JP4821872B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。

電子写真方式は、感光体上にレーザ光を照射して静電潜像を形成し、現像処理によって感光体上に形成されたトナー画像を用紙上に転写するプリント方式である。形成する画像の画素値に応じてレーザ光のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御が行われ、レーザ光の照射範囲が変更される。

電子写真方式によりプリントする際の階調の再現手法として多値ディザ法が利用されている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。多値ディザ法は、画像の入力画素値を複数のレベル、すなわち多値の出力画素値に変換する方法である。例えば、画素の位置に応じて２つの閾値Ｔ１、Ｔ２（Ｔ１＜Ｔ２）が定められたサブセルが用いられ、画像の各画素の位置に対応する閾値Ｔ１、Ｔ２がサブセルから取得される。次に、２つの閾値Ｔ１、Ｔ２と画素値が比較され、画素値が閾値Ｔ１より小さければ定数値Ｄ_minに変換され、閾値Ｔ２よりも大きければ定数値Ｄ_Maxに変換される。閾値Ｔ１以上閾値Ｔ２以下であれば定数値Ｄ_min、Ｄ_Maxの補間値に変換される。

特許第４０２３０９５号

Daniel L.Lau and Gonzalo R.Arce,Modern Digital Halftonig

近年では画像の高解像度化がすすみ、レーザ光のビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超えてしまう場合がある。例えば、図１４に示すように、高解像度１２００dpiの１画素の１辺のサイズは約２１μmであるのに対し、レーザ光のビームスポット径は約６０μmと大きい場合である。図１４において破線の円はレーザ光の照射範囲を示している。図１４に示すように、ビームスポット径は複数画素に相当するサイズであるため、注目画素に対して照射されたレーザ光が注目画素の周辺画素にも照射され、ドットゲインが生じる。

図１５は、ドットゲインを説明する図である。
図１５に示すように、注目画素が最大値２５５、周辺画素が最小値０の画素値を持つ画像の場合、最大値２５５の注目画素に対しレーザ光は最大出力で発光される。最大出力で発光されると、レーザ光により形成された潜像においては裾野が広がったエネルギー分布となるため、潜像として形成されるドットのサイズが拡大する。その結果、１画素分の露光をしたにも拘わらず、複数画素分の大きなドットが形成され、過度なドットゲインが生じる。ビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超えている以上、注目画素の画素値が中間調の１２８であっても同様にドットゲインが生じ、図１５に示すように１画素のサイズを超えたドットが形成される。

このようなドットゲインは階調つぶれを招く。注目画素の画素値が中間調であったとしても、隣接する画素が最大値に近い場合、隣接画素の露光時に注目画素も露光され、最大値に達してしまうからである。
このように、ドットゲインの発生によって元の画像の階調の再現性が低下していた。

より多階調とするため、特許文献１のようにサブセルを複数組み合わせたスーパーセルと呼ばれる方式の多値ディザ処理が行われた場合、ドットゲインや階調つぶれによって粒状性が低下することがある。スーパーセルの中で小さい閾値が割り当てられた画素は最大値に達しやすいためドットゲインが生じ、そのような画素を含むサブセルでは大きな網点が形成される。一方、大きい閾値が割り当てられた画素では最小値か中間調の画素値が出力されるため、当該画素を含むサブセルではドットゲインが生じず（又は生じても程度が小さく）、小さな網点が形成される。このように同じ濃度の画像であるにも拘わらず、大小異なる網点が混在することによってざらついた粒状感のある画像となる。

高解像度の１画素のサイズよりも小さな範囲のビームスポット径を持つレーザ光を用いることができればよいが、そのような高性能のレーザ光源は高価でありコストがかかる。
また、ビームスポット径が制御可能な１画素のサイズ以下の場合であっても、１画素に与える光量が１画素より大きいビームスポット径の場合と同様の光量となる程度に大きなパワーでレーザ光が出力される場合、同じような問題が起こると考えられる。パワーが大きければそれだけ潜像におけるエネルギー分布に広がりが生じ、結果として形成されるドットサイズが拡大するからである。

本発明の課題は、ドットゲインを低減し、階調の再現性の向上を図ることである。

請求項１に記載の発明によれば、
画素の位置に応じて、第１閾値及び第２閾値（第１閾値＜第２閾値）が定められたサブセルを用いてスクリーン処理するスクリーン処理手段を備え、
前記スクリーン処理手段は、画像の各画素の位置に対応する第１閾値及び第２閾値を前記サブセルから取得し、前記第１閾値より画素値が小さければ定数値Ｄ_minを出力し、前記第２閾値より画素値が大きければ定数値Ｄ_Maxを出力し、画素値が第１閾値以上第２閾値以下であれば２つの定数値Ｄ_minとＤ_Maxの補間値を出力し、
前記サブセルは、１つの網点を構成する画素群からなり、画素値の全領域において、サブセル中の画素の第１閾値が、当該画素より１つ先の順にドットを形成するように第１閾値及び第２閾値が定められた先画素の第１閾値より大きく、かつ当該先画素の第２閾値より小さく定められている画像処理装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記スクリーン処理手段は、露光時に用いられるレーザ光のビームスポット径が、制御可能な１画素のサイズを超える場合、前記サブセルを用いたスクリーン処理を行う請求項１に記載の画像処理装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
前記スクリーン処理手段は、露光時に用いられるレーザ光のビームスポット径が、制御可能な１画素のサイズ以下であって、当該レーザ光の露光量が、ビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超える場合と略同一の露光量となる場合、前記サブセルを用いたスクリーン処理を行う請求項１に記載の画像処理装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
前記スクリーン処理手段は、ｚ（ｚ＞１）個のサブセルを組み合わせたスーパーセルを用いてスクリーン処理を行い、
前記スーパーセルは、少なくともｚ−１個の画素について、当該画素の第１閾値が、当該画素より先にドットを形成するように第１閾値及び第２閾値が定められた先画素の第１閾値より大きく、かつ当該先画素の第２閾値より小さく定められている請求項１〜３の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
前記サブセルは、サブセル内の少なくとも３個の画素について、当該画素の第１閾値が、当該画素より先にドットを形成するように第１閾値及び第２閾値が定められた先画素の第１閾値より大きく、かつ当該先画素の第２閾値より小さく定められている請求項１〜４の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
前記定数値Ｄ_Maxと定数値Ｄ_minの補間値を出力する補間関数は、単調増加の直線又は曲線で表される請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、
前記スクリーン処理の前に、画像のビット数を変換し、入力ビット数より出力ビット数を大きくする第１γ補正手段を備える請求項１〜６の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。

請求項８に記載の発明によれば、
前記スクリーン処理の後に、画像の画素値を変換し、高濃度領域にある画素の画素値を低減する第２γ補正手段を備える請求項１〜７の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。

請求項９に記載の発明によれば、
画素の位置に応じて、第１閾値及び第２閾値（第１閾値＜第２閾値）が定められたサブセルを用いてスクリーン処理する工程を含み、
前記スクリーン処理する工程は、画像の各画素の位置に対応する第１閾値及び第２閾値を前記サブセルから取得する工程と、前記第１閾値より画素値が小さければ定数値Ｄ_minを出力し、前記第２閾値より画素値が大きければ定数値Ｄ_Maxを出力し、画素値が第１閾値以上第２閾値以下であれば２つの定数値Ｄ_minとＤ_Maxの補間値を出力する工程と、を含み、
前記サブセルは、１つの網点を構成する画素群からなり、画素値の全領域において、サブセル中の画素の第１閾値が、当該画素より１つ先の順にドットを形成するように第１閾値及び第２閾値が定められた先画素の第１閾値より大きく、かつ当該先画素の第２閾値より小さく定められている画像処理方法が提供される。

本発明によれば、ドットゲインの低減を図ることができる。ドットゲインの低減により、スクリーン処理時の階調の再現性を向上させることができる。

本実施形態における画像処理装置の機能的構成を示す図である。 画像処理部とプリンタ部の構成の一部を示す図である。 （ａ）通常用いられるサブセルを示す。（ｂ）は（ａ）に示すサブセルに設定された閾値テーブルを示す。 ｋ番のセルに設定された第１閾値及び第２閾値を示す図である。 サブセルを用いたスクリーン処理を示すフローチャートである。 （ａ）はレーザ光のビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超える場合に用いられるサブセルの一例を示す。（ｂ）は（ａ）に示すサブセルに設定された閾値テーブルの例を示す。 （ａ）はレーザ光のビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超える場合に使用される閾値テーブルと入力画素値Ｄ_exの関係を示す。（ｂ）は（ａ）に示す閾値テーブルを用いたスクリーン処理の結果を示す。 （ａ）は通常使用される閾値テーブルと入力画素値Ｄ_exの関係を示す。（ｂ）は（ａ）に示す閾値テーブルを用いたスクリーン処理の結果を示す。 通常のサブセルを用いた場合と、レーザ光のビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超える場合のサブセルを用いた場合のそれぞれにおいて、スクリーン処理によって得られる画像とその画像信号が変換されたＰＷＭ信号、レーザ光により形成される潜像におけるエネルギー分布、レーザ光の露光によって形成される網点を示す図である。 （ａ）は４つのサブセルを組み合わせたスーパーセルの一例を示す。（ｂ）は（ａ）に示すスーパーセルに設定された閾値テーブルの例を示す。 （ａ）は図３（ａ）に示す閾値テーブルと同じ方法で閾値が設定されたスーパーセルによりスクリーン処理された結果を示す。（ｂ）は図１０（ｂ）に示す閾値テーブルが設定されたスーパーセルによりスクリーン処理された結果を示す。 第２γ補正処理に用いられるＬＵＴの入出力特性を示す。 ビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超えるレーザ光Ｌ１と、ビームスポット径が制御可能な１画素のサイズ以下であるが、露光量がレーザ光Ｌ１と略同一となるレーザ光Ｌ２とで潜像におけるエネルギー分布を比較した図である。 レーザ光のビームスポット径と１画素のサイズとの関係を示す図である。 ドットゲインを説明する図である。

本発明に係る画像処理装置としては、例えばプリンタ、コピー機、ファクシミリ装置又はこれらの複合機等が挙げられるが、スクリーン処理を行う画像処理装置であればこれに限定されず、スクリーン処理を行うパーソナルコンピュータであってもよい。
本実施形態では、原稿から画像を読み取ってプリントするコピー機能を有する画像処理装置を一例として、以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本実施形態における画像処理装置１の主な機能的構成を示す。
図１に示すように、画像処理装置１は、画像読取部１１、操作部１２、表示部１３、タッチパネル１４、制御部１５、記憶部１６、メモリ制御部１７、画像メモリ１８、画像処理部２、プリンタ部３を備えて構成されている。図中、各部を接続する実線はシステムバスを示し、点線はシリアルバスを示す。

画像読取部１１は、光源、光学系、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、Ａ／Ｄ変換器を備えている。画像読取部１１は、光源から原稿へ照明走査した光の反射像を光学系により結像し、ＣＣＤにより光電変換して原稿画像を読み取る。読み取られたアナログ信号の画像はＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換され、画像処理部２に出力される。

操作部１２は、プリント開始を指示するためのスタートキーや数字キー等の各種機能キーを備え、これら機能キーやタッチパネル１４が操作されると、対応する操作信号を生成して制御部１５に出力する。

表示部１３は、タッチパネル１４と一体に形成されたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を備え、このＬＣＤ上にプリント操作するための各種操作画面を表示する。

制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。制御部１５は、記憶部１６に記憶されたプログラムとの協働により、プリント処理等の各種処理を実行する。処理において、制御部１５は各種演算を行い、画像処理装置１の各部の動作を集中制御する。

記憶部１６は、制御部１５により実行されるプログラムや、プログラムの実行に必要なファイルやデータを記憶する。記憶部１６としては、例えばハードディスクを用いることができる。

メモリ制御部１７は、画像メモリ１８への画像の書き込み、或いは画像メモリ１８に記憶された画像の読み出しを行う。
画像メモリ１８は画像を記憶する。画像メモリ１８としては、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）を用いることができる。

画像処理部２は、画像にシェーディング補正や色変換、拡大又は縮小、解像度変換、γ補正処理、スクリーン処理といった各種画像処理を施す。
画像読取部１１により読み取られた画像は、画像処理部２により色変換や解像度変換等の必要な画像処理が施された後、一旦画像メモリ１８に保存される。制御部１５によりプリントの指示があると、画像メモリ１８から読み出されたプリント対象の画像が画像処理部２に入力されるので、画像処理部２はスクリーン処理等の画像処理を施してプリンタ部３に画像を出力する。

プリンタ部３は、電子写真方式により画像をプリントする。プリンタ部３は、露光部、現像部、転写部、定着部を備えている。プリント時、露光部はレーザ光を照射して感光ドラム上に静電潜像を形成する。現像部は現像処理を実行し、感光ドラム上の静電潜像をトナーにより可視化したトナー画像を形成する。転写部は当該トナー画像を用紙上に転写し、定着部は用紙上に転写されたトナー画像の定着処理を行う。

図２は、プリント対象の画像が入力された後に機能する画像処理部２の主な構成部分と、露光時に機能するプリンタ部３の主な構成部分を示している。ここでは、８ビットの画像が画像処理部２に入力される例を示す。

図２に示すように、画像処理部２は第１γ補正部２１、スクリーン処理部２２を備えている。スクリーン処理部２２は、閾値処理部２２ａ、閾値選択部２２ｂを備えている。
第１γ補正部２１は、入力された画像の濃度を変更する第１γ補正処理を施す。第１γ補正処理には予め準備されたＬＵＴ（ルックアップテーブル）が用いられる。当該ＬＵＴは、プリンタ特性を考慮して、元の入力画像の濃度に対するプリント後の出力画像の濃度の比（つまりγ値）が１となるように入出力特性が定められている。

第１γ補正部２１は、画像のビット数を変換し、入力ビット数より出力ビット数を大きくする。例えば、上記第１γ補正処理に使用するＬＵＴの入出力特性を、入力のビット数を８ビット（２５６階調）、出力のビット数を１０ビット（１０２４階調）として設計し、ＬＵＴによって上記濃度変更と同時にビット変換も可能とする。

スクリーン処理部２２は、サブセルを用いて画像にスクリーン処理を施す。
図３（ａ）は通常用いられるサブセルＡの一例を示し、図３（ｂ）はサブセルＡに設定された閾値テーブルＡｔの一例を示している。サブセルＡはｍ×ｎ個のセルの集合であり、１つのセルは１つの画素に対応する。閾値テーブルＡｔにはサブセルＡの各セルの位置に応じて閾値が定められている。サブセルＡを用いたスクリーン処理により各画素にドットが形成され、ドットの集合により１つの網点が形成される。すなわち、サブセルＡは１つの網点を構成する画素群である。

図３（ａ）に示すように、サブセルＡは、ｍ＝４、ｎ＝４の合計１６個のセルからなる正方形のサブセルである。各セルにはセル番号ｋ（ｋ＝１、…、１６）が設定されている。図３（ａ）に示すセル内の数字はセル番号ｋである。セル番号ｋはドットの形成が望まれる順番に設定される。スクリーン処理によって１つのサブセルから１つの網点が形成されるが、この網点が円形となるように、サブセルＡでは網点の中心に位置するセル（１番のセル）から周辺に位置するセルへと渦巻き状にセル番号が設定されている。

閾値テーブルＡｔには、セル番号ｋに対応して各セルの閾値が定められている。ｋ番のセルに注目して閾値について説明すると、図４に示すように、ｋ番のセルにはＴ１（ｋ）＜Ｔ２（ｋ）を満たす第１閾値Ｔ１（ｋ）、第２閾値Ｔ２（ｋ）が定められている。セル番号ｋの順にドットが形成されるように、２つの閾値Ｔ１（ｋ）、Ｔ２（ｋ）は、Ｔ１（ｋ）＜Ｔ１（ｋ＋１）、Ｔ２（ｋ）＜Ｔ２（ｋ＋１）を満たすように設定されている。また、２つの閾値Ｔ１（ｋ）、Ｔ２（ｋ）は、セル番号ｋの第１閾値Ｔ１（ｋ）がセル番号ｋ−１の第２閾値Ｔ２（ｋ−１）と同一値となるように設定されている。

閾値テーブルＡｔは、入力画素値に対しスクリーン処理によって出力される出力画素値を示す変換テーブルでもある。図４に示すように、閾値テーブルＡｔは、ｋ番のセルの位置にある画素の入力画素値が第１閾値Ｔ１（ｋ）よりも小さければ定数値Ｄ_minを、第２閾値Ｔ２（ｋ）により大きければ定数値Ｄ_Maxを、第１閾値Ｔ１（ｋ）以上第２閾値Ｔ２（ｋ）以下であれば定数値Ｄ_minと定数値Ｄ_Maxの補間値を、出力画素値として出力することを示している。定数値Ｄ_min、Ｄ_Maxは任意に設定可能であるが、ここでは１０ビットの入力画像に対し、Ｄ_minを最小値の０、Ｄ_Maxを最大値の１０２４に設定する。

定数値Ｄ_Maxと定数値Ｄ_minの補間値は、２つの閾値Ｔ１（ｋ）、Ｔ２（ｋ）によって規定される補間関数を用いて求めることができる。閾値テーブルＡｔにおいて２つの閾値Ｔ１（ｋ）、Ｔ２（ｋ）を結ぶ直線は、補間値を出力する補間関数を示す。補間関数は、図３（ｂ）に示すように単調増加の直線であってもよいし、図示していないが単調増加の曲線であってもよい。

サブセルＡを用いてスクリーン処理部２２が実行するスクリーン処理について、図５を参照して説明する。
図５に示すように、スクリーン処理部２２は入力された画像を走査し、注目画素の位置座標と画素値を取得する（ステップＳ１）。閾値選択部２２ｂは、取得された画素の位置座標に対応する閾値Ｔ１（ｋ）、Ｔ２（ｋ）を、サブセルＡの閾値テーブルＡｔから取得する（ステップＳ２）。

各画素の画像における位置座標を（ｘ，ｙ）で示し、サブセルＡにおけるセルの位置座標を（ｉ，ｊ）とすると、閾値選択部２２ｂは下記式により、注目画素の位置座標（ｘ，ｙ）から、注目画素が対応するサブセルＡのセルを特定する。なお、下記式において、ａ％ｂはａをｂで除算したときの剰余を求めることを示す。
ｉ＝ｘ％ｍ
ｊ＝ｙ％ｎ

閾値選択部２２ｂは、特定されたセルのセル番号ｋに対応する２つの閾値Ｔ１（ｋ）、Ｔ２（ｋ）を閾値テーブルＡｔから取得する。
例えば、位置座標が（３，２）の画素が対応するセルは、（ｉ，ｊ）＝（３％４，２％４）＝（３，２）の位置にある、１番のセルである。よって、１番のセルに対応する第１閾値Ｔ１（１）、第２閾値Ｔ２（１）が、図３（ｂ）に示す閾値テーブルＡｔから取得される。

取得された第１閾値Ｔ１（ｋ）、第２閾値Ｔ２（ｋ）は閾値処理部２２ａに出力される。
閾値処理部２２ａは、注目画素の画素値（これを入力画素値という）と、取得した閾値Ｔ１（ｋ）、Ｔ２（ｋ）とを比較し、入力画素値に対する出力画素値を出力する。すなわち、入力画素値が第２閾値Ｔ２（ｋ）より大きければ（ステップＳ３；Ｙ）、出力画素値として定数値Ｄ_Max＝１０２４が出力される（ステップ４）。入力画素値が第１閾値Ｔ１（ｋ）より小さければ（ステップＳ３；Ｎ、Ｓ５；Ｙ）、出力画素値として定数値Ｄ_min＝０が出力される（ステップＳ６）。入力画素値が第１閾値Ｔ１（ｋ）以上第２閾値Ｔ２（ｋ）以下であれば（ステップＳ３；Ｎ、Ｓ５；Ｎ）、定数値Ｄ_Maxと定数値Ｄ_minの補間値が算出されて出力画素値として出力される（ステップＳ７）。

スクリーン処理部２２は、通常は上述したサブセルＡを用いてスクリーン処理を行う。しかし、プリンタ部３で露光時に用いるレーザ光のビームスポット径が、画像を解像度変換することによって画像処理装置１が制御できる１画素のサイズを超える場合がある。この場合、スクリーン処理部２２は、図６（ａ）に示すサブセルＢを用いてスクリーン処理を行う。サブセルＢのセル構成やセル番号ｋの設定はサブセルＡと同じであり、サブセルＢを用いたスクリーン処理も図５に示す処理内容と同じであるが、設定されている閾値テーブルが異なる。図６（ｂ）は、サブセルＢに設定されている閾値テーブルＢｔを示す。

閾値テーブルＢｔでは、ｋ番のセルの第１閾値Ｔ１（ｋ）が、ｋ番のセルよりも先にドットを形成するように定められているｋ−１番のセルの第１閾値Ｔ１（ｋ−１）より大きく、かつ第２閾値Ｔ２（ｋ−１）より小さく定められている。例えば、図６（ｂ）の閾値テーブルＢｔにおいて、２番のセルの第１閾値Ｔ１（２）は１番のセルの閾値に対し、Ｔ１（１）＜Ｔ１（２）＜Ｔ２（１）の関係を満たしている。このように設計することにより、ある画素にドットが形成される画像濃度において、当該画素より先にドットを形成するよう定められた画素（これを先画素と呼ぶ）の出力画素値が最大値に達しないように設計することができる。

なお、１つのサブセルＢ内に、ｋ番のセルの第１閾値Ｔ１（ｋ）が、ｋ番のセルよりも先にドットを形成するように定められているｋ−１番のセルの第１閾値Ｔ１（ｋ−１）より大きく、かつ第２閾値Ｔ２（ｋ−１）より小さく定められているセルは、少なくとも３以上あることが好ましい。

例えば、画素値Ｄ_exの４×４画素の画像領域に、サブセルＢを用いたスクリーン処理が施された場合、図７（ａ）に示すように入力画素値Ｄ_exは１３番のセルの閾値Ｔ１（１３）より小さいため、１〜１２番のセルの画素のみドットが形成される。このとき、２番の画素にドットが形成されるが、２番のセルより先にドットを形成するよう定められた１番の先画素の出力画素値はまだ最大値１０２４に達していない。同様のことが２番の画素と３番の画素、３番の画素と４番の画素といったように、セル番号が前後する画素でいえる。スクリーン処理の結果、図７（ｂ）に示す画像が得られるが、ドットが形成されても出力画素値が最大値に達している画素はなく、セル番号１〜１２の画素全てが中間調の出力画素値である。

同じ画像領域に通常のサブセルＡが用いられた場合、図８（ａ）に示すように、入力画素値Ｄ_exは８番のセルの第１閾値Ｔ１（８）より小さいため、１〜７番のセルの画素にドットが形成される。閾値テーブルＡｔはｋ番のセルの第１閾値Ｔ１（ｋ）がｋ−１番のセルの第２閾値Ｔ２（ｋ）と同一値であるため、ドットが形成される１〜７番の画素のうち、１〜６番の画素は出力画素値が最大値に達する。スクリーン処理後の画像は、図８（ｂ）に示すように１〜６番の画素全てが最大値の出力画素値となり、７番のみ中間調となる。

サブセルＡを用いた場合のように最大値に達した画素が多いと、図９に示すように露光時のレーザ光の光量が増大し、レーザ光により形成される潜像では裾野が広いエネルギー分布となるため、ドットゲインが生じる。その結果、サブセルＡにより形成される網点によって表現される濃度は、元の画像の濃度に比べて大きく、画像の再現性が低下する。
一方、サブセルＢの閾値テーブルＢｔにより、最大値に達する画素をできるだけ中間調の画素に代えることにより、図９に示すように出力されるレーザ光を低減して形成されるドットのサイズ拡大を抑えることができる。ビームスポット径が制御可能な１画素のサイズより大きくなる場合でも、できるだけ潜像におけるエネルギー分布の広がりを小さくすることにより、ドットゲインを低減することができる。ドットゲインの低減により、網点も過度に大きくならず、元の画像の階調の再現を図ることができる。

上述のように、ｋ番のセルの画素の第１閾値Ｔ１（ｋ）が、先画素の閾値Ｔ１（ｋ−１）、Ｔ２（ｋ−１）に対し、Ｔ１（ｋ−１）＜Ｔ１（ｋ）＜Ｔ２（ｋ−１）を満たすように設計されている以外は、閾値テーブルＢｔは基本的に閾値テーブルＡｔと同じ構成である。例えば、２つの閾値Ｔ１（ｋ）、Ｔ２（ｋ）は、Ｔ１（ｋ）＜Ｔ１（ｋ＋１）、Ｔ２（ｋ）＜Ｔ２（ｋ＋１）を満たす。また、定数値Ｄ_Max、Ｄ_minの補間値を出力する補間関数も、単調増加の直線又は曲線により表される。

レーザ光のビームスポット径が、高解像度の画像の１画素のサイズを超える場合であって、スーパーセル方式により網点を形成する場合、例えば図１０（ａ）に示すようにサブセルＣ１〜Ｃ４を４つ組み合わせたスーパーセルＣを用いることができる。４つのサブセルＣ１〜Ｃ４は、サブセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の順に、各サブセルＣ１〜Ｃ４内で中央から周辺へとドットが形成されるようにセル番号ｋが付与されている。図１０（ａ）のセル内に示す数字はセル番号ｋを示す。

図１０（ｂ）はスーパーセルＣに設定された閾値テーブルＣｔを示している。閾値テーブルＣｔは、閾値Ｔ１（ｋ）、Ｔ２（ｋ）が設定されるセル数が、スーパーセルＣのセルの数１６×４に増えたのみで、閾値Ｔ１（ｋ）、Ｔ２（ｋ）の設定方法は閾値テーブルＢｔと同じである。また、スーパーセルＣを用いたスクリーン処理の方法は、図５により説明した処理内容と同様であるので、ここでは説明を省略する。
スーパーセル方式を採用した場合でも、閾値テーブルＣｔによれば、ｋ番のセルの画素にドットが形成される画像濃度であったとしても、ｋ−１番のセルの先画素は最大値に達しない。よって、単数のサブセルＢを用いた場合と同様に、最大値に達する画素数の減少を図ることができる。

同じスーパーセルＣでも、閾値の設定方法として図３（ａ）に示す閾値テーブルＡｔと同じ方法が採用された場合、各セルの閾値はＴ１（ｋ）＝Ｔ２（ｋ−１）を満たす。そのため、１番の画素から順に最大値に達してドットゲインが生じ、網点の大きさもサブセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の順に大きくなりやすい。各サブセルＣ１〜Ｃ４の網点の大きさが異なるため、スクリーン処理された画像は、図１１（ａ）に示すようにざらついた粒状感が残る。

これに対し、閾値テーブルＣｔを用いた場合、各サブセルＣ１〜Ｃ４で中間調のドットが多く形成され、ドットゲインを低減することができる。その結果、図１１（ｂ）に示すように各サブセルＣ１〜Ｃ４により形成される網点の大きさの差は小さく、粒状性が改善する。

このように、スーパーセル方式によってドットを形成する場合、スーパーセルに用いるサブセルの数をｚ（ｚはｚ＞１の整数）で表すと、ｋ番の画素の第１閾値Ｔ１（ｋ）が、ｋ番の画素よりも先にドットを形成するように定められているｋ−１番の先画素の第１閾値Ｔ１（ｋ−１）より大きく、かつ先画素の第２閾値Ｔ２（ｋ−１）より小さい関係を満たす画素は、サブセル内の画素中、少なくともｚ−１画素あればよい。ｚ−１画素以上あれば、スーパーセル中の各サブセルで形成される網点が異なる大きさとなることを防止し、粒状性の改善を図ることができる。

また、スーパーセルＣにおいても、１つのサブセルＢ内に、ｋ番のセルの第１閾値Ｔ１（ｋ）が、ｋ番のセルよりも先にドットを形成するように定められているｋ−１番のセルの第１閾値Ｔ１（ｋ−１）より大きく、かつ第２閾値Ｔ２（ｋ−１）より小さく定められているセルは、少なくとも３以上あることが好ましい。

以上のようにしてスクリーン処理された画像は、プリンタ部３に出力される。
図２に示すように、プリンタ部３はＰＷＭ変換部３１とＬＤ（Laser Driver）３２を備えている。
ＰＷＭ変換部３１は、スクリーン処理部２２から入力された画像の画像信号をＰＷＭ信号に変換する。変換には予め準備されたＬＵＴが用いられる。ＬＵＴは入力された画像信号に対し出力するＰＷＭ信号（％）が定められている。

ＰＷＭ変換部３１は、画像信号をＰＷＭ信号に変換すると同時に、入力された画像の高濃度領域にある画素値を低減する第２γ補正処理を行う。
図１２は、第２γ補正処理時に用いられるＬＵＴの入出力特性を示す図である。通常は、図１２の特性曲線Ｐ２に示すように、入力される画像信号と出力されるＰＷＭ信号の比が１となる入出力特性のＬＵＴを用いてＰＷＭ変換が行われる。しかし、レーザ光のビームスポット径が制御可能な１画素のサイズよりも小さい場合、ＰＷＭ変換部３１は、図１２の特性曲線Ｐ１に示すように、入力された画像の高濃度領域にある画素値を低減するように入出力特性が定められたＬＵＴを用いる。特性曲線Ｐ１に係るＬＵＴは高濃度領域付近のＰＷＭ信号の出力値が小さくなるように設計されている。ドットゲインが生じやすい高濃度領域（最大値１０２４付近の濃度領域）のＰＷＭ信号値を小さくすることにより、レーザ光の光量をできるだけ低減し、ドットゲインの低減を図る。

ＬＤドライバ３２は、ＰＷＭ変換部３１から入力されるＰＷＭ信号に基づいてレーザ光源を駆動し、レーザ光を発光させる。

以上のように、本実施形態によれば、スクリーン処理部２２は、レーザ光のビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超える場合、サブセル中の画素の第１閾値Ｔ１（ｋ）が、当該画素より先にドットを形成するように第１閾値及び第２閾値が定められた先画素の第１閾値Ｔ１（ｋ−１）より大きく、第２閾値Ｔ２（ｋ−１）より小さく定められたサブセルを用いてスクリーン処理を行う。これにより、出力画素値が最大値に達する画素を減少し、ドットゲインを低減することができる。ドットゲインの低減により階調つぶれを回避し、元の画像の再現性を向上させることができる。

また、スクリーン処理の前に、第１γ補正部２１は画像のビット数を変換し、入力ビット数より出力ビット数を大きくする。スクリーン処理の対象とする画像の階調を拡大し、元の画像の階調の再現性をより高めることができる。

また、ＰＷＭ変換部３１は、画像信号をＰＷＭ信号に変換する際、画像の画素値も変換し、高濃度領域にある画素の画素値を低減する。最大値に達しやすい高濃度領域の画素値を低減することにより、さらなるドットゲインの低減につながる。

なお、上記実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
上記実施形態では、レーザ光のビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超える場合、閾値テーブルＢｔ、Ｃｔを用いる例を説明した。しかし、レーザ光のビームスポット径が制御可能な１画素のサイズ以下であっても、レーザ光の出力パワーが大きく、結果として得られる光量が、ビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超える場合と略同一であれば、やはりドットゲインが生じる可能性がある。よって、このような場合にも閾値テーブルＢｔが設定されたサブセルＢによるスクリーン処理を行う。

図１３は、ビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超えるレーザ光Ｌ１と、ビームスポット径が制御可能な１画素のサイズ以下であるレーザ光Ｌ２とで、潜像におけるエネルギー分布を比較した図である。１０２４、５１２、２５６の画素値（０〜１０２４の階調）に対し、レーザ光Ｌ１の露光量はそれぞれ９０％、５０％、２０％である。レーザ光Ｌ２はビームスポット径が小さいが出力パワーが大きいため、レーザ光Ｌ２の露光量はそれぞれ８５％、４５％、２４％と、レーザ光Ｌ１と略同一の露光量となっている。この場合、レーザ光Ｌ２にも図１３に示すように潜像におけるエネルギー分布の裾野部分に広がりが生じ、最大値である１０２４の場合には１画素のサイズを超えて露光されてしまう。また、５１２や２５６の中間調の画素値の場合、１画素のサイズを超えてはいないが、露光量が元の画像の画素値に対して出力すべき露光量よりも大きくなり、再現性に欠ける。よって、このような場合にも、閾値テーブルＢｔが設定されたサブセルＢを用いてスクリーン処理することにより、簡易な構成でもってドットゲインを低減することが可能となる。

また、上述の実施形態では、ＰＷＭ変換部３１により高濃度領域の画素値を低減する第２γ補正処理を行う例を示したが、画像処理部２に第２γ補正部を設け、当該第２γ補正部により、スクリーン処理部２２から出力された画像に第２γ補正処理を実行することとしてもよい。ＰＷＭ変換部３１では当該第２γ補正処理された画像の画像信号を、図１２の特性曲線ｐ２で示されるＬＵＴを用いてＰＷＭ信号に変換すればよい。これによれば、ＰＷＭ変換部３１の設計を変更する必要がない。第２γ補正処理はスクリーン処理に先立って行うこととしてもよい。

また、上述したサブセルＢ或いはスーパーセルＣを用いたスクリーン処理をプログラム化し、このプログラムとＣＰＵ等のハードウェアとの協働によるソフトウェア処理によってスクリーン処理を実現することとしてもよい。プログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。
また、このようなプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も本発明に適用される。

１ 画像処理装置
１１ 画像読取部
１２ 操作部
１３ 表示部
１５ 制御部
１８ 画像メモリ
２ 画像処理部
２１ 第１γ補正部
２２ スクリーン処理部
２２ａ 閾値処理部
２２ｂ 閾値選択部
３ プリンタ部
３１ ＰＷＭ変換部

Claims (9)

1. 画素の位置に応じて、第１閾値及び第２閾値（第１閾値＜第２閾値）が定められたサブセルを用いてスクリーン処理するスクリーン処理手段を備え、
   前記スクリーン処理手段は、画像の各画素の位置に対応する第１閾値及び第２閾値を前記サブセルから取得し、前記第１閾値より画素値が小さければ定数値Ｄ_minを出力し、前記第２閾値より画素値が大きければ定数値Ｄ_Maxを出力し、画素値が第１閾値以上第２閾値以下であれば２つの定数値Ｄ_minとＤ_Maxの補間値を出力し、
   前記サブセルは、１つの網点を構成する画素群からなり、画素値の全領域において、サブセル中の画素の第１閾値が、当該画素より１つ先の順にドットを形成するように第１閾値及び第２閾値が定められた先画素の第１閾値より大きく、かつ当該先画素の第２閾値より小さく定められている画像処理装置。
2. 前記スクリーン処理手段は、露光時に用いられるレーザ光のビームスポット径が、制御可能な１画素のサイズを超える場合、前記サブセルを用いたスクリーン処理を行う請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記スクリーン処理手段は、露光時に用いられるレーザ光のビームスポット径が、制御可能な１画素のサイズ以下であって、当該レーザ光の露光量が、ビームスポット径が制御可能な１画素のサイズを超える場合と略同一の露光量となる場合、前記サブセルを用いたスクリーン処理を行う請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記スクリーン処理手段は、ｚ（ｚ＞１）個のサブセルを組み合わせたスーパーセルを用いてスクリーン処理を行い、
   前記スーパーセルは、少なくともｚ−１個の画素について、当該画素の第１閾値が、当該画素より先にドットを形成するように第１閾値及び第２閾値が定められた先画素の第１閾値より大きく、かつ当該先画素の第２閾値より小さく定められている請求項１〜３の何れか一項に記載の画像処理装置。
5. 前記サブセルは、サブセル内の少なくとも３個の画素について、当該画素の第１閾値が、当該画素より先にドットを形成するように第１閾値及び第２閾値が定められた先画素の第１閾値より大きく、かつ当該先画素の第２閾値より小さく定められている請求項１〜４の何れか一項に記載の画像処理装置。
6. 前記定数値Ｄ_Maxと定数値Ｄ_minの補間値を出力する補間関数は、単調増加の直線又は曲線で表される請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置。
7. 前記スクリーン処理の前に、画像のビット数を変換し、入力ビット数より出力ビット数を大きくする第１γ補正手段を備える請求項１〜６の何れか一項に記載の画像処理装置。
8. 前記スクリーン処理の後に、画像の画素値を変換し、高濃度領域にある画素の画素値を低減する第２γ補正手段を備える請求項１〜７の何れか一項に記載の画像処理装置。
9. 画素の位置に応じて、第１閾値及び第２閾値（第１閾値＜第２閾値）が定められたサブセルを用いてスクリーン処理する工程を含み、
   前記スクリーン処理する工程は、画像の各画素の位置に対応する第１閾値及び第２閾値を前記サブセルから取得する工程と、前記第１閾値より画素値が小さければ定数値Ｄ_minを出力し、前記第２閾値より画素値が大きければ定数値Ｄ_Maxを出力し、画素値が第１閾値以上第２閾値以下であれば２つの定数値Ｄ_minとＤ_Maxの補間値を出力する工程と、を含み、
   前記サブセルは、１つの網点を構成する画素群からなり、画素値の全領域において、サブセル中の画素の第１閾値が、当該画素より１つ先の順にドットを形成するように第１閾値及び第２閾値が定められた先画素の第１閾値より大きく、かつ当該先画素の第２閾値より小さく定められている画像処理方法。

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