JP4116265B2 - 画像処理方法及び画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１画素Ｍ階調の入力画像データを疑似中間調処理によって１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の多値画像データに変換する画像処理方法及び画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタや複写機等の画像形成装置においては、多階調の入力画像信号を２値あるいは多値の画像信号に変換する処理として、階調再現性が良く解像度も高い、例えば、誤差拡散法という処理が知られている。この誤差拡散法を使用して例えば２値化処理を行う場合は、すでに２値化処理された画素が２値化処理を行った時に生じた２値化誤差分に適当な重み係数を乗したものをその周辺画素に分配しておき、入力された注目画素に対して、その注目画素に分配された全ての誤差分を加算してから１つの閾値を用いて２値化処理を行うことになる。
【０００３】
なお、３値化以上の多値化処理を行う場合は、多値に対応する複数の閾値を用いて処理を行うことになる。
このように入力画像を誤差拡散法を使用して２値化あるいは多値化処理することで理論的に平均濃度が保存されることになる。
しかしこのような誤差拡散法を使用した画像処理においても、ゆるやかなグラデーションや一様ベタとなる全面印字を表現する場合には同じ階調数のドットが隣接して形成されることがある。
【０００４】
一方で、実際に印字されるドットは理論的に考えられる矩形とは異なった形状をしている。例えば、インクジェットプリンタにおける８値化の場合を考えてみると、実際のドットは図１１に示すように、１画素につき７種類の可変ドットサイズを用いて再現される。一般的に、この各階調における各ドットのサイズは濃度的に線形などの特性を持つようにあらかじめ調整されている。しかし、例えば、５階調のドットサイズの画素が連続して印字されることがあると、理想的には図１２のＨに示すようにドットのエッジが保たれていなければならないが、実際は図１２のＩに示すように隣接ドットが合体し、その影響でドット面積が大幅に広がる。すなわち、合体によって余分な面積dが生じ、このために濃度が急激に上昇することになる。このように特定の階調数が隣接した場合等において急激に濃度変化が生ずることをトーンジャンプという。また、このような現象はインクジェットプリンタだけではなく他の画像形成装置においても起こる。
【０００５】
このため、例えば、特開２０００−３３３００７号公報に記載されているものは、入力画像データを誤差拡散法で処理した後、周囲のドット情報により注目画素のドット面積を減らす補正をかけることでドットの合体を抑えるようにしている。すなわち、図１３の(a)に示すような出力画像が欲しいときに、誤差拡散処理後のデータが図１３の(a)に示すような出力画像そのものであると、図１３の(b)のように面積余剰分ｅが発生する。よって、注目画素に対してその周囲の８近傍の画素におけるドットの存在をチェックし、図１４に示す補正規則に従って注目画素やその周囲の画素に図１３の(c)に示すような補正を行うことで面積余剰部分の影響を抑えることができるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの公報のものにおいては２つの問題点があった。一つは、誤差拡散処理後に補正を行っているため平均濃度の保存ができないことである。もう一つは、記録媒体とインクの相性、つまりにじみ等を考慮していないため記録媒体の変化に対応できないことである。これは、記録媒体が単一種類の場合は問題ないが、多種の記録媒体に印字を行う実際の画像形成装置においては、記録媒体とインクの特性により同一階調が隣接したときにトーンジャンプを起こす所定階調が変化する。しかし、このような所定階調の変化に対して対処することができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、ドットの合体による面積の増加から発生するトーンジャンプを回避すると共に多値画像データへの変換後の平均濃度の保存ができる画像処理方法及び画像処理装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は、記録媒体の種類と画像解像度の関係やインクの種類と記録媒体の種類と画像解像度の関係によってトーンジャンプが起こる階調が変化してもそれに対処できる画像処理方法及び画像処理装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、１画素Ｍ階調の入力画像データを誤差拡散法によって１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の多値画像データに変換する場合に、ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さと等しい印字後のドット径を有する階調をトーンジャンプを起こす階調ＴＪ（Ｎ＞ＴＪ＞２）として予め設定し、多値画像データに変換した注目画素が階調ＴＪで、かつ、その注目画素に隣接する多値画像データに変換した画素が階調ＴＪのとき、注目画素の階調数を、トーンジャンプを回避するために増減して補正し、この補正した画素を最終的な多値画像データとして出力すると共に以後の画素の誤差拡散処理に使用することにある。
【００１０】
請求項２記載の発明は、１画素Ｍ階調の入力画像データをディザ法によって１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の多値画像データに変換する場合に、ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さと等しい印字後のドット径を有する階調をトーンジャンプを起こす階調ＴＪ（Ｎ＞ＴＪ＞２）として予め設定し、多値画像データに変換した注目画素が階調ＴＪで、かつ、その注目画素に隣接する多値画像データに変換した画素が階調ＴＪのとき、注目画素の階調数を、トーンジャンプを回避するために所定の補正値だけ増加または減少させる補正処理を行い、この補正された階調数を最終的な多値画像データとして出力すると共に、以後の画素に対して補正処理を行うときには、前回の補正処理において補正値を増加させた場合は減少させ、補正値を減少させた場合は増加させる補正を行うことによって平均濃度を保存することにある。
【００１１】
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において、トーンジャンプを起こす所定階調ＴＪを、階調ｉにおける画素のドット径をＤ(i)とし、ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さをＡとしたとき、Ａ−Ｄ(i)≒０を満たす階調に設定したことにある。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１記載の画像処理方法において、記録媒体の種類と画像解像度に応じてトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪをそれぞれ設定した所定階調設定値記憶部を用意し、記録媒体の指定と画像解像度の指定により所定階調設定値記憶部から該当する所定階調を読み出して使用する所定階調を設定することにある。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１記載の画像処理方法において、インクの種類と記録媒体の種類と画像解像度に応じてトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪをそれぞれ設定した所定階調設定値記憶部を用意し、インクの指定と記録媒体の指定と画像解像度の指定により所定階調設定値記憶部から該当する所定階調を読み出して使用する所定階調を設定することにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
この実施の形態は、Ｍ階調の入力画像信号を誤差拡散処理してＮ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の信号に変換するものについて述べる。
【００１６】
図１は全体の構成を示すブロック図で、Ｍ階調の入力画像信号Din0を入力画像信号補正部１に供給している。前記入力画像信号補正部１は、入力画像信号Din0を累積誤差記憶部２からの注目画素累積誤差Ｅｓと加算し補正済みの画像信号Din1を出力するようになっている。
【００１７】
前記入力画像信号補正部１からの補正済みの画像信号Din1を比較器３に供給している。４はＮ値化に必要な（Ｎ−１）個の閾値Ｔ(i)を発生する閾値発生装置で、この閾値発生装置４からの閾値Ｔ(i)を前記比較器３に供給している。なお、iは１≦i≦（Ｎ−１）の自然数である。
【００１８】
前記比較器３は、補正済みの画像信号Din1と閾値Ｔ(i)を比較し、Ｎ値化信号Dout0を出力するようになっている。すなわち、前記比較器３は、Ｔ(i)≦Din1＜Ｔ(i+1)のとき（ただし、iは１≦i≦（Ｎ−２）の自然数）はDout0＝ｉを出力し、Din1＜Ｔ(1)のときはDout0＝０を出力し、Ｔ(N-1)≦Din1のときはDout0＝（Ｎ−１）を出力するようになっている。
【００１９】
前記比較器３からのＮ値化信号Dout0をトーンジャンプ補正処理部５に供給している。前記トーンジャンプ補正処理部５は入力されるＮ値化信号Dout0がトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪでその周囲の補正済みの画像信号も所定階調ＴＪのときに補正処理してトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を出力するようになっている。
【００２０】
６はＮ値化誤差算出部で、このＮ値化誤差算出部６は補正済みの画像信号Din1とトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を入力画像信号レベルに変換した値との差を算出し、回避済みＮ値化誤差Ｅｒを拡散誤差算出部７に供給している。なお、トーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を入力画像信号レベルに変換するというのは、０〜（Ｎ−１）の値を持つトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を０〜入力画像信号最大値Dmaxまでの値に変換することであり、変換後の値はDout1×Dmax／（Ｎ−１）となる。
【００２１】
８は拡散誤差Ｅ(i)を算出するための拡散係数（重み係数）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを記憶した拡散係数記憶部で、前記拡散誤差算出部７は前記拡散係数記憶部８から拡散係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを読み出し、それぞれを回避済みＮ値化誤差Ｅｒに乗算し、回避済みＮ値化誤差Ｅｒを注目画素Ｘとしたときの周囲画素位置に対する拡散誤差Ｅ(k)を算出するようになっている。なお、ｋは１≦ｋ≦４の自然数である。また、重み係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、例えば、Ａ＝７／１６、Ｂ＝１／１６、Ｃ＝５／１６、Ｄ＝３／１６のように、総和が１になるように設定している。
【００２２】
前記拡散誤差算出部７で算出した注目画素Ｘの周囲４画素における拡散誤差Ｅ(k)を、前記累積誤差記憶部２の対応する場所に累積記憶するようにしている。すなわち、前記累積誤差記憶部２は、それぞれの拡散誤差累積値ｅＡ、ｅＢ、ｅＣ、ｅＤを記憶している。そして、前記累積誤差記録部２は前記入力画像信号補正部１に対して注目画素Ｘの周囲４画素（なお、これはすでにＮ値化済みの４画素である。）で生じた拡散誤差の累積である注目誤差蓄積誤差Ｅｓを出力するようになっている。
【００２３】
このような構成の画像処理装置は、１つの注目画素のＮ値化とトーンジャンブの回避を行う。そして、これを繰り返すことで入力画像信号全体をＮ値化すると共にトーンジャンプを回避することができる。
【００２４】
前記トーンジャンプ補正処理部５は、図２に示すように、前記比較器３からのＮ値化信号Dout0を入力する誤差信号補正部１１、すでにトーンジャンプを回避した補正済みのＮ値化信号Dout1を記憶する補正済みＮ値化信号記憶部１２を設けている。前記補正済みＮ値化信号記憶部１２は注目画素Ｘを含めて２ライン分を記憶する容量を持ち、処理中の画素のあるラインとその1ライン前のラインの２ライン分を順次記憶するようになっている。
【００２５】
また、前記トーンジャンプ補正処理部５は、補正信号生成部１３及び所定階調設定値記憶部１４を設け、前記補正信号生成部１３は、Ｎ値化した注目画素Ｘ（＝Din0）及び前記補正済みＮ値化信号記憶部１２に記憶してある注目画素Ｘの左隣の１画素Ｌ、注目画素Ｘの直上の１画素Ｕが供給されると、それぞれにおいて前記所定階調設定値記憶部１４から読み出したトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪとの比較を行い補正信号Ｄｈを前記誤差信号補正部１１に出力するようになっている。
【００２６】
前記誤差信号補正部１１は、入力するＮ値化信号Dout0と補正信号Ｄｈとから、Dout0−Ｄｈの演算を行って補正済みのＮ値化信号Dout1を出力するようになっている。
前記所定階調設定値記憶部１４は、図３に示すように、インクＡ用所定階調テーブル１４１とインクＢ用所定階調テーブル１４２を設け、この各テーブル１４１，１４２に、記録媒体の種類、すなわち、「普通紙」、「専用紙」、「光沢紙」と画像解像度、すなわち、「１５０ｄｐｉ」、「３００ｄｐｉ」、「６００ｄｐｉ」とに応じてトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪを設定している。例えば、インクＡを使用した場合、画像解像度３００ｄｐｉでは、所定階調ＴＪは、普通紙では「２」、専用紙では「４」、光沢紙では「５」となっている。なお、画像解像度１５０ｄｐｉの最大階調は「１５」であり、画像解像度３００ｄｐｉの最大階調は「７」であり、画像解像度６００ｄｐｉの最大階調は「３」である。
【００２７】
そして、外部から入力されるインク指定信号、記録媒体指定信号、画像解像度指定信号によって該当する所定階調ＴＪを読み出して前記補正信号生成部１３に供給するようになっている。例えば、インクＡが指定され、記録媒体として光沢紙が指定され、画像解像度として３００ｄｐｉが指定されたときには所定階調ＴＪとして「５」が読み出されることになる。
【００２８】
このような構成により前記トーンジャンプ補正処理部５は、インクの種類、記録媒体の種類、画像解像度に応じて所定階調ＴＪを設定し、直上もしくは左隣にトーンジャンプを起こす階調があり、かつ、注目画素Ｘがトーンジャンプを起こす階調であったとき、ドットの合体を防ぐ補正を補正信号Ｄｈによって行うことができる。
【００２９】
図４は前記トーンジャンプ補正処理部５が行う補正処理を示す流れ図で、先ず、ステップＳ１１にて、外部から入力されるインク指定信号、記録媒体指定信号、画像解像度指定信号によって所定階調設定値記憶部１４から該当する所定階調ＴＪを読み出し設定する。例えば、インクＡ、光沢紙、解像度３００ｄｐｉが指定され、所定階調ＴＪ＝５が設定される。より具体的に述べると、使用するインクは石油系の溶剤に顔料を分散させた油性顔料インクで、その粘度は室温で１０mmＰａ・ｓで、このようなインクを使用して市販のインクジェット記録用光沢紙に解像度３００ｄｐｉで印字を行う場合に所定階調ＴＪ＝５を設定する。なお、上記条件で所定階調ＴＪ＝５を決定するにあたっては、事前に記録媒体における各階調毎にドット記録を行い、その印字画像のドット径を測定し、ドット径が解像度の理論値に最も近い値をトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪとし、これが階調「５」となる。すなわち、図１１に示すように、階調ｉにおけるドット径Ｄ(i)、ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さをＡとしたとき、Ａ−Ｄ≒０を満たす階調に設定すればよい。従って、この場合は、所定階調ＴＪ＝５となる。
【００３０】
次に、ステップＳ１２にて、Ｎ値化信号Dout0を入力する。そして、ステップＳ１３にて、補正信号生成部１３はＮ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致するか判定を行う。そして、Ｎ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致していれば、ステップＳ１４にて、補正済みＮ値化信号記憶部１２から注目画素Ｘ（＝Din0）の左隣の１画素Ｌ、直上の１画素Ｕを入力する。また、Ｎ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致していなければ、ステップＳ１５にて、補正値Ｄｈを「０」に指定する。
【００３１】
ステップＳ１４にて、周囲画素Ｌ、Ｕを入力すると、続いて、ステップＳ１６にて、その周囲画素Ｌ、Ｕの階調と所定階調ＴＪとの一致、不一致を判定する。そして、Ｕ≠ＴＪで、かつ、Ｌ≠ＴＪであれば、ステップＳ１５にて、補正値Ｄｈを「０」に指定する。また、周囲画素Ｌ、Ｕのいずれかの階調が所定階調ＴＪと一致していれば、ステップＳ１７にて、補正値Ｄｈを「１」に指定する。
【００３２】
このようにして、ステップＳ１５またはステップＳ１７にて補正値の設定が終了すると、続いて、ステップＳ１８にて、補正値Ｄｈを使用してＮ値化信号Dout0を補正してトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を求める。すなわち、Dout1＝Dout0−Ｄｈの演算を行う。
【００３３】
従って、注目画素Ｘ（＝Din0）が階調「５」で、周囲画素Ｌ、Ｕのいずれかが階調「５」のときには注目画素Ｘの階調を１つ減らして「４」にする。また、注目画素Ｘ（＝Din0）が階調「５」以外か、階調「５」であっても周囲画素Ｌ、Ｕのいずれも階調「５」でないのときには注目画素Ｘの階調を変化させない。
こうして、Ｎ値化信号Dout1を求めると、最後に、ステップＳ１９にて、トーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を出力する。
【００３４】
このような構成においては、Ｍ階調の入力画像信号Din0が入力画像信号補正部１に入力され、この入力画像信号補正部１において入力画像信号Din0に累積誤差記憶部２からの注目画素累積誤差Ｅｓを加算し補正済みの画像信号Din1を出力する。そして、この補正済みの画像信号Din1は比較器３において閾値発生装置４からの閾値Ｔ(i)と比較され、Ｎ値化信号Dout0に変換される。
【００３５】
このＮ値化信号Dout0はトーンジャンプ補正処理部５に入力され、このＮ値化信号Dout0の階調が所定階調ＴＪと一致しているか否かが判定され、一致していれば、続いて、補正済みＮ値化信号記憶部１２に記憶されているすでにトーンジャンプを回避した補正済みの左隣の１画素Ｌと直上の１画素Ｕの階調が所定階調ＴＪと一致しているか否かが判定され、画素Ｌ、Ｕの何れかが一致していれば補正値Ｄｈ＝１を指定し、Ｎ値化信号Dout0の階調を１つ減らした補正済みのＮ値化信号Dout1を出力する。
【００３６】
また、補正済みのＮ値化信号Dout1はＮ値化誤差算出部６に供給され、このＮ値化誤差算出部６で補正済みの画像信号Din1とＮ値化信号Dout1を入力画像信号レベルに変換した値との差が算出されて回避済みＮ値化誤差Ｅｒが拡散誤差算出部７に供給され、以降の誤差拡散処理に利用される。
【００３７】
このようにして、注目画素のドットと左隣または直上のドットが合体して面積が増加しトーンジャンプが発生する虞があるときには注目画素の階調を１つ減らしてトーンジャンプを回避することができる。しかも、トーンジャンプを回避した補正済みのＮ値化信号Dout1をＮ値化誤差算出部６に供給して以降の誤差拡散処理に利用しているので、補正済みのＮ値化信号Dout1は誤差拡散処理された信号であり、変換後の多値画像データである補正済みのＮ値化信号Dout1による画像は平均濃度を保存した画像になっている。すなわち、多値画像データへの変換後の平均濃度の保存ができる。
【００３８】
また、インクの種類、記録媒体の種類、画像解像度に応じて所定階調設定値記憶部１４から該当する所定階調ＴＪを読み出すようにしているので、使用するインク、使用する記録媒体及び画像解像度によって適切なトーンジャンプ回避ができる。すなわち、インクの種類と記録媒体の種類と画像解像度の関係によってトーンジャンプが起こる階調が変化してもそれに対処できる。
【００３９】
なお、この実施の形態ではトーンジャンプを回避する補正を階調を１つ減らすことで行うようにしたが必ずしもこれに限定するものではなく、階調を１つ増加させる補正によってトーンジャンプを回避するようにしてもよい。
【００４０】
また、誤差拡散処理の方法はこの実施の形態のものに限定されるものではなく、他の方法で誤差拡散処理を行う場合にも適用できる。また、入力画像信号は白黒に限定するものではなく、カラーの入力画像信号であってもよく、この場合は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色信号毎にルックアップテーブル等を用意してこの実施の形態と同様の処理を行うことで実現できる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
この実施の形態は、Ｍ階調の入力画像信号をディザ処理してＮ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の信号に変換するものについて述べる。
【００４２】
図５は全体の構成を示すブロック図で、Ｍ階調の入力画像信号Din0を比較器２１及びディザマトリクス選択部２２に供給している。前記ディザマトリクス選択部２２は、入力画像信号Din0に応じてディザマトリクスＤＭ(j)を選択し所定位置の閾値ｔを前記比較器２１に供給している。なお、jは1≦j＜Ｎの自然数である。
【００４３】
前記比較器２１は、入力画像信号Din0とディザマトリクスＤＭ(j)による閾値ｔを比較しＮ値化信号Dout0を出力する。このとき比較器２１では、選択したディザマトリクスＤＭ(j)に応じて、Din0≧tのときはDout0＝jを出力し、Din0＜tのときはDout0＝（ｊ−１）を出力する。このＮ値化信号Dout0をトーンジャンプ補正処理部２３に供給し、平均濃度を保存しつつトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を出力する。
【００４４】
ここで、ディザ処理の基本について述べると、例えば、図７の(a)のような１辺の画素数がＨの入力画像信号があるとき、ｈ×ｈ（ただし、ｈは、Ｈ＞ｈ＞２の自然数）のディザマトリクス閾値、例えば、図７の(b)に示すような４×４のディザマトリクス閾値と比較して、入力画像信号がディザマトリクス閾値より大きい場合には「１」、小さい場合には「０」を出力することで、図７の(c)に示すような２値の出力画像信号を得る。そして、このようなディザマトリクス閾値を（Ｎ−１）個持つことでＮ値化処理を行うことができる。
【００４５】
前記トーンジャンプ補正処理部２３は、図６に示すように、前記比較器２１からのＮ値化信号Dout0を入力する誤差信号補正部３１、すでにトーンジャンプを回避した補正済みのＮ値化信号Dout1を記憶する補正済みＮ値化信号記憶部１２を設けている。
【００４６】
また、前記トーンジャンプ補正処理部２３は、補正信号生成部３２、前回補正処理記憶部３３及び所定階調設定値記憶部１４を設け、前記補正信号生成部３２は、Ｎ値化した注目画素Ｘ（＝Din0）及び前記補正済みＮ値化信号記憶部１２に記憶してある注目画素Ｘの左隣の１画素Ｌ、注目画素Ｘの直上の１画素Ｕが供給されると、それぞれにおいて前記所定階調設定値記憶部１４から読み出したトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪとの比較を行い、かつ、前回補正処理記憶部３３に記憶されている前回補正信号Ｄｈｂを参照して前記補正信号Ｄｈを前記誤差信号補正部３１に出力するようになっている。そして、前記前回補正処理記憶部３３は今回の補正信号Ｄｈを前回補正信号Ｄｈｂとして記憶するようにしている。
【００４７】
前記誤差信号補正部３１は、入力するＮ値化信号Dout0と補正信号Ｄｈとから、Dout0−Ｄｈの演算を行って補正済みのＮ値化信号Dout1を出力するようになっている。
【００４８】
図８は前記トーンジャンプ補正処理部２３が行う補正処理を示す流れ図で、先ず、ステップＳ２１にて、外部から入力されるインク指定信号、記録媒体指定信号、画像解像度指定信号によって所定階調設定値記憶部１４から該当する所定階調ＴＪを読み出し設定する。例えば、インクＡ、光沢紙、解像度３００ｄｐｉが指定され、所定階調ＴＪ＝５が設定される。
【００４９】
次に、ステップＳ２２にて、Ｎ値化信号Dout0を入力する。そして、ステップＳ２３にて、補正信号生成部３２はＮ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致するか判定を行う。そして、Ｎ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致していれば、ステップＳ２４にて、補正済みＮ値化信号記憶部１２から注目画素Ｘ（＝Din0）の左隣の１画素Ｌ、直上の１画素Ｕを入力する。また、Ｎ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致していなければ、ステップＳ２５にて、補正値Ｄｈを「０」に指定する。
【００５０】
ステップＳ２４にて、周囲画素Ｌ、Ｕを入力すると、続いて、ステップＳ２６にて、その周囲画素Ｌ、Ｕの階調と所定階調ＴＪとの一致、不一致を判定する。そして、Ｕ≠ＴＪで、かつ、Ｌ≠ＴＪであれば、ステップＳ２５にて、補正値Ｄｈを「０」に指定する。また、周囲画素Ｌ、Ｕのいずれかの階調が所定階調ＴＪと一致していれば、ステップＳ２７にて、前回補正処理記憶部３３に記憶されている前回補正信号Ｄｈｂが「１」になっているか否かを判定する。
【００５１】
そして、Ｄｈｂ＝１であれば、ステップＳ２８にて、補正値Ｄｈを「−１」に指定し、誤差信号補正部３１に供給すると共に前回補正処理記憶部３３にこの補正値を前回補正信号Ｄｈｂとして記憶する。また、Ｄｈｂ≠１であれば、ステップＳ２９にて、補正値Ｄｈを「１」に指定し、誤差信号補正部３１に供給すると共に前回補正処理記憶部３３にこの補正値を前回補正信号Ｄｈｂとして記憶する。
【００５２】
このようにして、ステップＳ２５、ステップＳ２８またはステップＳ２９にて補正値の設定が終了すると、続いて、ステップＳ３０にて、補正値Ｄｈを使用してＮ値化信号Dout0を補正してトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を求める。すなわち、Dout1＝Dout0−Ｄｈの演算を行う。
【００５３】
従って、注目画素Ｘ（＝Din0）が階調「５」で、周囲画素Ｌ、Ｕのいずれかが階調「５」で、前回の補正値が「１」のときには注目画素Ｘの階調を１つ減らして「４」にする。また、注目画素Ｘ（＝Din0）が階調「５」で、周囲画素Ｌ、Ｕのいずれかが階調「５」で、前回の補正値が「−１」のときには注目画素Ｘの階調を１つ増やして「６」にする。さらに、注目画素Ｘ（＝Din0）が階調「５」以外か、階調「５」であっても周囲画素Ｌ、Ｕのいずれも階調「５」でないのときには注目画素Ｘの階調を変化させない。
こうして、Ｎ値化信号Dout1を求めると、最後に、ステップＳ３１にて、トーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を出力する。
【００５４】
このような構成においては、Ｍ階調の入力画像信号Din0が比較器２１に入力され、この比較器２１においてディザマトリクス選択部２２からのディザマトリクスＤＭ(j)の閾値と比較され、ディザ処理したＮ値化信号Dout0に変換される。
【００５５】
このＮ値化信号Dout0はトーンジャンプ補正処理部２３に入力され、このＮ値化信号Dout0の階調が所定階調ＴＪと一致しているか否かが判定され、一致していれば、続いて、補正済みＮ値化信号記憶部１２に記憶されているすでにトーンジャンプを回避した補正済みの左隣の１画素Ｌと直上の１画素Ｕの階調が所定階調ＴＪと一致しているか否かが判定され、画素Ｌ、Ｕの何れかが一致していれば補正値Ｄｈ＝−１又は１を指定する。すなわち、前回の補正値Ｄｈが１であれば補正値Ｄｈ＝−１を指定し、前回の補正値Ｄｈが−１であれば補正値Ｄｈ＝１を指定する。
【００５６】
そして、補正値Ｄｈ＝−１が指定されたときには誤差信号補正部３１はＮ値化信号Dout0の階調を１つ減らした補正済みのＮ値化信号Dout1を出力する。また、補正値Ｄｈ＝１が指定されたときには誤差信号補正部３１はＮ値化信号Dout0の階調を１つ増やした補正済みのＮ値化信号Dout1を出力する。また、出力された補正済みのＮ値化信号Dout1は補正済みＮ値化信号記憶部１２に記憶される。
【００５７】
このようにして、注目画素のドットと左隣または直上のドットが合体して面積が増加しトーンジャンプが発生する虞があるときには注目画素の階調を１つ減らしたり、１つ増やしたりしてトーンジャンプを回避することができる。しかも、注目画素の階調を変化させるときに、前回の補正値が１であれば注目画素の階調を１つ減らし、前回の補正値が−１であれば注目画素の階調を１つ増やすようにしているので、補正済みのＮ値化信号Dout1による画像は平均濃度を保存した画像になっている。すなわち、多値画像データへの変換後の平均濃度の保存ができる。
【００５８】
また、インクの種類、記録媒体の種類、画像解像度に応じて所定階調設定値記憶部１４から該当する所定階調ＴＪを読み出すようにしているので、使用するインク、使用する記録媒体及び画像解像度によって適切なトーンジャンプ回避ができる。すなわち、インクの種類と記録媒体の種類と画像解像度の関係によってトーンジャンプが起こる階調が変化してもそれに対処できる。
【００５９】
なお、ディザ処理の方法はこの実施の形態のものに限定されるものではなく、他の方法でディザ処理を行う場合にも適用できる。また、入力画像信号は白黒に限定するものではなく、カラーの入力画像信号であってもよく、この場合は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色信号毎にルックアップテーブル等を用意してこの実施の形態と同様の処理を行うことで実現できる。
【００６０】
なお、前述した各実施の形態では、補正信号生成部は補正済みＮ値化信号記憶部１２から注目画素Ｘの左隣の１画素Ｌ、注目画素Ｘの直上の１画素Ｕを読み出して所定階調ＴＪとの階調比較を行ったが必ずしもこれに限定するものではない。例えば、図９に示すように、補正済みＮ値化信号記憶部１２から、注目画素Ｘの左隣の１画素Ｌ、注目画素Ｘの直上の１画素Ｕ、注目画素Ｘの斜め左上の１画素ＵＬ、注目画素Ｘの斜め右上の１画素ＵＲを読み出し、その各画素Ｌ、Ｕ、ＵＬ、ＵＲの階調の組み合わせによってルックアップテーブルから該当する補正値を読み出すようにしてもよい。
【００６１】
また、前述した各実施の形態では、所定階調設定値記憶部としてインクの種類に応じて所定階調テーブルを選択し、記録媒体の種類及び画像解像度に応じて所定階調を設定するようにしたが、インクの種類が特定されるような場合には、図１０に示すように、所定階調テーブルを１つだけ設け、記録媒体の種類及び画像解像度に応じて所定階調を設定するようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳述したように各請求項記載の発明によれば、ドットの合体による面積の増加から発生するトーンジャンプを回避すると共に多値画像データへの変換後の平均濃度の保存ができる画像処理方法を提供できる。
【００６３】
また、請求項４記載の発明によれば、さらに、記録媒体の種類と画像解像度の関係によってトーンジャンプが起こる階調が変化してもそれに対処できる画像処理方法を提供できる。
【００６４】
また、請求項５記載の発明によれば、さらに、インクの種類と記録媒体の種類と画像解像度の関係によってトーンジャンプが起こる階調が変化してもそれに対処できる画像処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】同実施の形態におけるトーンジャンプ補正処理部の構成を示すブロック図。
【図３】同実施の形態におけるトーンジャンプ補正処理部内の所定階調設定値記憶部の構成を示す図。
【図４】同実施の形態におけるトーンジャンプ補正処理部の処理を示す流れ図。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図６】同実施の形態におけるトーンジャンプ補正処理部の構成を示すブロック図。
【図７】同実施の形態に適用するディザ法の基本的な処理を説明するための図。
【図８】同実施の形態におけるトーンジャンプ補正処理部の処理を示す流れ図。
【図９】補正信号生成部が所定階調と比較する補正済みＮ値化信号記憶部の画素の他の例を説明するための図。
【図１０】所定階調設定値記憶部の他の構成例を示す図。
【図１１】インクジェットプリンタを使用して８値化画像を記録する場合の各階調の実際のドットと理論的ドットの違いを説明するための図。
【図１２】インクジェットプリンタを使用して画像を記録したときに発生するトーンジャンプ現象を説明するための図。
【図１３】従来例を説明するための図。
【図１４】従来例を説明するための図。
【符号の説明】
１…入力画像信号補正部
２…累積誤差記憶部
３…比較器
４…閾値発生装置
５…トーンジャンプ補正処理部
６…Ｎ値化誤差算出部
７…拡散誤差算出部
８…拡散係数記憶部
１３…補正信号生成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、１画素Ｍ階調の入力画像データを疑似中間調処理によって１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の多値画像データに変換する画像処理方法及び画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタや複写機等の画像形成装置においては、多階調の入力画像信号を２値あるいは多値の画像信号に変換する処理として、階調再現性が良く解像度も高い、例えば、誤差拡散法という処理が知られている。この誤差拡散法を使用して例えば２値化処理を行う場合は、すでに２値化処理された画素が２値化処理を行った時に生じた２値化誤差分に適当な重み係数を乗したものをその周辺画素に分配しておき、入力された注目画素に対して、その注目画素に分配された全ての誤差分を加算してから１つの閾値を用いて２値化処理を行うことになる。
【０００３】
なお、３値化以上の多値化処理を行う場合は、多値に対応する複数の閾値を用いて処理を行うことになる。
このように入力画像を誤差拡散法を使用して２値化あるいは多値化処理することで理論的に平均濃度が保存されることになる。
しかしこのような誤差拡散法を使用した画像処理においても、ゆるやかなグラデーションや一様ベタとなる全面印字を表現する場合には同じ階調数のドットが隣接して形成されることがある。
【０００４】
一方で、実際に印字されるドットは理論的に考えられる矩形とは異なった形状をしている。例えば、インクジェットプリンタにおける８値化の場合を考えてみると、実際のドットは図１１に示すように、１画素につき７種類の可変ドットサイズを用いて再現される。一般的に、この各階調における各ドットのサイズは濃度的に線形などの特性を持つようにあらかじめ調整されている。しかし、例えば、５階調のドットサイズの画素が連続して印字されることがあると、理想的には図１２のＨに示すようにドットのエッジが保たれていなければならないが、実際は図１２のＩに示すように隣接ドットが合体し、その影響でドット面積が大幅に広がる。すなわち、合体によって余分な面積dが生じ、このために濃度が急激に上昇することになる。このように特定の階調数が隣接した場合等において急激に濃度変化が生ずることをトーンジャンプという。また、このような現象はインクジェットプリンタだけではなく他の画像形成装置においても起こる。
【０００５】
このため、例えば、特開２０００−３３３００７号公報に記載されているものは、入力画像データを誤差拡散法で処理した後、周囲のドット情報により注目画素のドット面積を減らす補正をかけることでドットの合体を抑えるようにしている。すなわち、図１３の(a)に示すような出力画像が欲しいときに、誤差拡散処理後のデータが図１３の(a)に示すような出力画像そのものであると、図１３の(b)のように面積余剰分ｅが発生する。よって、注目画素に対してその周囲の８近傍の画素におけるドットの存在をチェックし、図１４に示す補正規則に従って注目画素やその周囲の画素に図１３の(c)に示すような補正を行うことで面積余剰部分の影響を抑えることができるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの公報のものにおいては２つの問題点があった。一つは、誤差拡散処理後に補正を行っているため平均濃度の保存ができないことである。もう一つは、記録媒体とインクの相性、つまりにじみ等を考慮していないため記録媒体の変化に対応できないことである。これは、記録媒体が単一種類の場合は問題ないが、多種の記録媒体に印字を行う実際の画像形成装置においては、記録媒体とインクの特性により同一階調が隣接したときにトーンジャンプを起こす所定階調が変化する。しかし、このような所定階調の変化に対して対処することができなかった。
【０００７】
そこで本発明は、ドットの合体による面積の増加から発生するトーンジャンプを回避すると共に多値画像データへの変換後の平均濃度の保存ができる画像処理方法及び画像処理装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は、記録媒体の種類と画像解像度の関係やインクの種類と記録媒体の種類と画像解像度の関係によってトーンジャンプが起こる階調が変化してもそれに対処できる画像処理方法及び画像処理装置を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、１画素Ｍ階調の入力画像データを誤差拡散法によって１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の多値画像データに変換する場合に、ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さと等しい印字後のドット径を有する階調をトーンジャンプを起こす階調ＴＪ（Ｎ＞ＴＪ＞２）として予め設定し、多値画像データに変換した注目画素が階調ＴＪで、かつ、その注目画素に隣接する多値画像データに変換した画素が階調ＴＪのとき、注目画素の階調数を、トーンジャンプを回避するために増減して補正し、この補正した画素を最終的な多値画像データとして出力すると共に以後の画素の誤差拡散処理に使用することにある。
【００１０】
請求項２記載の発明は、１画素Ｍ階調の入力画像データをディザ法によって１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の多値画像データに変換する場合に、ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さと等しい印字後のドット径を有する階調をトーンジャンプを起こす階調ＴＪ（Ｎ＞ＴＪ＞２）として予め設定し、多値画像データに変換した注目画素が階調ＴＪで、かつ、その注目画素に隣接する多値画像データに変換した画素が階調ＴＪのとき、注目画素の階調数を、トーンジャンプを回避するために所定の補正値だけ増加または減少させる補正処理を行い、この補正された階調数を最終的な多値画像データとして出力すると共に、以後の画素に対して補正処理を行うときには、前回の補正処理において補正値を増加させた場合は減少させ、補正値を減少させた場合は増加させる補正を行うことによって平均濃度を保存することにある。
【００１１】
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において、トーンジャンプを起こす所定階調ＴＪを、階調ｉにおける画素のドット径をＤ(i)とし、ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さをＡとしたとき、Ａ−Ｄ(i)≒０を満たす階調に設定したことにある。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１記載の画像処理方法において、記録媒体の種類と画像解像度に応じてトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪをそれぞれ設定した所定階調設定値記憶部を用意し、記録媒体の指定と画像解像度の指定により所定階調設定値記憶部から該当する所定階調を読み出して使用する所定階調を設定することにある。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１記載の画像処理方法において、インクの種類と記録媒体の種類と画像解像度に応じてトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪをそれぞれ設定した所定階調設定値記憶部を用意し、インクの指定と記録媒体の指定と画像解像度の指定により所定階調設定値記憶部から該当する所定階調を読み出して使用する所定階調を設定することにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
この実施の形態は、Ｍ階調の入力画像信号を誤差拡散処理してＮ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の信号に変換するものについて述べる。
【００１６】
図１は全体の構成を示すブロック図で、Ｍ階調の入力画像信号Din0を入力画像信号補正部１に供給している。前記入力画像信号補正部１は、入力画像信号Din0を累積誤差記憶部２からの注目画素累積誤差Ｅｓと加算し補正済みの画像信号Din1を出力するようになっている。
【００１７】
前記入力画像信号補正部１からの補正済みの画像信号Din1を比較器３に供給している。４はＮ値化に必要な（Ｎ−１）個の閾値Ｔ(i)を発生する閾値発生装置で、この閾値発生装置４からの閾値Ｔ(i)を前記比較器３に供給している。なお、iは１≦i≦（Ｎ−１）の自然数である。
【００１８】
前記比較器３は、補正済みの画像信号Din1と閾値Ｔ(i)を比較し、Ｎ値化信号Dout0を出力するようになっている。すなわち、前記比較器３は、Ｔ(i)≦Din1＜Ｔ(i+1)のとき（ただし、iは１≦i≦（Ｎ−２）の自然数）はDout0＝ｉを出力し、Din1＜Ｔ(1)のときはDout0＝０を出力し、Ｔ(N-1)≦Din1のときはDout0＝（Ｎ−１）を出力するようになっている。
【００１９】
前記比較器３からのＮ値化信号Dout0をトーンジャンプ補正処理部５に供給している。前記トーンジャンプ補正処理部５は入力されるＮ値化信号Dout0がトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪでその周囲の補正済みの画像信号も所定階調ＴＪのときに補正処理してトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を出力するようになっている。
【００２０】
６はＮ値化誤差算出部で、このＮ値化誤差算出部６は補正済みの画像信号Din1とトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を入力画像信号レベルに変換した値との差を算出し、回避済みＮ値化誤差Ｅｒを拡散誤差算出部７に供給している。なお、トーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を入力画像信号レベルに変換するというのは、０〜（Ｎ−１）の値を持つトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を０〜入力画像信号最大値Dmaxまでの値に変換することであり、変換後の値はDout1×Dmax／（Ｎ−１）となる。
【００２１】
８は拡散誤差Ｅ(i)を算出するための拡散係数（重み係数）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを記憶した拡散係数記憶部で、前記拡散誤差算出部７は前記拡散係数記憶部８から拡散係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを読み出し、それぞれを回避済みＮ値化誤差Ｅｒに乗算し、回避済みＮ値化誤差Ｅｒを注目画素Ｘとしたときの周囲画素位置に対する拡散誤差Ｅ(k)を算出するようになっている。なお、ｋは１≦ｋ≦４の自然数である。また、重み係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、例えば、Ａ＝７／１６、Ｂ＝１／１６、Ｃ＝５／１６、Ｄ＝３／１６のように、総和が１になるように設定している。
【００２２】
前記拡散誤差算出部７で算出した注目画素Ｘの周囲４画素における拡散誤差Ｅ(k)を、前記累積誤差記憶部２の対応する場所に累積記憶するようにしている。すなわち、前記累積誤差記憶部２は、それぞれの拡散誤差累積値ｅＡ、ｅＢ、ｅＣ、ｅＤを記憶している。そして、前記累積誤差記録部２は前記入力画像信号補正部１に対して注目画素Ｘの周囲４画素（なお、これはすでにＮ値化済みの４画素である。）で生じた拡散誤差の累積である注目誤差蓄積誤差Ｅｓを出力するようになっている。
【００２３】
このような構成の画像処理装置は、１つの注目画素のＮ値化とトーンジャンブの回避を行う。そして、これを繰り返すことで入力画像信号全体をＮ値化すると共にトーンジャンプを回避することができる。
【００２４】
前記トーンジャンプ補正処理部５は、図２に示すように、前記比較器３からのＮ値化信号Dout0を入力する誤差信号補正部１１、すでにトーンジャンプを回避した補正済みのＮ値化信号Dout1を記憶する補正済みＮ値化信号記憶部１２を設けている。前記補正済みＮ値化信号記憶部１２は注目画素Ｘを含めて２ライン分を記憶する容量を持ち、処理中の画素のあるラインとその1ライン前のラインの２ライン分を順次記憶するようになっている。
【００２５】
また、前記トーンジャンプ補正処理部５は、補正信号生成部１３及び所定階調設定値記憶部１４を設け、前記補正信号生成部１３は、Ｎ値化した注目画素Ｘ（＝Din0）及び前記補正済みＮ値化信号記憶部１２に記憶してある注目画素Ｘの左隣の１画素Ｌ、注目画素Ｘの直上の１画素Ｕが供給されると、それぞれにおいて前記所定階調設定値記憶部１４から読み出したトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪとの比較を行い補正信号Ｄｈを前記誤差信号補正部１１に出力するようになっている。
【００２６】
前記誤差信号補正部１１は、入力するＮ値化信号Dout0と補正信号Ｄｈとから、Dout0−Ｄｈの演算を行って補正済みのＮ値化信号Dout1を出力するようになっている。
前記所定階調設定値記憶部１４は、図３に示すように、インクＡ用所定階調テーブル１４１とインクＢ用所定階調テーブル１４２を設け、この各テーブル１４１，１４２に、記録媒体の種類、すなわち、「普通紙」、「専用紙」、「光沢紙」と画像解像度、すなわち、「１５０ｄｐｉ」、「３００ｄｐｉ」、「６００ｄｐｉ」とに応じてトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪを設定している。例えば、インクＡを使用した場合、画像解像度３００ｄｐｉでは、所定階調ＴＪは、普通紙では「２」、専用紙では「４」、光沢紙では「５」となっている。なお、画像解像度１５０ｄｐｉの最大階調は「１５」であり、画像解像度３００ｄｐｉの最大階調は「７」であり、画像解像度６００ｄｐｉの最大階調は「３」である。
【００２７】
そして、外部から入力されるインク指定信号、記録媒体指定信号、画像解像度指定信号によって該当する所定階調ＴＪを読み出して前記補正信号生成部１３に供給するようになっている。例えば、インクＡが指定され、記録媒体として光沢紙が指定され、画像解像度として３００ｄｐｉが指定されたときには所定階調ＴＪとして「５」が読み出されることになる。
【００２８】
このような構成により前記トーンジャンプ補正処理部５は、インクの種類、記録媒体の種類、画像解像度に応じて所定階調ＴＪを設定し、直上もしくは左隣にトーンジャンプを起こす階調があり、かつ、注目画素Ｘがトーンジャンプを起こす階調であったとき、ドットの合体を防ぐ補正を補正信号Ｄｈによって行うことができる。
【００２９】
図４は前記トーンジャンプ補正処理部５が行う補正処理を示す流れ図で、先ず、ステップＳ１１にて、外部から入力されるインク指定信号、記録媒体指定信号、画像解像度指定信号によって所定階調設定値記憶部１４から該当する所定階調ＴＪを読み出し設定する。例えば、インクＡ、光沢紙、解像度３００ｄｐｉが指定され、所定階調ＴＪ＝５が設定される。より具体的に述べると、使用するインクは石油系の溶剤に顔料を分散させた油性顔料インクで、その粘度は室温で１０mmＰａ・ｓで、このようなインクを使用して市販のインクジェット記録用光沢紙に解像度３００ｄｐｉで印字を行う場合に所定階調ＴＪ＝５を設定する。なお、上記条件で所定階調ＴＪ＝５を決定するにあたっては、事前に記録媒体における各階調毎にドット記録を行い、その印字画像のドット径を測定し、ドット径が解像度の理論値に最も近い値をトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪとし、これが階調「５」となる。すなわち、図１１に示すように、階調ｉにおけるドット径Ｄ(i)、ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さをＡとしたとき、Ａ−Ｄ≒０を満たす階調に設定すればよい。従って、この場合は、所定階調ＴＪ＝５となる。
【００３０】
次に、ステップＳ１２にて、Ｎ値化信号Dout0を入力する。そして、ステップＳ１３にて、補正信号生成部１３はＮ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致するか判定を行う。そして、Ｎ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致していれば、ステップＳ１４にて、補正済みＮ値化信号記憶部１２から注目画素Ｘ（＝Din0）の左隣の１画素Ｌ、直上の１画素Ｕを入力する。また、Ｎ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致していなければ、ステップＳ１５にて、補正値Ｄｈを「０」に指定する。
【００３１】
ステップＳ１４にて、周囲画素Ｌ、Ｕを入力すると、続いて、ステップＳ１６にて、その周囲画素Ｌ、Ｕの階調と所定階調ＴＪとの一致、不一致を判定する。そして、Ｕ≠ＴＪで、かつ、Ｌ≠ＴＪであれば、ステップＳ１５にて、補正値Ｄｈを「０」に指定する。また、周囲画素Ｌ、Ｕのいずれかの階調が所定階調ＴＪと一致していれば、ステップＳ１７にて、補正値Ｄｈを「１」に指定する。
【００３２】
このようにして、ステップＳ１５またはステップＳ１７にて補正値の設定が終了すると、続いて、ステップＳ１８にて、補正値Ｄｈを使用してＮ値化信号Dout0を補正してトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を求める。すなわち、Dout1＝Dout0−Ｄｈの演算を行う。
【００３３】
従って、注目画素Ｘ（＝Din0）が階調「５」で、周囲画素Ｌ、Ｕのいずれかが階調「５」のときには注目画素Ｘの階調を１つ減らして「４」にする。また、注目画素Ｘ（＝Din0）が階調「５」以外か、階調「５」であっても周囲画素Ｌ、Ｕのいずれも階調「５」でないのときには注目画素Ｘの階調を変化させない。
こうして、Ｎ値化信号Dout1を求めると、最後に、ステップＳ１９にて、トーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を出力する。
【００３４】
このような構成においては、Ｍ階調の入力画像信号Din0が入力画像信号補正部１に入力され、この入力画像信号補正部１において入力画像信号Din0に累積誤差記憶部２からの注目画素累積誤差Ｅｓを加算し補正済みの画像信号Din1を出力する。そして、この補正済みの画像信号Din1は比較器３において閾値発生装置４からの閾値Ｔ(i)と比較され、Ｎ値化信号Dout0に変換される。
【００３５】
このＮ値化信号Dout0はトーンジャンプ補正処理部５に入力され、このＮ値化信号Dout0の階調が所定階調ＴＪと一致しているか否かが判定され、一致していれば、続いて、補正済みＮ値化信号記憶部１２に記憶されているすでにトーンジャンプを回避した補正済みの左隣の１画素Ｌと直上の１画素Ｕの階調が所定階調ＴＪと一致しているか否かが判定され、画素Ｌ、Ｕの何れかが一致していれば補正値Ｄｈ＝１を指定し、Ｎ値化信号Dout0の階調を１つ減らした補正済みのＮ値化信号Dout1を出力する。
【００３６】
また、補正済みのＮ値化信号Dout1はＮ値化誤差算出部６に供給され、このＮ値化誤差算出部６で補正済みの画像信号Din1とＮ値化信号Dout1を入力画像信号レベルに変換した値との差が算出されて回避済みＮ値化誤差Ｅｒが拡散誤差算出部７に供給され、以降の誤差拡散処理に利用される。
【００３７】
このようにして、注目画素のドットと左隣または直上のドットが合体して面積が増加しトーンジャンプが発生する虞があるときには注目画素の階調を１つ減らしてトーンジャンプを回避することができる。しかも、トーンジャンプを回避した補正済みのＮ値化信号Dout1をＮ値化誤差算出部６に供給して以降の誤差拡散処理に利用しているので、補正済みのＮ値化信号Dout1は誤差拡散処理された信号であり、変換後の多値画像データである補正済みのＮ値化信号Dout1による画像は平均濃度を保存した画像になっている。すなわち、多値画像データへの変換後の平均濃度の保存ができる。
【００３８】
また、インクの種類、記録媒体の種類、画像解像度に応じて所定階調設定値記憶部１４から該当する所定階調ＴＪを読み出すようにしているので、使用するインク、使用する記録媒体及び画像解像度によって適切なトーンジャンプ回避ができる。すなわち、インクの種類と記録媒体の種類と画像解像度の関係によってトーンジャンプが起こる階調が変化してもそれに対処できる。
【００３９】
なお、この実施の形態ではトーンジャンプを回避する補正を階調を１つ減らすことで行うようにしたが必ずしもこれに限定するものではなく、階調を１つ増加させる補正によってトーンジャンプを回避するようにしてもよい。
【００４０】
また、誤差拡散処理の方法はこの実施の形態のものに限定されるものではなく、他の方法で誤差拡散処理を行う場合にも適用できる。また、入力画像信号は白黒に限定するものではなく、カラーの入力画像信号であってもよく、この場合は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色信号毎にルックアップテーブル等を用意してこの実施の形態と同様の処理を行うことで実現できる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
この実施の形態は、Ｍ階調の入力画像信号をディザ処理してＮ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の信号に変換するものについて述べる。
【００４２】
図５は全体の構成を示すブロック図で、Ｍ階調の入力画像信号Din0を比較器２１及びディザマトリクス選択部２２に供給している。前記ディザマトリクス選択部２２は、入力画像信号Din0に応じてディザマトリクスＤＭ(j)を選択し所定位置の閾値ｔを前記比較器２１に供給している。なお、jは1≦j＜Ｎの自然数である。
【００４３】
前記比較器２１は、入力画像信号Din0とディザマトリクスＤＭ(j)による閾値ｔを比較しＮ値化信号Dout0を出力する。このとき比較器２１では、選択したディザマトリクスＤＭ(j)に応じて、Din0≧tのときはDout0＝jを出力し、Din0＜tのときはDout0＝（ｊ−１）を出力する。このＮ値化信号Dout0をトーンジャンプ補正処理部２３に供給し、平均濃度を保存しつつトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を出力する。
【００４４】
ここで、ディザ処理の基本について述べると、例えば、図７の(a)のような１辺の画素数がＨの入力画像信号があるとき、ｈ×ｈ（ただし、ｈは、Ｈ＞ｈ＞２の自然数）のディザマトリクス閾値、例えば、図７の(b)に示すような４×４のディザマトリクス閾値と比較して、入力画像信号がディザマトリクス閾値より大きい場合には「１」、小さい場合には「０」を出力することで、図７の(c)に示すような２値の出力画像信号を得る。そして、このようなディザマトリクス閾値を（Ｎ−１）個持つことでＮ値化処理を行うことができる。
【００４５】
前記トーンジャンプ補正処理部２３は、図６に示すように、前記比較器２１からのＮ値化信号Dout0を入力する誤差信号補正部３１、すでにトーンジャンプを回避した補正済みのＮ値化信号Dout1を記憶する補正済みＮ値化信号記憶部１２を設けている。
【００４６】
また、前記トーンジャンプ補正処理部２３は、補正信号生成部３２、前回補正処理記憶部３３及び所定階調設定値記憶部１４を設け、前記補正信号生成部３２は、Ｎ値化した注目画素Ｘ（＝Din0）及び前記補正済みＮ値化信号記憶部１２に記憶してある注目画素Ｘの左隣の１画素Ｌ、注目画素Ｘの直上の１画素Ｕが供給されると、それぞれにおいて前記所定階調設定値記憶部１４から読み出したトーンジャンプを起こす所定階調ＴＪとの比較を行い、かつ、前回補正処理記憶部３３に記憶されている前回補正信号Ｄｈｂを参照して前記補正信号Ｄｈを前記誤差信号補正部３１に出力するようになっている。そして、前記前回補正処理記憶部３３は今回の補正信号Ｄｈを前回補正信号Ｄｈｂとして記憶するようにしている。
【００４７】
前記誤差信号補正部３１は、入力するＮ値化信号Dout0と補正信号Ｄｈとから、Dout0−Ｄｈの演算を行って補正済みのＮ値化信号Dout1を出力するようになっている。
【００４８】
図８は前記トーンジャンプ補正処理部２３が行う補正処理を示す流れ図で、先ず、ステップＳ２１にて、外部から入力されるインク指定信号、記録媒体指定信号、画像解像度指定信号によって所定階調設定値記憶部１４から該当する所定階調ＴＪを読み出し設定する。例えば、インクＡ、光沢紙、解像度３００ｄｐｉが指定され、所定階調ＴＪ＝５が設定される。
【００４９】
次に、ステップＳ２２にて、Ｎ値化信号Dout0を入力する。そして、ステップＳ２３にて、補正信号生成部３２はＮ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致するか判定を行う。そして、Ｎ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致していれば、ステップＳ２４にて、補正済みＮ値化信号記憶部１２から注目画素Ｘ（＝Din0）の左隣の１画素Ｌ、直上の１画素Ｕを入力する。また、Ｎ値化信号Dout0の階調と所定階調ＴＪとが一致していなければ、ステップＳ２５にて、補正値Ｄｈを「０」に指定する。
【００５０】
ステップＳ２４にて、周囲画素Ｌ、Ｕを入力すると、続いて、ステップＳ２６にて、その周囲画素Ｌ、Ｕの階調と所定階調ＴＪとの一致、不一致を判定する。そして、Ｕ≠ＴＪで、かつ、Ｌ≠ＴＪであれば、ステップＳ２５にて、補正値Ｄｈを「０」に指定する。また、周囲画素Ｌ、Ｕのいずれかの階調が所定階調ＴＪと一致していれば、ステップＳ２７にて、前回補正処理記憶部３３に記憶されている前回補正信号Ｄｈｂが「１」になっているか否かを判定する。
【００５１】
そして、Ｄｈｂ＝１であれば、ステップＳ２８にて、補正値Ｄｈを「−１」に指定し、誤差信号補正部３１に供給すると共に前回補正処理記憶部３３にこの補正値を前回補正信号Ｄｈｂとして記憶する。また、Ｄｈｂ≠１であれば、ステップＳ２９にて、補正値Ｄｈを「１」に指定し、誤差信号補正部３１に供給すると共に前回補正処理記憶部３３にこの補正値を前回補正信号Ｄｈｂとして記憶する。
【００５２】
このようにして、ステップＳ２５、ステップＳ２８またはステップＳ２９にて補正値の設定が終了すると、続いて、ステップＳ３０にて、補正値Ｄｈを使用してＮ値化信号Dout0を補正してトーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を求める。すなわち、Dout1＝Dout0−Ｄｈの演算を行う。
【００５３】
従って、注目画素Ｘ（＝Din0）が階調「５」で、周囲画素Ｌ、Ｕのいずれかが階調「５」で、前回の補正値が「１」のときには注目画素Ｘの階調を１つ減らして「４」にする。また、注目画素Ｘ（＝Din0）が階調「５」で、周囲画素Ｌ、Ｕのいずれかが階調「５」で、前回の補正値が「−１」のときには注目画素Ｘの階調を１つ増やして「６」にする。さらに、注目画素Ｘ（＝Din0）が階調「５」以外か、階調「５」であっても周囲画素Ｌ、Ｕのいずれも階調「５」でないのときには注目画素Ｘの階調を変化させない。
こうして、Ｎ値化信号Dout1を求めると、最後に、ステップＳ３１にて、トーンジャンプを回避したＮ値化信号Dout1を出力する。
【００５４】
このような構成においては、Ｍ階調の入力画像信号Din0が比較器２１に入力され、この比較器２１においてディザマトリクス選択部２２からのディザマトリクスＤＭ(j)の閾値と比較され、ディザ処理したＮ値化信号Dout0に変換される。
【００５５】
このＮ値化信号Dout0はトーンジャンプ補正処理部２３に入力され、このＮ値化信号Dout0の階調が所定階調ＴＪと一致しているか否かが判定され、一致していれば、続いて、補正済みＮ値化信号記憶部１２に記憶されているすでにトーンジャンプを回避した補正済みの左隣の１画素Ｌと直上の１画素Ｕの階調が所定階調ＴＪと一致しているか否かが判定され、画素Ｌ、Ｕの何れかが一致していれば補正値Ｄｈ＝−１又は１を指定する。すなわち、前回の補正値Ｄｈが１であれば補正値Ｄｈ＝−１を指定し、前回の補正値Ｄｈが−１であれば補正値Ｄｈ＝１を指定する。
【００５６】
そして、補正値Ｄｈ＝−１が指定されたときには誤差信号補正部３１はＮ値化信号Dout0の階調を１つ減らした補正済みのＮ値化信号Dout1を出力する。また、補正値Ｄｈ＝１が指定されたときには誤差信号補正部３１はＮ値化信号Dout0の階調を１つ増やした補正済みのＮ値化信号Dout1を出力する。また、出力された補正済みのＮ値化信号Dout1は補正済みＮ値化信号記憶部１２に記憶される。
【００５７】
このようにして、注目画素のドットと左隣または直上のドットが合体して面積が増加しトーンジャンプが発生する虞があるときには注目画素の階調を１つ減らしたり、１つ増やしたりしてトーンジャンプを回避することができる。しかも、注目画素の階調を変化させるときに、前回の補正値が１であれば注目画素の階調を１つ減らし、前回の補正値が−１であれば注目画素の階調を１つ増やすようにしているので、補正済みのＮ値化信号Dout1による画像は平均濃度を保存した画像になっている。すなわち、多値画像データへの変換後の平均濃度の保存ができる。
【００５８】
また、インクの種類、記録媒体の種類、画像解像度に応じて所定階調設定値記憶部１４から該当する所定階調ＴＪを読み出すようにしているので、使用するインク、使用する記録媒体及び画像解像度によって適切なトーンジャンプ回避ができる。すなわち、インクの種類と記録媒体の種類と画像解像度の関係によってトーンジャンプが起こる階調が変化してもそれに対処できる。
【００５９】
なお、ディザ処理の方法はこの実施の形態のものに限定されるものではなく、他の方法でディザ処理を行う場合にも適用できる。また、入力画像信号は白黒に限定するものではなく、カラーの入力画像信号であってもよく、この場合は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色信号毎にルックアップテーブル等を用意してこの実施の形態と同様の処理を行うことで実現できる。
【００６０】
なお、前述した各実施の形態では、補正信号生成部は補正済みＮ値化信号記憶部１２から注目画素Ｘの左隣の１画素Ｌ、注目画素Ｘの直上の１画素Ｕを読み出して所定階調ＴＪとの階調比較を行ったが必ずしもこれに限定するものではない。例えば、図９に示すように、補正済みＮ値化信号記憶部１２から、注目画素Ｘの左隣の１画素Ｌ、注目画素Ｘの直上の１画素Ｕ、注目画素Ｘの斜め左上の１画素ＵＬ、注目画素Ｘの斜め右上の１画素ＵＲを読み出し、その各画素Ｌ、Ｕ、ＵＬ、ＵＲの階調の組み合わせによってルックアップテーブルから該当する補正値を読み出すようにしてもよい。
【００６１】
また、前述した各実施の形態では、所定階調設定値記憶部としてインクの種類に応じて所定階調テーブルを選択し、記録媒体の種類及び画像解像度に応じて所定階調を設定するようにしたが、インクの種類が特定されるような場合には、図１０に示すように、所定階調テーブルを１つだけ設け、記録媒体の種類及び画像解像度に応じて所定階調を設定するようにしてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳述したように各請求項記載の発明によれば、ドットの合体による面積の増加から発生するトーンジャンプを回避すると共に多値画像データへの変換後の平均濃度の保存ができる画像処理方法を提供できる。
【００６３】
また、請求項４記載の発明によれば、さらに、記録媒体の種類と画像解像度の関係によってトーンジャンプが起こる階調が変化してもそれに対処できる画像処理方法を提供できる。
【００６４】
また、請求項５記載の発明によれば、さらに、インクの種類と記録媒体の種類と画像解像度の関係によってトーンジャンプが起こる階調が変化してもそれに対処できる画像処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図。
【図２】同実施の形態におけるトーンジャンプ補正処理部の構成を示すブロック図。
【図３】同実施の形態におけるトーンジャンプ補正処理部内の所定階調設定値記憶部の構成を示す図。
【図４】同実施の形態におけるトーンジャンプ補正処理部の処理を示す流れ図。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。
【図６】同実施の形態におけるトーンジャンプ補正処理部の構成を示すブロック図。
【図７】同実施の形態に適用するディザ法の基本的な処理を説明するための図。
【図８】同実施の形態におけるトーンジャンプ補正処理部の処理を示す流れ図。
【図９】補正信号生成部が所定階調と比較する補正済みＮ値化信号記憶部の画素の他の例を説明するための図。
【図１０】所定階調設定値記憶部の他の構成例を示す図。
【図１１】インクジェットプリンタを使用して８値化画像を記録する場合の各階調の実際のドットと理論的ドットの違いを説明するための図。
【図１２】インクジェットプリンタを使用して画像を記録したときに発生するトーンジャンプ現象を説明するための図。
【図１３】従来例を説明するための図。
【図１４】従来例を説明するための図。
【符号の説明】
１…入力画像信号補正部
２…累積誤差記憶部
３…比較器
４…閾値発生装置
５…トーンジャンプ補正処理部
６…Ｎ値化誤差算出部
７…拡散誤差算出部
８…拡散係数記憶部
１３…補正信号生成部
Claims (9)
- １画素Ｍ階調の入力画像データを誤差拡散法によって１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の多値画像データに変換する場合に、ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さと等しい印字後のドット径を有する階調をトーンジャンプを起こす階調ＴＪ（Ｎ＞ＴＪ＞２）として予め設定し、多値画像データに変換した注目画素が前記階調ＴＪで、かつ、その注目画素に隣接する多値画像データに変換した画素が前記階調ＴＪのとき、注目画素の階調数を、トーンジャンプを回避するために増減して補正し、この補正した画素を最終的な多値画像データとして出力すると共に以後の画素の誤差拡散処理に使用することを特徴とする画像処理方法。
- １画素Ｍ階調の入力画像データをディザ法によって１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の多値画像データに変換する場合に、ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さと等しい印字後のドット径を有する階調をトーンジャンプを起こす階調ＴＪ（Ｎ＞ＴＪ＞２）として予め設定し、多値画像データに変換した注目画素が前記階調ＴＪで、かつ、その注目画素に隣接する多値画像データに変換した画素が前記階調ＴＪのとき、注目画素の階調数を、トーンジャンプを回避するために所定の補正値だけ増加または減少させる補正処理を行い、この補正された階調数を最終的な多値画像データとして出力すると共に、以後の画素に対して前記補正処理を行うときには、前回の前記補正処理において補正値を増加させた場合は減少させ、補正値を減少させた場合は増加させる補正を行うことによって平均濃度を保存することを特徴とする画像処理方法。
- 前記階調ＴＪを、階調ｉにおける画素のドット径をＤ(i)とし、前記１辺の長さをＡとしたとき、Ａ−Ｄ(i)≒０を満たす階調に設定したことを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理方法。
- 記録媒体の種類と画像解像度に応じて前記階調ＴＪをそれぞれ設定した所定階調設定値記憶部を用意し、記録媒体の指定と画像解像度の指定により前記所定階調設定値記憶部から該当する前記階調を読み出して使用する前記階調を設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の画像処理方法。
- インクの種類と記録媒体の種類と画像解像度に応じて前記階調ＴＪをそれぞれ設定した所定階調設定値記憶部を用意し、インクの指定と記録媒体の指定と画像解像度の指定により前記所定階調設定値記憶部から該当する前記階調を読み出して使用する前記階調を設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の画像処理方法。
- １画素Ｍ階調の入力画像データを誤差拡散処理によって１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の多値画像データに変換し、画像データに従って印字を行う画像形成装置に前記多値画像データを出力する画像処理装置において、
ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さに等しい印字後のドット径を有する階調がトーンジャンプを起こす階調ＴＪ（Ｎ＞ＴＪ＞２）として予め設定され、多値画像データに変換された注目画素と前記注目画素に隣接する画素が前記階調ＴＪのとき、トーンジャンプを回避するために前記注目画素の階調数を補正するトーンジャンプ補正処理部を有し、
前記トーンジャンプ補正処理部は、階調補正された前記注目画素の多値画像データを画像形成装置へ出力すると共に、前記トーンジャンプ補正処理部から出力された前記注目画素の多値画像データを前記誤差拡散処理に使用することを特徴とする画像処理装置。 - １画素Ｍ階調の入力画像データをディザ処理によって１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ＞２）階調の多値画像データに変換し、画像データに従って印字を行う画像形成装置に前記多値画像データを出力する画像処理装置において、
ある解像度における画素を理論通りの矩形としたときの１辺の長さに等しい印字後のドット径を有する階調がトーンジャンプを起こす階調ＴＪ（Ｎ＞ＴＪ＞２）として予め設定され、多値画像データに変換された注目画素と前記注目画素に隣接する画素が前記階調ＴＪのとき、トーンジャンプを回避するために前記注目画素の階調数を所定の補正値だけ増加または減少させる補正を行うトーンジャンプ補正処理部を有し、
前記トーンジャンプ補正処理部は、階調補正された前記注目画素の多値画像データを画像形成装置へ出力すると共に、以後の画素に対して前記補正処理を行うときには、前回の前記補正処理において補正値を増加させた場合は減少させ、補正値を減少させた場合は増加させる補正を行うことによって平均濃度を保存することを特徴とする画像処理装置。 - 記録媒体の種類と画像解像度に応じて前記階調ＴＪをそれぞれ設定した所定階調設定値記憶部を備え、記録媒体の指定と画像解像度の指定により前記所定階調設定値記憶部から該当する前記階調ＴＪを読み出して設定することを特徴とする請求項６または７に記載の画像処理装置。
- インクの種類と記録媒体の種類と画像解像度に応じて前記階調ＴＪをそれぞれ設定した所定階調設定値記憶部を備え、インクの指定と記録媒体の指定と画像解像度の指定により前記所定階調設定値記憶部から該当する前記階調ＴＪを読み出して設定することを特徴とする請求項６または７に記載の画像処理装置。
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