(57)【要約】【課題】  入力された階調画像の階調数を変更して出力する階調数変換処理装置に於いて入力画像に適した階調変換処理を行うこと。【解決手段】  特徴抽出部１は、階調画像の特徴となる所定の特性を抽出し、第１の記憶部２は、第１のディザマトリクスを記憶し、第２の記憶部３は、上記第１のディザマトリクスと分散度の異なる第２のディザマトリクスを記憶し、ディザマトリクス切替部４は、上記入力画素の階調値に応じて、上記第１のディザマトリクス、及び上記第２のディザマトリクスの何れか一方を選択し、階調数変換部５は、該ディザマトリクス切替部により選択されたディザマトリクスと上記入力画素の階調値とを比較し、異なる階調数の画素列を出力する。【選択図】        図１
2006254362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された階調画像の階調数を変更して出力する階調数変換処理装置であって、
前記階調画像の特徴となる所定の特性を抽出する特性抽出部と、
前記階調画像に含まれる入力画素の階調値と比較する第１のディザマトリクスを記憶する第１の記憶部と、
前記第１のディザマトリクスと分散度の異なる第２のディザマトリクスを記憶する第２の記憶部と、
前記入力画素毎に、前記第１のディザマトリクス、及び前記第２のディザマトリクスの何れか一方を選択するディザマトリクス切替部と、
該ディザマトリクス切替部により選択されたディザマトリクスと前記入力画素の階調値とを比較し、異なる階調数の画素列を出力する階調変換部とを備え、
前記ディザマトリクス切替部は、前記特性抽出部により抽出された前記所定の特性に基づいて前記ディザマトリックの選択基準を定めることを特徴とする階調数変換処理装置。
【請求項２】
前記所定の特性は、前記入力画素の階調平均値であることを特徴とする請求項１に記載の階調数変換処理装置。
【請求項３】
前記第１のディザマトリクスは、分散型のディザマトリックであることを特徴とする請求項１に記載の階調数変換処理装置。
【請求項４】
前記第１のディザマトリクスは、周波数特性で高周波領域にのみ成分を持つブルーノイズであることを特徴とする請求項１に記載の階調数変換処理装置。
【請求項５】
前記第２のディザマトリクスは、渦巻き型のディザマトリックであることを特徴とする請求項１に記載の階調数変換処理装置。
【請求項６】
入力された階調画像の階調数を変更して出力する階調数変換処理装置であって、
前記階調画像の特徴となる所定の特性を抽出する特性抽出部と、
前記階調画像に含まれる入力画素の階調値と比較する第１のディザマトリクスを記憶する第１の記憶部と、
前記第１のディザマトリクスと分散度の異なる第２のディザマトリクスを記憶する第２の記憶部と、
前記階調画像の特徴に応じて、前記第１のディザマトリクス、及び前記第２のディザマトリクスを合成して第３のディザマトリクスを生成するディザマトリクス合成部と、
前記第３のディザマトリクスを記憶する第３の記憶部と、
前記第３のディザマトリクスと前記入力画素の階調値とを比較し、異なる階調数の画素列を出力する階調変換部とを備え、
前記ディザマトリクス合成部は、前記特性抽出部によって抽出された所定の特性に応じて前記第１のディザマトリクス、及び前記第２のディザマトリクスを合成する合成割合を変えることを特徴とする階調数変換処理装置。
【請求項７】
前記第１のディザマトリクスのサイズは、前記第２のディザマトリクスのサイズの整数倍であることを特徴とする請求項６に記載の階調数変換処理装置。
【請求項８】
前記第３のディザマトリクスのサイズは、前記第１のディザマトリクスのサイズと等しいことを特徴とする請求項６に記載の階調数変換処理装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までの何れか一項に記載の階調数変換処理装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された画像データの階調数を変換して出力する階調数変換処理装置、及び該階調数変換処理装置を備える画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
量子化された画像データを受け入れて、例えば２値に変換された画像を出力する画像形成装置では、その内部で各画素の階調数を減らす階調数変換処理が行われる。この階調数変換処理については様々な方式が提案されている（例えば特許文献１参照）。この技術では、受け入れた画像の特徴を抽出し、その特徴に応じて高画質な出力画像を得るために、平均誤差最小法や、ディザ法等の処理方法を選択している。又、ディザ法を選択した場合であっても、より一層の高画質化を図るために画像の特徴に応じてディザマトリクスを切り替えて使用している。
【０００３】
かかるディザマトリクスの切替は、入力画素のデータ値の大小によって一義的に実行された。そのため、グラデーション部分を含む画像などの場合には、グラデーションの途中でディザマトリクスが切り替えられる場合も発生する。かかる場合には、出力画像で、その切替部分の画像変化が特に目立っていた。
【特許文献１】特開平１１−１７９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、ディザマトリクスの切替が、入力画素のデータ値によって一義的に実行されるために、例えばグラデーション部分を含む画像などの場合には、出力画像で、その切替部分の画像変化が特に目立ち易くなる等の不都合が発生する点である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
階調画像の特徴となる所定の特性を抽出する特性抽出部と、上記階調画像に含まれる入力画素の階調値と比較する第１のディザマトリクスを記憶する第１の記憶部と、上記第１のディザマトリクスと分散度の異なる第２のディザマトリクスを記憶する第２の記憶部と、上記入力画素毎に、上記第１のディザマトリクス、及び上記第２のディザマトリクスの何れか一方を選択するディザマトリクス切替部と、該ディザマトリクス切替部により選択されたディザマトリクスと上記入力画素の階調値とを比較し、異なる階調数の画素列を出力する階調変換部とを備え、上記ディザマトリクス切替部は、上記特性抽出部により抽出される上記所定の特性に基づいて上記ディザマトリックの選択基準を定めることを主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
ディザマトリクス切替部は、特性抽出部により抽出された所定の特性に基づいてディザマトリックを切り替えるので、入力画像の特徴に応じた階調変換処理を行うことが出来るという効果を得る。即ち、例えば、入力画像にグラディエ−ション部分を含む場合には、グラデーションの途中でディザマトリクスが切り替えられないように閾値を定めることによって切替部分の画像変化が特に目立ち易くなる等の弊害の発生を防止することが出来るという効果を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明による階調変換処理装置は、従来の階調変換処理装置の制御プログラムの変更のみによって実現した。
【実施例１】
【０００８】
図１は、実施例１の階調変換処理装置の構成を示すブロック図である。
図に示すように実施例１の階調変換処理装置１００は、特徴抽出部１と、第１の記憶部２と、第２の記憶部３と、ディザマトリクス切替部４と、階調数変換部５とを備える。
【０００９】
特徴抽出部１は、受け入れた階調画像の特徴となる特性を抽出する部分である。以下の説明では８ビットの画像データを受け入れるものとする。特徴となる特性としては、例えば画素階調平均値、画素階調値の分散度合い、画素階調値の平滑度などを上げることが出来る。本実施例では画素階調平均値を抽出するものとして説明する。この部分は、図示しないＣＰＵ（マイクロプロセッサ）が、図示しないＲＯＭ（リードオンリーメモリ）に格納されている所定の制御プログラムを実行することによって起動される部分である。尚、このＣＰＵ及びＲＯＭは、本装置専用に備えることは必ずしも必要ではなく、通常、本装置を有する画像形成装置が備えるＣＰＵ及びＲＯＭを兼用する。
【００１０】
第１の記憶部２は、階調画像に含まれる入力画素の階調値と比較する閾値の配列からなる第１のディザマトリクスを記憶するメモリである。このメモリは、本装置専用に備えることは必ずしも必要ではなく、通常、本装置を有する画像形成装置が備えるＲＯＭの一部領域を占有する。ここでいう第１のディザマトリクスは、分散度が高いことを特徴とする。
【００１１】
第２の記憶部３は、上記第１のディザマトリクスと分散度の異なる第２のディザマトリクスを記憶するメモリである。このメモリは、本装置専用に備えることは必ずしも必要ではなく、通常、本装置を有する画像形成装置が備えるＲＯＭの一部領域を占有する。ここでいう第２のディザマトリクスは、分散度が低いことを特徴とする。
【００１２】
以下に本実施例で用いられるディザマトリクスについて説明する。
図２は、分散度の高いディザマトリクス（ベイヤー型）の説明図である。
（ａ）は、入力８ビットを２値化する場合の実際の閾値を表し、（ｂ）は、（ａ）に示す閾値の大きさ順（１〜１６）を表している。
（ｂ）に示す閾値の順番に、配置されている位置を一例として一筆書きで追っていくと、図中点線で示すように隣り合う順番がかなり離れている。即ち、ドットが分散されることが分かる。この傾向は、早い順番（低域部分）が特に強い。このディザマトリクスが上記第１のディザマトリクスに該当する。
【００１３】
図３は、分散度の低いディザマトリクス（渦巻き型）の説明図である。
（ａ）は、入力８ビットを２値化する場合の実際の閾値を表し、（ｂ）は、（ａ）に示す閾値の大きさ順（１〜１６）を表している。
（ｂ）に示す閾値の順番に、配置されている位置を例えば一筆書きで追っていくと図中点線で示すように隣り合う順番が渦巻き状に配置され分散度が低いことが分かる。この傾向は、早い順番（低域部分）が特に強い。このディザマトリクスが上記第２のディザマトリクスに該当する。
【００１４】
図４は、ディザマトリクスの階調特性概念図である。
図に示すように横軸に入力階調値をとり縦軸に再現濃度値をとると、ベイヤー型の特性は実線で表され、渦巻き型の特性は点線で表され、理想特性は一点鎖線で表される。
図に示すように、入力階調値の大きい部分では、ベイヤー型は、渦巻き型に比べて理想特性から離れ飽和に近くなるので階調性は不安定になる。一方、入力階調値の小さい部分では、ベイヤー型は理想特性から離れ不安定ではあるが図２から分かるように隣り合う順番が低域部分でかなり離れている。即ち、見かけの線数（解像度）が高くなる。そこで、入力階調値の低域部分では、ベイヤー型を使用し、入力階調値の高域部分では渦巻き型を使用することが高画質を得るために有効であることが分かる。
【００１５】
ここで、第１のディザマトリクスの作成原理について説明する。
図５は、ホワイトノイズ周波数特性概念図である。
図６は、ブルーノイズ周波数特性概念図である。
両図とも横軸に周波数を表し、縦軸にスペクトル強度を表している。
【００１６】
図５に示すようにホワイトノイズは、所定の周波数まで同一レベルで分布している。このホワイトノイズは、一様乱数等を用いて生成される。
図６に示すようにブルーノイズは、空間周波数特性が広域に偏った分布を持つノイズである。この分布は、ホワイトノイズをハイパスフィルタを通して低域成分をカットすることによって得られる。この処理は、フーリエ変換を用いて実現される。入力信号（ホワイトノイズ）をフーリエ変換し、その高周波成分をそのままにして低周波成分を０とし、更に、フーリエ逆変換することによって実現される。
【００１７】
ディザマトリクスとして使用するためには、十分大きな２次元配列としてホワイトノイズを生成し、ハイパスフィルタを通して２次元配列のブルーノイズを得る。ノイズパターンの繰り返しが問題にならない程度のサイズ、例えば２５６×２５６の配列として切り出す。このときのレベルを、目的とする閾値の範囲、例えば８ビットを２値化するのに用いるのであれは１〜２５５の範囲に変換し、これをディザマトリクスとする。
【００１８】
図１に戻って、ディザマトリクス切替部４は、入力画素毎に、その階調値に応じて、第１のディザマトリクス、及び第２のディザマトリクスの何れか一方を選択する部分である。即ち、特徴抽出部から、画素階調平均値を受け入れて両マトリクスの切替閾値を設定し、更に、階調数変換部５から、着目画素の階調値を受け入れて、切替閾値との比較結果から第１のディザマトリクス、及び第２のディザマトリクスの何れか一方を選択してそのマトリクス値を階調数変換部５に設定する部分である。この部分は、図示しないＣＰＵ（マイクロプロセッサ）が、図示しないＲＯＭ（リードオンリーメモリ）に格納されている所定の制御プログラムを実行することによって起動される部分である。尚、このＣＰＵ及びＲＯＭは、本装置専用に備えることは必ずしも必要ではなく、通常、本装置を有する画像形成装置が備えるＣＰＵ及びＲＯＭを兼用する。
【００１９】
階調数変換部５は、ディザマトリクス切替部４により選択されたディザマトリクスと入力画素の階調値とを比較し、異なる階調数の画素列を出力する部分である。即ち、８ビットの画像データを受け入れて、ディザマトリクス切替部４により選択されたディザマトリクスを用いてディザ処理し、２値の画像データを出力する部分である。この部分は、図示しないＣＰＵ（マイクロプロセッサ）が、図示しないＲＯＭ（リードオンリーメモリ）に格納されている所定の制御プログラムを実行することによって起動される部分である。尚、このＣＰＵ及びＲＯＭは、本装置専用に備えることは必ずしも必要ではなく、通常、本装置を有する画像形成装置が備えるＣＰＵ及びＲＯＭを兼用する。
【００２０】
以上説明した実施例１の階調変換処理装置１００の動作について説明する。
最初に階調変換処理装置１００全体としての動作概要を説明し、続いて各ステップ毎にその詳細を説明する。
【００２１】
図７は、実施例１の装置全体の動作フローチャートである。
ステップＳ１−１からステップＳ１−４までステップ順に説明する。
ステップＳ１−１
特徴抽出部１（図１）は、画像データを受け入れて階調画像の特徴となる所定の特性を抽出する。ここでは画素階調平均値を抽出するものとする。
【００２２】
ステップＳ１−２
ディザマトリクス切替部４（図１）は、特徴抽出部１（図１）から、画素階調平均値を受け入れて両マトリクスの切替閾値を設定し、更に、階調数変換部５（図１）から、着目画素の階調値を受け入れて、切替閾値との比較結果から第１のディザマトリクス、及び第２のディザマトリクスの何れか一方を選択し、そのマトリクス値を第１の記憶部２（図１）又は第２の記憶部３（図１）から読み出して階調数変換部５（図１）に設定する。ここで着目画素とは、いままさに処理しようとしている画素を指している。
【００２３】
ステップＳ１−３
階調数変換部５（図１）は、８ビットの画像データを受け入れて、ディザマトリクス切替部４（図１）により選択されたディザマトリクスを用いてディザ処理し、２値の画像データを出力する。
【００２４】
ステップＳ１−４
上記ステップＳ１−２からステップＳ１−４までを全ての画素について実行し、全ての画素について処理された後フローを終了する。
【００２５】
図８は、実施例１の画像特徴抽出処理フローチャートである。
この図は、上記ステップＳ１−１を詳細に説明するフローチャートである。ステップＳ１−１１からステップＳ１−１４までステップ順に画像特徴抽出部１（図１）の動作について説明する。ここでは、上記の通り階調画像の特徴となる所定の特性として画素階調平均値を抽出するものとする。
【００２６】
ステップＳ１−１１
画像特徴抽出部１（図１）は、画素階調総和（Ｄｓｕｍ）、及び画素数総和Ｎを０に初期化する。Ｄｓｕｍ＝０、Ｎ＝０とする。
【００２７】
ステップＳ１−１２
画像特徴抽出部１（図１）は、画素階調総和（Ｄｓｕｍ）に注目画素の階調値（Ｄ（ｘ、ｙ））を加算する。Ｄｓｕｍ＝Ｄｓｕｍ＋Ｄ（ｘ、ｙ）を求める。ここで（ｘ、ｙ）は、注目画素の位置座標を表している。又、画素数総和Ｎをインクリメントする。Ｎ＝Ｎ＋１とする。
【００２８】
ステップＳ１−１３
全ての画素について処理が終了した場合にはステップＳ１−１４へ進み、未処理画素がある場合にはステップＳ１−１２へ戻る。
【００２９】
ステップＳ１−１４
画像特徴抽出部１（図１）は、画素階調総和（Ｄｓｕｍ）を全画素数（Ｎ）で割り、画素階調平均値（Ｄａｖｅ）を算出し、フローを終了する。Ｄａｖｅ＝Ｄｓｕｍ／Ｎとする。
【００３０】
図９は、実施例１のディザマトリクス切替処理フローチャートである。
この図は、上記ステップＳ１−２を詳細に説明するフローチャートである。ステップＳ１−２１からステップＳ１−２４までステップ順にディザマトリクス切替部４（図１）の動作について説明する。
【００３１】
ステップＳ１−２１
ディザマトリクス切替部４（図１）は、特徴抽出部１（図１）によってディザマトリクス切替に用いる切替閾値（Ｔｈｄ）が設定される。ここでは、上記の通り階調画像の特徴となる所定の特性として画素階調平均値（Ｄａｖｅ）が設定されているので、Ｔｈｄ＝Ｄａｖｅに設定される。
【００３２】
ステップＳ１−２２
ディザマトリクス切替部４（図１）は、注目画素の階調値Ｄ（ｘ、ｙ）と、切替閾値（Ｔｈｄ）とを比較し、Ｄ（ｘ、ｙ）≧Ｔｈｄの場合にはステップＳ１−２３へ進み、それ以外の場合にはステップＳ１−２４へ進む。
【００３３】
ステップＳ１−２３
ディザマトリクス切替部４（図１）は、注目画素の座標位置に対応する第２のディザマトリクスのマトリクス値（Ｔｈ２（ｍ、ｎ））を階調数変換閾値（Ｔｈ）に設定してフローを終了する。ここで注目画素の座標位置（ｘ、ｙ）に対応するマトリクス値の座標位置を（ｍ、ｎ）と表しているが、これは、一般的に画像サイズよりもディザマトリクスの方が小さいので、入力画像の上にディザマトリクスはタイル状に並べて繰り返して用いるため、ディザマトリクスをタイル状に並べたときに注目画素の座標位置に一致するマトリクス値を使用するという意味である。
【００３４】
ステップＳ１−２４
ディザマトリクス切替部４（図１）は、注目画素の座標位置に対応する第１のディザマトリクスのマトリクス値（Ｔｈ１（ｍ、ｎ））を階調数変換閾値（Ｔｈ）に設定してフローを終了する。
【００３５】
図１０は、実施例１の階調変換処理フローチャートである。
この図は、上記ステップＳ１−３を詳細に説明するフローチャートである。ステップＳ１−３１からステップＳ１−３３までステップ順に階調数変換部５（図１）の動作について説明する。
【００３６】
ステップＳ１−３１
階調数変換部５（図１）は、８ビットの画像データを受け入れて、注目画素の階調値（Ｄ（ｘ、ｙ））と階調数変換閾値（Ｔｈ）と比較し、Ｄ（ｘ、ｙ）≧Ｔｈの場合にはステップＳ１−３２へ進み、それ以外の場合にはステップＳ１−３３へ進む。
【００３７】
ステップＳ１−３２
階調数変換部５（図１）は、８ビットの画像データを受け入れて、２値データＯ（ｘ、ｙ）＝１を出力してフローを終了する。
【００３８】
ステップＳ１−３３
階調数変換部５（図１）は、８ビットの画像データを受け入れて、２値データＯ（ｘ、ｙ）＝０を出力してフローを終了する。
【００３９】
上記説明では、ディザマトリクスの切替閾値（Ｔｈｄ）として、画素階調平均値（Ｄａｖｅ）をそのまま用いたが、予めＤａｖｅに所定の値αを加減算するように設定することも可能である。
【００４０】
以上説明したように、本実施例によれば、ディザマトリクスの切替閾値（Ｔｈｄ）を自由に変更又は可変することが可能になる。その結果入力画像の特徴に応じた階調変換処理を実行することが出来るという効果を得る。即ち、例えば入力画像にグラディエ−ション部分を含む場合には、切替閾値（Ｔｈｄ）をグラデーションを外す値に設定することによって切替部分の画像変化を目立ち難くすることが出来るという効果を得る。
【実施例２】
【００４１】
上記実施例１では、切替閾値（Ｔｈｄ）よりも階調度の高い部分に分散度の低いディザマトリクスを用い、切替閾値（Ｔｈｄ）よりも階調度の低い部分に分散度の高いディザマトリクスを用いて高画質化を図った。更に、切替閾値（Ｔｈｄ）が画質に与える影響を低減するために、入力画像の特徴に応じて、切替閾値（Ｔｈｄ）を変更することとした。しかし、切替閾値（Ｔｈｄ）が、両ディザマトリクスによる再現濃度値の差が大きい部分に設定されている場合等には、切替閾値（Ｔｈｄ）が画質に与える影響を完全に無視することは難しい。本実施例では、両ディザマトリクスによる再現濃度値の差が大きい部分に設定されている場合であっても切替閾値（Ｔｈｄ）が画質に与える影響を完全に無視することが出来ることを目的とする。
【００４２】
図１１は、実施例２の階調度変換装置の構成を示すブロック図である。
図に示すように実施例２の階調変換処理装置２００は、第１の記憶部２と、第２の記憶部３と、階調数変換部５と、特徴抽出部１１と、ディザマトリクス合成部１２と、第３の記憶部１３とを備える。以下に実施例１との相違部分のみについて説明する。実施例１と同様の部分については、実施例１と同一の符合を付して説明を省略する。
【００４３】
特徴抽出部１１は、受け入れた階調画像の特徴となる特性を抽出する部分である。以下の説明では８ビットの画像データを受け入れるものとする。この特性は、実施例１で記載した画素階調平均値、画素階調値の分散度合い、画素階調値の平滑度などのみならず、本実施例では、この特性に対する所定の加工機能を有する。本実施例では、画像の中心で最大になるように重み付けした重み付け階調平均値を抽出するものとする。かかる特性は、画像の中心付近に重要なオブジェクトが存在する場合などに有効に機能する。この部分は、図示しないＣＰＵ（マイクロプロセッサ）が、図示しないＲＯＭ（リードオンリーメモリ）に格納されている所定の制御プログラムを実行することによって起動される部分である。尚、このＣＰＵ及びＲＯＭは、本装置専用に備えることは必ずしも必要ではなく、通常、本装置を有する画像形成装置が備えるＣＰＵ及びＲＯＭを兼用する。
【００４４】
ディザマトリクス合成部１２は、特徴抽出部１が抽出した所定の特性に基づいて第１のディザマトリクス、及び第２のディザマトリクスから第３のディザマトリクスを合成して第３の記憶部７に格納する部分である。この部分は、図示しないＣＰＵ（マイクロプロセッサ）が、図示しないＲＯＭ（リードオンリーメモリ）に格納されている所定の制御プログラムを実行することによって起動される部分である。尚、このＣＰＵ及びＲＯＭは、本装置専用に備えることは必ずしも必要ではなく、通常、本装置を有する画像形成装置が備えるＣＰＵ及びＲＯＭを兼用する。
【００４５】
第１のディザマトリクス、及び第２のディザマトリクスから第３のディザマトリクスを合成する目的、及び合成特性の概要について説明する。
図１２は、ディザマトリクス切替の階調特性概念図である。
この図は実施例１によってディザマトリクス切替が実行された場合の特性に該当する。
図１３は、ディザマトリクス合成の階調特性概念図である。
この図は、後に説明する本実施例によって合成された第３のディザマトリクス特性を表す。
両図とも、図に示すように横軸に入力階調値をとり縦軸に再現濃度値をとり、切替特性（図１２）又は合成特性（図１３）を実線で表し、理想特性を一点鎖線で表している。
【００４６】
図１２に示すように、実施例１では、切替閾値（Ｔｈｄ）の位置で再現濃度値が大きく変動する。この変動による画質への影響を最低限度に抑制するために入力画像の特性に応じて切替閾値（Ｔｈｄ）を変更することとした。
本実施例では、図１３に示すように、高域部分のディザマトリクスを第１のディザマトリクス、及び第２のディザマトリクスから合成することとする。こうすることによって本実施例では、合成閾値（Ｔｈｆ）近傍に於ける画質の劣化を無視出来る程度まで抑制することが可能になる。
【００４７】
図１１に戻って、第３の記憶部１３は、ディザマトリクス合成部１２が、特徴抽出部１によって抽出された所定の特性に基づいて第１のディザマトリクス、及び第２のディザマトリクスから合成した第３のディザマトリクスを記憶するメモリである。このメモリは、本装置専用に備えることは必ずしも必要ではなく、通常、本装置を有する画像形成装置が備えるＲＯＭの一部領域を占有する。
【００４８】
以上説明した実施例２の階調変換処理装置２００の動作について説明する。
最初に階調変換処理装置２００全体としての動作概要を説明し、続いて各ステップ毎にその詳細を説明する。
【００４９】
図１４は、実施例２の装置全体の動作フローチャートである。
ステップＳ２−１からステップＳ２−４までステップ順に説明する。
ステップＳ２−１
特徴抽出部１１（図１１）は、画像データを受け入れて階調画像の特徴となる所定の特性を抽出する。ここでは、画像の中心で最大になるように重み付けした重み付け階調平均値を抽出するものとする。
【００５０】
ステップＳ２−２
ディザマトリクス合成部１２は、特徴抽出部１１が抽出した重み付け階調平均値を受け入れて第１のディザマトリクス、及び第２のディザマトリクスから第３のディザマトリクスを合成して第３の記憶部７に格納する。
【００５１】
ステップＳ２−３
階調数変換部５（図１１）は、８ビットの画像データを受け入れて、第３の記憶部１３（図１１）に格納されている第３のディザマトリクスを用いてディザ処理し、２値の画像データを出力する。
【００５２】
ステップＳ１−４
上記全ての画素について階調数変換処理が実行された後フローを終了する。
【００５３】
図１５は、実施例２の画像特徴抽出処理フローチャートである。
この図は、上記ステップＳ２−１を詳細に説明するフローチャートである。ステップＳ２−１１からステップＳ２−１６までステップ順に画像特徴抽出部１（図１）の動作について説明する。ここでは、上記の通り階調画像の特徴となる所定の特性として画像の中心で最大になるように重み付けした重み付け階調平均値を抽出するものとする。
【００５４】
ステップＳ２−１１
特徴抽出部１１（図１１）は、各画素に対する重み付けを設定する。一例として画像の中心画素の重みを１．０とし、画像の中心から最も遠い４隅の画素の重みが０．５となるように、画像の中心からの距離に比例して各画素の重み（Ｗ（ｘ、ｙ））を算出する。
【００５５】
ステップＳ２−１２
特徴抽出部１１（図１１）は、重み付け階調値総和（ＤＷｓｕｍ）と重み付け画素数総和（ＮＷ）を初期化する。ＤＷｓｕｍ＝０、ＮＷ＝０とする。
【００５６】
ステップＳ２−１３
特徴抽出部１１（図１１）は、重み付け階調値総和（ＤＷｓｕｍ）に注目画素の階調値（Ｄ（ｘ、ｙ））と注目画素の重みを掛けた値、即ち注目画素の重み付け階調値（Ｄ（ｘ、ｙ）・Ｗ（ｘ、ｙ））を加算する。ＤＷｓｕｍ＝ＤＷｓｕｍ＋Ｄ（ｘ、ｙ）・Ｗ（ｘ、ｙ）とする。ここで（ｘ、ｙ）は、注目画素の位置座標を表している。
【００５７】
ステップＳ２−１４
特徴抽出部１１（図１１）は、重み付け画素数総和（ＮＷ）に注目画素の重みを加算する。ＮＷ＝ＮＷ＋Ｗ（ｘ、ｙ）とする。
【００５８】
ステップＳ２−１５
全ての画素についてステップＳ２−１３、及びステップＳ２−１４を実行した後ステップＳ２−１６へ進む。
【００５９】
ステップＳ２−１６
特徴抽出部１１（図１１）は、重み付け画素階調総和（ＤＷｓｕｍ）を重み付け画素数総和（ＮＷ）で割り、画像の重み付け画素階調平均値（ＤＷａｖｅ）を算出し、フローを終了する。ＤＷａｖｅ＝ＤＷｓｕｍ／ＮＷとする。
【００６０】
図１６は、ディザマトリクス合成処理フローチャートである。
この図は、上記ステップＳ２−２を詳細に説明するフローチャートである。ステップＳ２−２１からステップＳ２−２９までステップ順にディザマトリクス合成部１２（図１１）の動作について説明する。動作説明の前に合成前のディザマトリクスについて説明する。
【００６１】
図１７は、合成前のディザマトリクスの説明図である。
（ａ）は、第１のディザマトリクス（分散型）を表し、（ｂ）は、第２のディザマトリクス（集中型）を表している。図に示すように第１のディザマトリクスのサイズは、第２のディザマトリクスのサイズの整数倍とする（ここでは２×２）。ノイズパターンの繰り返しを防止するためである。ここでは、説明の都合上、第１のディザマトリクスのサイズを８×８にしたが、実際は２５６×２５６等とする。以下の説明は、この図に示すディザマトリクスに基づいて行うこととする。
【００６２】
ステップＳ２−２１
ディザマトリクス合成部１２（図１１）は、ディザマトリクス合成閾値（Ｔｈｆ）として重み付け画素階調平均値（ＤＷａｖｅ）を設定する。ここではＤＷａｖｅ＝４と仮定する。
【００６３】
ステップＳ２−２２
ディザマトリクス合成部１２（図１１）は、第１のディザマトリクス、及び第２のディザマトリクスから第３のディザマトリクスを合成するための準備処理を行う。この準備処理について他の図を用いて説明する。
【００６４】
図１８は、合成準備処理工程説明図である。
（ａ）は、準備第１工程説明図であり、（ｂ）は、準備第２工程説明図である。
（ａ）に示すように準備第１工程に於いて第１のディザマトリクス（図１７（ａ））のマトリクス値を合成閾値Ｔｈｆを越える値と、合成閾値Ｔｈｆ以下の値に分割する。ここでは、一例として合成閾値Ｔｈｆは４（上記前提条件）なので、合成閾値Ｔｈｆを越えるマトリクス値（白塗り部分）と合成閾値Ｔｈｆ以下のマトリクス値（黒塗り部分）に分割される。
準備第２工程では、合成閾値Ｔｈｆ以下のマトリクス値（黒塗り部分）をそのまま残し、合成閾値Ｔｈｆを越えるマトリクス値（白塗り部分）を０で置き換えて第３のディザマトリクスのベースパターンを得る。その結果を（ｂ）に表す。
【００６５】
即ち、Ｔｈｆ≧Ｔｈ１（ｉ、ｊ）（第１のディザマトリクスのマトリクス値）の場合は、
Ｔｈ３（ｉ、ｊ）＝Ｔｈ１（ｉ、ｊ）
Ｔｈｆ＜Ｔｈ１（ｉ、ｊ）の場合は、
Ｔｈ３（ｉ、ｊ）＝０、とする。
【００６６】
ステップＳ２−２３
ディザマトリクス合成部１２（図１１）は、第３のディザマトリクスの合成を開始する。
図１９は、合成処理工程説明図である。
（ａ）は、上記準備工程で生成された図１８（ｂ）の０部分に挿入すべき第２のディザマトリクス（図１７（ｂ））であり、（ｂ）は、合成経過を説明する説明図である。更に、（ｃ）は、合成された注目単位パターンを表している。
合成第１工程では、（ｂ）に示すように第３のディザマトリクスのベースパターンを第２のディザマトリクス（ｂ）のサイズに区切る。以後この１区切りを単位パターンと記す。
ディザマトリクス合成部１２（図１１）は、１単位パターンをこれから合成すべき単位パターン（以後注目パターンと記す）に設定する。
【００６７】
ステップＳ２−２４
ディザマトリクス合成部１２（図１１）は、注目単位パターン内の座標位置を初期化する。
ステップＳ２−２５
ディザマトリクス合成部１２（図１１）は、注目単位パターンと第２のディザマトリクスとを対比し、注目単位パターンの０部分（黒塗り部分）と座標位置が等しい第２のディザマトリクスのマトリクス値を無効にする（図１６（ａ）では黒斜線）。更に、注目単位パターン（図１９（ｂ））内のマトリクス値が０の座標位置から第２のディザマトリクス（図１９（ａ））のマトリクス値（有効部分）が最小である座標位置を探索し、（ｘｍｉｎ、ｙｍｉｎ）、ｘｍｉｎ＝ｉ、ｙｍｉｎ＝ｊとする。図１９（ａ）では、１がマトリクス値（有効部分）最小なので、ｉ＝２、ｊ＝３となる。
【００６８】
ステップＳ２−２６
ディザマトリクス合成部１２（図１１）は、注目単位パターン（図１９（ｂ））内の（ｘｍｉｎ、ｙｍｉｎ）の座標位置に現在の注目パターン内の最大値に＋１した値を挿入する。即ち、Ｔｈ３（ｘｍｉｎ、ｙｍｉｎ）＝Ｔｈ３ｍａｘ＋１となる。図１９（ｂ）では、現在の最大値が４なので座標位置（２、３）に５を挿入することになる。
【００６９】
ステップＳ２−２７
注目単位パターン内の全ての処理が終了した場合にはステップＳ２−２９へ進み、まだ処理されていない部分が残っている場合にはステップＳ２−２５へ戻って注目単位パターン内の全ての処理が終了するまで同様の処理を繰り返し、全ての処理が終了した場合にはステップＳ２−２９へ抜ける。図（ｃ）は、最初に処理を開始した注目単位パターンの合成結果である。
【００７０】
ステップＳ２−２８
第３のディザマトリクスのベースパターン（図１９（ｂ））に於ける全ての単位パターン内の全ての値が挿入された場合にはフローを終了し、まだ処理されていない部分が残っている場合にはステップＳ２−２９へ進む。
【００７１】
ステップＳ２−２９
ディザマトリクス合成部１２（図１１）は、処理対象となる注目単位パターンを所定の順番に従って次の単位パターンに設定してステップＳ２−２４へ戻る。以下、ステップＳ２−２４からステップＳ２−２９を繰り返し、全ての単位パターン内の全ての値が挿入された場合にはフローを終了する。
【００７２】
図２０は、実施例２の階調変換処理フローチャートである。
この図は、上記ステップＳ２−３を詳細に説明するフローチャートである。ステップＳ２−３１からステップＳ２−３３までステップ順に階調数変換部５（図１）の動作について説明する。
【００７３】
ステップＳ２−３１
階調数変換部５（図１１）は、８ビットの画像データを受け入れて、注目画素の階調値（Ｄ（ｘ、ｙ））と階調数変換閾値（Ｔｈ３（ｉ、ｊ））と比較し、Ｄ（ｘ、ｙ）≧Ｔｈ３（ｉ、ｊ）の場合にはステップＳ２−３２へ進み、それ以外の場合にはステップＳ２−３３へ進む。
【００７４】
ステップＳ２−３２
階調数変換部５（図１１）は、８ビットの画像データを受け入れて、２値データＯ（ｘ、ｙ）＝１を出力してフローを終了する。
【００７５】
ステップＳ２−３３
階調数変換部５（図１１）は、８ビットの画像データを受け入れて、２値データＯ（ｘ、ｙ）＝０を出力してフローを終了する。
【００７６】
以上説明したように、第１のディザマトリクスと第２のディザマトリクスの階調特性を考慮して第３のディザマトリクスを合成するので、階調特性が滑らかな階調変換処理を行うことが出来るという効果を得る。即ち、合成閾値（Ｔｈｆ）が、両ディザマトリクスによる再現濃度値の差が大きい部分に設定されている場合であってもが画質に与える影響を完全に無視することが出来るという効果を得る。
【００７７】
尚、上記、実施例１、又は実施例２で説明した階調変換処理装置は、プリンタに用いられ、上位装置から入力された画像データは、色変換処理された後に、本発明による階調変換処理装置によって階調変換され印刷エンジンに送られることになる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上の説明では、本発明をプリンタ等の印刷装置に適用させた場合を対象にして説明したが、本発明は、この例に限定されるものではない。即ち、ファクシミリ装置や、複写機などにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施例１の階調変換処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】分散度の高いディザマトリクス（ベイヤー型）の説明図である。
【図３】分散度の低いディザマトリクス（渦巻き型）の説明図である。
【図４】ディザマトリクスの階調特性概念図である。
【図５】ホワイトノイズ周波数特性概念図である。
【図６】ブルーノイズ周波数特性概念図である。
【図７】実施例１の装置全体の動作フローチャートである。
【図８】実施例１の画像特徴抽出処理フローチャートである。
【図９】実施例１のディザマトリクス切替処理フローチャートである。
【図１０】実施例１の階調変換処理フローチャートである。
【図１１】実施例２の階調度変換装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】ディザマトリクス切替の階調特性概念図である。
【図１３】ディザマトリクス合成の階調特性概念図である。
【図１４】実施例２の装置全体の動作フローチャートである。
【図１５】実施例２の画像特徴抽出処理フローチャートである。
【図１６】ディザマトリクス合成処理フローチャートである。
【図１７】合成前のディザマトリクスの説明図である。
【図１８】合成準備処理工程説明図である。
【図１９】合成処理工程説明図である。
【図２０】実施例２の階調変換処理フローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１    特徴抽出部
２    第１の記憶部
３    第２の記憶部
４    ディザマトリクス切替部
５    階調変換部
１００    階調数変換処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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