JP2009239887A - 画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、並びに、プログラム、記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】文字、網点写真、線画、写真等を含む原稿について、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低く設定されて読み込まれた画像データに対して、画質劣化を抑制する画像処理装置を提供する。
【解決手段】画像データに中間調処理を施して階調再現処理を行う画像処理装置であって、前記画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合には、副走査方向の解像度と主走査方向を同じにする処理を施した前記画像データに誤差拡散処理を施し、それ以外の場合には、前記画像データにディザ処理を施して、階調再現処理を行う。また、前記画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記画像データに領域分離処理を行わないときには、強調処理を行うとともに平滑化処理を施した前記画像データの全体に対して中間調処理を施す。
【選択図】図１０

Description

本発明は、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度よりも低い解像度で読み取り、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同じにして出力を行う際の画質劣化を抑制する画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、並びに、プログラム、記録媒体に関する。

電子写真プロセスやインクジェット方式を用いた複写機やプリンタなどの画像形成装置は、デジタル画像処理技術の進展に伴って、カラー画像を高画質に再現することが可能となり、フルカラーのデジタル複写機、複合機などが製品化されている。
これらの画像形成装置を用いて複写される原稿画像としては、文字、網点写真、線画、写真（印画紙写真等の連続階調領域）、またはそれらが混在した原稿が存在しており、良好な再現画像を得るためには、それぞれの原稿の構成種別に適合した画像処理を行う必要がある。

このような原稿の画像構成の種別を判別する方法として、注目画素を中心にしたマスクの情報を用いて、文字領域・網点領域・その他（写真領域、下地等の文字領域・網点領域に区分されない領域）に分離処理を行う領域分離処理が知られている（特許文献１）。

この特許文献１は、まず、第１回目の画像走査の際には高速に走査し、副走査方向について粗い密度で原稿画像の読み取りを行い、マクロ識別部で、画像の大局的な構造により領域分離を行い、領域分離信号を出力する。次に、低速で原稿画像の読み取りを行い、ミクロ識別部で、画像の微視的な特徴の違いに着目して領域の識別を行い、像域信号が出力される。そして、マクロ識別部より出力される領域分離信号に基づいて、像域信号が選択され、すなわち、マクロな構造特徴の違いを利用して領域分離した結果に応じて、適した像域識別を行うことにより、文字、階調エッジ、なだらかな階調部分の間の識別精度を向上させることができる。

また、特許文献２では、例えば、画像を拡大／縮小する場合等に、画像読取手段が異なる画像読取速度（解像度）で読み取った画像に対し、読み取り速度に応じて、画素毎に画像領域の種類を判別するための画像領域判別基準を調整している。
副走査方向の読取速度を変更すると、副走査方向のサンプリング間隔が変化するため、画像の持つ周波数成分や斜め方向のエッジの方向が見掛け上変化するので、例えば、変倍率を１００％としたときの副走査速度を基準速度とし、網点領域については、この基準速度に対する副走査方向の読取速度の速度比ｅが、１／２≦ｅ＜１の範囲（変倍率＝１００〜２００％）では、斜め方向のエッジ成分が抽出されやすくなる方向に閾値を調整し、上記画像読取速度を速めて１００％未満に変倍（縮小）する場合には、基準速度の閾値と同一としている。

また、エッジを抽出する場合は、速度比ｅが１≦ｅ≦２（変倍率＝５０〜１００％）の範囲内では読取速度を遅くするほどエッジ画像が判別されやすくする方向に（閾値を下げるように）調整し、変倍率が１５０％を超える速度比２／３未満の範囲では逆にエッジが抽出されにくくなるように調整している。
特開平１１−６９１５０号公報 特開平７−１２３２５３号公報

特許文献１では、領域分離を行う際、主走査方向の解像度６００ｄｐｉに対して、副走査方向は粗い密度の２００ｄｐｉで読み取りを行うことが記載されているが、副走査方向の読み取り速度（スキャン速度）を速くする（例えば、３倍）と、画像データが間引かれてしまい、画像データに関する情報が欠落するので領域分離精度が低下してしまう。

例えば、図１３に示すように主走査方向に平行なラインパターンにおいて、主走査方向、副走査方向とも同じ解像度の場合は、（Ａ）のようにラインパターンに応じた読み取り結果が得られるが、副走査方向の解像度が低い場合、（Ｂ）のようにラインパターンではなくグレーのグラデーション領域がある、あるいは、薄い網点が存在すると思われる読み取り結果となってしまう。
したがって、特許文献１に記載の方法では、副走査方向の画像データに対する領域分離の精度が低下し、適切ではない処理が施されるおそれがある。

また、特許文献２に記載の方法では、副走査方向の読取速度（解像度）に応じて、領域判定を行う際の閾値を変更することにより、誤判別を低減することは可能であると思われるが、閾値の設定方法によっては誤判別を低減できないおそれがある。

本発明は、上述のような実情を考慮してなされたものであり、文字、網点写真、線画、写真等を含む原稿について、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低く設定されて読み込まれた画像データに対して、画質劣化を抑制する画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、並びに、プログラム、記録媒体を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明は、いずれかの構成を持つものである。

（１）読み込まれた入力画像データに中間調処理を施す階調再現処理部を少なくとも備える画像処理装置において、前記階調再現処理部は、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記入力画像データに誤差拡散処理を施す誤差拡散処理部を選択し、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じ、または、主走査方向の解像度より高いときは、前記入力画像データにディザ処理を施すディザ処理部を選択する選択部が備えられている。
さらに、前記入力画像データを文字、網点を含む複数の領域に分離する領域分離処理部を備え、前記入力画像データの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記領域分離処理部の処理をオフにする制御部が備えられている。
また、前記入力画像データについて、強調処理を行うとともに平滑化処理を施すフィルタ処理部が備えられていてもよい。

さらに、読み込まれた入力画像データに色補正処理を施す色補正部を備え、前記色補正部は、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合には誤差拡散処理に対応した色補正処理を行い、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じ、または、主走査方向の解像度より高いときにはディザ処理に対応した色補正処理を行うことにより、入力解像度の変更に対応して中間調処理が変更されても、それぞれ中間調処理に対応する色補正処理に切り換えることで、色合いが変わらない出力を得るようにしてもよい。

また、本発明を、読み込まれた入力画像データに中間調処理を施す階調再現処理工程を少なくとも備え、前記階調再現処理工程は、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記入力画像データに誤差拡散処理を施し、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じ、または、主走査方向の解像度より高いときは、前記入力画像データにディザ処理を施す選択工程を備える画像処理方法としてとしてもよい。

さらに、前記入力画像データを文字、網点を含む複数の領域に分離する領域分離処理工程を備え、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記領域分離処理工程の処理をオフにするようにしてもよい。
また、前記入力画像データについて、強調処理を行うとともに平滑化処理を施すフィルタ処理工程が備えられていてもよい。

また、読み込まれた入力画像データに色補正処理を施す色補正工程をさらに備え、前記色補正工程は、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記入力画像データに誤差拡散処理に対応した色補正処理を行い、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じ、または、主走査方向の解像度より高いときは、前記入力画像データにディザ処理に対応した色補正処理を行うようにしてもよい。

（２）副走査方向の解像度を主走査方向の解像度よりも低い解像度で原稿画像を読み取り、少なくとも副走査方向の解像度と主走査方向を同じにする処理を施して出力する画像処理装置において、前記入力画像データに誤差拡散処理により中間調処理を施す階調再現処理部が備えられている。
さらに、前記入力画像データを文字、網点を含む複数の領域に分離する領域分離処理部が備えられていないものとしてもよい。
また、前記入力画像データについて、強調処理を行うとともに平滑化処理を施すフィルタ処理部が備えられていてもよい。

また、画像形成装置に上記の画像処理装置を備えるようにしてもよい。

さらに、上記の画像処理装置の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムコードを作成しておき、または、そのプログラムコードをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、このプログラムコードをコンピュータで実行することによっても上記課題を解決することができる。

本発明によれば、文字、網点写真、線画、写真等を含む原稿について、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低く設定されて読み込まれた画像データに対して、画質劣化を抑制できる。

例えば、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度より低い解像度で読み取った場合、中間調処理として誤差拡散処理を用いるので、モアレは発生しない。そのため、フィルタ処理による平滑化を弱くすることができ、例えば、文字領域が網点領域であると誤判別された場合でも、文字領域は弱く平滑化されるので画質劣化を抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る好適な実施形態について説明する。

図１は、本発明の画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１において、画像処理装置１００は、Ａ／Ｄ変換部１１０、シェーディング補正部１２０、入力階調補正部１３０、領域分離処理部１４０、色補正部１５０、黒生成下色除去部１６０、変倍部１７０、空間フィルタ処理部１８０、出力階調補正部１９０、中間調生成処理を行う階調再現処理部２００とから構成されており、これに、カラー画像入力装置３００、カラー画像出力装置４００、操作パネル５００とが接続され、全体としてデジタルカラー複写機（画像形成装置）を構成している。

カラー画像入力装置３００は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備えたス
キャナ部により構成され、原稿からの反射光像を、ＲＧＢ（Ｒ：赤・Ｇ：緑・Ｂ：青）のアナログ信号としてＣＣＤにて読み取って、画像処理装置１００に入力するものである。

カラー画像入力装置３００にて読み取られたアナログ信号は、画像処理装置１００内を、Ａ／Ｄ変換部１１０、シェーディング補正部１２０、入力階調補正部１３０、領域分離処理部１４０、色補正部１５０、黒生成下色除去部１６０、変倍部１７０、空間フィルタ処理部１８０、出力階調補正部１９０、階調再現処理部２００の順で送られ、ＣＭＹＫ（Ｃ：シアン・Ｍ：マゼンタ・Ｙ：イエロー・Ｋ：黒）のデジタルカラー信号として、カラー画像出力装置４００へ出力される。

Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１１０は、ＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号に変換するもので、シェーディング補正部１２０は、Ａ／Ｄ変換部１１０より送られてきたデジタルのＲＧＢ信号に対して、カラー画像入力装置３００の照明系、結像系、撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理を施すものである。

入力階調補正部１３０は、ＲＧＢ信号（ＲＧＢの反射率信号）を濃度信号などカラー画像処理装置に採用されている画像処理システムの扱い易い信号に変換するとともにカラーバランスの調整を行い、下地濃度の除去やコントラストなどの画質調整処理を行う。

領域分離処理部１４０は、ＲＧＢ信号より、入力画像中の各画素を、例えば、文字領域、網点領域、その他領域に分離するものである。領域分離処理部１４０は、分離結果に基づき、画素がどの領域に属しているかを示す領域識別信号を、色補正部１５０、黒生成下色除去部１６０、空間フィルタ処理部１８０、階調再現処理部２００へと出力すると共に、入力階調補正部１３０より出力された入力信号をそのまま後段の色補正部１５０に出力する。

領域分離処理の方法としては、例えば、特開２００２−２３２７０８号公報に記載されているように、最大濃度差、総和濃度繁雑度を特徴量として求め、これらの値と複数の閾値との比較を行うことにより、各画素を文字領域、網点領域、印画紙写真領域（連続階調領域）、下地領域に分離する方法が挙げられる。

色補正部１５０は、色再現の忠実化実現のために、不要吸収成分を含むＣＭＹ色材の分光特性に基づいた色濁りを取り除く処理を行う。また、入力画像データの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度より低い場合には誤差拡散処理に対応した色補正処理を行い、入力画像データの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度より高い場合にはディザ処理に対応した色補正処理を行う。色補正部１５０についての詳細については後述する。
黒生成下色除去部１６０は、色補正後のＣＭＹの３色信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成、元のＣＭＹ信号から黒生成で得たＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理を行うものであって、ＣＭＹの３色信号はＣＭＹＫの４色信号に変換される。

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（一般的方法）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）、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙ，出力されるデータをＣ'，Ｍ'，Ｙ'，Ｋ'、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１で表わされる。

変倍部１７０は、操作パネル５００より入力される変倍率に基づいて画像の拡大や縮小処理がなされる。変倍処理は、主走査方向、副走査方向とも補間演算による処理を行っても良く、あるいは、副走査方向については光学的に処理を行い、主走査方向のみを補間演算により求めても良い。

空間フィルタ処理部１８０は、黒生成下色除去部１６０より入力されるＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基にデ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ものであって、階調再現処理部２００も、空間フィルタ処理部１８０と同様に、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基に所定の処理を施すものである。

例えば、領域分離処理部１４０にて文字に分離された領域は、特に黒文字あるいは色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部１８０による空間フィルタ処理における鮮鋭強調処理で高周波数の強調量が大きくされる。同時に、階調再現処理部２００においては、高域周波数の再現に適した高解像度のスクリーンでの二値化または多値化処理が選択される。

また、領域分離処理部１４０にて網点領域に分離された領域に関しては、空間フィルタ処理部１８０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１９０では、濃度信号などの信号をカラー画像出力装置４００の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理を行った後、階調再現処理部２００で、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処理する階調再現処理（中間調生成）が施される。また、領域分離処理部１４０にて写真に分離された領域に関しては、階調再現性を重視したスクリーンでの二値化または多値化処理が行われる。

操作パネル５００は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示部と設定ボタンなどより構成され、操作パネル５００より入力された情報に基づいてカラー画像入力装置３００、画像処理装置１００、カラー画像出力装置４００の動作が制御される。

そして、画像処理装置１００で処理された画像データは、一旦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４００に入力される。このカラー画像出力装置４００は、画像データを記録媒体（例えば、紙等）上に出力するもので、例えば、電子写真方式やインクジェット方式を用いたカラー画像出力装置等を挙げることができるが特に限定されるものではない。

尚、以上の処理は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、あるいは、ＤＳＰ
（Digital Signal Processor）により構成される制御部によって制御される。

次に、上述した画像処理装置１００について、画像モードを指定したときの動作について詳細に説明する。

ここで、画像モードとは、速度優先モードあるいは画質優先モードのいずれかを示すものである。
速度優先モードは、スキャン速度をデフォルトの値より速くするために、主走査方向の解像度よりも副走査方向の解像度を低くする場合を言い、例えば、スキャン速度を２倍にするために、主走査方向の解像度が６００ｄｐｉであるのに対して、副走査方向の解像度を３００ｄｐｉとするものである。
また、画質優先モードは、画質を優先するために、主走査方向の解像度より副走査方向の解像度を高くする場合を言い、例えば、主走査方向の解像度が６００ｄｐｉであるのに対して、副走査方向の解像度を１２００ｄｐｉとして、スキャン速度を１／２にするものである。

この画像モードは、操作パネル５００からユーザによって指示される。または、画像処理装置がネットワーク等に接続しているときには、パソコン等でスキャナの動作条件として設定され、画像データとともに送られてくるものである。

従来、階調再現処理の１つの手法として、多値ディザ処理があり、例えば、ディザマトリクスの各画素に対し、それぞれ対応する複数の閾値との大小関係に基づいて量子化処理を行い、複数の出力値の何れか１つを出力する、あるいは、変換テーブルに基づいて変換した出力値を出力する処理がなされている。
例えば、図２、図３に示す２×２画素や、４×４画素よりなるディザマトリクスを用いてディザ処理が行われる。図２（Ｂ）、図３（Ｂ）の閾値マトリクスは、ドットの出力をどのように制御するのかを示す閾値を示すものであり、この例では、２値の場合を示しているが、多値で出力する場合（多値ディザ）も同様の考え方で設定することができる。図２（Ｂ）、図３（Ｂ）では、黒く塗り潰された画素の順にドットが出力されるように閾値が設定されていることを示している。

また、階調再現処理の別の手法として、誤差拡散処理があり、各画素を量子化（例えば、２値化）する際に生じた量子化誤差を周辺の未だ量子化されていない画素に重み付けしながら拡散させていく方法である。量子化される画素を注目画素とすれば、注目画素の量子化誤差は、その周辺に位置する量子化処理前の各画素に対し、注目画素からの相対的位置に応じて重み付けして加えて求められる。

この誤差拡散処理は、図４に示すように、加算器、量子化処理部、量子化閾値格納部、減算器よりなる量子化誤差算出部、拡散誤差算出部、拡散係数格納部、蓄積誤差格納部を備えている。
加算器は、入力画像データの画素値（色成分の濃度値）に対して、蓄積誤差格納部に格納された蓄積誤差を加算する。この蓄積誤差格納部には、拡散誤差算出部で求められた拡散誤差が格納されている。

量子化処理部は、蓄積誤差が加算された入力画像データの画素値と、量子化閾値格納部に格納されている量子化閾値とを比較して量子化を行う。
量子化誤差算出部は、量子化処理部により量子化された量子化値（以下、出力画像データの量子化値）から、加算器により蓄積誤差が加算された入力画像データを減算して量子化誤差を求める。

拡散誤差算出部は、量子化誤差算出部により求めた量子化誤差と、拡散係数格納部に格納されている予め定められた拡散係数とに基づいて、未処理の入力画像データの画素値に拡散する拡散誤差を求め、蓄積誤差格納部に記録する。
例えば、量子化画素（＊印で示した注目画素）に対して量子化誤差を拡散する画素と拡散係数は、図５、図６で示される。

副走査方向の解像度を主走査方向の解像度より低い解像度で読み取った場合、誤差拡散処理では、ドットの不規則性は緩和されるので、モアレは発生しないため、フィルタ処理による平滑化を弱くすることができ、例えば、文字領域が網点領域であると誤判別された場合でも、文字領域は弱く平滑化されるので画質劣化を抑制することができる。

そこで、速度優先モードである場合、階調再現処理部２００では、公知の方法の誤差拡散処理を用いて中間調生成処理を行うようにし、画質優先モードの場合には、公知の方法のディザ処理を用いて中間調生成処理を行うようにする。
例えば、階調再現処理部２００を図７に例示するような、選択部、ディザ処理部、誤差拡散処理部を含んだ構成とし、この選択部において、画像データが入力されると画像モードを参照し、画像モードが速度優先モードのときには、誤差拡散処理部へ入力画像データを出力し、画像モードが画質優先モードのときには、ディザ処理部へ入力画像データを出力する。

色補正部１５０の詳細について図８を用いて説明する。
ディザ処理と誤差拡散処理では、紙上に出力されるドットのパターンが大きく異なるため、各色のドットの重なり方が変化する。その結果、表面に見える各色の面積が変わることから、色再現特性にずれが生じるため、ディザ処理と誤差拡散処理で色補正処理を切り換える必要がある。

速度優先モードが選択された場合、色補正部１５０では誤差拡散処理に対応した色補正処理を行い、階調再現処理部２００では上述のように誤差拡散処理を用いて中間調生成処理を行う。
画質優先モードが選択された場合には、色補正部１５０でディザ処理に対応した色補正処理を行い、上述のようにディザ処理を用いて中間調生成処理を行う。

図８のように色補正部では画像モード信号に基づいて選択部でディザ対応の色補正処理を行うのか、誤差拡散対応の色補正処理を行うのかを切り換える。色補正部ではＬＵＴ（Ｌｏｏｋｕｐ Ｔａｂｌｅ；ルックアップテーブル）を用いて色補正処理を行う。ＬＵＴは入力信号に対応する出力信号を記憶させたメモリであり、ここではカラー画像入力装置の色信号であるＲＧＢ信号に対応するカラー画像形成装置の色信号であるＣＭＹ信号を記憶したＬＵＴを使用する。
ディザ対応色補正処理が選択された場合は、ディザ処理の出力特性に適応した色補正ＬＵＴを用いて入力画像データを出力画像データに変換して出力し、誤差拡散対応の色補正処理が選択された場合は、誤差拡散の出力特性に適応した色補正ＬＵＴを用いて入力画像データを出力画像データに変換して出力する。

誤差拡散処理とディザ処理に対応した色補正ＬＵＴを作成するには、シャープ技報第７６号（２０００年４月）、１５−１９ページに記載の「ニューラルネットワーク応用色補正システム」を利用することができる。この方法においては、原稿の色特性と画像入力装置の色信号ＲＧＢとの対応関係を表す入力モデルと、画像出力装置の色信号ＣＭＹと出力された印刷物の色特性を表す出力モデルを作成し、このモデルを用いて共通の色特性に対応する出力ＣＭＹ信号を記憶させたＬＵＴを作成する。この色補正ＬＵＴから入力信号に対応するＣＭＹ信号を取り出し後段の処理部へ出力する。

ここでは、色特性としてＬ^＊ａ^＊ｂ^＊（ＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊信号（ＣＩＥ: Commission International de l'Eclairage ：国際照明委員会。Ｌ^＊: 明度、ａ^＊、ｂ^＊: 色度）値を使用する。
入力モデルニューラルネットワークとしては、画像入力装置１０１の色空間であるＲＧＢ信号とＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値との対応関係を学習させたニューラルネットワークを使用する。
出力モデルニューラルネットワークとしては、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊と画像出力装置１０３の色空間であるＣＭＹとの対応関係を学習させたニューラルネットワークを使用する。

ディザ処理に対応したＬＵＴを作成する場合は、出力モデルニューラルネットワークとしてカラー画像出力装置からディザ処理を用いて出力した場合の色再現特性を学習させる。誤差拡散処理に対応したＬＵＴを作成する場合は、出力モデルニューラルネットワークとしてカラー画像出力装置から誤差拡散処理を用いて出力した場合の色再現特性を学習させる。それぞれに対して色補正ＬＵＴを作成し、画像モードに応じて使用するＬＵＴを切り換える。

以上のように、入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合（例えば、６００ｄｐｉ×３００ｄｐｉの解像度）には誤差拡散処理に対応した色補正処理を行い、入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じ、または、主走査方向の解像度より高いときにはディザ処理に対応した色補正処理を行うようにして、入力解像度の変更に対応して中間調処理が変更されても、それぞれ中間調処理に対応する色補正処理に切り換えることで、色合いが変わらない出力を得ることができる。

また、領域分離処理を行わない方が画質劣化を抑制する場合もあるので、領域分離処理をオフにして、領域分離処理（領域分離処理部１４０）を行わないようにしてもよい。
この場合、次のような問題点が新たに生じる。

（１）フィルタ処理を行わない場合は、網点による粒状性やスキャナで原稿を読み込む際のノイズによる濃度（画素値）の不均一性が残ったり、また、文字がくっきりしない。
（２）画像全体を平滑化処理する場合は、文字がぼやける。
（３）画像全体を強調処理する場合は、網点による粒状性やスキャナで原稿を読み込む際のノイズによる濃度（画素値）の不均一性が残り、網点領域も強調されるので、色味が変化してしまう。

この問題点は、画像全面に混合フィルタ処理を行うことにより解決することができる。
この混合フィルタ処理は、高周波数領域では平滑化特性を、低周波数領域では強調特性を有するフィルタであり、例えば、図９に例示したようなフィルタ係数や、図１０に例示したような周波数特性をもつものである。

領域分離処理をオフにした場合、空間フィルタ処理部１８０において、画像データ全体に対して混合フィルタ処理を施して、階調再現処理部２００では、画像データ全体に対して誤差拡散処理を用いて中間調生成処理を行うようにする。

以上の構成により、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度より低い解像度で読み取った場合、領域分離精度が低下するが、中間調処理として誤差拡散処理を用いるので、モアレは発生しない。このため、フィルタ処理による平滑化を弱くすることができ、例えば、文字領域が網点領域であると誤判別された場合でも、文字領域は弱く平滑化されるので画質劣化を抑制することができる。

また、領域分離処理を行わないときには、強調処理と平滑化処理を施す混合フィルタ処理により、網点による粒状性やスキャナで原稿を読み取る際のノイズによる不均一性が抑えられ、また、文字をくっきりと表現することができる。さらに、網点領域の色味の変化を抑制する（原稿の色味と出力画像の色味の差を小さくする）ことができる。

また、領域分離処理をオフにするのではなく、中間調生成処理（誤差拡散処理）を行う場合のみ、領域識別信号により処理（この場合、拡散係数などの誤差拡散処理のパラメータ）の切り替えを行わないようにしてもよい。副走査方向の解像度を主走査方向の解像度より低い解像度で読み取った場合、領域分離結果に誤判別が生じているおそれがあり、処理を切り替えることにより、処理を切り替えた境界領域においてギャップが生じ得る。しかし、上記のように、領域識別信号により処理を切り替えないようにすることで、ギャップが生じるのを抑制することができる。

速度優先モードあるは画質優先モードの指定がなされた場合、副走査方向の解像度は主走査方向の解像度と異なっている。そこで、変倍部１７０において、副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じになるように、解像度変換処理（補間処理）がなされる。速度優先モードにおいてスキャン速度を２倍にして、すなわち、６００ｄｐｉ×３００ｄｐｉの解像度で原稿の読み込みがなされた場合では、主走査方向の解像度６００ｄｐｉに対して、副走査方向の解像度は３００ｄｐｉなので６００ｄｐｉとなるように画像データの補間処理が行われる。
上記の補間処理としては、公知の下記の方法を用いればよい。

（１）ニアレストネイバーによる補間処理は、補間する画素一番近い、あるいは、補間する画素に対して所定の位置関係にある既存画素の値をその補間画素の値とする。

（２）バイリニアによる補間処理は、補間する画素を囲む周囲４点の既存画素の距離に比例した形で重み付けした値の平均を求め、その値をその補間画素とする。

（３）バイキュービックによる補間処理は、補間する画素を囲む４点に加え、さらにそれらを囲む１２点を加えた計１６点の画素の値を用いて、補間演算を行う。

次に、図１１のフローチャートを用いて、本実施形態における全体的な処理手順について説明する。
まず、ユーザが操作パネル５００によって選択した画像モードの判定を行い（ステップＳ１）、速度優先モードであった場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、ステップＳ３乃至Ｓ８の処理が行われる。一方、速度優先モードでなかった場合（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ１０乃至Ｓ１４の処理が行われる。

速度優先モードの場合、スキャナの読み取り速度をデフォルトよりも速い速度に設定して（ステップＳ３）、原稿を読み取り、読み取られたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１１０、シェーディング補正部１２０、入力階調補正部１３０、色補正部１５０、黒生成下色除去部１６０の順で送られる（ステップＳ４）。

この場合、領域分離処理は行われず（ステップＳ５）、変倍部１７０において、上記の処理がなされた画像データに解像度変換処理（補間処理）を施して、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同じになるように変換する（ステップＳ６）。そして、空間フィルタ処理部１８０により高周波数領域では平滑化特性を、低周波数領域では強調特性を有する混合フィルタ処理を画像全面に施して、出力階調補正部１９０において出力階調補正を行った後（ステップＳ７）、階調再現処理部２００により中間調処理として画像全体に誤差拡散処理を施して、画像データをカラー画像出力装置４００へ出力する（ステップＳ８）。

また、画質優先モード（速度優先モード以外）の場合、スキャナの読み取り速度としてデフォルトの速度で原稿を読み取り、読み取られたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１１０、シェーディング補正部１２０、入力階調補正部１３０の順で送られる（ステップＳ１０）。
次に、領域分離処理部１４０が行われて、画像データは色補正部１５０、黒生成下色除去部１６０の順で送られる（ステップＳ１１）。

次に、拡大や縮小を行う変倍率の指定がなされている場合は、変倍部１７０において、今までに処理された画像データに解像度変換処理（補間処理）を施し（ステップＳ１２）、空間フィルタ処理部１８０において領域分離結果に基づいてフィルタ処理を施し、空間フィルタ処理が施された画像データを出力階調補正部１９０に送る（ステップＳ１３）。変倍率の指定がなされていない場合（倍率１００％のとき）は、上記変倍部１７０における解像度変換処理は行われない。
次に、階調再現処理部２００により中間調処理として領域分離結果に基づいたディザ処理を施して、画像データをカラー画像出力装置４００へ出力する（ステップＳ１４）。

また、上述の実施形態において、副走査方向の読み取り速度が速く設定され固定されている（副走査方向の解像度が最初から低く設定されている）画像形成装置においては、領域分離処理部１４０を備えない構成であっても構わない。この場合、中間調処理は、ディザ処理を使用せずに、画像全体に誤差拡散処理を行うことになる。

さらに、上述の実施形態において、カラー画像入力装置３００と、Ａ／Ｄ変換部１１０、シェーディング補正部１２０、入力階調補正部１３０、領域分離処理部１４０よりなる画像処理装置を備える画像読取装置と、ネットワークを介して接続されたプリンタや複合機で構成してもよい。このプリンタや複合機には、色補正部１５０、黒生成下色除去部１６０、変倍部１７０、空間フィルタ処理部１８０、出力階調補正部１９０、階調再現処理部２００が備えられており、例えば、コンピュータのスキャナドライバの設定画面において速度優先モードあるいは画質優先モードが選択された場合、画像読取装置から出力された、画像データ、副走査方向の解像度を含む上記画像モード信号に基づいて上記した処理がなされる。上記画像モードが選択されない場合は、上記画像読取装置より、画像データと領域識別信号が出力され、プリンタや複合機においては、領域識別信号に基づいて画像データの処理がなされる。

次に、図１２のフローチャートを用いて、画像モード信号に応じて色補正処理を切り換える処理手順について説明する。
まず、ユーザが操作パネル５００によって選択した優先モードを読み取り（ステップＳ２１）、速度優先モードであった場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３乃至Ｓ２９の処理が行われる。一方、速度優先モードでなかった場合（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ３０乃至Ｓ３５の処理が行われる。

速度優先モードの場合、スキャナの読み取り速度をデフォルトよりも速い速度に設定して（ステップＳ２３）、原稿を読み取り、読み取られたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１１０、シェーディング補正部１２０、入力階調補正部１３０、色補正部１５０、黒生成下色除去部１６０の順で送られる（ステップＳ２４）。

この場合、領域分離処理は行われず（ステップＳ２５）、色補正部１５０において、誤差拡散に対応した色補正ＬＵＴを用いて色補正処理を、黒生成下色除去部１６０において黒生成下色除去処理を行い（ステップ２６）、変倍部１７０において、黒生成下色除去部１６０より出力された画像データに解像度変換処理（補間処理）を施して、副走査方向の解像度を主走査方向の解像度と同じになるように変換する（ステップＳ２７）。

そして、空間フィルタ処理部１８０により高周波数領域では平滑化特性を、低周波数領域では強調特性を有する混合フィルタ処理を画像全面に施して、出力階調補正部１９０において出力階調補正を行った後（ステップＳ２８）、階調再現処理部２００により中間調処理として画像全体に誤差拡散処理を施して、画像データをカラー画像出力装置４００へ出力する（ステップＳ２９）。

また、画質優先モード（速度優先モード以外）の場合、スキャナの読み取り速度としてデフォルトの速度で原稿を読み取り（ステップＳ３０）、読み取られたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１１０、シェーディング補正部１２０、入力階調補正部１３０の順で送られる。

次に、領域分離処理部１４０において領域分離処理が行われて（ステップＳ３１）、画像データは色補正部１５０でディザ処理に対応した色補正処理を行い、黒生成下色除去部１６０で黒生成下色除去処理がなされる（ステップＳ３２）。

次に、拡大や縮小を行う変倍率の指定がなされている場合は、変倍部１７０において、黒生成下色除去部１６０より出力された画像データに解像度変換処理（補間処理）を施し（ステップＳ３３）、空間フィルタ処理部１８０において領域分離結果に基づいてフィルタ処理を施し、空間フィルタ処理が施された画像データを出力階調補正部１９０に送る（ステップＳ３４）。変倍率の指定がなされていない場合（倍率１００％のとき）は、上記変倍部１７０における解像度変換処理は行われない。

次に、階調再現処理部２００により中間調処理として領域分離結果に基づいたディザ処理を施して、画像データをカラー画像出力装置４００へ出力する（ステップＳ３５）。

以上のように、入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合には誤差拡散処理に対応した色補正処理を行い、入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じ、または、主走査方向の解像度より高いときにはディザ処理に対応した色補正処理を行うようにして、入力解像度の変更に対応して中間調処理が変更されても、中間調処理に対応する色補正処理に切り換えることで、入力解像度を変更させても色合いが変わらない出力を得ることができる。

また、本発明は、デジタルカラー複写機に適用するだけでなく、コピア機能、プリンタ機能、ファクシミリ送信機能、scan to e-mail機能等を備えるデジタルカラー複合機に適用しても良い。
さらに、モノクロの複写機や複合機であっても同様に適用することができる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変形、修正が可能であるのは勿論である。例えば、コンピュータを、上述した実施形態を構成する画像処理装置の各処理部として機能させるプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）を作成し、そのプログラムコードを予め記録媒体に書き込んでおき、この記録媒体に記録されたこれらのプログラムコードを読み取って当該装置に備えられたメモリあるいは記憶装置に格納し、そのプログラムコードを実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。

この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードおよびそのプログラムコードを記録した記録媒体も本発明を構成することになる。
また、上記プログラムコードは、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することによって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

なお、上述した実施形態の機能を実現するプログラムコードは、ディスク系（例えば、磁気ディスク、光ディスク等）、カード系（例えば、メモリカード、光カード等）、半導体メモリ系（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリ等）、テープ系（例えば、磁気テープ、カセットテープ等）等のいずれの形態の記録媒体で提供されてもよい。あるいは、ネットワークや放送波を介して記憶装置に格納された上記プログラムを配信元のコンピュータから直接供給を受けるようにしてもよい。この場合、この配信元のコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。また、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明の画像処理装置の構成を示すブロック図である。 ２×２画素よりなるディザマトリックス例である。 ４×４画素よりなるディザマトリックス例である。 誤差拡散処理の構成を示すブロック図である。 量子化誤差を拡散する画素と拡散係数の例である。 量子化誤差を拡散する画素と拡散係数の他の例である。 階調再現処理部の概略構成を示すブロック図である。 色補正部の構成を示す図である。 混合フィルタのフィルタ係数の例である。 混合フィルタの周波数特性の例である。 本実施形態における全体的な処理手順について説明するフローチャートである。 本実施形態における画像モード信号に応じて色補正処理を切り換える処理手順について説明するフローチャートである。 主走査方向の解像度よりも副走査方向の解像度が低い場合に、領域分離精度が低下することを説明するための図である。

符号の説明

１００…画像処理装置、１１０…Ａ／Ｄ変換部、１２０…シェーディング補正部、１３０…入力階調補正部、１４０…領域分離処理部、１５０…色補正部、１６０…黒生成下色除去部、１７０…変倍部、１８０…空間フィルタ処理部、１９０…出力階調補正部、２００…階調再現処理部、３００…カラー画像入力装置、４００…カラー画像出力装置、５００…操作パネル。

Claims (16)

1. 読み込まれた入力画像データに中間調処理を施す階調再現処理部を少なくとも備える画像処理装置において、
   前記階調再現処理部は、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記入力画像データに誤差拡散処理を施す誤差拡散処理部を選択し、
   前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じ、または、主走査方向の解像度より高いときは、前記入力画像データにディザ処理を施すディザ処理部を選択する選択部が備えられていることを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置において、
   前記入力画像データを文字、網点を含む複数の領域に分離する領域分離処理部をさらに備え、前記入力画像データの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記領域分離処理部の処理をオフにする制御部が備えられていることを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項２に記載の画像処理装置において、
   前記入力画像データについて、強調処理を行うとともに平滑化処理を施すフィルタ処理部が備えられていることを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項１に記載の画像処理装置において、
   読み込まれた入力画像データに色補正処理を施す色補正部をさらに備え、
   前記色補正部は、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合には、誤差拡散処理に対応した色補正処理を行い、
   前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じ、または、主走査方向の解像度より高いときには、ディザ処理に対応した色補正処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の画像処理装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. コンピュータを、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像処理装置の各処理として機能させるためのプログラム。
7. 請求項６に記載の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。
8. 読み込まれた入力画像データに中間調処理を施す階調再現処理工程を少なくとも備える画像処理方法において、
   前記階調再現処理工程は、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記入力画像データに誤差拡散処理を施し、
   前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じ、または、主走査方向の解像度より高いときは、前記入力画像データにディザ処理を施す選択工程を備えることを特徴とする画像処理方法。
9. 請求項８に記載の画像処理方法において、
   前記入力画像データを文字、網点を含む複数の領域に分離する領域分離処理工程をさらに備え、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記領域分離処理工程の処理をオフにすることを特徴とする画像処理方法。
10. 請求項８または９に記載の画像処理方法において、
    前記入力画像データについて、強調処理を行うとともに平滑化処理を施すフィルタ処理工程が備えられていることを特徴とする画像処理方法。
11. 請求項８に記載の画像処理方法において、
    読み込まれた入力画像データに色補正処理を施す色補正工程をさらに備え、
    前記色補正工程は、前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度よりも低い場合、前記入力画像データに誤差拡散処理に対応した色補正処理を行い、
    前記入力画像データが読み込まれたときの副走査方向の解像度が主走査方向の解像度と同じ、または、主走査方向の解像度より高いときは、前記入力画像データにディザ処理に対応した色補正処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
12. 副走査方向の解像度を主走査方向の解像度よりも低い解像度で原稿画像を読み取り、少なくとも副走査方向の解像度と主走査方向を同じにする処理を施して出力する画像処理装置において、
    前記入力画像データに誤差拡散処理により中間調処理を施す階調再現処理部が備えられていることを特徴とする画像処理装置。
13. 請求項１２に記載の画像処理装置において、
    前記入力画像データを文字、網点を含む複数の領域に分離する領域分離処理部が備えられていないことを特徴とする画像処理装置。
14. 請求項１３に記載の画像処理装置において、
    前記入力画像データについて、強調処理を行うとともに平滑化処理を施すフィルタ処理部が備えられていることを特徴とする画像処理装置。
15. コンピュータを、請求項１２乃至１４のいずれかに記載の画像処理装置の各処理として機能させるためのプログラム。
16. 請求項１５に記載の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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