JP2016039475A - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画質弊害を発生させることなく、鮮鋭性とノイズ耐性とを両立したプリント出力物を得ることが可能な画像処理装置を提供すること。
【解決手段】画像処理装置は、複数の画素から構成される単位領域を読込む単位領域読込み部と、単位領域内の画素値を、画素値の大きさに応じて複数のクラスに分けて、前記複数のクラス内の前記画素値の合計値をそれぞれ算出するクラス内合計値算出部とを有する。さらに、画像処理装置は、それぞれのクラスのクラス内合計値に基づいて、画素値の大きい順である濃度順に、または予め定められた優先順であるドット集中型パターン順にＯＮ画素を配置するＯＮ画素配置部を有する。かかる構成により、画像処理装置は、画質弊害を発生させることなく、鮮鋭性とノイズ耐性とを両立したプリント出力物を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、多値画像の多値化処理を実行する画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。

従来より、多値画像の多値化処理を実現する技術として、特許文献１における画像処理装置のような技術が開示されていた。上記画像処理装置では、多値画像の多値化処理に際して、入力された多値画像のそれぞれの画素に対応する画素値から、画像形成装置等において高濃度で出力される画素（以下「ＯＮ画素」と記す）を配置する処理を実行していた。

より詳細には、上記画像処理装置では、入力された多値画像の単位領域を読込み、単位領域内の画素のそれぞれに対応する画素値の総和に基づいてＯＮ画素の数を決定し、単位領域毎のエッジ度に応じてＯＮ画素の配置の優先順位を決定する技術を採用していた。

このとき、上記画像処理装置では、単位領域毎にエッジ度を特定し、単位領域のエッジが小さい場合は、単位領域の中心位置から近い順番であるドット集中型パターン順にＯＮ画素を配置する。一方、単位領域のエッジ度が大きい場合は、多値画像の画素値が大きい順である濃度順にＯＮ画素を配置する。

これにより、エッジ度が小さいときには、予期しないエッジ強調がかかるというノイズを回避するために適したドット集中型パターン順にＯＮ画素を配置することを実現していた。また、エッジ度が大きいときには、エッジを強調するために適した濃度順にＯＮ画素を配置することを実現していた。

特許第２９４９７３５号公報

しかしながら、特許文献１の手法では、エッジ度が大きいときに濃度順にＯＮ画素を配置すると、単位領域内でＯＮ画素が一カ所に集中してしまい、画像全体のエッジが過度に強調されてしまう場合があった。また、ＯＮ画素の配置方法を、単位領域毎にエッジ度に応じて不連続に切り替えているため、画像全体としてＯＮ画素の配置方法が切り替わった部分が目立つ場合があった。さらに、高濃度部のスケールが拡大されたガンマ補正後画像を処理すると、高濃度部に予期しないエッジ強調がかかるというノイズが発生する場合があった。

本発明は、前述の点を鑑みてなされたものである。すなわち、画質弊害を発生させることなく、鮮鋭性とノイズ耐性とを両立したプリント出力物を得ることが可能な画像処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像処理装置は、複数の画素から構成される単位領域を読込む単位領域読込み手段と、前記単位領域内に含まれる複数の前記画素のそれぞれに対応して記憶される、色材の濃度を示す画素値を、前記画素値に応じて複数のクラスに分けて、前記複数のクラス内の前記画素値の合計値をそれぞれ算出するクラス内合計値算出手段と、前記複数のクラスのうち一部のクラスについては、前記一部のクラスのクラス内合計値に基づいて、前記画素値の大きい順である濃度順にＯＮ画素を配置し、前記複数のクラスのうち前記一部のクラスに属さないクラスについては、前記一部のクラスに属さないクラスのクラス内合計値に基づいて、予め定められた優先順であるドット集中型パターン順にＯＮ画素を配置するＯＮ画素配置手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、画質弊害を発生することなく、鮮鋭性とノイズ耐性とを両立したプリント出力物を得ることが可能な画像処理装置を提供することができる。

本実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る入力多値画像または出力多値画像における単位領域を示す模式図である。 本実施形態に係る単位領域における画素値の構成例を示す模式図である。 本実施形態に係る単位領域における画素値のソート結果を示すテーブル例である。 本実施形態に係るガンマ補正テーブルの模式図を示す例である。 本実施形態に係るエッジ度テーブルの一例を示す図である。 本実施形態に係るＯＮ画素配置結果と、優先順位データの一例を示す模式図である。 本実施形態に係る画像多値化処理の内容を示すフローチャートである。 別実施形態に係る単位領域の形状を示す模式図である。 従来技術である特許文献１の手法による画像の多値化処理と、本実施形態の手法による画像の多値化処理とをそれぞれ示した模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらに限定する趣旨のものではない。
［実施形態１］
図１は、本実施形態に係る画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る画像処理装置１００は、入力多値画像を多値化処理し、該多値化処理の結果、出力多値画像を出力する。多値化処理によって得られた出力多値画像を、さらに不図示の画像形成装置に入力することにより、画質弊害を発生させることなく、鮮鋭性とノイズ耐性とを両立したプリント出力物を得ることができる。

入力多値画像は、ある１色の色材の濃度を示すデータによって構成され、色材濃度は画素値が大きいほど高くなるものとする。出力多値画像は、画像形成装置における記録強度を示すデータによって構成され、記録強度は画素値が大きくなるほど強くなるものとする。

例えば、画像形成装置が電子写真方式である場合、出力多値画像はレーザの強度やパルス幅などを示し、これらの値が大きいほど記録媒体に記録される色材濃度が高くなる。また、画像形成装置がインクジェット方式である場合、出力多値画像は局所領域におけるドット打ち込み量を示し、この値が大きいほど記録媒体に記録される色材濃度が高くなる。

図２は、本実施形態に係る入力多値画像または出力多値画像における単位領域を示す模式図である。図２において、入力多値画像２０１（または出力多値画像２０１）は、複数の画素２０２によって構成される。さらに、複数の画素２０２は、所定の一群の画素を単位領域２０３として構成される。

本実施形態においては、画素２０２は１８画素を一群として１つの単位領域２０３を構成する例について説明するが、実施形態はこれに限られない。また、図３において後述するように、画素２０２にはそれぞれ画素の濃度を特定するデータ形式の画素値が対応づけられている。

図１に示される画像処理装置１００は、単位領域２０３ごとに多値化処理を実行する。

画像処理装置１００の単位領域読込み部１０１は、入力多値画像から複数の画素値から構成される単位領域を読込み、多値化処理前の単位領域画像を後続の処理部へ送信する。次いで、単位領域書込み部１０６は、多値化処理後の単位領域画像を出力多値画像に書込む処理を実行する。

クラス内合計値算出部１０２は、単位領域内の複数の画素値を、画素値の大きな第１のクラスと、画素値の小さな第２のクラスとに分けて、第１のクラス内の画素値の合計値と、第２のクラス内の画素値の合計値とをそれぞれ算出する処理を実行する。

図３は、本実施形態に係る、単位領域２０３における画素値の構成例３０１を示す模式図である。画素値のビット数は８ビットであり、画素値が０のときは色材の含有が全く記憶されておらず濃度が最小の状態を、画素値が２５５のときは色材の含有が最大で濃度が最大の状態を示している。なお、本実施形態における以降の説明では、入力多値画像と出力多値画像のビット数は双方とも８ビットであるものとして説明する。このとき、出力多値画像では、入力多値画像のビット数と同様に、０は記録強度が最小の状態、２５５は記録強度が最大の状態とする。

クラス内合計値算出部１０２は、まず、単位領域２０３の画素値を、画素値の大きな第１のクラスと、画素値の小さな第２のクラスとに分ける。具体的には、クラス内合計値算出部１０２は、単位領域２０３内の複数の画素値をソートして順位間の差分を求め、差分が最大値となる順位間を境界として、第１のクラスと、第２のクラスとにクラス分けする。本実施形態においては、クラス内合計値算出部１０２が、画素値の大きな第１のクラスと、画素値の小さな第２のクラスとに分ける態様について説明したが、これに限られない。例えば、クラス内合計値算出部１０２は、画素値に応じて２以上の複数のクラスに分けて、クラス内における画素値の合計値をそれぞれ算出する態様であってもよい。

図４は、本実施形態に係る、単位領域２０３における画素値のソート結果を示すテーブル例４０１の模式図である。本実施形態における画素値のソート結果を示すテーブル４０１では、画素値が多いものから順番にソートされ、それぞれの順位と画素値とが対応付けられる。さらに、それぞれの順位と、それぞれの順位間の差分とが対応付けられる。

図４を例に説明すると、本実施形態では差分の最大値である「３７」を境界としてクラス分され、順位が１から４までの画素値を第１のクラスとして、順位が５から８の画素値を第２のクラスとしてクラス分けがされる。なお、本実施形態においては、画素値のソート結果を示すテーブル４０１で、差分の最大値として同じ値が２つ以上ある場合は、テーブル４０１におけるすべての画素値を、第２のクラスに振り分けるものとする。また、第１のクラスと、第２のクラスとのクラス分け手法としては、公知技術である大津法やｋ平均法などを用いて、第１のクラスと、第２のクラスとにクラス分けを実行してもよい。

次に、クラス内合計値算出部１０２は、第１のクラス内の画素値の合計値SUM_1と、第２のクラス内の画素値の合計値SUM_2とをそれぞれ算出する処理を実行する。

例えば、図４に示される画素値のソート結果を示すテーブル４０１を例に説明すると、クラス内合計値算出部１０２は、第１のクラスの合計値SUM_1と、第２のクラスの合計値SUM_2とを、以下の通りに算出する。
SUM_1＝103+102+102+101+101+100+100＝709 …（１）
SUM_2＝63+63+62+62+62+62+61+61+61+61+60＝678 …（２）
以上、式（１）および式（２）で示される通り、クラス内合計値算出部１０２は、第１のクラス内の画素値の合計値と、第２のクラス内の画素値の合計値とを、ガンマ補正前の画像の画素値からそれぞれ算出する。これは、ガンマ補正後の画像の画素値からそれぞれ画素値の合計値を算出すると、高濃度部に予期しないエッジ強調がかかる場合があるためである。詳細は後述する。

次いで、ガンマ補正部１０３は、単位領域２０３内の画素値の合計値SUMに基づいてガンマ補正後合計値SUM_Gを求める処理を実行する。

単位領域２０３内の画素値の合計値SUMは、前述の第１のクラスの合計値SUM_1と、第２のクラスの合計値SUM_2の和である。そのため、図４に示される画素値のソート結果を示すテーブル４０１の場合、クラス内合計値算出部１０２は、単位領域２０３内の画素値の合計値SUMを、式（１）と式（２）により、以下の通り算出する。
SUM＝SUM_1 + SUM_2＝709+678＝1387 …（３）
ガンマ補正部１０３は、単位領域２０３内の画素値の合計値SUMに対応するガンマ補正テーブルの値を参照して、ガンマ補正後合計値SUM_Gを求める処理を実行する。

図５は、本実施形態に係る、ガンマ補正テーブル５０１の模式図である。ガンマ補正テーブル５０１において、横軸は０から１に正規化された単位領域２０３内の画素値の合計値を、縦軸は０から１に正規化されたガンマ補正後の合計値をそれぞれ示す。

ガンマ補正部１０３は、単位領域２０３内の画素値の合計値を正規化係数で除算し、テーブルの横軸の値に対応する縦軸の値を参照する。そして、該参照した値に対して正規化係数を乗算することにより、ガンマ補正後合計値SUM_Gを求める処理を実行する。このとき、正規化係数は、画素値の最大値と単位領域２０３内の画素の数を乗算した値である。

図４に示される画素値のソート結果を示すテーブル４０１の場合、画素値の最大値は２５５、単位領域２０３内の画素の数は１８であるため、正規化係数は255×18＝4590である。単位領域２０３内の画素値の合計値SUMを正規化係数で除算した値は、式（３）より1387÷4590≒0.30である。この値をもとに、図５のガンマ補正テーブル５０１を参照すると、対応する縦軸の値は0.23である。ガンマ補正後合計値SUM_Gは、さらにこの値に正規化係数を乗算することにより、次式の通り算出する。
SUM_G＝0.23×4590＝1055.7≒1056 …（４）
なお、式（４）の計算において、小数点以下の数は四捨五入処理を行うものとする。また、ガンマ補正後合計値SUM_Gを求める際に、本例のようにテーブルの値を参照する手法によらず、多項式を用いてガンマ補正後合計値SUM_Gを求めてもよい。

このように、本実施形態においては、濃度順に配置するＯＮ画素の割合と、ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素の割合とを決定するために、ガンマ補正後の合計値を予め算出する。そのため、高濃度部のスケールが拡大されたガンマ補正後画像を処理することで、高濃度部に予期しないエッジ強調がかかるというノイズが発生することを防ぐことができる。

エッジ度算出部１０４は、単位領域２０３内のエッジ度Eを算出する。エッジ度Eは、単位領域２０３内の画素値をソートして順位間の差分を求めたときの差分の最大値から、エッジ度テーブル６０１の値を参照することにより求める。図４に示される画素値のソート結果を示すテーブル４０１場合、画素値をソートして順位間の差分を求めた結果はテーブル４０１に示される通りであり、本実施形態の場合、差分の最大値は３７である。

図６は、本実施形態に係る、エッジ度テーブル６０１の一例を示す図である。エッジ度算出部１０４は、エッジ度テーブル６０１を参照して、差分の最大値の３７に対応するエッジ度Eである１を得る。なお、差分の最大値として同じ値が２つ以上ある場合は、エッジ度Eは０とする。また、テーブルを参照するのではなく、単位領域内の画素値の標準偏差や、公知技術であるエッジ検出フィルタなどの手法によりエッジ度Eを求める構成であってもよい。

ＯＮ画素配置部１０５は、第１のクラス内の画素値の合計値SUM_1に基づいてＯＮ画素を濃度順に配置し、第２のクラス内の画素値の合計値SUM_2に基づいてＯＮ画素をドット集中型パターン順に配置する。より詳細には、ＯＮ画素配置部１０５は、第１のクラス内の画素値の合計値SUM_1から、濃度順に配置するＯＮ画素の数を算出し、第２のクラス内の画素値の合計値SUM_2から、ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素の数を算出する。

ここで、ＯＮ画素とは、不図示の画像形成装置での記録強度が０ではない画素であり、すなわち出力多値画像における画素値が０ではない画素のことをいう。本実施形態では、ＯＮ画素を完全ＯＮ画素と不完全ＯＮ画素に分け、画素値が最大の画素を完全ＯＮ画素、その他の画素を不完全ＯＮ画素と記す。例えば、ビット数が８ビットの出力多値画像において、画素値として２５５の値を有する画素は完全ＯＮ画素であり、画素値として１から２５４の値を有する画素は不完全ＯＮ画素である。

ＯＮ画素配置部１０５は、はじめに、濃度順に配置するＯＮ画素の数を求めるために、使用する第１の割振り量A_1と、ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素の数を求めるために使用する第２の割振り量A_2を以下の式により算出する。
A_1＝ SUM_G ×（ SUM_1 ÷ SUM ）× E …（５）
A_2＝ SUM_G − A_1 …（６）
式（５）（６）において、Eはエッジ度、SUM_1は第１のクラス内の画素値の合計値、SUMは単位領域２０３内の画素値の合計値、SUM_Gはガンマ補正後合計値にそれぞれ対応する。なお、本実施形態においては、式（５）（６）において示される通り、エッジ度Eが増えることに応じて、画素値の合計値A_1の値の割合が増える。すなわち、エッジ度Eが増えることに応じて、濃度順に配置するＯＮ画素の数が増える。

図４に示される画素値のソート結果を示すテーブル４０１の場合、A_1とA_2の値は、それぞれ具体的な値を代入することにより求めることができる。なお、式（７）の計算において、小数点以下の数は四捨五入処理を行うものとする。
A_1＝1056 ×（709 ÷ 1387）× 1 ≒ 540 …（７）
A_2＝1056 − 540 ＝ 516 …（８）
次に、ＯＮ画素配置部１０５は、濃度順に配置する完全ＯＮ画素の数N_1と、ドット集中型パターン順に配置する全ＯＮ画素の数N_2を、A_1とA_2をそれぞれ入力多値画像の画素値の最大値で割って、小数を切り捨てることにより算出する。

以上、式（７）および式（８）で示される通り、ＯＮ画素配置部１０５は、濃度順に配置するＯＮ画素と、ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素との割合を、ガンマ補正前の画像の画素値に基づいて決定する。より具体的には、ＯＮ画素配置部１０５は、ＯＮ画素の配置順番の割合を、ガンマ補正前の画像の画素値からそれぞれ算出された、第１のクラス内の画素値の合計値と、第２のクラス内の画素値の合計値とに基づいて決定する。

これは、従来技術の手法では、高濃度部のスケールが拡大されたガンマ補正後画像を処理すると、高濃度部に予期しないエッジ強調がかかる場合があったため、ＯＮ画素の配置順番の割合を、ガンマ補正前の画像に基づいて決定するものとしたものである。

図４に示される画素値のソート結果を示すテーブル４０１の場合、N_1とN_2は次式の通り算出する。なお、INTは小数を切り捨てることを意味する。
N_1 ＝ INT（A_1÷ 255） ＝ INT（540÷255） ＝ 2 …（９）
N_2 ＝ INT（A_2÷ 255） ＝ INT（516÷255） ＝ 2 …（１０）
次に、ＯＮ画素配置部１０５は、濃度順に１個だけ配置する不完全ＯＮ画素の画素値I_1を、A_1を入力多値画像の画素値の最大値で割った剰余を算出して求める。同様に、ドット集中型パターン順に１個だけ配置する不完全ＯＮ画素の画素値I_2を、A_2を入力多値画像の画素値の最大値で割った剰余を算出して求める。

図４に示される画素値のソート結果を示すテーブル４０１の場合、I_1とI_2は次式の通り算出することができる。なお、％は剰余演算子である。
I_1 ＝ A_1 ％ 255 ＝ 540 ％ 255 ＝ 30 …（１１）
I_2 ＝ A_2 ％ 255 ＝ 516 ％ 255 ＝ 6 …（１２）
次に、ＯＮ画素配置部１０５は、完全ＯＮ画素の数N_1と不完全ＯＮ画素の画素値I_1とに基づき、入力多値画像の画素値が大きい順にＯＮ画素を配置する処理を実行する。このとき、はじめに完全ＯＮ画素をN_1個配置し、その後に不完全ＯＮ画素を１個配置する。

同じ画素値がある場合は、同じ画素値のグループの中でドット集中型パターン順に配置する。ドット集中型パターンの配置順序は、後述する優先順位データを参照することにより決定される。このとき、ＯＮ画素配置部１０５は、優先順位データにおいて値が小さい方から順に、ＯＮ画素を配置する。

図７は、本実施形態に係る、ＯＮ画素配置結果と、優先順位データの一例を示す模式図である。図７において、符号７０１は、濃度順にＯＮ画素を単位領域２０３内に配置した結果を示す図である。すなわち、符号７０１では、図３の画素値の構成例３０１で画素値「１０３」「１０２」「１０２」を有する画素の位置に、それぞれＯＮ画素が配置される。

前述の通り、完全ＯＮ画素の画素値は２５５、不完全ＯＮ画素の画素値はI_1＝３０、ＯＮ画素が未配置の画素の値は０である。符号７０１では、図３の画素値の構成例３０１で、画素値が最も大きい「１０３」を有する画素と、２番目に大きい「１０２」を有する画素の位置に、完全ＯＮ画素が配置される。

本例においては、画素値「１０２」を有する画素は２つあるので、この場合は、ドット集中型パターン順にＯＮ画素を配置する処理を実行する。つまり、優先順位データ７０２を参照し、より小さい優先順位を有する画素の位置に、完全ＯＮ画素を配置する。そして、ＯＮ画素配置部１０５は、優先順位データ７０２を参照し、画素値「１０２」を有する画素のうち、大きい優先順位を有する画素の位置に、不完全ＯＮ画素を配置する。

なお、ドット集中型パターンの配置順序を規定する優先順位データ７０２は、図７に示されるものだけに限られない。本実施形態においては、優先順位１の画素は、クラスタードットの中心位置であるものなので、クラスタードットの中心位置から距離が近い順にＯＮ画素を配置するものであれば、どのような態様のものであってもよい。

次に、ＯＮ画素配置部１０５は、完全ＯＮ画素の数N_2と、不完全ＯＮ画素の画素値I_2とに基づき、ＯＮ画素をドット集中型パターン順に配置する。本実施形態においては、ドット集中型パターンの配置順序は、優先順位データ７０２によって規定される。つまり、ＯＮ画素配置部１０５は、優先順位データ７０２を参照し、より小さい優先順位を有する画素から順にＯＮ画素を配置する。このとき、ＯＮ画素配置部１０５は、はじめに完全ＯＮ画素をN_2個配置し、その後に不完全ＯＮ画素を１個配置する。

図７において、符号７０３は、濃度順にＯＮ画素を単位領域２０３内に配置した結果（符号７０１）の上に、ドット集中型パターン順にＯＮ画素を単位領域２０３内に配置した結果を示す図である。すなわち、符号７０３では、優先順位データ７０２において優先順位が「１」「２」「３」に対応する画素の位置に、それぞれＯＮ画素が配置される。

前述の通り、完全ＯＮ画素の画素値は２５５、不完全ＯＮ画素の画素値はI_2＝６、ＯＮ画素が未配置の画素の値は０である。本例において、第２のクラス内の画素値の合計値から算出されるＯＮ画素のうち、完全ＯＮ画素の数は２つである。ＯＮ画素配置部１０５は、優先順位データ７０２を参照し、単位領域２０３内において最も優先順位が小さい画素の位置と、優先順位が２番目に小さい画素の位置に、それぞれ完全ＯＮ画素を配置する処理を実行する。

さらに、本例において、第２のクラス内の画素値の合計値から算出されるＯＮ画素のうち、不完全ＯＮ画素の数は１つである。ＯＮ画素配置部１０５は、優先順位データ７０２を参照し、単位領域２０３内において３番目に小さい画素の位置に、不完全ＯＮ画素を配置する処理を実行する。

なお、ＯＮ画素をドット集中型パターン順に配置する際、ＯＮ画素がすでに配置されている画素がある場合は、その画素は飛ばして次の優先順位の画素にＯＮ画素を配置する。ここでは一例として、濃度順にＯＮ画素を単位領域２０３内に配置した結果（符号７０１）の上に、完全ＯＮ画素を４個配置する場合（N_2=４、I_2＝０）のドット配置方法を説明する。この場合、優先順位が「１」「２」「３」に対応する画素の位置にはＯＮ画素が配置できるが、優先順位が「４」に対応する画素の位置にはすでにＯＮ画素が配置されているため、その画素にはＯＮ画素を配置できない。そのため、この場合は、優先順位が「４」に対応する画素は飛ばして、優先順位が「５」に対応する画素にＯＮ画素を配置する。

本実施形態においては、ＯＮ画素配置手段が、第１のクラス内の画素値の合計値に基づいてＯＮ画素を濃度順に配置し、第２のクラス内の画素値の合計値に基づいてＯＮ画素をドット集中型パターン順に配置する態様について説明したが、これに限られない。例えば、２以上の複数のクラスに分けてそれぞれのクラス内の画素値の合計値を算出する場合、一部のクラスについては、ＯＮ画素を濃度順に配置し、残りのクラスについては、ＯＮ画素をドット集中型パターン順に配置する態様であってもよい。

以上説明した処理を実行することにより、画像処理装置１００は単位領域２０３内の多値化処理が完了し、入力多値画像における単位領域２０３は、単位領域書込み部１０６よって出力多値画像として書込み処理がなされる。

図８は、本実施形態に係る、画像多値化処理の内容を示すフローチャートである。

Ｓ１は、入力多値画像に対して、Ｓ２〜Ｓ７の処理を繰り返し行うことを示しており、入力多値画像における全ての単位領域に対して画像多値化処理が終了するまで繰り返し処理が行われる。本フローチャートにおいて、Ｓ１に対応するループ端はＳ８である。

Ｓ２において、単位領域読込み部１０１は、入力多値画像から単位領域を読込む処理を実行する。

Ｓ３において、クラス内合計値算出部１０２は、単位領域内の複数の画素値を、画素値の大きな第１のクラスと、画素値の小さな第２のクラスとに分けて、第１のクラス内の画素値の合計値と、第２のクラス内の画素値の合計値を算出する処理を実行する。

Ｓ４において、ガンマ補正部１０３は、単位領域内の画素値の合計値SUMに基づいてガンマ補正後合計値SUM_Gを算出する処理を実行する。

Ｓ５において、エッジ度算出部１０４は、単位領域内のエッジ度Eを算出する処理を実行する。

Ｓ６において、ＯＮ画素配置部１０５は、第１のクラス内の画素値の合計値SUM_1に基づいてＯＮ画素を濃度順に配置する処理を実行する。さらに、第２のクラス内の画素値の合計値SUM_2に基づいてＯＮ画素をドット集中型パターン順に配置する処理を実行する。ＯＮ画素配置部１０５は、濃度順に配置するＯＮ画素の数と、ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素の数とを、エッジ度Eに応じて変化させる。例えば、ＯＮ画素配置部１０５は、エッジ度Eが予め定められた所定値を下回る場合（例えば、エッジ度として１を下回る場合）、濃度順に配置するＯＮ画素の数を制限する処理を実行する。

Ｓ７において、単位領域書込み部１０６は、Ｓ２〜Ｓ７の処理が終了した単位領域を出力多値画像に書込む処理を実行する。

以上説明した通り、図８に示されるフローチャートの処理を実行することにより、本実施形態に係る画像多値化処理が終了する。

なお、実施形態の説明では、入力多値画像および出力多値画像のビット数は８ビットである例を元に説明をしたが、８ビット以外のビット数で画素値を規定しても、本発明の画像多値化処理を構成することができる。例えば、入力多値画像の画素値として１６ビットを有し、出力多値画像の画素値として４ビットを有する形態でも、本発明の画像多値化処理を構成することができる。

この場合、式（９）、式（１０）、式（１１）、および式（１２）で使用する除数は、入力多値画像が１６ビットの場合、画素値の最大値である６５５３５となる。このとき、完全ＯＮ画素の画素値は、出力多値画像が４ビットの場合、画素値の最大値である１５となる。

また、式（１１）、および式（１２）で求める不完全ＯＮ画素の画素値I_1とI_2とは、入力多値画像のビット数である１６ビットの値となるため、これを出力多値画像のビット数である４ビット相当の値となるようにスケーリングする。具体的には、ＯＮ画素配置部１０５は、式（１１）、および式（１２）で求めるI_1とI_2とを、入力多値画像の画素値の最大値である６５５３５で除算し、その値に出力多値画像の画素値の最大値である１５を乗算する処理を実行する。

本実施形態においては、図２に示される単位領域２０３の形状を用いる例によって説明したが、単位領域の形状が異なる場合であってもよい。例えば、図９の符号８０３に示されるような矩形の領域によって単位領域が区画されていてもよい。この場合、ドット集中型パターンの配置順序を示す優先順位データは、符号９０４に示されるものが例示される。なお、図９において、符号９０１は入力多値画像または出力多値画像、符号９０２は画素を示す。

特許文献１の手法では、エッジ度が大きいときに濃度順にＯＮ画素を配置すると、単位領域内でＯＮ画素が一カ所に集中してしまい、画像全体のエッジが過度に強調されてしまう場合があった。

一方、本実施形態の手法では、単位領域内の複数の画素値を、画素値の大きな第１のクラスと、画素値の小さな第２のクラスとに分けて、クラス内の画素値の合計値をそれぞれ算出する。そして、第１のクラス内の画素値の合計値に基づいてＯＮ画素を濃度順に配置し、第２のクラス内の画素値の合計値に基づいてドット集中型パターン順に配置する。

上記の通り、本実施形態の手法では、単位領域内の画素値を２つのクラスに分けて、濃度順に配置するＯＮ画素に割り振る画素値の合計値を制限するので、エッジが過度に強調されることが回避される。

図１０は、従来技術である特許文献１の手法による画像の多値化処理と、本実施形態の手法による画像の多値化処理とをそれぞれ示した模式図である。図１０において、符号１００１は８ビットの入力多値画像を示し、符号１００２および１００３は８ビットの出力多値画像を示す。図中、符号１００１〜１００３において太枠で示される区画は、単位領域を示す。

図１０において、符号１００２は、従来技術である特許文献１の手法によってＯＮ画素を割振った結果を示し、符号１００３は、本実施形態の手法によってＯＮ画素を割振った結果を示す。それぞれの手法によってＯＮ画素を割振った結果を得るために、ＯＮ画素配置処理（Ｓ６）において、図９の優先順位データ９０４を参照して、ドット集中型パターン順にＯＮ画素を配置するものとした。また、ガンマ補正は行わず、式（５）と式（６）におけるSUM_Gの値として、SUMの値を用いるものとし、式（５）におけるエッジ度Eの値は１とした。

符号１００２に示されるＯＮ画素の配置と、符号１００３に示されるＯＮ画素の配置とを比較すると、画素値変化のない単位領域１００４でのＯＮ画素配置結果は等しいのに対し、エッジを含む単位領域１００５でのＯＮ画素配置結果は相異している。

具体的には、特許文献１の手法によるＯＮ画素配置結果を示す符号１００２では、エッジを含む単位領域１００５において、ＯＮ画素が一カ所に集中してしまっている。そのため、符号１００６が示す領域では、画素値０が集中して濃度が薄くなり過ぎ、符号１００７が示す領域では、画素値２５５が集中して濃度が濃くなり過ぎ、結果として出力多値画像のエッジが過度に強調されてしまう。

一方、本実施形態の手法によるＯＮ画素配置結果を示す符号１００３では、出力質画像のエッジが過度に強調されてしまうという現象が緩和される。

また、特許文献１の手法では、ＯＮ画素の配置方法を、単位領域毎にエッジ度に応じて不連続に切り替えているため、画像全体としてＯＮ画素の配置方法が切り替わった部分が目立つ場合があった。一方、本実施形態の手法では、濃度順に配置するＯＮ画素の割合と、ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素の割合とが連続的に切り替わるため、画像全体としてＯＮ画素の配置方法が切り替わった部分が目立つ現象は起こらない。

また、特許文献１の手法では、高濃度部のスケールが拡大されたガンマ補正後画像を処理すると、高濃度部に予期しないエッジ強調がかかるというノイズが発生する場合があった。

一方、本実施形態の手法では、濃度順に配置するＯＮ画素の割合と、ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素の割合とを、ガンマ補正前の画像に基づいて決定するため、高濃度部に予期しないエッジ強調がかかるような現象は起こらない。

以上説明したように、本発明によれば、画質弊害を発生することなく、鮮鋭性とノイズ耐性とを両立したプリント出力物を得ることが可能な画像処理装置を提供することができる。

［その他の実施例］
なお、実施形態１では、ＯＮ画素配置部１０５において不完全ＯＮ画素を２個配置する態様について説明したが、これに限られない。例えば、不完全ＯＮ画素を１個配置する態様や、不完全ＯＮ画素を１個も配置しない態様であってもよい。画像形成装置が電子写真方式である場合、不完全ＯＮ画素は現像量が変動しやすいため、不完全ＯＮ画素を１個もしくは０個にすることによりノイズ耐性が向上する。

不完全ＯＮ画素を１個配置する場合は、N_1個の完全ＯＮ画素を濃度順に配置した後に、N_2個の完全ＯＮ画素をドット集中型パターン順に配置し、最後に１個の不完全ＯＮ画素をドット集中型パターン順に配置する。この場合、濃度順に配置する完全ＯＮ画素の数N_1と、ドット集中型パターン順に配置する完全ＯＮ画素の数N_2はそれぞれ、実施形態１と同様に式（９）、式（１０）から算出する。一方、最後に１個配置する不完全ＯＮ画素の値は、式（１１）から算出されるI_1と、式（１２）から算出されるI_2を加算した値とする。

不完全ＯＮ画素を１個も配置しない場合は、N_1個の完全ＯＮ画素を濃度順に配置した後に、N_2個の完全ＯＮ画素をドット集中型パターン順に配置する。この場合、濃度順に配置する完全ＯＮ画素の数N_1と、ドット集中型パターン順に配置する完全ＯＮ画素の数N_2はそれぞれ、実施形態１と同様に式（９）、式（１０）から算出する。

また、実施形態１では、ＯＮ画素配置部１０５においてＯＮ画素を濃度順に配置した後にドット集中型パターン順に配置する様態について説明したが、これに限られない。例えば、処理結果が同じになるのであれば、濃度順に配置する処理とドット集中型パターン順に配置する処理を逆の順序で行ったり並列に行ったりする様態であってもよい。

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。

また、本実施形態の機能を実現するためのプログラムコードを、１つのコンピュータ（ＣＰＵ、ＭＰＵ）で実行する場合であってもよいし、複数のコンピュータが協働することによって実行する場合であってもよい。さらに、プログラムコードをコンピュータが実行する場合であってもよいし、プログラムコードの機能を実現するための回路等のハードウェアを設けてもよい。またはプログラムコードの一部をハードウェアで実現し、残りの部分をコンピュータが実行する場合であってもよい。

Claims (12)

1. 複数の画素から構成される単位領域を読込む単位領域読込み手段と、
   前記単位領域内に含まれる複数の前記画素のそれぞれに対応して記憶される、色材の濃度を示す画素値を、前記画素値に応じて複数のクラスに分けて、前記複数のクラス内の前記画素値の合計値をそれぞれ算出するクラス内合計値算出手段と、
   前記複数のクラスのうち一部のクラスについては、前記一部のクラスのクラス内合計値に基づいて、前記画素値の大きい順である濃度順にＯＮ画素を配置し、前記複数のクラスのうち前記一部のクラスに属さないクラスについては、前記一部のクラスに属さないクラスのクラス内合計値に基づいて、予め定められた優先順であるドット集中型パターン順にＯＮ画素を配置するＯＮ画素配置手段と、
   を備える画像処理装置。
2. 前記ドット集中型パターン順は、前記単位領域の中心位置から近い順番であること
   を特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記クラス内合計値算出手段は、前記単位領域内に含まれる複数の前記画素のそれぞれに対応して記憶される、色材の濃度を示す画素値を、前記画素値の大きな第１のクラスと、前記画素値の小さな第２のクラスとに分けて、前記第１のクラスのクラス内合計値と、前記第２のクラスのクラス内合計値とをそれぞれ算出し、
   前記ＯＮ画素配置手段は、前記第１のクラスのクラス内合計値に基づいて、前記濃度順にＯＮ画素を配置し、前記第２のクラスのクラス内合計値に基づいて、前記ドット集中型パターン順にＯＮ画素を配置すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記クラス内合計値算出手段は、前記単位領域内のすべての前記画素値をソートして順位間の差分を算出し、前記差分が最大値となる前記順位間を境界として、前記第１のクラスと、前記第２のクラスとに分けること
   を特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記ＯＮ画素配置手段は、前記第１のクラスのクラス内合計値から、前記濃度順に配置するＯＮ画素の数を算出し、前記第２のクラスのクラス内合計値から、前記ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素の数を算出すること
   を特徴とする請求項３または４に記載の画像処理装置。
6. 前記ＯＮ画素配置手段は、前記第１のクラスのクラス内合計値から、前記濃度順に配置する完全ＯＮ画素の数と、前記濃度順に１個だけ配置する不完全ＯＮ画素の値とを算出し、前記第２のクラスのクラス内合計値から、前記ドット集中型パターン順に配置する完全ＯＮ画素の数と、前記ドット集中型パターン順に１個だけ配置する不完全ＯＮ画素の値とを算出すること
   を特徴とする請求項３から５いずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記単位領域内のエッジ度を算出するエッジ度算出手段をさらに備え、
   前記ＯＮ画素配置手段は、前記濃度順に配置するＯＮ画素の数と、前記ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素の数とを、前記エッジ度に応じて変化させること
   を特徴とする請求項１から６いずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記ＯＮ画素配置手段は、前記エッジ度が増えることに応じて、前記濃度順に配置するＯＮ画素の数を増やすこと
   を特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記ＯＮ画素配置手段は、前記濃度順に配置するＯＮ画素と、前記ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素との割合を、ガンマ補正前の画像の画素値に基づいて決定すること
   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. 前記クラス内合計値算出手段は、それぞれのクラスのクラス内合計値を、ガンマ補正前の画像の画素値からそれぞれ算出し、
    前記ＯＮ画素配置手段は、前記濃度順に配置するＯＮ画素と、前記ドット集中型パターン順に配置するＯＮ画素との割合を、ガンマ補正前の画像の画素値から算出された、それぞれのクラスのクラス内合計値とに基づいて決定すること
    を特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
11. 複数の画素から構成される単位領域を読込む単位領域読込みステップと、
    前記単位領域内に含まれる複数の前記画素のそれぞれに対応して記憶される、色材の濃度を示す画素値を、前記画素値に応じて複数のクラスに分けて、前記複数のクラス内の前記画素値の合計値をそれぞれ算出するクラス内合計値算出ステップと、
    前記複数のクラスのうち一部のクラスについては、前記一部のクラスのクラス内合計値に基づいて、前記画素値の大きい順である濃度順にＯＮ画素を配置し、前記複数のクラスのうち前記一部のクラスに属さないクラスについては、前記一部のクラスに属さないクラスのクラス内合計値に基づいて、予め定められた優先順であるドット集中型パターン順にＯＮ画素を配置するＯＮ画素配置ステップと、
    を備える画像処理方法。
12. コンピュータを、請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。

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