JP4107059B2 - 画像処理方法および画像処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理方法および画像処理装置に関し、特にレーザービームプリンタや印刷製版機器の分野において、多値で表される入力画像データを、誤差拡散処理を行いながら複数個の微画素の2値データで階調表現するための画像処理方法および当該処理方法を実行する画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザービームプリンタやインクジェットプリンタ、あるいは印刷製版機器等の分野においては、色分解された多値画像データの濃度階調を再現する手法として、2値のドットの集まり(クラスター)の大きさで表現する面積階調法や、2値のドットの粗密で視覚的に濃度階調を表現するストキャスティックハーフトーニング技術がある。
【0003】
前者の面積階調法としては、規則正しい格子点を基点に画像濃度に応じて微小ドットを着色しながらドットの面積を変調するディザマトリクス(集中ディザ)法が知られている。一方、後者のストキャスティックハーフトーニング技術としては、画素毎に所定の閾値で2値化しながら、2値化誤差を未処理の隣接画素に拡散させ、マクロ的に濃度情報を保存する“誤差拡散法”が知られている(例えば、非特許文献1参照)。
【0004】
ディザマトリクス法では、予め設定した閾値と入力画像データの値とを1画素毎に比較しながら2値化処理を行っているため階調特性と分解能とを両立させるには、2値化処理の解像度を十分高くし、あわせてディザマトリクスのサイズも大きくしなければならない。また、網点が規則的に配置されることから二次色、三次色のカラーモアレ、原稿とのモアレといった問題を持っている。
【0005】
一方、誤差拡散法では、ディザマトリクスのように2値化閾値が画素位置に依存しないため、ドット構造の周期性が低く入力画像データの画像構造に追従しやすい、マクロ的に濃度情報を保存している、というような特徴があり、階調特性と高分解能とを両立させやすく、かつモアレ模様の発生を抑制する効果が大きいと言われている。
【0006】
しかしながら、誤差拡散法においても、特定データが連続して入力した場合には、拡散誤差が周期性を持ち、特定のテクスチャが発生したり、あるいはワームノイズと呼ばれる縞状のノイズが混入する、というような課題があった。これらの課題については、従来、拡散誤差に乱数データを付与する技術(例えば、特許文献1参照)や、拡散誤差に乗算する係数を種々の方法で切り替える技術(例えば、特許文献2参照)等を用いることによって解決を図ってきている。
【0007】
前者の従来技術に係る2値誤差拡散処理を施した場合の2値化画像を図20に模式図で示す。また、多値の1画素に対して2×2のビットマップを割り当て、各微画素単位で2値の誤差拡散処理、即ち高解像型の誤差拡散処理を施した場合の2値化画像を図21に模式図で示す。特に、インクジェットプリンタでは、このような高解像型の誤差拡散法を用いて高画質化が図られている。
【0008】
電子写真プロセスを使うレーザープリンタでは、走査ビームの副走査解像度の制約があり、主走査方向についてだけ高解像度化する手法が古くから使われてきている(例えば、非特許文献2参照)。このような記録系では、図22に示すような多値誤差拡散を用いることもできる。この多値誤差拡散法は、多値の1画素を例えば8分割して9値を表現できる画素を作る。具体的には、多値の1画素単位に濃度に応じて0,1/8,2/8,…,8/8と埋めて、入力値との誤差を周囲の画素に拡散するという手法である。
【0009】
ところが、誤差拡散法はインクジェットプリンタでは多く用いられ、その階調再現効果を十分に発揮できているが、レーザープリンタではあまり使われず、未だにディザマトリクス法やアナログラインスクリーン法が主流となっているのが現状である(例えば、特許文献3,4参照)。
【0010】
なぜなら、電子写真プロセスでは、感光体のMTF(Modulation Transfer Function;光学的伝達関数)をはじめ、露光、現像、転写、定着の各プロセスにおいて空間周波数応答が劣化するために、図21や図22に示した誤差拡散画像のような微小ドットが細かく配置された画像構造を記録信号として入力しても、再現性がばらついてウォッシュアウトやつぶれが起き、十分な階調再現ができなかったためである。
【0011】
これに対して、ディザマトリクス法やアナログラインスクリーン法では、所定位置のドットを濃度に応じて太らせていくため、空間周波数の上でのストレスは濃度域で大きく変化せず、プリンタの応答性に応じて網点の線数を設定すれば良く、ドットの面積変化で階調を表現できる。このため、ディザマトリクス法やアナログラインスクリーン法では、出力部での網点処理を前提に、これと干渉を起こさせないように画像データに対して所定の空間周波数のフィルタリング処理を施すなどの前処理を行うものもある。
【0012】
また、ドットの面積変調の特徴と誤差拡散処理の特徴とを合わせ持つことを狙った技術も提案されている(例えば、特許文献5,6参照)。
【0013】
先ず、特許文献5には、補正画像データ(加算誤差値を含む入力画像データ)の値が再現可能な最小ドットサイズに対応した値未満ではドットを発生させずに誤差値として周囲に拡散し、補正画像データの値が再現可能な最小ドットサイズに対応した値以上なら、補正画像データに対応したサイズのドットを形成して誤差データを零にする、という技術が開示されている。
【0014】
また、特許文献6には、誤差拡散処理で生成したドットのサイズを注目画素周辺濃度によってパルス幅変調する手法をとっており、低濃度は広く、高濃度は狭く変調することで、ウォッシュアウトやつぶれを防止する、という技術が開示されている。
【0015】
【特許文献1】
特公平1−058915号公報
【特許文献2】
特公平6-66873号公報
【特許文献3】
特許第2532398号明細書
【特許文献4】
特開昭53-19201号公報
【特許文献5】
特許第2664173号明細書
【特許文献6】
特開2000-138829号公報
【非特許文献1】
R.FLOYD&L.STEINBERG,“An Adaptive Algorithm for Spatial Grey Scale”,SID 75 DIGEST,pp36-37
【非特許文献2】
画像電子学会予稿85-07-02、田中知明他、「楕円ビームを用いた電子写真記録」
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、誤差拡散処理では、分散ドット構造が特徴であり、前述したとおり、特定の画像濃度に対して均一構造が現れないようにさまざまな工夫をしないと使えない技術である。これが不十分だと、分散構造の所々に規則正しい構造が混じるために、テクスチャの変化が目立って見苦しい画像となる。ところが、特許文献5に記載の従来技術では、ハイライト部分でのみ誤差拡散処理を行い、特定濃度以上では誤差拡散処理をせず画素単位のPWM(Pulse Width Moduration;パルス幅変調)しているため、ラインスクリーン構造となる。したがって、階調変化のある画像を出力すると切り替え領域近傍で構造変化が目立つため見苦しい画像となる。
【0017】
誤差拡散が濃度保存型処理であるのに対して、特許文献6に記載の従来技術では、処理後にドットサイズを変調していることから、濃度情報が保存されない領域が存在し、拡散させた濃度誤差と再現画像との間に不一致が発生するため、パルス幅変調(PWM)を行った部位とパルス幅変調を行わない部位との境界で階調ジャンプや濃度の逆転が起こる可能性がある。
【0018】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子写真プロセスや印刷のように、ドットの面積変調への追従性は良いが微小ドットがちりばめられた画像の再現性が厳しいプロセスを利用するマーキング技術において、ドットの面積変調による階調再現性を活かしながら、誤差拡散法の利点である分散ドット構造や入力画像への追従性の良さ、濃度保存による階調性の良さを発揮できる画像処理方法および当該処理方法を実行する画像処理装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、多値で表される入力画像データを、誤差拡散処理を行いながら複数個の微画素の2値データで階調表現するに際し、注目画素の多値画像データに補正データを加算して得られる補正画像データに応じたドットを形成するに当たって、所定の隣接画素について形成したドットに隣接するようにドットを形成する場合にk(kは2以上の整数)個未満の微画素からなるドットであっても形成し、注目画素の補正画像データの値が所定濃度以上である場合にはk個以上の微画素からなるドットのみを形成するとともに、この形成したドットの濃度と補正画像データの濃度との誤差を算出し、その濃度誤差情報を周辺画素の補正データとして用いる処理を処理画素毎に順に実行するようにする。
【0020】
要するに、本発明では、電子写真プロセスや印刷のように、ドットの面積変調への追従性は良いものの、微小ドットがちりばめられた画像の再現性が厳しいプロセスを利用するマーキング技術において、ドット再現開始の基点となるドット(以下、コアドット(最小単位のドットを複数個集めたもの)と記す)が所定のサイズ以上となるように規制しながら誤差拡散法で2値化処理を進め、さらに、コアドットの生成状況や画像データの濃度に応じて、コアドットに隣接する画素に最小単位のドット(以下、サブドットと記す)を配置することでドットの面積変調を行うようにする。このとき、サブドットの生成においても、注目画素の濃度と2値化処理後の画素の濃度誤差とを以降の処理画素に拡散していく。これにより、誤差拡散法の利点である分散ドット構造、入力画像への追従性の良さ、濃度保存による階調性の良さを活かすことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0022】
[第1実施形態]
一般に、画像を多値で表現する場合、300〜600dpi程度の解像度があれば十分であるが、これを2値画像で再現するには、より解像度の高いビットマップ画像を用いなければならない。例えば図1に示すように、2,400×2,400dpi、あるいは9,600×600dpiといった微画素で構成されたビットマップ画像である。ここでは、600dpiの多値画像を入力とし、16×1倍の9,600×600dpiの2値画像に変換する場合を例に挙げて説明するものとする。
【0023】
先ず、第1実施形態に係る画像処理方法では、多値の1画素に対応する2値の画像を、n×m個(n×m>1、n,mは整数)の微画素のマトリクスとして扱う。ここで、nは多値画像データ内の注目画素を走査する方向(主走査方向)の分割数、mは主走査方向に直交する副走査方向の分割数である。レーザープリンタの場合、ビームを走査する方向を主走査方向とする。2値誤差拡散では、1ドット毎にON/OFF(着色/非着色)の判定をしていくが、本実施形態では、微画素マトリクス単位で着色ドットを決定していくので、基本構成は多値誤差拡散である。以降、着色画素をON、非着色画素をOFFと表記する。
【0024】
本実施形態に係る画像処理方法では、注目画素の多値画像データに補正データを加算して得られる補正画像データに応じたドットを形成するに当たって、所定の隣接画素について形成したドットに隣接するようにドットを形成する場合にのみk(kは2以上の整数)個未満の微画素からなるドットであっても形成し、それ以外の場合にはk個以上の微画素からなるドットのみを形成する。
【0025】
具体的には、注目画素の補正画像データの値が例えば所定濃度以上である場合は、k個以上の微画素からなるドットを当該注目画素に対応させて形成し、これをドット再現開始の基点となるコアドットとし、所定濃度未満である場合は、当該隣接画素に隣接するように所定の隣接画素についてドットを形成する場合にのみ、コアドットの生成状況や補正画像データの濃度に応じた数の微画素からなるドットを形成し、これをサブドットとする。
【0026】
ここで、電子写真プロセスにおいて、誤差拡散画像のような微小ドットが細かく配置された画像構造を記録信号として入力しても、再現性がばらついてウォッシュアウトやつぶれが起き、十分な階調再現ができなく、逆に大きすぎると目につきやすくなることから、これらの問題を解決するようにkの値が決定される。具体的には、画像形成システムの特性に応じて、kの値としては、例えば9600×600dpiの画像形成装置において、画素が16微画素からなる場合を例にとると、16微画素の半分程度、好ましくはk=8が好ましい。但し、k=8に限られるものではなく、2以上の任意の値に設定可能である。この値は、解像度だけでなく、トナーの粒径や画像形成システムの特性、多値画像データや補正画像データの値、あるいは濃度域によって変えるようにしても良い。
【0027】
そして、n×mの微画素マトリクスのON/OFFパターンを次の少なくとも6種類で定義する。
(1)Wht(全微画素・OFF)
(2)Blk(全微画素・ON)
(3)Core_B(コアドット・黒)
所定の位置の数個をON
(4)Core_W(コアドット・白)
所定の位置の数個をOFF
(5)SuB_B(サブドット・黒)
Core_Bに隣接する位置の微画素を含み、補正画像データの値に応じた数だけON
(6)SuB_W(サブドット・白)
Core_Wに隣接する位置の微画素を含み、補正画像データの値に応じた数だけOFF
【0028】
なお、n×mの微画素マトリクスのON/OFFパターンについては、上記の6種のパターンに限定されるものではなく、例えばパターン(3) , (4)について着色または未着色の微画素の位置をさらに特定してパターン数を増やすことも可能である。
【0029】
上記の6種のパターン(1)〜(6)の模式図を図2の下部に番号(1)〜(6)に対応して示してある。なお、図2は、二段階多値誤差拡散の概要(16×1)を示す図である。この二段階多値誤差拡散では、注目画素の多値画像データに周辺の2値化済み画素からの誤差などの補正データを加算した補正画像データの値と、左画素のON/OFFパターンとの関係から、注目画素を上記6つのパターン(1)〜(6)のいずれかに決定する。図2では、例えば、以下のように場合分けをしている。
【0030】
・処理済み左画素の右端がOFFの場合
補正画像データ<Th1_Low →Wht
Th1_Low≦補正画像データ<Th_Center→Core_B
Th_Center≦補正画像データ →SuB_W/左
【0031】
すなわち、処理済み左画素の右端がOFFの場合において、補正画像データの値が下側閾値Th1_Low未満のときは全微画素をOFF(パターン(1))とし、補正画像データの値が下側閾値Th1_Low以上でかつ中間閾値Th_Center未満のときはコアドットをON(パターン(3))、即ち所定の位置のk個の微画素、例えば右側半分の8個の微画素を着色し、補正画像データの値が中間閾値Th_Center以上のときは左端サブドットをOFF(パターン(6))、即ち左側の白画素に隣接する位置の微画素を含み、着色地の画素の左端から補正画像データの濃度に応じた数(k個未満であっても)の微画素を未着色とする。逆に言えば、右端から当該補正画像データの濃度に応じて微画素が着色されることになる。
【0032】
・処理済み左画素の右端がONの場合
補正画像データ<Th_Center→SuB_B/左
Th_Center≦補正画像データ<Th1_High →Core_W
Th1_High≦補正画像データ →Blk
【0033】
すなわち、処理済み左画素の右端がONの場合において、補正画像データの値が中間閾値Th_Center未満のときは左側サブドットをON(パターン(5))、即ち左側の黒画素に隣接する位置の微画素を含み、未着色の画素の左端から補正画像データの濃度に応じた数(k個未満であっても)の微画素を着色し、補正画像データの値が中間閾値Th_Center以上でかつ上側閾値Th1_High未満のときはコアドットをOFF(パターン(4))、即ち着色地の画素の所定の位置のk個の微画素、例えば右側半分の8個の微画素を未着色とする。逆に言えば、左側半分の微画素を着色する。また、補正画像データが上側閾値Th1_High以上のときは全微画素をON(パターン(2))とする。
【0034】
以上から明らかなように、コアドットでは、注目画素の補正画像データの濃度によらず、k個以上の微画素、本例では16個の微画素のうちの半分を画素の右側または左側に配置する(3値誤差拡散)。なお、コアドットの形成に当たっては、後に処理する画素の方向(処理方向の下流側)、例えば右側あるいは下側の画素に寄せてコアドットを形成するようにする。サブドットについては、黒の微画素または白の微画素が集まるように、具体的には多値画像データ(または、補正画像データ)の値が低濃度のときは黒の微画素が集まるように、高濃度のときは白の微画素が集まるように形成する。サブドットでは、注目画素の補正画像データを17ステップに量子化し、そのステップ数の微画素をコアドットに隣接する位置に配置する(17値誤差拡散)。
【0035】
注目画素のパターンが決定したら、1画素内でONとなった微画素で表される濃度と補正画像データの値とを比較して濃度誤差を算出し、濃度誤差情報として順次一次記憶する。次の注目画素から特定の位置にある濃度誤差情報に、相対位置に応じた重みづけ係数を乗算し、次の注目画素の補正データとする。そして、注目画素のアドレスを更新し、順次、同様の処理を繰り返す。
【0036】
なお、誤差を含む補正画像データは0未満、256以上の値をとり得るが、SuB_Wとして白サブドットの個数0(全黒)、SuB_Bとして黒サブドットの個数0(全白)を含めておけば上記条件で矛盾しない。
【0037】
このような処理を施した2値画像の例を図3に示す。ここでは、Core_Bとして16個の微画素のうち右8個を黒、Core_Wとして16個の微画素のうち右8個を白としている。そのため、微画素が集合した最小ドットとして、1/2画素以上の大きさが確保できるとともに、コアドットに隣接した画素ではサブドットが配置され、ドットサイズが変調されている。
【0038】
上述したように、第1実施形態に係る画像処理方法によれば、多値で表される入力画像データを、誤差拡散処理を行いながら複数個の微画素の2値データで階調表現するに際し、注目画素の多値画像データに補正データを加算して得られる補正画像データに応じたドットを形成するに当たって、所定の隣接画素について形成したドットに隣接するようにドットを形成する場合にのみk個未満の微画素からなるサブドットであっても形成し、それ以外の場合にはk個以上の微画素からなるコアドットのみを形成することで、次のような作用効果を得ることができる。
【0039】
すなわち、ドット再現開始の基点となるコアドットが所定のサイズ以上となるように規制しながら誤差拡散法(多値誤差拡散)で2値化処理を進めて、コアドットを基点としサブドットを隣接させることで、コアドットに付随するサブドットがある程度不規則な配置をとりながら全体に散るため、良好な階調再現を実現できる。特に、ドットの面積変調(サイズ変調)によって1ドットが1画素よりも大きくなる可能性があり、1画素よりも大きいサイズのドットを配置した場合は、同じ面積に1画素サイズのドットに配置する場合に比べて繰り返し周期が低くなるためドットの密度が低くなり、結果として、ドットが高密度になりすぎることを防止でき、しかも小さいドットが高密度になることによって再現性がばらついてウォッシュアウトやつぶれが起きるという従来技術の課題も解決できる。
【0040】
また、コアドットを形成する際に、後に処理する画素の方向に寄せてコアドットを形成することにより、コアドットに対してサブドットを最適な位置に隣接して配置できるため、サブドット形成による作用効果、即ちドットサイズ変調による良好な階調再現を享受できる。また、コアドット、サブドットの生成処理において、誤差拡散処理を作用させているので濃度保存性も保証できる。さらに、コアドットのサイズをパラメータとして変更することで、容易に出力機器の特性に合ったドットサイズ構造の2値化画像を生成することができる。
【0041】
なお、注目画素の画像データに補正画像データを加算する際に、乱数データを合わせて加算することで、特定画像データで規則的な構造(テクスチャノイズ)が発生するのを防止することができる。また、加算する乱数データは、多値画像データや補正画像データに応じて範囲を限定したり、加算しない場合を設けても良い。また、Th1_Low、Th_CenterおよびTh1_Highを、多値画像データや補正画像データに応じて可変にしたり、ランダムに変えたり、所定の割合で変えることも可能であり、乱数データを加算することと同様の効果や濃度域によるON画素の粗密変化による違和感を防止できる。
【0042】
[第2実施形態]
第1実施形態に係る画像処理方法では、600dpiの多値画像データを入力とし、直前に処理した微画素パターンを参照しながら、16×1倍の9,600×600dpiの2値画像に変換する場合を例に挙げて説明した。これに対して、本実施形態に係る画像処理方法では、隣接する3つの処理済み画素(左、上、左上)を参照しながら4×4、2,400×2,400dpiの2値画像に変換する場合を例に挙げて説明する。
【0043】
先ず、4×4微画素マトリクス内のコアドットの配置を右下に定義する。図4に示すように、注目画素に隣接する左、上、左上の3個の参照画素(処理済み画素)にCore_Bに該当する微画素パターンが無ければ、即ちCore_BにONの微画素がなければ、注目画素はCore_Bとなり得る。
【0044】
ここで、
Th1_Low≦補正画像データ<Th_Center→Core_B
となり、図4に示す注目画素のように、右下隅に所定の数(本例では、3個)がCore_BとしてONとなる。図中には、Core_Bとなるパターンの一部を例として示したが、どのようなパターンでCore_Bを設定するかは、システムの特性に応じて決定すれば良い。図5に、Core_Bのその他の発生パターン例を示す。
【0045】
図6は、隣接画素にCore_Bが存在した場合の注目画素のサブドット変換例を示す図である。図6(A)では、左上の画素の隣接部がCore_Bとなっており、
注目画素の補正画像データ<Th_Center
なので、注目画素はSuB_Bとなり、補正画像データの値に応じて左上からドットをONにする。図6(B)では、左と上の2つの隣接画素がCore_Bとなっており、注目画素のSuB_Bは左下、右上の2か所からドットをONにする。
【0046】
図7は、Core_Wドットが発生するパターン例を示す図である。Core_Bの場合とON/OFFが反対になっているが処理の手順は同様である。図8にCore_Wの発生パターン例を示したが、これは発生パターン例のほんの一部である。
【0047】
上述したように、第2実施形態に係る画像処理方法によれば、第1実施形態に係る画像処理方法を前提とし、これに加えて、注目画素をコアドットとするか、サブドットとするかを判定するのに、注目画素に隣接する処理済み画素(本例では、左、上、左上)の2値化された微画素パターンを参照して、形成するドットパターンを制御するようにすることで、処理済みの画素の微画素パターンを注目画素のドットパターンに反映できるため、きめ細かなドット形状の設計が可能になる。
【0048】
なお、本実施形態においては、コアドット/サブドットの判定に際し、注目画素に隣接する3つの処理済み画素(左、上、左上)の多値画像データを参照するとしたが、これに限られるものではなく、注目画素に隣接する4つの処理済み画素(左、上、右上、左上)の内、少なくとも一つの画素の多値画像データを参照するようにしても良い。
【0049】
また、処理済み画素の多値画像データに限らず、注目画素をコアドットとするかサブドットとするかを判定するのに、隣接する4つの未処理画素(右、下、左下、右下)のうち、少なくとも一つの画素の多値画像データを参照するようにすることも可能である。すなわち、未処理画素についても多値画像データとして存在することから、多値レベルでの濃度の濃淡(大小)を参照情報として用いることで、画像端部の再現性や急峻な濃度勾配への追従性を高めることができる。
【0050】
[第3実施形態]
前述した第1、第2実施形態に係る画像処理方法では、コアドットの判定の閾値として、中間閾値Th_Center、下側閾値Th1_Lowおよび上側閾値Th1_Highの3つを用いていた。具体的には、Th_Center=128、Th1_Low=64、Th1_High=192とするならば、8ビットの補正画像データの最上位ビットと第2ビットの0/1判定をすれば、コアドットの判定が可能であった。
【0051】
これに対して、本実施形態に係る画像処理方法では、下側閾値Th1_Lowおよび上側閾値Th1_Highの代わりに、注目画素に加算される周囲からの誤差値(以下、加算誤差値と記す)が正か負かの判定を第二の判定基準として、第一閾値である中間閾値Th_Centerと組み合わせて用いるようにしている。このときの補正画像データと生成パターンの関係を図9に示す。
【0052】
ここでは、
・処理済み左画素の右端がOFFの場合
(補正画像データ<Th_Center)&(加算誤差<0)→Wht
(補正画像データ<Th_Center)&(0≦加算誤差)→Core_B
Th_Center≦補正画像データ →SuB_W/左
【0053】
すなわち、処理済み左画素の右端がOFFの場合において、補正画像データの値が中間閾値Th_Center未満でかつ加算誤差値が負のときは全微画素をOFF(パターン(1))、補正画像データの値が中間閾値Th_Center未満でかつ加算誤差値が正(0を含む)のときはコアドットをON(パターン(3))、即ち所定の位置のk個の微画素、例えば右側半分の8個の微画素を着色し、補正画像データの値が中間閾値Th_Center以上のときは左端サブドットをOFF(パターン(6))、即ち左側の白画素に隣接する位置の微画素を含み、着色地の画素の左端から補正画像データの濃度に応じた数の微画素を未着色とする。逆に言えば、右端から当該補正画像データの濃度に応じて微画素が着色されることになる。
【0054】
・処理済み左画素の右端がONの場合
補正画像データ<Th_Center →SuB_B/左
(Th_Center≦補正画像データ)&(加算誤差<0)→Core_W
(Th_Center≦補正画像データ)&(0≦加算誤差)→Blk
【0055】
すなわち、処理済み左画素の右端がONの場合において、補正画像データの値が中間閾値Th_Center未満のときは左側サブドットをON(パターン(5))、即ち左側の黒画素に隣接する位置の微画素を含み、未着色の画素の左端を補正画像データの濃度に応じた数(k個未満)の微画素を着色し、補正画像データの値が中間閾値Th_Center以上でかつ加算誤差値が負のときはコアドットをOFF(パターン(4))、即ち着色地の画素の所定の位置のk個の微画素、例えば右側半分の8個の微画素を未着色とする。逆に言えば、左側半分の微画素を着色する。また、補正画像データの値が中間閾値Th_Center以上でかつ加算誤差値が正(0を含む)のときは全微画素をON(パターン(2))とする。
【0056】
上述したように、第3実施形態に係る画像処理方法では、コア画素を判定するのに加算された誤差値(補正画像データ)の極性(正/負)の判定を第二の判定基準として、第一閾値である中間閾値Th_Centerと組み合わせて用いることにより、第1、第2実施形態に係る画像処理方法に比べて、コア画素の判定を素早く行うことができるため、低濃度画素が続く状態に対して早めにコアドットを生成できる。
【0057】
[第4実施形態]
前述した第3実施形態に係る画像処理方法では、コアドットの判定の閾値として、注目画素に加算される周囲からの加算誤差値(補正画像データ)が正か負かの判定を第二の判定基準として、第一閾値である中間閾値Th_Centerと組み合わせて用いていた。
【0058】
これに対して、本実施形態に係る画像処理方法では、第三の判定基準として、下側制限値Clip_Lowおよび上側制限値Clip_Hiを加え、注目画素に加算される周囲からの加算誤差値(補正画像データ)が正か負かを判定する第二の判定基準と、第一閾値である中間閾値Th_Centerとを組み合わせて用いるようにしている。このときの補正画像データと生成パターンの関係を図10に示す。
【0059】
ここでは、
【0060】
すなわち、処理済み左画素の右端がOFFの場合において、補正画像データの値が下側制限値Clip_Low未満では全微画素をOFF(パターン(1))、補正画像データの値が下側制限値Clip_Low以上、中間閾値Th_Center未満で、かつ加算誤差値が負のときは全微画素をOFF(パターン(1))、補正画像データの値が下側制限値Clip_Low以上、中間閾値Th_Center未満で、かつ加算誤差値が正(0を含む)のときはコアドットをON(パターン(3))、即ち所定の位置のk個の微画素、例えば右側半分の8個の微画素を着色する。補正画像データの値が上側制限値Clip_Hiを超えたときには、全微画素をON(パターン(2))、補正画像データの値が上側制限値Clip_Hi以下、中間閾値Th_Center以上のときは左端サブドットをOFF(パターン(6))、即ち左側の白画素に隣接する位置の微画素を含み、着色地の画素の左端から補正画像データの濃度に応じた数の微画素を未着色とする。逆に言えば、右端から当該補正画像データの濃度に応じて微画素が着色されることになる。
【0061】
【0062】
すなわち、処理済み左画素の右端がONの場合において、補正画像データの値が下側制限値Clip_Low未満では全微画素をOFF(パターン(1))、補正画像データの値が下側制限値Clip_Low以上で中間閾値Th_Center未満のときは左側サブドットをON(パターン(5))、即ち左側の黒画素に隣接する位置の微画素を含み、未着色の画素の左端を補正画像データの濃度に応じた数の微画素を着色する。補正画像データが中間閾値Th_Center以上、上側制限値Clip_Hi以下でかつ加算誤差値が負のときはコアドットをOFF(パターン(4))、即ち着色地の画素の所定の位置のk個の微画素、例えば右側半分の8個の微画素を未着色とする。逆に言えば、左側半分の微画素を着色する。補正画像データの値が中間閾値Th_Center以上、上側制限値Clip_Hi以下でかつ加算誤差値が正(0を含む)のときは全微画素をON(パターン(2))。また、補正画像データの値が上側制限値Clip_Hiを超えたときは全微画素をON(パターン(2))とする。
【0063】
上述したように、第4実施形態に係る画像処理方法では、第三の判定基準として、下側制限値Clip_Lowおよび上側制限値Clip_Hiを加え、コア画素を判定するのに加算された誤差値(補正画像データ)の極性(正/負)の判定と、中間閾値Th_Centerとを組み合わせて用いるようにしているため、第3実施形態に係る画像処理方法に比べて、画像エッジ部の切れが良くなるだけでなく、図16に示した入力機器30やクライアントPC20につながる図示されない入力機器から送られてくる画像に対して、背景カブリや濃度低下を防止できる。
【0064】
なお、本実施形態では、下側制限値Clip_Lowまたは上側制限値Clip_Hiと補正画像データとを比較するとしたが、比較対象を多値画像データとしたり、補正画像データと多値画像データの両方とし、両方が条件を満たす場合やどちらか片方が満たす場合に判定の真偽を決定しても良く、またシステムや入力画像に応じてどれか1つのケースのみを採用したり、Flag等で切り替えて使い分けても良い。
【0065】
また、第三の判定基準とした下側制限値Clip_Lowおよび上側制限値Clip_Hiの値としては、下側制限値Clip_Lowについては好ましくは中間閾値Th_Center以下、上側制限値Clip_Hiについては好ましくは中間閾値Th_Center以上であるが、下側制限値Clip_Lowが上側制限値Clip_Hiを上回らなければ良く、画像形成システムの特性、入力画像に応じて変えても良い。
【0066】
また、本実施形態では、下側制限値Clip_Lowまたは上側制限値Clip_Hiと補正画像データとの比較を処理済み左画素の判定後に行うようにしているが、下側制限値Clip_Lowまたは上側制限値Clip_Hiと補正画像データとの比較を処理済み左画素の判定前に行うようにしても良い。
【0067】
[第5実施形態]
前述した第3実施形態に係る画像処理方法では、コアドットの判定の閾値として、注目画素に加算される周囲からの加算誤差値(補正画像データ)が正か負かの判定を第二の判定基準とし、第一閾値である中間閾値Th_Centerと組み合わせて用いていた。
【0068】
これに対して、本実施形態に係る画像処理方法では、第三の判定基準として、中間閾値Th_Centerを含むその近傍の中間範囲を規定する中央下限値Cntr_Lおよび中央上限値Cntr_Hと、当該中間範囲でのドット形成の処理の有効/無効を示すフラグFlag(例えば、1/0)とを加え、注目画素に加算される周囲からの加算誤差値(補正画像データ)が正か負かの第二判定基準と、第一閾値である中間閾値Th_Centerとを組み合わせて用いるようにしている。
【0069】
なお、中間範囲でのドット形成の処理の有効/無効を示すフラグFlagについては、本例では、中間閾値Th_Centerを基準に中間範囲を中央下限値Cntr_L側と中央上限値Cntr_H側とに分け、各範囲ごとにドット形成の処理の有効/無効を示す下側フラグFlag_Lと上側フラグFlag_Hとを使い分けるようにしている。このときの補正画像データと生成パターンの関係を図11に示す。
【0070】
ここでは、
【0071】
すなわち、処理済み左画素の右端がOFFの場合において、補正画像データの値が中央下限値Cntr_L未満で、かつ加算誤差値が負のときは全微画素をOFF(パターン(1))、補正画像データの値が中央下限値Cntr_L以上、中間閾値Th_Center未満で、かつ加算誤差値が負のときは下側フラグFlag_Lに応じて全微画素をOFF(パターン(1))または、コアドットをON(パターン(3))する。補正画像データの値が中間閾値Th_Center未満で、かつ加算誤差値が正(0を含む)のときはコアドットをON(パターン(3))、即ち所定の位置のk個の微画素、例えば右側半分の8個の微画素を着色する。補正画像データの値が中間閾値Th_Center以上のときは左端サブドットをOFF(パターン(6))、即ち左側の白画素に隣接する位置の微画素を含み、着色地の画素の左端から補正画像データの濃度に応じた数の微画素を未着色とする。逆に言えば、右端から当該補正画像データの濃度に応じて微画素が着色されることになる。
【0072】
【0073】
すなわち、処理済み左画素の右端がONの場合において、補正画像データの値が中間閾値Th_Center未満のときは左側サブドットをON(パターン(5))、即ち左側の黒画素に隣接する位置の微画素を含み、未着色の画素の左端を補正画像データの濃度に応じた数の微画素を着色する。補正画像データの値が中間閾値Th_Center以上で、かつ加算誤差値が負のときはコアドットをOFF(パターン(4))、即ち着色地の画素の所定の位置のk個の微画素、例えば右側半分の8個の微画素を未着色とする。逆に言えば、左側半分の微画素を着色する。補正画像データの値が中間閾値Th_Center以上、中央上限値Cntr_H以下で、かつ加算誤差値が正(0を含む)のときは上側フラグFlag_Hに応じて全微画素をON(パターン(2))または、コアドットをOFF(パターン(4))とする。また、補正画像データの値が中央上限値Cntr_Hを超え、かつ加算誤差値が正(0を含む)のときは全微画素をON(パターン(2))とする。
【0074】
上述したように、第5実施形態に係る画像処理方法では、第三の判定基準として、中間範囲を規定する中央下限値Cntr_Lおよび中央上限値Cntr_Hと、当該中間範囲でのドット形成の処理の有効/無効を示す下側フラグFlag_Lおよび上側フラグFlag_Hとを加え、コア画素を判定するのに加算された誤差値(補正画像データ)の極性(正/負)の判定と、中間閾値Th_Centerとを組み合わせて用いることにより、第3実施形態に係る画像処理方法に比べて、中間濃度部でのON画素の粗密を制御できるため、濃度域によるON画素の粗密変化による違和感を防止できる。
【0075】
なお、本実施形態では、中央下限値Cntr_Lおよび中央上限値Cntr_Hと補正画像データとを比較するとしたが、比較対象を多値画像データとしたり、補正画像データと多値画像データの両方とし、両方が条件を満たす場合やどちらか片方が満たす場合に判定の真偽を決定しても良く、またシステムや入力画像に応じてどれか1つのケースのみを採用したり、Flag等で切り替えて使い分けても良い。
【0076】
また、中央下限値Cntr_Lおよび中央上限値Cntr_Hの値として、中央下限値Cntr_Lは0≦中央下限値Cntr_L≦中間閾値Th_Center、中央上限値Cntr_Hは中間閾値Th_Center≦中央上限値Cntr_H≦255(濃度の最大値)であれば良く、画像形成システムの特性や入力画像に合わせて適宜決定すれば良い。
【0077】
また、下側フラグFlag_Lおよび上側フラグFlag_Hについては、画像形成システムの特性に合わせて、所定の割合で1/0を出現させれば良い。すなわち、下側フラグFlag_Lおよび上側フラグFlag_Hにより、多値画像データおよび補正画像データの少なくとも一方の値が所定の範囲(中間範囲)に入った場合には、ドットを形成するのを所定の割合で変更することができる。また、下側フラグFlag_Lと上側フラグFlag_Hとを同一のフラグFlagとしても良い。
【0078】
[第6実施形態]
本実施形態に係る画像処理方法においては、多値画像データもしくは補正画像データに対応した画像を複数領域に分割し、その分割した領域に応じてコアドットとして生成する微画素の個数、即ちコアドットパターンのサイズを変えることを特徴としている。図12に示すように、濃度毎のコアドットパターンのサイズを変えることで、出力機器の階調特性に応じた再現開始ドットのサイズを設定できる。
【0079】
また、本実施形態に係る画像処理方法においては、誤差拡散処理の特徴としてONとなった微画素の個数で濃度を保存するようにしている。そのため、コアドットのサイズを変えて一つのクラスタードット(微画素の集合体)のサイズが大きくなれば、クラスタードットの個数が減って2値化画像の空間周波数が低くなる。
【0080】
一般に、誤差拡散処理では、中濃度域での空間周波数が高くなりすぎて出力機器の応答が難しくなる傾向にあるが、本実施形態に係る画像処理方法では、濃度毎のコアドットパターンのサイズを変えることで、中濃度域の空間周波数特性の調整を可能としている。また、コアドットパターンのサイズを設定する際に、コアドットとして生成する微画素の個数を処理画素毎にランダムに変えることで、クラスタードットの分散性が高まり、特定画像データに対するテクスチャノイズを防止できるため、画質向上に大きく寄与できる。
【0081】
図13に、低濃度域でのドットパターン例を示す。このパターン例では、低濃度域のコアドット(Core_B)のサイズを4から6程度としているため、微画素が4ないし6個のCore_B画素が分散し、ところどころSuB_Bがわずかに隣接している様子がわかる。
【0082】
図14に、中濃度域でのドットパターン例を示す。このパターン例では、中濃度域のコアドット(Core_B)のサイズを6から8程度としているため、微画素が6ないし8個のCore_B画素が分散し、ほとんどのCore_BにSuB_Bが隣接している様子がわかる。図中、拡大したドットパターンでは、7個の微画素からなるCore_Bの右側6個、下1個のSuB_Bが張り付いている様子を示している。
【0083】
図15に、高濃度域でのドットパターン例を示す。同図から明らかなように、高濃度域ではCore_Wが発生する。このパターン例では、12〜14個の微画素を白抜きしたCore_Wが分散し、ところどころ1個程度のSuB_Wが張り付いている様子が示されている。
【0084】
本実施形態で示したような微画素のクラスタードットが二次元的に分散しながら階調表現するためには、クラスタードットの分散性が重要であり、そのために処理ライン毎に各種パラメータを切り替えるという手法は、一般的な誤差拡散処理でも行われている。切り替えるパラメータとしては、例えば、誤差フィルタ係数、閾値、乱数の振幅等である。
【0085】
本実施形態に係る画像処理方法においては、これら一般的な手法に加えて、コアドットサイズ、コアドット判定閾値など固有のパラメータについても、偶数ラインと奇数ラインとで異ならせておくようにする。このように、多値画像データの奇数ラインと偶数ラインとで処理パラメータを変えることで、特定画像データに対するテクスチャノイズを防止できるため、画質向上に効果的である。
【0086】
以上説明した各実施形態に係る画像処理方法では、基本的となるコアドットの判定閾値として、濃度または濃度と加算誤差値の極性判定の組み合わせを用いるとしたが、濃度そのものだけでなく、濃度閾値に対して多値画像データの値を所定の割合で演算して求めた値を、基本的となるコアドットの判定閾値として用いることも可能である。また、加算誤差値の極性判定としている判定に誤差の大きさを加えた判定とすることも可能である。
【0087】
次に、上記各実施形態に係る画像処理方法を実行する画像処理装置について説明する。本画像処理装置は、画像出力装置、例えばレーザープリンタに供給される記録信号(画像信号)を処理するための記録信号処理部として用いられる。ただし、この適用例は一例に過ぎず、これに限られるものではない。
【0088】
図16は、レーザープリンタの画像信号の流れに沿った構成の概略を示すブロック図である。本例に係るレーザープリンタは、プリンタコントローラ10と呼ばれる回路機器を具備している。このプリンタコントローラ10には、ネットワークインターフェイス(N/W I/F)11を通してクライアントPC20などからの画像データや、入力処理部12を通したスキャナなどの入力機器30からの読取画像データが取り込まれる。
【0089】
これらの画像データや信号は、プリンタコントローラ10上のCPU13や専用ハードウェアで色変換や解像度変換、さらには拡大・縮小などの各種の画像処理が施され、記録デバイスにふさわしい色成分の画像データに変換される。この色変換後の画像データは、記録デバイスの起動に合わせて記録信号処理部14で処理され、さらにタイミング制御部15でその出力のタイミングが制御されながら記録デバイス、例えばプリンタ・エンジン40のレーザー駆動回路41に送られる。
【0090】
このプリンタコントローラ10において、上記各実施形態に係る画像処理方法を実行するための画像処理装置は、色分解済みの多値画像データをレーザーのオン/オフ信号のような2値データに変換処理する記録信号処理部14として用いられる。換言すれば、記録信号処理部14は、上記各実施形態に係る画像処理方法を実行することにより、色分解済みの多値画像データを、誤差拡散処理を行いながら複数個の微画素の2値データで階調表現するための信号処理を行う。
【0091】
[画像処理装置]
図17に、レーザープリンタの記録信号処理部14として用いられる本発明に係る画像処理装置の構成を示す。図17において、入力信号Diとして多値画像データが入力される。ここで、Di(x,y)は注目画素の画像データを、Di(x+1,y)は注目画素の次の画素の画像データをそれぞれ表している。注目画素の画像データDi(x,y)は、例えばフリップフロップ(F/F)からなり、画素クロックで動作するデータラッチ部51に取り込まれる。
【0092】
この画像データDi(x,y)は、データ比較部52および0/255判定部53に供給される。データ比較部52は、注目画素の画像データDi(x,y)と次の画素の画像データDi(x+1,y)とを比較する。このデータ比較部52の比較結果は、多値画像データでの方向を表す情報_Flagとして閾値処理部54に渡される。0/255判定部53は、注目画素の画像データDi(x,y)が0、255、それ以外のいずれの状態であるかを判定し、その判定結果を0/255判定部55に渡す。
【0093】
注目画素の画像データDi(x,y)はさらに加算器56に供給される。加算器56は、画像データDi(x,y)に対して後述する補正データを加算することによって補正画像データDe0(x,y)を生成する。この補正画像データDe0(x,y)は、クリップ部57で8ビット(0〜255)にクリップされて閾値処理部54および0/255判定部55に供給される。0/255判定部55は、画像データDi(x,y)または補正画像データDe0(x,y)が0,255、それ以外のいずれの状態であるかを判定し、その判定結果を閾値処理部54に渡す。
【0094】
閾値処理部54は、微画素のビットマップデータを直接生成せず、微画素が1画素内でどのようなパターンとなっているかを示すパターン情報(コード情報)と、1画素内のONとなる微画素の個数情報(塗潰し個数情報)とを出力する。このパターン情報は、微画素パターンがコアドットかサブドットか、パターンの方向、全微画素ON、全微画素OFFといった内容を示す情報である。この閾値処理部54の内部の具体的な構成については後述する。
【0095】
閾値処理部54から出力されるパターン情報および塗潰し個数情報は、ビットマップ処理部59に渡される。ビットマップ処理部59は、このコード情報および個数情報に基づいて、RAM60に格納されているルックアップテーブル(LUT)のデータLUT_Dataを用いてビットマップデータを生成する。この生成されたビットマップデータは、出力用ラインバッファ61に格納される。
【0096】
閾値処理部54から出力される塗潰し個数情報はさらに、補正画像データDe0(x,y)と共に誤差出力部62にも与えられる。誤差出力部62は、閾値処理部54から与えられる塗潰し個数情報と補正画像データDe0(x,y)とから濃度誤差値を算出する。この算出された濃度誤差値は、誤差バッファ部63に渡される。誤差バッファ部63は、順次ラインメモリに1ラインもしくは2ライン分蓄えながら、次画素の処理に必要な誤差データを揃えて誤差演算部64に渡す。
【0097】
誤差演算部64は、誤差バッファ部63から受け取った誤差データに対して、RAM65にあらかじめ格納してあるフィルタ係数を掛け合わせ、積和演算をした結果Err(x,y)を加算器66に送る。加算器66は、誤差演算部64での積和演算結果Err(x,y)に対して、乱数生成部67で生成される乱数データを加算し、先述した補正データとして加算器56に与えられる。
【0098】
乱数データについては、記録機器の用途や動作モードに応じてイネーブル/ディセーブルの切り替えが行われるようになっている。乱数生成部67の出力の一部は閾値処理部54にも与えられる。加算器66の加算データ、即ち補正データはマイナス判定器68にも与えられる。マイナス判定器68は、補正データの極性を判定し、負判定した極性情報Err_Pを閾値処理部54に送る。
【0099】
誤差演算部64での誤差演算に用いられる誤差拡散フィルタの一例を図18に示す。ただし、本発明の構成要件として特に誤差フィルタの特性を規定するものではない。また、誤差バッファ部63のラインメモリの構成は誤差フィルタの設計に応じて変えれば良いもので、必ずしも二段必要なものではない。
【0100】
また、誤差演算部64で使用するフィルタ係数や、ビットマップ処理部59で使用するLUT_Dataは、ROMのような記憶素子に記録する方法でも、外部機器からRAMに書き込んだデータを利用する方法でも構わない。ビットマップ処理部59は、パターン情報と個数情報を参照するルックアップテーブルをRAMで構成すれば簡単に書き換え可能であり、各種モードに応じた切り替えも可能となる。
【0101】
図19は、閾値処理部54の内部の具体的な構成例を示すブロック図である。本例に係る閾値処理部54は、パターン情報生成部541および個数情報生成部542を有する構成となっている。
【0102】
パターン情報生成部541は、入力される複数画素の処理済み画素パターン情報、方向情報_Flag、極性情報Err_P、0/255判定フラグ、Printer/Copy情報、補正画像データDe(x,y)の最上位ビット等の各情報を用いてパターン情報を生成する。このパターン情報は、そのまま外部(図17のビットマップ処理部59)に出力されるとともに、個数情報生成部542に与えられる。
【0103】
パターン情報生成部541については、RAMを使ったルックアップテーブルで構成すれば簡単に実現できる。なお、パターン情報生成部541では、必ずしも図示した信号全てを使用しなければならないものではない。入力ビット数が多ければ、ルックアップテーブルの規模が大きくなるので必要に応じて取捨選択すれば良い。
【0104】
個数情報生成部542は、パターン情報生成部541から与えられるパターン情報を見てコアドットかサブドットかを判定し、補正画像データDe(x,y)および乱数データからON微画素の個数を示す個数情報(塗潰し個数情報)を生成する。この個数情報生成部542では、コアドットとサブドットとで処理が異なる。
【0105】
サブドットであれば濃度に応じたビット数を計算する。図の例のように、4×4の微画素構成であれば濃度域を16ステップ(17レベル)に多値量子化することとなる。コアドットでは、濃度域に応じた中心値(L,M,H)に乱数処理した個数のONビット数を出力する。
【0106】
以上のような回路構成によって、先述した各実施形態に係る画像処理方法を実行する画像処理装置を実現している。続いて、本画像処理装置の回路動作について説明する。
【0107】
誤差演算部64では、誤差出力部62から誤差バッファ部63を経由して受け取った濃度誤差情報に、相対位置に応じた重み付け係数(本例では、フィルタ係数)を乗算し、次の注目画素の補正データとする。この補正データは、加算器66で乱数データが加算された後、加算器56で注目画素の画像データDi(x,y)に加算される。すなわち、2つの加算器56,66は、注目画素の画像データDi(x,y)に補正データを加算処理する補正データ処理部69を構成している。
【0108】
閾値処理部54、ラインメモリ58、ビットマップ処理部59およびその周辺の回路では、注目画素の画像データDi(x,y)が所定濃度以上である場合には、微画素k(kは2以上の整数)個以上からなるドットを当該注目画素に対応させて形成し、当該注目画素の多値画像データが当該所定濃度未満である場合には、所定の隣接画素についてドットを形成することとした場合に限って、当該隣接画素に対して所定の配置となるように当該注目画素の濃度に対応した個数の微画素からなるドットを形成する処理が行われる。
【0109】
具体的には、閾値処理部54では、微画素のビットマップデータを直接生成せず、微画素が1画素内でどのようなパターンとなっているかを示すパターン情報と、1画素内のONとなる微画素の個数情報とが生成される。例えば、n×mの微画素マトリクスのON/OFFパターンを先述した6つのパターン(1)〜(6)で定義し、注目画素の多値画像データに周辺の2値化済み画素からの誤差などの補正データを加算した補正画像データ補正画像データDe(x,y)の値と、左画素のON/OFFパターンとの関係から、注目画素を6つのパターン(1)〜(6)のいずれかに決定する。
【0110】
誤差出力部62では、1画素内で着色された微画素で表される濃度(本例の場合には、閾値処理部54から出力される塗潰し個数情報)と補正画像データDe(x,y)とを比較し、濃度誤差を算出して濃度誤差情報として出力する処理が行われる。この濃度誤差情報は、誤差バッファ部63に順次一次記憶される。すなわち、補正データ処理部69→閾値処理部54→誤差出力部62→誤差バッファ部63→誤差演算部64→補正データ処理部69のループが誤差拡散処理ループである。
【0111】
以上の一連の処理を要約すると、多値で表される入力画像データを、誤差拡散処理を行いながら複数個の微画素の2値データで階調表現するに際し、注目画素の多値画像データに補正データを加算して得られる補正画像データが所定濃度以上である場合に、k個以上の微画素からなるドットを当該注目画素に対応させて形成し、当該所定濃度未満である場合には、当該隣接画素に隣接するように所定の隣接画素についてドットを形成することとした場合に限り、当該画素の補正画像データの濃度に応じた数の微画素からなるドットを形成するとともに、この形成したドットの濃度と補正画像データの濃度との誤差を算出し、その濃度誤差情報に重みづけ係数を乗算して次の注目画素の補正データとする処理が、処理画素のアドレスを更新して各処理画素毎に順に実行することになる。
【0112】
なお、本適用例では、レーザープリンタに適用した場合を例に挙げて説明したが、製版機器やフイルム記録装置はもちろん、インクジェットプリンタなどの記録信号の生成やその装置にも同様に用いることが可能である。
【0113】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドット再現開始の基点となるコアドットが所定のサイズ以上となるよう規制しながら誤差拡散法(多値誤差拡散)で2値化処理を進めて、コアドットを基点としサブドットを隣接させることで、コアドットに付随するサブドットがある程度不規則な配置をとりながら全体に散るため、良好な階調再現を実現できる。特に、ドットのサイズ変調によって1画素よりも大きいサイズのドットを配置した場合、同じ面積に1画素サイズのドットに配置する場合に比べてドットの密度が低くなるため、ドットが高密度になりすぎることを防止できるとともに、ウォッシュアウトやつぶれの発生を抑えることができる。また、コアドット、サブドットの生成処理において誤差拡散処理を作用させているので濃度保存性も保証できる。さらに、コアドットのサイズをパラメータとして変更することで、容易に出力機器の特性に合ったドットサイズ構造の2値化画像を生成することができる。
【0114】
以上の効果により、特に電子写真プロセスや印刷のように、ドットの面積変調への追従性は良いが微小ドットがちりばめられた画像の再現性が厳しいプロセスを利用するマーキング技術において、これまで利用が困難であった誤差拡散処理の利用を可能とし、画像再現の高画質化に大きく寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 高解像記録方式の説明図である。
【図2】 二段階多値誤差拡散の概要の説明図である。
【図3】 二段階多値誤差拡散のパターン出力例を示す図である。
【図4】 4×4微画素構成でのCore_Bドットのパターン例を示す図である。
【図5】 4×4微画素構成でのCore_Bドットのその他のパターン例を示す図である。
【図6】 4×4微画素構成でのSuB_Bの例を示す図である。
【図7】 4×4微画素構成でのCore_Wドットのパターン例を示す図である。
【図8】 4×4微画素構成でのCore_Wドットのその他のパターン例を示す図である。
【図9】 加算誤差符号閾値と固定閾値の組み合わせ(その1)を示す図である。
【図10】 加算誤差符号閾値と固定閾値の組み合わせ(その2)を示す図である。
【図11】 加算誤差符号閾値と固定閾値の組み合わせ(その3)を示す図である。
【図12】 濃度毎のコアドットパターン例を示す図である。
【図13】 処理画像(低濃度部)を示す図である。
【図14】 処理画像(中濃度部)を示す図である。
【図15】 処理画像(高濃度部)を示す図である。
【図16】 レーザープリンタの画像信号の流れに沿った構成の概略を示すブロック図である。
【図17】 本発明に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図18】 拡散誤差係数例を示す図である。
【図19】 閾値処理部の構成例を示すブロック図である。
【図20】 2値誤差拡散の説明図である。
【図21】 2値誤差拡散(高解像型)の説明図である。
【図22】 多値誤差拡散の説明図である。
【符号の説明】
10…プリンタコントローラ、14…記録信号処理部、20…クライアントPC、30…入力機器、40…プリンタ・エンジン、51…データラッチ部、52…データ比較部、54…閾値処理部、58…ラインメモリ、59…ビットマップ処理部、62…誤差出力部、63…誤差バッファ部、64…誤差演算部、67…乱数生成部、69…補正データ処理部、541…パターン情報生成部、542…個数情報演算部
Claims (15)
- 多値で表される入力画像データを、誤差拡散処理を行いながら複数個の微画素の2値データで階調表現する画像処理方法であって、
注目画素の多値画像データに補正データを加算して得られる補正画像データに応じたドットを形成するに当たって、所定の隣接画素について形成したドットに対して隣接するようにドットを形成する場合にk(kは2以上の整数)個未満の微画素からなるドットであっても形成し、注目画素の補正画像データの値が所定濃度以上である場合にはk個以上の微画素からなるドットを形成する第1のステップと、
前記補正画像データの濃度と前記第1のステップで形成されたドットの濃度との誤差を算出し、その濃度誤差情報を周辺画素の前記補正データとして用いる第2のステップと
の各処理を処理画素毎に順に実行することを特徴とする画像処理方法。 - 前記多値画像データを1画素当たりn×m個(n×m>1、n,mは整数)の微画素の2値データで階調再現するものとし、
前記第1のステップの処理では、注目画素周辺の画素データおよび前記補正画像データを参照してn×mの微画素マトリクスを、
(1)全微画素を未着色
(2)全微画素を着色
(3)n×mの内、所定の位置の数個の微画素を着色
(4)n×mの内、所定の位置の数個の微画素を除いて着色
(5)n×mの内、パターン(3)に隣接する位置の微画素を含み、前記補正画像データの濃度に応じた数の微画素を着色
(6)n×mの内、パターン(4)に隣接する位置の微画素を含み、前記補正画像データ濃度に応じた数の微画素を未着色
の少なくとも6種の状態に分けてドットを形成する
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。 - 前記第1のステップの処理では、注目画素に隣接する4つの処理済み画素(左、上、右上、左上)の内、少なくとも一つの画素内の微画素による2値化パターンを参照する
ことを特徴とする請求項2記載の画像処理方法。 - 前記第1のステップの処理では、注目画素に隣接する4つの未処理画素(右、下、左下、右下)の内、少なくとも一つの画素の多値画像データを参照する
ことを特徴とする請求項2記載の画像処理方法。 - 前記第1のステップの処理では、ドット再現開始の基点となる前記k個以上の微画素からなるドットの生成を判定する際に、一つの閾値と前記補正データの値の極性とを判定基準として用いる
ことを特徴とする請求項2記載の画像処理方法。 - 前記第1のステップの処理では、前記多値画像データもしくは前記補正画像データに対応する画像を複数領域に分割し、ドット再現開始の基点となる前記k個以上の微画素からなるドットとして生成する微画素の個数を変える
ことを特徴とする請求項2記載の画像処理方法。 - 前記第1のステップの処理では、前記k個以上の微画素からなるドットとして生成する微画素の個数を処理画素毎にランダムに変える
ことを特徴とする請求項6記載の画像処理方法。 - 前記第1のステップの処理では、前記k個以上の微画素からなるドットを形成する際に、後に処理する画素の方向に寄せて形成する
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。 - 前記第1のステップの処理では、前記多値画像データおよび前記補正画像データの少なくとも一方の値が第1の判定値よりも小さい場合には、前記n×mの微画素マトリクスについて全微画素を未着色とする
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。 - 前記第1のステップの処理では、前記多値画像データおよび前記補正画像データの少なくとも一方の値が第2の判定値よりも大きい場合には、前記n×mの微画素マトリクスについて全微画素を着色とする
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。 - 多値で表される入力画像データを、誤差拡散処理を行いながら複数個の微画素の2値データで階調表現する画像処理方法であって、
注目画素の多値画像データに補正データを加算して得られる補正画像データに応じたドットを形成する際に、前記多値画像データを1画素当たりn×m個(n×m>1、n,mは整数)の微画素の2値データで階調再現するものとし、
注目画素周辺の画素データおよび前記補正画像データを参照してn×mの微画素マトリクスを、
(1)全微画素を未着色
(2)全微画素を着色
(3)n×mの内、所定の位置の数個の微画素を着色
(4)n×mの内、所定の位置の数個の微画素を除いて着色
(5)n×mの内、パターン(3)に隣接する位置の微画素を含み、前記補正画像データの濃度に応じた数の微画素を着色
(6)n×mの内、パターン(4)に隣接する位置の微画素を含み、前記補正画像データ濃度に応じた数の微画素を未着色
の少なくとも6種の状態に分けてドットを形成し、
前記多値画像データおよび前記補正画像データの少なくとも一方の値が所定の範囲に入った場合には、注目画素周辺の画素データおよび前記補正画像データを参照して、前記n×mの微画素マトリクスについて前記少なくとも6種の状態に分けてドットを形成するのを所定の割合で変更する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 前記所定の範囲でのドット形成の有効/無効を示すフラグを用いて当該フラグによって前記所定の割合を変更する
ことを特徴とする請求項11記載の画像処理方法。 - 多値で表される入力画像データを、誤差拡散処理を行いながら複数個の微画素の2値データで階調表現する画像処理装置であって、
注目画素の多値画像データに補正データを加算して得られる補正画像データに応じたドットを形成するに当たって、所定の隣接画素について形成したドットに対して隣接するようにドットを形成する場合にk(kは2以上の整数)個未満の微画素からなるドットであっても形成し、注目画素の補正画像データの値が所定濃度以上である場合にはk個以上の微画素からなるドットを形成するドット形成手段と、
前記補正画像データの濃度と前記ドット形成手段で形成されたドットの濃度との誤差を算出し、その濃度誤差情報を周辺画素の前記補正データとして用いる誤差拡散処理手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記多値画像データを1画素当たりn×m個(n×m>1、n,mは整数)の微画素の2値データで階調再現するものとし、
前記ドット形成手段は、注目画素周辺の画素データおよび前記補正画像データを参照してn×mの微画素マトリクスを、
(1)全微画素を未着色
(2)全微画素を着色
(3)n×mの内、所定の位置の数個の微画素を着色
(4)n×mの内、所定の位置の数個の微画素を除いて着色
(5)n×mの内、パターン(3)に隣接する位置の微画素を含み、前記補正画像データの濃度に応じた数の微画素を着色
(6)n×mの内、パターン(4)に隣接する位置の微画素を含み、前記補正画像データ濃度に応じた数の微画素を未着色
の少なくとも6種の状態に分けてドットを形成する
ことを特徴とする請求項13記載の画像処理装置。 - 前記ドット形成手段は、前記補正画像データの値が所定の範囲に入った場合には、注目画素周辺の画素データおよび前記補正画像データを参照して、前記n×mの微画素マトリクスについて前記少なくとも6種の状態に分けてドットを形成するのを所定の割合で変更する
ことを特徴とする請求項14記載の画像処理装置。
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