(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データがディザ法に適するか誤差拡散方法に適するかの度合いである適合度を画像データの輝度値に基づいて求める適合度算出手段と、前記適合度に基づき、ディザ法に適する濃度領域では適合度がディザ法に近いほど閾値をディザマトリクスに類似する形で変動させると共に、誤差拡散法に適する濃度領域では基準閾値となるように設定する閾値設定手段と、前記適合度に基づいて拡散誤差マトリクスの計算を行い、ディザ法に適する濃度領域ではディザ法に近いほどマトリクスの要素を小さくし、且つ誤差拡散法に適する濃度領域では誤差拡散方法に近いほどマトリクスの要素を大きくし、マトリクスの要素が所定値以下の場合はマトリクスの要素を実質０とすることでマトリクスサイズが小さくなるようマトリクスサイズを変更する拡散誤差マトリクス手段と、前記閾値設定手段と前記拡散誤差マトリクス手段によりそれぞれ決定された前記閾値と拡散誤差マトリクスにより画像データの誤差拡散処理を行う手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記閾値設定手段は、前記適合度が誤差拡散方法に近いほど前記閾値を基準閾値となるように設定し、前記基準閾値が画素データの輝度値の大小に応じてその値が可変され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】
（ａ）画像がディザ法に適するか誤差拡散方法に適するかの度合いである適合度を画像データの輝度値に基づいて求める処理、（ｂ）ディザ法に適する濃度領域では適合度がディザ法に近いほど閾値をディザマトリクスに類似する形で変動させると共に、誤差拡散法に適する濃度領域では基準閾値となるように設定する処理、（ｃ）前記適合度に基づいて拡散誤差マトリクスの計算を行い、ディザ法に適する濃度領域ではディザ法に近いほどマトリクスの要素を小さくし、且つ誤差拡散法に適する濃度領域では誤差拡散方法に近いほどマトリクスの要素を大きくし、マトリクスの要素が所定値以下の場合はマトリクスの要素を実質０とすることでマトリクスサイズが小さくなるようマトリクスサイズを変更する処理、（ｄ）前記（ｂ）及び（ｃ）の処理により決定された閾値と拡散誤差マトリクスにより画像の誤差拡散処理を行う処理、の上記（ａ）〜（ｄ）の各処理をコンピュータ上で実行させるためのプログラムを記憶した記憶媒体。
【請求項４】
（ａ）画像データがディザ法に適するか誤差拡散方法に適するかの度合いである適合度を画像データの輝度値に基づいて求める工程と、（ｂ）前記適合度に基づき、ディザ法に適する濃度領域では適合度がディザ法に近いほど閾値をディザマトリクスに類似する形で変動させると共に、誤差拡散法に適する濃度領域では基準閾値となるように設定する工程と、（ｃ）前記適合度に基づいて拡散誤差マトリクスの計算を行い、ディザ法に適する濃度領域ではディザ法に近いほどマトリクスの要素を小さくし、且つ誤差拡散法に適する濃度領域では誤差拡散方法に近いほどマトリクスの要素を大きくし、マトリクスの要素が所定値以下の場合はマトリクスの要素を実質０とすることでマトリクスサイズが小さくなるようマトリクスサイズを変更する工程と、（ｄ）前記（ｂ）及び（ｃ）の工程により決定された閾値と拡散誤差マトリクスから、画像の誤差拡散処理を行う工程と、を含むことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理技術に関し、特に、プリンタ出力のためのハーフトーン処理を行う画像処理装置に適用して好適な装置、画像処理方法および該装置を構成するコンピュータで実行するプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば１６７０万色のフルカラーデジタル画像データ等の高階調データを、インクジェットプリンタ等の低階調出力の能力しか持たない出力装置に出力させるために用いる画像処理技術であるハーフトーン処理として、誤差拡散法とディザ法が知られている。どちらの手法も一長一短あり、どのように使い分けるかで、画質に大きな差がでてくる。
【０００３】
両手法を、同一画面上で用いる従来の方式として、例えば特開平６−２５３１３３号公報には、画像入力端子から入力された画像データとこの入力画像データを２値化したときの出力画像データとの誤差データを周辺画素の画素データへ拡散することにより２値化を行う誤差拡散処理手段と、誤差拡散処理手段と並列に配設され入力画像データに対してディザ処理するディザ処理手段と、入力画像データの信号レベルが閾値ＴＨ１以下かあるいは閾値ＴＨ２（ＴＨ１＜ＴＨ２）よりも高い場合には入力画像データをディザ処理するディザ処理手段の出力を選択し、入力画像データの信号レベルがＴＨ１より大きくかつＴＨ２以下である場合、誤差拡散処理手段の出力を選択する選択手段を備えた画像処理装置が提案されている。すなわち特に濃度が高い領域と特に低い領域にはディザ処理手段、それ以外には誤差拡散処理手段を用いるというようにハーフトーン手法を切り換える方式が提案されている。
【０００４】
また、例えば特開平１０−５６５６８号公報には、グレースケール画像デー
タの濃度が所定値よりも小さいか大きいかを比較してハーフトーン画像データ化手段と誤差拡散法からディザマトリクス法に切り替える手段と、誤差拡散法とディザマトリクス法のハーフトーン画像データ化出力が異なる領域を判定する手段と、領域判定結果に基づいてハーフトーン画像化処理に関するプロセスを切り換える手段を有するとともに、切り換え濃度またはその近傍において誤差拡散法により生成したハーフトーン画像データを基に所定のルールに従って生成したパターンをディザマトリクス法の閾値マトリクスとして用いる画像処理装置が提案されている。この方式は、誤差拡散法とディザ法の切り換え近傍の濃度での処理に、誤差拡散法の出力に似た結果が得られる特殊なディザマトリクスを用い、誤差も蓄積させておくようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の方式においては、同一画像内で誤差拡散法とディザ法という２種類のハーフトーン処理を用いると、その切り換え近傍での不連続性により、画質劣化が生ずる、という問題点を有している。
【０００６】
その対策として、例えば上記特開平１０−５６５６８号公報等には、切り換え近傍の濃度での処理に、誤差拡散法の出力に似た結果が得られる特殊なディザマトリクスを用い、さらに誤差も蓄積させておく方法が提案されてはいるものの、各種問題点を有しており、この方法は実用上不十分なものである。
【０００７】
その第１の問題点は、ディザ法で誤差を蓄積させておくだけでは、誤差拡散法とディザ法の不連続性を十分には吸収しきれない、ということである。
【０００８】
その第２の問題点は、特に濃度が高い領域と特に低い領域では、同じディザマトリクスを広範囲に用いることによる周期性により、画質劣化が生ずる、ということである。
【０００９】
その第３の問題点は、誤差拡散法の出力に似た結果が得られる特殊なディザマトリクスを新たに設計しなくてはならず、その設計が容易ではない、ということである。
【００１０】
さらに第４の問題点は、全体的に暗いまたは明るいような画像では、誤差拡散法とディザ法を切り換える濃度を再設定しないと、良好なハーフトーン画像が得られない、ということである。
【００１１】
第５の問題点は、誤差拡散法とディザ法を切り換えるため、処理手順が複雑になる、ということである。
【００１２】
したがって本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、同一画像中にディザ法と誤差拡散法を用いて高画質化を図りつつ、簡要な処理で切り換え近傍での不連続性を回避可能とした画像処理装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、その概略を述べれば、誤差拡散処理における拡散誤差マトリクスと閾値を、画像がディザ法に適するか誤差拡散方法に適するかの度合いにより変動させるようにしたものである。
【００１４】
より詳細には、本発明は、好ましくは、画像がディザ法に適するか誤差拡散
方法に適するかの度合いを求める手段と、閾値をディザ法に近い近傍ではディザマトリクスに類似する形で変動させ、かつ誤差拡散法に近い近傍では一定値になるように設定する手段と、拡散誤差マトリクスをディザ法に近い近傍ではマトリクスサイズ（分散させる範囲）を小さくマトリクスの要素（分散させる度合い）も小さくしかつ誤差拡散法に近い近傍ではマトリクスサイズ（分散させる範囲）を大きくマトリクスの要素（分散させる度合い）も大きくする手段と、前記２つの手段により決定された拡散誤差マトリクスと閾値により誤差拡散処理を行う手段を備える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず本発明の動作原理について説明する。本発明においては、画像がディザ法に適するか誤差拡散方法に適するかの度合いを求める手段（図１のハーフトーン処理適合度算出部１）により求められた度合いが、閾値を設定する手段（図１の閾値設定部２）と、拡散誤差マトリクスを設定する手段（図１の拡散誤差マトリクス設定部３）に送られ、それぞれ閾値と拡散誤差マトリクスが設定される。誤差拡散処理を行う手段（図１の適応ハーフトーン処理部４）では、設定された閾値と拡散誤差マトリクスを用いて誤差拡散処理を行う。
【００１６】
閾値を設定する手段と拡散誤差マトリクスを設定する手段における、閾値と拡散誤差マトリクスの設定基準により、ディザ法に適する度合いが大きい画像領域では、閾値がディザマトリクスに類似する形となり、かつ拡散誤差マトリクスはマトリクスサイズ（分散させる範囲）を小さくマトリクスの要素（分散させる度合い）も小さくなることで、ハーフトーン処理がディザ法に近くなる。
【００１７】
また、誤差拡散法に適する度合いが大きい画像領域では、閾値がディザマトリクス的なばらついた状態から一定値に近くなり、かつ拡散誤差マトリクスがはマトリクスサイズ（分散させる範囲）を大きくマトリクスの要素（分散させる度合い）も大きくなることで、ハーフトーン処理が誤差拡散法に近くなる。
【００１８】
以上により、同一画像内で誤差拡散法とディザ法という２種類のハーフトーン処理を用いる場合の、切り換え部分での不連続性による画質劣化を防止する。
【００１９】
本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態の構成を示す図である。
【００２０】
図１を参照すると、本発明の一実施の形態は、ハーフトーン処理適合度計算部１と、閾値設定部２と、拡散誤差マトリクス設定部３と、適応ハーフトーン処理部４とを備えている。
【００２１】
ハーフトーン処理適合度計算部１では、画像データの値を基に、その画像がディザ法に適するか誤差拡散方法に適するかの度合い（「ハーフトーン適合度」という）を求める。このハーフトーン適合度は、画像がディザ法に適するほど小さく誤差拡散法に適するほど大きくなる。
【００２２】
閾値設定部２は、閾値を、ハーフトーン適合度が小さいほどディザマトリクスに類似する形で変動させ、かつ、ハーフトーン適合度が大きいほど一定値になるように設定する。
【００２３】
拡散誤差マトリクス設定部３では、拡散誤差マトリクスを、ハーフトーン適合度が小さいほどマトリクスサイズ（分散させる範囲）を小さくマトリクスの要素（分散させる度合い）も小さくし、かつハーフトーン適合度が大きいほどマトリクスサイズ（分散させる範囲）を大きくマトリクスの要素（分散させる度合い）も大きくなるように設定する。
【００２４】
適応ハーフトーン処理部４では、閾値設定部２と、拡散誤差マトリクス設定部３が決定した閾値と拡散誤差マトリクスを用いて誤差拡散処理を行う。
【００２５】
次に、図１を用いて、本発明の一実施の形態の動作について詳細に説明する。
【００２６】
ハーフトーン処理適合度計算部１は、送られてきた画像データの値を基に、その画像がディザ法に適するほど小さく誤差拡散法に適するほど大きくなるハーフトーン適合度Ｈｄｇｉを算出し、閾値設定部２と拡散誤差マトリクス設定部３に送る。
【００２７】
閾値設定部２は、ハーフトーン処理適合度計算部１から受け取ったハーフトーン適合度を基に、閾値が、ハーフトーン適合度が小さいほどディザマトリクスに類似する形で変動し、かつハーフトーン適合度が大きいほど一定値になるように設定し、閾値ＴＨｉを適応ハーフトーン処理部４に送る。
【００２８】
拡散誤差マトリクス設定部３では、ハーフトーン処理適合度計算部１から受け取ったハーフトーン適合度を基に、拡散誤差マトリクスを、ハーフトーン適合度が小さいほどマトリクスサイズ（分散させる範囲）を小さくマトリクスの要素（分散させる度合い）も小さくし、ハーフトーン適合度が大きいほどマトリクスサイズ（分散させる範囲）を大きくマトリクスの要素（分散させる度合い）も大きくなるように設定し、拡散誤差マトリクスを適応ハーフトーン処理部４に送る。
【００２９】
適応ハーフトーン処理部４では、閾値設定部２と拡散誤差マトリクス設定部３で決定された閾値と拡散誤差マトリクスを用いて誤差拡散処理を行う。
【００３０】
なお、ハーフトーン処理適合度算出部１、閾値設定部２、拡散誤差マトリクス設定部３、適応ハーフトーン処理部４は、画像処理装置を構成するコンピュータ（プロセッサ）上で実行されるプログラム（画像処理プログラム）によってその処理を実現することができる。
【００３１】
次に本発明の一実施の形態の作用効果について説明する。
【００３２】
本実施の形態では、ハーフトーン処理適合度計算部１が算出したハーフトーン適合度を基に、閾値設定部２と拡散誤差マトリクス設定部３が、適応ハーフトーン処理部４でのハーフトーン処理（誤差拡散処理）が、対象となる画像がディザ法に適するならディザに近くなるように、かつ誤差拡散法に適するなら誤差拡散法に近くなるように、閾値と拡散誤差マトリクスを算出するように構成したことにより、同一画像内で誤差拡散法とディザ法という２種類のハーフトーン処理を用いる場合でも、切り換え近傍での不連続性による画質劣化を防止することが可能である。
【００３３】
【実施例】
次に、上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく具体的な実施例について図面を参照して詳細に説明する。本実施例の画像処理装置は、２５６階調の画像データを２階調にハーフトーン処理するものである。
【００３４】
図１を参照すると、ハーフトーン処理適合度計算部１では、Ｘ座標ｘ、Ｙ座標ｙの画像データの輝度値Ｄx,y（０〜２５５）を基に、ハーフトーン適合度Ｈｄｇx,yを算出する。その算出基準は以下の考えに基づく。
【００３５】
画像の輝度が極端に明るい、もしくは極端に暗い部分においてはディザ法が適しており、それ以外の部分は誤差拡散が適する。ただし、ディザ法においてもドットの並びが均一にならないように、誤差拡散的にドットが散らばった方が良好な画像となる。
また誤差拡散法においても、演算量を少なくなるような拡散誤差マトリクスが望ましい。
【００３６】
本実施例では、Ｈｄｇx,yは以下の式（１）で算出されることとする。
【００３７】
0003565402.tif 000002
【００３８】
閾値設定部２は、ハーフトーン適合度Ｈｄｇx,yと輝度値Ｄx,yから、閾値ＴＨx,yを算出する。その算出基準は以下の考えに基づく。
【００３９】
ＴＨx,yは、Ｈｄｇx,yが小さいほど基準閾値Ｔx,yを中心としてディザマトリクスＭ（ｉ，ｊ）に類似する形で変動し、かつＨｄｇx,yが大きいほど基準閾値Ｔx,y（一定の閾値）となるように設定する。
【００４０】
基準閾値Ｔx,yは、一定となる範囲を除いて、輝度値Ｄx,yが大きい時には大きく、小さい時には小さくなるように設定する。
【００４１】
基準閾値をＴx,yを輝度値Ｄx,yに基づいて変動させる理由は、誤差拡散処理における、高明度領域の黒ドット出現と低明度領域の白ドット出現の遅れを回避するためである。
【００４２】
本実施例では、閾値ＴＨx,yは以下の式（２）で算出するものとする。
【００４３】
0003565402.tif 000003
【００４４】
0003565402.tif 000004
【００４５】
Ｍ（ｉ，ｊ） ＝ （（０，３２，８，４０），（４８，１６，５６，２４）  ，（１２，４４，４，３６），（６０，２８，５２，２０））…(4)
【００４６】
ただし、％はモジェラ（余剰）演算子で、Ａ％Ｂは、ＡをＢで除算した余りを表す。また、Ｍ（ｉ，ｊ）は、通常の４Ｘ４のベイヤー型ディザマトリクスである。
【００４７】
拡散誤差マトリクス設定部３では、ハーフトーン適合度Ｈｄｇｘ，ｙから拡散誤差マトリクスＷｘ，ｙを算出する。その算出基準は以下の考えに基づく。
【００４８】
ハーフトーン適合度Ｈｄｇｘ，ｙが小さいほどマトリクスの要素Ｗｘ，ｙ（分散させる度合い）を小さくし、かつＨｄｇｘ，ｙが大きいほどマトリクスの要素（分散させる度合い）を大きくなるように設定する。
【００４９】
本実施例では、Ｗx,y は、通常の誤差拡散で多く用いられているJarvis，Judice and Ninkeの拡散誤差マトリクスＷＪＪＮx,yをＨｄｇx,yで重み付けして、その要素が０．３以下は０とすることで算出することとする。ハーフトーン適合度Ｈｄｇｘ，ｙが小さくなるにつれ、マトリクスの周辺の要素から０になり、要素が０となるいうことは、分散させないということなので、マトリクスサイズが小さくなることになる。
【００５０】
0003565402.tif 000005
【００５１】
0003565402.tif 000006
【００５２】
適応ハーフトーン処理部４では、閾値ＴＨｘ，ｙと拡散誤差マトリクスと、
今までにハーフトーン処理を行った結果の誤差Ｅx,yを用いて、画像データＤｘ，ｙにハ
ーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像（２値化）データＤ’x,yを算出する。演算は
、閾値がマトリクスとなっていて、拡散誤差マトリクスが固定でない点以外、通常の誤差
拡散法と同様である。すなわち、本実施例では、Ｄ’x,yは以下の式（７）〜(９)で算出
される。で算出される。
【００５３】
0003565402.tif 000007
【００５４】
ＤＭx,y  ＝  Ｄx,y  ＋  １／ΣijＷＪＪＮi,j  ×  Σij（ｗi,j×Ｅi,j）      …(8)
【００５５】
Ｅx,y ＝ Ｄ’x,y − Ｄx,y …(9)
【００５６】
次に本実施例の作用効果について説明する。
【００５７】
本実施例では、画像データの輝度値を基にハーフトーン適合度を求め、閾値と拡散誤差マトリクスを修正することで、ディザ法が適する領域ではディザ法に近いハーフトーン処理を行い、誤差拡散法が適する領域では高明度領域の黒ドット出現と低明度領域の白ドット出現の遅れを回避できる誤差拡散法に近いハーフトーン処理を実現することが可能となる。これにより、同一画像上でディザ法と誤差拡散法を用いて両手法の利点を生かしたハーフトーン処理を行う場合に、境界部に不連続性による画質劣化をなすくすことができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、同一画像上でディザ法と誤差拡散法を用いて両手法の利点を生かしたハーフトーン処理を行う場合に、境界部に不連続性による画質劣化が見られず、画質を向上する、という効果を奏する。
【００５９】
その理由は、本発明においては、ディザ法が適する領域ではディザ法に近いハーフトーン処理を行い、誤差拡散法が適する領域では誤差拡散法に近いハーフトーン処理を行う、ように構成したためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ハーフトーン処理適合度計算部
２ 閾値設定部
３ 拡散誤差マトリクス設定部
４ 適応ハーフトーン処理部
【図１】
0003565402.tif 000008