(57)【要約】【課題】  所定のパターンに従って多値画像を２値画像に変換するとともに、従来の閾値マトリクスを用いた場合の周期干渉を低減し、ノイズなどの発生を抑えた画像処理装置及び画像処理方法を提供する。【解決手段】  スクリーン処理部１の３次元ルックアップテーブル１１には、入力される多値画像の１ないし複数の画素値に対応したそれぞれの所定のパターンが設定されている。このパターンは、多値画像の画素値が大きくなるにつれて黒画素が増えるものであり、さらに、多値画像の画素値の増加に従って一旦黒画素になっても、さらに画素値が増加したときに白画素となる場合がある。このようなパターンにより、パターン中の黒画素の配置を散らすことができ、周期干渉や他の周期的な要因との相互干渉を抑え、ノイズの低減など、外乱に強い画像を出力することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンに従って多値画像を２値画像に変換するスクリーン処理手段を有し、前記パターンは、前記多値画像の画素値の大小に応じて前記２値画像の所定の画素数のうちの一方の値の画素数が増減するものであって、前記多値画像のそれぞれの画素値に対応する前記２値画像の前記パターンには、前記多値画像の画素値の増加に従って前記２値画像の他方の値から一方の値になった後に、他方の値となり得る画素が存在することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記スクリーン処理手段は、前記多値画像の画素値と該画素の２次元の位置情報を入力として、前記パターンに応じて該画素値に対応する２値画像の値を出力する３次元ルックアップテーブルにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
１ないし複数の画素値ごとに２次元の所定のパターンを複数記憶する３次元ルックアップテーブルを有し、多値画像が入力され、該多値画像のそれぞれの画素について、該画素の画素値及び該画素の位置情報を入力として、前記画素値によりパターンを選択するとともに、選択されたパターン中の値を前記位置情報により選択して出力することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
所定のパターンに従ってスクリーン処理により多値画像を２値画像に変換する画像処理方法であって、前記パターンは、前記多値画像の画素値の大小に応じて前記２値画像の所定の画素数のうちの一方の値の画素数が増減するとともに、前記多値画像のそれぞれの画素値に対応する前記２値画像の前記パターンには、前記多値画像の画素値の増加に従って前記２値画像の他方の値から一方の値になった後に、他方の値となり得る画素が存在することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタルプリンタ、ディジタルコピー機、マルチファンクション機などの画像形成装置に用いられ、あるいは、これらの画像形成装置を用いるために行われる画像処理技術に関するものである。より具体的には、スクリーン処理技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像を形成する際に用いるトナーやインクなどの色材は、濃度を変更することができない。そのため、多値画像を再現する際には色材を用紙等に配置するドットの面積を変更して、見た目の濃度を再現している。このとき行う処理がスクリーン（ハーフトーン）処理である。すなわちスクリーン処理は、多値画像を、その濃度に応じた面積のドットとなるように、２値画像に変換する処理である。
【０００３】
図４は、従来のスクリーン処理の一例の説明図である。従来のスクリーン処理では、図４（Ａ）に示す閾値マトリクスを循環して用い、多値画像の各画素について、その位置に対応する閾値と画素値とを比較して、出力する２値画像の値（１または０）を決定する。例えば特許文献１などにおいても、この方法が採用されている。
【０００４】
この方法によれば、例えば閾値以上の画素値の時に１（図中、黒で示す）とするとき、多値画像の画素値が４０％の一様な濃度である場合には、図４（Ｂ）に示すような黒画素の固まりが繰り返し得られることになる。多値画像の画素値が４４％の一様な濃度である場合には図４（Ｃ）に示すような黒画素の固まりが、また４８％の場合には図４（Ｄ）に示すような黒画素の固まりが、さらに５２％の場合には図４（Ｅ）に示すような黒画素の固まりが、それぞれ得られる。
【０００５】
このように、従来の閾値マトリクスを用いたスクリーン処理では、図４（Ｂ）〜（Ｅ）を順に参照して分かるように、多値画像の濃度が高くなるにつれて黒画素の固まりが次第に成長してゆく。この過程においては、一旦黒画素となった位置は、それより濃度が高くなっても白画素となることはない。
【０００６】
このような従来の閾値マトリクスを用いたスクリーン処理では、得られた２値画像には一定の方向にきっちりとした周期を持った黒画素の固まりが並ぶことになる。そのため、周期干渉によるモアレが発生しやすいという問題がある。さらに、近年、コスト低減や環境性を考慮してスクリーン以外にも周期（高周波）をもつ技術が増加している。例えば、帯電器の周期（電源にＡＣ成分重畳）や、露光器の書き込み周期、ディジタル・レジ補正時の挿入、排出周期がスクリーンと干渉し、ノイズ発生させている。
【０００７】
このような課題を改善する方法として、誤差拡散法などのようにパターン周期を持たないＦＭスクリーンを採用することが考えられる。しかし、ＭＴＦ特性の悪い電子写真方式により画像を形成する場合には、ＦＭスクリーンは粒状性とハイライト再現の観点から適切ではない。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−１４９２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、閾値マトリクスを用いた場合と同様に所定のパターンに従って多値画像を２値画像に変換するとともに、従来の閾値マトリクスを用いた場合の周期干渉を低減し、ノイズなどの発生を抑えた画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、画像処理装置及び画像処理方法において、所定のパターンに従って多値画像を２値画像に変換するスクリーン処理手段を有しており、所定のパターンは、多値画像の画素値の大小に応じて２値画像の所定の画素数のうちの一方の値の画素数が増減するものであって、多値画像のそれぞれの画素値に対応する２値画像のパターンには、多値画像の画素値の増加に従って２値画像の他方の値から一方の値になった後に、他方の値となり得る画素が存在することを特徴とするものである。このようなスクリーン処理手段を実現するための構成として、多値画像の画素値と該画素の２次元の位置情報を入力とし、所定のパターンに応じて該画素値に対応する２値画像の値を出力する３次元ルックアップテーブルにより構成することができる。
【００１１】
また本発明は、画像処理装置において、１ないし複数の画素値ごとに２次元の所定のパターンを複数記憶する３次元ルックアップテーブルを有し、多値画像が入力され、該多値画像のそれぞれの画素について、該画素の画素値及び該画素の位置情報を入力として、前記画素値によりパターンを選択するとともに、選択されたパターン中の値を前記位置情報により選択して出力することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、入力される多値画像の画素値に応じてスクリーン処理の際のパターンを変更することができるため、従来のような単純に黒画素を増加してゆくだけでなく、例えば画素値に応じてパターン中の黒画素の配置を散らすことができる。従って、周期干渉をある程度抑えることができ、また、他の周期的な要因との相互干渉も抑え、ノイズの低減など、外乱に強い画像を出力することが可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施の一形態を示すブロック図である。図中、１はスクリーン処理部、１１は３次元ルックアップテーブル、１２は位置情報生成部である。スクリーン処理部１は、所定のパターンに従って多値画像を２値画像に変換する。このスクリーン処理部１は、多値画像から２値画像への変換のために、３次元ルックアップテーブル１１を有している。
【００１４】
図２は、３次元ルックアップテーブル１１の概要の説明図、図３は、各パターンの一例の説明図である。３次元ルックアップテーブル１１は、図２に示すように、入力される多値画像の取り得る値の１ないし複数の画素値ごとに、２次元の所定のパターンを記憶している。入力として多値画像の画素の画素値と、位置情報生成部１２から位置情報を受け取り、画素値によってパターンを選択し、また位置情報によりパターン中の１つの値を選択して出力する。すなわち、３次元ルックアップテーブル１１は、画素値と２次元の位置情報（Ｘ，Ｙ）の３次元の値により１つの値を出力するものである。
【００１５】
それぞれのパターンは、多値画像の画素値に対応する濃度となるように、黒画素の固まりを形成するパターンである。パターン間の関係としては、多値画像の画素値の大小に応じて、パターン中に存在する黒画素の画素数が増減するものであって、多値画像の画素値が大きくなれば、それにつれて黒画素の固まりの面積が増えるように構成されている。
【００１６】
さらに、それぞれのパターンにおいては、多値画像の画素値の増加に従って、パターン中の白画素が黒画素になった後でも、白画素になり得る画素が存在する。例えば図３（Ａ）〜（Ｄ）には、パターンの大きさを５×５画素とし、図４（Ｂ）〜（Ｅ）の場合と同様に多値画像の画素値が４０％、４４％、４８％、５２％のときのパターンの一例を示している。このようなパターンを、多値画像の１ないし複数の画素値に対応づけて３次元ルックアップテーブルに登録しておく。図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照してわかるように、例えば４ライン目の最左端の画素は、４０％時には白画素であるが、４４％の時には黒画素となり、４８％、５２％では白画素となっている。
【００１７】
従来の図４（Ｂ）〜（Ｅ）に示した例の場合には、一旦黒画素となると、濃度が上がっても白画素となることはない。これは、閾値マトリクスを用いているため、当該閾値マトリクスに設定されている閾値以上では黒画素となることによるものである。本発明では、それぞれのパターンを登録しておくことによって、それぞれの濃度におけるパターン中の黒画素の配置に自由度を持たせることができる。もちろん、それぞれの濃度を表現できなければならないため、パターン中に配置する黒画素数は、濃度の増加（画素値の増大）とともに増やす必要がある。なお、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示したパターンは一例であり、上述のようにパターン中の黒画素の配置は自由であって、種々の条件を考慮して任意のパターンを構成することができる。
【００１８】
位置情報生成部１２は、この例では多値画像とともに与えられるタイミング信号を元に、多値画像の各画素の位置情報を生成して、３次元ルックアップテーブル１１に入力する。この例ではこのようにタイミング信号を元に位置情報生成部１２により位置情報を生成しているが、これに限らず、多値画像とともに位置情報が与えられる構成であってもよい。
【００１９】
次に、本発明の実施の一形態における動作の一例について説明する。例えば多値画像が１ラインごとに画素がタイミング信号にあわせて順次入力されるものとする。最初の画素がスクリーン処理部１の３次元ルックアップテーブル１１に入力されると、その画素の値によってパターンが選択される。それとともに、タイミング信号が位置情報生成部１２に入力され、位置情報としてパターンの左上を示す位置情報が生成される。この位置情報によって、３次元ルックアップテーブル１１中の選択されたパターンのうちの左上の画素が選択される。このときのパターンの画素値が、入力された多値画像の画素に対するスクリーン処理結果として出力される。例えば多値画像の画素値が４８％の濃度を示すとき、図３（Ｃ）のパターンが選択され、そのうちの左上の画素が選択される。この場合には黒画素であるので「１」が出力されることになる。
【００２０】
次の多値画像の画素が入力されると、その画素値によってパターンが選択されるとともに、タイミング信号によって位置情報生成部１２からパターン中の１画素隣の画素を示す位置情報が渡され、パターン中の１ライン目の左から２番目の画素が選択される。例えば多値画像の画素値が４８％の濃度を示すとき、図３（Ｃ）のパターンが選択され、そのうちの１ライン目の左から２番目の画素が選択され、白画素であるので「０」が出力されることになる。
【００２１】
同様にして、パターンの右端まで処理が行われる。図３に示した例では１ライン５画素であるので、３〜５画素目について同様に処理される。その次の画素においては、位置情報生成部１２がパターンの最左端の位置情報を生成し、パターンの左に戻り、左上の画素が選択される。あるいは位置情報生成部１２は連続した位置情報を生成し、３次元ルックアップテーブル１１の側でパターンの最左端の画素を選択してもよい。いずれにしても、パターンは繰り返して用いられることになる。同様にして、１ライン分の多値画像の画素について処理を終えたら、２ライン目の処理に移り、パターンについても２ライン目が選択される。ライン方向についても、パターンの最終ラインが使用された後、多値画像の次のラインの処理にはパターンの１ライン目が使用される。このようにして、パターンはライン方向についても繰り返して使用される。
【００２２】
このようにして、多値画像のそれぞれの画素について、その画素値によりパターンが選択されるとともに、その画素の位置によりパターン中の画素が選択され、スクリーン処理結果として出力されることになる。上述の例ではパターンの各画素の値として黒（「１」）または白（「０」）を出力することとしているので、出力されるスクリーン処理結果は２値画像となる。このようにして得られた２値画像は、ドットスクリーンの成長パターンが持つ周期性をある程度崩すことができるため、周期干渉が低減され、他の周期構造などとの干渉にも強くなり、ノイズなどの発生を抑えた高画質の画像を形成できるようになる。
【００２３】
本発明の構成では、３次元ルックアップテーブル１１の出力値として、上述のような２値データを格納しておくほか、多値データを格納しておくこともできる。すなわち、スクリーン処理結果として多値のデータを得ることが可能である。例えば、スクリーン処理結果を受け取って画像を形成する画像形成エンジンの解像度が、スクリーン処理結果(多値画像）の解像度よりも高い場合、１画素分のスクリーン処理結果として画像形成エンジンにおける数画素分のデータを３次元ルックアップテーブル１１に格納しておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】３次元ルックアップテーブル１１の概要の説明図である。
【図３】各パターンの一例の説明図である。
【図４】従来のスクリーン処理の一例の説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…スクリーン処理部、１１…３次元ルックアップテーブル、１２…位置情報生成部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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