JP6136635B2 - 画像処理装置、画像形成装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像形成装置、プログラムに関する。

例えば、電子写真方式やインクジェット方式等を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、入力された画像データに種々の画像処理を施した後、出力装置によって出力する。その画像処理として、例えば、二値等の画像データで擬似的に中間階調を再現することを目的とするハーフトーン処理がある。

特許文献１には、原稿をスキャンして得たＲＧＢ画像データを、ＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間に変換し、地色補正等の画像処理を行った後、Ｌａｂ色空間からＣＭＹＫ色空間に変換し、次に機器の設定が省トナーモードであるか否かを判定し、省トナーモードでない場合（通常モード）は、第１のディザマトリクスを選択し、省トナーモードの場合は、白マスク処理を行うため、第２のディザマトリクスを選択して、ＣＭＹＫ多値データを選択したディザマトリクスで２値化し、プリンタに出力するカラー画像処理装置が開示されている。
また特許文献２には、ディザ処理で用いるディザマスクのしきい値を変更することによりディザ画像の階調特性を補正するようにした階調補正方法および階調補正装置が開示されている。

特開２００５−８６７１９号公報 特開２００２−３１４８０７号公報

ハーフトーン処理を行なう際に、階調補正を併せて行う場合がある。このときハーフトーン処理を行うとともに階調補正を行う処理を、より高速に行うことが望まれる。

請求項１に記載の発明は、入力された画像情報について、当該画像情報が取り得る最大階調値に対しては階調補正に対応した閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を第１の出力値として出力し、他の階調値に対しては当該閾値との比較を行うことで決定される第２の出力値に変換して出力する変換部と、前記変換部により出力された前記第１の出力値に対しては補正を行うが、前記第２の出力値は変更しない補正部と、を備えることで入力された前記画像情報にハーフトーン処理を施すとともに前記階調補正を施し出力する画像処理装置である。
請求項２に記載の発明は、前記変換部は、ディザマスクを用いたディザマスク処理により変換を行い、前記階調補正に対応した前記閾値からなる前記ディザマスクのパターンを作成するディザマスクパターン作成部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置である。
請求項３に記載の発明は、前記ディザマスクパターン作成部は、元となるディザマスクの閾値と前記階調補正の程度を表す階調補正情報とに基づいて、当該階調補正に対応した前記閾値を算出することで前記ディザマスクのパターンを作成することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置である。
請求項４に記載の発明は、前記補正部は、マスクを用いたマスク処理により補正を行い、前記マスクのパターンを作成するマスクパターン作成部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像処理装置である。
請求項５に記載の発明は、前記マスクパターン作成部は、入力された画像情報の最大階調値を階調補正したときの階調値を比較値とし、当該比較値と元となるディザマスクの閾値との比較を行うことにより決定される閾値を算出することで前記マスクのパターンを作成することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置である。
請求項６に記載の発明は、前記補正部は、前記変換部により出力された前記第１の出力値を、前記変換部において前記画像情報が取り得る最大値に対して前記閾値との比較を行ったときに出力される第２の出力値に補正することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像処理装置である。
請求項７に記載の発明は、入力された画像情報にハーフトーン処理を施すとともに階調補正を施し出力する画像処理手段と、前記画像処理手段により出力された画像情報に基づき画像を形成する画像形成手段と、を備え、前記画像処理手段は、入力された画像情報について、当該画像情報が取り得る最大階調値に対しては前記階調補正に対応した閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を第１の出力値として出力し、他の階調値に対しては当該閾値との比較を行うことで決定される第２の出力値に変換して出力する変換部と、前記変換部により出力された前記第１の出力値に対しては補正を行うが、前記第２の出力値は変更しない補正部と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項８に記載の発明は、コンピュータに、入力された画像情報について、当該画像情報が取り得る最大階調値に対しては階調補正に対応した閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を第１の出力値として出力し、他の階調値に対しては当該閾値との比較を行うことで決定される第２の出力値に変換して出力する変換機能と、前記変換機能により出力された前記第１の出力値に対しては補正を行うが、前記第２の出力値は変更しない補正機能と、を実現させることで入力された前記画像情報にハーフトーン処理を施すとともに階調補正を施し出力する処理を行うプログラムである。

請求項１の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、ハーフトーン処理を行なうとともに階調補正を行う処理が、より高速となる画像処理装置を提供できる。
請求項２の発明によれば、ハーフトーン処理と階調補正とをディザマスクを使用することでまとめて行うことができる。
請求項３の発明によれば、ディザマスクパターンの閾値を作成することが、より容易になる。
請求項４の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、第１の出力値の補正がより容易になる。
請求項５の発明によれば、第１の出力値に対しては補正を行うが、第２の出力値を変更しないマスクが作成できる。
請求項６の発明によれば、入力された画像情報が取り得る最大階調値であった場合でも、補正部から出力される画像情報が、第２の出力値となる。
請求項７の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、色材の消費量を低減することができる画像形成装置を提供できる。
請求項８の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、ハーフトーン処理を行なうとともに階調補正を併せて行う処理が、より高速となる機能をコンピュータにより実現できる。

本実施の形態の画像形成装置の概要を示す図である。 画像形成装置の制御部における信号処理系を示すブロック図である。 ハーフトーン処理部についてさらに詳しく説明した図である。 第１の実施の形態におけるハーフトーン処理部の動作を説明したフローチャートである。 本実施の形態において、ディザマスクパターン保持部に保持されているディザマスクのパターンの一例を示した図である。 ディザマスクパターン作成部が生成したディザマスクのパターンの一例を示した図である。 本実施の形態において、マスクパターン作成部が作成したマスクのパターンの一例を示した図である。 （ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態において、変換部により変換され、補正部により補正される画像データの変化について説明した図である。 本実施の形態において、ディザマスクパターン保持部に保持されているディザマスクのパターンの一例を示した図である。 ディザマスクパターン作成部が生成したディザマスクのパターンの一例を示した図である。 本実施の形態において、マスクパターン作成部が作成したマスクのパターンの一例を示した図である。 （ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態において、変換部により変換され、補正部により補正される画像データの変化について説明した図である。 ディザマスクパターン作成部がディザマスクの作成を行うために使用するＬＵＴを作成する方法について説明した図である。 ディザマスクパターン作成部がディザマスクの作成を行うために使用するＬＵＴを作成する方法について説明した図である。

＜画像形成装置の全体構成の説明＞
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の画像形成装置１の概要を示す図である。
この画像形成装置１は、例えば電子写真方式にて各色成分トナー像が形成される複数(本実施の形態では４つ)の画像形成ユニット１０(具体的には１０Ｙ(イエロー)、１０Ｍ(マゼンタ)、１０Ｃ(シアン)、１０Ｋ(黒))を備える。また、この画像形成装置１は、各画像形成ユニット１０で形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)保持させる中間転写ベルト２０を具備する。さらに、この画像形成装置１は、中間転写ベルト２０に転写されたトナー像を用紙Ｐに一括転写(二次転写)させる二次転写装置３０を備える。さらにまた、この画像形成装置１は、二次転写されたトナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置５０、および画像形成装置１の各機構部を制御する制御部７０を有している。
本実施の形態では、画像形成ユニット１０、中間転写ベルト２０、二次転写装置３０、および定着装置５０により画像を形成する画像形成手段が構成される。

各画像形成ユニット１０(１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)は、使用されるトナーの色を除き、同じ構成を有している。そこで、イエローの画像形成ユニット１０Ｙを例に説明を行う。イエローの画像形成ユニット１０Ｙは、図示しない感光層を有し、矢印Ａ方向に回転可能に配設され、像を保持する感光体ドラム１１を具備している。この感光体ドラム１１の周囲には、帯電ロール１２、露光部１３、現像器１４、一次転写ロール１５、およびドラムクリーナ１６が配設される。

このうち、帯電ロール１２は、感光体ドラム１１に接触配置される回転体である。そして図示しない帯電電源に接続され、この帯電電源は、帯電ロール１２に対し予め定められた周波数の交流帯電バイアスを重畳した正極性または負極性の直流帯電バイアスを供給する。
また露光部１３は、帯電ロール１２によって帯電された感光体ドラム１１に、レーザ光Ｂｍによって静電潜像を書き込む。現像器１４は、対応する色成分トナー(イエローの画像形成ユニット１０Ｙではイエローのトナー)を収容し、このトナーによって感光体ドラム１１上の静電潜像を現像する。一次転写ロール１５は、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に一次転写する。ドラムクリーナ１６は、一次転写後の感光体ドラム１１上の残留物(トナー等)を除去する。

中間転写ベルト２０は、複数(本実施の形態では５つ)の支持ロールに回転可能に張架支持される。これらの支持ロールのうち、駆動ロール２１は、中間転写ベルト２０を張架するとともに中間転写ベルト２０を駆動して矢印Ｂ方向に回転させる。また、張架ロール２２および張架ロール２５は、中間転写ベルト２０を張架するとともに駆動ロール２１によって駆動される中間転写ベルト２０に従がって回転する。補正ロール２３は、中間転写ベルト２０を張架するとともに中間転写ベルト２０の搬送方向に直交する方向の蛇行を規制するステアリングロール(軸方向一端部を支点として傾動自在に配設される)として機能する。さらに、バックアップロール２４は、中間転写ベルト２０を張架するとともに二次転写装置３０の構成部材として機能する。
また、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ロール２１と対向する部位には、二次転写後の中間転写ベルト２０上の残留物(トナー等)を除去するベルトクリーナ２６が配設されている。

二次転写装置３０は、中間転写ベルト２０のトナー像保持面側に圧接配置される二次転写ロール３１と、中間転写ベルト２０の裏面側に配置されて二次転写ロール３１の対向電極をなすバックアップロール２４とを備えている。このバックアップロール２４には、トナーの帯電極性と同極性の二次転写バイアスを印加する給電ロール３２が接触して配置されている。一方、二次転写ロール３１は接地されている。

また、用紙搬送系は、用紙トレイ４０、搬送ロール４１、レジストレーションロール４２、搬送ベルト４３、および排出ロール４４を備える。用紙搬送系では、用紙トレイ４０に積載された用紙Ｐを搬送ロール４１にて搬送した後、レジストレーションロール４２で一旦停止させ、その後予め定められたタイミングで二次転写装置３０の二次転写位置へと送り込む。また、二次転写後の用紙Ｐを、搬送ベルト４３を介して定着装置５０へと搬送し、定着装置５０から排出された用紙Ｐを排出ロール４４によって機外へと送り出す。

次に、この画像形成装置１の基本的な作像プロセスについて説明する。今、図示外のスタートスイッチがオン操作されると、予め定められた作像プロセスが実行される。具体的に述べると、例えばこの画像形成装置１をプリンタとして構成する場合には、ＰＣ(パーソナルコンピュータ)等、外部から入力されるデジタル画像信号をメモリに一時的に蓄積する。そして、メモリに蓄積されている４色(Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色)のデジタル画像信号に基づいて各色のトナー像形成を行う。すなわち、各色のデジタル画像信号に応じて各画像形成ユニット１０(具体的には１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)をそれぞれ駆動する。次に、各画像形成ユニット１０では、帯電ロール１２により帯電された感光体ドラム１１に、露光部１３によりデジタル画像信号に応じたレーザ光Ｂｍを照射することで、静電潜像を形成する。そして、感光体ドラム１１に形成された静電潜像を現像器１４により現像し、各色のトナー像を形成させる。なお、この画像形成装置１を複写機として構成する場合には、図示しない原稿台にセットされる原稿をスキャナで読み取り、得られた読み取り信号を処理回路によりデジタル画像信号に変換した後、上記と同様にして各色のトナー像の形成を行うようにすればよい。

その後、各感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが接する一次転写位置で、一次転写ロール１５によって中間転写ベルト２０の表面に順次一次転写される。一方、一次転写後に感光体ドラム１１上に残存するトナーは、ドラムクリーナ１６によってクリーニングされる。

このようにして中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は中間転写ベルト２０上で重ね合わされ、中間転写ベルト２０の回転に伴って二次転写位置へと搬送される。一方、用紙Ｐは予め定められたタイミングで二次転写位置へと搬送され、バックアップロール２４に対して二次転写ロール３１が用紙Ｐを挟持する。

そして、二次転写位置において、二次転写ロール３１とバックアップロール２４との間に形成される転写電界の作用で、中間転写ベルト２０上に保持されたトナー像が用紙Ｐに二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト４３により定着装置５０へと搬送される。定着装置５０では、用紙Ｐ上のトナー像が加熱・加圧定着され、その後、機外に設けられた排紙トレイ(図示せず)に送り出される。一方、二次転写後に中間転写ベルト２０に残存するトナーは、ベルトクリーナ２６によってクリーニングされる。

＜信号処理系の説明＞
図２は、画像形成装置１の制御部７０における信号処理系を示すブロック図である。
なお図２では、制御部７０における信号処理系のみならず、画像形成装置１の外部装置であるＰＣ（Personal Computer）および信号処理系により処理された画像信号に基づき、画像の形成を行なうマーキングエンジンについても併せて図示している。このマーキングエンジンは、例えば、図１で説明した画像形成装置１において実際に画像を形成する画像形成手段に対応する。なお、この例では、画像形成装置１をプリンタとして構成する例を示している。以下、図２を参照しつつ画像信号の処理の流れについて説明を行なう。

制御部７０は、本実施の形態では、画像処理装置（画像処理手段）として機能する。制御部７０は、印刷データを受け取りページ記述言語(ＰＤＬ：Page Description Language)に変換するＰＤＬ生成部７１と、ＰＤＬ生成部７１により生成されたＰＤＬからラスタイメージを作成するラスタライズ（rasterize）部７２と、ＲＧＢデータをＹＭＣＫデータに変換する色変換処理部７３と、色変換処理部７３により変換されたラスタイメージの調整を行なうラスタイメージ調整部７４と、ハーフトーン処理を行なうハーフトーン処理部７５とを備える。

本実施の形態では、まずＰＤＬ生成部７１がＰＣから印刷データを受け取る。この画像データは、ＰＣを使用するユーザが、画像形成装置１により印刷したい画像データ（画像情報）である。画像データを受け取ったＰＤＬ生成部７１は、これをＰＤＬで記述されたコードデータに変換して出力する。

ラスタライズ部７２は、ＰＤＬ生成部７１から出力されてくるＰＤＬで記述されたコードデータを各画素毎のラスタデータに変換し、ラスタイメージとする。そして、ラスタライズ部７２は、変換後のラスタデータをＲＧＢ(Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ)のビデオデータ(ＲＧＢビデオデータ)として出力する。このとき、ラスタライズ部７２は、１ページ毎にＲＧＢデータを出力することになる。

色変換処理部７３は、ラスタライズ部７２から入力されるＲＧＢデータをデバイスインディペンデントな［ＸＹＺ］、［Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊］、［Ｌ^＊ｕ^＊ｖ^＊］等のカラーバリューに変換した後、画像形成装置１の再現色(イエロー、マゼンタ、シアン、黒)であるＹＭＣＫデータに変換して出力する。このＹＭＣＫデータは、色毎に分離されたＹ色データ、Ｍ色データ、Ｃ色データ、Ｋ色データで構成される。

ラスタイメージ調整部７４は、色変換処理部７３から入力されるＹＭＣＫデータに対し、γ変換、精細度処理、中間調処理等を施すことで、より良好な画質を画像形成装置１で得られるように各種の調整を行なう。

ハーフトーン処理部７５は、詳しくは後述するが、主走査方向および副走査方向に予め定められた閾値配列を有するディザマスクを使用したディザマスク処理により、画像情報にハーフトーン処理を行なう。これにより画像データは、例えば、多値で表されるものから二値で表されるものとなる。なお本実施の形態では、ハーフトーン処理部７５は、入力された画像データにハーフトーン処理を施すだけでなく、階調補正を施し出力する機能を有する。ハーフトーン処理部７５には、入力された画像データに階調補正を施すために必要な階調補正データが入力される。

次に本実施の形態のハーフトーン処理部７５の構成についてさらに詳しく説明を行う。

＜ハーフトーン処理部の説明＞
図３は、本実施の形態のハーフトーン処理部７５について説明した図である。
図示したようにハーフトーン処理部７５は、ディザマスク処理により入力された画像データ（入力画像データ）を変換する変換部７５１と、マスク処理を行うことで変換部７５１により変換された画像データに対し補正を行う補正部７５２と、変換部７５１で行うディザマスク処理で用いるディザマスクのパターンを作成するディザマスクパターン作成部７５３と、ディザマスクのパターンを作成するために必要となる元となるディザマスクのパターンを保持するディザマスクパターン保持部７５４と、補正部７５２で行うマスク処理で用いるマスクのパターンを作成するマスクパターン作成部７５５と、階調補正を行うための階調補正データを取得する階調補正データ取得部７５６とを備える。

変換部７５１は、入力画像データを上述したようにディザマスクを用いたディザマスク処理により変換を行う。この変換は、ディザマスクを用いてハーフトーン処理を行うものである。
また変換部７５１は、入力画像データについて、画像データが取り得る最大階調値（Ｙ色データ、Ｍ色データ、Ｃ色データ、Ｋ色データのそれぞれについて最も濃い色を出力する画像データ）に対してはディザマスクの閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を出力する。本実施の形態では、この場合出力される出力値を、「第１の出力値」と言うことにする。ハーフトーン処理部７５から最終的に出力される画像データ（出力画像データ）が二値画像データであったときは、この値は、「１」となる。
一方、画像データが最大階調値以外の他の階調値に対してはディザマスクの閾値との比較を行なうことで決定される出力値を出力する。本実施の形態では、この場合出力される出力値を、「第２の出力値」と言うことにする。このとき出力画像データが二値画像データであったときは、入力画像データが閾値以上であれば、「１」が出力され、それ以外であれば、「０」が出力される。

補正部７５２は、変換部７５１から出力された出力値に対し補正を行う。実際には、補正部７５２は、マスクを用いたマスク処理を行うことで補正を行う。このとき補正部７５２は、変換部７５１により出力された第１の出力値に対しては補正を行うが、第２の出力値は変更しない。そして詳しくは後述するが、補正部７５２は、変換部７５１により出力された第１の出力値を、変換部７５１において画像データが取り得る最大値に対してディザマスクの閾値との比較を行ったときに出力される第２の出力値に補正する。

ディザマスクパターン作成部７５３は、変換部７５１で用いるディザマスクのパターンを作成する。詳しくは後述するが、このディザマスクのパターンは、ハーフトーン処理を行うだけでなく、階調補正を行うように構成されたものとなる。

ディザマスクパターン保持部７５４は、ディザマスクパターン作成部７５３でディザマスクのパターンを作成するために必要となる元となるディザマスクのパターンを保持する。詳しくは後述するが、この元となるディザマスクのパターンは、階調補正を考慮しないで構成されたものである。そして、ディザマスクパターン作成部７５３は、この元となるディザマスクのパターンから、閾値を予め定められた規則により変更する。これによりディザマスクのパターンは、ハーフトーン処理を行うとともに階調補正も行うことができるものとなる。

マスクパターン作成部７５５は、詳しくは後述するが、補正部７５２で用いるマスクのパターンを作成する。

階調補正データ取得部７５６は、階調補正を行う程度を表す階調補正データ（階調補正情報）を取得する。具体的には、階調補正データは、０〜１の値を採り、階調補正を行わないときに対して濃度再現を行いたい割合を示す。例えば、階調補正を行わないときは、階調補正データは、１であり、７０％の濃度再現を行いたい場合は、０．７となる。この階調補正データは、ユーザが入力してもよく、予め定められた規定値を使用してもよい。

本実施の形態では、出力画像データは、全ての入力画像データに対し、変換部７５１でディザマスクの閾値との比較を行ない、この比較結果により出力値を決定した場合と、最終的な出力値は、同じとなる。ただし、本実施の形態のように変換部７５１と補正部７５２とによる２段階の処理を行った方が、全体の処理としては、より軽い処理となり、ハーフトーン処理部７５は、より高速に処理を行うことができる。
以下、ハーフトーン処理部７５の動作について具体例を用いてさらに詳しく説明を行う。

＜ハーフトーン処理部の動作の説明＞
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について説明する。
ハーフトーン処理部７５に入力される入力画像データは、実際には、階調値として０〜２５５の整数値を採る８ｂｉｔのものが使用されることが多い。ただし以下の説明では、説明を簡単にするため、ハーフトーン処理部７５に入力される入力画像データは、階調値として０〜６３の整数値を採る６ｂｉｔのものであるとする。また第１の実施の形態では、ハーフトーン処理部７５から最終的に出力される出力画像データの出力値は、１ｂｉｔであり、「０」または「１」の二値の何れかを採る。

図４は、第１の実施の形態におけるハーフトーン処理部７５の動作を説明したフローチャートである。
以下、図３および図４を使用してハーフトーン処理部７５の動作を説明する。

まず階調補正データ取得部７５６が階調補正データを取得する（ステップ１０１）。本実施の形態では、階調補正データ取得部７５６は、階調補正データとして「０．７」を取得したとする。

次にディザマスクパターン作成部７５３が、ディザマスクパターン保持部７５４から元となるディザマスクのパターンを取得する（ステップ１０２）。

図５は、本実施の形態において、ディザマスクパターン保持部７５４に保持されているディザマスクのパターンの一例を示した図である。
図示するようにこのディザマスクは、８行×８列の閾値パターンを有するパターンを有する。このパターンでは、閾値として１〜６２の整数がそれぞれ１つずつと、閾値として６３の整数が２つランダムに配列したものとなっている。

次にディザマスクパターン作成部７５３が、階調補正データ取得部７５６が取得した階調補正データとディザマスクパターン保持部７５４から取得した図５に例示されるディザマスクのパターンとから、変換部７５１で用いるディザマスクのパターンを作成する（ステップ１０３）。

ここでは、図５のディザマスクのパターンの各閾値を生成前閾値とし、ディザマスクパターン作成部７５３が作成するディザマスクのパターンの各閾値を生成後閾値とする。
このとき生成後閾値は、生成前閾値と階調補正データとから、次の（１）式により、算出することができる。

（生成後閾値）＝（生成前閾値）／（階調補正データ） …（１）

図６は、本実施の形態において、ディザマスクパターン作成部７５３が生成したディザマスクのパターンの一例を示した図である。
なおこの場合、（１）式における階調補正データは、０．７であり、（１）式により算出された生成後閾値は、小数点以下を四捨五入した値が採用される。
このように閾値を変更することで、この閾値は、階調補正に対応したものとなり、ハーフトーン処理のみでなく、階調補正も行うことができるディザマスクのパターンの作成が行われる。
ここでディザマスクパターン作成部７５３は、元となるディザマスクの閾値と階調補正データとに基づいて、階調補正に対応した生成後閾値を算出することでディザマスクのパターンを作成すると言うこともできる。

図４に戻り、マスクパターン作成部７５５が、補正部７５２で用いるマスクのパターンを作成する（ステップ１０４）。
図７は、本実施の形態において、マスクパターン作成部７５５が作成したマスクのパターンの一例を示した図である。
図示するようにこのマスクは、８行×８列の閾値パターンを有し、それぞれの閾値が、「０」または「１」からなるパターンを有する。

このマスクは、階調補正データ取得部７５６が取得した階調補正データとディザマスクパターン保持部７５４から取得した図５に例示されるディザマスクのパターンから作成することができる。
具体的には、まず次の（２）式により比較値を算出する。

（比較値）＝６３×（階調補正データ） …（２）

なおこここでも、（２）式における階調補正データは、０．７である。
そして図５のディザマスクのパターンの各閾値である生成前閾値と比較値を比較し、次の関係により、マスクのパターンの各閾値である生成後閾値を導出する。

（生成前閾値）＞（比較値）ならば、（生成後閾値）＝０
その他の場合は、（生成後閾値）＝１

これにより図７で示すマスクのパターンを算出することができる。
ここでマスクパターン作成部７５５は、入力画像データの最大階調値を階調補正したときの階調値を比較値とし、この比較値と元となるディザマスクの閾値との比較を行うことにより決定される閾値を算出することでマスクのパターンを作成すると言うこともできる。

以上のようにしてディザマスクのパターンとマスクのパターンが生成した後、入力画像データの処理を行う。
つまりまず変換部７５１が、図６に例示されるディザマスクを用いて、入力画像データのハーフトーン処理を行う（ステップ１０５）。
ここで上述のように、変換部７５１は、入力画像データについて、入力画像データが取り得る最大階調値に対してはディザマスクの閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を第１の出力値として出力する。この場合、第１の出力値として、「１」が出力される。
さらに入力画像データが最大階調値以外の他の階調値に対してはディザマスクの閾値との比較を行なうことで決定される第２の出力値を出力する。このとき入力画像データが閾値以上であれば、第２の出力値として、「１」が出力され、それ以外であれば、「０」が出力される。

そして補正部７５２が、図７に例示されるマスクを用いたマスク処理を行い、ハーフトーン処理後の画像データに対し補正を行う（ステップ１０６）。このとき行うマスク処理は、変換部７５１の出力値が「１」かつマスクの閾値が「１」であれば、「１」を出力し、その他の場合は、「０」を出力する。
そして図７のマスクを使用し、ステップ１０６で示した規則によりマスク処理することで、変換部７５１により出力された第１の出力値に対しては補正を行うが、第２の出力値に対しては変更しないようにすることができる。即ち、第２の出力値にマスク処理を行ったとしても、第２の出力値の値は変化することはない。本実施の形態では、マスクパターンの生成の仕方に特徴があり、その結果、第２の出力値に対してマスク処理しても値が変わらない。
一方、このマスクは、変換部７５１により出力された第１の出力値を、変換部７５１において入力画像データが取り得る最大階調値に対してディザマスクの閾値との比較を行ったときに出力される第２の出力値に補正するようにすることができる。

さらに具体的に説明すると、第１の出力値は、「１」の場合しかないが、このときマスクの閾値が「０」のときは第１の出力値を「０」に変更し、マスクの閾値が「１」のときは出力値として「１」を出力する。
第２の出力値が「０」のときは、マスクの閾値が「０」または「１」の可能性があるが、どちらであっても出力値は「０」になる。
第２の出力値が「１」のときは、マスクの閾値は「１」のみになり、出力値は「１」となる。
結果的に、上記マスクを使用したマスク処理をしても第２の出力値の値は変わらないことになる。

図８（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態において、変換部７５１により変換され、補正部７５２により補正される画像データの変化について説明した図である。
ここで図８（ａ）〜（ｃ）は、入力画像データが、全て６３だった場合を示している。つまり入力画像データは、全て最大階調値を採る。さらに図８（ｄ）〜（ｆ）は、入力画像データが、最大階調値以外の他の階調値として全て３２だった場合を示している。

図８（ａ）に図示するように入力画像データが、全て６３だった場合は、変換部７５１では、ディザマスクの閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大階調値を第１の出力値として出力する。この場合、図８（ｂ）に示すように変換部７５１による変換後の画像データは、全て「１」となる。さらに補正部７５２によりマスク処理した後の画像データは、図８（ｃ）に示すものとなる。

一方、図８（ｄ）に図示するように入力画像データが、全て３２だった場合は、変換部７５１によって、ディザマスクの閾値との比較を行ない、第２の出力値として出力する。この場合、変換後の画像データは、図８（ｅ）に示すものとなる。さらに補正部７５２によりマスク処理した後の画像データは、図８（ｆ）に示すものとなる。ここで図８（ｅ）と図８（ｆ）とを比較すると同じものであることがわかる。つまり補正部７５２は、変換部７５１により出力された第２の出力値に対しては値を変更しない。

なお入力画像データが、全て６３だった場合に、ディザマスクの閾値との比較を行なったときに出力される画像データは、図８（ｃ）と同様となる。つまり補正部７５２は、変換部７５１により出力された第１の出力値に対して補正を行う。そして補正部７５２は、変換部７５１でディザマスクの閾値との比較を行ったときに出力される第２の出力値に補正する。

［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、ハーフトーン処理部７５から最終的に出力される出力画像データは、二値画像データであった。即ち、出力値は、１ｂｉｔであり、「０」か「１」の何れかを採るものであった。しかし第２の実施の形態では、出力画像データは、四値画像データである。つまり出力値は、２ｂｉｔであり、「０」、「１」、「２」、「３」の値の何れかを採る。

第２の実施の形態におけるハーフトーン処理部７５の動作は、図４に示すフローチャートと同様のものとなる。
以下、第２の実施の形態におけるハーフトーン処理部７５の動作を、図３および図４を使用しつつ、第１の実施の形態と相違する箇所を中心に説明を行う。

図９は、本実施の形態において、ディザマスクパターン保持部７５４に保持されているディザマスクのパターンの一例を示した図である。図４では、ステップ１０２に対応する。
図示するようにこのディザマスクは、８行×８列の閾値パターンを有するパターンを有する。ただしこの閾値はそれぞれ３つずつ用意されており、３つの閾値は、異なる値を採る。

また図１０は、ディザマスクパターン作成部７５３が生成したディザマスクのパターンの一例を示した図である。図４では、ステップ１０３に対応する。
なおこの場合も階調補正データは、０．７とし、上記（１）式を使用して生成後閾値を算出することでディザマスクのパターンを生成することができる。

さらに図１１は、本実施の形態において、マスクパターン作成部７５５が作成したマスクのパターンの一例を示した図である。図４では、ステップ１０４に対応する。
図示するようにこのマスクは、８行×８列の閾値パターンを有し、それぞれの閾値が、「０」、「１」、「２」、「３」の何れかの値からなるパターンを有する。
このマスクは、第１の実施の形態と同様に、上記（２）式を使用し比較値を算出する。そして階調補正データ取得部７５６が取得した階調補正データ（この場合、０．７）と図９に例示されるディザマスクのパターンから作成することができる。このとき図９の３つの生成前閾値が「ａ」、「ｂ」、「ｃ」であったとすると、生成後閾値は次のようになる。

（比較値）＜ａ ならば、（生成後閾値）＝０
ａ≦（比較値）＜ｂ ならば、（生成後閾値）＝１
ｂ≦（比較値）＜ｃ ならば、（生成後閾値）＝２
ｃ≦（比較値） ならば、（生成後閾値）＝３

またステップ１０５で、入力画像データのハーフトーン処理を行う際には、次のようにする。

変換部７５１は、入力画像データについて、入力画像データが取り得る最大階調値に対してはディザマスクの閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を第１の出力値として出力する。この場合、第１の出力値として、「３」が出力される。

また入力画像データについて、入力画像データが最大階調値以外の他の階調値に対してはディザマスクの閾値との比較を行なうことで決定される第２の出力値を出力する。このとき入力画像データとそれぞれ３つずつ用意された閾値との比較が行われる。このとき３つの閾値が「ａ」、「ｂ」、「ｃ」であったとすると、出力値は次のようになる。

（入力画像データ）＜ａ ならば、「０」を出力
ａ≦（入力画像データ）＜ｂ ならば、「１」を出力
ｂ≦（入力画像データ）＜ｃ ならば、「２」を出力
ｃ≦（入力画像データ） ならば、「３」を出力

本実施の形態において、ステップ１０６で、マスク処理を行う際の方法は、第１の実施の形態と異なる方法となる。即ち、変換部７５１の出力値が、「３」の場合は、マスクの閾値をそのまま出力し、その他の場合は、変換部７５１の出力値をそのまま出力する。

図１２（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態において、変換部７５１により変換され、補正部７５２により補正される画像データの変化について説明した図である。
ここで図１２（ａ）〜（ｃ）は、入力画像データの階調値が、全て最大階調値である６３だった場合を示している。さらに図１２（ｄ）〜（ｆ）は、入力画像データの階調値が、最大階調値以外の他の階調値として全て３２だった場合を示している。

図１２（ａ）に図示するように入力画像データが、全て６３だった場合は、変換部７５１によって、ディザマスクの閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大階調値を第１の出力値として出力する。この場合、図１２（ｂ）に示すように変換部７５１による変換後の画像データは、全て「３」となる。さらに補正部７５２によりマスク処理した後の画像データは、図１２（ｃ）に示すものとなる。

一方、図１２（ｄ）に図示するように入力される画像データが、全て３２だった場合は、変換部７５１によって、ディザマスクの閾値との比較を行ない、第２の出力値として出力する。この場合、変換後の画像データは、図１２（ｅ）に示すものとなる。さらに補正部７５２によりマスク処理した後の画像データは、図１２（ｆ）に示すものとなる。ここで図１２（ｅ）と図１２（ｆ）とを比較すると同じものであることがわかる。つまり補正部７５２は、変換部７５１により出力された第２の出力値は変更しない。

さらに入力画像データが、全て６３だった場合に、ディザマスクの閾値との比較を行なったとしたときに出力される画像データは、図１２（ｃ）と同様のものとなる。つまり補正部７５２は、変換部７５１により出力された第１の出力値に対して補正を行うとともに、変換部７５１でディザマスクの閾値との比較を行ったときに出力される第２の出力値に補正する。

このように本実施の形態では、ハーフトーン処理部７５の変換部７５１において、入力画像データについて、入力画像データが取り得る最大階調値に対してはディザマスクの閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を出力する。

ハーフトーン処理部７５をこのような構成とするのは、特にオフィスなどで用紙Ｐに画像形成を行う画像は、黒文字が多く、画像が写真等の場合に用いられる中間階調が少ないためである。つまり黒文字の場合、その画像データは通常最大階調値を採るため、ディザマスクの閾値との比較を行わず、処理後の最大階調値が出力される。そして黒文字が多い場合、この処理が多くなるため、ハーフトーン処理部７５は、より高速に処理を行うことができる。

ここで画像形成装置１に色材であるトナーを節約するためトナーセーブ機能が搭載されることがある。これは、形成される画像全体の色を明るくすることでトナーの消費量を節約する機能であり、用紙Ｐに形成される画像の色は、全体に薄くなる。

しかしながら上記構成のハーフトーン処理部７５では、黒の階調は変化しないため、トナーの消費量は、あまり変化しない。よってトナーの消費量を小さくするためには、黒の階調値を小さくし、グレーの画像として出力することが求められる。これを実現するため、例えば、入力された全ての画像データに対しディザマスクの閾値との比較を行ない、この比較結果により出力値を決定することが考えられる。ただしこの方法では、ハーフトーン処理部７５で行う処理が増加する。よってこの処理をソフトウェアで行う場合は、ソフトウェアの速度低下が生じ、この処理をハードウェアで行う場合は、必要とされるハードウェア資源が増加することになる。

以上説明した第１の実施の形態および第２の実施の形態によれば、変換部７５１と補正部７５２とを設け、この２段階の処理を行うことで、全体の処理としては、より軽い処理となり、ハーフトーン処理部７５は、より高速に処理を行うことができる。また既に変換部７５１を備えたハーフトーン処理部７５があったときに、補正部７５２を後から追加することで、容易に本実施の形態のハーフトーン処理部７５を実現することができる。これはハーフトーン処理部７５の処理を、ソフトウェアで行う場合でもハードウェアで行う場合でも、補正部７５２を実現するソフトウェアやハードウェアを追加すればよい。よってソフトウェアやハードウェアの仕様を全面的に変更する必要はなく、仕様の変更が比較的容易となる。

なお第１の実施の形態と第２の実施の形態とを比較したとき、第１の実施の形態の方がハーフトーン処理部７５の処理は、高速となる。一方、第２の実施の形態の方が、色再現性は良好なものとなる。

なお上述した例では、補正部７５２で第１の出力値と第２の出力値の双方に対してマスク処理を行っていたが、上述の通り、補正部７５２にてマスク処理を行っても、第２の出力値の値は変わらない。よって、補正部７５２では、第１の出力値のみに対して補正部７５２にてマスク処理を行い、第２の出力値に対しては、何も処理を行わなくてもよい。つまりこの場合、第２の出力値の場合、補正部７５２をスルーする。これは、補正部７５２は、変換部７５１により出力された第１の出力値に対して選択的に補正を行うと言い換えることもできる。

また上述した例では、階調補正データは、０．７の固定であり、この場合、階調補正は、線形性を有するものとなる。ただしこれに限られるものではなく、階調補正を非線形性を有するように行ってもよい。

さらに上述した例では、ディザマスクパターン作成部７５３がディザマスクの作成を行うのに（１）式を使用していたが、これに限られるものではなく、例えば、ＬＵＴ（Look up Table）を用いる方法でもよい。

図１３〜図１４は、ディザマスクパターン作成部７５３がディザマスクの作成を行うために使用するＬＵＴを作成する方法について説明した図である。
まず図１３に示すように入力の階調値（ｉｎ）を０〜６３として、これに階調補正データ（この場合、０．７）を乗算することで階調補正後の階調値（ｏｕｔ）を算出する。

そして図１３のＬＵＴを基にｉｎとｏｕｔを逆にした図１４に示す逆ＬＵＴを作成する。そしてこの逆ＬＵＴを用いることで、ディザマスクパターン作成部７５３がディザマスクの作成を行う。即ち、生成前閾値を図１４のｉｎの欄の中から探し、これに対応するｏｕｔの値を生成後閾値とすればよい。
このようにＬＵＴを用いる方法では、階調補正を非線形性を有するように行う場合でも容易に対応が可能である。

さらに上述した例では、電子写真方式の画像形成装置１について説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば、インクジェット方式の画像形成装置についても適用できる。なおこの場合インクが色材となる。

＜プログラムの説明＞
なお本実施の形態におけるハーフトーン処理部７５が行なう処理は、例えば、図示しないＣＰＵが、図示しないＲＯＭ等に記憶されたソフトウェア（プログラム）を図示しないＲＡＭ等にロードして実行することにより行なわれる。

よってハーフトーン処理部７５が行なう処理は、コンピュータに、入力された画像データについて、画像データが取り得る最大階調値に対しては階調補正に対応した閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を第１の出力値として出力し、他の階調値に対しては閾値との比較を行うことで決定される第２の出力値に変換して出力する変換機能と、変換機能により出力された第１の出力値に対しては補正を行うが、第２の出力値は変更しない補正機能と、を実現させることで入力された画像データにハーフトーン処理を施すとともに階調補正を施し出力する処理を行うプログラムとして捉えることもできる。

尚、本実施の形態を実現するプログラムは、通信手段により提供することはもちろん、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納して提供することも可能である。

１…画像形成装置、７０…制御部、７５…ハーフトーン処理部、７５１…変換部、７５２…補正部、７５３…ディザマスクパターン作成部、７５４…ディザマスクパターン保持部、７５５…マスクパターン作成部、７５６…階調補正データ取得部

Claims (8)

1. 入力された画像情報について、当該画像情報が取り得る最大階調値に対しては階調補正に対応した閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を第１の出力値として出力し、他の階調値に対しては当該閾値との比較を行うことで決定される第２の出力値に変換して出力する変換部と、
   前記変換部により出力された前記第１の出力値に対しては補正を行うが、前記第２の出力値は変更しない補正部と、
   を備えることで入力された前記画像情報にハーフトーン処理を施すとともに前記階調補正を施し出力する画像処理装置。
2. 前記変換部は、ディザマスクを用いたディザマスク処理により変換を行い、
   前記階調補正に対応した前記閾値からなる前記ディザマスクのパターンを作成するディザマスクパターン作成部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記ディザマスクパターン作成部は、元となるディザマスクの閾値と前記階調補正の程度を表す階調補正情報とに基づいて、当該階調補正に対応した前記閾値を算出することで前記ディザマスクのパターンを作成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. 前記補正部は、マスクを用いたマスク処理により補正を行い、
   前記マスクのパターンを作成するマスクパターン作成部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記マスクパターン作成部は、入力された画像情報の最大階調値を階調補正したときの階調値を比較値とし、当該比較値と元となるディザマスクの閾値との比較を行うことにより決定される閾値を算出することで前記マスクのパターンを作成することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記補正部は、前記変換部により出力された前記第１の出力値を、前記変換部において前記画像情報が取り得る最大値に対して前記閾値との比較を行ったときに出力される第２の出力値に補正することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像処理装置。
7. 入力された画像情報にハーフトーン処理を施すとともに階調補正を施し出力する画像処理手段と、
   前記画像処理手段により出力された画像情報に基づき画像を形成する画像形成手段と、
   を備え、
   前記画像処理手段は、
   入力された画像情報について、当該画像情報が取り得る最大階調値に対しては前記階調補正に対応した閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を第１の出力値として出力し、他の階調値に対しては当該閾値との比較を行うことで決定される第２の出力値に変換して出力する変換部と、
   前記変換部により出力された前記第１の出力値に対しては補正を行うが、前記第２の出力値は変更しない補正部と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
8. コンピュータに、
   入力された画像情報について、当該画像情報が取り得る最大階調値に対しては階調補正に対応した閾値との比較を行わず変換後に取り得る最大値を第１の出力値として出力し、他の階調値に対しては当該閾値との比較を行うことで決定される第２の出力値に変換して出力する変換機能と、
   前記変換機能により出力された前記第１の出力値に対しては補正を行うが、前記第２の出力値は変更しない補正機能と、
   を実現させることで入力された前記画像情報にハーフトーン処理を施すとともに階調補正を施し出力する処理を行うプログラム。

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