JP3732470B2 - 画像処理装置、画像記録装置、及びプログラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値画像データを高精細かつ高階調に印刷処理するための画像処理装置、画像記録装置（画像形成装置）、及びプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキャナやディジタルカメラ等の入力装置で読み取った多値画像データをプリンタやディスプレイ等の出力装置に出力する画像入出力システムが存在する。その際に、入力装置で読み取った多値（例えば８ビット精度ならば２５６階調）の画像データを出力装置が出力可能な階調数の画像データに変換し、擬似的に連続階調を表現する方法として、擬似中間調処理というものが存在する。
【０００３】
中でも出力装置がドットのＯＮ／ＯＦＦのみの２値しか表現できないときには２値化処理が従来から行われている。この２値化処理の中で解像性と階調性に共に優れたものとして誤差拡散処理や平均誤差最小法が存在する。誤差拡散法と平均誤差最小法は、誤差の拡散作業をいつ行うかが異なるだけであり、論理的には等価なものである。
【０００４】
さらにこの誤差拡散処理を２値だけでなく、３値以上の階調数にも適用したものとして、多値誤差拡散処理が存在する。２値誤差拡散処理と同様に、階調性と解像性に優れた処理が可能である。
【０００５】
出力装置における３値以上の階調数を確保するために各種の方式がある。インクジェットプリンタにおいては射出するインク量を制御することにより小・中・大ドットとドット径を変化させる方式、ドットの重ね打ちを行う方式、濃度の異なるインク・濃淡インクを用いる方式等により３値化以上の階調数を再現している。一般的には淡インクの濃度を濃インクの１／２〜１／６に希釈してある。電子写真においては書込みの露光をパルス幅分割して１ドットの形成する露光量を制御させることや、露光で用いるレーザー光の強度に強弱を加えることでドット径を変調させること等が行われている。
【０００６】
また、最近のインクジェット方式を用いた画像記録装置のように、高解像度の２値出力装置では、より滑らかな中間調の画像を高速処理するために、多値誤差拡散法（「インデックス法」）が利用されている。インデックス法の一例を、６００×６００ｄｐｉの解像度のインクジェット記録装置を例に採り説明する。
【０００７】
図１３は、多階調で表現する誤差拡散法の処理の流れを示す図である。図示するように、ホストのアプリケーション１０１から出力された多値データはホスト内にある制御部１０２に送られる。この際、受け取る多値データの解像度は出力装置１０７の解像度６００×６００ｄｐｉよりも低い解像度３００×３００ｄｐｉとする。制御部１０２内では、出力装置固有の色処理が色処理部１０３で施され、５値化処理部１０４で誤差拡散法によって５値化される。そして、" ０" 〜" ４" の整数に５値化されたデータが圧縮処理部１０５で圧縮処理され、インターフェース１０６を介して出力装置１０７に転送される。出力データは、出力装置１０７内の制御部に用意されているインデックスパターン（その一例を図１４、１５に示す）に変換処理され（インデックスパターンによる展開処理部１０８）、展開されたデータに基づき記録ヘッド１０９で出力される。この方法では、量子化処理を６００×６００ｄｐｉでなく３００×３００ｄｐｉで行うことにより、誤差拡散の処理時間をおよそ４分の１とし、更にドットオン／オフの２階調でしか表現できなかった各画素を拡張することによって５階調の表現を可能としている。
【０００８】
濃淡インクを用いたインクジェット記録装置では、図１５に示すような９値のインデックス法を利用することにより、粒状性の目立たない９階調の高品位の出力が実現可能である。
【０００９】
階調性に優れた多値誤差拡散処理の一つの問題点として、出力装置の持つ階調近辺（量子化レベル）の濃度を出力する際に、擬似輪郭が発生するという問題があった。
【００１０】
擬似輪郭が発生する原因は、原画信号が量子化レベル近傍の場合にディザパターンが生じないためテクスチャ変化が目立つことによる。
【００１１】
このような擬似輪郭発生の問題点を解決する手段として、ランダムノイズのようなノイズを重畳して擬似輪郭を目立たなくさせる方法がある。このノイズ重畳の方法としては、入力画像も元データに付加する方法と、誤差拡散処理に用いる閾値自体をランダムに分散させる方法がある。このノイズを重畳させることで擬似輪郭自体はほとんど目立たなくすることができる一方、画像の輪郭部が不鮮明になるという問題が発生する。
【００１２】
上記課題を解決するための手法として、例えば特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、量子化閾値Ｔｈｉ（ｉ＝０，１，…，Ｎ−２）、入力濃度値をＩｎとしたとき、Ｔｈｉ＝｛Ｉｎ×（Ｋｉ−１）＋２５６／２×（Ｎ−１）×（ｉ＋１）｝／Ｋｉ（２５６／（Ｎ−１）×ｉ≦Ｉｎ≦２５６／（Ｎ−１）×（ｉ＋１）、Ｋｉは定数）に基づき設定される閾値で量子化を行う。特許文献１の技術は、入力濃度値に対応して最適な量子化閾値を設定することにより、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくすることができ、良好な画質の出力画像結果を得ることができるというものである。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−２７０２１０号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載の技術は、濃淡インクを用いて３値化するインクジェットプリンタにおいて、淡インクの濃度を濃インクの１／２に希釈し３値（０・１・２）にしたときの２５６階調が０・１２８・２５５のように階調値の間隔がほぼ均等な値を出力可能であれば非常に有効な技術である。淡インクの濃度を通常インクの約１／２に希釈したインクならば、γ補正などであたかも通常インクを１／２に希釈したインクとして利用しても大きな課題はなかった。しかしながら、ハイライト部の粒状性を良好にするために淡インクの濃度を通常インクの１／３以下に希釈したことで新たな課題が生じてきた。
【００１５】
濃淡インクを用いて３値化するインクジェットプリンタにおいて、ハイライト部の粒状性を良好にするために淡インクの濃度を濃インクの１／４に希釈したものであれば３値の階調を０・６４・２５５と階調値の間隔が不均等になり、特許文献１記載の式にて閾値を設定することができず、擬似輪郭が発生してしまう。同様に、淡インクの濃度を濃インクの１／４に希釈してあり９値誤差拡散して図３のような９インデックスパターンを用いる場合も９値の階調値の間隔は不均等になってしまう。さらに射出するインク量を制御することによりドット径を変化させることで多値化する場合、ドット径から階調値を求められる。この場合はインクの粘性、インク射出制御レベルから階調値の間隔が均等に割り当てられない場合がある。加えて、電子写真における出力の階調値はドットゲインや現像特性などにより階調値の間隔を均等にできない場合がある。
【００１６】
このように階調の間隔が不均等である場合において出力装置の持つ階調近辺（量子化レベル）の濃度を出力する際に、擬似輪郭が発生するという問題が生じてきた。
【００１７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、多値誤差拡散処理により出力装置の持つ階調近辺（量子化レベル）の濃度を出力する際に擬似輪郭が発生する問題を解決できる画像処理装置、画像記録装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【００１８】
特に請求項１、５、１２記載の発明は、入力濃度値に対応して最適な量子化しきい値を設定することにより、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくさせ、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。
【００１９】
また請求項２、６記載の発明は、最適な定数を設定することにより、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくすることができ、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。
【００２０】
また請求項３、７記載の発明は、閾値を逐次処理で求めることで閾値を保持するＬＵＴを必要とせず、省メモリ化することを目的とする。
【００２１】
また請求項４、８記載の発明は、閾値をＬＵＴで求めることで処理を高速化することを目的とする。
【００２２】
また請求項９記載の発明は、同系色で濃度の異なるインクを用いることで３値以上の階調表現を可能とする装置において、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくさせ、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。
【００２３】
また請求項１０記載の発明は、濃度の異なるインクは、濃度の薄いインクは濃度の濃いインクを１／３以下に希釈したインクを用いることで３値以上の階調表現を可能とする装置において、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくさせ、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。
【００２４】
また請求項１１記載の発明は、吐出するインク量を制御することで３値以上の階調表現を可能とする装置において、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくさせ、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる画像処理装置、画像記録装置及びプログラムでは、中間濃度に対する領域の感度を向上させ、その輪郭を明確にするために最適な閾値を設定してＮ値多値画像データを出力するものである。
【００２６】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、多値（Ｍ値）画像データを、不均等な階調の間隔で量子化を行う多値誤差拡散処理または不均等な階調の間隔で量子化を行う多値平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ＞２）に量子化し、Ｎ値の夫々に対応したドットを用いて記録を行う画像処理装置であって、注目画素の多値画像データに周辺の既に量子化済みの画素から拡散された誤差を加えた補正データを出力する手段と、注目画素の多値画像データに基づいて量子化閾値を設定する手段と、補正データと量子化閾値とを比較してＮ値画像データを出力する手段と、Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、を備え、量子化値を１・２・…・ａ・ｂ・…・Ｎとし、量子化値の階調をＯ1 ・Ｏ2 ・…・Ｏa ・Ｏb ・…・ＯN とするとき、入力値の区間Ｏa 〜Ｏb におけるｉ番目の閾値Ｔｈｉ（ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）は、入力濃度値をＩｎとしたとき、Ｔｈｉ＝Ｋi ×Ｉｎ＋（Ｏa ＋Ｏb ）・（１−Ｋi ）／２−（Ｏa −Ｏi ）：（Ｋi は０以上の実数、ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）、に基づき設定される値であることを特徴としている。
【００２７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、Ｋi は、Ｋi ≦１であることを特徴としている。
【００２８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、入力値に応じて逐次処理で前記閾値を求めることを特徴としている。
【００２９】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、入力値に応じてＬＵＴより前記閾値を求めることを特徴としている。
【００３０】
請求項５記載の発明は、多値（Ｍ値）画像データを、不均等な階調の間隔で量子化を行う多値誤差拡散処理または不均等な階調の間隔で量子化を行う多値平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ＞２）に量子化し、Ｎ値の夫々に対応したドットを用いて記録を行う画像記録装置であって、注目画素の多値画像データに周辺の既に量子化済みの画素から拡散された誤差を加えた補正データを出力する手段と、注目画素の多値画像データの入力濃度値に基づいて量子化閾値を設定する手段と、補正データと量子化閾値とを比較してＮ値画像データを出力する手段と、Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、を備え、量子化値を１・２・…・ａ・ｂ・…・Ｎとし、量子化値の階調をＯ1 ・Ｏ2 ・…・Ｏa ・Ｏb ・…・ＯN とするとき、入力値の区間Ｏa 〜Ｏb におけるｉ番目の閾値Ｔｈｉ（ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）は、入力濃度値をＩｎとしたとき、Ｔｈｉ＝Ｋi ×Ｉｎ＋（Ｏa ＋Ｏb ）・（１−Ｋi ）／２−（Ｏa −Ｏi ）：（Ｋi は０以上の実数、ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）、に基づき設定される値であることを特徴としている。
【００３１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、Ｋi は、Ｋi ≦１であることを特徴としている。
【００３２】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の発明において、入力値に応じて逐次処理で前記閾値を求めることを特徴としている。
【００３３】
請求項８記載の発明は、請求項５記載の発明において、入力値に応じてＬＵＴより前記閾値を求めることを特徴としている。
【００３４】
請求項９記載の発明は、請求項５記載の発明において、同系色で濃度の異なるインクを用いることで３値以上の階調表現を行うことを特徴としている。
【００３５】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、濃度の異なるインクにおいて、濃度の薄いインクは濃度の濃いインクを１／３以下に希釈したインクであることを特徴としている。
【００３６】
請求項１１記載の発明は、請求項５記載の発明において、吐出するインク量を制御することで３値以上の階調表現を行うことを特徴としている。
【００３７】
請求項１２記載の発明は、多値（Ｍ値）画像データを、不均等な階調の間隔で量子化を行う多値誤差拡散処理または不均等な階調の間隔で量子化を行う多値平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ＞２）に量子化し、Ｎ値の夫々に対応したドットを用いて記録を行う画像記録装置の記録制御処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、注目画素の多値画像データに周辺の既に量子化済みの画素から拡散された誤差を加えた補正データを出力する工程のコードと、注目画素の多値画像データの入力濃度値に基づいて量子化閾値を設定する工程のコードと、補正データと量子化閾値とを比較してＮ値画像データを出力する工程のコードと、Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する工程のコードと、を備え、量子化値を１・２・…・ａ・ｂ・…・Ｎとし、量子化値の階調をＯ1 ・Ｏ2 ・…・Ｏa ・Ｏb ・…・ＯN とするとき、入力値の区間Ｏa 〜Ｏb におけるｉ番目の閾値Ｔｈｉ（ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）は、入力濃度値をＩｎとしたとき、Ｔｈｉ＝Ｋi ×Ｉｎ＋（Ｏa ＋Ｏb ）・（１−Ｋi ）／２−（Ｏa −Ｏi ）：（Ｋi は０以上の実数、ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）、に基づき設定される値であることを特徴としている。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。構成要素には記号を付与して区別する。図１は、本発明の実施の形態における画像処理装置のブロック構成を示す図である（特に本発明に特徴的な画像処理を行う画像処理部のブロック構成を示す）。また、図２は、本発明の実施の形態における画像記録装置の構成を示す図である。
【００３９】
図４は、本発明の実施の形態の画像処理装置を用いて構成される画像入出力システムの構成を示す。画像入力装置４０１はスキャナやディジタルカメラ等の入力デバイスを示し、入力画像について例えば８ビット精度ならば２５６階調の画像データとして取り込まれる。この多値画像データが本実施形態の画像処理装置４０２に入力される。
【００４０】
画像処理装置（画像処理部）４０２では、画像入力装置４０１から入力された２５６階調の画像データに対し、この後段の画像出力装置４０３で出力可能な階調数に変換する処理を行う。この階調数変換処理では多値誤差拡散処理を用いてもよい。画像出力装置４０３が、図３に示すように１ドット単位で３階調表現ができるとすると、３値の誤差拡散処理を行うことになる。ここで、図３の”０”，”１”，”２”は、画像処理装置４０２で３値化した後の情報を表し、この画像データが図２に構成を示すような画像記録装置（画像形成装置、画像出力装置）４０３に送られる。
【００４１】
図２において、画像出力装置４０３は、フレーム１に横架したガイドレール２，３に移動可能に載設されたキャリッジにインクジェット記録ヘッド５（以下、単に「記録ヘッド」と称す）を搭載し、図示しないモータ等の駆動源によってキャリッジをガイドレール方向に移動して走査（主走査）可能とするとともに、ガイド板６にセットされる用紙７を、図示しない駆動源によってドライブギヤ８及びスプロケットギヤ９を介して回動される送りノブ１０ａを備えたプラテン１０にて取込み、プラテン１０周面とこれに圧接するプレッシャローラ１１とによって搬送し、記録ヘッド５によって用紙７に印字記録する。
【００４２】
記録ヘッド５は、図５に示すブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各インクをそれぞれ吐出するための４個のインクジェットヘッド｛５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ｝や、図６に示すブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）及びライトシアン（ＬＣ）の各インクをそれぞれ吐出するための７個のインクジェットヘッド｛５Ｋ、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ＬＹ、５ＬＭ、５ＬＭ｝を主走査方向の同一線上に配置して構成している。商品構成によってはインクの数を増減させても何ら構わない。具体的にはハイライト部でイエローのドットは目視し難い特性を持つのでライトイエローを省いてコストダウンを行った構成としても良いし、また、ライトブラックや、シアン・マゼンタ・イエロー・ブラックの各色の濃度を３段・４段に分けた構成にして高画質を実現した記録ヘッドとしてもよい。
【００４３】
上記の各インクジェットヘッドは、例えば圧電素子、気泡発生用ヒータ等のエネルギー発生手段であるアクチュエータを選択的に駆動して、液室内のインクに圧力を与えることによって、この液室に連通するノズルからインク滴を吐出飛翔させて、用紙７に付着させることで画像記録（画像形成）する。ここでアクチュエータの駆動信号を多数用意することにより１ノズルから吐出されるインク量を制御することが可能となり、用紙上で大小ドット、大中小ドットなど多階調表現が可能となる。
【００４４】
画像記録装置４０３は、図３に示すように出力の対象となっているドットの制御を行う。”０”はドットを打たないことを示し（以下、「ドットｏｆｆ」）、”２”は通常のインク濃度（以下、「通常インク」）によるドットを打つことを示し、”１”は２における通常インクを希釈した淡い濃度インク（以下、「淡インク」）のドットを打つことを示す。ここでは、図３に示すように画像出力装置が濃度変調できる場合を示したが、本発明が適用される範囲はこれに限定されるものではない。例えば、図１４、１５に示すように２値のドットを複数個集めて多値の階調を表現する場合、射出するインク量を制御することにより多値の階調を表現する場合、書込みの露光をパルス幅分割して１ドットの露光量を制御させることにより多値の階調を表現する場合、露光で用いるレーザー光の強度に強弱を加えることにより多値の階調を表現する場合等でも本発明にかかる処理方法が適用可能である。
【００４５】
また、図４のシステム構成図では、処理に応じてそれぞれの装置を独立したものとして示したが、この限りではなく、画像処理装置４０２の機能が画像入力装置４０１中に存在する形態や、画像出力装置４０３中に存在する形態等もある。
【００４６】
図１は、図４に示す本実施形態の画像処理装置４０２の構成を示すブロック図である。入力端子９０６からは画像入力装置４０１より多値画像データが入力される。ここで、２次元の画像データを表わすために、Ｉｎ（ｘ，ｙ）として表わす（ｘは画像の主走査方向のアドレス、ｙは副走査方向のアドレスを示す）。
【００４７】
次に、このＩｎ（ｘ，ｙ）が加算器９０３に入力される。加算器９０３には、誤差メモリ９０４に格納されている、現画素以前の誤差拡散処理により拡散・蓄積されてきた誤差のうち、現画素に割り当てられた誤差成分Ｅ（ｘ，ｙ）が入力され、Ｉｎ（ｘ，ｙ）と加算され、その結果が出力される。この出力信号を補正データＣ（ｘ，ｙ）とする。
【００４８】
また、入力データＩｎ（ｘ，ｙ）は閾値設定部９０１に入力され、本発明にかかわる多値誤差拡散処理に用いる閾値Ｔｈ（ｘ，ｙ）の設定を行う。ここで閾値は以下のような式に則って設定される。説明を単純化するため、ここでは出力装置４０３の出力可能な階調数が３値の場合で説明する（もちろんこの階調数以外にも同様に適用することが可能である）。淡インクは通常インクを１／４に希釈したものを用いた場合における、図３のドットｏｆｆ・淡インクドット・通常インクドットの階調値は０・６４・２５５として説明する。
【００４９】

上式中、Ｋ１，Ｋ２は０以上の実数である。
【００５０】
式（１）〜（４）に基づき設定される閾値をもとに３値量子化が図１に示す画像処理部にて実行される。
【００５１】
閾値設定部９０１は入力データＩｎ（ｘ，ｙ）が０≦Ｉｎ（ｘ，ｙ）≦６４であれば、式（１）と入力データＩｎ（ｘ，ｙ）で設定された閾値Ｔｈ１（ｘ，ｙ）、式（２）と入力データＩｎ（ｘ，ｙ）で設定された閾値Ｔｈ２（ｘ，ｙ）を比較判定部９０２へ出力する。入力データＩｎ（ｘ，ｙ）が６５≦Ｉｎ（ｘ，ｙ）≦２５５であれば、式（３）と入力データＩｎ（ｘ，ｙ）で設定された閾値Ｔｈ１（ｘ，ｙ）、式（４）と入力データＩｎ（ｘ，ｙ）で設定された閾値Ｔｈ２（ｘ，ｙ）を比較判定部９０２へ出力する。
【００５２】
比較判定部９０２は、入力データＩｎ（ｘ，ｙ）に誤差Ｅ（ｘ，ｙ）が加算された補正データＣ（ｘ，ｙ）と、閾値設定部９０１で設定された閾値Ｔｈ１（ｘ，ｙ）及び閾値Ｔｈ２（ｘ，ｙ）に基づいて下記のように出力する濃度値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を決定する。
【００５３】

【００５４】
このＯｕｔ（ｘ，ｙ）が出力端子９０７から画像出力装置４０３に対して出力される。
【００５５】
また、出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）は減算器９０５に入力され、補正データＣ（ｘ，ｙ）から減算されて、現画素で発生した誤差ｅ（ｘ，ｙ）が算出される。
【００５６】
次に誤差拡散部９０８では予め設定された拡散係数に基づいて、誤差ｅ（ｘ，ｙ）を配分して誤差メモリ９０４に蓄積されている誤差データＥ（ｘ，ｙ）に加算していく。ここで例えば拡散係数として図７に示したような係数を用いた場合、誤差拡散部９０８では下記のような処理を行う。
【００５７】
Ｅ（ｘ，ｙ＋１） ＝Ｅ（ｘ，ｙ＋１） ＋ｅ（ｘ，ｙ）×７／１６・・・（８）
Ｅ（ｘ＋１，ｙ−１）＝Ｅ（ｘ＋１，ｙ−１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×３／１６・・・（９）
Ｅ（ｘ＋１，ｙ） ＝Ｅ（ｘ＋１，ｙ） ＋ｅ（ｘ，ｙ）×５／１６・・・（１０）
Ｅ（ｘ＋１，ｙ＋１）＝Ｅ（ｘ＋１，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×１／１６・・・（１１）
【００５８】
この誤差拡散処理で発生した誤差データは誤差メモリ９０４に格納される。
【００５９】
以上のように図１の構成によって、画像処理部における多値誤差拡散処理が行われる。
【００６０】
次に、このような処理によりなぜ擬似輪郭が低減されるかについて説明する。図８は、入力画像が０から２５５のグラデーションの時に、従来の方法による３値（０，６４，２５５）の誤差拡散処理を施した結果を示したもので（※グラデーションは疑似的に示した）、６４の濃度近辺で、６４のドットのみで形成される領域が発生する。この部分が擬似輪郭として知覚される。
【００６１】
この原因としては、各階調ごとの粒状度をグラフに表してみるとわかりやすい。今、０から２５５までの濃度のパッチ（ただし各濃度値を十分表現できるのに十分な面積を持つ）を３値誤差拡散処理で示すと図９のように６４濃度近辺の粒状度が急激に少なくなっている。これは入力濃度値が６４に近い値だったときには或る領域で見たときの６４によるドットの占める割合が非常に高く、粒状度の値としては小さくなる。それに対して入力濃度値が３２や１９２であったときには、ほとんど２画素に１回の割合で２種類の濃度のドットが交互に発生する形になるため、粒状度の値としては非常に高くなっている。
【００６２】
ただしこれらの０から２５５の２５６個のパッチのまま並べてみても擬似輪郭としては見えにくいが、これを幅の小さいグラデーションとして出力すると、それぞれの入力濃度値に相当する微視的な領域の粒状度は図１０のようになり、濃度６４を中心としてかなりの幅で粒状度の値がほぼ０となる。すなわちその領域では６４のドットしか発生していない。これは各濃度領域におけるドット発生に対する感度の違いが出ているものである。先ほど述べたように、０，６４，２５５の３値のドットを用いる場合、濃度３２を表現するためには、平均的に見て０と６４のドットが１ドットずつ、計２ドット存在すればよい。これに対して濃度６３を表現しようとすれば、平均的に見ると、０のドットが１ドットと６４のドットが６３ドット、計６４ドット存在しなければならない。そこで今出力しようとしているグラデーションの幅が各濃度値に対して例えば１ドットしかないような場合には、中間濃度６４近辺の濃度は平均的に見ればほとんど６４の濃度で表現されてしまい、グラデーションの幅に比較して、大きな幅の均一パターンとなるため、その均一パターンと、それ以外の領域との境界が擬似輪郭として見えている。
【００６３】
この現象は多値誤差拡散だけではなく、多値ディザでも起こる。ただし多値ディザとの差はこの均一パターンの幅の広さにある。同一のグラデーションの幅を３値の誤差拡散処理とディザ処理を行ったときの出力結果を見ると、明らかに誤差拡散処理の方が均一パターンの領域の幅が広い。これは誤差拡散処理特有のはき寄せ現象によるものである。６４の入力濃度から２５５に向かうグラデーションにおいて２５５のドット発生を行うためには、正の誤差が蓄積されていく必要がある。しかし６４に非常に近い領域では誤差の絶対値も小さく、２５５のドット出力を行う閾値１６０を超えるまでには９４以上の誤差が蓄積されなければならない。これに対して多値のディザについては、そのディザの閾値マトリクスと画素位置によってドットが発生する／しないが決まり、画像中のある画素位置によっては、入力濃度値が６５であっても、２５５のドット発生が行われる可能性はある。よって多値ディザに比較して、多値誤差拡散は出力濃度値近辺ではドット発生が遅れる傾向にあり、そのために中間濃度部での均一パターンの幅も広くなってしまう。
【００６４】
この問題点を解決するために、本発明では式（１）、（４）のように入力濃度値に応じて閾値の変更を行う。こうすることで、均一パターンの幅を小さくすることができる。これは出力濃度値近辺でのドット発生に対する感度を上げることが目的である。例えば式（１）、（４）のＫの値が０．５であるとし、入力濃度値が６５の場合、従来の固定化された閾値では２５５のドット発生のためには誤差加算後の補正データの値が１６０よりも大きくなければならなかったが、本実施形態の式（１）、（４）によれば、１１２．５となる。従って処理画素が進んで誤差の蓄積が１１２．５−６５＝４７．５を超えた時点で２５５のドット発生が行われる。すなわち誤差拡散処理特有のはき寄せ現象による均一パターンの幅の広さを狭くすることができ、擬似輪郭として目立ちにくくなる。
【００６５】
ここで、式（１）、（４）の中の定数Ｋについては、これらを調整することで、均一パターンの幅を制御することが可能である。この定数を変化させたときの閾値の特性をグラフに示したものを図１１に示す。図１１でＫ１，Ｋ２の値が０の時とは、従来の固定閾値の場合である。Ｋ１，Ｋ２を０．２５・０．５・１と変化させていくと直線の傾きが増していく。そして、中間濃度値６４近辺での２つの閾値の差が縮まってくる。これはこの近辺で、０や２５５の濃度のドットが発生しやすくなっていることを示す。ただしこの定数の値をあまり大きくすると逆に悪影響が発生してしまう。グラデーションを出力するとその出力濃度値近辺にドットが並びそれが線となって見えてしまう現象が発生する。従ってこれら定数の値は実験によりＫ≦１で擬似輪郭として目立ちにくく、かつ悪影響を起こさない最適な値となる。もちろんこれは画像によって多少異なる値を用いた方が良好な結果をもたらす場合もあり得るため、各画像にて最適な処理を施したい場合には、それぞれの画像によって所望の値を用いれば良い。
【００６６】
本発明の他の実施形態として、図１１では２つの定数に同じ値を用いていたが、異なる値を用いることでさらに最適な閾値特性を選択することが可能である。実際の出力装置においては、ドットゲイン等が存在し、同じドットを打つ場合でも、出力媒体上にドットをまばらに打つ低濃度部と、ドットを密に打つ高濃度部では明らかに特性が異なる。従ってそれぞれの濃度に応じた最適な定数を別個に選択すれば良い。
【００６７】
また、式（１）〜（４）では入力濃度による１次関数で定義されていたが、本発明はこれに限るものではなく、必要に応じて高次の関数を用いて、閾値の特性を非線型にとることも可能である。また、図１２に示すように中間濃度部近辺のみ閾値を濃度によって変えても良い。０や２５５の濃度においては誤差拡散のはき寄せ現象は同様に発生するが、擬似輪郭としては知覚されない。従って擬似輪郭解決のためだけであれば、中間濃度のみの対策を行うことでも十分である。
【００６８】
また、上記実施形態では式（１）〜（４）と入力値から逐次処理により閾値Ｔｈ１（ｘ，ｙ）・閾値Ｔｈ２（ｘ，ｙ）を求めたが、入力値２５６階調に対して閾値Ｔｈ１・Ｔｈ２を事前に計算しておき、計算結果をＬＵＴ（LookUp Table）に保持してこれを使用することにより高速化する形態としても構わない。
【００６９】
また、本発明は多値誤差拡散処理に対するものであったが、同じように多値平均誤差最小法にも適用できる。
【００７０】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００７１】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになる。
【００７２】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００７３】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７４】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７５】
以上により本発明の実施の形態について説明した。なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【００７６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、入力濃度値に対応して最適な量子化閾値を設定することにより、多値誤差拡散法により発生する量子化レベル付近の擬似輪郭を最小限に抑えることができ、画質への悪影響を解消することができる。
【００７７】
請求項１、５、１２記載の発明では、入力濃度値に対応して最適な量子化しきい値を設定することにより、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくすることができ、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響を解消する。
【００７８】
請求項２、６記載の発明では、最適な定数を設定することにより、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくすることができ、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響を解消する。
【００７９】
請求項３、７記載の発明では、閾値を逐次処理で求めることで閾値を保持するＬＵＴを必要とせず、省メモリとすることができる。
【００８０】
請求項４、８記載の発明では、閾値をＬＵＴで求めることで、処理を高速化することができる。
【００８１】
請求項９記載の発明では、同系色で濃度の異なるインクを用いることで３値以上の階調表現を可能とする装置において、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくすることができ、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響を解消する。
【００８２】
請求項１０記載の発明では、濃度の異なるインクは、濃度の薄いインクは濃度の濃いインクを１／３以下に希釈したインクを用いることで３値以上の階調表現を可能とする装置において、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくすることができ、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響を解消する。
【００８３】
請求項１１記載の発明では、吐出するインク量を制御することで３値以上の階調表現を可能とする装置において、量子化値近辺で発生する擬似輪郭を目立たなくすることができ、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響を解消する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における画像処理装置の画像処理部のブロック構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における画像記録装置の構成を示す図である。
【図３】画像記録装置における、ドットｏｆｆ・淡インク・通常濃度インクの３階調の濃度変調を行う場合の出力ドットを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における画像処理装置及び画像記録装置を含んで構成される画像入出力システムの構成を示す図である。
【図５】インクジェットヘッド（４色）の構成を示す図である。
【図６】インクジェットヘッド（７色）の構成を示す図である。
【図７】拡散係数の例を示す図である。
【図８】入力画像が０から２５５のグラデーションの場合における、３値（０，６４，２５５）の誤差拡散処理を施した結果を示した図である。
【図９】入力値の階調ごとの粒状度を示すグラフである。
【図１０】入力濃度値に相当する微視的な領域の粒状度を示すグラフである。
【図１１】定数Ｋを変化させたときの閾値の特性を示すグラフである。
【図１２】中間濃度部近辺のみ閾値を濃度によって変える場合の閾値特性を示すグラフである。
【図１３】ホストから出力装置への多値画像データの処理の流れについて示す図である。
【図１４】インデックスパターンの例（その１）について示す図である。
【図１５】インデックスパターンの例（その２）について示す図である。
【符号の説明】
４０１ 画像入力装置
４０２ 画像処理装置
４０３ 画像記録装置
１ フレーム
２、３ ガイドレール
５ 記録ヘッド
６ ガイド板
７ 用紙
８ ドライブギヤ
９ スプロケットギヤ
１０ プラテン
１０ａ 送りノブ
１１ プレッシャローラ
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、５ＬＹ、５ＬＭ、５ＬＣ インクジェットヘッド
９０１ 閾値設定部
９０２ 比較判定部
９０３ 加算器
９０４ 誤差メモリ
９０５ 減算器
９０６ 入力
９０７ 出力
９０８ 誤差拡散部
Ｉｎ（ｘ，ｙ） 入力データ
Ｏｕｔ（ｘ，ｙ） 出力データ
Ｃ（ｘ，ｙ） 補正データ
Ｔｈ１（ｘ，ｙ），Ｔｈ２（ｘ，ｙ） 閾値
ｅ（ｘ，ｙ） 誤差
Ｅ（ｘ，ｙ） 誤差成分データ
Ｋ１，Ｋ２ 定数
１０１ アプリケーション
１０２ 制御部
１０３ 色処理部
１０４ ５値化処理部
１０５ 圧縮処理部
１０６ インタフェース
１０７ 出力装置
１０８ 展開部
１０９ 記録ヘッド

Claims (12)

1. 多値（Ｍ値）画像データを、不均等な階調の間隔で量子化を行う多値誤差拡散処理または不均等な階調の間隔で量子化を行う多値平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ＞２）に量子化し、該Ｎ値の夫々に対応したドットを用いて記録を行う画像処理装置であって、
   注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素から拡散された誤差を加えた補正データを出力する手段と、
   前記注目画素の多値画像データに基づいて量子化閾値を設定する手段と、
   前記補正データと前記量子化閾値とを比較して、Ｎ値画像データを出力する手段と、
   前記Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、を備え、
   量子化値を１・２・…・ａ・ｂ・…・Ｎとし、量子化値の階調をＯ1 ・Ｏ2 ・…・Ｏa ・Ｏb ・…・ＯN とするとき、
   入力値の区間Ｏa 〜Ｏb におけるｉ番目の閾値Ｔｈｉ（ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）は、入力濃度値をＩｎとしたとき、
   Ｔｈｉ＝Ｋi ×Ｉｎ＋（Ｏa ＋Ｏb ）・（１−Ｋi ）／２−（Ｏa −Ｏi ）：（Ｋi は０以上の実数、ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）、に基づき設定される値であることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記Ｋi は、Ｋi ≦１であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記入力値に応じて逐次処理で前記閾値を求めることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記入力値に応じてＬＵＴより前記閾値を求めることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. 多値（Ｍ値）画像データを、不均等な階調の間隔で量子化を行う多値誤差拡散処理または不均等な階調の間隔で量子化を行う多値平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ＞２）に量子化し、該Ｎ値の夫々に対応したドットを用いて記録を行う画像記録装置であって、
   注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素から拡散された誤差を加えた補正データを出力する手段と、
   前記注目画素の多値画像データの入力濃度値に基づいて量子化閾値を設定する手段と、
   前記補正データと、前記量子化閾値とを比較して、Ｎ値画像データを出力する手段と、
   前記Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、を備え、
   量子化値を１・２・…・ａ・ｂ・…・Ｎとし、量子化値の階調をＯ1 ・Ｏ2 ・…・Ｏa ・Ｏb ・…・ＯN とするとき、
   入力値の区間Ｏa 〜Ｏb におけるｉ番目の閾値Ｔｈｉ（ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）は、入力濃度値をＩｎとしたとき、
   Ｔｈｉ＝Ｋi ×Ｉｎ＋（Ｏa ＋Ｏb ）・（１−Ｋi ）／２−（Ｏa −Ｏi ）：（Ｋi は０以上の実数、ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）、に基づき設定される値であることを特徴とする画像記録装置。
6. 前記Ｋi は、Ｋi ≦１であることを特徴とする請求項５記載の画像記録装置。
7. 前記入力値に応じて逐次処理で前記閾値を求めることを特徴とする請求項５記載の画像記録装置。
8. 前記入力値に応じてＬＵＴより前記閾値を求めることを特徴とする請求項５記載の画像記録装置。
9. 同系色で濃度の異なるインクを用いることで３値以上の階調表現を行うことを特徴とする請求項５記載の画像記録装置。
10. 前記濃度の異なるインクにおいて、濃度の薄いインクは濃度の濃いインクを１／３以下に希釈したインクであることを特徴とする請求項９記載の画像記録装置。
11. 吐出するインク量を制御することで３値以上の階調表現を行うことを特徴とする請求項５記載の画像記録装置。
12. 多値（Ｍ値）画像データを、不均等な階調の間隔で量子化を行う多値誤差拡散処理または不均等な階調の間隔で量子化を行う多値平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ＞２）に量子化し、該Ｎ値の夫々に対応したドットを用いて記録を行う画像記録装置の記録制御処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素から拡散された誤差を加えた補正データを出力する工程のコードと、
    前記注目画素の多値画像データの入力濃度値に基づいて量子化閾値を設定する工程のコードと、
    前記補正データと、前記量子化閾値とを比較して、Ｎ値画像データを出力する工程のコードと、
    Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する工程のコードと、を備え、
    量子化値を１・２・…・ａ・ｂ・…・Ｎとし、量子化値の階調をＯ1 ・Ｏ2 ・…・Ｏa ・Ｏb ・…・ＯN とするとき、
    入力値の区間Ｏa 〜Ｏb におけるｉ番目の閾値Ｔｈｉ（ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）は、入力濃度値をＩｎとしたとき、
    Ｔｈｉ＝Ｋi ×Ｉｎ＋（Ｏa ＋Ｏb ）・（１−Ｋi ）／２−（Ｏa −Ｏi ）：（Ｋi は０以上の実数、ｉは０＜ｉ≦Ｎ−１の整数）、に基づき設定される値であることを特徴とするプログラム。

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