JP2004015614A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多階調の画像データを誤差拡散法またはこれと等価な方法によりハーフトーン処理した際にも、バンディング等の現象が生じることのない高画質な画像形成ができる画像処理装置および画像処理方法を提供すること。
【解決手段】画像データの階調値を変換するための閾値設定手段と、前記閾値設定手段で設定された閾値に基づきハーフトーン処理を行うハーフトーン処理手段と、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分に規則的なドット配列の周期的な発生を防止するために前記画像データに付加する一定量の第１のノイズよりノイズ幅の大きい第２のノイズを付加するノイズ付加手段を備えたこと。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多階調の画像データを誤差拡散法またはこれと等価な方法によりハーフトーン処理をする画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータで処理された画像やスキャナーで読み込まれた画像、あるいはデジタルカメラで撮影した画像等の出力装置として、最近ではカラーの画像が出力（印刷）できるインクジェットプリンタがある。
【０００３】
インクジェットプリンタはインクを吐出して紙や布帛あるいは樹脂製のフィルム等の記録媒体にインク滴によりドットを形成して前述の画像を印刷するため、通常は、一色のインクに関してのみ考えると、各画素毎にはインクを吐出するか吐出しないか、すなわちインク滴で形成されるドットの有無の２階調しか表現できない。
【０００４】
そこで、一般には、原画像データに含まれる多くの階調値を表現するためにドットの分布を巧みに工夫して表現している。このように、原画像データの階調値に応じてドットの分布を決定し、各画素毎にドットの形成状態を決定する処理がハーフトーン処理である。
【０００５】
ハーフトーン処理は種々の方法により行われるが、画質に優れる画像処理方法として誤差拡散法や誤差拡散方法と等価な手法の一つである平均誤差最小法と呼ばれる方法が知られている。
【０００６】
誤差拡散法によるハーフトーン処理においても、画像の再現性に関していくつかの問題があり、例えば、規則的パターン（規則的なドット配列）が周期的に発生したり、画像の低濃度域及び高濃度域において、ドット生成の遅延や尾引という現象が生じることがある。
【０００７】
これを回避するために、一般には、ノイズをランダム（乱数的）に画像処理時に加えて処理しており、例えば、低濃度域および高濃度域で、濃度データに応じて加えるノイズの最大幅を変化させるようにした特開平８−３０７６８０号公報や画像の周波数に応じて、ノイズを付加して処理するか否かを判断し、コンピュータにより作成された画像のように低周波の画像では、ドットが規則的に形成されることによる画質低下を避けるため、ノイズを付加して誤差拡散処理をするが、自然画像などの高周波の画像では、より正確な画像表現を行うために、ノイズを加えないで誤差拡散処理をするようにした特開２００１−５２１５７号公報等が知られている。
【０００８】
しかしながら、前述の誤差拡散法によるハーフトーン処理におけるドット生成の遅延や尾引等の現象の他に、実際にインクジェットプリンタで印刷する場合には、通称バンディングと呼ばれる現象が生じ画像品質を低下させるという問題がある。
【０００９】
図５により、バンディング現象について説明する。
図中の黒丸は、例えば、インクジェットプリンタのインク滴により形成されるドットを示し、白丸はインク滴により形成されない仮想のドット（空白ドット）を示すものとする。また、矢印Ｍはヘッドの走査方向（主走査方向）を示し、矢印Ｓは印刷用紙の送り方向（副走査方向）を示すものとする。因に、図を見やすくするために、矢印Ｍおよび矢印Ｓは図５（Ａ）のみに記載した。
【００１０】
前述の誤差拡散処理では、閾値と閾値の中間部分でのドットの出現率は５０％となり、図５（Ａ）に示すように、ドット（黒丸）は市松模様状の規則的パターン、つまり、規則的なドット配列となって出現する。
【００１１】
また、インクジェットプリンタでは、図５（Ｂ）に示すように、ドット間の隙間を埋めるために１ドット置きに半画素ずらすドット配列（ハーフ印刷モード）を用いることがある。
【００１２】
そこで、ドットの出現率５０％の画像をインクジェットプリンタのハーフ印刷モードで印刷した場合は、図５（Ｃ）に示すように、本来１ラインに並ぶドットが半画素分ずれるため、次のラインに近づくことで、ドットの集まったスジとドットのないスジ（矢印で示す部分）とが出現し、別のラインを発生したようになり、印刷した画像では細かなスジが縞状（バンディング）に見えることにより品質を低下させていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑み、多階調の画像データを誤差拡散法またはこれと等価な方法によりハーフトーン処理した際にも、バンディング等の現象が生じることのない高画質な画像形成ができる画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、所定範囲の階調値を有する画像データを、誤差拡散法またはこれと等価な処理によってハーフトーン処理し、ドットの形成状態を各画素ごとに特定する印刷データを生成する画像処理装置において、前記画像データの階調値を変換するための閾値設定手段と、前記閾値設定手段で設定された閾値に基づき前記ハーフトーン処理を行うハーフトーン処理手段と、前記閾値部分または閾値間の整数分の１の部分に規則的なドット配列の周期的な発生を防止するために前記画像データに付加する一定量の第１のノイズよりノイズ幅の大きい第２のノイズを付加するノイズ付加手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
これにより、多階調の画像データを誤差拡散法またはこれと等価な方法によりハーフトーン処理を行う際に、規則的なドット配列が出現したり、バンディング等の現象が生じることがない高画質な画像を再現できる画像処理装置を提供できる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ノイズ付加手段は、前記閾値部分または閾値間の整数分の１の部分が前記第２のノイズの最大量となるように、前記閾値部分または閾値間の整数分の１の部分を中心とする所定の範囲の両端部からノイズ幅を徐々に増加するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
これにより、更に、原画像と遜色のない高画質な画像を再現できる画像処理装置を提供できる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１乃至２に記載の発明において、前記閾値間の整数分の１の部分が、前記閾値間の中間値の部分であることを特徴とする。
【００１９】
これにより、規則的なドット配列が出現する可能性が高い閾値と閾値の中間値部分に第２のノイズを付加することで、複雑なハーフトーン処理を簡易化して処理時間を短縮をすることができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、所定範囲の階調値を有する画像データを、誤差拡散法またはこれと等価な処理によってハーフトーン処理し、ドットの形成状態を各画素ごとに特定する印刷データを生成する画像処理方法において、前記画像データの階調値を変換するための閾値設定工程と前記閾値設定工程で設定された閾値に基づき前記ハーフトーン処理を行うハーフトーン処理工程と、前記ハーフトーン処理工程で前記ハーフトーン処理を行う際に、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分に規則的なドット配列の周期的な発生を防止するために前記画像データに付加する一定量の第１のノイズよりノイズ幅の大きい第２のノイズを付加するノイズ付加工程を備えたことを特徴とする。
【００２１】
これにより、多階調の画像データを誤差拡散法またはこれと等価な方法によりハーフトーン処理を行う際に、規則的なドット配列が出現したり、バンディング等の現象が生じることがない高画質な画像を再現できる画像処理方法を提供できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００２３】
図１は本発明のハーフトーン処理を示すグラフである。図２は本発明のハーフトーン処理によるドット配列の一例を示す模式図である。図３は本発明の画像処理装置の回路構成を示すブロック図である。図４は本発明のハーフトーン処理の手順を示すフローチャートである。図５は本発明に係るバンディングを示す模式図である。
【００２４】
図１により、本発明のハーフトーン処理について説明する。
ハーフトーン処理は、多階調の画像データを誤差拡散法またはこれと等価な方法により出力装置に適した画像データに変換する画像処理方式の一種で、特に、中間的な階調を再現するための処理方式である。因に、画像データとは、画像を構成する画素（１ドット）に関するデータをいい、ドットの色や濃度、あるいはドットの大きさ等の画像処理や印刷に必要な情報を含むものである。
【００２５】
図１（Ａ）および（Ｂ）は、誤差拡散法を用いたハーフトーン処理を示すグラフで、縦軸にノイズ量（％）を示し、横軸に画像データの濃度領域（濃度レベルを０〜２５５の範囲とする。）を示すもので、例えば、階調数が５値の場合の閾値は、０、６４、１２８、１９２、２５５となる。
【００２６】
本発明の実施の形態においては、規則的パターン（規則的なドット配列）が周期的に発生しないように、予め画像データの全濃度域に、例えば、ノイズがノイズ量（以下、ノイズ幅という。）として２４％程度付加されているものとする。
【００２７】
一般には、このノイズ幅を増やすことで、前述の規則的なドット配列の周期的な発生を抑制することができるが、全濃度域でノイズ幅を増やすと、ノイズの影響が強く出てザラツキのある画像になってしまうので、問題の発生している濃度部分（例えば、閾値の中間値）および、その近傍のみノイズ幅を増やし、それ以外の濃度域では、通常のノイズ（第１のノイズ）の２４％程度のノイズ幅とすることで、細かいバンディングを回避するようにしている。
【００２８】
なお、問題の発生している濃度部分に付加するノイズ（第２のノイズ）のノイズ幅は、基本的には多い方が良いが、５０％を越えるノイズ幅を付加すると誤差拡散処理等を行った場合に、次の濃度レベルになってしまう可能性があるので、５０％を越えない通常のノイズ幅の２倍程度、つまり４８％程度のノイズ幅に設定することが好ましい。
【００２９】
また、第２のノイズを付加する方法として、２つの方法が考えられる。第１の方法は、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分に第２のノイズの最大のノイズ幅を加える方法と、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分が第２のノイズのノイズ幅が最大となるように、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分を中心とする所定の範囲の両端部からノイズ幅を徐々に増加するようにする方法とがある。
【００３０】
なお、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分（その近傍を含む）に第２のノイズを付加する理由は、原画像データにもよるが、この部分に規則的なドット配列が出現する可能性が高いからであり、一般的には、閾値と閾値の中間値部分に出現しやすいと言われている。
【００３１】
説明を簡単にするために、規則的なドット配列が出現しやすい閾値と閾値の中間値の部分に第２のノイズを付加する場合について説明する。
【００３２】
（１）第１の方法の場合
図１（Ａ）の櫛歯状のグラフは、階調数が５値の場合の閾値は、０、６４、１２８、１９２、２５５となるので、閾値と閾値の中間値は３２、９６、１６０、２２４（数字は図示せず。）であり、例えば、閾値や中間値の部分として、この中間値を中心とする近傍（例えば画像データの濃度レベルで±３レベル程度の範囲）にノイズ幅４８％の第２のノイズを加えた状態を示している。このように第２のノイズを中間値の部分に付加するとバンディングを回避することができる。
【００３３】
また、櫛歯状グラフのベース部分がノイズ幅２４％程度になっているのは、前述したように、予め画像データの全濃度域に対して第１のノイズが付加されているためである。
【００３４】
なお、本発明の実施の形態においては、不自然さのないハーフトーン処理を実現するために、閾値や中間値の部分としての近傍の範囲は±３レベル程度が好ましいが、印刷された画像の状態等により、この範囲を増減させても良い。
【００３５】
（２）第２の方法の場合
図１（Ｂ）の鋸歯状のグラフは、閾値と中間値および近傍の範囲は図１（Ａ）と同じであるが、中間値を中心とするノイズ付加範囲（所定の範囲）が設けられ、ノイズ付加範囲の両端からノイズ幅を増加させている点が異なる。
【００３６】
そして、このように第２のノイズを付加することにより、より自然な状態でバンディングを回避することができる。
【００３７】
なお、ノイズ付加範囲は、閾値の幅の±１／４程度が好ましく、例えば、５値の場合は閾値の幅が６４であるから、画像データの濃度レベルとして±１６レベルに相当する。
【００３８】
本発明の実施の形態においては、ノイズ付加範囲を閾値の幅の±１／４程度としたが、これに限定されるものではなく、印刷された画像の状態等により増減させても良いものである。
【００３９】
また、第１の方法および第２の方法においても、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分（その近傍を含む）の全て、あるいは特定部分に第２のノイズを付加するか否かは、前述のように、原画像データにより規則的なドット配列の出現部分も変化するので、実際には印刷した画像の状態を観察した上で、決定することが好ましい。
【００４０】
図２は、本発明のハーフトーン処理をして、インクジェットプリンタにより出力した場合のドット配列の変化を示したものである。
【００４１】
つまり、図２（イ）は閾値と閾値の中間部分でのドット出現率が５０％のドット配列を示し、図２（ロ）は図２（イ）を第１の方法でハーフトーン処理をした場合のドット配列を示したものであり、図２（ハ）は図２（ロ）をインクジェットプリンタのハーフ印刷モードで印刷した場合のドット配列を示したものである。図２（ハ）と前述の図５（Ｃ）とを対比すると明らかなように、図２（ハ）ではバンディングが回避されていることがわかる。
【００４２】
図３により、本発明の画像処理装置の回路構成について説明する。
図中、１００は本発明の実施の形態における画像処理装置で、画像処理装置１００はＣＰＵ１１０、情報制御回路１２０、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３０、ハーフトーン処理回路１４０等から構成されており、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３０を介して画像情報出力装置２００や印刷装置３００が接続されている。
【００４３】
ＣＰＵ１１０は、予め記憶した制御プログラムに応じたシーケンス等の制御情報を記憶する制御情報記憶手段（図示せず）を備えており、この制御情報に基づき画像処理装置１００全体を制御するようにしている。
【００４４】
情報制御回路１２０は、ＣＰＵ１１０の指令により、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３０を介して外部の画像情報出力装置２００や印刷装置３００との各種データの入出力を実行したり、画像処理装置１００の内部の各種情報の流れを迅速に、かつ円滑に制御するための回路である。
【００４５】
例えば、画像情報出力装置２００から画像データや画像処理を実行するために必要なデータ等の初期データを記憶する初期データメモリ１２１やハーフトーン処理回路１４０で画像処理が完了した画像データ（印刷データ）を記憶し、印刷装置３００に対して出力することができる印刷データメモリ等を備えている。
【００４６】
初期データとしては、原画像に関する画像データ（各色毎で、かつ１ドット毎の画像データ）、階調データ（画像データを印刷する際の階調数で、例えば５値。）、ノイズデータ（ノイズ幅２４％の第１のノイズ、ノイズ幅４８％の第２のノイズ、ランダムデータ）、誤差データ（１ライン分の誤差拡散の演算で得られた誤差の集積量）等があり、これらの各種データに対応したアドレスが設けられた初期データメモリ１２１のそれぞれのアドレスに記憶される。
【００４７】
因に、ランダムデータは、通常の領域に発生した規則性を解消するために用いる乱数データであり、本発明の実施の形態では初期データメモリ１２１に記憶するようにしたが、初期データメモリ１２１に記憶せず、ランダムデータ発生手段を別に設けるようにしても良い。
【００４８】
なお、階調データやノイズデータ、あるいは第２のノイズを付加する部分の設定等は、印刷装置３００の性能や機能等により印刷された画像を判断して修正する可能性があるので、通常は、操作入力手段（図示せず）によりキーボード等を用いてデータの変更が設定できるようになっており、変更されたデータは情報制御回路１２０により初期データメモリ１２１に記憶されるようになっている。
【００４９】
また、画像データは全てのデータを初期データとして初期データメモリに記憶する必要はなく、本発明の実施の形態のように、ハーフトーン処理に必要な１ライン分の画像データを記憶するようにして、１ライン分の処理が完了する毎に画像情報出力装置２００から入力するようにしても良いし、メモリの容量等を考慮して記憶する画像データの量を増減したり、画像データのみを記憶する画像データメモリを初期データメモリ１２１とは別に設けるようにしても良い。
【００５０】
同様に、印刷データメモリ１２２は、印刷装置３００と画像処理装置１００が、例えば、常時接続されており、印刷装置３００に印刷データを記憶するメモリ等が設けられているような場合等においては、画像処理装置１００に特に設ける必要はない。
【００５１】
ハーフトーン処理回路１４０は、情報制御回路１２０により入力された初期データに基づき誤差拡散法を用いたハーフトーン処理等の画像処理を実行する回路で、閾値設定回路１４１、誤差拡散処理回路１４２、誤差データ集積回路１４３、トーン補正回路１４４、ノイズ付加処理回路１４５、Ｎ値化演算回路１４６等の各回路で構成されており、ＣＰＵ１１０に予め記憶された制御プログラムによりハーフトーン処理回路１４０が作動して、ハーフトーン処理回路１４０を構成する各回路をタイミング良く、かつ正確に順次作動させることにより各種データの授受や演算等を行いハーフトーン処理を実行するようにしている。
【００５２】
閾値設定回路１４１は、初期データメモリ１２１から読み出された階調データに基づき、閾値を設定する回路である。つまり、誤差拡散法等を用いたハーフトーン処理の演算等に使用される閾値や中間値を予め求めておくためのものである。
【００５３】
誤差拡散処理回路１４２は、初期データメモリ１２１から読み出された１ライン分の画像データに対して、しかも、印刷に使用する全てのインクの色に関して、１ドット毎にノイズデータの１種であるランダムデータや誤差データを加算したりして誤差を拡散する処理を行う回路である。
【００５４】
誤差データ集積回路１４３は、誤差拡散処理回路１４２で既に誤差拡散されてきた画像データの誤差の差分、つまり、１ライン分の画像データに分散しきれなかった誤差分を誤差データメモリ（図示せず）に集積する回路であり、集積された誤差データは新たな誤差データとして、例えば、次の１ラインへ誤差を分散させるために使用するものである。
【００５５】
トーン補正回路１４４は、誤差を加算された画像データに対してトーン補正を行う回路である。トーン補正とは、インクの色毎に、インクの色の濃度データを、印刷されたときに変化するインク滴の大きさやインクの濃度等を考慮して、実際に印字したインクのドットの濃度を表すデータとして擬似的な濃度レベルに変換し、階調変化をリニアになるように補正することである。
【００５６】
ノイズ付加処理回路１４５は、誤差拡散処理回路１４２で誤差を加算され、トーン補正回路１４４によりトーン補正された画像データを、前述したように、ハーフトーン処理の第１の方法の場合には画像データの１ドット毎に閾値近傍か否か、第２の方法の場合には閾値のノイズ付加範囲か否かを判別して、第１の方法の場合には、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分に第２のノイズの最大のノイズ幅を加え、第２の方法の場合には、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分が第２のノイズのノイズ幅が最大となるように、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分を中心とするノイズ付加範囲（所定の範囲）の両端部からノイズ幅を徐々に増加するように第２のノイズを付加する回路である。
【００５７】
なお、本発明の実施の形態においては、近傍の範囲を近傍の範囲を±３レベルとし、ノイズ付加範囲を画像データの濃度レベルとして±１６レベルの範囲で判断するようにしている。
【００５８】
Ｎ値化演算回路１４６は、ノイズ付加処理回路１４５による処理が完了した所定の階調数を有する画像データを新たな階調数に変換する回路で、具体的には、変換する前の画像データの濃度レベルを閾値の幅で割り、得られた「商」を新たな濃度レベルとして設定するようにしている。また、割り切れずに「端数」がでた場合は、「余り」が閾値の幅の１／２以上の場合は１段階上のレベルに繰り上げるようにしている。
【００５９】
以上の処理が完了した画像データは印刷データとして印刷データメモリ１２２に記憶され印刷可能となる。
【００６０】
印刷を行う場合は、印刷装置３００とタイミングを合わせてＣＰＵ１１０が情報制御回路１２０に印刷指令を発することにより、情報制御回路１２０が印刷装置３００に適したデータ出力速度やデータ量等に基づき印刷データメモリ１２２から適宜出力し、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３０を介して印刷装置３００で印刷できるようにしている。
【００６１】
なお、本発明の実施の形態においては、ＣＰＵ１１０に予め記憶された制御プログラムによりハーフトーン処理回路１４０を作動させ、各回路を作動するようにしているが、これに限らず、ハーフトーン処理回路１４０に例えば記憶手段を設けハーフトーン処理の制御プログラムを記憶するようにして、各回路の制御を直接行うようにしても良い。
【００６２】
図４により、本発明のハーフトーン処理の具体的な手順について説明する。
本発明の実施の形態におけるハーフトーン処理は、前述のように、実際には制御回路（図示せず）が予め記憶されたプログラムに基づき各回路を実行するようになっており、各種データの記憶や一時的な保管に関しては、それぞれのデータに対応したデータメモリや保管データメモリ等の記憶手段が設けられているものとする。
【００６３】
なお、説明を簡単にするために、前述の第１の方法の特に閾値と閾値の中間値部分に第２のノイズを加える方法に関して説明する。
【００６４】
（ＳＰ１）
初期データを初期データメモリに記憶するするステップである。通常は、画像情報出力装置から出力される画像データ等を初期データとして初期データメモリに記憶するようになっている。
【００６５】
初期データとしては、前述のように、原画像に関する画像データ（各色毎で、かつ１ドット毎の画像データ）、階調データ（画像データを印刷する際の階調数で、例えば５値。）、ノイズデータ（ノイズ幅２４％の第１のノイズ、ノイズ幅４８％の第２のノイズ、ランダムデータ）、誤差データ（１ライン分の誤差拡散の演算で得られた誤差の集積量）等があり、それぞれのデータメモリに記憶される。
【００６６】
（ＳＰ２）
初期データメモリから階調データを読み出し、閾値を設定するステップである。例えば、階調数が５値の場合は、全濃度域を０〜２５５のレベルとすると、閾値は、０、６４、１２８、１９２、２５５の５値が設定され、閾値と閾値の中間値は３２、９６、１６０、２２４の４値が設定される。
【００６７】
なお、この時に、近傍の範囲も設定しておくことが望ましく、本発明の実施の形態においては、近傍の範囲を、例えば、±３レベルに設定することにする。
【００６８】
（ＳＰ３）
初期データメモリから１ライン分の画像データを読み出すステップである。つまり、１ドット毎の１ライン分の画像データを読み出し、１ライン分の誤差拡散やハーフトーン処理等の全ての処理が完了すると次の１ライン分の画像データを読み出すようになっている。読み出された画像データは次の画像データが読み出されるまで保管データメモリ（図示せず）に保管され、保管されたデータは次の画像データが読み出されるたびに順次更新される。
【００６９】
（ＳＰ４）
初期データメモリからノイズデータの１種であるランダムデータを読み出すステップである。後述するステップで、通常の領域に発生した規則性を解消するために使用される。
【００７０】
（ＳＰ５）
初期データメモリから誤差データを読み出すステップである。誤差データは、誤差拡散の演算で得られた誤差の集積量であるため、１ライン目を演算する時にはまだ誤差の集積がなく、２ライン目を演算するときに１ライン目の誤差が集積されるようになるので、１ライン目の場合に限り、実質的に何もデータが読み出されない。
【００７１】
（ＳＰ６）
画像データにランダムデータと誤差データを加算するステップである。既に読み出されている１ライン分の画像データに既に読み出されているランダムデータと誤差データを加算する。ランダムデータは誤差拡散を行う際に規則的なドット配列が発生しないようにするために乱数データを加算するもので、誤差データは既に誤差拡散されてきた画像データの誤差の差分（分散しきれなかった誤差分）を以降の画像データに分散させるために加算されるもので、前述のように１ライン目は誤差データとして「０」を加算することになる。
【００７２】
（ＳＰ７）
誤差を加算された画像データに対してトーン補正を行うステップである。インクの色毎に、インクの色の濃度データを、印刷されたときに変化するインク滴の大きさやインクの濃度等を考慮して、実際に印字したインクのドットの濃度を表すデータとして擬似的な濃度レベルに変換する。
【００７３】
（ＳＰ８）
画像データの濃度レベルを判別して、加算するノイズ幅を選択するステップである。本発明の実施の形態における第１の方法、特に閾値と閾値の中間値部分に第２のノイズを加える方法に関しては、中間値（３２、９６、１６０、２２４）部分に第２のノイズを付加するようにしているので、ここでは中間値が閾値として設定され、しかも、近傍の範囲を±３レベルとしたので、この範囲で１ドット毎に判別するようにしている。
【００７４】
（ＳＰ９）
第２のノイズを加算するステップである。ステップ８（ＳＰ８）で画像データの濃度レベルが閾値近傍、つまり、中間値近傍（±３レベルを含む）と判断されたので、ノイズ幅が４８％の第２のノイズを加算する。このステップが特に本発明の特徴となるステップである。
【００７５】
（ＳＰ１０）
第１のノイズを加算するステップである。ステップ８（ＳＰ８）で画像データの濃度レベルが閾値近傍ではない、つまり、中間値近傍ではないと判断されたので、ノイズ幅が２４％の通常のノイズ幅である第１のノイズを加算し、ステップ１１（ＳＰ１１）に進む。
【００７６】
（ＳＰ１１）
画像データのクリップを行うステップである。クリップとは、演算された結果の数値を所定の範囲に丸めることをいう。つまり、濃度領域の「０」は濃度が最も低いレベルで２５５は濃度が最も高いレベルと設定しているために、演算によっては、画像データの濃度レベルが２５５以上の数値になったり、負の数値になったりすることがある。
【００７７】
このような場合、最大値と最小値を制限するために、結果の数値を０〜２５５の範囲に納める必要があり、具体的には、演算結果が「０」以下は「０」に、同様に「２５５」以上は「２５５」にするものである。
【００７８】
（ＳＰ１２）
階調のレベルを算出するためのステップである。画像データの濃度レベルを閾値の幅で割り算して求められた「商」を階調のレベルとするものである。
【００７９】
例えば、濃度領域が０〜２５５の範囲で階調数が５値の場合、閾値は、０、６４、１２８、１９２、２５５となり閾値の幅は６４となるので、例えば、画像データの濃度レベルが１２８であれば、１２８／６４＝２（商）となり、レベル２を得ることができる。すなわち、この画像データを５値化すると「０、１、２、３、４」の５値のレベル２を示すことになる。
【００８０】
（ＳＰ１３）
５値化の演算に際して端数が生じた場合に、レベルを特定するための判断をおこなうステップである。つまり、ステップ１２（ＳＰ１２）で画像データの濃度レベルを閾値の幅で割り算した結果、端数が生じた場合に、「余り」が閾値の幅の１／２より大きいときは、より近い値を示す一つ上の閾値レベルにした方が妥当と判断するのである。
【００８１】
具体的には、例えば、画像データの濃度レベルが１００であれば、１００／６４＝１．５６２５（商）となり、端数が生じる。つまり、「商」が１で「余り」が３６となり、「余り」３６は閾値の幅の１／２である３２より大きいことになる。すなわち、この画像データを５値化するとレベル１よりレベル２に近いと判断する。
【００８２】
（ＳＰ１４）
レベルを一つ繰り上げるステップである。ステップ１３（ＳＰ１３）で画像データの濃度レベルを閾値の幅で割り算した結果の「商」の整数部分の数値（レベル）に１を加算して、レベルを一つ上の閾値レベルに設定する。つまり、前述したように画像データの濃度レベルが１００の場合は、レベル１に１を加算してレベル２とする。
【００８３】
（ＳＰ１５）
レベルを変更せず、次のステップに進む。つまり、演算の結果、端数が生じても「余り」が閾値の幅の１／２である３２より小さい場合は、「商」の整数部分の数値のレベルに設定する。
【００８４】
（ＳＰ１６）
レベル設定での誤差分を誤差データとして集積するステップである。５値化の際に実行した演算結果の「商」はレベルを示す数値となったが、「余り」は誤差として誤差データメモリに集積し、新たな誤差データとして次のラインへ誤差を分散させるために使用するのである。
【００８５】
（ＳＰ１７）
全色の１ドットに対して以上のステップ（ハーフトーン処理）が終了したか否かを判断するステップである。インクの色が、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、クロ（Ｋ）のＹＭＣＫ４色の場合は４回、８色の場合は８回繰り返して、上記のステップを繰り返して実行する。
【００８６】
全色の１ドットに対するハーフトーン処理が完了すると、次のドットに移行して、同様のステップを繰り返して実行するようにする。因に、どの色から始めるか、次は何色にするか等の色の順序に関しては特に限定するものではない。
【００８７】
（ＳＰ１８）
全色の１ドットが終了していなかった場合に、次の色のドットに対象のドットを移行するステップである。次の色のドットを設定して、ステップＢに進む。全色のハーフトーン処理が完了するまで、このステップを実行することになる。
【００８８】
（ＳＰ１９）
１ライン分の全てのドットに対するハーフトーン処理が終了したか否かを判断するステップである。１ライン分のハーフトーン処理が完了すると、次のラインのドットに移行して、同様のステップを繰り返して実行するようにする。
【００８９】
（ＳＰ２０）
１ライン分の全てのドットに対するハーフトーン処理が終了していなかった場合に、次のドットに対象のドットを移行するステップである。次のドットを設定して、ステップＢに進む。１ライン分のハーフトーン処理が完了するまで、このステップを実行することになる。
【００９０】
（ＳＰ２１）
全画像に対してハーフトーン処理が終了したか否かを判断するステップである。全画像に対するハーフトーン処理が終了していれば、ハーフトーン処理の全てのステップを終了する。
【００９１】
引き続いて、ハーフトーン処理が終了した画像データを印刷するのであれば、このハーフトーン処理されたデータを印刷データとして、例えば、インクジェットプリンタに出力して印刷することができる。
【００９２】
また、ハーフトーン処理の終了に際して、初期データメモリに記憶されている初期データを全て消去し、次のハーフトーン処理が迅速に実行できるようにして終了することが望ましい。
【００９３】
（ＳＰ２２）
全画像に対するハーフトーン処理が完了していなかった場合は、次のラインのドットに対象のドットを移行するステップである。次のラインの画像データの読み出しができるように設定して、ステップＡに進む。全画像に対するハーフトーン処理が完了するまで、このステップを実行することになる。
【００９４】
なお、閾値と閾値の中間値部分に関してハーフトーン処理の手順を説明したが、他の部分のハーフトーン処理を行う際は、上記同様の処理を行うものである。
【００９５】
また、第１の方法によるハーフトーン処理を説明してきたが、第２の方法もほぼ同様の手順である。
【００９６】
因に、第１の方法と第２の方法とで異なる点は、第１の方法のステップ８（ＳＰ８）における閾値の近傍か否かの判断が、第２の方法では閾値のノイズ付加範囲か否かの判断に代わり、前述のようにノイズ付加範囲を画像データの濃度レベルとして±１６レベルの範囲で判断するようにする点と、第１の方法のステップ９（ＳＰ９）で第２のノイズを加算する加算の仕方が相違することである。
【００９７】
つまり、第１の方法は、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分に第２のノイズの最大のノイズ幅を加えるようにしたが、第２の方法では、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分が第２のノイズのノイズ幅が最大となるように、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分を中心とするノイズ付加範囲（所定の範囲）の両端部からノイズ幅を徐々に増加するようにすることである。
【００９８】
以上のように本発明においては、多階調の画像データを誤差拡散法またはこれと等価な方法によりハーフトーン処理を行う際に、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分に第２のノイズの最大のノイズ幅を加えるようにしたので、規則的なドット配列が出現したり、バンディング等の現象が生じることがない高画質な画像を再現できるようになり、また、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分が第２のノイズのノイズ幅が最大となるように、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分を中心とするノイズ付加範囲の両端部からノイズ幅を徐々に増加するようにすることで、より原画像と遜色のない高画質な画像を再現できるようになった。
【００９９】
特に、本発明のハーフトーン処理においては、印刷装置のハーフ印刷モードで印刷した際に、バンディングを回避する効果を著しく発揮するものである。
【０１００】
また、本発明の実施の形態においては、原画像データを５値化する際のハーフトーン処理に関して説明したが、これに限らず、他の階調数に変換する場合にも本発明の効果を得ることができるものである。
【０１０１】
なお、本発明の実施の形態においては、画像処理装置として単独の装置を構成するようにしているが、ハーフトーン処理回路部分を他の情報機器、例えば、画像情報出力装置に組み込んだり印刷装置に組み込み、ＣＰＵ等の制御回路や記憶手段等を共通に使用するようにして安価な画像情報出力装置や印刷装置を提供するようにしたり、更に、画像情報の迅速な処理が行えるようにしても良いことは言うまでもない。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明は、多階調の画像データを誤差拡散法またはこれと等価な方法によりハーフトーン処理した際に、規則的なドット配列が出現したり、バンディング等の現象が生じることがなく原画像と遜色のない高画質な画像を再現できる画像処理装置および画像処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハーフトーン処理を示すグラフである。
【図２】本発明のハーフトーン処理によるドット配列の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の画像処理装置の回路構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のハーフトーン処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係るバンディングを示す模式図である。
【符号の説明】
１００　画像処理装置
１１０　ＣＰＵ
１２０　情報制御回路
１２１　初期データメモリ
１２２　印刷データメモリ
１３０　インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１４０　ハーフトーン処理回路
１４１　閾値設定回路
１４２　誤差拡散処理回路
１４３　誤差データ集積回路
１４４　トーン補正回路
１４５　ノイズ付加処理回路
１４６　Ｎ値化演算回路
２００　画像情報出力装置
３００　印刷装置

Claims (4)

1. 所定範囲の階調値を有する画像データを、誤差拡散法またはこれと等価な処理によってハーフトーン処理し、ドットの形成状態を各画素ごとに特定する印刷データを生成する画像処理装置において、前記画像データの階調値を変換するための閾値設定手段と、前記閾値設定手段で設定された閾値に基づき前記ハーフトーン処理を行うハーフトーン処理手段と、前記閾値部分または閾値間の整数分の１の部分に規則的なドット配列の周期的な発生を防止するために前記画像データに付加する一定量の第１のノイズよりノイズ幅の大きい第２のノイズを付加するノイズ付加手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記ノイズ付加手段は、前記閾値部分または閾値間の整数分の１の部分が前記第２のノイズの最大量となるように、前記閾値部分または閾値間の整数分の１の部分を中心とする所定の範囲の両端部からノイズ幅を徐々に増加するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記閾値間の整数分の１の部分が、前記閾値間の中間値の部分であることを特徴とする請求項１乃至２に記載の画像処理装置。
4. 所定範囲の階調値を有する画像データを、誤差拡散法またはこれと等価な処理によってハーフトーン処理し、ドットの形成状態を各画素ごとに特定する印刷データを生成する画像処理方法において、前記画像データの階調値を変換するための閾値設定工程と前記閾値設定工程で設定された閾値に基づき前記ハーフトーン処理を行うハーフトーン処理工程と、前記ハーフトーン処理工程で前記ハーフトーン処理を行う際に、閾値部分または閾値間の整数分の１の部分に規則的なドット配列の周期的な発生を防止するために前記画像データに付加する一定量の第１のノイズよりノイズ幅の大きい第２のノイズを付加するノイズ付加工程を備えたことを特徴とする画像処理方法。

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