JP6094278B2 - 画像処理装置、画像形成装置、および画像処理方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像形成装置、および画像処理方法、並びにプログラムに関するものである。

従来、インクジェット方式の画像形成装置では、単一サイズ滴あるいは、小中大滴のような複数サイズの滴を用いて、階調表現している。このような画像形成装置では、文字や線のエッジ部ではジャギーと呼ばれる画像が発生する。このジャギーを改善するために、入力画像情報をもとにインク滴を追加することや、異なるサイズのインク滴で置換することが行なわれている。

たとえば、入力画像データに対して、予め用意しておいたエッジ検出用のパターンとパターンマッチングを行い、エッジ部と検出された画素に対してはハーフトーンドットを追加するという構成が開示されている（特許文献１参照）。

しかしながら、上記に示されるような従来のジャギー補正の技術にあっては、以下のような問題点があった。すなわち、インクジェット特有のインク滴のサイズに起因するような場合に発生するジャギーに対応していないため、文字や線のエッジ部を異なるドット径サイズのインク滴を用いて表現しようとした場合には、エッジ部でジャギー（凹凸）が目立ち鮮鋭性が低下することがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数のドット径サイズのインク滴を用いて階調表現する際に、ドット径サイズに起因して発生するエッジ部のジャギーを改善することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、入力画像に対して予め定めたマスクパターンとのマッチングを行って前記入力画像の斜線部を構成する斜線画素領域を算出し、前記入力画像のエッジ部を構成するエッジ画素領域のうち、前記斜線画素領域に含まれない画素領域を置換画素として決定するインク滴置換決定部と、前記入力画像に対して中間調処理を行う中間調処理部と、前記中間調処理部で中間調処理された画像に対して、前記インク滴置換決定部で決定した置換画素の画素領域をインク滴サイズが均一となるようにインク滴を置換するインク滴置換部と、を備えることを特徴とする。

本発明は、ドット径サイズに起因して発生するジャギーを低減することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる画像処理装置を含む画像形成装置の構成を示すブロック図である。 図２は、図１における画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態にかかる置換画素データの生成処理を示すフローチャートである。 図４は、図３のステップＳ２０２〜Ｓ２０５で行われる処理の具体例を示す説明図である。 図５は、図３のステップＳ２０６、Ｓ２０７で行われる処理の具体例を示す説明図である。 図６は、図３のステップＳ２０８で行われる処理の具体例を示す説明図である。 図７は、図３のステップＳ２０９、Ｓ２１０で行われる処理の具体例を示す説明図である。 図８は、実施の形態にかかるインク滴置換部の処理例を示すフローチャートである。 図９−１は、図８におけるスインク滴置換部が行なうステップＳ７０２、Ｓ７０３のエッジ部開始部の置換処理例（１）を示す説明図である。 図９−２は、図８におけるスインク滴置換部が行なうステップＳ７０２、Ｓ７０３のエッジ部開始部の置換処理例（２）を示す説明図である。 図１０−１は、図８におけるインク滴置換部が行なうステップＳ７０４、Ｓ７０５のエッジ部終端部の置換処理例（１）を示す説明図である。 図１０−２は、図８におけるインク滴置換部が行なうステップＳ７０４、Ｓ７０５のエッジ部終端部の置換処理例（２）を示す説明図である。 図１１は、インクジェット方式の画像形成装置のインク滴サイズに起因して発生するジャギー、および本実施の形態の効果を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像処理装置、画像形成装置、および画像処理方法、並びにプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
本発明は、ジャギー画像の補正を行うに際して、入力画像データからエッジ部を検出し、エッジ部のうち、縦線と横線を構成する画素のインク滴サイズが均一になるように画像処理を行って出力するものである。以下、具体例を挙げて説明する。

図１は、実施の形態にかかる画像処理装置を含む画像形成装置の構成を示すブロック図である。画像形成装置１００として、インクジェット方式のプリンタを例にとる。画像形成装置１００は、画像処理装置１０１、作像部１０２、メインコントローラ１０３などを備える。画像処理装置１０１は、入力される画像データに対して各種の画像処理を行って作像部１０２に出力する。作像部１０２は、画像処理装置１０１から送られた画像処理後のデータにしたがって用紙にインクジェット方式によって印字を行う。作像部１０２は、一般に知られているように、記録密度に応じてインク滴をドット単位で吐き出す記録ヘッド（不図示）を有し、搬送される用紙（記録媒体）に主走査方向に走査しながら画像データを印字するものである。また、画像形成装置１００は、何れも不図示であるが、通信インターフェースを介してＰＣ（パーソナルコンピュータ)などのコンピュータ機器と接続可能に構成されている。また、画像形成装置１００には、外部記録装置としてたとえば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１１０が接続されている。

図２は、図１における画像処理装置１０１の機能構成を示すブロック図である。画像処理装置１０１は、制御プログラムに基づいて所定の制御を実行するＣＰＵ１０５、制御プログラムが格納されているＲＯＭ１０６、ワーキングメモリとして用いられるＲＡＭ１０７などのマイクロコンピュータシステムを有する。ＣＰＵ１０５は、インク滴置換決定部１０、中間調処理部１３、インク滴置換部１４を有する。また、インク滴置換決定部１０は、エッジ画素領域算出部１１、斜線画素領域算出部１２を有する。また、インク滴置換部１４は、インク滴比率算出部１５を有する。これらの各機能ブロックについては後述する。インク滴画素置換決定部１０、エッジ画素領域算出部１１、斜線画素領域算出部１２、中間調処理部１３、インク滴置換部１４、およびインク滴比率算出部１５を、ＣＰＵ１０５を用いてソフトウェア（プログラム）により実現する代わりに、これら各部の全部または一部をハードウェア回路により実現してもよい。

インク滴置換決定部１０は、入力画像のエッジ部を構成するエッジ画素領域、および斜線部を構成する斜線画素領域を算出し、前エッジ画素領域のうち、斜線画素領域に含まれない画素領域を置換画素データとして決定する。エッジ画素領域算出部１１は、入力画像のエッジ部を構成するエッジ画素領域を算出する。斜線画素領域算出部１２は、入力画像に対して予め定めたマスクパターンとのマッチングを行って入力画像の斜線部を構成する斜線画素領域を算出する。中間調処理部１３は、入力画像に対して中間調処理を行う。中間調処理としては、通常知られている誤差拡散法などを用いる。

また、インク滴置換決定部１０は、入力画像の主走査および副走査方向で隣接する２画素が、白（画素値が０）と白以外（画素値が０より大きい）の順で並ぶ領域をエッジ開始画素領域として算出する。そして、この白以外と白の順で並ぶ領域をエッジ終端画素領域として算出する。

インク滴置換部１４は、中間調処理部１３で中間調処理された画像データに対して、インク滴置換決定部１０で決定した置換画素データの画素領域をインク滴サイズが均一となるようにインク滴を置換する。

また、インク滴置換部１４のインク滴比率算出部１５は、算出されたエッジ画素領域からエッジ部を構成するインク滴サイズの比率を算出する。インク滴置換部１４は、算出された割合比率が最も高いインク滴で置換する。

また、インク滴置換部１４のインク滴比率算出部１５は、算出されたエッジ開始画素領域とエッジ終端画素領域のそれぞれにおいて、エッジ部を構成するインク滴サイズの割合比率を算出する。インク滴置換部１４は、算出された構成比率が最も高いインク滴でそれぞれ置換する。

つぎに、インク滴置換にかかる処理動作について説明する。８ビット（２５６階調）で構成される画像データが入力されると、中間調処理部１３、およびインク滴置換決定部１０に画像データが渡される。中間調処理部１３では、８ビットで構成される画像データが、中間調処理を行うことで２ビットの画像データへ変換される。そして、中間調処理によって変換された２ビットの画像データはインク滴置換部１４に渡される。

インク滴置換決定部１０では、入力画像データから線や文字といった階調が変化する領域（エッジ）を検出する。ただし、ここでいうエッジ部は、以下の画素を指すものとする。すなわち、隣り合う隣接画素間で白（階調値＝０）から白以外（階調値＞０）へ変化する画素、あるいは白以外（階調値＞０）から白（階調値＝０）へと変化する画素を指すものとする。

つぎにエッジとして検出された画素に対しては、インク滴を置換する画素を決定する。結果として、入力画像を構成する画素のうち、置換画素をマーキングした置換画素データが生成される。生成される置換画素データは、たとえば、置換画素を１、非置換画素を０として、画像形成装置１００内部のハードディスクあるいは、外部記録装置（ＨＤＤ１１０）に保存しておき、インク滴置換部１４からデータが参照できるようにしておくとよい。なお、インク滴置換決定部１０で行われる一連の処理の詳細については、図３で説明する。

インク滴置換部１４は、インク滴置換決定部１０で生成された置換画素データを参照して、中間調処理部１３で変換された２ビットの画像データを補正する。中間調処理部１３により中間調処理された後の２ビットの画像データであれば、ドット径サイズがオフ、小、中、大の４段階で構成される。そして、この２ビットの画像データは、置換画素データで置換画素とマーキングされた画素は異なるドット径サイズの滴で置換される。ただし、マーキングされた画素が置換されるという訳ではない。インク滴置換部１４で行われる一連の処理の詳細は、図１０で詳細に説明する。そして、最終的に画像を構成する全画素データに対して置換処理されたデータに基づいて、画像出力される。

図３は、実施の形態にかかる置換画素データの生成処理を示すフローチャートである。この置換画素データの生成処理は、図２に示したＣＰＵ１０５が有する各機能ブロックによって実行される。まず、ステップＳ２０１では、８ビットの入力画像データを受信し、ステップＳ２０２〜Ｓ２０５、およびステップＳ２０８へそれぞれ入力画像を送信する。

ステップＳ２０２では、入力画像の主走査方向１ライン（１画素幅）毎に隣接する２画素で、階調値が０（白）からＸ（Ｘ＞０）へ変化する画素領域を検出し、検出画素をマーキングした画像（Ａ１）をステップＳ２０６へ送信する。

たとえば、入力画像をＩｍａｇｅ、入力画像の各画素値をＩｍａｇｅ[ｘ][ｙ]、検出結果画像をＩｍａｇｅＸ、検出結果画像の各画素値をＩｍａｇｅＸ[ｘ][ｙ]とする。この場合、入力画像Ｉｍａｇｅ[０][０]＝０、Ｉｍａｇｅ[０][１]＝１００であれば、検出結果画像ＩｍａｇｅＸ[０][１]＝１とする。よって、画像Ａ１は、階調値が０→Ｘ（Ｘ＞０）へ変化する画素は１、それ以外は０となる。

ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２と同様の処理を副走査方向に対して行い、検出画素をマーキングした画像（Ａ２）をステップＳ２０６へ送信する。ステップＳ２０４では、入力画像の主走査方向１ライン（１画素幅）毎に隣接する２画素で階調値がＸ（Ｘ＞０）から０（白）へ変化する画素領域を検出し、検出画素をマーキングした画像（Ｂ１）をステップＳ２０７へ送信する。

たとえば、入力画像をＩｍａｇｅ、入力画像の各画素値をＩｍａｇｅ[ｘ][ｙ]、検出結果画像をＩｍａｇｅＸ、検出結果画像の各画素値をＩｍａｇｅＸ[ｘ][ｙ]とする。この場合、入力画像Ｉｍａｇｅ[０][０]＝１００、Ｉｍａｇｅ[０][１]＝０であれば、検出結果画像ＩｍａｇｅＸ[０][１]＝１とする。よって、画像Ｂ１は、階調値がＸ（Ｘ＞０）→０へ変化する画素は１、それ以外は０となる。

ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４と同様の処理を副走査方向に対して行い、検出画素をマーキングした画像（Ｂ２）をステップＳ２０７へ送信する。ステップＳ２０２からステップＳ２０５で行われる一連の処理の詳細は、図４で詳細に説明する。

ステップＳ２０６では、ステップＳ２０２とステップＳ２０３で主走査・副走査方向に対して、隣接する２画素で、階調値が０→Ｘ（Ｘ＞０）へ変化する画素をマーキングした各画像（Ａ１、Ａ２）を受信し、各画像の画素毎に論理和演算を行う。その結果得られる画像（Ａ３）をステップＳ２０９へ送信する。たとえば、画像Ａ１およびＡ２の各画素がつぎのような場合には、結果得られる画像Ａ３の各画素値はつぎのようになる。

Ａ１[０][０]＝０、Ａ２[０][０]＝０ ⇒ Ａ３[０][０]＝０
Ａ１[０][１]＝１、Ａ２[０][１]＝０ ⇒ Ａ３[０][１]＝１
Ａ１[１][０]＝０、Ａ２[１][０]＝１ ⇒ Ａ３[１][０]＝１
Ａ１[１][１]＝１、Ａ２[１][１]＝１ ⇒ Ａ３[１][１]＝１

ステップＳ２０７では、ステップＳ２０４とステップＳ２０５で主走査・副走査方向に対して、隣接する２画素で、階調値がＸ（Ｘ＞０）→０へ変化する画素をマーキングした各画像（Ｂ１、Ｂ２）を受信する。そして、各画像の画素毎に論理和演算を行い、その結果、得られる画像（Ｂ３）をステップ２１０へ送信する。なお、ステップＳ２０６からステップＳ２０７で行われる一連の処理の詳細については、図７で詳細に説明する。

ステップＳ２０８では、ステップ２０１で受信した入力画像から、斜線を構成する画素領域を検出し、検出画素をマーキングした画像（Ｃ１）をステップＳ２０９およびステップ２１０へ送信する。入力画像から斜線部画素を検出する方法としては、２×２の画像サイズで構成される４つのパターン画像で、入力画像とパターンマッチングして、パターンのいずれかと一致する画素をマーキングする。そのときに使用する４つのパターン画像（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）はそれぞれ、つぎのような画像とする。

Ｐ１：Ｐ１[０][０]＝１,Ｐ１[０][１]＝０,Ｐ１[１][０]＝０,Ｐ１[１][１]＝０
Ｐ２：Ｐ２[０][０]＝０,Ｐ２[０][１]＝１,Ｐ２[１][０]＝０,Ｐ２[１][１]＝０
Ｐ３：Ｐ３[０][０]＝０,Ｐ３[０][１]＝０,Ｐ３[１][０]＝１,Ｐ３[１][１]＝０
Ｐ４：Ｐ４[０][０]＝０,Ｐ４[０][１]＝０,Ｐ４[１][０]＝０,Ｐ４[１][１]＝１

パターンマッチングして得られる検出結果画像（Ｃ１）は、パターンと一致した画素は１、一致しなかった画素は０となる。なお、ステップＳ２０８で行われる一連の処理の詳細については、図８で詳細に説明する。

ステップＳ２０９では、ステップＳ２０６で生成される０→Ｘ（Ｘ＞０）エッジ画像（Ａ３）のエッジ領域画素のうち、ステップＳ２０８で生成される斜線部領域画像（Ｃ１）の斜線部画素に該当しない画素をマーキングする。その結果、得られる画像を置換画素データ（Ａ４）として生成する。なお、画像Ａ３はエッジ開始部の画素であるので、生成される置換画素データ（Ａ４）は、エッジ開始部の置換画素データとなる。たとえば、画像Ａ３およびＣ１の各画素がつぎのような場合には、結果として得られる画像Ａ４の各画素値は以下のようになる。

Ａ３[０][０]＝０、Ｃ１[０][０]＝０ ⇒ Ａ４[０][０]＝０
Ａ３[０][１]＝１、Ｃ１[０][１]＝０ ⇒ Ａ４[０][１]＝１
Ａ３[１][０]＝０、Ｃ１[１][０]＝１ ⇒ Ａ４[１][０]＝０
Ａ３[１][１]＝１、Ｃ１[１][１]＝１ ⇒ Ａ４[１][１]＝０

このようにエッジ領域画素と斜線領域画素に対する演算を行うことで、エッジ領域のうち斜線を構成する画素が該当しないようにして置換画素データを作成する。このため、図２のインク滴置換部１０で異なるサイズの滴で置換する際に、エッジ領域は置換されないようにすることが可能になる。そのため、置換による線の途切れや太りといった影響を回避することが可能となる。

ステップＳ２１０では、ステップＳ２０７とステップＳ２０８で生成された画像（Ｂ３、Ｃ１）を受信し、各画像の排他的論理和演算を行い、その結果、得られる画像を置換画素データ（Ｂ４）として生成する。なお、画像Ｂ３はエッジ終端部の画素であるので、生成される置換画素データＢ４は、エッジ終端部の置換画素データとなる。なお、ステップＳ２０９とステップＳ２１０で行われる一連の処理の詳細については、図９−１、図９−２、図１０−１、図１０−２で詳細に説明する。最終的には、エッジ開始部と終端部の置換画素データが生成され、全ての処理を終了する。

図４は、図３のステップＳ２０２〜Ｓ２０５で行われる処理の具体例を示す説明図である。図４（ａ）は０→Ｘ（Ｘ＞０）の主走査方向での検出結果、図４（ｂ）は０→Ｘ（Ｘ＞０）の副走査方向での検出結果である。図４（ｃ）はＸ（Ｘ＞０）→０の主走査方向での検出結果、図４（ｄ）はＸ（Ｘ＞０）→０の副走査方向での検出結果である。図３のステップＳ２０１で受信する入力画像（８ｂｉｔ）に対して、ステップＳ２０２〜Ｓ２０５で生成、送信される画像データ（Ａ１,Ａ２,Ｂ１,Ｂ２）はそれぞれ図４（ａ）〜(ｄ)となる。なお、入力画像（８ｂｉｔ）は、画素値が０の部分を白、それ以外の画素値Ｘ（Ｘ＞０）をハッチング（黒ベタと異なる部分）で表現している。なお、画素値は一例であり、白と白以外を区別できればこれ以外の画素値を用いてもよい。図４(ａ)〜（ｄ）の各検出結果の画像（１ｂｉｔ）は、画素値が０の部分を白、画素値が１の部分をハッチング（黒ベタと異なる部分）で表現している。

また、図４（ａ）,（ｂ）は、入力画像を隣接する２画素単位に、それぞれ主走査および副走査方向で０→Ｘ（Ｘ＞０）となる領域を検出した結果である。図４（ｃ）,（ｄ）は、入力画像を隣接する２画素単位に、それぞれ主走査および副走査方向でＸ（Ｘ＞０）→０となる領域を検出した結果である。

図５は、図３のステップＳ２０６、Ｓ２０７で行われる処理の具体例を示す説明図である。図５（ａ）は０→Ｘ（Ｘ＞０）の主走査方向での検出結果、図５（ｂ）は０→Ｘ（Ｘ＞０）の副走査方向での検出結果であり、図５（ｅ）は０→Ｘ（Ｘ＞０）のエッジ検出結果である。また、図５（ｃ）はＸ（Ｘ＞０）→０の主走査方向での検出結果、図５（ｄ）はＸ（Ｘ＞０）→０の副走査方向での検出結果であり、図５（ｆ）はＸ（Ｘ＞０）→０のエッジ検出結果である。図３のステップＳ２０２〜Ｓ２０５で生成された各画像（１ｂｉｔ）に対して、ステップＳ２０６、ステップＳ２０７で生成、送信される画像データ（Ａ３,Ｂ３）はそれぞれ図５（ｅ）,（ｆ）となる。図５（ｅ）は、図３のステップＳ２０２とステップＳ２０３で生成される各画像の画素毎に論理和演算をした画像である。同様に、図５（ｆ）は、図３のステップＳ２０４とステップＳ２０５で生成される各画像の画素毎に論理和演算をした画像である。

図６は、図３のステップＳ２０８で行われる処理の具体例を示す説明図である。図６（ｇ）は斜線部検出画像、図６（ｘ）は斜線部検出パターン画像である。図３のステップＳ２０１で受信する入力画像（８ｂｉｔ）に対して、ステップＳ２０８で生成し、送信される画像データ（Ｃ１）は、図６(ｇ)となる。ステップＳ２０８では、まず、入力画像に対して、図６（Ｘ）の４つの２×２の斜線部の検出パターン画像と一致する画素を検出する。なお、斜線部の検出パターン画像は、画素値が０の部分は白、それ以外の画素値Ｘ（Ｘ＞０）の部分はハッチング（黒ベタと異なる部分）で表現している。そして、入力画像の全画素に対して、パターン検出した画像が図５（ｇ）として、生成され、送信される。

図７は、図３のステップＳ２０９、Ｓ２１０で行われる処理の具体例を示す説明図である。図７（ｅ）は０→Ｘ（Ｘ＞０）のエッジ検出結果、図７（ｆ）はＸ（Ｘ＞０）→０のエッジ検出結果、図７（ｇ）は斜線部検出画像、図７（ｈ）はエッジ開始部の置換画素データ、図７（ｉ）はエッジ部終端部の置換画素データである。図３のステップＳ２０９では、ステップＳ２０６で生成された０→Ｘ（Ｘ＞０）のエッジ検出結果画像（図７(ｅ)）と、ステップＳ２０８で生成された斜線部検出画像（図７（ｇ））を用いて、エッジ開始部の置換画素データ（図７（ｈ））を生成する。ステップＳ２０９では、ステップＳ２０６で生成されるエッジ検出結果画像（図７（ｅ））のエッジ画素のうち、ステップＳ２０８で生成される斜線部検出画像（図７（ｇ））の斜線部を構成する画素に該当しない画素領域のみをマーキングする。その結果、得られる画像データをエッジ開始部の置換画素データ（図７（ｈ））として生成する。

ステップＳ２１０でも、同様にして、ステップＳ２０７で生成されるエッジ検出結果画像（図７（ｆ））のエッジ画素のうち、ステップＳ２０８で生成される斜線部検出画像（図７（ｇ））の斜線部を構成する画素に該当しない画素領域のみをマーキングする。その結果得られる画像データをエッジ終端部の置換画素データ（図７（ｉ））として生成する。

図８は、実施の形態にかかるインク滴置換部１４の処理例を示すフローチャートである。図８において、ステップＳ７０１では、図２の中間調処理部１３から送信される中間調処理画像データを受信する。なお、以下では、中間調処理画像データは、１画素が２ビット長で構成されているものとして説明する。

ステップＳ７０２では、ステップＳ７０１から送信される中間調処理画像内のエッジ開始部を構成する各画素（各インク滴）の割合を算出する。ここでいうエッジ開始部とは、図７（ｅ）で説明した入力画像のうち、隣接する画素が０→Ｘ（Ｘ＞０）である画素領域を指しており、この領域の滴構成を算出する。そして、最も使用割合が高い滴の情報をステップＳ７０３へ送信する。

ステップＳ７０３では、ステップＳ７０１で受信した中間調処理画像のうち、エッジ開始部の画素データを補正（インク滴の置換）する。具体的には、中間調処理画像に対して、エッジ開始部の置換画素データ上でマーキングされた画素を、ステップＳ７０２で算出したエッジ開始部で最も使用されるインク滴サイズとなるように画像データを修正し、修正後の画像データをステップＳ７０４へ送信する。ステップＳ７０２、ステップＳ７０３で行われる一連の処理の詳細は、図９−１、図９−２で説明する。

ステップＳ７０４では、ステップＳ７０１から送信される中間調処理画像内のエッジ終端部を構成する各画素（各インク滴）の割合を算出する。ここでいうエッジ終端部とは、図７（ｆ）で説明した入力画像のうち、隣接する画素がＸ（Ｘ＞０）→０である画素領域を指しており、この領域の滴構成を算出する。そして、最も使用割合が高い滴の情報をステップＳ７０５へ送信する。

ステップＳ７０５では、ステップＳ７０１で受信した中間調処理画像のうち、エッジ終端部の画像データを補正（インク滴の置換）する。具体的には、中間調処理画像に対して、エッジ終端部の置換画素データ上でマーキングされた画素を、ステップＳ７０４で算出したエッジ終端部で最も使用されるインク滴サイズとなるように画像データを修正し、修正後の画像データを送信し、全ての処理を終了する。ステップＳ７０４、ステップＳ７０５で行われる一連の処理の詳細は、図１０で説明する。そして、修正された中間調処理後の画像データを基に、画像が印刷される。

図９−２は、図８におけるスインク滴置換部１４が行なうステップＳ７０２、Ｓ７０３のエッジ部開始部の置換処理例を示す説明図である。図９−１（Ｉ）は２ｂｉｔの中間調処理画像、図９−１（ＩＩ）は置換後の中間調処理画像である。図９−１（ｈ）はエッジ開始部の置換画素データである。図９−２はエッジ開始部のインク滴割合の算出例を示す。図８のステップ７０２では、ステップＳ７０１で受信した中間調処理画像（２ｂｉｔ）のエッジ開始部となる領域画素の各インク滴の割合を算出する。図９−２（Ａ）に示すように、まずエッジ開始部を構成する画素のインク滴の構成を調べる。図９−２（Ａ）の場合、エッジ開始部の画素数は１１で、大滴の画素数は８となるため、大滴の構成比率は７３％（＝８／１１）となる。同様にして、中滴の構成比率は、２７％（＝３/１１）となる。

図８のステップＳ７０３では、前述した置換画素データを参照して、ステップＳ７０２で求めた各インク滴の構成比率のうち最も高い構成比率の滴で画素を置換する。図９−１の具体例では、まず、予め算出しておいたエッジ開始部の置換画素データ（図９−１（ｈ））を参照する。そして、中間調処理画像のうち、エッジ開始部の置換画素データに該当する画素を、ステップＳ７０２で算出した各インク滴割合で構成比率が最大である大滴で置換する。置換後の画像は図９−１（ＩＩ）となる。

図１０−１、図１０−２は、図８におけるインク滴置換部１４が行なうステップＳ７０４、Ｓ７０５のエッジ部終端部の置換処理例を示す説明図である。図１０−１（ＩＩ）は置換後の中間調処理画像（２ｂｉｔ）、図１０−１（ＩＩＩ）は置換後の中間調処理画像である。図１０−１（ｉ）はエッジ終端部の置換画素データである。図１０−２はエッジ終端部のインク滴割合の算出例を示す。図８のステップ７０４では、ステップＳ７０３でエッジ開始部の画素を置換した後の中間調処理画像（２ｂｉｔ）を受信し、エッジ終端部となる領域画素の各インク滴の割合を算出する。図１０−２の（Ｂ）に示すように、まずエッジ終端部の構成する画素の滴構成を調べる。図１０−２の（Ｂの場合、エッジ終端部の画素数は１０で、大滴の画素数は６となるため、大滴の構成比率は６０％（＝６／１０）となる。同様にして、中滴の構成比率は、４０％（＝４/１０）となる。

図８のステップ７０５では、前述した置換画素データを参照して、ステップＳ７０４で求めた各インク滴の構成比率のうち最も高い構成比率の滴で画素を置換する。図１０−１の具体例では、まず、予め算出しておいたエッジ開始部の置換画素データ（図１０−１（ｉ））を参照する。そして、エッジ開始部の画素を補正した中間調処理画像のうち、エッジ終端部の置換画素データに該当する画素を、ステップＳ７０４で算出した各インク滴割合で構成比率が最大である大滴で置換する。置換後の画像は図１０−１（ＩＩＩ）となる。

図１１は、インクジェット方式の画像形成装置のインク滴サイズに起因して発生するジャギー、および本実施の形態の効果を示す説明図である。複数ドット径サイズの滴（たとえば、小、中、大滴のような３値など）で、画像形成するインクジェット方式プリンタの場合、インク滴サイズに起因した凹凸が発生が発生する。すなわち、図１０の補正処理なしの画像に示すように、線や文字などのエッジ部において、大滴や中滴が混在して階調表現するがために、インク滴サイズに起因した凹凸が発生してしまう。このような凹凸が発生すると、文字や細線のガタツキ（ジャギー画像）が目立ち、画像品質が劣化してしまう。

そこで、本実施の形態では、このようなインク滴サイズに起因して発生するインクジェット特有の問題を解決することを目的に、エッジ部のインク滴サイズを補正する。その効果として、エッジ部を補正しない場合と、本実施の形態の方法により、エッジを補正した画像の比較結果を図１１に示した。図１１左の補正処理前の画像では、エッジ部に大滴、中滴が混在するので、凹凸が発生していた。これに対して、エッジ補正処理後の画像では、エッジ部のインク滴サイズを大滴の均一サイズとなるように補正することで、凹凸が改善されているのが明らかである。

このように、本実施の形態では、入力画像データの、白から色付きの画素へ変化する、または色付きから白の画素へ変化する領域をエッジ部として検出する。そして、エッジ部を構成する異なるドット径サイズのインク滴を単一サイズのインク滴構成となるように置換するように補正する。すなわち、インク滴置換部がインク滴置換決定部で決定した置換画素データの画素領域をインク滴サイズが均一となるようにインク滴を置換する。このため、入力画像のエッジ部のインク滴構成を修正することで、ドット径サイズに起因して発生するジャギーを低減することができる。

また、本実施の形態では、入力画像の主走査、および副走査方向で隣接する２画素が、白（画素値が０）と白以外（画素値が０より大きい）の順で並ぶ領域をエッジ開始画素領域、白以外と白の順で並ぶ領域をエッジ終端画素領域として、それぞれ算出する。これは、エッジ開始部とエッジ終端部でインク滴の構成が異なる場合があるので、エッジの開始部と終端部のそれぞれの画素領域を別々に算出しておき、各々の領域で異なる処理をすることで、より適切なインク滴サイズの置換を実現できる。

また、本実施の形態では、エッジ開始画素領域とエッジ終端画素領域のそれぞれにおいて、斜線画素領域に含まれない画素領域をエッジ開始部置換画素データとエッジ終端部置換画素データとして、それぞれ算出する。これにより、エッジ開始部とエッジ終端部でインク滴の構成が異なる場合に、各領域の置換画素データを作成しておくことで、そのデータを基にそれぞれ異なるインク滴サイズで置換するので、文字や線が太るといった副作用を軽減できる。

また、本実施の形態では、インク滴置換決定部１０で算出したエッジ画素領域からエッジ部を構成するインク滴サイズの割合比率を算出し、前記構成比率が最も高いインク滴で置換する。これにより、エッジ画素領域のインク滴構成比率を求め、最も使用頻度の割合が高い滴サイズのインクで置換するので、インク滴置換によってエッジ部の見た目の変化を軽減しつつ、エッジ部の凹凸を改善することが可能になる。

また、本施の形態では、インク滴置換決定部１０で算出したエッジ開始画素領域とエッジ終端画素領域のそれぞれにおいて、エッジ部を構成するインク滴サイズの割合比率を算出し、この比率が最も高いインク滴で各々置換する。エッジ画素領域のうち、エッジ開始画素領域とエッジ終端画素領域でそれぞれインク滴構成比率を求める。そして、最も使用頻度の割合が高い滴サイズのインクでそれぞれ置換するので、エッジ開始部、エッジ終端部でより適切なインク滴サイズの置換を実現することが可能になる。

ところで、本実施の形態で実行されるプログラムは、ＲＯＭ１０６に予め組み込まれて提供するものとしているが、これに限定されるものではない。本実施の形態で実行されるプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供してもよい。たとえば、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。

また、本実施の形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

本実施の形態で実行されるプログラムは、上述したインク適画素置換決定部１０、エッジ画素領域算出部１１、斜線画素領域算出部１２、中間調処理部１３、インク滴置換部１４、インク滴比率算出部１５を含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしてはＣＰＵ１０５（プロセッサ）が上記記録媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部がＲＡＭ１０７等の主記憶装置上にロードされる。そして、インク適置換決定部１０、エッジ画素領域算出部１１、斜線画素領域算出部１２、中間調処理部１３、インク滴置換部１４、インク滴比率算出部１５が主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、本発明は上記実施の形態で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、上述した実施の形態では、インクジェットプリンタを例にとったが、電子写真方式による各種画像形成装置などのドットによる画像書込み装置などにも適用可能である。

１０ インク滴画素置換決定部
１１ エッジ画素領域算出部
１２ 斜線画素領域算出部
１３ 中間調処理部
１４ インク滴置換部
１５ インク的比率算出部
１００ 画像形成装置
１０２ 作像部
１０５ ＣＰＵ
１０６ ＲＯＭ
１０７ ＲＡＭ

特許第４２１７７０６号公報

Claims (8)

1. 入力画像に対して予め定めたマスクパターンとのマッチングを行って前記入力画像の斜線部を構成する斜線画素領域を算出し、前記入力画像のエッジ部を構成するエッジ画素領域のうち、前記斜線画素領域に含まれない画素領域を置換画素として決定するインク滴置換決定部と、
   前記入力画像に対して中間調処理を行う中間調処理部と、
   前記中間調処理部で中間調処理された画像に対して、前記インク滴置換決定部で決定した置換画素の画素領域をインク滴サイズが均一となるようにインク滴を置換するインク滴置換部と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記インク滴置換決定部は、前記入力画像の主走査および副走査方向で隣接する２画素が、白と白以外の順で並ぶ領域をエッジ開始画素領域として算出し、前記白以外と白の順で並ぶ領域をエッジ終端画素領域として算出することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記インク滴置換決定部は、
   前記エッジ開始画素領域と前記エッジ終端画素領域のそれぞれにおいて、前記斜線画素領域に含まれない画素領域をエッジ開始部置換画素データとエッジ終端部置換画素データとして算出するエッジ画素領域算出部を有することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記インク滴置換部は、
   前記算出したエッジ画素領域からエッジ部を構成するインク滴サイズそれぞれの構成比率を算出するインク滴比率算出部を有し、
   前記インク滴比率算出部により算出された割合比率が最も高いインク滴で置換することを特徴とする請求項１、２または３に記載の画像処理装置。
5. 前記インク滴置換部は、
   算出した前記エッジ開始画素領域とエッジ終端画素領域のそれぞれにおいて、エッジ部を構成するインク滴サイズの割合比率を算出するインク滴比率算出部を有し、
   前記インク滴比率算出部により算出された前記構成比率が最も高いインク滴で各々置換することを特徴とする請求項１、２または３に記載の画像処理装置。
6. 入力画像に対して予め定めたマスクパターンとのマッチングを行って前記入力画像の斜線部を構成する斜線画素領域を算出し、前記入力画像のエッジ部を構成するエッジ画素領域のうち、前記斜線画素領域に含まれない画素領域を置換画素として決定するインク滴置換決定部と、前記入力画像に対して中間調処理を行う中間調処理部と、前記中間調処理部で中間調処理された画像に対して、前記インク滴置換決定部で決定した置換画素の画素領域をインク滴サイズが均一となるようにインク滴を置換するインク滴置換部と、を有する画像処理装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
7. 入力画像に対して予め定めたマスクパターンとのマッチングを行って前記入力画像の斜線部を構成する斜線画素領域を算出し、前記入力画像のエッジ部を構成するエッジ画素領域のうち、前記斜線画素領域に含まれない画素領域を置換画素として決定するインク滴置換画素決定工程と、
   前記入力画像に対して中間調処理を行う中間調処理工程と、
   前記中間調処理工程で中間調処理された画像に対して、前記インク滴置換画素決定工程で決定した置換画素の画素領域をインク滴サイズが均一となるようにインク滴を置換するインク滴置換工程と、
   を含むことを特徴とする画像処理方法。
8. 入力画像に対して予め定めたマスクパターンとのマッチングを行って前記入力画像の斜線部を構成する斜線画素領域を算出し、前記入力画像のエッジ部を構成するエッジ画素領域のうち、前記斜線画素領域に含まれない画素領域を置換画素として決定するインク滴置換画素決定ステップと、
   前記入力画像に対して中間調処理を行う中間調処理ステップと、
   前記中間調処理ステップで中間調処理された画像に対して、前記インク滴置換画素決定ステップで決定した置換画素の画素領域をインク滴サイズが均一となるようにインク滴を置換するインク滴置換ステップと、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム

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