原画濃度が５０％以下の場合は対象ドットを含む６ドットのうち１のドットは３個以下である。
【００２７】
対象ドットが１の場合残りの５ドットのうち１になるドットは２個以下なので図８に示したように補正パターンは１になる。対象ドットが０の場合は補正パターンが０になって実効間引きパター中に０が現れる場合がある。しかし、この場合はもともと対象ドットが０なので原画像を変更しない操作になり、濃度低下は起こらない。この結果、５０％以下の原画に対しては、何も操作がないことになる。
【００２８】
原画が５０％を超えている場合を考える。例えば、６ドット中、４ドットが１（オン）の場合原画濃度は６６．７％である。対象ドットがオンの場合、その周辺５ドット中の３ドットがオンになる。この５ドット中３ドットがオンになる組み合わせは１０通りあるが、図１０に示すようにそのうちの４通りの場合だけ間引き処理の対象になるように補正パターンが生成される。すなわち、原画像６６．７％濃度の場合、６０％のドットは基本間引き率に関係なく保存され、残りの４０％が基本間引き率で間引き処理される。
【００２９】
基本間引き率Ｒで６６．７％原画を間引き処理すると無条件に間引きした場合には最終濃度は０．６６７Ｒであるが、間引き補正パターンによる実効間引き濃度は０．６６７（０．６＋０．４Ｒ）となる。たとえば、原画像６６．７％の濃度に対して７０％間引きを行うと、無条件に間引きした場合は、最終濃度が４６．７％に成り原画濃度５０％の部分と階調逆転が生じてしまうが、間引き補正による実効間引きでは間引き濃度が８８％になり、最終濃度は５８．７％になる。対象ドットと周辺５ドットで形成される図８のようなドット群で可能な各濃度についてその実効間引き率を表１に、最終濃度を表２に示す。
【００３０】
【表１】
【表２】
原画濃度５０％以下では間引きは行われず原画の状態を維持する。原画濃度６６．７％に対して基本間引き率が比較的低い５５％及び５０％のとき最終画像濃度が原画の階調を若干逆転しているものの概ね原画の濃淡関係を維持して間引き処理が行えることを示している。これらの値以外の例えば原画濃度７０％ではどうなるであろうか。原画７０％画像から図８のようなドット群を取り出すと６６．７％濃度（４ドットオン）だったり８３．３％濃度（５ドットオン）だったりする。
【００３３】
その比率は６６．７％、濃度の確率をＸとして
０．７＝０．６６７Ｘ＋０．８３３（１−Ｘ）
Ｘ＝０．４
で求まる。
この関係は、原画濃度６６．７％及び８３．３％の実効間引き率を線形補間することを意味している。たとえば、この原画に基本間引き率８０％を作用させると、表１から原画濃度８３．３％と６６．７％の実効間引き率８４％及び９２％がわかるので実効間引き率ｒは、
ｒ＝０．９２×０．４＋０．８４×０．６
ｒ＝０．８７２
となり、最終濃度ｘは、
ｘ＝ｒＸ＝０．８７２×０．７＝０．６１
となり、結局原画濃度７０％の画像は６１％に濃度低下する。
【００３４】
ある濃度Ｘに基本間引き率Ｒから求まる実効間引き率ｒで間引き処理したときの最終濃度をＹとしたとき、表１から求まるＸより濃度の高い原画ＸＨと、Ｘより濃度の低い原画ＸＬの実効間引き率ｒＨ，ｒＬを
ｒＨ＝（１−ＰＨ）＋ＰＨＲ
ｒＬ＝（１−ＰＬ）＋ＰＬＲ
とする。なお、ＰＨは、ＸＨの濃度確率、ＰＬはＸＬの濃度確率である。
【００３５】
実効間引き率ｒは
【００３６】
この式は２次式なので放物線を描き数値を持つ。このことは間引き処理の結果階調逆転が起こる可能性があることを示している。係数（ｒＨ−ｒＬ）は高濃度原画に対する実効間引き率から低濃度原画に対する実効間引き率を減じることを意味する。本実施形態では、表１のようにこの値は必ず負になるのでこの放物線は凸型になる。原画像濃度Ｘが放物線頂点より小さい場合は階調逆転は起きない。頂点のＸ座標すなわち階調逆転が起きる点はＹをＸで微分した式が０になる点であり、次の式で求められる。
【００３７】
ｄＹ／ｄＸ＝［２（ｒＨ−ｒＬ）Ｘ＋（ＸＨｒＬ−ＸＬｒＨ）］／（ＸＨ−ＸＬ）＝０
Ｘ＝（ＸＨｒＬ−ＸＬｒＨ）／２（ｒＬ−ｒＨ）
各ＸＨ，ＸＬ間でこのようにして求めた点から階調逆転が発生する条件は基本間引き率が５０％，５５％，６０％の場合である。実際に各間引き率に対する最終濃度特性をプロットしてみると図１１のようになる。このように５０から６０％という大きな間引き率の場合は間引き対象となる原画像５０％以上の部分でそれぞれ５０〜６０％の最終濃度に押え込まれており、ほとんどコントラストのない状態になっているため階調逆転は目立たない。
【００３８】
以上のように、本実施形態の間引き処理では、低濃度原画像に対する間引きは行われず、高濃度画像に対する間引き処理は原画像に対して階調逆転を抑制しながら低濃度化している。細線データは基本的には低濃度データなのでこの方法が応用できるが、イメージ画像や階調付き太線のように濃度が比較的均等に分布するのではなく水平であるとか垂直であるとか強い方向性がある。垂直、水平、斜めの１ドット幅線分が補正パターンを通過するときは、図１２のいずれかになる。
【００３９】
この場合はすべて間引き補正マスクが１になって間引きは行われず線分は原形を保つ。もう少し太い２ドットラインの場合、図１３のように間引きされない場合と間引きの対象になる場合があるが、ある程度間引き処理が抑制されている。さらに太い３ドット幅以上の線分は一部間引き処理されない部分もあるが、基本的には１００％濃度と同じ処理になる。もちろん線分が階調を持っていればそれに見合った実効間引き率が選ばれる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成したので、インクジェットプリンタのインク吐出量を低下させるに際し、細線と低濃度部分の画像消失を抑制することができるとともに、階調逆転の発生を抑制でき、適切なインク量で作画品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の間引き処理シーケンスを示すフローチャート図である。
【図２】プロッタ内でのデータの流れをしめすフローチャートである。
【図３】プロッタの構成を示すブロック説明図である。
【図４】間引きパターンの適用例を示す図である。
【図５】間引きマスクパターンを示す図である。
【図６】実効間引きパターンの例を示す図である。
【図７】低濃度画像に対する実効間引きパターンを示す図である。
【図８】補正パターン生成方法を示す図である。
【図９】補正パターン生成演算の説明図である。
【図１０】原画６６．７％の補正パターンを示す図である。
【図１１】最終濃度特性を示すグラフである。
【図１２】１ドット幅の細線の補正パターン領域通過を示す図である。
【図１３】２ドット幅の細線の補正パターン領域通過を示す図である。
【図１４】細線消滅の例を示す図である。
【図１５】低濃度原画像の消失の例を示す図である。
【図１６】間引きの基本原理を示す図である。
【符号の説明】
１ ホスト装置
２ インクジェットプリンタ
３ インターフェース
４ ＲＡＭ
５ ＣＰＵ
６ ＲＯＭ
７ 画像プロセッサー
８ ビットマップメモリ
Claims (5)
- ビットマップデータのオンドットを間引きしてオフと成しインク濃度を低下させるインクジェットプリンタにおけるドット削除方法において、原画像の対象ドットの近傍の濃度に応じて間引き率の異なる間引き処理用のマスクパターンを用意し、該マスクパターンは、１００％濃度の原画像に対する間引きパターンである基本マスクパターンを補正パターンで変化させて成り、原画像の画像データと該画像データの濃度に応じたマスクパターンとの論理積演算を行うことにより原画像の間引き率を濃度に応じて変化させるようにし、間引きをするか否かの対象となる対象ドットと同一ライン上の該対象ドットの左右近傍のドットと次のラインの、前記対象ドットと対応する位置のドットとその左右近傍のドットとを用いた論理演算に基づいて、前記原画像の対象となるドットの近傍点密度を求め、該密度から前記補正パターンを生成するようにしたことを特徴とするインクジェットプリンタにおけるドット削除方法。
- 前記マスクパターンは、１００％濃度の原画像に対する間引きパターンである基本マスクパターンを用意し、原画像の対象ドットの近傍の濃度に応じて生成した補正パターンにより前記基本マスクパターンの間引きパターンの０のビットを１に変更することによって間引き率を変化させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタにおけるドット削除方法。
- 原画像の濃度が５０％以下の場合は間引き処理を行わないようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットプリンタにおけるドット削除方法。
- ビットマップデータのオンドットを間引きしてオフと成しインク濃度を低下させるインクジェットプリンタにおけるドット削除方法において、１００％濃度の原画像に対する基本マスクパターンを用意し、原画像の高密度部分のドットを取り除いたマスク補正用のパターンを抽出し、このマスク補正用のパターンと前記基本マスクパターンとの論理和演算により、実効間引きパターンを生成し、該実効間引きパターンと原画像の論理積演算を行うようにしたことを特徴とするインクジェットプリンタにおけるドット削除方法。
- 前記マスクパターンを単純な０，１のビットパターンの繰り返しで構成し、原画像に対して水平方向に１ライン分の間引き処理が終了した後次のラインではマスクパターンを所定量ずらして使用するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のインクジェットプリンタにおけるドット削除方法。
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