JP2000299783A

JP2000299783A - 画像処理方法及びその装置

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Publication number: JP2000299783A
Application number: JP11113323A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Matsuoka; 輝彦松岡
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】多値ディザ処理に用いられるディザマトリクス
におけるマトリクス係数の配置状態を入力画像の各画素
データの階調値に応じて最適化することにより、Ｍ階調
の入力画像をＮ（Ｎ＜Ｍ）階調の高品位の出力画像に変
換する。【解決手段】２５６階調の入力画像データを８階調の出
力画像データに変換する多値ディザ処理に用いられる８
値ディザマトリクスを構成する７個のマトリクスＡ〜Ｇ
を、低階調範囲のマトリクスＡ〜Ｃ、中間階調範囲のマ
トリクスＤ，Ｅ、及び、高階調範囲のマトリクスＦ，Ｇ
に分割した。低階調範囲のマトリクスＡ〜Ｃ及び高階調
範囲のマトリクスＦ，Ｇにおいて階調値方向を優先して
マトリクス係数を配置し、中間階調範囲のマトリクス
Ｄ，ＥにおいてＸ・Ｙ方向を優先してマトリクス係数を
配置した。低階調及び高階調の画素データの階調性を向
上し、かつ、中間階調の画素の解像度を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、多値ディザ処理によ
る画像処理を行って高品位な多階調画像を出力する画像
処理方法及び画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタ等の画像形成装置にお
いて入力画像データに対して実行される画像処理方法と
して、自然画等の入力画像データにおいて多値データに
よって表現される各画素データを１ビットの２値データ
に圧縮する２値化変換処理がある。

【０００３】従来より、２値化変換処理の手法として、
特開平７−１１５５４０号公報や特開平９−３２６９２
７号公報に開示されている多値ディザ処理が知られてい
る。この多値ディザ処理によれば、画像データの各画素
について３段階以上の階調性を表現することができる。
この多値ディザ処理は入力画像データの各画素データを
マトリクス係数を配置したディザマトリクスによって変
換するものであり、ディザマトリクスの構造は画像デー
タの階調方向を優先するか、又は、画像のＸ，Ｙ座標方
向を優先するかに応じて変化する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
多値ディザ処理では、例えば、２５６階調の画像データ
を８階調の画像データに変換する場合、変換された画像
データの低階調の部分及び高階調の部分、即ち、中間階
調以外の部分では、解像度には特に問題を生じることは
ないが階調を厳密に表現することが困難になる傾向にあ
る。一方、中間階調の部分では、階調を厳密に表現する
ことはできるが解像度を高くすることが困難になる傾向
にある。

【０００５】このため、低階調の部分及び高階調の部分
の画像を厳密に表現するためには、マトリクス係数を階
調方向に優先的に配置したディザマトリクスを用いるこ
とが望ましいが、このようなディザマトリクスを用いた
場合には中間階調の部分の解像度が低いままになって画
像を厳密に表現することができなくなる。一方、マトリ
クス係数を画像のＸ座標及びＹ座標方向に優先的に配置
したディザマトリクスを用いると中間階調の部分の画像
を厳密に表現することはできるものの、中間階調の部分
以外の低階調の部分及び高階調の部分の階調を厳密に表
現することができなくなる。

【０００６】また、画像のＸ座標及びＹ座標における中
心部から外側に向かって渦巻き状に小さい係数値から順
にマトリクス係数を集中した状態で配置すると、階調を
厳密に表現することはできるが、中間階調の画像を厳密
に表現することができなくなる。一方、画像のＸ座標及
びＹ座標方向において各係数値と中心からの距離との間
の関係を定めることなくマトリクス係数を分散した状態
で配置すると、中間階調の画像を厳密に表現することは
できるが、高階調及び低階調の部分を厳密に表現するこ
とができない。

【０００７】このように、従来の多値ディザ処理では、
画素データの階調値の全範囲について階調性及び解像度
をともに向上させることができず、多値ディザ処理後の
出力画像データに基づく画像形成処理によっては高品位
の画像を得ることができない問題があった。

【０００８】上記特開平７−１１５５４０号公報に開示
された構成は、多値ディザ処理とともに実行されるγ補
正処理に用いるγ特性テーブルをディザ処理の種類に応
じて保持するようにしたものであり、多値ディザ処理に
おけるディザマトリクスの構成に起因する上記の問題を
解決することはできない。また、特開平９−３２６９２
７号公報に開示された構成は、ドットが縦方向に連結す
るように成長するディザテーブルを使用して多値ディザ
処理を行うことにより、中間階調以下の階調部分におけ
る階調性及び解像度を向上するようにしたものであり、
入力画像データの階調性を全範囲にわたって厳密に表現
できるようにしたものではない。

【０００９】この発明の目的は、多値ディザ処理に用い
られるディザマトリクスにおけるマトリクス係数の配置
状態を入力画像の各画素データの階調値に応じて最適化
することにより、Ｍ階調の入力画像をＮ（Ｎ＜Ｍ）階調
の高品位の出力画像に変換することができる画像処理方
法及び画像処理装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、以下の構成を備えてい
る。

【００１１】(1) 入力されたＭ階調の画像データをＮ
（Ｎ＜Ｍ）階調の画像データに変換する変換処理を行う
画像処理方法において、横方向を画像のＸ座標、縦方向
を画像のＹ座標、上下方向を画像の階調値とし、上下方
向について分割した複数の階調値範囲の一部又は全てに
おいて互いに異なる状態でマトリクス係数を配置した３
次元のＮ値ディザマトリクスを用いて変換処理を行うこ
とを特徴とする（請求項１）。

【００１２】この構成においては、変換処理後の画像品
位の複数の要素のそれぞれに影響を与えるマトリクス係
数の配置状態が、単一の３次元のＮ値ディザマトリクス
において複数種構成される。したがって、入力された画
像データを構成する各画素が属する階調値範囲に応じて
マトリクス係数の配置状態が異なるディザマトリクスに
よって変換処理され、複数種の配置状態のマトリクス係
数のそれぞれに対応した複数の要素について変換処理後
の画像品位が向上し、高品位の出力画像が得られる。

【００１３】(2) 複数の階調値範囲のうち隣接する階調
値範囲において、互いに異なる状態でマトリクス係数を
配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用いて変換処
理を行うことを特徴とする（請求項２）。

【００１４】この構成においては、階調値が接近した複
数の画素についてマトリクス係数の配置状態が異なるデ
ィザマトリクスを用いて変換処理が行われる。したがっ
て、画素データの階調値に拘らず画像の全範囲について
階調の厳密な表現及び解像度の向上の両方が実現され、
画素データの階調値によって階調性の低い画像部分、又
は、解像度の低い画像部分を生じることがなく、出力画
像が部分的に低品位になることがない。

【００１５】(3) 複数の階調値範囲のうちの少なくとも
１つの階調値範囲において、マトリクス係数を上下方向
に優先的に配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用
いて変換処理を行うことを特徴とする（請求項３）。

【００１６】この構成においては、少なくとも１つの階
調値範囲に含まれる画素データが、マトリクス係数を階
調値方向に優先的に配置した３次元ディザマトリクスを
用いて変換処理される。したがって、入力画像を構成す
る画素のうち所定の階調値範囲の画素について階調性の
高い状態で変換画像が得られる。

【００１７】(4) 複数の階調値範囲のうちの少なくとも
１つの階調値範囲において、マトリクス係数を横方向及
び縦方向に優先的に配置した３次元のＮ値ディザマトリ
クスを用いて変換処理を行うことを特徴とする（請求項
４）。

【００１８】この構成においては、少なくとも１つの階
調値範囲に含まれる画素データが、マトリクス係数を縦
横方向に優先的に配置した３次元ディザマトリクスを用
いて変換処理される。したがって、入力画像を構成する
画素のうち所定の階調値範囲の画素について解像度の高
い状態で変換画像が得られる。

【００１９】(5) 複数の階調値範囲において、出力され
るＮ階調の画素が分散する状態でマトリクス係数を配置
した３次元のＮ値ディザマトリクスを用いて変換処理を
行うことを特徴とする（請求項５）。

【００２０】この構成においては、各階調の画素が出力
画像において分散するようにマトリクス係数を配置した
ディザマトリクスを用いて変換処理が行われる。したが
って、出力画像において各階調の画素が分散し、解像度
の高い状態の変換画像が得られる。

【００２１】(6) 上下方向の少なくとも３以上の奇数の
階調値範囲に分割し、低階調値範囲及び高階調値範囲に
おいてマトリクス係数を上下方向に優先的に配置すると
ともに、中間階調値範囲においてマトリクス係数を縦横
方向に優先的に配置した３次元のＮ値ディザマトリクス
を用いて変換処理を行うことを特徴とする（請求項
６）。

【００２２】この構成においては、階調値を３以上に分
割した奇数の階調値範囲のうち、中間の階調値範囲を除
く階調値範囲に含まれる画素についてはマトリクス係数
を上下方向に優先して配置したディザマトリクスを用い
て変換され、中間の階調値範囲に含まれる画素について
はマトリクス係数を縦横方向に優先して配置したディザ
マトリクスを用いて変換される。したがって、階調値の
低い画素及び階調値の高い画素の階調再現性が向上され
るとともに、中間の階調値の画素の解像度が低下するこ
とがない。

【００２３】(7) 原画像をＭ階調の入力画像データとし
て取り込む画像入力部と、取り込まれた入力画像データ
を記憶する画像記憶部と、画像記憶部から各画素におけ
るＭ階調の入力画像データを読み出してＮ階調の画像デ
ータに変換する多値ディザ処理部と、多値ディザ処理部
で得られる変換画像データを出力する画像出力部と、を
備え、多値ディザ処理部が、横方向を画像のＸ座標、縦
方向を画像のＹ座標、上下方向を画像の階調値とし、上
下方向について分割された複数の階調値範囲の一部又は
全部について互いに異なる状態でマトリクス係数を配置
した３次元のＮ値ディザマトリクスを用いてＭ階調の入
力画像データをＮ階調の変換画像データに変換すること
を特徴とする（請求項７）。

【００２４】この構成においては、変換処理後の画像品
位の複数の要素のそれぞれに影響を与えるマトリクス係
数の配置状態が、単一の３次元ディザマトリクスにおい
て複数種構成される。したがって、入力された画像デー
タを構成する各画素が属する階調値範囲に応じてマトリ
クス係数の配置状態が異なるディザマトリクスによって
変換処理が行われ、複数種の配置状態のマトリクス係数
のそれぞれに対応した複数の要素について変換処理後の
画像品位が向上し、高品位の出力画像が得られる。

【００２５】(8) 前記マトリクス係数を、縦横方向を優
先的した配置状態又は上下方向を優先した配置状態のい
ずれか一方と、縦横方向について集中した配置状態又は
分散した配置状態のいずれか一方と、を組み合わせた状
態で配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用いて変
換処理を行うことを特徴とする（請求項８）。

【００２６】この構成においては、単一の３次元のＮ値
ディザマトリクスにおいて、縦横方向又は上下方向のい
ずれかを優先し、かつ、縦横方向について集中又は分散
した状態でマトリクス係数が配置される。したがって、
変換処理後の画像品位の階調性及び解像度のそれぞれに
影響を与えるマトリクス係数の複数の配置状態が単一の
３次元のＮ値ディザマトリクスにおいて実現され、階調
性及び解像度について変換処理後の画像品位が向上し、
高品位の出力画像が得られる。

【００２７】なお、この構成を含む以下の構成におい
て、縦横方向に集中したマトリクス係数の配置状態と
は、画像のＸ座標及びＹ座標における中心部から外側に
向かって渦巻き状に小さい係数値から順にマトリクス係
数を配置することをいう。また、縦横方向に分散したマ
トリクス係数の配置状態とは、画像のＸ座標及びＹ座標
において各係数値と中心からの距離との間の関係を定め
ることなくマトリクス係数を配置することをいう。

【００２８】(9) 複数の階調値範囲のうち隣接する階調
値範囲において、少なくとも、縦横方向を優先した配置
状態若しくは上下方向を優先した配置状態のいずれか一
方、又は、縦横方向について集中した配置状態若しくは
分散した配置状態のいずれか一方が、異なる状態でマト
リクス係数を配置したことを特徴とする（請求項９）。

【００２９】この構成においては、互いに隣接する階調
値範囲において、縦横方向と上下方向とのいずれを優先
してマトリクス係数を配置するか、又は、集中した状態
と分散した状態とのいずれの状態でマトリクス係数を配
置するかの少なくとも一方が相違する。したがって、変
換処理後の画像品位の階調性及び解像度の少なくとも一
方に影響を与えるマトリクス係数の配置状態が隣接する
階調値範囲において相違し、連続する複数の階調値範囲
において階調性又は解像度について変換処理後の画像品
位が向上する。

【００３０】(10)上下方向の少なくとも３以上の奇数の
階調値範囲に分割し、低階調値範囲と高階調値範囲との
少なくとも一方において、上下方向を優先し、かつ、縦
横方向について集中してマトリクス係数を配置した３次
元のＮ値ディザマトリクスを用いて変換処理を行うこと
を特徴とする（請求項１０）。

【００３１】この構成においては、階調値を３以上に分
割した奇数の階調値範囲のうち、低階調値範囲と高階調
値範囲との少なくとも一方に含まれる画素についてはマ
トリクス係数を上下方向に優先するとともに、縦横方向
について集中した状態で配置したディザマトリクスを用
いて変換される。したがって、階調値の低い画素又は階
調値の高い画素の階調再現性が著しく向上する。

【００３２】(11)上下方向の少なくとも３以上の奇数の
階調値範囲に分割し、中間階調値範囲において、マトリ
クス係数を縦横方向を優先し、かつ、縦横方向について
分散して配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用い
て変換処理を行うことを特徴とする（請求項１１）。

【００３３】この構成においては、階調値を３以上に分
割した奇数の階調値範囲のうち、中間階調値範囲に含ま
れる画素についてはマトリクス係数を縦横方向に優先す
るとともに、縦横方向について分散した状態で配置した
ディザマトリクスを用いて変換される。したがって、中
間値の画素の解像度が著しく向上する。

【００３４】(12)原画像をＭ階調の入力画像データとし
て取り込む画像入力部と、画像記憶部から各画素におけ
るＭ階調の入力画像データを読み出してＮ階調の画像デ
ータに変換する多値ディザ処理部と、多値ディザ処理部
で得られる変換画像データを出力する画像出力部と、を
備え、多値ディザ処理部が、横方向を画像のＸ座標、縦
方向を画像のＹ座標、上下方向を画像の階調値として、
上下方向について分割された複数の階調値範囲のそれれ
ぞれについてのマトリクス係数の配置状態として、横方
向及び縦方向を優先的した配置状態又は上下方向を優先
した配置状態のいずれか一方を選択する第１選択手段
と、集中した配置状態又は分散した配置状態のいずれか
一方を選択する第２選択手段と、を含み、第１選択手段
及び第２選択手段において選択された配置状態でマトリ
クス係数を配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用
いてＭ階調の入力画像データをＮ階調の変換画像データ
に変換することを特徴とする（請求項１２）。

【００３５】この構成においては、単一の３次元のＮ値
ディザマトリクスにおいて、縦横方向又は上下方向のい
ずれかを優先し、かつ、縦横方向について集中又は分散
した状態でマトリクス係数が配置される。したがって、
変換処理後の画像品位の階調性及び解像度のそれぞれに
影響を与えるマトリクス係数の複数の配置状態が単一の
３次元のＮ値ディザマトリクスにおいて実現され、階調
性及び解像度について変換処理後の画像品位が向上し、
高品位の出力画像が得られる。

【００３６】

【実施の形態】図１は、この発明の第１の画像処理方法
による多値ディザ処理法の画像処理を実行する画像処理
装置の構成を示す図である。画像処理装置１は、スキャ
ナや撮像装置等の画像をＭ階調の入力画像データとして
取り込む入力手段２、入力手段２によって取り込まれた
入力画像データを記憶する画像記憶手段３、画像記憶手
段に記憶されているＭ階調の入力画像データに対して３
次元のＮ（Ｎ＜Ｍ）値ディザマトリクスによる多値ディ
ザ処理を施してＮ階調の出力画像データに変換する多値
ディザ処理手段４、及び、多値ディザ処理手段４による
変換後の出力画像データに基づいて用紙６等に対する画
像形成を行うプリンタ等の画像出力手段５によって構成
されている。

【００３７】上記画像処理装置１の多値ディザ処理手段
４は、一例として、各画素がＭ＝２５６階調のデータを
有する４×４画素の入力画像データに対して、３次元の
Ｎ＝８値ディザマトリクスを用いて多値ディザ変換処理
を行う。なお、Ｍ及びＮの値、並びに、入力画像データ
のサイズはこれに限るものではない。

【００３８】８値ディザマトリクスは、４×４画素の入
力画像データのサイズに対応して、縦方向及び横方向に
４×４マスを有する。ここに、図２に示すように、画像
データの４×４画素、及び、８値ディザマトリクスの４
×４マスについて、横方向をＸ座標、縦方向をＹ座標と
して、各画素及びマスに（０，０）〜（３，３）の座標
値が付与されているものとする。

【００３９】上述のように、多値ディザ処理手段４は、
８値ディザマトリクスを用いて、“０”〜“２５５”の
２５６階調で表現された入力画像データの各画素を、レ
ベル０〜レベル７の８階調によって表現した出力画像デ
ータに変換する。具体的には、多値ディザ処理手段４
は、入力画像データの各画素の２５６階調の階調値を８
階調のレベルのそれぞれの間に設定された閾値と比較
し、レベル０〜レベル７のいずれのレベルに属するかを
決定する。このため、８値ディザマトリクスは、図３に
示すように、上下方向（Ｚ方向）を階調値方向として下
から順にマトリクスＭａ１〜マトリクスＭａ７の７個の
マトリクスによって構成されている。

【００４０】なお、出力画像データにおけるレベル０〜
レベル７の８階調のそれぞれは、一例として、２５６階
調の“０”、“３６”、“７３”、“１０９”、“１４
６”、“１８２”、“２１９”及び“２５５”のそれぞ
れに対応している。この場合に、入力画像データのＭ階
調をＮ階調に分割する際に、等分に分割するか不均等に
分割するかは問わない。

【００４１】また、図３においてマトリクスＭａ１Ａ〜
Ｍａ７のそれぞれのマスに付した値は、閾値を表すもの
ではなく、閾値となるマトリクス係数の配置順序を表し
ている。各マトリクスにおけるマトリクス係数の配置方
法として、図４（Ａ）に示す集中型の配置方法と、図４
（Ｂ）に示す分散型の配置方法と、がある。集中型の配
置方法は階調性の向上に適しており、一方、分散型の配
置方法は解像度の向上に適している。いずれの配置方法
を採るかは任意であるが、ここでは、ドット表示が分散
するように配置されることが好ましいため、図４（Ｂ）
に示す分散型の配置方法によってマトリクス係数を配置
する。

【００４２】また、多値ディザマトリクスを構成する複
数のマトリクスにおけるマトリクス係数の配置方法とし
て、上下方向（階調方向）を優先して配置する方法と、
各マトリクスのＸ・Ｙ方向を優先して配置する方法と、
がある。従来の多値ディザ処理法では、多値ディザマト
リクスを構成する複数のマトリクスの全てについて、階
調方向を優先してマトリクス係数を配置する方法、又
は、Ｘ・Ｙ方向を優先してマトリクス係数を配置する方
法のいずれか一方のみが用いられていた。

【００４３】即ち、階調方向を優先してマトリクス係数
を配置する場合には、図５に示すように、マトリクス係
数はマトリクス内の同一位置のマスについて、マトリク
スＭａ１からマトリクスＭａ７まで順に配置される。例
えば、マトリクスＭａ１における（０，０）のマスを１
番として、マトリクスＭａ２〜Ｍａ７のそれぞれにおけ
る（０，０）のマスを２〜７番としてマトリクス係数が
付される。

【００４４】また、Ｘ・Ｙ方向を優先してマトリクス係
数を配置する場合には、図６に示すように、マトリクス
係数はマトリクス毎に各マスに順に配置される。例え
ば、マトリクスＭａ１内の４×４マスのそれぞれを１番
〜１６番とし、次にマトリクスＭａ２内の４×４マスの
それぞれを１６番〜３２番としてマトリクス係数が付さ
れる。

【００４５】一般に、Ｍ階調の画像データをＮ階調の画
像データに変換する場合、変換後の画像データにおける
ハイライト部分である低階調部分及び高濃度部分である
高階調部分では、解像度に問題を生じることはないが、
階調性を厳密に表現することが困難である。一方、中間
階調部分では、階調性を厳密に表現することはできるが
解像度を高くすることが困難である。したがって、低階
調部分及び高階調部分の階調性を向上させるためには階
調値方向を優先してマトリクス係数を配置したマトリク
スを用いることが望ましいが、このマトリクスでは中間
階調部分の解像度を向上させることができない。反対
に、中間階調部分の解像度を向上させるためにはＸ・Ｙ
方向を優先してマトリクス係数を配置したマトリクスを
用いることが望ましいが、このマトリクスでは低階調部
分及び高階調部分の階調性を向上させることができな
い。

【００４６】このため、多値ディザマトリクスを構成す
る複数のマトリクスの全てについて、階調方向を優先し
てマトリクス係数を配置する方法、又は、Ｘ・Ｙ方向を
優先してマトリクス係数を配置する方法のいずれか一方
のみを用いていた従来の多値ディザ処理法では、低階調
部分及び高階調部分の階調性を向上させるとともに、中
間階調部分の解像度を向上させることはできない。

【００４７】そこで、この発明の実施形態に係る画像処
理装置１のディザ処理手段４では、７個のマトリクス
を、上下方向（階調値方向）を低階調範囲、中間階調範
囲及び高階調範囲の３つの範囲に分割し、低階調範囲に
属するマトリクスＭａ１〜Ｍａ３、及び、高階調範囲に
属するマトリクスＭａ６，Ｍａ７では階調値方向を優先
してマトリクス係数を配置するとともに、中間階調範囲
に属するマトリクスＭａ４，Ｍａ５ではＸ・Ｙ方向を優
先してマトリクス係数を配置した８値ディザマトリクス
を用いる。

【００４８】図７は、上記画像処理装置のディザ処理手
段における処理手順を示すフローチャートである。画像
処理装置１のディザ処理手段４は、先ず、画像記憶手段
３に記憶されている入力画像データの各画素に（Ｘ，
Ｙ）＝（０，０）〜（ｍａｘ−１，ｍａｘ−１）の座標
番号を付与し（ｓ１）、８値ディザマトリクスを構成す
るマトリクスＭａ１〜Ｍａ７のそれぞれのマスに（ｍ
ｘ，ｍｙ）＝（０，０）〜（ｍａｘ−１，ｍａｘ−１）
の座標番号を付与し（ｓ２）、８値ディザマトリクスを
構成するマトリクスＭａ１〜Ｍａ７のそれぞれに（ｍ
ｚ）＝（０）〜（Ｎ−２）の座標番号を付与する（ｓ
３）。

【００４９】次いで、ディザ処理手段４は、入力画像デ
ータの２次元座標における画素データＰ（Ｘ，Ｙ）を、
８値ディザマトリクスの３次元座標における閾値データ
Ｔ（ｍｘ，ｍｙ，ｍｚ）と比較する（ｓ４）。この時、
入力画像データにおける比較対象の画素を特定するＸ座
標及びＹ座標のぞれぞれの座標値は、８値ディザマトリ
クスにおける比較対象のマスを特定するｍｘ座標及びｍ
ｙ座標のそれぞれの座標値と一致している。なお、画素
データＰ（Ｘ，Ｙ）は入力画像データにおける（Ｘ，
Ｙ）座標に位置する画素の階調値であり、閾値データＴ
（ｍｘ，ｍｙ，ｍｚ）は、８値ディザマトリクスにおけ
る（ｍｘ，ｍｙ，ｍｚ）座標に位置するマスの閾値であ
る。

【００５０】この比較において、画素データＰ（Ｘ，
Ｙ）が閾値データＴ（ｍｘ，ｍｙ，ｍｚ）以上である場
合には、ディザ処理手段４は、８値ディザマトリクスに
おける比較対象のマスを特定するｍｚ座標の座標値がそ
の最大値である（Ｎ−２）であるか否かを判別し（ｓ
５）、ｍｚ座標の座標値が（Ｎ−２）でない場合にはｍ
ｚ座標の座標値をインクリメントしてｓ４に戻る（ｓ
６）。画素データＰ（Ｘ，Ｙ）が閾値データＴ（ｍｘ，
ｍｙ，ｍｚ）未満である場合には、ディザ処理手段４
は、画素データＰ（Ｘ，Ｙ）を８階調表現のレベル（ｍ
ｚ）が対応する２５６階調表現の階調値データＰ′（ｍ
ｚ）に変換する（ｓ７）。ｓ５においてｍｚ座標の座標
値が（Ｎ−２）である場合にはディザ処理手段４は、画
素データＰ（Ｘ，Ｙ）を８階調表現のレベル（Ｎ−１）
が対応する２５６階調表現の階調値データＰ′（Ｎ−
１）に変換する（ｓ８）。

【００５１】上記ｓ４〜ｓ８の処理により、ディザ処理
手段４は、入力画像データにおける画素データＰ（Ｘ，
Ｙ）を、８値ディザマトリクスを構成する７個のマトリ
クスＭａ１〜Ｍａ７のそれぞれにおいて対応する位置
（ｍｘ，ｍｙ）のマスに設定されている閾値データＴと
順次比較し、画素データＰ（Ｘ，Ｙ）が８階調表現のレ
ベル０〜レベル７のいずれに該当するかを判別し、該当
するレベルに対応する２５６階調表現の階調値を変換後
の画素データＰ′（Ｘ，Ｙ）とする。

【００５２】ディザ処理手段４は、上記ｓ４〜ｓ８の処
理を入力画像データに含まれる全ての画素データのそれ
ぞれについて実行する。

【００５３】図８は、上記画像処理装置のディザ処理手
段における処理内容を具体的に説明する図である。図３
に示したように、ディザ処理手段４における多値ディザ
処理に用いられる８値ディザマトリクスを構成する７個
のマトリクスＭａ１〜Ｍａ７のうち低階調範囲に属する
マトリクスＭａ１〜Ｍａ３については階調値方向を優先
して閾値（マトリクス係数）が配置されている。また、
マトリクスＭａ１〜Ｍａ７のそれぞれは、図４（Ｂ）に
示した分散型の配置方法で閾値（マトリクス係数）を配
置しているものとする。

【００５４】したがって、マトリクス係数の配置順に画
素データの変換処理を行うこととすると、先ず、入力画
像データにおける係数順序が１番の画素データＰ（０，
０）が、マトリクスＭａ１〜Ｍａ３の閾値データＴ
（０，０，０〜２）のそれぞれと順に比較される。入力
画像データの（０，０）座標の画素データが“１２３”
であり、マトリクスＭａ１〜Ｍａ３における（０，０，
０〜２）座標のマスの閾値がそれぞれ“２”、“５”、
“７”であるため、画素データＰ（０，０）はレベル０
（０）からレベル３（１０９）まで上昇する。

【００５５】次に、入力画像データにおける係数順序が
２番の画素データＰ（２，２）が、マトリクスＭａ１〜
Ｍａ３の閾値データＴ（２，２，０〜２）のそれぞれと
順に比較される。入力画像データの（２，２）座標の画
素データが“１２５”であり、マトリクスＭａ１〜Ｍａ
３における（２，２，０〜２）座標のマスの閾値がそれ
ぞれ“９”、“１１”、“１４”であるため、画素デー
タＰ（２，２）もレベル０（０）からレベル３（１０
９）まで上昇する。

【００５６】さらに、入力画像データにおける係数順序
が３番の画素データＰ（２，０）が、マトリクスＭａ１
〜Ｍａ３の閾値データＴ（２，０，０〜２）のそれぞれ
と順に比較される。入力画像データの（２，０）座標の
画素データが“２００”であり、マトリクスＭａ１〜Ｍ
ａ３における（２，０，０〜２）座標のマスの閾値がそ
れぞれ“２３”、“２５”、“２７”であるため、画素
データＰ（２，０）もレベル０（０）からレベル３（１
０９）まで上昇する。

【００５７】このようにして、入力画像データにおける
係数順序にしたがって各画素データＰ（Ｘ，Ｙ）がマト
リクスＭａ１〜Ｍａ３の閾値データＴ（ｍｘ，ｍｙ，０
〜２）と比較され、この比較結果に応じて各画素データ
のレベルが上昇する。例えば、入力画像データＰ（０，
１）＝７６は、閾値データＴ（０，１，０）＝８４未満
であるため、レベル０のままである。また、入力画像デ
ータＰ（１，３）＝５０は、閾値データＴ（１，３，
０）＝５０以上であり、閾値データＴ（１，３，１）＝
５２未満であるため、レベル１まで上昇する。

【００５８】マトリクスＭａ１〜Ｍａ３の閾値との比較
が入力画像データに含まれる４×４画素の全てについて
終了すると、８値ディザマトリクスを構成する中間値範
囲に属するマトリクスＭａ４の閾値との比較が行われ
る。マトリクスＭａ４では、Ｘ・Ｙ方向を優先して閾値
（マトリクス係数）が配置されている。

【００５９】したがって、マトリクス係数の配置順に画
素データの変換処理を行うこととすると、先ず、入力画
像データにおける係数順序が１番の画素データＰ（０，
０）が、マトリクスＭａ４の閾値データＴ（０，０，
３）と比較される。入力画像データの（０，０）座標の
画素データが“１２３”であり、マトリクスＭａ４にお
ける（０，０，３）座標のマスの閾値が“１１１”であ
るため、画素データＰ（０，０）はレベル３からレベル
４（１４６）まで上昇する。

【００６０】次に、入力画像データにおける係数順序が
２番の画素データＰ（２，２）が、マトリクスＭａ４の
閾値データＴ（２，２，３）と比較される。入力画像デ
ータの（２，２）座標の画素データが“１２５”であ
り、マトリクスＭａ４における（２，２，３）座標のマ
スの閾値が“１１３”であるため、画素データＰ（２，
２）もレベル３からレベル４（１４６）まで上昇する。

【００６１】さらに、入力画像データにおける係数順序
が３番の画素データＰ（２，０）が、マトリクスＭａ４
の閾値データＴ（２，０，３）と比較される。入力画像
データの（２，０）座標の画素データが“２００”であ
り、マトリクスＭａ４における（２，０，３）座標のマ
スの閾値が“１１５”であるため、画素データＰ（２，
０）もレベル３からレベル４（１４６）まで上昇する。

【００６２】また、入力画像データにおける係数順序が
４番の画素データＰ（０，２）が、マトリクスＭａ４の
閾値データＴ（０，２，３）と比較される。入力画像デ
ータの（０，２）座標の画素データが“５０”であり、
マトリクスＭａ４における（０，２，３）座標のマスの
閾値が“１１８”であるため、画素データＰ（０，２）
はレベル３のままである。

【００６３】このようにして、入力画像データにおける
係数順序にしたがって各画素データＰ（Ｘ，Ｙ）がマト
リクスＭａ４の閾値データＴ（ｍｘ，ｍｙ，３）と比較
され、この比較結果に応じて各画素データのレベルが上
昇する。但し、マトリクスＭａ１〜Ｍａ３の閾値との比
較においてレベル３に達しなかった画素データについて
は、当然にマトリクスＭａ４との比較によってレベルが
上昇することはない。例えば、入力画像データＰ（０，
１）はレベル０のままであり、入力画像データＰ（１，
３）はレベル１のままである。

【００６４】マトリクスＭａ４の閾値との比較が入力画
像データに含まれる４×４画素のすべてについて終了す
ると、８値ディザマトリクスを構成する中間階調範囲に
属するマトリクスＭａ５の閾値との比較が行われる。マ
トリクスＭａ５では、Ｘ・Ｙ方向（縦横方向）を優先し
て閾値（マトリクス係数）が配置されている。

【００６５】したがって、マトリクス係数の配置順に画
素データの変換処理を行うこととすると、先ず、入力画
像データにおける係数順序が１番の画素データＰ（０，
０）が、マトリクスＭａ５の閾値データＴ（０，０，
４）のそれぞれと比較される。入力画像データの（０，
０）座標の画素データが“１２３”であり、マトリクス
Ｍａ５における（０，０，４）座標のマスの閾値が“１
４７”であるため、画素データＰ（０，０）はレベル４
のままである。

【００６６】次に、入力画像データにおける係数順序が
２番の画素データＰ（２，２）が、マトリクスＭａ５の
閾値データＴ（２，２，４）と比較される。入力画像デ
ータの（２，２）座標の画素データが“１２５”であ
り、マトリクスＭａ５における（２，２，４）座標のマ
スの閾値が“１４９”であるため、画素データＰ（２，
２）もレベル４のままである。

【００６７】さらに、入力画像データにおける係数順序
が３番の画素データＰ（２，０）が、マトリクスＭａ５
の閾値データＴ（２，０，４）と比較される。入力画像
データの（２，０）座標の画素データが“２００”であ
り、マトリクスＭａ５における（２，０，４）座標のマ
スの閾値が“１５１”であるため、画素データＰ（２，
０）はレベル４からレベル５（１８２）まで上昇する。

【００６８】このようにして、入力画像データにおける
係数順序にしたがって各画素データＰ（Ｘ，Ｙ）がマト
リクスＭａ５の閾値データＴ（ｍｘ，ｍｙ，４）と比較
され、この比較結果に応じて各画素データのレベルが上
昇する。但し、マトリクスＭａ４の閾値との比較におい
てレベル４に達しなかった画素データについては、当然
にマトリクスＭａ５との比較によってレベルが上昇する
ことはない。例えば、入力画像データＰ（０，２）はレ
ベル３のままである。

【００６９】マトリクスＭａ５の閾値との比較が入力画
像データに含まれる４×４画素のすべてについて終了す
ると、８値ディザマトリクスを構成する高階調値範囲に
属するマトリクスＭａ６，Ｍａ７の閾値との比較が行わ
れる。マトリクスＭａ６，Ｍａ７では、階調値方向を優
先して閾値（マトリクス係数）が配置されている。

【００７０】したがって、マトリクス係数の配置順に画
素データの変換処理を行うこととすると、先ず、入力画
像データにおける係数順序が１番の画素データＰ（０，
０）が、マトリクスＭａ６，Ｍａ７の閾値データＴ
（０，０，５〜６）のそれぞれと比較される。しかし、
画素データＰ（０，０）は、マトリクスＭａ５の閾値と
の比較においてレベルが上昇しなかったため、レベル４
のままである。同様に、入力画像データにおける係数順
序が２番の画素データＰ（２，２）もレベル４のままで
ある。

【００７１】次に、入力画像データにおける係数順序が
３番の画素データＰ（２，０）が、マトリクスＭａ６，
Ｍａ７の閾値データＴ（２，０，５〜６）のそれぞれと
比較される。入力画像データの（２，０）座標の画素デ
ータが“２００”であり、マトリクスＭａ６，Ｍａ７の
それぞれにおける（２，０，５〜６）座標のマスの閾値
が“１９２”、“１９４”であるため、画素データＰ
（２，０）はレベル５からレベル７（２５５）まで上昇
する。

【００７２】このようにして、入力画像データにおける
係数順序にしたがって各画素データＰ（Ｘ，Ｙ）がマト
リクスＭａ６，Ｍａ７の閾値データＴ（ｍｘ，ｍｙ，５
〜６）と比較され、この比較結果に応じて各画素データ
のレベルが上昇する。但し、上述のように、マトリクス
Ｍａ５の閾値との比較においてレベル５に達しなかった
画素データについては、当然にマトリクスＭａ６，Ｍａ
７との比較によってレベルが上昇することはない。

【００７３】以上のようにして、入力画像データを構成
する４×４画素の画素データのそれぞれが、８値ディザ
マトリクスを構成するマトリクスＭａ１〜Ｍａ７のそれ
ぞれにおいて対応する位置に配置された閾値と比較さ
れ、２５６階調の入力画像データが８階調の出力画像デ
ータに変換される。

【００７４】図９は、この発明の画像処理装置における
画像処理結果を従来の画像処理装置における画像処理結
果と比較した図である。図９（Ａ）に示すように入力画
像データの殆どが“２４０”以上である場合、図５に示
したようにマトリクス係数を階調値方向のみを優先して
配置した従来例の画像処理装置の出力画像では、図９
（Ｇ）に示すように、全ての画素が“２５５”になって
階調性を厳密に表現することができない。これに対し
て、この発明の画像処理装置の出力画像では図９（Ｄ）
に示すように、微妙な階調性が厳密に表現される。

【００７５】また、図９（Ｂ）に示すように入力画像デ
ータが“２００”と“２０”との２種類の階調度のみに
よって構成されたハイライト部分である場合、図６に示
したようにマトリクス係数をＸ・Ｙ方向のみを優先して
配置した従来例の画像処理装置の出力画像では、図９
（Ｋ）に示すように、入力画像の高階調部分及び低階調
部分のそれぞれにおいて２種類のレベルの画素が混在
し、解像度が不十分で画像品位が低下している。これに
対して、この発明の画像処理装置の出力画像では図９
（Ｅ）に示すように、高階調部分では多少のばらつきを
生じるものの、低階調部分ではすべて“０”になってお
り、入力画像のハイライト部分が明確に再現されてい
る。

【００７６】さらに、図９（Ｃ）に示すように入力画像
データが“０”から“２４０”までのグラデーションを
有する中間階調の画像である場合、図５に示したように
マトリクス係数を階調値方向のみを優先して配置した従
来例の画像処理装置の出力画像では、図９（Ｉ）に示す
ように、グラデーションを再現することができない。こ
れに対して、この発明の画像処理装置の出力画像では図
９（Ｆ）に示すように、グラデーションを忠実に再現す
ることができる。

【００７７】以上のように、この発明においては、多値
ディザ処理に用いるＮ値ディザマトリクスのＮ−１個の
マトリクスを複数のマトリクス群に分割し、マトリクス
群毎に異なる状態でマトリクス係数を配置したことによ
り、出力画像において階調性の向上及び解像度の向上の
両方を実現することができる。

【００７８】特に、隣接するマトリクス群において、互
いに異なる配置方向を優先してマトリクス係数を配置し
たため、より高品位の出力画像を得ることができる。

【００７９】なお、マトリクス群の分割数、及び、各マ
トリクス群におけるマトリクス係数の配置状態は、入力
画像データの特徴に基づいて適宜設定することができ
る。

【００８０】図１０は、この発明の第２の画像処理方法
による多値ディザ処理法の画像処理を実行する画像処理
装置の構成を示す図である。画像処理装置１１は、スキ
ャナや撮像装置等の画像をＭ階調の入力画像データとし
て取り込む画像入力手段１２、画像入力手段１２によっ
て取り込まれた入力画像データを記憶する画像記憶手段
１３、画像記憶手段に記憶されているＭ階調の入力画像
データに対して３次元のＮ（Ｎ＜Ｍ）値ディザマトリク
スによる多値ディザ処理を施してＮ階調の出力画像デー
タに変換する多値ディザ処理手段１４、多値ディザ処理
に用いられる３次元の多値ディザマトリクスにおけるマ
トリクス係数の配置状態を決定するマトリクス係数配置
手段１５、及び、多値ディザ処理手段１４による変換後
の出力画像データに基づいて用紙６等に対する画像形成
を行うプリンタ等の画像出力手段１６によって構成され
ている。マトリクス係数配置手段１５は、第１配置手段
１５ａ及び第２配置手段１５ｂを含む。

【００８１】画像処理装置１１の多値ディザ処理手段１
４は、一例として、各画素がＭ＝２５６階調のデータを
有する４×４画素の入力画像データに対して、３次元の
Ｎ＝１６値ディザマトリクスを用いて多値ディザ変換処
理を行う。なお、Ｍ及びＮの値、並びに、入力画像デー
タのサイズはこれに限るものではない。

【００８２】１６値ディザマトリクスは、４×４画素の
入力画像データのサイズに対応して、縦方向及び横方向
に４×４マスを有する。ここに、図１１に示すように、
画像データの４×４画素、及び、１６値ディザマトリク
スの４×４マスについて、横方向をＸ座標、縦方向をＹ
座標として、各画素及びマスに（０，０）〜（３，３）
の座標値が付与されているものとする。この図１１は、
第１の実施形態に係る多値ディザ処理の説明において示
した図２と同一のものである。

【００８３】上述のように、多値ディザ処理手段１４
は、１６値ディザマトリクスを用いて、“０”〜“２５
５”の２５６階調で表現された入力画像データの各画素
を、レベル０〜レベル１５の１６階調によって表現した
出力画像データに変換する。具体的には、多値ディザ処
理手段１４は、入力画像データの各画素の２５６階調の
階調値を１６階調のレベルのそれぞれの間に設定された
閾値と比較し、レベル０〜レベル１５のいずれのレベル
に属するかを決定する。このため、１６値ディザマトリ
クスは、図１２に示すように、上下方向（Ｚ方向）を階
調値方向として下から順にＭａ１〜Ｍａ１５の１５個の
マトリクスによって構成されている。

【００８４】なお、出力画像データにおけるレベル０〜
レベル１５の１６階調のそれぞれは、一例として、２５
６階調の“０”、“１７”、“３４”、“５１”、“６
８”、“８５”、“１０２”、“１１９”、“１３
６”、“１５３”、“１７０”、“１８７”、“２０
４”、“２２１”、“２３８”及び“２５５”のそれぞ
れに対応している。この場合に、入力画像データのＭ階
調をＮ階調に分割する際に、等分に分割するか不均等に
分割するかは問わない。

【００８５】また、図１２においてマトリクスＭａ１〜
Ｍａ１５を一例として範囲ＭＧ１〜ＭＧ７の７領域に分
割している。範囲ＭＧ１〜ＭＧ７のそれぞれに付したア
ルファベット（Ａ）〜（Ｄ）は、各マトリクスにおいて
マトリクス係数が後述する４種類の配置状態のうちどの
状態で配置されているかを表しており、同一のアルファ
ベットを付した領域に含まれるマトリクスのそれぞれ
は、同一の配置状態でマトリクス係数が配置されてい
る。このマトリクス係数の配置状態について以下に説明
する。

【００８６】各マトリクスにおけるマトリクス係数の配
置方法として、図１３（Ａ）に示す集中型の配置方法
と、図１３（Ｂ）に示す分散型の配置方法と、がある。
画像のＸ座標及びＹ座標における中心部から外側に向か
って渦巻き状に小さい係数値から順にマトリクス係数を
配置する集中型の配置方法は階調性の向上に適してお
り、一方、画像のＸ座標及びＹ座標において各係数値と
中心からの距離との間の関係を定めることなくマトリク
ス係数を配置する分散型の配置方法は解像度の向上に適
している。各マトリクスにおいて、マトリクス係数を集
中型の配置方法で配置するか、又は、分散型の配置方法
で配置するかは、マトリクス係数配置手段１５の第２配
置手段１５ｂによって決定される。この図１３は、第１
の実施形態に係る多値ディザ処理の説明において示した
図４と同様のものである。

【００８７】また、多値ディザマトリクスを構成する複
数のマトリクスにおけるマトリクス係数の配置方法とし
て、上下方向（階調方向）を優先して配置する方法と、
各マトリクスの縦横方向を優先して配置する方法と、が
ある。複数のマトリクスにおいて、マトリクス係数を上
下方向を優先して配置するか、又は、縦横方向を優先し
て配置するかは、マトリクス係数配置手段１５の第１配
置手段１５ａによって決定される。

【００８８】従来の多値ディザ処理に用いられる３次元
ディザマトリクスでは、Ｎ−１個のマトリクスの全てを
対象として一義的に定められた配置状態でマトリクス係
数が配置されている。

【００８９】即ち、第１に、３次元ディザマトリクスに
おいて、集中型で上下方向（階調方向）を優先して配置
する場合には、図１４に示すように、マトリクス係数は
マトリクス内の同一位置のマスについて、マトリクスＭ
ａ１からマトリクスＭａ１５まで上下方向（階調方向）
を優先して順に配置される。例えば、先ず、マトリクス
Ｍａ１における（１，１）のマスを１番とし、マトリク
スＭａ２〜Ｍａ１５のそれぞれにおける（１，１）のマ
スを２〜１５番としてマトリクス係数が付され、次に、
マトリクスＭａ１における（２，１）のマスを１６番と
し、マトリクスＭａ２〜Ｍａ１５のそれぞれにおける
（２，１）のマスを１７〜３０番としてマトリクス係数
が付される。

【００９０】第２に、３次元ディザマトリクスにおい
て、分散型で上下方向（階調方向）を優先して配置する
場合には、図１５に示すように、マトリクス係数はマト
リクス内の同一位置のマスについて、マトリクスＭａ１
からマトリクスＭａ１５まで上下方向（階調方向）を優
先して順に配置される。例えば、先ず、マトリクスＭａ
１における（０，０）のマスを１番とし、マトリクスＭ
ａ２〜Ｍａ１５のそれぞれにおける（０，０）のマスを
２〜１５番としてマトリクス係数が付され、次に、マト
リクスＭａ１における（２，２）のマスを１６番とし、
マトリクスＭａ２〜Ｍａ１５のそれぞれにおける（２，
２）のマスを１７〜３０番としてマトリクス係数が付さ
れる。

【００９１】第３に、３次元ディザマトリクスにおい
て、集中型で縦横方向（Ｘ・Ｙ方向）を優先して配置す
る場合には、図１６に示すように、マトリクス係数はマ
トリクス毎に各マスに順に配置される。例えば、先ず、
マトリクスＭａ１における（１，１）のマスを１番と
し、（２，１）のマスを２番としてマトリクスＭａ１に
おける中心部から外側に向かって渦巻き状に順にマトリ
クス係数が付され、次に、マトリクスＭａ２における
（１，１）のマスを１６番とし、（２，１）のマスを２
番としてマトリクスＭａ２における中心部から外側に向
かって渦巻き状に順にマトリクス係数が付される。

【００９２】第４に、３次元ディザマトリクスにおい
て、分散型で縦横方向（Ｘ・Ｙ方向）を優先して配置す
る場合には、図１７に示すように、マトリクス係数はマ
トリクス毎に各マスに順に配置される。例えば、先ず、
マトリクスＭａ１における（０，０）のマスを１番と
し、（２，２）のマスを２番としてマトリクスＭａ１に
おいて各係数値と中心からの距離との間の関係を定める
ことなくマトリクス係数が付され、次に、マトリクスＭ
ａ２における（０，０）のマスを１６番とし、（２，
２）のマスを２番としてマトリクスＭａ２において各係
数値と中心からの距離との間の関係を定めることなくマ
トリクス係数が付される。

【００９３】一般に、Ｍ階調の画像データをＮ階調の画
像データに変換する場合、変換後の画像データにおける
ハイライト部分である低階調部分及び高濃度部分である
高階調部分では、解像度に問題を生じることはないが、
階調性を厳密に表現することが困難である。一方、中間
階調部分では、階調性を厳密に表現することはできるが
解像度を高くすることが困難である。

【００９４】したがって、低階調部分及び高階調部分の
階調性を向上させるためには階調値方向を優先してマト
リクス係数を配置した図１４又は図１５に示したマトリ
クスを用いることが望ましいが、このマトリクスでは中
間階調部分の解像度を向上させることができない。反対
に、中間階調部分の解像度を向上させるためにはＸ・Ｙ
方向を優先してマトリクス係数を配置した図１６又は図
１７に示したマトリクスを用いることが望ましいが、こ
のマトリクスでは低階調部分及び高階調部分の階調性を
向上させることができない。

【００９５】このため、多値ディザマトリクスを構成す
る複数のマトリクスの全てについて、階調方向を優先し
てマトリクス係数を配置する方法、又は、Ｘ・Ｙ方向を
優先してマトリクス係数を配置する方法のいずれか一方
のみを用いていた従来の多値ディザ処理法では、低階調
部分及び高階調部分の階調性を向上させるとともに、中
間階調部分の解像度を向上させることはできない。

【００９６】そこで、この発明の実施形態に係る画像処
理装置１１のディザ処理手段１４では、マトリクス係数
配置手段１５において、１５個のマトリクスを、上下方
向（階調値方向）に７つの範囲ＭＧ１〜ＭＧ７に分割
し、これらの範囲ＭＧ１〜７のそれぞれに対して、変換
後における画像の特徴に応じて４種類の配置方法のいず
れかによってマトリクス係数を配置した１６値ディザマ
トリクスを用いて多値ディザ処理を実行する。

【００９７】即ち、図１２に示したように、１６値ディ
ザマトリクスを構成する１５個のマトリクスＭａ１〜１
５を、マトリクスＭａ１〜３を含む範囲ＭＧ１、マトリ
クスＭａ４，５を含む範囲ＭＧ２、マトリクスＭａ６の
みの範囲ＭＧ３、マトリクスＭａ７〜９を含む範囲ＭＧ
４、マトリクスＭａ１０のみの範囲ＭＧ５、マトリクス
Ｍａ１１，１２を含む範囲ＭＧ６、及び、マトリクスＭ
ａ１３〜１５を含む範囲ＭＧ７に分割している。

【００９８】そして、範囲ＭＧ１及び範囲ＭＧ７は集中
型で上下方向を優先してマトリクス係数を配置する第１
の配置状態（Ａ）とし、範囲ＭＧ２及び範囲ＭＧ６は分
散型で上下方向を優先してマトリクス係数を配置する第
２の配置状態（Ｂ）とし、範囲ＭＧ３及び範囲ＭＧ５は
集中型で縦横方向を優先してマトリクス係数を配置する
第３の配置状態（Ｃ）とし、範囲ＭＧ４は分散型で縦横
方向を優先してマトリクス係数を配置する第４の配置状
態（Ｄ）としている。したがって、この実施形態に係る
多値ディザ処理に用いる１６値ディザマトリクスは、図
１８に示す順番でマトリクス係数が配置される。

【００９９】なお、多値ディザマトリクスの分割数は７
に限定されるものではなく、４種類のマトリクス係数の
配置状態の全てを割り当てる必要は必ずしもない。

【０１００】図１９は、上記画像処理装置のディザ処理
手段における処理手順を示すフローチャートである。図
１９において、ｓ１１とｓ１８、ｓ１２とｓ１７、及
び、ｓ１３とｓ１５は、それぞれに挟まれた内側の処理
を、所定の条件に基づいて繰り返し実行することを示し
ている。即ち、ｓ１１及びｓ１８は入力画像の全範囲
（Ｘ＝０〜ｍａｘ−１，Ｙ＝０〜ｍａｘ−１）に含まれ
る画素のそれぞれに対して順にｓ１２〜ｓ１７の処理を
繰り返し実行することを表し、ｓ１２及びｓ１７はディ
ザマトリクスの縦横方向（ｍｘ＝０〜ｍａｘ−１，ｍｙ
＝０〜ｍａｘ−１）に含まれるマスのそれぞれに対応す
る画素に順にｓ１３〜ｓ１６の処理を繰り返し実行する
ことを表す。また、ｓ１３及びｓ１５は、ディザマトリ
クスの階調方向の範囲（ｍｚ＝０〜Ｎ−２）の閾値と順
次比較する処理を繰り返し実行することを表している。

【０１０１】ｓ１４では、画像データの２次元座標にお
ける画像データＰ（ｍｘ，ｍｙ）に対して、マトリクス
における３次元座標の閾値Ｍ（ｍｘ，ｍｙ，ｍｚ）を比
較する。この比較において、画像データＰが閾値Ｍ以上
である場合には閾値を階調方向にレベルアップし（ｓ１
５）、画像データＰが閾値Ｍ未満である場合にはその階
調レベルに対応するＮ階調のうちの１つの値がＭ階調の
画像データＰ（ｍｘ，ｍｙ）から変換される（ｓ１
６）。ｓ１〜ｓ８の処理が全て終了することにより、入
力画像に対するＭ階調からＮ階調への変換処理が完了す
る。

【０１０２】図１９に示した処理による本実施形態に係
る多値ディザ処理の具体例を図１８に示した１６値ディ
ザマトリクスと図２０に示す画像例とを用いて以下に説
明する。図２０（Ａ）〜（Ｃ）に示す原画像において、
（ｍｙ，ｍｙ）＝（０，０）の画素が最初に処理され
る。原画像の（０，０）の画素の画像データとこの画素
に対応する図１８の１６値ディザマトリクスのマトリク
スＭａ１からマトリクスＭａ１５のマス（０，０）の閾
値に基づいてデータ変換が行われる。

【０１０３】図２０（Ａ）に示す原画像については、入
力画像データにおいて（０，０）の画素の画像データは
２５６階調の“２３０”であり、マトリクスＭａ１から
マトリクスＭａ１５までのマス（０，０）の閾値はそれ
ぞれ“３９”、“４０”、“４１”、“５２”、“５
３”、“９９”、“１０３”、“１２０”、“１３
７”、“１６７”、“１７１”、“１７２”、“２４
３”、“２４４”、“２４５”であるため、入力濃度レ
ベルはレベル１２（２０４）に変換される。

【０１０４】次に、入力画像データにおいて（１，０）
の画素の画像データが、１６値ディザマトリクスのマト
リクスＭａ１からマトリクスＭａ１５のマス（１，０）
の閾値に基づいてデータ変換が行われる。入力画像デー
タにおいて（１，０）の画素の画像データは２５６階調
の“２３０”であり、マトリクスＭａ１からマトリクス
Ｍａ１５までのマス（０，０）の閾値はそれぞれ“３
０”、“３１”、“３２”、“６９”、“７０”、“９
６”、“１１２”、“１２９”、“１４６”、“１６
４”、“１８８”、“１８９”、“２３４”、“２３
５”、“２３６”であるため、入力濃度レベルはレベル
１２（２０４）に変換される。

【０１０５】以後、同様にして、入力画像データの各画
素における２５６階調の濃度レベルが、１６値ディザマ
トリクスに配置された閾値との比較に基づいて１６階調
の濃度レベルに変換される。例えば、図２０（Ａ）の原
画像における（０，１）画素の濃度レベルは２５６階調
の“２３０”であるが、図１８に示した１６値ディザマ
トリクスでは、マトリクスＭａ１３〜１５の（０，１）
マスの閾値はそれぞれ“２１８”、“２１９”、“２２
０”であるため、変換後の濃度レベルはレベル１５（２
５５）になる。

【０１０６】以上の処理は、図２０（Ｂ）及び（Ｃ）に
示す入力画像データについても同様に行われる。

【０１０７】図２０は、この発明の画像処理装置におけ
る画像処理結果を従来の画像処理装置における画像処理
結果と比較した図である。図２０（Ａ）に示すように入
力画像データの殆どが“２３０”である場合、図１４に
示したように１６値ディザマトリクスを構成するマトリ
クスＭａ１〜Ｍａ１５の全てに対して集中型で階調方向
を優先してマトリクス係数を配置した第１の従来例の画
像処理装置の出力画像では、図２０（Ｇ）に示すよう
に、全ての画素が“２５５”になって階調性を厳密に表
現することができない。また、図１５に示したように１
６値ディザマトリクスを構成するマトリクスＭａ１〜Ｍ
ａ１５の全てに対して分散型で階調方向を優先してマト
リクス係数を配置した第２の従来例の画像処理装置の出
力画像でも、図２０（Ｊ）に示すように、全ての画素が
“２５５”になって階調性を厳密に表現することができ
ない。これに対して、この実施形態に係る画像処理装置
の出力画像では図２０（Ｄ）に示すように、微妙な階調
性が厳密に表現される。

【０１０８】入力画像データが図２０（Ｂ）に示すよう
に２５６階調の“１０”から“２４０”までグラデーシ
ョンとなっている中間階調の画像である場合、図１６に
示したように１６値ディザマトリクスＭａ１〜Ｍａ１５
の全てに対して集中型で縦横方向を優先してマトリクス
係数を配置した第３の従来例の画像処理装置の出力画像
では、図２０（Ｎ）に示すように、グラデーションを殆
ど再現することができない。また、図１７に示したよう
に１６値ディザマトリクスＭａ１〜Ｍａ１５の全てに対
して分散型で縦横方向を優先してマトリクス係数を配置
した第４の従来例の画像処理装置の出力画像でも、図２
０（Ｑ）に示すように、グラデーションを殆ど再現する
ことができない。これに対して、この実施形態に係る画
像処理装置の出力画像では、図２０（Ｅ）に示すよう
に、略忠実に原画像のグラデーションが再現されてい
る。

【０１０９】入力画像データが図２０（Ｃ）に示すによ
うに２５６階調の“１０”と“２００”の２種類の濃度
しかないエッジ部分の画像である場合、第１の従来例の
画像処理装置の出力画像では図２０（Ｉ）に示すように
斜め方向のラインの端部が再現されず、第２の従来例の
画像処理装置の出力画像では図２０（Ｌ）に示すように
斜め方向のラインの一部が正確に再現されず、第３及び
第４の従来例の画像処理装置の出力画像では図２０
（Ｏ）及び（Ｒ）に示すように斜め方向のラインの濃度
レベルが一定でないとともに、低階調の部分においても
濃度レベルが不均一となり画像品位の低下を生じてい
る。これに対して、この実施形態に係る画像処理装置の
出力画像では、図２０（Ｃ）に示すように、斜め方向の
ラインの再現性が極めて高く、低階調の部分では殆ど均
一な濃度レベルとなっており、原画像のエッジ部分を略
忠実に再現することができる。

【０１１０】以上のように、この実施形態に係る多値デ
ィザ処理では、多段階で各段階毎に優先方向を変えた３
次元Ｎ値ディザマトリクスを用いているため、従来の多
値ディザ処理方法に比較して、階調性及び解像度のいず
れについても優れた出力画像を得ることができる。

【０１１１】なお、前述のように、Ｎ値ディザマトリク
スの階調方向の分割数は７段階に限るものではないが、
奇数段に分割することにより低階調、中間階調及び高階
調のそれぞれに互いに異なる優先方向でマトリクス係数
を配置することができ、より高品位の変換画像を得るこ
とができる。

【０１１２】また、Ｎ値ディザマトリクスの階調方向の
分割数、及び、各段階における優先方向の設定は、入力
画像データの特性に応じて、マトリクス係数配置手段１
５によって適宜設定することができる。

【０１１３】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、変換
処理後の画像品位の複数の要素のそれぞれに影響を与え
るマトリクス係数の配置状態を、単一の３次元のＮ値デ
ィザマトリクスにおいて複数種構成したことにより、入
力された画像データを構成する各画素が属する階調値範
囲に応じてマトリクス係数の配置状態が異なるディザマ
トリクスによって変換処理を行うことができ、複数種の
配置状態のマトリクス係数のそれぞれに対応した複数の
要素について変換処理後の画像品位を向上して、高品位
の出力画像を得ることができる。

【０１１４】請求項２に記載した発明によれば、階調値
が接近した複数の画素についてマトリクス係数の配置状
態が異なるディザマトリクスを用いて変換処理を行うこ
とにより、画素データの階調値に拘らず画像の全範囲に
ついて階調の厳密な表現及び解像度の向上の両方を実現
することができ、画素データの階調値によって階調性の
低い画像部分、又は、解像度の低い画像部分を生じるこ
とがなく、高品位の出力画像を得ることができる。

【０１１５】請求項３に記載した発明によれば、少なく
とも１つの階調値範囲に含まれる画素データを、マトリ
クス係数を階調値方向に優先的に配置した３次元ディザ
マトリクスを用いて変換処理することにより、入力画像
を構成する画素のうち所定の階調値範囲の画素について
階調性の高い状態の変換画像を得ることができる。

【０１１６】請求項４に記載した発明によれば、少なく
とも１つの階調値範囲に含まれる画素データを、マトリ
クス係数を横方向及び縦方向に優先的に配置した３次元
ディザマトリクスを用いて変換処理することにより、入
力画像を構成する画素のうち所定の階調値範囲の画素に
ついて解像度の高い状態の変換画像を得ることができ
る。

【０１１７】請求項５に記載した発明によれば、各階調
の画素が出力画像において分散するようにマトリクス係
数を配置したディザマトリクスを用いて変換処理を行う
ことにより、出力画像において各階調の画素が分散し、
解像度の高い状態の変換画像を得ることができる。

【０１１８】請求項６に記載した発明によれば、階調値
を３以上に分割した奇数の階調値範囲のうち、中間の階
調値範囲を除く階調値範囲に含まれる画素についてはマ
トリクス係数を上下方向に優先して配置したディザマト
リクスを用いて変換し、中間の階調値範囲に含まれる画
素についてはマトリクス係数を横方向及び縦方向に優先
して配置したディザマトリクスを用いて変換することに
より、階調値の低い画素及び階調値の高い画素の階調再
現性を向上することができるとともに、中間の階調値の
画素の解像度を向上させることができる。

【０１１９】請求項７に記載した発明によれば、変換処
理後の画像品位の複数の要素のそれぞれに影響を与える
マトリクス係数の配置状態を、単一の３次元ディザマト
リクスにおいて複数種構成することにより、入力された
画像データを構成する各画素が属する階調値範囲に応じ
てマトリクス係数の配置状態が異なるディザマトリクス
によって変換処理を行うことができ、複数種の配置状態
のマトリクス係数のそれぞれに対応した複数の要素につ
いて変換処理後の画像品位を向上させて高品位の出力画
像を得ることができる。

【０１２０】請求項８に記載した発明によれば、単一の
３次元のＮ値ディザマトリクスにおいて、縦横方向又は
上下方向のいずれかを優先し、かつ、縦横方向について
集中又は分散した状態でマトリクス係数を配置すること
により、変換処理後の画像品位の階調性及び解像度のそ
れぞれに影響を与えるマトリクス係数の複数の配置状態
を単一の３次元のＮ値ディザマトリクスにおいて実現す
ることができ、階調性及び解像度について変換処理後の
画像品位を向上して高品位の出力画像を得ることができ
る。

【０１２１】請求項９に記載した発明によれば、互いに
隣接する階調値範囲において、縦横方向と上下方向との
いずれを優先してマトリクス係数を配置するか、又は、
集中した状態と分散した状態とのいずれの状態でマトリ
クス係数を配置するかの少なくとも一方を相違させるこ
とにより、変換処理後の画像品位の階調性及び解像度の
少なくとも一方に影響を与えるマトリクス係数の配置状
態を隣接する階調値範囲において相違させることがで
き、連続する複数の階調値範囲において階調性又は解像
度について変換処理後の画像品位を向上することができ
る。

【０１２２】請求項１０に記載した発明によれば、階調
値を３以上に分割した奇数の階調値範囲のうち、低階調
値範囲と高階調値範囲との少なくとも一方に含まれる画
素についてはマトリクス係数を上下方向に優先するとと
もに、縦横方向について集中した状態で配置したディザ
マトリクスを用いて変換することにより、階調値の低い
画素又は階調値の高い画素の階調再現性を著しく向上す
ることができる。

【０１２３】請求項１１に記載した発明によれば、階調
値を３以上に分割した奇数の階調値範囲のうち、中間階
調値範囲に含まれる画素についてはマトリクス係数を縦
横方向に優先するとともに、縦横方向について分散した
状態で配置したディザマトリクスを用いて変換すること
により、中間値の画素の解像度を著しく向上することが
できる。

【０１２４】請求項１２に記載した発明によれば、単一
の３次元のＮ値ディザマトリクスにおいて、縦横方向又
は上下方向のいずれかを優先し、かつ、縦横方向につい
て集中又は分散した状態でマトリクス係数を配置するこ
とにより、変換処理後の画像品位の階調性及び解像度の
それぞれに影響を与えるマトリクス係数の複数の配置状
態を単一の３次元のＮ値ディザマトリクスにおいて実現
することができ、階調性及び解像度について変換処理後
の画像品位を向上して、高品位の出力画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係る画像処理方法
による多値ディザ処理法の画像処理を実行する画像処理
装置の構成を示す図である。

【図２】画像データの画素、及び、８値ディザマトリク
スのマスに付与した座標値を示す図である。

【図３】上記画像処理装置の多値ディザ処理手段におい
て用いられる８値ディザマトリクスの一例を示す図であ
る。

【図４】８値ディザマトリクスを構成する各マトリクス
におけるマトリクス係数の配置方法を示す図である。

【図５】第１の従来例における多値ディザ処理に用いら
れる８値ディザマトリクスを示す図である。

【図６】第２の従来例における多値ディザ処理に用いら
れる８値ディザマトリクスを示す図である。

【図７】上記多値ディザ処理手段の処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図８】上記多値ディザ処理手段による処理状態を説明
する図である。

【図９】上記多値ディザ処理手段による処理結果を従来
例との比較において説明する図である。

【図１０】この発明の第２の実施形態に係る画像処理方
法による多値ディザ処理法の画像処理を実行する画像処
理装置の構成を示す図である。

【図１１】画像データの画素、及び、１６値ディザマト
リクスのマスに付与した座標値を示す図である。

【図１２】１６値ディザマトリクスにおけるマトリクス
Ｍａ１〜Ｍａ１５の分割状態を示す図である。

【図１３】１６値ディザマトリクスを構成する各マトリ
クスにおける集中型及び分散型のマトリクス係数の配置
状態を示す図である。

【図１４】第１の従来例の１６値ディザマトリクスにお
けるマトリクス係数の配置状態を示す図である。

【図１５】第２の従来例の１６値ディザマトリクスにお
けるマトリクス係数の配置状態を示す図である。

【図１６】第３の従来例の１６値ディザマトリクスにお
けるマトリクス係数の配置状態を示す図である。

【図１７】第４の従来例の１６値ディザマトリクスにお
けるマトリクス係数の配置状態を示す図である。

【図１８】この実施形態に係る１６値ディザマトリクス
におけるマトリクス係数の配置状態を示す図である。

【図１９】この実施形態に係る多値ディザ処理における
処理手順を示すフローチャートである。

【図２０】この実施形態に係る多値ディザ処理手段によ
る処理結果を従来例との比較において説明する図であ
る。

【符号の説明】

１，１１−画像処理装置２，１２−画像入力手段３，１３−画像記憶手段４，１４−多値ディザ処理手段５，１６−画像出力手段１５−マトリクス係数配置手段１５ａ−第１配置手段１５ｂ−第２配置手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力されたＭ階調の画像データをＮ（Ｎ＜
Ｍ）階調の画像データに変換する変換処理を行う画像処
理方法において、横方向を画像のＸ座標、縦方向を画像のＹ座標、上下方
向を画像の階調値とし、上下方向について分割した複数
の階調値範囲の一部又は全てにおいて互いに異なる状態
でマトリクス係数を配置した３次元のＮ値ディザマトリ
クスを用いて変換処理を行うことを特徴とする画像処理
方法。
【請求項２】複数の階調値範囲のうち隣接する階調値範
囲において、互いに異なる状態でマトリクス係数を配置
した３次元のＮ値ディザマトリクスを用いて変換処理を
行う請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】複数の階調値範囲のうちの少なくとも１つ
の階調値範囲において、マトリクス係数を上下方向に優
先的に配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用いて
変換処理を行う請求項１又は２に記載の画像処理方法。
【請求項４】複数の階調値範囲のうちの少なくとも１つ
の階調値範囲において、マトリクス係数を縦横方向に優
先的に配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用いて
変換処理を行う請求項１又は２に記載の画像処理方法。
【請求項５】複数の階調値範囲において、出力されるＮ
階調のドットが分散する状態でマトリクス係数を配置し
た３次元のＮ値ディザマトリクスを用いて変換処理を行
う請求項１又は２に記載の画像処理方法。
【請求項６】上下方向の少なくとも３以上の奇数の階調
値範囲に分割し、低階調値範囲及び高階調値範囲におい
てマトリクス係数を上下方向に優先的に配置するととも
に、中間階調値範囲においてマトリクス係数を縦横方向
に優先的に配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用
いて変換処理を行う請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項７】原画像をＭ階調の入力画像データとして取
り込む画像入力部と、取り込まれた入力画像データを記憶する画像記憶部と、画像記憶部から各画素におけるＭ階調の入力画像データ
を読み出してＮ階調の画像データに変換する多値ディザ
処理部と、多値ディザ処理部で得られる変換画像データを出力する
画像出力部と、を備え、多値ディザ処理部が、横方向を画像のＸ座標、縦方向を
画像のＹ座標、上下方向を画像の階調値とし、上下方向
について分割された複数の階調値範囲の一部又は全部に
ついて互いに異なる状態でマトリクス係数を配置した３
次元のＮ値ディザマトリクスを用いてＭ階調の入力画像
データをＮ階調の変換画像データに変換することを特徴
とする画像処理装置。
【請求項８】前記マトリクス係数を、縦横方向を優先的
した配置状態又は上下方向を優先した配置状態のいずれ
か一方と、縦横方向において集中した配置状態又は分散
した配置状態のいずれか一方と、を組み合わせた状態で
配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用いて変換処
理を行う請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項９】複数の階調値範囲のうち隣接する階調値範
囲において、少なくとも、縦横方向を優先した配置状態
若しくは上下方向を優先した配置状態のいずれか一方、
又は、縦横方向において集中した配置状態若しくは分散
した配置状態のいずれか一方が、異なる状態でマトリク
ス係数を配置した請求項８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】上下方向の少なくとも３以上の奇数の階
調値範囲に分割し、低階調値範囲と高階調値範囲との少
なくとも一方において、上下方向を優先し、かつ、縦横
方向について集中してマトリクス係数を配置した３次元
のＮ値ディザマトリクスを用いて変換処理を行う請求項
８又は９に記載の画像処理方法。
【請求項１１】上下方向の少なくとも３以上の奇数の階
調値範囲に分割し、中間階調値範囲において、マトリク
ス係数を縦横方向を優先し、かつ、縦横方向について分
散して配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用いて
変換処理を行う請求項８乃至１０のいずれかに記載の画
像処理方法。
【請求項１２】原画像をＭ階調の入力画像データとして
取り込む画像入力部と、画像記憶部から各画素におけるＭ階調の入力画像データ
を読み出してＮ階調の画像データに変換する多値ディザ
処理部と、多値ディザ処理部で得られる変換画像データを出力する
画像出力部と、を備え、多値ディザ処理部が、横方向を画像のＸ座標、縦方向を
画像のＹ座標、上下方向を画像の階調値として、上下方
向について分割された複数の階調値範囲のそれれぞれに
ついてのマトリクス係数の配置状態として、上下方向を
優先的した配置状態又は縦横方向を優先した配置状態の
いずれか一方を選択する第１選択手段と、縦横方向につ
いて集中した配置状態又は分散した配置状態のいずれか
一方を選択する第２選択手段と、を含み、第１選択手段
及び第２選択手段において選択された配置状態でマトリ
クス係数を配置した３次元のＮ値ディザマトリクスを用
いてＭ階調の入力画像データをＮ階調の変換画像データ
に変換することを特徴とする画像処理装置。