(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１画素Ｍビットの入力階調画像データを、多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理して１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ）ビットのより小さい階調数の画像データに変換する場合に、
ディザマトリクスのディザ基準閾値とディザ閾値プレーンとの間での多値ディザ閾値配列順序が複数のディザ閾値プレーンにまたがるように斜め方向の角度を持つ傾きで規則的に配置された多値ディザ閾値配列を、その配列順序の傾きの角度を異ならせて複数用意し、入力階調画像データに対して、画像領域が解像度を重視する画像領域か階調性を重視する画像領域かを判定し、この領域判定結果に応じて複数の多値ディザ閾値配列の中から該当する多値ディザ閾値配列を選択し、この選択した多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
画像領域の判定を１画素単位で行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
画像領域の判定をブロック単位で行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項４】
画像領域の判定をオブジェクト単位で行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項５】
１画素Ｍビットの入力階調画像データを、多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理して１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ）ビットのより小さい階調数の画像データに変換する場合に、
ディザマトリクスのディザ基準閾値とディザ閾値プレーンとの間での多値ディザ閾値配列順序が、入力階調画像データの低濃度部においては、そのディザ閾値配列のディザ閾値順序を小さい順に単一のディザ閾値プレーンのなかで規則的に配置し、中間濃度部から高濃度部においては中間濃度部から高濃度部での複数のディザ閾値プレーンにまたがるように斜め方向の角度を持つ傾きで規則的に配置した多値ディザ閾値配列を、その配列順序の傾きの角度を異ならせて複数用意し、入力階調画像データに対して、画像領域が解像度を重視する画像領域か階調性を重視する画像領域かを判定し、この領域判定結果に応じて複数の多値ディザ閾値配列の中から該当する多値ディザ閾値配列を選択し、この選択した多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
１画素Ｍビットの入力階調画像データを、多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理して１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ）ビットのより小さい階調数の画像データに変換する画像処理装置において、
入力階調画像データに対して、画像領域が解像度を重視する画像領域か階調性を重視する画像領域かを判定する領域判定手段と、ディザマトリクスのディザ基準閾値とディザ閾値プレーンとの間での多値ディザ閾値配列順序が複数のディザ閾値プレーンにまたがるように斜め方向の角度を持つ傾きで規則的に配置された多値ディザ閾値配列を、その配列順序の傾きの角度を異ならせて複数設け、前記領域判定手段の領域判定結果に応じて各多値ディザ閾値配列の中から該当する多値ディザ閾値配列を選択し、この選択した多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理を行う擬似中間調処理手段とを設けたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
領域判定手段は、画像領域判定を１画素単位で行うことを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
領域判定手段は、画像領域判定をブロック単位で行うことを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項９】
領域判定手段は、画像領域判定をオブジェクト単位で行うことを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項１０】
１画素Ｍビットの入力階調画像データを、多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理して１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ）ビットのより小さい階調数の画像データに変換する画像処理装置において、
入力階調画像データに対して、画像領域が解像度を重視する画像領域か階調性を重視する画像領域かを判定する領域判定手段と、ディザマトリクスのディザ基準閾値とディザ閾値プレーンとの間での多値ディザ閾値配列順序が、入力階調画像データの低濃度部においては、そのディザ閾値配列のディザ閾値順序を小さい順に単一のディザ閾値プレーンのなかで規則的に配置し、中間濃度部から高濃度部においては中間濃度部から高濃度部での複数のディザ閾値プレーンにまたがるように斜め方向の角度を持つ傾きで規則的に配置された多値ディザ閾値配列を、その配列順序の傾きの角度を異ならせて複数設け、前記領域判定手段の領域判定結果に応じて各多値ディザ閾値配列の中から該当する多値ディザ閾値配列を選択し、この選択した多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理を行う擬似中間調処理手段とを設けたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値の入力階調画像データを多値ディザ処理して、より小さい階調数の画像データに変換する画像処理方法及び画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ラインＬＥＤ（発光ダイオード）ヘッド、ラインサーマルヘッド、ラインインクジェットヘッドのようなラインヘッドを用いたプリンタなどの画像形成装置では、ヘッドの有する分解能のまま、すなわち、ラインＬＥＤヘッドの場合はライン状に配列された記録素子としての複数のＬＥＤ発光素子のラスタ方向の間隔のまま、ラインサーマルヘッドの場合はライン状に配列された記録素子としての複数の発熱抵抗体のラスタ方向の間隔のまま、ラインインクジェットヘッドの場合はライン状に配列された記録素子としての複数のインク吐出口のラスタ方向の間隔のまま、同じ大きさのドットを記録紙上に印刷することにより２値の画像を形成していた。また、ヘッドをラスタ方向に位置を変えながら複数回走査することで各記録素子の間隔以上の解像度でドットを印刷することにより２値の画像を形成することも行われていた。
【０００３】
これらの画像形成装置においては、文字／線画の画像は単純にヘッドの分解能分の２値画像として再現し、写真画像は組織的ディザ法あるいは誤差拡散法といった疑似階調処理により再現していた。この場合の疑似階調処理においては、高解像度の保持と高階調の再現との両立は非常に難しく、特に組織的ディザ処理では解像度と階調性は相反する特性を有していた。
【０００４】
一方、このようなラインヘッドを備えた画像形成装置では、近年、入力階調画像データを多値ディザ処理により生成した多値の画像データを用い、１画素内の印字面積を変調することによって１画素内を数段階の階調で表現できるものも知られている。図１４は、複数の記録素子をライン状に配列した記録ヘッド７１と、この記録ヘッド７１により記録されたドットのようすを示している。この図では簡単のために１画素を白を含めた３値で記録する場合の例を示している。なお、このような記録ヘッド７１を、例えば、４個あるいは３個並列に配置することで、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ）、Ｋ（ブラック）の４色の組合わせ、あるいはＣ、Ｍ、Ｙの３色の組合わせによるカラー画像を記録できることになる。
【０００５】
このような多値の画像データを記録できる画像形成装置においては、色変換処理やＵＣＲ（Under Color Removal ；下色除去）処理、あるいはγ補正といった各種画像処理を施した後に、実際に画像記録動作を行うプリンタエンジン固有の規定の階調数を再現するために、各色毎に、スクリーン角を用いた多値ディザ処理、あるいは多値誤差拡散処理といった多値の疑似階調処理を行い、１画素数ビットの多値画像データを得るようになっている。そして、１画素に、より多くの情報量を集中させて画像再現性の向上を図っている。
【０００６】
また、一般的に組織的ディザ処理は処理が軽く、高速性がありコストも抑えることができるが、画質的には誤差拡散処理の方が優れている。但し、多値の擬似階調処理の場合は２値の場合ほどその画質に差が生じない。特に、高解像度において１画素で表現できる階調数が多いほどその画質の差が小さくなる。
【０００７】
多値の疑似中間調処理の１つである多値ディザ処理には、各プレーンにまたがる閾値配列の振り分け方により大きく分けて２つの方法がある。１つは図１６の(a)に示す方法で、閾値を小さい順に各プレーン単位に埋めていく方法であり、もう１つは図１６の(b)に示す方法で、閾値を小さい順に処理対象となる任意の１つの画素に対して順に埋めていく方法である。
【０００８】
例えば、入力８ｂｉｔの画像データを図１５に示す２×２の基本ディザマトリクスを使って図１６の(a)の方法により１画素４値（２ｂｉｔ）の画像に変換する多値ディザ処理は、インクジェットプリンタ等、隣接画素のドットの出現状態に基本的に影響され難く、単独画素毎での画像形成が安定して再現できるプリンタに使用されるディザ処理である。解像度はほぼプリンタエンジン部の解像性能に匹敵する。すなわち、解像度が非常に高くてドット密度が高く、面積変調で画像を再現する場合の理想的な方法である。但し、同一サイズもしくは同等サイズの画素で画面一面に画像が再現され易いため、印字精度の影響を受け易い。
【０００９】
また、入力８ｂｉｔの画像データを図１５に示す２×２の基本ディザマトリクスを使って図１６の(b)の方法により１画素４値（２ｂｉｔ）の画像に変換する多値ディザ処理は、レーザプリンタやサーマルプリンタ等、隣接画像のドットの出現状態に影響され易く、単独画素での画像形成が困難かつ不安定なプリンタに多用されるディザ処理である。解像度が低くてドット密度が粗く、このディザの基本閾値配列をドット集中型にすると網点と呼ばれる画像が形成される。解像度が低いため、画素単位の微小な印刷精度むらは吸収される。
【００１０】
一方、記録ヘッドと印刷位置及び印刷サイズ等の印刷精度との関係であるが、例えば、インクジェットプリンタの場合は、記録素子であるインク吐出口から吐出されるインク体積や方向は一般的に個々のインク吐出口毎にばらついてしまうことが多い。このばらつきを問題の生じない程度の一定値以下に抑えることは可能であるが、製造コストが非常に高くなる。
【００１１】
また、ヘッドをラスタ方向に位置を変えながら複数回走査することで各記録素子の間隔以上の高い解像度で画像を形成する場合では、走査毎の書き出し位置がずれてしまう可能性があり、これを完全に補正するには非常に高度なメカ制御が必要となり、コスト的に問題となる。
【００１２】
インク体積や方向が個々のインク吐出口毎にばらつくと、ドットの大きい箇所や隣接ドットが近くなっている箇所などでは他の部分に比べて濃度が高くなるなって黒すじと呼ばれる濃度ムラが発生し、また、ドットの小さい箇所や隣接ドットが離れている箇所などでは他の部分に比べて濃度が低くなって白すじと呼ばれる濃度ムラが発生し、画質劣化を招くという問題があった。
【００１３】
これを防ぐ対策としては、従来、市松状の間引き印字等、インクジェットヘッドの各記録素子の並びの方向であるラスタ方向に対して直交する方向の同一ラインを同じインク吐出口から吐出するインクでは印字せず、複数のインク吐出口から吐出するインクを交互に使用して印字し、これにより濃度ムラの発生を抑えるようにしていた。しかし、この方法は、印字制御が複雑化するので印字速度が遅いという問題があった。
【００１４】
また、多値の画像データを用い、１画素内の印字面積を変調することによって、１画素内を数段階の階調で表現できる画像形成装置の場合は、隣接ドットが接するかどうかという程度の中間サイズのドットで一面平坦な階調画像を再現した場合、すじ状の濃度ムラが特に強く視覚に目立つという問題があった。特に、人間の視覚特性からすると、水平方向及び垂直方向に対する視覚感度が非常に高いために僅かな位置ずれでもすじ状の濃度ムラとして認識されるという問題があった。
【００１５】
また、プリンタで印字する画像には様々な種類があり、例えば、文字／線画画像、グラフ／ＣＧ、写真画像等がある。これらの画像に対する最適な出力方式はそれぞれ異なり、解像度を重視する文字／線画画像は、より高い解像度での印字が好ましく、階調性を重視する写真画像においては、より安定した階調再現性が得られる印字が好ましく、グラフ／ＣＧでは高い解像度、安定した階調再現性のどちらの特性も持った印字が好ましい。
【００１６】
このような最適に印字を行うために、従来、画像の種類によって擬似階調処理の内容を切り替える方法が知られている。例えば、特開平９−２３３３２３号公報に記載のものは、入力画像の画像領域を文字領域か絵柄領域かを判定し、この結果をもとに解像度を優先する固定閾値による２値化処理と階調性を優先するディザ処理による２値化処理とを切り替えるようにしている。
【００１７】
また、特開平１０−１９１０５４号公報記載のものは、入力画像をエッジ部分の領域とエッジに隣接する領域とそれ以外の平坦な領域とに別けて判別し、エッジ部分の領域に対してはドット分散型の多値ディザマトリクスを用い、平坦な領域に対してはドット集中型の多値ディザマトリクスを用い、エッジに隣接する領域に対してはドット分散型とドット集中型とを混合した多値ディザマトリクスを用いて多値ディザ処理を行うようになっている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−２３３３２３号公報のものは、像域分離をもとに２値化の方法を切り替えるものであって、多値化出力には対処できないという問題があった。印字精度を充分に補償できない問題があった。また、特開平１０−１９１０５４号公報のものは、領域の切替わり部において基本ディザマトリクスの種類を根本的に切り替えてしまうので、画像の過渡的な不連続性を充分に消去できないという問題があった。また、処理が複雑化する問題があった。
【００１９】
そこで、請求項１乃至５記載の発明は、入力階調画像データが文字／線画画像のように解像度を重視する画像の場合には充分な解像度を保ち、写真画像のように階調性を重視する画像の場合には充分な階調再現性を保ったまま多値ディザ処理ができ、しかも、画像の境界での過渡的な不連続性を充分に抑制して境界間での画像の連続性を充分に確保でき、また、出力する画像データに基づいて印字を行う場合には出力部の機構に起因する濃度ムラ等による画像劣化を防止できる画像処理方法を提供する。
また、請求項５記載の発明は、さらに、低濃度部での画素を目立たなくし、これにより、階調再現性をより向上できる画像処理方法を提供する。
【００２０】
また、請求項６乃至１０記載の発明は、入力階調画像データが文字／線画画像のように解像度を重視する画像の場合には充分な解像度を保ち、写真画像のように階調性を重視する画像の場合には充分な階調再現性を保ったまま多値ディザ処理ができ、しかも、画像の境界での過渡的な不連続性を充分に抑制して境界間での画像の連続性を充分に確保でき、また、出力する画像データに基づいて印字を行う場合には出力部の機構に起因する濃度ムラ等による画像劣化を防止できる画像処理装置を提供する。
また、請求項１０記載の発明は、さらに、低濃度部での画素を目立たなくし、これにより、階調再現性をより向上できる画像処理装置を提供する。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、１画素Ｍビットの入力階調画像データを、多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理して１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ）ビットのより小さい階調数の画像データに変換する場合に、ディザマトリクスのディザ基準閾値とディザ閾値プレーンとの間での多値ディザ閾値配列順序が複数のディザ閾値プレーンにまたがるように斜め方向の角度を持つ傾きで規則的に配置された多値ディザ閾値配列を、その配列順序の傾きの角度を異ならせて複数用意し、入力階調画像データに対して、画像領域が解像度を重視する画像領域か階調性を重視する画像領域かを判定し、この領域判定結果に応じて複数の多値ディザ閾値配列の中から該当する多値ディザ閾値配列を選択し、この選択した多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理を行う画像処理方法にある。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像処理方法において、画像領域の判定を１画素単位で行うことにある。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の画像処理方法において、画像領域の判定をブロック単位で行うことにある。
請求項４記載の発明は、請求項１記載の画像処理方法において、画像領域の判定をオブジェクト単位で行うことにある。
【００２３】
請求項５記載の発明は、１画素Ｍビットの入力階調画像データを、多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理して１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ）ビットのより小さい階調数の画像データに変換する場合に、ディザマトリクスのディザ基準閾値とディザ閾値プレーンとの間での多値ディザ閾値配列順序が、入力階調画像データの低濃度部においては、そのディザ閾値配列のディザ閾値順序を小さい順に単一のディザ閾値プレーンのなかで規則的に配置し、中間濃度部から高濃度部においては中間濃度部から高濃度部での複数のディザ閾値プレーンにまたがるように斜め方向の角度を持つ傾きで規則的に配置した多値ディザ閾値配列を、その配列順序の傾きの角度を異ならせて複数用意し、入力階調画像データに対して、画像領域が解像度を重視する画像領域か階調性を重視する画像領域かを判定し、この領域判定結果に応じて複数の多値ディザ閾値配列の中から該当する多値ディザ閾値配列を選択し、この選択した多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理を行う画像処理方法にある。
【００２４】
請求項６記載の発明は、１画素Ｍビットの入力階調画像データを、多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理して１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ）ビットのより小さい階調数の画像データに変換する画像処理装置において、入力階調画像データに対して、画像領域が解像度を重視する画像領域か階調性を重視する画像領域かを判定する領域判定手段と、ディザマトリクスのディザ基準閾値とディザ閾値プレーンとの間での多値ディザ閾値配列順序が複数のディザ閾値プレーンにまたがるように斜め方向の角度を持つ傾きで規則的に配置された多値ディザ閾値配列を、その配列順序の傾きの角度を異ならせて複数設け、領域判定手段の領域判定結果に応じて各多値ディザ閾値配列の中から該当する多値ディザ閾値配列を選択し、この選択した多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理を行う擬似中間調処理手段とを設けたものである。
【００２５】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像処理装置において、領域判定手段は、画像領域判定を１画素単位で行うことにある。
【００２６】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の画像処理装置において、領域判定手段は、画像領域判定をブロック単位で行うことにある。
【００２７】
請求項９記載の発明は、請求項６記載の画像処理装置において、領域判定手段は、画像領域判定をオブジェクト単位で行うことにある。
【００２８】
請求項１０記載の発明は、１画素Ｍビットの入力階調画像データを、多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理して１画素Ｎ（Ｍ＞Ｎ）ビットのより小さい階調数の画像データに変換する画像処理装置において、入力階調画像データに対して、画像領域が解像度を重視する画像領域か階調性を重視する画像領域かを判定する領域判定手段と、ディザマトリクスのディザ基準閾値とディザ閾値プレーンとの間での多値ディザ閾値配列順序が、入力階調画像データの低濃度部においては、そのディザ閾値配列のディザ閾値順序を小さい順に単一のディザ閾値プレーンのなかで規則的に配置し、中間濃度部から高濃度部においては中間濃度部から高濃度部での複数のディザ閾値プレーンにまたがるように斜め方向の角度を持つ傾きで規則的に配置された多値ディザ閾値配列を、その配列順序の傾きの角度を異ならせて複数設け、領域判定手段の領域判定結果に応じて各多値ディザ閾値配列の中から該当する多値ディザ閾値配列を選択し、この選択した多値ディザ閾値配列に基づいて多値ディザ処理を行う擬似中間調処理手段とを設けたものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は本発明をカラーインクジェットプリンタに適用したものについて述べる。
図１は、プリンタ全体の要部構成を示す図で、本体ケース１内に、一定の周速度で図中矢印で示す方向に回転する回転ドラム２を設け、この回転ドラム２に給紙ローラ３，４により搬送される記録紙５を巻付けるようになっている。
【００３０】
すなわち、前記本体ケース１の底部に給紙カセット６を設け、この給紙カセット６の載置板７の上に記録紙５を積層載置し、この積層載置した記録紙５を給送ローラ８により１枚ずつ取出して前記給紙ローラ３，４に給送するようになっている。また、前記本体ケース１の側方に開閉自在に装着した手差トレイ９から手差しした記録紙５を給送ローラ１０により前記給紙ローラ３，４に給送するようになっている。前記給送ローラ８による給送と前記給送ローラ１０による給送の切替えを給送切替手段１１により行っている。
【００３１】
前記回転ドラム２には、前記給紙ローラ３，４から給紙される記録紙５をドラム面に吸着させる帯電ローラ１２が対向配置されている。また、前記回転ドラム２には、ライン状に記録素子である多数のインク吐出口を配列した４本のインクジェット記録ヘッド１３１，１３２，１３３，１３４を前記回転ドラム２の回転軸方向に移動自在に対向配置した印刷機構１４を設けている。前記各記録ヘッド１３１〜１３４は、それぞれ、イエロー（Ｙ）インクを吐出するイエローインクジェット記録ヘッド１３１、シアン（Ｃ）インクを吐出するシアンインクジェット記録ヘッド１３２、マゼンタ（Ｍ）インクを吐出するマゼンタインクジェット記録ヘッド１３３、ブラック（Ｋ）インクを吐出するブラックインクジェット記録ヘッド１３４になっている。
【００３２】
前記印刷機構１４は、前記記録ヘッド１３１〜１３４を載置した往復移動機構１５と、往復移動ロッド及びリニアモータを有するモータユニット１６と、進退移動手段１７を備え、前記進退移動手段１７により前記記録ヘッド１３１〜１３４を前記回転ドラム２に対して進退移動させるとともに前記モータユニット１６により往復移動機構１５を回転ドラム２の回転軸方向に移動制御して前記記録ヘッド１３１〜１３４を回転ドラム２の回転軸方向に往復移動させるようになっている。
【００３３】
また、前記回転ドラム２には、このドラム面と記録紙５との間に挿入可能な剥離爪１８を有する記録紙剥離手段が配置され、この剥離爪１８によって剥離した記録紙５を記録紙排出搬送手段１９に排出するようになっている。前記記録紙排出搬送手段１９は、記録紙５の非記録面に接するベルトコンベア２０と前記記録紙５をベルトコンベア２０の面に押圧する押圧手段２１とで構成している。
【００３４】
前記ベルトコンベア２０の終端部には排紙ローラ２２が取付けられており、前記ベルトコンベア２０により搬送された記録紙５をこの排紙ローラ２２を介して前記本体ケース１の側面に設けた排出トレイ２３に排出するようになっている。
【００３５】
図２は全体のハードウエア構成を示すブロック図で、ホストコンピュータ３１からプリンタ３２に対して画像データを転送するようになっている。すなわち、ホストコンピュータ３１はプリンタ３２とのインターフェース特性に合わせてドライバ３１１からプリンタ３２のプリンタコントローラ３２１にコードやラスターのデータを転送するようになっている。
【００３６】
前記プリンタ３２は、前記プリンタコントローラ３２１によりプリンタエンジン３２２を駆動制御するようになっている。前記プリンタエンジン３２２は、前述した、回転ドラム２、給紙ローラ３，４や給紙カセット６などの給紙機構、帯電ローラ１２、インクジェット記録ヘッド１３１〜１３４を備えた印刷機構１４、記録紙排出搬送手段１９等により構成している。
【００３７】
前記プリンタコントローラ３２１は、ホストコンピュータ３１から送られるコード化された画像データ、例えば、ＰＤＬ等のページ記述言語をビットマップに展開及び各画像処理を行った後、内蔵しているページメモリに格納する。前記プリンタエンジン３２２は、プリンタコントローラ３２１からのビットマップの画像データを駆動信号に変換し、前記回転ドラム２、給紙機構、帯電ローラ１２、各記録ヘッド１３１〜１３４等を所定の順序で駆動する。
【００３８】
なお、ホストコンピュータ３１とプリンタ３２の関係は必ずしも１対１である必要はなく、最近普及しているネットワークにネットワークプリンタとして使用してもよく、この場合は複数対１の関係になる。また、プリンタコントローラ３２１とプリンタエンジン３２２とのインターフェースは、基本的にプリンタのアーキテクチャーに依存するものであり規定化されているものではない。
【００３９】
図３は、前記プリンタコントローラ３２１内の画像処理部の構成を示すブロック図で、色変換処理部４１、ＵＣＲ処理部４２、γ補正部４３、擬似中間調処理手段である疑似中間調処理部４４及び領域判定手段である像域分離部４５からなり、例えば、入力される各色８ｂｉｔのモニタなどで標準的なＲＧＢ色信号を、先ず、前記色変換処理部４１でプリンタ３２での色再現色のＣＭＹ色に変換する。
【００４０】
次に、前記ＵＣＲ処理部４２において、ＣＭＹ色から墨成分を抽出し、かつ、その後のＣＭＹ色を決定し、最終的にＣＭＹＫ色に変換する。次に、前記γ補正部４３において、プリンタ３２の実質印字特性に応じた濃度補正を行う。そして、前記疑似中間調処理部４４において、各色毎に多値ディザ処理により１画素のデータをプリンタ３２の印刷能力に合わせた各色２〜４ｂｉｔ程度のデータに圧縮する。
【００４１】
また、前記像域分離部４５は、例えば、入力ＲＧＢ信号のＧ成分の情報から１画素単位あるいはブロック単位、又はオブジェクト単位での像域分離を行い、その結果を、前記色変換処理部４１、ＵＣＲ処理部４２及び擬似中間調処理部４４に反映させるようになっている。像域分離部４５の出力は２ｂｉｔで４種類の画像まで対応できるようになっている。
【００４２】
図４は、前記プリンタエンジン３２２のハードウエア構成を示すブロック図で、コントロール部５１を備え、前記プリンタコントローラ３２１からの画像データにより前記コントロール部５１は、各記録ヘッド１３１〜１３４を駆動制御するとともに、前記往復移動機構１５、モータユニット１６からなるヘッド移動用装置５２、前記給紙ローラ３，４等を回転駆動する用紙搬送用モータ５３、前記回転ドラム２を回転駆動するドラム用モータ５４、搬送されてきた記録紙５を回転ドラム２に固定する前記帯電ローラ１２からなる用紙固定装置５５をそれぞれ駆動制御するようになっている。
【００４３】
前記ヘッド移動用装置５２は、印刷に同期して前記各記録ヘッド１３１〜１３４を所定の速度、タイミングで回転ドラム２の回転軸方向に移動させる。前記用紙搬送モータ５３は、前記給紙カセット６からピックアップされた記録紙５を前記回転ドラム２に搬送制御する。なお、印刷を終了し剥離された記録紙５を前記記録紙排出搬送手段１９等により排出するのは別モータで行う。
【００４４】
前記疑似中間調処理部４４及び像域分離部４５は本発明の要部を構成するもので、この処理部の機能について、例えば、入力８ｂｉｔ、２５６階調（０：白、２５５：黒）の画像データを疑似中間調処理して各色３ｂｉｔ、８階調（０：白、７：黒）に変換する場合を例として説明する。
【００４５】
プリンタ３２の能力として、各色３ｂｉｔの画像が扱える場合、例えば疑似中間調処理により各色３ｂｉｔの多値の画像データを得ることができる。これは、図５に示すように、１画素につき各色７種類の可変ドットサイズを用いて、白を含め計８階調を１画素内で再現できる。また、一般的に、各階調の各ドットのサイズは、濃度的にリニアな特性等になるように各色毎に予めサイズが調整されている。また、最大階調値、すなわち、７階調のドットサイズはプリンタエンジン３２２のもつ純解像度の正方ピクセルに対してこれを完全に覆うような円となる。
【００４６】
図６は、前記疑似中間調処理部４４の具体的構成を示し、多値ディザ処理を行うブロックになっている。このブロックは、ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）６１、主カウンタ６２、副カウンタ６３及びエンコード部６４からなる。
【００４７】
前記主カウンタ６２は、主走査方向に任意の一定ビット数で周期的にカウントするもので、そのサイズはスクリーン角を含んだ基本マトリクスを正方格子に拡張した場合の主走査方向のサイズとなる。前記副カウンタ６３は、副走査方向に任意の一定ビット数で周期的にカウントするもので、そのサイズはスクリーン角を含んだ基本マトリクスを正方格子に拡張した場合の副走査方向のサイズとなる。ここでは、主走査方向１２８画素カウント及び副走査方向１２８画素カウントまでの周期に対応している。
【００４８】
前記エンコード部６４は、前記主カウンタ６２及び副カウンタ６３から入力されるカウント値から、その位置に対応する多プレーンのディザ閾値列に基づいて、あるエンコードされたＭａｘ６ｂｉｔのコードを出力する。Ｍａｘ６ｂｉｔとしたのは、入力階調画像データが８ｂｉｔ、２５６階調で、疑似中間調処理後３ｂｉｔ、８階調になるとしたとき、多値ディザ処理で２５６階調を越えない最大再現階調数を実現することができる異なる閾値の最大個数ｘは、
２５５／｛ｘ×（８−１）＋１｝≧１、∴ｘ≦３６
となり、Ｍａｘ６ｂｉｔあれば多値ディザ処理で必要十分な２５６階調までの疑似中間調処理の再現が網羅できるという意味である。このエンコード部６４のハードウエア構成はＲＡＭ等により簡単に実現できる。
【００４９】
前記ＬＵＴ６１は、コード化されたＭａｘ６ｂｉｔのデータと８ｂｉｔ、２５６階調の入力階調画像データ及び前記像域分離部４５からの判定結果に基づいて実際の多値ディザ処理による変換結果を、３ｂｉｔ、８階調で出力するようになっている。このＬＵＴ６１のハードウエア構成もＲＡＭ等により簡単に実現できる。
【００５０】
これらの構成により、１画素８ｂｉｔ、２５６階調の入力階調画像データを多値ディザ処理により、１画素３ｂｉｔ、８階調から２５６階調までの疑似中間調表現が可能になる。また、前記ＬＵＴ６１及びエンコード部６４がＲＡＭで構成されているときは、擬似中間調処理する以前に任意の変換パターンをロードすることによって任意の閾値配列を持つ多値ディザ処理が可能となる。
【００５１】
次に多値ディザ処理について述べると、図７の(a)は基本ディザマトリクスを示し、これは説明を簡単にするため一般的な４５度のスクリーン角を持つスクリュー型のディザマトリクスになっている。この場合の擬似中間調再現数は、８×（８−１）＋１＝５７から、５７階調である。この階調数は本来からすれば少ないが、説明の簡単化のためにこの階調数で説明する。なお、階調数が増えても基本的な処理方法は何ら変わることはない。
【００５２】
図７の(a) に示す基本ディザマトリクスの基準閾値において、これを正方格子に拡張した場合は図７の(b) に示すようになる。前記主カウンタ６２及び副カウンタ６３のｂｉｔ数は共に２ｂｉｔであり、これをエンコード部６４でエンコードした３ｂｉｔのデータと入力階調画像データとからＬＵＴ部６１で多値ディザ処理を行い、３ｂｉｔの画像データとして出力する。
【００５３】
図７を基本閾値として用いた場合の実際の閾値配列を図８の(a)〜(c)に示す。この閾値は０〜２５５で正規化しておらず、単純な閾値の大小の連番で表わされている。画素No．は、図７の(a) の基本ディザマトリクスの基準閾値に対応している。
【００５４】
図８の(a)は、図１６の(a)と同じ閾値配列を持つもので、理想的な閾値配列ではあるが、印字精度の影響を受け易く濃度ムラや縦すじが目立つという問題が発生する。また、図８の(b)は、図１６の(b)と同じ閾値配列を持つもので、エンジン精度からくる濃度ムラや縦すじの目立ちは抑えられるが解像度が低下するという問題が発生する。図８の(c)は、その中間の特性を示す閾値配列を持つ。
【００５５】
図９に、一面均一な中間階調での、図７の基本ディザマトリクスを使用したときの、図８の(a)〜(c)による多値ディザ処理の印刷例を示す。すなわち、図９の(a)は図８の(a)による印刷結果を示し、図９の(b)は図８の(b)による印刷結果を示し、図９の(c)は図８の(c)による印刷結果を示している。
【００５６】
そこで、この実施の形態では、図８の(c) に示すように、基準閾値である画素No．方向と閾値プレーン方向に対して斜め方向にジグザグに閾値配列を順番に埋めていく構成にする。さらに、０〜２０％の入力画像で再現される画像に対しては、隣接の画素ピッチ間隔に対して、構成される画素のサイズが小さいため、濃度ムラや縦すじ等が目立たないことが判っているので、この範囲にある入力画像に対しては空間周波数を上げるように、図８の(c)の閾値プレーン「１」のディザ閾値配列を図８の(a)の閾値プレーン「１」と同じ構成のディザ閾値配列にしている。このような閾値配列にすることで、プリンタの階調再現では非常に重要な要素である低濃度部（ハイライト部）での画素を目立たなくし、階調再現性を向上している。
【００５７】
また、ランダムに閾値を配置させる場合とは異なり、規則性があるため、斜め方向の角度やスタート位置といったパラメータがわかりさえすれば、基本ディザマトリクスから各プレーンの閾値を自動的に求めることができ、ハードウエアの簡素化も実現できる。
【００５８】
さらに、画像の種類による最適な階調再現手法をこのディザ閾値配列を組合わせて解決する。すなわち、図８の(c)に示すようなディザ閾値配列の組を配列順序の傾きの角度を異ならせて複数用意し、前記像域分離部４５が判定した画像の種類によってこの中から１つのディザ閾値配列を選択し、この選択したディザ閾値配列で擬似中間調処理した結果を出力する。
【００５９】
具体例について述べると、斜め方向に対する閾値配列の埋め方としては各種考えられるが、斜め方向に３種類の角度を持たせた多値ディザ閾値配列の例を図１０に示す。図１０の(a)は、３つの多値ディザ閾値配列の中で最も角度を寝かせた場合の閾値配列例で、この場合は空間周波数が高くなり実質解像度が高くなって画像の濃度ムラや縦すじが見え易くなる。但し、ベタに近い文字／線画等においては、ドット同士が十分重なり合うので、濃度ムラや縦すじは見えにくくなる。また、この閾値配列の寝かせの角度を０度にすると、図８の(a) と等価になる。
【００６０】
図１０の(b)は、３つの多値ディザ閾値配列の中で最も角度を立たせた場合の閾値配列例で、この場合は解像度が落ちる方向に画像が形成されるようになるが、画像の濃度ムラや縦すじには強くなり、安定した階調再現ができる。また、この閾値配列の寝かせの角度を９０度にすると図８の(b) と等価になる。図１０の(c)は、寝かせの角度を(a)と(b)との間に設定した例である。この場合の出力特性は、図１０の(a)と(b)との中間の特性となり、画像の濃度ムラや縦すじにもある程度強く、解像度もある程度保つことができる。
【００６１】
このようなことから、入力階調画像データに対して像域分離部４５により画像が解像度を重視する文字／線画領域か、階調性を重視する写真画像領域かを判定し、この判定結果をもとに擬似中間調処理部４４が使用する多値ディザ閾値配列を寝かせの角度が最適になるように選択する。すなわち、解像度を重視した文字／線画の画像領域に対しては図１０の(a)に示す多値ディザ閾値配列を選択して擬似中間調処理を行い、階調性を重視した写真画像の画像領域に対しては図１０の(b)に示す多値ディザ閾値配列を選択して擬似中間調処理を行う。なお、文字／線画領域とは、通常の文字／線画領域のみでなく、プリンタ複写機等で再現される写真画像中に含まれる高周波域のエッジ成分あるいは中間階調文字／線画等も含まれる。
【００６２】
前記像域分離部４５は、基本的に画像のエッジ成分を検出することによって画像の種類を判定するものであり、ここでは検出処理対象画像としてＲＧＢ成分のＧ成分を使用したがこれに限定するものではない。エッジ検出の範囲は、１画素単位あるいはブロック単位又はオブジェクト単位で行う。これはどのような範囲で像域分離を行っても、その領域の境界上での異なる擬似中間調処理により不連続性が解消されるため実現できる。
【００６３】
像域分離部４５の構成としては、特に限定せず、どのような実現方法をとってもよい。例えば、像域分離処理においてはその処理方法のテクニックにより判定精度が問題となる場合がある。これは、誤判定による不適切な擬似中間調処理により画質劣化が問題となる場合である。
【００６４】
しかし、各領域の境においても、擬似中間調処理の基準閾値配列の絶対指定位置を変えないことによる画像の連続性が補償されているので、多少の誤判定があっも著しく画質劣化を起こすことはない。
【００６５】
像域分離部４５が１画素単位で像域判定を行う場合は、一般的に知られている図１１の(a)、(b)に示すような簡単なエッジ検出フィルタを使用して画像の種類を判定する。このときの前記像域分離部４５の具体的構成を示すと図１２に示すようになる。すなわち、１対のラインメモリ４５１、４５２、フィタリング処理部４５３及び像域判定部４５４を備え、入力階調画像データにおけるＲＧＢ成分のＧ成分をラインメモリ４５１及びフィルタリング処理部４５３に供給し、フィルタリング処理部４５３で図１１の(a)あるいは(b)に示すエッジフィルタを使用してフィルタリング処理を行い、その結果から像域判定部４５４が画像の種類を、文字／線画領域か、写真画像領域かを判定し、その判定結果を出力する。
【００６６】
なお、画像の種類としては、文字／線画領域と写真画像領域の２種類に限定するものではなく、文字／線画領域と写真画像領域とその中間の領域の３種類の画像を判定するものであってもよく、この場合を例えば図１０に対応させると、文字／線画領域に対しては図１０の(a)を使用し、写真画像領域に対しては図１０の(b)を使用し、その中間領域に対しては図１０の(c)を使用すればよい。
【００６７】
また、像域分離部４５が、Ｐ画素×Ｑ画素（但し、Ｐ，Ｑ＞２）のブロック単位で像域判定を行う場合は、前述した画素単位で判定する場合と同様にフィルタ手法を使用し、これをブロック単位に拡張する方法やブロック内の画素データの標準偏差から求める方法等、各種の手法を使用できる。
【００６８】
また、像域分離部４５が、文字や写真などのオブジェクト単位で像域判定を行う場合は、前述した画素単位で判定する場合と同様にフィルタ手法を使用し、これをオブジェクト単位に拡張する方法やオブジェック内の画素データの標準偏差から求める方法やオブジェクト内の画素データのヒストグラムから求める方法やオペレータが直接プリンタドライバ等を介して指定する方法等、この場合も各種の手法を使用できる。
【００６９】
このように像域判定を１画素単位で行っても、ブロック単位で行っても、あるいはオブジェクト単位で行っても、各種類の画像に最適な擬似中間調処理を行うことが可能となり、各画像種別領域の境界上での過渡的な乱れもなく、安定した画像再現ができる。
【００７０】
前記像域分離部４５の判定結果を色変換処理部４１及びＵＣＲ処理部４２にも供給しているが、これは、例えば、画像のエッジを判定したときはＵＣＲ処理部４２において黒をより強調させる処理を追加するとか、オブジェクト単位での画像判定を行った場合では、そのオブジェクトに適した色変換、例えば、写真画像よう色変換やグラフ画像用色変換などの処理を行うというように、擬似中間調処理部４４以外の画像処理部分にも像域分離の結果を反映させて、より最適な画像を得るためである。
【００７１】
以上のような画像処理を行うことにより、印字精度に見合った多値ディザ閾値配列を使用して多値ディザ処理ができ、解像度を限界まで保ったまま濃度ムラや縦すじ等の影響を抑制でき、また、画像のハイライト部においてはより空間周波数を上げた閾値配列を使用することによりハイライト部での画素を目立たなくして粒状性を抑えて階調再現性をより高めることができ、さらに、文字／線画画像や写真画像など各画像の種類に応じた最適な擬似中間調処理を行うことができ、境界上での再現画像の連続性を保つことができる。
【００７２】
なお、前述した実施の形態では、８ｂｉｔ、２５６階調の画像データを疑似中間調処理して出力階調数を各色３ｂｉｔ、８階調にする場合を例として説明したが必ずしもこれに限定するものではなく、任意の入力階調数及び出力階調数に適用できるものである。また、基本ディザマトリクスにおけるパターンのサイズや配置、多値レベルの深さといったパラメータは前述した実施の形態のものに限定するものではなく、解像度と階調性とのバランスを考慮した上で、さらにはクラスタを導入してもよく、任意に設定可能である。
【００７３】
また、前述した実施の形態では低濃度部での画素の目立ちを抑えるために低濃度部の空間周波数を上げた多値ディザ閾値配列の例を述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、図１３に示すように、全ての濃度域で傾きが等角度になるように閾値を配列した閾値配列を使用してもよい。
【００７４】
なお、この実施の形態はこの発明をカラーインクジェットプリンタに適用したものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではなく、モノクロのインクジェットプリンタやサーマルプリンタ、ＬＥＤプリンタ等にも適用できるものである。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１乃至５記載の発明によれば、入力階調画像データが文字／線画画像のように解像度を重視する画像の場合には充分な解像度を保ち、写真画像のように階調性を重視する画像の場合には充分な階調再現性を保ったまま多値ディザ処理ができ、しかも、画像の境界での過渡的な不連続性を充分に抑制して境界間での画像の連続性を充分に確保でき、また、出力する画像データに基づいて印字を行う場合には出力部の機構に起因する濃度ムラ等による画像劣化を防止できる画像処理方法を提供できる。
また、請求項５記載の発明によれば、さらに、低濃度部での画素を目立たなくし、これにより、階調再現性をより向上できる画像処理方法を提供できる。
【００７６】
また、請求項６乃至１０記載の発明によれば、入力階調画像データが文字／線画画像のように解像度を重視する画像の場合には充分な解像度を保ち、写真画像のように階調性を重視する画像の場合には充分な階調再現性を保ったまま多値ディザ処理ができ、しかも、画像の境界での過渡的な不連続性を充分に抑制して境界間での画像の連続性を充分に確保でき、また、出力する画像データに基づいて印字を行う場合には出力部の機構に起因する濃度ムラ等による画像劣化を防止できる画像処理装置を提供できる。
また、請求項１０記載の発明によれば、さらに、低濃度部での画素を目立たなくし、これにより、階調再現性をより向上できる画像処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すプリンタ全体の構成図。
【図２】同実施の形態における全体のハードウエア構成を示すブロック図。
【図３】同実施の形態におけるプリンタコントローラの画像処理部の構成を示すブロック図。
【図４】同実施の形態におけるプリンタエンジンのハードウエア構成を示すブロック図。
【図５】同実施の形態における各階調の画素サイズを示す図。
【図６】同実施の形態における擬似中間調処理部の構成例を示すブロック図。
【図７】同実施の形態における基本ディザマトリクス及びそれを正方拡張した図。
【図８】同実施の形態における多値ディザ処理の概念を説明するための図。
【図９】図８の多値ディザ閾値配列を使用して印刷したときの印刷例を示す図。
【図１０】同実施の形態における擬似中間調処理部が使用する多値ディザ閾値配列の例を示す図。
【図１１】同実施の形態における像域分離部がエッジ検出フィルタを使用して画像の種類を判定するときのフィルタ例を示す図。
【図１２】同実施の形態における像域分離部が１画素単位で像域判定を行うときの具体的構成を示すブロック図。
【図１３】同実施の形態における擬似中間調処理部が使用する多値ディザ閾値配列の他の例を示す図。
【図１４】従来におけるライン記録ヘッドの印刷例を示す図。
【図１５】基本ディザマトリクスを示す図。
【図１６】従来における多値ディザ処理の概念を説明するための図。
【符号の説明】
４４…擬似中間調処理部
４５…像域分離部
６１…ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）
４５３…フィルタリング処理部
４５４…像域判定部
【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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