JP3925733B2

JP3925733B2 - 画像処理方法及び装置並びにプログラム

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Publication number: JP3925733B2
Application number: JP2005089556A
Authority: JP
Inventors: 善朗山崎
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2025-03-25
Also published as: JP2005318543A

Description

本発明は画像処理方法及び装置並びに画像処理機能をコンピュータによって実現するためのプログラムに係り、特にインクジェット記録装置その他の画像形成装置に好適なハーフトーン画像化処理技術に関する。

一般に、インクジェット記録装置では、誤差拡散法やディザ法に代表されるハーフトーニングの手法を用いて画像の濃淡を適切なドットパターンに変換して階調画像を形成している（特許文献１〜３等）。

特許文献１は、ドットの目立ち易さを定量的に評価し、目立つドットについては誤差拡散法を用いて量子化し、それ以外のドットは組織的ディザ法で量子化する方法を提案している。特許文献２は、閾値マトリクスを用いた量子化によって発生した誤差を周辺の未処理画素に拡散させる処理を順次繰り返すハーフトーン処理方法を提案している。特許文献３は、グレー値画像をピクセル（画素）の行単位でグループ化し、ある行内の注目ピクセルの量子化誤差を次行の隣接ピクセルに移送する処理を順次繰り返す方法を提案している。
特開２００１−１５７０５５号公報特開２００３−１１０８５２号公報特開平７−１５６０６号公報

特許文献２，３に示されているように、閾値マトリクスによる量子化で発生した誤差を周辺の画素に拡散させる量子化処理は高画質の画像再現が可能となるという利点がある一方で、量子化誤差を順次拡散させるため演算量が大きい。また、逐次処理のため並列処理は困難であり、処理の高速化を実現し難いという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、階調画像のハーフトーン化に際し、高画質の画像再現を可能にしつつ、演算量の低減及び並列処理化を達成できる画像処理方法及び装置並びにその機能をコンピュータによって実現するためのプログラムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、画像内容に応じた階調値を有する画素の配列によって構成されるデジタル画像のハーフトーン化を行う画像処理方法であって、前記デジタル画像を構成している画素について、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させる画素位置と、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させない画素位置の分布形態が予め定められており、該分布形態にしたがって、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させる画素位置の画素が属する第１のグループと、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させない画素位置の画素が属する第２のグループとに分けるグループ化工程と、前記第１のグループに属する画素に対して閾値マトリクスを用いて量子化を行う第１の量子化工程と、前記第１の量子化工程で発生した量子化誤差を求める誤差算出工程と、前記誤差算出工程で得た量子化誤差を当該量子化処理に係る画素に隣接し且つ前記第２のグループに属する少なくとも１つの未量子化の画素に拡散させる誤差拡散工程と、前記誤差拡散工程により誤差値が付与された前記未量子化の画素に対して閾値マトリクスを用いて量子化を行う第２の量子化工程と、を含むことを特徴とする。

デジタル画像は、最小情報単位である画素の集合（配列）として取り扱われ、各画素に画像内容に応じた階調値（濃淡の程度を表す値）が与えられている。かかる元画像をハーフトーン化し、より低階調の画像データ（ドットデータ）に変換する際に、本発明では、隣接する周囲画素に対して自己の量子化誤差の拡散を行う画素（第１のグループ）と、隣接画素から付与された誤差を考慮した値で量子化を行い、自己の量子化誤差については他の画素に拡散させない画素（第２のグループ）とに分けて処理を行っている。

第１のグループに属する画素に対しては、他の周囲画素の量子化誤差を考慮せずに閾値マトリクスによる量子化を行い、この量子化で発生した量子化誤差は隣接する第２のグループの画素に拡散される。第２のグループに属する画素については、第１のグループの画素から拡散された誤差による画素値の修正（誤差補正）を行った後に閾値マトリクスで量子化を行い、この量子化で発生する誤差については他の画素へ拡散させない。

こうすることで、量子化に関する演算量を大幅に削減することができる。また、逐次処理でないため、並列処理を容易に構成でき、処理の高速化を図ることができる。更に、部分的ではあるが、量子化で発生した誤差を考慮しているため、従来の閾値マトリクス法と比較して高画質の画像再現が可能である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像処理方法の一態様に係り、前記第１のグループに属する画素は、前記デジタル画像を構成している画素の２次元配列において複数の列及び複数の行にわたって略均一に規則性を持って分散して配置されることを特徴とする。

第１のグループに属する画素の分布形態として、画面全体にまばらに、ある程度均一且つ規則性をもって分散している態様が好ましい。これにより、高画質化及び並列処理化を実現できる。なお、誤差の拡散方法を考慮すると、第１のグループに属する画素同士の画素間距離は１〜２画素程度であることがより好ましい。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像処理方法の一態様に係り、前記閾値マトリクスは、ブルーノイズ特性を有することを特徴とする。

一般に、画像の空間周波数に関し、低周波数の領域は誤差を広い範囲に拡散させる方が画質の向上を達成できる。本発明では、誤差の拡散範囲を制限している関係上、低中周波数の領域に対して良好な結果が得られる閾値マトリクスを用いることが好ましい。ブルーノイズマスクは、主として低中周波数の領域を考慮したマトリクスであるため、本発明の第１の量子化工程及び第２の量子化工程において用いるのに好適である。

請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の画像処理方法の一態様に係り、前記誤差拡散工程は、前記誤差算出工程で得た量子化誤差を前記第２のグループに属する未量子化の画素に対して所定の割合で付与することを特徴とする。

量子化誤差を拡散させる形態として、例えば、誤差の拡散先の画素位置及び各画素位置への誤差の配分割合について予め定めておき、その所定の隣接関係を有する画素位置に対して所定の割合で誤差を与える態様がある。なお、拡散先の画素位置が１つのみの場合については、当該拡散先の画素位置に対して１００％の割合で誤差が移される。

請求項５記載の発明は、請求項１、２又は３記載の画像処理方法の一態様に係り、前記誤差拡散工程は、前記誤差算出工程で得た量子化誤差の拡散先の画素位置及び誤差配分の割合のうち少なくとも一方を制御する誤差配分制御工程を含むことを特徴とする。

量子化誤差を拡散させる形態は、予め定められていてもよいし、請求項５に示すように、拡散先の画素位置及び誤差配分の割合のうち少なくとも一方を適宜制御してもよい。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像処理方法の一態様に係り、前記誤差配分制御工程は、前記拡散先の画素位置及び誤差配分の割合のうち少なくとも一方をランダムに決定することを特徴とする。

誤差配分をランダム化することにより、画像固有のパターンのムラを抑止することができる。

請求項７記載の発明は、請求項５記載の画像処理方法の一態様に係り、前記誤差配分制御工程は、前記量子化処理に係る画素の周囲画素の階調値勾配に応じて前記拡散先の画素位置及び誤差配分の割合のうち少なくとも一方を制御することを特徴とする。

例えば、周囲画素の傾き（階調値の勾配）が大きい程、その傾き方向に垂直な方向へ誤差拡散を促進し、傾き方向への誤差拡散を抑制する態様が好ましい。これにより、エッジ再現が向上する。

請求項８記載の発明は、請求項５又は７記載の画像処理方法の一態様に係り、前記誤差配分制御工程は、前記量子化処理に係る画素の周囲画素の周波数特性に応じて前記拡散先の画素位置及び誤差配分の割合のうち少なくとも一方を制御することを特徴とする。

例えば、既述したブルーノイズ特性を有する閾値マトリクスを使用する場合、高周波成分が小さい程、誤差拡散を抑制する態様がある。ブルーノイズ特性を積極的に利用することで、演算量を一層削減できる。

請求項９記載の発明は、請求項１乃至８の何れか１項記載の画像処理方法の一態様に係り、前記第１のグループに属する注目画素及び、その周辺画素からなる画素範囲の代表値を求める代表値算出工程を含み、前記代表値算出工程で得た代表値を前記注目画素の値として利用し、当該代表値に対して閾値マトリクスを用いて量子化を行い、当該量子化処理の結果を前記注目画素の量子化結果とし、前記誤差演算工程は、前記注目画素の階調値と当該注目画素の量子化結果との誤差を求めることを特徴とする。

第１のグループに属するある注目画素について量子化を行う場合、当該注目画素の画素値に対して閾値マトリクスを適用してもよいが、請求項９に示すように、注目画素及びその周辺画素を含む複数の画素について代表値を計算し、この代表値を注目画素の画素値と見做して閾値マトリクスを適用する態様も可能である。代表値を求めるため、演算量はやや増加するが、一層の画質向上を達成できる。

なお、代表値の計算範囲となる「周辺画素」については、第１のグループに属していてもよいし、第２のグループに属していてもよい。もちろん、計算範囲の周辺画素群の中に第１のグループに属する周辺画素と第２のグループに属する周辺画素とが混在してもよい。

請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９の何れか１項記載の画像処理方法の一態様に係り、前記デジタル画像が複数の色成分を含むカラー画像である場合、色によって前記閾値マトリクスのサイズを異ならせることを特徴とする。

色間のドットの重なりを考慮して色ごとに適切な閾値マトリクスを用いることで、色間の干渉を低減できる。

請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０の何れか１項記載の画像処理方法の一態様に係り、前記デジタル画像が複数の色成分を含むカラー画像である場合、色によって前記第１のグループに属する画素の画素位置を異ならせることを特徴とする。

例えば、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の色成分で記述されたカラー画像の場合、視覚的に目立つ「シアン」と「マゼンタ」について、それぞれ第１のグループに属する画素の画素位置を異ならせる。これにより、色間の干渉を低減できる。

請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１の何れか１項記載の画像処理方法の一態様に係り、前記デジタル画像が複数の色成分を含むカラー画像である場合、色によって誤差の拡散方法を異ならせることを特徴とする。

誤差の拡散先の画素位置や誤差の配分割合など誤差拡散のパターン（拡散方法）を色によって異ならせることで色間の干渉を低減できる。

請求項１０乃至１２のように、色ごとに量子化の処理を異ならせることにより、演算量はやや増加するものの、一層の画質向上を図ることができる。

請求項１３記載の発明は、請求項１乃至９の何れか１項記載の画像処理方法の一態様に係り、前記デジタル画像が複数の色成分を含むカラー画像である場合、１画素の複数色信号をまとめてベクトル量子化処理することを特徴とする。

かかる態様によれば、演算量の一層の削減を図ることができる。

請求項１４記載の発明は、画像内容に応じた階調値を有する画素の配列によって構成されるデジタル画像のハーフトーン化を行う画像処理装置であって、前記デジタル画像を構成している画素について、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させる画素位置と、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させない画素位置の分布形態が予め定められており、該分布形態にしたがって、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させる画素位置の画素が属する第１のグループと、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させない画素位置の画素が属する第２のグループとに分けるグループ化手段と、前記第１のグループに属する画素に対して閾値マトリクスを用いて量子化を行う第１の量子化手段と、前記第１の量子化手段で発生した量子化誤差を求める誤差算出手段と、前記誤差算出手段で得た量子化誤差を当該量子化処理に係る画素に隣接し且つ前記第２のグループに属する少なくとも１つの未量子化の画素に拡散させる誤差拡散手段と、前記誤差拡散手段により誤差値が付与された前記未量子化の画素に対して閾値マトリクスを用いて量子化を行う第２の量子化手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の画像処理装置を備えた画像形成装置を提供するものであり、当該画像形成装置は、液滴を吐出するノズルが形成された吐出ヘッドと、前記画像処理装置によって得られたハーフトーン画像データに基づいて前記吐出ヘッドからの吐出を制御する吐出制御手段とを備え、前記ノズルから吐出した液滴によって記録媒体上に画像を形成することを特徴とする。

吐出ヘッドの構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたってインク吐出用の複数のノズルを配列させたノズル列を有するフルライン型のインクジェットヘッドを用いることができる。

この場合、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する比較的短尺の吐出ヘッドブロックを複数個組み合わせ、これらを繋ぎ合わせることで全体として記録媒体の全幅に対応する長さのノズル列を構成する態様がある。

フルライン型のインクジェットヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってインクジェットヘッドを配置する態様もあり得る。

「記録媒体」は、吐出ヘッドの作用によって画像の記録を受ける媒体（被吐出媒体、印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、吐出ヘッドによって配線パターン等が形成されるプリント基板、中間転写媒体、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

記録媒体と吐出ヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した（固定された）吐出ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対して吐出ヘッドを移動させる態様、或いは、吐出ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。

請求項１６記載の発明は、請求項１４記載の画像処理装置の機能をコンピュータによって実現するためのプログラムを提供する。

すなわち、請求項１４に係る画像処理装置は、コンピュータによって実現することが可能であり、請求項１６に係る発明は、上述した画像処理装置の各手段をコンピュータによって実現するためのプログラム（或いは、請求項１乃至１３の何れか１項に記載の画像処理方法の各工程をコンピュータによって実行させるためのプログラム）を提供する。

本発明に係る画像処理用のプログラムは、プリンタや表示装置などの画像出力装置に組み込まれる中央処理装置（ＣＰＵ）の動作プログラムとして適用できるとともに、パソコンなどのコンピュータシステムに適用することも可能である。また、本発明に係る画像処理用のプログラムは、単独のアプリケーションソフトウエアとして構成されてもよいし、ドライバソフトや画像編集ソフトなどのアプリケーションの一部として組み込まれてもよい。

本発明によれば、誤差補正を行わずに閾値マトリクスによる量子化を行い、その量子化で発生する誤差を周囲に拡散させる画素（第１のグループ）と、拡散された誤差による誤差補正を行った後に量子化を行い、その量子化で発生する誤差を周囲に拡散させない画素（第２のグループ）とを設定したので、量子化に関する演算量を従来よりも大幅に削減することができる。

また、本発明によるハーフトーン化の処理は逐次処理ではないため、並列処理が可能であり、処理の高速化を実現できる。更に本発明は、一部の画素について量子化で発生した誤差を考慮しているため、従来の閾値マトリクス法と比較して高画質の画像を得ることができる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係る画像処理装置を用いたインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェットヘッド（以下、ヘッドという。）１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録媒体たる記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１６がベルト３３上に吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図７中符号８８）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２の各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０が対象とする記録紙１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。

ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、記録紙１６の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが記録紙１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

吸着ベルト搬送部２２により記録紙１６を搬送しつつ各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

図１に示した印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列と、からなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が２次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙにより印字されたテストパターン又は実技画像が印字検出部２４により読み取られ、各ヘッドの吐出判定が行われる。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。

印字検出部２４の後段には後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。

また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。

図３(a) はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図３(b) はその一部の拡大図である。また、図３(c) はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図４は１つの液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図３(a) 中の４−４線に沿う断面図）である。

記録紙１６上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図３(a),(b) に示したように、インク滴の吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

記録紙１６の送り方向と略直交する方向に記録紙１６の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図３(a) の構成に代えて、図３(c) に示すように、複数のノズル５１が２次元に配列された短尺のヘッドブロック５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図３(a),(b) 参照）、対角線上の両隅部にノズル５１への流出口と供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。なお、圧力室５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

図４に示したように、各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（図４中不図示、図６中符号６０として記載）と連通しており、インクタンク６０から供給されるインクは図４の共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。

圧力室５２の一部の面（図において天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。個別電極５７に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ５８には、ピエゾ素子などの圧電体が好適に用いられる。インク吐出後、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

かかる構造を有するインク室ユニット５３を図５に示す如く主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。

すなわち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなり、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図５に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）、記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。

〔インク供給系の構成〕
図６はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク６０はヘッド５０にインクを供給する基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図６のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

図６に示したように、インクタンク６０とヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。図６には示さないが、ヘッド５０の近傍又はヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によってヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置からヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によってヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａをキャップ６４で覆う。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構によりヘッド５０のインク吐出面（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取り、ノズル板表面を清浄する。

印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ６４に向かって予備吐出が行われる。

また、ヘッド５０内のインク（圧力室５２内）に気泡が混入した場合、ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッド５０への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。

ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ５８が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（アクチュエータ５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かってアクチュエータ５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル板表面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、アクチュエータ５８を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッド５０のノズル面５０Ａに、圧力室５２内のインクをポンプ等で吸い込む吸引手段を当接させて、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引する動作が行われる。

ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。

〔制御系の説明〕
図７はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、ＲＯＭ７５、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。すなわち、システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

ＲＯＭ７５には、システムコントローラ７２のＣＰＵが実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。なお、ＲＯＭ７５は、書換不能な記憶手段であってもよいし、ＥＥＰＲＯＭのような書換可能な記憶手段であってもよい。画像メモリ７４は、画像データの一時記憶領域として利用されるとともに、プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域としても利用される。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介してヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図７において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのアクチュエータを駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース７０を介して外部から入力され、画像メモリ７４に蓄えられる。この段階では、ＲＧＢの画像データが画像メモリ７４に記憶される。

画像メモリ７４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ７２を介してプリント制御部８０に送られ、該プリント制御部８０においてインク色ごとのドットデータに変換される。すなわち、プリント制御部８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫＣＭＹの４色のドットデータに変換する処理を行う。プリント制御部８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ８２に蓄えられる。

ヘッドドライバ８４は、画像バッファメモリ８２に記憶されたドットデータに基づき、ヘッド５０の駆動制御信号を生成する。ヘッドドライバ８４で生成された駆動制御信号がヘッド５０に加えられることによって、ヘッド５０からインクが吐出される。記録紙１６の搬送速度に同期してヘッド５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙１６上に画像が形成される。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供する。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行う。

〔画像処理の説明〕
次に、上記の如く構成されたインクジェット記録装置１０における画像信号の処理について説明する。

図８は、本例のインクジェット記録装置１０における画像処理機能の概略を示したブロック図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、入力された画像データ（ＲＧＢデータ）１００からＫＣＭＹデータを生成する色変換部１０２、デジタルハーフトーニング処理部１０４、ヘッド駆動信号生成部１０６を備えており、デジタルハーフトーニングの結果得られるドットデータに基づいてヘッド５０の駆動信号を生成し、所望のドット打滴１０８を実施するようになっている。

印画すべき画像のデータ（ＲＧＢデータ）１００は、図７で説明したように、通信インターフェース７０等の所定の画像入力部を通じてインクジェット記録装置１０に入力され、図８に示した色変換部１０２に送られる。色変換部１０２は、画像内の各画素のＲＧＢデータをこれに対応するＫＣＭＹデータに変換する処理を行う。色変換部１０２で生成されたＫＣＭＹデータは、階調補正等の処理が行われた後、デジタルハーフトーニング処理部１０４へ送られる。

デジタルハーフトーニング処理部１０４は、ＫＣＭＹの階調画像をハーフトーン化して疑似階調画像のドットパターンに変換する処理部であり、詳細は後述するが、閾値マトリクスを用いる量子化処理と誤差の拡散とを組み合わせたアルゴリズムによって疑似階調画像を生成する。インクジェット記録装置１０では、インク（色材) による微細なドットの打滴密度やドットサイズを変えることによって、人の目に疑似的な連続階調の画像を形成するため、入力されたデジタル画像の階調（画像の濃淡）をできるだけ忠実に再現するようなドットパターンに変換する必要がある。デジタルハーフトーニング処理部１０４は、後述のハーフトーニングアルゴリズムを用いて入力画像データからドットパターンを生成する。

〔ハーフトーニング処理の方法〕
ここで、本例におけるハーフトーニング処理の方法について説明する。図９は、デジタル画像を構成している画素配列の一部を示した模式図であり、矩形の各枡目がそれぞれ画素１１０を表している。図示のように画素１１０は行方向及び列方向に２次元配列されている。これら全画素について図９の黒塗りで示した画素位置Ａの画素と、図９の白抜きで示した画素位置Ｂの画素とにグループ分けする。説明の便宜上、画素位置Ａの画素グループを「第１グループ」と呼び、画素位置Ｂの画素グループを「第２グループ」と呼ぶことにする。

画素位置Ａは、周囲画素からの誤差補正を行わない画素位置であり、閾値マトリクスによる量子化で発生する誤差（量子化誤差）を第２グループの隣接画素位置Ｂに拡散させる。図９の矢印は、各画素位置Ａの量子化で発生した量子化誤差の拡散先の画素位置を示している。

画素位置Ｂは、拡散された誤差による補正後に量子化される画素位置である。画素位置Ｂの量子化によって発生する誤差は計算せず、もちろんその誤差を他の画素位置へ拡散させる処理も行わない。

画素位置Ａは、画像の全面にわたってまばらで略均一に、且つ規則性をもって分散している。好ましくは、画素位置Ａ同士が互いに１〜２画素の範囲で離れて散在していることが好ましい。

図９では、行方向について５画素に１画素の割合で画素位置Ａが定められた分散パターン（つまり、行方向について画素位置Ａ間には第２グループに属する４つ画素が存在するアレイパターン）を列方向に２画素ピッチずらしてながら行方向に繰り返して成る分布例が示されている。

同図において画素位置Ａの量子化誤差は、当該画素位置Ａの上下左右に隣接する４つの画素位置Ｂに拡散される。また、異なる画素位置Ａで発生した量子化誤差の拡散先の画素位置Ｂは重複しないようになっている。なお、誤差配分の割合は、等配分（ここでは１／４ずつ）でもよいし、拡散方向に対して重み付けを行ってもよく、また、ランダムに変更されてもよい。

画素位置Ａの分布形態及び誤差の拡散形態は図９の例に限定されず、多様な形態が可能である。図１０〜図１２に他の形態例を示す。

図１０の例は、画素位置Ａと画素位置Ｂとが市松模様を形成する配置形態で分布している。各画素位置Ａの量子化誤差は、上下左右の４つの隣接画素位置Ｂに拡散されるため、１つの画素位置Ｂに対しては上下左右の４つの画素位置Ａから配分される誤差が重畳的に加算される。

図１１の例は、行方向について画素位置Ａと画素位置Ｂとを交互に配置する分散パターンを１行おきに繰り返し、画素位置Ａを列方向及び行方向に１画素おきに分布されたものとなっている。また、画素位置Ａからの誤差の振分け方法について２種類の振分けパターンが設定されている。すなわち、斜め方向の右上、右下、左下、左上の４方向に誤差を拡散させる画素位置（例えば、図１１の符号１１１）と、上下左右の４方向に誤差を拡散させる画素位置（例えば、図１１の符号１１２）とが行方向及び列方向に交互に繰り返されるように設定されている。

図１２の例は、図１１における分布形態と比較して、列方向に並ぶ画素位置Ａの列を互いに列方向に１画素ピッチずらした分布形態となっている。また、各画素位置Ａの量子化で発生した誤差は、上、右下、左下の３方向の隣接画素位置Ｂに拡散され、拡散先が重複しない構成である。

図９乃至図１２で例示した形態における各画素について以下の述べる手順で量子化を行う。図１３（ａ）は量子化の処理手順を示すフローチャートである。

（手順１）：まず、画素位置Ａを閾値マトリクスを用いて量子化する（ステップＳ１３１０）。閾値マトリクスは、画素位置 (x,y)にドットを置くか否かを判定するための判定基準となる閾値を規定したマトリクスである。画素位置（x,y)の画素値とその位置に対応した閾値とが比較され、画素値が閾値よりも大きければ、その位置（x,y)にドットが置かれ、閾値よりも小さければその位置にドットは置かれない。なお、階調値と閾値が等しい場合の取り扱いについては、どちらかに定めておけばよい。

ここで用いる閾値マトリクスは、ブルーノイズ特性を有していることが好ましい。ブルーノイズマスクは、画像の直流成分に対して視覚的に好ましいドット配置になるように設計されている。このとき、量子化ノイズ（階調数が少なくなることで発生するノイズ）を視認されにくい高周波側へ集中させている。入力画像の画像成分が主に低周波成分である場合、ブルーノイズ特性のため量子化結果は高画質である。

しかし、主に高周波数成分を含む画像の場合、画像成分と量子化ノイズが近接するため、ノイジーな量子化結果になる。このとき、図９乃至図１２で示したように、量子化誤差を周囲画素へ配分することで、より画質を高めることができる。

（手順２）：次に、上述のステップＳ１３１０による画素位置Ａの量子化で発生した誤差を求める（ステップＳ１３２０）。具体的には、量子化結果と画素値との間の差が誤差として計算される。

（手順３）：こうして求めた誤差を、隣接する未量子化画素位置Ｂへ配分する（ステップＳ１３３０）。誤差の拡散先（配分先）の画素位置とその配分割合については図９乃至図１２で説明したように、適宜選択される。未量子化画素位置Ｂの画素値は、元々の階調値と画素位置Ａから配分された誤差値との和の値に修正（誤差補正）される。

（手順４）：上述のステップＳ１３３０にて誤差補正された未量子化画素位置Ｂを閾値マトリクスで量子化する（ステップＳ１３４０）。なお、画素位置Ｂの量子化については、誤差計算せず、画素位置Ｂの量子化で発生する誤差については周囲画素への拡散を行わない。

図１３（ａ）のステップＳ１３３０で示した誤差配分制御工程について、より詳細な工程を例示したフローチャートを図１３（ｂ）に示す。同図において、図１３（ａ）と同一又は類似する工程には同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。

図１３（ｂ）に示したように、ステップＳ１３２０で量子化誤差を求めた後、ステップＳ１３３２に進む。ステップＳ１３３２では、誤差配分位置及び誤差配分割合のうち少なくとも一方を所定の方法で決定する。次いで、ステップＳ１３３３に進み、ステップＳ１３３２において決定された誤差配分位置及び誤差配分に従って、隣接する未量子化画素位置へ誤差を配分する（ステップＳ１３３３）。ステップＳ１３３３の後は、ステップＳ１３４０に進み、上述のステップＳ１３３３にて誤差補正された未量子化画素位置Ｂを閾値マトリクスで量子化する（ステップＳ１３４０）。

上記で説明したように、本実施形態による量子化処理によれば、誤差を計算しない画素位置Ｂと、誤差補正処理をしない画素位置Ａとが存在するので、従来の手法と比較して量子化に関わる演算量は大幅に減少する。また、逐次処理ではないため、並列処理を容易に構成できる。更に、一部の画素位置（第１グループに属する画素位置Ａ）については、量子化で発生した誤差を考慮しているので、従来の単なる閾値マトリクス法と比較すれば、入力画像の平均値が保存されるので高画質であり、従来の誤差拡散法の欠点であるドット遅延も発生しない。

なお、ここで「ブルーノイズ特性」について概説しておく。デジタルハーフトーニングの結果としてドットパターンが得られるが、このドットパターン（ドット配置）の評価法としては、Robert，Ulichneyが提唱した方法が一般的である（『Digital Halftoning』； The MIT Press出版）。

すなわち、ドット配置の２次元パワースペクトラムを極座標に変換して、図１４のように、極座標の半径に相当する空間周波数ｆr について全角度のスペクトラムの平均と分散に相当する指標を用いる。

極座標パワースペクトラムの平均指標を「R.A.P.S （Radially Averaged Power Spectrum) 」と呼び、次式で表す。

また、分散指標を「 Anisotropy 」と呼び、次式で表す。

ドット配置の視認性に関する指標であり、Anisotropyは、ドット配置の異方性に関する指標である。

図１５には、ある条件で計算されたR.A.P.S の例が示されている。図１５においてσ_gは、次式で表される。

ただし、ｇは規格化された入力値を示し、０≦ｇ≦１である。

図１５に示したグラフでは視覚特性は考慮されていなが、これに、図１６のような、公知の視覚特性（ＶＴＦ）を考慮すると（掛け合わせると）、全体にエネルギーが低く抑えられたものになる。なお、R.A.P.S やAnisotropyを計算する際のＶＴＦには、Dooly&Shawが提唱するものに限定されず、公知のものを使うことができる。

また、図１７には、ある条件で計算されたAnisotropy の一例が示されている。Robert Ulichney によると、Anisotropyが−１０デシベル〔ｄＢ〕以下であれば、ドットの異方性は目立たないとされている。

図１４乃至図１７で説明した方法を用いてドット配置を評価したときに、R.A.P.S が低周波域で小さく、中周波でピークを持ち、高周波で一定になるような特性を備え、かつAnisotropy が−１０デシベル〔ｄＢ〕以下であるようなドット配置が「ブルーノイズ特性」であり、閾値マトリクスによって決定されたドット配置がブルーノイズ特性を有するときに、当該閾値マトリクスをブルーノイズマスクという。なお、図１５に示したグラフも概ねブルーノイズ特性を示しているが、典型的なグラフの例は図１８のようなものである。

次に、上述の「手順３」（図１３（ａ）のステップＳ１３３０）で説明した誤差の配分方法に関する態様例について説明する。「手順３」における誤差の配分方法について、以下のような構成を加えることも可能である。

（追加構成１）：隣接する未量子化画素位置Ｂへの誤差配分の割合をランダム化する。これにより、画質上好ましくない固有パターン（ムラ）の発生を抑制できる。

図１３（ｃ）にそのフローチャートを示す。同図中図１３（ａ）と同一又は類似する工程には同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。図１３（ｃ）に示したように、ステップＳ１３２０で量子化誤差を求めた後、ステップＳ１３３４に進む。ステップＳ１３３４では、誤差配分位置及び誤差配分のうち少なくとも一方を変更するパラメータ集合を予め用意しておき、前記パラメータ集合から、ランダムに１つを選択する。次いで、ステップＳ１３３５に進み、ステップＳ１３３４において選択したパラメータの誤差配分位置及び誤差配分に従って、隣接する未量子化画素位置へ誤差を配分する（ステップＳ１３３５）。ステップＳ１３３５の後は、ステップＳ１３４０に進み、上述のステップＳ１３３５にて誤差補正された未量子化画素位置Ｂを閾値マトリクスで量子化する（ステップＳ１３４０）。

（追加構成２）：周囲画素の傾き（階調値の勾配）に応じて誤差配分を制御する。例えば、隣接画素間の階調値の差を求め、その差（傾き）の程度が大きいほど、その傾き方向に垂直な方向へ誤差拡散を促進し、傾き方向への誤差拡散を抑制する。これにより、エッジ再現が向上する。

図１３（ｄ）にそのフローチャートを示す。同図中図１３（ａ）と同一又は類似する工程には同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。図１３（ｄ）に示したように、ステップＳ１３２０で量子化誤差を求める一方で、画素位置Ａ近傍の階調値勾配を求める（ステップＳ１３２２）。その後、ステップＳ１３３６に進む。ステップＳ１３３６では、階調値勾配に対応した誤差配分位置及び誤差配分のうち少なくとも一方を変更するパラメータ集合を予め用意しておき、前記ステップＳ１３２２で計算した階調値勾配に基づいてパラメータ集合から１つを選択する。

次いで、ステップＳ１３３７に進み、ステップＳ１３３６において選択したパラメータの誤差配分位置及び誤差配分に従って、隣接する未量子化画素位置へ誤差を配分する（ステップＳ１３３７）。ステップＳ１３３７の後は、ステップＳ１３４０に進み、上述のステップＳ１３３７にて誤差補正された未量子化画素位置Ｂを閾値マトリクスで量子化する（ステップＳ１３４０）。

（追加構成３）：周囲画素の周波数特性に応じて誤差配分を制御する。例えば、高周波成分が小さいほど、誤差拡散を抑制する。これにより、既述したブルーノイズ特性を積極的に利用できる。また、周波数成分の方向性に応じて誤差拡散先を変更してもよい。例えば、誤差拡散方向の周波数成分を調べて、その方向の誤差の拡散を制御する。

図１３（ｅ）にそのフローチャートを示す。同図中図１３（ａ）と同一又は類似する工程には同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。図１３（ｅ）に示したように、ステップＳ１３２０で量子化誤差を求める一方で、画素位置Ａ近傍の空間周波数特性を求める（ステップＳ１３２４）。その後、ステップＳ１３３８に進む。ステップＳ１３３８では、空間周波数特性に対応した誤差配分位置及び誤差配分のうち少なくとも一方を変更するパラメータ集合を予め用意しておき、前記ステップＳ１３２４で計算した空間周波数特性に基づいてパラメータ集合から１つを選択する。

次いで、ステップＳ１３３９に進み、ステップＳ１３３８において選択したパラメータの誤差配分位置及び誤差配分に従って、隣接する未量子化画素位置へ誤差を配分する（ステップＳ１３３９）。ステップＳ１３３９の後は、ステップＳ１３４０に進み、上述のステップＳ１３３９にて誤差補正された未量子化画素位置Ｂを閾値マトリクスで量子化する（ステップＳ１３４０）。

（追加構成４）：カラー処理の場合、色によって閾値マトリクスのサイズを異ならせたり、色によって誤差を拡散させる画素位置Ａや誤差を拡散させない画素位置Ｂを異ならせたりする。特に、視覚的に目立つ色（例えば、シアンとマゼンタなど）は互いに画素位置Ａ、Ｂを色間で異ならせることが好ましい。或いは、色によって誤差拡散のパターン（図９乃至図１２など）を異ならせるという態様もある。具体的には、視覚的に目立つシアンとマゼンタについては図１０のような誤差拡散パターンを用い、視覚的に目立たないイエローについては図９のような誤差拡散パターンを用いる。このように、色ごとに量子化処理を異ならせることにより、色間の干渉を低減できる。

（追加構成５）：上記した「追加構成４」とは逆に、カラー処理において、複数の色をまとめて共通の閾値マトリクス及び誤差拡散パターンによって一括処理する態様も可能である。

ＲＧＢ信号のように１画素に対して２つ以上の信号を持つ画像に対して、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像を別々に（色平面別に）量子化処理せず、１画素のＲＧＢ信号を同時に量子化処理することが可能であり、このような手法をベクトル量子化という。色ごとに別々の量子化処理を行う場合には、ＲＧＢ間の量子化結果（ドットの重なり）を制御することが困難であるのに対し、１画素のＲＧＢ信号を同時には量子化処理することにより、容易にＲＧＢ間の量子化結果（ドットの重なり）を制御できる。

本発明の実施形態においてベクトル量子化を適用する場合の利点は、以下のような点にある。

誤差拡散処理においてドット重なりを考慮する場合、演算量が非常に大きくなり、且つ正確に望ましい結果が得られるとは限らない（特開平８−２７９９２０参照）。

一方、閾値マトリクス処理では望ましい結果（望ましいドット重なり）が得られるが（参考資料：Modified Jointly Blue Noise Mask Approach Using S-CIELAB Color Difference., J Imaging Sci Technol, VOL. 46 NO. 6;PAGE.543-551;(200111-200212) もしくは Properties of Jointly-Blue Noise Masks and Applications to color Halftoning, J Imaging Sci Technol, VOL. 44 NO. 4;PAGE.360-370 ) 、画像の周波数成分が中高周波にある場合には誤差を考慮しないので画質が劣るという欠点がある。

ドット重なりを考慮した閾値マトリクス（作成方法については上記参考資料を参照）に対して、本発明の実施形態のように部分的に誤差を拡散することで、画像の周波数成分が中高周波にある場合にも、誤差を考慮した高画質の処理を行うことができる。

なお、図１０に示した例のように、誤差を計算する画素が多いものほど高画質であるが、誤差計算量が多くなる。したがって、画質と計算量のバランスを考えて画素位置Ａ、Ｂの分布形態と誤差拡散のパターン（例えば図９乃至図１２）を選択することが好ましい。

図１３（ａ）で説明したフローチャートに代えて、図１９（ａ）に示すフローチャートによる量子化処理を行う態様も可能である。

（手順１）：まず、画素位置Ａを含む周辺画素の代表値を求める（ステップＳ１４１０）。例えば、注目画素を中心として周辺隣接８画素を含む３×３画素の範囲で代表値を計算する。代表値としては、平均値や中央値などを用いることができる。

（手順２）：次に、代表値を閾値マトリクスを用いて量子化し、その量子化結果を画素位置Ａの量子化結果とする（ステップＳ１４２０）。図１３（ａ）〜図１３（ｅ）と同様、閾値マトリクスはブルーノイズ特性を有していることが好ましい。

（手順３）：画素位置Ａの階調値と、上述のステップＳ１４２０による画素位置Ａの量子化結果との誤差を求める（ステップＳ１４３０）。

（手順４）：こうして求めた誤差を、隣接する未量子化画素位置Ｂへ配分する（ステップＳ１４４０）。

（手順５）：上述のステップＳ１４４０にて誤差補正された未量子化画素位置Ｂを閾値マトリクスで量子化する（ステップＳ１４５０）。画素位置Ｂの量子化については、誤差計算せず、画素位置Ｂの量子化で発生する誤差については周囲画素への拡散を行わない点は図１３（ａ）〜図１３（ｅ）のフローチャートと同様である。

図１９（ａ）で説明したフローチャートの変形例を図１９（ｂ）〜図１９（ｇ）に示す。これらの図面中、図１９（ａ）と同一又は類似する工程には同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。

図１９（ｂ）は、色によって閾値マトリクスのサイズを異ならせる態様を示したフローチャートである。図示のように、まず、処理する色を設定し（ステップＳ１４０１）、処理する色でサイズの異なる閾値マトリクスを設定する（ステップＳ１４０２）。次いで、画素位置Ａを含む周辺画素の代表値を求める（ステップＳ１４１０）。こうして求めた代表値を、前記ステップＳ１４０２で設定した閾値マトリクスを用いて量子化し、その量子化結果を画素位置Ａの量子化結果とする（ステップＳ１４２０）。以後の処理（ステップＳ１４３０〜ステップＳ１４５０）は、図１９（ａ）と同様である。なお、図１９（ｂ）に示したステップＳ１４５０の量子化で使用する閾値マトリクスはステップＳ１４０２で設定された閾値マトリクスである。

図１９（ｃ）は、色によって画素位置Ａの位置を異ならせる態様を示したフローチャートである。図示のように、まず、処理する色を設定し（ステップＳ１４０１）、処理する色で画素位置Ａが異なるように画素位置Ａを設定する（ステップＳ１４０３）。次いで、画素位置Ａを含む周辺画素の代表値を求める（ステップＳ１４１０）。こうして求めた代表値を閾値マトリクスを用いて量子化し、その量子化結果を画素位置Ａの量子化結果とする（ステップＳ１４２０）。以後の処理（ステップＳ１４３０〜Ｓ１４５０）は、図１９（ａ）と同様である。

図１９（ｄ）は、色によって誤差の拡散方法を異ならせる態様を示したフローチャートである。図示のように、まず、処理する色を設定し（ステップＳ１４０１）、処理する色に対応した誤差拡散係数を設定する（ステップＳ１４０４）。次いで、画素位置Ａを含む周辺画素の代表値を求める（ステップＳ１４１０）。こうして求めた代表値を閾値マトリクスを用いて量子化し、その量子化結果を画素位置Ａの量子化結果とする（ステップＳ１４２０）。その後、ステップＳ１４３０で求めた誤差を、隣接する未量子化画素位置へ前記誤差拡散係数（ステップＳ１４０４で設定した係数）に基づいて配分する（ステップＳ１４４２）。ステップＳ１４４２にて誤差補正された未量子化画素位置Ｂを閾値マトリクスで量子化する（ステップＳ１４５０）。

図１９（ｅ）は、色によって誤差の拡散方法を異ならせる他の態様を示したフローチャートである。図示のように、まず、処理する色を設定し（ステップＳ１４０１）、処理する色で画素位置Ａの配置パターンと誤差の配分が異なる画素位置Ａを設定する（ステップＳ１４０６）。次いで、ステップＳ１４０６での設定に係る画素位置Ａを含む周辺画素の代表値を求める（ステップＳ１４１０）。こうして求めた代表値を閾値マトリクスを用いて量子化し、その量子化結果を画素位置Ａの量子化結果とする（ステップＳ１４２０）。その後、ステップＳ１４３０で求めた誤差を、隣接する未量子化画素位置へ前記誤差の配分で（ステップＳ１４０６で設定した誤差の配分方法にし従って）配分する（ステップＳ１４４４）。こうしてステップＳ１４４４にて誤差補正された未量子化画素位置Ｂを閾値マトリクスで量子化する（ステップＳ１４５０）。

図１９（ｆ）は、１画素の複数色信号をまとめてベクトル量子化処理する態様を示したフローチャートである。図示のように、まず、少なくとも１つの色がＯＮとなる各色の全てのＯＮ・ＯＦＦの組合せに対応した閾値マトリクスを設定する（ステップＳ１４０８）。すなわち、複数色の色成分が全てＯＮに対応した閾値マトリクス、１つの色成分がＯＦＦに対応した閾値マトリクスク、２つの色成分がＯＦＦに対応した閾値マトリクス、…、１つの色成分だけがＯＮに対応した閾値マトリクスを設定する。

次いで、少なくとも１つの色がＯＮとなる各色の全てのＯＮ・ＯＦＦの組合せの順序を設定する（ステップＳ１４０９）。その後、画素位置Ａを含む周辺画素の代表値を各色で求める（ステップＳ１４１１）。ステップＳ１４１１で求めた代表値を前記閾値マトリクス（ステップＳ１４０８で設定した閾値マトリクス）を用いてベクトル量子化し、このベクトル量子化結果を当該画素位置Ａの各色の量子化結果とする（ステップＳ１４２２）。

そして、画素位置Ａの各色の値と、ステップＳ１４２２で求めた前記画素位置Ａの各色の量子化結果の誤差を求め（ステップＳ１４３３）、各色の誤差を、隣接する未量子化画素位置へ所定の配分方法に従って配分する（ステップＳ１４４６）。こうしてステップＳ１４４６にて誤差補正された未量子化画素位置Ｂを前記閾値マトリクスで量子化する（ステップＳ１４５２）。

ステップＳ１４２２及びＳ１４５２におけるベクトル量子化処理のフローチャートを図１９（ｇ）に示す。図示のように、ベクトル量子化の処理は、前記ＯＮ・ＯＦＦの組合せの順序（図１９（ｆ）のステップＳ１４０９で設定した順序）に従って処理が実行される（ステップＳ２０１２）。該当する順序に係る前記ＯＮ・ＯＦＦの組合せに対応したＯＮとなる各色の値だけを加算した値を求める（ステップＳ２０１４）。次に、前記組合せに対応した閾値マトリクスと比較して、前記加算結果が所定条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２０１６）。

ステップＳ２０１６において所定条件を満たしている場合には、ステップＳ２０１８に進み、前記組合せのＯＮ・ＯＦＦを量子化結果とする。その一方、ステップＳ２０１６において所定条件を満たしていない場合には、ステップＳ２０２０に進み、未処理の前記組合せが存在していないか否かを確認する。未処理の組合せが存在している場合は、組合せの順序（ステップＳ１４０９で設定された順序）に従い、次のＯＮ・ＯＦＦの組合せへ処理対象を変更し（ステップＳ２０２２）、ステップＳ２０１４へ戻る。

また、ステップＳ２０２０の判定において、未処理の組合せが存在していない場合には、「全ての色がＯＦＦ」を量子化結果とする（ステップＳ２０２４）。こうして、ステップＳ２０１８又はステップＳ２０２４によって量子化結果が確定したら、ベクトル量子化処理のサブルーチンを抜けて、図１９（ｆ）のフローチャートに復帰する。

図１９（ａ）〜図１９（ｇ）で説明した量子化フローによる量子化を行う場合も図１３（ａ）〜図１３（ｅ）と同様、逐次処理ではないため並列処理を容易に構成できる。また、量子化で発生した誤差を考慮しているので、従来の閾値マトリクス法と比較すれば入力画像の平均値が保存されるため高画質であり、従来の誤差拡散法の欠点であるドット遅延が発生しない。

図９乃至図１９（ｇ）で説明した量子化処理を実現するデジタルハーフトーニング処理部１０４の構成例を図２０に示す。

デジタルハーフトーニング処理部１０４は、グループ分割部２０２、グループ化制御部２０４、第１量子化処理部２０６、閾値マトリクス格納部２０８、誤差演算部２１０、拡散パターン制御部２１２、誤差加算部２１４、第２量子化処理部２１６を含んで構成されている。なお、各ブロック（２０２〜２１６）は、電子回路、信号処理回路などのハードウエアで実現してもよいし、その機能をソフトウエアによって実現してもよく、もちろんこれらの適宜の組み合わせによって実現することもできる。

グループ分割部２０２は、図９乃至図１２で説明したような所定の分布形態によって入力画像（階調画像）２２０の構成画素を第１グループと第２グループとに分ける処理を行う。グループ化制御部２０４は、画素位置Ａ及び画素位置Ｂの分布形態を切り換える制御を行う。

第１量子化処理部２０６は、グループ分割部２０２によりグループ分けされた画素群のうち、第１グループに属する画素位置Ａについて閾値マトリクスを用いて量子化を行う処理部である。なお、図１９（ａ）〜図１９（ｆ）で説明した代表値を求める場合には、この第１量子化処理部２０６の前段で代表値が計算される。

図２０に示した閾値マトリクス格納部２０８には、量子化の演算に用いる閾値マトリクスのデータが格納されている。閾値マトリクスは、低中周波域を考慮したブルーノイズマスク特性を有するものであることが好ましい。また、複数の閾値マトリクスを記憶しておき、必要に応じて使用するマトリクスを切り換える構成も可能である。

誤差演算部２１０は、第１量子化処理部２０６の量子化によって発生した誤差を計算する。元の画素値と量子化結果の差が誤差として算出される。

拡散パターン制御部２１２は、誤差演算部２１０で求めた量子化誤差の配分方法を設定する制御部であり、グループ化制御部２０４と連携して誤差の拡散先の画素位置やその配分割合を決定する。

誤差加算部２１４は、拡散パターン制御部２１２で決定された拡散先の画素位置とその画素位置への誤差の配分割合に従って、拡散先の画素位置の画素値を補正する演算部である。誤差演算部２１０で求めた誤差に配分割合をかけて得られる誤差補正値を当該注目画素の画素値に加算して新たな画素値（誤差補正後の画素値）を得る。

第２量子化処理部２１６は、誤差加算部２１４による誤差補正を行った第２グループの未量子化画素位置Ｂについて閾値マトリクスを用いて量子化を行う処理部である。第２量子化処理部２１６において、第１量子化処理部２０６と同じ閾値マトリクスを用いてもよいし、異なる閾値マトリクスを用いてもよい。第２量子化処理部２１６で量子化した画素位置については、誤差の拡散を行わないため、誤差の計算も不要である。

こうして、グループ別に２段階の量子化処理を経てハーフトーン画像２２２が生成される。

上述の説明では、画像形成装置の一例としてインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、サーモオートクローム（ＴＡ）方式のプリンタ、昇華方式のプリンタ、レーザプリンタなどドットによって階調を表現する画像形成装置や表示装置など多様な出力装置について本発明を適用できる。

また、本発明の画像処理装置は、インクジェット記録装置などの画像形成装置に組み込まれる態様に限らず、コンピュータによっても実現可能である。上述した画像処理機能をコンピュータに実現させるためのプログラムをＣＤ−ＲＯＭや磁気ディスクその他の情報記憶媒体に記録し、該情報記憶媒体を通じて当該プログラムを第三者に提供したり、インターネットなどの通信回線を通じて当該プログラムのダウンロードサービスを提供したりすることも可能である。

本発明の実施形態に係る液滴吐出装置を用いたインクジェット記録装置の全体構成図図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図ヘッドの構成を示す平面透視図図３(a) の要部拡大図フルライン型ヘッドの他の構成例を示す平面透視図図３(a) 中の４−４線に沿う断面図図３(a) に示したヘッドのノズル配列を示す拡大図本例のインクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図本例のインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図本例のインクジェット記録装置における画像処理機能の概略を示したブロック図画素のグループ化及び量子化誤差の拡散パターンの第１例を示した模式図画素のグループ化及び量子化誤差の拡散パターンの第２例を示した模式図画素のグループ化及び量子化誤差の拡散パターンの第３例を示した模式図画素のグループ化及び量子化誤差の拡散パターンの第４例を示した模式図量子化の処理手順を示すフローチャート量子化の処理手順に関する他の例を示すフローチャート量子化の処理手順に関する他の例を示すフローチャート量子化の処理手順に関する他の例を示すフローチャート量子化の処理手順に関する他の例を示すフローチャート２次元パワースペクトラムを計算する座標系を示した図ある条件で計算された極座標パワークペクトラムの平均指標（R.A.P.S ）の例を示すグラフ人間の目の視覚特性（ＶＴＦ）を示すグラフある条件で計算された極座標パワースペクトラムの分散指標(anisotropy)の例を示すグラフブルーノイズ特性を有するドット配置の典型的なR.A.P.S のグラフ量子化の処理手順に関する他の例を示すフローチャート量子化の処理手順に関する他の例を示すフローチャート量子化の処理手順に関する他の例を示すフローチャート量子化の処理手順に関する他の例を示すフローチャート量子化の処理手順に関する他の例を示すフローチャート量子化の処理手順に関する他の例を示すフローチャートベクトル量子化処理のサブルーチンを示すフローチャートデジタルハーフトーニング処理部の構成例を示すブロック図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ…ヘッド、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２２…吸着ベルト搬送部、５０…ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５２…圧力室、７２…システムコントローラ、７５…ＲＯＭ、８０…プリント制御部、１０４…デジタルハーフトーニング処理部、２０２…グループ分割部、２０４…グループ化制御部、２０６…閾値マトリクス格納部、２０６…第１量子化処理部、２１０…誤差演算部、２１２…拡散パターン制御部、２１４…誤差加算部、２１６…第２量子化処理部

Claims

画像内容に応じた階調値を有する画素の配列によって構成されるデジタル画像のハーフトーン化を行う画像処理方法であって、
前記デジタル画像を構成している画素について、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させる画素位置と、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させない画素位置の分布形態が予め定められており、該分布形態にしたがって、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させる画素位置の画素が属する第１のグループと、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させない画素位置の画素が属する第２のグループとに分けるグループ化工程と、
前記第１のグループに属する画素に対して閾値マトリクスを用いて量子化を行う第１の量子化工程と、
前記第１の量子化工程で発生した量子化誤差を求める誤差算出工程と、
前記誤差算出工程で得た量子化誤差を当該量子化処理に係る画素に隣接し且つ前記第２のグループに属する少なくとも１つの未量子化の画素に拡散させる誤差拡散工程と、
前記誤差拡散工程により誤差値が付与された前記未量子化の画素に対して閾値マトリクスを用いて量子化を行う第２の量子化工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
前記第１のグループに属する画素は、前記デジタル画像を構成している画素の２次元配列において複数の列及び複数の行にわたって略均一に規則性を持って分散して配置されることを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
前記閾値マトリクスは、ブルーノイズ特性を有することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理方法。
前記誤差拡散工程は、前記誤差算出工程で得た量子化誤差を前記第２のグループに属する未量子化の画素に対して所定の割合で付与することを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像処理方法。
前記誤差拡散工程は、前記誤差算出工程で得た量子化誤差の拡散先の画素位置及び誤差配分の割合のうち少なくとも一方を制御する誤差配分制御工程を含むことを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像処理方法。
前記誤差配分制御工程は、前記拡散先の画素位置及び誤差配分の割合のうち少なくとも一方をランダムに決定することを特徴とする請求項５記載の画像処理方法。
前記誤差配分制御工程は、前記量子化処理に係る画素の周囲画素の階調値勾配に応じて前記拡散先の画素位置及び誤差配分の割合のうち少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項５記載の画像処理方法。
前記誤差配分制御工程は、前記量子化処理に係る画素の周囲画素の周波数特性に応じて前記拡散先の画素位置及び誤差配分の割合のうち少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項５又は７記載の画像処理方法。
前記第１のグループに属する注目画素及び、その周辺画素からなる画素範囲の代表値を求める代表値算出工程を含み、
前記代表値算出工程で得た代表値を前記注目画素の値として利用し、当該代表値に対して閾値マトリクスを用いて量子化を行い、当該量子化処理の結果を前記注目画素の量子化結果とし、
前記誤差演算工程は、前記注目画素の階調値と当該注目画素の量子化結果との誤差を求めることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の画像処理方法。
前記デジタル画像が複数の色成分を含むカラー画像である場合、色によって前記閾値マトリクスのサイズを異ならせることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記載の画像処理方法。
前記デジタル画像が複数の色成分を含むカラー画像である場合、色によって前記第１のグループに属する画素の画素位置を異ならせることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項記載の画像処理方法。
前記デジタル画像が複数の色成分を含むカラー画像である場合、色によって誤差の拡散方法を異ならせることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項記載の画像処理方法。
前記デジタル画像が複数の色成分を含むカラー画像である場合、１画素の複数色信号をまとめてベクトル量子化処理することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記載の画像処理方法。
画像内容に応じた階調値を有する画素の配列によって構成されるデジタル画像のハーフトーン化を行う画像処理装置であって、
前記デジタル画像を構成している画素について、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させる画素位置と、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させない画素位置の分布形態が予め定められており、該分布形態にしたがって、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させる画素位置の画素が属する第１のグループと、量子化により発生する量子化誤差を周囲画素に拡散させない画素位置の画素が属する第２のグループとに分けるグループ化手段と、
前記第１のグループに属する画素に対して閾値マトリクスを用いて量子化を行う第１の量子化手段と、
前記第１の量子化手段で発生した量子化誤差を求める誤差算出手段と、
前記誤差算出手段で得た量子化誤差を当該量子化処理に係る画素に隣接し且つ前記第２のグループに属する少なくとも１つの未量子化の画素に拡散させる誤差拡散手段と、
前記誤差拡散手段により誤差値が付与された前記未量子化の画素に対して閾値マトリクスを用いて量子化を行う第２の量子化手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
請求項１４記載の画像処理装置を備えた画像形成装置であって、
液滴を吐出するノズルが形成された吐出ヘッドと、
前記画像処理装置によって得られたハーフトーン画像データに基づいて前記吐出ヘッドからの吐出を制御する吐出制御手段とを備え、
前記ノズルから吐出した液滴によって記録媒体上に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
請求項１４記載の画像処理装置の機能をコンピュータによって実現するためのプログラム。