(57)【要約】【課題】記録画素位置を千鳥状に配置し、未処理画素に相当する部分に誤差拡散処理を施しても不正なテクスチャ、ワーム等の発生を防止できる画像処理装置を提供する。【解決手段】記録画素位置を千鳥状に配置する画像処理装置であって、誤差拡散重み付け法により、注目画素の周辺における未処理画素に対し分散係数をマトリックスに設定する誤差拡散重み付けテーブルにより誤差拡散重み付け処理を行う誤差拡散重み付け処理部を有し、前記誤差拡散重み付け処理部は、前記誤差拡散重み付けテーブルを画像処理方向に対して４５度傾け、マトリックスに設定する分散係数を対応する未処理画素に割り当てて誤差拡散重み付け処理を行う。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録画素位置を千鳥状に配置する画像処理装置であって、
誤差拡散重み付け法により、注目画素の周辺における未処理画素に対し分散係数をマトリックスに設定する誤差拡散重み付けテーブルにより誤差拡散重み付け処理を行う誤差拡散重み付け処理部を有し、
前記誤差拡散重み付け処理部は、前記誤差拡散重み付けテーブルを画像処理方向に対して４５度傾け、マトリックスに設定する分散係数を対応する未処理画素に割り当てて誤差拡散重み付け処理を行う画像処理装置。
【請求項２】
前記誤差拡散重み付けテーブルの拡散範囲は、注目画素に対して画像処理方向に沿って２つ目の画素と、注目画素に対して次の行における斜めに隣接する画素と、注目画素に対して２行先における同列の画素に対して少なくとも割り当て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】
前記誤差拡散重み付け処理部に入力される前記注目画素の画素値は、注目画素と当該注目画素に隣接する次の画素との平均値と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】
記録画素位置を千鳥状に配置すると共に、注目画素の周辺における未処理画素に対し分散係数をマトリックスに設定する誤差拡散重み付けテーブルにより誤差拡散重み付け処理を行う画像処理方法であって、
前記誤差拡散重み付けテーブルを画像処理方向に対して４５度傾け、マトリックスに設定する分散係数を対応する未処理画素に割り当てて誤差拡散重み付け処理を行う画像処理方法。
【請求項５】
前記誤差拡散重み付けテーブルの拡散範囲を、注目画素に対して画像処理方向に沿って２つ目の画素と、注目画素に対して次の行における斜めに隣接する画素と、注目画素に対して２行先における同列の画素に対して少なくとも割り当てることを特徴とする請求項４に記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記誤差拡散重み付け処理の供される前記注目画素の画素値は、注目画素と当該注目画素に隣接する次の画素との平均値とす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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書に記載の実施形態は、記録画素位置を千鳥状に配置する画像記録装置のための多値の階調処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタ、電子写真式プリンタ等の画像記録装置において、記録画素の位置を格子状に配置するのが一般的であるが、プリンタエンジンの高速化に伴って、画像処理の高速化、濃度の確保、記録特性の安定化等に対応するために、記録画素位置を例えば図１４に示す千鳥状に配置する画像記録装置が提案されている（特許文献１、２）。
【０００３】
しかしながら、これら階調処理は、画像記録装置による記録画素位置を千鳥状に配置するのに対し、階調処理自体を格子状で行うことが前提となっている。このため、格子上で階調処理された出力パターンを実際に記録される千鳥位置にシフトすることによる物理的な位置ずれを招き、本来発生しないはずの不正パターンが発生するおそれがある。
【０００４】
この対策として、特殊なズラシ解像度変換を施したり、奇数ラインと偶数ラインで処理を切り替える、または誤差拡散の重み付け係数を最適化する、といった追加の処理を必要とする。
【０００５】
また、このような処理を追加しても、出力されるパターン自体が一般的な格子状の誤差拡散を行い、格子状に出力されるパターンと比較してテクスチャ発生等の耐性に対して相対的に劣る可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−１４２８７８号公報
【特許文献２】特許第３３９６９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、記録画素位置を千鳥状に配置し、未処理画素に相当する部分に誤差拡散処理を施しても不正なテクスチャ、ワーム等の発生を防止できる画像処理装置および画像処理方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係る画像処理装置は、記録画素位置を千鳥状に配置する画像処理装置である。
【０００９】
画像処理装置は、誤差拡散重み付け法により、注目画素の周辺における未処理画素に対し分散係数をマトリックスに設定する誤差拡散重み付けテーブルにより誤差拡散重み付け処理を行う誤差拡散重み付け処理部を有する。
【００１０】
前記誤差拡散重み付け処理部は、前記誤差拡散重み付けテーブルを画像処理方向に対して４５度傾け、マトリックスに設定する分散係数を対応する未処理画素に割り当てて誤差拡散重み付け処理を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る複合機（ＭＦＰ）のシステム構成を示す概略図。
【図２】図１のＭＦＰにおけるプリント機能のデータの流れを示すブロック図。
【図３】図２の多値誤差拡散処理の一般的な処理アルゴリズムを示す図。
【図４】（ａ）（ｂ）は図３のアルゴリズムで使用される代表的な誤差拡散重み付けテーブルを示す図。
【図５】（ａ）は記録画素位置を千鳥状配置とする画像記録装置の印刷記録位置を示すモデル図、（ｂ）は矩形の６００ｄｐｉの印刷記録位置を示すモデル図。
【図６】（ａ）は画像記録側の千鳥状配置を示し、（ｂ）（ｃ）は（ａ）の千鳥状配置に対して、信号フロー側の画像データのハンドリング方法を示す図。
【図７】本実施形態による誤差拡散重み付けテーブルの範囲の一例を示す図。
【図８】本実施形態による誤差拡散重み付けテーブルの範囲の他の例を示す図。
【図９】（ａ）（ｂ）は図７、図８の誤差拡散重み付けテーブルを示す図。
【図１０】（ａ）は幾何学的に通常の格子状ラスター画像における隣接する画素間の関係を示し、（ｂ）は千鳥状ラスター画像における隣接する画素間の関係を示す図。
【図１１】千鳥状に配置する画素の画素値を決定する他の実施形態を示す図。
【図１２】（ａ）〜（ｆ）は、千鳥状に配置する画素に対する従来の格子状の誤差拡散重み付けテーブルを適用した場合の課題と、本実施形態を適用することでこの課題を解決する原理を説明する図。
【図１３】千鳥状に画素を形成するマスク処理の流れを説明するフローチャート。
【図１４】千鳥状画素のパターンを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態の画像記録装置を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本実施形態の複合機（ＭＦＰ（Multi Function Peripheral））のシステム構成の概略図を示し、図２は図１のＭＦＰにおけるプリント機能のデータの流れを示すブロック図、図３は図２の多値誤差拡散処理の一般的な処理アルゴリズムを示す図である。
【００１４】
図１に示すＭＦＰ１は、インクジェット画像記録装置を用いた構成としている。なお、画像記録装置としては、インクジェット方式以外に、電子写真方式あるいはサーマル方式等を用いることができる。
【００１５】
図１に示すＭＦＰ１は、制御部をなすプロセッサ（あるいはコントローラ）２を有し、プロセッサ２はバスライン３を介して、通信インターフェース（Ｉ/Ｆ）４と、スキャナ部５と、プリンタエンジン部６と、機械的機構部を制御するメカニカルコントロール部７と、各種の情報を表示する表示部８と、メモリ部９と、記憶装置１０等と接続されている。プロセッサ２は、メモリ部９または記憶装置１０に格納された画像処理プログラムに基づいて所定の処理を実行し、画像形成動作を制御する。
【００１６】
メモリ部９は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＶＲＡＭ（Video RAM）等から構成されることができ、ＭＦＰ１において利用される種々の情報やプログラムを格納する役割を有している。
【００１７】
図２において、ＭＦＰ１には、通信インターフェース（Ｉ/Ｆ）４を介して接続するパーソナルコンピュータ等の通信端末２１からの画像情報や文字情報等の記録情報がＲＩＰ（Raster Image Processor）色変換部３１に入力される。ＲＩＰ色変換部３１で変換する変換情報は、圧縮・伸張部３２で圧縮されて記憶装置１０に記憶される。また、記憶装置１０に記憶される記録情報は、圧縮・伸張部３２で伸張され、補正処理（ＴＲＣ（Tone Reproduction correction））/インク制限部（Ink Limit）３３によりガンマ補正され、多値誤差拡散処理部３４にて多値誤差拡散処理がなされる。そして、多値誤差拡散処理に基づいてインクジェットエンジン部３５にてインク吐出制御が行われる。
【００１８】
多値誤差拡散処理部３４は、図３に示すように、入力される画素値（０〜２５５）について、Ｎ値化テーブルにて注目画素（＊で示す）の値を決定すると共に、該注目画素の元の画素値と処理後の画素値との誤差を、未処理の回りの画素に対して拡散する処理を行う。
【００１９】
図３において、Ｎ値化テーブル４０が例えば二値化テーブルの場合を例にして誤差拡散処理を簡単に説明する。二値化テーブル４０において、入力画素値が０から１２７の範囲では白（０）、１２８から２５５の範囲では黒（２５５）を出力する。ここで、記録情報のある画素に注目すると、この注目画素（＊で示す）の画素値が１５０である場合、二値化テーブル４０からは画素値２５５が出力される。一方、減算器４１において、出力画素値（２５５）と処理前の注目画素値（１５０）との差である誤差（ｅ）を減算（ｅ＝−１０５）する。この誤差（ｅ）は、マトリックスに設定した分散係数の重み付けテーブル４３に対し、乗算器４２にてそれぞれ乗算し、拡散処理テーブル４４を求める。
【００２０】
分散係数の重み付けテーブル４３は、例えば矢印ａ方向を画像処理方向とすると、注目画素（＊）の右隣にＡ、２行目に左から右に順にＢＣＤの分散係数の重み付けに対して誤差ｅを乗算したものが拡散処理テーブル４４となる。この場合、拡散処理された画素値Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄは、Ｅａ＝ｅ・Ａ、Ｅｂ＝ｅ・Ｂ、Ｅｃ＝ｅ・Ｃ、Ｅｄ＝ｅ・Ｄとなる。そして、これらの拡散処理画素値は、加算器４５において、次の画素の画素値に加算されて同様の誤差拡散処理が行われる。
【００２１】
分散係数の重み付けテーブルとしては、例えば図４（ａ）、（ｂ）に示すものを例示できる。なお、図４（ａ）はFloyd-Steinberg、図４（ｂ）はJarvis,Judice & Ninkeと呼ばれているものである。
【００２２】
本実施形態においては、図５（ａ）に示すように記録画素位置を千鳥状に配置する。図５（ａ）に示す記録画素位置を千鳥状に配置画像記録装置の印刷記録位置のモデルでは、例えば、通常であれば図５（ｂ）に示す矩形の６００ｄｐｉの記録に対し、インクジェットの駆動マージンを確保し、高速化を図るために千鳥状配置で記録することにより、４２４ｄｐｉ相当のピッチの２次元画像が形成される。
【００２３】
図６は、画像記録側が千鳥状配置に対して、信号フロー側の画像データのハンドリング方法について示した図である。一般に、デジタルの画像機器は、ラスタライズ（ＲＩＰ）された画像を格子状にハンドリングするのが最も効率が良い。例えばスキャナ等で読み取った画像を画像記録装置に記録する場合や、プリンタとして原稿をＲＩＰされた画像を扱う場合これに当てはまる。
【００２４】
４２４ｄｐｉの千鳥状配置における必要情報量は、６００ｄｐｉの半分となるため、多値誤差拡散処理部３４に対して上流側に配置したＲＩＰ色変換部３１等により、予め図６（ｂ）に示す３００ｘ６００ｄｐｉや、図６（ｃ）に示す６００ｘ３００ｄｐｉの画像に展開し、これに図３に示す多値誤差拡散処理部３４によって、多値誤差拡散処理を施すことにより、４２４ｄｐｉに必要な情報量分の画像を得ることが出来る。しかし、この場合、格子上で階調処理された出力パターンが、実際に記録される千鳥位置にシフトすることによる物理的な位置のズレによって、本来発生しないはずの不正パターンが発生する可能性が出てくる。
【００２５】
一方、図６（ａ）においては、多値誤差拡散処理部３４に対して上流側に配置したＲＩＰ色変換部３１等により、６００ｄｐｉの画像データを作成し、このデータを黒パッチで示した部分を多値の誤差拡散処理部３４でマスクして処理を実行することにより、４２４ｄｐｉと同じ情報量の画像データが得られる。
【００２６】
具体的なマスク処理は、図１３のフローチャートに示すように、偶数ラインか奇数ラインかを判断し（ＡＣＴ１）、奇数ラインであれば最初の奇数画素を注目画素としてセットし（ＡＣＴ２）、ＡＣＴ３に進む。例えば図６（ａ）において、一番上のラインを１行目とすると、1列目が画素を形成する白パッチ、2列目が画素を形成しない黒パッチとなる。
【００２７】
ＡＣＴ３において、多値誤差拡散処理により多値化し、２画素隣に注目画素を移動し、ＡＣＴ４に進む。例えば図６（ａ）において、画素を形成しない黒パッチの部分を飛ばして次の白パッチの部分に次の画素を形成する。
【００２８】
ＡＣＴ４において、最終画素であるか否かを判断し、最終画素でなければＡＣＴ３に戻り、最終画素までＡＣＴ３の処理を行う。そして、最終画素となると、ＡＣＴ５に進み、最終ラインであるか否かを判断し、最終ラインでなければＡＣＴ１に戻る。
【００２９】
ＡＣＴ１において、偶数ラインと判断すると、ＡＣＴ６に進み、最初の偶数画素を注目画素としてセットし、ＡＣＴ３に進む。
【００３０】
すなわち、１つのラインにおいては、注目画素を１画素毎にスキップして処理すれば良く、また、奇数ラインと偶数ラインとでは、１画素分注目画素の位相をシフトして実行すれば良い。もちろん誤差を拡散する範囲もマスクされている部分（黒パッチの部分）は対象としない。
【００３１】
図６（ａ）に示す千鳥状の画素配置に対し、例えば図４（ａ）の誤差拡散重み付けテーブルを用いて注目画素の周囲における未処理画素に対して誤差拡散重み付け処理を行う場合を図１２（ａ）及び図１２（ｄ）に示す。注目画素（＊）に対して画像処理方向の隣の画素「１」（丸数字の１を示す）の分散係数が7/16、２行目の画素「２」「３」「４」の分散係数が3/16、5/16、1/16となる。この場合、注目画素（＊）に対して画素「１」は画素「３」よりも物理的距離が長いにもかかわらず分散係数が大きいので、濃度が濃くなる。この結果、注目画素（＊）から距離が遠くなるに従って濃度が薄くなるという自然な中間階調が得られず、これがテクスチャの発生を招く原因の一つとなる。
【００３２】
また、図１２（ｂ）に示すように、画素「４」の位置は着目画素（＊）に対して物理的距離が遠い位置にあり、この物理的距離よりも近い位置の画素「５」については重み付け処理が行われていない。
【００３３】
このため、本実施形態では、誤差拡散重み付けテーブルを画像処理方向に対して４５度回転して誤差拡散重み付け処理を行うようにしている。したがって、図１２（ｂ）では、注目画素（＊）に対して画素「４」については誤差拡散重み付け処理を行わず、画素「１」「２」「３」「５」について誤差拡散重み付け処理を行う。この場合、画素「２」の分散係数が7/16、画素「５」の分散係数が1/16、画素「３」の分散係数が5/16、画素「１」の分散係数が3/16となり、物理的距離の長短と分散係数の大小が逆転する現象は生じない。
【００３４】
図１２（ｄ）は、注目画素（＊）を他の位置とした場合を示し、図１２（ａ）と同様に図４（ａ）の誤差拡散重み付けテーブルで誤差拡散重み付け処理を行うと、注目画素（＊）に対して物理的距離が最も長い画素「２」の分散係数（3/16）が画素「４」の分散係数（1/16）よりも大きく、注目画素（＊）に対して画素「３」「４」よりも物理的距離が長い画素「１」の分散係数（7/16）が大きい。また、画素「２」よりも物理的距離が短い画素「５」については誤差拡散重み付け処理がなされていない。この場合も、図１２（ｅ）（ｆ）に示すように、誤差拡散重み付けテーブルを画像処理方向に対して４５度回転して誤差拡散重み付け処理を行うことで、上記の問題が解決される。なお、図１２（ｂ）（ｃ）（ｅ）（ｆ）に示すように、４５度の角度で回転した誤差拡散重み付けテーブルを１画素おきに列方向（矢印ａで示す画像処理方向）に移動し、また１行毎にこの処理を実行しても、白パッチ部分をカバーすることができる。
【００３５】
上記のように千鳥状の画素配置に対して通常の誤差拡散重み付けテーブルの範囲で処理を行なうと、図１２（ａ）（ｂ）（ｄ）（ｅ）に示すように、注目画素（＊）に対して誤差を拡散する画素の位置が近傍の位置になるとは限らず、離散的になる。
【００３６】
本実施形態において、図１２で説明したように、千鳥状の画素配置に対し、多値誤差拡散処理部３４における誤差を拡散する複数列複数行の重み付けテーブルを画像処理方向に対して４５度回転して重み付け処理を行う。この場合、多値誤差拡散処理部３４における誤差を拡散する重み付けテーブルの範囲としては、図７に示すように、図４（ａ）に対応した２列と３列からなる２行タイプ、および図８に示すように、３列と４列と５列からなる３行タイプ等が例示でき、太枠部の領域がその対象となる。
【００３７】
図４（ａ）（ｂ）に示す誤差拡散の重み付けテーブルは、複数列複数行の格子状としており、画像記録装置における最終出力が千鳥配置であることを考慮して格子状のものに対して４５度回転させて誤差拡散の重み付けを行う。更に未処理画素に対して誤差を拡散するというアルゴリズムの特徴上、図７，８に示す誤差拡散の重み付けテーブルの範囲を４５°戻すと、図９（ａ）（ｂ）に示しているように、実質的に、図４（ａ）（ｂ）に対して左右反転した範囲のようになっているところに特徴がある。
【００３８】
すなわち、図４（ａ）に示す誤差拡散重み付けテーブルは、回転せずに用いられるため、これを時計方向に４５度回転すると、既に処理の済んだ画素に対して誤差拡散の重み付け処理を行うことになるが、図９（ａ）（ｂ）に示す誤差拡散重み付けテーブルでは、反時計方向に４５度回転しても、全て未処理の画素に対して誤差拡散の重み付け処理が行われ、既に処理済みの画素に対しては行われない。
【００３９】
プリント画像のデジタル処理において、図１０（ａ）に示すように、通常用いられる幾何学的な格子状のラスター画像は、□の構造で隣接画素と緻密に接触している。これに対し、図１０（ｂ）に示す本実施形態の千鳥状配置においては、◇の構造で隣接画素と緻密に接触し、境界の連続性を確保していることを考慮すると、誤差拡散の重み付けテーブルの範囲を４５°回転させることは理にかなっていると言え、この◇で構成された画素自体を４５°回転して見ると、通常の誤差拡散処理と同様の処理を行なっているようになり、画像処理側と実際の記録画素位置とのズレは発生しないため、予期せぬテクスチャ等の不正パターンの発生は起こり難くなる。
【００４０】
本実施形態では、６００ｄｐｉの画像をマスク処理によって１画素おきに処理する手段について説明したが、これを図１１に示すように、多値誤差拡散処理部３４の内部において、多値誤差拡散処理を施す前に、予め水平方向隣接の２画素を平均化したデータを利用して、これをマスクされていない白い領域の画素値として扱って多値誤差拡散処理を行なうことが出来る。
【００４１】
なお平均化は、水平２画素に限定されること無く、幾何学上は垂直２画素の平均あるいは周辺画素複数の平均値を新たにマスクされていない白い領域の画素値として扱っても良い。
【００４２】
更に言えば、マスク処理が必ず必要であるとは限らず、６００ｄｐｉのデータを多値誤差拡散処理部３４の前段部で図６（ｂ）あるいは図６（ｃ）のような解像度構成にし、このデータを使用して多値誤差拡散処理を行なっても良い。ただし、この場合は奇数偶数ラインで、誤差拡散の重み付けテーブルの参照範囲を矩形に対応して切り替える必要がでてくる。
【００４３】
以上述べたように本実施形態は、千鳥印刷時の隣接画素との境界の関係を一般的な水平垂直の格子状で埋め合わせるという発想ではなく、ひし形の画素形状を埋め合わせることで、画素の連続性を保存するというのが要点である。
【００４４】
本実施形態では、主にプリント機能について述べたが、これに限ることなく、コピーやその他の印刷機能についても利用できることは言うまでも無い。
【００４５】
本実施形態では、画像処理方向として、矢印ａ方向で示す左から右方向に処理する場合を例にして説明したが、逆に右から左方向に処理するものに適用してもよい。
【００４６】
本実施形態では、簡易な多値誤差拡散処理について述べたが、この原理はいかなる改良された誤差拡散処理にも適用できる。
【００４７】
また、本実施形態では、多値の誤差拡散処理について述べたが、これは平均誤差最小法でも理論上は等価の処理を行なうことが出来る。
【００４８】
本実施形態では、インクジェット方式の画像記録装置を例に述べたが、インクジェット方式以外の他の画像記録装置にも適用できることはいうまでもないことである。
【００４９】
いじょうのように、本実施形態によれば、千鳥印字における多値誤差拡散処理において簡易な構成で不正パターンの発生し難い出力結果を得ることが出来る。
【符号の説明】
【００５０】
１  ＭＦＰ
２  プロセッサ（コントロールユニット）
６  プリンタエンジン部
１０  記憶装置
２１  パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
３１  ＲＩＰ色変換部
３４  多値誤差拡散処理部
４０  Ｎ値化テーブル
【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９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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【図６】
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【図７】
2012039607.tif 000013
【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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