JP3774568B2 - 記録装置および記録方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出してインクドットを形成し、このインクドットにより、画像を記録する記録装置および記録方法に関するものであり、さらに詳しくは、特に黒に対して複数の濃度の異なるインクを使用してカラー画像を記録する記録装置および記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写装置や、ワードプロセッサ、コンピュータ等の情報処理機器、さらには通信機器の普及に伴ない、それらの機器の画像形成及び、記録装置の一つとして、インクジェット方式による記録ヘッドを用いてデジタル画像記録を行うものが急速に普及している。また、上記情報機器や通信機器における視覚情報の高品位化、カラー化に伴ない、記録装置においても高画質化、カラー化の要望が増しつつある。
【０００３】
このようなカラー画像の高画質化を目的とした記録装置の構成としては、複数の記録素子を画素の微細化に対応して集積配列した記録ヘッド（以下、マルチヘッドともいう）、例えばインクジェット方式にあっては、インクの吐出口および液路を高密度で複数集積したヘッドを用いることが知られている。そしてカラー画像の記録のため、このようなマルチヘッドを例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各インクに対応して備えている。
【０００４】
しかしながら、現在の技術で可能な吐出口および液路の高密度集積化には一定の限界がある。そのため、画素の微細化にも一定の限界がある。このような場合、各画素を形成するドットもそれに応じたある程度の大きさとなるので、画像のハイライト部等、濃度の低い部分では、粒状感を呈すものとなることがあり、画像の画質の面で問題となることがある。
【０００５】
これに対し、吐出口および液路の集積密度を高くする代わりに、すなわち、１画素のサイズを小さくする代わりに、吐出口自体を小さくするなどしてインク吐出量を少なくし、形成されるドットを小さくするとともに、記録すべき画像の濃度に応じて、同一画素に複数回インク滴を吐出してドットを形成する、いわゆるマルチドロップ方式が知られている。マルチドロップ方式では記録紙上に記録されるドット径を比較的小さくできるので、ハイライト部等の低濃度部における粒状感は改善され得る。しかし、吐出するインク滴を小さくしすぎると、吐出が安定しなくなる傾向があるため、インク滴の小液滴化にも一定の限界があり、その結果、高画質化にも限界が生ずる。また、この方式では高濃度になるほど、１画素に吐出するインク滴の数が増すため、記録動作に時間を要し、記録速度の低下を招くことになる。この結果、高画質化と記録速度とは相反する関係となる。
【０００６】
また、吐出口集積密度を高くせずに高画質化を図る他の手法として、インク濃度の異なる同系色のインクを用いる濃淡記録方式が知られている。この方式では、ハイライト部等を相対的に低濃度のインク（以下「淡インク」ともいう）で記録して、粒状感を目立たなくするとともに、高濃度部を相対的に高濃度のインク（以下「濃インク」ともいう）で記録するようにする。このため、マルチドロップ方式のように１画素に吐出するインクの数すなわち吐出回数を増すことなく、高濃度部を形成することができ、記録速度の低下を抑制することができる。
【０００７】
しかし、濃淡インクを用いる上記の方法をもってしても、たとえば医療用画像、特にＸ線画像のようなモノクロ画像を記録する場合は不適切な場合がある。すなわち、このような画像はモノクロ画像ではあるが階調性が比較的厳密に要求されるものである。Ｘ線画像などを記録する記録媒体としては透明フィルムなどが用いられる。このような透過性の記録媒体に記録装置によって画像を形成し出力した場合などには、反射画像よりも透過画像の方が光の絶対量が多くなる、つまり視認するダイナミックレンジが広くなるため、認識可能な階調数が増加することになる。したがって濃度に対する視覚の分解能が高くなり、その結果、濃淡インクを使用した場合においても各画素ごとの濃度差が認識され、画像が荒いといった印象を受けることがある。これを改善するには、各画素ごとの階調数を増すことが考慮されるが、各画素ごとの階調をより増すためには、上記方法では、濃淡インクの種類を増し、かつ、それに伴ない多数のマルチヘッドが必要となる。すなわち、コストが大幅に上がることになる。
【０００８】
そこで、本願発明者らは特願平９−３２３４３５号において、同一画素に同系色、特に黒の濃度の異なるインクを例えば４滴程度重ねて印字し、１画素当たりより多くの階調を持たせる方法を提案し、その結果、濃淡インク、及び、マルチヘッドの数を大幅に増やさなくともより多くの階調が表現できるようになっている。
【０００９】
なお、以上の記録方式で用いられる２値化処理もしくは多値化処理による擬似中間調処理方法としては、ディザ法、誤差拡散法、平均濃度保存法等が知られている。
【００１０】
ディザ法は、ディザマトリクスによって定められる各画素毎のしきい値によってそれぞれの画素のデータを２値化するものである。
【００１１】
誤差拡散法は、例えば文献R.FLOYD&L.STEINBERG,"AN ADAPTIVE ALGORITHM FOR SPETIAL GRAY SCALE",SID 75 DIGEST,PP36 〜37に記載されている如く、注目画素の画像データを２値化（最濃レベルかまたは最淡レベルに変換）するとともに、この２値化のレベルと２値化前の値の差（誤差）を周辺の画素に分配し加算していくものである。
【００１２】
また、平均濃度保存法は例えば特開平２−２１０９６２号公報に記載されているように、注目画素近傍の既に２値化された２値データ、もしくは注目画素を黒または白に２値化したものを含めたものに基づいてしきい値を求め、このしきい値により注目画像データを２値化するものである。
【００１３】
さらに、これらの各種２値化方法を多少修正する事で、多値化処理を行うこともできる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記濃度の異なるインクを重ねる方法においても、以下に示すような問題点がある。
【００１５】
すなわち、記録媒体におけるインクの許容量には限界があり、許容量を超える量のインクを同一画素に吐出すると、インクを吸収することができなくなり、「インク溢れ」が発生したり、吸収したインクの水分により、「コックリング」が発生したりする。
【００１６】
例えば、カラー超音波画像等のように、黒の階調性とカラー化との両方が要求される医療画像を出力する場合においては、黒の階調性を重視して黒系の濃淡インクを記録媒体のインク吸収の許容量付近まで吐出してしまうと、もはやシアン、マゼンタ、イエロー各色のインクを吸収する能力が残っていないため、同一画素にさらにこれらの色のインクを吐出すると、上述の問題が発生する場合がある。
【００１７】
また、逆に、カラー化を重視して、シアン、マゼンタ、イエロー各色のインクを十分吸収できるように、黒系の濃淡インクの重ね印字の自由度を減らした場合には、十分な黒の階調性が確保できないといった問題が生じることがある。
【００１８】
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、黒の階調性を十分保ったカラー画像を形成する場合にもインク溢れなどの問題の発生を抑制できる記録装置及び記録方法を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の記録装置は、濃度の異なる複数種類の黒系色のインクと、その他の色のインクとを用いて、記録媒体に画像を記録する記録装置において、画像データに基づき、該画像データが表す色が無彩色領域または有彩色領域のいずれかに属するかを判別する領域判定手段と、前記領域判定手段により判別された領域ごとに、当該画像データに応じて１つの画素に対して付与するインクの種類および付与量を決定する決定手段とを有し、前記決定手段は、前記黒系色インクで表現可能な階調数および前記黒系色インクの付与量が前記有彩色領域よりも前記無彩色領域の方で多くなるように前記決定を行うことを特徴とするものである。
【００２０】
なお、前記領域判定手段は、再生対象の画像データの各画素に対するＲＧＢ信号の最大値と最小値との差が所定の値以下であれば無彩色領域とするものであってもよい。
【００２１】
また、前記領域判定手段は、再生対象の画像データの各画素に対するＣＭＹ信号の最大値と最小値との差が所定の値以下であれば無彩色領域とするものであってもよい。
【００２２】
また、前記領域判定手段は、再生対象の画像データの各画素に対する輝度信号Ｙ′、色差信号Ｒ−Ｙ′、色差信号Ｂ−Ｙ′から、（（Ｒ−Ｙ′）² ＋（Ｂ−Ｙ′）² ）^1/2 を算出し、この値が所定の値以下であれば無彩色領域とするものであってもよい。
【００２３】
本発明の記録方法は、濃度の異なる複数種類の黒系色のインクと、その他の色のインクとで、画像を形成する記録装置を用いた記録方法において、画像データに基づき、無彩色領域または有彩色領域のいずれかに属するかを判別する領域判定手段と、前記領域判定手段により判別された領域ごとに、当該画像データに応じて１つの画素に対して付与するインクの種類および付与量を決定する濃淡組合せ手段とを設けたことを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の記録装置および記録方法を用いることにより、記録対象の画像データを無彩色領域と有彩色領域とに分け、有彩色領域は、無彩色領域に比べて、黒系色のインク滴の吐出制限数を少なくすることで、Ｃ，Ｍ，Ｙといった他の色のインク滴を重ねて吐出しても、インク漏れやコックリングを防ぐことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の記録装置および記録方法の一実施形態について、以下に図面を参照して説明する。
【００２６】
本発明の一実施形態に係る記録装置は、黒系色においては、複数の濃淡インクを設け、他にシアン、マゼンタ、イエローなど、カラー記録に必要なインクも設けるものである。
【００２７】
はじめに、課題でも述べたように記録媒体におけるインクの許容量には限界がある。従って、１画素に吐出できるインク滴の数にも限界がある。そこで、１画素の面積で吸収できるインクの許容量とインク滴数の関係について述べる。
【００２８】
吐出するインク滴の体積をＶ、その結果形成されるドットの直径をｒとすると、（１）式の関係がほぼ成立する。
【００２９】
【数１】
Ｖ∝ｒ² ・・・（１）
また、画像を形成する際のドット径がｒである時、その時の記録密度、すなわち、画像の最小単位である１画素の一辺の長さｘは、概ね、（２）式で示す程度の値である。
【００３０】
【数２】
ｘ＝２^1/2 ×ｒ・・・（２）
一方、１画素の面積内に吸収できるインク量Ｗは、ドットを形成する記録媒体のインク受容層の厚さｄに比例すると考えられる。
【００３１】
【数３】
Ｗ∝ｘ² ×ｄ・・・（３）
従って、１画素に吐出する事ができるインク滴限界数ｔは、
【００３２】
【数４】
ｔ＝Ｗ／Ｖ∝２ｄ・・・（４）
となり、ドット径と記録密度が（２）の関係を保つならば、１画素に吐出する事ができるインク滴限界数ｔは記録密度等によらずほぼ一定の値となる。つまりインク滴限界数ｔは、記録媒体の特性やインクの特性等に依存する量であり、通常、１画素に対して３〜８、特に４〜６ぐらいの値が一般的である。
【００３３】
本実施形態では、上述したインク滴限界数のもとで画像形成を行うものとするが、記録媒体の特性や、インクの特性によって、インク滴限界数は変化するので、本発明はこの範囲に限定するものではない。
【００３４】
次に、各種濃淡インクを吐出して階調を表現する際の濃淡インク吐出組合せ、および、多値化の数について以下に記す。
【００３５】
例えば、ｎ種類の濃淡インクを使用する場合、それぞれの濃淡インクで形成する吐出数の組合せ（濃淡組合せ）は、１画素を１ドットだけで形成する場合には、ｎ種の濃淡インクの中から１種類だけ選択する _nＣ₁ ＝ｎ通りの組合せが存在し、また、１画素を２ドットで形成する場合には、ｎ種の濃淡インクの中から２種類を選択しそれぞれ１ドット形成する際の _nＣ₂ ＝ｎ（ｎ−１）／２通り、および、ｎ種の濃淡インクの中から１種類を選択しそのインクを２ドット形成する際の _nＣ₁ ＝ｎ通りの組合せが存在する。さらに、１画素を３ドットで形成する場合には、ｎ種の濃淡インクの中から３種類を選択しそれぞれ１ドット形成する際の _nＣ₃ ＝ｎ（ｎ−１）（ｎ−２）／６通り、および、ｎ種の濃淡インクの中から１種類を選択しそのインクをさらに２ドット形成し、また、ｎ−１種の濃淡インクの中から１種類を選択しそのインクをさらに１ドット形成する際の _nＣ₁ ・ _n-1Ｃ₁ ＝（ｎ−１）通り、および、ｎ種の濃淡インクの中から１種類を選択しそのインクを３ドット形成する際の _nＣ₁ ＝ｎ通りの組合せが存在する。すなわち、１画素に形成可能なドット数が増えるに従い、また、使用する濃淡インクの種類数が増えるに従い、その濃淡組合せ数は増加していく事になる。また、使用する濃淡インクの濃度比によりほぼ同一濃度となる濃淡組合せも多数存在する事となる。
【００３６】
しかしながら、先に述べたように、１画素に打ち込めるドット数には限界があるため、濃淡組合せにも限界がある。
【００３７】
そこで、本発明では、再生対象の画像データを無彩色領域と有彩色領域とに分ける。そして、無彩色領域では１画素に打ち込み可能な黒系色のドット数を多くして黒の濃淡組合せの選択の幅を持たせる。一方、有彩色領域では、１画素に打ち込み可能な黒系色のドット数を無彩色領域よりも少なくすることで、有彩色の記録を十分に対応させつつ、インク溢れなどの問題を解消することができる。
【００３８】
例えば、無彩色領域では、１画素に打ち込む黒系色のドット数を最大ｐドットとし、有彩色領域では、最大濃度近傍を除き、原則として最大ｑドット（ｔ≧ｐ＞ｑ）とする場合、これらのドット数の範囲で濃淡の組合せを選択する様にする。したがって、その時の無彩色領域での多値化数ｍ_k は、有彩色領域での多値化数ｍ_c よりも多くなる（ｍ_k ＞ｍ_c ）。
【００３９】
さらに、出力画像の解像度にも関係するが、多値化数ｍ_k を少なくとも１０以上とすることが、ドットを目立たなくすると言う点から有効である。
【００４０】
ここで、無彩色領域を形成するインクは黒系色が中心であるので、有彩色であるＣ，Ｍ，Ｙのカラーインクを重ねて打ち込む度合いは少ない。そこで、無彩色領域では、１画素当たりの黒系色のインク吐出数( ドット数) を多くして、より多くの階調表現ができるようにする。つまり、階調重視の画像出力を行う。一方、有彩色領域を形成するインクは黒系色だけでなく、Ｃ，Ｍ，Ｙのカラーインクもかなり含まれるので、黒系色のインクを打ち込んだ上に、さらにカラーインクを打ち込む余裕を持たせておかなければならない。そこで、１画素当たりの黒系色インクの吐出数を無彩色領域に比べて少なくすることで、階調数は少なくなるが、１画素あたりの黒系色インクの付与量を抑えることができる。よって、黒系色で形成されたドットの上にさらに充分にＣ、Ｍ、Ｙのカラーインクを重ねて使用するを可能とし、色再現性重視の画像出力を行う。このように、１つの画像データを無彩色領域と有彩色領域とに分け、領域によって、黒系色インクの打ち込み可能なドット数を変えることで、黒の階調性も十分に満足しうるカラー画像を再生する事が可能となる。
【００４１】
次に、無彩色領域の判別方法について記す。本実施形態では無彩色領域の判別方法として、例えば、ＲＧＢ信号を利用する方法、カラー映像信号の２つの色差信号を利用する方法、さらには、均等色空間座標に変換した際の色座標の値を使用する方法等を挙げるが、本発明はこれらの方法に限定するものではなく、他の方法であってもよい。
【００４２】
なお、上述の各方法について以下に述べる。
【００４３】
ＲＧＢ各８ｂｉｔの信号を利用する場合の具体的な手法としては、ＲＧＢそれぞれの値の差、具体的にはＭＡＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）−ＭＩＮ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の値があらかじめ設定した値以内であれば無彩色領域とし、越えれば有彩色領域とする。この設定値は、入力画像の種類や画像特性にあわせて、さらには、使用する各色のインク濃度に合わせて、適する値が設定されるものとする。本実施形態では、１０以内かどうかで判別するものとする。また、ＲＧＢの信号そのものを利用する方法は、厳密には色に関する情報を正確に反映したものではないが、ある程度の色に対する評価が可能であり、また、無彩色領域の判定回路の簡略化という点からも有効である。
【００４４】
入力信号を、Ｃ、Ｍ、Ｙまたは、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色に変換し、その中のＣ、Ｍ、Ｙの３つの値を利用する具体的な手法としては、ＲＧＢ信号の場合と同様に、それぞれの値の差、すなわち、ＭＡＸ（Ｃ、Ｍ、Ｙ）−ＭＩＮ（Ｃ、Ｍ、Ｙ）の値が、任意の設定値以内であれば無彩色領域とし、以上であれば有彩色領域であるとする。設定値は、特に限定されるものではなく、入力画像の種類や画像特性にあわせて、さらには、使用する各色のインク濃度に合わせて、適宣設定するものとする。本実施形態では１０以内かどうかで判断するものとする。
【００４５】
また、上記した２つの方法において、設定値、つまり、ＭＡＸ（ＲｏｒＣ，ＧｏｒＭ，ＢｏｒＹ）−ＭＩＮ（ＲｏｒＣ，ＧｏｒＭ，ＢｏｒＹ）の値を評価する上でのしきい値は、上述したように特に限定するものではないが、一つの目安としては、ＲＧＢもしくはＣＭＹの取りうる値の１％以上１０％以下である事が望ましい。この値が大きすぎると無彩色領域の範囲が広がり、その部分にカラーインクを印字する事によりインク溢れが生じ、また、小さすぎると画像によってはほとんど無彩色領域が認識できず階調重視の画像出力ができなくなるからである。
【００４６】
次にカラー映像信号を利用する方法は、次のようにして行う。２つの色差信号Ｒ−Ｙ′とＢ−Ｙ′を求め、２つの色差信号から（（Ｒ−Ｙ′）² ＋（Ｂ−Ｙ′）² ）^1/2 の値を求め、この値が任意の設定値以内であれば、無彩色領域とし、設定値以上であれば有彩色領域とする。入力画像信号がＲＧＢ信号である場合には、一般に行われている変換式を用いて行えば良く、例えば、以下の（５）式を用いれば良い。また、各種補正を行った値を用いる事もできる。
【００４７】
【数５】

【００４８】
均等色空間座標に変換した際の色座標の値を利用する方法としては、例えば、ＣＩＥＬＡＢ色空間やＣＩＥＬＵＶ色空間を利用する。均等色色空間に於いては、全ての色が３次元直交座標で示され、かつ、ａ^* 、ｂ^* とｕ^* 、ｖ^* が色座標として色相と彩度を示す。また、視覚的な色の違いと数値的な違いがほぼ一致するため、無彩色領域か否かを判別するには有効である。具体的には（ａ^* ）² ＋（ｂ^* ）² 、または、（ｕ^* ）² ＋（ｖ^* ）² が任意の設定値以内であれば無彩色領域、以上であれば有彩色領域とする。
【００４９】
本発明で使用する多値化処理は、特に限定されるものでないが、黒の多値化処理に於いては、ひとつの画像の中で無彩色領域と有彩色領域とでは多値化の数が異なるため、処理の途中で多値化数を変化できる誤差拡散法が好適である。多値ディザ法等を用い、２つの領域において独立に多値化処理を行う事も可能であるが、それら２値の領域の境界では、画像の劣化が生じ易いので注意が必要である。
【００５０】
本発明に用いるインクジェット記録方法はインクの小滴を種々の駆動原理を利用して、ノズルより吐出して記録を行わせる従来公知のインクジェット記録方式のいずれのものにも、適用可能である。その代表例として、特開昭５４−５９９３６号公報に記載されている方法で、熱エネルギーの作用を受けたインクが急激な体積変化を生じ、この状態変化による作用力によって、インクをノズルから吐出させるインクジェット方式をあげることができる。
【００５１】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００５２】
（実施例１）
黒系色に対しては６種類の濃淡インクを使用し、また、シアン、マゼンタ、各色に対しては２種類の濃淡インク、イエローに対しては１種類のインクを使用して、ＲＧＢ各８ｂｉｔのカラー超音波医療画像を形成する記録装置について述べる。なお、１画素当たりのインク吐出数（ドット数）の制限が５程度であった場合を例にとり説明する。なお、ここで使用した記録媒体は、インク受容層を備えた光沢フィルムである。
【００５３】
図１は、本発明の記録装置の画像処理部のブロック図である。記録装置の画像処理部は、前処理部１と、マスキング処理部２と、ＵＣＲ処理部３と、後処理部４と、無彩色領域判別部５と、インクの種類や濃度の組合せを格納した濃淡組合せテーブル６と、多値化処理部７と、吐出データ作成部８と、ドライバ９とからなる。
【００５４】
画像処理部に画像データがＲＧＢ信号で入力されると、前処理部１でモニタのγ特性を考慮した入力γ補正や、入力信号を人間の知覚輝度に合わせるＬＯＧ変換処理等が行われる。また、ＲＧＢからＣＭＹへの変換も行われる。このように前処理部１で処理された画像データは、次にマスキング処理部２にて、各色での不正吸収等の補正が行われる。次にＵＣＲ処理部３で下色除去が行われる。この下色除去（Under Color Removal)の程度は特に限定されるものではなく、また、入力レベルによりその程度を変化させても良い。なお、使用インク量の低減という観点から高い割合でＵＣＲを行う事が望ましい。本実施例に於いてはＣＭＹ各成分の最小値を完全にＫに置き換えるＵＣＲ処理を行う。これら一連の処理が終わった後、後処理部４において実際に記録した時のドットゲイン量等を考慮し、適宣出力γ補正等が行われる。
【００５５】
次に上述の画像処理とは別に無彩色領域判別部５で入力された画像データの無彩色領域が決定される。本実施例に於いては入力されたＲＧＢ信号を直接利用して行う。判別の際の評価式を（６）に示す。
【００５６】
【数６】
ＭＡＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）−ＭＩＮ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）≦１０・・・（６）
この評価式を満たす領域を無彩色領域とする。このようにして、有彩色領域と無彩色領域とに分けるデータが多値化処理部７に送られる。
【００５７】
なお、ここでの１０という値は、入力画像がカラー超音波医療画像である事、使用するインクがＫに対しては６種類の濃淡インク、Ｃ、Ｍ各色に対しては２種類の濃淡インク、Ｙに対しては１種類のインクを使用して、かつ、１画素当たりのインク吐出数の制限が５程度で画像を出力する事を考慮して決定した。また、この大きさは、ＲＧＢの取りうる値０〜２５５に対して約４％にあたる。
【００５８】
図２〜図４に示す濃淡組合せテーブル６には、使用するインクや記録した際の濃度情報等が格納されていて、本実施例に於いては、以下に示すようなＣＭＹ各色の濃淡インクの使用組合せとその濃度情報、及び、無彩色領域と有彩色領域での黒に対する濃淡インクの使用組合せとその濃度情報が含まれる。ＣＭＹに対しては合計５種類、黒系色６種類であり、濃淡インクは濃度の高い方から順に１，２，３・・・と添え字で示す。これらのインクの染料濃度比率を表１に示す。なお、インクは、染料及び溶媒からなり、溶媒には、界面活性剤、保湿材、等の各種添加剤が含まれている。これら添加剤は、ヘッドからの吐出特性、受像紙上での吸収特性とを制御するものである。
【００５９】
【表１】

【００６０】
これらのインクを用いて、Ｃ、Ｍ、Ｙに対しては１画素を最大２ドットで形成し、黒系色に対しては無彩色領域に於いては１画素を最大４ドットで形成し、また、有彩色領域に於いては原則として１画素を１ドットで形成するとする。このようなドット数の制限に基づいて処理した結果を図２に示す。図中の数字は、１つの画素に吐出するインクドットの数を示し、０は、そのインクを吐出しないことを示している。
【００６１】
また、濃度レベルの欄は、８ビット入力画像信号（０〜２５５：０が黒）に対応させた値を示している。すなわち、Ｃ、Ｍに関しては５値の多値化処理を行い、Ｙに関しては３値の多値化処理、また、Ｋに関しては、無彩色領域で４３値の多値化処理、有彩色領域で９値の多値化処理を行う事となる。
【００６２】
上記データをもとに、多値化処理部７において誤差拡散処理が行われる。黒系色に関しては、無彩色領域判定部５での結果を用いて、処理が行われる。このとき、無彩色領域では図３の濃度レベル（ｄ１［０］〜ｄ１［４２］）および多値化のしきい値（ｔｈ［１］〜ｔｈ［４２］）を参照して４３値の多値化処理をし、また、有彩色領域では図４の濃度レベル（ｄ１［０］〜ｄ１［８］）および多値化のしきい値（ｔｈ［１］〜ｔｈ［８］）を参照して９値の多値化処理を行う。
【００６３】
例えば、無彩色領域で入力値が濃度レベル１０であった場合、図３より、
【００６４】
【数７】
ｔｈ［１］≦１０＜ｔｈ［２］
となるので、Ｘ＝１が求められる。したがって、この画素の濃度レベルは、
【００６５】
【数８】
ｄｌ［１］＝１４
と決定され、誤差は４（＝１４−１０）と求められる。
【００６６】
このようにして求めた誤差を従来から知られている誤差拡散法により周辺の画素に分散するものとする。
【００６７】
このように多値化処理された画像データは、吐出データ作成部８に於いて、再び濃淡組合せテーブル６のデータと参照させて、各種インクの吐出データになる。すなわち、所定の画素に対してどのインクを何ドット吐出するかが決定される。記録パス数等のパラメータを設定することにより、ドライバ９で吐出口毎の吐出タイミングや記録媒体のフィード量等の各種駆動条件が決定され、実際に画像が出力される事となる。
【００６８】
なおここでは、６００ｄｐｉ相当のインクジェットヘッド（２５６ノズル×３のマルチヘッド：吐出量９ｐｌ）を４個使用して出力した。その結果、カラー部分、モノクロ部分とも良好な階調画像を得ることができた。
【００６９】
（比較例１）
ＲＧＢ各８ｂｉｔのカラー超音波医療画像を、実施例１の場合と同様に黒系色に対しては６種類の濃淡インクを使用し、また、Ｃ、Ｍ各色に対しては２種類の濃淡インク、Ｙに対しては１種類のインクを使用して、かつ、実施例１の場合と同じ記録媒体に出力した。ただし、実施例１の場合との相違点は、図１における無彩色領域判別部５での評価の基準を（６）式とした。
【００７０】
【数９】
ＭＡＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）−ＭＩＮ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）≦５０・・・（６）
なお、この５０という値は、ＲＧＢの取りうる値に対して、約２０％にあたる。その結果、無彩色領域はこの画像全体の中で約８６％を占める事となった。ちなみに、実施例１の場合では、約７９％であった。
【００７１】
このようにして無彩色領域を判別した後、実施例１と同様に、多値化処理等を行い、カラー画像を出力した。その結果、画像の一部でインク溢れが生じ、好ましくなかった。
【００７２】
（比較例２）
ＲＧＢ各８ｂｉｔのカラー超音波医療画像を、実施例１の場合と同様に出力した。但し、実施例１の場合との相違点は、図１における無彩色領域判別部５での評価の基準を（７）式とした。
【００７３】
【数１０】
ＭＡＸ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）−ＭＩＮ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）≦２・・・（７）
なお、この２という値は、ＲＧＢの取りうる値に対して、約０．８％にあたる。その結果、無彩色領域はこの画像全体の中で僅かに約７％を占める事となった。
【００７４】
このようにして無彩色領域を判別した後、実施例１と同様に、多値化処理等を行い、カラー画像を出力した。その結果、インク溢れは生じなかったものの、階調性が重視される無彩色領域（グレー部分）に於いては、インクドットが濃度の違いとして認識される部分もあった。
【００７５】
（実施例２）
本実施例では、無彩色領域の判別方法として、Ｃ，Ｍ，Ｙ信号を利用する方法を説明する。
【００７６】
ＲＧＢ各８ｂｉｔのカラー超音波医療画像を、実施例１の場合と同様に黒系色に対しては６種類の濃淡インクを使用し、また、Ｃ、Ｍ各色に対しては２種類の濃淡インク、Ｙに対しては１種類のインクを使用して、かつ、実施例１の場合と同じ記録媒体に出力した。本実施例における画像処理のブロック図を、図５に示す。
【００７７】
本実施例と実施例１との相違点は、無彩色領域判別方法であり、ここでは図５に示すようにマスキングやＵＣＲ、出力ガンマ補正等の処理を行った後のＣＭＹ信号から無彩色領域を判定するものとする。また、無彩色領域判別部５における評価の基準を（８）式とした。
【００７８】
【数１１】
ＭＡＸ（Ｃ、Ｍ、Ｙ）−ＭＩＮ（Ｃ、Ｍ、Ｙ）≦１５・・・（８）
なお、ここでの１５という値は、ＣＭＹの取りうる値０〜２５５に対して約６％にあたる。
【００７９】
このようにして無彩色領域を判別した後、実施例１と同様に、多値化処理等を行い、６００ｄｐｉ相当のインクジェットヘッド（２５６ノズル×３のマルチヘッド：吐出量８．５ｐｌ）を４個使用して出力した。その結果、カラー部分、モノクロ部分とも良好な階調画像を得ることができた。
【００８０】
（実施例３）
本実施例では、入力信号がビデオ信号のときを説明する。
【００８１】
ビデオ信号で入力されるカラー超音波医療画像を、黒系色に対しては３種類の濃淡インクを使用し、また、ＣＭＹ各色に対しては１種類のインクを使用して、反射媒体に出力した。ここで使用したインク、記録媒体における１画素当たりのインク吐出数の制限は４程度である。
【００８２】
本実施例における画像処理のブロック図を、図６に示す。入力されたビデオ信号は、無彩色領域判別部５に入力され、そこで無彩色領域か否かの判別が行われる。ここでは、評価の基準を（９）式とした。
【００８３】
【数１２】
（（Ｒ−Ｙ′）² ＋（Ｂ−Ｙ′）² ）^1/2 ≦６・・・（９）
このようにして無彩色領域を判別するとともに、入力した画像信号はＲＧＢ変換部１０によりＲＧＢ信号に変換した後、実施例１の場合と同様にγ補正、マスキング、ＵＣＲ等の処理が行われ、多値化処理部７に至る。
【００８４】
濃淡組合せテーブル６には、ＣＭＹ各色の濃淡インクの使用組合せとその濃度情報、及び、無彩色領域と有彩色領域での黒に対する濃淡インクの使用組合せとその濃度情報が含まれる。Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋそれぞれのインクの染料濃度比率を表２に示す。
【００８５】
【表２】

【００８６】
これらのインクを用いて、ＣＭＹに対しては１画素を最大２ドットで形成し、Ｋに対しては無彩色領域に於いては１画素を最大３ドットで形成し、また、有彩色領域に於いては原則として１画素を１ドットで形成する。この結果を、図７、図８、図９に示す。すなわち、ＣＭＹに関しては３値の多値化処理を行い、また、Ｋに関しては、無彩色領域で１８値の多値化処理、有彩色領域で６値の多値化処理を行う事となる。
【００８７】
実施例１と同様に、多値化処理等を行い、６００ｄｐｉ相当のインクジェットヘッド（２５６ノズル×３のマルチヘッド：吐出量１２ｐｌ）を２個使用して出力した。その結果、カラー部分、モノクロ部分とも良好な階調画像を得ることができた。
【００８８】
（実施例４）
ＲＧＢ各８ｂｉｔのカラー超音波医療画像を、実施例１の場合と同様に黒系色に対しては６種類の濃淡インクを使用し、また、Ｃ、Ｍ各色に対しては２種類の濃淡インク、Ｙに対しては１種類のインクを使用して、かつ、実施例１の場合と同じ記録媒体に出力するものとする。
【００８９】
本実施例における画像処理のブロック図を、図１０に示す。入力されたＲＧＢ信号は、Ｌａｂ変換部１１によりＲＧＢからＬ^* ａ^* ｂ^* 信号に変換され、無彩色領域判別部５に入力される。無彩色領域か否かの判別は、（１０）式で行った。
【００９０】
【数１３】
（（ａ^* ）² ＋（ｂ^* ）² ）^1/2 ≦８・・・（１０）
このようにして無彩色領域を判別するとともに、入力した画像信号は実施例１の場合と同様にγ補正、マスキング、ＵＣＲ等の処理が行われ、多値化処理部７に至る。多値化処理部７に於いては、上記無彩色領域か否かの判別結果を照らし合わせながら、ＣＭに関しては５値の多値化処理、Ｙに関しては３値の多値化処理、また、Ｋに関しては、無彩色領域で４３値の多値化処理、有彩色領域で９値の多値化処理を行う事となる。
【００９１】
この結果をもとに、６００ｄｐｉ相当のインクジェットヘッド（２５６ノズル×３のマルチヘッド：吐出量９ｐｌ）を４個使用してカラー画像を出力した。その結果、カラー部分、モノクロ部分とも良好な階調画像を得ることができた。
【００９２】
なお、実施例はいずれもインクジェット方式の記録装置について述べたものであるが、本発明の記録装置および記録方法を用いることによって、コックリングやインク溢れなどの発生を抑制するだけでなく、無彩色領域、有彩色領域の判別により黒系色の付与量を調節することで、画質を向上させることができるので、本発明はインクジェット方式に限定せず、熱転写方式や感熱方式など他の方式の記録装置に適用してもよいことは勿論である。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の記録装置および記録方法を用いて、入力した画像データを無彩色領域と有彩色領域とに判別し、無彩色領域では黒系色の打ち込み可能なドット数を多くし、有彩色領域では逆に黒系色の打ち込み可能なドット数を少なくすることにより、無彩色領域では、より多くの階調数を表現できるようになり、有彩色領域では、黒系色の上にさらにＣ，Ｍ，Ｙのカラーインクを打ち込むことが可能となる。したがって、黒の階調表現を十分満たした上で、さらに色再現性も十分に満足しうるカラー画像を得る事ができる。すなわち、カラー超音波医療画像など、黒の階調性とカラー化との両方に対して高品位の画像を要求するものであっても、十分再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における画像処理のブロック図である。
【図２】実施例１におけるＣＭＹの濃淡組合せテーブル図である。
【図３】実施例１における無彩色領域でのＫの濃淡組合せテーブル図である。
【図４】実施例１における有彩色領域でのＫの濃淡組合せテーブル図である。
【図５】本発明の実施例２における画像処理のブロック図である。
【図６】本発明の実施例３における画像処理のブロック図である。
【図７】実施例３におけるＣＭＹの濃淡組合せテーブル図である。
【図８】実施例３における無彩色領域でのＫの濃淡組合せテーブル図である。
【図９】実施例３における有彩色領域でのＫの濃淡組合せテーブル図である。
【図１０】本発明の実施例４における画像処理のブロック図である。
【符号の説明】
１ 前処理部
２ マスキング処理部
３ ＵＣＲ処理部
４ 後処理部
５ 無彩色領域判別部（領域判定手段）
６ 濃淡組合せテーブル（濃淡組合せ手段）
７ 多値化処理部
８ 吐出データ作成部
９ ドライバ
１０ ＲＧＢ変換部
１１ Ｌａｂ変換部

Claims (14)

1. 濃度の異なる複数種類の黒系色のインクと、その他の色のインクとを用いて、記録媒体に画像を記録する記録装置において、
   画像データに基づき、該画像データが表す色が無彩色領域または有彩色領域のいずれに属するかを判別する領域判定手段と、
   前記領域判定手段により判別された領域ごとに、当該画像データに応じて１つの画素に対して付与する前記黒系色インクの種類および付与量を決定する決定手段とを有し、
   前記決定手段は、前記黒系色インクで表現可能な階調数および前記黒系色インクの付与量が前記有彩色領域よりも前記無彩色領域の方で多くなるように前記決定を行うことを特徴とする記録装置。
2. 前記インクの付与量は、インクの付与数であることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記付与量は、前記画像データの多値化数に対応することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
4. 前記領域判定手段は、画像データの各画素に対するＲＧＢ信号の最大値と最小値との差が所定の値以下であれば無彩色領域とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の記録装置。
5. 前記ＲＧＢ信号の最大値と最小値との差が、ＲＧＢ信号がとり得る値の幅の１パーセント以上１０パーセント以下であれば無彩色領域とすることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記領域判定手段は、再生対象の画像データの各画素に対するＣＭＹ信号の最大値と最小値との差が所定の値以下であれば無彩色領域とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の記録装置。
7. 前記ＣＭＹ信号の最大値と最小値との差が、ＣＭＹ信号が取り得る値の幅の１パーセント以上１０パーセント以下であれば無彩色領域とすることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
8. 前記領域判定手段は、再生対象の画像データの各画素に対する輝度信号Ｙ′、色差信号Ｒ−Ｙ′、色差信号Ｂ−Ｙ′から、（（Ｒ−Ｙ′）２＋（Ｂ−Ｙ′）２）１／２を算出し、この値が所定の値以下であれば無彩色領域とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の記録装置。
9. 前記（（Ｒ−Ｙ′）２ ＋（Ｂ−Ｙ′）２）１／２の値が、６以下であれば無彩色領域とすることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
10. 濃度の異なる複数種類の黒系色のインクおよびその他の色のインクをそれぞれ吐出する印字ヘッドを有し、該印字ヘッドは、インク中に熱エネルギーを利用して気泡を生じさせ、その生成気泡の圧力によりインクを吐出することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の記録装置。
11. 濃度の異なる複数種類の黒系色のインクと、その他の色のインクを用いて、記録媒体に画像を記録する記録方法において、
    画像データに基づき、該画像データが表す色が無彩色領域または有彩色領域のいずれに属するかを判別する領域判定工程と、
    前記領域判定工程により判別された領域ごとに、当該画像データに応じて１つの画素に対して付与する前記濃度の異なる複数種類の黒系色インクの種類および付与量を決定する決定工程とを有し、
    前記決定工程では、前記黒系色インクで表現可能な階調数および前記黒系色インクの付与量が前記有彩色領域よりも前記無彩色領域の方で多くなるように前記決定を行うことを特徴とする記録方法。
12. 前記決定工程は、前記無彩色領域の記録に用いる前記黒系色インクの種類およびその付与量についての情報が格納された第１テーブルを参照することにより、前記無彩色領域の各画素に対して付与する前記黒系色のインクの種類およびその付与量を決定し、
    前記有彩色領域の記録に用いる前記黒系色インクの種類およびその付与量についての情報が格納された第２テーブルを参照することにより、前記有彩色領域の各画素に対して付与する前記黒系色インクの種類およびその付与量を決定することを特徴とする請求項１１に記載の記録方法。
13. 前記第１のテーブルで規定される前記黒系色インクの種類の組合せの数は、前記第２のテーブルで規定される前記黒系色インクの種類の組合せの数よりも多いことを特徴とする請求項１２に記載の記録方法。
14. 前記第１および第２のテーブルに格納される前記黒系色インクの付与量についての情報は、前記黒系色インクの付与数についての情報であることを特徴とする請求項１２に記載の記録方法。

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