JPH09284553A - 中間調処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディザパターンの最大値の示す位置を分散さ
せることにより，解像度を低下させることなく，モアレ
を発生させる根本的な要因である周期性の発生を抑制
し，モアレ発生を低減させ，画質の向上を図る。 【解決手段】 １入力画素を２値化するために，その閾
値となる母マトリックスから適当な大きさのサブマトリ
ックスを切り出し，前記母マトリックス内の位置関係を
保持しながら中間調画像を出力する中間調処理方法にお
いて，前記サブマトリックスの数字の閾値を，組み合わ
せが同じで，配置のみを階調ごとに変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は，デジタル複写機な
どにおける中間調処理をサブマトリックスを用いて行う
中間調処理方法に関し，より詳細には，中間調処理にお
けるマトリックス内の閾値の配置を入力信号レベル（階
調）に応じて変化させる中間調処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より，２値画像により写真などの中
間調画像を出力するためには中間調処理を行う必要があ
る。この中間調処理方法としては，一般にディザ方法と
濃度パターン方法，およびその両者の利点を生かしたサ
ブマトリックス方法が知られている。

【０００３】これらは入力画素を閾値となるマトリック
スを用い，該閾値と入力画素とのレベルを比較すること
により，白／黒の２値画素を求め，それを出力画素とす
るものである。

【０００４】ところで，ディザマトリックスを構成する
数値の配置によっては，２つの周期性の信号が重なり合
ったときに，山と山とが重なって強調され，この部分が
周期的に発生することによりモアレといわれる異常画像
が発生する。

【０００５】たとえば，図８に示すように従来のサブマ
トリックスにおいては，常に閾値の最大値を示す位置が
同じであるので，結果として，周期性をもつことにな
り，これがモアレ発生の根本的な要因となっている。な
お，図８において，各サブマトリックス内のおける最大
値を示す位置に，○印を付してある。

【０００６】このため，従来ではＲＧＢのスキャナ読取
信号に平滑化処理を施し，解像力を落とし，さらに網点
原稿のコントラストを低下させることにより，モアレの
強度を抑制させていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記に
示されるような従来の中間調処理方法にあっては，常に
ディザパターンの閾値の最大値を示す位置が同じである
ため，その最大値による周期性が生じ，該周期性に起因
するモアレの発生を根本的に低減することができないと
いう問題点があった。

【０００８】また，従来のモアレ発生の低減の方法で
は，画像の解像力を低下させ，さらにモアレのコントラ
ストを低下させるため，画像がなまるという現象が生
じ，画質の向上を阻害するという問題点があった。

【０００９】本発明は，上記に鑑みてなされたものであ
って，ディザパターンの最大値の示す位置を分散させる
ことにより，解像度を低下させることなく，モアレを発
生させる根本的な要因である周期性の発生を抑制し，モ
アレ発生を低減させ，画質の向上を図ることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，請求項１に係る中間調処理方法にあっては，１入
力画素を２値化するために，その閾値となる母マトリッ
クスから適当な大きさのサブマトリックスを切り出し，
前記母マトリックス内の位置関係を保持しながら中間調
画像を出力する中間調処理方法において，前記サブマト
リックスの数字の閾値を，組み合わせが同じで，配置の
みを階調ごとに変化させるものである。

【００１１】すなわち，サブマトリックス内の組み合わ
せが同じで，配置のみを階調ごとに変えることで，各サ
ブマトリックス内で数値の配置（重み）が変化し，各入
力信号レベルで異なる濃度の集中が得られ，かつ，異な
る濃度の画素が分散されるので，エッジ部分の再現性が
増すことにより解像力向上が実現すると共に，モアレ発
生の根本的原因である周期性の発生も抑制され，モアレ
発生が低減される。

【００１２】また，請求項２に係る中間調処理方法にあ
っては，前記サブマトリックスの閾値は，カラー画像を
形成する各入力画素色ごとに異なる位置に配置され，か
つ，異なるスクリーン角で設定されるものである。

【００１３】すなわち，カラー画像を形成する各入力画
素色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ）ごとに，異なる位置に閾値を
配置すると共に，各色ごとに異なるスクリーン角で設定
することにより，エッジ部分がクッキリ再現されるの
で，解像力が低下せずに，効果的に各色によりスクリー
ン角を設けることが可能となる。

【００１４】また，請求項３に係る中間調処理方法にあ
っては，２×２サイズ以上の多値ディザの閾値の配置で
あって，前記閾値の中で最大値を示す位置が各階調ごと
に異なるようにしたディザの階調パターンを有し，この
変化の仕方が異なるディザの組を複数用意し，他の要因
に基づいて前記階調パターンを選択するものである。

【００１５】すなわち，従来のように画像を平滑化して
解像力を落として処理を行わずに，閾値の中で最大値を
示す位置が各階調ごとに異なるようにしたディザの階調
パターンを複数組から選択し，閾値の最大値の位置を変
化させることにより，解像力を損なうことなく，モアレ
低減が可能となる。

【００１６】また，請求項４に係る中間調処理方法にあ
っては，前記最大値の示す位置の変化を，階調ごとに時
計方向に回転させ，階調数に対する回転周期が異なるデ
ィザの組を異なる色に配置させるものである。

【００１７】すなわち，カラー画像形成時に，単色でモ
アレ低減を行った上に，さらに各色ごとにモアレのエネ
ルギーを分散させることにより，よりモアレの発生が低
減される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下，本発明の中間調処理方法を
添付図面を参照して説明する。

【００１９】〔実施の形態〕図１は，実施の形態に係る
サブマトリックス例を示す説明図であり，最初の階調
（１階調目）および中間位置の階調（中間階調目）にお
ける閾値の配置を示している。なお，各サブマトリック
ス内のおける最大値を示す位置に，○印を付してある。

【００２０】図１から明らかなように，各サブマトリッ
クス内で数値の配置（重み）を変化させることにより，
スクリーン角の方向が変化する。すなわち，各入力信号
レベルで，異なる濃度の集中が発生し，異なるスクリー
ン角となる（異なる濃度の分散状態が発生する）ことに
より，最大値による周期性の発生を阻止し，モアレ画像
の発生を低下させることができる。

【００２１】また，図１において，各サブマトリックス
を時計回り１セグメント回転させる。そして，スクリー
ン角度を，１階調目の，，に対し中間階調目の
’（５７°），’（−３３°），’（１２°）と
する。

【００２２】また，このような方法で，カラー画像を形
成するＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シア
ン），ＢＫ（ブラック）の各色に対し，回転角を９０°
ずつ進め（あるいは遅らせ）ることにより，各色ごとに
さらにランダマイズされ，モアレ画像の発生を低下させ
ることができる。

【００２３】図２は，実施の形態に係る２×２サイズに
おける多値ディザ例を示す説明図である。ここでは，１
〜８階調目までの状態を本発明の例（ａ）と従来例
（ｂ）とを対比させて示している。

【００２４】図２において，従来例（ｂ）の場合には，
階調数が増すに従って各要素の数字が同じ位置で増加す
る。これに対し，本発明の例（ａ）の場合には，最大値
を示す要素の位置を階調ごとに９０°ずつ回転するよう
に回転するように配置している。

【００２５】次に，スキャナで網点原稿をほぼ均等に読
み込んだ場合（８ｂｉｔ）について，本発明と従来例と
を対比させ，これを図３に示す。

【００２６】通常の網点ハーフトーン部をスキャナで読
み込んだ場合，各網点の読取値が常に２〜３％変化す
る。この原因としては，原稿の平面性やＣＣＤ素子と網
点との位置関係のバラツキと考えられる。

【００２７】ディザ処理値（階調数）は，均一な網点ハ
ーフトーンを読み込んだときでも同じにならず，最大値
が４〜５階調分の範囲でばらついている。したがって，
このような信号処理を行うと，従来においては，信号の
階調に関係なく最大値に処理される位置が同じであるた
め，図３に示すように周期性が強くなった結果となって
出力される。

【００２８】これに対し，本発明の場合は，この信号の
自然なバラツキを利用し，階調処理後では，最大値の再
現位置を回転させ，上記バラツキがランダムに発生して
いれば（ノイズ成分と考えられ，ほぼランダムであ
る），ディザ処理の周期性のくずれが発生するので，モ
アレの発生を抑制することができる。

【００２９】次に，本発明において解像力が向上する理
由について説明する。従来のように，同一入力信号に対
し，常にある位置が高濃度，あるいは逆に低濃度となる
ように固定的に変調された場合，たとえばエッジ部の再
現結果はギザギザな状態となってしまう。

【００３０】ところが，本発明の場合では，エッジ部の
読取値に多少のバラツキが存在していることを利用す
る。つまり，ある濃度では低く変調（ディザ処理）され
ても，バラツキの範囲で異なる濃度では高く変調（ディ
ザ処理）される場合とがあることを利用する。

【００３１】すなわち，入力信号のバラツキが再現濃度
を適当にばらつかせるので，これを平坦化処理し，その
結果，エッジ部の再現において画像のザラツキが減少
し，きれいなエッジ再現が可能となる。これは，特に，
Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの４色カラー画像形成装置（たとえ
ば，後述する図６のフルカラーのデジタル複写機の場
合）において，４色それぞれ異なる位置に主導的な位置
に最高濃度が変調される場合に有効となる。

【００３２】このようなＹ，Ｍ，Ｃ，ＢＫの４色カラー
デジタル複写機において，各パターン位相を９０°ずつ
異ならせた場合の階調例を図４および図５に示す。図４
は，階調が１段ずつ増加するごとに９０°変化する１サ
イクル／４階調の例，図５は，階調が２段ずつ増加する
ごとに９０°変化する１サイクル／８階調の例について
それぞれ示している。

【００３３】図６は，本発明が適用されるに好適なデジ
タル複写機の構成を示す説明図である。このデジタル複
写機は，複数の感光体を用いたフルカラーのデジタル複
写機を示しており，大きくは，原稿を光学走査し，その
画像を走査ラインごとに読み取るスキャナ１００と，該
スキャナ１００で読み取った画像データに所定の画像処
理を施す画像処理回路１０１と，記録紙を給紙・搬送す
る給紙部１０２と，後述する作像系と，定着器１０３な
どで構成されている。

【００３４】作像系は，画像処理回路１０１から出力さ
れる画像データに応じた光書き込みを行う書込光学系１
０５と，静電潜像が形成され，ＢＫ（ブラック），Ｍ
（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｃ（シアン）の４色分
がそれぞれ設けられた感光体ドラム１０６ＢＫ, Ｍ,
Ｙ, Ｃと，感光体ドラム１０６ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃを帯電
処理する帯電チャージャ１０７ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃと，感
光体ドラム１０６ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃに形成された潜像に
トナーを付着し，可視像化させる現像器１０８ＢＫ,
Ｍ, Ｙ, Ｃと，転写処理後の感光体ドラム１０６ＢＫ,
Ｍ, Ｙ, Ｃ面上の残留トナーを除去するクリーニング装
置１０９ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃと，感光体ドラム１０６Ｂ
Ｋ, Ｍ, Ｙ, Ｃに形成された画像を色順に記録紙に転写
させるための転写ベルト１１０などから構成されてい
る。

【００３５】また，書込光学系１０５には，ＬＤ（レー
ザダイオード）からの光を走査するポリゴンスキャナ１
１１と，該ポリゴンスキャナ１１１により走査された光
ビームを感光体ドラム１０６ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃに導き，
照射する偏向ミラー１１２とが設けられている。

【００３６】（実施の形態の動作）次に，以上のように
構成されたデジタル複写機の動作について説明する。

【００３７】感光体ドラム１０６ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃの表
面は，帯電チャージャ１０７ＢＫ,Ｍ, Ｙ, Ｃにより均
一に帯電された後，書込光学系１０５により出力すべき
画像に対応したビーム光が露光される。これにより，感
光体ドラム１０６ＢＫ, Ｍ,Ｙ, Ｃの表面上に静電潜像
が形成される。この静電潜像は，現像器１０８ＢＫ,Ｍ,
Ｙ, Ｃで現像されることでトナー像の可視画像とな
る。

【００３８】さらに，給紙部１０２から記録紙が給紙・
搬送され，転写ベルト１１０で搬送された記録紙に上記
トナー像が転写される。転写後，感光体ドラム１０６Ｂ
Ｋ,Ｍ, Ｙ, Ｃの表面に残ったトナーは，クリーニング
装置１０９ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃにより除去される。

【００３９】また，上記において，書込光学系１０５
は，ＬＤユニット（図示せず）から出力された光ビーム
をポリゴンスキャナ１１１が回転することにより，感光
体ドラム１０６ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃの軸方向（主走査）に
走査を行い，感光体ドラム１０６ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃの回
転により，感光体ドラム１０６ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃの軸と
直交する方向に副走査が行われる。

【００４０】ＢＫ（ブラック），Ｍ（マゼンタ），Ｙ
（イエロー），Ｃ（シアン）の各色の位置合わせは，記
録紙がレジストローラ部から転写ベルト１１０により各
色の転写位置に搬送されるタイミングと，感光体ドラム
１０６ＢＫ, Ｍ, Ｙ, Ｃそれぞれの画像が転写位置に移
動されるタイミングが各色すべて一致するように露光開
始時間を設定することにより行う。

【００４１】（画像処理部の構成）図７は，図６におけ
る画像処理回路１０１の構成を示すブロック図であり，
この画像処理回路１０１は，以下の２０１〜２１０の各
機能要素により構成されている。また，２２０は電子写
真プロセスに基づいてレーザ光書込により画像を形成す
るプリンタ，２３０は上記デジタル複写機の操作パネル
であり，通常の操作・表示機能の他に，本発明による中
間調処理を実行させるための画像モード選択キーを設
け，後述するパターン選択入力を行うように構成されて
いる。

【００４２】図７において，２０１はスキャナ１００か
ら入力されたＲ，Ｇ，Ｂの画像データを濃度変換（γ補
正処理）を実行するγ補正回路，２０２は画像データか
らビット単位で文字領域であるか写真領域であるか，ま
た必要に応じて有彩であるか無彩であるかを判定する画
像分離部，２０３はＭＴＦ補正を実行するＭＴＦ補正回
路である。

【００４３】また，２０４はＵＣＲによる色変換を実行
する色変換ＵＣＲ回路，２０５は変倍回路，２０６は指
定された編集指示に基づいて編集処理などの画像加工を
実行する画像加工回路，２０７はＭＴＦフィルター，２
０８はγ補正回路，２０９は写真処理などの中間調画像
の場合に本発明による中間調処理方法を用いて階調処理
を実行する階調処理部である。

【００４４】（画像処理部の動作）次に，以上のように
構成された画像処理回路の動作について説明する。スキ
ャナ１００からの原稿Ｐに対応する画像データＲ，Ｇ，
Ｂ（各色８ビット）は，同時に画像処理回路１０１に送
られる。画像処理回路１０１は，入力された画像データ
に所定の補正を加え，プリンタ２２０に出力する。

【００４５】画像処理部のγ補正回路２０１は，スキャ
ナ１００からの画像データＲ，Ｇ，Ｂ（反射率リニア）
を濃度リニアに変換する。該変換データは画像分離部２
０２に入力される。画像分離部２０２は，入力データか
らビット単位（たとえば４ビット単位）で文字領域であ
るか写真領域であるかを判定し，その結果をＭＴＦ補正
回路２０３に出力する。

【００４６】色変換ＵＣＲ回路２０４は，色補正／色変
換を実行する。すなわち，スキャナ１００により読み取
った画像データはＲ，Ｇ．Ｂであるが，プリンタ２２０
の出力はＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナーやインクでプリント
出力するため，Ｒ，Ｇ，ＢデータをＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙに
変換する。

【００４７】また，色変換ＵＣＲ回路２０４からの出力
データは画像加工回路２０６に入力され，編集の指示に
基づいて編集処理を実行する。階調処理回路２０９は，
文字処理である場合はスルー，すなわち，入力データを
そのままの状態で出力する。一方，写真処理である場合
は通常行われているブロック単位で階調表現する階調処
理を実行する。

【００４８】特に，階調処理回路２０９では，本発明に
よるディザパターンを用いて処理を実行する。このディ
ザパターン内における回転のパターン，すなわち，周期
／ステップは，操作パネル２３０より指定し，変化させ
ることができる。この指定とは，操作パネル２３０に設
けられた画像モード選択キーの種類で，網点原稿の網点
線数の大小や写真原稿かテキスト原稿（文字）かによっ
てパターン選択が行われる。

【００４９】すなわち，図７に示すように， （１）写真原稿のうち，銀塩写真で作成された原稿は，
パターン１ （２）写真原稿のうち，網点で作成された原稿は，パタ
ーン２ （３）文字写真（文字と写真とが混在した）原稿は，パ
ターン３ （４）文字のみの原稿は，パターン４ というようにパターン分けし，この原稿の種類に適した
パターンを入力する。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように，本発明に係る中間
調処理方法（請求項１）によれば，サブマトリックス内
の組み合わせが同じで，配置のみを階調ごとに変えるこ
とで，各サブマトリックス内で数値の配置（重み）が変
化し，各入力信号レベルで異なる濃度の集中が得られ，
かつ，異なる濃度の画素が分散されるため，エッジ部分
の再現性が増すことにより解像力向上が実現すると共
に，モアレ発生の根本的原因である周期性の発生も抑制
されるので，モアレ発生が低減し，画質の向上を図るこ
とができる。

【００５１】また，本発明に係る中間調処理方法（請求
項２）によれば，カラー画像を形成する各入力画素色
（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫ）ごとに，異なる位置に閾値を配置
すると共に，各色ごとに異なるスクリーン角で設定する
ため，エッジ部分がクッキリ再現されるので，解像力が
低下せずに，効果的に各色によりスクリーン角を設ける
ことができる。

【００５２】また，本発明に係る中間調処理方法（請求
項３）によれば，従来のように画像を平滑化して解像力
を落として処理を行わずに，閾値の中で最大値を示す位
置が各階調ごとに異なるようにしたディザの階調パター
ンを複数組から選択し，閾値の最大値の位置を変化させ
るため，解像力を損なうことなく，モアレ低減を実現す
ることが可能となる。

【００５３】また，本発明に係る中間調処理方法（請求
項４）によれば，カラー画像形成時に，単色でモアレ低
減を行った上に，さらに各色ごとにモアレ発生のエネル
ギーを分散させるため，よりモアレの発生を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係るサブマトリックス例を示す説
明図である。

【図２】実施の形態に係る２×２サイズにおける多値デ
ィザ例を示す説明図である。

【図３】スキャナで網点原稿をほぼ均等に読み込んだ場
合（８ｂｉｔ）における本発明と従来例とを対比させた
説明図である。

【図４】階調が１段ずつ増加するごとに９０°変化する
１サイクル／４階調の例を示す説明図である。

【図５】階調が２段ずつ増加するごとに９０°変化する
１サイクル／８階調の例を示す説明図である。

【図６】本発明が適用されるに好適なデジタル複写機の
構成を示す説明図である。

【図７】図６における画像処理回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】従来におけるサブマトリックス例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１００ スキャナ １０１ 画像処理回路 ２０９ 階調処理回路 ２３０ 操作パネル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １入力画素を２値化するために，その閾
   値となる母マトリックスから適当な大きさのサブマトリ
   ックスを切り出し，前記母マトリックス内の位置関係を
   保持しながら中間調画像を出力する中間調処理方法にお
   いて，前記サブマトリックスの数字の閾値を，組み合わ
   せが同じで，配置のみを階調ごとに変化させることを特
   徴とする中間調処理方法。
2. 【請求項２】 前記サブマトリックスの閾値は，カラー
   画像を形成する各入力画素色ごとに異なる位置に配置さ
   れ，かつ，異なるスクリーン角で設定されることを特徴
   とする請求項１に記載の中間調処理方法。
3. 【請求項３】 ２×２サイズ以上の多値ディザの閾値の
   配置であって，前記閾値の中で最大値を示す位置が各階
   調ごとに異なるようにしたディザの階調パターンを有
   し，この変化の仕方が異なるディザの組を複数用意し，
   他の要因に基づいて前記階調パターンを選択することを
   特徴とする請求項１に記載の中間調処理方法。
4. 【請求項４】 前記最大値の示す位置の変化を，階調ご
   とに時計方向に回転させ，階調数に対する回転周期が異
   なるディザの組を異なる色に配置させることを特徴とす
   る請求項３に記載の中間調処理方法。