JPH01122270A - 画像の多値化階調処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、画像の多値化階調処理装置に係り、特に、多
値閾値による多値化面積階調処理を用いて中間階調画像
を形成するようにした画像の多値化階調処理装置に関す
る。

（従来技術） 近年、複写機、プリンター、印刷等の各種ディジタル画
像形成工程においては、多値閾値による多値化面積階調
処理を行ない、複数色を用いて中間階調画像を形成する
手法がしばしば採用されている。この手法を用いる例え
ばカラー画像の多値化階調処理装置においては、各色画
像に対して分散型のディザマトリックスあるいは集中型
のディザマトリックスを用いて中間階調処理を行なうよ
うにしている。

ところが、集中型のディザマトリックスを用いる場合に
は、良好な階調性が得られるために絵柄部等は綺麗に再
現されるが、パターンの集中性により解像力が悪く、文
字部等が粒状のあるものとなって切れ切れに再現される
ことがある。この集中型のパターン処理において階調性
が良くなるのは、集中型パターンの潜像電荷分布がハイ
ライト部から次第に大きくなっていくことにより潜像電
荷が安定して成長するからである。比較的低濃度から、
面積は小さいが電界強度の強いドツトが形成され、この
ため機械的振動（ジター）の発生やノイズに強く、それ
らの要因で電界強度が低下されることは少ない。したが
って電界強度が強く維持されることとなり、これが階調
性の安定につながっている。しかしながら、マトリック
ス内の優先順位で中心よりドツトが形成されるので、原
稿マトリックスの大きさに相当する濃度分布は無視され
、全体が１ドツトのかたまりとして形成されることから
解像力は低下されてしまう。

一方、分散型のディザマトリックスを用いる場合には、
良好な解像力が得られるために文字部等は綺麗に再現さ
れるが、絵柄部等の再現において階調性が悪くなること
がある。すなわち分散型の特徴は、多値露光のときハイ
ライト部では露光エネルギーの小さなドツトが複数マト
リックス内で生じるため、画像の閾値処理に反映して原
稿と同じ場所にドツトが形成されることとなり、解像力
は高い。しかしながら、ドツトの電界強度がハイライト
部で低くなることから、ジターにより電界が消滅してし
まったりノイズにうもれたりすることが生じる。つまり
、ハイライト部において潜像電界が消滅してしまい、そ
の結果ハイライト部が再現されにくくなるものである。

これを解消するため、原稿中の絵柄部と文字部とを領域
選択手段により領域区分して絵柄部用処理部および文字
用処理部によりそれぞれ処理するようにしたものがある
。この処理装置では、例えば絵柄部については集中型パ
ターン処理が行なわれるとともに、文字部については分
散型パターン処理が行なわれる。しかし、このような複
数の処理回路を用いる中間階調処理装置においては、処
理回路のコストが高くなるのみならず、領域の選択誤差
によって画質の流れを生じるという問題がある。

（目　　的） このようなことから本発明は、集中型パターンおよび分
散型パターンの両者の長所を合せ持つようなパターン処
理、すなわち、電界強度が比較的高いドツトをハイライ
ト部から複数生じさせるようなパターン処理を行なうこ
とを可能とした画像の多値化階調処理装置を提供するこ
とを目的とする。

（構　　成） 上記目的を達成するため、本発明は、多値閾値を有する
ディザマトリックスによる多値化面積階調処理を行ない
複数色を用いて中間階調画像を形成するようにしたディ
ジタル画像形成システムにおける画像の多値化階調処理
装置において、閾値ディザマトリックス処理後の隣接ド
ツト間の露光量の差がマトリックス内で一定値以上とな
るようにエネルギーレベルを分散して配置するとともに
、各階調レベルのうちのマトリックスで表現される最初
と最後の階調を除いてマトリックス内の分散値σが、マ
トリックス内の露光エネルギーの平均値Ｘおよび各ピク
セルの露光エネルギー値Ｘ１．にＪ 対して、 となる関係になされる構成を有している。

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

まず、電界強度は単に単一ドツトの電界だけで決められ
るものではなく、隣接するドツト間の電位差により決定
される。第７図（ａ）、（ｂ）に示される例において、
あるドツトに隣接する９個の平均電位は同じになされて
いるが、第７図（ｂ）の場合は電位に凹凸が形成されて
いる。これらの両者を比較すると、第７図（ａ）の場合
の電界強度は垂直方向のみであり、水平方向に強度を持
たない。これに対し、第７図（ｂ）の場合の電界強度は
、水平成分の電界強度がかなり強く、この水平方向の強
電界により再生画像が安定化され　良好な現像が行なわ
れることとなる。

このように、同じ露光エネルギーを露光する場合でも、
均一に露光するよりも分散させて凹凸状態にある露光エ
ネルギーを与える方がドツトの再生は良好に行なわれる
こととなる。したがって、分散型のパターンを用い解像
力を重視する場合、マトリックス内のエネルギーを凹凸
状に形成することが望ましい。

ところで、通常多値レベルの露光を行なう分散型のパタ
ーン記録においては、マトリックス内の電位分布が上述
した第７図（ａ）、（ｂ）に示すようなパターンとして
生じることがあるが、マトリックス内の凹凸の程度にば
らつきを生じると、例えばＯ〜６３階調の濃度は第８図
に示すように段の付いたものとなってしまうことになる
。したがって、マトリックス内の凹凸の程度すなわち分
散値を一定値として保つように各多値化レベルを配置す
ることとしなければ、０〜６３階調の７曲線が綺麗にな
らない。本発明では、マトリックス内の分散値がほぼ一
定値となるように多値化レベルを配置している。

本発明における画像処理のアルゴリズムの基本ループで
は、あらかじめ定められた７曲線に沿って６３階調に割
り当てられた各露光エネルギーが決定され、この露光エ
ネルギーにマトリックス内の露光エネルギーの総和が等
しくなるようにマトリックス内の多値化レベルの配置が
決定される。

このとき決定された多値化レベルとその配置で決定され
る分散値が所定値以下のときは再び組み合せが変えられ
計算される。

第１図および下表に、Ｏ〜６３ステップの各し表 ｏ　　ｏｏｏｏｏｏｏｏ　　ｏ　　ｏ　　ｏｏｏ。

５　３１０９０００００２０１１９８　−３１！Ｉｆ　
１　２Ｇ　　４１０１０２００’ＯＯ２４２２４４２２
２１２１８１３１０＋０１０１０４００情７７８　−１
４４０５１９　１−１１０１０１０１０５００８２８　
Ｕ５　−１３４５２５２０　１５１０１０１０１０７０
０８７７８８９　１２４７１　　Ｇ２７　２１１０１０
１０１０１０５０’１２３６１２２５　−１１５５１　
９２９　２３１０１０１０１０１０８０　＋３４４１３
６０　１６５８１１０３０　２４１０１０１０１０１０
９０１篤９１４０５　６５９０１０３２　　２６　１０
　　ｔｏ　　１０　１０　　ｔｏ　　１０　１　１５１
２　１５０８　　−４　６１　　０　　１１３３　　２
７　１０　１０　１０　１０　　ｔｏ　　１０　２　１
５６９　１５５６　　−３　６２　０　　１２３４　　
２８　１０　１０　１０　１０　　ＩＱ　　１０　３　
１６２７　１６２４　　−３　６３　　０　　１２３５
　　２９　１０　１０　１０　１０　１０　１０　４　
１６８６　１６８２　　−４　６４　　０　　１：！３
７　　３１　　８　１０　　ｔｏ　　１０　１０　１０
　６　１８０６　１７８０　　−２６　６４　　１　　
１４４０　　３４　　４　１０１０１０１０１０１０１
９９２１９７６　　−１６６４　　１　　　！５４５　
　３９　０　７　１０　１０　　ｔｏ　　１０　１７　
２３１９　２３１０　　−９　６４　０　　１５５０　
　４５　０　０　９　１０１０１０２５２εＣ９２６７
３４６４０１４上表中、ＳＤで示す値はマトリックス内
の分散値を示し、０〜６３階調を除いて分散値がＯとな
らないように決定されている。０と６３階調目は、すべ
てがＯまたはすべてに７レベルが割り当てられるので、
分散値はＯとなる。その他では、分散値が次第に増加さ
れ、４０〜４５階調目で最大値をとるように構成されて
いる。ハイライト部では、粒状性が目立つので、分散値
は小さくするように決定されている。第２図または第３
図には階調を示すマトリックスが表わされている。この
中の数字は、トナーをうめる（露光する）順番を示して
いる。また、各ます（ピクセル）には、Ｏ〜７段階（７
＋１＝８値）の露光強度が設けられており、１１３　（
＝４ｘ４ｘ７＋１＞種類の露光強度が存在するようにな
されている。そしてこの１１３階調のうちの６４階調を
選択して各Ｏ〜７段階の露光強度の組み合せが決定され
る。これにより得られるのが例えば第１図および上表に
示されるものである。

この場合、各６４階調ごとのＯ〜７値の組み合せで決定
される露光強度の分散値が現像能力を決定することとな
る。その結果、この分散値が大きければ現像能力が高く
、ドツトが安定して再現されることとなる。しかし、ハ
イライト部で分散値を大きくすると粒状性が目立ち好ま
しくない。また、ダーク部でも、黒の中に白い粒状性が
目立つことは好ましくない。したがって、第１図および
表に示す例では、分散値は階調の中間濃度部で大きくな
るように決定されている。第１図に示すような８×８の
マトリックスサイズを用いると分散値の選択幅が広がる
ので、その目的を充分達成することができる。この場合
には、６４　（−８Ｘ８）ます内の露光強度の分散値が
計算される。このときの分散値は露光レーザービームの
露光時間（μＳＥＣ単位）の値で計算される。これは、
露光強度（ビームパワー）が一定であるために時間が露
光エネルギーを代表することによるものである。

つぎに、処理回路を図面に基づいて具体的に説明する。

第４図は、本発明を用いた複写システムを示すブロック
線図である。複写すべき原稿は、カラースキャナ１によ
り、Ｒ，Ｇ、Ｂに色分解されて読み取られる。シェーデ
ィング補正回路２では、撮像素子の感度むらや光源の照
明むら等が補正される。ＭＴＦ補正回路３では、入力系
の特に高周波領域でのＭＴＦ特性の劣化が補正される。

γ補正回路４では、入力データが反射率リニア、濃度リ
ニア等の所望の特性となるように補正あるいは変換され
る。また、ここで地肌とばし等も同時に行なわれる。色
補正ＵＣＲ処理回路５では、入力系の色分解特性と出力
系の色材の分光特性との違いが補正される。この色補正
ＵＣＲ処理回路５は、忠実な色再現に必要な色材例えば
イエロー、マゼンタ、シアンの８固を計算する色補正処
理部と、イエロー、マゼンタ、シアンの３色が重なる部
分をブラックに置き換えるためのＵＣＲ処理部とから構
成されている。

色補正１理は、下式のようなマトリックス演算を実行す
ることにより実現することができる。

上式中、Ｂ、Ｇ、Ｒは、Ｂ、Ｇ、Ｒの補正数を示す。マ
トリックス係数ａ０．は、入力系および出Ｊ 力系（色材）の分光特性によって定められる。こ゛こで
は、１次マスキング方程式を例に挙げたが、百２や下心
のような２次項あるい慰さらに高次の項を用いることに
より、−層精度よく色補正することができる。また、色
相によって演算式を変えたり、ノイゲバ一方程式を用い
るようにしてもよい。いずれの装置にしても、Ｙ、Ｍ、
Ｃの値は、Ｂ、Ｇ、ＲまたはＢ、Ｇ、Ｒの値から求める
ことができる。

一方、上記ＵＣＲ処理は次の式を演算することにより行
なわれる。

Ｙ′−Ｙ−ａ−ｍｉｎ（Ｙ、　Ｍ、　Ｃ）Ｍ’−Ｍ−ａ
　・ｍ１ｎ（Ｙ、　Ｍ、　Ｃ）Ｃ’Ｃ−ａ　・ｍ１ｎ（
Ｙ、　Ｍ、　Ｃ）８に＝α−ｍｉｎ（Ｙ、　Ｍ、　Ｃ） 上式において、αはＵＣＲの量を定める係数であり、α
＝１のときに１００％ＵＣＲ処理となる。

αは一定値でもよくまた濃度レベルに対応して可変とし
てもよい。例えば、高濃度部ではαを１に近くし、ハイ
ライト部ではＯに近くなるようにしてやれば、ハイライ
ト部での画像を滑かにすることができる。

色補正およびｔＪｃＲ処理されたＹ、Ｍ、Ｃ。

Ｂｋ各色データは、各色ごとに階調処理回路６で組織的
デイザ法により第１図および表に示す多値デイザ用パタ
ーンを用いて２値化処理が行なわれる。階調処理された
２値データは、プリンタ７に送られ、ここで再生画像す
なわちコピーサンプルが出力されることとなる。

第５図には、多値デイザ法による階調処理回路６の一例
が示されている。画素またはラインが進むごとに参照す
べきディザマトリックス要素をずらしていくため、閾値
マトリックスサイズに応じたｙ進カウンタ６１およびＸ
進カウンタ６２が備えられており、ライン同期信号およ
び画素同期信号によってそれぞれのカウンタが動作され
るようになっている。

８×８サイズのマトリックスでは、ともに７進カウンタ
になされ、それぞれライン同期信号、画素同期信号同期
されて０．１，２．３，４，５゜６．７が繰り返し出力
されるようになっている。

ＲＯＭ６３においては、ディザマトリックスの要素信号
（カウンタの出力）と画像データとでアドレスされる番
地に、第１図および上表にて示すデイザパターンによっ
て決定される多値化データが格納されている。第１図中
の数値は、マトリックス内でドツトを打つ優先順位を示
すものである＠ある画像データが入力されたときには、
上表に示されるし１〜１７（レベル１〜７のドツト個数
）に示すドツト数にしたがって、優先順位の高いもの、
すなわち数値の小さいものから順に高いレベルのドツト
が割り当てられ、Ｌ７で最高濃度になされる。例えば、
ｙ進カウンタが２、Ｘ進カウンタが３、画像データが３
０のときは、上表では、Ｌ７のドツトが○、Ｌ６のドツ
トが９、Ｌ５〜Ｌ１のドツトが１０．１０（白）のドツ
トがＯになされている。したがって、優先順位が１〜９
の要素はレベル６のドツトが、１０〜１９のものはレベ
ル５のドツトが、２０〜２９のものはレベル４のドツト
が、３０〜３９のものはレベル３のドツトが、４０〜４
９のものはレベル２のドツトが、５０〜５９のものはレ
ベル１のドツトが、６０〜６４のものはレベルＯのドツ
トがそれぞれ選択される。一方、このとき第１図から、
優先順位は３７であるから、レベル３が出力すべきレベ
ルとなる。

第１図に示す例では、８値化処理が行なわれこととなる
から、８つのレベルに対応して０〜７の３ビツトのデー
タがＲＯＭ６３から出力されるように、該ＲＯＭ６３に
対してデータの書き込みが行なわれている。これにより
、テーブル参照式に多値デイザ処理を行なうことができ
ることとなり、これによって、多値数が異なる場合にも
ＲＯＭ６３の出力ビツト数を変えるだけで良く、また、
任意の多値化処理に容易に対応することができることど
なる。

第６図（ａ）に示すように、分散値を制御しない従来の
分散型パターン処理による階調はかなり不均一になるの
に対して、分散値を大とした本実施例のパターン処理に
よれば、第６図（ｂ）に示すような良好な階調性が得ら
れる。

（効　　果） 以上述べたように、本発明は、閾値ディザマトリックス
処理後の隣接ドツト間の露光量の差がマトリックス内で
一定値以上となるようにエネルギーレベルを分散して配
置するとともに、各階調レベルのうちのマトリックスで
表現される最初と最後の階調を除いてマトリックス内の
露光エネルギーの分散値σが、零とならないように構成
してなるから、現像能力を高めてハイライト部において
も再現性のよいドツト再現を可能とすることができ、原
稿の絵柄部の階調性を劣化させることなく特定色文字部
のシャープネスを向上させることができる。したがって
、文字部と絵柄部との両方の画像を良好に再現すること
ができ、画像全体として高品質な画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における各レベルの個数の割
り当てを示す配置説明図、第２図および第３図は階調を
示すマトリックス説明図、第４図は本発明を適用した複
写システムを示すブロック線図、第５図は階調処理部中
のデイザ処理回路を示したブロック線図、第６図（ａ）
および（ｂ）は従来および本発明における分散型パター
ン処理に基づく階調性を示した絵図、第７図（ａ）。 （ｂ）は隣接ドツト間の電位差により形成される電界強
度分布を表わした線図、第８図は各階調の濃度を表わし
た線図である。 第１図 （８×８　分散型マトリックスパターン）１、３３．　
９．４１．　３．３５．１１．４３４９、１７．５７．
２５．５１．１９．５９．２７１３、４５．　５　、３
７．１５．４７．　７　、３９６１、２９．５３．２１
．６３．３１．５５．２３４　、３６．１２．４４．　
２　、３４．１０．４２５２、２０．６０．２８．５０
．１８．５８．２６１６、４８．　８．４０．１４．４
６．　６．３８６４、３２．５６．２４．６２．３０．
５４．２２第２図　　　　第３図 （４Ｘ４集中型）　　　　　　　　　（４×４分散型）
第４図 １　２　　：３４５　６７ 第５図 筋６図（ｃｌ） も６図（Ｉ）） 滝　凋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多値閾値を有するディザマトリックスによる多値化面積
   階調処理を行ない複数色を用いて中間階調画像を形成す
   るようにしたディジタル画像形成システムにおける画像
   の多値化階調処理装置において、閾値ディザマトリック
   ス処理後の隣接ドット間の露光量の差がマトリックス内
   で一定値以上となるようにエネルギーレベルを分散して
   配置するとともに、各階調レベルのうちのマトリックス
   で表現される最初と最後の階調を除いてマトリックス内
   の分散値σが、マトリックス内の露光エネルギーの平均
   値＠Ｘ＠および各ピクセルの露光エネルギー値Ｘ＿ｉ＿
   ｊに対して、 σ＝Σ（Ｘ＿ｉ＿ｊ−＠Ｘ＠）＾２≠０ となる関係に構成されていることを特徴とする画像の多
   値化階調処理装置。