JP5683657B2

JP5683657B2 - 画像処理装置および画像形成装置

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Publication number: JP5683657B2
Application number: JP2013167257A
Authority: JP
Inventors: 敏明六尾
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: JP2014003669A

Description

本発明は、画像データを２値化処理する技術に関する。

従来、多値の画素データを複数有してなる画像データを、２値の画素データを複数有してなる画像データに変換する画像処理（２値化処理）において、誤差拡散法や平均濃度保存法が広く用いられている。

誤差拡散法は、読取り画像の注目画素の濃度と表示濃度との差（２値化誤差）を、以降に２値化する画素の画像信号に対して分配して加算する処理であるため、演算量が多くなり、しかも、最低濃度または最高濃度に近いコントラストの小さいエッジにおいて、誤差伝播ディレイによるエッジの鈍り（実際のエッジよりも、誤差伝播方向に数画素遅れてから黒ドットまたは白ドットを生じる現象）が生じやすい。また、誤差拡散法では、出力ドットをクラスタ化できないため、出力画像の階調安定性が悪くなりやすいという欠点がある。

平均濃度保存法は、出力画素の平均濃度を閾値として画像を２値化するとともに、２値化誤差の補正処理を行うため、誤差伝播ディレイによるエッジの鈍りは生じにくいものの、誤差拡散法と同様、出力ドットをクラスタ化できないため、出力画像の階調安定性が悪くなりやすいという欠点がある。また、平均濃度保存法は、誤差拡散法と比較すると演算量が少ないものの、誤差拡散処理を伴うため、閾値法等と比較すると演算量は多い。

例えば特許文献１には、平均濃度保存法の改良として、注目画素近傍の既に２値化された所定範囲の２値化データに基づいて得られる平均値を擬似乱数的に変化させ、該擬似乱数的に変化する平均値により前記注目画素の多値画像データを２値化する画像データの２値化方法が開示されている。

特開平０３−１３６４６７号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、注目画素近傍の既に２値化された所定範囲の２値化データに基づいて得られる平均値を擬似乱数的に変化させ、該擬似乱数的に変化する平均値により前記注目画素の多値画像データを２値化するため、規則的パターンの出力は抑制されるものの、平均濃度保存法における演算量を増加させてしまう。しかも、特許文献１に開示の技術では、出力ドットをクラスタ化して、出力画像の階調安定性を向上させることはできない。

このように、従来の２値化処理に用いられている誤差拡散法や平均濃度保存法は、出力ドットをクラスタ化して、出力画像の階調安定性を向上させることができず、また、演算量が多いため、当該演算処理を行う演算回路の規模が大きくなり、画像処理におけるコストダウンの障害となっている。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、最低濃度または最高濃度に近いコントラストの小さいエッジで生じる誤差伝播ディレイによるエッジの鈍りを抑制することと、出力ドットのクラスタ化を可能として出力画像の階調安定性を向上させることとを可能としつつ、２値化処理における演算量の抑制により演算回路の規模縮小を可能とし、もって画像処理におけるコストダウンを可能とすることを目的とする。

本発明の請求項１に係る画像処理装置は、多値の画素データを複数有してなる元画像を、２値の画素データを複数有してなる２値画像に変換して出力する画像処理装置であって、前記元画像を、予め定められた数の前記多値の画素データからなる複数のブロックに分割するブロック化部と、前記ブロック毎に、当該ブロックの周囲の少なくとも１バンド分を含む前記多値の画素データの値から、当該ブロックの周囲の少なくとも１バンド分を含む前記２値の画素データの値を減じた差分値を算出する減算部と、バンドパスフィルタ処理を行うことで前記減算部が算出した前記差分値の加重平均値を算出する積和演算部と、前記積和演算部が算出した前記加重平均値が０以上の場合は１を、０未満の場合は０を前記２値の画素データとして出力する量子化部と、を備え、前記減算部での前記差分値の算出には、前記量子化部によって量子化されて出力された、黒を「１」、白を「０」とする前記２値の画素データが用いられ、前記減算部での前記差分値の算出に用いられる前記２値の画素データとは、前記量子化部によって量子化されて出力された、黒を「１」、白を「０」とする前記２値の画素データにおいて、当該２値の画素データが「１」の場合、「前記元画像の階調数−１」を前記２値の画素データとして用いるものであり、前記画像処理装置は、前記ブロックの境界に位置する注目画素の濃度が、予め定められた第１の値より大きく、かつ、予め定められた第２の値未満の値である中濃度であるか否かを判定する濃度判定部をさらに備え、前記積和演算部は、前記濃度判定部が前記注目画素の濃度を前記中濃度と判定した場合、前記量子化部が前記２値の画素データを全て出力済の前記ブロックにおいて前記注目画素を含む走査ラインと当該走査ラインよりも副走査方向下流のラインとに含まれる当該２値の画素データについては、前記差分値に代えて値０を用いて前記加重平均値を算出する、ことを前記バンドパスフィルタ処理として行う画像処理装置である。

請求項１に係る発明によれば、前記ブロック化部が、前記元画像を、予め定められた数の画素からなる複数のブロックに分割し、当該ブロック化部が分割した当該ブロック毎に、多値の画素データを複数有してなる元画像を、２値の画素データを複数有してなる２値画像に変換して出力する２値化処理を行うので、当該２値化処理における演算量を１ブロック分に抑制することを可能として演算回路の規模を縮小することが可能となり、もって画像処理におけるコストダウンが可能となる。

また、請求項１に係る発明によれば、前記ブロック毎に前記２値化処理を行うに際して、当該ブロックの周囲の少なくとも１バンド分のデータを用いて当該２値化処理を行うので、前記ブロックの境界において不整合筋が発生することが抑制される。

さらに、請求項１に係る発明によれば、前記積和演算部が算出した前記加重平均値である高周波成分を直接２値化するため、最低濃度または最高濃度に近いコントラストの小さいエッジで生じる誤差伝播ディレイによるエッジの鈍りを抑制できる。なぜならば、誤差拡散法では、低周波成分も含めて閾値処理による２値化処理を行い、２値化誤差を拡散するため、当該２値化誤差の値が小さく、かつ、注目画素の濃度と閾値との差が大きい場合（注目画素の濃度が最低濃度または最高濃度に近い場合）に、当該２値化誤差の積算値が当該閾値を超えるまでに数画素のディレイを生じるのに対し、請求項１に係る発明では、前記加重平均値と前記閾値（０）との差、が小さい場合でも、これらの値を、当該閾値を跨いで変化させることが出来るため、ディレイが発生しにくいからである。

さらに、請求項１に係る発明によれば、前記バンドパスフィルタ処理によって、前記量子化部における２値化処理において、注目画素近傍の出力画素データの影響が押さえられるので、出力ドットをクラスタ化させることが可能となる。これにより、出力画像の階調安定性を向上させることが可能となる。

本発明の請求項１に係る画像処理装置は、上述したように、前記ブロックの境界に位置する注目画素の濃度が、予め定められた第１の値より大きく、かつ、予め定められた第２の値未満の値である中濃度であるか否かを判定する濃度判定部をさらに備え、前記積和演算部は、前記濃度判定部が前記注目画素の濃度を前記中濃度と判定した場合は、前記量子化部が前記２値の画素データを全て出力済の前記ブロックにおいて前記注目画素を含む走査ラインと当該走査ラインよりも副走査方向下流のラインとに含まれる当該２値の画素データについては、前記差分値に代えて値０を用いて前記加重平均値を算出する。

請求項１に係る発明によれば、前記ブロックの境界に位置する前記注目画素の濃度が前記中濃度の場合に、当該境界において出力ドットのクラスタ方向が乱されて不整合筋が発生することが抑制される。

本発明の請求項２に係る画像処理装置は、請求項１に係る画像処理装置において、前記積和演算部が算出した前記加重平均値を量子化誤差として注目画素の周辺画素に拡散する誤差拡散処理部をさらに備える。

請求項２に係る発明によれば、前記誤差拡散処理部が、前記加重平均値を、量子化誤差として注目画素の周辺画素に拡散するので、入出力階調を保存して階調再現性を確保することが可能となる。しかも、当該誤差拡散処理部による処理は、１ブロック分についてのみ行われるので、当該処理による演算量の増加を抑制することが可能となる。

本発明の請求項３に係る画像処理装置は、請求項２に係る画像処理装置において、前記減算部は、前記ブロック内における前記多値の画素データの走査方向を１ラインごとに変更する。

請求項３に係る発明によれば、前記誤差拡散部を備える構成での２値化処理後の画像における、例えばワームテクスチャや中間階調部におけるバンディングノイズ等の不要アーティファクトの発生を抑制することができる。

請求項４に係る画像形成装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置と、前記画像処理装置によって処理が施された画像を記録紙上に形成する画像形成部と、を備える。

請求項４に係る発明によれば、画像形成装置において請求項１〜３に係る発明の効果を得ることができる。

本発明によれば、前記２値化処理における演算量を抑制可能となるので、演算回路の規模を縮小することが可能となり、もって画像処理におけるコストダウンが可能となる。さらに本発明によれば、最低濃度または最高濃度に近いコントラストの小さいエッジで生じる誤差伝播ディレイによるエッジの鈍りを抑制することと、出力ドットのクラスタ化を可能として出力画像の階調安定性を向上させることとが可能になる。

画像処理装置および画像形成装置の一例としての複合機の内部構成を概略的に示す側面図である。図１に示す複合機の電気的構成を示すブロック図である。実施形態１に係る複合機が備える画像処理部の構成を示すブロック図である。注目画素の濃度が低濃度または高濃度の場合のブロック処理を模式的に示す図である。（Ａ）は、注目画素がブロック１ライン目かつブロック境界に位置する状態を示す図であり、（Ｂ）は、ブロック処理が（Ａ）の状態から進行し、１ライン目の走査と反対方向に走査が行われるラインにおいて注目画素がブロック境界に位置する状態を示す図である。注目画素の濃度が中濃度の場合のブロック処理を模式的に示す図である。（Ａ）は、注目画素がブロック１ライン目かつブロック境界に位置する状態を示す図であり、（Ｂ）は、ブロック処理が（Ａ）の状態から進行し、１ライン目の走査と反対方向に走査が行われるラインにおいて注目画素がブロック境界に位置する状態を示す図である。バンドパスフィルタ（ＤＯＧフィルタ）を図示したグラフである。（Ａ）は、ＤＯＧフィルタを構成する２つのガウス関数により表されるガウス曲線をそれぞれ図示したグラフであり、（Ｂ）は、当該２つのガウス関数の差分で表される関数を図示したグラフである。実施形態２に係る複合機が備える画像処理部の構成を示すブロック図である。

＜実施形態１＞
以下、本発明に係る画像処理装置および画像形成装置の実施形態につき図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る画像処理装置および画像形成装置の一例としての複合機１Ａの内部構成を概略的に示す側面図である。複合機１Ａは、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能等の機能を兼ね備える。なお、本実施の形態では複合機を例に説明するが、各機能を少なくとも１つ備えた単体の装置であってもよい。

複合機１Ａは、本体部２と、本体部２の左方に配設されたスタックトレイ３と、本体部２の上部に配設された原稿読取部４と、原稿読取部４の上方に配設された原稿給送部５とを有している。また、複合機１Ａのフロント部には、入力操作部６が設けられている。この入力操作部６には、ユーザが印刷実行指示を入力するためのスタートキー７と、印刷枚数等を入力するためのテンキー８と、各種複写動作の操作ガイド情報等を表示し、これら各種設定入力用にタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等からなる表示部９と、表示部９で設定された設定内容等をリセットするリセットキー１０と、実行中の印刷（画像形成）動作を停止させるためのストップキー１１と、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能を切り換えるための機能切換キー１２とが備えられている。

原稿読取部４は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等のイメージセンサおよび露光ランプ等からなるスキャナ部１３と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台１４および原稿読取スリット１５とを備える。スキャナ部１３は、図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台１４に載置された原稿を読み取るときは、原稿台１４に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿を走査しつつ画像データを取得する。また、原稿給送部５により給送された原稿を読み取るときは、原稿読取スリット１５と対向する位置に移動され、原稿読取スリット１５を介して原稿給送部５による原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を走査して、画像データを取得する。

原稿給送部５は、原稿を載置するための原稿載置部１６と、画像読み取り済みの原稿を排出するための原稿排出部１７と、原稿載置部１６に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット１５に対向する位置へ搬送し、原稿排出部１７へ排出するための給紙ローラや搬送ローラ（図示せず）等からなる原稿搬送機構１８を備える。

また、原稿給送部５は、その前面側が上方に移動可能となるように本体部２に対して回動自在に設けられている。原稿給送部５の前面側を上方に移動させて原稿台１４上面を開放することにより、原稿台１４の上面に読み取り原稿、例えば見開き状態にされた書籍等をユーザが載置できるようになっている。

本体部２は、複数の給紙ユニット１９と、給紙ユニット１９から用紙を１枚ずつ繰り出して画像形成部２１へ搬送するピックアップローラ２０と、給紙ユニット１９から搬送されてきた用紙に画像を形成する画像形成部２１とを備える。

画像形成部２１は、スキャナ部１３で取得された画像データに基づきレーザ光等を出力して感光体ドラム２２を露光し、感光体ドラム２２の表面に静電潜像を形成する光学ユニット２３と、静電潜像が形成された感光体ドラム２２の表面にトナーを付着することによりトナー像を形成する現像部２４と、感光体ドラム２２上のトナー像を用紙に転写する転写部２５と、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像を用紙に定着させる定着ローラ２６および加圧ローラ２７を備えた定着装置２８と、画像形成部２１内の用紙搬送路中に設けられ、用紙をスタックトレイ３または排出トレイ２９まで搬送する搬送ローラ対３０および３１等を備える。

用紙の両面に画像を形成する場合は、画像形成部２１で用紙の一方の面に画像を形成した後、この用紙を排出トレイ２９側の搬送ローラ対３０にニップされた状態とする。この状態で搬送ローラ対３０を反転させて用紙をスイッチバックさせ、用紙を用紙搬送路３２に送って画像形成部２１の上流域に再度搬送し、画像形成部２１により他方の面に画像を形成した後、用紙をスタックトレイ３または排出トレイ２９に排出する。

図２は、複合機１Ａの電気的構成を示すブロック図である。複合機１Ａは、制御部９１、記憶部９２、原稿読取部４、画像メモリ９３、画像処理部１００、画像形成部２１、入力操作部６およびネットワークＩ／Ｆ部９６を備えて構成されている。なお、図１および２を用いて説明した構成要素と同じものには同符号を付して、説明を省略する。

制御部９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）等によって構成され、記憶部９２に記憶されたプログラムを読み出して処理を実行し、各機能部への指示信号の出力、データ転送等を行って複合機１Ａを統括的に制御するものである。

記憶部９２は、複合機１Ａの備える種々の機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶するものである。画像メモリ９３は、原稿読取部４が取得した画像データやネットワークＩ／Ｆ部９６を介して外部装置から送信された画像データを一時的に記憶する。ネットワークＩ／Ｆ部９６は、ＬＡＮボード等の通信モジュールから構成され、ネットワークＩ／Ｆ部９６と接続されたネットワーク（不図示）を介して外部装置と種々のデータの送受信を行う。

画像処理部１００は、画像メモリ９３に記憶されている画像データに対して画像補正や拡大・縮小等の画像処理を施す。さらに、画像処理部１００は、画像メモリ９３に記憶されている多値の画素（ドット）データを複数有してなる前記画像データを、２値の画素（ドット）データを複数有してなる画像データに変換して出力する（２値化処理）。

図３は、前記２値化処理に係る画像処理部１００の構成を示すブロック図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）ならびに図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、画像処理部１００が、元画像を複数のブロック（Ｂ１１〜Ｂ３３）に分割し、当該ブロック毎に前記２値化処理を行うブロック処理を示す図である。なお、図４（Ａ）および図４（Ｂ）ならびに図５（Ａ）および図５（Ｂ）において、ブロックＢ２２は、２値化処理中のブロックであり、ブロックＢ１１、Ｂ１２、Ｂ１３、Ｂ２１は、２値化処理済のブロックであり、ブロックＢ２３、Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３は、２値化処理前のブロックである。

また、図４（Ａ）および図４（Ｂ）は、注目画素が低濃度または高濃度の場合のブロック処理を模式的に示す図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、注目画素Ｐａが中濃度の場合のブロック処理を模式的に示す図である。図４（Ａ）および図５（Ａ）は、注目画素Ｐａがブロックの１行目かつブロック境界に位置する状態を示す図である。図４（Ｂ）は、ブロック処理が図４（Ａ）の状態からに進行し、１ライン目の走査と反対方向に走査が行われるラインにおいて注目画素Ｐａがブロック境界に位置する状態を示す図である。図５（Ｂ）は、ブロック処理が図５（Ａ）の状態からに進行し、１ライン目の走査と反対方向に走査が行われるラインにおいて注目画素Ｐａがブロック境界に位置する状態を示す図である。

画像処理部１００は、減算器１０１と、量子化器１０２と、積和演算器１０３と、積和演算器１０４と、ブロック化部１０５と、濃度判定部１０６と、誤差拡散処理部１０９と、を備える。

ブロック化部１０５は、元画像を、予め定められた数の画素からなる複数のブロック（ブロックＢ１１〜Ｂ３３）に分割する。当該ブロックを構成する画素数が減少するに従い画像処理部１００における演算量が減少するが、逆に出力画像の画質が低下する。したがって、当該ブロックの大きさは、少なくとも主走査方向と副走査方向とが３２画素ずつで構成された３２×３２程度の大きさであることが好ましい。

濃度判定部１０６は、図４および図５に格子状のハッチングで示す注目画素Ｐａの濃度を、予め定められた第１の値Ｔｈ１および予め定められた第２の値Ｔｈ２（Ｔｈ１＜Ｔｈ２）と比較することで、注目画素Ｐａの濃度を判定する。すなわち、濃度判定部１０６は、注目画素Ｐａの濃度が、値Ｔｈ１以下の場合に注目画素Ｐａの濃度を低濃度と判定し、注目画素Ｐａの濃度が、値Ｔｈ２以上の場合に注目画素Ｐａの濃度を高濃度と判定し、注目画素Ｐａの濃度が、値Ｔｈ１から値Ｔｈ２の間の値の場合に注目画素Ｐａの濃度を中濃度と判定する。値Ｔｈ１および値Ｔｈ２は、元画像の画素データが、例えば黒を２５５（１ドットの最大濃度２５５）、白を０とする０〜２５５の間の値（２５６階調）を取る場合に、例えばＴｈ１＝６４、Ｔｈ２＝１９２とされ、予め記憶部９２に記憶されている。

積和演算器１０３は、ブロック化部１０５が分割したブロック毎に、例えば２５６階調を取る元画像の画素データを、当該ブロックの周囲の少なくとも１バンド分（本実施形態では２バンド分）を含めて注目画素Ｐａとして順次読込み、当該画素データの加重平均値を算出する。

具体的には、積和演算器１０３は、例えば式（１）で示されるガウシアンフィルタを用いたローパスフィルタ処理を行い、読み込んだ注目画素の画素データから低周波成分を抽出し、平滑化処理を施す。
MX=exp(-d²/2σ²) ・・・式（１）
ここで、
MX：フィルタ係数
d：注目画素からの距離
σ：標準偏差
である。

なお、積和演算器１０３による注目画素Ｐａの読込みは、１ラインごとに走査方向（図４および図５において左向き又は右向きの矢符で示す）を変更する蛇行走査であることが好ましい。なぜならば、積和演算器１０３が当該蛇行走査を行うことで、後述の誤差拡散処理部１０９による処理により、２値化処理後の画像における、例えばワーム・バンディング等の不要アーティファクトの発生を抑制することができるからである。

積和演算器１０４は、濃度判定部１０６が、注目画素Ｐａの濃度を前記低濃度または前記高濃度と判定した場合は、積和演算器１０３が前記処理を行うブロックと同一のブロック（ブロックＢ２２）において、後述の量子化器１０２が出力した黒を１、白を０とする２値の画素データＰｂ（図４および図５に右上がりのハッチングで示す）の値（正確には、当該画素データの値が１の場合は、１ではなく、「元画像の階調数−１」の値（例えば２５６階調であれば２５５）を用いる）を、当該ブロックの周囲の少なくとも１バンド分（本実施形態では２バンド分）を含めて順次読込み、画素データＰｂの加重平均値を算出する。

なお、積和演算器１０４は、量子化器１０２が前記２値の前記画素データを未出力の場合には、例えば２５６階調で表された前記注目画素の画素データの値を、前記２値の前記画素データに換えて用いる。

また、積和演算器１０４は、濃度判定部１０６が注目画素Ｐａの濃度を前記中濃度と判定した場合も、量子化器１０２が前記２値の画素データを全て出力済のブロック、すなわち処理済のブロックにおいて、注目画素Ｐａを含む走査ラインと当該走査ラインよりも副走査方向下流のラインとに含まれる当該２値の画素データＰｃ（図５に右下がりのハッチングで示す）について、当該２値の画素データＰｃに代えて例えば２５６階調をとる前記多値のデータを用いて前記加重平均値を算出する。

具体的には、積和演算器１０４は、例えば式（２）で示されるＤＯＧ（Difference of Gaussian）フィルタを用いたバンドパスフィルタ処理を行う。
MX=exp(-d²/2σ²)-exp(-d²/2(σ/2) ²) ・・・式（２）
なお、式（１）と同様に、
MX：フィルタ係数
d：注目画素からの距離
σ：標準偏差
である。

図６は、ＤＯＧフィルタを図示したグラフである。図６（Ａ）は、式（２）を構成する２つのガウス関数により表されるガウス曲線をそれぞれ図示したグラフであり、図６（Ｂ）は、式（２）で示される関数（前記２つのガウス関数の差分）を図示したグラフである。図６（Ａ）において、外側のガウス曲線は、式（２）における「exp(-d²/2σ²)」部分に対応し、内側のガウス曲線は、式（２）における「exp(-d²/2(σ/2) ²)」部分に対応する。図６（Ａ）において斜線で示す両ガウス曲線の差分が、バンドパスフィルタの通過帯域となる。なお、図６（Ｂ）のｘ軸は、図６（Ａ）のｘ軸と同縮尺で図示してあり、図６（Ｂ）において斜線で示す部分は、図６（Ａ）における前記両ガウス曲線の前記差分に対応する。

なお、本実施形態においては、ＤＯＧフィルタを構成する２つのガウス関数につき、-d²の分母部分をσ²と(σ/2) ²とすることで、半値幅が２：１となるようにしているが、２つのガウス関数の選択はこれに限られるものではなく、式（２）の「exp(-d²/2σ²)」に相当するガウス関数の標準偏差が、式（２）の「exp(-d²/2(σ/2) ²)」に相当するガウス関数の標準偏差よりも大きければよい。

積和演算器１０４は、式（２）および図６（Ｂ）で示されるＤＯＧフィルタを用いたバンドスフィルタ処理によって、読み込んだ２値の画素データに対して高周波成分を発生させる。

再び図３を参照して、減算器１０１は、積和演算器１０３が算出した前記加重平均値から積和演算器１０４が算出した前記加重平均値を減じた差分値を算出し、当該差分値を量子化器１０２へ出力する。

誤差拡散処理部１０９は、減算器１０１が算出した前記差分値を量子化誤差として注目画素Ｐａの周辺画素に拡散する。これにより、入出力階調を保存して階調再現性を確保することが可能となる。

量子化器１０２は、減算器１０１から出力され量子化器１０２へと入力された前記差分値が、０以上の場合は１を、０未満の場合は０を、２値の画素データとして積和演算器１０４および画像形成部２１へと出力する。

上記実施形態によれば、積和演算器１０４でＤＯＧフィルタ（バンドパスフィルタ）を用いて高周波成分を発生させ、量子化器１０２は、積和演算器１０３が算出した前記加重平均値から積和演算器１０４が算出した前記加重平均値を減じて減算器１０１が算出した前記差分値（高周波成分）を直接２値化するため、最低濃度または最高濃度に近いコントラストの小さいエッジで生じる誤差伝播ディレイによるエッジの鈍りを抑制できる。なぜならば、誤差拡散法では、低周波成分も含めて閾値処理による２値化処理を行い、２値化誤差を拡散するため、当該２値化誤差の値が小さく、かつ、注目画素の濃度と閾値との差が大きい場合に、当該２値化誤差の積算値が当該閾値を超えるまでに数画素のディレイを生じるのに対し、量子化器１０２が前記差分値（高周波成分）を直接２値化する本実施形態では、当該差分値と前記閾値（本実施形態では０）との差が小さい場合でも、当該閾値を跨いで当該差分値を変化させることが出来るため、ディレイが発生しにくいからである。

また、上記実施形態によれば、積和演算器１０４でＤＯＧフィルタ（バンドパスフィルタ）を用いているので、量子化器１０２における２値化処理において、注目画素近傍の出力画素データの影響が押さえられるので、出力ドットをクラスタ化させることが可能となる。これにより、出力画像の階調安定性を向上させることが可能となる。

さらに、上記実施形態によれば、ブロック化部１０５が、前記元画像を、予め定められた数の画素からなる複数のブロックに分割し、画像処理部１００は、当該ブロック毎に、例えば２５６階調を取る多値の画素データを複数有してなる元画像を、２値の画素データを複数有してなる２値画像に変換して出力する２値化処理を行うので、当該２値化処理における演算量を抑制して演算回路の規模を縮小することが可能となり、もって画像処理におけるコストダウンが可能となる。

さらに、上記実施形態によれば、前記ブロック毎に前記２値化処理を行うに際して、当該ブロックの周囲の少なくとも１バンド分のデータを用いて当該２値化処理を行うので、前記ブロックの境界において、特に当該境界に位置する注目画素が前記高濃度または低濃度の場合に、不整合筋が発生することが抑制される。

さらに、上記実施形態によれば、積和演算器１０４は、濃度判定部１０６が注目画素Ｐａの濃度を前記中濃度と判定した場合に、処理済のブロックにおいて、注目画素Ｐａを含む走査ラインと当該走査ラインよりも副走査方向下流のラインとに含まれる当該２値の画素データＰｃについて、当該２値の画素データＰｃに代えて前記多値のデータを用いて前記加重平均値を算出するので、前記ブロックの境界に位置する注目画素Ｐａの濃度が前記中濃度の場合に、当該境界において出力ドットのクラスタ方向が乱されて不整合筋が発生することが抑制される。

＜実施形態２＞
図７は、本発明の実施形態２に係る複合機１Ｂが備える画像処理部１１０の構成を示すブロック図である。複合機１Ｂは、実施形態１に係る複合機１Ａが備える画像処理部１００に換えて画像処理部１１０を備える。その他の機械的構成および電気的構成は実施形態１に係る複合機１Ａと同様であるので説明を省略する。

画像処理部１１０は、減算器１１１と、量子化器１１２と、積和演算器１１３と、ブロック化部１１５と、濃度判定部１１６と、誤差拡散処理部１１９と、を備える。ブロック化部１１５および濃度判定部１１６が行う処理は、実施形態１に係る複合機１Ａが備える画像処理部１００が有するブロック化部１０５および濃度判定部１０６が行う処理と同様である。

減算器１１１は、ブロック化部１１５が分割したブロック毎に、例えば２５６階調を取る元画像の画素データを、当該ブロックの周囲の少なくとも１バンド分（本実施形態では２バンド分）を含めて注目画素Ｐａとして順次読込むとともに（図４および図５参照）、後述の量子化器１１２が出力した黒を１、白を０とする２値の画素データＰｂを、当該ブロックの周囲の少なくとも１バンド分（本実施形態では２バンド分）を含めて順次読込む（図４および図５参照）。そして減算器１１１は、前記元画像の画素データの値から量子化器１１２が出力した前記２値の画素データの値（実施形態１における積和演算器１０４での処理の場合と同様に、正確には、当該画素データの値が１の場合は、１ではなく、「元画像の階調数−１」の値（例えば２５６階調であれば２５５）を用いる）を減じた差分値を算出して積和演算器１１３へ出力する。

なお、減算器１１１による注目画素Ｐａの読込みは、実施形態１と同様に、１ラインごとに走査方向を変更する蛇行走査であることが好ましい。なぜならば、実施形態１と同様に、減算器１１１が当該蛇行走査を行うことで、誤差拡散処理部１１９による処理により、２値化処理後の画像における、例えばワーム・バンディング等の不要アーティファクトの発生を抑制することができるからである。

積和演算器１１３は、濃度判定部１１６が、注目画素Ｐａの濃度を前記低濃度または前記高濃度と判定した場合は、減算器１１１から出力され積和演算器１１３へと入力された前記差分値の加重平均値を算出し、量子化器１１２へ出力する。

なお、積和演算器１１３は、量子化器１１２が前記２値の前記画素データを未出力の場合には、値０を、減算器１１１から出力され積和演算器１１３へと入力された前記差分値と見なし、当該値０を用いて前記加重平均値を算出する。

また、積和演算器１１３は、濃度判定部１１６が、注目画素Ｐａの濃度を前記中濃度と判定した場合も、量子化器１１２が前記２値の画素データを全て出力済のブロック、すなわち処理済のブロックにおいて、注目画素Ｐａを含む走査ラインと当該走査ラインよりも副走査方向下流のラインとに含まれる当該２値の画素データＰｃ（図５参照）について、減算器１１１から出力され積和演算器１１３へと入力された前記差分値に代えて値０を用いて前記加重平均値を算出する。

具体的には、積和演算器１１３は、式（２）で示されるＤＯＧフィルタを用いたバンドパスフィルタ処理を行い、当該差分値に対して高調波成分を発生させる。

誤差拡散処理部１１９は、積和演算器１１３が算出した前記加重平均値を量子化誤差として注目画素の周辺画素に拡散する。

量子化器１１２は、積和演算器１１３から出力され量子化器１１２へと入力された前記差分値が、０以上の場合は１を、０未満の場合は０を、２値の画素データとして積和演算器１１３および画像形成部２１へと出力する。

実施形態２に係る複合機１Ｂによれば、実施形態１に係る複合機１Ａよりも、２値化処理における演算量をさらに抑えることができる。したがって、エッジ強調効果の必要性がない場合に好適な構成となる。その他の効果については、実施形態１に係る複合機１Ａと同様である。

以上、本発明の実施形態１に係る複合機１Ａ、および本発明の実施形態２に係る複合機１Ｂについて説明したが、これら実施形態はあくまでも例示であり、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。

例えば、実施形態１では、積和演算器１０３で用いるフィルタのサイズと、積和演算器１０４で用いるフィルタのサイズとを同一としているが（式（１）のガウス関数と式（２）の前半部分のガウス関数が同一）、積和演算器１０３で用いるローパスフィルタのサイズよりも、積和演算器１０４で用いるバンドパスフィルタのサイズを大きくすることで、エッジ強調効果を得ることが可能となる。

また、実施形態１では、積和演算器１０３でガウシアンフィルタ（ローパスフィルタ）を用いているが、積和演算器１０３は、ＤＯＧフィルタを用いたバンドパスフィルタ処理を行うものであってもよい。この構成によっても、量子化器１０２における２値化処理において、注目画素近傍の出力画素データの影響が押さえられるので、出力ドットをクラスタ化させることが可能となり、出力画像の階調安定性を向上させることが可能となる。

１Ａ、１Ｂ複合機（画像処理装置、画像形成装置）
２１画像形成部
１００、１１０画像処理部
１０１減算器
１１１減算器
１０２量子化器
１１２量子化器
１０３積和演算器
１０４積和演算器
１１３積和演算器
１０５、１１５ブロック化部
１０６、１１６濃度判定部
１０９誤差拡散処理部
１１９誤差拡散処理部

Claims

多値の画素データを複数有してなる元画像を、２値の画素データを複数有してなる２値画像に変換して出力する画像処理装置であって、
前記元画像を、予め定められた数の前記多値の画素データからなる複数のブロックに分割するブロック化部と、
前記ブロック毎に、当該ブロックの周囲の少なくとも１バンド分を含む前記多値の画素データの値から、当該ブロックの周囲の少なくとも１バンド分を含む前記２値の画素データの値を減じた差分値を算出する減算部と、
バンドパスフィルタ処理を行うことで前記減算部が算出した前記差分値の加重平均値を算出する積和演算部と、
前記積和演算部が算出した前記加重平均値が０以上の場合は１を、０未満の場合は０を前記２値の画素データとして出力する量子化部と、
を備え、
前記減算部での前記差分値の算出には、前記量子化部によって量子化されて出力された、黒を「１」、白を「０」とする前記２値の画素データが用いられ、前記減算部での前記差分値の算出に用いられる前記２値の画素データとは、前記量子化部によって量子化されて出力された、黒を「１」、白を「０」とする前記２値の画素データにおいて、当該２値の画素データが「１」の場合、「前記元画像の階調数−１」を前記２値の画素データとして用いるものであり、
前記画像処理装置は、
前記ブロックの境界に位置する注目画素の濃度が、予め定められた第１の値より大きく、かつ、予め定められた第２の値未満の値である中濃度であるか否かを判定する濃度判定部をさらに備え、
前記積和演算部は、前記濃度判定部が前記注目画素の濃度を前記中濃度と判定した場合、前記量子化部が前記２値の画素データを全て出力済の前記ブロックにおいて前記注目画素を含む走査ラインと当該走査ラインよりも副走査方向下流のラインとに含まれる当該２値の画素データについては、前記差分値に代えて値０を用いて前記加重平均値を算出する、ことを前記バンドパスフィルタ処理として行う画像処理装置。
前記積和演算部が算出した前記加重平均値を量子化誤差として注目画素の周辺画素に拡散する誤差拡散処理部をさらに備える請求項１に記載の画像処理装置。
前記減算部は、前記ブロック内における前記多値の画素データの走査方向を１ラインごとに変更する請求項２に記載の画像処理装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置によって処理が施された画像を記録紙上に形成する画像形成部と、
を備える画像形成装置。