JP4031240B2

JP4031240B2 - 画像処理装置

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Publication number: JP4031240B2
Application number: JP2001388321A
Authority: JP
Inventors: 正人青柳; 一成戸波
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2021-12-20
Also published as: JP2003189099A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザプリンタ、デジタル複写機、カラーレーザプリンタ、デジタルカラー複写機などの画像形成装置に適用される画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像処理装置における中間調を再現する方法として、一般的にディザ法や濃度パターン法、誤差拡散方法が用いられている。ディザ法では複数の画素でその階調画像を再現し、カラー画像においてはその組み合わせにより色の再現を行なう。一般的な印刷に用いられるディザ法は、粒状性に優れ、中間調画像をなめらかに表現する。解像性を保ちながら階調を表現する方法として、誤差拡散方法があり、原画像に忠実な解像性が得られる。
【０００３】
また、誤差拡散方法を用いた画像処理装置が、たとえば特開平７−２９５５２７号公報、特開平１１−１５５０６４号公報に開示されている。特開平７−２９５５２７号公報では、演算時間の削減とバッファメモリによる回路規模の増加を防止し、高速で十分な階調性を得ること、およびモアレやロゼッタパターンをなくすために、入力画像データを倍率変換して高解像度化し、多値誤差拡散によって階調数を低下させ、その結果を濃度パターン法あるいはディザ法によりさらに高解像度に２値化している。これは、多値誤差拡散により１画素当たりの階調数を減らすという階調処理と、その結果にしたがって濃度パターンという階調処理を二重で行なっている。
【０００４】
また、特開平１１−１５５０６４号公報では、少ないバッファメモリ、少ない処理でハイライトの粒状性を改善するために、低解像度（６００ｄｐｉ）で誤差拡散して２値化したデータをパターンマッチングにより高解像度（１２００ｄｐｉ）の２値画像データに変換している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示されるように、従来の技術にあっては以下に述べるような問題点があった。ディザ法に代表される、いわゆる面積階調法では、階調性を得るために解像性が劣化する。また、網点のような印刷画像に対して周期性画像を発生するディザ法では、モアレが発生しやすい。
【０００６】
また、誤差拡散方法の場合、文字画像の再現には適するが、写真画像などの中間調画像は孤立のドットが分散あるいは不規則に連結して配置される粒状性が悪く、特異なテクスチャが発生することがある。また、電子写真方式のプリンタでは、孤立のドットで形成されるため、画像が不安定であり、濃度ムラによる粒状性の劣化やバンディングが発生しやすい。
【０００７】
また、誤差拡散処理は、周辺画素の量子化誤差の拡散に積和演算を行なうため、その処理が複雑となり、処理効率が上がらない。特に、画像出力密度（画素密度、解像度）が高くなるにつれ単位面積当たりの画素数が増加するため、演算量が増える。具体的には、画素密度が６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉになると画素数は４倍、２４００ｄｐｉでは１６倍と解像度の２乗に比例して増加するため、同様の処理効率（生産性）を得るためには処理の高速化が要求される。
【０００８】
また、特開平７−２９５５２７号公報の装置では、ドット配置について、単純な濃度パターン法やディザ法による配列では、１２００ｄｐｉ以上といった高密度の書込み、特に電子写真を用いたプリンタでは高密度になるほどドット再現性が低下するため、画質の向上が得られない。さらに、濃度パターン法やディザ法による配列では画像に周期性があるので、モアレを発生させる場合がある。また、特開平１１−１５５０６４号公報にあっては、６００ｄｐｉの誤差拡散処理に比べて画像の変化は少なく、あまり向上させることができない。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高解像度の書込み系の画像形成装置に適用される画像処理装置において、高速な誤差拡散処理を実現し、かつ画像の粒状性、解像性といった画質の向上を図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる画像処理装置にあっては、画像データに基づき１ドットあたりＭ値で書き込む書き込み手段を有し、低解像度のＮ値画像データを高解像度のＭ値出力画像データ（２＜Ｍ＜Ｎ）に変換処理する画像処理装置において、低解像度の画素単位で画素位置に対して周期的に変化するディザ閾値を用いた多値誤差拡散処理により前記Ｎ値画像データを、低解像度のＮ値画像データに対する高解像度のＭ値出力画像データの解像度の倍率の２乗に（Ｍ−１）を乗じ、１加えた値に、量子化する量子化手段と、前記量子化による量子化結果を対応する高解像度の画素のドットオンの画素数に変換する変換手段と、前記ドットオンとなる画素位置の出力順序を高解像度の各画素のＭ値出力に対応する単位のディザ閾値マトリクスに基づき制御するドット位置制御手段と、を備えたものである。
【００１１】
この発明によれば、量子化手段が、低解像度（たとえば６００ｄｐｉ）の画素単位で画素位置に対して周期的に変化するディザ閾値を用いて多値誤差拡散処理により入力多値画像データを量子化し、変換手段がその量子化結果を対応する高解像度（たとえば１２００ｄｐｉ）の画素のドットオンの画素数に変換し、さらにドット位置制御手段が画素位置によってドットの出力順序を変えることにより、低解像度のデータで誤差演算が行なえ、かつ網点画像が形成しやすくなる。
【００１２】
また、請求項２にかかる画像処理装置にあっては、前記ディザ閾値は、ドット集中型の網点画像を形成するように配列され、前記ドット位置制御手段は、前記ドット集中型の網点を形成する順序でドットを出力するように制御するものである。
【００１３】
この発明によれば、請求項１において、ドット集中型の網点画像を形成するように配列されたディザ閾値を用い、ドット位置制御手段がドット集中型の網点を形成する順序でドットを出力するように制御することにより、ドット集中型の網点が形成される。
【００１４】
また、請求項３にかかる画像処理装置にあっては、前記ドット位置制御手段は、前記ディザ閾値の周期と同じ周期でドット位置を制御するものである。
【００１５】
この発明によれば、請求項２において、ドット位置制御手段がディザ閾値の周期と同じ周期でドット位置を制御することにより、ドット集中型の網点が形成される。
【００１６】
また、請求項４にかかる画像処理装置にあっては、前記画像データの特徴量に応じて固定閾値かディザ閾値かを切り替えるものである。
【００１７】
この発明によれば、請求項１、２または３において、入力される画像の特徴によりディザ閾値を切り替えることにより、画像特徴に適した処理が行なえる。
【００１８】
また、請求項５にかかる画像処理装置にあっては、さらに、前記画像データのエッジ量を算出するエッジ算出手段と、前記エッジ算出手段で算出したエッジ量が大きいエッジ領域では前記ディザ閾値を固定閾値に切り替えるディザ閾値切り替え手段と、を備えたものである。
【００１９】
この発明によれば、請求項１において、入力される画像のエッジ量を算出し、その結果にしたがってディザ閾値を切り替えることにより、画像の非エッジ領域とエッジ領域それぞれに適した処理が実現する。
【００２０】
また、請求項６にかかる画像処理装置にあっては、さらに、前記画像データの分離情報にしたがって前記ディザ閾値を固定閾値に切り替えるディザ閾値切り替え手段を備えたものである。
【００２１】
この発明によれば、請求項１において、入力される画像中の領域を文字領域、絵柄領域などの分離した情報にしたがってディザ閾値を切り替えることにより、画像特性に適した処理が実現する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる画像処理装置の好適な実施の形態について添付図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、この発明を実施した画像形成装置の機構部の構成例を示す図である。自動原稿送り装置（以下、ＡＤＦという）１０１にある原稿台１０２に、原稿の画像面を上にして置かれた原稿束は、操作部上のスタートキーが押下されると、一番下の原稿から給送ローラ１０３および給送ベルト１０４によってコンタクトガラス１０５上の所定の位置に給送される。読み取りユニット１０６によってコンタクトガラス１０５上の原稿の画像データを読み取った後、読み取りが終了された原稿は、給送ベルト１０４および排送ローラ１０７によって排出される。さらに、原稿セット検知１０８にて原稿台１０２につぎの原稿が有ることを検知した場合、前原稿と同様にコンタクトガラス１０５上に給送される。給送ローラ１０３，給送ベルト１０４および排送ローラ１０７はモータによって駆動される。
【００２４】
第１トレイ１０９あるいは第２トレイ１１０、第３トレイ１１１に積載された記録紙は、それぞれ第１給紙装置１１２あるいは第２給紙装置１１３、第３給紙装置１１４によって給紙され、縦搬送ユニット１１５により感光体ドラム１１６に当接する位置まで搬送される。読み取りユニット１０６にて読み込まれた画像データは、書き込みユニット１１７からのレーザーによって感光体ドラム１１６に書き込まれ、現像ユニット１１８を通過することによってトナー像が形成される。そして、記録紙は感光体ドラム１１６の回転と等速で搬送ベルト１１９によって搬送されながら、感光体ドラム１１６上のトナー像が転写される。その後、定着ユニット１２０にて画像を定着させ、排紙ユニット１２１によって後処理装置のフィニッシャー１２２に排出される。
【００２５】
後処理装置のフィニッシャー１２２は、本体の排紙ローラによって搬送された記録紙を、通常排紙ローラ１３２方向と、ステープル処理部方向に導くことができる。切り替え板１２４を上に切り替えることにより、搬送ローラ１２３を経由して通常排紙トレイ１２６側に排紙することができる。また、切り替え板１２４を下方向に切り替えることで、搬送ローラ１２５，１２７を経由して、ステープラ１３０に搬送することができる。
【００２６】
ステープル台１２８に積載された記録紙は、一枚排紙されるごとに紙揃え用のジョガー１２９によって、紙端面が揃えられ、一部のコピー完了と共にステープラ１３０によって綴じられる。ステープラ１３０で綴じられた記録紙群は自重によって、ステープル完了排紙トレイ１３１に収納される。
【００２７】
一方、排紙トレイ１２８は前後に移動可能な排紙トレイである。前後に移動可能な排紙トレイ１２８は、原稿毎、あるいは画像メモリによってソーティングされたコピー部毎に、前後に移動し、簡易的に排出されてくるコピー紙を仕分けるものである。
【００２８】
記録紙の両面に画像を作像する場合は、第１トレイ１０９あるいは第２トレイ１１０、第３トレイ１１１から給紙され作像された記録紙を排紙トレイ側に導かないで、経路切り替えのための分岐爪１３３を上側にセットすることで、一旦両面給紙ユニット１３４にストックする。
【００２９】
その後、両面給紙ユニット１３４にストックされた記録紙は再び感光体ドラム１１６に作像されたトナー画像を転写するために、両面給紙ユニット１３４から再給紙され、経路切り替えのための分岐爪１３３を下側にセットし、排紙トレイ１２６に導く。このように記録紙の両面に画像を作成する場合に両面給紙ユニット１３４は使用される。
【００３０】
感光体ドラム１１６，搬送ベルト１１９，定着ユニット１２０，排紙ユニット１２１および現像ユニット１１８は、メインモータによって駆動され、第１給紙装置１１２，第２給紙装置１１３，第３給紙装置１１４はメインモータの駆動を各々給紙クラッチによって伝達駆動される。縦搬送ユニット１１５はメインモータの駆動を中間クラッチによって伝達駆動される。
【００３１】
読み取りユニット（スキャナー）１０６は、原稿を載置するコンタクトガラス１０５と光学走査系で構成されており、光学走査系は、露光ランプ１３５，第１ミラー１３６，レンズ１３７，ＣＣＤイメージセンサ１３８等々で構成されている。露光ランプ１３５および第１ミラー１３６は、図示しない第１キャリッジ上に固定され、第２ミラー１３９および第３ミラー１４０は、図示しない第２キャリッジ上に固定されている。原稿像を読み取るときには、光路長が変わらないように、第１キャリッジと第２キャリッジとが２対１の相対速度で機械的に走査される。この光学走査系は、図示しないスキャナ駆動モータにて駆動される。
【００３２】
原稿画像は、ＣＣＤイメージセンサ１３８によって読み取られ、電気信号（アナログ画像信号）に変換され、そしてデジタルデータ（画像データ）に変換される。画像データにはさらに数種の画像処理が施される。レンズ１３７およびＣＣＤイメージセンサ１３８を図１において左右方向に移動させることにより、画像倍率が変わる。すなわち、指定された倍率に対応してレンズ１３７およびＣＣＤイメージセンサ１３８の左右方向に位置が設定される。
【００３３】
書き込みユニット１１７は、レーザ出力ユニット１４１，結像レンズ１４２およびミラー１４３などで構成され、レーザ出力ユニット１４１の内部には、レーザ光源であるレーザダイオードおよびモータによって高速で定速回転する回転多面鏡（ポリゴンミラー）などが備わっている。レーザ出力ユニット１４１より照射されるレーザ光は、定速回転するポリゴンミラーで走査され、結像レンズ１４２を通り、ミラー１４３で折り返され、感光体ドラム１１６面上に集光結像する。
【００３４】
レーザ光は、感光体ドラム１１６が回転する方向と直交する方向（主走査方向）に露光走査され、画像処理部のセレクタ（図示せず）より出力された画像信号のライン単位の記録を行う。感光体ドラム１１６の回転速度と記録密度に対応した所定の周期で主走査を繰り返すことによって、感光体面上に画像（静電潜像）が形成される。上述のように、書き込みユニット１１７から出力されるレーザ光が、画像作像系の感光体ドラム１１６に照射される。
【００３５】
図示しないが感光体ドラム１１６の一端近傍の、レーザ光が照射される位置に、主走査同期信号を発生するビームセンサが配置されている。この主走査同期信号をもとに主走査方向の画像記録開始タイミングの制御、および画像信号の入出力を行なうための制御信号の生成を行なう。
【００３６】
なお、この実施の形態における読み取りユニット（スキャナー）１０６は、６００ｄｐｉで１画素あたり８ｂｉｔ、すなわち２５６階調で読み取ったデータを送出する。また、書き込みユニット１１７は、標準として主走査・副走査方向ともに１２００ｄｐｉで２値データ、すなわち１ドットをオンかオフで書込み、作像部によって高精細な画像が形成される。
【００３７】
また、レーザ光を高速変調して１ドットあたり２ｂｉｔデータ、すなわち４値で書込むモードも備えている。さらに、モードに応じて書込み解像度を可変する機能を備え、２４００ｄｐｉ、あるいは主走査方向１２００ｄｐｉ、副走査方向６００ｄｐｉの縦横扁平なピッチで書込むことも可能である。
【００３８】
図２は、図１における画像処理部の構成および画像データの流れを示すブロック図である。この画像処理部２００は、大きくは、読み取りユニット（スキャナー）１０６で取得した画像データに対する処理を行なうスキャナ系処理部２０１と、画像データに対する画質向上処理を行なうデジタル画像処理部２１０と、書き込みユニット１１７における処理を行なう書込系処理部２１５と、から構成される。
【００３９】
スキャナ系処理部２０１は、ＣＣＤイメージセンサ１３８で読み取った画像データのゲイン調整を行なうＡＧＣ２０３と、デジタルの画像データに変換するＡＤ変換器２０４と、画像データのひずみを補正するシェーディング補正部２０５と、を備えている。デジタル画像処理部２１０は、シェーディング補正後の画像データに対する所定のフィルタ処理を行なうフィルタ処理部２１１と、主走査方向の変倍処理を行なう主走査変倍部２１２と、書込み濃度に変換するγ補正部２１３と、中間調処理を行なう中間調処理部２１４と、を備えている。
【００４０】
つぎに、以上のように構成された画像処理部２００の動作について説明する。ＣＣＤイメージセンサ１３８で読み取った６００ｄｐｉのアナログの画像データに対し、ＡＧＣ２０３によりデータレベルの調整を行なう。このデータレベルを調整された画像データは、ＡＤ変換器２０４により画素毎のアナログデーダを１画素あたり８ｂｉｔのデジタル値に変換し、シェーディング補正部２０５によりＣＣＤイメージセンサ１３８の画素および照度のばらつきを補正する。
【００４１】
続いて、フィルタ処理部２１１により、読み取りにより生じる画像の振幅を補正するＭＴＦ補正と、中間調をなめらかに表現するための平滑化処理とを行なう。さらに、主走査変倍部２１２は複写倍率に応じて主走査方向の変倍処理を行ない、γ補正部２１３により書込み濃度に変換するためのγ補正を行ない、最後に、中間調処理部２１４により中間調処理が実行され、１ドットあたり１ｂｉｔまたは２ｂｉｔのデータに変換し、この処理後の画像データが書込系処理部２１５に送られる。なお、この他に、通常のデジタル処理で行なわれているように、地肌除去処理、フレア処理、スキャナγ補正、画像編集処理などが行なわれる。
【００４２】
図３は、本発明の実施の形態１にかかる画像処理部の構成を示すブロック図である。図において、符号２２０は量子化部、符号２２１は加算器、符号２２２は誤差演算部、符号２２３はディザ閾値、符号２２４は減算器、符号２２５はドット出力位置制御部である。すなわち、低解像度の入力データ（６００ｄｐｉ）の画素単位で画素位置に対して周期的に変化するディザ閾値２２３を用い、多値誤差拡散処理により量子化する量子化部２２０と、量子結果に対応する高解像度のドットオンの画素数に変換する誤差演算部２２２と、ドットオンとなる画素位置を制御するドット出力位置制御部２２５と、を備えている。
【００４３】
この実施の形態１では、６００ｄｐｉの入力データに対してディザ閾値を用いた１３値誤差拡散処理を行ない、その量子化結果を１２００ｄｐｉの２ｂｉｔデータとして出力する例を示すものである。すなわち、
量子化Ｑ＝１２００／６００×１２００／６００×（４−１）＋１＝１３
として出力するものである。
【００４４】
図４は、１２００ｄｐｉに展開したディザ閾値マトリクスであり、１２００ｄｐｉ各画素の３つの閾値について低い順に分けて示したものである。図３の構成において、６００ｄｐｉの入力データは図４に示されるディザ閾値マトリクスによって１３値化される。このディザ閾値マトリクスは１２００ｄｐｉにおいて２００線の網点を形成するものである。このディザ閾値マトリクスは７５から１８２までステップ幅１で増加する。なお、ステップ幅＝ディザ閾値係数のｎ番目の係数値と（ｎ＋１）番目の係数値の差である。
【００４５】
図５は、図４のディザ閾値マトリクスを１２００ｄｐｉ各画素の３つの閾値について低い順に分けて示したものである。また、図６は、ディザ閾値に対する６００ｄｐｉおよび１２００ｄｐｉ出力値の対応関係を示す図表である。
【００４６】
たとえば、図４の左上の画素（１２０，１２５，１３４，１４７，１５３，１５９，１２１，１２６，１３５，１４８，１５４，１６０の画素）であれば最も低い１２０から順に閾値が割り当てられる。１２００ｄｐｉ６×６画素のディザ閾値マトリクスから６００ｄｐｉ３×３画素のディザ閾値マトリクス１２個が作成される。
【００４７】
さらに、図４に示されるディザ閾値マトリクスの左上に対応する画素について具体的に説明する。（１２０，１２１，１２５，１２６，１３４，１３５，１４７，１４８，１５３，１５４，１５９，１６０）が閾値としてセットされ、図６（ａ）で示されるように、入力データが１２０未満であれば出力値は０、入力データが１２５以上１２６未満であれば出力値は６４、入力データが１３５以上１４７未満であれば出力値は１２８、入力データが１５３以上１５４未満であれば出力値は１９２、などとし、入力データが１６０以上であれば出力値は２５５となる。入力データと１３値化された量子化結果との差は、その画素の誤差として周辺画素に加算される。
【００４８】
つぎに、図３におけるドット出力位置制御部２２５で行なわれる処理、すなわちディザ閾値によって１３値化された結果を１２００ｄｐｉ出力データに変換する方法について説明する。
【００４９】
ドット出力位置制御部２２５において、まず出力ドット数を算出する。図６（ｂ）に示すように、１３値化結果が０の場合にはドット数を０、１３値化結果が６４の場合にはドット数を１、１３値化結果が１２８の場合にはドット数を２、１３値化結果が１９２の場合にはドット数を３、１３値化結果が２５５の場合にはドット数を４とする。また、中間の値ではそれぞれほぼ均等に２ｂｉｔでの中間ドット出力（１／３，２／３ドット）が割り当てられる。
【００５０】
つぎにドットの出力位置を決定する。ドットの出力位置は、図４のディザ閾値マトリクスの６００ｄｐｉ画素に対応する１２００ｄｐｉ２×２画素の閾値の低い順とする。図７に出力ドット数が２（＝１／３ドット×６）の場合についての例を示す。
【００５１】
図７（ａ）は、図４の左上の２×２画素に対応する場合を示し、閾値の低い方から２画素（＝１／３×６：閾値は１２０から１３５）をドットオンとする。また、図７（ｂ）は、その右隣りの２×２画素に対応する場合を示し、閾値が７９から１１４の画素がドットオンとなる。
【００５２】
このように、画素位置によってドットの出力順序を変えることにより、網点を形成しやすくすることができる。なお、２ドット（＝１／３ドット×６）出力する場合に１２００ｄｐｉ１ドットづつ２画素としたが、１ドット＋２／３ドット＋１／３ドットの３画素などとしてもよい。
【００５３】
２値出力の場合も同様に、１２００ｄｐｉ２値出力では６００ｄｐｉ４閾値５値化の結果を１２００ｄｐｉ２×２画素のドット出力とする。
【００５４】
図８は、２値出力での処理後の出力データ例を示すものである。２００線の網点が形成されることにより、安定性および粒状性に優れた画像を得ることが可能になる。また、この場合、誤差演算は６００ｄｐｉで行なわれるため、高速な処理で実現する。
【００５５】
（実施の形態２）
つぎに、入力画像のエッジ量に応じてディザ閾値を切り替え、６００ｄｐｉ入力データから１２００ｄｐｉ出力データを得る例について説明する。なお、画像形成装置および画像処理装置の構成は前述した図１、図２と同様であるのでここでの説明は省略する。
【００５６】
図９は、本発明の実施の形態２にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。本構成は、前述した実施の形態１の図３の構成に対し、量子化部２２０の入力系が異なる。すなわち、図３のディザ閾値２２３の代わりに、入力画像のエッジ量を算出するエッジ量算出部２２６と、算出されたエッジ量を量子化するエッジ量量子化部２２７と、量子化後のエッジ量を膨張するエッジ量膨張処理部２２８と、エッジ量に応じてディザ閾値を切り替えるディザ閾値切り替え部２２９と、を付加した構成となっている。
【００５７】
図９に示す構成において、まず、エッジ量算出部２２６により入力画像のエッジ量を算出する。ここで用いるエッジ抽出フィルタは、たとえば図１０に示すように、４つの５×５フィルタであり、（ａ）は縦方向のエッジ、（ｂ）は横方向のエッジ、（ｃ）および（ｄ）は斜め方向のエッジを抽出するものである。
【００５８】
注目画素を中心とした５×５領域の入力データと対応する位置のフィルタ係数の積の合計が各フィルタによるエッジ量であり、図１０（ａ）〜（ｄ）のエッジ量のうち最大の値を注目画素のエッジ量とする。つぎに、エッジ量算出部２２６で算出されたエッジ量はエッジ量量子化部２２７により、エッジ量＝０（非エッジ領域）とエッジ量＝１（エッジ領域）の２値に量子化される。
【００５９】
さらに、エッジ量膨張処理部２２８によりエッジ領域を膨張する。たとえば注目画素を中心とした５×５領域のエッジ量を参照し、その中の最大のエッジ量を注目画素のエッジ量とする。このような膨張処理を行なうことにより、エッジ領域に挟まれた非エッジ領域をエッジ領域に変換することができるので、網点画像や細文字の文字中などを全領域にわたってエッジ領域とすることが可能になる。つぎにディザ閾値切り替え部２２９によりエッジか非エッジかで固定閾値かディザ閾値を切り替える。
【００６０】
量子化部２２０およびドット出力位置制御部２２５の動作は前述した実施の形態１と同様にして行なわれる。エッジ部分では固定閾値で処理され、図１１（ａ）に示すような固定の閾値でドット位置およびその順序を制御する。具体的には、（１１，３３，５４，７５，９７，１１８，１３６，１６１，１８２，２０３，２２４，２４５）が閾値としてセットされ、１３値化を行なう。
【００６１】
他の固定閾値の配置例としては、図１１（ｂ）に示すようにドットを分散させるようにしたものがある。この場合には作像エンジンのドット再現性がよいと鮮鋭性が向上する。一方、非エッジ部分に対しては実施の形態１と同様にディザ閾値で処理する。
【００６２】
以上のような構成により、入力画像の非エッジ領域においては２００線の網点が形成されるため、安定した画像および粒状性に優れた画像を得ることができる。一方、画像のエッジ領域においては、固定の閾値による誤差拡散処理が行なわれるため、網点部分においてはモアレのない画像が形成することができ、また、文字および線画においては鮮鋭性のよい画像を形成することができる。
【００６３】
また、エッジ抽出フィルタは、図１０に示したもの以外でも可能であり、たとえば、図１２に示すようなエッジ抽出フィルタであってもよい。図１２（ａ），（ｂ）はそれぞれ縦方向および横方向のエッジを抽出し、図１２（ｃ）は４５°の網点および斜め線を抽出する。このようなフィルタでは、図１２（ａ），（ｂ）の１（あるいは−１）の数と図１２（ｃ）の１（あるいは−１）の数に差があるため、図１２（ａ），（ｂ）で算出される最大エッジ量と図１２（ｃ）で算出される最大エッジ量に差が生じる。したがって、各フィルタによって算出されたエッジ量に適当な係数を掛けた値をそのフィルタによるエッジ量とするとよい。また、エッジ量の膨張（所定領域内の最大値）を行なう例について示したが、この他に、エッジ量の平均化で行なうこともできる。
【００６４】
（実施の形態３）
この実施の形態３では、文字領域／絵柄領域などの分離情報によりディザ閾値と固定閾値を切り替え、６００ｄｐｉ入力データから１２００ｄｐｉ出力データを得る例について説明する。なお、説明の便宜上、１２００ｄｐｉ２値出力の場合を例にとる。
【００６５】
図１３は、本発明の実施の形態３にかかる画像処理部の構成を示すブロック図であり、前述した図３の構成に対し、分離信号に応じてディザ閾値を切り替えるディザ閾値切り替え部２３０を付加した箇所が異なる。上記分離信号は、文字領域／絵柄領域などの分離情報に基づいた信号である。また、分離情報は、たとえば論文「文字／絵柄（網点、写真）混在画像の像域分離方式」（電子情報通信学会論文誌Ｖｏｌ．Ｊ７５−ＤＩＩＮｏ．１ｐｐ３９−４７１９９２年１月）に記載されている方式を用い、画像中の領域を文字領域、絵柄領域などに分離した情報である。
【００６６】
上記方式に示されるように、文字処理と絵柄処理を適応的に切り替えて再生画像を得ることが、高画質の再生画像出力の有効な手段である。たとえば、分離信号が文字／絵柄の場合は、文字領域であれば鮮鋭性を重視した処理を、一方、絵柄領域であれば階調性、粒状性を重視した処理を使用することになる。
【００６７】
つぎに、ディザ閾値についてカラーでの実施の形態について述べる。一般的なカラー出力の構成はＣＭＹＫ４版で実現される。図１４〜図１７にＣ版、Ｍ版、Ｙ版、Ｋ版用のディザ閾値マトリクスを示す。ここでは、それぞれステップ幅３で増加する網点形状をもっている。
【００６８】
ディザ閾値マトリクスはスクリーン角をつけてあり、Ｙ版を０度、Ｋ版を４５度、Ｃ版を１８．４（１０８．４）度にし、Ｍ版を−１８．４（７１．６）度としている。また、各版の線数はほぼ同じ２００線近傍であり、角度がついているため、Ｙ版が６００ｄｐｉ３×３画素で構成されているのに対し、Ｋ版は４×４画素、Ｃ版、Ｍ版は１０×１０画素で構成されている。
【００６９】
このように、スクリーン角をつけて構成することにより、版ずれや色のにごりなどが軽減される。また、各色のディザ閾値数がほぼ同じで、網点の核からの成長順とほぼ同様となっているため見た目に違和感のないバランスのよい画像となる。
【００７０】
６００ｄｐｉ入力データに対してその画素に対応する４つの閾値を用いて５値化誤差拡散処理を行ない、その量子化結果を１２００ｄｐｉの２値出力とする。
【００７１】
一方、図１１（ｃ）に示すように、３２，９６，１６０，２２４などの４つの閾値で５値化を行ない、実施の形態１と同様にマトリクスに示された位置と順序でドットオンの処理を行なう。この場合は、１２００ｄｐｉの２×２画素のうち左上、右上、左下、右下の順で各画素が打たれることになる。
【００７２】
また、入力データが小さい場合に、１２００ｄｐｉ１ドットで出力することがあるが、ドット再現性の低い作像エンジンでは、かすれなど文字部分での鮮鋭性を悪化させる原因となる。その場合には、図１１（ｄ）で示したように小さい閾値２つを同じ値とし、１ドット単独を使用せず２ドットから打つようにようすると、鮮鋭性の悪化を抑制する効果が得られる。
【００７３】
ディザ閾値処理と固定閾値処理を切り替える際に、切り替わり部分で誤差拡散のドット発生遅れにより、画像に抜けが発生することがある。この場合、固定閾値のドット出力位置を変えることにより、ドット抜けを最小限とすることができる。図１８（ａ），（ｂ）に示すドット出力位置であれば、つぎに処理される隣接画素（右または下）が切り替わり部分であっても、ドットがその隣接画素に寄っているため、画像抜けを少なくすることができる。換言すれば、ドット発生順位が処理の方向（左から右、上から下）と対向していれば（逆に右から左、下から上）、切り替え部分での抜けなどの影響を少なくすることができる。
【００７４】
図１９は、大文字を処理したデータを一部拡大したものであり、それぞれ画像中央部分が絵柄領域、周囲が文字領域となっている。絵柄領域では各版ごとのディザ閾値によりほぼ２００線の網点が形成されているのが分かる。また、周囲は固定閾値で処理されており、図１９（ａ），（ｃ）の画像では図１１（ｄ）の固定閾値、図１９（ｂ），（ｄ）の画像では図１８（ｂ）の固定閾値を用いて処理したものである。
【００７５】
図１９（ａ），（ｃ）の画像では、画像上部の固定閾値でのドットと絵柄部分での網点の間にドット抜けが見られるのに対し、図１９（ｂ），（ｄ）の画像では、ディザ閾値による網点と固定閾値によるドットの隙間が小さくなったことが分かる。このように、固定閾値のドット出力位置を変えることにより、ドット抜けを最小限にすることができる。
【００７６】
なお、ここでは大文字に対する処理例について説明したが、他の画像についても同様である。また、この処理例ではそれぞれの領域ごとに単一の閾値を用いたが、切り替わり部分近傍に対して固定閾値のドット出力位置を変えても同様の効果が得られる。
【００７７】
また、図１８（ｃ），（ｄ）で示されたドット出力位置であれば、固定閾値で処理することにより、発生する可能性のある縦または横方向に連続的あるいは規則的にドットがつながることを軽減することができる。
【００７８】
したがって、以上の構成により、入力画像の絵柄領域においては２００線の網点が形成されるため、安定性および粒状性に優れた画像を得ることができる。一方、文字領域においては、固定の閾値により誤差拡散処理が行なわれるため、鮮鋭性のよい画像を形成することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる画像処理装置（請求項１）によれば、量子化手段が、低解像度（たとえば６００ｄｐｉ）の画素単位で画素位置に対して周期的に変化するディザ閾値を用いて多値誤差拡散処理により入力多値画像データを量子化し、変換手段がその量子化結果を対応する高解像度（たとえば１２００ｄｐｉ）の画素のドットオンの画素数に変換し、さらにドット位置制御手段が画素位置によってドットの出力順序を変えることにより、低解像度のデータで誤差演算が行なえるので、高速な誤差拡散処理が実現し、しかも網点画像が形成しやすくなるため、画像の粒状性、解像性といった画質の向上を図ることができる。
【００８０】
また、本発明にかかる画像処理装置（請求項２）によれば、請求項１において、ドット集中型の網点画像を形成するように配列されたディザ閾値を用い、ドット位置制御手段がドット集中型の網点を形成する順序でドットを出力するように制御することにより、ドット集中型の網点が形成されるため、粒状性および安定性に優れた画像を得ることができる。
【００８１】
また、本発明にかかる画像処理装置（請求項３）によれば、請求項３において、ドット位置制御手段がディザ閾値の周期と同じ周期でドット位置を制御することにより、ドット集中型の網点が形成されるため、粒状性および安定性に優れた画像を形成することができる。
【００８２】
また、本発明にかかる画像処理装置（請求項４）によれば、請求項１、２または３において、入力される画像の特徴によりディザ閾値を切り替えることにより、画像特徴に適した処理が行えるので、画像特徴に合った画像を得ることができる。
【００８３】
また、本発明にかかる画像処理装置（請求項５）によれば、請求項１において、入力される画像のエッジ量を算出し、その結果にしたがってディザ閾値を切り替えるため、画像の非エッジ領域における粒状性および安定性とエッジ領域における鮮鋭性を両立することができる。
【００８４】
また、本発明にかかる画像処理装置（請求項６）によれば、請求項１において、入力される画像中の領域を文字領域、絵柄領域などの分離した情報にしたがってディザ閾値を切り替えることにより、画像の絵柄領域における粒状性および安定が得られ、かつ画像の文字領域における鮮鋭性を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施した画像形成装置の機構部の構成例を示す図である。
【図２】図１における画像処理部の構成および画像データの流れを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】１２００ｄｐｉに展開したディザ閾値マトリクスであり、１２００ｄｐｉ各画素の３つの閾値について低い順に分けて示した説明図である。
【図５】図４のディザ閾値マトリクスを１２００ｄｐｉ各画素の３つの閾値について低い順に分けて示した説明図である。
【図６】ディザ閾値に対する６００ｄｐｉおよび１２００ｄｐｉ出力値の対応関係を示す図表である。
【図７】ドット出力位置例を示す説明図である。
【図８】１２００ｄｐｉ２値出力での処理後の出力データ例を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】エッジ抽出フィルタ例を示すマトリクス図である。
【図１１】１２００ｄｐｉに展開した固定閾値例を示すマトリク図である。
【図１２】他のエッジ抽出フィルタ例を示すマトリクス図である。
【図１３】本発明の実施の形態３にかかる画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図１４】Ｃ版用のディザ閾値を示すマトリクス図である。
【図１５】Ｍ版用のディザ閾値を示すマトリクス図である。
【図１６】Ｙ版用のディザ閾値を示すマトリクス図である。
【図１７】Ｋ版用のディザ閾値を示すマトリクス図である。
【図１８】ドット出力位置例を示す説明図である。
【図１９】大文字を処理したデータを一部拡大した説明図である。
【符号の説明】
２００画像処理部
２２０量子化部
２２２誤差演算部
２２３ディザ閾値
２２５ドット出力位置制御部
２２６エッジ量算出部
２２７エッジ量量子化部
２２８エッジ量膨張処理部
２２９，２３０ディザ閾値切り替え部

Claims

画像データに基づき１ドットあたりＭ値で書き込む書き込み手段を有し、低解像度のＮ値画像データを高解像度のＭ値出力画像データ（２＜Ｍ＜Ｎ）に変換処理する画像処理装置において、
低解像度の画素単位で画素位置に対して周期的に変化するディザ閾値を用いた多値誤差拡散処理により前記Ｎ値画像データを、低解像度のＮ値画像データに対する高解像度のＭ値出力画像データの解像度の倍率の２乗に（Ｍ−１）を乗じ、１加えた値に、量子化する量子化手段と、
前記量子化による量子化結果を対応する高解像度の画素のドットオンの画素数に変換する変換手段と、
前記ドットオンとなる画素位置の出力順序を高解像度の各画素のＭ値出力に対応する単位のディザ閾値マトリクスに基づき制御するドット位置制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
前記ディザ閾値は、ドット集中型の網点画像を形成するように配列され、前記ドット位置制御手段は、前記ドット集中型の網点を形成する順序でドットを出力するように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記ドット位置制御手段は、前記ディザ閾値の周期と同じ周期でドット位置を制御することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
前記画像データの特徴量に応じて固定閾値かディザ閾値かを切り替えることを特徴とする請求項１、２または３に記載の画像処理装置。
さらに、前記画像データのエッジ量を算出するエッジ算出手段と、
前記エッジ算出手段で算出したエッジ量が大きいエッジ領域では前記ディザ閾値を固定閾値に切り替えるディザ閾値切り替え手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
さらに、前記画像データの分離情報にしたがって前記ディザ閾値を固定閾値に切り替えるディザ閾値切り替え手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。