JP3639397B2

JP3639397B2 - 像域別カラー画像処理装置、画像出力装置、画像処理方法および記憶媒体

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Publication number: JP3639397B2
Application number: JP34339796A
Authority: JP
Inventors: 敏明中村; 学城; 達基犬塚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2016-12-24
Also published as: JPH10191054A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルカラー画像処理装置または画像出力装置に係り、特に、画像濃淡情報値を印字ドットの面積に変換して出力するカラーレーザプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルカラー画像をカラーレーザプリンタで印字する方法として、ディザ処理とパルス幅変調とを組み合わせて一画素内の印字面積を画素濃度に応じて変化させる、いわゆる多値ディザ処理にて多階調印字を実現する方法がある。例えば、特開昭５９ー１６１９７７号公報に記載されている画像処理装置では、ディザマトリクスの複数種類のサイズと、パルス幅変調における複数種類のパルス幅の周期信号との組合わせを用意し、原稿の種類、例えば文字のみの原稿、絵柄のみの原稿、文字と絵柄の混在した原稿等に応じて一ページ毎に上記組み合わせを切り替えることで、一画素内の印字面積の段階数を変え、原稿に応じた最適な印字を実現している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術では、一ページ単位で組み合わせを切り替えるため、文字絵柄混在画像においては、文字、絵柄各領域の画質は、文字のみの原稿及び絵柄のみの原稿の印字結果に比べ、劣る結果になった。また、利用者が原稿に応じて多値ディザのマトリクスとパルス幅変調数の組み合わせを一ページ単位に切り替える煩わしさがあった。
【０００４】
また、特開平３−７６３７７号公報においては、入力された画像に対し、各画素ごとにエッジ判定を行い、エッジ領域とエッジに隣接する領域とで、それぞれ異なる２値化処理を行うものが開示されている。
【０００５】
また、特開平４−９０６８０号公報においては、各画素ごとにエッジ判定を行い、エッジと判定された場合には、画素の濃度が近傍画素の濃度よりも高い場合には、高く強調された濃度値を選択し、画素の濃度値が近傍画素の濃度値よりも低い場合には、低く強調された濃度値を選択し、エッジでないと判定された場合には、強調されていない濃度値を選択して２値化処理を行うものが開示されている。
【０００６】
上記特開平３−７６３７７号公報と上記特開平４−９０６８０号公報との従来技術では、２値化処理を行っており多値化処理は行っていない。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決すべく、画像処理装置、画像出力装置および画像処理方法において、より画質を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、像域別カラー画像処理装置は、画像のエッジ部分の第一の領域と、前記第一の領域に隣接する第二の領域と、前記第一の領域および前記第二の領域以外の第三の領域とを判別する判別部と、前記第一の領域について、あらかじめ定めたドット分散型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を施して出力し、前記第三の領域について、あらかじめ定めたドット集中型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を施して出力し、前記第二の領域について、前記ドット分散型と前記ドット集中型とを混合した、あらかじめ定めた混合型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を施して出力する処理部とを有する。
【０００９】
また、判別部は、前記画像の画素ごとに、当該画素がエッジであるか否かを判定するエッジ判定手段と、前記エッジ判定手段によるエッジの判定に従い、当該画素がエッジに隣接するか否かを判定するエッジ隣接判定手段と、前記エッジ判定手段によるエッジの判定と前記エッジ隣接判定手段によるエッジの隣接の判定とに従い、当該画素が、前記第一の領域と前記第二の領域と前記第三の領域とのうちいずれの領域のものであるかを選択する選択手段とを備える。例えば、エッジ判定手段は、注目する画素の色情報値と、その周辺画素の色情報値から注目画素が画像内のエッジ（輪郭）を形成する画素か否かを判定する。エッジ隣接判定手段では、非エッジと判定された画素に対し、その画素の上下左右及び斜め方向にエッジと判定された画素が隣接するか否かを判定する。選択手段は、その判定結果に応じ、当該画素が、前記第一の領域と前記第二の領域と前記第三の領域とのうちいずれの領域のものであるかを選択する。
【００１０】
さらに、前記処理部の第一の処理手段は、エッジと判定された第一の領域の画素に対しては高精細な印字出力となるドット分散型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を行う。第二の処理手段は、エッジ隣接と判定された第二の領域の画素に対しては高精細と高階調の中間的な印字出力となる混合型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を行う。第三の処理手段は、平坦領域データある第三の領域の画素に対しては高階調な印字出力となるドット集中型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を行う。
【００１１】
さらに、画像出力装置では、処理部による多値ディザ処理の後に、一律にパルス幅変調を実行して画像出力装置から出力するようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第一の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第一の実施の形態における画像処理装置の一例としてコンピュータ等の画像出力装置であるカラーレーザプリンタシステムを示したものである。図１において、ＰＣ１０１は、ホストコンピュータであり、一画素の色情報をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のデータとして出力する。カラーレーザプリンタ１０２は、ＰＣ１０１から送られた画像情報を記録紙に印字する機構である。画像メモリ１０３は、印字する画像データ１ページ分の各画素の色情報を記憶するメモリである。色変換部１０４は、Ｒ、Ｇ、Ｂで表現された色情報を記録紙に印字する色材であるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の色成分信号の画像データに変換する。色変換部１０４は、例えば、色変換のために、Ｒ、Ｇ、Ｂの色情報をアドレスとし、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの色成分信号を画像データとする変換テーブルを半導体メモリに記憶させておき、アドレスにＲ、Ｇ、Ｂの色情報を入力し、色変換後のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの画像データを出力することで実現できる。選択部１０５は、色成分信号のＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのうちいずれかを、画素ごとに一ページ分出力し、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋと順次切り替えて出力する機能であり、論理回路のセレクタで実現できる。エッジ判定部１０６は、一画素ごとの各色成分の画像データを入力し、入力した画素（注目画素）がエッジであるか否かを判定し、エッジであるか否かを示すエッジ判定信号４１５を出力する機能を備える。エッジ判定部１０６の具体的な構成は図２に示す。また、エッジ隣接判定部１０７は、エッジ判定部１０６において注目画素がエッジと判定されなかった画素であり、かつ、この注目画素の縦、横または斜め方向に隣接する画素（周囲８画素のいずれか）がエッジと判定された画素であるとされている場合に、エッジに隣接する画素であると判定し、それ以外の場合にエッジに隣接する画素でないと判定し、エッジに隣接する画素であるか否かを示すエッジ隣接判定信号４１０を出力する機能を備える。具体的な構成は図３に示す。また、ラインメモリ１０８ａ、１０８ｂは、それぞれ入力された色成分ごとの画像データを主走査線１ライン分遅延させる機能を備え、例えば、半導体メモリで実現できる。
【００１３】
また、エッジ多値ディザ処理部１０９は、高精細な印字出力となる、あらかじめ定めたドット分散型のディザマトリクスを用いた多値ディザ処理を行う機能を備える。具体的な構成は図４で説明する。エッジ隣接多値ディザ１１０は、高精細と高階調の中間的な印字出力となるドット集中型とドット分散型とを混合した（ドット集中型とドット分散型との中間的な）、あらかじめ定めた混合型のディザマトリクスを用いた多値ディザ処理を行う機能を備える。具体的な構成は図５に示す。さらに、平坦多値ディザ１１１は、高階調な印字出力となる、あらかじめ定めたドット集中型のディザマトリクスを用いた多値ディザ処理を行う機能を備える。具体的な構成は図６に示す。エッジ多値ディザ処理部１０９と、エッジ隣接多値ディザ１１０と、平坦多値ディザ１１１とで、第一の領域について、あらかじめ定めたドット分散型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を施して出力し、前記第三の領域について、あらかじめ定めたドット集中型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を施して出力し、前記第二の領域について、前記ドット分散型と前記ドット集中型とを混合した、あらかじめ定めた混合型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を施して出力する処理部を構成する。
【００１４】
選択部１１２は、エッジ隣接判定部１０７から出力されるエッジ判定信号４１５とエッジ隣接判定信号４１０とにより、入力する３つの画像処理出力のうち一つを選択して出力する機能を備える。選択部１１２は、論理回路であるセレクタで実現できる。エッジ判定部１０６とエッジ隣接判定部１０７と選択部１１２とで、画像のエッジ部分の第一の領域と、前記第一の領域に隣接する第二の領域と、前記第一の領域および前記第二の領域以外の第三の領域とを判別する判別部を構成する。パルス幅変調部１１３は、一画素毎の画像信号をその信号値に対応したパルス幅をもつ一つのパルスに変換する機能を備える。具体的な構成は図８に示す。プリンタエンジン１１４は、パルス幅に従って、記録紙に各色成分の画像データに対応した色素を付着させる手段である。プリンタエンジン１１４は、例えば、レーザプリンタの印字機構で実現でき、パルス幅変調部１１３の出力パルス幅に応じて印字ドットの大きさを変化させて印字することで濃淡を表現する。すなわちＰＷＭ出力のパルス幅に応じて一画素の印字領域内に付着される色材の量を変化させることで色の濃淡を表現する。
【００１５】
次に、図１に示す本発明の第一の実施の形態における構成の動作について説明する。ＰＣ１０１からプリンタエンジン１１４で印字出力すべき一ページ分のＲ、Ｇ、Ｂに色分解された色情報を画像メモリ１０３に転送する。つぎに画像メモリ１０３から一画素ずつ色変換部１０４へＲ、Ｇ、Ｂの色情報が入力され、ここでＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの色成分信号の画像データに変換される。選択部１０５では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの中から一色の信号を選択し、一ページ分の各画素の色成分信号の画像データをエッジ判定部１０６へ出力し、順次、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋと切り替えて出力する。色成分信号の画像データは、例えば、８ビットの符号データで表すことができる。つぎに、選択部１０５の出力がエッジ判定部１０６に送られ、エッジ判定部１０６において、注目する画素がエッジ部に属するか否かが判定され、また、エッジ隣接判定部１０７において、エッジの隣接部に属するか、または平坦部に属するかを判別する。エッジ判定部１０６とエッジ隣接判定部１０７との出力に応じて選択部１１２では、エッジ多値ディザ処理部１０９、エッジ隣接多値ディザ１１０、平坦多値ディザ１１１の出力のうち一つを選択して出力する。パルス幅変調部１１３では画像信号を対応するパルス幅に変換し、プリンタエンジン１０８に信号を送る。プリンタエンジン１０８ではパルス幅に応じて一画素の色材の量を変化させ記録紙に印字する。上記処理を一ページ単位で、選択部１０５においてそれぞれの色成分信号の画像データを切り替えることにより、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色分それぞれ処理を行い、最後に印字結果を出力する。
【００１６】
また、図１に示す構成では、エッジ多値ディザ処理部１０９と、エッジ隣接多値ディザ１１０と、平坦多値ディザ１１１とにおける画像処理後に、選択部１１２において、３つの画像処理出力のうち一つを選択して出力しているが、選択部１１２において、エッジ隣接判定部１０７から出力されるエッジ判定信号４１５とエッジ隣接判定信号４１０とにより画像のエッジ部分であるかエッジに隣接する部分であるかそれ以外の平坦部であるかを判定し、画像のエッジ部分については、エッジ多値ディザ処理部１０９において画像処理を行わせるように指示し、エッジに隣接する部分についてはエッジ隣接多値ディザ１１０において画像処理を行わせるように指示し、それ以外の平坦部については、平坦多値ディザ１１１において画像処理を行わせるように指示するようにしてもよい。
【００１７】
つぎに、各ブロックの処理について詳細に説明する。
【００１８】
図２に、図１におけるエッジ判定部１０６の構成を示す。図２において、ラッチ３０３ａ〜ｈは、１画素単位の色成分信号の画像データを記憶する手段であり、ラッチ３０３ａ〜ｃと、３０３ｆ〜ｈとでそれぞれ主走査方向の３画素分のシフトレジスタを構成する。また、ラッチ３０３ｄおよびｅで主走査方向の２画素分のシフトレジスタを構成する。ラッチ３０３ａ〜ｈは、論理素子であるフリップフロップで実現できる。ラッチ３０３ｅには、エッジ判定の対象となる注目画素が保持される。乗算器３０４ａ〜ｅは、乗算器で、各ラッチの出力と、乗算器の予め定められた係数とを乗算する。乗算器３０４ａ〜ｅは、論理回路である加算器の組み合わせで実現できる。加算器３０５は、乗算器３０４ａ〜ｅの出力の合計を求める。しきい値３０６は、エッジと判定すべき基準値を設定する手段である。しきい値３０６は、論理回路で構成するレジスタに、あらかじめ基準値を記憶させることで実現する。比較器３０７は、加算器３０５の加算出力と、しきい値３０６とを比較し、加算器３０５の加算出力が大きい場合にエッジであるとして「１」を出力し、それ以外の場合はエッジでないとして「０」を出力する。
【００１９】
次に、エッジ判定２０１の動作を説明する。ラッチ３０３ａ、ｃ、ｆおよびｈには、ラッチ３０３ｅに保持されている、エッジ判定の対象となる注目画素の斜め方向に隣接する４画素の色成分信号の画像データが入っている。これら５画素の色成分信号の画像データについて、乗算器３０４ａ〜ｅと加算器３０５とで構成されるデジタルフィルタであらかじめ定めた演算を実行する。このデジタルフィルタは、中心の値と周辺の値との微分値を検出するのに用いる一般的なラプラシアンフィルタを利用している。この場合、周辺に値には−１を乗じ、中心の値には４を乗じる。従って、注目画素の値と周辺画素の値の差が大きいほど大きな値を出力する。一般に画像のエッジ部（輪郭部）では、この出力は大きな値を示す。そしてこのフィルタ出力と、エッジ判定の基準値であるしきい値３０６とを比較して、しきい値３０６より大きな値であればエッジであると判定し、エッジ判定信号として「１」を出力し、しきい値３０６以下であればエッジでないと判定し、エッジ判定信号として「０」を出力する。
【００２０】
図３に、図１におけるエッジ隣接判定部１０７の構成を示す。図３において、ラインメモリ４０１ａおよびｂは、主走査１ライン分のエッジ判定信号を記憶する手段であり、半導体メモリで実現できる。ラッチ４０２ａ〜ｉは、１画素単位のエッジ判定信号を記憶する手段であり、ラッチ４０２ａ〜ｃ、４０２ｄ〜ｆおよび４０２ｇ〜ｉで、それぞれ主走査方向の３画素分のシフトレジスタを構成する。ラッチ４０２ａ〜ｉは、論理素子であるフリップフロップで実現できる。ＮＯＴ４０３は、入力信号値の反転信号を出力する手段である。入力が１の場合は０を、入力が０の場合は１を出力する。ＮＯＴ４０３は、論理素子であるインバータで実現できる。ＯＲ４０４は、８つの入力信号の論理和を出力する手段である。ＯＲ４０４は、論理素子のＯＲ回路で実現できる。ＡＮＤ４０５は、２つの入力信号の論理積を出力する手段であり、論理素子のＡＮＤ回路で実現できる。
【００２１】
次に、エッジ隣接判定部１０７の動作について説明する。ラッチ４０２ａ〜ｉには、主走査方向３画素および副走査方向３画素の計９画素のエッジ判定結果が入っている。ここで注目画素のエッジ判定結果は、中心のラッチ４０２ｅに入っている。ＯＲ４０４では、注目画素の周囲８画素にエッジと判定された画素があるか否かを検出する。ＯＲ４０４の出力が１であれば８画素中の少なくとも１画素がエッジと判定された画素であることを示し、ＯＲ４０４の出力が０であれば８画素中のいずれもエッジと判定された画素がないことを示す。そしてＡＮＤ４０５では、注目画素がエッジではなく、つまりＮＯＴ４０３の出力が１で、かつ、周囲８画素内にエッジ画素がある場合、つまりＯＲ４０４の出力が１の場合に、注目画素をエッジ隣接画素であると判定し、エッジ隣接判定信号４１０として「１」を出力し、それ以外の場合にはエッジ隣接判定信号４１０として「０」を出力する。また、ラッチ４０２ｅの注目画素のエッジ判定結果は、そのままエッジ判定信号４１５として出力する。
【００２２】
図４に、図１におけるエッジ多値ディザ処理部１０９の構成を示す。本実施の形態においては、多値ディザ処理として、複数の画素で濃淡を表現する面積変調を行う。また、エッジ多値ディザ処理部１０９のディザマトリクスとしてドット分散型（例えば、ベイヤーディザパターン）を使用し、ディザ処理結果の１出力が１６画素内の一箇所に集中することなく分散され、１６画素の領域が一様な色として表現される。また、エッジ多値ディザ処理部１０９は、８ビットの画像データを、画像処理して４ビットの画像データにして出力する。
【００２３】
図４において、ガンマ補正部Ａ５０１は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色成分信号の画像データと実際の記録時の色材の色の違いを補正する機能を備える。ガンマ補正部Ａ５０１は、例えば、色成分信号の画像データをアドレスに入力し、ガンマ補正後の色成分信号の画像データをデータとする補正テーブルを半導体メモリに記憶させておき、アドレスに色成分信号の画像データを入力し、ガンマ補正後の色成分信号の画像データをデータとして出力することで実現できる。副走査カウンタ５０２は、２ビットカウンタであり、主走査線１ラインの画像処理開始時に１カウントアップし、０から３までの４ラインの周期でカウント動作を行う。副走査カウンタ５０２は、２つのフリップフロップの組み合わせで実現できる。主走査カウンタ５０３は、２ビットカウンタであり、１画素の画像処理開始時に１カウントアップし、０から３までの４画素の周期でカウント動作を行う。主走査カウンタ５０３は、２つのフリップフロップの組み合わせで実現できる。エッジ用ディザマトリクス５０４は、主走査方向に４個、副走査方向に４個の計１６個のマトリクスに０から１５までの値が入っている。エッジ用ディザマトリクス５０４は、論理回路であるレジスタファイルで実現できる。このエッジ用ディザマトリクス５０４は、副走査カウンタ５０２と主走査カウンタ５０３とから出力されたカウント値をアドレスとして入力する。例えば、図７（ａ）に、各カウンタの出力値とそれに対応したエッジ用ディザマトリクス５０４の出力値とを示す。図７（ａ）において、主走査カウンタ５０３のカウント値が２、副走査カウンタ５０２のカウント値が３の場合は、エッジ用ディザマトリクス５０４は１３を出力する。
【００２４】
また、図４において、比較器５０５は、ガンマ補正部Ａ５０１の出力値である、ガンマ補正後の７ビットの画素信号の下位４ビットの値と、エッジ用ディザマトリクス５０４の出力値とを比較し、ガンマ補正部Ａ５０１の出力値の下位４ビットの値がエッジ用ディザマトリクス５０４の出力値より大であれば１を出力する。それ以外であれば０を出力する。比較器５０５は、論理回路である比較器で実現できる。
【００２５】
次に、エッジ多値ディザ処理部１０９の動作について説明する。エッジ多値ディザ処理部１０９は、ガンマ補正後の７ビットの画素信号を４ビットに丸める動作をおこなう。単純に７ビット内の下位３ビットを切り捨ててしまっては１２８階調で表現される濃淡変化が１６階調の表現になってしまい微妙な濃淡表現が実現できない。そこで下位４ビットを、多値エッジ用ディザマトリクス５０４の出力と一画素毎に順次比較してその結果を４ビット出力の最下位ビットとして割り付ける。例えば、１６画素の７ビット出力が全て８６Ｈ（以下、Ｈは、ＨＥＸ表示を意味する）という値であった場合、下位４ビットの６Ｈを各画素位置のディザマトリクス値と比較し、ディザ値が５以下の画素位置の場合には、下位４ビットの値（６Ｈ）が大きいので１が出力される。その結果、図７（ａ）に示すディザマトリクスによれば、比較器５０５の出力は、１６画素中１０画素が「０」、６画素が「１」となる。このため、４ビット画像データは、上位３ビットが８Ｈであるので、１６画素中１０画素が８Ｈ、６画素が９Ｈとなり、１６画素を一つの画素と見做すと８６Ｈ同等に見える。
【００２６】
この処理の出力結果の概念図の例を、図９（ａ）に示す。図９（ａ）において、一つの長方形が一画素を表す。図９（ａ）の各ブロックの上の数字は、図４に示すガンマ補正部Ａ５０１の出力データ（７ビットデータ）の値を１０進数で示し、ブロック内の１６画素が全て均一に上記数値である場合を示す。また、白の四角はその画素値が０であることを示す。また部分的に黒になっている四角は４ビット出力が１〜１５の間にあることを示し、値が大きいほど黒の領域（面積）の割合が多くなる。例えば、図９（ａ）において、ガンマ補正部Ａ５０１の出力データが、１ブロック内の１６画素すべて「８」の場合、図７（ａ）に示すエッジ画素用ディザマトリクスで多値ディザ処理を行うと、１６画素中１０画素が８Ｈ、６画素が９Ｈとなる。図９（ａ）のように、図７（ａ）に示すエッジ画素用ディザマトリクスで多値ディザ処理を行うと、１画素単位でドット変調処理を行うことができる。
【００２７】
また、図５に、図１におけるエッジ隣接画素処理１１０の構成を示す。図５において、ガンマ補正部Ｂ６０１は、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色成分信号の画像データと実際の記録時の色材の色の違いを補正する機能を備える。ガンマ補正部Ｂ６０１は、例えば、色成分信号の画像データをアドレスに入力し、ガンマ補正後の色成分信号の画像データをデータとする補正テーブルを半導体メモリに記憶させておき、アドレスに色成分信号の画像データを入力し、ガンマ補正後の色成分信号の画像データをデータとして出力することで実現できる。色別初期値６０２ａおよびｂは、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色成分信号の画像データに対応して異なる値を出力する機能を備え、論理回路であるラッチ回路で構成される。副走査カウンタ６０３は、３ビットカウンタであり、主走査線１ラインの画像処理開始時に１カウントアップする。０から９までの１０ラインの周期でカウント動作を行う。副走査カウンタ６０３は、論理回路であるカウンタで実現できる。主走査カウンタ６０３は、３ビットカウンタであり、１画素の画像処理開始時に１カウントアップする。０から４までの５画素の周期でカウント動作を行う。主走査カウンタ６０３は、論理回路であるカウンタで実現できる。エッジ隣接画素用ディザマトリクス６０５は、主走査方向に５個、副走査方向に１０個の計５０個の値が入っている。例えば、図７（ｂ）に、各カウンタ出力値とそれに対応したエッジ隣接画素用ディザマトリクス６０５のディザ値とを示す。太線で囲まれた１０画素分を一ブロックとし、この組み合わせでディザマトリクスを構成する。図７（ｂ）において、１０画素に満たないブロックは、ディザマトリクスを隣接してさらに設けたとした場合の、その隣接するディザマトリクスのブロックの画素あわせて１０画素分のブロックを構成する。例えば、図７（ｂ）において、主走査カウント値が２、副走査カウント値が０および１の位置の２画素と、そのディザマトリクスの上部に隣接するディザマトリクスの主走査カウント値が１で、副走査カウント値が６、７、８および９と、主走査カウント値が２で、副走査カウント値が６、７、８および９との位置の８画素とにより１ブロックを構成する。エッジ隣接画素用ディザマトリクス６０５は、論理回路であるレジスタファイルで実現できる。図７（ｂ）において、副走査カウンタ６０３と主走査カウンタ６０４との出力をこのエッジ隣接画素用ディザマトリクスのアドレスとして入力する。動作時は、色別初期値６０２ａと６０２ｂとの値をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色で異なるようにして各色の印字が重ならないように制御することで色の再現性と色ズレによる画質劣化を抑える。また、図５において、減算器６０６は、ガンマ補正部Ｂ６０１の出力値から、エッジ隣接画素用ディザマトリクス６０５の出力値を減算する機能を備える。減算器６０６は、論理回路である減算器で実現できる。オーバフローアンダフロー制御部６０７は、減算器６０６の出力が１０進数で１３を越えた場合は値を１３とし、また０以下になった場合は０にし、それ以外の値はそのまま出力する機能を備える。
【００２８】
つぎに、エッジ隣接多値ディザ処理部１１０の動作について説明する。図５において、入力される８ビット／画素の画像データ１２５を、ガンマ補正部Ｂ６０１で７ビット／画素の画像データに変換し、その画素の位置に対応したディザマトリクス６０５の値を減算器６０６で減算する。また、画素の位置に対応したディザマトリクス６０５の位置は、各色毎に色別初期値６０２ａおよびｂに異なる値を設定しておくことにより、色毎に異なる位置に対応させることができる。これにより、各色の印字位置をずらすことができる。また、オーバフローアンダーフロー制御部６０７において、減算器６０６の出力が１３以上であれば１３とし、また０以下であれば０とする。０から１３の間の値はそのまま４ビット画像データ４２０として出力する。
【００２９】
この処理の出力結果の概念図の例を、図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）は、図７（ｂ）に示すディザマトリクスのハッチングを施した１０画素分についての処理結果を示したものである。一つの長方形が一画素を表す。図９（ｂ）の各ブロックの上の数字は、図５に示すガンマ補正部Ｂ６０１の出力データ（７ビットデータ）の値を１０進数で示し、ブロック内の１０画素が全て均一に上記数値である場合を示す。また、白の四角はその画素値が０であることを示す。黒の四角はその画素値が１３であることを示す。また部分的に黒になっている四角は４ビット出力が１〜１２の間にあることを示し、値が大きいほど黒の領域（面積）の割合が多くなる。例えば、図９（ｂ）において、ガンマ補正部Ｂ６０１の出力データが、１ブロック内の１０画素すべて「８」の場合、図７（ｂ）に示すエッジ隣接画素用ディザマトリクスで多値ディザ処理を行うと、主走査のカウント値が１で副走査のカウント値が０の位置の画素の値のみが８となり、その他の画素の値は「０」となる。図９（ｂ）のように、図７（ｂ）に示すエッジ隣接画素用ディザマトリクスで多値ディザ処理を行うと、入力画素値が大きくなるにつれて、黒の領域が一箇所に集中せずに分散しながら増えていくことがわかる。また、一画素分の領域では、４ビット／画素で０から１３までの１４段階の濃淡あるいは階調しか表現できないが、このように隣接１０画素の固まりを一画素と見做せば０から１２７間での１２８段階の濃淡を表現できる。
【００３０】
また、図６に、図１における平坦多値ディザ処理部１１１の構成を示す。図６において、構成および動作は、図５で説明したエッジ隣接画素多値ディザ処理部１１０と同一である。異なる箇所は、ディザマトリクス７０５のディザ値が異なる。エッジ隣接ディザマトリクスと異なるのは、濃淡値が大きくなるにつれて黒の四角が分散せずに集中して増加するディザマトリクスのパターン（一般に、ドット集中型ディザパターンと呼ばれている）を使う点である。図７（ｃ）に、各カウンタ出力値と、それに対応したディザマトリクス７０５のディザ値の一例を示す。太線で囲まれた１０画素分を一ブロックとし、この組み合わせでディザマトリクスを構成する。
【００３１】
つぎに、平坦多値ディザ処理部１１１の動作について説明する。入力される８ビット／画素の画像データを、ガンマ補正部Ｂ６０１で７ビット／画素の画像データに変換し、その画素の位置に対応したディザマトリクス６０５の値を減算器６０６で減算する。その出力が１３以上であれば１３とし、また０以下であれば０とする。０から１３の間の値はそのまま出力する。
【００３２】
この処理の出力結果の概念図の例を、図９（ｃ）に示す。図９（ｃ）は図７（ｃ）に示すのディザマトリクスのハッチングを施した１０画素分についての処理結果を示したものである。一つの長方形が一画素を表す。図９（ｃ）の各ブロックの上の数字は、図６に示すガンマ補正部Ｂ７０１の出力データ（７ビットデータ）の値を１０進数で示し、ブロック内の１０画素が全て均一に上記数値である場合を示す。また、白の四角はその画素値が０であることを示す。黒の四角はその画素値が１３であることを示す。また部分的に黒になっている四角は４ビット出力が１〜１２の間にあることを示し、値が大きいほど黒の領域（面積）の割合が多くなる。例えば、図９（ｃ）において、ガンマ補正部Ｂ７０１の出力データが、１ブロック内の１０画素すべて「８」の場合、図７（ｃ）に示す平坦画素用ディザマトリクスで多値ディザ処理を行うと、主走査のカウント値が０で副走査のカウント値が０の位置の画素の値のみが８となり、その他の画素の値は「０」となる。図９（ｃ）のように、図７（ｃ）に示す平坦画素用ディザマトリクスで多値ディザ処理を行うと入力画素値が大きくなるにつれて、黒の領域が一箇所に集中しながら増えていくことがわかる。また、一画素分の領域では、４ビット／画素で０から１３までの１４段階の濃淡あるいは階調しか表現できないが、このように隣接１０画素の固まりを一画素と見做せば０から１２７間での１２８段階の濃淡を表現できる。
【００３３】
図８（ａ）に、パルス幅変調部１１３の構成図を示す。Ｄ／Ａ変換器８０１は、入力される４ビットのデジタル信号をアナログ信号の電圧値に変換して出力する機能を備える。Ｄ／Ａ変換器８０１は、一般のＤ／Ａ変換器で実現できる。ノコギリ波発生器８０２は、画素クロックが１の期間は電圧が時間の経過に比例して上昇し、画素クロックが０の期間は電圧がグランドレベルにリセットするように電圧を発生させる機能を備える。ノコギリ波発生器８０２は、コンデンサと抵抗とオぺアンプとの組み合わせで実現できる。比較器８０３は、Ｄ／Ａ変換器８０１の出力電圧がノコギリ波発生器８０２の出力電圧より大きい場合に１を出力し、それ以外の場合に０を出力する。比較器８０３は、オぺアンプで実現できる。
【００３４】
次に、パルス幅変調部１１３の動作について説明する。図８（ｂ）は、パルス幅変調部１１１の動作波形を示したものである。図８（ａ）において、最初に、４ビットデータ４２０をＤ／Ａ変換器８０１においてアナログ信号に変換し、比較器１１０３でノコギリ波電圧と比較する。比較器８０３は、Ｄ／Ａ変換器８０１の出力とノコギリ波電圧とを比較し、Ｄ／Ａ変換器８０１の出力がノコギリ波電圧より大きいときに１を出力する。それ以外の場合には０を出力する。その結果、入力した４ビット画像データに比例してパルス幅が変化する出力が得られる。
【００３５】
図１０に、像域別多値ディザおよびパルス幅変調後に、プリンタエンジン１０８で印字した結果を拡大して示したものである。図１０（ａ）に、エッジ画素処理部１０６の印字結果を示す。エッジ画素処理部１０６の処理は、一画素単位でドット変調処理が行われ、文字、細線等の高解像度が要求される画像に最適な処理を行うことができる。また、図１０（ｂ）に、エッジ隣接画素処理部２０５の印字結果を示す。エッジ隣接画素処理部２０５では、分散型の面積変調と、ドット変調との組み合わせとで濃淡を表現している。さらに、図１０（ｃ）に、平坦画素処理部２０６の印字結果を示す。平坦画素処理部２０６では、ドット集中型の面積変調とドット変調との組み合わせで濃淡を表現している。この処理は解像度は落ちるが複数のドットが互いにオーバラップしているためプリンタエンジンの変動に起因する一画素単位の印字面積変動による色ムラが抑圧できる。さらに、図１０（ｄ）に、本発明の実施の形態におけるエッジ画素処理部１０６とエッジ隣接画素処理部２０５と平坦画素処理部２０６とを各々の領域毎に行った場合の印字結果を示す。図１０（ｄ）において、画像のエッジ領域はエッジ画素処理部１０６により処理されるので、高解像度で滑らかな輪郭を表現することができる。また、平坦領域は、平坦画素処理部２０６により処理されるので、各色の印字位置をずらすことができ、色の再現範囲を広くすることができる。また、ドットが集中するため、プリンタエンジンの変動にする一画素単位の印字面積変動による色ムラが抑圧できる。さらに、エッジ隣接領域では、エッジ隣接画素処理部２０５より処理される。エッジ画素処理部１０６と平坦画素処理部２０６との処理による両極端な印字結果に、エッジ隣接画素処理部２０５より処理されるエッジ隣接領域を間に鋏むことで両者の間に生じる隙間を目立たなくすることができる。
【００３６】
また、本発明の実施の形態における画像出力装置を利用して印字した場合には、図１０（ｄ）に示すように印字されるので、印字結果を拡大して確認することにより、本発明の実施の形態における画像出力装置を利用したか否かを判断することができる。すなわち、エッジ領域とエッジ隣接領域と平坦領域とで、それぞれ異なる処理を行い、結果としてドットの面積が異なるので、各々の領域においてドットの面積を確認することにより、本実施の形態における処理を施していることを確認することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、画像のエッジ領域とエッジ隣接領域とそれ以外の平坦な領域とで各々の対応する画像処理を行うことができ、文字・細線領域の高精細化と絵柄領域の高階調化を実現できる。さらに、エッジ隣接領域を設けることで、エッジ領域とそれ以外の領域との境界部分の画質劣化を抑圧し、滑らかな画像を出力することができる。また、本実施の形態において、画像のエッジ領域とエッジ隣接領域とそれ以外の平坦な領域とで各々の対応する画像処理を、エッジ領域に対して、解像度がより高い第一の画像処理を行い、平坦領域に対して、解像度がより低い第三の画像処理を行い、エッジ隣接領域に対して、第一の画像処理の解像度と第三の画像処理の解像度との間の解像度の第二の画像処理を行うようにしてもよい。また、上述した実施の形態においては、図１に示すようなハードウエア構成を示したが、上述したような画像処理方法をコンピュータにより実現するプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶させておくようにしてもよい。この場合、ＣＰＵと、画像データを記憶するＶＲＡＭ等のメモリと、上述したような画像処理方法を実現するためのプログラムを記憶する記憶媒体とを備えるコンピュータにより、画像処理装置を構成することができる。
【００３８】
また、エッジ隣接画素処理部２０５と平坦画素処理部２０６とで利用する画素とディザマトリクスとの位置関係を色毎に異ならせる方法として、前述した実施の形態においては、１つのディザマトリクステーブルを利用し、副走査カウンタと主走査カウンタとへロードする初期値を色毎に異ならせていたが、図１１に示すように、色毎のディザマトリクステーブルを用意するようにしてもよい。図１１に、エッジ隣接画素処理部２０５と平坦画素処理部２０６とで利用する色ごとのディザマトリクステーブルを示す。図１１においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に対応する、ディザマトリクステーブル９０１、９０２、９０３、９０４をそれぞれ示し、各ディザマトリクステーブルは、１０画素のブロックの位置が異なる。また、エッジ隣接画素処理部２０５と平坦画素処理部２０６とのディザマトリクスの値は、図７（ｂ）と（ｃ）とに示す値を利用する。この場合には、図５または図６に示す、色別初期値６０２ａおよびｂ、または、色別初期値７０２ａおよびｂは不要となり、代わりに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色毎に対応する、ディザマトリクステーブル９０１、９０２、９０３、９０４を選択するようにする。
【００３９】
本実施の形態においては、エッジ隣接領域および平坦領域においては、色成分の各々のドットを異なる位置に出力することになる。各色が同じ位置に重なって印字されると彩度が低くなり、くすんだ印字結果となるが、本実施の形態によれば、各色で印字位置をあらかじめずらしておくことで、彩度が高くあざやかな印字結果を得ることができる。また、各色が同じ位置に重なって印字されるとプリンタエンジンの機構の変動が生じた場合に、各色の印字位置が微妙にずれて、ずれていない部分との色差が大きくなり、印字ムラを生じることがあるが、本実施の形態によれば、各色の印字位置はあらかじめずらしておくため、印字ムラを生じにくくすることができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、画像のエッジ領域とエッジ隣接領域とそれ以外の平坦な領域とで各々の対応する画像処理を行うことができ、文字・細線領域の高精細化と絵柄領域の高階調化を実現できる。さらに、エッジ隣接領域を設けることで、エッジ領域とそれ以外の領域との境界部分の画質劣化を抑圧し、滑らかな画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態におけるシステム構成図。
【図２】本発明の第一の実施の形態におけるエッジ判定部の構成図。
【図３】本発明の第一の実施の形態におけるエッジ隣接判定部の構成図。
【図４】本発明の第一の実施の形態におけるエッジ多値ディザ処理部の構成図。
【図５】本発明の第一の実施の形態におけるエッジ隣接多値ディザ処理部の構成図。
【図６】本発明の第一の実施の形態における平坦多値ディザ処理部の構成図。
【図７】本発明の第一の実施の形態における多値ディザマトリクスの説明図。
【図８】本発明の第一の実施の形態におけるパルス幅変調の構成図。
【図９】本発明の第一の実施の形態における本発明の印字出力の概念例を示す説明図。
【図１０】本発明の第一の実施の形態における本発明の印字出力の結果を示す説明図。
【図１１】本発明の第一の実施の形態における多値ディザマトリクスの説明図。
【符号の説明】
１０１・・・パーソナルコンピュータ、１０２・・・カラーレーザプリンタ、１０３・・・画像メモリ、１０４・・・色変換部、１０５・・・選択部、１０６・・・エッジ判定部、１０７・・・エッジ隣接判定部、１０８ａ、ｂ・・・ラインメモリ、１０９・・・エッジ多値ディザ処理部、１１０・・・エッジ隣接多値ディザ処理部、１１１・・・平坦多値ディザ処理部、１１２・・・選択部、１１３・・・パルス幅変調部、１１４・・・プリンタエンジン、３０３ａ〜ｈ・・・ラッチ、３０４ａ〜ｅ・・・乗算器、３０５・・・加算器、３０６・・・しきい値、３０７・・・比較器、４０１ａ、ｂ・・・ラインメモリ、４０２ａ〜ｉ・・・ラッチ、４０３・・・反転、４０４・・・論理和、４０５・・・論理積、５０１・・・ガンマ補正部Ａ、５０２・・・副走査カウンタ、５０３・・・主走査カウンタ、５０４・・・エッジ用ディザマトリクス、５０５・・・比較器、６０１・・・ガンマ補正部Ｂ、６０２ａ、ｂ・・・色別初期値、６０３・・・副走査カウンタ、６０４・・・主走査カウンタ、６０５・・・エッジ隣接画素用ディザマトリクス、６０６・・・減算器、６０７・・・オーバフローアンダフロー制御部、７０１・・・ガンマ補正部Ｂ、７０２ａ、ｂ・・・色別初期値、７０３・・・副走査カウンタ、７０４・・・主走査カウンタ、７０５・・・平坦画素用ディザマトリクス、８０１・・・Ｄ／Ａ変換器、８０２・・・ノコギリ波発生器、８０３・・・比較器。

Claims

画像のエッジ部分に位置する第１の画素と、前記第１の画素に隣接する第２の画素と、前記第１の画素および前記第２の画素以外の第３の画素と、を判別する判別部と、
前記第１の画素について、あらかじめ定めたドット分散型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を施して出力し、前記第３の画素について、あらかじめ定めたドット集中型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を施して出力し、前記第２の画素について、前記ドット分散型と前記ドット集中型とを混合した、あらかじめ定めた混合型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を施して出力する処理部と、を有すること
を特徴とする像域別カラー画像処理装置。
請求項１において、
前記判別部は、
前記画像の画素ごとに、当該画素がエッジであるか否かを判定するエッジ判定手段と、
前記エッジ判定手段によるエッジの判定に従い、当該画素がエッジに隣接するか否かを判定するエッジ隣接判定手段と、
前記エッジ判定手段によるエッジの判定と前記エッジ隣接判定手段によるエッジの隣接の判定とに従い、当該画素が、前記第１の画素と前記第２の画素と前記第３の画素とのうちいずれの画素であるかを選択する選択手段と、を備えること
を特徴とする像域別カラー画像処理装置。
請求項１において、
前記処理部は、
前記ドット分散型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を行う第一の処理手段と、
前記混合型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を行う第二の処理手段と、
前記ドット集中型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を行う第三の処理手段と、を備え、
複数種類の色成分により画像処理を行う場合に、前記第二の処理手段と前記第三の処理手段とのうち少なくとも一方は、前記色成分毎に異なる多値ディザマトリクスを用いること
を特徴とする像域別カラー画像処理装置。
画像のエッジ部分に位置する第１の画素と、前記第１の画素に隣接する第２の画素と、前記第１の画素および前記第２の画素以外の第３の画素とを判別する判別部と、
画像処理の解像度がそれぞれ異なる、第一、第二および第三の画像処理を行う処理部と、を有し、
前記処理部は、前記第１の画素に対して、前記解像度がより高い第一の画像処理を行い、前記第３の画素に対して、前記解像度がより低い第三の画像処理を行い、前記第２の画素に対して、前記第一の画像処理の解像度と第三の画像処理の解像度との間の解像度の第二の画像処理を行うこと
を特徴とする像域別カラー画像処理装置。
画像を複数種類の色成分のドットにより出力する画像出力装置であって、
前記画像のエッジ部分に位置する第１の画素と、前記第１の画素以外の第２の画素とを判別する判別部と、を有し、
前記第２の画素のうち、少なくとも１つの同じ濃度値を示す前記色成分の各々のドットを異なる位置に出力する画像処理を行なうこと
を特徴とする画像出力装置。
画像を複数種類の色成分の、少なくとも1つの画素で構成されるドットにより出力する画像出力装置であって、
画像のエッジ部分に位置する第１の画素と、前記第１の画素に隣接する第２の画素と、前記第１の画素および前記第２の画素以外の第３の画素とを判別する判別部と、
前記第１の画素を含むドットと、前記第２の画素を含むドットまたは前記第３の画素を含むドットとで、少なくとも１つの同じ濃度の画像に対し、前記ドットの面積を異なる大きさにして出力する出力部と、を有すること
を特徴とする画像出力装置。
画像処理を行う画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
画像のエッジ部分に位置する第１の画素と、前記第１の画素に隣接する第２の画素と、前記第１の画素および前記第２の画素以外の第３の画素とを判別し、
前記第１の画素に対して、あらかじめ定めたドット分散型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を行い、
前記第３の画素に対して、あらかじめ定めたドット集中型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を行い、
前記第２の画素に対して、前記ドット分散型と前記ドット集中型とを混合した、あらかじめ定めた混合型の多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を行うこと
を特徴とする画像処理方法。