(57)【要約】【課題】  画像データの出力値付近で発生するトーンギャップの問題を改善し、また、ディザ法で発生していたテクスチャ及び誤差拡散法で発生していたワームの問題を改善し、品質の良い２値画像又は４値画像などを生成できる画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、コンピュータプログラム及び記録媒体を提供する。【解決手段】  画像データ記憶部１に記憶された画像データの夫々の色成分毎に、周波数変換部２で空間周波数成分に変換し、量子化部３で量子化した後、得られた空間周波数成分に対し、変更部４で所定周波数領域の空間周波数成分を変更する変更処理を行なう。このとき、夫々の色成分が重ならないように又は所定の色成分が重なるように変更する。その後、逆量子化部５で逆量子化し、逆周波数変換部６で画像データに逆変換し、得られた画像データの階調数を閾値処理部６６で閾値に基づいて２値又は４値などに減少させる。【選択図】      図１
2005101989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換する周波数変換手段と、
該周波数変換手段で変換された空間周波数成分に対し、所定周波数領域の空間周波数成分を変更する変更処理を行なう変更手段と、
該変更手段で変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換する逆周波数変換手段と、
該逆周波数変換手段で逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させる閾値処理手段と
を備える画像処理装置であって、
前記変更手段は、前記複数の色成分の空間周波数成分を相互に重ならないように変更する変更処理を行なうべく構成されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記変更手段は、所定の２つの色成分の空間周波数成分に対し、全周波数領域のうちの高周波数領域における周波数成分を、符号を逆に変更する変更処理を行なうように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】
前記所定の２つの色成分のうちの一方はブラックであることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記所定の２つの色成分は、シアン及びマゼンタであることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換する周波数変換手段と、
該周波数変換手段で変換された空間周波数成分に対し、所定周波数領域の空間周波数成分を変更する変更処理を行なう変更手段と、
該変更手段で変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換する逆周波数変換手段と、
該逆周波数変換手段で逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させる閾値処理手段と
を備える画像処理装置であって、
前記変更手段は、所定の複数の色成分の空間周波数成分を相互に重なるように変更する変更処理を行なうべく構成されていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
前記変更手段は、所定の複数の色成分の空間周波数成分に対し、全周波数領域のうちの高周波数領域における周波数成分を、符号を同一に変更する変更処理を行なうように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記周波数変換手段で変換された空間周波数成分を量子化する量子化手段と、
前記変更手段で変更処理が行なわれた空間周波数成分を逆量子化する逆量子化手段と
を備え、
前記変更手段は、前記量子化手段で量子化された空間周波数成分に対し、所定周波数領域の空間周波数成分を変更するように構成されており、
前記逆周波数変換手段は、前記逆量子化手段で逆量子化された空間周波数成分を画像データに逆変換するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかひとつに記載の画像処理装置。
【請求項８】
複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換するステップと、
変換された空間周波数成分に対し、所定周波数領域の空間周波数成分を変更する変更処理を行なうステップと、
変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換するステップと、
逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させるステップと
を有する画像処理方法であって、
前記複数の色成分の空間周波数を相互に重ならないように変更する変更処理を行なうことを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換するステップと、
変換された空間周波数成分に対し、所定周波数領域の空間周波数成分を変更する変更処理を行なうステップと、
変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換するステップと、
逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させるステップと
を有する画像処理方法であって、
所定の複数の色成分の空間周波数を相互に重なるように変更する変更処理を行なうことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
請求項１乃至７のいずれかひとつに記載の画像処理装置を備え、該画像処理装置で階調を減少させた画像データの形成処理を行なうように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
コンピュータに、複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換させる手順と、
コンピュータに、変換された空間周波数成分に対し、前記複数の色成分の所定周波数領域の空間周波数成分を、相互に重ならないように変更する変更処理を行なわせる手順と、
コンピュータに、変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換させる手順と、
コンピュータに、逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させる手順と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１２】
コンピュータに、複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換させる手順と、
コンピュータに、変換された空間周波数成分に対し、所定の複数の色成分の所定周波数領域の空間周波数成分を、相互に重なるように変更する変更処理を行わせる手順と、
コンピュータに、変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換させる手順と、
コンピュータに、逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させる手順と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載のコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データの階調数を減少させる画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、コンピュータプログラム及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば２値出力の画像形成装置を用いて中間調を含む階調画像を擬似的に形成する場合、階調再現性を考慮しつつ階調数を２値に減少させる２値化処理を行なう必要がある。２値化処理の方法としては、閾値と比較する方法、ディザ法又は誤差拡散法などの種々の方法が従来から用いられている。
【０００３】
また一方で、階調画像を複数のブロックに分割して各ブロック毎の合計に基づく平均画像を形成し、この平均画像とハーフトーンスクリーンマトリクスとを用いて元の階調画像を予測し、予測した画像と元の階調画像とを比較して残余画像を生成し、生成した残余画像と平均画像とを圧縮して圧縮画像データを生成する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１５８８７９号公報
【非特許文献１】角谷繁明著「誤差拡散法における閾値操作手法」電子写真学会誌、１９９８年，第３７巻，第２号、ｐ．１８６−１９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１３にディザ法に用いられるディザマトリクスの例を示す。ただし、説明を簡単にするために、２値化のディザ法を例にして説明するが、多値化の場合でも基本的な考え方は同じである。ディザ法では、図１３（ａ）に示すような、例えば０〜１５の閾値が位置に応じて設定された４×４のディザマトリクスを用いて１６階調の入力画像データの各画素値と閾値との比較を行ない、各画素のオン，オフを決定する。入力画像データが２５６階調の場合には、図１３（ｂ）に示すように、図１３（ａ）のそれぞれの値を１６倍した値が閾値として使用される。
【０００５】
しかし、ディザ法では、同一パターンのディザマトリクスを用いて２値化処理を行なっているため、２値化処理を行った画像は規則的な周期パターンが発生し易く、ディザ特有の繰返しのテクスチャが発生するという問題がある。
【０００６】
誤差拡散法は、元画像の各画素を２値化する際に生じた誤差（以下、量子化誤差）を、周辺の未だ２値化されていない画素に配分しながら２値化を行なう方法である。２値化される画素を注目画素とすれば、注目画素の量子化誤差は、注目画素からの相対的位置に応じた重み付けが行なわれた後、注目画素の周辺に位置する２値化処理前の各画素値に加算される。
【０００７】
図１４に誤差拡散法に用いられている重み係数マトリクスの例を示す。図１４の例では、水平方向（処理方向）をＸ方向とし、垂直方向をＹ方向とし、注目画素（ＩX，ＩY）を含む２×３の重み係数マトリクスが示されている。重み係数マトリクスは、注目画素（ＩX，ＩY）を基準とした各相対的位置（左下隣、下隣、右下隣、右隣）の重み係数を示している。例えば注目画素（ＩX，ＩY）と閾値とが比較され、閾値より大きい場合には注目画素（ＩX，ＩY）をオン、小さい場合には注目画素（ＩX，ＩY）をオフにする。次に、決定されたオン又はオフの画素値と注目画素（ＩX，ＩY）の画素値との差分（量子化誤差）を、重み係数マトリクスに基づいて、周辺の２値化処理前の画素へ配分する。ただし、注目画素（ＩX，ＩY）の左隣りの画素（ＩX-1，ＩY）は注目画素（ＩX，ＩY）よりも先に量子化されているため、量子化誤差は配分されない。
【０００８】
例えば、量子化誤差をＥｒｒとすれば、注目画素（ＩX，ＩY）の右隣の画素（ＩX+1，ＩY）、右下隣の画素（ＩX+1，ＩY+1）、下隣の画素（ＩX，ＩY+1）、左下隣の画素（ＩX-1，ＩY+1）には、夫々Ｅｒｒ×（７／１６）、Ｅｒｒ×（１／１６）、Ｅｒｒ×（５／１６）、Ｅｒｒ×（３／１６）が配分される。
【０００９】
誤差拡散法は、重み係数マトリクスに基づいて量子化誤差を周辺の未処理画素へ配分することにより、２値化された画像にモアレ模様が出にくいなど、ディザ法などと比較して画質が優れているという長所を有する。
【００１０】
しかし、誤差拡散法では、１画素毎に同一マトリクスに基づいて誤差を拡散させるため、ハイライト部分などにワーム（ドットが部分的につながっている部分）が発生するという問題があり、例えば２値化を行なう際の閾値にノイズを加える等の対策がなされている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１１】
また、最近では、インクジェットプリンタなどの画像形成装置の性能向上に伴って、２値出力ではなく、３値出力又は４値出力などの多値出力を可能とした画像形成装置も多く、これらの画像形成装置では例えば多値誤差拡散法などの多値化処理が行なわれる。多値誤差拡散法の原理は、基本的には２値化の誤差拡散法と同様であるが、入力画像データを２以上の閾値を用いて量子化し、３値以上の画像データを出力する点で２値化とは相違する。
【００１２】
例えば、濃度が０から２５５の２５６階調の画像データに対して４値出力の誤差拡散処理を行なう場合、出力値（閾値処理により量子化された値）を０，８５，１７１，２５５とし、閾値を４２，１２８，２１４とすることが可能である。この場合、注目画素の画素値と３つの閾値とを順次比較して出力値が決定される。例えば、閾値４２よりも出力値が小さい場合は０に決定され、そうでなければ閾値１２８よりも出力値が小さい場合は８５に決定され、そうでなければ閾値２１４との比較により出力値は１７１又は２５５に決定される。
【００１３】
しかし、４値画像などの多値化画像においては、中間の濃度領域でドットパターンが均一になるため、トーンギャップ（階調が不連続に変化する現象）が発生するという問題がある。例えば出力値が０，８５，１７１又は２５５の場合、中間濃度部の８５，１７１付近では、同一濃度が集中してトーンギャップが発生し易い。トーンギャップは、複数の閾値で量子化処理を行なっている限りは必ず生じる。例えば、２値出力の場合でも０又は２５５付近においてトーンギャップが生じるが、多値出力の場合は、人間の目に付き易い中間濃度の出力値が存在するため、中間濃度部のトーンギャップが目立ち易い。中間濃度部のトーンギャップは、中間濃度領域に用いる複数の閾値を適切に選択して量子化処理するというようなアルゴルリズムでは、完全に防ぐことは困難である。
【００１４】
また、上記特許文献１に記載された方法では、予め用意されたハーフトーンスクリーンマトリクスを使用しているため、上述した誤差拡散法又はディザ法などと同様のテクスチャ等の発生が生じるという問題がある。すなわち、上記特許文献１が開示する方法では、ハーフトーンの周波数領域において、上述した従来と同様の方法を用いてハーフトーン処理を行なっているに過ぎない。
【００１５】
さらに上述した夫々の従来技術においては、各色のドットの重なりに対する考慮はされておらず、各色間でドットが重なって紙上に形成されるのみならず、逆にいずれの色のドットも形成されない画素が発生しやすくなり、これに起因して粒状感が悪化し、ザラツキのあるノイジーな画像となる欠点があった。これを回避するためには例えばディザ法では各色毎に異なるディザマトリクスを使用し、又は、各色毎にドットの有無を判定してドット位置をずらすなどの特別な処理が必要になるため、メモリ容量の増加、計算量の増加を招来して計算コストが増加するという問題があった。
【００１６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、夫々の色成分毎に周波数変換して得られた空間周波数成分を相互に重ならないように変更することで、夫々の色成分のドット間における重なりを防止し、異なる色成分のドットの重なりによる画質の劣化を低減することが可能な画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、コンピュータプログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【００１７】
本発明の他の目的は、夫々の色成分毎に周波数変換して得られた空間周波数成分について、所定の複数の色成分の空間周波数成分を相互に重なるように変更することで、所望の色成分のドットを重ねて形成することが可能な画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、コンピュータプログラム及び記録媒体を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、周波数変換して得られた周波数成分について、低周波数領域以外の空間周波数成分に変更処理を行なうことで、画質の劣化が人間の目に付き難い変更処理により、形成される各色成分のドットの位置を制御する画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置、コンピュータプログラム及び記録媒体を提供することにある。
【００１９】
更に、本発明の他の目的は、周波数変換して得られた空間周波数成分を量子化することで、処理対象である周波数成分のデータ量を削減し、処理負担を低減することが可能な画像処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る画像処理装置は、複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段で変換された空間周波数成分に対し、所定周波数領域の空間周波数成分を変更する変更処理を行なう変更手段と、該変更手段で変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換する逆周波数変換手段と、該逆周波数変換手段で逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させる閾値処理手段とを備える画像処理装置であって、前記変更手段は、前記複数の色成分の空間周波数成分を相互に重ならないように変更する変更処理を行なうべく構成されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る画像処理装置は、前記変更手段は、所定の２つの色成分の空間周波数成分に対し、全周波数領域のうちの高周波数領域における周波数成分を、符号を逆に変更する変更処理を行なうように構成されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る画像処理装置は、前記所定の２つの色成分のうちの一方はブラックであることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る画像処理装置は、前記所定の２つの色成分は、シアン及びマゼンタであることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る画像処理装置は、複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換する周波数変換手段と、該周波数変換手段で変換された空間周波数成分に対し、所定周波数領域の空間周波数成分を変更する変更処理を行なう変更手段と、該変更手段で変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換する逆周波数変換手段と、該逆周波数変換手段で逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させる閾値処理手段とを備える画像処理装置であって、前記変更手段は、所定の複数の色成分の空間周波数成分を相互に重なるように変更する変更処理を行なうべく構成されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る画像処理装置は、前記変更手段は、所定の複数の色成分の空間周波数成分に対し、全周波数領域のうちの高周波数領域における周波数成分を、符号を同一に変更する変更処理を行なうように構成されていることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る画像処理装置は、前記周波数変換手段で変換された空間周波数成分を量子化する量子化手段と、前記変更手段で変更処理が行なわれた空間周波数成分を逆量子化する逆量子化手段とを備え、前記変更手段は、前記量子化手段で量子化された空間周波数成分に対し、所定周波数領域の空間周波数成分を変更するように構成されており、前記逆周波数変換手段は、前記逆量子化手段で逆量子化された空間周波数成分を画像データに逆変換するように構成されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る画像処理方法は、複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換するステップと、変換された空間周波数成分に対し、所定周波数領域の空間周波数成分を変更する変更処理を行なうステップと、変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換するステップと、逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させるステップとを有する画像処理方法であって、前記複数の色成分の空間周波数を相互に重ならないように変更する変更処理を行なうことを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る画像処理方法は、複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換するステップと、変換された空間周波数成分に対し、所定周波数領域の空間周波数成分を変更する変更処理を行なうステップと、変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換するステップと、逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させるステップとを有する画像処理方法であって、所定の複数の色成分の空間周波数を相互に重なるように変更する変更処理を行なうことを特徴とする。
【００２９】
本発明に係る画像形成装置は、上述した画像処理装置を備え、該画像処理装置で階調を減少させた画像データの形成処理を行なうように構成されていることを特徴とする。
【００３０】
本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換させる手順と、コンピュータに、変換された空間周波数成分に対し、前記複数の色成分の所定周波数領域の空間周波数成分を、相互に重ならないように変更する変更処理を行なわせる手順と、コンピュータに、変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換させる手順と、コンピュータに、逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させる手順とを実行させることを特徴とする。
【００３１】
本発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の色成分を有する画像データを空間周波数成分に変換させる手順と、コンピュータに、変換された空間周波数成分に対し、所定の複数の色成分の所定周波数領域の空間周波数成分を、相互に重なるように変更する変更処理を行わせる手順と、コンピュータに、変更処理が行なわれた空間周波数成分を画像データに逆変換させる手順と、コンピュータに、逆変換された画像データの階調数を所定の閾値に基づいて減少させる手順とを実行させることを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る記録媒体は、上述したコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。
【００３３】
本発明による場合は、複数の色成分を有する画像データを、色成分毎に空間周波数成分に変換し、変換した空間周波数成分に対し、夫々の色成分の空間周波数成分が重ならないような変更処理を行ない、変更処理を行なった空間周波数成分を画像データに逆変換する。また、逆変換した画像データの階調数を、所定の閾値を用いて例えば４値化するなどして減少させ、階調数を減少させた画像データを、例えば記録用紙に形成する。また、本発明による場合は、所定の２つの色成分、例えば、ブラック成分及び他の色成分の空間周波数成分について、全周波数領域のうちの高周波数領域における周波数成分の符号を逆に変更する変更処理を行ない、又は、シアン成分及びマゼンタ成分の空間周波数成分について、高周波数領域における周波数成分の符号を逆に変更する変更処理を行なう。
【００３４】
本発明による場合は、複数の色成分を有する画像データを、色成分毎に空間周波数成分に変換し、変換した空間周波数成分に対し、所定の複数の色成分の空間周波数成分が重なるような変更処理を行ない、変更処理を行なった空間周波数成分を画像データに逆変換する。また、逆変換した画像データの階調数を、所定の閾値を用いて例えば４値化するなどして減少させ、階調数を減少させた画像データを、例えば記録用紙に形成する。また、本発明による場合は、所定の複数の色成分の空間周波数成分について、高周波数領域における周波数成分の符号を同一に変更する変更処理を行なう。
【００３５】
本発明による場合は、周波数変換して得られた空間周波数成分を量子化し、量子化された空間周波数成分に対して、上述した変更処理を行なう。また、変更処理を行なった空間周波数成分を逆量子化し、逆量子化した空間周波数成分を画像データに逆変換し、逆変換した画像データの階調数を、所定の閾値を用いて例えば４値化するなどして減少させ、階調数を減少させた画像データを、例えば記録用紙に形成する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、夫々の色成分毎に周波数変換して得られた空間周波数成分を、相互に重ならないように変更することで、夫々の色成分のドット間における重なりを防止し、異なる色成分のドットの重なりにより生ずる画質の劣化を低減することができる。従って、各色成分のドットの有無を判定し、夫々のドットの位置をずらすような複雑な処理を行なう構成を備えることなく、各色のドットの形成位置を容易に制御し、粒状性を抑制した滑らかで高画質の画像データを生成することができる。
【００３７】
特に、ブラック成分と他の色成分との空間周波数成分について、相互に重ならないように変更することにより、ブラックのように、使用された場合に他の色に対して最も影響が高く、ブラックとのドットの重なりが大きな画像劣化の要因になる場合には画質の向上に最も効果的である。また、シアン成分とマゼンタ成分との空間周波数成分について、相互に重ならないように変更することにより、シアン及びマゼンタのように、最も使用される頻度の高い色であって、ドットの重なりが発生しやすく、ドットが重なった場合に画像の劣化が起こりやすい色間についても、画質の向上に効果的である。
【００３８】
また、低周波数領域の空間周波数成分は、画像データのおおまかな部分を表しているため、変更を行なった場合人間の目に付き易く、画質の劣化が顕著となる。低周波数領域以外の空間周波数成分は、画像データの細かな部分を表しているため、変更を行なった場合であっても人間の目に付き難く、画質はほとんど低下しない。従って、低周波数領域以外の空間周波数成分を変更することにより、画像データにおけるドットの位置制御を行なうことができるとともに、画像データの出力値付近で発生するトーンギャップの問題を改善し、ディザ法で発生していたテクスチャ及び誤差拡散法で発生していたワームの発生を防止し、品質の良い２値画像又は４値画像などを生成することができる。
【００３９】
本発明によれば、夫々の色成分毎に周波数変換して得られた空間周波数成分について、所定の色成分の空間周波数成分が重なるように変更することで、所望の色成分のドットを重ねて形成することが可能となり、例えば、インクジェット方式の画像形成装置を用いた場合に、隣接する他の色のドットへのインクの滲みを防止し、インクの滲みにより生ずる画質の劣化を低減することができる。
【００４０】
本発明によれば、周波数変換して得られた空間周波数成分を量子化し、量子化された空間周波数成分に対して、上述したような変更処理を行なうことにより、処理対象である周波数成分のデータ量を削減することができ、画像処理装置における処理負担を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る階調再現処理装置（画像処理装置）１０の一構成例を示すブロック図である。階調再現処理装置１０は、入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）の階調数（例えば２５６階調）を２値又は４値などに減少させた出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）を生成する画像処理装置である。ここで、入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）は、Ｘ方向（右方向）及びＹ方向（下方向）の２次元マトリクス状に配置された画素によって構成された画像データのＹ番目のライン上のＸ番目の画素位置における画素データであり、多数の入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）により２次元画像を構成している。
【００４２】
また、入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）は、ＣＭＹＫ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：黒）色成分におけるＣ成分の画像データＰｉｃ（Ｘ，Ｙ）、Ｍ成分の画像データＰｉｍ（Ｘ，Ｙ）、Ｙ成分の画像データＰｉｙ（Ｘ，Ｙ）、Ｋ成分の画像データＰｉｋ（Ｘ，Ｙ）により構成されるカラー画像データである。尚、説明を簡略化するため、以下の説明では、入力画像データＰｉｃ（Ｘ，Ｙ）、Ｐｉｍ（Ｘ，Ｙ）、Ｐｉｙ（Ｘ，Ｙ）、Ｐｉｋ（Ｘ，Ｙ）の夫々をＰｉ（Ｘ，Ｙ）で代表している。
【００４３】
従って、後述する空間周波数成分Ｑｊ（Ｓ，Ｔ）は、Ｑｊｃ（Ｓ，Ｔ），Ｑｊｍ（Ｓ，Ｔ），Ｑｊｙ（Ｓ，Ｔ）及びＱｊｋ（Ｓ，Ｔ）により構成されている。同様に、量子化されたＱｋ（Ｓ，Ｔ）は、Ｑｋｃ（Ｓ，Ｔ），Ｑｋｍ（Ｓ，Ｔ），Ｑｋｙ（Ｓ，Ｔ）及びＱｋｋ（Ｓ，Ｔ）により構成され、一部が変更された空間周波数成分Ｑｌ（Ｓ，Ｔ）は、Ｑｌｃ（Ｓ，Ｔ），Ｑｌｍ（Ｓ，Ｔ），Ｑｌｙ（Ｓ，Ｔ）及びＱｌｋ（Ｓ，Ｔ）により構成され、逆量子化された空間周波数成分Ｑｍ（Ｓ，Ｔ）は、Ｑｍｃ（Ｓ，Ｔ），Ｑｍｍ（Ｓ，Ｔ），Ｑｍｙ（Ｓ，Ｔ）及びＱｍｋ（Ｓ，Ｔ）により構成され、逆周波数変換された画像データＰｎ（Ｘ，Ｙ）は、Ｐｎｃ（Ｘ，Ｙ），Ｐｎｍ（Ｘ，Ｙ），Ｐｎｙ（Ｘ，Ｙ）及びＰｎｋ（Ｘ，Ｙ）により構成され、閾値処理された出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）は、Ｐｏｃ（Ｘ，Ｙ），Ｐｏｍ（Ｘ，Ｙ），Ｐｏｙ（Ｘ，Ｙ）及びＰｏｋ（Ｘ，Ｙ）により構成されている。
【００４４】
階調再現処理装置１０は、入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）を記憶する画像データ記憶部１、入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）を空間周波数成分Ｑｊ（Ｓ，Ｔ）に変換する周波数変換部（周波数変換手段）２、空間周波数成分Ｑｊ（Ｓ，Ｔ）を量子化する量子化部（量子化手段）３、量子化した空間周波数成分Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）の一部を変更する変更部（変更手段）４、一部が変更された空間周波数成分Ｑｌ（Ｓ，Ｔ）を逆量子化する逆量子化部（逆量子化手段）５、逆量子化された空間周波数成分Ｑｍ（Ｓ，Ｔ）を逆周波数変換する逆周波数変換部（逆周波数変換手段）６、逆周波数変換された画像データＰｎ（Ｘ，Ｙ）の閾値処理を行なう閾値処理部（閾値処理手段）６６、及び、前記各部の制御を行なう図示しない制御部を備え、閾値処理された出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）を出力する。尚、量子化部３及び逆量子化部５は必ずしも必要であるとは限らないが、空間周波数成分Ｑｊ（Ｓ，Ｔ）を量子化することにより、階調再現処理装置１０による処理負担が軽減される。
【００４５】
画像データ記憶部１には、２次元画像を構成する入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）が順次格納される。入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）は、制御部の制御によって、例えば８×８画素を１ブロックとして順次、周波数変換部２へ出力される。周波数変換部２は、ブロック単位で出力された画像データに対し、周波数領域への変換処理（周波数変換）として離散コサイン変換（以下、ＤＣＴ：Discrete Cosine Transform という）を行なう。尚、周波数変換は、ＤＣＴに限ったものではなく、例えば、ＤＷＴ（Discrete Wavelet Transform：離散ウェーブレット変換）又はＤＦＴ（Discrete Fourier Transform:離散フーリエ変換）等で行なうこともできる。
【００４６】
周波数変換部２は、画像データ記憶部１から８×８画素を１ブロックとする画像データを受取って、ＤＣＴ変換を行ない、ＤＣＴ変換された空間周波数成分（以下、ＤＣＴ係数という）Ｑｊ（Ｓ，Ｔ）を量子化部３へ送る。本説明においては、２次元画像に対して、最も左上の画素を含むブロックから、右方向（Ｘ方向）にブロック単位でＤＣＴ変換を行ない、ブロック単位でラインを変更しながら最終的に最も右下の画素を含む最終ブロックまでＤＣＴ変換を行なう。
【００４７】
量子化部３は、周波数変換部２から受取ったＤＣＴ係数Ｑｊ（Ｓ，Ｔ）に対し、量子化処理を行なう。ＤＣＴ係数Ｑｊ（Ｓ，Ｔ）は、量子化部３において一定の閾値で除算される。例えば、すべての値を６４で除算する。変更部４は、量子化されたＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）に対し、１ブロック単位で変更を行なう。変更は１ブロック内の全てのＤＣＴ係数に対して行なうのではなく、１ブロック内の８×８のＤＣＴ係数のうち、一部のＤＣＴ係数に対してのみ行なう。
【００４８】
図２及び図３は、ＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）の変更を行なう領域（変更領域）の例を示す図である。画像データをＤＣＴ変換して求めたＤＣＴ係数Ｑｊ（Ｓ，Ｔ）は、最も左上の直流成分（以下、ＤＣ成分という）とそれ以外の交流成分(以下、ＡＣ成分という)とを含む。変更部４は、ＤＣ成分を含む低周波数側（左上側）の領域に対してはＤＣＴ係数の変更は行なわず、ＤＣ成分に対して対角に位置する高周波数側（右下側）の領域においてＤＣＴ係数の変更を行なう。
【００４９】
図２及び図３の例では、１行目の１〜４列目、２行目の１〜３列目、３行目の１〜２列目及び４行目の１列目を、周波数変更を行なわない非変更領域として破線で示している。また、図２の例では、１行目の８列目、２行目の７〜８列目、３行目の６〜８列目、４行目の５〜８列目、５行目の４〜８列目、６行目の３〜８列目、７行目の２〜８列目及び８行目の１〜８列目を、周波数変更を行なう変更領域として一点鎖線で示している。図３の例では、３行目の３〜８列目、４行目の３〜８列目、５行目の３〜８列目、６行目の３〜８列目、７行目の３〜８列目及び８行目の３〜８列目を変更領域として一点鎖線で示している。尚、変更領域は、ＤＣ成分以外の領域に設定することもでき、予め設定された変更領域は、例えば変更部４又は制御部（図示せず）に予め格納しておく。
【００５０】
変更部４は、変更領域の各ＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）を例えば０，１又は−１に置換える（変更する）。図４はＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）の変更の一例を示す図であり、図４（ａ）に変更前のＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）を、図４（ｂ）に変更部４による変更後のＤＣＴ係数Ｑｌ（Ｓ，Ｔ）を示している。本実施の形態では、変更部４は、変更領域のＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）の置換え（変更）方法として、周波数変換され、量子化されたＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）の夫々と２つの閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２（ただし、Ｖｔｈ１＞Ｖｔｈ２）との大小を比較し、比較結果に応じて、ＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）を０、１又は−１に置換える。
【００５１】
図５は閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２との比較に基づくＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）の変更値の一例を示す図である。図５では、図４（ａ）に示したブロックのＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）の７行目の６〜８列目の変更値の例を示しており、変更部４は、ＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）がＶｔｈ２以下の場合に、Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）を−１に置換え、Ｖｔｈ１以上の場合に、Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）を１に置換え、Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ２の場合に、Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）を０に置換える。尚、変更部４は、Ｃ成分のＤＣＴ係数Ｑｋｃ（Ｓ，Ｔ）、Ｍ成分のＤＣＴ係数Ｑｋｍ（Ｓ，Ｔ）、Ｙ成分のＤＣＴ係数Ｑｋｙ（Ｓ，Ｔ）及びＫ成分のＤＣＴ係数Ｑｋｋ（Ｓ，Ｔ）の夫々について、異なる条件での変更処理を行なう。
【００５２】
具体的には、例えば、変更部４は、Ｃ（シアン）成分の変更領域におけるＤＣＴ係数Ｑｋｃ（Ｓ，Ｔ）に対して、
Ｑｋｃ（Ｓ，Ｔ）≦Ｖｔｈ２  ならば、−１に置換え、
Ｖｔｈ２＜Ｑｋｃ（Ｓ，Ｔ）＜Ｖｔｈ１  ならば、０に置換え、
Ｑｋｃ（Ｓ，Ｔ）≧Ｖｔｈ１  ならば、１に置換える変更処理を行なう。
【００５３】
一方、Ｍ（マゼンタ）成分の変更領域におけるＤＣＴ係数Ｑｋｍ（Ｓ，Ｔ）に対して、
Ｑｋｍ（Ｓ，Ｔ）≦Ｖｔｈ２  ならば、１に置換え、
Ｖｔｈ２＜Ｑｋｍ（Ｓ，Ｔ）＜Ｖｔｈ１  ならば、０に置換え、
Ｑｋｍ（Ｓ，Ｔ）≧Ｖｔｈ１  ならば、−１に置換える変更処理を行なう。
【００５４】
変更部４は、上述した変更処理後のＤＣＴ係数Ｑｌ（Ｓ，Ｔ）を夫々色成分毎に逆量子化部５へ送る。各ブロックの変更処理は、同一パターンの変更となることは殆ど無く、ランダムな変更となる。逆量子化部５は、変更部４で変更処理が行なわれたＤＣＴ係数Ｑｌ（Ｓ，Ｔ）に対して、逆量子化を行なう。本説明では、ブロック内の全てのＤＣＴ係数Ｑｌ（Ｓ，Ｔ）に６４を乗算する。逆周波数変換部６は、逆量子化部５で求めたＤＣＴ係数Ｑｍ（Ｓ，Ｔ）に逆周波数変換を行なって、濃度領域データ（画像データ）への変換を行なう。２次元の逆ＤＣＴ変換は、ＤＣＴ変換処理の逆変換を行なえばよい。自然画像にＤＣＴ変換を行なって、量子化処理（１／６４倍）を行なった場合、ＤＣＴ係数は、例えば図４（ａ）に示したように、ＤＣ成分及び低周波数領域以外は殆ど約−１前後の値から１前後までの大きさの値を持つ分布となる。高周波数領域のデータを０、１、−１に変更した場合、元の画像データに与える影響を最小限に抑えて、濃度空間でのドットの配置を変更できる。
【００５５】
閾値処理部６６は、逆周波数変換部６から受取った濃度領域データ（画像データ）Ｐｎ（Ｘ，Ｙ）を複数の閾値を用いて、多値の濃度データ（出力画像データ）Ｐｏ（Ｘ，Ｙ）に変換する。例えば４値出力の場合は、３つの閾値を用いて、
０＜Ｐｎ（Ｘ，Ｙ）≦４２  ならば、Ｐｏ（Ｘ，Ｙ）＝０、
４２＜Ｐｎ（Ｘ，Ｙ）≦１２７  ならば、Ｐｏ（Ｘ，Ｙ）＝８５、
１２７＜Ｐｎ（Ｘ，Ｙ）≦２１２  ならば、Ｐｏ（Ｘ，Ｙ）＝１７１、
２１２＜Ｐｎ（Ｘ，Ｙ）≦２５５  ならば、Ｐｏ（Ｘ，Ｙ）＝２５５
に変換する。
【００５６】
上述したように、階調再現処理装置１０は、画像データ記憶部１に格納された入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）を周波数領域に変更し、一部に対して変更処理を行なった後、逆周波数変換し、最終的に閾値処理により、全画素について階調数が４値などに減少された出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）を生成する。
【００５７】
上述した構成の階調再現処理装置１０では、変更部４が、量子化部３で量子化されたＣ（シアン）成分のＤＣＴ係数Ｑｋｃ（Ｓ，Ｔ）及びＭ（マゼンタ）成分のＤＣＴ係数Ｑｋｍ（Ｓ，Ｔ）の変更領域の各ＤＣＴ係数の符号を逆に変更することによって、逆量子化部５、逆周波数変換部６及び閾値処理部６６により生成された画像データに基づく画像におけるドットの位置が重なることがない。周波数成分においてＤＣＴ係数の符号を逆転させること、即ちマイナスの振幅を付与することは、周波数成分の位相を半波長ずらすことに相当し、これは実際の画像においては出現するドットの配置に対しても位相が半波長ずれることに相当する。特に高周波数に関しては位相が半波長ずれることは、形成されるドットの位置が近隣の画素位置にずれることを意味している。
【００５８】
具体的には、例えば、本発明の階調再現処理装置１０において、変更部４が、ある高周波数成分を１に変更し、逆量子化部５、逆周波数変換部６及び閾値処理部６６により画像データを生成し、生成された画像データに基づいて、例えば電子写真方式の画像形成装置が画像を形成した場合に、形成された画像が、図６（ａ）に示すドットパターンを有するとする。図６は説明を簡略化する為に直線状に配列されたドットパターンを示しており、ハッチングを付した１つの円が１つのドットを示している。このような画像データについて、変更部４が、ある高周波数成分を１の代わりに−１に変更し、逆量子化部５、逆周波数変換部６及び閾値処理部６６により画像データを生成した場合、図６（ｂ）に示すように、ドットの位置が隣接画素の位置にずれた画像が形成される。
【００５９】
従って、上述したように、シアン（Ｃ成分）及びマゼンタ（Ｍ成分）のＤＣＴ係数Ｑｋｃ（Ｓ，Ｔ），Ｑｋｍ（Ｓ，Ｔ）に対して、逆の符号の変更値への変更処理を行ない、各色成分のドットの周波数の位相を半波長ずらすことにより、生成された出力画像データＰｏｃ（Ｘ，Ｙ），Ｐｏｍ（Ｘ，Ｙ）に基づく画像において、一方の色成分の画像（例えばシアンの画像）ではドットの無い画素位置に、他方の色成分の画像（例えばマゼンタの画像）のドットが出現する。また逆に、一方の色成分の画像のドットがある画素位置に、他方の色成分の画像のドットが形成されない場合が多くなり、シアンとマゼンタとの間においてドットの重なりが発生しにくい画像（ドットオフドット画像）が容易に実現でき粒状性のない滑らかな画像を生成することができる。
【００６０】
上述した実施の形態では、Ｃ成分及びＭ成分に関する変更処理についての例を説明したが、他の色に対しても本発明は有効である。図７はＣＭＹＫ夫々の成分についての変更値を示している。尚、図７（ａ）にＣ成分についての変更後のＤＣＴ係数Ｑｌｃ（Ｓ，Ｔ）を、図７（ｂ）にＭ成分についての変更後のＤＣＴ係数Ｑｌｍ（Ｓ，Ｔ）を、図７（ｃ）にＹ成分についての変更後のＤＣＴ係数Ｑｌｙ（Ｓ，Ｔ）を、図７（ｄ）にＫ成分についての変更後のＤＣＴ係数Ｑｌｋ（Ｓ，Ｔ）を夫々示している。
【００６１】
図７で示す変更処理によっては、図７（ｂ）及び図７（ｄ）で示すように、Ｍ成分及びＫ成分について、ＤＣＴ係数Ｑｌｍ（Ｓ，Ｔ），Ｑｌｋ（Ｓ，Ｔ）を互いに逆の符号の変更値に変更し、また、図７（ａ）及び図７（ｃ）で示すように、Ｃ成分及びＹ成分は、相互に異なる変更値に変更する。このような変更処理を行なった場合、生成される画像データに基づく画像が、マゼンタのドットと黒のドットとが重ならないドットオフドットの作用が一番強い画像となる。また、マゼンタと黒とのドットオフドットの効果ほどは無いが、例えばイエローのドットとシアンのドットとの間でもある程度のドットオフドットの効果が期待できる。
【００６２】
尚、最も効果的な色間で符号を反転させて本発明を適用するのが最も有効であり、特にシアン・マゼンタ・イエローを使用して画像を形成する場合では、イエローのドットと他の色成分のドットとの重なりに対しては比較的ラフな制御でよいため、シアンのドットとマゼンタのドットとの重なりに対する制御として本発明を施すのが最も効果的である。一方、上記実施例では逆転させる符号はシアンとマゼンタ或いはマゼンタと黒のように一定であったが、入力される画素の色特性又は濃度特性等によって可変することも可能であって高画質の観点からより望ましい。例えば明るいグリーンの部分では、シアンとイエローのみが使用される為、シアンとイエローに対して、本発明により付加する周波数成分の符号を逆転させることが最も効果的である。さらに濃いグリーンに対して黒が混じる場合は、黒とシアンに対して本発明により付加する周波数成分の符号を逆転させることも効果的である。
【００６３】
尚、本実施の形態における閾値処理部６６は、従来技術の同一パターンのマトリクスで閾値処理を繰り返すことは行なっておらず、変更部４で空間周波数成分（ＤＣＴ係数）における変更処理を行なっているため、従来で問題となっていたトーンギャップなどの発生を改善できる。
【００６４】
上述した実施の形態では、変更領域のＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）の置換え（変更）方法として、ＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）の夫々と２つの閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２との比較結果に応じて０，１又は−１に置換える方法を採っている。しかし、他の方法として、例えば、量子化された空間周波数成分（ＤＣＴ係数）Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）のＤＣ成分の大きさを判定し、ＤＣ成分の大きさに基づいて、０，１又は−１に置換えるようにしてもよい。また、変更領域の各変更部分に対応する変更値（０，１，−１）を複数のテーブル（ＬＵＴ：Look Up Table ）に格納しておき、このＬＵＴを参照することで空間周波数成分の変更を行なってもよい。更に、上述のようなＬＵＴの代わりに、ブルーノイズに基づくＬＵＴを用い、１ブロック全体にブルーノイズを加算することにより空間周波数成分の変更を行なってもよい。
【００６５】
また、上述した実施の形態の変更部４では、変更領域のＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）を、−１，０又は１に変更しているが、これらに限らず、例えば−１又は０に変更する構成としてもよい。更に、例えばシアン成分については各ＤＣＴ係数Ｑｌｃ（Ｓ，Ｔ）を−１又は０に変更し、マゼンタ成分については各ＤＣＴ係数Ｑｌｍ（Ｓ，Ｔ）を１又は０に変更する構成としてもよく、その他の数字の組み合わせでもよい。尚、上述の実施の形態で示したように、ＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）を、−１，０又は１に変更する変更処理が、より望ましい。
【００６６】
上述した構成の画像処理装置（階調再現処理装置）１０は、トナーを使用する電子写真方式の画像形成装置に適用することができる。また、画像処理装置１０は、インクを使用するインクジェット方式の画像形成装置にも応用することができる。ここでは説明が煩雑になるためにインクジェット方式の説明は控え、効果の説明だけにとどめる。尚、上述したように、変更部４が、各色成分に対して異なる変更値への変更処理を行なうことにより、ドットオフドット画像を容易に生成できるのは明らかであり、この効果に対する再度の説明も省略する。
【００６７】
ここで、インクジェット方式の画像形成装置では、電子写真方式の画像形成装置とは逆に、ドットの重なりが発生しにくいドットオフドット画像を形成することが望ましくなく、逆にドット同士が重なるドットオンドット画像を形成することが望ましい場合が発生する可能性があり、これについて以下に説明する。
【００６８】
図８はインクジェット方式の画像形成装置により形成したドットパターンの例を示しており、図８は説明を簡略化する為に直線状に配列されたドットパターンを示している。また、ハッチングを付した１つの円が１つのドットを示しており、図８においては、例えば、左から順に黒、イエロー、マゼンダのドットが形成されたドットパターンを示している。このように、黒、イエロー、マゼンダの順でドットを形成する場合、図８（ｂ）に示すように、黒のドットに隣接したイエローのドットにより、黒ドットを形成する黒インクがイエローのドットに流れ出し、マゼンタのドットまで到達し、全体的に画像がにごり、画質の劣化を生じうる場合がある。
【００６９】
従って、本実施の形態の画像形成装置１０では、変更部４が、Ｙ成分のＤＣＴ係数Ｑｋｙ（Ｓ，Ｔ）とＭ成分のＤＣＴ係数Ｑｋｍ（Ｓ，Ｔ）とに対して、夫々同一の周波数成分に変更して、意図的にＹ成分のドットとＭ成分のドットとを重ねたドットオンドット画像を形成することで、イエローインクとマゼンダインクとを重ね合わせることができ、Ｒ（赤）画素を形成する一方で黒インクに隣接してイエロードットを形成しないようにし、イエローインクを経由しての黒インクの滲みを防止することができる。
【００７０】
上述したように、ドットの重なりを防止したい色成分間においては、変更部４にて、異なる変更値に変更し、ドットを重ねたい色成分間においては、変更部４にて、同一の変更値に変更することにより、インクジェット方式の画像形成装置を用いる場合であっても、インクの印字順序又は印字速度等を制御する等の処理が一切不要であり、さらにプレーンごとのドットの重なりを判定する必要もなく、容易に画質の劣化を防止した画像データを生成することができる。
【００７１】
（実施の形態２）
図９は本発明に係る画像形成装置７０の一構成例を示すブロック図である。本説明では、画像形成装置７０は、デジタルカラー複写機として動作する。画像形成装置７０は、カラー画像入力装置３０、カラー画像処理装置３１、カラー画像出力装置３２及び操作パネル３３を備える。また、図示していないが、画像形成装置７０内の各装置の制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えている。
【００７２】
カラー画像入力装置３０は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）を備えており、原稿からの反射光像がＣＣＤにより読み取られ、ＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）のアナログ信号が生成される。生成されたＲＧＢアナログ信号は、カラー画像処理装置３１へ送られる。カラー画像処理装置３１は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部３１１、シェーディング補正部３１２、入力階調補正部３１３、領域分離処理部３１４、色補正部３１５、黒生成下色除去部３１６、空間フィルタ処理部３１７、出力階調補正部３１８、階調再現処理部３１９及び各部を制御する制御部を備える。階調再現処理部３１９は、上述した実施の形態１で説明した階調再現処理装置（画像処理装置）１０と同様の処理を行なう。
【００７３】
カラー画像処理装置３１は、カラー画像入力装置３０から受取ったＲＧＢアナログ信号をＲＧＢデジタル信号に変換し、補正処理などの種々の画像処理を行ない、ＣＭＹＫ表色系のデジタルカラー信号を生成し、生成したＣＭＹＫデジタル信号の階調数を２値又は４値などに減少させる。２値化又は４値化などされた出力画像データは、図示しない記憶手段に一時的に記憶され、所定のタイミングでカラー画像出力装置３２へ出力される。
【００７４】
Ａ／Ｄ変換部３１１は、カラー画像入力装置３０からＲＧＢアナログ信号を受取り、受取ったＲＧＢアナログ信号をＲＧＢデジタル信号に変換し、シェーディング補正部３１２へ送る。シェーディング補正部３１２は、Ａ／Ｄ変換部３１１から受取ったＲＧＢデジタル信号に対して、カラー画像入力装置３０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行なった後、入力階調補正部３１３へ送る。入力階調補正部３１３は、シェーディング補正部３１２から受取ったＲＧＢデジタル信号（ＲＧＢの反射率信号）に対して、カラーバランスを整えると共に、カラー画像処理装置３１に採用されている画像処理システムが処理し易い濃度信号などに変換し、領域分離処理部３１４へ送る。
【００７５】
領域分離処理部３１４は、入力階調補正部３１３から受取ったＲＧＢデジタル信号の画像内の各画素を、文字領域、網点領域、写真領域の何れかに分離し、分離結果に基づいて、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３１５、黒生成下色除去部３１６、空間フィルタ処理部３１７及び階調再現処理部３１９へ出力する。また、入力階調補正部３１３から受取ったＲＧＢデジタル信号は、そのまま色補正部３１５へ送られる。
【００７６】
色補正部３１５は、色再現を忠実に行なうために、入力階調補正部３１３から送られたＲＧＢデジタル信号を、ＣＭＹ信号に変換すると共に、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なった後、黒生成下色除去部３１６へ送る。黒生成下色除去部３１６は、色補正部３１５から受取ったＣＹＭ信号の３色の信号（Ｃ信号、Ｍ信号、Ｙ信号）から黒の信号（Ｋ信号）を生成する黒生成を行ない、元のＣＭＹ信号から黒生成で得たＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成し、ＣＭＹＫの４色信号（ＣＭＹＫ信号）を空間フィルタ処理部３１７へ送る。
【００７７】
一般的な黒生成処理として、スケルトンブラックにより黒生成を行なう方法がある。この方法では、スケルトンカーブの入出力特性をｙ＝ｆ（ｘ）、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙ、出力されるデータをＣ'，Ｍ'，Ｙ'，Ｋ'、ＵＣＲ（Under Color Removal）率をα（０＜α＜１）とすると、
Ｋ’＝ｆ｛ｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）｝
Ｃ’＝Ｃ−αＫ’
Ｍ’＝Ｍ−αＫ’
Ｙ’＝Ｙ−αＫ’
で表わされる。
【００７８】
空間フィルタ処理部３１７は、黒生成下色除去部３１６から受取ったＣＭＹＫ信号の画像に対し、領域識別信号に基づいてデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行ない、空間周波数特性を補正して画像のぼやけ又は粒状性劣化を改善する処理などを行なう。また、階調再現処理部３１９は、領域識別信号に基づいて、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して所定の処理を行なう。
【００７９】
例えば、領域分離処理部３１４によって文字として分離された領域は、特に黒文字或いは色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部３１７が行なう空間フィルタ処理に含まれる鮮鋭強調処理により高周波数の強調量を大きくする。また、階調再現処理部３１９は、高域周波数の再現に適した高解像度の二値化または多値化処理を行なう。
【００８０】
また、領域分離処理部３１４によって網点として分離された領域に関しては、空間フィルタ処理部３１７において、入力網点成分を除去するためのローパス・フィルタ処理が行なわれる。そして、出力階調補正部３１８では、濃度信号などの信号をカラー画像出力装置３２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が行なわれ、階調再現処理部３１９においては、最終的に画像を画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように２値化又は多値化する階調再現処理（中間調生成）が行なわれる。さらに、領域分離処理部３１４によって写真に分離された領域に関しては、階調再現処理部３１９において、階調再現性を重視した二値化または多値化処理が行なわれる。
【００８１】
階調再現処理部３１９で二値化または多値化処理されたＣＭＹＫ信号（画像データ）は、カラー画像出力装置３２へ送られる。カラー画像出力装置３２は、カラー画像処理装置３１から受取ったＣＭＹＫ信号に基づいて、紙などの記録媒体上に画像を形成する装置である。例えば、電子写真方式又はインクジェット方式のカラー画像出力装置を用いることが可能である。
【００８２】
操作パネル３３は、オペレータがキー操作などにより指示入力を行なうための入力手段である。オペレータの指示は、制御信号として、操作パネル３３からカラー画像入力装置３０、カラー画像処理装置３１及びカラー画像出力装置３２へ出力される。オペレータの指示により、カラー画像入力装置３０で原稿画像が読み取られ、カラー画像処理装置３１によるデータ処理後に、カラー画像出力装置３２によって記録媒体上に画像が形成され、デジタルカラー複写機として機能する。以上の処理は図示しないＣＰＵにより制御される。
【００８３】
（実施の形態３）
図１０は、本発明に係る画像形成システム７１の一構成例を示すブロック図である。この画像形成システム７１は、コンピュータ４０及びプリンタ４１を備える。プリンタ４１は、プリンタ機能に加えて、コピー機能、ファクシミリ機能を有するデジタル複合機であってもよい。また、プリンタ４１は、電子写真方式又はインクジェット方式の画像形成を行なう。
【００８４】
画像データは、例えばスキャナ又はデジタルカメラからコンピュータ４０へ入力され、記憶装置（図示せず）に記憶される。コンピュータ４０に入力された画像データは、各種のアプリケーションプログラムを実行して加工・編集等を行なうことが可能である。コンピュータ４０は、出力画像データの色補正処理を行なう色補正部４５、出力画像データの階調数（例えば２５６階調）を２値又は４値などに減少させる階調変換処理を行なう階調再現処理部４６、及び出力画像データのプリンタ言語への変換を行なうプリンタ言語翻訳部４７として動作する。色補正部４５では、黒生成下色除去処理なども行なわれる。階調再現処理部４６は、上記実施の形態１で説明した階調再現処理装置（画像処理装置）１０に相当する。プリンタ言語翻訳部４７でプリンタ言語に変換されたデータは、通信ポート４４（ＲＳ２３２Ｃ、ＬＡＮ等）を介してプリンタ４１へ出力される。
【００８５】
図１１はコンピュータ４０の一構成例を示すブロック図である。コンピュータ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＤＲＡＭ等のＲＡＭ（Random Access Memory）５２、ハードディスクドライブ（以下、ハードディスクと略す）５３、フレキシブルディスクドライブ又はＣＤ−ＲＯＭドライブ等の外部記憶部５４、プリンタ４１などとの通信制御を行なう通信ポート４４等を備える。また、コンピュータ５０は、キーボード又はマウス等の入力部５５、表示装置等の表示部５６を備える。
【００８６】
ＣＰＵ５１は、上述した各部５２〜５６及び４４の制御を行なう。また、ＣＰＵ５１は、入力部５５から受付けたプログラム又はデータ、あるいはハードディスク５３又は外部記憶部５４から読出したプログラム又はデータ等をＲＡＭ５２に記憶し、ＲＡＭ５２に記憶したプログラムの実行又はデータの演算等の各種処理を行ない、各種処理結果又は各種処理に用いる一時的なデータをＲＡＭ５２に記憶する。ＲＡＭ５２に記憶した演算結果等のデータは、ＣＰＵ５１により、ハードディスク５３に記憶され、また、表示部５６又は通信ポート４４から出力される。
【００８７】
ＣＰＵ５１は、上述した色補正部４５、階調再現処理部（例えば図１に示す周波数変換部２、量子化部３、変更部４、逆量子化部５、逆周波数変換部６、閾値処理部６６などに相当）４６、プリンタ言語翻訳部４７として動作する。また、ハードディスク５３は、画像データを記憶する画像データ記憶部１として動作する。
【００８８】
ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体５９に記録されたコンピュータプログラムを外部記憶部５４で読出してハードディスク５３又はＲＡＭ５２に記憶してＣＰＵ５１に実行させることにより、ＣＰＵ５１を上述した各部として動作させることが可能である。また、ＬＡＮなどに接続された通信ポート４４で他の装置からコンピュータプログラムを受付けてハードディスク５３又はＲＡＭ５２に記憶することも可能である。
【００８９】
記録媒体５９は、プログラムを担持可能であって、コンピュータによって直接的又は間接的に読み取り可能な記憶媒体であればよい。例えば、ＲＯＭ又はフラッシュメモリなどの半導体素子でもよいし、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＤ、磁気テープなどの磁気記憶媒体でもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどの光記憶媒体でもよく、その記録方式及び読取方式は問わない。
【００９０】
図１２は、階調再現処理手順の一例を示すフローチャートである。ただし、ＤＣＴにより周波数変換処理を行なって４値出力画像を得るものとして説明する。また、入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）はハードディスク５３に格納されているものとする。ＣＰＵ５１は、ハードディスク５３に記憶されている画像データを、８×８画素を１ブロックとしてＲＡＭ５２に順次読み出す（Ｓ１０１）。次にＣＰＵ５１は、読み出した画像データをＤＣＴ変換し（Ｓ１０２）、ＤＣＴ変換処理後のＤＣＴ係数Ｑｊ（Ｓ，Ｔ）をＲＡＭ５２に記憶させる。次に、ＣＰＵ５１は、ブロック内の全てのＤＣＴ係数を一定の値（例えば６４）で除算して量子化処理を行ない（Ｓ１０３）、除算後のＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）をＲＡＭ５２に記憶させる。
【００９１】
ＣＰＵ５１は、量子化（除算）されたＤＣＴ係数のうち、変更領域のＤＣＴ係数（ＡＣ成分）を、０，１又は−１に置換え（変更し）（Ｓ１０４）、変更後のＤＣＴ係数Ｑｌ（Ｓ，Ｔ）をＲＡＭ５２に記憶させる。ＤＣＴ係数の変更処理は、上述した実施の形態１と同様に行なうことが可能であり、例えば、量子化されたＤＣＴ係数Ｑｋ（Ｓ，Ｔ）の夫々と２つの閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２との比較結果に応じて０，１又は−１に置換える。また、各ブロックにおけるＤＣ成分の大きさに基づいて置換えてもよく、変更領域の各変更部分に対応するＬＵＴを用いてＤＣＴ係数の変更を行なうことも可能である。
【００９２】
ＣＰＵ５１は、変更後のブロック内の全てのＤＣＴ係数Ｑｌ（Ｓ，Ｔ）を、例えば６４倍することにより逆量子化処理を行ない（Ｓ１０５）、ＲＡＭ５２に記憶する。また、ＣＰＵ５１は、逆量子化したＤＣＴ係数Ｑｍ（Ｓ、Ｔ）を、周波数領域データから濃度領域データ（画像データ）へ逆ＤＣＴ変換し（Ｓ１０６）、逆ＤＣＴ変換された画像データＰｎ（Ｘ、Ｙ）をＲＡＭ５２に記憶する。更に、ＣＰＵ５１は、逆ＤＣＴ変換された画像データＰｎ（Ｘ、Ｙ）を複数の閾値を用いて４値画像（出力画像データ）Ｐｏ（Ｘ，Ｙ）に変換する閾値処理を行ない（Ｓ１０７）、ＲＡＭ５２又はハードディスク５３に記憶する。上述したＳ１０１〜Ｓ１０７により、１ブロックの画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）についての閾値処理が完了する。その後、ＣＰＵ５１は、全てのブロックについて閾値処理が完了したか否かを判断し（Ｓ１０８）、全てのブロックの閾値処理が完了していないと判断した場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、全てのブロックについて、上述したＳ１０１〜Ｓ１０７の各処理を繰り返す。
【００９３】
また、全ブロックの閾値処理が終了したと判断した場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）をプリンタ言語に変換し、通信ポート４４を介してプリンタ４１へ送信する。
【００９４】
上述した実施の形態では、コンピュータ４０は、本発明のコンピュータプログラムを、該コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体から、外部記憶部５４を介して取得しているが、電気通信回線に接続される通信インタフェースを備えることにより、電気通信回線を介してダウンロードすることにより取得する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明に係る画像処理装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】ＤＣＴ係数の変更を行なう領域（変更領域）の例を示す図である。
【図３】ＤＣＴ係数の変更を行なう領域（変更領域）の例を示す図である。
【図４】ＤＣＴ係数の変更の一例を示す図である。
【図５】ＤＣＴ係数の変更値の一例を示す図である。
【図６】形成されるドットパターンの一例を示す図である。
【図７】ＤＣＴ係数の変更値の一例を示す図である。
【図８】形成されるドットパターンの一例を示す図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の一構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る画像形成システムの一構成例を示すブロック図である。
【図１１】コンピュータの一構成例を示すブロック図である。
【図１２】階調再現処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】ディザマトリクスの例を示す図である。
【図１４】重み係数マトリクスの例を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１  画像データ記憶部
２  周波数変換部（周波数変換手段）
３  量子化部（量子化手段）
４  変更部（変更手段）
５  逆量子化部（逆量子化手段）
６  逆周波数変換部（逆周波数変換手段）
１０  階調再現処理装置（画像処理装置）
３１  カラー画像処理装置
４０  コンピュータ
４６、３１９  階調再現処理部
５１  ＣＰＵ
５３  ハードディスク
６６  閾値処理部（閾値処理手段）
７０  画像形成装置
７１  画像形成システム
【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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