JP2001268358A

JP2001268358A - 画像処理装置及び記憶媒体

Info

Publication number: JP2001268358A
Application number: JP2000077416A
Authority: JP
Inventors: Etsuro Morimoto; 悦朗森本; Hiroshi Takahashi; 浩高橋; Kazunari Tonami; 一成戸波
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】文字などは解像度が高く写真などは粒状性が
良く滑らかな、高品位な画像の形成を可能にする。【解決手段】画像特徴抽出部１３０で、画像データ１
００のエッジ量を検出し、それを領域拡張後にレベル０
（エッジ度最大）からレベル８（非エッジ）まで９レベ
ルのエッジレベルＡに量子化する。エッジ量の量子化方
法として、線形量子化方法、又は、ある値のエッジ量ま
でレベル８とする非線形量子化法を信号１０２により切
り替え可能である。量子化閾値発生部１４０でエッジレ
ベルＡに応じた振動幅で振動する量子化閾値が生成さ
れ、画像データ量子化処理部１２０で、この量子化閾値
を用いて誤差拡散法により画像データを量子化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理の分野に
係り、特に、多階調画像データの量子化に誤差拡散法を
用いる画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタ、デジタル複写機、ディ
スプレイ装置、ファクス装置、その他各種画像処理装置
において、多階調画像の階調を擬似的に再現するため、
多階調画像データの量子化にディザ法又は誤差拡散法が
用いられることが多い。

【０００３】一般にディザ法は、粒状性に優れ、中間調
画像をなめらかに表現できるという長所があるが、短所
もある。例えば、ディザ法（に代表される面積階調法）
では、階調性を得るために解像性が劣化する。また、周
期性画像を発生するディザ法では、網点のような印刷画
像に対してモアレが発生しやすい。

【０００４】他方、誤差拡散法は、原画像に忠実な解像
性を得ることができ、文字画像の再現に適する。しか
し、写真などの中間調画像では、孤立のドットが分散
し、あるいは不規則に連結してして配置されるために粒
状性が悪く、特異なテクスチャが発生する場合がある。
また、電子写真方式のプリンタでは、孤立ドットで画像
が形成されるために画像が不安定であり、誤差拡散では
その小ドットの比率が増加するため安定性がさらに低下
し、濃度ムラによる粒状性の劣化やバンディングが発生
しやすい。

【０００５】誤差拡散法に関しては、ドットの不規則な
連結によるテクスチャを改善するために、量子化閾値と
してディザ閾値を用い、ドットの連結を乱してテクスチ
ャを改善させる方法をはじめとして、以下のような改良
技術が提案されている。（１）疑似輪郭、独特の縞模様の発生の除去を目的とし
て、ディザ閾値を用い、エッジ量が大きいほど誤差の拡
散量を多くする（特開平３−３４７７２号）。（２）非エッジの低濃度部での白抜けを防止し、文字の
ノッチの発生を防ぐ目的で、画像のエッジ部では固定閾
値を用い、非エッジ部では変動閾値を用い、変動閾値の
レベルを濃度が低い部分ほど低くする（特許第２７５５
３０７号）。（３）３値以上の多値プリンタを用いる場合にモアレと
疑似輪郭の発生を防止する目的で、画像のエッジ部で、
エッジ量に応じた大きさのディザ信号を画像データに加
算し、非エッジ部では固定値を画像データに加算し、こ
の加算後の画像データを固定閾値を用いて多値量子化す
る（特許２８０１１９５号）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、誤差
拡散法により多階調の画像データを量子化する画像処理
装置において、文字などのエッジ度の高い画像領域から
写真等の平坦な画像領域まで高品位な画像を形成可能に
すること、網点画像領域についても高品位な画像を形成
可能にすること、様々な特性の画像データに対して高品
位な画像を形成可能にすることなどである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１乃至５の各項記載の発明による画像処理装
置は、多階調の画像データのエッジ量を検出するエッジ
検出手段と、このエッジ検出手段により検出されたエッ
ジ量をエッジレベルに量子化するエッジ量子化手段と、
このエッジ量子化手段により量子化されたエッジレベル
に応じた振動幅で画像空間上で周期的に振動する量子化
閾値を生成する量子化閾値発生手段と、この量子化閾値
発生手段により生成された量子化閾値を用いて、前記画
像データを誤差拡散法により量子化する画像データ量子
化処理手段とを具備する。

【０００８】そして、請求項１記載の発明によれば、文
字などのエッジ度の高い画像領域から写真などの平坦な
画像領域まで高品位な画像を形成可能にするため、前記
エッジ量子化手段は、エッジ量を線形量子化する構成と
される。

【０００９】また、請求項２記載の発明によれば、画像
のエッジ部と平坦部の中間的な領域においても滑らかで
高品位な画像の形成を可能にするため、前記エッジ量子
化手段は、エッジ量が所定値を越えるまでは非エッジの
エッジレベルとする、非線形量子化を行う構成とされ
る。

【００１０】また、請求項３記載の発明によれば、様々
な特性の画像データに対し滑らかで高品位な画像の形成
を可能にするため、前記エッジ量子化手段は、異なった
特性の画像データのための複数種類の量子化方法から、
外部より与えられる信号に従って選択した量子化方法に
よってエッジ量を量子化する構成とされる。

【００１１】また、請求項４記載の発明によれば、量子
化閾値の振動幅の切り替わりによる濃度歪みの発生を防
止するため、前記画像データ量子化手段に入力する前に
画像データにガンマ補正を施すガンマ補正手段が設けら
れ、このガンマ補正手段のガンマ補正特性がエッジレベ
ルに応じて切り替える構成とされる。

【００１２】また、請求項５記載の発明によれば、網点
画像領域も高品位な画像の形成を可能にするため、前記
エッジ検出手段により検出されたエッジ量に対し領域拡
張処理を施す領域拡張処理手段が設けられ、この領域拡
張処理手段により領域拡張処理後のエッジ量が前記エッ
ジ量子化手段によって量子化される構成とされる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。なお、説明の重複を
避けるため、添付図面中の複数の図面において同一部分
又は対応部分に同一の参照番号を用いる。

【００１４】《実施例１》図１に、本発明の実施例１に
よる画像処理装置のブロック図を示す。この画像処理装
置は、多階調の画像データ１００を受け取り、その量子
化データ１０１を出力するもので、画像データ量子化処
理部１２０、画像特徴抽出部１３０、量子化閾値発生部
１４０、画像データ量子化処理部１２０と画像特徴抽出
部１３０とのタイミング調整のための信号遅延部１５０
から構成される。この信号遅延部１５０は必要に応じて
設けられるものであり、例えば所要ライン数のラインメ
モリである。入力される画像データ１００は、例えばス
キャナによって６００ｄｐｉで読み取られた８ビット／
画素のデータである。一般に、このような画像データ１
００は、中間調を滑らかに表現するために平滑化フィル
タを通してから入力される。通常、１５０Ｌｐｉ程度の
画像周期から平滑化されるため、グラビア印刷などで用
いられる１７５Ｌｐｉ以上の高線数の網点画像の周期性
成分は画像データ１００には残っていない。

【００１５】画像データ量子化処理部１２０は、量子化
閾値発生部１４０で生成された量子化閾値を用いて誤差
拡散法により画像データを量子化するものであり、本実
施例においては図示のように、量子化器（比較器）１２
１、誤差計算部１２２、誤差記憶部１２３、誤差拡散マ
トリクス部１２４、誤差加算部１２５からなる。画像デ
ータ１００は信号遅延部１５０によってタイミングを調
整されて誤差加算部１２５に入力される。誤差加算部１
１５によって拡散誤差を加算された画像データは量子化
器１２１に入力する。量子化器１２１は、入力した画像
データを量子化閾値発生部１４０より与えられる量子化
閾値を用いて量子化し、量子化結果を量子化データ１０
１として出力する。

【００１６】説明を簡単にするため、本実施例及び後記
各実施例においては、量子化閾値発生部１４０で量子化
閾値を１本だけ発生し、量子化器１２１は入力した画像
データが量子化閾値以上であるときに”１”、そうでな
ければ”０”の値をとる１ビットの量子化データ１０１
を出力するものとして説明するが、これに限られるもの
ではない。例えば、量子化閾値発生部１４０で３本の量
子化閾値を発生し、量子化器１２１でそれら量子化閾値
を用いて画像データを４レベルに量子化し、２ビットの
量子化データ１０１を出力するような構成とすることも
できる。

【００１７】誤差計算部１２２は量子化器１２１の量子
化誤差を算出するものである。ここでは８ビットの画像
データを扱っているため、この誤差計算においては、例
えば、量子化データ１０１の”１”を２５５（１０
進）、”０”を０（１０進）として扱う。算出された量
子化誤差は誤差記憶部１２３に一時的に記憶される。こ
の誤差記憶部１２３は、注目画素の周辺の処理済み画素
に関する量子化誤差を保存するためのものである。本実
施例では、次に述べるように量子化誤差を２ライン先の
周辺画素まで拡散させるため、例えば２ラインのライン
メモリが誤差記憶部１２３として用いられる。

【００１８】誤差拡散マトリクス部１２４は、誤差記憶
部１２３から量子化誤差を受け取って次の注目画素に加
算する拡散誤差を計算するものである。本実施例では、
誤差拡散マトリクス部１２５は、図２に示すような副走
査方向が３画素サイズで全体が１２画素の誤差拡散マト
リクスを用いて拡散誤差データを算出する。図２におい
て、＊印は次の注目画素の位置に相当し、ａ，
ｂ，．．．，ｋ，ｌは周辺の１２個の処理済み画素の位
置に対応した係数（総和は３２）である。誤差拡散マト
リクス部１２５では、それら１２個の処理済み画素に対
する量子化誤差と対応した係数ａ〜ｌとの積和を３２で
除した値を、次の注目画素に対する拡散誤差として誤差
加算部１２５に与える。ただし、誤差拡散マトリクスは
変更し得る。

【００１９】画像特徴抽出部１３０は、エッジ検出部１
３１、領域拡張処理部１３２及びエッジ量子化部１３３
とからなる。エッジ検出部１３１は画像データのエッジ
量を検出するものである。具体的には、例えば図３に示
す４種類の５×５の微分フィルタを用いて、主走査方
向、副走査方向、主走査方向から±４５゜傾いた方向の
４方向についてエッジ量を検出し、その中で最大のエッ
ジ量（絶対値）を出力する。本実施例では、検出される
エッジ量は０から１２７までの範囲である。領域拡張処
理部１３２は、エッジ検出部１３１により検出されたエ
ッジ量に対し７画幅の領域拡張処理を行うもので、注目
画素の周囲の７×７画素の領域（主走査方向の前後３画
素、副走査方向の前後３画素の範囲）の中で最大のエッ
ジ量を注目画素のエッジ量として出力する。

【００２０】エッジ量子化部１３３は、領域拡張処理後
のエッジ量を量子化する。本実施例において、エッジ量
子化部１３３は、エッジ量をレベル０（エッジ度最大）
からレベル８（非エッジ）までの９レベルのエッジレベ
ルＡに量子化する。また、その量子化方法を、外部より
与えられる量子化方法指示信号１０２に従って切り替え
る。本実施例では、図５に示すようにエッジ量をその全
範囲にわたって均等間隔で量子化する線形量子化方法、
又は、図６に示すように、エッジ量が所定の基準値ａを
越えるまでは非エッジのエッジレベル８に量子化し、当
該基準値ａを越えると均等間隔でエッジレベル０〜７に
量子化する、非線形量子化方法を選択することができ
る。量子化されたエッジレベルＡは量子化閾値発生部１
４０に与えられる。

【００２１】量子化閾値発生部１４０は、画像特徴抽出
部１３０より与えられるエッジレベルＡに応じた振動幅
で、画像空間上で周期的に振動する量子化閾値を発生
し、それを画像データ量子化処理部１２０の量子化器１
２１に与える。本実施例においては、量子化閾値発生部
１４０は、画像空間上で周期的に振動するディザ閾値を
発生するディザ閾値発生部１４１、ここで発生したディ
ザ閾値にエッジレベルＡ（０〜８）を掛ける乗算部１４
２、乗算部１４２の出力値に固定値を加算する加算部１
４３から構成される。ディザ閾値発生部１４１は、例え
ば、図４に示すような０を中心に−７から＋８までの値
を渦巻き状に増加するように配置したドット集中型の４
×４のディザ閾値マトリクスを用い、画像空間上で周期
的に−７から＋８まで振動するディザ閾値を発生する。
このようなディザ閾値発生部１４１は、上記ディザ閾値
マトリクスを格納したＲＯＭと、画像データの主，副走
査のタイミング信号をカウントして、そのＲＯＭの読み
出しアドレスを発生するカウンタなどによって容易に実
現できる。乗算部１４２は、画像特徴抽出部１３０から
のエッジレベルＡをディザ閾値に乗じる。したがって、
乗算部１４２の出力値はエッジレベルＡが８の時に、す
なわち画像の平坦部で、＋６４から−５６までの最大の
振動幅で振動する。加算部１４３で加算される固定値は
画像データ幅の中央値＋１２８（１０進）に選ばれる。
よって、量子化器１２１に与えられる量子化閾値は＋１
２８を中心として振動し、その最大の振動幅は１２０
（＋１９２から−７２まで）である。エッジレベルＡが
０の時には（エッジ度最大の部分では）振動幅は０とな
り、量子化閾値は＋１２８に固定される。

【００２２】以上のように構成された画像処理装置の量
子化データ１０１を例えば電子写真方式のプリンタなど
に与えれば、高品位の画像を形成可能である。これにつ
いて以下に説明する。

【００２３】画像中の文字や線画のエッジ部のような変
化が急峻でエッジレベルＡが０となる部分では、量子化
閾値発生部１４０で生成される量子化閾値は＋１２８に
固定されるため、画像データ量子化処理部１２０で固定
閾値を用いた誤差拡散による量子化が行われるため、解
像性の良い画像を形成できる。エッジレベルＡが上がる
に従い、量子化閾値発生部１４０の乗算部１４２で乗算
される係数（Ａ）が増加するため量子化閾値の振動幅が
増加していくが、エッジレベルＡが低い部分では量子化
閾値の振動幅は小さく、画像データ量子化処理部１２０
で解像度の高い誤差拡散主体の量子化処理が行われる。
写真のようにエッジ量が小さくエッジレベルＡが高い平
坦部分では、量子化閾値発生部１４０で発生する量子化
閾値の振動幅が増加するため、画像データ量子化処理部
１２０の量子化処理はドット集中型のディザ基調の処理
となり、画像データはディザ閾値周期で網点化されドッ
トが集中するため（図４のディザ閾値マトリクスを用い
ているためディザ閾値周期は１５０Ｌｐｉ）、粒状性が
良く滑らかな画像を形成できる。

【００２４】エッジ部と平坦部の中間的な特性の領域に
おいては、量子化閾値の振動幅が段階的に切り替えられ
るため、エッジ部と平坦部との境界部に違和感のない画
像を形成できる。特に、エッジ量子化部１３３で図５に
示すような線形量子化方法が選択された場合には、エッ
ジ部と平坦部の中間的な特性の領域において量子化閾値
の振動幅が滑らかに切り替わるため、量子化閾値の振動
幅の切り替えによる歪みのない滑らかな画像を形成でき
る。また、エッジ量子化部１３３で図６に示すような非
線形量子化方法が選択された場合には、エッジ量が予め
定められた基準値ａを越えるまではエッジレベルＡは８
となり、平坦部と同様に最大の振動幅で量子化閾値が振
動させられドット集中が促進されるため、エッジ部と平
坦部の中間的な領域において形状の美しい網点模様が形
成され、高品位の画像を形成可能である。

【００２５】また、画像特徴抽出部１３０の領域拡張処
理部１３２は、エッジ量に対し７画素幅の領域拡張を行
うが、画像データ１００の読取解像度が６００ｄｐｉの
場合、この７画素の領域拡張幅は原稿上で約０．３ｍｍ
にあたり、これは約８６Ｌｐｉの網点周期に相当する。
したがって、８６Ｌｐｉより高線数の網点画像部はエッ
ジ部として評価され、エッジレベルＡは０又は０に近い
レベルとなり、画像データ量子化処理部１２０において
固定した量子化閾値又は小さな振動幅の量子化閾値を用
いた誤差拡散主体の処理が行われることになるため、網
点を高い解像度で忠実に再現でき、またモアレも発生し
ない。しかし、前述のように、１７５Ｌｐｉ以上の高線
数の網点成分は平滑化され画像データ１００には残らな
いため、そのような高線数の網点画像部はエッジレベル
Ａが８となり、画像平坦部と同様に最大の振動幅で振動
する量子化閾値を用いたディザ主体の処理によってディ
ザ閾値周期（１５０Ｌｐｉ）で再網点化され、粒状性及
び安定性の優れた画像を形成することができ、また画像
データ１００から網点成分が失われているためモアレも
発生しない。

【００２６】一方、８６Ｌｐｉより低線数の網点画像で
は、エッジとして評価される網点境界部は固定した又は
小さな振動幅の量子化閾値を用いた誤差拡散基調の処理
が行われるため網点を忠実に再現でき、また、モアレの
発生を防止できる。エッジとして評価されない網点中央
部は、大きな振動幅の量子化閾値を用いたディザ主体の
処理が行われるため、粒状性及び安定性の良好な画像を
形成できる。

【００２７】図７に、原稿画像と処理後の画像の例を模
式的に示す。（ａ）に示す原稿画像は中間濃度の矩形で
あり、画像特徴抽出部１３０により画像平坦部とエッジ
部とに分離される。原稿画像の平坦部は、量子化閾値を
最大の振動幅で振動させたディザ主体の処理がなされる
ため、（ｂ）に示すようにディザ閾値周期で網点化され
る。一方、エッジ部である矩形輪郭部は誤差拡散基調の
処理がなされるため、一般的な誤差拡散と同じように解
像性の高い輪郭形状が再現される。実際には、領域拡張
処理が行われる関係から、エッジ部の周囲７画素以上が
誤差拡散処理の孤立ドットで表現されるので解像性が高
い。

【００２８】《実施例２》本発明の実施例２によれば、
図１に示した構成の画像処理装置において、量子化閾値
発生部１４０のディザ閾値発生部１４１は、図８に示す
ような８×８のディザ閾値マトリクスを用いて、画像空
間上で周期的に−７から＋８まで振動する変動値を発生
する。これ以外の構成は前記実施例１と同じである。図
８のディザ閾値マトリクスは、図４の４×４のディザ閾
値マトリクスをシフトして配置し８×８に拡大したもの
で、ディザ周期は同じく１５０Ｌｐｉであるが、網点配
置に６３．５゜の方向性が付き、誤差拡散処理との相性
がよい。

【００２９】《実施例３》本発明の実施例３によれば、
図１に示した全体的構成の画像処理装置において、量子
化閾値発生部１４０が図９に示すような構成とされる。
また、画像特徴抽出部１３０（図１）のエッジ量子化部
１３３は、エッジ量をレベル０（エッジ度最大）からレ
ベル３（非エッジ）までの４レベルのエッジレベルＡに
量子化し、それを２ビットのデータとして出力するよう
に変更される。また、エッジ量子化部１３３は、量子化
方法指示信号１０２に従って、図１４、図１５又は図１
６に示すような３種類の量子化方法を選択する構成とさ
れる。

【００３０】図１４に示す量子化方法は、エッジ量がか
なり高い基準値ｂを越えるまでは非エッジのエッジレベ
ル３に量子化し、当該基準値ｂを越えると均等間隔でエ
ッジレベル０〜２に量子化する非線形量子化方法であ
り、写真のような変化の少ない画像の形成に適し、以下
「写真モード」と呼ぶ。図１５に示す量子化方法は、エ
ッジ量をその全範囲にわたって均等間隔で量子化する線
形量子化方法であり、文字や画像の変化点などの解像度
の高い画像の形成に適し、以下「文字モード」と呼ぶ。
図１６に示す量子化方法は、図１４と図１５の量子化方
法の中間的な方法であり、エッジ量が低めの基準値ｃを
越えるまでは非エッジのエッジレベル３に量子化し、当
該基準値ｃを越えると均等間隔でエッジレベル０〜２に
量子化する。この量子化方法は、写真のように変化の少
ない画像と文字のように変化の大きい画像の両方に対応
するもので、以下「文字／写真モード」と呼ぶ。

【００３１】図９に見られるように、本実施例における
量子化閾値発生部１４０は、図１０に示すディザ閾値マ
トリクスを用いて最大の振動幅で画像空間上で周期的に
変動する閾値を発生する閾値生成部１４５＿０、図１１
に示すディザ閾値マトリクスを用いて、より小さい振動
幅で変動する閾値を生成する閾値生成部１４５＿１、図
１２に示すディザ閾値マトリクスを用いて、さらに小さ
い振動幅で変動する閾値を生成する閾値生成部１４５＿
２、図１３に示すディザ閾値マトリクスを用いて振動幅
がゼロの閾値、つまり固定した閾値を生成する閾値生成
部１４５＿３、画像特徴抽出部１３０より出力されるエ
ッジレベルＡに応じて閾値生成部１４５＿０〜１４５＿
３のいずれかで生成された閾値を選択し、それを量子化
閾値として画像データ量子化処理部１２０（図１）の量
子化器１２１に与える閾値選択部１４６からなる。な
お、図１０、図１１、図１２及び図１３に示したディザ
閾値マトリクスの各閾値は、前記実施例２で用いられた
図８のディザ閾値マトリクスの各閾値に係数８，５，
２，０をそれぞれ乗じた値に１２８を加算した値となっ
ている。

【００３２】エッジレベルＡが０の時には、閾値生成部
１４５＿０で生成された振動幅が最大の閾値が閾値選択
部１４６により選択され、それが量子化閾値として量子
化器１２１へ与えられる。同様に、エッジレベルＡが
１、２、３の各場合には、閾値生成部１４５＿１，１４
５＿２，１４５＿３で生成された閾値がそれぞれ選択さ
れ、量子化閾値として量子化器１２１へ与えられる。し
たがって、本実施例においても、前記実施例２と実質的
に同じ画像処理が行われる。

【００３３】また、本実施例においては、写真のような
エッジ度の低い画像データを処理する場合には、エッジ
量子化部１３３で「写真モード」の量子化方法を選択す
るように量子化方法指示信号１０２により指定すれば、
大きな振動幅の量子化閾値を用いたディザ基調の量子化
処理が選ばれやすくなり、良好な画像を形成可能であ
る。文字のようにエッジ度の高い画像データを処理する
場合には「文字モード」の量子化方法を指定することに
より、エッジ度に応じて誤差基調の量子化処理からディ
ザ基調の量子化処理まで滑らかに切り替わるため、良好
な画像を形成可能である。中間的な特性の画像データを
処理する場合には「文字／写真モード」の量子化方法を
指定することにより、良好な画像を形成可能である。こ
のように、エッジ量の量子化方法を切り替えることによ
って、様々な特性を持つ画像データに対して、その画像
特徴に適した滑らかで高品位な画像の形成が可能であ
る。

【００３４】また、本実施例の量子化閾値発生部１４０
の構成によれば、ハードウェア、ソフトウェアのいずれ
で実現するにしてもコスト又は処理時間の面で一般的に
不利な乗算手段（図１における乗算部１４２に相当）を
排除できる。さらに、本実施例のようにエッジレベル数
が４レベルと少ない場合には、閾値生成部１４５＿０〜
１４５＿３のディザ閾値マトリクスの格納のために必要
なメモリ量も少なくて済むため、ハード化による高速処
理が容易である。

【００３５】なお、前記実施例１又は２においても、本
実施例の「文字モード」「写真モード」「文字／写真モ
ード」と同様なエッジ量の量子化方法を選択できるよう
にしてもよい。

【００３６】《実施例４》前記各実施例において、エッ
ジレベルＡに応じて量子化閾値の振動幅が切り替えられ
るが、電子写真方式のプリンタなどを用いた場合、量子
化閾値の振動幅が異なると同じ画像データレベルに対す
る出力濃度が異なってくる。例えば前記実施例３のよう
にエッジレベルＡが４レベルに量子化される場合、エッ
ジレベルＡの違い（換言すれば量子化閾値の振動幅の大
きさの違い）によって、出力濃度は図１７に示すように
変動する。量子化閾値の振動幅が大きい部分、振動幅の
小さい部分、その中間の部分とで大きな濃度差が生じる
と、濃度歪みの目立つ画像となってしまう。本発明の実
施例４によれば、量子化閾値の振動幅に応じた特性のガ
ンマ補正を画像データに施すことにより、そのような画
像の濃度歪みの発生を防止する。

【００３７】図１８に、実施例４による画像処理装置の
ブロック構成の一例を示す。図１８において、画像特徴
抽出部１３０は前記実施例３と同様に４レベルのエッジ
レベルＡを出力する構成であり、量子化閾値発生部１４
０も前記実施例３と同様に図９に示す構成である。１６
０はガンマ補正部であり、信号遅延部１５０を経由した
画像データは、このガンマ補正部１６０によってガンマ
補正を施されてから画像データ量子化処理部１２０の誤
差加算部１０５に入力される。ガンマ補正部１６０に
は、そのガンマ補正特性の制御情報としてエッジレベル
Ａが入力される。ガンマ補正部１６０によるガンマ補正
特性は、図１７に示したような濃度差を打ち消すよう
に、エッジレベルＡに応じて、つまり量子化閾値の振動
幅に応じて切り替えられる。このようなガンマ補正によ
り、エッジ量が変化する部分においても濃度歪みのない
滑らかな高品位な画像を形成可能になる。

【００３８】なお、前記実施例１又は２の構成におい
て、同様のガンマ補正を施すようにしてもよいことは当
然である。

【００３９】以上説明した各実施例は、一般的なコンピ
ュータを利用してソフトウェアにより実現することも可
能である。この場合、本発明の画像処理装置の各部の機
能をコンピュータ上で実現するためのプログラムを、例
えば、それが記録された磁気ディスク、光ディスク、光
磁気ディスク、半導体記憶素子などの各種記憶媒体から
読み込み、又は、ネットワークを経由して外部のコンピ
ュータなどから受信し、コンピュータのメインメモリに
ロードしＣＰＵに実行させることにより、本発明の画像
処理装置をコンピュータ上に実現することができる。各
種データの保存や信号遅延のために必要なラインメモリ
などの記憶領域としては、例えばメインメモリが利用さ
れる。このようなプログラムが記録された、コンピュー
タが読み取り可能な各種記憶媒体も本発明に包含され
る。

【００４０】前記各実施例の画像処理装置は、プリン
タ、ディスプレイ等の画像形成のための機器や、画像読
み取りと画像形成の両方に関連したデジタル複写機やフ
ァクス装置のような機器に組み込むことができる。その
ような実施形態の一例として、本発明を適用したデジタ
ル複写機の一実施例について次に説明する。

【００４１】《実施例５》図１９は、デジタル複写機の
概略断面図である。このデジタル複写機は、原稿を光学
的に走査して読み取るスキャナ部４００と、画像形成部
としてのレーザプリンタ部４１１と、不図示の回路部５
５０（図２０参照）とを有する。

【００４２】スキャナ部４００は、平坦な原稿台４０３
上に載置された原稿を照明ランプ５０２により照明し、
その反射光像をミラー５０３，５０４，５０５およびレ
ンズ５０６を介してＣＣＤなどのイメージセンサ５０７
に結像するとともに、照明ランプ５０２及びミラー５０
３〜５０５の移動により原稿を副走査することにより、
原稿の画像情報を読み取る。イメージセンサ５０７より
出力されるアナログ画像信号は回路部５５０（図２０）
に入力されて処理される。レーザプリンタ部４１１へ
は、回路部５５０から出力される画像データが入力され
る。

【００４３】レーザプリンタ部４１１においては、書き
込み光学ユニット５０８が、回路部５５０から入力した
画像データを光信号に変換して、感光体からなる像担持
体、例えば感光体ドラム５０９を露光することにより、
原稿画像に対応した静電潜像を形成する。書き込み光学
ユニット５０８は、例えば、半導体レーザを発光駆動制
御部で上記画像データにより駆動して強度変調されたレ
ーザ光を出射させ、このレーザ光を回転多面鏡５１０に
より偏向走査してｆ／θレンズ及び反射ミラー５１１を
介し感光体ドラム５０９へ照射する。感光体ドラム５０
９は、駆動部により回転駆動されて矢印で示すように時
計方向に回転し、帯電器５１２により一様に帯電された
後に、書き込み光学ユニット５０８により露光され、静
電潜像を形成される。この感光体ドラム５０９上の静電
潜像は、現像装置５１３により現像されてトナー像とな
る。また、複数の給紙部５１４〜５１８、手差し給紙部
５１９のいずれかより用紙がレジストローラ５２０へ給
紙される。レジストローラ５２０は、感光体ドラム５０
９上のトナー像にタイミングに合わせて用紙を送出す
る。転写ベルト５２１は転写電源から転写バイアスを印
加され、感光体ドラム５０９上のトナー像を用紙へ転写
させるとともに用紙を搬送する。トナー像を転写された
用紙は、転写ベルト５２１により定着部５２２へ搬送さ
れてトナー像が定着された後、排紙トレイ５２３へ排出
される。また、感光体ドラム５０９は、トナー像転写後
にクリーニング装置５２４によりクリーニングされ、さ
らに除電器５２５により除電されて次の画像形成動作に
備える。

【００４４】図２０は、このデジタル複写機の回路部５
５０の一例を簡略化して示すブロック図である。この回
路部５５０の入力は、スキャナ部４００のイメージセン
サ５０７によって例えば６００ｄｐｉで読み取られたア
ナログ画像信号である。このアナログ画像信号は、ＡＧ
Ｃ回路５５１によってレベルを調整された後、Ａ／Ｄ変
換回路５５２により１画素当たり８ｂｉｔのデジタル画
像データに変換され、さらに、シェーディング補正回路
５５３によってイメージセンサ５０７の画素毎の感度や
照度のばらつきが補正される。次に、画像データはフィ
ルタ処理回路５５４に送られ、ＭＴＦ補正と平滑化のた
めのフィルタ処理を施される。このフィルタ処理によっ
て、前述のように１７５Ｌｐｉから２００Ｌｐｉ程度ま
での網点成分はほぼ完全に平滑化される。フィルタ処理
後の画像データは中間調処理部５５５に入力される。こ
の中間調処理部５５５は、前記実施例４の画像処理装置
である。そして、中間調処理部５５５より出力される量
子化データは、書き込み光学ユニット５０８内の半導体
レーザの発光駆動制御部へ送られる。中間調処理部５５
５においては前述のような処理が行われるため、原稿か
ら読み取った画像を高い画質で再生できる。また、原稿
の特性に応じて、エッジ量の量子化方法を「写真モー
ド」、「文字モード」又は「文字／写真モード」に切り
替えることにより、様々な特性の原稿に対して高品位な
再生画像を得ることができる。

【００４５】中間調処理部５５５として、前記実施例
１、２又は３の画像処理装置を用いることもできる。た
だし、この場合には通常、フィルタ処理回路５５４と中
間調処理部との間にガンマ補正回路が挿入され、これに
よりガンマ補正された画像データが必要に応じて信号遅
延部（１５０）を介して画像データ量子化部（１２０）
に入力され、また、画像特徴処理部（１３０）にはフィ
ルタ処理回路５５４の出力データが入力される。

【００４６】なお、デジタル複写機では、画像データに
対する主走査方向の変倍処理、地肌除去処理、フレア除
去処理などの処理も可能とされることが多いが、その説
明は割愛する。

【００４７】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至５
の各項記載の発明によれば、文字のようなエッジ量が大
きい部分では量子化閾値を固定し解像性の良い画像の形
成が可能になり、写真のようにエッジ量の小さい平坦部
では量子化閾値を大きな振動幅で振動させドットを集中
させて粒状性、安定性の良好な画像の形成が可能にな
り、エッジ部と平坦部の中間的な特性の領域においては
量子化閾値の振動幅を段階的に切り替えて両部分の境界
に違和感のない画像の形成が可能になる。請求項１記載
の発明によれば、エッジ量を線形量子化することによ
り、エッジ部と平坦部の中間的な特性の領域において量
子化閾値の振動幅が滑らかに切り替えられるため、振動
幅の切り替えによる歪みのない滑らかな画像の形成が可
能となる。請求項２記載の発明によれば、エッジ量が非
線形量子化され、エッジ量が予め定められた基準値を越
えるまでは平坦部と同様に最大の振動幅で量子化閾値が
振動させられドット集中が促進されるため、エッジ部と
平坦部の中間的な領域において形状の美しい網点模様が
形成され高品位な画像の形成が可能にある。請求項３記
載の発明によれば、画像データの特性に応じてエッジ量
の量子化方法を切り替えることにより、その画像特徴に
適した滑らかで高品位な画像の形成が可能になる。請求
項４記載の発明によれば、量子化閾値の振動幅の切り替
わりによる濃度歪みの発生を防止し、全領域にわたって
滑らかで高品位な画像の形成が可能になる。請求項５記
載の発明によれば、網点画像部も高品位な画像の形成が
可能になる。請求項６記載の発明によれば、エッジ部、
平坦部、さらには網点画像部を含む高品位な画像を形成
することができる。請求項７記載の発明によれば、エッ
ジ部、平坦部、さらには網点画像部を含む原稿の画像を
読み取り、高品位な画像を再生できる。請求項８記載の
発明によれば、請求項１乃至５記載の発明による画像処
理装置を、一般的なコンピュータを利用して容易に実現
できる、等々の効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像処理装置のブロック構成の一
例を示すブロック図である。

【図２】誤差拡散マトリクスの一例を示す図である。

【図３】エッジ検出のための微分フィルタの例を示す図
である。

【図４】量子化閾値生成のためのディザ閾値マトリクス
の一例を示す図である。

【図５】エッジ量の線形量子化の一例を示す図である。

【図６】エッジ量の非線形量子化の一例を示す図であ
る。

【図７】原稿画像とその処理画像を模式的に示す図であ
る。

【図８】量子化閾値生成のためのディザ閾値マトリクス
の他の例を示す図である。

【図９】量子化閾値発生部の他のブロック構成を示すブ
ロック図である。

【図１０】エッジレベル０用のディザ閾値マトリクスの
一例を示す図である。

【図１１】エッジレベル１用のディザ閾値マトリクスの
一例を示す図である。

【図１２】エッジレベル２用のディザ閾値マトリクスの
一例を示す図である。

【図１３】エッジレベル３用のディザ閾値マトリクスの
一例を示す図である。

【図１４】「写真モード」のエッジ量の量子化を示す図
である。

【図１５】「文字モード」のエッジ量の量子化を示す図
である。

【図１６】「文字／写真モード」のエッジ量の量子化を
示す図である。

【図１７】エッジレベルと出力濃度の関係を示す図であ
る。

【図１８】本発明による画像処理装置の他のブロック構
成を示すブロック図である。

【図１９】本発明によるデジタル複写機の概略断面図で
ある。

【図２０】デジタル複写機の回路部の一例を簡略化して
示すブロック図である。

【符号の説明】

１２０画像データ量子化処理部１２１量子化器１２２誤差計算部１２３誤差記憶部１２４誤差拡散マトリクス部１２５誤差加算部１３０画像特徴抽出部１３１エッジ検出部１３２領域拡張処理部１３３エッジ量子化部１４０量子化閾値発生部１４１ディザ閾値発生部１４２乗算部１４３加算部１４５＿０〜１４５＿３閾値生成部１４６閾値選択部１５０信号遅延部１６０ガンマ補正部４００スキャナ部４１１レーザプリンタ部５５１ＡＧＣ回路５５２Ａ／Ｄ変換回路５５３シェーディング補正回路５５４フィルタ処理回路５５５中間調処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者戸波一成東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 5B057 AA11 BA29 CA07 CA08 CA12 CB07 CB08 CB12 CE03 DA08 DB02 DB09 DC16 5C077 MP06 MP07 NN15 PP15 PP47 PP57 PP61 PQ08 PQ17 RR02 RR08 RR13 RR14 RR15 RR16 TT06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多階調の画像データのエッジ量を検出す
るエッジ検出手段と、このエッジ検出手段により検出さ
れたエッジ量をエッジレベルに量子化するエッジ量子化
手段と、このエッジ量子化手段により量子化されたエッ
ジレベルに応じた振動幅で画像空間上で周期的に振動す
る量子化閾値を生成する量子化閾値発生手段と、この量
子化閾値発生手段により生成された量子化閾値を用い
て、前記画像データを誤差拡散法により量子化する画像
データ量子化処理手段とを具備し、前記エッジ量子化手
段はエッジ量を線形量子化することを特徴とする画像処
理装置。
【請求項２】多階調の画像データのエッジ量を検出す
るエッジ検出手段と、このエッジ検出手段により検出さ
れたエッジ量をエッジレベルに量子化するエッジ量子化
手段と、このエッジ量子化手段により量子化されたエッ
ジレベルに応じた振動幅で画像空間上で周期的に振動す
る量子化閾値を生成する量子化閾値発生手段と、この量
子化閾値発生手段により生成された量子化閾値を用い
て、前記画像データを誤差拡散法により量子化する画像
データ量子化処理手段とを具備し、前記エッジ量子化手
段は、エッジ量が所定値を越えるまでは非エッジのエッ
ジレベルとする、非線形量子化を行うことを特徴とする
画像処理装置。
【請求項３】多階調の画像データのエッジ量を検出す
るエッジ検出手段と、このエッジ検出手段により検出さ
れたエッジ量をエッジレベルに量子化するエッジ量子化
手段と、このエッジ量子化手段により量子化されたエッ
ジレベルに応じた振動幅で画像空間上で周期的に振動す
る量子化閾値を生成する量子化閾値発生手段と、この量
子化閾値発生手段により生成された量子化閾値を用い
て、前記画像データを誤差拡散法により量子化する画像
データ量子化処理手段とを具備し、前記エッジ量子化手
段は、異なった特性の画像データのための複数種類の量
子化方法から、外部より与えられる信号に従って選択し
た量子化方法によってエッジ量を量子化することを特徴
とする画像処理装置。
【請求項４】多階調の画像データのエッジ量を検出す
るエッジ検出手段と、このエッジ検出手段により検出さ
れたエッジ量をエッジレベルに量子化するエッジ量子化
手段と、このエッジ量子化手段により量子化されたエッ
ジレベルに応じた振動幅で画像空間上で周期的に振動す
る量子化閾値を生成する量子化閾値発生手段と、前記画
像データのガンマ補正のためのガンマ補正手段と、前記
量子化閾値発生手段により生成された量子化閾値を用い
て、前記ガンマ補正手段によりガンマ補正後の画像デー
タを誤差拡散法により量子化する画像データ量子化処理
手段とを具備し、前記ガンマ補正手段は、前記エッジ量
子化手段により量子化されたエッジレベルに応じてガン
マ補正特性を切り替えることを特徴とする画像処理装
置。
【請求項５】前記エッジ検出手段により検出されたエ
ッジ量に対し領域拡張処理を施す領域拡張処理手段を具
備し、この領域拡張処理手段により領域拡張処理後のエ
ッジ量が前記エッジ量子化手段によって量子化されるこ
とを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の画像処理
装置。
【請求項６】前記画像データ量子化処理手段による量
子化データに従って画像を形成する手段を具備すること
を特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の画像処
理装置。
【請求項７】原稿を光学的に走査することによって多
階調の画像データを入力する手段と、前記画像データ量
子化処理手段による量子化データに従って画像を形成す
る手段とを具備することを特徴とする請求項１、２、
３、４又は５記載の画像処理装置。
【請求項８】請求項１、２、３、４又は５記載の画像
処理装置の各手段の機能をコンピュータに実現させるた
めのプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュ
ータ読み取り可能な記憶媒体。