JP4135713B2 - カラー画像形成装置及びカラー画像形成方法 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、コンピュータなどで生成されたカラー画像データの出力装置であるカラープリンタ等において使用されるカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法に関し、特に、文字や線画の画像形成で発生する画素（ドット）によるギザギザ、すなわちジャギーを目立たなくする画質改善処理であるスムージング処理後に発生するエッジ疑似色を防止するカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法に関する。
背景技術
第４図は、従来のレーザプリンタの構成例を示すブロック図である。カラーレーザプリンタの場合は１色分に相当する構成となる。第４図に示すレーザプリンタは、本体部１と、画像メモリ１２と、画像展開部１３と、制御回路１４と、光学変調信号生成回路１５とを備える。本体部１は、光学部２と像形成部１１を備える。さらに光学部２は、レーザ３と、ポリゴンミラー４と、ミラーモータ５と、ビーム検出器６とを備える。さらに像形成部１１は、感光ドラム７と、現像器８と、折り返しミラー９と、転写ローラ１０とを備える。
まず、本体部１の動作について簡単に説明する。レーザ３は、光学変調信号生成回路１５からの光学変調信号に従ってレーザビームを出力する。ポリゴンミラー４は、ミラーモータ５により回転駆動し、レーザビームを繰り返し走査するように偏向する。ビーム検出器６は、走査されるレーザビームの走査開始を検出するとともに、光学走査タイミング信号を制御回路１４へ出力する。
感光ドラム７の表面は、図示しないチャージャにより帯電される。その後、感光ドラム７の表面には、折り返しミラー９を介したレーザビームが照射される。レーザ３はレーザビームの走査及び感光ドラム７の回転に同期して変調される。感光ドラム７の表面には、印刷する画像に対応した光学像が照射される。感光ドラム７の表面に帯電した静電荷はレーザビームの照射量に応じて減少する。このとき感光ドラム７の表面には静電潜像が形成される。現像器８で感光ドラム７の表面に帯電したトナーを接触させると、感光ドラム７の表面の静電潜像に応じてトナーが付着し顕像化される。搬送されてくる紙などをトナー像の形成された感光ドラム７の表面に接触させ、転写ローラ１０でトナー像を紙に転写する。転写されたトナー像を図示しない定着器で紙などに定着すれば、印刷が終了する。トナー像が転写された後の感光ドラムの表面はクリーニングされた後、再び帯電されて上記のプロセスが繰り返される。
一方、コンピュータシステムなどから入力された印刷データは、画像展開部１３へ入力される。制御回路１４は、光学走査タイミング信号に同期して生成した制御クロック信号を、画像展開部１３と光学変調信号生成回路１５へ出力する。制御クロック信号とは、１画素毎の印刷タイミングを示す信号である。画像展開部１３は、制御クロック信号に従って順次、印刷データを実際に印刷する画像データに展開し、画像メモリ１２へ出力する。画像メモリ１２は画像データの記憶を行う。一般に、画像メモリ１２はビットマップメモリと呼ばれ、２値の画像データの場合には１ビットが印刷する１画素を表し、多値の画像データの場合には数ビットからなる濃度値が印刷する１画素を表す。例えば４ビットの画像データであれば画素毎に１６階調を表現でき、画像メモリ１２を１画素あたり４ビット構成とする。光学変調信号生成回路１５は、制御クロック信号に従って順次、画像メモリ１２に記憶された画像データを読み出し、画像データに応じた光学変調信号を生成し、制御クロック信号に従って光学変調信号を順次、レーザ３に印加する。
モノクロレーザプリンタなどの２値の印刷装置では、画像メモリ１２上に展開された画像データから、文字や線画の印刷で発生するジャギーを自動的に判別し、入力画像データよりも高い解像度のデータに変換した上で、ジャギーを目立たなくするスムージング処理が一部で採用されている。
第５図は、２値画像データのスムージング処理の一例を示す図である。第５図において、縦軸はラインをドット単位で表し、横軸はライン内の画素位置をドット単位で表す。例えば第５図（ａ）に示すように、画像メモリ（画像データメモリ）１２に記憶された画像データに途中で１ドットずれた縦線があるとする。このずれた部分がジャギーである。スムージング処理では、例えば近傍の画素を含めたパターンマッチングによりジャギーを判別する。そしてジャギーの部分では、補正した光学変調信号の出力タイミングを第５図（ｂ）に示すように調整する。これにより、第５図（ｃ）に示す印刷結果のように、ジャギーの部分で半ドットずれた形で印刷が行われ、縦線が滑らかに変化するようになる。すなわちジャギーが低減される。ここでは同じ方向に半ドットずらした例を示したが、左右どちらの方向にもずらすことが可能である。言い換えれば、スムージング処理とは、レーザビームの主走査方向に元の画像データの整数倍の解像度で印刷できるようにし、ジャギーの部分ではドットを付加したり、削除したりする処理といえる。
第６図は、２値画像データのスムージング処理を行う従来の２値画像形成装置の構成例を示すブロック図である。第６図に示す光学変調信号生成回路１５は、画像メモリ読出し部１６と、スムージング回路１７とを備える。さらにスムージング回路１７は、ラインバッファ１８と、評価ウィンドウ抽出部２１と、補正部２２とを備える。第６図において、第４図と同一符号は第４図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する
画像メモリ１２には、図示しない画像展開部により２値画像データが展開される。画像メモリ読出し部１６は、画像メモリ１２からレーザ３で露光中の数ライン前の画像データを読み出して、ラインバッファ１８へ転送する。ラインバッファ１８は、シフトレジスタで構成されており、露光中の前後数ライン分の画像データを保持する。評価ウィンドウ抽出部２１は、ラインバッファ１８に保持された画像データのうち、スムージングの対象となる１画素（以下、注目画素と呼ぶ）２０を中心とした矩形の領域（以下、評価ウィンドウと呼ぶ）１９内の画素のパターンを抽出し、抽出パターン配置信号として補正部２２へ出力する。
補正部２２は、評価ウィンドウ内の画素が取り得るパターンとそのパターンに応じた注目画素のスムージング結果との組を、予め複数記憶したルックアップテーブル（ＬＵＴ：Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を有しており、ルックアップテーブルに記憶されたパターンと抽出パターン配置信号とを照合し、一致したパターンに対応して記憶されている注目画素の補正データを選択する。また、補正が必要ない場合には、注目画素の元のデータに応じた光学変調信号を光学部２へ出力し、補正が必要な場合には、注目画素の補正データに応じた光学変調信号を光学部２へ出力する。
第７図は、抽出パターン配置信号に対するスムージング処理の一例を示す図である。第７図において、縦軸はラインをドット単位で表し、横軸はライン内の画素位置をドット単位で表す。第７図（ａ）は、第５図（ａ）に示した抽出パターン配置信号におけるライン＝Ｎ，画素位置＝Ｍ−１の画素を注目画素とし、注目画素とその周辺画素を５×５のサイズで抽出した場合の評価ウィンドウ内の画素のパターンを示す。補正部２２は、抽出パターン配置信号とルックアップテーブルに記憶されたパターンの１つとが一致した場合に、ライン＝Ｎ，画素位置＝Ｍ−１の画素は補正が必要であると判定し、第７図（ｂ）に示すような補正データを生成し、この補正データに応じた光学変調信号を生成して出力する。
また、第７図（ｃ）は、第５図（ａ）に示した抽出パターン配置信号におけるライン＝Ｎ，画素位置＝Ｍ＋１の画素を注目画素とし、注目画素とその周辺画素を５×５のサイズで抽出した場合の評価ウィンドウ内の画素のパターンを示す。補正部２２は、抽出パターン配置信号とルックアップテーブルに記憶されたパターンの１つとが一致した場合に、ライン＝Ｎ，画素位置＝Ｍ＋１の画素は補正が必要であると判定し、第７図（ｄ）に示すような補正データを生成し、この補正データに応じた光学変調信号を生成して出力する。なお、第７図（ａ）におけるライン＝Ｎ，画素＝Ｍ−２の位置を注目画素とした場合についても、第７図（ｄ）に示すような補正データを生成する。
第６図に示したスムージング回路１７は、実際に注目画素に相当する位置の画素を、制御クロック信号に同期して順次印刷する時に、注目画素の位置の光学変調信号を出力する。この動作タイミングを制御する制御クロック信号は、制御回路１４内に備えられた制御クロック信号生成部２３で生成している。制御回路１４内の制御クロック信号生成部２３は、光学部２から出力される光学走査タイミング信号に同期して制御クロック信号を生成し、光学変調信号生成回路１５へ出力する。
以上の説明は、画素を主走査方向に２倍の解像度にして補正する場合の例であるが、３倍以上の解像度にして補正する場合も同様である。
また、印刷装置は、白と黒の２値印刷装置だけでなく、中間の濃度の画素を表現できる多値印刷装置が提供されている。例えば第４図に示すようなレーザプリンタでは、光学部２におけるレーザ３の発光量又は発光時間を制御することにより、像形成部１１で形成された画素の大きさを変えて、等価的に印刷する画素の濃度を変えている。
次に、レーザの発光量を変えて多値印刷を行う多値レーザプリンタの構成について説明する。第８図は、多値レーザプリンタの構成例を示すブロック図である。第８図に示す光学変調信号生成回路３２は、画像メモリ読出し部３３と、Ｄ／Ａ変換部３４とを備える。第８図において、第４図と同一符号は第４図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する。画像メモリ３１には、図示しない画像展開部により濃度を持った多値画像データが展開される。一方、制御回路３５内の制御クロック信号生成部３６は、光学部２から出力される光学走査タイミング信号に同期して制御クロック信号を生成し、光学変調信号生成回路３２へ出力する。画像メモリ読出し部３３は、制御クロック信号に従って順次、多値画像データを画像メモリ３１から読み出し、多値画像データをＤ／Ａ変換部３４へ出力する。Ｄ／Ａ変換部３４は、多値画像データにおけるデジタルの濃度値を、アナログ強度を表す光学変調信号に変換し、制御クロック信号に従って順次、光学部２へ出力する。
また、多値印刷を行うレーザプリンタにおいてもスムージング処理が行われる。第９図は、４値画像データのスムージング処理の一例を示す図である。第９図において、縦軸はラインをドット単位で表し、横軸はライン内の画素位置をドット単位で表す。第９図（ａ）は、画像メモリ（画像データメモリ）上の４値画像データのパターンの一例を示し、第９図（ｂ）は、多値印刷を行う時の光学変調信号を示し、第９図（ｃ）は印刷結果を示す。
第９図に示した４値画像データのスムージング処理を行う場合にも、第６図に示した構成に類似した構成を有するスムージング回路が使用されるが、画素データが多値データである点が異なる。そのため、ラインバッファ１８は多値データを記憶でき、評価ウィンドウ抽出部２１は多値データの抽出パターン配置信号を抽出して補正部２２に転送し、補正部２２は多値のルックアップテーブルを有する必要がある。しかし、画素単位で表現できる階調数を、白を含めてＣとすると、評価ウィンドウとして抽出されるパターンの組合せの数は２値データの場合の（Ｃ／２）２５倍になる。また、光学変調信号の出力もＣ個の濃度を表すために、ルックアップテーブルの大きさは、更にＤ倍になる。Ｄは、２Ｄ−１＜Ｃ≦２Ｄの条件を満たす整数である。
このように、従来のスムージング回路をそのまま多値の印刷装置における多値画像データのスムージング処理に適用すると、必要とするルックアップテーブルのサイズが非常に大きくなり、またテーブルデータの作成も画素のパターンとその濃度の組合せとなって作成するのが煩雑になり実用的でないという問題が生じる。
この問題を解決する多値スムージング処理方法として、例えば特願平１１−３１９５７７号では、第１０図に示すように、入力された多値画像データを濃度に応じて複数の濃度プレーンに分解し、濃度プレーン毎にスムージング処理を行い、その濃度プレーン毎のスムージング処理の結果として出力される補正値を合成して画素の配置を補正する方法が提案されている。
第１０図は、多値画像データのスムージング処理を行う従来の多値画像形成装置の構成例を示すブロック図である。第１０図に示す光学変調信号生成回路４２は、画像メモリ読出し部４３と、スムージング回路４４と、Ｄ／Ａ変換部５３とを備える。さらにスムージング回路４４は、濃度分解部４５と、プレーン１補正部４６ａと、プレーン２補正部４６ｂと、プレーン３補正部４６ｃと、補正値合成部５２とを備える。さらにプレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃはそれぞれ、ラインバッファ４７と、評価ウィンドウ抽出部５０と、補正部５１とを備える。第１０図において、第４図と同一符号は第４図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
なお、第１０図に示す光学変調信号生成回路４２を含むレーザプリンタは、画素単位で、白と黒を含む４階調で印刷を行う。画像メモリ４１は、２ビットの画像メモリからなる。画像メモリ４１には、図示しない画像展開部により予め印刷可能な状態で多値画像データが展開されている。また、画素単位で白を除き３階調が表現できるので、３つの濃度プレーンが用意されている。ここでは、画素の濃度を０〜３の数値で表し、数値の大きい方を濃度が高いものとする。すなわち、濃度０は白、濃度３は黒に相当するものとする。
制御回路５４内の制御クロック信号生成部５５は、光学部２から出力される光学走査タイミング信号に同期して制御クロック信号を生成し、光学変調信号生成回路４２へ出力する。光学変調信号生成回路４２は、制御クロック信号により、本体部１における画像の書き込みの進行に同期して光学変調信号を出力するように制御される。
画像メモリ読出し部４３は、画像メモリ４１から読み出した多値画像データを濃度分解部４５へ出力する。濃度分解部４５は、多値画像データの濃度に基づき、所定の分配規則に従って、２値化した画素データをプレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃへ分配出力する。
ここで、濃度分解部４５で用いる所定の規則によれば、例えば画素データを画像メモリ４１上の画素濃度毎のプレーンに濃度分解して分配する。これにより、画像メモリ４１内の濃度１の画素データはプレーン１補正部４６ａへ、濃度２の画素データはプレーン２補正部４６ｂへ、濃度３の画素データはプレーン３補正部４６ｃへそれぞれ分配される。
プレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃは、入力された画素データに対するスムージング処理を補正部５１で行い、対応するレベルの補正値を出力する。ここで、プレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃのそれぞれには、２値化された画素データが入力されている。このため、プレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃは、それぞれ従来の２値画像形成装置におけるスムージング回路と同じ構成であり、且つ同じ補正規則が適用可能である。すなわち、第６図に示すスムージング回路１７がそのまま使用可能である。
プレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃのそれぞれから出力された補正値は、補正値合成部５２で所定の合成規則に従って合成され、Ｄ／Ａ変換部５３へ出力される。ここで、補正値合成部５２で用いる所定の合成規則によれば、例えば同一の画素についてゼロでないプレーンが存在すると、そのようなプレーンのうち最も濃度の高いプレーンの補正値を優先して出力する。Ｄ／Ａ変換部５３は、デジタルの補正値を、アナログ強度を表す光学変調信号に変換し、制御クロック信号に従って順次、光学部２へ出力する。
しかしながら、上述した多値スムージング処理方法では、中間調の表現を豊かにして印刷品質を向上させさせようと階調数をあげる、すなわち出力できるレベル数を多くすると、分解すべき濃度プレーン数が増加してしまい、その結果ハードウェアの規模が大きくなってしまうという問題が生じる。
また、従来のスムージング回路をそのまま多値の印刷装置における多値画像データのスムージング処理に適用すると、必要とするルックアップテーブルのサイズが非常に大きくなるという前者の問題に対して、本出願人は既に、第１１図に示す多値スムージング処理方法を提案している（特許２００１−２３５０８０）。
第１１図は、多値画像データのスムージング処理を行う従来の多値画像形成装置の他の構成例を示すブロック図である。第１１図に示す光学変調信号生成回路６１は、画像メモリ読出し部４３と、スムージング回路６２と、Ｄ／Ａ変換部５３とを備える。さらにスムージング回路６２は、ラインバッファ４７と、評価ウィンドウ抽出部５０と、２値化処理部６３と、補正部６４とを備える。第１１図において、第４図及び第１０図と同一符号は第４図及び第１０図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
なお、第１１図に示す光学変調信号生成回路６１を含むレーザプリンタは、画素単位で、例えば１６階調で印刷を行う。したがって、画像メモリ４１は、４ビットの画像メモリからなる。第１１図に示すように、評価ウィンドウ抽出部５０で切り出した評価ウィンドウ内の画素データは、２値化処理部６３で隣接画素との比較により２値化処理を施されて、補正部６４へ出力される。補正部６４は、２値化処理された評価ウィンドウ内の画素データとルックアップテーブルとの照合を行って２値のＬＵＴ補正値を生成し、最後に元データを基準にしてこのＬＵＴ補正値を多値に復元する多値化処理を行って多値補正値を生成し、Ｄ／Ａ変換部５３へ出力する。Ｄ／Ａ変換部５３は、デジタルの多値補正値を、アナログ強度を表す光学変調信号に変換し、制御クロック信号に従って順次、光学部２へ出力する。
ここで、２値化処理部６３が行う２値化処理と、補正部６４が行うＬＵＴ照合処理と多値化処理について第１２図のフローチャートを用いて説明する。第１２図は、２値化処理とＬＵＴ照合処理と多値化処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、説明のため、各画素のデータは４ｂｉｔでｄ＝０（白）〜ｄ＝１５（黒）の１６階調で表現される。また、評価ウィンドウサイズ３，主走査方向２分割の場合を例に挙げて説明する。
第１３図は、評価ウィンドウの抽出から多値化処理までを示す図である。評価ウィンドウのうち、ｄ１は注目画素の濃度値を示し、ｄ２は注目画素の左に位置する隣接画素の濃度値を示し、ｄ３は注目画素の右に位置する隣接画素の濃度値を示す。２値化評価ウィンドウのパターンのうち、Ｄ１は２値化処理された注目画素の濃度値を示す。注目画素におけるＬＵＴ補正値のうち、左側の部分の濃度値をＤ１ａ、右側の部分の濃度値をＤ１ｂとする。注目画素における多値補正値のうち、左側の部分の濃度値をｄ１ａ、右側の部分の濃度値をｄ１ｂとする。
まず、評価ウィンドウ抽出部５０は、ラインバッファ４７に保持されている画素データから評価ウィンドウ４８内の画素データを抽出する（Ｓ１）。次に、２値化処理部６３は評価ウィンドウ４８内の画素データの２値化処理（Ｓ２）を行う。ここで、ｄｍａｘはｍａｘ（ｄ２，ｄ３）を示し、ｄｍｉｎはｍｉｎ（ｄ２，ｄ３）を示す（Ｓ２１）。
ステップＳ２２では、ｄｍａｘ−ｄ１＞ｔｈであるか否かの判定を行い、判定結果がＹｅｓであれば後述するステップＳ４へ移行する。ここでｔｈは閾値であり、例えば２である。一方、ステップＳ２２の判定結果がＮｏであれば、ステップＳ２３では、ｄ１−ｄｍｉｎ＞ｔｈであるか否かの判定を行い、判定結果がＹｅｓであれば後述するステップＳ５へ移行する。一方、ステップＳ２３の判定結果がＮｏであれば、後述するステップＳ３のステップＳ３１へ移行する。
ステップＳ４では、第１４図（ａ）に示す評価ウィンドウ２値化処理Ａを行う。第１４図（ａ）において、ステップＳ４１は、ｙをｙ＝０，１，２，・・・，ｎ−１に設定し、ステップＳ４２は、ｘをｘ＝０，１，２，・・・，ｍ−１に設定する。ステップＳ４３では、ｄ１＋ｔｈ／２＞ｄ（ｘ，ｙ）であるか否かを判定する。ステップＳ４３の判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ４４は０をＤ（ｘ，ｙ）に設定する。一方、ステップＳ４３の判定結果がＮｏであれば、ステップＳ４５は１をＤ（ｘ，ｙ）に設定する。ステップＳ４４またはステップＳ４５の後、ステップＳ４６はｘを出力し、ステップＳ４７はｙを出力して、処理は第１２図に示す処理に戻り、ステップＳ６の処理へ移行する。
ステップＳ５では、第１４図（ｂ）に示す評価ウィンドウ２値化処理Ｂを行う。第１４図（ｂ）において、ステップＳ５１は、ｙをｙ＝０，１，２，・・・，ｎ−１に設定し、ステップＳ５２は、ｘをｘ＝０，１，２，・・・，ｍ−１に設定する。ステップＳ５３では、ｄ１−ｔｈ／２＞ｄ（ｘ，ｙ）であるか否かを判定する。ステップＳ５３の判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ５４は０をＤ（ｘ，ｙ）に設定する。一方、ステップＳ５３の判定結果がＮｏであれば、ステップＳ５５は１をＤ（ｘ，ｙ）に設定する。ステップＳ５４またはステップＳ５５の後、ステップＳ５６はｘを出力し、ステップＳ５７はｙを出力して、処理は第１２図に示す処理に戻り、ステップＳ６の処理へ移行する。
第１５図は、２値化処理の結果を示す図である。第１５図に示す評価ウィンドウ内の画素データは、上述した２値化処理に従って２値化され、結果として２値評価ウィンドウとなる。２値化した濃度値は、０＝ドット無し、１＝ドット有りのいずれかを表す。
第１２図において、ステップＳ４またはステップＳ５の後、補正部６４は、２値化処理の結果とルックアップテーブルとを照合するＬＵＴ照合処理（Ｓ６）を行う。ステップＳ７では、ＬＵＴ照合処理の結果、マッチングパターンがあるか否かの判定を行う。ステップＳ７の判定結果がＮｏであれば、後述するステップＳ３のステップＳ３１へ移行する。一方、ステップＳ７の判定結果がＹｅｓであれば、後述するステップＳ３のステップＳ３２へ移行する。
次に、補正部６４は多値化処理（Ｓ３）を行う。多値化処理は、第６図と第７図における従来の光学変調信号の補正方法と同様であるが、第６図と第７図における補正データは２値データであるので、再度多値に変換する。多値化処理としては、例えば第１６図に示す単純置き換え処理と、第１７図に示す平均化処理との２つの方法がある。それぞれの多値化処理では、単純置き換え処理は補正後のエッジがシャープなまま、平均化処理は補正後のエッジがなめらかになるという特徴がある。
まず、第１６図に示す単純置き換え処理について説明する。単純置き換え処理では、Ｄ１＝１の場合、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて１は元データｄ１とし、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて０は隣のデータに変換する。これは後述するステップＳ３３の処理で示される。すなわち、Ｄ１ａ×ｄ１＋Ｄ１ａ’×ｄ２をｄ１ａに設定し、Ｄ１ｂ×ｄ１＋Ｄ１ｂ’×ｄ３をｄ１ｂに設定する（Ｓ３３）。ここで、「’」は反転を意味する。第１６図（ａ）は、Ｄ１＝１の場合に単純置き換え処理を用いて多値化処理を行った例を示す図である。
また、単純置き換え処理では、注目画素の濃度値Ｄ１＝０の場合、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて０は元データｄ１とし、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて１は隣のデータに変換する。これは後述するステップＳ３４の処理で示される。すなわち、Ｄ１ａ’×ｄ１＋Ｄ１ａ×ｄ２をｄ１ａに設定し、Ｄ１ｂ’×ｄ１＋Ｄ１ｂ×ｄ３をｄ１ｂに設定する（Ｓ３４）。第１６図（ｂ）は、Ｄ１＝０の場合に単純置き換え処理を用いて多値化処理を行った例を示す図である。
次に、第１７図に示す平均化処理について説明する。平均化処理では、Ｄ１＝１の場合、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて１は元データｄ１とし、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて０は隣のデータとの中間値に変換する。第１７図（ａ）は、Ｄ１＝１の場合に平均化処理を用いて多値化処理を行った例を示す図である。
また、平均化処理では、Ｄ１＝０の場合、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて０は元データｄ１とし、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて１は隣のデータとの中間値に変換する。第１７図（ｂ）は、Ｄ１＝０の場合に平均化処理を用いて多値化処理を行った例を示す図である。
図１２のフローチャートでは、多値化処理（Ｓ３）に上述した単純置き換え処理を使用して説明する。ステップＳ３２は、Ｄ１＝１であるか否かの判断を行い、ステップＳ３２の判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ３３に示す処理を行い、このフローチャートを終了する。一方、ステップＳ３２の判定結果がＮｏであれば、ステップＳ３４に示す処理を行い、このフローチャートを終了する。一方、ステップＳ３１は、ｄ１をｄ１ａに設定し、ｄ１をｄ１ｂに設定し、このフローチャートを終了する。以上の処理を２値化処理部６３と補正部６４で行うことにより、多値スムージング処理が行われる。
第１８図は、第１１図に示す従来の多値画像形成装置を用いたカラーレーザプリンタの構成例を示す図である。第１８図に示すように、このカラーレーザプリンタは、４つの画像メモリ４１ａ〜４１ｄと、４つの光学変調信号生成回路６１ａ〜６１ｄと、４つの光学部２ａ〜２ｄと、４つの像形成部１１ａ〜１１ｄと、制御回路５４と、画像展開部７１とを備える。各光学変調信号生成回路６１ａ〜６１ｄは、第１１図に示す光学変調信号生成回路６１の構成と同様である。また、各光学部２ａ〜２ｄと各像形成部１１ａ〜１１ｄは、第４図に示す光学部２と像形成部１１の構成と同様である。
すなわち、第１１図に示す、画像メモリ４１と、光学変調信号生成回路６１と、光学部２と、像形成部１１を、各色プレーン、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）の成分、それぞれについて備える。上述したスムージング回路の説明では、Ｋ成分について説明したが、Ｃ成分、Ｍ成分、Ｙ成分についても同様の処理を行う。
入力された印刷データは、画像展開部７１へ入力される。画像展開部７１は、印刷データをカラー画像データに展開し、カラー画像データを色プレーン毎の多値画像データに分割し、制御クロック信号に従って順次、Ｃ成分の多値画像データを画像メモリ４１ａへ、Ｍ成分の多値画像データを画像メモリ４１ｂへ、Ｙ成分の多値画像データを画像メモリ４１ｃへ、Ｋ成分の多値画像データを画像メモリ４１ｄへ出力する。
画像メモリ４１ａにおけるＣ成分の多値画像データは、光学変調信号生成回路６１ａと光学部２ａと像形成部１１ａにより処理される。同様に、画像メモリ４１ｂにおけるＭ成分の多値画像データは、光学変調信号生成回路６１ｂと光学部２ｂと像形成部１１ｂにより処理され、画像メモリ４１ｃにおけるＹ成分の多値画像データは、光学変調信号生成回路６１ｃと光学部２ｃと像形成部１１ｃにより処理され、画像メモリ４１ｄにおけるＫ成分の多値画像データは、光学変調信号生成回路６１ｄと光学部２ｄと像形成部１１ｄにより処理される。光学部２ａ〜２ｄはそれぞれ、光学走査タイミング信号を制御回路５４へ出力する。制御回路５４は、光学変調信号生成回路６１ａ〜６１ｄの制御を行う。以上の構成により、第１１図に示す多値画像形成装置は、カラーレーザプリンタにも適用できる。
しかしながら、第１１図に示す多値画像形成装置をカラーレーザプリンタに適用する際は、色毎に独立して多値スムージング処理が行われるため、色毎の補正量に差が生じ、その結果、エッジ部分に本来無いはずのエッジ疑似色が発生する場合があるといった問題が発生する。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、必要とするルックアップテーブルの規模を大きくすることなくカラー・多値化するとともに、さらにこのスムージング処理後に発生するエッジ疑似色を防止することで、多値カラー画像のスムージング処理を実施できるカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、入力されたカラー画像データのスムージングを行うカラー画像形成装置であって、前記カラー画像データを、色成分毎の濃度値を表す多値画像データに分割する画像展開手段と、色成分毎の濃度値を表す多値画像データを記憶する画像記憶手段と、前記多値画像データにおける画素のうちスムージングの対象となる注目画素を含む所定の領域のパターンの抽出を行う、前記色成分毎の評価ウィンドウ抽出手段と、前記パターンをドットの有無として表す２値化を行う、前記色成分毎の２値化処理手段と、前記２値化を行ったパターンに基づいて前記注目画素のスムージングと該スムージングの結果の多値化を行い、前記２値化と前記スムージングと前記多値化からなる補正が外部からの指示により有効とされた場合には、前記注目画素における補正後の濃度値を出力し、前記補正が外部からの指示により無効とされた場合には、前記注目画素における補正前の濃度値を出力する、前記色成分毎の補正手段と、例えば全ての前記色成分における前記補正後の濃度値から算出される補正後の色調と、例えば全ての前記色成分における前記補正前の濃度値から算出される補正前の色調との間の色差を算出し、前記色差が所定の範囲内にあれば前記補正を有効とし、前記色差が所定の範囲内になければ前記補正を無効とする判定を行い、前記判定の結果を前記指示として前記補正手段へ出力する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
このような構成によれば、２値画像データに変換してスムージングを行うことにより、階調数を増加させても小規模な回路で実現できると共に、色差に基づいて補正の有効性の判定を行うことにより、２値画像データを用いることに伴うエッジ疑似色の発生を防止することができる。
また、本発明に係るカラー画像形成装置において、前記判定手段は、Ｌａｂ空間で表現した前記補正後の色調をａｂ平面上に投影した補正後の色要素と、Ｌａｂ空間で表現した前記補正前の色調をａｂ平面上に投影した補正前の色要素とを用い、前記色差は、補正後の色要素と補正前の色要素との間の距離とすることを特徴とするものである。
このような構成によれば、色要素を用いて補正の有効性の判定を行うことにより、スムージングにおいて色要素が大きく異なるエッジ疑似色の発生を防止することができる。
また、本発明に係るカラー画像形成装置において、前記２値化処理手段は、前記２値化の対象となる注目画素における濃度値と、前記注目画素に隣接する少なくとも１つの画素における濃度値の比較を行い、該比較の結果に基づいて前記注目画素における濃度値を２値化することを特徴とするものである。
このような構成によれば、多値画像データにおける注目する画素とその周辺の画素とを相対比較することにより、スムージングを行うべきエッジを適切に表す２値画像データに変換することができるとともに、多値画像データへの復元を容易にすることができる。
また、本発明に係るカラー画像形成装置において、前記補正手段は、前記領域が取り得るパターンと該パターンに応じた前記注目画素のスムージング結果との組を予め複数記憶したルックアップテーブルを備え、前記スムージングは、該ルックアップテーブルに記憶されたパターンと前記評価ウィンドウ抽出手段が出力したパターンとを照合し、一致した前記パターンに対応して前記ルックアップテーブルに記憶された前記注目画素のスムージング結果を出力することを特徴とするものである。
このような構成によれば、２値のルックアップテーブルを用いることにより、階調数を増加させても小規模な回路で実現できる。
また、本発明に係るカラー画像形成装置において、前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表現された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表現された部分は該部分に隣接する画素の濃度値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は隣接する画素の濃度値に変換することを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成装置において、前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換することを特徴とするものである。
このような構成によれば、多値画像データにおける注目する画素と隣接する画素を用いることにより、２値化した多値画像データの適切な復元を容易に行うことができる。
また、本発明は、入力されたカラー画像データのスムージングを行うカラー画像形成方法であって、前記カラー画像データを、色成分毎の濃度値を表す多値画像データに分割し、色成分毎の濃度値を表す多値画像データを記憶し、前記多値画像データにおける画素のうちスムージングの対象となる注目画素を含む所定の領域のパターンの抽出を、前記色成分毎に行い、前記パターンをドットの有無として表す２値化を、前記色成分毎に行い、前記２値化を行ったパターンに基づいて前記注目画素のスムージングと該スムージングの結果の多値化を行い、前記２値化と前記スムージングと前記多値化からなる補正が外部からの指示により有効とされた場合には、前記注目画素における補正後の濃度値を出力し、前記補正が外部からの指示により無効とされた場合には、前記注目画素における補正前の濃度値を出力する処理を、前記色成分毎に行い、例えば全ての前記色成分における前記補正後の濃度値から算出される補正後の色調と、例えば全ての前記色成分における前記補正前の濃度値から算出される補正前の色調との間の色差を算出し、前記色差が所定の範囲内にあれば前記補正を有効とし、前記色差が所定の範囲内になければ前記補正を無効とする判定を行い、前記判定の結果を前記指示とすることを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成方法において、前記判定は、Ｌａｂ空間で表現した前記補正後の色調をａｂ平面上に投影した補正後の色要素と、Ｌａｂ空間で表現した前記補正前の色調をａｂ平面上に投影した補正前の色要素とを用い、前記色差は、補正後の色要素と補正前の色要素との間の距離とすることを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成方法において、前記２値化は、前記２値化の対象となる注目画素における濃度値と、前記注目画素に隣接する少なくとも１つの画素における濃度値の比較を行い、該比較の結果に基づいて前記注目画素における濃度値を２値化することを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成方法において、前記スムージングは、前記領域が取り得るパターンと該パターンに応じた前記注目画素のスムージング結果との組を予め複数記憶したルックアップテーブルを用い、該ルックアップテーブルに記憶されたパターンと前記評価ウィンドウ抽出手段が出力したパターンとを照合し、一致した前記パターンに対応して前記ルックアップテーブルに記憶された前記注目画素のスムージング結果を出力することを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成方法において、前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表現された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表現された部分は該部分に隣接する画素の濃度値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は隣接する画素の濃度値に変換することを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成方法において、前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換することを特徴とするものである。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。第１図は、本発明のカラー画像形成装置の構成例を示すブロック図である。第１図に示す光学変調信号生成回路８１は、画像メモリ読出し部４３と、スムージング回路８２と、Ｄ／Ａ変換部５３とを備える。さらに多値スムージング回路８２は、ラインバッファ４７と、評価ウィンドウ抽出部５０と、２値化処理部６３と、補正部８３とを備える。さらに、補正部８３と画像メモリ４１に接続された色調比較部８４を備える。第１図において、第４図及び第１１図と同一符号は第４図及び第１１図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
また、第２図は、本発明のカラー画像形成装置を用いたカラーレーザプリンタの構成例を示す図である。第２図に示すように、このカラーレーザプリンタは、４つの画像メモリ４１ａ〜４１ｄと、４つの光学変調信号生成回路８１ａ〜８１ｄと、４つの光学部２ａ〜２ｄと、４つの像形成部１１ａ〜１１ｄと、制御回路５４と、画像展開部７１と、色調比較部８４とを備える。各光学変調信号生成回路８１ａ〜８１ｄは、第１図に示す光学変調信号生成回路８１の構成と同様である。また、各光学部２ａ〜２ｄと各像形成部１１ａ〜１１ｄは、第４図に示す光学部２と像形成部１１の構成と同様である。すなわち、第１図に示す、画像メモリ４１と、光学変調信号生成回路８１と、光学部２と、像形成部１１を、各色プレーン、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの成分、それぞれについて備える。第２図において、第４図及び第１８図と同一符号は第４図及び第１８図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
なお、本実施の形態において、画像展開手段は画像展開部７１に相当し、画像記憶手段は画像メモリ４１と画像メモリ読出し部４３とラインバッファ４７に相当し、評価ウィンドウ抽出手段は評価ウィンドウ抽出部５０に相当し、２値化処理手段は２値化処理部６３に相当し、補正手段は補正部８３に相当し、判定手段は色調比較部８４に相当する。
以下、補正部８３と色調比較部８４について第３図のフローチャートを用いて説明する。第３図は、２値化処理とＬＵＴ照合処理と多値化処理と色調比較の一例を示すフローチャートである。第３図において、第１２と同一符号は第１２図に示された対象と同一の処理を示しており、ここでの説明を省略する。まず、色調比較部８４は、各色の光学変調信号生成回路８１ａ〜８１ｄから得られた補正後のＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’値を色合成して色調を算出すると共に、各色の画像メモリ４１ａ〜４１ｄから得られた補正前のＣＭＹＫ値を色合成して色調を算出し、（Ｓ８）、ステップＳ９へ移行する。
次に、色調比較部８４は色調比較を行う。まず、ステップＳ９では、補正前の色調と補正後の色調との色差を算出し、色差が設定値以上か否かの判定を行う。ここで、設定値は例えば１である。ステップＳ９の判定結果により色差が設定値以上の場合、エッジ疑似色発生と判断してステップＳ１０へ移行し、色調比較部８４は補正後のＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’値を廃棄して補正前のＣＭＹＫ値を出力するように各色の補正部８３に制御信号を出力する。すなわち、ステップＳ１０では、ｄ１をｄ１ａに設定し、ｄ１をｄ１ｂに設定し、このフローチャートを終了する。一方、ステップＳ９の判定結果により色差が設定値未満の場合、色調比較部８４は補正後のＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’値をそのまま出力するように各色の補正部８３に制御信号を出力する。
色調比較において、明度変化はエッジ疑似色と認識されにくく、色要素変化が問題になりやすいので、色要素変化量で規定するのが望ましい。例えば、ＣＭＹＫ空間からＬａｂ空間へ変換し、ａｂ座標の変化量を比較する。ここで、ＣＭＹＫ空間からＬａｂ空間へ変換した、補正前の色調をＬａｂ、補正後の色調をＬ’ａ’ｂ’で表し、それぞれをａｂ平面上に投影すると、ａｂ座標の変化量は、｛（ａ−ａ’）２＋（ｂ−ｂ’）２｝１／２で表される。
以上の構成とすることで、従来のモノクロ２値プリンタに適用したルックアップテーブルに比較してその規模を大きくすることなくカラー・多値化するとともに、スムージング処理後に発生するエッジ疑似色を防止することが可能になる。 なお、上記実施例では、本発明がレーザプリンタに適用されているが、ＬＥＤプリンタ、インクジェットプリンタ、さらにディスプレイにも同様に適用可能であることは言うまでもない。
産業上の利用の可能性
以上説明したように、本発明によれば、多値カラー画像を形成するカラー画像形成装置において、必要となるルックアップテーブルに２値プリンタと同等のものを利用することができ、画像形成時に発生するジャギーなどを目立たなくするスムージング処理およびそれに伴うエッジ疑似色の発生を防止することができる。すなわち、構成が簡単で低コストの多値カラー画像形成用スムージング処理が実現できる。
また、写真画像等の画質を上げるために階調数を多くとっても、ハードウェア規模は大きくなることなくスムージング処理が可能であり、評価ウィンドウの抽出やルックアップテーブルとの照合、多値データの印刷処理等は従来技術をそのまま使うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のカラー画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
第２図は、本発明のカラー画像形成装置を用いたカラーレーザプリンタの構成例を示す図である。
第３図は、２値化処理とＬＵＴ照合処理と多値化処理と色調比較の一例を示すフローチャートである。
第４図は、従来のレーザプリンタの構成例を示すブロック図である。
第５図は、２値画像データのスムージング処理の一例を示す図である。
第６図は、２値画像データのスムージング処理を行う従来の２値画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
第７図は、抽出パターン配置信号に対するスムージング処理の一例を示す図である。
第８図は、多値レーザプリンタの構成例を示すブロック図である。
第９図は、４値画像データのスムージング処理の一例を示す図である。
第１０図は、多値画像データのスムージング処理を行う従来の多値画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
第１１図は、多値画像データのスムージング処理を行う従来の多値画像形成装置の他の構成例を示すブロック図である。
第１２図は、２値化処理とＬＵＴ照合処理と多値化処理の一例を示すフローチャートである。
第１３図は、評価ウィンドウの抽出から多値化処理までを示す図である。
第１４図は、評価ウィンドウ２値化処理Ａと評価ウィンドウ２値化処理Ｂの一例を示すフローチャートである。
第１５図は、２値化処理の結果を示す図である。
第１６図は、多値化処理として単純置き換え処理を用いた場合の実施例を示す図である。
第１７図は、多値化処理として平均化処理を用いた場合の実施例を示す図である。
第１８図は、第１１図に示す従来の多値画像形成装置を用いたカラープリンタの構成を示す図である。
本発明は、コンピュータなどで生成されたカラー画像データの出力装置であるカラープリンタ等において使用されるカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法に関し、特に、文字や線画の画像形成で発生する画素（ドット）によるギザギザ、すなわちジャギーを目立たなくする画質改善処理であるスムージング処理後に発生するエッジ疑似色を防止するカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法に関する。
背景技術
第４図は、従来のレーザプリンタの構成例を示すブロック図である。カラーレーザプリンタの場合は１色分に相当する構成となる。第４図に示すレーザプリンタは、本体部１と、画像メモリ１２と、画像展開部１３と、制御回路１４と、光学変調信号生成回路１５とを備える。本体部１は、光学部２と像形成部１１を備える。さらに光学部２は、レーザ３と、ポリゴンミラー４と、ミラーモータ５と、ビーム検出器６とを備える。さらに像形成部１１は、感光ドラム７と、現像器８と、折り返しミラー９と、転写ローラ１０とを備える。
まず、本体部１の動作について簡単に説明する。レーザ３は、光学変調信号生成回路１５からの光学変調信号に従ってレーザビームを出力する。ポリゴンミラー４は、ミラーモータ５により回転駆動し、レーザビームを繰り返し走査するように偏向する。ビーム検出器６は、走査されるレーザビームの走査開始を検出するとともに、光学走査タイミング信号を制御回路１４へ出力する。
感光ドラム７の表面は、図示しないチャージャにより帯電される。その後、感光ドラム７の表面には、折り返しミラー９を介したレーザビームが照射される。レーザ３はレーザビームの走査及び感光ドラム７の回転に同期して変調される。感光ドラム７の表面には、印刷する画像に対応した光学像が照射される。感光ドラム７の表面に帯電した静電荷はレーザビームの照射量に応じて減少する。このとき感光ドラム７の表面には静電潜像が形成される。現像器８で感光ドラム７の表面に帯電したトナーを接触させると、感光ドラム７の表面の静電潜像に応じてトナーが付着し顕像化される。搬送されてくる紙などをトナー像の形成された感光ドラム７の表面に接触させ、転写ローラ１０でトナー像を紙に転写する。転写されたトナー像を図示しない定着器で紙などに定着すれば、印刷が終了する。トナー像が転写された後の感光ドラムの表面はクリーニングされた後、再び帯電されて上記のプロセスが繰り返される。
一方、コンピュータシステムなどから入力された印刷データは、画像展開部１３へ入力される。制御回路１４は、光学走査タイミング信号に同期して生成した制御クロック信号を、画像展開部１３と光学変調信号生成回路１５へ出力する。制御クロック信号とは、１画素毎の印刷タイミングを示す信号である。画像展開部１３は、制御クロック信号に従って順次、印刷データを実際に印刷する画像データに展開し、画像メモリ１２へ出力する。画像メモリ１２は画像データの記憶を行う。一般に、画像メモリ１２はビットマップメモリと呼ばれ、２値の画像データの場合には１ビットが印刷する１画素を表し、多値の画像データの場合には数ビットからなる濃度値が印刷する１画素を表す。例えば４ビットの画像データであれば画素毎に１６階調を表現でき、画像メモリ１２を１画素あたり４ビット構成とする。光学変調信号生成回路１５は、制御クロック信号に従って順次、画像メモリ１２に記憶された画像データを読み出し、画像データに応じた光学変調信号を生成し、制御クロック信号に従って光学変調信号を順次、レーザ３に印加する。
モノクロレーザプリンタなどの２値の印刷装置では、画像メモリ１２上に展開された画像データから、文字や線画の印刷で発生するジャギーを自動的に判別し、入力画像データよりも高い解像度のデータに変換した上で、ジャギーを目立たなくするスムージング処理が一部で採用されている。
第５図は、２値画像データのスムージング処理の一例を示す図である。第５図において、縦軸はラインをドット単位で表し、横軸はライン内の画素位置をドット単位で表す。例えば第５図（ａ）に示すように、画像メモリ（画像データメモリ）１２に記憶された画像データに途中で１ドットずれた縦線があるとする。このずれた部分がジャギーである。スムージング処理では、例えば近傍の画素を含めたパターンマッチングによりジャギーを判別する。そしてジャギーの部分では、補正した光学変調信号の出力タイミングを第５図（ｂ）に示すように調整する。これにより、第５図（ｃ）に示す印刷結果のように、ジャギーの部分で半ドットずれた形で印刷が行われ、縦線が滑らかに変化するようになる。すなわちジャギーが低減される。ここでは同じ方向に半ドットずらした例を示したが、左右どちらの方向にもずらすことが可能である。言い換えれば、スムージング処理とは、レーザビームの主走査方向に元の画像データの整数倍の解像度で印刷できるようにし、ジャギーの部分ではドットを付加したり、削除したりする処理といえる。
第６図は、２値画像データのスムージング処理を行う従来の２値画像形成装置の構成例を示すブロック図である。第６図に示す光学変調信号生成回路１５は、画像メモリ読出し部１６と、スムージング回路１７とを備える。さらにスムージング回路１７は、ラインバッファ１８と、評価ウィンドウ抽出部２１と、補正部２２とを備える。第６図において、第４図と同一符号は第４図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する
画像メモリ１２には、図示しない画像展開部により２値画像データが展開される。画像メモリ読出し部１６は、画像メモリ１２からレーザ３で露光中の数ライン前の画像データを読み出して、ラインバッファ１８へ転送する。ラインバッファ１８は、シフトレジスタで構成されており、露光中の前後数ライン分の画像データを保持する。評価ウィンドウ抽出部２１は、ラインバッファ１８に保持された画像データのうち、スムージングの対象となる１画素（以下、注目画素と呼ぶ）２０を中心とした矩形の領域（以下、評価ウィンドウと呼ぶ）１９内の画素のパターンを抽出し、抽出パターン配置信号として補正部２２へ出力する。
補正部２２は、評価ウィンドウ内の画素が取り得るパターンとそのパターンに応じた注目画素のスムージング結果との組を、予め複数記憶したルックアップテーブル（ＬＵＴ：Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を有しており、ルックアップテーブルに記憶されたパターンと抽出パターン配置信号とを照合し、一致したパターンに対応して記憶されている注目画素の補正データを選択する。また、補正が必要ない場合には、注目画素の元のデータに応じた光学変調信号を光学部２へ出力し、補正が必要な場合には、注目画素の補正データに応じた光学変調信号を光学部２へ出力する。
第７図は、抽出パターン配置信号に対するスムージング処理の一例を示す図である。第７図において、縦軸はラインをドット単位で表し、横軸はライン内の画素位置をドット単位で表す。第７図（ａ）は、第５図（ａ）に示した抽出パターン配置信号におけるライン＝Ｎ，画素位置＝Ｍ−１の画素を注目画素とし、注目画素とその周辺画素を５×５のサイズで抽出した場合の評価ウィンドウ内の画素のパターンを示す。補正部２２は、抽出パターン配置信号とルックアップテーブルに記憶されたパターンの１つとが一致した場合に、ライン＝Ｎ，画素位置＝Ｍ−１の画素は補正が必要であると判定し、第７図（ｂ）に示すような補正データを生成し、この補正データに応じた光学変調信号を生成して出力する。
また、第７図（ｃ）は、第５図（ａ）に示した抽出パターン配置信号におけるライン＝Ｎ，画素位置＝Ｍ＋１の画素を注目画素とし、注目画素とその周辺画素を５×５のサイズで抽出した場合の評価ウィンドウ内の画素のパターンを示す。補正部２２は、抽出パターン配置信号とルックアップテーブルに記憶されたパターンの１つとが一致した場合に、ライン＝Ｎ，画素位置＝Ｍ＋１の画素は補正が必要であると判定し、第７図（ｄ）に示すような補正データを生成し、この補正データに応じた光学変調信号を生成して出力する。なお、第７図（ａ）におけるライン＝Ｎ，画素＝Ｍ−２の位置を注目画素とした場合についても、第７図（ｄ）に示すような補正データを生成する。
第６図に示したスムージング回路１７は、実際に注目画素に相当する位置の画素を、制御クロック信号に同期して順次印刷する時に、注目画素の位置の光学変調信号を出力する。この動作タイミングを制御する制御クロック信号は、制御回路１４内に備えられた制御クロック信号生成部２３で生成している。制御回路１４内の制御クロック信号生成部２３は、光学部２から出力される光学走査タイミング信号に同期して制御クロック信号を生成し、光学変調信号生成回路１５へ出力する。
以上の説明は、画素を主走査方向に２倍の解像度にして補正する場合の例であるが、３倍以上の解像度にして補正する場合も同様である。
また、印刷装置は、白と黒の２値印刷装置だけでなく、中間の濃度の画素を表現できる多値印刷装置が提供されている。例えば第４図に示すようなレーザプリンタでは、光学部２におけるレーザ３の発光量又は発光時間を制御することにより、像形成部１１で形成された画素の大きさを変えて、等価的に印刷する画素の濃度を変えている。
次に、レーザの発光量を変えて多値印刷を行う多値レーザプリンタの構成について説明する。第８図は、多値レーザプリンタの構成例を示すブロック図である。第８図に示す光学変調信号生成回路３２は、画像メモリ読出し部３３と、Ｄ／Ａ変換部３４とを備える。第８図において、第４図と同一符号は第４図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する。画像メモリ３１には、図示しない画像展開部により濃度を持った多値画像データが展開される。一方、制御回路３５内の制御クロック信号生成部３６は、光学部２から出力される光学走査タイミング信号に同期して制御クロック信号を生成し、光学変調信号生成回路３２へ出力する。画像メモリ読出し部３３は、制御クロック信号に従って順次、多値画像データを画像メモリ３１から読み出し、多値画像データをＤ／Ａ変換部３４へ出力する。Ｄ／Ａ変換部３４は、多値画像データにおけるデジタルの濃度値を、アナログ強度を表す光学変調信号に変換し、制御クロック信号に従って順次、光学部２へ出力する。
また、多値印刷を行うレーザプリンタにおいてもスムージング処理が行われる。第９図は、４値画像データのスムージング処理の一例を示す図である。第９図において、縦軸はラインをドット単位で表し、横軸はライン内の画素位置をドット単位で表す。第９図（ａ）は、画像メモリ（画像データメモリ）上の４値画像データのパターンの一例を示し、第９図（ｂ）は、多値印刷を行う時の光学変調信号を示し、第９図（ｃ）は印刷結果を示す。
第９図に示した４値画像データのスムージング処理を行う場合にも、第６図に示した構成に類似した構成を有するスムージング回路が使用されるが、画素データが多値データである点が異なる。そのため、ラインバッファ１８は多値データを記憶でき、評価ウィンドウ抽出部２１は多値データの抽出パターン配置信号を抽出して補正部２２に転送し、補正部２２は多値のルックアップテーブルを有する必要がある。しかし、画素単位で表現できる階調数を、白を含めてＣとすると、評価ウィンドウとして抽出されるパターンの組合せの数は２値データの場合の（Ｃ／２）２５倍になる。また、光学変調信号の出力もＣ個の濃度を表すために、ルックアップテーブルの大きさは、更にＤ倍になる。Ｄは、２Ｄ−１＜Ｃ≦２Ｄの条件を満たす整数である。
このように、従来のスムージング回路をそのまま多値の印刷装置における多値画像データのスムージング処理に適用すると、必要とするルックアップテーブルのサイズが非常に大きくなり、またテーブルデータの作成も画素のパターンとその濃度の組合せとなって作成するのが煩雑になり実用的でないという問題が生じる。
この問題を解決する多値スムージング処理方法として、例えば特願平１１−３１９５７７号では、第１０図に示すように、入力された多値画像データを濃度に応じて複数の濃度プレーンに分解し、濃度プレーン毎にスムージング処理を行い、その濃度プレーン毎のスムージング処理の結果として出力される補正値を合成して画素の配置を補正する方法が提案されている。
第１０図は、多値画像データのスムージング処理を行う従来の多値画像形成装置の構成例を示すブロック図である。第１０図に示す光学変調信号生成回路４２は、画像メモリ読出し部４３と、スムージング回路４４と、Ｄ／Ａ変換部５３とを備える。さらにスムージング回路４４は、濃度分解部４５と、プレーン１補正部４６ａと、プレーン２補正部４６ｂと、プレーン３補正部４６ｃと、補正値合成部５２とを備える。さらにプレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃはそれぞれ、ラインバッファ４７と、評価ウィンドウ抽出部５０と、補正部５１とを備える。第１０図において、第４図と同一符号は第４図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
なお、第１０図に示す光学変調信号生成回路４２を含むレーザプリンタは、画素単位で、白と黒を含む４階調で印刷を行う。画像メモリ４１は、２ビットの画像メモリからなる。画像メモリ４１には、図示しない画像展開部により予め印刷可能な状態で多値画像データが展開されている。また、画素単位で白を除き３階調が表現できるので、３つの濃度プレーンが用意されている。ここでは、画素の濃度を０〜３の数値で表し、数値の大きい方を濃度が高いものとする。すなわち、濃度０は白、濃度３は黒に相当するものとする。
制御回路５４内の制御クロック信号生成部５５は、光学部２から出力される光学走査タイミング信号に同期して制御クロック信号を生成し、光学変調信号生成回路４２へ出力する。光学変調信号生成回路４２は、制御クロック信号により、本体部１における画像の書き込みの進行に同期して光学変調信号を出力するように制御される。
画像メモリ読出し部４３は、画像メモリ４１から読み出した多値画像データを濃度分解部４５へ出力する。濃度分解部４５は、多値画像データの濃度に基づき、所定の分配規則に従って、２値化した画素データをプレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃへ分配出力する。
ここで、濃度分解部４５で用いる所定の規則によれば、例えば画素データを画像メモリ４１上の画素濃度毎のプレーンに濃度分解して分配する。これにより、画像メモリ４１内の濃度１の画素データはプレーン１補正部４６ａへ、濃度２の画素データはプレーン２補正部４６ｂへ、濃度３の画素データはプレーン３補正部４６ｃへそれぞれ分配される。
プレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃは、入力された画素データに対するスムージング処理を補正部５１で行い、対応するレベルの補正値を出力する。ここで、プレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃのそれぞれには、２値化された画素データが入力されている。このため、プレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃは、それぞれ従来の２値画像形成装置におけるスムージング回路と同じ構成であり、且つ同じ補正規則が適用可能である。すなわち、第６図に示すスムージング回路１７がそのまま使用可能である。
プレーン１補正部４６ａ〜プレーン３補正部４６ｃのそれぞれから出力された補正値は、補正値合成部５２で所定の合成規則に従って合成され、Ｄ／Ａ変換部５３へ出力される。ここで、補正値合成部５２で用いる所定の合成規則によれば、例えば同一の画素についてゼロでないプレーンが存在すると、そのようなプレーンのうち最も濃度の高いプレーンの補正値を優先して出力する。Ｄ／Ａ変換部５３は、デジタルの補正値を、アナログ強度を表す光学変調信号に変換し、制御クロック信号に従って順次、光学部２へ出力する。
しかしながら、上述した多値スムージング処理方法では、中間調の表現を豊かにして印刷品質を向上させさせようと階調数をあげる、すなわち出力できるレベル数を多くすると、分解すべき濃度プレーン数が増加してしまい、その結果ハードウェアの規模が大きくなってしまうという問題が生じる。
また、従来のスムージング回路をそのまま多値の印刷装置における多値画像データのスムージング処理に適用すると、必要とするルックアップテーブルのサイズが非常に大きくなるという前者の問題に対して、本出願人は既に、第１１図に示す多値スムージング処理方法を提案している（特許２００１−２３５０８０）。
第１１図は、多値画像データのスムージング処理を行う従来の多値画像形成装置の他の構成例を示すブロック図である。第１１図に示す光学変調信号生成回路６１は、画像メモリ読出し部４３と、スムージング回路６２と、Ｄ／Ａ変換部５３とを備える。さらにスムージング回路６２は、ラインバッファ４７と、評価ウィンドウ抽出部５０と、２値化処理部６３と、補正部６４とを備える。第１１図において、第４図及び第１０図と同一符号は第４図及び第１０図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
なお、第１１図に示す光学変調信号生成回路６１を含むレーザプリンタは、画素単位で、例えば１６階調で印刷を行う。したがって、画像メモリ４１は、４ビットの画像メモリからなる。第１１図に示すように、評価ウィンドウ抽出部５０で切り出した評価ウィンドウ内の画素データは、２値化処理部６３で隣接画素との比較により２値化処理を施されて、補正部６４へ出力される。補正部６４は、２値化処理された評価ウィンドウ内の画素データとルックアップテーブルとの照合を行って２値のＬＵＴ補正値を生成し、最後に元データを基準にしてこのＬＵＴ補正値を多値に復元する多値化処理を行って多値補正値を生成し、Ｄ／Ａ変換部５３へ出力する。Ｄ／Ａ変換部５３は、デジタルの多値補正値を、アナログ強度を表す光学変調信号に変換し、制御クロック信号に従って順次、光学部２へ出力する。
ここで、２値化処理部６３が行う２値化処理と、補正部６４が行うＬＵＴ照合処理と多値化処理について第１２図のフローチャートを用いて説明する。第１２図は、２値化処理とＬＵＴ照合処理と多値化処理の一例を示すフローチャートである。ここでは、説明のため、各画素のデータは４ｂｉｔでｄ＝０（白）〜ｄ＝１５（黒）の１６階調で表現される。また、評価ウィンドウサイズ３，主走査方向２分割の場合を例に挙げて説明する。
第１３図は、評価ウィンドウの抽出から多値化処理までを示す図である。評価ウィンドウのうち、ｄ１は注目画素の濃度値を示し、ｄ２は注目画素の左に位置する隣接画素の濃度値を示し、ｄ３は注目画素の右に位置する隣接画素の濃度値を示す。２値化評価ウィンドウのパターンのうち、Ｄ１は２値化処理された注目画素の濃度値を示す。注目画素におけるＬＵＴ補正値のうち、左側の部分の濃度値をＤ１ａ、右側の部分の濃度値をＤ１ｂとする。注目画素における多値補正値のうち、左側の部分の濃度値をｄ１ａ、右側の部分の濃度値をｄ１ｂとする。
まず、評価ウィンドウ抽出部５０は、ラインバッファ４７に保持されている画素データから評価ウィンドウ４８内の画素データを抽出する（Ｓ１）。次に、２値化処理部６３は評価ウィンドウ４８内の画素データの２値化処理（Ｓ２）を行う。ここで、ｄｍａｘはｍａｘ（ｄ２，ｄ３）を示し、ｄｍｉｎはｍｉｎ（ｄ２，ｄ３）を示す（Ｓ２１）。
ステップＳ２２では、ｄｍａｘ−ｄ１＞ｔｈであるか否かの判定を行い、判定結果がＹｅｓであれば後述するステップＳ４へ移行する。ここでｔｈは閾値であり、例えば２である。一方、ステップＳ２２の判定結果がＮｏであれば、ステップＳ２３では、ｄ１−ｄｍｉｎ＞ｔｈであるか否かの判定を行い、判定結果がＹｅｓであれば後述するステップＳ５へ移行する。一方、ステップＳ２３の判定結果がＮｏであれば、後述するステップＳ３のステップＳ３１へ移行する。
ステップＳ４では、第１４図（ａ）に示す評価ウィンドウ２値化処理Ａを行う。第１４図（ａ）において、ステップＳ４１は、ｙをｙ＝０，１，２，・・・，ｎ−１に設定し、ステップＳ４２は、ｘをｘ＝０，１，２，・・・，ｍ−１に設定する。ステップＳ４３では、ｄ１＋ｔｈ／２＞ｄ（ｘ，ｙ）であるか否かを判定する。ステップＳ４３の判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ４４は０をＤ（ｘ，ｙ）に設定する。一方、ステップＳ４３の判定結果がＮｏであれば、ステップＳ４５は１をＤ（ｘ，ｙ）に設定する。ステップＳ４４またはステップＳ４５の後、ステップＳ４６はｘを出力し、ステップＳ４７はｙを出力して、処理は第１２図に示す処理に戻り、ステップＳ６の処理へ移行する。
ステップＳ５では、第１４図（ｂ）に示す評価ウィンドウ２値化処理Ｂを行う。第１４図（ｂ）において、ステップＳ５１は、ｙをｙ＝０，１，２，・・・，ｎ−１に設定し、ステップＳ５２は、ｘをｘ＝０，１，２，・・・，ｍ−１に設定する。ステップＳ５３では、ｄ１−ｔｈ／２＞ｄ（ｘ，ｙ）であるか否かを判定する。ステップＳ５３の判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ５４は０をＤ（ｘ，ｙ）に設定する。一方、ステップＳ５３の判定結果がＮｏであれば、ステップＳ５５は１をＤ（ｘ，ｙ）に設定する。ステップＳ５４またはステップＳ５５の後、ステップＳ５６はｘを出力し、ステップＳ５７はｙを出力して、処理は第１２図に示す処理に戻り、ステップＳ６の処理へ移行する。
第１５図は、２値化処理の結果を示す図である。第１５図に示す評価ウィンドウ内の画素データは、上述した２値化処理に従って２値化され、結果として２値評価ウィンドウとなる。２値化した濃度値は、０＝ドット無し、１＝ドット有りのいずれかを表す。
第１２図において、ステップＳ４またはステップＳ５の後、補正部６４は、２値化処理の結果とルックアップテーブルとを照合するＬＵＴ照合処理（Ｓ６）を行う。ステップＳ７では、ＬＵＴ照合処理の結果、マッチングパターンがあるか否かの判定を行う。ステップＳ７の判定結果がＮｏであれば、後述するステップＳ３のステップＳ３１へ移行する。一方、ステップＳ７の判定結果がＹｅｓであれば、後述するステップＳ３のステップＳ３２へ移行する。
次に、補正部６４は多値化処理（Ｓ３）を行う。多値化処理は、第６図と第７図における従来の光学変調信号の補正方法と同様であるが、第６図と第７図における補正データは２値データであるので、再度多値に変換する。多値化処理としては、例えば第１６図に示す単純置き換え処理と、第１７図に示す平均化処理との２つの方法がある。それぞれの多値化処理では、単純置き換え処理は補正後のエッジがシャープなまま、平均化処理は補正後のエッジがなめらかになるという特徴がある。
まず、第１６図に示す単純置き換え処理について説明する。単純置き換え処理では、Ｄ１＝１の場合、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて１は元データｄ１とし、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて０は隣のデータに変換する。これは後述するステップＳ３３の処理で示される。すなわち、Ｄ１ａ×ｄ１＋Ｄ１ａ’×ｄ２をｄ１ａに設定し、Ｄ１ｂ×ｄ１＋Ｄ１ｂ’×ｄ３をｄ１ｂに設定する（Ｓ３３）。ここで、「’」は反転を意味する。第１６図（ａ）は、Ｄ１＝１の場合に単純置き換え処理を用いて多値化処理を行った例を示す図である。
また、単純置き換え処理では、注目画素の濃度値Ｄ１＝０の場合、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて０は元データｄ１とし、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて１は隣のデータに変換する。これは後述するステップＳ３４の処理で示される。すなわち、Ｄ１ａ’×ｄ１＋Ｄ１ａ×ｄ２をｄ１ａに設定し、Ｄ１ｂ’×ｄ１＋Ｄ１ｂ×ｄ３をｄ１ｂに設定する（Ｓ３４）。第１６図（ｂ）は、Ｄ１＝０の場合に単純置き換え処理を用いて多値化処理を行った例を示す図である。
次に、第１７図に示す平均化処理について説明する。平均化処理では、Ｄ１＝１の場合、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて１は元データｄ１とし、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて０は隣のデータとの中間値に変換する。第１７図（ａ）は、Ｄ１＝１の場合に平均化処理を用いて多値化処理を行った例を示す図である。
また、平均化処理では、Ｄ１＝０の場合、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて０は元データｄ１とし、Ｄ１ａまたはＤ１ｂにおいて１は隣のデータとの中間値に変換する。第１７図（ｂ）は、Ｄ１＝０の場合に平均化処理を用いて多値化処理を行った例を示す図である。
図１２のフローチャートでは、多値化処理（Ｓ３）に上述した単純置き換え処理を使用して説明する。ステップＳ３２は、Ｄ１＝１であるか否かの判断を行い、ステップＳ３２の判定結果がＹｅｓであれば、ステップＳ３３に示す処理を行い、このフローチャートを終了する。一方、ステップＳ３２の判定結果がＮｏであれば、ステップＳ３４に示す処理を行い、このフローチャートを終了する。一方、ステップＳ３１は、ｄ１をｄ１ａに設定し、ｄ１をｄ１ｂに設定し、このフローチャートを終了する。以上の処理を２値化処理部６３と補正部６４で行うことにより、多値スムージング処理が行われる。
第１８図は、第１１図に示す従来の多値画像形成装置を用いたカラーレーザプリンタの構成例を示す図である。第１８図に示すように、このカラーレーザプリンタは、４つの画像メモリ４１ａ〜４１ｄと、４つの光学変調信号生成回路６１ａ〜６１ｄと、４つの光学部２ａ〜２ｄと、４つの像形成部１１ａ〜１１ｄと、制御回路５４と、画像展開部７１とを備える。各光学変調信号生成回路６１ａ〜６１ｄは、第１１図に示す光学変調信号生成回路６１の構成と同様である。また、各光学部２ａ〜２ｄと各像形成部１１ａ〜１１ｄは、第４図に示す光学部２と像形成部１１の構成と同様である。
すなわち、第１１図に示す、画像メモリ４１と、光学変調信号生成回路６１と、光学部２と、像形成部１１を、各色プレーン、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）の成分、それぞれについて備える。上述したスムージング回路の説明では、Ｋ成分について説明したが、Ｃ成分、Ｍ成分、Ｙ成分についても同様の処理を行う。
入力された印刷データは、画像展開部７１へ入力される。画像展開部７１は、印刷データをカラー画像データに展開し、カラー画像データを色プレーン毎の多値画像データに分割し、制御クロック信号に従って順次、Ｃ成分の多値画像データを画像メモリ４１ａへ、Ｍ成分の多値画像データを画像メモリ４１ｂへ、Ｙ成分の多値画像データを画像メモリ４１ｃへ、Ｋ成分の多値画像データを画像メモリ４１ｄへ出力する。
画像メモリ４１ａにおけるＣ成分の多値画像データは、光学変調信号生成回路６１ａと光学部２ａと像形成部１１ａにより処理される。同様に、画像メモリ４１ｂにおけるＭ成分の多値画像データは、光学変調信号生成回路６１ｂと光学部２ｂと像形成部１１ｂにより処理され、画像メモリ４１ｃにおけるＹ成分の多値画像データは、光学変調信号生成回路６１ｃと光学部２ｃと像形成部１１ｃにより処理され、画像メモリ４１ｄにおけるＫ成分の多値画像データは、光学変調信号生成回路６１ｄと光学部２ｄと像形成部１１ｄにより処理される。光学部２ａ〜２ｄはそれぞれ、光学走査タイミング信号を制御回路５４へ出力する。制御回路５４は、光学変調信号生成回路６１ａ〜６１ｄの制御を行う。以上の構成により、第１１図に示す多値画像形成装置は、カラーレーザプリンタにも適用できる。
しかしながら、第１１図に示す多値画像形成装置をカラーレーザプリンタに適用する際は、色毎に独立して多値スムージング処理が行われるため、色毎の補正量に差が生じ、その結果、エッジ部分に本来無いはずのエッジ疑似色が発生する場合があるといった問題が発生する。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、必要とするルックアップテーブルの規模を大きくすることなくカラー・多値化するとともに、さらにこのスムージング処理後に発生するエッジ疑似色を防止することで、多値カラー画像のスムージング処理を実施できるカラー画像形成装置及びカラー画像形成方法を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明は、入力されたカラー画像データのスムージングを行うカラー画像形成装置であって、前記カラー画像データを、色成分毎の濃度値を表す多値画像データに分割する画像展開手段と、色成分毎の濃度値を表す多値画像データを記憶する画像記憶手段と、前記多値画像データにおける画素のうちスムージングの対象となる注目画素を含む所定の領域のパターンの抽出を行う、前記色成分毎の評価ウィンドウ抽出手段と、前記パターンをドットの有無として表す２値化を行う、前記色成分毎の２値化処理手段と、前記２値化を行ったパターンに基づいて前記注目画素のスムージングと該スムージングの結果の多値化を行い、前記２値化と前記スムージングと前記多値化からなる補正が外部からの指示により有効とされた場合には、前記注目画素における補正後の濃度値を出力し、前記補正が外部からの指示により無効とされた場合には、前記注目画素における補正前の濃度値を出力する、前記色成分毎の補正手段と、例えば全ての前記色成分における前記補正後の濃度値から算出される補正後の色調と、例えば全ての前記色成分における前記補正前の濃度値から算出される補正前の色調との間の色差を算出し、前記色差が所定の範囲内にあれば前記補正を有効とし、前記色差が所定の範囲内になければ前記補正を無効とする判定を行い、前記判定の結果を前記指示として前記補正手段へ出力する判定手段とを備えたことを特徴とするものである。
このような構成によれば、２値画像データに変換してスムージングを行うことにより、階調数を増加させても小規模な回路で実現できると共に、色差に基づいて補正の有効性の判定を行うことにより、２値画像データを用いることに伴うエッジ疑似色の発生を防止することができる。
また、本発明に係るカラー画像形成装置において、前記判定手段は、Ｌａｂ空間で表現した前記補正後の色調をａｂ平面上に投影した補正後の色要素と、Ｌａｂ空間で表現した前記補正前の色調をａｂ平面上に投影した補正前の色要素とを用い、前記色差は、補正後の色要素と補正前の色要素との間の距離とすることを特徴とするものである。
このような構成によれば、色要素を用いて補正の有効性の判定を行うことにより、スムージングにおいて色要素が大きく異なるエッジ疑似色の発生を防止することができる。
また、本発明に係るカラー画像形成装置において、前記２値化処理手段は、前記２値化の対象となる注目画素における濃度値と、前記注目画素に隣接する少なくとも１つの画素における濃度値の比較を行い、該比較の結果に基づいて前記注目画素における濃度値を２値化することを特徴とするものである。
このような構成によれば、多値画像データにおける注目する画素とその周辺の画素とを相対比較することにより、スムージングを行うべきエッジを適切に表す２値画像データに変換することができるとともに、多値画像データへの復元を容易にすることができる。
また、本発明に係るカラー画像形成装置において、前記補正手段は、前記領域が取り得るパターンと該パターンに応じた前記注目画素のスムージング結果との組を予め複数記憶したルックアップテーブルを備え、前記スムージングは、該ルックアップテーブルに記憶されたパターンと前記評価ウィンドウ抽出手段が出力したパターンとを照合し、一致した前記パターンに対応して前記ルックアップテーブルに記憶された前記注目画素のスムージング結果を出力することを特徴とするものである。
このような構成によれば、２値のルックアップテーブルを用いることにより、階調数を増加させても小規模な回路で実現できる。
また、本発明に係るカラー画像形成装置において、前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表現された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表現された部分は該部分に隣接する画素の濃度値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は隣接する画素の濃度値に変換することを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成装置において、前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換することを特徴とするものである。
このような構成によれば、多値画像データにおける注目する画素と隣接する画素を用いることにより、２値化した多値画像データの適切な復元を容易に行うことができる。
また、本発明は、入力されたカラー画像データのスムージングを行うカラー画像形成方法であって、前記カラー画像データを、色成分毎の濃度値を表す多値画像データに分割し、色成分毎の濃度値を表す多値画像データを記憶し、前記多値画像データにおける画素のうちスムージングの対象となる注目画素を含む所定の領域のパターンの抽出を、前記色成分毎に行い、前記パターンをドットの有無として表す２値化を、前記色成分毎に行い、前記２値化を行ったパターンに基づいて前記注目画素のスムージングと該スムージングの結果の多値化を行い、前記２値化と前記スムージングと前記多値化からなる補正が外部からの指示により有効とされた場合には、前記注目画素における補正後の濃度値を出力し、前記補正が外部からの指示により無効とされた場合には、前記注目画素における補正前の濃度値を出力する処理を、前記色成分毎に行い、例えば全ての前記色成分における前記補正後の濃度値から算出される補正後の色調と、例えば全ての前記色成分における前記補正前の濃度値から算出される補正前の色調との間の色差を算出し、前記色差が所定の範囲内にあれば前記補正を有効とし、前記色差が所定の範囲内になければ前記補正を無効とする判定を行い、前記判定の結果を前記指示とすることを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成方法において、前記判定は、Ｌａｂ空間で表現した前記補正後の色調をａｂ平面上に投影した補正後の色要素と、Ｌａｂ空間で表現した前記補正前の色調をａｂ平面上に投影した補正前の色要素とを用い、前記色差は、補正後の色要素と補正前の色要素との間の距離とすることを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成方法において、前記２値化は、前記２値化の対象となる注目画素における濃度値と、前記注目画素に隣接する少なくとも１つの画素における濃度値の比較を行い、該比較の結果に基づいて前記注目画素における濃度値を２値化することを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成方法において、前記スムージングは、前記領域が取り得るパターンと該パターンに応じた前記注目画素のスムージング結果との組を予め複数記憶したルックアップテーブルを用い、該ルックアップテーブルに記憶されたパターンと前記評価ウィンドウ抽出手段が出力したパターンとを照合し、一致した前記パターンに対応して前記ルックアップテーブルに記憶された前記注目画素のスムージング結果を出力することを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成方法において、前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表現された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表現された部分は該部分に隣接する画素の濃度値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は隣接する画素の濃度値に変換することを特徴とするものである。
また、本発明に係るカラー画像形成方法において、前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換することを特徴とするものである。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。第１図は、本発明のカラー画像形成装置の構成例を示すブロック図である。第１図に示す光学変調信号生成回路８１は、画像メモリ読出し部４３と、スムージング回路８２と、Ｄ／Ａ変換部５３とを備える。さらに多値スムージング回路８２は、ラインバッファ４７と、評価ウィンドウ抽出部５０と、２値化処理部６３と、補正部８３とを備える。さらに、補正部８３と画像メモリ４１に接続された色調比較部８４を備える。第１図において、第４図及び第１１図と同一符号は第４図及び第１１図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
また、第２図は、本発明のカラー画像形成装置を用いたカラーレーザプリンタの構成例を示す図である。第２図に示すように、このカラーレーザプリンタは、４つの画像メモリ４１ａ〜４１ｄと、４つの光学変調信号生成回路８１ａ〜８１ｄと、４つの光学部２ａ〜２ｄと、４つの像形成部１１ａ〜１１ｄと、制御回路５４と、画像展開部７１と、色調比較部８４とを備える。各光学変調信号生成回路８１ａ〜８１ｄは、第１図に示す光学変調信号生成回路８１の構成と同様である。また、各光学部２ａ〜２ｄと各像形成部１１ａ〜１１ｄは、第４図に示す光学部２と像形成部１１の構成と同様である。すなわち、第１図に示す、画像メモリ４１と、光学変調信号生成回路８１と、光学部２と、像形成部１１を、各色プレーン、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの成分、それぞれについて備える。第２図において、第４図及び第１８図と同一符号は第４図及び第１８図に示された対象と同一または相当物を示しており、ここでの説明を省略する。
なお、本実施の形態において、画像展開手段は画像展開部７１に相当し、画像記憶手段は画像メモリ４１と画像メモリ読出し部４３とラインバッファ４７に相当し、評価ウィンドウ抽出手段は評価ウィンドウ抽出部５０に相当し、２値化処理手段は２値化処理部６３に相当し、補正手段は補正部８３に相当し、判定手段は色調比較部８４に相当する。
以下、補正部８３と色調比較部８４について第３図のフローチャートを用いて説明する。第３図は、２値化処理とＬＵＴ照合処理と多値化処理と色調比較の一例を示すフローチャートである。第３図において、第１２と同一符号は第１２図に示された対象と同一の処理を示しており、ここでの説明を省略する。まず、色調比較部８４は、各色の光学変調信号生成回路８１ａ〜８１ｄから得られた補正後のＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’値を色合成して色調を算出すると共に、各色の画像メモリ４１ａ〜４１ｄから得られた補正前のＣＭＹＫ値を色合成して色調を算出し、（Ｓ８）、ステップＳ９へ移行する。
次に、色調比較部８４は色調比較を行う。まず、ステップＳ９では、補正前の色調と補正後の色調との色差を算出し、色差が設定値以上か否かの判定を行う。ここで、設定値は例えば１である。ステップＳ９の判定結果により色差が設定値以上の場合、エッジ疑似色発生と判断してステップＳ１０へ移行し、色調比較部８４は補正後のＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’値を廃棄して補正前のＣＭＹＫ値を出力するように各色の補正部８３に制御信号を出力する。すなわち、ステップＳ１０では、ｄ１をｄ１ａに設定し、ｄ１をｄ１ｂに設定し、このフローチャートを終了する。一方、ステップＳ９の判定結果により色差が設定値未満の場合、色調比較部８４は補正後のＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’値をそのまま出力するように各色の補正部８３に制御信号を出力する。
色調比較において、明度変化はエッジ疑似色と認識されにくく、色要素変化が問題になりやすいので、色要素変化量で規定するのが望ましい。例えば、ＣＭＹＫ空間からＬａｂ空間へ変換し、ａｂ座標の変化量を比較する。ここで、ＣＭＹＫ空間からＬａｂ空間へ変換した、補正前の色調をＬａｂ、補正後の色調をＬ’ａ’ｂ’で表し、それぞれをａｂ平面上に投影すると、ａｂ座標の変化量は、｛（ａ−ａ’）２＋（ｂ−ｂ’）２｝１／２で表される。
以上の構成とすることで、従来のモノクロ２値プリンタに適用したルックアップテーブルに比較してその規模を大きくすることなくカラー・多値化するとともに、スムージング処理後に発生するエッジ疑似色を防止することが可能になる。 なお、上記実施例では、本発明がレーザプリンタに適用されているが、ＬＥＤプリンタ、インクジェットプリンタ、さらにディスプレイにも同様に適用可能であることは言うまでもない。
産業上の利用の可能性
以上説明したように、本発明によれば、多値カラー画像を形成するカラー画像形成装置において、必要となるルックアップテーブルに２値プリンタと同等のものを利用することができ、画像形成時に発生するジャギーなどを目立たなくするスムージング処理およびそれに伴うエッジ疑似色の発生を防止することができる。すなわち、構成が簡単で低コストの多値カラー画像形成用スムージング処理が実現できる。
また、写真画像等の画質を上げるために階調数を多くとっても、ハードウェア規模は大きくなることなくスムージング処理が可能であり、評価ウィンドウの抽出やルックアップテーブルとの照合、多値データの印刷処理等は従来技術をそのまま使うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のカラー画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
第２図は、本発明のカラー画像形成装置を用いたカラーレーザプリンタの構成例を示す図である。
第３図は、２値化処理とＬＵＴ照合処理と多値化処理と色調比較の一例を示すフローチャートである。
第４図は、従来のレーザプリンタの構成例を示すブロック図である。
第５図は、２値画像データのスムージング処理の一例を示す図である。
第６図は、２値画像データのスムージング処理を行う従来の２値画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
第７図は、抽出パターン配置信号に対するスムージング処理の一例を示す図である。
第８図は、多値レーザプリンタの構成例を示すブロック図である。
第９図は、４値画像データのスムージング処理の一例を示す図である。
第１０図は、多値画像データのスムージング処理を行う従来の多値画像形成装置の構成例を示すブロック図である。
第１１図は、多値画像データのスムージング処理を行う従来の多値画像形成装置の他の構成例を示すブロック図である。
第１２図は、２値化処理とＬＵＴ照合処理と多値化処理の一例を示すフローチャートである。
第１３図は、評価ウィンドウの抽出から多値化処理までを示す図である。
第１４図は、評価ウィンドウ２値化処理Ａと評価ウィンドウ２値化処理Ｂの一例を示すフローチャートである。
第１５図は、２値化処理の結果を示す図である。
第１６図は、多値化処理として単純置き換え処理を用いた場合の実施例を示す図である。
第１７図は、多値化処理として平均化処理を用いた場合の実施例を示す図である。
第１８図は、第１１図に示す従来の多値画像形成装置を用いたカラープリンタの構成を示す図である。
Claims (12)
- 入力されたカラー画像データのスムージングを行うカラー画像形成装置であって、
前記カラー画像データを、色成分毎の濃度値を表す多値画像データに分割する画像展開手段と、
色成分毎の濃度値を表す多値画像データを記憶する画像記憶手段と、
前記多値画像データにおける画素のうちスムージングの対象となる注目画素を含む所定の領域のパターンの抽出を行う、前記色成分毎の評価ウィンドウ抽出手段と、
前記パターンをドットの有無として表す２値化を行う、前記色成分毎の２値化処理手段と、
前記２値化を行ったパターンに基づいて前記注目画素のスムージングと該スムージングの結果の多値化を行い、前記２値化と前記スムージングと前記多値化からなる補正が外部からの指示により有効とされた場合には、前記注目画素における補正後の濃度値を出力し、前記補正が外部からの指示により無効とされた場合には、前記注目画素における補正前の濃度値を出力する、前記色成分毎の補正手段と、
前記各色成分における前記補正後の濃度値を色合成して算出される補正後の色調と、前記各色成分における前記補正前の濃度値を色合成して算出される補正前の色調との間の色差を算出し、前記色差が所定の範囲内にあれば前記補正を有効とし、前記色差が所定の範囲内になければ前記補正を無効とする判定を行い、前記判定の結果を前記指示として前記補正手段へ出力する判定手段と、
を備えたことを特徴とするカラー画像形成装置。 - 請求の範囲第１項に記載のカラー画像形成装置において、
前記判定手段は、Ｌａｂ空間で表現した前記補正後の色調をａｂ平面上に投影した補正後の色要素と、Ｌａｂ空間で表現した前記補正前の色調をａｂ平面上に投影した補正前の色要素とを用い、前記色差は、補正後の色要素と補正前の色要素との間の距離とすることを特徴とするカラー画像形成装置。 - 請求の範囲第１項に記載のカラー画像形成装置において、
前記２値化処理手段は、前記２値化の対象となる注目画素における濃度値と、前記注目画素に隣接する少なくとも１つの画素における濃度値の比較を行い、該比較の結果に基づいて前記注目画素における濃度値を２値化することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 請求の範囲第１項に記載のカラー画像形成装置において、
前記補正手段は、前記領域が取り得るパターンと該パターンに応じた前記注目画素のスムージング結果との組を予め複数記憶したルックアップテーブルを備え、前記スムージングは、該ルックアップテーブルに記憶されたパターンと前記評価ウィンドウ抽出手段が出力したパターンとを照合し、一致した前記パターンに対応して前記ルックアップテーブルに記憶された前記注目画素のスムージング結果を出力することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 請求の範囲第１項に記載のカラー画像形成装置において、
前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表現された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表現された部分は該部分に隣接する画素の濃度値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は隣接する画素の濃度値に変換することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 請求の範囲第１項に記載のカラー画像形成装置において、
前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 入力されたカラー画像データのスムージングを行うカラー画像形成方法であって、
前記カラー画像データを、色成分毎の濃度値を表す多値画像データに分割し、
色成分毎の濃度値を表す多値画像データを記憶し、
前記多値画像データにおける画素のうちスムージングの対象となる注目画素を含む所定の領域のパターンの抽出を、前記色成分毎に行い、
前記パターンをドットの有無として表す２値化を、前記色成分毎に行い、
前記２値化を行ったパターンに基づいて前記注目画素のスムージングと該スムージングの結果の多値化を行い、前記２値化と前記スムージングと前記多値化からなる補正が外部からの指示により有効とされた場合には、前記注目画素における補正後の濃度値を出力し、前記補正が外部からの指示により無効とされた場合には、前記注目画素における補正前の濃度値を出力する処理を、前記色成分毎に行い、
前記各色成分における前記補正後の濃度値を色合成して算出される補正後の色調と、前記各色成分における前記補正前の濃度値を色合成して算出される補正前の色調との間の色差を算出し、前記色差が所定の範囲内にあれば前記補正を有効とし、前記色差が所定の範囲内になければ前記補正を無効とする判定を行い、前記判定の結果を前記指示とすることを特徴とするカラー画像形成方法。 - 請求の範囲第７項に記載のカラー画像形成方法において、
前記判定は、Ｌａｂ空間で表現した前記補正後の色調をａｂ平面上に投影した補正後の色要素と、Ｌａｂ空間で表現した前記補正前の色調をａｂ平面上に投影した補正前の色要素とを用い、前記色差は、補正後の色要素と補正前の色要素との間の距離とすることを特徴とするカラー画像形成方法。 - 請求の範囲第７項に記載のカラー画像形成方法において、
前記２値化は、前記２値化の対象となる注目画素における濃度値と、前記注目画素に隣接する少なくとも１つの画素における濃度値の比較を行い、該比較の結果に基づいて前記注目画素における濃度値を２値化することを特徴とするカラー画像形成方法。 - 請求の範囲第７項に記載のカラー画像形成方法において、
前記スムージングは、前記領域が取り得るパターンと該パターンに応じた前記注目画素のスムージング結果との組を予め複数記憶したルックアップテーブルを用い、該ルックアップテーブルに記憶されたパターンと前記評価ウィンドウ抽出手段が出力したパターンとを照合し、一致した前記パターンに対応して前記ルックアップテーブルに記憶された前記注目画素のスムージング結果を出力することを特徴とするカラー画像形成方法。 - 請求の範囲第７項に記載のカラー画像形成方法において、
前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表現された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表現された部分は該部分に隣接する画素の濃度値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は隣接する画素の濃度値に変換することを特徴とするカラー画像形成方法。 - 請求の範囲第７項に記載のカラー画像形成方法において、
前記多値化は、前記２値化を行った前記注目画素がドット有りの場合、前記スムージングによりドット有りと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット無しと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換し、前記２値化を行った前記注目画素がドット無しの場合、前記スムージングによりドット無しと表された部分は前記注目画素の補正前の濃度値、前記スムージングによりドット有りと表された部分は該部分に隣接する画素の濃度値と前記注目画素の補正前の濃度値の中間値に変換することを特徴とするカラー画像形成方法。
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