JP5092828B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置に関する。

一般に、ＭＦＰ（Multifunction Peripheral）は、スキャナやプリンタ等を備えるとともに、画像処理装置を備えて構成される。
画像処理装置は、スキャナ等が読み取った画像に各種画像処理を施す。各種画像処理には、例えばモアレ除去処理やアーティファクト軽減処理、解像度変換等がある。

特許文献１によれば、より多くの画素で基本パターンが構成された２値化ディサパターンで、モアレやアーティファクトの軽減を図る画像処理が開示されている。

また、特許文献２によれば、多値画像データを高解像度の２値データに変換する際に、階調表現の再現性に影響を与えることなく、文字エッジ部及び画像エッジ部の高解像度を高速に行い得る画像処理が開示されている。
特開２００５−１６７４９２号公報 特開２００７−３６８９５号公報

ところで、用紙上に形成される複数色からなる画像は、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の各色のドットが所定の打点位置に打点されることで構成される。各色のドットの打点位置は、画像処理装置により決定される。

各色のドットの打点位置について、互いに隣接する画素には同一色のドットとすることで画像を形成する際にトナーが安定して乗りやすく、用紙上に形成される画像の階調性を保持することができる。
また、各色のドットを同一の打点位置に重複して打点すると色が濁ってしまうため、できるだけ各色のドットを異なる打点位置に打点することが望ましい。

ここで、画像をより高解像度に変換する場合、画素数が増加するため各色のドットを打点する打点位置も増加する。よって、上述したように、互いに隣接する画素には同一色のドットが打点され、かつ、できるだけ異なる打点位置に各色のドットが打点されるように、各色のドットの打点位置を調整することが可能である。

本発明の目的は、階調性を保持し、色の濁りを抑えた画像を形成し得る解像度変換を行うことである。

請求項１に記載の発明によれば、
複数色からなる多値画像から中間階調の画像を生成する中間調処理部と、
前記中間階調の画像をより高解像度の画像に変換する解像度変換部と、
前記高解像度の画像の各画素に打点される各色のドットの打点位置を調整するドット調整部と、
打点順序２番目以降の各色のドットの打点位置を色ごとに設定するための第１入力部と、を備え、
前記解像度変換部は、前記中間階調の画像の階調数に基づいて、前記中間階調の画像の各画素を細分化して所定の画素数からなる各画素群に変換し、
前記ドット調整部は、前記各画素群における前記各色のドットの打点開始位置について、前記各画素群が互いに隣接する隣接画素には同一色のドットが打点され、かつ、当該打点される各色のドットが互いに異なる打点位置となるように調整し、前記各画素群において打点する前記各色のドットの数が前記各色につき２以上ある場合、前記打点順序２番目以降の各色のドットの打点位置について、重複する各色の数が各打点位置において同一となるように調整し、前記第１入力部により設定された打点位置に基づいて、前記打点順序２番目以降の各色のドットの打点位置が前記打点開始位置と主走査方向、副走査方向又は斜め方向のうち何れかの方向において隣接する位置となるように各色で調整す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、請求項１に記載の発明において、
前記解像度変換部は、前記中間階調の画像の各画素を主走査方向と副走査方向とで同一の画素数となるように細分化して所定の画素数からなる各画素群に変換する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、請求項１に記載の発明において、
前記ドット調整部は、前記打点順序２番目以降の各色のドットの打点位置について、前記打点開始位置と主走査方向、副走査方向又は斜め方向のうち何れかの方向において隣接する位置が打点位置となるように各色で調整し、重複する各色の数が各打点位置において同一となるように調整する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、
複数色からなる多値画像から中間階調の画像を生成する中間調処理部と、
前記中間階調の画像をより高解像度の画像に変換する解像度変換部と、
前記高解像度の画像の各画素に打点される各色のドットの打点位置を調整するドット調整部と、を備え、
前記解像度変換部は、前記中間階調の画像の各画素を主走査方向と副走査方向とで異なる画素数となるように細分化して所定の画素数からなる各画素群に変換し、
前記ドット調整部は、前記各画素群における前記各色のドットの打点開始位置について、前記各画素群が互いに隣接する隣接画素には同一色のドットが打点され、かつ、当該打点される各色のドットが互いに異なる位置となるように調整できない場合、前記各画素群が主走査方向又は副走査方向のうち何れか一方において互いに隣接する隣接画素には前記複数色のうち特定色のドットが打点され、かつ、当該打点される特定色のドットの打点開始位置と異なる打点位置に前記特定色以外の各色のドットが打点されるように調整する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、請求項４に記載の発明において、
前記ドット調整部は、前記特定色を前記複数色のうちＣ又はＭ、Ｋ、Ｙの順で決定する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、請求項４に記載の発明において、
前記特定色を設定するための第２入力部を備え、
前記ドット調整部は、前記第２入力部により設定された特定色に基づいて、当該特定色のドットの打点位置を調整する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、請求項１〜６の何れか一項に記載の発明において、
前記中間調処理部は、前記複数色からなる多値画像から５階調の画像を生成し、
前記解像度変換部は、前記５階調の画像の各画素を細分化して少なくとも４画素からなる各画素群に変換する画像処理装置が提供される。

本発明によれば、高解像度変換した後の画像における各色のドットの打点開始位置について、各画素群が互いに隣接する隣接画素には同一色のドットが打点され、かつ、各画素群における各画素には互いに異なる色のドットが打点されるように調整することができる。よって、解像度変換後に用紙上に形成した画像について、階調性を保持しつつ、色の濁りを抑えることができる。また、打点順序２番目の打点位置には、重複して打点される色の数を各打点位置で同じくすることができる。つまり、用紙上に画像を形成する際に各色のドットが均一に打点される。よって、干渉の発生を防止することができる。また、入力部の入力操作によってユーザの任意に、打点順序２番目の打点位置を打点開始位置と主走査方向、副走査方向又は斜め方向の何れかにおいて隣接する位置に各色で調整することができる。

以下、本発明による画像処理装置について、最適な実施形態の構成及び動作について図面を用いて詳細に説明する。
なお、本実施形態では、本発明をＭＦＰに適用した例を説明するが、画像処理装置全般に適用することが可能である。また、本発明は、ハードウェア又はソフトウェアの何れにおいても実現可能である。

＜第１実施形態＞
まず、図１を参照して、第１実施形態におけるＭＦＰ１００について説明する。
ＭＦＰ１００は、コントローラ１０ａ、スキャナ部１０ｂ、画像処理部２０、画像形成部３０、入力部４０、表示部５０、制御部６０を備えて構成されている。

また、外部ＰＣ（Personal Computer）２００はＭＦＰ１００と接続されており、ＰＤＬ（Page Description Language）形式のデータをＭＦＰ１００に出力する。ＭＦＰ１００は、ＰＤＬ形式のデータを受信してデジタルの画像（以下、単に「画像」という）に変換し、これを画像処理して用紙上に画像を形成することになる。
以下、ＭＦＰ１００の各部について説明する。

コントローラ１０ａは、ＰＤＬ形式に変換されたドキュメントデータをラスタライズして画像を生成する。そして、コントローラ１０ａは、生成した画像を画像処理部２０に出力する。なお、コントローラ１０ａが出力する画像は、Ｙ（黄）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色から構成される画像形成用の複数色の画像である。

一方、スキャナ部１０ｂは、まずスキャナ部１０ｂが備える光学系により原稿を読み取り、アナログの画像（アナログ信号）を生成する。そして、スキャナ部１０ｂは、生成したアナログ信号をＡ、Ｄ変換してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色から構成される画像に変換して、これを画像処理部２０に出力する。なお、スキャナ部１０ｂが出力するＲ、Ｇ、Ｂからなる画像は表示用として用いられる。

画像処理部２０は、コントローラ１０ａから出力された画像に対して、各種画像処理を施す。また、画像処理部２０は、スキャナ部１０ｂから出力されたＲ、Ｇ、Ｂからなる画像をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色で構成される画像に変換した後に各種画像処理を施す。
各種画像処理には、例えばモアレ除去処理、アーティファクト軽減処理、誤差拡散処理、解像度変換等がある。
第１実施形態では、誤差拡散処理を施した後に解像度変換を行う場合について詳細に後述する。

画像形成部３０は、画像処理部２０から出力された画像を受信して、制御部６０からの制御信号に従い用紙上に画像を形成する。画像形成処理に際して、画像形成部３０はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のドットを用紙上に打点する。

入力部４０は、ユーザの操作指示を入力するためのものであり、各種キーや表示部５０と一体に構成されるタッチパネル等を備える。入力部４０は、入力に応じた入力信号を生成し、生成した入力信号を制御部６０に出力する。

表示部５０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を備えて構成される。
表示部５０は制御部６０から出力される制御信号を受信し、受信した制御信号に従って、ＬＣＤ上に各種設定情報や動作状況等を表示する。

制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成される。
ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムや各種制御プログラムを読み出して、ＲＡＭに展開する。そして、展開した各種プログラムとの協働により、ＭＦＰ１００の各部を集中制御する。なお、制御部６０は、画像処理部２０の構成要素として画像処理部２０に含まれるものとしてもよい。

次に、図２を参照して、画像処理部２０が行う処理の概要について説明する。なお、解像度変換前の画像は、一例として６００×６００ｄｐｉ（dot per inch）、２５６階調の画像とする。

まず、中間調処理部２０ａは、コントローラ１０ａ等から取得したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画像Ｄ１に対して誤差拡散処理を施す。誤差拡散処理を施すことで、中間階調の処理における画像を滑らかに表現することができる。なお、ここで行う中間調処理は、誤差拡散処理に限らず、例えばディザ法を用いた中間調処理であってもよい。

誤差拡散処理においては、２５６階調の画像Ｄ１が５階調の画像Ｄ２に変換される。２５６階調から５階調に変換するのは、以下に説明する解像度変換で画素数が増加するとともに打点する各色のドットも増えるためである。
誤差拡散処理後の階調数の上限は、解像度変換後の１つの画素群における画素数に依存する。１つの画素群とは、解像度変換前の１つの画素に相当する。つまり、１つの画素群が、例えば４画素で構成される場合、表現可能な階調数の上限は５階調となる。同様に、例えば９画素で構成される場合、表現可能な階調数の上限は１０階調となる。

次に、解像度変換部２０ｂは、画像Ｄ２に対して解像度変換を行う。
解像度変換においては、６００×６００ｄｐｉ、５階調の画像Ｄ２が１２００×１２００ｄｐｉ、２階調の画像Ｄ３に変換される。主走査及び副走査方向において２倍の解像度変換が行われることで、解像度変換前の１つの画素が、４つの画素から構成される１つの画素群に変換されることになる。なお、第１実施形態では主走査及び副走査方向において２倍の解像度変換を行った場合について述べるが、これに限らず、３倍、４倍としてもよい。

ドット調整部２０ｃは、解像度変換後の画像Ｄ３において、各色のドットの打点位置を調整する処理を行う。以下、図３を参照して、ドット位置調整処理について説明する。

図３に、各色のドットの打点位置を調整した画像Ｄ４を示す。
画像Ｄ４は、画像Ｄ３の各画素群における各画素に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のドットの打点位置を調整して決定した画像である。なお、説明の便宜上、図３の画像Ｄ４は画素群ごとに示されているが、画像Ｄ４は複数の画素群から構成されるものである。

各色の画像Ｄ４の各画素内において示すアルファベット及び数字は、ドットの色及びドットの打点順序を示す。「Ｙ１」であれば、Ｙのドットの打点開始位置を示す。ドットの打点順序は各色ごとに異なり、また、各画素群の位置ごとにも異なる。各画素群の位置とは、解像度変換後の画像Ｄ３又はＤ４における各画素群の位置をいう。各画素群の位置によってドットの打点位置を異なることとすることで、各画素群が互いに隣接する隣接画素のドットの色を同一とすることができる。

また、各色のドットの打点順序は、各色同士で重複しないように調整される。よって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の打点開始位置（打点順序１番目の打点位置）は、それぞれ重複しない。
このようにして調整された各色のドットの打点開始位置では、各画素群が隣接する隣接画素に同一色のドットが打点され、かつ、各画素群の各画素には異なる色のドットが打点される。

図４に、各色のドットを打点開始位置に打点した場合の画像Ｄ４の概念図を示す。
図４に示す画像Ｄ４は、解像度変換後の画像Ｄ３の各画素のうち、打点開始位置に、各色のドットが打点された場合の画像である。
図４によれば、各画素群が互いに隣接する隣接画素には同一色のドットが打点され、かつ、各画素群においては各色のドットが互いに異なる打点開始位置で打点される。

図５に、用紙上に画像形成された画像Ｄ５の概念図を示す。
画像Ｄ５は、打点開始位置にのみ、各色のドットが打点された画像Ｄ４を実際に用紙上に形成した場合の画像の概念図である。つまり、画像Ｄ５は、各色の階調が全て１のときの画像である。
図５によれば、各色のドットの打点開始位置は、各画素群に隣接する隣接画素同士で同一色のドットが打点されるように調整される。また、各画素群において各色のドットが同一の打点開始位置とならないように調整される。
次に、図６Ａ、図６Ｂを参照し、打点順序２番目の打点位置に各色のドットを打点した場合、つまり各色の階調が全て２の場合について説明する。

図６Ａに示すように、打点順序２番目の打点位置は、打点開始位置と主走査方向又は副走査方向において隣接する。具体的には、Ｃ及びＫは主走査方向、Ｙ及びＭは副走査方向にドットの打点位置が隣接する。各色のドットは同一の打点位置に重複して打点されることになるが、各打点位置では重複する色の数は均一となる。
なお、打点順序２番目の打点位置は、打点開始位置と主走査方向又は副走査方向において隣接するとは限られず、例えば斜め方向とすることも可能である。

図６Ｂに示すように、打点順序２番目の打点位置は、打点開始位置と斜め４５°方向において隣接する位置としてもよい。
なお、上記図６Ａ、図６Ｂに示す打点順序２番目の打点位置は、入力部４０を介してユーザが任意に切り替え可能であり、かつ、設定可能である。

以上のように、第１実施形態によれば、各色のドットの打点開始位置について、隣接画素には同一色のドットが打点され、かつ、互いに異なる位置に各色のドットが打点されるように調整することができる。よって、用紙上に形成された解像度変換後の画像において、階調性を保持しつつ色の濁りを抑えることができる。

また、各画素群における画素数を主走査方向及び副走査方向において同一の画素数となるように解像度変換する場合であれば、上述のように各色のドットの打点位置を調整することができる。

また、打点順序２番目の打点位置には、重複して打点される色の数を各打点位置で同じくすることができる。つまり、用紙上に画像を形成する際に各色のドットが均一に打点される。よって、干渉の発生を防止することができる。

また、打点順序２番目の打点位置を打点開始位置と主走査方向、副走査方向又は斜め方向の何れかにおいて隣接する位置に各色で調整することで、重複して打点される色の数を各色で同じくすることができる。

また、入力部４０の入力操作によってユーザの任意に、打点順序２番目の打点位置を打点開始位置と主走査方向、副走査方向又は斜め方向の何れかにおいて隣接する位置に各色で調整することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態における各色のドットの打点位置の調整について説明する。
なお、第２実施形態では、中間調処理部２０ａが６００×６００ｄｐｉ、５階調の画像Ｄ２に変換する誤差拡散処理までは第１実施形態と同様である。

解像度変換部２０ｂは、主操作方向又は副走査方向の何れか一方向のみを高解像度に変換する。第２実施形態では、副走査方向のみを高解像度にして、６００×２４００ｄｐｉとした画像Ｄ６について説明する。

ドット調整部２０ｃは、解像度変換後の画像Ｄ６において、各色のドットの打点位置を調整する処理を行う。以下、図７を参照して、ドット位置調整処理について説明する。

図７に、各色のドットの打点位置を調整した画像Ｄ６を示す。
画像Ｄ６は、解像度変換後の各画素群における各画素に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のドットの打点位置を調整して決定した画像である。なお、説明の便宜上、図７の画像Ｄ６は画素群ごとに示されているが、画像Ｄ６は複数の画素群から構成されるものとする。

各色の画像Ｄ６の各画素内において示すアルファベット及び数字は、ドットの色及びドットの打点順序を示す。ドットの打点順序は各色ごとに異なり、また、特定色については各画素群の位置ごとで異なる。特定色とは、階調性が重視される色であって、人の目につきやすい色である。具体的には、第２実施形態においてＭ及びＣを特定色としている。

特定色のドットの打点位置については、各画素群が互いに副走査方向において隣接する隣接画素のドットの色が同一となるように調整される。

また、各色のドットの打点順序は、各色同士で重複しないように調整される。よって、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の打点開始位置（打点順序１番目の打点位置）は、それぞれ重複しない。
このようにして調整された各色のドットの打点開始位置は、特定色については各画素群が互いに副走査方向において隣接する隣接画素で同一となり、かつ、各画素群における各画素では各色で互いに異なる。

図８に、用紙上に形成された画像Ｄ７の概念図を示す。
画像Ｄ７は、打点開始位置にのみ、各色のドットが打点された画像Ｄ６を実際に用紙上に形成した場合の画像の概念図である。つまり、画像Ｄ７は、各色の階調が全て１のときの画像である。

図８によれば、特定色のドットの打点開始位置については、各画素群に副走査方向において隣接する隣接画素同士で同一色のドットが打点されるように調整される。具体的には、Ｍ及びＣのドットの打点開始位置は、副走査方向において隣接する隣接画素同士で同一色のドットが打点されるように調整される。また、特定色を含む各色のドットの打点開始位置は、各画素群において同一の打点開始位置とならないように調整される。
なお、特定色は、入力部４０を介してユーザが任意に設定可能である。よって、例えばＹ又はＫを特定色として設定した場合、Ｙ又はＫのドットの打点開始位置が副走査方向において隣接する隣接画素同士で同一色のドットとなるように調整される。

以上のように、第２実施形態によれば、各画素群における画素数を主走査方向と副走査方向とで異なる画素数となるような解像度変換を行う場合であっても、用紙上に形成された解像度変換後の画像において、階調性を保持しつつ色の濁りを抑えることができる。
なお、第２実施形態では、副走査方向のみ高解像度に変換し、副走査方向において隣接する隣接画素同士で同一色のドットとなるように各色のドットの打点開始位置を調整することとしたが、これを主走査方向に置き換えてもよい。つまり、主走査方向においてのみ、高解像度に変換した場合であっても、同様に、主走査方向において隣接する隣接画素同士で同一色のドットとなるように各色のドットの打点開始位置を調整することとしてもよい。

また、特定色をＣ又はＭ、Ｋ、Ｙの順とすることで、用紙上に形成された解像度変換後の画像における階調性を保持することができる。

また、入力部４０の入力操作によって、特定色を任意に設定することができる。よって、画像形成に用いる用紙の種類や色によっては解像度変換後の画像の階調性が保持できなかったり色の濁りを防止できなかったりすることを防ぐことができる。

また、中間調処理部２０ａにより処理された画像の階調が５階調の場合、解像度変換部２０ｂは解像度変換前の各画素を少なくとも４画素から構成される各画素群に変換する。少なくとも４画素から構成される各画素群に変換することで、解像度変換前の中間階調の画像で表現される階調を解像度変換後の画像で表現することができる。

ＭＦＰの機能ブロック図である。 画像処理部が行う処理の概念図である。 各色のドットの打点位置を調整した画像の概念図である。 各色のドットを打点開始位置に打点した画像の概念図である。 用紙上に画像形成された画像の概念図である。 打点順序２番目の打点位置に各色のドットを打点した画像の概念図である。 打点順序２番目の打点位置に各色のドットを打点した画像の概念図である。 各色のドットの打点位置を調整した画像の概念図である。 用紙上に画像形成された画像の概念図である。

符号の説明

１００ ＭＦＰ
１０ａ コントローラ
１０ｂ スキャナ部
２０ 画像処理部
３０ 画像形成部
４０ 入力部
５０ 表示部
６０ 制御部

Claims (7)

1. 複数色からなる多値画像から中間階調の画像を生成する中間調処理部と、
   前記中間階調の画像をより高解像度の画像に変換する解像度変換部と、
   前記高解像度の画像の各画素に打点される各色のドットの打点位置を調整するドット調整部と、
   打点順序２番目以降の各色のドットの打点位置を色ごとに設定するための第１入力部と、を備え、
   前記解像度変換部は、前記中間階調の画像の階調数に基づいて、前記中間階調の画像の各画素を細分化して所定の画素数からなる各画素群に変換し、
   前記ドット調整部は、前記各画素群における前記各色のドットの打点開始位置について、前記各画素群が互いに隣接する隣接画素には同一色のドットが打点され、かつ、当該打点される各色のドットが互いに異なる打点位置となるように調整し、前記各画素群において打点する前記各色のドットの数が前記各色につき２以上ある場合、前記打点順序２番目以降の各色のドットの打点位置について、重複する各色の数が各打点位置において同一となるように調整し、前記第１入力部により設定された打点位置に基づいて、前記打点順序２番目以降の各色のドットの打点位置が前記打点開始位置と主走査方向、副走査方向又は斜め方向のうち何れかの方向において隣接する位置となるように各色で調整する画像処理装置。
2. 前記解像度変換部は、前記中間階調の画像の各画素を主走査方向と副走査方向とで同一の画素数となるように細分化して所定の画素数からなる各画素群に変換する請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記ドット調整部は、前記打点順序２番目以降の各色のドットの打点位置について、前記打点開始位置と主走査方向、副走査方向又は斜め方向のうち何れかの方向において隣接する位置が打点位置となるように各色で調整し、重複する各色の数が各打点位置において同一となるように調整する請求項１に記載の画像処理装置。
4. 複数色からなる多値画像から中間階調の画像を生成する中間調処理部と、
   前記中間階調の画像をより高解像度の画像に変換する解像度変換部と、
   前記高解像度の画像の各画素に打点される各色のドットの打点位置を調整するドット調整部と、を備え、
   前記解像度変換部は、前記中間階調の画像の各画素を主走査方向と副走査方向とで異なる画素数となるように細分化して所定の画素数からなる各画素群に変換し、
   前記ドット調整部は、前記各画素群における前記各色のドットの打点開始位置について、前記各画素群が互いに隣接する隣接画素には同一色のドットが打点され、かつ、当該打点される各色のドットが互いに異なる位置となるように調整できない場合、前記各画素群が主走査方向又は副走査方向のうち何れか一方において互いに隣接する隣接画素には前記複数色のうち特定色のドットが打点され、かつ、当該打点される特定色のドットの打点開始位置と異なる打点位置に前記特定色以外の各色のドットが打点されるように調整する画像処理装置。
5. 前記ドット調整部は、前記特定色を前記複数色のうちＣ又はＭ、Ｋ、Ｙの順で決定する請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記特定色を設定するための第２入力部を備え、
   前記ドット調整部は、前記第２入力部により設定された特定色に基づいて、当該特定色のドットの打点位置を調整する請求項４に記載の画像処理装置。
7. 前記中間調処理部は、前記複数色からなる多値画像から５階調の画像を生成し、
   前記解像度変換部は、前記５階調の画像の各画素を細分化して少なくとも４画素からなる各画素群に変換する請求項１〜６の何れか一項に記載の画像処理装置。

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