JP2003134339A

JP2003134339A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003134339A
Application number: JP2001332041A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Toyoda; 康隆豊田; Tatsuki Inuzuka; 達基犬塚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-05-09
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: US6700680B2; JP3949931B2; US7151619B2; US20030081257A1; US20030081259A1

Abstract

(57)【要約】【課題】周期性が含まれる入力画像を階調変換する場合
に発生するモアレを低減し、孤立ドットの発生を低減
し、階調変換処理の高速化をはかる。【解決手段】電子写真方式のプリンタの印字形式に変換
する画像形成装置１００において、連結関係にある複数
画素からなる画素領域内で、組織的なドット配列を形成
するための閾値データを、前記画素領域間で非周期的な
データ発生部１０１から生成し、画素領域間でのモアレ
の発生を抑圧し、画素領域内でドット集中などの組織的
なドット配列をもつ印字形式のデータを得る。また、画
像データと閾値データの比較により生じた量子化誤差の
画像データへの伝播処理を、組織的なドット配列を形成
するための画素領域単位で行うことにより、画素単位で
伝播処理を行う場合に比べ、信号処理量を削減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置、特
に周期性の含まれた画像データを電子写真方式プリンタ
の印字形式に階調変換する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像の入力、表示、出力を行う画
像機器の性能向上が著しい。１２ビット／画素入力のス
キャナ、１０bit／画素表示のディスプレイ、４ビット
／画素出力のプリンタがその代表例である。

【０００３】このような画像機器では、画像データをそ
れぞれの階調再現能力に適合するデータ形式で扱ってい
るため、例えばスキャナで入力した画像データをプリン
タで印刷する場合、スキャナで入力した画像の階調数を
プリンタで再現可能な階調数に変換すること（以下、階
調変換）が必要となる。

【０００４】例えば、電子写真方式のプリンタでは、デ
ィザ法とよばれる階調変換方式が利用されている。図１
０に示すように、ディザ法は閾値をN×N個配列したディ
ザマトリクスを利用して、画像信号と閾値比較を行うこ
とによりドットのON／OFFを決定するものである。

【０００５】一般的に、プリンタに画像データを入力す
るスキャナやモニタといった装置の階調再現数はプリン
タの階調再現数よりも高いので、ディザマトリクスを利
用して局所的にドットＯＮ／ＯＦＦの密度を調整し、入
力画像の階調数を擬似的に表現する。このようなディザ
マトリクスはマトリクスの中心から徐々に閾値を大きく
することで、ドットを規則的に集中させていくドット集
中型と、閾値をランダムに配置したドット分散型に大別
される。

【０００６】ただし電子写真方式のプリンタは、例えば
出力階調数が２値（白か黒）の場合、１画素が黒画素で
周辺の８画素が白画素といった孤立ドットの含まれる画
像データを供給すると、トナーが感光体に安定して着き
にくく、孤立ドットの部分が印字できないため、入力デ
ータの階調性が印刷結果に反映しないといった問題があ
る。このため黒画素が２画素や４画素に集中するような
ドット集中型のディザマトリクスが利用されている。

【０００７】このような階調再現能力の異なる画像機器
を接続した装置に、図１１に示すようなスキャナと電子
写真方式のプリンタを搭載した複写機がある。この複写
機はパソコンからのデータの印刷や、印刷物の複写に利
用される。複写の対象となる印刷物の多くは、図１２に
示すように濃淡パターンの濃度変化の周期を有してい
る。これは印刷機の印字特性や、階調再現数にあわせた
画像形式であり、印刷機やプリンタ特有のものである。

【０００８】このような濃淡パターンの周期を有する印
刷物をスキャナで読み取り、電子写真方式のプリンタ用
に階調変換を行った場合、モアレが発生し画質劣化を起
こす。モアレは、印刷物に含まれた濃淡パターンの周期
と、階調変換方式のディザマトリクスにより生成される
濃淡パターンの周期との干渉に起因して生じる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このようなモアレを抑
圧する一つの方法として、特開平４−１０４５７６号が
開示されている。これは階調変換の前段にローパスフィ
ルタを加えることにより、印刷物の周期性を緩和するも
のである。しかし、印刷物に含まれる周期も様々であ
り、全ての印刷物に対して良好な結果を得るためには印
刷物に含まれる周期の判別とローパスフィルタの係数変
更を行わなければならない。このためモアレ抑圧に使用
する回路の規模が大きくなり、処理負荷も高くなるとい
った問題がある。

【００１０】モアレを抑圧するもう一つの方法として、
特開平７−１２３２５９に開示されているように階調変
換方式に誤差拡散法を適用するものがある。誤差拡散法
は、閾値による量子化で発生した量子化誤差を、量子化
を行っていないデータに伝播する処理を画素単位に行う
ことにより、精度の高い階調再現を実現する階調変換方
式である。しかし、誤差拡散法は特に低濃度部で電子写
真方式のプリンタで印字できない孤立ドットを形成して
しまうため、テンプレート処理やその他の処理を組み合
わせて孤立ドットを抑制する必要がある。また、誤差拡
散法特有の鎖状テクスチャといった画質劣化要因を防ぐ
ために回路規模が大きくなり、処理負荷も高くなるとい
った問題がある。

【００１１】また、特開平10−150565号に係る「閾値マ
トリックス誤差拡散法による２値化方法および記憶媒
体」のように誤差拡散法で閾値にブルーノイズマスクを
利用することにより、誤差拡散特有の画質の諸問題を改
善する方式もある。この方式も誤差拡散法と同様に孤立
ドットが生成され、印刷結果に反映されないといった問
題を持っている。

【００１２】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点に鑑み、その目的は電子写真方式の階調変換方式にお
いて、周期性が含まれる入力画像を階調変換する場合に
発生するモアレを低減し、かつ印字結果に反映されない
孤立ドットの発生を低減する画像形成装置を提供するこ
とにある。更に、その階調変換処理を簡素化し、高速化
をはかることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、隣接関係にある画素領域間において非周期的なデ
ータを生成し、前記画素領域内において組織的なドット
配列を生成するための複数の閾値データに変換して、画
像データとの閾値比較を行うことを特徴とする。これに
より、前記画素領域間においてモアレの抑圧を行い、前
記画素領域内において孤立ドットの発生を抑えた組織的
なドット配列をもつ印字形式のデータの生成を行うこと
ができる。

【００１４】また、本発明は、通常１画素単位でデータ
に対応させるブルーノイズマスクの閾値を画素領域に対
応させ、前記画素領域内において組織的なドット配列を
形成するための複数の閾値データに変換して、画像デー
タとの閾値比較を行うことを特徴とする。これにより、
前記画素領域間ではモアレの抑圧を行い、前記画素領域
内では孤立ドットの発生を抑えた組織的なドット配列を
もつ印字形式のデータの生成を行うことができる。

【００１５】また、本発明は、閾値領域間で非周期的で
あり、閾値領域内で組織的なドット配列を形成するため
の複数ｎ閾値データで構成されたディザマトリクスを利
用することを特徴とする。これにより、前記閾値領域間
ではモアレの抑圧を行い、前記閾値領域内では孤立ドッ
トの発生を抑えた組織的なドット配列をもつ印字形式の
データの生成を行うことができる。

【００１６】また、本発明は、ブルーノイズマスクの閾
値を画素領域に対応させ、前記ブルーノイズマスクの閾
値を前記画素領域内において組織的なドット配列を形成
するための複数の閾値データに変換して配置したディザ
マトリクスを利用して、画像データとの閾値比較を行う
ことを特徴とする。これにより、前記画素領域間ではモ
アレの抑圧を行い、前記画素領域内では孤立ドットの発
生を抑えた組織的なドット配列をもつ印字形式のデータ
の生成を行うことができる。

【００１７】また、本発明は、画像データと閾値データ
の比較によって印字形式のデータを決定する際に生じた
変換誤差を、画素領域単位または閾値領域単位で量子化
していない画像データに伝播していくことを特徴とす
る。これにより、閾値比較のみの階調変換処理で生じる
モアレを抑圧し、更に画素単位での量子化誤差の伝播で
発生する孤立ドットを抑制することができる。

【００１８】また、本発明は、非周期的なデータもしく
はブルーノイズマスクの閾値と、画素領域内の各画素に
対応させる閾値の対応関係を予めテーブル化しておくこ
とにより、閾値を求めるための計算を不要とし、高速に
閾値データを得ることができる。

【００１９】また、本発明は、上記の組織的なドット配
列が、前記画素領域内または前記閾値領域内で、前記画
像データの輝度値の減少もしくは濃度値の増加により、
ドットが集中していくような閾値配列であることを特徴
としている。

【００２０】また、本発明は、前記画素領域内または前
記閾値領域内で組織的なドット配列を形成するための複
数の閾値データが、例えば非周期的なデータTH、前記画
素領域の画素数または前記閾値領域の閾値データ数がN
の場合、1画素目の量子化に利用する閾値は１・TH／N、
2画素目の量子化で利用する閾値は2・TH／N、N画素目の
量子化で利用する閾値はN・TH／Nであるように、非周期
データと、前記画素領域の画素数または前記閾値領域の
閾値数により決定された閾値データであることを特徴と
している。

【００２１】あるいは、前記画素領域内または前記閾値
領域内で組織的なドット配列を形成するための複数の閾
値データが、例えば前記ブルーノイズマスクの閾値TH、
前記画素領域の画素数または閾値領域の閾値数がNの場
合、１画素目の量子化に利用する閾値はTH／N、2画素目
の量子化で利用する閾値は2TH／N、N画素目の量子化で
利用する閾値はTHであるように、ブルーノイズマスクの
閾値と、前記画素領域の画素数または前記閾値領域の閾
値数により決定された閾値データであることを特徴とし
ている。

【００２２】また、本発明は、前記補正値決定手段にお
いて、前記画素領域または閾値領域の量子化誤差が、例
えば前記画素領域内の画素数、または前記閾値領域内の
閾値数ｎ、画素領域または閾値領域に対応する画像デー
タの量子化誤差Ｅ1〜Ｅnの場合、その総和（ΣＥn）で
あり、前記補正値は、１／ｎ・ΣＥと決定されているこ
とを特徴としている。

【００２３】更に、本発明はディザマトリクスを生成す
る方法であり、ブルーノイズマスクの各閾値を、連結関
係にある複数の閾値データからなる閾値領域に対応さ
せ、前記ブルーノイズマスクの閾値を、前記閾値領域内
において、組織的なドット配列を形成するための複数の
閾値データに変換してディザマトリクスを生成すること
を特徴としている。

【００２４】更に本発明は複写機であり、スキャナ部、
プリンタ部、前記スキャナで読み取った画像データをプ
リンタ部で印字するための印字データに変換する階調変
換部を搭載したものにおいて、前記階調変換部に上記し
た画像形成装置を適用したことを特徴としている。

【００２５】このような本発明によれば、周期性の含ま
れた画像データを電子写真方式のプリンタの印字形式の
データに変換する画像形成装置において、連結関係にあ
る複数画素からなる画素領域内で、組織的なドット配列
を形成するための閾値データを前記画素領域間で非周期
的なデータから生成することにより、前記画素領域間で
のモアレの発生を抑圧し、前記画素領域内では、ドット
集中などの組織的なドット配列をもつ階調変換結果を得
ることが出来る。

【００２６】また、画像データと閾値データの比較によ
り生じた量子化誤差の画像データへの伝播処理を、前記
組織的なドット配列を形成するための画素領域単位で行
うことにより、画素単位で伝播処理を行う場合に比べ、
信号処理量を削減でき、量子化誤差の蓄積に利用するデ
ータ容量も削減できる。更には閾値比較のみの階調変換
処理で生じるモアレと、画素単位の誤差伝播で発生する
孤立ドットを抑制することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の画像形成装置の実施例
は、図７(ａ)の画像形成装置１００に示すように、スキ
ャナ等の画像入力装置７６およびプリンタ等の画像出力
装置７７が接続された情報処理制御装置７０にハードウ
ェアとして搭載することができる。

【００２８】情報制御装置７０はＣＰＵ、ＡＳＩＣなど
のハードウェア、メモリ、画像入出力インターフェース
で構成されている。具体的には、画像信号の入出力の制
御や、画像処理装置１００の制御を行うＣＰＵ７１，画
像入力装置７６からの画像データを情報制御装置７０に
入力する信号入力ＩＦ７２、入力した画像データの蓄積
や画像処理結果の保存を行うＲＡＭ７３、画像処理で扱
うパラメータや画像処理プログラムを格納するＲＯＭ７
４、本発明による画像形成装置１００、画像処理結果を
画像出力装置７７に出力する信号出力ＩＦ７５で構成さ
れている。なお、画像形成装置１００は後述するよう
に、ＡＳＩＣなどのハードウェアである。

【００２９】以下、信号入力ＩＦ、ＲＡＭ、ＲＯＭ，画
像処理回路、信号出力ＩＦについて具体的に説明する。
信号入力ＩＦ７２はＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、セント
ロニクスやメモリカード、ＰＣＩ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔな
どのインターフェースであり、画像入力装置７６からの
画像信号を情報制御装置７０に入力する。ＲＡＭ７３は
ＳＤＲＡＭ，ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭやメモリカード、ハー
ドディスクなどの画像データの蓄積や、パラメータの保
存を行うものである。ＲＯＭ７４は、ＦｌａｓｈＲＯ
Ｍなどの、画像形成装置１００で扱うパラメータやＣＰ
Ｕ７１で使用する制御プログラムなどを格納するもので
ある。信号出力ＩＦ７５はＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、
セントロニクスやメモリカード、ＰＣＩ、Ｅｔｈｅｒｎ
ｅｔなどのインターフェースであり、画像処理結果を画
像出力装置７７に出力する。

【００３０】画像形成装置１００は、図７(b)に示すよ
うに、スキャナ等の画像入力装置７６およびプリンタ等
の画像出力装置７７が接続された情報処理制御装置７０
０にソフトウェアとして搭載することができる。

【００３１】情報制御装置７００はＣＰＵ、メモリ、画
像入出力インターフェースで構成されている。具体的に
は、画像信号の入出力の制御や、画像形成装置１００の
機能をソフトウェア処理で実行するＣＰＵ７０１，画像
入力装置７６からの画像データを情報制御装置７００に
入力する信号入力ＩＦ７０２、入力した画像データの蓄
積や画像処理結果の保存を行うＲＡＭ７０３、画像処理
で扱うパラメータや、画像形成装置１００の機能をソフ
トウェア処理で実現するための画像処理プログラムを格
納したＲＯＭ７０４、画像処理結果を画像出力装置７７
に出力する信号出力ＩＦ７０５で構成されている。

【００３２】以下、信号入力ＩＦ、信号出力ＩＦについ
ては図７（a）に示したものと同様のため、ＣＰＵ７０
１，ＲＡＭ７０３、ＲＯＭ７０４について具体的に説明
する。ＣＰＵ７０１は、画像信号の入出力の制御や画像
形成装置１００の機能をソフトウェア処理で実行するも
のである。ソフトウェア処理を実行するためのプログラ
ムは後述するＲＡＭ７０３、またはＲＡＭ７０４に保存
されており、ＣＰＵ７０１はこのプログラムに従ってソ
フトウェア処理を行う。ＲＡＭ７０３はＳＤＲＡＭ，Ｓ
ＲＡＭ、ＤＲＡＭやメモリカード、ハードディスクなど
の画像データの蓄積や、パラメータの保存を行うもので
ある。ＲＯＭ７４は、ＦｌａｓｈＲＯＭなどの、画像
形成装置１００で扱うパラメータやＣＰＵ７１で使用す
る制御プログラムおよび、画像形成装置１００の機能を
ソフトウェア処理で実現するための画像処理プログラム
などを格納する。

【００３３】以上説明したように、画像形成装置１００
はハードウェア、ソフトウェアで実現することができ
る。以下、実施例を用いて画像形成装置１００を具体的
に説明する。

【００３４】（実施例１）本発明の画像形成装置に係る
第一の実施例について説明する。図１に画像形成装置の
構成を示す。画像形成装置１００は、連結関係にあるｎ
個の画素で構成された画素領域毎に、その画素領域間に
おいて非周期的なデータＴＨを発生する非周期データ発
生部１０１と、非周期データＴＨを画素領域内で孤立ド
ットが発生しないように、ドットを組織的に集中させる
各画素の閾値ＴＨ（１〜ｎ）に変換する閾値パターン決
定部１０２で構成された閾値発生部１０４と、前記画素
領域内の画像信号Ａ(１〜ｎ)と前記閾値ＴＨ（１〜ｎ）
を比較し、各画素の量子化および、量子化によって発生
した量子化誤差の伝播処理を画素領域単位で行う複数画
素階調変換部１０３で構成されている。

【００３５】図２に、複数画素階調変換部の詳細を示
す。はじめに非周期データ発生部１０１について説明す
る。非周期データ発生部１０１が発生する非周期データ
ＴＨは発生させたデータ間（図１３のＴＨａ、ＴＨｂ、
ＴＨｃ間）に周期性がないものである。ただし完全に周
期性を含まないデータを発生させるのは困難なため、簡
易に作成可能な擬似的な非周期データでもよい。非周期
データＴＨの生成方法としては平均採中法や混合合同法
といった簡易的な乱数を発生させる方法や、正規分布を
用いた方法などさまざまに考えられるが、発生させたデ
ータ間にある程度の非周期性をもたせられる方法であれ
ばこれを限定しない。

【００３６】図１３は、画素と画素領域の関係および閾
値決定方法を示している。(ｘ，ｙ)は画素のアドレスを
示しており、（ｉ，ｊ）は４画素を画素領域とした場合
の画素領域のアドレスを示している。（ｉ，ｊ）＝
(０，０)，(０，１)，(０，２)の画素領域に対応する画
素領域間で、ＴＨａ、ＴＨｂ、ＴＨｃは非周期的なデー
タである。画素領域内の閾値については、例えば（ｉ，
ｊ）＝(０，０)の画素領域での非周期的データＴＨａ
を、画像信号の輝度値（黒→白）の減少や濃度値（白→
黒）の増加により、画素領域内でドットが(ｘ，ｙ)＝
(０，０)→(０，１)→(１，０)→(１，１)で発生するよ
うな閾値に変換する。

【００３７】以下、ドットの発生と閾値の関係について
具体的に説明する。なお、説明を簡単にするために、画
像信号と閾値の比較を行ってドットＯＮ、ＯＦＦを決定
する量子化方法を利用して説明する。

【００３８】画素領域は画像の局所領域であり、ひとつ
の画素領域内の画像信号は似たような輝度値、または濃
度値を持っていることから、画素領域内の各画素の閾値
設定により、量子化で形成される画素領域内のドットの
構造を定義することができる。例えば、画素領域内の各
画素(ｘ，ｙ)＝(０，０)、 (０，１)、(１，０)、(１，
１)に対応する閾値をそれぞれＴＨａ／４、2ＴＨａ／
4、3ＴＨａ／4、ＴＨａとした場合、画素領域内の画像
信号の濃度値がＴＨａ／４以上、2ＴＨａ／4未満のと
き、(０，０)の１画素、画素領域内の画像信号の濃度値
が全て2ＴＨａ／4以上、３ＴＨａ／4未満のとき、(０，
０) (０，１)の２画素、画素領域内の画像信号の濃度値
が3ＴＨａ／4以上、ＴＨａ未満のとき、(０，０) (０，
１)(１，０)の３画素、画素領域内の画像信号の濃度値
がＴＨa以上のとき、画素領域内の全ての画素がドット
ＯＮとなる量子化結果を得ることができる。

【００３９】この例は、画素領域内の画像信号の濃度が
大きくなるにつれて、画素領域内のドットを(０，０)→
(０，１)→(１，０)→(１，１)の順番で、画素領域の中
心を組織的に取り囲んでいく（以下、ドット集中と呼
ぶ）ように形成させる閾値配列を示したものである。

【００４０】また、他の例では前記の画素領域において
各画素の閾値を２ＴＨａ／４、２ＴＨａ／4、ＴＨａ、
ＴＨａとした場合は、画素領域内の画像信号の濃度値が
２ＴＨａ／４以上、ＴＨａ未満のとき、(０，０)(０，
１)の2画素、画素領域内の画像信号の濃度値がＴＨａ以
上のとき (０，０)(０，１)(１，０)(１，１)の4画素と
いうように縦画素が２画素連結したドットを２段階で組
織的に集中させることも可能である。

【００４１】このように閾値の配列を利用することによ
り、孤立ドットの発生を抑えた量子化を行うことがで
き、画素領域内においてプリンタの印字に最適なドット
の形成を行うことができる。なお、プリンタの印字に最
適なドットの形状は、プリンタの印字特性に大きく依存
するため、画素領域内の量子化においてドットを組織的
に形成させるような閾値の配列であれば、上記の例に限
定したものではない。

【００４２】閾値設定は、予め非周期的データが取りう
る値から、ＴＨａ／4、２ＴＨａ／４、３ＴＨａ／４、
ＴＨａのような各非周期データに対応する画素領域内の
各画素の閾値を予め求めておき、入出力の関係をテーブ
ル化しておく。

【００４３】図１５は、閾値パターン決定部で利用する
テーブルを示したものである。設定する閾値は、非周期
データから画素領域内の各画素に対応する閾値を計算す
ることなく、テーブル参照により求めることも可能であ
る。

【００４４】ただし、非周期データ発生部１０１から発
生するデータの範囲が入力信号の取りうるデータ範囲と
異なる場合（例えば、非周期データ１６ビット、入力信
号８ビット）は、入力信号との比較が行えないので、閾
値パターンを決定する前およびその後において、ビット
シフト処理などを利用して非周期データのデータ範囲を
入力信号のデータ範囲（例えば、非周期データ１６ビッ
ト→８ビット）に変更する処理を行う。

【００４５】次に複数画素階調変換部１０３について説
明する。複数画素階調変換部１０３は閾値パターン決定
部１０２からの閾値を利用して各画素の階調変換を行う
ものである。図２を利用して複数画素階調変換部１０３
を具体的に説明する。

【００４６】複数画素階調変換部１０３は画素領域内の
各画素の入力信号Ａ(1)〜Ａ（n）に対して各画素の信号
補正を行ない、Ｂ(1)〜Ｂ(n)を出力する信号補正部２０
０、Ｂ(１)〜Ｂ（ｎ）を閾値パターン決定部１０２から
の閾値ＴＨ（１）〜ＴＨ（ｎ）と比較して出力信号Ｃ
(１)〜Ｃ(ｎ)に量子化し、更に、量子化によって生じた
各画素の量子化誤差Ｄ(１)〜Ｄ(ｎ)を出力する量子化部
２０１、量子化部２０１からの画素領域内の各画素の量
子化誤差Ｄ(１)〜Ｄ(ｎ)からその画素領域における量子
化誤差Ｅを計算して出力する誤差量決定部２０２、誤差
量決定部２０２からの画素領域における量子化誤差Ｅを
一旦保存し、信号補正部２００から要求のあった画素領
域における量子化誤差Ｅ’を出力するデータ保存部２０
３により構成されている。以下、信号補正部２００、量
子化部２０１、誤差量決定部２０２、データ保存部２０
３について具体的に説明する。

【００４７】信号補正部２００は、量子化処理を行った
画素領域で発生した量子化誤差Ｅ’を利用して、量子化
処理を行っていない画素領域の入力信号Ａ（１）〜Ａ
（ｎ）にそれぞれ補正を加え、Ｂ（１）〜Ｂ（ｎ）を求
める。

【００４８】図１４に信号補正方法を示す。ここで、
(ｉ，ｊ)＝（０，０），（１，０），（２，０）、〜
（０，１）は量子化処理済みの画素領域を示している。
また、Ｅ’（０，０）、Ｅ’（１，０）、Ｅ’（２，
０）、〜Ｅ’（０，１）は、それぞれの画素領域の量子
化で生じた画素領域における誤差Ｅ’を示している。な
お、このような画素領域における誤差Ｅ’はデータ保存
部２０３に蓄積されている。画素領域における誤差Ｅ’
の生成方法については誤差量決定部２０２において説明
する。

【００４９】画素領域(ｉ，ｊ)＝（１，１)内の画素の
信号Ａ（１）〜Ａ（４）に補正を加えて、Ｂ（１）〜Ｂ
（４）を求める方法を式（１）に示す。

【００５０】Ｂ(ｋ)＝A(ｋ)＋ｅ …（１）ｅ＝(Ｅ’(１，０)＊P１＋Ｅ’(０，１)＊P２)／ｎＰ１＋Ｐ２＝１．０ｎ＝画素領域内の画素数、ｋ＝(１〜ｎ) ここで、ｅは画素領域内の各画素に加える誤差量、ｎは
画素領域内の画素数、Ｐ１、Ｐ２は２箇所の画素領域か
らの量子化誤差をどのような配分で利用するかを決定す
る誤差係数を示している。

【００５１】このように量子化処理により発生した画素
領域の量子化誤差を、量子化処理を行っていない画素領
域の信号に伝播させていくことにより、入力信号の階調
性を保存することができる。なお，式（１）では使用す
る画素領域の量子化誤差を２箇所としたが、例えばＥ’
(０，０)、Ｅ’(１，０)、Ｅ’(０，１)、Ｅ’(２，０)
といった広い範囲の画素領域の量子化誤差を使用しても
よい。信号補正で利用する画素領域の数および誤差係数
の設定については、目標とする画質に応じて変更する必
要があるためこれを限定しない。

【００５２】量子化部２０１は、閾値パターン決定部１
０２からの画素領域内の各画素に対応する閾値ＴＨ
（１）〜ＴＨ（ｎ）と、信号補正部２００からの画素領
域内の各画素の補正データＢ(１)〜Ｂ(ｎ)を比較して、
出力信号Ｃ(１)〜Ｃ(ｎ)に量子化するものである。ま
た、量子化によって生じた各画素における量子化誤差Ｄ
(１)〜Ｄ(ｎ)を誤差量決定部２０２に出力する。例えば
８ビット（０〜２５５）の入力信号A(ｎ)の信号を１ビ
ット（０or１）の出力信号Ｃ(ｎ)に階調変換する場合、
Ｂ(ｎ)からＣ(ｎ)、D(ｎ)を求める方法は式（２）のよ
うになる。

【００５３】 IF( B(ｋ) > TH(ｋ) ){ C(ｋ)＝１； D(ｋ)=B(ｋ)−255 } ELSE{ C(ｋ)＝0； D(ｋ)=B(ｋ) } （２）ここで、ｎ：画素領域の画素数、ｋ：０〜ｎである。

【００５４】図１６に複数画素変換部の各部のデータを
示す。(ａ)は画素領域の画素数が４画素の場合における
データ、(ｂ)は各画素に割り当てられた閾値、(ｃ)は閾
値より量子化したデータ、(ｄ)は各画素の量子化誤差の
一例を示す。Ｂ（１）、Ｂ（３）を例にして式（２）を
説明する。

【００５５】Ｂ（１）（＝１２０）は閾値ＴＨ（１）
（＝５０）よりも大きいので、８ビット信号で２５５に
相当する１ビット信号１に量子化する。しかし、Ｂ
（１）（＝１２０）は２５５と等価ではないので量子化
の際に発生した量子化誤差Ｄ（１）（＝−１３５）はB
(１)−２５５で求めることができる。

【００５６】Ｂ（３）（＝１２６）は閾値ＴＨ（３）
（＝１５０）よりも小さいので、８ビット信号で０に相
当する１ビット信号０に量子化する。しかし、Ｂ（３）
（＝１２６）は０と等価ではないので量子化の際に発生
した量子化誤差Ｄ（３）（＝１２６）はB(３)−０で求
めることができる。

【００５７】これにより画素領域内の各画素の量子化を
行い、更に量子化により生じた各画素の量子化誤差を生
成することができる。

【００５８】次に誤差量決定部２０２について説明す
る。誤差量決定部２０２は画素領域単位に画素領域内の
各画素の量子化で発生した量子化誤差Ｄ（１）〜Ｄ
（n）からその画素領域内における量子化誤差Ｅを求め
る。画素領域内における量子化誤差Ｅは、式（３）によ
り求めることができる。ｋ：１〜ｎである。

【００５９】Ｅ＝ΣＤ（ｋ） …（３）式（３）は画素領域内の各画素の量子化で発生した量子
化誤差Ｄ（１）〜Ｄ（n）の総和を求めた結果を、画素
領域内における量子化誤差Ｅとするものである。式
（３）で求めた結果を信号補正部２００で使用するため
にデータ保存部２０３に出力する。

【００６０】次にデータ保存部２０３について説明す
る。データ保存部２０３は誤差量決定部２０２からの画
素領域内における量子化誤差Ｅを逐次保存する。また、
信号補正部２００で信号補正に利用する画素領域内にお
ける量子化誤差Ｅ’を出力するものである。

【００６１】以上の構成により本実施例の画像形成装置
は、画素領域内の各画素の入力信号Ａ(１)〜Ａ（ｎ）に
対して階調変換を行い、出力信号Ｃ(１)〜Ｃ（ｎ）を出
力することができる。

【００６２】なお、信号補正部２００、誤差量決定部２
０２の計算方法は式（１）、（３）に限定したものでは
ない。各部で利用する係数などのパラメータにより、各
部の計算の分担を変更しても同様の結果を得ることがで
きる。例えば信号補正部２００で利用する式（１）のＰ
１、Ｐ２をそれぞれ０．５とした場合、式（４）、
（５）の結果を利用しても、同等のB(ｎ)を生成するこ
とができ、結果として計算量を削減することができる。

【００６３】Ｅ＝0．5＊ΣＤ（ｋ）（４）Ｂ(ｋ)＝A(ｋ)＋ｅ（５）ｅ＝(Ｅ’(１，０)＋Ｅ’(０，１))／ｎここで、ｎ＝画素領域内の画素数、ｋ＝０〜ｎである。

【００６４】図８は階調変換方式の画素領域における量
子化誤差の伝播方法を示したものである。上述した複数
画素階調変換部１０３は図８（a）に示す平均誤差最小
法である。量子化による画素領域の誤差〜を一旦格
納し、Ｘ位置にある画素領域の量子化を行う際に〜
を集計した値を利用することにより、周辺の画素領域で
発生した量子化誤差を平均的に小さくするようにして、
画素領域における階調変換に適用している。

【００６５】一方、図８（b）に示す誤差拡散法は、誤
差決定部２０２で決定した画素領域（Ｘの位置）の量子
化誤差量を、補正を加える画素領域〜に予め分配し
た形でデータ保存部２０３に保存する。このような誤差
拡散法を階調変換に適用しても同一の結果が得られる。
このように画素領域の量子化誤差の帰還方法について
は、上述した階調変換結果を得られるようなものであれ
ば限定するものでない。

【００６６】以上説明した画像形成装置１０の機能は、
ソフトウエアによって実現することもできる。マイクロ
コンピュータなどのプロセッサによって、画像形成装置
１００と同様なソフトウェア処理を実行することもでき
る。以下、本発明の画像形成装置１００の機能をソフト
ウェア処理により実現する方法について説明する。

【００６７】図９は情報処理制御装置７００の処理方法
を示すフローチャートである。（ａ）は画素領域の誤差
伝播に平均誤差最小方式、（ｂ）は画素領域の誤差伝播
に誤差拡散方式を利用した例である。はじめに、平均誤
差最小方式について説明する。

【００６８】一つの画素領域内の画素の信号A(ｎ)を入
力後（９００１）、ハードディスクやメモリといったデ
ータ保存部より周辺の画素領域の量子化により発生した
誤差量Ｅ’を誤差係数P１、P２の割合で集計し、A(ｎ)
の各画素に加えるデータeを求める（９００２）。入力
信号A(ｎ)にｅを加え、信号B（ｎ）を出力する（９００
３）。

【００６９】次に画素領域間で非周期的なデータＴＨを
発生させる（９００４）。この非周期的なデータを、ド
ットの発生を誘発するような各画素の閾値ＴＨ(ｎ)に変
換する（９００５）。そして、信号Ｂと画素の閾値を比
較して量子化し、画素領域内の各画素の量子化値C(ｎ)
を求める（９００６）。さらに、量子化により発生した
各画素の量子化誤差D(ｎ)を求める（９００７）。各画
素の量子化誤差D(ｎ)を集計して画素領域における誤差
Ｅを求め（９００８）、量子化誤差Ｅをデータ保存部に
保存する（９００９）。以上の処理を画素領域毎に画像
データが終了するまで行う。

【００７０】次に、画素領域における誤差拡散法を利用
して画素領域の階調変換を行う場合について説明する。
一つの画素領域内の画素の信号A(ｎ)を入力後（９０１
１）、データ保存部内の量子化の対象となる画素領域の
位置を示すデータ域に蓄積された誤差E’を各画素に加
える誤差eに変換する（９０１２）。入力信号A(ｎ)に誤
差eを加算し、B(ｎ)を出力する（９０１３）。

【００７１】次に画素領域間で非周期的なデータＴＨを
発生させる（９０１４）。この非周期的データをドット
の発生を誘発するような各画素の閾値TH(ｎ)に変換する
（９０１５）。そして、信号Ｂと画素の閾値を比較して
量子化し、画素領域内の各画素の量子化値C(ｎ)を求め
る（９０１６）。

【００７２】さらに、量子化により発生した各画素の量
子化誤差D(ｎ)を求める（９０１７）。各画素の量子化
誤差D(ｎ)から画素領域における誤差Eを求め、誤差Eを
利用する画素領域への誤差E１、E２を誤差係数P１、P２
を利用して決定する（９０１８）。そして、データ保存
内の画素領域の位置を示すデータ域に誤差E１、E２を加
える（９０１９）。以上の処理を画素領域毎に画像デー
タが終了するまで行う。

【００７３】以上説明したように、本実施例の画像形成
装置では、周期性の含まれた画像データを電子写真方式
のプリンタの印字形式に変換する画像形成装置におい
て、連結関係にある複数画素からなる画素領域内で、組
織的なドット配列を形成するための閾値データを前記画
素領域間で非周期的なデータから生成することにより、
前記画素領域間でのモアレの発生を抑圧し、前記画素領
域内ではドット集中などの組織的なドット配列をもつ階
調変換を得ることができる。

【００７４】また、画像データと閾値データの比較によ
り生じた量子化誤差の画像データへの伝播処理を、組織
的なドット配列を形成するための画素領域単位で行うこ
とにより、画素単位で伝播処理を行う場合に比べ、信号
処理量を削減でき、量子化誤差の蓄積に利用するデータ
容量も削減できる。更には閾値比較のみの階調変換処理
で生じるモアレと、画素単位の誤差伝播で発生する孤立
ドットを抑制することができる。

【００７５】（実施例２）次に、実施例１で説明した画
像形成装置の非周期データ発生部１０１から発生される
データを、ブルーノイズマスク法で利用されるディザマ
トリクスの閾値とした場合について説明する。

【００７６】図３は実施例２による画像形成装置の構成
を示す。実施例１とは閾値を発生する部分のみが異なる
ため、図１、２の画像処理装置と差分のある部分、つま
り閾値発生部３００についてのみ説明する。

【００７７】閾値発生部３００は、ブルーノイズマスク
法で利用されるディザマトリクス（以下、ブルーノイズ
マスク）を保存するブルーノイズマスク保存部３０１、
閾値パターン決定部３０２で構成されている。

【００７８】ブルーノイズとは低周波成分を持たず、高
周波成分からなるノイズである。ブルーノイズマスクの
閾値比較により生成されるドットON／OFFのパターン
は、非周期で放射状に対象性のものであり、周波数特性
においては低周波のパワースペクトルが少なく、画像の
パワースペクトルが高周波領域に集中している。これは
従来例で述べた誤差拡散法により生成されるドットON／
OFFパターンの空間周波数においての分析より持たらさ
れたものである。

【００７９】図１７にブルーノイズマスクを利用した量
子化の一例について説明する。ブルーノイズマスクは周
期性の発生を抑えるために、前述したドット集中型やド
ット分散型に利用されるディザマトリクスよりも比較的
大きなサイズ（図１７の例は２５６×２５６画素）のも
のが利用される。画像データの画素サイズがブルーノイ
ズマスクのサイズ以上の場合は、一つのブルーノイズマ
スクを図示のようにタイル状に割り当て、各画素に対応
するブルーノイズマスクの閾値を決定する。

【００８０】例えば画像データの画素アドレスが(ａ，
ｂ)（０≦ａ<256，0≦b<256）の場合に、対応するブル
ーノイズマスクの閾値ＴＨ(ａ，ｂ)はmatrix〔a〕〔b〕
（＝matrix〔a%256〕〔b%256〕）であり、画素アドレス
が(ｃ，ｄ)（256≦ａ<512，256≦ｂ<512）の場合、TH
(ｃ，ｄ)はmatrix〔ｃ−256〕〔ｄ−256〕（＝matrix
〔c%256〕〔d%256〕）となる。このように、画像データ
のアドレスに対応するブーノイズマスクの閾値を比較し
て量子化を行う。

【００８１】このような特徴を有するブルーノイズマス
クを、画素領域の量子化に利用することの理由は、実施
例１で説明した非周期データの場合と同様に、画像信号
のモアレを抑圧させる効果があるためである。更に、量
子化誤差の伝播処理で発生する鎖状テクスチャや特定階
調値で発生する指紋状テクスチャといった低周波成分を
多く含む画質劣化の要因を、ブルーノイズ効果により抑
圧するためである。

【００８２】ただし、ブルーノイズマスクをそのまま画
像信号に対応させて量子化してしまうと、前述したよう
に高周波のパワースペクトルをもつ孤立ドットを発生さ
せてしまうので、画素領域間では高周波成分をもち、画
素領域内ではドットが集中するような、組織的なドット
配列を形成するための閾値を閾値発生部３００で生成す
る。以下、閾値発生部３００の動作を具体的に説明す
る。

【００８３】ブルーノイズマスク保存部３０１には、前
述したようなブルーノイズマスクが保存されている。閾
値パターン決定部３０２は画像データの画素アドレスも
しくは画素領域のアドレスから、ひとつの画素領域に割
り当てるブルーノイズマスクの閾値をブルーノイズマス
ク保存部３０１から取得する。具体的には、ブルーノイ
ズマスクのサイズがM×N画素（matrix〔M〕〔N〕）、画
像データの画素アドレスが(ａ，ｂ)、画素領域の画素数
がｌ×m画素の場合、画素領域に割り当てるブルーノイ
ズマスクの閾値は、式（６）によって求めることができ
る。

【００８４】 TH=matrix〔(a／ｌ)%M〕〔(ｂ／m)%N〕（６）このようにして取得したひとつの画素領域に対応する閾
値を、実施例１で説明した閾値パターン決定方法と同様
に画素領域内の各画素の閾値に変換する。

【００８５】以上説明したように、ドットの発生順序や
ドットの発生位置といったドットの発生パターンの制御
を可能とする複数の画素で構成された画素領域の閾値
に、ブルーノイズマスクを利用することにより、画素領
域間でのモアレの発生を抑圧することができる。

【００８６】画素領域内の各画素の閾値については、前
記ブルーノイズマスクの閾値を利用して、ドットが組織
的に集中する閾値に変換する。この閾値を利用して画素
領域内の各画素の量子化を行い、量子化結果を出力す
る。更に量子化により発生した量子化誤差の画像信号へ
の伝播処理を画素領域単位で行う。

【００８７】このような階調変換を行うことにより、画
素領域内ではドット集中などの組織的なドット配列を形
成し、画素領域間ではブルーノイズの効果により、モア
レの発生を抑圧した印字形式のデータを形成することが
できる。

【００８８】また、画像データと閾値データの比較によ
り生じた量子化誤差の画像データへの伝播処理を、画素
領域単位で行うことにより、閾値比較のみの階調変換処
理で生じるモアレと、画素単位の誤差伝播処理で発生す
る孤立ドットを抑制することができ、更には画素単位で
伝播処理を行う場合に比べ、信号処理量の削減、量子化
誤差の蓄積に利用するデータ容量の削減を行うことがで
きる。

【００８９】なお、上述した量子化誤差の伝播処理で発
生する鎖状テクスチャや特定階調値で発生する指紋状テ
クスチャといった低周波成分を多く含む画質劣化の要因
についても、ブルーノイズ効果により低減することがで
きる。

【００９０】また、実施例１と同様にソフトウェア処理
でも実現することができる。この場合、図９(ａ)、
（ｂ）における非周期データの発生ステップ９００４、
９０１４を、ブルーノイズマスクの閾値位置の決定と、
ブルーノイズマスクからの閾値取得とすればよい。

【００９１】（実施例３）次に、実施例２で説明した画
像形成装置の閾値発生部３００で発生する閾値を、ディ
ザマトリクス化したものを画像データの階調変換に利用
する第3の実施例について説明する。

【００９２】図４は実施例３による画像形成装置を示
す。図３とは閾値を発生する部分のみが異なるため、実
施例２の画像形成装置と差分のある部分、つまり閾値発
生部４００についてのみ説明する。

【００９３】閾値発生部４００は実施例２の閾値発生部
３００が出力する閾値をディザマトリクス（以下、ドッ
ト制御型ブルーノイズマスク）化し、ドット制御型ブル
ーノイズマスクを保存するディザマトリクス保存部４０
１と、ディザマトリクス保存部４０１から画像データの
画素アドレスに対応するドット制御型ブルーノイズマス
クの閾値を取り出し、複数画素階調変換部１０３に出力
する閾値決定部４０２で構成されている。

【００９４】図１８にブルーノイズマスクをドット制御
型ブルーノイズマスクに変換した例を示す。M×N画素の
ブルーノイズマスクを、画素領域m×n画素とした場合の
ドット制御型ブルーノイズマスクである。画素領域がｌ
×ｎ画素なので、ドット制御型ブルーノイズマスクの画
素サイズはm・M×n・Nとなる。実施例１で説明した２×
２画素の画素領域とした場合の閾値決定パターンを利用
すると、ブルーノイズマスクのmatrix〔0〕〔0〕の閾値
がaの場合、ドット制御型ブルーノイズマスクのco_matr
ix〔0〕〔0〕はa／４，co_matrix〔0〕〔1〕はa／２，c
o_matrix〔1〕〔0〕は３ａ／４，co_matrix〔1〕〔1〕
はaとなる。また、matrix〔M〕〔N〕の閾値がｂの場
合、ドット制御型ブルーノイズマスクのco_matrix〔m・
M〕〔ｎ・N〕はｂ／４，co_matrix〔m・M〕〔ｎ・N+1〕
はｂ／２，co_matrix〔m・M+1〕〔ｎ・N〕は３ｂ／４，
co_matrix〔m・M+1〕〔ｎ・N+1〕はｂとなる。

【００９５】図１９にドット制御型ブルーノイズマスク
生成方法のフローチャートを示す。始めにｘ×ｙ画素サ
イズのブルーノイズマスクmatrix〔x〕〔y〕を生成する
（1901）。次に画素領域のサイズm，ｎを決定する（190
2）。ｙ軸の初期設定と（1903）、ｘ軸の初期設定を行
う（1904）。次にブルーノイズマスクmatrix〔x〕〔y〕
の閾値THを取り出す（1905）。THを利用して画素領域内
の閾値パターンTH(０，０)〜TH(１，１)に変換する（90
6）。閾値パターンTH(０，０)〜TH(１，１)をドット制
御型ブルーノイズマスクco_matrix〔m*x〕〔n*y〕〜co_
matrix〔m*x+1〕〔n*y+1〕に保存する（1907）。次に
ｘ軸のカウントを行い（1908）、ｘ軸の終端判定を行う
（1908）。次にｙ軸のカウントを行い１９１０、ｙ軸の
終端判定を行う（1911）。以上の処理をブルーノイズマ
スクmatrix〔ｘ〕〔y〕のすべての閾値に対して行うこ
とにより、画素サイズｍ・M×ｎ・Nのドット制御型ブル
ーノイズマスクを作成することができる。

【００９６】このような手順で生成されたドット制御型
ブルーノイズマスクは画像処理装置の初期設定として図
７に示したようなＲＡＭやＲＯＭに登録しておいてもよ
い。

【００９７】以上説明したように第3の実施例ではブル
ーノイズマスクより生成した画素領域内の各画素に対応
するディザマトリクスを、画素領域内の各画素の量子化
に利用して量子化結果を出力する。更に量子化により発
生した画素領域における量子化誤差を量子化していない
他の画素領域に伝播させる。

【００９８】このような階調変換を行うことにより、実
施例２に記載のブルーノイズマスクよりもディザマトリ
クスのサイズは大きくなるが、画素領域内の各画素に対
応させる閾値を画素領域毎に生成する必要がないので、
高速処理が可能となる。また、ブルーノイズの効果によ
り、画素領域間でのモアレの発生を抑圧し、画素領域内
でドット集中などの組織的なドット配列をもつ印字形式
のデータを形成することができる。

【００９９】また、画像データと閾値データの比較によ
り生じた量子化誤差の画像データへの伝播処理を、画素
領域単位で行うことにより、閾値比較のみの階調変換処
理で生じるモアレと、画素単位の誤差伝播処理で発生す
る孤立ドットを抑制することができ、更には画素単位で
伝播処理を行う場合に比べ、信号処理量の削減、量子化
誤差の蓄積に利用するデータ容量の削減を行うことがで
きる。

【０１００】なお、上述した量子化誤差の伝播処理で発
生する鎖状テクスチャや特定階調値で発生する指紋状テ
クスチャといった低周波成分を多く含む画質劣化の要因
についてもブルーノイズ効果により低減することができ
る。

【０１０１】また、実施例１と同様にソフトウェア処理
でも実現することができる。この場合、図９(ａ)，
（ｂ）の非周期データの発生ステップ９００４、９０１
４を、ドット制御マトリクスの閾値位置の決定、ドット
制御マトリクスからの閾値取得とすることで実現でき
る。

【０１０２】（実施例４）実施例１〜３は白黒画像を扱
う場合について述べた。実施例４では、実施例１〜３に
示した画像形成装置をカラー画像の階調変換に適用する
場合について説明する。

【０１０３】図２０はカラー画像の階調変換を行う画像
形成装置の構成図である。基本的には各色独立に階調変
換を行うため、実施例１〜３で説明した複数画素階調変
換部１０３の処理を色数分だけ行う。複数画素階調変換
部１０３については、図２０に示すように色数分並列に
設けてもよいし、１色分の複数画素階調変換部１０３で
順次色数分の階調変換を行ってもよい。本実施例では、
閾値発生部２００１からの閾値を各色の複数画素階調変
換部１０３に割り当てる閾値制御部２００２を設けてい
る。以下、閾値発生部２００１については実施例１〜３
で説明した閾値発生部を利用することができるため、閾
値制御部２００２について具体的に説明する。

【０１０４】ｎ画素で構成される各色の画素領域の画像
信号Ｒ(ｋ)、Ｂ(ｋ)、Ｇ（ｋ）、ｋ＝１〜nについて
は、実施例１〜３で説明したように画素領域の階調変換
を独立して行い、階調変換後の信号Ｒ’(k)、Ｂ’(k)、
Ｇ’（k)を出力する。ただし、各画素の量子化で利用す
る閾値については、閾値発生部２００１からの閾値を閾
値制御部２００２で各色の閾値に割り当てる必要があ
る。

【０１０５】図２１に閾値制御部２００２の構成を示
す。閾値制御部２００２は閾値発生部２００１を制御す
るものである。例えば、図２１(ａ)に示すように、閾値
発生部２００２より各画素領域単位で画素領域内各画素
に対応する閾値ＴＨ（k）、ｋ＝１〜ｎを発生させ、各
色の画像それぞれに同様の閾値ＴＨ（k）=ＴＨＲ（k）=
ＴＨG（k）=ＴＨＢ（k），k=１〜ｎを割り当てる閾値制
御を行う。

【０１０６】または、図２１（ｂ）に示すように、閾値
発生部２００２から各画素領域単位および各色単位の画
素領域内の閾値ＴＨＲ（k）、ＴＨＧ（k）、ＴＨＢ
（k），k=１〜ｎを発生させ、各色の画像それぞれに異
なる閾値ＴＨＲ（k）、ＴＨＧ（k）、ＴＨＢ（k），k=
１〜ｎを割り当てる閾値制御を行う。

【０１０７】異なる閾値を割り当てる方法の一例は、実
施例２，３で説明した閾値発生部でディザマトリクスを
利用する場合に、３色分の閾値配列の異なったディザマ
トリク利用する方法や、図６に示すように１色のディザ
マトリクスを利用して画像データに対するディザマトリ
クスの適用位置を各色毎にずらす方法などにより実現で
きる。

【０１０８】以上説明したように、本発明の画像形成装
置はカラー画像の階調変換にも適用することができる。

【０１０９】（実施例５）次に本発明の画像形成装置を
複写機に搭載した第５の実施例について説明する。図５
は複写物を読み取り、画像データに変換するスキャナ部
５０１、ユーザ要求や、プリンタ部の印字解像度から画
像データのサイズを変更する解像度変換部５０２、入力
のＲＧＢ３色の画像信号をプリンタのトナーの色信号に
変換する色変換部５０３、各色信号の階調数をプリンタ
で印字可能な階調数に変換する階調変換部５０４、階調
変換結果を利用して紙などの媒体に印刷を行う電子写真
方式のプリンタ部５０５によって構成されており、本発
明の画像形成装置は階調変換部５０４に適用される。以
下、各部について具体的に説明する。

【０１１０】スキャナ部５０１は複写物に光を照射し、
その反射光の強度を読み取って、複写物の画像データを
形成する装置である。一般的なスキャナは１画素あたり
８ビット／色の画像データを形成するが、近年は読み取
り後の画像データに補正処理を行うために８ビット／色
以上取得するものもある。解像度変換部５０２はＡ３サ
イズ→Ａ４サイズなどのユーザからのリサイズ要求と、
プリンタ部５０５の印字解像度を考慮してスキャナ部５
０１からの画像データを拡大、縮小処理するものであ
る。例えば、スキャナの読み取り解像度が２００ＤＰＩ
で、プリンタの解像度が４００ＤＰＩ、ユーザのリサイ
ズ要求がない場合については、画像データを縦横それぞ
れ２倍に拡大しなければ原本と同サイズの複写結果を出
力できない。また、同様の装置で、ユーザから１／１６
のリサイズ要求があった場合、画像データを縦横それぞ
れ１／２に縮小する必要がある。

【０１１１】解像度変換方法についてはニアレストレイ
バー方や、バイリニア法など様々あるが、本実施例はこ
れを限定するものでない。

【０１１２】色変換部５０３は解像度変換部５０２から
のデータをプリンタ部５０５で使用するインクの色信号
に変換する。色変換方法については、スキャナ部５０１
とプリンタ部５０５の色特性をテーブル化したものを利
用する方法や、マトリクス演算を利用して行うものなど
様々あるが、本実施例はこれを限定するものでない。

【０１１３】階調変換部５０４は色変換後の各色の階調
数をプリンタ部５０５で印字可能な階調数に変換するも
のであり、実施例４で説明したような本発明の画像形成
装置を適用する。

【０１１４】電子写真方式のプリンタでは、従来技術で
述べたように１画素が黒画素で周辺の８画素が白画素と
いった孤立ドットの含まれる画像データを供給してもト
ナーが感光体に安定して着きにくく、孤立ドットの部分
が印字できないため、入力データの階調性が印刷結果に
反映しないといった問題がある。このため、図１３に示
したように画素領域内でドットが組織的に集中するよう
な閾値を設定する。これにより、孤立ドットの生成を低
減することができる。また、複写対象物に含まれる濃度
パターンの周期により発生するモアレについては、画素
領域間で非周期的な性質をもつデータを利用して画素領
域内の量子化を行うこと、および、画素領域の量子化で
発生した誤差を量子化していない他の画素領域に伝播す
ることの効果により抑圧することができる。

【０１１５】プリンタ部５０５で印字可能な階調数につ
いては１ビット／画素の２値出力のものや、２ビット／
画素、１６ビット／画素などの多値出力のものなど様々
であるが、本発明の画像形成装置は、どのような印字階
調数についても対応することができる。

【０１１６】実施例１〜４では画像出力装置の出力階調
数が２値の場合を説明したが、閾値の値を印字可能な階
調数によって変更することにより、多値出力にも適用す
ることができる。具体的には閾値生成部で生成する閾値
の範囲を画像出力装置の出力階調数応じて変更する。例
えば、８ビット入力、１ビット出力の場合は閾値の範囲
を０〜２５５に設定することで、０、１（８ビットで
０、２５５に相当する）への量子化を行うが、８ビット
入力、２ビット出力の場合、閾値の範囲を０〜85に設定
することで、０、１、２、３（８ビットで０、85、17
0、255に相当）への量子化が可能となる。

【０１１７】以上説明した解像度変換部５０２、色変換
部５０３、階調変換部５０４については図７（a）で示
した情報処理制御装置７０で、画像形成装置１００のよ
うに各部をハードウェア回路として複写機に搭載するこ
ともできる。また、図７（ｂ）で示した情報処理制御装
置７００のように、ＣＰＵ７０１が画像形成装置１００
の機能をソフトウェアとして持つ複写機に搭載すること
もできる。

【０１１８】以上説明したように、本発明の画像形成装
置を複写機の階調変換部に適用することにより、モアレ
および孤立ドットの発生を抑圧した印字形式のデータを
形成でき、プリンタ部の印字結果においても階調変換処
理前の画像データがもつ階調性を保つことが出来る。ま
た、上記のような階調変換を高速な実現することができ
る。

【０１１９】

【発明の効果】本発明による画像形成装置によれば、連
結した複数画素からなる画素領域内で、組織的なドット
配列を形成するための閾値データを前記画素領域間で非
周期的なデータ等から生成することにより、前記画素領
域間ではモアレの発生を抑圧し、前記画素領域内ではド
ット集中などの組織的なドット配列をもつ印字形式のデ
ータを得る効果がある。

【０１２０】また、画像データと閾値データの比較によ
り生じた量子化誤差の画像データへの伝播処理を、前記
組織的なドット配列を形成するための画素領域単位で行
うことにより、画素単位で伝播処理を行う場合に比べて
信号処理量を削減でき、量子化誤差の蓄積に利用するデ
ータ容量も削減できる。更には、閾値比較のみの階調変
換処理で生じるモアレと、画素単位の誤差伝播で発生す
る孤立ドットを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の実施例１を示すブロッ
ク図。

【図２】実施例１の詳細構成を示すブロック図。

【図３】実施例２の画像形成装置を示すブロック図。

【図４】実施例３の画像形成装置を示すブロック図。

【図５】本発明の画像形成装置を適用した複写機のブロ
ック図。

【図６】ディザマトリクスの位相をずらす方法を示す説
明図。

【図７】画像形成装置を実現するハードウェア及びソフ
トウェアの構成図。

【図８】階調変換方式の画素領域における量子化誤差の
伝播方法の説明図。

【図９】本発明の一実施例による階調変換処理の手順を
示すフローチャート。

【図１０】ディザ方式の説明図。

【図１１】従来の複写機の概略の構成図。

【図１２】印刷物に含まれる濃度パターンの周期を示す
説明図。

【図１３】画素と画素領域、閾値の関係を示す説明図。

【図１４】画素領域における量子化誤差の伝播方法を示
す説明図。

【図１５】閾値パターン決定部で利用するテーブルの構
成図。

【図１６】画像信号、閾値、量子化結果、量子化誤差に
ついて示した説明図。

【図１７】画像データの画素アドレスと、ディザマトリ
クスの閾値の対応を示す説明図。

【図１８】ブルーノイズマスクから、画素領域内の各画
素の閾値をもつディザマトリクスを生成する方法を示し
た説明図。

【図１９】ブルーノイズマスクから、画素領域内の各画
素の閾値をもつディザマトリクスを生成するフローチャ
ート。

【図２０】カラー画像に対応させた本発明の画像形成装
置を示すブロック図。

【図２１】図２０の閾値制御部の動作を示す説明図。

【符号の説明】

１００…画像処理装置、１０２…閾値パターン決定部、
１０３…複数画素階調変換部、１０４…閾値発生部、２
００…信号補正部、２０１…量子化部、２０２…誤差量
決定部、２０３…データ保存部、３００…閾値発生部、
３０１…ブルーノイズマスク保存部、３０２…閾値パタ
ーン決定部、４００…閾値発生部、４０１…ディザマト
リクス保存部、４０２…閾値決定部、５０１…スキャナ
部、５０２…解像度変換部、５０３…色変換部、５０４
…階調変換部、５０５…プリンタ部、７０…情報処理制
御装置、７１…ＣＰＵ、７２…信号入力ＩＦ、７３…Ｒ
ＡＭ、７４…ＲＯＭ、７５…信号出力ＩＦ、７６…画像
入力装置、７７…画像出力装置、７００…情報処理制御
装置、７０１…ＣＰＵ、７０２…信号入力ＩＦ、７０３
…ＲＡＭ、７０４…ＲＯＭ、７０５…信号出力ＩＦ、２
００１…閾値発生部、２００２…閾値制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C262 AA04 AA24 BB01 BB06 BB22 BB27 5B057 CA08 CA16 CB07 CB16 CE11 CE13 CH07 5C077 LL03 LL18 NN09 PQ20 RR09 RR11 TT03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周期性の含まれた画像データを電子写真
方式のプリンタの印字形式に変換する画像形成装置にお
いて、前記画像データの連結関係にある複数画素からなる画素
領域毎に、隣接関係にある画素領域との間において非周
期的なデータを発生する非周期データ発生手段と、前記
非周期データを前記画素領域内で組織的なドット配列を
形成するための複数の閾値データに変換する閾値決定手
段と、前記画像データと前記閾値データを比較すること
により階調変換処理を行う階調変換処理手段を設けるこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１において、前記閾値決定手段は、非周期的なデータの閾値を入力と
し、前記非周期的なデータから生成される前記画素領域
内の各画素に対応させる閾値を出力とする関係を示すテ
ーブルを設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記組織的なドット配列を形成するための閾値データ
は、非周期的なデータＴＨで、前記画素領域の画素数が
Nの場合に、１画素目の量子化に利用する閾値は１・TH
／N、２画素目の量子化で利用する閾値は２・TH／N、N
画素目の量子化で利用する閾値はN・TH／Nとして、非周
期データと前記画素数により決定されることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項４】周期性の含まれた画像データを電子写真
方式のプリンタの印字形式に変換する画像形成装置にお
いて、ブルーノイズマスクを保存するブルーノイズマスク保存
部と、前記ブルーノイズマスクの各閾値を前記画像デー
タの連結関係にある複数画素からなる各画素領域に対応
させ、前記ブルーノイズマスクの閾値を前記画素領域内
で組織的なドット配列を形成するための複数の閾値デー
タに変換する閾値決定手段と、前記画像データと前記閾
値データを比較することにより階調変換処理を行う階調
変換処理手段を設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項４において、前記閾値決定手段は、前記ブルーノイズマスクの閾値を
入力とし、前記ブルーノイズマスクの閾値から生成され
る前記画素領域内の各画素に対応させる閾値を出力とす
る関係を示すテーブルを設けることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項６】請求項４または５において、前記組織的なドット配列を形成するための閾値データ
は、前記ブルーノイズマスクの閾値がＴＨで、閾値数が
Nの場合に、１画素目の量子化に利用する閾値はTH／N、
２画素目の量子化に利用する閾値は２TH／N、N画素目の
量子化に利用する閾値はTHとして、ブルーノイズマスク
の閾値と前記閾値数により決定されることを特徴とする
画像形成装置。
【請求項７】請求項１から６のいずれかにおいて、前記階調変換処理手段は、前記画像データと前記閾値デ
ータとの比較を行い前記印字データに変換する量子化手
段と、前記画素領域毎に量子化により発生した量子化誤
差を決定し、量子化処理を行っていない画素領域に対応
する画像データに補正を加えるための補正値を決定する
補正値決定手段と、前記補正値を蓄積するデータ保存手
段と、前記蓄積された補正値を利用して前記量子化処理
を行っていない画素領域に対応する画像データに補正を
加えるデータ補正手段を設けることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項８】請求項７において、前記補正値決定手段は、前記画素領域内の画素数ｎ、画
素領域に対応する画像データの量子化誤差がＥ１〜Ｅｎ
の場合、Ｅ１〜Ｅｎの総和を前記画素領域の量子化誤差
とし、前記補正値は１／ｎ・ΣＥｎとして、前記画素数
ｎにより決定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】周期性の含まれた画像データを電子写真
方式のプリンタの印字形式に変換する画像形成装置にお
いて、連結関係にある複数の閾値データからなる閾値領域を複
数配置したディザマトリクスを用い、前記画像データと
前記ディザマトリクスの閾値データを比較することによ
り階調変換を行う階調変換処理手段を有し、前記閾値領域内の各閾値データは前記閾値領域内で組織
的なドット配列を形成するための閾値データであり、前
記閾値領域内で最も大きい閾値データのみを抽出したデ
ィザマトリクスは隣接関係にある閾値データ間において
非周期的であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】請求項９において、前記組織的なドット配列を形成するための閾値データ
は、非周期的なデータＴＨで、前記閾値領域の閾値デー
タ数がNの場合に、１画素目の量子化に利用する閾値は
１・TH／N、２画素目の量子化で利用する閾値は２・TH
／N、N画素目の量子化で利用する閾値はN・TH／Nとし
て、非周期データと前記閾値数により決定されることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】周期性の含まれた画像データを電子写
真方式のプリンタの印字形式に変換する画像形成装置に
おいて、連結関係にある複数の閾値データからなる閾値領域を複
数配置したディザマトリクスを用い、前記画像データの
各画素と前記ディザマトリクスの各閾値データを比較す
ることにより階調変換を行う階調変換処理手段を有し、前記ディザマトリクスは、ブルーノイズマスクの各閾値
を前記ディザマトリクス内の各閾値領域に対応させ、前
記ブルーノイズマスクの閾値を前記閾値領域内において
組織的ドット配列を形成するための複数の閾値データに
変換して配置したものであり、前記閾値領域内で最も大
きい閾値データのみを抽出したディザマトリクスは前記
ブルーノイズマスクと同様の周波数特性をもつことを特
徴とする画像形成装置。
【請求項１２】請求項９、１０または１１において、前記階調変換処理手段は、前記画像データと前記閾値デ
ータとの比較を行い前記印字データに変換する量子化手
段と、前記閾値領域毎に量子化により発生した量子化誤
差を決定し、量子化処理を行っていない閾値領域に対応
する画像データに補正を加えるための補正値を決定する
補正値決定手段と、前記補正値を蓄積するデータ保存手
段と、前記蓄積された補正値を利用して前記量子化処理
を行っていない閾値領域に対応する画像データに補正を
加えるデータ補正手段を設けることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項１３】請求項１２において、前記補正値決定手段は、前記閾値領域内の閾値数ｎ、閾
値領域に対応する画像データの量子化誤差がＥ１〜Ｅｎ
の場合、Ｅ１〜Ｅｎの総和を前記閾値領域の量子化誤差
とし、前記補正値は１／ｎ・ΣＥｎとして決定されるこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかにおいて、前記組織的なドット配列を形成するための閾値データ
は、前記画像データの輝度値の減少もしくは濃度値の増
加によりドットが領域内で規則的に集中していく閾値デ
ータであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】ブルーノイズマスクを利用してディザ
マトリクスを生成する方法において、ブルーノイズマスクの各閾値を、連結関係にある複数の
閾値データからなる閾値領域に対応させ、前記ブルーノ
イズマスクの閾値を前記閾値領域内において組織的なド
ット配列を形成するための複数の閾値データに変換して
ディザマトリクスを生成することを特徴とするディザマ
トリクス生成方法。
【請求項１６】スキャナと、プリンタと、前記スキャ
ナで読み取った画像データを前記プリンタで印字するた
めの印字データに変換する階調変換部を搭載した複写機
において、前記階調変換部に請求項１〜１３のいずれかに記載の画
像形成装置を適用したことを特徴とする複写機。