JP2010004133A - 画像形成装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 多値のディザ法において、出力値の増加量をマトリクス内の位置毎に変更することが可能である手段を提供することを目的とする。
【解決手段】 マトリクスの位置毎に可変可能な除数値を有する除数マトリクス６０１を記憶するＲＡＭ３０７と、Ｍ階調の画像データをＮ階調の画像データに変更するために、前記Ｍ階調の画像データの注目画素の画素値を当該注目画素の画素位置に対応する前記除数値で除算する中間変更部３０４とを有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、Ｍ（Ｍ＞Ｎ）階調の画像データをＮ（Ｎ＞３）階調の画像データへと変換する画像形成装置、画像処理方法に関する。

プリンタで例えば画素値が２５６階調等、多階調である画像データを印刷するためには、プリンタの出力階調数に合わせて画素値の階調を変更する中間調処理が必要となる。一般的に多値のディザ法を用いて４ビット以下に変換される。多値のディザ法は、図１０に示すように、任意の大きさで構成される閾値のマトリクスをプリンタの出力階調数分（４ビットなら１５枚）だけメモリ上に記憶し、各画素に対応する閾値をプリンタの出力階調数分読み出す。そして、それらプリンタの出力階調数と同数の閾値を画素値と比較することで、プリンタの出力階調数へ変更していた。しかしながら、この方法では、閾値のマトリクスを出力階調数分記憶する必要があり、また、プリンタの解像度が２倍になると閾値のマトリクスに必要なメモリ量は４倍にもなるため、低コスト化や高解像度化に対して大きな問題となっていた。

そこで、基本ディザマトリクスと、オフセット値から求められる多値化テーブルとを用いることで、プリンタの出力階調数と同じだけの閾値のマトリクスを持たずに多値のディザ法を実現する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、閾値のマトリクスをプリンタの出力階調数分だけ記憶せずに、多値のディザ法を実施することができる。

また、特許文献２では、画像データの画素値に対して０〜１６の乱数を加算し、加算結果を１７で除算することによって、２５６階調の画像データを１６階調の画像データに変更する技術が開示されている。
特開２０００−２４４７３４号公報 特開平１１−３２８３８９号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、オフセット値が基本ディザマトリクスの位置によらず一様であるため、出力値の増加量をマトリクス内の位置毎に変更できないという問題点があった。また、特許文献２の方法でも、除数が一定であるため、同様に、出力値の増加量をマトリクス内の位置毎に変更できない。

画素の位置毎に出力値の増加量を変更できないことによって、引き起こされる問題点としては例えば以下のようなものがある。

電子写真方式のプリンタでは、マイナスの電荷を持った記録レーザ光が感光体に照射され、電位が所定値以下となった部分にプラスの電荷をもつトナーを付着させる。そして、記録紙にトナー画像を転写することで、印刷用画像データを印刷により表現している。

図１１は記録レーザ光が照射された感光体の電位と、印刷用画像データの画素との関係を示す図である。感光体の電位ははじめＶであり、記録レーザ光の照射によって電位がＶｓ以下になった場合にトナーが付着する。例えば、図１１の１１０１ではちょうど１画素の範囲の電位がＶｓ以下となっているため、１画素すべてが黒く塗り潰される。

ここで、一般的に中濃度域においては出力値の増加がドット状よりもライン状の網点形状で表れた方が、画質が安定するとされている。

図１２は中濃度域における印刷用画像データの出力値の増加の例を示す図である。図１２の（ａ）の画像の出力値を増加させる場合、図１２の（ｂ）のように、印刷用画像データの出力値をドット状に増加させた場合には、図１２の（ｃ）のように滑らかさがない画像が印刷により表現されてしまう。一方、図１２の（ｄ）のように印刷用画像データの各画素の出力値を少しずつ増加させることでライン状に出力値を増加させた場合には、図１２の（ｅ）のように、滑らかな画像を印刷により表現することができる。このため中濃度域ではライン状に印刷用画像データの出力値を増加させることが望ましい。

また、低濃度域や高濃度域において出力値の増加をライン状の網点形状で表現すると再現性が低下するとされている。

図１３は、低濃度域における印刷用画像データの出力値の増加の例を示す図である。図１３の（ａ）は低濃度域において印刷用画像データの出力値をライン状に増加させた場合の図である。このとき、感光体に照射される記録レーザ光は図１１の１１０２のように非常に狭い範囲に照射されるため、記録レーザ光の電荷が弱く感光体の電位がＶｓを下回らない。そのため、出力値がほとんど増加されず、印刷された場合に視覚的に認識されにくい。一方、図１３の（ｂ）のように出力値をドット状に増加させた場合には、出力値の増加が認識されやすく、効果的であるといえる。

また、高濃度域においては、例えば図１４の（ａ）のように画像の大半が黒く塗り潰されている高濃度域においてさらに白色部分の出力値を増加させることを考える。この時、図１４の（ｂ）のようにライン上に印刷用画像データの出力値を増加させると周りの黒色画素と近すぎるために、全体が黒く塗り潰されしまい、図１４の（ｃ）のように印刷されてしまう。これは、図１１の１１０３のように、照射される２つの記録レーザ光の隙間が狭すぎると、隙間に照射されるマイナスの電荷が足し合わされて電位がＶｓを以下となってしまうためである。一方、図１４の（ｄ）のように、ドット状に印刷用画像データの出力値を増加させることで、図１４の（ｅ）のように高濃度域における出力値の増加を認識できるように印刷することが可能となる。

以上のように、濃度域によって印刷用画像データの出力値の増加の仕方を変更するために、適した網点形状を組み合わせることが求められる。しかしながら、出力値の増加量をマトリクス内の位置毎に変更できないと、出力値の増加によって表れる網点形状は一様なものとなる。そのため、例えば図９に示すように、低濃度域ではドット状、中濃度域ではライン状、高濃度域ではドット状に網点形状を表れるよう出力値の増加させることは困難である。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、多値のディザ法において出力値の増加量をマトリクス内の位置毎に変更することが可能である手段を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、マトリクスの位置毎に可変可能な除数値を有する除数マトリクスを記憶する記憶手段と、Ｍ（Ｍ＞Ｎ）階調の画像データをＮ（Ｎ＞３）階調の画像データに変更する変更手段とを有し、前記変更手段は、Ｍ階調の画像データをＮ階調の画像データに変更するために、前記Ｍ階調の画像データの注目画素の画素値を当該注目画素の画素位置に対応する前記除数値で除算することを特徴とする。

プリンタの出力階調数に応じず、二つのマトリクスと演算によって、小さいメモリ量で多値のディザ法を実現できる。さらに、除数値をマトリクスとして記憶し、マトリクスの位置ごと可変可能としているため、入力される画素値に対する出力値の増加量をマトリクスの位置毎にコントロールすることが可能となる。これによって、例えば、低濃度域ではドット状に、中濃度域ではライン状に、高濃度域ではドット状にといったように、各濃度域の特性に応じて好適な網点形状を形成する多値のディザ法が実現できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本実施例で適用する画像形成装置１０の概略ブロック図で、一般的なコピー、印刷、ＦＡＸなどの機能を有するデジタル複合機のブロック図である。画像形成装置１０は、原稿読み取り処理を行うスキャナ部１０１と、スキャナ部１０１から読み取られた画像データに画像処理を施し入力された画素値を有する印刷用画像データとしてメモリ１０５に格納するコントローラ１０２を有する。さらに、印刷用画像データに対する各種の印刷条件を設定する操作部１０４を有する。また、メモリ１０５から読み出された印刷用画像データを操作部１０４により設定された印刷条件に従って記録用紙に印刷を行うプリンタ部１０３等を有する。また、画像形成装置１０は、ネットワーク１０６を介して、画像データを管理するサーバ１０７や、この画像形成装置に対してプリントの実行を指示するパソコン（ＰＣ）１０８等が接続されている。

尚、本実施例で適用する画像形成装置１０の出力階調数は４ビット（１６）であり、スキャナ部１０１から読取られ、コントローラ１０２によってメモリ１０５に格納された印刷用画像データの階調数は２５６であるとする。

また、本実施例では、Ｍ階調の画像データを階調数が２５６である印刷用画像データとし、Ｎ階調の画像データを階調数が１６である印刷用画像データであるものとして説明を行う。またこの場合、画像形成装置１０の出力値は０〜１５となり、出力値の最大値は１５である。階調数の関係性はＭ＞Ｎであり、Ｍ、Ｎは整数である。また、Ｎが４である場合には従来の多値のディザ法を用いると、閾値のマトリクスが３枚必要となる。しかしながら本発明で必要とするマトリクスは３枚より少なく、これにより従来の多値のディザ法と比較して使用するメモリを減らすことが可能となるためＮ＞３であることが望ましい。

図２は、画像形成装置１０の断面図である。図１を参照し説明した画像形成装置１０のより詳細な構成について、図２を参照し説明する。この画像形成装置１０は、コピー、印刷、ＦＡＸのそれぞれの機能を有している。図２において、画像形成装置１０は、スキャナ部１０１とドキュメントフィーダ（ＤＦ）２０２と、カラー４色ドラムを備えるプリント記録用のプリンタ部１０３を有する。

まず、スキャナ部１０１を中心に行われる読取り動作について説明する。原稿台２０７に原稿をセットして読み込みを行う場合には、ユーザは原稿台２０７に原稿をセットしてＤＦ２０２を閉じる。すると、開閉センサ２２４が原稿台２０７が閉じられたことを検知した後、スキャナ部１０１の筐体内にある光反射式の原稿サイズ検知センサ２２６〜２３０が、セットされた原稿サイズを検知する。このサイズ検知を起点にして光源２１０が原稿を照射し、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）２３１が反射板２１１、レンズ２１２を介して原稿からの反射光を受光して画像を読み取る。そして画像形成装置のコントローラ１０２が、ＣＣＤ２３１によって読み取った画像データをデジタル信号に変換し、スキャナ用の画像処理を行って印刷用画像データとしてコントローラ１０２内のメモリ１０５に格納される。このときの印刷用画像データは、レッド、グリーン、ブルーの３色の信号で構成される。

ＤＦ２０２に原稿をセットして読み込みを行う場合には、ユーザはＤＦ２０２の原稿セット部２０３のトレイに原稿をフェースアップで載置する。すると、原稿有無センサ２０４が、原稿がセットされたことを検知し、これを受けて原稿給紙ローラ２０５と搬送ベルト２０６が回転して原稿を搬送し、原稿台２０７上の所定の位置に原稿がセットされる。これ以降は原稿台２０７での読み込みと同様に画像データが読み込まれ、得られた印刷用画像データがコントローラ１０２内のメモリ１０５に格納される。

読み込みが完了すると、再び搬送ベルト２０６が回転して、図２の画像形成装置の断面図において右側に原稿を送り、排紙側の搬送ローラ２０８を経由して原稿排紙トレイ２０９へ原稿が排紙される。原稿が複数存在する場合は、原稿台２０７から原稿が画像形成装置の断面図において右側に排紙搬送されるのと同時に、原稿給紙ローラ２０５を経由して画像形成装置の断面図において左側から次原稿が給送され、次原稿の読み込みが連続的に行われる。以上がスキャナ部１０１の動作である。

続いてプリンタ部１０３を中心に行われる印刷動作について説明する。コントローラ１０２内のメモリ１０５に一旦記憶された印刷用画像データは、再度コントローラ１０２内で後述するプリント用の画像処理が行われた後、プリンタ部１０３へと転送される。プリンタ部１０３では、プリンタ部１０３内のＰＷＭ制御によってパルス信号へと変換されて、レーザ記録部でイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の記録レーザ光に変換される。そして、マイナスの電荷をもった記録レーザ光は各色の感光体２１４に照射され、各感光体に静電潜像を形成する。そして、プリンタ部１０３は、トナーカートリッジ２１５から供給されるトナーにより各感光体の電位が所定値以下となった部分にトナー現像を行い、各感光体に可視化されたトナー画像は中間転写ベルト２１９に一次転写される。中間転写ベルト２１９は図２において時計回転方向に回転し、用紙カセット２１６から給紙搬送路２１７を通って給送された記録紙が二次転写位置２１８に来たところで、中間転写ベルト２１９から記録紙へとトナー画像が転写される。このとき、記録レーザ光が照射された感光体の電位と、各画素におけるトナー画像との関係は図１１のようになる。

画像が転写された記録紙は、定着器２２０で、加圧と熱によりトナーが定着され、排紙搬送路を搬送された後、フェースダウンのセンタートレイ２２１か、或いはフェースアップのサイドトレイ２２２へと排紙される。フラッパ２２３は、これらの排紙口を切り替えるために搬送路を切り替えるためのものである。両面プリントの場合には、記録紙が定着器２２０を通過後に、フラッパ２２３が搬送路を切り替え、その後スイッチバックして下方に記録紙が送られ、両面印刷用紙搬送路２２５を経て再び二次転写位置２１８に給送され、両面プリントが行われる。

次に、図３を用いて前述のプリント用の画像処理について詳細に説明する。

図３はプリント用の画像処理を示すブロック図である。図３において３０１はコントローラ１０２内でプリント用の画像処理を行う画像処理部である。ここで、コントローラ１０２内のメモリ１０５に一旦記憶された印刷用画像データは８ビットの画素で構成されるデータであり、１画素につき画素値として０から２５５の範囲で２５６階調の色数を持っている。前記メモリ１０５から入力された印刷用画像データは画素ごとに、色変換処理部３０２において、レッド、グリーン、ブルーの３色から、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に変換される。次に、ガンマ補正部３０３において色毎にガンマ補正が行われる。最後に、中間調処理部３０４は、入力された印刷用画像データに色毎に後述する中間調処理を施すことで、８ビットからプリンタ部１０３で印刷可能な出力階調数である４ビットの印刷用画像データに変更する。そして、中間調処理部３０４は４ビットの印刷用画像データをプリンタ部１０３へ送出する。ここで、４ビットの印刷用画像データは、中間調処理部３０４において決定される出力値を、その各画素の画素値としたデータである。また、３０６はＣＰＵであり、画像処理部３０１全体の動作をＲＯＭ３０５に保持された制御プログラムに基づいて制御する。３０７はＲＡＭであり、ＣＰＵ３０６の作業領域として使用される。ＲＡＭ３０７には、他にも後述する基本ディザマトリクスや、除数マトリクスが記憶されている。

次に、図４、図５、図６、図７を用いて、中間調処理部３０４による入力された印刷用画像データの階調数を変更するための中間調処理について詳細に述べる。なお、中間調処理部３０４はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色毎に処理を行うが、全色の処理方法は同じであるため、以下ブラックの場合の説明を行う。

図４は、中間調処理部３０４のブロック図であり、図５は、中間調処理部３０４における中間調処理のフローチャートである。図６は、中間調処理部３０４で用いる基本ディザマトリクスの一例、図７は、除数マトリクスの一例である。

まず、ステップＳ５０１において、基本ディザ値取得部４０１は、基本ディザマトリクス６０１より、入力される印刷用画像データの注目画素の座標に対応する座標の基本ディザ値を取得する。基本ディザマトリクス６０１は、幅６、高さ６の６×６のマトリクスであり、３６個の基本ディザ値で構成される。基本ディザ値は、マトリクスの位置毎に可変可能であり、本実施例では画素値が０から２５５であり、印刷可能な出力階調が０〜１５であるため、基本ディザ値は０から２４０（２５５−１５）の値となる。ここで、基本ディザ値の最大値が２４０である理由を説明する。基本ディザ値が２４０より大きい場合には、入力された画素値が最大の２５５であっても、画素値を基本ディザ値で減算した結果が１５より小さくなってしまう。そのため、例えば全ての画素が２５５、つまり全面黒く塗り潰された画像を、再現することができなくなってしまう。このため、基本ディザ値の最大値は画素値の最大値から印刷可能な出力階調の最大値を減算した２４０となる。尚、本実施例では印刷用画像データの階調を２５６、画像形成装置１０の出力階調数を１６としているため、基本ディザ値の最大値が２４０となる。入力される印刷用画像データの階調や画像形成装置１０の出力階調数が異なる場合には、それらの値に従って、基本ディザ値の最大値も変化する。この場合入力される印刷用画像データの階調をＭ、出力階調数をＮとしたとき、基本ディザ値の最大値はＭ−Ｎとなる。

入力される印刷用画像データの注目画素の座標を（ｙ，ｘ）とすると、基本ディザマトリクス６０１上の注目画素に対応する座標（ｊ，ｉ）は、次式より求められる。
ｊ＝ｙ ＭＯＤ Ｈ
ｉ＝ｘ ＭＯＤ Ｗ
ここで、ＭＯＤは余算であり、例えば、ｊはｙをＨで割った余りであることを示している。

次に、ステップＳ５０２において、除数値取得部４０２は、除数マトリクス７０１より、入力される印刷用画像データの注目画素の座標（ｙ，ｘ）に対応する座標（ｊ，ｉ）の除数値を取得する。除数マトリクス７０１は、基本ディザマトリクス６０１と同じ大きさを持ち、マトリクスの位置毎に可変可能な３６個の除数値で構成される。このように、除数マトリクス７０１に含まれる各除数値を可変可能とすることで、出力値の増加量をマトリクス内の位置毎に変更することが可能となる。尚、注目画素に対応する座標の求め方は、基本ディザマトリクスと同様である。

また、本実施例では入力される画素の最大値が２５５であり、画像形成装置１０の出力階調の最大が１５であるため、除数値の最大値は１６となる。これは、例えば除数値が１７であった場合には、画素値２５５に対する除算の結果が１５より小さくなってしまい、全面黒く塗り潰された画像を再現することができないためである。尚、除数値の最大値が１６となるのは、後述する除算値ＱＵの小数部を切り捨てる場合であり、少数部を繰り上げる場合には、除数値の最大値は１７となる。

また、入力される印刷用画像データの階調や画像形成装置１０の出力階調数が異なる場合には、それらの値に従って除数値の最大値も変化する。この場合入力される印刷用画像データの階調をＭ、出力階調数をＮとしたとき、小数部を切り捨てる場合には除数値の最大値はＭ／Ｎとなり小数部を繰り上げる場合にはＭ／Ｎ＋１となる。しかしながら、除数マトリクスの幅をＷ、縦をＨとした場合、除数値の最大値はＷ×Ｈ以下であることが望ましい。この理由については後述する。

次に、ステップＳ５０３において、再量子化部４０３は、入力された印刷用画像データの注目画素の画素値ＩＮと、ステップＳ５０１で得られた基本ディザ値ＢＡＳＥとステップＳ５０２で得られた除数値ＤＩＶＩＳＯＲとを用いて、除算値ＱＵを算出する。算出方法は、まず注目画素の画素値ＩＮを注目画素の画素位置に対応する基本ディザ値ＢＡＳＥで減算する。そして、減算後の２５６階調である注目画素の画素値を注目画素の画素位置に対応する除数値ＤＩＶＩＳＯＲで除算することで除算値ＱＵが得られる。

尚、本実施例では画像形成装置１０のハード内で実施を行うためＱＵ値は整数値であることが望ましい。そのため、除算の結果が少数であった場合小数部は切り捨て、整数値とする。尚、小数部を切り捨てるのではなく、除算における商のみを得ることで、除算値ＱＵを整数値としてもよい。また、本発明がソフトウェア上で実施される場合には除算値ＱＵを少数のまま扱ってもよい。

また、次式のようにＱＵの算出を行うことで小数部を繰り上げてもよい。
ＱＵ＝（ＩＮ＋（ＤＩＶＩＳＯＲ−１）−ＢＡＳＥ）÷ＤＩＶＩＳＯＲ
すなわち、除数値ＤＩＶＩＳＯＲが１である場合、画素値ＩＮから基本ディザ値ＢＡＳＥを引いた値が除算値ＱＵとなり、１以上であるとき除算値ＱＵはより小さな値をとる。また、除算値ＱＵの小数部は切り捨てられるため、画素値ＩＮに（ＤＩＶＩＳＯＲ−１）を足すことで、結果的に小数部を繰り上げることができる。

ここで、除数値がＷ×Ｈ以下であることが望ましい理由を説明する。除数マトリクス７０１は、高さＨが６、幅Ｗが６であり、このときの除数値の最大値はＷ×Ｈであるから３６となる。仮に、除数マトリクス７０１の除数値ＤＩＶＩＳＯＲが全て３６、基本ディザマトリクス６０１の基本ディザ値ＢＡＳＥが０〜３５まで、全て１ずつ異なる値で構成されたとする。この場合、ＩＮが１から１増加するたびに異なる座標のＱＵが１ずつ増加し、さらにＩＮが３６の倍数増加するたびに同じ座標のＱＵが１ずつ増加することになる。例えば、ＢＡＳＥが０の座標では、ＩＮが１でＱＵは１となり、ＩＮが３７でＱＵは２となる。しかし、例えばＤＩＶＩＳＯＲが全て３７以上の値をとった場合、ＩＮが０〜３７の間で、どの座標のＱＵも増加しない状態が発生することになり、階調を失うことになってしまう。よって、除数値はＷ×Ｈより大きい値をとる必要がなくＷ×Ｈ以下であることが望ましい。

次に、ステップＳ５０４において、再量子化部４０３は、画素値ＩＮが印刷用画像データの最小値の０か、もしくは除算値ＱＵが０以下であるかを判定する。そして、どちらかに該当すると判定された場合にはステップＳ５０５を、どちらにも該当しないと判定された場合には、ステップＳ５０６を実施する。

ステップＳ５０５では、再量子化部４０３が、中間調処理部３０４の出力値を画像形成装置１０の出力階調の最小値である０とする。ステップＳ５０４の判定に基づいて出力値を決定することで、上述した計算の結果である除算値ＱＵが０以下になってしまった場合にリミットをかけ、出力値を０〜１５の間に納めることが可能となる。

次に、ステップＳ５０６において、再量子化部４０３は、画素値ＩＮが印刷用画像データの最大値の２５５か、もしくは除算値ＱＵが中間調処理部３０４の出力値の最大値である１５以上であるかを判定する。そして、どちらかの条件に該当したと判定された場合にはステップＳ５０７を、どちらにも該当しないと判定された場合には、ステップＳ５０８を実施する。

ステップＳ５０７では、再量子化部４０３が、中間調処理部３０４の出力値を画像形成装置１０の出力階調の最大値である１５とする。ステップＳ５０６の判定に基づいて出力値を決定することで、上述した計算の結果である除算値ＱＵが出力値の最大値１５を以上となってしまった場合にリミットをかけ、出力値を０〜１５の間に納めることが可能となる。本実施例では入力された印刷用画像データの階調が１６であるため、１５以上であるかどうかを判定したが、例えば入力された印刷用画像データの階調がＮである場合にはＮ−１以上であるかどうかを判定することとなる。

ステップＳ５０８では、再量子化部４０３が、ステップＳ５０３で求めた除算値を中間調処理部３０４の出力値とする。このときの除算値は０から１５までの値であるから、０から２５５の値を持つ８ビットの印刷用画像データを、０から１５の値を持つ４ビットの印刷用画像データに変換することができる。

このようにステップＳ５０３以降の工程で、２５６階調である減算後の画素値を除数値で除算することで、２５６階調である画素値を１６階調に変更できる。つまり、Ｍ階調である画像データをＮ階調の画像データに変更できる。

さらに、ステップ５０３以降の工程で入力された印刷用画像データの画素値を対応する基本ディザ値で減算し、減算後の２５６階調である画素値を除数値で除算することで、２５６階調である画素値を１６階調に変更できる。つまり、Ｍ階調の画像データをＮ階調の画像データに変更できる。また、中間調処理部３０４によって出力される４ビットの印刷用画像データはプリンタ部１０３に送出される。

ここで、本実施例では、印刷用画像データは８ビットの値を持つ画素で構成されていると説明したが、これに限るものではなく、例えば１０ビットの値を持つ画素で構成されていても良い。この場合、基本ディザマトリクス６０１は、前述のように印刷用画像データの値の範囲（０〜１０２３）で設定されなければならない。それに伴い、ステップＳ５０６では、印刷用画像データの最大値が１０２３となることは言うまでもない。

また、本実施例では、プリンタ部１０３の出力階調数４ビットであり、４ビットの印刷用画像データが印刷可能であると説明したが、これに限るものではなく、例えば、２ビットの印刷用画像データを印刷するものであっても良い。この場合、ステップＳ５０６とステップＳ５０７において、中間調処理部３０４の出力値の最大値は３となることは言うまでもない。

次に、本実施例における除数値が除数マトリクスの位置毎に可変可能であることにより、出力値の増加量をマトリクス内の位置毎に変更できる効果について説明する。図８は、中間調処理部３０４の入出力信号の一部を表わすグラフである。また、図９は、中間調処理部３０４の出力結果の一例である。

図８は、基本ディザマトリクス６０１と除数マトリクス７０１の座標（ｊ，ｉ）が（０，０）〜（０，５）の場合の、中間調処理部３０４に入力される印刷用画像データの画素値と中間調処理部３０４からの出力値の関係を示すグラフである。入力される画素値を横軸に、出力値を縦軸に表わしている。

図９の９０１〜９０６は、基本ディザマトリクス６０１と除数マトリクス７０１に対応する中間調処理部３０４からの出力結果の一例である。９０１〜９０６はそれぞれ、幅６画素、高さ６画素の同一画素値を入力した場合の出力結果であり、９０１から９０６にかけて、入力される画素値の値が大きく、つまり濃度が高くなっている。また、９０１〜９０６は、中間調処理部３０４から出力される０〜１５の値を、１画素につき白から黒にかけて表現している。

座標（０，０）〜（０，５）の基本ディザ値は２１２、２４０、１８４、７０、７１、５６であり、除数値は１、１、１、３、３、１である。図８からわかるように、除数値が１である座標（０，０）、（０，１）、（０，２）、（０，５）と、除数値が３である座標（０，３）、（０，４）の傾きが異なっている。この傾きが異なるということは、入力される画素値が増加するにつれて出力値が増加する増加量が異なるということである。つまり、このように座標毎に異なる除数値を用いることで、入力される画素値に対する出力値の増加量を座標毎にコントロールすることが可能となる。これによって、図９に示すように、例えば低・高濃度域では成長させたい位置の除数値を低く設定することで１画素ずつドット状に画素を成長させるディザを実現することができる。また、中濃度域では成長させたい位置の除数値を高く設定し、それらを除数マトリクスにおいてライン上に並べることで例えば３画素ずつライン状に網点形状を変えながら網点を成長させるディザを実現することができる。

このように、除数値が除数マトリクスの位置毎に可変可能であることにより、
濃度域によって出力値の増加量を変更し適した網点形状を組み合わせることができる。これにより、例えば中濃度域ではライン状に出力値を増加させ、画像を滑らかに表現することができる。さらに、低濃度域や高濃度域においては出力値の増加をドット状で表現することで、ライン状の網点形状で表現することによる再現性の低下を防ぐことができる。

尚、上述したように除数マトリクスの位置毎に除数値を変更する場合、除数値が同一となる位置をライン上に配置し、基本ディザマトリクスの対応する位置の複数の基本ディザ値を近い値（例えば差が１）とすることが望ましい。これは、ライン上の基本ディザ値を近い値とすることで、入力される画素値がわずかに変化した場合の階調の増加を表現できるためである。例えば、除数マトリクス７０１においては、除数値が３となっている位置が斜めのライン上に配置されている。そして基本ディザマトリクス６０１では、対応する位置の基本ディザ値が（１１３、１１４、１１５）、（７０、７１、７１）といったように差が１となっている。

また、ライン上に同一の除数値を配置する場合、その除数値と同一の除数値を配置する数とが同一または類似していることが望ましい。これは、例えば除数値が１の場合では、入力される画素値が１増加しただけでも出力値が１増加することとなる。対して、除数値が３の場合では、入力される画素値が３増加すると出力値が１増加する。そのため、３の除数値を３つライン上に配置し、上述したように対応する基本ディザ値の差を１とすることで、入力される画素値が１増加する毎にライン上に配置された３箇所の出力値を一箇所ずつ順番に増加させることができる。ここで、同一の除数値の配置が除数値より短い場合には、入力される画素値が増加しても出力値が増加しない場合が発生する。また、同一の除数値の配置が除数値より長い場合には、入力される画素値が増加することで複数の箇所の出力値が増加する場合が発生する。このような場合が発生すると、画像の再現性が低下するため、ライン上に同一の除数値を配置する場合、その除数値と同一の除数値を配置する数とが同一または類似していることが望ましい。

このように、基本ディザ値及び除数値を各マトリクスの各位置で変更することによる効果を得るために、例えば操作部１０４やその他リモートＵＩによって基本ディザ値及び除数値を設定できる構成であることが望ましい。

尚、本実施例においては、基本ディザマトリクス６０１と除数マトリクス７０１との２つのマトリクスを用いたが、除数マトリクス７０１のみを用いて、除数値による除算のみで印刷用画像データの階調を変更する構成であっても構わない。

本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスクがある。また、更に、記憶媒体としては、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する。そして、その接続先のホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記憶媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。また、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリ等コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

第一の実施例における画像形成装置の概略ブロック図 第一の実施例における画像形成装置の断面図 第一の実施例におけるプリント用の画像処理を示すブロック図 第一の実施例における中間調処理部のブロック図 第一の実施例における中間調処理のフローチャート 第一の実施例における基本ディザマトリクスの一例 第一の実施例における除数マトリクスの一例 第一の実施例における中間調処理結果の一例 第一の実施例における中間調処理結果の一例 一般的な多値のディザ法を説明するための説明図 感電体の電位と画素の塗られ方との関係を示す図 （ａ）中濃度域の印刷用画像データを示す図、（ｂ）中濃度域においてドット状に出力値を増加させた場合の印刷用画像データを示す図、（ｃ）中濃度域においてドット状に出力値を増加させた場合に印刷される画像を示す図、（ｄ）中濃度域においてライン状に出力値を増加させた場合の印刷用画像データを示す図、（ｅ）中濃度域においてライン状に出力値を増加させた場合に印刷される画像を示す図 （ａ）低濃度域においてライン状に出力値を増加させた場合の印刷用画像データを示す図、（ｂ）低濃度域においてドット状に出力値を増加させた場合の印刷用画像データを示す図 （ａ）高濃度域の印刷用画像データを示す図、（ｂ）高濃度域においてドット状に出力値を増加させた場合の印刷用画像データを示す図、（ｃ）高濃度域においてドット状に出力値を増加させた場合に印刷される画像を示す図、（ｄ）高濃度域においてライン状に出力値を増加させた場合の印刷用画像データを示す図、（ｅ）高濃度域においてライン状に出力値を増加させた場合に印刷される画像を示す図

符号の説明

１０ 画像形成装置
３０４ 中間調処理部
３０６ ＣＰＵ
３０７ ＲＡＭ
４０１ 基本ディザ値取得部
４０２ 除数値取得部
４０３ 再量子化部
６０１ 基本ディザマトリクス
７０１ 除数マトリクス

Claims (16)

1. マトリクスの位置毎に可変可能な除数値を有する除数マトリクスを記憶する記憶手段と、
   Ｍ（Ｍ＞Ｎ）階調の画像データをＮ（Ｎ＞３）階調の画像データに変更する変更手段とを有し、
   前記変更手段は、Ｍ階調の画像データをＮ階調の画像データに変更するために、前記Ｍ階調の画像データの注目画素の画素値を当該注目画素の画素位置に対応する前記除数値で除算することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記憶手段は、さらにマトリクスの位置毎に可変可能な基本ディザ値を有する基本ディザマトリクスを記憶し、
   前記変更手段は、Ｍ階調の画像データをＮ階調の画像データに変更するために、前記Ｍ階調の画像データの注目画素の画素値を当該注目画素の画素位置に対応する前記基本ディザ値で減算し、前記減算後のＭ階調の画像データの注目画素の画素値を当該注目画素の画素位置に対応する前記除数値で除算することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記変更手段は、前記除算によって得られた値を整数値にして、前記整数値をＮ階調の画像データの前記注目画素の画素値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記変更手段は、前記整数値が０以下であった場合に、前記Ｎ階調の画像データの前記画素に対応する値を０とし、
   前記減算の結果が０より大きく、かつ前記除算の結果がＮ−１以上であった場合に、前記Ｎ階調の画像データの前記画素に対応する値をＮ−１とすることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記変更手段は、前記除算によって得られた値を整数値にするために小数部を繰り上げることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
6. 前記基本ディザ値の最大値はＭ−Ｎであることを特徴とする請求項２乃至５いずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記除数マトリクスの幅がＷ、縦がＨである場合に、前記除数値はＷ×Ｈ以下であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の画像形成装置。
8. マトリクスの位置毎に可変可能な除数値を有する除数マトリクスを記憶手段に記憶する記憶工程と、
   Ｍ（Ｍ＞Ｎ）階調の画像データをＮ（Ｎ＞３）階調の画像データに変更する変更工程とを有し、
   前記変更工程では、Ｍ階調の画像データをＮ階調の画像データに変更するために、前記Ｍ階調の画像データの注目画素の画素値を当該注目画素の画素位置に対応する前記除数値で除算することを特徴とする画像処理方法。
9. 前記記憶工程では、さらにマトリクスの位置毎に可変可能な基本ディザ値を有する基本ディザマトリクスを記憶し、
   前記変更工程では、Ｍ階調の画像データをＮ階調の画像データに変更するために、前記Ｍ階調の画像データの注目画素の画素値を当該注目画素の画素位置に対応する前記基本ディザ値で減算し、前記減算後のＭ階調の画像データの注目画素の画素値を当該注目画素の画素位置に対応する前記除数値で除算することを特徴とする請求項８に記載の画像処理方法。
10. 前記変更工程では、前記除算によって得られた値を整数値にして、前記整数値をＮ階調の画像データの前記注目画素の画素値とすることを特徴とする請求項８または９に記載の画像処理方法。
11. 前記変更工程では、前記整数値が０以下であった場合に、前記Ｎ階調の画像データの前記画素に対応する値を０とし、
    前記減算の結果が０より大きく、かつ前記除算の結果がＮ−１以上であった場合に、前記Ｎ階調の画像データの前記画素に対応する値をＮ−１とすることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理方法。
12. 前記変更工程では、前記除算によって得られた値を整数値にするために小数部を繰り上げることを特徴とする請求項１０または１１に記載の画像処理方法。
13. 前記基本ディザ値の最大値はＭ−Ｎであることを特徴とする請求項９乃至１２いずれか１項に記載の画像処理方法。
14. 前記除数マトリクスの幅がＷ、縦がＨである場合に、前記除数値はＷ×Ｈ以下であることを特徴とする請求項８乃至１３いずれか１項に記載の画像処理方法。
15. 請求項８乃至１４のいずれか１項に記載の画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
16. 請求項１５記載のプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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