JP4114800B2 - 画像処理装置、画像処理方法、画像記録装置、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、多値画像データを高精細かつ高階調に印刷処理するための画像処理装置、画像処理方法、画像記録装置（画像形成装置）、プログラムおよび記録媒体に関する。

従来、画像記録を高速に行うために複数の光ビームを感光体上に一括して走査させて画像記録を行うマルチビーム方式の画像記録装置（画像形成装置）が知られている。このマルチビーム方式の画像記録装置においては、各光ビームの書き込みタイミング（各光ビームの感光体に画像を書き込むタイミング）を制御し、感光体上の各光ビームの書き出し位置（感光体上の各光ビームによる画像の書き込みを開始する位置）を正確に一致させる必要がある。例えば、複数のビームにより記録媒体上を走査して記録媒体上に情報の記録を行う記録装置において、前記複数のビームの有効走査領域外にビーム検出器を設け、前記複数のビームの内、選択されたビームが点灯した状態で前記ビーム検出器を通過する如く制御し、前記ビーム検出器の出力を基に複数のビームを変調するための複数の電気的な変調信号を生ぜしめ、複数のビームの各配置に対応して前記変調信号を各々遅延制御することにより複数のビームの記録媒体上の記録開始位置を一致させるようにしたビーム記録装置がある（例えば、特許文献１を参照）。また、複数のビームにより記録媒体上を走査して、該記録媒体上に情報の記録を行うマルチビーム記録装置において、前記複数のビームが所定位置に到来したことを検出して検出信号を出力するビーム検出器と、前記ビーム検出器へ前記複数のビームの１つが入射せしめるように設けられたビーム選択部材と、前記検出信号を分配する分配器とを有し、前記分配された検出信号により前記複数のビームのそれぞれの記録開始を制御するマルチビーム記録装置がある（例えば、特許文献２を参照）。

ここで、各光ビームの間に波長差がある場合は、ｆθレンズなどから構成される走査光学系の色収差により倍率誤差が発生する。この時は、正確な同期検知信号が得られた場合でも、各光ビーム間には上記倍率誤差により水平走査始端部から水平走査終端部側へ行くに従い次第に大きくなるような位相ずれ（位相同期ずれ）が発生することになる。

ところで、スキャナやディジタルカメラ等の入力装置で読み取った多値画像データをプリンタやディスプレイ等の出力装置に出力する画像入出力システムがある。その際に、入力装置で読み取った多値（例えば８ビット精度ならば２５６階調）の画像データを出力装置が出力可能な階調数の画像データに変換し、擬似的に連続階調を表現する方法として、擬似中間調処理がある。

中でも出力装置がドットのＯＮ／ＯＦＦのみの２値しか表現できないときには２値化処理が従来から行われている。この２値化処理の中で解像性と階調性に共に優れたものとして誤差拡散法や平均誤差最小法がある。誤差拡散法と平均誤差最小法は、誤差の拡散作業をいつ行うかが異なるだけであり、論理的には等価なものである。以下、誤差拡散で説明する。

誤差拡散に関する技術として、注目画素周辺の量子化済み画素から求めた値を閾値として量子化し、誤差拡散における特有のテクスチャ、いわゆるワームが発生するという問題を解消する技術がある（例えば、特許文献３を参照）。

また、注目画素周辺の量子化済み画素を参照する誤差拡散として、中、高濃度領域で画像が不安定になりやすい階調で、周辺の量子状態を参照しドットを抑制することで、低濃度領域で粒状性が良く、中、高濃度領域で安定性、階調性が良い画像を形成する誤差拡散がある（例えば、特許文献４を参照）。

特開昭５６−１０４５７２号公報 特開昭５７−６７３７５号公報 特許第２８３９１１０号公報 特開２００１−１６９１０５号公報

上記したマルチビーム方式の画像記録装置において、倍率誤差により主走査方向の始端部と終端部でのずれが異なり画質が大きく劣化してしまう。そこで倍率誤差によるずれによる画質劣化を制御できる中間調処理が求められてきた。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、
本発明の目的は、倍率誤差によって発生する画質劣化問題を解決できる画像処理装置、画像処理方法、画像記録装置、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。

特に、請求項１、２、１０〜１４記載の発明は、注目画素の主走査方向の画素位置ｘによりクラスター形成する因子を選択することで、倍率誤差によるずれによる画質劣化を抑制し、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。

また、請求項３記載の発明は、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数を予め設定しておくことで、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。

また、請求項４記載の発明は、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数を外部から入力された値に応じた関数とすることで、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。

また、請求項５記載の発明は、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数を予め複数用意しておき、外部から入力された値に応じて最適な関数を選択することで、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。

また、請求項６記載の発明は、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数と注目画素の主走査方向の画素位置ｘより得られる値をＬＵＴで求めることで処理を高速化することを目的とする。

また、請求項７記載の発明は、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数と注目画素の主走査方向の画素位置ｘより得られる値を逐次処理で求めることでＬＵＴを必要とせず、省メモリ化することを目的とする。

また、請求項８記載の発明は、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数の出力値の最大値と最小値の差をある範囲以内とすることで倍率誤差による画質劣化に対し劣化抑制の不具合が生じない関数を得ることで、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。

また、請求項９記載の発明は、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数は注目画素の主走査方向の画素位置ｘの一次関数とすることで、良好な画質の出力画像結果を得ることを目的とする。

本発明では、誤差拡散において注目画素の主走査方向の画素位置ｘによりクラスター形成する因子を選択する手段を備え、倍率誤差による画質劣化を目立たなくさせ良好な画質の画像を出力するものである。

本発明は、複数の半導体レーザーによるラスター書込みを行う画像記録装置に対し、多値（Ｍ値）画像データを、誤差拡散処理または平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ≧２）に量子化し、該Ｎ値のそれぞれに対応したドットを用いて記録を行う画像処理装置であって、注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された誤差を加えた補正データを出力する手段と、前記Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、注目画素周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された重み付け平均値を出力する手段と、所定の関数と注目画素の主走査方向の画素位置より得られる係数を選択する手段と、前記重み付け平均値に前記係数を乗算して修正値を出力する手段と、前記修正値に応じて閾値を出力する手段と、前記補正データと前記閾値とを比較して、Ｎ値画像データを出力する手段とを備えたことを特徴としている。

また、本発明は、複数の半導体レーザーによるラスター書込みを行う画像記録装置に対し、多値（Ｍ値）画像データを、誤差拡散処理または平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ≧２）に量子化し、該Ｎ値のそれぞれに対応したドットを用いて記録を行う画像処理装置であって、注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された誤差を加えた第１補正データを出力する手段と、前記Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、注目画素周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された重み付け平均値を出力する手段と、所定の関数と注目画素の主走査方向の画素位置より得られるヒステリシス係数を選択する手段と、前記重み付け平均値に前記ヒステリシス係数を乗算してヒステリシス値を出力する手段と、前記第１補正データとヒステリシス値を加えた第２補正データを出力する手段と、前記第２補正データと閾値とを比較して、Ｎ値画像データを出力する手段とを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、注目画素の主走査方向の画素位置ｘによりクラスター形成する因子を選択することで、倍率誤差によるずれによる画質劣化を抑制し、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響が解消される。

請求項１、２、１０〜１４記載の発明では、注目画素の主走査方向の画素位置ｘによりクラスター形成する因子を選択することで、倍率誤差によるずれによる画質劣化を抑制し、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響が解消される。

請求項３記載の発明では、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数を予め設定しておくことで、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響が解消される。

請求項４記載の発明では、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数を外部から入力された値に応じた関数とすることで、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響が解消される。

請求項５記載の発明では、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数を予め複数用意しておき、外部から入力された値に応じて最適な関数を選択することで、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響が解消される。

請求項６記載の発明では、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数と注目画素の主走査方向の画素位置ｘより得られる値をＬＵＴで求めることで処理を高速化することができる。

請求項７記載の発明では、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数と注目画素の主走査方向の画素位置ｘより得られる係数またはヒステリシス係数を逐次処理で求めることでＬＵＴを必要とせず、省メモリ化することができる。

請求項８記載の発明では、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数の出力値の最大値と最小値の差をある範囲以内とすることで倍率誤差による画質劣化に対し劣化抑制の不具合が生じない関数を得ることで、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響が解消される。

請求項９記載の発明では、倍率誤差による画質劣化を抑制する関数は注目画素の主走査方向の画素位置ｘの一次関数とすることで、良好な画質の出力画像結果を得ることができ、画質への悪影響が解消される。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１の画像処理装置の構成を示す。図２は、本発明が適用される画像記録装置の構成を示す。図３は、本発明の画像処理装置を用いて構成される画像入出力システムの構成を示す。図３において、画像入力装置３０１はスキャナやディジタルカメラ等の入力デバイスを示し、入力画像について例えば８ビット精度ならば２５６階調の画像データとして取り込まれる。この多値画像データが本発明の画像処理装置３０２に入力される。

画像処理装置（画像処理部）３０２では、画像入力装置３０１から入力された２５６階調の画像データに対し、この後段の画像出力装置３０３で出力可能な階調数に変換する処理を行う。この階調数変換処理では誤差拡散を用いてもよい。画像処理装置３０２で量子化した画像データは、図２に示すような画像記録装置（画像形成装置、画像出力装置）３０３に送られる。画像出力装置３０３で出力可能な階調数を２値として説明する。

図２において、画像が形成されるべき用紙は、本体トレイ１０１０あるいは手差しトレイ１０２０にセットされ、トレイ１０１０あるいは１０２０から給紙ローラ１０３０によって用紙の搬送が開始される。給紙ローラ１０３０による用紙の搬送に先立って、感光体（感光体ドラム）６６０が回転し、感光体６６０の表面は、クリーニングブレード１０５０によってクリーニングされ、次に、帯電ローラ１０６０で一様に帯電される。ここに、レーザー光学系ユニット１０７０から、画像信号に従って変調されたレーザー光が露光され、現像ローラ１０８０で現像されてトナーが付着し、これとタイミングを取って給紙ローラ１０３０から用紙の給紙がなされる。給紙ローラ１０３０から給紙された用紙は、感光体ドラム６６０と転写ローラ１０９０とに挟まれて搬送され、これと同時に、用紙にはトナー像が転写される。転写され残った感光体６６０上のトナーは、再び、クリーニングブレード１０５０で掻き落とされる。クリーニングブレード１０５０の手前には、トナー濃度センサ１１００が設けられており、トナー濃度センサ１１００によって感光体６６０上に形成されたトナー像の濃度を測定することができる。また、トナー像が載った用紙は搬送経路にしたがって、定着ユニット１１１０に搬送され、定着ユニット１１１０においてトナー像は用紙上に定着される。印刷された用紙は、最後に排紙ローラ１１２０を通って、記録面を下にしてページ順に排出される。

ところで、レーザー光学系ユニット１０７０には、ビデオ制御部７１０、ＬＤ（半導体レーザー）駆動回路７２０が接続されており、ビデオ制御部７１０では、パソコンやワークステーションからの画像信号などを制御したり、あるいは、内部に保持した評価チャート（テストパターン）信号などを発生させたりするようになっている。また、現像ローラ１０８０には、バイアス回路１１４０によって高圧バイアスがかけられており、バイアス回路１１４０において、このバイアスをコントロールすることにより、画像の全体的な濃度を制御したりすることが可能となっている。

図４は、レーザー光学系ユニットの構成例を示し、図２のレーザー光学系ユニット１０７０と射出された光ビームが書き込まれる潜像担持体としての感光体ドラムとの位置関係の一例を示す。

図４において、１１、１２はレーザーダイオード（半導体レーザー）、１３、１４はコリメートレンズ、１５は光路合成用光学部材、１６は１／４波長板、１７、１８はビーム整形光学系である。これらの各光学要素１１ないし１８はレーザー光源部（ビーム光源）Ｓｏｕを構成している。そのレーザー光源部Ｓｏｕから射出された２本の光ビームＰ１は、コリメータレンズＰ１、Ｐ２により平行光束とされて、走査光学系の一部を構成するポリゴンミラー１９に導かれ、このポリゴンミラー１９の各面２０ａ〜２０ｆにより主走査方向Ｑ１に反射偏向される。

その反射偏向された光ビームはｆθ光学系の一部を構成する反射ミラー２１、２２に導かれ、反射ミラー２２により反射偏向された光ビームは、ｆθ光学系２３を通過して斜設反射ミラー２４に導かれ、この斜設反射ミラー２４により潜像担持体としての感光体ドラム２５の表面２６に導かれる。感光体ドラム２５の表面２６はその光ビームＰ１により主走査方向Ｑ１にリニアーに走査される。この表面２６が光ビームＰ１による被走査面であり、この被走査面に書き込みが行われる。

レーザー光学系ユニット１０７０には、反射ミラー２４の長手方向両側（光ビームの主走査方向Ｑ１）に同期センサ２７、２８が設けられている。同期センサ２７は書き込み開始タイミングの決定に用いられ、同期センサ２８は書き込み終了タイミングの決定に用いられる。

また、図３のシステム構成では、処理に応じてそれぞれの装置を独立したものとして示したが、この限りではなく、画像処理装置３０２の機能が画像入力装置３０１中に存在する形態や、画像出力装置３０３中に存在する形態等もある。

図１は、図３に示す画像処理装置３０２の構成を示す。入力端子１０１からは画像入力装置３０１より多値画像データが入力される。ここで、２次元の画像データを表わすために、Ｉｎ（ｘ，ｙ）として表わす（ｘは画像の主走査方向のアドレス、ｙは副走査方向のアドレスを示す）。

次に、この入力データＩｎ（ｘ，ｙ）が加算器１０２に入力される。加算器１０２は入力データＩｎ（ｘ，ｙ）と誤差成分Ｅ（ｘ，ｙ）を加算し補正データＣ（ｘ，ｙ）を計算し、補正データＣ（ｘ，ｙ）を比較判定部１０３と減算器１０６へ出力する。

また、入力データＩｎ（ｘ，ｙ）は係数設定部１１１に入力され、本発明にかかわるヒステリシス係数ｈ（ｘ，ｙ）の設定を行う。図５は、入力データＩｎ（ｘ，ｙ）の主走査方向の画素位置ｘとヒステリシス係数ｈの関係を示すグラフである。画素位置ｘが始端のときヒステリシス係数ｈは０．２、画素位置ｘが終端であるときヒステリシス係数ｈは０．５となる１次式で表される関係である。具体的に、図２の画像記録装置でＡ３用紙の普通紙に６００ｄｐｉの書込みが可能な記録装置であるならば、画素位置ｘの始端は０、画素位置ｘの終端は７０１４となり、ヒステリシス係数ｈは式（１）のようになる。係数設定部１１１は画素位置ｘに応じてヒステリシス係数を設定しｈ（ｘ，ｙ）を修正値計算部１１０へ出力する。

ｈ＝０．００００４２７ｘ＋０．２ （１）
比較判定部１０３は、入力データＩｎ（ｘ，ｙ）に誤差Ｅ（ｘ，ｙ）が加算された補正データＣ（ｘ，ｙ）と閾値設定部１１２から入力されるＴ（ｘ，ｙ）に基づいて下記のように出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を決定する。

Ｉｆ（Ｃ（ｘ，ｙ）＜Ｔ（ｘ，ｙ））
ｔｈｅｎ Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝０ （２）
Ｅｌｓｅ
ｔｈｅｎ Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝２５５ （３）
このＯｕｔ（ｘ，ｙ）が出力端子１０４から画像出力装置３０３に対して出力される。

また、出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）は量子メモリ１０８と減算器１０６に入力される。減算器１０６は補正データＣ（ｘ，ｙ）と出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）から式（４）に示すように減算し、現画素で発生した誤差ｅ（ｘ，ｙ）が算出される。

ｅ（ｘ，ｙ）＝Ｃ（ｘ，ｙ）−Ｏｕｔ（ｘ，ｙ） （４）
次に誤差拡散部１０７では予め設定された拡散係数に基づいて、誤差ｅ（ｘ，ｙ）を配分して誤差メモリ１０５に蓄積されている誤差データＥ（ｘ，ｙ）に加算していく。ここで例えば拡散係数として図６に示したような係数を用いた場合、誤差拡散部１０７では下記のような処理を行う。

Ｅ（ｘ＋１，ｙ）＝
Ｅ（ｘ＋１，ｙ）＋ｅ（ｘ，ｙ）×７／１６ （５）
Ｅ（ｘ，ｙ＋１）＝
Ｅ（ｘ，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×３／１６ （６）
Ｅ（ｘ−１，ｙ＋１）＝
Ｅ（ｘ−１，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×５／１６ （７）
Ｅ（ｘ＋１，ｙ＋１）＝
Ｅ（ｘ＋１，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×１／１６ （８）
この誤差拡散処理で発生した誤差データは誤差メモリ１０５に格納される。

また、量子参照部１０９では量子メモリ１０８に蓄積されている出力値に対し、予め設定された参照係数に基づいて注目画素周辺の量子状態を重み付け参照した重み付け平均値Ｑ（ｘ，ｙ）を出力する。ここで例えば参照係数として図７に示したような係数を用いた場合、量子参照部１０９では下記のような処理を行う。

Ｑ（ｘ，ｙ）＝Ｏｕｔ（ｘ−１，ｙ）×１／２
＋Ｏｕｔ（ｘ，ｙ−１）×１／２ （９）
この量子参照部１０９で発生した重み付け平均値Ｑ（ｘ，ｙ）が修正値計算部１１０に出力される。修正値計算部１１０は量子参照部１０９から出力される重み付け平均値Ｑ（ｘ，ｙ）と係数設定部１１１から出力されるヒステリシス係数ｈ（ｘ，ｙ）より式（１０）に示すように修正平均値Ｒ（ｘ，ｙ）を計算し、閾値設定部１１２へ修正平均値Ｒ（ｘ，ｙ）を出力する。

Ｒ（ｘ，ｙ）＝Ｑ（ｘ，ｙ）×ｈ（ｘ，ｙ） （１０）
閾値設定部１１２は修正値計算部１１０から出力される修正平均値Ｒ（ｘ，ｙ）と、一般的な２値誤差拡散の閾値、すなわち出力値０、２５５の中間値１２７より式（１１）に示すように閾値Ｔ（ｘ，ｙ）を計算する。

Ｔ（ｘ，ｙ）＝１２７−Ｒ（ｘ，ｙ） （１１）
以上のように図１の構成によって、画像処理部における誤差拡散処理が行われる。

本発明の上記した処理により、なぜ誤差拡散処理で倍率誤差に対して効果があるかを以下説明する。

注目画素に隣接する２画素の出力値が共に２５５であった場合、式（９）より重み付け平均値Ｑは２５５を出力する。ヒステリシス係数ｈが０．５であれば式（１０）より修正平均値Ｒは１２７となり、式（１１）より閾値は０となり誤差が累積していなくてもドットを出力しやすくなり、ドットが隣接しやすくなり、クラスターを形成しやすい。これに対して、ヒステリシス係数ｈが０．１と小さい値であれば修正平均値Ｒは２５となり、閾値が１０２となり、ヒステリシス係数ｈが０．５の場合ほど低い値とならないので誤差が累積していなければドットを出力しないので、ドットが隣接しにくく、クラスターを形成しにくい。このようにヒステリシス係数ｈに応じてクラスターが形成されることになる。

倍率誤差がある光学系で書き込んだ場合、主走査方向の始端部では図４の同期センサ２７により書き込み開始タイミングの同期がとられているのでずれることはない。ずれは主走査方向の始端部から終端部側へ行くに従い線型に大きくなり、主走査方向の終端部近傍で２、３画素ずれが生じる。単純に誤差拡散により２値化した場合、入力値の濃度に応じてドットが一定の間隔に拡散する。このずれにより、ある一定の間隔で離散していたドットが、あるドットは近づき、あるドットは遠くなり粒状性を大きく劣化させてしまう。倍率誤差のずれにより主走査方向の始端部と終端部において粒状性は大きく変化してしまうので画質劣化となる。

これに対し、クラスターの形成を制御できる誤差拡散により２値化した場合、入力値の濃度に応じてクラスターが一定の間隔に拡散する。倍率誤差によるずれが生じても、クラスター内のドットがずれる、すなわちクラスターの形状が変わるだけであり、クラスターの間隔は一定であり、粒状性を大きく劣化させることはない。倍率誤差のずれは注目画素の主走査方向の画素位置ｘに応じて大きくなるので、画素位置ｘに応じてクラスターが形成しやすくすればよく、ヒステリシス係数ｈを大きくすればよい。倍率誤差のずれにより主走査方向の始端部と終端部において粒状性は変化がゆるやかとなり、画質劣化を抑制できる。

クラスター形成を制御するヒステリシス係数ｈは次の範囲の値にしておくことが望ましい。主走査方向の始端部において図４の同期センサ２７により書き込み開始タイミングの同期がとられているのでずれることはないからヒステリシス係数ｈ＝０、終端部においてずれが生じるのでヒステリシス係数ｈ＝１．５と、ヒステリシス係数ｈの変化が大きい場合において不具合が生じる。主走査方向の始端部においてまったくクラスター形成しなかった画像が、主走査方向の終端部においてはクラスター形成していれば、たとえ粒状性が大きく変化していなくても違和感が生じてしまう。このためヒステリシス係数ｈは主走査方向の終端部におけるヒステリシス係数ｈｅｎｄ（以下、ｈｅ）と主走査方向の始端部におけるヒステリシス係数ｈｓｔａｒｔ（以下、ｈｓ）の差ｈｅ−ｈｓは、６００ｄｐｉ書込みであれば０．５以下、１２００ｄｐｉ書込みであれば０．８以下が好ましい。

ヒステリシス係数ｈの設定は次のように行えばよい。あるレーザー光学系ユニットにおいて、主走査方向の終端部におけるずれによる粒状性劣化が少なくなるクラスターとなるようにヒステリシス係数ｈｅを求める。次に、主走査方向の終端部におけるクラスターと違和感のないように始端部におけるクラスターを形成するようにヒステリシス係数ｈｓを求める。倍率誤差によるずれは主走査方向の始端部から終端部側へ行くに従い線型に大きくなるので、ｈｓからｈｅの区間内は線型、一次式とした式（１）のようにしてもよい。実装においては式（１）のように逐次式で計算してもかまわないし、画素位置ｘとヒステリシス係数ｈをＬＵＴに保持してもかまわない。なお、画像記録装置によってはｈｓからｈｅの区間内を多項式で接続してもかまわない。

より高速に処理を行いたいのであれば、画素位置ｘに応じてヒステリシス係数ｈを求めるのではなく固定としてもよい。ヒステリシス係数ｈｓ＝０．４、ｈｅ＝０．５のようにｈｅ−ｈｓの差がほとんどないような場合においてはヒステリシス係数をｈｅに固定してもかまわない。

実機においては生産現場や利用者によってヒステリシス係数を設定してもかまわない。図４のレーザーダイオード１１、１２の波長差はあらかじめ予測されている範囲内であるため、主走査方向の終端部におけるずれる距離も予測される範囲内に落ち着く。複数のずれる距離に応じて図８に示すように複数のヒステリシス係数ｈｓ−ｈｅから１つのヒステリシス係数ｈｓ−ｈｅを選択すればよい。また、利用者によって画像で確認しながらｈｓ、ｈｅを設定してもかまわない。

上記した実施例では２値誤差拡散で説明したが、多値誤差拡散でも可能である。

３値誤差拡散で説明する。３値誤差拡散の出力値を０、１２７、２５５とすれば、３値誤差拡散の閾値は各出力値の中間値となり、出力値０と１２７と分ける第１閾値は６４、出力値１２７と２５５と分ける第２閾値は１９２となる。閾値設定部１１２は修正値計算部１１０から出力される修正平均値Ｒ（ｘ，ｙ）と、第１閾値６４、第２閾値１９２より式（１２）、式（１３）に示すように第１閾値Ｔ１（ｘ，ｙ）、第２閾値Ｔ２（ｘ，ｙ）を計算する。

Ｔ１（ｘ，ｙ）＝６４−Ｒ（ｘ，ｙ） （１２）
Ｔ２（ｘ，ｙ）＝１９２−Ｒ（ｘ，ｙ） （１３）
注目画素周辺の量子状態により第１、第２閾値が共に低く設定されれば誤差がたまっていなくてもドットを出力しやすくなり、ドットが隣接したクラスターを形成しやすくなる。

Ｎ値誤差拡散ではＮ−１ある閾値のすべてから修正平均値で減算したものを閾値とすればよい。

図９は、本発明の実施例２の画像処理装置の構成を示す。以下、実施例２を２値誤差拡散で説明する。

入力端子９０１からは画像入力装置３０１より多値画像データが入力される。ここで、２次元の画像データを表わすために、Ｉｎ（ｘ，ｙ）として表わす（ｘは画像の主走査方向のアドレス、ｙは副走査方向のアドレスを示す）。

次に、この入力データＩｎ（ｘ，ｙ）が第１加算器９０２に入力される。第１加算器９０２は入力データＩｎ（ｘ，ｙ）と誤差成分Ｅ（ｘ，ｙ）を加算し第１補正データＣ（ｘ，ｙ）を計算し、第１補正データＣ（ｘ，ｙ）を第２加算機器９０３と減算器９０７へ出力する。

また、入力データＩｎ（ｘ，ｙ）は係数設定部９１２に入力され、ヒステリシス係数ｈ（ｘ，ｙ）の設定を行う。係数設定部９１２はヒステリシス係数を設定しｈ（ｘ，ｙ）を修正値計算部９１１へ出力する。

第２加算器９０３は第１補正データＣ（ｘ，ｙ）と修正平均値Ｒ（ｘ，ｙ）を加算し第２補正データＤ（ｘ，ｙ）を計算し、第２補正データＤ（ｘ，ｙ）を比較判定部９０４へ出力する。

比較判定部９０４は、第２補正データＤ（ｘ，ｙ）と一般的な２値誤差拡散の閾値、すなわち出力値０、２５５の中間値１２７より下記のように出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を決定する。

Ｉｆ（Ｄ（ｘ，ｙ）＜１２７）
ｔｈｅｎ Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝０ （１４）
Ｅｌｓｅ
ｔｈｅｎ Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝２５５ （１５）
このＯｕｔ（ｘ，ｙ）が出力端子９０５から画像出力装置３０３に対して出力される。

また、出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）は量子メモリ９０９と減算器９０７に入力される。減算器９０７は第１補正データＣ（ｘ，ｙ）と出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）から式（４）に示すように減算し、現画素で発生した誤差ｅ（ｘ，ｙ）が算出される。

次に、誤差拡散部９０８では予め設定された拡散係数に基づいて、誤差ｅ（ｘ，ｙ）を配分して誤差メモリ９０６に蓄積されている誤差データＥ（ｘ，ｙ）に加算していく。ここで例えば拡散係数として図６に示したような係数を用いた場合、誤差拡散部９０８では式（５）から式（８）に示すような処理を行い、誤差データは誤差メモリ９０６に格納される。

また、量子参照部９１０では量子メモリ９０９に蓄積されている出力値に対し、予め設定された参照係数に基づいて注目画素周辺の量子状態を重み付け参照した重み付け平均値Ｑ（ｘ，ｙ）を出力する。ここで例えば参照係数として図７に示したような係数を用いた場合、量子参照部９１０では式（９）のような処理を行う。

この量子参照部９１０で発生した重み付け平均値Ｑ（ｘ，ｙ）は修正値計算部９１１に出力される。修正値計算部９１１は量子参照部９１１から出力される重み付け平均値Ｑ（ｘ，ｙ）と係数設定部９１２から出力されるヒステリシス係数ｈ（ｘ，ｙ）より式（１０）に示すように修正平均値Ｒ（ｘ，ｙ）を計算し、第２加算器９０３へ修正平均値Ｒ（ｘ，ｙ）を出力する。

以上のように図９の構成によって、画像処理部における誤差拡散処理が行われる。上記した処理により、なぜ誤差拡散処理で倍率誤差に対して効果があるかを以下説明する。

注目画素に隣接する２画素の出力値が共に２５５であった場合、式（９）より重み付け平均値Ｑは２５５を出力する。ヒステリシス係数ｈが０．５のような値であれば式（１０）より修正平均値Ｒは１２７となる。第１補正データＣに誤差が累積していなくても修正平均値Ｒが加算されるのでドットを出力しやすくなり、ドットが隣接しやすくなり、クラスターを形成しやすい。これに対して、ヒステリシス係数ｈが０．１と小さい値であれば修正平均値Ｒは２５となる。第１補正データＣに誤差が累積していなければ修正平均値Ｒが加算されてもドットを出力しないので、ドットが隣接しにくく、クラスターを形成しにくい。このようにヒステリシス係数ｈに応じてクラスターが形成されることになる。

上記した実施例２では２値誤差拡散で説明したが、多値誤差拡散でも可能である。図９の第２加算器９０３は第１補正データＣ（ｘ，ｙ）と修正平均値Ｒ（ｘ，ｙ）を加算し第２補正データＤ（ｘ，ｙ）を計算し、第２補正データＤ（ｘ，ｙ）を比較判定部９０４へ出力する。第２補正データＤ（ｘ，ｙ）をＮ−１ある閾値でＮ値にすればよい。

図１０は、本発明の実施例３の画像処理装置の構成を示す。以下、２値誤差拡散で実施例３を説明する。

実施例２は比較判定部６０４より出力される出力値を量子メモリ９０９に蓄積し、量子参照部９１０で予め設定された参照係数に基づいて注目画素周辺の量子状態を重み付け参照した重み付け平均値Ｑを求めるものであった。

これに対し、実施例３では、図１０に示すように、比較判定部１００４より出力される出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を量子拡散部１００９で予め設定された拡散係数に基づいて注目画素周辺のまだ量子化していない画素に対して出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を重み付け拡散し、量子メモリに加算していく。ここで例えば拡散係数として図１１に示したような係数を用いた場合、量子拡散部１００９では下記のような処理を行う。

Ｑ（ｘ，ｙ＋１）＝
Ｑ（ｘ，ｙ＋１）＋Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）×１／２ （１６）
Ｑ（ｘ＋１，ｙ）＝
Ｑ（ｘ＋１，ｙ）＋Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）×１／２ （１７）
この量子メモリ１０１０に保持される重み付け平均値Ｑ（ｘ，ｙ）は修正値計算部１０１１に出力される。

実施例２（図９）と実施例３（図１０）の相違は、重み付け平均値Ｑの計算をいつ行うかが異なるだけであり、論理的には等価なものである。

なお、本発明は誤差拡散処理に対するものであったが、同じように平均誤差最小法にも適用できる。また、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

また、本発明は、前述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の実施例１の画像処理装置の構成を示す。 本発明が適用される画像記録装置の構成を示す。 本発明の画像処理装置を用いて構成される画像入出力システムの構成を示す。 レーザー光学系ユニットの構成例を示す。 入力データの主走査方向の画素位置ｘとヒステリシス係数ｈの関係を示す。 誤差拡散係数の例を示す。 参照係数の例を示す。 入力データの主走査方向の画素位置ｘとヒステリシス係数ｈの他の関係を示す。 本発明の実施例２の画像処理装置の構成を示す。 本発明の実施例３の画像処理装置の構成を示す。 拡散係数の例を示す。

符号の説明

１０１ 入力端子
１０２ 加算器
１０３ 比較判定部
１０４ 出力端子
１０５ 誤差メモリ
１０６ 減算器
１０７ 誤差拡散部
１０８ 量子メモリ
１０９ 量子参照部
１１０ 修正値計算部
１１１ 係数設定部
１１２ 閾値設定部

Claims (14)

1. 複数の半導体レーザーによるラスター書込みを行う画像記録装置に対し、多値（Ｍ値）画像データを、誤差拡散処理または平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ≧２）に量子化し、該Ｎ値のそれぞれに対応したドットを用いて記録を行う画像処理装置であって、注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された誤差を加えた補正データを出力する手段と、前記Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、注目画素周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された重み付け平均値を出力する手段と、所定の関数と注目画素の主走査方向の画素位置より得られる係数を選択する手段と、前記重み付け平均値に前記係数を乗算して修正値を出力する手段と、前記修正値に応じて閾値を出力する手段と、前記補正データと前記閾値とを比較して、Ｎ値画像データを出力する手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 複数の半導体レーザーによるラスター書込みを行う画像記録装置に対し、多値（Ｍ値）画像データを、誤差拡散処理または平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ≧２）に量子化し、該Ｎ値のそれぞれに対応したドットを用いて記録を行う画像処理装置であって、注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された誤差を加えた第１補正データを出力する手段と、前記Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する手段と、注目画素周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された重み付け平均値を出力する手段と、所定の関数と注目画素の主走査方向の画素位置より得られるヒステリシス係数を選択する手段と、前記重み付け平均値に前記ヒステリシス係数を乗算してヒステリシス値を出力する手段と、前記第１補正データとヒステリシス値を加えた第２補正データを出力する手段と、前記第２補正データと閾値とを比較して、Ｎ値画像データを出力する手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
3. 前記所定の関数は、予め設定された関数であることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記所定の関数は、外部から入力された値に応じた関数であることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
5. 前記所定の関数は、外部から入力された値に応じて、予め設定された複数の関数から選択された関数であることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
6. 前記所定の関数と注目画素の主走査方向の画素位置より得られる値はＬＵＴにより求めるこことを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
7. 前記所定の関数と注目画素の主走査方向の画素位置より得られる係数またはヒステリシス係数は逐次計算により求めることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
8. 前記所定の関数は、出力値の最大値と最小値の差が０．５以下の値であることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
9. 前記所定の関数は、注目画素の主走査方向の画素位置の一次関数であることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
10. 複数の半導体レーザーによるラスター書込みを行う画像記録装置に対し、多値（Ｍ値）画像データを、誤差拡散処理または平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ≧２）に量子化し、該Ｎ値のそれぞれに対応したドットを用いて記録を行う画像処理方法であって、注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された誤差を加えた補正データを出力する工程と、前記Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する工程と、注目画素周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された重み付け平均値を出力する工程と、所定の関数と注目画素の主走査方向の画素位置より得られる係数を選択する工程と、前記重み付け平均値に前記係数を乗算して修正値を出力する工程と、前記修正値に応じて閾値を出力する工程と、前記補正データと前記閾値とを比較して、Ｎ値画像データを出力する工程とを含むことを特徴とする画像処理方法。
11. 複数の半導体レーザーによるラスター書込みを行う画像記録装置に対し、多値（Ｍ値）画像データを、誤差拡散処理または平均誤差最小法を用いてＮ値（Ｍ＞Ｎ≧２）に量子化し、該Ｎ値のそれぞれに対応したドットを用いて記録を行う画像処理方法であって、注目画素の多値画像データに、周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された誤差を加えた第１補正データを出力する工程と、前記Ｎ値画像データの生成に伴って発生する誤差を算出する工程と、注目画素周辺の既に量子化済みの画素から重み付け積和された重み付け平均値を出力する工程と、所定の関数と注目画素の主走査方向の画素位置より得られるヒステリシス係数を選択する工程と、前記重み付け平均値に前記ヒステリシス係数を乗算してヒステリシス値を出力する工程と、前記第１補正データとヒステリシス値を加えた第２補正データを出力する工程と、前記第２補正データと閾値とを比較して、Ｎ値画像データを出力する工程とを含むことを特徴とする画像処理方法。
12. 請求項１乃至９のいずれか１項記載の画像処理装置の各手段の機能を有する画像記録装置。
13. 請求項１乃至９のいずれか１項記載の画像処理装置の各手段の機能をコンピュータに実現させるためのプログラム。
14. 請求項１乃至９のいずれか１項記載の画像処理装置の各手段の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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