JP6873601B2 - Image processing equipment, image processing methods, and programs - Google Patents
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Description
本発明は、色および隆起(凹凸)を形成するためのデータを生成する技術に関する。 The present invention relates to techniques for generating data for forming colors and bumps (unevenness).
近年、文化財の保全を目的として3DプリンタやUV硬化型インクを用いたプリンタによる文化財複製が行われている。例えば、油彩画の複製においては、絵具の色、隆起(以下、凹凸ともいう)、艶(以下、光沢ともいう)の再現が必要になってくる。このような再現技術として特許文献1に記載の技術がある。特許文献1には、再現目標の凹凸を形成するための下層(凹凸層)、色を再現するための画像層(色材層)、光沢感を出すための表面層を順次積層する印刷技術が開示されている。
In recent years, cultural properties have been duplicated by 3D printers and printers using UV curable ink for the purpose of preserving cultural properties. For example, in the reproduction of an oil painting, it is necessary to reproduce the color, ridge (hereinafter, also referred to as unevenness), and luster (hereinafter, also referred to as luster) of the paint. As such a reproduction technique, there is a technique described in
しかしながら、凹凸層の上に色材層を形成した場合、急峻な斜面上にはインクを積層させることができず、複数観察角度において色を再現できない場合がある。以下、図1を用いて説明する。図1は、再現された対象における凹凸層と、色材層との関係を説明する模式図である。図1(a)は、再現された対象の断面を模式的に表した図である。図1(b)は、凹凸層101の上に色材層102を形成した際の断面図である。図1(b)に示すように角度αが小さい場合、凹凸層101は比較的なだらかな斜面形状を有する。このとき、吐出された色材は斜面上に定着するため、凹凸層101は略均一な厚さの色材層102で全て被覆される。
However, when the coloring material layer is formed on the uneven layer, the ink cannot be laminated on the steep slope, and the color may not be reproduced at a plurality of observation angles. Hereinafter, it will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the relationship between the uneven layer and the color material layer in the reproduced object. FIG. 1A is a diagram schematically showing a cross section of the reproduced object. FIG. 1B is a cross-sectional view when the
一方、図1(c)に示すように角度βが大きい場合、凹凸層101は急峻な斜面形状を有する。このとき、吐出された色材は、斜面上で定着する前に斜面下方へとインクが流れてしまうため、図1(c)に示すように部分的に色材層が薄くなる箇所103が現れる。このため、例えば図1(c)における矢印の方向から再現された対象を観察した場合、色材層が薄い箇所103を直接観察するため色ムラが出現し、色再現精度が低下してしまうという課題があった。
On the other hand, when the angle β is large as shown in FIG. 1 (c), the
上記の課題に対処するため、色材層を最下層に形成し、凹凸層を色材層の上に無色透明なインク等で形成した場合、凹凸層で光の屈折が起きる。このとき、特に凹凸層の厚さが数百μm〜数mm程度と厚くなると、色材層で反射する光の位置が、凹凸層がない場合と比べて大きく変化するため、再現された対象が不自然に見えてしまう課題があった。 In order to deal with the above problems, when the coloring material layer is formed in the lowermost layer and the uneven layer is formed on the coloring material layer with colorless and transparent ink or the like, light refraction occurs in the uneven layer. At this time, especially when the thickness of the concavo-convex layer becomes as thick as several hundred μm to several mm, the position of the light reflected by the coloring material layer changes significantly as compared with the case where there is no concavo-convex layer. There was a problem that it looked unnatural.
本発明は、記録媒体上に色材層および凹凸層を形成するための情報を生成する画像処理装置であって、対象物の高さを画素毎に表す形状情報を取得する第1取得手段と、前記形状情報が表す高さを、画素毎に、前記色材層の下に形成する第1凹凸の高さと前記色材層の上に形成する第2凹凸の高さとに分離することにより、前記第1凹凸の高さを表す第1高さ情報と前記第2凹凸の高さを表す第2高さ情報とを生成する第1生成手段と、を有することを特徴とする画像処理装置である。 The present invention is an image processing device that generates information for forming a color material layer and an uneven layer on a recording medium, and is a first acquisition means for acquiring shape information that represents the height of an object for each pixel. , the height of the shape information is represented, for each pixel, by separating into a height of the second irregularities formed on the high Sato the coloring material layer of the first irregularities formed under the coloring material layer an image processing apparatus characterized by having: a first generating means for generating a second height information indicating a height of the second convex-concave first height information indicating a height of the first uneven Is.
本発明により、3次元画像を印刷する際に色再現精度を向上させることが可能である。 According to the present invention, it is possible to improve the color reproduction accuracy when printing a three-dimensional image.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。ただし、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、以下で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決に必須のものとは限らない。尚、同一の構成については、同一の符号を付して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following embodiments do not limit the present invention, and not all combinations of features described below are essential for solving the problems of the present invention. The same configuration will be described with the same reference numerals.
[実施例1]
本実施例における画像処理装置は、用紙などの記録媒体上に、色材層と、凹凸層とを形成する画像形成装置が出力可能なデータを生成する。油彩画などの再現対象物は、概ね2次元的な画像であるものの、表面には微細な凹凸が形成されている。そこで本実施例では、油彩画の表面凹凸を表す形状情報と、色情報に基づいて、色材層と凹凸層を形成し、油彩画を再現する。尚、本明細書では、色材層および凹凸層を含む画像を3次元画像という。
[Example 1]
The image processing apparatus in this embodiment generates data that can be output by the image forming apparatus that forms the color material layer and the uneven layer on a recording medium such as paper. Although the object to be reproduced such as an oil painting is a two-dimensional image, fine irregularities are formed on the surface. Therefore, in this embodiment, the color material layer and the uneven layer are formed based on the shape information representing the surface unevenness of the oil painting and the color information, and the oil painting is reproduced. In this specification, an image including a color material layer and an uneven layer is referred to as a three-dimensional image.
図5は、本実施例における画像処理装置24の構成図である。画像処理装置24は、画像形成装置25と接続されている。本実施例では、画像処理装置24として、画像形成装置25用のプリンタドライバをインストールしたパーソナルコンピュータを想定する。また、画像形成装置25は凹凸層および色材層を含む3次元画像をインクにより形成するインクジェットプリンタを想定する。まず、画像形成装置25について説明する。図2は、画像形成装置25の概略構成を示している。
FIG. 5 is a configuration diagram of the
ヘッドカートリッジ201は、複数の吐出口を有する記録ヘッドと、この記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとを備え、また、記録ヘッドの各吐出口を駆動する信号などを受信するためのコネクタが設けられている。インクタンクは、凹凸層を形成するためのUV硬化型の無色透明な液体樹脂インク用、色材層を形成するためのシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ホワイトの各色インク用の計6種が独立に設けられている。ヘッドカートリッジ201は、キャリッジ202に位置決めして交換可能に搭載されており、キャリッジ202には、コネクタを介してヘッドカートリッジ201に駆動信号などを伝達するためのコネクタホルダが設けられている。また、キャリッジ202には、紫外光照射装置210が搭載されている。紫外光照射装置210は、吐出された硬化性のインクを硬化させ記録媒体上に固着させるために制御される。
The
キャリッジ202は、ガイドシャフト203に沿って往復移動可能となっている。具体的には、キャリッジ202は、主走査モータ204を駆動源としてモータプーリ205、従動プーリ206、およびタイミングベルト207等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置及び移動が制御される。キャリッジ202のガイドシャフト203に沿った移動を「主走査」といい、この移動の方向を「主走査方向」という。記録媒体208は、支持体209上に設置されている。キャリッジ202に搭載されたヘッドカートリッジ201は、吐出口面がキャリッジ202から下方へ突出して記録媒体208の記録面と平行になるように保持されている。制御部221は、CPUや記憶手段等から構成されており、データに基づいて3次元画像を形成するよう画像形成装置25の各構成要素の動作を制御する。尚、本実施例では上述の通り、画像形成装置がUV硬化型のインクジェットプリンタであると想定して説明しているが、画像形成装置は、無色透明な液体樹脂インクと、色インクとを吐出可能であれば、この例に限定されない。例えば、UV硬化型インクの代わりにソリッドインクを用いても良い。また、インクジェット方式の画像形成装置ではなく電子写真方式の画像形成装置に対しても、本実施例を適用できる。
The
<3次元画像形成動作>
以下、図2に示す構成のインクジェットプリンタが実行する3次元画像形成動作について説明する。まず、記録媒体208が所定の記録開始位置に搬送されると、キャリッジ202がガイドシャフト203に沿って記録媒体208上を主走査方向に移動する。この移動の際に、記録ヘッドの吐出口よりインクが吐出される。紫外光照射装置210は記録ヘッドの移動に合わせて紫外光を照射し、吐出されたインクを硬化させ、記録媒体上に固着させる。そして、キャリッジ202がガイドシャフト203に沿って主走査方向に移動しガイドシャフト203の一端に到達すると、キャリッジ202はガイドシャフト211に沿って主走査方向に垂直な方向に所定量だけ移動する。このキャリッジ202の移動を「副走査」といい、この移動の方向を「副走査方向」という。キャリッジ202が副走査方向に所定量移動すると、再度キャリッジ202はガイドシャフト203に沿って主走査方向に移動する。このように、記録ヘッドのキャリッジ202が主走査と、副走査とを繰り返すことにより記録媒体208上に凹凸層や色材層から成る3次元画像が形成される。
<3D image formation operation>
Hereinafter, the three-dimensional image forming operation executed by the inkjet printer having the configuration shown in FIG. 2 will be described. First, when the
図3は、面積階調法により制御された画像の表現を説明する図である。本実施例では、説明を簡単にするため、画像形成装置の出力解像度で定義される画素毎にインクの吐出(オン)・非吐出(オフ)を制御するものとし、領域内の全画素をオンにした状態を濃度100%の状態として扱うものとする。尚、こうした画素毎にインクのオン・オフを制御する所謂二値プリンタでは、単一の画素ではオン(濃度100%)とオフ(濃度0%)との何れかしか表現することができないため、複数の画素の集合で中間調を表現する。図3を用いて説明すると、図中左下に示すように25%の濃度で中間調表現を行う代わりに、図中右下に示すように16画素あたり4画素にインクを吐出して面積的に25(=4/16)%の表現を行うことで中間調表現を実現する。他の階調においても同様に表現することが可能である。尚、中間調を表現するための領域内の総画素数やオン画素の配置パターンは、図3に示す例に限定されない。一般的に、配置パターンの導出には、誤差拡散法が利用される。また本実施例では、二値でインク滴の吐出/非吐出を制御するが、多値でインク滴の量を制御し同一の吐出口から記録媒体における1画素内に複数のインク滴を着弾させて一つのドットを形成するマルチドロップレット法を用いても良い。
FIG. 3 is a diagram for explaining the representation of an image controlled by the area gradation method. In this embodiment, in order to simplify the explanation, it is assumed that ink ejection (on) and non-ejection (off) are controlled for each pixel defined by the output resolution of the image forming apparatus, and all the pixels in the region are turned on. The state of the above is treated as a state of 100% concentration. In a so-called binary printer that controls ink on / off for each pixel, a single pixel can express only either on (
図4は、記録媒体208上をキャリッジ202が走査することで3次元画像を形成する動作を説明する図である。キャリッジ202による主走査でキャリッジ202の幅Lだけ画像が形成され、1ラインの画像形成が終了する毎にキャリッジ202を副走査方向に距離Lずつ移動する。説明を容易にするため、本実施例における画像形成装置が一回の主走査で吐出可能な最大のインク量を、100%のインク量と表現する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of forming a three-dimensional image by scanning the
形成する層が100%を超えるインク量を必要とする場合には、同じ領域を複数回走査(主走査)する必要がある。例えば、ある領域に500%のインク量による層を形成する場合は、同じラインを5回走査する。図4を用いて説明すると、領域Aおよび領域Bに対し500%のインク量による層を形成する場合、領域Aを5回走査した(図4(a))後、キャリッジ202を副走査方向にLだけ搬送し、領域Bを5回走査する(図4(b))。尚、走査回数を増やさずに、同じ位置に対してインクの吐出回数を増やすことで、インク量の制御を行っても良い。
When the layer to be formed requires an ink amount exceeding 100%, it is necessary to scan the same area a plurality of times (main scan). For example, when forming a layer with a 500% ink amount in a certain area, the same line is scanned 5 times. Explaining with reference to FIG. 4, when forming a layer with an ink amount of 500% with respect to the area A and the area B, the area A is scanned 5 times (FIG. 4A), and then the
<画像処理装置のハードウェア構成>
本実施例における画像処理装置24のハードウェア構成例を、図5に示す。制御部220は、CPU501と、ROM502と、RAM503と、汎用インタフェイス(以下、I/Fともいう)504と、シリアルATA(以下、SATAともいう)I/F505と、ビデオカード(以下、VCともいう)506とを備える。制御部220を構成するこれらの構成要素は、システムバス507を介して互いに接続されており、システムバス507を介しての情報のやり取りが可能である。
<Hardware configuration of image processing device>
An example of the hardware configuration of the
CPU501は、RAM503をワークメモリとして、ROM502、ハードディスクドライブ(HDD)510、汎用ドライブ511にマウントされた各種記録メディアなどに格納されたオペレーティングシステム(OS)や各種プログラムを実行する。これにより、CPU501は、システムバス507を介して各構成要素を制御する。尚、CPU501が実行するプログラムには、後述する本実施例における処理を実行するためのプログラムが含まれる。汎用I/F504は、例えばUSBなどのシリアルバスインタフェイスである。制御部220は、シリアルバス508を介して、マウスやキーボードなどの入力デバイス509と接続される。SATA I/F505には、HDD510や各種記録メディアの読み書きを行う汎用ドライブ511が接続される。CPU501は、HDD510や汎用ドライブ511にマウントされた各種記録メディアに対してデータの読み書きを実行する。VC506は、ビデオインタフェイスであり、ディスプレイ512と接続される。CPU501は、プログラム実行により提供されるユーザインタフェイス(以下、UIともいう)をディスプレイ512に表示する。そして、CPU501は、ユーザがこのUIを介して入力デバイス509を用いて入力した、ユーザ指示を含むユーザ入力を受け付ける。
The
<制御部220のソフトウェア構成>
図6は、本実施例における制御部220のソフトウェア構成例を示すブロック図である。図6に示すように、制御部220は、色情報取得部601と、凹凸情報取得部602と、凹凸情報分離部603と、データ生成部604とを備える。データ生成部604は、第1凹凸データ生成部605と、色材データ生成部606と、第2凹凸データ生成部607とを備える。色情報取得部601は、色情報を取得し、該取得した色情報を色材データ生成部606に送る。色情報とは、画素毎の色値から成るビットマップ形式のデータである。本実施例では、色情報は、CIELAB値からsRGB変換式によって計算されたRGB値を画素毎に有するものとする。凹凸情報取得部602は、出力したい3次元画像の凹凸(形状)を表す凹凸情報を取得し(形状情報取得)、該取得した凹凸情報を凹凸情報分離部603に送る。凹凸情報とは、高さの2次元分布を記述したデータである。出力したい3次元画像が油彩画である場合、キャンパス地を0としたときの高さ(厚みとも言う)である。本実施例では、凹凸情報は、各画素が画素値として基準面からの高さを保持するデータであり、各画素における高さを8ビットの画素値で表現したグレースケール画像とする。以下、このグレースケール画像を凹凸画像ともいう。
<Software configuration of
FIG. 6 is a block diagram showing a software configuration example of the
凹凸情報分離部603は、凹凸情報取得部602から凹凸情報を受け取り、該受け取った凹凸情報を、色材層の下に形成するための第1凹凸層情報と、色材層の上に形成するための第2凹凸層情報とに分離する。そして、凹凸情報分離部603は、第1凹凸層情報を第1凹凸データ生成部605に送り、第2凹凸層情報を第2凹凸データ生成部607に送る。第1凹凸層情報および第2凹凸層情報も凹凸情報と同様に、各画素が画素値として基準面からの高さを保持するデータであり、各画素における高さを8ビットの画素値で表現したグレースケール画像である。尚、凹凸情報の分離手法ならびに第1凹凸層情報および第2凹凸層情報の詳細は、後述する。
The unevenness
第1凹凸データ生成部605は、凹凸情報分離部603から第1凹凸層情報を受け取り、該受け取った第1凹凸層情報を、画像形成装置25が出力可能な第1凹凸データに変換する。ここでは、画像形成装置25が1回の走査で形成可能な高さ(厚み)に応じて第1凹凸データを複数回の走査に対応するデータに分解する。色材データ生成部606は、色情報取得部601から色情報を受け取り、該受け取った色情報を、画像形成装置25が出力可能な色材データに変換する。ここでは、RGB値からなる画像データを画像形成装置25が出力する色材(例えばシアン、マゼンタ、ブラック、イエロー)のデータに変換する。また、各色に色変換した後、画像形成装置25が出力可能な階調数にハーフトーン処理するなど、各種処理を実行する。第2凹凸データ生成部607は、凹凸情報分離部603から第2凹凸層情報を受け取り、該受け取った第2凹凸層情報を、画像形成装置25が出力可能な第2凹凸データに変換する。画像形成装置25は、画像処理装置において生成された第1凹凸データ、色材データ、第2凹凸データを取得する。画像形成装置25は、それらの取得したデータに基づいて、記録媒体上に3次元画像を形成する。
The first concavo-convex
<本実施例における処理>
以下、上記のインクジェットプリンタによって実行される本実施例における処理の概要について説明する。積層方式で色および凹凸を再現した場合、図1(c)に示すように斜面の傾斜角度βが大きいと凹凸表面が全て被覆されず、色材層が薄くなる箇所103が現れてしまうことは前述した。一方、図1(b)に示すように斜面の傾斜角度αが小さいと、凹凸表面が全て被覆され色材層が略同一の厚さになる。本実施例に係る画像処理装置は、この特性を考慮して3次元画像を形成するためのデータを生成する。
<Processing in this example>
Hereinafter, the outline of the processing in this embodiment executed by the above-mentioned inkjet printer will be described. When the color and unevenness are reproduced by the laminating method, as shown in FIG. 1 (c), if the inclination angle β of the slope is large, the uneven surface is not completely covered, and the
図7は、本実施例における処理の概念図である。図7(a)は、凹凸情報取得部602が取得する凹凸情報によって再現される凹凸形状の一例を示す断面図である。凹凸情報分離部603は、該凹凸情報を例えば、図7(b)に斜線で示す凹凸形状を再現するための第1凹凸層情報と、図7(c)に斜線で示す凹凸形状を再現するための第2凹凸層情報とに分離する。ここで、第1凹凸層情報によって再現される凹凸形状は、図7(b)に示すように、斜面の傾斜角度が小さいために上にインクが定着可能な形状である。一方、第2凹凸層情報によって再現される凹凸形状は、図7(c)に示すように、図7(a)に示す凹凸形状と、図7(b)に示す凹凸形状との差分の形状である。尚、本実施例では、第1凹凸層はUV硬化型の無色透明な液体樹脂であるクリアインクを用いて形成されることとし、第1凹凸データは、各画素の画素値が凹凸の高さに対応したクリアインク量であるビットマップデータとして説明する。ただし、第1凹凸層を形成するインクは、このインクに限定されない。例えばホワイトインク等の色インク量であっても良い。色材層データは、前述のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ホワイト等の色インク量である。第2凹凸層は、色材層の観察を妨げないため、UV硬化型の無色透明の液体樹脂であるクリアインクで形成されることが望ましい。
FIG. 7 is a conceptual diagram of the processing in this embodiment. FIG. 7A is a cross-sectional view showing an example of the uneven shape reproduced by the unevenness information acquired by the unevenness
以上説明したように、本実施例では、色材が定着可能な傾斜角度を有する第1凹凸層を色材層の下に形成する。そして、その上層に色材層、第二凹凸層を形成することで3次元画像を形成し、記録媒体上に色および凹凸を再現する。尚、凹凸の再現性の観点から、80μm近傍で高さを制御する場合は、液滴サイズは50pl以下が望ましく、100μm近傍で高さを制御する場合は、液滴サイズは90pl以下が望ましい。従って、第1凹凸層および第2凹凸層から成る凹凸層が数百μm〜数mm程度と厚くなると再現される対象が不自然に見えることから、第1凹凸層、第2凹凸層ともに50pl以下の液滴サイズで形成されることが望ましい。 As described above, in the present embodiment, the first uneven layer having an inclination angle on which the coloring material can be fixed is formed under the coloring material layer. Then, a three-dimensional image is formed by forming a coloring material layer and a second uneven layer on the upper layer, and the color and unevenness are reproduced on the recording medium. From the viewpoint of reproducibility of unevenness, the droplet size is preferably 50 pl or less when the height is controlled in the vicinity of 80 μm, and the droplet size is preferably 90 pl or less when the height is controlled in the vicinity of 100 μm. Therefore, when the concavo-convex layer composed of the first concavo-convex layer and the second concavo-convex layer becomes as thick as several hundred μm to several mm, the object to be reproduced looks unnatural. Therefore, both the first concavo-convex layer and the second concavo-convex layer are 50 pl or less. It is desirable that it is formed with a droplet size of.
以下、上記の画像処理装置24によって実行される本実施例における処理について、図8を用いて説明する。図6に示す各構成は、図8に示すフローチャートに対応するプログラムを、CPU501が読み出し、実行させることにより実現される。ステップS801において、色情報取得部601は、再現目標の色情報を取得する。本ステップで取得した色情報は、色材データ生成部606に送られる。ステップS802において、凹凸情報取得部602は、再現目標の凹凸情報(凹凸画像)を取得する。本ステップで取得した凹凸情報は、凹凸情報分離部603に送られる。尚、前述の通り、凹凸情報は、各画素が画素値として基準面からの高さを保持するデータであり、各画素における高さを8ビットの画素値で表現したグレースケール画像である。
Hereinafter, the processing in this embodiment executed by the
ステップS803において、凹凸情報分離部603は、凹凸画像の画素毎に傾斜角度を算出し、該算出した傾斜角度に基づいて、凹凸情報を第1凹凸層情報と、第2凹凸層情報とに分離する。分離後、第1凹凸層情報は第1凹凸データ生成部605に送られ、第2凹凸層情報は第2凹凸データ生成部607に送られる。尚、ステップS803の詳細は後述する。
In step S803, the unevenness
ステップS804において、第1凹凸データ生成部605は、第1凹凸層情報に基づいて、再現目標の凹凸の一部を構成するための第1凹凸データを生成する。尚、本実施例では、8ビットのグレースケールで表現された第1凹凸層情報の画素値を0−1(0%−100%)の範囲で正規化し、該正規化した画素値をインク量と対応付けする。例えば、第1凹凸層情報における画素値255がインク量100%に対応し、画素値128がインク量50%に対応することとなる。ここで、吐出したインク量に応じて、形成される層はある厚さ、すなわち高さを有する。従って、例えばインク量100%で形成された層が20μmの厚さを有する場合、100μmの高さを再現するためには、インク量100%で形成される層を5層重ねれば良い。すなわちこの場合、第1凹凸層が100μmの高さを有するのであれば、インク量100%で5回の主走査を実行することで、第1凹凸層は形成される。
In step S804, the first concavo-convex
ステップS805において、色材データ生成部606は、色情報に基づいて色インクで形成される色材層を形成するためのインク量を画素値として持つ色材データを生成する。なお、色材データは記録媒体による色の変化の影響を抑制するために、下地を隠蔽するための特色インクのインク量を含めて生成する。本実施例では、色材データは、前述のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのインク量に加え、下地を隠蔽するための特色インクとして、ホワイトインクのインク量を格納した、合計5チャンネルのデータとする。ステップS806において、第2凹凸データ生成部607は、第2凹凸層情報に基づいて、傾斜角度が第1凹凸層より大きい第2凹凸層を構成するための第2凹凸データを生成する。尚、第2凹凸データ生成では、第1凹凸層の形成と同様、高さとインク量との対応関係に基づいて、第2凹凸層情報(グレースケール画像)における画素値からインク量を導出する。以上の処理を終えると、画像処理装置24は、第1凹凸データ、色材データ、第2凹凸データを画像形成装置25に出力する。
In step S805, the color material
以下、凹凸情報の分離処理(図8のステップS803)に関して、図9を用いて詳細に説明する。ステップS901において、凹凸情報分離部603は、画素位置を表す変数(x,y)を、初期値である(0,0)に設定する。ステップS902において、凹凸情報分離部603は、凹凸情報の座標(x,y)における画素値h(x,y)を取得する。
Hereinafter, the unevenness information separation process (step S803 in FIG. 8) will be described in detail with reference to FIG. In step S901, the unevenness
ステップS903において、凹凸情報分離部603は、第1凹凸層情報の座標(x−1,y)における画素値h1(x−1,y)を取得する。ただしx=0の場合は対応する画素値が存在しないので、以下の式(1)により画素値h1(x−1,y)を求める。
h1(x−1,y)=h(0,y)(x=0の場合)・・・式(1)
ステップS904において、凹凸情報分離部603は、ステップS902で取得したh(x,y)、及び、ステップS903で取得したh1(x−1,y)に基づき、以下の式(2)を用いて傾斜角度θを算出する。尚、式(2)において、Rは凹凸情報(グレースケール画像)の解像度(dpi)である。また、hmaxは凹凸情報において取り得る最大画素値(本実施例では凹凸情報は8ビットの画素値で表現したグレースケール画像であるので、最大画素値は255である)に対応した高さ(mm)である。
In step S903, the unevenness information separating unit 603 acquires the pixel value h 1 (x-1, y) at the coordinates (x-1, y) of the first uneven layer information. However, when x = 0, the corresponding pixel value does not exist, so the pixel value h 1 (x-1, y) is obtained by the following equation (1).
h 1 (x-1, y) = h (0, y) (when x = 0) ... Equation (1)
In step S904, the unevenness
ステップS905において、凹凸情報分離部603は、ステップS904で算出した傾きの絶対値|θ|が所定の閾値角度θ0以下であるか否かを式(3)により判定する。凹凸情報分離部603が式(3)を満たすと判定した場合、処理はステップS906に進み、凹凸情報分離部603が式(3)を満たさないと判定した場合、処理はステップS907に進む。ここでθ0は、第1凹凸層の斜面上に色インクが被覆可能であり、かつ、再現された対象において色が適正に見えるような角度である。θ0は特に、当該角度のうち最大の角度であることが望ましい。
|θ|≦θ0・・・式(3)
In step S905, the unevenness
| Θ | ≤ θ 0 ... Equation (3)
本実施例では、様々な傾斜角度をもつ三角波形状パターンを出力し、この上に色インクを吐出して形成した3次元画像を観察することで、予め閾値角度θ0を決定する。このような観察の結果から、第1凹凸層の斜面における被覆状態を推定できるからである。ただし、θ0を決定する方法は前述の方法に限らない。例えば、傾斜角度が制御された形状であれば、第1凹凸層の形状は三角波形状でなくても構わない。また、ユーザがθ0を直接指定しても良い。 In this embodiment, the threshold angle θ 0 is determined in advance by outputting a triangular wave shape pattern having various inclination angles and observing a three-dimensional image formed by ejecting color ink on the triangular wave shape pattern. This is because the covering state on the slope of the first uneven layer can be estimated from the result of such observation. However, the method for determining θ 0 is not limited to the above method. For example, the shape of the first concavo-convex layer does not have to be a triangular wave shape as long as the shape has a controlled inclination angle. In addition, the user may directly specify θ 0.
本実施例では、15°から75°までの範囲において、傾斜角度を5°ずつ変化させた13種類の三角波形状パターンについて、上に色インクを吐出して形成した3次元画像を観察することにより、閾値角度θ0を決定した。具体的には、前述の13種類のパターンを無色透明な液体樹脂インクで形成し、該形成した13種類のパターンの各々に対し、色インクで形成される色材層による被覆を行った。そして、さらにその上層に、無色透明な液体樹脂インクで層を形成し、3層構造を有する3次元画像の最大高さが100μm又は500μmとなるようにした。このようにして形成された3次元画像に対し、目視による観察を行った。図10はこの観察の結果を示す図である。図10に示すように、最大高さが100μm、500μmどちらの場合であっても、傾斜角度が65°以上の場合、色ムラが気になるという結果になった。これは、傾斜角度が65°以上の場合、三角波形状パターンの上層の色材層の厚さが均一でなくなるため、色インクの濃度ムラが発生するからである。一方、傾斜角度が小さい場合においては、三角波形状パターンは色材層(色インク)により被覆されるが、無色透明な液体樹脂インクで形成される最上層の厚さが厚くなることに起因して、色が濁って見える現象が確認された。この現象は、最大高さが500μmの場合に特に顕著であり、傾斜角度が25°以下の場合に色ムラが気になるという結果になった。以上の結果から、好ましくは、θ0は30°以上60°以下の範囲内の一値であり、より好ましくは、θ0は40°以上50°以下の範囲内の一値である。本実施例では、θ0=45°とした。 In this embodiment, by observing a three-dimensional image formed by ejecting color ink on 13 types of triangular wave shape patterns in which the inclination angle is changed by 5 ° in the range of 15 ° to 75 °. , The threshold angle θ 0 was determined. Specifically, the above-mentioned 13 types of patterns were formed with colorless and transparent liquid resin ink, and each of the formed 13 types of patterns was coated with a color material layer formed of color ink. Then, a layer was further formed on the upper layer with a colorless and transparent liquid resin ink so that the maximum height of the three-dimensional image having a three-layer structure was 100 μm or 500 μm. The three-dimensional image thus formed was visually observed. FIG. 10 is a diagram showing the results of this observation. As shown in FIG. 10, regardless of whether the maximum height is 100 μm or 500 μm, when the inclination angle is 65 ° or more, color unevenness is anxious. This is because when the inclination angle is 65 ° or more, the thickness of the color material layer on the upper layer of the triangular wave shape pattern is not uniform, so that the density of the color ink becomes uneven. On the other hand, when the inclination angle is small, the triangular wave shape pattern is covered with the color material layer (color ink), but the thickness of the uppermost layer formed of the colorless and transparent liquid resin ink becomes thicker. , The phenomenon that the color looks muddy was confirmed. This phenomenon is particularly remarkable when the maximum height is 500 μm, and the result is that color unevenness is anxious when the inclination angle is 25 ° or less. From the above results, θ 0 is preferably a value within the range of 30 ° or more and 60 ° or less, and more preferably θ 0 is a value within the range of 40 ° or more and 50 ° or less. In this embodiment, θ 0 = 45 °.
ステップS906において、凹凸情報分離部603は、式(4)に示すように、第1凹凸層情報の座標(x,y)における画素値h1(x,y)を、凹凸情報の画素値h(x,y)とする。前段のステップS905にて、θの絶対値がθ0以下、即ち、凹凸情報に基づき再現される凹凸に対して色インクによる被覆を行った場合に、色を適切に再現可能と判定されている。従って、本ステップでは、凹凸情報の画素値h(x,y)をそのまま第1凹凸層情報の画素値h1(x,y)として用いている。
h1(x,y)=h(x,y)・・・式(4)
In step S906, as shown in the equation (4), the unevenness
h 1 (x, y) = h (x, y) ... Equation (4)
ステップS907において、凹凸情報分離部603は、第1凹凸層情報の座標(x,y)における画素値h1(x,y)を式(5)または式(6)により算出する。前段のステップS905にて、θの絶対値がθ0より大きい、即ち、凹凸情報に基づき再現される凹凸に対して色インクによる被覆を行った場合に、色を適切に再現することが困難と判定されている。従って、本ステップでは、被覆可能な角度θ0の傾斜となるように、第1凹凸層情報の画素値h1を生成している。
In step S907, the unevenness
ステップS908において、凹凸情報分離部603は、式(7)に示すように、凹凸情報の画素値h(x,y)と、第1凹凸層情報の画素値h1(x,y)との差分を取ることで、第2凹凸層情報の座標(x,y)における画素値h2(x,y)を求める。
h2(x,y)=h(x,y)−h1(x,y)・・・式(7)
In step S908, the unevenness
h 2 (x, y) = h (x, y) -h 1 (x, y) ... Equation (7)
ステップS909において、凹凸情報分離部603は、全ての画素に対して画素値h1,h2を求める処理が完了したか否かを判定する。全ての画素に対して画素値h1,h2を求める処理が完了したと凹凸情報分離部603が判定した場合、S803における処理は終了する。一方、全ての画素に対して画素値h1,h2を求める処理が完了していないと凹凸情報分離部603が判定した場合、処理はステップS910に進む。ステップS910において、凹凸情報分離部603は、未処理の画素に対する画素値h1,h2を求めるために、画素位置を表す変数(x,y)を更新する。次いで、処理はステップS902へ戻る。 以上、ステップS803における凹凸情報の分離処理について詳細に説明した。上記の処理を行うことにより、凹凸情報を、略均一な厚さの色材層を上層に形成可能な第1凹凸層を形成するための第1凹凸層情報と、略均一な厚さの色材層を上層に形成することが困難な第2凹凸層を形成するための第2凹凸層情報とに分離することができる。
In step S909, the unevenness
本実施例によれば、凹凸情報を、色材層の下に形成するための第1凹凸層情報と、色材層の上に形成するための第2凹凸層情報とに分離する。そして、色材層の下に形成するための第1凹凸データ、色情報に基づく色材データ、色材層の上に形成するための第2凹凸データを生成する。これにより、再現された対象の表面に急峻な斜面がある場合でも、色再現精度が低下するのを防止することが可能となる。またこのとき、第2凹凸層の形状は、再現目標の凹凸の形状と、第1凹凸層の形状との差分の形状であり、色材層の上層に積層される第2凹凸層の厚さは、第1凹凸層の厚さより薄い。従って、表面の第2凹凸層で起きる光の屈折に起因する、色材層で反射する光の位置の位置ずれ量が少なくなるので、凹凸および色を良好に再現することが可能となる。 According to this embodiment, the unevenness information is separated into the first uneven layer information for forming under the coloring material layer and the second uneven layer information for forming on the coloring material layer. Then, the first unevenness data for forming under the color material layer, the color material data based on the color information, and the second unevenness data for forming on the color material layer are generated. This makes it possible to prevent the color reproduction accuracy from being lowered even when the surface of the reproduced object has a steep slope. At this time, the shape of the second uneven layer is the shape of the difference between the shape of the unevenness of the reproduction target and the shape of the first uneven layer, and the thickness of the second uneven layer laminated on the upper layer of the coloring material layer. Is thinner than the thickness of the first uneven layer. Therefore, the amount of misalignment of the position of the light reflected by the coloring material layer due to the refraction of the light generated in the second uneven layer on the surface is reduced, so that the unevenness and the color can be reproduced well.
尚、ステップS905にてθの絶対値がθ0以下と判定された画素位置においては、凹凸情報に基づいて再現される凹凸は、第1凹凸層情報に基づいて形成される第1凹凸層のみで再現可能である。従って、画像形成装置25が形成する3次元画像は、傾斜角度の絶対値が閾値角度以下の領域においては(|θ|≦θ0)、第1凹凸層と、色材層との2層で形成される。一方、傾斜角度の絶対値が閾値角度よりも大きい領域においては(|θ|>θ0)、3次元画像は、第1凹凸層と、色材層と、第2凹凸層との3層で形成される。
At the pixel position where the absolute value of θ is determined to be θ 0 or less in step S905, the unevenness reproduced based on the unevenness information is only the first uneven layer formed based on the first uneven layer information. It can be reproduced with. Therefore, the three-dimensional image formed by the
また、本実施例では、色情報と、第2凹凸層情報とを独立に扱っていた。しかしながら、第2凹凸層情報に基づいて制御される第2凹凸層の厚さによって、色の見え方が変化する場合がある。従って、第2凹凸層の厚さに応じて色情報を調整しても良い。この場合、第2凹凸層を形成するために必要となる無色透明な液体樹脂インクの打込み量と、色インクとの関係に基づいて色変換を行えば良い。 Further, in this embodiment, the color information and the second uneven layer information are handled independently. However, the appearance of colors may change depending on the thickness of the second concavo-convex layer controlled based on the second concavo-convex layer information. Therefore, the color information may be adjusted according to the thickness of the second uneven layer. In this case, the color conversion may be performed based on the relationship between the amount of the colorless and transparent liquid resin ink that is required to form the second uneven layer and the color ink.
さらに、本実施例では、凹凸情報を、第1凹凸層情報および第2凹凸情報という2つ凹凸層情報に分離する場合について説明したが、凹凸情報を3つ以上の凹凸層情報に分離しても良い。凹凸情報が3つ以上の凹凸層情報に分離された場合も、最下層および最上層が凹凸層であり、その層間に色材層が形成されていれば、本実施例を適用できる。 Further, in this embodiment, the case where the unevenness information is separated into the two uneven layer information of the first uneven layer information and the second uneven layer information has been described, but the unevenness information is separated into three or more uneven layer information. Is also good. Even when the unevenness information is separated into three or more uneven layer information, the present embodiment can be applied as long as the bottom layer and the uppermost layer are uneven layers and the coloring material layer is formed between the layers.
[実施例2]
実施例1では、斜面の傾斜角度θを画素毎に算出して、凹凸情報を、第1凹凸層情報と、第2凹凸層情報とに分離した。しかし、凹凸情報を分離する方法は、傾斜角度を用いるものに限定されない。例えば、凹凸情報を周波数分解すると、低周波成分はなだらかな形状を多く含み、高周波成分は急峻な形状を多く含む傾向がある。従って、周波数成分に応じて凹凸情報を分離しても実施例1と同様の効果を得ることができる。以下、凹凸情報を、低周波成分と、高周波成分とに分ける場合について説明する。ただし以下の説明において、実施例1と共通する内容については、説明を簡易化又は省略する。
[Example 2]
In the first embodiment, the inclination angle θ of the slope was calculated for each pixel, and the unevenness information was separated into the first unevenness layer information and the second unevenness layer information. However, the method of separating the unevenness information is not limited to the one using the inclination angle. For example, when the unevenness information is frequency-decomposed, the low-frequency component tends to contain many gentle shapes, and the high-frequency component tends to contain many steep shapes. Therefore, the same effect as in Example 1 can be obtained even if the unevenness information is separated according to the frequency component. Hereinafter, a case where the unevenness information is divided into a low frequency component and a high frequency component will be described. However, in the following description, the description in common with the first embodiment will be simplified or omitted.
以下、実施例2における凹凸情報の分離処理(図8のステップS803)に関して、図11を用いて詳細に説明する。ステップS1101において、凹凸情報分離部603は、ローパスフィルタとして、ガウシアンフィルタF(a,b)を以下の式(8)により算出する。
Hereinafter, the unevenness information separation process (step S803 in FIG. 8) in the second embodiment will be described in detail with reference to FIG. In step S1101, the unevenness
式(8)におけるガウシアンフィルタの分散Sは、凹凸情報(グレースケール画像)の解像度Rを用いて、以下の式(9)により算出される。
S=0.1×R/25.4+0.5(小数点以下切り捨て)・・・式(9)
尚、本実施例では、0.1mm以上の凹凸空間周期を低周波と考え、これに対応する凹凸空間周波数以下の周波数成分を抽出するためのフィルタを作成しているが、周波数成分はこの例に限定されない。例えば、ユーザが周波数成分を指定しても良い。
The variance S of the Gaussian filter in the formula (8) is calculated by the following formula (9) using the resolution R of the unevenness information (grayscale image).
S = 0.1 × R / 25.4 + 0.5 (rounded down to the nearest whole number) ・ ・ ・ Equation (9)
In this embodiment, a concavo-convex space period of 0.1 mm or more is considered to be a low frequency, and a filter for extracting frequency components below the concavo-convex space frequency corresponding to this is created. Not limited to. For example, the user may specify the frequency component.
ステップS1102において、凹凸情報分離部603は、以下の式(10)に従って、凹凸情報と、ステップS1101で作成したローパスフィルタとの畳み込み演算を行う(フィルタ処理)。
In step S1102, the unevenness
尚、式(10)において、Mは凹凸情報(グレースケール画像)の水平方向の画素数、Nは凹凸情報(グレースケール画像)の垂直方向の画素数である。ステップS1103において、凹凸情報分離部603は、第1凹凸層情報を、ステップ1102で求めた畳み込み演算結果h’に設定する。
In the equation (10), M is the number of pixels in the horizontal direction of the unevenness information (grayscale image), and N is the number of pixels in the vertical direction of the unevenness information (grayscale image). In step S1103, the unevenness
ステップS1104において、凹凸情報分離部603は、凹凸情報の画素値h(x,y)と、ステップS1103で求めた第1凹凸層情報の画素値h1(x,y)との差分を算出して第2凹凸層情報の画素値h2(x,y)を画素毎に求める。これにより、凹凸情報分離部603は、第2凹凸層情報を作成する。本実施例により、再現された対象の表面に急峻な斜面がある場合でも、色再現精度が低下するのを防止することが可能となる。また、本実施例では、斜面の傾斜角度を用いることなく、凹凸情報を、第1凹凸層情報と、第2凹凸層情報とに分離する。従って、実施例1で述べたような閾値角度θ0を決定するためのプロセス(観察など)を予め実行する必要がない。
In step S1104, the unevenness
[実施例3]
実施例1、2では、凹凸情報を、第1凹凸層情報と、第2凹凸層情報とに分離し、無色透明の液体樹脂インクを用いて第1凹凸層および第2凹凸層を形成するためのデータを生成した。またこのとき、第1凹凸層と、第2凹凸層との間に色インクによる色材層を形成することで、凹凸および色を再現した。
[Example 3]
In Examples 1 and 2, the unevenness information is separated into the first uneven layer information and the second uneven layer information, and the first uneven layer and the second uneven layer are formed by using the colorless and transparent liquid resin ink. Data was generated. At this time, the unevenness and the color were reproduced by forming a coloring material layer with color ink between the first uneven layer and the second uneven layer.
一方で、無色透明の液体樹脂インクではなく色インクを用いて凹凸層を形成することで、急峻な傾斜角度の凹凸を再現しつつ色も再現することが可能である。しかし、色インクで凹凸を再現した場合、色材層を複数層重ねることで濃度が変化することに起因し、所望の色が再現できない場合がある。例えば、単一色で厚みが異なる物体を再現する場合、色インクだけで凹凸を再現しようとすると、色材層の厚みが薄い部分と、色材層の厚みが厚い部分とで、色の見え方が異なる場合がある。 On the other hand, by forming the uneven layer using color ink instead of colorless and transparent liquid resin ink, it is possible to reproduce the color while reproducing the unevenness with a steep inclination angle. However, when unevenness is reproduced with color ink, a desired color may not be reproduced due to a change in density caused by stacking a plurality of color material layers. For example, when reproducing an object with a single color and different thickness, if you try to reproduce unevenness with only color ink, the appearance of color will be seen in the part where the color material layer is thin and the part where the color material layer is thick. May be different.
上記の内容を考慮し、本実施例では、実施例1、2と同様に無色透明の液体樹脂インクおよび色インクで凹凸および色を再現する手法と、色インクだけで凹凸および色を再現する手法とを併用する。以下、本実施例について詳細に説明する。ただし、以下の説明において、実施例1、2と共通する内容については、説明を簡易化又は省略する。 In consideration of the above contents, in this embodiment, as in Examples 1 and 2, a method of reproducing unevenness and color with colorless and transparent liquid resin ink and color ink, and a method of reproducing unevenness and color only with color ink. And in combination. Hereinafter, this embodiment will be described in detail. However, in the following description, the description in common with Examples 1 and 2 will be simplified or omitted.
図12は、本実施例における制御部220のソフトウェア構成例を示すブロック図である。図12に示すように、制御部220は、色情報取得部1201と、凹凸情報取得部1202と、ルックアップテーブル(以下、LUTともいう)保持部1203と、層情報作成部1204と、データ生成部1205とを備える。データ生成部1205は、第1凹凸データ生成部1206と、色材データ生成部1207と、第2凹凸データ生成部1208とを備える。
FIG. 12 is a block diagram showing a software configuration example of the
色情報取得部1201および凹凸情報取得部1202は、実施例1の色情報取得部601および凹凸情報取得部602と同様であるため、説明を省略する。LUT保持部1203は、LUTを保持する。LUT保持部1203が保持するLUTの詳細は後述する。層情報作成部1204は、色情報取得部1201から色情報を受け取るとともに、凹凸情報取得部1202から凹凸情報を受け取る。そして、層情報作成部1204は、該受け取った色情報および凹凸情報に基づき、LUT保持部1203に保持されたLUTを用いて、色材層情報と、第1凹凸層情報と、第2凹凸層情報とを作成する。そして、層情報作成部1204は、第1凹凸層情報を第1凹凸データ生成部1206に送り、色材層情報を色材データ生成部1207に送り、第2凹凸層情報を第2凹凸データ生成部1208に送る。色材層情報とは、色材層を形成するために用いられるデータであり、画素毎の、色値と、色インクによる層を何層重ねるかを示す重ね回数とから成るデータである。第1凹凸層情報および第2凹凸層情報は、実施例1と同様である。
Since the color
第1凹凸データ生成部1206は、層情報作成部1204から第1凹凸層情報を受け取り、該受け取った第1凹凸層情報に基づいて第1凹凸データを生成する。色材データ生成部1207は、層情報作成部1204から色材層情報を受け取り、該受け取った色材層情報に基づいて色材データを生成する。第2凹凸データ生成部1208は、層情報作成部1204から第2凹凸層情報を受け取り、該受け取った第2凹凸層情報に基づいて第2凹凸データを生成する。
The first concavo-convex
以下、本実施例における画像処理装置24によって実行される処理について、図13を用いて説明する。ステップS1301、ステップS1302は、実施例1におけるステップS801、ステップS802と同様であるため説明を省略する。
Hereinafter, the processing executed by the
ステップS1303において、層情報作成部1204は、ステップS1301で取得した色情報およびステップS1302で取得した凹凸情報に基づき、LUT保持部1203で保持されているLUTを用いて、層情報を作成する。ここでいう層情報は、色インクで形成される色材層を形成するために用いられる色材層情報と、無色透明の液体樹脂インクで形成される第1凹凸層および第2凹凸層を形成するために用いられる第1凹凸層情報および第2凹凸層情報とを含む。尚、ステップS1303の詳細は後述する。
In step S1303, the layer
ステップS1304において、第1凹凸データ生成部1206は、ステップS1303で作成された第1凹凸層情報に基づき、再現目標の凹凸の一部を構成するための第1凹凸データを生成する。ステップS1305において、色材データ生成部1207は、ステップS1303で作成された色材層情報に基づき、色材データを生成する。前述の通り本実施例では、再現目標の色は色材層によって再現されるが、場合によっては再現目標の凹凸も、色材層によって再現される。ステップS1306において、第2凹凸データ生成部1208は、ステップS1303で作成された第2凹凸層情報に基づき、再現目標の凹凸の一部を構成するための第2凹凸データを生成する。
In step S1304, the first concavo-convex
以下、層情報の作成処理(図13のステップS1303)に関して、図14を用いて説明する。ステップS1401において、層情報作成部1204は、画素位置を表す変数(x,y)を、初期値である(0,0)に設定する。ステップS1402において、層情報作成部1204は、凹凸情報の座標(x,y)における画素値h(x,y)を取得する。ステップS1403において、層情報作成部1204は、色情報の座標(x,y)における画素値RGB(x,y)を取得する。
Hereinafter, the layer information creation process (step S1303 in FIG. 13) will be described with reference to FIG. In step S1401, the layer
ステップS1404において、層情報作成部1204は、LUT保持部1203からLUTを取得する。ここで、LUT保持部1203に保持されているLUTの一例を図15に示す。図15に示すように、LUTには、等間隔のRGB各9階調の色の組み合わせが保持されている。hRGBは、各RGB値の色インクにより形成された1層の色材層の高さ(mm)を表す。また、このLUTには、各RGB値の色インクで1層〜複数層の色材層を形成して測定したCIELab値も保持されている。尚、本実施例では、RGB値の階調数をそれぞれ9としているが、階調数はこの例に限定されない。また、各RGB値の色インクにより形成された色材層の高さとして1層の色材層の高さhRGBを用いているが、各RGB値の色インクにより形成された色材層の高さとして複数層(例えば2層)の色材層の高さを用いても良い。
In step S1404, the layer
ステップS1405において、層情報作成部1204は、ステップS1402で取得したh(x,y)が示す高さを、ステップS1403で取得したRGB(x,y)に対応する色インクで再現する場合に必要な色インクの重ね回数kを式(11)により算出する。
In step S1405, the layer
ただし、hmaxは実施例1と同様、凹凸情報において取り得る最大画素値に対応する高さ(mm)である。 However, as in the first embodiment, h max is a height (mm) corresponding to the maximum pixel value that can be obtained in the unevenness information.
ステップS1406において、層情報作成部1204は、ステップS1403で取得したRGB(x,y)に対応するインクについて、1層重ねた場合のLab値およびk層重ねた場合のLab値を、ステップS1404で取得したLUTを参照して取得する。そして、層情報作成部1204は、該取得したLab値に基づき式(12)を用いて色差ΔEを算出する。
In step S1406, the layer
ステップS1407において、層情報作成部1204は、ステップS1406で算出した色差ΔEが所定の閾値ε以下であるか否かを式(13)により判定する。本実施例では、εは3.2とする。層情報作成部1204が式(13)を満たすと判定した場合、色インクを複数層重ねたとしても色に変化が生じないため、色インクだけで再現目標の凹凸を再現可能と判定されている。このとき、処理はステップS1408に進む。一方、層情報作成部1204が式(13)を満たさないと判定した場合、色インクを複数層重ねると色が変化すると判定されている。このとき、処理はステップS1411に進む。ステップS1411以降の処理は、実施例1と同様の、再現目標の凹凸を再現するために、凹凸情報に基づき、色材層の下に形成するための第1凹凸層情報と、色材層の上に形成するための第2凹凸層情報とを生成する処理である。尚、本実施例では、εは3.2としたが、他の値を用いても良い。
ΔE≦ε・・・式(13)
In step S1407, the layer
ΔE ≤ ε ・ ・ ・ Equation (13)
ステップS1408において、層情報作成部1204は、第1凹凸層情報の座標(x,y)における画素値h1(x,y)を、0に設定する。ステップS1409において、層情報作成部1204は、色材層情報の座標(x,y)における画素値を、(R(x,y),G(x,y),B(x,y),k)に設定する。ステップS1410において、層情報作成部1204は、第2凹凸層情報の座標(x,y)における画素値h2(x,y)を、0に設定する。ステップS1411からステップS1419の処理は、実施例1と略同様である。
In step S1408, the layer
ステップS1411において、層情報作成部1204は、第1凹凸層情報の座標(x−1,y)における画素値h1(x−1,y)を取得する。ただしx=0の場合は、式(1)により画素値h1(x−1,y)を求める。ステップS1412において、層情報作成部1204は、ステップS1402で取得したh(x,y)、及び、ステップS1411で取得したh1(x−1,y)に基づき、式(2)により傾斜角度θを算出する。ステップS1413において、層情報作成部1204は、ステップS1412で算出した傾きの絶対値|θ|が所定の閾値角度θ0以下であるか否かを式(3)により判定する。ステップS1414において、層情報作成部1204は、第1凹凸層情報の座標(x,y)における画素値h1(x,y)を、ステップS1402で取得した凹凸情報の画素値h(x,y)に設定する。
In step S1411, the layer information creation unit 1204 acquires the pixel value h 1 (x-1, y) at the coordinates (x-1, y) of the first uneven layer information. However, when x = 0, the pixel value h 1 (x-1, y) is obtained by the equation (1). In step S1412, the layer
ステップS1415において、層情報作成部1204は、第1凹凸層情報の座標(x,y)における画素値h1(x,y)を式(5)または式(6)により算出する。ステップS1416において、層情報作成部1204は、色材層情報の座標(x,y)における画素値を、(R(x,y),G(x,y),B(x,y),1)に設定する。ステップS1417において、層情報作成部1204は、凹凸情報の画素値h(x,y)と、第1凹凸層情報の画素値h1(x,y)との差分を取ることで、第2凹凸層情報の座標(x,y)における画素値h2(x,y)を求める。ステップS1418において、層情報作成部1204は、全ての画素に対して画素値h1,h2を求める処理が完了したか否かを判定する。ステップS1419において、層情報作成部1204は、未処理の画素に対する画素値h1,h2を求めるために、画素位置を表す変数(x,y)を更新する。
本実施例により、再現対象の表面に急峻な斜面がある場合でも、色再現精度が低下するのを防止することが可能となる。また、本実施例では、凹凸の一部を色インクで再現するため、無色透明の液体樹脂インクの消費量をその分低減できる。
In step S1415, the layer
According to this embodiment, it is possible to prevent the color reproduction accuracy from being lowered even when the surface of the reproduction target has a steep slope. Further, in this embodiment, since a part of the unevenness is reproduced with the color ink, the consumption amount of the colorless and transparent liquid resin ink can be reduced by that amount.
[実施例4]
実施例1、2では、凹凸情報を、第1凹凸層情報と、第2凹凸層情報とに分離し、第1凹凸層と、第2凹凸層との間に色インクによる色材層を形成することで、凹凸および色を再現した。しかし、形成される3次元画像の最表層が必ずしも第2凹凸層である必要はない。例えば、光沢を制御するための光沢制御層が第2凹凸層上に形成されても良い。本実施例では、第2凹凸層上にさらに光沢制御層を形成する場合について説明する。ただし以下の説明において、実施例1から3と共通する内容については、説明を簡易化又は省略する。
[Example 4]
In Examples 1 and 2, the unevenness information is separated into the first unevenness layer information and the second unevenness layer information, and a color material layer with color ink is formed between the first unevenness layer and the second unevenness layer. By doing so, unevenness and color were reproduced. However, the outermost layer of the formed three-dimensional image does not necessarily have to be the second uneven layer. For example, a gloss control layer for controlling gloss may be formed on the second uneven layer. In this embodiment, a case where a gloss control layer is further formed on the second uneven layer will be described. However, in the following description, the description in common with Examples 1 to 3 will be simplified or omitted.
図16は、本実施例における制御部220のソフトウェア構成例を示すブロック図である。図16に示すように、制御部220は、色情報取得部1601と、凹凸情報取得部1602と、光沢情報取得部1603と、凹凸情報分離部1604と、テーブル保持部1605と、データ生成部1606とを備える。データ生成部1606は、第1凹凸データ生成部1607と、色材データ生成部1608と、第2凹凸データ生成部1609と、光沢データ生成部1610とを備える。
FIG. 16 is a block diagram showing a software configuration example of the
色情報取得部1601および凹凸情報取得部1602は、実施例1の色情報取得部601および凹凸情報取得部602と同様であるため、説明を省略する。光沢情報取得部1603は、出力したい3次元画像の光沢の分布を表す光沢情報を取得し、該取得した光沢情報を光沢データ生成部1610に送る。光沢情報とは、JISZ8741の方法で得られる鏡面光沢度を8ビットの画素値で表現したグレースケール画像とする。凹凸情報分離部1604は凹凸情報取得部から凹凸情報を受け取り、該受け取った凹凸情報を第1凹凸層情報と第2凹凸層情報とに分離する。そして、凹凸情報分離部1604は第1凹凸層情報を第1凹凸データ生成部1607に送り、第2凹凸層情報を第2凹凸データ生成部1609と、光沢データ生成部1610とに送る。テーブル保持部1605は、光沢情報を光沢データへと変換するためのLUTが保持されている。テーブル保持部1605が保持するテーブルの詳細は後述する。第1凹凸データ生成部、色材データ生成部、第2凹凸データ生成部は、実施例1、2と同様である。光沢データ生成部1610は、光沢情報取得部1603から光沢情報を受け取るとともに、凹凸情報分離部1604から第2凹凸層情報を受け取る。そして、光沢データ生成部1610は、該受け取った光沢情報及び第2凹凸層情報に基づき、テーブル保持部1605に保持されたLUTを用いて、光沢層を記録媒体上に形成するための光沢データを生成する。
Since the color
以下、本実施例における画像処理装置によって実行される処理について図17を用いて説明する。ステップS1701、ステップS1702は、実施例1におけるステップS801、ステップS802と同様であるため説明を省略する。ステップS1703において、光沢情報取得部1603は、再現目標の3次元画像の光沢の分布を表す光沢情報を取得する。ステップS1704〜ステップS1707は実施例1におけるステップS803〜ステップS806と同様であるため説明を省略する。ステップS1708において、光沢データ生成部1610は、第2凹凸層情報、及び、テーブル保持部1605が保持するLUTを用いて、光沢情報から光沢データを生成する。具体的には、光沢度をクリアインク量へと変換することで、第2凹凸層上に光沢層を形成するための光沢データを生成する。尚、ステップS1708の詳細は後述する。
Hereinafter, the processing executed by the image processing apparatus in this embodiment will be described with reference to FIG. Since steps S1701 and S1702 are the same as steps S801 and S802 in the first embodiment, the description thereof will be omitted. In step S1703, the gloss
以下、光沢データ生成処理(図17のステップS1708)の詳細について、図18を用いて詳細に説明する。ステップS1801において、光沢データ生成部1610は、第2凹凸層情報(h2とする)を特徴付ける代表的な周波数を算出する。該代表的な周波数を算出するために、まず、第2凹凸層情報h2を、式(14)に示すように公知のフーリエ変換を用いて周波数成分に分解する。ただし、周波数成分分解に用いる手法は、フーリエ変換に限定されるものではない。例えば、ウェーブレット変換を用いてもよい。
A(u,v)=FFT(H(x,y))・・・式(14)
Hereinafter, the details of the gloss data generation process (step S1708 in FIG. 17) will be described in detail with reference to FIG. In step S1801, the gloss
A (u, v) = FFT (H (x, y)) ... Equation (14)
次に、周波数分解された画像A(u,v)を用いて、第2凹凸層情報を特徴付ける代表的な周波数(fmaxとする)を、式(15)により算出する。なお、式(15)において Next, using the frequency-decomposed image A (u, v), a typical frequency (referred to as f max ) that characterizes the second uneven layer information is calculated by the equation (15). In equation (15)
とは、関数g(x)を最大化する変数xを求める関数である。なお、本実施例では式(15)に示すように、周波数空間における最大振幅値を、第2凹凸層情報を特徴付ける代表周波数としたが、凹凸情報を特徴付ける周波数はこれに限らない。例えば、平均周波数や周波数の中央値など他の統計値であってもよい。 Is a function that finds the variable x that maximizes the function g (x). In this embodiment, as shown in the equation (15), the maximum amplitude value in the frequency space is set as the representative frequency that characterizes the second uneven layer information, but the frequency that characterizes the unevenness information is not limited to this. For example, it may be another statistical value such as an average frequency or a median frequency.
ステップS1802において、光沢データ生成部1610は、ステップS1801で算出した第2凹凸層情報の代表周波数に対応した光沢の補正係数を、テーブル保持部1605に保持されている補正テーブルから取得する。ここで、テーブル保持部1605に保持されている補正テーブルの一例を図19(a)に示す。図19(a)に示すように、補正テーブルにおいて、凹凸の周波数fと、光沢を補正するための補正係数αとが対応付けられている。一般に、凹凸の周波数が高周波になるにつれて、鏡面光沢度は低下する。従って、補正係数は、図19(a)に示すように、凹凸の周波数が高くなるほど値が小さくなる。なお、周波数fmaxに該当する値がテーブルに存在しない場合は、公知の線形補間によって補正係数を算出する。
In step S1802, the gloss
ステップS1803において、光沢データ生成部1610は、ステップS1802で取得した補正係数を用いて式(16)により光沢度を補正し、補正された光沢度(Goutとする)を算出する。なお、式(16)において、GinはステップS1703で取得した光沢度、αはステップS1802で取得した補正係数である。
Gout=Gin×α・・・式(16)
In step S1803, the gloss
Gout = Gin × α ・ ・ ・ Equation (16)
ステップS1804において、光沢データ生成部1610は、テーブル保持部1605に保持されているテーブルを用いて、ステップS1803で取得した光沢度Goutを光沢制御用インク(クリアインク)の量に変換し、処理を終了する。なお、本実施例では、当該インク量に基づくドットパターン及びパス数など所定条件下にてクリアインク量を画像最表面に塗布し、表面粗さを変えることで鏡面光沢度を制御する。図19(b)に、光沢度をクリアインク量に変換するための変換テーブルの一例を示す。図19(b)に示すように、光沢度とクリアインク量(%)とが対応付けられている。なお、光沢度Goutに該当する値がテーブルに存在しない場合は、公知の線形補間によってクリアインク量を取得する。
In step S1804, the gloss
本実施例により、第2凹凸層の上層に光沢層を設けることにより、光沢を制御することが可能となる。その際、第2凹凸層の形状によって変化する光沢を考慮して、光沢度を光沢制御用のインク量へと変換するため、より適切に光沢を制御することが可能である。 According to this embodiment, the gloss can be controlled by providing the gloss layer on the upper layer of the second uneven layer. At that time, since the glossiness is converted into the amount of ink for gloss control in consideration of the gloss that changes depending on the shape of the second uneven layer, it is possible to control the gloss more appropriately.
[その他の実施例]
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
[Other Examples]
The present invention is also realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiment is supplied to the system or device via a network or various storage media, and the computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or device reads the program. This is the process to be executed.
また、前述の実施例では、ソフトウェア処理により制御部220を実現する例を記載したが、制御部220の各構成は、専用の画像処理回路などにより実現することもできる。また、画像処理装置24が画像形成装置25の外部装置である場合を説明したが、画像処理装置24は、画像形成装置25に内蔵される形態であってもよい。例えば、図6に示す各構成を回路によって実現し、画像処理装置24を画像形成装置25に内蔵する画像処理回路として実現することもできる。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the
凹凸情報取得部・・・602
凹凸情報分離部・・・603
Concavo-convex information acquisition unit ・ ・ ・ 602
Concavo-convex information separation part ・ ・ ・ 603
Claims (13)
対象物の高さを画素毎に表す形状情報を取得する第1取得手段と、
前記形状情報が表す高さを、画素毎に、前記色材層の下に形成する第1凹凸の高さと前記色材層の上に形成する第2凹凸の高さとに分離することにより、前記第1凹凸の高さを表す第1高さ情報と前記第2凹凸の高さを表す第2高さ情報とを生成する第1生成手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 An image processing device that generates information for forming a color material layer and an uneven layer on a recording medium.
The first acquisition means for acquiring shape information representing the height of an object for each pixel,
A height wherein the shape information is represented, for each pixel, by separating into a height of the second irregularities formed on the high Sato the coloring material layer of the first irregularities formed under the coloring material layer, A first generation means for generating first height information representing the height of the first unevenness and second height information representing the height of the second unevenness, and
An image processing device characterized by having.
前記色情報に基づいて、前記色材層を形成するための色材データを生成する第2生成手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の画像処理装置。 A second acquisition means for acquiring color information representing the color of the object, and
A second generation means for generating color material data for forming the color material layer based on the color information, and
The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4 , further comprising.
対象物の色を表す色情報を取得する第2取得手段と、をさらに有し、
前記形成手段は、前記記録媒体上に、前記第1高さ情報に基づく第1凹凸層、前記色情報に基づく前記色材層、前記第2高さ情報に基づく第2凹凸層の順に重ねて層を形成することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 A forming means for forming the color material layer and the uneven layer, and
Further having a second acquisition means for acquiring color information representing the color of the object,
The forming means superimposes the first uneven layer based on the first height information, the coloring material layer based on the color information, and the second uneven layer based on the second height information on the recording medium in this order. The image processing apparatus according to claim 1, wherein a layer is formed.
対象物の高さを画素毎に表す形状情報を取得する取得ステップと、
前記形状情報が表す高さを、画素毎に、前記色材層の下に形成する第1凹凸の高さと前記色材層の上に形成する第2凹凸の高さとに分離することにより、前記第1凹凸の高さを表す第1高さ情報と前記第2凹凸の高さを表す第2高さ情報とを生成する生成ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 An image processing method that generates information for forming a color material layer and an uneven layer on a recording medium.
An acquisition step for acquiring shape information that represents the height of an object for each pixel,
A height wherein the shape information is represented, for each pixel, to be separated into the height of the second unevenness formed on the height and front Kiirozai layer of the first irregularities formed under the coloring material layer A generation step of generating a first height information representing the height of the first unevenness and a second height information representing the height of the second unevenness.
Image processing method according to claim Rukoto to have a.
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