JP2018026627A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストが低い処理で、網点画像の各ドットのエッジ部を保護しつつ間引き処理を行うことができる画像処理装置を提供する。
【解決手段】入力画像に対してディザマトリクスを用いるスクリーン処理及び間引き処理を行う画像処理装置であって、入力画像の注目画素について、注目画素の画素値と注目画素に対応するディザマトリクスの閾値とに基づいて、注目画素が間引き処理の対象であるか否かを判定する判定手段と、判定手段にて間引き処理の対象であると判定された注目画素に対して間引き処理を行う間引き処理手段と、判定手段にて間引き処理の対象でないと判定された注目画素に対してディザマトリクスを用いてスクリーン処理を行うスクリーン処理手段とを有することを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は入力画像に対してスクリーン処理及び間引き処理を行う画像処理装置及び画像処理方法に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置において、間引き処理は省トナー印刷（印刷時の色材消費量を削減する機能）を実行するために、または尾引き現象（色材の載り量が多くなった部分が定着時に熱で飛び散りを起こす現象）を抑制するために用いられることがある。間引き処理において入力画像に対して文字やラインのエッジ部を間引いてしまうとジャギーの原因となってしまうため、そこで、エッジ部を検出し、エッジ部以外の画素に対して間引きを行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、入力画像に対して、各画素の周囲画素の画素値からその画素がエッジ部であるか否かを判定することで、エッジ部を検出する。

特開２００２−０８６８０５号公報

しかしながら、間引き時のエッジ検出は入力画像に対してのみであり、ディザマトリクスによるスクリーン処理後の網点画像に対しては実施しないことが多い。これは、特許文献１のように周囲画素の画素値に基づくエッジ検出自体がコストのかかる処理であり、画像形成装置が行う画像処理に遅れが生じるためである。一方、写真やグラフィックに含まれる中間調を表現する網点画像の各ドットのエッジ部を保護せずに間引きを行うと、中間調を表現する各ドットの形状が崩れてしまい、画像のがさつきや色むらなどの画像劣化が大きくなる問題が生じる。

そこで本発明は、周囲画素の画素値に基づく判定を必要とせず、網点画像の各ドットのエッジ部を保護しつつ間引き処理を行うことができる画像処理装置及び画像処理方法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、入力画像に対してディザマトリクスを用いるスクリーン処理及び間引き処理を行う画像処理装置であって、前記入力画像の注目画素について、前記注目画素の画素値と前記注目画素に対応する前記ディザマトリクスの閾値とに基づいて、前記注目画素が間引き処理の対象であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段にて間引き処理の対象であると判定された前記注目画素に対して間引き処理を行う間引き処理手段と、前記判定手段にて間引き処理の対象でないと判定された前記注目画素に対して前記ディザマトリクスを用いてスクリーン処理を行うスクリーン処理手段とを有することを特徴とする。

本発明により、コストが低い処理で、網点画像の各ドットのエッジ部を保護しつつ間引き処理を行うことができる。

第１の実施形態における画像形成装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるプリンタエンジンの概略構成を示す断面図である。 第１の実施形態における画像処理部の機能構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における網点画像生成部の機能構成を示すブロック図である。 スクリーン処理を説明するための図である。 第１の実施形態におけるスクリーン処理部のＡＭスクリーン処理を説明するための図である。 網点画像のドットのエッジ部を保護せずに間引き処理を行った場合の例を示す図である。 第１の実施形態におけるディザスクリーンの閾値の基準値Ｃ１を説明するための図である。 第１の実施形態において入力画像の画素値に応じて基準値Ｃ１を更新する例を示す図である。 第１の実施形態における網点画像生成部の処理フローを示す図である。 第２の実施形態における網点画像生成部の機能構成を示すブロック図である。 第２の実施形態において所定領域内での間引きの上限回数を設定する例を示す図である。 第２の実施形態における網点画像生成部の処理フローを示す図である。 第２の実施形態の網点画像生成処理によって得られた網点画像の例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。

［第１の実施形態］
本実施形態では電子写真方式のカラー画像形成装置（以下、単に画像形成装置と称す）を例に説明する。本実施形態の画像形成装置は１２００ｄｐｉの解像度で画像を形成するものとする。

＜画像形成装置の構成＞
図１は、本実施形態における画像形成装置２の構成を示すブロック図である。画像形成装置２は、ホストコンピュータ１と通信可能なようにＬｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ）等で接続されている。ホストコンピュータ１は、例えば一般のＰＣ（パーソナルコンピュータ）やＷＳ（ワークステーション）などのコンピュータである。本実施形態では、ホストコンピュータ１で作成された画像や文書はＰＤＬ形式の印刷データとして画像形成装置２に送信される。ＰＤＬは、Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅの略であり、印刷したり表示したりする対象となる「ページ」に関して、文字や図形をどのように配置するかを指定するためのプログラム言語である。

画像形成装置２は、コントローラ２１及びプリンタエンジン２２を含む。コントローラ２１は、ホストコンピュータ１から印刷データを受け取り、印刷データに基づいてプリンタエンジン２２が印刷処理を行うために用いる画像データ（ラスターイメージデータ）を生成し、プリンタエンジン２２に転送する。プリンタエンジン２２は、コントローラ２１から転送された画像データを用いて記録紙などへの印刷処理を行う。

次に、コントローラ２１の詳細について説明する。本実施形態においてコントローラ２１は、ホストコンピュータ１から印刷データを受け取り、印刷データに基づいてラスタライズを行い、画素単位の画像データと属性データを生成する。印刷データは、グレースケールやＲＧＢ又はＣＭＹＫといった複数の色成分の色空間を持ち、画像データは画素毎に１つの色成分につき８ビット（２５６階調）の値を持つ。また、属性データは、オブジェクトの文字や線、図形、イメージといった属性を表す値を保持しており、画像データと共にコントローラ２１におけるＲＡＭ１０３に一旦記憶される。ＲＡＭ１０３に一旦記憶された画像データと属性データは、コントローラ２１における画像処理部１０５内で後述のプリント用の画像処理が行われた後、プリンタエンジン２２に転送される。

コントローラ２１はホストＩ／Ｆ部１０１、ＣＰＵ１０２、ＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０４、画像処理部１０５及びエンジンＩ／Ｆ部１０６を含む。ホストＩ／Ｆ部１０１は、ホストコンピュータ１から転送された印刷データを受け取るためのインターフェースとして機能する。例えば、イーサネット（登録商標）やシリアルインターフェースもしくは、パラレルインターフェースといったもので構成されている。

ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１０３やＲＯＭ１０４に格納されているプログラムやデータを用いてコントローラ２１全体の制御を行うと共に、コントローラ２１が行う後述の各処理を実行する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０２が各処理を実行する際に用いるワークエリアとして機能する。ＲＯＭ１０４は、ＣＰＵ１０２にコントローラ２１全体を制御すると共に、コントローラ２１が行う後述の各処理をＣＰＵ１０２に実行させるためのプログラムやデータ、また、コントローラ２１の設定データなどが格納されている。

画像処理部１０５は、入力される画像データに対してプリント用の画像処理を行い、プリンタエンジン２２が印刷処理を行うために用いる画像データを生成する。画像処理部１０５の詳細については後述する。エンジンＩ／Ｆ部１０６は、画像処理部１０５で画像処理が行われた画像データをプリンタエンジン２２に転送する処理を制御する。バス１０７は上述の各部を繋ぐ画像形成装置２の内部バスである。

＜プリンタエンジンの構成＞
図２は、本実施形態におけるプリンタエンジン２２の概略構成を示す断面図である。プリンタエンジン２２は、コントローラ２１から転送された画像データに基づいて、印刷処理を行う。次に、図２を参照してプリンタエンジン２２の詳細について説明する。

像担持体としての感光ドラム２０２、２０３、２０４、２０５がその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム２０２〜２０５の外周面に対向してその回転方向に一次帯電器２１０、２１１、２１２、２１３、露光制御部２０１、現像装置２０６、２０７、２０８、２０９が配置されている。一次帯電器２１０〜２１３は感光ドラム２０２〜２０５の表面に均一な帯電量の電荷を与える。次いで露光制御部２０１は、記録画像信号に応じて変調したレーザービームなどの光線を感光ドラム２０２〜２０５上に露光させることによって、感光ドラム２０２〜２０５上に静電潜像を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（トナー）をそれぞれ収納した現像装置２０６〜２０９は上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体に転写する画像転写領域の下流側では、クリーニング装置２１４、２１５、２１６、２１７により記録紙に転写されずに感光ドラム２０２〜２０５上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。

一方、上段カセット２２２または下段カセット２２３からピックアップローラ２２４または２２５によりピックアップされ、給紙ローラ２２６または２２７により搬送される記録紙は、搬送ローラ２２８によりレジストローラ２３１まで搬送される。そして、中間転写体２１９への転写が終了するタイミングで、中間転写体２１９と転写ベルト２２０の間に記録紙が搬送される。その後、記録紙は、転写ベルト２２０により搬送されるとともに中間転写体２１９に圧着され、中間転写体２１９上のトナー像が記録紙に転写される。記録紙に転写されたトナー像は、定着ローラおよび加圧ローラ２２１により加熱および加圧され記録紙に定着される。画像が定着された記録紙は、フェイスアップ排紙口２３０に排出される。

＜画像処理部の構成＞
図３は、本実施形態における画像処理部１０５の機能構成を示すブロック図である。画像処理部１０５は図３に示すように、色変換部３０１、ガンマ補正部３０２及び網点画像生成部３０３を含む。

色変換部３０１は、ＲＡＭ１０３から入力された画像データに対して、色変換処理を行う。例えば色変換ルックアップテーブルやマトリックス演算によって、入力された画像データを４つの画像信号から成る濃度のＣＭＹＫ色空間に変換する。

ガンマ補正部３０２は、画像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、ガンマ補正ルックアップテーブルを用いて、色変換部３０１で色変換処理が行われた画像データに対してガンマ補正処理を行う。本実施形態では、例としてリニアな形状をした一次元のガンマ補正ルックアップテーブルを用いる。ただし、このガンマ補正ルックアップテーブルは、ＣＰＵ１０２によりプリンタエンジン２２の印刷特性の変化に応じて更新される。

網点画像生成部３０３は、ガンマ補正部３０２から入力された画像データに対してスクリーン処理及び間引き処理を行い、プリンタエンジン２２に出力する画像データを生成する。なお、網点画像生成部３０３の処理で注目する、入力された画像における画素を注目画素と呼ぶ。

＜網点画像生成部の構成＞
図４は、本実施形態における網点画像生成部３０３の機能構成を示すブロック図である。網点画像生成部３０３は、間引き領域判定部４０１、スクリーン処理部４０２及び間引き処理部４０３を含む。間引き領域判定部４０１は、入力された画像に対し、注目画素が間引き処理の対象領域（以下、間引き領域）となるか否かを判定する。注目画素が間引き領域にならないと判定された場合、注目画素に対して、スクリーン処理部４０２がスクリーン処理を行う。注目画素が間引き領域となると判定された場合、注目画素に対して、間引き処理部４０３が間引き処理を行う。

＜スクリーン処理について＞
本実施形態では、階調再現を実現するために面積階調の手法が用いられている。面積階調とは単位面積あたりの着色される面積の割合を変化させることにより階調を表現する手法であり、代表的なものとしてＡＭ（振幅変調）スクリーンとＦＭ（周波数変調）スクリーンとが知られている。ＡＭスクリーンは、着色される領域の大きさ（いわゆるドットの大きさ）を変調することで階調を表現する。ＦＭスクリーンは、一定の大きさの微小な孤立ドットを擬似ランダムに配置し、ドットの密度で階調を表現する。スクリーン処理によって得られた画像データは網点画像データと呼ばれる。なお、本実施形態では、ＡＭスクリーンを採用する。

図５はスクリーン処理を説明するための図である。スクリーン処理とは、ディザマトリクスを用いて、連続階調で表現された画像データを面積階調で表現された画像データに変換する処理である。ディザマトリクスとは、スクリーン処理において着色していく画素の位置と、着色する条件の閾値を表す閾値マトリクスを指す。

図５（ａ）は入力された画像データ５０１、図５（ｂ）はスクリーン処理に用いるディザマトリクス５０２、図５（ｃ）はスクリーン処理によって得られた網点画像データ５０３を示している。スクリーン処理部４０２は、入力された画像データの画素毎に、その画素の画素値とその画素に対応するディザマトリクスの閾値とを比較する。比較した結果、入力された画像データの画素値のほうがディザマトリクスの閾値より大きい場合、網点画像データの対応する画素位置に対して最大画素値（例えば、２５５）を出力する。

すなわち、図５（ａ）のような、３×３の９画素で、各画素の画素値が１３０である画像データ５０１に対し、図５（ｂ）のような３×３のディザマトリクス５０２を用いてスクリーン処理を行う。画像データ５０１の画素値よりもディザマトリクス５０２の閾値のほうが小さい画素位置に対応する網点画像データ５０３の画素値は２５５になる。画像データ５０１の画素値よりもディザマトリクス５０２の閾値のほうが大きい画素位置に対応する網点画像データ５０３の画素値は０になる。

そして、ディザマトリクスの閾値の配置方法を変えると、スクリーン処理結果の網点画像も変化する。本実施形態では入力画素値が大きくなるに従い、スクリーン処理により生成されるドットが大きくなるＡＭスクリーンのディザマトリクスを採用する。

図６は本実施形態におけるスクリーン処理部４０２のＡＭスクリーン処理を説明するための図である。本実施形態では、例として解像度が１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉでサイズが５画素×１０画素のディザマトリクスであり、１７０線、４５度方向の周波数成分を持つディザマトリクスを使用する。図６（ａ）のように、各ディザマトリクスを適用することで生成されたドットが１７０線４５度方向の周期性を持つようにディザマトリクスが配置されている。図６（ｂ）は、全体の画素値が４６である画像が入力された場合にスクリーン処理で生成された網点画像を示している。図６（ｃ）は、全体の画素値が１２７である画像が入力された場合にスクリーン処理で生成された網点画像を示している。図６（ｂ）と図６（ｃ）を比較することにより、入力された画像の画素値が大きくなると、生成されたドットが大きくなることが分かる。

＜間引き領域の指定＞
図７はドットのエッジ部を保護せずに間引き処理を行った場合の例を示す図である。図７に示すように、エッジ部を保護せずに間引き処理を行った場合、エッジ部が間引かれることによってドットの外形が崩れる。網点画像内に外形が崩れたドットが複数存在し、かつドットの崩れ方が間引きパターンやディザスクリーン、入力画像の関係で均一でない場合、濃度のムラやがさつきといった画質劣化を大きくしてしまう。従って、ドットの形状を保つためにドットのエッジ部を保護し、間引き領域をドットのエッジの内側に制限する必要がある。

本実施形態では、入力された画像の各画素について、その画素に対応するディザマトリクスの閾値を参照し、ディザマトリクスの閾値が定められた基準値よりも小さい場合、その画素を間引き処理の対象とする。これにより、間引き領域をドットのエッジの内側に制限する。以下、図６、図８、図９を参照して間引き領域をドットのエッジの内側に制限する方法の詳細について説明する。

図６で示したように、ＡＭスクリーンは入力された画像の画素値が大きくなるに従いドットを大きくすることによって着色面積を拡大し、階調を表現する画像処理である。そのため、ＡＭスクリーンで用いられるディザマトリクスはドットの中心に対応する閾値が小さく、ドットの外側になるに従い対応する閾値が大きくなるという特徴がある。例えば図６（ｃ）のディザマトリクスの閾値のうち、４６より小さい閾値に注目すると、注目した閾値に対応する画素位置ともドットのエッジの内側であることがわかる。このことから、ディザマトリクスの閾値からその閾値に対応する画素がドットのエッジ部の内側にあるか否かを判定することができることがわかる。

図８は、本実施形態におけるディザマトリクスの閾値の基準値Ｃ１を説明するための図である。入力された画像に対し、各画素に対応するディザマトリクスの閾値と基準値Ｃ１とを比較することで、その画素がドットのエッジ部の内側にあるか否かを判定することができる。図８（ａ）に示すように形成される網点画像のドットが十分な大きさを有する場合、図８（ｂ）のように基準値Ｃ１（第２の基準値）を設定する。図８（ｃ）のように各画素に対応するディザマトリクスの閾値が基準値Ｃ１よりも小さい場合のみその画素を間引けば、ドットのエッジの内側のみを間引くことができる。

また、本実施形態では、図８（ａ）に示すように形成される網点画像のドットが十分な大きさを有する（所定サイズ以上である）ことを確保するために、入力画像の画素値の基準値Ｃ２（第１の基準値）を設定する。例えば、基準値Ｃ２は、ドットのサイズが３×３以上となることを確保するように４５に設定することができる。入力された画像の画素値が基準値Ｃ２より大きい場合に、形成される網点画像のドットが十分な大きさを有すると判定する。つまり、注目画素の画素値ＩｎＩｍｇが基準値Ｃ２より大きく、かつ注目画素に対応するディザマトリクスの閾値が基準値Ｃ１より小さい場合、注目画素を間引き処理の対象とすることで、エッジ部を保護しながら間引き処理を行うことが可能となる。

本実施形態では、間引き手段として、例えば間引きパターンを用いて間引き処理を行うことができる。また、間引きパターンとして、例えば市松模様の間引きパターンを用いて、図８（ｃ）のように間引きを実施する画素と間引かない画素が各々連続しないように間引きを行うことができる。なお、本実施形態の間引き手段及び間引きパターンは上記に限定されるものではない。

＜基準値Ｃ１の更新＞
図９は、本実施形態において入力された画像の画素値に応じて基準値Ｃ１を更新する例を示す図である。図９（ａ）に示す２画素×２画素のドットではエッジ部のみで間引ける場所がないが、図９（ｂ）に示す３画素×３画素のドットではエッジの内側の画素領域が１画素×１画素のサイズで存在する。そして、図９（ｃ）に示す４画素×４画素のドットではエッジの内側の領域は２画素×２画素のサイズで存在し、図９（ｄ）に示す５画素×５画素のドットではエッジの内側の領域は３画素×３画素のサイズで存在する。ドットのサイズが大きくなると、エッジの内側の領域が大きくなることが分かる。すなわち、入力された画像の画素値が大きくなることでドットのサイズが大きくなり、それによりエッジではないドットの内側の面積が拡大する。

そのため、本実施形態では、入力画素値に応じてドットの内側であるか否かを判定するための基準値Ｃ１を更新し、間引き処理の対象となる領域を変化させることによって、エッジ部を保存しつつドットの大きさに応じた間引きを行うことが可能となる。すなわち、注目画素の画素値ＩｎＩｍｇの大きさに応じて基準値Ｃ１を更新することによって、図９に示すようにドットの大きさに応じた間引き領域を判定することが可能となる。基準値Ｃ１の決定方法として、例えば、次の式（１）を用いて基準値Ｃ１を算出することができる。

ここで、Ｃ１＿Ｍｉｎは基準値Ｃ１の最小値、Ｃ１＿Ｍａｘは基準値Ｃ１の最大値を表す。また、式（１）における「２５５」は、画素値ＩｎＩｍｇの最大値である。式（１）を適用することで基準値Ｃ１を画素値ＩｎＩｍｇに応じて線形に変化させることが可能となる。このように更新される基準値Ｃ１を用いると、ドットの大きさに応じた間引きを行うことが可能となる。

なお、上記の式（１）における各定数は、スクリーン処理に適用されるディザマトリクスに応じて予め設定されたものである。例えば、図６（ａ）に示したディザマトリクスの場合、Ｃ１＿Ｍｉｎを５に設定し、Ｃ１＿Ｍａｘを４６に設定することができる。また、画素値ＩｎＩｍｇが所定画素値より小さい（例えば、画素値ＩｎＩｍｇが１２８より小さく、ドットのサイズが５×５以下である）ときのみ、基準値Ｃ１を画素値ＩｎＩｍｇの大きさに応じて変化させることができる。すなわち、式（１）における「２５５」を「１２８」に変更し、画素値ＩｎＩｍｇ＜１２８のとき、基準値Ｃ１を式（１）により算出し、画素値ＩｎＩｍｇ＞＝１２８のとき、基準値Ｃ１＝Ｃ１＿Ｍａｘとすることができる。

なお、本実施形態では計算式を用いて基準値Ｃ１を算出する例を説明したが、基準値Ｃ１の決定方法はこれに限定されず、例えば、ＬＵＴテーブルを用意し画素値ＩｎＩｍｇと基準値Ｃ１を予め対応付けする方法でもよい。

＜網点画像生成部の処理フロー＞
図１０は本実施形態における網点画像生成部３０３の処理フローを示す図である。ステップＳ１００１において間引き領域判定部４０１は、ガンマ補正部３０２から網点画像生成部３０３に入力された画像について、注目画素の画素値と注目画素に対応するディザマトリクスの閾値とを取得する。

ステップＳ１００２において間引き領域判定部４０１は、注目画素の画素値に基づき、間引き領域を指定するためのディザマトリクスの閾値の基準値Ｃ１を決定する。また、形成される網点画像のドットが十分な大きさを有することを確保するための画素値の基準値Ｃ２は、予め定められており、例えばＲＡＭ１０３に記憶されている。間引き領域判定部４０１は、ＲＡＭ１０３からデータを読み取ることで基準値Ｃ２を取得する。

ステップＳ１００３において間引き領域判定部４０１は、注目画素が間引き領域となるか否かを判定する。間引き領域判定部４０１は、注目画素の画素値と、注目画素に対応するディザマトリクスの閾値と、予め定められた画素値の基準値Ｃ２と、ステップＳ１００２で決定されたディザマトリクスの閾値の基準値Ｃ１に基づき判定を行う。形成される網点画像のドットが十分な大きさを有することを確保するための画素値の基準値Ｃ２は、予め定められており、例えばＲＡＭ１０３に記憶されている。間引き領域判定部４０１は、ＲＡＭ１０３からデータを読み取ることで基準値Ｃ２を取得する。注目画素の画素値が基準値Ｃ２より大きく、注目画素に対応するディザマトリクスの閾値が基準値Ｃ１より小さい場合に、注目画素が間引き領域となると判定する。

次に、ステップＳ１００３で間引き領域にならないと判定された注目画素に対し、ステップＳ１００４においてスクリーン処理部４０２は、スクリーン処理を行う。ステップＳ１００３で間引き領域となると判定された注目画素に対し、ステップＳ１００５において間引き処理部４０３は、事前に指定された間引き手段により間引き処理を実行する。本実施形態の間引き処理では、間引きが実施される位置に０の画素値を出力し、間引きが実施されない位置に２５５の画素値を出力する。

以上のとおり、本実施形態では入力された画像の各画素に対し、その画素の画素値とその画素に対応するディザマトリクスの閾値とを参照することで、その画素が間引き領域となるか否かを判定する。すなわち、画素値がドットの大きさを確保するための基準値Ｃ２より大きく、かつディザマトリクスの閾値が間引き領域を指定するための基準値Ｃ１より小さい場合、画素を間引きの対象とする。これによって、簡単に間引き領域を制限することができ、エッジ部を保護しつつ間引き処理を行うことが可能となる。

尚、本実施形態では、画像処理部１０５が画像形成装置２に含まれるものとして説明したが、これに限定されず、画像処理部１０５は画像形成装置２と通信可能な他の装置に含まれてもよい。または、画像処理部１０５は、画像形成装置２と通信可能な画像処理装置として構成されてもよい。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、入力された画像の各画素の画素値とその画素に対応するディザマトリクスの閾値とに基づいて間引き領域を判定し、判定された間引き領域に対して定まったパターンによる間引き処理を行う例を説明した。しかし、パターンによる間引き処理を行う場合、ドットの間引き量を濃度に応じて高精度に調整することが難しい。また、スクリーンの周期に対する干渉が生じることがある。そこで、本実施形態では、間引き領域となる各画素について、その画素を間引く確率を画素値に応じて決定し、決定された確率と画素ごとに与えられる乱数とを比較することで、間引きを実施するか否かを決定する。

本実施形態における網点画像生成部３０３′は、まず、入力された画像の所定領域（例えば、ディザマトリクスのサイズに対応する領域）において実施される、間引きの上限回数を所定領域内の画素値に応じて設定する。そして、網点画像生成部３０３′は、所定領域における間引き領域となる各画素に対して間引きを実施する確率（間引き確率）を、その合計が設定された間引きの上限回数になるように生成する。これによって、所定領域の間引き量を濃度に応じて高精度に調整することが可能となる。さらに、網点画像生成部３０３′は、決定された各画素の間引き確率と、画素毎に与えられる、値が０から１までの範囲内にある乱数とを比較することで、間引きの実施を決定する。これによって、スクリーンの周期に対する干渉を抑制することが可能となる。以下では、第１の実施形態とは異なる本実施形態における構成のみについて説明する。

＜網点画像生成部の構成＞
図１１は、本実施形態における網点画像生成部３０３′の機能構成を示す図である。網点画像生成部３０３′は、間引き領域判定部１１０１、スクリーン処理部１１０２、確率生成部１１０３及び間引き処理部１１０４を含む。間引き領域判定部１１０１は、第１の実施形態における間引き領域判定部４０１と同様に、入力された画像の各画素が間引き領域となるか否かを判定する。間引き領域にならないと判定された画素に対して、スクリーン処理部１１０２は第１の実施形態におけるスクリーン処理部４０２と同様にスクリーン処理を行う。間引き領域となると判定された画素に対して、確率生成部１１０３は、画素の間引き確率を生成する。そして、間引き処理部１１０４は、確率生成部１１０３で生成された間引き確率と、画素毎に与えられる、値が０から１までの範囲内にある乱数との大小関係に基づき間引き処理を行う。

＜間引き確率の生成＞
確率生成部１１０３が行う、間引き確率の生成について詳しく説明する。確率生成部１１０３は、所定領域における間引き領域となる画素に対し、間引き確率をその合計が所定領域内の間引きの上限回数になるように生成する。間引き確率の生成方法として、例えば、各画素とも間引き確率を均一の値にするように間引き確率を生成することができる。そして、生成された間引き確率と、各画素に与えられた乱数との比較によって間引きの実施が決定される。このように、乱数による間引き処理を行うことが可能となる。しかし、この場合、乱数の値の偏りにより、間引きの上限回数が同じ値に設定された各所定領域間で間引き量に偏りが生じる可能性がある。そこで、確率生成部１１０３は、所定領域において既に実施した間引きの回数に応じて、次に注目する画素の間引き確率を変動させることで、間引き量の偏りを抑制することができる。

具体的に、確率生成部１１０３は、所定領域における画素値に応じて、所定領域内の間引きの上限回数を設定する。ここで、設定された間引きの上限回数をＮとする。確率生成部１１０３は、所定領域における画素値に応じて、所定領域における間引き領域となる画素の総数を算出する。ここで、間引き領域となる画素の総数をＭとする。

図１２は、本実施形態において所定領域内での間引きの上限回数を設定する例を示す図である。図１２（ａ）は、間引き領域となる画素の総数Ｍ＝０、間引きの上限回数Ｎ＝０の場合を示している。図１２（ｂ）は、Ｍ＝９、Ｎ＝１の場合、図１２（ｃ）は、Ｍ＝１６、Ｎ＝４の場合、図１２（ｄ）は、Ｍ＝２５、Ｎ＝９の場合を示している。

また、確率生成部１１０３は、所定領域内の確率生成済み画素の数及び既に実施した間引きの回数を記録する。そして、確率生成していない残りの画素の数と間引きの残り回数から確率を計算することで、各所定領域内での間引きの実施回数を均一にしつつ乱数による間引きを実施することが可能となる。

所定領域内において初めて間引き確率を生成するとき、確率生成していない残りの画素の数がＭ、間引きの残り回数がＮとなるので、間引き確率は次の式（２）のように算出される。

所定領域内の確率生成済み画素の数をｍ、既に実施した間引きの回数をｎとなるとき、確率生成していない残りの画素の数がＭ−ｍ、間引きの残り回数がＮ−ｎとなるので、間引き確率は次の式（３）のように算出される。

上記の式（３）のように所定領域において既に実施した間引きの回数に応じて次に注目する画素の間引き確率を生成することで、所定領域において間引きを確実に実施する回数が、設定された間引きの上限回数Ｎから離れることを抑える。また、図１２のように所定領域内での間引きの上限回数を画素値に応じて設定することで、濃度に応じて間引き量を高精度に調整する。これにより、間引き処理による画像の階調性の劣化を抑えることが可能となる。

＜網点画像生成部の処理フロー＞
図１３は、本実施形態における網点画像生成部３０３′の処理フローを示す図である。なお、ステップＳ１３０１からステップＳ１３０４の処理は、第１の実施形態におけるステップＳ１００１からステップＳ１００４の処理と同様であるので、説明を省略する。ステップＳ１３０５からの処理を説明する。

ステップＳ１３０５において確率生成部１１０３は、ステップＳ１３０３にて注目画素が間引き処理の対象であると判定された場合、注目画素の画素値に基づき所定領域内の間引きの上限回数Ｎを決定する。また、確率生成部１１０３は、注目画素の画素値に基づき所定領域における間引き領域となる画素の総数Ｍを算出する。

ステップＳ１３０６において確率生成部１１０３は、所定領域内の確率生成済み画素の数ｍと、所定領域において既に実施した間引きの回数ｎとを取得する。また、取得されたｍ、ｎ、及びステップＳ１３０５で得られたＭ、Ｎから注目画素の間引き確率を式（３）により生成する。

ステップＳ１３０７において間引き処理部１１０４は、画素毎に与えられた、値が０から１までの範囲内にある乱数と、ステップＳ１３０６で生成された間引き確率とを比較する。間引き確率が乱数より大きい場合は、ステップＳ１３０８において間引き処理部１１０４は、注目画素を間引く（間引きが実施される位置に０の画素値を出力する）。間引き確率が乱数以下である場合は、ステップＳ１３０９において間引き処理部１１０４は、注目画素に対する間引きを実施せず、２５５の画素値を出力する。

図１４は、本実施形態の網点画像生成処理によって得られた網点画像の例を示す図である。ここで、図６（ａ）に示すディザマトリクスが使用された。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）が示すように、確率及び乱数により間引きを実施するかの判定を行うことで、特定の間引きパターンではなく、ドットごとに異なる間引き処理が可能となる。また、注目画素の画素値、すなわち入力画像の濃度に従いトナーの間引き量を決定することで階調性の劣化を抑えることができる。

本実施形態では、間引き処理の実施を確率により判定するとともに、所定領域内での間引きの上限回数を入力画像の画素値によって決定することによって、階調性を保ちつつエッジ部を保存し画質劣化を抑えた間引きを実現する。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

４０１ 間引き領域判定部
４０２ スクリーン処理部
４０３ 間引き処理部

Claims (10)

1. 入力画像に対してディザマトリクスを用いるスクリーン処理及び間引き処理を行う画像処理装置であって、
   前記入力画像の注目画素について、前記注目画素の画素値と前記注目画素に対応する前記ディザマトリクスの閾値とに基づいて、前記注目画素が間引き処理の対象であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段にて間引き処理の対象であると判定された前記注目画素に対して間引き処理を行う間引き処理手段と、
   前記判定手段にて間引き処理の対象でないと判定された前記注目画素に対して前記ディザマトリクスを用いてスクリーン処理を行うスクリーン処理手段と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記判定手段は、前記注目画素の画素値が第１の基準値より大きく、かつ、前記注目画素に対応する前記ディザマトリクスの閾値が第２の基準値より小さい場合、前記注目画素が間引き処理の対象であると判定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第１の基準値は、前記ディザマトリクスを用いるスクリーン処理により所定サイズ以上の網点画像のドットを生成するために必要な入力画素値であることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記第２の基準値は、前記注目画素の画素値に応じて更新されることを特徴とする請求項２または３に記載の画像処理装置。
5. 前記間引き処理手段は、所定の間引きパターンを用いて間引き処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記判定手段は、前記注目画素の画素値に基づいて前記注目画素の間引き確率を決定し、
   前記間引き処理手段は、前記判定手段にて決定された間引き確率と、画素毎に与えられる乱数とを比較することで、前記注目画素を間引くか否かを決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記判定手段は、前記入力画像の所定領域毎に、前記所定領域内の画素値に応じて当該所定領域内の間引きの上限回数を決定し、前記所定領域における間引き処理の対象であると判定される各画素の間引き確率の合計が、決定された上限回数になるように前記各画素の間引き確率を決定することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記判定手段は、前記所定領域内における間引き確率が既に生成された画素の数と、所定領域内における既に実施した間引きの回数とを記録し、記録された画素の数及び間引きの回数に応じて、次に注目する画素の間引き確率を算出することを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
9. 入力画像に対してディザマトリクスを用いるスクリーン処理及び間引き処理を行う画像処理方法であって、
   前記入力画像の注目画素について、前記注目画素の画素値と前記注目画素に対応する前記ディザマトリクスの閾値とに基づいて、前記注目画素が間引き処理の対象であるか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程にて間引き処理の対象であると判定された前記注目画素に対して間引き処理を行う間引き処理工程と、
   前記判定工程にて間引き処理の対象でないと判定された前記注目画素に対して前記ディザマトリクスを用いてスクリーン処理を行うスクリーン処理工程と
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
10. コンピュータを、請求項１乃至９のいずれか１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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