JP7336255B2 - Image processing device and its control method and program - Google Patents
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Description
本発明は、多階調の画像を当該画像よりも階調数よりも低い階調数の画像に変換する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for converting a multi-tone image into an image with a lower number of gradations than the image.
従来から、コンピュータの出力装置としてのインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、複数のインク吐出口(ノズル)が配列された記録ヘッドを有し、この記録ヘッドを記録媒体に対して相対移動させ、ノズルからインク滴(ドット)を吐出することで、その記録媒体上に所望の画像を形成するものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, an inkjet recording apparatus is known as an output device for computers. An inkjet recording apparatus has a recording head in which a plurality of ink ejection openings (nozzles) are arranged. The recording head is moved relative to a recording medium, and ink droplets (dots) are ejected from the nozzles. A desired image is formed on a recording medium.
特に商業印刷向けのインクジェット方式のプリンタはプリント生産性が求められることもあって、シングルパスで描画する方式(フルライン方式またはフルマルチ方式とも呼ばれる)が多く採用されている。シングルパス描画方式は、記録媒体の搬送方向(以下「搬送方向」又は「x方向」という。)と垂直な記録媒体幅方向(以下「記録媒体幅方向」又は「y方向」という。)について描画領域の全範囲をカバーするノズル配列を備えた長尺のラインヘッドを用い、このラインヘッドを記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に延在させる構成を採用する。ラインヘッドに対して記録媒体を1回だけ相対移動すればよいため、複数回の走査で画像を完成させるマルチパス方式と比べて、シングルパス描画方式は印刷速度が速いという特徴がある。 In particular, inkjet printers for commercial printing are required to have high printing productivity, and a single-pass drawing method (also called a full-line method or a full-multi method) is often adopted. In the single-pass drawing method, drawing is performed in the recording medium width direction (hereinafter referred to as the "recording medium width direction" or "y direction") perpendicular to the recording medium conveyance direction (hereinafter referred to as the "conveyance direction" or "x direction"). A configuration is adopted in which a long line head having a nozzle array covering the entire area is used, and the line head extends in the direction perpendicular to the conveying direction of the recording medium. Since it is sufficient to move the recording medium relative to the line head only once, the single-pass drawing method is characterized in that the printing speed is faster than that of the multi-pass method in which an image is completed by a plurality of scans.
このようなプリンタで印刷する際には、印刷しようとする原画像データの階調値をドットのオン・オフで表す画像処理、いわゆるハーフトーン処理が行われる。そして、プリンタは、このハーフトーン処理後の画像データに従って印刷処理を実行することになる。 When printing with such a printer, so-called halftone processing, ie, image processing that expresses the gradation values of the original image data to be printed by turning dots on and off, is performed. Then, the printer executes print processing according to the image data after this halftone processing.
ハーフトーン処理には種々の方法が提案されており、その代表的な手法の一つにディザ法がある。ディザ法とは、互いに異なる閾値が配置された所定サイズのディザマトリクスを用いるものである。具体的には、このディザマトリクスを画像データ上にタイル状に繰り返し展開し、入力される画像の階調値(画素値)と対応する閾値との大小比較を行う。そして、階調値が閾値よりも大きければドットをオンに、階調値が閾値以下であればドットをオフにして階調表現を行う、というものである。 Various methods have been proposed for halftone processing, and one of the representative methods is the dither method. The dither method uses a dither matrix of a predetermined size in which different threshold values are arranged. Specifically, the dither matrix is repeatedly developed in tiles on the image data, and the gradation values (pixel values) of the input image are compared with the corresponding threshold values. Then, if the gradation value is greater than the threshold, dots are turned on, and if the gradation value is equal to or less than the threshold, the dots are turned off to perform gradation expression.
このようなディザ法では、ディザマトリクスで生成されるドットパターンにおいて、ノズル毎の吐出ドット数(吐出頻度)に偏りが発生することがあり、頻繁にインクを吐出するノズルの寿命が短くなり、ヘッドそのものの寿命が短くなってしまうという問題がある。 With such a dither method, the number of dots ejected from each nozzle (ejection frequency) may be uneven in the dot pattern generated by the dither matrix. There is a problem that the life of the device is shortened.
特許文献1は、この問題を解決する画像記録装置として、ディザマトリクスを従来のようにタイル状に展開するのではなく、記録媒体幅方向にシフトさせて展開する方法を提案している。これにより、ノズル毎の吐出ドット数に偏りを抑制することができる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200002 proposes a method of developing a dither matrix by shifting it in the width direction of a recording medium, instead of developing it in a tile shape as in the conventional art, as an image recording apparatus for solving this problem. As a result, it is possible to suppress unevenness in the number of ejected dots for each nozzle.
しかしながら、空間周波数分布を人間が知覚しにくいある一定周波数以上に偏らせて高画質化を図ったいわゆるドット分散型ディザマトリクスを使用する場合、特許文献1の方法では、十分にノズル毎の吐出ドット数の偏りを抑制できない場合がある。
However, in the case of using a so-called dot-dispersed dither matrix in which the spatial frequency distribution is biased to a certain frequency or more that is difficult for humans to perceive to achieve high image quality, the method of
ドット分散型ディザマトリクスの例として、ブルーノイズ特性を有するブルーノイズディザマトリクスや、グリーンノイズ特性を有するグリーンノイズディザマトリクスがある。ブルーノイズディザマトリクスは、人間の視覚特性を考慮して、ドットが分散するように閾値の格納位置が調整されたディザマトリクスである。これにより、ドット配置の空間周波数が高周波に偏り、粒状感を抑制することができる。また、グリーンノイズディザマトリクスは、数ドット単位で隣接してドットが形成されながら、全体としてはドットの固まりが分散するように閾値の格納位置が調整されたディザマトリクスである。1画素程度の微細なドットを安定して形成することが困難なプリンタでは、こうしたグリーンノイズマトリクスを参照してドット形成の有無を判断することで、孤立したドットの発生を抑制することができる。 Examples of dot-dispersed dither matrices include a blue noise dither matrix having blue noise characteristics and a green noise dither matrix having green noise characteristics. The blue noise dither matrix is a dither matrix in which threshold storage positions are adjusted so that dots are dispersed in consideration of human visual characteristics. As a result, the spatial frequency of the dot arrangement is biased toward high frequencies, and graininess can be suppressed. Also, the green noise dither matrix is a dither matrix in which threshold storage positions are adjusted so that dots are formed adjacent to each other in units of several dots, but clusters of dots are dispersed as a whole. Printers that have difficulty in stably forming fine dots of about one pixel can suppress the occurrence of isolated dots by referring to such a green noise matrix to determine the presence or absence of dot formation.
このようなドット分散型ディザマトリクスでは比較的大きなサイズのディザマトリクスが使用される。例えば記録媒体の搬送方向に256画素、記録媒体の搬送方向に直交する方向に256画素のサイズのディザマトリクスを使用する場合、ノズル使用率を完全に均一化するには、搬送方向に65536画素幅(搬送方向に256画素幅のマトリクスを記録媒体方向に256回シフトして展開)が必要となる。一方、描画する原画像データの画像オブジェクトが、例えば搬送方向に20mm(1200dpi)の場合のとき、画像オブジェクトのサイズは945画素程度である。そのため、展開されたディザマトリクスの一部分の閾値でドットが生成され、ノズル使用率の偏りを抑制することができなかった。即ち、記録媒体幅方向にシフトさせて展開されたディザマトリクスに対して、原画像データの画像オブジェクトが比較的小さい場合、ノズル毎の吐出ドット数を十分に均一化することができないという課題があった。
A dither matrix of a relatively large size is used in such a dot-dispersed dither matrix. For example, when using a dither matrix with a size of 256 pixels in the transport direction of the print medium and 256 pixels in the direction perpendicular to the transport direction of the print medium, a width of 65536 pixels in the transport direction is required to completely uniform the nozzle usage rate. (Development by shifting a matrix of 256-pixel width in the
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ディザマトリクスを用いたハーフトーン処理における、ノズル等の記録素子毎の吐出ドット数の偏りを抑制する技術を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technique for suppressing unevenness in the number of ejected dots for each printing element such as a nozzle in halftone processing using a dither matrix.
この課題を解決するため、例えば本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、
複数の記録素子が第1の方向に配列された記録ヘッドを有し、前記第1の方向に対して垂直な第2の方向に沿って相対的に搬送される記録媒体に向けて前記記録ヘッドが有する記録素子により前記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、前記記録素子それぞれの特性によって生じる、前記画像上の濃度ムラを補正するための補正情報を取得する画像処理装置であって、
前記第1の方向の各位置において同一の階調値を有し、前記補正情報を取得するための画像データを取得する取得手段と、
前記第2の方向に大きさSx(Sxは自然数)である分散型ディザマトリクスを前記第2の方向に繰り返し展開し、前記画像データの階調値と対応する閾値との大小比較を行うことにより、ハーフトーンパターンを示すハーフトーン画像データに変換する変換手段と、
前記ハーフトーン画像データに基づいて形成されるチャート画像を読み取ることで、前記記録素子それぞれの特性によって生じる濃度ムラを補正するための補正情報を生成する生成手段と
を有し、
前記変換されたハーフトーン画像データにおいて、前記第1の方向の各位置の間における前記第2の方向の前記Sxの範囲に含まれる画素値の合計の差は、前記画像形成装置によって表現可能な階調数以下であり、
前記補正情報を取得するための画像データにおいて同一の階調値を有する領域の前記第2の方向の大きさTxは、前記Sx以上であり、
前記生成手段は、前記チャート画像の読取画像において、前記ディザマトリクスの前記第2の方向の大きさSxの正の整数倍に相当する前記記録媒体上の印字幅の読み取り信号値を積算した測定データに基づいて補正テーブルを生成することを特徴とする。
In order to solve this problem, for example, the image processing apparatus of the present invention has the following configuration. i.e.
a recording head having a plurality of recording elements arranged in a first direction, the recording head directed toward a recording medium relatively conveyed along a second direction perpendicular to the first direction; an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by means of recording elements of an image processing apparatus for acquiring correction information for correcting density unevenness on the image caused by characteristics of each of the recording elements; ,
acquisition means for acquiring image data having the same gradation value at each position in the first direction and for acquiring the correction information ;
A distributed dither matrix having a size Sx (Sx is a natural number) in the second direction is repeatedly developed in the second direction , and the gradation value of the image data and the corresponding threshold value are compared in size. a converting means for converting into halftone image data representing a halftone pattern by
generating means for generating correction information for correcting density unevenness caused by the characteristics of each of the recording elements by reading a chart image formed based on the halftone image data ;
In the converted halftone image data, the difference in sum of pixel values included in the range of Sx in the second direction between each position in the first direction is calculated by the image forming apparatus. The number of tones that can be expressed is less than or equal to
the size Tx in the second direction of the area having the same gradation value in the image data for acquiring the correction information is greater than or equal to Sx;
The generating means generates measurement data obtained by accumulating read signal values of a print width on the recording medium corresponding to a positive integral multiple of the size Sx of the dither matrix in the second direction in the read image of the chart image. is characterized by generating a correction table based on
本発明により、ノズル等の記録素子毎の吐出ドット数の偏りを抑制することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to suppress unevenness in the number of ejected dots for each printing element such as a nozzle.
以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態における構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the configurations in the embodiments shown below are merely examples, and the present invention is not limited to the illustrated configurations.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に適用可能な画像処理装置および画像形成装置の構成を示したブロック図である。図1において、画像処理装置10と画像形成装置20はインタフェース又は回路によって接続されている。画像処理装置10は、例えば、プリンタドライバがインストールされた一般的なパーソナルコンピュータである。その場合、以下に説明する画像処理装置10内の各部は、コンピュータが所定のプログラムを実行することにより実現される。ただし、画像形成装置20が画像処理装置10を含む構成としてもよい。
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing configurations of an image processing apparatus and an image forming apparatus applicable to the first embodiment. In FIG. 1, an
画像処理装置10は、画像データ入力部101から入力された出力対象の画像データを入力画像バッファ102に格納する。画像データ入力部101に入力される画像データの形式は特に制限されないが、ここでは説明を簡単にするために、画像形成装置20で使用されるインク色と同じ色種、色数並びに解像度を持った階調画像であるとする。例えば、画像形成装置20が、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)の4色インクを用いて出力解像度1200dpiを実現するインクジェット印刷システムの場合、画像データはCMYKの各色それぞれ8bit(256階調)を持った多値の画像データである。なお、印刷しようとする画像の画像データの形式は種々のものがあり得る。画像形成装置20で使用するインク色の種類や解像度と異なる色の組み合わせや解像度の形式で特定される画像データを印刷する場合には、画像データ入力部101の前段において、図示しない前処理部により、色変換や解像度変換などの処理を行い、印画像形成装置20で使用するインク色及び解像度の画像データに変換した後に、画像データ入力部101から入力すれば良い。
The
ハーフトーン処理部103は、入力画像バッファ102に格納された画像データに対して、ディザマトリクスを用いて、画像形成装置20が直接表現可能な階調数への変換(ハーフトーン)処理とノズル群が形成するドット配置の決定を行い、ハーフトーン画像データを作成する。ディザマトリクスは、疑似的に表現可能な階調数に応じて閾値群が配置されている。ディザマトリクスに存在する、閾値として用いられる値の数によって、疑似的に表現可能な階調数が決められる。ディザマトリクスの詳細な生成方法については、後述する。ハーフトーン処理部103は、作成したハーフトーン画像データをハーフトーン画像バッファ104に出力する。格納されたハーフトーン画像データは、出力端子105より画像形成装置20へ出力される。
The
画像形成装置20は、画像処理装置10から入力端子201を介して受信したハーフトーン画像データに基づいて、記録紙等の記録媒体を記録ヘッド203に対して相対的に移動させつつ、その記録媒体上にドットを生成することにより、記録媒体上に画像を形成する。ここで記録ヘッド203はインクジェット記録方式のものであり、インクを吐出可能な記録素子を複数配列した記録素子列を備える。図3は、記録ヘッド203の構成例を示す図である。なお記録ヘッドは典型的にはシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の4種類のインク用のノズルを搭載するが、説明の簡易化のためブラック(K)のみ図示されている。ノズル配列は記録媒体の搬送方向(y方向)と垂直な記録媒体幅方向(x方向)について描画領域の全範囲をカバーする長尺のラインヘッドであり、記録媒体を1回相対移動しつつインクを吐出することで印刷画像が形成される。ヘッド駆動部202は、ハーフトーン画像データに基づいて、記録ヘッド203を制御するための駆動信号を生成する。記録ヘッド203は駆動信号に基づき、実際に記録媒体上へ各インクドットの記録を行う。なお、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の記録ヘッドの記録素子も、図示とブラックのヘッドと平行に配列されているものとする。
Based on the halftone image data received from the
以下、本実施形態におけるハーフトーン処理部103を詳細に説明する。
The
図2は、ハーフトーン処理部103の詳細な構成を示すブロック図である。ハーフトーン処理部103は、入力画像バッファ102に格納された画像データを、ノズル群ごとの2値(1bit)のデータに変換して出力する。この処理のためハーフトーン処理部103は、比較器1031、ディザマトリクス1032(ROM等で構成される)、出力データ生成器1033を有する。
FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the
ここで、入力バッファ102に格納された入力画像データをIinと定義し、そのx方向(ここでは記録媒体の搬送方向とする)の画素数をW,y方向(記録媒体の搬送方向に対して直交する方向(以下、単に幅方向とする)の画素数をH画素とする。そして、入力画像Iinの座標(x,y)(0≦x≦W-1、0≦y≦H-1)の画素値をIin(x,y)と表すことにする。また、ディザマトリクス1032はSx行(x方向のサイズ)、Sy列(y方向のサイズ)を有するものとし、そのディザマトリクス内の座標(i,j)の閾値をM(i,j)と表す。そして、出力データ生成器1033が生成する出力画像データ(2値画像データ)をIoutと定義し、その座標(x,y)の出力値をIout(x,y)とする。また、整数“a”を整数“b”で除算した際の剰余を「a % b」と表す。
Here, the input image data stored in the
比較器1031は、入力画像バッファ102から入力画像データIinの座標(x、y)の画素値Iin(x,y)と、ディザマトリクスの閾値M(x % Sx、y % Sy)との大小判定を行い、その判定結果(比較結果)を出力データ生成器1033に出力する。出力データ生成器1033は、Iin(x,y)が閾値M(x % Sx、y % Sy)より大きいとき、黒ドットを打つことを示す“BLACK”を出力値Iout(x,y)として生成する。また、出力データ生成器1033は、Iin(x,y)が閾値M(x % Sx、y% Sy)以下の場合、ドットを打たないことを示す“WHITE”を出力値Iout(x,y)として生成する。なお、以下の説明で、ドットを打つ/打たないを、「ドットをON/OFFする」とも表現する。
The
ハーフトーン処理部103の処理を整理して示せば次の通りである。
Iout(x,y)=BLACK if Iin(x,y) > M(x % Sx, y % Sy)
Iout(x,y)=WHITE if Iin(x,y) ≦ M(x % Sx, y % Sy)
なお、実際には、出力データ生成器1033は、出力値“BLACK”を例えば1ビットの“1”、“WHITE”を“0”とする2値画像を生成するものである。
The processing of the
Iout(x,y)=BLACK if Iin(x,y) > M(x % Sx, y % Sy)
Iout(x,y)=WHITE if Iin(x,y) ≤ M(x % Sx, y % Sy)
Note that the
ここで、上記のハーフトーン処理の一例を、図4を参照して説明する。図4における参照符号401は入力画像データの一部を、参照符号402はディザマトリクスMの一部と、そして、参照符号403は出力データの一部を示している。入力画像データ401は、1画素が例えば8ビットで表現されており、各画素の取り得る範囲は0~255の値である。
An example of the above halftone processing will now be described with reference to FIG.
ディザマトリクス402は、x方向に256個、y方向に256個の合計65536個の閾値を有し、それら閾値は値0~255の範囲から万遍なく選択された閾値となっているものとする。
The
ここで、入力画像データの画素値が対応する閾値を超える場合にはBLACK(黒ドットを打つ)が出力値として決定され、画素値が対応する閾値以下の場合にはWHITE(ドットを打たない)が出力値として決定される。従って、図示のディザマトリクス402を使った場合、256階調のドット配置を得られる。すなわちディザマトリクス402を用いてハーフトーン処理すると、出力データとしては、256画素×256画素の範囲において0~255までの256段階の階調を疑似的に表現することができる。図示では、入力画像401は単一の画素値“33”を持つ画像であり、ディザマトリクス402を用いた場合、図示の出力データ403が得られる。
Here, when the pixel value of the input image data exceeds the corresponding threshold value, BLACK (black dot is printed) is determined as the output value, and when the pixel value is below the corresponding threshold value, WHITE (dot is not printed) is determined. ) is determined as the output value. Therefore, when the illustrated
上記からもわかるように、ディザマトリクスの閾値が小さい画素位置では、ドットがONになる確率が高く、逆に閾値が大きい画素位置はドットOFFになる確率が高くなると言える。そのため、ディザマトリクスの比較的小さい閾値が特定のノズル列に偏ると、そのノズルは頻繁にインクを吐出することとなり、そのノズルの寿命を短くしてしまう。 As can be seen from the above, it can be said that the pixel positions with a small threshold value of the dither matrix have a high probability of turning on the dots, and conversely, the pixel positions with a large threshold value have a high probability of turning off the dots. Therefore, if the relatively small threshold value of the dither matrix is biased toward a specific nozzle row, the nozzle will frequently eject ink, shortening the life of the nozzle.
記録ヘッドをできる限り長く使用可能とするためには、各ノズルが吐出するインクのドット数に偏りを無くし均一化することで、インクの吐出数が極端に多いノズルの発生を抑制すると良い。このためには、同一の入力階調値に対して各ノズルで形成されるドットの生成頻度が均一になるようにディザマトリクスの閾値配置を調整することが有効と言える。 In order to make the print head usable as long as possible, it is preferable to suppress the occurrence of nozzles ejecting an extremely large number of ink by eliminating bias in the number of ink dots ejected from each nozzle and making the number of dots uniform. For this purpose, it can be said that it is effective to adjust the threshold value arrangement of the dither matrix so that the frequency of generating dots formed by each nozzle with respect to the same input tone value becomes uniform.
そこで、以降では、各ノズルで形成されるドットの生成頻度が均一になるように調整されたドット分散型のディザマトリクスの作成方法について述べる。以下の説明では、生成過程または、生成後のディザマトリクスをMとする。ディザマトリクスMは、x方向(記録媒体の搬送方向)に並ぶ閾値数(サイズ)をSx、y方向(記録媒体の幅方向)に並ぶ閾値数をSyとする、二次元の配列であり、Sx,Syは自然数である。ディザマトリクスのサイズ(Sx,Sy)は任意であるが、典型的には2のべき乗の辺の長さをもつ四角形で、各辺が256以上(例えば256×256や512×512)が好適である。本実施形態では、Sxを256、Syを256とする。本実施形態で作成するディザマトリクスMには、0~65535の閾値が格納されている。これにより、ディザマトリクスMを用いてハーフトーン処理すると、Sx×Syの領域において疑似的に256階調を再現することができる。 Therefore, a method of creating a dot dispersion type dither matrix that is adjusted so that the frequency of generating dots formed by each nozzle will be uniform will be described below. In the following description, it is assumed that M is a dither matrix in the process of generation or after generation. The dither matrix M is a two-dimensional array in which Sx is the number of thresholds (size) arranged in the x-direction (printing medium transport direction), and Sy is the number of thresholds arranged in the y-direction (width direction of the printing medium). , Sy are natural numbers. Although the size (Sx, Sy) of the dither matrix is arbitrary, it is preferable that it is a quadrangle having a side length that is a power of 2 and each side is 256 or more (for example, 256×256 or 512×512). be. In this embodiment, Sx is 256 and Sy is 256. The dither matrix M created in this embodiment stores threshold values of 0 to 65535. FIG. As a result, halftone processing using the dither matrix M can reproduce 256 gradations in a pseudo manner in the area of Sx×Sy.
ドット分散型ディザマトリクスを生成可能な方法としてVoid&Cluster法が知られている。Void&Cluster法は、ローパスフィルタを適用して平滑化濃度画像を求め、局所的な濃度変動を抑える様にドットを追加/削除すべき配置を決定する。本実施形態でも同様な方法により、ドット分散型のブルーノイズ特性を有するディザマトリクスを生成する。 A Void & Cluster method is known as a method capable of generating a dot-dispersed dither matrix. The Void & Cluster method applies a low-pass filter to obtain a smoothed density image, and determines the placement of dots to be added/deleted so as to suppress local density fluctuations. In the present embodiment, a similar method is used to generate a dither matrix having dot dispersion type blue noise characteristics.
この過程で生成されるドットパターンをd(x、y)とする。d(x、y)は二次元の配列で、サイズはM(x、y)と同じである。d(x、y)の各画素の値は、ドットが存在するときは“1”、ドットが存在しないときは“0”の2値表現とする。 Let d(x, y) be the dot pattern generated in this process. d(x, y) is a two-dimensional array with the same size as M(x, y). The value of each pixel of d(x, y) is a binary representation of "1" when a dot exists and "0" when a dot does not exist.
ドットパターンd(x、y)は、反復過程において変化する。反復過程によれば、ドット数が0個のドットパターンから、ドット数がSx×Sy個までの、Sx×Sy+1通りのドットパターンが生成される。そのため、ドットパターンd(x、y)におけるドット数をgとしたとき、このgを用いれば、反復過程における、ある1つの時点を特定できる。以下の説明では、ドット数gを、階調値gと呼ぶことにする。また、以下の説明では、階調値がgのときのドットパターンd(x、y)を、d(g、x、y)、あるいはx、yを省略して、d(g)とも表記する。上述の通り本実施形態では、疑似的に256階調再現可能なディザマトリクスを作成するため、以下の処理において階調gには、0~Sx×Sy-1のすべての自然数の値が設定される。 The dot pattern d(x,y) changes in the iterative process. According to the iterative process, Sx×Sy+1 dot patterns are generated from a dot pattern with 0 dots to Sx×Sy dots. Therefore, if g is the number of dots in the dot pattern d(x, y), it is possible to identify a point in the iterative process by using g. In the following description, the number of dots g will be referred to as the gradation value g. In the following description, the dot pattern d(x, y) when the gradation value is g is also written as d(g, x, y), or d(g) by omitting x and y. . As described above, in this embodiment, in order to create a dither matrix capable of pseudo-reproducing 256 gradations, all natural numbers from 0 to Sx×Sy−1 are set for the gradation g in the following processing. be.
以下、図5を参照して本実施形態の詳細を説明する。同図はディザマトリクス生成方法の全体の流れを示すフローチャートであり、図1の画像処理装置10の不図示のCPUが、ハーフトーン処理部103で利用するディザマトリクスの生成処理を示している。なおディザマトリクスを次回の印刷処理で再利用できるようにするため、不図示の不揮発性メモリに格納するのであれば、初回時だけ実行すればよい。なお、画像処理装置10が、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置の場合には、図示のフローチャートに係るプログラムは、アプリケーション或いはプリンタドライバの一部を示すことになる。
The details of this embodiment will be described below with reference to FIG. This figure is a flowchart showing the overall flow of the dither matrix generation method, and shows the dither matrix generation processing used by the
S100にて、CPUは、階調値が所定階調g0の初期ドットパターンd(g0)を生成する。本実施形態では、初期ドットパターンの階調数g0は、Sx×Sx×0.5=256×256×0.5=32768とする。初期ドットパターンの生成方法は後述する。なお、初期ドットパターンd(g0)を、ドットが1つも存在しない階調数g0=0の画像とすることもできる。その場合、S100は実施されない。 At S100, the CPU generates an initial dot pattern d(g0) having a predetermined gradation value g0. In this embodiment, the number of gradations g0 of the initial dot pattern is Sx*Sx*0.5=256*256*0.5=32768. A method of generating the initial dot pattern will be described later. Note that the initial dot pattern d(g0) can also be an image with the number of gradations g0=0 in which there is no dot. In that case, S100 is not performed.
S101からS107は、初期ドットパターンを起点としてドット追加を反復する処理である。また、S201からS207は、初期ドットパターンを起点としてドット削除を反復する処理である。なお、ドット追加を反復する際は、ドット削除は行わない。逆に、ドット削除を反復する際は、ドット追加は行わない。 Steps S101 to S107 are processes for repeating dot addition starting from the initial dot pattern. Further, steps S201 to S207 are processes for repeatedly deleting dots starting from the initial dot pattern. Dot deletion is not performed when dot addition is repeated. Conversely, when repeating dot deletion, dot addition is not performed.
S101とS107はループ端を示し、ループ端で囲まれるS102からS106の処理が、階調値gがgMAXに達するまで繰り返されることを示している。S102からS106までの処理は、階調値がgのドットパターンにドットを1つ追加することで、連続する階調値、すなわち階調値がg+1のドットパターンを生成する処理である。また、処理の終了条件を決定するgMAXは、gMAX≧g0であって、本実施形態では、gMAX=Sx×Sy-1=65535とする。 S101 and S107 indicate loop ends, and indicate that the processing from S102 to S106 surrounded by the loop ends is repeated until the gradation value g reaches gMAX. The processes from S102 to S106 are processes for adding one dot to the dot pattern with the gradation value g, thereby generating a dot pattern with continuous gradation values, that is, with the gradation value g+1. Also, gMAX that determines the processing termination condition is gMAX≧g0, and gMAX=Sx×Sy−1=65535 in this embodiment.
同様に、S201とS207はループ端を示し、そのループ端で囲まれるS202からS206の処理が、階調値gがgMINに達するまで繰り返されることを示している。S202からS206までの処理は階調値がgのドットパターンからドットを1つ削除し、連続する階調値、すなわち階調値がg-1のドットパターンを生成する処理である。gMIN≦g0であり、本実施形態ではgMIN=0とする。このようにドット追加の反復と、ドット削除の反復を行うことにより、全階調のドットパターンを生成する。 Similarly, S201 and S207 indicate loop ends, and indicate that the processing from S202 to S206 surrounded by the loop ends is repeated until the gradation value g reaches gMIN. The processing from S202 to S206 is processing for deleting one dot from the dot pattern with the gradation value g to generate a dot pattern with continuous gradation values, that is, with the gradation value g−1. gMIN≦g0, and gMIN=0 in this embodiment. By repeating dot addition and dot deletion in this way, a dot pattern of all gradations is generated.
S102とS202の処理は、処理内容が同じため、以下ではS102について説明する。S102にて、CPUは、階調値gに対応するドットパターンd(g)に対してローパスフィルタを適用し、濃度変動マップn(g)を算出する。以下の説明では、濃度変動マップn(g)を濃度変動n(g)と略称する。 Since the processing in S102 and S202 have the same processing content, S102 will be described below. In S102, the CPU applies a low-pass filter to the dot pattern d(g) corresponding to the gradation value g to calculate a density variation map n(g). In the following description, the density variation map n(g) is abbreviated as density variation n(g).
濃度変動n(g)は、階調値がgのドットパターンd(g)における、ドットの粗密の評価に使用する。濃度変動n(g)の値が小さい場所ほど平滑化濃度が低くドットが疎だと評価され、逆に、濃度変動n(g)の値が大きい場所ほど平滑化濃度が高くドットが密だと評価される。後述するS104では、濃度変動n(g)の値が小さい、ドットが疎な位置にドットが追加される。また、S204では、濃度変動n(g)の値が大きい、ドットが密な位置からドットが削除される。これにより、局所的な濃度の変動を抑えて低粒状性を実現する。 Density variation n(g) is used to evaluate dot density in dot pattern d(g) with tone value g. The smaller the value of density variation n(g), the lower the smoothed density and the sparse dots are evaluated. evaluated. In S104, which will be described later, dots are added to positions where the density variation n(g) is small and the dots are sparse. Also, in S204, dots are deleted from positions where the density variation n(g) is large and dots are dense. As a result, local variations in density are suppressed and low graininess is achieved.
濃度変動n(g)は、ドットパターンd(g)と同じサイズの二次元配列であり、ドットパターンd(g)と同様に、配列の値が階調値gによって変化する。以下の説明では、n(g)をn(g、x、y)とも表記する。ディザマトリクスは入力画像に対して周期的に適用されることを想定している。このため、CPUは、S103のフィルタ処理で、濃度変動n(g)を、ドットパターンd(g)とフィルタ係数との巡回畳み込み演算によって生成する。巡回畳み込み演算は、通常の畳み込み演算を、周期的境界条件を設定したドットパターンd(g)と、フィルタ係数との間で行う演算である。なお、S103で使用するフィルタ係数の詳細は後述する。 The density variation n(g) is a two-dimensional array of the same size as the dot pattern d(g), and the array values change according to the tone value g, similar to the dot pattern d(g). In the following description, n(g) is also written as n(g, x, y). It is assumed that the dither matrix is applied periodically to the input image. Therefore, in the filtering process of S103, the CPU generates the density variation n(g) by cyclic convolution of the dot pattern d(g) and the filter coefficient. A circular convolution operation is an operation in which a normal convolution operation is performed between a dot pattern d(g) in which periodic boundary conditions are set and filter coefficients. Details of the filter coefficients used in S103 will be described later.
S103とS203の処理は、処理内容が同じため、以下ではS103について説明する。S103にて、CPUは、階調値gに対応するドットパターンd(g)に対して、y方向の位置毎のx方向の合計ドット数マップs(g)を抽出する。合計ドット数マップs(g)は一次元配列であり、s(g)をs(g、y)とも表記する。y方向の位置毎(ノズル毎)のドット数を均一化するための配置制約に使用する。後述するS104では、s(g、y)の値が小さく、合計ドット数が少ないy位置のドットパターンd(g、x、y)に、ドットが追加される。また、S204では、s(y)の値が大きく、合計ドット数が多いy位置のドットパターンd(g、x、y)からドットが削除される。これにより、ノズル毎のドット生成頻度の差を小さくなるように調整できる。 Since the processing in S103 and S203 have the same processing content, S103 will be described below. In S103, the CPU extracts the x-direction total dot number map s(g) for each position in the y-direction for the dot pattern d(g) corresponding to the gradation value g. The total dot number map s(g) is a one-dimensional array, and s(g) is also written as s(g, y). It is used as a placement constraint to equalize the number of dots for each position (for each nozzle) in the y direction. In S104, which will be described later, dots are added to the dot pattern d(g, x, y) at the y position where the value of s(g, y) is small and the total number of dots is small. In S204, dots are deleted from the dot pattern d(g, x, y) at the y position where the value of s(y) is large and the total number of dots is large. As a result, the difference in dot generation frequency between nozzles can be adjusted to be small.
S104とS204にて、CPUは、濃度変動n(g)と合計ドット数マップs(g、y)に基づいてドットの追加または削除を行う。S104にて、CPUは、合計ドット数マップs(g、y)が最少のy位置群の中で、濃度変動n(g、x、y)が最少である位置(xMIN、yMIN)のドットパターンd(g、xMIN、yMIN)にドットを追加する。一方、S204にて、CPUは、合計ドット数マップs(g、y)が最大のy位置の中で、濃度変動n(g、x、y)が最大である位置(xMAX、yMAX)のドットパターンd(g、xMAX、yMAX)のドットを削除する。処理の詳細については後述する。 In S104 and S204, the CPU adds or deletes dots based on density variation n(g) and total dot number map s(g, y). In S104, the CPU creates a dot pattern at the position (xMIN, yMIN) where the density variation n(g, x, y) is the smallest among the y position group where the total dot number map s(g, y) is the smallest. Add a dot to d(g, xMIN, yMIN). On the other hand, in S204, the CPU selects the dot at the position (xMAX, yMAX) where the density variation n(g, x, y) is the largest among the y positions where the total dot number map s(g, y) is the largest. Delete dots in pattern d(g, xMAX, yMAX). Details of the processing will be described later.
S105とS205にて、CPUは、ドットを追加または削除した位置(xMIN、yMIN、またはxMAX、yMAX)に基づき、ディザマトリクスM(x、y)の値を決定する。S105にて、CPUは、ディザマトリクスM(x、y)において、M(xMIN、yMIN)の値を階調値gにする。S205にて、CPUは、ディザマトリクスM(x、y)において、M(xMAX、yMAX)の値を階調値g-1にする。 In S105 and S205, the CPU determines the value of the dither matrix M(x, y) based on the dot addition or deletion positions (xMIN, yMIN, or xMAX, yMAX). In S105, the CPU sets the value of M(xMIN, yMIN) to the gradation value g in the dither matrix M(x, y). In S205, the CPU sets the value of M(xMAX, yMAX) to the gradation value g−1 in the dither matrix M(x, y).
S106にて、CPUは、階調値gの値をインクリメントし、g+1とする。同様に、S206にて、CPUは、階調値gの値をデクリメントし、g-1とする。 In S106, the CPU increments the tone value g to g+1. Similarly, in S206, the CPU decrements the tone value g to g-1.
上記のようにして、S101~107のループ、S201~S207のループを抜けると、CPUはS208にて、ディザマトリクスの値のレンジに応じて、入力画像の画素値のレンジを調整する。S208を行う前の段階において、ディザマトリクスM(x、y)には、gMINからgMAXまでの値が格納されている。本実施形態の場合、0から65535(mMINからmMAX)までの値が格納されている。ディザ処理を行う際の入力画像が8ビットの場合は、入力画像のレンジは0~255(thMINからthMAX)である。それ故、0から65535までの値が格納されたディザマトリクスを使用しても、適切なハーフトーン処理結果を得ることができない。S208にて、CPUは、ディザマトリクスM(x、y)の値のレンジに合うように、入力画像の画素値のビット数を拡張する。例えば、ディザマトリクスの値のレンジが0から65535の16ビットで入力画像が8ビットの場合は、入力画像の下位に0詰めして16ビットにして比較する。 After exiting the loop of S101-107 and the loop of S201-S207 as described above, the CPU adjusts the pixel value range of the input image in accordance with the value range of the dither matrix in S208. Before performing S208, the dither matrix M(x, y) stores values from gMIN to gMAX. In this embodiment, values from 0 to 65535 (mMIN to mMAX) are stored. When the input image for dither processing is 8-bit, the range of the input image is 0 to 255 (thMIN to thMAX). Therefore, using a dither matrix that stores values from 0 to 65535 will not produce a proper halftoning result. In S208, the CPU expands the number of bits of the pixel values of the input image so as to match the value range of the dither matrix M(x, y). For example, when the range of dither matrix values is 16 bits from 0 to 65535 and the input image is 8 bits, the input image is 0-padded to the lower order to make it 16 bits for comparison.
一方、入力画像の画素値のレンジに合わせて、ディザマトリクスの値を調整してもよい。例えば、0から65535までの値が格納された16ビットのディザマトリクスの下位8ビットを切り捨て、上位8ビットをディザマトリクスの値とする。また、thMINからthMAXにしたい場合は、CPUは、調整後のディザマトリクスの値として次式の整数部を得る。
a×M(x、y)+b
ただし、
a=(thMAX-thMIN)÷(mMAX-mMIN)、
b=thMIN-a×mMIN
である。
On the other hand, the values of the dither matrix may be adjusted according to the range of pixel values of the input image. For example, the lower 8 bits of a 16-bit dither matrix storing values from 0 to 65535 are truncated, and the upper 8 bits are used as the dither matrix values. Further, when it is desired to change from thMIN to thMAX, the CPU obtains the integer part of the following equation as the value of the dither matrix after adjustment.
a×M(x,y)+b
however,
a = (thMAX-thMIN)/(mMAX-mMIN),
b=thMIN-a×mMIN
is.
以上説明した図5の処理フローによれば、低粒状性を維持しつつ、ノズル毎のインク吐出頻度を均一化することが可能なディザマトリクスを生成できる。以下、図1における各処理の詳細を説明する。 According to the processing flow of FIG. 5 described above, it is possible to generate a dither matrix that can equalize the ink ejection frequency for each nozzle while maintaining low graininess. Details of each process in FIG. 1 will be described below.
まず、S102とS202で使用するフィルタ係数fについて説明する。このフィルタ係数は、濃度変動マップn(g)を抽出するために使用する。fは、二次元配列であり、f(x、y)とも表記する。本実施形態では、f(x、y)の配列サイズは、ドットパターンd(g)と同じとする。すなわち、x方向のフィルタサイズをSfx、y方向のフィルタサイズをSfyとしたとき、これらの値は“256”とする。f(x、y)の値としては、次式(1)の値を用いる。
r={(x-x0)2+(y-y0)2}1/2
f(x、y)=1/(r+1) …(1)
式(1)において、x0、y0は、フィルタ係数の中心位置であり、x0=Sfx÷2、y0=Sfy÷2である。
First, the filter coefficient f used in S102 and S202 will be described. This filter coefficient is used to extract the density variation map n(g). f is a two-dimensional array and is also written as f(x, y). In this embodiment, the array size of f(x, y) is assumed to be the same as the dot pattern d(g). That is, when the filter size in the x direction is Sfx and the filter size in the y direction is Sfy, these values are "256". As the value of f(x, y), the value of the following equation (1) is used.
r={(x−x 0 ) 2 +(y−y 0 ) 2 } 1/2
f(x,y)=1/(r+1) (1)
In Equation (1), x0 and y0 are the center positions of the filter coefficients, and x0=Sfx/2 and y0=Sfy/2.
S104、S204にて、CPUは、濃度変動n(g)を緩和するようにドットを追加または削除することにより、ドットの粗密を低減し、これにより低粒状性を実現する。これを好適に実現するためには、ドット間の粗密を抽出する必要がある。ドット間の粗密を抽出するには、フィルタfを、式(1)に示すようにドットからの距離rの逆数の関数にすれば良い。なお、本実施形態では、距離r=0におけるゼロ割を避けるために分母に“1”を加算した。 In S104 and S204, the CPU adds or deletes dots so as to moderate the density variation n(g), thereby reducing the density of dots, thereby realizing low graininess. In order to achieve this, it is necessary to extract the density between dots. To extract the density between dots, the filter f should be a function of the reciprocal of the distance r from the dot as shown in equation (1). In this embodiment, "1" is added to the denominator to avoid division by zero at the distance r=0.
なお、S104、S204で使用するフィルタfはこれに限らず、粒状感として知覚される周波数成分を抽出可能なローパスフィルタを用いてもよい。 Note that the filter f used in S104 and S204 is not limited to this, and a low-pass filter capable of extracting frequency components perceived as graininess may be used.
次にS104とS204におけるドット配置方法を説明する。CPUは、濃度変動n(g)と合計ドット数マップs(g、y)に基づいてドットの追加または削除を行う。S104はドットを追加する処理である。S104にて、CPUは、ドットが存在せず、且つ、合計ドット数マップs(g、y)が最少のy位置の中で、濃度変動n(g、x、y)の値が最小になる位置(xMIN、yMIN)にドットを追加する。具体的には、合計ドット数マップs(g、y)においてドット数が最少となっているy位置群の画素、且つ、ドットパターンd(g、x、y)において画素値が“0”になっている画素の中から、濃度変動n(g、x、y)の値が最小となる位置(xMIN、yMIN)を探索する。そして、d(g、xMIN、yMIN)の画素値を“1”にすることでドットを追加する。なお、濃度変動マップn(g、x、y)の値が最小となる位置が複数存在する場合、CPUは、その中からドットを追加する位置をランダムに選択する。 Next, the dot arrangement method in S104 and S204 will be explained. The CPU adds or deletes dots based on the density variation n(g) and the total dot number map s(g, y). S104 is a process of adding dots. In S104, the CPU finds the smallest density variation n(g, x, y) in the y position where no dots exist and where the total dot number map s(g, y) is the smallest. Add a dot at location (xMIN, yMIN). Specifically, the pixels in the y-position group with the smallest number of dots in the total dot number map s(g, y) and the pixel value of "0" in the dot pattern d(g, x, y) The position (xMIN, yMIN) at which the value of the density variation n(g, x, y) is the minimum is searched from among the pixels having the . A dot is added by setting the pixel value of d(g, xMIN, yMIN) to "1". Note that if there are a plurality of positions where the values of the density variation map n(g, x, y) are the smallest, the CPU randomly selects a dot-adding position from among them.
一方、S204はドットを削除する処理である。S204にて、CPUは、ドットが存在し、且つ、合計ドット数マップs(g、y)が最大のy位置の中で、濃度変動マップn(g、x、y)の値が最大になる位置(xMAX、yMAX)からドットを削除する。具体的には、合計ドット数マップs(g、y)においてドット数が最大となっているy位置群の画素、且つ、ドットパターンd(g、x、y)において画素値が“1”になっている画素の中から、濃度変動マップn(g、x、y)の値が最大となる位置(xMAX、yMAX)を探索する。そして、CPUは、d(g、xMAX、yMAX)の画素値を“0”にすることでドットを削除する。なお、濃度変動マップn(g、x、y)の値が最大となる位置が複数存在する場合、CPUは、その中からドットを削除する位置をランダムに選択する。 On the other hand, S204 is a process of deleting dots. In S204, the CPU maximizes the value of the density variation map n(g, x, y) in the y position where dots exist and where the total dot number map s(g, y) is maximum. Delete a dot from position (xMAX, yMAX). Specifically, the pixels in the y-position group having the maximum dot number in the total dot number map s(g, y) and the pixel value of "1" in the dot pattern d(g, x, y) A position (xMAX, yMAX) at which the value of the density variation map n(g, x, y) is maximized is searched from among the pixels having the . Then, the CPU deletes the dot by setting the pixel value of d(g, xMAX, yMAX) to "0". Note that if there are a plurality of positions where the values of the density variation map n(g, x, y) are maximum, the CPU randomly selects positions from which dots are to be deleted.
次に、S100における初期ドットパターンの生成方法の詳細を、図6を参照して説明する。簡単に言えば、CPUは、はじめにランダムなドットパターンを生成する。そして、CPUは、このランダムなドットパターンを起点として、CPUドットの移動を反復することにより、粒状性が低く、且つ、濃度ムラが目立たない初期ドットパターンd(g0)を生成する。 Next, the details of the initial dot pattern generation method in S100 will be described with reference to FIG. Briefly, the CPU first generates a random dot pattern. Starting from this random dot pattern, the CPU repeats movement of the CPU dots to generate an initial dot pattern d(g0) with low graininess and inconspicuous density unevenness.
S301にて、CPUは、階調数がg0のランダムなドットパターンd_rを生成する。d_rは二次元の配列で、d_r(x、y)とも表記する。サイズはディザマトリクスM(x、y)と同じで、x方向のサイズはSx、y方向のサイズはSyである。前述の通り、本実施形態ではSxとSyの値は“256”とする。また、前述のd(x、y)と同じく、ドットが存在するときの画素値は“1”、ドットが存在しないときの画素値は“0”とする。 In S301, the CPU generates a random dot pattern d_r with the number of gradations g0. d_r is a two-dimensional array and is also written as d_r(x, y). The size is the same as the dither matrix M(x, y), with the size in the x direction being Sx and the size in the y direction being Sy. As described above, the values of Sx and Sy are set to "256" in this embodiment. As with d(x, y) described above, the pixel value is "1" when a dot exists, and the pixel value is "0" when no dot exists.
S301にて、CPUは、ドットが1つも存在しない画像を起点として、階調数がg0に達するまで、ドット追加を反復し、階調数がg0のランダムドットパターンを生成する。 In S301, the CPU repeats dot addition starting from an image in which no dots exist until the number of gradations reaches g0, thereby generating a random dot pattern with the number of gradations g0.
CPUは、ドットを追加するy方向の位置yrを1からSyまで順番にインクリメントして決定する。そして、最端Syまで到達したら1に戻り繰り返す。一方、CPUは、ドットを追加するx方向の位置の候補を乱数を用いて決める。具体的には、CPUは、1からSxまでの乱数を発生させ、x方向の位置xrを決める。そして、CPUは(xr、yr)にドットが存在しない場合は、その位置にドットを追加する。すなわち、CPUは、d_r(xr、yr)の画素値が“0”の場合は、d_r(xr、yr)の画素値を“1”にする。ただし、すでにd_r(xr、yr)の画素値が“1”になっていた場合、CPUは、ドットを追加するx方向の位置xrの候補を、新たに乱数を発生させて変更する。これにより、S301で生成されるドットパターンは、x方向に合計した合計ドット数の偏りが、1ドット以下に抑えられたランダムドットパターンとなる。 The CPU sequentially increments the y-direction position yr from 1 to Sy to determine the dot addition position. Then, when it reaches the extreme end Sy, it returns to 1 and repeats. On the other hand, the CPU uses random numbers to determine candidates for positions in the x direction where dots are to be added. Specifically, the CPU generates a random number from 1 to Sx and determines the x-direction position xr. Then, if a dot does not exist at (xr, yr), the CPU adds a dot to that position. That is, when the pixel value of d_r(xr, yr) is "0", the CPU sets the pixel value of d_r(xr, yr) to "1". However, if the pixel value of d_r(xr, yr) has already become "1", the CPU generates a new random number and changes the candidate of the position xr in the x direction where the dot is to be added. As a result, the dot pattern generated in S301 becomes a random dot pattern in which the deviation of the total number of dots in the x direction is suppressed to 1 dot or less.
S302とS305はループ端であり、S303からS304までの処理を所定回数だけ繰り返すことを意味している。本実施形態では、繰り返し回数を10000回とするが、これに限らず、所定の収束条件を設定しても構わない。 S302 and S305 are loop ends, meaning that the processing from S303 to S304 is repeated a predetermined number of times. In this embodiment, the number of iterations is set to 10000, but the number is not limited to this, and a predetermined convergence condition may be set.
S303にて、CPUは、S103と同じ方法により、ドットパターンd_rから濃度変動nを抽出する。濃度変動nは二次元配列であり、n(x、y)とも表記する。 In S303, the CPU extracts the density variation n from the dot pattern d_r by the same method as in S103. The density variation n is a two-dimensional array and is also written as n(x, y).
S304にて、CPUは、濃度変動マップnに基づいてドットを移動する。まず、d_r(x、y)においてドットが存在する画素の中から、濃度変動n(x、y)の値が最大になる位置(xMAX、yMAX)を探索する。次に、CPUは、濃度変動n(x、y)の値が最大になる位置と同じy位置(yMAX)で、且つドットが存在しない画素の中から、濃度変動n(x、yMAX)の値が最小になるx位置(xMIN、yMAX)を探索する。そして、CPUは、(xMAX、yMAX)の位置のドットを、(xMIN、yMAX)に移動させる。すなわち、ドットパターンd_r(xMAX、yMAX)の画素値を“0”にして、ドットパターンd_r(xMIN、yMAX)の画素値を“1”にする。濃度変動nが大きい位置のドットを同じy位置で濃度変動nが小さい位置に移動する。これにより、S304で生成されるドットパターンは、ドットの移動前後でy方向の位置yr毎の合計ドット数が変化しない。これにより、x方向に合計した合計ドット数の偏りを、1ドット以下に抑えつつ、ドット分散性が良好なドットパターンを生成可能となる。 At S304, the CPU moves the dots based on the density variation map n. First, the position (xMAX, yMAX) at which the value of the density variation n(x, y) is maximized is searched among the pixels in which dots exist in d_r(x, y). Next, the CPU selects the value of density variation n(x, yMAX) from among the pixels at the same y position (yMAX) as the position where the value of density variation n(x, y) is maximum and where no dot exists. Find the x-position (xMIN, yMAX) where . The CPU then moves the dot at (xMAX, yMAX) to (xMIN, yMAX). That is, the pixel value of the dot pattern d_r (xMAX, yMAX) is set to "0" and the pixel value of the dot pattern d_r (xMIN, yMAX) is set to "1". A dot at a position where density variation n is large is moved to a position where density variation n is small at the same y position. As a result, in the dot pattern generated in S304, the total number of dots for each position yr in the y direction does not change before and after the movement of the dots. This makes it possible to generate a dot pattern with good dot dispersion while suppressing the deviation of the total number of dots in the x direction to 1 dot or less.
以上、本実施形態に記載の方法で生成したディザマトリクスを用いてドットパターンを生成した場合、記録ヘッド203のノズル毎の吐出ドット数の差を予め設定された範囲内にすることができる(吐出ドット数を略均一化できる)。これにより、特定のノズルの寿命が短くなるのを抑制し、記録ヘッドの寿命を延ばすことが可能となる。
As described above, when a dot pattern is generated using a dither matrix generated by the method described in this embodiment, the difference in the number of discharged dots for each nozzle of the
[第2実施形態]
ノズル毎の吐出ドット数の均一化は、ノズル毎のインクの吐出特性の変動による画質劣化を抑制する濃度ムラ補正においても好適に作用する。第2実施形態においては、濃度ムラ補正における効果と、その実現例を説明する。
[Second embodiment]
Uniformity in the number of ejected dots for each nozzle also works favorably in density unevenness correction for suppressing deterioration in image quality due to variations in ink ejection characteristics for each nozzle. In the second embodiment, the effect of density unevenness correction and its implementation example will be described.
実際の画像形成装置においては、記録ヘッドに列設された各ノズルには、記録ヘッドの製造プロセスや構成材料等に起因した吐出特性のばらつきがある。そして、各ノズルの吐出特性のばらつきは、各ノズルから吐出されるインク滴の大きさや吐出方向の不均一となって現れ、記録画像に濃度むらを生じさせる原因となる。このような問題に対して、記録ヘッドを構成するノズル毎の吐出特性に基づき、入力画像データを補正することで濃度ムラを抑制する濃度ムラ補正の技術がある。具体的には、濃度ムラ補正用の濃度変換関数を求めるための濃度測定用テストチャートを出力し、この出力された濃度測定用テストチャートの画像を読み取って、記録濃度の測定を行い、その測定濃度データを基にノズルごとの画像データの濃度補正パラメータを生成する。そして、画像を印刷する際には、入力画像データを濃度補正パラメータに基づいて補正し、当該補正された画像データを基に画像記録の制御を行うことで濃度ムラの発生が抑制された画像を形成する。 In an actual image forming apparatus, each nozzle arranged in a print head has a variation in ejection characteristics due to the manufacturing process and constituent materials of the print head. Variations in the ejection characteristics of each nozzle appear as non-uniformity in the size and ejection direction of the ink droplets ejected from each nozzle, causing density unevenness in printed images. To solve such a problem, there is a density unevenness correction technique that suppresses density unevenness by correcting input image data based on the ejection characteristics of each nozzle that constitutes a print head. Specifically, a density measurement test chart for obtaining a density conversion function for correcting density unevenness is output, the image of the output density measurement test chart is read, the recording density is measured, and the measurement is performed. A density correction parameter for image data for each nozzle is generated based on the density data. When printing an image, the input image data is corrected based on the density correction parameter, and image recording is controlled based on the corrected image data, thereby producing an image in which the occurrence of density unevenness is suppressed. Form.
濃度測定用テストチャートから生成されたドットパターンのドット位置が、ある特定のノズルに偏りを持つと、ノズル毎にインクの吐出数に差異が生じてしまう。その結果、吐出数が多いノズルに対応する出力濃度は濃く、吐出数が少ないノズルに対応する出力濃度は薄くなる。そのため、出力された濃度測定用テストチャートには、ノズル毎の吐出特性による濃度差とノズル毎のインクの吐出数の差異による濃度差が混在してしまう。このような、テストチャートの記録濃度から、ノズル毎の吐出特性に起因した濃度変動を分離して測定することは困難となり、濃度ムラ補正の効果が低減してしまうという問題が生じる。 If the dot positions of the dot pattern generated from the density measurement test chart are biased toward a specific nozzle, the number of ink jets will vary from nozzle to nozzle. As a result, the output density corresponding to nozzles with a large number of ejections is high, and the output density corresponding to nozzles with a small number of ejections is low. Therefore, the density measurement test chart that is output includes a density difference due to the ejection characteristics of each nozzle and a density difference due to the difference in the number of ink ejections for each nozzle. It becomes difficult to separate and measure the density variation caused by the ejection characteristics of each nozzle from the print density of the test chart, and the problem arises that the effect of density unevenness correction is reduced.
そこで、ノズルの吐出特性に起因した濃度変動を精度よく計測するために、濃度ムラ補正の対象とする各ノズルで形成されるドット数が均一になるように調整されたディザマトリクスを使用して濃度測定用テストチャートのドットパターンを生成することが有効となる。 Therefore, in order to accurately measure density fluctuations caused by nozzle ejection characteristics, a dither matrix adjusted so that the number of dots formed by each nozzle to be corrected for density unevenness is uniform is used. It is effective to generate a dot pattern for the test chart for measurement.
また、ノズル位置毎に入力階調に対する出力ドット数に差異があると、ノズル毎の吐出特性に起因した濃度変動を正しく補正できたとしても、ノズル毎に補正の効き方(補正による出力ドット数の変化の仕方)が異なり、濃度ムラ補正効果が低減する場合があった。具体的には例えば、理想的な吐出量に比べて、同程度、1ドットに対する吐出量が少なくなってしまうノズルが2つあるとする。この時、入力画像において補正対象の2つのノズルに対応する画素列に対して、同様に画素値が大きくなるように補正される。しかしながら、各ノズルにおいて階調に応じて出力ドット数が異なっている場合、補正前後の画素値が同じであっても、異なる出力ドット数が吐出されることになる。その結果、濃度ムラ補正処理をしても濃度ムラが残留してしまう。 In addition, if there is a difference in the number of output dots for the input gradation for each nozzle position, even if the density fluctuation caused by the ejection characteristics of each nozzle can be correctly corrected, the effectiveness of the correction (the number of output dots due to correction) for each nozzle change) is different, and the effect of correcting density unevenness may be reduced. Specifically, for example, it is assumed that there are two nozzles whose ejection volume per dot is approximately the same as the ideal ejection volume. At this time, in the input image, the pixel lines corresponding to the two nozzles to be corrected are similarly corrected so that the pixel values are increased. However, if the number of output dots differs for each nozzle according to the gradation, different numbers of output dots will be ejected even if the pixel values before and after correction are the same. As a result, the density unevenness remains even after performing density unevenness correction processing.
そこで、ノズル毎の濃度ムラ補正を施した入力画像に対して、記録画像の濃度ムラ補正効果を向上するために、各ノズルで形成される各階調に対応するドット数が均一になるように調整されたディザマトリクスを使用することが有効となる。 Therefore, in order to improve the density unevenness correction effect of the recorded image, adjustment is made so that the number of dots corresponding to each gradation formed by each nozzle is uniform for the input image that has undergone density unevenness correction for each nozzle. It is useful to use a modified dither matrix.
図8は、第2実施形態に適用可能な画像処理装置10および画像形成装置20の構成を示したブロック図である。なお、以降の説明において、第1実施形態と共通の部分は説明を簡易化または省略する。
FIG. 8 is a block diagram showing configurations of an
図8において、画像読取装置30、濃度ムラ補正パラメータ演算部105、濃度ムラ補正パラメータ格納部106、濃度ムラ補正処理部107、テストチャート生成部108以外は図1と同様のため、説明を省略する。
In FIG. 8, the components other than the
画像読取装置30は、記録ヘッド203によって記録媒体上に記録された画像を読み取り、電子画像データ(読取画像データ)に変換する。画像読取装置30としては、例えば、CCDラインセンサを用いることができる。本実施形態の画像読取装置30は、媒体搬送路の途中に設置されるインラインセンサであり、記録ヘッド203によって記録された画像を排紙前の搬送中に読み取る。画像読取装置30は、後述する濃度測定用テストチャートの出力結果を読み取ることができる。
The
濃度ムラ補正パラメータ演算部105は、画像読取装置30から取得した濃度測定用テストチャートの読取画像を基に、濃度測定を行い、ノズル毎の濃度ムラの補正値データ(濃度ムラ補正パラメータ)を生成する。濃度ムラ補正パラメータ演算部105で生成された濃度ムラ補正パラメータは、濃度ムラ補正パラメータ格納部106に格納される。
The density unevenness correction
濃度ムラ補正処理部107は、記録ヘッド203におけるノズルの吐出特性のばらつき等に起因して発生する記録媒体上の印刷画像の濃度ムラを抑制するための画像信号補正を行う。本実施形態では、記録ヘッド203のノズルごとに、入力信号値と出力信号値の変換関係を記述した濃度ムラ補正用のルックアップテーブルである濃度ムラ補正LUTが準備され、この濃度ムラ補正LUTを用いて信号値の変換がなされる。
A density unevenness
テストチャート生成部108は、濃度ムラ補正パラメータの計算に必要な濃度測定データを得るための濃度測定用テストチャートのデータを生成し、入力画像バッファ102に提供する。図9は、濃度測定用テストチャートの一例であり、記録ヘッド203の記録媒体幅方向の幅Ty、搬送方向に高さTxの大きさの矩形領域にそれぞれ予め決められた階調値D1~D10となる均一濃度の階調パッチを搬送方向に帯状に有する。図9に示すように本実施形態では、全てのノイズの吐出特性を導出できるように、ノズル幅分のチャートのデータがある。また、本実施形態においては、0~255の全ての階調を濃度ムラ補正の対象とする。そのため0~255のうち離散的であるが、低濃度から高濃度まで等間隔の濃度に対応する階調毎のパッチを含むように、濃度測定用テストチャートが生成されている。
The test
吐出特性に起因した濃度変動を取得するためには、各ノズルで形成されるドット数が均一になるように調整されたディザマトリクスを使用して濃度測定用テストチャートのドットパターンを生成することが有効である。そのため、濃度測定用テストチャートにおける各階調の濃度領域のx方向サイズTxは、ディザマトリクスのx方向サイズSx画素以上(実施形態ではSxは256)である必要がある。本第2実施形態では、Tx=800画素とする。 In order to obtain density fluctuations caused by ejection characteristics, it is possible to generate a dot pattern of a test chart for density measurement using a dither matrix adjusted so that the number of dots formed by each nozzle is uniform. It is valid. Therefore, the x-direction size Tx of the density area of each gradation in the density measurement test chart must be equal to or larger than the x-direction size Sx pixels of the dither matrix (Sx is 256 in the embodiment). In the second embodiment, Tx=800 pixels.
図10は、本第2実施形態の画像処置装置10内の不図示のCPUが実行する、濃度ムラ補正パラメータの作成手順の概要を示すフローチャートである。なお、同図に係るプログラムは、所定のメモリ(RAM等)に格納されるものである。
FIG. 10 is a flow chart showing an outline of a procedure for creating density unevenness correction parameters executed by a CPU (not shown) in the
S401にて、CPUは、テストチャート生成部108によって生成された濃度測定用テストチャートの画像データを入力画像バッファ102に送ることで、記録ヘッド203による記録媒体上への濃度測定用テストチャートの画像を出力させる。このとき、CPUは、濃度ムラ補正処理部107に対して濃度ムラ補正は行わないようにし、均一濃度の階調パッチを出力させる。また、ハーフトーン処理部103に対しては、各ノズルで形成されるドット数が均一になるように調整されたディザマトリクスを使用して、濃度測定用テストチャートのドットパターンを生成させる。
In S401, the CPU sends the image data of the test chart for density measurement generated by the test
S402にて、CPUは、画像読取装置30を制御し、濃度測定用テストチャートの出力結果を読み取り、テストチャートの測定を行わせる。
In S402, the CPU controls the
S403にて、CPUは、取り込まれた画像から、画像処理により各階調に対応する帯状の濃度パッチ毎に、搬送方向(x方向)に信号を積算し、記録媒体幅方向(y方向)の1次元の測定データを作成する。このとき、ノズル毎の吐出特性に起因した濃度変動を取得するために、ノズル毎のドット数が均一となる範囲で搬送方向(x方向)の信号を積算するのが望ましい。つまり、搬送方向(x方向)の積算範囲Mxは、ディザマトリクスのx方向サイズの印字幅(mm)の整数倍であることが望ましい。ディザマトリクスのx方向サイズSx=256(pixel)の場合、印字幅(mm)は256(pixel)/1200(pixel/inch)*25.4(mm/inch)≒5.4(mm)である。一方、濃度測定用テストチャートにおける各階調の濃度領域のx方向サイズTxの印字幅(mm)は、800(pixel)/1200(pixel/inch)*25.4(mm/inch)≒16.9(mm)である。本実施形態では搬送方向(x方向)の積算範囲Mxを、濃度領域のx方向サイズの印字幅(16.9mm)以下で、且つ、ディザマトリクスのx方向サイズSxの印字幅(5.4mm)の整数倍(3倍)となる、16.3mmとする。 In S403, the CPU integrates signals in the conveying direction (x direction) for each band-shaped density patch corresponding to each gradation by image processing from the captured image, and adds 1 in the recording medium width direction (y direction). Create dimensional measurement data. At this time, in order to obtain density fluctuations caused by the ejection characteristics of each nozzle, it is desirable to integrate signals in the transport direction (x direction) within a range in which the number of dots for each nozzle is uniform. That is, it is desirable that the integration range Mx in the transport direction (x direction) is an integral multiple of the print width (mm) of the dither matrix in the x direction. When the x-direction size Sx of the dither matrix is 256 (pixels), the print width (mm) is 256 (pixels)/1200 (pixels/inch)*25.4 (mm/inch)≈5.4 (mm). . On the other hand, the print width (mm) of the x-direction size Tx of the density area of each gradation in the density measurement test chart is 800 (pixel)/1200 (pixel/inch)*25.4 (mm/inch)≈16.9. (mm). In this embodiment, the integration range Mx in the transport direction (x direction) is set to be equal to or less than the print width (16.9 mm) of the x-direction size of the density area and the print width (5.4 mm) of the x-direction size Sx of the dither matrix. 16.3 mm, which is an integral multiple (three times) of
CPUは、画像読取装置30の読み取り解像度(例えば、記録媒体幅方向について600dpi)の測定1次元データを基に、記録ヘッド203のノズルの解像度(記録解像度)刻みに補間を行い、ノズル位置ごとの濃度測定データを作成する。
Based on the measured one-dimensional data at the reading resolution of the image reading device 30 (for example, 600 dpi in the width direction of the recording medium), the CPU performs interpolation in units of the resolution (recording resolution) of the nozzles of the
次に、S404にて、CPUは、取得されたノズル位置ごとの濃度測定データと、目標とする階調特性とから、ノズルごとの濃度ムラ補正パラメータ、すなわち濃度ムラ補正LUTが算出される。なお、離散的な階調値に対する濃度測定データを補間することにより、測定点以外の階調値に対する濃度データが得られる。 Next, in S404, the CPU calculates a density unevenness correction parameter for each nozzle, that is, a density unevenness correction LUT, from the obtained density measurement data for each nozzle position and the target gradation characteristics. By interpolating density measurement data for discrete tone values, density data for tone values other than measurement points can be obtained.
次に、図7(A),(B)を参照して、本発明のディザマトリクスを用いたハーフトーン処理で生成されるドットパターンの階調特性を説明する。 Next, with reference to FIGS. 7A and 7B, gradation characteristics of dot patterns generated by halftone processing using the dither matrix of the present invention will be described.
図7(A),(B)のグラフの水平軸は、入力階調値、垂直軸はディザマトリクスと同じサイズ(Sx,Sy)の均一階調の入力画像inとディザマトリクスMの比較処理によって生成されたドットパターンにおける、x方向の合計ドット数xSum(y)(以下、合計ドット数)である。ディザマトリクスのy方向のサイズSyが256の場合、256本のグラフを生成可能であるが、ここではグラフの見易さのために、一部のy位置における対応を表示していることに注意されたい。 In the graphs of FIGS. 7A and 7B, the horizontal axis represents the input gradation value, and the vertical axis represents the input image in of uniform gradation having the same size (Sx, Sy) as the dither matrix and the dither matrix M. It is the total number of dots xSum(y) in the generated dot pattern in the x direction (hereinafter referred to as the total number of dots). If the y-direction size Sy of the dither matrix is 256, 256 graphs can be generated, but note that the correspondence at some y-positions is shown here for the sake of easy viewing of the graph. want to be
図7(A)に、本実施形態で作成したディザマトリクスを用いてドットパターンを生成した場合の例を示す。図7(B)に、比較のためにノズル毎のドットの生成頻度が均一になることを考慮せずに作成された一般的なブルーノイズディザマトリクスを用いてドットパターンを生成した場合の例を示す。ここで一般的なブルーノイズディザマトリクスは、図5を用いたマトリクス作成方法のうち、S103、S104、S203、S204のみが異なる方法で作成される。一般的なブルーノイズディザマトリクスは、S103およびS203がなく、S104およびS204において濃度変動n(g、x、y)にも参照することで生成されたマトリクスであるとする。 FIG. 7A shows an example of dot patterns generated using the dither matrix created in this embodiment. For comparison, FIG. 7B shows an example of a dot pattern generated using a general blue noise dither matrix created without considering that the dot generation frequency for each nozzle is uniform. show. Here, a general blue noise dither matrix is created by a method that differs only in S103, S104, S203, and S204 from the matrix creation method using FIG. Assume that a general blue noise dither matrix is a matrix generated without S103 and S203 and also referring to density variation n(g, x, y) in S104 and S204.
図7(A)は、y方向の複数位置における入力階調値に対する合計ドット数を表示しているが、グラフが重なっているため、1つの線に見えている。つまり、均一濃度の入力階調値に対して、ディザマトリクスを用いて生成されるドットパターンの、合計ドット数が階調によらず略均一となり、階調間のドットの増加数が一定(線形)となることを示している。 FIG. 7A shows the total number of dots for input tone values at multiple positions in the y direction, but the graphs overlap, so it looks like one line. In other words, the total number of dots in the dot pattern generated using the dither matrix for input tone values of uniform density is approximately uniform regardless of the tone, and the number of dots increased between tones is constant (linear ).
一方、図7(B)に示すように、一般的なブルーノイズディザマトリクスを用いてドットパターンを生成した場合、入力階調値に対する出力ドットの合計数の対応関係が、y位置毎に異なり、階調間のドットの増加数が非線形となることを示している。 On the other hand, when a dot pattern is generated using a general blue noise dither matrix as shown in FIG. This indicates that the number of dots increased between gradations is non-linear.
図7(A)に示すノズル毎の合計ドット数は、全体のドット数がディザマトリクスのy方向のサイズSyで割り切れる場合(Syの整数倍である場合)、完全に一致させることが可能である。これは、ディザマトリクスによって疑似的に表現できる階調数(gの数)がSyであるために成立する。つまりディザマトリクスを用いて生成されるドットパターンの全体のドット数をdとすると、d % Sy=0の場合、ノズル毎の合計ドット数はそれぞれd/Sy個とすることができる。すなわち、d % Sy=0となるように、ディザマトリクスMの閾値レンジを調整することで、ノズル毎の合計ドット数を均一化することができる。本実施形態のように、ノズル毎の濃度ムラ補正が全階調を対象とする場合には、全階調でノズル毎の合計ドット数を均一化することが望ましい。 The total number of dots for each nozzle shown in FIG. 7A can be completely matched if the total number of dots is divisible by the y-direction size Sy of the dither matrix (if it is an integral multiple of Sy). . This holds because the number of gradations (the number of g) that can be simulated by the dither matrix is Sy. That is, if the total number of dots in the dot pattern generated using the dither matrix is d, and d % Sy=0, the total number of dots for each nozzle can be d/Sy. That is, by adjusting the threshold range of the dither matrix M so that d % Sy=0, the total number of dots for each nozzle can be made uniform. When density unevenness correction for each nozzle targets all gradations as in the present embodiment, it is desirable to equalize the total number of dots for each nozzle in all gradations.
なお、ディザマトリクスのサイズに制限がある場合など、ノズル毎の合計ドット数は完全に一致できない場合もある。たとえば、階調によっては全体のドット数がディザマトリクスのy方向のサイズSyで割り切れず、y位置毎の合計ドット数を揃えることができない場合がある。このような場合は、y位置毎の合計ドット数の差は、1以下であるのが好適である。 Note that the total number of dots for each nozzle may not match completely, for example, when the size of the dither matrix is limited. For example, depending on the gradation, the total number of dots may not be divisible by the size Sy of the dither matrix in the y direction, and the total number of dots for each y position may not be uniform. In such cases, the difference in the total number of dots for each y-position is preferably 1 or less.
本実施形態で出力された濃度測定用テストチャートは、各ノズルで形成されるドット数が均一になるように調整されたディザマトリクスを使用して、濃度測定用テストチャートのドットパターンを生成する。そのため、ノズル毎のインクの吐出数に偏りがなく、テストチャートの記録濃度からノズル毎の吐出特性に起因した濃度変動を精度よく測定することが可能となる。これにより、濃度測定データに基づく濃度ムラ補正の効果を向上することができる。 For the test chart for density measurement output in this embodiment, a dot pattern for the test chart for density measurement is generated using a dither matrix adjusted so that the number of dots formed by each nozzle is uniform. Therefore, there is no bias in the number of ink ejections for each nozzle, and it is possible to accurately measure density fluctuations caused by the ejection characteristics of each nozzle from the recording density of the test chart. As a result, it is possible to improve the effect of density unevenness correction based on the density measurement data.
一方、ノズル毎の濃度ムラ補正パラメータを参照し、入力画像に対してノズル毎の濃度ムラ補正を施す場合にも各ノズルで形成されるドット数が均一になるように調整されたディザマトリクスは有効である。実際に印刷する場合には、濃度ムラ補正処理部107において、濃度ムラ補正パラメータを参照し、入力画像に対してノズル毎の濃度ムラ補正を施す。さらに、ハーフトーン処理部103では、ノズル位置毎の入力階調に対する出力ドット数が均一になるように調整されたディザマトリクスを使用して、ドットパターンを生成する。階調間のドットの増加数が一定(線形)であるため、ノズル毎の濃度ムラ補正量に対して、適切なドット数のディザパターンを生成し、記録画像の濃度ムラ補正効果を向上することができる。
On the other hand, a dither matrix that is adjusted so that the number of dots formed by each nozzle is uniform is effective even when density unevenness correction for each nozzle is performed on an input image by referring to density unevenness correction parameters for each nozzle. is. When actually printing, the density unevenness
そのため、ノズル毎の濃度ムラ補正パラメータの測定は、上述した濃度測定用テストチャートに限らず、その他の測定方法で作成した濃度ムラ補正パラメータを用いてノズル毎の濃度ムラ補正を施す場合であっても、記録画像の濃度ムラ補正効果を向上することができる。 Therefore, the measurement of the density unevenness correction parameter for each nozzle is not limited to the density measurement test chart described above, and the density unevenness correction for each nozzle is performed using the density unevenness correction parameter created by other measurement methods. Also, it is possible to improve the density unevenness correction effect of the recorded image.
[第3実施形態]
第2実施形態では、濃度ムラ補正の対象を全階調とした。第3実施形態では、濃度ムラ補正の対象を一部の階調に対してのみ行う場合を例に説明する。例えば、図9における低濃度であるD9およびD10のパッチではほとんど濃度ムラが生じていない場合に、濃度D9より高濃度のみ濃度ムラ補正の対象としてもよい。この場合、濃度ムラ補正効果を向上するべき濃度範囲は、濃度D8~D1(ここで濃度D1は最大濃度であるものとする)の範囲である。濃度ムラ補正処理部107は、入力画像における画素の画素値が、濃度D8以上であるか否かを判定する。画素値が濃度D8以上である場合は、濃度ムラ補正処理部107は、濃度ムラ補正パラメータを参照し、濃度ムラ補正を実行する。一方、画素値が濃度D8未満である場合は、濃度ムラ補正を実行せず、その画素値のまま出力する。
[Third Embodiment]
In the second embodiment, all gradations are targeted for density unevenness correction. In the third embodiment, an example will be described in which density unevenness correction is performed on only some tones. For example, when there is almost no density unevenness in patches of low densities D9 and D10 in FIG. 9, only patches higher than density D9 may be subjected to density unevenness correction. In this case, the range of densities in which the density unevenness correction effect should be improved is the range of densities D8 to D1 (where the density D1 is assumed to be the maximum density). The density unevenness
一方、低濃度部では、濃度ムラは目立たない代わりに、ドットの分散性が重視される場合がある。記録媒体に対して吐出されるドットが少ない場合は、複数のドットが近くに吐出されることで、ドットの塊があるように視認され、粒状感が低下してしまう。そこで第3実施形態では、入力画像に対してハーフトーン処理を実行する際に、ディザマトリクスを切り替えて適用する。処理対象の画素の画素値が濃度D8~D1である場合には、第1実施形態と同様のディザマトリクス(M1)を用いる。また、処理対象の画素の画素値が濃度D9以上の低濃度部である場合は、ノズル毎のドットの生成頻度が均一になることを考慮せずに作成されたディザマトリクス(M2)を用いる。 On the other hand, in the low-density area, there is a case where the dispersibility of the dots is emphasized even though the density unevenness is inconspicuous. When a small number of dots are ejected onto the recording medium, a plurality of dots are ejected close to each other, so that the appearance of clusters of dots is visually perceived and the graininess is reduced. Therefore, in the third embodiment, when halftone processing is performed on an input image, dither matrices are switched and applied. When the pixel values of the pixels to be processed have densities D8 to D1, the same dither matrix (M1) as in the first embodiment is used. When the pixel value of the pixel to be processed is in a low-density portion with a density of D9 or higher, a dither matrix (M2) created without considering uniform dot generation frequency for each nozzle is used.
ハーフトーン処理部103は、以下の処理を実行する。
Iin(x,y)≧D8
Iout(x,y)=BLACK if Iin(x,y) > M1(x % Sx, y % Sy)
Iout(x,y)=WHITE if Iin(x,y) ≦ M1(x % Sx, y % Sy)
Iin(x,y)<D8
Iout(x,y)=BLACK if Iin(x,y) > M2(x % Sx, y % Sy)
Iout(x,y)=WHITE if Iin(x,y) ≦ M2(x % Sx, y % Sy)
ディマトリクスM2は、ドットを追加する際、またはドットを削除する際に、濃度変動nのみを参照しているため、図5に示すドット作成方法よりも、ドットの配置を決定する際に制約が少ない。従って、ドット分散性という観点のみにおいては、ディザマトリクスM2は、ディザマトリクスM1よりも良好である
以上の通り本実施形態では、濃度ムラ補正処理部は、画素値の濃度範囲に応じて濃度ムラ範囲を実行する。画素値が濃度ムラ補正処理を実行される濃度範囲である場合は、ノズル毎のドット数が均一になるように作成されたディザマトリクスを用いることで、濃度ムラ補正の効果を向上する。一方、画素値が濃度ムラ補正処理を必要としない濃度範囲では、より分散性を高めるディザマトリクスを用いる。
The
Iin(x,y)≧D8
Iout(x,y)=BLACK if Iin(x,y) > M1(x % Sx, y % Sy)
Iout(x,y)=WHITE if Iin(x,y) ≤ M1(x % Sx, y % Sy)
Iin(x,y)<D8
Iout(x,y)=BLACK if Iin(x,y) > M2(x % Sx, y % Sy)
Iout(x,y)=WHITE if Iin(x,y) ≤ M2(x % Sx, y % Sy)
Since the dimatrix M2 refers only to the density variation n when adding dots or deleting dots, it is more restrictive in determining dot placement than the dot creation method shown in FIG. few. Therefore, the dither matrix M2 is better than the dither matrix M1 only in terms of dot dispersion. to run. When the pixel value is within the density range in which density unevenness correction processing is executed, the effect of density unevenness correction is improved by using a dither matrix created so that the number of dots for each nozzle is uniform. On the other hand, in a density range in which pixel values do not require density unevenness correction processing, a dither matrix that increases dispersion is used.
なお本実施形態では、ハーフトーン処理が参照するディザマトリクスを画素値に応じて切り替える構成とした。しかしながら、1つのディザマトリクスで第3実施形態と同様の効果を実現する方法もある。ディザマトリクスを作成する際に、階調値gに応じて合計ドット数マップを参照するか否かを判定する方法である。例えば、図5に示すフローチャートにおいて、S201~S207のうち、階調gが所定値(例えば濃度D9)以下である場合には、S203を実行せず、S204において濃度変動n(g、x、y)のみを参照して、ドットを削除する位置を決定する。これにより、ディザマトリクスは、階調gが所定値以上である場合には、y方向のサイズSyの整数倍の範囲では、ノズル毎の合計ドット数が均一になる。このように作成したディザマトリクスを用いてハーフトーン処理することでも、第3実施形態と同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, the dither matrix referred to by the halftone process is switched according to the pixel value. However, there is also a method of achieving the same effect as in the third embodiment with one dither matrix. This is a method of determining whether or not to refer to the total dot number map according to the gradation value g when creating the dither matrix. For example, in the flowchart shown in FIG. 5, in S201 to S207, if the gradation g is equal to or less than a predetermined value (for example, the density D9), S203 is not executed, and in S204 the density change n (g, x, y ) to determine where to remove the dot. Thus, in the dither matrix, when the gradation g is equal to or greater than a predetermined value, the total number of dots for each nozzle is uniform within the range of integral multiples of the size Sy in the y direction. By performing halftone processing using the dither matrix created in this way, the same effect as in the third embodiment can be obtained.
(その他の実施例)
なお上述の実施形態では、ディザマトリクスが疑似的に再現する階調数が256である場合を例に説明した。しかしながら、ディザマトリクスが疑似的に再現する階調数は、入力画像の階調数のうち離散的な階調のみとしてもよい。例えば、0~255のうち、0、15、30、45、60、75、90、105、120、135、150、165、180、195、210、225、240、255の階調のみを疑似的に再現する場合、図5に示すノズル毎の合計ドット数の制約も、疑似的に再現する階調値のみに設定されることになる。この場合、ディザマトリクスのy方向のサイズは、疑似的に再現する階調数18の倍数となるように、設定するとよい。
(Other examples)
In the above-described embodiment, the case where the dither matrix simulates 256 gradations has been described as an example. However, the number of gradations to be pseudo-reproduced by the dither matrix may be only discrete gradations among the number of gradations of the input image. For example, 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135, 150, 165, 180, 195, 210, 225, 240, and 255 of 0 to 255 are simulated. , the constraint on the total number of dots for each nozzle shown in FIG. In this case, the size of the dither matrix in the y direction should be set to be a multiple of 18 tones to be simulated.
また、上述の実施形態では、ハーフトーン処理部がディザマトリクスを用いた比較処理を実行する方法を例に説明した。しかしながら、ディザマトリクスに応じてドットの配置を決定する方法に第1実施形態において作成されたディザマトリクスを適用することもできる。例えば、特開2016-021735に記載された方法に、上述で説明したディザマトリクスを用いても良い。 Further, in the above-described embodiments, the method in which the halftone processing unit performs comparison processing using a dither matrix has been described as an example. However, the dither matrix created in the first embodiment can also be applied to the method of determining dot placement according to the dither matrix. For example, the dither matrix described above may be used in the method described in JP-A-2016-021735.
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。 The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.
10…画像処理装置、20…画像形成装置、102…入力画像バッファ、103…ハーフトーン処理部、104…ハーフトーン画像バッファ、202…ヘッド駆動部、203…記録ヘッド
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1の方向の各位置において同一の階調値を有し、前記補正情報を取得するための画像データを取得する取得手段と、
前記第2の方向に大きさSx(Sxは自然数)である分散型ディザマトリクスを前記第2の方向に繰り返し展開し、前記画像データの階調値と対応する閾値との大小比較を行うことにより、ハーフトーンパターンを示すハーフトーン画像データに変換する変換手段と、
前記ハーフトーン画像データに基づいて形成されるチャート画像を読み取ることで、前記記録素子それぞれの特性によって生じる濃度ムラを補正するための補正情報を生成する生成手段と
を有し、
前記変換されたハーフトーン画像データにおいて、前記第1の方向の各位置の間における前記第2の方向の前記Sxの範囲に含まれる画素値の合計の差は、前記画像形成装置によって表現可能な階調数以下であり、
前記補正情報を取得するための画像データにおいて同一の階調値を有する領域の前記第2の方向の大きさTxは、前記Sx以上であり、
前記生成手段は、前記チャート画像の読取画像において、前記ディザマトリクスの前記第2の方向の大きさSxの正の整数倍に相当する前記記録媒体上の印字幅の読み取り信号値を積算した測定データに基づいて補正テーブルを生成する
ことを特徴とする画像処理装置。 a recording head having a plurality of recording elements arranged in a first direction, the recording head directed toward a recording medium relatively conveyed along a second direction perpendicular to the first direction; an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by means of recording elements of an image processing apparatus for acquiring correction information for correcting density unevenness on the image caused by characteristics of each of the recording elements; ,
acquisition means for acquiring image data having the same gradation value at each position in the first direction and for acquiring the correction information ;
A distributed dither matrix having a size Sx (Sx is a natural number) in the second direction is repeatedly developed in the second direction , and the gradation value of the image data and the corresponding threshold value are compared in magnitude. a converting means for converting into halftone image data representing a halftone pattern by
generating means for generating correction information for correcting density unevenness caused by the characteristics of each of the recording elements by reading a chart image formed based on the halftone image data ;
In the converted halftone image data, the difference in sum of pixel values included in the range of Sx in the second direction between each position in the first direction is calculated by the image forming apparatus. The number of tones that can be expressed is less than or equal to
the size Tx in the second direction of the area having the same gradation value in the image data for acquiring the correction information is greater than or equal to Sx;
The generating means generates measurement data obtained by accumulating read signal values of a print width on the recording medium corresponding to a positive integral multiple of the size Sx of the dither matrix in the second direction in the read image of the chart image. Generate a correction table based on
An image processing apparatus characterized by:
取得手段が、前記第1の方向の各位置において同一の階調値を有し、前記補正情報を取得するための画像データを取得する取得工程と、
変換手段が、前記第2の方向に大きさSx(Sxは自然数)である分散型ディザマトリクスを前記第2の方向に繰り返し展開し、前記画像データの階調値と対応する閾値との大小比較を行うことにより、ハーフトーンパターンを示すハーフトーン画像データに変換する変換工程と、
生成手段が、前記ハーフトーン画像データに基づいて形成されるチャート画像を読み取ることで、前記記録素子それぞれの特性によって生じる濃度ムラを補正するための補正情報を生成する生成工程と
を有し、
前記変換されたハーフトーン画像データにおいて、前記第1の方向の各位置の間における前記第2の方向の前記Sxの範囲に含まれる画素値の合計の差は、前記画像形成装置によって表現可能な階調数以下であり、
前記補正情報を取得するための画像データにおいて同一の階調値を有する領域の前記第2の方向の大きさTxは、前記Sx以上であり、
前記生成工程は、前記チャート画像の読取画像において、前記ディザマトリクスの前記第2の方向の大きさSxの正の整数倍に相当する前記記録媒体上の印字幅の読み取り信号値を積算した測定データに基づいて補正テーブルを生成する
ことを特徴とする画像処理装置の制御方法。 a recording head having a plurality of recording elements arranged in a first direction, the recording head directed toward a recording medium relatively conveyed along a second direction perpendicular to the first direction; A method of controlling an image processing apparatus for acquiring correction information for correcting density unevenness on the image caused by the characteristics of each of the recording elements in an image forming apparatus that forms an image on the recording medium using the recording elements of and
an obtaining step in which an obtaining means obtains image data having the same gradation value at each position in the first direction and for obtaining the correction information ;
The transforming means repeatedly develops a distributed dither matrix having a size Sx (Sx is a natural number) in the second direction in the second direction, and the gradation value of the image data and the corresponding threshold value are large or small. a converting step of converting into halftone image data representing a halftone pattern by performing a comparison ;
generating means for generating correction information for correcting density unevenness caused by the characteristics of each of the recording elements by reading a chart image formed based on the halftone image data;
In the converted halftone image data, the difference in sum of pixel values included in the range of Sx in the second direction between each position in the first direction is calculated by the image forming apparatus. The number of tones that can be expressed is less than or equal to
the size Tx in the second direction of the area having the same gradation value in the image data for acquiring the correction information is greater than or equal to Sx;
In the reading image of the chart image, the generating step includes measurement data obtained by accumulating reading signal values of a print width on the recording medium corresponding to a positive integer multiple of the size Sx of the dither matrix in the second direction. Generate a correction table based on
A control method for an image processing apparatus, characterized by:
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