JP4031240B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
【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−DII No.1 pp39−47 1992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 (6)
- 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。
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