WO2005109851A1

WO2005109851A1 - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム

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Publication number: WO2005109851A1
Application number: PCT/JP2005/008342
Authority: WO
Inventors: Nobuhiro Karito
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2005-05-06
Publication date: 2005-11-17
Also published as: US20070047000A1; JPWO2005109851A1; EP1758368A1

Abstract

孤立したドットの発生を防いで画質劣化のない安定したドットを生成させるとともに、ハーフトーン処理の処理速度の早い画像処理装置や、画像処理方法を提供すること。入力画像データに対して、２種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換して出力する画像処理装置において、予め決められた画素群に基づいて前記画素群に含まれる前記各画素の前記入力画像データから重心位置を決定する重心位置決定手段と、前記重心位置決定手段で決定した前記重心位置に基づく画素に前記レベル値を付与する付与手段と、を備えた画像処理装置であることを特徴とする。

Description

明細書

画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム

技術分野

[0001] 本発明は、レーザプリンタなどの画像処理装置における階調画像データのハーフトーン処理に関する。詳しくは、予め決められたセルを用レ、、そのセル内に含まれる画素の階調値から重心位置を求めその重心位置に、セル内の画素の階調値の和に対応する分のドットを生成させるようにしたハーフトーン処理に関する。

背景技術

[0002] 従来から、プリンタなどの画像処理装置は、画素ごとに多値の階調値を有する階調データに対して、ドットの有無を表す 2値の値に変換して印刷用紙に印刷を行うようになされている。一般には、多値の階調値を 2値の値に変換する処理のことをハーフトーン処理と称されている。

[0003] かかるハーフトーン処理として、所定の階調値が蓄積されるまで所定の順番で画素を探索し、蓄積された階調値を入力階調値が大きい画素から順番に再配分する処理 (以下、 CAPIX法）がある（例えば、以下の非特許文献 1)。

[0004] また、各画素の階調値の合計が所定の閾値になるまで所定の順番で画素を選択して複数画素からなる画素群（以下、「セル」）を構成し、そのセルの中心位置にドットを生成させるようにしたハーフトーン処理も知られている（例えば、以下の特許文献 1)。

[0005] さらに、重心位置から最も近い位置にある画素を閾値に達するまで選択しながらセルを構成し、セル内の重心位置にドットを生成させるようにする力その閾値を入力階調値に応じて変化させるようにしたものもある（例えば、以下の特許文献 2)。

[0006] さらに、入力階調値と所定のサイズからなる閾値マトリックス（変換テーブル）とを比較してドットを生成させるようにした、いわゆる網点処理によるハーフトーン処理もある非特許文献 1：黒沢俊晴、他 3名、 "周辺濃度集積再配分法 (CAPIX法）による擬似中間階調プロセッサ"、画像電子学会誌第 17卷第 5号（1988年）

特許文献 1：特開平 11 27528号公報特許文献 2 :特願 2003— 352270号

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] しかしながら、上述した CAPIX法では入力階調値の大きい画素がとびとびに存在したとき、その入力階調値に応じて蓄積階調値を配分することになりドットもとびとびに存在することになる。力かる孤立したドットをレーザプリンタで再現させると、必ずしも安定したドットが再現できるとは限らなレ、。感光体ドラムへのトナーの付着はまとまつた大きさのドットの方が安定するからである。力かる不安定なドットは画質劣化を生じさせる原因となっていた。

[0008] また、上述した特開平 11— 27528号は、階調値の合計が" 255"となるまで画素を選択してセルを構成するようにし、その中心に位置する画素にドットを生成させるようにしている。したがって、 1画素分のドットを生成させるようにしているため、同様に孤立したドットが発生し、ドットの再現が不安定となる。

[0009] 一方、上述した特願 2003— 352270号は、セルの構成に必要な閾値を入力階調値に応じて変化させることで、安定したサイズのドットを発生させるようにしている。し力しながら、セルを構成する画素を選択するために重心位置を何度も演算する必要がありハーフトーン処理が遅くなるという問題があった。

[0010] さらに、上述した網点処理に関しても、連続した入力階調値が存在する領域において、閾値マトリックス内の比較する閾値によっては孤立したドットを発生させる場合もある。

[0011] そこで、本発明は、孤立したドットの発生を防いで画質劣化のない安定したドットを生成させるとともに、ハーフトーン処理の処理速度の早い画像処理装置や、画像処理方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 上記目的を達成するために本発明は、入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換して出力する画像処理装置において、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから重心位置を決定する重心位置決定手段と、重心位置決定手段で決定した重心位置に基づく画素にレベル値を付与する付与手段と、を備えたことを特徴としている。これにより、例えば、画素群が予め決められているので処理が早くなり、そして重心位置に基づく画素にドットを生成させるレベル値を付与しているのでドットが集中し孤立したドットの生成を防ぐことができる。

[0013] また、本発明は上記画像処理装置において、上記付与手段で付与された N種類のレベル値に対して K段階 (Kは正の整数）のパルス幅を生成するパルス幅変調手段、をさらに備えることを特徴としている。これにより、例えば、より多くの階調表現を可能としたハーフトーン処理を実現することができる。

[0014] さらに、本発明は上記画像処理装置において、上記重心位置決定手段は、各画素の画素位置と各画素の入力画像データのレベル値との積を画素群に含まれる全画素に対して演算し、その和を画素群に含まれる各画素の入力画像データのレベル値の合計値で除算した値を重心位置として決定する、ことを特徴としている。これにより、例えば、各画素の階調値を含めた重心位置を容易に演算することができる。

[0015] さらに、本発明は上記画像処理装置において、上記付与手段は、レベル値を重心位置に近い画素から優先的に選択し、当該選択した画素にレベル値を付与する、ことを特徴としている。これにより、例えば、重心位置に近い画素から順番にレベル値を付与するため、孤立したドットの発生を防ぐことができる。

[0016] さらに、本発明は上記画像処理装置において、上記付与手段は、レベル値を重心位置に最も近い画素に付与したとき、画素群に含まれる各画素のレベル値の合計値力付与したレベル値を減算してレベル値に余りがあれば当該余りのレベル値をレベル値を付与した画素以外の画素であって重心位置から最も近い画素に付与する、ことを特徴としている。これにより、例えば、重心位置から成長したドットが生成され、ある程度まとまったドットが生成されるので孤立したドットの生成を防ぐことができる。

[0017] さらに、本発明は上記画像処理装置において、上記付与手段は余りのレベル値が 1画素分のドットを生成させる N種類のレベル値でないとき、余りのレベル値を N種類のレベル値を付与した画素以外の画素で重心位置から最も近い画素でありかつ画素群に含まれる画素に付与する、ことを特徴としている。

[0018] さらに、本発明は上記画像処理装置において、上記重心位置決定手段は画素群に含まれる各画素の座標位置を保持することで画素群を予め決めてレ、る、ことを特徴としている。これにより、例えば、セルを構成するために重心位置を何度も演算することがないためにハーフトーン処理の早い画像処理装置を提供することができる。

[0019] さらに、本発明は上記画像処理装置において、画素群に含まれる各画素は互いに P 接している、ことを特徴としている。これにより、例えば、セルがまとまった面積を持つため孤立したドットの発生を防ぐとともに、セルを構成する画素の位置情報を少なくすることができるためメモリ容量の削減を図ることができる。

[0020] また、上記目的を達成するために本発明は、入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換して出力する画像処理方法において、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから重心位置を決定する重心位置決定工程と、重心位置決定工程で決定した重心位置に基づく画素にレベル値を付与する付与工程と、を備えたことを特徴としている。これにより、例えば、画素群が予め決められているので処理が早くなり、重心位置に最も近い画素にドットを生成させるレベル値を付与しているのでドットが集中し孤立したドットの生成を防ぐことができる。

[0021] さらに、上記目的を達成するために本発明は、入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換して出力する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから重心位置を決定する重心位置決定処理と、重心位置決定処理で決定した重心位置に基づく画素にレベル値を付与する付与処理と、をコンピュータに実行させるプログラムであることを特徴としている。これにより、例えば、画素群が予め決められているので処理が早くなり、重心位置に最も近い画素にドットを生成させるレベル値を付与しているのでドットが集中し孤立したドットの生成を防ぐ処理をコンピュータで実現することができる。

[0022] さらに、上記目的を達成するために本発明は、入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換することで網点画像を生成する網点画像生成装置において、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の前記入力画像データから重心位置を決定する重心位置決定手段と、重心位置決定手段で決定した重心位置に基づく画素に前記レベル値を付与する付与手段と、を備えたことを特徴としている。これにより、例えば、処理の早い網点画像を生成するとともに孤立した網点の生成を防ぎ、さらに、解像性が向上し、入力階調値に忠実な出力を得る。

[0023] さらに、上記目的を達成するために本発明は、入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換することで網点画像を生成する網点画像生成方法において、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから重心位置を決定する重心位置決定工程と、重心位置決定工程で決定した重心位置に基づく画素に前記レベル値を付与する付与工程と、を備えたことを特徴としている。これにより、例えば、処理の早い網点画像を生成するとともに孤立した網点の生成を防ぎ、さらに、解像性が向上し、入力階調値に忠実な出力を得る。

[0024] さらに、上記目的を達成するために本発明は、入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換することで網点画像を生成する網点画像生成処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから重心位置を決定する重心位置決定処理と、重心位置決定処理で決定した重心位置に基づく画素にレべル値を付与する付与処理と、をコンピュータに実行させるプログラムであることを特徴としている。これにより、例えば、処理の早い網点画像を生成するとともに孤立した網点の生成を防ぎ、さらに、解像性が向上し、入力階調値に忠実な出力を得る処理をコンピュータで実現することができる。

さらに、上記目的を達成するために本発明は、入力画像データに、入力画像データの複数の画素を含む予め定められたセルを割り当てる手段と、セル内の複数の画素の階調値からセル内の重心位置を決定する手段と、セル内の複数の画素の階調値の和に対応するドットを少なくとも重心位置を含む画素に発生させる手段と、を有する画像処理装置であることを特徴としている。これにより、例えば、孤立したドットの発生を防ぐとともに処理の早レ、画像処理装置を提供することができる。

図面の簡単な説明 [0025] [図 1]本発明が適用されるシステム全体の構成を示す図である。

[図 2]画像処理装置の具体的構成を示す図である。

[図 3A]セルブロックの例を示す図である。

[図 3B]セルブロックの例を示す図である。

[図 3C]セルブロックの例を示す図である。

[図 3D]セルブロックの例を示す図である。

[図 4]入力画像に対して適用されるセルブロックの種類を説明するための図である。

[図 5]本発明に係る処理の動作を示すフローチャートである。

[図 6]本発明に係る処理の動作を示すフローチャートである。

[図 7]ドット生成処理の動作を示すフローチャートである。

[図 8A]入力バッファ領域 261の例を示す図である。

[図 8B]出力バッファ領域 262の例を示す図である。

[図 9A]出力バッファ領域 262の例を示す図である。

[図 9B]出力バッファ領域 262の例を示す図である。

[図 10A]入力バッファ領域 261の例を示す図である。

[図 10B]出力バッファ領域 262の例を示す図である。

[図 11A]出力バッファ領域 262の例を示す図である。

[図 11B]出力バッファ領域 262の例を示す図である。

[図 12A]セルブロックの例を示す図である。

[図 12B]セルブロックの例を示す図である。

[図 13]セルブロックの例を示す図である。

[図 14]本発明が適用される他のシステム全体の構成を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。図 1は、本発明が適用されるシステム全体の構成を示す図である。全体としてホストコンピュータ

10と、画像処理装置 20とから構成される。

[0027] ホストコンピュータ 10は、アプリケーション部 11とラスタライズ部 12とから構成される

。アプリケーション部 11では、文字データ、図形データ、ビットマップデータ等の印刷対象のデータが生成される。例えば、ホストコンピュータ 10でワードプロセッサや図形ツールなどのアプリケーションプログラムを使用してキーボード等の操作により文字データゃ図形データなどが生成される。生成されたこれらのデータは、ラスタライズ部 1 2へ出力される。

[0028] ラスタライズ部 12では、アプリケーション部 11から出力された印刷対象のデータを画素ごと（又はドットごと）に 8ビットの階調データに変換する。したがって、各画素 0から 255までの階調値（レベル値）を有することになる。ラスタライズ部 12における階調データの生成は、実際にはホストコンピュータ 10に実装されたドライバによって処理が行われる。ラスタライズ部 12から出力される階調データは、画像処理装置 20に出力される。なお、本実施例においてこの階調データはモノクロデータとして以下説明する。

[0029] 画像処理装置 20は、全体として画像処理部 21と印刷エンジン 22とから構成される。画像処理部 21は、ハーフトーン処理部 211と、パルス幅変調部 212とから構成される。ハーフトーン処理部 211は、ホストコンピュータ 10から出力された階調データが入力され、 2値以上の多値の値（レベル値）に変換し、量子化データを出力する。パルス幅変調部 212は、ハーフトーン処理部 211から出力された量子化データが入力され、この量子化データに対してドットごとにレーザ駆動パルス有り又は無しを示す駆動データを生成する。生成した駆動データは、印刷エンジン 22に出力される。

[0030] 印刷エンジン 22は、レーザドライバ 221とレーザーダイオード（LD) 222と力構成される。レーザドライバ 221は、パルス幅変調部 212からの駆動データが入力され、その駆動データをもとに駆動ノ^レスあり又はなし等を示す制御データを生成し、レーザ一ダイオード 222に出力する。レーザーダイオード 222は、レーザドライバ 221から出力された制御データに基づいて駆動され、さらに図示しない感光ドラムや転写べルトが駆動されて、実際に印刷用紙等の記録媒体にホストコンピュータ 10からのデータが印刷されることになる。

[0031] 次に図 2を参照して、画像処理装置 20の具体的構成について説明する。ここで、図 1の画像処理装置 20のうち、ハーフトーン処理部 211及びパルス幅変調部 212は、図 2における CPU24、 R〇M25、及び RAM26に対応する。 [0032] 画像処理装置 20は、入力インターフェース（I/F) 23、 CPU24、 ROM25、 RAM 26、印刷エンジン 22とから構成され、バスを介して互いに接続されている。入力 I/F 23は、ホストコンピュータ 10と画像処理装置 20とのインターフェースの役割を果たす。入力 IZF23には、所定の伝送方式により伝送された、ホストコンピュータ 10からの階調データが入力され、 CPU24の制御により画像処理装置 20で処理できるデータに変換される。入力された階調データは、一旦 RAM26に格納される。

[0033] CPU24は、バスを介して入力 IZF23、 R〇M25、 RAM26、印刷エンジン 22と接続され、 ROM25に格納されたプログラムを適宜読み出して、ハーフトーン処理等の各種処理を行う。その詳細は後述する。

[0034] RAM26は、 CPU24で実行される各処理のワーキングメモリとして役割を果たし、処理中や処理後の各種データが格納される。また、印刷エンジン 22のレーザドライノく 221を駆動させるための駆動データも格納される。

[0035] 印刷エンジン 22は、図 1の印刷エンジンと同様の構成で、 RAM26に格納された駆動データが CPU24の制御により入力されて、上述した印刷処理が行われることになる。

[0036] 次に本発明によるハーフトーン処理の詳細について図面を参照しながら説明する力最初に、図 3乃至図 4を参照して本発明の概要について簡単に説明する。まず、図 3に示すように 4種類のセルブロック 25：!〜 254を用意する。すなわち、図 3Aに示す左上端用セルブロック 251と、図 3Bに示す上端用セルブロック 252と、図 3Cに示す左端用セルブロック 253と、図 3Dに示す通常領域用セルブロック 254である。

[0037] 各セルブロック 25：!〜 254内には複数のセル（図中、太線で表示）が存在する。そして、セルブロック 25：!〜 254の各セル内には入力画素が複数存在し、各セル内で重心位置を求めてドット生成のための処理を進めることになる。

[0038] これらの 4つのセルブロック 251〜254は、 1ページ（又は 1フレーム）分の入力画像 100に対して図 4に示すように適用される。すなわち、入力画像 100の左上端ブロック Bk には、左上端用セルブロック 251が適用され、入力画像 100の上端ブロック Bk

11

〜Bk (m≥2)には上端用セルブロック 252が適用される。また、入力画像 100の

21 ml

左端ブロック Bk 〜Bk (n≥ 2)には左端用セルブロック 253が適用され、入力画像 100のそれ以外のブロック Bk (2≤X≤m、 2≤Y≤n)には通常領域用セルブロック

ΧΥ

254が適用される。

[0039] ここで、図 3に戻り左上端用セルブロック 251の上部にある 7番目のセルの右半分は右隣のセルブロック 252に含まれることになり、したがって上端用セルブロック 252の左上にある 1番目のセルの左側はセル番号が割り当てられておらず、上端用セルブロック 252内で処理は行われないことになる。これは、力かる 7番目のセルを 2つに区切って左上端用セルブロック 251、上端用セルブロック 252それぞれ別々に処理を行うと別々にドットが打たれてしまい、孤立したドットの発生につながる。そこで、 2つのセルブロックに跨っているセルについてはいずれか一方のセルブロック内で処理するようにしている。このようなことは、左上端用セルブロック 251の最も下に位置するセルと左端用セルブロック 253の最も上に位置するセルなど、各セルブロック 251〜 254間で発生する。

[0040] このようなセルブロック 251〜254を入力画像 100に適用し、各ブロック 251〜254 内の予め決められたセル枠内で入力階調値に応じた重心位置を求め、当該重心に位置する画素にドット生成を示す値 (例えば" 255")を割り当てる。このときセル内の階調値の合計に応じてさらにドット生成を示す値を割り当てるときは、重心から最も近い画素に割り当てるようにする。

[0041] 重心位置の演算ではセル内の画素の階調値の合計値に応じて重心位置にドットを集中させるよう処理を行っているために、孤立したドットの発生を抑え、ある程度の大きさのドットが発生しやすくなる。したがって、安定したドットが発生し画質劣化のない画像を再生することができる。また、セルを構成するときに、毎回重心位置を演算してセルに取りこむべき画素を求めることはせず、セルブロック 251〜254内で予め決められたセルを適用しているため、セル構成のための処理時間がなくなり、その分処理が早くなる。

[0042] さらに、従来の網点処理の場合は各網点セル（閾値マトリックス）で閾値と入力階調値とを比較するようにしている力閾値によってはドットが発生したりしなかったりなど孤立したドットの発生が生じることも考えられる。しかし、本発明のようにまわりの画素力も階調値を集めて重心位置からドットを生成するようにしているため、網点処理と比較して安定したドットを再現することができる。

[0043] さらに、従来の網点処理と比較して本発明の場合、解像性が向上し、入力階調値に忠実な出力を得ることができる。すなわち、従来の網点処理では網点（ドット)位置が固定されているため、解像性が網点周期程度に劣化し、例えば文字がギザつくジャギ一が発生したり、小さく薄い文字が読みに《なる等の問題があった。本発明では重心位置にドットが発生して網点が形成されることになるので、細線やエッジの再現性が向上してジャギーが発生せず、小さく薄い文字が読み易くなり、高解像度の網点画像を生成する。また、従来の網点処理の場合、大きい閾値によって入力階調値が切り捨てられ細い線が再現されなかったり、或いはその逆で入力階調値がドット生成を示す" 255"に切り上げられ太線に変換されたり、入力階調値と出力階調値との不一致の問題があった。本発明ではセルに含まれる階調値の合計と同じ階調値を有する網点が生成されることになり、入力画像の階調値に忠実な出力を得ることができる。なお、以上の議論に鑑みて、本発明が適用されるのは図 1に示す画像処理装置のみならず、同じ機能を有する網点画像生成装置に適用しても全く同様の効果を奏することが言える。

[0044] 次に本発明に係るハーフトーン処理の詳細について適宜図面を参照して説明することにする。図 5乃至図 7は、処理の動作を示すフローチャートである。

[0045] 図 5に示すように、 CPU24は ROM25から本処理を実行するためのプログラムを読み出すことで処理が開始される（ステップ S10)。次いで、 CPU24は入力画像 100を RAM26に読み込む処理を行う（ステップ Sl l)。例えば、 RAM26の所定領域に設けられた入力バッファ領域 261に入力画像 100の各階調値が格納される。この例を図 8Aに示す。この入力バッファ領域 261の各座標位置は全体画像の各画素位置に対応するもので、（0， 0)の座標位置は、全体画像の（0， 0)に位置する画素に対応する。また、各座標位置に格納された値は当該画素の入力階調値を示す。図 8Aの例は、入力画像 100の左上端に薄い線が存在する画像の例である。なお、入力バッファ領域 261は 5行 5列の例で示している力これは説明を容易にするためであって、例えば 1ページ（1フレーム）分の画像を格納できる構成であってもよいし、この図より少ない行と列の構成であってもよい。 [0046] 図 5に戻り、次いで CPU24は繰り返しブロックを入力画像 100の左上に設定し、 N に" 1"を代入する（ステップ S12)。すなわち、入力画像 100の左上端ブロック Bk に

11 左上端用セルブロック 251を適用するようにし、さらにセルブロック 251内のセル番号を示す Nに" 1"を代入する。入力画像 100の左上端部の領域から処理を始めるためである。図 8Aの例では、この領域 261に左上端用セルブロック 251の番号 1のセル（以下、セル（1) )が適用されることになる。

[0047] 次レ、で、 CPU24はブロック内の N番目のセルに含まれる全画素を参照する（ステツプ S13)。図 8Aの例では、セル（1)に含まれる全画素を参照することになる。このセル（1)の枠は、図 8Aにおいて太線で示す。ここで、各セルに含まれる参照すべき画素は例えば座標位置でリストイ匕され、力かる情報が R〇M25 (又は RAM26)に格納される。そして、本ステップ S13の処理の際に CPU24が読み出してセル内に含まれる画素を参照することになる。図 8Aの例では、セル（1)に含まれる画素として、（0, 0 )、 (1, 0)、 ·、 (4, 0)、 (0, 1)、 · · ·、 (1, 4)がリストイ匕され ROM25等に格納されてレ、る。セルブロック 251内の他のセル（N)につレ、ても同様である。

[0048] 次いで、 CPU24はセル内における参照画素の階調値の合計を演算する（ステップ S14)。その後の重心位置演算の処理で必要だからである。図 8Aの例においてセル (1)内の階調値の合計は、 "365"となる。この合計値は、 CPU24によって、例えば R AM26の所定領域に格納される。

[0049] 次いで、 CPU24は参照画素の重心を演算する（ステップ S 15)。重心位置に基づいてドットを生成する処理を行うためである。重心位置の演算は、以下の式を用いる。

[0050] 刚 χ £{ (各画素の X座標) χ (各画素の階調値) }

セル内の階調値の合計 γ (各画素の Υ座標 ) χ (各画素の階調値) }

セル内の階調値の^ ( X重心、 Υ重心は重心位置の座標）

[数 1]に示すように、各座標位置に当該画素の階調値を積算した値をセル内の参照画素すべてに対して行い、その和をセル内の階調値の合計値 (ステップ S15で演算した値）で除算する。この [数 1]は、例えば ROM25に格納され、本処理のときに C

PU24が ROM25から読み出して演算を行う。図 8Aの例では、（X , Y ) = (1. 5 重心重心

1， 1. 51)となる。演算した重心位置は、例えば RAM26に格納される。

[0051] 図 5に戻り、次いで CPU24はドット生成処理を行う（ステップ S 16)。すなわち、演算した重心位置からドットをどの画素位置に生成させるかの処理を行う。ドット生成処理の詳細を図 7に示す。ドット生成処理 (ステップ S16)に移行すると、まず CPU24は重心位置に最も近いドット未出力画素を探索する（ステップ S161)。図 8Bには、 RAM 26の所定領域内に設けられた出力バッファ領域 262の例を示す。この出力バッファ領域 262は、ドットの生成の有無を示す値を格納するためのメモリで、入力バッファ領域 261と同様に各座標位置が全体画像の各画素位置に対応する。なお、この出力バッファ領域 262の全領域には予め" 0"が格納されているものとする。ここでドット未出力画素とは、ドット無しを示す" 0"が格納された画素のことで、ドット未出力画素の探索は出力バッファ領域 262から判断することができる。図 8Aの例では、重心位置の座標が（1. 51, 1. 51)となっているので、（2, 2)の座標に位置する未出力画素を探索することになる。なお、図 8Bには理解の容易のため、重心位置 2621を示す。

[0052] 図 7に戻り、次いで CPU24は未出力画素があるか否か判断する（ステップ S162)。

図 8Bの例では探索した画素（2, 2)はドット未出力画素なので本ステップで" YES"と判断され、ステップ S163に移行する。

[0053] ステップ S163において CPU24は、残り階調値が" 255"よりも大きいか否か判断する（ステップ S163)。図 8Bの例では、階調値の合計値は" 365"で、この時点で階調値の減算が行われていないので、残り階調値は" 365"である。よって、本ステップ S1 63で" YES"が選択され、処理はステップ S 164に移行する。

[0054] ステップ S164において CPU24は探索した画素に" 255"を出力する。すなわち、出力バッファ領域 262の探索画素に対応する座標位置に" 255"が格納される。本実施例においてこの" 255"は、 1画素全体に対してドットの生成を表す値となっている。図 8Bに示すように、座標位置（2， 2)に" 255"が格納される。

[0055] 次いで、 CPU24は残り階調値から" 255"を減算する（ステップ S165)。図 8Bの例では、残り階調値" 365"から" 255"を減算すると、 "110"となる。減算後の残り階調値も、例えば RAM26に格納される。

[0056] 次いで、 CPU24は残り階調値があるか否か判断する（ステップ S166)。上述のステップ S165で減算後の残り階調値が RAM26に格納されるので、かかる値を読み出して" 0"か否かで判断することができる。残り階調値があれば (本ステップで" YES"のとき）、処理は再びステップ S161に移行して上述の処理を繰り返す。一方、残り階調値がないと（本ステップで" N〇"のとき）、ドット生成処理が終了して図 5のステップ S17 に移行する。

[0057] すなわち、ステップ S161からステップ S166までの処理では、重心に最も近レ、ドット未出力画素から順に" 255"を出力し、セル内の階調値の合計値がなくなるまでこれを繰り返すことになる。したがって、セル内の階調値の合計値が多いと、それだけ" 25 5"を出力する画素が多くなりドットの生成が多くなる。合計値が低いと逆にドットの生成が少なくなる。よって、セル内の入力階調値の大きさに対応したドットを生成させること力 Sできる。

[0058] 一方、残り階調値が" 255"以下のとき（ステップ S163で" NO"のとき）、残り階調値を探索した画素に出力する（ステップ S167)。図 8Bの例では、残り階調値が" 110" で、 "255"以下のため、この残りの階調値" 110"を重心位置に最も近いドット未出力画素に出力することになる。重心位置（1. 51 , 1. 51)に最も近いドット未出力画素は、 (2, 1)と（1 , 2)に位置する 2つの画素がある。この場合、図 9Aに示すように残りの階調値" 110"を均等に 2つの画素に出力するようにしてもよいし、図 9Bに示すようにいずれか一方の画素に出力するようにしてもよい。そして、ドット生成処理 (ステップ S 16)が終了して、図 5のステップ S17に移行することになる。

[0059] また、重心に最も近いドット未出力画素を探索したものの未出力画素がないとき（ステツプ S162で" N〇"のとき）、セル内の全画素についてドット生成を示す値が格納されたことになり、本ドット生成処理が終了してステップ S17に移行することになる。

[0060] ドット生成処理 (ステップ S 16)においては、上述したようにセル内の階調値の合計値に基づいて重心位置に近い画素から順にドット生成を示す値を出力するようにしているために、ドットは重心位置を中心に円状に成長し、まとまったドットを生成させる確率が高くなる。

[0061] レーザプリンタの場合、露光ユニット内のレーザ光を感光体ドラムに照射することで潜像を形成するが、例えば 1画素分のドットを形成させるようにするとき、かかる潜像が形成された感光体ドラムにトナーを付着させるとドット幅が小さすぎてトナー力まく付着できない場合もある。印刷再生された用紙上では本来あるべき位置にドットが形成されていなかったりする場合もある。すなわち、孤立したドットはその再現性が不安定で、これが画質の劣化に繋がってしまう。

[0062] —方、 3画素分、 4画素分と、できるだけ大きな、まとまったドットを生成させるようにすれば、トナー力 Sうまく付着できすにドットが形成されない等の不都合を解消して画質劣化を防止することができる。そのために、本発明では重心位置を中心にして順次ドットを生成させるようにし、孤立したドットの生成を防レ、でレ、る。

[0063] 再び図 5に戻り、ドット生成処理 (ステップ S16)が終了すると、次いでセル番号 Nが N か否か判断する（ステップ S 17)。 N は、セルブロック 251〜254内に含まれる

MAX MAX

セルの数の最大値である。ここでは、各セルブロック 251〜254内の全てのセルに対してステップ S13からステップ S16までの処理が終了したか否かを判断している。例えば、この N は ROM25 (又は RAM26)に格納され本ステップで CPU24が適宜

MAX

読み出して、 RAM26に格納されたセル番号 Nの値と比較することで処理を行う。

[0064] セル番号 Nが N と等しくなレ、とき（ステップ S17で" NO'，のとき）、次いで CPU24

MAX

はセル番号 Nに 1を加算し（ステップ S18)、その次のセルに対して上述の処理を繰り返すことになる（ステップ S 13に移行）。図 9A、 Bの例では 1番目のセルに対して処理が終了したことになるので、 2番目のセルに対して上述の処理（ステップ S13から S17 )を繰り返すことになる。

[0065] 一方、セル番号 Nが N と等しいとき（ステップ S17で" YES"のとき）、すなわち 1つ

MAX

のセルブロック 251〜254内のすべてのセルに対して上述の処理を終えたとき、図 6 のステップ S19に移行し、ブロック右端より右に未処理画素があるか否か判断する（ステツプ S19)。例えば、図 9A、 Bの例では入力画像 100の左上端ブロック Bk (図 4参

11 照）の処理なので、そのブロック Bk の右隣には未処理画素を含むブロック Bk が存

11 12 在するため、本ステップで" YES"が選択される。 [0066] ブロック右端より右に未処理画素があれば（ステップ S19で" YES"のとき）、ブロックを 1つ右に移動し、そのブロック内での上述した処理を行うべくセル番号 Nに "1"を代入する（ステップ S20)。すなわち、最初に左上端のブロック Bk に対して処理を行い

11

、次にその右隣にあるブロック Bk の処理（ステップ S13から S18までの処理）を行い

12

、順次処理対象のブロックを 1つずつ右側に移動させるのである。

[0067] なお、上端用セルブロック 252に含まれる各セルのリストイ匕された座標位置については、入力画像の各上端ブロック Bk 〜Bk に適用する各ブロック 252間ですベて

21 ml

同じである。すなわち、入力画像 100のブロック Bk とブロック Bk とで適用される上

21 31

端用セルブロック 252内の座標位置は同じである。し力し、入力画像 100のブロック B k と Bk とでは各画素の座標位置は異なる。そこで、ブロック Bk の幅分の距離（ォ

21 31 21

フセット値）を上端用セルブロック 252の各セルの座標位置に加算してブロック Bk に

31 対して上端用セルブロック 252を適用する。また、ブロック Bk に対しては、この演算

41

した上端用セルブロック 252の各セルの座標位置にブロック Bk の幅分の距離を加

31

算する。順次これを繰り返して各上端ブロック Bk 〜Bk に適用する上端用セルプロ

21 ml

ック 252の各セルの座標位置を求める。これにより、上端用セルブロック 252について各ブロック Bk 〜Bk に適用するセルブロック 252ごとに異なるセル内の座標位置

21 ml

を持たせる必要がなぐメモリ容量 (ROM25など）の削減を図ることができる。このことは、左端用セルブロック 253や通常領域用セルブロック 254に関しても全く同様である。

[0068] 図 6に戻り、ブロック右端より右に未処理画素がないとき（ステップ S19で "N〇"のとき）、次いで CPU24はブロック下端より下に未処理画素があるか否か判断する（ステップ S21)。例えば、左上端のブロック Bk 力順次右にブロックを移動させ、右上端

11

のブロック Bk (図 4参照）の処理が終了したとき、その右に未処理画素が存在せず（

ml

ステップ 19で" N〇"）、本ステップ S21に移行することになる。この場合に、ブロック B k の下端より下に処理を行っていない画素が存在するので" YES"が選択される。 ml

[0069] ここで、入力画像 100の右上端ブロック Bk に適用される上端用セルブロック 252 ml

に関し、図 3Bに示すように最も右側に位置するセル (セル（7)やセル（13)など）の右隣には適用すべきセルが存在しない。これは、セル（7)の中央付近から右側には入力画素が存在しないからである。つまり、入力画像 100の右端は、セル（7)の中央付近力鉛直方向を境にして存在している。もし、セル（7)やセル（13)より右側に入力画像 100の右端が位置しているときは、再びその領域に上端用セルブロック 252を適用し、入力画素がないと処理を行わないようにすればよレ、。このことは、ブロック Bk に適用される左端用セルブロック 253や、ブロック Bk に適用される通常領域用セ

In mn

ルブロック 254に関しても同様である。

[0070] 図 6に戻り、ブロック下端より下に未処理画素が存在すると（ステップ S21で" YES" のとき）、次いで CPU24はブロックを 1段下の最左位置に移動させ、当該ブロックでの処理を行うべくセル番号 Nに" 1 "を代入して、ステップ S13に移行することになる。例えば、ブロック Bk (図 4参照）まで処理を終了すると、次はその下の最も左端に位

ml

置するブロック Bk に対して処理 (ステップ S13からステップ S18までの処理）を進め

12

ることになる。

[0071] 一方、ブロック下端より下に未処理画素がないとき（ステップ S21で" NO"のとき）、以上述べてきた一連の処理は終了することになる（ステップ S23)。例えば、最も右下に位置するブロック Bk での処理が終了すると、そのブロック Bk の右端より右に未

mn mn

処理画素がなく（ステップ S19で "NO")、し力も、ブロック Bk の下端より下に未処理

mn

画素が存在しない（ステップ S21で "NO")ので、入力画像 100のすベてのブロックに対する処理が終了したことになる。

[0072] ステップ S19からステップ S22までの処理はブロックの移動のさせ方に関する処理である。力かる移動の方法以外にも、例えば右上端ブロック Bk 力も順次左側のプロ

ml

ックに移動させ、最も左のブロックに移動するとすぐ下の右端のブロックに移動して処理を行う場合でもよいし、左下端ブロック Bk 力順次右ブロックに移動してすぐ上の

In

ブロックへと処理を行う場合でもよい。

[0073] そして、出力バッファ領域 262に格納されたドット生成の有無を示す出力値が量子化データとしてハーフトーン処理部 211 (図 1参照）からパルス幅変調部 212に出力される。そして、この値に基づくパルス幅が生成され印刷画像が印刷用紙等に形成される。例えば、 "255"が出力された画素では 1画素分のパルス幅が生成され、 "128" では 1画素の半分のパルス幅、 "64"は 4/1のパルス幅、等となる。すなわち、出力ノッファ領域 262に格納された出力値はトナーのビーム付着領域であるドット領域を表現し、ドット生成の有無のみならずドットの大きさを表現することになる。より多くの階調表現（明るさの表現）が可能となり、レーザプリンタで多く使用されている。本実施例では、パルス幅変調部 212において" 256"段階のパルスを生成するものとする。もちろん、これ以上の段階数でもこれ以下の段階数のパルスを生成するものでもよレ、。

[0074] 図 8乃至図 9に示す例は、薄い線が斜めに存在する画像の例でドットの生成について説明したが、次に入力階調値が突然変化するような、いわゆるエッジの領域でのドットの生成について説明する。その例を図 10以降に示す。

[0075] 処理の詳細は説明したので、図 10以降の例では簡単に説明することにする。図 10 Aに示すように入力バッファ領域 261に入力階調値が格納されることで入力画像 100 の読み込みが行われる（ステップ Sl l)。そして、この領域に左上端用セルブロック 25 1のセル番号 1のセル（1)が適用される（ステップ S12、 S13)。もちろん、処理を早くするためにセルの大きさは固定である。セル（1)内の階調値の合計は" 2190" (ステップ S14)で、重心位置を女 1]を用いて演算すると (X , Y ) = (2. 75, 1. 12)

重心重心

となる（ステップ S 15)。

[0076] そして、ドット生成処理（ステップ S16)に移行し、重心位置に位置するドット未処理画素を探索する（ステップ S161)。まず、画素（3, 1)を探索する。この画素位置はドット未出力画素（"0"が格納されている画素）なので、当該画素位置に" 255"を出力する（ステップ S162、 S163ともに" YES，，、ステップ S164)。図 10Bにその列を示す。次に、階調値値の合計" 2190"から" 255"を減算すると、 "1935"となり（ステップ S 165)、残り階調値があるため（ステップ S166で" YES")再び重心に最も近い未出力画素を探索する（ステップ S 161)。

[0077] これを繰り返すことで図 11 Aに示す状態となる。なお、この図に示す例は、重心位置から最も近い画素を探索するときにセル（1)内（点線で図示）のドット未出力画素を探索するようにしている。しかし、必ずしもセル内でドット未出力画素を探索する必要はなぐ図 11Bに示すようにセル（1)の領域外でのドット未出力画素を探索し、当該画素にドット生成を示す値を出力してもよい。なお、最後の残り階調値は" 150"で、図 11Aの例では（1， 1)の画素位置に、図 11Bの例では（4， 0)の画素位置に出力される。

[0078] 図 11A、 Bに示すように、このエッジの領域においても、重心位置を中心にしてドットが固まって配置されるため、孤立したドットと比較して安定したドットの再現を行うことができる。また、エッジの再現性についても図 11A、 Bともに入力階調値に忠実で解像度もよレ、。とくに、セル内でのドット未出力画素の探索に拘泥しない図 11Bの例は良好である。

[0079] また、入力階調値の変化のない、平坦な画像に対して本発明に係るハーフトーン処理を適用すると、各セルの大きさはほぼ均等であるため、隣接するセルで生成されるドット間距離にばらつきが少なくなる。したがって、視覚的に良好な画像が形成される。この場合も、重心位置を中心にしてドットを生成させるようにしているため、孤立したドットの発生を防ぎ、また、セルの大きさも固定のため処理が早くなることはいうまでもない。

[0080] なお、図 3等から明らかである力各セルを構成する画素は当該セル内で互いに隣接して位置している。例えばセル（1)を構成する画素の一部力（100, 0)の位置にある等とびとびに存在すると逆に孤立したドットを発生することになる。図 3等のようにセルを構成することで、セルがまとまった面積を持っため孤立したドットの発生を抑えることができる。また、互いに隣接しているため、当該セル内に位置する画素の座標位置に関する情報を少なくすることができる。したがって、 ROM25等に格納された位置情報も少なくなるのでメモリ容量の削減を図ることができる。

[0081] 以上説明してきたように、本発明によれば孤立したドットの発生を防いで安定したドットを生成させるとともに、処理の速度が早いハーフトーン処理を実現することができる。

[0082] 上述の例では、セルブロック 25：!〜 254の例として円状のセル枠からなるブロックで説明したが、図 12Aに示すひし形のセル枠を有するセルブロックであってもよレ、。また、図 12Bに示すようにセル枠が四角形で上下がずれるような配置であってもよレ、し、図 13に示すように四角形のセル枠が上下整列して配置されるようなセルブロックであってもよい。要するに、各セルブロックですき間がないようにセルを構成させるようにすればよい。この場合でも、上述した例と同様の作用効果を奏する。

[0083] また、上述の例ではモノクロデータに対するハーフトーン処理であった力カラーデータに対する処理であってもよレ、。この場合、ホストコンピュータ 10から RGB (レッド、グリーン、ブルー）の階調データが画像処理装置 20に入力され、画像処理装置 20において CMYK (シアン、マゼンタ、イェロー、ブラック）の色変換処理を行い、各色ごとに上述の処理を行うことになる。

[0084] さらに、上述したハーフトーン処理がホストコンピュータ 10で行われるようにしてもよレ、。この場合、上述したハーフトーン処理後の量子化データがホストコンピュータ 10 から画像処理装置 20に入力され、画像処理部 21でパルス幅変調を行うことになる。このとき、ホストコンピュータ 10が本発明に係る画像処理装置として機能する。

[0085] さらに、図 14に示すように、色変換処理と本発明に係るハーフトーン処理とがホストコンピュータ 10で行われ、ホストコンピュータ 10でカラーデータに対する処理が行われるようにしてもよい。この場合、量子化データが画像処理装置 20に出力され、パルス幅変調等の処理が行われて印刷が行われる。

[0086] さらに、上述の例では入力階調値として" 0"から" 255"までのレベル値を有し、また出力階調値の例も" 0"から" 255"までのレベル値を有するものとして説明した力これ以外にも入出力ともに" 0"から" 127"等種々のレベル値であってもよレ、。一般的には、入力階調値が N種類 (Nは整数）のレベル値を有していたときに出力階調値が M 種類（Mも整数で、 N≥M)のレベル値を有していればよレ、。

[0087] さらに、上述の例ではセル内に含まれる画素に関して、その座標位置をリストイ匕して処理を行うとして説明したが、それ以外にも例えば、各位置の画素が何番目のセルに属しているかのセル番号を記録したマトリックスによる処理でもよレ、。例えば、力かるマトリックスを ROM25等に格納しておき、このマトリックスと入力データとを重ねて画素ごとにどのセルに含まれるかを CPU24で判定し、各セルで重心位置を演算して処理を進めるようにする。力かる場合でも全く同様の効果を奏することができる。

[0088] さらに、画像処理装置 20の例としては上述したプリンタ以外にも、ファクシミリゃ複写機、これらの機能を有するいわゆる複合機であっても、同様の作用効果を奏する。さらに、ホストコンピュータ 10としてパーソナルコンピュータや携帯電話、 PDA ( Personal Digital Assistance)、デジタルカメラ、その他の情報携帯端末であってもよい

Claims

請求の範囲

[1] 入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換して出力する画像処理装置におレ、て、

予め決められた画素群に基づいて前記画素群に含まれる前記各画素の前記入力画像データから重心位置を決定する重心位置決定手段と、

前記重心位置決定手段で決定した前記重心位置に基づく画素に前記レベル値を付与する付与手段と、

を備えたことを特徴とする画像処理装置。

[2] 請求の範囲 1記載の画像処理装置において、

さらに、前記付与手段で付与された前記レベル値に対して K段階 (Kは正の整数）のパルス幅を生成するパルス幅変調手段、

を備えることを特徴とする画像処理装置。

[3] 請求の範囲 1記載の画像処理装置において、

前記重心位置決定手段は、前記各画素の画素位置と前記各画素の前記入力画像データのレベル値との積を前記画素群に含まれる全画素に対して演算し、その和を前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データのレベル値の合計値で除算した値を重心位置として決定する、ことを特徴とする画像処理装置。

[4] 請求の範囲 1記載の画像処理装置において、

前記付与手段は、前記レベル値を前記重心位置に近い画素から優先的に選択し、当該選択した画素に前記レベル値を付与する、ことを特徴とする画像処理装置。

[5] 請求の範囲 1記載の画像処理装置において、

前記付与手段は、前記レベル値を前記重心位置に最も近い画素に付与したとき、前記画素群に含まれる各画素のレベル値の合計値から前記付与したレベル値を減算して前記レベル値に余りがあれば当該余りのレベル値を前記レベル値を付与した画素以外の画素であって前記重心位置から最も近い画素に付与する、ことを特徴とする画像処理装置。

[6] 請求の範囲 5記載の画像処理装置において、

前記付与手段は、前記余りのレベル値が 1画素分のドットを生成させる前記レベル値でないとき、前記余りのレベル値を前記レベル値を付与した画素以外の画素で前記重心位置から最も近い画素でありかつ前記画素群に含まれる画素に付与する、ことを特徴とする画像処理装置。

[7] 請求の範囲 1記載の画像処理装置において、

前記重心位置決定手段は、前記画素群に含まれる各画素の座標位置を保持することで前記画素群を予め決めてレ、る、ことを特徴とする画像処理装置。

[8] 請求の範囲 1記載の画像処理装置において、

前記画素群に含まれる各画素は互いに隣接している、ことを特徴とする画像処理装置。

[9] 入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換して出力する画像処理方法にぉレ、て、

予め決められた画素群に基づいて前記画素群に含まれる前記各画素の前記入力画像データから重心位置を決定する重心位置決定工程と、

前記重心位置決定工程で決定した前記重心位置に基づく画素に前記レベル値を付与する付与工程と、

を備えたことを特徴とする画像処理方法。

[10] 入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換して出力する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムにおいて、

予め決められた画素群に基づいて前記画素群に含まれる前記各画素の前記入力画像データから重心位置を決定する重心位置決定処理と、

前記重心位置決定処理で決定した前記重心位置に基づく画素に前記レベル値を付与する付与処理と、

をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

[11] 入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換することで網点画像を生成する網点画像生成装置において、

を備えたことを特徴とする網点画像生成装置。

[12] 入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換することで網点画像を生成する網点画像生成方法において、

を備えたことを特徴とする網点画像生成方法。

[13] 入力画像データに対して、 2種類以上のレベル値を有する出力画像データに変換することで網点画像を生成する網点画像生成処理をコンピュータに実行させるプロダラムにおいて、

[14] 入力画像データに、入力画像データの複数の画素を含む予め定められたセルを割り当てる手段と、

前記セル内の前記複数の画素の階調値からセル内の重心位置を決定する手段と前記セル内の前記複数の画素の階調値の和に対応するドットを、少なくとも前記重心位置を含む画素に発生させる手段と、

を有する画像処理装置。