JP2012124875A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中間調画像データをスクリーン処理する際に生じる画像障害を低減する技術を提供する。
【解決手段】画像処理装置において、画像データを入力する入力手段と、第１の分解能でスクリーン処理を行うための第１の閾値マトリックスを用いてスクリーン処理を施す第１スクリーン処理手段と、第１の分解能よりも分解能が高い第２の分解能でスクリーン処理を行うための第２の閾値マトリックスを用いてスクリーン処理を施す第２スクリーン処理手段と、画像データが示す画像に含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出手段と、エッジ部であると検出された領域に対しては、第１スクリーン処理手段により処理された画像と第２スクリーン処理手段により処理された画像との論理和演算により得られる画像を選択し、エッジ部以外の領域に対しては、第１スクリーン処理手段により処理された画像を選択することにより得られる画像をスクリーン処理画像データとして出力する出力手段と、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、中間調処理を施した画像データにおける、エッジ部のジャギーを改善する画像処理装置、画像処理方法に関する。

画像形成装置において、画像形成に伴って実施される画像処理に起因して、文字等のエッジ部にガタツキ（ジャギー）が発生する場合がある。特に、スクリーン処理のような中間調処理を施した場合にジャギーが発生しやすい。

そこで、スクリーン処理のような中間調処理に起因するジャギーの発生を低減する技術がいくつか提案されている。例えば、特許文献１には、エッジ部において、スクリーン処理後の画像データとスクリーン処理前の画像データを用いて、オブジェクトの輪郭線を強調する技術が提案されている。これは、オブジェクトのエッジ部か否かを判断し、エッジ部であった場合には、更にスクリーン処理後の画像データにおいてドットが出力されるか否かを判定する。そして、ドットが出力されない場合にはスクリーン処理前の画像データから導出される値を出力し、スクリーン処理後の画像データにドットが出力される場合にはスクリーン処理後の画像データを出力している。

特開２００８−１９９０８０号公報

しかしながら、上述の方法は、１画素あたり複数の階調を表現できる多値のプリンタである場合には有効な方法であるが、１画素あたり２階調しか表現できない２値のプリンタである場合に画像障害となる場合があった。例えば、中間色のオブジェクトのエッジ部を輪郭強調する場合において、スクリーン処理後の画像データにドットが出力されないと、スクリーン処理前のデータから求めた値は２値であるから常に最大値が出力されることになる。そのため、オブジェクトの色の濃さに関わらず、エッジ部を輪郭強調する場合には、最大の濃さで一様に周囲を縁取ってしまうことになり、ユーザーは意図しない処理結果が得られる場合がある。また、ドットが出力されるか否かを判断する処理は複雑であり、処理能力の低い環境においては、十分な処理速度を得ることができない。更に、２値のプリンタにおいても、中間色のオブジェクトの色の濃さに関わらず、最大の濃さで一様に当該オブジェクトの周囲を縁取ってしまう処理結果が得られる場合があった。

上述の１以上の問題点を解決するため、本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、画像データをスクリーン処理しスクリーン処理画像データを生成する画像処理装置において、画像データを入力する入力手段と、第１の分解能でスクリーン処理を行うための第１の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第１スクリーン処理手段と、前記第１の分解能よりも分解能が高い第２の分解能でスクリーン処理を行うための第２の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第２スクリーン処理手段と、前記画像データが示す画像に含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像と前記第２スクリーン処理手段により処理された画像との論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力する出力手段と、を含む。

また、画像データをスクリーン処理しＬビット（Ｌは２以上の整数）階調のスクリーン処理画像データを生成する画像処理装置において、画像データを入力する入力手段と、階調値増加による網点成長を面積拡大による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第１の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第１スクリーン処理手段と、面積拡大による網点成長を階調値増加による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第２の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第２スクリーン処理手段と、前記画像データが示す画像に含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像と前記第２スクリーン処理手段により処理された画像との階調ビット毎の論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力する出力手段と、を含む。

さらに、画像データをスクリーン処理しスクリーン処理画像データを生成する画像処理装置において、画像データを入力する入力手段と、出力するスクリーン処理画像データの階調を設定する設定手段と、第１の分解能でスクリーン処理を行うための第１の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第１スクリーン処理手段と、前記第１の分解能よりも分解能が高い第２の分解能でスクリーン処理を行うための第２の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第２スクリーン処理手段と、階調値増加による網点成長を面積拡大による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第１の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第３スクリーン処理手段と、面積拡大による網点成長を階調値増加による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第２の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第４スクリーン処理手段と、前記画像データが示す画像に含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出手段と、前記設定手段により１ビット階調が設定された場合、前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像と前記第２スクリーン処理手段により処理された画像との論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力し、前記設定手段によりＬビット（Ｌは２以上の整数）階調が設定された場合、前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第３スクリーン処理手段により処理された画像と前記第４スクリーン処理手段により処理された画像との階調ビット毎の論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第３スクリーン処理手段により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力する、出力手段と、を含む。

本発明によれば、中間調画像データをスクリーン処理する際に生じるエッジ部のジャギーを改善する技術を提供することができる。

画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 画像形成装置の断面図である。 第１実施形態に係る画像処理部の機能ブロック図である。 ２値のスクリーン処理を説明する図である。 第１実施形態における処理結果の一例を示す図である（濃度４０％の画像オブジェクト）。 第１実施形態における処理結果の一例を示す図である（濃度５０％の画像オブジェクト）。 従来技術における処理結果の一例を示す図である。 第２実施形態に係る画像処理部を示す機能ブロック図である。 多値のスクリーン処理（非エッジ部）を説明する図である。 多値のスクリーン処理（エッジ部）を説明する図である。 第２実施形態における画像オブジェクトに対する処理結果の一例を示す図である。 印刷品質設定を変更する際の動作フローチャートである。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

（第１実施形態）
本発明に係る画像処理装置の第１実施形態として、電子写真方式の画像形成装置を例に挙げて以下に説明する。特に、第１実施形態では、スクリーン処理により２値（１ビット階調）の画像（スクリーン処理画像データ）を生成する処理について説明する。

＜装置構成＞
図１は、画像形成装置１００の概略構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、各種制御や画像処理を行うコントローラ１０１や、各種の設定を行う操作部１０３を有する。さらに、記録用紙に可視化された画像形成を行なうプリンタ部１０２等を有する。画像形成装置１００は、ネットワーク１０４を介して、画像形成装置１００に対してプリントの実行を指示するパソコン（ＰＣ）１０５等が接続されている。また、コントローラ１０１は、ＰＣ１０５からプリントの実行が指示されると送信される印刷データを画像データにラスタライズし、後述する画像処理を行って、プリンタ部１０２に送信する。

図２は、中間転写体２０８を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置の断面図である。図２を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置におけるプリンタ部１０２の動作を説明する。プリンタ部１０２は、コントローラ１０１より出力される画像データに応じた露光時間で露光光を駆動し静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成する。そして、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を記録媒体２０１へ転写したのちにその記録媒体上の多色トナー像を定着させる。帯電ユニットは、イエロー(Ｙ)、マゼンダ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)のステーション毎に感光体２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ を帯電させるための４個の注入帯電器２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋを備える。各注入帯電器にはスリーブ２０３ＹＳ、２０３ＭＳ、２０３ＣＳ、２０３ＫＳが設けられている。

感光体２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、駆動モータ（不図示）の駆動力が伝達されて回転可能である。駆動モータは感光体２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させることが可能である。

露光ユニットは、感光体２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋへスキャナ部２０４Ｙ、２０４Ｍ、２０４Ｃ、２０４Ｋより露光光を照射し、感光体の表面を選択的に露光することにより、静電潜像を形成するように構成されている。現像ユニットは、静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー(Ｙ)、マゼンダ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の現像を行う４個の現像器２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋを備える構成である。そして、各現像器には、スリーブ２０６ＹＳ、２０６ＭＳ、２０６ＣＳ、２０６ＫＳが設けられている。尚、各々の現像器２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋは脱着が可能である。

転写ユニットは、感光体２０２から中間転写体２０８へ単色トナー像を転写するために、中間転写体２０８を時計周り方向に回転させる。そして、感光体 ２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋとその対向に位置する一次転写ローラ２０７Ｙ、２０７Ｍ、２０７Ｃ、２０７Ｋの回転に伴って、単色トナー像を転写する。一次転写ローラ２０７に適当なバイアス電圧を印加すると共に感光体２０２の回転速度と中間転写体２０８の回転速度に差をつけることにより、効率良く単色トナー像を中間転写体２０８上に転写する（これを一次転写と呼ぶ）。

更に転写ユニットは、ステーション毎に単色トナー像を中間転写体２０８上に重ね合わせ、重ね合わせた多色トナー像を中間転写体２０８の回転に伴い、二次転写ローラ２０９まで搬送する。更に記録媒体２０１を給紙トレイ２００から二次転写ローラ２０９へ狭持搬送し、記録媒体２０１に中間転写体２０８上の多色トナー像を転写する。この二次転写ローラ２０９に適当なバイアス電圧を印加して、静電的にトナー像を転写する（これを二次転写という。）。二次転写ローラ２０９は、記録媒体２０１上に多色トナー像を転写している間、２０９ａの位置で記録媒体２０１に当接し、処理後は２０９ｂの位置に離間する。

定着ユニットは、記録媒体２０１に転写された多色トナー像を記録媒体２０１に溶融定着させるために、記録媒体２０１を加熱する定着ローラ２１２と記録媒体２０１を定着ローラ２１２に圧接させるための加圧ローラ２１３を備えている。定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ２１４、２１５が内蔵されている。定着装置２１１は、多色トナー像を保持した記録媒体２０１を定着ローラ２１２と加圧ローラ２１３により搬送するとともに、熱および圧力を加え、トナーを記録媒体２０１に定着させる。

トナー定着後の記録媒体２０１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。クリーニングユニット２１０は、中間転写体２０８上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体２０８上に形成された４色の多色トナー像を記録媒体２０１に転写した後に残った廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。

＜画像処理部の動作＞
図３は、コントローラ１０１内の画像処理部３００の機能ブロック図である。画像生成部３０１は、前述のＰＣ１０５から送信される印刷データから、印刷処理が可能なビットマップの画像データを生成する。ここで印刷データは、ＰＤＬ（Page Description Language）と呼ばれるページ画像データを作成するためのプリンタ記述言語が一般的であり、通常、文字やグラフィックス、イメージ等のデータの描画命令が含まれている。このような印刷データを解析しラスタライズ処理することでビットマップ画像データ生成する。

画像生成部３０１で生成される画像データがＲＧＢ色空間であり、プリンタ部１０２への入力がＣＭＹＫの４色の色剤に対応する画像データである場合、色変換部３０２は、ＲＧＢ色空間をＣＭＹＫ色空間に変換する色変換処理を実行する。例えば、色変換部３０２は、ルックアップテーブルを参照し、ダイレクトマッピングの手法を用いて、画像データをＲＧＢ色空間からＣＭＹＫ色空間に変換する変換処理を実行する。画像データをＣＭＹＫ色空間に変換した後、色変換部３０２は、ガンマ補正処理部３０３とエッジ判定部３０５、エッジ用ガンマ補正部３０６に画像データを出力する。

ガンマ補正処理部３０３は、後述するスクリーン処理部３０４でスクリーン処理された画像データが記録紙へと転写された際の濃度特性が所望となるよう、一次元のルックアップテーブルを用いて入力される画像データを補正する。濃度特性は、後述するスクリーン処理部３０４が持つスクリーンの線数や角度、形状などに応じて変化するため、補正に用いるルックアップテーブルは、スクリーンに対応付けて保持する必要がある。次に、スクリーン処理部３０４は、プリンタ部１０２で印刷可能な２値（１ビット）の画像データに変換するスクリーン処理を行い、変換した画像データをＯＲ演算部３０８とセレクタ３０９に出力する。

エッジ用ガンマ補正部３０６は、ガンマ補正部３０３と同様に、後述するエッジ用スクリーン処理部３０７が持つスクリーンの濃度特性が所望の特性となるよう、一次元のルックアップテーブルを用いて入力される画像データを補正する。さらに、エッジ用ガンマ補正部３０６の一次元のルックアップテーブルを変形することで、ジャギーの改善効果に強弱をつけるなどのコントロールも可能である。エッジ用スクリーン処理部３０７は、スクリーン処理部３０４と同様に、１ビットの画像データに変換するスクリーン処理を行い、変換した画像データをＯＲ演算部３０８に出力する。

ＯＲ演算部３０８は、スクリーン処理部３０４と、エッジ用スクリーン処理部３０７とから受け取る二つの画像データの各画素に対して、ビット毎の論理和演算を行い、その結果をセレクタ３０９に出力する。すなわち、ＯＲ演算部３０８は、スクリーン処理部３０４とエッジ用スクリーン処理部３０７とから受け取る二つの画像データの各画素において、少なくとも一方が”１”であれば”１”を、両方が”０”であれば”０”を、画像データとして出力する。

エッジ判定部３０５（エッジ検出部）は、色変換部３０２から出力される画像データから、エッジ部を判定し、画像データの各画素に対して、エッジ部であるか否かの信号をセレクタ３０９に送る。エッジ部は、画像データの各画素につき周囲１画素を含む３×３画素の領域を取得し、その領域内で最大値と最小値を求め、それらの差の絶対値が所定の値よりも大きい場合にはエッジ部、そうでない場合にはエッジ部でないと判断し、上述の信号を生成する。なお、ここでは、エッジ判定部３０５は、３×３画素の領域内における最大値と最小値との差の絶対値によってエッジ部であるか否かの判定を行うとしたが、これに限定されるものではない。例えば、画像データの各画素において、周囲の画素との一次微分を求めるなどしてエッジ部であるか否かを判定しても良い。また、画像生成部３０１による印刷データ（ＰＤＬデータ）の解析により得られる情報を用いてエッジ部を判定するようにエッジ判定部３０５を構成してもよい。

セレクタ３０９は、エッジ判定部３０５から出力されるエッジ部であるか否かの信号に基づいて、入力される二つの画像データの一方を選択し、プリンタ部１０２へ画像データを出力する。具体的には、セレクタ３０９は、画像データの各画素において、画素がエッジ部である場合には、ＯＲ演算部３０８から出力される画像データを、画素がエッジ部でない場合には、スクリーン処理部３０４から出力される画像データを選択して出力する。

なお、３１０はＣＰＵであり、画像処理部３００全体の動作をＲＯＭ３１１に保持された制御プログラムに基づいて各機能部を制御する。３１２はＲＡＭであり、ＣＰＵ３１０の作業領域として使用される。さらに、ＲＡＭ３１２には、ガンマ補正部３０３やエッジ用ガンマ補正部３０６で用いる一次元のルックアップテーブルや、スクリーン処理部３０４やエッジ用スクリーン処理部３０７で用いる後述の閾値マトリックスが記憶されている。

なお、上述の説明においては、ガンマ補正処理部３０３とスクリーン処理部３０４、及びエッジ用ガンマ補正部３０６とエッジ用スクリーン処理部３０７は並列に動作し、常にＯＲ演算部３０８が動作するように記載した。しかし、例えば、エッジ判定部３０５の判定結果に応じ、画像データの各画素がエッジ部でない場合にはガンマ補正処理部３０３とスクリーン処理部３０４のみを選択的に動作させて画像データをプリンタ部１０２に出力させるなどしても良い。その際は、画像データの各画素がエッジ部である場合にだけ、エッジ用ガンマ補正部３０６とエッジ用スクリーン処理部３０７、ＯＲ演算部３０８も動作させ、ＯＲ演算部３０８で処理した結果をプリンタ部１０２へと出力する。

また、プリンタ部１０２は１ビットの画像データを印刷可能としたがそれに限るものではなく、例えば４ビットのような多値の画像データを印刷可能なプリンタ部に用いても良いことは言うまでもない。その場合、画像処理部３００のスクリーン処理部３０４やエッジ用スクリーン処理部３０７、ＯＲ演算部３０８は、プリンタ部に合わせたビット数で画像データを処理する。

＜スクリーン処理の動作＞
まず、スクリーン処理により２値（１ビット）の画像を生成する処理の閾値マトリックスについて説明する。図４は、スクリーン処理部３０４（第１スクリーン処理手段）とエッジ用スクリーン処理部３０７（第２スクリーン処理手段）で行われる２値のスクリーン処理を模式的に表した図である。２値のスクリーン処理は、入力される画像データを、閾値マトリックスを用いてプリンタ部１０２で印刷可能な１ビット（つまり２値）の画像データに変換する処理である。

ここで、閾値マトリックスは、幅Ｍ、高さＮのＭ×Ｎ個の閾値をマトリックス状に配置したものである。スクリーン処理は、画像データの各画素に対応した閾値を閾値マトリックスから読み出し、画素の値と閾値との比較を行い、画素の値が閾値以上であれば”１”を、そうでなければ”０”を出力することによって画像データを１ビットに変換する。閾値マトリックスは、画像データの横方向にＭ画素、縦方向にＮ画素の周期でタイル状に繰り返し適用される。なお、スクリーン処理はこれに限るものではなく、一定の周期を持って画像データを２値化する公知の任意の手法が適用可能である。

図５及び図６は、スクリーン処理の適用による画像の変化を例示的に示す図である。なお、ここではスクリーン処理の対象となる色変換処理後のＣＭＹＫ色空間画像データの例として、シアン４０％濃度の中間色のオブジェクト５０１（図５（ａ））、及びシアン５０％濃度のオブジェクト６０１（図６（ａ））を示している。

図５（ｂ）及び図６（ｂ）は、それぞれ、オブジェクト５０１及びオブジェクト６０１に対しガンマ補正処理とスクリーン処理を施した画像データの一例である。ここでは、一例として、スクリーン線数（第１の分解能）が１３４．１６線／インチ、スクリーン角度が６３．４３度の閾値マトリックス（第１の閾値マトリックス）を用いたスクリーン処理を施した例を示している。これらの画像データは、スクリーン処理によって１ビットの網点に変換されているため、オブジェクト５０１や６０１のエッジ部においてジャギーと言われる段差が発生し得、その結果、オブジェクトの形状を正確に再現できない場合がある。

図５（ｃ）と図６（ｃ）は、エッジ判定部３０５において、図５（ａ）と図６（ａ）の画像データからエッジ部を検出した場合の一例である。ここでは、エッジ判定部３０５は、３×３画素領域内の最大値と最小値との差の絶対値が濃度２５％に相当する値より大きい場合にエッジ部であると判定している。その結果、エッジ判定部３０５は、オブジェクト５０１やオブジェクト６０１に対して、これらのオブジェクトの１画素幅の外周部分をエッジ部５０２及びエッジ部６０２として判定している。

図５（ｄ）と図６（ｄ）は、それぞれ、オブジェクト５０１及びオブジェクト６０１に対しエッジ用ガンマ補正処理とエッジ用スクリーン処理を施した画像データの一例である。ここでは、一例として、スクリーン線数（第２の分解能）が４２４．２６線／インチ、スクリーン角度が４５度の閾値マトリックス（第２の閾値マトリックス）を用いたスクリーン処理を施した例を示している。すなわち、エッジ用スクリーン処理部３０７で用いる閾値マトリックスは、エッジ部におけるジャギーの発生を低減するために高い分解能が必要であるため、スクリーン処理部３０４で用いられる閾値マトリックスよりも高いスクリーン線数を持つよう構成されている。

図５（ｅ）は、ＯＲ演算部３０８において、図５（ｂ）の画像データと図５（ｄ）の画像データとを画素毎に論理和をとった画像データの一例である。また、図６（ｅ）も同様に、ＯＲ演算部３０８において、図６（ｂ）の画像データと図６（ｄ）の画像データとを画素毎に論理和をとった画像データの一例である。

図５（ｆ）は、セレクタ３０９において、エッジ判定部３０５により判定されたエッジ部５０２に基づき、画素毎に図５（ｂ）と図５（ｅ）の画像データの一方を選択した画像データの一例である。具体的には、セレクタ３０９は、エッジ部５０２に対応する画素の場合に図５（ｅ）の画像データを、そうでない場合に図５（ｂ）の画像データを選択して出力している。同様に、図６（ｆ）は、セレクタ３０９において、エッジ判定部３０５により判定されたエッジ部６０２に基づき、画素毎に図６（ｂ）と図６（ｅ）の画像データの一方を選択した画像データの一例である。具体的には、セレクタ３０９は、エッジ部６０２に対応する画素の場合に図６（ｅ）の画像データを、そうでない場合（エッジ部以外）に図６（ｂ）の画像データを選択して出力している。

＜効果の説明＞
上述のように、図５（ａ）と図６（ａ）の画像データに対し第１実施形態に係るスクリーン処理を適用することにより、それぞれ、図５（ｆ）と図６（ｆ）の画像データが得られる。一方、図７は、２値のプリンタにおいて、ジャギーの発生を低減するためにエッジ部に一定の濃さで輪郭強調を施したものの一例である。

図７（ａ）は、オブジェクト５０１に対して、エッジ部に一定の濃さで輪郭線を強調したものである。また、図７（ｂ）は、オブジェクト６０１に対して、エッジ部に一定の濃さで輪郭線を強調したものである。つまり、オブジェクト５０１と６０１の濃度が異なるにもかかわらず、１ビットのプリンタであることからエッジ部を異なる階調で輪郭強調できず、結果として最大の濃さでオブジェクトの輪郭を縁取ってしまっている。そのため、ユーザーは意図しない処理結果である可能性が高い。

一方、第１実施形態に係るスクリーン処理は、非常に簡易な構成であるにも関わらず、図５（ｆ）と図６（ｆ）に示されるように、図５（ｂ）や図６（ｂ）の画像データに比較しジャギーが低減されている。また、オブジェクト５０１や６０１の濃度に応じてエッジ部の濃さを段階的に変化させることが出来ており、図７（ａ）と図７（ｂ）に示されるような輪郭の縁取りは存在しない。

以上説明したとおり第１実施形態に係る画像形成装置によれば、非常に簡易な構成により、スクリーン処理に起因するジャギーを低減し、オブジェクト形状の再現性を向上させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、スクリーン処理により１６階調（４ビット）の画像を生成する処理について説明する。なお、第１実施形態とは画像処理部３００における一部構成が異なるのみである。そのため、以下の説明においては第１実施形態と異なる部分のみを説明する。

図８は、第２実施形態に係る画像処理部を示す機能ブロック図である。ここでは、プリンタ部１０２は４ビットの画像データを出力する。そのため、スクリーン処理部３０４及びエッジ用スクリーン処理部３０７は、後述する多値のスクリーン処理を行い、ガンマ補正部３０３及びエッジ用ガンマ補正部３０６から出力される画像データを４ビットの画像データに変換する。

また、ＯＲ演算部３０８は、スクリーン処理部３０４とエッジ用スクリーン処理部３０７から出力される４ビットの２つの画像データとから、各画素に対して、ビット毎の論理和をとって、セレクタ３０９に出力する。セレクタ３０９は、エッジ判定部３０５より出力されるエッジ部であるか否かの信号に応じて選択して画像データをＰＷＭ８０１に出力する。ＰＷＭ８０１は、入力される４ビットの画像データを、プリンタ部１０２における露光時間に変換してプリンタ部１０２に出力する。

＜スクリーン処理の動作＞
まず、スクリーン処理により１６階調（４ビット）の画像を生成する処理の閾値マトリックスについて説明する。図９及び図１０は、それぞれ、スクリーン処理部３０４（第１スクリーン処理手段、第３スクリーン処理手段）及びエッジ用スクリーン処理部３０７（第２スクリーン処理手段、第４スクリーン処理手段）で行われるスクリーン処理を模式的に表した図である。つまり、１５（＝２^４−１）個の閾値マトリックスを含む閾値マトリックス群を用いてプリンタ部１０２で印刷可能な４ビット（つまり１６階調）の画像データに変換する処理である。

ここで、各々の閾値マトリックスは、幅Ｍ、高さＮのＭ×Ｎ個の閾値をマトリックス状に配置したものである。閾値マトリックス群に含まれる閾値マトリックスの個数は出力する画像データの階調（Ｌビット（Ｌは２以上の整数）の場合２^Ｌ階調）に応じて決定され、（２^Ｌ−１）がマトリックスの個数となる。スクリーン処理は、画像データの各画素に対応した閾値を閾値マトリックスの各面から読み出し、画素の値と面数分の閾値との比較を行う。

１６階調の場合、各閾値マトリックスには第１レベル〜第１５レベル（Level 1〜Level 15）を設定し、画素の値が閾値以上であれば、その閾値が読みだされたマトリックスのレベルの中で最も大きい値を出力し、そうでなければ０を出力する。それによって画像データの各画素の画素値を４ビット値に変換する。閾値マトリックスは、画像データの横方向にＭ画素、縦方向にＮ画素の周期でタイル状に繰り返し適用される。

ここで、スクリーン処理部３０４で用いる閾値マトリックス（第１の閾値マトリックス群、第３の閾値マトリックス群）は、図９に例示的に示されるように、網点の周期が強く表れる閾値マトリックスを用いる。つまり、階調値増加による網点成長を面積拡大による網点成長よりも優先するように閾値が与えられている。そして、ある１つの画素が最大のレベルまで成長した後、網点が集中するように隣接する画素が同様にしてレベル方向に成長していることが見て取れる。このように設定された閾値マトリックス群は、網点のパターンが強く現れるため分解能が低いものの、ドットが集中するため階調特性が安定するという特徴と持つ。以下、このような特徴を持つ閾値マトリックス群をドット集中型の閾値マトリックスと呼ぶ。

一方、エッジ用スクリーン処理部３０７で用いる閾値マトリックス（第２の閾値マトリックス群、第４の閾値マトリックス群）は、図１０に例示的に示されるように、規則的に表れる網点の周期が現れにくい閾値マトリックスを用いるものである。つまり、ドット集中型の閾値マトリックスとは異なり、面積拡大による網点成長を階調値増加による網点成長よりも優先するように閾値が与えられている。ある１つの画素が最大のレベルまで成長する以前に、網点の面積が大きくなるように網点内の画素が成長していることが見て取れる。この閾値マトリックスは、周期性が表れにくく分解能が高いためオブジェクトの形状をより正確に再現することが可能であるものの、階調特性が安定しないという特徴を持つ。以下、これを平坦型の閾値マトリックスと呼ぶ。

なお、ここでは、一例としてエッジ用スクリーン処理部３０７で用いる閾値マトリックスは、スクリーン処理部３０４で用いる閾値マトリックスと同じスクリーン線数とスクリーン角度を持つと説明したが、それに限るものではない。例えば、上記平坦型の閾値マトリックスであれば、より高いスクリーン線数や、異なるスクリーン角度の閾値マトリックスを用いても良いことは言うまでもない。また、スクリーン処理はこれに限るものではなく、一定の周期を持って入力された画像データをより少ない階調に変換する公知の任意の手法が適用可能である。

＜スクリーン処理の動作＞
図１１は、スクリーン処理の適用による画像の変化を例示的に示す図である。なお、ここではスクリーン処理の対象となる色変換処理後のＣＭＹＫ色空間画像データの例として、シアン４０％濃度の中間色のオブジェクト５０１（図１１（ａ））を示している。

図１１（ｂ）は、オブジェクト５０１に対しガンマ補正処理とスクリーン処理を施した４ビット画像データの一例である。ここでは、一例として、スクリーン線数が１３４．１６線／インチ、スクリーン角度が６３．４３度の閾値マトリックスを用いたスクリーン処理を施した例を示している。画素１１０１は、スクリーン処理によって４ビットの値で”１”に、画素１１０２は、４ビットの値で最大の”１５”に変換されている。これらの画像データは、スクリーン処理によって４ビットの網点に変換されているため、オブジェクト５０１のエッジ部においてジャギーと言われる段差が発生し得、その結果、オブジェクトの形状を正確に再現できない場合がある。

図１１（ｃ）は、エッジ判定部３０５において、図１１（ａ）の画像データからエッジ部を検出した場合の一例である。ここでは、エッジ判定部３０５は、３×３画素領域内の最大値と最小値との差の絶対値が濃度２５％に相当する値より大きい場合にエッジ部であると判定している。その結果、エッジ判定部３０５は、オブジェクト５０１に対して、これらのオブジェクトの１画素幅の外周部分をエッジ部５０２として判定している。

図１１（ｄ）は、オブジェクト５０１に対しエッジ用ガンマ補正処理とエッジ用スクリーン処理を施した画像データの一例である。画素値は４ビット（０〜１５）で表される。画素１１０３は、４ビットの値で”６”に、画素１１０４は、４ビットの値で”５”に変換されている。エッジ用スクリーン処理部３０７において、図１１（ｄ）の画像データには、スクリーン線数やスクリーン角度こそスクリーン処理部３０４と同じであるが、前述の通り、網点の成長方法が異なる閾値マトリックス群を用いたスクリーン処理が施されている。エッジ用スクリーン処理部３０７で用いる閾値マトリックスは、エッジ部のジャギーを改善するために高い分解能が必要であるため、面積拡大による網点成長を階調値増加による網点成長よりも優先するように閾値が与えられている。

図１１（ｅ）は、ＯＲ演算部３０８において、図１１（ｂ）の画像データと図１１（ｄ）の画像データとを画素毎かつ階調ビット毎の論理和をとった画像データの一例である。画素１１０５は、画素１１０１と画素１１０３とでビット毎の論理和をとり、４ビットの値で”７”に変換されている。また、画素１１０６は、画素１１０２と画素１１０４とでビット毎の論理和をとり、４ビットの値で”１５”に変換されている。

図１１（ｆ）は、セレクタ３０９において、エッジ判定部３０５により判定されたエッジ部５０２に基づき、画素毎に図１１（ｂ）と図１１（ｅ）の画像データの一方を選択した画像データの一例である。具体的には、セレクタ３０９は、エッジ部５０２に対応する画素の場合に図１１（ｅ）の画像データを、そうでない場合に図１１（ｂ）の画像データを選択して出力している。

この結果、第２実施形態に係るスクリーン処理は、非常に簡易な構成であるにも関わらず、図１１（ｆ）に示されるように、図５（ｂ）の画像データに比較しジャギーが低減されている。

以上説明したとおり第２実施形態に係る画像形成装置によれば、非常に簡易な構成により、スクリーン処理に起因するジャギーを低減し、オブジェクト形状の再現性を向上させることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、画像形成装置の出力ビット数を１ビットと４ビットの何れかに切り替えて印刷できる場合を説明する。なお、上述の第１及び第２実施形態とは図８の画像処理部３００の一部構成のみが異なるため、前述の実施形態と同様の部分に関しては、同一番号を付けて省略し、異なる部分のみを以下に説明する。

第３実施形態において、スクリーン処理部３０４及びエッジ用スクリーン処理部３０７は、操作部１０３やＰＣ１０５から指定される印刷品質設定に応じて、前述の２値と多値のスクリーン処理を切り替えて画像データの変換を行う。ＲＡＭ３１２には、スクリーン処理部３０４やエッジ用スクリーン処理部３０７で用いる閾値マトリックスのセットが、２値用と多値用で記憶されている。これらは、どちらか一方の閾値マトリックスがスクリーン処理部３０４とエッジ用スクリーン処理部３０７にセットされる。

ＯＲ演算部３０８は、スクリーン処理部３０４とエッジ用スクリーン処理部３０７から出力される画像データのビット数に応じて、画像データの各画素に対してビット毎の論理和をとり、セレクタ３０９に出力する。ＰＷＭ８０１は、入力される画像データを、プリンタ部１０２における露光時間に変換してプリンタ部１０２に出力する。なお、画像データが１ビットの場合、画素値”１”は最大の露光時間に変換される。

図１２は、印刷品質設定を変更する際の動作フローチャートである。第３実施形態におけるスクリーン処理部３０４及びエッジ用スクリーン処理部３０７は、印刷品質が標準の場合は１ビットで、印刷品質が高階調の場合には４ビットで動作するとして説明する。

ステップＳ１２０１では、ＣＰＵ３１０は、操作部１０３やＰＣ１０５から印刷品質の変更が指示されると、印刷品質が標準か、高階調かを判断し、印刷品質が標準である場合にはステップＳ１２０２に進む。

ステップＳ１２０２では、ＣＰＵ３１０は、ＲＡＭ３１２から１ビット処理用の閾値マトリックスを読み出し、スクリーン処理部３０４にセットする。そして、ステップＳ１２０３では、ＣＰＵ３１０は、ＲＡＭ３１２から１ビット処理用の閾値マトリックスを読み出し、エッジ用スクリーン処理部３０７にセットする。このときセットされる閾値マトリックスは、前述の通り、スクリーン処理部３０４にセットされる閾値マトリックスよりも高いスクリーン線数である。

一方、ステップＳ１２０１において、印刷品質が高階調である場合には、ステップＳ１２０４に進み、ＣＰＵ３１０は、ＲＡＭ３１２から４ビット処理用のドット集中型の閾値マトリックスを読み出し、スクリーン処理部３０４にセットする。そして、ステップＳ１２０５では、ＣＰＵ３１０は、ＲＡＭ３１２から４ビット処理用の平坦型の閾値マトリックスを読み出し、エッジ用スクリーン処理部３０７にセットする。

以上のように構成することにより、ユーザーが望む階調品質に応じて、１ビットスクリーン処理と４ビットスクリーン処理を切り替える。これにより、ユーザーが高階調（高品位）の出力画像を望む場合には４ビット処理を行う。一方、より低い階調（標準品位）を選択した場合においても、中間色のオブジェクトのエッジ部に発生するジャギーを改善するとともに、オブジェクトの再現性を向上させることができる。

（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

上述の１以上の問題点を解決するため、本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、画像データに対して第１の閾値マトリックスを用いてスクリーン処理を施す第１スクリーン処理手段と、前記画像データに対して前記第１の閾値マトリックスとは異なる第２の閾値マトリックスを用いてスクリーン処理を施す第２スクリーン処理手段と、前記画像データに含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段においてエッジ部であると検出された画素に対しては、前記第１スクリーン処理手段により得られた画像データと前記第２スクリーン処理手段により得られた画像データとの論理和演算により得られる画像データを選択して出力し、前記エッジ部以外の画素に対しては、前記第１スクリーン処理手段により得られた画像データを選択して出力する、出力手段と、を含む。

Claims (7)

1. 画像データをスクリーン処理しスクリーン処理画像データを生成する画像処理装置であって、
   画像データを入力する入力手段と、
   第１の分解能でスクリーン処理を行うための第１の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第１スクリーン処理手段と、
   前記第１の分解能よりも分解能が高い第２の分解能でスクリーン処理を行うための第２の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第２スクリーン処理手段と、
   前記画像データが示す画像に含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出手段と、
   前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像と前記第２スクリーン処理手段により処理された画像との論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力する出力手段と、
   を含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 画像データをスクリーン処理しＬビット（Ｌは２以上の整数）階調のスクリーン処理画像データを生成する画像処理装置であって、
   画像データを入力する入力手段と、
   階調値増加による網点成長を面積拡大による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第１の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第１スクリーン処理手段と、
   面積拡大による網点成長を階調値増加による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第２の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第２スクリーン処理手段と、
   前記画像データが示す画像に含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出手段と、
   前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像と前記第２スクリーン処理手段により処理された画像との階調ビット毎の論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力する出力手段と、
   を含むことを特徴とする画像処理装置。
3. 画像データをスクリーン処理しスクリーン処理画像データを生成する画像処理装置であって、
   画像データを入力する入力手段と、
   出力するスクリーン処理画像データの階調を設定する設定手段と、
   第１の分解能でスクリーン処理を行うための第１の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第１スクリーン処理手段と、
   前記第１の分解能よりも分解能が高い第２の分解能でスクリーン処理を行うための第２の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第２スクリーン処理手段と、
   階調値増加による網点成長を面積拡大による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第１の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第３スクリーン処理手段と、
   面積拡大による網点成長を階調値増加による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第２の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第４スクリーン処理手段と、
   前記画像データが示す画像に含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出手段と、
   前記設定手段により１ビット階調が設定された場合、前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像と前記第２スクリーン処理手段により処理された画像との論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力し、前記設定手段によりＬビット（Ｌは２以上の整数）階調が設定された場合、前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第３スクリーン処理手段により処理された画像と前記第４スクリーン処理手段により処理された画像との階調ビット毎の論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第３スクリーン処理手段により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力する、出力手段と、
   を含むことを特徴とする画像処理装置。
4. 画像データをスクリーン処理しスクリーン処理画像データを生成する画像処理方法であって、
   入力手段が、画像データを入力する入力工程と、
   第１スクリーン処理手段が、第１の分解能でスクリーン処理を行うための第１の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第１スクリーン処理工程と、
   第２スクリーン処理手段が、前記第１の分解能よりも分解能が高い第２の分解能でスクリーン処理を行うための第２の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第２スクリーン処理工程と、
   エッジ検出手段が、前記画像データが示す画像に含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出工程と、
   出力手段が、前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第１スクリーン処理工程により処理された画像と前記第２スクリーン処理工程により処理された画像との論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第１スクリーン処理工程により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力する出力工程と、
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
5. 画像データをスクリーン処理しＬビット（Ｌは２以上の整数）階調のスクリーン処理画像データを生成する画像処理方法であって、
   入力手段が、画像データを入力する入力工程と、
   第１スクリーン処理手段が、階調値増加による網点成長を面積拡大による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第１の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第１スクリーン処理工程と、
   第２スクリーン処理手段が、面積拡大による網点成長を階調値増加による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第２の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第２スクリーン処理工程と、
   エッジ検出手段が、前記画像データが示す画像に含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出工程と、
   出力手段が、前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第１スクリーン処理手段により処理された画像と前記第２スクリーン処理工程により処理された画像との階調ビット毎の論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第１スクリーン処理工程により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力する出力工程と、
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
6. 画像データをスクリーン処理しスクリーン処理画像データを生成する画像処理方法であって、
   入力手段が、画像データを入力する入力工程と、
   設定手段が、出力するスクリーン処理画像データの階調を設定する設定工程と、
   第１スクリーン処理手段が、第１の分解能でスクリーン処理を行うための第１の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第１スクリーン処理工程と、
   第２スクリーン処理手段が、前記第１の分解能よりも分解能が高い第２の分解能でスクリーン処理を行うための第２の閾値マトリックスを用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第２スクリーン処理工程と、
   第３スクリーン処理手段が、階調値増加による網点成長を面積拡大による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第１の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第３スクリーン処理工程と、
   第４スクリーン処理手段が、面積拡大による網点成長を階調値増加による網点成長よりも優先するように設定された（２^Ｌ−１）個の閾値マトリックスを含む第２の閾値マトリックス群を用いて前記画像データに対しスクリーン処理を施す第４スクリーン処理工程と、
   エッジ検出手段が、前記画像データが示す画像に含まれるオブジェクトのエッジ部を検出するエッジ検出工程と、
   出力手段が、前記設定工程により１ビット階調が設定された場合、前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第１スクリーン処理工程により処理された画像と前記第２スクリーン処理工程により処理された画像との論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第１スクリーン処理工程により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力し、前記設定工程によりＬビット（Ｌは２以上の整数）階調が設定された場合、前記エッジ検出部においてエッジ部であると検出された領域に対しては、前記第３スクリーン処理工程により処理された画像と前記第４スクリーン処理工程により処理された画像との階調ビット毎の論理和演算により得られる画像を選択し、前記エッジ部以外の領域に対しては、前記第３スクリーン処理工程により処理された画像を選択することにより得られる画像を前記スクリーン処理画像データとして出力する、出力工程と、
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
7. コンピュータを請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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