JP7471922B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関する。

疑似階調法を用いて画像を記録する画像記録装置においては、ハイライト領域（明部）で粒状感を抑制することと、高濃度領域（暗部）で高い光学濃度を表現することの両立が求められる。

特許文献１には、ハイライト領域では１画素領域よりも小さなドットを記録して粒状感を抑え、高濃度領域では１画素領域に上記ドットを複数記録することにより高い光学濃度を表現可能なインクジェット記録システムが開示されている。特許文献１によれば、記録媒体の各画素領域に対しドットの記録又は非記録を定めるドット配置パターンと、マルチパス記録を行う際に用いるマスクパターンとを予め関連付けて作成しておくことにより、上記のような効果が得られている。

特開２００５－２８０２７６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるドット配置パターンは、各画素が有する数レベルの量子化値を、より高い解像度で配列する記録画素のそれぞれについてドットの記録（１）又は非記録（０）を定める２値の量子化値に変換するためのものである。このため、特許文献１の構成では、上記数レベルの量子化値を得るために、記録装置が有する記録解像度よりも低い解像度の下で量子化処理が行われることになり、記録後の出力画像において十分な解像性が得られないことがあった。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものである。よってその目的とするところは、ハイライト領域における粒状感の抑制と高濃度領域における高い光学濃度表現とを実現しつつ、記録装置の記録解像度に相応した高い解像性を有する画像を出力することが可能な画像記録装置を提供することである。

そのために本発明は、所定の解像度で配列する画素のそれぞれが有する多値の階調値を、閾値マトリクスを用いて量子化することにより、前記所定の解像度で配列する画素のそれぞれについてドットの記録または非記録を示す量子化値を生成する量子化手段と、前記量子化手段が生成した量子化値と、記録ヘッドの記録走査において各画素に対するドットの記録の許容または非許容を定めるパスマスクとに基づいて、前記記録走査でドットを記録する画素を決定する決定手段とを備え、ドットを記録することが可能な記録素子が配列されて成る前記記録ヘッドを記録媒体に対し所定の方向に走査させる前記記録走査と、前記記録媒体を前記所定の方向と交差する方向へ搬送する搬送動作とを交互に行うことにより、前記記録媒体の単位領域の画像を複数回の前記記録走査によって前記所定の解像度で記録するための画像処理を行う画像処理装置であって、前記パスマスクは、前記閾値マトリクスにおいて第１の閾値が設定されている画素に対しドットの記録が許容される前記記録走査の数が、前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値が設定されている画素に対しドットの記録が許容される記録走査の数よりも多くなるように、各画素に対するドットの記録の許容または非許容が定められていることを特徴とする。

本発明によれば、ハイライト領域における粒状感の抑制と高濃度領域における高い光学濃度表現とを実現しつつ、記録装置の記録解像度に相応した高い解像性を有する画像を出力することが可能となる。

インクジェット記録装置の構成概要図である。 記録ヘッドにおいて記録素子となる吐出口の配列状態を示す図である。 記録装置の制御の構成を説明するためのブロック図である。 画像処理部における画像処理の機能の構成を示すブロック図である。 閾値マトリクスを示す図である。 パスマスクを説明するための図である。 ２パスのマルチパス記録を説明するための図である。 パスマスクを説明するための図である。 ４パスのマルチパス記録を説明するための図である。 閾値マトリクスを示す図である。 パスマスクを説明するための図である。 量子化値とマスク値に応じたドットの記録又は非記録を示す図である。 異なる閾値マトリクスによるドットの分散性を比較する図である。 単位マトリクスと第１、第２のパスマスクを相対的に示す図である。 記録媒体に画像が記録されていく様子を説明するための図である。

（第１の実施形態）
＜画像記録装置の構成＞
図１は、本実施形態の画像処理装置と成り得る記録装置１の構成を説明するための図である。本実施形態の記録装置１は、シリアル型のインクジェット記録装置である。

キャリッジ１０２は、Ｘ方向に延在するガイドシャフト１０３に案内支持されながら、キャリッジモータ３１０（図３参照）を駆動源として＋Ｘ方向又は－Ｘ方向へ移動する。キャリッジ１０２に搭載されたインクジェット記録ヘッド１０５（以下、記録ヘッド１０５と称する）は、キャリッジ１０２が移動する過程で、記録データに従ってインクを吐出する。これにより、プラテン１０４に支持される記録媒体Ｐの領域に、１バンド分の画像が記録される。この記録走査において、キャリッジ１０２の移動速度は、約１７．５インチ／秒とする。

１バンド分の記録走査が行われると、搬送モータ３１１（図３参照）を駆動源としてスプール１０１が所定量回転し、記録媒体Ｐは、１バンド分に対応する距離だけ記録走査と交差する方向である＋Ｙ方向に搬送される。このような１バンド分の記録走査と、搬送動作とを交互に行うことにより、記録媒体Ｐ上に段階的に画像が形成されていく。

図２は、記録ヘッド１０５において記録素子となる吐出口２０１の配列状態を示す図である。同じ種類のインクを吐出可能な吐出口２０１が、１インチ当たりＮ＝１２００個の密度でＹ方向に７６８個配列されている。各吐出口２０１は、約４（ｐｌ）のインク滴を２１ＫＨｚの周波数で吐出することができる。このような記録ヘッド１０５による記録走査により、記録媒体Ｐには、主走査方向（Ｘ方向）副走査方向（Ｙ方向）共に、１２００ｄｐｉの記録密度で画像を記録することができる。以下、便宜上、７６８個の吐出口のそれぞれを、搬送方向の上流側（－Ｙ方向側）からｎ１～ｎ７６８と称する。

吐出口２０１からインクを吐出させる方法は特に限定されないが、本実施形態では、発熱素子に電圧を印加し、当該発熱素子に接触するインク中に膜沸騰を生じさせ、発生した泡の成長エネルギによってインクを吐出させるものとする。

なお、図２では、１色分のインクの吐出口列を示したが、このような吐出口列はインク色別に複数用意されてもよい。本実施形態の記録ヘッド１０５には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色についての吐出口列が、Ｘ方向に配列されているものとする。

図３は、記録装置１の制御の構成を説明するためのブロック図である。ＣＰＵ３００は、ＲＯＭ３０１に記憶されているプログラムに従いＲＡＭ３０２をワークエリアとしながら、メインバスライン３０５を介して記録装置１の全体を制御する。

画像入力部３０３は、外部に接続されたホスト装置などから印刷ジョブを受信する。ＣＰＵ３００は、画像入力部３０３が受信した印刷ジョブをＲＡＭ３０２に展開し、印刷ジョブに含まれる画像データに対し画像処理部３０４に画像処理を行わせる。これにより、記録ヘッド１０５が記録可能な記録データが生成される。

ヘッド駆動制御回路３０７は、画像処理部３０４が生成した記録データに従って記録ヘッド１０５を駆動する。キャリッジ駆動制御回路３０８は、ＣＰＵ３００の指示の下、キャリッジモータ３１０を駆動し、キャリッジ１０２の±Ｘ方向の移動を制御する。搬送制御回路３０９は、ＣＰＵ３００の指示の下、搬送モータ３１１を駆動し、記録媒体をＹ方向に搬送する。操作部３０６は、ＣＰＵ３００の指示の下、ユーザからの指示を受信したり記録装置１の情報をユーザに表示したりする。

＜画像処理の構成＞
図４は、画像処理部３０４における画像処理の機能の構成を示すブロック図である。色調整処理部４０１は、画像入力部３０３が受信した画像データの色調整処理を行う。具体的には、Ｓ－ＲＧＢなどの標準的な色空間で現わされるＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の８ビットデータを、記録装置１で表現可能なＲＧＢの色空間にマッピングする。本実施形態では、解像度１２００ｄｐｉを有するＲＧＢの８ビットデータが生成されるものとする。

色変換処理部４０２は、色調整処理部４０１より出力されたＲＧＢの８ビットデータを、記録装置で用いるインク色、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）およびＫ（ブラック）のそれぞれの多値の階調値を示す１２ビットデータに変換する。

ガンマ補正処理部４０３は、色変換処理部４０２が生成したＣＭＹＫそれぞれの１２ビットデータについて、階調値補正を行う。具体的には、１２ビットで表わされる階調値と記録媒体上で表現される光学濃度とが線形関係を有するように階調値を補正する。

量子化処理部４０４は、ＣＭＹＫの１２ビットデータのそれぞれについて量子化処理を行う。これにより、１２ビット４０９６値の階調値は、１ビット２値の量子化値に変換される。この１ビット２値の量子化値は、記録媒体上の１２００ｄｐｉで配列する個々の画素領域に対し、ドットの記録（１）または非記録（０）を示すものである。

分配処理部４０５は、量子化処理部４０４が生成した量子化値に基づいて、後述するパスマスクを用い、各記録走査に対応する記録データを生成する。記録データは、各記録走査について、画素領域のそれぞれにドットを記録するか否かを定めるデータである。分配処理部４０５で生成された記録データは、ＣＰＵ３００によってヘッド駆動制御回路３０７に転送される。ヘッド駆動制御回路３０７は受信した記録データに従って、各記録走査で記録ヘッド１０５を駆動し、吐出動作を行わせる。

本実施形態の記録装置１は、２パスのマルチパス記録を行うものとする。２パスのマルチパス記録では、図２に示す７６８個の吐出口２０１を用いた記録走査と、３８４画素分の記録媒体の搬送動作とが交互に行われる。記録媒体の単位領域は、記録ヘッド１０５による２回の記録走査で画像が記録されることになる。

＜量子化処理部＞
図５は、図４の量子化処理部４０４が使用する閾値マトリクス５００を示す図である。このような閾値マトリクス５００は、予めＲＯＭ３０１に保存されている。図中、個々の四角は１画素領域に対応し、各画素領域に付した値は量子化処理で用いる閾値を示す。本実施形態の閾値マトリクス５００は、４×４の画素領域を有する単位マトリクス５０１が、Ｘ方向およびＹ方向に繰り返し配置されて構成される。単位マトリクス５０１を構成する１６個の画素のそれぞれには、２５６、５１２・・・４０９６と言った２５６おきの１６個の閾値のいずれかが設定されている。

量子化処理部４０４は、ガンマ補正処理部４０３から得られた階調値を、対応する画素に設定された閾値と比較し、ドットの記録（１）又は非記録（０）を示す２値の量子化値を生成する。ここで、ガンマ補正処理部４０３から入力される階調値をＩｎ、対応する画素の閾値をＴｈ、量子化値をＯｕｔとすると、
Ｉｎ≧Ｔｈ のとき Ｏｕｔ＝１
Ｉｎ＜Ｔｈ のとき Ｏｕｔ＝０
となる。

＜分配処理部＞
図６（ａ）～（ｃ）は、図４の分配処理部４０５が使用するパスマスクを説明するための図である。２パスのマルチパス記録を行う場合、図２に示す７６８個の吐出口は３８４個ずつの２つの領域に分割され、それぞれの領域で異なるパスマスクが使用される。図６（ａ）は、７６８個の吐出口のうち吐出口ｎ１～ｎ３８４（図２参照）で使用される第１のパスマスク６０１を示す。また、図６（ｂ）は、吐出口ｎ３８５～ｎ７６８で使用される第２のパスマスク６０２を示す。どちらのパスマスクも、Ｙ方向に３８４画素、Ｘ方向に２５６画素の画素領域を有する。

図中、個々の四角は１画素領域に相当し、グレーで示した画素はドットの記録を許容する画素、白で示した画素はドットの記録を許容しない画素を示す。第１のパスマスク６０１は、４×４の画素領域から成る単位マスク６０３が、Ｘ方向およびＹ方向に繰り返し配置されることによって構成される。また、第２のパスマスク６０２は、４×４の画素領域から成る単位マスク６０４が、Ｘ方向およびＹ方向に繰り返し配置されることによって構成される。記録媒体の単位領域においては、第１のパスマスク６０１に従った記録走査と、第２のパスマスク６０２に従った記録走査とが行われて画像が完成する。

＜マルチパス記録＞
図７は、本実施形態の２パスのマルチパス記録において、記録媒体に画像が記録されていく様子を説明するための図である。実際の記録走査では、記録ヘッド１０５に対し記録媒体が＋Ｙ方向に搬送されるが、ここでは、便宜上、記録媒体に対し記録ヘッド１０５が相対的に－Ｙ方向に移動する形態で示している。

記録ヘッド１０５において、吐出口ｎ１～ｎ３８４は第１のパスマスク６０１に従った記録を行い、吐出口ｎ３８５～ｎ７６８は第２のパスマスク６０２に従った記録を行う。ここで、記録媒体の第１単位領域に着目すると、第１単位領域は、第１記録走査で第１のパスマスク６０１に従った記録が行われ、３８４画素分の搬送動作の後、第２記録走査で第２のパスマスク６０２に従った記録が行われる。また、第２単位領域は、第２記録走査で第１のパスマスク６０１に従った記録が行われ、３８４画素分の搬送動作の後、第３記録走査で第２のパスマスク６０２に従った記録が行われる。このように、Ｙ方向に配列する単位領域は、いずれも、第１のパスマスク６０１に従った１回目の記録走査が行われた後、第２のパスマスク６０２に従った２回目の記録走査が行われることによって画像が完成する。

図中、左側には、記録媒体の単位領域と単位マトリクス５０１（図５参照）の位置関係を示している。個々の単位領域には、Ｙ方向において９６（＝３８４／４）個の単位マトリクス５０１が対応付けられている。量子化処理部４０４（図４参照）は、各画素が有する階調値を単位マトリクス５０１内の対応する閾値と比較し、画素ごとにドットの記録（１）又は非記録（０）を決定する。分配処理部４０５は、量子化処理部４０４が決定したドットの記録（１）又は非記録（０）を示す情報と、パスマスクが示す記録の許容（１）又は非許容（０）を示す情報との間で論理積演算を行い、各記録走査の記録データを生成する。

＜ドットの記録状態＞
図６（ｃ）は、量子化処理部４０４によってドットの記録（１）が決定された８×８の画素領域に対し、本実施形態のマルチパス記録によって記録媒体に結果的に記録されるドットの個数を画素ごとに示した図である。図６（ａ）に示す第１のパスマスク６０１と図６（ｂ）に示す第２のパスマスク６０２の両方でドットの記録が許容されている画素には、２つのドットが記録される。第１のパスマスク６０１と第２のパスマスク６０２のうち、どちらか一方でドットの記録が許容されている画素には、１つのドットが記録される。そして、いずれの画素も、第１のパスマスク６０１と第２のパスマスク６０２のうち、少なくとも一方では、ドットの記録が許容されるようになっている。

例えば、左上の画素は、第１のパスマスク６０１ではドットの記録が許容されているが、第２のパスマスク６０２ではドットの記録が許容されていない。このため、当該画素に対応する領域には、１回目の記録走査によって１つのドットが記録される。また、右下の画素は、第１のパスマスク６０１と第２のパスマスク６０２の両方でドットの記録が許容されている。このため、当該画素に対応する領域には、１回目と２回目の記録走査によって１つずつ計２つのドットが記録される。

図６（ｃ）で２つのドットが記録される画素は、図５の単位マトリクス５０１において、最も高い４つの閾値（３３２８、３８４０、３５８４、４０９６）が設定されている画素に相当する。言い換えると、最も高い４つの閾値が設定されている画素に対しては、第１のパスマスク６０１と第２のパスマスク６０２の両方で記録が許容されるように、第１、第２のパスマスク６０１、６０２が閾値マトリクス５００に関連付けて予め作成されている。

このような閾値マトリクス５００と第１、第２のパスマスク６０１、６０２とを用いて２パスのマルチパス記録を行うと、ハイライト領域から中濃度領域（０～３３２７）では、相対的に小さな閾値が設定されている画素から順にドットが記録されるようになる。すなわち、ハイライト領域から中濃度領域では、階調値が上昇するにつれて視認性の低い単ドットが徐々に追加される状態となり、画像全体の粒状感は抑えられる。

一方、高濃度領域（３３２８～４０９６）では、上記４つの閾値以外の低い閾値が設定されている画素にドットが１つずつ記録された上で、更に上記４つの閾値が設定されている画素にドットが２つずつ追加される。すなわち、高濃度領域では、階調値の上昇に対して追加されるドットの数の割合がハイライト領域から中濃度領域よりも高まり、光学最高濃度を従来よりも上昇させることができる。

その結果、本実施形態によれば、全濃度領域（０～４０９６）における光学濃度の表現範囲を従来よりも拡大することに繋がる。具体的には、個々の画素に１つずつドットが記録される記録デューティを１００％とすると、従来では０％～１００％の記録デューティで階調表現を行っていたのに対し、本実施形態では０％～１２５％の記録デューティで階調表現を行うことになる。その上で、本実施形態では、記録装置１の記録解像度と等しい１２００ｄｐｉの解像度の下で、量子化処理部４０４（図４参照）が量子化処理を行っている。以上のことより、本実施形態によれば、粒状感の抑制と高い光学濃度表現とを実現しつつ、記録装置の記録解像度に相応した高い解像性を有する画像を出力することが可能となる。

なお、以上では、最も高い４つの閾値が設定されている画素に対して２つのドットが記録されるようにしたが、２つのドットが記録されるようにする閾値の数は増減してもよい。例えば、最も高い８つの閾値が設定されている画素に対して２つのドットを記録するようにすれば、全濃度領域（０～４０９６）を０％～１５０％の記録デューティで階調表現できるようになる。

また、以上では、閾値の並びが固定された単位マトリクス５０１をＸ方向とＹ方向に繰り返し配列させたものを閾値マトリクス５００としたが、閾値マトリクス５００は、閾値の並びが互いに異なる複数の単位マトリクスを配列させて構成してもよい。いずれにしても、閾値マトリクス５００で所定値以上の閾値が設定されている画素では２つのパスマスクの両方でドットの記録が許容され、それ以外の画素では２つのパスマスクの一方でドットの記録が許容されるようにすれば、本実施形態の効果を得ることは出来る。

（第２の実施形態）
本実施形態においても、図１～図４で説明した記録装置１を用いる。また、図５で説明した閾値マトリクス５００を用いて量子化処理を行う。但し、第１の実施形態では２パスのマルチパス記録を行ったが、本実施形態では４パスのマルチパス記録を行うものとする。４パスのマルチパス記録の場合、記録媒体の単位領域は、記録ヘッド１０５による４回の記録走査によって画像が記録される。

図８（ａ）～（ｅ）は、本実施形態の分配処理部４０５が使用するパスマスクを示す図である。４パスのマルチパス記録の場合、図２に示す７６８個の吐出口は１９２個ずつの４つの領域に分割され、それぞれの領域に異なるパスマスクが使用される。本実施形態において、図８（ａ）は、吐出口ｎ１～ｎ１９２で使用される第１のパスマスク８０１を示す。図６（ｂ）は、吐出口ｎ１９３～ｎ３８４で使用される第２のパスマスク８０２を示す。図６（ｃ）は、吐出口ｎ３８５～ｎ５７６で使用される第３のパスマスク８０３を示す。図６（ｄ）は、吐出口ｎ５７７～ｎ７６８で使用される第４のパスマスク８０４を示す。いずれのパスマスクも、Ｙ方向に１９２画素、Ｘ方向に２５６画素の画素領域を有している。そして、いずれのパスマスクも、第１の実施形態と同様、４×４の画素領域から成る単位マスクが、Ｘ方向およびＹ方向に繰り返し配置されることによって構成されている。

図９は、本実施形態の４パスのマルチパス記録において、記録媒体に画像が記録されていく様子を、図７と同様に説明するための図である。記録ヘッド１０５において、吐出口ｎ１～ｎ１９２は第１のパスマスク８０１に従った記録を行い、吐出口ｎ１９３～ｎ３８４は第２のパスマスク８０２に従った記録を行う。また、吐出口ｎ３８５～ｎ５７６は第３のパスマスク８０３に従った記録を行い、吐出口ｎ５７７～ｎ７６８は第４のパスマスク８０４に従った記録を行う。そして、各記録走査の間では、記録媒体をＹ方向に１９２画素分ずつ搬送する。これにより、記録媒体上のいずれの単位領域も、記録ヘッド１０５の異なる吐出口領域による４回の記録走査で画像が記録される。

図８（ｅ）は、量子化処理部４０４によってドットの記録（１）が決定された８×８の画像領域に対し、記録媒体に結果的に記録されるドットの個数を画素ごとに示した図である。図８（ａ）～（ｄ）に示す第１～第４のパスマスク８０１～８０４のうち、全てのパスマスクでドットの記録が許容されている画素には、４つのドットが記録される。第１～第４のパスマスク８０１～８０４のうち、３つのパスマスクでドットの記録が許容されている画素には３つのドットが記録され、２つのパスマスクでドットの記録が許容されている画素には２つのドットが記録される。第１～第４のパスマスク８０１～８０４のうち、１つのパスマスクのみでドットの記録が許容されている画素には１つのドットが記録される。いずれの画素も、第１～第４のパスマスク８０１～８０４のうち、少なくとも１つのパスマスクでは、ドットの記録が許容されるようになっている。

ここで、図８（ｅ）で４つのドットが記録される画素は、図５の単位マトリクス５０１のうち、最も高い４つの閾値（３３２８、３８４０、３５８４、４０９６）が設定されている画素に相当する。また、３つのドットが記録される画素は、図５の単位マトリクス５０１のうち、次に高い４つの閾値（２３０４、２５６０、２８１６、３０７２）が設定されている画素に相当する。また、２つのドットが記録される画素は、図５の単位マトリクス５０１のうち、次に高い４つの閾値（１２８０、１５３０、１７９２、２０４８）が設定されている画素に相当する。更に、１つのドットが記録される画素は、図５の単位マトリクス５０１のうち、最も低い４つの閾値（２５６、５１２、７６８、１０２４）が設定されている画素に相当する。

このように、本実施形態においては、高い閾値が設定されている画素ほど、多くのドットの記録が許容されるように、第１～第４のパスマスク８０１～８０４が閾値マトリクス５００に関連付けて予め作成されている。その結果、本実施形態によれば、全濃度領域（０～４０９６）を０％～２５０％の記録デューティで階調表現を行うこととなり、光学濃度の表現範囲を第１の実施形態よりも更に拡大することが可能となる。

（第３の実施形態）
本実施形態においても、図１～図４で説明した記録装置１を用いる。また、第２の実施形態と同様、４パスのマルチパス記録を行うものとする。但し、本実施形態の量子化処理部４０４は、１２ビット４０９６値の階調値を、２ビット３値の量子化値に変換する。この２ビット３値の量子化値は、記録媒体において１２００ｄｐｉで配列する個々の画素領域に対し、ドットの記録（０１）、（１０）または非記録（００）を示すものである。

図１０（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の量子化処理部４０４が使用する閾値マトリクスを示す図である。本実施形態の量子化処理部４０４は、図１０（ａ）で示す第１の閾値マトリクス１００１と、図１０（ｂ）に示す第２の閾値マトリクス１００２の２つの閾値マトリクスを用いて量子化処理を行う。

第１、第２の閾値マトリクス１００１、１００２において、個々の四角は１画素領域に対応し、各画素に示す値は量子化処理で用いる閾値を示す。ここで、図１０（ａ）に示す第１の閾値マトリクス１００１には、０～２０４８の範囲に含まれる閾値が設定されている。一方、図１０（ｂ）に示す第２の閾値マトリクス１００２には、２０４９～４０９６の範囲に含まれる閾値が設定されている。いずれの閾値マトリクスも、第１の実施形態で説明した閾値マトリクス５００と同様、４画素×４画素領域から成る単位マトリクス１００３、１００４のそれぞれが、Ｘ方向およびＹ方向に繰り返し配列されることにより構成される。このような閾値マトリクス５００は、予めＲＯＭ３０１に保存されている。

本実施形態の量子化処理部４０４は、０～２０４８の階調値を有する画素については、第１の閾値マトリクス１００１を用いて量子化処理を行い、ドットの記録（０１）又は非記録（００）を決定する。また、２０４９～４０９６の階調値を有する画素については、第２の閾値マトリクス１００２を用いて量子化処理を行い、ドットの記録（１０）又は非記録（００）を決定する。これにより、０～４０９６の全ての階調値が、（０１）、（１０）又は（００）のいずれかに変換される
図１１（ａ）～（ｆ）は、本実施形態の分配処理部４０５が使用するパスマスクを説明するための図である。図１１（ａ）は、吐出口ｎ１～ｎ１９２で使用される第１のパスマスクを示す。図１１（ｂ）は、吐出口ｎ１９３～ｎ３８４で使用される第２のパスマスクを示す。図１１（ｃ）は、吐出口ｎ３８５～ｎ５７６で使用される第３のパスマスクを示す。図１１（ｄ）は、吐出口ｎ５７７～ｎ７６８で使用される第４のパスマスクを示す。いずれも、Ｙ方向に１９２画素、Ｘ方向に２５６画素の画素領域を有する。

本実施形態のパスマスクでは、個々の画素について「００」、「０１」、「１０」のいずれかのマスク値が設定されている。ここで、マスク値「０１」は、量子化値が「１０」であった場合にドットを記録することを示す。また、マスク値「１０」は、量子化値が「０１」または「１０」であった場合にドットを記録することを示す。更に、マスク値「００」は、ドットを記録しないことを示す。図１２は、量子化値（００、０１、１０）とマスク値（００、０１、１０）との組み合わせに応じて決定される、ドットの記録（１）または非記録（０）の内容を示す。

本実施形態において、マスク値「１０」は、第１～第４のパスマスクで補完関係を有するように設定されている。言い換えると、いずれの画素も、第１～第４のパスマスクのいずれか１つのパスマスクでマスク値が「１０」となるように、第１～第４のパスマスクが作成されている。一方、マスク値「０１」については、４つの高い閾値が設定されている画素では、第１～第４のパスマスクのうち２つのパスマスクでマスク値が「０１」となるように、第１～第４のパスマスクが作成されている。また、残りの閾値が設定されている画素では、いずれか１つのパスマスクでマスク値が「０１」となるように、第１～第４のパスマスクが作成されている。

本実施形態では、以上説明した閾値マトリクスとパスマスクを用いて、４パスのマルチパス記録を行う。記録媒体に画像が記録されていく様子は、第２の実施形態で説明した図９と同様である。すなわち、個々の単位領域では、第１～第４のパスマスクに従った記録走査が、１９２画素分の搬送動作を介在させながら順番に行われ、画像が完成する。

図１１（ｅ）は、量子化処理部４０４によって量子化値が「０１」に決定された８×８の画素領域に対し、本実施形態のマルチパス記録を行った場合に、記録媒体に記録されるドットの個数を画素ごとに示した図である。この場合、各記録走査では、マスク値が「１０」である画素にのみドットが記録され、結果的には全ての画素にドットが１つずつ記録されることになる。

一方、図１１（ｆ）は、量子化処理部４０４によって量子化値が「１０」に決定された８×８の画素領域に対し、本実施形態のマルチパス記録を行った場合に、記録媒体に記録されるドットの個数を画素ごとに示した図である。この場合、各記録走査では、マスク値が「０１」である画素と「１０」である画素にドットが記録される。その結果、図１１（ｆ）に示すように、図１０（ｂ）において最も高い４つの閾値が設定されている画素にはドットが３つずつ記録され、その他の画素にはドットが２つずつ記録されることになる。

このように、本実施形態においては、高い閾値が設定されている画素ほど、多くのドットの記録が許容されるように、第１、第２の閾値マトリクス１００１、１００２と、第１～第４のパスマスクとを予め関連付けて作成している。その結果、本実施形態では全濃度領域（０～４０９６）を０％～２２５％の記録デューティで階調表現を行うこととなり、第１の実施形態よりも光学濃度の表現範囲を更に拡大することができる。

（第４の実施形態）
本実施形態においても、図１～図４で説明した記録装置１を用いる。また、第１の実施形態と同様、２パスのマルチパス記録を行う。但し、本実施形態の閾値マトリクスは、４×４画素の単位マトリクスではなく、１２８×１２８画素の単位マトリクスで構成されるものとする。そして、１２８×１２８画素（１６３８４画素）のそれぞれには、１～４０９６の閾値のいずれかが、分散性の高い状態で４つずつ設定されている。本実施形態の単位マトリクスとしては、ブルーノイズ特性を有するような低周波成分を抑えた閾値マトリクスを用いることができる。

図１３（ａ）および（ｂ）は、低周波成分を抑えた閾値マトリクスを用いた場合と、閾値をランダムに設定した閾値マトリクスを用いた場合とで、記録媒体に記録されるドットの分散性を比較する図である。ここでは、各画素の階調値が一様に５１２である画像データが入力された場合を示している。階調値が５１２である場合、１～５１２の閾値が設定されている画素でドットが記録され、５１３～４０９６の閾値が設定されている画素ではドットが記録されない。図１３（ａ）および（ｂ）を比較すると、どちらも同数のドットが記録されているものの、低周波成分を抑えた閾値マトリクスを用いた図１３（ａ）の方が、ドットの分散性が高く粒状感が抑えられていることが分かる。

本実施形態では、このような分散性に優れた閾値マトリクスを用いながら、第１の実施形態で説明したような第１のパスマスクと第２のパスマスクとを用意する。具体的には、閾値マトリクスで１～３５８４の閾値が設定された画素では一方のパスマスクによってドットの記録が許容され、３５８５～４０９６の閾値が設定された画素では両方のパスマスクによってドットの記録が許容されような２つのパスマスクを用意する。このような２つのパスマスクは、閾値マトリクスと同様、１２８×１２８の画素領域を単位マスクとしたものである。

そして、上記閾値マトリクスと第１、第２のパスマスクを用いた上で、２パスのマルチパス記録を行う。単位マトリクスの大きさは異なるものの、記録媒体に画像が記録されていく様子は、第１の実施形態で説明した図７と同様である。記録媒体における個々の単位領域では、第１のパスマスクに従った記録走査と第２のパスマスクに従った記録走査が順番に行われ、０％～１２５％の記録デューティで階調表現を行うことが可能となる。無論、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、２つのドットが記録される閾値の範囲を更に広げることにより、階調表現を行うための光学濃度の範囲をさらに拡大することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の実施形態よりも粒状感を更に抑えながら高い光学濃度を表現しつつ、記録装置の記録解像度に相応した高い解像性を有する画像を出力することが可能となる。

なお、以上では、低周波成分を抑えた閾値マトリクスを用いて生成した画像を２パスのマルチパス記録で記録する場合を説明したが、無論同じ画像を４パスのマルチパス記録で記録することもできる。この場合には、１２８×１２８の画素領域を有する第１～第４のパスマスクを用意すればよい。そして、閾値マトリクスで大きな閾値が設定されている画素ほど、ドットの記録が許容されるパスマスクの数が増えるように、第１～第４のパスマスクの記録許容画素の位置が、第２の実施形態と同様に調整されればよい。

（第５の実施形態）
本実施形態においても、図１～図４で説明した記録装置１を用いる。また、第１の実施形態と同様、２パスのマルチパス記録を行う。但し、本実施形態では、２パスのマルチパス記録における各記録走査間の搬送量（３８４画素）よりも、Ｙ方向へ更に大きな画素領域を有する単位マトリクスで構成された閾値マトリクスを用いるものとする。

図１４は、本実施形態で使用する単位マトリクス１４００と第１のパスマスク１４０１及び第２のパスマスク１４０２の大きさおよび位置を相対的に示す図である。本実施形態において、単位マトリクス１４００、第１のパスマスク１４０１及び第２のパスマスク１４０２は、Ｙ方向（搬送方向）に搬送量（３８４画素）の２倍に相当する７６８画素、Ｘ方向に５１２画素の領域を有する。そして、単位マトリクス１４００については、第４の実施形態と同様、低周波成分を抑えたものとする。

第１のパスマスク１４０１および第２のパスマスク１４０２の記録許容画素は、第４の実施形態と同様の方法で、単位マトリクス１４００に基づいて設定される。すなわち、単位マトリクス１４００において１～３５８４の閾値が設定された画素では、第１のパスマスク１４０１および第２のパスマスク１４０２の一方でドットの記録が許容される。また、単位マトリクス１４００において３５８５～４０９６の閾値が設定された画素では、第１のパスマスク１４０１および第２のパスマスク１４０２の両方でドットの記録が許容される。

次に、以上のように生成された単位マトリクス１４００、第１のパスマスク１４０１及び第２のパスマスク１４０２を用いた２パスのマルチパス記録について説明する。２パスのマルチパス記録の場合、単位マトリクス１４００、第１のパスマスク１４０１及び第２のパスマスク１４０２のそれぞれは、Ｙ方向に２つの領域に分割して考えることができる。ここでは、便宜上、単位マトリクス１４００の＋Ｙ方向側の３８４画素の領域を閾値マトリクスＤ１と呼び、－Ｙ方向側の３８４画素の領域を閾値マトリクスＤ２と呼ぶ。また、第１のパスマスク１４０１の＋Ｙ方向側の３８４画素の領域をパスマスクＡ１と呼び、－Ｙ方向側の３８４画素の領域をパスマスクＡ２と呼ぶ。更に、第２のパスマスク１４０２の＋Ｙ方向側の３８４画素の領域をパスマスクＢ１と呼び、－Ｙ方向側の３８４画素の領域をパスマスクＢ２と呼ぶ。閾値マトリクスＤ１に対応する画素領域は、パスマスクＡ１に従った記録走査とパスマスクＢ１に従った記録走査によって、０～１２５％の記録デューティでの階調表現が行われる。閾値マトリクスＤ２に対応する画素領域は、パスマスクＡ２に従った記録走査とパスマスクＢ２に従った記録走査によって、０～１２５％の記録デューティで階調表現が行われる。

図１５は、本実施形態の２パスのマルチパス記録において、記録媒体に画像が記録されていく様子を説明するための図である。本実施形態の場合、記録ヘッド１０５は記録走査の度に使用するパスマスクを切り替える。以下具体的に説明する。

第１の記録走査において、記録ヘッド１０５の吐出口ｎ１～ｎ３８４はパスマスクＡ１に従った記録を行う。第２の記録走査において、記録ヘッド１０５の吐出口ｎ１～ｎ３８４はパスマスクＡ２に従った記録を行い、吐出口ｎ３８５～ｎ７６８はパスマスクＢ１に従った記録を行う。第３の記録走査において、記録ヘッド１０５の吐出口ｎ１～ｎ３８４はパスマスクＡ１に従った記録を行い、吐出口ｎ３８５～ｎ７６８はパスマスクＢ２に従った記録を行う。第４の記録走査において、記録ヘッド１０５の吐出口ｎ１～ｎ３８４はパスマスクＡ２に従った記録を行い、吐出口ｎ３８５～ｎ７６８はパスマスクＢ１に従った記録を行う。以後、同様にして、奇数回目の記録走査において、記録ヘッド１０５の吐出口ｎ１～ｎ３８４はパスマスクＡ１に従った記録を行い、吐出口ｎ３８５～ｎ７６８はパスマスクＢ２に従った記録を行う。また、偶数回目の記録走査において、記録ヘッド１０５の吐出口ｎ１～ｎ３８４はパスマスクＡ２に従った記録を行い、吐出口ｎ３８５～ｎ７６８はパスマスクＢ１に従った記録を行う。

ここで、閾値マトリクスＤ１に対応する第１単位領域に着目すると、第１単位領域は、パスマスクＡ１に従った記録走査とパスマスクＢ１に従った記録走査によって画像が記録される。一方、閾値マトリクスＤ２に対応する第２単位領域は、パスマスクＡ２に従った記録走査とパスマスクＢ２に従った記録走査によって画像が記録される。以下、同様にして、奇数番目の単位領域はパスマスクＡ１とパスマスクＢ１に従った記録走査が行われ、偶数番目の単位領域はパスマスクＡ２とパスマスクＢ２に従った記録走査が行われることになる。そしていずれの単位領域においても、高い閾値が設定されている画素に対しては、２回の記録走査でドットの記録が許容されるように、閾値マトリクスとパスマスクとが予め関連付けて作成されている。

以上のことより、本実施形態においても、粒状感の抑制と高い濃度表現とを実現しつつ、記録装置の記録解像度に相応した高い解像性を有する画像を出力することが可能となる。

なお、以上では、Ｙ方向において搬送量（３８４画素）の２倍の大きさを有する単位マトリクス１４００を用いる場合を説明したが、本実施形態において、単位マトリクスのサイズは搬送量（３８４画素）の整数倍という条件の下で更に大きくすることもできる。また、同じ画像を４パスあるいはそれ以上のマルチパス数で記録することもできる。

いずれにしても、マルチパス記録を行う際の搬送量の整数倍の大きさを有する単位マトリクスと、当該単位マトリクスの内容に基づいた複数のパスマスクを用意すればよい。そして、各記録走査で適切なパスマスクを切替えながら単位領域に対し複数回の記録走査を行うことにより、上記実施形態と同様、粒状感を抑えながら高い光学濃度を表現し、記録装置の記録解像度に相応した高い解像性を有する画像を出力することが可能となる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４色のインクを用いる画像記録装置を例に説明した。しかし、以上説明したような本発明の画像処理は、全てのインク色に適用する必要はない。例えば、ブラックについては上記説明したような画像処理を行い、他の色については、従来と同様の画像処理を行って０％～１００％の記録デューティの下で階調表現を行ってもよい。また、マルチパス記録用のパスマスクをインク色で個別に用意し、最高濃度の記録デューティをインク色毎に異ならせてもよい。

また、使用するインクの種類も上記４色に限定されるものではない。例えば、ブラックインクのみを用いるモノクロプリンタとしても良いし、ライトシアン、ライトマゼンタのような色材の含有濃度の低いインクや、レッド、ブルー、グリーンなどの特色インクを用いる形態としてもよい。

更にマルチパス数においても上記実施形態で説明したような２パスや４パスに限定されるものではない。上記実施形態は、単位領域に対しＭ回（Ｍは２以上の整数）の記録走査を行うマルチパス記録を行う形態に応用することができる。例えば、３パスのマルチパス記録であれば１つの画素に最高３つのドットを記録することが可能となり、８パスのマルチパス記録であれば１つの画素に最高８つのドットを記録することが可能となる。いずれにしても、閾値マトリクスで所定値以上の閾値が設定されている画素に対してドットの記録が許容される記録走査の数が、他の閾値が設定されている画素に対してドットの記録が許容される記録走査の数よりも多くなるようなパスマスクが用意されればよい。

また、以上の実施形態では、記録ヘッド１０５を備えた記録装置１を本発明の画像処理装置として説明した。しかしながら、本発明の画像処理装置は、記録装置の外部に接続され、記録装置で使用する記録データを生成するための画像処理装置とすることもできる。

更に、以上ではインクを滴として吐出するインクジェット記録装置を例に説明したが、画像の記録方式はインクジェット方式に限定されるものではない。記録媒体に色材を付与してドットを形成し、擬似階調表現を行う画像記録装置であればよい。

いずれにしても、記録装置１の記録解像度と等しい解像度の下で閾値マトリクスを用いた量子化処理を行う構成において、マルチパス記録で用いるパスマスクを閾値マトリクスに関連付けて用意することができれば、本発明は有効に機能させることができる。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１ 記録装置（画像処理装置）
１０５ 記録ヘッド
２０１ 吐出口（記録素子）
４０４ 量子化処理部
４０５ 分配処理部
５００ 閾値マトリクス
６０１ 第１のパスマスク
６０２ 第２のパスマスク
Ｐ 記録媒体

Claims (12)

1. 所定の解像度で配列する画素のそれぞれが有する多値の階調値を、閾値マトリクスを用いて量子化することにより、前記所定の解像度で配列する画素のそれぞれについてドットの記録または非記録を示す量子化値を生成する量子化手段と、
   前記量子化手段が生成した量子化値と、記録ヘッドの記録走査において各画素に対するドットの記録の許容または非許容を定めるパスマスクとに基づいて、前記記録走査でドットを記録する画素を決定する決定手段と
   を備え、
   ドットを記録することが可能な記録素子が配列されて成る前記記録ヘッドを記録媒体に対し所定の方向に走査させる前記記録走査と、前記記録媒体を前記所定の方向と交差する方向へ搬送する搬送動作とを交互に行うことにより、前記記録媒体の単位領域の画像を複数回の前記記録走査によって前記所定の解像度で記録するための画像処理を行う画像処理装置であって、
   前記パスマスクは、前記閾値マトリクスにおいて第１の閾値が設定されている画素に対しドットの記録が許容される前記記録走査の数が、前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値が設定されている画素に対しドットの記録が許容される記録走査の数よりも多くなるように、各画素に対するドットの記録の許容または非許容が定められていることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記量子化手段は、前記階調値を、前記閾値マトリクスにおいて各画素に対応付けて保存された閾値と比較することにより、ドットの記録又は非記録を示す２値の前記量子化値を生成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. 前記量子化手段は、前記階調値を、前記閾値マトリクスにおいて各画素に対応付けて保存された閾値と比較することにより、３値の前記量子化値を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記単位領域の画像は前記記録ヘッドの２回の前記記録走査によって記録され、
   前記パスマスクは、前記閾値マトリクスにおいて前記第１の閾値が設定されている画素には、前記２回の前記記録走査でドットの記録が許容され、前記第２の閾値が設定されている画素には、前記２回の前記記録走査のうち１回の前記記録走査でドットの記録が許容されるように、各画素に対するドットの記録の許容または非許容が定められていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記単位領域の画像は前記記録ヘッドのＭ回（Ｍは２以上の整数）の記録走査によって記録され、
   前記パスマスクは、前記閾値マトリクスにおいて設定されている閾値が大きい値であるほど、前記Ｍ回の前記記録走査のうちドットの記録が許容される前記記録走査の数が多くなるように、各画素に対するドットの記録の許容または非許容が定められていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記閾値マトリクスは、各画素に設定された閾値の並びが固定された単位マトリクスを繰り返し配置させて構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記単位マトリクスは、低周波成分を抑えた閾値マトリクスであることを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記単位マトリクスは、前記搬送の方向において、前記記録媒体の搬送量の整数倍の画素領域を有していることを特徴とする請求項６または７に記載の画像処理装置。
9. 前記記録ヘッドは、ブラックのドットを記録することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
10. 前記決定手段の決定に基づいて、前記記録ヘッドに前記記録走査を行わせる記録手段を更に備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
11. 前記記録ヘッドは吐出口からインクを吐出して前記記録媒体にドットを記録するインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
12. 所定の解像度で配列する画素のそれぞれが有する多値の階調値を、閾値マトリクスを用いて量子化することにより、前記所定の解像度で配列する画素のそれぞれについてドットの記録または非記録を示す量子化値を生成する量子化工程と、
    前記量子化工程によって生成された量子化値と、記録ヘッドの記録走査において各画素に対するドットの記録の許容または非許容を定めるパスマスクとに基づいて、前記記録走査でドットを記録する画素を決定する決定工程と
    を有し、
    ドットを記録することが可能な記録素子が配列されて成る前記記録ヘッドを記録媒体に対し所定の方向に走査させる前記記録走査と、前記記録媒体を前記所定の方向と交差する方向へ搬送する搬送動作とを交互に行うことにより、前記記録媒体の単位領域の画像を複数回の前記記録走査によって前記所定の解像度で記録するための画像処理を行う画像処理方法であって、
    前記パスマスクは、前記閾値マトリクスにおいて第１の閾値が設定されている画素に対しドットの記録が許容される前記記録走査の数が、前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値が設定されている画素に対しドットの記録が許容される記録走査の数よりも多くなるように、各画素に対するドットの記録の許容または非許容が定められていることを特徴とする画像処理方法。

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