(57)【要約】【課題】量子化された画像の画質向上させる際に、画素一つ一つに対して演算が必要な構成に比較して、少ない計算量で行う画像処理装置を提供する。【解決手段】画像処理装置の選択手段は、量子化された対象とする画像の量子化精度に応じて、フィルタ処理対象となる画素内の量子化誤差の範囲内にある画素を選択し、フィルタ手段は、前記選択手段によって選択された画素の値を元に、フィルタ処理を行う。【選択図】図１
2017021728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子化された対象とする画像の量子化精度に応じて、フィルタ処理対象となる画素内の量子化誤差の範囲内にある画素を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された画素の値を元に、フィルタ処理を行うフィルタ手段
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記フィルタ手段は、前記選択手段によって選択された画素以外の画素をフィルタ処理の注目画素の画素値に設定し、フィルタ処理を行う
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】
前記フィルタ手段は、前記選択手段によって選択された画素以外の画素を零に設定し、フィルタ処理を行う
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４】
前記フィルタ手段は、前記選択手段によって選択された画素以外の画素を範囲内にある画素の値に設定し、フィルタ処理を行う
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５】
前記画像内の画素毎の量子化精度に応じて、前記選択手段での選択に用いる閾値を対象とする画素の画素値とフィルタ処理に用いる参照画素の画素値の差分が予め定められた閾値によって生成された閾値を用いて、画素を選択する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記フィルタ手段によってフィルタ処理された画像を再量子化する再量子化手段
をさらに具備することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
コンピュータを、
量子化された対象とする画像の量子化精度に応じて、フィルタ処理対象となる画素内の量子化誤差の範囲内にある画素を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された画素の値を元に、フィルタ処理を行うフィルタ手段
として機能させるための画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、できるだけ少ないビット数でのバンディング画像補正を実施するとともに、量子化誤差を所定の領域内で分散させることで高精度なバンディング画像補正を実現する画像形成装置を提供することを課題とし、画像形成装置は、各画像信号の補正量を決定し、当該補正量にしたがって、ｎビットの画像信号の各画素値を補正して、第１の補正画像信号を生成し、さらに、第１の補正画像信号を、ｎビットよりも低いｍビットの第２の補正画像信号へ画素ごとに量子化し、また、第１の補正画像信号を第２の補正画像信号へ量子化する際の量子化誤差を、各主走査ラインにおいて連続した複数の画素を含む所定の領域内で打ち消すように分散させることが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、入力信号をビット拡張するに際し、ローパスフィルタの周波数特性に依存することなく、滑らかに変化する出力信号を取得することを課題とし、ローパスフィルタは、８ビットの入力信号Ｓｉから高周波成分を除去し、ｎビットの低周波成分を得て、丸め処理演算部は、ｎビットの低周波成分を１０ビットと８ビットに四捨五入し、減算部は、遅延された８ビットの入力信号Ｓｉと、１０ビットに丸められた低周波成分を減算して（ｓ＋１０）ビットの高周波成分を得て、ビット拡張部は、８ビットに丸められた低周波成分を１０ビットに拡張して加算部に出力し、加算部は、１０ビットに拡張された低周波成分と遅延された（ｓ＋１０）ビットの高周波成分を加算し、リミッタは、加算結果の（ｓ＋１１）ビットの信号を１０ビットに制限し、非線形画像処理を行う画像処理装置の前段に設けられることが開示されている。
【０００４】
特許文献３には、入力端子からの８ビットの入力画像信号をビット拡張手段である１０ビット化回路に供給して１０ビットの入力画像信号にビット拡張した後、制御信号出力手段及び変換部に送り、変換部では、入力画像信号をローパスフィルタ（ＬＰＦ）により平滑化処理し、このローパスフィルタ出力のＬＳＢ（最下位ビット）側の２ビットを抽出して元の入力画像信号と加算し、制御信号出力手段は、ローパスフィルタ出力と元の入力画像信号とを比較し、入力画像信号が高周波成分を含むときは元の入力画像信号をそのまま用いるように変換部を制御し、量子化ノイズを緩和すると共に、８ビットの画像信号の能力限界によって生じる疑似輪郭を目立たなくできることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４２９２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２２１５６９号公報
【特許文献３】特開平０８−２３７６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は補正量にしたがって、各画素値を補正するので計算量がかかる。また、特許文献２は減算部と加算部それぞれの計算量が必要となる。特許文献３は元の入力画像信号と加算しているので、計算量が多くなる。以上のように、それぞれ計算量がかさんでいる。
本発明は、量子化された画像の画質向上させる際に、画素一つ一つに対して演算が必要な構成に比較して、少ない計算量で行う画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
請求項１の発明は、量子化された対象とする画像の量子化精度に応じて、フィルタ処理対象となる画素内の量子化誤差の範囲内にある画素を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された画素の値を元に、フィルタ処理を行うフィルタ手段を具備することを特徴とする画像処理装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、前記フィルタ手段は、前記選択手段によって選択された画素以外の画素をフィルタ処理の注目画素の画素値に設定し、フィルタ処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置である。
【０００９】
請求項３の発明は、前記フィルタ手段は、前記選択手段によって選択された画素以外の画素を零に設定し、フィルタ処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置である。
【００１０】
請求項４の発明は、前記フィルタ手段は、前記選択手段によって選択された画素以外の画素を範囲内にある画素の値に設定し、フィルタ処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、前記画像内の画素毎の量子化精度に応じて、前記選択手段での選択に用いる閾値を対象とする画素の画素値とフィルタ処理に用いる参照画素の画素値の差分が予め定められた閾値によって生成された閾値を用いて、画素を選択することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像処理装置である。
【００１２】
請求項６の発明は、前記フィルタ手段によってフィルタ処理された画像を再量子化する再量子化手段をさらに具備することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像処理装置である。
【００１３】
請求項７の発明は、コンピュータを、量子化された対象とする画像の量子化精度に応じて、フィルタ処理対象となる画素内の量子化誤差の範囲内にある画素を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された画素の値を元に、フィルタ処理を行うフィルタ手段として機能させるための画像処理プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の画像処理装置によれば、量子化された画像の画質を向上させる際に、画素一つ一つに対して演算が必要な構成に比較して、少ない計算量で行うことができる。
【００１５】
請求項２の画像処理装置によれば、選択された画素以外の画素を予め定められた値に設定し、フィルタ処理を行うことができる。
【００１６】
請求項３の画像処理装置によれば、選択された画素以外の画素を零に設定し、フィルタ処理を行うことができる。
【００１７】
請求項４の画像処理装置によれば、選択された画素以外の画素を範囲内にある画素の値に設定し、フィルタ処理を行うことができる。
【００１８】
請求項５の画像処理装置によれば、画素毎の量子化精度に応じて生成した閾値を用いて画素の選択することができる。
【００１９】
請求項６の画像処理装置によれば、フィルタ処理された画像を再量子化することができる。
【００２０】
請求項７の画像処理プログラムによれば、量子化された画像の画質を向上させる際に、画素一つ一つに対して演算が必要な構成に比較して、少ない計算量で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
【図２】本実施の形態を利用したシステム構成例を示す説明図である。
【図３】第１の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施の形態による処理例を示す説明図である。
【図５】第１の実施の形態による処理例を示す説明図である。
【図６】一般的なフィルタ処理による結果例を示す説明図である。
【図７】第２の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
【図８】第２の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
【図９】第２の実施の形態による処理例を示す説明図である。
【図１０】第３の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
【図１１】第３の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
【図１２】第４の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
【図１３】第４の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
【図１４】本実施の形態による実験結果例を示す説明図である。
【図１５】一般的なフィルタ処理による結果例を示す説明図である。
【図１６】本実施の形態による実験結果例を示す説明図である。
【図１７】本実施の形態を実現するコンピュータのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づき本発明を実現するにあたっての好適な各種の実施の形態の例を説明する。
＜＜第１の実施の形態＞＞
図１は、第１の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図を示している。
なお、モジュールとは、一般的に論理的に分離可能なソフトウェア（コンピュータ・プログラム）、ハードウェア等の部品を指す。したがって、本実施の形態におけるモジュールはコンピュータ・プログラムにおけるモジュールのことだけでなく、ハードウェア構成におけるモジュールも指す。それゆえ、本実施の形態は、それらのモジュールとして機能させるためのコンピュータ・プログラム（コンピュータにそれぞれの手順を実行させるためのプログラム、コンピュータをそれぞれの手段として機能させるためのプログラム、コンピュータにそれぞれの機能を実現させるためのプログラム）、システム及び方法の説明をも兼ねている。ただし、説明の都合上、「記憶する」、「記憶させる」、これらと同等の文言を用いるが、これらの文言は、実施の形態がコンピュータ・プログラムの場合は、記憶装置に記憶させる、又は記憶装置に記憶させるように制御するという意味である。また、モジュールは機能に一対一に対応していてもよいが、実装においては、１モジュールを１プログラムで構成してもよいし、複数モジュールを１プログラムで構成してもよく、逆に１モジュールを複数プログラムで構成してもよい。また、複数モジュールは１コンピュータによって実行されてもよいし、分散又は並列環境におけるコンピュータによって１モジュールが複数コンピュータで実行されてもよい。なお、１つのモジュールに他のモジュールが含まれていてもよい。また、以下、「接続」とは物理的な接続の他、論理的な接続（データの授受、指示、データ間の参照関係等）の場合にも用いる。「予め定められた」とは、対象としている処理の前に定まっていることをいい、本実施の形態による処理が始まる前はもちろんのこと、本実施の形態による処理が始まった後であっても、対象としている処理の前であれば、そのときの状況・状態に応じて、又はそれまでの状況・状態に応じて定まることの意を含めて用いる。「予め定められた値」が複数ある場合は、それぞれ異なった値であってもよいし、２以上の値（もちろんのことながら、すべての値も含む）が同じであってもよい。また、「Ａである場合、Ｂをする」という意味を有する記載は、「Ａであるか否かを判断し、Ａであると判断した場合はＢをする」の意味で用いる。ただし、Ａであるか否かの判断が不要である場合を除く。
また、システム又は装置とは、複数のコンピュータ、ハードウェア、装置等がネットワーク（一対一対応の通信接続を含む）等の通信手段で接続されて構成されるほか、１つのコンピュータ、ハードウェア、装置等によって実現される場合も含まれる。「装置」と「システム」とは、互いに同義の用語として用いる。もちろんのことながら、「システム」には、人為的な取り決めである社会的な「仕組み」（社会システム）にすぎないものは含まない。
また、各モジュールによる処理毎に又はモジュール内で複数の処理を行う場合はその処理毎に、対象となる情報を記憶装置から読み込み、その処理を行った後に、処理結果を記憶装置に書き出すものである。したがって、処理前の記憶装置からの読み込み、処理後の記憶装置への書き出しについては、説明を省略する場合がある。なお、ここでの記憶装置としては、ハードディスク、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、外部記憶媒体、通信回線を介した記憶装置、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）内のレジスタ等を含んでいてもよい。
【００２３】
本実施の形態である画像処理装置１００は、量子化された画像の階調を復元するものであって、図１の例に示すように、画像受付モジュール１１０、画素選択モジュール１２０、空間フィルタモジュール１３０、画像出力モジュール１４０を有している。
デジタル画像はビット数は異なるものの、デジタル化の際に量子化処理が行われている。したがって、必ず量子化誤差が含まれていることになる。
従来技術による考え方は、この量子化誤差内で画素値を（線形）補間することで量子化された階調を近似的に復元しようとするものである。量子化誤差内にある画素の画素値をすべて用いるので、エッジ（画素値の変化が激しいところ）が発生しているような箇所では、そのエッジをぼけさせて階調を復元することになってしまう。
本実施の形態では、対象とする画像の量子化精度に応じて、フィルタ処理すべき画像内の画素を選択しており、特に、エッジが発生しているような箇所では、そのエッジの劣化を抑制するようにしている。つまり、エッジの劣化が少なく、階調を復元するものである。
【００２４】
画像受付モジュール１１０は、画素選択モジュール１２０、空間フィルタモジュール１３０と接続されている。画像受付モジュール１１０は、画像を受け付けて、その画像を画素選択モジュール１２０、空間フィルタモジュール１３０へ渡す。画像を受け付けるとは、例えば、ハードディスク（コンピュータに内蔵されているものの他に、ネットワークを介して接続されているもの等を含む）等に記憶されている画像を読み出すこと、他の画像処理装置によって画像処理（主に、量子化処理等）された画像を受け付けること等が含まれる。画像は、多値画像（カラー画像を含む）である。受け付ける画像は、１枚であってもよいし、複数枚であってもよい。また、画像の内容として、ビジネスに用いられる文書、広告宣伝用のパンフレット等であってもよい。
なお、画像処理装置１００が受け付けた画像の量子化精度（例えば、８ｂｉｔ中４ｂｉｔが有効等）は、ここでは既知とする。
【００２５】
画素選択モジュール１２０は、画像受付モジュール１１０、空間フィルタモジュール１３０と接続されている。画素選択モジュール１２０は、対象とする画像の量子化精度に応じて、空間フィルタモジュール１３０によるフィルタ（以下、空間フィルタともいう）処理の対象となる（フィルタ処理すべき）画像内の画素を選択する。例えば、対象とする画素の画素値とフィルタ処理に用いる参照画素（周辺画素）の画素値の差分が予め定められた閾値未満又は以下である場合に、その参照画素を選択する。
選択の基準としては、図４の例を用いて後述する。例えば、注目画素の画素値に対して、量子化誤差の範囲内にある画素を選択する。
【００２６】
空間フィルタモジュール１３０は、画像受付モジュール１１０、画素選択モジュール１２０、画像出力モジュール１４０と接続されている。空間フィルタモジュール１３０は、画素選択モジュール１２０によって選択された画素に対して、フィルタ処理を行う。好適にはローパスフィルタによる高周波成分の除去を行う。これによって、階調を復元させることとなる。
また、空間フィルタモジュール１３０は、画素選択モジュール１２０によって選択された画素以外の画素を予め定められた値に設定し、フィルタ処理を行うようにしてもよい。
つまり、画素選択モジュール１２０が選択しなかった画素については、［１］零（０）に設定し、空間フィルタ処理を行う、つまり、空間フィルタ処理から除く、［２］近隣の量子化誤差範囲内の画素の画素値又は注目画素の画素値で置換するといった処理を行うこととなる。
【００２７】
画像出力モジュール１４０は、空間フィルタモジュール１３０と接続されている。画像出力モジュール１４０は、空間フィルタモジュール１３０によってフィルタ処理された画像を受け取り、その画像を出力する。画像を出力するとは、例えば、プリンタ等の印刷装置で印刷すること、ディスプレイ等の表示装置に表示すること、ファックス等の画像送信装置で画像を送信すること、画像データベース等の画像記憶装置へ画像を書き込むこと、メモリーカード等の記憶媒体に記憶すること、他の画像処理装置へ渡すこと等が含まれる。
【００２８】
図２は、本実施の形態を利用したシステム構成例を示す説明図である。
図２（Ａ）に示す例は、スタンドアロンとして構成したものである。画像印刷装置２００は、対象画像解析モジュール２１０、画像処理装置１００、印刷モジュール２２０を有している。
対象画像解析モジュール２１０は、画像処理装置１００と接続されている。対象画像解析モジュール２１０は、対象とする画像を解析して、その画像内で発生している量子化誤差を推定する。例えば、量子化の空間フィルタの大きさ（幅）を推定する特許文献２等に記載の既存の技術を用いてもよいし、予め定められた値として用いてもよい。
画像処理装置１００は、対象画像解析モジュール２１０、印刷モジュール２２０と接続されている。画像処理装置１００は、対象画像解析モジュール２１０による解析結果を用いて、対象とする画像の階調を復元する。
印刷モジュール２２０は、画像処理装置１００と接続されている。印刷モジュール２２０は、画像処理装置１００による処理結果を印刷する。
図２（Ｂ）に示す例は、画像処理装置１００、ユーザー端末２５０Ａ、ユーザー端末２５０Ｂ、画像印刷装置２６０は、通信回線２９０を介してそれぞれ接続されているシステムである。画像印刷装置２６０は、印刷モジュール２２０を有している。通信回線２９０は、無線、有線、これらの組み合わせであってもよく、例えば、通信インフラとしてのインターネット、イントラネット等であってもよい。画像処理装置１００は、ユーザー端末２５０から画像を受け付け、処理結果の画像を画像印刷装置２６０へ送信して、印刷させる。
また、画像処理装置１００による機能は、クラウドサービスとして実現してもよい。
【００２９】
図３は、第１の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
ステップＳ３０２では、画像受付モジュール１１０は、対象とする画像の量子化誤差（量子化精度）を設定する。前述したように、予め定められた値であってもよいし、対象画像解析モジュール２１０による処理結果を用いるようにしてもよい。
ステップＳ３０４〜ステップＳ３１０の処理を画素数分繰り返す。
ステップＳ３０６では、画素選択モジュール１２０は、量子化誤差内の画素を選択する。
ステップＳ３０８では、空間フィルタモジュール１３０は、ステップＳ３０６で選択された画素に対して、空間フィルタ処理を行う。
ステップＳ３１２では、画像出力モジュール１４０は、処理画像を出力する。
【００３０】
図４は、第１の実施の形態（画素選択モジュール１２０）による処理例を示す説明図である。ここでは、幅７ビット（図４でのフィルタ参照範囲）の１次元フィルタ（具体的には、ローパスフィルタ）による量子化が行われているとする。
具体的には、注目画素４１０（Ｘ）の画素値はｃ４である。注目画素４１０の左隣画素４１３（Ｖ３）の画素値はｃ３である。注目画素４１０の２画素左の画素４１２（Ｖ２）の画素値はｃ４である。注目画素４１０の３画素左の画素４１１（Ｖ１）の画素値はｃ１である。注目画素４１０の右隣画素４１４（Ｖ４）の画素値はｃ５である。注目画素４１０の２画素右の画素４１５（Ｖ５）の画素値はｃ１である。注目画素４１０の３画素右の画素４１６（Ｖ６）の画素値はｃ２である。
そして、量子化誤差は、１画素値単位であるとする。図４では、注目画素４１０（Ｘ）の画素値ｃ４に対して、上下１画素値単位である量子化誤差４２０ａ、量子化誤差４２０ｂである。つまり、画素値ｃ３から画素値ｃ５までの間にある画素値を有する画素は、空間フィルタに対する対象画素とする。それ以外の画素は、空間フィルタの対象画素とはしない。具体的には、量子化誤差４２０ａ、量子化誤差４２０ｂ内にある画素値ｃ４である画素４１２（Ｖ２）、画素値ｃ３である画素４１３（Ｖ３）、画素値ｃ５である画素４１４（Ｖ４）を、空間フィルタに対する対象画素（図４では背景を濃い灰色にした画素）とする。そして、画素値ｃ１である画素４１１（Ｖ１）、画素値ｃ１である画素４１５（Ｖ５）、画素値ｃ２である画素４１６（Ｖ６）は、量子化誤差４２０ａ、量子化誤差４２０ｂ外にあるので、空間フィルタの対象画素（図４では背景を白色にした画素）とはしない。
【００３１】
次に、空間フィルタモジュール１３０によるフィルタ処理について説明する。
本実施の形態では通常の空間フィルタ（例えば、ローパスフィルタ）を用いる。ただし、本実施の形態は量子化誤差によって劣化した階調の復元を目的とするため、量子化誤差外の画素値の参照は不要である。そこで注目画素の量子化誤差内にある画素値のみを対象とする。この制限によりエッジの劣化が防げる。前述の図４における画素値ｃ１である画素４１１（Ｖ１）、画素値ｃ１である画素４１５（Ｖ５）、画素値ｃ２である画素４１６（Ｖ６）を対象とする。
一般的な空間フィルタを（式１）に示す。
【数１】
2017021728.tif 000003
なお、ｘは注目画素の画素値であり、ｖ１〜ｖ６は参照画素Ｖ１〜Ｖ６の画素値であり、ａ０〜ａ６は係数である。Ｘは空間フィルタ結果であり、注目画素の画素値として置換する。このように、（式１）による空間フィルタは、参照画素のすべてを用いて算出している。
空間フィルタモジュール１３０が行う処理、つまり、画素選択モジュール１２０によって選択された画素に対して、空間フィルタ処理を行うとは、例えば、次の２つの式（（式２）、（式３））がある。
（１）量子化誤差外の画素はフィルタから除く。
【数２】
2017021728.tif 000004
（式２）では、選択された画素（注目画素４１０（Ｘ）、画素４１２（Ｖ２）、画素４１３（Ｖ３）、画素４１４（Ｖ４））の画素値によって構成されている。
（２）量子化誤差外の画素は注目画素の画素値で置換する。
【数３】
2017021728.tif 000005
（式３）では、選択された画素以外の画素（画素４１１（Ｖ１）、画素４１５（Ｖ５）、画素４１６（Ｖ６））の画素値は、注目画素４１０（Ｘ）の画素値ｘで置換している。
この場合、フィルタの正規化係数にあたる分母の計算式が変化しないため、（式２）より簡便である。
なお、注目画素の画素値で置換するのではなく、近隣の量子化誤差内の画素値で置換するようにしてもよい。
【００３２】
図５は、第１の実施の形態による処理例を示す説明図である。空間フィルタにローパスフィルタを使用した例を示す。
図５（Ａ）に受付画像５００の例を示す。ここでは、説明を容易にするために、４画素×４画素の画像とする。
また、空間フィルタモジュール１３０が用いる空間フィルタとして、図５（Ｂ）の例に示す空間フィルタ例５１０を示す。なお、選択した画素以外の画素を置換する式（３）を用いた計算を行う。
画素選択モジュール１２０の処理について説明する。図５（Ｄ）の例に示す対象画像５３２は、受付画像５００の（２，２）画素に対して空間フィルタ例５１０を適用する画素を抽出したものである。なお、対象画像５３２の左上画素を（１，１）画素とし、その右隣の画素を（２，１）画素とし、（１，１）画素の下の画素を（１，２）画素とし、以下同様とする。ここで、（２，３）画素、（３，３）画素は、量子化誤差外であるので、対象画像５３２の（２，３）画素を「１２８」から「１６０」に変更し、（３，３）画素を「１１２」から「１６０」に変更する。この場合、空間フィルタモジュール１３０による空間フィルタ処理は、（式４）のようになる。
【数４】
2017021728.tif 000006
つまり、（３，３）画素の画素値が入るべき項５２２と、（２，３）画素の画素値が入るべき項５２４を、量子化誤差外なので注目画素の画素値（１６０）に置換している。
【００３３】
図５（Ｅ）の例に示す対象画像５３４は、受付画像５００の（３，２）画素に対して空間フィルタ例５１０を適用する画素を抽出したものである。そして、量子化誤差外である対象画像５３４の（３，３）画素を「１１２」から「１４４」に変更し、（４，２）画素を「１１２」から「１４４」に変更する。そして、式（３）を適用する。
図５（Ｆ）の例に示す対象画像５３６は、受付画像５００の（２，３）画素に対して空間フィルタ例５１０を適用する画素を抽出したものである。そして、量子化誤差外である対象画像５３６の（１，２）画素を「１７６」から「１２８」に変更し、（１，３）画素を「１７６」から「１２８」に変更し、（２，２）画素を「１６０」から「１２８」に変更する。そして、式（３）を適用する。
図５（Ｇ）の例に示す対象画像５３８は、受付画像５００の（３，３）画素に対して空間フィルタ例５１０を適用する画素を抽出したものである。そして、量子化誤差外である対象画像５３８の（２，２）画素を「１６０」から「１１２」に変更し、（３，２）画素を「１４４」から「１１２」に変更し、（４，４）画素を「１６０」から「１１２」に変更する。そして、式（３）を適用する。
【００３４】
受付画像５００に対する空間フィルタモジュール１３０による処理結果は、図５（Ｈ）の例に示す処理結果５４０のようになる。これを出力画像５９０として出力する。
なお、画素選択モジュール１２０による処理を行わずに、受付画像５００に対して空間フィルタ例５１０をそのまま用いて空間フィルタ処理を行った場合は、図６の例に示す処理結果６４０のようになる。
処理結果５４０と処理結果６４０とを比較すると、処理結果５４０では左上と右下の画素の差が明確となっているが、処理結果６４０では左上と右下の画素の差が処理結果５４０よりも縮まっている。つまり、処理結果６４０は全体的に平滑化されており、この部分がエッジの境界である場合は、エッジが劣化する（ぼける）こととなる。処理結果５４０では、エッジの劣化を抑制していることになる。実験結果については、図１４〜１６の例を用いて後述する。
【００３５】
＜＜第２の実施の形態＞＞
図７は、第２の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
画像処理装置７００は、画像受付モジュール１１０、閾値生成モジュール７１５、画素選択モジュール１２０、空間フィルタモジュール１３０、画像出力モジュール１４０を有している。第１の実施の形態に、閾値生成モジュール７１５を付加したものである。なお、前述の実施の形態と同種の部位には同一符号を付し重複した説明を省略する（以下、同様）。
画像受付モジュール１１０は、画素選択モジュール１２０、空間フィルタモジュール１３０と接続されている。
【００３６】
閾値生成モジュール７１５は、画素選択モジュール１２０と接続されている。閾値生成モジュール７１５は、対象としている画像内の画素毎の量子化精度に応じて、画素選択モジュール１２０での選択に用いる閾値を生成する。具体的には、画像受付モジュール１１０によって受け付けられた画像に施された量子化の閾値を生成する。
画素選択モジュール１２０は、画像受付モジュール１１０、閾値生成モジュール７１５、空間フィルタモジュール１３０と接続されている。画素選択モジュール１２０は、閾値生成モジュール７１５によって生成された閾値を用いて、画素を選択する。閾値生成モジュール７１５が生成した閾値を参照して、画像受付モジュール１１０によって受け付けられた画像の画素値の存在範囲を特定し、処理すべき画素を抽出する。
空間フィルタモジュール１３０は、画像受付モジュール１１０、画素選択モジュール１２０、画像出力モジュール１４０と接続されている。
画像出力モジュール１４０は、空間フィルタモジュール１３０と接続されている。
【００３７】
図８は、第２の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
ステップＳ８０２では、画像受付モジュール１１０は、量子化誤差を設定する。
ステップＳ８０４では、閾値生成モジュール７１５は、閾値を生成する。
ステップＳ８０６〜ステップＳ８１２の処理を画素数分繰り返す。
ステップＳ８０８では、画素選択モジュール１２０は、量子化誤差内の画素を選択する。
ステップＳ８１０では、空間フィルタモジュール１３０は、ステップＳ８０８で選択された画素に対して、空間フィルタ処理を行う。
ステップＳ８１４では、画像出力モジュール１４０は、処理画像を出力する。
【００３８】
図９は、第２の実施の形態による処理例を示す説明図である。
第１の実施の形態では、量子化誤差の判定には画素値同士の差分を用いている。単純には、受け付けた画像の画素値同士の差分を使用すればよい。
第２の実施の形態では、対象としている画像にディザマスクの処理がかかっている場合にも対処可能とするものである。この場合、画素値のとり得るレンジは一定でなく変動する（図９（Ａ））。これを考慮して上記制限を、参照画素の上記レンジが注目画素の画素値又はそのレンジと重なる場合だけに制限している（図９（Ｃ）、（Ｄ））。
具体的に説明する。図９（Ａ）の例に示すように、ディザ閾値は量子化幅（７画素）のレンジで指定される。元の値が閾値を越えれば上の値へ、そうでなければ下の値へ量子化される。図９（Ａ）の例に示す各マスク画素のディザ閾値は、４閾値単位に分かれており、マスク画素９１１は０閾値単位、マスク画素９１２は２閾値単位、マスク画素９１３は３閾値単位、マスク画素９１０は１閾値単位、マスク画素９１４は０閾値単位、マスク画素９１５は２閾値単位、マスク画素９１６は３閾値単位である。
【００３９】
したがって、図９（Ｂ）の例に示すように、画素４１１の真の画素値（対象としている画像が量子化される前の状態の画像における画素値）が存在する範囲は、画素値ｃ０〜ｃ１であり、画素４１２の真の画素値が存在する範囲は、ｃ４の上下２閾値単位であり、画素４１３の真の画素値が存在する範囲は、ｃ３の上３閾値単位、下１閾値単位であり、注目画素４１０の真の画素値が存在する範囲は、ｃ４の上１閾値単位、下３閾値単位であり、画素４１４の真の画素値が存在する範囲は、画素値ｃ４〜ｃ５であり、画素４１５の真の画素値が存在する範囲は、ｃ１の上下２閾値単位であり、画素４１６の真の画素値が存在する範囲は、ｃ２の上３閾値単位、下１閾値単位である。
なお、図４、図９では、一次元フィルタの例を示したが、二次元フィルタを用いてもよい。
【００４０】
参照画素のレンジが注目画素値と重なる場合に制限した例を、図９（Ｃ）に示す。この例では、注目画素４１０の画素値ａ４を含む範囲９３０（画素値ａ４そのものであってもよい）内に、真の画素値が存在する範囲が重なる画素を選択する。したがって、画素４１２、注目画素４１０、画素４１４の画素を選択する。
参照画素のレンジ（ｃ４の上１閾値単位、下３閾値単位）が注目画素値のレンジと重なる場合に制限した例を、図９（Ｄ）に示す。この例では、注目画素４１０の真の画素値が存在する範囲（画素値ａ４を含む範囲９４０）内に、真の画素値が存在する範囲が重なる画素を選択する。したがって、画素４１２、画素４１３、注目画素４１０、画素４１４の画素を選択する。
【００４１】
＜＜第３の実施の形態＞＞
図１０は、第３の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
画像処理装置１０００は、画像受付モジュール１１０、画素選択モジュール１２０、空間フィルタモジュール１３０、画像量子化モジュール１０３５、画像出力モジュール１４０を有している。第１の実施の形態に、画像量子化モジュール１０３５を付加したものである。
画像受付モジュール１１０は、画素選択モジュール１２０、空間フィルタモジュール１３０と接続されている。
画素選択モジュール１２０は、画像受付モジュール１１０、空間フィルタモジュール１３０と接続されている。
空間フィルタモジュール１３０は、画像受付モジュール１１０、画素選択モジュール１２０、画像量子化モジュール１０３５と接続されている。
画像量子化モジュール１０３５は、空間フィルタモジュール１３０、画像出力モジュール１４０と接続されている。画像量子化モジュール１０３５は、空間フィルタモジュール１３０によってフィルタ処理された画像を量子化する。具体的には、予め定められた方法で、空間フィルタモジュール１３０の処理画像の階調と必要ならばビット数を削減する。画像データの肥大化を防ぐために、再量子化でデータサイズを減少させるものである。階調又はビット数を削減することで、例えば対象画像のｂｉｔ数を変更しないままで階調性を向上させることができる。ここでは組織的ディザなどいわゆるハーフトーン処理を用いて画像を量子化することが好ましい。また、画像量子化モジュール１０３５が行う量子化は、画像処理装置１０００によって受け付けられた画像を生成した量子化とは独立の関係である（無関係に設計してよい）。
また、画像量子化モジュール１０３５は、減色を行うようにしてもよい。ビット数を増やすことなく、階調性を向上させるものである。
画像出力モジュール１４０は、画像量子化モジュール１０３５と接続されている。
【００４２】
図１１は、第３の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
ステップＳ１１０２では、画像受付モジュール１１０は、量子化誤差を設定する。
ステップＳ１１０４〜ステップＳ１１１０の処理を画素数分繰り返す。
ステップＳ１１０６では、画素選択モジュール１２０は、量子化誤差内の画素を選択する。
ステップＳ１１０８では、空間フィルタモジュール１３０は、空間フィルタ処理を行う。
ステップＳ１１１２では、画像量子化モジュール１０３５は、処理画像を量子化する。
ステップＳ１１１４では、画像出力モジュール１４０は、処理画像を出力する。
【００４３】
＜＜第４の実施の形態＞＞
図１２は、第４の実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
画像処理装置１２００は、画像受付モジュール１１０、閾値生成モジュール７１５、画素選択モジュール１２０、空間フィルタモジュール１３０、画像量子化モジュール１０３５、画像出力モジュール１４０を有している。第２の実施の形態と第３の実施の形態を組み合わせたものである。
画像受付モジュール１１０は、画素選択モジュール１２０、空間フィルタモジュール１３０と接続されている。
閾値生成モジュール７１５は、画素選択モジュール１２０と接続されている。
画素選択モジュール１２０は、画像受付モジュール１１０、閾値生成モジュール７１５、空間フィルタモジュール１３０と接続されている。
空間フィルタモジュール１３０は、画像受付モジュール１１０、画素選択モジュール１２０、画像量子化モジュール１０３５と接続されている。
画像量子化モジュール１０３５は、空間フィルタモジュール１３０、画像出力モジュール１４０と接続されている。
画像出力モジュール１４０は、画像量子化モジュール１０３５と接続されている。
【００４４】
図１３は、第４の実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
ステップＳ１３０２では、画像受付モジュール１１０は、量子化誤差を設定する。
ステップＳ１３０４では、閾値生成モジュール７１５は、閾値を生成する。
ステップＳ１１３０６〜ステップＳ１３１２の処理を画素数分繰り返す。
ステップＳ１３０８では、画素選択モジュール１２０は、量子化誤差内の画素を選択する。
ステップＳ１３１０では、空間フィルタモジュール１３０は、空間フィルタ処理を行う。
ステップＳ１３１４では、画像量子化モジュール１０３５は、処理画像を量子化する。
ステップＳ１３１６では、画像出力モジュール１４０は、処理画像を出力する。
【００４５】
図１４は、本実施の形態による実験結果例を示す説明図である。なお、図１４（Ａ１）の例に示した画像は、図１４（Ａ）の例に示した画像の縮小画像である（図１４（Ｂ１）等についても、同様）。
図１４（Ａ）は、元画像である。
図１４（Ｂ）は、画像受付モジュール１１０が受け付けた画像である。これは、図１４（Ａ）の例に示す元画像を、単純量子化によって４ｂｉｔ画像としたものである。
図１４（Ｃ）は、図１４（Ｂ）の例に示す画像を対象とした、本実施の形態（空間フィルタモジュール１３０）による処理結果である。図１４（Ｂ）の例に示す画像と比べて、階調が改善されている。つまり、疑似輪郭が目立たなくなっている。
図１４（Ｄ）は、第３の実施の形態による処理結果である。これは、図１４（Ｃ）の例に示す画像を、量子化したものである。図１４（Ｂ）の例に示す画像と比較すると、量子化しても擬似階調を保存していることがわかる。
図１５は、図１４（Ｂ）の例に示す画像を対象とした、一般的なフィルタ処理による結果例を示す説明図である。つまり、一般的ローパスフィルタを用いて処理した結果である。図１５の例に示す画像と図１４（Ｃ）の例に示す画像とを比較すると、図１５の例に示す画像は、全体的に平滑化され、平らな画像となっている。
【００４６】
図１６は、本実施の形態による実験結果例を示す説明図である。図１４の例では、エッジのない画像であったが、図１６の例では、エッジを含む部分の画像を対象としている。
図１６（Ａ）は、元画像である。縞模様のエッジを含んでいる画像である。
図１６（Ｂ）は、画像受付モジュール１１０が受け付けた画像である。これは、図１６（Ａ）の例に示す元画像を、単純量子化によって４ｂｉｔ画像としたものである。
図１６（Ｃ）は、図１６（Ｂ）の例に示す画像を対象とした、本実施の形態（空間フィルタモジュール１３０）による処理結果である。図１６（Ｂ）の例に示す画像と比べて、エッジを保存したまま階調が改善されている。
図１６（Ｄ）は、図１６（Ｂ）の例に示す画像を対象とした、一般的ローパスフィルタを用いて処理した結果である。図１６（Ｄ）の例に示す画像と図１６（Ｃ）の例に示す画像とを比較すると、図１６（Ｄ）の例に示す画像は、全体的に平滑化され、平らな画像となっており、特にエッジ部分が劣化しているが、図１６（Ｃ）の例に示す画像は、エッジ部分の劣化が少なく、階調を復元している。
【００４７】
図１７を参照して、本実施の形態の画像処理装置のハードウェア構成例について説明する。図１７に示す構成は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等によって構成されるものであり、スキャナ等のデータ読み取り部１７１７と、プリンタ等のデータ出力部１７１８を備えたハードウェア構成例を示している。
【００４８】
ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１７０１は、前述の実施の形態において説明した各種のモジュール、すなわち、画像受付モジュール１１０、画素選択モジュール１２０、空間フィルタモジュール１３０、画像出力モジュール１４０、閾値生成モジュール７１５、画像量子化モジュール１０３５等の各モジュールの実行シーケンスを記述したコンピュータ・プログラムにしたがった処理を実行する制御部である。
【００４９】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１７０２は、ＣＰＵ１７０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を格納する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１７０３は、ＣＰＵ１７０１の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を格納する。これらはＣＰＵバス等から構成されるホストバス１７０４により相互に接続されている。
【００５０】
ホストバス１７０４は、ブリッジ１７０５を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バス等の外部バス１７０６に接続されている。
【００５１】
キーボード１７０８、マウス等のポインティングデバイス１７０９は、操作者により操作される入力デバイスである。ディスプレイ１７１０は、液晶表示装置又はＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）等があり、各種情報をテキストやイメージ情報として表示する。
【００５２】
ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）１７１１は、ハードディスク（フラッシュメモリ等であってもよい）を内蔵し、ハードディスクを駆動し、ＣＰＵ１７０１によって実行するプログラムや情報を記録又は再生させる。ハードディスクには、画像受付モジュール１１０が受け付けた画像、閾値、空間フィルタモジュール１３０等による処理結果等が格納される。さらに、その他の各種データ、各種コンピュータ・プログラム等が格納される。
【００５３】
ドライブ１７１２は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体１７１３に記録されているデータ又はプログラムを読み出して、そのデータ又はプログラムを、インタフェース１７０７、外部バス１７０６、ブリッジ１７０５、及びホストバス１７０４を介して接続されているＲＡＭ１７０３に供給する。リムーバブル記録媒体１７１３も、ハードディスクと同様のデータ記録領域として利用可能である。
【００５４】
接続ポート１７１４は、外部接続機器１７１５を接続するポートであり、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４等の接続部を持つ。接続ポート１７１４は、インタフェース１７０７、及び外部バス１７０６、ブリッジ１７０５、ホストバス１７０４等を介してＣＰＵ１７０１等に接続されている。通信部１７１６は、通信回線に接続され、外部とのデータ通信処理を実行する。データ読み取り部１７１７は、例えばスキャナであり、ドキュメントの読み取り処理を実行する。データ出力部１７１８は、例えばプリンタであり、ドキュメントデータの出力処理を実行する。
【００５５】
なお、図１７に示す画像処理装置のハードウェア構成は、１つの構成例を示すものであり、本実施の形態は、図１７に示す構成に限らず、本実施の形態において説明したモジュールを実行可能な構成であればよい。例えば、一部のモジュールを専用のハードウェア（例えば特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）等）で構成してもよく、一部のモジュールは外部のシステム内にあり通信回線で接続しているような形態でもよく、さらに図１７に示すシステムが複数互いに通信回線によって接続されていて互いに協調動作するようにしてもよい。また、特に、パーソナルコンピュータの他、携帯情報通信機器（携帯電話、スマートフォン、モバイル機器、ウェアラブルコンピュータ等を含む）、情報家電、ロボット、複写機、ファックス、スキャナ、プリンタ、複合機（スキャナ、プリンタ、複写機、ファックス等のいずれか２つ以上の機能を有している画像処理装置）などに組み込まれていてもよい。
【００５６】
なお、説明したプログラムについては、記録媒体に格納して提供してもよく、また、そのプログラムを通信手段によって提供してもよい。その場合、例えば、前記説明したプログラムについて、「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」の発明として捉えてもよい。
「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、プログラムのインストール、実行、プログラムの流通等のために用いられる、プログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体をいう。
なお、記録媒体としては、例えば、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）であって、ＤＶＤフォーラムで策定された規格である「ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等」、ＤＶＤ＋ＲＷで策定された規格である「ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等」、コンパクトディスク（ＣＤ）であって、読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＣＤレコーダブル（ＣＤ−Ｒ）、ＣＤリライタブル（ＣＤ−ＲＷ）等、ブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ、ハードディスク、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去及び書換可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、フラッシュ・メモリ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリーカード等が含まれる。
そして、前記のプログラム又はその一部は、前記記録媒体に記録して保存や流通等させてもよい。また、通信によって、例えば、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、イントラネット、エクストラネット等に用いられる有線ネットワーク、又は無線通信ネットワーク、さらにこれらの組み合わせ等の伝送媒体を用いて伝送させてもよく、また、搬送波に乗せて搬送させてもよい。
さらに、前記のプログラムは、他のプログラムの一部分であってもよく、又は別個のプログラムと共に記録媒体に記録されていてもよい。また、複数の記録媒体に分割して
記録されていてもよい。また、圧縮や暗号化等、復元可能であればどのような態様で記録されていてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１００…画像処理装置
１１０…画像受付モジュール
１２０…画素選択モジュール
１３０…空間フィルタモジュール
１４０…画像出力モジュール
２００…画像印刷装置
２１０…対象画像解析モジュール
２２０…印刷モジュール
２５０…ユーザー端末
２６０…画像印刷装置
２９０…通信回線
７００…画像処理装置
７１５…閾値生成モジュール
１０００…画像処理装置
１０３５…画像量子化モジュール
１２００…画像処理装置
【図１】
2017021728.tif 000007
【図２】
2017021728.tif 000008
【図３】
2017021728.tif 000009
【図４】
2017021728.tif 000010
【図５】
2017021728.tif 000011
【図６】
2017021728.tif 000012
【図７】
2017021728.tif 000013
【図８】
2017021728.tif 000014
【図９】
2017021728.tif 000015
【図１０】
2017021728.tif 000016
【図１１】
2017021728.tif 000017
【図１２】
2017021728.tif 000018
【図１３】
2017021728.tif 000019
【図１７】
2017021728.tif 000020
【図１４】
2017021728.tif 000021
【図１５】
2017021728.tif 000022
【図１６】
2017021728.tif 000023