(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を構成する画素の濃度階調を表す画像データを最大濃度階調値よりも少ない二値以上の離散値データに量子化する画像処理装置であって、
注目画素の画像データを量子化閾値を用いて量子化する量子化手段と、
この量子化手段における量子化閾値を周期変動させて設定する閾値設定手段と、
この閾値設定手段によって設定される量子化閾値の、全階調範囲を２分する中間階調値に対する偏差を、発生誤差補正値として算出する補正値演算手段と、
画像データから、量子化後の離散値データに対応する階調値および上記補正値演算手段によって演算された発生誤差補正値を減じることにより、上記量子化手段による量子化の際に生じる量子化誤差である発生誤差を算出する発生誤差算出手段と、
この発生誤差算出手段によって算出された発生誤差を、注目画素の周辺にあって未だ量子化されていない周辺画素に分配し、当該周辺画素の画像データを変更する誤差拡散手段とを含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
上記閾値設定手段は、複数の量子化閾値を設定するものであり、
上記補正値演算手段は、上記閾値設定手段によって設定される複数の量子化閾値の平均値の上記中間階調値に対する偏差を発生誤差補正値として算出するものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
上記閾値設定手段は、注目画素がいずれの種類の画像領域に属するかを表す領域分離信号に応じて、上記量子化手段における量子化閾値を、固定するか、周期変動させて設定するかを切り換えるものであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
画像を構成する画素の濃度階調を表す画像データを最大濃度階調値よりも少ない二値以上の離散値データに量子化する画像処理方法であって、
注目画素の画像データを量子化閾値を用いて量子化する量子化ステップと、
上記量子化閾値を周期変動させて設定する閾値設定ステップと、
この閾値設定ステップによって設定される量子化閾値の、全階調範囲を２分する中間階調値に対する偏差を、発生誤差補正値として算出する補正値演算ステップと、
画像データから、量子化後の離散値データに対応する階調値および上記補正値演算ステップによって演算された発生誤差補正値を減じることにより、上記量子化ステップによる量子化の際に生じる量子化誤差である発生誤差を算出する発生誤差算出ステップと、
この算出された発生誤差を、注目画素の周辺にあって未だ量子化されていない周辺画素に分配し、当該周辺画素の画像データを変更する誤差拡散ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
上記閾値設定ステップは、注目画素がいずれの種類の画像領域に属するかを表す領域分離信号に応じて、上記量子化ステップにおける量子化閾値を、固定するか、周期変動させて設定するかを切り換えるステップを含むことを特徴とする請求項４記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、いわゆる誤差拡散処理を行う画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル複写機、プリンタおよびファクシミリなどの画像形成装置においては、濃度階調を表す多値画像データを二値画像データに変換する際に、いわゆる擬似中間調処理が施される。とくに、写真画像を表す多値画像データは中間調を多く含んでいるから、擬似中間調処理を欠かすことができない。このような擬似中間調処理の１つに誤差拡散処理がある。
【０００３】
誤差拡散処理では、所定の閾値を用いて注目画素の多値画像データを二値画像データに変換する際に発生する発生誤差を注目画素の周辺にあって未だ二値化されていない周辺画素に分配して周辺画素の多値画像データを変更する処理が、繰り返し実行される。これにより、画像形成部によって出力されるドットの密集状態が制御され、擬似的に中間調を表現した出力画像が得られる。画像形成部には、電子写真プロセスによって画像を記録シート上に形成するものが適用される場合が多い。
【０００４】
たとえば、２５６階調の多値濃度を表現する画像データ（白：０、黒：２５５）を有する画素を、上記誤差拡散処理（二値誤差拡散処理）により二値化する場合について説明する。
誤差拡散処理においては、二値化閾値と比較される注目画素の画像データは、その画素の本来の多値濃度を表す画像データに、他の画素から分配される発生誤差の累積値である累積誤差が加算されたものである。
【０００５】
二値化の際に用いる二値化閾値が２５６階調の中間値「１２７」であるとすると、注目画素の二値濃度が白（０）か黒（１）のいずれかであるかの判定は、次の（Ａ）、（Ｂ）の基準に従って行われる。
（Ａ）注目画素値＋累積誤差＞１２７のとき、
注目画素の二値濃度は、黒（１）に設定される。
（Ｂ）注目画素値＋累積誤差≦１２７のとき、
注目画素の二値濃度は、白（０）に設定される。
【０００６】
前記（Ａ）（Ｂ）の基準による判定の際に発生する発生誤差は、注目画素の周辺にあって、そのとき未だ二値化されていない周辺画素に分配される。前記基準（Ａ）（Ｂ）のいずれかを注目画素値が満足する場合の発生誤差は、二値階調の黒（１）、白（０）をそれぞれ２５６階調における２５５，０に対応させて、それぞれ次式（Ａ１）（Ｂ１）により求められる。
（Ａ１）  発生誤差＝（累積誤差＋注目画素値）−２５５
（Ｂ１）  発生誤差＝（累積誤差＋注目画素値）−０
こうして計算された発生誤差が、予め定められた拡散比率に従って周辺画素に分配される。
【０００７】
しかし、このような一般的な誤差拡散処理では、ドットがランダムに分散されるため、孤立ドットが多く発生しやすい。ところが、電子写真プロセスによる画像の形成では、個々のドットの大きさが必ずしも安定しないから、孤立ドットの大きさを精度良く制御することができない。そのために、一般的な誤差拡散処理は、電子写真プロセスに適用した場合に、階調表現の安定性が不充分であり、写真画像の表現には必ずしも適していない。
【０００８】
中間調処理の他の例として、組織的ディザ処理がある。組織的ディザ処理は、同じ大きさのドットを階調に応じて粗密配置するドット分散型のもの（周波数変調方式）と、ドットの中心間隔を一定に保持する一方で各ドットの径を階調に応じて増減するドット集中型のもの（振幅変調方式）とに大別される。これらのうち、階調安定性の観点から、ドット集中型の方が電子写真プロセスによる中間調の表現に適していると言われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本願の出願人は、先に提出した特願平１１−３５２８２５号において、二値化処理時の閾値を二次元方向に周期的に変動させることによって、ドットの集中度を高めた改良型誤差拡散処理を提案した。この改良型誤差拡散処理では、ドットが周期的に集中しやすくなるため、いわゆる網点化処理を施すことができる。しかも、組織的ディザ処理では、文字画像や線画画像の解像性に問題があるのに対して、改良型誤差拡散処理では、文字画像や線画画像の解像性をも満足することができる。
【００１０】
したがって、上記の改良型誤差拡散処理を擬似中間調処理に用いることによって、画素がいずれの種類の画像の領域に属するのかに応じて処理を変更する必要がなく、画像処理を著しく簡単にすることができるという利点が得られる。
ところが、前記改良型誤差拡散処理では、閾値が中間値から白または黒側に大きく変更された場合に、大きな二値化誤差が発生するという問題がある。すなわち、図１８（ａ）に示されているように、二値化閾値が中間値「１２７」で固定されていれば、最大の発生誤差は１２７である。これに対して、図１８（ｂ）に示されているように、たとえば二値化閾値を黒側に大きく変更した場合には、「１２７」よりも大きな二値化誤差が生じることになる。
【００１１】
この大きな発生誤差は、周辺の画素に分配される。この大きな発生誤差が分配された周辺画素は、大きな画像データ値を有することになるから、黒画素に二値化される可能性が高くなる。
したがって、上述の先行技術では、閾値を変動させることにより、それに応じて発生誤差が変動してしまうので、白画素と黒画素とが交互に発生する確率が高くなる。その結果、ドットを集中させる目的を効果的に達成することができなかった。
【００１２】
そこで、この発明の目的は、量子化閾値の変動に伴う発生誤差の変動を抑制することによって、ドットを効果的に集中させることができ、これにより階調再現性に優れた画像処理装置および画像処理方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、画像を構成する画素の濃度階調を表す画像データを最大濃度階調値よりも少ない二値以上の離散値データに量子化する画像処理装置であって、注目画素の画像データを量子化閾値を用いて量子化する量子化手段（６３）と、この量子化手段による量子化閾値を周期変動させて設定する閾値設定手段（５１，７２）と、この閾値設定手段によって設定される量子化閾値の、全階調範囲を２分する中間階調値に対する偏差を、発生誤差補正値として算出する補正値演算手段（７４）と、画像データから、量子化後の離散値データに対応する階調値および上記補正値演算手段によって演算された発生誤差補正値を減じることにより、上記量子化手段による量子化の際に生じる量子化誤差である発生誤差を算出する発生誤差算出手段（６４，６５）と、この発生誤差算出手段によって算出された発生誤差を、注目画素の周辺にあって未だ量子化されていない周辺画素に分配し、当該周辺画素の画像データを変更する誤差拡散手段（６１，６２，６６）とを含むことを特徴とする画像処理装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【００１４】
この発明によれば、量子化閾値の周期変動に伴う発生誤差の変動を抑制することができるから、量子化閾値の周期変動によるドット集中効果を高めることができる。その結果、階調表現に優れた誤差拡散処理を実現することができ、たとえば写真画像などを良好な階調性で再現することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明は、上記閾値設定手段が、複数の量子化閾値を設定するものであり、上記補正値演算手段は、上記閾値設定手段によって設定される複数の量子化閾値の平均値の上記中間階調値に対する偏差を発生誤差補正値として算出するものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置である。
【００１７】
請求項３記載の発明は、上記閾値設定手段は、注目画素がいずれの種類の画像領域に属するかを表す領域分離信号に応じて、上記量子化手段における量子化閾値を、固定するか、周期変動させて設定するかを切り換えるものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置である。
【００１８】
請求項４記載の発明は、画像を構成する画素の濃度階調を表す画像データを最大濃度階調値よりも少ない二値以上の離散値データに量子化する画像処理方法であって、注目画素の画像データを量子化閾値を用いて量子化する量子化ステップ（６３）と、上記量子化閾値を周期変動させて設定する閾値設定ステップ（５１，７２）と、この閾値設定ステップによって設定される量子化閾値の、全階調範囲を２分する中間階調値に対する偏差を、発生誤差補正値として算出する補正値演算ステップ（７４）と、画像データから、量子化後の離散値データに対応する階調値および上記補正値演算ステップによって演算された発生誤差補正値を減じることにより、上記量子化ステップによる量子化の際に生じる量子化誤差である発生誤差を算出する発生誤差算出ステップ（６４，６５）と、この算出された発生誤差を、注目画素の周辺にあって未だ量子化されていない周辺画素に分配し、当該周辺画素の画像データを変更する誤差拡散ステップ（６１，６２，６６）とを含むことを特徴とする画像処理方法である。この方法は、請求項１の発明に対応している。
【００１９】
請求項５記載の発明は、上記閾値設定ステップが、注目画素がいずれの種類の画像領域に属するかを表す領域分離信号に応じて、上記量子化ステップにおける量子化閾値を、固定するか、周期変動させて設定するかを切り換えるステップを含むことを特徴とする請求項４記載の画像処理方法である。この方法は、請求項４の発明に対応している。
なお、請求項４および５の画像処理方法の発明に関しても、請求項２に記載されているのと同様な変形が可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る画像処理装置が適用された画像形成装置の一例であるディジタル複写機の電気的構成を示すブロック図である。このディジタル複写機は、原稿の光学像を読み取って対応する電気信号に変換する光電変換素子（たとえばＣＣＤ等のラインセンサ）を備えた読取部１を有している。
【００２１】
読取部１から出力される電気信号は、オートゲインコントロール（ＡＧＣ）回路２１およびアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２を有するアナログ回路部２に入力される。ＡＧＣ回路２１は、読取部１からの微小なアナログ電気信号をＡ／Ｄ変換器２２におけるＡ／Ｄ変換範囲（リファレンス電圧）まで増幅する機能を有している。Ａ／Ｄ変換器２２は、ＡＧＣ回路２１によって増幅された電気信号を量子化することによって、ディジタル画像信号を生成する。たとえば、１ボルトの微小な振幅の読取部１からの信号を、ＡＧＣ回路２１によって５ボルトの振幅の電気信号に増幅し、８ビットのＡ／Ｄ変換器２２で０（００ｈ）〜２５５（ＦＦｈ）に量子化することによって、濃度階調を２５６段階で表現したディジタル画像データが生成される。
【００２２】
この画像データは、画像処理部３による種々の画像処理を受けた後に、出力部４に与えられる。この出力部４は、たとえば、レーザ走査ユニットを備えている。すなわち、このディジタル複写機は、電子写真プロセスに従って原稿の複写像を形成する画像形成部を有している。この画像形成部は、感光体と、この感光体に原稿の複写像に対応した静電潜像を書き込む上述のレーザ走査ユニットと、感光体の周囲に配置された現像装置、転写ユニットおよびクリーニングユニットとを備えている。レーザ走査ユニットによって感光体に書き込まれた静電潜像は、現像装置によってトナー像に現像される。このトナー像が、転写ユニットにおいて紙シートやＯＨＰシート（透明シート）などの記録シートの表面に転写される。この転写後のトナー像は、定着ユニットによって、加熱および加圧処理を受けることにより、記録シート上に定着させられる。
【００２３】
読取部１は、原稿を照明する光源と、原稿からの反射光をラインセンサの検出面に結像させる光学系とを備えていて、ラインセンサにおける電気的な走査によって原稿の主走査を行うとともに、ラインセンサおよび光学系の原稿に対する相対的な移動によって原稿の副走査を行うようになっている。むろん、光源および光学系が移動されてもよいし、光源および光学系を静止させておく一方で、原稿を移動させることによって原稿の副走査が達成されてもよい。
【００２４】
図２は、画像処理部３の機能的な構成を説明するためのブロック図である。画像処理部３は、シェーディング補正処理部３１、入力γ補正処理部３２、白黒反転処理部３３、ズーム処理部３４、フィルタ処理部３５、出力γ補正処理部３６および中間調処理部３７を備えており、これらの各処理部が入力画像データに対して順に処理を施すようになっている。
さらに、画像処理部３には、入力画像データに対応する画素が写真領域を構成する画素であるか否かを判定するための領域分離機能部３８と、この領域分離機能部３８に供給される画像データに前処理を施すための分離前フィルタ処理部３９とが備えられている。領域分離機能部３８による判定結果は、フィルタ処理部３５、出力γ補正処理部３６および中間調処理部３７に入力されるようになっている。これらのフィルタ処理部３５、出力γ補正処理部３６および中間調処理部３７においては、入力画像データに対応する画素が写真領域を構成するか否かに応じて、処理内容が変更される。
【００２５】
読取部１から出力されるアナログ信号は、たとえ空白画像を読み取ったときでも、主走査方向に関して一様ではない。これは、光源および光学系が主走査方向の中央部と端部とで異なる配光特性を有しており、かつ、ラインセンサの読取画素ごとに感度ばらつきがあるためである。このような読取部１の特性に起因する画素間の画像データのばらつきを補正するのが、シェーディング補正処理部３１である。
【００２６】
シェーディング補正処理部３１によって処理された後の画像データには、入力γ補正処理部３２による強度−濃度変換が施される。この入力γ補正処理部３２は、読取部１の読取特性を補正することにより、原稿の濃度に比例する階調特性を持った画像データを生成する。
白黒反転処理部３３は、入力画像データの白黒の論理を反転する。読取部１は、原稿の高濃度部（黒領域）を低い電圧で出力する。すなわち、原稿画像の濃度が高いほど読取部１の出力電圧が低くなる。白黒反転処理部３３は、画像データの論理を反転することによって、画像の濃度が高いほど画像データの値が大きくなるように画像データを変換する。
【００２７】
ズーム処理部３４は、ディジタル処理によって変倍機能を実現するためのものである。
フィルタ処理部３５は、画像データに対してエッジ強調処理または平滑化処理を施すものである。この実施形態では、フィルタ処理部３５には領域分離機能部３８からの領域分離信号が入力されるようになっている。この領域分離信号に応じて、フィルタ処理部３５は、写真領域に属する画素に対しては平滑化処理を施す一方で、それ以外の領域を構成する画素に対してはエッジ強調処理を施す。これにより、写真領域を滑らかに再生することができるとともに、文字領域および線画領域ならびに低線数の網点領域については、良好な解像性で画像を再生できる。
【００２８】
出力γ補正処理部３６は、出力部４における出力エンジンのγ特性を補正するための処理を画像データに施す。すなわち、電子写真プロセスでは、感光体やトナーの帯電特性等によって、入力画像データに対してリニアに変化する画像濃度出力を得にくい。このような出力エンジンのγ特性を補正することによって、入力画像データに対してほぼ線形に変化する画像濃度出力が実現される。
中間調処理部３７は、２５６階調で濃度が表現された画像データを二値以上２５６値未満の離散値に変換（量子化）することによって、いわゆる擬似中間調処理を実現するためのものである。この実施形態では、中間調処理部３７は、原則として二値化処理を施すとともに、必要に応じて四値化処理を行うように構成されている。
【００２９】
より具体的には、中間調処理部３７は、量子化閾値を一定値に固定した通常型誤差拡散処理と、量子化閾値を二次元に周期変動させる改良型誤差拡散処理（網点化処理、ドット集中型中間調処理）とを切り換えて行うことができるようになっている。そして、改良型誤差拡散処理においては、二値誤差拡散処理をベースとして、ドット集中位置の近傍の画素に対しては、四値化処理（四値誤差拡散処理）を行い、網点の膨らみ方または縮み方の段階数を増加させている。
【００３０】
中間調処理部３７における通常型誤差拡散処理および改良型誤差拡散処理の切り換えは、領域分離機能部３８からの領域分離信号に応じて行われる。すなわち、写真領域に属する画素の画像データに対しては、改良型誤差拡散処理が施され、それ以外の領域を構成する画素の画像データに対しては通常型誤差拡散処理が施される。
図３は、領域分離機能部３８の処理内容を説明するためのフローチャートである。領域分離機能部３８は、読取部１における読取順序に従って、読み取られた原稿画像を構成する個々の画素を順次注目画素とし、その注目画素が写真領域に属するか否かを判定する。そのために、先ず、注目画素を含む一定の大きさの第１画像ブロック中の画素の画像データの平均値が算出される（ステップＳ１）。
【００３１】
第１画像ブロックは、適当なバッファメモリを用いて、たとえば、図４に示すように、画素Ａ１〜Ａ１３，Ｂ１〜Ｂ１３，Ｃ１〜Ｃ１３，Ｄ１〜Ｄ１３，Ｅ１〜Ｅ１３，Ｆ１〜Ｆ１３，Ｇ１〜Ｇ１３からなる、注目画素Ｄ７を中心とした１３×７画素のマトリクスで構成されていてもよい。この場合、この１３×７画素のマトリクスからなる第１画像ブロックの中の画素の画像データの平均値ＡＶが、下記（１）式に従って算出されることになる。
【００３２】
0003589966.tif 000002
領域分離機能部３８は、さらに、上記第１画像ブロック、すなわち１３×７画素のマトリクス内の画素に関して、隣接画素間の画像データの差を求め、上記マトリクス内のすべての画素についての画像データの差の総和を算出する（ステップＳ２）。
【００３３】
具体的には、領域分離機能部３８は、下記（２）式に従って読取部１における主走査方向に関する画素間の画像データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＤＨを求める。また、下記（３）式に従って読取部１における副走査方向に隣接する画素間の画像データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＤＶを求める。そして、これらを加算することによって、１３×７画素のマトリクス内の画像データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＳＵＭを算出する（下記（４）式参照）。むろん、ＴＯＴＡＬ＿ＤＨ，ＴＯＴＡＬ＿ＤＶを求めることなく、画素データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＳＵＭを直接的に求めてもかまわない。
【００３４】
0003589966.tif 000003
領域分離機能部３８は、また、読取部１における主走査方向に沿った横線が高密度で平行に形成された横細線領域、および読取部１における副走査方向に沿った縦線が平行に高密度で形成された縦細線領域を写真領域から区別するために、注目画素が細線領域（横細線領域または縦細線領域）に属するか否かを判定する。
【００３５】
この判定のために、領域分離機能部３８は、注目画素を含む一定の大きさの第２画像ブロック中の各画素につき、第１方向（たとえば主走査方向）に隣接する画素間の画像データの差を求め、この画像データの差を上記第２画像ブロック内の全画素について累計することにより第１方向濃度差総和を求める。また、領域分離機能部３８は、上記第２画像ブロック中の各画素について、第１方向と直交する第２方向（たとえば副走査方向）に隣接する画素間の画像データの差を求め、この画像データの差を上記第２ブロック内の全画素について累計することにより、第２方向濃度差総和を求める。
【００３６】
具体的には、図５に示されているように、適当なバッファメモリを用いて、注目画素Ｄ７を中心とした画素Ｂ５〜Ｂ９，Ｃ５〜Ｃ９，Ｄ５〜Ｄ９，Ｅ５〜Ｅ９，Ｆ５〜Ｆ９からなる５画素×５ラインのマトリクスが第２画像ブロックとして形成される。そして、下記（５）式に基づいて、第１方向濃度差総和としての主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭを求め、下記（６）式に基づいて、第２方向濃度差総和としての副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭを算出する（図３のステップＳ３）。
【００３７】
0003589966.tif 000004
次に、領域分離機能部３８は、判定閾値テーブル４０（図２参照）を参照することによって、上記ステップＳ１で求められた平均値ＡＶの関数として定められた判定閾値ＴＨ（ＡＶ）（写真領域判定閾値）を読み出す。この読み出された判定閾値ＴＨ（ＡＶ）と、上記１３×７画素のマトリクス内の画像データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＳＵＭとが比較される（ステップＳ４）。すなわち、画像データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＳＵＭが、判定閾値ＴＨ（ＡＶ）以上であれば（ステップＳ４のＮＯ）、注目画素が写真領域以外の種類の画像を構成する画素であるものと判定される（ステップＳ７）。したがって、領域分離機能部３８は、これに対応した領域分離信号（たとえば１ビットの信号であって、その一方の値「０」に設定された信号）を出力する。
【００３８】
これに対して、画像データの差の総和TOTAL_SUMが判定閾値ＴＨ(AV)未満であれば（ステップＳ４のＹＥＳ）、注目画素Ｄ７が写真領域に属するとの一応の判定が行われることになる。ただし、この判定が正しいかどうかは、後に説明するステップＳ５，Ｓ６の処理によって、再判定される。
図６は、平均値ＡＶに対応した閾値ＴＨ(AV)の設定例を説明するためのグラフである。この図６には、平均値ＡＶと画像データの差の総和TOTAL_SUMとの関係が示されている。平均値ＡＶに対する閾値ＴＨ(AV)の設定例は、実線の曲線で表されている。また、写真領域における平均値ＡＶと画像データの差の総和TOTAL_SUMとの関係の分布がシンボル「○」で表されていて、さらに、写真領域以外（文字領域、線画領域、および低線数の網点領域）における平均値ＡＶと画像データの差の総和TOTAL_SUMとの関係の分布がシンボル「×」によって表されている。
【００３９】
図６から理解されるように、閾値ＴＨ（ＡＶ）は、シンボル「○」の分布域と、シンボル「×」の分布域との間に位置するように設定されている。したがって、画像データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＳＵＭが閾値ＴＨ（ＡＶ）未満であることにより、注目画素が写真領域に属するものと判定することができ、画像データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＳＵＭが平均値ＡＶに応じて設定された閾値ＴＨ（ＡＶ）以上の場合には、注目画素が写真領域以外の領域に属するものと判断できる。
【００４０】
再び図３を参照すると、領域分離機能部３８は、さらに上記第２画像ブロックを構成する５×５画素のマトリクスについて求められた主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭおよび副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭの大小関係をステップＳ５，Ｓ６の処理によって調べ、その結果に応じて、注目画素Ｄ７が細線領域に属するか否かを判定する。細線領域に属すると判定された場合には、ステップＳ７の処理によって、注目画素Ｄ７が写真領域に属しないと判定され、それに応じた領域分離信号「０」が生成される。
【００４１】
具体的に説明すると、図７に示されているように、水平方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭに関して２つの閾値ＨＬ，ＨＨ（ＨＨ＞ＨＬ）が設定され、同様に副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭに関して、２つの閾値ＶＬ，ＶＨ（ＶＨ＞ＶＬ）が設定されている。たとえば、閾値ＨＬ，ＨＨ；ＶＬ，ＶＨは、次のような値に設定される。
ＨＬ＝５０      ＨＨ＝１５０
ＶＬ＝５０      ＶＨ＝１００
図７に示されているように、副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭを横軸にとり、主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭを縦軸にとった平面において、横方向（主走査方向）に沿う細線が密集した横細線領域を構成する画素については、副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭが大きく、かつ主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭが小さな領域ＨＦに多くの画素が分布する。また、縦方向（副走査方向）に沿う細線が密集した縦細線領域に属する画素については、副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭが小さく、かつ主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭが大きな領域ＶＦに多くの画素が分布している。そして、写真領域とみなすべき網点画像および本来の写真画像については、Ｖ＿ＳＵＭ−Ｈ＿ＳＵＭ平面の中央付近の領域ＰＳに画素の分布が得られる。
【００４２】
そこで、この実施形態では、領域分離機能部３８は、注目画素についての主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭが閾値ＨＨ以上であって、かつ副走査方向濃度差総和をＶ＿ＳＵＭが閾値ＶＬ以下である場合に（図３のステップＳ５のＹＥＳ）、注目画素が細線領域（この場合は縦細線領域）に属するものと判定する。すなわち、注目画素は写真領域には属さないものと判定されて、このことを表す領域分離信号「０」が生成される（ステップＳ７）。
【００４３】
また、領域分離機能部３８は、注目画素に関する主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭが閾値ＨＬ以下であって、かつ副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭが閾値ＶＨ以上である場合に（ステップＳ６のＹＥＳ）、注目画素が細線領域（この場合には横細線領域）に属するものと判定する。すなわち、注目画素が写真領域に属しないと判定され、それに応じた領域分離信号「０」が生成される（ステップＳ７）。
ステップＳ５，Ｓ６の判断がいずれも否定される場合、すなわち、主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭが閾値ＨＨ以上であるが、副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭが閾値ＶＬを超えている場合、主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭが閾値ＨＬ以下であるが、副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭが閾値ＶＨ未満である場合、および主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭがＨＬ〜ＨＨの範囲にある場合には、注目画素Ｄ７は細線領域に属さないものと判定される。すなわち、注目画素Ｄ７に対して、写真領域に属するものとの再判定がなされる（ステップＳ８）。この場合、領域分離機能部３８は、たとえば１ビットの領域分離信号を写真領域に対応した値（この実施形態では「１」）に設定する。
【００４４】
このようにして、１３×７画素のマトリクス内の画素間の濃度差の総和に基づく判定（ステップＳ４のＹＥＳ）が、再確認されることになる。
図８は、分離前フィルタ処理部３９の処理を説明するための図である。分離前フィルタ処理部３９は、基本的には、積分フィルタとしての処理を行う積分処理手段を構成している。すなわち、図８（ａ）に示されているように、注目画素ｃ３を中心とした合計１３画素（ａ３，ｂ２〜ｂ４，ｃ１〜ｃ５，ｄ２〜ｄ４，ｅ３）からなる菱形（主走査方向に対して４５度傾斜した正方形）のマトリクス内の画素の画像データを用いて注目画素ｃ３の画像データを平滑化する。
【００４５】
図８(a)のマトリクス内の各画素の画像データに乗じられる係数ｓ１〜ｓ６は、図８(b)に示すように、たとえば、注目画素ｃ３を中心として、主走査方向および副走査方向に関してほぼ対称となるように設定される。ｓ１〜ｓ６の値は、次式のように等しく設定されてもよいし、異なる値に設定されてもよい。すなわち、たとえば、注目画素からの距離に応じて重み付けを異ならせるようにｓ１〜ｓ６の値を定めてもよい。
【００４６】
ｓ１＝ｓ２＝ｓ３＝ｓ４＝ｓ５＝ｓ６＝１
ｓ１〜ｓ６が上式の値に定められている場合には、注目画素ｃ３の画像データは、次の値Ｆ（ｃ３）に変換されることになる。
0003589966.tif 000005
この実施形態においては、たとえば、中間調処理部３７において写真領域に属する画素に施される改良型誤差拡散処理では、スクリーン角４５度、線数１４１線の網点が形成される。一方、読取部１における読取解像度は、たとえば、６００ｄｐｉ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）である。そうすると、１４１線の網点においては、図９に示すように、主走査方向および副走査方向にそれぞれ３画素ずつ離れた斜め４５度のライン上の画素ｐ１，ｐ２に相当する位置に網点が存在することになる。
【００４７】
一般的に、網点化処理する対象は中間処理の際の網点化の線数に近いほどドットが良好に安定化される。これは、画像出力装置において網点化処理する線数はその装置で画像再現能を維持できる範囲で高い線数を選んでいるので、網点化する線数がそれ以上の線数であれば、網点化しても再現するドットの安定性が悪くなるからである。すなわち、画像出力装置の中間調処理における網点化の線数以上の網点を忠実に再現しても安定したドットは形成できない。画像出力装置や中間調処理の線数にもよるが、最近では６００ｄｐｉで処理するのが普通であり、一般的に中間調処理の線数と原稿の細線の線数との差が±５０線以内であればドットの安定性は維持される。
【００４８】
一方、モアレ縞防止の観点からは、中間調処理における網点化の線数と画像処理される原稿の網点線数は近くない方がよい。これは、お互いの線数が近ければ近いほど人間の目につくほどの大きなモアレ縞が発生するからである。一般的に中間調処理の線数の±５０線も離れればモアレ縞はほとんど発生しない。
また、網点化処理されるのは写真などの高線数側のものが普通であるから、これらのことにより中間調処理の線数（網点化処理の線数）とこの線数＋５０線との間に中間調処理における領域分離の境界線数（たとえば、１７５線）を設定して、その線数よりも高い線数領域を写真領域と判断し、それ以下を写真領域以外として除外する。
【００４９】
原稿の網点線数と中間調処理部３７による改良型誤差拡散処理部により形成される網点の線数とが近似していて、線数の差が±５０線の範囲内の小さな値であるとき、いわゆるモアレ縞が出力画像中に形成されるおそれがある。そこで、このような線数範囲の原稿画素については、改良型誤差拡散処理ではなく、量子化閾値を一定値に固定した通常型誤差拡散処理を行うことが適切である。その一方で、改良型誤差拡散処理により形成される網点線数である１４１線と１４１＋５０線との間で定めた境界線数以上の高線数の網点画像については、写真画像とみなして改良型誤差拡散処理を適用することによって、良好な階調再現を実現できる。
【００５０】
よって、改良型誤差拡散処理を行う所定線数（この実施形態では１４１線）とこれよりも＋５０線多い線数（この実施形態では１９１線）との間に境界線数を設定し、その境界線数以上の線数の画像を写真領域、それ以外の画像をその他の領域と領域分離判定する。この境界線数は、分離前フィルタ処理部３９の構成によって決定される。具体的には、図８（ａ）のマトリクスの範囲を大きくするほど干渉の生じる線数が低下して境界線数が低くなる。また、マトリクスの係数ｓ１〜ｓ６に差をつける（たとえば、中心が高くなるように差をつける）と、境界線数が大きくなる。図８（ａ）のマトリクスを用いて係数ｓ１〜ｓ６を等しく定めているこの実施形態の場合には、境界線数は約１７５線となる。
【００５１】
分離前フィルタ処理部３９における上述の積分フィルタは、図９に示されているように、１４１線の網点原稿に関しては、積分フィルタ処理後の画像データにおいて、網点相互間に干渉が生じないように定められている（図９において、平滑化処理後の網点を斜線で示す）。そして、この積分フィルタは、入力画像が１７５線以上の高線数の網点画像の場合に、隣接する網点間に良好な干渉を生じさせる。その結果、領域分離機能部３８では、１７５線以上の高線数の網点画像については、上述の１３×７画素のマトリクス内における画素間の画像データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＳＵＭが比較的小さいものと判定されて、このような高線数の網点画素を構成する画素が写真領域に属するものと判定されることになる。
【００５２】
念のため付言すると、上述の第１画像ブロックは１３×７画素の大きさのマトリクスである必要はなく、同様に上述の第２画像ブロックは５×５画素の大きさのマトリクスである必要はない。
すなわち、第１画像ブロックの大きさは、当該第１画像ブロック内における上述の平均値ＡＶと、画像データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＳＵＭとの関係の分布が、上述の図６に示されているように、分離された領域に現れるように設定すればよい。
【００５３】
上述の実施形態において１３×７画素のマトリクスを採用しているのは、６５線の網点画像を構成する網点をブロック内に必ず含む領域を参照するためである。６５線の網点画像は、たとえば新聞の写真印刷に用いられる画像であって、一般的な印刷物において用いられる最小の網点線数である。したがって、６５線以上の網点領域を網点領域として（写真領域以外として）分離することができれば、実用上充分である。
【００５４】
この目的のためには、６５線の網点画像を構成する網点が参照範囲（第１画像ブロック）内に最低１つ存在しなければならない。この場合、図１０に示されているように、網点Ｄが４５度のスクリーン角で形成されるとすると、主走査方向に沿って隣接する網点間の間隔は、√２／６５インチであり、副走査方向に沿う網点Ｄ間の間隔は１／（６５・√２）インチである。
読取部１における読取解像度が６００ｄｐｉであるとすると、主走査方向に沿う隣接網点Ｄ間の間隔は、１３（≒６００×√２／６５）画素となり、副走査方向に沿った網点Ｄ間の間隔が７（≒６．５３＝６００／（６５・√２））画素となる。したがって、上述の実施形態で説明したように、第１画像ブロックの大きさを１３×７画素のマトリクスに設定することによって、６５線以上の線数の網点領域を写真領域以外の領域として分離することができる。
【００５５】
このように、第１画像ブロックの大きさは、分離対象の網点線数および読取部１の読取解像度に依存しており、１３×７画素のマトリクスが単なる一例であることが理解される。
第１画像ブロックを形成するためのバッファメモリの容量を少なくするためには、対象とする最低線数の網点画像の網点が参照マトリクス内に１つ存在するように、第１画像ブロックの大きさを定めることが好ましい。しかし、第１画像ブロック中に１つよりも多く（整数である必要はない）の網点が存在するように第１画像ブロックの大きさを設定することもできる。すなわち、６５線以上の網点領域を写真領域以外であると判定することを目的とする場合に、１３×７画素のマトリクスよりも大きなマトリクスを第１画像ブロックとして用いてもよい。
【００５６】
上述の第２画像ブロックについても同様であって、主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭと副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭとの関係の分布が、上述の図７に示されているように、写真とみなすべき画像と、細線領域画像とで分離されるように画素マトリクスの大きさを定めればよい。したがって、たとえば、第２画像ブロックは、５×５画素よりも小さなまたは大きな正方形の画素マトリクスであってもよいし、主走査方向と副走査方向とで画素数の異なる矩形またはその他の形状のマトリクスであってもよい。たとえば、第１画像ブロックを構成する１３×７画素のマトリクスをそのまま第２画像ブロックとして採用し、ＴＯＴＡＬ＿ＤＨおよびＴＯＴＡＬ＿ＤＶをそれぞれＨ＿ＳＵＭおよびＶ＿ＳＵＭに代えて用いることもできる。
【００５７】
ただし、参照マトリクスを大きくすると、各ラインにおいて初期に処理される画素については、参照可能な画像データが少ないので、領域分離判定に誤りが生じるおそれがある。この観点からは、第１画像ブロックおよび第２画像ブロックともに、必要最小限の大きさのマトリクスを採用しておくことが好ましい。
なお、主走査方向両端部および副走査方向両端部では、第１画像ブロックまたは第２画像ブロックを構成する画素が不足することになる。たとえば、各ラインにおいて最初の画素を注目画素として処理するときには、主走査方向上流側には画素が存在していない。このようなときには、１３×７画素のマトリクスまたは５×５画素のマトリクス内において、存在しないマトリクス位置の画素の画像データを「０」と見なして、上述の領域分離判定が行われる。
【００５８】
図１１は、中間調処理部３７の機能的な構成を説明するためのブロック図である。中間調処理部３７は、領域分離機能部３８から与えられる領域分離信号と、注目画素の座標位置を表す注目画素座標と、注目画素の画像データ（この実施形態では、出力γ補正処理後の画像データ）とに基づき、誤差拡散処理用のパラメータを生成するパラメータ生成処理部５１を備えている。また、中間調処理部３７は、出力γ補正処理部３６から与えられる画像データと、パラメータ生成処理部５１から与えられる各種のパラメータとに基づき、入力画像データに対して誤差拡散処理演算を行う誤差拡散処理部５２を備えている。
【００５９】
パラメータ生成処理部５１は、後述する構成により、入力画像データを量子化（この実施形態では二値化または四値化）する際の閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３またはＦ１，Ｆ２，Ｆ３と、画像データを量子化する際に生じる発生誤差（量子化誤差）を補正するための発生誤差補正値ＥＣとを生成して、誤差拡散処理部５２に与えるようになっている。
誤差拡散処理部５２は、入力画像データに対して、累積誤差メモリ６２に記憶されている累積誤差を加算する誤差加算処理部６１を備えている。累積誤差メモリ６２には、量子化処理が既に終了した周辺の画素から注目画素に分配される誤差が累積されて記憶されている。たとえば、図１２（ａ）に示されているように、注目画素Ｘに対しては、その周辺の既に量子化された画素ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆから予め定める誤差拡散係数（たとえば、１／４または１／８）を乗じた発生誤差が累積されて加算されることになる。この場合の累積誤差は、たとえば、次式により表される。
【００６０】
0003589966.tif 000006
この累積誤差が、それぞれの画素に対応づけて累積誤差メモリ６２に記憶されており、誤差拡散処理対象の注目画素に対応した累積誤差が読み出されて、誤差加算処理部６１により、画像データに加算されることになる。
誤差拡散処理部５２は、さらに、誤差加算処理後の画像データを、パラメータ生成処理部５１から与えられる、それぞれ通常の誤差拡散処理と改良型誤差拡散処理とに対応した３つの量子化閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３またはＦ１，Ｆ２，Ｆ３に基づいて量子化する量子化処理部６３を備えている。この量子化処理部６３は、この実施形態では、画像データを、０，１，２，３の四値を表す２ビットのデータに変換する。
【００６１】
量子化閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、画像平面に沿う二次元方向に関して周期変動するように設定される変動閾値であり、それらの間には、Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ３なる大小関係が成立する。また、量子化閾値Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は、固定閾値であってＦ１≦Ｆ２≦Ｆ３（この実施形態では、とくにＦ１＝Ｆ２＝Ｆ３）なる大小関係が成立する。パラメータ生成処理部５１は、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３または固定閾値Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３のいずれかを生成する。これを受けて量子化処理部６３は、３つの量子化閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３またはＦ１，Ｆ２，Ｆ３に基づいて、次の場合分け判定Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶをこの順に実行することにより、画像データを０〜３に量子化（四値化）する。場合分け判定をＩ〜ＩＶの順に実行する過程で、いずれかの条件に合致すれば、以後の判定は行わず、量子化された値（出力データ）を確定する。
【００６２】
0003589966.tif 000007
【００６３】
IV．Ｖ１またはＦ１≧誤差加算処理後の画像データのとき、
注目画素を「０」に量子化する。
・・・・・・（９）
このようにして、量子化閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３またはＦ１，Ｆ２，Ｆ３が異なる値を有する場合には、注目画素の画像データは、「０」〜「３」の四値に量子化される。また、閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３またはＦ１，Ｆ２，Ｆ３が等しい値を有する場合には、上述の場合分け判定Ｉ〜IVを順に実行することにより、注目画素の画像データは「０」または「３」に二値化されることになる。
【００６４】
この量子化処理部６３による量子化処理の結果生じた発生誤差が、誤差演算部６４によって求められる。この誤差演算部６４は、入力画像データの濃度階調が０ないし２５５の２５６階調で表されている場合に、出力データ（量子化結果）に応じて、次式に従って発生誤差を演算する。
0003589966.tif 000008
出力データ「３」は黒画素に対応しており、最大階調値「２５５」に相当する。また、出力データ「０」は白画素に対応しており、最小階調値「０」に相当する。そして、出力データ「１」「２」は、いわばグレーの画素に対応していると言うことができ、それぞれ第１中間階調値「８５」および第２中間階調値「１７０」に相当している。ただし、ここでは、第１中間階調値および第２中間階調値は、０〜２５５の全階調区間を４等分する階調値に選択している。
【００６５】
誤差演算部６４によって演算された発生誤差には、誤差補正部６５によって補正処理が施されることになる。この補正処理は、下記（１１）式に示すように、誤差演算部６４によって求められた発生誤差から、パラメータ生成処理部５１から与えられる発生誤差補正値ＥＣを減算することによって達成される。この補正後の発生誤差に対しては、誤差分配処理部６６による分配処理が行われ、この分配処理の結果としての累積誤差が、累積誤差メモリ６２に格納されることになる。
【００６６】
補正後の発生誤差＝（１０）式の発生誤差−ＥＣ                                                    ・・・・・・（１１）
誤差分配処理部６６における処理は、図１２（ａ）に示された誤差の累積と反対の処理となる。すなわち、注目画素Ｘにおいて発生した発生誤差は、図１２（ｂ）に示すように予め定める誤差拡散係数（この例では１／４または１／８）を乗じて、注目画素Ｘの周辺にあって、未だ二値化されていない周辺画素に分配される。
【００６７】
図１３は、パラメータ生成処理部５１の機能的な構成を説明するためのブロック図である。パラメータ生成処理部５１は、領域分離機能部３８から与えられる領域分離信号に基づいて、量子化閾値を一定値に固定した通常型誤差拡散処理に対応したパラメータ、または量子化閾値を画像平面において２次元的に周期変動させて設定する改良型誤差拡散処理のためのパラメータを生成する。すなわち、領域分離信号が、注目画素が写真領域に属することを表す値「１」である場合には、改良型誤差拡散処理のためのパラメータを生成し、領域分離信号が、注目画素が写真領域以外の領域に属することを表す値「０」の場合には通常型誤差拡散処理のためのパラメータを生成する。
【００６８】
このような機能のために、パラメータ生成処理部５１は、通常型誤差拡散処理のための固定閾値Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を生成する固定閾値設定部７１と、改良型誤差拡散処理のための変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を設定する変動閾値設定部７２と、領域分離信号に基づいて固定閾値Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３または変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のいずれかを選択して、誤差拡散処理部５２に与える閾値選択部７３と、発生誤差の補正のための発生誤差補正値ＥＣを演算して、誤差拡散処理部５２に与える補正値演算部７４とを備えている。
【００６９】
補正値演算部７４は、領域分離信号および変動閾値設定部７２から与えられる変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３に基づいて、発生誤差補正値ＥＣを演算する。具体的には、領域分離信号が「０」であって、注目画素が写真領域以外に属する画素である場合には、発生誤差補正値ＥＣを一定値（この実施形態では「０」）に設定する。その一方で、領域分離信号の値が「１」である場合には、変動閾値設定部７２から与えられる変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の値に応じて、発生誤差補正値ＥＣを可変させる。
【００７０】
固定閾値設定部７１が生成する固定閾値Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は、この実施形態では、同一の値（たとえば０〜２５５の中間値である「１２７」）に設定されている。この固定閾値Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が誤差拡散処理部５２に与えられると、この誤差拡散処理部５２の量子化処理部６３は、入力画像データを「０」または「３」のいずれかの値に二値化する。
変動閾値設定部７２は、画像平面において２次元的に周期変動する量子化閾値を設定するための変動閾値マトリクスを記憶した変動閾値マトリクスメモリ８０と、注目画素座標に基づいて、注目画素が変動閾値マトリクス内のいずれの位置に該当するかを見いだし、当該位置における変動閾値マトリクスの値を変動閾値選択情報として生成する変動閾値選択情報生成部８５と、この変動閾値選択情報と注目画素の画像データ値とに基づき、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を生成する変動閾値生成部８６とを備えている。
【００７１】
変動閾値生成部８６は、変動閾値Ｖ１を生成するための変動閾値テーブルＴ１が格納された変動閾値メモリ８１と、変動閾値Ｖ２を生成するための変動閾値テーブルＴ２が格納された変動閾値メモリ８２と、変動閾値Ｖ３を生成するための変動閾値テーブルＴ３が格納された変動閾値メモリ８３とを備えている。さらに、変動閾値生成部８６は、変動閾値選択情報および注目画素の画像データの値に基づいて、変動閾値メモリ８１，８２，８３から、該当する変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を選択して閾値選択部７３に与える変動閾値選択部８４を備えている。
【００７２】
閾値選択部７３は、領域分離信号が写真領域に対応する値「１」である場合には変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を選択して誤差拡散処理部５２に与える。また、領域分離信号が写真領域以外であること表す値「０」である場合には、固定閾値設定部７１により設定された固定閾値Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を誤差拡散処理部５２に与える。
図１４（ａ）は、変動閾値マトリクスメモリ８０に格納された変動閾値マトリクスの一例を示す図であり、図１４（ｂ）は、この変動閾値マトリクスの各マトリクス位置に対応した変動閾値マトリクスメモリ８０のアドレスを示す図である。図１４（ａ）には、画像データを四値化する場合を考慮した変動閾値マトリクスが示されており、各マトリクス値は、０，１，２，３のうちのいずれかの値に設定されている。閾値マトリクス内において小さなマトリクス値に対応する画素においては、比較的小さな量子化閾値が設定され、大きなマトリクス値に該当する画素に対しては比較的大きな量子化閾値が設定される。したがって、注目画素に該当するマトリクス値が小さければ、この注目画素は高濃度画素（黒画素）に量子化される可能性が高く、注目画素に該当するマトリクス値が大きければ、この注目画素は低濃度画素（白画素）に量子化される可能性が高くなる。
【００７３】
変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を用いて画像を量子化する処理は、図１４（ａ）に示す変動閾値マトリクスを画像平面上において２次元方向に敷き詰めた状況を仮想することによって理解される。すなわち、この場合に、量子化処理部６３（図１１参照）における量子化閾値は、主走査方向および副走査方向（すなわち２次元方向）に周期変動することになる。したがって、量子化された後の画像には、周期的にドット（網点）が現れることになり、結果として網点化処理を行うことができる。
【００７４】
また、図１４（ａ）の例では、マトリクス値「０」（量子化閾値の変動周期の鞍点に対応）をマトリクス値「１」で取り囲んだ３×３画素の小マトリクスと、マトリクス値「３」（量子化閾値の変動周期の頂点に対応）をマトリクス値「２」で取り囲んだ３×３画素の小マトリクスとが、主走査方向および副走査方向に交互に配置されている。これにより、スクリーン角４５度の網点が形成されることになる。読取部１の読取解像度が６００ｄｐｉであれば、網点線数は１４１線になる。
【００７５】
図１４（ａ）の変動閾値マトリクスは、６×６画素に設定されているが、５×５画素や７×７画素などの他のマトリクスサイズを採用することもできる。たとえば、ｎ×ｎ画素のマトリクスのマトリクスサイズを「ｎ」と定義すると、注目画素に対応した変動閾値マトリクス内の位置、すなわち変動閾値マトリクスメモリ８０のアドレスは、注目画素の座標（主走査座標および副走査座標）を用いて、次式により得ることができる。
【００７６】
アドレス＝（主走査座標÷ｎの余り＋副走査座標÷ｎの余り）×８                                                    ・・・・・・（１２）
この式は、変動閾値マトリクスの最大マトリクスサイズが「８」である場合を想定したものであって（図１４（ｂ）参照）、変動閾値マトリクスメモリ８０のアドレスの指定は、この変動閾値マトリクスメモリ８０の構成に応じて適宜変更されることになる。
【００７７】
変動閾値選択情報生成部８５は、注目画素の座標から上記（１２）式に基づいて変動閾値マトリクスのマトリクス値を読み出し、これを変動閾値選択情報として変動閾値選択部８４に与える。変動閾値選択部８４は与えられた変動閾値選択情報に基づいて、変動閾値メモリ８１，８２，８３の変動閾値テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３から、適切な変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を読み出す。
図１５は、変動閾値テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３の設定例を示す図である。変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ３の関係が満たされるように設定されている。
【００７８】
より具体的には、この実施形態においては、変動閾値マトリクスのマトリクス値「０」に対応する変動閾値Ｖ１（０），Ｖ２（０），Ｖ３（０）については、原則として、Ｖ１（０）＝Ｖ２（０）＝Ｖ３（０）となるように変動閾値Ｖ１（０），Ｖ２（０），Ｖ３（０）が定められている。また、変動閾値マトリクスのマトリクス値「２」および「３」についても同様に、Ｖ１（２）＝Ｖ２（２）＝Ｖ３（２）およびＶ１（３）＝Ｖ２（３）＝Ｖ３（３）なる関係が原則として成立するように変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が定められている。
【００７９】
そして、変動閾値マトリクス内における特定のマトリクス値であるマトリクス値「１」については、原則として、変動閾値Ｖ１（１），Ｖ２（１），Ｖ３（１）について、Ｖ１（１）＜Ｖ２（１）＜Ｖ３（１）なる関係が成立するように、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が定められている。
さらには、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３のいずれについても、原則として、変動閾値マトリクスのマトリクス値が小さいほど、小さな変動閾値が割り当てられている。すなわち、次式の関係が成立するように変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が定められている。
【００８０】
Ｖ１（０）＜Ｖ１（１）＜Ｖ１（２）＜Ｖ１（３）
Ｖ２（０）＜Ｖ２（１）＜Ｖ２（２）＜Ｖ２（３）
Ｖ３（０）＜Ｖ３（１）＜Ｖ３（２）＜Ｖ３（３）                                                    ・・・・・・（１２）
誤差拡散処理部５２の量子化処理部６３は、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が量子化閾値として与えられた場合に、変動閾値マトリクスのマトリクス値が０，２または３の場合には、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３がいずれも等しいので、入力画像データを「０」または「３」のいずれかに二値化する。これに対して、変動閾値マトリクスのマトリクス値が「１」に該当する注目画素に対しては、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が異なる値を有しているので、入力画像データを０ないし３のいずれかの値に四値化する。
【００８１】
図１５において画像データ値の０〜１５の範囲に注目すると理解されるように、この実施形態では、注目画素の画像データの値（濃度値）に応じて、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を可変設定するようになっている。具体的には、画像データの値が０〜７の範囲の場合には、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、変動閾値マトリクスのマトリクス値に関わらずに、０〜２５５の階調の中間値「１２７」に固定されている。これによって、量子化閾値を周期変動させない通常型誤差拡散処理が行われることになり、誤差拡散処理部５２の量子化処理部６３は、入力画像データを「０」または「３」に二値化する。
【００８２】
また、注目画素の画像データの値が８〜１５の範囲にある場合には、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、変動閾値マトリクスのマトリクス値に応じた変動幅が画像データの値が１６以上の場合よりも小さくなるように設定される。
このように、極低濃度領域においては、変動閾値マトリクスのマトリクス値に応じた閾値変化を小さくするか、または無くすことによって、ドット集中を緩和または解消することができる。これにより、写真画像中の低濃度領域については、出力画像中において大きなドットが目立つことがなく、美しい低濃度階調画像を再生することができる。それとともに、量子化閾値の変動に起因するテクスチャの発生を抑制できる。
【００８３】
変動閾値選択部８４は、注目画素の画像データと、当該注目画素の変動閾値マトリクス内の位置に該当するマトリクス値（変動閾値選択情報）とに基づいて、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を変動閾値メモリ８１，８２，８３から読み出し、閾値選択部７３に与える。
補正値演算部７４は、領域分離信号の値が「０」であって、固定閾値設定部７１より設定される固定閾値Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が用いられる場合には、発生誤差補正値ＥＣを「０」に設定する。一方、領域分離信号が写真領域であることを表す値「１」である場合には、補正値演算部７４は、閾値選択部７３から変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を得て、次式に基づいて、発生誤差補正値ＥＣを演算する。
【００８４】
発生誤差補正値＝（Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３）÷３−１２７                                                  ・・・・・・（１３）
すなわち、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の平均値の中間階調値「１２７」（全階調範囲を２分する中間階調値）に対する偏差が発生誤差補正値ＥＣとして求められ、誤差補正部６５に与えられる。誤差補正部６５は、誤差演算部６４で演算された発生誤差から発生誤差補正値ＥＣを引くことによって、補正後の発生誤差を演算する（上記(11)式参照）。
【００８５】
このようにして、画像平面において２次元方向に周期変動する変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を用いる場合には、周辺の画素に分配される発生誤差が、量子化閾値の変動の影響を受けることがないように補正される。この補正処理は、結局、発生誤差の算出基準値を量子化閾値の変動に応じて変更する処理にほかならない。すなわち、上記（１０）式における最小階調値「０」、第１中間階調値「８５」、第２中間階調値「１７０」および最大階調値「２５５」は、発生誤差の算出基準値である。発生誤差を補正するための上記（１１）式の処理は、結局、発生誤差の算出基準値「０」，「８５」，「１７０」，「２５５」を発生誤差補正値ＥＣで補正し、この補正後の算出基準値「０−ＥＣ」，「８５−ＥＣ」，「１７０−ＥＣ」，「２５５−ＥＣ」を基準として量子化誤差を求める処理に他ならない。発生誤差補正値ＥＣは、上記（１３）式から理解されるとおり、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の周期変動とともに周期変動するから、結局、補正後の算出基準値は、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３と同位相で周期変動することになる。これによって、大きな発生誤差が周辺の画素に分配されることを防止できるので、ドットを効率的に集中させて良好な網点を形成することができる。
【００８６】
図１６は、量子化閾値の周期変動とそれに応じた誤差算出基準値の周期変動とを示す図である。量子化閾値（変動閾値）Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が図１６において太線で示すように周期的に変動すると、中間階調値「１２７」に対する量子化閾値の偏差である発生誤差補正値ＥＣは、図１６中の矢印で示すように変化する。この場合、下向きの矢印は発生誤差補正値ＥＣが負の値であることを表し、上向きの矢印は、発生誤差補正値ＥＣが正の値であることを表す。
【００８７】
たとえば、変動閾値マトリクス値「０」に対応した変動閾値Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３が中間値「１２７」よりも小さく設定されているとする。この場合に、中間値「１２７」よりも小さな値を有する注目画素Ｘは、変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３よりもその値が大きいときに、黒画素に相当する値「３」に量子化される。このとき、誤差演算部６４は、補正前の発生誤差として、次式に示す値を演算する。
補正前の発生誤差＝注目画素Ｘの累積誤差加算後の値−２５５                                                    ・・・・・・（１４）
したがって、この場合には、「１２７」よりも大きな絶対値の発生誤差が生じることになる。この補正前の発生誤差は、発生誤差補正値ＥＣを減じることによって、絶対値の小さな値に補正される。この補正の結果、補正後の発生誤差は、量子化閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３に応じた小さな値に補正される。この補正は、発生誤差の算出基準値を最大階調値「２５５」よりも小さな値Ｒ（３）に補正することと等価である。
【００８８】
なお、図１６において、注目画素の画像データが出力データ「０」，「１」，「２」，「３」に量子化された場合の実質的な誤差算出基準値をそれぞれＲ（０），Ｒ（１），Ｒ（２），Ｒ（３）と表してある。変動閾値マトリクス値が「１」の場合には、異なる値の変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を用いた四値化処理が行われるので、それに応じて、４つの誤差算出基準値Ｒ（０），Ｒ（１），Ｒ（２），Ｒ（３）が存在する。
【００８９】
図１７は、変動閾値マトリクス内において特定の値（この実施形態では「１」）の場合についてのみより高い量子化レベルで量子化すること（すなわち、この実施形態では四値化すること）の効果を説明するための図である。上述のとおり、図１４（ａ）に示す変動閾値マトリクスを適用することによって、量子化閾値を二次元方向に周期変動させることができ、結果として一定の線数（たとえば１４１線）の網点により写真画像の階調を表現することができる。この場合に、網点の核となるドットＤＣが形成された場合に、このドットのＤＣの周りの画素を四値化すると、網点を構成するドットのＤＣの膨らみ方または縮み方が、ドットＤＣの周囲の画素を二値化する場合に比較して、より微細に設定することができる。すなわち、たとえば、レーザ走査ユニットを含む出力部４において、１画素あたりのレーザ発光時間またはレーザ発光強度を四値（２ビット）で表された画像データに基づいて４段階に制御することにより、出力部４における記憶画素の大きさを４段階に制御することができる。
【００９０】
この実施形態では、量子化閾値の周期変動における鞍部（変動閾値マトリクスの「０」に対応する。）の近傍の画素（変動閾値マトリクスのマトリクス値「１」に該当する。）について、四値化処理を行うこととしている。これにより、ドットの膨らみ方まは縮み方の段階数が、量子化レベルを二値化にのみ固定している場合に比較して詳細に定めることができ、滑らかな階調表現が可能となる。
この実施形態では、「１」の画素に対して四値化処理を行っているが、これは一例にすぎず、たとえばマトリクス値「２」の画素に対して量子化レベルの高い量子化（この実施形態では四値化）処理を行ってもよいし、マトリクス値「１」および「２」の両方に関して、量子化レベルの高い量子化処理を行ってもよい。
【００９１】
以上のように、この実施形態によれば、注目画素を含む第１画像ブロック（１３×７画素のマトリクス）内の画素間の画像データの差の総和ＴＯＴＡＬ＿ＳＵＭと、第１画像ブロック内の画像データの平均値ＡＶに応じて定められた閾値ＴＨ（ＡＶ）との大小比較結果に基づいて、写真領域の画素をそれ以外の領域を構成する画素から分離して抽出することができる。
さらに、第２画像ブロック（５×５画素のマトリクス）内の画素における主走査方向の画像データの差の総和Ｈ＿ＳＵＭおよび副走査方向の画像データの差の総和Ｖ＿ＳＵＭを所定の閾値ＨＬ，ＨＨ，ＶＬ，ＶＨと比較することによって、細線領域を構成する画素が写真領域に属するものと誤判定されることを防止できる。したがって、極めて正確に写真画像に属する画素を抽出できる。
【００９２】
さらに、分離前フィルタ処理部３９によって平滑化処理が施された後の画像データに対して上述のような領域分離処理を行うことにより、高線数（１７５線以上）の網点領域を写真領域に属するものと確実に判定することができる。これによって、中間調処理部３７における網点化処理（改良型誤差拡散処理）によってモアレが生じるおそれのない高線数の網点画像については、写真画像と同様に良好な階調性での画像再生を行うことができる。
【００９３】
さらに、この実施形態では、写真領域に属すると判定された画素に対しては、二次元方向に周期変動する変動閾値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を用いた改良型誤差拡散処理が施されることにより、１７５線以上の高線数の網点画像および写真画像に対して網点化処理を施すことができる。これによって、電子写真プロセスによる画像形成において有利なドット集中型中間調処理が可能となり、階調表現に優れた再生画像を得ることができる。
【００９４】
その一方で、写真領域に属しないと判定された画素に対しては、量子化閾値を一定値に固定した通常型誤差拡散処理が行われるので、文字画像、線画画像、網点画像（低線数のもの）については、良好な解像性で画像を再生することができるとともに、モアレ縞が発生することもない。
また、この実施形態の改良型誤差拡散処理では、量子化閾値の変動と同位相で発生誤差の算出基準値を変動させることとしているので、量子化閾値の変動に起因する大きな量子化誤差が注目画素の周辺の周辺画素に分配されることがない。したがって、網点を構成すべき黒画素を効果的に集中させることができるので、の改良型誤差拡散処理による網点化処理を良好に行うことができる。しかも、画像の濃度を確実に保存できるという利点もある。
【００９５】
さらには、この実施形態では、網点の核となるドットの周囲の画素について、二値化処理ではなく四値化処理を施すことによって、網点の膨らみ方または縮み方の段階数を増大させているので、高線数の網点画像および写真画像を滑らかな階調性で表現することが可能になる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上述の実施形態では、高い量子化レベル（四値化）が適用される閾値マトリクス値が固定されているけれども、注目画素を含む第３の画像ブロック（たとえば、変動閾値マトリクスと同程度の大きさのマトリクス領域）について、この第３の画像ブロック内の画像データの平均値を求め、この平均値に基づいて、高い量子化レベルの量子化処理（四値化処理）を施すべきマトリクス値を可変設定することとしてもよい。この場合、第３の画像ブロック内の画像データの平均値とマトリクス値との関係は、上記図１４（ａ）の変動閾値マトリクスを適用する場合には、下記表１のように設定してもよい。
【００９６】
【表１】
0003589966.tif 000009
【００９７】
このようにすることによって、いずれの濃度領域においても、ドット（網点）の周縁部を構成する画素に対して、確実に４値化処理を施すことができるので、より良好な階調再現性を実現できる。
また、上述の実施形態では、量子化閾値の周期変動とともに周期変動する発生誤差算出基準値は、変動閾値の値に対して一定の振幅を有しているが、この振幅は、注目画素の近傍の画像データの大小に応じて変動することとしてもよい。たとえば、低濃度領域において当該振幅を大きくすることにより、ドットの集中を抑制することができ、ドットの集中による違和感を抑制して美しい再生画像を実現することができる。これに対して、高濃度領域では、当該振幅を小さく設定することにより、ドットを良好に集中させることができ、良好な階調再現性を実現できる。
【００９８】
また、上述の実施形態では、量子化レベルを二値化と四値化との二段階に切り換えているが、量子化レベルの切り換えは三段階以上に行われてもよい。たとえば、二値化処理によってドットの核が形成される画素の周囲の画素を三値化することとし、さらにその周囲の画素について四値化処理を行うようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、黒画素（網点を形成するドットの核）の周囲の画素について四値化処理を行うようにしているが、白画素の周囲に四値化される画素を配置して、白画素の周囲にグレーの画素（小面積の黒画素）が形成されるようにしてもよい。すなわち、この場合には、量子化閾値の変動周期の頂点の近傍の画素に関して高い量子化レベルでの量子化処理が行われることになる。
【００９９】
さらに、上記の実施形態では、この発明がディジタル複写機に適用された例について説明したが、この発明は、画像データを処理する装置に対して広く適用することができ、たとえばファクシミリ装置や、入力画像データに画像処理を施して記録シート上に画像を形成するプリンタに適用することもできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る画像処理装置が適用された画像形成装置の一例であるディジタル複写機の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】画像処理部の機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図３】領域分離機能部の処理内容を説明するためのフローチャートである。
【図４】写真領域の画素の抽出のために用いられる第１画像ブロック（１３×７画素のマトリクス）の例を示す図である。
【図５】細線領域の画素の抽出のために用いられる第２画像ブロック（５×５画素のマトリクス）の例を示す図である。
【図６】第１画像ブロック内の画素の画像データの平均値ＡＶに対応した写真領域判定のための閾値ＴＨ（ＡＶ）の設定例を説明するためのグラフである。
【図７】第２画像ブロックにおける主走査方向濃度差総和Ｈ＿ＳＵＭと副走査方向濃度差総和Ｖ＿ＳＵＭとの関係の分布例を示す図である。
【図８】分離前フィルタ処理部の構成を説明するための図である。
【図９】分離前フィルタ処理部による処理内容を説明するための図である。
【図１０】第１画像ブロックのマトリクスの大きさを説明するための図である。
【図１１】中間調処理部の機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図１２】量子化誤差の累積および分配を説明するための図である。
【図１３】パラメータ生成処理部の機能的な構成を説明するためのブロック図である。
【図１４】変動閾値マトリクスメモリに格納された変動閾値マトリクス、およびこの変動閾値マトリクスの各マトリクス位置に対応した変動閾値マトリクスメモリのアドレスを示す図である。
【図１５】変動閾値テーブルＴ１，Ｔ２，Ｔ３の設定例を示す図である。
【図１６】量子化閾値の周期変動とそれに応じた誤差算出基準値の周期変動とを示す図である。
【図１７】変動閾値マトリクス内における特定の値についてより高い量子化レベルで量子化することの効果を説明するための図である。
【図１８】量子化閾値の変動の影響による発生誤差（量子化誤差）の変動を説明するための図である。
【符号の説明】
１    読取部
３    画像処理部
４    出力部
３７    中間調処理部
３８    領域分離機能部
３９    分離前フィルタ処理部
４０    判定閾値テーブル
５１    パラメータ生成処理部
５２    誤差拡散処理部
６１    誤差加算処理部
６２    累積誤差メモリ
６３    量子化処理部
６４    誤差演算部
６５    誤差補正部
６６    誤差分配処理部
７１    固定閾値設定部
７２    変動閾値設定部
７３    閾値選択部
７４    補正値演算部
８０    変動閾値マトリクスメモリ
８１    変動閾値メモリ
８２    変動閾値メモリ
８３    変動閾値メモリ
８４    変動閾値選択部
８５    変動閾値選択情報生成部
８６    変動閾値生成部
Ｔ１    変動閾値テーブル
Ｔ２    変動閾値テーブル
Ｔ３    変動閾値テーブル
【図１】
0003589966.tif 000010
【図２】
0003589966.tif 000011
【図３】
0003589966.tif 000012
【図４】
0003589966.tif 000013
【図５】
0003589966.tif 000014
【図６】
0003589966.tif 000015
【図７】
0003589966.tif 000016
【図８】
0003589966.tif 000017
【図９】
0003589966.tif 000018
【図１０】
0003589966.tif 000019
【図１１】
0003589966.tif 000020
【図１２】
0003589966.tif 000021
【図１３】
0003589966.tif 000022
【図１４】
0003589966.tif 000023
【図１５】
0003589966.tif 000024
【図１６】
0003589966.tif 000025
【図１７】
0003589966.tif 000026
【図１８】
0003589966.tif 000027