以下,図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し,本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず,特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
図5は,本実施の形態における地紋画像形成装置を含む印刷システムの構成を示す図である。地紋画像形成装置は,ホストコンピュータ30にインストールされているプリンタドライバプログラム32と,潜像部ディザマトリクス33と,背景部ディザマトリクス34と,カモフラージュ模様データ35と,プリンタ40とで構成される。ホストコンピュータ30は,CPUとRAMとアプリケーションプログラム31とを更に有し,アプリケーションプログラム31を実行して文字,イメージ,グラフィックスなどからなる画像データ(印刷文書画像データ)を生成する。
さらに,ホストコンピュータ30は,ユーザからの要求に応答して,プリンタドライバ32を実行してカモフラージュ模様付き地紋データ37を生成する。そして,アプリケーション31が生成した画像データについて,ユーザから印刷要求を受けると,プリンタドライバ32はプリンタ装置40が解釈可能なプリンタ制御言語に基づき,画像データ36の印刷ジョブデータを生成する。もし,印刷要求に,画像データに対して地紋データを付加することが含まれていた場合には、印刷ジョブデータに地紋データ37を含めてプリンタ40のインターフェースIFに送信する。
そして,プリンタドライバ32は,ユーザにより入力された第1のカモフラージュ模様データに,第1のカモフラージュ模様より濃淡変化領域が多い第2のカモフラージュ模様データを合成し,合成カモフラージュ模様データを地紋データに合成してカモフラージュ模様地紋データ37を生成する。
画像データ36は,例えば,ページ記述言語で記述されたデータ,プリンタの中間コードに展開されたデータ,または画素に展開したRGBのビットマップデータなど様々な形態をとりうる。また,カモフラージュ模様付き地紋データ37は,2階調または多階調のカモフラージュ模様の階調データを地紋の入力階調で補正(または変調)した階調データをディザマトリクス33,34でスクリーニング処理した画像データである。また,カモフラージュ模様付き地紋データ37は,プリンタ40の複数の色材のうち選択された何れかの色の画像データであり,プリンタ40の色材がCMYKの4色の場合は,例えばCMKの何れかの色の画像データが好ましい。本実施の形態では,カモフラージュ模様の階調データは,2階調の場合は1ビットのバイナリデータ,多階調(3階調以上)の場合は2ビット以上のバイナリデータである。
一方,プリンタ40は,画像を生成する印刷エンジン46と,受信した画像データ36と地紋データ37について所定の画像処理を行いさらに印刷エンジン42の制御を行うコントローラ41とを有する。コントローラ41のCPUは,画像形成プログラム42を実行して,受信した画像データ36から画素に展開したビットマップデータを生成する。受信した画像データ36がビットマップデータの形態であればそのビットマップデータがそのまま利用できる。
そして,画像データ36がRGBの階調値データからなる場合は,色変換ユニット43がCMYKの階調値データに色変換する。そして,合成部44が,色変換された画像データ36のCMYKのビットマップデータのうち,地紋の色として選択された色(CMKのいずれか)のビットマップデータと,地紋データ37のドットデータとを合成する。たとえば,地紋のドット有り,ドット無しを,各々ビットマップの階調値の濃度最大値,濃度最小値に変換して合成する。またこの合成は,例えば地紋データ37の画像に画像データ36の画像を重ねる処理により行われる。さらに,二値化ユニット45が地紋データ合成後の画像データのCMYKの階調値データを画素内のドットのデータに変換し,印刷エンジン46に出力する。その結果,印刷エンジン46は,アプリケーションプログラムにより生成された印刷対象の画像とプリンタドライバ32により生成された地紋画像とを合成した画像を生成する。これが地紋の原本である。
図5の実施の形態では,ホストコンピュータ30のプリンタドライバ32が地紋データ37を生成している。ただし,変型例として,プリンタドライバ32が、コントローラ41に地紋とカモフラージュ模様を生成させるために、地紋とカモフラージュ模様生成の指定をするプリントジョブデータを生成し,プリンタ40のコントローラ41がプリントジョブデータから潜像部ディザマトリクスと背景部ディザマトリクスとを使用してカモフラージュ模様付き地紋データを生成するようにしても良い。地紋生成用のプリントジョブデータは,複写時に消失するもしくは再現される文字やパターンの指定,地紋の濃度の指定、カモフラージュ模様の指定など,カモフラージュ模様付き地紋データ生成するために必要な情報を含むデータである。
[地紋生成手順の概略]
以下,本実施の形態における地紋画像生成装置による地紋生成方法の概略について説明する。この地紋画像生成装置とは,プリンタドライバ32により地紋画像が生成される場合はホストコンピュータ,画像形成プログラム42により地紋画像が生成される場合にはプリンタ40をいう。本実施の形態では,ユーザが任意に選択した第1のカモフラージュ模様に応答して,地紋画像生成装置が,原本における潜像の高い隠蔽性と,優れた意匠性と,複写物における潜像の高い識別性とを満たすように,第1のカモフラージュ模様に濃淡変化領域がより多い第2のカモフラージュ模様を合成し,合成カモフラージュ模様付き地紋画像データを生成する。
図6は,本実施の形態における地紋データの生成手順を示すフローチャート図である。まず,地紋画像生成装置は,潜像マスクパターンデータを生成する(S1)。潜像マスクパターンデータは,図1に示した文字「複」の潜像マスクパターン10のデータであり,各画素が潜像部LIか背景部BIかを示すデータ0,1で構成される。そして,地紋画像生成装置は,2階調のまたはカラーもしくは多階調の第1のカモフラージュ模様データを入力し取得する(S2)。ユーザにより取得された任意の写真データ,イメージデータ,ロゴデータなどのカラー画像データや,ホストコンピュータ30内のメモリに格納されている複数のカモフラージュ模様データ35から選択されたデータが,第1のカモフラージュ模様データとなる。
地紋画像生成装置は,ユーザからの地紋の色の選択入力に応答してカモフラージュ模様の色を設定する(S3)。地紋の色は,プリンタの色材CMYKのうち明度が高いYを除くCMK(シアンC,マゼンタM,ブラックK)のいずれかに選択される。カラーカモフラージュ模様データが選択されている場合,地紋画像生成装置は,さらに,カラーのカモフラージュ模様データに含まれる複数色(例えばRGB)の階調値データから,グレイ階調値データを演算して,モノクロの多階調のカモフラージュ模様データを生成する(S4)。そして,地紋画像生成装置は,ユーザからの登録指令入力に応答してカラーカモフラージュ模様データまたはグレイ階調値からなる多階調カモフラージュ模様データをメモリに記憶して,第1のカモフラージュ模様の登録を行う(S5)。
地紋画像生成装置は,第1のカモフラージュ模様データの濃淡変化領域が基準値より少ない場合は,それより濃淡変化領域が多いテクスチャ模様データなどの第2のカモフラージュ模様データを,デフォルトで選択しまたはユーザに選択させ,第1のカモフラージュ模様データに合成して合成カモフラージュ模様データを生成する(S6)。ユーザが独自に取得した第1のカモフラージュ模様の利用を可能にした結果,濃淡変化に乏しい模様が選択される可能性がある。しかし,第1のカモフラージュ模様の濃淡変化が少ない場合は,原本における潜像の高い隠蔽性を達成することができない。そこで,地紋画像生成装置は,ユーザが選択した第1のカモフラージュ模様データに,それより濃淡変化領域が多いテクスチャデータ(第2のカモフラージュ模様データ)を合成して合成カモフラージュ模様データを生成する。これにより,濃淡変化領域が多い合成カモフラージュ模様により原本において潜像を効果的に隠蔽することができる。
なお,多階調のカモフラージュ模様データは,画素毎に例えば8ビットの階調データで構成され,そのカモフラージュ模様は2階調を超える256階調を表現することができる。多階調のカモフラージュ模様を採用することで,原本における本来の印刷対象の印刷文書画像の識別性低下を抑制することができ,複写物における潜像の識別性低下も抑制することができる。さらに,多階調の合成カモフラージュ模様を使用することができるので,意匠性に優れた印刷物を作成することができる。
また,2階調のカモフラージュ模様データであっても,多階調のテクスチャ模様データ(第2のカモフラージュ模様データ)を合成することで,合成カモフラージュ模様データは多階調になるので,上記と同様の作用効果を奏することができる。
合成された多階調のカモフラージュ模様データは,画素毎の8ビット(0:黒〜255:白)の階調値データであり,256階調で表現されるグレイイメージデータである。カモフラージュ模様は,階調値0(黒)に近いほど出力濃度が低く,階調値255(白)に近いほど出力濃度が高く構成されている。そして,カモフラージュ模様の階調値A(A=0〜255)に対して出力される地紋の出力濃度DAは,カモフラージュ模様を付加しない場合の地紋の出力濃度Dmaxに対して,
DA=(A/255)×Dmax (0≦A≦255) (1)
になる。
よって,カモフラージュ模様の階調値が全て白(A=255)では,カモフラージュ模様付き地紋の出力濃度DAは,DA=Dmaxとなり,カモフラージュ模様を付加しない地紋と同じ出力濃度になる。つまり,図2中の16の模様CAM以外の領域の出力になる。また,カモフラージュ模様の階調値が255(白)に近いほど,地紋の出力濃度Dmaxの減少量が小さくなる。一方,カモフラージュ模様の階調値が0(黒)に近いほど,地紋の出力濃度Dmaxの減少量が大きくなる。そして,カモフラージュ模様の階調値が全て黒(A=0)では,カモフラージュ模様付き地紋の出力濃度DAは,DA=0になり,地紋のドットは形成されない。つまり,図2中の16の模様CAM内の出力になる。
上記の通り,地紋の潜像部と背景部とに多階調の合成カモフラージュ模様が合成されることになり,1ビットからなる2値のカモフラージュ模様データに比較すると,カモフラージュ模様のコントラストを低下させることができる。
上記の合成カモフラージュ模様を地紋に反映するために,地紋画像生成装置は,潜像部,背景部の入力階調に基づいて補正合成カモフラージュ模様階調データを生成する(S7)。潜像部,背景部の入力階調は,地紋画像の出力濃度に対応するものであり,デフォルトで決められた階調値,もしくは,ユーザが任意に選択した地紋画像の出力濃度に対応する階調値である。上記式(1)で示したとおり,合成カモフラージュ模様付き地紋画像は,潜像部と背景部とからなる地紋画像が多階調の合成カモフラージュ模様の階調値で変調された画像である。言い換えると,多階調の合成カモフラージュ模様の階調値が地紋画像の入力階調で変調された画像である。
最後に,地紋画像生成装置は,補正合成カモフラージュ模様階調データを,潜像マスクパターンデータに応じて,潜像部ディザマトリクス33か背景部ディザマトリクス34かを参照してスクリーニング処理し,カモフラージュ模様付き偽造抑制地紋データ37を生成する(S8)。つまり,潜像部に対応する領域では,潜像部ディザマトリクス33を参照して地紋の画像データを生成し,背景部に対応する領域では,背景部ディザマトリクス34を参照して地紋の画像データを生成する。
この潜像部,背景部ディザマトリクス33,34は,例えば閾値マトリクス,階調変換マトリクスなどであり,いずれも多階調の画像データに変換可能なディザマトリクスである。ディザマトリクス33,34は,ドット面積で多階調を表現するAMスクリーンでも良いし,ドット密度で多階調を表現するFMスクリーンでもよい。ただし,地紋画像の本来の機能として潜像部と背景部とで複写時に再現される出力濃度が異なる必要があるので,それを実現できるスクリーンであることが求められる。例えば,潜像部、背景部ディザマトリクス33,34は、各々スクリーン線数が異なる。または,ドット集中型マトリクスとドット分散型マトリクスである。
以下,本実施の形態におけるカモフラージュ模様付き地紋データの生成手順について詳述する。
[潜像部ディザマトリクスと背景部ディザマトリクス]
潜像部は潜像部ディザマトリクス33を使用して複数の第1のドット(面積が大きいドット)により所定の出力濃度の画像に形成され,一方,背景部は背景部ディザマトリクス34を使用して複数の第2のドット(微少面積のドット)により所定の出力濃度の画像に形成される。原本における潜像の隠蔽性を高くするために,潜像部と背景部とは同等の出力濃度の画像になることが望ましい。
図7は,地紋の背景部BIと潜像部LIの画像を生成するためのディザマトリクスの入出力特性の例を示す図である。背景部ディザマトリクス34の入出力特性と,潜像部ディザマトリクスの入出力特性とは,図7に示されるとおり同じである。そして,これらのディザマトリクス34,33は,入力階調(0〜255)に対して,出力濃度が0〜12%の特性を有する。前述の図6のスクリーニング処理S8では,補正合成カモフラージュ模様階調データが入力階調となり,これらのディザマトリクス34,33を参照して,上記の出力濃度特性が得られる出力階調データが生成される。補正合成カモフラージュ模様階調データがIn=255の場合は,補正合成カモフラージュ模様の出力濃度は黒べたの12%の濃度になる。そして,合成カモフラージュ模様の階調値に応じて,補正合成カモフラージュ模様の出力濃度は0〜12%の範囲内で異なる。
図8は,背景部ディザマトリクス34を示す図である。この背景部ディザマトリクス34は,5画素からなる比較的大きい小ドットD2−1と,1画素からなる比較的小さい小ドットD2−2とで構成され、お互いが安定的に分散配置されたドット分散型ディザマトリクスである。尚,比較的大きい小ドットD2−1は,変位ベクトル(−6,6)(6,6)の位置の画素に割り当てられ,スクリーン線数としては71lpiとなる。また,小ドットD2−2は小ドットD2−1の間に安定的な間隔で位置する。小ドットの中に比較的大きい小ドットD2−1を生成可能にすることで,背景部に小ドットを安定的に発生させることが可能になる。ただし,小ドットD2−1,D2−2はいずれも後述する潜像部の大ドットD1に比較すると面積が小さいので,複写時に消失する程度は潜像部の大ドットD1より大きい。
図8において,小ドットが形成される黒またはグレイで表示された要素には閾値1〜254が割り当てられ,それ以外の要素には閾値255が割り当てられている。そして,スクリーニング処理S8では,入力階調0〜254に対しては,それ以下の閾値の要素に対応する画素にドットが形成されるが,入力階調が255の場合は,閾値255の要素に対応する画素はドットオフに制御され,閾値254以下の要素に対応する画素にドットが形成される。よって,入力階調が254または255の場合は,図8の黒またはグレイの全ての要素に対応する画素にドットが形成され,出力濃度は12%になる。
図9は,潜像部ディザマトリクス33を示す図である。この潜像部ディザマトリクス33は,大ドットD1を生成する低いスクリーン線数(53lpi)のドット集中型ディザマトリクスである。この潜像部ディザマトリクス33の入力階調値Inに対する出力濃度特性も,図7に示したとおり,入力階調値In=0〜255に対して,出力濃度が黒ベタの0〜12%になっている。この特性は図8の背景部ディザマトリクス34と同じである。さらに,潜像部ディザマトリクス33により生成される大ドットD1の大きさは,最大で22画素のドットからなる。潜像部の大ドットD1は,図8の背景部の小ドットD2−1,D2−2よりも大きいので,背景部と比較すると,地紋画像複写時のドットの消失は少なく濃度変化も少ない。
図9において,大ドットD1が形成される要素には閾値1〜254が割り当てられ,それ以外の要素には閾値255が割り当てられている。そして,スクリーニング処理S8では,背景部と同様に,入力階調1〜254に対してはそれ以下の閾値の要素に対応する画素にドットが形成され,入力階調が255の場合は,閾値255の要素に対応する画素はドットオフに制御され,閾値254以下の要素に対応する画素にドットが形成される。よって,入力階調が254または255の場合は,図9の黒またはグレイの全ての要素に対応する画素にドットが形成され,出力濃度は12%になる。
[地紋画像データの生成方法]
以下,本実施の形態における多階調カモフラージュ模様付きの地紋画像データの生成方法について説明する。
図10は,本実施の形態における地紋画像データの生成方法を示すフローチャート図である。プリンタユーザは,ホストコンピュータ30のプリンタドライバ32において,地紋生成メニューを選択し,図10のフローチャートに従って地紋画像データの生成を実行する。
ユーザが独自に潜像マスクパターンを生成する場合、まず,ユーザは,地紋の文言を入力する(S10)。例えば,「複写」「コピー」「社外秘」などの文言であり,この文言が地紋の潜像になる。さらに,48ポイントなどの地紋文言のサイズを入力し(S11),40度などの地紋文言の角度を入力し(S12),地紋効果と配置を選択する(S13)。地紋効果とは,文言が白抜きになるか(文言が白,周囲が黒)浮きだしになるか(文言が黒,周囲が白)のいずれかである。白抜きの場合は文言が背景部に周囲が潜像部になり,浮きだしの場合は文言が潜像部に周囲が背景部になる。また,地紋の配置とは,正方配置,斜交配置,反転配置などである。
図11は,地紋効果の例を示す図である。地紋パターン50,51は,文言が「複写」「コピー」で文言が浮きだしになる地紋効果の例である。地紋パターン52,53は,同じ文言で文言が白抜きになる地紋効果の例である。いずれも文言の角度が40度に設定されている。
図12は,地紋の配置の例を示す図である。いずれも文言が「複写」,角度が40度,地紋効果が浮きだしである。(a)正方配置では,潜像マスクパターンがタイル状に貼り付けられる。(b)斜交配置では,潜像マスクパターンが改行のたびに所定の位相だけずらして配置される。(c)反転配置では,潜像マスクパターンが改行のたびに上下反転して配置される。
工程S10〜S13によりユーザによる入力または選択が終わると,プリンタドライバ32は潜像マスクパターンを生成する(S14)。潜像マスクパターンの例は,図14に示したとおり,潜像部領域と背景部領域とを区別可能な1ビットデータからなる。
ユーザがデフォルトの潜像マスクパターンを使用する場合は、S10〜S14は省略され、ユーザによる潜像マスクパターンの選択がされる。
次に,プリンタドライバ32は,地紋画像の入力階調値を設定する(S16)。図7,図8に示した背景部ディザマトリクス34,潜像部ディザマトリクス33を使用する場合は,地紋画像の入力階調値を最大値の「255」にすることが望ましい。入力階調In=255にすることで,補正合成カモフラージュ模様階調データが最大階調値255の場合に,地紋画像の潜像部と背景部の出力濃度は黒ベタの12%と最大濃度になり,地紋画像の出力濃度が高いほうが,複写物において地紋画像の識別性が高くなるからである。ただし,ユーザの好みにより,入力階調値が255より低い階調値に選択される場合もある。
プリンタドライバ32は,ユーザの選択要求に応じて,2階調またはカラーもしくは多階調のカモフラージュ模様データを取得する(S17)。ホストコンピュータ内のメモリ,または外付けメモリ内にユーザが任意に取得したカモフラージュ模様データが格納されており,ユーザの選択要求に応じて,カモフラージュ模様データを取得する。そして,選択されたカモフラージュ模様データがメモリに記憶され登録される。
図13は,カモフラージュ模様の一例とそれを採用した地紋画像の例を示す図である。カモフラージュ模様54は,複数の矩形領域の組み合わせからなり,各矩形領域の階調値Aは,図16に示される通りである。このような多階調のカモフラージュ模様を選択した場合の地紋画像55が示されている。この地紋画像55は,前述した式(1)により,地紋画像の出力濃度Dmax(例えばDmax=40%)がA/255倍されている。このように,カモフラージュ模様がより黒い領域(Aが0に近い領域)では,地紋画像の出力濃度がより低下し,カモフラージュ模様がより白い領域(Aが255に近い領域)では,地紋画像の出力濃度の低下はより少ない。
カモフラージュ模様の階調値Aは,前述のとおりグレイデータである。カモフラージュ模様がRGBのカラー画像データの場合は,グレイの階調値Aは以下の式(2)により求められる。
A=0.3×R+0.59×G+0.11B (2)
カモフラージュ模様データのグレイ階調値を,黒で「0」,白で「255」と定義した結果,カモフラージュ模様データによるカモフラージュ模様画像と,地紋に反映されるカモフラージュ模様画像とは,白黒が反転した画像になる。よって,ユーザが地紋に反映された状態でカモフラージュ模様を選択可能にするために,プリンタドライバ32は,選択画面において,白黒反転したカモフラージュ模様の画像を表示することが望ましい。白黒反転画像の画像データの階調値Kは,以下の式(3)により求められる。
K=255−A (3)
さらに,プリンタドライバ32は,ユーザの選択要求に応じて,地紋の色(ブラック,シアン,マゼンタなど)の選択を行う(S18)。地紋の色は,単色であることが望ましい。それに伴い,CMKいずれか単色のカモフラージュ模様データの階調値は,前述のとおりグレイデータの階調値Aを反転した式(3)の階調値Kにする。この理由は,加法混色表示のRGBと減法混色表示のCMYKとの違いによる。後述する潜像部や背景部の閾値ディザマトリクスの閾値との比較は,この階調値Kもしくは補正カモフラージュ模様階調の階調値ついて行われる。
次に,プリンタドライバ32は,合成カモフラージュ模様の生成を行う(S19)。本実施の形態では,ユーザが写真撮影などにより取得した任意の2階調またはカラーもしくは多階調カモフラージュ模様の利用を可能にしている。そのため,それら第1のカモフラージュ模様の濃淡度変化領域が少なすぎる地紋画像と合成するのに適切でない画質の模様も存在する。よって,第1のカモフラージュ模様に,それより濃淡度変化領域が多い第2のカモフラージュ模様を合成する処理が必要になる。調整後のカモフラージュ模様データまたは調整に必要なパラメータのいずれかがメモリに記憶される。調整処理については後に詳述する。
以上のユーザによる入力などS10〜S19が終了すると,プリンタドライバ32は地紋画像生成処理を実行する(S20)。地紋画像生成処理は,図18のフローチャートに従って行われる。
図14は,本実施の形態における地紋画像生成処理のフローチャート図である。つまり,図14のフローチャートは,図10の地紋画像生成処理S20に対応している。まず,潜像部及び背景部の入力階調値に基づいて合成カモフラージュ模様データの階調値を補正(または変調)して補正合成カモフラージュ模様データを生成する(S21)。この手順は,図6の手順S7に対応する。
合成カモフラージュ模様のグレイ階調値A(0≦A≦255),地紋を構成する潜像部と背景部の入力階調値In(0≦In≦255)とする。この工程S21では,まず,合成カモフラージュ模様のグレイ階調値Aを減法混色の階調値K(=255−A)に変換する。そして,補正合成カモフラージュ模様の階調値Kiは,以下の式(4)により演算される。
Ki=(K/255)×In (4)
この演算式は,前述の式(1)に対応している。
図10の地紋画像の入力階調値を設定する工程S16で,潜像部と背景部の入力階調値を,取りうる階調値の最大値(例えば255)にすると,補正合成カモフラージュ模様の階調値Kiは,Ki=Kになる。また,入力階調値を255より小さい値に設定すると,それに対応して補正合成カモフラージュ模様の階調値Kiは,式(4)にしたがって低い階調値(低濃度,明るい)になる。いずれにしても,階調値Kiに基づいてディザマトリクス33,34を参照して得られる出力階調値は,出力濃度を0〜12%のいずれかの出力濃度を再生する値になる。
図14に戻り,補正合成カモフラージュ模様階調データについて,潜像マスクパターンに応じて,潜像部ディザマトリクス33または背景部ディザマトリクス34を参照して,カモフラージュ模様付き地紋画像データを生成する(S23〜S32)。このカモフラージュ模様付き地紋画像データは,画素毎にドット有りまたはドットなしを示す画像データである。
図15は,図14の地紋画像生成処理を説明する図である。図15(A)には,A4の印刷サイズ60に複数の潜像マスクパターン10が正方配置された地紋画像が示されている。A4サイズの場合は,横方向に4720ドットの画素数,縦方向に6776ドットの画素数になる。図15(B)は,図15(A)の左上の潜像マスクパターン10と,タイル状に配置されたカモフラージュ模様12との位置関係が示されている。潜像マスクパターン10は横方向に2030ドットの画素数,縦方向に2030ドットの画素数を有する正方形のパターンである。それに対して,図15(C)に示されるとおり,カモフラージュ模様12は横方向に215ドット,縦方向に215ドットの画素数を有する正方形パターンである。
図15(D)は,図15(C)の左上端部領域を拡大したものである。第1のカモフラージュ模様12には,後述するとおり43×43のサイズのテクスチャ模様が合成される。第1のカモフラージュ模様12の濃淡変化領域(たとえばエッジ領域)に比較して,第2のカモフラージュ模様であるテクスチャ模様14の濃淡変化領域はより多くなっている。さらに,図15(D)に示されるとおり,潜像部ディザマトリクス33及び背景部ディザマトリクス34は,共に,32×32のマトリクスであり,左上から順番にタイル状に貼り付けるように画素に対応させる。
そして,プリンタドライバは,補正合成カモフラージュ模様の階調値Kiと,ディザマトリクス33,34の閾値とを比較し,図7,8で説明したロジックにしたがって,階調値Kiが閾値以上であれば画素ドットON,階調値Kiが閾値未満であれば画素ドットOFFにする。比較対象のディザマトリクスは,潜像マスクパターンの黒または白に対応して選択される。
図14のフローチャートに戻って,地紋画像生成処理を説明する。画素のインデックスi,jをそれぞれi=0,j=0に初期化する(S23)。そして,画素(i,j)で潜像マスクパターンが黒なら(S28のYES)潜像部ディザマトリクス33の対応する画素の閾値と補正合成カモフラージュ模様階調値Kiとが比較され(S29),潜像部マスクパターンが黒でないなら(S28のNO)正規化背景部ディザマトリクス34Nの対応する画素の閾値と階調値Kiとが比較される(S31)。いずれの比較でも階調値Kiが閾値以上の場合は出力画像(i,j)はドットONになり(S30),階調値Kiが閾値未満の場合は出力画像(i,j)はドットOFFになる(S32)。ただし,図7,8で説明したとおり閾値255の要素にはドットは形成されない。
これにより,潜像部では補正合成カモフラージュ模様階調値Kiに対応したサイズの第1のドット(網点)が生成され,背景部では階調値Kiに対応した数の第2のドットが対応した位置の画素に生成される。
上記の処理が完了すると,画素の行方向のインデックスjがインクリメント(j=j+1)され(S24),インデックスjが印刷サイズ幅に達するまで(S25)同じ処理が繰り返される。インデックスjが印刷サイズ幅に達すると(S25のYES),列方向のインデックスiがインクリメント(i=i+1)され且つ行方向のインデックスjが0にリセットされ(S26),同じ処理が繰り返される。そして,列方向のインデックスiが印刷サイズ高さに達すると(S27のYES),1頁の地紋画像生成処理が完了する。このように処理対象画素は左上からラスタスキャン方向に移動し,各画素がドットONかOFFにされる。
以上の処理により,多階調のカモフラージュ模様を反映した地紋画像データが生成される。
[具体例]
本実施の形態における多階調の合成カモフラージュ模様付き地紋画像の生成を,具体例を示して説明する。
図16は,潜像マスクパターンの一例を示す図である。32×32のマトリクス内に潜像マスクパターン10が形成されている。パターン10Aが潜像部,パターン10A以外が背景部に対応する。よって,潜像マスクパターンのマトリクスデータは,32×32マトリクスの各画素に「0」(潜像部)または「1」(背景部)の1ビットを有する。
図17は,カモフラージュ模様の一例を示す図である。このカモフラージュ模様12は,32×32のマトリクス内の画素が9つのストライプ状の領域12A〜12Iを有する。各領域12A〜12Iの階調値Kは,図示されるとおりである。つまり,領域12A,12E,12Iが階調値「255」の白の領域であり,領域12B,12Hが階調値「64」と最も黒に近い領域である。このカモフラージュ模様は,多階調の合成カモフラージュ模様であるが,説明を簡単にするため第1のカモフラージュ模様と第2のカモフラージュ模様(テクスチャ模様)は示していない。
図18は,補正合成カモフラージュ模様階調値の一例を示す図である。この補正合成カモフラージュ模様階調値データ120は,前述の式(4)により求められる。この例では,地紋画像の入力階調値In=255に基づいて,図17の合成カモフラージュ模様階調値を補正して得られた階調値データである。図18中には,潜像マスクパターン10Aをグレイで示し,カモフラージュ模様の領域12A〜12Iが破線で区分して示されている。図17に示したカモフラージュ模様の階調値Kに対して,補正合成カモフラージュ模様の階調値Kiが図24中に示されている。地紋画像の入力階調値In=255であるので,補正合成カモフラージュ模様の階調値Kiは,合成カモフラージュ模様Kと一致する。
図19は,カモフラージュ模様付き地紋画像の一例を示す図である。これは,図18に示した補正合成カモフラージュ模様の階調値Kiについて,図7,図8の潜像部ディザマトリクス33と背景部ディザマトリクス34を参照してスクリーン処理した結果得られた地紋画像16である。図中,カモフラージュ模様の領域12A〜12Iが一点鎖線で示され,潜像マスクパターン10Aが破線で示されている。
潜像マスクパターン10A内においては,領域12Eでは補正階調Ki=255に対する第1のドットD1が,領域12D,12C,12F,12Gでも補正階調Ki=192,128に対する第1のドットD1が形成されている。潜像マスクパターン10Aの外側においては,領域12Aでは補正階調Ki=170に対する第2のドットD2が全ての変位ベクトル上に形成され,それ以外の領域12B,12C,12D,12F,12G,12Hでも,それぞれ補正階調Ki=64,128,192,192,128,64に対する第2のドットD2が形成されている。
図19の地紋画像に示されるとおり,多階調の合成カモフラージュ模様を採用することにより,地紋画像にカモフラージュ模様の階調値に対応した密度またはサイズのドットが形成されている。
図20は,2階調のカモフラージュ模様の場合の地紋画像の一例を示す。2階調のカモフラージュ模様では,ドット有りの領域12A,12E,12Iと,ドットなしの領域12X,12Yしか存在していない。つまり,中間階調の領域12B,12C,12D,12F,12G,12Hは存在しない。よって,領域12X,12Yでは,ドットが全く形成されていない。
[任意のカモフラージュ模様の最適化]
本実施の形態では,ユーザが写真撮影やコンピュータグラフィックスにより任意に取得した2階調またはカラーもしくは多階調のカモフラージュ模様を登録可能にし,それを地紋に合成可能にする。プリンタにこのようなカモフラージュ模様機能を搭載することで,カモフラージュ模様の自由度が上がりユーザの利便性が高くなる。
ただし,カモフラージュ模様の自由度を高くすることに伴って,地紋画像に適さない模様の登録を要求されることがあり,任意のカモフラージュ模様データを受け入れ可能にするために所定の処理が求められる。以下,任意のカモフラージュ模様を受け入れ可能にした場合の予想される問題点について説明する。
図21は,任意のカモフラージュ模様を採用したときの不適切な地紋画像を示す図である。文字「複写」からなる潜像マスクパターン110に対して,カモフラージュ模様112が採用されたとする。このカモフラージュ模様112は,文字「EPSON」のロゴが分散して配置された多階調模様であるが,文字「EPSON」の間に濃淡変化がない広い領域を有する。つまり,カモフラージュ模様112は,濃淡変化領域が小さいまたは狭い模様である。そのため,原本のカモフラージュ模様付き地紋画像116は,カモフラージュ模様が目立たず,潜像「複写」の隠蔽性を高める効果を発揮できていない。ただし,複写物のカモフラージュ模様付き地紋画像120は,潜像「複写」の識別性は十分に出ている。
そこで,本実施の形態では,ユーザにより選択された第1のカモフラージュ模様の濃淡変化領域が小さい場合は,それより濃淡変化領域が大きい第2のカモフラージュ模様を第1のカモフラージュ模様に合成する。第2のカモフラージュ模様は,たとえば,2階調を越える多階調のテクスチャ模様などが適切である。したがって,本実施の形態では,複数のテクスチャ模様データがホストコンピュータのメモリ内にあらかじめ格納されており,第1のカモフラージュ模様の濃淡変化領域が少ない場合は,プリンタドライバ32において,ユーザにテクスチャ模様を選択させまたは自動的にテクスチャ模様を選択し,第1のカモフラージュ模様に合成する。
第2のカモフラージュ模様であるテクスチャ模様は,多階調の模様データであり,その結果合成されたカモフラージュ模様は多階調になる。よって,第1のカモフラージュ模様が2階調の画像データであっても,合成されたカモフラージュ模様は多階調の画像データになるので,カモフラージュ模様付き地紋画像の原本において,本来の印刷画像の識別性低下を抑制することができる。
第2に,本実施の形態では,第2のカモフラージュ模様をユーザが任意に選択可能にしてもよい。その場合は,任意に選択された第2のカモフラージュ模様をより適切な模様にするために,プリンタドライバ32が,明るさを低下させる処理,コントラストを向上させる処理,エッジ部分のコントラストを向上させる先鋭化処理などの調整処理を行う。このように第2のカモフラージュ模様を調整することで,合成カモフラージュ模様をより適切な模様にすることができる。調整された第2のカモフラージュ模様データや調整パラメータは,メモリに保存可能にされる。
第3に,第1,第2のカモフラージュ模様を合成する際は,ユーザはプリンタドライバにて予め登録された合成方法から適宜選択することができ,選択された合成方法によって合成されたカモフラージュ模様をプレビュー画面で確認できる。第1のカモフラージュ模様に多階調のテクスチャ模様などの第2のカモフラージュ模様を合成する際は,第1のカモフラージュ模様に,テクスチャ模様をタイル状に被うように合成する。これにより,合成カモフラージュ模様の濃淡変化領域が多くなり,原本における潜像の隠蔽性を高めることができる。
第4に,上記の第2のカモフラージュ模様の調整処理に変えて,または加えて,第2のカモフラージュ模様を縮小し,縮小した第2のカモフラージュ模様をタイル状に繰り返してより濃淡変化領域が多いテクスチャ模様を生成し,それを第2のカモフラージュ模様として使用してもよい。
図22は,図10の地紋生成工程での合成カモフラージュ模様の生成工程S19のフローチャート図である。まず,プリンタドライバは,ユーザからの指示に応答して,ユーザによる任意の第1のカモフラージュ模様データを入力する(S40)。たとえば,図21に示されたカモフラージュ模様112のデータである。そして,プリンタドライバは,入力した第1のカモフラージュ模様データの濃淡変化領域の割合が基準値より多いか否か判断する(S41)。たとえば,第1のカモフラージュ模様データのヒストグラムを取得し,特定の狭い濃度領域に多くの画素が集中しているなどを基準にして,濃淡変化領域の割合が基準値よりい多いか否かを判定する。濃淡変化領域の割合が多い場合は,その第1のカモフラージュ模様データがそのまま登録される。または,その第1のカモフラージュ模様データの明度を低下する処理や,コントラストの向上処理,エッジ部分のコントラストを向上する先鋭化処理などの調整を行って登録してもよい。
ユーザの第1のカモフラージュ模様データの濃淡変化領域の割合が基準値に達していない場合は(S41のYES),プリンタドライバは,ユーザに第2のカモフラージュ模様を合成すべきことを推奨してユーザに問い合わせる(S42)。ユーザが推奨に合意した場合(S42のYES),プリンタドライバは,第2のカモフラージュ模様データを自動的に選択するか,またはユーザによる選択指示に応答して選択された第2のカモフラージュ模様データを入力する(S43)。
第2のカモフラージュ模様データとしては,たとえば,あらかじめメモリに登録されているテクスチャデータから選択される。あらかじめメモリに登録されているテクスチャデータは,カモフラージュ模様として十分な濃淡変化領域を有する。しかし,第2のカモフラージュ模様データが,ユーザにより任意に取得された模様データの場合,十分な濃淡変化領域を有しない場合がある。そこで,プリンタドライバは,第2のカモフラージュ模様データとしてユーザにより任意に取得された模様データが選択された場合は,その模様データのヒストグラムを取得して,濃淡変化領域の割合が基準値を越えているか否かを判定する(S44)。そして,基準値に達していない場合は(S44のNO),その第2のカモフラージュ模様データの調整を行う(S45)。具体的な調整方法については後で詳述する。
この第2のカモフラージュ模様の調整工程に代えて,第2のカモフラージュ模様を縮小して濃淡変化領域の割合を増加し,その縮小した第2のカモフラージュ模様をタイル状に繰り返して調整された第2のカモフラージュ模様を生成してもよい。
最後に,プリンタドライバは,オリジナルのカモフラージュ模様データ(第1のカモフラージュ模様データ)に第2のカモフラージュ模様データを合成する(S46)。この合成方法は,たとえば,プリンタドライバが,ユーザにあらかじめ登録されている複数の合成方法から選択させる,もしくは,推奨する合成方法にする。
図23は,第2のカモフラージュ模様のうちあらかじめ登録されているテクスチャの例を示す図である。図中,(a)レンガ調テクスチャ,(b)カンバス調テクスチャ,(c)砂利調テクスチャ,(d)麻布調テクスチャ,(e)タイル調テクスチャが示されている。これらのテクスチャ模様はいずれも狭い領域内で階調値が頻繁に変化する多階調模様であり,濃淡変化領域が多い模様である。いずれのテクスチャデータも,たとえば,43×43ドットの比較的小さいテクスチャ画像を生成するデータである。
図24は,地紋画像生成処理を説明する図である。図24は,図15に対応する図であり,図24(C)と(D)に第1のカモフラージュ模様12と第2のカモフラージュ模様であるテクスチャ模様13との関係が示されている。この例では,第1のカモフラージュ模様データ12は,215×215ドットの比較的大きな模様データであるのに対して,第2のカモフラージュ模様であるテクスチャ模様13は,43×43ドットの比較的小さい模様データである。そして,テクスチャ模様13は,第1のカモフラージュ模様12に対してタイル状に繰り返し並べるようにして合成される。
図25は,合成されたカモフラージュ模様の例を示す図である。図中,3つの合成方法,(a)乗算,(b)オーバーレイ,(c)ハードライトによる合成カモフラージュ模様が示されている。これらの3つの合成方法に対応する演算式は以下の通りである。
ここで,Camは第1のカモフラージュ模様の階調値,Texはテクスチャ模様の階調値であり,Cam’は合成後の階調値を示している。そして,これらの階調値はいずれもグレイ値であり,0≦Cam’,Cam,Tex≦255である。また,x,yは各模様のx座標,y座標である。
第1の合成方法の(a)乗算は,式(5)に示されるとおり,第1のカモフラージュ模様の階調値Camとテクスチャ模様の階調値Texとを単純に乗算し,0〜255に正規化したものである。図25(a)で示されるとおり,乗算により合成された模様は全体的に暗くなる。
第2の合成方法の(b)オーバーレイは,式(6)に示されるとおり,第1のカモフラージュ模様の階調値Camが「128」以上の場合(明るい場合)は,階調値CamとTexの加算値からそれらの乗算値を減じ,第1のカモフラージュ模様の階調値Camが「128」未満の場合(暗い場合)は,階調値CamとTexの乗算値にする。したがって,(b)オーバーレイにより合成された模様は,第1のカモフラージュ模様の明るい部分が強調され,暗い部分はより暗くなり,図25(b)に示されるとおり,第1のカモフラージュ模様のコントラストが上がり目立つようになる。
第3の合成方法の(c)ハードライトは,式(7)に示されるとおり,テクスチャ模様の階調値Texが「128」以上の場合(明るい場合)は,階調値CamとTexの加算値からそれらの乗算値を減じ,テクスチャ模様の階調値Texが「128」未満の場合(暗い場合)は,階調値CamとTexの乗算値にする。したがって,(c)ハードライトにより合成された模様は,テクスチャ模様の明るい部分が強調され,暗い部分はより暗くなり,図25(c)に示されるとおり,テクスチャ模様のコントラストが上がり目立つようになる。
図26は,プリンタドライバによる地紋生成工程(図10)におけるユーザインターフェース画面例を示す図である。この画面250は,地紋画像プレビュー領域251,地紋の文言設定領域252,そのファイル設定領域253,入力階調値設定領域254,地紋の色設定領域255,カモフラージュ模様追加ボタン256,OKボタン257とを有する。カモフラージュ模様追加ボタン256がクリックされると,次のカモフラージュ模様を設定する画面に移る。
図27は,プリンタドライバによる合成カモフラージュ模様の生成工程S19のユーザインターフェース画面例を示す図である。この画面130は,第1のカモフラージュ模様を選択する領域132と,選択した第1のカモフラージュ模様のプレビュー領域133と,第2のカモフラージュ模様としてテクスチャ模様を選択する領域134と,合成方法を選択する領域135と,合成カモフラージュ模様のプレビュー領域136と,テクスチャ模様の調整ボタン137とを有する。ユーザは,選択した第1のカモフラージュ模様をプレビュー領域133で確認し,選択したテクスチャ模様と合成方法をプレビュー領域136で確認することができる。図27の例では,ロゴ「EPSON」のカモフラージュ模様が選択され,テクスチャ模様としてレンガ調テクスチャが選択され,合成方法としてオーバーレイが選択されている。
図28は,図27の例により合成されたカモフラージュ模様を使用して形成された地紋画像を示す図である。原本の地紋画像216は,潜像の「複写」の文字に,合成されたカモフラージュ模様が背景模様として加えられている。合成カモフラージュ模様は,第1のカモフラージュ模様にテクスチャ模様(第2のカモフラージュ模様)を合成したことで濃淡変化領域が増加し,潜像「複写」のパターンを隠蔽する効果が上がっている。また,合成カモフラージュ模様は多階調の模様となり,そのコントラストが2階調の模様に比べると下がり,本来印刷される画像の識別性が損なわれない。また,合成カモフラージュ模様は,低階調領域(暗い領域)がより低階調(暗く)なっているので,地紋画像の複写物220では,潜像「複写」の潜像部のドットがより残り,背景部のドットが消失して,複写物の潜像の識別性が向上している。図27は,図21と比較すると,原本の隠蔽性が上がり,複写物の識別性も高いままとなっている。
[任意のテクスチャ模様(第2のカモフラージュ模様)]
本実施の形態では,第2のカモフラージュ模様であるテクスチャ模様を,あらかじめ登録された複数のテクスチャ模様から選択することに加えて,ユーザによる任意の模様を登録可能にする。これにより,合成カモフラージュ模様の見栄えの自由度や地紋原本における潜像の隠蔽性の効果を高めることができる。ただし,ユーザによる任意のテクスチャ模様を登録可能にしたことに伴い,本実施の形態では,プリンタドライバがテクスチャ模様または合成カモフラージュ模様の調整機能を有する。
テクスチャ模様は,2階調を越える多階調画像またはカラー画像である。そして,ユーザにより任意に取得されたテクスチャ模様は,カラー画像の場合は,前述の式(2)によりグレイ値(輝度の値)の画像に変換される。このグレイ画像を,地紋の色(CMKのいずれか)と同じ単色の地紋画像テクスチャ模様とする。
地紋に合成されるカモフラージュ模様は,適度に明度が低い(濃度が高い)ことが望まれる。理由は,合成カモフラージュ模様の明度が高い(濃度が低い)と,地紋原本の明度も高く(濃度が低く)なり,潜像部における網点ドットのサイズが小さくなり,複写時のドット再現性が低下して,複写物における潜像の識別性が低下するからである。さらに,明度を低くするだけでは,合成カモフラージュ模様の明度差が少なくなりコントラストが低下し,地紋画像において合成カモフラージュ模様が目立たなくなる。目立たなくなると,地紋原本における意匠性を損なうとともに,地紋原本の潜像の隠蔽性を高めることができなくなる。そこで,合成カモフラージュ模様のコントラストを高めることが必要になる。
合成カモフラージュ模様の明度を低下させコントラストを高めるためには,テクスチャ模様の明度を低下させコントラストを高めるか,合成カモフラージュ模様の明度を低下させコントラストを高めるかである。以下,テクスチャ模様を例にして,明度の低下とコントラストを構える調整処理について説明する。
プリンタドライバは,グレイ画像の多階調テクスチャ模様を,最適な合成カモフラージュ模様になるように,上記の調整機能を有する。このテクスチャ模様の調整機能は,(1)テクスチャ模様の明度が基準値より高い場合に明度を低下させる機能と,(2)テクスチャ模様の全体のコントラストを高める機能と,(3)テクスチャ模様のエッジ部分のコントラストを高める機能(または先鋭化機能,アンシャープ機能)とを有する。これらの調整機能はユーザによる調整パラメータの指定により選択される。
図29は,明度の低下と全体のコントラストを高める機能を説明する図である。上記の(1)の機能と(2)の機能の説明である。第1のテクスチャ模様の調整方法は,上記の(1)の明度低下処理と,(2)の全体のコントラスト向上処理とからなる。すなわち,テクスチャ模様の調整として,以下の式(9)によりコントラスト補正を行い,さらに式(8)により明度低下補正を行う。
図29(a)は,式(8)の明度低下補正テーブルを示し,図29(b)は,式(9)のコントラスト補正テーブルを示す。いずれも,横軸が入力グレイ階調値Gray(前述のグレイ階調値Aと等価),縦軸が変換後の出力グレイ階調値Grayである。上記の式(9)において,グレイ階調値Grayに対して,コントラストパラメータC(0≦C≦50)により定義されるコントラスト指数fa,変曲点x1,x2に基づき,高いグレイ階調値はより高く,低いグレイ階調値はより低く補正される。コントラストパラメータC=50では最も強くコントラスト補正が行われ,コントラストパラメータCが大きいほどより強くコントラストが補正される。また,コントラストパラメータC=0では,入力と出力とがリニアな関係になり,コントラスト補正は行われない。式(9)によれば,入力グレイ階調値Grayが0〜x1では3次曲線により階調値変換が行われ,グレイ階調値Grayがx1〜x2では傾きfaの一次直線により階調値変換が行われ,グレイ階調値Grayがx2〜255では3次曲線により階調値変換が行われる。
式(9)によりコントラスト調整された階調値Gray_Cが,式(8)により明度低下調整され,コントラスト調整と明度調整された階調値Gray_Vが求められる。明度パラメータV=100の時は明度低下補正されず,明度パラメータVが小さいほど明度がより低く補正され,明度パラメータV=40で40%に明度が補正される。
図29(c)は,コントラストパラメータCと明度パラメータVとをある値に設定した場合の,コントラスト補正と明度低下補正を同時に行う合成階調変換テーブルを示す。図中,C=10,V=80の場合の変換テーブルと,C=30,V=55の場合の変換テーブルとが示されている。C=0にすることでコントラスト補正なしに,V=0にすることで明度低下補正なしに,それぞれ設定することができる。
図30は,全体のコントラスト補正と明度補正を行ったテクスチャ模様と,合成カモフラージュ模様とそれを使用した地紋画像とを示す図である。この例では,調整されたテクスチャ模様330は,レンガ調テクスチャ模様データを,図29(c)のC=30,V=55の合成階調変換テーブルで階調変換して調整したものである。このテクスチャ模様330は,全体に明度が低く補正され,全体のコントラストが強められている。その結果,合成カモフラージュ模様332が,図21の第1のカモフラージュ模様112と調整されたテクスチャ模様330とをオーバーレイにより合成して生成されている。この合成カモフラージュ模様332も,明度が低く,コントラストが強くなっている。
この合成カモフラージュ模様332のグレイ階調値Gray_Vを階調値K(=255−Gray_V)に反転し,階調値Kを地紋画像の入力階調値In=255で補正(Ki=(K/255)×In)し,補正した階調値Kiを図8,9の背景部,潜像部ディザマトリクス34,33の閾値と比較して原本の地紋画像316を生成している。
地紋原本316は,合成カモフラージュ模様332のコントラストが強められているので,全体に暗くても識別性があり,地紋原本316における潜像の隠蔽性が高められており,意匠性も優れている。さらに,合成カモフラージュ模様332の明度が全体的に低く補正されているので,地紋原本において潜像部により大きなドットが形成される。そのため,複写時の濃度変化が潜像部と背景部とでより大きく異なり,地紋複写物320での潜像「複写」の識別性が高くなっている。
次に,テクスチャ模様の第2の調整方法では,上記の(1)明度低下の処理と,(3)テクスチャ模様のエッジ部分のコントラストを高める処理(または先鋭化機能,アンシャープ機能)とを行う。
図31は,テクスチャ模様のエッジ部分のコントラストを高める機能を説明する図である。上記の(3)の機能を説明する図である。第1の調整方法において,テクスチャ模様全体のコントラスト補正は,処理は簡単ではあるが,一様なコントラスト補正により明るい領域と暗い領域とで階調数が少なくなり,逆にコントラストを損なってしまう領域が発生する。そこで,第2の調整方法では,(3)の機能により画像の特徴部分であるエッジ部分の明暗コントラストを強調することで,カモフラージュ模様をより適切に調整することができる。
すなわち,人間の目は,画像の明度が大きく変化するエッジ部分に対して感度が高く,明度の変化が平坦な部分に対しては感度が低い特性を持っている。そこで,多階調のテクスチャ模様についてエッジ部分のコントラストを強調すると,人間の目には地紋原本の合成カモフラージュ模様のコントラストが高く見えて地紋原本における潜像の隠蔽性を高めることができる。さらに,テクスチャ模様のエッジ部分を強調することは,テクスチャ模様の特徴をより忠実に再現することになるので,意匠性向上にもつながる。
具体的には,グレイのテクスチャ模様のある注目画素について,注目画素が周囲の領域に対してどの程度異なっているかを検出し,その差分を強調することで,エッジ領域を強調,すなわち先鋭化する。この先鋭化の演算式は,以下のとおりである。
式(10)によれば,図31(a)に示したとおり,明度低下補正を行った階調値Gray_Vについて,注目画素Gray_V(i,j)の階調値と,その周囲の7×7の画素の階調値の平均meanとの差分を求め,それを強調パラメータSTRENGTHに従って強調(乗算)し,元の階調値Gray_V(i,j)に加算する。また,上記の式(11)は平均値を求める式である。これらの演算により,図31(b)に示したとおり,エッジ部分において,エッジ両側の低い階調値の画素はより低い階調値に,高い階調値の画素はより高い階調値に変換され,エッジの明暗コントラストが強調される。図31(b)の横軸は画像のx,y方向を,縦軸は画像の明度をそれぞれ示している。
上記の演算式において,周囲の領域の大きさを示すパラメータAREAを大きくすることで,エッジの周りの領域をぼかすことができ,強調パラメータSTRENGTHを大きくしなくても自然に先鋭化を実現できる。なお,地紋画像形成で使用されるスクリーン線数は比較的低いので解像度が低く,パラメータAREAを大きくしてエッジの周囲の領域がぼけたとしても地紋画像の画質低下にはならない。
なお,上記の先鋭化処理は,アンシャープ処理とも称されている。例えば,「おはなし カラー画像処理」CQ出版社,洪博哲著には,アンシャープマスキングについて詳述されている。
図32は,エッジ部分のコントラスト強調(先鋭化)と明度補正を行ったテクスチャ模様,合成カモフラージュ模様とそれを使用した地紋画像とを示す図である。この例では,レンガ調テクスチャ模様を,図29のV=60,C=0の合成階調変換テーブルで明度低下処理を行い,式(10)で先鋭化処理を行って,調整されたテクスチャ網用430を生成している。そして,図21のカモフラージュ模様112と合成した合成カモフラージュ模様432を生成し,カモフラージュ模様付き地紋画像416とその複写地紋画像420とを生成している。すなわち,テクスチャ模様データは,グレイ階調値Grayに変換され,C=0,V=60の合成階調変換テーブルで階調値変換され(Gray_V),AREA=25,STRENGTH=2で先鋭化処理(エッジ部分のコントラスト強調処理)され,調整されたテクスチャ模様430が生成されている。このテクスチャ模様430は,全体に明度が低く補正され,且つエッジ部分のみコントラストが強められている。
テクスチャ模様430と第1のカモフラージュ模様とがオーバーレイにより合成され,合成カモフラージュ模様432のグレイ階調値Gray_Vを階調値K(=255−Gray_V)に反転し,階調値Kを地紋画像の入力階調値In=255で補正(Ki=(Gray_V/255)×In)し,補正した階調値Kiを図8,9の背景部,潜像部ディザマトリクス34,33の閾値と比較して原本の地紋画像416を生成している。
図32の地紋原本416では,図30と比較すると低階調領域および高階調領域での階調のつぶれ(階調数の低下)がなく意匠性が優れており,テクスチャ模様のエッジ部分が強調されているので地紋原本416の潜像の隠蔽性が向上している。さらに,明度を低下させているので,地紋の複写物420では潜像の識別性が高くなっている。よって,総合的には,図32は,図30よりも優れた地紋画質を提供することができる。
上記の,(1)明度低下補正に加えて,(2)全体のコントラストを強調する補正,または(3)エッジ部分のコントラストを強調する補正のいずれかを選択することが望ましい。たとえば,多階調のテクスチャ模様と第1のカモフラージュ模様とを合成した際に先鋭化処理によりコントラストが強すぎて第1のカモフラージュ模様原本の忠実性が損なわれる場合は,(2)全体のコントラスト補正を採用するのがよい。逆に第1のカモフラージュ模様原本の忠実性が損なわれない場合は,(3)先鋭化処理を採用するのがよい。
[テクスチャ模様(第2のカモフラージュ模様)の調整工程]
テクスチャ模様(第2のカモフラージュ模様)の調整は,ユーザによりテクスチャ模様を登録する際に自動的に行ってもよく,ユーザにより手動で行っても良い。そして,いずれの場合でも,テクスチャ模様の登録時だけでなく,登録後いつでもユーザにより調整可能にしておけば,地紋画質をユーザの好みに応じて調整することができ,ユーザの利便性が上がる。
図33は,図22のテクスチャ模様(第2のカモフラージュ模様)の自動調整工程のフローチャート図である。テクスチャ模様を登録する際に,プリンタドライバは,図32の自動調整工程を実行する。まず,ユーザの指定に応答して,プリンタドライバは,テクスチャ模様データ(第2のカモフラージュ模様データ)を入力する(S50)。テクスチャ模様データは,2階調を越える多階調の画像データかカラー画像データのいずれかである。テクスチャ模様データがカラーデータの場合は(S51),プリンタドライバは,テクスチャ模様データをグレイデータに変換し(S52),それをメモリに保存する(S53)。
そして,プリンタドライバは,保存したグレイデータが明るいか否かを,グレイデータの平均階調値が高い(たとえば最大階調値の25%以上)か否かを判定し(S54),高ければ(明るければ)V=40,C=0に設定し(S55),低ければ(暗ければ)V=100,C=0に設定し(S56),合成変換テーブルにしたがってグレイデータを階調値変換する。V=40,C=0に設定した場合は,明度低下処理が行われ全体のコントラスト補正は行われず,V=100,C=0に設定した場合は,明度低下処理も全体のコントラスト補正も行われない。
次に,プリンタドライバは,AREA=20,STRENGTH=2に設定し(S58),階調変換されたグレイデータを先鋭化処理する(S59)。これにより,明度が適切な低いレベルにあるグレイ画像のエッジ部分のコントラストが強調される。最後に,プリンタドライバは,上記V,C,AREA,STRENGTHの調整パラメータを保存するか,もしくは調整されたテクスチャ模様(第2のカモフラージュ模様)データをメモリに保存する(S60)。
以上の通り,テクスチャ模様の自動調整工程では,明度低下処理と先鋭化処理とをあらかじめ設定した調整パラメータにしたがって行う。
なお,合成カモフラージュ模様について自動調整を行う場合は,合成カモフラージュ模様が人物を含むなどの自然画像の場合は,明度低下処理と全体のコントラスト向上処理とを行い,グラフィック画像の場合は,明度低下処理と先鋭化処理とを行うのが望ましい。
図34は,図22のテクスチャ模様(第2のカモフラージュ模様)のマニュアル調整工程のインターフェース画面の図である。図34のインターフェース画面は,図27のインターフェース画面のさらに下位の画面であり,図27の「テクスチャ模様の調整」ボタン137をクリックするとこの画面に遷移する。
テクスチャ模様のマニュアル調整画面150は,テクスチャ模様データを選択する領域152と,選択したテクスチャ模様のプレビュー領域153と,明度パラメータVとコントラストパラメータCとを設定する領域154と,先鋭化処理のパラメータであるAREA(範囲)とSTRENGTH(強度)を設定する領域155と,調整されたテクスチャ模様のプレビュー領域156とを有する。ユーザは,領域152でテクスチャ模様を選択し,プレビュー領域153,156を見ながら,領域154,155で調整パラメータを適宜選択し決定することができる。そして,「OK」ボタンをクリックすることで,調整パラメータが保存される。
以上のテクスチャ模様の調整工程が終わると,第1のカモフラージュ模様との合成模様が図26の領域136に表示される。さらに,図示しない地紋設定画面において,合成カモフラージュ模様が反映された地紋画像が表示される。テクスチャ模様または合成カモフラージュ模様は,明度とコントラストが調整されているので,ユーザが任意に取得した第1のカモフラージュ模様と第2のカモフラージュ模様(テクスチャ模様)であっても,地紋の原本のカモフラージュ模様による意匠性を高め,地紋の原本の隠蔽性を高め,地紋の原本の本来の印刷画像の認識性の低下を抑制し,地紋の複写物の識別性を高めることができる。