(57)【要約】【課題】形成画像の品位を保ちつつ、色材使用量を低減すること。【解決手段】画像形成装置が画像形成に用いるハーフトーン補正画像データを生成する画像処理装置であって、入力画像データにハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを取得するハーフトーン処理手段と、前記画像形成装置の空間周波数特性に関して、形成画像における実濃度が所定の規定濃度を超える周波数帯の空間周波数成分を小さくする補正データを取得する補正データ取得手段と、前記補正データに基づき、前記ハーフトーン画像データに対して前記周波数帯の空間周波数成分に対応する画素値を小さくする補正処理を行うことにより前記ハーフトーン補正画像データを取得するハーフトーン画像補正手段と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図２
2020043551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置が画像形成に用いるハーフトーン補正画像データを生成する画像処理装置であって、
入力画像データにハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを取得するハーフトーン処理手段と、
前記画像形成装置の空間周波数特性に関して、形成画像における実濃度が所定の規定濃度を超える周波数帯の空間周波数成分を小さくする補正データを取得する補正データ取得手段と、
前記補正データに基づき、前記ハーフトーン画像データに対して前記周波数帯の空間周波数成分に対応する画素値を小さくする補正処理を行うことにより前記ハーフトーン補正画像データを取得するハーフトーン画像補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ハーフトーン補正画像データは、前記画像形成装置によって使用される色材量を減じさせることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記入力画像データを所定の画素ブロックに分割し、前記画素ブロック内の画素値の均一度に基づき該画素ブロックを補正するか否かを決定する補正領域決定手段をさらに備え、
前記ハーフトーン画像補正手段は、前記補正領域決定手段において前記入力画像データの対応する領域の画素値が均一であると判定された前記画素ブロックには補正処理を行わないことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ハーフトーン画像補正手段は、前記ハーフトーン画像データの全ての画素ブロックに対して前記補正処理を行ったハーフトーン補正画像データを生成し、
前記画像形成装置の露光量を制御する制御手段が、前記補正領域決定手段の判定の結果に応じて、前記ハーフトーン画像データと前記ハーフトーン補正画像データとを切り替えて参照して前記露光量を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記補正処理において、前記ハーフトーン画像データの前記画素ブロック毎に、前記画素ブロック内に含まれる空間周波数成分と前記補正データとに基づき、前記画素ブロック内の全画素に同じ補正値を設定することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記補正処理において、前記ハーフトーン画像データの前記画素ブロック毎に、前記画素ブロックに含まれる各空間周波数成分に対して前記補正データに基づき補正値を設定することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記補正データは、前記空間周波数特性に基づき設定されたフィルタ係数を有するフィルタデータであり、
前記補正処理において、前記ハーフトーン画像データへの前記フィルタデータの畳み込み演算を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記補正データは、前記空間周波数特性に基づき設定されたフィルタ係数を有するフィルタデータであり、
前記入力画像データと、前記フィルタデータが畳み込み演算された入力画像データとの画素値の変化した割合に基づき画素毎の補正値を算出する補正値算出手段をさらに備え、
前記補正処理において、前記ハーフトーン画像データの各画素に対して対応する前記補正値を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記空間周波数特性は、前記画像形成装置が出力する明暗の濃度比の空間周波数特性であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記空間周波数特性は、前記画像形成装置のＣＴＦ特性またはＭＴＦ特性であることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記所定の規定濃度は、均一部におけて画像形成装置が出力する濃度であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記補正データは、画像形成装置が持つ色材ごとに異なることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
画像形成装置が画像形成に用いるハーフトーン補正画像データを生成する画像処理方法であって、
入力画像データにハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを取得するハーフトーン処理工程と、
画像形成装置の空間周波数特性に基づき、形成画像における実濃度が所定の規定濃度を超える周波数帯の空間周波数成分を小さくする補正データを取得する補正データ取得工程と、
前記補正データに基づき、前記ハーフトーン画像データに対して前記周波数帯の空間周波数成分に対応する画素値を小さくする補正処理を行うことにより前記ハーフトーン補正画像データを取得するハーフトーン画像補正工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
コンピュータを請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙などの記録媒体への画像形成における色材使用量低減のための画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像や文書を示すデータ（以下、まとめて画像データと呼ぶ）を紙などの記録媒体上に形成する画像形成装置として、電子写真方式やインクジェット方式のものがよく用いられている。このような画像形成装置では、その出力特性に起因して、入力画像データの忠実な再現が妨げられることがある。例えば、光学的暈け（光学的ドットゲイン）等の現象により、形成画像において入力画像データを正確に再現できないことがある。
【０００３】
これに対して特許文献１では、入力画像データに画像形成装置が出力する周波数特性の逆特性を有するフィルタを用いて補正処理を施すことによって、鮮鋭性を維持する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２２５８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来技術においては、特に電子写真方式の画像形成装置の場合、周波数特性の逆特性を有するフィルタを用いた補正をしても、周波数特性の再現性が高くならない場合もある。要因の１つとして、画像形成装置の出力特性として、エッジ部に色材が載りすぎてしまうエッジ効果という現象がある。またエッジ効果では余分な色材を使用することになるが、画像形成に用いる色材の消費量は画像形成装置のランニングコストに直結する需要な要素である。
【０００６】
そこで本発明では、形成画像の品位を保ちつつ、色材消費量を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、画像形成装置が画像形成に用いるハーフトーン補正画像データを生成する画像処理装置であって、入力画像データにハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを取得するハーフトーン処理手段と、前記画像形成装置の空間周波数特性に関して、形成画像における実濃度が所定の規定濃度を超える周波数帯の空間周波数成分を小さくする補正データを取得する補正データ取得手段と、前記補正データに基づき、前記ハーフトーン画像データに対して前記周波数帯の空間周波数成分に対応する画素値を小さくする補正処理を行うことにより前記ハーフトーン補正画像データを取得するハーフトーン画像補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、形成画像の品位を保ちつつ、色材使用量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１における画像処理装置を含むシステム全体の構成図である。
【図２】実施形態１における画像処理装置の構成図である。
【図３】実施形態１で画像処理装置が行う処理のフローチャートである。
【図４】実施形態１で取得される画像形成装置のコントラストに関する空間周波数特性を示す図である。
【図５】図４の画像形成装置のコントラストに関する空間周波数特性グラフを説明するための模式図である。
【図６】一連の入力画像データ、ハーフトーン画像データ、ハーフトーン補正画像データの例を表す模式図である。
【図７】実施形態１のＳ３０５の処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】一連の入力画像データ、入力画像補正データ、ハーフトーン画像データの例を表す模式図である。
【図９】一連の入力画像データ、入力画像補正データ、ハーフトーン画像データの例を表す模式図である。
【図１０】実施形態２で画像処理装置が行う処理のフローチャートである。
【図１１】実施形態２のＳ１００２の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施形態３における、画像形成装置のコントラストに関する空間周波数特性を補正するための逆特性を示す模式図である。
【図１３】実施形態３のＳ３０５の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１４】一連の入力画像データ、ハーフトーン画像データ、ハーフトーン補正画像データの例を表す模式図である。
【図１５】一連の入力画像データ、入力画像補正データ、ハーフトーン画像データの例を表す模式図である。
【図１６】実施形態４における画像処理装置の構成図である。
【図１７】実施形態４で画像処理装置が行う処理のフローチャートである。
【図１８】実施形態４のＳ１５０２の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１９】実施形態５における画像処理装置の構成図である。
【図２０】実施形態５で画像処理装置が行う処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。同一の構成については、同じ符号を付して説明する。尚、以下の実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【実施形態１】
【００１１】
図１は、画像処理装置を含むシステム全体の構成例である。このシステム構成例は、画像処理装置１００、ＣＰＵ１０１、主記憶装置１０２、ＰＷＭ制御回路１０３、及びバス１０４を備えている。
【００１２】
画像処理装置１００は、ＣＰＵ１０１によって制御され、主記憶装置１０２に格納されているハーフトーン処理後のハーフトーン画像データを読み出して補正処理を施し、主記憶装置に補正処理後のハーフトーン画像データを書き込む。または、図１の破線で示すように、後述するＰＷＭ制御回路１０３に、補正処理後のハーフトーン画像データを直接出力してもよい。
【００１３】
ＣＰＵ１０１は、システム全体の制御を行い、多値データの補正処理や画像形成装置１０へのＰＷＭ制御を実行する。主記憶装置１０２は、ハーフトーン処理後のハーフトーン画像データや画像処理装置１００により補正処理した画像データを格納する。本実施形態では、ハーフトーン処理後のハーフトーン画像データとして、４ビット１６値形式の多値データが格納されるものとする。ＰＷＭ制御回路１０３は、主記憶装置１０２や画像処理装置１００から入力される画像データに従い、電子写真方式のプロセスを用いた画像形成装置１０のレーザー発光をＰＷＭ制御する制御部である。そして上記の各装置は、システムバス１０４を介して互いに接続されている。
【００１４】
図２に、上記のようなシステム構成のうち画像処理装置１００の構成を示す。画像処理装置１００は、ハーフトーン処理部２０３、補正領域決定部２０４、補正データ取得部２０５、ハーフトーン画像補正部２０６と、入力端子２０１、及び出力端子２０２を有する。画像処理装置１００は、入力画像データを入力とし、ハーフトーン補正画像データを出力とする。ハーフトーン処理部２０３は、入力画像データに対しハーフトーン処理を施す。補正領域決定部２０４は、入力画像データを参照し、ハーフトーン画像補正部２０６が補正処理を行う領域を決定する。補正データ取得部２０５は、後述する画像形成装置１０のコントラストに関する空間周波数特性を取得し、その空間周波数特性の逆特性である補正データを取得する。補正データは、後述の補正処理に用いるためのデータである。ハーフトーン画像補正部２０６は、ハーフトーン処理部２０３、補正領域決定部２０４、及び補正データ取得部２０５の出力結果を参照し、ハーフトーン画像に補正処理を施す。ハーフトーン画像補正部２０６において補正処理が施されたハーフトーン補正画像データは、画像処理装置１００の出力として画像形成装置１０に出力される。
【００１５】
図３は、本実施形態における画像処理装置１００が実行する処理のフローチャートである。ＣＰＵ１０１は、図３に示すフローチャートに沿ったプログラムを読み出して実行する。尚、以下の説明及び図面において、ステップをＳと記す。
【００１６】
Ｓ３０１において補正データ取得部２０５が、画像形成装置１０のコントラストに関する空間周波数特性を取得する。このステップは、画像形成の度に行う必要はなく、画像形成が行われる前に少なくとも１度行われていればよい。例えば、画像処理装置１００の起動時に、予め主記憶に格納された空間周波数特性データを読み出すことでも実現することができる。本実施形態では電子写真方式の画像形成装置１０を用い、その空間周波数特性を図４に示す。
【００１７】
ここで図４の空間周波数特性について説明する。図４の実線で示す特性曲線４０１は、横軸を空間周波数、縦軸をコントラスト値とし、コントラスト伝達関数（ＣＴＦ：Ｃｏｎｔｒａｓｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を描いたものである。このＣＴＦに基づく空間周波数特性をＣＴＦ特性と呼ぶ。
【００１８】
図４のＣＴＦ特性の意味について図５を参照して説明する。図５のように、距離ｄに相当するピッチ（周期２ｄ）で、濃度Ｄ１の均一部５０１と、濃度Ｄ０の均一部５０２を有する画像が形成されたとする。説明の便宜のため、濃度Ｄ１は画像形成装置が出力する最大濃度（黒）、濃度Ｄ０は最小濃度（紙白）であるとする。図４のＣＴＦは、縦軸を濃度Ｄ１の均一部５０１の実測明度と濃度Ｄ０の均一部５０２の実測明度との比の大きさ、すなわち明暗部の明度比であるコントラストとし、横軸を距離ｄの値に応じた空間周波数としてプロットすることによって得られる。ただし、縦軸のコントラスト値は横軸の空間周波数が０、すなわちｄが十分に大きな値であるとき（すなわちベタ部）を１として正規化している。
【００１９】
ここで図４の破線４０２は、全周波数帯において１である空間周波数特性を示しており、空間周波数に依らず常に一定のコントラストで画像形成できることを意味する。つまり破線４０２は、入力画像データのコントラストを忠実に再現可能な空間周波数特性である。しかし実際の空間周波数特性は破線４０２の周波数特性とは異なる。特性曲線４０１が実際の画像形成装置の空間周波数特性を示している。すなわち、ある周波数以上の高い周波数帯４０５（破線４０２と実線４０１の空間周波数が０でない交点４０３における周波数以上の空間周波数帯）ではベタ部に比べコントラストが低下し、画像の鮮鋭感が低下する。一方、周波数帯４０５より低い周波数帯４０４（０を超え、交点４０３の周波数以下の空間周波数帯）では、ベタ部に比べコントラストが増加し１よりも大きくなっている。今、Ｄ０は紙白であるから、周波数によらずその明度は一定であると考えると、この周波数帯での黒の実濃度はベタ部（図４の空間周波数＝０）での実濃度よりも高くなっていることになる。デバイスとしての画像形成装置の最大濃度を設計、規定する際には、十分に広い均一部すなわちベタ部の濃度として規定することが普通である。言い換えればベタ部の濃度が規定濃度に等しく、低い周波数帯４０４では濃度Ｄ１が規定濃度に等しいから、低い周波数帯４０４では濃度Ｄ１が本来あるべき規定濃度よりも濃く再現されていることを意味する。この現象はエッジ効果として知られている。
【００２０】
補正データ取得部２０５は、上記画像形成装置１０のコントラストに関する空間周波数特性から、補正処理に用いるためのデータである補正データを取得する。本実施形態では、対象となる周波数帯におけるコントラスト特性をベタ部でのコントラストである１に近づけるように、空間周波数特性の逆特性として補正データを求める。具体的には、補正データは周波数特性値の逆数を計算することによって求める。例えば、周波数帯４０４でコントラストが最大値を取る点４０６では、そのコントラスト値が１．１３なので、１／１．１３＝０．８８が点４０６の空間周波数に対する補正データとなる。以下、ある１つの周波数に対する補正データの値を指す場合は補正値と呼ぶ。これを各周波数に対して求める。こうすると、図４の低い周波数帯４０４では実濃度が規定濃度よりも濃く出力されるので、低い周波数帯４０４に含まれる周波数に対しては、１以下の補正値が設定される。換言すれば、補正値は、コントラストが１の直線に関して、画像形成装置１０の空間周波数特性とコントラスト＝１で対称な逆特性を有するよう設定すると言える。後述するが、本実施形態で補正は低周波数帯４０４に関してのみ行うので、補正データの取得をこの周波数帯に限ってもよい。
【００２１】
尚、本実施形態では、コントラストが１、すなわちベタ部と同様に実濃度と規定濃度とが等しい状態を基準として補正を行っているが、補正の基準となる規定濃度に対する実濃度の比率は、色材使用量の低減が可能な任意の値でよい。また、後述するが本実施形態では暗黙下にコントラストと画素値に線形関係を仮定し、補正値をＣＴＦ特性の逆数に取っている。コントラストと画素値に非線形な関係がある場合には、それを考慮した補正値を設定する。補正値の果たす役割（使われ方）は後述する。
【００２２】
Ｓ３０２では、補正データ取得部２０５が、上記Ｓ３０１で取得された空間周波数特性データに基づき、画像処理装置１００が補正対象とする周波数帯を決定する。本実施形態では図４の低い周波数帯４０４、すなわちＣＴＦ値が１を超える周波数帯を補正対象とする。補正対象となる低い周波数帯４０４の補正データはＳ３０２で求めた逆特性を有する補正データとする。補正対象外となる高い周波数帯４０５に対しては補正を行わないので、このステップで高い周波数帯４０５に対する補正値は１に設定する。
【００２３】
Ｓ３０３では、画像処理装置１００に入力された画像データをハーフトーン処理部２０３がハーフトーン処理する。ここで入力される画像データは各画素が十分なビット数を持った多値の画素値を有するデータであり、本実施形態では各画素値を８ビットとする。本実施形態では簡単のため画像データはグレースケールとするが、ＲＧＢやＣＭＹＫのカラーデータであってもよい。また、画像データはこのステップの前に色変換処理やガンマ変換処理を経た画像データであってもよい。ハーフトーン処理された画像データは、各画素値が入力画像データよりも小さなビット数である画像データへと量子化される。この量子化された画像データをハーフトーン画像データと呼ぶ。本実施形態のハーフトーン画像データは各画素値が１６値を格納できる４ビットであるとする。
【００２４】
本実施形態では電子写真方式であるので、規則的に並んだ網目の大きさを変えて階調を表現するＡＭスクリーンによるハーフトーン処理が好適に適用できる。例えば、図６（ａ）のように中央部６０２に最大濃度（画素値２５５）を持ち、周辺部６０３に最小濃度（画素値０）を持つ入力画像データ６０１が与えられた場合を考える。この場合、ハーフトーン画像データ６０４は、中央部６０５が最大濃度である画素値１５、周辺部６０６は画素値０になる。尚、中間調の画像データが入力された場合も、ハーフトーン画像データは電子写真方式のドット再現の安定性のため、ほとんどの画素で０または１５の値が用いられる。そのため、入力画像データが中間調の場合、ハーフトーン画像データは後述する図９（ｂ）のように画素値０と１５の画素がＡＭスクリーンの網目状に配置される。
【００２５】
続くＳ３０４では、補正領域決定部２０４が、入力画像データを参照し、補正対象とする領域を決定する。本実施形態の場合は、入力画像データの画素値が均一な領域以外を補正対象とする。本実施形態の補正領域決定部２０４は、補正領域の情報を、入力画像データの各画素に対応する位置に、補正領域であれば１、非補正領域であれば０を持つ２値の補正対象マスクデータとして出力するものとする。本実施形態では、Ｎ×Ｎの画素ブロック単位で補正領域か否か、すなわち均一部か否かの判定を行うものとし、Ｎ＝１６とする。本実施形態では画素ブロック内の同一の画素値を持つ数が、ある閾値以上であれば均一であるとみなし、その閾値を１６とする。すなわち本実施形態では、画素ブロック中の全画素が同じ画素値を持つ場合のみ補正を行わない。また、画素ブロック毎に、各画素には同じマスク値が与えられる。
【００２６】
ただし、領域が均一か否かの具体的な判定方法は本実施形態のものに限る必要はない。例えば、わずかな画素値の変化を持つ略均一な領域や、わずかなノイズ等を含む領域をも均一部と判定すべく、全てではなくある閾値以上の割合の画素値が同一であることを条件としたり、値が近い画素値は同一の値と見做したりする等の判定方法を用いてもよい。
【００２７】
尚、８ビットの入力画像データを原則０または２５６の２値で表すとしたとき、１６×１６の画素ブロック単位では２５６階調を表すことができるため、このサイズはＡＭスクリーンの１つの網点サイズに等しい。
【００２８】
Ｓ３０５では、ハーフトーン画像データに対して補正処理を行う。図７に、このＳ３０５についての詳細を説明するフローチャートを示す。尚、本実施形態において以下の処理で生成されるハーフトーン補正画像データは、ハーフトーン画像と同じ解像度、サイズ、及び各画素値のビット数（本実施形態では４ビット）を持つものとする。
【００２９】
図７に示すＳ７０１〜Ｓ７０７は、ハーフトーン画像データ中の各領域に対する繰り返し処理である。ここでは、各領域は上記と同じＮ×Ｎの画素ブロック分割とする（Ｎ＝１６）。ただし、各領域をこれと異なる大きさの画素ブロックに分割してもよい。
【００３０】
Ｓ７０２では、ハーフトーン画像補正部２０６が、先ずハーフトーン画像データの特定の対象画素ブロックにおいて周波数解析を行い、画素ブロック内に含まれる代表的な空間周波数成分（以下、代表空間周波数成分とする）を特定する。例えばフーリエ変換を行い、直流成分を除く最大の成分量を持つ空間周波数を、その画素ブロックの代表空間周波数とする。
【００３１】
次にＳ７０３において、ハーフトーン画像補正部２０６がＳ７０２で取得された代表空間周波数と逆特性による補正データとに基づき、ハーフトーン画像データの対象画素ブロックに対する補正値を決定する。具体的には、Ｓ３０１〜Ｓ３０２で取得、決定した補正データの値のうち、Ｓ７０２で求めた代表空間周波数に対する値を、そのブロックに対する補正値とする。例えば、上述の点４０６の空間周波数に対する補正値は０．８８、空間周波数帯４０５に含まれる空間周波数では補正値は１である。
【００３２】
続いてＳ７０４にて、ハーフトーン画像補正部２０６がＳ７０３にて決定した補正値に基づきハーフトーン画像データを補正する。図６（ｂ）のハーフトーン画像データ６０４に対して、図６（ｃ）に示すハーフトーン補正画像データ６０７が得られる。補正は、ハーフトーン画像データの画素値に対して補正値を乗算することによって得る。補正値は１以下なので、中央部６０８では画素値が補正前の１５から小さくなる。例えば上述の補正値０．８８の例では、ハーフトーン画像データの画素値が１５のとき、１５×０．８８≒１３より１３を得る、といった具合である（図６（ｃ）では画素値の減少を灰色で表示）。尚、周辺部６０９は補正前の画素値が０であるので、そのまま画素値０となる。また、図６（ｂ）のハーフトーン画像データ６０４の中央部６０５は、入力画像データ６０１における画素値が最高濃度の２５５であるため、ＡＭスクリーンによる網目は生じていない。このようにすれば、画素値が小さくなることによって出力される濃度が下がり、規定濃度以上に高く出力される濃度を抑制することができる。特に、画素値とコントラストが線形関係にある場合は、逆数を乗じたことによりコントラストは１になることが見込まれる。
【００３３】
Ｓ７０５では、ハーフトーン画像補正部２０６がＳ３０４にて作成された補正対象マスクデータを参照し、注目画素ブロックが補正対象であるか否かをチェックする。補正対象であれば、そのままＳ７０７へ移り補正されたデータをハーフトーン補正画像データとして採用する。しかし補正対象でなければ、Ｓ７０６へ移り、注目領域を元のハーフトーン画像データで置き換えた後にＳ７０７へ移り、元のハーフトーン画像データをハーフトーン補正画像データとして採用する。すなわちＳ７０６では、補正処理によるハーフトーン画像データへの変更を変更前に戻すことになる。
【００３４】
これらＳ７０１〜Ｓ７０７を繰り返し、ハーフトーン画像データの全ての領域に対して行い、ハーフトーン補正画像データを作成する。
【００３５】
Ｓ３０６では、ハーフトーン補正画像データをＰＷＭ制御回路１０３に送る。ＰＷＭ制御回路１０３は、ハーフトーン補正画像データを参照し、各画素の多値（４ビット１６値）の値に基づき電子写真方式の画像形成プロセスにおける露光プロセスでの露光量を制御するＰＷＭ信号を生成して画像形成装置１０に出力する。すなわち、ハーフトーン補正画像データにより、ＰＷＭ制御回路１０３を通して画像形成装置１０のレーザー発光時間を決定することで、形成画像の１画素毎の濃度を変調する。以上の処理によって、画像処理装置１００による形成画像の補正がなされる。
【００３６】
上記のように本実施形態では、画像形成装置１０の空間周波数特性を取得し、これに基づきハーフトーン画像データに対して補正処理を行った。補正対象となる周波数はＳ３０２で説明したように、コントラストが１を超える周波数帯である。この周波数帯に対してコントラストを１に近づけるように、ＣＴＦ特性の逆特性を補正値とし、ハーフトーン画像データの画素値に乗じて補正を行った。この補正を行うことによって、形成される画像の実濃度が設計濃度よりも濃くなることを防ぎ、使用する色材量を抑制することができる。
【００３７】
また本発明で、補正処理の対象データは入力画像データではなくハーフトーン画像データである。これによって形成画像の品位低下を抑制することができる。これについて図８に示す模式図を用いて説明する。
【００３８】
今、図８（ａ）に示すように、図６（ａ）と同様、入力画像データ６０１が与えられたとする。ここで、この入力画像データに対して、本実施形態のＳ７０４ではハーフトーン画像データに対して行った補正処理と同じ処理を行ったとすると、図８（ｂ）に示す入力画像補正データ８０１が得られる。入力画像補正データ８０１は入力画像データと同様８ビットである。補正処理により、その画素値が空間周波数特性に基づき減じられている。すなわち、最大濃度（画素値２５５）である入力画像データの中央部６０２は画素値が小さくなり入力画像補正データ８０２のようになる（図中では画素値の減少を灰色で表示）。例えば画素値２５５に対し上述の補正値と同じ０．８８を考えた場合は、２５５×０．８８≒２２４より画素値２２４を得るといった具合である。白色部６０３はそのまま８０３部でも白色である。
【００３９】
この入力画像補正データ８０３に対しＡＭスクリーンでハーフトーン処理をかけると、図８（ｃ）に示すハーフトーン画像データ８０４が得られる。ハーフトーン画像データ８０４では、ＡＭスクリーンによって中央部６０２の両端で大きなジャギーが生じており、図６（ｂ）のハーフトーン画像データ６０５とは異なる。これは１６×１６の画素ブロック内で画素値が０となる画素が多くなって網目が大きくなることにより生じる。この後、画像形成装置１０がハーフトーン画像データ８０４を参照し画像を形成すると、このジャギー部が再現されるため、画像の品位を低下させることになる。
【００４０】
一方、本発明のようにＡＭスクリーンによるハーフトーン処理後のハーフトーン画像データに対し、その画素値（ＰＷＭ制御の値）を補正するとハーフトーン処理時に網目が大きくならないため、補正により大きなジャギーが生じるのを抑制することができる。従って本発明で示したようにハーフトーン画像データに対し補正を行うことで、形成画像の品位低下を抑制できるのである。
【００４１】
また、本発明においてＳ７０５〜Ｓ７０６によって均一部のハーフトーン補正画像データをハーフトーン画像データに戻す処理を行うのは次の意味がある。すなわち、今、図９（ａ）に示すように入力画像データ９０１が均一であったとする。この入力画像データ９０１は均一であるから、Ｓ３０４にて補正対象マスクデータは０（非補正領域）が付与される。一方Ｓ３０３にてＡＭスクリーンによるハーフトーン処理を行うと、図９（ｂ）に示すようにハーフトーン画像データ９０２は周期性のある画像となる。このハーフトーン画像データ９０２に対し、仮に補正対象マスクデータを参照せずにＳ７０４によって補正処理を行った場合、ハーフトーン補正画像データ９０２は図９（ｃ）に示すように画素値が小さくなる。すなわち、図９（ｂ）に示すハーフトーン画像データは、ＡＭスクリーンに由来する周期性のために、補正対象周波数の空間周波数を持つことになり、ハーフトーン補正画像データの画素値が小さくなるように補正される（図９（ｃ）において灰色で表示）。この図９（ｃ）に示すようなハーフトーン補正画像データを参照し画像形成されれば、補正前よりも濃度は低く出力される。
【００４２】
しかし、出力濃度は画像の品位において重要な要素である。均一部に対して上述の補正処理を行うと、濃度が下がり、出力画像の品位を損なって見える可能性がある。特に、電子写真方式の画像形成装置における濃度キャリブレーション（階調補正）機能を考慮すると、均一部ではエッジ効果を補正する必要はない。なぜならば、均一部でのエッジ効果については濃度キャリブレーションで補正済と考えられるからである。電子写真方式の画像形成は、湿度温度をはじめとする環境の違いによって出力濃度が変動しやすいため、稼働時に出力濃度をキャリブレーションすることが広く行われている。この濃度キャリブレーションでは典型的に、複数の均一なパッチの濃度を所定の規定濃度曲線に合うように調整する。中間調の均一パッチはハーフトーン処理を受けている。従って均一部に関しては、ハーフトーン処理済のパッチを基にエッジ効果を含み濃度キャリブレーションが行われるので、その後に補正処理を行うことは二重に補正をかけることになる。よって均一部に対して上述の補正処理を行うと、必要以上に濃度が下がり、出力画像の品位を損なって見える可能性がある。そこで本発明では入力画像データを参照し、均一部に対してはＳ７０５〜７０６にて、補正したハーフトーン画像データを補正前のハーフトーン画像データに戻す処理を行う。これによって、均一部のハーフトーン画像データの補正は行われず、均一部の濃度は保持されることになる。
【００４３】
また、それぞれ設定可能なブロックサイズとスクリーンのサイズ、位相の関係から、実施の形態によってもし均一部に対し補正の有無が混在した判定が行われたとすると、本来均一濃度であるべき領域に濃度変動が生じ画像品位を損なう可能性がある。Ｓ７０５〜Ｓ７０６の処理はそのような可能性を低減することにも寄与する。
【００４４】
尚、上述の本実施形態では一度Ｓ７０４で補正処理を行ったのちにＳ７０６で処理を取り消したが、先にＳ７０５で補正対象か否かを判定し、補正対象領域に対してのみＳ７０２〜Ｓ７０４の処理を行ってもよい。いずれにせよ本実施形態では、均一部では濃度をより適切に出力し、エッジ効果が生じるエッジ部では使用色材量低減のための処理を行う。
【００４５】
このようにして、画像の均一部の濃度を保ちながら、使用色材量を低減することができる。尚、細線部においては、高周波であり補正対象周波数である図４に示す低い周波数帯４０４に含まれる空間周波数成分の割合は小さいため、濃度の低下はほとんど起こらない。
【００４６】
本発明では上記のような構成をとることによって、ジャギーや均一部の濃度といった形成される画像の品位を一定以上に保ちつつ、使用する色材量を低減することができる。
【実施形態２】
【００４７】
実施形態１においては、ハーフトーン画像の補正を行うか否かの情報を含めたハーフトーン補正画像データを作成し（Ｓ３０５）、ハーフトーン補正画像データを参照して露光工程を経て画像形成を行う（Ｓ３０６）。
【００４８】
これに対し実施形態２では、補正対象マスクデータを参照せずにハーフトーン画像データ全域に対して空間周波数特性に基づく補正処理を行い、ハーフトーン補正画像データを作成する。そして、補正されていないハーフトーン画像データと補正されたハーフトーン補正画像データとを補正対象マスクデータを参照して切り替えながら画像形成装置１０に送る。これにより画像形成装置１０は、露光工程に際して補正対象マスクデータに応じて、ハーフトーン画像データとハーフトーン補正画像データとを切り替えて使用することができる。この実施形態２での処理について以下で詳しく説明する。尚、実施形態１と同様の構成についてはその説明を省略する。
【００４９】
図１０に、実施形態２における画像処理装置１００が実行する処理のフローチャートを示す。図１０に示すＳ１００１からＳ１００４までは、図３に示すＳ３０１〜Ｓ３０４と同じ処理であり、実施形態１と同様の処理を行う。次いでＳ１００５で、ハーフトーン画像データ全域に対して、実施形態１と同様の補正処理、すなわち図７に示すＳ７０１〜Ｓ７０４の処理を行う。Ｓ１００５での処理では、領域全体を補正するため補正対象マスクデータは参照されない。Ｓ１００５の処理が終わると、入力画像データに対応した、ハーフトーン画像データと、画像全域の補正対象周波数帯に補正が施されたハーフトーン補正画像データとの２種の画像データが揃うことになる。ハーフトーン画像データ及びハーフトーン補正画像データは、主記憶装置１０２に格納される。
【００５０】
次にＳ１００６にて、ＣＰＵ１０１は、補正対象マスクデータを参照しながらハーフトーン画像データとハーフトーン補正画像データとを切り替えつつＰＷＭ制御回路１０３に送る。ＰＷＭ制御回路１０３は、受信したデータに基づきＰＭＷ信号を生成して画像形成装置１０に出力し、画像形成装置１０のレーザー発光のＰＷＭ制御を行う。
【００５１】
図１１に、Ｓ１００６の詳細を説明するフローチャートを示す。Ｓ１１０１〜Ｓ１１０５は画像の各領域における繰り返し処理である。Ｓ１１０２では補正対象マスクデータを参照し、注目領域が補正対象か否かを判定する。判定の結果、補正対象であればＳ１１０３に進み、注目領域の画像形成においてハーフトーン補正画像データを参照してＰＷＭ制御を行う。もしＳ１１０２の判定において補正対象でなければ、Ｓ１１０４に移り、注目領域の画像形成においてハーフトーン画像データを参照してＰＷＭ制御を行う。このように、全領域分のハーフトーン画像データ及びハーフトーン補正画像データを用意し、それらを切り替えて参照することによっても、前述の実施形態１と同じ補正処理を達成することができる。
【００５２】
尚、ＰＷＭ制御回路１０３において２つのデータを切り替えてＰＷＭ制御する代わりに、ハーフトーン画像補正部２０６が補正対象マスクデータを参照しながら用意したハーフトーン画像データ及びハーフトーン補正画像データを合成してもよい。この場合、実施形態１と同じ１つのハーフトーン補正画像データが生成され、ＰＷＭ制御回路１０３は実施形態１と同じ補正処理を達成することができることは言うまでもない。
【実施形態３】
【００５３】
前述の実施形態１、２では、画像データをＮ×Ｎの画素ブロックに分割し、ハーフトーン画像データの画素ブロックの１つの代表空間周波数に基づき画素ブロック毎に補正値を決定する補正処理を行う。これに対して本実施形態では、ハーフトーン画像データの画素ブロックの複数の空間周波数成分にそれぞれ補正ゲインを決定し、補正ゲインを乗じた空間周波数成分に基づき逆フーリエ変換を行って画素毎に補正値を決定する補正処理を行う。
【００５４】
画像形成装置１０の空間周波数特性が図４に示すように与えられたとき、補正処理によって与えられるべき空間周波数成分毎のコントラスト補正ゲインは、図１２に示す特性曲線１２０１のようになる。逆特性曲線１２０１は、コントラストが１を超える補正対象の図４に示す低い周波数帯４０４では、掛け合わせたときにコントラストが１になるように、コントラストが１の直線に関して元の空間周波数特性と対象な値を取る。他方、コントラストが１よりも小さく周波数帯４０４より高い周波数帯４０５においては補正を行わないので、逆特性曲線１２０１は元の空間周波数特性を保持するよう１の値を取る。本実施形態では、この逆特性曲線１２０１に従って決定されたコントラスト補正ゲインをハーフトーン画像データの各空間周波数成分に乗じ、その後、逆フーリエ変換を施して実空間に戻す。これにより、画素毎の補正値を取得し、各画素の画素値の補正処理を行う。
【００５５】
本実施形態では、実施形態１と同様に図３に示すＳ３０１〜Ｓ３０６の処理を行うが、Ｓ３０５のハーフトーン画像データに対する補正処理の詳細のみ以下に説明するように実施形態１とは異なる。
【００５６】
図１３に、実施形態３に係るハーフトーン画像データに対する補正処理の詳細を示す。Ｓ１３０１で画像形成装置１０の空間周波数特性曲線４０１より、その逆特性曲線１２０１を求め、各空間周波数成分のコントラスト補正ゲインを決定する。上述の通り、逆特性曲線１２０１としては、図４に示す低い周波数帯４０４では元の空間周波数特性曲線４０１の逆特性、すなわちコントラストが１の直線に対して対称な形状で、高い周波数帯４０５ではコントラストが１の直線とする。
【００５７】
次ぐＳ１３０２〜Ｓ１３０８は各領域における繰り返し処理である。ここで領域はＮ×Ｎの画素ブロック形式でよいが、Ｎは、上述の１６に限らず、多数の周波数成分を取るのに十分な大きさを有する値であり、さらに２のべき乗であると好適である。
【００５８】
Ｓ１３０３では、対象領域に周波数解析（フーリエ変換）を施し、空間周波数成分を求める。次にＳ１３０４では、Ｓ１３０３で得られた空間周波数成分に、Ｓ１３０１で得られた各空間周波数成分に対応したコントラスト補正ゲインをそれぞれ乗じる。Ｓ１３０５では、Ｓ１３０４で得られたコントラスト補正ゲインを乗じた空間周波数成分に対して逆フーリエ変換を施し、補正値を周波数空間での記述から実空間での記述へと戻す。Ｓ１３０６〜Ｓ１３０７はＳ７０５〜Ｓ７０６と同様であり、補正対象マスクデータを参照して均一部の補正を防ぐ。尚、この部分は実施形態１に説明したのと同様、均一部の補正を防ぐための補正領域の判定を先に行ってもよい。
【００５９】
本実施形態に述べたようにすれば、画像形成装置１０の空間周波数特性に応じて、画像の品位を保ちつつ使用色材量を低減することができる。本実施形態では、実施形態１、２のように代表周波数に基づく画素ブロック領域内で同一の補正値を適用するのではなく、画像データに合わせて画素ブロック内の各画素位置に応じた補正値が設定できる点に利点がある。すなわち、同一画素ブロック内であっても、エッジ部の端部に近いほど補正値が大きい等の補正が可能になる。図１４に、本実施形態の場合の入力画像データ、ハーフトーン画像データ、ハーフトーン補正画像データの例を示す。図１４（ｃ）に示すハーフトーン補正画像データ１４０１は、中央部１４０２が端部に向かって画素値が減少するように傾斜がついている。このハーフトーン補正画像データ１４０１に基づき画像形成することにより、ジャギーを生じさせることなくエッジ効果を抑制するより適切な補正が可能である。
【００６０】
ここで図１５（ａ）〜（ｃ）に、両端部に向かって傾斜がついた補正を入力画像データに行う従来の補正方法の例を示す。従来の補正方法においても、図１５（ｂ）に示す中央部１５０２のように端部に向かって画素値を減少させる補正を行う。しかし、この補正された入力画像データ１５０１に対してハーフトーン処理を行うと、図１５（ｃ）に示すように、ハーフトーン画像データにはＡＭスクリーンによる網目が大きくなり、端部に大きなジャギーが発生する。このように、本実施形態においても、実施形態１、２と同様に、ハーフトーン画像データに対して補正処理を行うことが重要である。
【実施形態４】
【００６１】
実施形態３では、周波数空間で適用した補正ゲインに基づき実空間での補正値を決定するのに対し、実施形態４では、予め実空間の畳み込みフィルタへと変換しておくことによって、実空間にて補正処理を適用する例である。これについて説明する。
【００６２】
図１６に、本実施形態における画像処理装置１００の構成図を示す。図１６が前述までの実施形態１〜３と異なる点は、補正データ取得部２０５がフィルタデータ取得部１６０１になった点である。
【００６３】
図１７に、本実施形態における処理のフローチャートを示す。まずＳ１７０１で、予め画像形成装置１０の空間周波数特性に基づき畳み込みフィルタ係数として計算しておいたフィルタデータを取得する。このフィルタデータは、画像形成装置１０の空間周波数特性に基づく逆特性曲線１２０１（図１２）に、逆フーリエ変換を施し実空間データとすることによって求めることができる。尚、１次元の逆特性曲線１２０１を、等方的に２次元に拡張してから２次元逆フーリエ変換し、フィルタデータを２次元の係数データ配列として取得すると好適に発明を実施できる。フィルタデータのサイズは大きいほど本来表現すべき空間周波数特性をより正確に表現できるが、他方でサイズが大きいと処理時間や必要なメモリは大きくなるという特徴を有する。そのためフィルタデータのサイズは、例えば６４×６４などとしてもよい。
【００６４】
Ｓ１７０２〜Ｓ１７０３はハーフトーン処理と補正対象マスクデータとの作成である。これらは図３に示すＳ３０３〜Ｓ３０４と同じ処理であり、上述の実施形態１において説明しているので省略する。
【００６５】
Ｓ１７０４では、ハーフトーン画像データに対してフィルタデータの畳み込み演算をすることによって補正処理を行い、ハーフトーン補正画像データを得る。このステップは図１８により詳細を示す。
【００６６】
図１８のＳ１８０１〜Ｓ１８０５はハーフトーン画像データの各画素について行う繰り返し処理である。本実施形態では、先に各画素が補正対象か否かを判定し、補正対象の画素にのみフィルタデータの畳み込み演算による補正処理を行っている。Ｓ１８０２では、ハーフトーン画像補正部２０６が補正対象マスクデータを参照して、注目画素が補正対象か否かを判定する。ここで注目画素が補正対象でない場合は、補正処理を行わずこの注目画素での処理を終了し次の画素の処理へと移る。もしＳ１８０２で補正対象と判定されれば、Ｓ１８０３に移る。
【００６７】
Ｓ１８０３では、ハーフトーン画像データに対してフィルタデータを参照しフィルタ処理を行う。これは注目画素とフィルタデータの位置を合わせ、注目画素周辺の画素値にフィルタデータの係数を掛けて和をとる畳み込み演算処理である。この結果、注目画素に対して補正された画素値が算出される。
【００６８】
Ｓ１８０４では、Ｓ１８０３で得られた画素値を量子化する。これは得られた画素値をハーフトーン補正画像データの形式に合わせる処理である。本実施例では実施形態１と同様、ハーフトーン補正画像データは４ビット１６値であるから、Ｓ１８０３で得られた画素値を４ビット１６値形式に合わせる処理になる。例えば、１６値のうち取りうる最大値に対する割合が最も近い値とすればよい。注目画素が補正対象の場合は以上の処理を行った後、補正処理がなされていない画素があれば次の画素へ移る。
【００６９】
以上のように実施形態４においても、画像形成装置１０の空間周波数特性に応じて、画像の品位を保ちつつ使用色材量を低減することができる。実施形態４の方法は実施形態３と同様に画素毎に補正値を設定でき、かつ補正処理時には入力画像データの周波数空間への変換を経ないで済む点に利点がある。
【実施形態５】
【００７０】
実施形態５は、入力画像データに実施形態４と同様のフィルタデータを用いて補正値（色材減少率）を算出し、その補正値に基づきハーフトーン画像データを補正することによって、補正対象マスクデータを使用した画像領域の切替なしに補正処理を適用する。
【００７１】
図１９に、本実施形態における画像処理装置の構成図を示す。実施形態４と大きく異なる点は、補正領域決定部２０４が補正値算出部１９０１になった点である。
【００７２】
図２０に、本実施形態における処理のフローチャートを示す。まずＳ２００１で、実施形態４のＳ１７０１と同様に、予め画像形成装置１０の空間周波数特性に基づき算出された畳み込みフィルタ係数を有するフィルタデータを取得する。このフィルタデータは、実施形態４と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
Ｓ２００２では、上記フィルタデータを用いて入力画像データからハーフトーン画像補正値を算出する。具体的には、フィルタ処理の前後で画素値（濃度）が変化（減少）した割合（減少率）を求め、ハーフトーン画像補正値とする。したがって、フィルタ処理の前後で値の変化がない画素（トナー削減の対象ではない画素）に対しては、ハーフトーン画像補正値として１が出力される。また、本発明ではトナー削減が目的であるため、ハーフトーン画像補正値は１を上限とし、変化した割合が１を越える  Ｓ２００３はハーフトーン処理であり、実施形態１における図３に示すＳ３０３の処理と同じであるので説明は省略する。
【００７４】
Ｓ２００４では、ハーフトーン画像データに対して補正値を乗じることでハーフトーン補正画像データを得る。
【００７５】
Ｓ２００５では、ハーフトーン補正画像データをＰＷＭ制御回路１０３に送る。ハーフトーン補正画像データに基づくＰＷＭ制御回路１０３の制御による画像形成装置１０における形成画像の補正については、実施形態１で説明しているため省略する。
【００７６】
以上のように実施形態５においても、画像形成装置１０の空間周波数特性に応じて、画像の品位を保ちつつ使用色材量を低減することができる。実施形態５の方法は実施形態３、４と同様に画素毎に補正値が設定でき、かつ補正処理時には入力画像データの周波数空間への変換に加え、補正対象マスクデータが不要である点に利点がある。
【００７７】
上述の実施形態１〜５では、ハーフトーン画像データは４ビット１６値形式であるとした。しかし、ハーフトーン画像データを１ビット２値形式とし、例えばＳ３０５の冒頭にて、ハーフトーン画像データを２値から１６値の多値にデータの形式変換をしてもよい。２値から１６値であれば、０または１の画素値を０または１５の画素値に変更する。尚、ＰＷＭ制御のための多値も１６値に限らず、デバイスの制御分解能により定めてよい。
【００７８】
実施形態１〜３では説明のため、補正データ取得部２０５が画像形成装置１０の空間周波数特性そのものを読み込み、その逆特性としての補正値を算出するものとして記述した。しかし、予めこの算出を行ってデータ化しておき、補正データ取得部２０５が逆特性（補正値）データを読み込むようにしてもよい。処理の考え方はそのままに、処理の度に補正値算出のための計算を行う必要がなく、読み込んだ補正値をそのまま用いることで処理負荷を低減することができる。
【００７９】
上述の実施形態１〜５の説明では入力画像データがグレースケールであった。しかしカラーであっても本発明を適用することができる。ＣＭＹＫやＲＧＢといった複数のチャンネルを持つ画像データに対して、それぞれのチャンネルに同じ補正処理を繰り返せばよい。また、画像形成装置１０の用いる各色材において空間周波数特性を取得しておき、それぞれ別の特性を参照して補正処理するようにすれば、より好適な補正を行うことができる。さらに、空間周波数特性は画像形成装置の機種ごとに変わるが、個体ごとに変えればより好適な補正を行うことができる。
【００８０】
上記説明で参照してきた空間周波数特性はいわゆるＣＴＦ特性であるが、発明の適用できる範囲はこれに限らず、同様の特性が分かるもの、すなわちより明るい濃度と暗い濃度の出力濃度比の空間周波数特性情報を含むものであればよい。一例として、ＭＴＦ特性を取得し参照する形式であってもよい。
【００８１】
（その他の実施形態）
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。
【符号の説明】
【００８２】
ハーフトーン処理部２０３
補正データ取得部２０５
ハーフトーン画像補正部２０６
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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