(57)【要約】【課題】ドット群毎の着弾位置ズレに伴う濃度変動を抑制しつつ、高濃度部の濃度不足や、細線やエッジ部等の急峻部での鮮鋭性の低下を低減する。【解決手段】入力画像データに基づく画像を、異なるドットパターンのドット群を同一の領域に対して重ねることで記録媒体上に形成する画像形成手段で用いるための、複数のハーフトーン画像データを生成する画像処理装置であって、入力画像データを、ハーフトーン処理により複数のハーフトーン画像データに変換するハーフトーン処理手段を有し、前記ハーフトーン処理手段により前記複数のハーフトーン画像データのうち少なくとも２つのハーフトーン画像データが表すドットパターンにおいては、一部のドットが重複し、前記入力画像データにおける濃度に応じて、前記重複するドットが前記ドットパターンに占める割合が異なることを特徴とする。【選択図】図５
2016127479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データに基づく画像を、異なるドットパターンのドット群を同一の領域に対して重ねることで記録媒体上に形成する画像形成手段で用いるための、複数のハーフトーン画像データを生成する画像処理装置であって、
入力画像データを、ハーフトーン処理により複数のハーフトーン画像データに変換するハーフトーン処理手段を有し、
前記ハーフトーン処理手段により前記複数のハーフトーン画像データのうち少なくとも２つのハーフトーン画像データが表すドットパターンにおいては、一部のドットが重複し、
前記入力画像データにおける濃度に応じて、前記重複するドットが前記ドットパターンに占める割合が異なる
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記複数のハーフトーン画像データのそれぞれは、記録方向に連続するドットを含ま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】
前記入力画像データにおける濃度変化の大きい急峻部において前記重複するドットが前記ドットパターンに占める割合は、前記入力画像データにおける濃度変化の小さい平坦部において前記重複するドットがドットパターンに占める割合よりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記入力画像データにおける中間調の領域において前記重複するドットが前記ドットパターンに占める割合は、前記入力画像データにおける前記中間調以外の領域において前記重複するドットがドットパターンに占める割合よりも高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記入力画像データの画像特徴を抽出する画像特徴抽出手段と、
抽出された前記画像特徴に基づき、前記異なるドットパターンの各々に対応する閾値マトリクスを選択する選択手段と、
前記選択手段で選択された閾値マトリクスをそれぞれ用いて前記入力画像データを量子化し、前記複数のハーフトーン画像データを生成する量子化手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記画像特徴抽出手段は、前記入力画像データに対して像域判定処理を行なって得られた情報又は前記入力画像データにおける階調値の情報のいずれか一方を、前記画像特徴として抽出することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記画像特徴抽出手段は、前記入力画像データに対して像域判定処理を行なって得られた結果及び前記入力画像データにおける階調値の情報の両方を、前記画像特徴として抽出することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記像域判定処理では、濃度変化の小さな平坦部であるか、濃度変化の大きな急峻部であるかが判定されることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記選択手段は、
前記異なるドットパターンの各々に対応する閾値マトリクスを１組とする複数の閾値マトリクス組の中から、１組の閾値マトリクス組を選択し、
前記異なるドットパターンにおけるドット群同士の重なりの程度が、前記複数の閾値マトリクス組の各閾値マトリクス組によってそれぞれ異なる
ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記選択手段は、前記異なるドットパターンに対応する複数の閾値マトリクスのうち少なくとも１つの閾値マトリクスとして、前記画像特徴に拠らない共通の閾値マトリクスを選択することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記共通の閾値マトリクスは、前記異なるドットパターンのうち、先行する画像形成で用いられるドットパターンに対応する閾値マトリクスであることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記画像形成手段は、記録媒体の幅方向をカバーする複数のノズル群が、搬送方向に対して一定距離で配置されたフルライン方式の画像形成手段であり、
前記異なるドットパターンと前記複数のノズル群がそれぞれ対応づけられる
ことを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記画像形成手段は、１列のノズル群を備え、走査毎に間を補完するように複数の走査を行うインターレース走査の方式の画像形成手段であり、
前記異なるドットパターンと前記複数の走査がそれぞれ対応づけられる
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
入力画像データに基づく画像を、異なるドットパターンのドット群を同一の領域に対して重ねることで記録媒体上に形成する画像形成手段で用いるための、複数のハーフトーン画像データを生成する画像処理方法であって、
前記入力画像データの画像特徴を抽出する画像特徴抽出ステップと、
抽出された前記画像特徴に基づき、前記異なるドットパターンの各々に対応する閾値マトリクスを選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された閾値マトリクスをそれぞれ用いて前記入力画像データを量子化し、前記複数のハーフトーン画像データを生成する量子化ステップと、
を含み、
前記複数のハーフトーン画像データのうち少なくとも２つのハーフトーン画像データが表すドットパターンにおいては一部のドットが重複し、前記入力画像データにおける濃度に応じて、前記重複するドットが前記ドットパターンに占める割合が異なる、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１５】
コンピュータを、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成に適したドットパターンを作成するための画像処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータで処理した画像やデジタルカメラ等で撮影した画像等を出力する装置として、記録媒体上にドットを用いて画像を形成する装置がよく使われている。このような画像形成装置の中で、記録媒体に色材を付着させることで記録媒体上に画像を形成する方式が広く実用化されており、その代表例としてインクジェット記録方式が知られている。インクジェット記録方式を採用した画像形成装置は、記録速度の向上や高画質化等のために、同一色同一濃度のインクを吐出可能なインク吐出口（ノズル）を複数、集積配列したノズル群を備える。さらに画質の向上を実現するために同一色で濃度の異なるインクを吐出可能としたノズル群や、同一色で同一濃度のインクの吐出量を何段階かに変化させて吐出可能としたノズル群が設けられる場合もある。また、ノズル群を複数列分配列した構成とする場合もある。
【０００３】
このようなインクジェット記録方式の代表例として、マルチパス方式とフルライン方式が挙げられる。マルチパス方式は、ノズル群を備えた記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に主走査し、主走査の方向と略直交する副走査の方向に対して記録媒体をノズル群の長さ以下の搬送量で搬送する動作を繰り返し行うことで画像を形成する。また、フルライン方式は、記録媒体の幅をカバーする長さの複数のノズル群を備えた記録ヘッドを用いて、記録ヘッドと記録媒体とを相対的に走査することで画像を形成する。いずれの方式においても、記録媒体における同一の記録領域に対して、異なるドット群を複数回の記録で重ねることで最終的な画像を形成する。
【０００４】
このような画像形成において、各ドット群が重なる画像（すなわちインクのドット配置）の違いによって最終的に形成される画像の画質が影響を受けることが知られている。実際の画像形成装置においては、例えば記録媒体の搬送量やノズルの位置変位等の物理的なレジストレーションの変動をゼロにすることは困難であるため、ドット群毎のインクの着弾位置が目標位置に対してずれることは避けられない。そして、ドット群毎のインクの着弾位置のズレは、濃度変動等の画質劣化の原因となり、ドット群が複数回の記録を重ねたときに意図する画像が形成されないことになる。
【０００５】
この点、従来より、ドット群毎の着弾位置ズレに伴う濃度変動を抑制するためのドット群を生成する技術が提案されている。特許文献１には、マルチパス方式における各パス間のドットの重なり量を制御することで濃度変動を抑制する技術が開示されている。
【０００６】
また、記録方向に対して、複数のヘッドまたは複数の走査で高速かつ高解像度に画像を形成する技術も提案されている。特許文献２には、いわゆるカラム間引き記録方式に関する技術で、同一ラスタを複数回の走査に分けて記録する際に、各走査において形成するドットの位置を基本解像度分以下の距離だけ主走査方向にずらす制御を行う技術が開示されている。この技術において２走査の場合、記録データの偶数カラムと奇数カラムをそれぞれ別々の走査で記録することになる。また、特許文献３には、記録ヘッドを搬送方向に複数配置して画像を形成する、いわゆる多列ヘッド記録方式に関する技術で、同色のインクを複数の記録ヘッドに供給し、印刷用紙の搬送速度を２倍以上へ高める技術が開示されている。この技術において２ヘッドの場合、搬送方向に対して各記録ヘッドで半分ずつの画像データを記録すればよいため、１ヘッドの場合よりも印刷用紙の搬送速度を倍速化することができる。
【０００７】
上記特許文献２及び特許文献３のいずれも、記録方向に対して複数の走査あるいは複数の記録ヘッドを用いて画像を完成するもので、前述の通りドット群毎の着弾位置ズレが発生しやすい。このような記録方式において、特許文献１のドット重なり量の制御を適用することで、ドット群毎の着弾位置ズレに伴う濃度変動を抑制することは可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−８７２６２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９１３２３号公報
【特許文献３】特開２００５−１４４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来のカラム間引き記録方式や多列ヘッド記録方式において、ドット群毎の着弾位置ズレに伴う濃度変動を抑制するためにドットを重複させると、主走査方向又は用紙搬送方向の前後に、ドットを配置不可能な画素が発生し、画質劣化が生じてしまう。ここでの画質劣化とは、画像の高濃度部での濃度不足、あるいは、細線やエッジ部等の急峻部での鮮鋭性の低下を意味する。例えば、２本の記録ヘッドを用いた２列ヘッド記録方式で、各記録ヘッドとも最高吐出周波数でインク滴を連続的に吐出しつつ、印刷用紙上で搬送方向に対して各記録ヘッドに対応するドットが交互に配置されるように画像を形成したとする。この場合、一部のドットを重複させると、その前後の画素に対してはノズルへのインク供給が追い付かず、いずれの記録ヘッドでもドットを記録することができないという現象が起こる。特に、高速な画像形成が要求される記録条件下において、上記の問題が顕在化してしまう。
【００１０】
そこで本発明は、複数の走査または記録ヘッドを用いて画像を形成する場合において、高品位な画像を出力するためのハーフトーン画像データを生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る画像処理装置は、入力画像データに基づく画像を、異なるドットパターンのドット群を同一の領域に対して重ねることで記録媒体上に形成する画像形成手段で用いるための、複数のハーフトーン画像データを生成する画像処理装置であって、入力画像データを、ハーフトーン処理により複数のハーフトーン画像データに変換するハーフトーン処理手段を有し、前記ハーフトーン処理手段により前記複数のハーフトーン画像データのうち少なくとも２つのハーフトーン画像データが表すドットパターンにおいては、一部のドットが重複し、前記入力画像データにおける濃度に応じて、前記重複するドットが前記ドットパターンに占める割合が異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の走査または記録ヘッドを用いて画像を形成する場合において、高品位な画像を出力するためのハーフトーン画像データを生成できる。。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】印刷システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】実施例１に係る、ハーフトーン処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】一般的なディザ法によるハーフトーン処理を説明する図である。
【図４】ハーフトーン処理（量子化処理）の流れを示すフローチャートである。
【図５】記録ヘッドの構成例を示す図である。
【図６】第１のノズル群と第２のノズル群のそれぞれで記録することのできる画素位置の一例を表す図である。
【図７】実施例１に係る、閾値マトリクスの作成方法の流れを示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は単位ポテンシャルの一例を示す図であり、（ｂ）は4つのオンドットが存在するドット配置に対応するポテンシャルマップの一例を示す図である。
【図９】第M階調までオンドットを加える処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】単位ポテンシャルの頂点の値を変化させたときに作成されるパターンＡとパターンＢの位相差を示すグラフである。
【図１１】印刷処理全体の流れを示すフローチャートである。
【図１２】入力画像の像域と階調値の組み合わせに対する、ドット群同士の重なり率の関係を示した表である。
【図１３】平坦部における階調とドット重なり率との関係の一例を示すグラフである。
【図１４】実施例２に係る、ハーフトーン処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図１５】実施例２に係る、閾値マトリクスの作成方法の流れを示すフローチャートである。
【図１６】非共通閾値マトリクス候補作成処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１７】総合ポテンシャルマップを作成する過程を図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、本発明を好適な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例において示す構成は一例にすぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。
【００１５】
［実施例１］
図１は、本実施例に係る印刷システムの構成例を示すブロック図である。印刷システム１００は、画像処理装置１１０と画像形成装置１２０で構成され、相互に接続されている。
【００１６】
画像処理装置１１０は、プリンタドライバがインストールされた一般的なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の装置であり、以下に説明する機能は、ＰＣ内のＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより実現される。
【００１７】
画像処理装置１１０は、入力画像バッファ１１１、画像特徴抽出部１１２、色分解処理部１１３、ハーフトーン処理部１１４、ハーフトーン画像バッファ１１５で構成される。
【００１８】
入力画像バッファ１１１は、画像処理装置１１０に入力された印刷対象の入力画像データ（例えばカラー画像データ）を格納する。カラー画像データは、一般に、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の３つの色成分により構成されている。
【００１９】
画像特徴抽出部１１２は、入力画像データを入力画像バッファ１１１から取得し、入力画像の特徴を抽出する。ここで、抽出される特徴には、像域に関する情報と階調値に関する情報とが含まれる。まず、像域については、入力画像データに対し像域判定を行って、入力画像データを構成する各画素が濃度変化の小さい平坦部に属するのか、細線やエッジ等の濃度変化の大きい急峻部に属するのかを判定する。像域判定の方法としては、例えば、入力画像データに対してハイパスフィルタ、ソーベルフィルタ、ラプラシアンフィルタ等の各種エッジ検出処理を適用し、エッジ部の量に応じて平坦部か急峻部かが判定される。このときのフィルタのサイズは例えば３×３等、任意とすることができる。または、入力画像データに始めから像域情報が付与されている場合には、その情報を参照し平坦部か急峻部かを決定してもよい。像域判定のための具体的な手法は限定されるものではない。次に、階調値については、入力画像データから各画素の階調値（すなわち、処理対象となる注目画素毎の画素値）を取得する。あるいは、注目画素の画素値とその周辺にある画素の画素値に基づき導出した値を、処理対象の階調値としてもよい。階調値を取得する方法としては、平均値フィルタ、加重平均値フィルタ等の各種処理を用いればよい。この際の各フィルタのサイズは例えば３×３等、任意とすることができる。なお、像域判定と階調値取得の両方が必須というわけではなく、いずれか一方のみを行なってもよい。すなわち、像域判定の結果のみを画像特徴情報としてもよいし、階調値の情報のみを画像特徴情報としてもよい。
【００２０】
色分解処理部１１３は、入力されたＲＧＢカラー画像データを画像形成装置１２０が備える色材の色に対応した画像データへ分解する。この色分解処理には、色分解用ルックアップテーブル（不図示）が用いられる。本実施例では、ブラック（Ｋ）単色に色変換する場合を例に説明する。カラー画像を記録媒体上に形成する場合は、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色に色分解処理すればよい。本実施例では、色分解後の画像データを0〜255の256階調を表す8ビットのデータとして扱うが、それ以上の階調数への変換を行っても構わない。なお、当初からＣＭＹＫカラー画像データを入力し、色分解処理部１１３をスキップする構成であってもよい。
【００２１】
ハーフトーン処理部（量子化処理部）１１４は、色分解処理部１１３から得られる色分解後画像データに基づいて、ハーフトーン画像データを生成する。具体的には、複数の閾値マトリクスを用いて、画像形成装置１２０が直接表現可能な階調数への変換（量子化）と記録ヘッドの各ノズル群が形成するドット配置（ドットパターン）の決定を行う。本実施例では１色あたりノズル群は２つあり、それぞれに８ビットの色分解後画像データを１ビット（２値）のデータに変換するものとする。処理の詳細は後述する。このとき、カラー画像に対しては、例えばＣＭＹＫの色毎にそれぞれ用意された複数の閾値マトリクスを用いて、各色個別に処理される。生成されたハーフトーン画像データは、ハーフトーン画像バッファ１１５に送られる。
【００２２】
ハーフトーン画像バッファ１１５は、ハーフトーン処理部１１４で生成されたハーフトーン画像データを一時的に格納するためのバッファである。ハーフトーン画像バッファに格納されたハーフトーン画像データは、適宜、画像形成装置１２０へ出力される。
【００２３】
画像形成装置１２０は、ヘッド駆動回路１２１と記録ヘッド１２２とで構成される。画像形成装置１２０は、画像処理装置１１０から受け取ったハーフトーン画像データに基づいて、記録媒体を記録ヘッド１２２に対して相対的に移動することにより、記録媒体上に画像を形成する。本実施例の画像形成装置１２０はフルライン方式であり、記録ヘッド１２２はインクジェット記録方式とする。ヘッド駆動回路１２１は、記録ヘッド１２２を制御するための、各ノズル群に対応する駆動信号を生成する。
【００２４】
記録ヘッド１２２は、１色あたり２つのノズル群（第１のノズル群及び第２のノズル群）を記録媒体の幅方向をカバーするように備え、各ノズル群には同一色で同一濃度のインクを吐出可能な複数のノズルが集積配列されている。そして、２つのノズル群が記録媒体の搬送方向に対して一定距離で設置され、各ノズル群に対応する駆動信号に基づき、インクドットによって形成される部分的な画像を重ねることで、最終的な画像が記録媒体上に形成される。なお、画像形成装置１２０が画像処理装置１１０を含む構成でもよく、それら全体を画像形成装置としてもよい。
【００２５】
［ハーフトーン処理部］
次に、本実施例に係る、ハーフトーン処理部１１４の詳細について説明する。図２は、本実施例に係る、ハーフトーン処理部１１４の内部構成を示すブロック図である。ハーフトーン処理部１１４は、閾値マトリクス選択部２０１、メモリ２０２、比較部２０３、ハーフトーン画像生成部２０４で構成される。ここで、ハーフトーン処理の概要について説明する。
【００２６】
図３は、一般的なディザ法によるハーフトーン処理を説明する図である。閾値マトリクス３０２は、幅＝4画素、高さ＝4画素であり、各画素に「0〜15」の閾値が一つずつ格納されている。ここでは、入力された画素値が閾値よりも大きいか同じであればオンドット（ドットを打つ）を出力し、入力された画素値が閾値よりも小さければオフドット（ドットを打たない）を出力する。従って、この閾値マトリクス３０２を使った場合、17階調のドット配置が得られる。例えば入力画像３０１は、単一の画素値“3”を持つ、幅＝4画素、高さ＝4画素の画像であり、この入力画像３０１に対して閾値マトリクス３０２を適用すると、出力画像３０３が得られる。本実施例では、第１のノズル群と第２のノズル群にそれぞれ対応する異なるドット配置の閾値マトリクスが適用されてハーフトーン処理が行われる。以下、ハーフトーン処理部１１４を構成する各部について説明する。
【００２７】
メモリ２０２には、第１のノズル群によって形成されるドット群のための閾値マトリクスと、第２のノズル群によって形成されるドット群のための閾値マトリクスとを1組とする閾値マトリクスの組（以下、閾値マトリクス組）がN通り分、保持されている。このような異なるドット配置それぞれに対応する閾値マトリクスを１組とするN通りの閾値マトリクス組を“1〜N”で、第１のノズル群及び第２のノズル群を“#1”及び“#2”で表すこととする。そして、図２で示すように、各閾値マトリクスの後ろに、“1_#1”、“2_#1”、・・・、“N_#1”及び“1_#2”、“2_#2”、・・・、“N_#2”といった識別するための番号を付与することとする。
【００２８】
閾値マトリクス選択部２０１は、上記Ｎ通りの閾値マトリクス組の中から、ハーフトーン処理に使用する１組の閾値マトリクス組を、上述の画像特徴情報に基づき選択する。
【００２９】
比較部２０３は、入力画像データの画素値と、選択された閾値マトリクス組の閾値マトリクスにおける対応する位置の閾値とを比較する。
【００３０】
ハーフトーン画像生成部２０４は、比較部２０３の比較結果に基づいて各ノズル群についてのハーフトーン画像データを生成し、出力する。
【００３１】
図４は、ハーフトーン処理部１１４におけるハーフトーン処理（量子化処理）の流れを示すフローチャートである。
【００３２】
ステップ４０１において、閾値マトリクス選択部２０１は、上述の画像特徴情報に基づき、N通りの閾値マトリクス組の中から、使用する1組の閾値マトリクス組iを選択する。この場合において、iは1〜Nのいずれかの値である。
【００３３】
ステップ４０２では、第１のノズル群のためのハーフトーン画像データの生成を行うのか、第２のノズル群のためのハーフトーン画像データの生成を行うのかが決定される。
【００３４】
ステップ４０３において、閾値マトリクス選択部２０１は、ステップ４０１で選択された閾値マトリクス組のうち、処理対象に決定されたノズル群に対応する閾値マトリクスを読み出して取得する。例えば、ステップ４０１でi＝2の閾値マトリクス組が選択され、ステップ４０２で第１のノズル群が処理対象のノズル群として決定されていた場合は、「閾値マトリクス2_#1」が取得されることになる。
【００３５】
ステップ４０４では、入力画像データ内の画素のうち、比較処理の対象とする画素（以下、注目画素）が決定される。この場合において、閾値マトリクスは上述した画像特徴情報に基づいて選択されているので、ここで決定される注目画素は、入力画像のうち画像特徴に対応する領域の中から決定される。
【００３６】
ステップ４０５において、比較部２０３は、ステップ４０４で決定された注目画素の画素値と、ステップ４０３で取得した閾値マトリクスにおける対応する位置の閾値とを比較する。具体的には、入力画像データInにおける座標(x,y)の注目画素の画素値をIn(x,y）、閾値マトリクスにおける対応する位置(x%W,y%H)の閾値をmatrix(x%W,y%H）として、両者を比較する。ここで“%” は剰余を表し、“W”及び“H”は閾値マトリクスの幅、高さをそれぞれ表す。こうして、入力画像データに対して閾値マトリクスが繰り返し割り当てられるように画素値の比較が行われる。比較の結果、In(x,y)で表される注目画素の画素値が閾値マトリクスの閾値以上の場合は、ステップ４０６に進む。一方、注目画素の画素値が閾値マトリクスの閾値未満の場合は、ステップ４０７に進む。
【００３７】
ステップ４０６において、ハーフトーン画像生成部２０４は、ドットを打つこと（オンドット）を表す値、例えば“1”を、当該注目画素における出力画素値として決定する。
【００３８】
ステップ４０７において、ハーフトーン画像生成部２０４は、ドットを打たないこと（オフドット）を表す値、例えば“0”を当該注目画素における出力画素値として決定する。
【００３９】
ステップ４０８では、注目画素として処理されていない未処理の画素があるかどうかが判定される。未処理の画素があればステップ４０４に戻り、次の画素を注目画素として処理を続行する。一方、入力画像データの画像特徴に対応する領域内の全ての画素が処理されていれば、ステップ４０９に進む。
【００４０】
ステップ４０９では、全てのノズル群（本実施例では、第１のノズル群と第２のノズル群の両方）について処理が完了したかどうかが判定される。未処理のノズル群があればステップ４０２に戻り、次のノズル群をハーフトーン画像生成のためのノズル群に決定して処理を続行する。一方、全てのノズル群について処理が完了していれば（すなわち、すべてのノズル群に対しハーフトーン画像が生成されていれば）、本処理を終える。
【００４１】
以上のようなハーフトーン処理が入力画像の画像特徴の単位で実行され、入力画像全体についてのノズル群毎のハーフトーン画像データが生成される。そして、生成されたハーフトーン画像データは、ハーフトーン画像バッファ１１５に格納される。
【００４２】
以上が、ハーフトーン処理部１１４におけるハーフトーン処理の内容である。
【００４３】
［記録ヘッドの構成例］
次に、画像形成装置１２０における印刷方法について説明する。図５は、記録ヘッド１２２の構成例を示す図であり、いわゆる多列ヘッドと呼ばれる、複数のノズル群（記録ノズル列）を有する記録ヘッドである。記録ヘッド１２２は、典型的にはシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の４種類のインク用のノズルを搭載し、記録媒体の幅をカバーするように、各色２つのノズル群（第１のノズル群及び第２のノズル群）を備えている。以降では説明を簡単にするため、ブラック(K)を例に説明するものとする。また、説明の都合上、本図におけるノズルは透視図で記載しており、記録媒体や各ノズル群に対して、実際より大きなサイズで強調して表している。
【００４４】
図５において、第１のノズル群及び第２ノズル群は固定配置されており、各ノズル群に対して記録媒体を相対的に主走査方向に搬送しつつ、各ノズル群でインクを吐出し、２回の記録を重ねて画像を形成する。このとき、第１のノズル群は、「閾値マトリクスi_#1」を用いて生成されたハーフトーン画像データを用いてインクドットを形成する。また、第２のノズル群は、「閾値マトリクスi_#2」を用いて生成されたハーフトーン画像データを用いてインクドットを形成する。
【００４５】
なお、上述のとおり、以下では第１のノズル群と第２のノズル群が、同色（Ｋ）同径のインクを吐出する場合を前提に説明を行うものとするが、例えば、同色で異なる径のインクを吐出するノズル群、あるいは異なる濃度、異なる色のインクを吐出するノズル群が含まれていてもよい。
【００４６】
図６の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、第１のノズル群と第２のノズル群で記録することのできる画素位置の一例を表す図である。各ノズル群で記録することのできる画素位置は、前述の閾値マトリクスで決定される。
【００４７】
図６（ａ）は、主走査方向に対して、第１のノズル群で記録する画素と第２のノズル群で記録する画素とが交互に規則的に出現するドットパターンを示している。このドットパターンでは、第１のノズル群で記録する画素と第２のノズル群で記録する画素とが完全排他の関係になっている。このとき、各ノズル群の画素は互いに重複することなく、両ノズル群によって画像全体を全て記録可能である。
【００４８】
一方、図６（ｂ）は、主走査方向に対して、第１のノズル群で記録する画素と第２のノズル群で記録する画素とが不規則に配置され、かつ一部の画素については重複（図中の黒塗り部）するドットパターンを示している。ここでは、第１のノズル群及び第２のノズル群がともに２画素に対して１画素のみのタイミングで記録可能な吐出周波数のノズルを有した場合の例（記録方向に連続するドットを含まない例）を示しており、重複する画素の用紙搬送方向の前後において記録不可能な画素（図中の白塗り部）が出現している。この記録不可能な画素は、第１のノズル群及び第２のノズル群のいずれのノズルでも記録することができない。
【００４９】
図６（ａ）のドットパターンは、各ノズル群で記録されるドットパターンに含まれるドット同士が重複しない完全排他の関係にある。このようなドットパターンでは、ドットパターン間同士の位置ズレが発生した場合の濃度変動が発生しやすい。すなわち、位置ズレに対する耐性（ロバスト性）が低い傾向にある。特に、中間調（ハイライトと高濃度との中間）の平坦部において、濃度変動が大きく発生することになる。しかしながら、画像全体における全てのドットを記録可能であるため、高濃度部での最大濃度を確保しやすいといえる。
【００５０】
一方、図６（ｂ）のドットパターンは、各ノズル群で記録されるドットパターンに含まれるドットの一部が互いに重複する配置であり、濃度変動に対する耐性が高い傾向にある。特に、中間調の平坦部において濃度変動を良好に抑制できる。しかしながら、前述の通り、ドットの配置が不可能な画素が発生するため、高濃度部において紙面を十分にドットで被覆させることができず、濃度が低下する場合がある。また、配置不可能な画素があるため、細線やエッジ部等の急峻部の鮮鋭性が低下する場合がある。
【００５１】
以上を整理すると、ドット群の着弾位置ズレに伴う濃度変動が目立つ中間調の平坦部においては、図６（ｂ）のドットパターンのようにドットが一部重複するドットパターンを記録するのが好適である。そして、高濃度部の濃度を確保したい場合や細線やエッジ部等の急峻部の鮮鋭性を確保したい場合には、図５（ａ）のドットパターンのように互いのドットが重複しないドットパターンを記録することが好適である。
【００５２】
本実施例では、前述の画像特徴抽出部において入力画像の特徴、すなわち、像域や階調といった特徴を抽出し、その抽出結果に基づいて、各ノズル群で記録されるドット同士の重なり量を制御している。そして、ドット同士の重なり量は、次に述べる、閾値マトリクスの作成時に考慮される。
【００５３】
［閾値マトリクスの作成方法］
次に、閾値マトリクスの作成方法について説明する。なお、以降の説明は、Ｎ通りの閾値マトリクス組のそれぞれを作成する際に共通の作成方法であり、後述のパラメータ（単位ポテンシャルの頂点高さ）を調整することで、ドットの重なり量の異なる、Ｎ通りの閾値マトリクス組を作成することができる。
【００５４】
図７は、本実施例に係る、閾値マトリクスの作成方法の流れを示すフローチャートである。以下に示す一連の処理は、製品設計者等によって作成された閾値マトリクス作成ツール（プログラム）をＰＣ等で実行することにより実現される。通常、ユーザが閾値マトリクス作成ツールを使用することはないが、一定の権限を持ったオペレータやメンテナンス者がこれを使用して閾値マトリクスを作成してもよい。この処理で作成される閾値マトリクスは、8ビット（0〜255）のグレースケールに対応し、入力画像データ内の注目画素の画素値が閾値マトリクス内の閾値以上のときにオンドットを出力する規則に従っている。閾値マトリクスのサイズは任意でよいが、2のべき乗の長さの辺をもつ四角形（例えば256×256）を用いるとより好適である。閾値マトリクスの縦と横のサイズは異なっても構わない。本実施例では、明るい階調から暗い階調に向かって閾値マトリクスを作成する。
【００５５】
ステップ７０１では、作成する閾値マトリクス組における２つのマトリクス（MatrixA及びMatrixB）が初期化される。具体的には、MatrixA及びMatrixBの全閾値の値を“0”に設定する。
【００５６】
ステップ７０２では、オンドットを含む最も明るい階調値（g＝1）に対する２つの初期ドット配置を任意に決定する。ここで、MatrixAに対応するドット配置を「パターンＡ」、MatrixBに対応するドット配置を「パターンＢ」と呼ぶこととする。パターンＡとパターンＢは閾値マトリクスと同じサイズを持つ配列であり、閾値として黒（255）または白（0）のいずれかをとる。ここで、パターンＡとパターンＢはそれぞれが高分散性を持ち、かつ両パターンを重ねたドット配置も高分散性（ブルーノイズ特性）を持つことがより好ましい。このようなパターンは、例えば、公知の方法で得られた高分散性のドット配置をできるだけ偏りがないようにパターンＡとパターンＢに振り分けることで得ることができる。
【００５７】
ステップ７０３では、１つのオンドット（黒）にあてられる、単位ポテンシャル（ポテンシャル関数）を作成する。ここで、単位ポテンシャルとは、２次元的な広がりを持つ、着目するオンドットからの位置に対する１価関数であり、典型的には原点からの距離に応じて単調減少する関数である。このような関数は、例えば、単ドットにローパスフィルタ適用して生成することができる。ただし、何らかの値が設定できればその意味には拘らない。図８（ａ）は、単位ポテンシャルの一例を示す図であり、頂点における値が1.00になるように正規化したσ＝1.5の２次元ガウス関数となっている。
【００５８】
ステップ７０４では、オンドットを含む最も明るい階調であるg＝1についてのポテンシャルマップが生成される。ここで、ポテンシャルマップは、閾値マトリクスと同じサイズを持つ配列であり、その画素値はドット配置に上述の単位ポテンシャルを作用させたときの和である。以下、パターンAとパターンBのそれぞれに対応するポテンシャルマップを「PotentialA」、「PotentialB」と呼ぶこととする。ポテンシャルマップ作成にあたっては、まずPotentialA、PotentialBの全画素値を“0”にする。次に、パターンAとパターンBのそれぞれにおいてオンドットに着目し、該オンドットの位置を中心とした単位ポテンシャルを考え、その値を１画素毎にPotentialA、PotentialBに加算する。これらの処理を全てのオンドットに対して繰り返す。このとき、ポテンシャルマップの左端と右端、上端と下端が接触して連続しているように境界条件を設ける。上記加算処理が終了したとき、ポテンシャルマップPotentialA及びPotentialBはパターンA及びパターンBのドット配置に対応し、オンドットが付近に存在する画素のポテンシャルマップは値が大きく、オンドットが付近に無い画素のポテンシャルマップは値が小さくなっているはずである。図８（ｂ）は、4つのオンドットが存在するドット配置に対応するポテンシャルマップの一例を示す図であり、左側がドット配置を示し、右側がそのポテンシャルマップを示している。図８（ｂ）において、黒点はオンドットを示す。右側のポテンシャルマップにおいて、オンドットを中心として同心円状にグレーの色が徐々に薄くなっており、矢印８０１のグレーが濃い領域はドット密度が高い部分を表し、矢印８０２のグレーがない領域（空白領域）はドット密度が低い部分を表している。そして、現ドット配置に新しくドットを追加するときに、上述のようなポテンシャルマップを参照してドット密度が疎な領域に次のドットを配置することで、ドット分散性の高い配置を構築することができる。
【００５９】
ステップ７０５では、パターンAのオンドットのある位置(x,y)の全てについて、MatrixAの同じ位置(x、y)の値を“1”に更新する。MatrixBについても同様に、パターンBのオンドットのある位置(x,y)の全てについて、MatrixBの同じ位置(x、y)の値を“1”に更新する。ステップ７０５の処理が終了した時点で、ベースとなる最も明るい階調（g＝1）についての処理が終了する。
【００６０】
ステップ７０６では、階調値g＝2以降の階調であって所定の第M階調まで、パターンＡとパターンＢの各ドット配置にオンドットを加える処理を行なう。この場合において、Mの値は任意である。図９は、パターンＡについての、第M階調までオンドットを加える処理の詳細を示すフローチャートである。以下、詳しく説明する。
【００６１】
ステップ９０１では、処理対象とする階調値g（2≦g）が決定される。
【００６２】
ステップ９０２では、1階調あたりの新たに加えるオンドットの数NAが決定される。オンドット数NAは、最も簡単には、閾値マトリクスの全画素数を全階調数で割った数に決定され、各階調値gにおいて一定の値となる。ただし、画像形成時のドットゲイン等の効果を考慮して階調毎に異なるNAとしてもよい。
【００６３】
ステップ９０３では、全ノズル群（本実施例では第１のノズル群と第２のノズル群）で記録されるドットパターンに対応する累計ポテンシャルマップ「PotentialS」が導出される。具体的には、上述の２つのポテンシャルマップ「PotentialA」と「PotentialB」とを画素毎に加算して、両者の和が求められる。
【００６４】
ステップ９０４では、オンドットを１つ加える位置が決定される。この位置は、パターンＡの中でオンドットが未だ存在しない位置で、かつオンドットを加える位置を決めるポテンシャル関数として、以下の式（１）に示すポテンシャル評価式の画素毎の演算結果が最も小さい位置(x、y)とする。  
（α×PotentialS＋β×PotentialA）        ・・・式（１）
上記式（１）においてα及びβは、任意の係数である。出願人の実験によれば、例えばαの値は“1.0”、βの値は“0.3”が好適であったがこれに限定されるものではない。上記ポテンシャル評価式が最小値をとる位置が複数見つかった場合には、その中から１つの位置(x、y)をランダムに選択すればよい。
【００６５】
ステップ９０５では、パターンＡにおけるステップ９０４で決定された位置(x、y)にオンドットが置かれる。
【００６６】
ステップ９０６では、ポテンシャルマップ「PotentialA」が更新される。具体的には、ステップ９０４で決定された位置(x、y)を中心とした単位ポテンシャルが、現在のPotentialAに加算される。
【００６７】
ステップ９０７では、MatrixAにおける位置(x、y)の値を現在の階調値gで置き換える処理がなされる。例えば、階調値g＝2のとき、位置(x、y)の閾値マトリクスの値として“2”が設定される。
【００６８】
ステップ９０８では、ステップ９０２で決定されたオンドット数NAに到達したかどうかが判定される。すなわち、ステップ９０３〜ステップ９０７の処理がNA回だけ繰り返されたかどうかが判定される。オンドット数NAに到達していれば、ステップ８０９に進む。一方、オンドット数NAに到達していなければ、ステップ９０３に戻り、オンドット数NAに到達するまで処理を繰り返す。
【００６９】
ステップ９０９では、現在の階調値gが所定の第M階調に到達したかどうかが判定される。現在の階調値gが所定の第M階調に到達していれば、本処理を終える。一方、現在の階調値gが所定の第M階調に到達していなければステップ９０１に戻り、次の階調値を処理対象の階調値gに決定して処理を続行する。
【００７０】
以上が、ステップ７０６の処理の内容である。そして、パターンＢについても上記と同様の処理がなされる。その際は、図９のフローにおける、“オンドット数NA”を“オンドット数NB”、“パターンＡ”を“パターンＢ”、“MatrixA”を“MatrixB”、“PotentialA”を“PotentialB”とそれぞれ読み替えることで、パターンＢについての処理となる。
【００７１】
図７のフローチャートの説明に戻る。
【００７２】
ここまでの処理で、最も明るい階調からそれよりも暗い所定の第Ｍ階調までの閾値マトリクスが作成される。この閾値マトリクスは、それぞれ単独でよく分散した良好なパターンであり、かつ重ねたときにもよく分散した良好なパターンである。これは、上述の式（１）で示したポテンシャル評価式において、第１項がドット配置を重ねた時の分散性を良好とする項として、第２項が単独でのドット配置の分散性を良好とする項として機能するためである。しかしながら、相対的な位置ズレに対してロバストである（画質劣化しない）ことまでは、該ポテンシャル評価式によっては保証されない。そこで、本実施例では、作成された第Ｍ階調までの閾値マトリクスについて、相対的な位置ズレに対するロバスト性のチェック処理を行なうこととしている。前述の通り、Mの値はユーザによって任意に決定される。同一ポテンシャルにおける本手法で作成されたドット配置では、階調値に拠らず概ね同様の位相差特性を得ることができる。しかし、ドットの比率に偏りがあるハイライトまたはシャドーの場合には、特性が細部で異なる場合もあるので、中間階調の値を選ぶとより好適である。階調値gを0〜255で表現する本実施例では、M＝125としている。
【００７３】
ステップ７０７では、パターンＡのドット配置とパターンＢのドット配置との位相差がチェックされる。具体的には、ステップ７０６で作成された第M階調のドット配置Ａとドット配置Ｂのクロススペクトルの位相を計算し、両者の差を求める。
【００７４】
ステップ７０８では、ステップ７０７で導出された位相差に基づいて、以下の２条件を満足しているかどうかが判定される。  
・視覚上知覚しやすい低周波成分は逆位相にする
・高周波成分は特定の位相関係を持たせず無相関（ランダム）にする
この場合の具体的な判定手法については後述する。上記２条件を満足していない場合は、ステップ７０９に進む。一方、上記２条件を満足している場合は、ステップ７１１に進む。
【００７５】
ステップ７０９では、ステップ７０５の処理終了時点の状態に戻される。すなわち、ステップ７０６で作成した第M階調までのドット配置（パターンA、パターンB）、閾値マトリクス（MatrixA、MatrixB）、ポテンシャルマップ（PotentialA、PotentialB）を破棄し、リセットする。
【００７６】
ステップ７１０では、ステップ７０７で導出された位相差に応じて、単位ポテンシャルの中心（頂点）の高さを変更する。図１０は、単位ポテンシャルの頂点の値のみを1.00からわずかに変化させたときに作成される、パターンＡとパターンＢの位相差を示すグラフである。図１０（ａ）は頂点の値を0.98に変更した場合、同（ｂ）は0.99に変更した場合、同（ｃ）は1.00の場合、同（ｄ）は1.01に変更した場合、同（ｅ）は1.02に変更した場合をそれぞれ示している。図１０の（ａ）〜（ｅ）を比較すると、単位ポテンシャルの頂点の値を小から大へ変化させるにつれて、高周波数域の位相差が、同位相状態からランダム状態を経て連続的に、逆位相状態へと変化するのが分かる。検討の結果、高周波数域の位相差をランダム状態とするほど、位置ズレに対する濃度変動のロバスト性が高まり、逆に、高周波数域の位相差を逆位相状態とするほど、位置ズレに対する濃度変動のロバスト性が低くなることが分かっている。また、高周波数域の位相差をランダム状態とするほど、粒状性が悪化し、高周波数域の位相差を逆位相状態とするほど、粒状性が良化することも分かっている。また、このように位相差を変化させることでドット同士の重なり状態が変化し、相対的な位置ズレがない場合においても粒状性が変化することが分かっている。このとき、中濃度領域ではドット同士の重なりが多いほど、粒状性が悪化し、逆にドット同士が排他となるほど粒状性が良化する傾向がある。したがって、単位ポテンシャルの頂点の高さを適切に変更することで、相対的な位置ズレに対する濃度変動や粒状性変動のロバスト性、及び、粒状性が異なるドット配置を設計できる。なお、単位ポテンシャルの頂点の高さを変更する代わりに、頂点以外の部分の高さを変更してもよい。さらには、単位ポテンシャルの幅を変更するようにしてもよい。例えば、単位ポテンシャルの幅を変更した場合には、ドット同士が排他になる周波数帯域が狭くなる傾向がある。また、ガウス関数型のポテンシャルのみならず、他のポテンシャル形状であってもよい。
【００７７】
ステップ７１０の終了後は、ステップ７０６に戻り、所定の第M階調まで（g＝2〜M）の閾値マトリクスの作成処理を再度実行する。
【００７８】
ステップ７１１では、所望のロバストな閾値マトリクスが作成できているので、残る階調値g＝(M-1)〜254について、パターンＡとパターンＢの各ドット配置にオンドットを加える処理を行なう。この処理の内容は上述のステップ７０６と同じであるので、説明は省略する。
【００７９】
以上が、本実施例に係る、閾値マトリクスの作成方法である。これにより、第１のノズル群と第２のノズル群のそれぞれに対応する、閾値マトリクスi_#1（iは1〜Nのいずれかの値）及び閾値マトリクスi_#2（iは1〜Nのいずれかの値）の組をN通り作成することができる。
【００８０】
なお、図６（ａ）のように、複数のノズル群のそれぞれで形成されるドットが互いに重複しないドットパターン（すなわち、完全排他のドットパターン）を実現可能な閾値マトリクスを作成するためには、PotentialA及びPotentialBに対して、記録しない画素の値を十分大きな値（例えばポテンシャルマップのサイズが256×256の場合は、256×256×1（ポテンシャルマップの画素値の最大値）＝65536以上の値）に設定した上で、前述の方法で閾値マトリクスを作成すればよい。
【００８１】
［印刷処理の流れ］
以上の説明を踏まえ、本実施例に係る、印刷システム１００における印刷処理の流れを説明する。
【００８２】
図１１は、本実施例に係る、印刷処理全体の流れを示すフローチャートである。
【００８３】
ステップ１１０１において、画像処理装置１１０は、多値の入力画像データを取得する。取得した入力画像データは、入力画像バッファ１１１に格納された後、画像特徴抽出部１１２及び色分解処理部１１３に送られる。
【００８４】
ステップ１１０２において、画像特徴抽出部１１２は、入力画像データに対し像域判定処理を行なう。この像域判定処理により入力画像の像域が（より詳細には、入力画像データの各画素について、平坦部に属する画素なのか、細線やエッジ等の急峻部に属する画素なのか）判定される。
【００８５】
ステップ１１０３において、画像特徴抽出部１１２は、入力画像データにおける各画素の階調値を取得する。
【００８６】
ステップ１１０４において、ハーフトーン処理部１１４（の閾値マトリクス選択部２０１）は、画像特徴情報（すなわち、ステップ１１０２の像域判定結果及びステップ１１０３で取得した階調値）に応じた閾値マトリクス組を選択する。像域判定結果と階調値の情報に基づいて１組の閾値マトリクス組を選択する際の考え方については後述する。
【００８７】
ステップ１１０５において、ハーフトーン処理部１１４（の比較部２０３及びハーフトーン画像生成部２０４）は、選択した閾値マトリクス組を用いて、画像特徴情報に対応する領域単位でハーフトーン処理を実行する。入力画像データ全体についてのハーフトーン処理が終了すると、生成されたハーフトーン画像データは、ハーフトーン画像バッファ１１５に格納された後、画像形成装置１２０に送られる。
【００８８】
ステップ１１０６において、画像形成装置１２０は、画像処理装置１１０から受け取ったハーフトーン画像データに基づき、記録ヘッド１２２を駆動して紙等の記録媒体上に画像を形成する。
【００８９】
以上が、本実施例に係る、印刷システム１００における印刷処理の大まかな流れである。
【００９０】
［像域及び階調に対するドット重なり率］
図１２は、入力画像の像域と階調値の組み合わせに対する、ドット群同士の重なり率の関係を示した表である。図１２の表から明らかなように、像域と階調値との組み合わせから、ドットの重なり率を大きくしたり或いは小さくしたりする。本実施例では、中間調領域（ハイライト領域よりも階調値が高く、かつ高濃度領域よりも階調値の低い所定の階調範囲）の平坦部では濃度変動の抑制のためにドット重なり率が大きくなるようにし、その他の場合（中間調以外のハイライト及び高濃度の領域、或いは急峻部）では、最大濃度及び鮮鋭性の確保、あるいはハイライトでの粒状性の重視のため、ドット重なり率が小さくなるようにする。そして、ドット重なり率は、前述の通り、閾値マトリクス作成時における単位ポテンシャルの頂点高さを変更することによって制御することができる。このように、入力画像の像域と階調値とによって定まるドット重なり率を考慮して、入力画像の特徴に基づいた閾値マトリクス組を選択することができる。
【００９１】
［平坦部における階調値に対するドット重なり率］
図１３は、平坦部における階調とドット重なり率との関係の一例を示すグラフである。中間調ではドット重なり率が大きくなるように、図６（ｂ）で説明したようなドットの一部が重複するようなドットパターンを実現する閾値マトリクス組が選択されることになる。その結果、中間調での濃度変動が抑制される。一方、高濃度部ではドット重なり率が小さくなるように、図６（ａ）で説明したようなドット同士が重複しないドットパターンを実現する閾値マトリクス組が選択されることになる。その結果、高濃度部での最大濃度が確保される。そして、ハイライトでは、そもそもドット数が少なく、粒状性を重視したい。そのため、基本的には、ドット同士が重複しないドットパターンを実現する閾値マトリクス組が選択され、中間調に向けて変化するにしたがって徐々にドットの重なり率の高いドットパターンを実現する閾値マトリクス組が選択されることになる。
【００９２】
なお、図１３のようなグラフでは示していないが、入力画像の像域が急峻部の場合は、いずれの階調においても細線やエッジ部等の急峻部の鮮鋭性を重視するため、ドット重なり率が、平坦部の中間調でのドット重なり率よりも小さくなるような閾値マトリクス組が選択されることになる。
【００９３】
上述した階調に対するドット重なり率は一例であり、上述の例に限定されるものではない。
【００９４】
本実施例では、ハイライト、中間調、高濃度部と階調を３つに区分する場合を説明したが、４つ以上に区切り、その数に合わせた複数の閾値マトリクス組を用意し、入力画像の特徴に応じた閾値マトリクス組を選択する構成としてもよい。また、像域についても、平坦部と急峻部の２つに区分しているが、３つ以上に区分してもよい。
【００９５】
さらには、上述のような考え方に基づいて、像域と階調のいずれか一方のみの情報に基づいて閾値マトリクス組を選択してもよい。
【００９６】
以上説明したように、本実施例によれば、複数のノズル群を備えた記録ヘッドを用いて画像を形成する場合において、ドット群毎の着弾位置ズレに伴う濃度変動を抑制しつつ、高濃度部の濃度不足や、細線やエッジ部等の急峻部での鮮鋭性の低下を低減することができる。
【００９７】
［実施例２］
実施例１では、第１のノズル群及び第２のノズル群のそれぞれに対応する、閾値マトリクス（ｉ＿＃１）及び閾値マトリクス（ｉ＿＃２）のＮ通りの組の中から入力画像の特徴に応じた１組の閾値マトリクス組を選択する態様について説明した。次に、用意するＮ通りの閾値マトリクス組において、一部の閾値マトリクスを共通にする態様について、実施例２として説明する。なお、実施例１と共通する部分については説明を省略ないしは簡略化し、以下では差異点を中心に説明するものとする。
【００９８】
［ハーフトーン処理部］
図１４は、本実施例に係る、ハーフトーン処理部１１４の内部構成を示すブロック図である。実施例１と同様、本実施例のハーフトーン処理部１１４も、閾値マトリクス選択部２０１、メモリ２０２、比較部２０３、ハーフトーン画像生成部２０４で構成される。本実施例で特徴的な部分はメモリ２０２内に格納される閾値マトリクスであり、その他は図２と共通である。図１４に示すように、本実施例のメモリ２０２には、１個の共通閾値マトリクスと、Ｎ個の非共通閾値マトリクスが保持される。閾値マトリクス選択部２０１は、例えば、第１のノズル群によって形成する画像のために共通閾値マトリクスを選択し、そして第２のノズル群によって形成する画像のために、Ｎ個の非共通閾値マトリクスの中から１つの閾値マトリクスを画像特徴情報に基づいて選択する。
【００９９】
［閾値マトリクス作成方法］
ここで、本実施例における閾値マトリクス組の作成方法について説明する。図１５は、本実施例に係る、閾値マトリクスの作成方法の流れを示すフローチャートである。以下の処理で作成される閾値マトリクスは、8ビット（0〜255）のグレースケールに対応し、入力画像データ内の注目画素の画素値が閾値マトリクス内の閾値以上のときにオンドットを出力する規則に従っている。閾値マトリクスのサイズは任意でよいが、2のべき乗の長さの辺をもつ四角形（例えば256×256）を用いるとより好適である。最終的には、共通閾値マトリクスが１つ、非共通閾値マトリクスが画像特徴情報で示される条件分作成されることになる。
【０１００】
ステップ１５０１では、共通閾値マトリクスが作成される。共通閾値マトリクスの作成方法は特に限定されるものではなく、公知の方法を適用すればよい。好ましくは、ドット配置は高分散なものの方が良好なロバスト性を有するため、ブルーノイズマスク法等で作成することが望ましい。
【０１０１】
ステップ１５０２では、非共通閾値マトリクスの候補が作成される。この際、共通閾値マトリクスのドット配置が考慮される。図１６は、非共通閾値マトリクス候補作成処理の詳細を示すフローチャートである。以下、詳しく説明する。
【０１０２】
ステップ１６０１では、係数αが初期化（係数αの値として“0”が設定）される。ここで係数αは、ドットパターン間の相対的な位置ズレに対するロバスト性を高めようとすると、位置ズレのないときは粒状性が犠牲になるというトレードオフの関係を表すもので、係数αの値が小さい時は各ノズル群に対応するドット配置の分散性が重視され、係数αの値が大きい時はそれらを相対的な位置ズレなく重ね合わせたときのドット配置の分散性が重視される。以降の処理では、段階的に係数αの値を増加させて閾値マトリクスを複数作成する。この場合において、係数αの値は、“0”〜“1”の間で変化する。
【０１０３】
ステップ１６０２では、係数αの増加の刻み幅Δαが設定される。上述の通り係数αは“0”〜“1”の間の値をとるため、Δαとしては“0.5”未満の値が望ましい。
【０１０４】
ステップ１６０３では、現在の係数αに対応する閾値マトリクス作成のための初期化処理がなされる。具体的には、閾値マトリクス内の全閾値に“255”が設定される。処理開始直後の段階では係数α＝“0”であり、その後はステップ１６０２で決定されたΔαが加算された値が次の係数αとなって（後述のステップ１６１７参照）、当該係数αについての初期化処理がなされる。
【０１０５】
ステップ１６０４では、ステップ１５０１で作成された共通閾値マトリクスから、ディザ法によって全階調（8ビット形式の場合、0〜255）のドット配置（以下、共通ドット配置[i]と呼ぶ。なお、iは階調値を示す。）が作成される。ここで、共通ドット配置は閾値マトリクスと同じサイズの配列（ドットパターン）であり、その値はオン（＝255）またはオフ（＝0）のいずれかのみをとる。
【０１０６】
ステップ１６０５では、階調毎のポテンシャルマップが作成される。具体的な手順は以下の通りである。
【０１０７】
まず、１つのオンドットにあてられる単位ポテンシャルを作成する。そして、作成された単位ポテンシャルに対し、各階調の共通ドット配置[i]のそれぞれに対応するポテンシャルマップ「PotentialC[i]」を作成する。具体的には、まず、PotentialC[i]の全画素の値を“0”にする。次に、共通ドット配置[i]におけるドットパターン中のあるオンドットに着目し、その位置を中心とした単位ポテンシャルを考え、その値を１画素毎にPotentialC[i]に加算する。これを全てのオンドットに対して繰り返す。このとき、ポテンシャルマップの左端と右端、上端と下端は接触して連続しているように境界条件を設ける。上記加算処理が終了したとき、ポテンシャルマップは共通ドット配置に対応し、オンドットのある画素付近は値が大きく、オンドットが無い画素付近は値が小さくなっているはずである。そして、現ドット配置に新しくドットを追加するときに、上述のポテンシャルマップを参照してドット密度が疎な領域に次のドットを配置することで、ドット分散性の高い配置を構築することができる。
【０１０８】
ステップ１６０６では、階調重みkn（n：自然数）が決定される。この階調重みは後続のステップ１６０８で使用される変数であり、0≦k1,k2,…,ki≦1かつk1＋k2＋…＋ki＝1の条件を満たすように決定される。ここで、k1,k2,…,kiは単調減少的に設定すること、例えば、k1＝0.5、k2＝0.3、k3＝0.2、k4以降＝0といった具合に段階的に小さな値としていくことが望ましい。
【０１０９】
ステップ１６０７では、構築する非共通閾値マトリクスの階調値gが決定される。この際、最も明るい階調であるg＝1から始め、最も暗い階調であるg＝254までが、処理対象の階調値gとして順次決定される。
【０１１０】
ステップ１６０８では、非共通閾値マトリクスのドット配置を決定するための基準となるポテンシャルマップ（以下、総合ポテンシャルマップ）が作成される。この総合ポテンシャルマップは、ステップ１６０５で階調毎に作成した個々のポテンシャルマップを足し合わせることで得ることができる。ここで、共通ドット配置[i]の対となる非共通閾値マトリクス側のドット配置を非共通ドット配置[i]とおく。なお、非共通ドット配置[i]におけるi＝0は、全画素が白画素からなるドットパターンとなる。非共通ドット配置[i]は、非共通ドット配置[i-1]から作成されたポテンシャルマップPotentialN[i-1]を参照して、値の一番低い画素（ドット密度が疎な領域）にドットを追加し、そしてポテンシャルマップPotentialN[i-1]にその追加ドットを反映するという処理を1階調分のドット数が追加されるまで繰り返すことによって作成される。ここで、PotentialN[i-1]のみを参照するということは、共通ドット配置側のドットの配置を考慮しないことを意味する。したがって、このままでは非共通ドット配置と共通ドット配置とを重ね合わせたときの分散性が悪くなる。これを防ぐため、共通ドット配置側のポテンシャルマップと非共通ドット配置側のポテンシャルマップとを重み付けした上で足し合わせた総合ポテンシャルマップを利用する。この場合において、総合ポテンシャルマップの最も簡単な作成方法は、PotentialN[i-1]に対して、PotentialC[i]を係数αで重みを付けて画素毎に足し合わせるという手法である。これを式で表すと以下の式（２）のようになる。  
総合ポテンシャルマップ＝PotentialN[i-1]＋α×PotentialC[i]    ・・・式（２）
上記式（２）において、αは共通ドット配置側のドット配置をどの程度考慮するのかを決める重みであり、0＜α＜1.0の値である。図１７は、上記式（２）を用いて総合ポテンシャルマップを作成する過程を図示したものである。図１７において、ドットパターン１７０１は非共通ドット配置、ドットパターン１７０２は共通ドット配置を示している。そして、ポテンシャルマップ１７０３はPotentialN[i-1]に対応し、ポテンシャルマップ１７０４はPotentialC[i]に対応している。そして、出来上がった総合ポテンシャルマップ１７０５では、ポテンシャルマップ１７０４における２つのドットを中心としたグレーの円が重みαに応じて小さくなって（図１７ではα＝0.5）存在している。
【０１１１】
このように、上記式（２）を用いることで、係数αの値が“0”に近い時は非共通ドット配置側の分散性を重視し、係数αの値が“1”に近い時は共通ドット配置と非共通ドット配置の重ね合わせの分散性を重視したドット配置を作成することができる。ところで、ディザ法の規則上、i階調目のドット配置におけるドットは、次のi+1階調目のドット配置でも同じ位置に存在しなくてはならない。上記式（２）では、共通ドット配置側はi階調目しか考慮されず、共通ドット配置[i+1]で追加されるドットについては考慮されないことになる。これでは、共通ドット配置[i+1]で追加されるドット付近に非共通ドット配置[i]での追加ドットが置かれてしまう恐れがある。非共通ドット配置[i]のドットは非共通ドット配置[i+1]でも継承されるため、この場合には非共通ドット配置[i+1]と共通ドット配置[i+1]との重ね合わせの分散性が悪くなってしまう。これに対処するには、次の式（３）で示すように、対象階調に後続する階調についても重み付けして足し合わせるようにすればよい。  
総合ポテンシャルマップ＝PotentialN[i-1]＋α×（k1×PotentialC[i]＋k2×PotentialC[i+1]＋…＋k[255-i]×PotentialC[254]）      ・・・式（３）
上記式（３）において、kは上述のステップ１６０６で決定した階調重みである。また、αは上記式（２）で説明したとおりである。このように、上記式（３）で表される総合ポテンシャルマップを参照して非共通ドット配置[i]を決定することにより、共通閾値マトリクスと組み合わせた時に全階調で粒状性の良好な非共通閾値マトリクスを得ることができる。
【０１１２】
ステップ１６０９では、1階調あたりの新たに加えるオンドットの数NAが決定される。オンドット数NAは、最も簡単には、閾値マトリクスの全画素数を全階調数で割った数とすればよい。そして、オンドット数ＮＡは、通常、各階調値gにおいて一定の値となる。ただし、画像形成時のドットゲイン等の効果を考慮して階調毎に異なるNAとしてもよい。新たに加えるオンドット数NAが決まると、後続のステップ１６１０〜１６１４を含めたループ処理にて、非共通ドット配置[g-1]にオンドットを１つずつ加えていく。具体的には以下の通りである。
【０１１３】
まず、ステップ１６１０では、オンドットを１つ加える位置(x, y)が決定される。その位置は、非共通ドット配置[g-1]でオンドットが未だ存在しない位置で、かつ上述の総合ポテンシャルマップ内で最も値が小さい位置とする。もし、ポテンシャルが最小値をとる位置が複数見つかった場合には、そのうちから１つをランダムに選べばよい。
【０１１４】
ステップ１６１１では、非共通ドット配置[g-1]における上記決定された位置(x, y)に、オンドットが置かれる。
【０１１５】
ステップ１６１２では、ポテンシャルマップが更新される。具体的には、PotentialN(i-1)に位置(x, y)を中心とした単位ポテンシャルを加算し、それに伴い総合ポテンシャルマップも再計算する。
【０１１６】
ステップ１６１３では、非共通閾値マトリクスにおける位置(x, y)の値を現在の階調値gで置き換える処理がなされる。例えば、階調値g＝2のとき、位置(x、y)の閾値マトリクスの値として“2”が設定される。
【０１１７】
ステップ１６１４では、ステップ１６０９で決定されたオンドット数NAに到達したかどうかが判定される。すなわち、ステップ１６１０〜ステップ１６１３の処理がNA回だけ繰り返されたかどうかを判定する。NA回繰り返されていれば、現在の階調値gについてのドット配置の処理が終了する。この時の非共通ドット配置[g-1]を非共通ドット配置[g]とし、PotentialN[g-1]をPotentialN[g]とする。判定の結果、オンドット数NAに到達していれば、ステップ１６１５に進む。一方、オンドット数NAに到達していなければ、ステップ１６１０に戻り、オンドット数NAに到達するまで処理を繰り返す。
【０１１８】
ステップ１６１５では、未処理の階調値gがあるかどうかが判定される。全階調が8ビット形式で表す本実施例の場合であれば、g＝254に到達したかどうかが判定される。判定の結果、g＝254に到達していれば、現在の係数αに対する非共通閾値マトリクスが完成したことになる。完成した非共通閾値マトリクスはHDD等に保存されて、ステップ１６１６に進む。一方、g＝254に到達していなければ、ステップ１６０７に戻り、次の処理対象の階調値gを決定して処理を続行する。
【０１１９】
ステップ１６１６では、全ての係数αに対する非共通閾値マトリクスが作成されているかどうかが判定される。具体的には、係数αの値が上限値である“1”であるかどうかが判定される。判定の結果、α＝1であれば、非共通閾値マトリクス候補の作成処理が終了する。この時点で、上述したトレードオフ関係のバランスが異なる複数の非共通閾値マトリクスの候補が作成されたことになる。一方、α＝1でなければ、ステップ１６１７に進んで係数αの値を更新（すなわち、現在の係数αにステップ１６０２で決定したΔαを加算）して次の処理対象の係数αを決定し、ステップ１６０３に戻って処理を続行する。
【０１２０】
以上が、非共通閾値マトリクス候補作成処理の内容である。
【０１２１】
図１５のフローチャートの説明に戻る。
【０１２２】
ステップ１５０３では、ステップ１５０２で作成された非閾値マトリクスの候補の中から、最適な非共通閾値マトリクスを選択する処理を行なう。
以上のような方法によれば、複数の閾値マトリクス組のうち一部を共通閾値マトリクスとして共通化することができ、省メモリ化を実現することができる。閾値マトリクスの共通化の効果を数値化すると、共通化を行わない場合に比べて閾値マトリクスの記憶に必要な容量が（ｎ＋１）／２ｎ（ｎは特性の異なる閾値マトリクスの数）となる。また、共通閾値マトリクスを使用することにより閾値マトリクスの切替部分における不自然さが緩和される効果もある。
【０１２３】
本実施例では、共通閾値マトリクスで作成されるドットパターンに対して、非共通閾値マトリクスで生成されるドットパターンの重なり率が異なるように、複数の非共通閾値マトリクスが上述の方法で作成される。そして、実施例１と同様に、入力画像の特徴である像域と階調値に応じて、ドット重なり率の異なるドットパターンを実現する閾値マトリクス組が選択される。なお、入力画像の最高濃度値（本実施例では255）が入力された時には、非共通閾値マトリクスとして共通閾値マトリクスを主走査方向（記録媒体の搬送方向）に１画素ずらしたものを使用してもよい。前述したように、１つのノズルから出力可能なドットは１画素おきになるので、共通閾値マトリクスを主走査方向に１画素ずらすことで完全排他のドットパターンを生成できる。また、所定濃度以上の入力階調値を完全排他にする場合も、非共通閾値マトリクスとして共通閾値マトリクスを主走査方向に１画素ずらしたものを選択するようにしてもよい。
【０１２４】
（変形例）
記録媒体上に画像を形成する方式として、同一記録領域に対して記録ヘッドを複数回走査させて記録を行うマルチパス印字方式を採用した場合について、実施例２の変形例として説明する。
【０１２５】
マルチパス印字方式によって、複数の吐出口間におけるインクの吐出特性のばらつきの影響を緩和することができる。マルチパス印字方式における複数回の各走査をパスと呼び、最初の走査を1パス目、二回目の走査を2パス目等と呼ぶ。
【０１２６】
マルチパス印字方式においても、記録媒体の搬送量や主走査方向の位置変動などによるドットを形成するインクの着弾位置の変動により、1パス目が形成するドット群と2パス目が形成するドット群の間で位置ズレが発生することがある。そこで、1パス目のドット配置を共通閾値マトリクスで生成し、2パス目のドット配置を非共通閾値マトリクスで生成するといった具合にパス毎に異なる閾値マトリクスを割り当てることで、本発明をマルチパス印字方式の構成にも適用することができる。なお、パス数は特に制限されず3パス以上でもよい。この場合、NパスであればN枚の閾値マトリクスを使用するのが好ましい。なぜなら同じ閾値マトリクスを使用してしまうと、閾値が低い画素位置ばかりにドットが多く配置されて粒状性が良好にならないためである。したがって、例えばN=6の場合であれば、共通閾値マトリクスを3パターン（共通_1〜共通_3）、非共通閾値マトリクスを3パターン（非共通_1〜非共通_3）の計6枚の閾値マトリクスを作成する。そして、1パス目：共通_1、2パス目：共通_2、3パス目：共通_3、4パス目：非共通_1、5パス目：非共通_2、6パス目：非共通_3といった具合に各閾値マトリクスを各パスに割り当てるようにする。なお、共通と非共通の割合や順番は任意である。また、共通閾値マトリクスにより生成されたドット配置を何パス目で使用するかも特に制限されない。ただし、先行するパスに共通閾値マトリクスを割り当て、かつ共通閾値マトリクスをブルーノイズ特性の高いものにするのがより好ましい。
【０１２７】
以上説明したように、本実施例によっても、複数のノズル群を備えた記録ヘッドを用いて画像を形成する場合において、ドット群毎の着弾位置ズレに伴う濃度変動を抑制しつつ、高濃度部の濃度不足や、細線やエッジ部等の急峻部での鮮鋭性の低下を低減することができる。
【０１２８】
［その他の実施例］
また、本発明は、インターレース走査、フルライン方式における長尺ヘッドを構成する各記録ヘッドや記録チップ等、様々な構成に対して本発明を適用できる。以下、それぞれの概要である。
【０１２９】
＜インターレース走査に適用する場合＞
インターレース走査とは、ノズルの解像度が低い１列のノズル群を用いて、走査毎に間を補完するようにドットパターンを埋め合わせていく複数走査の方式である。ピエゾヘッドで記録するプリンタで本方式を用いることが多い。例えば、インターレース走査で２回の走査を行う場合は、第１のノズル群をインターレース走査における１走査目分、第２のノズル群をインターレース走査における２走査目とそれぞれ読み替えることで適用可能である。
【０１３０】
＜フルライン方式における長尺ヘッドを構成する各記録ヘッドや記録チップに適用する場合＞
短尺の記録ヘッドを複数つないで長尺ヘッドを構成するようなフルライン方式では、通常、短尺の記録ヘッドに複数のノズル群が平行配置されている。それら複数のノズル群を、前述の第１のノズル群や第２のノズル群と読み替えて適用すればよい。
【０１３１】
また、前述の実施例では、記録ヘッドがノズル群１とノズル群２の２つのノズル群で構成される例を中心に説明したが、相対的な位置ズレが発生するノズル群であれば３つ以上の場合であっても、本発明を好適に適用することができる。例えば、ノズル群１、ノズル群２、ノズル群３の３つのノズル群を具備する記録ヘッドであれば、ノズル群１、ノズル群２、ノズル群３のそれぞれで形成するドットパターン間のドット配置を制御すればよい。すなわち、３つのノズル群にそれぞれ対応するドットパターン間のドット重なり率を異ならせた閾値マトリクス組を作成し、入力画像の像域及び階調に応じて最適な閾値マトリクス組を選択すればよい。或いは、ノズル群１とノズル群２、ノズル群１とノズル群３、ノズル群２とノズル群３の３通りに分けて、それぞれに本発明を適用してもよい。
【０１３２】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１３３】
１１０  画像処理装置
１１２  画像特徴抽出部
１１４  ハーフトーン処理部
１２０  画像形成装置
２０１  閾値マトリクス選択部
【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７】
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【図９】
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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６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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