(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各色成分のＭ値の階調データを入力して誤差拡散処理を施すことによって各色成分のＮ（Ｍ＞Ｎ）値の階調データに変換し出力する画像処理装置において、
Ｎ値化後の各色成分ごとに、各色成分の近傍画素階調データを入力して記憶し各色成分の注目画素階調データとしてそれぞれ出力する記憶部と、
各色成分ごとに、各色成分の注目画素階調データと近傍画素階調データとを入力してそれぞれの階調差を算出し、それぞれについて符号ビットを含む判別データを生成し出力する階調差判別部と、
各色成分の前記判別データを入力して、注目画素と近傍画素との明度変化を滑らかにするように作成された変換テーブルによって各色成分の前記判別データから総合的に各色成分の入れ換えについて判定を行ない、各色成分それぞれの入れ換え制御信号を生成し出力する入れ換え制御部と、
各色成分ごとに前記入れ換え制御信号を入力して注目画素と近傍画素との各色成分を入れ換え処理し出力する入れ換え処理部とを備え、
注目画素の色変換による明度の誤差を近傍画素にそのまま反映させることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記入れ換え制御部は、各色成分のいずれか１つは入れ換え制御信号を生成しない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】
前記入れ換え制御部は、各色成分いずれかの階調差が−２以下または２以上（Ｎ＞２）である場合には、すべての色成分の入れ換え処理をしないとする入れ換え制御信号を生成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】
前記入れ換え制御部は、階調差が−２以下または２以上（Ｎ＞２）である色成分の入れ換え処理をしないとする入れ換え制御信号を生成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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多値画像の階調数を減少させる階調変換回路を有する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多値画像（Ｍ階調）を原画とする画像情報を、表現能力に制限のある表示装置を用いて表示する場合、本来表示し得ない中階調を擬似的に表示することで、違和感のないように表示可能な状態（Ｎ階調：Ｍ＞Ｎ）にまで階調数を減少させる手法として、誤差拡散法が知られている（文献：“アン  アダプティブ  アルゴリズム  フォア  スペイシアル  グレイスケイル”“Ａｎ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  Ｓｐａｔｉａｌ  Ｇｒａｙｓｃａｌｅ”Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ  Ｖｏｌ．１７／２  Ｓｅｃｏｎｄ  Ｑｕａｒｔｅｒ，１９７６．ｐｐ３６  ３７．Ｒ．Ｆｌｏｙｄ  ｅｔ．ａｌ）。この方法は、原画像と表示画像の各画素の誤差を、平均として小さくなるように変換する手法であり、注目画素における原画像および表示画像の誤差成分を算出し、誤差拡散フィルタで重み付けして周辺画素に誤差成分を伝播させ、結果的に表現可能な階調レベルの近傍値の組み合わせにより表現することで、擬似中階調を得ることが可能となる。誤差拡散法の特徴として、減少させる階調数が最低の２階調（Ｎ＝２）の場合や、ＲＧＢ、ＹＣＭ等に代表される色空間を有するカラー画像に対しても適用することが可能であり、ディザ法のように解像度が犠牲になることも少ないことから、ＦＡＸ、プリンタ、低階調モニタ等の表現能力に制限のある表示装置に幅広く使用されている。上記誤差拡散法をＲＧＢ等の色空間を有するカラー画像に適用する場合、各色成分、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）のそれぞれのデータに独立に誤差拡散法が適用される。従って、各色成分にそれぞれ総合的な階調性が保たれる。
【０００３】
しかしながら、誤差の拡散によって表現可能な階調レベルの近傍値の組み合わせにより表現される各色成分の階調レベルが、各色成分の配置に関係なく、ランダムに表現されるため、各色成分の階調レベルの重なりによって得られる画素間の明度が激しく変動してしまうことがある。これにより、輝度が滑らかに変化する中間調画像の表現では、画面がざらついて品質が低下するという問題があった。
【０００４】
この問題を解決する技術として、特開平１１−６９１９０号公報記載のカラー画像の２値化処理装置に示されるように、注目画素と近傍画素とを比較して、所定値以上の明度変化幅がある場合、２値化後の色成分のうちいずれかを反転させて、近傍画素との明度変化幅を小さくする装置が提案されている。
【０００５】
図１５は、従来の技術による画像処理装置の概略ブロック図である。図の画像処理装置は、プリンタによってカラー印刷をするための各色成分の入力信号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を受け入れて２値化処理する、誤差拡散処理部１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを備えている。２値化された信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は、再配置判定部６及び再配置処理部７に入力するよう構成されている。再配置判定部６は、処理の対象となる注目画素を近傍画素と比較して、所定の判定信号Ｓを出力する。再配置処理部７はこの判定信号Ｓに従って２値化信号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を処理し、出力信号Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３を得る。
【０００６】
図１６には、従来の技術による画像処理装置の動作説明図を示す。図１６の（ａ）に示すように、白ドットＷの後に誤差拡散によって黒ドットＫが配列されたとすると、図の下側に示すような急激な明度変化が現れる。これは中間調の平坦な画像を再生する場合に、ざらつきを生じさせる。そこで、従来の技術では、図１５に示したような装置によって、白ドットに隣接する黒ドットは白ドットと明度差の少ない色に変換し、その誤差は後続するドットに反映させ、全体として滑らかな色変化にする。図１６（ｂ）では、白ドットに隣接する黒ドットをマゼンタＭに変化させ、明度変化を滑らかにしている。また、黒ドットに隣接する白ドットをグリーンＧに変化させ、明度変化を滑らかにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術は、以下の問題点を有している。
図１６の（ａ）に示すように、白ドットＷの後に誤差拡散によって黒ドットＫが２列分配列されたとする。図１６の（ａ），（ｂ）中の比較対象画素関係１に示すように、白ドットと黒ドットの明度変化幅があるため、注目画素の黒ドットをマゼンタＭに変化させ、明度変化が滑らかになっているが、近傍画素の白ドットはそのままである。図１６の（ａ），（ｂ）中の比較対象画素関係２においては、注目画素、近傍画素とも黒ドットであり明度変化がないため、再配置判定部６は再配置しないと判定し、注目画素の黒ドットはそのままである。図１６の（ａ），（ｂ）中の比較対象画素関係３においては、黒ドットと白ドットの明度変化幅があるため、注目画素の白ドットをグリーンＧに変化させ、明度変化が滑らかになっているが、近傍画素の黒ドットはそのままである。このように、上記従来に関わる技術によれば、再配置判定部６が再配置すると判定したとき、注目画素の明度を近傍画素の明度に近づけるように注目画素の色を別の色に変換するが、色を別の色に変換する画素が注目画素だけであるため、注目画素の色を別の色に変換しても、近傍画素との明度差はそれ程近づかず、また再現しようとしている中間調の明度、つまり原画像が有する明度から離れた明度の画素が多く存在してしまう。
【０００８】
また従来の技術は、下記のような問題が生ずる。
図１７は、従来の技術による画像処理装置の動作を説明するための別の図である。図１７の（ａ）に示すように、白ドットＷの後に誤差拡散によって黒ドットＫが１列分配列され、その次の列にマゼンタＭが配列されたとする。図１７の（ａ），（ｂ）中の比較対象画素関係１においては、これまでと同様に白ドットと黒ドットの明度変化幅があるため、注目画素の黒ドットをマゼンタＭに変化させ、図１７（Ａ）に示すように明度変化が滑らかになっている。しかし上記従来に関わる技術によれば、注目画素の色を別の色に変換した際に発生した誤差は、後続するドットに反映させるために誤差拡散処理部内の誤差拡散演算部へ戻され、次の注目画素を含むいくつかの近傍画素へ誤差拡散処理されるようになっているため、図１７の（ａ），（ｂ）中の比較対象画素関係２において、誤差拡散処理によっては注目画素がマゼンダドットから黒ドットに誤差拡散処理されてしまう可能性がある。これは、比較対象画素関係１における注目画素を
黒（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）→マゼンタＭ（Ｒ＝１．Ｇ＝０，Ｂ＝１）
のように色の変換を行なうと、誤差拡散処理の結果である黒ドットのＧ成分１からマゼンタＭのＧ成分０に反転した際の誤差が１となり、次の注目画素である近傍画素へ誤差拡散処理された結果、比較対象画素関係２における注目画素の誤差拡散処理が、マゼンタＭのＧ成分０に誤差成分１を反映して誤差拡散処理するため、マゼンタＭのＧ成分が０から１に誤差拡散処理されてしまうことがあり、
マゼンタＭ（Ｒ＝１，Ｇ＝０，Ｂ＝１）→黒（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）
となってしまうからである。図１７の（ａ），（ｂ）中の比較対象画素関係３においては、これまでと同様の黒ドットと白ドットの明度変化幅となるため、注目画素の白ドットをグリーンＧに変化させ、明度変化が滑らかになっている。よって、上記従来に関わる技術によれば、注目画素の色を別の色に変換した際に発生した誤差は、後続するドットに反映させるために誤差拡散処理部内の誤差拡散演算部へ戻され、次の注目画素を含むいくつかの近傍画素へ誤差拡散処理されるようになっているため、もともと再現しようとしている中間調の明度から離れていない明度の画素を、従来の技術の効果とは逆に、図１７（Ｂ）に示すように再現しようとしている中間調の明度から離れた明度の画素に誤差拡散処理されてしまう可能性がある。また再現しようとしている中間調の明度から離れた明度の画素に誤差拡散処理されてしまった画素は、近傍画素との明度変化幅によっては別の色に変換されないまま存在し、ざらついてしまう。注目画素の色を別の色に変換した際に発生した誤差を、次の注目画素を含むいくつかの近傍画素へ誤差拡散処理しないようにすれば、このような問題は軽減できるが、別の色に変換した明度変化の影響はどこにも反映されないため、最終的に得られる中階調は、再現しようとしている中間調の明度とは異なったものとなる。
【０００９】
さらに上記従来の技術においては、近傍画素と注目画素がそれぞれ白と黒の組み合わせの場合だけでなく、その他の明度幅の大きな色の組み合わせの場合にも、注目画素の色を別の色に変換することを可能としているが、その他の明度幅の大きな色の組み合わせを従来の技術に適用した場合、下記のような問題が生ずる。明度をＹＹとすると、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分はこの明度に対し次の式のように寄与する。
ＹＹ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ…（１）
白と黒は、各色成分が全て１か０の組み合わせによって構成されるため、上記（１）式により演算しなくとも明度を得ることが可能であり、従来の技術の実施の形態に示すとおり、３入力アンドゲート等により実現可能である。しかし白と黒以外の色は、上記（１）式により演算しなければ正確な明度を得ることができず、各色間の明度変化幅を得ることは出来ない。よってその他の明度幅の大きな色の組み合わせを従来の技術に適用した場合、回路により実現する場合は（１）式を実現する回路が別途必要になる。また、このような技術をマイクロプロセッサ上のソフトウエア処理にて実現する場合は、画素毎に上記（１）式を演算する必要があり、通常の処理でも処理量の多い誤差拡散処理に加え、上記（１）式を演算が追加され、全体的な処理量が膨大なものとなり、画像処理に要する時間もより多く必要とされるという問題が生ずる。
【００１０】
さらに付け加えるならば、その他の明度幅の大きな色の組み合わせを従来の技術に適用する場合、下記のような問題が生ずる。
図１８は、従来の技術による画像処理装置の動作を説明するためのさらに別の図である。図１８の（ａ）に示すように、白ドットＷの後に誤差拡散によってマゼンダＫが配列されたとする。近傍画素の白ドットと注目画素のマゼンダＫには明度変化幅があり、再配置判定部６が再配置すると判定したとする。ここで注目画素の色を別の色に変換した際には、従来の技術の実施の形態の通り、Ｇ成分の信号を反転するものとする。注目画素のマゼンダＫのＧ成分は０であり、反転することで下記のように黒ドットになる。
マゼンタＭ（Ｒ＝１，Ｇ＝０，Ｂ＝１）→黒（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）
よって、上記従来に関わる技術によれば、注目画素の色を別の色に変換する際に、一つの色成分を反転するだけでは、常に近傍画素との明度変化幅を小さくなるように別の色に変換することが出来ず、図１８（Ａ）に示すように、従来の技術で示されている効果とは逆に、もともと再現しようとしている中間調の明度と近い色をさらに違う明度へは変換してしまうことがある。従来の技術に示すように、近傍画素よりも明度の高いものは明度を低くし、近傍画素よりも明度の低いものは明度を高くするように変換処理しようとした場合、近傍画素の白ドットと注目画素のマゼンダＭの比較において、近傍画素よりも明度の低いため、明度を高くするように変換処理しようとするが、注目画素のマゼンダＭのＧ成分は０であり、これ以上、明度を高くすることは出来ない。この問題は、近傍画素との比較において明度変化のみを参照し、近傍画素と明度が近い別の色に変換しようとしているためで、明度変化があっても色成分ごとに比較した場合、別の色に変換する唯一の変換対象の色成分においてのみ変化がある場合や、変化のない色成分が別の色に変換する唯一の変換対象の色成分である場合に上記現象は必ず発生してしまう。これは、変換注目画素の色を別の色に変換する際に、２種以上の色成分の信号を反転させても同様の問題が生じてしまう。
【００１１】
さらにまた付け加えるならば、上記従来に関わる技術によれば、近傍画素との比較において明度変化幅がある場合、その明度変化幅がもともと原画像が有するエッジや急激な明度変化に対し誤差拡散処理された結果であるか否かに関わらず、注目画素の色を別の色に変換することで近傍画素の明度に近づけてしまう。よって原画像が有するエッジがぼける場合や、急激な明度変化部分においてざらつきが発生してしまう場合がある。
【００１２】
本発明の目的は、色空間を有するカラー画像に対し誤差拡散方式を適用する場合、出力装置が表現可能な階調レベルとは異なる中階調を表現する際に発生する急激な明度変化やぎらつきを、上記問題が生じないように除去して高画質な階調変換を行なう画像処理装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明に係る画像処理装置は、次のような手段を採用する。
【００１４】
本発明の第１の要旨は、各色成分のＭ値の階調データを入力して誤差拡散処理を施すことによって各色成分のＮ（Ｍ＞Ｎ）値の階調データに変換し出力する画像処理装置において、
Ｎ値化後の各色成分ごとに、各色成分の近傍画素階調データを入力して記憶し各色成分の注目画素階調データとしてそれぞれ出力する記憶部と、
各色成分ごとに、各色成分の注目画素階調データと近傍画素階調データとを入力してそれぞれの階調差を算出し、それぞれについて符号ビットを含む判別データを生成し出力する階調差判別部と、
各色成分の前記判別データを入力して、注目画素と近傍画素との明度変化を滑らかにするように作成された変換テーブルによって各色成分の前記判別データから総合的に各色成分の入れ換えについて判定を行ない、各色成分それぞれの入れ換え制御信号を生成し出力する入れ換え制御部と、
各色成分ごとに前記入れ換え制御信号を入力して注目画素と近傍画素との各色成分を入れ換え処理し出力する入れ換え処理部とを備え、
注目画素の色変換による明度の誤差を近傍画素にそのまま反映させることを特徴とする画像処理装置に関する。
【００１５】
本発明の第１の要旨によれば、近傍画素と注目画素との階調差が、色成分毎に減少、変化なし、或いは増加のいずれになるかを判別した階調差判別情報（判別データ）に基づいて各色成分の入れ換え処理を行なうので、注目画素と近傍画素との明度変化幅を算出しなくとも、近傍画素と注目画素との明度変化を縮小することで急激な明度変化やぎらつきを除去し、原画像が有する中階調の明度や色をより自然で忠実に再現した高画質な階調変換を行なうことができ、且つ各画素に対して確実に階調変換を行なうことができる。
【００１６】
本発明の第２の要旨は、前記入れ換え制御部は、各色成分のいずれか１つは入れ換え制御信号を生成しないことを特徴とする第１の要旨の画像処理装置に関する。
【００１７】
本発明の第２の要旨によれば、階調差判別部にて判別された色成分毎の階調差判別情報（判別データ）に関わらず、色成分のいずれか１つは入れ換えを行なわないようし、その他の色成分において入れ換え処理を行なうので、簡素化された構成で近傍画素と注目画素との明度変化を縮小し、急激な明度変化やぎらつきを除去することができ、且つ原画像が有する中階調の明度や色をより自然で忠実に再現した高画質な階調変換を行なうことができる。
【００１８】
本発明の第３の要旨は、前記入れ換え制御部は、各色成分いずれかの階調差が−２以下または２以上（Ｎ＞２）である場合には、すべての色成分の入れ換え処理をしないとする入れ換え制御信号を生成することを特徴とする第１または２の要旨の画像処理装置に関する。
【００１９】
本発明の第３の要旨によれば、誤差拡散処理により階調変換される画像データが多階調の場合、注目画素から近傍画素への階調データの変化において、階調差が２以上で増加、或いは減少したことを示す階調差判別情報（判別データ）が得られたとき、入れ換え処理が可能な色成分全てに対して、入れ換え処理を行なわないようするので、もともと原画像の有するエッジがボケることや、急激な明度変化がざらついてしまうことをなくした高画質な階調変換を行なうことができる。
【００２０】
本発明の第４の要旨は、前記入れ換え制御部は、階調差が−２以下または２以上（Ｎ＞２）である色成分の入れ換え処理をしないとする入れ換え制御信号を生成することを特徴とする第１または２の要旨の画像処理装置に関する。
【００２１】
本発明の第４の要旨によれば、誤差拡散処理により階調変換される画像データが多階調の場合、注目画素から近傍画素への階調データの変化において、階調差が２以上で増加、或いは減少した色成分に対して、入れ換え処理を行なわないようするので、もともと原画像の有する各色成分のエッジがボケることや、各色成分の急激な明度変化がざらついてしまうことをなくした原画像に忠実でより高画質な階調変換を行なうことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像処理装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図６は、本発明に係る画像処理装置の実施の形態（１）を説明するものである。
図１は、本発明に係る画像処理装置の階調変換回路１を示すブロック図である。なお、以降の説明において、“注目画素”、“近傍画素”は、入れ換え処理における注目画素、近傍画素を指し、誤差拡散処理されたあとのＮ値化された各色成分の階調データにより構成される画素を指す。誤差拡散処理を行なう際の注目画素、近傍画素ではない。また、従来の技術では、プリンタ等への出力を前提としているため、白と黒における色成分毎の階調データの有無は色成分毎のドットの有無として扱われており、白は（Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝０）、黒は（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）と表されていたが、本実施の形態ではモニタ等への出力を前提とし、色成分毎の階調データの有無は、モニタにおける自発光する画素の色成分毎の点燈状態／非点燈状態として扱い、白は（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）、黒は（Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝０）と表すこととする。
【００２３】
階調変換回路１は、色成分毎にＭ値の入力階調データを入力しＮ値の出力階調データを出力するＲ誤差拡散処理回路１Ｒ，Ｇ誤差拡散処理回路１Ｇ，Ｂ誤差拡散処理回路１Ｂ、色成分毎の階調データを記録し出力する記憶部２、色成分毎に注目画素の階調データと近傍画素の階調データを入れ換え処理する入れ換え処理部３、色成分毎に注目画素の階調データと近傍画素の階調データの階調差を判別する階調差判別部４、色成分毎の階調差判別情報から入れ換え処理の制御を行なう入れ換え制御回路５から構成される。
【００２４】
記憶部２は、Ｒ成分における階調データを記録し出力するラッチ２Ｒ、Ｇ成分における階調データを記録し出力するラッチ２Ｇ、Ｂ成分における階調データを記録し出力するラッチ２Ｂから構成される。
【００２５】
入れ換え処理部３は、Ｒ成分における注目画素の階調データと近傍画素の階調データを入れ換え処理するセレクタ３１Ｒ，セレクタ３２Ｒ、Ｇ成分における注目画素の階調データと近傍画素の階調データを入れ換え処理するセレクタ３１Ｇ，セレクタ３２Ｇ、Ｂ成分における注目画素の階調データと近傍画素の階調データを入れ換え処理するセレクタ３１Ｂ，セレクタ３２Ｂから構成される。
【００２６】
階調差判別部４は、Ｒ成分における注目画素の階調データと近傍画素の階調データの階調差を判別するＲ階調差判別部４Ｒと、Ｇ成分における注目画素の階調データと近傍画素の階調データの階調差を判別するＧ階調差判別部４Ｇと、Ｂ成分における注目画素の階調データと近傍画素の階調データの階調差を判別するＢ階調差判別部４Ｂから構成される。
【００２７】
図２（ａ）は、Ｒ階調差判別部４Ｒの内部構成を示すブロック図である。階調差判別部４内の色成分毎の階調差判別回路は、みな同じであるため、Ｒ成分を代表して説明する。
【００２８】
Ｒ階調差判別部４Ｒは、Ｒ成分における近傍画素の階調データから注目画素の階調データを減算し、減算データを出力する減算器４１、減算データを絶対値にする絶対値化部４２、絶対値化された減算データと０の比較を行なう比較器４３から構成される。
【００２９】
図３は、入れ換え制御部５の内部構成を示すブロック図である。
入れ換え制御部５は、論理変換テーブルを有するテーブル変換回路５１、入れ換え処理の許可信号を生成する入れ換え許可信号生成回路５２、入れ換え処理部に対して最終的に入れ換え処理を行なうか行なわないかの制御を行なう色成分毎のＡＮＤ回路５３Ｒ，ＡＮＤ回路５３Ｇ，ＡＮＤ回路５３Ｂから構成される。
【００３０】
以下、図１〜図５までを用いて、本実施の形態（１）において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示しながら、詳細に動作を説明する。
図１において、ＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙは、座標（ｘ，ｙ）に位置する２５６階調をもつ色成分毎の入力階調データであり、０〜２５５の値をとる原画データである。この入力画像データは、各色成分に対応するＲ誤差拡散処理回路１Ｒ，Ｇ誤差拡散処理回路１Ｇ，及びＢ誤差拡散処理回路１Ｂに入力され、Ｒ誤差拡散処理回路１Ｒ，Ｇ誤差拡散処理回路１Ｇ，及びＢ誤差拡散処理回路１Ｂが２５６値の階調データを入力し、２値の階調データを出力する色成分毎の誤差拡散処理を施し、２値化後の階調データＡＲｘ，ｙ、ＡＧｘ，ｙ、ＡＢｘ，ｙを出力する。
【００３１】
Ｒ誤差拡散処理回路１Ｒ，Ｇ誤差拡散処理回路１Ｇ，及びＢ誤差拡散処理回路１Ｂの誤差拡散処理については、公知の誤差拡散法により階調変換される誤差拡散処理であり、従来どおりの誤差拡散処理が行なわれる。よって、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３２】
今、入力画像内の左上端の領域における各色成分の入力階調データＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙが（１２８，１２８，１２８）で均一であり、均一な入力階調データの領域に対し各色成分の誤差拡散処理が行なわれるものとする。入力階調データＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙが（１２８，１２８，１２８）で均一な領域における明度は、式（１）に適用した場合、１２８となり、０〜２５５の値をとる原画像データにおいては、中位レベルであることから、本階調変換回路１によって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルは、中位レベルであることになる。
【００３３】
図４は、本実施の形態（１）において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示した図である。図４は、入れ換え判定、処理の対象となっている注目画素と近傍画素の関係を入れ替え画素関係１〜４で示している。注目画素と近傍画素の各画素は、各色成分の階調データを分離した状態の画素として丸印で示している。注目画素、或いは近傍画素となっている各色成分の画素の中には、各色成分の階調データの値が記されている。なお、図４における各色成分の画素の状態を丸印で示した図の最下位列には、各色成分の階調データが組み合わさって表現される画素をＹＹとし、その画素の明度と色の様子を併記してある。画素ＹＹの明度は、（１）式に示した通り、各色成分の階調データを（１）式に適用することで得られる。また、図４の下部には、各色成分の階調データが組み合わさって表現される画素ＹＹの明度変化の様子を示す図を併記してあり、本実施の形態（１）による階調変換回路１の動作により、再生しようとしている中間調の明度、つまり原画像が有する中階調の明度を示してある。
【００３４】
先ず、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、画像内における左上端の画素を誤差拡散処理し（ｘ＝０，ｙ＝０）、２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０を出力している状態であるとする。その結果、図４（ａ）の入れ換え画素関係１に示すように、２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０は、白Ｗ（１，１，１）であるとする。この状態において、２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０は最初に変換された２値化後の階調データであるため、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは何も記憶されていない状態である。本発明における入れ換え処理においては、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに記憶され出力されている２値化後の階調データを入れ換え処理における注目画素とし、そのとき各色成分の誤差拡散処理回路1Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データを近傍画素とする。つまり記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは何も記憶されていないため、注目画素の階調データ情報が無い状態であり、近傍画素である２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０のみが出力される状態であるため、入れ換えの判定や入れ換え処理を行なうことは出来ない。よって入れ換え制御部５は、入れ換え処理回路３に対して入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂが全て０の入れ換え制御信号を出力し、入れ換え処理回路３は入れ換え処理を行なわないように動作される。
【００３５】
具体的には、図３に示すように、入れ換え制御部５内の入れ換え許可信号生成回路５２は、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データが最初に変換された２値化後の階調データである場合、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを０とし、ＡＮＤ回路５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂに出力する。ＡＮＤ回路５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂは、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを入力し、入れ換え処理部に対して最終的に入れ換え処理を行なうか行なわないかの制御を行なう論理演算を行い、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂを出力する。この場合、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮは０であり、前段のテーブル変換回路５１がどのような出力をしていても、強制的に入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは全て０になる。
【００３６】
入れ換え処理回路３は、図１に示すように、入れ換え制御部５から出力された入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂを入力する。入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは、入れ換え処理回路３内の色成分毎に２個づつ配置されたセレクタ３１Ｒ，３２Ｒ、セレクタ３１Ｇ，３２Ｇ、セレクタ３１Ｂ，３２Ｂにそれぞれ入力される。このとき入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは全て０であるため、セレクタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂは、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０を出力するように動作する。セレクタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから出力された２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０は、近傍画素の階調データＫＲ０，０、ＫＧ０，０、ＫＢ０，０として入れ換え処理回路３から出力され、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに送られる。
【００３７】
また、セレクタ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂは、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに記憶され出力されている２値化後の階調データを出力するように動作する。セレクタ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂから出力される２値化後の階調データは、入れ換え処理回路３にて入れ換え処理された注目画素の階調データとして出力され、最終的に入れ換え処理された出力階調データとして入れ換え処理回路３から出力される。この状態において記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、何も記憶されていないため、セレクタ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの出力、つまり入れ換え処理回路３の出力としては、何も記憶されていない空の状態を出力する。具体的には階調変換処理を行なう前の初期化処理によってラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが初期化された状態での値が出力される。
【００３８】
次の画素の誤差拡散処理が行なわれ（ｘ＝１，ｙ＝０）、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、２値化後の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０を出力している状態であるとする。その結果、図４（ａ）の入れ換え画素関係２に示すように、２値化後の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０は、黒Ｋ（０，０，０）であるとする。この状態において、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、前の画素における入れ換え処理で得られた近傍画素の階調データＫＲ０，０、ＫＧ０，０、ＫＢ０，０が記憶され、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０、ＣＧ０，０、ＣＢ０，０として出力している。また、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０は、本状態における近傍画素の階調データとして扱われる。よって本状態は、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０、ＣＧ０，０、ＣＢ０，０と、２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０の両者が存在する状態であり、入れ換えの判定や入れ換え処理を行なうことが出来る。以降継続する画素に対して順次誤差拡散処理が行なわれた状態において、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂには１画素前に入れ換え処理された近傍画素の階調データが記憶されており、入れ換えの判定や入れ換え処理を行なうのに必要な注目画素の情報が存在する状態であり、入れ換えの判定や入れ換え処理が行なわれる。
【００３９】
図１に示すように、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０、ＣＧ０，０、ＣＢ０，０と２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０は、階調差判別部４に入力され、色成分毎の階調差判別回路に色成分毎に入力される。例えば、Ｒ成分における２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０と２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０は、Ｒ階調差判別部４Ｒに入力される。ここで図４（ａ）の入れ換え画素関係２に示すように、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０、ＣＧ０，０、ＣＢ０，０は（１，１，１）であり、２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０は（０，０，０）であるとする。
【００４０】
図２（ａ）に示すように、Ｒ成分における２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０と２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０は、それぞれ減算器４１に入力される。減算器４１は、Ｒ成分における２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０から２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０を減算し、減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０を出力する。減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０は、２の補数表記により符号付き数値が表される信号であり、最上位ビット（ＭＳＢ）は、正を０、負を１として符号を表す符号ビットとなっている。減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０は、Ｒ成分における２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０が０であり、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０が１であるため、０−１で−１になる。減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０の符号ビットは、比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ１として、そのまま後段に送られる。減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０は、絶対値化器４２に入力される。
【００４１】
比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ１は、減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０の符号ビットであるため、減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０が正のとき０、負のとき１の信号となる。この場合Ｒ成分における比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ１は、Ｒ成分における減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０が−１であるため、１を出力する。
【００４２】
絶対値化器４２は、減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０を絶対値にし、絶対値化された減算データ｜ＡＲ１，０−ＣＲ０，０｜を出力する。この場合絶対値化された減算データ｜ＡＲ１，０−ＣＲ０，０｜は、１になる。絶対値化された減算データ｜ＡＲ１，０−ＣＲ０，０｜は、比較器４３に入力される。比較器４３は、絶対値化された減算データ｜ＡＲ１，０−ＣＲ０，０｜と０を比較し、比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ０を出力する。比較器４３は、絶対値化された減算データ｜ＡＲ１，０−ＣＲ０，０｜が０よりも大きい場合、比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ０が１になるように出力する。この場合Ｒ成分における比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ０は、絶対値化された減算データ｜ＡＲ１，０−ＣＲ０，０｜が１であるため、１を出力する。
【００４３】
なお、比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ０を得るにあたり、本実施の形態（１）では絶対値化器と比較器の構成により実現されるようにし、その動作を説明したが、比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ０は減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０が０以外のとき１になるような信号であるため、減算器４１にＮｏｎＺｅｒｏフラグが出力される機能がある場合は、ＮｏｎＺｅｒｏフラグをそのまま比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ０としても良い。
【００４４】
Ｒ階調差判別部４Ｒは、比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ１を最上位ビット、比較判定信号ＤＩＦ＿Ｒ０を最下位ビットとする２ビットのコード化された階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。この場合階調差判別データは、“１１”になる。
【００４５】
図２（ａ）に示されたＲ階調差判別部４Ｒの回路動作における入出力データの関係は、図２（ｂ）に示すような関係になっている。つまりＲ階調差判別部４Ｒは、２値化後の近傍画素の階調データＡＲｘ＋１，ｙから２値化後の注目画素の階調データＣＲｘ，ｙを減算した減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが０であり、２値化後の近傍画素の階調データと２値化後の注目画素の階調データに変化がないことを示す“００”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。またＲ階調差判別部４Ｒは、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが正であり、２値化後の注目画素の階調データに対して２値化後の近傍画素の階調データが増加したことを示す”０１”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。またＲ階調差判別部４Ｒは、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが負であり、２値化後の注目画素の階調データに対して２値化後の近傍画素の階調データが減少したことを示す“１１”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。
【００４６】
なお、その他の色成分であるＧ成分やＢ成分については、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０とＮ値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０との関係が、Ｒ成分と同じそれぞれ１、０の関係であるため、Ｇ階調差判別部４Ｇ、及びＢ階調差判別部４Ｂが出力する階調差判別データＤＩＦ＿Ｇ，ＤＩＦ＿Ｂは、両者とも“１１”を出力する。
【００４７】
次に、図１に示すように、各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、入れ換え制御回路５に入力される。入れ換え制御回路５に入力された各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、図３に示すように、テーブル変換回路５１に入力される。テーブル変換回路５１は、図５に示すような論理変換テーブルを有するテーブル変換回路になっている。図５に示す論理変換テーブルは、各色成分の階調差判別データに応じて、色成分毎の入れ換え処理を制御できるように関係付けられている論理変換テーブルである。テーブル変換回路５１に入力された各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、図５に示す論理変換テーブルに基づいて変換され、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｇ，ＳＥＬ＿Ｂを出力する。この場合、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｇ，ＳＥＬ＿Ｂは、（０，１，０）となり、Ｇ成分に対する入れ換え処理を行なう１を出力し、その他の色成分、Ｒ成分、Ｂ成分に対して入れ換え処理を行なわない０を出力する。
【００４８】
図３における入れ換え制御部５内の入れ換え許可信号生成回路５２は、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０、ＣＧ０，０、ＣＢ０，０と、２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０の両者が存在し、入れ換えの判定や入れ換え処理を行なうことが出来る状態であることから、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮは入れ換え処理を許可する１となり、ＡＮＤ回路５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂに出力する。ＡＮＤ回路５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂは、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを入力し、入れ換え処理部に対して最終的に入れ換え処理を行なうか行なわないかの制御を行なう論理演算を行い、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂを出力する。この場合、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮは１であり、前段のテーブル変換回路５１の出力である色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｇ，ＳＥＬ＿Ｂが、そのまま入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂとして出力される。よって入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは、（０，１，０）となる。
【００４９】
入れ換え処理回路３は、図１に示すように、入れ換え制御部５から出力された入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂを入力する。入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは、入れ換え処理回路３内の色成分毎に２個づつ配置されたセレクタ３１Ｒ，３２Ｒ、セレクタ３１Ｇ，３２Ｇ、セレクタ３１Ｂ，３２Ｂにそれぞれ入力される。このとき入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは（０，１，０）であるため、Ｇ成分に対する入れ換え処理のみ行なうよう各セレクタが動作される。つまり、セレクタ３１Ｇは、記憶部２内のＧ成分のラッチ２Ｇから出力されている２値化後の注目画素の階調データＣＧ０，０を出力するように動作し、セレクタ３１Ｒ，３１Ｂは、Ｒ成分、及びＢ成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ１，０、ＡＢ１，０を出力するように動作する。よってセレクタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから出力される２値化後の階調データは、（ＡＲ１，０、ＣＧ０，０、ＡＢ１，０）となり、その内容は（０，１，０）となる。これにより入れ換え処理された２値化後の階調データは、入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ１，０、ＫＧ１，０、ＫＢ１，０として出力され、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに送られる。
【００５０】
また、セレクタ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂにおいても、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂが入力され、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは（０，１，０）であるため、Ｇ成分に対する入れ換え処理のみ行なうよう各セレクタが動作される。つまり、セレクタ３２Ｇは、Ｇ成分の誤差拡散処理回路１Ｇから出力されている２値化後の近傍画素の階調データＡＧ１，０を出力するように動作し、セレクタ３２Ｒ，３２Ｂは、Ｒ成分、及びＢ成分の記憶部２内のラッチ２Ｒ，２Ｂから出力されている２値化後の階調データＣＲ０，０、ＣＢ０，０を出力するように動作する。よってセレクタ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂから出力される２値化後の階調データは、（ＣＲ１，０、ＡＧ１，０、ＣＢ１，０）となり、その内容は（１，０，１）となる。これによりセレクタ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂから出力される２値化後の階調データは、入れ換え処理された２値化後の注目画素の階調データとして出力され、最終的に入れ換え処理された出力階調データＳＲ０，０、ＳＧ０，０、ＳＢ０，０として入れ換え処理回路３から出力される。
【００５１】
その結果、図４（ａ），（ｂ）の入れ換え画素関係２に示すように、入れ換え処理における注目画素に対し入れ換え処理しなかった場合に出力される出力階調データはＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０であり、その内容は（１，１，１）であるが、本発明における入れ換え処理により出力階調データはＳＲ０，０、ＳＧ０，０、ＳＢ０，０となり、その内容は（１，０，１）となり、Ｇ成分の階調データが入れ換え処理される。また。入れ換え処理における近傍画素に対し入れ換え処理しなかった場合の近傍画素の階調データはＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０であり、その内容は（０，０，０）であるが、近傍画素の階調データは入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ１，０、ＫＧ１，０、ＫＢ１，０となり、本発明における入れ換え処理により、その内容は（０，１，０）となり、Ｇ成分の階調データが入れ換え処理される。
【００５２】
本発明における入れ換え処理により、出力階調データにおける各色成分の階調データが組み合わさって表現される色は、
白Ｗ（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）→マゼンダＭ（Ｒ＝１，Ｇ＝０，Ｂ＝１）
となる。図４（ｂ）の下部に示すように、マゼンダＭの明度は、本階調変換回路１によって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルである中位レベルに近づいていることがわかる。また、出力階調データとして出力されていない入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ１，０、ＫＧ１，０、ＫＢ１，０においても、近傍画素における各色成分の階調データが組み合わさって表現される色は、
黒Ｋ（Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝０）→グリーンＧ（Ｒ＝０，Ｇ＝１，Ｂ＝０）
となる。図４（ｂ）の下部に示すように、グリーンＧの明度は、本階調変換回路１によって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルである中位レベルに近づいていることがわかる。
【００５３】
さらに、次の画素の誤差拡散処理が行なわれ（ｘ＝２，ｙ＝０）、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、２値化後の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０を出力している状態であるとする。その結果、図４（ｂ）の入れ換え画素関係３に示すように、２値化後の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０は、黒Ｋ（０，０，０）であるとする。この状態において、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、前の画素における入れ換え処理で得られた近傍画素の階調データＫＲ１，０、ＫＧ１，０、ＫＢ１，０が記憶され、２値化後の注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０として出力している。また、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０は、本状態における近傍画素の階調データとして扱われる。
【００５４】
階調差判別部４は、２値化後の注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０と２値化後の近傍画素の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０を入力し、前の画素における階調差判別部４の動作と同じように、各階調データ間の階調差を判別する。
【００５５】
ここで、図４（ｂ）の入れ換え画素関係３に示すように、２値化後の注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０は（０，１，０）であり、２値化後の近傍画素の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０は（０，０，０）であるとする。この状態において各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、Ｒ成分における減算データＡＲ２，０−ＣＲ１，０が０−０で０、Ｂ成分における減算データＡＢ２，０−ＣＢ１，０が０−１で−１（負）、Ｂ成分における減算データＡＢ２，０−ＣＢ１，０が０−０で０となるので、（“００”，“１１”，“００”）となる。
【００５６】
次に、図３に示す入れ換え制御回路５は、各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］を入力し、入れ換え制御回路５内のテーブル変換回路５１は、前の画素におけるテーブル変換回路５１の動作と同じように、図５に示す論理変換テーブルに基づいた変換を行い、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｇ，ＳＥＬ＿Ｂを出力する。この場合、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｇ，ＳＥＬ＿Ｂは、（０，０，０）となり、全ての色成分に対して入れ換え処理を行なわない０を出力する。
【００５７】
図３における入れ換え制御部５内の入れ換え許可信号生成回路５２は、入れ換えの判定や入れ換え処理を行なうことが出来る状態であることから、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮは入れ換え処理を許可する１となり、入れ換え制御部５内は、前段のテーブル変換回路５１の出力である色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｇ，ＳＥＬ＿Ｂが、そのまま入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂとして出力される。よって入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは、（０，０，０）となる。
【００５８】
入れ換え処理回路３において、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは全て０であるため、セレクタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂは、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０をそのまま近傍画素の階調データＫＲ２，０、ＫＧ２，０、ＫＢ２，０として出力する。よって本発明における入れ換え処理により、近傍画素の階調データＫＲ２，０、ＫＧ２，０、ＫＢ２，０の内容は（０，０，０）となり、全ての色成分で階調データが入れ換え処理されない。
【００５９】
また、セレクタ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂは、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに記憶され出力されている２値化後の注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０をそのまま出力階調データＳＲ１，０、ＳＧ１，０、ＳＢ１，０として入れ換え処理回路３から出力する。よって本発明における入れ換え処理により、出力階調データＳＲ１，０、ＳＧ１，０、ＳＢ１，０の内容は（０，１，０）となり、全ての色成分で階調データが入れ換え処理されない。
【００６０】
よって本状態においては、近傍画素の階調データ、及び出力階調データとも入れ換え処理されないため、出力階調データにおける各色成分の階調データが組み合わさって表現される色や明度、及び近傍画素における各色成分の階調データが組み合わさって表現される色や明度に変化はない。
【００６１】
さらに、次の画素の誤差拡散処理が行なわれ（ｘ＝３，ｙ＝０）、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、２値化後の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０を出力している状態であるとする。その結果、図４（ｃ）の入れ換え画素関係４に示すように、２値化後の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０は、白Ｗ（１，１，１）であるとする。この状態において、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、入れ換え処理回路３のセレクタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｒから出力されている近傍画素の階調データＫＲ２，０、ＫＧ２，０、ＫＢ２，０が記憶され、２値化後の注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０として出力している。また、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０は、本状態における近傍画素の階調データとして扱われる。
【００６２】
階調差判別部４は、２値化後の注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０と２値化後の近傍画素の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０を入力し、前の画素における階調差判別部４の動作と同じように、各階調データ間の階調差を判別する。
【００６３】
ここで図４（ｃ）の入れ換え画素関係４に示すように、２値化後の注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０は（０，０，０）であり、２値化後の近傍画素の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０は（１，１，１）であるとする。この状態において各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、Ｒ成分における減算データＡＲ３，０−ＣＲ２，０が１−０で１（正）、Ｂ成分における減算データＡＢ３，０−ＣＢ２，０が１−０で１（正）、Ｂ成分における減算データＡＢ３，０−ＣＢ２，０が１−０で１（正）なるので、（“０１”，“０１”，“０１”）となる。
【００６４】
次に、図３に示す入れ換え制御回路５は、各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］を入力し、入れ換え制御回路５内のテーブル変換回路５１は、前の画素におけるテーブル変換回路５１の動作と同じように、図５に示す論理変換テーブルに基づいた変換を行い、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｇ，ＳＥＬ＿Ｂを出力する。この場合、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｇ，ＳＥＬ＿Ｂは、（０，１，０）となり、Ｇ成分のみに対して入れ換え処理を行なう１を出力する。
【００６５】
図３における入れ換え制御部５内の入れ換え許可信号生成回路５２は、入れ換えの判定や入れ換え処理を行なうことが出来る状態であることから、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮは入れ換え処理を許可する１となり、入れ換え制御部５内は、前段のテーブル変換回路５１の出力である色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｇ，ＳＥＬ＿Ｂが、そのまま入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂとして出力される。よって入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは、（０，１，０）となる。このとき入れ換え処理３は、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｇ，ＳＷＡＰ＿Ｂは（０，１，０）であり、２画素前の入れ換え処理を行なったときのように、Ｇ成分に対する入れ換え処理のみ行なうよう各セレクタが動作される。
【００６６】
つまり、セレクタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから出力される２値化後の階調データは、（ＡＲ３，０、ＣＧ２，０、ＡＢ３，０）となり、その内容は（１，０，１）となる。これによりセレクタ３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂから出力される入れ換え処理された２値化後の階調データは、入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ３，０、ＫＧ３，０、ＫＢ３，０として、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに送られ、以降の入れ換え処理における２値化後の注目画素の階調データとして扱われる。
【００６７】
また、セレクタ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂから出力される２値化後の階調データは、（ＣＲ２，０、ＡＧ３，０、ＣＢ２，０）となり、その内容は（０，１，０）となる。これによりセレクタ３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂから出力される入れ換え処理された２値化後の階調データは、入れ換え処理された２値化後の注目画素の階調データとして出力され、最終的に入れ換え処理された出力階調データＳＲ２，０、ＳＧ２，０、ＳＢ２，０として入れ換え処理回路３から出力される。
【００６８】
その結果、図４（ａ）、及び図４（ｄ）の入れ換え画素関係４に示すように、入れ換え処理における注目画素に対し入れ換え処理しなかった場合に出力される出力階調データはＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０であり、その内容は（０，０，０）であるが、本発明における入れ換え処理により出力階調データはＳＲ２，０、ＳＧ２，０、ＳＢ２，０となり、その内容は（０，１，０）となり、Ｇ成分の階調データが入れ換え処理される。また、入れ換え処理における近傍画素に対し入れ換え処理しなかった場合の近傍画素の階調データはＡＲ３，０、ＡＧ３．０、ＡＢ３，０であり、その内容は（１，１，１）であるが、本発明における入れ換え処理により、入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ３，０、ＫＧ３，０、ＫＢ３，０となり、その内容は（１，０，１）となり、Ｇ成分の階調データが入れ換え処理される。
【００６９】
本発明における入れ換え処理により、出力階調データにおける各色成分の階調データが組み合わさって表現される色は、
黒Ｋ（Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝０）→グリーンＧ（Ｒ＝０，Ｇ＝１，Ｂ＝０）
となる。図４（ｂ）の下部に示すように、グリーンＧの明度は、本階調変換回路１によって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルである中位レベルに近づいていることがわかる。また、出力階調データとして出力されていない入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ３，０、ＫＧ３，０、ＫＢ３，０においても、近傍画素における各色成分の階調データが組み合わさって表現される色は、
白Ｗ（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）→マゼンダＭ（Ｒ＝１，Ｇ＝０，Ｂ＝１）
となる。図４（ｂ）の下部に示すように、マゼンダＭの明度は、本階調変換回路１によって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルである中位レベルに近づいていることがわかる。
【００７０】
以降、継続する画素に対して順次誤差拡散処理が行なわれるが、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂには１画素前に入れ換え処理された近傍画素の階調データが記憶されており、その階調データを次の入れ換え処理における注目画素の階調データとし、またそのとき各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データを近傍画素の階調データとして、以降の入れ換えの判定や入れ換え処理を順次行なう。
【００７１】
なお、階調変換を行なっている画素が存在するライン上の最後の画素や、画像内における最後に階調変換される画素に対して入れ換えの判定や入れ換え処理を行なう場合、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに記憶され出力している階調データを入れ換え処理における注目画素の階調データとして入れ換えの判定や入れ換え処理を行なう際に、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データ、つまり入れ換え処理における近傍画素の階調データが存在しないため、入れ換えの判定や入れ換え処理が出来ない。よってこの場合においては、図３における入れ換え制御部５内の入れ換え許可信号生成回路５２が生成する入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを入れ換え処理の許可しない０とし、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに記憶されている注目画素の階調データをそのまま出力し、最終画素における出力階調データとして出力すればよい。
【００７２】
また、本実施の形態（１）においては、入れ換え処理を行なった近傍画素の階調データを次の画素の入れ換え処理における注目画素の階調データとし、入れ換えを行なう２画素の関係が、次の画素の入れ換え処理において入れ換え処理を行なう２画素の関係に重複するようにしている。
【００７３】
しかし、入れ換えを行なう２画素の関係が、次の画素の入れ換え処理における入れ換えを行なう２画素の関係に重複しないようにすることも可能である。
【００７４】
図６は、入れ換え制御部５の別の内部構成例を示すブロック図である。
図６における入れ換え制御部５ａは、図３における入れ換え制御部５内の入れ換え許可信号生成回路５２を、画素クロックを入力する２分周器５４に置き換えたものである。
【００７５】
２分周器５４は、画素クロックを２分周し、２分周された信号を入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮとして出力する。これにより、入れ換え処理部３から出力されている近傍画素の階調データを次の画素の入れ換え処理における注目画素の階調データとした際の入れ換えの判定や入れ換え処理は、その期間の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを０とすることで、入れ換え処理された注目画素の階調データをそのまま出力階調データとして出力し、また、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の近傍画素の階調データをそのまま記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに記憶し、次の画素の入れ換え処理における注目画素の階調データとして記憶される。よって入れ換えを行なう２画素の関係が、次の画素の入れ換え処理における入れ換えを行なう２画素の関係に重複しないようにすることが可能となる。なお、全体的な動作の説明は、実施の形態（２）に本例を適用することで、実施の形態（２）内で説明する。
【００７６】
次に、本発明に係る画像処理装置の実施の形態（２）について説明する。
図７〜図１０は、本発明に係る画像処理装置の実施の形態（２）を説明するものである。なお、実施の形態（１）と同様の説明は、同一符号を付すことで詳細を省略する。
【００７７】
図７は、本発明に係る画像処理装置の階調変換回路１ａを示すブロック図である。なお、以降の構成の説明においては、実施の形態（１）と異なる部分のみを説明する。
【００７８】
階調変換回路１ａにおける各ブロックの構成は、実施の形態（１）と同じであり、以降内部の構成が実施の形態（１）と異なるブロックのみを説明する。
入れ換え処理部３ａは、Ｒ成分における注目画素の階調データと近傍画素の階調データを入れ換え処理するセレクタ３１Ｒ，セレクタ３２Ｒ、Ｂ成分における注目画素の階調データと近傍画素の階調データを入れ換え処理するセレクタ３１Ｂ，セレクタ３２Ｂから構成される。
【００７９】
図９は、実施の形態（２）における入れ換え制御部５のブロック図である。
入れ換え制御部５は、論理変換テーブルを有するテーブル変換回路５５、画素クロックを入力する２分周器５４、入れ換え処理部に対して最終的に入れ換え処理を行なうか行なわないかの制御を行なう色成分毎のＡＮＤ回路５３Ｒ，ＡＮＤ回路５３Ｂから構成される。
【００８０】
以下、図６〜図９までを用いて、本実施の形態において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示しながら動作を説明する。なお、実施の形態（１）と動作が同じ部分については、その部分の説明を省略する。
本実施の形態（２）においても、入力画像内の左上端の領域における各色成分の入力階調データＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙが（１２８，１２８，１２８）で均一であり、均一な入力階調データの領域に対し各色成分の誤差拡散処理が行なわれるものとする。よって、本階調変換回路１ａによって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルは、中位レベルである。
【００８１】
図１０は、本実施の形態（２）において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示した図である。図の記載方法は、図４と同じである。
先ず、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、画像内における左上端の画素を誤差拡散処理し（ｘ＝０，ｙ＝０）、２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０を出力している状態であるとする。その結果、図１０（ａ）の入れ換え画素関係１に示すように、２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０は、白Ｗ（１，１，１）であるとする。この状態において、２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０は最初に変換された２値化後の階調データであるため、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは何も記憶されていない状態である。本発明における入れ換え処理においても、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに記憶され出力されている２値化後の階調データを入れ換え処理における注目画素とし、そのとき各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データを近傍画素とする。
つまり記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは何も記憶されていないため、注目画素の階調データ情報が無い状態であり、近傍画素である２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０のみが出力される状態であるため、入れ換えの判定や入れ換え処理を行なうことは出来ない。よって入れ換え制御部５は、入れ換え処理回路３に対して入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂが全て０の入れ換え制御信号を出力し、入れ換え処理回路３ａは入れ換え処理を行なわないように動作される。
【００８２】
具体的には、図９に示すように、入れ換え制御部５ｂ内の２分周器５４は、画素クロックを２分周し、２分周された信号を入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮとして出力する。２分周器５４は、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データが最初に変換された２値化後の階調データである場合、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを０とし、以降継続する画素に対して順次誤差拡散処理が行なわれる度に、１，０，１，０．．．と変化する信号を生成し、ＡＮＤ回路５３Ｒ，５３Ｂに出力する。ＡＮＤ回路５３Ｒ，５３Ｂは、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを入力し、入れ換え処理部５ｂに対して最終的に入れ換え処理を行なうか行なわないかの制御を行なう論理演算を行い、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂを出力する。この場合、入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮは０であり、前段のテーブル変換回路５５がどのような出力をしていても、強制的に入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂは全て０になる。
【００８３】
入れ換え処理回路３ａは、図７に示すように、入れ換え制御部５ｂから出力された入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂを入力する。入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ、ＳＷＡＰ＿Ｂは、入れ換え処理回路３ａ内の色成分毎に２個づつ配置されたセレクタ３１Ｒ，３２Ｒ、セレクタ３１Ｂ，３２Ｂにそれぞれ入力される。このとき入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂはそれぞれ０であるため、セレクタ３１Ｒ，３１Ｂは、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ０，０、ＡＢ０，０を出力するように動作する。セレクタ３１Ｒ，３１Ｂから出力された２値化後の階調データＡＲ０、０、ＡＢ０，０は、近傍画素の階調データＫＲ０，０、ＫＢ０，０として入れ換え処理回路３から出力され、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｂに送られる。このときＧ成分における入れ換え処理は何もされず、Ｇ色成分の誤差拡散処理回路１Ｇから出力されている２値化後の階調データＡＧ０，０は、入れ換え処理回路３に入力されたあと、そのまま近傍画素の階調データＫＧ０，０として出力され、記憶部２のラッチ２Ｇに送られる。
【００８４】
また、セレクタ３２Ｒ，３２Ｂは、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｂに記憶され出力されている２値化後の階調データを出力するように動作する。セレクタ３２Ｒ，３２Ｂから出力される２値化後の階調データは、入れ換え処理回路３にて入れ換え処理された注目画素の階調データとして出力され、最終的に入れ換え処理された出力階調データとして入れ換え処理回路３から出力される。このときＧ成分の出力階調データに関して入れ換え処理回路３は、記憶部２のラッチ２Ｇに記憶され出力されている２値化後の階調データを入力したあと、そのまま出力階調データとして出力される。この状態において記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、何も記憶されていないため、入れ換え処理回路３ａの出力としては、何も記憶されていない空の状態を出力する。具体的には階調変換処理を行なう前の初期化処理によってラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂが初期化された状態での値が出力される。
【００８５】
次の画素の誤差拡散処理が行なわれ（ｘ＝１，ｙ＝０）、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、２値化後の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０を出力している状態であるとする。その結果、図１０（ａ）の入れ換え画素関係２に示すように、２値化後の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０は、黒Ｋ（０，０，０）であるとする。この状態において、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、入れ換え処理回路３ａのセレクタ３１Ｒ，３１Ｂから出力されている近傍画素の階調データＫＲ０，０、ＫＧ０，０、ＫＢ０，０が記憶され、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０、ＣＧ０，０、ＣＢ０，０として出力している。また、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０は、本状態における近傍画素の階調データとして扱われる。よって本状態は、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０、ＣＧ０，０、ＣＢ０，０と、２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０の両者が存在する状態であり、入れ換えの判定や入れ換え処理を行なうことが出来る。以降継続する画素に対して順次誤差拡散処理が行なわれた状態において、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂには１画素前に入れ換え処理された近傍画素の階調データが記憶されており、入れ換えの判定や入れ換え処理を行なうのに必要な注目画素の情報が存在する状態である。
【００８６】
図７に示す階調差判別部４は、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０、ＣＧ０，０、ＣＢ０，０と２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０を入力し、実施の形態（１）における階調差判別部４の動作と同じように、各階調データ間の階調差を判別する。
【００８７】
ここで図１０（ａ）の入れ換え画素関係２に示すように、２値化後の注目画素の階調データＣＲ０，０、ＣＧ０，０、ＣＢ０，０は（１，１，１）であり、２値化後の近傍画素の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０は（０，０，０）であるとする。この状態において各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、Ｒ成分における減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０が０−１で−１（負）、Ｇ成分における減算データＡＢ１，０−ＣＢ０，０が０−１で−１（負）、Ｂ成分における減算データＡＢ１，０−ＣＢ０，０が０−１で−１（負）になるので、（“１１”，“１１”，“１１”）となる。
【００８８】
次に、図９に示す入れ換え制御回路５ｂは、各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］を入力し、入れ換え制御回路５ｂ内のテーブル変換回路５５は、図８に示す論理変換テーブルに基づいた変換を行い、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂを出力する。この場合、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂは、（１，１）となり、Ｒ成分とＢ成分の両者に対して入れ換え処理を行なう１を出力する。
【００８９】
図９における入れ換え制御部５ｂ内の２分周器５４は、前の画素に対する入れ換え処理の際、入れ換え処理を許可しない０の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力していたため、本状態においては入れ換え処理を許可する１の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力する。よって入れ換え制御部５ｂは、前段のテーブル変換回路５１の出力である色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂが、そのまま入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂとして出力される。よって入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂは、（１，１）となる。このとき入れ換え処理３ａは、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂは（１，１）であるため、Ｒ成分とＢ成分の両者に対して入れ換え処理を行なうよう各セレクタが動作される。つまり、セレクタ３１Ｒ、３１Ｂから出力される２値化後の階調データは、（ＣＲ０，０、ＣＢ０，０）となり、その内容は（１，１）となる。このときＧ成分における入れ換え処理は何もされず、Ｇ色成分の誤差拡散処理回路１Ｇから出力されている２値化後の階調データＡＧ１，０は、入れ換え処理回路３ａに入力されたあと、そのまま記憶部２のラッチ２Ｇに送られる。これによりセレクタ３１Ｒ，３１Ｂから出力される入れ換え処理された２値化後の階調データと、入れ換え処理されずに入れ換え処理回路３から出力された２値化後の階調データＡＧ１，０は、入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ１，０、ＫＧ１，０、ＫＢ１，０として、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに送られ、以降の入れ換え処理における２値化後の注目画素の階調データとして扱われる。
【００９０】
また、セレクタ３２Ｒ，３２Ｂから出力される２値化後の階調データは、（ＡＲ１，０、ＡＢ１，０）となり、その内容は（０，０）となる。このときＧ成分の出力階調データに関して入れ換え処理回路３は、記憶部２のラッチ２Ｇに記憶され出力されている２値化後の階調データを入力したあと、そのまま出力階調データＳＧ０，０として出力する。これによりセレクタ３２Ｒ，３２Ｂから出力される入れ換え処理された２値化後の階調データは、入れ換え処理された２値化後の注目画素の階調データとして出力され、先ほどのそのまま出力された出力階調データＳＧ０，０とあわせて、出力階調データＳＲ０，０、ＳＧ０，０、ＳＢ０，０として入れ換え処理回路３ａから出力される。
【００９１】
その結果、図１０（ａ），（ｂ）の入れ換え画素関係２に示すように、入れ換え処理における注目画素に対し入れ換え処理しなかった場合に出力される出力階調データはＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０であり、その内容は（１，１，１）であるが、本発明における入れ換え処理により出力階調データはＳＲ０，０、ＳＧ０，０、ＳＢ０，０となり、その内容は（０，１，０）となり、Ｒ成分とＢ成分の階調データが入れ換え処理される。また、入れ換え処理における近傍画素に対し入れ換え処理しなかった場合の近傍画素の階調データはＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０であり、その内容は（０，０，０）であるが、本発明における入れ換え処理により、近傍画素の階調データは入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ１，０、ＫＧ１，０、ＫＢ１，０となり、その内容は（１，０，１）となり、Ｒ成分とＢ成分の階調データが入れ換え処理される。
【００９２】
本発明における入れ換え処理により、出力階調データにおける各色成分の階調データが組み合わさって表現される色は、
白Ｗ（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）→グリーンＧ（Ｒ＝０，Ｇ＝１，Ｂ＝０）
となる。図１０（ｂ）の下部に示すように、グリーンＧの明度は、本階調変換回路１ａによって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルである中位レベルに近づいていることがわかる。また、出力階調データとして出力されていない入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ１，０、ＫＧ１，０、ＫＢ１，０においても、近傍画素における各色成分の階調データが組み合わさって表現される色は、
黒Ｋ（Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝０）→マゼンダＭ（Ｒ＝１，Ｇ＝０，Ｂ＝１）
となる。図１０（ｂ）の下部に示すように、マゼンダＭの明度は、本階調変換回路１ａによって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルである中位レベルに近づいていることがわかる。
【００９３】
さらに、次の画素の誤差拡散処理が行なわれ（ｘ＝２，ｙ＝０）、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、２値化後の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０を出力している状態であるとする。その結果、図１０（ｂ）の入れ換え画素関係３に示すように、２値化後の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０は、黒Ｋ（０，０，０）であるとする。この状態において、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、前の画素における入れ換え処理で得られた近傍画素の階調データＫＲ１，０、ＫＧ１，０、ＫＢ１，０が記憶され、２値化後の注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＲ１，０として出力している。また、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０は、本状態における近傍画素の階調データとして扱われる。ここで図１０（ｂ）の入れ換え画素関係３に示すように、２値化後の注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０は（１，０，１）であり、２値化後の近傍画素の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０は（０，０，０）であるとする。
【００９４】
図９における入れ換え制御部５ｂ内の２分周器５４は、前の画素に対する入れ換え処理の際、入れ換え処理を許可する１の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力していたため、本状態においては入れ換え処理を許可しない０の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力する。よって入れ換え制御部５は、前段のテーブル変換回路５５の出力がなんであろうと色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂが強制的に０になり、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂは、（０，０）となる。
【００９５】
入れ換え処理回路３ａにおいて、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂは全て０であるため、セレクタ３１Ｒ，３１Ｂは、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ２，０、ＡＢ２，０をそのまま近傍画素の階調データＫＲ２，０、ＫＢ２，０として出力し、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｂに送られる。このときＧ成分における入れ換え処理は何もされず、Ｇ色成分の誤差拡散処理回路１Ｇから出力されている２値化後の階調データＡＧ２，０は、入れ換え処理回路３に入力されたあと、そのまま近傍画素の階調データＫＧ２，０として記憶部２のラッチ２Ｇに送られる。よって本状態における入れ換え処理により、近傍画素の階調データＫＲ２，０、ＫＧ２，０、ＫＢ２，０の内容は（０，０，０）となり、全ての色成分で階調データが入れ換え処理されない。
【００９６】
また、セレクタ３２Ｒ，３２Ｂは、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｂに記憶され出力されている２値化後の注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＢ１，０をそのまま出力階調データＳＲ１，０、ＳＢ１，０として入れ換え処理回路３ａから出力する。このときＧ成分の出力階調データに関して入れ換え処理回路３ａは、記憶部２のラッチ２Ｇに記憶され出力されている２値化後の階調データを入力したあと、そのまま出力階調データＳＧ１，０として出力する。これによりセレクタ３２Ｒ，３２Ｂから出力される入れ換え処理された２値化後の階調データは、入れ換え処理された２値化後の注目画素の階調データとして出力され、先ほどのそのまま出力された出力階調データＳＧ０，０とあわせて、入れ換え処理回路３ａから出力階調データＳＲ０，０、ＳＧ０，０、ＳＢ０，０として出力される。よって本状態における入れ換え処理においては、出力階調データＳＲ１，０、ＳＧ１，０、ＳＢ１，０の内容は（１，０，１）となり、注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０の内容（１，０，１）と比較した場合、全ての色成分で階調データが入れ換え処理されない。
【００９７】
よって本状態においては、近傍画素の階調データ、及び出力階調データとも入れ換え処理されないため、注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０がそのまま出力階調データＳＲ１，０、ＳＧ１，０、ＳＢ１，０として出力される。しかし、注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０は、前の画素の入れ換え処理において、一度入れ換え処理が行なわれているため、図１０（ａ）と（ｃ）の入れ換え画素関係３に示すように、入れ換え処理における注目画素に対し入れ換え処理しなかった場合に出力される出力階調データはＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０と比較した場合、出力階調データにおける各色成分の階調データが組み合わさって表現される色は、
黒Ｋ（Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝０）→マゼンダＭ（Ｒ＝０，Ｇ＝１，Ｂ＝０）
となる。図１０（ｃ）の下部に示すように、マゼンタＭの明度は、本階調変換回路１ａによって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルである中位レベルに近づいていることがわかる。
【００９８】
さらに、次の画素の誤差拡散処理が行なわれ（ｘ＝３，ｙ＝０）、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、２値化後の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０を出力している状態であるとする。その結果、図１０（ｃ）の入れ換え画素関係４に示すように、２値化後の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０は、白Ｗ（１，１，１）であるとする。この状態において、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、前の画素における入れ換え処理で得られた近傍画素の階調データＫＲ２，０、ＫＧ２，０、ＫＢ２，０が記憶され、２値化後の注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０として出力している。また、各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０は、本状態における近傍画素の階調データとして扱われる。
【００９９】
図９における入れ換え制御部５ｂ内の２分周器５４は、前の画素に対する入れ換え処理の際、入れ換え処理を許可しない０の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力していたため、本状態においては入れ換え処理を許可する１の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力する。よって入れ換え制御部５ｂは、前段のテーブル変換回路５５の出力である色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂが、そのまま入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂとして出力される。よって入れ換え処理が許可されている状態である。
【０１００】
階調差判別部４は、２値化後の注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０と２値化後の近傍画素の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０を入力し、２画素前の入れ換え処理における階調差判別部４の動作と同じように、各階調データ間の階調差を判別する。
【０１０１】
ここで、図１０（ｃ）の入れ換え画素関係４に示すように、２値化後の注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０は（０，０，０）であり、２値化後の近傍画素の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０は（１，１，１）であるとする。この状態において各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、Ｒ成分における減算データＡＲ３，０−ＣＲ２，０が１−０で１（正）、Ｂ成分における減算データＡＢ３，０−ＣＢ２，０が１−０で１（正）、Ｂ成分における減算データＡＢ３，０−ＣＢ２，０が１−０で１（正）なるので、（“０１”，“０１”，“０１”）となる。
【０１０２】
次に図９に示す入れ換え制御回路５ｂは、各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］を入力し、入れ換え制御回路５ｂ内のテーブル変換回路５５は、２画素前の入れ換え処理におけるテーブル変換回路５５の動作と同じように、図８に示す論理変換テーブルに基づいた変換を行い、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂを出力する。この場合、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂは、（１，１）となり、Ｒ成分とＢ成分の両者に対して入れ換え処理を行なう１を出力する。
【０１０３】
図９における入れ換え制御部５ｂ内の２分周器５４は、入れ換え処理を許可する１の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力しているため、入れ換え制御部５ｂは、前段のテーブル変換回路５５の出力である色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂが、そのまま入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂとして出力される。よって入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂは、（１，１）となる。このとき入れ換え処理３ａは、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂは（１，１）であり、２画素前の入れ換え処理を行なったときのように、Ｒ成分とＢ成分に対する入れ換え処理を行なうよう各セレクタが動作される。つまり、セレクタ３１Ｒ，３１Ｂから出力される２値化後の階調データは、（ＣＲ２，０、ＣＢ２，０）となり、その内容は（０，０）となる。このときＧ成分における入れ換え処理は何もされず、Ｇ色成分の誤差拡散処理回路１Ｇから出力されている２値化後の階調データＡＧ３，０は、入れ換え処理回路３ａに入力されたあと、そのまま記憶部２のラッチ２Ｇに送られる。これによりセレクタ３１Ｒ、３１Ｂから出力される入れ換え処理された２値化後の階調データ（ＣＲ２，０、ＣＢ２，０）と、入れ換え処理されずに入れ換え処理回路３ａから出力された２値化後の階調データＡＧ３，０は、入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲｌ，０、ＫＧｌ，０、ＫＢｌ，０として、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに送られ、以降の入れ換え処理における２値化後の注目画素の階調データとして扱われる。
【０１０４】
また、セレクタ３２Ｒ，３２Ｂから出力される２値化後の階調データは、（ＡＲ３，０、ＡＢ３，０）となり、その内容は（１，１）となる。このときＧ成分の出力階調データに関して入れ換え処理回路３ａは、記憶部２のラッチ２Ｇに記憶され出力されている２値化後の階調データを入力したあと、そのまま出力階調データＳＧ２，０として出力する。これによりセレクタ３２Ｒ，３２Ｂから出力される入れ換え処理された２値化後の階調データは、入れ換え処理された２値化後の注目画素の階調データとして出力され、先ほどのそのまま出力された出力階調データＳＧ２，０とあわせて、最終的に入れ換え処理された出力階調データＳＲ２，０、ＳＧ２，０、ＳＢ２，０として入れ換え処理回路３から出力される。
【０１０５】
その結果、図１０（ａ）と（ｄ）の入れ換え画素関係４に示すように、入れ換え処理における注目画素に対し入れ換え処理しなかった場合に出力される出力階調データはＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０であり、その内容は（０，０，０）であるが、本発明における入れ換え処理により出力階調データはＳＲ２，０、ＳＧ２，０、ＳＢ２，０となり、その内容は（１，０，１）となり、Ｒ成分とＢ成分の階調データが入れ換え処理される。また。入れ換え処理における近傍画素に対し入れ換え処理しなかった場合の近傍画素の階調データはＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０であり、その内容は（１，１，１）であるが、本発明における入れ換え処理により、入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ３，０、ＫＧ３，０、ＫＢ３，０となり、その内容は（０，１，０）となり、Ｒ成分とＢ成分の階調データが入れ換え処理される。
【０１０６】
本発明における入れ換え処理により、出力階調データにおける各色成分の階調データが組み合わさって表現される色は、
黒Ｋ（Ｒ＝０，Ｇ＝０，Ｂ＝０）→マゼンダＭ（Ｒ＝１，Ｇ＝０，Ｂ＝１）
となる。図１０（ｄ）の下部に示すように、マゼンダＭの明度は、本階調変換回路１ａによって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルである中位レベルに近づいていることがわかる。また、出力階調データとして出力されていない入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ３，０、ＫＧ３，０、ＫＢ３，０においても、近傍画素における各色成分の階調データが組み合わさって表現される色は、
白Ｗ（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）→グリーンＧ（Ｒ＝０，Ｇ＝１，Ｂ＝０）
となる。図１０（ｄ）の下部に示すように、グリーンＧの明度は、本階調変換回路１ａによって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルである中位レベルに近づいていることがわかる。
【０１０７】
さらに、次の画素の誤差拡散処理が行なわれた場合においては（ｘ＝４，ｙ＝０）、２画素前の入れ換え処理の動作と同じように、図９における入れ換え制御部５内の２分周器５４は、前の画素に対する入れ換え処理の際、入れ換え処理を許可する１の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力していたため、本状態においては入れ換え処理を許可しない０の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力する。よって入れ換え制御部５は、前段のテーブル変換回路５５の出力がなんであろうと色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂが強制的に０になり、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂは、（０，０）となる。
【０１０８】
よって本状態においては、近傍画素の階調データ、及び出力階調データとも入れ換え処理されないため、注目画素の階調データ、つまり前の画素の入れ換え処理において入れ換え処理された近傍画素の階調データＫＲ３，０、ＫＧ３，０、ＫＢ３，０がそのまま出力階調データＳＲ３，０、ＳＧ３，０、ＳＢ３，０として出力される。図１０（ａ）と（ｄ）の入れ換え画素関係３に示すように、入れ換え処理における注目画素に対し入れ換え処理しなかった場合に出力される出力階調データはＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０と比較した場合、出力階調データにおける各色成分の階調データが組み合わさって表現される色は、
白Ｗ（Ｒ＝１，Ｇ＝１，Ｂ＝１）→グリーンＧ（Ｒ＝０，Ｇ＝１，Ｂ＝０）
となる。図１０（ｄ）の下部に示すように、グリーンＧの明度は、本階調変換回路１ａによって出力される出力階調データが再現したい中階調レベルである中位レベルに近づいていることがわかる。
【０１０９】
以降、継続する画素に対して順次誤差拡散処理が行なわれるが、記憶部２のラッチ２Ｒ，２Ｇ，２Ｂには１画素前に入れ換え処理された近傍画素の階調データが記憶されており、その階調データを次の入れ換え処理における注目画素の階調データとし、またそのとき各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている２値化後の階調データを近傍画素の階調データとして、以降の入れ換えの判定は行なうことが出来るが、入れ換え処理は１画素毎に入れ換え処理を行う・行なわないというように交互に繰り返すよう動作する。これにより入れ換えを行なう２画素の関係が、次の画素の入れ換え処理における入れ換えを行なう２画素の関係に重複しないようにすることが可能となる。
【０１１０】
なお、本実施の形態（２）において入れ換え処理を行なわない色成分は、明度に一番寄与するＧ成分とし、Ｇ成分に比べ明度に寄与しないＲ成分、Ｂ成分を入れ換え処理することで、明度に一番寄与するＧ成分の誤差拡散処理結果がそのまま残るようにしたが、その他の色成分でも良い。
【０１１１】
次に、本発明に係る画像処理装置の実施の形態（３）について説明する。
図１１〜図１２は、本発明に係る画像処理装置の実施の形態（３）を説明するものである。なお、実施の形態（１）と同様の説明は、同一符号を付すことで詳細を省略する。
【０１１２】
図１１（ａ）は、本発明に係る画像処理装置の階調変換回路１ａのＲ階調差判別部４Ｒａを示したブロック図である。なお、その他の構成については、実施の形態（２）の説明で用いた図７に示した階調変換回路１ａと同じであり、以降の構成の説明においては、実施の形態（２）から異なる部分のみを説明する。
【０１１３】
Ｒ階調差判別部４Ｒａは、Ｒ成分における近傍画素の階調データから注目画素の階調データを減算し、減算データを出力する減算器４１、前記減算データを絶対値にする絶対値化部４２、絶対値化された減算データと１の比較を行なう比較器４４、減算データの一部のデータと固定値“１０”を切り替えて出力するセレクタ４５から構成される。
【０１１４】
以下に、図１１（ａ）におけるＲ階調差判別部４Ｒａの動作の詳細を説明する。その他の色成分であるＧ成分やＢ成分については、構成、動作とも同じであるため、Ｒ成分を代表して説明する。
図１１（ａ）に示すように、Ｒ成分における２値化後の注目画素の階調データＣＲｘ，ｙと２値化後の近傍画素の階調データＡＲｘ＋１は、それぞれ減算器４１に入力される。減算器４１は、Ｒ成分における２値化後の近傍画素の階調データＡＲｘ＋１から２値化後の注目画素の階調データＣＲｘ，ｙを減算し、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙを出力する。減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＳＲｘ，ｙは、２の補数表記により符号付き数値が表される信号であり、最上位ビット（ＭＳＢ）は、正を０、負を１として符号を表す符号ビットとなっている。減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙの符号ビットは比較判定信号ＳＵＢ＿Ｒｌとして、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙの最下位ビット（ＬＳＢ）は比較判定信号ＳＵＢ＿Ｒ０として、そのまま後段に送られる。比較判定信号ＳＵＢ＿Ｒ１と比較判定信号ＳＵＢ＿Ｒ０は、比較判定信号ＳＵＢ＿Ｒ１を最上位ビット、比較判定信号ＳＵＢ＿Ｒ０を最下位ビットとする２ビット化された比較判定データＳＵＢ＿Ｒ［１．．０］としてセレクタ４５に出力される。減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙは、絶対値化器４２に入力される。
【０１１５】
絶対値化器４２は、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙを絶対値にし、絶対値化された減算データ｜ＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙ｜を出力する。絶対値化された減算データ｜ＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙ｜は、比較器４４に入力される。比較器４４は、絶対値化された減算データ｜ＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙ｜と１を比較し、比較判定信号ＣＭＰを出力する。比較器４４は、絶対値化された減算データ｜ＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙ｜が１よりも大きい場合、比較判定信号ＣＭＰが１になるように出力する。比較判定信号ＣＭＰは、セレクタ４５に入力される。
【０１１６】
セレクタ４５は、入力された比較判定信号ＣＭＰに応じて、比較判定データＳＵＢ＿Ｒ［１．．０］と固定値“１０”を切り替えて出力する。セレクタ４５は、比較判定信号ＣＭＰが０の場合、比較判定データＳＵＢ＿Ｒ［１．．０］を出力し、比較判定信号ＣＭＰが１の場合、固定値“１０”を出力する。セレクタ４５から切り替えられて出力されたデータは、階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］としてＲ階調差判別部４Ｒａから出力される。
【０１１７】
図１１（ａ）に示されたＲ階調差判別部４Ｒａの回路動作における入出力データの関係は、図１１（ｂ）に示すような関係になっている。つまりＲ階調差判別部４Ｒ３は、２値化後の近傍画素の階調データＡＲｘ＋１，ｙから２値化後の注目画素の階調データＣＲｘ，ｙを減算した減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが０であり、２値化後の近傍画素の階調データと２値化後の注目画素の階調データに変化がないことを示す“００”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。またＲ階調差判別部４Ｒａは、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが１であり、２値化後の注目画素の階調データに対して２値化後の近傍画素の階調データが階調差１で増加したことを示す“０１”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。またＲ階調差判別部４Ｒａは、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが−１であり、２値化後の注目画素の階調データに対して２値化後の近傍画素の階調データが階調差１で減少したことを示す“１１”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。またＲ階調差判別部４Ｒａは、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが−２以下、或いは２以上であり、２値化後の注目画素の階調データに対して２値化後の近傍画素の階調データが階調差２以上で増加、或いは減少したことを示す“１０”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。
【０１１８】
以下、図１１〜図１２、及び図７〜図９を用いて、本実施の形態（３）において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示しながら、動作を説明する。
本実施の形態（３）の動作の説明においては、全体的な動作が実施の形態（２）と同じであるため、実施の形態（２）で用いた図７〜図９を用いながら、入れ換え判定、処理の動作のみを重点的に説明する。
図７において、ＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙは、座標（ｘ，ｙ）に位置する２５６階調をもつ色成分毎の入力階調データであり、０〜２５５の値をとる原画データである。この入力画像データは、各色成分に対応するＲ誤差拡散処理回路１Ｒ，Ｇ誤差拡散処理回路１Ｇ，及びＢ誤差拡散処理回路１Ｂに入力され、Ｒ誤差拡散処理回路１Ｒ，Ｇ誤差拡散処理回路１Ｇ，及びＢ誤差拡散処理回路１Ｂが２５６値の階調データを入力し、８値の階調データを出力する色成分毎の誤差拡散処理を施し、８値化後の階調データＡＲｘ，ｙ、ＡＧｘ，ｙ、ＡＢｘ，ｙを出力する。８値化後の階調データＡＲｘ，ｙ、ＡＧｘ，ｙ、ＡＢｘ，ｙは、０〜７の値をとる階調データである。
【０１１９】
今、入力画像内の左上端の領域における各色成分の入力階調データＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙが（２３８，２３８，２３８）で明るい灰色で均一な領域があり、その後各色成分の入力階調データＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙが（０，２３８，２３８）で若干暗めのシアン色の領域が続く領域に対し、各色成分の誤差拡散処理が行なわれるものとする。
【０１２０】
図１２は、本実施の形態（３）において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示した図である。図の記載方法は、図４と同じである。
図１２（ａ）は、入れ換え処理される前の各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから出力されている８値化後の階調データＡＲｘ，ｙ、ＡＧｘ，ｙ、ＡＢｘ，ｙを、各色成分の階調データに分離した状態で示してある。ＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０からＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０は、各色成分の入力階調データＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙが（２３８，２３８，２３８）で明るい灰色で均一な領域を誤差拡散処理した結果であり、図１２（ａ）における画素ＹＹの色に示されているように白Ｗ，灰色Ｈ１，白Ｗの各画素の色により、明るい灰色で均一な領域を再現している。ＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０は、各色成分の入力階調データＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙが（０，２３８，２３８）で若干暗めのシアン色の領域を誤差拡散処理した結果であり、図１２（ａ）における画素ＹＹの色に示されているようにシアンＣ１の画素の色により、若干暗めのシアン色の領域を再現している。本実施の形態（３）による階調変換回路１ａの動作により、再現しようとしている中間調の明度は、図１２（ａ）の下部に示す明度変化を示す図の破線で示すような明度になる。
【０１２１】
先ず、図７に示す各色成分の誤差拡散処理回路１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、２画素目の画素を誤差拡散処理し（ｘ＝１，ｙ＝０）、図１２（ａ）の入れ換え画素関係２に示すように、注目画素の階調データＣＲ０，０、ＣＧ０，０、ＣＢ０，０が（７，７，７）であり、近傍画素の階調データＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０が（６，６，６）である状態であるとする。この状態において各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、Ｒ成分における減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０が６−７で−１、Ｇ成分における減算データＡＢ１，０−ＣＢ０，０が６−７で−１、Ｂ成分における減算データＡＢ１，０−ＣＢ０，０が６−７で−１になるので、（“１１”，“１１”，“１１”）となる。
【０１２２】
図９に示す入れ換え制御回路５ｂ内のテーブル変換回路５５は、各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］を入力し、実施の形態（２）と同様に、図８に示す論理変換テーブルに基づいた変換を行い、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂを出力する。この場合、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂは、（１，１）となり、Ｒ成分とＢ成分の両者に対して入れ換え処理を行なう１を出力する。
【０１２３】
その結果、図１２（ａ），（ｂ）の入れ換え画素関係２に示すように、入れ換え処理における注目画素に対し入れ換え処理しなかった場合に出力される出力階調データはＡＲ０，０、ＡＧ０，０、ＡＢ０，０であり、その内容は（７，７，７）であるが、本発明における入れ換え処理により出力階調データはＳＲ０，０、ＳＧ０，０、ＳＢ０，０となり、その内容は（６，７，６）となり、Ｒ成分とＢ成分の階調データが入れ換え処理される。また、入れ換え処理における近傍画素に対し入れ換え処理しなかった場合の近傍画素の階調データはＡＲ１，０、ＡＧ１，０、ＡＢ１，０であり、その内容は（６，６，６）であるが、本発明における入れ換え処理により、入れ換え処理された２値化後の近傍画素の階調データＫＲ１，０、ＫＧ１，０、ＫＢ１，０となり、その内容は（７，６，７）となり、Ｒ成分とＢ成分の階調データが入れ換え処理される。
【０１２４】
次の画素の誤差拡散処理が行なわれ（ｘ＝２，ｙ＝０）、図１２（ｂ）の入れ換え画素関係３に示すように、注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０が（７，６，７）であり、近傍画素の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０は（７，７，７）である状態であるとする。
【０１２５】
図９における入れ換え制御部５ｂ内の２分周器５４は、前の画素に対する入れ換え処理の際、入れ換え処理を許可する１の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力し、入れ換え処理がされていたため、本状態においては入れ換え処理を許可しない０の入れ換え許可信号ＳＷＡＰ＿ＯＮを出力する。よって入れ換え制御部５は、前段のテーブル変換回路５５の出力がなんであろうと色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂが強制的に０になり、入れ換え制御信号ＳＷＡＰ＿Ｒ，ＳＷＡＰ＿Ｂは、（０，０）となる。
【０１２６】
その結果、図１２（ｂ），（ｃ）の入れ換え画素関係３に示すように、注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０がそのまま出力階調データＳＲ１，０、ＳＧ１，０、ＳＢ１，０として出力され、その内容は（７，６，７）となる。また、近傍画素の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０においても、そのままの（７，７，７）であり、そのまま次の画素の入れ換え処理における注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０となる。
【０１２７】
さらに、次の画素の誤差拡散処理が行なわれ（ｘ＝３，ｙ＝０）、図１２（ｃ）の入れ換え画素関係４に示すように、注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０が（７，７，７）であり、近傍画素の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０は（０，６，６）である状態であるとする。この状態において各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、Ｒ成分における減算データＡＲ３，０−ＣＲ２，０が０−７で−７、Ｇ成分における減算データＡＢ３，０−ＣＢ２，０が６−７で−１、Ｂ成分における減算データＡＢ３，０−ＣＢ２，０が６−７で−１になるので、（“１０”，“１１”，“１１”）となる。
【０１２８】
図９に示す入れ換え制御回路５ｂ内のテーブル変換回路５５は、各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］を入力し、実施の形態（２）と同様に、図８に示す論理変換テーブルに基づいた変換を行い、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂを出力する。この場合図９に示すテーブル変換回路５５は、各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］が（“１０”，“１１”，“１１”）であり、注目画素から近傍画素への階調データの変化において階調差が２以上で増加、或いは減少したことを示す“１０”があるため、図８に示す論理変換テーブルにおいて、最下位行の“上記以外の値”を参照する。よって色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂは、（０，０）となり、Ｒ成分とＢ成分の両者に対して入れ換え処理を行なわない０を出力する。
【０１２９】
その結果、図１２（ｃ），（ｄ）の入れ換え画素関係４に示すように、注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０がそのまま出力階調データＳＲ２，０、ＳＧ２，０、ＳＢ２，０として出力され、その内容は（７，７，７）となる。また、近傍画素の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０においても、そのままの（０，６，６）であり、そのまま次の画素の入れ換え処理における注目画素の階調データＣＲ３，０、ＣＧ３，０、ＣＢ３，０となる。
【０１３０】
よって、本実施の形態（３）による階調変換回路１ａの動作により再現された中間調の明度は、図１２（ｄ）における画素ＹＹの色に示されているように、明るいグリーンＧ２、明るいマゼンダＭ２、白Ｗ、シアンＣ１の各画素の色により、明るい灰色で均一な領域と若干暗いシアン色の領域を再現している。図１２（ｄ）の下部に示す明度変化の図を見ればわかるように、本実施の形態（３）による階調変換回路１ａの動作により再現された中間調の明度は、再現しようとしている中間調の明度、つまり原画像の明度を示す破線で示す明度に近づいている。
【０１３１】
ここで、仮に実施の形態（２）のまま、実施の形態（３）における動作の説明に用いた入力階調データを適用した場合の動作を説明する。
図１２（ｂ），（ｃ）の入れ換え画素関係３に示すように、注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０がそのまま出力階調データＳＲ１，０、ＳＧ１，０、ＳＢ１，０として出力され、また近傍画素の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０においても、そのまま次の画素の入れ換え処理における注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０となる状態までは、これまでの実施の形態（３）における動作の説明の通り動作する。
【０１３２】
今、図１２（ｃ）の入れ換え画素関係４に示すように、注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０が（７，７，７）であり、近傍画素の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０は（０，６，６）である状態であるとする。
【０１３３】
実施の形態（２）における階調差判別部４の動作は、図２に示すように、注目画素から近傍画素への階調データの変化において“変化なし：００”，“増加：０１”，“減少：１１”のいずれかであるかを判別する。このため、この状態において各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、Ｒ成分における減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０が０−７で−６、Ｇ成分における減算データＡＢ１，０−ＣＢ０，０が６−７で−１、Ｂ成分における減算データＡＢ１，０−ＣＢ０，０が６−７で−１になるので、（“１１”，“１１”，“１１”）となる。
【０１３４】
図９に示す入れ換え制御回路５ｂ内のテーブル変換回路５５は、各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］を入力し、実施の形態（２）と同様に、図８に示す論理変換テーブルに基づいた変換を行い、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂを出力する。この場合、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂは、（１，１）となり、Ｒ成分とＢ成分の両者に対して入れ換え処理を行なう１を出力する。
【０１３５】
その結果、図１２（ｃ），（ｄ´）の入れ換え画素関係４に示すように、実施の形態（２）のまま、実施の形態（３）における動作の説明に用いた入力階調データを適用した場合の入れ換え処理により、出力階調データはＳＲ２，０´、ＳＧ２，０´、ＳＢ２，０´，となり、その内容は（０，７，６）となり、Ｒ成分とＢ成分の階調データが入れ換え処理される。また、近傍画素の階調データは、入れ換え処理された近傍画素の階調データＫＲ３，０、ＫＧ３，０、ＫＢ３，０となり、その内容は（７，６，７）となり、Ｒ成分とＢ成分の階調データが入れ換え処理される。
【０１３６】
よって、実施の形態（２）のまま、実施の形態（３）における動作の説明に用いた入力階調データを適用した場合、階調変換回路１ａの動作により再現された中間調の明度は、図１２（ｄ´）における画素ＹＹの色に示されているように明るいグリーンＧ２、明るいマゼンダＭ２、シアンＣ２、明るいマゼンダＭ２の各画素の色により、明るい灰色で均一な領域と若干暗いシアン色の領域を再現している（シアンＣ２は、シアンＣｌより若干暗めの緑がかった色を指す）。図４の下部に示す明度変化の図のように、本実施の形態（３）による階調変換回路１ａの動作により再現された中間調の明度は、再現しようとしている中間調の明度、つまり原画像の明度を示す破線で示す明度から、離れる結果となる。
【０１３７】
本実施の形態（３）においては、注目画素から近傍画素への階調データの変化において、階調差が２以上で増加、或いは減少したことを示す階調差判別データを得ることで、原画像の注目画素と近傍画素間においてエッジや急激な明度変化があり、その部分を誤差拡散処理した結果であると推定することが出来る。
【０１３８】
よって、本実施の形態（３）のように、誤差拡散処理により階調変換される画像データが、２値ではない多階調の場合、注目画素から近傍画素への階調データの変化において、階調差が２以上で増加、或いは減少したことを示す階調差判別データが得られたとき、入れ換え処理が可能な色成分全てに対して、入れ換え処理を行なわないようすることで、より原画像が有する明度や色を忠実に再現することが可能となる。
【０１３９】
次に、本発明に係る画像処理装置の実施の形態（４）について説明する。
図１３〜図１４は、本発明に係る画像処理装置の実施の形態（４）を説明するものである。なお、実施の形態（１）と同様の説明は、同一符号を付すことで詳細を省略する。
【０１４０】
図１３（ａ）は、本発明に係る画像処理装置の階調変換回路１ａのＲ階調差判別部４Ｒｂを示したブロック図である。なお、その他の構成については、実施の形態（２）の説明で用いた図７に示した階調変換回路１ａと同じであり、以降の構成の説明においては、実施の形態（２）から異なる部分のみを説明する。
【０１４１】
Ｒ階調差判別部４Ｒｂは、実施の形態（３）で用いた図１１（ａ）に示すＲ階調差判別部４Ｒａと殆ど同じであり、異なる部分は、セレクタ４５の代わりに、減算データの一部のデータと固定値“００”を切り替えて出力するセレクタ４６から構成される点のみである。
【０１４２】
以下に、図１３（ａ）におけるＲ階調差判別部４Ｒｂの動作の詳細を説明する。実施の形態（３）と同様に、その他の色成分であるＧ成分やＢ成分については、構成、動作とも同じであるため、Ｒ成分を代表して説明する。また、実施の形態（３）と動作が異なる部分のみを説明する。図１３（ａ）におけるＲ階調差判別部４Ｒｂの動作において、実施の形態（３）と動作が異なる部分は、セレクタ４６の動作のみである。
【０１４３】
セレクタ４６は、入力された比較判定信号ＣＭＰに応じて、比較判定データＳＵＢ＿Ｒ［１．．０］と固定値“００”を切り替えて出力する。セレクタ４６は、比較判定信号ＣＭＰが０の場合、比較判定データＳＵＢ＿Ｒ［１．．０］を出力し、比較判定信号ＣＭＰが１の場合、固定値“００”を出力する。セレクタ４６から切り替えられて出力されたデータは、階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］としてＲ階調差判別部４Ｒｂから出力される。
【０１４４】
図１３（ａ）に示されたＲ階調差判別部４Ｒｂの回路動作における入出力データの関係は、図１３（ｂ）に示すような関係になっている。つまりＲ階調差判別部４Ｒｂは、近傍画素の階調データＡＲｘ＋１，ｙから注目画素の階調データＣＲｘ，ｙを減算した減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが０の場合、近傍画素の階調データと注目画素の階調データに変化がないことを示す“００”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。またＲ階調差判別部４Ｒｂは、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが−２以下、或いは２以上の場合においても、“００”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。よって階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］が“００”の場合は、近傍画素の階調データと注目画素の階調データに変化がないことを示す場合と、注目画素の階調データに対して近傍画素の階調データが階調差２以上で増加、或いは減少したことを示す場合のいずれかであることになる。またＲ階調差判別部４Ｒ４は、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが１であり、注目画素の階調データに対して近傍画素の階調データが階調差１で増加したことを示す“０１”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。またＲ階調差判別部４Ｒｂは、減算データＡＲｘ＋１，ｙ−ＣＲｘ，ｙが−１であり、注目画素の階調データに対して近傍画素の階調データが階調差１で減少したことを示す“１１”を階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］として出力する。
【０１４５】
以下、図１３〜図１４、及び図７〜図９を用いて、本実施の形態（４）において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示しながら、動作を説明する。
本実施の形態（４）の動作の説明においては、全体的な動作が実施の形態（２）と同じであるため、実施の形態（２）で用いた図７〜図９を用いながら、入れ換え判定、処理の動作のみを重点的に説明する。また、実施の形態（３）と動作が異なる部分のみを説明する。
【０１４６】
本実施の形態（４）において、図７に示すＲ誤差拡散処理回路１Ｒ、Ｇ誤差拡散処理回路１Ｇ、及びＢ誤差拡散処理回路１Ｂは、実施の形態（３）と同様に、２５６値の入力階調データを入力し、８値の出力階調データを出力する色成分毎の誤差拡散処理を施し、８値化後の階調データＡＲｘ，ｙ、ＡＧｘ，ｙ、Ａ８ｘ，ｙを出力する。
【０１４７】
また、本実施の形態（４）においても、実施の形態（３）と同様に、階調変換回路１ａは、入力画像内の左上端の領域における各色成分の入力階調データＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙが（２３８，２３８，２３８）で明るい灰色で均一な領域があり、その後各色成分の入力階調データＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙが（０，２３８，２３８）で若干暗めのシアン色の領域が続く領域に対し、各色成分の誤差拡散処理が行なわれるものとする。
【０１４８】
図１４は、本実施の形態（４）において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示した図である。図の記載方法は、図４と同じである。
図１４（ｂ），（ｃ）の入れ換え画素関係３に示すように、注目画素の階調データＣＲ１，０、ＣＧ１，０、ＣＢ１，０がそのまま出力階調データＳＲ１，０、ＳＧ１，０、ＳＢ１，０として出力され、また近傍画素の階調データＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０においても、そのまま次の画素の入れ換え処理における注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０となる状態までは、実施の形態（３）における動作の説明の通り動作する。
【０１４９】
今、図１４（ｃ）の入れ換え画素関係４に示すように、注目画素の階調データＣＲ２，０、ＣＧ２，０、ＣＢ２，０が（７，７，７）であり、近傍画素の階調データＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０は（０，６，６）である状態であるとする。
【０１５０】
本実施の形態（４）における階調差判別部４の動作は、図１３（ｂ）に示すように、注目画素から近傍画素への階調データの変化において“００：変化なし、或いは階調差２以上で増加、又は減少”、“０１：階調差１で増加”、“１１：階調差１で減少”のいずれかであるかを判別する。このため、この状態において各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］は、Ｒ成分における減算データＡＲ１，０−ＣＲ０，０が０−７で−７、Ｇ成分における減算データＡＢ１，０−ＣＢ０，０が６−７で−１、Ｂ成分における減算データＡＢ１，０−ＣＢ０，０が６−７で−１になるので、（“００”，“１１”，“１１”）となる。
【０１５１】
図９に示す入れ換え制御回路５ｂ内のテーブル変換回路５５は、各色成分の階調差判別データＤＩＦ＿Ｒ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｇ［１．．０］，ＤＩＦ＿Ｂ［１．．０］を入力し、実施の形態（２）及び実施の形態（３）と同様に、図８に示す論理変換テーブルに基づいた変換を行い、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂを出力する。この場合、色成分毎の入れ換え制御信号ＳＥＬ＿Ｒ，ＳＥＬ＿Ｂは、（０，１）となり、Ｂ成分に対してのみ入れ換え処理を行なう１を出力する。
【０１５２】
その結果、図１４（ａ）と（ｄ）の入れ換え画素関係４に示すように、入れ換え処理における注目画素に対し入れ換え処理しなかった場合に出力される出力階調データはＡＲ２，０、ＡＧ２，０、ＡＢ２，０であり、その内容は（７，７，７）であるが、本発明における入れ換え処理により出力階調データはＳＲ２，０、ＳＧ２，０、ＳＢ２，０となり、その内容は（７，７，６）となり、Ｂ成分の階調データが入れ換え処理される。また、入れ換え処理における近傍画素に対し入れ換え処理しなかった場合の近傍画素の階調データはＡＲ３，０、ＡＧ３，０、ＡＢ３，０であり、その内容は（０，６，６）であるが、本発明における入れ換え処理により、近傍画素の階調データは入れ換え処理された近傍画素の階調データＫＲ３，０、ＫＧ３，０、ＫＢ３，０となり、その内容は（０，６，７）となり、Ｂ成分の階調データが入れ換え処理される。
【０１５３】
よって、本実施の形態（４）による階調変換回路１ａの動作により再現された中間調の明度は、図１４（ｄ）における画素ＹＹの色に示されているように、明るいグリーンＧ２、明るいマゼンダＭ２、明るいイエローＹ２、シアンＣ３の各画素の色により、明るい灰色で均一な領域と若干暗いシアン色の領域を再現している（シアンＣ３は、シアンＣ１より若干暗めの青味がかった色を指す）。図１４（ｄ）の下部に示す明度変化の図を見ればわかるように、本実施の形態（４）による階調変換回路１ａの動作により再現された中間調の明度は、再現しようとしている中間調の明度、つまり原画像の明度を示す破線で示す明度に、近づいている。また本実施の形態による階調変換回路１ａの動作により再現された中間調の明度は、図１２（ｄ）の下部に示す明度変化の図と比較してわかるように、実施の形態（３）による階調変換回路１ａの動作により再現された中間調の明度より、再現しようとしている中間調の明度、つまり原画像の明度を示す破線で示す明度に、より近づいていることがわかる。本発明の実施の形態で用いられ、色成分毎の入れ換え判定が決められる論理変換テーブルは、階調差判別データが“００：変化なし”の場合、変化がなかった色成分の入れ換え処理を行なわず、その他の色成分で変化があった色成分のいずれかを入れ換え処理を行なうような論理変換テーブルになっている。
【０１５４】
よって、本実施の形態（４）のように、誤差拡散処理により階調変換される画像データが、２値ではない多階調の場合、注目画素から近傍画素への階調データの変化において、階調差が２以上で増加、或いは減少した場合、階調差判別データを“００：変化なし”と同じにすることで、階調差が２以上で増加、或いは減少した色成分に対して入れ換え処理を行なわないようにすることで、より原画像が有する明度や色をより忠実に再現することが可能となる。
【０１５５】
以上述べたように、本発明を適用した実施の形態（１）では、画素間の階調差が色成分毎に減少、変化なし、或いは増加のいずれになるかを判別した情報により入れ換え処理を行なう方式を回路に適用する例を示した。実施の形態（２）では、色成分のいずれか１つは常に入れ換えを行なわないで階調差を判別した情報により入れ換え処理を行なう方式を回路に適用する例を示した。実施の形態（３）及び実施の形態（４）では、誤差拡散処理により階調変換される画像データが多階調の場合、各色成分の階調差のいずれかが−２以下・２以上である場合はすべての色成分の入れ換えを行なわない方式と、階調差が−２以下・２以上である色成分の入れ換えを行なわないで入れ換え処理を行なう方式を回路に適用する例を示した。
【０１５６】
実施の形態（１）及び実施の形態（２）では、誤差拡散処理により階調変換される画像データが２階調の場合の例となったが、実施の形態（３）及び実施の形態（４）のように、誤差拡散処理により階調変換される画像データが多階調の場合にも適用することも可能である。
【０１５７】
また、これら４つの実施の形態で用いた色成分毎の入れ換え判定が決められる論理変換テーブルは、１例であり、他の論理変換テーブルを適用することも可能である。
【０１５８】
さらに、実施の形態では、隣接する１画素先の画素のみを近傍画素とし、入れ換え判定、入れ換え処理の対象画素とした。しかしながら、注目画素との入れ換え判定、入れ換え処理の対象とする近傍画素は、隣接する１画素前の画素としても良く、また、隣接する１ライン前後の画素としても良い。加えて画像が動画である場合には前後する１フレームの画素としてもよい。さらに、２画素以上の複数の画素間で入れ換え判定、入れ換え処理を行っても良い。
【０１５９】
さらにまた、実施の形態では、本発明の動作を説明するにあたり、ハードウエアにより構成される回路にて動作するように説明したが、所望の動作をマイクロプロセッサ上のソフトウエア処理にて実現するようにしても良い。
【０１６０】
なお、この装置は、モニタ表示装置のみならず、プリンタ等の各種画像処理装置に適用することができる。
【０１６１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、注目画素と近傍画素との入れ換え処理であることから、注目画素だけではなく、近傍画素も同時に原画像が有する中階調の明度や色に近づくように入れ換え処理されるため、原画像が有する中階調の明度や色をより自然で忠実に再現した高画質な階調変換を行なうことができ、且つ各画素に対して確実に階調変換を行なうことができる。これによって近傍画素を変換の対象としていない場合、注目画素を変換しても、近傍画素との明度差がそれ程近づかない問題や、再現しようとしている中間調の明度、つまり原画像が有する明度から離れた明度の画素が多く存在してしまう問題を克服することができる。
【０１６２】
また、注目画素の色を別の色に変換した際に発生した誤差は、近傍画素との入れ換え処理であることからそのまま全て近傍画素に反映され、誤差拡散処理自体と入れ換え処理との相関関係はないため、入れ換え処理に応じて誤差拡散処理が適宜動作するように変更する必要はなく、従来からある誤差拡散処理をそのまま適用することができる。付け加えるならば、注目画素の色を別の色に変換した際に発生した誤差を、後続するドットに反映させるために誤差拡散処理部内の誤差拡散演算部へ戻し、次の注目画素を含むいくつかの近傍画素へ誤差拡散処理されるようになっていないため、もともと再現しようとしている中間調の明度から離れていない明度の画素を、本技術の逆効果である再現しようとしている中間調の明度から離れた明度の画素に誤差拡散処理されてしまう可能性はない。
【０１６３】
また本発明では、注目画素と近傍画素との明度変化幅を算出せずに、色成分の階調差に応じて近傍画素と注目画素との明度変化を縮小することができるため、注目画素と近傍画素との明度変化幅の大小や色に関わらず、原画像が有する中階調の明度や色に確実に近づくような階調変換を行なうことができる。さらに各画素の明度を算出するための回路や処理を適用する必要はなく、これまでの階調変換回路に対し回路規模が大幅に増加するといったことや、マイクロプロセッサ上のソフトウエア処理にて実現する場合に発生する画像処理量の大幅な増加や、処理時間もより多く必要とされるという問題が発生することもない。
【０１６４】
さらに付け加えるならば、色成分の階調差に応じて、適宜色成分毎における入れ換えの制御を行なっているため、別の色に変換する唯一の変換対象の色成分においてのみ変化がある場合や、変化のない色成分が別の色に変換する唯一の変換対象の色成分であるといったことはなく、近傍画素との比較において明度変化があるにも関わらず、近傍画素との明度変化幅を小さくなるように別の色に変換することができないといったことや、もともと再現しようとしている中間調の明度と近い色をさらに違う明度へは変換してしまうといったことはない。
【０１６５】
また本発明では、階調差判別部にて判別された色成分毎の階調差情報に関わらず、色成分のいずれか１つは入れ換えを行なわないようし、その他の色成分において入れ換え処理を行なうので、簡素化された構成で近傍画素と注目画素との明度変化を縮小し、急激な明度変化やぎらつきを除去することができ、且つ原画像が有する中階調の明度や色をより自然で忠実に再現した高画質な階調変換を行なうことができる。
【０１６６】
また本発明では、誤差拡散処理により階調変換される画像データが多階調の場合、注目画素から近傍画素への階調データの変化において、階調差が２以上で増加、或いは減少したことを示す階調差判別データが得られたとき、入れ換え処理が可能な色成分全てに対して、入れ換え処理を行なわないようするので、もともと原画像の有するエッジがボケることや、急激な明度変化がざらついてしまうことをなくした高画質な階調変換を行なうことができる。
【０１６７】
また本発明では、誤差拡散処理により階調変換される画像データが多階調の場合、注目画素から近傍画素への階調データの変化において、階調差が２以上で増加、或いは減少した色成分に対して、入れ換え処理を行なわないようするので、もともと原画像の有する各色成分のエッジがボケることや、各色成分の急激な明度変化がざらついてしまうことをなくした原画像に忠実でより高画質な階調変換を行なうことができる。
【０１６８】
従って、カラーモニタ装置やカラープリンタ等の画像処理装置における出力画像の品質を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像処理装置の実施の形態（１）における階調変換回路のブロック図である。
【図２】（ａ）は、図１のＲ階調差判別部の内部構成を示すブロック図である。
（ｂ）は、（ａ）に示されたＲ階調差判別部の回路動作における入出力データの関係を示す図である。
【図３】図１の入れ換え判定部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る画像処理装置の実施の形態（１）において実際に画素が入れ換え処理される具休的な例を示した図である。
【図５】本発明に係る画像処理装置の実施の形態（１）における、各色成分の階調差判別データに応じて、色成分毎の入れ換え処理を制御できるように関係付けられている論理変換テーブルである。
【図６】図１の入れ換え制御部の別の内部構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る画像処理装置の実施の形態（２）における階調変換回路のブロック図である。
【図８】本発明に係る画像処理装置の実施の形態（２）における論理変換テーブルである。
【図９】本発明に係る画像処理装置の実施の形態（２）における入れ換え制御部のブロック図である。
【図１０】本発明に係る画像処理装置の実施の形態（２）において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示した図である。
【図１１】（ａ）は、本発明に係る画像処理装置の実施の形態（３）における階調変換回路のＲ階調差判別部の一例を示したブロック図である。
（ｂ）は、（ａ）に示されたＲ階調差判別部の回路動作における入出力データの関係を示す図である。
【図１２】本発明に係る画像処理装置の実施の形態（３）において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示した図である。
【図１３】（ａ）は、本発明に係る画像処理装置の実施の形態（４）における階調変換回路のＲ階調差判別部の一例を示したブロック図である。
（ｂ）は、（ａ）に示されたＲ階調差判別部の回路動作における入出力データの関係を示す図である。
【図１４】本発明に係る画像処理装置の実施の形態（４）において実際に画素が入れ換え処理される具体的な例を示した図である。
【図１５】従来の技術による画像処理装置の概略ブロック図である。
【図１６】従来の技術による画像処理装置の動作を説明するための図である。
【図１７】従来の技術による画像処理装置の動作を説明するための別の図である。
【図１８】従来の技術による画像処理装置の動作を説明するためのさらに別の図である。
【符号の説明】
１  階調変換回路
１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ  誤差拡散処理部
２  記憶部
２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ  ラッチ
３  入れ換え処理部
３１Ｒ，３２Ｒ，３１Ｇ，３２Ｇ，３１Ｂ，３２Ｂ  セレクタ
４  階調差判別部
４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ  階調差判別回路
４１  減算器
４２  絶対値化器
４３，４４  比較器
４５，４６  セレクタ
５  入れ換え制御部
５１，５５テーブル  変換回路
５２  入れ換え許可信号生成回路
５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂ  ＡＮＤ回路
５４  分周器
６  再配置判定部
７  再配置処理部
ＤＲｘ，ｙ、ＤＧｘ，ｙ、ＤＢｘ，ｙ  入力階調データ
ＡＲｘ，ｙ、ＡＧｘ，ｙ、ＡＢｘ，ｙ  誤差拡散処理された階調データ
ＫＲｘ，ｙ、ＫＧｘ，ｙ、ＫＢｘ，ｙ  近傍画素の階調データ
ＣＲｘ，ｙ、ＣＧｘ，ｙ、ＣＢｘ，ｙ  注目画素の階調データ
ＳＲｘ，ｙ、ＳＧｘ，ｙ、ＳＢｘ，ｙ  出力階調データ
Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１  入力信号
Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２  ２値化された信号
Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３  出力信号
【図１】
0003946008.tif 000002
【図２】
0003946008.tif 000003
【図３】
0003946008.tif 000004
【図４】
0003946008.tif 000005
【図５】
0003946008.tif 000006
【図６】
0003946008.tif 000007
【図７】
0003946008.tif 000008
【図８】
0003946008.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003946008.tif 000013
【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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