JP7204420B2 - 画像処理装置、及び、画像処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、インクを吐出する複数のノズルの吐出特性に起因した濃度むらを低減するための技術に関する。
インクジェット方式の記録装置で用いられる記録ヘッドにおいて、その製造上の誤差などの原因によって複数のノズル間で吐出量にばらつきが生じることがある。このような吐出量のばらつきがあると、記録される画像に濃度むらが生じ易くなる。従来、このような濃度むらを低減する処理として、特許文献1に記載されるようなHS(Head Shading)技術が知られている。HSでは、ノズル個々の吐出量に関する情報に基づいて、画像データを補正する。この補正によって最終的に記録されるインクドットの数を増加または減少させ、記録画像における濃度の調整を行うことができる。
一方、記録ヘッドに不吐出ノズルがある場合には、記録される画像に白スジが生じる。このような白スジを低減する方法としては、不吐補完技術が知られている。不吐補完では、不吐出ノズルの隣接ノズルで記録するドットの数やサイズを変更することで、白スジが視覚的に目立たないようにすることができる。特許文献2には、HS技術と不吐補完技術とを併用する場合に、2つの処理を干渉させないための技術が記載されている。
特開平10-13674号公報 特開2012-147126号公報
しかしながら、従来技術では、十分な補正が実現できずに濃度むらやスジが残ることがあった。特許文献1および特許文献2では、所定の目標濃度を定め、各ノズルに対する濃度が該目標濃度となるように入力画像に対する補正を行う。このとき、不良ノズルに対する補正のみでは十分な補正が実現できないことがある。例えば、補正対象の不良ノズルが平均よりも吐出量が少ないノズルであった場合には、入力画像の画素値を最大値に補正しても目標濃度を実現できないことがあった。
そこで本発明は、上記の課題に鑑み、不良ノズルに対する補正のみでは十分な補正が実現できない場合に、記録される画像の濃度むらやスジを低減することを目的とする。
本発明は、入力画像を、複数の記録素子が配列した記録ヘッドを用いて記録媒体に記録するための画像処理装置であって、前記記録素子それぞれについて、前記入力画像とは異なるパッチ画像の階調に応じた出力濃度を示す濃度特性情報を取得する濃度特性取得手段と、前記階調に応じた目標値を示す目標特性を取得する目標値取得手段と、前記濃度特性情報と前記目標特性とに基づいて、前記入力画像を補正する補正手段と、を有し、前記補正手段は、前記複数の記録素子のうち注目記録素子に隣接する隣接記録素子に対応する目標特性を、前記注目記録素子に対応する前記入力画像の画素の入力値および前記注目記録素子における前記濃度特性情報に基づいて補正し、前記補正された目標特性に基づき前記入力画像を補正することを特徴とする画像処理装置である。
本発明によれば、不良ノズルに対する補正のみでは十分な補正が実現できない場合に、記録される画像の濃度むらやスジを低減することが可能となる。
一実施形態に係るインクジェットプリンタの模式図。 一実施形態に係る記録システムの構成を示すブロック図。 一実施形態に係る記録装置における画像処理部の構成を示すブロック図。 第1の実施形態に係るHS処理部305の処理のフローチャート。 測定用画像の例を示す図。 第1の実施形態に係るHS処理部305の処理を説明するための図。 第2の実施形態に係るHS処理部305の処理のフローチャート。 第2の実施形態に係るHS処理部305の処理を説明するための図。 第5の実施形態に係るMCS処理部313の処理を説明するための図。 第5の実施形態に係るMCS処理部313の処理のフローチャート。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に記載されている内容はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
<インクジェットプリンタの構成について>
図1は、一実施形態に係るインクジェットプリンタ(以下、単純に記録装置とする)100を模式的に示す図である。図1に示すように、記録装置100は、記録装置100の構造材をなすフレーム上に記録ヘッド101~104を備える。記録ヘッド101は、Kインクを吐出する複数の記録素子(以下ノズル)を有する。また、記録ヘッド102は、Cインクを吐出する複数のノズルを有し、記録ヘッド103は、Mインクを吐出する複数のノズルを有し、記録ヘッド104は、Yインクを吐出する複数のノズルを有する。なお、本明細書では、各インク色を一文字で、具体的には、ブラックをK、シアンをC、マゼンダをM、イエローをYと表す。また、レッドをR、グリーンをG、ブルーをBと表す。記録ヘッド101~104はそれぞれ、記録用紙106の幅に対応した範囲に所定方向(図中x方向)に沿って複数のノズルが配列した、いわゆるフルラインタイプの記録ヘッドである。各インク色のノズル列におけるノズル配置の解像度は、1200dpiである。
記録媒体としての記録用紙106は、搬送ローラ105(および他の不図示のローラ)がモータ(不図示)の駆動力によって回転することにより、所定方向(図中に太線矢印で示すy方向)に搬送される。そして、記録用紙106が搬送される間に、記録ヘッド101~104それぞれの複数のノズルから記録データに応じて記録色材、つまりインクが吐出されることにより、それぞれの記録ヘッドのノズル列に対応した1ラスタ分の画像が順次記録される。また、y方向における記録ヘッド101~104よりも下流の位置には、記録ヘッド101~104と並列する状態で所定のピッチで読み取り素子が配列したスキャナ107が配備されている。スキャナ107は、記録ヘッド101~104で記録した画像を読み取り、各画素がR、G、Bの3チャンネルの値を有する多値画像のデータとして出力することができる。このような、搬送される記録用紙に対する各記録ヘッドからのインク吐出動作を繰り返すことにより、例えば、一頁分の画像を記録することができる。なお、本発明を適用可能な記録装置は、上で説明したフルラインタイプの記録装置に限られない。例えば、記録ヘッドを記録用紙の搬送方向と交差する方向に走査して記録を行う、いわゆるシリアルタイプの記録装置にも本発明を適用することができる。
<記録システムの構成について>
図2は、一実施形態に係る記録システムを示すブロック図である。図2に示すように、記録システムは、図1に示した記録装置100と、そのホスト装置としてのパーソナルコンピュータ(以下、単純にホストPCとする)200とを有する。
まず、ホストPC200の構成要素について説明する。CPU201は、記憶手段であるHDD203やRAM202に格納されているプログラムに従った処理を実行する。RAM202は、揮発性のストレージであり、プログラムやデータ等が一時的に格納される。また、HDD203は、不揮発性のストレージであり、同じくプログラムやデータ等が格納される。データ転送I/F(I/Fはインターフェースの略記)204は、ホストPC200と記録装置100との間におけるデータの送受信を制御する。このデータ送受信の接続方式としては、USB、IEEE1394、LAN等を採用することができる。キーボード・マウスI/F205は、キーボードやマウス等のHID(Human Interface Device)を制御するI/Fである。ユーザがHIDを用いて入力した内容を示すデータは、キーボード・マウスI/F205を介してCPU201に渡される。ディスプレイI/F206は、ディスプレイ(不図示)における表示を制御する。なお、ホストPC200は、前述の構成要素以外のものを備えても良い。
続けて、記録装置100の構成要素について説明する。CPU211は、ROM213やRAM212に格納されているプログラムに従った処理を実行する。この処理には、後述する各実施形態の処理が含まれる。RAM212は、揮発性のストレージであり、プログラムやデータ等が一時的に格納される。また、ROM213は不揮発性のストレージであり、後述する各実施形態の処理で作成されるテーブルデータやプログラム等を格納することができる。データ転送I/F214は、記録装置100とホストPC200との間におけるデータの送受信を制御する。ヘッドコントローラ215は、図1に示した記録ヘッド101~104のそれぞれに対して記録データを供給するとともに、記録ヘッドの吐出動作を制御する。具体的には、ヘッドコントローラ215は、RAM212の所定のアドレスから制御パラメータと記録データとを読み込む構成とすることができる。CPU211が、制御パラメータと記録データとをRAM212のこの所定のアドレスに書き込むと、ヘッドコントローラ215による処理が開始され、記録ヘッド101~104からのインク吐出が行われる。
CPU211は、後述する測定用画像を記録するための記録制御手段としても機能する。画像処理アクセラレータ216は、ハードウェアによって構成され、CPU211よりも高速に画像処理を実行することができる。具体的には、画像処理アクセラレータ216は、RAM212の所定のアドレスから画像処理に必要なパラメータとデータとを読み込む構成とすることができる。CPU211がこれらパラメータとデータとをRAM212のこの所定のアドレスに書き込むと、画像処理アクセラレータ216が起動され、所定の画像処理が行われる。以下の実施形態では、後述するヘッドシェーディング処理部(以下、HS処理部と略記する)で用いられるテーブルのパラメータを生成する処理を、CPU211により実現されるソフトウェアコンポーネントによって行う。一方、HS処理部の処理を含む記録時に要する画像処理を、ハードウェアコンポーネントである画像処理アクセラレータ216によって行う。なお、画像処理アクセラレータ216は必須の構成要素ではなく、プリンタの仕様などに応じて、CPU211による処理のみで、テーブルパラメータの生成処理および画像処理を実行しても良い。スキャナコントローラ217は、図1に示したスキャナ107の個々の読み取り素子を制御しつつ、これらから得られたRGBデータをCPU211に出力する。なお、記録装置100は、前述の構成要素以外のものを備えても良い。
以上説明した記録システムにおいて、濃度むらやスジを低減するための幾つかの実施形態を以下で説明する。
[第1の実施形態]
本実施形態では、不良ノズルに対するHS処理だけでは不十分な場合に、その不良ノズルに隣接するノズルに対する補正処理を行う。図3(a)は、本実施形態に係る、記録装置100における画像処理部302の構成を示すブロック図である。即ち、本実施形態では、図2に示した記録装置100の制御、処理のための各要素によって画像処理部302の各コンポーネントが実現されるものとする。なお、以下では、画像処理部302の全てのコンポーネントが記録装置100に含まれる構成を示すが、画像処理部の構成はこれに限られない。例えば、図2に示したホストPC200において画像処理部が構成されても良く、或いは、画像処理部の一部がPC200において構成され、その他の部分が記録装置100において構成されても良い。
図3(a)に示すように、記録装置100は、入力部301と、画像処理部302と、出力部308とを有する。入力部301には、ホストPC200から送信された画像データが入力され、入力部301は、該入力された画像データを画像処理部302へ渡す。画像処理部302は、入力色変換処理部303と、インク色変換処理部304と、HS(Head Shading)処理部305と、TRC(Tone Reproduction Curve)処理部306と、量子化処理部307とを有する。
画像処理部302において、まず、入力色変換処理部303は、入力部301から渡された画像データを、記録装置100の色再現域に対応した画像データに変換する。本実施形態では、入力部301から渡された画像データとは、モニタの表現色であるsRGB等の色空間座標中の色座標(R,G,B)を示すデータであり、R、G、Bの各値は8ビットで表現される。入力色変換処理部303は、この画像データを、3要素から構成される色信号である、記録装置100の色再現域に対応した画像データに変換する。ここで変換された後の画像データは、各画素が3チャンネル(R’ 、G’ 、B’とする)の画素値を有するビットマップ形式の画像データである。R’、G’、B’の各値は、8ビットで表現される。R、G、Bの各値からR’ 、G’ 、B’の各値への変換には、マトリクス演算処理や3次元ルックアップテーブル(以下、3DLUTと記載する)を用いた処理等の公知の手法を用いることができる。本実施形態では、3DLUTを用い、これに補間演算を併用して変換処理を行う。なお、画像処理部302において扱われる8ビットの画像データの解像度は、記録ヘッドのノズル配置の解像度と同一の1200dpiである。
インク色変換処理部304は、入力色変換処理部303によって変換された画像データに対して、記録装置100で用いる複数のインクに対応した色信号に変換する変換処理を行う。本実施形態の記録装置100はブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクを用いることから、RGB信号の画像データは、K、C、M、Yの各8ビットの色信号からなる画像データに変換される。この色変換も、前述の入力色変換処理部303における変換処理と同様、3DLUTに補間演算を併用して行う。なお、他の変換手法として、前述の変換処理と同様、マトリクス演算処理等の手法を用いることもできる。
HS処理部305は、インク色変換処理部304で変換されたインク色信号の画像データに対して、記録ヘッドを構成する各ノズルの吐出特性に応じた補正を行う。HS処理の詳細については後述する。
TRC処理部306は、HS処理されたK、C、M、Y各8ビットのインク色信号からなる画像データに対して、インク色毎に、出力部308で記録されるドットの数を調整する。詳細には、記録媒体上に記録されるドットの数と、その数のドットによって実現される明度との関係が線形になるよう、画像データを補正することで、記録媒体に記録されるドットの数を調整する。
量子化処理部307は、TRC処理部306で処理されたK、C、M、Y各8ビット(256値)のインク色信号から成る画像データに対する量子化処理を行うことで、1ビット(2値)データを得る。量子化処理方法として、本実施形態ではディザ法を用いるが、誤差拡散法など他の疑似中間調処理を用いても良い。
出力部308は、量子化によって得られたドットデータに基づいて記録ヘッドを駆動し、記録媒体に各色のインクを吐出して記録を行う。出力部308は、具体的には、図1に示した、記録ヘッド101~104を備えた記録機構によって構成される。
<HS処理について>
以下、HS処理部305によって実行されるHS処理について、図4~図6を用いて説明する。
図5は、記録ヘッドを構成するノズル毎の濃度特性を取得するための測定用画像の例を示す図である。記録用紙106上に、9階調のパッチ501~509が記録されている。これらのパッチは単一のインク色のみで記録されており、以下では記録ヘッド101から吐出されたKインクのみで記録されている例を用いて説明する。
なお、本実施形態では、測定用画像を記録する際に、単一のインク色のみで記録するために、入力画像は、図3(a)に破線で示すバイパス経路309を経由する。このような構成にすることで、入力色変換処理部303、インク色変換処理部304、HS処理部305を経ずに、入力画像をTRC処理部306に直接入力することができる。
測定用画像が記録された記録用紙106を、スキャナ107によってスキャンすることで、各画素がR、G、Bの3チャンネルの値を持つビットマップ形式の画像データが得られる。測定用画像をスキャンすること等で取得される画像データを、スキャン画像と称する。取得された3チャンネルのスキャン画像は、スキャナの色特性に合わせて事前に用意された色変換テーブルを用いて、1チャンネルのスキャン画像に変換される。本例では、CIEXYZ色空間のYに対して線形な16bit値に変換するための色変換テーブルを用いる。なお、1チャンネルのスキャン画像の色空間は任意であり、1チャンネルの値として、CIELab*のL*に相当する値や、濃度に相当する値を用いることができる。また、測定用画像がC、M、Y等のカラーインクで記録されている場合には、明るさに相当する値ではなく彩度に相当する値を用いることもできる。本例では、スキャン解像度は、記録ヘッドのノズル配置の解像度と同じ1200dpiである。
図4(a)は、HS処理部305によって実行されるHS処理のフローチャートである。HS処理ではまず、ステップS401において、HS処理部305は、入力画像を取得する。本ステップで取得する入力画像とは、具体的には、インク色変換処理部304が出力したインク色信号の画像データである。なお、以下では、「ステップS~」を単純に「S~」と記載する。
S402において、HS処理部305は、スキャナ107でスキャンすること等で得た1チャンネルのスキャン画像に基づき、注目画素に対応した位置の測定曲線を取得する。ここで測定曲線とは、スキャン画像の信号値をプロットし、プロットした点間を補間することで得られる曲線である。
図6(a)に、S402で取得した測定曲線の一例を示す。図6(a)において、横軸は、測定用画像の入力信号値であり、縦軸は、スキャン画像の信号値である。図6(a)の破線601は、測定用画像の入力信号値の上限値を示し、パッチ509に対応する値である。本例では入力信号値が8bitであるため、この上限値を255とする。図6(a)の測定曲線602は、9階調のパッチ501~509それぞれに対するスキャン画像信号値に補間演算を適用することで得られる測定曲線である。本例では、補間方法として区分線形補間を用いる。但し、補間方法として、任意の方法を用いて良く、公知のスプライン曲線などを用いても良い。
測定曲線602は、画素位置xに対応するノズルの濃度特性を表しており、測定用画像を記録する際に用いたノズル数分だけこのような曲線が得られる。つまり、ノズルの濃度特性に応じて異なる測定曲線がノズルごとに得られる。例えば、吐出量が相対的に小さいノズルの測定曲線は、吐出量が相対的に大きいノズルの測定曲線と比較すると、図6(a)中の上方向に(つまり、明るい方向に)シフトする。
S403において、HS処理部305は、注目画素に対応した位置の補正後目標特性を取得する。ここで補正後目標特性とは、各ノズルの測定曲線に応じて補正された目標特性である。なお、本例では、補正後目標特性は、目標特性補正処理により予め生成されているものとする。目標特性補正処理の詳細は、後述する(図4(b)参照)。
S404において、HS処理部305は、補正後入力値を取得する。本ステップにおける補正後入力値の取得について、図6(c)の例を用いて説明する。図6(c)において、符号604は、S401で取得された入力値を示し、符号612は、S403で取得された補正後目標特性を示す。このとき、補正後目標特性612に従って、入力値604に対応する目標値605を取得する。そして、測定曲線602に従って、目標値605に対応する階調値を、補正後入力値606として取得する。以上でHS処理部305におけるHS処理を完了する。
以上が、本実施形態に係るHS処理部305によって実行されるHS処理の内容である。
<目標特性補正処理について>
以下、目標特性補正処理について、図4(b)を用いて説明する。図4(b)は、目標特性補正処理のフローチャートである。
まずS411において、CPU211は、スキャナ107でスキャンすることで得たスキャン画像に基づいて、ノズル位置xに対応した画素位置の測定曲線を取得する。ノズル位置xの初期値は0である。
S412において、CPU211は、目標特性を取得する。本例では、紙白領域であるパッチ501に対する平均測定値と、最も濃度が高い領域であるパッチ509に対する平均測定値との間を結んだ直線を目標特性として定める。図6(a)の直線603は、本ステップで取得される目標特性の一例を示す。
S413において、CPU211は、不足量ΔYを算出する。本実施形態における不足量とは、注目記録素子(注目ノズル)の測定曲線に従った場合に再現できない目標値と測定値との差分の大きさを意味する。不足量の例を図6(b)に示す。図中の符号607は、あるノズルの濃度特性を示し、符号603は、目標特性を示す。濃度特性607を有するノズルにおいては、補正後入力値を上限値601まで増加させても、スキャン画像の測定値は、符号608に示す値までしか変化せず、高濃度を実現できない。そのため、目標特性603に対して、図中の網掛け領域610において不足量が生じる。
S414において、CPU211は、ノズル位置xが上限に達しているか判定する。本ステップの判定結果が真の場合、S415に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、xに1を加算して、ステップS411に戻る。
S415において、CPU211は、不足ノズルがあるか判定する。ここで不足ノズルとは、ΔY≠0のノズルを意味する。本ステップの判定結果が真の場合、S416に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、目標特性補正処理を終了する。
S416において、CPU211は、不足ノズルの中から1つのノズルを選択する。本ステップで選択した不足ノズルを、注目不足ノズルと称する。ここでは、一例として、xが小さいものから順に選ぶものとする。なお、本ステップにおける不足ノズルの選択方法として、任意の方法を採用して良い。
S417において、CPU211は、注目不足ノズルに隣接するノズル(以下、隣接ノズル)の目標特性を補正する。詳しくは、注目不足ノズルにおける不足量ΔYを、注目不足ノズルの隣接ノズルを用いて補うために、該隣接モデルの目標特性を下方向に(つまり、暗い方向に)シフトする。ここで隣接ノズルとは、注目不足ノズルに対してx方向(左右)に隣接する2つのノズルを意味する。図6(c)は、隣接ノズルの目標特性を補正する例を示す図であり、注目不足ノズルの右側(または左側)の隣接ノズルの目標特性603を下方向にシフトした結果、補正後目標特性612を得たことを示している。図6(c)の網掛け領域611に示すように、各階調値において、目標特性603をΔY/2だけ下にシフトしている。このように本実施形態では、注目不足ノズルにおける不足量ΔYを補うために、注目不足ノズルの左右それぞれのノズルの目標特性について、各階調値において、補正後目標特性と(補正前)目標特性との間の差がΔY/2と等しくなるように下方向にシフトする。
S418において、CPU211は、注目不足ノズルの不足量ΔYを初期化して0にする。S418が完了すると、S415へと戻り、不足ノズルがあるか再び判定される。以上が、本実施形態に係る目標特性補正処理の内容である。
<本実施形態の効果、変形例について>
以上説明したように、本実施形態によれば、不良ノズルに対するHS処理だけでは十分な補正が実現できない場合に、記録される画像の濃度むらやスジを低減することが可能となる。
なお、上記の例では、不足量として、目標値と補正前の測定値との間の差分を用いたが、用いる不足量はこれに限定されず、目標値と補正後の測定値との間の差分を用いても良い。
また、上記の例では、不足ノズルも用いて記録する形態を示した。しかし、不足量が所定の閾値以上の不足ノズルについては、用いるべきでない不良ノズルとみなして、この不足ノズルに対する入力値を補正、具体的には、インク不吐を示す値に変更しても良い。この場合、補正後の入力階調値は0となる。
[第2の実施形態]
第1の実施形態では、不良ノズルに対するHS処理だけでは濃度むらやスジを十分に低減できない場合に、該不良ノズルに隣接するノズルの目標特性に対して補正を行う形態について説明した。しかし、注目記録位置ごとに不足量ΔYを算出する第1の実施形態では、入力画像が均一でない場合に、好ましくない補正が行われる虞がある。例えば、吐出量の小さい不良ノズルにおいて発生した不足量ΔYを、隣接ノズルの目標特性を下方向にシフトすることで補償する場合を考える。このとき、入力画像として、不良ノズルに白(吐出なし)、隣接ノズルに白以外(吐出あり)の画像が入力された場合、隣接ノズルで不足量を補償する必要はない。ところが、補正後目標特性に従って、隣接ノズルによる記録が行われる結果、不必要な補正が行われてしまう。
そこで、本実施形態では、HS処理において入力画像を考慮した不足量ΔYを算出することで、入力画像が均一でない場合の弊害を抑制する形態について説明する。なお、第1の実施形態と共通の構成および処理については、説明を省略または簡易化する。
<HS処理について>
以下、本実施形態に係るHS処理について、図7および図8を用いて説明する。図7は、本実施形態に係るHS処理部305によって実行されるHS処理のフローチャートである。
まず、S701において、HS処理部305は、インク色変換処理部304が出力したインク色信号の画像データを入力画像とし、入力画像の注目画素における画素値を、入力値として取得する。注目画素の位置を(x,y)とする。注目画素位置(x,y)の初期値は(0,0)である。
なお、以下の処理は入力画像のインク色毎に行う。各インク色に対する処理は独立に実行可能であり、並列に処理することができる。
S702において、HS処理部305は、スキャナ107でスキャンすることで得たスキャン画像に基づいて、注目画素位置に対応する測定曲線を取得する。図8(a)は、本ステップで取得される測定曲線の一例として、測定曲線802を示す図である。
S703において、HS処理部305は、目標特性に従い目標値を取得する。以下、具体的に説明すると、本例では、紙白領域であるパッチ501に対する平均測定値と、最も濃度が高い領域であるパッチ509に対する平均測定値との間を結んだ直線を目標特性として定める。図8(b)の直線803は、本ステップで取得される目標特性の例を示す。次に、取得した目標特性803に従い、階調値である入力値804に対応する測定値805を、目標値として取得する。
S704において、HS処理部305は、補正後入力値を取得する。例えば、図8(b)に示すように、測定曲線802に従い、目標値805に対応する階調値806を、補正後入力値として取得する。
S705において、HS処理部305は、不足量ΔYを算出する。本実施形態における不足量とは、S704の補正だけでは足りない量、即ち補正量の不足分を意味し、以下の式(1)を用いて算出できる。
Figure 0007204420000001
なお、図8(b)に示す例ではΔY=0である。
S705の一例として、図8(c)に、ΔY≠0となるノズルの濃度特性807に応じて不足量ΔYを求めるケースを示す。このノズルにおいては、補正後入力値を上限(符号801)まで増加させても、濃度特性の値は、符号808で示す値までしか変化しない。そのため、符号809に示す入力値が入力された場合、目標値810を実現することができず、符号811で示す不足量ΔYが生じる。
S705で算出した不足量ΔYのデータは、注目インク色に対するHS処理が完了するまで、対応する画素位置(x,y)のデータとともに保持される。
S706において、HS処理部305は、着目画素のy座標が上限に達しているか(言い換えると、着目画素の位置が入力画像の下端に達しているか)判定する。本ステップの判定結果が真の場合、S707に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、yの値に1を加算して、S701に戻る。
S707において、HS処理部305は、着目画素のx座標が上限に達しているか(言い換えると、着目画素の位置が入力画像の右端に達しているか)判定する。本ステップの判定結果が真の場合、S708に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、yの値を初期化して0にし、xの値に1を加算して、S701に戻る。
S708において、HS処理部305は、不足画素があるか判定する。ここで不足画素とは、ΔY≠0の画素を意味する。本ステップの判定結果が真の場合、S709に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、注目インク色のHS処理を終了する。
S709において、HS処理部305は、不足画素の中から1つの画素を選択する。本ステップで選択した不足画素を、注目不足画素と称する。本例では、上記の走査順に選択するものとする。即ち、xが小さいものから順に選び、xが同一であればyが小さいものから順に選ぶ。なお、本ステップにおける不足画素の選択方法として、任意の方法を用いて良い。
S710において、HS処理部305は、注目不足画素の隣接画素に対する目標値に、ΔY/2を加算する。ここで隣接画素とは、注目不足画素に対してx方向(左右)に隣接する2つの画素を意味する。図8(d)に、隣接画素の目標値にΔY/2を加算する例を示す。まず、符号804で示す入力値に対して、目標値805が定まる。次に、目標値805に対して、符号812で示すΔY/2が加算され、目標値は符合813で示す値となる。
S711において、HS処理部305は、注目不足画素における不足量ΔYを初期化して0にする。
S712において、HS処理部305は、隣接画素の補正後入力値を取得する。補正後入力値の取得手法は、S704と同様である。図8(d)に示す例では、ΔY/2が加算された目標値813と測定曲線802とに基づき、補正後入力値814が取得される。S712の処理が完了すると、S708へと戻り、不足画素があるか再び判定する。以上が、本実施形態に係るHS処理の内容である。
<本実施形態の効果、変形例について>
以上説明したように、本実施形態によれば、入力画像が均一でない場合の弊害を抑制しつつ、濃度むらやスジを低減することが可能となる。
なお、上記の例では、説明を簡単にするため、不足量ΔYは隣接画素にΔY/2ずつ均等に分割して加算する形態について説明したが、この配分は偏らせてもよい。例えば、2つの隣接画素の入力値を参照、比較し、入力値が相対的に大きい隣接画素には、配分を相対的に小さくする。これにより、隣接画素において、目標値を実現できなくなることを抑制することができる。また、同様に、2つの隣接画素の測定曲線を参照し、測定曲線が相対的に上側にある隣接画素(相対的に明るい隣接画素)には、配分を相対的に小さくしても良い。また、ノズル毎の特性として、不吐出、吐出量異常、吐出方向異常などの異常を検出できる構成を備える場合には、これらの異常を検出した不良ノズル情報を参照し、隣接ノズルが不良ノズルである場合には不足量を配分しないようにしても良い。なお、このような不良ノズルを用いて記録した場合、不安定な再現となることがあるため、対応する画素の補正後入力値を常に0としておくことが好適である。
また、上記の例では、説明を簡単にするため、ステップS712で不足画素の隣接画素の入力値を補正する際に、隣接画素における不足量ΔYは算出しない形態について説明した。しかし、隣接画素の目標値にΔY/2が加算された結果、隣接画素において目標値を実現できなくなる場合もあり得る。そこで、隣接画素においても不足量ΔYを算出し、該算出した不足量ΔYが0でない場合に、該隣接画素のさらに隣の画素の目標値に当該不足量ΔYを加算しても良い。その場合、ΔYの配分は片方向のみに偏らせる。この処理は任意の隣接画素数に対して繰りかえし実行することが可能であるが、意図しない弊害を抑制するために、隣接画素数には制限を設けることが好適である。
また、上記の例では、不足量ΔYを用いて隣接画素の目標値を補正する形態を示したが、その代わりに、隣接画素の測定曲線を補正するようにしても、等価な処理を実現可能である。この場合には、例えば、図8(d)に示す隣接画素の測定曲線802を一様にΔY/2だけ上方向にシフトすれば良い。
また、上記の例では、不足量が生じる画素に対しても補正を行い、不足量を式(1)に従って算出する形態について説明した。しかし、不足量が生じる画素に対応するノズルは不良ノズルであるとみなし、該画素に対する補正を行わないようにしても良い。その場合、不足量は、以下の式(2)を用いて算出できる。
Figure 0007204420000002
また、上記の例では、HS処理の説明として、測定用画像のスキャン解像度を記録ヘッドのノズル配置の解像度と同一の1200dpiとし、1200dpi単位で入力画像を補正する形態について説明した。しかし、スキャン解像度は1200dpiに限られず任意である。また、測定曲線は複数ノズル単位での平均値を用いても良い。このようにすることで、測定曲線を保持するために必要な記憶容量を低減することができる。
[第3の実施形態]
第1の実施形態では、不良ノズルに対するHS処理だけでは濃度むらやスジを十分に低減できない場合に、該不良ノズルに隣接するノズルの目標特性に対して適切な補正を行う形態について説明した。第1の実施形態では、不吐出ノズルが存在する場合にも、この不吐出ノズルに対応する画素の隣接画素に対して適切な目標値を設定したHS処理が行われるため、インク不吐に起因する白スジを低減することができる。しかしこのとき、高濃度領域では不吐出ノズルにおける不足量ΔYが大きくなり、隣接画素における補正量が大きな値となる。その結果、HS処理の補正精度が低下することがある。これは、ドットゲインやスキャナ特性等の影響により、測定曲線が近傍ノズルの影響を受けるために起きる現象である。そのため、HS処理における補正量は大きな値とならないことが好ましい。
そこで本実施形態では、HS処理における補正量を抑制するため、従来の不吐補完技術と組み合わせる形態について説明する。なお、第1の実施形態と共通の構成および処理については、説明を省略または簡易化する。
図3(b)は、本実施形態に係る画像処理部302の構成を示すブロック図である。量子化処理部307から送出された2値データは、不吐補完処理部310に入力される。不吐補完処理部310は、不吐出ノズルの位置に対応するドットを、左右どちらかの隣接ノズルで記録するように移動する。具体的には、まず、不図示の不吐出ノズル検出手段を用いることで、不吐出ノズルの位置を取得する。次に、2値データを参照し、不吐出ノズル位置に対応する画素位置に記録を意味する値「1」が存在する場合には、不記録を意味する値「0」に置換する。その上で、x方向で不吐出ノズルに隣接する画素の情報に基づいて、その隣接画素が不記録であれば、値「0」を値「1」に置換する。
本実施形態では、図5に示す測定用画像を単一のインク色のみで記録する際には、入力画像は、図3(b)に破線で示すバイパス経路309を経由する。このような構成にすることで、入力色変換処理部303、インク色変換処理部304、HS処理部305を経ずに、入力画像に対するTRC処理、量子化処理、および不吐補完処理を実行する。
測定用画像が記録された記録用紙106を、スキャナ107によってスキャンすることで、スキャン画像が得られる。得られたスキャン画像は、上記の不吐補完処理により、不吐部における濃度変化が抑制されている。そのため、図7のS705で算出する不足量ΔYの値が大きくならず、S712における補正量の増加を抑制することができる。
<本実施形態の効果、変形例について>
以上説明したように、本実施形態によれば、従来の不吐補完技術と組み合わせることにより、HS処理における補正量が大きくなることを抑制し、不吐出ノズルが原因の白スジを好適に低減することができる。
なお、上記の例では、従来の不吐補完技術として、量子化処理後にドットを移動させる方法を採用する形態について説明したが、不吐補完の方法はこれに限定されず任意の方法を採用して良い。例えば、不吐補完の方法として、量子化処理の前に、不吐出ノズル位置に対応する入力画素値を、両隣の画素の画素値に半分ずつ加算する不吐補完処理を行う構成としても良い。
[第4の実施形態]
第2の実施形態では、測定用画像のスキャン解像度を記録ヘッドのノズル配置の解像度と同一の1200dpiとし、1ノズル単位の測定曲線を用いてHS処理を行う形態について説明した。また、測定曲線は複数ノズル単位での平均値を用いても良いことを説明した。
これに対し、本実施形態では、複数記録素子単位でのHS処理と、1記録素子単位でのHS処理とを2段階に分けて行う形態について説明する。なお、第2の実施形態と共通の構成および処理については、説明を省略または簡易化する。
図3(c)は、本実施形態に係る、画像処理部302の構成を示すブロック図である。HS処理部305から送出されたインク色信号の画像データは、低周波HS処理部311に入力される。
低周波HS処理部311では、図7に示すフローチャートの処理により、入力画像に対する補正を行う。このとき、ステップS702において、スキャン画像に基づき測定曲線を取得する際に、前述の実施形態のような1画素値ではなくスキャン画像のx方向近傍画素の平均値を用いて、測定曲線を作成する。なお、本例では、x方向近傍20画素の平均値を用いるものとする。即ち、低周波HS処理部311では、20ノズル単位の低周波むらを対象とした補正を行う。
本例では、低周波HS処理部311で用いる測定用画像を記録する際には、入力画像は、図3(c)に破線で示すバイパス経路309を経由する。また、HS処理部305で用いる測定用画像を記録する際には、入力画像は、バイパス経路312を経由する。このような構成にすることで、HS処理部305で用いる測定用画像を、低周波HS処理部311により補正が行われた後の画像とすることができる。
<本実施形態の効果について>
本実施形態によれば、HS処理部305にて、低周波HS処理部311で補正されない高周波の残差だけを対象とした補正を行えば足りるようになるため、HS処理部305の処理量を低減することが可能となる。
[第5の実施形態]
第2の実施形態では、測定用画像の各パッチは単一のインク色のみで記録され、インク色毎にHS処理を行う形態について説明した。しかし、上記のようなインク色毎のHS技術を用いても、2種類以上のインクを重ねて多次色を表現しようとする場合に、色むらが生じることがある。このような課題を解決するための技術として、MCS(Multi Color Shading)処理と呼ばれる技術がある。
本実施形態では、MCS処理において、不良ノズルに対する補正処理だけでは色むらが残ってしまうような場合に、不良ノズルに隣接するノズルに対して適切な補正を行う形態について説明する。
図3(d)は、本実施形態に係る画像処理部302の構成を示すブロック図である。入力色変換処理部303から送出されたRGB信号の画像データは、MCS処理部313に入力される。MCS処理部は、RGB信号の画像データに対して、記録ヘッドを構成するノズルの吐出特性に応じた補正を行う。MCS処理の詳細は、後述する(図10参照)。補正されたRGB画像は、インク色変換処理部304へ送出される。
MCS処理で用いる測定用画像は、入力信号値であるR値と、G値と、B値とをそれぞれ独立に変化させた複数のパッチを記録する画像である。本例では、R値、G値、B値の各値について0、64、128、192、255の5階調とし、5^3=125通りの多次色パッチを記録する。なお、パッチの組み合わせは限定されず、任意の組み合わせのパッチを用いて良い。また、簡単のため、R値と、G値と、B値との組み合わせを、RGB値と記載する。
本実施形態では、MCS処理部313で用いる測定用画像を記録する際に、入力画像は、図3(d)に破線で示すバイパス経路314を経由する。このような構成にすることで、MCS処理部313で用いる測定用画像を、HS処理部305により補正が行われた後の画像とすることができる。
上記の測定用画像を、スキャナ107によってスキャンすることで、スキャン画像が得られる。本実施形態は第1の実施形態と異なり、スキャン画像は1チャンネルの画像データに変換されず、R、G、B3チャンネルの画像データとして保存される。
[MCS処理について]
以下、本実施形態に係るMCS処理について、図10を用いて説明する。図10は、MCS処理部313によって実行されるMCS処理のフローチャートである。MCS処理とHS処理との主な違いは、図5に示す測定用画像が多次色のパッチを含むことと、不足量としてΔYの代わりにΔRGBを用いることである。
まず、S1001において、MCS処理部313は、インク色変換処理部304が出力したインク色信号の画像データを入力画像とし、この入力画像の注目画素(x、y)における画素値を、入力値(入力RGB値とする)として取得する。
S1002において、MCS処理部313は、スキャナ107でスキャンすることで得たスキャン画像に基づいて、注目画素に対応した位置の測定RGB値を取得する。本例では、125パッチの測定値として、125個の測定RGB値が取得される。
S1003において、MCS処理部313は、目標RGB値を取得する。本例では、入力RGB値とスキャン画像の目標RGB値との対応関係を保持する不図示のLUTを参照することで、目標RGB値を取得する。
ステップS1004において、MCS処理部313は、補正後入力値を取得する。補正後入力値の取得方法について、図9(a)を用いて説明する。図9(a)は、スキャン画像のR値とG値とB値とのそれぞれを軸とする3次元空間である。図中の符号901は、S1003で取得した目標RGB値を表す。また、図中の符号902~905は、S1002で取得した125個の測定RGB値のうち、目標RGB値901を内包する最小の四面体を構成するように選択された4点の測定RGB値を表す。
目標RGB値901と上記4点の測定RGB値902~905との間の距離をそれぞれ算出し、距離の比率に応じてこれらの測定RGB値を補間することで、補正後入力値を算出できる。
S1005において、MCS処理部313は、不足量ΔRGBを算出する。本実施形態における不足量とは、S1004の補正だけでは足りない量、即ち補正量の不足分を意味し、以下の式(3)を用いて算出できる。
Figure 0007204420000003
なお、図9(a)に示す例では、ΔRGBは大きさ0のベクトルである。
図9(b)に、|ΔRGB|>0となる例を示す。図中の符号906は、目標RGB値を表す。このとき、目標RGB値を内包する四面体を構成するような測定RGB値が存在しない場合がある。その場合、四面体の中から目標RGB値との距離が最小となるRGB値(図中の符号907)を補正後入力値とし、不足量ΔRGBを算出する。図中の矢印908は、不足量ΔRGBに対応するベクトルを表す。
S1006において、MCS処理部313は、着目画素のy座標が上限に達しているか(言い換えると、着目画素の位置が入力画像の下端に達しているか)判定する。本ステップの判定結果が真の場合、S1007に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、yの値に1を加算して、S1001に戻る。
S1007において、MCS処理部313は、着目画素のx座標が上限に達しているか(言い換えると、着目画素の位置が入力画像の右端に達しているか)判定する。本ステップの判定結果が真の場合、S1008に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、yの値を初期化して0にし、xの値に1を加算して、S1001に戻る。
S1008において、MCS処理部313は、不足画素があるか判定する。ここで不足画素とは、|ΔRGB|≠0の画素を意味する。本ステップの判定結果が真の場合、S1009に進む。一方、本ステップの判定結果が偽の場合、MCS処理を終了する。
S1009において、MCS処理部313は、不足画素の中から1つの画素を選択する。本ステップで選択した不足画素を、注目不足画素と称する。
S1010において、MCS処理部313は、注目不足画素の隣接画素に対する目標値に、ベクトルΔRGB/2を加算する。図9(c)に、隣接画素の目標値にベクトルΔRGB/2を加算する例を示す。まず、符号901で示す目標RGB値に対して、符号909で示すベクトルΔRGB/2が加算され、目標値は符合910で示す値となる。
S1011において、MCS処理部313は、注目不足画素における不足量ΔRGBを初期化して0にする。
S1012において、MCS処理部313は、隣接画素の補正後入力値を取得する。補正後入力値の取得手法は、S1004と同様である。S1012の処理が完了すると、S1008へと戻り、不足画素があるか再び判定する。以上が、本実施形態に係るMCS処理の内容である。
<本実施形態の効果、変形例について>
以上説明したように、本実施形態によれば、MCS処理において、不良ノズルに対する補正処理だけでは色むらが残ってしまうような場合に、色むらを低減することができる。
なお、上記の例では、測定画像をRGB画像とし、不足量をΔRGBとしたが、用いる色空間はRGB色空間に限られず任意である。例えば、CIEXYZ色空間やCIELab*色空間を用いても良い。
[その他の実施形態]
なお、前述の実施形態では、K、C、M、Yの4色のインクを用いて記録を行うケースについて説明したが、本発明はこのような形態に限られない。例えば、淡シアン、淡マゼンタ、グレイなどの低濃度インクや、レッド、グリーン、ブルー、オレンジ、バイオレットなどの特色インクを用いて記録を行う形態にも、本発明を同様に適用することで、前述の効果を得ることができる。
また、前述の実施形態では、三原色の色信号であるRGB形式で入力された画像データに対し画像処理部302で画像処理を施すケースについて説明した。しかし、各画素が4チャンネル(即ちK、C、M、Y)の画素値を持つ画像データを、記録装置100に直接入力する構成であっても良い。その場合、画像処理部302において、入力色変換処理部303とインク色変換処理部304との処理が不要となる。
また、前述の各実施形態を適宜組み合わせて用いても良い。
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。
305 HS処理部

Claims (16)

  1. 入力画像を、複数の記録素子が配列した記録ヘッドを用いて記録媒体に記録するための画像処理装置であって、
    前記記録素子それぞれについて、前記入力画像とは異なるパッチ画像の階調に応じた出力濃度を示す濃度特性情報を取得する濃度特性取得手段と、
    前記階調に応じた目標値を示す目標特性を取得する目標値取得手段と、
    前記濃度特性情報と前記目標特性とに基づいて、前記入力画像を補正する補正手段と、を有し、
    前記補正手段は、前記複数の記録素子のうち注目記録素子に隣接する隣接記録素子に対応する目標特性を、前記注目記録素子に対応する前記入力画像の画素の入力値および前記注目記録素子における前記濃度特性情報に基づいて補正し、前記補正された目標特性に基づき前記入力画像を補正することを特徴とする画像処理装置。
  2. 前記補正手段は、前記入力画像における入力値に対応する出力濃度と前記目標値との差が小さくなるように、前記入力値を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. さらに、前記記録素子ごとに、前記入力値に対して前記記録素子が再現できない階調分である不足量を、前記濃度特性情報と前記目標特性とに基づいて算出する算出手段を有し、
    前記補正手段は、前記不足量に基づいて、前記隣接記録素子に対応する濃度特性情報または前記隣接記録素子に対応する目標特性を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  4. 前記不足量が0でない記録素子があるか否かを判定する判定手段を更に有し、
    前記不足量が0でない記録素子がある場合、前記補正手段は、前記不足量が0でない記録素子に隣接する記録素子を前記隣接記録素子として、前記隣接記録素子に対応する濃度特性情報または前記隣接記録素子に対応する目標特性を補正することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 前記算出手段は、前記入力画像の各画素位置における前記不足量を算出することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  6. 前記不足量が0でない画素があるか否かを判定する判定手段を更に有し、
    前記不足量が0でない画素がある場合、前記補正手段は、前記不足量が0でない画素に隣接する画素に対応する前記出力濃度または前記目標値を補正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. 前記不足量とは、前記目標値と補正前の前記出力濃度との間の差分、または、前記目標値と補正後の前記出力濃度との間の差分であることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  8. 前記記録ヘッドは、それぞれが異なる色の記録色材を吐出する複数の記録ヘッドを含み、
    前記補正手段は、前記記録色材ごとに補正を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  9. 前記記録ヘッドは、それぞれが異なる色の記録色材を吐出する複数の記録ヘッドを含み、
    前記補正手段は、前記記録色材の組み合わせごとに補正を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  10. 前記補正手段は、前記注目記録素子における前記不足量、および、該注目記録素子に隣接する記録素子における前記不足量または前記入力値に基づいて、該注目記録素子に隣接する記録素子における前記出力濃度または前記目標値を補正することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  11. 前記補正手段は、前記注目記録素子における前記不足量、および、該注目記録素子に隣接する記録素子に異常があるか否か示す情報に基づいて、該注目記録素子に隣接する記録素子における前記出力濃度または前記目標値を補正することを特徴とする、請求項3に記載の画像処理装置。
  12. 前記注目記録素子における前記不足量が、所定の閾値以上の場合、該注目記録素子における前記入力値を、不吐を示す値に補正する第2補正手段を更に有することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  13. 前記補正手段による補正処理は、前記第2補正手段による補正処理より前に行われることを特徴とする請求項12に記載の画像処理装置。
  14. 記録色材を吐出できない不吐出の記録素子を検出する検出手段と、
    前記不吐出の記録素子に対応する、吐出するか否かを示すドットデータの値が、吐出を示す場合、該不吐出の記録素子に対応する前記ドットデータの値について、不吐を示す値に置換する一方、該不吐出の記録素子に隣接する記録素子に対応する前記ドットデータの値については、不吐を示す値を、吐出を示す値に置換する不吐補完手段と
    を更に有することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  15. 前記目標値取得手段と、前記補正手段と、前記算出手段と、前記第2補正手段とによって行われるヘッドシェーディング処理について、1記録素子単位での第一のヘッドシェーディング処理と、複数の記録素子単位での第二のヘッドシェーディング処理との2段階の処理を行い、
    前記第二のヘッドシェーディング処理は、前記第一のヘッドシェーディング処理における周波数成分より低周波成分についてヘッドシェーディング処理を行うことを特徴とする請求項12に記載の画像処理装置。
  16. 入力画像を、複数の記録素子が配列した記録ヘッドを用いて記録媒体に記録するための画像処理方法であって、
    前記記録素子それぞれについて、前記入力画像とは異なるパッチ画像の階調に応じた出力濃度を示す濃度特性情報を取得する濃度特性取得工程と、
    前記階調に応じた目標値を示す目標特性を取得する目標値取得工程と、
    前記濃度特性情報と前記目標特性とに基づいて、前記入力画像を補正する補正工程と、を有し、
    前記補正工程は、前記複数の記録素子のうち注目記録素子に隣接する隣接記録素子に対応する目標特性を、前記注目記録素子に対応する前記入力画像の画素の入力値および前記注目記録素子における前記濃度特性情報に基づいて補正し、前記補正された目標特性に基づき前記入力画像を補正することを特徴とする画像処理方法。
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