(57)【要約】【課題】多値画像データの量子化処理において表れるテクスチャ等の画質劣化を防止する。【解決手段】濃度変位検出部１５０は、メモリ１０５から順次読み出した画素データを、注目画素およびその近傍画素を保持するレジスタ１５３〜１６１に格納し、注目画素とその近傍画素との差分値を減算回路１６２〜１６９により求め、その値からエンコーダ１７０により濃度変位量を求める。補正量決定部２５０では、濃度変位量に基づいて変換テーブル２５１から補正値を獲得し、その値を閾値テーブル２０１から得られた注目画素に対応する閾値に加算する。量子化処理部２０４は、その閾値によって注目画素を量子化する。補正値の加算により生じた濃度のずれは、積算処理部２５２により画像に拡散されて解消される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子化閾値を保持する保持手段と、
多値画像データの局所的な濃度変位を検出する濃度変位検出手段と、
前記濃度変位検出手段により検出された濃度変位に基づいて、前記量子化閾値を補正する閾値補正手段と、
前記閾値補正手段により補正された量子化閾値を用いて前記多値画像データを量子化する量子化手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記閾値補正手段による補正値による平均濃度のずれを相殺するよう、注目画素近傍画素の量子化閾値をさらに補正する濃度維持手段をさらに備え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】
前記濃度変位検出手段は、注目画素とその近傍画素との画素値の差分値を前記濃度変位として求め、前記濃度維持手段は、前記差分値に対応して決定される補正値を前記領域閾値に加算す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】
前記閾値補正手段は、前記濃度変位の絶対値が大きい部分において前記量子化閾値を下げて濃度強調を行い、前記濃度変位の絶対値が小さい部分において前記量子化閾値を上げて濃度強調分を補正し、前記濃度維持手段は、閾値補正量を積算して該積算値が０になるように積算値を閾値補正量に分散することを特徴とする請求項２または３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記閾値補正手段は、濃度変位量が無い領域においては前記量子化閾値を補正しないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載された画像処理装置の前記量子化手段により量子化された画像データを、画像形成手段により媒体上の画像として形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
量子化閾値を保持する保持工程と、
多値画像データの局所的な濃度変位を検出する濃度変位検出工程と、
前記濃度変位検出工程により検出された濃度変位に基づいて、前記量子化閾値を補正する閾値補正工程と、
前記閾値補正工程により補正された量子化閾値を用いて前記立ち画像データを量子化する量子化工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
前記閾値補正工程による補正値による平均濃度のずれを相殺するよう、注目画素近傍画素の量子化閾値をさらに補正する濃度維持工程をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記濃度変位検出工程は、注目画素とその近傍画素との画素値の差分値を前記濃度変位として求め、前記濃度維持工程は、前記差分値に対応して決定される補正値を前記領域閾値に加算することを特徴とする請求項７または８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記閾値補正工程は、前記濃度変位の絶対値が大きい部分において前記量子化閾値を下げて濃度強調を行い、前記濃度変位の絶対値が小さい部分において前記量子化閾値を上げて濃度強調分を補正し、前記濃度維持工程は、閾値補正量を積算して該積算値が０になるように積算値を閾値補正量に分散することを特徴とする請求項８または９に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記閾値補正工程は、濃度変位量が無い領域においては前記量子化閾値を補正しないことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項１２】
量子化閾値を保持する保持工程と、
多値画像データの局所的な濃度変位を検出する濃度変位検出工程と、
前記濃度変位検出工程により検出された濃度変位に基づいて、前記量子化閾値を補正する閾値補正工程と、
前記閾値補正工程により補正された量子化閾値を用いて前記立ち画像データを量子化する量子化工程と
をコンピュータにより実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば小領域の２値画素の面積比によって画像の濃淡階調を表現する画処理を行う画像処理方法およびそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成技術は、光感光体表面にレーザービーム、ＬＥＤアレイ等の光走査による描画によって感光体上に電荷による静電潜像を形成し、帯電したトナー粉によって現像して可視化し、そのトナー像を紙等のシート媒体に転写して熱処理などで定着することによって、画像形成を行うというものである。半導体デバイス製造技術の進歩によって、安価で高速、大規模な電子回路の提供が可能となったことから、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体に対する光描画の方式が、原稿画像を光学的に感光体に描画する方式からデジタル処理系を経由したデジタル方式へと進んできている。そのために電子写真方式は、複写機のほか、コンピュータ等に接続されて利用される印刷装置（レーザープリンタ）、ファクシミリ、あるいはこれらを複合したいわゆるディジタル複合機等に応用されている。
【０００３】
近年これらの電子写真方式の画像形成装置の用途が広まるにつれ、更なる出力画像への画質向上の要求が高まってきている。具体的には、電子写真方式の画像形成機構には、高精細かつ階調表現の豊かな画像形成能力が求められている。特に、従来の文字やグラフ等の描画や複写以外に、写真などの、天然に存在する光景のようなスムースな色彩や階調の変化を含む画像（自然画像）についても忠実な出力が求められている。
【０００４】
さらに、電子写真方式の画像形成装置はカラー化も実現されており、カラー印刷物については、精細度や階調表現において商業印刷物あるいは写真の画像品質に近い出力が求められている。特に、たとえば写真のように連続的な階調変化や微妙な階調変化が含まれる自然画像の出力においては、豊かな階調表現力、すなわち様々な濃淡の描画が可能であることが要求される。このため、レーザープリンターやデジタル複写機等のイメージ処理機構には中間調を再現する中間調描画能力が必要となる。中間調描画の手法としては、各画素を２値化するとともに複数の画素を含む一定の面積を単位として階調を表現する疑似階調化と、画素単位で階調を付ける多値化の方法がある（特許文献１等参照）。
【０００５】
しかし、現在の電子写真方式による画像形成技術では、発光素子の応答性の卑線形性や照射光量に対するトナー付着量のばらつきなどに起因して、入力画像信号値とそれに対して形成される画像の濃度との関係は極めて著しい非線形的な関係にある。また、中間的な帯電領域に対するトナー付着状態は外部環境に影響されやすく、濃度が不安定であり、再現性に問題がある。
【０００６】
このため、通常の電子写真方式の画像形成装置においては、描画領域（トナー付着領域）と非描画領域（トナー不付着領域）をはっきりと分ける二値化処理を行わないと形成される出力画像が安定しない。そこで、網処理等を行うことによる疑似階調化処理が一般的に行われている。疑似階調化を行うことで、個々の画素については、トナーを付着させるか、あるいはトナーをさせないか、いずれか一方にすることによって出力画像の安定性が向上する。
【０００７】
このように網処理（疑似階調処理）により階調を面積比によって表現した場合、画像の中間調解像度（見かけの解像度）は網処理の線数まで低下する。一定の解像度（真の解像度）を有する画像形成機構の場合、階調表現の単位となる面積（網処理の面積）が大きいほど、形成される画像の階調性（見かけの階調性）が豊かになる。すなわち、網処理の線数が大きいほど階調表現力は向上する。このように、疑似階調処理では、出力画像の見かけの解像度と見かけの階調性とは互いにトレードオフの関係にある。なお、網処理の階調を表す面積は、たとえばディザ法や誤差拡散法などの疑似階調化処理では、用いられるマトリクスサイズに相当する。
【０００８】
見かけの解像度と見かけの階調性がトレードオフする関係にあっても、視覚的に十分細かい線数と十分な階調性の双方が確保できれば問題はない。しかし、画像形成機構の技術上あるいはコスト上、十分な解像度と階調性とを両立しかねる場合がある。このような場合、解像度と階調性の適切な妥協点を決定することが重要である。
【特許文献１】特開2000-196885号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで問題なのは、描画する画像の特性によってこの妥協点を決定する必要があることである。例えば写真等の自然画像の再現のためには階調性が重要であり、細かな解像度はそれほど重要ではない。これに対して、文字や細線のように、背景に対してコントラストが大きく、かつ輪郭が微細で複雑なオブジェクトの場合、オブジェクトの輪郭がはっきりしていることが重要であるが、階調性はそれほど重要ではない。
【００１０】
このため、自然画像に対して、解像度を優先した疑似階調処理を施した場合、再現される画像の階調性が低下し、濃度が連続的に変化する部分で等高線のように疑似輪郭が発生する。あるいは、網処理が微細になった場合、ある階調数を表現するための一定面積内に複数の網点が含まれることになる。このため、一様な濃度に対して、一定面積内に含まれる網点が異なった大きさとなる場合があり、網点の大小の規則的な周期によって画像に特徴的なテクスチャが生じ、画質の低下要因となる。一方、文字や図形等を出力する際に階調性を優先した網処理を行った場合、再現画像は見かけの解像度が低く、オブジェクトの輪郭が網点によって長周期で細断され、視覚上好ましくない段々が生じる。この段々は、再生画像の品質を劣化させる。
【００１１】
以上のように、画像の特性によって解像度と階調性の適切な妥協点を決定しなければ、再生画像の品質が劣化してしまう。ところが、解像度を優先すべきオブジェクトと階調性を優先すべきオブジェクトとが混在した画像については、いずれか一方のオブジェクトを基準にして線数を決定すると、他方のオブジェクトの画像品質が劣化してしまい、画像全体の品質を高水準に保つことは困難であった。
【００１２】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、出力対象の画像を局所的に分析することによってその局所的な画像の特性を把握し、その特性に応じた疑似階調化処理を実行することで、どのような画像に対しても品質の高い出力画像を得ることのできる画像形成方法およびそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで本発明においては、階調出力の安定性を確保しつつ、同時に文字や細線の輪郭を確保するために、文字や細線の輪郭情報の補正を行う。
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を備える。
【００１５】
量子化閾値を保持する保持手段と、
多値画像データの局所的な濃度変位を検出する濃度変位検出手段と、
前記濃度変位検出手段により検出された濃度変位に基づいて、前記量子化閾値を補正する閾値補正手段と、
前記閾値補正手段により補正された量子化閾値を用いて前記立ち画像データを量子化する量子化手段とを備える。
【００１６】
さらに好ましくは、前記閾値補正手段による補正値による平均濃度のずれを相殺するよう、注目画素近傍画素の量子化閾値をさらに補正する濃度維持手段をさらに備える。
【００１７】
さらに好ましくは、前記濃度変位検出手段は、注目画素とその近傍画素との画素値の差分値を前記濃度変位として求め、前記濃度維持手段は、前記差分値に対応して決定される補正値を前記領域閾値に加算する。
【００１８】
さらに好ましくは、前記閾値補正手段は、前記濃度変位の絶対値が大きい部分において前記量子化閾値を下げて濃度強調を行い、前記濃度変位の絶対値が小さい部分において前記量子化閾値を上げて濃度強調分を補正し、前記濃度維持手段は、閾値補正量を積算して該積算値が０になるように積算値を閾値補正量に分散する。
【００１９】
さらに好ましくは、前記閾値補正手段は、濃度変位量が無い領域においては前記量子化閾値を補正しない。
【００２０】
あるいは、上記画像処理装置の前記量子化手段により量子化された画像データを、画像形成手段により媒体上の画像として形成することを特徴とする画像形成装置も本発明を構成する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、輪郭の鮮明なオブジェクトについては輪郭を鮮明に再現して解像度の低下を改善し、一方、写真等の高階調の再現が必要な画像については、階調性を高めて再現することで、画像の特性によらずに高品質の画像を出力することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［第１の実施形態］
図３に本発明の第１の実施形態である画像形成装置（プリンタ）の構成図をしめす。本実施形態のプリンタにおいて、本発明に係る構成は全てソフトウェアだけでも実現できる。しかし、ソフトウエアのみで実現した場合、演算量が膨大なものとなるので、実装コストを低減させるために多少のハードウェア付加による構成例を示す。また、本実施形態では、説明の簡略のために、モノクロームの多値画像データを出力対象とする構成を示す。
【００２３】
インターフェース１０１は外部機器とのインターフェースであり、画像情報を所得するための入力部である。インターフェース１０１は、ネットワークを介してデータを受信したり、スキャナやカメラなどの画像読みとり機器のデータを受信したり媒体データを読みとったり、コンピュータと直結して描画コマンドを受信する。
【００２４】
ＲＯＭ１０２には、変更されないプログラムやデータ、テーブル、書体データ、設定値、制御シーケンス等が格納されている。ＣＰＵ１０３は、ＲＯＭ１０２に格納されたデータやプログラムに基づいて入力情報を処理し多値イメージ情報を生成する。このプログラムには後述するフローチャートの手順を実行するためのプログラムも含まれる。
【００２５】
描画処理ハードウエア１０４は、描画展開用の補助ハードウェアであり、ソフトウェア処理では時間のかかる描画処理の補助をおこなう。イメージ保存領域１０５は、印刷対象の多値イメージを保存するためのメモリである。メモリの潤沢なシステムでは単純に多値イメージ保存のために用意されたページメモリである。メモリの実装量に制約のあるシステムにおいては、印字イメージの一部が展開されたり、圧縮されたイメージオブジェクトが格納されるメモリ領域の場合もある。
【００２６】
（濃度変位検出部）
濃度変位検出部１５０は出力対象画像（以下、注目画像と呼ぶ。）の濃度の変化を検出する。画像の濃度の変化を検出する最も単純な方法は、画像データを一次元走査してその差分値をとる方法である。ただしその方法では例えば水平の輪郭を抽出できても垂直の輪郭を抽出できなかったり、あるいは斜めの輪郭を抽出できない。そのため、注目画像において、ひとつの画素の注目して（この画素を注目画素と呼ぶ。）、注目画素の近傍画素全て（たとえば周囲の８画素）について、注目画素との濃度差を確認する必要がある。そのため、濃度変位検出部１５０には複数のラインバッファ（本実施形態では２ライン分）１５１、１５２、および、各々が１画素のデータを保持できる近傍画素レジスタ１５３〜１６１が用意されている。なお、図４の構成では、ラインバッファ１５０，１５１の長さは、プリンタにより印刷される画像サイズ（すなわち１ページ）の、ラスタ走査方向の画素数から３画素減じた数に相当する長さである。それらにより注目画素およびその近傍画素の画素値データを保持し、減算回路１５３〜１６１によって注目画素とその近傍画素との間の濃度の差分を検出する。
【００２７】
イメージ保存領域１０５に保存された多値画像データは、画素クロックに同期してラスタ走査順に読み出される。読み出された多値画像データは画素レジスタ１５５に入力される。画素レジスタ１５５のデータは、これも画素クロックに同期して画素レジスタ１５４に入力される。画素レジスタ１５４のデータは、これも画素クロックに同期して画素レジスタ１５３に入力される。画素レジスタ１５３のデータは、これも画素クロックに同期してラインバッファ１５１に入力されてバッファリングされ、画素クロックに同期して１画素ずつシフトされる。ラインバッファ１５１の出力は、画素レジスタ１５８に入力される。画素レジスタ１５８のデータは、画素レジスタ１５７に入力される。画素レジスタ１５７に保持される画素が注目画素である。画素レジスタ１５７のデータは、画素レジスタ１５６に入力される。画素レジスタ１５６のデータは、ラインバッファ１５２に入力されてバッファリングされ、画素クロックに同期して１画素ずつシフトされる。ラインバッファ１５２の出力は、画素レジスタ１６１に入力される。画素レジスタ１６１のデータは、画素レジスタ１６０に入力される。画素レジスタ１６０のデータは、画素レジスタ１５９に入力される。
【００２８】
減算回路１６２〜１６９には、その全部に中央の画素レジスタ１５７のデータが一方のパラメータ（引く数あるいは引かれる数）として入力されている。そして、減算回路１６２〜１６５の他方のパラメータとしては、画素レジスタ１５３〜１５６のデータがそれぞれ入力され、減算回路１６６〜１６９の他方のパラメータとしては、画素レジスタ１５８〜１６１のデータがそれぞれ入力される。減算回路１６２〜１６９は、その構成によって、注目画素値と近傍画素値との差分値の算出を行う。算出された差分値はエンコーダ１７０に入力される。
【００２９】
（エンコーダ）
エンコーダ１７０は、注目画素と各近接画素との各差分値の正負と大きさとを考慮し、注目画素が鞍点か単純な輪郭か等の判断を行って、該当画素の最終的な濃度変位量を決定し、出力する。近接する減算回路がすべて大きな差分値を出力していれば、注目画素を中心とする３×３画素領域が輪郭線を含む領域（輪郭領域）である確実性は高いと判断できる。特定の減算回路が大きな差分値を出力しても、近接する他の減算回路が大きな差分値を出力しない場合には輪郭の存在は疑わしい。また、たとえば注目画素を中心として対称位置にある減算回路グループの差分値方向（符号）がいずれも等しければ、均一の濃度勾配の途中であってエッジ（輪郭）ではないと判断できる。具体的には、エンコーダ１７０は以下のように判断処理を行う。
（１）減算回路１６２，１６５，１６７が互いに同符号の差分値を出力し、かつ、それと同符号の差分値を減算回路１６４，１６６，１６９それぞれも出力するときには、主走査方向に垂直な濃度勾配があると判断する。
（２）減算回路１６２，１６３，１６４が互いに同符号の差分値を出力し、かつ、それと同符号の差分値を減算回路１６７，１６８，１６９それぞれも出力するときには、主走査方向に平行な濃度勾配があると判断する。
（３）減算回路１６５，１６７，１６８が互いに同符号の差分値を出力し、かつ、それと同符号の差分値を減算回路１６３，１６４，１６６それぞれも出力するときには、主走査方向に傾斜した濃度勾配があると判断する。
（４）減算回路１６２，１６３，１６５が互いに同符号の差分値を出力し、かつ、それと同符号の差分値を減算回路１６６，１６８，１６９それぞれも出力するときには、主走査方向に傾斜した濃度勾配があると判断する。
【００３０】
また、注目画素を中心として対称位置にある減算回路グループのいずれか一方は顕著な差分値を有しもう一方はほとんど差分値を有していない場合はそこを濃度エッジと判断する。注目画素を中心として対称位置にある減算回路グループとは、上記（１）〜（４）に同符号の差分値を出力すると記述した３つずつの減算回路のグループである。注目画素を中心として、上下に位置する各１グループ（上記（１）の各グループ）、左右に位置する各１グループ（上記（２）の各グループ）、対角上に位置する各２グループ（上記（３）（４）の各グループ）の合計８グループがある。
（５）すなわち、減算回路１６２，１６５，１６７グループと、減算回路１６４，１６６，１６９グループのいずれか一方は互いに同符号の差分値を出力し、もう一方は顕著な差分値を出力しないときには主走査方向に対して垂直な濃度エッジがあると判断する。顕著な差分値とは、たとえば予めしきい値を定めておき、そのしきい値との比較により決定できる。このしきい値は、たとえば肉眼による見かけ上輪郭と認識できない程度の濃度差が選ばれる。そのために、見かけ上一様な濃度が分布した領域における近傍画素間の差分値を画像データからサンプリングし、その平均値をしきい値として用いたり、あるいは平均値に分散値を加味して用いたりすることもできる。
（６）減算回路１６２，１６３，１６４グループと減算回路１６７，１６８，１６９グループのいずれか一方は互いに同符号の差分値を出力し、もう一方は顕著な差分量を出力しないときには主走査方向に対して平行な濃度エッジがあると判断する。
（７）減算回路１６５，１６７，１６８グループと減算回路１６３，１６４，１６６グループのいずれか一方は同符号の差分値を出力し、もう一方は顕著な差分量を出力しないときには主走査方向に対して傾斜した濃度エッジがあると判断する。
（８）減算回路１６２，１６３，１６５グループと減算回路１６６，１６８，１６９グループのいずれか一方は同符号の差分値を出力し、もう一方は顕著な差分量を出力しないときには主走査方向に対して傾斜した濃度エッジがあると判断する。
（９）また、注目画素を中心として対称位置にある減算回路グループが相異なる符号の差分値を出力したときには、注目画素が局所的な濃度の頂点ないしは底であると判断する。
（１０）注目画素を中心として対称位置にある減算回路グループの出力する差分値から注目画素が局所的な濃度の頂点であると判断され、かつ、その減算回路グループと９０度の角度を形成する位置関係にある減算回路グループの出力する差分値から注目画素が局所的な濃度の底であると判断された場合、注目画素は濃度の鞍点と判断する。
【００３１】
エンコーダ１７０は、以上のような判断を行い、判断結果に応じて濃度変位量を出力する。この濃度変位量は補正量決定部２５３に入力される。ここで、濃度変位量としては、たとえば上記判断結果（すなわち注目画素近傍の領域の性質）に応じて、（１）〜（１０）の減算回路のグループが出力する差分値の平均値を出力する。すなわちこの場合には、濃度変位量は、注目画素近傍の領域の領域の性質（たとえば輪郭であるとか、濃度勾配の途中であるとか、あるいは鞍点であるといった性質）に関与する画素と着目画素との差分値の平均値である。したがって、たとえば（１）の場合であれば、減算回路１６２，１６４，１６５，１６６，１６７，１６９の出力値の平均値が、（２）の場合であれば、減算回路１６２，１６３，１６４，１６７，１６８，１６９の平均値が、（３）の場合であれば、減算回路１６３，１６４，１６５，１６６，１６７，１６８の平均値が、（４）の場合であれば、減算回路１６２，１６３，１６５，１６６，１６８，１６９の平均値が、濃度変位量とされる。
【００３２】
またたとえば、（５）〜（８）いずれかの場合であれば、エッジを構成する画素についての注目画素値との差分値の平均値とする。すなわち、減算回路１６２，１６５，１６７グループの出力値について同符号の差分値があり、減算回路１６４，１６６，１６９グループは顕著な差分値が出力されないと判断されれば、減算回路１６２，１６５，１６７の出力値を平均して濃度変位量とする。
【００３３】
またたとえば、（９）または（１０）の場合には、頂点または底であるとの判断の根拠となった差分値の平均値を濃度変位量とする。
【００３４】
なお、（１）乃至（１０）のいずれにも該当しない場合には、濃度差分値は例えば０とする方法もあるし、あるいは全減算回路の出力値の平均値とする方法もある。
【００３５】
（階調処理部）
階調処理部２００は、多値画像情報を、実際の印刷機構で記録されるテクスチャに変換する疑似階調処理のための機構である。ただし、本実施形態ではディザ処理の閾値が注目画素近傍の画像の性質に応じて操作される。閾値に対する加算処理（閾値を上げる処理）は出力画像を低濃度に移行させ、減算処理（閾値を下げる処理）は出力画像を高濃度に移行させる。そこで、階調処理部２００は、原画像の濃度境界を濃度変位検出部１５０によって検出したときには閾値の減算処理を行い、濃度の強調した輪郭分については閾値に加算処理を行う構成を有する。以下、本実施形態における閾値テーブルによるディザ処理を説明する。
【００３６】
閾値テーブル２０１はディザ処理のための、各画素に対応する閾値を要素とするディザマトリクスを格納したテーブルである。ディザ処理は、整数周期の繰り返しテクスチャを高速で作るための２値化処理である。ディザ処理では、閾値テーブル２０１から注目画素の座標に対応する閾値を選択し、選択された閾値と注目画素値とを比較し、その大小に応じて注目画素の描画するか否かを決定する。たとえば、画素値が閾値以上であれば当該画素値を描画し、そうでなければ描画しない。カラー画像の場合には色成分毎にこの処理を行う。
【００３７】
セレクタ２０２は、閾値テーブル２０１の中から注目画素に対応する閾値を選択して出力する。閾値補正部２０３は、閾値テーブル２０１から得られた閾値に対して、補正量決定部２５０から出力される値を加算ないし減算することによって閾値の操作を行う。これにより、疑似階調処理後の画像の調整が可能となる。更に、閾値補正部２０３は、加減算によって処理系の語長に対してオーバーフロー無いしアンダーフローを起こした場合は、閾値の取り得る最大値ないし最小値を出力する。たとえば８ビットの階調処理系の場合、加算によって２５５を越えたときには値を２５５を、減算によって０を下回ったときには０を出力する。
【００３８】
量子化処理部２０４は、閾値補正部２０３から入力された閾値と注目画素の濃度とを比較し、比較結果によってプリント機構部３００の光駆動回路３０１の制御を行う。たとえば、注目画素値が閾値よりも大きければレーザ光を発光させ、小さければ発光させないよう制御する。
【００３９】
（補正量決定部）
さて、閾値補正部２０３により閾値に対して加算あるいは減算される閾値補正量は補正量決定部２５０により決定される。補正量決定部２５０において、変換テーブル２５１は濃度変位検出部１５０から入力された領域コードを閾値補正量に変換するテーブルである。上述のように濃度変位量を決定すると、濃度変位量は符号付きの数値となる。そのため濃度変位量の絶対値が大きいほど注目画素は輪郭を構成する画素である可能性が高い。そこで、その場合には閾値補正量が大きく設定されるように変換テーブル２５１は構成される。なお、絶対値によるテーブル検索のため、濃度変位量自体を絶対値で濃度変位検出部１５０が出力しても良い。
【００４０】
具体的な補正量はサンプル画像を用いて実験的に決定することができる。たとえば画素値が８ビットで表現される場合、２値化処理のためには、閾値テーブル２０１に格納された閾値は０から２５５のいずれかの値である。そこで、変換テーブル２５１の一例として、濃度変位量の絶対値が０〜１０に対しては補正量＋３２が、濃度変位量の絶対値が１１〜５０に対しては補正量＋１６が、濃度変位量の絶対値が５１〜１００に対しては補正量０が、濃度変位量の絶対値が１０１〜２００に対しては補正量−４８が、濃度変位量の絶対値が２０１〜２５５に対しては補正量−９６が与えられるように構成する。もちろん変換テーブル２５１についてはこのような内容に限らず、最も良好な出力画像が得られるように、経験的に濃度変位量と閾値補正量との関係を決定し、その関係を変換テーブル２５１により実現すればよい。
【００４１】
さて、閾値補正処理によって、出力画像は、輪郭が明瞭となったりあるいは階調性が良好となるが、上記方法で閾値を補正したのでは、出力画像の平均の濃度が原画像の平均の濃度とは異なったものになる。すなわち、ディザ法では各画素の量子化（本例では２値化）誤差は捨てられ、累積した量子化誤差分だけ出力画像と原画像の平均濃度は異なる。本実施形態では、閾値補正によりさらにこの濃度のずれが顕著になることがあり得る。そこで、原画像の濃度に忠実な印字出力を得るためには、この閾値補正に起因する濃度のずれを相殺していくことが望ましい。
【００４２】
積算処理部２５２は、加算回路２５３から出力される最終的な補正量を積算していく。それに基づいて、変換テーブル２５１から出力される閾値補正量に修正を入れる。この修正は、積算値を０にもっていくように、すなわち、輪郭部分において下げた閾値量（負の補正量）を、他の中間濃度部分で上げるように制御すれば、より原画像の濃度に忠実な出力を得ることが出来る。正の補正量に対しては、他の中間濃度部分で閾値を下げて補償する。
【００４３】
積算処理部２５２は、最低限１変数保有できれば濃度補正（すなわち閾値補正量の分散）の機能は達成できる。しかし階調表現における誤差拡散処理の濃度累積処理における尾引きと同じように、主走査方向に補正値の積算量が集中しないように、適宜副走査方向や斜め方向にも分散させる方が、周期的なテクスチャ等の画質上の問題が生じにくい。
【００４４】
なお、本実施形態では、基本的な概念を示すものとして画像の主走査方向への走査に合わせて閾値補正量を累積する積算処理部２５２だけの単独なものとして記述してあるが、実際には画像の小領域毎に積算値を複数拡散させることによって、補正値が残留し、画像が尾引きするような状況を避けることが望ましい。その場合には、たとえば積算値のうち一定の割合を、その符号を反転して注目画素の次の画素に対応する補正量に加算する。もちろん、拡散された値は、積算値から減算される。さらに望ましくは、積算処理部に補正量を格納するラインバッファを設けることもできる。このようにして、積算値のうちの一定割合を次の画素に拡散し、別の割合で与えられる値をラインバッファに格納する。このようにして、注目画素の属するラインと異なるラインの画素（たとえば直下の画素や、斜めしたの画素など）についても拡散できる。
【００４５】
加減算回路２５３は、閾値補正量の積算処理部２５２からの修正値を閾値補正量に適用する。この出力値によって閾値補正部２０３を制御する。
【００４６】
（プリント機構部）
プリント機構部３００は、レーザー光の光走査による描画を行う印字出力機構のメカニズムである。光駆動回路３０１は、画像信号の変調および駆動を行う光駆動回路である。感光体ドラム３０２上には、光描画によって電気的潜像が生成される。光学系３０３は、固定された発光源３０１の光を走査し、また走査タイミングを等速化、メカニズムのばらつきを抑制するための光学系である。トナー補給系３０４は、感光体３０２上の静電潜像を現像するためのトナーを補給するための機構である。現像系３０５は、トナー補給系３０４から供給されたトナーを電気的潜像に対して付着させて、トナーの濃淡画像として現像する。プリント機構の構成によってはプリント機構がカラーの時には３０２〜３０５のユニットが色成分の数だけ実装されることになる。あるいはトナー補給系３０４の色毎の切り替え機構が実装されることもある。紙搬送系３０７は搬送される用紙を示す。転写体３０８には、感光体３０２上のトナー画像が転写される。特にカラープリンタの場合、各色成分のトナー画像が転写体３０８上でひとつに合成される。そのトナー像が用紙に転写される。そのあと定着機構によって用紙上で加熱処理等により安定させ、用紙上に記録された画像となって排出される。
【００４７】
以上のような構成により、画像の局所的な性質を分析して、その性質に応じて量子化閾値を補正し、補正された閾値を用いて多値画像データの量子化処理を行う。そのため、原画像において、濃度勾配が急峻なエッジ部分対しては、本来の閾値（閾値テーブルに格納された閾値）よりも、閾値を下げて輪郭が防止し、また、濃度が緩やかに変化する領域においては閾値を上げて見かけの階調性を向上させると共に、テクスチャの発現を防止できる。
【００４８】
さらに、注目画素の量子化閾値に施した補正量を、符号を替えてその近傍画素に分散することで、原画像の濃度と出力画像の濃度との極端な乖離を防止することができる。
【００４９】
＜出力画像の例＞
本実施形態の図４の装置による出力結果の例を図１に示す。閾値を補正しない場合には図１（ａ）のような出力画像が得られるが、図４の回路によって閾値を補正することで図１（ｂ）のような出力画像となる。なお、図１に示した例において用いた補正値は、図４の説明で一例として説明した値とは異なる。なお図１（ａ）においては、アミで示した点は、後述する２つの一様な濃度の画像の境界線上の画素（これら画素は高濃度の領域に属する）であり、出力画像としては「白」画素となる。
【００５０】
階調処理の語長が１バイトすなわち８ビット（２５６値）であり、図２（ａ）に示すような閾値テーブルを保有しているものとする。入力画像データが濃度０の一様な画像データであれば、量子化（この例では２値化）後の画像データ（すなわち出力画像）は全画素が０、すなわち全白である。入力画像データが濃度３２の一様な画像データであれば、量子化後の画像データ図２（ｂ）のようなテクスチャとなる。この閾値テーブルを用いて、濃度０と濃度３２の一様な面をつなぎ合わせた画像を量子化すると、図１（ａ）の画像データが得られる。濃度０と濃度３２の一様な画像のつなぎ目は、図１の境界線１０１である。
【００５１】
これに対して、上記濃度０と濃度３２の一様な面をつなぎ合わせた画像を、図４の装置により２値化すると図１（ｂ）のような出力画像が形成される。これは、境界線１０１を挟んだ画素については、その間の濃度変位が検知されて、負の補正値（−９６）が閾値に与えられることで、入力画像データの濃度値が１２８と同じレベルになるように閾値テーブルの数値が操作されているからである。すなわち、境界線１０１上の画素は、図３（ａ）のような閾値で量子化される。このときの濃度３２の一様な画像データに対する出力画像データは図３（ｂ）のようなものである。その結果、図１（ｂ）のように界面の画素の連続性が改善されたテクスチャが出力される。
【００５２】
このように、本実施形態の補正手段の適用によって、界面の輪郭の連続性は改善される。そして、その一方で発生する描画点の増加による印字濃度上昇を、描画画素の増加分を相殺するような補正処理により防止している。この輪郭濃度の強調分の濃度を補正するための制御情報として、閾値補正量の積算手段を備える。積算値を０に持っていくように閾値を上げる制御を行う。閾値補正量の積算値が０に戻るように制御を行うことで全体の濃度値が一定になるように補正する。よって階調表現手段の閾値補正値は濃度変位量検出手段と、閾値補正量の積算値の２つによって制御されることになる。
【００５３】
また、濃度上昇を抑えるための補正制御として、一様な濃度領域においては閾値を補正しない。これは、輪郭情報の強調分の濃度減少を注目画素に後続する画素群に行ったとき（すなわち補正値を近傍画素に拡散したとき）、一様な濃度画像の場合、途中で濃度減少が終了したときに本来一様な濃度であるはずなのに濃度減少補正の終了による階調段差が生じてしまうことがあるためである。
このような現象が発生しないように濃度変位量検出部の出力変位が連続して０である時には、輪郭強調分の濃度の逆補正を実行しないような制御を行う。このような制御を付加することによって、原画像に存在しない階調段差の発生を避ける。
【００５４】
なお、本実施形態では、量子化処理部２０４の出力信号により光駆動回路３０１を直接制御しているが、量子化処理部２０４は、量子化後の画像データをメモリに記録する構成であってもよい。この場合、メモリに記録された量子化後の画像データを、たとえばさらに画素クロックに同期した三角波でＰＷＭ変調し、その出力で光駆動回路３０１を制御することができる。
【００５５】
また、閾値マトリクス２０１には、１画素につき複数の閾値を格納しておき、量子化処理部２０４では２値を越える画像データ（たとえば３値画像データや４値画像データ）に量子化するものとしてもよい。この場合にも、ＰＷＭ等により最終的に２値化された信号により、光駆動回路３０１は制御される。
【００５６】
また、積算処理部２５２は、量子化閾値に対する補正値を積算し、濃度変位の絶対値が大きい部分において閾値補正部２０３により量子化の閾値を下げ、濃度強調を行い、差分の絶対値が小さい部分において量子化の閾値を上げた際に、濃度強調分を補正するために閾値補正量積算値が０になるような制御を行うことによって濃度保存を行う。
【００５７】
［第２の実施形態］
濃度変位量検出手段の出力変位が連続して０であることを検知する手段として、第１の実施形態における構成例に対して、濃度変位量のバッファリングを行う機構を付加する。
【００５８】
図５に上記機構を含めた構成例を示す。フラグ値決定回路１７３は、差分値が０かそれ以外かに対応してそれぞれ０または１（１ビット）を出力する。
【００５９】
ビットラインバッファ１７１，１７２は、フラグ値を格納するそれぞれ１ライン分格納するラインバッファである。ラインバッファ１５１，１５２は階調情報の多値バッファであったがこちらは２値バッファである。ビットレジスタ群１７５は、対象画素の近傍領域のフラグ情報が格納される。ＯＲ回路１７４は、ビットレジスタ群の論理和を計算して出力する。ＯＲ回路１７４は、全ての近傍領域のフラグが０であるときにのみ０を出力し、近傍領域に何らかの濃度変位が存在するときには出力は１となる。この出力値によって閾値補正部５２０３を制御する。ＯＲ回路１７４の出力が１の時には閾値補正部２０３は閾値の補正動作を実施し、ＯＲ回路１７４の出力が０すなわち近傍画素に全く濃度変位が見られないときには補正動作を実行しない。この回路の付加によって、一様な濃度画像の場合、途中で閾値補正の変動によって階調段差が生じてしまう現象を防ぐことができる。そのほかの構成は第１実施形態の図４と同様である。
【００６０】
［実施形態の変形例］
出力対象の画像データがカラー画像データの場合には、濃度の変位を、上記実施形態のように単純に画素値の比較により判定することができない。カラー画像データについては、たとえば単に１画素を構成する色成分の和について注目画素値とその近傍画素値との差分を計算するのではなく、人間の視覚に訴える色成分に重みを付けた上で色成分を合計し、注目画素値とその近傍画素値との差分を計算することで、視覚により認識される画像の特性を分析し、画像品質を維持することができる。そのために、たとえば、分析の対象となる画像データがＹＭＣＫ色空間において定義されているのであれば、視覚上は認識しにくいＹ（黄色）成分の重みを小さくし、視覚上は認識しやすいＫ（黒）成分の重みを大きくするような係数をＹＭＣＫ各色成分の値に乗じてからそれらを加算し、その色を濃度変位検出部１５０への入力とする。
【００６１】
また、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００６２】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納された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される。
【００６３】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体およびプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００６４】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００６５】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（ａ）濃度界面の従来の描画パターンである。（ｂ）本実施例によって改善された濃度界面の描画パターンである。
【図２】（ａ）閾値テーブルの数値の並びのサンプルである。（ｂ）全面が特定の一定値の濃度入力の場合のテクスチャ例である。
【図３】（ａ）閾値テーブルが補正された後の数値の並びのサンプルである。（ｂ）補正後の全面が特定の一定値の濃度入力の場合のテクスチャ例である。
【図４】第１実施形態の構成図である。
【図５】第２実施形態の構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０１  外部機器とのインターフェース
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＣＰＵ
１０４  描画展開用の補助ハードウェア
１０５  多値イメージの保存領域
１５０  濃度変位検出手段
１５１，１５２  ラインバッファ
１５３〜１６１  対象画素および近傍画素レジスタ
１６２〜１６９  減算回路
１７０  エンコード回路
２００  階調表現手段
２０１  ディザ処理のための閾値テーブル
２０２  セレクタ
２０３  閾値補正手段
２０４  閾値処理回路
２５０  閾値補正量の決定ロジック
２５１  テーブル
２５２  閾値補正量の積算手段
２５３  加減算回路
３００  印字出力機構のメカニズム
３０１  光駆動回路
３０２  感光体ドラム
３０３  光学系
３０４  トナー補給系
３０５  現像系
３０７の矢印  紙搬送系を示す矢印
３０８  転写体
【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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