JP2006033726A - 画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 出力画像の画質を向上させるとともに、閾値を記憶するための記憶容量を削減することができる画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【解決手段】 濃度領域判定部２６１によって、注目画素が複数の画素群のいずれに含まれるかが判定される。対応する閾値マトリックスが記憶されていない画素群に注目画素が含まれる場合は、模擬画素値演算部２６２は、演算を行って模擬画素値を算出し、閾値処理部２６３は、記憶されている閾値マトリックスと模擬画素値に基づいて閾値処理を行い、出力画素値を出力する。変更部２６４は、注閾値処理部から出力される出力画素値を、出力画素値に対応付けられた他の出力画素値に変更して出力する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、入力された画像データを所定の階調の画像データに変換して出力する画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

従来の画像形成装置においては、熱転写、電子写真およびインクジェット方式を始めとする様々な形成方法が採用されている。画像形成の際に階調の再現性を向上させるために画像処理装置で中間調処理を行っている。

たとえば出力階調値が２値〜５値程度の画像形成装置を用いて擬似的に２５６階調の中間調画像を形成する場合、階調再現性を考慮して階調値を２値〜５値程度に減少させる中間調処理を行う必要がある。中間調処理の方法としては、ディザ法（特許文献１参照）および誤差拡散法（非特許文献１参照）など種々の方法が従来から用いられている。

以下では、図１０を用いて従来のディザ方法について説明する。ここでは、簡単のために２値のディザ法とする。図１０（ａ）は、４×４要素で構成されるディザマトリックス１００を示し、マトリックス内の各数値は閾値を示す。図１０（ｂ）は入力画像データ１０１を示し、各画素内の数値は各画素の画素値を示す。図１０（ｃ）は出力画像データ１０２を示し、出力画像データは２値画像であるので、画素ごとにドットを印字するか否かの情報のみからなる。ここでは、ドットを印字する画素を“●”印で示している。

簡単のために全ての画素値が８５である均一な入力画像データを想定する。入力画像データの左上隅の画素位置を（０，０）とし、右下隅を（ｎ，ｍ）とする。また、ディザマトリックスの左上隅の要素位置を（０，０）とし、右下隅を（３，３）とする。

まず、画像データの画素位置（０，０）の画素値と、ディザマトリックスの要素位置（０，０）の閾値とを比較し、画素値８５が閾値１５より大きいので出力画像データの画素位置（０，０）はオンされる、すなわちドットを印字する画素と決定する。続いて、画像データの画素位置（１，０）の画素値と、ディザマトリックスの要素位置（１，０）の閾値とを比較し、画素値８５が閾値２０７より小さいので出力画像データの画素位置（１，０）はオフされる、すなわちドットを印字しない画素と決定する。これをディザマトリックスの他の要素についても行うと、出力画像データの４×４画素の画素ブロック１０３が得られる。さらに、ディザマトリックスの位置をずらして、上記のような閾値処理を繰り返すことで入力画像データから階調値が変換された出力画像データを作成する。

上記のようなディザ法で中間調処理を行うと、ドットを印字する画素位置が、ディザマトリックスの大きさに応じた画素ブロック単位で繰り返し表れるため、一定のドットパターンが発生し、出力画像にモアレが生じてしまう。

このようなモアレを回避するために、特許文献２記載の閾値マトリックス作成方法では、マトリクス全体を、同じ形態の複数の部分小領域の集合によって構成し、各部分小領域内に部分小領域と相似し、部分小領域より小さい相似縮小領域を、再帰的に、予め設定した組み合わせによる縮小写像によって埋め込み、各部分小領域の濃度が互いに等しくなるように、閾値マトリックスを決定している。これにより、周期性のよいブルーノイズマスクを作成している。

また、特許文献３記載のマスク作成方法では、入力される画像データが有する複数の濃度領域に応じたドットパターンを作成し、このドットパターンを順次当てはめてハーフトーン画像（中間調画像）を作成している。

特開昭５８−２４２７０号公報 特開２０００−２６１６６９号公報 特開２００３−４６７７７号公報 高橋利至他「文字／網点／写真混在画像の適応２値化方式」画像電子学会研究会予稿９０−０６−０４、ｐ．１９−２４

特許文献３に記載されているように、複数の閾値マトリクスを使用する場合、実現可能な濃度値を複数の濃度領域に分割し、それぞれの濃度領域に応じた閾値マトリクスを用意し、各閾値マトリクスの成分である閾値により、入力画像データを量子化して画素ごとにドットを表示するか否かを決定している。ドットを表示する画素の位置は、使用する閾値マトリクス内の閾値の配置に直接影響されるため、濃度領域に相当する数の閾値マトリクスが必要である。

特許文献２に記載されているように、より高画質の中間調画像を形成するためには、濃度領域をより細かく分割すること、および使用する閾値マトリクスのサイズを大きくする必要がある。

必要な閾値マトリックス数およびサイズが大きくなると、閾値マトリックスを記憶するために非常に大きな記憶容量が必要となる。これにより、記憶装置の規模が大きくなり、部品点数の増加、信頼性の低下およびコストアップなどの問題が発生する。特に個人ユーザを対象とするプリンタおよびデジタル複写機などでは問題が深刻化する。

また、上記のようなディザ法では、たとえば高濃度部の再現に使用する閾値の配置は、ハイライト部の再現に使用する閾値の配置によって制限されるため、ハイライト部のドットの配置を良好にした場合、ミッドトーン部および高濃度部でノイズおよびテキスチャが発生しやすくなる。逆に高濃度部のドットの配置を良好にすると、ハイライト部のドットの配置が制限を受けるため、ノイズが発生してしまい、各濃度部間でのトレードオフが発生する。

本発明の目的は、出力画像の画質を向上させるとともに、閾値を記憶するための記憶容量を削減することができる画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することである。

本発明は、入力された画像データを所定の階調の画像データに変換して出力する階調再現処理部を備える画像処理装置において、
階調再現処理部は、
入力された画像データに基づいて、画像データを構成する注目画素が、濃度域によって区別される複数の画素群のいずれに含まれるかを判定する濃度領域判定部と、
複数の画素群の１つである第１の画素群に対応する第１の閾値群を少なくとも記憶する閾値記憶部と、
注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、注目画素の画素値を用いて演算を行い当該画素値とは異なる画素値である模擬画素値を算出する模擬画素値演算部と、
注目画素が前記第１の画素群に含まれる場合は、前記第１の閾値群および注目画素の画素値に基づいて閾値処理を行い、注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、前記第１の閾値群および前記模擬画素値に基づいて閾値処理を行い、前記所定の階調に応じた画素値である出力画素値を出力する閾値処理部と、
注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、閾値処理部から出力される出力画素値を、当該出力画素値に対応付けられた他の出力画素値に変更して出力する変更部とを備えることを特徴とする画像処理装置である。

また本発明は、前記閾値群は、画像データにおける各画素の位置にそれぞれ対応付けられた複数の閾値により構成され、所定の画素の位置に対応付けられた閾値は、前記第１の画素群には含まれない画素の画素値から選ばれることを特徴とする。

また本発明は、前記閾値処理部は、所定の演算を行うことで、前記第１の閾値群を用いて、前記第１の画素群以外の画素群に対応する閾値群を算出することを特徴とする。

また本発明は、前記濃度領域判定部は、注目画素が第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、画素群ごとに定められた演算を行い、新たな注目画素の画素値を算出することを特徴とする。

また本発明は、画像データを、画像処理装置に入力する画像入力装置と、
上記の画像処理装置と、
前記画像処理装置によって画像処理された画像データに基づいて画像を形成する画像出力装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

また本発明は、入力された画像データを所定の階調の画像データに変換して出力する階調再現処理工程を含む画像処理方法において、
階調再現処理工程は、
入力された画像データに基づいて、画像データを構成する注目画素が、濃度域によって区別される複数の画素群のいずれに含まれるかを判定する濃度領域判定工程と、
注目画素が、複数の画素群の１つである第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、注目画素の画素値を用いて演算を行い当該画素値とは異なる画素値である模擬画素値を算出する模擬画素値演算工程と、
注目画素が第１の画素群に含まれる場合は、予め記憶している第１の画素群に対応する第１の閾値群および注目画素の画素値に基づいて閾値処理を行い、注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、前記第１の閾値群および前記模擬画素値に基づいて閾値処理を行い、前記所定の階調に応じた画素値である出力画素値を出力する閾値処理工程と、
注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、閾値処理工程で出力される出力画素値を、当該出力画素値に対応付けられた他の出力画素値に変更して出力する変更工程とを含むことを特徴とする画像処理方法である。

また本発明は、コンピュータを上記の画像処理装置として機能させるための画像処理プログラムである。

また本発明は、コンピュータを上記の画像処理装置として機能させるための画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

本発明によれば、入力された画像データを所定の階調の画像データに変換して出力する階調再現処理部を備える画像処理装置である。

濃度領域判定部が、入力された画像データに基づいて、画像データを構成する注目画素が、濃度域によって区別される複数の画素群のいずれに含まれるかを判定する。

閾値記憶部には、複数の画素群の１つである第１の画素群に対応する第１の閾値群を少なくとも記憶しておき、模擬画素値演算部は、注目画素が第１の画素群以外の画素群に含まれる場合、すなわち対応する閾値群が記憶されていないような画素群に含まれる場合は、注目画素の画素値を用いて演算を行い当該画素値とは異なる画素値である模擬画素値を算出する。

閾値処理部は、濃度領域判定部の判定結果に応じて閾値処理の内容を切り換える。注目画素が前記第１の画素群に含まれる場合は、前記第１の閾値群および注目画素の画素値に基づいて閾値処理を行い、注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、前記第１の閾値群および前記模擬画素値に基づいて閾値処理を行い、前記所定の階調に応じた画素値である出力画素値を出力する。

変更部は、注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、閾値処理部から出力される出力画素値を、当該出力画素値に対応付けられた他の出力画素値に変更して出力する。注目画素が前記第１の画素群に含まれる場合は、変更部は機能せず、閾値処理部から出力される出力画素値がそのまま出力される。

たとえば変換後の画像データの階調数が２階調の画像データ、いわゆる２値画像データの場合、ドットを印字する出力画素値を「１」とし、ドットを印字しない出力画素値を「０」とすると、出力画素値に対応付けられた他の出力画素値とは、「１」に対しては「０」であり、「０」に対しては「１」である。

以上のように、模擬画素値を算出し、これを用いて閾値処理を行うことで、濃度域の異なる画素群間の出力が互いに影響されなくなるので、ノイズの発生などが抑制され、出力される画像の画質が向上する。さらに、記憶している閾値群を、対応する画素群以外の画素群に対しても用いることができるので、閾値群を記憶するための記憶容量を大幅に削減することができる。

また本発明によれば、前記閾値群は、画像データにおける各画素の位置にそれぞれ対応付けられた複数の閾値により構成され、所定の画素の位置に対応付けられた閾値は、前記第１の画素群には含まれない画素の画素値から選ばれる。

これにより、イレギュラー処理が不要となり、通常の閾値処理によって全画素に対する処理を行うことができ、イレギュラー処理に起因するような処理速度の低下が生じない。

また本発明によれば、前記閾値処理部は、所定の演算を行うことで、前記第１の閾値群を用いて、前記第１の画素群以外の画素群に対応する閾値群を算出する。

たとえば、第１の画素群が、最も濃度の低い画素群であるとすると、濃度の高い画素群に対しては、第１の閾値群を構成する各閾値に対して一定の数値を加えた閾値群を算出する。これにより、第１の画素群に対応する第１の閾値群を記憶しておくだけでよいので、さらに閾値群を記憶するための記憶容量を削減することができる。特に多値画像データを出力するような場合、画素群の数が多ければ多いほど、従来に比べて記憶容量の削減効果は大きくなる。

また本発明によれば、前記濃度領域判定部は、注目画素が第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、画素群ごとに定められた演算を行い、新たな注目画素の画素値を算出する。

これにより、第１の画素群に対応する第１の閾値群を記憶しておくだけでよいので、さらに閾値群を記憶するための記憶容量を削減することができ、演算により閾値群を算出する構成よりも必要なビット数が少なくなりさらに削減効果が大きくなる。

また本発明によれば、画像入力装置から入力された画像データを、上記の画像処理装置により画像処理を行い、画像出力装置で画像形成を行う。

ノイズの発生などが抑制され、出力される画像の画質が向上するとともに、記憶容量を大幅に削減することで画像処理装置の装置規模を縮小することができる。

本発明によれば、入力された画像データを所定の階調の画像データに変換して出力する階調再現処理工程を含む画像処理方法である。

濃度領域判定工程では、入力された画像データに基づいて、画像データを構成する注目画素が、濃度域によって区別される複数の画素群のいずれに含まれるかを判定する。

複数の画素群の１つである第１の画素群に対応する第１の閾値群を予め記憶しておき、模擬画素値演算工程で、注目画素が第１の画素群以外の画素群に含まれる場合、すなわち対応する閾値群が記憶されていないような画素群に含まれる場合は、注目画素の画素値を用いて演算を行い当該画素値とは異なる画素値である模擬画素値を算出する。

閾値処理工程では、濃度領域判定工程での判定結果に応じて下記のいずれかの閾値処理を行う。注目画素が前記第１の画素群に含まれる場合は、前記第１の閾値群および注目画素の画素値に基づいて閾値処理を行い、注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、前記第１の閾値群および前記模擬画素値に基づいて閾値処理を行い、前記所定の階調に応じた画素値である出力画素値を出力する。

変更工程では、注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、閾値処理部から出力される出力画素値を、当該出力画素値に対応付けられた他の出力画素値に変更して出力する。

以上のように、模擬画素値を算出し、これを用いて閾値処理を行うことで、濃度域の異なる画素群間の出力が互いに影響されなくなるので、ノイズの発生などが抑制され、出力される画像の画質が向上する。さらに、記憶している閾値群を、対応する画素群以外の画素群に対しても用いることができるので、閾値群を記憶するための記憶容量を大幅に削減することができる。

また本発明によれば、上記の画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラムおよびこの画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として提供することができる。

図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１１の構成を示すブロック図である。画像形成装置である画像形成装置１１は、画像入力部１２、画像処理装置１３、印刷部１４および操作パネル１５で構成される。

画像入力部１２は、ＵＳＢまたはＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４などに準拠したデジタルカメラおよびコンピュータなどとの接続インターフェイスであり、この接続インターフェイスを介して画像データが入力される。

印刷部１４は、画像処理装置１３から出力されたカラー画像データに基づいて記録用紙に画像を形成する。

操作パネル１５は、原稿の複写開始を指示する複写キー、各部の処理に必要なパラメータなどを入力する数字キーなど複数のキーと、画像形成装置１１の動作状態、操作メニューなどを表示する表示部とを含む。ユーザが操作パネル１５を操作することで、操作されたキーに応じて動作開始指示信号、パラメータ設定指示信号などの各種指示を示す指示信号、パラメータの具体値を示すデータ信号などを画像入力部１２、画像処理装置１３および印刷部１４に対して出力され、画像形成装置１１に対する動作指示、パラメータの設定などを行うことができる。

画像処理装置１３は、解凍処理部２１、空間フィルタ処理部２２、色情報処理部２３、黒生成下色除去部２４、出力階調補正部２５および階調再現処理部２６を備える。

解凍処理部２１は、接続インターフェイスを介して入力される圧縮された画像データを、圧縮方式に応じて解凍処理を行う。たとえば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式で圧縮された画像データの場合は、ＹＣｂＣｒ（Ｙ：輝度、Ｃｂ，Ｃｒ：色差）信号で入力されるので、ＹＣｂＣｒの符号化データを復号し、さらに逆量子化、逆直交変換を行って画素データに変換し、ＹＣｂＣｒ信号からＲＧＢ（Ｒ：赤・Ｇ：緑・Ｂ：青）信号に変換する。

空間フィルタ処理部２２は、解凍処理部２１から入力されたＲＧＢの画像データに対して、ディジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって出力画像のぼやけや粒状性劣化を防ぐように処理する。

色情報処理部２３は、ＲＧＢの濃度信号をＣＭＹ（Ｃ：シアン・Ｍ：マゼンタ・Ｙ：イエロー）の画像信号に変換し、かつ画像出力装置１４における色再現性の忠実化のために、ＣＭＹの画像信号に色補正を施す。色補正は、具体的には、不要吸収成分をそれぞれ含むＣＭＹの各トナーやインクの分光特性に基づいた色濁りを、画像信号から取除く処理である。

黒生成下色除去部２４は、色情報処理部２３から出力された画像信号を構成するＣＭＹの各色信号に基づいて、ブラック（Ｋ）の色信号を生成する黒生成処理を行う。また黒生成下色除去部２４は、ＣＭＹの色信号に対して下色除去処理を施す。下色除去処理は、ＣＭＹの色信号から黒生成処理で生成されたブラックの色信号を差し引いて新たなＣＭＹの色信号を得る処理である。これらの処理の結果、ＣＭＹの画像信号は、ＣＭＹＫの色信号からなる画像信号に変換される。

黒生成処理の一例として、スケルトンブラックによる黒生成を行う方法がある。この方法では、スケルトンカーブの入出力特性をｙ＝ｆ（ｘ）とし、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙとし、出力されるデータをＣ’，Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’とし、ＵＣＲ（Under Color
Removal）率をα（０＜α＜１）とすると、黒生成下色除去処理は以下の式で表わされる。

出力階調補正部２５は、濃度信号などの信号に対して印刷部１４の階調再現特性に応じて出力階調補正処理を施す。

階調再現処理部２６は、最終的に画像を画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように、入力されたＣＭＹＫ信号の画像データに対して、後述するような階調再現処理（中間調処理）を施す。

以上の動作は、たとえば、図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)により制御される。

本発明の階調再現処理部２６における第１の中間調処理について説明する。階調再現処理部２６はＣＭＹＫの各色プレーンのそれぞれに対して、２値画像データを出力する階調再現処理を行う。本実施の形態では濃度値が０〜２５５であらわされる２５６階調（８ビット）の入力画像データの濃度領域を、濃度値が０〜１２７である第１濃度領域と濃度値が１２８〜２５５である第２濃度領域とに分けて処理する。

図２は、階調再現処理部２６の構成を示すブロック図である。階調再現処理部２６は、濃度領域判定部２６１、模擬画素値演算部２６２、閾値処理部２６３、変更部２６４および閾値テーブル記憶部２６５を含んで構成される。

濃度領域判定部２６１は、注目画素の画素値（濃度値）を所定の閾値と比較して、濃度域によって区別される複数の画素群のいずれに属するかを判定する。模擬画素値演算部２６２は、注目画素の画素値に基づいて、必要に応じて所定の演算を行い、当該画素値とは異なる画素値である模擬画素値を算出する。閾値処理部２６３は、注目画素の画素値または模擬画素値と、閾値記憶部２６５に記憶されている閾値マトリックスの注目画素に対応する閾値とを比較し、出力画素値を決定する。ここで、出力画素値は、注目画素についてドットを印字するか否かを示す（ドットのオン／オフを示す）値であり、たとえば、注目画素についてドットを印字する場合は、値として「１」を出力し、印示しない場合は、値として「０」を出力する。変更部２６４は、必要に応じて出力画素値を、当該出力画素値に対応付けられた他の出力画素値に変更する。出力画素値に対応付けられた他の出力画素値とは、たとえば「１」に対しては「０」であり、「０」に対しては「１」である。

図３は、階調再現処理部２６による中間調処理を含む画像処理を示すフローチャートである。この画像処理は、出力階調補正部２５から画像データが入力されると開始する。

ステップＳ１では、濃度領域判定部２６１が、入力された画像データの注目画素Ｐ（ｘ，ｙ）の画素値ｉｄを取得し、ステップＳ２で、取得した画素値ｉｄが、１２８未満であるかどうかを判定する。画素値ｉｄが１２８未満であればステップＳ３に進み、１２８以上であればステップＳ８に進む。ステップＳ８では、注目画素の画素値が第２濃度領域に属しているとして、模擬画素値演算部２６２が模擬画素値ｉｄ’を算出する。ステップＳ３では、閾値処理部２６３が、閾値マトリックス記憶部に記憶されている閾値マトリックスの注目画素に対応する閾値を読み出す。ステップＳ４では、閾値処理部２６３が注目画素の画素値ｉｄまたは模擬画素値ｉｄ’と、読み出した閾値とを比較し、出力画素値を決定する。

ステップＳ５では、注目画素の画素値ｉｄが、１２８未満であるかどうかを判定する。画素値ｉｄが１２８未満であればステップＳ６に進み、１２８以上であればステップＳ９に進む。ステップＳ６では、出力画素値を印刷部１４に転送する。ステップＳ９では、注目画素の画素値が第２濃度領域に属しているとして、変更部２６４が出力画素値を変更する。

ステップＳ７では、入力された画像データの全ての画素について出力画素値の転送が終了したかどうかを判断し、全て終了していれば画像処理を終了する。終了していない画素があれば、ステップＳ１０で注目画素の画素位置をインクリメントすることで注目画素をずらしてステップＳ１に戻る。

上記のフローチャートで示した画像処理について具体例を示して説明する。
以下では第１の具体例について説明する。

第１の具体例では、入力画像データは、階調数が２５６階調であり、全ての画素値が８５であるようなデータとする。第１の閾値群である閾値マトリックスは、２５６×２５６要素の大きさであり、図４に示す閾値マトリックス３０を用いる。

閾値マトリックス３０および画像データの左上隅の座標を（０，０）とし、右向きをｘ方向、下向きをｙ方向とする。閾値処理は原点からｘ方向に進み、（１２７，０）まで１ライン分の処理が終わると、ｙ方向に１ライン下がって（１，０）の処理を行い１ライン分の処理を行う。これを（１２７，１２７）の画素についての処理が終わるまで繰り返す。

まず、注目画素を座標（０，０）の画素Ｐとし、濃度領域判定部２６１が、注目画素Ｐ（ｘ，ｙ）の画素値８５を取得する。画素値８５は１２８未満であるので第１の画素群である第１濃度領域に属すると判断する。なお、第１濃度領域に属する場合は、模擬画素値演算部２６２では演算を行わない。

次に、閾値処理部２６３が、閾値記憶部２６５に記憶されている閾値マトリックス３０の注目画素Ｐに対応する閾値ｔｈ００（０，０）を読み出す。図４に示すように、閾値ｔｈ００は１である。画素値８５と閾値１とを比較すると、画素値ｉｄ≧閾値ｔｈであるので、出力画素値を１に決定する。注目画素Ｐは、第１濃度領域に属するので、決定された出力画素値をそのまま印刷部１４に転送する。

注目画素のｘ座標をインクリメントし、（１，０）の画素を次の注目画素Ｐとし、上記の処理を繰り返す。

図４に示した閾値マトリックス３０を用いた場合、第１の具体例では結果として図５（ａ）に示すような出力画像３１が得られる。ここで、“●”はドットを印字する画素であることを示している。

以下では第２の具体例について説明する。
第２の具体例では、入力画像データは、階調数が２５６階調であり、全ての画素値が１７０であるようなデータとする。閾値マトリックスは、第１の具体例と同じ図４に示した閾値マトリックス３０を用いる。

まず、注目画素を座標（０，０）の画素Ｐとし、濃度領域判定部２６１が、注目画素Ｐ（ｘ，ｙ）の画素値１７０を取得する。画素値１７０は１２８以上であるので第２濃度領域の属すると判断する。第２濃度領域に属するので、模擬画素値演算部２６２で演算ｉｄ’＝２５５−ｉｄを行い、模擬画素値ｉｄ’＝２５５−１７０＝８５を得る。

次に、閾値処理部２６３が、閾値記憶部２６５に記憶されている閾値マトリックス３０の注目画素Ｐに対応する閾値ｔｈ００（０，０）を読み出す。図４に示すように、閾値ｔｈ００は１である。画素値８５と閾値１とを比較すると、画素値ｉｄ≧閾値ｔｈであるので、出力画素値を１に決定する。注目画素Ｐは、第２濃度領域に属するので、変更部２６４が出力画素値を１から０に変更して印刷部１４に転送する。

注目画素のｘ座標をインクリメントし、（１，０）の画素を次の注目画素Ｐとし、上記の処理を繰り返す。

図４に示した閾値マトリックス３０を用いた場合、第２の具体例では結果として図５（ｂ）に示すような出力画像３２が得られる。

以上のように、模擬画素値を算出し、これを用いて閾値処理を行うことで、濃度域の異なる画素群間の出力が互いに影響されなくなるので、ノイズの発生などが抑制され、出力される画像の画質が向上する。さらに、記憶している閾値群を、対応する画素群以外の画素群に対しても用いることができるので、閾値群を記憶するための記憶容量を大幅に削減することができる。

本発明では第１濃度領域において、ドットを印字しない領域が発生する。たとえば第１濃度領域は濃度値が０〜１２７であり、第１濃度領域の最大濃度１２７に対しても５０％のカバレージを有するだけ、残り５０％の領域にはドットが印字されない。このような画素位置に対応する閾値(以下では、模擬閾値と呼ぶ)としては、必ずドットが印字されないような値であれば十分であるので、全ての値を第２濃度領域となる値、たとえば１２８とすればよい。

このようにすると特定の位置、すなわち模擬閾値の位置に所定の画素値を出力させるために何ら特殊な処理を必要しない。第１濃度領域は０〜１２７の画素値しかないため、閾値１２８に対して画素値ｉｄ≧閾値ｔｈを満足することはなく、必ず出力画素値として０が出力される。

上記以外に特定の位置に必ず所定の画素値を出力させるには、特定の位置に値を付与しないようにする、または０を使用するなどが考えられるが、このような場合、中間調処理中にイレギュラー処理が必要となるおそれがある。

一方で模擬閾値として、第２濃度領域の画素値を使用すると、閾値テーブルの記憶に必要な記憶容量が大きくなってしまう。たとえば模擬閾値として１２８を記憶するためには閾値マトリックスの各閾値の記憶に対してそれぞれ８ビットが必要となる。したがって、閾値マトリックスのサイズが２５６×２５６の場合、閾値マトリックスを記憶するための記憶容量には２５６×２５６×８ビット必要となる。

これに対し、イレギュラーな処理が必要ではあるが、たとえば模擬画素値として０を使用した場合は、閾値マトリックス各閾値の記憶に対してそれぞれ７ビットあればよい。

模擬閾値として用いる値は、画像処理装置に要求される特性に応じて選択すればよい。高速処理が要求され、閾値マトリックスを記憶するための記憶容量が十分確保できる場合は、模擬閾値として第２濃度領域の画素値を使用するのが好ましく、高速処理が要求されず、閾値マトリックスを記憶するための記憶容量を小さくする必要がある場合は、模擬閾値として０を使用するのが好ましい。

上記では、第１濃度領域（画素値が０〜１２７）を利用して、第１濃度領域より大きな画素値を持つ第２濃度領域(画素値が１２８〜２５５)を再現しているが、これとは逆に第２濃度領域を利用して第１階調領域を再現することも可能である。

第２濃度領域に使用する閾値としては８ビットが必ず必要となるので、第１濃度領域を利用して第２濃度領域を再現するほうが閾値マトリックスを記憶するための記憶容量が小さくなってより望ましい。

これに対し、第２濃度領域を利用して第１濃度領域を再現する場合、模擬閾値として第１濃度領域の画素値を使用することができ、模擬閾値による記憶容量の増加はなく、同時にイレギュラー処理も発生しない。

このように高濃度領域を利用して低濃度領域を再現するか、低濃度領域を利用して高濃度領域を再現するかは、画像処理装置に要求される特性に応じて選択すればよい。

また、上記では濃度領域を第１濃度領域と第２濃度領域の２つの領域に分割したが、３つまたは４つ以上の領域に分割してもよい。

３つの領域に分割する場合は、入力画像データの階調数が２５６階調とすると、画素値が０〜８４である第１濃度領域と、画素値が８５〜１７０である第２濃度領域と、画素値が１７１〜２５５である第３濃度領域に分割する。

このとき、注目画素が第１濃度領域の属する場合は、図６に示す閾値マトリックス４０を使用して閾値処理を行い、第２濃度領域に属する場合は、閾値マトリックス４０とは異なる閾値マトリックスを使用して閾値処理を行い、第３濃度領域に属する場合は、第１濃度領域の属する場合と同様に閾値マトリックス４０を利用して閾値処理を行うことも可能である。

４つの領域に分割する場合は、第１〜第４濃度領域に対して、第１濃度領域で使用する第１閾値マトリックスと第２濃度領域で使用する第２閾値マトリックスを用意し、第３濃度領域には第２閾値マトリックスを利用し、第４濃度領域には第１閾値マトリックスを利用することで全階調を再現できる。または、第３濃度領域で使用する第３閾値マトリックスをさらに用意し、第４濃度領域に対してのみ、第１閾値マトリックスを利用してもよい。これらは画像形成装置の構成、要求される画質などに応じて適宜決定すればよく、いずれにしても、各濃度領域に対してそれぞれ閾値マトリックスを用意する場合に比べて必要な記憶容量を削減することができる。

さらに、上記では閾値マトリックスの閾値として１〜１２８を使用し、閾値処理では画素値ｉｄ≧閾値ｔｈの条件式を使用しているが、閾値として０〜１２７を使用し、画素値ｉｄ＞閾値ｔｈの条件式とすることで第濃度領域のすべてを処理できるので、模擬画素値として１２７を使用することができる。この場合、閾値マトリックスを記憶するための記憶領域を増加させることなく、かつイレギュラー処理も発生しないので最も好ましい。

上記では閾値マトリックスを使用し、閾値処理を行うディザ法を例にあげているが、本発明はこれに限定されず、他の中間調処理法、たとえば注目画素の周辺の画素を参照して出力画素値を決定するような方法でも良好に本発明を適用できる。

上記では、１つの画素ごとに、閾値処理の直後に出力画素値の変更を行っているが、本発明はこれに限定されるものではい。たとえば大きな記憶容量を用意し、一旦全画素について閾値処理して記憶した後に、改めて出力画素値を変更するような構成でもよく、一旦複数の画素について閾値処理して記憶し、その後出力画素値を変更するような構成でもよい。注目画素の処理が他の画素に影響しないような場合は、閾値処理の直後に出力画素値を変更するような構成でもよいが、たとえば周辺画素を参照して出力画素値を決定するような方法では、出力画素値を直ちに変更すると、すでに処理を終えた周辺画素の画素値が変更されてしまうことになるので望ましくない。この方法を用いる場合は、直ちに出力画素値を変更するのではなく、所定の画素、たとえば周辺画素に対する処理が終わった後に変更するような構成が望ましい。

以下では第２の中間調処理について説明する。第１の中間調処理は、２値画像データを出力する階調再現処理であったが、第２の中間調処理は、多値画像データを出力する階調再現処理である。

本中間調処理では階調再現処理部２６のみが多値に対応した構成となる場合を例として説明する。階調数が２５６階調の入力画像データに対して、ドットが印字されないレベル０から、フルドットが印字されるレベル４までの５値で階調再現する多値ディザ法とする。入力画像データの画素値０〜６３をレベル０とレベル1を使用して表現し、画素値６４〜１２７をレベル１とレベル２を使用して表現し、画素値１２８〜１９１をレベル２とレベル３を使用して表現し、画素値１９２〜２５５をレベル３とレベル４を使用して表現する。ここで入力画像データに対して、濃度領域を画素値が０〜３１である第１濃度領域と、画素値が３２〜６３である第２濃度領域と、画素値が６４〜９５である第３濃度領域と、画素値が９６〜１２７である第４濃度領域と、画素値が１２８〜１５９である第５濃度領域と、画素値が１６０〜１９１である第６濃度領域と、画素値が１９２〜２２３である第７濃度領域と、画素値が２２４〜２５５である第８濃度領域に分割する。さらに第２濃度領域は第１濃度領域を対応させ、第４濃度領域は第３濃度領域を対応させ、第６濃度領域は第５濃度領域を対応させ、第８濃度領域は第７濃度領域を対応させて処理する。したがって第１濃度領域および第２濃度領域に対してレベル０およびレベル１が対応し、同様に第３濃度領域および第４濃度領域に対してレベル１およびレベル２が対応し、第５濃度領域および第６濃度領域に対してレベル２およびレベル３が対応し、第７濃度領域および第８濃度領域に対してレベル３およびレベル４が対応している。閾値マトリックスとしては、図７に示すような４×４要素の閾値マトリックス５０を使用する。

第１濃度領域と第２濃度領域に対して閾値マトリックス５０を使用して処理を行う。第３濃度領域と第４濃度領域、第５濃度領域と第６濃度領域、第７濃度領域と第８濃度領域に対して、それぞれ使用する閾値マトリックスは、閾値マトリックス５０の閾値をオフセットさせて使用する。たとえば第３濃度領域と第４濃度領域に対しては、閾値マトリックス５０の各閾値に６４を加算して使用し、第５濃度領域と第６濃度領域に対しては、さらに６４を加算して使用し、第７濃度領域と第８濃度領域に対しては、さらに６４を加算して使用する。

本中間調処理について具体的に説明すると、まず、注目画素の画素値ｉｄを取得し、注目画素の画素値がどの濃度領域に属するかを判定する。注目画素の画素値ｉｄが第１領域、第３濃度領域、第５濃度領域または第７濃度領域に属する場合は、閾値マトリックス５０の閾値を読み出し、閾値処理を行う。

注目画素の画素値ｉｄが第２領域、第４濃度領域、第６濃度領域または第８濃度領域に属する場合は、模擬画素値ｉｄ’を算出する。模擬画素値ｉｄ’は、第２濃度領域に属する場合はｉｄ’＝６３−ｉｄ、第４濃度領域に属する場合はｉｄ’＝１９１−ｉｄ、第６濃度領域に属する場合はｉｄ’＝３１９−ｉｄ、第８濃度領域に属する場合はｉｄ’＝４４７−ｉｄで算出する。閾値は、閾値マトリックス５０の閾値を読み出し、上記のようにオフセットを行い、閾値処理を行う。第１濃度領域および第２濃度領域に対しては、レベル０かレベル１かを判定し、レベル０の場合は「０」を、レベル１の場合は「１」を出力画素値とし、第３濃度領域および第４濃度領域に対しては、レベル１かレベル２かを判定し、レベル１の場合は「１」を、レベル２の場合は「２」を出力画素値とし、第５濃度領域および第６濃度領域に対しては、レベル２かレベル３かを判定し、レベル２の場合は「２」を、レベル３の場合は「３」を出力画素値とし、第７濃度領域および第８濃度領域に対しては、レベル３かレベル４かを判定し、レベル３の場合は「３」を、レベル４の場合は「４」を出力画素値とする。

続いて注目画素の画素値が、第１領域、第３濃度領域、第５濃度領域または第７濃度領域に属する場合は、出力画素値はそのまま印刷部１４に転送される。

注目画素の画素値ｉｄが第２領域、第４濃度領域、第６濃度領域または第８濃度領域に属する場合は、出力画素値をもう一方の値に変更する。たとえば注目画素の画素値が第２濃度領域に属する場合、出力画素値が０なら１に変更し、出力画素値が１なら０に変更する。注目画素の画素値が第４濃度領域の場合、出力画素値が１なら２に変更し、出力画素値が２なら１に変更する。注目画素の画素値が第６濃度領域に属する場合、出力画素値が２なら３に変更し、出力画素値が３なら２に変更する。注目画素の画素値が第８濃度領域に属する場合、出力画素値が３なら４に変更し、出力画素値が４なら３に変更される。変更された出力画素値は、印刷部１４に転送される。

上記では、閾値マトリックス５０の閾値をオフセットして使用しているが、画素値をオフセットして処理することも可能である。たとえば第３濃度領域または第４濃度領域の画素値ｉｄは新たな画素値ｉｄ＝ｉｄ−６４として算出され、見かけ上第１濃度領域または第２濃度領域の値に変更し、さらに新たな画素値ｉｄが第２濃度領域に属する場合は、模擬画素値ｉｄ’を算出する。同様に第５濃度領域または第６濃度領域の画素値ｉｄは新たな画素値ｉｄ＝ｉｄ−１２８として算出され、見かけ上第１濃度領域または第２濃度領域の値に変更し、さらに新たな画素値ｉｄが第２濃度領域に属する場合は、模擬画素値ｉｄ’を算出する。第７濃度領域または第８濃度領域の画素値ｉｄは新たな画素値ｉｄ＝ｉｄ−１９２として算出され、見かけ上第１濃度領域または第２濃度領域の値に変更し、さらに新たな画素値ｉｄが第２濃度領域に属する場合は、模擬画素値ｉｄ’を算出する。

閾値処理では、注目画素の画素値が第１濃度領域または第２濃度領域に属する場合はレベル０かレベル１かを判定し、注目画素の画素値が第３濃度領域または第４濃度領域に属する場合はレベル１かレベル２かを判定し、注目画素の画素値が第５濃度領域または第６濃度領域に属する場合はレベル２かレベル３かを判定し、注目画素の画素値が第７濃度領域または第８濃度領域に属する場合はレベル３かレベル４かを判定することもできる。この方が演算に使用するビット数が削減でき演算回路の小規模化に有利である。上記では模擬画素値の演算としてｉｄ’＝４４７−ｉｄが必要であり、演算に必要なビット数は９ビットであるが、これを８ビットに削減できる。

第２の中間調処理では、閾値マトリックスを一つ使用しているが、別途閾値マトリックスを使用してもよく閾値マトリックスの数は、濃度領域数未満であれば特に限定されない。

以上の実施形態では、使用する閾値マトリックスおよび画像処理方法を実現するための画像処理プログラムなどを、画像処理装置１３が備える所定の記憶手段に予め記憶しているものとしている。

しかしながら、閾値マトリックスなどを画像処理装置１３内部に記憶させることが望ましくない場合は、外部記憶装置に、閾値マトリックスおよび画像処理プログラムなどを記憶しておき、画像処理を行うときに、入力画像データとともに外部記憶装置から閾値マトリックスおよび画像処理プログラムを一時的に入力するような構成であってもよい。

外部記憶装置としては、たとえば画像処理装置１３と通信可能に接続されたコンピュータ、ファクシミリ装置などを用いることができる。これらの装置は、画像処理装置１３に比べて記憶容量の制限を受けにくく、高画質の画像形成を行うためには有効である。このような構成では、外部記憶装置が通信ネットワークなどに接続している場合も多いので、適時に新たな閾値マトリックスおよび画像処理プログラムをアップデートすることが望ましく、そうすることでより高画質な画像形成を行うことができる。このように必要な情報を画像処理装置１３の外部に記憶させることは、画像処理装置１３を制御するＣＰＵの負荷を減少させ、画像処理装置１３の処理能力の低下を回避する意味でも有効である。

また、使用する閾値マトリックスおよび画像処理方法を実現するための画像処理プログラムなどを、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの電子データ用記録媒体に記録しておき、画像処理を行うときに、これらの電子データ用記録媒体から閾値マトリックスおよび画像処理プログラムを読み出すような構成であってもよい。このような構成では、これらの電子データ用記録媒体を用いて、適時に新たな閾値マトリックスおよび画像処理プログラムをアップデートすることも可能である。

また、画像処理装置１３と印刷部１４とは、直接的に接続されている形態に限定されず、画像処理装置１３がパーソナルコンピュータなどで実現され、印刷部１４がカラープリンタなどで実現され、これらがネットワークを介して接続されている形態であってもよい。また、図１に示した画像形成装置１１は、たとえばデジタル複写機、デジタル複合機などとして実現される。

本発明の他の実施形態として、上記の画像処理方法をプリンタドライバとして実現するようにしてもよい。図８は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）６０に備えられるプリンタドライバ６１の構成を示すブロック図である。ＰＣ６０は、プリンタなどの画像出力装置７０と接続し、画像データを出力するために、プリンタドライバ６１、通信ポートドライバ６２および通信ポート６３を備えている。プリンタドライバ６１は、色情報処理部６４、出力階調補正部６５、階調再現処理部６６およびプリンタ言語翻訳部６７を含んで構成される。また、通信ポート６３は、ＲＳ２３２Ｃ規格および各種ＬＡＮ（Local Area
Network）規格に準じたインターフェイスであり、通信ポートドライバ６２によって通信ポート６３に適した画像データが出力される。

ＰＣ６０において各種のアプリケーションプログラムを実行することにより生成された画像データ、外部からダウンロードした画像データなどは、プリンタドライバ６１の色情報処理部６４に送られる。色情報処理部６４では、前述の画像処理装置１３に備えられた色情報処理部２３と同様の処理を画像データに施す。さらに色情報処理部６４では、画像処理装置１３における墨生成下色除去部２４の処理も行う。色情報処理部６４から出力された画像データは、次に出力階調補正部６５および階調再現処理部６６の順に送られ、前述の画像処理装置１３に備えられた出力階調補正部２５および階調再現処理部２６と同様の階調補正処理および中間調生成処理が施される。階調再現処理部６６において処理がなされた画像データは、プリンタ言語翻訳部６７に送られ、接続される画像出力装置７０に応じたプリンタ言語に変換される。プリンタ言語翻訳部６７から出力された画像データは、通信ポートドライバ６２および通信ポート６３を介して、画像出力装置７０に出力される。画像出力装置７０では、入力された画像データを紙などの記録媒体に印刷して出力する。画像出力装置７０は、印刷機能の他に複写機能およびファクシミリ通信機能を有するデジタル複合機であってもよい。

また、上記のようなプリンタドライバ６１をＰＣ６０側ではなく画像出力装置７０に備えるようにし、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどで撮像された画像データを、メモリカードを介してまたはＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのケーブルを介して入力し、画像出力装置７０が備えるプリンタドライバ６１で上記と同様の処理を行うようにしても良い。

図９は、本発明の他の実施形態であるデジタル複写機８１の構成を示すブロック図である。画像形成装置であるデジタル複写機８１は、カラー画像入力装置８２、カラー画像処理装置８３、カラー画像出力装置８４および操作パネル８５で構成される。

カラー画像入力装置８２は、原稿を読み取って画像データに変換するものであり、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などを備えたスキャナ部を含んで構成され、原稿からの反射光をＣＣＤにて読み取り、画素ごとにＲＧＢのアナログ画像信号に変換し、このアナログ画像信号を画像処理装置８３に出力する。

操作パネル８５は、原稿の複写開始を指示する複写キー、各部の処理に必要なパラメータなどを入力する数字キーなど複数のキーと、デジタル複写機８１の動作状態、操作メニューなどを表示する表示部とを含む。ユーザが操作パネル１５を操作することで、操作されたキーに応じて動作開始指示信号、パラメータ設定指示信号などの各種指示を示す指示信号、パラメータの具体値を示すデータ信号などをカラー画像入力装置８２、カラー画像処理装置８３およびカラー画像出力装置８４に対して出力され、デジタル複写機８１に対する動作指示、パラメータの設定などを行うことができる。

画像処理装置８３は、Ａ／Ｄ(アナログ／デジタル)変換部９１、シェーディング補正部９２、入力階調補正部９３、領域分離処理部９４、色情報処理部９５、黒生成下色除去部９６、空間フィルタ処理部９７、出力階調補正部９８および階調再現処理部９９を備える。Ａ／Ｄ変換部９１は、画像入力装置１２から与えられるＲＧＢのアナログ画像信号を、デジタル画像信号に変換する。シェーディング補正部９２は、Ａ／Ｄ変換されたデジタル信号に対して、シェーディング補正処理を施す。シェーディング補正処理は、画像入力装置８２の照明系、結像系および撮像系の構成に起因して画像信号に生じる各種の歪みを取除くために行われる。

入力階調補正部９３は、シェーディング補正処理が施された画像信号に、入力階調補正処理を施す。入力階調補正処理は、画像信号を、反射率信号から濃度信号などのような画像処理装置が扱いやすい信号に変換する処理である。入力階調補正処理部９３は、反射率信号に、カラーバランス処理をさらに施しても良い。

領域分離処理部９４は、入力階調補正処理部９３から出力された画像信号に基づき、領域分離処理を行う。領域分離処理は、画像データを構成する各画素が文字領域、写真領域、網点領域のいずれに属するかを判断する。領域分離処理部９４における分離結果（領域識別信号）は、黒生成下色除去部９６、空間フィルタ処理部９７および階調再現処理部９９に出力される。入力階調補正部９３から入力された画像データはそのまま色情報処理部９５へ出力される。

色情報処理部９５は、ＲＧＢの濃度信号をＣＭＹの画像信号に変換し、かつ画像出力装置８４における色再現性の忠実化のために、ＣＭＹの画像信号に色補正処理を施す。色補正処理は、具体的には、不要吸収成分をそれぞれ含むＣＭＹの各トナーやインクの分光特性に基づいた色濁りを、画像信号から取り除く処理である。

黒生成下色除去部９６は、色補正部２４から出力された画像信号を構成するＣＭＹの各色信号に基づいて、ブラック（Ｋ）の色信号を生成する墨生成処理を行う。また墨生成下色除去部９６は、ＣＭＹの色信号に対して下色除去処理を施す。下色除去処理は、ＣＭＹの色信号から墨生成処理で生成されたブラックの色信号を差し引いて新たなＣＭＹの色信号を得る処理である。これらの処理の結果、ＣＭＹの画像信号は、ＣＭＹＫの色信号からなる画像信号に変換される。

空間フィルタ処理部９７は、墨生成下色除去部９６で得られたＣＭＹＫの画像信号に対して、ディジタルフィルタを用いた空間フィルタ処理を施す。これによって画像の空間周波数特性を補正し、画像出力装置８４が出力する画像に発生するぼやけおよび粒状性の劣化を防止する。

出力階調補正部９８および階調再現処理部９９は、前述の画像処理装置１３における出力階調補正部２５および階調再現処理部２６と同様の処理を施す。

さらに、階調再現処理部９９は、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号に基づいて所定の処理を施す。

たとえば、領域分離処理部９４において文字領域に分離された画素領域に対しては、特に黒文字または色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部９７による空間フィルタ処理において鮮鋭強調処理を行い高周波数の強調量を大きくする。そして、階調再現処理部９９において、二値化処理が施される。

また、領域分離処理部９４において網点領域に分離された画素領域に対しては、空間フィルタ処理部９７において、入力網点成分を除去するためのローパスフィルタ処理が施される。そして、出力階調補正部９８において、濃度信号などの信号をカラー画像出力装置８４の出力特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理が施された後、階調再現処理部９９で、最終的に画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように処理する階調再現処理（中間調生成）が施される。以上の動作は、図示しないＣＰＵにより制御される。

このように画像処理が施された画像データは、一時的に図示しない記憶手段に記憶され、所定のタイミングで読み出されてカラー画像出力装置８４に出力される。画像出力装置８４は、画像処理が施された画像データに基づいて紙などの記録媒体上に画像を形成する。

さらに、図１の印刷部１４および図９のカラー画像出力装置８４としては、電子写真方式、インクジェット方式のカラー画像出力装置に限らず、たとえばトナージェット方式、熱転写方式を利用した画像出力装置を用いた場合にも、本発明を適用することができ、有効な効果を奏することができる。コンピュータのモニタ、または階調再現処理を必要とするテレビジョンモニタにも本発明の画像処理方法および画像処理装置を有効に適用することができる。さらに、本発明の画像処理方法および画像処理装置は、液晶デバイス、ツイストボールなどを利用した電子ペーパにも有効に適用することができる。

さらに、本発明の他の実施形態として、上記の画像処理方法をコンピュータに実行させるための画像処理プログラムおよびこの画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することも可能である。

なお、記録媒体としては、マイクロプロセッサで処理が行われるためのメモリ、たとえばＲＯＭ（Read Only Memory）そのものが記録媒体であってもよいし、また、コンピュータの外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに挿入することで読み取り可能な記録媒体であってもよい。

いずれの場合においても、記録されている画像処理プログラムは、マイクロプロセッサが記録媒体にアクセスすることで実行されてもよいし、マイクロプロセッサが記録媒体から画像処理プログラムを読み出し、読み出された画像処理プログラムをプログラム記憶エリアにダウンロードして、実行してもよい。なお、このダウンロード用のプログラムは予め所定の記憶装置に格納されているものとする。ＣＰＵなどのマイクロプロセッサは、インストールされた画像処理用プログラムに従って所定の画像処理を行うようにコンピュータの各部を統括的に制御する。

また、プログラム読み取り装置で読み取り可能な記録媒体としては、磁気テープ、カセットテープなどのテープ系、フレキシブルディスク、ハードディスクなどの磁気ディスクまたはＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ（Magneto Optical disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤなどの光ディスクのディスク系、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）／光カードなどのカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Erasable
Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリを含めた固定的にプログラムを記録する媒体であってもよい。

また、コンピュータを、インターネットを含む通信ネットワークに接続可能な構成とし、通信ネットワークから画像処理プログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体であってもよい。なお、このように通信ネットワークから画像処理プログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用プログラムは予めコンピュータに格納しておくか、他の記録媒体からインストールされるものであってもよい。

記録媒体から読み取った画像処理プログラムを実行するコンピュータシステムの一例は、フラットベッドスキャナ、フィルムスキャナ、デジタルカメラなどの画像読取装置と、各種プログラムを実行することにより上記の画像処理方法を含めた様々な処理を行うコンピュータと、このコンピュータの処理結果などを表示するＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイなどの画像表示装置と、コンピュータの処理結果を紙などに出力するプリンタなどの画像出力装置とが互いに接続されて構成されるシステムである。さらに、このコンピュータシステムには、通信ネットワークを介してサーバーなどに接続し、画像処理プログラムを含む各種プログラムや画像データなどの各種データを送受信するためのモデムなどが備えられる。

本発明の実施の一形態である画像形成装置１１の構成を示すブロック図である。 階調再現処理部２６の構成を示すブロック図である。 階調再現処理部２６による中間調処理を含む画像処理を示すフローチャートである。 閾値マトリックス３０を示す図である。 出力画像の例を示す図である。 閾値マトリックス４０を示す図である。 閾値マトリックス５０を示す図である。 パーソナルコンピュータ（ＰＣ）６０に備えられるプリンタドライバ６１の構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態であるデジタル複写機８１の構成を示すブロック図である。 従来のディザ方法を説明するための図である。

符号の説明

１１ 画像形成装置
１２ 画像入力部
１３ 画像処理装置
１４ 印刷部
１５，８５ 操作パネル
２１ 解凍処理部
２２ 空間フィルタ処理部
２３，６４，９５ 色情報処理部
２４，９６ 黒生成下色除去部
２５，６５，９８ 出力階調補正部
２６，６６，９９ 階調再現処理部
３０，４０，５０ 閾値マトリックス
６０ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
６１ プリンタドライバ
６２ 通信ポートドライバ
６３ 通信ポート
６７ プリンタ言語翻訳部
７０ 画像出力装置
８１ デジタル複写機
８２ カラー画像入力装置
８３ カラー画像処理装置
８４ カラー画像出力装置
９１ Ａ／Ｄ(アナログ／デジタル)変換部
９２ シェーディング補正部
９３ 入力階調補正部
９４ 領域分離処理部
９７ 空間フィルタ処理部
２６１ 濃度領域判定部
２６２ 模擬画素値演算部
２６３ 閾値処理部
２６４ 変更部
２６５ 閾値テーブル記憶部

Claims (8)

1. 入力された画像データを所定の階調の画像データに変換して出力する階調再現処理部を備える画像処理装置において、
   階調再現処理部は、
   入力された画像データに基づいて、画像データを構成する注目画素が、濃度域によって区別される複数の画素群のいずれに含まれるかを判定する濃度領域判定部と、
   複数の画素群の１つである第１の画素群に対応する第１の閾値群を少なくとも記憶する閾値記憶部と、
   注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、注目画素の画素値を用いて演算を行い当該画素値とは異なる画素値である模擬画素値を算出する模擬画素値演算部と、
   注目画素が前記第１の画素群に含まれる場合は、前記第１の閾値群および注目画素の画素値に基づいて閾値処理を行い、注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、前記第１の閾値群および前記模擬画素値に基づいて閾値処理を行い、前記所定の階調に応じた画素値である出力画素値を出力する閾値処理部と、
   注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、閾値処理部から出力される出力画素値を、当該出力画素値に対応付けられた他の出力画素値に変更して出力する変更部とを備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記閾値群は、画像データにおける各画素の位置にそれぞれ対応付けられた複数の閾値により構成され、所定の画素の位置に対応付けられた閾値は、前記第１の画素群には含まれない画素の画素値から選ばれることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記閾値処理部は、所定の演算を行うことで、前記第１の閾値群を用いて、前記第１の画素群以外の画素群に対応する閾値群を算出することを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記濃度領域判定部は、注目画素が第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、画素群ごとに定められた演算を行い、新たな注目画素の画素値を算出することを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
5. 画像データを、画像処理装置に入力する画像入力装置と、
   請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像処理装置と、
   前記画像処理装置によって画像処理された画像データに基づいて画像を形成する画像出力装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 入力された画像データを所定の階調の画像データに変換して出力する階調再現処理工程を含む画像処理方法において、
   階調再現処理工程は、
   入力された画像データに基づいて、画像データを構成する注目画素が、濃度域によって区別される複数の画素群のいずれに含まれるかを判定する濃度領域判定工程と、
   注目画素が、複数の画素群の１つである第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、注目画素の画素値を用いて演算を行い当該画素値とは異なる画素値である模擬画素値を算出する模擬画素値演算工程と、
   注目画素が第１の画素群に含まれる場合は、予め記憶している第１の画素群に対応する第１の閾値群および注目画素の画素値に基づいて閾値処理を行い、注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、前記第１の閾値群および前記模擬画素値に基づいて閾値処理を行い、前記所定の階調に応じた画素値である出力画素値を出力する閾値処理工程と、
   注目画素が前記第１の画素群以外の画素群に含まれる場合は、閾値処理工程で出力される出力画素値を、当該出力画素値に対応付けられた他の出力画素値に変更して出力する変更工程とを含むことを特徴とする画像処理方法。
7. コンピュータを請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像処理装置として機能させるための画像処理プログラム。
8. コンピュータを請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像処理装置として機能させるための画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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