(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多階調画像を誤差拡散法により量子化し、量子化画像の画素をドットで表現する画像形成方法において、画像空間上の特定の周期内で、多階調画像の低・中濃度部ではドットが集中して発生し、多階調画像の高濃度部ではドットが集中して発生し、かつ、その周辺にドットが分散して発生するように、量子化閾値を周期的に変動させる画像形成方法であって、
ドット集中型領域と、その周辺の、閾値がより大きなドット分散型領域とからなり、ドット分散型領域内の最小の閾値とドット集中型領域内の最大の閾値との差が、ドット集中型領域内の閾値のステップ幅より大きいディザ閾値マトリクスを用いて、量子化閾値を周期的に変動させることを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
多階調画像を誤差拡散法により量子化し、量子化画像の画素をドットで表現する画像形成方法において、画像空間上の特定の周期内で、多階調画像の低・中濃度部ではドットが集中して発生し、多階調画像の高濃度部ではドットが集中して発生し、かつ、その周辺にドットが分散して発生するように、量子化閾値を周期的に変動させる画像形成方法であって、
集中型領域と、その周辺の、閾値がより大きなドット分散型領域とからなる閾値マトリクスを複数個、主走査方向又は副走査方向に半位相分ずらして配置し拡大し、ドット分散型領域内の最小の閾値とドット集中型領域内の最大の閾値との差が、ドット集中型領域内の閾値のステップ幅より大きいディザ閾値マトリクスを用いて、量子化閾値を周期的に変動させることを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
【請求項３】
多階調画像の画像特徴に応じて量子化閾値の変動幅を変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成方法。
【請求項４】
ディザ閾値マトリクスの閾値に、多階調画像の画像特徴に応じた係数を乗じた値に一定値を加算した値を量子化閾値として用いることを特徴とする請求項３記載の画像形成方法。
【請求項５】
量子化閾値を周期的に変動させるためのディザ閾値マトリクスを多階調画像の画像特徴に応じて切り替えることを特徴とする請求項３記載の画像形成方法。
【請求項６】
多階調画像のエッジ度合の大きな領域ほど量子化閾値の変動幅を減少させることを特徴とする請求項４又は５記載の画像形成方法。
【請求項７】
多階調画像のエッジ度合が最大の領域で量子化閾値を一定値に固定することを特徴とする請求項６記載の画像形成方法。
【請求項８】
多階調画像データに誤差を加算する第１手段と、前記第１手段により誤差を加算後の画像データを量子化する第２手段と、前記第２手段による量子化データと前記第１手段により誤差加算後の画像データとから多階調画像データに加算するための誤差を求めて前記第１手段に与える第３手段と、前記第２手段のための量子化閾値を画像空間上で周期的に変動させる第４手段とを具備し、量子化閾値が、その変動周期内において、多階調画像データの低・中濃度レベルに対応した値範囲でドット集中型となるように変動し、多階調画像データの高濃度レベルに対応した値範囲でドット分散型となるように変動するようにした画像処理装置であって、
前記第４手段は、ドット集中型領域と、その周辺の、閾値がより大きなドット分散型領域とからなり、ドット分散型領域内の最小の閾値とドット集中型領域内の最大の閾値との差が、ドット集中型領域内の閾値のステップ幅より大きいディザ閾値マトリクスを用いて量子化閾値を変動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
多階調画像データに誤差を加算する第１手段と、前記第１手段により誤差を加算後の画像データを量子化する第２手段と、前記第２手段による量子化データと前記第１手段により誤差加算後の画像データとから多階調画像データに加算するための誤差を求めて前記第１手段に与える第３手段と、前記第２手段のための量子化閾値を画像空間上で周期的に変動させる第４手段とを具備し、量子化閾値が、その変動周期内において、多階調画像データの低・中濃度レベルに対応した値範囲でドット集中型となるように変動し、多階調画像データの高濃度レベルに対応した値範囲でドット分散型となるように変動するようにした画像処理装置であって、
前記第４手段は、ドット集中型領域と、その周辺の、閾値がより大きなドット分散型領域とからなる閾値マトリクスを複数個、主走査方向又は副走査方向に半位相分ずらして配置し拡大し、ドット分散型領域内の最小の閾値とドット集中型領域内の最大の閾値との差が、ドット集中型領域内の閾値のステップ幅より大きいディザ閾値マトリクスを用いて量子化閾値を変動させることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
多階調画像データの画像特徴を抽出し出力する第５手段をさらに具備し、前記第４手段は、前記第５手段より出力された画像特徴に応じて量子化閾値の変動幅を変化させることを特徴とする請求項８又は９記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記第４手段は、ディザ閾値マトリクスの閾値に、前記第５手段より出力された画像特徴に応じた係数を乗じた値に一定値を加算した値を量子化閾値とすることを特徴とする請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記第４手段は、前記第５手段より出力された画像特徴に応じて量子化閾値を変動させるためのディザ閾値マトリクスを切り替えることを特徴とする請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記第５手段は多階調画像データのエッジ度合を画像特徴として出力し、前記第４手段は、前記第５手段より出力されたエッジ度合が大きいほど量子化閾値の変動幅を減少させることを特徴とする請求項１１又は１２記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記第４手段は、前記第５手段より出力されたエッジ度合が最大のときに量子化閾値を一定値に固定することを特徴とする請求項１３記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記第５手段は、領域拡張処理を施したエッジ度合を出力することを特徴とする請求項１３又は１４記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記領域拡張処理の拡張幅は画像空間上で０．５ｍｍ以内に選ばれることを特徴とする請求項１５記載の画像処理装置。
【請求項１７】
請求項８乃至１６のいずれ１項記載の画像処理装置の各手段の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
【請求項１８】
量子化データの画像出力のための、ドットを用いて画像を形成する画像形成手段をさらに具備することを特徴とする請求項８乃至１６のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項１９】
原稿を光学的に走査することによって多階調画像データを入力する画像読み取り手段をさらに具備することを特徴とする請求項８乃至１６のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項２０】
原稿を光学的に走査することによって多階調画像データを入力する画像読み取り手段と、量子化データの画像出力のための、ドットを用いて画像を形成する画像形成手段をさらに具備することを特徴とする請求項８乃至１６のいずれか１項記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、スキャナ、ファクスなどの画像を扱う各種装置に係り、特に、誤差拡散法を利用する画像形成方法及び画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、レーザプリンタ、デジタル複写機、その他各種画像処理装置において、画像の階調を擬似的に再現するためディザ法又は誤差拡散法が一般に利用されている。
【０００３】
一般的にディザ法は、粒状性に優れ、中間調画像をなめらかに表現できるという長所があるが、短所もある。例えば、ディザ法（に代表される面積階調法）では、階調性を得るために解像性が劣化する。また、周期性画像を発生するディザ法では、網点のような印刷画像に対してモアレが発生しやすい。
【０００４】
他方、誤差拡散法は、原画像に忠実な解像性を得ることができ、文字画像の再現に適する。しかし、写真などの中間調画像では、孤立のドットが分散し、あるいは不規則に連結して配置されるために粒状性が悪く、特異なテクスチャが発生する場合がある。特に電子写真方式のプリンタでは、孤立ドットで画像が形成されるために画像が不安定であり、濃度ムラによる粒状性の劣化やバンディングが発生しやすい。
【０００５】
誤差拡散法に関しては、ドットの不規則な連結によるテクスチャを改善するために、量子化閾値としてディザ閾値を用い、ドットの連結を乱してテクスチャを改善させる方法をはじめとして、以下のような改良技術が提案されている。
（１）疑似輪郭、独特の縞模様の発生の除去を目的として、ディザ閾値を用い、エッジ量が大きいほど誤差の拡散量を多くする（特開平３−３４７７２号）。
（２）非エッジの低濃度部での白抜けを防止し、文字のノッチの発生を防ぐ目的で、画像のエッジ部では固定閾値を用い、非エッジ部では変動閾値を用い、変動閾値のレベルを濃度が低い部分ほど低くする（特許第２７５５３０７号）。
（３）３値以上の多値プリンタを用いる場合にモアレと疑似輪郭の発生を防止する目的で、画像のエッジ部で、エッジ量に応じた大きさのディザ信号を画像データに加算し、非エッジ部では固定値を画像データに加算し、この加算後の画像データを固定閾値を用いて多値量子化する（特許２８０１１９５号）。
（４）濃度がなめらかに変化する画像部分を滑らかに再現し、細線や文字などを鮮明度を強調して再現するため、非エッジ部では量子化レベル数の多い（例えば１６値の）量子化手段による量子化結果を選択し、エッジ部では量子化レベル数の少ない（例えば６値の）量子化手段による量子化結果を選択する（特許第２８５１６６２号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は誤差拡散法を利用する画像形成方法及び画像処理装置の改良に係り、低・中濃度レベルでの階調性、安定性の良好な画像形成、高濃度レベルでの白抜けの少ない画像形成、画像の文字部、線画部、比較的低線数の網点画像部の高い解像度の画像形成、画像特徴の異なる領域のつなぎ目部分の滑らかな再現などを可能にする新規な画像形成方法及び画像処理装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、多階調画像の低・中濃度レベルでの階調性、安定性が良好で高濃度レベルでの白抜けが起きにくい画像を形成するため、多階調画像を誤差拡散法により量子化し、量子化画像の画素をドットで表現する画像形成方法及び装置において、画像空間上の特定の周期内で、多階調画像の低・中濃度部ではドットが集中して発生し、多階調画像の高濃度部ではドットが集中して発生し、かつ、その周囲にドットが分散して発生するように、量子化閾値を周期的に変動させる。
【０００８】
具体的には、多階調画像の低・中濃度部ではドットを集中して発生させ、高濃度部では集中したドットの周辺に分散させてドットを発生させるため、ドット集中型領域と、その周辺の、閾値がより大きなドット分散型領域とからなるディザ閾値マトリクスを用いて、量子化閾値を周期的に変動させる。あるいは、高濃度部での白画素の連続を減らすため、集中型領域と、その周辺の、閾値がより大きなドット分散型領域とからなる閾値マトリクスを複数個、主走査方向又は副走査方向に半位相分ずらして配置し拡大したディザ閾値マトリクスを用いて、量子化閾値を周期的に変動させる。
【０００９】
本発明の主たる特徴は、低・中濃度部でのドットの集中を強めて画像の階調性、安定性を向上させるため、ディザ閾値マトリクスのドット分散型領域内の最小の閾値とドット集中型領域内の最大の閾値との差を、ドット集中型領域内の閾値のステップ幅より大きくしたことである。
【００１０】
また、本発明の特徴は、画像特徴に応じて処理を誤差拡散基調からディザ基調まで切り替えることにより、様々な画像特徴を持つ多階調画像に対して最適な画像形成を可能にするため、多階調画像の特徴に応じて量子化閾値の変動幅を変化させるようにしたことである。
【００１１】
一実施例では、多階調画像の画像特徴に応じて適切な振動幅で量子化閾値を変動させるため、ディザ閾値マトリクスの閾値に、多階調画像の特徴に応じた係数を乗じた値に一定値を加算した値を量子化閾値として用いる。
【００１２】
別の一実施例では、多階調画像の画像特徴に応じて適切な振動幅で量子化閾値を変動させるため、量子化閾値を周期的に変動させるためのディザ閾値マトリクスを多階調画像の画像特徴に応じて切り替える。
【００１３】
また、別の一実施例では、多階調画像の文字部や線画部などで誤差拡散基調の処理にすることにより解像性を高めるため、多階調画像のエッジ度合の大きな領域ほど量子化閾値の変動幅を減少させる。
【００１４】
また、別の一実施例では、多階調画像の文字部や線画部で、固定閾値の誤差拡散処理により高い解像度を得るため、多階調画像のエッジ度合が最大の領域で量子化閾値を一定値に固定する。
【００１５】
また、本発明の特徴は、網点画像を良好に再現するため、領域拡張処理を施したエッジ度合を出力するようにしたことである。一実施例では、一般的な印刷物に用いられる線数の網点画像を良好に再現するため、領域拡張処理の拡張幅を画像空間上で０．５ｍｍ以内に選ぶ。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の一形態としての画像処理装置について説明する。以下に述べる本発明の画像処理装置による量子化データを適当な画像形成手段に供給することにより、本発明の画像形成方法を実施できる。なお、説明の重複を避けるため、添付図面中の複数の図面において同一部分又は対応部分に同一の参照番号を用いる。
【００１７】
《実施例１と変形例》
本発明の実施例１による画像処理装置は、図１のブロック図に示すようなブロック構成であり、多階調の入力画像データ１０１を誤差拡散法によって量子化し、量子化データ１０３を出力する誤差拡散処理部１００と、この誤差拡散処理部１００に対し画像空間上で周期的に変動する量子化閾値を供給するための量子化閾値発生部２００からなる。本実施例及び後記各実施例において、入力画像データ１０１は、８ビット／画素で０から２５５の濃度レベルを表す２５６階調の画像データとする。
【００１８】
誤差拡散処理部１００は、入力画像データ１０１に誤差を加算するための誤差加算部１０４と、この誤差加算部１０４によって誤差が加算された画像データ１０２を、量子化閾値発生部２００より与えられた量子化閾値を用いて量子化し量子化データ１０３を出力する量子化部１０５と、量子化データ１０３と画像データ１０２との誤差（量子化誤差）を検出する誤差検出部１０６と、検出された誤差を一時的に記憶する誤差記憶部１０７と、誤差記憶部１０７に記憶されている誤差データを用いて次に処理する画素（注目画素）に加算する誤差を計算して誤差加算部１０４に与える誤差計算部１０８から構成されている。
【００１９】
本実施例においては、量子化閾値発生部２００より量子化部１０５に与えられる量子化閾値は１つであり、量子化部１０５は誤差加算後画像データ１０２を量子化レベル０又は量子化レベル１に２値量子化する。したがって、本実施例においては、誤差検出部１０６は、量子化データ１０３と誤差加算後画像データ１０２との誤差を求める際に、量子化レベル０に対応する出力値を０（１０進）、量子化レベル１に対応する出力値を２５５（１０進）として扱う。
【００２０】
また、本実施例においては、誤差計算部１０８のブロック内部に示すように、＊印を注目画素の位置として、前ライン上のａ，ｂ，ｃ各位置の画素及び注目画素と同ライン上の直前位置ｄの画素で検出された誤差に、係数１，５，３，７をそれぞれ乗じた値の総和を１６で除した値を、注目画素（＊）に加算する誤差として出力する。したがって、誤差記憶部１０７としては、例えば２ラインのラインメモリなどが用いられる。ただし、注目画素に加算する誤差の計算のために誤差データが参照される注目画素周辺の画素の配置や個数は変更可能であり、また、それぞれの画素における誤差に乗じる係数（重み）も変更可能である。
【００２１】
なお、誤差検出部１０６と誤差記憶部１０７の間に誤差計算部１０８に相当する計算手段を設け、誤差検出部１０６によって検出された誤差と誤差記憶部１０７に記憶されている誤差データを用いて、周辺の未処理画素に加算する誤差を上記計算手段によって逐次再計算し、その結果によって誤差記憶部１０７内の誤差データを更新し、次に処理する画素に加算する誤差を誤差記憶部１０７から直接読み出して誤差加算部１０４に与えるような構成も採用し得る。
【００２２】
本実施例においては、量子化閾値発生部２００は、図２に示す４×４のディザ閾値マトリクスを用いて、主，副各走査方向に４画素周期で変動する量子化閾値を発生する。このような量子化閾値発生部２００は、例えば、入力画像データ１０１の主、副走査のタイミング信号をカウントするカウンタによって、図２に示すディザ閾値マトリクスを格納したＲＯＭの読み出しアドレスを発生し、ディザ閾値マトリクスの注目画素位置に対応した閾値を同ＲＯＭより読み出し出力する構成とすることができる。
【００２３】
ディザ閾値マトリクス内（量子化閾値の４×４画素の変動周期内）における閾値の大きさと配置は、図２に見られるように、網掛けされた３×３領域は、ステップ幅８で４０から１０４まで順次増加する閾値が渦巻き状に配置されたドット集中型の領域とされており、その周辺の領域は、１６０から２０８までステップ幅８で増加する閾値が分散配置されたドット分散型の領域とされている。ドット集中型領域内の閾値はドット分散型領域の閾値より低い値に選ばれているが、画像の低・中濃度部でのドットの集中度を高めるため、ドット分散型領域の最小の閾値（１６０）とドット集中型領域の最大の閾値（１０４）との差が閾値のステップ幅８より大きく設定されている。
【００２４】
このようなディザ閾値マトリクスを用いて量子化閾値を発生するため、誤差伝搬の影響を無視すれは、入力画像データの低濃度レベル領域では、４×４画素周期内で、ドット集中型領域に対応した中央部の２×２画素が量子化レベル１に量子化され、中濃度レベル領域では、ドット集中型領域に対応した３×３画素が量子化レベル１に量子化される。高濃度レベル領域になると、ドット集中型領域に対応する３×３画素が量子化レベル１に量子化されるとともに、その周囲のドット分散型領域に対応した飛び飛びの画素も量子化レベル１に量子化されるようになる。
【００２５】
したがって、本実施例の画像処理装置の量子化データ１０３を、量子化レベル１の画素のみドットを打つ２値の画像形成装置に与えれば、画像の低濃度部では図３に示すようにドットが発生し、画像の中濃度部では図４に示すようにドットが発生し、画像の高濃度部では図５に示すようにドットが発生する。図３及び図４に見られるように、低・中濃度部ではドットが集中して発生するため、ドットゲインの影響を受けにくく、階調性が良好で、また、バンディングや濃度むらが少なく粒状性、安定性が良好な画像が形成される。また、図５に見られるように、高濃度部では、集中して発生した３×３のドットの周辺に分散してドットが発生し、白画素が連続しにくいため、白抜けの発生を防止できる。実際には、ドットゲインの影響によりドットは広がるため、特にドットの拡大率が大きい電子写真式プリンタを用いた場合には、高濃度部での白抜けはさらに目立ちにくくなる。なお、図３乃至図５はドット発生の傾向を示すものであって、厳密には、誤差の伝搬の影響により必ずしも常に図３乃至図５に示すようにドットが形成される訳ではない。
【００２６】
因みに、図２８に示すような全体がドット集中型のディザ閾値マトリクスを用いて量子化閾値を発生した場合、階調性の良い画像を得られるが、高濃度部において、図２９に示すように白画素が連続して発生し、これが白抜けとして認識されやすい。
【００２７】
本実施例の変形例によれば、量子化閾値発生部２００は図６に示すような８×８のディザ閾値マトリクスを用いて主，副各走査方向に８画素周期で変動する量子化閾値を発生する。図６のディザ閾値マトリクスは、図７に示す４×４のディザ閾値マトリクスを４個、副走査方向に２画素（半位相分）ずらして並べた構成である。図７の４×４のディザ閾値マトリクスでは、網掛けした２×３領域は６４から１０４までステップ幅８で増加する閾値を渦巻き状に配置したドット集中型であり、その周辺領域は１１２から１８４までステップ幅８で増加する閾値を分散配置したドット分散型である。なお、主走査方向に半位相分シフトさせた同様のディザ閾値マトリクスを用いてもよい。
【００２８】
ただし、量子化閾値発生部２００は、このような８×８のディザ閾値マトリクスを必ずしも持つ必要はない。例えば、図７に示した４×４のディザ閾値マトリクスを持ち、主走査方向の４画素周期で、ディザ閾値マトリクスの副走査方向の読み出し位置を２画素分（半位相）ずらすような制御を行うことにより、実質的に図６のディザ閾値マトリクスを用いた場合と同様の量子化閾値を発生するようにしてもよい。
【００２９】
図７に示すディザ閾値マトリクスを副走査方向にずらさずに４個並べた８×８のディザ閾値マトリクスを量子化閾値の発生に用いた場合には、高濃度部では図９のように２×２領域の白画素が発生し、白抜けが生じる。これに対し、本変形例では、図６のディザ閾値マトリクスを用いて量子化閾値を発生するため、画像の高濃度部で図８に示すように、白画素の連続は２画素に減り白抜けが生じにくい。
【００３０】
なお、本変形例においても、中・低濃度部でディザ閾値マトリクスのドット集中型領域に対応したドットが集中して発生するため、低・中濃度部での階調性、安定性は良好である。
【００３１】
《実施例２とその変形例》
本発明の実施例２による画像処理装置は、図１０のブロック図に示すようなブロック構成である。前記実施例１とのブロック構成の違いは、入力画像データ１０１から注目画素近傍領域における画像特徴を抽出する画像特徴抽出部３００が追加され、その出力信号３０１が量子化閾値発生部２００に与えられることと、画像特徴抽出部３００と誤差拡散処理部１００との間のタイミング調整のために、必要に応じてラインメモリのような信号遅延部１５０を通し、入力画像データ１０１が誤差拡散処理部１００に入力されることである。
【００３２】
本実施例において、画像特徴抽出部３００は、図１１に示すように、エッジ度合を検出するためのエッジ検出部３０２と、濃度レベル変化の周期性の検出（特定線数範囲の網点領域の識別）のための領域拡張処理部３０３からなるブロック構成である。エッジ検出部３０２は、例えば図１２に示すような４種類の微分フィルタを用いて、主走査方向、副走査方向、主走査方向に対し±４５゜傾いた方向の計４方向のエッジ量を検出し、その最大値（絶対値）を例えばレベル０（非エッジ）からレベル３（エッジ度合最大）までのエッジ度合を示す２ビットのエッジ度合データを出力する。領域拡張処理部３０３は、エッジ検出部３０２より与えられたエッジ度合データに対し画像空間上での領域拡張を行う。具体的には、例えば、注目画素の周囲の７×７画素の領域（主走査方向の前後３画素、副走査方向の前後３画素の範囲）におけるエッジ度合データを参照し、その最大値を注目画素のエッジ度合データとして選択し、それを出力信号３０１として出力する。
【００３３】
本実施例においては、画像特徴抽出部３００の出力信号３０１によって示されるエッジ度合レベルに応じて、量子化閾値の変動幅が制御される。このような量子化閾値の変動幅の制御のために、量子化閾値発生部２００は例えば図１３に示すようなディザ閾値発生部２０１、乗算部２０２、加算部２０３からなるブロック構成とされる。
【００３４】
ディザ閾値発生部２０１は、例えば、図１４に示す４×４のディザ閾値マトリクスを用い、注目画素位置に対応した閾値を出力するものである。このディザ閾値マトリクスにおいて、網掛けした３×３領域は、ステップ幅１で−７から＋１まで順次増加する閾値が渦巻き状に配置されたドット集中型となっており、その周辺領域は、２から８までステップ幅１で増加する閾値が分散配置されたドット分散型となっている。このようなドット集中型領域の周辺にドット分散型領域を配したディザ閾値マトリクスを用いるのは、前記実施例１に関連して説明したように、画像の低・中濃度部でドットを集中して発生させて階調性、安定性を高め、高濃度部で集中したドットの周辺に分散させてドットを発生させることにより白抜けを発生しにくくするためである。このようなディザ閾値発生部２０１は、例えば、図１４のディザ閾値マトリクスを格納したＲＯＭと、画像データの主，副走査のタイミング信号をカウントしてＲＯＭの読み出しアドレスを発生するカ
ウンタなどによって容易に実現できる。
【００３５】
乗算部２０２は、画像特徴抽出部３００の出力信号３０１で示されるエッジ度合レベルに応じた係数を、ディザ閾値発生部２０１から出力された閾値に乗じた値を出力するものである。本実施例では、レベル０（非エッジ）の時の係数は８、レベル１の時の係数は４、レベル２の時の係数は２、レベル３（エッジ度合最大）の時の係数は０である。したがって、乗算部２０２の出力値は、エッジ度合がレベル０（非エッジ）の時に−５６から＋６４まで最大幅で変動し、エッジ度合レベル１でその変動幅は減少し、エッジ度合レベル２でその変動幅はさらに減少し、エッジ度合レベル３の時には変動幅は０になる。
【００３６】
加算部２０３は、乗算部２０２の出力値に画像データの中央レベルに相当する＋１２８を加算する。加算部２０３の出力値が量子化閾値として量子化部１０５に与えられる。したがって、エッジ度合レベル０の時に、量子化閾値は＋１２８を中心として＋７２から＋１９２まで最大の変動幅で変動し、エッジ度合レベルレベル３の時に量子化閾値は＋１２８に固定される。このようにエッジ度合レベルが高いほど、量子化閾値の変動幅は減少するように制御される。
【００３７】
したがって、画像の文字部や線画部のようなエッジ度合レベルが高い画像領域においては、量子化閾値は＋１２８に固定されるか、小さな変動幅で変動させられるため、誤差拡散処理部１００で、固定閾値の２値誤差拡散処理又は誤差拡散基調の処理が行われることになり、解像性の良好な画像を形成できる。一方、画像の平坦部のようなエッジ度合レベルの低い画像領域では、図１４のディザ閾値マトリクスに従って量子化閾値は＋１２８を中心に大きな変動幅で変動させられるため、誤差拡散処理部１００でディザ基調の処理が行われ、前記実施例１の場合と同様に、低・中濃度部でドットが集中して発生し階調性及び安定性が良好な画像を形成でき、高濃度部では集中して発生したドットの周辺に分散してドットが発生するため、白抜けが発生しにくい画像を形成できる。また、量子化閾値は周期的に変動し、その変動幅もエッジ度合レベルに応じて変化するが、量子化閾値の時間平均はほぼ一定値（＋１２８）に保たれるため、量子化閾値の切り替わり部分、換言すれば画像特徴の異なる画像領域の境界部分でのドット発生遅れを防止でき、従って、画像領域の境界部分を滑らかに表現できる。
【００３８】
さて、入力画像データ１０１が原稿から６００ｄｐｉの解像度で読み取られた場合、領域拡張処理の７画素の拡張幅は原稿上で約０．３ｍｍにあたり、これは約８６Ｌｐｉの網点周期に相当する。したがって、８６Ｌｐｉ以上の線数の網点画像部はエッジとして評価され、誤差拡散処理部１００において、固定した量子化閾値又は小さな変動幅の量子化閾値を用いた解像性の良い誤差拡散処理又は誤差拡散基調の処理が行われることになるため、網点を高い解像度で忠実に再現でき、またモアレの発生を防止できる。それより低線数の網点画像部においては、個々の網点内部が非エッジと評価され画像の平坦部と同様に、大きな振動幅の量子化閾値を用いてディザ基調の処理が施され、安定性が良く、高濃度部分で白抜けが発生しにくくなる。なお、そのような低線数の網点画像は、個々の網点内部に画像の解像的な情報を持たないため、ディザ基調の処理で不都合はない。このように、本実施例によれば、文字、線画、写真、網点などを含む高品質な画像を再現可能である。
【００３９】
画像の鮮鋭性に影響するのは画像変化点であり、一般に、５０Ｌｐｉ程度までの比較的低線数の網点を忠実再現できれば画質的には十分である。したがって、厳密には画像読み取りに用いられるスキャナのＭＴＦ特性やエッジ検出フィルタの特性、網点画像の濃度変化から起こる周期差などの影響を考慮する必要があるが、領域拡張処理の拡張幅を画像空間上で０．５ｍｍ以内（６００ｄｐｉで１２画素以内）に選べば、一般に網点画像を十分な画質で再現できる。また、スキャナで原稿を走査して読み取った画像データは、中間調を滑らかに表現するために平滑フィルタを通されるのが一般的であり、通常、１５０Ｌｐｉ程度から平滑化されるため、１７５Ｌｐｉから２００Ｌｐｉ程度より高線数の網点の周期性振幅は残らない。したがって、そのような高線数の網点画像部は画像特徴抽出部３００で非エッジ部と判定され、画像の平坦部と同様にディザ基調の処理が施されても、モアレが発生する心配はない。
【００４０】
なお、本実施例では、エッジ度合データの領域拡張処理によって特定の線数範囲の網点画像領域を識別したが、入力画像データ１０１から直接的に特定線数範囲の網点画像領域を検出する手段を別途設け、その手段により検出された網点画像領域についてはエッジ検出部３０２により検出されたエッジ度合に関わらず、固定した又は変動幅の小さい量子化閾値を量子化閾値発生部２００で発生させて誤差拡散基調の処理を行わせるようにしてもよい。
【００４１】
本実施例の変形例ａによれば、ディザ閾値発生部２０１において、図１５に示すようなディザ閾値マトリクスが用いられる。このディザ閾値マトリクスは、−８から０まで１ずつ増加する閾値を渦巻き状に配置した、網掛けされたドット集中型領域の周辺に、３から９まで１ずつ増加する閾値を分散させたドット分散型領域とからなる。ドット分散型領域内の最小の閾値（３）と、ドット集中型領域内の最大の閾値（０）との差は、ドット集中型領域内の閾値のステップ幅（１）より大きい３に選ばれている。このようなディザ閾値マトリクスを用いた場合、画像平坦部では量子化閾値は６４から２００の範囲で変動するが、ドット集中型領域の最大の量子化閾値（１２８）と、ドット分散型領域の最小の量子化閾値（１５２）との差が２４と大きいため、低・中濃度でドット分散型領域にドットが発生する確率が低くなり、ドットの集中度が高まり、低・中濃度部の階調性、安定性が向上する。
【００４２】
図示しないが、本実施例のもう１つの変形例ｂによれば、量子化閾値発生部２００は、図１４又は図１５に示すディザ閾値マトリクスの各閾値を、８倍、４倍、２倍、０倍して１２８を加算したエッジ度合レベル０，１，２，４用の４種類の４×４ディザ閾値マトリクスを持ち、その中から画像特徴抽出部３００の出力信号３０１で示されたエッジ度合レベルに応じて選択したディザ閾値マトリクスの閾値を量子化閾値として出力する構成とされる。このような構成によれば、図１３に示した構成における乗算部２０２と加算部２０３が不要になるため、ハード化が容易であり、また、ソフトウェア化する場合にも処理時間のかかる乗算が不要になる利点がある。この変形例ｂによっても、本実施例又はその前記変形例ａと同様な処理が可能であることは明らかである。また、量子化閾値の平均値は略一定値（＋１２８）に保たれる。
【００４３】
図示しないが、本実施例のもう１つの変形例ｃによれば、本実施例又はその前記各実施例ａ，ｂにおいて、画像特徴抽出部３００から領域拡張処理部３０３が省かれ、エッジ検出部３０２から出力されるエッジ度合データがそのまま出力信号３０１として出力される。この変形例によっても、画像の文字、線画などの濃度変化の激しい領域で高い解像度の画像を形成可能であり、また、画像の平坦部で階調性、安定性の良好な、白抜けのない画像を形成可能である。
【００４４】
なお、本実施例及びその変形例ａ，ｂ，ｃにおいても、図１４又は図１５に示したようなディザ閾値マトリクスを複数個、副走査方法又は主走査方向に半位相分ずらして並べた拡大ディザ閾値マトリクスを、量子化閾値の発生のために使用してもよい。
【００４５】
《実施例３とその変形例》
これは実施例１の拡張例で、画像処理装置は前記実施例１と同様に図１のブロック図に示すようなブロック構成であるが、次に述べる点が前記実施例１とは異なる。
【００４６】
相違点の１つは、量子化閾値発生部２００で２つの量子化閾値Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２（０＜Ｔｈｒ１≦Ｔｈｒ２＜２５５）を発生することである。もう１つの相違点は、量子化部１０５で、Ｔｈｒ１＜Ｔｈｒ２の場合に誤差加算後画像データ１０２を３値量子化するが、Ｔｈｒ１＝Ｔｈｒ２の場合には誤差加算後画像データ１０２を２値量子化することである。すなわち、誤差加算後画像データ１０２のレベルをＬとすると、Ｔｈｒ＜Ｔｈｒ２の場合には、Ｌ＜Ｔｈｒ１の時に量子化レベル０、Ｔｈｒ１≦Ｌ＜Ｔｈｒ２の時に量子化レベル１、Ｌ≧Ｔｈｒ２の時に量子化レベル２をそれぞれ出力する。一方、Ｔｈｒ１＝Ｔｈｒ２の場合には、Ｌ＜Ｔｈｒ１（＝Ｔｈｒ２）の時に量子化レベル０を、Ｌ≧Ｔｈｒ２（＝Ｔｈｒ１）の時に量子化レベル２を出力する。もう１つの相違点は、誤差検出部１０６で、量子化データ１０３と誤差加算画像データ１０２との誤差を求める際に、量子化レベル０に対応する出力値を０（１０進）、量子化レベル１に対応する出力値を例えば１２８（１０進）、量子化レベル２に対応する出力値を２５５（１０進）として扱うことである。
【００４７】
量子化閾値発生部２００は、量子化閾値Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２を異なったディザ閾値マトリクスを用いて発生する。そのような２つのディザ閾値マトリクスの例を図１６に示す。（ａ）及び（ｃ）に示すディザ閾値マトリクスはＴｈｒ１の発生のためのもので、（ｂ）及び（ｃ）に示すディザ閾値マトリクスはＴｈｒ２の発生のためのものである。（ａ）と（ｂ）のディザ閾値マトリクスのペアを用いても、（ｃ）と（ｄ）のディザ閾値マトリクスのペアを用いてもよい。
【００４８】
両方のディザ閾値マトリクスは、網掛けされた３×３の２値化領域と、その周辺の３値化領域とから構成されている。両方のディザ閾値マトリクスの２値化領域では、対応する位置の閾値は同じ値となっている。すなわち、２値化領域に対応する画素は、２値量子化される。また、２値化領域は、４２から１０６まで８ずつ増加する閾値が渦巻き状に配置されたドット集中型領域となっているが、これは画像の低・中濃度部でのドットを集中させるためである。
【００４９】
２値化領域周辺の３値化領域では、Ｔｈｒ１用とＴｈｒ２用とで閾値が相違し、また、Ｔｈｒ２用の閾値のほうがＴｈｒ１用の閾値より大きな値に選ばれている。したがって、３値化領域に対応する画素ではＴｈｒ１＜Ｔｈｒ２となり、３値量子化されることになる。また、Ｔｈｒ１用ディザ閾値マトリクスの３値化領域は、（ａ）のディザ閾値マトリクスでは１５６から２０４まで８ずつ増加する閾値が順に配置されたドット集中型となっているが、（ｃ）のディザ閾値マトリクスでは同様の閾値が分散配置されたドット分散型となっている。Ｔｈｒ２用ディザ閾値マトリクスの３値化領域も、（ｂ）のディザ閾値マトリクスでは１９２から２４０まで８ずつ増加する閾値が順に配置されたドット集中型となっているが、（ｄ）のディザ閾値マトリクスでは同様の閾値が分散配置されたドット分散型となっている。また、ドットの集中度を高めるため、３値化領域内の最小の閾値と２値化領域内の最大の閾値との差は、２値化領域内の閾値のステップ幅より大きく選ばれている。
【００５０】
本実施例の画像処理装置によれば、画像の低・中濃度部では２値量子化されるため小ドットが発生せず、しかも２値化領域がドット集中型領域とされているため大ドットが集中して発生するため、階調性、安定性の良い画像を形成可能である。また、画像の高濃度部では３値量子化されるため小ドットの発生確率が高くなり白抜けが起きにくい。
【００５１】
このような利点を明瞭にするため、本実施例による画像処理装置の量子化データ１０３を、小ドットと大ドットを用いて画像を形成する例えば電子写真式プリンタなどに供給して画像を形成させた場合のドット発生の様子を図１７に示す。前述のように、Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２を発生するためのディザ閾値マトリクスの２値化領域内の閾値は、３値化領域内の閾値より低く、また２値化領域はドット集中型領域となっているため、画像の低濃度部及び中濃度部では、図１７の（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示すように、量子化レベル２に対応する大ドットが渦巻き状に集中的に発生し、階調性が良く安定した画像が形成される。ディザ閾値マトリクスの３値化領域は２値化領域の周辺に配置されているため、高濃度部では、図１７の（ｃ）に示すように、集中した大ドットの周辺に量子化レベル１に対応する小ドットが発生し、白抜けが発生しにくい。
【００５２】
本実施例の変形例ａによれば、量子化閾値発生部２００において、図１６に示したディザ閾値マトリクスのペアに代えて、図１８乃至図２０に示すディザ閾値マトリクスのペアが用いられる。これらディザ閾値マトリクスは、２値化領域（ドット集中型領域）と３値化領域の位置関係だけが、図１６のディザ閾値マトリクスと異なる。
【００５３】
本実施例のもう１つの変形例ｂによれば、量子化閾値Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２の発生のために、図２１乃至図２４に示すディザ閾値マトリクスのペアが用いられる。これらのディザ閾値マトリクスのペアでは、Ｔｈｒ２用のディザ閾値マトリクスの３値領域の全ての閾値が比較的低い一定値（２１６）に選ばれている。このようなディザ閾値マトリクスを用いると、３値化領域では小ドットが全て発生してから大ドットが発生する傾向が強くなるため、白画素が発生する確率がさらに低くなり、より確実な白抜け防止が可能である。
【００５４】
なお、ディザ閾値マトリクスの２値化領域と３値化領域の画素数は、白画素を発生させたくない最低の濃度レベルに基づき、次のように一意に決定できる。例えば、ガンマ変換後の多階調画像データのレベル２００以上では白画素を発生させたくないとする。４×４のディザ閾値マトリクス内の２値化領域の画素数をＸとすると、３値化領域の画素数は（１６−Ｘ）である。前述のように、小ドット（量子化レベル１）の出力値を１２８、大ドット（量子化レベル２）の出力値を２５５とすると、
（２５５×Ｘ／１６）＋（１２８×（１６−Ｘ）／１６）＝２００
となるＸの値を求めると、この場合はＸ＝９．１となる。したがって、２値化領域を９画素、３値化領域を７画素とすれば、画像データのレベル２００以上では白画素は発生しない。
【００５５】
本実施例のもう１つの変形例ｃによれば、図１６、図１８乃至図２０、あるいは図２２乃至図２４に示すような４×４のディザ閾値マトリクスを複数個、主走査方向又は副走査方向にずらして並べた拡大ディザ閾値マトリクスが、量子化閾値Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２の発生のために用いられる。そのようなディザ閾値マトリクスの例を図２５及び図２６に示す。図２５に示すＴｈｒ１用のディザ閾値マトリクスは、図１６（ａ）の４×４ディザ閾値マトリクスを４個、副走査方向に半位相分（２画素）ずらして配置したものに相当する。図２６に示すＴｈｒ２用のディザ閾値マトリクスは、図１６（ｂ）の４×４ディザ閾値マトリクスを４個、副走査方向に半位相分ずらして配置したものに相当する。このようなディザ閾値マトリクスは、３値化領域の連続を抑制することができるため、白抜けの防止に効果的である。なお、量子化閾値発生部２００は、このような８×８のディザ閾値マトリクスを必ずしも持つ必要はなく、例えば図１６（ａ），（ｂ）の４×４のディザ閾値マトリクスを持ち、主走査方向の４画素周期で、ディザ閾値マトリクスの副走査方向の読み出し位置を２画素ずらすような制御を行うことにより、実質的に図２５及び図２６のディザ閾値マトリクスを用いた場合と同様の量子化閾値を発生するようにしてもよい。
【００５６】
本実施例及びその変形例ａ，ｂ，ｃでは、高濃度部を３値量子化し、低・中濃度部を２値量子化したが、それぞれの量子化数はそれに限定されるものではない。例えば、２値化領域の周囲に、それより閾値の大きな４値化領域を配した３つのディザ閾値マトリクスを用いて３つの領域閾値Ｔｈｒ１．Ｔｈｒ２，Ｔｈｒ３を発生し、量子化閾値Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，Ｔｈｒ３用のディザ閾値マトリクスの２値化領域内の同じ位置の閾値を等しい値に設定することにより、画像の低・中濃度部で２値量子化し、高濃度部で４値量子化することも可能である。また、例えば、３値化領域の周囲に、それより閾値の大きな５値化領域を配した４つのディザ閾値マトリクスを用いて４つの量子化閾値Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，Ｔｈｒ３，Ｔｈｒ４を発生し、Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２用のディザ閾値マトリクスの３値化領域内の同じ位置の閾値を等しい値に設定し、Ｔｈｒ３，Ｔｈｒ４用のディザ閾値マトリクスの３値化領域内の同じ位置の閾値を等しい値に設定することにより、低・中濃度部で３値量子化し、高濃度部で５値量子化することも可能である。
【００５７】
より一般的には、ｍ値化領域とｎ値領域（ｎ＞ｍ）からなる（ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを用いて（ｎ−１）個の量子化閾値を発生し、画像の高濃度部ではｎ値量子化することにより小ドットの発生確率を高めて白抜けを防止し、一方、低・中濃度部ではｍ値量子化することにより小ドットの発生を減らして画像の安定性を高めることができる。このことは、次に説明する実施例４及びその変形例においても同様である。
【００５８】
《実施例４とその変形例》
これは実施例２の拡張例で、画像処理装置は前記実施例２と同様の図１０に示すブロック構成である。画像特徴抽出部３００は、前記実施例２と同じ図１１に示す構成である。量子化閾値発生部２００は、前記実施例３と同様に２つの量子化閾値Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２を発生するが、それら量子化閾値の発生のために用いるディザ閾値マトリクスを、画像特徴抽出部３００の出力信号３０１によって示されるエッジ度合レベルに応じて切り替える点が前記実施例３と異なる。
【００５９】
誤差拡散処理部１００の量子化部１０５は、前記実施例３と同様に、量子化閾値Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２が異なる場合には誤差加算後画像データ１０２をレベル０，１，２に３値量子化し、量子化閾値Ｔｈｒ１，ｔｈｒ２が等しい場合には誤差加算後画像データ１０２をレベル０，２に２値量子化する。
【００６０】
量子化閾値発生部２００において、各エッジ度合レベルで用いられるディザ閾値マトリクスの例を図２７に示す。エッジ度合レベル０の時には、図２７の最上段に示す閾値の変動幅が大きなディザ閾値マトリクスのペアが用いられる。このディザ閾値マトリクスのペアは、前記実施例３の変形例で用いられた図２１のディザ閾値マトリクスのペアと同じものである。
【００６１】
エッジ度合レベル１の時のＴｈｒ１，Ｔｈｒ２の発生のために、図２７の２段目に示すディザ閾値マトリクスのペアが用いられる。これらディザ閾値マトリクスも３×３の２値化領域の周辺に３値化領域を配した構造であるが、各領域の閾値がエッジ度合レベル０用のディザ閾値マトリクスと異なる。すなわち、２値化領域内の閾値の最小値は、エッジ度合レベル０の場合より大きな８６に選ばれ、また、そのステップ幅もエッジ度合レベル０の場合より小さな４に選ばれている。また、Ｔｈｒ１用ディザ閾値マトリクスの３値化領域では、閾値の最小値はエッジ度合レベル０の場合より小さな１３８に選ばれ、そのステップ幅もエッジ度合レベル０の場合より小さな４に選ばれている。また、Ｔｈｒ２用ディザ閾値マトリクスの３値化領域の閾値は、エッジ度合レベル０の場合より小さな一定値（１７２）に選ばれている。
【００６２】
エッジ度合レベル２の時のＴｈｒ１，Ｔｈｒ２の発生のために、図２７の３段目に示すディザ閾値マトリクスのペアが用いられる。これらディザ閾値マトリクスは全体が２値化領域であり、その閾値の最小値はエッジ度合レベル１の場合よりも大きな値（１１４）に選ばれ、ステップ幅もエッジ度合レベル１の場合より小さな値（２）に選ばれている。
【００６３】
エッジ度合レベル３の時のＴｈｒ１，Ｔｈｒ２の発生のために、図２７の最下段に示すディザ閾値マトリクスのペアが用いられる。これらディザ閾値マトリクスも、全体が２値化領域とされるが、閾値はすべて同一値（１２８）に選ばれている。
【００６４】
このようなディザ閾値マトリクスのペアがエッジ度合レベルに応じ切り替えて使用されるため、画像の特徴に応じた適切な処理が可能である。すなわち、エッジ度合レベルが高い文字部や線画部では、固定閾値又は振動幅の小さな量子化閾値を用いて通常の２値誤差拡散処理又は２値誤差拡散基調の処理となるため、鮮鋭性の良好な画像を再現できる。画像特徴抽出部３００でエッジ部と評価される、ある線数以上の比較的低線数の網点領域も、同様な処理となるため、網点を忠実に再現可能である。一方、その線数より低線数の網点領域や、平滑フィルタにより周期性が除去されるような高線数の網点領域は、画像の平坦部と同様にディザ基調の処理が行われるため、白抜けが生じにくく安定した画像を形成可能となる。
【００６５】
なお、図２７に示したディザ閾値マトリクスの２値化領域と３値化領域の位置関係を変更してもよい。また、前記各実施例において述べたように、図２７に示したようなディザ閾値マトリクスを複数個、主走査方向又は副走査方向にずらして配置したディザ閾値マトリクスを用いてもよい。
【００６６】
また、画像特徴抽出部３００から領域拡張処理部３０３を省き、エッジ検出部３０２のエッジ度合データをそのまま出力信号３０１として出力するように変形してもよい。このようにしても、本実施例の場合と同様に、画像の文字部、線画部などの濃度変化の激しい画像領域を鮮明に再現し、写真や画像などの平坦部を高品質に再現することができる。
【００６７】
《ソフトウェアによる本発明の実施》
前記各実施例及びその変形例による画像処理装置を、汎用又は専用のコンピュータを利用してソフトウェアにより実現することも可能である。この場合、画像処理装置の各部の機能をコンピュータ上で実現させるためのプログラムを、例えば、それが記録されたフロッピーディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体記憶素子などの各種記憶媒体から読み込み、又は、ネットワークを経由して外部のコンピュータなどから受信し、コンピュータのメインメモリにロードしＣＰＵに実行させることにより、本発明の画像処理装置をコンピュータ上に実現させることができる。各種データの保存のために必要なラインメモリなどの記憶域としては、例えばメインメモリが利用される。このようなプログラムが記録された、コンピュータ読み取り可能な各種記憶媒体も本発明に包含される。
【００６８】
《他の実施形態》
前記各実施例及びその変形例による画像処理装置は、プリンタ、ディスプレイ等の画像形成に関連した機器、スキャナやファックスのような画像読み取りに関連した機器、また、画像読み取りと画像形成の両方に関連したデジタル複写機のような機器に組み込むことができる。そのような実施形態の一例として、本発明を適用したデジタル複写機の例について次に説明する。
【００６９】
図３０は本発明によるデジタル複写機の一例の構造を説明するための概略断面図である。このデジタル複写機は、原稿を光学的に走査して読み取る画像読み取り部４００と、電子写真式の画像形成手段としてのレーザプリンタ４１１と、不図示の回路部（図３１、図３２参照）などから構成される。
【００７０】
画像読み取り部４００は、平坦な原稿台４０３上に載置された原稿を照明ランプ５０２により照明し、その反射光像をミラー５０３〜５０５およびレンズ５０６を介してＣＣＤなどのイメージセンサ５０７に結像するとともに、照明ランプ５０２及びミラー５０３〜５０５の移動により原稿を副走査することにより、原稿の画像情報を読み取り、電気的な画像信号に変換する。イメージセンサ５０７より出力されるアナログ画像信号は不図示の回路部に入力されて処理される。この回路部５５０から出力される画像データは、レーザプリンタ４１１に入力され、画像が形成される。
【００７１】
レーザプリンタ４１１においては、書き込み光学ユニット５０８が、不図示の回路部から入力した画像データを光信号に変換して、感光体からなる像担持体、例えば感光体ドラム５０９を露光することにより、原稿画像に対応した静電潜像を形成する。書き込み光学ユニット５０８は、例えば、半導体レーザを発光駆動制御部で上記画像データにより駆動して強度変調されたレーザ光を出射させ、このレーザ光を回転多面鏡５１０により偏向走査してｆ／θレンズ及び反射ミラー５１１を介し感光体ドラム５０９へ照射する。感光体ドラム５０９は、駆動部により回転駆動されて矢印で示すように時計方向に回転し、帯電器５１２により一様に帯電された後に、書き込み光学ユニット５０８により露光され、静電潜像を形成される。この感光体ドラム５０９上の静電潜像は、現像装置５１３により現像されてトナー像となる。また、用紙が複数の給紙部５１４〜５１８、手差し給紙部５１９のいずれかよりレジストローラ５２０へ給紙される。レジストローラ５２０は、感光体ドラム５０９上のトナー像にタイミングに合わせて用紙を送出する。転写ベルト５２１は転写電源から転写バイアスを印加され、感光体ドラム５０９上のトナー像を用紙へ転写させるとともに用紙を搬送する。トナー像を転写された用紙は、転写ベルト５２１により定着部５２２へ搬送されてトナー像が定着された後、排紙トレイ５２３へ排出される。また、感光体ドラム５０９は、トナー像転写後にクリーニング装置５２４によりクリーニングされ、さらに除電器５２５により除電されて次の画像形成動作に備える。
【００７２】
図３１は、このデジタル複写機内部の回路部の一例を簡略化して示すブロック図である。この回路部の入力は、画像読み取り部４００のイメージセンサ５０７によって例えば６００ｄｐｉで読み取られたアナログ画像信号である。このアナログ画像信号は、ＡＧＣ回路５５１によってレベルを調整された後、Ａ／Ｄ変換回路５５２により１画素当たり８ｂｉｔのデジタル画像データに変換され、さらに、シェーディング補正回路５５３によってイメージセンサ５０７の画素毎の感度や照度のばらつきが補正される。次に、画像データはフィルタ処理回路５５４に送られ、例えばＭＴＦ補正を施され、次に、中間調画像をなめらかに表現するための平滑フィルタ処理を施される。このような処理を施された画像データは、ガンマ補正回路５５５へ送られ、書き込み濃度に変換するためのγ補正が施される。γ補正後の画像データは、中間調処理部５５６へ入力される。この中間調処理部５５６として、前記各実施例又はその変形例による画像処理装置が用いられる。この画像処理装置の出力画像データが、書き込み光学ユニット５０８内の半導体レーザの発光駆動制御部へ送られる。中間調処理部５５６において前述のような量子化処理が行われるため、原稿から読み取った画像を高い画質で再現できる。
【００７３】
中間調処理部５５６として前記実施例２，４又はその変形例による画像処理装置を用いる場合、画像特徴抽出部部３００は、中間調処理部５５６に設けることもできるが、中間調処理部５５６より前段に設けることもできる。例えば、図３２に示すような位置に画像特徴抽出部３００を設けてもよい。
【００７４】
なお、デジタル複写機においては、実際的には画像データに対する変倍処理、地肌除去処理、フレア除去処理、その他画像編集などの処理も可能とされることが多いが、その説明は割愛する。また、原稿台を移動させる画像読み取り部を有するデジタル複写機や、レーザプリンタ以外の画像形成手段を有するデジタル複写機にも本発明を同様に適用し得る。
【００７５】
前述のように、本発明はスキャナやファクスなどの各種機器にも適用可能である。この場合、図示しないが、前記各実施例又はその変形例による画像処理装置に、画像データを入力するための、前記デジタル複写機の画像読み取り部４００のような読み取り手段、量子化データの画像を形成するための、前記デジタル複写機のレーザプリンタ４１１のような画像形成手段の一方又は両方を付加した構成とされる。
【００７６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成方法及び装置によれば、低・中濃度部での階調性、安定性の良好な画像形成、高濃度部での白抜けの少ない画像形成、画像の文字部、線画部、比較的低線数の網点画像部の高い解像度の画像形成、画像特徴の異なる領域のつなぎ目部分の滑らかな画像形成が可能になる。特に、低・中濃度部でのドットの集中を強め、画像の階調性、安定性を向上させることができる。
【００７７】
また、本発明の記憶媒体によれば、本発明の画像処理装置を、汎用又は専用コンピュータを利用して容易に実現することができ、したがって、本発明の画像形成方法を容易に実施することができる。
【００７８】
また、本発明の画像処理装置によれば、本発明の画像形成方装置を適用したプリンタ、ディスプレイ、スキャナ、ファクス、複写機などを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による画像処理装置のブロック構成の一例を示すブロック図である。
【図２】  本発明の実施例１で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図３】  本発明の実施例１における低濃度部でのドット発生の様子を示す図である。
【図４】  本発明の実施例１における中濃度部でのドット発生の様子を示す図である。
【図５】  本発明の実施例１における高濃度部でのドット発生の様子を示す図である。
【図６】  本発明の実施例１の変形例で用いられるシフト型の拡大ディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図７】  図６に示すシフト型の拡大ディザ閾値マトリクスの基本となるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図８】  図６に示すシフト型の拡大ディザ閾値マトリクスを用いた場合の高濃度部でのドット発生の様子を示す図である。
【図９】  非シフト型の拡大ディザ閾値マトリクスを用いた場合の高濃度部でのドット発生の様子を示す図である。
【図１０】  本発明による画像処理装置のブロック構成の別の例を示すブロック図である。
【図１１】  画像特徴抽出部の一例を示すブロック図である。
【図１２】  エッジ検出のための微分フィルタの例を示す図である。
【図１３】  量子化閾値発生部の一例を示すブロック図である。
【図１４】  本発明の実施例２で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図１５】  本発明の実施例２の変形例で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図１６】  本発明の実施例３で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図１７】  本発明の実施例３における低濃度部、中濃度部、高濃度部でのドット発生の様子を示す図である。
【図１８】  本発明の実施例３の変形例で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図１９】  本発明の実施例３の変形例で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２０】  本発明の実施例３の変形例で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２１】  本発明の実施例３の変形例で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２２】  本発明の実施例３の変形例で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２３】  本発明の実施例３の変形例で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２４】  本発明の実施例３の変形例で用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２５】  本発明の実施例３の変形例でＴｈｒ１発生のために用いられるシフト型の拡大ディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２６】  本発明の実施例３の変形例でＴｈｒ２発生のために用いられるシフト型の拡大ディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２７】  本発明の実施例４においてエッジ度合レベルに対応した変動幅のＴｈｒ１，Ｔｈｒ２の発生のためのディザ閾値マトリクスのペアを示す図である。
【図２８】  全体がドット集中型のディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２９】  図２８のディザ閾値マトリクスを用いた場合のドット発生の様子を示す図である。
【図３０】  本発明によるデジタル複写機の一例の概略構成を示す概略断面図である。
【図３１】  図３０のデジタル複写機の回路部のブロック構成の一例を示すブロック図である。
【図３２】  図３０のデジタル複写機の回路部のブロック構成の他の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００  誤差拡散処理部
１０１  入力画像データ
１０２  誤差加算後画像データ
１０３  量子化データ
１０４  誤差加算部
１０５  量子化部
１０６  誤差検出部
１０７  誤差記憶部
１０８  誤差計算部
１５０  信号遅延部
２００  量子化閾値発生部
２０１  ディザ閾値発生部
２０２  乗算部
２０３  加算部
３００  画像特徴抽出部
３０２  エッジ検出部
３０３  領域拡張処理部
４００  画像読み取り部
４０３  原稿台
４１１  レーザプリンタ
５０２  照明ランプ
５０３，５０４，５０５  ミラー
５０６  レンズ
５０７  イメージセンサ
５０８  書き込み光学ユニット
５０９  感光体ドラム
５１０  回転多面鏡
５１１  ｆ／θレンズ及び反射ミラー
５１２  帯電器
５１３  現像装置
５１４〜５１８  給紙部
５１９  手差し給紙部
５２０  レジストローら
５２１  転写ベルト
５２２  定着部
５２３  排紙トレイ
５２４  クリーニング装置
５２５  除電器
５５１  ＡＧＣ回路
５５２  Ａ／Ｄ変換回路
５５３  シェーディング補正回路
５５４  フィルタ処理回路
５５５  ガンマ補正回路
５５６  中間調処理部
【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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【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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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