JP2006180376A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スクリーン処理により発生する輪郭領域のジャギーを解消する、或いは効果的に軽減する。
【解決手段】輪郭処理部８は、輪郭抽出部４から入力されたフラグ信号ＯＬに基づいて、ＭＬＳブロック６により多値スクリーン処理が施された画像データＳＣにおける輪郭画素を特定し、当該輪郭画素、或いはその周辺画素におけるスクリーンドットの出力状態に応じて、輪郭画素におけるドットの出力を調整する。周辺画素におけるスクリーンドットの出力状態は、ＢＬＳブロック７から入力されたフラグ信号ＢＯ[ch]に基づいて判別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像データに対してスクリーン処理を施す画像処理装置に関する。

プリンタ等において文字画像を中間調で表現するためにスクリーン処理する場合、規則的なスクリーンパターンを用いると所定画素おきに打点されるため（このスクリーンパターンにより打点される点をスクリーンドットという。）、図１１に示すように、文字の輪郭部分がスクリーンパターンによってギザギザに見えるジャギーと呼ばれる現象が生じる。ジャギーが発生すると、文字の輪郭部分が判別しづらいものとなり、文字画像の見た目の解像度が低下して、読みづらくなる。

このジャギーの発生を防止するために、ページ記述言語（以下、ＰＤＬ；Page Description Languageという）に記述された情報から各画素の特徴（文字、図形等の画像の種類を示す特徴）を判別し、その特徴に応じた画像処理を行うといった方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の方法によれば、例えば解像度を重視する文字の画像領域の画素には文字であることを示すＴＥＸＴ信号を生成し、画像処理時にはＴＥＸＴ信号が設定された画像領域には４００線の万線スクリーン等、解像度の高いスクリーンを使用し、その他の領域には２００線の万線スクリーン等、解像度の低いスクリーンを使用するといったように、解像度の異なるスクリーンを使い分けることにより文字部分の解像度の劣化を回避している。

一方で、図１２（ａ）に示すように、輪郭の角度とスクリーンパターンの角度が近い場合には、輪郭部分でのスクリーンドットの出力間隔が長くなるため、周期の長いジャギーが発生し、著しく目立つことになるという問題もある。この問題を解消するには、輪郭とスクリーンパターンの角度が近くならないように制御して、ジャギーの周期を短くすることが有効である。

そのような方法として、ＰＤＬに基づいて画像の輪郭部分を抽出し、非輪郭領域には万線スクリーンパターンを用いたスクリーン処理を施し、輪郭領域には誤差拡散等の角度を必要としないスクリーン処理を施す、或いは輪郭領域には輪郭の角度に応じて通常の角度とは異なる角度の万線スクリーンパターンによりスクリーン処理を施すことにより、輪郭の角度とスクリーンの角度が近くならないように制御する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開Ｈ９−２８２４７１号公報 特開２００４−４０４９９号公報

ところが、プリンタで印刷出力する段階において、インキやトナーにより２ドット以上を打点する場合、プリンタによっては、打点の位置関係により濃度が異なることがある。例えば、２点が隣接している場合と、離接している場合とでは、２ドット分全体のインキやトナーの濃度が異なることがある。これは、プリンタの周波数応答によるもので、１ドット分の打点に対しては応答が鈍く、インキやトナーがあまり出力されないのに対し、連続した打点に対しては応答が改善されてインキやトナーの出力が良くなることに起因するものである。ただし、このような特性はプリンタによって程度の差がある。

上記特許文献２に記載の技術では、輪郭部分においてスクリーン処理を切り替えることによって、場合によっては、輪郭部分で異なるスクリーンパターンにより出力されるドットが局所的に接触したり、離れたりといった現象が周期的に発生する。
例えば、図１２（ａ）に示すように、９０度の万線スクリーンパターンに対して、輪郭部分だけ０度のラインスクリーンパターンに切り替えた場合、輪郭部分では、異なるスクリーンパターンによるドットが局所的に接触したり離れたりといった現象が周期的に起こっていることを確認できる。

上記のプリンタによる出力特性を考慮すると、スクリーンドットが接触した部分は局所的に濃度が上昇し、この濃度上昇が周期的であれ、無秩序であれ、輪郭領域内で点在すれば、それがジャギーとして見え、画質の劣化を招く場合がある。各ドットが接触する周期は、非輪郭領域のスクリーン角度と輪郭部分の角度が近い場合に長くなり、それだけジャギーは目立つこととなる。

また、輪郭領域に対しコントーン処理を施して輪郭線を書き足すことも考えられるが、
輪郭線とスクリーンドットとの周期的な接触がジャギーとして見えるという問題を解決することができない。また、このような技術は、万線スクリーンパターンを適用する場合に限定されており、ドットスクリーンの場合には適用できない。単純に輪郭領域で使用されるドットスクリーンパターンの角度を非輪郭領域のものと異ならせるだけでは、図１２（ｂ）に示すように、輪郭領域において異なるスクリーンパターンによるドットが局所的に接触したり、離れたりといった現象が周期的に起こり、万線スクリーンパターンと同様の問題が起こってしまう。

本発明の課題は、スクリーン処理により発生する輪郭領域のジャギーを解消する、或いは効果的に軽減することができる画像処理装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、画像処理装置において、
画像データにスクリーン処理を施すスクリーン処理手段と、
前記スクリーン処理が施された画像データについて、画像の輪郭領域を構成する輪郭画素及びその周辺画素のスクリーンドットの出力状態に基づいて、前記輪郭画素についてドットを出力するか否かを決定する輪郭処理手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、
前記輪郭処理手段は、前記輪郭画素と、その周辺においてスクリーンドットが出力される画素とが、所定距離以上離れている場合、当該輪郭画素についてドットを出力することを決定することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、
前記輪郭処理手段は、前記輪郭画素から所定範囲内の領域において、スクリーンドットを出力する周辺画素の画素数を判別し、その判別結果に応じて、輪郭画素についてドットを出力することを決定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の画像処理装置において、
前記輪郭処理手段は、輪郭画素においてドットを出力することが決定された場合、当該ドットの出力レベルを決定することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の画像処理装置において、
前記輪郭処理手段は、前記ドットを出力する輪郭画素又はその周辺画素の画素値レベルに応じて、前記輪郭画素におけるドットの出力レベルを決定することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置において、
画像データから輪郭領域を抽出し、当該抽出された輪郭領域を構成する輪郭画素を示す輪郭情報を生成する輪郭抽出手段を備え、
前記輪郭処理手段は、前記輪郭抽出手段により生成された輪郭情報に基づいて、輪郭画素を特定することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像処理装置において、
前記輪郭抽出手段は、外部から入力されたＰＤＬ（Page Description Language）、或いは画像データ及び画像データとともに入力される画像判別信号に基づいて前記輪郭情報を生成することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、画像処理装置において、
画像データにスクリーン処理を施す第１のスクリーン処理手段と、
前記スクリーン処理された画像データについて、画像の輪郭領域を構成する輪郭画素の出力レベルを、当該輪郭画素又はその周辺画素のスクリーン処理結果に基づいて変更する輪郭処理手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の画像処理装置において、
周辺画素に対し、周辺画素についてドットを出力するか否かを決定するためのスクリーン処理を施す第２のスクリーン処理手段を備え、
前記輪郭処理手段は、前記第１のスクリーン処理手段によるスクリーン処理結果及び前記第２のスクリーン処理手段によるスクリーン処理結果に基づいて、輪郭画素の出力レベルを変更することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の画像処理装置において、
前記第１のスクリーン処理手段によるスクリーン処理と、前記第２のスクリーン処理手段によるスクリーン処理とを並列に行うことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項８〜１０の何れか一項に記載の画像処理装置において、
前記輪郭処理手段は、前記輪郭画素又はその周辺画素の画素値レベルに応じて、前記輪郭画素におけるドットの出力レベルを変更することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、輪郭画素とその周辺画素のスクリーンドットの出力状態に応じて輪郭画素についてのドット出力の有無をコントロールしているため、ジャギーの解消、或いは効果的な軽減を容易に実現できる。例えば、輪郭又はその周辺でスクリーンドットが少ない領域、つまり隣接するスクリーンドットの出力間隔が大きい領域が有る場合には、輪郭画素にドットを出力するよう決定することにより、各スクリーンドット間の隙間を埋めてジャギーを解消する、或いは効果的にジャギーを軽減することができる。また、輪郭へのドット出力をコントロールすることにより、輪郭部分を強調して画像の見た目の解像度を向上させることが容易となる。

請求項２に記載の発明によれば、輪郭又はその周辺でスクリーンドットの出力間隔が所定距離以上ある場合、その輪郭画素についてドットを出力するよう決定することにより、各スクリーンドット間の隙間を埋めてジャギーを解消する、或いは効果的にジャギーを軽減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、スクリーンドットを出力する周辺画素が少ない場合、スクリーンドットの出力間隔が大きいので、輪郭画素についてドットを出力するよう決定し、スクリーンドットを出力する周辺画素が多い場合、スクリーンドットの出力間隔は小さいので、輪郭画素についてドットは出力しないように決定する等、スクリーンドットを出力する周辺画素数に応じて輪郭画素についてのドットの出力状態を調整することができる。よって、ジャギーを解消する、或いは効果的にジャギーを軽減することができる。

請求項４に記載の発明によれば、例えばスクリーンドットの出力間隔に応じて輪郭画素の出力レベルを変更したり、輪郭画素の元々の画素値レベルが小さい場合にはその出力レベルも小さくする等、出力レベルを調整することにより出力画像の画質を向上させることができる。また、プリンタ等の出力装置では、孤立したドット出力には応答が鈍く濃度が低下し、連続するドット出力には応答が改善して濃度が上昇するといった出力特性を有する場合があるが、スクリーンドットの出力間隔に応じてドットの出力レベルを調整することにより、このような出力特定による濃度変動を軽減することができ、画質の劣化を防ぐことができる。

請求項５に記載の発明によれば、輪郭画素やその周辺画素の画素値レベルが小さければドットの出力レベルも小さくする等、元々の（スクリーン処理される前の）画素値レベルに応じて出力レベルを調整することができ、原画像の階調性を出力画像に反映させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、輪郭画素を輪郭情報により容易に特定することができる。

請求項７に記載の発明によれば、線画、文字、写真画像等の画像の種類に応じて輪郭情報を生成することができ、例えば写真画像において輪郭の強調が必要無い場合、写真画像の輪郭に関する情報を輪郭情報に含めないことにより、写真画像の輪郭部分を輪郭処理の対象から除外することができる。このように、輪郭情報により画像の種類に応じて輪郭処理を施すか否かを制御することができ、出力画像の画質を向上させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、スクリーン処理後の輪郭画素又は周辺画素についてのスクリーンドットの出力の有無、或いはその出力レベルに応じて、輪郭画素の出力レベルを調整することができる。従って、輪郭画素の出力レベルをコントロールすることができ、ジャギーの解消或いは効果的な軽減を容易に実現することができる。例えば、輪郭画素又は周辺画素においてスクリーンドットの出力間隔が小さいエリアでは、輪郭画素についてドットを非出力（出力レベルが０）から出力（出力レベルが０より大きい値）に変更して、各スクリーンドット間の隙間を埋めることができ、ジャギーを解消する、或いは効果的にジャギーを軽減することができる。また、プリンタ等の出力装置では、不連続なドット出力には応答が鈍く濃度が低下し、連続するドット出力には応答が改善して濃度が上昇するといった出力特性を有する場合があるが、スクリーンドットの出力間隔に応じて輪郭におけるドットの出力レベルを調整することにより、このような出力特定による濃度変動を軽減することができ、画質の劣化を防ぐことができる。

請求項９に記載の発明によれば、周辺画素についてのスクリーンドットの出力状態を簡易な構成で判別することができる。周辺画素におけるスクリーンドットの出力の有無により輪郭画素の出力レベルを変更する場合、スクリーンドットの出力の有無のみ判別できれば、スクリーンドットの出力間隔を判断することができる。よって、周辺画素の出力レベルまで求めるようなスクリーン処理ではなく、スクリーンドットの出力の有無のみを求めるスクリーン処理を行うことにより、簡易で迅速な輪郭処理が可能となる。

請求項１０に記載の発明によれば、輪郭画素と周辺画素に対するスクリーン処理をそれぞれ並行で行うことによってハードウェア規模を抑えることができる。

請求項１１に記載の発明によれば、輪郭画素やその周辺画素の画素値レベルが小さければドットの出力レベルも小さくする等、元々の画素値レベルに応じて出力レベルを調整することができ、原画像の階調性を出力画像に反映させることができる。

まず、構成を説明する。
図１に、本実施形態における画像処理装置１０の内部構成を示す。
図１に示すように、画像処理装置１０は、コントローラ１、レジスタ２、ラインバッファ３、輪郭抽出部４、γ処理部５、ＭＬＳ（Multi-Level Screen）ブロック６、ＢＬＳ（Bi-Level Screen）ブロック７、輪郭処理部８を備えて構成されている。

コントローラ１は、外部から処理対象の入力画像データIMAGE及びＰＤＬデータを受け取り、画像データIMAGEを印刷出力する際に使用される色材（ここでは、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マジェンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色とする）毎に色変換し、さらにラスタライズ処理により画素毎の画像データＩＳを生成する。

また、ＰＤＬデータに基づいて、画像判別信号Tagを生成する。画像判別信号Tagは、写真等の画像部分であることを示すImage、文字であることを示すText、線画であることを示すGraphicsの３種類が挙げられる。
生成された色毎の画像データＩＳ及び画像判別信号Tagは、ラインバッファ３を介して輪郭抽出部４、γ処理部５、ＢＬＳブロック７にそれぞれ出力される。

なお、コントローラ１において、ＰＤＬデータに基づき、Graphics、Textの輪郭領域であることを示すフラグ信号ＳＯＬを生成して輪郭抽出部４に出力することとしてもよい。現在、多くの文字や線画の各オブジェクトはベクトルデータであり、それらのオブジェクト毎に輪郭を求めることはＰＤＬの関数を用いて求めることができる。或いは、オブジェクトをそのまま画像データに展開したのち、輪郭抽出部４におけるフラグ信号ＯＬと同様の手順で輪郭信号を生成してもよい。
以下、図２を参照してＳＯＬの生成方法について説明する。
例えば、図２（ａ）に示すように、オブジェクト「Ｚ」の上にオブジェクト「Ｇ」が重ね合わされた画像を出力する場合、「Ｚ」の画像において「Ｇ」の画像により上書きされる部分が生じる。

ここで、図２（ｂ）に示すように、各オブジェクトについて輪郭領域を求めたうえでオブジェクト「Ｚ」に「Ｇ」を重ねた場合を考える。
オブジェクト「Ｚ」及び「Ｇ」についての画像判別信号Tagが何れもTextであった場合、図２（ｃ）に示すように、「Ｚ」及び「Ｇ」の輪郭部分の画素について、ＳＯＬ＝１に設定し、それ以外の領域の画素についてはＳＯＬ＝０に設定する。一方、オブジェクト「Ｚ」のTagはTextであるが、「Ｇ」のTagがGraphicsであった場合、図２（ｄ）に示すように、「Ｚ」の輪郭部分から「Ｇ」の輪郭部分を除いた部分の画素について、ＳＯＬ＝１と設定し、それ以外の領域の画素についてはＳＯＬ＝０に設定する。
このように設定されたＳＯＬは、輪郭抽出部４に出力される。

また、コントローラ１は、輪郭処理部８において輪郭処理を行うか否かを示すスイッチ信号ＬＡＳＷを生成して輪郭処理部８に出力する。例えば、画像処理装置１０が複写機やプリンタ等に設置された場合、複写機やプリンタから輪郭処理を行う旨の指示情報が入力されると、当該指示情報に従ってＬＡＳＷ＝１に設定し、輪郭処理を行わない旨の指示情報が入力されると、ＬＡＳＷ＝０に設定する。

レジスタ２は、各部１〜８の処理に必要なパラメータを記憶しており、各部１〜８からの読み出し要求に応じて、指定されたパラメータを出力する。
具体的には、輪郭抽出部４において使用されるedTH、ＭＬＳブロック６において使用されるＬＵＴ（Look Up table）であるTH1tbl、TH2tbl、輪郭処理部８において使用されるAU、AV、AW、BU、BV、BW、LAL、LAH、DON等のパラメータを記憶している。各パラメータについては、後述する各部１〜８の説明時に併せて説明する。

ラインバッファ３は、コントローラ１から入力された画像データＩＳの主走査ラインを４ライン分保持するとともに、画像判別信号Tagをその３ライン分保持し、輪郭抽出部４、γ処理部５、ＢＬＳブロック７に順次出力する。

輪郭抽出部４は、入力された画像データＩＳから輪郭領域を検出し、各画素について輪郭領域を構成する画素であるか否かを示す輪郭情報として、フラグ信号ＯＬを生成する輪郭抽出手段である。このフラグ信号ＯＬの生成は、色毎に行われる。
以下、輪郭抽出部４によるフラグ信号ＯＬの生成方法について説明する。
まず、図３に示すように、画像データＩＳに対して注目画素Ｃを設定し、その注目画素Ｃを中心とする３画素×３画素のマスクサイズで画素を切り出し、周辺画素Ｉｎ（ｎ＝１〜８）を得る。なお、切り出された領域に画像データの領域外の部分が含まれている場合は、その部分の画素値を０とする。

次に、下記式（１）、（２）から注目画素Ｃ[ch]と周辺画素Ｉ１[ch]〜Ｉ８[ch]との差Ｅ１[ch]〜Ｅ８[ch]を求める。なお、[ch]は、処理している画像の色ｙ、ｍ、ｃ、ｋを示す要素である。

そして、求めたＥｎ[ch]のうち、注目画素Ｃ[ch]に隣接する４画素について正方向の最大値を求め、これを正のエッジ信号Pedとする。また、各Ｅｎ[ch]の負方向の最大値を求め、これを反転エッジ信号Ｒｅｇとする。
Ped[ch]、Red[ch]は、下記式（３）、（４）で示される。

なお、閾値edTHはレジスタ２から取得する。

このように求められたＥｎ[ch]、Ped[ch]、Red[ch]は、エッジ強度を示すパラメータとなる。
次に、エッジ強度を示すパラメータを用い、文字と背景のエッジ部分における視覚的なコントラストを示す指標値として、Tp、Trを求める。
Tp、Trは、下記式（５）、（６）により求められる。

視覚的な濃度差に応じた処理を行いたい場合には、これらの係数Wy、Wm、Wc、Wkに、比視感度に相当する係数を入力すればよい。Ｙ（黄色）は最大濃度であっても、他の色に比べて視覚的な濃度差が得られない。また、Ｋ（黒）は最も視覚的な濃度差が得られるので、このような関係を反映し、例えばWy＝１６、Wm＝３２、Wc＝８０、Wk＝１２７と設定すればよい。

次いで、TpとTrの比較を行う。Tp＞Trの条件が満たされる場合、注目画素Ｃは輪郭領域に属すると判断して、ＯＬの値を輪郭領域を構成する画素（以下、輪郭画素という）であることを示すＯＬ＝１と設定し、Tp＞Trの条件が満たされない場合、注目画素Ｃは輪郭領域には属しないと判断して、ＯＬの値を輪郭画素ではないことを示すＯＬ＝０に設定する。なお、画像判別信号Tagを参照して、Tag＝Imageの場合は、常にＯＬ＝０に設定することもできる。これにより、写真画像等に対して不要な輪郭強調を回避することができる。また、コントローラ１からＳＯＬが入力されている場合は、このＳＯＬに従って、ＳＯＬ＝１に設定されている画素についてはＯＬ＝１、ＳＯＬ＝０に設定されている画素についてはＯＬ＝０に設定する。
以上のようにして生成されたフラグ信号ＯＬは、輪郭処理部８に出力される。

次に、ＭＬＳブロック６について説明する。
ラインバッファ３から出力された画像データＩＳは、γ処理部５によりγ補正が施された後、ＭＬＳブロック６に出力される。
ＭＬＳブロック６は、入力された画像データＩＳに対して多値スクリーン処理を施し、処理画像データＳＣを生成して輪郭処理部８に出力する。

以下、多値スクリーン処理について説明する。
まず、入力された画像データＩＳに対し、閾値マトリックスを構成するスクリーンパターンを設定し（このスクリーンパターンをセルという）、各要素に対応する閾値TH1、TH2（TH1＜TH2とする）を求める。
ここで、セルの主走査方向における要素数をＭ、副走査方向における要素数をＮ、スクリーンパターンのシフト量をαとし、注目画素Ｃ（位置座標を（ｉ，ｊ）とする。）を走査させて、下記式（７）〜（９）により、スクリーンパターンにおける注目画素の位置を示す要素eを求める。

次いで、閾値TH1、TH2を決定するためのＬＵＴであるテーブルTH1tbl[ch]、TH2tbl[ch]をレジスタ２から読み出す。TH1tbl[ch]、TH2tbl[ch]は、予め入力値ｅに対応する出力値TH1、TH2がそれぞれ設定されたテーブルである。このTH1tbl[ch]、TH2tbl[ch]に、上記の式で求められた要素ｅを入力し、対応する出力値TH1[ch][e]、TH2[ch][e]を得る。なお、TH1[ch][e]＜TH2[ch][e]となるように、TH1tbl[ch]、TH2tbl[ch]を作成する。

得られたTH1[ch][e]、TH2[ch][e]を用いて、次式（１０）によりスクリーン処理後の画像データＳＣを得る。

上記式（１０）により示される関数ＳＣ[ch][e]は、図４に示すような関数となる。

以上の多値スクリーン処理について、図５を参照して具体的に説明する。
図５（ａ）に示すように、Ｍ＝４、Ｎ＝１のスクリーンサイズで、シフト量α＝１のスクリーンパターンを用いる場合、上記式（９）により示される入力値ＩＳに対する出力値ＳＣの関係は、図５（ｂ）に示す関数で表すことができる。図５（ｂ）に示すように、セル内のe＝１〜４の各要素には異なった関数ＳＣ[ch][e]が設定されることとなる。

次に、ＢＬＳブロック７について説明する。
ＢＬＳブロック７は、注目画素の周辺画素に対してスクリーン処理を施すことにより、注目画素周辺にスクリーンドットが出力されるか否かを示すフラグ信号ＢＯを生成し、輪郭処理部８に出力する。

ＢＬＳブロック７は、注目画素の周辺画素に対応する８つのＢＬＳユニット（以下、ＢＬＳｎ（ｎ＝１〜８）で示す）を有しており、注目画素の周辺に存在する８画素Ｐｎ（ｎ＝１〜８）をラインバッファ３から同時に得て、図６に示すようにそれぞれ画素位置に対応するＢＬＳ１〜８に出力する。ＢＬＳ１〜ＢＬＳ８は、入力された画素Ｐｎに対してスクリーン処理を施す。ＢＬＳブロック７では、周辺画素Ｐｎにおいてスクリーンドットが出力されるか否かが分かればよく、その出力レベルまで演算する必要がないため、ＢＬＳ１〜ＢＬＳ８によるスクリーン処理は、ＭＬＳブロック８により行われるスクリーン処理と異なり、スクリーンパターン内の各要素における閾値BTh[ch][e]を求め、この閾値BTh[ch][e]を超えるか否かを判別するに止まっている。

以下、各ＢＬＳ１〜ＢＬＳ８によるスクリーン処理について説明する。各ＢＬＳ１〜ＢＬＳ８は、同一構成であり、その処理動作は同じである。
ＢＬＳ１〜８において、スクリーン処理時に使用されるスクリーンパターンのサイズＭ、Ｎ、シフト量αの各パラメータは、ＭＬＳブロック６において用いられたパラメータと同一のものを適用する。

注目画素Ｃの位置座標を（ｉ、ｊ）とすると、ＢＬＳ１〜ＢＬＳ８に入力された周辺画素Ｐｎの位置座標（ｐｉ、ｐｊ）は、図６に示すように表される。
この各周辺画素の位置座標Ｐｎ（ｐｉ、ｐｊ）に基づいてＭＬＳブロック６でのスクリーン処理と同様に、下記式（１１）〜（１３）により、周辺画素に設定されたスクリーンパターンにおける位置を示す要素ｅを求める。

次いで、求めた要素ｅからスクリーンパターン内の各周辺画素に対応する閾値BTh[e]を下記式（１４）から求める。

なお、TH1[ch][e]、TH2[ch][e]は、レジスタ２からTH1tbl[ch]、TH2tbl[ch]を読み出し、これらＬＵＴに要素eを入力することより求める。

各ＢＬＳ１〜ＢＬＳ８は、上記BTh[ch][e]と入力されたＰｎの画素値レベルＩＳとを比較し、ＩＳ≧BTh[ch][e]を満たす場合は、周辺画素Ｐｎにおいてスクリーンドットが出力されることを示すbo[ch][n]＝１に設定し、ＩＳ≧BTh[ch][e]を満たさない場合は、周辺画素Ｐｎにおいてスクリーンドットが出力されないことを示すbo[ch][n]＝０に設定する。

そして、各ＢＬＳ１〜ＢＬＳ８においてbo[ch][n]が設定されると、それら８つのbo[ch][n]を配列したものをＢＯ[ch]として生成する。生成されたＢＯ[ch]は、輪郭処理部８に出力される。なお、bo[ch][n]の配列順は、どの順番であっても構わない。後の輪郭処理において、ＢＯ[ch]を参照することにより、周辺画素でのスクリーンドット出力の有無が判断されるが、このとき、８つのbo[ch][n]が全て０か、或いは何れかが１であるかを判別するに止まる。よって、そのスクリーンドットが出力される位置まで特定する必要が無いからである。

輪郭処理部８は、ＢＬＳブロック７から入力されたフラグ信号ＢＯ[ch]、輪郭抽出部４から入力されたフラグ信号ＯＬに基づいて、ＭＬＳブロック６によりスクリーン処理された画像データＳＣに対し、輪郭画素におけるスクリーンドットの出力を調整する。

輪郭処理部８は、まずコントローラ１から入力されるスイッチ信号ＬＡＳＷを参照し、ＬＡＳＷ＝０であれば、輪郭処理は行わず、入力されたスクリーン処理後の画像データＳＣをスルーで出力する。一方、ＬＡＳＷ＝１であれば、ＭＬＳブロック６から入力される画像データＳＣに対して注目画素Ｃを走査させ、当該注目画素について図７に示す輪郭処理を施す。

図７に示す輪郭処理では、まずレジスタ２から閾値LALを読み出し、当該閾値LALと、注目画素Ｃの画素値レベルＩＳとを比較して、ＩＳは閾値LAL以上であるか否かを判別する（ステップＳ１）。画像があまりに低濃度である場合、スクリーンドットの出力レベルもかなり小さくなるため、ジャギーが発生しない、或いは発生したとしても目立たない。よって、ジャギーが顕著となり、輪郭処理が必要となる最低限の画素値レベルを閾値LALとして設定し、これと画素値レベルＩＳを比較することにより、注目画素Ｃについて輪郭処理が必要であるか否かを判別する。

画素値レベルＩＳがLAL未満である場合（ステップＳ１；Ｎ）、すなわち、注目画素Ｃについては輪郭処理を行う必要が無い場合、注目画素Ｃの出力レベルＬＡとしてスクリーン処理後の画素値レベルＳＣを出力する。一方、画素値レベルＩＳはLAL以上である場合（ステップＳ１；Ｙ）、すなわち、注目画素Ｃについて輪郭処理を行う必要がある場合、輪郭抽出部４から入力されたフラグ信号ＯＬを参照し、注目画素Ｃは輪郭画素であるか否かを判別する（ステップＳ２）。つまり、ＯＬを参照することにより、輪郭画素を特定する。

ＯＬ＝０であり、注目画素Ｃが輪郭画素ではない場合（ステップＳ２；Ｎ）、注目画素Ｃの出力レベルＬＡとしてスクリーン処理後の画素値レベルＳＣを出力する。一方、ＯＬ＝１であり、注目画素Ｃが輪郭画素である場合（ステップＳ２；Ｙ）、スクリーンドットを出力するか否かを判断するための閾値DONをレジスタ２から読み出し、スクリーン処理後の画素値レベルＳＣが閾値DON以上であるか否かを判別する（ステップＳ４）。

この判別結果によって、以下の処理では、注目画素Ｃの出力レベルＬＡとして、ｐｕ、ｐｗ、ｐｖで示す画素値レベルに変更される場合がある。先に、画素値レベルｐｕ、ｐｖ、ｐｗの求め方について説明しておく。
ｐｕ、ｐｖ、ｐｗは、下記式（１５）〜（１７）により求める。

なお、ｐｕ、ｐｖ、ｐｗを算出するために必要な、AU[ch]、AV[ch]、AW[ch]、BU[ch]、BV[ch]、BW[ch]の各パラメータは、レジスタ２から読み出して上記式（１５）〜（１７）に入力する。

すなわち、ｐｕ、ｐｖ、ｐｗは、入力画像データＩＳの１次式で表される増加関数であり、入力値ＩＳが大きくなるに従って、その出力値ｐｕ、ｐｖ、ｐｗも大きくなる。係数AU[ch]、AV[ch]、AW[ch]は、直線の傾きを示し、０〜２５５の値をとる。また、BU[ch]、BV[ch]、BW[ch]は、Ｙ軸上の切片を示し、−１２８〜１２７の値をとる。
例えば、ｐｕは、図８に示すように、傾きAU[ch]／１２８、Ｙ切片BU[ch]×２で示されるＩＳ[ch]の１次関数となる。

図７に戻り、ＳＣが閾値DON以上である場合から説明する。
ＳＣが閾値DON以上である場合（ステップＳ４；Ｙ）、注目画素Ｃの画素値レベルＩＳにより上記式（１５）から画素値レベルｐｖを求め、ＳＣはｐｖ未満か否かを判別する（ステップＳ５）。ＳＣがｐｖ未満である場合（ステップＳ５；Ｙ）、注目画素Ｃの出力レベルＬＡとしてｐｖを出力する（ステップＳ６）。すなわち、ｐｖ未満の画素値レベルをｐｖまで引き上げて出力するように出力レベルが変更される。また、ＳＣがｐｖ以上である場合（ステップＳ５；Ｎ）、注目画素Ｃの出力レベルＬＡとしてスクリーン処理後の画素値レベルＳＣを出力する（ステップＳ７）。すなわち、出力レベルＬＡとしてｐｖにより大きい画素値レベルＳＣを選択する。

次に、ＳＣが閾値DON未満である場合について説明する。
ＳＣが閾値DON未満である場合（ステップＳ４；Ｎ）、ＢＬＳブロック７から入力されたフラグ信号ＢＯを参照し、注目画素Ｃの周辺画素においてスクリーンドットが出力されるか否かを判別する（ステップＳ８）。ＢＯは、ＢＬＳ１〜ＢＬＳ８により出力された８つのbo[ch][n]の配列である。よって、各bo[ch][n]が全てbo[ch][n]＝０であるか否かを判別し、全てbo[ch][n]＝０であれば、何れの周辺画素においてもスクリーンドットは出力されないと判別し、何れか１つでもbo[ch][n]＝１であれば、何れかの周辺画素においてスクリーンドットが出力されると判別する。

何れの周辺画素においてもスクリーンドットは出力されない場合（ステップＳ８；Ｙ）、注目画素Ｃの画素値レベルＩＳから上記式（１４）により画素値レベルｐｕを求め、注目画素Ｃの出力レベルＬＡとしてｐｕを出力する（ステップＳ９）。すなわち、輪郭画素と、その周辺でスクリーンドットが出力される画素との距離が１画素分以上離れている場合は、輪郭画素においてドットを出力し、孤立点を発生させている。一方、何れかの周辺画素においてスクリーンドットが出力される場合（ステップＳ８；Ｎ）、レジスタ２からLAHを読み出し、スクリーン処理前の注目画素Ｃの画素値レベルＩＳを参照して、ＩＳはLAH以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０）。LAHは、元々の画素値レベルＩＳが、高濃度であったか否かを判別するための閾値である。

ＩＳがLAH以上である場合（ステップＳ１０；Ｙ）、すわなち、元々の画素値レベルＩＳが高濃度である場合には、注目画素Ｃの画素値レベルＩＳから上記式（１６）により画素値レベルｐｗを求め、注目画素Ｃの出力レベルＬＡとしてｐｗを出力する（ステップＳ１１）。すなわち、元々の画素値レベルが高濃度ではない場合には、弱めの画素値レベルｐｗを出力し、局所的な濃度上昇を防ぐ。また、ＩＳがLAH未満の場合（ステップＳ１０；Ｎ）、注目画素Ｃの出力レベルＬＡとしてスクリーン処理後の画素値レベルＳＣを出力する（ステップＳ１２）。

以上の出力画像データＬＡの出力例を、図９及び図１０に示す。
図９は、画像濃度が低濃度域にある場合に行われる輪郭処理を説明する図である。
図９（ａ）に示すように、低濃度域の場合には各スクリーンドット間に隙間が多くなり、ジャギー現象が生じることとなる。この場合、上記の輪郭処理が行われると、輪郭領域において周辺でスクリーンドット出力が行われない画素については、画素値レベルｐｕでドット出力が行われる。これにより、図９（ｂ）に示すように、スクリーンドット間の隙間を埋めることができ、ジャギーを解消することができる。

また、図１０は、画像濃度が中濃度〜高濃度にある場合に行われる輪郭処理を説明する図である。
図１０（ａ）に示すように、中濃度以上の場合には各スクリーンドットのサイズが大きくなるため、各スクリーンドット間の隙間が少なくなり、ジャギー自体は小さくなる。しかし、濃度が高いためジャギーは小さくても鮮明化するようになる。この場合、上記の輪郭処理が行われると、図１０（ｂ）に示すように、スクリーンドットが出力されない輪郭画素については、原画像データＩＳがLAH未満であれば画素値レベルｐｗで打点が行われ、原画像データＩＳがLAH以上であれば画素値レベルＳＣで打点が行われる。また、低濃度域と同様に、周辺にスクリーンドットが存在しない輪郭画素については、画素値レベルｐｕでドット出力が行われる。これにより、ジャギーを解消することができるとともに、輪郭線を強調することができる。

しかしながら、輪郭画素においてスクリーンドットを出力する際の画素値レベルＳＣが小さい場合には、そこだけ輪郭がかすれたように見えてしまう。そこで、上記の輪郭処理により、図１０（ｃ）に示すように、輪郭領域におけるスクリーンドットの画素値レベルＳＣが、画素値レベルｐｖより小さい場合には画素値レベルｐｖを出力し、画素値レベルｐｖより大きい場合にはそのまま画素値レベルＳＣを出力する。これにより、輪郭領域における局所的な濃度低下を回避することができる。

ここで、請求項１０に記載の、第２のスクリーン処理と第１のスクリーン処理と並列に行うことがハードウェア規模の増大を抑えるという点について説明する。ハードウェア規模増大を抑えるにはラインバッファをなるべく使用しないようにすることが重要となる。ラインバッファは数ライン分の画像データを保持するものであり、それを使用するだけでハードウェア規模が大きくなるためである。仮に、第２のスクリーン処理が第１のスクリーン処理と並列に行われない場合を考える。それは、例えば図１３に示すようなブロック構成となる。第２のスクリーン処理は第１のスクリーン処理を簡略化したものであるから、第２のスクリーン処理を行うＢＬＳブロック７から得られる信号ＢＯは、第１のスクリーン処理を行うＭＬＳブロック１６の出力ＳＣを使用すれば生成できる。そのため、第２のスクリーン処理の回路（ＢＬＳブロック７）が不要となり、回路規模が縮小したかのように思われる。ただし、輪郭処理部１８においては第２のスクリーン処理と第１のスクリーン処理の出力が同時に必要となる。そのため、ラインバッファ１７を新たに設けて、注目画素と周辺画素における第１のスクリーン処理の出力を同時に得る構成とする必要がある。さらに、輪郭処理部１８で必要なその他の情報（ＯＬ、ＩＳ等）もタイミングを合わせる必要があり、ここにもラインバッファ１９が必要となる。結果的にラインバッファがいくつも必要となり、ハードウェアは大規模なものとなってしまう。そこで、本実施例では、図１に示すように第２のスクリーン処理を第１のスクリーン処理よりも前、或いは同時に行うことによって、少なくとも図１３に示すようなラインバッファ１９を不要とし、さらに図１のエッジ抽出部４とＢＬＳブロック７を並列とすることにより、ラインバッファの共有化ができ、図１３に示すようなラインバッファ１７をも不要とし、ハードウェア規模の増大を抑制することができるのである。ただ、第２のスクリーン処理用のＢＬＳブロック７を新たに設けたことになるが、この回路規模はラインバッファのそれに比べて十分小さくすることができる。

以上のように、本実施形態によれば、ＢＬＳブロック７において、輪郭画素の周辺画素についてスクリーンドットが出力されるか否かを判別し、輪郭処理部８では、その周辺画素と輪郭画素のスクリーンドットの出力状態に応じて、輪郭画素においてスクリーンドットを出力するか否かを決定するので、輪郭画素においてスクリーンドットを追加することができ、ジャギーの発生を防止することができる。

また、輪郭処理部８では、輪郭画素の周辺画素においてスクリーンドットが出力されない場合、その輪郭画素においてドットを出力し、その出力レベルを画素値レベルｐｕとするので、スクリーンドットが少ないエリアの輪郭画素にドットを追加することができ、ジャギーの発生を防止することができる。

また、輪郭画素において、スクリーンドット出力がされる場合は、画素値レベルＳＣ又はｐｖで出力し、スクリーンドット出力がなされない場合であっても、周辺画素におけるスクリーンドットの出力状態に応じて画素値レベルｐｕでスクリーンドットが追加されたり、元々の画素値レベルＩＳが大きければ、画素値レベルｐｗでスクリーンドットが追加されるので、このようなスクリーンドットの追加により輪郭線を形成することができる。輪郭線の形成により、文字等のオブジェクトは輪郭が鮮明となり、見た目の解像度が向上する。

また、スクリーンドットの出力レベルｐｕ、ｐｖ、ｐｗは、輪郭画素の元々の画素値レベルＩＳが大きくなるに従ってその値が大きくなるように、つまり元々の画素値レベルに応じて決定されるので、原画像が元々有している階調性を失うことなく、ドットの追加を行うことができる。

また、ＭＬＳブロック６における多値スクリーン処理では、各画素についてスクリーン処理後の出力レベルを求めているので、このスクリーン処理結果に基づいて輪郭処理を行うこととしてもよいが、本実施形態では、ＢＬＳブロック７を備え、このＢＬＳブロック７において各輪郭画素の周辺画素においてスクリーンドット出力が行われるか否かを判断するだけの簡易なスクリーン処理を施している。これにより、簡易な構成でスクリーンドットの出力状態を判別することができるとともに、その判別に係る処理をＭＬＳブロック６における多値スクリーン処理と同時に行うことができるので、処理効率を向上させることができる。

なお、本実施形態は、本発明を適用した画像処理装置１０の好適な一例であり、これに限らない。
例えば、上記実施形態では、注目画素の周辺に存在する８つの周辺画素においてスクリーンドットの有無を判別し、皆無であれば出力レベルｐｕのスクリーンドットを追加することとしたが、この条件ではなく、ＢＬＳブロック７においてスクリーン処理を行う範囲を広げて５画素×５画素の領域に存在する２４つの周辺画素についてスクリーン処理を行い、注目画素Ｃから２画素分離れた位置においてスクリーンドットの有無を判別する等、スクリーンドットの有無を判別する注目画素Ｃからの距離を異なるものとしてもよい。

また、スクリーンドットの有無を判別するだけでなく、周辺８画素のうち、スクリーンドットが出力される画素数を検出し、例えば検出された画素数が０〜２画素だった場合は、スクリーンドットを追加するといったように、スクリーンドットが出力される周辺画素の画素数に応じてスクリーンドットを出力するか否かを決定することとしてもよい。また、その際の出力レベルも画素数に応じて変更することとしてもよい。

また、スクリーンドットが追加された輪郭画素では、周辺画素がスクリーンドット出力されるか否かに応じてその出力レベルが例えば画素値レベルｐｕ、ｐｗに決定されることとしたが、周辺画素がスクリーンドット出力されるか否かではなく、周辺画素の画素値レベルに応じてその出力レベルを決定することとしてもよい。例えば、周辺画素のスクリーン処理後の画素値レベルＳＣを参照し、ＳＣがLAH未満であれば輪郭画素の出力レベルをｐｕと決定する。

本実施形態における画像処理装置の内部構成を示す図である。 ＰＤＬに基づいてフラグ信号ＳＯＬを生成する方法を説明する図である。 注目画素Ｃの周辺画素を切り出した様子を示す図である。 入力値ＩＳに対してスクリーン処理された出力値ＳＣを出力する関数を示す図である。 （ａ）は画像に対してスクリーンセルが設定された様子を示す図であり、（ｂ）はスクリーンセル内の各要素における関数を示す図である。 ＢＬＳ１〜ＢＬＳ８に入力される周辺画素Ｐｎの位置座標（ｐｉ、ｐｊ）を示す図である。 輪郭処理を説明するフローチャートである。 入力値ＩＳに対する出力値ｐｕを出力する増加関数を示す図である。 （ａ）は輪郭処理が行われる前のスクリーンドットの出力状態を示す図であり、（ｂ）は輪郭処理により、ドットが追加された出力状態を示す図である。 （ａ）は輪郭処理が行われる前のスクリーンドットの出力状態を示す図であり、（ｂ）は輪郭処理により、輪郭領域を構成する画素にスクリーンドットが追加された状態、（ｃ）は輪郭処理により、さらに輪郭領域を構成する画素におけるスクリーンドットの出力レベルが変更された状態を示す図である。 スクリーン処理により発生するジャギーを説明する図である。 （ａ）は、万線スクリーンパターンを使用した場合に生じるジャギーを説明する図であり、（ｂ）はドットスクリーンパターンを使用した場合に生じるジャギーを説明する図である。 第１のスクリーン処理と第２のスクリーン処理を並行に処理しない場合の装置構成を示す図である。

符号の説明

１０ 画像処理装置
１ コントローラ
２ レジスタ
３ ラインバッファ
４ 輪郭抽出部
５ γ処理部
６ ＭＬＳブロック
７ ＢＬＳブロック
８ 輪郭処理部

Claims (11)

1. 画像データにスクリーン処理を施すスクリーン処理手段と、
   前記スクリーン処理が施された画像データについて、画像の輪郭領域を構成する輪郭画素及びその周辺画素のスクリーンドットの出力状態に基づいて、前記輪郭画素についてドットを出力するか否かを決定する輪郭処理手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記輪郭処理手段は、前記輪郭画素と、その周辺においてスクリーンドットが出力される画素とが、所定距離以上離れている場合、当該輪郭画素についてドットを出力することを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記輪郭処理手段は、前記輪郭画素から所定範囲内の領域において、スクリーンドットを出力する周辺画素の画素数を判別し、その判別結果に応じて、輪郭画素についてドットを出力することを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記輪郭処理手段は、輪郭画素においてドットを出力することが決定された場合、当該ドットの出力レベルを決定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の画像処理装置。
5. 前記輪郭処理手段は、前記ドットを出力する輪郭画素又はその周辺画素の画素値レベルに応じて、前記輪郭画素におけるドットの出力レベルを決定することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 画像データから輪郭領域を抽出し、当該抽出された輪郭領域を構成する輪郭画素を示す輪郭情報を生成する輪郭抽出手段を備え、
   前記輪郭処理手段は、前記輪郭抽出手段により生成された輪郭情報に基づいて、輪郭画素を特定することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置。
7. 前記輪郭抽出手段は、外部から入力されたＰＤＬ（Page Description Language）、或いは画像データ及び画像データとともに入力される画像判別信号に基づいて前記輪郭情報を生成することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 画像データにスクリーン処理を施す第１のスクリーン処理手段と、
   前記スクリーン処理された画像データについて、画像の輪郭領域を構成する輪郭画素の出力レベルを、当該輪郭画素又はその周辺画素のスクリーン処理結果に基づいて変更する輪郭処理手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
9. 周辺画素に対し、周辺画素についてスクリーンドットを出力するか否かを決定するためのスクリーン処理を施す第２のスクリーン処理手段を備え、
   前記輪郭処理手段は、前記第１のスクリーン処理手段によるスクリーン処理結果及び前記第２のスクリーン処理手段によるスクリーン処理結果に基づいて、輪郭画素の出力レベルを変更することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
10. 前記第１のスクリーン処理手段によるスクリーン処理と、前記第２のスクリーン処理手段によるスクリーン処理とを並列に行うことを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
11. 前記輪郭処理手段は、前記輪郭画素又はその周辺画素の画素値レベルに応じて、前記輪郭画素におけるドットの出力レベルを変更することを特徴とする請求項８〜１０の何れか一項に記載の画像処理装置。

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