JP2013251740A - 画像処理装置、プログラム及びコンピュータ可読記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式の画像形成装置で印刷を行う際に、画質の劣化を抑える画像処理装置を提供する。
【解決手段】画像処理装置は、入力画像データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを補正処理して第１の画像データを出力し、入力画像データに対して当該ハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行い、第２の画像データを出力し、入力画像データの画素値の変化量を検出し、各画素での画素値の変化量を含む変化データとして出力する変化検出手段と、各画素について、誤差検出手段が検出する画素の誤差と、変化検出手段が検出する当該画素での画素値の変化量との和に基づく値により当該画素の混合比率を決定する決定手段と、混合比率に従い、第１の画像データと第２の画像データの画素値を混合して出力画像データを生成する混合手段と、を備えており、和に基づく値が大きくなると、第２の画像データの混合比率は同じか大きくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハーフトーン処理による画質劣化を抑える画像処理装置に関する。

近年、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で処理したデータに基づく画像を、記録材に印刷することが広く行われている。ここで、印刷を行う装置で表現可能な各画素の階調数は、ＰＣが表現できる各画素の階調数より少ないことが多い。この様な印刷を行う装置へ画像データを出力する際、多階調の画像データをより少ない階調数の画像データに変換するハーフトーン処理が行われる。ハーフトーン処理の１つとして、周期的に繰り返す閾値と入力値との比較によって出力値（量子化値）を決定する組織的ディザ法が知られている。組織的ディザ法においては、入力画像が閾値の周期に対応する空間周波数に近い周波数成分を含む場合、閾値の空間周波数との差分に相当する画質劣化を出力画像に生じさせることが知られている。具体的には、文字のがたつき、細線の途切れ、入力画像との干渉縞（モアレ）等が生じ、出力画像の見た目の解像度を低下させる画質劣化を引き起こしてしまう。

このような画質劣化の抑制ため、特許文献１は、画像内の組織的ディザ法による誤差値が大きい箇所を、別のハーフトーン処理法によるデータで置き換えることで、画質劣化を抑制することを提案している。また、特許文献２は、画像データ内のエッジの大きさに基づき重み付け係数を決定し、決定した重み付け係数に応じて、異なる周波数成分をもつ２つのハーフトーン処理の画素値から、出力する画素値を決定することを提案している。具体的には、周辺画素に比べてエッジが大きい画素については高い周波数成分をもつハーフトーン処理の重み付けを大きくている。これにより、低い周波数成分をもつハーフトーン処理では再現できないエッジ部の解像度を維持している。

特開２０１１−１５５６３２号公報 特開２００２−０４４４４９号公報

特許文献１の構成では、組織的ディザのもつ閾値の周期成分で補正を行うため、印刷対象の画像が、組織的ディザ法で使用する閾値の周期より短い周期で変化している場合、その形状を維持することができない。これに対して、特許文献２の構成は、印刷対象の画像の解像度を保ったまま劣化部分の補正を行うものである。しかしながら、電子写真方式の画像形成装置において、ある画素の現像剤像は、周囲にある画素からの影響により変動することがあり、特許文献２の構成ではエッジ部分の形状を安定して再現することができない。

本発明は、電子写真方式の画像形成装置で印刷を行う際に、画質の劣化を抑える画像処理装置及びプログラムを提供するものである。

本発明の一態様によると、画像処理装置は、入力画像データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを出力するハーフトーン処理手段と、前記入力画像データと前記ハーフトーン画像データの差分を評価して、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により生じる各画素の誤差を検出し、誤差データとして出力する誤差検出手段と、前記誤差データにより前記ハーフトーン画像データを補正処理して第１の画像データを出力する第１の処理手段と、前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行い、第２の画像データを出力する第２の処理手段と、前記入力画像データの画素の画素値と、当該画素を基準とした第１の範囲の画素の画素値から当該画素での画素値の変化量を検出し、各画素での画素値の変化量を含む変化データとして出力する変化検出手段と、各画素について、前記誤差検出手段が検出する画素の誤差と、前記変化検出手段が検出する当該画素での画素値の変化量との和に基づく値により当該画素の混合比率を決定する決定手段と、前記混合比率に従い、前記第１の画像データと前記第２の画像データの画素値を混合して出力画像データを生成する混合手段と、を備えており、前記和に基づく値が大きくなると、前記決定手段が決定する前記第２の画像データの混合比率は同じか大きくなることを特徴とする。

電子写真方式の画像形成装置で印刷を行う際に、画質の劣化を抑えることができる。

一実施形態による画像処理部の構成を示す図。 一実施形態による画像形成装置の画像形成部の構成図。 一実施形態によるホストＰＣ及び画像形成装置の構成図。 一実施形態によるホストＰＣ及び画像形成装置の構成図。 感光体の表面に形成されるトナー像の説明図。 トナー像の形成に周辺画素が与える影響の説明図。 一実施形態によるハーフトーンテーブルを示す図。 一実施形態によるフィルタを示す図。 一実施形態による階調性保存処理部の構成図。 一実施形態による画像データ及びハーフトーン画像データを示す図。 図９の画像データをフィルタ処理した画像データ及びハーフトーン誤差データを示す図。 一実施形態による階調性保存処理部が生成するデータを示す図。 一実施形態による階調性保存処理部が生成するデータを示す図。 一実施形態による階調変化検出部での処理を説明する図。 一実施形態による解像度保存処理部の構成と、濃度補正処理部の処理の説明図。 一実施形態による混合比率αの決定に使用するグラフ。 一実施形態による混合比率αの決定のためのフローチャート。 画像処理部への例示的な入力データと、画像処理部の各部が生成する例示的なデータを示す図。 画像処理部の各部が生成する例示的なデータを示す図。 画像処理部の各部が生成する例示的なデータを示す図。 画像処理部の各部が生成する例示的なデータを示す図。 画像処理部の各部が生成する例示的なデータを示す図。 画像処理部の各部が生成する例示的なデータを示す図。 一実施形態による画像処理部の構成図。 一実施形態による画像処理部の出力画像データ決定のフローチャート。 一実施形態による画像処理部の構成図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は本発明の理解を目的とするものであって、本発明を限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
まず、図２を参照して、本実施形態の画像形成装置１０について説明する。画像形成装置１０は、記録材（記録媒体）に画像を形成するために、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の４色の現像剤（トナー）を使用して、記録材上にカラー（多色）画像を形成する。なお、図２において、参照符号の末尾のアルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、対応する構成要素がそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を中間転写体２９（中間転写ベルト）に形成するためのものであることを示している。なお、色を区別する必要がない場合には、アルファベットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除いた参照符号を使用する。

帯電部２３は、回転駆動される感光体２２の表面を帯電させ、露光部２４は、感光体２２の表面をレーザ光で走査・露光して感光体２２の表面に静電潜像を形成する。現像部２６は、対応する色のトナーを有し、像担持体である感光体２２表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。なお、参照符号２５は、現像部２６にトナーを供給するトナー・カートリッジである。一次転写部２７は、対応する感光体２２に形成されたトナー像を像担持体である中間転写体２９に転写する。中間転写体２９は複数のローラにより張架されており、その内の駆動ローラの回転駆動により、図の矢印の方向に回転している。各一次転写部２７は、各色の感光体２２に形成されたトナー像を中間転写体２９に重ねて転写することでカラー画像を中間転写体２９に形成する。

二次転写部２８は、搬送経路３０を搬送されてくる記録材に、中間転写体２９に形成されたトナー像を転写する。記録材に転写されたトナー像は、その後、図示しない定着部において定着される。センサ２３１は、濃度制御のために設けられ、中間転写ベルト２９に形成される試験用のトナー像に光を照射し、その反射光を受光することで当該試験用のトナー像の濃度を検出する。なお、図２の画像形成装置１０は、中間転写体２９を使用するものであるが、各感光体２２に形成したトナー像を記録材に直接転写するものであっても良い。

続いて、図３を参照して、画像形成装置１０と、画像形成装置１０に印刷を行わせるホストＰＣ２１０において実行される処理について説明する。

文書作成ソフトウェアや図形描画ソフトウェア等の、ホストＰＣ２１０において実行中のアプリケーション３０１は、印刷用の描画データ及び制御データをプリンタドライバで実現されているＰＤＬ（ページ記述言語）変換部３０２に出力する。描画データは、例えば、印刷対象の画像の画素値（階調値とも呼ぶ）及び属性情報を含むデータである。属性情報は、例えば、画像の種類（文字、グラフィクス又はイメージ）を識別するための情報である。制御データは、例えば、印刷に使用する記録材のサイズ、印刷部数等を含むデータである。ＰＤＬ変換部３０２は、描画データを圧縮データに変換し、変換後のデータと制御データとを含むＰＤＬデータを生成して、画像形成装置１０へ送信する。

画像形成装置１０のＣＰＵ２２５には、制御プログラムの実行によりレンダラ３０３と、制御情報生成部３０４が実現されている。レンダラ３０３は、ホストＰＣ２１０から受信するＰＤＬデータに含まれる圧縮データを描画データへと伸張してＲＡＭ２２２に格納する。本実施形態において、描画データは、ＲＧＢ色空間で表現されるＲＧＢデータとする。ＲＡＭ２２２に格納された描画データは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）へと出力される。また、制御情報生成部３０４は、受信するＰＤＬデータに含まれる制御データから、ＡＳＩＣにおいて使用する制御情報を生成してＡＳＩＣに出力する。さらに、制御情報生成部３０４は、ＲＯＭ２２１に保存されているＡＳＩＣでの処理に必要となる制御情報もＡＳＩＣに出力する。なお、ＲＯＭ２２１に保存されている制御情報とは、例えば、色変換テーブル、ガンマ補正テーブル、ハーフトーンテーブル、フィルタテーブル等を含む情報である。

ＡＳＩＣには、図３に示す様に、色変換処理部３０５と、画像処理部３０６と、ＰＷＭ処理部３０７が実現されている。色変換処理部３０５は、ＲＡＭ２２２から取得するＲＧＢデータを、ＣＭＹＫ色空間で表現された階調値Ｃ_１、Ｍ_１、Ｙ_１、Ｋ_１に変換して画像処理部３０６に出力する。

画像処理部３０６は、本実施形態による画像処理装置に該当し、制御情報に含まれるハーフトーンテーブル、フィルタテーブル等を用いて階調変換を行う。具体的には、階調値Ｃ_１、Ｍ_１、Ｙ_１、Ｋ_１を、ＰＷＭ処理部３０７で表現可能な階調値Ｃ_２、Ｍ_２、Ｙ_２、Ｋ_２へ変換してＰＷＭ処理部３０７に出力する。

ＰＷＭ処理部３０７は、入力された階調値Ｃ_２、Ｍ_２、Ｙ_２、Ｋ_２から、各色に対応する露光部２４による露光を制御するための露光制御信号Ｔ_ｃ、Ｔ_ｍ、Ｔ_ｙ、Ｔ_ｋをそれぞれ生成する。露光制御信号は、１ドット、つまり１画素当たりのレーザ発光幅を示すものであり、ＰＷＭ処理部３０７は、入力される階調値に応じてレーザ発光幅を決定する。ＰＷＭ処理部３０７は、各露光制御信号を、対応する色の露光部２４に出力し、露光部２４は、入力される露光制御信号に従いレーザを発光させる。

なお、ＲＧＢ色空間及びＣＭＹＫ色空間の階調値は任意のビット数で表現でき、画像形成装置１０の色再現範囲の調整等を行うために、各階調値のビット数は増減され得る。本実施形態では、それぞれ８ビットとしている。

なお、本実施形態において画像形成装置１０のＡＳＩＣで行った処理については、図４に示す様に、ホストＰＣ２１０で実行しても良い。図４のＰＤＬ変換部３０２１は、画像処理部３０６が出力するＣＭＹＫ信号を描画データとしてＰＤＬデータに変換して画像形成装置１０へ送信する。画像形成装置１０のレンダラ３０３１は、ホストＰＣ２１０から受信するＰＤＬデータを画像処理部３０６が出力するＣＭＹＫ信号に変換してＰＷＭ処理部３０７に出力する。この場合、画像処理部３０６に対応する画像処理装置は、ホストＰＣ２１０において、例えば、プログラムにより実現される。

続いて、図５を用いて画像形成装置１０において、露光制御信号によりトナー像がどのように形成されるかについて説明する。なお、以下の説明においては、露光制御信号Ｔ_ｋに基づき露光部２４Ｋがブラックのトナー像を形成する場合について説明するが、他の色についても同様である。なお、図５の説明では、１画素を１５分割し、１画素に対応する露光時間の（１／１５）の時間を単位として露光時間を制御するものとする。

具体的には、図５（Ａ）に示す様に、露光制御信号Ｔ_ｋは、ＨｉとＬｏとの間でレベルが変化するパルス信号で表される。なお、Ｈｉレベルは、レーザを点灯（発光）させ、Ｌｏレベルは、レーザを消灯させることに対応する。本実施形態では、上述した様に、１画素の幅を１５分割して、各画素の露光時間を、この分割した幅のｎ倍（ｎは０から１５）で制御する。なお、露光幅が１画素未満の場合は、１画素の中央部分が露光される様にする。また、感光体２２上を走査するレーザ光は、図５（Ｂ）のような直径Ｌｄの略円形であり、一例として、直径Ｌｄは、１画素の√２倍とする。つまり、解像度６００ｄｐｉのプリンタにおいて、直径Ｌｄは約６０（μｍ）となる。また、レーザ光量は、その照射範囲内で一定であるものとする。

図５（Ｃ）は、画素４３の露光時間が、１画素の７／１５であるときに、画素４３が露光される様子を示している。図５（Ｃ）に示す様に、露光幅が１画素未満であるため、１画素の中央部分を露光している。具体的には、レーザ照射範囲の中心が、図５（Ｃ）のＴ１の位置に来ると（符号２４１ｔ_１で示す状態）レーザの発光を開始し、Ｔ２の位置に来ると（符号２４１ｔ_２で示す状態）レーザの発光を停止する。

感光体２２Ｋの表面のレーザ光が照射された領域の表面電位は、帯電部２３により帯電された電位であるＶ_Ｄより低下する。露光による表面電位の変化量は、露光部２４Ｋにより露光される時間に依存する。よって、照射範囲２４１ｔ_１と照射範囲２４２ｔ_２が重複する範囲では、感光体２２Ｋの表面電位の変化が最大となり、その範囲からから離れていくにつれて変化量が小さくなっていく。図５（Ｃ）には、線４５に沿った感光体２２Ｋの表面電位の変化も併せて示している。線４５上において、照射範囲２４１ｔ_１と照射範囲２４２ｔ_２の重複領域は約１画素分あり、その範囲において電位の変化率が最大となっている。なお、図５（Ｃ）においては、レーザ光が照射されている領域の電位の変化を簡易的に階段状としているが、電位は実際には滑らかに変化していく。

露光部２４Ｋによる露光の結果、感光体２２Ｋの表面電位の絶対値が現像部２６Ｋの現像バイアスＶ_ｄｅｖを下回ると、現像部２６Ｋからのブラックのトナーが付着する。即ち、表面電位の絶対値が現像バイアスＶ_ｄｅｖを下回った領域においては静電潜像がトナーで現像されてトナー像が形成される。感光体２２Ｋの表面に付着するトナーの量は、表面電位と現像バイアスＶ_ｄｅｖとの差分が大きいほど多くなる。

図５（Ｄ）は、形成されるトナー像の一例である。図５（Ｃ）を用いて説明した様に、１画素未満の露光幅の場合、副走査方向に比べて、主走査方向の照射範囲が短くなり、図５（Ｄ）に示す様に、副走査方向に長い楕円上のドットが形成されることとなる。

続いて、図６を参照して、トナー像の形成時における周辺画素の影響について説明する。図６（Ａ）は、副走査方向に並ぶ２つの画素５０１、５０２を示し、図６（Ｂ）は主走査方向に並ぶ２つの画素５０３、５０４を示し、図６（Ｃ）は、斜め方向に並ぶ２つの画素５０５、５０６を示している。なお、画素５０１〜５０６の露光幅はいずれも７／１５としている。なお、図６（Ａ）〜（Ｃ）においては、感光体表面の電位変化の大きさを色の濃さで表している。つまり、色が濃いほど、電位変化が大きいことを表している。

図６（Ａ）の画素５０１について、レーザ光は、その照射範囲が５０１ｔ_１から５０１ｔ_２になるまでＯＮとなる。よって、レーザ照射範囲５０１ｔ_１と５０１ｔ_２両方を含む範囲の電位変化が最も高くなる。さらに、周辺画素である画素５０２に対しては、レーザ光は、照射範囲が５０２ｔ_１から５０２ｔ_２になるまでＯＮとなる。図６（Ａ）から明らかな様に、画素５０２に対する露光により画素５０１も影響を受ける。つまり、照射範囲５０１ｔ_１、５０１ｔ_２、５０２ｔ_１、５０２ｔ_２総ての重複領域の電位変化が大きくなる。

図６（Ｂ）の画素５０３について、レーザ光は、その照射範囲が５０３ｔ_１から５０３ｔ_２になるまでＯＮとなる。また、画素５０４について、レーザ光は、その照射範囲が５０４ｔ_１から５０４ｔ_２になるまでＯＮとなる。したがって、画素５０３に対する露光と、画素５０４に対する露光の両方で露光される、画素５０３と画素５０４の境界付近の領域の電位変化が比較的大きくなる。しかしながら、この境界付近の領域の大きさは、各画素の露光幅に依存する。つまり、露光幅が小さいほど隣接画素の照射範囲との共通部分が狭くなるため隣接画素に与える影響が小さくなる。つまり、主走査方向においては、図６（Ａ）に示す副走査方向より周囲の画素に影響を与え難くなる。

さらに、図６（Ｃ）に示す様に、斜め方向においては、副走査方向や、主走査方向に比べてその距離が√２倍となるため、周辺画素に与える影響はさらに小さくなる。

このように、レーザ光の照射範囲は注目画素に加えて周辺画素を含むため、周辺画素の露光特性に影響を与える。逆に注目画素は周辺画素からの影響を受ける。この影響度は、副走査方向が一番強く、続いて、主走査方向であり、斜め方向が一番小さくなる。従って、ＰＤＬデータに含まれる描画データに基づいて画像形成を行うに当たり、画像形成装置１０は、このような露光特性を考慮する必要がある。

＜画像処理部３０６の説明＞
図１は、本実施形態における画像処理部３０６の構成を示す図である。画像処理部３０６は、色変換処理部３０５より入力される画像データに対して、画像形成装置１０の階調特性に合わせるためのガンマ補正（図示せず。）を行う。その後、ガンマ補正された画像データＫ_１は、図１のハーフトーン処理部１０１と、ハーフトーン誤差検出部１００と、階調変化検出部１０６と、解像度保存処理部１０７に出力される。なお、以下の説明においては、ブラックの色に対する処理により説明するが、他の色についても同様である。なお、画像処理部３０６に入力される各画素の画素値は０〜２５５の整数で表されているものとする。なお、白色は画素値０、黒色は画素値２５５によって表現されるものとする。また、画像処理部３０６が出力する各画素の画素値は、本実施形態では、０〜１５の整数で表されているものとする。なお、白色は画素値０、黒色は画素値１５によって表現されるものとする。さらに、本実施形態では、ＰＷＭ処理部３０７が出力する露光制御信号の階調数を、画像処理部３０６が出力するのと同じ階調数、つまり、１６とする。つまり、ＰＷＭ処理部３０７は、各画素について、画像処理部３０６から出力される画像データにおける０〜１５のいずれかの階調値Ｄに対応して、露光部２４Ｋの１ドット当たりの露光幅をＤ／１５とする露光制御信号を生成する。以下、画像処理部３０６の各部の処理について説明する。

（ハーフトーン処理部１０１）
ハーフトーン処理部１０１は、ハーフトーンテーブルを用いて、２５６階調の画像データＫ_１を１６階調のハーフトーン画像データＨＴ（第１の画像データ）に変換する。ハーフトーンテーブルは、画像データＫ_１の各画素値を０〜１５の範囲の画素値に変換するための閾値を示す情報を含んでいる。本実施形態において、ハーフトーン処理部１０１が使用するハーフトーンテーブルは、図７（Ａ）に示す閾値番号テーブルと、図７（Ｂ）に示す閾値テーブルを含んでいる。

図７（Ｂ）の閾値テーブルの各列は、複数の閾値を含む閾値セットに対応し、行番号は出力する画素値に対応する。なお、閾値セットは列番号で特定される。例えば、番号０の閾値セットを使用する場合、入力画素値が０又は１である場合には、画素値０が出力され、入力画素値が２である場合には、画素値１が出力され、入力画素値が３又は４である場合には、画素値２が出力される。さらに、入力画素値が２０以上である場合には、画素値１５が出力される。同様に、番号１の閾値セットを使用する場合、入力画素値が０から２０である場合には、画素値０が出力され、入力画素値が４０以上である場合には、画素値１５が出力される。図７（Ａ）の閾値番号テーブルは、使用する閾値セットを特定するテーブルであり、本実施形態においては１３行×１３列のテーブルとしている。例えば、図７（Ａ）に示す閾値番号テーブルは、行番号が３で列番号が１の画素に対しては、番号３の閾値セットを適用することを示し、行番号が３で列番号が２の画素に対しては、番号２の閾値セットを適用することを示している。例えば、行番号が３で列番号が２の画素値が４２であるとする。このとき、ハーフトーン処理部１０１は、図７（Ａ）の閾値番号テーブルより番号２の閾値セットを選択する。したがって、図７（Ｂ）の閾値テーブルの第２列の値から、画素値４２は、画素値２に変換される。

図７（Ａ）に示す様に、閾値番号テーブルは、閾値セットの番号である０〜１２を示す１３個の要素から成るブロック６０１（太線で囲んだ領域）を単位として、ブロック６０１を繰り返し敷き詰めた形式となっている。ブロック６０１内で、１要素（画素）ずつ階調を変化させて、面積率を変化させることによって、ハーフトーン処理後の画像データにおいてより多くの階調表現が可能になる。本実施形態において、画像形成装置１０は、１画素当たり１６階調を表現可能であるため、閾値番号テーブルを用いたハーフトーン処理によって、１３×１５＋１＝１９６階調を表現することができる。すなわち、ブロック６０１のサイズが大きいほど、ハーフトーン処理による量子化幅（量子化のステップサイズ）が小さくなるため、より多くの階調数を表現することができる。

（ハーフトーン誤差検出部１００）
続いて、図１のハーフトーン誤差検出部１００について説明する。なお、図１に示す様に、ハーフトーン誤差検出部１００は、フィルタ処理部１０２及び１０３と、差分演算部１０４とを備えており、画像データＫ_１とハーフトーン画像データＨＴから、ハーフトーン誤差データＨＴＥを生成する。

（フィルタ処理部１０２）
フィルタ処理部１０２（第１のフィルタ処理部）は、画像データＫ_１に含まれる各画素を注目画素として、図８（Ａ）に示すように、注目画素を含む領域７０１内の画素の画素値のフィルタ処理、より詳しくは、平滑化処理をする。具体的には、注目画素を含む領域７０１内の画素の画素値の総和を領域７０１内の画素数で除算した値を出力値とする。なお、注目画素の位置によっては、領域７０１の一部は、画像データの外となるが、本実施形態においては、領域７０１の画像データの外となる画素の値を０として計算を行うものとする。なお、他のフィルタ処理についても同様である。しかしながら、領域７０１の画像データの外となる画素の値は０に限られるものではなく、他の方法により決定することも可能である。

本実施形態では、フィルタ処理部１０２において使用する領域７０１は、ハーフトーン処理部１０１において使用するハーフトーンテーブルのブロック６０１と対応するようにする。具体的には、ハーフトーン処理部１０１で各画素に対して用いたブロック６０１のサイズ・形状と、フィルタ処理部１０２が使用する領域７０１のサイズ・形状とが等しくなる様にする。しかしながら、領域７０１の形状は、ブロック６０１の形状と同じとすることには限定されない。例えば、図８（Ｂ）の符号７０２で示す形状（太線で囲んだ領域）であっても良い。また、例えば、複数のブロック６０１を結合した形状とすることもできる。すなわち、ハーフトーンテーブルの閾値番号テーブルの繰り返し周期、つまり、本例では１３と同じ、又は、その整数倍のブロックサイズであるならば、どのような形状でも適用可能である。これにより、行方向及び列方向のそれぞれについて、フィルタ処理部１０２のフィルタ次数が、ハーフトーン処理に用いた閾値の繰り返し周期の整数倍に設定される。

フィルタ処理部１０２は、画像データＫ_１内のすべて画素をそれぞれ注目画素として、上述したフィルタ処理により各画素の値を計算し、画像データＫ_１を平滑化した、平滑化データを差分演算部１０４に出力する。

（フィルタ処理部１０３）
フィルタ処理部１０３（第２のフィルタ処理部）は、ハーフトーン処理部１０１より入力されたハーフトーン画像データＨＴ内のすべての画素をそれぞれ注目画素として、フィルタ処理部１０２で使用したのと同じフィルタにより画素値を平滑化する。つまり、フィルタ処理部１０３は、処理対象の画像データが異なるだけで、その処理はフィルタ処理部１０２と同様である。これにより、ハーフトーン画像データＨＴが平滑化される。

（差分演算部１０４）
差分演算部１０４は、フィルタ処理部１０２及び１０３のそれぞれから入力された平滑化データの差分を評価して、その評価結果をハーフトーン誤差データＨＴＥとして階調性保存処理部１０５と混合比率決定部１０８に出力する。ハーフトーン誤差データＨＴＥには、ハーフトーン画像データＨＴの各画素について、ハーフトーン処理部１０１によるハーフトーン処理によって生じたハーフトーンの量子化誤差を示す誤差値が含まれる。なお、本実施形態では、ハーフトーン誤差データＨＴＥを、（フィルタ処理部１０２の出力データ）−（フィルタ処理部１０３の出力データ）としている。すなわち、ハーフトーン誤差データＨＴＥがプラスの場合は、ハーフトーン処理部１０１の処理によって入力画像の濃度が薄くなっていることを示し、マイナスの場合は、入力画像の濃度が濃くなっていることを示している。

なお、フィルタ処理部１０２での処理の元となる画像データＫ_１の階調数は２５６であり、フィルタ処理部１０３での処理の元となるハーフトーン画像データＨＴの階調数は１６である。よって、差分演算部１０４は、第１及び第２のフィルタ処理画像データにおける１画素当たりの最大値が同一となるように、それぞれの画像データに含まれる各画素の画素値を正規化した後、差分値を計算する。具体的には、例えば、フィルタ処理部１０３が出力する各画素の値を１７倍して、フィルタ処理部１０２の出力データからの減算を行う。

（階調性保存処理部１０５）
階調性保存処理部１０５（第１の処理手段）は、図９（Ａ）に示す様に、量子化処理部８１と、加算処理部８２を備えている。階調性保存処理部１０５では、ハーフトーン処理部１０１が出力するハーフトーン画像データＨＴに対応する画像の劣化を補正する。階調性保存処理部１０５の処理によって、画像データＫ_１に含まれる周期的なパターンと組織的ディザとの干渉稿（モアレ）を補正し、画像データＫ_１の階調性を維持することができる。

ハーフトーン誤差データＨＴＥは、前述の通り、画像データＫ_１とハーフトーン処理部１０１によるハーフトーン画像データＨＴとの差分値である。ハーフトーン画像データＨＴにハーフトーン誤差データＨＴＥを加算することで、入力画像に忠実な階調性を保つように補正することができる。しかしながら、ハーフトーン画像データＨＴにハーフトーン誤差データＨＴＥを単に加算処理するのみでは、トナー像を顕在化するために必要なレーザ照射量を確保できないことが多く、印刷画像上で十分に再現されない。そこで、本実施形態では、ハーフトーン誤差データＨＴＥを印刷画像で再現可能な値に量子化を行った後にハーフトーン画像データＨＴと加算処理する。これにより、入力画像に忠実な階調性を保つように補正することができる。また、本実施形態では、後述する様に、量子化処理部８１は、組織的ディザ法を使用するが、他の処理を使用することもできる。

以下、図９（Ｂ）を参照して、量子化処理部８１での処理について詳細に説明する。量子化処理部８１は、分離処理部８１０と、符号反転部８１１と、ハーフトーン処理部８１２及び８１３と、を備えている。分離処理部８１０は、入力されるハーフトーン誤差データＨＴＥの正負を判定し、誤差が負の値を０に変換した第１の誤差データをハーフトーン処理部８１２（第１の量子化部）に出力する。一方、分離処理部８１０は、ハーフトーン誤差データＨＴＥの誤差が正の値を０に変換して符号反転部８１１に出力し、符号反転部８１１はさらに符号を反転させた第２の誤差データをハーフトーン処理部８１３（第２の量子化部）に出力する。ハーフトーン処理部８１２は、第１の誤差データを組織的ディザ法により量子化して第１の量子化データを出力する。同様に、ハーフトーン処理部８１３は、第２の誤差データを組織的ディザ法により量子化して第２の量子化データを出力する。例えば、ハーフトーン処理部８１２及び８１３は、ハーフトーン処理部１０１と同様に、閾値番号テーブルと閾値テーブルから出力値を決定することもできる。本実施形態では、ハーフトーン処理部８１３は、図７（Ａ）の閾値番号テーブルと図７（Ｂ）の閾値テーブルを使用するものとする。これに対して、ハーフトーン処理部８１２は、図７（Ａ）の位相をずらした、図７（Ｅ）の閾値番号テーブルと図７（Ｂ）の閾値テーブルを使用するものとする。

量子化処理部８１は、ハーフトーン処理部８１２が出力する各画素の画素値から、ハーフトーン処理部８１３が出力する対応する画素の画素値を減じたデータを、量子化データＱとして出力とする。加算処理部８２は、ハーフトーン画像データＨＴと量子化データＱの対応画素の画素値の加算処理を行い、階調性保存データＧ（＝ＨＴ＋Ｑ）として出力する。

以下、図１０〜図１３を用いてハーフトーン処理部１０１と、ハーフトーン誤差検出部１００と、階調性保存処理部１０５のそれぞれが出力する各画素のデータについて説明する。

図１０（Ａ）は、画像処理部３０６に入力される画像データＫ_１の一例であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）の画像データＫ_１を視覚的に表現したものである。なお、以下の図１０〜図１３は、図１０（Ａ）の画像データＫ_１を入力した場合に、各機能ブロックが出力するデータを示している。まず、図１０（Ｃ）は、ハーフトーン処理部１０１が出力するハーフトーン画像データＨＴである。なお、使用するハーフトーンテーブルは、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すものとする。また、図１０（Ｄ）は、図１０（Ｃ）のデータを視覚的に表現したものである。図１０（Ａ）に示す画像データＫ_１の様な、周期的なパターンが存在する画像にディザ処理を施すと、図１０（Ｃ）に示す様に画像データＫ_１の周期とディザ処理の周期が干渉して、モアレが発生する。そこで、ハーフトーン誤差検出部１００は、ハーフトーン処理部１０１によって劣化した画像の部分を求める。

図１１（Ａ）は、フィルタ処理部１０２が出力するデータであり、図１１（Ｂ）は、フィルタ処理部１０３が出力するデータである。また、図１１（Ｃ）は、差分演算部１０４が出力するハーフトーン誤差データＨＴＥである。なお、上述した様に最大値を揃えるため、差分演算部１０４は、フィルタ処理部１０３が出力するデータを１７倍してフィルタ処理部１０２が出力するデータから減じている。なお、図１１（Ｄ）は、図１１（Ｃ）のハーフトーン誤差データＨＴＥを視覚的に表現したものである。図１１（Ｃ）に示す様に、ハーフトーン誤差データＨＴＥは、ハーフトーン画像データＨＴの内、画像データＫ_１より濃度が薄くなった画素においては正の値となり、濃くなった画素においては負の値となることがわかる。このように、ハーフトーン誤差検出部１００は、ハーフトーン処理部１０１でのハーフトーン処理によって発生した誤差の定量値を検出して出力する。

図１２（Ａ）は、分離処理部８１０がハーフトーン処理部８１２に出力する画像データであり、図１２（Ｂ）は、符号反転部８１１がハーフトーン処理部８１３に出力する画像データである。ハーフトーン処理部８１２は、図７（Ｂ）及び（Ｅ）のハーフトーンテーブルにより、図１２（Ａ）の画像データを量子化する。図１２（Ｃ）は、ハーフトーン処理部８１２が出力する画像データであり、図１２（Ｄ）は、図１２（Ｃ）の画像データを視覚的に表現したものである。同様に、ハーフトーン処理部８１３は、図７（Ａ）及び（Ｂ）のハーフトーンテーブルにより、図１２（Ｂ）の画像データを量子化する。図１３（Ａ）は、ハーフトーン処理部８１３が出力する画像データであり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の画像データを視覚的に表現したものである。量子化データＱは、図１２（Ｃ）の画像データから図１３（Ａ）の画像データを減じたものとなる。

図１３（Ｃ）は、階調性保存データＧを示し、図１０のハーフトーン画像データＨＴに、図１２（Ｃ）の画像データを加えて、図１３（Ａ）の画像データを減じたものである。なお、本実施形態においては、図１３（Ａ）の画像データを減じることでその値が負となる画素については、その画素値を０とする。なお、図１３（Ｃ）においては、計算結果を示すために負のままとしている。また、図１３（Ｄ）は、図１３（Ｃ）の画像データを視覚的に表現したものである。図１３（Ｃ）に示す通り、階調性保存データＧでは、ハーフトーン処理部１０１での処理により生じる周期的パターンを低減させることができ、よって、モアレが抑制される。なお、本実施形態では階調性保存データＧの画素の値が負になった時は、その画素の値を０とするのみであるが、負の場合には、その値を近隣画素に配分して近隣画素から減じる、つまり、近隣画素に拡散させることで、より高精度にモアレを除去することができる。

（階調変化検出部１０６）
続いて、図１４を参照して、図１の階調変化検出部１０６での処理について説明する。階調変化検出部１０６は、画像データＫ_１の注目画素を基準とした第１の範囲における階調変化の度合いＲＬｖを検出し、その値を混合比率決定部１０８へと出力する。具体的には、例えば、図１４（Ａ）に示すような３×３画素のマトリクス内の中心を注目画素として、注目画素と、第１の範囲である周辺８画素との差分値Ｓｕｂ（ｎ）を以下の式でそれぞれ計算する。
Ｓｕｂ（ｎ）＝ｐ５−ｐ（ｎ） （１≦ｎ≦９）
さらに、計算した９つの差分値の中の最大値を、当該注目画素に対する階調変化データＲＬｖとして出力する。階調変化データＲＬｖは、注目画素の画素値が、その近傍における画素からどれだけ変化しているかを示す値である。なお、上記方法以外にも、図１４(Ｂ）に示すラプラシアンフィルタの出力値を用いることもできる。また、その他のエッジ検出用フィルタを用いることもできる。

（解像度保存処理部１０７）
続いて、図１の解像度保存処理部１０７（第２の処理部）での処理について説明する。図１５（Ａ）に示す様に、解像度保存処理部１０７は、ハーフトーン処理部１５０１と、周辺画素特性検出部１５０２と、濃度補正処理部１５０３と、を含んでいる。ハーフトーン処理部１５０１は、入力画像データＫ_１に対して、ハーフトーン処理部１０１よりも高解像度のハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データＨＨＴを濃度補正処理部１５０３に出力する。また、周辺画素特性検出部１５０２は、画像データＫ_１の注目画素周辺の画素の濃度の状態から周辺画素特性情報ＮＰＣを検出し、濃度補正処理部１５０３へと出力する。濃度補正処理部１５０３は、周辺画素特性情報ＮＰＣに応じて濃度補正値（γ）を決定し、ハーフトーン画像データＨＨＴの濃度補正処理を行う。後述するように、濃度補正値は電子写真特性を考慮して決定され、ハーフトーン画像データＨＨＴが印刷画像上で適切に再現されるように濃度補正処理が行われる。濃度補正処理部１５０３は、濃度補正処理を行った後のデータを解像度保存データＲ（第２の画像データ）として、混合部１０９へ出力する。なお、解像度保存データＲは、後述する混合部１０９における処理によって、画像内で解像度の維持が優先される箇所に適用される。

以下、解像度保存処理部１０７での処理の詳細について説明する。ハーフトーン処理部１５０１は、ハーフトーン処理部１０１よりも高解像度のハーフトーン画像データを出力する処理を行う。本実施形態では、図７（Ｃ）の閾値番号テーブル及び図７（Ｄ）の閾値テーブルを含むハーフトーンテーブルを使用する。しかしながら、ハーフトーン処理部１０１が使用するハーフトーンテーブルより繰返し周期が短ければ、使用するハーフトーンテーブルはこれに限定されず、例えば、誤差拡散法等を利用できる。

周辺画素特性検出部１５０２（第３のフィルタ部）は、画像データＫ_１の注目画素周辺の３×３画素の画素濃度から、重み付き平均である周辺画素特性情報ＮＰＣを決定する。具体的には、例えば、図１４（Ａ）のような中心ｐ５を注目画素とした３×３画素の第２の範囲内にある画素値と、図１４（Ｃ）のように重み付けされたフィルタによるフィルタ演算を行う。図１４（Ｃ）は、周辺画素特性検出部１５０２が使用するフィルタの一例であり、重みづけ係数はＲＯＭ２２１に格納された値であっても、センサ２３１により検出する濃度に基づき動的に生成する値であってもよい。図１４（Ｃ）に示すフィルタは、中心画素に対して、縦方向（副走査方向）＞横方向（主走査方向）＞斜め方向の順番で重みづけの大きさを変えたものである。これは、図５で説明したように電子写真の特性上、縦、横、斜め方向の現像剤の再現性が異なるため、再現性に応じて濃度補正値を変えるためである。

濃度補正処理部１５０３は、入力されるハーフトーン画像データＨＨＴを濃度補正するための濃度補正値γを周辺画素特性情報ＮＰＣに応じて決定する。図１５（Ｂ）は、本実施形態における、濃度補正値γと周辺画素特性情報ＮＰＣの関係を示している。図１５（Ｂ）に示すγ_ｍａｘ、γ_ｍｉｎ、Ｃ_ｌｏｗ及びＣ_ｈｉｇｈは、ＲＯＭ２２１に予め保存された値である。例えば、γ_ｍａｘ＝２．０、γ_ｍｉｎ＝１．０、Ｃ_ｌｏｗ＝０、Ｃ_ｈｉｇｈ＝４である。図１５（Ｂ）に示す様に、濃度補正値γは周辺画素特性情報ＮＰＣにより、以下の式によって決定される。

濃度補正処理部１５０３は、入力されるハーフトーン画像データＨＨＴの各画素値に対して、対応する画素の濃度補正値γに基づき以下の演算による濃度補正処理を行い、解像度保存データＲとして出力する。

ここで、Ｑ_ｍａｘは、ＰＷＭで再現できる１画素の最大の量子化値を示しており、本実施形態ではＱ_ｍａｘ＝１５である。

以上、注目画素の周辺画素特性情報ＮＰＣより濃度補正値γを決定し、濃度補正を行う構成とする。この構成により、周辺画素の影響を考慮した濃度補正が行われ、電子写真プロセスでは不安定で再現しにくい方向に隣接する画素でもトナー形成を安定して行うことができる。

（混合比率決定部１０８）
続いて、図１の混合比率決定部１０８について説明する。混合比率決定部１０８は、差分演算部１０４からのハーフトーン誤差データＨＴＥと、階調変化検出部１０６からの階調変化データＲＬｖから混合比率αを決定する。なお、混合比率αは、階調性保存データＧと解像度保存データＲを合成する際の、解像度保存データＲの割合を示し、本実施形態では０以上、かつ、１以下の値とする。よって、α＝０の時に解像度保存データＲの重みが最小となり、α＝１の時に解像度保存データＲの重みが最大となる。混合比率決定部１０８は、ハーフトーン誤差データＨＴＥが正の時（ＨＴＥ＞０）に、階調変化データＲＬｖとハーフトーン誤差データＨＴＥとを加算処理してエッジ補正指標Ｅを求める。その後、混合比率決定部１０８は、求めたエッジ補正指標値Ｅに基づき混合比率αを決定する。

以下、図１６及び図１７を参照して、混合比率αの決定について説明する。図１７は、混合比率決定部１０８が実行する混合比率α決定処理のフローチャートである。混合比率決定部１０８は、Ｓ１１において、各画素のハーフトーン誤差データＨＴＥが正の値であるかを判定する。正でなければ、混合比率決定部１０８は、Ｓ１２において、当該画素のハーフトーン誤差データＨＴＥの値を０とする。つまり、ハーフトーン誤差データが、ハーフトーン処理部１０１での処理により濃度が濃くなったことを示している場合には誤差を所定値である０にする。続いて、混合比率決定部１０８は、Ｓ１３において、対応画素の階調変化データＲＬｖとハーフトーン誤差データＨＴＥとを加算処理した値をエッジ補正指標Ｅとして計算する。混合比率決定部１０８は、Ｓ１４において、各画素のエッジ補正指標Ｅが、第１の閾値Ｍ_ｌｏｗより小さいか否かを判定する。混合比率決定部１０８は、Ｓ１６において、第１の閾値Ｍ_ｌｏｗより小さい画素の混合比率αを０（第１の値）に決定する。一方、エッジ補正指標Ｅが第１の閾値以上、つまり、Ｍ_ｌｏｗ以上である場合、混合比率決定部１０８は、Ｓ１５において、エッジ補正指標Ｅが第２の閾値Ｍ_ｈｉｇｈより大きいか否かを判定する。混合比率決定部１０８は、Ｓ１７において、第２の閾値より大きい画素の混合比率αを１（第２の値）に決定する。また、混合比率決定部１０８は、Ｓ１８において、エッジ補正指標値Ｅが第１の閾値以上、かつ、第２の閾値以下の画素の混合比率αを（Ｅ−Ｍ_ｌｏｗ）／（Ｍ_ｈｉｇｈ−Ｍ_ｌｏｗ）に決定する。つまり、エッジ補正指標値ＥがＭ_ｌｏｗ以上、かつ、Ｍ_ｈｉｇｈ以下において、混合比率αはエッジ補正指標値Ｅに比例する。図１６（Ａ）に、エッジ補正指標値Ｅと混合比率αの関係を示す。

図１６（Ａ）より、ハーフトーン誤差データＨＴＥが大きいくなると、また、階調変化データＲＬｖが大きくなると、混合比率αは同じか大きくなることがわかる。つまり、解像度保存データＲの重みが同じか大きくなることがわかる。なお、以下の例においては、第１の閾値Ｍ_ｌｏｗ＝６４、第２の閾値Ｍ_ｈｉｇｈ＝１４０として説明する。

（混合部１０９）
混合部１０９は、混合比率決定部１０８より入力される混合比率αに応じて階調性保存データＧ及び解像度保存データＲを混合処理して出力画像データＫ_２を生成する。具体的には、出力画像データＫ_２の各画素は、対応する画素の階調性保存データＧ、解像度保存データＲ及び混合比率αから、以下の式により求められる。
Ｋ_２＝α×Ｒ+（１−α）×Ｇ
このように、混合比率αを画素ごとに切り替えることで、階調性保存データＧ及び解像度保存データＲを不整合なく切り替えることができる。

＜本実施形態の有効性＞
図１８から２３を用いて本実施形態の有効性について説明する。図１８（Ａ）は、斜めの細線を含む、画像処理部３０６への階調補正後の入力画像データＫ_１を示している。なお、１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）の画像データを視覚的に表現したものである。以下の各図は、この画像データＫ_１に対する画像処理部３０６内の各部の出力を示している。なお、各部が使用するハーフトーンテーブルは、図６に示す通りとする。まず、ハーフトーン処理部１０１は、図１８（Ｃ）に示すハーフトーン画像データＨＴを出力する。図１８（Ｄ）は、図１８（Ｃ）の画像データを視覚的に表現したものである。図１８（Ｃ）に示す様に、ハーフトーン処理による誤差によってデータが欠落し、符号１９０２の位置などで細線が途切れていることが確認できる。ハーフトーン誤差検出部１００は、図１９（Ａ）に示すハーフトーン誤差データＨＴＥを出力する。なお、図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）の画像データを視覚的に表現したものである。図１９（Ｃ）は、階調性保存処理部１０５が出力する階調性保存データＧであり、図１９（Ｄ）は、図１９（Ｃ）の画像データを視覚的に表現したものである。前述したように、階調性保存処理部１０５における処理で補正される解像度は、フィルタ処理部１０２及び１０３で使用する、例えば、図７（Ａ）に示すフィルタの解像度に依存する。そのため、図１８（Ａ）に示す様な、解像度の高い、つまり、細線のところにおける画素値の空間的変化が激しい画像データＫ_１に対応する画像を再現することができない。

そこで、本実施形態においては、階調変化検出部１０６が検出する空間的な階調変化の大きい画素データに対して、解像度保存処理部１０７が出力する解像度保存データＲの重みを大きくして画像データＫ_１の解像度を維持する。

図２０（Ａ）は、階調変化検出部１０６が出力する階調変化データＲＬｖを示している。階調変化検出部１０６は、画像データＫ_１の注目画素と周辺画素の差分値の最大値を階調変化データＲＬｖとしている。したがって、図１８（Ａ）に示す画像データＫ_１に対する階調変化データＲＬｖは、画像データＫ_１内の階調が変化するエッジ部分で大きくなり、その値はＲＬｖ＝９６となっている。図２０（Ｂ）は、解像度保存処理部１０７が出力する解像度保存データＲである。

上述した様に、本実施形態では、混合比率αの決定に階調変化データＲＬｖのみならず、ハーフトーン誤差データＨＴＥを考慮する。以下に、その理由を述べる。まず、ハーフトーン誤差データＨＴＥを考慮しない場合について説明する。なお、以下の各図も図１９（Ａ）の画像データＫ_１に対する出力である。

図２１（Ａ）は、図１６（Ｂ）に示すグラフに従い階調変化データＲＬｖから求めた、混合比率αを示している。ここで、Ｍ_ｌｏｗは６４、Ｍ_ｈｉｇｈは１４０としているため、ＲＬｖ＝９６のとき、図１６（Ｂ）よりα＝（９６−６４）／（１４０−６４）＝０．４となる。

図２２（Ａ）は、図２１（Ａ）の混合比率αによる混合部１０９の処理結果を示している。また、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）のデータを視覚的に表現したものである。

図５で説明した様に、電子写真方式のプリンタにおいてはその特性上、周辺画素の影響によりトナーの再現性が変わってしまう。本実施形態では、周辺画素の影響度を簡易的に表すモデルとして図１４（Ｃ）で示すフィルタによるフィルタ演算を行うことで周辺画素の影響度を定量化する。具体的には、図１４（Ａ）で示す注目画素ｐ５を含む３×３画素の画素群Ｐと、図１４（Ｃ）で示すフィルタとのフィルタ演算した結果を周辺画素影響度Ｉ（Ｉ＝Ｐ×Ｆ）とする。また、注目画素ｐ５と周辺画素影響度Ｉを加えた値を画素再現度ＲＡＰ（ＲＡＰ＝ｐ５＋Ｉ）とする。そして、画素再現度ＲＡＰがトナー再現閾値Ｔｈ_ｄｅｖを超える場合には、図５で説明したように、表面電位の絶対値が現像バイアスＶ_ｄｅｖを下回り、トナー像が形成され可視化されるものとする。ここでは、Ｔｈ_ｄｅｖ＝８．０として説明する。

上記のような簡易的なトナー形成モデルを使用して、図２２（Ａ）のデータによるトナー形成の定量値を計算したものを図２２（Ｃ）に示す。また、図２２（Ｄ）は、図２２（Ｃ）のデータを視覚的に表現したものである。図２２（Ｄ）に示す様に、周辺画素の影響を受けＴｈ_ｄｅｖ＝８．０以上となる図２２（Ｃ）の画素のみが印刷画像上のトナー像として可視化されることになる。

図２２（Ｃ）及び（Ｄ）から、解像度保存データＲにて補正している細線のエッジ部分のトナー形成がなされていないことが確認できる。これは、注目画素に対する周辺画素からの影響が少ないため、トナー像が形成され難くなっていることと、混合比率αの値により、画素値がトナー形成に必要な閾値Ｔｈ_ｄｅｖ未満となっていることに起因している。図２２（Ｄ）に示す様に、階調変化データＲＬｖから求めた混合比率αでは、エッジ部分におけるデータが印刷画像上で再現されないことになり、細線を適切に補正することができない。

そこで、本実施形態では、混合処理後の周辺画素の影響を考慮するため、ハーフトーン誤差データＨＴＥを参照して混合比率を制御している。ハーフトーン誤差データＨＴＥは、前述したように画像データＫ_１及びハーフトーン画像データＨＴを、図７のフィルタで平滑化処理したデータを差分処理したものである。ハーフトーン誤差データＨＴＥが正である画素は、画像データＫ_１からハーフトーンによりデータの値が小さくなっている部分であり、ハーフトーン画像データＨＴの注目画素とその周辺画素の総和が小さいことを示している。ハーフトーン画像データＨＴの注目画素とその周辺画素の総和が小さい画素は、トナー像の形成において、周辺画素からの影響を受け難く、トナー像が形成され難い画素である。

よって、本実施形態では、ハーフトーン誤差データＨＴＥを考慮して混合比率αを決定することで、トナー像が形成され難い画素の混合比率を、階調変化データＲＬｖのみを考慮したときと比較して変化させる。前述した様に、ハーフトーン誤差データＨＴＥは画像データＫ_１と比較したときの、ハーフトーン画像データＨＴの各画素の周辺画素濃度の総和のずれである。このずれ分を階調変化データＲＬｖに加えることによってハーフトーン画像データＨＴの周辺画素濃度の総和のずれが考慮されることになり、混合処理によって濃度が薄くなることがないよう混合比率αを決定することができる。

図２１（Ｂ）は、図１６（Ａ）に示すグラフに従い、階調変化データＲＬｖに加えてハーフトーン誤差データＨＴＥを考慮して決定した混合比率αを示している。例えば、図１８（Ａ）の画素１９０１における階調変化データＲＬｖは、図２０（Ａ）の画素２００１より９６であり、ハーフトーン誤差データＨＴＥは、図１９（Ｅ）の画素１９０３より４４である。また、Ｍ_ｌｏｗは６４、Ｍ_ｈｉｇｈは１４０である。よって、図１７のフローチャートに沿って計算すると、エッジ補正指標Ｅ＝９６＋４４＝１４０となり、図２１（Ｂ）の画素２２０１の混合比率αは、１．０と、図２１（Ａ）の画素２１０１の混合比率αである０．４より高くなる。

図２３（Ａ）は、図２１（Ｂ）の混合比率αを使用したときに混合部１０９が出力する画像データＫ_２を示している。また、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）のデータを視覚的に表現したものである。また、前述の簡易的なトナー形成モデルを使用して、図２３（Ａ）のトナー形成の定量値を計算したものを図２３（Ｃ）に示す。また、図２３（Ｄ）は、図２３（Ｃ）のデータを視覚的に表現したものである。図２３（Ｄ）に示す様に、周辺画素の影響を受けＴｈ_ｄｅｖ＝８．０以上となる図２３（Ｃ）の画素がトナー像として可視化されることとなる。図２３（Ｄ）に示す様に、ハーフトーン誤差データＨＴＥを考慮することで、図２２（Ｄ）において細線が途切れている箇所においてもトナー形成がなされ、入力画像の解像度を維持した印刷画像を出力できることがわかる。

以上、本実施形態では、ハーフトーン誤差データＨＴＥと階調変化ＲＬｖデータから、階調性保存データＧと解像度保存データＲの混合比率αを決定する。ハーフトーン誤差データＨＴＥが大きい画素データにおいては、周辺画素の画素濃度が低い画素であるため、周辺画素の露光制御の影響を受けず、トナー形成が不安定になってしまう。そのため、ハーフトーン誤差データＨＴＥが大きい画素においては、解像度保存データＲへの重みづけを大きくするように混合比率αを決定することで、トナー形成の安定性を高めることができる。安定したトナー形成が行われることにより、電子写真方式の画像形成装置においても高解像度な補正が可能となる。また、本実施形態では、ハーフトーン誤差データＨＴＥと階調変化データＲＬｖとを加算して混合比率αを決定していたが、他の構成とすることもできる。例えば、ハーフトーン誤差データＨＴＥを混合開始点Ｍ_ｌｏｗ及び混合終了点Ｍ_ｈｉｇｈに加算して混合比率αを決定する方法であっても良い。

＜第二実施形態＞
第一実施形態では、ハーフトーン誤差データＨＴＥを利用して混合比率αを決定する構成について説明した。第二実施形態では、解像度保存データＲと階調性保存データＧを混合処理した後に、ハーフトーン誤差データＨＴＥを参照することで、トナーの安定性を高める構成について説明する。なお、以下では、第一実施形態と異なる部分を中心に説明し、第一実施形態と同様の構成については簡略化のため説明を省略する。

図２４に本実施形態における画像処理部３０６の構成を示す。混合比率決定部１０８は、例えば、図１６（Ｂ）に示すグラフに従い、階調変化データＲＬｖから混合比率αを決定する。本実施形態においては、混合部１０９が出力する混合データＫ´と、ハーフトーン誤差データＨＴＥから画像データＫ_２を出力する安定化処理部２３０１（第３の処理部）を設けている。

図２５は、安定化処理部２３０１が実行する画像データＫ_２の生成処理のフローチャートである。安定化処理部２３０１は、Ｓ２１において、ハーフトーン誤差データＨＴＥの各画素が正の値であるかを判定する。安定化処理部２３０１は、Ｓ２２において、正の値ではない画素については、ハーフトーン誤差データＨＴＥを０とする。次に、安定化処理部２３０１は、ハーフトーン誤差データＨＴＥの階調数をＰＷＭ処理部３０７の階調数と一致させるため、Ｓ２３において、画素値を基底値Ｂで除算して正規化データＮを出力する。本例においては、ハーフトーン誤差データＨＴＥの最大値は２５５であり、ＰＷＭ処理部３０７の最大値は１５であるため、１７で除算する。安定化処理部２３０１は、Ｓ２４において、混合データＫ´の画素値が０であるか否かを判定し、０の場合には、Ｓ２５において、出力する画像データＫ_２の当該画素の画素値を０とする。一方、混合データＫ´の画素値が０ではない場合、安定化処理部２３０１は、Ｓ２６において、出力する画像データＫ_２の当該画素の画素値を、混合データＫ´の画素値に、対応画素の正規化データＮの値を加算した値とする。

以上、ハーフトーン誤差データＨＴＥと混合処理後の混合データＫ´を加算処理することで周辺画素濃度の総和分のずれに応じた時間だけ露光制御時間が長くなり、トナー形成の安定化を図ることができる。これにより、電子写真方式のプリンタにおいても高解像度な補正が可能となる。

＜第三実施形態＞
本実施形態では、ハーフトーン誤差データＨＴＥを考慮して解像度保存データＲを生成する。この構成により、混合部１０９が出力する画像データに基づく画像のトナーの安定性を高めることができる。

図２６に本実施形態における画像処理部３０６の構成を示す。混合比率決定部１０８は、第二実施形態と同様に、階調変化データＲＬｖに基づき混合比率αを決定する。図１５（Ｃ）は、本実施形態における解像度保存処理部２５０１の構成である。第一実施形態の解像度保存処理部１０７と比較して、解像度保存処理部２５０１は、ハーフトーン処理部１５０１と濃度補正処理部１５０３の間に、加算処理部２６０１が追加されている。

加算処理部２６０１は、ハーフトーン処理部１５０１が出力するハーフトーン画像データＨＨＴとハーフトーン誤差データＨＴＥを加算して、ハーフトーン画像データＨＨＴ２（ＨＨＴ２＝ＨＨＴ+ＨＴＥ）を生成する。濃度補正処理部１５０３は、ハーフトーン画像データＨＨＴ２を、ＮＰＣに基づき濃度補正したデータを解像度保存データＲとして出力する。この様な構成により、ハーフトーン誤差データＨＴＥが正の値の時（周辺画素の影響があまりなく、トナー形成がされづらい画素）においては、ハーフトーン画像データＨＨＴの階調データを大きくすることによってトナー形成の安定化を図ることができる。加えて、ハーフトーン誤差データＨＴＥが負の値の時（周辺画素の影響により、トナー形成がされやすい画素）においては、ハーフトーン画像データＨＨＴの階調データを小さくすることによってトナー形成がされすぎるという現象を抑えることができる。

以上に、ハーフトーン誤差データＨＴＥに応じて、解像度保存データＲを変動させることによって、トナー形成の安定化を図ることができ、電子写真方式のプリンタにおいても高解像度な補正が可能となる。

＜その他の実施形態＞
上述の各実施形態において説明した、画像処理部３０６に対応する画像処理装置は、ホストＰＣ２１０から描画データを受信する画像形成装置１０に限られず、例えば、画像読取装置を備えた複写機においても実行されうる。その場合、画像形成のための描画データは、画像読取装置において原稿から読み取ることによって取得することができる。また、色変換テーブル、ガンマ補正テーブル、ハーフトーンテーブル、フィルタテーブル、アドレス変換テーブル等のテーブルデータは、ＲＯＭ２２１に予め格納されているのではなく、ホストＰＣ２１０が画像形成装置１０に提供しても良い。このような場合にも、画像形成装置１０がホストＰＣ２１０から受信したテーブルデータを用いることで、上述の各実施形態の機能を実現し、その効果を得ることが可能である。

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コンピュータ可読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。

Claims (15)

1. 入力画像データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを出力するハーフトーン処理手段と、
   前記入力画像データと前記ハーフトーン画像データの差分を評価して、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により生じる各画素の誤差を検出し、誤差データとして出力する誤差検出手段と、
   前記誤差データにより前記ハーフトーン画像データを補正処理して第１の画像データを出力する第１の処理手段と、
   前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行い、第２の画像データを出力する第２の処理手段と、
   前記入力画像データの画素の画素値と、当該画素を基準とした第１の範囲の画素の画素値から当該画素での画素値の変化量を検出し、各画素での画素値の変化量を含む変化データとして出力する変化検出手段と、
   各画素について、前記誤差検出手段が検出する画素の誤差と、前記変化検出手段が検出する当該画素での画素値の変化量との和に基づく値により当該画素の混合比率を決定する決定手段と、
   前記混合比率に従い、前記第１の画像データと前記第２の画像データの画素値を混合して出力画像データを生成する混合手段と、
   を備えており、
   前記和に基づく値が大きくなると、前記決定手段が決定する前記第２の画像データの混合比率は同じか大きくなることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記和に基づく値が第１の閾値より小さいと、前記決定手段が決定する前記第２の画像データの混合比率は第１の値であり、
   前記和に基づく値が第２の閾値より大きいと、前記決定手段が決定する前記第２の画像データの混合比率は第２の値であり、
   前記第２の閾値は前記第１の閾値より大きく、
   前記和に基づく値が前記第１の閾値以上、かつ、前記第２の閾値以下であると、前記決定手段が決定する前記第２の画像データの混合比率は、前記和に基づく値に比例して大きくなる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記決定手段は、前記誤差検出手段が検出する画素の誤差が、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により濃度が高くなったことを示している場合、当該画素の誤差を所定の値に変換して当該画素の混合比率を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記所定の値は、誤差がないことを示す値であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記誤差検出手段は、
   前記入力画像データを平滑化するフィルタ処理を行う第１のフィルタ処理手段と、
   前記ハーフトーン画像データに対して前記フィルタ処理を行う第２のフィルタ処理手段と、
   前記第１のフィルタ処理手段の出力データと、前記第２のフィルタ処理手段の出力データの階調数を一致させてその差分を求め、前記誤差データとして出力する演算手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記第１の処理手段は、
   前記誤差データを量子化して量子化データを出力する量子化手段と、
   前記ハーフトーン画像データと前記量子化データとを加算する加算処理手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記量子化手段は、
   前記誤差データの負の誤差の値を零に変換した第１の誤差データと、前記誤差データの正の誤差の値を零に変換した第２の誤差データとを出力する手段と、
   前記第１の誤差データに対してハーフトーン処理を行って、前記ハーフトーン処理手段と同じ階調数の第１の量子化データを出力する第１の量子化手段と、
   前記第２の誤差データに対してハーフトーン処理を行って、前記ハーフトーン処理手段と同じ階調数の第２の量子化データを出力する第２の量子化手段と、
   前記第１の量子化データと前記第２の量子化データとの差を前記量子化データとして出力する減算手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記変化検出手段は、
   前記入力画像データの画素の画素値と、当該画素を基準とした前記第１の範囲の画素の画素値との差分の最大値を、当該画素での画素値の変化量とすることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記第２の処理手段は、
   前記入力画像データの各画素について、画素を基準とした第２の範囲にある画素の画素値の重み付き平均を求めるフィルタ処理を行う第３のフィルタ手段と、
   前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行った後のデータを、前記第３のフィルタ手段の出力データに基づき補正して前記第２の画像データとして出力する補正処理手段と、
   を備えており、
   前記第２の範囲内の画素に対する重みは、当該画素に対して副走査方向にある画素が主走査方向にある画素より大きく、当該画素に対して主走査方向にある画素が、当該画素に対して主走査方向でも副走査方向でもない画素より大きく、
   前記補正処理手段は、前記重み付き平均が大きくなると、画素の濃度が同じか高くなる様に補正する、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
10. 入力画像データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを出力するハーフトーン処理手段と、
    前記入力画像データと前記ハーフトーン画像データの差分を評価して、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により生じる各画素の誤差を検出し、誤差データとして出力する誤差検出手段と、
    前記誤差データにより前記ハーフトーン画像データを補正処理して第１の画像データを出力する第１の処理手段と、
    前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行い、第２の画像データを出力する第２の処理手段と、
    前記入力画像データの画素の画素値と、当該画素を基準とした第１の範囲の画素の画素値から当該画素での画素値の変化量を検出し、各画素での画素値の変化量を含む変化データとして出力する変化検出手段と、
    前記変化検出手段が検出する画素での画素値の変化量に基づき当該画素の混合比率を決定する決定手段と、
    前記混合比率に従い、前記第１の画像データと前記第２の画像データの画素値を混合して混合データを生成する混合手段と、
    前記誤差データに基づき前記混合データを補正して出力画像データを生成する第３の処理手段と、
    を備えており、
    前記変化検出手段が検出する画素値の変化量が大きくなると、前記決定手段が決定する前記第２の画像データの混合比率は同じか大きくなることを特徴とする画像処理装置。
11. 前記第３の処理手段は、
    前記混合データの画素のうち、前記誤差データが、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により濃度が低くなったことを示している画素に対して補正を行うことを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
12. 入力画像データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを出力するハーフトーン処理手段と、
    前記入力画像データと前記ハーフトーン画像データの差分を評価して、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により生じる各画素の誤差を検出し、誤差データとして出力する誤差検出手段と、
    前記誤差データにより前記ハーフトーン画像データを補正処理して第１の画像データを出力する第１の処理手段と、
    前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行い、前記誤差データで補正して第２の画像データを出力する第２の処理手段と、
    前記入力画像データの画素の画素値と、当該画素を基準とした第１の範囲の画素の画素値から当該画素での画素値の変化量を検出し、各画素での画素値の変化量を含む変化データとして出力する変化検出手段と、
    前記変化検出手段が検出する画素での画素値の変化量に基づき当該画素の混合比率を決定する決定手段と、
    前記混合比率に従い、前記第１の画像データと前記第２の画像データの画素値を混合して出力画像データを生成する混合手段と、
    を備えており、
    前記変化検出手段が検出する画素値の変化量が大きくなると、前記決定手段が決定する前記第２の画像データの混合比率は同じか大きくなることを特徴とする画像処理装置。
13. 前記第２の処理手段は、
    前記入力画像データの各画素について、画素を基準とした第２の範囲にある画素の画素値の重み付き平均を求めるフィルタ処理を行う第３のフィルタ手段と、
    前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行った後のデータに前記誤差データを加算する加算手段と、
    前記加算手段の出力データを前記第３のフィルタ手段の出力データに基づき補正して前記第２の画像データとして出力する補正処理手段と、
    を備えており、
    前記第２の範囲内の画素に対する重みは、当該画素に対して副走査方向にある画素が主走査方向にある画素より大きく、当該画素に対して主走査方向にある画素が、当該画素に対して主走査方向でも副走査方向でもない画素より大きく、
    前記補正処理手段は、前記重み付き平均が大きくなると、画素の濃度が同じか高くなる様に補正することを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
14. コンピュータを、請求項１から１３のいずれか１項に記載の画像処理装置として機能ささせることを特徴とするプログラム。
15. 請求項１４に記載のプログラムを含むことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。