JP2006020219A - 画像処理方法及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力画像の粒状感を低減するとともに、印刷装置の機械的なムラの影響を低減する。
【解決手段】画像処理装置１は、複数階調の元画像データを誤差拡散処理することにより中間画像データを生成する誤差拡散処理部３１と、６４×６４のサイズのディザマスクを設定するディザマスク設定部４１と、ディザマスクをブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の小さい順に中間画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる２×２の濃度パターンを、当該ブロックに対応させて量子化レベルの値毎に設定する濃度パターン設定部４２と、中間画像データの量子化レベルの値に対応する濃度パターンを用いて当該中間画像データを濃度パターン処理する濃度パターン処理部４３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数階調の画像データをハーフトーニングする画像処理方法及び画像処理装置に関する。

従来、多階調の原画像データを擬似中間調の出力用画像データに変換する量子化処理の手法としては、組織的ディザ法、誤差拡散法、濃度パターン法などを用いた処理があり、特に組織的ディザ法としては、ドット配列の規則性が知覚され難いよう、いわゆる大域的なディザマスクを用いるディザ法（例えば、特許文献１参照）が知られている。

また、これらの処理を組み合わせて画像処理を行う方法も開発されており、このような方法としては、例えば以下の２つがある。

即ち、１つ目の方法は、多値誤差拡散処理と濃度パターン処理とを組み合わせる方法であり、具体的には、複数階調の画像データを多値誤差拡散処理して量子化レベル数を減らした後、濃度パターン処理を用いて２値化するものである（例えば、特許文献２，３参照）。

また、２つ目の方法は、量子化処理したデータを拡大した後、ディザ処理する方法であり、具体的には、複数階調の画像データを多値誤差拡散処理して量子化レベル数を減らし、ニアレストネイバー法やバイリニア法等によってデータ量の拡大処理を行った後、ディザ処理により２値化するものである（例えば、特許文献４参照）。

これらの方法によれば、複数階調の画像データを誤差拡散処理のみによって２値化する場合と比較して、処理すべきデータ数を減らすことができるので、処理速度を高めることができる。
特開平１０−２６２１５１号公報 特開平３−３４７６７号公報 特許３４７６２７０号公報 特許３３８５９６４号公報

しかしながら、上記特許文献２，３に開示の方法においては、例えば、３値の誤差拡散処理の後、図１５（ａ）に示すような固定の濃度パターンを用いて濃度パターン処理を行う場合には、誤差拡散処理後の量子化レベルの値が１で連続すると、図１５（ｂ）に示すように、出力ドットが規則的に並んで出現するため、画像を印刷する際に印刷装置の機械的なムラ、例えばインクジェットプリンタにおけるノズルの向き等の影響を受けやすくなってしまう。

また、上記特許文献４に開示の方法においては、サイズの小さい同一のディザマスクを連続的に用いてディザ処理を行うと、誤差拡散処理後の量子化レベルの値が１で連続する場合、上記と同様に、出力ドットが規則的に並んで出現し、画像を印刷する際に印刷装置の機械的なムラの影響を受けやすくなってしまう。また、２ⁿ+1値の誤差拡散処理の後、大域的なディザマスクを用いてディザ処理を行うと、ディザ閾値の局所的な平均値にバラツキが生じてしまうため、誤差拡散処理後の量子化レベルの値が１で連続する場合であっても、誤差拡散処理後の量子化レベル数を面積階調で表現可能なブロック、例えばｎ×ｎのブロックでは、ドットが全く出現しない場合や、２つ出現する場合が生じてしまう。つまり、誤差拡散処理とディザ処理とを順次処理することにより、互いの処理が干渉する場合が生じてしまう。そして、局所的なドットの出現頻度に高低を生ずると、上記と同様に出力画像に粒状感を生じてしまう。

本発明の課題は、出力画像の粒状感を低減するとともに、印刷装置の機械的なムラの影響を低減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である。

請求項１記載の発明は、画像処理方法であって、
複数階調の第１画像データを量子化処理することにより第２画像データを生成する量子化処理工程と、
前記第２画像データの量子化レベル数を面積階調により表現可能な画素数を有する所定サイズのブロックの２倍以上の大きさのディザマスクを設定するディザマスク設定工程と、
前記ディザマスクを前記ブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の順序に基づいて前記第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる前記所定サイズの濃度パターンを、当該ブロックに対応させて量子化レベルの値毎に設定する濃度パターン設定工程と、
前記第２画像データの、各画素における量子化レベルの値に対応する前記濃度パターンを用いて前記第２画像データを濃度パターン処理する濃度パターン処理工程とを備えることを特徴とする。

ここで、量子化処理としては、例えば、多値誤差拡散処理などを用いることができる。
また、量子化レベル数を面積階調により表現可能な画素数とは、例えば、１種類のドットのオンオフで階調表現する場合には、（量子化レベル数−１）で表される画素数であり、複数種類のドットのオンオフで階調表現する場合には、（量子化レベル数−１）以下の画素数である。また、２倍以上の大きさとは、２以上の整数倍の大きさである。
また、ディザ閾値の順序とは、ディザ閾値の大きい順序でも良いし、小さい順序でも良い。
また、第２画像データの量子化レベルの値に対応する数のドットとは、ドットの種類が１つである場合には、（量子化レベルの値−１）と同数であり、ドットの種類が複数である場合には、（量子化レベルの値−１）と同数であっても良いし、これよりも少ない数であっても良い。また、ドットの種類とは、ドットの大きさに応じた種類であっても良いし、ドットの色に応じた種類であっても良い。

請求項１記載の発明によれば、濃度パターンの設定に用いられるディザマスクとして、濃度パターンの２倍以上の大きさを有するものを用いることにより、複数の濃度パターンがディザマスクの各ブロックに対応して設定される。従って、第２画像データの量子化レベルの値が同一値で連続する場合であっても、濃度パターン処理に用いられる濃度パターンが画素の座標に応じて異なり易くなる。よって、濃度パターン処理を行っても、従来と異なり、周期的なドットの出現を低減することができるため、画像を印刷する際に印刷装置の機械的なムラの影響を低減することができる。

また、第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる濃度パターンを用いて濃度パターン処理を行うことにより、量子化レベルの値を面積階調によって確実に表現することができる。従って、大域的なディザマスクを用いてディザ処理を行う従来の場合と異なり、第２画像データの量子化レベルの値に対してドットの出現頻度が局所的にかけ離れてしまうのを防止することができるため、出力画像の粒状感を低減することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像処理方法において、
前記ディザマスク設定工程においては、ブルーノイズ特性を有するディザマスクを設定することを特徴とする。

ここで、ブルーノイズ特性とは、ホワイトノイズ特性と比べて低周波数領域にパワースペクトルが少なく、視覚的な感度の低い高周波数領域にパワースペクトルが集中しているノイズ特性である。ブルーノイズ特性のディザマスクの作成法としては、例えば、いわゆる「空白と密集の方法」がある。この方法は、初期設定した濃度パターン中、最大の「密集」からドットを取り出して最大の「空白」に挿入する処理を繰り返すことにより濃度パターンを均質化し、この濃度パターンからディザマトリクスのしきい値を割り当てる方法である。ここで、空白及び密集の検出は、２次元のガウスフィルタ等によって処理中の画素の隣接画素におけるドットの有無を調べることにより行うことができる。この「空白と密集の方法」については、"The Void-and-Cluster Method for Dither Array Generation", RobertUlichney, IS&T/SPIE Symposium on Electronic Imaging Science and Technology, San Jose, California, (February 3, 1993)などに詳細に開示されている。また、このような特性を有するディザマスクは、例えば、米国特許第５，５４３，９４１号明細書にも詳述されている。

請求項２記載の発明によれば、ブルーノイズ特性を有するディザマスクに基づいて濃度パターンを設定し、この濃度パターンを用いて濃度パターン処理を行うことにより、規則的なドットの配置を防ぎつつ、均一性を向上させることができる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像処理方法において、
前記濃度パターンとして、１種類のドットから構成されるものを用いることを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、１種類のドットから構成される濃度パターンを用いることにより、請求項１または２記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の画像処理方法において、
前記濃度パターンとして、複数種類のドットから構成されるものを用いることを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、複数種類のドットから構成される濃度パターンを用いることにより、複数種類のドットで画像を出力する場合にも、請求項１または２記載の発明と同様の効果を得ることができる。

なお、ドットの種類は、ドットの色及びドットの大きさの何れか一方によって異なることとしても良いし、ドットの色及び大きさの両方によって異なることとしても良い。

請求項５記載の発明は、画像処理方法であって、
複数階調の第１画像データを量子化処理してから拡大処理することにより第２画像データを生成する量子化処理工程と、
前記第２画像データの量子化レベル数を面積階調により表現可能な画素数を有する所定サイズのブロックの２倍以上の大きさの第１ディザマスクを設定する第１ディザマスク設定工程と、
前記第１ディザマスクを前記ブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の順序に基づいて前記第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる前記所定サイズの第２ディザマスクを、当該ブロックに対応させて設定する第２ディザマスク設定工程と、
前記第２ディザマスクを用いて前記第２画像データをディザ処理するディザ処理工程とを備えることを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、第２ディザマスクの設定に用いられる第１ディザマスクとして、第２ディザマスクの２倍以上の大きさを有するものを用いることにより、複数の第２ディザマスクが第１ディザマスクの各ブロックに対応して設定されるため、ディザ処理に用いられる第２ディザマスクがブロックに応じて異なり易くなる。よって、量子化処理によって画像データを量子化後、拡大してからディザ処理を行っても、従来と異なり、周期的なドットの出現を低減することができるため、画像を印刷する際に印刷装置の機械的なムラの影響を低減することができる。

また、第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させるディザマスクを用いてディザ処理を行うことにより、量子化レベルの値を面積階調によって確実に表現することができる。従って、量子化処理によって画像データを量子化後、拡大してからディザ処理を行っても、局所的に量子化レベルの値が面積階調で表現されない従来の場合と異なり、第２画像データの量子化レベルの値に対してドットの出現頻度が局所的にかけ離れてしまうのを防止することができるため、出力画像の粒状感を低減することができる。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像処理方法において、
前記第１ディザマスク設定工程においては、ブルーノイズ特性を有する第１ディザマスクを設定することを特徴とする。

請求項６記載の発明によれば、ブルーノイズ特性を有する第１ディザマスクに基づいて第２ディザマスクを設定し、この第２ディザマスクを用いてディザ処理を行うことにより、規則的なドットの配置を防ぎつつ、均一性を向上させることができる。

請求項７記載の発明は、画像処理装置であって、
複数階調の第１画像データを量子化処理することにより第２画像データを生成する量子化処理部と、
前記第２画像データの量子化レベル数を面積階調により表現可能な画素数を有する所定サイズのブロックの２倍以上の大きさのディザマスクを設定するディザマスク設定部と、
前記ディザマスクを前記ブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の順序に基づいて前記第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる前記所定サイズの濃度パターンを、当該ブロックに対応させて量子化レベルの値毎に設定する濃度パターン設定部と、
前記第２画像データの、各画素における量子化レベルの値に対応する前記濃度パターンを用いて当該第２画像データを濃度パターン処理する濃度パターン処理部とを備えることを特徴とする。

請求項７記載の発明によれば、濃度パターンの設定に用いられるディザマスクとして、濃度パターンの２倍以上の大きさを有するものを用いるので、複数の濃度パターンがディザマスクの各ブロックに対応して設定される。従って、第２画像データの量子化レベルの値が同一値で連続する場合であっても、濃度パターン処理に用いられる濃度パターンが画素の座標に応じて異なり易くなる。よって、濃度パターン処理を行っても、従来と異なり、周期的なドットの出現を低減することができるため、画像を印刷する際に印刷装置の機械的なムラの影響を低減することができる。

また、第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる濃度パターンを用いて濃度パターン処理を行うので、量子化レベルの値を面積階調によって確実に表現することができる。従って、大域的なディザマスクを用いてディザ処理を行う従来の場合と異なり、第２画像データの量子化レベルの値に対してドットの出現頻度が局所的にかけ離れてしまうのを防止することができるため、出力画像の粒状感を低減することができる。

請求項８記載の発明は、請求項７記載の画像処理装置において、
前記ディザマスクは、ブルーノイズ特性を有することを特徴とする。

請求項８記載の発明によれば、ディザマスクはブルーノイズ特性を有するので、ブルーノイズ特性を有するディザマスクに基づいて濃度パターンを設定し、この濃度パターンを用いて濃度パターン処理を行うことにより、規則的なドットの配置を防ぎつつ、均一性を向上させることができる。

請求項９記載の発明は、請求項７または８記載の画像処理装置において、
前記濃度パターンは、１種類のドットから構成されることを特徴とする。

請求項９記載の発明によれば、濃度パターンは１種類のドットから構成されるので、請求項７または８記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項１０記載の発明は、請求項７または８記載の画像処理装置において、
前記濃度パターンは、複数種類のドットから構成されることを特徴とする。

請求項１０記載の発明によれば、濃度パターンは複数種類のドットから構成されるので、複数種類のドットで画像を出力する場合にも、請求項７または８記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項１１記載の発明は、画像処理装置であって、
複数階調の第１画像データを量子化処理してから拡大処理することにより第２画像データを生成する量子化処理部と、
前記第２画像データの量子化レベル数を面積階調により表現可能な画素数を有する所定サイズのブロックの２倍以上の大きさの第１ディザマスクを設定する第１ディザマスク設定部と、
前記第１ディザマスクを前記ブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の順序に基づいて前記第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる前記所定サイズの第２ディザマスクを、当該ブロックに対応させて設定する第２ディザマスク設定部と、
前記第２ディザマスクを用いて前記第２画像データをディザ処理するディザ処理部とを備えることを特徴とする。

請求項１１記載の発明によれば、第２ディザマスクの設定に用いられる第１ディザマスクとして、第２ディザマスクの２倍以上の大きさを有するものを用いるので、複数の第２ディザマスクが第１ディザマスクの各ブロックに対応して設定されるため、ディザ処理に用いられる第２ディザマスクがブロックに応じて異なり易くなる。よって、量子化処理によって画像データを量子化後、拡大してからディザ処理を行っても、従来と異なり、周期的なドットの出現を低減することができるため、画像を印刷する際に印刷装置の機械的なムラの影響を低減することができる。

また、第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させるディザマスクを用いてディザ処理を行うので、量子化レベルの値を面積階調によって確実に表現することができる。従って、量子化処理によって画像データを量子化後、拡大してからディザ処理を行っても、局所的に量子化レベルの値が面積階調で表現されない従来の場合と異なり、第２画像データの量子化レベルの値に対してドットの出現頻度が局所的にかけ離れてしまうのを防止することができるため、出力画像の粒状感を低減することができる。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の画像処理装置において、
前記第１ディザマスクは、ブルーノイズ特性を有することを特徴とする。

請求項１２記載の発明によれば、第１ディザマスクはブルーノイズ特性を有するので、この第１ディザマスクに基づいて設定される第２ディザマスクの特性が、ブルーノイズ特性に近似する。従って、第２画像データとディザ処理後の画像データとの間で、視覚的な感度を変化させずに均一性を保つことができる。

請求項１，７記載の発明によれば、濃度パターン処理を行っても、従来と異なり、周期的なドットの出現を低減することができるため、画像を印刷する際に印刷装置の機械的なムラの影響を低減することができる。また、第２画像データの量子化レベルの値に対してドットの出現頻度が局所的にかけ離れてしまうのを防止することができるため、出力画像の粒状感を低減することができる。

請求項２，８記載の発明によれば、請求項１，７記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、規則的なドットの配置を防ぎつつ、均一性を向上させることができる。

請求項３，９記載の発明によれば、請求項１または２，７または８の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項４，１０記載の発明によれば、複数種類のドットで画像を出力する場合にも、請求項１または２，７または８の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。

請求項５，１１記載の発明によれば、量子化処理によって画像データを量子化後、拡大してからディザ処理を行っても、従来と異なり、周期的なドットの出現を低減することができるため、画像を印刷する際に印刷装置の機械的なムラの影響を低減することができる。また、第２画像データの量子化レベルの値に対してドットの出現頻度が局所的にかけ離れてしまうのを防止することができるため、出力画像の粒状感を低減することができる。

請求項６，１２記載の発明によれば、請求項５，１１記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、規則的なドットの配置を防ぎつつ、均一性を向上させることができる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について、図を参照して説明する。
まず、本発明に係る画像処理装置について説明する。なお、この画像処理装置は、インクジェットプリンタ等の周知の出力装置に搭載可能となっている。

図１は、画像処理装置１の概略構成を示すブロック図である。この図に示すように、画像処理装置１は、種々の演算処理を行う演算処理部２を備えている。

演算処理部２は、ディザマスクを作成するディザマスク設定部４１と、濃度パターンを生成する濃度パターン設定部４２と、元画像データ（第１画像データ）から量子化レベル数５の中間画像データ（第２画像データ）を生成する第１量子化処理部（量子化処理部）３と、中間画像データから出力用画像データを生成する第２量子化処理部４とを備えている。これら演算処理部２の各部は、図示はしないが、ＲＯＭ中の画像処理プログラムがＣＰＵによって読み出されてＲＡＭ内の作業領域に展開されることにより、機能的に発現するものである。

ここで、ディザマスク設定部４１は、ディザマスクを設定するものである。ディザマスクは、面積階調で表現可能なサイズのブロックに対して少なくとも２倍の大きさを有するものである。本実施の形態においては、ディザマスクは、量子化レベル数５の中間画像データを面積階調で表現可能なサイズのブロック、すなわち２×２サイズのブロックに対して、図２に示すように、縦横それぞれ３２倍の大きさ、すなわち６４×６４のサイズを有する。なお、図２中の数値はディザ閾値を示している。
また、このディザマスクは、ブルーノイズ特性を有しており、ディザマスク内の如何なる１６×１６の領域に着目した場合にもディザ閾値の分布が略均等となっている。

なお、本実施の形態においては、ディザマスク設定部４１はディザマスクを１つのみ設定するようになっているが、元画像データに応じて異なるディザマスクを設定することとしても良い。

濃度パターン設定部４２は、図２に示すように、設定されたディザマスクを２×２のブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の小さい順に基づいて中間画像データの量子化レベルの値と同数のドットを出現させる２×２の濃度パターン（図３参照）を、当該ブロックに対応させて量子化レベルの値毎に設定するものである。

具体的には、濃度パターン設定部４２は、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝０に対しては、ブロック内の全画素にドットを出現させない濃度パターンＮ₍₀₎０（図３（ａ）参照）を設定する。

また、濃度パターン設定部４２は、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝１に対しては、図５（ａ）に示すように、ブロック内に１つのドットを出現させる濃度パターンＮ₍₁₎０〜Ｎ₍₁₎３（図３（ｂ）参照）のうち、ブロック内で最も小さいディザ閾値が配置されている位置にドットを出現させるものを設定する。

また、濃度パターン設定部４２は、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝２に対しては、図６に示すように、ブロック内に２つのドットを出現させる濃度パターンＮ₍₂₎０〜Ｎ₍₂₎５（図３（ｃ）参照）のうち、ブロック内で最も小さいディザ閾値が配置されている位置と、２番目に小さいディザ閾値が配置されている位置とにドットを出現させるものを設定する。

また、濃度パターン設定部４２は、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝３に対しては、図７に示すように、ブロック内に３つのドットを出現させる濃度パターンＮ₍₃₎０〜Ｎ₍₃₎３（図３（ｄ）参照）のうち、ブロック内で最も小さいディザ閾値が配置されている位置と、２番目に小さいディザ閾値が配置されている位置と、３番目に小さいディザ閾値が配置されている位置とにドットを出現させるものを設定する。

また、濃度パターン設定部４２は、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝４に対しては、ブロック内の全画素にドットを出現させる濃度パターンＮ₍₄₎０（図３（ｅ）参照）を設定する。

なお、以上の濃度パターンの設定において、同一のブロック内に等しいディザ閾値が２つ以上ある場合には、濃度パターン設定部４２は、これらのディザ閾値に任意の順序を付けることが好ましい。

第１量子化処理部３は、誤差拡散処理部３１を備えている。
誤差拡散処理部３１は、複数階調の元画像データを多値誤差拡散処理するものであり、本実施の形態においては５値の誤差拡散処理をするようになっている。なお、誤差拡散処理とは、画像データの各画素の階調値と閾値との大小比較により量子化を行い、その際に生じる階調値の誤差を周辺の画素に拡散していくものである。このような処理の手法としては、例えば特開２００１−２１８０５２号公報に開示の方法等、周知の手法を用いることができる。

第２量子化処理部４は、濃度パターン処理部４３を備えている。
濃度パターン処理部４３は、中間画像データの各画素における量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）に対応する濃度パターンを用い、当該中間画像データを濃度パターン処理するものである。

続いて、本発明に係る画像処理方法について、図４を参照しながら説明する。
まず、画像処理装置１は、図４（ａ）に示すように、濃度パターンを設定する。

具体的には、ディザマスク設定部４１がディザマスクを設定する（ステップＳ１、ディザマスク設定工程）。なお、本実施の形態においては、図２に示すディザマスクを設定することとして説明する。設定するディザマスクの生成法としては、周知の手法を用いることができる。

次に、濃度パターン設定部４２が、ディザマスクのディザ閾値に基づいて濃度パターンを設定する（ステップＳ２、濃度パターン設定工程）。これにより、６４×６４画素のディザマスクから、３２×３２ブロックの濃度パターンが設定される。なお、本実施の形態においては、１つのディザマスクを縦横に繰り返して用いるため、例えば量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝１である一様な画像に対しては、図５（ｂ）に示すように、ディザマスクに基づいて設定される３２×３２個の濃度パターンのセットが繰り返して用いられる。

このように、濃度パターンの２倍以上の大きさを有するディザマスクから濃度パターンを設定することにより、中間画像データの各画素における量子化レベルの値が面積階調で確実に表現される。また、複数の濃度パターンがディザマスクの各ブロックに対応して設定されるため、中間画像データの量子化レベルの値が同一値で連続する場合であっても、濃度パターン処理に用いられる濃度パターンが画素の座標に応じて異なり易くなる。

また、ブルーノイズ特性を有するディザマスクに基づいて濃度パターンを設定することにより、後述の濃度パターン処理において、量子化レベルの値が均一な中間画像データに対しても、規則的なドットの配置を防ぎつつ、均一性を向上させることができる。

なお、以上のステップＳ１，Ｓ２の工程は画像処理装置１の出荷前に予め行われ、ディザマスク及び濃度パターンが演算処理部２の前記ＲＯＭ内に格納されることが好ましい。この場合には、画像処理を行う度に濃度パターンの設定を行う必要がない分、処理時間を短縮することができる。

次に、画像処理装置１は、図４（ｂ）に示すように、元画像データから出力用画像データを生成する。
具体的には、画像処理装置１に元画像データが入力されると、この元画像データを第１量子化処理部３の誤差拡散処理部３１が誤差拡散処理して量子化レベル数５の中間画像データを生成する（ステップＳ３、量子化処理工程）。

そして、第２量子化処理部４の濃度パターン処理部４３が中間画像データの量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）と、画素の座標値（ｘ，ｙ）とに対応するブロックの濃度パターン（例えば図５（ａ）参照）を用いて当該中間画像データの各画素における量子化レベルの値を濃度パターン処理することにより、出力用画像データを生成する（ステップＳ４、濃度パターン処理工程）。ここで、濃度パターン処理部４３は、各座標値（ｘ，ｙ）と３２×３２個の各ブロックの位置（ａ，ｂ）とを、ａ＝ｘ・ｍｏｄ３２、ｂ＝ｙ・ｍｏｄ３２（ｍｏｄは余り算出の演算子を示す）として対応させている（例えば、図５（ｂ）参照）。また、各濃度パターンは画像サイズを縦横それぞれ２倍に拡大しながら中間画像データの量子化レベルの値と同数のドットを出現させるものであるため、量子化レベルの値は面積階調によって確実に表現されることとなる。

このように、本実施の形態においては、１つのディザマスクに基づいて設定される３２×３２個の濃度パターンのセットを繰り返して用いるため、縦横各３２画素毎に同一の濃度パターンによって中間画像データが濃度パターン処理されることとなる。そのため、多くの画素を１単位として捉えると、ドットの出現に周期性は生じるものの、大域的ディザ処理を用いる従来の場合と同様に、視覚的に感度の高い周波数を避けて繰返しによる空間周波数を十分低く設定できるため、周期性が知覚され難い。周期性をより知覚され難くする場合には、必要に応じてディザマスクのサイズを２５６×２５６等、更に大きくしても良い。

以上の画像処理方法によれば、中間画像データの量子化レベルの値が同一値で連続する場合であっても、画素の座標に応じて概ね異なる濃度パターンを濃度パターン処理に用いることができるため、濃度パターン処理を行っても、従来と異なり、周期的なドットの出現を低減することができる。従って、画像を印刷する際にインクジェットプリンタ等の機械的なムラの影響を低減することができる。

また、量子化レベルの値を面積階調によって確実に表現することができるため、大域的なディザマスクを用いてディザ処理を行う従来の場合と異なり、中間画像データの量子化レベルの値に対してドットの出現頻度が局所的にかけ離れてしまうのを防止することができる。従って、出力画像の粒状感を低減することができる。

なお、上記第１の実施の形態においては、ディザマスクのブロック内において各画素と対応するディザ閾値の小さい順にドットが出現するように濃度パターンを設定することとして説明したが、ディザ閾値の大きい順にドットが出現するように設定することとしても良い。

［第１の実施の形態の変形例（１）］
続いて、画像処理装置１の変形例について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本変形例における画像処理装置１Ａの濃度パターン設定部４２Ａは、図８に示すように、淡色ドット及び濃色ドットによって濃度パターンを構成するようになっている。なお、図８中、「●」は濃色ドットを、「◎」は淡色ドットを示している。

具体的には、濃度パターン設定部４２Ａは、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝０に対しては、図８（ａ）に示すように、ブロック内の全画素にドットを出現させない濃度パターンＮ’₍₀₎０を設定する。

また、濃度パターン設定部４２Ａは、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝１に対しては、図８（ｂ）に示すように、ブロック内に１つの淡色ドットを出現させる濃度パターンＮ’₍₁₎０〜Ｎ’₍₁₎３のうち、ブロック内で最も小さいディザ閾値が配置されている位置に淡色ドットを出現させるものを設定する。

また、濃度パターン設定部４２Ａは、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝２に対しては、図８（ｃ）に示すように、ブロック内に２つの淡色ドットを出現させる濃度パターンＮ’₍₂₎０〜Ｎ’₍₂₎５のうち、ブロック内で最も小さいディザ閾値が配置されている位置と、２番目に小さいディザ閾値が配置されている位置とに淡色ドットを出現させるものを設定する。

また、濃度パターン設定部４２Ａは、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝３に対しては、図８（ｄ）に示すように、ブロック内に１つの濃色ドット及び２つの淡色ドットを出現させる濃度パターンＮ’₍₃₎０〜Ｎ’₍₃₎１１のうち、ブロック内で最も小さいディザ閾値が配置されている位置に濃色ドットを出現させ、２番目に小さいディザ閾値が配置されている位置と、３番目に小さいディザ閾値が配置されている位置とに淡色ドットを出現させるものを設定する。

また、濃度パターン設定部４２Ａは、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝４に対しては、図８（ｅ）に示すように、ブロック内の全画素に濃色ドットを出現させる濃度パターンＮ’₍₄₎０を設定する。

以上の画像処理装置１Ａによれば、複数種類のドットで画像を出力する場合にも、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、上記の変形例においては、図８に示すように濃色ドット及び淡色ドットを組み合わせることとして説明したが、この例に限らず、他の形態に組み合わせることとしても良い。具体的には、例えば、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝２に対して、図９（ａ）に示すように、ブロック内に３つの淡色ドットを出現させる濃度パターンＮ’’₍₂₎０〜Ｎ’’₍₂₎３のうち、ブロック内で最も小さいディザ閾値が配置されている位置と、２番目に小さいディザ閾値が配置されている位置と、３番目に小さいディザ閾値が配置されている位置とに淡色ドットを出現させるものを設定することとしても良い。また、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝３に対して、図９（ｂ）に示すように、ブロック内に１つの濃色ドットと３つの淡色ドットとを出現させる濃度パターンＮ’’₍₃₎０〜Ｎ’’₍₃₎３のうち、ブロック内で最も小さいディザ閾値が配置されている位置に濃色ドットを出現させ、残りの全画素に淡色ドットを出現させるものを設定することとしても良い。

また、淡色ドット及び濃色ドットの２種類のドットによって濃度パターンを構成することとして説明したが、３種類以上の色のドットによって構成することとしても良いし、大きさの異なる複数種類のドットによって構成することとしても良い。更に、複数色のドットと、複数サイズのドットとを組み合わせて濃度パターンを構成することとしても良い。

［第１の実施の形態の変形例（２）］
続いて、画像処理装置１の他の変形例について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本変形例における画像処理装置１Ｂの誤差拡散処理部３１Ｂは、元画像データを１７値の誤差拡散処理するようになっている。

また、ディザマスク設定部４１Ｂは、前記ディザマスク設定部４１と同様に、６４×６４のディザマスクを設定するようになっている。このディザマスクのサイズは、量子化レベル数１７の画像データを面積階調で表現可能なサイズ、例えば４×４のサイズの少なくとも２倍の大きさであれば良い。

また、濃度パターン設定部４２Ｂは、図１０に示すように、設定されたディザマスクを４×４のブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の小さい順序に基づいて、当該ブロックに対応する４×４の濃度パターンを、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）毎に設定するものである。なお、図１０中の数値はディザ閾値を示している。

具体的には、濃度パターン設定部４２は、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝０に対しては、ブロック内の全画素にドットを出現させない濃度パターンを設定する。

また、濃度パターン設定部４２は、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝１に対しては、ブロック内で最も小さいディザ閾値が配置されている位置にドットを出現させる濃度パターンを設定する。

また、濃度パターン設定部４２は、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝２に対しては、ブロック内で最も小さいディザ閾値が配置されている位置と、２番目に小さいディザ閾値が配置されている位置とにドットを出現させる濃度パターンを設定する。

以降、濃度パターン設定部４２は、量子化レベルの値Ｐ（ｘ，ｙ）＝ｎ（ｎは３〜１６の自然数）のそれぞれに対して、ブロック内で最も小さいディザ閾値からｎ番目に小さいディザ閾値までの位置にドットを出現させる濃度パターンを設定する。

以上のような画像処理装置１Ｂによっても、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

［第２の実施の形態］
続いて、本発明に係る画像処理装置の他の実施の形態について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１１に示すように、本実施の形態における画像処理装置１Ｃの演算処理部２Ｃは、第１ディザマスク設定部５１、第２ディザマスク設定部５２、第１量子化処理部３Ｃ及び第２量子化処理部５を備えている。

第１ディザマスク設定部５１は、上述のディザマスク設定部４１と同様に、ブルーノイズ特性を有する６４×６４のサイズの第１ディザマスクを設定するものである。

第２ディザマスク設定部５２は、図１０，図１２に示すように、設定されたディザマスクを４×４のブロックに分割し、このブロック内のディザ閾値の順序に基づいて、当該ブロックに対応する４×４の第２ディザマスクを設定するものである。なお、図１２中の数値はディザ閾値を示している。

具体的には、第２ディザマスク設定部５２は、第１ディザマスクのブロック中で最も小さいディザ閾値が配置されている位置と対応する位置のディザ閾値を０とする。
また、第２ディザマスク設定部５２は、ブロック中で２番目に小さいディザ閾値が配置されている位置と対応する位置のディザ閾値を１とする。
以降、第２ディザマスク設定部５２は、ブロック中でｍ番目（ｍは３〜１６の自然数）に小さいディザ閾値が配置されている位置と対応する位置のディザ閾値をｍ−１とする。

なお、以上の第２ディザマスクの設定において、第１ディザマスクの同一のブロック内に等しいディザ閾値が２つ以上ある場合には、第２ディザマスク設定部５２は、これらのディザ閾値に任意の順序を付けることが好ましい。

第１量子化処理部３Ｃは、複数階調の元画像データから中間画像データを生成するものであり、誤差拡散処理部３１Ｃおよび拡大処理部３２を備えている。

誤差拡散処理部３１Ｃは、元画像データを多値誤差拡散処理するものであり、本実施の形態においては１７値の誤差拡散処理をするようになっている。

拡大処理部３２は、ニアレストネイバー法やバイリニア法、バイキュービック法等によって誤差拡散処理後の元画像データを拡大処理するものである。なお、本実施の形態においては、拡大処理部３２は、ニアレストネイバー法によって画像データを４×４倍に拡大することとして説明する。具体的には、拡大処理部３２は、例えば、図１３（ａ）に示すような画像データを、図１３（ｂ）に示すような画像データに拡大する。なお、図中の数値は画像データの量子化レベルの値を示している。

第２量子化処理部５は、図１１に示すように、ディザ処理部５３を備えている。このディザ処理部５３は、中間画像データを第２ディザマスクによってディザ処理するものである。

続いて、本発明に係る画像処理方法について、図１４を参照しながら説明する。
まず、画像処理装置１Ｃは、図１４（ａ）に示すように、第２ディザマスクを設定する。

具体的には、第１ディザマスク設定部５１が第１ディザマスクを設定する（ステップＳ１１、第１ディザマスク設定工程）。なお、本実施の形態においては、上述の図２に示すディザマスクを設定することとして説明する。

次に、第２ディザマスク設定部５２が、第１ディザマスクのディザ閾値に基づいて第２ディザマスクを設定する（ステップＳ１２、第２ディザマスク設定工程）。これにより、第１ディザマスク内の全ブロックに対応して４×４の第２ディザマスクが設定される。

このように、第２ディザマスクの２倍以上の大きさを有する第１ディザマスクから第２ディザマスクを設定することにより、複数の第２ディザマスクが第１ディザマスクの各ブロックに対応して上記のように設定されるため、ディザ処理に用いられる第２ディザマスクがブロックに応じて異なり易くなる。また、６４×６４画素の領域内でドット出現の均一性が維持されるとともに、中間画像データの各画素における量子化レベルの値が面積階調で確実に表現される。

また、ブルーノイズ特性を有する第１ディザマスクに基づいて第２ディザマスクを設定することにより、後述のディザ処理において、量子化レベルの値が均一な中間画像データに対しても、規則的なドットの配置を防ぎつつ、均一性を向上させることができる。

なお、以上のステップＳ１１，Ｓ１２の工程は画像処理装置１の出荷前に予め行われ、第１ディザマスク及び第２ディザマスクが演算処理部２Ｃの前記ＲＯＭ内に格納されることが好ましい。この場合には、画像処理を行う度に第２ディザマスクの設定を行う必要がない分、処理時間を短縮することができる。

次に、図１４（ｂ）に示すように、画像処理装置１Ｃは、元画像データから出力用画像データを生成する。
具体的には、画像処理装置１Ｃに元画像データが入力されると、この元画像データを第１量子化処理部３の誤差拡散処理部３１Ｃが１７値の誤差拡散処理した後（ステップＳ１３）、拡大処理部３２が４×４倍に拡大処理して中間画像データを生成する（ステップＳ１４、量子化処理工程）。

そして、この中間画像データを第２量子化処理部５のディザ処理部５３が第２ディザマスクでディザ処理することにより、出力用画像データを生成する（濃度パターン処理工程、ステップＳ１５）。ここで、各第２ディザマスクは中間画像データの量子化レベルの値と同数のドットを出現させるものであるため、量子化レベルの値は面積階調によって確実に表現される。

以上の画像処理方法によれば、ブロックに応じて概ね異なる第２ディザマスクをディザ処理に用いることができるため、誤差拡散処理によって元画像データを量子化後、拡大してからディザ処理を行っても、従来と異なり、周期的なドットの出現を低減することができる。従って、画像を印刷する際にインクジェットプリンタ等の機械的なムラの影響を低減することができる。

また、量子化レベルの値を面積階調によって確実に表現することができるため、誤差拡散処理によって元画像データを量子化後、拡大してからディザ処理を行っても、局所的に量子化レベルの値が面積階調で表現されない従来の場合と異なり、中間画像データの量子化レベルの値に対してドットの出現頻度が局所的にかけ離れてしまうのを防止することができる。従って、出力画像の粒状感を低減することができる。

また、第１ディザマスクと複数の第２ディザマスク全体とのサイズが同一であるため、中間画像データの量子化レベル数に応じた個数の濃度パターンを設定する第１の実施の形態における画像処理装置１と異なり、量子化レベル数に関わらず一定の処理速度で画像処理を行うことができる。従って、中間画像データの量子化レベル数が比較的高い場合、例えば６以上の場合には、画像処理装置１Ｃの方が構成メモリ量を少なくすることができる。一方、中間画像データの量子化レベル数が比較的小さい場合には、画像処理装置１の方が構成メモリ量を少なくすることができる。

なお、上記第２の実施の形態においては、第１ディザマスクのブロック内において各画素と対応するディザ閾値の小さい順に第２ディザマスクのディザ閾値を０から１５まで配置することとして説明したが、ディザ閾値の大きい順に配置することとしても良い。

また、上記第１及び第２の実施の形態においては、ディザマスク設定部４１や第１ディザマスク設定部５１はブルーノイズ特性のディザマスクを設定することとして説明したが、いわゆる大域的なディザマスクであれば、他の特性を有するディザマスクを設定することとしても良い。ここで、大域的なディザマスクとは、分散型のディザマスクであって、２５６階調以上を２値で面積表現可能な任意の領域、例えば１６×１６画素以上の任意の領域に着目した場合にもディザ閾値の分布が略均等なものである。

本発明に係る画像処理装置の概略構成を示すブロック図である。 ディザマスクとブロックとの関係を示す図である。 各量子化レベル数に対応する濃度パターンを示す図である。 本発明に係る画像処理方法の概略を示す図である。 Ｐ（ｘ，ｙ）＝１に対して設定される濃度パターンを示す図である。 Ｐ（ｘ，ｙ）＝２に対して設定される濃度パターンを示す図である。 Ｐ（ｘ，ｙ）＝３に対して設定される濃度パターンを示す図である。 各量子化レベル数に対応する濃度パターンを示す図である。 各量子化レベル数に対応する濃度パターンを示す図である。 ディザマスクとブロックとの関係を示す図である。 本発明に係る画像処理装置の他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。 第２ディザマスクを示す図である。 拡大処理を説明するための図であり、（ａ）は拡大処理前の画像データ、（ｂ）は拡大処理後の画像データである。 本発明に係る画像処理方法の他の実施形態の概略を示す図である。 誤差拡散処理と濃度パターン処理を併用する場合の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 画像処理装置
３，３Ｃ 第１量子化処理部（量子化処理部）
４１，４１Ａ ディザマスク設定部
４２，４２Ａ，４２Ｂ 濃度パターン設定部
４３ 濃度パターン処理部
５１ 第１ディザマスク設定部
５２ 第２ディザマスク設定部
５３ ディザ処理部

Claims (12)

1. 複数階調の第１画像データを量子化処理することにより第２画像データを生成する量子化処理工程と、
   前記第２画像データの量子化レベル数を面積階調により表現可能な画素数を有する所定サイズのブロックの２倍以上の大きさのディザマスクを設定するディザマスク設定工程と、
   前記ディザマスクを前記ブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の順序に基づいて前記第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる前記所定サイズの濃度パターンを、当該ブロックに対応させて量子化レベルの値毎に設定する濃度パターン設定工程と、
   前記第２画像データの、各画素における量子化レベルの値に対応する前記濃度パターンを用いて前記第２画像データを濃度パターン処理する濃度パターン処理工程とを備えることを特徴とする画像処理方法。
2. 請求項１記載の画像処理方法において、
   前記ディザマスク設定工程においては、ブルーノイズ特性を有するディザマスクを設定することを特徴とする画像処理方法。
3. 請求項１または２記載の画像処理方法において、
   前記濃度パターンとして、１種類のドットから構成されるものを用いることを特徴とする画像処理方法。
4. 請求項１または２記載の画像処理方法において、
   前記濃度パターンとして、複数種類のドットから構成されるものを用いることを特徴とする画像処理方法。
5. 複数階調の第１画像データを量子化処理してから拡大処理することにより第２画像データを生成する量子化処理工程と、
   前記第２画像データの量子化レベル数を面積階調により表現可能な画素数を有する所定サイズのブロックの２倍以上の大きさの第１ディザマスクを設定する第１ディザマスク設定工程と、
   前記第１ディザマスクを前記ブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の順序に基づいて前記第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる前記所定サイズの第２ディザマスクを、当該ブロックに対応させて設定する第２ディザマスク設定工程と、
   前記第２ディザマスクを用いて前記第２画像データをディザ処理するディザ処理工程とを備えることを特徴とする画像処理方法。
6. 請求項５記載の画像処理方法において、
   前記第１ディザマスク設定工程においては、ブルーノイズ特性を有する第１ディザマスクを設定することを特徴とする画像処理方法。
7. 複数階調の第１画像データを量子化処理することにより第２画像データを生成する量子化処理部と、
   前記第２画像データの量子化レベル数を面積階調により表現可能な画素数を有する所定サイズのブロックの２倍以上の大きさのディザマスクを設定するディザマスク設定部と、
   前記ディザマスクを前記ブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の順序に基づいて前記第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる前記所定サイズの濃度パターンを、当該ブロックに対応させて量子化レベルの値毎に設定する濃度パターン設定部と、
   前記第２画像データの、各画素における量子化レベルの値に対応する前記濃度パターンを用いて当該第２画像データを濃度パターン処理する濃度パターン処理部とを備えることを特徴とする画像処理装置。
8. 請求項７記載の画像処理装置において、
   前記ディザマスクは、ブルーノイズ特性を有することを特徴とする画像処理装置。
9. 請求項７または８記載の画像処理装置において、
   前記濃度パターンは、１種類のドットから構成されることを特徴とする画像処理装置。
10. 請求項７または８記載の画像処理装置において、
    前記濃度パターンは、複数種類のドットから構成されることを特徴とする画像処理装置。
11. 複数階調の第１画像データを量子化処理してから拡大処理することにより第２画像データを生成する量子化処理部と、
    前記第２画像データの量子化レベル数を面積階調により表現可能な画素数を有する所定サイズのブロックの２倍以上の大きさの第１ディザマスクを設定する第１ディザマスク設定部と、
    前記第１ディザマスクを前記ブロックに分割し、このブロック内において各画素と対応するディザ閾値の順序に基づいて前記第２画像データの量子化レベルの値に対応する数及び種類のドットを出現させる前記所定サイズの第２ディザマスクを、当該ブロックに対応させて設定する第２ディザマスク設定部と、
    前記第２ディザマスクを用いて前記第２画像データをディザ処理するディザ処理部とを備えることを特徴とする画像処理装置。
12. 請求項１１記載の画像処理装置において、
    前記第１ディザマスクは、ブルーノイズ特性を有することを特徴とする画像処理装置。

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