JP2007129559A - 画像処理装置および画像処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の閾値ノイズを付加する手法では、特に１２８、６４、４３階調（８ビット）付近の強烈なテクスチャの除去が難しい。
【解決手段】 実際には出力しない非イメージプレーンのドット配置を避けるよう排他制御を行うことで、出力イメージプレーンのテクスチャ回避を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インク濃度及び吐出量の異なるドットを形成可能な記録素子を備え、該記録素子から吐出されるインクにより画像を形成可能な画像形成装置において、
入力画像の階調数よりも少ない階調数の画像形成装置へ画像を出力するために階調数変換を行う画像処理方法に関するものである。

例えばワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行う記録装置には様々な方式のものがあるが、その中で、記録媒体に記録剤を付着することで記録媒体上にテキストや画像を形成する方式が実用化されており、このような方式の代表例として、インクジェット記録装置がある。

インクジェット記録装置では、記録速度の向上や高画質化等のために、同一色同一濃度のインクを吐出可能な複数のインク吐出口（ノズル）を集積配列したノズル群を用い、さらに、このようなノズル群が、同一色で濃度の異なるインクを吐出可能としたものや、同一色で同一濃度のインクの吐出量を何段階かに変えて吐出可能としたものや、異なる色のインクについてそれぞれ設けられているのが通例である。

このような画像形成装置で、多値の入力画像データをドットの記録信号にあたる二値画像（または二値以上で入力階調数より少ない階調数を有する画像）に変換する手段としてR.Floydらによる誤差拡散法（"An adaptive algorithm for spatial gray scale", SID International Symposium Digest of Technical Papers, vol4.3, 1975, pp.36-37）がある。この誤差拡散法は、ある画素で生じた二値化誤差を以降の複数画素へ拡散することにより、擬似的に階調表現を行うものである。

上記誤差拡散法は、組織的ディザ法、ブルーノイズマスク法等の他の中間調処理法よりも、出力画像の画品位が良好であるが、一般的な誤差拡散法には特定の入力階調での特異テクスチャが発生するという問題点がある。

この問題点を解決するために、例えば、特開２００３−０６９８１９では、量子化閾値に対し、平均0の乱数マスクを付加する手法が開示されている。かかる技術によれば、量子化閾値が乱数により変化することで、ドットが規則的に並ぶことを回避し、特異テクスチャを抑える効果がある。
特開２００３−０６９８１９号公報 R.Floydらによる誤差拡散法（"An adaptive algorithm for spatial gray scale", SID International Symposium Digest of Technical Papers, vol4.3, 1975, pp.36-37）

しかしながら、特開２００３−０６９８１９による手法では、特定の入力階調（例えば8bitで128, 64など）で発生する強烈な特異テクスチャの除去は難しい。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、イメージプレーンとは別に非イメージプレーンが存在し、まず（イメージプレーン＋非イメージプレーン）を誤差拡散法を用いて量子化してから、非イメージプレーン値を誤差拡散する。ここで、非イメージプレーン量子化の際には、（イメージプレーン＋非イメージプレーン）の量子化値を比較して量子化値を決定する。このとき同時に、（イメージプレーン＋非イメージプレーン）の量子化値と、非イメージプレーンの量子化値から、イメージプレーンの量子化値が決定する。これにより、イメージプレーンのドット配置は、非イメージプレーンのドット配置により制限されることになる。この制限により、イメージプレーンのドット配置は規則的に並ぶことがなくなるため、特異テクスチャが回避される。

すなわち、１つのイメージプレーンからなる画像データの量子化データを決定する画像処理方法であって、前記イメージプレーンとは別に、非イメージプレーンが存在し、イメージプレーンと非イメージプレーンの同一位置に存在する各画素値の合算値に対して第１の閾値を用いて量子化処理を行い、量子化値を決定する第１量子化工程と、前記第１量子化工程で決定された量子化値と、前記非イメージプレーンの画素値と、第２の閾値とを用いて演算し、前記非イメージプレーンの量子化値を決定すると同時にイメージプレーンの量子化値も決定する第２量子化工程と、前記イメージプレーンの量子化値から出力データを生成する生成工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。

本発明によれば、特異テクスチャが回避された２値画像を生成できる。

（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施形態である画像形成装置の構成を示したブロック図である。

画像処理装置１、プリンタ2は、プリンタインタフェース又はネットワークインタフェースによって接続されている。図において、１０１は画像データの入力端子であり、１０２は入力画像データを格納する画像バッファである。１０３は入力されたカラー画像をプリンタのインク色へ色分解する処理部であり、色分解処理に際しては色分解用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１０４が参照される。１０５はユーザーが好みの色分解をUI上にて選択するために用意された色分解LUT選択部である。更に、１０６は画像バッファ１０２に格納される多階調の画像データを二値に変換するハーフトーン処理部、１０７はハーフトーン処理後の二値画像データを格納するハーフトーン画像格納メモリ、１０８は一連の処理後に形成された画像データをプリンタへ出力する出力端子である。

プリンタ2は、記録ヘッド２０１を記録媒体２０２に対して相対的に縦横に移動することにより、記録媒体上に画像を形成する。記録ヘッドはワイヤードット方式、感熱方式、熱転写方式、インクジェット方式等の方式のものを用いることができ、いずれも一つ以上のノズルから構成される。２０３は記録ヘッドを移動するための移動部であり、ヘッド制御部２０４によって制御されている。２０５は記録媒体を搬送する搬送部である。また更に、インク色及び吐出量選択部２０６は、画像処理装置１により形成された画像データの出力値に対応して、記録ヘッドに搭載されるインク色と該記録ヘッドが吐出可能なインク吐出量の中から、インク色と吐出量を選択する。

図2は記録ヘッド２０１の構成例を示す図である。本実施形態１ではシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクに加え、相対的にインク濃度が低い淡シアン（Ｌｃ）、淡マゼンタ（Ｌｍ）を含め６色のインクを、該記録ヘッドに搭載している。更に、３０１はインク吐出量の多いインク滴（以下、大ドットと呼ぶ）を、３０3は大ドットよりも相対的にインク吐出量の少ないインク滴（以下、小ドットと呼ぶ）を、３０２は大ドットと小ドットの中間の吐出量のインク滴（以下、中ドットと呼ぶ）を、吐出するノズルであり、全６色のインクについて吐出量の異なる３種類のドットを形成可能な記録ヘッドである。

同図において、説明を簡単にするため用紙搬送方向にノズルが一列に配置された構成を有する記録ヘッドを示しているが、ノズルの数、配置は任意である。例えば、各吐出量に対しノズルが複数列あっても良いし、ノズルがジグザグに配置されているような構成であっても良い。また、インク色の配置順序はヘッド移動方向に一列となっているが、用紙搬送方向に一列に配置する構成であっても良い。

ここで、濃淡ドットと大中小ドットを使用することの効果について簡単に述べる。濃淡ドットを用いる理由としては、ドットのオン・オフによって擬似的に階調表現を行うプリンタにおいて、濃度の異なる複数のインクを併用して画像形成することにより、表現可能な階調数を増加させることであり、如いては豊かな階調再現性を実現させるためである。更に、大中小ドットを用いることで、粒状感が問題視されるハイライト領域には小ドットによって画像形成が可能となり、粒状感を大きく低減する効果がある。一方、シャドウ領域には中、大ドットを用いた画像形成が可能であるため、十分な濃度の確保も保証される利点を有する。ハイライト、シャドウの両領域の高画質化を同時に達成するためには、大中小ドットの併用は効果的である。

さて、図１の画像処理装置の動作について図３のフローチャートに従って説明する。

まず、多階調のカラー入力画像データが入力端子１０１より入力され、画像バッファ１０２に格納される（ステップＳ１０１）。なお、入力画像データはレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３つの色成分よりカラー画像データを構築している。

次に、色分解ＬＵＴ１０４内に複数種類保持されているＬＵＴを、色分解用ＬＵＴ選択部１０５にて一つ選択する。選択には図４に示すＵＩ上にてユーザーに選択させるとよい。この時、ユーザーは印刷スピードラジオボタン４０１、画質ラジオボタン４０２についてそれぞれ一つずつ選択する。画質ラジオボタン項目の「粒状性」とは「画像のザラツキ」であり、粒状性重視とはザラツキを極力抑えるという意味である。また、「バンディング」「画像のスジムラ」であり、バンディング重視とはスジムラを極力抑えるという意味である。ユーザーは上記２項目を選択したらOKボタン４０３を押し、選択を完了する。

なお、ＵＩにて選択されたＬＵＴは、図５に示すようにそれぞれ特徴がある。図５のテーブルは簡単のため、シアンインク分解のみを示している。図より、「粒状性重視」ほど、小ドットを多く使うように設定されており、逆に「バンディング重視」ほど大ドットを多く使うように設定されている。これは、画像のザラツキを抑えるには小ドットが有効で、画像のスジムラを抑えるには大ドットが有効であるためである。さらに、「遅い」ほど、淡ドットを多く使うよう設定されており、「はやい」ほど濃ドットを多く使うよう設定されている。これは、「遅く印刷」できることで、紙面のインク吸収量が増えるため、画質的に有利な淡ドットを多く使用できるためであり、「はやく印刷」しなければならないことで、紙面のインク吸収量が減るため、少ないインク量で紙面を埋めるため濃ドットを多く使用しなければならないためである。

次に、色分解処理部１０３にて、画像バッファ１０２に格納された多階調のカラー入力画像データに対し色分解用ＬＵＴ選択部１０５で選択されたＬＵＴを用いて、ＲＧＢからＣＭＹＫ及びＬｃＬｍのインク色プレーンへの色分解処理、並びに吐出量の異なる大中小ドットへのプレーン分解処理を行う（ステップＳ１０３）。

本実施形態１では、６種類の各インク色に対し、それぞれ大中小３種類のドットを保有するため、ＲＧＢのカラー入力画像データは、ＣＭＹＫＬｃＬｍの各プレーンに大小ドットを持たせた計１８プレーンの画像データへ変換される。なお、色分解処理の詳細については後述する。

次に、ハーフトーン処理のための画素位置選択処理を行う（ステップＳ１０４）。

次に、少ない階調数に変換するハーフトーン処理を、ハーフトーン処理部１０６にて実施する（ステップＳ１０５）。ここでは、入力画像の各画素データの階調値を８ビットとし、ハーフトーン処理後の階調値は２レベルの二値に変換する。

ここで、本実施形態１のハーフトーン処理多値の入力画像データを二値画像（または二値以上で入力階調数より少ない階調数を有する画像）に変換する手段としてR.Floydらによる誤差拡散法（"An adaptive algorithm for spatial gray scale", SID International Symposium Digest of Technical Papers, vol4.3, 1975, pp.36-37）がある。本実施形態１においても、この誤差拡散法をハーフトーン処理として行う。なお、本実施形態１のハーフトーン処理部の詳細については後述する。

次に、ハーフトーン処理後の二値画像データをハーフトーン画像格納メモリ１０７に格納する（ステップＳ１０６）。図６は、ハーフトーン画像格納メモリの詳細を示した図である。入力画像の横画素数Wと縦画素数Ｈと同数の二次元的な記憶領域Ｏ（ｘ、ｙ）があり、各画素位置に対応する二値画像データが格納される。

ハーフトーン処理後の画像データは出力ドットパターンとして画像データ出力端子１０８より出力され（ステップＳ１０８）、画像データを受けたプリンタ２では、該画像データに適合するインク色及び吐出量が選択され、画像形成が開始される（ステップＳ１０９）。画像の形成は、記録ヘッド２０１が記録媒体に対し、左から右に移動しながら一定の駆動間隔で各ノズルを駆動し記録媒体上に画像を記録することにより行われる。一回の走査が終了すると、記録ヘッドを左端に戻すと同時に、記録媒体２０２を一定量搬送する。以上の処理を繰り返すことにより画像の形成が行われる。

以上で、多階調のカラー入力画像データに対する一連の画像形成処理が完了する。

以下、本実施形態の色分解処理について図７を用いて詳細に説明する。図７は、カラープリンタの色分解処理の構成を示しており、５０１は輝度濃度変換部、５０２はＵＣＲ/ＢＧ処理部、５０３はＢＧ量設定部、５０４はＵＣＲ量設定部、５０５は濃淡大中小ドット分解処理部、５０６は濃淡大中小ドット分解処理用ＬＵＴ、５０７は大中小ドット分解処理部、５０８は大中小ドット分解処理用ＬＵＴである。まず、輝度濃度変換部５０１において入力された輝度情報８ビットの画像データＲ'Ｇ'Ｂ'は次式に基づきＣＭＹへ変換される。

Ｃ＝-αｌｏｇ（Ｒ'/２５５） ・・・（１）
Ｍ＝-αｌｏｇ（Ｇ'/２５５） ・・・（２）
Ｙ＝-αｌｏｇ（Ｂ'/２５５） ・・・（３）
但し、αは任意の実数である。

次に、ＣＭＹデータはＢＧ設定部５０３に設定されたβ（Ｍｉｎ（Ｃ,Ｍ,Ｙ）,μ）、及びＵＣＲ量設定部５０４に設定された値μにより、
Ｃ'＝Ｃ−（μ/１００）＊Ｍｉｎ（Ｃ,Ｍ,Ｙ） ・・・（４）
Ｍ'＝Ｍ−（μ/１００）＊Ｍｉｎ（Ｃ,Ｍ,Ｙ） ・・・（５）
Ｙ'＝Ｙ−（μ/１００）＊Ｍｉｎ（Ｃ,Ｍ,Ｙ） ・・・（６）
Ｋ'＝ β（Ｍｉｎ（Ｃ,Ｍ,Ｙ）,μ）＊（μ/１００）＊Ｍｉｎ（Ｃ,Ｍ,Ｙ） ・・・（７）
と変換される。ここで、β（Ｍｉｎ（Ｃ,Ｍ,Ｙ）,μ）は、Ｍｉｎ（Ｃ,Ｍ,Ｙ）及びμによって変動する実数であり、この値によってＫインクの使用方法を設定することができる。

続いて、異なる２種類のインク濃度を備えるＣ'及びＭ'の２色については、濃淡大中小ドット分解処理部にて、濃淡大中小ドット分解処理用ＬＵＴ５０６を参照し、次式の通り濃淡インク分解及び大中小ドット分解を実施する。

Ｃ_l'＝ Ｃ_l（Ｃ'） ・・・（８）
Ｃ_ｍ'＝ Ｃ_ｍ（Ｃ'） ・・・（９）
Ｃ_s'＝ Ｃ_s（Ｃ'） ・・・（１０）
Ｌｃ_l'＝ Ｌｃ_l（Ｃ'） ・・・（１１）
Ｌｃ_ｍ'＝ Ｌｃ_ｍ（Ｃ'） ・・・（１２）
Ｌｃ_s'＝ Ｌｃ_s（Ｃ'） ・・・（１３）
Ｍ_l'＝ Ｍ_l（Ｍ'） ・・・（１４）
Ｍ_ｍ'＝ Ｍ_ｍ（Ｍ'） ・・・（１５）
Ｍ_s'＝ Ｍ_s（Ｍ'） ・・・（１６）
Ｌｍ_l'＝ Ｌｍ_l（Ｍ'） ・・・（１７）
Ｌｍ_ｍ'＝ Ｌｍ_ｍ（Ｍ'） ・・・（１８）
Ｌｍ_s'＝ Ｌｍ_s（Ｍ'） ・・・（１９）
なお、Ｃ_l'、Ｃ_ｍ'、Ｃ_ｓ'、Ｌｃ_l'、Ｌｃ_ｍ'、Ｌｃ_ｓ'は、濃淡大中小ドット分解後のシアン大ドット、シアン中ドット、シアン小ドット、淡シアン大ドット、淡シアン中ドット、淡シアン小ドットの出力データ値をそれぞれ示している。また、マゼンタに関しても同様であり、Ｍ_l'、Ｍ_ｍ'、Ｍ_ｓ'、Ｌｍ_l'、Ｌｍ_ｍ'、Ｌｍ_ｓ'は、それぞれマゼンタ大ドット、マゼンタ中ドット、マゼンタ小ドット、淡マゼンタ大ドット、淡マゼンタ中ドット、淡マゼンタ小ドットの出力データ値を表している。式（８）から式（１９）の右辺に定義される各関数が濃淡大中小ドット分解処理用ＬＵＴに該当する。

一方、Ｙ'及びＫ'の２色については淡インクを具備しない構成のため、前述の濃淡インク分解処理を持たない大中小ドット分解処理部５０７にて、大中小ドット分解処理用ＬＵＴ５０８を参照し、次式の通り大中小ドット分解処理を実施する。

Ｙ_l'＝ Ｙ_l（Ｙ'） ・・・（２０）
Ｙ_ｍ'＝ Ｙ_ｍ（Ｙ'） ・・・（２１）
Ｙ_s'＝ Ｙ_s（Ｙ'） ・・・（２２）
Ｋ_l'＝ Ｋ_l（Ｋ'） ・・・（２３）
Ｋ_ｍ'＝ Ｋ_ｍ（Ｋ'） ・・・（２４）
Ｋ_s'＝ Ｋ_s（Ｋ'） ・・・（２５）
なお、Ｙ_l'、Ｙ_ｍ'、Ｙ_ｓ'、Ｋ_l'、Ｋ_ｍ'、Ｋ_ｓ'大中小ドット分解処理後のイエロー大ドット、イエロー中ドット、イエロー小ドット、ブラック大ドット、ブラック中ドット、ブラック小ドットをそれぞれ示している。

以上の処理工程を通じて本実施形態１の色分解処理が完了する。

次に、本実施形態１のハーフトーン処理部に用いられる誤差拡散法について説明する。なお、特に断りのないかぎり、本実施例における色分解処理後の各色プレーン画像は０〜２５５の８ビット画像とする。

本実施形態1では、1プレーンデータに対して２回の誤差拡散処理を行う処理について処理構成を述べる。

ここでは説明を簡略化するため、ブラック大ドットプレーン、K_l'の誤差拡散を例とし、ブロック図８、フローチャート図１１とともに説明する。

K_ｌ'プレーンのデータに対して２値化（量子化値０，２５５）を行う場合、非イメージプレーンのデータＮを加味し、合計２プレーンの処理を行う。非イメージプレーンのデータＮの設定法は後述する。具体的には、まずKN3値化部６０１において、Ｋ・Ｎ・２プレーン合計データＩ_knに対して誤差拡散処理を施し3値化（量子化値０，２５５，５１０）を行う。

まずステップS２０１において、KN合計データＩ_ｋｎをKN3値化部６０１に入力する。I_ｋｎは以下のように算出される。

Ｉ_ｋｎ = Ｋ_l'+ Ｎ ・・・（２６）
誤差拡散係数が図９のようにＫ１〜Ｋ４の４つの係数を持つ場合、図８におけるｋｎ３値化部６０１におけるｋｎ累積誤差ラインバッファ６０３は、１個の記憶領域Ｅ_ｋｎ０と入力画像の横画素数Ｗと同数の記憶領域Ｅ_ｋｎ（ｘ）（ｘ＝１〜W）とが含まれ、後述する方法で量子化誤差が格納されている。なお、ｋｎ累積誤差ラインバッファ６０３は処理開始前に全て初期値０で初期化されていてもよいし、ランダム値で初期化されてもよい。図１０の７０１はｋｎ累積誤差ラインバッファ６０３の詳細を示した図である。

次に、ステップS２０２において、ｋｎ累積誤差加算部６０４でｋｎ合計データの横画素位置ｘに対応する誤差Ｅ_ｋｎ（ｘ）が加算される。即ち、入力された着目データＩ_ｋｎの値は、累積誤差加算後のデータをＩ_ｋｎ'とすると、
Ｉ_ｋｎ'＝Ｉ_ｋｎ＋Ｅ_ｋｎ（ｘ） ・・・（２７）
となる。

次に、ステップS２０３において、ｋｎ閾値選択部６０５で閾値Ｔ_ｋｎを選択する。閾値Ｔ_ｋｎは、入力画素データＩ_ｋｎの範囲に応じて
Ｔ_ｋｎ（Ｉ_ｌｍｓ）＝１２８（０≦Ｉ_ｌｍｓ≦２５５） ・・（２８）
Ｔ_ｋｎ（Ｉ_ｌｍｓ）＝３８４（２５５<Ｉ_ｌｍｓ≦５１０）・（２９）
と設定してもよいし、ドット生成遅延を回避するため、平均量子化誤差が小さくなるよう、入力画素データＩ_ｋｎに応じて細かく変更しても良い。

次に、ステップS２０４において、ｋｎ量子化部６０６で、誤差加算後の画素データＩ_ｋｎ'と閾値Ｔ_ｋｎ（Ｉ_ｋｎ）とを比較し、出力画素値Ｏｕｔ_ｋｎを決定する。その規則は次の通りである。

Ｏｕｔ_ｋｎ＝０ ・・・（３０）
（０≦Ｉ_ｋｎ≦２５５，Ｉ_ｋｎ'<Ｔ_ｋｎ（Ｉ_ｋｎ））
Ｏｕｔ_ｋｎ＝２５５ ・・・（３１）
（０≦Ｉ_ｋｎ≦２５５，Ｉ_ｋｎ'≧Ｔ_ｋｎ（Ｉ_ｋｎ））
または（２５５<Ｉ_ｋｎ≦５１０，Ｉ_ｋｎ'<Ｔ（Ｉ_ｋｎ））
Ｏｕｔ_ｋｎ＝５１０ ・・・（３２）
（２５５≦Ｉ_ｋｎ≦５１０，Ｉ_ｋｎ'≧Ｔ_ｋｎ（Ｉ_ｋｎ））
ここでK・N２プレーン合計データの３値化の意味を説明する。

例えば式（３１）に示すようにＯｕｔ_ｋｎ＝２５５となることは、その場所に、K・Nいずれかのドットが1つ打たれることを意味する。すなわち、Ｏｕｔ_ｋｎ＝２５５とは、その場所にKドットが確定するわけでなく、Nドットも確定しない。この時点で確定していることは、KかNの、どのドットが打たれるかわからないが、少なくともどれか一つは打たれることが確定しているに過ぎない。

すなわちまとめると、
Ｏｕｔ_ｋｎ＝０・・・・・K・Nドットのいずれも打たれないことが確定。

Ｏｕｔ_ｋｎ＝２５５・・・K・Nドットのいずれか1つが打たれる。

Ｏｕｔ_ｋｎ＝５１０・・・K・Nドットのいずれか2つが打たれる。ただし同じドットが２つ打たれることはない。すなわち、K, Nドットは必ず打たれることが確定する。
となる。

次に、ステップS２０５において、ｋｎ誤差演算部６０７で注目画素Ｉ_knに誤差加算後の画素データＩ_ｋｎ'と出力画素値Ｏｕｔ_ｋｎとの差分Ｅｒｒ_ｋｎを、次のようにして計算する。

Ｅｒｒ_ｋｎ（ｘ）＝Ｉ_ｋｎ'− Ｏｕｔ_ｋｎ ・・・（３３）
次に、ステップS２０６において、大中小誤差拡散部６０９において、横画素位置ｘに応じて以下の様に誤差Ｅｒｒ_ｋｎ（ｘ）の拡散処理が行われる。

E_ｋｎ（ｘ＋１）←E_ｋｎ（ｘ＋１）＋Ｅｒｒ_ｋｎ（ｘ）×７／１６
（ｘ＜W）
E_ｋｎ（ｘ―１）←E_ｋｎ（ｘ―１）＋Ｅｒｒ_ｋｎ（ｘ）×３／１６
（ｘ＞１）
E_ｋｎ（ｘ）←E０_ｋｎ＋Ｅｒｒ_ｋｎ（ｘ）×５／１６ （１＜ｘ＜Ｗ）
E_ｋｎ（ｘ）←E０_ｋｎ＋Ｅｒｒ_ｋｎ（ｘ）×８／１６ （ｘ＝１）
E_ｋｎ（ｘ）←E０_ｋｎ＋Ｅｒｒ_ｋｎ（ｘ）×１３／１６ （ｘ＝Ｗ）
Ｅ０_ｋｎ←Ｅ_ｋｎ×１／１６ （ｘ＜Ｗ）
Ｅ０_ｋｎ←０ （ｘ＝Ｗ）
・・・（３４）
以上で、１画素分のK大ドットＫ_ｌ'と非イメージプレーンＮの２プレーン合計データに対して３値化が完了する。

Ｋ・Ｎ２プレーン合計データの３値化は、２プレーンのどのドットが打たれるかわからないが、少なくとも２プレーントータルで、最適な配置を確保することに目的がある。

次に、Ｎ２値化部６０２において、ＮプレーンデータＩ_ｎに対して誤差拡散処理を施し２値化（量子化値０，２５５）を行う。

まずステップS２０７において、大中合計データＩ_ｎをｎ２値化部６０２に入力する。なおＩ_ｎは以下のように算出される。

Ｉ_ｌｍ = Ｎ ・・・（３５）
図８のＮ２値化部６０２におけるＮ累積誤差ラインバッファ６０９は、１個の記憶領域Ｅ_ｎ０と入力画像の横画素数Ｗと同数の記憶領域Ｅ_ｎ（ｘ）（ｘ＝１〜W）とが含まれ、後述する方法で量子化誤差が格納されている。なお、ｎ累積誤差ラインバッファ６０９は処理開始前に全て初期値０で初期化されていてもよいし、ランダム値で初期化されてもよい。図１０の７０２はｎ累積誤差ラインバッファ６０９の詳細を示した図である。

次に、ステップS２０８において、ｎ累積誤差加算部６１０で、Ｎデータの横画素位置ｘに対応する誤差Ｅ_ｎ（ｘ）が加算される。即ち、入力された着目画素データＩ_ｎの値は、累積誤差加算後のデータをＩ_ｎ'とすると、
Ｉ_ｎ'＝Ｉ_ｎ＋Ｅ_ｎ（ｘ） ・・・（３６）
となる。

次に、ステップS２０９において、ｎ閾値選択部６１１で閾値Ｔ_ｎを選択する。その際、
ｔ_ｎ＝Ｉ_ｋｎ−Ｉ_ｎ ・・・（３７）
とおくと、閾値Ｔ_ｎは、
Ｔ_ｎ（ｔ_ｎ）＝１２８ ・・・（３８）
（０≦ｔ_ｎ≦２５５）
と設定してもよいし、ドット生成遅延を回避するため、平均量子化誤差が小さくなるよう、ｔ_ｎに応じて細かく変更しても良い。なお、本実施例では必ずＴ_ｎ（ｔ_ｎ）＝１２８をとる。

次に、ステップS２１０において、ｎ量子化部６１２で、誤差加算後の画素データＩ_ｎ'と閾値Ｔ（ｔ_ｎ）と前述の２プレーン多値化結果Ｏｕｔ_ｋｎを比較し、出力素値Ｏｕｔ_ｎとK大ドット最終結果Ｏｕｔ_ｋを決定する。その規則は次の通りである。

Ｏｕｔ_ｎ＝Ｏｕｔ_ｋｎ−２５５ ・・・（３９）
Ｏｕｔ_ｋ＝２５５ ・・・（４０）
（Ｏｕｔ_ｋｎ−Ｉ_ｎ'≧ Ｔ（ｔ_ｎ）） ・・・（４１）
Ｏｕｔ_ｎ＝Ｏｕｔ_ｋｎ ・・・（４２）
Ｏｕｔ_ｋ＝０ ・・・（４３）
（Ｏｕｔ_ｋｎ−Ｉ_ｎ'< Ｔ（ｔ_ｎ）） ・・・（４４）
式（３９）〜（４４）において、Ｏｕｔ_ｎの２値化と同時に、Ｏｕｔ_ｋの２値化（量子化値０，２５５）が決定する。すなわち、この時点でＫ大ドット最終結果Ｏｕｔ_ｋが確定することになる。なお、式（４０）はＫドットが打たれることを意味し、式（４３）はＫドットが打たれないことを意味する。

ここでＮプレーンデータの２値化の意味を説明する。

例えばＯｕｔ_ｎ＝２５５とは、その場所に、非イメージプレーンドットが1つ打たれることを意味する。

次に、ステップS２１１において、大中誤差演算部６１３で注目画素Ｉ_ｎに誤差加算後の画素データＩ_ｎ'と出力画素値Ｏｕｔ_ｎとの差分Ｅｒｒ_ｎを、次のようにして計算する。

Ｅｒｒ_ｎ（ｘ）＝Ｉ_ｎ'− Ｏｕｔ_ｎ ・・・（４５）
次に、ステップS２１２において、ｎ誤差拡散部６１４で、横画素位置ｘに応じて以下の様に誤差Ｅｒｒ_ｎ（ｘ）の拡散処理が行われる。

E_ｎ（ｘ＋１）←E_ｎ（ｘ＋１）＋Ｅｒｒ_ｎ（ｘ）×７／１６
（ｘ＜W）
E_ｎ（ｘ―１）←E_ｎ（ｘ―１）＋Ｅｒｒ_ｎ（ｘ）×３／１６
（ｘ＞１）
E_ｎ（ｘ）←E０_ｎ＋Ｅｒｒ_ｎ（ｘ）×５／１６
（１＜ｘ＜Ｗ）
E_ｎ（ｘ）←E０_ｎ＋Ｅｒｒ_ｎ（ｘ）×８／１６ （ｘ＝１）
E_ｎ（ｘ）←E０_ｎ＋Ｅｒｒ_ｎ（ｘ）×１３／１６ （ｘ＝Ｗ）
Ｅ０_ｎ←Ｅ_ｎ×１／１６ （ｘ＜Ｗ）
Ｅ０_ｎ←０ （ｘ＝Ｗ）
・・・（４６）
以上で、１画素分の非イメージプレーンＮ の２値化（量子化値０，２５５）が完了する。同時に、Ｋ大ドットＫ_ｌ'の２値化（量子化値０，２５５）結果が確定する。

非イメージプレーンＮの２値化は、非イメージプレーンＮドットを高分散（ドット間の距離がなるべく遠くなること）に配置することに目的がある。そして、非イメージプレーンドットの余りとして、Ｋ大ドットＫ_ｌ'の２値化結果が確定するわけである。すなわち、非イメージプレーンＮは高分散となり、結果としてＫ大ドットは非イメージプレーンＮドットを最適配置した余りものとなる。このようにする理由には、Ｋ大ドットの配置に制約を持たせ、特異テクスチャを回避する目的があるためである。

なお、本実施形態では、非イメージプレーンの誤差拡散係数もＫ１〜Ｋ4の４つとしているが。非イメージプレーンのドット配置は、イメージプレーン（ブラック大ドット）のドット配置に制限を持たすことが目的であるため、係数の数は４つより少なくても良い。

以上の処理を全ての画素について行うことで、本実施形態１のハーフトーン処理が完了する。

まとめると、本実施形態１のハーフトーン処理の特徴は
・非イメージプレーンドットを高分散に配置する。

・イメージプレーンドット（ブラックドット）に配置上制約を持たせることで特異テクスチャを回避する。

という特徴を持つ。本実施形態1のハーフトーン処理では、ブラック大ドットについて例を示した。ブラックインクは他のインクに比べて視覚的に目立ちやすく、特にモノクロ写真出力モードを有しているプリンタでは、色恒常性の観点から特に多量に使われるため、特異テクスチャ回避は非常に効果があるといえる。

しかしながら、その他のイメージプレーン、例えばブラック中小、シアン大中小、淡マゼンタ大中小など、前述の１８プレーンすべてに本処理を適用しても良いことは言うまでもない。

図１２に、本実施形態のハーフトーン処理後画像と従来の誤差拡散法による画像を示す。

図１２(a)は従来の誤差拡散法を用いた出力結果、(b)は本実施形態におけるイメージプレーン（ブラック大ドット）の出力結果である。 (a)は特定の領域においてドットが規則的に並ぶ特異テクスチャが発生しているが、(b)では特異テクスチャは発生しないことが確認できよう。さらに(c)は(b)の生成過程で決定される非イメージプレーンのドット配置を示している。(c)は非常に分散性の高い画像となっている。

ここで、非イメージプレーンの階調値Ｎの設定法について図１３を例に述べる。図１３の横軸はイメージプレーン（ブラック大ドット）の階調値（0〜255）で、階調値が大きいほどドットが多く打たれることを示している。さらに縦軸は非イメージプレーンの階調値である。この図によると、イメージプレーンデータが１２８の時に非イメージプレーンデータが３０となり、イメージプレーンの階調値よりもかなり小さな値となる。これは、イメージプレーンのドット配置に制限を持たすには、多くても３０程度ドット数であれば十分であるためである。

（実施例２）
以上説明した実施形態は、所定方向に配列された複数のノズルを有する記録ヘッドをノズルの配列方向と交差する方向に記録媒体上で走査させて、記録媒体にインクを吐出することで画像を形成する、インクジェット記録方式を用いた記録装置に係る画像処理装置を例に挙げて説明したが、本発明は、インクジェット方式以外の他の方式に従って記録を行う記録装置に対しても適用できる。この場合、インク滴を吐出するノズルはドットを記録する記録素子に対応することとなる。

また、本発明は、例えば記録媒体の記録幅に対応する長さの記録ヘッドを有し、記録ヘッドに対して記録媒体を移動させて記録を行う、いわゆるフルライン型の記録装置などの、シリアル型の記録装置（プリンタ）以外の、記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させて記録を行う記録装置に対しても適用することができる。

本発明の第１の実施形態共通の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 記録ヘッドの構成例である。 図１の画像形成装置における処理を示すフローチャートである。 色分解用ＬＵＴをユーザーが選択するＵＩである。 選択された色分解用ＬＵＴの詳細を示す図である。 ハーフトーン画像格納メモリの詳細を示す図である。 カラープリンタの色分解処理の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 誤差拡散係数を示す図である。 本発明の第１の実施形態の累積誤差ラインバッファを示す図である。 本発明の第１の実施形態のハーフトーン処理部を示すフローチャートである。 本実施形態のハーフトーン処理後画像と従来の誤差拡散法による画像を示す図である。 非イメージプレーンの階調値Ｎの設定法について示す図である。

符号の説明

１ 画像処理装置
１０１ 画像データ入力端子
１０２ 入力画像データバッファ
１０３ 色分解処理部
１０４ 色分解用ＬＵＴ
１０５ 色分解用ＬＵＴ編集部
１０６ ハーフトーン処理部
１０７ ハーフトーン画像格納メモリ
１０８ 画像データ出力端子
２ プリンタ
２０１ 記録ヘッド
２０２ 記録媒体
２０３ 記録ヘッド移動部
２０４ 記録ヘッド制御部
２０５ 記録媒体搬送部
２０６ インク色及び吐出量選択部
３０１ 大ドット吐出口
３０２ 中ドット吐出口
３０３ 小ドット吐出口
４０１ 印刷スピードラジオボタン
４０２ 画質ラジオボタン
４０３ ＯＫボタン
５０１ 輝度濃度変換部
５０２ ＵＣＲ/ＢＧ処理部
５０３ ＢＧ量設定部
５０４ ＵＣＲ量設定部
５０５ 濃淡大中小ドット分解処理部
５０６ 濃淡大中小ドット分解処理用ＬＵＴ
５０７ 大中小ドット分解処理部
５０８ 大中小ドット分解処理用ＬＵＴ
６０１ ＫＮ３値化部
６０２ Ｎ２値化部
６０３ ＫＮ累積誤差ラインバッファ
６０４ ＫＮ累積誤差加算部
６０５ ＫＮ閾値選択部
６０６ ＫＮ量子化部
６０７ ＫＮ誤差演算部
６０８ ＫＮ誤差拡散部
６０９ Ｎ累積誤差ラインバッファ
６１０ Ｎ累積誤差加算部
６１１ Ｎ閾値選択部
６１２ Ｎ量子化部
６１３ Ｎ誤差演算部
６１４ Ｎ誤差拡散部
７０１ ＫＮ累積誤差ラインバッファ構成
７０２ Ｎ累積誤差ラインバッファ構成

Claims (1)

1. １つのイメージプレーンからなる画像データの量子化データを決定する画像処理方法であって、前記イメージプレーンとは別に、非イメージプレーンが存在し、イメージプレーンと非イメージプレーンの同一位置に存在する各画素値の合算値に対して第１の閾値を用いて量子化処理を行い、量子化値を決定する第１量子化工程と、
   前記第１量子化工程で決定された量子化値と、前記非イメージプレーンの画素値と、第２の閾値とを用いて演算し、前記非イメージプレーンの量子化値を決定すると同時にイメージプレーンの量子化値も決定する第２量子化工程と、前記イメージプレーンの量子化値から出力データを生成する生成工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。

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