(57)【要約】【課題】自然なドットの成長により入力画像の階調を好適に再現できる多値ディザ処理を実現する。【解決手段】カラー画像処理装置１０は、ディザマトリクスの各画素に対応付けられた閾値群を格納する記憶部１９２と、記憶部１９２に格納された閾値群を読み出し、入力画像中の画素の濃度値とその画素に対応するディザマトリクス中の画素の閾値群との比較結果に基づいて、入力画像の濃度値を量子化してディザ画像を作成する量子化部１９１とを備えている。記憶部１９２に格納された閾値群は、一様な濃度の入力画像の濃度値を順次増加させていった場合に、ディザパターンを構成するある出力画素の濃度値が入力画像の濃度値の増加に伴って上限値に達する前に、周辺の他の出力画素の濃度値が増加し始めるような値に設定されている。【選択図】図１
2011217417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多階調の入力画像の階調を多階調のディザ画像によって再現するための多値ディザ処理方法であって、
一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に、上記ディザ画像のうち、ディザマトリクスに対応する部分画像であるディザパターンを構成する第１の画素の階調値と上記ディザパターンを構成する第５の画素の階調値とが交互に増加するように、かつ、上記第１の画素と上記第５の画素の階調値が入力画像の階調値の増加に伴って上限値に達する前に、上記ディザパターンを構成する第２の画素の階調値と上記ディザパターンを構成する第６の画素の階調値とが増加し始めるように、ディザ画像を構成する各画素の階調値を決定することを特徴とする多値ディザ処理方法。
【請求項２】
上記第１の画素は、上記ディザパターンの中心に最も近い画素であることを特徴とする請求項１に記載の多値ディザ処理方法。
【請求項３】
一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に順番に階調値を増加させる複数の画素からなるグループを階調増加グループとすると、最初に上記階調増加グループに属するのは２つの画素であり、
上記階調増加グループに属する２つの画素の階調値が所定値に達すると、上記階調増加グループに属する画素を２つ追加し、
追加した２つの画素の階調値が所定値に達した場合にさらに２つの画素を追加する処理を繰り返すようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の多値ディザ処理方法。
【請求項４】
多階調の入力画像の階調を多階調のディザ画像によって再現する多値ディザ処理を行う画像処理装置であって、
ディザマトリクスの各画素と対応付けられた閾値群を格納する記憶手段と、
上記記憶手段に格納された閾値群を読み出し、入力画像中の画素の階調値とその画素に対応するディザマトリクス中の画素の閾値群との比較結果に基づいて、上記ディザ画像を構成する各画素の階調値を決定する階調決定手段とを備え、
上記記憶手段に格納された閾値群は、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に、上記ディザ画像のうち、単一のディザマトリクスの適用によって得られる部分画像であるディザパターンを構成する第１の画素の階調値と上記ディザパターンを構成する第５の画素の階調値とが交互に増加するように、かつ、上記第１の画素と上記第５の画素の階調値が入力画像の階調値の増加に伴って上限値に達する前に、上記ディザパターンを構成する第２の画素の階調値と上記ディザパターンを構成する第６の画素の階調値とが増加し始めるような値に設定されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
上記第１の画素は、上記ディザパターンの中心に最も近い画素であることを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に順番に階調値を増加させる複数の画素からなるグループを階調増加グループとすると、最初に上記階調増加グループに属するのは２つの画素であり、
上記階調増加グループに属する２つの画素の階調値が所定値に達すると、上記階調増加グループに属する画素を２つ追加し、
追加した２つの画素の階調値が所定値に達した場合にさらに２つの画素を追加する処理を繰り返すようになっていることを特徴とする請求項４または５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
上記第１の画素に対応するディザマトリクス中の画素に対応付けられた閾値群のうちの最大の閾値は、上記第２の画素に対応するディザマトリクス中の画素に対応付けられた閾値群のうちの最小の閾値よりも大きいことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
請求項４から７のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
上記画像処理装置によって再現されたディザ画像を印刷媒体に形成する画像出力装置とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項４から７のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
上記画像処理装置によって再現されたディザ画像を印刷媒体に形成する画像出力装置と、
原稿を読み取って原稿画像を得る原稿読取装置とを備え、
上記画像処理装置は、上記原稿読取装置によって得られた原稿画像を上記入力画像とすることにより、上記原稿画像をディザ画像によって再現するものであることを特徴とする複合機。
【請求項１０】
請求項４から７のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるための多値ディザ処理プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の多値ディザ処理プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力画像に対して中間調処理、特に多値ディザ処理を行うための画像処理方法および画像処理装置、並びにそれを備えた画像形成装置、複合機、プログラム、記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像を紙などの印字媒体に出力する方式として、熱転写、電子写真、あるいはインクジェット方式を始めとする様々な記録方式が採用されている。これらの記録方式では、出力装置の階調再現能を疑似的に向上させるために、入力画像の階調に応じたドットパターンを生成して印字媒体上に形成する、いわゆるハーフトーン処理が多用されている。
【０００３】
ハーフトーン処理の１つであるディザ処理では、ｎ×ｍのマトリクス状に画素が配置されるとともに各画素に閾値が対応付けられたディザマトリックスを用い、画素単位で入力される多値画像をディザマトリックスの閾値と１画素単位で比較し、多値画像の階調を２値あるいは多値に量子化変換してディザ画像を得るようになっている。
【０００４】
ディザ処理は、用いるディザマトリクスに応じて、ドット分散型、ドット集中型などに分類される。一般的なドット集中型のディザ処理では、入力画像の階調値が大きくなるに従って、ディザパターンの中心を核としてドットが太っていくように成長する。ここで、ドットの成長形状としては、円、楕円、ライン（線型）、四角、十字、菱形などの様々なものが挙げられる。しかしながら、従来のディザ処理方法では、ドットが成長する際に、ドット面積の広がりに伴ってドット形状に崩れが生じ、濃度変化が不安定になってディザ画像にがさつき感がでるという問題がある。
【０００５】
特許文献１には、この問題を解決するために、再現トーン域に応じてディザマトリクスを切り替えることによりディザパターンにおけるドットの成長形態を異ならせる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２５７８７９号公報（平成13年９月21日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のディザ処理方法は、入力画像の階調レベルの変化に伴ってディザパターンにおけるドットの形状（輪郭）が急激に変化するポイントがあるため、ドットの形状が変化する階調レベルの前後でディザ画像の質感が変化してしまうという問題を抱えている。特に特許文献１に記載された技術では、入力画像の階調レベルに応じてドットの形状が大きく変化するために、この問題が顕著になる。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、自然なドット成長により入力画像の階調を好適に再現できる多値ディザ処理を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る多値ディザ処理方法は、多階調の入力画像の階調を多階調のディザ画像によって再現するための多値ディザ処理方法であって、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に、上記ディザ画像のうち、ディザマトリクスに対応する部分画像であるディザパターンを構成する第１の画素の階調値と上記ディザパターンを構成する第５の画素の階調値とが交互に増加するように、かつ、上記第１の画素と上記第５の画素の階調値が入力画像の階調値の増加に伴って上限値に達する前に、上記ディザパターンを構成する第２の画素の階調値と上記ディザパターンを構成する第６の画素の階調値とが増加し始めるように、ディザ画像を構成する各画素の階調値を決定することを特徴とする。
【００１０】
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る画像処理装置は、多階調の入力画像の階調を多階調のディザ画像によって再現する多値ディザ処理を行う画像処理装置であって、ディザマトリクスの各画素と対応付けられた閾値群を格納する記憶手段と、上記記憶手段に格納された閾値群を読み出し、入力画像中の画素の階調値とその画素に対応するディザマトリクス中の画素の閾値群との比較結果に基づいて、上記ディザ画像を構成する各画素の階調値を決定する階調決定手段とを備え、上記記憶手段に格納された閾値群は、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に、上記ディザ画像のうち、単一のディザマトリクスの適用によって得られる部分画像であるディザパターンを構成する第１の画素の階調値と上記ディザパターンを構成する第５の画素の階調値とが交互に増加するように、かつ、上記第１の画素と上記第５の画素の階調値が入力画像の階調値の増加に伴って上限値に達する前に、上記ディザパターンを構成する第２の画素の階調値と上記ディザパターンを構成する第６の画素の階調値とが増加し始めるような値に設定されていることを特徴とする。
【００１１】
なお、本発明に係る画像処理装置または多値ディザ処理方法において、上記第１の画素は、上記ディザパターンの中心に最も近い画素であってもよい。
【００１２】
また、本発明に係る画像処理装置または多値ディザ処理方法においては、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に順番に階調値を増加させる複数の画素からなるグループを階調増加グループとすると、最初に前記階調増加グループに属するのは２つの画素であり、前記階調増加グループに属する２つの画素の階調値が所定値に達すると、前記階調増加グループに属する画素を２つ追加し、追加した２つの画素の階調値が所定値に達した場合にさらに２つの画素を追加する処理を繰り返すようになっていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る画像処理装置においては、上記第１の画素に対応するディザマトリクス中の画素に対応付けられた閾値群のうちの最大の閾値は、上記第２の画素に対応するディザマトリクス中の画素に対応付けられた閾値群のうちの最小の閾値よりも大きいことが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る画像形成装置は、上述した画像処理装置と、上記画像処理装置によって再現されたディザ画像を印刷媒体に形成する画像出力装置とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る複合機は、上述した画像処理装置と、上記画像処理装置によって再現されたディザ画像を印刷媒体に形成する画像出力装置と、原稿を読み取って原稿画像を得る原稿読取装置とを備え、上記画像処理装置は、上記原稿読取装置によって得られた原稿画像を上記入力画像とすることにより、上記原稿画像をディザ画像によって再現するものであることを特徴とする。
【００１６】
ところで、上記画像処理装置は、ハードウェアで実現してもよいし、プログラムをコンピュータに実行させることによって実現してもよい。具体的には、本発明に係る多値ディザ処理プログラムは、上記画像処理装置の各手段としてコンピュータを動作させるプログラムであり、本発明に係る記録媒体には、この多値ディザ処理プログラムが記録されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の構成によれば、入力画像の階調値を順次増加させていった場合、得られるディザパターンでは、第１の画素と第５の画素の階調値が先に交互に増加する。そして、第１の画素と第５の画素の階調値が上限値に達する前に、第２の画素と第６の画素の階調値が増加し始める。そして、第２の画素の階調値が増加し始めた後では、第１、第２、第５および第６の画素の階調値が増加する。このように、ディザパターンにおけるドットの濃度上昇および拡大を２画素単位で行うことにより、ハイライト領域でドット再現を安定させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであり、ディザマトリクスの各画素に対応付けられた閾値群の値を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであり、デジタルカラー複合機１の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであり、ディザマトリクスの構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すものであり、ディザマトリクスの適用方法を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すものであり、図２の階調再現処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態を示すものであり、多値ディザ処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態を示すものであり、入力画像の濃度上昇に伴うドットの成長パターンを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態を示すものであり、ディザマトリクスの各画素に対応付けられる閾値の設計手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態を示すものであり、グループごとに設定される濃度レベルを示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態を示すものであり、ディザパターンにおけるドットの成長を立体的に表現した図である。
【図１１】本発明の一実施形態を示すものであり、第５グループまで画素の濃度値を増加させたときのディザパターンを立体的に表現した図である。
【図１２】ガンマ補正された総出力値を示すグラフである。
【図１３】出力した試験パッチ画像を測色して得られたガンマテーブルの色差データの一例を示すグラフである。
【図１４】出力階調補正曲線の一例を示す図である。
【図１５】本発明の別の実施形態を示すものであり、ディザマトリクスの各画素に対応付けられた閾値群の値を示す図である。
【図１６】本発明の別の実施形態を示すものであり、入力画像の濃度上昇に伴うドットの成長パターンを示す図である。
【図１７】本発明の別の実施形態を示すものであり、グループごとに設定される濃度レベルを示す図である。
【図１８】本発明の別の実施形態を示すものであり、ディザパターンにおけるドットの成長を立体的に表現した図である。
【図１９】本発明の別の実施形態を示すものであり、第５グループまで画素の濃度値を増加させたときのディザパターンを立体的に表現した図である。
【図２０】本発明の変形例を示すものであり、ディザパターンにおけるドットの成長を立体的に表現した図である。
【図２１】第３グループまで画素の濃度値を増加させたときの各画素の濃度を立体的に表現した図である。
【図２２】ドット集中型ディザマトリクスのパターンを示す図である。
【図２３】本発明のさらに別の実施形態を示すものであり、ディザパターンにおけるドットの成長を立体的に表現した図である。
【図２４】本発明のさらに別の実施形態を示すものであり、ディザパターンを立体的に表現した図である。
【図２５】本発明のさらに別の実施形態を示すものであり、ディザマトリクスの各画素に対応付けられた閾値群の値を示す図である。
【図２６】本発明のさらに別の実施形態を示すものであり、入力画像の濃度上昇に伴うドットの成長パターンを示す図である。
【図２７】本発明の他の実施形態を示すものであり、コンピュータシステムの構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔実施形態１〕
（１．概略構成）
本発明の第１の実施形態について図１から図１４に基づいて説明すると以下の通りである。図２は、本発明の一実施形態に係るカラー画像処理装置１０を備えたデジタルカラー複合機（画像形成装置）１の概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
カラー画像処理装置１０は、図２に示すように、Ａ／Ｄ変換部１１、シェーディング補正部１２、入力階調補正部１３、領域分離処理部１４、色補正部１５、黒生成下色除去部１６、空間フィルタ処理部１７、出力階調補正部１８、および、階調再現処理部１９を備えている。そして上記カラー画像処理装置１０に、カラー画像入力装置２０とカラー画像出力装置３０とが接続され、全体としてデジタルカラー複合機１を構成している。また、デジタルカラー複合機１には、操作パネル４０が備えられている。
【００２１】
操作パネル４０は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示部と設定ボタン等の操作部とが一体化されたタッチパネル等により構成される。操作パネルより入力された情報に基づいてカラー画像入力装置２０・カラー画像処理装置１０・カラー画像出力装置３０の動作が制御される。
【００２２】
カラー画像入力装置２０は、例えば、電荷結合素子（Charge Coupled Device；以下、ＣＣＤと称する）を備えたスキャナ部より構成され、画像が記録された原稿用紙からの反射光像を、ＣＣＤにてＲＧＢのアナログ信号として読み取って、カラー画像処理装置１０に入力するものである。
【００２３】
カラー画像入力装置２０によって読み取られたアナログ信号は、カラー画像処理装置１０内を、Ａ／Ｄ変換部１１、シェーディング補正部１２、入力階調補正部１３、領域分離処理部１４、色補正部１５、黒生成下色除去部１６、空間フィルタ処理部１７、出力階調補正部１８、および階調再現処理部１９によってこの順で処理され、ＣＭＹＫのデジタルカラー信号としてカラー画像出力装置３０へ出力される。
【００２４】
Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１１は、入力されてきたＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。シェーディング補正部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１より送られてきたＲＧＢのデジタル信号に対して、画像入力装置２０の照明系、結像系、撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理を施すものである。
【００２５】
入力階調補正部１３は、シェーディング補正部１２にて各種の歪みが取り除かれたＲＧＢ信号（ＲＧＢの反射率信号）のカラーバランスを整えるとともに、濃度信号などのカラー画像処理装置に採用されている画像処理システムの扱い易い信号に変換する。
【００２６】
領域分離処理部１４は、ＲＧＢ信号によって表現されている入力画像を、例えば文字エッジ領域、網点領域、写真領域などの複数の領域に分離するものである。そして、領域分離処理部１４は、上記分離結果に基づき、入力画像の各画素がどの領域に属しているかを示す領域識別信号を、色補正部１５、黒生成下色除去部１６、空間フィルタ処理部１７、および階調再現処理部１９へと出力するとともに、入力階調補正部１３から出力された入力信号をそのまま後段の色補正部１５に出力する。
【００２７】
色補正部１５は、色を忠実に再現するために、不要吸収成分を含むＣＭＹ色材の分光特性に基づいた色濁りを取り除く処理を行うものである。処理方法としては、入力ＲＧＢ信号と出力ＣＭＹ信号の対応関係をルックアップテーブル（ＬＵＴ）として記憶しておき、このＬＵＴを用いる方法や、下記の式１のような変換行列を用いるカラーマスキング法などがある。
【００２８】
【数１】
2011217417.tif 000003
【００２９】
例えばカラーマスキング法を用いる場合には、あるＣＭＹデータを画像出力装置に与えた場合に出力される色のＬ＊ａ＊ｂ＊値（ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊信号（ＣＩＥ: Commission International de l’Eclairage：国際照明委員会。Ｌ＊: 明度、ａ＊、ｂ＊: 色度））と同じＬ＊ａ＊ｂ＊をもつカラーパッチをスキャナが読み込んだときのＲＧＢデータと、画像出力装置に与えたＣＭＹデータの組を多数用意し、それらの組み合わせから上記の式１のａ１１からａ３３までの変換行列の係数を算出する。そして、色補正部１５は、これらの係数が適用された変換行列を用いて色補正処理を行う。より精度を高めたい場合は、二次以上の高次の項を加えてもよい。
【００３０】
黒生成下色除去部１６は、色補正後のＣＭＹの３色信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成と、元のＣＭＹ信号が重なる部分を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理とを行うことにより、ＣＭＹの３色信号をＣＭＹＫの４色信号に変換するものである。
【００３１】
空間フィルタ処理部１７は、黒生成下色除去部１６から出力されるＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基にデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって、出力画像のぼやけや粒状性劣化を防ぐように処理するものである。出力階調補正部１８は、濃度信号などの信号をカラー画像出力装置３０の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理を行うものである。階調再現処理部１９は、空間フィルタ処理部１７と同様に、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基に所定の処理を施すものであり、最終的に画像の階調を擬似的に再現できるように処理する階調再現処理を施す。
【００３２】
例えば、領域分離処理部１４によって文字エッジ領域として分離された領域は、特に黒文字または色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部１７による空間フィルタ処理において鮮鋭強調処理が施され、高周波成分が強調される。文字エッジ領域として分離された領域はまた、階調再現処理部１９によって、高周波成分の再現に適した高解像度のスクリーンでの多値化処理が施される。
【００３３】
一方、領域分離処理部１４によって網点領域として分離された領域に関しては、空間フィルタ処理部１７によって、入力網点成分を除去するためのローパス・フィルタ処理が施され、階調再現処理部１９によって、階調性を重視したスクリーンによる多値化処理が施される。また、領域分離処理部１４にて写真領域として分離された領域に関しては、階調再現処理部１９によって、階調再現性を重視したスクリーンを用いた多値化処理が行われる。
【００３４】
なお、本実施形態のデジタルカラー複合機１では、多階調の入力画像をこの入力画像の階調よりも少ない階調（画像出力装置３０が表現可能な階調）で再現するために、階調再現処理部１９が多値ディザ処理を行う構成となっている。そして、本発明は、階調再現処理部１９が多値ディザ処理を行う際に用いる多値ディザマトリクスデータに特徴がある。多値ディザ処理については後述する。
【００３５】
上述した各処理が施された画像データは、図示しない記憶部に一旦記憶され、所定のタイミングで読み出されてカラー画像出力装置３０に入力される。カラー画像出力装置３０は、入力された画像データに対応する画像を印刷媒体（例えば紙など）上に形成するものである。カラー画像出力装置３０による画像の形成方法としては、例えば電子写真方式やインクジェット方式などが挙げられるが、特に限定されない。以上の処理は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）によって制御される。
【００３６】
（２．多値ディザ処理）
以下では、階調再現処理部１９によって行われる多値ディザ処理について説明する。本実施形態では、多値ディザ処理によって２５６階調の入力画像（ディザ処理前の画像）を１６階調のディザ画像に変換するものとする。もちろん、入力画像およびディザ画像の階調数はこれらに限定されず、入力画像の階調数Ｍとディザ画像の階調数Ｎとは、Ｍ＞Ｎ（ただしＮ≧３）を満たす整数であればどのような値であってもよい。
【００３７】
本実施形態では、多値ディザ処理を施される入力画像の階調がＣＭＹＫの各色成分の濃度値によって表現されているため、多値ディザ処理を行う際には、上記の入力画像を各色成分のビットプレーンに分離してから各ビットプレーンに対して個別に多値ディザ処理を行い、その後ビットプレーンを合成する。ただし、各ビットプレーンに対する多値ディザ処理方法は共通であるため、以下では、単一のビットプレーンに対する処理についてのみ説明する。
【００３８】
図３は、本実施形態において用いられるディザマトリクスの構成を示す図である。なお、図中において１つのマスは１つの画素に対応し、各マスに付された数字は、ディザマトリクスに対応して生成されるディザパターンでのドットの拡大順位を表している。本実施形態では、図３に示すように１６画素からなるディザマトリクスを使用する。ここでは、一例として簡単な形状を採用しているが、ディザマトリクスの形状はこの形状に限定されない。これらのディザマトリクスを入力画像の上に敷き詰めて配置することによって、全体としてスクリーン角度をもったディザ処理が可能となる。
【００３９】
本実施形態のように入力画像の階調を１６階調に変換する多値ディザ処理を行う場合、ディザマトリクス内のそれぞれの画素には、１５個の閾値が対応付けられている。図１は、各画素に対応付けられた閾値の一例を示す図である。これらの閾値は、入力画像の濃度値の取り得る値の範囲（０〜２５５）内に設定され、この１５個の閾値によって、入力画像の濃度値の取り得る値の範囲（０〜２５５）が、ディザ画像の階調数と同じ１６個の区間に区分される。また、１６個の区間のそれぞれには、出力濃度値（すなわちディザ画像における濃度値）が対応付けられている。本実施形態では、それぞれの区間に、閾値の小さい方から順に０から１５までの出力濃度値が対応付けられている。
【００４０】
多値ディザ処理では、入力画像に対してディザマトリクスを重ね合わせ、入力画像の画素の濃度値（０〜２５５）を、その画素と重なるディザマトリクス内の画素に対応付けられた閾値群に基づいて０以上１５以下の整数値に量子化する。ディザマトリクスが図３のような構成の場合、図４に示すように、ディザマトリクスを入力画像に重ね合わせながら破線で示す主走査方向に沿ってこの量子化処理を繰り返す。
【００４１】
量子化処理の詳細は次の通りである。入力画像の画素（以下「入力画素」という）の濃度値と、その入力画素に対応する（重なる）ディザマトリクス内の画素に対応付けられた閾値群との大小比較を行い、入力画素の濃度値が、上述した１６個のいずれの区間に含まれるかを特定する。そして、特定した区間に対応付けられた出力濃度値を、ディザ画像における濃度値とする。
【００４２】
階調再現処理部１９は、上記の多値ディザ処理を行うための機能ブロックとしてディザ処理部１９０を含んでいる。図５は、このディザ処理部１９０の構成を示す機能ブロック図である。ディザ処理部１９０は、図５に示すように、量子化部１９１および記憶部１９２を含んでいる。量子化部１９１は、上述した量子化処理を行うものである。一方、記憶部１９２は、上述した閾値および出力濃度値のデータを多値ディザマトリクスデータとして格納するものである。
【００４３】
以下では、ディザマトリクス内の画素ｉ（ｉ＝１，２，３，…，１６）に対応付けられたｊ番目（ｊ＝０，１，２，…，１４）の閾値をＴｈ［ｉ］［ｊ］とする。ここで、ａを０以上１４以下の任意の整数とすると、常にＴｈ［ｉ］［ａ］≦Ｔｈ［ｉ］［ａ＋１］である。つまり、最小の閾値に付される変数ｊの値は０であり、閾値が大きくなるに連れて変数ｊの値も増加する。
【００４４】
この場合、画素ｉにおけるｋ番目の区間を区間［ｉ］［ｋ］（ｋ＝０，１，２，…，１５）とすると、区間［ｉ］［ｋ］は次のようになる。
区間［ｉ］［０］…０以上Ｔｈ［ｉ］［１］以下
区間［ｉ］［ｋ］（ｋ＝１，２，…，１４）…Ｔｈ［ｉ］［ｋ−１］よりも大きくＴｈ［ｉ］［ｋ］以下
区間［ｉ］［１５］…Ｔｈ［ｉ］［１４］よりも大きく２５５以下。
【００４５】
また、区間［ｉ］［ｋ］に対応付けられた出力濃度値をＤ［ｋ］とする。なお、本実施形態では、Ｄ［ｋ］＝ｋである。記憶部１９２は、閾値のデータとしてＴｈ［ｉ］［ｊ］を、また、出力濃度値のデータとしてＤ［ｋ］を格納している。
【００４６】
図６は、量子化部１９１による多値ディザ処理の流れを示すフローチャートである。まず、量子化部１９１は、入力画像中の画素を１つ選択し、選択した入力画素が、ディザマトリクス内のどの画素に対応するかを特定するとともに、特定した画素に対応付けられた１５個の閾値を記憶部１９２から読み出す（Ｓ１）。
【００４７】
次に、量子化部１９１は、入力画素の濃度値を、ステップＳ１において読み出した閾値群と比較し、入力画素の濃度値が、閾値によって区分されるいずれの区間に含まれるかを特定する（Ｓ２）。そして、量子化部１９１は、特定した区間に対応付けられた出力濃度値をディザ画像の濃度値（出力画素の濃度値）として出力する（Ｓ３）。
【００４８】
ステップＳ２およびＳ３は、以下のように表現できる。すなわち、入力画像中での主走査方向の座標をｘ、副走査方向の座標をｙとし、座標（ｘ，ｙ）の入力画素の濃度値をＩｎ［ｙ］［ｘ］とする。そして、座標（ｘ，ｙ）の入力画素に対応する出力画素の濃度値をＯｕｔ［ｙ］［ｘ］とすると、Ｏｕｔ［ｙ］［ｘ］は次のようにして決定することができる。
【００４９】
すなわち、
If (In[y][x] ≦ Th[i][０] )ならばOut[y][x]＝D[0]＝0
else if (In[y][x] ≦ Th[i][1] )ならばOut[y][x]＝D[1]＝1
else if (In[y][x] ≦ Th[i][2] )ならばOut[y][x]＝D[2]＝2
・
・
・
else if (In[y][x] ≦ Th[i][14] )ならばOut[y][x]＝D[14]＝14
else        ならば                   Out[y][x]＝D[15]＝15
（ただし、ｉは、座標（ｘ，ｙ）の入力画素に対応する、ディザマトリクス内の画素の番号を示す。）
ステップＳ１〜Ｓ３について具体例を用いて説明する。例えば、入力画素がディザマトリクス内の画素「１」に対応する場合、量子化部１９１は、記憶部１９２から図１に示すＴｈ［１］［０］からＴｈ［１］［１４］までを読み込む。そして、例えば入力画素の濃度値が１４の場合、量子化部１９１は、
Ｔｈ［１］［１２］≦１４＜Ｔｈ［１］［１３］
であるため、出力画素の濃度値としてＤ［１３］＝１３を出力する。
【００５０】
ステップＳ３の後、量子化部１９１は、入力画像の全ての画素について量子化処理が終了したか否かを判定し（Ｓ４）、終了していない場合には、量子化部１９１が次の入力画素を選択して、ステップＳ１に戻る。一方、全ての画素について量子化処理が終了した場合は、多値ディザ処理を終了する。
【００５１】
なお、本実施形態では、出力濃度値Ｄ［ｋ］（ｋ＝０，１，２，３，…，１５）の値を０から１５までの４ビットの整数値としているが、出力濃度値Ｄ［ｋ］は、０から２５５までの８ビットの整数値の中から、カラー画像出力装置３０の特性に基づいて選択された１６個の値であっても構わない。
【００５２】
次に、ディザマトリクスの各画素に対応付けられる閾値群を図１に示す値に設定することによって得られるディザパターンについて説明する。ディザマトリクスと同サイズ・同形状で濃度が一様な入力画像を考えた場合、この入力画像の濃度を順次上昇させていくと、ディザパターン（ディザ処理後の画像）は図７のように変化する。図７において、各画素に付された数字はディザパターン中の画素の濃度値を示している。なお、以下では、ディザマトリクス内の画素「ｉ」に対応する、ディザパターン中の出力画素を出力画素「ｉ」という。
【００５３】
本実施形態では、最も小さい閾値を有する画素が、ディザマトリクスの中心に最も近い画素「１」であるため、入力画像の濃度値を０から順次増加させていった場合に、ディザパターンでは、図７に示すように、ディザマトリクスの画素「１」に対応する出力画素「１」の濃度値が最初に増加する。従って、ディザパターンの中心部近傍からドットの成長が始まる。
【００５４】
そして、入力画像の濃度値をさらに増加させていくと、図７に示すように、出力画素「１」の濃度値が入力画像の濃度値の増加に伴って上限値（＝１５）に達した後に、ディザマトリクスの画素「２」に対応する出力画素「２」の濃度値の増加が開始する。そして、出力画素「２」の濃度値が入力画像の濃度値の増加に伴って上限値に達する前に、ディザマトリクスの画素「３」に対応する出力画素「３」の濃度値の増加が開始し、出力画素「２」と出力画素「３」の濃度値が増加する。具体的には、出力画素「２」の濃度値が３になった後に、出力画素「３」の濃度値が０から１に増加し、その後、出力画素「２」と出力画素「３」の濃度値が交互に増加する。同様に、出力画素「３」の濃度値が入力画像の濃度値の増加に伴って上限値に達する前に、ディザマトリクスの画素「４」に対応する出力画素「４」の濃度値の増加が開始する。このことは、ディザマトリクス中の画素「４」以降に対応する出力画素についても同様である。
【００５５】
従来の多値ディザ処理では、ディザパターン中のある画素の濃度値が上限に達してから次の画素の濃度値が増加し始めるため、ある画素の濃度値が上限に達した後に、ディザパターンの形状（輪郭）が急激に変化してしまうおそれがあった。これに対し、本実施形態では、出力画素「１」を除けば、出力画素の濃度値が上限に達する前に、その周辺の出力画素の濃度値が増加し始めるので、中心部とその周辺の濃度が同時に上昇する。それゆえ、ディザパターンにおいて、ドットの濃度上昇と拡大とが同時進行的に起こり、ドットが滑らかに成長するという利点がある。
【００５６】
なお、ディザパターンのドットを上記のように成長させるために、ディザマトリクス中の画素「２」に対応付けられた閾値群のうちの最大の閾値（＝７６）は、画素「３」に対応付けられた閾値群のうちの最小の閾値（＝２０）よりも大きくなっている。さらに、ディザマトリクス中の画素「３」に対応付けられた閾値群のうちの最大の閾値は、画素「４」に対応付けられた閾値群のうちの最小の閾値よりも大きくなっている。このことは、画素「４」以降に対応付けられた閾値についても同様である。一方、画素「１」に対応付けられた閾値群のうちの最大の閾値（＝１６）は、画素「２」に対応付けられた閾値群のうちの最小の閾値（＝１７）よりも小さくなっている。
【００５７】
また、本実施形態では、ディザマトリクス中の画素「１」に対応付けられた閾値群が小さい値に設定されているので、入力画像の濃度を上昇させた場合に、ディザパターン内の中心部近傍の出力画素「１」のみがハイライト領域で最初に徐々に濃くなって行き、この出力画素「１」が高濃度レベルに達してから、周辺に位置する出力画素「２」以降の画素が順番に濃くなるようなディザパターンが生成される。それゆえ、ハイライト領域でのドットの再現性が不安定な画像出力装置であっても、入力画像を良好に再現することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、ディザパターン中の出力画素「１」が特許請求の範囲に記載の第３の画素に対応し、出力画素「２」が特許請求の範囲に記載の第１の画素に対応し、出力画素「３」が特許請求の範囲に記載の第２の画素に対応する。
【００５９】
（３．閾値の設計方法）
以下では、図１に示す閾値の設計方法について説明する。２値ディザ処理では、ディザパターンにおけるドットの拡大順位のみを設定すればよいが、多値ディザ処理の場合、ドットの拡大順位だけでなく、ドットがどのような濃度レベルで濃くなっていくかも設定する必要がある。ここで、ある大きさと形状とを有するディザマトリクスについて、平面内でのドットの拡大順位の他に、どのような割合でドットを濃くしていくかといった濃度レベルをディザマトリクスの高さ方向に設定することによって、多値レベルでのドットの成長方法を効果的に視覚化することができる。
【００６０】
図８は、閾値の設計処理の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、まず、ディザマトリクスの画素サイズおよび形状を決定し（Ｓ５１）、次に、ディザマトリクスに対応するディザパターン内の各画素について、どの順番で画素を濃くしていくかを決定する（Ｓ５３）。本実施形態では、上述したように、図３に示す画素サイズおよび形状を有するディザマトリクスを設定し、このディザマトリクスにおいて、図中に付された番号順にドットを拡大することとする。
【００６１】
次に、画素グループを作成する（Ｓ５５）。具体的には、まず、ディザマトリクス内で最初にドットを形成する画素（ここでは画素「１」）を含む画素グループを第１グループとする。次に、画素「１」と画素「２」とを含む画素グループを第２グループとする。そして、画素「１」〜画素「３」を含む画素グループを第３グループとする。このように、一つ前の画素グループに含まれる全ての画素を含み、かつ、次に成長させる画素を含む画素グループを順次作成する。本実施形態では、ディザマトリクスが１６画素からなるため、画素グループは第１６グループまで作成される。この場合、各グループの関係は、
第１グループ⊂第２グループ⊂・・・⊂第１６グループ
となる。
【００６２】
本実施形態では、入力画像の濃度値を順次増加させていった場合に、このグループの順に画素の濃度値を増加させることとする。すなわち、第１グループに含まれる画素「１」の濃度値をまず増加させ、画素「１」の濃度値が所定値なったら続いて第２グループに含まれる画素「１」および画素「２」の濃度値を増加させ、画素「２」の濃度値が所定値になったら、さらに第３グループに含まれる画素「１」〜画素「３」の濃度値を増加させる。
【００６３】
なお、各グループ内では、画素の番号の順に濃度値を増加させることとする。例えば第３グループでは、画素「１」、画素「２」、画素「３」の順に濃度値を増加させる。
【００６４】
次に、各グループの濃度レベルを設定する（Ｓ５７）。ここで設定される濃度レベルは、次のグループに移行するまでに、どの程度グループ内の画素の濃度値を増加させるかを示す指標である。この濃度レベルは自由に設定することができる。例えば、１６個のグループで２５５レベルを均等に分割する場合には、２５６／１６＝１６となるので、それぞれのグループの濃度レベルを１６としてもよい。
【００６５】
本実施形態では、早い段階で第１グループの画素の濃度を重点的に濃くするため、第１グループの濃度レベルを２４０と大きい値に設定し、他のグループの濃度レベルは等しく３２とする。ただし、第１６グループの濃度レベルのみ２５５にする。これは、第１６グループのみに含まれる画素「１６」に対応する出力画素の濃度が最終的に上限値に達するようにするためである。図９は、グループごとに設定された濃度レベルを示す図である。
【００６６】
ここで、高さ方向に濃度値を取ると、各画素の濃度値は、図１０のように増加していくことになる。つまり、各画素のブロックを積み重ねていくことにより、各画素の濃度値をブロックの高さとして知ることができる。例えばグループ５まで画素の濃度値を増加させた場合には、ブロックをグループ５まで積み重ねることにより、各画素の濃度値が図１１のように視覚的に示される。このように、画素の濃度値をブロックの高さによって表現することにより、ディザパターンにおけるドットの成長度合を一目して把握することができる。
【００６７】
なお、それぞれの画素における最大濃度レベルは２５５であり、濃度レベルが２５５を超えた場合は切り捨てられることとする。例えば、画素「１」の場合、第２グループで濃度レベルが上限値である２５５に達することになるので、それ以降は濃度値が増加することはない。一方、画素「２」の場合、第２グループから濃度レベルの上昇が開始し、第９グループで濃度レベルが上限値に達する。
【００６８】
そして、ステップＳ５５において作成した画素グループおよびステップＳ５７において設定した濃度レベルに基づいて各画素に濃度値を分配していき、図７に示すドットの成長パターンを作成する（Ｓ５９）。
【００６９】
具体的には、まず、第１グループの画素（出力画素「１」）に濃度値を分配していき、出力画素「１」の濃度値が第１グループの濃度レベル「２４０」（濃度値「１４」に相当）に達した時点で、第２グループの画素（出力画素「１」および出力画素「２」）に濃度値を分配していく。第２グループでは、出力画素「１」、出力画素「２」の順に、濃度値を分配する。そして、第２グループの画素のうち、出力画素「２」の濃度値が第２グループの濃度レベル「３２」（濃度値「３」に相当）に達した時点で、第３グループの画素に濃度値を分配していく。このとき、出力画素「１」の濃度値は既に上限値に達しているので、出力画素「２」および出力画素「３」に濃度値を分配することになる。これを、第１６グループまで繰り返すことにより、図７に示すドットの成長パターンが得られる。
【００７０】
次に、総出力値を求め、ディザマトリクスの各画素について、区切りレベルを利用して閾値を算出する（Ｓ６１）。換言すれば、ディザマトリックス内のそれぞれの画素について、ディザパターンのドットがステップＳ５９で作成した成長パターン通りに成長するように閾値群を設定する。
【００７１】
このステップＳ６１の一例を説明すると以下の通りである。まず、総出力値を求める。総出力値は、ディザマトリクスの総画素数「１６」に、１画素当たりの最大濃度値「１５」を乗算することにより求めることができ、
１６×１５＝２４０
となる。
【００７２】
図１２は、ガンマ補正された総出力値を示すグラフである。本実施形態では、画素グループが１６個あるため、図１２に示すように、上記の総出力値の取り得る値の範囲（０〜２４０）を１６等分する。そして、総出力値を１６等分した結果に基づいて、入力画素の濃度値の取り得る値の範囲（０〜２５５）も１６分割する。ここで、入力画素の濃度値が図中の（１）の範囲内にある場合には、第１グループの画素（出力画素「１」）の濃度値が増加するようにする。一方、入力画素の濃度値が図中の（２）の範囲内にある場合には、第２グループの画素（出力画素「１」および出力画素「２」）の濃度値が増加するようにする。
【００７３】
そして、図１２に示す入力画素の濃度値の分割位置と、図７に示す成長パターンにおけるグループの移行箇所とが一致するように、図７のそれぞれのディザパターンと、そのときの入力画素の濃度値との対応関係を決定する。そして、上記の対応関係に整合するように、ディザマトリクス内の各画素について閾値を算出する。これにより、図１に示す閾値群を得ることができる。
【００７４】
本実施形態では、第１グループの濃度レベルを高い値に設定したため、ディザパターン中の出力画素「１」において、早い段階でドットがオンになり、かつ、この画素のみ早めに濃くなる。また、第１グループ以外の濃度レベルを小さい値にすることにより、設定する濃度レベルに依存してドットが中濃度ぐらいまで濃くなってから、周辺の画素にドットが拡張する。このように、グループごとの濃度レベルを様々に設定することによって、ドットの成長過程をいろいろと変化させることができる。
【００７５】
ハーフトーンデータの出力レベルを４ビットで設計していても、性能があまり良くない出力装置（例えば、低濃度のドットの再現性が良くない出力装置や、ガンマ値が高く階調のリニアリティが悪い出力装置など）では、１６階調レベルを十分に表現することはできない。一方、階調再現性の良い出力装置では、ディザマトリクスのドットの成長順序が画素順次（１つの画素が上限濃度値に達してから次に画素が成長する方法）の場合、成長方法が決まっているため、設計段階において１６階調の閾値の設定自由度が低い。ここで、本実施形態の構成によれば、中間階調レベルをかなり自由に設定できるため、出力装置の階調表現能に応じて高品質な階調再現画像を得ることができる。
【００７６】
なお、さらに好ましい実施形態として、ステップＳ６１により得られた閾値群を、カラー画像出力装置３０の出力特性に基づいて補正してもよい（Ｓ６３）。この閾値の補正処理について詳細に説明すると以下の通りである。
【００７７】
まず、ステップＳ６１によって得られた閾値群（以下、初期閾値群という）を実際に用いて、階調値（濃度値）が０から２５５までの試験パッチ画像データに対して多値ディザ処理を行い、多値ディザ処理された試験パッチ画像をカラー画像出力装置３０によって出力する。続いて、出力されたそれぞれの試験パッチ画像の色を測定する。そして、測色値に基づいて、出力された試験パッチ画像の階調が、入力された試験パッチ画像データの階調に対してリニアになるように、初期閾値群のデータを補正する。実際には、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのそれぞれに対して上記の補正処理を行う。
【００７８】
図１３は、多値ディザ処理を行って実際に２５６階調の試験パッチ画像を出力し、出力した試験パッチ画像を測色して得られたガンマテーブルの色差データの一例を示すグラフである。実際には、図１３に示すように、入力画像の濃度値と色差（ΔＥ）とがリニアな関係にはならない。この例の場合は、中間濃度域において、出力濃度値を理論階調値よりも下げた方がよいことが分かる。そこで、２つの関係がリニアになるように、図１３の測定結果を用いて逆変換を行う。
【００７９】
図１４は、図１３の結果から求めた出力階調補正曲線の一例を示す図である。この図に示すように、入力画像の濃度値に対応する出力階調補正値が得られる。そして、図１４に示す出力階調補正曲線に基づいて、初期閾値群のデータを補正する。
【００８０】
その結果、図１に示される画素「１」に対応付けられた初期閾値群が補正され、補正後の閾値は、小さいものから順に、
１，２，３，４，６，８，１１，１２，１３，１５
となる。ここでは、補正後の閾値の数が１０個になっている。記憶部に格納される閾値データは常に１５個であるため、補正された閾値の数が１５個よりも少ない場合には、一部のデータを繰り返して閾値として設定する。例えば、上記の例では、閾値を、小さいものから順に、
１，１，２，２，２，３，３，４，４，６，８，１１，１２，１３，１５
とする。これにより、出力結果がずれてしまうことがない。
【００８１】
また、図１に示される画素「２」に対応付けられた初期閾値も補正され、補正後の閾値は、小さいものから順に、
１６，１７，１９，２１，２４，２７，３３，４０，４８，５６，６６，７５，８６，１０１
となる。ここでは、ディザマトリクス中の画素「２」に対応付けられる補正後の閾値の数は１４個になるので、画素「１」の場合と同様に、一部のデータを繰り返して閾値として設定する。具体的には、
１６，１７，１７，１９，２１，２４，２７，３３，４０，４８，５６，６６，７５，８６，１０１
とする。
【００８２】
このように、ステップＳ５９において得られた閾値群を、カラー画像出力装置３０の出力特性に基づいて補正することにより、カラー画像出力装置３０の特性に応じた好適なディザパターンを得ることができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、入力画像の濃度値を増加させていった場合に、出力画素「１」の濃度値が上限に達してから出力画素「２」の濃度値が増加する構成となっていたが、本発明はこれに限定されず、出力画素「１」の濃度値が上限に達する前に出力画素「２」の濃度値が増加するように、閾値群の値を設定してもよい。このような閾値群を得るためには、ステップＳ５７において第１グループの濃度レベルを例えば２００などに設定すればよい。
【００８４】
なお、カラー画像処理装置１０の各ブロック、特に階調再現処理部１９のディザ処理部１９０は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００８５】
すなわち、カラー画像処理装置１０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアであるカラー画像処理装置１０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、カラー画像処理装置１０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【００８６】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【００８７】
また、カラー画像処理装置１０を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【００８８】
〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について図１５から図１９に基づいて説明すると以下の通りである。なお、上述した実施形態１と同じ構成については説明を省略する。
【００８９】
上述した実施形態１では、入力画像の濃度値を０から順次増加させていった場合に、ディザパターンの中心近傍の出力画素「１」の濃度値が上限値に達した後に周辺の画素の濃度値が増加する構成であったが、本実施形態では、出力画素「１」の濃度値が上限値よりも小さい所定値になった時点で次の出力画素の濃度値の増加が始まる構成となっている。
【００９０】
図１５は、本実施形態のカラー画像処理装置１０の記憶部１９２に格納される閾値データを示す図である。本実施形態では、入力画像の濃度を順次上昇させていくと、ディザパターンは図１６のように変化する。
【００９１】
本実施形態では、最も小さい閾値を有する画素が、上述した実施形態１と同様にディザマトリクスの中心に最も近い画素「１」であるため、入力画像の濃度値を０から順次増加させていった場合に、ディザパターンでは、図１６に示すように、ディザマトリクスの画素「１」に対応する出力画素「１」の濃度値が最初に増加する。従って、ディザパターンの中心部近傍からドットの成長が始まる。
【００９２】
そして、入力画像の濃度値をさらに増加させていくと、第１の出力画素の濃度値が入力画像の濃度値の増加に伴って上限値に達する前に、ディザマトリクスの画素「２」に対応する出力画素「２」の濃度値の増加が開始する。具体的には、図１６に示すように、出力画素「１」の濃度値が３になった後に、出力画素「２」の濃度値が０から１に増加する。そして、出力画素「１」と出力画素「２」の濃度値が交互に増加する。その後、出力画素「２」の濃度値が入力画像の濃度値の増加に伴って上限値に達する前に、ディザマトリクスの画素「３」に対応する出力画素「３」の濃度値の増加が開始する。このことは、ディザマトリクスの画素「３」以降に対応する出力画素についても同様である。
【００９３】
従来の多値ディザ処理では、ディザパターン中のある画素の濃度値が上限に達してから次の画素の濃度値が増加し始めるため、ある画素の濃度値が上限に達した後に、ディザパターンの形状が急激に変化してしまうおそれがあった。これに対し、本実施形態では、ある出力画素の濃度値が上限に達する前に、その周辺の出力画素の濃度値が増加し始めるので、中心部とその周辺の濃度が同時に上昇する。それゆえ、実施形態１と同様に、ディザパターンにおいてドットの濃度上昇と拡大とが同時進行的に起こり、ドットが滑らかに成長するという利点がある。
【００９４】
なお、ディザパターンのドットを上記のように成長させるために、ディザマトリクス中の画素「１」に対応付けられた閾値群のうちの最大の閾値（＝６１）は、画素「２」に対応付けられた閾値群のうちの最小の閾値（＝４）よりも大きくなっている。そして、ディザマトリクス中の画素「２」に対応付けられた閾値群のうちの最大の閾値（＝７６）は、画素「３」に対応付けられた閾値群のうちの最小の閾値（＝１０）よりも大きくなっている。このことは、画素「３」以降に対応付けられた閾値についても同様である。
【００９５】
さらに、本実施形態では、入力画像の濃度値を順次増加させていった場合に、出力画素「２」の濃度値が増加し始めるときの出力画素「１」の濃度値は、出力画素「３」の濃度値が増加し始めるときの出力画素「２」の濃度値と等しくなっている。具体的には、出力画素「２」の濃度値が増加し始めるときの出力画素「１」の濃度値と、出力画素「３」の濃度値が増加し始めるときの出力画素「２」の濃度値とは、図１６に示すようにともに３となっている。このことは、画素「３」以降に対応する出力画素についても同様である。
【００９６】
よって、本実施形態の多値ディザ処理方法によれば、一様な濃度の入力画像の濃度値を順次増加させていった場合に、出力画素の濃度値が上限値よりも小さい所定値（ここでは３）になった時点で新しい出力画素の濃度値の増加が次々と始まる構成となっている。
【００９７】
一般的には、低濃度領域の出力状態を安定化するため、出力されるドットを集中させながらドット成長させている（つまり孤立ドットを作らない）が、本実施形態の方法では、低濃度領域から、形成されるドットラインを、低濃度を保ちながら少しずつ太らせていくので、より安定した画像形成が可能となる。従って、低濃度のドットを良好に出力できる画像出力装置に適している。
【００９８】
本実施形態で作成した閾値群を基準とすることにより、それぞれの画像形成装置の出力特性に合わせた最適な閾値群を作成することができる。
【００９９】
本実施形態では、ディザマトリクスに対応付けられる閾値群を図１５のようにするために、上述したステップ５７において、各グループの濃度レベルを等しく４０にする。ただし、第１６グループの濃度レベルのみ２５５にする。図１７は、グループごとに設定された濃度レベルを示す図である。
【０１００】
ここで、高さ方向に濃度値を取ると、各画素の濃度値は、図１８のように増加していくことになる。例えばグループ５まで画素の濃度値を増加させた場合には、ブロックをグループ５まで積み重ねることにより、各画素の濃度値が図１９のように視覚的に示される。
【０１０１】
本実施形態では、グループごとに設定された濃度レベルが同じ値であるため、ブロックをグループごとに積み重ねていくに連れ、一定の高さずつブロックが高くなっていく。これは、グループごとに、各画素の濃度値が一定値ずつ増加することを示している。
【０１０２】
このように、ステップＳ５７において、各グループの濃度レベルを等しく設定することによって、入力画像の濃度値を順次増加させていった場合に、ある出力画素の濃度値が上限値よりも小さい所定値（ここでは３）になった時点で次の出力画素の濃度値の増加が順次始まるように、ドットを成長させることができる。
【０１０３】
なお、本実施形態では、ディザパターン中の出力画素「１」が特許請求の範囲に記載の第１の画素に対応し、出力画素「２」が特許請求の範囲に記載の第２の画素に対応し、出力画素「３」が特許請求の範囲に記載の第４の画素に対応する。
【０１０４】
〔変形例〕
各グループの濃度レベルの設定は、上述した実施形態１・２の方法に限定されない。濃度レベルは、グループ間で同じ値にしてもよいし、グループごとに異なる値に設定してもよい。また、濃度レベルをグループごとに異なる値に設定する場合、実施形態１のように特定のグループの濃度レベルを大きくしてもよいし、あるいは、グループの番号が大きくなるにつれて濃度レベルが単調増加するようにしてもよい。各グループの濃度レベルを調節することにより、多値ディザ処理によって得られるスクリーンのラインの太さを自在に調節することができる。
【０１０５】
図２０は、各グループの濃度レベルを一定にした場合と、第３グループの濃度レベルのみを大きくした場合との比較を示す図である。また、図２１は、各グループの濃度レベルを一定にした場合（図２０の左側に対応する）のブロックの積み立て例を示す図である。なお、図２１は、第３グループの画素までの濃度値を増加させた例を示す。
【０１０６】
図２０の右側の例のように、グループ間で濃度レベルを異ならせることによって、ディザパターンにおいて、ドットの成長を早めたり遅らせたりすることができる。その結果、スクリーンの線を早めに濃くしたり、ゆっくり太らせていったりすることができる。それゆえ、カラー画像出力装置３０の出力特性に合わせて、簡単にディザパターンの調整を行うことができる。
【０１０７】
〔実施形態３〕
本発明の第３の実施形態について図２２から図２６に基づいて説明すると以下の通りである。なお、上述した実施形態１・２と同じ構成については説明を省略する。
【０１０８】
上述した実施形態１・２では、ステップＳ５５において画素グループを１画素単位で作成したが、本実施形態では、画素グループを複数画素単位で作成する。具体的には、ステップＳ５５において画素グループを作成する際に、本実施形態では、画素「１」および画素「２」を含む画素グループを第１グループとし、画素「１」〜画素「４」を含む画素グループを第２グループとし、画素「１」〜画素「６」を含む画素グループを第３グループとする。このように、一つ前の画素グループに含まれる全ての画素を含み、かつ、次に成長させる２つの画素を含む画素グループを順次作成する。ディザマトリクスは１６画素からなるため、本実施形態では、画素グループが第８グループまで作成される。
【０１０９】
ここで、同一グループ内における画素の濃度を上昇させる順番は、画素の番号順に行ってもよいし、一般的な網点のディザ方式（図２２に示すドット集中型ディザマトリクスのパターン）に基づいた順番で行ってもよい。例えば、第１グループの画素の濃度値を増加させる場合には、出力画素「１」と出力画素「２」の濃度値を交互に増加させる。図２３は、ディザマトリクスの各画素を２画素単位でグループ分けしたときの、グループごとのドットの成長を示した図である。なお、図２３の例では、各グループの濃度レベルが等しくなっている。また、図２３の各ブロックを、ディザパターンの画素位置に対応して配置すると図２４のようになる。そして、上述したステップＳ５９〜Ｓ６１と同様にして閾値を求めることにより、ディザマトリクスの各画素に対応付けられる閾値が得られる。
【０１１０】
図２５は、本実施形態のカラー画像処理装置１０の記憶部１９２に格納される閾値データを示す図である。本実施形態では、入力画像の濃度を順次上昇させていくと、ディザパターンは図２６のように変化する。
【０１１１】
本実施形態では、入力画像の濃度値を０から順次増加させていった場合に、まず、第１グループに含まれる出力画素「１」および出力画素「２」の濃度値が交互に増加する。そして、出力画素「１」および出力画素「２」の濃度値が入力画像の濃度値の増加に伴って所定値に達した後に、第２グループに含まれる出力画素「３」および出力画素「４」の濃度値の増加が開始し、出力画素「１」〜出力画素「４」の濃度値が順番に増加する。そして、出力画素「３」および出力画素「４」の濃度値が入力画像の濃度値の増加に伴って上限値に達する前に、出力画素「５」および出力画素「６」の濃度値の増加が開始する。以降、同様にして出力画素「７」以降の濃度値の増加が開始する。
【０１１２】
本実施形態の構成によれば、ラインスクリーンであっても、２画素単位で中心部からドットが成長していくようなスクリーンを生成することができ、ハイライト領域でのドット再現を安定させることができる。
【０１１３】
なお、本実施形態では、ディザパターン中の出力画素「１」が特許請求の範囲に記載の第１の画素に対応し、出力画素「２」が特許請求の範囲に記載の第５の画素に対応し、出力画素「３」が特許請求の範囲に記載の第２の画素に対応し、出力画素「４」が特許請求の範囲に記載の第６の画素に対応する。
【０１１４】
〔実施形態４〕
本発明の第４の実施形態について図２７に基づいて説明すると以下の通りである。なお、上述した実施形態１〜３と同じ構成については説明を省略する。
【０１１５】
上述した実施形態では、デジタルカラー複合機１を構成するカラー画像処理装置１０に本発明を適用した例について説明したが、本発明はパーソナルコンピュータにインストールされるソフトウェアに適用することもできる。本実施形態では、本発明をプリンタドライバに適用した例について説明する。
【０１１６】
図２７は、コンピュータシステム１００の構成を示す機能ブロック図である。コンピュータシステム１００は、図２７に示すように、パーソナルコンピュータ１０１およびカラープリンタ１３０を備えている。カラープリンタ１３０は、プリンタ機能の他にコピー機能およびファックス機能を有するデジタル複合機であってもよい。
【０１１７】
パーソナルコンピュータ１０１は、ソフトウェアとして、アプリケーションプログラム１０５、プリンタドライバ１１０、および通信ポートドライバ１２０を備えており、また、ハードウェアとして、ＣＰＵ、メモリ、および通信ポート１２５などを備えている。上記の各種ソフトウェアは、メモリに格納されており、ＣＰＵによって実行されることによって各種の機能を果たす。通信ポート１２５は、例えばＲＳ２３２ＣまたはＬＡＮなどであり、カラープリンタ１３０と接続されている。
【０１１８】
プリンタドライバ１１０は、詳細には、色補正部１５、黒生成下色除去部１６、階調再現処理部１９、およびプリンタ言語翻訳部１１１などによって構成される。ここで、色補正部１５、黒生成下色除去部１６、および階調再現処理部１９は、実施形態１のものと同様の機能を有しているので説明を省略する。
【０１１９】
アプリケーションプログラム１０５において印刷が指示されると、画像データがアプリケーションプログラム１０５からプリンタドライバ１１０の色補正部１５に入力される。そして色補正部１５および黒生成下色除去部１６によって処理された画像データは、階調再現処理部１９に入力される。階調再現処理部１９では、多階調の画像データに対して実施形態１と同様に多値ディザ処理が行われる。多値ディザ処理が行われた画像データは、続いてプリンタ言語翻訳部１１１に入力される。
【０１２０】
プリンタ言語翻訳部１１１では、画像データがカラープリンタ１３０の解釈可能なプリンタ言語に変換され、通信ポートドライバ１２０に入力される。すると、通信ポートドライバ１２０が通信ポート１２５を制御し、プリンタ言語に翻訳された画像データが通信ポート１２５からカラープリンタ１３０に送信される。カラープリンタ１３０は、受信した画像データに応じた画像を印字媒体に形成し出力する。
【０１２１】
本実施形態のプリンタドライバ１１０がインストールされたパーソナルコンピュータ１０１は、実施形態１のカラー画像処理装置１０と同様の機能を発揮することができる。
【０１２２】
また、本発明の目的は、上述した多値ディザ処理をコンピュータに実行させるためのプログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）を、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することによって達成することもできる。これにより、文字・細線の再現性を向上させた多値ディザ処理を行うプログラムコードを記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。
【０１２３】
なお、上記コンピュータシステム１００には、フラットベッドスキャナ・フィルムスキャナ・デジタルカメラなどの画像入力装置や、コンピュータの処理結果を表示するＣＲＴディスクプレイ・液晶ディスプレイなどの画像表示装置、さらには、ネットワークを介してサーバなどに接続するための通信手段としてのネットワークカードやモデムなどが備えられていてもよい。
【０１２４】
上述した各実施形態では、複合機やプリンタなどの各種画像出力装置によって出力するために多値ディザ画像を生成する構成としたが、多値ディザ画像の生成目的はこれに限定されない。本発明によって得られる多値ディザ画像をＣＲＴや液晶ディスプレイなどの各種画像表示装置に表示してもよい。
【０１２５】
また、上述した実施形態では、入力画像およびディザ処理された出力画像が多値カラーの場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されない。入力画像および出力画像は、多階調であればモノトーンであってもよい。
【０１２６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１２７】
また、本明細書で示した数値以外であっても、本発明の趣旨に反しない合理的な範囲であれば、本発明に含まれることはいうまでもない。
【０１２８】
[実施形態の総括]
以上の実施形態に係る多値ディザ処理方法は、多階調の入力画像の階調を多階調のディザ画像によって再現するための多値ディザ処理方法であって、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に、上記ディザ画像のうち、ディザマトリクスに対応する部分画像であるディザパターンを構成する第１の画素の階調値が入力画像の階調値の増加に伴って上限値に達する前に、該ディザパターンを構成する第２の画素の階調値が増加し始めるように、ディザ画像を構成する各画素の階調値を入力画像の各画素の階調値に基づいて決定する階調決定工程を含んでいることを特徴とする。
【０１２９】
また、以上の実施形態に係る画像処理装置は、多階調の入力画像の階調を多階調のディザ画像によって再現する多値ディザ処理を行う画像処理装置であって、ディザマトリクスの各画素と対応付けられた閾値群を格納する記憶手段と、上記記憶手段に格納された閾値群を読み出し、入力画像中の画素の階調値とその画素に対応するディザマトリクス中の画素の閾値群との比較結果に基づいて、上記ディザ画像を構成する各画素の階調値を決定する階調決定手段とを備え、上記記憶手段に格納された閾値群は、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に、上記ディザ画像のうち、単一のディザマトリクスの適用によって得られる部分画像であるディザパターンを構成する第１の画素の階調値が入力画像の階調値の増加に伴って上限値に達する前に、該ディザパターンを構成する第２の画素の階調値が増加するような値に設定されていることを特徴とする。具体的には、上記第１の画素に対応するディザマトリクス中の画素に対応付けられた閾値群のうちの最大の閾値は、上記第２の画素に対応するディザマトリクス中の画素に対応付けられた閾値群のうちの最小の閾値よりも大きくなっていることを特徴とする。
【０１３０】
上記の構成によれば、入力画像の階調値を順次増加させていった場合、得られるディザパターンでは、第１の画素の階調値が先に増加し、第１の画素の階調値が上限値に達する前に第２の画素の階調値が増加し始める。そして、第２の画素の階調値が増加し始めた後では、第１および第２の画素の双方の階調値が増加する。それゆえ、ディザパターンでのドットの濃度増加と拡大とが同時進行的に起こり、ドットが滑らかに成長する。従って、自然なドット成長により入力画像の階調を好適に再現することができる。
【０１３１】
また、上記階調決定工程では、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に、上記ディザパターンを構成する第３の画素の階調値が増加し始めた後に、上記第１の画素の階調値が増加し始めるように、ディザ画像を構成する各画素の階調値を決定し、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に上記第１の画素の階調値が増加し始めるときの上記第３の画素の階調値は、上記第２の画素の階調値が増加し始めるときの上記第１の画素の階調値よりも大きく、上記第３の画素は、上記ディザパターンの中心に最も近い画素であってもよい。
【０１３２】
上記構成によれば、入力画像の階調値を順次増加させていった場合、得られるディザパターンでは、中心に最も近い第３の画素の濃度値が大きく増加した後に、第１の画素の濃度値が増加し始める。よって、ディザパターンの中心に最も近い画素がまず高濃度になった後に、周囲の画素の濃度が順次濃くなっていくようにドットが成長するディザパターンを得ることができる。従って、ハイライトでのドット再現性が不安定な出力装置であっても、好適に入力画像の階調を再現することができる。
【０１３３】
あるいは、上記階調決定工程では、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に、上記第２の画素の階調値が入力画像の階調値の増加に伴って上限値に達する前に、上記ディザパターンを構成する第４の画素の階調値が増加し始めるように、ディザ画像を構成する各画素の階調値を決定し、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に上記第２の画素の階調値が増加し始めるときの上記第１の画素の階調値は、上記第４の画素の階調値が増加し始めるときの上記第２の画素の階調値と等しくてもよい。
【０１３４】
上記構成によれば、入力画像の階調値を順次増加させていった場合、得られるディザパターンでは、第１の画素の濃度値が所定値に達したときに、第２の画素の濃度値が増加し始め、第２の画素の濃度値が上記所定値に達したときに、第４の画素の濃度値が増加し始めるといったように、画素の濃度値が所定値に達するたびに次々と新たな画素の濃度値が増加し始めるようになる。よって、ドットの濃度上昇と拡大とが一定したディザパターンを得ることができる。従って、低濃度域でのドット再現性が良好な出力装置において、好適に入力画像の階調を再現することができる。
【０１３５】
さらにあるいは、上記階調決定工程では、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に、上記第１の画素の階調値と上記ディザパターンを構成する第５の画素の階調値とが交互に増加するように、かつ、上記第１の画素と上記第５の画素の階調値が入力画像の階調値の増加に伴って上限値に達する前に、上記第２の画素の階調値と上記ディザパターンを構成する第６の画素の階調値とが増加し始めるように、ディザ画像を構成する各画素の階調値を決定してもよい。
【０１３６】
上記の構成によれば、入力画像の階調値を順次増加させていった場合、得られるディザパターンでは、第１の画素と第５の画素の階調値が先に交互に増加する。そして、第１の画素と第５の画素の階調値が上限値に達する前に、第２の画素と第６の画素の階調値が増加し始める。そして、第２の画素の階調値が増加し始めた後では、第１、第２、第５および第６の画素の階調値が増加する。このように、ディザパターンにおけるドットの濃度上昇および拡大を２画素単位で行うことにより、ハイライト領域でドット再現を安定させることができる。
【０１３７】
なお、上記第１の画素は、上記ディザパターンの中心に最も近い画素であってもよい。上記の構成によれば、中心から周辺にかけてドットが徐々に成長していくようなディザパターンを得ることができる。
【０１３８】
また、以上の実施形態に係る画像形成装置は、上述した画像処理装置と、上記画像処理装置によって再現されたディザ画像を印刷媒体に形成する画像出力装置とを備えていることを特徴とする。
【０１３９】
また、以上の実施形態に係る複合機は、上述した画像処理装置と、上記画像処理装置によって再現されたディザ画像を印刷媒体に形成する画像出力装置と、原稿を読み取って原稿画像を得る原稿読取装置とを備え、上記画像処理装置は、上記原稿読取装置によって得られた原稿画像を上記入力画像とすることにより、上記原稿画像をディザ画像によって再現するものであることを特徴とする。
【０１４０】
上記構成によれば、上述した画像処理装置が備わっているので、自然なドット成長により入力画像の階調を好適に再現して出力することのできる画像形成装置および複合機を提供することができる。
【０１４１】
ところで、上記画像処理装置は、ハードウェアで実現してもよいし、プログラムをコンピュータに実行させることによって実現してもよい。具体的には、以上の実施形態に係る多値ディザ処理プログラムは、上記画像処理装置の各手段としてコンピュータを動作させるプログラムであり、以上の実施形態に係る記録媒体には、この多値ディザ処理プログラムが記録されている。
【０１４２】
これらの多値ディザ処理プログラムがコンピュータによって実行されると、当該コンピュータは、上記画像処理装置として動作する。したがって、上記画像処理装置と同様に、自然なドット成長により入力画像の階調を好適に再現することができる。
【０１４３】
以上のように、本実施形態では、一様な階調の入力画像の階調値を順次増加させていった場合に、ディザパターンを構成する第１の画素の階調値が入力画像の階調値の増加に伴って上限値に達する前に、該ディザパターンを構成する第２の画素の階調値が増加し始めるような構成となっている。従って、自然なドット成長により入力画像の階調を好適に再現することができるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、複合機やコンピュータシステムなどに好適に適用することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１  デジタルカラー複合機（画像形成装置・複合機）
１０  カラー画像処理装置（画像処理装置）
１９  階調再現処理部
２０  カラー画像入力装置（原稿読取装置）
３０  カラー画像出力装置（画像出力装置）
１００  コンピュータシステム
１０１  パーソナルコンピュータ（画像処理装置）
１１０  プリンタドライバ（多値ディザ処理プログラム）
１３０  カラープリンタ（画像出力装置）
１９０  ディザ処理部
１９１  量子化部（階調決定手段）
１９２  記憶部（記憶手段）
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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