(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって渦巻き状に配置した、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記２値量子化処理を画像空間上で左上から右下へ向かって行い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって時計回りの渦巻き状に配置した、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記２値量子化処理を画像空間上で右上から左下へ向かって行い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって反時計回りの渦巻き状に配置した、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、所定値未満の閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かう渦巻き状に配置し、該所定値以上の閾値を小さいものから順に放射状に分散させて配置した、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、所定値未満の閾値を中心部に集中配置し、該所定値以上の閾値を周辺部に小さいものから順に放射状に分散させて配置した、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、中心部に所定値未満の閾値を小さいものから順に副走査方向に優先的に並ぶように配置した、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項７】
多階調画像データに対し誤差拡散法による多値量子化処理を行い、該多値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値を前記多値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスのそれぞれにおいて、閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって渦巻き状に配置し、
前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスのうち、閾値が高濃度の量子化閾値として用いられるディザ閾値マトリクスにおける閾値増加ステップを、閾値が低・中濃度の量子化閾値として用いられるディザ閾値マトリクスにおける閾値増加ステップより小さくした、
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって渦巻き状に配置したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記２値量子化処理を画像空間上で左上から右下へ向かって行い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって時計回りの渦巻き状に配置したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記２値量子化処理を画像空間上で右上から左下へ向かって行い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって反時計回りの渦巻き状に配置したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、所定値未満の閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かう渦巻き状に配置し、該所定値以上の閾値を小さいものから順に放射状に分散させて配置したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１２】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、所定値未満の閾値を中心部に集中配置し、該所定値以上の閾値を周辺部に小さいものから順に放射状に分散させて配置したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、中心部に所定値未満の閾値を小さいものから順に副走査方向に優先的に並ぶように配置したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１４】
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段は、
前記多階調画像データよりエッジ量を検出し、検出したエッジ量をエッジ度最大から非エッジまでの複数のエッジレベルに量子化して出力するエッジ検出手段と、
注目画素及びその周囲画素について前記エッジ検出手段より出力されたエッジレベルの中で最大のエッジ度を示すエッジレベルを該注目画素に対するエッジレベルとして出力する領域拡張処理手段とを含み、
記憶手段に記憶されている所定のディザ閾値マトリクスの閾値に前記領域拡張処理手段より出力されたエッジレベルに対応した係数を乗じた値に所定の固定値を加算した値を、前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値として出力する、
ことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段は、
前記多階調画像データよりエッジ量を検出し、検出したエッジ量をエッジ度最大から非エッジまでの複数のエッジレベルに量子化して出力するエッジ検出手段と、
注目画素及びその周囲画素について前記エッジ検出手段より出力されたエッジレベルの中で最大のエッジ度を示すエッジレベルを該注目画素に対するエッジレベルとして出力する領域拡張処理手段とを含み、
記憶手段に記憶されている複数の所定のディザ閾値マトリクスの中から、前記領域拡張処理手段より出力されたエッジレベルに基づいて選択したディザ閾値マトリクスの閾値を、前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値として出力する、
ことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
多階調画像データに対し誤差拡散法による多値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値を前記多値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスのそれぞれにおいて、閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって渦巻き状に配置し、
前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスのうち、閾値が高濃度の量子化閾値として用いられるディザ閾値マトリクスにおける閾値増加ステップを、閾値が低・中濃度の量子化閾値として用いられるディザ閾値マトリクスにおける閾値増加ステップより小さくしたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１７】
前記多値量子化処理に用いられる高濃度の量子化閾値をエッジ量にかかわらず固定値としたことを特徴とする請求項１６に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段は、
前記多階調画像データよりエッジ量を検出し、検出したエッジ量をエッジ度最大から非エッジまでの複数のエッジレベルに量子化して出力するエッジ検出手段と、
注目画素及びその周囲画素について前記エッジ検出手段より出力されたエッジレベルの中で最大のエッジ度を示すエッジレベルを該注目画素に対するエッジレベルとして出力する領域拡張処理手段とを含み、
記憶手段に記憶されている複数の所定のディザ閾値マトリクスの中から、前記領域拡張処理手段より出力されたエッジレベルに基づいて選択したディザ閾値マトリクスの閾値を、前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値として出力する、
ことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
請求項８乃至１８のいずれか１項に記載の画像処理装置としてコンピュータを機能させるプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機、プリンタ、ファクス、ディスプレイなどの多階調画像データを扱う各種装置に係り、特に、誤差拡散法を利用する画像形成方法及び画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成に関わる画像処理装置における代表的な中間調処理方法として、ディザ法と誤差拡散法がある。
【０００３】
ディザ法は粒状性に優れ、中間調画像をなめらかに表現できるという長所があるが、短所もある。例えば、階調性を得るために解像性が劣化する。また、周期性画像を発生するディザ法では、網点のような印刷画像に対してモアレが発生しやすい。
【０００４】
他方、誤差拡散法は、原画像に忠実な解像性を得ることができ、文字画像の再現に適する。しかし、写真などの中間調画像では、孤立のドットが分散し、あるいは不規則に連結して配置されるために粒状性が悪く、特異なテクスチャが発生する場合がある。また、電子写真方式のプリンタでは、孤立ドットで画像が形成されるために画像が不安定であり、誤差拡散ではその小ドットの比率が増加するため安定性がさらに低下し、濃度ムラによる粒状性の劣化やバンディングが発生しやすい。
【０００５】
誤差拡散法に関しては、ドットの不規則な連結によるテクスチャを改善するために、量子化閾値としてディザ閾値を用い、ドットの連結を乱してテクスチャを改善させる方法をはじめとして、以下のような改良技術が提案されている。
（１）疑似輪郭、独特の縞模様の発生の除去を目的として、ディザ閾値を用い、エッジ量が大きいほど誤差の拡散量を多くする（特許第２７３３３１４号）。
（２）非エッジの低濃度部での白抜けを防止し、文字のノッチの発生を防ぐ目的で、画像のエッジ部では固定閾値を用い、非エッジ部では変動閾値を用い、変動閾値のレベルを濃度が低い部分ほど低くする（特許第２７５５３０７号）。
（３）３値以上の多値プリンタを用いる場合にモアレと疑似輪郭の発生を防止する目的で、画像のエッジ部で、エッジ量に応じた大きさのディザ信号を画像データに加算し、非エッジ部では固定値を画像データに加算し、この加算後の画像データを固定閾値を用いて多値量子化する（特許２８０１１９５号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、誤差拡散法の弱点を補い、特に安定性に優れた高品位な画像を形成するための画像形成方法と画像処理装置を提供することにある。本発明のもう１つの目的は、写真や高線数の網点画像部などは安定性に優れた高品位な画像を、文字や比較的低線数の網点画像部などは解像性の良い画像を形成するための画像形成方法及び画像処理装置を提供することにある。本発明のもう１つの目的は、高濃度ベタ部におけるドット抜け（白抜け）が少なく高品質な画像再現が可能な画像形成方法及び画像処理装置を提供することにある。本発明のもう１つの目的は、量子化閾値の発生ためのレジスタ又はメモリの削減が可能な画像処理装置を提供することにある。
【０００８】
請求項１記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって渦巻き状に配置した、
ことを特徴とする画像形成方法である。
多階調画像データの濃度レベルが上昇するに従って出力ドットを内側から外側へ向かって渦巻き状に成長させ、ドット集中を促進させるとともに低・中濃度部での隣接周期内のドット結合を阻止して安定性に優れた画像形成を可能にする。
【０００９】
請求項２及び３に記載の発明は、量子化誤差の伝搬の方向性を考慮した方向へ出力ドットを成長させて周期内で形状の整ったドット集中を促進させるものである。
すなわち、請求項２に記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記２値量子化処理を画像空間上で左上から右下へ向かって行い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって時計回りの渦巻き状に配置したことを特徴とする画像形成方法である。
また、請求項３に記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記２値量子化処理を画像空間上で右上から左下へ向かって行い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって反時計回りの渦巻き状に配置したことを特徴とする画像形成方法である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、所定値未満の閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かう渦巻き状に配置し、該所定値以上の閾値を小さいものから順に放射状に分散させて配置したことを特徴とする画像形成方法である。
多階調画像データの低・中濃度レベル領域では出力ドットを内側から外側へ向かって渦巻き状に成長させ、高濃度レベル領域では出力ドットを放射状に分散させて成長させることにより、高濃度部での白抜け現象を緩和することができる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、所定値未満の閾値を中心部に集中配置し、該所定値以上の閾値を周辺部に小さいものから順に放射状に分散させて配置したことを特徴とする画像形成方法である。
多階調画像データの低濃度レベル領域では出力ドットを集中的に成長させ、中・高濃度レベル領域では出力ドットを放射状に分散させて成長させることにより、低濃度部から高濃度部まで、形成される網点の中心位置の揺らぎを押さえ、濃度変化による影響を受けにくい滑らかで高品位な画像の形成を可能にする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行い、該２値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、中心部に所定値未満の閾値を小さいものから順に副走査方向に優先的に並ぶように配置したことを特徴とする画像形成方法である。
多階調画像データの低濃度レベル領域で出力ドットを副走査方向に優先的に成長させることにより、低濃度部で、電子写真方式のプリンタなどにおいてバンディングなどのノイズの影響を受けにくい縦基調のドット成長とすることができる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による多値量子化処理を行い、該多値量子化処理による量子化データに従ってドットを出力することにより画像を形成する画像形成方法であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値を生成し、該エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値を前記多値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスのそれぞれにおいて、閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって渦巻き状に配置し、
前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスのうち、閾値が高濃度の量子化閾値として用いられるディザ閾値マトリクスにおける閾値増加ステップを、閾値が低・中濃度の量子化閾値として用いられるディザ閾値マトリクスにおける閾値増加ステップより小さくしたことを特徴とする画像形成方法である。
多階調画像データの高濃度レベル領域での出力ドットの集中を低・中濃度レベル領域での出力ドットの集中より緩和することにより、高濃度ベタ部におけるドット抜け（白抜け）を効果的に抑えることができる。
【００１５】
請求項８記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって渦巻き状に配置したことを特徴とする画像処理装置である。
【００１６】
請求項９記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記２値量子化処理を画像空間上で左上から右下へ向かって行い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって時計回りの渦巻き状に配置したことを特徴とする画像処理装置である。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記２値量子化処理を画像空間上で右上から左下へ向かって行い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって反時計回りの渦巻き状に配置したことを特徴とする画像処理装置である。
【００１８】
請求項１１記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、所定値未満の閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かう渦巻き状に配置し、該所定値以上の閾値を小さいものから順に放射状に分散させて配置したことを特徴とする画像処理装置である。
【００１９】
請求項１２記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、所定値未満の閾値を中心部に集中配置し、該所定値以上の閾値を周辺部に小さいものから順に放射状に分散させて配置したことを特徴とする画像処理装置である。
【００２０】
請求項１３記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による２値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を前記２値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスにおいて、中心部に所定値未満の閾値を小さいものから順に副走査方向に優先的に並ぶように配置したことを特徴とする画像処理装置である。
【００２１】
請求項１４記載の発明は、請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段は、
前記多階調画像データよりエッジ量を検出し、検出したエッジ量をエッジ度最大から非エッジまでの複数のエッジレベルに量子化して出力するエッジ検出手段と、
注目画素及びその周囲画素について前記エッジ検出手段より出力されたエッジレベルの中で最大のエッジ度を示すエッジレベルを該注目画素に対するエッジレベルとして出力する領域拡張処理手段とを含み、
記憶手段に記憶されている所定のディザ閾値マトリクスの閾値に前記領域拡張処理手段より出力されたエッジレベルに対応した係数を乗じた値に所定の固定値を加算した値を、前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値として出力する、
ことを特徴とする。
【００２２】
請求項１５記載の発明は、請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段は、
前記多階調画像データよりエッジ量を検出し、検出したエッジ量をエッジ度最大から非エッジまでの複数のエッジレベルに量子化して出力するエッジ検出手段と、
注目画素及びその周囲画素について前記エッジ検出手段より出力されたエッジレベルの中で最大のエッジ度を示すエッジレベルを該注目画素に対するエッジレベルとして出力する領域拡張処理手段とを含み、
記憶手段に記憶されている複数の所定のディザ閾値マトリクスの中から、前記領域拡張処理手段より出力されたエッジレベルに基づいて選択したディザ閾値マトリクスの閾値を、前記エッジ量に応じたディザ閾値マトリクスの閾値として出力する、
ことを特徴とする。
【００２３】
請求項１６記載の発明は、
多階調画像データに対し誤差拡散法による多値量子化処理を行って量子化データを出力する画像処理装置であって、
前記多階調画像データのエッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段を有し、該エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値を前記多値量子化処理の量子化閾値として用い、
前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスのそれぞれにおいて、閾値を小さいものから順に内側から外側へ向かって渦巻き状に配置し、
前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスのうち、閾値が高濃度の量子化閾値として用いられるディザ閾値マトリクスにおける閾値増加ステップを、閾値が低・中濃度の量子化閾値として用いられるディザ閾値マトリクスにおける閾値増加ステップより小さくしたことを特徴とする画像処理装置である。
【００２４】
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の画像処理装置において、前記多値量子化処理に用いられる高濃度の量子化閾値をエッジ量にかかわらず固定値としたことを特徴とする。
【００２５】
請求項１８記載の発明は、請求項１６又は１７に記載の画像処理装置において、
前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値を生成する手段は、
前記多階調画像データよりエッジ量を検出し、検出したエッジ量をエッジ度最大から非エッジまでの複数のエッジレベルに量子化して出力するエッジ検出手段と、
注目画素及びその周囲画素について前記エッジ検出手段より出力されたエッジレベルの中で最大のエッジ度を示すエッジレベルを該注目画素に対するエッジレベルとして出力する領域拡張処理手段とを含み、
記憶手段に記憶されている複数の所定のディザ閾値マトリクスの中から、前記領域拡張処理手段より出力されたエッジレベルに基づいて選択したディザ閾値マトリクスの閾値を、前記エッジ量に応じた複数のディザ閾値マトリクスの閾値として出力する、
ことを特徴とする。
【００２６】
請求項１９の発明は、請求項８乃至１８のいずれか１項に記載の画像処理装置としてコンピュータを機能させるプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、説明の重複を避けるため、添付図面中の複数の図面において同一部分又は対応部分に同一の参照番号を用いる。
【００２９】
《実施例１》
図１に、本発明の実施例１による画像処理装置のブロック図を示す。この画像処理装置は、多階調の画像データ１００を受け取り、その量子化データ１０１を出力するもので、量子化処理部１２０、画像特徴抽出部１３０、量子化閾値発生部１４０、量子化処理部１２０と画像特徴抽出部１３０とのタイミング調整のための信号遅延部１５０から構成される。この信号遅延部１５０は必要に応じて設けられるものであり、例えば所要ライン数のラインメモリである。入力される画像データ１００は、例えばスキャナによって６００ｄｐｉで読み取られた８ビット／画素のデータである。一般に、このような画像データ１００は、中間調を滑らかに表現するために平滑化フィルタを通してから入力される。通常、１５０Ｌｐｉ程度の画像周期から平滑化されるため、グラビア印刷などで用いられる１７５Ｌｐｉ以上の高線数網点画像の周期性成分は画像データ１００には残っていない。
【００３０】
量子化処理部１２０は、量子化閾値発生部１４０で生成された量子化閾値を用いて多階調の画像データを誤差拡散法により量子化するものであり、本実施例においては図示のように、量子化器（比較器）１２１、誤差計算部１２２、誤差記憶部１２３、誤差拡散マトリクス部１２４、誤差加算部１２５からなる。画像データ１００は、信号遅延部１５０によってタイミングを調整されて誤差加算部１２５に入力される。誤差加算部１１５によって拡散誤差を加算された画像データは量子化器１２１に入力する。量子化器１２１は、入力した画像データを量子化閾値発生部１４０より与えられる量子化閾値を用いて量子化し、量子化結果を量子化データ１０１として出力する。
【００３１】
説明を簡単にするため、本実施例及び後記各実施例においては、量子化閾値発生部１４０で量子化閾値を１本だけ生成し、量子化器１２１は入力した画像データが量子化閾値以上であるときに”１”、そうでなければ”０”の値をとる１ビットの量子化データ１０１を出力するものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、量子化閾値発生部１４０で３本の量子化閾値を生成し、量子化器１２１でそれら量子化閾値を用いて画像データを４レベルに量子化し、２ビットの量子化データ１０１を出力するような構成とすることもできる。
【００３２】
誤差計算部１２２は量子化器１２１の量子化誤差を算出するものである。ここでは８ビットの画像データを扱っているため、この誤差計算においては、例えば、量子化データ１０１の”１”を２５５（１０進）、”０”を０（１０進）として扱う。算出された量子化誤差は誤差記憶部１２３に一時的に記憶される。この誤差記憶部１２３は、注目画素の周辺の処理済み画素に関する量子化誤差を保存するためのものである。本実施例では、次に述べるように量子化誤差を２ライン先の周辺画素まで拡散させるため、例えば３ラインのラインメモリが誤差記憶部１２３として用いられる。
【００３３】
誤差拡散マトリクス部１２４は、誤差記憶部１２３に記憶されている量子化誤差データから次の注目画素に加算する拡散誤差を計算するものである。本実施例では、誤差拡散マトリクス部１２５は、図２に示すような副走査方向が３画素、主走査方向が５画素のサイズの誤差拡散マトリクスを用いて拡散誤差データを算出する。図２において、＊印は次の注目画素の位置に相当し、ａ，ｂ，．．．，ｋ，ｌは周辺の１２個の処理済み画素の位置に対応した係数（総和は３２）である。誤差拡散マトリクス部１２５では、それら１２個の処理済み画素に対する量子化誤差と対応した係数ａ〜ｌとの積和を３２で除した値を、次の注目画素に対する拡散誤差として誤差加算部１２５に与える。
【００３４】
画像特徴抽出部１３０は、エッジ検出部１３１と領域拡張処理部１３２からなる。エッジ検出部１３１は、画像データ１００のエッジ検出を行うもので、本実施例ではレベル０（エッジ度最大）からレベル８（非エッジ）までのエッジレベルを表す４ビットのエッジデータを出力する。より具体的には、例えば図３に示す４種類の５×５の微分フィルタを用いて、主走査方向、副走査方向、主走査方向から±４５゜傾いた方向の４方向についてエッジ量を検出し、その中で絶対値が最大のエッジ量を選び、そのエッジ量の絶対値をレベル０からレベル８までの９レベルのエッジレベルに量子化して出力する。領域拡張処理部１３２は、エッジ検出部１３１により検出されたエッジに対し７画素幅の領域拡張処理を行うもので、エッジ検出部１３１より出力されたエッジデータを参照し、注目画素の周囲の７×７画素の領域（主走査方向の前後３画素、副走査方向の前後３画素の範囲）の中で最小のエッジレベル（最大のエッジ度合）を注目画素のエッジレベルとして、それを４ビットのエッジデータとして出力する。このエッジデータは、量子化閾値発生部１４０に与えられる。
【００３５】
量子化閾値発生部１４０は、領域拡張処理部１３２より出力されたエッジデータで表されるエッジレベルに応じた振動幅で、画像空間上で周期的に振動する量子化閾値を生成し、それを量子化処理部１２０の量子化器１２１に与えるもので、ディザ閾値発生部１４１と、このディザ閾値発生部１４１の出力値に、エッジデータで示されるエッジレベルに対応した係数（０〜８）を掛ける乗算部１４２、乗算部１４２の出力値に固定値を加算する加算部１４３から構成される。
【００３６】
本実施例では、ディザ閾値発生部１４１は、図４に示すような−７から＋８までの閾値を小さいものから順に（−７が最小、＋８が最大）内側から外側へ時計回りの渦巻き状に配置した４×４のディザ閾値マトリクスを用い、画像空間上で周期的に−７から＋８まで振動するディザ閾値を出力する。ディザ閾値周期は４画素で、これは６００ｄｐｉの画像形成の場合には１５０Ｌｐｉに相当する。このようなディザ閾値発生部１４１は、上記ディザ閾値マトリクスを格納したＲＯＭと、画像データの主，副走査のタイミング信号をカウントして、このＲＯＭの読み出しアドレスを発生するカウンタなどによって容易に実現できる。
【００３７】
乗算部１４２は、画像特徴抽出部１３０からのエッジデータで示されるエッジレベルがレベル８（非エッジ）の時に係数８を、レベル７の時に係数７を、レベル６の時に係数６を、レベル５の時に係数５を、レベル４の時に係数４を、レベル３の時に係数３を、レベル２の時に係数２を、レベル１の時に係数１を、レベル０（最大エッジ度合）の時に係数０を、ディザ閾値発生部１４１の出力値に乗じる。したがって、乗算部１４２の出力値はエッジレベル８（非エッジ）の時に＋６４から−５６までの最大の振動幅で振動する。加算部１４３で加算される固定値は画像データ幅の中央値の＋１２８（１０進）に選ばれる。よって、量子化器１２１に与えられる量子化閾値は、＋１２８を中心として振動し、その最大の振動幅は１２０（＋１９２から７２まで）である。
【００３８】
以上のように構成された画像処理装置の量子化データ１０１を例えば電子写真方式のプリンタなどに与えれば、文字、画像の変化点や比較的低線数の網点画像部などは解像性が良く、写真、画像の変化の少ない部分、高線数の網点画像などは滑らかで安定性が良く、それら領域が違和感なく整合した高品位な画像を形成可能である。これについて以下説明する。
【００３９】
画像中の文字や線画のエッジ部のような変化が急峻でエッジレベルがレベル０（エッジ度合最高）となる部分では、量子化閾値発生部１４０で生成される量子化閾値は＋１２８に固定されるため、量子化処理部１２０で固定閾値を用いた純粋な誤差拡散法による量子化処理が行われるため、解像性の良い画像を形成できる。
【００４０】
写真や画像の平坦部のようにエッジ度合が低い（エッジレベルが高い）部分では、量子化閾値発生部１４０によって生成される量子化閾値の振動幅が大きくなるため、量子化処理部１２０の量子化処理はディザ基調の処理となり、画像データはディザ閾値周期で網点化される。図４に示すような閾値配置のディザ閾値マトリクスが量子化閾値の生成に用いられるため、画像データの濃度レベルが上昇するにつれて、ディザ閾値周期内で中央部より渦巻き状に出力ドットが成長するようになる。
【００４１】
スキャナによって原稿画像を読み取る場合などは、通常、図１０に細線の矢線で示すように主走査は左から右へ、副走査は上から下へ行われ、画像データは読み取られた順に入力されるため、量子化処理部１２０の量子化処理の方向つまり量子化誤差の伝搬方向は、図１０に太線の矢印で示すように左上から右下へ向かう方向である。この場合、画像平坦部において、４画素×４画素のディザ閾値周期内で図６に示すような量子化閾値が生成されるため、濃度レベルが低レベルから上昇するにつれて、図５に示すような順番で出力ドットが発生する。つまり、時計回りの渦巻き状に内側から外側へ向かって出力ドットが成長する。画像の低濃度部、中濃度部、高濃度部における出力ドットの発生の様子を図７、図８、図９にそれぞれ示す。図７と図８に見られるように、低・中濃度部では出力ドットが集中し、また、隣り合うディザ閾値周期の出力ドットは互いに結合しない。したがって、低・中濃度の画像平坦部の粒状性が良好で安定性に優れた画像を形成できる。また、ディザ閾値マトリクスの中心部において、閾値は小さい順に副走査方向へ優先的に並ぶように配置されているため、低濃度部では、図５から理解されるように、出力ドットは上向きに成長し、続いて下向きに成長する。つまり、低濃度部では、副走査方向へ優先的に成長する縦基調のドット成長となる。このような縦基調のドット成長とすると、特に電子写真方式のプリンタを画像形成に利用する場合に、横基調のドット成長よりもバンディングなどの画像処理以外の要因によるノイズの影響を受けにくく、安定性の優れた高品位な画像を形成できる。
【００４２】
図１１に細線の矢線で示すように主走査を右から左へ、副走査を上から下へ行って原稿画像が読み取られ、その読み取りの順に画像データが入力される場合には、量子化処理部１２０の量子化処理の方向つまり量子化誤差の伝搬方向は、図１１に太線の矢印で示すように右上から左下へ向かう方向である。この場合、画像平坦部において、４画素×４画素のディザ閾値周期内で図１３に示すような量子化閾値が生成されるため、図１２に示すような順番で出力ドットが発生する。つまり、反時計回りの渦巻き状に出力ドットが成長する。
【００４３】
誤差拡散法による量子化処理では、量子化誤差の拡散効果によって出力ドットの揺らぎが生じるため、低・中濃度部で前述した通りに出力ドットが成長するとは限らない。量子化処理が左上から右下へ行われる場合に時計回りに出力ドットを成長させ、量子化処理が右上から左下へ行われる場合に反時計回りに出力ドットを成長させると、量子化誤差の伝搬方向特性との関係から、ディザ閾値周期内で、より形状の整ったドット集中が促進されるため、低・中濃度部の安定性、粒状性が向上する。
【００４４】
また、本実施例の画像処理装置においては、エッジ度合の大きい領域と小さい領域の境界部分ではエッジ度合に応じて量子化閾値の振動幅が徐々に増減させられ、誤差拡散主体の処理からディザ主体の処理へ、あるいは、その逆向きに量子化処理の特性が滑らかに切り替えられる。したがって、両画像領域の境界部分が違和感なく整合した画像を形成することができる。
【００４５】
さて、画像特徴抽出部１３０の領域拡張処理部１３２は、エッジデータに対し７画素幅の領域拡張を行うが、６００ｄｐｉの画像形成の場合、この７画素の領域拡張幅は原稿上で約０．３ｍｍにあたり、これは約８６Ｌｐｉの網点周期に相当する。したがって、８６Ｌｐｉより高線数の網点画像部はエッジ部として評価され、量子化処理部１２０において固定した量子化閾値又は小さな振動幅の量子化閾値を用いた誤差拡散主体の処理が行われることになるため、網点を高い解像度で忠実に再現でき、モアレも発生しない。
【００４６】
また、前述のように、１７５Ｌｐｉ以上の高線数の網点成分は平滑化され画像データ１００には残らないため、そのような高線数の網点画像部はエッジレベルがレベル８又は高いレベルとなり、画像平坦部と同様に大きな振動幅の量子化閾値を用いたディザ基調の処理によってディザ閾値周期（１５０Ｌｐｉ）で再網点化され、粒状性及び安定性の優れた画像を形成することができ、また画像データ１００から網点成分が失われているためモアレも発生しない。
【００４７】
８６Ｌｐｉより低線数の網点画像では、エッジとして評価される網点境界部は固定した又は小さな振動幅の量子化閾値を用いた誤差拡散主体の処理が行われるため網点を忠実再現し、かつモアレの発生を防止でき、また、エッジとして評価されない網点中央部は、大きな振動幅の量子化閾値を用いたディザ基調の処理が行われるため安定性及び粒状性の良好な画像を形成できる。
【００４８】
《実施例２》
本発明の実施例２によれば、図１に示した構成の画像処理装置において、量子化閾値発生部１４０のディザ閾値発生部１４１で、図１４に示すような８×８のディザ閾値マトリクスを用いて、画像空間上で周期的に−７から＋８まで振動するディザ閾値を発生する。これ以外の構成は前記実施例１と同じである。
【００４９】
図１４のディザ閾値マトリクスは、太線枠で囲んで示した４×４の基本ディザ閾値（図４に示したディザ閾値マトリクスと同一のもの）を４個組合せて８×８に拡大したもので、主走査方向に隣接した基本ディザ閾値マトリクスを相対的に副走査方向へ半位相シフトさせた構成である。
【００５０】
このようなディザ閾値マトリクスを用いれば、ディザ基調の処理となる画像平坦部などにおいて、低濃度、中濃度、高濃度の各部分では図１５、図１６、図１７に示すような網点配置となり、ほぼ６３．５゜のスクリーン角が付くため、誤差拡散処理との相性も良好で網点の崩れが少なく、粒状性が良好である。
【００５１】
なお、ディザ閾値発生部１４１は、必ずしも図１４に示す８×８のディザ閾値マトリクスを格納したＲＯＭを持つ必要はなく、４×４の基本ディザ閾値マトリクスを格納したＲＯＭを持ち、その読み出しアドレスの制御によって、図１４のディザ閾値マトリクスによる量子化閾値の生成が可能である。
【００５２】
《実施例３》
本発明の実施例３によれば、図１に示した構成の画像処理装置において、量子化閾値発生部１４０のディザ閾値発生部１４１で、図１８に示すように−７から＋２までの閾値を小さい順に時計回り渦巻き状に配置し、＋３以上の閾値を小さい順に放射状に分散させて配置した４×４のディザ閾値マトリクスを用いて、画像空間上で周期的に−７から＋８まで振動するディザ閾値を発生する。これ以外の構成は前記実施例１と同じである。
【００５３】
このようなディザ閾値マトリクスを用いるため、ディザ基調の処理となる画像平坦部などでは、ディザ閾値周期内で図１９に示すような量子化閾値が生成される。したがって、低濃度部、中濃度部、高濃度部での出力ドットの成長は図２０に示すようなものとなる。図２０（ｃ）に見られるように、ディザ閾値周期内の周辺部では出力ドットが分散して成長するため、図９と対比すれば明らかなように、高濃度のベタ部での白抜け現象が緩和される。また、低・中濃度部ではドットの集中が促進される。したがって、安定性に優れ、かつ白抜けが目立たない高品位な画像を形成できる。
【００５４】
《実施例４》
本発明の実施例４によれば、図１に示した構成の画像処理装置において、量子化閾値発生部１４０のディザ閾値発生部１４１で、図２１に示すように−７から−４までの閾値を中央部に集中配置し、−３から＋８までの閾値を周辺部に放射状に分散させて配置した４×４のディザ閾値マトリクスを用いて、画像空間上で周期的に−７から＋８まで振動するディザ閾値を発生する。これ以外の構成は前記実施例１と同じである。
【００５５】
このようなディザ閾値マトリクスを用いるため、ディザ基調処理となる画像平坦部などでは、出力ドットは図２２に示すような順序で発生する。すなわち、低濃度部ではディザ閾値周期の中心部に集中的に出力ドットが成長し、中・高濃度部では出力ドットが放射状に成長する。このような出力ドット成長であるため、低濃度部から高濃度部まで、形成される網点の中心位置がディザ閾値周期のほぼ中心に位置し、網点の揺らぎが小さくなる。したがって、濃度変化による影響を受けにくい、滑らかで高品位な画像を形成できる。
【００５６】
《実施例５》
本発明の実施例５によれば、図１に示した全体的構成の画像処理装置において、量子化閾値発生部１４０が図２３に示すような構成とされる。画像特徴抽出部１３０（図１）のエッジ検出部１３１は、エッジ量をレベル０（エッジ度合最大）からレベル３（非エッジ）までの４レベルのエッジレベルに量子化し、それを２ビットのエッジデータとして出力するように変更される。
【００５７】
図２３に見られるように、本実施例における量子化閾値発生部１４０は、エッジレベル０に対応した閾値生成部１４５＿０、エッジレベル１に対応した閾値生成部１４５＿１、エッジレベル２に対応する閾値生成部１４５＿２、エッジレベル３に対応する閾値生成部１４５＿３、画像特徴抽出部１３０より出力されるエッジデータによって示されるエッジレベルに応じて閾値生成部１４５＿０〜１４５＿３のいずれかで生成された閾値を選択し、それを量子化閾値として量子化処理部１２０（図１）の量子化器１２１に与える閾値選択部１４６からなる。
【００５８】
エッジレベル３（非エッジ）に対応した閾値生成部１４５＿３は、例えば前記実施例１、２、３又は４で用いられたディザ閾値マトリクスの各閾値に８を乗じてから１２８を加算したディザ閾値マトリクスを用いて、最大の振動幅で振動する閾値を生成する。エッジレベル２に対応した閾値生成部１４５＿２は、そのような前記実施例のディザ閾値マトリクスの各閾値に５を乗じてから１２８を加算したディザ閾値マトリクスを用いて、より小さい振動幅で振動する閾値を生成する。エッジレベル１に対応した閾値生成部１４５＿１は、そのような前記実施例のディザ閾値マトリクスの各閾値に２を乗じてから１２８を加算したディザ閾値マトリクスを用いて、さらに小さい振動幅で振動する閾値を生成する。エッジレベル０（エッジ度合最大）に対応した閾値生成部１４５＿０は、固定値（＋１２８）を生成する。
【００５９】
したがって、本実施例においても、前記実施例１、２、３又は４と同様の量子化処理を行って高品位な画像を形成可能であることは明らかである。
【００６０】
本実施例の量子化閾値発生部１４０の構成によれば、ハードウェア、ソフトウェアのいずれで実現するにしてもコスト又は処理時間の面で一般的に不利な乗算のための手段（図１における乗算部１４２に相当）を排除できる。また、領域拡張処理部１３２は、領域拡張幅に対応した複数ライン分のエッジデータを一時的に記憶する必要とするが、エッジデータが２ビットに圧縮される分だけ、その一時記憶のためのラインメモリなどの容量を削減できる。また、エッジレベル数が４と少ないので、閾値生成部１４５＿０〜１４５＿２においてディザ閾値マトリクスの格納のために必要なメモリ量も少なくて済む。
【００６１】
なお、領域拡張処理部１３２のメモリは削減されないが、エッジ検出部１３１では９レベルのエッジレベルを出力し、領域拡張部１３２においてエッジレベルを４レベルに変換して出力する構成も可能である。
【００６２】
以上の各実施例は、多値画像データを２値に量子化する例であったが、(n-1)個の量子化閾値を発生し、多値画像をｎ値（ｎ≧３）に量子化する画像処理装置についても本発明を適用できる。以下、多値画像データを３値に量子化する実施例について説明する。
【００６３】
《実施例６》
本発明の実施例６による画像処理装置の全体的構成は図１に示す通りであるが、３値量子化であるため、量子化閾値発生部１４０は図２４に示すように２つの量子化閾値ｔｈ１，ｔｈ２（ｔｈ１＜ｔｈ２）を発生する構成に変更される。
【００６４】
また、量子化処理部１２０の量子化器１２１は、量子化閾値発生部１４０より供給される量子化閾値ｔｈ１，ｔｈ２を用いて多値画像データを３値量子化し、２ビットの量子化データ１０１を出力する構成に変更される。例えば、多値画像データのレベルが量子化閾値ｔｈ１より低いときには”００”（ドットなし）を、多値画像データのレベルが量子化閾値ｔｈ１以上で量子化閾値ｔｈ２より低いときに”０１”（小ドット）を、多値画像データのレベルが量子化閾値ｔｈ２以上のときに”１１”（大ドット）を、量子化データ１０１として出力する。
【００６５】
また、誤差計算部１２２（【図】１）は、量子化データ１０１の”００”を０（１０進）、”０１”を例えば１２７（１０進）、”１１”を２５５（１０進）として扱って量子化誤差を算出する構成に変更される。
【００６６】
また、画像特徴抽出部１３０（図１）は、前記実施例５と同様に、レベル０（エッジ度合最大）からレベル３（非エッジ）までの４レベルのエッジデータを出力する構成とされる。
【００６７】
量子化閾値発生部１４０は、図２４に示すように、量子化閾値ｔｈ１を発生するための４つのディザ閾値マトリクスを記憶している閾値記憶部２００，２０１，２０２，２０３と、エッジデータに応じて閾値記憶部２００〜２０３の１つを選択し、それに記憶されているディザ閾値マトリクスを用いて量子化閾値ｔｈ１を生成する閾値生成部２０４と、量子化閾値ｔｈ２を発生するための４つのディザ閾値マトリクスを記憶している閾値記憶部２１０，２１１，２１２，２１３と、エッジデータに応じて閾値記憶部２１０〜２１３の１つを選択し、それに記憶されているディザ閾値マトリクスを用いて量子化閾値ｔｈ２を生成する閾値生成部２１４とから構成される。
【００６８】
本実施例においては、閾値記憶部２００，２０１，２０２，２０３には、図２５に示すディザ閾値マトリクス２２０，２２１，２２２，２２３がそれぞれ記憶されている。閾値生成部２０４は、画像特徴抽出部１３０より入力するエッジデータの示すエッジレベルがレベル０（エッジ度合最大）の時に閾値記憶部２００、レベル１の時に閾値記憶部２０１、レベル２の時に閾値記憶部部２０２、レベル３（非エッジ）の時に閾値記憶部２０３を選択し、選択した閾値記憶部に記憶されているディザ閾値マトリクスを用いて量子化閾値ｔｈ１を生成する。
【００６９】
また、閾値生成部２１０，２１１，２１２，２１３には、図２５に示すディザ閾値マトリクス２３０，２３１，２３２，２３３がそれぞれ記憶されている。閾値生成部２１４は、エッジデータの示すエッジレベルがレベル０の時に閾値記憶部２１０、レベル１の時に閾値記憶部部２１１、レベル２の時に閾値記憶部２１２、レベル３の時に閾値記憶部２１３を選択し、選択した閾値記憶部に記憶されているディザ閾値マトリクスを用いて量子化閾値ｔｈ２を生成する。
【００７０】
図２５を参照すると、エッジレベル３のディザ閾値マトリクス２２３，２３３は、閾値が小さいほうから渦巻き状に配列されおり、また閾値は大きな６ステップずつ増加する。したがって、濃度変化が小さい連続調画像部分や高線数の網点画像部分では、低濃度から高濃度までドットが強く集中し、対バンディング性、粒状性、安定性、階調性が優れた画像再現が可能である。
【００７１】
一方、エッジレベル０のディザ閾値マトリクス２２０，２３０は、閾値は同じく小さいほうから渦巻き状に配置されているが、閾値は２ステップずつ増加する。したがって、文字や線画のような濃度変化が大きな画像部分、比較的低線数の網点画像部では、量子化閾値ｔｈ１，ｔｈ２の振幅が小さく、固定閾値を用いる誤差拡散に近い量子化となり、解像性の高い画像再現が可能となる。
【００７２】
エッジレベル２のディザ閾値マトリクス２２２，２３２は閾値が４ステップずつ増加するため、エッジレベル２の画像部分における量子化閾値ｔｈ２，ｔｈ２の振幅はエッジレベル３の画像部分より若干小さくなり、ドット集中はやや弱まる。エッジレベル１のディザ閾値マトリクス２２１，２３１は閾値が３ステップずつ増加するため、エッジレベル１の画像部分における量子化閾値ｔｈ２，ｔｈ２の振幅はエッジレベル０の画像部分より若干小さく、ドット集中はさらに弱まる。しがって、画像の平坦部からエッジ部まで、低線数の網点画像部から高線数の網点画像部まで、違和感なく整合した高品質な画像再現が可能である。
【００７３】
本実施例は３値量子化であったが、４値以上の多値量子化の場合にも、本実施例と同様の構成により高品質な画像再現が可能となることは明白である。
【００７４】
なお、画像特徴抽出部１３０において領域拡張処理を行わない構成も可能である。
【００７５】
《実施例７》
本発明の実施例７による画像処理装置は、全体的構成、量子化閾値発生部１４０の構成、量子化処理部１２０の量子化器１２１及び誤差計算部１２２の構成、画像特徴抽出部１３０の構成は、前記実施例６と同様である。ただし、量子化閾値発生部１４０の誤差記憶部２００〜２０３，２１０〜２１３には、図２６に示すようなディザ閾値マトリクス２４０〜２４３，２５０〜２５３が記憶されている。
【００７６】
図２６から分かるように、本実施例においては、各エッジレベルでの低・中濃度の量子化閾値ｔｈ１を生成するためのディザ閾値マトリクス２４０〜２４３に比べ、高濃度の量子化閾値ｔｈ２用のディザ閾値マトリクス２５０〜２５３は、閾値の増加ステップが小さくなるように設定され、よって、各エッジレベルで、高濃度側の量子化閾値ｔｈ２の振幅は低濃度側の量子化閾値ｔｈ１の振幅より小さくなる。
【００７７】
前記実施例６では各エッジレベルでのディザ閾値マトリクスの閾値の増加ステップは低濃度側も高濃度側も同じであり、高濃度側の閾値についても低濃度側と同様の強いディザ形状があるため、完全な黒ベタでない画像部分で常に最も大きな閾値に対応する位置のドットが抜けるため、特にディザ基調の処理となる画像平坦領域の高濃度ベタ部でドット抜け（白抜け）が目立ちやすい。本実施例では、高濃度側の閾値の増加ステップを低濃度側の閾値の増加ステップより小さく設定してドットの集中を緩和することにより、そのような高濃度ベタ画像部におけるドット抜け（白抜け）を効果的に減らすことができる。しかも、低濃度側の閾値は前記実施例６と同様であるので、低濃度部での対バンディング性、粒状性、階調性が損なわれることはない。
【００７８】
本実施例は３値量子化であったが、４値以上の多値量子化の場合にも、高濃度側の閾値ほど増加ステップを小さくするようにディザ閾値マトリクスを設定することにより、本実施例と同様に高濃度ベタ領域でのドット抜け（白抜け）を低減できる効果が得られる。
【００７９】
なお、誤差拡散を用いない単純な多値ディザ処理で、高濃度領域におけるドットが分散するようなディザ閾値マトリクスを設定する方法があるが、この方法では濃度保存がなされないため、階調表現が不十分になることがある。本発明では、誤差拡散とディザ閾値を組み合わせ、かつ、高濃度部においてドットの集中を緩和することによって、高濃度ベタ部のドット抜け（白抜け）の低減と良好な階調表現を両立させることができる。
【００８０】
なお、画像特徴抽出部１３０において領域拡張処理を行わない構成も可能である。
【００８１】
《実施例８》
本発明の実施例８による画像処理装置は、全体的構成、量子化閾値発生部１４０の構成、量子化処理部１２０の量子化器１２１及び誤差計算部１２２の構成、画像特徴抽出部１３０の構成は、前記実施例６と同様であるが、量子化閾値発生部１４０の誤差記憶部２００〜２０３，２１０〜２１３に記憶されるディザ閾値マトリクスは、図２７に示すように変更される。閾値記憶部２００〜２０３に記憶される低濃度側のディザ閾値マトリクス２６０〜２６３は、前記実施例６又は７のディザ閾値マトリクス２２０〜２２３又は２４０〜２４３と同一のドット集中型のマトリクスである。一方、各閾値記憶部２１０〜２１３に記憶される高濃度側のディザ閾値マトリクス２７０〜２７３は、全ての閾値が同一の固定値である（閾値の増加ステップは０である）。
【００８２】
このように、各エッジレベルでの高濃度側の閾値をそれぞれ同一の固定値とすることにより、各閾値記憶部２１０〜２１３にはそれぞれ１個の閾値を記憶しておけば足りるため、各閾値記憶部２１０〜２１３としてのレジスタ又はメモリの容量を閾値１個分まで削減することができ、装置のコスト低減を図ることができる。また、高濃度側の閾値を、エッジレベル３（非エッジ部）では２００、エッジレベル０（エッジ部）では１６０というようにエッジレベルによって異ならせることにより、エッジレベルごとに大ドット、小ドットの発生頻度を制御している。エッジレベル０（エッジ部）では、高濃度側の閾値を下げて小ドットの発生を抑えて大ドットの発生を促進することにより、均一濃度の背景領域に存在する黒文字などの視認性を向上させる効果が得られる。
【００８３】
本実施例は３値量子化の例であるが、例えば４値量子化の場合にも、各エッジレベルでの高濃度側閾値を異なった値に固定することで、大ドット（高濃度）の発生を促進し、中ドット（中濃度）、小ドット（低濃度）の発生頻度を抑制することにより、均一濃度の背景領域内の黒文字などの視認性を向上させることができる。なお、画像特徴抽出部１３０において領域拡張処理を行わない構成も可能である。
【００８４】
前述したような、誤差拡散を用いない単純な多値ディザ処理で高濃度領域におけるドットが分散するようなディザ閾値マトリクスを設定する方法では、本実施例のように高濃度側の閾値を同一値に固定すると、高濃度部での階調表現が非常に乏しくなる。本実施例では、誤差拡散を行うため、そのような不都合を回避できる。
【００８５】
《実施例９》
本発明の実施例９による画像処理装置は、全体的構成、量子化閾値発生部１４０の構成、量子化処理部１２０の量子化器１２１及び誤差計算部１２２の構成、画像特徴抽出部１３０の構成は、前記実施例６と同様であるが、量子化閾値発生部１４０の誤差記憶部２００〜２０３，２１０〜２１３に記憶されるディザ閾値マトリクスは、図２８に示すように変更される。閾値記憶部２００〜２０３に記憶される低濃度側のディザ閾値マトリクス２８０〜２８３は、前記実施例６、７又は８のディザ閾値マトリクス２２０〜２２３、２４０〜２４３又は２６０〜２６３と同一のドット集中型のマトリクスである。一方、閾値記憶部２１０〜２１３に記憶される高濃度側のディザ閾値マトリクス２９０〜２９３は、全ての閾値が２００である。このようにエッジレベルに関係なく、高濃度側の閾値を同一値とすることにより、閾値記憶部２１０〜２１３を１つの閾値記憶部に集約し、しかも、それを閾値１個分の容量を持つ１個のレジスタ又はメモリで実現することができるため、前記実施例８より以上に装置のコスト削減が可能である。
【００８６】
なお、画像特徴抽出部１３０において領域拡張処理を行わない構成も可能である。
【００８７】
以上説明した各実施例の画像処理装置は、一般的なコンピュータを利用してソフトウェアにより実現することも可能である。この場合、画像処理装置の各部の機能をコンピュータ上で実現するためのプログラムを、例えば、それが記録された磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体記憶素子などの各種記憶媒体から読み込み、又は、ネットワークを経由して外部のコンピュータなどから受信し、コンピュータのメインメモリにロードしＣＰＵに実行させることにより、本発明の画像処理装置をコンピュータ上に実現することができる。各種データの保存や信号遅延のために必要なラインメモリなどの記憶領域としては、例えばメインメモリが利用される。このようなプログラムが記録された、コンピュータが読み取り可能な各種記憶媒体も本発明に包含される。
【００８８】
前記各実施例の画像処理装置は、プリンタ、ディスプレイ等の画像形成に関連した機器や、画像読み取りと画像形成の両方に関連したデジタル複写機やファクス装置のような機器に組み込むことができる。そのような実施形態の一例として、本発明を適用したデジタル複写機の実施例について次に説明する。
【００８９】
《実施例１０》
図２４は、デジタル複写機の画像読み取り機構及び画像形成機構の構成例を示す概略断面図である。このデジタル複写機は、原稿を光学的に走査して読み取るスキャナ部４００と、画像形成部としてのレーザプリンタ部４１１と、不図示の回路部５５０（図２５）とを有する。
【００９０】
スキャナ部４００は、平坦な原稿台４０３上に載置された原稿を照明ランプ５０２により照明し、その反射光像をミラー５０３，５０４，５０５およびレンズ５０６を介してＣＣＤなどのイメージセンサ５０７に結像するとともに、照明ランプ５０２及びミラー５０３〜５０５の移動により原稿を副走査することにより、原稿の画像情報を読み取る。イメージセンサ５０７より出力されるアナログ画像信号は回路部５５０（図２５）に入力されて処理される。レーザプリンタ部４１１へは、回路部５５０から出力される画像データが入力される。
【００９１】
レーザプリンタ部４１１においては、書き込み光学ユニット５０８が、回路部５５０から入力した画像データを光信号に変換して、感光体からなる像担持体、例えば感光体ドラム５０９を露光することにより、原稿画像に対応した静電潜像を形成する。書き込み光学ユニット５０８は、例えば、半導体レーザを発光駆動制御部で上記画像データにより駆動して強度変調されたレーザ光を出射させ、このレーザ光を回転多面鏡５１０により偏向走査してｆ／θレンズ及び反射ミラー５１１を介し感光体ドラム５０９へ照射する。感光体ドラム５０９は、駆動部により回転駆動されて矢印で示すように時計方向に回転し、帯電器５１２により一様に帯電された後に、書き込み光学ユニット５０８により露光され、静電潜像を形成される。この感光体ドラム５０９上の静電潜像は、現像装置５１３により現像されてトナー像となる。また、複数の給紙部５１４〜５１８、手差し給紙部５１９のいずれかより用紙がレジストローラ５２０へ給紙される。レジストローラ５２０は、感光体ドラム５０９上のトナー像にタイミングに合わせて用紙を送出する。転写ベルト５２１は転写電源から転写バイアスを印加され、感光体ドラム５０９上のトナー像を用紙へ転写させるとともに用紙を搬送する。トナー像を転写された用紙は、転写ベルト５２１により定着部５２２へ搬送されてトナー像が定着された後、排紙トレイ５２３へ排出される。また、感光体ドラム５０９は、トナー像転写後にクリーニング装置５２４によりクリーニングされ、さらに除電器５２５により除電されて次の画像形成動作に備える。
【００９２】
図２５は、このデジタル複写機の回路部５５０の一例を簡略化して示すブロック図である。この回路部５５０の入力は、スキャナ部４００のイメージセンサ５０７によって、例えば６００ｄｐｉで読み取られたアナログ画像信号である。このアナログ画像信号は、ＡＧＣ回路５５１によってレベルを調整された後、Ａ／Ｄ変換回路５５２により１画素当たり８ｂｉｔのデジタル画像データに変換され、さらに、シェーディング補正回路５５３によってイメージセンサ５０７の画素毎の感度や照度のばらつきが補正される。
【００９３】
シェーディング補正後の画像データは、フィルタ処理回路５５６に送られ、ＭＴＦ補正と平滑化のためのフィルタ処理を施される。このフィルタ処理によって、前述のように１５０Ｌｐｉ程度より高線数の網点成分は平滑化され、１７５Ｌｐｉ以上の高線数の網点成分はほぼ完全に除去される。フィルタ処理後の画像データはガンマ補正回路５５５へ送られ、書き込み濃度に変換するためのガンマ補正を施される。
【００９４】
５６０は中間調処理部である。この中間調処理部５６０は、前記各実施例の画像処理装置からなる。フィルタ処理後の画像データは画像特徴抽出部１３０に入力され、ガンマ補正後の画像データは信号遅延部１５０を介して量子化処理部１２０に入力される。量子化処理部１２０より出力される量子化データは、書き込み光学ユニット５０８内の半導体レーザの発光駆動制御部へ送られる。
【００９５】
なお、フィルタ処理回路５５６において、画像特徴抽出部１３０へ出力する信号のタイミングを調整することによって、信号遅延部１５０を省略することも可能である。また、デジタル複写機においては、画像データの主走査方向の変倍処理が例えばガンマ補正回路５５５の前段で行われたり、地肌除去処理やフレア除去処理などの処理が例えばガンマ補正部５５５と中間調処理部５６０の中間で行われたり、９０゜回転処理が例えばフィルタ処理回路５５４の前段又は中間調処理部５６０の後段で行われたりすることがあるが、その説明は割愛する。
【００９６】
【発明の効果】
請求項１乃至１８に記載の発明によれば、ドット集中を促進し、かつ、低・中濃度部での隣接周期間のドットの結合を阻止して、対バンディング性、粒状性、安定性に優れた画像を形成することができる。
【００９７】
請求項２、３，９，１０に記載の発明によれば、形状の整ったドット集中を促進させることにより、低・中濃度部において安定性、粒状性に優れた画像を形成することができる。
【００９８】
請求項４，１１に記載の発明によれば、高濃度部での白抜け現象を緩和し、かつ、低・中濃度部でのドット集中を促進することにより、白抜けが目立たず、かつ安定性に優れた、滑らかで高品位な画像を形成することができる。
【００９９】
請求項５，１２に記載の発明によれば、低濃度部から高濃度部まで網点の中心位置の揺らぎを押さえることにより、濃度変化による影響を受けにくい滑らかで高品位な画像を形成できる。
【０１００】
請求項６，１３に記載の発明によれば、低濃度部において、電子写真方式のプリンタなどにおいてバンディングなどのノイズの影響を受けにくい縦基調のドット成長とすることにより、低濃度部での安定性に優れた高品位な画像を形成できる。
【０１０１】
請求項７，１６に記載の発明によれば、高濃度ベタ部における白抜けを減らすことができる。
【０１０２】
請求項１乃至１８に記載の発明によれば、文字や画像の変化点などは解像性が良く、写真や画像の変化の少ない部分は滑らかで安定性が良く、かつ、両方の領域が違和感なく整合した高品位な画像を形成できる。
【０１０３】
請求項１４，１５，１８記載の発明によれば、文字や画像の変化点や比較的低線数の網点画像部は解像性が良く、写真や画像の変化の少ない部分や高線数の網点画像部は滑らかで安定性がよく、かつ、両方の領域が違和感なく整合した高品位な画像を形成できる。
【０１０４】
請求項１７に記載の発明によれば、高濃度の量子化閾値を生成するためのディザ閾値マトリクスを記憶するためのレジスタ又はメモリの容量を削減できる。
【０１０５】
請求項１９に記載の発明によれば、請求項８乃至１８に記載の画像処理装置を一般的なコンピュータを利用して実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像処理装置のブロック構成の一例を示すブロック図である。
【図２】誤差拡散マトリクスの一例を示す図である。
【図３】エッジ検出のための微分フィルタの例を示す図である。
【図４】実施例１において、量子化閾値生成のために用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図５】実施例１における画像平坦部での出力ドットの発生順序を示す図である。
【図６】実施例１において画像平坦部で生成される量子化閾値を示す図である。
【図７】実施例１における低濃度部での出力ドット成長の様子を示す図である。
【図８】実施例１における中濃度部での出力ドット成長の様子を示す図である。
【図９】実施例１における高濃度部での出力ドット成長の様子を示す図である。
【図１０】通常の処理方向を説明するための図である。
【図１１】他の処理方向を説明するための図である。
【図１２】図１１に示す処理方向の場合における出力ドットの発生順序を示す図である。
【図１３】図１１に示す処理方向の場合に画像平坦部で生成される量子化閾値を示す図である。
【図１４】実施例２において量子化閾値生成のために用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図１５】実施例２における低濃度部での出力ドット成長の様子を示す図である。
【図１６】実施例２における中濃度部での出力ドット成長の様子を示す図である。
【図１７】実施例２における高濃度部での出力ドット成長の様子を示す図である。
【図１８】実施例３において量子化閾値生成のために用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図１９】実施例３において、画像平坦部で生成される量子化閾値を示す図である。
【図２０】実施例３における低濃度部、中濃度部、高濃度部での出力ドット成長の様子を示す図である。
【図２１】実施例４において量子化閾値生成のために用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２２】実施例４において、画像平坦部で生成される量子化閾値を示す図である。
【図２３】実施例５における量子化閾値発生部のブロック図である。
【図２４】実施例６の構成を説明するためのブロック図である。
【図２５】実施例６において量子化閾値生成のために用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２６】実施例７において量子化閾値生成のために用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２７】実施例８において量子化閾値生成のために用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２８】実施例９記載の量子化閾値生成のために用いられるディザ閾値マトリクスを示す図である。
【図２９】実施例１０によるデジタル複写機の画像読み取り及び画像形成に関連した機構の構成例を示す概略断面図である。
【図３０】実施例１０によるデジタル複写機の回路部のブロック図である。
【符号の説明】
１００  多階調の画像データ
１０１  量子化データ
１２０  量子化処理部
１２１  量子化器
１２２  誤差計算部
１２３  誤差記憶部
１２４  誤差拡散マトリクス部
１２５  誤差加算部
１３０  画像特徴抽出部
１３１  エッジ検出部
１３２  領域拡張処理部
１４０  量子化閾値発生部
１４１  ディザ閾値発生部
１４２  乗算部
１４３  加算部
１４５＿０〜１４５＿３  閾値生成部
１４６  閾値選択部
１５０  信号遅延部
２００〜２０３  閾値記憶部
２０４  閾値生成部
２１０〜２１３  閾値記憶部
２１４  閾値生成部
４００  スキャナ部
４１１  レーザプリンタ部
５５１  ＡＧＣ回路
５５２  Ａ／Ｄ変換回路
５５３  シェーディング補正回路
５５６  フィルタ処理回路
５５７  ガンマ補正回路
５６０  中間調処理部
【図１】
0004100597.tif 000002
【図２】
0004100597.tif 000003
【図３】
0004100597.tif 000004
【図４】
0004100597.tif 000005
【図５】
0004100597.tif 000006
【図６】
0004100597.tif 000007
【図７】
0004100597.tif 000008
【図８】
0004100597.tif 000009
【図９】
0004100597.tif 000010
【図１０】
0004100597.tif 000011
【図１１】
0004100597.tif 000012
【図１２】
0004100597.tif 000013
【図１３】
0004100597.tif 000014
【図１４】
0004100597.tif 000015
【図１５】
0004100597.tif 000016
【図１６】
0004100597.tif 000017
【図１７】
0004100597.tif 000018
【図１８】
0004100597.tif 000019
【図１９】
0004100597.tif 000020
【図２０】
0004100597.tif 000021
【図２１】
0004100597.tif 000022
【図２２】
0004100597.tif 000023
【図２３】
0004100597.tif 000024
【図２４】
0004100597.tif 000025
【図２５】
0004100597.tif 000026
【図２６】
0004100597.tif 000027
【図２７】
0004100597.tif 000028
【図２８】
0004100597.tif 000029
【図２９】
0004100597.tif 000030
【図３０】
0004100597.tif 000031