(57)【要約】      （修正有）【課題】記録ヘッドの記録素子に不良が発生した場合でも、アーティファクトの発生や粒状の悪化を抑えて、高品位の画像を生成する。【解決手段】マスク処理された不良記録素子に対応する画素列に隣接する画素列の画像濃度を補正し、マスク処理された不良記録素子に対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む第１の画像領域と、それ以外の第２の画像領域について異なる量子化を行う。少なくとも一部の階調において、第１の画像領域に適用する第１の量子化方法により得られる第１の量子化パターンは、第２の画像領域に適用する第２の量子化方法により得られる第２の量子化パターンと比較して、記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向と平行な第１の方向の空間周波数成分が、第１の方向と直交する第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制されたパターン特性を持つ。【選択図】図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録素子が配列された記録ヘッドにおける不良記録素子の情報を取得する不良情報取得工程と、
前記不良情報取得工程で取得した不良記録素子情報に基づき不良記録素子を使用不能にするマスク処理を行うマスク処理工程と、
前記マスク処理に伴うスジ状の画像欠陥の視認性を下げるために、入力画像データのうち前記マスク処理された不良記録素子に対応する画素列に隣接する画素列の画像濃度を補正する画像補正工程と、
前記画像補正工程による濃度補正後の画像データを量子化し、前記濃度補正後の画像データよりも階調数の少ない２値又は多値の画像データに変換する量子化処理工程と、を含み、
前記量子化処理工程は、前記マスク処理された不良記録素子に対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む第１の画像領域について第１の量子化方法を適用して量子化を行う第１の量子化工程と、
前記第１の画像領域以外の第２の画像領域について前記第１の量子化方法とは異なる第２の量子化方法を適用して量子化を行う第２の量子化工程と、を有し、
少なくとも一部の階調において、前記第１の量子化方法を適用した量子化によって得られる第１の量子化パターンは、前記第２の量子化方法を適用した量子化によって得られる第２の量子化パターンと比較して、前記記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向と平行な第１の方向の空間周波数成分が、前記第１の方向と直交する第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された第１のパターン特性を持つ画像処理方法。
【請求項２】
前記第１の量子化方法と前記第２の量子化方法は、基準となる特定の中間階調に対して共通の量子化パターンが実現されるものであり、
前記特定の中間階調を含む第１の階調域とは異なる第２の階調域において、前記第２の量子化方法は前記第１のパターン特性とは異なる第２のパターン特性を示す量子化パターンを生成する一方、前記第１の量子化方法は前記第２の量子化方法と比較して前記第１のパターン特性を維持する量子化パターンを生成する請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記共通の量子化パターンは、前記第１の方向の空間周波数成分が、前記第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された前記第１のパターン特性を持つことを特徴とする請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記量子化処理工程は、前記第１の画像領域と前記第２の画像領域のそれぞれの領域ごとに異なる閾値マトリクスを適用して量子化を行うものであり、
前記第１の量子化工程において前記第１の画像領域に適用される第１の閾値マトリクスと、前記第２の量子化工程において前記第２の画像領域に適用される第２の閾値マトリクスとは、前記共通の量子化パターンを基にして生成されており、
前記第１の閾値マトリクスは、前記第２の閾値マトリクスよりも多くの階調において前記第１のパターン特性が維持されている請求項２又は３に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記量子化処理工程は、前記第１の閾値マトリクス又は前記第２の閾値マトリクスを用いた量子化によって発生する量子化誤差を周囲の未量子化画素に拡散する工程を含む請求項４に記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記第１の量子化方法と前記第２の量子化方法は、共通の閾値マトリクスを利用して量子化を行うものであり、
前記共通の閾値マトリクスは、前記第１の階調域のみならず前記第２の階調域までも前記第１のパターン特性が維持されており、
前記第１の画像領域では、前記第１の階調域及び前記第２の階調域において前記共通の閾値マトリクスを参照して量子化を行い、
前記第２の画像領域では、前記第１の階調域において前記共通の閾値マトリクスを参照して量子化を行う一方、前記第２の階調域においては前記共通の量子化パターン又はこれに近い階調の閾値マトリクスパターンをドット配置の制約条件とする誤差拡散法により量子化を行う請求項２又は３に記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記第１のパターン特性は、前記第１の方向の空間周波数成分のうち１０サイクル／ｍｍ以下の低周波成分が抑制されている請求項１から６のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項８】
前記第１のパターン特性は、二次元フーリエ変換により得られる空間周波数スペクトルを前記第１の方向と平行な断面線でその分布を見たとき、前記第１の方向の空間周波数成分のうち１０サイクル／ｍｍ以下の低周波成分に該当する領域で成分の極小値を持つ請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
複数の記録素子が配列された記録ヘッドにおける不良記録素子の情報を取得する不良情報取得手段と、
前記不良情報取得手段で取得した不良記録素子情報に基づき不良記録素子を使用不能にするマスク処理を行うマスク処理手段と、
前記マスク処理に伴うスジ状の画像欠陥の視認性を下げるために、入力画像データのうち前記マスク処理された不良記録素子に対応する画素列に隣接する画素列の画像濃度を補正する画像補正手段と、
前記画像補正手段による濃度補正後の画像データを量子化し、前記濃度補正後の画像データよりも階調数の少ない２値又は多値の画像データに変換する量子化処理手段と、を備え、
前記量子化処理手段は、前記マスク処理された不良記録素子に対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む第１の画像領域について第１の量子化方法を適用して量子化を行う第１の量子化手段と、
前記第１の画像領域以外の第２の画像領域について前記第１の量子化方法とは異なる第２の量子化方法を適用して量子化を行う第２の量子化手段と、を有し、
少なくとも一部の階調において、前記第１の量子化方法を適用した量子化によって得られる第１の量子化パターンは、前記第２の量子化方法を適用した量子化によって得られる第２の量子化パターンと比較して、前記記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向と平行な第１の方向の空間周波数成分が、前記第１の方向と直交する第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された第１のパターン特性を持つ画像処理装置。
【請求項１０】
前記第１の量子化方法と前記第２の量子化方法は、基準となる特定の中間階調に対して共通の量子化パターンが実現されるものであり、
前記特定の中間階調を含む第１の階調域とは異なる第２の階調域において、前記第２の量子化方法は前記第１のパターン特性とは異なる第２のパターン特性を示す量子化パターンを生成する一方、前記第１の量子化方法は前記第２の量子化方法と比較して前記第１のパターン特性を維持する量子化パターンを生成する請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記共通の量子化パターンは、前記第１の方向の空間周波数成分が、前記第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された前記第１のパターン特性を持つことを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記量子化処理手段は、前記第１の画像領域と前記第２の画像領域のそれぞれの領域ごとに異なる閾値マトリクスを適用して量子化を行うものであり、
前記第１の量子化手段において前記第１の画像領域に適用される第１の閾値マトリクスと、前記第２の量子化手段において前記第２の画像領域に適用される第２の閾値マトリクスとは、前記共通の量子化パターンを基にして生成されており、
前記第１の閾値マトリクスは、前記第２の閾値マトリクスよりも多くの階調において前記第１のパターン特性が維持されている請求項１０又は１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記量子化処理手段は、前記第１の閾値マトリクス又は前記第２の閾値マトリクスを用いた量子化によって発生する量子化誤差を周囲の未量子化画素に拡散する手段を含む請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記第１の量子化方法と前記第２の量子化方法は、共通の閾値マトリクスを利用して量子化を行うものであり、
前記共通の閾値マトリクスは、前記第１の階調域のみならず前記第２の階調域までも前記第１のパターン特性が維持されており、
前記第１の画像領域では、前記第１の階調域及び前記第２の階調域において前記共通の閾値マトリクスを参照して量子化を行い、
前記第２の画像領域では、前記第１の階調域において前記共通の閾値マトリクスを参照して量子化を行う一方、前記第２の階調域においては前記共通の量子化パターン又はこれに近い階調の閾値マトリクスパターンをドット配置の制約条件とする誤差拡散法により量子化を行う請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
コンピュータに、
複数の記録素子が配列された記録ヘッドにおける不良記録素子の情報を取得する不良情報取得工程と、
前記不良情報取得工程で取得した不良記録素子情報に基づき不良記録素子を使用不能にするマスク処理を行うマスク処理工程と、
前記マスク処理に伴うスジ状の画像欠陥の視認性を下げるために、入力画像データのうち前記マスク処理された不良記録素子に対応する画素列に隣接する画素列の画像濃度を補正する画像補正工程と、
前記画像補正工程による濃度補正後の画像データを量子化し、前記濃度補正後の画像データよりも階調数の少ない２値又は多値の画像データに変換する量子化処理工程と、を実行させるためのプログラムであって、
前記量子化処理工程は、前記マスク処理された不良記録素子に対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む第１の画像領域について第１の量子化方法を適用して量子化を行う第１の量子化工程と、
前記第１の画像領域以外の第２の画像領域について前記第１の量子化方法とは異なる第２の量子化方法を適用して量子化を行う第２の量子化工程と、を有し、
少なくとも一部の階調において、前記第１の量子化方法を適用した量子化によって得られる第１の量子化パターンは、前記第２の量子化方法を適用した量子化によって得られる第２の量子化パターンと比較して、前記記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向と平行な第１の方向の空間周波数成分が、前記第１の方向と直交する第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された第１のパターン特性を持つプログラム。
【請求項１６】
複数の記録素子が配列された記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに対して記録媒体を相対移動させる相対移動手段と、
前記記録ヘッドにおける不良記録素子の情報を取得する不良情報取得手段と、
前記不良情報取得手段で取得した不良記録素子情報に基づき不良記録素子を使用不能にするマスク処理を行うマスク処理手段と、
前記マスク処理に伴うスジ状の画像欠陥の視認性を下げるために、入力画像データのうち前記マスク処理された不良記録素子に対応する画素列に隣接する画素列の画像濃度を補正する画像補正手段と、
前記画像補正手段による濃度補正後の画像データを量子化し、前記濃度補正後の画像データよりも階調数の少ない２値又は多値の画像データに変換する量子化処理手段と、
前記量子化処理手段によって生成された前記２値又は多値の画像データに基づいて前記記録ヘッドの前記記録素子による記録動作を制御する制御手段と、を備え、
前記量子化処理手段は、前記マスク処理された不良記録素子に対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む第１の画像領域について第１の量子化方法を適用して量子化を行う第１の量子化手段と、
前記第１の画像領域以外の第２の画像領域について前記第１の量子化方法とは異なる第２の量子化方法を適用して量子化を行う第２の量子化手段と、を有し、
少なくとも一部の階調において、前記第１の量子化方法を適用した量子化によって得られる第１の量子化パターンは、前記第２の量子化方法を適用した量子化によって得られる第２の量子化パターンと比較して、前記記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向と平行な第１の方向の空間周波数成分が、前記第１の方向と直交する第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された第１のパターン特性を持つ画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像処理装置及び方法、プログラム並びに画像形成装置に係り、特に、インクジェット記録装置などドットの記録によって階調表現を行うためのデジタルハーフトーニング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の一つであるインクジェット記録装置は、複数のインク吐出口（ノズル）が配列された記録ヘッドと用紙（記録媒体）とを相対移動させ、ノズルからインク滴を吐出することにより、用紙上に所望の画像を形成する。高精細な画像出力を実現するために、記録ヘッドには、多数のノズルを２次元的に配列させたノズルレイアウトにより記録解像度を向上させた２次元ノズル配列ヘッドが用いられる。
【０００３】
また、プリント生産性を高めるために、用紙の送り方向（以下「紙送り方向」又は「ｙ方向」という。）に直交する用紙幅方向（以下「紙送り垂直方向」又は「ｘ方向」という。）について描画領域の全範囲をカバーするノズル配列を備えた長尺のラインヘッドを用い、このラインヘッドに対して記録媒体を１回だけ相対移動させることにより、記録媒体上に所定解像度の画像を形成するシングルパス方式の構成も知られている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６７０６９６号明細書
【特許文献２】特許第４６１４０７６号明細書
【特許文献３】特許第４１４３５６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シングルパス方式のインクジェット記録装置では、吐出曲がりや不吐出などの吐出異常により、用紙送り方向に沿ったスジ状のムラ（スジムラ）が発生することがある。その対策として、異常ノズルをマスクして打滴に使用しないものとし、その異常ノズルが本来記録すべき画素の両脇の記録位置について印刷濃度を上げて、スジの視認性を低下させる画像補正が行われる。このような画像補正は「ムラ補正」或いは「濃度補正」などと呼ばれる。本明細書では濃度補正という用語を用いる。
【０００６】
図３２は濃度補正の概念図である。図３２において、符号５００はラインヘッドのノズル列を表し、符号５１０-i（i=1,2,…17）はｘ方向に沿って並ぶ各ノズルを表している（i=1,2,…17）。図中の符号５１０−5で示したノズルと、５１０−15で示したノズルが吐出異常ノズルであり、これらのノズルはマスクして記録に使用しないものとし、不吐出ノズルとして扱う。
【０００７】
図３２では、濃度補正前の画像（符号５２０）として、各ノズルに対応した画素位置について一定の入力階調値の均一濃度画像が例示されている。
【０００８】
図３２の下段に示した符号５３０は濃度補正後の画像を表している。不吐出ノズル５１０-5、５１０-15はマスクされ、これら不吐出ノズル５１０−5、５１０−15に対応する画像位置５４０-5、５４０−15の画素列は無記録となり、その左右両側の隣接画素の位置（５４０−4、５４０−6、及び５４０−14、５４０−16）の画素列について、画像濃度を高めるように信号値の補正が行われる。したがって、濃度補正後の画像５３０は、不吐出ノズルに対応する画像位置５４０−5、５４０−15の左右両脇の画素列（符号５４０−4、５４０−6、５４０−14、５４０−16の位置）の画像濃度が濃くなる。
【０００９】
このような濃度補正後の画像５３０について、ディザ法や誤差拡散法などのハーフトーン処理（量子化処理）が行われ、２値又は多値のドットデータに変換され、このドットデータに基づいて各ノズルの吐出制御が行われる。
【００１０】
しかし、このように特定ノズルをマスクすると、マスクした部位のハーフトーン形状が崩れることにより、粒状悪化やアーティファクト発生という画質劣化を招く。これは濃度補正ないしマスクによる、ラスタ状の周波数特性と、量子化パターンの周波数特性に起因するビートとして理解することができる。
【００１１】
ビートとは、近接した周波数の波を重ねると、元の周波数差に対応するうなりが発生することである。例えば、周波数f1と周波数f2の波が重なると、周波数|f1-f2|のうなりが発生する。仮に、f1とf2が近い場合は、うなりの周波数は0に近くなるので、低周波なうなりが発生する。
【００１２】
図３２の符号５３０で示したように、量子化処理は、紙送り方向に沿った走査線（ラスタ）と平行なラスタ状の濃度補正後の画像に対して行われるため、量子化パターンの空間周波数成分と、濃度補正後の画像の空間周波数成分に関しても同様にビート現象が発生する。すなわち、量子化パターンとラスタ状の濃度補正後の画像が、近接した周波数成分を保持していると、その差分に対応する低周波なうなりが発生し、これが粒状悪化ないしアーティファクトとして視認される。ラスタ状の濃度補正後の画像に従来の一般的な量子化処理を適用すると、一般に上記の問題が発生する。
【００１３】
図３３は一般的な量子化パターンの周波数特性を模式的に示したものである。縦軸は紙送り方向（ラスタ方向）の空間周波数、横軸は紙送り方向と直交する方向（以下、紙送り垂直方向という。）の空間周波数を示している。図３３において、周波数成分を濃淡で表しており、図中の灰色部５５０が一般的な量子化パターンの周波数特性を示している。
【００１４】
人の目の視覚特性は略等方的であり、かつ高周波なほど視認されない特性を有する。そのため、図３３の灰色部５５０で示したように、低周波領域には成分を持たず（図３３の白部分）、高周波な領域には等方的に成分を持つようにパターンを生成すると、ドットのパターンを極力視認させないように中間階調を表現することが可能である。従来の一般的なハーフトーン処理はこのような周波数特性（図３１）を持つ量子化パターンを生成する。
【００１５】
次に、濃度補正について考察する。図３２で説明したように、濃度補正では、補正前の画像５２０の画像データを紙送り方向と平行な縞々の濃度分布の画像（濃度補正後の画像５３０）に変換する。
【００１６】
これを図３３の周波数空間で見ると、補正前の画像は符号５６０の破線円で囲んだ領域に周波数成分を持つ。つまり、ラスタ状の濃度補正無し（補正前）の場合のハーフトーン入力画像成分は、破線円５６０で囲んだ範囲のものとなる。
【００１７】
一方、ラスタ状の濃度補正を行った補正後の画像（符号５３０）は、紙送り方向には均一濃度であるので、紙送り方向の周波数成分が必ず「０」の箇所のどこかに周波数成分のピークが発生する。
【００１８】
紙送り垂直方向に関しては、読み込んだ画像のムラ（スジムラと濃度ムラを包括して「ムラ」と呼ぶ。）の状態に依存し、その周波数特性はランダム、若しくは機械に依存する。どちらにせよラスタ状の濃度補正では図３３の符号５６４で示した領域（紙送り方向周波数ky＝０（縦軸）付近の領域）のどこかに成分のピークを持つ。
【００１９】
以上から、一般的な量子化処理により得られる量子化パターンは、図３３の灰色部５５０に成分を持ち、ラスタ状の濃度補正された画像は符号５６４で示す領域内に成分を持つことが分かる。したがって、両者の重複領域、つまり、図３３の符号５６８で示す一点鎖線で囲んだ領域に関しては、ラスタ状の濃度補正後画像と、量子化パターンとがともに成分を持っていることが分かる。
【００２０】
ラスタ状の濃度補正無しの場合（符号５６０）は、量子化パターンの成分（灰色部５５０）と互いに近しい成分がないので目で見えるビートは発生しない。その一方で、ラスタ状の濃度補正をかけたことにより、互いに近しい成分（符号５６８で囲んだ領域）が生成され、これらは周波数帯が近いので、干渉により低周波なうなりが発生する。すなわち、ラスタ状の濃度補正と一般的な量子化パターンを組み合わせたことによりアーティファクトが発生する。
【００２１】
特許文献１〜３では、濃度補正をかけると粒状が悪化するという課題について言及しているが、必ずしも上記課題（ビートによるうなり）に対して十分に対応できていない。
【００２２】
特許文献１では、各ノズルの特性をもとに閾値マトリクスの値を変更することでスジ部の濃度補正（本明細書でいう「ラスタ状の濃度補正」に相当）を行い、かつ同一列内で閾値を置換することで粒状の悪化を抑制する技術が開示されている。この方法では、同一列（紙送り方向）のみで見た場合の粒状悪化は改善する可能性があるが、紙送り垂直方向の任意の位置にスジが発生した際に濃度補正を行った場合の粒状悪化に対応することができない。特にスジムラが高周波かつランダムな場合や、不吐出が密に発生する場合は、図３３の符号５６８で説明した領域にラスタ補正成分が発生する。この場合、量子化パターンとラスタ状の補正に起因するうなりは、紙送り垂直方向にも発生するが、閾値マトリクスの置き換え補正は紙送り方向のみに行われるので、結果として紙送り垂直方向のアーティファクトを除去することはできない。
【００２３】
また特許文献２では、ノズル抜け（不吐出ノズル）が発生した場合の画質低下の程度を評価しながらドット配置の最適化を行うことで、ノズル抜けによってアーティファクトの発生が起こりにくいパターン生成方法が開示されている。この最適化によって求められるドット配置は上記課題に対して、良好な結果を得る可能性がある。
【００２４】
しかし、特許文献２の最適化によって得られるドット配置は、予め想定されたノズル抜けのみに最適化されているため、任意周期のスジムラが発生した場合にアーティファクト発生しないことを保証するものではない。また特許文献２ではパターン最適化が基本的には等方的な粒状評価値及び異方性評価値に関して行われているため、最適化された量子化パターンは図３３のような一般的な量子化パターンの周波数特性を持つ傾向にある。したがって、図３３の符号５６８で示した領域の成分が少なからず残ることとなるため、上記課題のビートによるアーティファクトを完全に抑制することはできない。
【００２５】
一方で特許文献３においては、ドットパターンの少なくとも主走査方向（本明細書でいう「紙送り垂直方向」に相当）に関する周波数成分が弱められた閾値マトリクスが提案されている。この特許文献３においては、スジムラ補正特有の課題に関して考慮されていないが、この閾値マトリクスを転用することでノズル抜けによるアーティファクトを抑制できる可能性がある。
【００２６】
しかし、全階調においてこのようなアーティファクトを抑制するような周波数特性を持つ閾値マトリクスを生成した場合、ノズル抜けが発生している部分以外の正常な領域においてもこの閾値マトリクスを使用すると、特にドットが少ない領域において著しく粒状が悪化する。これはドットが少ない領域では等方的な周波数特性を持ったパターンの方が、粒状が良いためである。すなわち、特許文献３の方法では、ノズル抜けによるアーティファクトの抑制と、粒状を両立できない。
【００２７】
上記の課題はインクジェット記録装置に限らず、ドットの記録によって階調表現を行う画像形成装置に共通の課題として把握される。
【００２８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、任意の空間周期で多数のスジムラやノズル抜け（記録素子の不良）が発生した場合であっても、若しくはこれらが発生しない場合に関しても、アーティファクトの発生や粒状の悪化なく、高品位の画像生成が可能な画像処理方法及び装置、プログラム並びに画像形成装置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】
【００２９】
上記の課題を解決するために、次の発明を提供する。
【００３０】
（第１態様） ：複数の記録素子が配列された記録ヘッドにおける不良記録素子の情報を取得する不良情報取得工程と、不良情報取得工程で取得した不良記録素子情報に基づき不良記録素子を使用不能にするマスク処理を行うマスク処理工程と、マスク処理に伴うスジ状の画像欠陥の視認性を下げるために、入力画像データのうちマスク処理された不良記録素子に対応する画素列に隣接する画素列の画像濃度を補正する画像補正工程と、画像補正工程による濃度補正後の画像データを量子化し、濃度補正後の画像データよりも階調数の少ない２値又は多値の画像データに変換する量子化処理工程と、を含み、量子化処理工程は、マスク処理された不良記録素子に対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む第１の画像領域について第１の量子化方法を適用して量子化を行う第１の量子化工程と、第１の画像領域以外の第２の画像領域について第１の量子化方法とは異なる第２の量子化方法を適用して量子化を行う第２の量子化工程と、を有し、少なくとも一部の階調において、第１の量子化方法を適用した量子化によって得られる第１の量子化パターンは、第２の量子化方法を適用した量子化によって得られる第２の量子化パターンと比較して、記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向と平行な第１の方向の空間周波数成分が、第１の方向と直交する第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された第１のパターン特性を持つ画像処理方法。
【００３１】
この第１態様によれば、マスク処理された不良記録素子に対応する画素列に隣接する画素列の画像濃度を補正し、マスク処理された不良記録素子に対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む第１の画像領域（不良記録素子近傍領域）と、それ以外の第２の画像領域（正常領域）について異なる量子化を行う。少なくとも一部の階調で、第１の画像領域に適用する第１の量子化方法は、第２の画像領域に適用する第２の量子化方法と比較して、記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向と平行な方向（第１方向）の空間周波数の低周波成分が抑制された量子化パターンが実現されるため、複数の不良記録素子が発生した場合でも、複数の第１の画像領域間のアーティファクトが抑制できる。
【００３２】
また、第１の画像領域の量子化では、第２の画像領域の量子化と比較して、第１の方向の低周波成分が抑制された第１のパターン特性が広い階調域で維持される。これにより、画像濃度の補正に伴うアーティファクトを抑制できる。さらに、第２の画像領域については、第１のパターン特性と異なる第２のパターン特性のドット配置とすることができるので、第２の画像領域についての粒状の悪化を回避できる。
【００３３】
（第２態様）：第１態様に記載の画像処理方法において、第１の量子化方法と第２の量子化方法は、基準となる特定の中間階調に対して共通の量子化パターンが実現されるものであり、特定の中間階調を含む第１の階調域とは異なる第２の階調域において、第２の量子化方法は第１のパターン特性とは異なる第２のパターン特性を示す量子化パターンを生成する一方、第１の量子化方法は第２の量子化方法と比較して第１のパターン特性を維持する量子化パターンを生成する構成とすることができる。
【００３４】
この第２態様によれば、共通の量子化パターンを基に量子化方法が定められている。したがって、その共通のパターンに対応する特定の階調（基準の中間階調）に対しては、共通のパターンが実現されるため（また、基準をもとに生成した他の階調においても第１の画像領域、第２の画像領域ともに共通の量子化パターンの特性が維持されるため）、第１の画像領域と第２の画像領域との間で量子化後のパターンの連続性が維持されるので、異なる量子化方法を適用した場合の両画像領域間の不連続性に起因するアーティファクトを抑制することができる。
【００３５】
（第３態様）：第２態様に記載の画像処理方法において、共通の量子化パターンは、第１の方向の空間周波数成分が、第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された第１のパターン特性を持つ構成とすることができる。
【００３６】
この第３態様によれば、基準となる共通の量子化パターンに第１のパターン特性が適用されるので第１のパターン特性が広い階調域で維持されるため、より広い階調域において画像濃度の補正に伴うアーティファクトを抑制できる。
【００３７】
（第４態様）：第２態様又は第３態様に記載の画像処理方法において、量子化処理工程は、第１の画像領域と第２の画像領域のそれぞれの領域ごとに異なる閾値マトリクスを適用して量子化を行うものであり、第１の量子化工程において第１の画像領域に適用される第１の閾値マトリクスと、第２の量子化工程において第２の画像領域に適用される第２の閾値マトリクスとは、共通の量子化パターンを基にして生成されており、第１の閾値マトリクスは、第２の閾値マトリクスよりも多くの階調において第１のパターン特性が維持されている構成とすることができる。
【００３８】
（第５態様）：第４態様に記載の画像処理方法において、量子化処理工程は、第１の閾値マトリクス又は第２の閾値マトリクスを用いた量子化によって発生する量子化誤差を周囲の未量子化画素に拡散する工程を含む構成とすることができる。
【００３９】
（第６態様）：第２態様又は第３態様に記載の画像処理方法において、第１の量子化方法と第２の量子化方法は、共通の閾値マトリクスを利用して量子化を行うものであり、共通の閾値マトリクスは、第１の階調域のみならず第２の階調域までも第１のパターン特性が維持されており、第１の画像領域では、第１の階調域及び第２の階調域において共通の閾値マトリクスを参照して量子化を行い、第２の画像領域では、第１の階調域において共通の閾値マトリクスを参照して量子化を行う一方、第２の階調域においては共通の量子化パターン又はこれに近い階調の閾値マトリクスパターンをドット配置の制約条件とする誤差拡散法により量子化を行う構成とすることができる。
【００４０】
（第７態様）：第１態様から第６態様のいずれか１項に記載の画像処理方法において、第１のパターン特性は、第１の方向の空間周波数成分のうち１０サイクル／ｍｍ以下の低周波成分が抑制されている構成とすることが好ましい。
【００４１】
（第８態様）：第７態様に記載の画像処理方法において、第１のパターン特性は、二次元フーリエ変換により得られる空間周波数スペクトルを第１の方向と平行な断面線でその分布を見たとき、第１の方向の空間周波数成分のうち１０サイクル／ｍｍ以下の低周波成分に該当する領域で成分の極小値を持つ構成とすることが好ましい。
【００４２】
（第９態様）：複数の記録素子が配列された記録ヘッドにおける不良記録素子の情報を取得する不良情報取得手段と、不良情報取得手段で取得した不良記録素子情報に基づき不良記録素子を使用不能にするマスク処理を行うマスク処理手段と、マスク処理に伴うスジ状の画像欠陥の視認性を下げるために、入力画像データのうちマスク処理された不良記録素子に対応する画素列に隣接する画素列の画像濃度を補正する画像補正手段と、画像補正手段による濃度補正後の画像データを量子化し、濃度補正後の画像データよりも階調数の少ない２値又は多値の画像データに変換する量子化処理手段と、を備え、量子化処理手段は、マスク処理された不良記録素子に対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む第１の画像領域について第１の量子化方法を適用して量子化を行う第１の量子化手段と、第１の画像領域以外の第２の画像領域について第１の量子化方法とは異なる第２の量子化方法を適用して量子化を行う第２の量子化手段と、を有し、少なくとも一部の階調において、第１の量子化方法を適用した量子化によって得られる第１の量子化パターンは、第２の量子化方法を適用した量子化によって得られる第２の量子化パターンと比較して、記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向と平行な第１の方向の空間周波数成分が、第１の方向と直交する第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された第１のパターン特性を持つ画像処理装置。
【００４３】
（第１０態様）：第９態様に記載の画像処理装置において、第１の量子化方法と第２の量子化方法は、基準となる特定の中間階調に対して共通の量子化パターンが実現されるものであり、特定の中間階調を含む第１の階調域とは異なる第２の階調域において、第２の量子化方法は第１のパターン特性とは異なる第２のパターン特性を示す量子化パターンを生成する一方、第１の量子化方法は第２の量子化方法と比較して第１のパターン特性を維持する量子化パターンを生成する構成とすることができる。
【００４４】
（第１１態様）：第１０態様に記載の画像処理装置において、共通の量子化パターンは、第１の方向の空間周波数成分が、第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された第１のパターン特性を持つ構成とすることができる。
【００４５】
また、第９態様から第１１態様に係る画像処理装置において、第２態様から第６態様に記載の特定事項と同様の特定事項を適宜組み合わせることができる。この場合、「工程」として特定される事項は、これに対応する「手段」として特定される。
【００４６】
（第１２態様）：第１０態様又は第１１態様に記載の画像処理装置において、量子化処理手段は、第１の画像領域と第２の画像領域のそれぞれの領域ごとに異なる閾値マトリクスを適用して量子化を行うものであり、第１の量子化手段において第１の画像領域に適用される第１の閾値マトリクスと、第２の量子化手段において第２の画像領域に適用される第２の閾値マトリクスとは、共通の量子化パターンを基にして生成されており、第１の閾値マトリクスは、第２の閾値マトリクスよりも多くの階調において第１のパターン特性が維持されている構成とすることができる。
【００４７】
（第１３態様）：第１２態様に記載の画像処理装置において、量子化処理手段は、第１の閾値マトリクス又は第２の閾値マトリクスを用いた量子化によって発生する量子化誤差を周囲の未量子化画素に拡散する手段を含む構成とすることができる。
【００４８】
（第１４態様）：第１１態様に記載の画像処理装置において、第１の量子化方法と第２の量子化方法は、共通の閾値マトリクスを利用して量子化を行うものであり、共通の閾値マトリクスは、第１の階調域のみならず第２の階調域までも第１のパターン特性が維持されており、第１の画像領域では、第１の階調域及び第２の階調域において共通の閾値マトリクスを参照して量子化を行い、第２の画像領域では、第１の階調域において共通の閾値マトリクスを参照して量子化を行う一方、第２の階調域においては共通の量子化パターン又はこれに近い階調の閾値マトリクスパターンをドット配置の制約条件とする誤差拡散法により量子化を行う構成とすることができる。
【００４９】
（第１５態様）：コンピュータに、複数の記録素子が配列された記録ヘッドにおける不良記録素子の情報を取得する不良情報取得工程と、不良情報取得工程で取得した不良記録素子情報に基づき不良記録素子を使用不能にするマスク処理を行うマスク処理工程と、マスク処理に伴うスジ状の画像欠陥の視認性を下げるために、入力画像データのうちマスク処理された不良記録素子に対応する画素列に隣接する画素列の画像濃度を補正する画像補正工程と、画像補正工程による濃度補正後の画像データを量子化し、濃度補正後の画像データよりも階調数の少ない２値又は多値の画像データに変換する量子化処理工程と、を実行させるためのプログラムであって、量子化処理工程は、マスク処理された不良記録素子に対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む第１の画像領域について第１の量子化方法を適用して量子化を行う第１の量子化工程と、第１の画像領域以外の第２の画像領域について第１の量子化方法とは異なる第２の量子化方法を適用して量子化を行う第２の量子化工程と、を有し、少なくとも一部の階調において、第１の量子化方法を適用した量子化によって得られる第１の量子化パターンは、第２の量子化方法を適用した量子化によって得られる第２の量子化パターンと比較して、記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向と平行な第１の方向の空間周波数成分が、第１の方向と直交する第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された第１のパターン特性を持つプログラム。
【００５０】
この第１５態様に係るプログラムにおいて、第２態様から第８態様に記載の特定事項と同様の特定事項を適宜組み合わせることができる。
【００５１】
（第１６態様）：複数の記録素子が配列された記録ヘッドと、記録ヘッドに対して記録媒体を相対移動させる相対移動手段と、記録ヘッドにおける不良記録素子の情報を取得する不良情報取得手段と、不良情報取得手段で取得した不良記録素子情報に基づき不良記録素子を使用不能にするマスク処理を行うマスク処理手段と、マスク処理に伴うスジ状の画像欠陥の視認性を下げるために、入力画像データのうちマスク処理された不良記録素子に対応する画素列に隣接する画素列の画像濃度を補正する画像補正手段と、画像補正手段による濃度補正後の画像データを量子化し、濃度補正後の画像データよりも階調数の少ない２値又は多値の画像データに変換する量子化処理手段と、量子化処理手段によって生成された２値又は多値の画像データに基づいて記録ヘッドの記録素子による記録動作を制御する制御手段と、を備え、量子化処理手段は、マスク処理された不良記録素子に対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む第１の画像領域について第１の量子化方法を適用して量子化を行う第１の量子化手段と、第１の画像領域以外の第２の画像領域について第１の量子化方法とは異なる第２の量子化方法を適用して量子化を行う第２の量子化手段と、を有し、少なくとも一部の階調において、第１の量子化方法を適用した量子化によって得られる第１の量子化パターンは、第２の量子化方法を適用した量子化によって得られる第２の量子化パターンと比較して、記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向と平行な第１の方向の空間周波数成分が、第１の方向と直交する第２の方向のすべての空間周波数成分に対して抑制された第１のパターン特性を持つ画像形成装置。
【００５２】
この第１６態様に係る画像形成装置において、第２態様から第８態様に記載の特定事項と同様の特定事項を適宜組み合わせることができる。この場合、「工程」として特定される事項は、これに対応する「手段」として特定される。
【発明の効果】
【００５３】
本発明によれば、記録ヘッドの記録素子列における任意の位置に、任意の個数で記録素子の不良が発生した場合であっても、画像補正と量子化の処理の組み合わせによって、アーティファクトの発生や粒状の悪化を抑えて、高品位のドット画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る画像処理方法の全体的な流れを示すフローチャート
【図２】濃度補正処理のフローチャート
【図３】濃度補正テーブルの概念図
【図４】濃度補正テーブルを適用して階調変換した補正後画像の概念図
【図５】一般的な量子化パターンの例を示す図
【図６】図５に示した量子化パターンの周波数特性を示す図
【図７】図７（ａ）は一般的な閾値マトリクスの周波数スペクトルの模式図、図７（ｂ）は図７（ａ）の周波数スペクトルの紙送り方向断面図
【図８】本実施形態による閾値マトリクスから得られる量子化パターンの例を示す図
【図９】図８に示した量子化パターンの周波数特性を示す図
【図１０】図１０（ａ）は本実施形態による閾値マトリクスの周波数スペクトルの模式図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の周波数スペクトルの紙送り方向断面図
【図１１】他の実施形態による閾値マトリクスの周波数スペクトルの例を示す模式図
【図１２】他の実施形態による閾値マトリクスの周波数スペクトルの例を示す模式図
【図１３】各階調のパターン生成処理の例を示すフローチャート
【図１４】画素入れ替え処理の例を示すフローチャート
【図１５】評価フィルタを生成する方法の例を示す概念図
【図１６】評価フィルタを用いて生成されるパターンの周波数特性を模式的に示した図
【図１７】ＰＳＦ（Point Spread Function）フィルタの具体例を示した図
【図１８】紙送り方向の周波数成分が抑制されたサブマトリクスの例を示す図
【図１９】本実施形態による量子化処理の流れを示したフローチャート
【図２０】等方的なＰＳＦフィルタの具体例を示した図
【図２１】誤差拡散マトリクスの例を示す図
【図２２】閾値マトリクスと誤差拡散を併用する量子化処理の例を示すフローチャート
【図２３】量子化処理によるドット種類別のドット比率を例示したグラフ
【図２４】一般的な量子化パターン（比較例）と本実施形態によって得られた量子化パターン（本実施例）とを対比して示した図
【図２５】本実施形態に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図
【図２６】他の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図
【図２７】本発明の実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示すブロック図
【図２８】実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図
【図２９】インクジェットヘッドの構成例を示す平面透視図
【図３０】インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図
【図３１】ドラム搬送方式が適用されるインクジェット記録装置の構成例を示す要部構成図
【図３２】濃度補正（ムラ補正）の処理の概念図
【図３３】一般的な量子化パターンの周波数特性を模式的に示した図
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００５６】
＜画像処理の全体フロー＞
まず、本実施形態による画像処理の全体的な流れを説明する。図１は本発明の実施形態に係る画像処理方法の全体的な流れを示すフローチャートである。ここでは画像出力機としてインクジェット記録装置を用いる例を説明する。本実施形態による画像処理は、入力された画像（入力画像Ｄ１０）に対して、濃度補正（ムラ補正）と量子化の処理を行い（ステップＳ１２〜Ｓ２０）、最終的にインクジェット記録装置によるドット記録に適したドット画像（出力ドットパターンＤ２２）に変換する処理を行う。
【００５７】
図１に示したように、入力された画像（入力画像Ｄ１０）は、インクジェット記録装置で使用するインクの色ごとに分版される（ステップＳ１２）。この際に目標の色と合うように各色の比率が決定される（「分版処理／色変換処理」）。これにより入力画像Ｄ１０は、インクの色別の単色画像（単色画像×色数）に分解される。例えば、インクジェット記録装置がシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色のインクを用いて画像を記録する構成の場合、これら各色（色数＝４色）の単色画像に分解され、Ｃ画像、Ｍ画像、Ｙ画像、Ｋ画像が得られる。
【００５８】
色別に分解された画像（各色の分版画像）は、シングルパス方式のインクジェット記録装置における各ノズルと画像の位置（画素位置）との対応をとった後、各ノズルの記録位置（主走査方向位置）に対応するラスタ（走査線）ごとに濃度変換される（ステップＳ１４、「画像補正工程」に相当）。
【００５９】
なお、記録ヘッドの各ノズルと画像データの画素の対応関係を整えるために必要に応じて解像度変換処理が行われる。また、各色の画像データに対して、ガンマ補正処理（入力信号と出力濃度の非線形性を補正する処理）が施される。
【００６０】
ラスタ（或いはノズル）ごとの濃度変換の処理（ステップＳ１４）は、ノズルの特性が反映された濃度補正テーブルＤ１８を参照して行われる。濃度補正テーブルＤ１８を生成する濃度補正処理（ステップＳ１６）の内容については後述する（図２参照）。
【００６１】
濃度補正テーブルＤ１８を用いた濃度変換処理（ステップＳ１４）により、出力される画像濃度の不均一性が補正される。こうして画像補正処理（ステップＳ１１４の濃度変換処理）が行われた画像に対して量子化が行われる（ステップＳ２０、「量子化処理」に相当）。量子化処理（ステップＳ２０）により生成された出力ドットパターンＤ２２に従ってインクジェット記録装置の記録ヘッドの吐出が制御され、描画が行われる。
【００６２】
＜濃度補正処理（ステップＳ１６）について＞
濃度補正テーブルＤ１８を生成する濃度補正処理（図１のステップＳ１６）では、テストチャートの印字結果から紙送り垂直方向の濃度不均一性、及びノズルの状態（不吐出や吐出曲がりなど）を読み取り、これらの濃度不均一性を補正するための階調テーブル（入力階調値に対する出力階調値の関係を示すルックアップテーブル）を、各ラスタごと（すなわち、各ノズルごと）に生成する。
【００６３】
図２に濃度補正処理のフローチャートを示す。図２の濃度補正処理は、ノズルごとの記録特性による濃度ムラと不吐出ノズルによる記録欠陥（スジムラ）を補正するための階調変換に用いる濃度補正テーブルＤ１８（図１参照）を生成する処理である。
【００６４】
濃度補正処理においては、まず、異常ノズルの検知が行われる（「異常ノズル検知工程」ステップＳ３２、「不良情報取得工程」に相当）。紙送り方向と平行な方向のスジによる濃度ムラを補正するにあたっては、ノズルの位置と補正する画像の位置（画素位置）が適切に対応している必要がある。例えば、ノズルからの吐出がノズル位置と画素位置の関係性を崩すほどに大きく曲がった場合（着弾位置が大きくずれた場合）は、通常とは異なる処理が必要となる。また、ノズル抜けが発生した場合は特殊な方法で補正を行うことが望ましい。これら吐出異常の判定を行うために、本処理では異常ノズルを検知する（ステップＳ３２）。ここでの「異常ノズル」とは、例えば、不吐出、大曲、吐出滴量異常、吐出不安定ノズルなどである。これらの異常ノズルは、例えば、ノズルごとにライン（線分）を描画し、この線の描画結果から吐出曲がり量（着弾位置誤差）を求めたり、ライン線の有無を判定したりすることで特定することができる。異常ノズルは「不良記録素子」に相当する。
【００６５】
ステップＳ３２の工程で検知された異常ノズルは、それぞれの特定に応じて処理される（ステップＳ３４、Ｓ３６）。例えば、大きく曲がったノズルや不吐出のノズルなどは、描画に使用しないように（使用を禁止するノズルとして）、マスクされる（「異常ノズルマスク工程」ステップＳ３４、「マスク処理工程」に相当）。異常ノズルがマスクされると、そのノズルが本来記録すべき画素位置の濃度が減少するため、その近傍の正常ノズルに対応する画素の濃度（画像信号値）を上げる補正が行われ、濃度が補償される（「異常ノズル補正工程」ステップＳ３６）。
【００６６】
次に、ラスタごと（若しくはノズルごと）の濃度特性が測定される（「濃度検知工程」ステップＳ３８）。例えば、記録媒体（用紙）に、記録ヘッドの描画幅（ｘ方向のノズル列幅）の全域にわたって、階調ごとの平網を出力し、その出力結果を光学スキャナで読み取り、ラスタごと（若しくはノズルごと）の各階調の出力濃度値を取得する。
【００６７】
階調ごとの平網の一例として、適度な階調刻み（間隔）による複数段の離散的な階調値を入力値とする濃度パッチを出力することができる。具体例として、画像の信号値を256階調（0-255）で表す場合、「32」刻みによる8段階の各階調値による濃度パッチを出力することにより、ラスタごとの各階調の濃度値を求めることができる。実際に測定したサンプリング点以外の階調（サンプリング点の間の階調）に関しては、前後の階調の濃度値を用いて補間することで、濃度値を求めることができる。こうして、すべての階調値（全定義域）について、ラスタごと（ノズルごと）に入力階調値と出力濃度の関係を表す濃度特性が得られる。
【００６８】
ステップＳ３８によって得られたラスタごと（ノズルごと）の濃度特性を基に、ラスタごと（ノズルごと）に均一な濃度になるように、読み取った濃度特性（階調特性）を逆転するテーブルを、それぞれのラスタで生成し、濃度補正テーブルとして保存する（「濃度補正演算工程」ステップＳ４０、「濃度補正テーブル生成処理」ステップＳ４２）。
【００６９】
＜濃度補正テーブルを用いた画像補正の効果について＞
ラスタごとの濃度補正テーブル（階調テーブル）の概念図を図３に示す。また、当該濃度補正テーブルを適用して階調変換した画像（補正後画像）の概念図を図４に示す。
【００７０】
図３の上段には、初期化した状態の濃度補正テーブル（「オリジナル濃度補正テーブル」という。）が示され、図３の下段には、図２のフローによって生成された濃度補正演算後の濃度補正テーブルの概念図が示されている。
【００７１】
濃度補正テーブルは、ラスタごと（つまりノズルごと）に入力階調と出力階調の関係を特定したルックアップテーブルとして構成される。図３における横軸はノズルの位置を表している。つまり、図示したテーブルの横方向に並ぶ各セルは、各ノズル（ラスタ）に対応した位置（ノズル位置、或いはラスタ位置）を表す。また、テーブルの縦方向（縦軸）は入力階調を示しており、各セルの濃淡は出力階調を表している。図３では、図示を簡略化するために、テーブルの縦方向に１０段の入力階調値ごとのセルを示しているが、実際のテーブルは、さらに細かい段数の階調刻みとなっている。例えば、256階調の画像信号を取り扱う場合、0-255の各入力階調値に対して、0-255の範囲で出力階調値が対応付けられる。
【００７２】
図３の下段に示したノズル列のうち、符号「ｘ」で示したノズルは異常ノズルとして検出されたノズルであり、マスク処理によって不吐出（使用不能）となるノズルの位置である。図２で説明した濃度補正処理によって作成される濃度補正演算後の濃度補正テーブルは、マスクしたノズルの両脇に位置する画素の濃度を高める値に修正する。また、ノズル列における各ノズルの吐出特性に合わせて各ノズル位置の出力階調が定められている。
【００７３】
図３の下段に示した濃度補正演算後の濃度補正テーブルを適用する画像補正の効果について図４で説明する。図４の上段は、濃度補正テーブルを適用する画像補正前の元の画像データ（補正前画像）であり、図４の下段は、濃度補正テーブルを適用した画像補正後の画像データ（補正後画像）を表している。
【００７４】
図４の上段に示した補正前画像は、階調値Ｌａで特定される均一階調画像である。この階調値Ｌａを入力階調値とする各ノズル位置の出力階調値は、図３の下段に示した濃度補正テーブルのうち、破線で囲んだ１行分のセル群に規定されている。したがって、濃度補正後の画像は、この濃度補正テーブルに従って、各ラスタの階調値が定まり、図４の下段に示すようなものになる。このように、補正後画像は、図４の縦方向（紙送り方向）の画素列の単位で濃度が修正され、縦縞状の画像となり、マスクされたノズルに対応するラスタの近傍で濃淡の振幅が大きくなる。
【００７５】
このような濃度補正（ムラ補正）に関しては公知の方法を用いることができる。
【００７６】
＜量子化方法について＞
本実施形態における量子化処理（図１のステップＳ２０）においては、濃度補正が掛かるラスタ方向（紙送り方向）の低周波成分が抑制された閾値マトリクスを参照して行う。まずこの閾値マトリクスの特性について説明する。
【００７７】
〔本実施形態で用いる閾値マトリクスの特性〕
[発明が解決しようとする課題]欄で説明したように、ラスタ方向に沿った画素列に濃度補正を行った場合にアーティファクトや粒状悪化が生じる原因は、ラスタ状濃度補正で発生する紙送り方向の空間周波数の低周波成分と、量子化パターンの周波数成分のビートである。
【００７８】
本実施形態では、このビートを解消するために、量子化パターンから紙送り方向低周波成分を抑制する。これにより、周波数成分の干渉が抑制され、その結果、アーティファクトや粒状の悪化を抑制することができる。
【００７９】
本実施形態で用いる閾値マトリクス（ディザマトリクス）は、特定の中間階調域（「少なくとも一部の階調」に相当）について紙送り方向低周波成分を抑制したドット配置（量子化パターン）を実現するものである。
【００８０】
〔一般的なハーフトーンパターンについて〕
比較のために、従来の一般的な量子化パターンについて説明する。図５はある中間階調の一般的な量子化パターンの例を示し、図６はその周波数特性を示している。図５の横方向が紙送り方向を表し、縦方向が紙送り垂直方向（ノズルの並び方向）である。図５のハーフトーンパターンを２次元フーリエ変換したものが図６であり、図６では周波数成分の強度を濃淡で表している。図６の横方向は紙送り方向の空間周波数を表し、縦方向が紙送り垂直方向の空間周波数を示している。図６を模式的に表したものが図７（ａ）である。
【００８１】
図７（ａ）は、一般的な閾値マトリクスの周波数スペクトルの模式図、図７（ｂ）は図７（ａ）の周波数スペクトルの紙送り方向断面図である。図７（ａ）（ｂ）の横方向は紙送り方向、縦方向が紙送り垂直方向を示している。図６及び図７（ａ）に示す周波数空間座標系の原点（0,0）を通る縦軸の近傍領域（符号５６４の破線長方形で囲んだ領域）が紙送り方向の低周波成分に相当する部分である。この符号５６４で示す領域を「紙送り方向低周波成分域」と呼ぶ。
【００８２】
一般的な量子化パターンは、紙送り方向低周波成分域５６４において、符号５６８の太波線で囲んだ領域の濃度を濃く表示した部分に周波数成分（ハーフトーン成分）を持つ。つまり、紙送り方向低周波成分域５６４にハーフトーン成分があり、これによりビート（うなり）が発生し、低周波成分が視認されるところとなり、粒状が悪化する。この課題は［発明が解決しようとする課題］の欄で説明したとおりである。
【００８３】
〔本実施形態による量子化パターンについて〕
これに対し、本実施形態による量子化パターンは、上記課題を解決するため、紙送り方向低周波成分が抑制されている。図８は本実施形態による閾値マトリクスから得られる量子化パターンの例を示し、図９はその周波数特性である。図８の横方向が紙送り方向を表し、縦方向が紙送り垂直方向（ノズルの並び方向）である。図８の量子化パターンを２次元フーリエ変換したものが図９である。図９の横方向は紙送り方向の成分を表し、縦方向が紙送り垂直方向を示している。図９を模式的に表したものが図１０（ａ）である。
【００８４】
図１０（ａ）は、本実施形態に係る閾値マトリクスの周波数スペクトルの模式図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の周波数スペクトルの紙送り方向断面図である。図８〜図１０（ａ）（ｂ）は、それぞれ図５〜図７（ａ）（ｂ）と対比できる図となっている。
【００８５】
本実施形態による閾値マトリクスの場合、図９及び図１０（ａ）（ｂ）に示したとおり、符号５６４の破線長方形で囲んだ領域（紙送り方向低周波成分域）において、すべての紙送り方向垂直成分について（紙送り垂直方向の成分によらず）、紙送り方向低周波成分が抑制されている。すなわち、図９において、符号５６４の破線長方形で囲んだ紙送り方向低周波成分域の中で濃度が濃い成分が殆どない、若しくは、図１０（ｂ）のように、紙送り方向断面線でその分布をプロットしたとき、どの断面線も紙送り方向低周波成分域（５６４）に該当する領域で極小値を持つ。
【００８６】
このように、紙送り垂直方向の成分によらず、紙送り方向の低周波成分がすべて抑制されているので、紙送り垂直方向（ノズル並び方向）にどのような空間周期で不吐出（マスク処理）が発生しても、濃度補正による紙送り方向の濃度分布（不吐出ノズル低周波成分が発生しない。ゆえに、アーティファクトや粒状の悪化は発生しない。
【００８７】
なお、抑制される紙送り方向の低周波成分は、１０cycle／ｍｍ以下であることが望ましい。発生するうなりは量子化パターンの空間周波数（fx，fy）とラスタ状の濃度補正後画像の空間周波数（fx'，0）の差分である。これは、fx'＝fxのムラが発生したとき最も低周波なうなりが発生し、このときのうなりの周波数はfy−0＝fyである。うなりの周波数がfy＞１０cycle／ｍｍ 程度であると、人の目の周波数特性（人の目の視覚特性）から視認され難くなるので、これより低周波な成分を抑制することが望ましい。つまり、１０cycle／ｍｍ以下の低周波成分を抑制することが望ましい。
【００８８】
図９乃至図１０で例示した周波数特性に限らず、本実施形態の閾値マトリクスによる周波数スペクトルは、紙送り方向の低周波成分が抑制されていればよく、図９乃至図１０で例示した周波数スペクトル以外の物でも構わない。図１１及び図１２に他の周波数スペクトルの例を示す。図１１や図１２に示すような周波数スペクトルを持つ量子化パターンとすることができる。
【００８９】
このような周波数スペクトルを持つ量子化パターンによれば、仮に、紙送り方向低周波成分域の中でスジなどが発生しても、そもそも当該領域に周波数成分がない（極小化され、抑制されている）ので、粒状が悪化しない。
【００９０】
＜閾値マトリクス作成方法＞
上記の紙送り方向（すなわちラスタ方向）の低周波成分が抑制された閾値マトリクスは様々な方法で作成することができる。以下その作成方法について例示する。
【００９１】
<<階調パターン生成例の概要>>
各階調のパターン生成例を図１３に示す。各階調パターンの生成処理は、ドットを配置するセル（画素）の位置を入れ替える処理を行う際のドットの入れ替え処理位置を制限する条件である制約条件を基に、乱数により発生させた初期パターン（初期パターン生成処理）を、前記制約条件とパターンの評価値に従い、ドットを順次入れ替える処理を通じて、評価値に関してパターンを最適化することで生成される。
【００９２】
図１３は各階調のパターンを生成する処理のフローチャートである。図１３のフローチャートの構成要素について以下に説明する。
【００９３】
ステップＳ６１の階調制約条件設定処理は、後述の画素入れ替え処理（ステップＳ６６）において、ドットの入れ替えが許される領域（すなわち、評価値を指標とする最適化によりドットの配置を変更できる領域）を指定する処理である。例えば、以下に例示する２つの制約条件を設定する。
【００９４】
（制約条件１）：ディザマトリクス一般に必要な条件である、高階調パターンは低階調パターンを内包するという条件。
【００９５】
（制約条件２）：画質向上などを目的として、パターンに特定の特性を持たせるために、ドットを置く位置を制限する条件。本実施形態の場合、図９乃至図１２で説明したように、紙送り方向低周波成分を抑制したパターン特性を持つパターンを制約条件２として適用することが可能である。また図１６も前記特性を満たすのでこのパターンを制約条件として適用する構成も可能である。一方で前記特性の実現は後述の工程でも導入可能であるので、制約条件２を実施しない構成も可能である。
【００９６】
ステップＳ６２の評価フィルタ設定処理は、画素入れ替え処理（ステップＳ６６）、評価値算出処理（ステップＳ６７）等で使用する評価フィルタを指定する処理である。評価フィルタとは、周波数成分ごとの重みを示す周波数フィルタであり、ドットパターンに周波数空間で乗算（実空間で畳み込み）する際に使用される。この評価フィルタの特性が、パターンの特性に反映される。したがって、本実施形態においては、最適化の結果、紙送り方向低周波成分を抑制したパターン特性となるような評価フィルタを生成することで、目的を達成することも可能である。
【００９７】
この評価フィルタは以下の処理で使用される。
【００９８】
（１）画素入れ替え処理（ステップＳ６６）において、入れ替えるドットの位置を指定するために使用される。
【００９９】
（２）評価値算出処理（ステップＳ６７）、評価値比較（ステップＳ６８）、保存パターン／評価値更新処理（ステップＳ６９）においてパターンの評価値を決定するために使用される。なお、評価フィルタは、階調ごとに異なるフィルタを設定することが可能である。詳細は後述する。
【０１００】
図１３におけるステップＳ６３の初期パターン生成処理は、パターン（ドットの配置）を最適化するにあたり初期のパターンを設定する。パターンは以下の処理手順に従い設定される。
【０１０１】
（手順１）階調に必要なドット／空白数を求める。例えば、８bit の階調Ｌなら、必要なドット数は（Ｌ／２８）×マトリクスサイズである。
【０１０２】
（手順２）マトリクスサイズと同じサイズの乱数を発生させる。
【０１０３】
（手順３）階調制約条件でドットの入れ替えが許されている領域について、乱数の値が高い箇所から順に、ドットを（手順１）で指定した数配置する。なお、対象階調の上下のパターンがすでに決定されている場合は、適宜それらをパターンに反映させる。つまり、すでに決定されるパターンを崩さずに、高階調パターンが低階調パターンを内包する関係を維持する。
【０１０４】
ステップＳ６４では、カウンターの値（ｎ）を「０」にリセットする。
【０１０５】
ステップＳ６６の画素入れ替え処理では、例えば、図１４（ａ）〜（ｃ）に例示するフローに従い、ドットパターンを更新する。
【０１０６】
図１４（ａ）〜（ｃ）では３つのフローチャートを例示した。いずれのフローチャートにおいても、まずドットパターンに評価フィルタを乗算（畳み込み）し、評価用の濃度分布を算出する。次に入れ替え制約条件を満たす領域にあり、かつ濃度が高いドットを、濃度が低い空白と入れ替える、という基本的な流れは共通している。
【０１０７】
図１４（ａ）は、上記の処理を１ステップで行うフローである。図１４（ｂ）、（ｃ）は、２ステップで行う処理の例である。画素入れ替え処理（ステップＳ６６）は最適化の過程で繰り返し行われるが、例えば、常に図１４（ａ）に示す「画素入れ替え処理１」のみ行う構成にしても良いし、図１４（ｂ）に示す「画素入れ替え処理２」、図１４（ｃ）に示す「画素入れ替え処理３」を含めて各画素入れ替え処理１〜３をランダムに選択しても良い。図１４（ａ）の画素入れ替え処理１は、評価フィルタの畳み込み数が他の処理２〜３より少なく、演算が高速であるため、最適化の初期に多用する構成にしても良い。また階調ごとに処理１〜３の選択方法を変化させても良い。
【０１０８】
図１３におけるステップＳ６７の評価値算出処理、ステップＳ６８の評価値比較処理、ステップＳ６９〜Ｓ７３の保存パターン／評価値更新処理は、次のとおりである。
【０１０９】
評価値算出処理（ステップＳ６７）は、ステップＳ６６の画素入れ替え処理で変更されたドットパターンに評価フィルタを乗算（畳み込み）し、評価用の濃度分布を算出する。そして、この濃度分布の標準偏差を算出し、これを評価値とする。ステップＳ６６〜Ｓ７２で画素入れ替え処理（ステップＳ６６）、並びに評価値算出処理（ステップＳ６７）を繰り返し行い、評価値比較（ステップＳ６８）にて評価値が向上した場合は、当該するパターン並びに評価値を保存する（ステップＳ６９）。次回以降は、保存した評価値と算出した評価値を比較して（ステップＳ６８）、良化したか否か判断する。
【０１１０】
以上の画素入れ替え処理、並びに評価値算出処理をパターン更新がされなくなるまで、繰り返し行うことで（ステップＳ６６〜７２）、当該階調のパターンを評価値に関して最適化する。最適化して得られた階調パターンを保存して（ステップＳ７３）、処理を終了する。
【０１１１】
〔閾値マトリクス作成方法の具体例１〕
点広がり関数（ＰＳＦ：Point Spread Function）と低周波フィルタを使用する方法について説明する。ここでいう低周波フィルタとは、カットオフ周波数未満では成分が強調若しくは抑制され、カットオフ周波数以上では成分が維持されるフィルタのことである。これにより判別された低周波成分に関して適宜の処理が施される。カットオフ周波数未満に対して成分を強調するか、抑制するかについては、アルゴリズム次第であるため、どちらの態様もありうる。以下の説明では、カットオフ周波数未満の成分を強調するフィルタを例示する。
【０１１２】
紙送り方向に各ラスタでドット配置を均一化するフィルタ、並びに、低周波成分を強調するフィルタをドットパターンに対して畳み込み、その乗算結果が平坦化するようにドット配置を置き換えることを繰り返すことで、目的の閾値マトリクスを生成することができる。
【０１１３】
例えば、低周波成分及び紙送り方向低周波成分を強調するような評価フィルタを生成し、この評価フィルタを前記工程（すなわち評価フィルタをドットパターンに対して畳み込み、その乗算結果が平坦化するようにドット配置を置き換えることを繰り返すこと）に適用することで、強調された成分がなくなる(平坦化)されたパターン、すなわち送り方向の低周波成分が抑制されたパターンが生成される。
【０１１４】
なお、以下では低周波成分を強調するフィルタ(低周波フィルタ)と紙送り方向低周波成分を強調するフィルタ（ＰＳＦ）を掛け合わせて、評価フィルタ（低周波フィルタ×fft(PSF))を生成する方法を示す。
【０１１５】
図１５は低周波フィルタとＰＳＦを掛け合わせて評価フィルタを生成する方法の概念図である。同図では、低周波フィルタ、ＰＳＦ、評価フィルタのそれぞれの周波数特性を模式的に示しており、各フィルタによって強調される周波数空間の成分を灰色部として示した。図１５の最左に示した低周波フィルタは、紙送り方向成分、紙送り垂直成分の両成分について等方的に低周波成分を強調するものとなっている。図１５の中央に示したＰＳＦは、紙送り方向成分の低周波成分を強調するため、図示のように紙送り垂直方向に長い楕円形状の特性となる。図１５の最右に示した評価フィルタは、低周波フィルタとＰＳＦを掛け合わせて生成されるため、両者の特性を重ね合わせた特性を持つ。評価フィルタによって、符号５８０で示した灰色部の成分が強調される。つまり、この評価フィルタによって強調される符号５８０で示した低周波成分が、すなわち抑制される成分である。
【０１１６】
図１６は、図１５の評価フィルタを適用して生成されるパターンの周波数特性を示した模式図である。図１６に示したとおり、生成されるパターンは、評価フィルタで強調される成分が抑制されたものとなる。
【０１１７】
<<ＰＳＦの具体例（実空間）>>
ＰＳＦ（x，y）の例として、図１７に示すマトリクスを用いることができる。図１７の縦方向は紙送り方向、横方向が紙送り垂直方向である。なお、このマトリクスはフーリエ変換すると、紙送り方向成分が垂直方向成分と比較してより高周波成分まで強調されるフィルタである。したがって、このようなフィルタを適用することで紙送り方向成分の低周波成分をより高周波側まで抑制するパターンを生成することができる。
【０１１８】
<<低周波フィルタ例について>>
低周波フィルタの目的は、目で視認される成分を判別することにあるので、視認性を基にしたカットオフ周波数以下の成分が強調されるフィルタであることが望ましい。
【０１１９】
例えば、以下のようにすることができる。
【０１２０】
【数１】
2014144610.tif 000003
【０１２１】
ただし、kは動径方向周波数（k≧０）である。θ(x)は単位ステップ関数であり、θ(x)＝１（ｘ≧０）、θ（x）＝０（x＜０）である。k0はカットオフ周波数であり、おおよそ人の視認性をもとに決定される。
【０１２２】
Lo、nはフィッティングパラメータであり任意の実数をとれるが、それぞれLo＞１、n≧2の実数を使用することが望ましい。
【０１２３】
このフィルタは、カットオフ周波数ｋo以上では１となり成分を保存し、カットオフ周波数未満では０に近づくにつれて１からＬ0に次第に大きくなり、成分を強調する。
【０１２４】
<<畳み込み演算後のドット配置の置き換えの具体例>>
(例１)
ドットパターンをimg(y,x)とすると、
ステップ１：パターンにＰＳＦ（図１７）と低周波フィルタを畳み込む。
【０１２５】
IM(y,x)＝ifft( fft(img) * fft(PSF) * F(k) )
なお、上式の「fft」は高速フーリエ変換を表し、「ifft」は高速逆フーリエ変換を表す。
【０１２６】
ステップ２：畳み込まれたパターンの最大のドットあり部と最小ドットなし部を入れ替える。
【０１２７】
ステップ３：評価値を算出し、評価値が向上していたらパターンを保存する。
【０１２８】
上記のステップ１〜３を繰り返す。
【０１２９】
上述の「例１」で説明した方法に限らず、図１４（ｂ）（ｃ）の方法を用いることもできる。
【０１３０】
なお、各階調において適用する低周波フィルタ及びＰＳＦを変更することで、紙送り方向低周波成分の抑制度合いを変更することができる。例えば、評価フィルタをより等方的にする（一例として、図２０（ａ）や図２０（ｂ）のようにＰＳＦ(実空間)により等方性を持たせたり、等方的な低周波フィルタの各成分を大きくすることで異方的なＰＳＦの重みを結果として小さくしたりする)ことで紙送り方向低周波成分の抑制度合いを小さくすることができる。
【０１３１】
〔閾値マトリクス作成方法の具体例２〕
ホワイトノイズに帯域フィルタをかけた後、２値化したパターンをドット配置候補として（すなわち、既述の「制約条件２」として）閾値配列を決定する方法を採用することができる。
【０１３２】
特許文献３に記載されている方法を応用することで、図９乃至図１２で説明した目的のパターン特性（紙送り方向低周波成分が抑制された特性）を持つ閾値マトリクスを作成することができる。すなわち、図９乃至図１２で説明した紙送り方向の低周波特性を抑制した周波数特性をホワイトノイズパターンにかけた後に二値化し、その領域内をドット配置候補とすることで、上記パターン特性を保持した閾値マトリクスを生成することができる。なお、本例においては上述の制約条件を課す/課さないを階調ごとに決定することで、上記特性を変化させることができる。
【０１３３】
〔閾値マトリクス作成方法の具体例３〕
ラスタ方向の低周波成分が抑制されたサブマトリクスに、各サブマトリクス内のドット数が保存されるようにドット配置を決定する方法を採用することができる。
【０１３４】
紙送り方向低周波成分が抑制された特性を保持したサブマトリクスを用意し、サブマトリクス内のドット数を保存しながらドット配置を決定する。これによりサブマトリクスの特性を維持したままドット配置が決定できるので、各階調にて前記特性を維持することができる。サブマトリクスとしては、例えば、図１８に示すような形状を使うことができる。
【０１３５】
＜本実施形態による閾値マトリクスを利用した量子化方法について＞
次に、本実施形態による量子化方法について説明する。図１９は本実施形態による量子化処理の流れを示したフローチャートである。図１９のフローは図１のステップＳ２０に示した量子化処理に相当している。本実施形態の量子化処理は、マスク処理された不吐出ノズルに対応する画素列及びこれに隣接する画素列を含む不吐近傍領域（「第１の画像領域」に相当）と、それ以外の領域（以下「正常領域」という、「第２の画像領域」に相当）とで異なる量子化方法を適用している。不吐近傍領域に適用する量子化方法を第１の量子化方法、正常領域に適用する量子化方法を第２の量子化方法と呼ぶことにする。
【０１３６】
図１９に示す量子化処理がスタートすると、まず、画像データの中から量子化の処理対象とする画素を特定する（図１９のステップＳ８２）。そして、この対象画素（注目画素）が不吐近傍領域に属する画素であるか以下かの判定がなされる（ステップＳ８４）。
【０１３７】
対象画素が不吐近傍領域の画素である場合には、第１の量子化方法による量子化（第１の量子化）が行われる（ステップＳ８６、「第１の量子化工程」に相当）。その一方、ステップＳ８４において、対象画素が正常領域に属する画素であると判断された場合は、ステップＳ８８に進み、当該対象画素に対して、第２の量子化方法による量子化（第２の量子化）が行われる（「第２の量子化工程」に相当）。
【０１３８】
ステップＳ８６又はＳ８８にて、対象画素の量子化が行われた後、未処理の画素が残存しているか否かの判断が行われる（ステップＳ９０）。ステップＳ９０にて、未処理の画素が残っていれば、ステップＳ８２に戻り、次の処理対象となる画素を特定し、上述の処理（ステップＳ８２〜Ｓ９０）を繰り返す。
【０１３９】
画像データの全画素について量子化の処理が完了し、ステップＳ９０にて未処理画素がないと判断されたら、本処理を終了する。
【０１４０】
図１９のステップＳ８６、Ｓ８８で述べた第１の量子化及び第２の量子化の具体的な例について説明する。
【０１４１】
（１）複数の閾値マトリクスを使用する方法
量子化処理の際に、不吐近傍領域とそれ以外の領域（「正常領域」という。）にそれぞれ別々の閾値マトリクスを使用する例を説明する。第１の量子化に用いる第１の閾値マトリクスと、第２の量子化に用いる第２の閾値マトリクスは、いずれも図９乃至図１２で説明した空間周波数特性（紙送り方向の低周波成分が抑制されたパターン特性、「第１のパターン特性」に相当）を持つ共通のパターンを参照して生成されている。ここでいう共通のパターンは、例えば、基準となる特定の中間階調（基準階調Ｌｂ）の均一濃度画像を表す量子化パターンである。このパターンを「共通パターン」或いは「基準パターン」という。基準階調Ｌｂとしては、適宜の値を選択することができるが、最大階調を１００％とするときの、５０％前後の階調を選択することが好ましく、５０％から若干ずらすのがさらに望ましい。
【０１４２】
不吐近傍領域にて使用される第１の閾値マトリクスは、正常領域にて使用される第２の閾値マトリクスよりも、多くの階調において（広い階調域において）、前記パターン特性が維持されている。つまり、第２の閾値マトリクスは、基準階調Ｌｂよりも下側の階調Ｌｃと上側の階調Ｌｄとで規定される階調域（階調Ｌｃ以上Ｌｄ以下）で前記パターン特性が維持されている。一方、第１の閾値マトリクスは、階調Ｌｃよりもさらに下側の階調Ｌｅ（Ｌｅ＜Ｌｃ）と、階調Ｌｄ以上の階調Ｌｆ（Ｌｄ≦Ｌｆ）とで規定されるさらに広い階調域（階調Ｌｅ以上Ｌｆ以下）で前記パターン特性が維持されている。このような閾値マトリクスは、各階調のパターンを生成する際の評価関数を変えることで実現することができる。
【０１４３】
最小階調値Ｌminから最大階調値Ｌmaxまでの範囲（定義域）で規定される階調域の中で、上記の基準階調Ｌｂ、階調Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆの各値は、Ｌmin≦Ｌｅ＜Ｌｃ＜Ｌｂ＜Ｌｄ≦Ｌｆ≦Ｌmaxの関係を満たして適宜設定することができる。
【０１４４】
第１の閾値マトリクスと第２の閾値マトリクスの両者が前記パターン特性を維持している階調域（階調Ｌｃ以上Ｌｄ以下）が「第１の階調域」に相当し、第１の閾値マトリクスのみが前記パターン特性を維持している階調域（階調Ｌｅ以上Ｌｃ未満、又は階調Ｌｄを超え階調Ｌｆ以下）が「第２の階調域」に相当する。
【０１４５】
〔共通パターンから各閾値マトリクスを生成する処理の具体例〕
基本的には、共通パターンと同様な方法で各階調のパターン（ドット配置）を生成し、各階調のパターンから閾値マトリクスのセルの値を定めていき、閾値マトリクスを生成する。
【０１４６】
なお、共通パターン（基準となる初期階調パターン）を決める際には、他の階調値のドット配置が未決定であるため、他の階調のドット配置との関係で制約条件はないが、共通パターンを基にして、他の階調値のドット配置を決定する際には、通常のディザ生成における制約条件（stacking constraint）と同様の制約条件（ドットを発生させる場所は前後の階調パターンに依存するという制約条件）がある点で相違する。
【０１４７】
共通パターンと同様な特性を出したい階調においては、例えば、図１７で説明したＰＳＦを使用してパターンを生成し、それ以外においては、例えば、より等方的なＰＳＦを使用する。
【０１４８】
図１７のＰＳＦよりも等方的なＰＳＦの具体例として、図２０（ａ）や図２０（ｂ）に示すものを用いることができる。
【０１４９】
図２０（ａ）（ｂ）に例示する等方的なＰＳＦを使用することにより、等方的なパターン特性（「第２のパターン特性」に相当）を有するドット配置（量子化パターン）を得ることができる。
【０１５０】
（２）ディザと誤差拡散を併用する方法
上記の例（１）と同様に、複数の閾値マトリクスを使用し、さらに、量子化の誤差を未処理の周辺画素に拡散することで、粒状をより一層改善できる。不吐近傍領域と正常領域とで使用する閾値マトリクスを切り替える点を除き、処理のアルゴリズムとしては既存の技術を利用することができる。例えば、図２１に示すような誤差拡散マトリクスと図２２に示すような量子化処理のフローを利用することができる。
【０１５１】
図２１は誤差拡散マトリクスの例を示している。図中の「ｘ」が量子化対象画素の位置を表し、矢印は量子化処理の処理順を表す。注目画素（量子化対象画素ｘ）に隣接する４つの未処理画素（右横、右斜め下、真下、左斜め下）に対して、それぞれ量子化誤差が配分される。誤差の配分比率を規定する誤差拡散マトリクスの成分Ａ〜Ｄのうち、横方向に拡散させる誤差成分（図中の「Ａ」）を、均等拡散させる場合の値（例えば、４等分として、それぞれ１／４の配分比率となる）よりも大きい配分とすることが望ましい。つまり、図２１の場合、「Ａ」の成分を０．２５よりも大きい値とすることが望ましい。このように、量子化誤差を横方向（ｘ方向）に多めに分配することで、横方向にドットが分散され、全体として分散性が向上し、粒状が良化する。
【０１５２】
＜量子化処理のフローチャートの具体例＞
ここでは、ディザマトリクス（「閾値マトリクス」と同義）と誤差拡散法を併用する量子化処理の例について説明する。図２２は各画素の量子化処理を示すフローチャートである。図２２において、dither[x][y]は二次元ディザマトリクスの成分を表す。th_dth[i][level]はディザマトリクスと比較する閾値を示す（i=0,1,2）。th_edf[level]は誤差拡散閾値を示す。dot[j][level]は階調値（level）ごとに｛滴なし、小滴、中滴、大滴｝のうちいずれかのドットサイズに対応付けられる（ｊ＝0,1,2,3）。
【０１５３】
各画素量子化処理がスタートすると、最初に、対象画素の元の階調値と、誤差拡散により当該対象画素に拡散された周辺誤差の和をとることで、周辺誤差を含んだ階調値を算出する（ステップＳ１０１）。
【０１５４】
次に、ディザマトリクスの値（dither[x][y]）と閾値th_dth[i][level]とを比較することにより、画像の領域を分割する。この閾値th_dth[i][level]は、対象画素の階調値（level）ごとに設定されるものであり、予め所定のメモリに記憶されている。ここでは、第１の閾値th_dth[0][level]、第２の閾値th_dth[1][level]、及び第３の閾値th_dth[2][level]を用いて、４領域に分割される。
【０１５５】
まず、ディザマトリクスの値と第１の閾値th_dth[0][level]との比較を行う（ステップＳ１０２）。比較の結果、ディザマトリクスの値の方が小さい場合は、dot[0][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０３）。
【０１５６】
ステップＳ１０２において、ディザマトリクスの値が第１の閾値以上の場合は、続いてディザマトリクスの値と第２の閾値th_dth[1][level]との比較を行う（ステップＳ１０４）。比較の結果、ディザマトリクスの値の方が小さい場合は、dot[1][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０５）。
【０１５７】
ステップＳ１０４において、ディザマトリクスの値が第２の閾値以上の場合は、さらにディザマトリクスの値と第３の閾値th_dth[2][level]との比較を行う（ステップＳ１０６）。ディザマトリクスの値が第３の閾値th_dth[2][level]以下の場合は、ステップＳ１０７に進み、周辺誤差を含んだ階調値と誤差拡散閾値th_edf[level]との比較を行う（ステップＳ１０７）。この誤差拡散閾値th_edf[level]についても、対象画素の階調値ごとに設定されるものであり、予め所定のメモリに記憶されている。ステップＳ１０７における比較の結果、周辺誤差を含んだ階調値の方が誤差拡散閾値よりも小さい場合は、dot[2][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０８）。
【０１５８】
一方、ステップＳ１０７において、周辺誤差を含んだ階調値が誤差拡散閾値以上である場合は、dot[3][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１０９）。このように、ディザ閾値が第３の閾値以下（かつ第２の閾値以上）の領域では、誤差拡散法による２値化の処理が行われる。
【０１５９】
また、ステップＳ１０６において、ディザマトリクスの値の方が第３の閾値よりも大きい場合は、dot[4][level]で指定されるドットサイズが選択される（ステップＳ１１０）。
【０１６０】
なお、各dot[j][level]のドットサイズは階調値ごとに適宜決めることができる。例えば、ある階調値に対して、dot[0][level]は小滴、dot[1][level]は中滴、dot[2][level]は滴無し、dot[3][level]は大滴、及びdot[4][level]は大滴、のように決めることができる。基本的に、dot[3][level]＞dot[2][level]を満たしていればよく、量子化誤差が大きいと大きいドットを打ち、小さいと小さいドットを打つように各値を定める。
【０１６１】
対象画素が不吐近傍領域に属する画素である場合には第1の閾値マトリクスが用いられ、正常領域に属する画素である場合には第２の閾値マトリクスが用いられて、量子化が行われる。以上のように対象画素のドットサイズを選択後、量子化誤差を算出する（ステップＳ１１１）。量子化誤差は、周辺誤差を含んだ階調値を量子化したことによって発生する誤差であり、周辺画素を含んだ階調値と量子化閾値との差である。量子化閾値は、各dot[0][level]、dot[1][level]、dot[2][level]、dot[3][level]、dot[4][level]にそれぞれ対応付けられた階調値である。
【０１６２】
この算出した量子化誤差を所定の誤差拡散マトリクスに従って周辺の画素へ拡散する（ステップＳ１１２）。続いて量子化の対象画素を隣接画素へ移行し、同様の処理を行うことで、すべての画素の量子化を行う。
【０１６３】
上記の量子化処理によれば、ステップＳ１０３、Ｓ１０５、Ｓ１１０に該当する各領域のdot[0][level]、dot[1][level]、dot[4][level]の記録率は、ディザマトリクスに従って決定され、残りの領域は、誤差拡散法で２値化することによって決定される（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）。このように量子化を行うことで、４値の記録率を階調ごとに一意に決定することができる。
【０１６４】
本例では、各閾値th_dth[i][level]は、対象画素の元の階調値における閾値を用いたが、周辺誤差を含んだ階調値における閾値を用いてもよい。
【０１６５】
（３）不吐近傍領域とそれ以外（正常領域）で共通の閾値マトリクスを活用するディザ及び誤差拡散の併用方法
不吐近傍領域と正常領域で共通の閾値マトリクスを活用するディザ／誤差拡散アルゴリズムとしては、図２２のフローと同様のものを使用する。ここで用いる「共通の閾値マトリクス」は、ドット数が少ない階調まで比較的広い階調域（例えば、階調値Ｌmin〜Ｌｆ）の範囲で前記パターン特性（紙送り方向の低周波成分が抑制されたパターン特性）が維持されている（図２３参照）。
【０１６６】
量子化処理に際して、ドット数が少ない階調（例えば、ハイライト側の階調Ｌmin以上Ｌｃ未満）においては、不吐近傍領域では当該閾値マトリクスのドット数が少ない階調（マトリクスの閾値）を参照して量子化を行い、正常領域では共通パターンに近い階調（例えば、基準階調Ｌｂ又はこれに近い値の階調）の閾値マトリクスパターン（閾値マトリクスによって実現されるドット配置）を参照して、この閾値マトリクスパターンの中にドットを置くことができるという制約条件の下で誤差拡散法により量子化（２値化又は多値化）を行う。「基準階調Ｌｂに近い値の階調」とは、ドット配置の制約条件として利用できる程度にドットの分布形態が近い階調の範囲を意味している。
【０１６７】
なお、ドット数が多い階調（例えば、階調Ｌｃ以上）については、不吐近傍領域、正常領域ともに閾値マトリクスの閾値を参照した量子化を行うことができる。
【０１６８】
図２３は、共通の閾値マトリクスによって実現されるハーフトーンパターンにおけるドット種類別の比率を例示したものである。横軸は入力信号値（階調値）を表し、縦軸は単位面積あたりにおける小ドット、中ドット、大ドットのインクドットの記録割合（ドット比率）を示した量である。例えば、図２３の縦軸は、最大で１００画素のインク打滴できる画素領域（「単位面積」に相当）に、大中小のサイズのインクドットがそれぞれ何個ずつ打たれるかの割合を示した量である。入力信号値に対して各種ドットをどのような比率で使用するかについては量子化方法の具体的な設定によって適宜設計することができる。
【０１６９】
図２３の例では、正常領域のハイライト側（階調Ｌｃ以下）について、誤差拡散法による量子化が行われる。これにより、ドットが疎らに配置される階調域で正常領域のドット配置を概ね等方的な配置とすることができる。
【０１７０】
＜本実施形態による画像処理方法の利点＞
（１）不吐近傍領域とそれ以外の正常領域とで、紙送り方向（すなわち、記録ヘッドに対する記録媒体の相対移動方向）の空間周波数成分の低周波成分を抑制した共通のパターンに基づいた量子化方法を採用している。このため、不吐近傍領域とそれ以外の正常領域の領域間のパターン連続性が保持される。また、このようなパターンは紙送り方向（スジに平行な方向）の空間周波数成分が抑制されているので、多数の不良ノズルが発生しても、アーティファクトなく、高品位に補正を行うことができる。
【０１７１】
（２）不吐近傍領域とそれ以外の正常領域で異なる量子化を行い、不吐近傍領域に適用される量子化は、正常領域に適用される量子化に比べて相対的に前記パターン特性がより広い階調域で維持される。不吐近傍領域とそれ以外の正常領域とで別々の量子化を行うため、正常領域においても粒状が悪化することがない。また、不吐近傍領域でも前記パターン特性が満たされるため、アーティファクトが発生することはない。
【０１７２】
（３）本実施形態によれば、濃度補正（ムラ補正）と量子化処理とが相まって、異常ノズルのマスクに伴うパターン欠陥に起因するアーティファクトを抑制することができる。また、不吐近傍領域と正常領域の量子化方法を異ならせ、それぞれに適切な量子化を行うことができるため、正常領域においても粒状が悪化することがない。本実施形態によれば、アーティファクト抑制と正常領域の粒状を両立することができる。
【０１７３】
このような本実施形態の作用効果を図２４に例示する。図２４は、従来の方法によって得られる量子化パターン（比較例）と、本実施形態の画像処理によって得られる量子化パターン（実施例）とを対比させて示した。ここでは、入力階調値として基準階調Ｌｂの均一画像とした。
【０１７４】
図２４の最上段から下に向かって、順に、２画素周期の不吐出（ノズル抜け）が発生したときのパターン、３画素周期の不吐出（ノズル抜け）が発生したときのパターン、４画素周期の不吐（ノズル抜け）が発生したときのパターン、不吐無しのパターン、をそれぞれ示している。図２４の左側が通常の量子化処理（比較例）では、記録ヘッドに不吐出ノズルが発生すると、まだらな白抜け（スジ）が発生し、粒状が極度に悪化している。
【０１７５】
これに対し、本実施例（図２４の右側）では、不吐が多数発生しているにもかかわらず、図示したどの周期（２画素周期〜４画素周期）のノズル抜けに対しても、パターンの白抜けが均一でアーティファクトが発生していない。
【０１７６】
図２４では不吐出（ノズル抜け）の場合を示したが、不吐以外の濃度ムラに対して濃度補正を行った場合のアーティファクトに対しても同様の効果が得られる。不吐によるスジの方が不吐以外の濃度ムラよりも濃淡の振幅が大きいため、より一層アーティファクトが発生しやすい。したがって、本実施形態によれば、不吐によるアーティファクト抑制の効果が得られるのと同様に、不吐以外の濃度ムラによるアーティファクト抑制の効果が得られる。
【０１７７】
＜画像処理装置の構成例＞
次に、上述した画像処理方法を具現化する装置構成の例について説明する。
【０１７８】
図２５は、本実施形態に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。ここでは、複数の閾値マトリクス（第１の閾値マトリクス３６、第２の閾値マトリクス３８）を使用して量子化を行う例を説明する。本実施形態の画像処理装置１０は、画像データ入力部１２と、色変換／分版処理部１４と、マスク処理部１６（「マスク処理手段」に相当）と、濃度補正処理部１８（「画像補正手段」に相当）と、異常ノズル情報取得部２０（「不良情報取得手段」に相当）と、異常ノズル情報記憶部２２と、濃度補正テーブル記憶部２４と、量子化処理部２６（「量子化処理手段」に相当）と、画像データ出力部２８と、を備える。量子化処理部２６は、処理対象の画素の領域を判断する領域判断部３０と、第１の量子化部３２（「第１の量子化手段」に相当）と、第２の量子化部３４（「第２の量子化手段」に相当）と、を含む。第１の量子化部３２は、不吐近傍領域の画素を量子化する手段であり、第１の閾値マトリクス３６を参照して量子化を行う（「第１の量子化方法」に相当）。第２の量子化部３４は、不吐近傍領域以外の正常領域の画素を量子化する手段であり、第２の閾値マトリクス３８を参照して量子化を行う（「第２の量子化方法」に相当）。各閾値マトリクス（３６，３８）の特性や量子化処理の内容については、図９乃至図２２等で説明したとおりである。
【０１７９】
図２５の画像データ入力部１２は、画像データを取り込むためのデータ取得部として機能する。画像データ入力部１２は、外部又は装置内の他の信号処理部から画像データを取り込むデータ入力端子で構成することができる。また、画像データ入力部１２には、有線又は無線の通信インターフェース部を採用してもよいし、メモリカードなどの外部記憶媒体（リムーバブルディスク）の読み書きを行うメディアインターフェース部を採用してもよく、若しくは、これら態様の適宜の組み合わせであってもよい。
【０１８０】
画像データ入力部１２から入力された画像データ（図１の符号Ｄ１０）は、色変換／分版処理部１４に送られ、出力機としてのインクジェット記録装置で使用されるインク色と同じ色種、色数並びに解像度を持った色別の階調画像に分解される。例えば、ＣＭＹＫ４色インクで出力解像度1200dpiを実現するインクジェット記録装置の場合に、ＣＭＹＫの各色それぞれ8bit (256階調)の画像データが得られる。
【０１８１】
なお、印刷しようとする画像の画像データの形式は種々のものがあり得る。インクジェット記録装置で使用するインク色の種類や解像度と異なる色の組み合わせや解像度の形式で特定される画像データを取り扱う場合に、色変換／分版処理部１４にて解像度変換や色変換などを行う態様に代えて、又はこれと組み合わせて、画像データ入力部１２の前段において、図示しない前処理部により、色変換や解像度変などの処理を行い、インクジェット記録装置で使用するインク色及び解像度の画像データに変換した後に、画像データ入力部１２から入力する構成を採用してもよい。
【０１８２】
一例として、もとの画像データがＲＧＢの画像データである場合に、前処理部に相当するＲＩＰ（Raster Image Processor）装置などにて、ＲＧＢ→ＣＭＹＫの色変換処理や解像度変換処理を行い、ＲＧＢ画像データからインクジェット記録装置に適合したＣＭＹＫデータ（入力画像データ）に変換してから画像データ入力部１２に入力することができる。
【０１８３】
マスク処理部１６は、異常ノズル情報記憶部２２に格納されている異常ノズル情報を基に、異常ノズルのマスク（不吐出化、不使用化）処理を行う。異常ノズルの情報は異常ノズル情報取得部２０から取り込まれ、異常ノズル情報記憶部２２に記憶される。異常ノズル情報取得部２０は、テストパターンの印刷結果を読み取り結果を基に、異常ノズルの位置を検出する処理を行う異常ノズル検出部を含むことができる。また、異常ノズル情報取得部２０は、テストパターンの印刷結果を読み取る読取装置（例えば、スキャナや濃度計など）を含んでもよい。或いはまた、異常ノズル情報取得部２０は、テストパターンの測定結果から検出された異常ノズルの情報をデータとして取り込むためのデータ入力インターフェースで構成することもできる。
【０１８４】
濃度補正処理部１８は、濃度補正テーブルを生成する機能と、その濃度補正テーブルを用いて画像補正を行う補正機能と、を有する。濃度補正処理部１８にて生成された濃度補正テーブルは濃度補正テーブル記憶部２４に格納される。濃度補正処理部１８は、マスク処理を経た画像データについて濃度補正テーブルを用いて濃度補正を行う。
【０１８５】
濃度補正処理部１８にて補正された画像データは量子化処理部２６に送られ、不吐近傍領域と、正常領域とに対してそれぞれ別の量子化方法が適用され、量子化が行われる。
【０１８６】
量子化処理部２６にて生成されたドットデータは、画像データ出力部２８から出力される。画像データ出力部２８は、外部又は装置内の他の信号処理部に画像データを出力するデータ出力端子で構成することができる。また、画像データ出力部２８には、有線又は無線の通信インターフェース部を採用してもよいし、メモリカードなどの外部記憶媒体（リムーバブルディスク）の読み書きを行うメディアインターフェース部を採用してもよく、若しくは、これら態様の適宜の組み合わせであってもよい。
【０１８７】
第１の量子化部３２、第２の量子化部３４は、図２１及び図２２で説明したように、閾値マトリクスと誤差拡散の手段を組み合わせた構成とすることができる。また、第２の量子化部３４は第２の閾値マトリクス３８を用いる構成に代えて、図２３で説明したように、第１の閾値マトリクス３６と共通の閾値マトリクスを用い、ドット数の少ない階調における正常領域について、閾値マトリクスパターンを制約条件とする誤差拡散法を採用する構成とすることができる。
【０１８８】
図２５に例示した本実施形態の画像処理装置１０における各部の機能は、集積回路などのハードウエア、又は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）などを動作させるソフトウェア（プログラム）、或いはこれらの適宜の組み合わせによって実現することができる。
【０１８９】
すなわち、本実施形態の画像処理装置１０の各部の機能、或いは、図１、図２、図１９、図２２等で説明した本実施形態の画像処理方法を実現する各工程は、コンピュータに実行させることができる。本実施形態で説明した処理機能をコンピュータに実現させるためのプログラムは、コンピュータに予めインストールされていてもよいし、当該プログラムを記憶させた磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリカードその他のコンピュータ可読媒体（情報記憶媒体）を提供することも可能である。また、このような有体物たる記憶媒体にプログラムを記憶させて提供する態様に代えて、インターネットなどの通信ネットワークを利用してプログラム信号をダウンロードサービスとして提供することも可能である。
【０１９０】
図２６は、他の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。同図に示す画像処理装置１００は、インクジェット記録装置において、入力画像データから出力画像（ハーフトーン画像）を生成する画像処理部に適用することができる。この画像処理装置１００は、装置全体を統括制御するシステム制御部１０２と、入力画像データを取得する入力画像データ取得部１０４と、インクジェットヘッド（不図示）の異常ノズルを検知する異常ノズル検知部１０６と、異常ノズル情報が記憶される異常ノズル情報記憶部１０８と、異常ノズルに対してマスク処理を施すマスク処理部１１０（マスク処理手段）と、を具備している。
【０１９１】
また、画像処理装置１００は、各ノズルの出力特性情報を取得するノズル出力特性情報取得部１１２と、取得されたノズル出力特性情報がノズルごとのルックアップテーブル形式で記憶される濃度補正ＬＵＴ記憶部１１４と、濃度補正ＬＵＴを参照して各画素の画素値を補正する画素値補正部１１６（「画像補正手段」に相当）と、を具備している。
【０１９２】
濃度補正ＬＵＴ記憶部１１４は、図１で説明した濃度補正テーブルＤ１８が記憶される記憶部であり、図２５の濃度補正テーブル記憶部２４に相当するものである。
【０１９３】
さらに、図２６の画像処理装置１００は、画素値補正部１１６による濃度補正後の画像データに対して量子化処理を施す量子化処理部１２２（量子化処理手段）と、量子化処理に用いられる閾値マトリクスが記憶される閾値マトリクス記憶部１２４と、メモリ１２８と、を具備している。メモリ１２８はデータの一次記憶領域や各部の演算領域として使用される。量子化処理部１２２は、図２５で説明した量子化処理部２６に相当するものである。図２６に図示した各部は、図１から図１２を用いて説明した画像処理方法の各工程に対応しているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１９４】
なお、装置各部の処理（演算）に用いられる各種パラメータや変換テーブルなどが記憶されるパラメータ記憶部や、装置各部の処理（演算）に用いられるプログラム（ソフトウェア）が記憶されるプログラム記憶部を備えてもよい。
【０１９５】
＜本実施形態による画像形成装置の構成について＞
図２７は、本実施形態に係る画像形成装置の要部構成を示すブロック図である。画像形成装置１５０は、記録ヘッド１６０と、記録ヘッド１６０による記録動作を制御する制御装置１７０（「制御手段」に相当）と、用紙搬送部１８０（「相対移動手段」に相当）とを含んで構成される。ここでは、図示を簡略化するために、１色分の記録ヘッド１６０を示しているが、画像形成装置１５０は、複数のインク色の各色にそれぞれ対応した複数のインクジェットヘッドを備える。
【０１９６】
記録ヘッド１６０の詳細な構造は図示しないが、記録ヘッド１６０は各ノズルに対応してインク吐出に必要な吐出エネルギーを発生させる吐出エネルギー発生素子としての複数の圧電素子１６２と、各圧電素子１６２の駆動／非駆動を切り換えるスイッチＩＣ１６４と、を備える。
【０１９７】
記録ヘッド１６０におけるノズル数やノズル密度、ノズルの配列形態は特に限定されず、様々な形態があり得る。例えば、主走査方向について所定の記録解像度を実現できるように、多数のノズルが一定の間隔で直線上に（一列に）並ぶ一次元ノズル配列であってもよいし、２本のノズル列を互いにそれぞれのノズル列内におけるノズル間隔（ノズル間ピッチ）の１／２ピッチだけノズル列方向にずらして配置した、いわゆる千鳥状配列であってもよい。また、更なる高記録解像度を実現するために、３本以上のノズル列を並べたマトリクス配列など、インク吐出面（ノズル面）に多数のノズルを二次元的に配列させる構成とすることができる。
【０１９８】
二次元ノズル配列を有するインクジェットヘッドの場合、当該二次元ノズル配列における各ノズルを用紙幅方向（主走査方向に相当）に沿って並ぶように投影（正射影）した投影ノズル列は、主走査方向（媒体幅方向）について、記録解像度を達成するノズル密度でノズルが概ね等間隔で並ぶ一列のノズル列と等価なものと考えることができる。ここでいう「等間隔」とは、インクジェット印刷システムで記録可能な打滴点として実質的に等間隔であることを意味している。例えば、製造上の誤差や着弾干渉による媒体上での液滴の移動を考慮して僅かに間隔を異ならせたものなどが含まれている場合も「等間隔」の概念に含まれる。投影ノズル列（「実質的なノズル列」ともいう。）を考慮すると、主走査方向に沿って並ぶ投影ノズルの並び順に、ノズル位置（ノズル番号）を対応付けることができる。以下の説明で「ノズル位置」という場合、この実質的なノズル列におけるノズルの位置を指す。
【０１９９】
制御装置１７０は、システム制御部１７１と、記録すべき画像の元画像データ（多階調画像データ）を受け入れる入力インターフェース部として機能する画像データ入力部１７２と、入力された画像データに対して、濃度補正や量子化処理を行う画像処理部１７４を備える。また、制御装置１７０は、駆動波形生成部１７６とヘッドドライバ１７８を備える。
【０２００】
画像処理部１７４における処理内容については、図１〜図２６等で説明したとおりである。
【０２０１】
画像処理部１７４は、入力された画像データから２値又は多値のドットデータに変換する信号処理手段である。量子化処理（ハーフトーン処理）の手段としては、すでに説明した閾値マトリクスを用いる態様、閾値マトリクスと誤差拡散法とを組み合わせた態様などを適用できる。
【０２０２】
量子化処理は、一般に、Ｍ値（Ｍは３以上の整数）の階調画像データをＮ値（Ｎは２以上Ｍ未満の整数）の階調画像データに変換する。最も単純な例では、２値（ドットのオン／オフ）のドット画像データに変換するが、量子化処理において、ドットサイズの種類（例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの３種類）に対応した多値の量子化を行うことも可能である。
【０２０３】
画像処理部１７４にて生成された２値又は多値の画像データ（トットデータ）は、各ノズルの駆動（オン）／非駆動（オフ）、さらに、多値の場合には液滴量（ドットサイズ）を制御するインク吐出制御データ（打滴制御データ）として利用される。画像処理部１７４で生成されたドットデータ（打滴制御データ）は、ヘッドドライバ１７８に与えられ、記録ヘッド１６０のインク吐出動作が制御される。
【０２０４】
駆動波形生成部１７６は、記録ヘッド１６０の各ノズルに対応した圧電素子１６２を駆動するための駆動電圧信号波形を生成する手段である。駆動電圧信号の波形データは予めＲＯＭ等の記憶手段に格納されており、必要に応じて使用する波形データが出力される。駆動波形生成部１７６で生成された信号（駆動波形）は、ヘッドドライバ１７８に供給される。なお、駆動波形生成部１７６から出力される信号は、デジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。
【０２０５】
本例に示す画像形成装置１５０は、記録ヘッド１６０の各圧電素子１６２に対して、スイッチＩＣ１６４を介して共通の駆動電力波形信号を供給し、各ノズルの吐出タイミングに応じて、該当する圧電素子１６２の個別電極に接続されたスイッチ素子のオン／オフを切り換えることで、各圧電素子１６２に対応するノズルからインクを吐出させる駆動方式が採用されている。記録ヘッド１６０は、ヘッドドライバ１７８から与えられる駆動信号及び吐出制御信号に従い、オンデマンドでインク液滴を吐出する。
【０２０６】
図２７におけるシステム制御部１７１、画像データ入力部１７２、及び画像処理部１７４の組み合わせが「画像処理装置」に相当する。
【０２０７】
システム制御部１７１は、用紙搬送制御部１８２を介して用紙搬送部１８０を制御する。これにより、記録ヘッド１６０に対して図示せぬ用紙（記録媒体）が搬送される。用紙搬送制御部１８２及び用紙搬送部１８０が「相対移動手段」に相当する。
【０２０８】
＜インクジェット記録装置への適用例＞
次に、上述した画像処理方法及び装置をインクジェット記録装置（「画像形成装置」に相当）に適用した例について説明する。
【０２０９】
図２８は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示すインクジェット記録装置３００は、記録媒体３０２（「記録媒体」に相当）を保持して搬送する記録媒体搬送部３０４と、記録媒体搬送部３０４に保持された記録媒体３０２に対して、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各カラーインクを吐出させるインクジェットヘッド３０６Ｋ，３０６Ｃ，３０６Ｍ，３０６Ｙを含む印字部３０７と、を備える。記録媒体搬送部３０４は「相対移動手段」に相当する。
【０２１０】
記録媒体搬送部３０４は、記録媒体３０２が保持される記録媒体保持領域に多数の吸着穴（不図示）が設けられた無端状の搬送ベルト３０８と、搬送ベルト３０８が巻き掛けられる搬送ローラ（駆動ローラ３１０、従動ローラ３１２）と、記録媒体保持領域の搬送ベルト３０８の裏側（記録媒体３０２が保持される記録媒体保持面と反対側の面）に設けられ、記録媒体保持領域に設けられた不図示の吸着穴にと連通しているチャンバー３１４と、チャンバー３１４に負圧を発生させる真空ポンプ３１６と、を含んでいる。
【０２１１】
記録媒体３０２が搬入される搬入部３１８には、記録媒体３０２の浮きを防止するための押圧ローラ３２０が設けられるとともに、記録媒体３０２が排出される排出部３２２にもまた、押圧ローラ３２４が設けられている。
【０２１２】
搬入部３１８から搬入された記録媒体３０２は、記録媒体保持領域に設けられた吸着穴から負圧が付与され、搬送ベルト３０８の記録媒体保持領域に吸着保持される。
【０２１３】
記録媒体３０２の搬送路上には、印字部３０７の前段側（記録媒体搬送方向上流側）に、記録媒体３０２の表面温度を所定範囲に調整するための温度調節部３２６が設けられるとともに、印字部３０７の後段側（記録媒体搬送方向下流側）に、記録媒体３０２上に記録された画像を読み取る読取装置（読取センサ）３２８が設けられている。
【０２１４】
搬入部３１８から搬入された記録媒体３０２は、搬送ベルト３０８の記録媒体保持領域に吸着保持され、温度調節部３２６による温度調節処理が施された後に、印字部３０７において画像記録が行われる。
【０２１５】
記録媒体３０２が搬送され、インクジェットヘッド３０６Ｋ，３０６Ｃ，３０６Ｍ，３０６Ｙの直下を記録媒体３０２が通過する際に、記録媒体３０２に対してＫＣＭＹの各色のインクを吐出させて、所望のカラー画像が形成される。
【０２１６】
なお、印字部３０７は上述した形態に限定されない。例えば、ＬＣ（ライトシアン）やＬＭ（ライトマゼンタ）、他の特別色のインクに対応するインクジェットヘッドを具備してもよい。また、インクジェットヘッド３０６Ｋ，３０６Ｃ，３０６Ｍ，３０６Ｙの配置順も適宜変更可能である。
【０２１７】
印字部３０７により画像記録がされた記録媒体３０２は、読取装置３２８によって記録画像（テストパターンを含む）が読み取られた後に、排出部３２２から排出される。読取装置３２８の読取結果は、インクジェットヘッド３０６Ｋ，３０６Ｃ，３０６Ｍ，３０６Ｙの吐出異常の判断や濃度補正テーブルの生成に用いられる。
【０２１８】
なお、図２８には示されていないが、インクジェット記録装置３００は、インク供給部を具備している。インク供給部は、各インクジェットヘッド３０６Ｋ，３０６Ｃ，３０６Ｍ，３０６Ｙに供給されるインクを貯蔵するインクタンクを色ごと（ヘッドごと）に備えている。色ごとのインクタンクのそれぞれとインクジェットヘッド３０６Ｋ，３０６Ｃ，３０６Ｍ，３０６Ｙとは、不図示のインク供給路により連通されている。
【０２１９】
＜印字部の構成＞
図２９はインクジェットヘッドの構造例を示す透視平面図（インク吐出面の反対側面から透視した図）である。印字部３０７の各インクジェットヘッド３０６Ｋ，３０６Ｃ，３０６Ｍ，３０６Ｙは同様の構造を適用することができるので、ここではヘッドを代表して、共通の符号３０６を付して説明する。
【０２２０】
図２９のように、インクジェットヘッド３０６は、記録媒体３０２の主走査方向（ｘ方向）における全幅の長さ対応する長さにわたって、複数のノズル３５０及び圧力室３５２が含まれる吐出素子（記録素子）３５４が配置されたページワイドのフルライン型ヘッドである。フルライン型のインクジェットヘッド３０６と記録媒体３０２とを相対的に一回だけ移動させるシングルパス方式により、記録媒体３０２全域にわたって記録画像を記録することができる。
【０２２１】
図２９に示すインクジェットヘッド３０６は、主走査方向（ｘ方向）に沿う行方向、及び副走査方向（ｙ方向）とそれぞれ直交しない斜めの列方向に沿って複数のノズル３５０（吐出素子３５４）がマトリクス配置された構造を有している。このように複数のノズル３５０をマトリクス配置させることで、主走査方向（ｘ方向）の実質的なノズル配置密度が高密度化される。なお、インクジェットヘッドのノズル配置は図２９に図示したマトリクス配置に限定されない。
【０２２２】
インクジェットヘッド３０６の吐出方式は、圧電素子のたわみ変形を利用する圧電方式や、インクの膜沸騰現象を利用するサーマル方式などの各種吐出方式が適用可能である。圧電方式が適用されるインクジェットヘッド３０６は、ノズル３５０と連通する圧力室３５２の少なくとも一壁面に圧電素子１６２を備えている。
【０２２３】
圧電素子１６２は、上部電極及び下部電極に圧電体がはさまれた構造を有し、上部電極と下部電極との間に駆動電圧を印加することでたわみ変形が生じ、圧電素子のたわみ変形により圧力室３５２が変形することで、圧力室３５２の内部に収容されているインクがノズル３５０から吐出される。
【０２２４】
また、サーマル方式が適用されるインクジェットヘッドは、圧力室（液室）３５２の内部に収容されるインクを加熱するヒータを備え、圧力室３５２の内部のインクを瞬間的に加熱することで気泡を発生させ、ノズル３５０からインクを吐出させている。
【０２２５】
＜制御系の説明＞
図３０は、インクジェット記録装置３００の制御系の概略構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置３００は、通信インターフェース３６０、システム制御部３６２、搬送制御部３６４、画像処理部３６６、ヘッド駆動部３６８を備えるとともに、画像メモリ３７０、ＲＯＭ３７２等を備えている。
【０２２６】
通信インターフェース３６０は、ホストコンピュータ３７４から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース３６０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのシリアルインターフェースを適用してもよいし、セントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用してもよい。通信インターフェース３６０は、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。
【０２２７】
システム制御部３６２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置３００の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能し、さらに、画像メモリ３７０及びＲＯＭ３７２のメモリコントローラとして機能する。
【０２２８】
すなわち、システム制御部３６２は、通信インターフェース３６０、搬送制御部３６４等の各部を制御し、ホストコンピュータ３７４との間の通信制御、画像メモリ３７０及びＲＯＭ３７２の読み書き制御等を行うとともに、上記の各部を制御する制御信号を生成する。
【０２２９】
ホストコンピュータ３７４から送出された画像データ（記録画像のデータ）は通信インターフェース３６０を介してインクジェット記録装置３００に取り込まれ、画像処理部３６６によって所定の画像処理が施される。
【０２３０】
画像処理部３６６は、画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号（画像）処理機能を有し、生成した印字データ（ドットデータ）をヘッド駆動部３６８に供給する制御部である。
【０２３１】
画像処理部３６６において所要の信号処理が施されると、該印字データ（ハーフトーン画像データ）に基づいて、ヘッド駆動部３６８を介してインクジェットヘッド３０６の吐出液滴量（打滴量）や吐出タイミングの制御が行われる。
【０２３２】
これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。なお、ヘッド駆動部３６８には、インクジェットヘッド３０６の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【０２３３】
図３０の画像処理部３６６は、図２５で説明した画像処理装置１０や図２６で説明した画像処理装置１００の画像処理機能を果たす。また、図３０に示すインクジェット記録装置３００の制御系は、図２６に示した各構成と適宜共通化することが可能である。
【０２３４】
図３０の搬送制御部３６４は、画像処理部３６６により生成された印字データに基づいて記録媒体の搬送タイミング及び搬送速度を制御する。搬送駆動部３７６は、記録媒体を搬送する記録媒体搬送部３０４の駆動ローラ３１０（３１２）を駆動するモータが含まれており、搬送制御部３６４は該モータのドライバとして機能している。
【０２３５】
画像メモリ（一時記憶メモリ）３７０は、通信インターフェース３６０を介して入力された画像データを一旦格納する一時記憶手段としての機能や、ＲＯＭ３７２に記憶されている各種プログラムの展開領域及びＣＰＵの演算作業領域（例えば、画像処理部３６６の作業領域）としての機能を有している。画像メモリ３７０には、逐次読み書きが可能な揮発性メモリ（ＲＡＭ）が用いられる。
【０２３６】
ＲＯＭ３７２は、システム制御部３６２のＣＰＵが実行するプログラムや、装置各部の制御に必要な各種データ、制御パラメータなどが格納されており、システム制御部３６２を通じてデータの読み書きが行われる。ＲＯＭ３７２は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。また、外部インターフェースを備え、着脱可能な記憶媒体を用いてもよい。
【０２３７】
パラメータ記憶部３７８は、インクジェット記録装置３００の動作に必要な各種制御パラメータが記憶されている。システム制御部３６２は、制御に必要なパラメータを適宜読み出すとともに、必要に応じて各種パラメータの更新（書換）を実行する。
【０２３８】
プログラム格納部３８０は、インクジェット記録装置３００を動作させるための制御プログラムが格納されている記憶手段である。システム制御部３６２（又は装置各部）は、装置各部の制御を実行する際にプログラム格納部３８０から必要な制御プログラムが読み出され、該制御プログラムは適宜実行される。
【０２３９】
表示部３８２は、システム制御部３６２から送出される各種情報を表示する手段であり、ＬＣＤモニタなどの汎用ディスプレイ装置が適用される。なお、表示部３８２の表示形態には、ランプの点灯（点滅、消灯）を適用してもよい。また、スピーカーなどの音（音声）出力手段を備えてもよい。
【０２４０】
入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）３８４は、キーボード、マウス、ジョイスティックなどの情報入力手段が適用される。入力インターフェース３８４を介して入力された情報は、システム制御部３６２へ送出される。
【０２４１】
なお、記録媒体の搬送はベルト搬送方式に限定されず、ドラム搬送方式やローラ搬送方式など、他の搬送方式を適用することができる。
【０２４２】
＜他の装置構成例＞
図３１は、記録媒体の搬送にドラム搬送方式が適用されるインクジェット記録装置４００の概略構成を示す全体構成図である。同図に示すインクジェット記録装置４００は、描画ドラム４１４の外周面に記録媒体（図３１中図示せず）を固定して、描画ドラム４１４を回転させることで描画ドラム４１４の外周面に沿って記録媒体を回転搬送させる搬送方式が適用されている。
【０２４３】
インクジェットヘッド４１６Ｋ，４１６Ｃ，４１６Ｍ，４１６Ｙは、描画ドラム４１４の外周面に沿って、水平面に対して斜めに傾けられて配置される。印字部４１７を構成する各インクジェットヘッド４１６Ｋ，４１６Ｃ，４１６Ｍ，４１６Ｙは、図２９に図示したインクジェットヘッド３０６Ｋ，３０６Ｃ，３０６Ｍ，３０６Ｙの構成を適用することができる。
【０２４４】
不図示の給紙部から送り出された記録媒体は、渡し胴４２８に保持され、描画ドラム４１４に受け渡される。印字部４１７により画像形成がされた記録媒体は、描画ドラム４１４から後段側の渡し胴４３２へ受け渡される。
【０２４５】
なお、図３１に図示されたインクジェット記録装置４００には、画像形成の前工程（記録媒体の前処理工程等）や後工程（乾燥工程、定着工程等）を追加してもよい。
【０２４６】
なお、図２８から図３１を用いて説明したインクジェット記録装置の構成は一例であり、構成の追加、削除、変更を適宜することが可能である。
【０２４７】
＜ヘッドと用紙を相対移動させる手段について＞
上述の実施形態では、停止した記録ヘッドに対して記録媒体を搬送する構成を例示したが、本発明の実施に際しては、停止した記録媒体に対して記録ヘッドを移動させる構成も可能である。なお、シングルパス方式のラインヘッドは、通常、記録媒体の送り方向（搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿って記録ヘッドを配置する態様もあり得る。
【０２４８】
＜記録媒体について＞
「記録媒体」は、記録ヘッドによってドットが記録される媒体の総称であり、記録媒体、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体など様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フィルム、布、不織布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。
【０２４９】
＜装置応用例＞
上記の実施形態では、グラフィック印刷用のインクジェット記録装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、電子回路の配線パターンを描画する配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト記録装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画するインクジェット装置に広く適用できる。
【０２５０】
＜インクジェット方式以外の記録ヘッドの利用形態について＞
上述の説明では、記録ヘッドを用いる画像形成装置の一例としてインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。インクジェット方式以外では、サーマル素子を記録素子とする記録ヘッドを備えた熱転写記録装置、ＬＥＤ素子を記録素子とする記録ヘッドを備えたＬＥＤ電子写真プリンタ、ＬＥＤライン露光ヘッドを有する銀塩写真方式プリンタなど、ドット記録を行う各種方式の画像形成装置についても本発明を適用することが可能である。
【０２５１】
以上説明した本発明の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜構成要件を変更、追加、削除することが可能である。本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有するものにより、多くの変形が可能である。
【符号の説明】
【０２５２】
１０…画像処理装置、１２…画像データ入力部、１６…マスク処理部、１８…濃度補正処理部、２０…異常ノズル情報取得部、２２…異常ノズル情報記憶部、２４…濃度補正テーブル記憶部、２６…量子化処理部、３０…領域判断部、３２…第１の量子化部、３４…第２の量子化部、１００…画像処理装置、１０６…異常ノズル検知部、１１０…マスク処理部、１２２…量子化処理部、１２４…閾値マトリクス記憶部、１１４…濃度補正ＬＵＴ記憶部、１１６…画素値補正部、１５０…画像形成装置、１６０…記録ヘッド、１７０…制御装置、１７８…ヘッドドライバ、１８０…用紙搬送部、３００…インクジェット記録装置、３０２…記録媒体、３０４…記録媒体搬送部、３０６Ｋ，３０６Ｃ，３０６Ｍ，３０６Ｙ…インクジェットヘッド、３５０…ノズル、３６２…システム制御部、３６４…搬送制御部、３７６…搬送駆動部、３６８…ヘッド駆動部、４００…インクジェット記録装置、４１４…描画ドラム、４１６Ｋ，４１６Ｃ，４１６Ｍ，４１６Ｙ…インクジェットヘッド
【図１】
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【図２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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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１５】
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【図１６】
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【図１８】
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【図２４】
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【図３２】
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【図３３】
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