JP4336475B2 - 画像処理装置、画像処理方法、記録装置、記録方法、画像処理方法を実現するプログラムおよび当該プログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及び記録装置に関し、特に、入力画像データに基づいて、階調画像データを生成する画像処理における画質の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行う記録装置には様々な方式のものがあるが、その中で、記録媒体に記録剤を付着することで記録媒体上にテキストや画像を形成する方式が実用化されており、このような方式の代表例として、インクジェット記録装置がある。近年、インクジェット記録装置の性能が向上し、テキストばかりでなく、画像も記録されるようになってきた。
【０００３】
インクジェット記録装置では、記録速度の向上や高画質化等のために、同一色同一濃度のインクを吐出可能な複数のインク吐出口（ノズル）を集積配列したノズル群を用い、さらに、このようなノズル群が、同一色で濃度の異なるインクや、異なる色のインクについてそれぞれ設けられているのが通例である。また、同一色で同一濃度のインクの吐出量を何段階かに変えて吐出可能としたものもある。
【０００４】
そして、これらのノズル群を設けた記録ヘッドを、記録媒体に対して相対的に移動させつつノズルからインクを吐出させ、記録を行なう。
【０００５】
記録ヘッドを記録媒体に対して、相対的に移動させる方法としては、
（１）ノズル群をＸ方向に略並行に配置し、記録媒体が停止している間にＸ方向と交差する方向（Ｙ方向）に記録ヘッドを移動させ、この間にインクを吐出して記録を行い、その後記録媒体を間欠的にＸ方向に所定距離移動させた後、再度記録ヘッドをＹ方向に移動させる。以下、この動作を繰り返すことで記録を行なう、いわゆるシリアル記録方式と、
（２）ノズル群を記録媒体のＹ方向の全幅をカバーするように固定して設け、記録媒体をＸ方向に一定速度で移動させる間に記録を行う、いわゆるフルライン記録方式と、が実用化されている。
【０００６】
これらの方式で画像を記録する場合、画像を構成する単位として画素が定義される。画素は、必ずしも１つのノズルから１回のインク吐出によって媒体上に形成される１つのドットで構成される必要はなく、一つの画素を複数のドットで形成するようにしても良い。複数のドットで一つの画素を形成する場合、略同じポイントに重ねて記録されても良いし、隣接するポイントに記録しても良い。いずれにせよ、予め決められた規則に従って決定される。
【０００７】
記録すべき画像データは、画像処理によって、記録装置に適合した画像サイズになるように拡大補間、縮小等の処理を施される。次いで、それぞれの画素に対して、記録すべき色と濃度とが予め決められた規則に従って決定され、このように決定されたデータに基づいて記録が実行される。
【０００８】
前述のように、一つの画素は複数のドットで構成されても良いが、この場合には、一つの濃度だけではなく、異なる濃度のインクが選択され得る。吐出量可変の記録ヘッドを使用している場合は、適宜吐出量すなわちドットのインク量を変えても良い。また、これらを組み合わせても良い。
【０００９】
画像を記録する場合、画像情報の階調を忠実に再現する方法として、ディザ法、誤差拡散法などの中間調処理法が用いられる。更に、ディザ法や誤差拡散法において、一つの画素の階調を多くすることで、より多くの階調が表現可能となる。このような記録方法の具体例は、特開平１０−３２４００２号公報に記載されている。
【００１０】
すなわち、一つの色について濃度の異なるインクを吐出可能なノズル群を用意しておき、これらのノズル群から、一つの画素に対して予め決められた限度内で選択的に複数回記録（以下重ね打ちと記述）を行うことで、この画素で表現可能な濃度（記録Ｏ．Ｄ．値）の階調を多くすることができる。
【００１１】
例えば、６種類の異なる濃度のインクを吐出可能なノズル群を用意し、６００ｄｐｉの一つの画素を４回以内の重ね打ちを行なうとすると、５０階調以上の表現が可能である。一つの画素を、隣接する２×２のポイントで構成し、合計１６回以内の重ね記録で構成するとすると、２００階調以上の表現が可能である。また、濃度の異なるインクを吐出可能なノズル群を用意する変わりに、ノズルから吐出されるインクの量を可変とし、ドットのインク量を可変とすることで階調を表現しても良い。またこれらの組み合わせで階調を表現しても良い。
【００１２】
これらの場合、表現しようとする画素の濃度（所望Ｏ．Ｄ．値）とインクの重ね打ちの方法を対応させる規則を予め決めておき、この規則に従って実際の記録、すなわち、どのノズルでいつインクを吐出するかが決定され、このデータに基づいて後述する記録制御部により記録が行われる。
【００１３】
一例としては、それぞれのインクで記録した場合の画素の記録Ｏ．Ｄ．値を測定しておき、この測定値に基づいて重ね打ちした場合の記録Ｏ．Ｄ．値を決定し、各重ね打ちパターンに対する画素の記録Ｏ．Ｄ．値を記述したテーブルを用意する。そして、記録すべき画素の所望Ｏ．Ｄ．値に近い記録Ｏ．Ｄ．値の重ね打ちのパターンを選択する。誤差拡散処理の場合は、記録すべき画素の所望Ｏ．Ｄ．値とテーブルの記録Ｏ．Ｄ．値との差を求め、これを誤差として隣接画素に振り分ける。
【００１４】
最近は、様々な用途や目的に記録装置が使用され、所望される画像の種類も増大している。これに伴って、プリンタに要求される特性も、用途や目的によって様々となっている。例えば、高画質が要求される例として、医療画像用プリンタがある。
【００１５】
医療画像等の一部の分野では、モノクロで記録されたモノクロ画像が依然として多数使用されている。その理由は、モノクロ画像の方が人間の目の濃度分解能が高いため、濃度分解能が多く要求される分野においては、カラー画像よりも人間が認識できる情報量が多くなる為である。更に、記録媒体として反射式の媒体を用いるよりも、透過式の媒体を用いる方が、人間が認識できる濃度分解能が多くなることが知られている。一般的に、カラー画像に対する人間の目の濃度分解能は、８ｂｉｔ程度と言われているのに対し、モノクロ透過画像については、１０乃至１１ｂｉｔといわれている。
【００１６】
そして、医療用のＸ線写真やＣＴ・ＭＲＩ画像を透過型の記録媒体に記録されたものは、実際に人間の濃度分解能の限度まで読み取られ、診断の為の情報を提供している。このような高階調のモノクロ画像を記録するプリンタとして、画像信号に応じて変調されたレーザー光を銀塩フィルム上に照射し、このフィルムを現像処理することでフィルム上に画像を得るレーザーイメージャーがある。
【００１７】
このようなレーザーイメージャーの場合、ある程度のマージンも見込んで１２ｂｉｔの濃度分解能で記録される場合が多い。しかしながら、このようなレーザーイメージャーは高価であり、また、湿式の現像処理が必要であるため、廃液処理やメンテナンスが煩雑となるなどの問題がある。湿式の現像処理を行なう変わりに、加熱することで現像処理を行なう、乾式銀塩方式のレーザーイメージャーも存在するが、湿式に比較して画質が劣るという問題がある。
【００１８】
他方、特開平１０−３２４００２号公報に記載されたような、６００ｄｐｉの解像度で５０階調以上の多階調記録が可能なインクジェット方式で、更に誤差拡散処理を行うことで、２５６階調の記録を行なう記録装置も提案されている。
【００１９】
［従来例］
以下、このような多階調記録が可能なインクジェット記録装置を従来例として図を参照して説明する。
【００２０】
［インクと階調］
表１は本従来例の記録装置で記録に用いるインクを示している。表１に示すように使用するインクは６種類であり、濃度の薄い方から順に♯１〜♯６とする。同時に各インクの染料濃度（％）及び、透明の記録媒体に記録した場合の透過濃度（記録Ｏ．Ｄ．値）を示す。尚、各インクは染料及び溶媒からなり、溶媒は、水に、界面活性剤、保湿剤等の各種添加剤が含まれたものである。これら添加剤は、記録ヘッドからの吐出特性、記録媒体上での吸収特性とを制御するものである。
【００２１】
【表１】

【００２２】
これらのインクを用いて、同一画素に打ち込む重ね打ち回数を最大４とし、同一濃度のインクの重ね打ちはしないという制限の下では、一つの画素で表すことのできる階調数は、６＋６Ｃ２＋６Ｃ３＋６Ｃ４＋１＝５７となる。尚、表１では、同一濃度になる組合せができないような染料濃度を持つインクが設定してある。また、この時の低濃度側４種のインクドット単独の濃度比は、低濃度側から１：２：４：８になっている。そして、この５７階調のうちの５３階調を使用して画像を出力する。つまり、入力画像データ（２５６階調）を５３値化して画像を出力する。
【００２３】
その時の各階調（５３階調）を表現するためのインクの種類とその組合せを図２３に示す。図中、Ｎｏ．の欄は各階調を示している。図中※で示した部分は、低濃度部分での濃度レベルの差が、高濃度部分と比較して小さくなるようにするために使用しない組合せを示している。インク＃１〜＃６の欄において、○印はそのインクを記録ヘッドから吐出することを示し、×はそのインクを記録ヘッドから吐出しないことを示している。また、ｄ1［ｉ］（ｉ＝０〜５２：整数）の欄は各階調を表現するインク濃度レベルを示している（記録Ｏ．Ｄ．値に比例）。またｔｈ［ｉ］（ｉ＝０〜５２：整数）の欄は入力画像データを５３階調のいずれかの階調に決定するための閾値を示している。尚、閾値は、通常、インク濃度レベルｄ1［ｋ−１］とインク濃度レベルｄ1［ｋ］との間の中点のインク濃度レベルとして決定される。
【００２４】
ここで各階調を示すインクの種類の組合せがインク重ね打ち組合せデータであり、その組合せに基づいて決定されるインク濃度レベルがインク濃度データである。
【００２５】
そして、この５３値のインク濃度レベル（ｄ1［０］〜ｄ1［５２］）と５２値の閾値（ｔｈ［１］〜ｔｈ［５２］）を用いて、入力画像データ（２５６階調）を５３値化する多値誤差拡散処理を行なう。
【００２６】
本従来例では、多値誤差拡散処理を用いて入力画像データの多値化を行なっているが、これに限定されるものではない。例えば、多値平均濃度保存法、多値ディザマトリックス法あるいはサブマトリックス法等の他の多値化の方法を用いて、入力画像データの多値化を行なっても良い。
【００２７】
［記録制御部の構成］
図２４は本従来例の記録制御を行う構成を示すブロック図である。同図において、１はスキャナなどの画像入力部で、記録しようとする画像の各画素に対する濃度データ（ＣＶ値）が入力される。２は各種パラメータの設定および記録開始を指示する各種キーを備えている操作部、３は記憶媒体中の各種プログラムに従って本記録装置全体を制御するＣＰＵである。
【００２８】
４は制御プログラムやエラー処理プログラムに従って本記録装置を動作させるためのプログラムなどを格納している記憶媒体である。本実施形態の動作はすべてこのプログラムによる動作である。該プログラムを格納する記憶媒体４としては、ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＨＤ、メモリカード、光磁気ディスクなどを用いる事ができる。
【００２９】
記憶媒体４において４ａはガンマ変換処理で参照するためのガンマ補正変換テーブル、４ｂはインク重ね打ち組合せテーブル、４ｃは各種制御プログラムを格納しているプログラム群をそれぞれ示している。
【００３０】
５は記憶媒体４中の各種プログラムのワークエリア、エラー処理時の一時待避エリア及び画像処理時のワークエリアとして用いるＲＡＭである。
【００３１】
６は入力画像を格納するイメージメモリである。７は入力画像を元に、インクジェットで多階調を実現するための吐出パターンを作成する画像処理部、８は２値化された画像データを格納するビットプレーンメモリである。
【００３２】
９は記録時に画像処理部で作成された吐出パターンに基づいてドット画像を形成するプリンタであり、図１１に示した記録部を含んでいる。１０は本装置内のアドレス信号、データ、制御信号などを伝送するバスラインである。
【００３３】
［画像処理部］
次に、図２５を用いて本従来例の画像処理部での処理フローを説明する。尚、以下に述べるプロセスは、ハード（画像処理ボード）で実行するように構成することもできるし、ソフトで実行するように構成することもできる。ソフトで実行する場合には、画像処理部７は存在せず、制御プログラム群の中に画像処理プログラムを格納し、ＣＰＵの制御によりこのプログラムが実行されることで以下のプロセスが実行される。
【００３４】
操作者が操作部から所望の画像の記録を指示すると、データ読み込み１００で画像入力部１を介したデータの読み込みを行い、読み込んだデータをイメージメモリに格納する。ガンマ補正処理１１ではこのデータから画像データを取り出し、各画素ごとのＣＶ値をガンマ補正変換テーブル４ａを用いて濃度を表す信号ＣＤ値に変換し、イメージメモリ６に格納する。前段処理１２では、イメージメモリの画像に対し、拡大補間処理、画像回転、フォーマッティングなどの処理を行なう。注目画素選択１３では、イメージメモリ領域内のこれから処理をしようとする一画素を選択し、濃度データＣＤ値を得る。
【００３５】
インク分配処理１４では、インク重ね打ち組合せテーブルを参照して、重ね打ちするインクの組合せデータを得、各濃度のインクの吐出、不吐出を示す２値信号を決定し、更にこれを所定の規則により、各記録ヘッドの吐出、不吐出を示す２値信号を決定して、各記録ヘッド毎のビットプレーン８に記録する。誤差拡散処理１６では、濃度データに対応するＣＤ値と、上記で決定された重ね打ちの組合せで記録した場合のＣＤ値との差を、まだ展開処理の完了していない周囲の画素に振り分け、イメージメモリの該当画素のＣＤ値に加減する。
【００３６】
［誤差拡散処理］
ここで、この誤差拡散のプロセスの詳細を図２５を用いて説明する。図２６は、入力画像データと多値誤差拡散処理後に得られる５３値化画像データの配置を示す模式図である。すなわち、入力画像データが示す各画素ごとの２５６濃度データ（０｛黒｝〜２５５｛透明｝）における画素の配置の一部を示す図である。
【００３７】
図２６の（ａ）において、ｆ（ｉ，ｊ）は多値化（５３値化）しようとする注目画素（ｉ，ｊ）の２５６濃度データレベルを示す。また、破線より上の各画素ｆ（ｉ−２，ｊ−１）〜（ｉ−１，ｊ）は、既に多値化（５３値化）処理が終了しており、Ｂ（１，ｊ）は注目画素（ｉ，ｊ）の多値化（５３値化）後の濃度データ（"０"，"８．６"，…，"２５０．７"，"２５５"の５３個の値とする）を示している。また、注目画素（ｉ，ｊ）の多値化（５３値化）後は、ｆ（ｉ，ｊ＋１），ｆ（ｉ，ｊ＋２）と順次同様の多値化（５３値化）処理を行なう。
【００３８】
まず、注目画素（ｉ，ｊ）の２５６濃度データレベルｆ（ｉ，ｊ）は、閾値ｔｈ［ｋ］と比較演算する。
【００３９】
ｔｈ［ｋ］≦ｆ（ｉ，ｊ）＜ｔｈ［ｋ＋１］ …（１）
Ｂ（ｉ，ｊ）＝ｄｌ［ｋ］ …（２）
そして、上記（１）式を満たすｋを求め、（２）式により注目画素（ｉ，ｊ）の多値化（５３値化）後の濃度データＢ（ｉ，ｊ）を決定する。
【００４０】
続いて、図２６の（ｂ）に示す誤差拡散マトリックスを用いて、上記の多値化処理で決定された濃度データＢ（ｉ，ｊ）と多値化処理前の２５６濃度データレベルｆ（ｉ，ｊ）との間に生じた誤差ｅｒｒを、以下に示す（３）式によって演算する。
【００４１】
ｅｒｒ＝ｆ（ｉ，ｊ）−ｄｌ［ｋ］ …（３）
そして、演算された誤差ｅｒｒを、以下に示す（４）式に従って他の画素へ拡散する。
【００４２】
ｆ'（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ，ｙ）＋ｅｒｒ×Ｍ（Ｘ−ｉ，ｙ−ｊ）／３１…（４）
このように、誤差ｅｒｒは、図２５の（ｂ）に示すような誤差拡散マトリックスの配分に従い、各画素へ拡散され、以後この拡散された誤差を含めた値ｆ'（ｉ，ｊ）を用いて、同様に多値化（５３値化）処理を行なう。
【００４３】
上記の例では、２５６階調の記録の例が示されているが、入力画像データを２５６階調のかわりに４０９６階調とすれば、４０９６階調の記録が可能である。図２８は、４０９６階調を表現するためのインクの種類とその組合せを図２３と同様に示す図である。このようにして４０９６階調で実際にＸ線画像を記録したところ、良好な画質を得ることができた。
【００４４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像の種類によっては、レーザーイメージャーの画像と比べて画質の劣るところもあり、改善が望まれる部分が確認された。その一例を以下に説明する。
【００４５】
図２７はこの方法により透明フィルム上に胸部Ｘ線画像を記録した例を示しており、５０１はそのフィルムである。通常のＸ線写真では、肩の部分は、本来、滑らかに濃度が変わっているが、この例では、５０２に示す輪郭が現れた。これを本来輪郭のないところに輪郭が現れるという意味で、擬似輪郭と呼ぶ。このような擬似輪郭は、他にも、濃度が滑らかに変化する部分に現れた。この擬似輪郭が現れると、画像の品位が損なわれるばかりでなく、本来の目的である、画像診断にも悪影響を及ぼす。
【００４６】
このような擬似輪郭がなぜ発生するかについて、解析した結果、以下のような原因であることが判明した。一例として、図２８を参照して、濃度階調が３０４３から２９７４に変化する部分について考察する。
【００４７】
この部分では、最初Ｎｏ．３７の組合せが主に使用され、次いでＮｏ．３６の組合せが主に使用される。Ｎｏ．３７とＮｏ．３６の組合せを比較すると、Ｎｏ．３７の組合せでは、４種類のインク＃４、＃３、＃２、＃１が使用され、Ｎｏ．３６の組合せでは１種類のインク＃５だけが使用されている。このように２つの組合せでは、使用されているインクの種類の数が大きく変わっていることがわかる。
【００４８】
そして、Ｎｏ．３７の組合せが使用されるか、Ｎｏ．３６の組合せが使用されるかは、誤差拡散処理の結果により決定されるが、所望Ｏ．Ｄ．値が図２８の閾値（２９３９．２）の近傍で変化する場合、画像ではなだらかに階調が変化していても、Ｎｏ．３７からＮｏ．３６への切り変わりが徐々に行われずに、隣接するいくつかの画素で同時に切り変わる場合が発生する。
【００４９】
ところで、記録に使用するインクは、表１に示される濃度となるように調合されるが、実際には誤差が生じる。また、調合されたときには正しい値だったとしても、時間が経過すると、水分の蒸発等により濃度が若干変化する。実験によると、２〜３％の変化は通常起こり得、多い場合は５％程度変化する場合もある。その変化範囲は、濃度変化が３％であると想定すると、例えば＃５のインクでは、透過濃度で、０．８９×０．０３＝０．０２７程度となる。
【００５０】
すなわち、上記Ｎｏ．３７の組合せからＮｏ．３６の組合せへの移り変わりにおいて、インク＃４、＃３、＃２、＃１が正しい値であったとしても、＃５のインク濃度が３％変化したとすると、透過濃度で０．０２７の誤差が生じることを意味する。例えばある微小領域で、５０％の画素がＮｏ．３７の組合わせからＮｏ．３６の組合せへ移行すると仮定すると、その領域の平均濃度で０．０１３５の誤差が生じる。
【００５１】
インクの使用条件を限定したり、インクの蒸発を防ぐような対策を施すことで、インクの濃度変化が１％以下になるようにコントロールすることは、可能である。しかしながら、その場合においても、上述の例と同じように使用するインクの組合せが変化すると、透過濃度で０．００４５の誤差が生じる。
【００５２】
他方、透過のフィルムに対する人間の目の濃度分解能は、上述のように１０ｂｉｔ以上であり、これは、透過濃度に直すと、０．００３である。従って、透過濃度で０．００３以上の濃度差があると、これを輪郭として認識することになる。つまり、本来輪郭のないところであっても、透過濃度で０．００３以上の濃度差があれば、輪郭として認識する。
【００５３】
この透過濃度０．００３という値に対して、上記の例の濃度誤差０．０１３５は十分に大きい値であり、このような濃度誤差があると擬似輪郭が現れる頻度が上昇してしまう。
【００５４】
更に、濃度誤差を生じる他の要因としては、ノズルによる吐出量のばらつきがある。記録ヘッド全体に渡って均等にばらついていれば、ノズルの数が多いので、平均化されて全体としてのばらつき（偏差量）は小さくなるが、記録ヘッドが多数のチップで構成されており、チップごとにばらつき度合が異なっていると、これも濃度の誤差として現れる事になる。本発明者らの実験によれば、所望の濃度が０．００３変化する場合に、濃度の誤差が０．００３以下であれば、擬似輪郭が見えにくくなることが判明した。
【００５５】
図２９（ａ）は、記録媒体上にグレースケールテストパターンを記録した例を示している。これは、基準位置を最低濃度とし、図の横方向の基準位置からの距離に比例して濃度が上昇するようにしたものである。本来、なめらかに濃度が変化するべきものであるが、図に示すように、所々にムラが現われた。図２９（ｂ）は、（ａ）のテストパターンの濃度を測定した結果を示す。これは本来、基準位置から右上がりの直線になるべきものであるが、図のように凹凸が現われた。凹凸の位置は、グレースケールパターンのムラの位置に対応している。
【００５６】
このようなグレースケールパターンのムラが発生すると、前述のような明確な擬似輪郭は発生しないが、ぼやっとしたムラが画像に現われ、やはり診断に影響を及ぼす場合もある。このようなグレースケールパターンのムラがなぜ発生するかについて、解析した結果、以下のような原因であることが判明した。
【００５７】
図３０は、図２９（ｂ）の一部を拡大したものであり、図中破線はインク濃度に誤差がない場合の理想的なグレースケールパターンの濃度を示し、実線は測定結果を示している。実線のようなグレースケールパターンの濃度誤差であれば、上述の擬似輪郭の発生限度以内であり、擬似輪郭は発生しない。
【００５８】
しかしながら、図のように、グレースケールテストパターンの濃度変化の傾きが理想の傾きからずれている場合、ずれの程度が大きくなると、図２９（ａ）に示すようなムラが発生する。本発明者らの実験によると、所望の濃度が０．０１２変化する場合に、グレースケールの濃度変化のずれ量が０．００６以下であれば、ムラが見えにくいことが判明した。
【００５９】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、入力画像データに基づいて、階調画像データを生成する画像処理において、擬似輪郭やムラの発生を抑制して画質を改善することのできる、画像処理装置、画像処理方法、記録装置、記録方法、画像処理方法を実現するプログラムおよび当該プロラムを格納した記憶媒体を提供することを目的とする。
【００６０】
【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は、画像データを複数の画素からなるブロックに分割し、注目画素の前記ブロック内の位置および注目画素の階調値に応じて当該注目画素を表現するのに用いる同系色で濃度の異なるインクドットの種類および数に対応したドット組合せを決定する画像処理装置であって、第１の階調値、前記第１の階調値よりも大きな第２の階調値、および、前記第１の階調値と前記第２の階調値の間の階調値の夫々について、前記ブロック内の位置と当該画素を表現するのに用いるドット組合せとを対応付けたテーブルを記憶した記憶手段と、前記注目画素のブロック内の位置および階調値に基づいて、前記テーブルを参照して、前記注目画素を表現するのに用いるドット組合せを決定する決定手段とを備え、前記テーブルでは、（i）前記第１の階調値について、前記ブロック内の各位置に第１のドット組合せが対応付けられており、（ii）前記第２の階調値について、前記ブロック内の各位置に第２のドット組合せが対応付けられており、（iii）前記間の階調値の夫々について、前記ブロック内の各位置に前記第１あるいは第２のドット組合せが対応付けられており、且つ、前記間の階調値が大きくなるにつれて、前記ブロック内における前記第１のドット組合せの割合が減少し前記第２のドット組合せの割合が増加することを特徴とする。
【００６４】
これによれば、同じ階調値を有する画素であっても、その画素において使用可能なインクドットの組み合わせが複数種存在するので、同じ階調値についてインクドットの組み合わせが１種しか存在しない形態に比べて、擬似輪郭をより軽減することができる。
【００６５】
従って、各画素の濃度レベルを増やさずに、実質的に階調数を増加した場合と同様な効果が得られる。これを、例えば、濃度の異なる記録剤を使用して画像を記録する記録装置に適用すると、記録剤の種類を増やさずにより高画質の画像が記録できるという効果が得られる。
【００６６】
【発明の実施の形態】
始めに、本発明の基本的概念について説明する。
【００６７】
本発明者らは、階調がなだらかに変化する画像を記録する際に、従来のように濃度の異なる画素に一度に切り換えるのではなく、濃度の異なる画素を使用する比率を段階的に上昇させることにより、擬似輪郭として認識されにくくなることを見出した。
【００６８】
図１５は、濃度が一段階濃い画素に切り換えるパターンの例を示している。図１５（ａ）のパターンは、従来から用いられているパターンであり、低い濃度の画素から一段濃い濃度の画素に一斉に切り変わる。このパターンでは、上述のように、図中点線で示した境界部分が輪郭として認識できない濃度差の上限が０．００３である。
【００６９】
一方、図１５（ｂ）のパターンは、一段濃い濃度の画素を使用する比率を、１／４、２／４、３／４、４／４の４つのステップで段階的に徐々に上昇させる。このパターンでは、図中点線で示した境界部分が輪郭として認識できない濃度差の上限は０．０１５である。
【００７０】
また、図１５（ｃ）のパターンは、一段濃い濃度の画素を使用する比率を、１／１６、２／１６、…、１６／１６の１６のステップで段階的に徐々に上昇させる。このパターンでは、図中点線で示した境界部分が輪郭として認識できない濃度差の上限は０．０３である。
【００７１】
このように、濃度の異なる画素の使用比率を段階的に上昇させることにより、境界の輪郭が見えにくくなる。
【００７２】
従って、濃度が滑らかに変化する場合に、（ｃ）のパターンで変化するように画素の出現パターンをコントロールすることで、最小濃度差が０．０３以下であれば擬似輪郭を見えないようにできる。また、（ｂ）のパターンで変化するように画素の出現パターンをコントロールすることで、最小濃度差が０．０１５以下で擬似輪郭を見えないようにできる。
【００７３】
このことを換言すると、次のようになる。すなわち、図１５の（ｂ）のパターンは、濃度が滑らかに変化（階調値が１増加）する場合に、一段濃い濃度の画素が出現する確率が１／４ということである。また、図１５（ｃ）のパターンは、濃度が滑らかに変化（階調値が１増加）する場合に、一段濃い濃度の画素が出現する確率が１／１６ということである。
【００７４】
このように、濃度が滑らかに変化（階調値が１増加）する場合に、一段濃い濃度の画素が出現する確率をコントロールすることにより、擬似輪郭を見えないようにすることができる。
【００７５】
これを上述の例で説明すると、濃度階調が３０４３から徐々に２９７４に変化する部分において、Ｎｏ．３７の組合せからＮｏ．３６の組合せへの切り変わりが徐々に行われるように制御する。
【００７６】
これと同様の考え方を、画素ではなく、画素を構成する画素形成要素についても導入することができる。すなわち、同系色で濃度の異なるｋ種類の画素形成要素のうちから、ｌ（エル）個を選択して、同系色でｍ階調の画素を形成する場合に、同一の記録濃度に対して、画素形成要素の組み合わせを複数個のうちから選択可能にするとともに、各階調に対して、少なくとも２種類以上の異なる画素形成要素の組合せで画素を形成するようにする。そして、所望Ｏ．Ｄ．値が変化する場合に、この２種類以上の異なる画素形成要素の組合せのうちから適宜いずれかを選択することにより、画素に含まれる画素形成要素の出現確率を徐々に変えていくようにする。
【００７７】
具体的な出現確率の変化の程度は、中間調記録濃度の変化する幅０．００３、出現確率を制御しようとする画素形成要素の記録濃度をｄ１とした時、該画素形成要素の出現確率の変化Ｐ１を、
Ｐ１＜０．００３／（ｄ１×０．０１）
とすることにより、擬似輪郭が見えにくくなる。
【００７８】
また、図２９（ｂ）に示すようなグレースケールのムラに関しては、中間調記録濃度の変化する幅を０．０１２、出現確率を制御しようとする画素形成要素の記録濃度をｄ１とした時、該画素形成要素の出現確率の変化Ｐ１を、
Ｐ１＜０．００６／（ｄ１ｘ０．０１）
とすることにより、グレースケールムラが目立たなくなる。
【００７９】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００８０】
なお、以下に説明する実施形態では、インクジェット記録方式を用いた記録装置を例に挙げて説明する。
【００８１】
本明細書において、「記録」（「プリント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。
【００８２】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能なものも表すものとする。
【００８３】
さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。
【００８４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態としてのインクジェット記録装置の要部（記録部）を示す斜視図、図２は、その側面図（図１のＡ矢視図）、図３、図４、図５は、部分詳細図で、図３はキャリッジを上方向から見た図、図４（ａ）は記録ヘッドを記録面側から見た図、図４（ｂ）は、シートにインクが打込まれた状態を示す図、図５はキャリッジを下から見た図である。
【００８５】
これらの図において、５０１は画像が記録される記録媒体としてのシート、５０２及び５０３と、５０４及び５０５とは、それぞれ対になってシートをＸ方向に搬送するローラであり、ローラ５０５には、部分的に膨出部５０６が設けられており、この膨出部５０６がシートに接触するようになっている。
【００８６】
５０７はモータ、５０８はモータ軸に取り付けられたプーリ、５０９、５１０はローラ５０２、５０４の一端に取り付けられたプーリであり、ベルト５１１によってプーリ５０８に結合されており、モータの回転によってローラ５０２、５０４が回転するようになっている。また、ローラ５０３、５０５は、不図示の機構により、ローラ５０２、５０４に押し付ける方向に付勢されており、以上の構成によりシートがＸ方向に搬送される。
【００８７】
５１２は、複数の記録ヘッド５１３ａ〜５１３ｒ（以下、総称して記録ヘッド５１３とも呼ぶ）を搭載するキャリッジであり、各ヘッドには図４（ａ）に示すように、多数のノズルがシート５０１の記録面に対向して設けられている。５１６、５１７は、キャリッジを摺動可能に保持するシャフトであり、５１６はキャリッジに設けられた穴５１８を貫通し、また、キャリッジに設けられた突起部分５１９がシャフト５１７の上に乗る構造になっている。以上の構成によって、記録ヘッド５１３のノズルの設けられた面が所定距離ｄでシートに相対するようになっている。
【００８８】
５２０は、一部をキャリッジ５１２に固定されたベルトであり、モータ５２１の軸に取り付けられたプーリ５２２と固定軸５２３に回転可能に取り付けられたプーリ５２４との間に張り渡されている。以上の構成により、モータ５２１の回転によってキャリッジ５１２がＹ方向及びその反対方向に移動可能となっていて、シートのＹ方向全域及び、キャリッジの待機位置である５１２ａ及びシートに関して５１２ａと対象の位置に移動可能である。なお、キャリッジがシート上を移動する間、記録ヘッドのノズル面とシートとの間隔は、ｄに保たれるように構成されている。
【００８９】
５２６ａ〜５２６ｒは、インクを収容するインクカートリッジであり、記録ヘッド５１３ａ〜５１３ｒに装着され、各記録ヘッドにインクを供給するようになっている。ヘッドカートリッジ５２６ａ〜５２６ｒは、記録ヘッド５１３ａ〜５１３ｒに対して、それぞれ着脱自在となっており、インクカートリッジのインクがなくなったら、取り外して新しいインクカートリッジを取り付けることでインクを補給できるように構成されている。
【００９０】
５２５は、ローラ５０２、５０４間に設けられたシートガイドである。５１５は、以上の構成によりシート上にノズルでインクを吐出した時にシート上に形成されるドットを示している。
【００９１】
［記録制御部の構成］
図６は本実施形態の記録制御を行う構成を示すブロック図である。図６において、１はスキャナなどの画像入力部であり、記録しようとする画像の各画素に対する濃度データ（ＣＶ値）が入力される。２は各種パラメータの設定および記録開始を指示する各種キーを備えている操作部、３は記憶媒体中の各種プログラムに従って本記録装置全体を制御するＣＰＵである。
【００９２】
４は制御プログラムやエラー処理プログラムに従って本記録装置を動作させるためのプログラムなどを格納している記憶媒体である。本実施形態の動作はすべてこのプログラムによる動作である。該プログラムを格納する記録媒体４としては、ＲＯＭ、ＦＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＨＤ、メモリカード、光磁気ディスクなどを用いる事ができる。
【００９３】
記憶媒体４において、４ａはガンマ変換処理で参照するためのガンマ補正変換テーブル、４ｂはブロック内番地指定テーブル、４ｃは重ね打ちパターン振り分けテーブル、４ｄはインク振り分けテーブル、４ｅは各種プログラムを格納している制御プログラム群をそれぞれ示している。
【００９４】
５は記憶媒体４中の各種プログラムのワークエリア、エラー処理時の一時待避エリア及び画像処理時のワークエリアとして用いるＲＡＭである。
【００９５】
６は入力画像を格納するイメージメモリである。７は入力画像を元に、インクジェットで多階調を実現するための吐出パターンを作成する画像処理部、８は２値化された画像データを格納するビットプレーンメモリである。
【００９６】
９は記録時に画像処理部で作成された吐出パターンに基づいてドット画像を形成するプリンタであり、図１に示した記録部を含んでいる。１０は本装置内のアドレス信号、データ、制御信号などを伝送するバスラインである。
【００９７】
［データ処理単位］
図８は、本実施形態のデータ処理単位であるブロックの配置の例として、ブロック番地指定テーブルを示している。１ページの画像データ２０をブロック２１に分割して各ブロック毎にデータ処理を行う。ａ１，ａ２，ａ３，…，ｂ１，ｂ２，ｂ３，…，ｃ１，ｃ２，ｃ３，…，のように、１ページの画像データは行及び列方向に分割されたブロックからなる。
【００９８】
図９は、一つのブロック内の画素構成の例を示しており、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ、１ブロックが横×縦で示すと、２×１、１×２、２×２、４×４、変則２×４の画素で構成される例を示している。（ｅ）の様に、必ずしも矩形でなくとも良い。図９において、Ａ１，Ａ２，Ａ３，…は、ブロック内の画素に付けられた番地を示す。各画素の配置は、図示された様に一定の規則により配列しても良いし、ランダムに配列しても良い。また、全てのブロックを同じ配列にしても良いし、ブロック毎に変えても良い。これらの規則をテーブルに表したものが、ブロック内番地指定テーブルである。テーブルを設ける変わりに、あるアルゴリズムを与え、これにより各画素の番地を決めても良い。
【００９９】
なお、以下では、ブロックが４×４の画素で構成される場合について説明する。また、各画素の大きさも、さまざまなものがあるが、以下の説明では、６００ｄｐｉとする。この場合、２×２を単位とすると３００ｄｐｉ、４×４を単位とすると１５０ｄｐｉとなる。
【０１００】
［インクと階調］
図１０は、本実施形態で使用する８種類（薄い方から♯１〜♯８）のインクの例を示している。図中、Ｏ．Ｄ．は光学濃度であり、Ｏ．Ｄ．比は最も薄いインク＃１の光学濃度を１としたときの各インクの光学濃度の比率を示し、チップ数は１８個用意されているインクカートリッジ５２６ａ〜５２６ｒの内訳を示している。この図の例では黒色の濃度の異なる８種類のインクのうち、＃１〜♯４のインクカートリッジを各１個、＃５のインクカートリッジを２個、＃６〜♯８のインクカートリッジを各４個使用する。また、重ね打ち回数（最高）とあるのは、一つの画素に対して該当する濃度のインクの許容される重ね打ち回数である。
【０１０１】
図１１及び図１２は、本実施形態で使用される２系列のインク組合せテーブルそれぞれの例（一部）を示す図である。両図では、各階調値に対して重ね打ちされるインクの種類と数が記入されている。図中の組合せ名は、その組合せを識別するために付けられた名前である。尚、従来例に関して説明した図２３及び図２８においては、階調値は０を黒、２５５又は４０９５を透明（反射タイブの場合は白）と表していたが、以下の説明では、わかりやすくするために、０を透明（反射タイブの場合は白）、２５５又は４０９５を黒とする。
【０１０２】
図１１及び図１２に示されたように、本実施形態で使用するインクの種類は＃８までの８種類である。図中ＯＤの欄は、その階調値のＯ．Ｄ．値を示している。また、各インクの欄に、○が一つある場合はその濃度のインクを１回、○が二つある場合はその濃度のインクを２回重ね打ちすることを意味する。また、空欄は、その濃度のインクを使用しないことを意味する。例えば、階調値１０５６に対しては、＃２のインクを１発、♯５のインクを２発重ね打ちする。このテーブルは、階調値０〜４０９５まで４０または、その倍数毎に用意されている。
【０１０３】
なお、図１１及び図１２は、図面の都合上２つに分割しているだけで、一つのテーブルであっても良い。すなわち、各階調値に対して、図１１に示すＡ系列と、図１２に示すＢ系列との２つの系列が用意されている。また、図から明らかなように、Ａ系列では最高濃度で使用するインクを♯７とし、Ｂ系列では最高濃度で使用するインクを＃８として組合せを構成している。
【０１０４】
図１３は、本実施形態で使用される重ね打ちパターン振り分けテーブルの例（一部）である。図１３（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、階調値１０２４〜１０２７に対応するに対応する４×４画素のパターンを示している。これと同様なテーブルが、階調値０〜４０９５まで設けられている。
【０１０５】
図１３（ａ）の例を説明すると、４×４の○は、図８の４×４の各番地に対応している。白抜きと色つきの○印では使用されるインク組合せが異なる。すなわち、階調値１０２４に対しては、１〜１６のすべての番地に対して、図１１又は図１２のＯ．Ｄ．値０．７６８のインク組合せで重ね打ちすることを意味する。同様に、（ｂ）に示された階調値１０２５に対しては、１番地のみ０．７８、２〜１６番地までは、０．７６８で重ね打ちする。（ｃ）の階調値１０２６、（ｄ）の１０２７も同様である。
【０１０６】
この結果、この４×４のブロックの平均濃度は、平均濃度として示した値となる。すなわち、この４×４のブロックの平均濃度は、０．０００７５ずつ変化する。他の階調についても同様なテーブルが設けられている。そして、階調値が０〜４０９５まで変化する時、０．０００７５または、その倍数毎にＯＤ＝０〜３．０７まで変化するようになっている。
【０１０７】
図１４は、図１３に示したパターンにおいて、ある画素に対して図１１と図１２に示したどちらの系列からインク組合せを選択する方法を説明するための図である。図１４も図１３と同様な重ね打ちパターン振り分けテーブルの例（一部）であるが、図１１と図１２のどちらの系列からインク組合せを選択するかという点のみに着目して簡略化されている。
【０１０８】
なお、ここでは説明のために図１４のテーブルを別個に示したが、図１３のテーブルと図１４のテーブルは別である必要はなく、両方の情報が記入されたテーブルが一つあればよい。すなわち、図１３のテーブルで、Ｏ．Ｄ．値の選択を指示する数字に、ＡかＢのどちらの系列を選択するかの情報も一緒に記入されていれば良い。
【０１０９】
図１４では、各画素に対して図１１の系列Ａから選択するか、図１２の系列Ｂから選択するかが色別に示されている。図より明らかなように、階調値が増加する場合に、系列Ｂの組合せを使用する確率がしだいに上昇しており、これは、画素に♯８の画素形成要素（インク）が使用される確率が徐々に増加していることを意味している。ここでは、階調が１６増えるごとに＃８の出現割合が１／１６ずつ増加している。平均化して考えると、階調が１増加するごとに、＃８の画素形成要素出現確率の増加する割合は、１／２５６である。
【０１１０】
この場合、＃８の記録濃度は０．７６８であるので、インクの濃度誤差を５％と想定すると、このインクの濃度誤差は０．０３８４であるが、階調が１増加したときのブロック内での出現確率の増加率が１／２５６なので、ブロック内での平均濃度を考えると、濃度誤差は０．０００１５になる。前述のように、人間の目が擬似輪郭として認識する最小濃度差は、０．００３であるが、これに比べて０．０００１５は十分に小さい数字であり、インク濃度誤差の影響で擬似輪郭が発生する可能性は無視できる。
【０１１１】
また、階調が１６（ＯＤで０．０１２）増加したときの＃８のインクのブロック内での出現確率の増加率は、１／１６なので、ブロック内での平均濃度で考えると、濃度誤差は０．０３８４／１６＝０．００２４になる。この値はグレースケールムラの発生限界（実験値）の０．００６に対し、５％であり十分に小さい。よって、図２９のようなグレースケールムラの発生する可能性もほとんどない。
【０１１２】
仮にインクの濃度誤差を１％までに押さえることができたとすると（これ以上インク濃度誤差を小さくすることは、実際には困難である）、インク濃度誤差の影響で擬似輪郭が発生する可能性を低くするためには、階調が４（ＯＤで０．００３）増加したときの、＃８の画素形成要素の出現確率の増加率を、０．００３／０．００７６８＝０．３９よりも小さくすれば良い。すなわち、階調が１増加するときの＃８の出現確率の増加率を約１／１０よりも小さくすれば擬似輪郭が見えにくくなる。
【０１１３】
同様に、インクの濃度誤差を１％までに押さえることができたとすると、インク濃度誤差の影響でグレースケールムラが発生する可能性を低くするためには、階調が１６（ＯＤで０．０１２）増加したときの♯８の画素形成要素の出現確率の増加率を、０．００６／０．００７６８＝０．７８よりも小さくすれば良い。すなわち、階調が１増加するときの＃８の出現確率の増加率を約１／２０よりも小さくすればグレースケールのムラは見えにくくなる。
【０１１４】
尚、図１１及び図１２に示された組合せからも当然であるが、♯８の画素形成要素の出現確率が増加すると、その分＃７の画素形成要素の出現確率は減少していく。
【０１１５】
［画像処理部］
次に、図７を用いて画像処理部７での処理フローについて説明する。尚、以下に述べるプロセスは、ハード（画像処理ボード）で実行するように構成することもできるし、ソフトで実行するように構成することもできる。ソフトで実行する場合には、画像処理部７は存在せず、制御プログラム群の中に画像処理プログラムを格納し、ＣＰＵの制御により、このプログラムが実行されることで以下のプロセスが実行される。
【０１１６】
ガンマ補正処理１１では、画像入力部１で入力される画像信号ＣＶを、用意されたガンマ補正変換テーブル４ａを用いて濃度を表す信号ＣＤに変換し、イメージメモリ６に格納する。この実施形態では、ＣＤ値を、１２ｂｉｔ（４０９６階調）で表している。
【０１１７】
前段処理１２では、イメージメモリの画像に対し、拡大補間処理、画像回転、フォーマッティングなどの処理を行なう。注目画素選択１３では、イメージメモリ領域内のこれから処理をしようとする一画素を選択し、濃度データＣＤを得る。
【０１１８】
ブロック内番地参照１４では、ブロック内番地指定テーブルを参照して、処理しようとする画素がブロック内の何番地であるかのデータを得る。重ね打ちパターン振り分けテーブルの該当ＣＤ値および該当番地参照１５では、該画素の番地とＣＤ値（階調値）から、重ね打ちパターン振り分けテーブル４ｃを参照して、該画素のＯ．Ｄ．値を得る。
【０１１９】
インク組合せテーブル参照１５'では、上で得られた画素毎のＯ．Ｄ．値に従い、インク組合せテーブル４ｄを参照して、該当画素のインク組合せを得る。インク分配処理１６では、得られたインク組合せに従い、各濃度のインクの吐出、不吐出を示す２値信号を決定し、更にこれを所定の規則により、各ヘッドの吐出、不吐出の２値信号を決定して、各ヘッド毎のビットプレーンに記録する。
【０１２０】
以上の処理を行うことにより、注目した一画素の処理が終了する。そして、画像の濃度データＣＤをもとに、上記の１４、１５、１６の処理を所定の領域に含まれる画素の全てについて繰り返すことにより、それぞれの記録ヘッドに対して各画素ごとに吐出、不吐出を示す２値信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，…が形成される。
【０１２１】
ここで、上記所定の領域を、記録しようとする１ページ全体として、１ページ分のビットプレーンを完成させてから以下に記す記録のプロセスに移行しても良いし、１ページを何分の一かに分割し、分割した領域ごとにビットプレーンを完成させ、まずこの領域の記録を行なったのち、次の領域の処理に移っても良い。後者の場合、それぞれのビットプレーンを更に複数に分け、前の領域の記録プロセスを行なっている間に次の領域のビットプレーンを作成するようにしても良い。
【０１２２】
以上のような処理を行った後、記録が行われる。詳細には、図２の左方向から、不図示の手段によりシート５０１がローラ５０２、５０３の間に送り込まれる。ついでシートは、モータ５０７により、所定距離ずつ間欠的にＸ方向に送られる。シートが停止している間に、モータ５２１が回転し、キャリッジをＹ方向に一定のスピードで移動させる。キャリレジ上の記録ヘッドが、シートの上を通過する間に、図６、図７の記録制御部により、画像信号に対応したノズル吐出指令信号が送られ、これに従って各ノズルから選択的に液滴が吐出される。
【０１２３】
記録ヘッドがシート上を通過して、シート上から離れた位置にある間にモータ５０７がシートを所定距離Ｘ方向に移動して停止し、ここで再びモータ５２１がキャリッジを所定スピードで移動させ、同様に選択的に液滴を吐出させる。以下このような動作を繰り返すことで、最終的にシート上に所望の画像が記録される。記録が終了したシートは、ローラ５０４、５０６によって図２の左方向に搬送され、ついで不図示の手段により図２の左方向に排出される。
【０１２４】
本実施形態では、画素密度６００ｄｐｉ、最小記録濃度ステップ（濃度負荷ステップ）を０．０１２としている。また、１ドットのインク液滴の量は、約８ｐｌ、１画素は４ドット以下で形成される。すなわち、１画素のインク量は約３２ｐｌ以下である。
【０１２５】
本実施形態により、実際に胸部Ｘ線画像を記録したところ、擬似輪郭及びムラの発生が抑制されて画質の改善された画像が得られた。
【０１２６】
［変形例］
上記実施形態では、画素密度６００ｄｐｉ、最小濃度ステップを０．０１２とし、濃度の異なるインクの種類を８としたものであるが、これらの数字は、一例である。
【０１２７】
例えば、変形例として、１ドットのインク液滴の量を約４ｐｌとし、１画素を８ドット以下で形成するように（１画素のインク量は上の例と同様約３２ｐｌ以下）しても良い。
【０１２８】
この場合、最低濃度のインクの濃度が上記実施形態の２倍でも、液滴の量が半分なので、最小濃度ステップを、同じ０．０１２とすることができる。また、１画素を形成するドットの数が多いので、途中の濃度のインクの濃度の差を大きくとることができ、インクの濃度の種類を減らしても（例えば、４〜６種類）、同じ濃度ステップが実現できる。
【０１２９】
［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態も上記第１の実施形態と同様なインクジェット記録装置であり、以下の説明においては、上記第１の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的部分について説明する。
【０１３０】
上記第１の実施形態では、図１３及び図１４に示すように、各階調値に対して４×４の重ね打ちパターンを対応させたが、本実施形態では、４×４の重ね打ちパターンにはＯ．Ｄ．値のみを対応させ、各階調値に対して、Ｏ．Ｄ．値を対応させたテーブルを別に用意するものである。この方法によると、４×４の重ね打ちパターンに対応させるＯ．Ｄ．値を、設計値ではなく、様々な基準から設定して濃度の精度を高くすることができる。
【０１３１】
具体的な例としては、
（１）上記第１の実施形態で図１３及び図１４の各組合せによって実際に記録させた記録Ｏ．Ｄ．値の実測値にする。
（２）図１１及び図１２の各組合せで実際に記録させて画素の記録Ｏ．Ｄ．値を求め、この値から図１３及び図１４の各組合せで記録したときの記録Ｏ．Ｄ．値の推定値を計算により求める。
（３）図１３及び図１４の各組合せで記録したときの記録Ｏ．Ｄ．値の推定値を、設計値に対するいろいろな原因による誤差を補正した値とする。
などが考えられる。このようにする場合は、図１３及び図１４において、各階調値の代わりに上の方法で求めた値（記録Ｏ．Ｄ．値またはその補正値）を記入しておけばよい。
【０１３２】
図１７は、本実施形態の画像処理部７での処理フローを図７と同様に示した図であり、図１６は、該当番地参照１５で使用するＣＤ値対所望Ｏ．Ｄ．値の対応を示すテーブルである。上記第１の実施形態と比較すると、本実施形態では、該当番地参照１５において、注目画素のＣＤ値から、図１６のＣＤ値対所望Ｏ．Ｄ．値対応テーブルを用いて所望Ｏ．Ｄ．値を決め、さらに図１３及び図１４のテーブルによりあらかじめ決めたアルゴリズム（その所望Ｏ．Ｄ．値に最も近い重ね打ちパターン、あるいは、その所望Ｏ．Ｄ．値より大きく、かつその所望Ｏ．Ｄ．値に最も近い重ね打ちパターン、等）により重ね打ちパターンを選択し、これに従って重ね打ちを行なう。尚、ＣＤ値対所望Ｏ．Ｄ．値対応テーブル４ｆは、図６の記憶媒体の中に設けられている。
【０１３３】
本実施形態によれば、テーブルの数は一つ増えるが、インク濃度が設定値からずれていたり、濃度変化により設定値からずれたりしても、より精度の高い濃度階調で画像を表現することができる。
【０１３４】
［参考例］
以下、参考例について説明する。本参考例も上記第１の実施形態と同様なインクジェット記録装置であり、以下の説明においては、上記第１の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本参考例の特徴的部分について説明する。
【０１３５】
上記の実施形態では、ブロック内番地指定テーブルを参照して処理しようとする画素がブロック内の何番地であるかのデータを得て、該当する画素の番地とＣＤ値から、重ね打ちパターン振り分けテーブル４ｃを参照して画素のＯ．Ｄ．値を得るものであるが、本参考例はこのようなテーブルを参照する代わりに、乱数発生手段を使用するものである。
【０１３６】
図１８は、本参考例の記録制御部の構成を示すブロック図である。図１８において、４ｇは確率振り分けテーブルであり、３０は１〜１６までの数字がランダムに発生するように構成された乱数発生部である。図１９は、本参考例で用いる確率振り分けテーブルの例を示している。
【０１３７】
図２０は、本参考例の画像処理部７での処理フローを図７と同様に示した図である。上記第１の実施形態と比較すると、１３の注目画素選択までは同じである。
【０１３８】
確率調査３１では、確率振り分けテーブル４ｇを参照して注目画素を形成する画素の濃度の候補と確率を得る。インク組合せ決定３２では、乱数発生部３０から発生された乱数を得、これに従って確率振り分けテーブル４ｇから得られた濃度の候補のうちから一つを決定する。濃度が決まると、インク組合せテーブルから、インク組合せが決定される。そしてインクテーブル参照１５'では、該当する画素に打込まれるインクの種類と数を決定する。
【０１３９】
本参考例によっても、上記第１の実施形態と同様に、擬似輪郭やムラの発生が抑制されて画質の改善された画像が得られた。
【０１４０】
［第４の実施形態］
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態も上記第１の実施形態と同様なインクジェット記録装置であり、以下の説明においては、上記第１の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的部分について説明する。
【０１４１】
第１実施形態では、画像をブロックに分割して処理を行うが、本実施形態では、画像をブロックに分割せずに、以下のようにしても良い。
【０１４２】
図２１は、本実施形態の記録制御部の一部である記憶媒体４の内容を示している。図中、４ｈは重ね打ちパターン振り分けテーブル２であり、その一例を図２２に示す。図２２で、左の列は階調値（ＣＤ値）を示す。一行目の１〜１６の番号は、選択される順番を示す。各階調値に対して、１〜１６の列に記入されているのが、濃度を示す数字である。
【０１４３】
また、１〜１６の列の各欄の末尾のＡ及びＢは、使用される系列が、図１１及び図１２に示された系列Ａ及び系列Ｂのいずれであるのかを示している。
【０１４４】
例えば、画像の最初の行の最初の画素のＣＤ値が１０２４であれば、階調値１０２４の番号１の欄が参照され、濃度０．７６８のＢ系列が選択される。次の画素のＣＤ値も１０２４であれば、今度は階調値１０２４の番号２の欄が選択され、濃度０．７６８のＡ系列が選択される。その次の画素のＣＤ値が１０２５であれば、階調値１０２５の番号３の欄が選択され、濃度０．７６８のＡ系列が選択される。以下同様にして、番号が１６になるまで繰り返され、１６になったら１に戻るようにして、処理が繰り返される。このようにして、画像の一行の処理を完了する。
【０１４５】
画像の次の行の処理を行う際には、一行目と参照する番号の順番が異なるように適当な番号の欄から参照される。具体的な例を挙げると、前の行の画像で最初に参照した番号に９を加算して得られた値の番号から参照を開始する。加算結果が１６を超える場合は、１６を引いた値を参照開始番号とする方法などが考えられる。以上の処理を画像全体に施して全ての画素の処理を行なう。
【０１４６】
本実施形態によっても、上記第１の実施形態と同様に、擬似輪郭及びムラの発生が抑制されて画質の改善された画像が得られた。
【０１４７】
［第５の実施形態］
以下、本発明の第５の実施形態について説明する。第５の実施形態も上記第１の実施形態と同様なインクジェット記録装置であり、以下の説明においては、上記第１の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的部分について説明する。
【０１４８】
以上説明した実施形態では、いずれも、該当する階調値に対してその透過濃度Ｄが、インクの濃度ｄとインク使用したドットの出現確率ｐとの積、すなわち、Ｄ＝ｐ×ｄとなるように、各濃度のインク組合せの出現確率をコントロールするものである。このようにして、面積階調の原理により近似的にその透過濃度が階調値を表すようになる。
【０１４９】
しかしながら、厳密には透過濃度Ｄは、
Ｄ＝ｌｏｇ（１／透過率）
で表されるので、以下の式を用いる必要がある。
【０１５０】
すなわち、濃度ｄ１，ｄ２，…の画素の透過率をＴ１，Ｔ２，…とすると、
ｄ１＝ｌｏｇ（１／Ｔ１），
ｄ２＝ｌｏｇ（１／Ｔ２），…
である。それぞれの画素の占有面積は、その確率に比例すると考えられるから、確率をそれぞれｐ１，ｐ２，…とすると、透過率はΣＴｘｐとなる。よって、総合した透過濃度Ｄは、
Ｄ＝ｌｏｇ（１／ΣＴｘｐ）
となる。
【０１５１】
従って、この式が満たされるように確率ｐをコントロールすれば、記録すべき濃度との誤差がより少ない画像を記録することができる。
【０１５２】
［第６の実施形態］
以下、本発明の第６の実施形態について説明する。第６の実施形態も上記第１の実施形態と同様なインクジェット記録装置であり、以下の説明においては、上記第１の実施形態と同様な部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的部分について説明する。
【０１５３】
以上説明した実施形態では、入力された画像から各画素の記録データ（ビットプレーン）を生成するときに、使用される画素形成要素（インク）の組合せ及び該組合せで使用される濃度の濃い画素形成要素の出現確率をコントロールするものであったが、一旦作成された記録データを調べ、ブロック内における使用される濃度の濃い画素形成要素の出現確率が予め定められた閾値を越えていたら、濃度の濃い画素形成要素を使用しないように組合せを変更するようにしてもよい。
【０１５４】
この場合、１つのブロックに対する記録データを生成する度に調べる方法と、一旦全てのビットプレーンを作成してからブロック毎に調べる方法とが考えられる。
【０１５５】
［他の実施形態］
以上説明した実施形態で採用されるインクジェットの方式については、特に制限はない。また、上記の実施形態では、液体のインクを用いる例を述べたが、固形のインクを溶かして吐出するものでもよい。この場合は、インクの補給は固形インクを交換することになる。
【０１５６】
また、記録方式として、シートを間欠送りさせてシートが停止している間にシート送り方向と交差する方向に記録ヘッドを移動させて記録するシリアル記録方式を採用する記録装置を例に挙げて説明したが、本発明はこの記録方式に限定されず、シートを定速で送り、シートの送り方向と交差する方向にシート幅をカバーするように設けられた所謂フルラインタイプの記録ヘッドを備え、シートが定速で送られる間に記録を行う方式でも良い。この場合は、それぞれ異なるインクについてフルラインタイプの記録ヘッドを設ける。
【０１５７】
更に、インクの供給方式は、図１に示すようなカートリッジ方式に限定されない。例えば、キャリッジ上とは別にインクタンクを設け、インクタンクからチューブでヘッドにインクを供給する方式でも良い。また、使用量の多いインクのみチューブ供給とし、それ以外はカートリッジ方式としても良い。
【０１５８】
以上の実施形態は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いることにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【０１５９】
また、本発明の目的は、前述した実施形態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（または記録媒体）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（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。当然、前述した実施形態の機能を実現するプログラム自体も本発明を構成する。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態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オペレーティングシステム（ＯＳ）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ことは言うまでもない。
【０１６０】
さらに、記憶媒体から読み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カ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、その機能拡張カ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ことは言うまでもない。
【０１６１】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した（図６、図７、図１７、図１８、図２０および/または図２１に示す）テーブルや処理フローに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【０１６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、例えば、濃度の濃い画素形成要素が出現する確率をコントロールすることにより、各画素が一斉に濃度の濃い画素形成相素を使用した組合せで表わされるのを防止することができ、濃度が連続的に変化する部分においては組合せが変化する境界部分が擬似輪郭として認識されにくくなり、グレースケール部ブにおいては濃度の濃い画素形成要素の濃度変化に起因するムラの発生を低減することができる。
【０１６３】
従って、各画素の濃度レベルを増やさずに、実質的に階調数を増加した場合と同様な効果が得られる。これを、例えば、濃度の異なる記録剤を使用して画像を記録する記録装置に適用すると、記録剤の種類を増やさずにより高画質の画像が記録できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのインクジェット記録装置の要部を示す斜視図である。
【図２】図１の記録装置を矢印Ａ方向から見た側面図である。
【図３】図１のキャリッジを上方向から見た図である。
【図４】記録ヘッドの吐出面と、シートにインクが打込まれた状態を示す図である。
【図５】図１のキャリッジを下側から見た図である。
【図６】第１の実施形態の記録制御を行う構成を示すブロック図である。
【図７】図６の画像処理部での処理フローを示す図である。
【図８】画像をブロックに分割する例を示す図である。
【図９】一つのブロック内の画素構成の例を示す図である。
【図１０】第１の実施形態で使用する８種類のインクの例を示す図である。
【図１１】第１の実施形態で使用するインク組合せテーブルの例を示す第１の図である。
【図１２】第１の実施形態で使用するインク組合せテーブルの例を示す第２の図である。
【図１３】第１の実施形態で使用される重ね打ちパターン振り分けテーブルの例を示す第１の図である。
【図１４】第１の実施形態で使用される重ね打ちパターン振り分けテーブルの例を示す第２の図である。
【図１５】濃度が一段階濃い画素に切り換わるパターンの例を示す図である。
【図１６】第２の実施形態で使用するＣＤ値対記録Ｏ．Ｄ．値対応テーブルの例を示す図である。
【図１７】第２の実施形態の画像処理部での処理フローを示す図である。
【図１８】第３の実施形態の記録制御部の構成を示すブロック図である。
【図１９】第３の実施形態で用いる確率振り分けテーブルの例を示す図である。
【図２０】第３の実施形態の画像処理部での処理フローを示す図である。
【図２１】第４の実施形態の記憶媒体の内容を示す図である。
【図２２】第４の実施形態で使用する重ね打ちパターン振り分けテーブル２の例を示す図である。
【図２３】５３階調を表現するためのインク組合せテーブルを示す図である。
【図２４】従来例の記録制御を行う構成を示すブロック図である。
【図２５】従来例の画像処理部での処理フローを示す図である。
【図２６】入力画像データと多値誤差拡散処理後に得られる５３値化画像データの配置を示す模式図である。
【図２７】透明フィルム上に胸部Ｘ線画像を記録した例を示す図である。
【図２８】４０９６階調を表現するためのインク組合せテーブルを示す図である。
【図２９】グレースケールムラの例を示す図である。
【図３０】図２９（ｂ）の一部を拡大した図である。
【符号の説明】
５０１ シート
５１２ キャリッジ
５１３ａ〜ｒ 記録ヘッド
５１４ ノズル
５２６ａ〜ｒ インクカートリッジ
１ 画像入力部
２ 操作部
３ ＣＰＵ
４ 記憶媒体
４ａ ガンマ補正変換テーブル
４ｂ ブロック番地指定テーブル
４ｃ 重ね打ちパターン振り分けテーブル
４ｄ インク組合せテーブル
４ｅ 制御プログラム群
４ｆ ＣＤ値対記録Ｏ．Ｄ．値対応テーブル
４ｇ 確率振り分けテーブル
４ｈ 重ね打ちパターン振り分けテーブル２
５ ＲＡＭ
６ イメージメモリ
７ 画像処理部
８ ビットプレーンメモリ
９ プリンタ部
１０ バスライン
２０ 画像
２１ ブロック
２２ 画素
３０ 乱数発生部
５０１ 透明フィルム
５０２ 擬似輪郭

Claims (3)

1. 画像データを複数の画素からなるブロックに分割し、注目画素の前記ブロック内の位置および注目画素の階調値に応じて当該注目画素を表現するのに用いる同系色で濃度の異なるインクドットの種類および数に対応したドット組合せを決定する画像処理装置であって、
   第１の階調値、前記第１の階調値よりも大きな第２の階調値、および、前記第１の階調値と前記第２の階調値の間の階調値の夫々について、前記ブロック内の位置と当該画素を表現するのに用いるドット組合せとを対応付けたテーブルを記憶した記憶手段と、
   前記注目画素のブロック内の位置および階調値に基づいて、前記テーブルを参照して、前記注目画素を表現するのに用いるドット組合せを決定する決定手段とを備え、
   前記テーブルでは、（i）前記第１の階調値について、前記ブロック内の各位置に第１のドット組合せが対応付けられており、（ii）前記第２の階調値について、前記ブロック内の各位置に第２のドット組合せが対応付けられており、（iii）前記間の階調値の夫々について、前記ブロック内の各位置に前記第１あるいは第２のドット組合せが対応付けられており、且つ、前記間の階調値が大きくなるにつれて、前記ブロック内における前記第１のドット組合せの割合が減少し前記第２のドット組合せの割合が増加することを特徴とする画像処理装置。
2. 画像データを複数の画素からなるブロックに分割し、注目画素の前記ブロック内の位置および注目画素の階調値に応じて当該注目画素を表現するのに用いる同系色で濃度の異なるインクドットの種類および数に対応したドット組合せを決定する画像処理方法であって、
   第１の階調値、前記第１の階調値よりも大きな第２の階調値、および、前記第１の階調値と前記第２の階調値の間の階調値の夫々について、前記ブロック内の位置と当該画素を表現するのに用いるドット組合せとを対応付けたテーブルを参照して、前記注目画素のブロック内の位置および階調値に基づいて、前記注目画素を表現するのに用いるドット組合せを決定する決定工程を備え、
   前記テーブルでは、（i）前記第１の階調値について、前記ブロック内の各位置に第１のドット組合せが対応付けられており、（ii）前記第２の階調値について、前記ブロック内の各位置に第２のドット組合せが対応付けられており、（iii）前記間の階調値の夫々について、前記ブロック内の各位置に前記第１あるいは第２のドット組合せが対応付けられており、且つ、前記間の階調値が大きくなるにつれて、前記ブロック内における前記第１のドット組合せの割合が減少し前記第２のドット組合せの割合が増加することを特徴とする画像処理方法。
3. コンピュータにより読取可能なプログラムであって、前記コンピュータに請求項２に記載の方法の各工程を実行させるためのプログラム。

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