JP3547965B2

JP3547965B2 - Image processing method and apparatus

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Publication number: JP3547965B2
Application number: JP36315297A
Authority: JP
Inventors: 克洋金森; 秀延飯田; 睦子二梃木; 修山田; 邦夫 ▲吉▼田; 照夫麓; 徹夫新目; 寿男兼田; 光男岩渕; 仁波多野
Original assignee: Panasonic Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-12-15
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2017-12-15
Also published as: JPH11177820A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、階調画像を中間調画像に変換する画像処理方法及び画像処理装置に係り、特にＰＷＭ方式の画像形成装置にＲＧＢ系の中間調画像を供給するのに好適な画像処理方法及び画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータネットワークの発達に伴い、スキャナなどで取り込まれた画像とフォントにて生成される文字部とをあらかじめユーザのコンピュータ上で生成し、ネットワークで接続されたカラーレーザービームプリンタ（以下、カラーＬＢＰという）を用いて画像形成することが一般的に行われている。
【０００３】
カラーＬＢＰでは、画像と文字がコンピュータ上で分離されているため、画像については特に階調性を重視した処理を取ることが可能となり最近ではカラー６００Ｄｐｉ程度のフルカラー画像が美しく再現できている。
【０００４】
カラーＬＢＰの画像形成方法としてはＰＷＭ方式が一般的である。ＰＷＭ方式はレーザ光の発光時間を画像の主走査方向に１画素内、あるいは複数画素内で２５６段階程度に制御してトナーのオンオフを面積制御で階調表現するもので一応２５６階調程度を再現する能力がある。この方式では副走査方向にラインが連続し、いわゆる万線（ラインスクリーン）を形成する。ＰＷＭ方式は高解像度で階調性の高い画像を形成できるためカラーＬＢＰのみならずカラー複写機などにおいても広く使われている。
【０００５】
しかし、ＰＷＭ方式のカラーＬＢＰには、ハイライト部分の階調性が悪く、淡い色の階調を持つ画像では淡い色が白くとんでしまい再現されない問題がある。このため入力信号を増加して濃度を濃くしてもハイライト領域は再現できない。また、淡色の再現においてはトナーの付き方はきわめてアナログ的であり万線はランダムに途切れがちになる。この不安定要因により再現階調カーブは不安定となり視覚的にも画質がノイジーになる。これらの課題で本来ＰＷＭの利点であるはずの階調も現実には２５６段階はとうてい再現できなかった。
【０００６】
従来この問題に対しては、主として３つの方向で解決策が提案されている。
【０００７】
第１の方法は、ＰＷＭ処理と多値ディザ処理を組み合わせ安定再現可能な複数の濃度ドットだけを用いて階調を再現する方法である。たとえば特開平４−２８４０６３号公報では、ＰＷＭによる６４値化と２×２ドットのドット分散閾値マトリクスを組み合わせ、２５７階調を安定に再現することを提案している。
【０００８】
第２の方法は、ハイライト付近の濃度を増加させるカーブと低下させるカーブの２つの階調補正カーブを画像上で交互に使用して階調変換を行った後にＰＷＭを行い、疑似的な網点を形成してドットの不安定性を除く方法である。たとえば、特開平３−１３３６６８号公報あるいは特開平７−２５４９８５号公報では、それぞれ副走査線方向、主走査方向にとなりあう画素に交互に別の補正カーブで階調補正を施してドットの集中化・低解像度化を図り、ドットを安定化させている。
【０００９】
第３の方法は、公開特許平２−１９２９６６のように再現不能な濃度信号の閾値を測定し、画像上で２×２画素のブロックを設定して、ブロック内画素に閾値以下の濃度の画素が存在した場合にはブロック内の画素濃度総和をとり、あらかじめ決められた順序に従い、ブロック内画素に再配分することにより淡いドットを除去し濃度の高いドットを集中化させるものである。また、特開平９−８３７９９号公報では、主走査方向の２画素に対して、濃度値領域に応じて画素値の移設を実行してハイライト部のＰＷＭ万線を低下させながらドット集中化を実行する。
【００１０】
ところが、上記第１の方法である多値ディザ法では、ディザマトリクスの決定には大きな自由度があるため最適なマトリクスを設計することは非常に困難である。また、上記第２の方法である階調補正カーブを用いる方法は、プリンタの特性に大きく依存するという課題がある。一方、上記第３の方法でのドット集中法は、画像処理をソフトウエアで実行する場合に比較的簡易な方式ということができる。
【００１１】
近年では、ネットワーク経由で異なる特性のプリンタを接続することが多く、その場合にはネットワーク系を構築するユーザが独自に画質向上の要求を満足させる必要がある。たとえば、ＰＷＭ方式のプリンタの淡い色の階調特性をより向上させたい、あるいは異機種プリンタ間の再現画質をできるだけ一致させたい、という要求がある。
【００１２】
そこで、上述した従来の画像処理方法のうち比較的簡易なドット集中法をカラー画像に対して適用することが考えられる。この場合、ユーザが操作できる色信号はＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥによるＲＧＢ信号だけであるから、従来のドット集中処理の技術をＣＹＡＮ、ＭＡＧＥＮＴＡ、ＹＥＬＬＯＷ、ＢＬＡＣＫのいわゆるＣＭＹＫ信号でなく、ＲＧＢ色版で適用せざるをえないのが実情であった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のドット集中化処理をカラー画像のＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥの３成分について適用するとカラー画像の全体色再現が黒っぽくなり劣化してしまう課題があった。
【００１４】
これはドット集中化処理の結果、ＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥの３信号が最大濃度で同一画素に重なる割合が高くなるため、プリンタドライバ側の墨発生処理での墨（ＢＬＡＣＫ）ドットの発生が異常に多くなるためである。
【００１５】
しかしながら、ＢＬＡＣＫ信号を制御してＢＬＡＣＫドット発生を抑制することはＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥの色信号を扱っている限り不可能であった。同様の事態は、ＣＹＡＮ、ＭＡＧＥＮＴＡ、ＹＥＬＬＯＷの３色においても同様である。これらの色信号を用いてカラープリンタを制御する場合のＢＬＡＣＫドットは３色から一定の規則で作られることになるから従来のような単純なドット集中処理を使うと画質の劣化が生じる。
【００１６】
本発明は、ＢＬＡＣＫドットの発生などによる色再現の劣化を抑制しつつ、ＲＧＢ信号空間でドット集中処理を実行しＬＢＰのハイライト階調特性を向上することのできる画像処理方法及び画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の画像処理方法及びその装置は、ＢＬＡＣＫドットの発生などによる色再現の劣化を抑制しつつ、ＲＧＢ信号空間でドット集中処理を実行しＬＢＰのハイライト階調特性を向上することを目的に、画像内に設定したブロックから画素値を入力し、ブロック内で各画素値をドット配分成分と残存成分に分離し、前記ドット配分成分を当該ブロック内の特定画素にドット集中化するように再配分すると共に前記残存成分を当該ブロック内の各画素に再配分していくことを特徴とするものである。
【００１８】
これにより、ブロックを構成する画素値分布の一部のみがドット集中の成分として使われＢＬＡＣＫを発生するが、残りはドット集中以外の従来型のＰＷＭ階調再現に使用されるため、全体濃度は保存しつつ高濃度画素で墨（ＢＬＡＣＫ）ドットが異常に多く発生することを回避できる。
【００１９】
また、主としてハイライト部で、ドット集中成分を多くしてシャドウ部にいたる過程で少しずつドット集中成分を減少させることにより、ハイライト部では視覚的に好ましくプリンタ特性も安定な低解像度の４５度の疑似網点を構成し、黒文字などのシャドウ部では従来の高い解像度のＰＷＭ万線再現を実現することができる。これについては従来の技術にみられたように濃度領域をハイライト部、中間部、シャドウ部のように複数の領域に分割して各領域でドット集中の方式を変化させるという解決策は採用していない。その代わりに、ブロック内の各画素値をドット成分とそれ以外の残存成分に分離する分離比という概念を考え、分離比をブロックの平均濃度で連続的に可変とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の画像処理方法の発明は、画像内に設定したブロックから該ブロックに含まれる画素の画素値を取得するステップと、前記ブロックの各画素値をドット配分成分と残存成分に分離するステップと、前記ドット配分成分を当該ブロック内の特定画素にドット集中化するように再配分すると共に前記残存成分を当該ブロック内の各画素に再配分するステップとを備える構成を採る。
【００２１】
また、請求項６に記載の画像処理装置の発明は、画像内に設定したブロックから該ブロックに含まれる画素の画素値を取得する画素値入力手段と、前記ブロックの各画素値をドット配分成分と残存成分に分離する分離手段と、前記ドット配分成分を当該ブロック内の特定画素にドット集中化するように再配分すると共に前記残存成分を当該ブロック内の各画素に再配分する再配分手段とを備える構成を採る。
【００２２】
また、請求項１８記載の画像処理装置の発明は、プログラムされたコンピュータによって画素値の再配分を行う装置であって、画像内に設定したブロックから画素値を入力する画素値入力手段と、ブロック内で各画素値をドット配分成分と残存成分に分離する分離手段と、前記ドット配分成分を当該ブロック内の特定画素にドット集中化するように再配分すると共に前記残存成分を当該ブロック内の各画素に再配分する再配分手段とを備える構成を採る。
【００２３】
また、請求項２０記載の画像処理プログラムを記録した記録媒体の発明は、コンピュータによって画素値の再配分処理を行うプログラムを記録した記録媒体であって、画像内に設定したブロックから画素値を入力し、ブロック内で各画素値をドット配分成分と残存成分の複数成分に分離し、前記ドット配分成分を当該ブロック内の特定画素にドット集中化するように再配分すると共に前記残存成分を当該ブロック内の各画素に再配分する画像処理プログラムを記録したものである。
【００２４】
この構成により、画像上のブロック内での画像濃度をドット配分成分と残存成分に分離して各成分を異なる配分方式にて各画素に与えることができるため、１つの画素への高濃度のドット集中を回避しつつ、ハイライト部の階調性を向上できる、という作用を有する。
【００２５】
請求項２に記載の画像処理方法の発明は、画像内に設定したブロックから該ブロックに含まれる画素の画素値を取得するステップと、画素値を複数成分に分離する分離比を決定するステップと、決定した分離比でブロック内の各画素値をドット配分成分と残存成分とに分離するステップと、ブロック内の全画素に該ブロック内の残存成分を均等に配分するステップと、ブロック内のドット配分成分の総量をブロック内の画素に対して予め決められた順番で配分するステップとを備える構成を採る。
【００２６】
また、請求項７記載の画像処理装置の発明は、画像内に設定したブロックから該ブロックに含まれる画素の画素値を取得する画素値入力手段と、画素値を複数成分に分離する分離比を決定する分離比決定手段と、決定した分離比でブロック内の各画素値をドット配分成分と残存成分とに分離する分離手段と、ブロック内の全画素に該ブロック内の残存成分を均等に配分する残存量配分手段と、ブロック内のドット配分成分の総量をブロック内の画素に対して予め決められた順番で配分する再配分手段とを備える構成を採る。
【００２７】
また、請求項１９記載の画像処理装置の発明は、プログラムされたコンピュータによって画素値の再配分を行う装置であって、画像内に設定したブロックから該ブロックに含まれる画素の画素値を取得する画素値入力手段と、画素値を複数成分に分離する分離比を決定する分離比決定手段と、決定した分離比でブロック内の各画素値をドット配分成分と残存成分とに分離する分離手段と、ブロック内の全画素に該ブロック内の残存成分を均等に配分する残存量配分手段と、ブロック内のドット配分成分の総量をブロック内の画素に対して予め決められた順番で配分する再配分手段とを備える構成を採る。
【００２８】
この構成により、原画のブロック内の平均成分とドット集中成分という２つの異なる濃度分布が加算されるため、１つの画素への高濃度のドット集中を回避し、かつ原画像の濃度分布がある程度保存されつつ、ハイライト部の階調性を向上できるという作用を有する。
【００２９】
請求項３に記載の画像処理方法の発明は、画像内に設定したブロックから該ブロックに含まれる画素の画素値を取得するステップと、画素値を複数成分に分離する分離比を決定するステップと、決定した分離比でブロック内の各画素値をドット配分成分と残存成分とに分離するステップと、各画素の残存成分をそのまま同一画素の残存量として配分するステップと、ブロック内のドット配分成分の総量をブロック内の画素に対して予め決められた順番で配分するステップとを備える構成を採る。
【００３０】
また、請求項８記載の画像処理装置の発明は、画像内に設定したブロックから該ブロックに含まれる画素の画素値を取得する画素値入力手段と、画素値を複数成分に分離する分離比を決定する分離比決定手段と、決定した分離比でブロック内の各画素値をドット配分成分と残存成分とに分離する分離手段と、各画素の残存成分をそのまま同一画素の残存量として配分する残存量配分手段と、ブロック内のドット配分成分の総量をブロック内の画素に対して予め決められた順番で配分する再配分手段とを備える構成を採る。
【００３１】
この構成により、原画のブロック内の画素分布成分とドット集中成分という２つの異なる濃度分布が加算されるため、１つの画素への高濃度のドット集中を回避し原画像の濃度分布を保存しつつ、ハイライト部の階調性を向上できる。さらに、ブロック濃度総和にしたがってドット成分と画素値残存成分との分離比を決定するために平均濃度によってドット成分と残存成分の比率を変化できるという作用を有する。
【００３２】
請求項１４記載の画像処理装置の発明は、請求項６から請求項８のいずれかに記載の画像処理装置において、分離比決定手段は、ブロック内の画素値の平均濃度を評価してドット配分成分を低濃度部から高濃度部にかけて連続的に減少させるように分離比を決定する。
【００３３】
この構成により、ハイライト部分ではブロック内のドット集中を多くして解像度を低下する代わりに階調制性を良好とし、ダーク部や黒文字部分では元の画像のブロック内濃度分布を保存して解像度度の低下を防いで高画質化できるという作用を有する。
【００３４】
請求項１５に記載の画像処理装置の発明は、請求項６から請求項８のいずれかに記載の画像処理装置において、分離比決定手段は、ブロック内の画素について個別に濃度を評価して、ドット配分成分を低濃度部から高濃度部にかけて連続的に減少させるように画素単位で分離比を決定する。
【００３５】
この構成により、分離比をブロック内で一定とせず、個別の画素値に従って可変とし、その各々の画素が低濃度の場合にはドット集中成分を多くして解像度を低下する代わりに階調制性を良好とし、黒文字部分などの高濃度部では画素値をなるべく保存して解像度度の低下を防いて高画質化できるという作用を有する。
【００３６】
請求項１６に記載の画像処理装置の発明は、請求項６から請求項１５のいずれかに記載の画像処理装置において、画像処理後の画像データを画像形成装置へ入力してＰＷＭ方式で画像形成するＰＷＭ手段を有し、ＰＷＭの処理単位となる主走査方向の画素数をＷとしたとき、ブロックの形状を主走査方向に２Ｗ画素とするものであり、ハイライト部において万線（ラインスクリーン）を視覚的に良好な網点型のパターンに変調できるという作用を有する。
【００３７】
請求項１７に記載の画像処理装置の発明は、請求項６から請求項１５のいずれかに記載の画像処理装置において、画像処理後の画像データを画像形成装置へ入力してＰＷＭ方式で画像形成するＰＷＭ手段を有し、ＰＷＭの処理単位となる主走査方向の画素数をＷとしたとき、ブロックの形状を主走査方向に２Ｗ画素、副走査方向にＷ画素とし、かつ副走査方向に隣り合うブロックどうしは、主走査方向にＷ画素ずつ交互にずれて配置されるものであり、線数を低下させることにより１つの集中化ドットを安定に再現でき高画質化できるという作用を有する。
【００３８】
請求項２１記載の画像処理プログラムを記録した記録媒体の発明は、コンピュータによって画素値の再配分処理を行うプログラムを記録した記録媒体であって、画像内に設定したブロックから画素値を入力し、ドット配分成分と残存成分との分離比を決定し、前記画素値を前記分離比に従ってドット配分成分と残存成分とに分離させ、ブロック内の全画素に該ブロック内の残存成分を均等に配分する一方、ブロック内のドット配分成分の総量をブロック内の画素に対して予め決められた順番で配分する画像処理プログラムを記録した記録媒体である。
【００３９】
この記録媒体から読み出された画像処理プログラムをコンピュータで実行することにより、原画のブロック内の平均成分とドット集中成分という２つの異なる濃度分布が加算されるため、１つの画素への高濃度のドット集中を回避し、かつ原画像の濃度分布がある程度保存されつつ、ハイライト部の階調性を向上できるという作用を有する。
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図１に、実施の形態１にかかる画像処理装置の機能ブロックを示す。本実施の形態の画像処理装置は、ブロック画素値入力手段１１で画像処理対象の画像データをブロック単位で取込み、取込んだ画素値を配分成分と残存成分とに分離するための分離比Ｒを分離比決定手段１２で決定する。一方、分離手段１３が分離比Ｒに基づいて画素値を配分成分と残存成分とに分離し、再配分手段１４がブロック内で再配分される画素を決定して配分量をその画素に再配分し、残存量配分手段１５がブロック内の全画素に残存量を再配分する。そして、ブロック画素値出力手段１６からドット集中化処理した画素ブロックの画素値を出力する。
【００４２】
以上の様に構成された画像処置装置をカラープリントシステムに適用した場合のシステム構成を図２に示す。同図に示すカラープリントシステムでは、カラーＬＢＰ２１のプリンタドライバ２２に対して画像処理装置１０の出力である処理画像のＲＧＢ信号が与えられる。また、画像処理装置１０に対してはスキャナ等の画像入力装置２３で取込まれたカラー入力画像のＲＧＢ信号が与えられる。
【００４３】
図３に、画像処理装置１０の機能を実現するコンピュータ３０の概略的なハードウエア構成を示す。ＣＰＵ３１の接続されたバス３２上にメモリ３３が接続されている。メモリ３３には、図１に示す各種機能ブロックを実現するプログラムが保存されている。ＣＰＵ３１は、画像処理の各工程に応じてメモリ３３上の必要なプログラムを起動させる。また、コンピュータ３０は、バスインターフェースを介してディスプレイ／キーボード３４、フロッピーディスクユニット３５、さらにスキャナ２３、カラーＬＢＰ２３及びカラーＬＢＰ２１等の機器が接続されている。
【００４４】
以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。
【００４５】
図４に画像処理装置１０での処理全体の流れのフローチャートを示し、図５にブロック処理のフローチャートを示す。
【００４６】
図２のカラープリントシステムにおいて、スキャナなどの画像入力装置２３からＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥデジタル信号によって構成されたカラー画像の画素信号が画像処理装置１０へ供給される。
【００４７】
画像処理装置１０では、以下のステップを実行する。
【００４８】
まず、Ｓ４０１でカラーＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥ版のうち、最初に処理する色を決定し、Ｓ４０２で最終処理する色が終了しているかどうかを判定し、終了していなければＳ４０３へすすんで該当色版の画像処理を実行し、終了していれば処理終了となる。
【００４９】
Ｓ４０３では、ブロック処理を行う場合の位相の初期状態を設定する。位相ｐは、画像上でブロック処理が主走査方向に開始する場合の副走査方向の画素番号ｐｉｘに相当する。位相ｐをブロック毎に交互に変化することにより疑似網点を形成することができる。
【００５０】
例えば、ＷＢ＝２、ＨＢ＝２の２×２ブロックの場合には、図６に示すようなブロック構造が考えられる。画像の左上角からブロックを設定するが、まず、主走査線最初のラインＬｉｎｅ＝０と次のラインＬｉｎｅ＝１が含まれるブロックがこの図６では、左端からはじめるようにしているので初期位相ｐ＝０に設定する。
【００５１】
次に、Ｓ４０４で最初のラインを設定し、Ｓ４０５では画像の副走査方向のブロック処理が終了したかどうかを判定し、終了していれば当該色の処理は終了したものとして、余りの未処理ラインがあればＳ４０６で適当な値を設定した後にＳ４０７において次の処理色を設定してＳ４０２に戻る。未終了であれば、Ｓ４０８へ進み、主走査線上画素位置ｐｉｘを前記位相値ｐに設定し、Ｓ４０９にて、主走査線方向の終了条件をチェックする。
【００５２】
主走査線方向のブロックについて処理が終了していなければ、Ｓ４１０へ進み、入力画像上の副走査線、主走査線で作られる２次元座標（Ｌｉｎｅ，ｐｉｘ）位置に当たる画素を左上とする入力ブロックから画素値ＩｉｊをＷＢ×ＨＢ画素、すなわち図６では２×２＝４画素を入力する。
【００５３】
次に、Ｓ４１１において後述するブロック処理を行い、Ｓ４１２にて出力画像上の（Ｌｉｎｅ，ｐｉｘ）位置を左上とする出力ブロックに出力値Ｏｉｊを設定した後、Ｓ４１３において画素位置をＷＢだけ増加させて主走査線上の次のブロックを処理するために再びＳ４０９へ戻る。
【００５４】
Ｓ４０９にて１ラインの処理が終了したことが確認されたならば、Ｓ４１４へ進み、ブロック処理されず余った未処理画素があれば適当な値を設定した後に、Ｓ４１５にて、主走査線Ｌｉｎｅ番号をＷＢ＝２だけ増加させて、次のブロック位置のラインを処理するよう設定する。
【００５５】
次にＳ４１６において、位相ｐを変更する。図６においては、位相ｐ＝０からｐ＝１に変更した後、Ｓ４０５へ戻る。こんどはＳ４０８においてｐｉｘ＝ｐ＝１の位置から始まるブロックが処理されることになる。
【００５６】
なお、以上の説明はＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥを各色版ごとに処理した。すなわち面順次方式で処理する場合を想定したフローチャートであるが、その他の方式、たとえば点順次方式で処理する場合にも適用できることは言うまでもない。
【００５７】
図７は、ＷＢ＝４、ＨＢ＝２という４×２画素のブロックを用いた場合の例であり、この例でも、ブロック処理の概要は図４と同じである。ただし、位相の変化は、初期位相Ｐ＝０とすると、次にはｐ＝２となり、位相Ｐを交互に０と２を変化することにより、ブロックを２画素づつ主走査方向に移動して４５度の疑似網点状のドット集中が達成されるものである。
【００５８】
次に、上記Ｓ４１１でのブロック処理について詳細に説明する。
【００５９】
画像処理装置１０では、ブロック画素値入力手段１１が２次元のカラー画像を主走査方向にＷＢ画素、副走査方向にＨＢ画素からなるブロックに分割し、ブロック内のＷＢ×ＨＢ画素の画素値を各色毎に入力する。ここでは、カラーの１成分毎に同じ処理をするので、ある１色の画素値をＩｉｊ（Ｉ＝０〜ＷＢ−１、ｊ＝０〜ＨＢ−１）とする。
【００６０】
分離比決定手段１２は、各色毎に１ブロック分の画素値Ｉｉｊを入力し、その入力ブロックに対する配分成分と残存成分とを分離するための分離比Ｒ（０〜１）を出力する。分離比決定手段１２では、ブロック内の画素平均濃度を元に、図８に示す分離比算出線（８０１，８０２，８０３）を用いて分離比Ｒを決定する。
【００６１】
分離手段１３では、１ブロックを構成している個々の画素の画素値を分離比Ｒで配分成分と残存成分とに分離する。ブロック内の全画素の配分成分の総和である配分量Ｈを再配分手段１４へ出力する。また、ブロック内の全画素の残存成分の平均値である残存量Ｐを残存量配分手段１５へ出力する。
【００６２】
図９（ａ）に１ブロック分の画素値を分離比Ｒ＝０．５で分離した状態を、また図１０（ａ）に分離比Ｒ＝０．９で分離した状態を示している。図中、各画素の斜線部分が残存成分であり、白領域が配分成分である。なお、画素配分順序は予め決められているものとする。図１１（ａ）には２×２の大きさに設定したブロックでの各画素の順位付けの例が示されており、図１１（ｂ）には４×２の大きさのブロックでの各画素の順位付けの例が示されている。
【００６３】
残存量配分手段１５は、１ブロックを構成する全画素の残存成分の平均値が残存量Ｐとして与えられるので、ブロック内の全画素に残存量Ｐを配分する。図９（ｂ）、図１０（ｂ）に残存成分の総和をブロック内の各画素に均等に分配した状態を示している。
【００６４】
再配分手段１４は、１ブロック内の全画素の配分成分の総和が与えられるので、配分成分の総和である配分量Ｈをブロック内の画素に対して再配分していく。この時、図９（ｂ）、図１０（ｂ）に示すように各画素への再配分値は、ブロック内の各画素につけられた順序に従い、最大の濃度まで配分する方針でドット集中化を行う。
【００６５】
ブロック画素値出力手段１６は、各画素に対して再配分手段１４と残存量配分手段１５とから配分された量を加算して出力値Ｏｉｊを出力画像に出力する。
【００６６】
以上の処理の流れを図５のフローチャートにより詳細に説明する。
【００６７】
図５は、Ｓ４１１でのブロック処理を詳細に説明するフローチャートであり、入力ブロックにはカラー画像のＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥのうちの１色が画素値として読み込まれていることを前提とする。
【００６８】
Ｓ５０１では、入力画素値（ＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥ）から（ＣＹＡＮ、ＭＡＧＥＮＴＡ、ＹＥＬＬＯＷ）に変換される。これはプリンタドライバ２２で行われるプリンタへの駆動信号としての正確な色変換ではなく、単に画素値を０で白、２５５で黒とするために行うものである。色信号が８ビット信号で０から２５５までの値をとる場合、
【００６９】
【数１】

とする。この濃度化された画素値を以降Ｉｉｊと称する。
【００７０】
Ｓ５０２では、これらブロック内の濃度信号の和Ｓｕｍを算出する。
【００７１】
【数２】

Ｓ５０３では、算出された総和Ｓｕｍをブロック内画素数ＢＮで除算して平均濃度Ｉａｖを求める。
【００７２】
【数３】

Ｓ５０４では、平均濃度Ｉａｖから、分離比Ｒを算出する。上記したように図８はＩａｖから分離比Ｒを求めるためのグラフであり、Ｉａｖ＝０のハイライト部から、Ｉａｖ＝２５５のダーク部まで、分離比Ｒが単調に増加する直線として設定されている。各々の直線８０１、８０２、８０３は、一次関数にて表現され２つのパラメータ、傾きＧｒａｄとＯｆｆｓｅｔを種々変化させたものを描いている。８０１は、Ｏｆｆｓｅｔが０でありハイライト部でのドット集中度合いが大きく、８０２などはＯｆｆｓｅｔが大きくハイライト部でのドット集中度合いが小さい。
【００７３】
また、８０３のように傾きＧｒａｄが大きいものは、ドット集中処理を実施するハイライト領域の濃度範囲が狭いためＲ＝１であるドット集中処理のない領域への移行が早く行われる。これらの関係は以下の式で表される。尚、この関係式は１つの例であり、２次関数その他の複雑なカーブをとることも可能である。
【００７４】
【数４】

Ｓ５０５では、ドット集中の度合いを決定する配分量Ｈを以下の式で算出する。この配分量は個々の画素位置でなく、ブロック内の総和としての量になる。
【００７５】
【数５】

一方、Ｓ５０６では、配分量以外の残存量の平均値Ｐが算出される。
【００７６】
【数６】

Ｓ５０７では、個々のブロック内の各画素位置ごとに最大信号値２５５まで加算可能な余裕量Ｑが計算される。
【００７７】
【数７】

Ｓ５０８以降のステップにおいて画素の再配分、加算が実施される。各ブロックは同一画素位置に対して同じ再配分優先順序がつけられている。図９又は図１０に示すように、配分量Ｈが、再配分優先順位が１の画素から再配分され残存量と加算されることによってドット集中を実行する。
【００７８】
まず、Ｓ５０８において、ブロック内の最優先画素であるブロック画素（以下、第１画素と称する）から処理をすすめる。Ｓ５０９において、配分量Ｈと余裕量Ｑを比較する。その結果、配分量Ｈのほうが上回っておれば、この第１画素には２５５まで一杯に濃度が配分される。そこで、Ｓ５１０へ進み第１画素に対して（２５５−Ｒ）だけの量を配分し残存量と加算することにより結果的に値２５５を付与する。そして、Ｓ５１１にて、配分量Ｈから今配分した量であるＲを減ずる。そして、Ｓ５１２で次の優先画素である第２画素を処理対象とする。再びＳ５０９へ戻り、残りの配分量Ｈと余裕量Ｑとを比較し、配分量を決定する。以上の処理を繰り返して配分量Ｈが余裕量を下回った場合、あるいは最初にＳ５０９で、配分量Ｈが第１画素の余裕量Ｑを下回った場合にはＳ５１３に進み、配分量Ｈ全てを残存量平均値Ｐに加算して再配分、加算処理を終了する。Ｓ５１４では、濃度として考えてきた出力ブロック画素値ＯｉｊをＲＧＢへ以下の式で変換してブロック処理を終了する。
【００７９】
【数８】

原画像の１つの４×２の画素ブロック内の８個の画素の濃度分布に対してブロック処理が行われたとして、図９では分離比Ｒ＝０．５の場合の出力分布を、図１０は分離比Ｒ＝０．９の場合の出力分布を描いている。
【００８０】
図９の場合には、分離比が０．５という低い値であり、各画素値の５０％が総和をとられて配分量Ｈに寄与し、おなじく５０％の総和の平均値が残存量平均値Ｐとなる。その結果、図９（ｂ）に示すように、全体的に低い濃度の平均値の上に画素順序１、２、３あたりまでの優先画素に高い濃度が配分されドットが集中化する。
【００８１】
一方、図１０の場合には各画素値の１０％だけが配分量に寄与し、９０％までが残存量となる。したがって、図１０（ｂ）に示すように全体的に高い平均濃度の上に最優先画素に各画素値の１０％の総和濃度が加算されるだけであり、ドット集中というよりはブロック内の濃度平均化に近い処理になっている。
【００８２】
以上のように分離比Ｒが小さいほどドット集中度が多くなり分離比Ｒが大きい程、ブロック内が平均化されるため、図８に示すような関係を考慮すると、画像のハイライト部でブロック内においてドット集中化が起こり、ダーク部ではブロック内の画素値平均化が起こる。又ブロック内での平均的な濃度やカラーの色相は保存されるという特性をもつ。
【００８３】
以上のようなドット集中処理により、画像のハイライト部分の再現性を向上しつつ、特にダーク部で過剰なドット集中による黒ドットの過剰な生成を回避することができ、両者の間で複数領域の判定をせず連続的にドット集中を制御できるものとなる。
【００８４】
図２に示したカラープリントシステムでは、上述したドット集中化処理を実行した画像処理装置１０からプリンタドライバ２２に対してドット集中処理を施されたＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥのデジタル画像信号が供給される。
【００８５】
プリンタドライバ２２は、ＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥ信号からＣＹＡＮ、ＭＡＧＥＮＴＡ、ＹＥＬＬＬＯＷ、ＢＬＡＣＫ信号への変換を行ってカラーＬＢＰ２１への入力とする。カラーＬＢＰ２１の内部のＰＷＭ回路２４では、ＣＭＹＫ信号を１色ずつパルス幅信号に変換してレーザドライバを駆動してドラム上に潜像を形成する。
【００８６】
このような実施の形態によれば、ブロック内画素値の平均濃度に応じてドット配分成分と残存成分との分離比Ｒを決めてここの画素値を２成分に分離し、優先画素から順番に配分量を再配分することでドット集中化を実現するので、ＲＧＢ信号に対して適切なドット集中化処理が図られ、色再現の劣化を抑制でき、ＬＢＰのハイライト階調特性を向上できる。
【００８７】
（実施の形態２）
図１２に、実施の形態２にかかる画像処理装置の機能ブロックを示す。なお、上記実施の形態１の各部と同じ機能を有する部分には同一符号を付している。
【００８８】
実施の形態２では、画像処理全体は実施の形態１と同一であり、図４で説明した中で、ブロック処理４１１の部分のみが異なる。以下、ブロック処理の構成とフローチャートを説明する。
【００８９】
実施の形態１では、画像のダーク部ではブロック内の濃度が平均化される傾向にあるため、元の画像における分布と異なってしまい、黒い文字などダーク部のエッジなどがうまく再現されないこともある。そこで、本実施の形態は、画像のダーク部では平均化へ近づけるのではなく原画像の濃度分布に近づけることを目標に以下のブロック処理を実行している。
【００９０】
図１２において、ブロック画素値入力手段１１では、２次元のカラー画像を主走査方向にＷＢ画素、副走査方向にＨＢ画素からなるブロックに分割してブロック内のＷＢ×ＨＢ画素のＲ、Ｇ、Ｂ信号毎に画素値を入力する。ここでは、カラーの１成分毎に同じ処理をするので、ある１色の画素値をＩｉｊ（Ｉ＝０〜ＷＢ−１、ｊ＝０〜ＨＢ−１）とする。
【００９１】
分離比決定手段１２では、画素値Ｉｉｊを入力して分離比Ｒ（０〜１）を出力する。分離比Ｒはブロック内の平均濃度などを元に算出される。算出された分離比Ｒは分離手段１３へ通知される。
【００９２】
分離手段１３では、各画素値Ｉｉｊを分離比Ｒに従って残存成分と配分成分とに分離する。個々の画素の残存成分は、残存量Ｙｉｊとしてブロック内の同一画素位置に配分するためそのままブロック画素値出力手段１６へ出力される。一方、画素値Ｉｉｊから残存量の差し引かれた残りの量は総和が取られて配分量Ｈとなる。配分量Ｈは再配分手段１４に入力する。
【００９３】
再配分手段１４は、配分量Ｈをブロック内に再配分していく。この時、各画素への再配分値は、ブロック内につけられた順序に従い、最大の濃度まで配分する方針で行う。
【００９４】
ブロック画素値出力手段１６は、ブロック内画素毎に残存量Ｙｉｊに再配分値を加算した値を出力値Ｏｉｊとして出力する。
【００９５】
以上の処理の流れを図１３のフローチャートにより詳細に説明する。
【００９６】
図１１は、図２のブロック処理Ｓ２１０を詳細に説明するフローチャートであり、最初のＳ５０１からＳ５０５までの処理は、図５での説明と同一であるので説明は省略する。
【００９７】
実施の形態１と異なるのは、Ｓ１３０１からである。本実施の形態は、残存量が平均値として同一値ではなく、ブロック内の個々の画素位置ごとに残存量が算出される。
【００９８】
まず、出力値に残存量をセットする。すなわち、入力値に分離比Ｒを乗じて算出する。
【００９９】
【数９】

Ｓ１３０２では、個々のブロック内の各画素位置ごとに最大画素値２５５まで加算可能な余裕量Ｑｉｊが計算される。
【０１００】
【数１０】

以降の処理では、配分量Ｈが、順位が１の画素から順次、２、３、４…８まで余裕度を可能な限り一杯にするように再配分され、残存量と加算されることによってドット集中を実行する。
【０１０１】
まず、Ｓ１３０３において、ブロック内の最優先画素であるブロック左上端画素（以下第１画素と称する）から処理をすすめる。Ｓ１３０４では、配分量Ｈと第１画素での余裕量Ｑｉｊを比較して配分量のほうが上回っていれば、Ｓ１３０５へ進み第１画素に対して（２５５−Ｑｉｊ）だけの量を配分し残存量と加算することにより結果的に値２５５を付与する。そして、Ｓ１３０６にて、配分量Ｈから今配分した量であるＱｉｊを減ずる。Ｓ１３０７では次の優先画素である第２画素を処理対象としてＳ１３０４へ戻り、残りの配分量Ｈと第２画素の余裕量Ｑｉｊとを比較し、配分量を決定する。
【０１０２】
以上の処理を繰り返して配分量Ｈが次の優先画素での余裕量を下回った場合、あるいは最初にＳ１３０４で、配分量Ｈが第１画素の余裕量Ｑｉｊを下回った場合にはＳ１３０８に進み、配分量Ｈ全てを残存量Ｏｉｊに加算して再配分、加算処理を終了する。
【０１０３】
Ｓ５１４では、濃度として考えてきた出力ブロック画素値Ｏｉｊを再びＲＥＤ、ＧＲＥＥＮ、ＢＬＵＥへ戻し、以上でブロック処理を終了する。
【０１０４】
以上の処理の効果を４×２の画素ブロックを例に簡単化して表現したものが図１４、図１５である。原画像の１つのブロック内の８個の画素の濃度分布に対してブロック処理が行われたとして、図１４では分離比Ｒ＝０．５の場合の出力分布を、図１５は分離比Ｒ＝０．９の場合の出力分布を描いている。
【０１０５】
図１４の場合には、分離比が０．５という低い値であり、各画素値の５０％が総和をとられて配分量Ｈに寄与し、おなじく各画素値の５０％は残存分となってブロック内の画素値分布を５０％だけ残すことになる。そして、再配分の結果として、図１４（ｂ）に示すように、画素値分布の５０％の上に配分順番１、２、３あたりまでの優先画素に高い濃度がさらに配分されドットが集中化する。
【０１０６】
一方、図１５の場合には各画素値の１０％だけが配分量に寄与し、９０％までが残存量となる。したがって、図１５（ｂ）に示すように最優先画素に各画素の１０％の濃度が加算されるだけであり、全体的に原画像の濃度分布がほとんどそのまま残る処理になっている。
【０１０７】
以上のように分離比が小さいほどドット集中度が多くなり分離比が大きい程、ブロック内が原画像を保存するため、図８に示すような分離比演算直線を考慮すると、画像のハイライト部でブロック内においてドット集中化が起こり、ダーク部では濃度分布は保存され、黒文字などの再現も良好になる特性がある。
【０１０８】
また、画像のハイライト部分のカラーの色相や階調再現性を向上しつつ、特にダーク部で過剰なドット集中による黒ドットの過剰な生成を回避することができ、両者の間で複数領域の判定をせず連続的にドット集中を制御できる。
【０１０９】
（実施の形態３）
図１６に、実施の形態３にかかる画像処理装置の機能ブロックを示す。なお、上記実施の形態１の各部と同一機能のブロックには同一符号を付している。
【０１１０】
上記実施の形態２では、画像のダーク部ではブロックにおける分離比が１つに決定し画素毎に異なる値を取ることはできなかった。そのため、ブロック内に黒い細線などダーク部の画素があってもブロック内の他の画素がハイライトの場合には平均濃度が下がって分離比Ｒが下がりドット配分成分が強くなる結果、黒の細線が網点ドットに埋まって再現されない。
【０１１１】
本実施の形態は、解像度を向上するために画素単位にドット配分成分と残存成分とを決定するものとした。
【０１１２】
本実施の形態にかかる画像処理装置は、分離比決定手段１６０１が画素値Ｉｉｊを入力して分離比Ｒｉｊを出力する。ここで分離比の添え字ｉｊはブロック内の各画素毎にその濃度を元に算出されることを意味する。分離手段１６０２では、各画素値Ｉｉｊを分離比Ｒｉｊに従って残存量と配分量Ｈｉｊとに一旦分離する。そして、残存量は、各画素ごとにブロック内に残る。一方、Ｈｉｊはブロック内で総和が取られて配分量Ｈとなる。再配分手段１４は、配分量Ｈをブロック内に再配分し残存量と加算していく。この時、各画素への再配分値は、ブロック内につけられた順序に従い、最大の濃度まで配分する方針で行う。ブロック画素値出力手段１６は、ブロックの出力値Ｏｉｊを出力する。以上の処理の流れをフローチャートにより詳細に説明する。
【０１１３】
図１７は、本実施の形態でのブロック処理を詳細に説明するフローチャートであり、最初のＳ５０１と最後のＳ５１４、およびＳ１３０２からＳ１３０８までの処理は、図５、図１３での説明と同一であるので説明は省略する。
【０１１４】
本実施の形態で上記実施の形態２と異なるのは、Ｓ１７０１からであり、分離比Ｒがブロック内で同一値でなく、ブロック内の個々の画素ごとに算出される点である。分離比Ｒは、図８のＩａｖを画素値Ｉｉｊと考えて算出することになる。Ｓ１７０２では、配分量を以下の式で算出する。
【０１１５】
【数１１】

Ｓ１７０３では、出力ブロックに各画素ごとに算出された残存量を蓄積する。
【０１１６】
【数１２】

以下のステップは、図５、図１３と同一であり、配分量Ｈが、順位が１の画素から順次、２、３、４…８まで余裕度を可能な限り一杯にするように再配分され、残存量と加算されることによってドット集中を実行する。
【０１１７】
以上の処理の効果を４×２の画素ブロックの処理を例に簡単化して表現したものが図１８である。図１８（ａ）に示すような原画像の１つのブロック内の８個の画素の濃度分布に対してブロック処理が行われたとして、分離比は画素値が低い画素ほど低く、画素値が高いほど高く設定されている。例えば、図１８（ａ）での配分順序が１である画素、すなわち第１画素では、Ｒ＝０．５であるからドット配分成分は元の画素値の５０％、残存成分も５０％であるが、それより画素値が高い第６画素においてはＲ＝０．９となっているから配分成分は１０％、残存成分は９０％となる。図１８（ｂ）に示すように、処理後の分布では、この効果によって本来であれば第６画素のようにドット集中化がされにくい画素においても十分画素濃度が高ければ出力として保存されることがわかる。
【０１１８】
以上のように分離比が各画素毎に決定されるため、細かい黒文字などの解像度再現も良好になる特性がある。
【０１１９】
ここで、実施の形態１、２、３について共通に生じる効果として、ブロック処理を行った後にＰＷＭ処理をすることによる疑似網点化の効果につき、２×２ブロックと４×２ブロックの場合について説明する。
【０１２０】
図１９（ａ）は、２×２ブロックで再配分を行った場合の面積率２５％いうハイライト領域における画素配置を示し、図１９（ｂ）はそれに対してＰＷＭ処理した結果を示す図である。
【０１２１】
ここでは、各黒画素の濃度は濃度１２８未満のハイライトドットを意味するものとする。ブロックライン毎に位相が変化しているが、順序付けは変化させてないため、出力結果は約５３度の角度をもつ非直交の疑似網点となる。縦のａ，ｂと番号を付けた直線群は主走査方向２ドットを単位に実施されるＰＷＭで形成される万線位置を示しており、ＳＨはそれを生じさせる三角波閾値を示している。この場合、同図（ｂ）を見ると主走査方向には２ドット毎にドットが出現している。すなわち元々２ドット単位に行われるＰＷＭ方式に対し、この２×２ブロックを用いるドット集中方法では主走査方向の低線数化はできていない。
【０１２２】
したがってＰＷＭのハイライト部をドット集中化させるという本来の目的を十分に生かし切ることができないことになる。一方、図２０（ａ）は、４×２ブロック処理における面積率１２．５％、の場合の処理後の画素配置を示し、図２０（ｂ）はそれをＰＷＭ処理した結果を示したものである。
【０１２３】
この場合、図２０（ａ）から分かるようにハイライト部で直交型の４５度網点の形状を呈するため視覚的に良好な結果をもたらす。さらに主走査線上２ドット単位のＰＷＭを実施した同図（ｂ）から分かるように、主副走査方向に各々４画素毎にドットが出現するため、本来ａ，ｂ，ａ，ｂ…と並んだ万線のうちａあるいはｂの一方が主走査線方向で、交互に消滅する効果を呈する。
【０１２４】
４×２ブロックは、このようにドット集中が万線の低線化という効果を有しており、プリンタ特性に余裕を持たせるため十分なドット描画特性、ひいては階調特性を得ることができる。
【０１２５】
なお、以上の説明では、主走査方法に２ドット単位のＰＷＭを前提にしたためブロック構成が４×２の場合に良い結果が得られる例で説明したが、ＰＷＭを実施した場合に主走査方向に低線数化ができて４５度網点が得られる他のブロック構成でも同様に効果的であることはいうまでもない。
【０１２６】
また、本発明ではカラー画像を対象に、各色ＲＧＢ毎に同一処理を行うことを前提に効果を説明してきたが、本発明をＣＭＹＫ信号に適用することも可能である。
【０１２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ブロックを構成する画素値分布の一部だけがドット集中の成分として使われるが、残りの一部はドット集中以外の効果に使用されるので、ブロック内平均濃度やカラーの色相は保存しつつ、高濃度画素で墨ドットが異常に多く発生する問題を回避し、画質の向上が図れる。また、主としてハイライト部で、ドット集中成分を多くしてシャドウ部にいたる過程で少しずつドット集中成分を減少させることにより、ハイライト部では視覚的に好ましくプリンタ特性も安定な低解像度の４５度の疑似網点を構成し、黒文字などのダーク部では従来の高い解像度のＰＷＭ万線再現を実現することができる、という有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる画像処理装置のブロック図
【図２】実施の形態１の画像処理装置を適用したカラープリントシステムのシステム構成図
【図３】実施の形態１の画像処理装置を実現するコンピュータの構成図
【図４】実施の形態１の画像処理装置における処理全体の流れを示すフロー図
【図５】実施の形態１の画像処理装置におけるブロック処理のフロー図
【図６】入力画像に設定した２×２の画素ブロックの設定例を示す図
【図７】入力画像に設定した４×２の画素ブロックの設定例を示す図
【図８】平均濃度と分離比との関係を示す図
【図９】実施の形態１によるある分離比でのブロック処理の結果を示す図
【図１０】実施の形態１による他の分離比でのブロック処理の結果を示す図
【図１１】ブロック内の順位付けを示す図
【図１２】本発明の実施の形態２にかかる画像処理装置のブロック図
【図１３】実施の形態２の画像処理装置におけるブロック処理のフロー図
【図１４】実施の形態２によるある分離比でのブロック処理の結果を示す図
【図１５】実施の形態２による他の分離比でのブロック処理の結果を示す図
【図１６】本発明の実施の形態３にかかる画像処理装置のブロック図
【図１７】実施の形態３の画像処理装置におけるブロック処理のフロー図
【図１８】実施の形態３によるブロック処理の結果を示す図
【図１９】２×２ブロック処理によるハイライト部ドット配置を示す図
【図２０】４×２ブロック処理によるハイライト部ドット配置を示す図
【符号の説明】
１０画像処理装置
１１ブロック画素値入力手段
１２分離比決定手段
１３分離手段
１４再配分手段
１５残存量配分手段
１６ブロック画素値出力手段
２１カラーＬＢＰ
２２プリンタドライバ
２３画像入力装置
２４ＰＷＭ回路
３０コンピュータ
３１ＣＰＵ
３２バス
３３メモリ
３４ディスプレイ／キーボード
３５ＦＤユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing method and an image processing apparatus for converting a gradation image into a halftone image, and more particularly to an image processing method and image suitable for supplying an RGB halftone image to a PWM type image forming apparatus. It relates to a processing device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of computer networks, an image captured by a scanner or the like and a character portion generated by fonts are generated in advance on a user's computer, and a color laser beam printer (hereinafter referred to as a colorLBPIs generally used to form images.
[0003]
In the color LBP, since an image and characters are separated on a computer, it is possible to perform a process that emphasizes the gradation of the image, and recently a full-color image of about 600 dpi can be reproduced beautifully.
[0004]
ColorLBPAs the image forming method, the PWM method is generally used. The PWM method controls the emission time of the laser light in one main pixel or a plurality of pixels in the main scanning direction of the image in about 256 steps, and expresses the on / off state of the toner by the area control. Has the ability to reproduce. In this method, lines are continuous in the sub-scanning direction, and a so-called line screen is formed. The PWM method is widely used not only in color LBP but also in color copiers and the like because it can form images with high resolution and high gradation.
[0005]
However, PWM colorLBPHowever, there is a problem in that the gradation of the highlight portion is poor, and in an image having a light color gradation, the light color becomes white and cannot be reproduced. Therefore, even if the input signal is increased to increase the density, the highlight area cannot be reproduced. Also, in the reproduction of light colors, the way of attaching toner is very analog-like, and the lines tend to be interrupted at random. Due to this instability factor, the reproduction gradation curve becomes unstable and the image quality becomes visually noisy. Due to these problems, the gradation which should be an advantage of PWM cannot be actually reproduced in 256 steps.
[0006]
Conventionally, solutions to this problem have been proposed mainly in three directions.
[0007]
The first method is a method in which the PWM processing and the multi-value dither processing are combined to reproduce gradation using only a plurality of density dots that can be stably reproduced. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-280633, a 64-value binarization by PWM and a dot dispersion threshold matrix of 2 × 2 dots are combined.LetIt has been proposed to stably reproduce 257 gradations.
[0008]
The second method is to perform PWM after performing tone conversion by alternately using two tone correction curves, that is, a curve for increasing the density and a curve for decreasing the density in the vicinity of the highlight, and then perform a pseudo net. In this method, dots are formed to eliminate dot instability. For example, in JP-A-3-133668 or JP-A-7-254985, concentration of dots is performed by alternately performing tone correction with a different correction curve on pixels adjacent in the sub-scanning line direction and the main scanning direction. -The resolution is reduced and the dots are stabilized.
[0009]
A third method is to measure a threshold value of a non-reproducible density signal as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-192966, set a block of 2 × 2 pixels on an image, and set pixels in the block to pixels having a density lower than the threshold value. Is present, the pixel density sum in the block is calculated and redistributed to the pixels in the block in accordance with a predetermined order to remove the light dots and concentrate the high density dots. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-83799, pixel concentration is performed for two pixels in the main scanning direction in accordance with the density value area to reduce the PWM line in the highlight portion and to concentrate dots. Execute.
[0010]
However, in the above-described multi-value dither method, which is the first method, it is very difficult to design an optimal matrix because there is a large degree of freedom in determining the dither matrix. Further, the method using the gradation correction curve as the second method has a problem that it largely depends on the characteristics of the printer. On the other hand, the dot concentration method in the third method can be said to be a relatively simple method when image processing is executed by software.
[0011]
In recent years, printers having different characteristics are often connected via a network. In this case, it is necessary for a user who constructs a network system to independently satisfy a demand for improving image quality. For example, there is a demand for further improving the gradation characteristics of light colors of a PWM type printer, or for making the reproduction image quality between printers of different models match as much as possible.
[0012]
Therefore, it is conceivable to apply a relatively simple dot concentration method among the above-described conventional image processing methods to a color image. In this case, since the color signals that can be operated by the user are only the RGB signals by RED, GREEN, and BLUE, the conventional dot concentration technology is applied not to the so-called CMYK signals of CYAN, MAGENTA, YELLOW, and BLACK but to the RGB color plate. The fact was that we had to do it.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the conventional dot concentration processing is applied to the three components of RED, GREEN, and BLUE of a color image, there is a problem that the overall color reproduction of the color image becomes dark and deteriorates.
[0014]
This is because, as a result of the dot concentration process, the ratio of the three signals RED, GREEN, and BLUE overlapping the same pixel at the maximum density increases, and the generation of black (BLACK) dots in the black generation process on the printer driver side becomes abnormal. It is because it increases.
[0015]
However, it is impossible to control the generation of black dots by controlling the black signal as long as the color signals of RED, GREEN, and BLUE are handled. The same situation applies to the three colors CYAN, MAGENTA, and YELLOW. When controlling a color printer using these color signalsofBLACK dots are formed from three colors according to a certain rule, so that the image quality is degraded when a simple dot concentration process as in the related art is used.
[0016]
The present invention relates to an image processing method and an image processing apparatus capable of executing dot concentration processing in an RGB signal space and improving LBP highlight gradation characteristics while suppressing deterioration of color reproduction due to occurrence of BLACK dots and the like. The purpose is to provide.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, an image processing method and apparatus according to the present invention perform dot concentration processing in an RGB signal space while suppressing degradation in color reproduction due to the occurrence of black dots and the like, and perform LBP highlight gradation characteristics. For the purpose of improving the image quality, input pixel values from the block set in the image, andDot distribution component and residual componentSeparated intoThe dot distribution component is redistributed so as to concentrate dots on specific pixels in the block, and the remaining component is distributed to each pixel in the block.It is characterized by redistribution.
[0018]
As a result, only a part of the pixel value distribution forming the block is used as a dot concentration component to generate BLACK, but the rest is used for conventional PWM gradation reproduction other than dot concentration, so that the overall density is It is possible to avoid occurrence of an abnormally large number of black (BLACK) dots in high density pixels while storing.
[0019]
Also, mainly in the highlight area, in the process of increasing the dot concentration component and reaching the shadow arealittle by littleBy reducing the dot concentration component, a low-resolution 45-degree pseudo halftone dot is visually formed in the highlight part and the printer characteristics are stable, and the conventional high-resolution PWM line is reproduced in the shadow part such as black characters. Can be realized. In this regard, as in the prior art, a solution was adopted in which the density area was divided into a plurality of areas such as a highlight area, an intermediate area, and a shadow area, and the method of dot concentration was changed in each area. Not. Instead, the concept of a separation ratio that separates each pixel value in a block into a dot component and other remaining components is considered, and the separation ratio is made continuously variable with the average density of the block.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The image processing method according to claim 1 includes a step of acquiring a pixel value of a pixel included in a block set in an image, and a step of acquiring each pixel value of the block.Dot distribution component and residual componentSeparating intoThe dot distribution component is redistributed so as to concentrate dots on specific pixels in the block, and the remaining component is distributed to each pixel in the block.Redistribution step.
[0021]
Also,Claim 6The invention of the image processing apparatus described in the above, pixel value input means for obtaining the pixel values of the pixels included in the block from the block set in the image, and each pixel value of the blockDot distribution component and residual componentSeparation means for separating,The dot distribution component is redistributed so as to concentrate dots on specific pixels in the block, and the remaining component is distributed to each pixel in the block.And a configuration including a redistribution means for performing redistribution.
[0022]
Also,Claim 18The invention of the described image processing apparatus is an apparatus that redistributes pixel values by a programmed computer, and includes a pixel value input unit that inputs pixel values from a block set in an image, and each pixel value in a block. ToDot distribution component and residual componentSeparation means for separating intoThe dot distribution component is redistributed so as to concentrate dots on specific pixels in the block, and the remaining component is distributed to each pixel in the block.And a configuration including a redistribution means for performing redistribution.
[0023]
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided a recording medium storing a program for performing a pixel value redistribution process by a computer, wherein a pixel value is input from a block set in an image. Then, in the block, each pixel value is separated into a plurality of components of a dot distribution component and a residual component, and the dot distribution component is redistributed so as to concentrate dots on specific pixels in the block, and the residual component is divided into the block. In which an image processing program to be redistributed to each of the pixels is recorded.
[0024]
With this configuration, the image density in a block on the image can be reduced.Dot distribution component and residual componentEach component can be given to each pixel in a different distribution scheme, and the concentration of high-density dots on one pixel can be avoided, and the gradation of the highlight portion can be improved. Have.
[0025]
The image processing method according to claim 2 includes a step of acquiring a pixel value of a pixel included in the block from a block set in the image, and a step of determining a separation ratio for separating the pixel value into a plurality of components. Separating each pixel value in the block into a dot distribution component and a residual component with the determined separation ratio; distributing the residual component in the block evenly to all pixels in the block; Allocating the total amount of the allocated components to the pixels in the block in a predetermined order.
[0026]
Also,Claim 7The invention of the image processing apparatus described above includes a pixel value input unit that acquires a pixel value of a pixel included in the block from a block set in the image, and a separation ratio determination that determines a separation ratio that separates the pixel value into a plurality of components. Means, separation means for separating each pixel value in the block into a dot distribution component and a residual component at the determined separation ratio, and residual amount distribution means for uniformly distributing the residual component in the block to all pixels in the block. And a redistribution means for allocating the total amount of the dot distribution components in the block to the pixels in the block in a predetermined order.
[0027]
An image processing apparatus according to a nineteenth aspect is an apparatus for redistributing pixel values by a programmed computer, and obtains pixel values of pixels included in the block from a block set in the image. A pixel value input unit, a separation ratio determining unit that determines a separation ratio that separates a pixel value into a plurality of components, and a separation unit that separates each pixel value in a block into a dot distribution component and a residual component at the determined separation ratio. Means for uniformly allocating the remaining components in the block to all the pixels in the block, and redistribution for allocating the total amount of the dot distribution components in the block to the pixels in the block in a predetermined order. Means.
[0028]
With this configuration, two different density distributions, that is, an average component and a dot concentration component in the block of the original image are added, so that high-density dot concentration on one pixel is avoided, and the density distribution of the original image is preserved to some extent. In addition, there is an effect that the gradation of the highlight part can be improved.
[0029]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image processing method comprising: obtaining a pixel value of a pixel included in a block from a block set in an image; and determining a separation ratio for separating the pixel value into a plurality of components. Separating each pixel value in the block into a dot distribution component and a residual component at the determined separation ratio; distributing the residual component of each pixel as a residual amount of the same pixel; and a dot distribution component in the block. And allocating the total amount of the pixels to the pixels in the block in a predetermined order.
[0030]
Also,Claim 8The invention of the image processing apparatus described above includes a pixel value input unit that acquires a pixel value of a pixel included in the block from a block set in the image, and a separation ratio determination that determines a separation ratio that separates the pixel value into a plurality of components. Means, separation means for separating each pixel value in the block into a dot distribution component and a residual component at the determined separation ratio, and a residual amount distribution means for distributing the residual component of each pixel as a residual amount of the same pixel, A redistribution means for allocating the total amount of the dot distribution components in the block to the pixels in the block in a predetermined order is adopted.
[0031]
With this configuration, two different density distributions, that is, a pixel distribution component and a dot concentration component in the block of the original image are added, so that high-density dot concentration on one pixel is avoided and the density distribution of the original image is preserved. , The gradation of the highlight portion can be improved. Further, since the separation ratio between the dot component and the residual pixel value component is determined according to the block density sum, there is an effect that the ratio between the dot component and the residual component can be changed depending on the average density.
[0032]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to any one of the sixth to eighth aspects,The separation ratio determining means is provided in the block.Average density of pixel valuesIs evaluated, and the separation ratio is determined so that the dot distribution component is continuously reduced from the low density portion to the high density portion.
[0033]
With this configuration, instead of reducing the resolution by increasing the concentration of dots in the block in the highlight part, the gradation system is improved, and in the dark part or black character part, the density distribution in the block of the original image is stored and the resolution This has the effect of preventing a decrease in image quality and improving image quality.
[0034]
The invention of an image processing apparatus according to claim 15 is the image processing apparatus according to any one of claims 6 to 8, whereinThe separation ratio determining means evaluates the density individually for the pixels in the block, and determines the separation ratio for each pixel such that the dot distribution component is continuously reduced from the low density portion to the high density portion.
[0035]
With this configuration,The separation ratio is not fixed within the block, but is variable according to individual pixel values.If each pixel has a low density, the dot concentration component is increased to lower the resolution instead of lowering the resolution. In a high-density portion such as a portion, the pixel value is preserved as much as possible to prevent a decrease in resolution and to achieve high image quality.
[0036]
The invention of an image processing device according to claim 16 is the image processing device according to any one of claims 6 to 15,Image data after image processing is input to the image forming apparatus to form an image by the PWM methodHaving PWM means,When the number of pixels in the main scanning direction, which is a processing unit of PWM, is W, the block shape is 2W pixels in the main scanning direction.thingThis has the effect that a line (line screen) can be modulated into a visually favorable halftone pattern in the highlight portion.
[0037]
An image processing apparatus according to claim 17 is the image processing apparatus according to any one of claims 6 to 15,Image data after image processing is input to the image forming apparatus to form an image by the PWM methodHaving PWM means,When the number of pixels in the main scanning direction, which is a processing unit of PWM, is W, the shape of the block is 2 W pixels in the main scanning direction and W pixels in the sub scanning direction. W pixels in the directionEachThey are arranged so as to be staggered alternately, and have an effect that one centralized dot can be stably reproduced by reducing the number of lines, and high image quality can be achieved.
[0038]
Claim 21StatedImage processingThe invention of a recording medium on which a program is recorded is a recording medium on which a program for performing a redistribution process of a pixel value by a computer is recorded, in which a pixel value is input from a block set in an image, and a dot distribution component and a residual component are input. Is determined, and the pixel value is separated into a dot distribution component and a residual component according to the separation ratio, and the residual component in the block is evenly distributed to all the pixels in the block, while the dot distribution in the block is determined. This is a recording medium that records an image processing program that distributes the total amount of components to pixels in a block in a predetermined order.
[0039]
By executing the image processing program read from the recording medium by a computer, two different density distributions, that is, an average component and a dot concentration component in a block of the original image, are added. This has the effect of avoiding dot concentration and improving the gradation of the highlight portion while preserving the density distribution of the original image to some extent.
[0040]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0041]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows functional blocks of the image processing apparatus according to the first embodiment. The image processing apparatus of the present embodiment captures image data to be subjected to image processing in block units by the block pixel value input unit 11 and sets a separation ratio R for separating the captured pixel values into a distribution component and a residual component. It is determined by the separation ratio determining means 12. On the other hand, the separating means 13 separates the pixel value into an allocation component and a residual component based on the separation ratio R, and the redistribution means 14 determines a pixel to be redistributed in the block and redistributes the allocation amount to the pixel. Then, the remaining amount distribution means 15 redistributes the remaining amount to all pixels in the block. Then, the pixel value of the pixel block subjected to the dot concentration processing is output from the block pixel value output means 16.
[0042]
FIG. 2 shows a system configuration when the image processing apparatus configured as described above is applied to a color printing system. In the color printing system shown in FIG. 1, RGB signals of a processed image, which is an output of the image processing apparatus 10, are provided to the printer driver 22 of the color LBP 21. The image processing apparatus 10 is supplied with RGB signals of a color input image captured by an image input device 23 such as a scanner.
[0043]
FIG. 3 shows a schematic hardware configuration of a computer 30 that realizes the functions of the image processing apparatus 10. A memory 33 is connected to a bus 32 to which the CPU 31 is connected. The memory 33 stores programs for implementing the various functional blocks shown in FIG. The CPU 31 activates a necessary program on the memory 33 according to each process of the image processing. The computer 30 is connected to a display / keyboard 34, a floppy disk unit 35, a scanner 23, a color LBP 23, and a color LBP 21 via a bus interface.
[0044]
The operation of the present embodiment configured as described above will be described.
[0045]
FIG. 4 shows a flowchart of the overall processing flow in the image processing apparatus 10, and FIG. 5 shows a flowchart of the block processing.
[0046]
In the color printing system of FIG. 2, pixel signals of a color image constituted by RED, GREEN, and BLUE digital signals are supplied to the image processing apparatus 10 from an image input device 23 such as a scanner.
[0047]
The image processing device 10 executes the following steps.
[0048]
First, in S401, the color to be processed first is determined from the color RED, GREEN, and BLUE versions. In S402, it is determined whether the color to be finally processed has been completed. If not, the process proceeds to S403. The image processing of the plate is executed, and if the processing has been completed, the processing ends.
[0049]
In S403, the initial state of the phase when performing the block processing is set. The phase p corresponds to the pixel number pix in the sub-scanning direction when the block processing starts on the image in the main scanning direction. A pseudo halftone dot can be formed by changing the phase p alternately for each block.
[0050]
For example, in the case of 2 × 2 blocks where WB = 2 and HB = 2, a block structure as shown in FIG. 6 can be considered. A block is set from the upper left corner of the image. First, in FIG. 6, a block including the first line Line = 0 and the next line Line = 1 is started from the left end in FIG. = 0 is set.
[0051]
Next, the first line is set in S404, and it is determined in S405 whether or not the block processing in the sub-scanning direction of the image has been completed. If there is a line, an appropriate value is set in S406, the next processing color is set in S407, and the process returns to S402. If not completed, the process proceeds to S408, where the pixel position pix on the main scanning line is set to the phase value p, and in S409, an end condition in the main scanning line direction is checked.
[0052]
If the processing has not been completed for the block in the main scanning line direction, the process proceeds to S410, where an input block in which a pixel corresponding to a two-dimensional coordinate (Line, pix) position formed by the sub-scanning line and the main scanning line on the input image is set to the upper left , A pixel value Iij is input as WB × HB pixels, that is, 2 × 2 = 4 pixels in FIG.
[0053]
Next, in S411, block processing described later is performed, and in S412, an output value Oij is set in an output block whose (Line, pix) position on the output image is at the upper left, and in S413, the pixel position is increased by WB. The process returns to S409 again to process the next block on the main scanning line.
[0054]
If it is confirmed in step S409 that the processing of one line has been completed, the process advances to step S414. If there is a remaining unprocessed pixel that has not been subjected to the block processing, an appropriate value is set. The number is increased by WB = 2, and a setting is made to process the line at the next block position.
[0055]
Next, in S416, the phase p is changed. In FIG. 6, after changing the phase from p = 0 to p = 1, the process returns to S405. Next, in S408, a block starting from the position of pix = p = 1 is processed.
[0056]
In the above description, RED, GREEN, and BLUE are processed for each color plate. That is, although the flowchart is based on the assumption that the processing is performed by the frame sequential method, it is needless to say that the present invention can also be applied to the case of performing the processing by another method, for example, the dot sequential method.
[0057]
FIG. 7 shows an example in which a block of 4 × 2 pixels of WB = 4 and HB = 2 is used. In this example, the outline of the block processing is the same as FIG. However, if the initial phase is P = 0, then p = 2, and the phase is changed from 0 to 2 alternately, so that the block is moved in the main scanning direction by two pixels by 45 pixels. A degree of pseudo halftone dot concentration is achieved.
[0058]
Next, the block processing in S411 will be described in detail.
[0059]
In the image processing apparatus 10, the block pixel value input unit 11 divides a two-dimensional color image into blocks each including WB pixels in the main scanning direction and HB pixels in the sub-scanning direction, and calculates the pixel values of WB × HB pixels in the block. Input for each color. Here, since the same processing is performed for each color component, the pixel value of a certain color is set to Iij (I = 0 to WB-1, j = 0 to HB-1).
[0060]
The separation ratio determining unit 12 receives a pixel value Iij for one block for each color, and outputs a separation ratio R (0 to 1) for separating a distribution component and a residual component for the input block. The separation ratio determining means 12 determines the separation ratio R using the separation ratio calculation lines (801, 802, 803) shown in FIG. 8 based on the average pixel density in the block.
[0061]
The separating means 13 separates the pixel values of the individual pixels forming one block into an allocation component and a residual component at a separation ratio R. The distribution amount H, which is the sum of the distribution components of all the pixels in the block, is output to the redistribution unit 14. Further, the residual amount P, which is the average value of the residual components of all the pixels in the block, is output to the residual amount distribution unit 15.
[0062]
FIG. 9A shows a state where pixel values of one block are separated at a separation ratio R = 0.5, and FIG. 10A shows a state where pixel values are separated at a separation ratio R = 0.9. In the figure, the hatched portion of each pixel is a residual component, and the white region is a distribution component. It is assumed that the pixel distribution order is determined in advance. FIG. 11A shows an example of ranking of each pixel in a block set to 2 × 2, and FIG. 11B shows each pixel in a block of 4 × 2 size. An example of pixel ranking is shown.
[0063]
Since the average value of the remaining components of all the pixels forming one block is given as the remaining amount P, the remaining amount allocating unit 15 allocates the remaining amount P to all the pixels in the block. FIGS. 9B and 10B show a state in which the sum of the remaining components is evenly distributed to each pixel in the block.
[0064]
The redistribution means 14 receives the total sum of the distribution components of all the pixels in one block, and thus redistributes the distribution amount H, which is the total sum of the distribution components, to the pixels in the block. At this time, as shown in FIG. 9B and FIG. 10B, the redistribution value to each pixel is determined according to the order assigned to each pixel in the block, and the dot concentration is distributed to the maximum density. Do.
[0065]
The block pixel value output unit 16 adds the amounts distributed from the redistribution unit 14 and the remaining amount distribution unit 15 to each pixel, and outputs an output value Oij to an output image.
[0066]
The flow of the above processing will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
[0067]
FIG. 5 is a flowchart for explaining the block processing in S411 in detail. It is assumed that one of RED, GREEN, and BLUE of a color image is read as a pixel value in an input block.
[0068]
In S501, the input pixel values (RED, GREEN, BLUE) are converted to (CYAN, MAGENTA, YELLOW). This is not an accurate color conversion as a driving signal to the printer performed by the printer driver 22, but is merely to make the pixel value white at 0 and black at 255. When the color signal is an 8-bit signal and takes a value from 0 to 255,
[0069]
(Equation 1)

And This densified pixel value is hereinafter referred to as Iij.
[0070]
In S502, the sum Sum of the density signals in these blocks is calculated.
[0071]
(Equation 2)

In S503, the calculated sum Sum is divided by the number of pixels BN in the block to obtain an average density Iav.
[0072]
(Equation 3)

In S504, the separation ratio R is calculated from the average concentration Iav. As described above, FIG. 8 is a graph for obtaining the separation ratio R from Iav, and is set as a straight line in which the separation ratio R monotonically increases from a highlight portion at Iav = 0 to a dark portion at Iav = 255. I have. Each

straight line

801, 802, 803 is represented by a linear function and has two parameters, a gradient Grad andOffsetAre variously changed. In the case of 801, the offset is 0 and the degree of dot concentration in the highlight portion is large. In the case of 802 and the like, the offset is large and the degree of dot concentration in the highlight portion is small.
[0073]
In the case where the gradient Grad is large such as 803, the density range of the highlight area where the dot concentration processing is performed is narrow, so that the transition to the area where the dot concentration processing where R = 1 is not performed is performed quickly. These relationships are represented by the following equations. Note that this relational expression is one example, and it is possible to take a quadratic function or other complicated curves.
[0074]
(Equation 4)

In S505, the distribution amount H that determines the degree of dot concentration is calculated by the following equation. This distribution amount is not an individual pixel position but an amount as a sum within a block.
[0075]
(Equation 5)

On the other hand, in S506, the average value P of the remaining amount other than the distribution amount is calculated.
[0076]
(Equation 6)

In S507, a margin Q that can be added up to the maximum signal value 255 is calculated for each pixel position in each block.
[0077]
(Equation 7)

In steps S508 and subsequent steps, pixel redistribution and addition are performed. Each block has the same redistribution priority order for the same pixel position. As shown in FIG. 9 or FIG. 10, the dot concentration is executed by redistributing the distribution amount H from the pixels having the redistribution priority of 1 and adding the remaining amount.
[0078]
First, in step S508, the process proceeds from a block pixel (hereinafter, referred to as a first pixel), which is the highest priority pixel in the block. In S509, the distribution amount H and the margin amount Q are compared. As a result, if the distribution amount H is higher than the distribution amount H, the first pixel is fully distributed with the density up to 255. Therefore, the process proceeds to S510, in which only the amount (255-R) is allocated to the first pixel and added to the remaining amount, thereby giving the value 255 as a result. Then, in S511, the currently allocated amount R is subtracted from the allocated amount H. Then, in S512, the second pixel which is the next priority pixel is set as a processing target. Returning to S509 again, the remaining allocation amount H is compared with the allowance amount Q to determine the allocation amount. If the above processing is repeated and the distribution amount H falls below the margin amount, or if the distribution amount H first falls below the margin amount Q of the first pixel in S509, the process proceeds to S513, and the entire distribution amount H remains. The redistribution is performed by adding the value to the quantity average value P, and the adding process ends. In S514, the output block pixel value Oij considered as the density is converted into RGB according to the following equation, and the block processing ends.
[0079]
(Equation 8)

Assuming that block processing has been performed on the density distribution of eight pixels in one 4 × 2 pixel block of the original image, FIG. 9 shows an output distribution when the separation ratio R = 0.5. Shows the output distribution when the separation ratio R = 0.9.
[0080]
In the case of FIG. 9, the separation ratio is a low value of 0.5, and 50% of each pixel value is summed and contributes to the distribution amount H. Similarly, the average value of the 50% sum is the residual amount average. It becomes the value P. As a result, as shown in FIG. 9B, high density is distributed to priority pixels up to

pixel order

1, 2, and 3 above the average value of low density as a whole, and dots are concentrated.
[0081]
On the other hand, in the case of FIG. 10, only 10% of each pixel value contributes to the distribution amount, and up to 90% is the remaining amount. Therefore, as shown in FIG. 10B, only the total density of 10% of each pixel value is added to the highest priority pixel on the overall high average density, and the density in the block is not a dot concentration. The processing is close to averaging.
[0082]
As described above, the smaller the separation ratio R, the greater the dot concentration, and the larger the separation ratio R, the more the inside of the block is averaged. Therefore, considering the relationship shown in FIG. InsideAtDot concentration occurs, and pixel value averaging within a block occurs in a dark part. Further, there is a characteristic that the average density and the color hue in the block are preserved.
[0083]
With the dot concentration processing as described above, it is possible to improve the reproducibility of the highlight portion of the image and to avoid excessive generation of black dots due to excessive dot concentration, particularly in dark areas, and to reduce the number of areas between the two. , The dot concentration can be controlled continuously without making the determination.
[0084]
In the color print system shown in FIG. 2, digital image signals of RED, GREEN, and BLUE that have been subjected to dot concentration processing are supplied to the printer driver 22 from the image processing apparatus 10 that has executed the above-described dot concentration processing. .
[0085]
The printer driver 22 converts RED, GREEN, and BLUE signals into CYAN, MAGENTA, YELLLOW, and BLACK signals, and inputs the signals to the color LBP 21. The PWM circuit 24 inside the color LBP 21 converts a CMYK signal into a pulse width signal for each color and drives a laser driver to form a latent image on a drum.
[0086]
According to such an embodiment, the separation ratio R between the dot distribution component and the remaining component is determined according to the average density of the pixel values in the block, the pixel value is separated into two components, and the priority value is determined in order from the priority pixel. Since dot concentration is realized by redistributing the distribution amount, appropriate dot concentration processing is performed on the RGB signals, color reproduction degradation can be suppressed, and highlight gradation characteristics of LBP can be improved.
[0087]
(Embodiment 2)
FIG. 12 shows functional blocks of the image processing apparatus according to the second embodiment. Note that parts having the same functions as the respective parts of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0088]
In the second embodiment, the entire image processing is the same as that in the first embodiment, and only the part of the block processing 411 is different from that described in FIG. Hereinafter, the configuration and flowchart of the block processing will be described.
[0089]
In the first embodiment, since the density in the block tends to be averaged in the dark part of the image, the distribution differs from the distribution in the original image, and the edge of the dark part such as a black character may not be reproduced well. . Therefore, in the present embodiment, the following block processing is executed with the goal of approaching the density distribution of the original image instead of approaching the averaging in the dark part of the image.
[0090]
In FIG. 12, a block pixel value input unit 11 divides a two-dimensional color image into blocks each including WB pixels in the main scanning direction and HB pixels in the sub-scanning direction, and R, G, and WB of WB × HB pixels in the block. A pixel value is input for each B signal. Here, since the same processing is performed for each color component, the pixel value of a certain color is set to Iij (I = 0 to WB-1, j = 0 to HB-1).
[0091]
The separation ratio determining means 12 receives the pixel value Iij and outputs a separation ratio R (0 to 1). The separation ratio R is calculated based on the average density in the block and the like. The calculated separation ratio R is notified to the separation unit 13.
[0092]
The separation means 13 separates each pixel value Iij into a residual component and a distribution component according to the separation ratio R. The residual components of the individual pixels are output to the block pixel value output means 16 as they are to be distributed to the same pixel position in the block as the residual amount Yij. On the other hand, the remaining amount obtained by subtracting the remaining amount from the pixel value Iij is summed to be the distribution amount H. The distribution amount H is input to the redistribution means 14.
[0093]
The redistribution means 14 redistributes the distribution amount H into the blocks. At this time, the redistribution value to each pixel is determined based on the policy of allocating the maximum density according to the order given in the block.
[0094]
The block pixel value output unit 16 outputs a value obtained by adding the redistribution value to the remaining amount Yij for each pixel in the block as an output value Oij.
[0095]
The flow of the above processing will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
[0096]
FIG. 11 is a flowchart for explaining the block processing S210 in FIG. 2 in detail. The first processing from S501 to S505 is the same as that described in FIG.
[0097]
The difference from the first embodiment is from S1301. In the present embodiment, the remaining amount is not the same value as the average value, and the remaining amount is calculated for each pixel position in the block.
[0098]
First, the remaining amount is set to the output value. That is, it is calculated by multiplying the input value by the separation ratio R.
[0099]
(Equation 9)

In S1302, a margin Qij that can be added up to the maximum pixel value 255 is calculated for each pixel position in each block.
[0100]
(Equation 10)

In the subsequent processing, the distribution amount H is redistributed in order from the pixel having the rank 1 to 2, 3, 4,... 8 so as to fill the margin as much as possible, and is added to the remaining amount. Perform concentration.
[0101]
First, in step S1303, the process proceeds from the top left pixel (hereinafter, referred to as a first pixel) of the block, which is the highest priority pixel in the block. In S1304, the distribution amount H is compared with the margin Qij at the first pixel, and if the distribution amount is greater than the distribution amount Hij, the process proceeds to S1305, where only the amount (255-Qij) is distributed to the first pixel and the remaining amount is calculated. And the value 255 is consequently added. Then, in S1306, Qij, which is the currently allocated amount, is subtracted from the allocated amount H. In S1307, the process returns to S1304 with the second pixel as the next priority pixel as a processing target, and compares the remaining allocation amount H with the margin Qij of the second pixel to determine the allocation amount.
[0102]
If the above processing is repeated and the distribution amount H falls below the margin amount for the next priority pixel, or if the distribution amount H first falls below the margin amount Qij of the first pixel in S1304, the process proceeds to S1308. The entire distribution amount H is added to the remaining amount Oij, and the redistribution and addition process ends.
[0103]
In S514, the output block pixel value Oij considered as the density is returned to RED, GREEN, and BLUE again, and the block processing ends.
[0104]
FIG. 14 and FIG. 15 show simplified effects of the above processing using a 4 × 2 pixel block as an example. Assuming that block processing has been performed on the density distribution of eight pixels in one block of the original image, FIG. 14 shows an output distribution when the separation ratio R = 0.5, and FIG. The output distribution in the case of 0.9 is drawn.
[0105]
In the case of FIG. 14, the separation ratio is a low value of 0.5, and 50% of each pixel value is summed and contributes to the distribution amount H. Similarly, 50% of each pixel value is a residual amount. As a result, 50% of the pixel value distribution in the block remains. Then, as a result of the redistribution, as shown in FIG. 14B, high density is further distributed to the priority pixels in the

distribution order

1, 2, and 3 above 50% of the pixel value distribution, and the dots are concentrated. I do.
[0106]
On the other hand, in the case of FIG. 15, only 10% of each pixel value contributes to the distribution amount, and up to 90% is the remaining amount. Therefore, as shown in FIG. 15B, only the 10% density of each pixel is added to the highest priority pixel, and the density distribution of the original image remains as it is as a whole.
[0107]
As described above, the smaller the separation ratio, the higher the dot concentration, and the larger the separation ratio, the more the original image is stored in the block. Therefore, considering the separation ratio calculation straight line shown in FIG. In the blockAtThere is a characteristic that dot concentration occurs, the density distribution is preserved in dark areas, and the reproduction of black characters and the like is also good.
[0108]
In addition, it is possible to avoid excessive generation of black dots due to excessive concentration of dots, particularly in dark portions, while improving the hue and gradation reproducibility of colors in the highlight portion of the image. The dot concentration can be controlled continuously without making a determination.
[0109]
(Embodiment 3)
FIG. 16 shows functional blocks of the image processing apparatus according to the third embodiment. Note that the same reference numerals are given to blocks having the same functions as the respective units of the first embodiment.
[0110]
In the second embodiment, in the dark part of the image, the separation ratio in the block is determined to be one, and it is not possible to take a different value for each pixel. Therefore, even if there is a dark portion pixel such as a black thin line in the block, if the other pixels in the block are highlighted, the average density decreases, the separation ratio R decreases, and the dot distribution component becomes strong. Is buried in the halftone dot and cannot be reproduced.
[0111]
In the present embodiment, the dot distribution component and the remaining component are determined for each pixel in order to improve the resolution.
[0112]
In the image processing apparatus according to the present embodiment, the separation ratio determining unit 1601 inputs the pixel value Iij and outputs the separation ratio Rij. Here, the subscript ij of the separation ratio means that it is calculated based on the density for each pixel in the block. The separating unit 1602 once separates each pixel value Iij into a remaining amount and a distribution amount Hij according to the separation ratio Rij. Then, the remaining amount remains in the block for each pixel. On the other hand, Hij is summed in the block and becomes the distribution amount H. The redistribution means 14 redistributes the distribution amount H into the block and adds it to the remaining amount. At this time, the redistribution value to each pixel is determined based on the policy of allocating the maximum density according to the order given in the block. The block pixel value output means 16 outputs an output value Oij of the block. The above processing flow will be described in detail with reference to a flowchart.
[0113]
FIG. 17 is a flowchart for describing the block processing in this embodiment in detail. The first S501, the last S514, and the processing from S1302 to S1308 are the same as those described with reference to FIGS. Therefore, the description is omitted.
[0114]
This embodiment is different from the second embodiment from S1701 in that the separation ratio R is not the same value in the block but is calculated for each pixel in the block. The separation ratio R is calculated by considering Iav in FIG. 8 as a pixel value Iij. In S1702, the distribution amount is calculated by the following equation.
[0115]
(Equation 11)

In step S1703, the remaining amount calculated for each pixel is accumulated in the output block.
[0116]
(Equation 12)

The following steps are the same as those in FIG. 5 and FIG. 13, and the distribution amount H is redistributed in order from the pixel having the rank 1 to 2, 3, 4,. The dot concentration is executed by adding the remaining amount.
[0117]
FIG. 18 is a simplified representation of the effects of the above processing, taking the processing of a 4 × 2 pixel block as an example. Assuming that the block processing has been performed on the density distribution of eight pixels in one block of the original image as shown in FIG. 18A, the separation ratio is lower for pixels with lower pixel values and higher for pixel values. It is set higher. For example, in the pixel in which the distribution order is 1 in FIG. 18A, that is, in the first pixel, R = 0.5, so that the dot distribution component is 50% of the original pixel value, and the remaining component is also 50%. However, in the sixth pixel having a higher pixel value, R = 0.9, so that the distribution component is 10% and the remaining component is 90%. As shown in FIG. 18B, in the distribution after the processing, even if the pixel density is not sufficiently high such as the sixth pixel due to this effect, it is stored as an output if the pixel density is sufficiently high. I understand.
[0118]
As described above, since the separation ratio is determined for each pixel, there is a characteristic that resolution reproduction of fine black characters and the like is also excellent.
[0119]
Here, as an effect commonly occurring in the first, second, and third embodiments, regarding the effect of pseudo halftoning by performing PWM processing after performing block processing, the case of 2 × 2 blocks and 4 × 2 blocks explain.
[0120]
FIG. 19A shows a pixel arrangement in a highlight region having an area ratio of 25% when redistribution is performed in 2 × 2 blocks, and FIG. 19B shows a result of performing a PWM process on the pixel arrangement. is there.
[0121]
Here, the density of each black pixel means a highlight dot having a density of less than 128. Although the phase changes for each block line, but the ordering is not changed, the output result is a non-orthogonal pseudo halftone dot having an angle of about 53 degrees. A group of straight lines numbered a and b in the vertical direction indicates a line position formed by PWM performed in units of two dots in the main scanning direction, and SH indicates a triangular wave threshold value that causes the line position. In this case, as shown in FIG. 2B, dots appear every two dots in the main scanning direction. That is, in contrast to the PWM method originally performed in units of 2 dots, the dot concentration method using 2 × 2 blocks cannot reduce the number of lines in the main scanning direction.
[0122]
Therefore, the original purpose of making the highlight portion of the PWM dot-concentrated cannot be fully utilized. On the other hand, FIG. 20A shows the pixel arrangement after processing when the area ratio is 12.5% in the 4 × 2 block processing, and FIG. 20B shows the result of the PWM processing. is there.
[0123]
In this case, as can be seen from FIG. 20 (a), the highlight portion has the shape of an orthogonal 45-degree halftone dot, so that a visually favorable result is obtained. Further, as can be seen from FIG. 3B in which PWM is performed in units of two dots on the main scanning line, dots appear at every four pixels in the main and sub scanning directions, and therefore, originally, a, b, a, b... One of the lines a or b is alternately eliminated in the main scanning line direction.
[0124]
The 4 × 2 block has such an effect that the dot concentration reduces the number of lines, and sufficient dot drawing characteristics and, consequently, gradation characteristics can be obtained in order to provide a margin for printer characteristics.
[0125]
In the above description, an example in which a good result is obtained when the block configuration is 4 × 2 is described because the main scanning method is based on PWM in units of two dots. It goes without saying that other block configurations in which the number of lines can be reduced and 45-degree halftone dots can be obtained are similarly effective.
[0126]
In the present invention, the effect has been described on the assumption that the same processing is performed for each color RGB for a color image. However, the present invention can be applied to a CMYK signal.
[0127]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, only a part of the pixel value distribution forming a block is used as a component of dot concentration, but the remaining part is used for effects other than dot concentration, so While the density and the color hue are preserved, the problem that abnormally many black dots occur in high density pixels can be avoided, and the image quality can be improved. In addition, mainly in the highlight area, the dot concentration component is increased, andEachBy reducing the dot concentration component, a low-resolution 45-degree pseudo halftone dot is visually formed in the highlight part and the printer characteristics are stable, and the conventional high-resolution PWM line is reproduced in the dark part such as black characters. Can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a system configuration diagram of a color print system to which the image processing apparatus according to the first embodiment is applied;
FIG. 3 is a configuration diagram of a computer that realizes the image processing apparatus according to the first embodiment;
FIG. 4 is a flowchart showing the overall processing flow in the image processing apparatus according to the first embodiment;
FIG. 5 is a flowchart of block processing in the image processing apparatus according to the first embodiment;
FIG. 6 is a diagram showing a setting example of a 2 × 2 pixel block set in an input image;
FIG. 7 is a diagram illustrating a setting example of a 4 × 2 pixel block set in an input image;
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an average concentration and a separation ratio.
FIG. 9 is a diagram showing a result of block processing at a certain separation ratio according to the first embodiment;
FIG. 10 is a diagram showing a result of block processing at another separation ratio according to the first embodiment;
FIG. 11 is a diagram showing ranking within a block;
FIG. 12 is a block diagram of an image processing apparatus according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a flowchart of block processing in the image processing apparatus according to the second embodiment;
FIG. 14 is a diagram showing a result of block processing at a certain separation ratio according to the second embodiment;
FIG. 15 is a diagram showing a result of block processing at another separation ratio according to the second embodiment;
FIG. 16 is a block diagram of an image processing apparatus according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a flowchart of block processing in the image processing apparatus according to the third embodiment;
FIG. 18 is a diagram showing a result of block processing according to the third embodiment.
FIG. 19 is a diagram showing a dot arrangement in a highlight portion by 2 × 2 block processing;
FIG. 20 is a diagram showing a dot arrangement of a highlight portion by 4 × 2 block processing;
[Explanation of symbols]
10 Image processing device
11 Block pixel value input means
12 Separation ratio determining means
13 Separation means
14 Redistribution means
15 Remaining amount distribution means
16 block pixel value output means
21 Color LBP
22 Printer Driver
23 Image input device
24 PWM circuit
30 Computer
31 CPU
32 bus
33 memory
34 Display / Keyboard
35 FD unit

Claims

Acquiring pixel values of pixels included in the block from the blocks set in the image, and separating each pixel value of the block and the residual component dot distribution component, the dot allocation component in the block And redistributing the remaining components to each pixel in the block while redistributing the dots to specific pixels .

Obtaining a pixel value of a pixel included in the block from a block set in the image; determining a separation ratio for separating the pixel value into a plurality of components; and determining each pixel value in the block with the determined separation ratio. Separating the dot distribution component and the residual component, uniformly distributing the residual component in the block to all the pixels in the block, and calculating the total amount of the dot distribution components in the block with respect to the pixels in the block in advance. Distributing in a determined order.

Obtaining a pixel value of a pixel included in the block from a block set in the image; determining a separation ratio for separating the pixel value into a plurality of components; and determining each pixel value in the block with the determined separation ratio. Separating the dot distribution component and the residual component, allocating the residual component of each pixel as the residual amount of the same pixel, and determining the total amount of the dot distribution components in the block with respect to the pixels in the block. And distributing the images in a predetermined order.

The redistribution to each pixel is performed by allocating the total amount of the remaining components to all the pixels in the block and allocating the total amount of the dot allocation components to the pixels in the block in a predetermined order. Item 10. The image processing method according to Item 1.

The redistribution to each pixel is characterized in that the remaining components are distributed as they are of the same pixel, and the total amount of the dot distribution components in the block is distributed to the pixels in the block in a predetermined order. The image processing method according to claim 1.

A pixel value input unit that obtains a pixel value of a pixel included in the block from a block set in the image, a separation unit that separates each pixel value of the block into a dot distribution component and a residual component, and the dot distribution component. An image processing apparatus comprising: a redistribution unit that redistributes dots to specific pixels in the block so as to concentrate dots and redistributes the remaining component to each pixel in the block .

A pixel value input unit for obtaining a pixel value of a pixel included in the block from a block set in the image, a separation ratio determining unit for determining a separation ratio for separating the pixel value into a plurality of components, and a block with the determined separation ratio Separating means for separating each pixel value in the block into a dot distribution component and a residual component, a residual amount distribution means for uniformly distributing the residual component in the block to all pixels in the block, and a dot distribution component in the block. An image processing apparatus comprising: a redistribution unit that distributes a total amount to pixels in a block in a predetermined order.

A pixel value input unit for obtaining a pixel value of a pixel included in the block from a block set in the image, a separation ratio determining unit for determining a separation ratio for separating the pixel value into a plurality of components, and a block with the determined separation ratio Separation means for separating each pixel value in the pixel into a dot distribution component and a residual component, a residual amount distribution means for distributing the residual component of each pixel as a residual amount of the same pixel, and a total amount of dot distribution components in the block. A redistribution unit that distributes pixels in a block in a predetermined order.

The redistribution to each pixel is performed by allocating the total amount of the remaining components to all the pixels in the block and allocating the total amount of the dot allocation components to the pixels in the block in a predetermined order. Item 7. The image processing device according to Item 6.

The redistribution to each pixel is characterized in that the remaining components are distributed as they are of the same pixel, and the total amount of the dot distribution components in the block is distributed to the pixels in the block in a predetermined order. 7. The image processing apparatus according to claim 6, wherein:

The residual component is equally distributed to all pixels in the block. The image processing apparatus according to claim 9.

The said dot distribution component distributes the total amount of the dot distribution components in a block to the pixel in a block below a predetermined pixel value based on a predetermined order. The image processing apparatus according to claim 1.

9. The image processing apparatus according to claim 6, wherein a separation ratio between the dot distribution component and the remaining component is an arbitrary ratio.

The separation ratio between the dot distribution component and the remaining component of the separation ratio determination means is determined so that the dot distribution component is continuously reduced from the low density portion to the high density portion by evaluating the average density of the pixel values in the block. 9. The image processing device according to claim 6, wherein

The separation ratio between the dot allocation component and the residual component of the separation ratio determination means is such that the density is individually evaluated for the pixels in the block, and the pixel allocation component is continuously reduced from the low density portion to the high density portion. 9. The image processing apparatus according to claim 6, wherein the determination is performed in units.

It has a PWM means for inputting the image data after the image processing to the image forming apparatus and forming an image by the PWM method. When the number of pixels in the main scanning direction as a unit of the PWM processing is W, the block shape is set to the main scanning. 16. The image processing apparatus according to claim 6, wherein 2 W pixels are set in the direction.

It has a PWM means for inputting the image data after the image processing to the image forming apparatus and forming an image by the PWM method. When the number of pixels in the main scanning direction as a unit of the PWM processing is W, the block shape is set to the main scanning. 16. A block having 2W pixels in the direction and W pixels in the sub-scanning direction, and blocks adjacent to each other in the sub-scanning direction are alternately shifted by W pixels in the main scanning direction. The image processing device according to any one of the above.

A device for redistributing pixel values by a programmed computer, comprising a pixel value input means for inputting pixel values from a block set in an image, and separating each pixel value into a dot distribution component and a residual component in the block. And redistribution means for redistributing the dot allocation component to specific pixels in the block so as to concentrate the dots and redistributing the remaining component to each pixel in the block. Image processing apparatus.

An apparatus for redistributing pixel values by a programmed computer, comprising: a pixel value input unit for obtaining a pixel value of a pixel included in the block from a block set in an image; and separating the pixel value into a plurality of components. Separation ratio determining means for determining a separation ratio; separating means for separating each pixel value in a block into a dot distribution component and a residual component at the determined separation ratio; and a residual component in the block for all pixels in the block. An image processing apparatus comprising: a remaining amount distributing unit that evenly distributes a color image; and a redistribution unit that distributes a total amount of dot distribution components in the block to pixels in the block in a predetermined order.

A recording medium on which a program for performing a redistribution process of pixel values by a computer is recorded, in which pixel values are input from a block set in an image, and each pixel value is converted into a plurality of components of a dot distribution component and a residual component in the block. A recording medium recording an image processing program for separating and redistributing the dot distribution components to specific pixels in the block so as to concentrate the dots and redistributing the remaining components to pixels in the block.

A recording medium on which a program for performing a pixel value redistribution process is recorded by a computer, wherein a pixel value is input from a block set in an image, a separation ratio between a dot distribution component and a residual component is determined, and the pixel value is determined. Is separated into a dot allocation component and a residual component according to the separation ratio, and the remaining components in the block are equally distributed to all the pixels in the block, while the total amount of the dot allocation components in the block is determined with respect to the pixels in the block. Recording medium storing an image processing program to be distributed in a predetermined order.