JP2011082892A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】グリーンノイズパターンを生成しつつ、ハイライト領域の粒状性を向上させる。
【解決手段】画像を構成する各画素における多値データを二値化する二値化部１０と、注目画素の近傍の一又は複数の処理済み画素の二値データを注目画素に反映させるグリーンノイズ算出部１１と、注目画素における二値化誤差を注目画素の近傍の一又は複数の未処理画素に対して拡散させる誤差拡散部１４と、を備える画像処理装置１において、ドットパワー調整部１６は、二値化部１０による処理結果に基づいて、注目画素の多値データが閾値未満の場合には０を出力し、注目画素の多値データが閾値以上の場合には注目画素の多値データを中間調又は最大値に変換して出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。

従来、画像形成時の中間調の表現方法として、ＦＭ（Frequency Modulation）スクリーンが用いられている。ＦＭスクリーンを実現する手段として、ディザマトリクスを用いた閾値処理による方法や、誤差拡散による方法が知られている。閾値処理を用いた場合、ランダムなパターンを生成させるためには、例えば、２５６画素×２５６画素といった非常に大きなサイズのディザマトリクスが必要になり、このディザマトリクスを記憶するために多くのメモリを使用することになる。したがって、誤差拡散処理を用いた方法の方がコスト的にも実用的である。

また、ＦＭスクリーンのパターンと出力デバイスの関係として、電子写真等のドットの安定性が低い出力デバイスの場合は、グリーンノイズパターンのようなドットの分散性が低いパターンが好ましいと考えられる。グリーンノイズパターンとは、中間周波数成分が多いパターンをいい、ドットの孤立を抑え、連続したドットを形成するものである。

例えば、誤差拡散法によって多値の画像データを二値化する画像処理装置において、グリーンノイズパターンを生成させるためのフィードバック型の演算処理を行うことが提案されている（特許文献１参照）。この画像処理装置では、周囲の画素の出力済みデータを参照した演算を行い、グリーンノイズパターンを生成させている。

図１５を参照して、従来の画像処理装置１００について説明する。
画像処理装置１００は、二値化部１１０、グリーンノイズ算出部１１１、加算器１１２、減算器１１３、誤差拡散部１１４、減算器１１５を備えて構成されている。画像処理装置１００は、入力された多値データに各種処理を施して、二値データを出力する。

二値化部１１０は、画像を構成する各画素における多値データを予め定められた閾値ＴＨ０に基づいて二値化する。具体的には、二値化部１１０は、多値データが閾値ＴＨ０以上の場合には最大値（２５６階調の場合は２５５）に変換し、多値データが閾値ＴＨ０未満の場合には最小値（０）に変換する。

グリーンノイズ算出部１１１は、注目画素の近傍の一又は複数の処理済み画素について、二値化部１１０により二値化された二値データに当該注目画素との位置関係毎に予め定められた重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出する。

加算器１１２は、グリーンノイズ算出部１１１により算出された一又は複数の値を注目画素の二値化前の多値データに加算し、二値化部１１０に出力する。

グリーンノイズ算出部１１１及び加算器１１２により、処理済み画素の二値データが最大値（ドットオン）である場合に、注目画素の二値化においても最大値（ドットオン）となりやすくなる。このようにして、グリーンノイズパターンが生成される。

減算器１１３は、注目画素について二値化部１１０により二値化された二値データから注目画素の加算器１１２による加算前の多値データを減算し、誤差拡散部１１４に出力する。

誤差拡散部１１４は、減算器１１３により出力された値に、注目画素と当該注目画素の近傍の一又は複数の未処理画素との位置関係毎に予め定められた重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出し、減算器１１５に出力する。

減算器１１５は、一又は複数の未処理画素のそれぞれの多値データから当該未処理画素に対して誤差拡散部１１４により算出された一又は複数の値を減算する。

図１６に、画像処理装置１００によって処理されたスクリーンパターンの例を示す。図１６において、左側ほど低濃度、右側ほど高濃度のグラデーションが示されている。

特開２００８−２１９２９１号公報

しかし、従来の画像処理装置１００では、多値データを二値化して出力させているため、図１６に示すように、ハイライト領域（ドットが疎な領域）の打点が目視でもわかってしまい、その領域のみ粒状性が損なわれるといった問題があった。また、ハイライト領域において、打点されるドットの頻度が低く、グリーンノイズパターン（ドットが連続したパターン）となり難いという問題があった。

本発明は上記の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、グリーンノイズパターンを生成しつつ、ハイライト領域の粒状性を向上させることを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、画像を構成する各画素における多値データを予め定められた閾値に基づいて二値化する二値化手段と、注目画素の近傍の一又は複数の処理済み画素について前記二値化手段により二値化された二値データに当該注目画素との位置関係毎に予め定められた第１の重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出する第１の算出手段と、前記第１の算出手段により算出された一又は複数の値を前記注目画素の二値化前の多値データに加算する加算手段と、前記注目画素について前記二値化手段により二値化された二値データから前記注目画素の前記加算手段による加算前の多値データを減算した値に当該注目画素と当該注目画素の近傍の一又は複数の未処理画素との位置関係毎に予め定められた第２の重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出する第２の算出手段と、前記一又は複数の未処理画素のそれぞれの多値データから当該未処理画素に対して前記第２の算出手段により算出された一又は複数の値を減算する減算手段と、を備える画像処理装置であって、前記二値化手段による処理結果に基づいて、前記注目画素の多値データが前記閾値未満の場合には０を出力し、前記注目画素の多値データが前記閾値以上の場合には前記注目画素の多値データを中間調又は最大値に変換して出力するドットパワー調整手段を更に備える。

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、前記各画素における多値データに対して階調補正を行う階調補正手段を更に備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像処理装置において、前記各画素における多値データに対してホワイトノイズを付加するホワイトノイズ付加手段を更に備える。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の画像処理装置において、前記ドットパワー調整手段は、前記注目画素の多値データが前記閾値以上の場合に、前記注目画素の多値データを中間調又は最大値に変換する際に、当該注目画素の多値データが予め定められた第２の閾値未満の場合には当該多値データに対して単調増加関数に従った演算を施し、当該注目画素の多値データが前記第２の閾値以上の場合には最大値に変換する。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像処理装置において、前記ドットパワー調整手段の出力値を、出力デバイスに合わせた解像度及び／又は多値数に変換する出力用変換手段を更に備える。

請求項６に記載の発明は、画像を構成する各画素における多値データを予め定められた閾値に基づいて二値化する二値化工程と、注目画素の近傍の一又は複数の処理済み画素について前記二値化工程において二値化された二値データに当該注目画素との位置関係毎に予め定められた第１の重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出する第１の算出工程と、前記第１の算出工程において算出された一又は複数の値を前記注目画素の二値化前の多値データに加算する加算工程と、前記注目画素について前記二値化工程において二値化された二値データから前記注目画素の前記加算工程における加算前の多値データを減算した値に当該注目画素と当該注目画素の近傍の一又は複数の未処理画素との位置関係毎に予め定められた第２の重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出する第２の算出工程と、前記一又は複数の未処理画素のそれぞれの多値データから当該未処理画素に対して前記第２の算出工程において算出された一又は複数の値を減算する減算工程と、を含む画像処理方法であって、前記二値化工程における処理結果に基づいて、前記注目画素の多値データが前記閾値未満の場合には０を出力し、前記注目画素の多値データが前記閾値以上の場合には前記注目画素の多値データを中間調又は最大値に変換して出力するドットパワー調整工程を更に含む。

請求項１、６に記載の発明によれば、処理済み画素の二値化処理結果を注目画素に反映させることにより、グリーンノイズパターンを生成することができる。また、注目画素の二値化処理結果に基づいて、０、中間調又は最大値を出力するので、ハイライト領域の粒状性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、ドットパワー調整手段における処理による階調特性の歪みを補正することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ランダム性を向上させ、出力結果に規則的なパターンが発生するのを防ぐことができる。

請求項４に記載の発明によれば、中間調の出力において、単調増加関数に従った出力結果を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、出力デバイスに合わせたデータを出力することができる。

第１の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。 注目画素、処理済み画素及び未処理画素の位置関係を示す図である。 ドットパワー調整部により行われる処理を示すフローチャートである。 中間調出力演算方法の例を示す図である。 画像処理装置によって処理されたスクリーンパターンの例である。 第２の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。 第４の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。 多値ディザ処理を説明するための図である。 （ａ）は、要素Ｌ１に対応する１次元ＬＵＴの入力値と出力値との関係を示す図である。（ｂ）は、要素Ｌ２に対応する１次元ＬＵＴの入力値と出力値との関係を示す図である。（ｃ）は、要素Ｌ３に対応する１次元ＬＵＴの入力値と出力値との関係を示す図である。（ｄ）は、要素Ｌ９に対応する１次元ＬＵＴの入力値と出力値との関係を示す図である。 ドットパワー調整部の出力値に応じて、充填させる画素のパターンを選択的に切り替える場合の中間調演算処理結果である。 ディザ処理風に出力デバイスに合わせた中間調出力を実施させる場合の中間調演算処理結果である。 全ての画素に対してそのままの階調で出力させ、連続階調で出力する場合の中間調演算処理結果である。 画素毎に画素値の成長に差をつけて、階調数を増やす場合の中間調演算処理結果である。 従来の画像処理装置の構成を示すブロック図である。 従来の画像処理装置によって処理されたスクリーンパターンの例である。

［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
本発明に係る画像処理装置としては、例えばプリンタ、複写機、ファクシミリ装置又はこれらの複合機等が挙げられるが、画像を構成する各画素における多値データを多値データに変換する処理を行う画像処理装置であればこれに限定されない。

図１は、第１の実施の形態における画像処理装置１の構成を示すブロック図である。
画像処理装置１は、二値化部１０、グリーンノイズ算出部１１、加算器１２、減算器１３、誤差拡散部１４、減算器１５、ドットパワー調整部１６を備えて構成されている。画像処理装置１は、多値データが入力され、当該多値データに各種処理を施して、多値データを出力する装置である。

画像処理装置１を構成する各部における処理は、専用のハードウェアにより行われることとしてもよいし、各処理をプログラム化し、このプログラムとＣＰＵ（Central Processing Unit）との協働によるソフトウェア処理によって実現されることとしてもよい。プログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することができる。

二値化部１０は、画像を構成する各画素における多値データを予め定められた第１の閾値ＴＨ１に基づいて二値化する。具体的には、二値化部１０は、多値データが第１の閾値ＴＨ１以上の場合には最大値（２５６階調の場合は２５５）に変換し、多値データが第１の閾値ＴＨ１未満の場合には最小値（０）に変換する。二値化部１０は、グリーンノイズ算出部１１、減算器１３、ドットパワー調整部１６に二値データを出力する。

グリーンノイズ算出部１１は、注目画素の近傍の一又は複数の処理済み画素について、二値化部１０により二値化された二値データに当該注目画素との位置関係毎に予め定められた第１の重み付け係数（第１の重み付け係数≧０）を乗算した値をそれぞれ算出する。処理済み画素とは、注目画素の処理時に既に処理が終了している画素をいう。また、注目画素の近傍とは、注目画素から予め定められた範囲内をいう。

図２に示すように、画像を構成する各画素の位置をｘ、ｙの２方向で表し、ｘ方向については左から右に、ｙ方向については上から下に順次処理が行われるものとする。（ｉ，ｊ）の位置の画素を注目画素３０とすると、（ｉ−２，ｊ−２）〜（ｉ＋２，ｊ−２）、（ｉ−２，ｊ−１）〜（ｉ＋２，ｊ−１）、（ｉ−２，ｊ）、（ｉ−１，ｊ）の位置の各画素が処理済み画素３１である。グリーンノイズ算出部１１は、各処理済み画素３１の二値化処理結果（二値データ）に、注目画素３０と各処理済み画素３１との位置関係に応じた第１の重み付け係数を乗算する。処理済み画素３１の中でも特に、注目画素３０に隣接する（ｉ−１，ｊ−１）、（ｉ，ｊ−１）、（ｉ＋１，ｊ−１）、（ｉ−１，ｊ）の位置の各画素の処理結果を注目画素３０にフィードバックする（第１の重み付け係数の値を大きくする）ことが望ましい。なお、処理済み画素３１の範囲は、図２に示すものに限定されない。

加算器１２は、グリーンノイズ算出部１１により算出された一又は複数の値を注目画素の二値化前の多値データに加算し、二値化部１０に出力する。

グリーンノイズ算出部１１及び加算器１２により、処理済み画素の二値データが最大値（ドットオン）である場合に、注目画素の二値化においても最大値（ドットオン）となりやすくなる。すなわち、グリーンノイズ算出部１１及び加算器１２は、グリーンノイズパターンを生成させる。グリーンノイズパターンは、ドットの分散性が低く、連続したドットを形成するようなパターンである。また、グリーンノイズパターンは、低周波数と高周波数の周波数成分が少なく、中間周波数成分が多い。

減算器１３は、注目画素について二値化部１０により二値化された二値データから注目画素の加算器１２による加算前の多値データを減算し、誤差拡散部１４に出力する。

誤差拡散部１４は、減算器１３により出力された値に、注目画素と当該注目画素の近傍の一又は複数の未処理画素との位置関係毎に予め定められた第２の重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出し、減算器１５に出力する。未処理画素とは、注目画素の処理時に未だ処理が終了していない画素をいう。ある注目画素の二値化誤差を拡散させる対象となる各未処理画素の第２の重み付け係数の和は１である。
減算器１３及び誤差拡散部１４は、第２の算出手段として機能する。

図２に示すように、（ｉ，ｊ）の位置の画素を注目画素３０とすると、（ｉ＋１，ｊ）、（ｉ＋２，ｊ）、（ｉ−２，ｊ＋１）〜（ｉ＋２，ｊ＋１）、（ｉ−２，ｊ＋２）〜（ｉ＋２，ｊ＋２）の位置の各画素が未処理画素３２である。誤差拡散部１４は、注目画素の二値化誤差に、注目画素３０と各未処理画素３２との位置関係毎に応じた第２の重み付け係数を乗算する。未処理画素３２の中でも特に、注目画素３０に隣接する（ｉ＋１，ｊ）、（ｉ−１，ｊ＋１）、（ｉ，ｊ＋１）、（ｉ＋１，ｊ＋１）の位置の各画素に対して、注目画素３０の二値化誤差をフィードバックする（第２の重み付け係数の値を大きくする）ことが望ましい。なお、未処理画素３２の範囲は、図２に示すものに限定されない。

減算器１５は、一又は複数の未処理画素のそれぞれの多値データから当該未処理画素に対して誤差拡散部１４により算出された一又は複数の値を減算する。

ドットパワー調整部１６は、二値化部１０による処理結果に基づいて、注目画素の多値データが第１の閾値ＴＨ１未満の場合には、０を出力する。一方、ドットパワー調整部１６は、二値化部１０による処理結果に基づいて、注目画素の多値データが第１の閾値ＴＨ１以上の場合には、画像処理装置１に入力された元々の注目画素の多値データを中間調又は最大値に変換して出力する。すなわち、ドットパワー調整部１６により、打点されるドットのパワーが調整される。

図３は、ドットパワー調整部１６により行われる処理を示すフローチャートである。
二値化部１０において注目画素の多値データが第１の閾値ＴＨ１未満の場合には（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ドットパワー調整部１６から０が出力される（ステップＳ２）。なお、この場合、二値化部１０からグリーンノイズ算出部１１及び減算器１３に出力される二値データは最小値（０）である。

一方、二値化部１０において注目画素の多値データが第１の閾値ＴＨ１以上の場合には（ステップＳ１；ＮＯ）、ドットパワー調整部１６により、画像処理装置１に入力された元々の注目画素の多値データが中間調又は最大値に変換されて出力される（ステップＳ３）。なお、この場合、二値化部１０からグリーンノイズ算出部１１及び減算器１３に出力される二値データは最大値（２５５）である。

ドットパワー調整部１６は、注目画素の多値データが第１の閾値ＴＨ１以上の場合に、画像処理装置１に入力された元々の注目画素の多値データを中間調又は最大値に変換する際に（ステップＳ３）、当該注目画素の多値データが予め定められた第２の閾値ＴＨ２未満の場合には当該多値データに対して単調増加関数（多項式や指数関数等）に従った演算を施し、当該注目画素の多値データが第２の閾値ＴＨ２以上の場合には最大値に変換する。

なお、注目画素の多値データが第１の閾値ＴＨ１以上の場合に、注目画素の多値データが第２の閾値ＴＨ２未満であるか否かにかかわらず、単調増加関数により演算を行い、演算結果が出力可能な画素値の最大値よりも大きい値となった場合には、最大値を出力することとしてもよい。

図４に、中間調出力演算方法の例を示す。ドットパワー調整部１６により、画像処理装置１に入力された元々の注目画素の多値データ（入力値Ｄin）が第２の閾値ＴＨ２未満の場合には、入力値Ｄinに対して単調増加関数（Ｄout＝２Ｄin＋５０）に従った演算が施され、出力値Ｄoutが算出される。一方、入力値Ｄinが第２の閾値ＴＨ２以上の場合には、最大値（２５５）が出力される。図４の例では、第２の閾値ＴＨ２＝１０２．５である。なお、図４では、入力値Ｄinが０から第２の閾値ＴＨ２の範囲で、Ｄout＝２Ｄin＋５０が示されているが、二値化部１０により第１の閾値ＴＨ１未満であると判断される範囲については出力値は０である。

ドットパワー調整部１６の出力値は、出力デバイス（図示せず）に出力される。出力デバイスは、露光部、現像部、転写部、定着部等を備え、電子写真方式により画像を形成する。プリント時、露光部はレーザ光を照射して感光ドラム上に静電潜像を形成する。現像部は現像処理を行い、感光ドラム上の静電潜像をトナーにより可視化したトナー画像を形成する。転写部は当該トナー画像を用紙上に転写し、定着部は用紙上に転写されたトナー画像の定着処理を行う。

図５に、画像処理装置１によって処理されたスクリーンパターンの例を示す。図５において、左側ほど低濃度、右側ほど高濃度のグラデーションが示されている。図５の例は、図１６に示した従来例と比較して、ハイライト領域の孤立ドットがより少なく、ドットがより連続したパターンが形成されており、ハイライト領域の粒状性が向上している。通常の画像においては、ボソツキ、ザラツキが軽減され、画質が向上する。

以上説明したように、第１の実施の形態における画像処理装置１によれば、グリーンノイズ算出部１１及び加算器１２は、処理済み画素の二値化処理結果を注目画素に反映させるので、グリーンノイズパターンを生成することができる。

また、ドットパワー調整部１６は、注目画素の二値化処理結果に基づいて、注目画素の多値データが第１の閾値ＴＨ１未満の場合には０を出力し、注目画素の多値データが第１の閾値ＴＨ１以上の場合には中間調又は最大値を出力するので、ハイライト領域の粒状性を向上させることができる。

また、中間調の出力において、入力階調の増加に伴ってドットが大きくなっていくような、単調増加関数に従った出力結果を得ることができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。
図６は、第２の実施の形態における画像処理装置２の構成を示すブロック図である。
画像処理装置２は、第１の実施の形態に示した画像処理装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については説明を省略する。以下、第２の実施の形態に特徴的な構成及び処理について説明する。

画像処理装置２は、図１に示した画像処理装置１の処理前段に階調補正部１７を備えた構成である。階調補正部１７は、各画素における多値データに対して階調補正を行う。例えば、階調補正部１７は、メモリ（図示せず）内に記憶されている１次元ＬＵＴに従って、階調補正を行う。

階調補正部１７から出力される多値データは、図１の画像処理装置１に入力される多値データと同様の処理が施されて、ドットパワー調整部１６から出力される。

二値化部１０により出力される二値データが最小値（０）である場合に、ドットパワー調整部１６において０が出力され、二値化部１０により出力される二値データが最大値（２５５）である場合に、ドットパワー調整部１６において中間調又は最大値が出力されるので、全体的に、より画素値が低い方へ変換され、ハイライト領域の階調が立ち遅れてしまう等、階調特性に歪みが生じる場合がある。そこで、入力される多値データに対して予め階調補正部１７により階調補正を行うことで、好ましい階調性を保持することができる。

以上説明したように、第２の実施の形態における画像処理装置２によれば、第１の実施の形態と同様の効果に加えて、ドットパワー調整部１６における処理による階調特性の歪みを補正することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明を適用した第３の実施の形態について説明する。
図７は、第３の実施の形態における画像処理装置３の構成を示すブロック図である。
画像処理装置３は、第１の実施の形態に示した画像処理装置１及び第２の実施の形態に示した画像処理装置２と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については説明を省略する。以下、第３の実施の形態に特徴的な構成及び処理について説明する。

画像処理装置３は、図６に示した画像処理装置２の階調補正部１７の後段にホワイトノイズ発生器１８及び加算器１９を備えた構成である。

ホワイトノイズ発生器１８は、各画素における多値データに対して付加すべきホワイトノイズを発生させる。ホワイトノイズ発生器１８は、例えば、−５以上＋５以下の範囲で乱数を発生させる。

加算器１９は、階調補正部１７から出力された各画素における多値データに、ホワイトノイズ発生器１８により発生されたホワイトノイズ（乱数）を加算する。

すなわち、ホワイトノイズ発生器１８及び加算器１９は、各画素における多値データに対してホワイトノイズを付加するホワイトノイズ付加手段として機能する。

加算器１９から出力される多値データは、図１の画像処理装置１に入力される多値データと同様の処理が施されて、ドットパワー調整部１６から出力される。

以上説明したように、第３の実施の形態における画像処理装置３によれば、第１の実施の形態、第２の実施の形態と同様の効果に加えて、ホワイトノイズを入力階調に付加することで、スクリーンパターンのランダム性を向上させ、出力結果に規則的なパターンが発生するのを防ぐことができる。

［第４の実施の形態］
次に、本発明を適用した第４の実施の形態について説明する。
図８は、第４の実施の形態における画像処理装置４の構成を示すブロック図である。
画像処理装置４は、第１の実施の形態に示した画像処理装置１と同様の構成であるため、同一の構成部分については同一の符号を付し、その構成については説明を省略する。以下、第４の実施の形態に特徴的な構成及び処理について説明する。

画像処理装置４は、図１に示した画像処理装置１の後段に解像度変換部２０及びハーフトーンスクリーン処理部２１を備えた構成である。解像度変換部２０及びハーフトーンスクリーン処理部２１は、ドットパワー調整部１６の出力値を、出力デバイスに合わせた解像度及び多値数に変換する出力用変換手段として機能する。例えば、ドットパワー調整部１６の出力結果が６００dpi８bitであるのに対し、出力デバイスが１２００dpi４bitのものである場合、ドットパワー調整部１６の出力値を、出力デバイスに応じた形態に変換させる必要がある。

解像度変換部２０は、ドットパワー調整部１６の出力値を、出力デバイスに合わせた解像度に変換する。具体的には、解像度変換部２０は、ニアレストネイバー法等の補間法を用いて解像度変換を行う。

ハーフトーンスクリーン処理部２１は、解像度変換部２０の出力値を、出力デバイスに合わせた多値数（ビット数）に変換する。

ここで、ハーフトーンスクリーン処理部２１により行われる処理の一例として、多値ディザ処理の一般的な手法について説明する。
多値ディザ処理では、二値ディザ法の閾値の代わりに、１次元ＬＵＴをマトリクス状に配したものを用いる。画像データとマトリクスの各要素とを通常の二値ディザ法と同様に順に対応させ、対応する１次元ＬＵＴに画像データを入力し、その１次元ＬＵＴからの出力を出力値とする。

入力画像の階調数と同じ階調数を多値ディザ処理後も維持するためには、各ＬＵＴの出力値の最大値を、入力階調数をマトリクスの要素数で割った値以上（小数点以下切り上げ）に設定すればよい。

図９に示す例のように、マトリクスサイズが３×３であって、入力画像が２５６階調であった場合に、出力が２５６階調を表現するためには、２５５／９＝２８．３３であるから、各ＬＵＴの出力値の最大値を２９以上の整数とすればよい。

図１０（ａ）は、図９の要素Ｌ１に対応する１次元ＬＵＴの入力値と出力値との関係を示す図であり、図１０（ｂ）は、図９の要素Ｌ２に対応する１次元ＬＵＴの入力値と出力値との関係を示す図であり、図１０（ｃ）は、図９の要素Ｌ３に対応する１次元ＬＵＴの入力値と出力値との関係を示す図であり、図１０（ｄ）は、図９の要素Ｌ９に対応する１次元ＬＵＴの入力値と出力値との関係を示す図である。図１０（ａ）〜（ｄ）において、横軸は入力値であり、多値ディザ処理の対象となる画像データである。また、図１０（ａ）〜（ｄ）において、縦軸は出力値であり、ゼロ又は最大値をとる部分が多い。

図９に示したマトリクス、及び、図１０（ａ）〜（ｄ）に示した１次元ＬＵＴのデータは、メモリ（図示せず）内に記憶されている。

図１１〜図１４に、出力デバイスの解像度がドットパワー調整部１６の出力値の解像度の２倍であった場合の出力画素の最終的な出力形態を示す。解像度変換部２０及びハーフトーンスクリーン処理部２１において、ドットパワー調整部１６で先に求められた中間調演算処理結果に応じて、２×２に展開された画素内に画素値を充填させる処理を実施する。図１１〜図１４においては、右側へ行くほど高濃度となる。なお、図１１〜図１４では、出力値の違いを異なる塗りつぶしパターンで表している。

図１１は、ドットパワー調整部１６の出力値に応じて、充填させる画素のパターンを選択的に切り替える例である。図１１の左端のパターンは、ドット充填率が５０％であるが、打点されるドット間の距離が大きいため、実際は右隣のパターンよりも濃度が低くなる。

図１２は、ディザ処理風に出力デバイスに合わせた中間調出力を実施させる例である。この例では、所定位置の画素に対して画素値を上げていき、その画素が最大値になったら別の位置の画素に対して順に画素値を上げていくことで、各画素で表現可能な階調数の４倍の階調数を実現している。

図１３は、２×２の全ての画素に対してそのままの階調で出力させ、連続階調で出力する例である。

図１４は、画素毎に画素値の成長に差をつけて、階調数を増やす例である。所定の画素値で充填する画素の数を増やしていき、全ての画素がその画素値になったら、画素値を上げて、充填する画素の数を増やしていく。
その他、各方法を組み合わせてもよい。

以上説明したように、第４の実施の形態における画像処理装置４によれば、第１の実施の形態と同様の効果に加えて、出力デバイスに合わせたデータを出力することができる。

なお、第４の実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に階調補正部１７を備えることとしてもよい。また、第４の実施の形態においても、第３の実施の形態と同様にホワイトノイズ発生器１８及び加算器１９を備えることとしてもよい。

また、上記各実施の形態における記述は、本発明に係る画像処理装置の例であり、これに限定されるものではない。装置を構成する各部の細部構成及び細部動作に関しても本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１ 画像処理装置
２ 画像処理装置
３ 画像処理装置
４ 画像処理装置
１０ 二値化部
１１ グリーンノイズ算出部
１２ 加算器
１３ 減算器
１４ 誤差拡散部
１５ 減算器
１６ ドットパワー調整部
１７ 階調補正部
１８ ホワイトノイズ発生器
１９ 加算器
２０ 解像度変換部
２１ ハーフトーンスクリーン処理部
３０ 注目画素
３１ 処理済み画素
３２ 未処理画素

Claims (6)

1. 画像を構成する各画素における多値データを予め定められた閾値に基づいて二値化する二値化手段と、
   注目画素の近傍の一又は複数の処理済み画素について前記二値化手段により二値化された二値データに当該注目画素との位置関係毎に予め定められた第１の重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出する第１の算出手段と、
   前記第１の算出手段により算出された一又は複数の値を前記注目画素の二値化前の多値データに加算する加算手段と、
   前記注目画素について前記二値化手段により二値化された二値データから前記注目画素の前記加算手段による加算前の多値データを減算した値に当該注目画素と当該注目画素の近傍の一又は複数の未処理画素との位置関係毎に予め定められた第２の重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出する第２の算出手段と、
   前記一又は複数の未処理画素のそれぞれの多値データから当該未処理画素に対して前記第２の算出手段により算出された一又は複数の値を減算する減算手段と、
   を備える画像処理装置であって、
   前記二値化手段による処理結果に基づいて、前記注目画素の多値データが前記閾値未満の場合には０を出力し、前記注目画素の多値データが前記閾値以上の場合には前記注目画素の多値データを中間調又は最大値に変換して出力するドットパワー調整手段を更に備える画像処理装置。
2. 前記各画素における多値データに対して階調補正を行う階調補正手段を更に備える、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記各画素における多値データに対してホワイトノイズを付加するホワイトノイズ付加手段を更に備える、
   請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記ドットパワー調整手段は、前記注目画素の多値データが前記閾値以上の場合に、前記注目画素の多値データを中間調又は最大値に変換する際に、当該注目画素の多値データが予め定められた第２の閾値未満の場合には当該多値データに対して単調増加関数に従った演算を施し、当該注目画素の多値データが前記第２の閾値以上の場合には最大値に変換する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
5. 前記ドットパワー調整手段の出力値を、出力デバイスに合わせた解像度及び／又は多値数に変換する出力用変換手段を更に備える、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
6. 画像を構成する各画素における多値データを予め定められた閾値に基づいて二値化する二値化工程と、
   注目画素の近傍の一又は複数の処理済み画素について前記二値化工程において二値化された二値データに当該注目画素との位置関係毎に予め定められた第１の重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出する第１の算出工程と、
   前記第１の算出工程において算出された一又は複数の値を前記注目画素の二値化前の多値データに加算する加算工程と、
   前記注目画素について前記二値化工程において二値化された二値データから前記注目画素の前記加算工程における加算前の多値データを減算した値に当該注目画素と当該注目画素の近傍の一又は複数の未処理画素との位置関係毎に予め定められた第２の重み付け係数を乗算した値をそれぞれ算出する第２の算出工程と、
   前記一又は複数の未処理画素のそれぞれの多値データから当該未処理画素に対して前記第２の算出工程において算出された一又は複数の値を減算する減算工程と、
   を含む画像処理方法であって、
   前記二値化工程における処理結果に基づいて、前記注目画素の多値データが前記閾値未満の場合には０を出力し、前記注目画素の多値データが前記閾値以上の場合には前記注目画素の多値データを中間調又は最大値に変換して出力するドットパワー調整工程を更に含む画像処理方法。