(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データに対してハーフトーン処理を行うために、印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するためのディザマトリックスを生成する方法であって、
前記印刷画像は、前記ドットの形成において物理的な相違が想定された複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成され、
前記ハーフトーン処理は、複数の前記ディザマトリックスが一定の規則で連結されたマトリックスによって行われ、
前記ディザマトリックス生成方法は、
前記ディザマトリックスの各要素に格納されるべき複数の閾値の中から、格納されるべき要素が未決定の閾値であって、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として決定する着目閾値決定工程と、
格納される閾値が決定済みの要素である決定済み要素に対応する画素にドットが形成されたとみなすとともに、格納される閾値が未決定の要素である空白要素の各々のいずれか１つに前記着目閾値が格納されることを想定した場合の各々について総合評価値を決定し、前記総合評価値に応じて前記着目閾値を格納する要素を決定する格納要素決定工程と、
前記複数の閾値の全てについて、前記着目閾値決定工程と前記格納要素決定工程の各工程を繰り返す繰り返し工程と、
を備え、
前記格納要素決定工程は、
前記評価の対象となるディザマトリックスである中心マトリックスの周囲に、前記中心マトリックスと同一の要素を有する複数の周囲マトリックスを前記一定の規則で連結して連結マトリックスを生成する連結マトリックス生成工程と、
前記連結マトリックスの前記決定済み要素の全てのグループに対応するドットの形成状態を評価して全体評価値を決定する全体評価値決定工程と、
前記連結マトリックスの前記決定済み要素の中で、前記複数の画素グループから評定として選択された評定画素グループに対応する要素グループに属する要素にのみ対応するドットの形成状態を評価してグループ評価値を決定するグループ評価値決定工程と、
前記全体評価値と前記グループ評価値とに応じて、前記総合評価値を決定する総合評価値決定工程と、
を含み、
前記要素グループは、前記中心マトリックスの中で前記評定画素グループに対応する要素グループである評定グループと、前記複数の周囲マトリックスの中で前記評定画素グループに対応する要素グループである関連グループと、を含むことを特徴とする、ディザマトリックス生成方法。
【請求項２】
請求項１記載のディザマトリックス生成方法であって、
前記複数の周囲マトリックスは、前記中心マトリックスに対して主走査方向と副走査方向の少なくとも一方にずれている、ディザマトリックス生成方法。
【請求項３】
印刷媒体上に印刷を行う印刷方法であって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成工程と、
前記ドットデータに応じて、前記各印刷画素にドットを形成して印刷画像を生成する印刷画像生成工程と、
を備え、
前記印刷画像は、前記印刷画像生成部によるドットの形成において、物理的な相違が想定された複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成され、
前記ハーフトーン処理は、請求項１または２に記載の複数の前記ディザマトリックスが前記一定の規則で連結された連結マトリックスによって行われるように構成されていることを特徴とする、印刷方法。
【請求項４】
印刷媒体上に印刷を行う印刷装置であって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成部と、
前記ドットデータに応じて、前記各印刷画素にドットを形成して印刷画像を生成する印刷画像生成部と、
を備え、
前記印刷画像は、前記印刷画像生成部によるドットの形成において、物理的な相違が想定された複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成され、
前記ハーフトーン処理は、請求項１または２に記載の複数の前記ディザマトリックスが前記一定の規則で連結された連結マトリックスによって行われるように構成されていることを特徴とする、印刷装置。
【請求項５】
印刷媒体上に印刷画像を形成する印刷物の生成方法であって、
元画像を構成する各画素の階調値を表す画像データに対してハーフトーン処理を行うことによって、前記印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を表すドットデータを生成するドットデータ生成工程と、
前記ドットデータに応じて、前記各印刷画素にドットを形成して印刷画像を生成する印刷画像生成工程と、
を備え、
前記印刷画像は、前記印刷画像生成部によるドットの形成において、物理的な相違が想定された複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成され、
前記ハーフトーン処理は、請求項１または２に記載の複数の前記ディザマトリックスが前記一定の規則で連結された連結マトリックスによって行われるように構成されていることを特徴とする、印刷物の生成方法。
【請求項６】
入力画像データに対してハーフトーン処理を行うために、印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するためのディザマトリックスを生成する装置であって、
前記印刷画像は、前記ドットの形成において物理的な相違が想定された複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成され、
前記ハーフトーン処理は、複数の前記ディザマトリックスが一定の規則で連結されたマトリックスによって行われ、
前記ディザマトリックス生成装置は、
前記ディザマトリックスの各要素に格納されるべき複数の閾値の中から、格納されるべき要素が未決定の閾値であって、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として決定する着目閾値決定部と、
格納される閾値が決定済みの要素である決定済み要素に対応する画素にドットが形成されたとみなすとともに、格納される閾値が未決定の要素である空白要素の各々のいずれか１つに前記着目閾値が格納されることを想定した場合の各々について総合評価値を決定し、前記総合評価値に応じて、前記着目閾値を格納する要素を決定する格納要素決定部と、
を備え、
前記格納要素決定部は、
前記評価の対象となるディザマトリックスである中心マトリックスの周囲に、前記中心マトリックスと同一の要素を有する複数の周囲マトリックスを前記一定の規則で連結して連結マトリックスを生成する連結マトリックス生成部と、
前記連結マトリックスの前記決定済み要素の全てのグループに対応するドットの形成状態を評価して全体評価値を決定する全体評価値決定部と、
前記連結マトリックスの前記決定済み要素の中で、前記複数の画素グループから評定として選択された評定画素グループに対応する要素グループに属する要素にのみ対応するドットの形成状態を評価してグループ評価値を決定するグループ評価値決定部と、
前記全体評価値と前記グループ評価値とに応じて、前記総合評価値を決定する総合評価値決定部と、
を含み、
前記要素グループは、前記中心マトリックスの中で前記評定画素グループに対応する要素グループである評定グループと、前記複数の周囲マトリックスの中で前記評定画素グループに対応する要素グループである関連グループと、を含むことを特徴とする、ディザマトリックス生成装置。
【請求項７】
入力画像データに対してハーフトーン処理を行うために、印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するためのディザマトリックスを生成するためのコンピュータプログラムであって、
前記印刷画像は、前記ドットの形成において物理的な相違が想定された複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成され、
前記ハーフトーン処理は、複数の前記ディザマトリックスが一定の規則で連結されたマトリックスによって行われ、
前記コンピュータプログラムは、
前記ディザマトリックスの各要素に格納されるべき複数の閾値の中から、格納されるべき要素が未決定の閾値であって、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として決定する着目閾値決定機能と、
格納される閾値が決定済みの要素である決定済み要素に対応する画素にドットが形成されたとみなすとともに、格納される閾値が未決定の要素である空白要素の各々のいずれか１つに前記着目閾値が格納されることを想定した場合の各々について総合評価値を決定し、前記総合評価値に応じて、前記着目閾値を格納する要素を決定する格納要素決定機能と、
を前記コンピュータに実現させるプログラムを備え、
前記格納要素決定機能は、
前記評価の対象となるディザマトリックスである中心マトリックスの周囲に、前記中心マトリックスと同一の要素を有する複数の周囲マトリックスを前記一定の規則で連結して連結マトリックスを生成する連結マトリックス生成機能と、
前記連結マトリックスの前記決定済み要素の全てのグループに対応するドットの形成状態を評価して全体評価値を決定する全体評価値決定機能と、
前記連結マトリックスの前記決定済み要素の中で、前記複数の画素グループから評定として選択された評定画素グループに対応する要素グループに属する要素にのみ対応するドットの形成状態を評価してグループ評価値を決定するグループ評価値決定機能と、
前記全体評価値と前記グループ評価値とに応じて、前記総合評価値を決定する総合評価値決定機能と、
を含み、
前記要素グループは、前記中心マトリックスの中で前記評定画素グループに対応する要素グループである評定グループと、前記複数の周囲マトリックスの中で前記評定画素グループに対応する要素グループである関連グループと、を含むことを特徴とする、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、印刷媒体上にドットを形成して画像を印刷する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータで作成した画像や、デジタルカメラで撮影した画像などの出力装置として、印刷媒体上にドットを形成して画像を印刷する印刷装置が広く使用されている。かかる印刷装置は、入力階調値に対して形成可能なドットの階調値が少ないためハーフトーン処理によって階調表現が行われる。ハーフトーン処理の１つとして、ディザマトリックスを用いた組織的ディザ法が広く用いられている。組織的ディザ法は、ディザマトリックスの内容如何で画質に大きな影響を与えるため、たとえば特許文献１に開示されるように人間の視覚を考慮した評価関数を用いてシミュレーテッドアニーリングや遺伝的アルゴリズムといった解析手法によってディザマトリックスの最適化が図られてきた。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１７７３５１号公報
【特許文献２】特開平７−８１１９０号公報
【特許文献３】特開平１０−３２９３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、こうしたディザマトリックスの最適化処理では、印刷媒体上の共通の領域を複数回走査することによってインクドットを形成し、これにより画像を印刷することに起因する画質の劣化は考慮されていなかった。
【０００５】
この発明は、従来の技術における上述した課題を解決するためになされたものであり、印刷媒体上の共通の領域を複数回走査することによってインクドットを形成し、これにより画像を印刷することに起因する画質の劣化を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明は、入力画像データに対してハーフトーン処理を行うために、印刷媒体上に形成されるべき印刷画像の各印刷画素へのドットの形成状態を決定するためのディザマトリックスを生成する方法であって、
前記印刷画像は、前記ドットの形成において物理的な相違が想定された複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成され、
前記ハーフトーン処理は、複数の前記ディザマトリックスが一定の規則で連結された連結マトリックスによって行われ、
前記ディザマトリックス生成方法は、
前記ディザマトリックスの各要素に格納されるべき複数の閾値の中から、格納されるべき要素が未決定の閾値であって、かつ、ドットの形成が最もオンとなりやすい閾値を着目閾値として決定する着目閾値決定工程と、
格納される閾値が決定済みの要素である決定済み要素に対応する画素にドットが形成されたとみなすとともに、格納される閾値が未決定の要素である空白要素の各々のいずれか１つに前記着目閾値が格納されることを想定した場合の各々について総合評価値を決定し、前記総合評価値に応じて前記着目閾値を格納する要素を決定する格納要素決定工程と、
前記複数の閾値の全てについて、前記着目閾値決定工程と前記格納要素決定工程の各工程を繰り返す繰り返し工程と、
を備え、
前記格納要素決定工程は、
前記評価の対象となるディザマトリックスである中心マトリックスの周囲に、前記中心マトリックスと同一の要素を有する複数の周囲マトリックスを前記一定の規則で連結して連結マトリックスを生成する連結マトリックス生成工程と、
前記連結マトリックスの前記決定済み要素の全てのグループに対応するドットの形成状態を評価して全体評価値を決定する全体評価値決定工程と、
前記連結マトリックスの前記決定済み要素の中で、前記複数の画素グループから評定として選択された評定画素グループに対応する要素グループに属する要素にのみ対応するドットの形成状態を評価してグループ評価値を決定するグループ評価値決定工程と、
前記全体評価値と前記グループ評価値とに応じて、前記総合評価値を決定する総合評価値決定工程と、
を含み、
前記要素グループは、前記中心マトリックスの中で前記評定画素グループに対応する要素グループである評定グループと、前記複数の周囲マトリックスの中で前記評定画素グループに対応する要素グループである関連グループと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明のディザマトリックスの生成方法では、ドットの形成過程におけるドットパターンに着目し、物理的な相違が想定された複数の画素グループ毎に評価を行いつつディザマトリックスが生成される。このディザマトリックスの生成においては、複数のディザマトリックスが一定の規則で連結されることが想定され、かかる想定に基づいてディザマトリックスの最適化が図られるとともに、多様なディザマトリックスの連結方法に対応することも実現されている。ここで、「物理的な相違」とは、たとえば主走査送り誤差に起因するドットの形成位置のシフトやドットの形成タイミングのズレといった位置的あるいは時間的な相違を含む。
【０００８】
上記ディザマトリックス生成方法において、前記複数の周囲マトリックスは、前記中心マトリックスに対して主走査方向と副走査方向の少なくとも一方にずれているようにしても良い。こうすれば、たとえばインクを吐出するノズルの機械的誤差によって生ずるドット形成位置の誤差が、連結されたディザマトリックスの周期で繰り返し発生することによる低周波ノイズを抑制することができる。
【０００９】
なお、本発明は、ディザマトリックス、ディザマトリックス生成装置、ディザマトリックスを用いた印刷装置や印刷方法、印刷物の生成方法といった種々の形態、あるいは、これらの方法または装置の機能をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の種々の形態で実現することができる。
【００１０】
また印刷装置や印刷方法、印刷物の生成方法におけるディザマトリックスの使用は、ディザマトリックスに設定されている閾値と画像データの階調値とを画素毎に比較することによって、画素毎にドット形成の有無を判断しているが、たとえば閾値と階調値の和を固定値と比較してドット形成の有無を判断するようにしても良い。さらに、閾値を直接使用することなく閾値に基づいて予め生成されたデータと、階調値とに応じてドット形成の有無を判断するようにしても良い。本発明のハーフトーン処理は、一般に、各画素の階調値と、ディザマトリックスの対応する画素位置に設定された閾値とに応じてドットの形成の有無を判断するものであれば良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では、本発明の作用・効果をより明確に説明するために、本発明の実施の形態を、次のような順序に従って説明する。
Ａ．主走査と副走査とを行いつつ実行される印刷画像の生成：
Ｂ．第１実施例におけるディザマトリックスの生成方法：
Ｃ．第２実施例におけるディザマトリックスの生成方法：
Ｄ．変形例：
【００１２】
Ａ．主走査と副走査とを行いつつ実行される印刷画像の生成：
図１は、本発明の第１実施例において主走査と副走査を行いつつインクドットを印刷媒体上に印刷画像が生成される様子を示す説明図である。主走査とは、印刷媒体に対して印刷ヘッド１０を主走査方向に相対的に移動させる動作を意味する。副走査とは、印刷媒体に対して印刷ヘッド１０を副走査方向に相対的に移動させる動作を意味する。印刷ヘッド１０は、印刷媒体上にインク滴を吐出してインクドットを形成するように構成されている。印刷ヘッド１０は、画素ピッチｋの２倍の間隔で図示しない１０個のノズルを装備している。
【００１３】
印刷画像の生成は、主走査と副走査を行いつつ以下のように行われる。パス１の主走査では、ラスタ番号が１、３、５、７、９、１１、１３、１５、１７、１９の１０本の主走査ラインのうちで、画素位置番号が１、３、５、７の画素にインクドットが形成される。主走査ラインとは、主走査方向に連続する画素によって形成される線を意味する。各丸は、ドットの形成位置を示している。各丸の中の数字は、同時にインクドットが形成される複数の画素から構成される画素グループを示している。パス１では、第１の画素グループに属する印刷画素にドットが形成される。
【００１４】
パス１の主走査が完了すると、副走査方向に画素ピッチの３倍の移動量Ｌで副走査送りが行われる。一般には、印刷媒体を移動させることによって副走査送りは行われるが、本実施例では、説明を分かりやすくするために印刷ヘッド１０が副走査方向に移動するものとしている。副走査送りが完了すると、パス２の主走査が行われる。
【００１５】
パス２の主走査では、ラスタ番号が６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４の１０本の主走査ラインのうちで、画素位置番号が１、３、５、７の画素にインクドットが形成される。このようにして、パス２では、第２の画素グループに属する印刷画素にドットが形成される。なお、ラスタ番号が２２、２４の２本の主走査ラインは、図示が省略されている。パス２の主走査が完了すると、前述と同様の副走査送りが行われた後に、パス３の主走査が行われる。
【００１６】
パス３の主走査では、ラスタ番号が１１、１３、１５、１７、１９の主走査ラインを含む１０本の主走査ラインのうちで、画素位置番号が２、４、６、８の画素にインクドットが形成される。パス４の主走査では、ラスタ番号が１６、１８、２０の３本の主走査ラインを含む１０本の主走査ラインのうちで、画素位置番号が２、４、６、８の画素にインクドットが形成される。このようにして、ラスタ番号が１５以降の副走査位置に隙間なくインクドットが形成可能であることが分かる。パス３とパス４では、それぞれ第３と第４の画素グループに属する印刷画素にドットが形成される。
【００１７】
このような印刷画像の生成を一定の領域に着目して観察すると、以下のように行われていることが分かる。たとえばラスタ番号が１５〜１９で画素位置番号が１〜８の領域を着目領域とすると、着目領域では以下のように印刷画像が形成されていることが分かる。
【００１８】
パス１では、着目領域において、ラスタ番号が１〜５で画素位置番号が１〜８の画素位置に形成されたインクドットと同一のドットパターンが形成されていることが分かる。このドットパターンは、第１の画素グループに属する画素に形成されるドットで形成されている。すなわち、パス１では、着目領域において、第１の画素グループに属する画素にドットが形成される。
【００１９】
パス２では、着目領域において、第２の画素グループに属する画素にドットが形成される。パス３では、着目領域において、第３の画素グループに属する画素にドットが形成される。パス４では、着目領域において、第４の画素グループに属する画素にドットが形成される。
【００２０】
このように、本実施例では、第１〜第４の複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成されることが分かる。
【００２１】
図２は、本発明の第１実施例において複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって印刷媒体上に印刷画像が生成される様子を示す説明図である。図２の例では、印刷画像は、所定の中間階調（単色）の印刷画像である。ドットパターンＤＰ１、ＤＰ１ａは、第１の画素グループに属する複数の画素に形成されたドットパターンを示している。ドットパターンＤＰ２、ＤＰ２ａは、第１と第３の画素グループとに属する複数の画素に形成されたドットパターンを示している。ドットパターンＤＰ３、ＤＰ３ａは、第１〜第３の画素グループに属する複数の画素に形成されたドットパターンを示している。ドットパターンＤＰ４、ＤＰ４ａは、全画素グループに属する複数の画素に形成されたドットパターンを示している。
【００２２】
ドットパターンＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４は、従来技術のディザマトリックスを使用した場合におけるドットパターンである。ドットパターンＤＰ１ａ、ＤＰ２ａ、ＤＰ３ａ、ＤＰ４ａは、本願発明のディザマトリックスを使用した場合におけるドットパターンである。図２から分かるように、本願発明のディザマトリックスを使用した場合には、特にドットパターンの重畳が少ないドットパターンＤＰ１ａ、ＤＰ２ａにおいて、従来技術のディザマトリックスを使用した場合よりもドットの分散性が均一である。
【００２３】
従来技術のディザマトリックスには、画素グループという概念が無いため最終的に形成される印刷画像（図２の例ではドットパターンＤＰ４）におけるドットの分散性にのみ着目して最適化が行われている。換言すれば、各画素グループに属する画素に形成されるドットの分散性は考慮されていないため、各画素グループに属する画素に形成されるドットの分散性は良くなくドット密度の疎密が生じている。
【００２４】
本願発明のディザマトリックスは、印刷画像におけるドットの分散性に加えて、各画素グループに属する画素に形成されるドットの分散性までも考慮されているため、各画素グループに属する画素に形成されるドットの分散性と印刷画像におけるドットの分散性の双方の分散性が良くなっている。
【００２５】
本願発明のディザマトリックスは、最終的に形成されるドットパターンだけでなく、ドットの形成過程におけるドットパターンにも着目して最適化が図られたものである。このような着眼点は従来には存在しなかったものである。従来は、ドットの形成過程におけるドットパターンの分散が悪くても、最終的に形成されるドットパターンの分散性が良ければ画質が良いというのが技術常識だったからである。
【００２６】
しかし、本願発明者は、敢えてドットの形成過程におけるドットパターンに着目して印刷画像の画質の解析を行った。この解析の結果、ドットの形成過程におけるドットパターンの疎密に起因して、画像のむらが発生することが分かったのである。この画像のむらは、インク凝集むらや光沢むら、ブロンズ現象といったインクの物理現象によって人間の目に顕著に知覚されることも本願発明者によって突き止められた。ブロンズ現象とは、インク滴の染料の凝集等によって、見る角度によって印刷表面がブロンズ色に呈色するなど、印刷用紙表面で反射される光の状態が変化する現象である。
【００２７】
たとえばインクの凝集やブロンズ現象は、１回のパスで印刷画像を形成する場合においても発生し得る。しかし、インクの凝集等が印刷画像の全面で均一に発生しても人間の目には近くされにくい。均一に発生している故に、低周波成分を含む不均一な「むら」としてはインクの凝集等が発生しないからである。
【００２８】
しかしながら、同一の主走査でほぼ同時にインクドットが形成される画素グループに形成されるドットパターンにおいて、インクの凝集等で人間の目に認識されやすい低周波領域でむらが発生すると、顕著な画質劣化として顕在化することになる。このように、インクドットの形成によって印刷画像を形成する場合には、ほぼ同時にインクドットが形成される画素グループに形成されるドットパターンにも着目してディザマトリックスを最適化することが高画質化につながることを発明者によって初めて見いだされたのである。
【００２９】
加えて、従来技術のディザマトリックスでは、各画素グループの相互の位置関係が予め想定されたとおりになっていることを前提として最適化が図られているので、相互の位置関係がズレた場合には最適性が保証されず、顕著に画質が劣化する原因となっていた。しかし、本願発明のディザマトリックスによれば、各画素グループのドットパターンにおいてもドットの分散性が確保されているので、相互の位置関係のズレに対する高いロバスト性も確保できることが本願発明の発明者の実験によって初めて確認された。
【００３０】
さらに、本願発明の技術的思想は、印刷速度の高速化に伴って重要性が増していることも発明者によって突き止められた。印刷速度の高速化は、インクの吸収のための時間が十分に取られないうちに、次の画素グループのドットが形成されることにつながるからである。本願発明は、このような全く新しい知見に基づいて以下のように構成されている。
【００３１】
Ｂ．第１実施例におけるディザマトリックスの生成方法：
図３は、本発明の第１実施例におけるディザマトリックスの生成方法の処理ルーチンを示すフローチャートである。このディザマトリックスの生成方法は、印刷画像の形成過程においてほぼ同時に形成されるドットの分散性を考慮して最適化を図ることができるように構成されている。なお、この例では、説明を分かりやすくするために８行８列の小さなディザマトリックスを生成するものとしている。
【００３２】
ステップＳ１００では、グループ化処理が行われる。グループ化処理とは、本実施例では、印刷画像の形成過程においてほぼ同時にドットが形成される複数の画素グループに対応する要素毎にディザマトリックスを分割する処理である。
【００３３】
図４は、本発明の第１実施例におけるグループ化処理が行われディザマトリックスＭを示す説明図である。このグループ化処理では、図１における４つの画素グループに分割されるものとしている。ディザマトリックスＭの各要素に記載された数字は、各要素が属する画素グループを示している。たとえば１行１列の要素は、第１の画素グループ（図１）に属し、１行２列の要素は、第２の画素グループに属する。
【００３４】
図５は、本発明の第１実施例における４個の分割マトリックスＭ０〜Ｍ３を示す説明図である。分割マトリックスＭ０は、ディザマトリックスＭの要素のうち第１の画素グループに属する画素に対応する複数の要素と、空欄となっている複数の要素である空欄要素とから構成されている。空欄要素は、入力階調値に拘わらず常にドットが形成されない要素である。分割マトリックスＭ１〜Ｍ３は、それぞれディザマトリックスＭの要素のうち第２〜第４の画素グループに属する画素に対応する複数の要素と、空欄要素とから構成されている。
【００３５】
このようにして、ステップＳ１００のグループ化処理（図３）が完了すると、処理が着目閾値決定処理（ステップＳ２００）に進められる。
【００３６】
ステップＳ２００では、着目閾値決定処理が行われる。着目閾値決定処理とは、格納要素の決定対象となる閾値を決定する処理である。本実施例では、比較的に小さな値の閾値、すなわちドットの形成されやすい値の閾値から順に選択することによって閾値が決定される。この理由については後述する。
【００３７】
ステップＳ３００では、ディザマトリックス評価処理が行われる。ディザマトリックス評価処理とは、予め設定された評価関数に基づいてディザマトリックスの最適性を数値化する処理である。本実施例では、評価関数は、ドットの記録密度の均一性としている。すなわち、マトリックスの各要素に対応する画素に形成される複数のドットが各階調値において均一に形成されるか否かが評価の基準となっている。ただし、本実施例では、ディザマトリックスＭだけを考慮するのではなく、４個の分割マトリックスＭ０〜Ｍ３の各々をも考慮して評価が行われる。
【００３８】
図６は、ディザマトリックス評価処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。ディザマトリックス評価処理では、総合評価値が算出される。総合評価値は、ディザマトリックスＭの評価値である全体評価値と、４個の分割マトリックスＭ０〜Ｍ３の各々の評価値であるグループ評価値とに基づいて算出される。この処理ルーチンでは、先ず全体評価値とグループ評価値とを順に算出し、これらの評価値に重み付けを乗じて加算することによって総合評価値が算出される。
【００３９】
ステップＳ３１０では、複数のディザマトリックスが連結される。この連結は、ハーフトーン処理において行われる連結状態と同一の方法で行われる。このような連結が行われるのは、ハーフトーン処理においてディザマトリックスが使用される状態に合致させて最適性を高めるためである。
【００４０】
図７は、本発明の第１実施例における９個のディザマトリックスの連結状態を示す説明図である。この連結状態では、直接的に評価の対象となるディザマトリックスである中心マトリックスに対して、この中心マトリックスの周囲に８個のディザマトリックスが連結されている。この８個のディザマトリックスは、中心マトリックスと同一の要素を有する。本明細書では、この８個のディザマトリックスを周囲マトリックスと呼ぶ。なお、連結された９個のディザマトリックスの外側には、中心マトリックスの行と列の番号が記載されている。
【００４１】
本実施例では、９個のディザマトリックスは、一定の規則で連結されている。具体的には、中心マトリックスの左右に配置された２個の周囲マトリックスは、主走査方向にのみ１画素分だけシフトされている。このシフトは、相対的に右側のディザマトリックスは、隣接する相対的に左側のディザマトリックスよりも１画素分だけ上側にシフトされている。
【００４２】
このようなディザマトリックスのシフトは、ハーフトーン処理において画質の向上のために行われているものである。具体的には、このシフトは、たとえばディザマトリックスの配列周期で発生する低周波ノイズ（あるいはムラ）を抑制に寄与することができる。ディザマトリックスの配列周期で低周波ノイズが発生するのは、同一階調値に対して同一のディザマトリックスを使用してハーフトーン処理を行うとディザマトリックス内の同一に位置にドットが形成されるからである。
【００４３】
ステップＳ３２０では、決定済み閾値の対応ドットがオンとされる。決定済み閾値とは、格納要素が決定された閾値を意味する。本実施例では、前述のようにドットの形成されやすい値の閾値から順に選択されるので、着目閾値にドットが形成される際には、決定済み閾値が格納された要素に対応する画素には必ずドットが形成されることになる。逆に、着目閾値にドットが形成される最も小さな入力階調値においては、決定済み閾値が格納された要素以外の要素に対応する画素にはドットは形成されないことになる。
【００４４】
図８は、ディザマトリックスＭにおいて、１〜８番目にドットが形成されやすい閾値が格納された要素に対応する８個の画素の各々にドットが形成された様子を示す説明図である。このドットパターンは、９番目のドットをどの画素に形成すべきかを決定するために使用される。すなわち、９番目にドットが形成されやすい着目閾値の格納要素の決定に使用される。格納要素の決定は、本実施例では、ドットの形成が疎となっている画素に対応する要素に着目閾値が格納されるように格納要素を決定する。マトリックスの各要素に対応する画素に形成される複数のドットが各階調値において均一に形成されるか否かが評価の基準となっているからである。図７から分かるように、ディザマトリックス毎のドットパターンもディザマトリックスと同様に主走査方向にシフトしている。
【００４５】
図９は、図８において８個の画素の各々にドットが形成された状態を数値化したマトリックス、すなわちドット密度を定量的に表したドット密度マトリックスを示す説明図である。数字０は、ドットが形成されていないことを意味し、数字１は、ドットが形成されていることを意味する。
【００４６】
ステップＳ３３０では、全体評価値が算出される。全体評価値は、ドット密度マトリックスに対してローパスフィルタ処理を行うことによって算出される。
【００４７】
図１０は、本発明の第１実施例におけるローパスフィルタを示す説明図である。本実施例では、フィルタ処理された結果がドット密度の大小比較にのみ使用されるので、ローパスフィルタの正規化は行われていない。ローパスフィルタ処理は、中心マトリックスの要素についてのみ行われる。ただし、中心マトリックスの周辺部の要素の計算では、中心マトリックスの周囲に連結された８個の周囲マトリックスのデータも使用される。
【００４８】
図１１は、ドット密度マトリックスをローパスフィルタ処理した結果を示す説明図である。各要素内の数字は、全体評価値を表している。全体評価値とは、８個の閾値の格納要素が決定されたディザマトリックスＭにおいて、仮に９番目のドットを形成したと仮定したときの各要素の評価値を意味する。大きな数字は、ドットの密度が高く、小さな数字はドットの密度が低い、すなわちドットが疎であることを意味している。
【００４９】
ステップＳ３４０では、評定マトリックスが選択される。評定マトリックスとは、４個の分割マトリックスＭ０〜Ｍ３の中で、着目閾値の格納要素の決定の際に評価の対象となる１個のマトリックスを意味する。
【００５０】
評定マトリックスは、本実施例では、着目閾値とともに順に選択される。具体的には、１番目の着目閾値では分割マトリックスＭ０が選択され、２番目の着目閾値では分割マトリックスＭ１が選択され、といった方法で分割評定マトリックスが順に選択される。着目閾値は、評定マトリックスに属する要素のいずれかに格納されることになる。
【００５１】
ここでは、評定マトリックスとして分割マトリックスＭ０が選択された場合の例について説明する。分割マトリックスＭ０は、ディザマトリックスＭの要素のうち第１の画素グループに属する画素に対応する複数の要素と、空欄となっている複数の要素である空欄要素とから構成されている。
【００５２】
ステップＳ３５０では、関連マトリックスが決定される。関連マトリックスとは、周囲マトリックスの要素の中で、評定マトリックスが対応する画素グループに対応する要素のグループを意味する。
【００５３】
図１２は、本発明の第１実施例において第１の画素グループに対応する分割マトリックスを示す説明図である。図１２から分かるように、中心マトリックスでは、分割マトリックスＭ０が第１の画素グループに対応する一方、周囲マトリックスでは、分割マトリックスＭ１が第１の画素グループに対応している。このように、周囲マトリックスは、中心マトリックスに対して１画素だけシフトして連結されているため、同一の画素グループに対して中心マトリックスとは異なる画素グループが対応することになる。
【００５４】
ステップＳ３６０では、決定済み閾値の対応ドットがオンとされる。ただし、ここでは、中心マトリックス内の評定マトリックスと、周囲マトリックス内の関連マトリックスにおいてのみ決定済み閾値の対応ドットがオンとされる。この結果、第１の画素グループに対応する要素において決定済み閾値の対応ドットがオンとされることになる。
【００５５】
図１３は、第１の画素グループに対応する要素から構成されるドット密度マトリックスを示す説明図である。図１３から分かるように、周囲マトリックスでは、中心マトリックスとは異なるドットパターンが形成されている。
【００５６】
ステップＳ３７０では、グループ評価値（図１４）が算出される。グループ評価値は、図１３のドット密度マトリックスに対してローパスフィルタ（図１０）を用いたフィルタ処理を行うことによって算出される。グループ評価値とは、２個の閾値の格納要素が決定された分割マトリックスＭ０において、仮に３番目のドットを形成したと仮定したときの各要素の評価値を意味する。
【００５７】
このようにして算出された全体評価値およびグループ評価値は、総合評価値の決定に使用される。
【００５８】
ステップＳ３８０では、総合評価値決定処理が行われる。総合評価値決定処理は、全体評価値とグループ評価値とに所定の重み付けを行って加算することによって決定される。本実施例では、一例として全体評価値とグループ評価値の重み付けをそれぞれ「４」と「１」としている。
【００５９】
図１５は、全体評価値とグループ評価値と、これらの評価値から算出された総合評価値を格納するマトリックスを示す説明図である。総合評価値は、たとえば１行１列の要素については「２６」と決定されている。この値は、全体評価値を格納するマトリックスの１行１列の要素に格納された全体評価値である「６」の値に重み付けの値である「４」を乗ずるとともに、グループ評価値を格納するマトリックスの１行１列の要素に格納されたグループ評価値の値である「２」を加えることによって決定されている。
【００６０】
なお、分割マトリックスＭ０に属する要素は、１６個あり、１６個の要素の中で２個の要素が既に２個の閾値格納要素として決定されている。２個の閾値格納要素には、「済み」と示されている。
【００６１】
ステップＳ４００（図３）では、格納要素決定処理が行われる。格納要素決定処理は、着目閾値（この例では８番目にドットが形成されやすい閾値）の格納要素を決定する処理である。格納要素は、本実施例では総合評価値が最も小さな要素の中から決定される。この例では、７行１列と５行７列の要素が同一の総合評価値「１６」を有するので格納要素の候補となる。２個の格納要素候補の中からの選択方法は、熟練技術者の知見に基づいても良く、後述する方法によっても良い。
【００６２】
このような処理を、最もドットの形成されやすい閾値から最もドットの形成され難い閾値までの全閾値について行うと、ディザマトリックスの生成処理が完了する（ステップＳ５００）。
【００６３】
このように、本実施例のディザマトリックスの生成方法では、複数のディザマトリックスがシフトされた状態で連結されることが想定され、かかる想定に基づいてディザマトリックスの最適化が図られているので、たとえばディザマトリックスの配列周期で発生する低周波ノイズを抑制しつつ、各主走査でほぼ同時に形成される第１〜第４の複数の画素グループ（図１、図２）の各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって形成されるように構成された印刷装置に最適化されたディザマトリックスを生成することができる。
【００６４】
なお、上述の実施例では、第１の画素グループに対応する分割マトリックスについて説明されているが、第２〜第４の画素グループに対応する分割マトリックスについては、図１６〜図２１に示される評定マトリックスと関連マトリックスとに基づいて第１の画素グループの場合と同様に計算することができる。
【００６５】
Ｃ．第２実施例におけるディザマトリックスの生成方法：
図２２は、本発明の第２実施例におけるディザマトリックスの評価方法の処理ルーチンを示すフローチャートである。第２実施例の生成方法は、ディザマトリックスの評価方法が第１実施例の生成方法と異なる。すなわち、第２実施例の生成方法は、閾値の格納要素として決定済みでない、すなわち、未決定の複数の候補要素に対応する複数の画素のいずれかにドットが形成されたものと仮定するとともに、この仮定に基づいて形成されたドットパターンのＲＭＳ粒状度に基づいて格納要素が決定される点で第１実施例の生成方法と異なる。
【００６６】
第２実施例の生成方法は、ステップＳ３２０、ステップＳ３３０、ステップＳ３６０、ステップＳ３７０の各工程を修正して、ステップＳ３２０ａ、ステップＳ３３０ａ、ステップＳ３６０ａ、ステップＳ３７０ａの各工程とするとともに、ステップＳ３８０の工程を第２実施例の処理ルーチンに加えることによって構成されている。
【００６７】
ステップＳ３２０ａとステップＳ３６０ａは、決定済み閾値が格納された要素に対応するドットだけでなく、着目要素に対応する画素のドットもオンにされる点で第１実施例のステップＳ３２０やステップＳ３６０と異なる。着目要素とは、複数の候補要素の中から選択された１つの要素である。
【００６８】
ステップＳ３３０ａとステップＳ３７０ａは、ＲＭＳ粒状度算出処理も行われる点で第１実施例のステップＳ３３０やステップＳ３７０と異なる。ＲＭＳ粒状度算出処理とは、ドット密度マトリックスをローパスフィルタ処理した後、標準偏差を算出する処理である。標準偏差の算出は、図２３の計算式を用いて行うことができる。なお、標準偏差の算出は、必ずしもディザマトリックスＭの全要素に対応するドットパターンについて行う必要はなく、計算量を少なくするために、所定のウィンドウ（たとえば５×５の部分マトリックス）に属する画素のドット密度のみを用いて行うようにしても良い。このような処理は、全ての着目画素について行われる（ステップＳ３８０）。
【００６９】
このような処理によって算出された値は、第１実施例の全体評価値やグループ評価値に相当する。第２実施例は、算出された全体評価値やグループ評価値を第１実施例と同様に取り扱うことによってＲＭＳ粒状度に基づいた評価を行って最適ディザマトリックスを生成することができる。
【００７０】
なお、第２実施例の評価方法は、第１実施例の評価方法と組み合わせることも可能である。すなわち、第１実施例の評価方法で第２実施例の候補要素を絞り込むととともに、絞り込まれた候補要素からＲＭＳ粒状度に基づいて格納要素を決定するようにしても良い。たとえば第１実施例で示された例では、２つの要素の評価値が同一であるが、この２つの要素を第２実施例の候補要素とすることができる。さらに、所定の評価値の範囲内（たとえば評価値の相違が５以内）の要素を候補要素とするように構成しても良い。
【００７１】
Ｄ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。例えば、本発明は、以下のような変形例についてのディザマトリックスの最適化が可能である。
【００７２】
Ｄ−１．上述の実施例では、複数の周囲マトリックスは、中心マトリックスに対して主走査方向にシフトして連結されているが、このようなシフトが無い場合にも本発明は、適用可能である。具体的には、たとえば第１変形例（図２４）に示されるように画素グループが６個存在するような場合にも本発明は適用可能であるとともに効果を奏する。
【００７３】
このような場合には、主走査方向のグループ数が３個である一方、ディザマトリックスは８行８列として構成されているので、ディザマトリックスの行数が主走査方向のグループ数で割り切れない。この結果、中心マトリックスと主走査方向に連結するマトリックスとで同一の画素グループに対応する分割マトリックスが異なることになる。しかし、本発明を適用すれば、評定マトリックスが第１の画素グループの要素（要素に「０」と記載）のときには、上述の実施例と同様に、関連マトリックスを周囲マトリックスの位置に応じて第３の画素グループの要素（要素に「２」と記載）や第５の画素グループの要素（要素に「０」と記載）とすることによって処理できることが分かる。
【００７４】
さらに、第２変形例（図２５）に示されるように、画素グループが６個存在するような上述の第１変形例に対して、第１実施例のようなディザマトリックスのシフトを適用することも可能である。加えて、第３変形例（図２６）に示されるように、画素グループが６個存在するような上述の第１変形例に対して、ディザマトリックスの主走査方向のシフトを適用することも可能である。
【００７５】
このように、本発明は、複数の前記ディザマトリックスが一定の規則で連結された連結マトリックスによって行われるハーフトーン処理に広く適用することができる。
【００７６】
Ｄ−２．上述の実施例では、４回の主走査で印刷画像が形成されることを前提としているが、たとえば往方向と双方向の２回の主走査で印刷画像が形成される構成や複数の印刷ヘッドが使用される構成といった種々の構成に本発明は適用可能である。本発明は、一般に、ドットの形成において物理的な相違が想定された複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって印刷画像が形成される印刷に適用することができる。
【００７７】
Ｄ−３．上述の実施例では、マトリックス全体の各要素に対応する画素に形成される複数のドットが各階調値において均一に形成されるか否かが評価の基準となっているが、たとえばマトリックス全体でなくマトリックスの一部分の各要素に対応する画素に形成される複数のドットのみに基づいて評価するように構成しても良い。
【００７８】
Ｄ−４．上述の実施例では、ローパスフィルタ処理を行うとともにドット密度の均一性やＲＭＳ粒状度に基づいてディザマトリックスの最適性を評価しているが、たとえばドットパターンに対してフーリエ変換を行うとともにＶＴＦ関数を用いてディザマトリックスの最適性を評価するように構成しても良い。具体的には、ゼロックスのＤｏｏｌｅｙらが用いた評価尺度（Ｇｒａｉｎｅｓｓ  ｓｃａｌｅ：ＧＳ値）をドットパターンに適用して、ＧＳ値によってディザマトリックスの最適性を評価するように構成しても良い。ここで、ＧＳ値とは、ドットパターンに対して２次元フーリエ変換を含む所定の処理を行って数値化するとともに、視覚の空間周波数特性ＶＴＦとカスケードした後に積分することによって得ることができる粒状性評価値である（参考文献：ファインイメージングとハードコピー、コロナ社、日本写真学会、日本画像学会  合同出版委員会編  P534）。ただし、前者は、フーリエ変換などの複雑な計算が不必要となるという利点を有する。なお、ＧＳ値は、粒状性指数とも呼ばれる。
【００７９】
Ｄ−５．上述の実施例や変形例では、ディザマトリックスに設定されている閾値と画像データの階調値とを画素毎に比較することによって、画素毎にドット形成の有無を判断しているが、たとえば閾値と階調値の和を固定値と比較してドット形成の有無を判断するようにしても良い。さらに、閾値を直接使用することなく閾値に基づいて予め生成されたデータと、階調値とに応じてドット形成の有無を判断するようにしても良い。本発明のハーフトーン処理は、一般に、各画素の階調値と、ディザマトリックスの対応する画素位置に設定された閾値とに応じてドットの形成の有無を判断するものであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施例において主走査と副走査を行いつつインクドットを印刷媒体上に印刷画像が生成される様子を示す説明図。
【図２】本発明の第１実施例において複数の画素グループの各々に属する印刷画素が、共通の印刷領域で相互に組み合わせられることによって印刷媒体上に印刷画像が生成される様子を示す説明図。
【図３】本発明の第１実施例におけるディザマトリックスの生成方法の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図４】本発明の第１実施例におけるグループ化処理が行われディザマトリックスＭを示す説明図。
【図５】本発明の第１実施例における４個の分割マトリックスＭ０〜Ｍ３を示す説明図。
【図６】ディザマトリックス評価処理の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図７】本発明の第１実施例における９個のディザマトリックスの連結状態を示す説明図。
【図８】ディザマトリックスＭにおいて、１〜８番目にドットが形成されやすい閾値が格納された要素に対応する８個の画素の各々にドットが形成された様子を示す説明図。
【図９】８個の画素の各々にドットが形成された状態を数値化したマトリックス、すなわちドット密度を定量的に表したドット密度マトリックスを示す説明図。
【図１０】本発明の第１実施例におけるローパスフィルタを示す説明図。
【図１１】ドット密度マトリックスをローパスフィルタ処理した結果を示す説明図。
【図１２】本発明の第１実施例において第１の画素グループに対応する分割マトリックスを示す説明図。
【図１３】第１の画素グループに対応する要素から構成されるドット密度マトリックスを示す説明図。
【図１４】グループ評価値を格納するマトリックスを示す説明図。
【図１５】全体評価値とグループ評価値と、これらの評価値から算出された総合評価値を格納するマトリックスを示す説明図。
【図１６】第２の画素グループに対応する分割マトリックスを示す説明図。
【図１７】第２の画素グループに対応する要素から構成されるドット密度マトリックスを示す説明図。
【図１８】第３の画素グループに対応する分割マトリックスを示す説明図。
【図１９】第３の画素グループに対応する要素から構成されるドット密度マトリックスを示す説明図。
【図２０】第４の画素グループに対応する分割マトリックスを示す説明図。
【図２１】第４の画素グループに対応する要素から構成されるドット密度マトリックスを示す説明図。
【図２２】本発明の第２実施例におけるディザマトリックスの評価方法の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図２３】ＲＭＳ粒状度算出処理に使用される計算式を示す説明図。
【図２４】本発明の第１変形例における９個のディザマトリックスの連結状態を示す説明図。
【図２５】本発明の第２変形例における９個のディザマトリックスの連結状態を示す説明図。
【図２６】本発明の第３変形例における９個のディザマトリックスの連結状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００８１】
Ｍ…ディザマトリックス
Ｍ０…分割マトリックス
Ｍ１…分割マトリックス
Ｍ２…ディザマトリックス
Ｍ３…分割マトリックス
Ｍ１…分割マトリックス
１０…印刷ヘッド
ＤＰ１、ＤＰ１ａ…ドットパターン
ＤＰ２、ＤＰ２ａ…ドットパターン
ＤＰ３、ＤＰ３ａ…ドットパターン
ＤＰ４、ＤＰ４ａ…ドットパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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