(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された多値画像データを、それより解像度の高い２値画像データへ変換する画像処理装置であって、
（Ｎ−１）種類（Ｎ＝５）の量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として用いるための所定数の閾値が、前記多値画像データにおける画素位置に対応付けて配置されている（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを有し、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスにおける前記多値画像データの注目画素に対応した位置の閾値を量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として出力する量子化閾値発生手段と、
前記量子化閾値発生手段より出力された前記多値画像データの注目画素に対する量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を用いて、前記多値画像データの前記注目画素を誤差拡散処理によりＮ値量子化し、その量子化データを出力する誤差拡散量子化処理手段と、
前記誤差拡散処理手段より出力された前記多値画像データの量子化データを前記２値画像データへ変換する解像度変換２値化手段と、
を有し、
前記解像度変換２値化手段において、前記多値画像データの注目画素に対応した前記２値画像データにおける複数画素の領域内のドットオン画素の個数を、前記注目画素の量子化データ値に応じて決定し、決定した個数のドットオン画素を前記複数画素の領域内に、前記注目画素の前記各ディザ閾値マトリクス上での対応位置毎に予め決められている配置順に従って配置し、
前記予め決められている配置順及び前記各ディザ閾値マトリクスにおける閾値の配置順が、前記２値画像データにおける前記各ディザ閾値マトリクスに対応した領域内においてドット集中型の網点が形成されるように決定されており、
前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスにおいて、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクス内の全閾値のうちで値の小さい方から４番目までの閾値は、それぞれ前記多値画像データの異なる画素位置に対応付けて配置され、かつ、各ディザ閾値マトリクスにおいて、全閾値を値の小さい順に並べたときに、４番目の閾値と５番目の閾値との差が、それ以外の隣り合う閾値間の差より大きいことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記各ディザ閾値マトリクスは、ドット集中型の網点を形成する順に閾値が配置された基本となるディザ閾値マトリクスを複数個、副走査方向にずらして主走査方向につなげたものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記多値画像データの画素毎にエッジ量を算出するエッジ量算出手段と、前記エッジ量算出手段により算出されたエッジ量を所定の複数値に量子化するエッジ量量子化手段と、前記エッジ量算出手段により前記多値画像データの注目画素及びその近傍の複数画素のそれぞれについて算出されたエッジ量を前記エッジ量量子化手段により量子化した値の中で最大の値を前記注目画素のエッジ量として出力するエッジ量膨張処理手段とからなる画像特徴抽出手段をさらに有し、
前記量子化閾値発生手段は、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを複数組有し、前記複数組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスの中から、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）の生成に利用するための１組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量に応じて選択することにより、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量が大きいほど振幅を減少させた量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記多値画像データの画素毎にエッジ量を算出するエッジ量算出手段と、前記エッジ量算出手段により前記多値画像データの注目画素及びその近傍の複数画素のそれぞれについて算出されたエッジ量の平均値を算出するエッジ量平均化手段と、前記エッジ量平均化手段により算出されたエッジ量の平均値を所定の複数値に量子化して前記前記注目画素のエッジ量として出力するエッジ量量子化手段とからなる画像特徴抽出手段をさらに有し、
前記量子化閾値発生手段は、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを複数組有し、前記複数組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスの中から、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）の生成に利用するための１組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量に応じて選択することにより、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量が大きいほど振幅を減少させた量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記量子化閾値発生手段は、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量が最大値のときに量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として同じ固定値を出力することを特徴とする請求項３又は４記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記量子化閾値発生手段は、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量が最大値のときに、前記ディザ閾値マトリクスを利用することなく、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を発生し出力する生成手段を有し、
前記生成手段は、前記多値画像データの注目画素の値が大きくなるに従って前記誤差拡散量子化処理手段による量子化数を段階的に減少させるように、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を前記注目画素の値に応じて変化させ、
前記解像度変換２値化手段は、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量が最大値のときに、前記多値画像データの注目画素の量子化データ値に応じて決定した個数のドットオン画素を、前記多値画像データの前記注目画素に対応した前記２値画像データにおける複数画素の領域内に所定の配置順に従って配置する、
ことを特徴とする請求項３又は４記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記生成手段は、前記多値画像データの注目画素及びその近傍画素の値の平均値を前記注目画素の値として用いることを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記２値画像データに従って画像を形成する手段を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項９】
原稿を光学的に走査することによって前記多値画像データを入力する手段と、前記２値画像データに従って画像を形成する手段とを有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項１０】
コンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像処理装置の各手段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記録媒体。
【請求項１１】
入力された多値画像データを、それより解像度の高い２値画像データへ変換する画像処理方法であって、
（Ｎ−１）種類（Ｎ＝５）の量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として用いるための所定数の閾値が、前記多値画像データにおける画素位置に対応付けて配置されている（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを有し、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスにおける前記多値画像データの注目画素に対応した位置の閾値を量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として出力する量子化閾値発生ステップと、
前記量子化閾値発生ステップより出力された前記多値画像データの注目画素に対する量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を用いて、前記多値画像データの前記注目画素を誤差拡散処理によりＮ値量子化し、その量子化データを出力する誤差拡散量子化処理ステップと、
前記誤差拡散処理ステップより出力された前記多値画像データの量子化データを前記２値画像データへ変換する解像度変換２値化ステップと、
を有し、
前記解像度変換２値化ステップにおいて、前記多値画像データの注目画素に対応した前記２値画像データにおける複数画素の領域内のドットオン画素の個数を、前記注目画素の量子化データ値に応じて決定し、決定した個数のドットオン画素を前記複数画素の領域内に、前記注目画素の前記各ディザ閾値マトリクス上での対応位置毎に予め決められている配置順に従って配置し、
前記予め決められている配置順及び前記各ディザ閾値マトリクスにおける閾値の配置順が、前記２値画像データにおける前記各ディザ閾値マトリクスに対応した領域内においてドット集中型の網点が形成されるように決定されており、
前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスにおいて、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクス内の全閾値のうちで値の小さい方から４番目までの閾値は、それぞれ前記多値画像データの異なる画素位置に対応付けて配置され、かつ、各ディザ閾値マトリクスにおいて、全閾値を値の小さい順に並べたときに、４番目の閾値と５番目の閾値との差が、それ以外の隣り合う閾値間の差より大きいことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
前記各ディザ閾値マトリクスは、ドット集中型の網点を形成する順に閾値が配置された基本となるディザ閾値マトリクスを複数個、副走査方向にずらして主走査方向につなげたものであることを特徴とする請求項１１記載の画像処理方法。
【請求項１３】
前記多値画像データの画素毎にエッジ量を算出するエッジ量算出ステップと、前記エッジ量算出ステップにより算出されたエッジ量を所定の複数値に量子化するエッジ量量子化ステップと、前記エッジ量算出ステップにより前記多値画像データの注目画素及びその近傍の複数画素のそれぞれについて算出されたエッジ量を前記エッジ量量子化ステップにより量子化した値の中で最大の値を前記注目画素のエッジ量として出力するエッジ量膨張処理ステップとからなる画像特徴抽出ステップをさらに有し、
前記量子化閾値発生ステップは、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを複数組有し、前記複数組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスの中から、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）の生成に利用するための１組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量に応じて選択することにより、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量が大きいほど振幅を減少させた量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を出力することを特徴とする請求項１１又は１２記載の画像処理方法。
【請求項１４】
前記多値画像データの画素毎にエッジ量を算出するエッジ量算出ステップと、前記エッジ量算出ステップにより前記多値画像データの注目画素及びその近傍の複数画素のそれぞれについて算出されたエッジ量の平均値を算出するエッジ量平均化ステップと、前記エッジ量平均化ステップにより算出されたエッジ量の平均値を所定の複数値に量子化して前記前記注目画素のエッジ量として出力するエッジ量量子化ステップとからなる画像特徴抽出ステップをさらに有し、
前記量子化閾値発生ステップは、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを複数組有し、前記複数組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスの中から、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）の生成に利用するための１組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量に応じて選択することにより、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量が大きいほど振幅を減少させた量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を出力することを特徴とする請求項１１又は１２記載の画像処理方法。
【請求項１５】
前記量子化閾値発生ステップは、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量が最大値のときに量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として同じ固定値を出力することを特徴とする請求項１３又は１４記載の画像処理方法。
【請求項１６】
前記量子化閾値発生ステップは、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量が最大値のときに、前記ディザ閾値マトリクスを利用することなく、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を発生し出力する生成ステップを有し、
前記生成ステップは、前記多値画像データの注目画素の値が大きくなるに従って前記誤差拡散量子化処理ステップによる量子化数を段階的に減少させるように、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を前記注目画素の値に応じて変化させ、
前記解像度変換２値化ステップは、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量が最大値のときに、前記多値画像データの注目画素の量子化データ値に応じて決定した個数のドットオン画素を、前記多値画像データの前記注目画素に対応した前記２値画像データにおける複数画素の領域内に所定の配置順に従って配置する、
ことを特徴とする請求項１３又は１４記載の画像処理方法。
【請求項１７】
前記生成ステップは、前記多値画像データの注目画素及びその近傍画素の値の平均値を前記注目画素の値として用いることを特徴とする請求項１６記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、画像処理の分野に係り、特に画像の形成又は表示のための装置の分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザープリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置などの画像形成装置ににおける中間調再現法として、ディザ法や濃度パターン法、誤差拡散法が一般的に用いられている。
【０００３】
ディザ法は、複数の画素でその階調を、カラー画像においてはその組合せにより色を表現する。一般的な印刷に用いられているディザ法は、粒状性に優れ、中間調画像をなめらかに表現する。ディザ法に代表される、いわゆる面積階調法では、階調性を得るために解像性が劣化する。また、網点のような印刷画像に対しては、周期性画像を発生するディザ法ではモアレが発生しやすい。
【０００４】
解像性を保ちながら階調を表現する方法として、誤差拡散法がある。誤差拡散法は、原画像に忠実な解像性を得ることができるため文字画像の再現には適するが、写真部などの中間調画像では、孤立のドットが分散あるいは不規則に連結して配置されるため粒状性が悪く、特異なテクスチャが発生する場合がある。特に、電子写真方式のプリンタでは、孤立のドットで画像が形成されるため、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】
さて、画像形成装置などでは、低解像度の多値画像データを、より高解像度の２値画像データに変換したい場合がある。この場合、誤差拡散法を採用するとすると、誤差拡散処理の前に多値画像データを高解像度化する方法が考えられる。しかし、誤差拡散処理は、周辺画素の量子化誤差の拡散に積和演算を行うため時間のかかる処理であり、その処理時間は単位面積当たりの画素数にほぼ比例して増加する。例えば、解像度が６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉ、２４００ｄｐｉになると、単位面積当たりの画素数は４倍、１６倍と、解像度の２乗に比例して増加するため処理時間が大幅に増加してしまう。
【０００６】
処理時間の増加を抑えるためには、多値画像データを低解像度のまま誤差拡散処理により量子化してから解像度変換を行う方法が有効である。そのような従来技術の例が特開平７−２９５５２７号公報に見られる。この技術では、低解像度（６００ｄｐｉ）の多値画像データは誤差拡散処理によって多値量子化された後、濃度パターン法又はディザ法によって高解像度（１２００ｄｐｉ）の２値画像データに変換される。
【０００７】
この従来技術は、処理の高速化や回路規模の増加防止とともに、モアレやロゼッタパターンの抑止を目的としているが、単純な濃度パターン法やディザ法によりドットを配列するため、１２００ｄｐｉ以上のプリンタでは、特に、高密度になるほどドットの再現性が悪くなる電子写真式プリンタでは、画質の向上を達成することは難しい。また、濃度パターン法やディザ法によるドット配列では、画像に周期性を持ち、モアレを発生させる場合がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の主たる目的は、低解像度の多値画像データから、粒状性、解像性といった画質の優れた画像を形成するための高解像度の２値画像データを高速で生成する新規な方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る画像処理装置は、
入力された多値画像データを、それより解像度の高い２値画像データへ変換する画像処理装置であって、
（Ｎ−１）種類（Ｎ＝５）の量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として用いるための所定数の閾値が、前記多値画像データにおける画素位置に対応付けて配置されている（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを有し、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスにおける前記多値画像データの注目画素に対応した位置の閾値を量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として出力する量子化閾値発生手段と、
前記量子化閾値発生手段より出力された前記多値画像データの注目画素に対する量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を用いて、前記多値画像データの前記注目画素を誤差拡散処理によりＮ値量子化し、その量子化データを出力する誤差拡散量子化処理手段と、
前記誤差拡散処理手段より出力された前記多値画像データの量子化データを前記２値画像データへ変換する解像度変換２値化手段と、
を有し、
前記解像度変換２値化手段において、前記多値画像データの注目画素に対応した前記２値画像データにおける複数画素の領域内のドットオン画素の個数を、前記注目画素の量子化データ値に応じて決定し、決定した個数のドットオン画素を前記複数画素の領域内に、前記注目画素の前記各ディザ閾値マトリクス上での対応位置毎に予め決められている配置順に従って配置し、
前記予め決められている配置順及び前記各ディザ閾値マトリクスにおける閾値の配置順が、前記２値画像データにおける前記各ディザ閾値マトリクスに対応した領域内においてドット集中型の網点が形成されるように決定されており、
前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスにおいて、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクス内の全閾値のうちで値の小さい方から４番目までの閾値は、それぞれ前記多値画像データの異なる画素位置に対応付けて配置され、かつ、各ディザ閾値マトリクス内の全閾値を値の小さい順に並べたときに、４番目の閾値と５番目の閾値との差が、それ以外の隣り合う閾値間の差より大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明の特徴は、請求項１記載の発明に係る画像処理装置の構成において、前記各ディザ閾値マトリクスは、ドット集中型の網点を形成する順に閾値が配置された基本となるディザ閾値マトリクスを複数個、副走査方向にずらして主走査方向につなげたものであることである。
【００１１】
請求項３記載の発明の特徴は、請求項１又は２記載の発明に係る画像処理装置の構成に加え、
前記多値画像データの画素毎にエッジ量を算出するエッジ量算出手段と、前記エッジ量算出手段により算出されたエッジ量を所定の複数値に量子化するエッジ量量子化手段と、前記エッジ量算出手段により前記多値画像データの注目画素及びその近傍の複数画素のそれぞれについて算出されたエッジ量を前記エッジ量量子化手段により量子化した値の中で最大の値を前記注目画素のエッジ量として出力するエッジ量膨張処理手段とからなる画像特徴抽出手段を有すること、及び、
前記量子化閾値発生手段は、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを複数組有し、前記複数組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスの中から、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）の生成に利用するための１組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量に応じて選択することにより、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量が大きいほど振幅を減少させた量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を出力することである。
【００１２】
請求項４記載の発明の特徴は、請求項１又は２記載の発明に係る画像処理装置の構成に加え、
前記多値画像データの画素毎にエッジ量を算出するエッジ量算出手段と、前記エッジ量算出手段により前記多値画像データの注目画素及びその近傍の複数画素のそれぞれについて算出されたエッジ量の平均値を算出するエッジ量平均化手段と、前記エッジ量平均化手段により算出されたエッジ量の平均値を所定の複数値に量子化して前記前記注目画素のエッジ量として出力するエッジ量量子化手段とからなる画像特徴抽出手段を有すること、
及び、
前記量子化閾値発生手段は、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを複数組有し、前記複数組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスの中から、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）の生成に利用するための１組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量に応じて選択することにより、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量が大きいほど振幅を減少させた量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を出力することである。
【００１３】
請求項５記載の発明の特徴は、請求項３又は４記載の発明に係る画像処理装置の構成において、前記量子化閾値発生手段は、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量が最大値のときに量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として同じ固定値を出力することである。
【００１４】
請求項６記載の発明の特徴は、請求項３又は４記載の発明に係る画像処理装置の構成において、
前記量子化閾値発生手段は、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量が最大値のときに、前記ディザ閾値マトリクスを利用することなく、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を発生し出力する生成手段を有し、
前記生成手段は、前記多値画像データの注目画素の値が大きくなるに従って前記誤差拡散量子化処理手段による量子化数を段階的に減少させるように、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を前記注目画素の値に応じて変化させ、
前記解像度変換２値化手段は、前記画像特徴抽出手段より出力されるエッジ量が最大値のときに、前記多値画像データの注目画素の量子化データ値に応じて決定した個数のドットオン画素を、前記多値画像データの前記注目画素に対応した前記２値画像データにおける複数画素の領域内に所定の配置順に従って配置する、ことである。
【００１５】
請求項７記載の発明の特徴は、請求項６記載の発明に係る画像処理装置の構成において、
前記生成手段は、前記多値画像データの注目画素及びその近傍画素の値の平均値を前記注目画素の値として用いることである。
【００１６】
請求項８記載の発明の特徴は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の発明に係る画像処理装置の構成に加え、前記２値画像データに従って画像を形成する手段を有することである。
【００１７】
請求項９記載の発明の特徴は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の発明に係る画像処理装置の構成に加え、原稿を光学的に走査することによって前記多値画像データを入力する手段と、前記２値画像データに従って画像を形成する手段とを有することである。
【００１８】
請求項１０記載の発明に係るコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の発明に係る画像処理装置の各手段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。
【００１９】
請求項１１記載の発明に係る画像処理方法は、
入力された多値画像データを、それより解像度の高い２値画像データへ変換する画像処理方法であって、
（Ｎ−１）種類（Ｎは２以上の自然数）の量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として用いるための所定数の閾値が、前記多値画像データにおける画素位置に対応付けて配置されている（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを有し、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスにおける前記多値画像データの注目画素に対応した位置の閾値を量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として出力する量子化閾値発生ステップと、
前記量子化閾値発生ステップより出力された前記多値画像データの注目画素に対する量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を用いて、前記多値画像データの前記注目画素を誤差拡散処理によりＮ値量子化し、その量子化データを出力する誤差拡散量子化処理ステップと、
前記誤差拡散処理ステップより出力された前記多値画像データの量子化データを前記２値画像データへ変換する解像度変換２値化ステップと、
を有し、
前記解像度変換２値化ステップにおいて、前記多値画像データの注目画素に対応した前記２値画像データにおける複数画素の領域内のドットオン画素の個数を、前記注目画素の量子化データ値に応じて決定し、決定した個数のドットオン画素を前記複数画素の領域内に、前記注目画素の前記各ディザ閾値マトリクス上での対応位置毎に予め決められている配置順に従って配置し、
前記予め決められている配置順及び前記各ディザ閾値マトリクスにおける閾値の配置順が、前記２値画像データにおける前記各ディザ閾値マトリクスに対応した領域内においてドット集中型の網点が形成されるように決定されており、
前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスにおいて、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクス内の全閾値のうちで値の小さい方から４番目までの閾値は、それぞれ前記多値画像データの異なる画素位置に対応付けて配置され、かつ、各ディザ閾値マトリクスにおいて、全閾値を値の小さい順に並べたときに、４番目の閾値と５番目の閾値との差が、それ以外の隣り合う閾値間の差より大きいことを特徴とする。
【００２０】
請求項１２記載の発明の特徴は、請求項１１記載の発明に係る画像処理方法の構成において、
前記各ディザ閾値マトリクスは、ドット集中型の網点を形成する順に閾値が配置された基本となるディザ閾値マトリクスを複数個、副走査方向にずらして主走査方向につなげたものであることである。
【００２１】
請求項１３記載の発明の特徴は、請求項１１又は１２記載の発明に係る画像処理方法の構成に加え、
前記多値画像データの画素毎にエッジ量を算出するエッジ量算出ステップと、前記エッジ量算出ステップにより算出されたエッジ量を所定の複数値に量子化するエッジ量量子化ステップと、前記エッジ量算出ステップにより前記多値画像データの注目画素及びその近傍の複数画素のそれぞれについて算出されたエッジ量を前記エッジ量量子化ステップにより量子化した値の中で最大の値を前記注目画素のエッジ量として出力するエッジ量膨張処理ステップとからなる画像特徴抽出ステップを有すること、及び、
前記量子化閾値発生ステップは、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを複数組有し、前記複数組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスの中から、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）の生成に利用するための１組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量に応じて選択することにより、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量が大きいほど振幅を減少させた量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を出力することである。
【００２２】
請求項１４記載の発明の特徴は、請求項１１又は１２記載の発明に係る画像処理方法の構成に加え、
前記多値画像データの画素毎にエッジ量を算出するエッジ量算出ステップと、前記エッジ量算出ステップにより前記多値画像データの注目画素及びその近傍の複数画素のそれぞれについて算出されたエッジ量の平均値を算出するエッジ量平均化ステップと、前記エッジ量平均化ステップにより算出されたエッジ量の平均値を所定の複数値に量子化して前記前記注目画素のエッジ量として出力するエッジ量量子化ステップとからなる画像特徴抽出ステップを有すること、及び、
前記量子化閾値発生ステップは、前記（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを複数組有し、前記複数組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスの中から、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）の生成に利用するための１組の（Ｎ−１）個のディザ閾値マトリクスを、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量に応じて選択することにより、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量が大きいほど振幅を減少させた量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を出力することである。
【００２３】
請求項１５記載の発明の特徴は、請求項１３又は１４記載の発明に係る画像処理方法の構成において、
前記量子化閾値発生ステップは、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量が最大値のときに量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）として同じ固定値を出力することである。
【００２４】
請求項１６記載の発明の特徴は、請求項１３又は１４記載の発明に係る画像処理方法の構成において、
前記量子化閾値発生ステップは、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量が最大値のときに、前記ディザ閾値マトリクスを利用することなく、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を発生し出力する生成ステップを有し、
前記生成ステップは、前記多値画像データの注目画素の値が大きくなるに従って前記誤差拡散量子化処理ステップによる量子化数を段階的に減少させるように、量子化閾値（Ｔｈｒ１，Ｔｈｒ２，．．．，Ｔｈｒｎ−１）を前記注目画素の値に応じて変化させ、
前記解像度変換２値化ステップは、前記画像特徴抽出ステップより出力されるエッジ量が最大値のときに、前記多値画像データの注目画素の量子化データ値に応じて決定した個数のドットオン画素を、前記多値画像データの前記注目画素に対応した前記２値画像データにおける複数画素の領域内に所定の配置順に従って配置することである。
【００２５】
請求項１７記載の発明の特徴は、請求項１６記載の発明に係る画像処理方法の構成において、
前記生成ステップは、前記多値画像データの注目画素及びその近傍画素の値の平均値を前記注目画素の値として用いることである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し本発明の実施の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又は同様の参照番号を用いる。
【００２７】
《実施の形態１》
図１に、本発明の実施の形態１である画像処理装置のブロック構成を示す。この画像処理装置は、６００ｄｐｉの解像度の２５６階調（８ビット／画素）の画像データを入力データとして、１２００ｄｐｉの解像度の２値画像データ（ドットのオン、オフ）を出力するものである。
【００２８】
この画像処理装置は、図１に示すように、誤差拡散処理により入力データを５値量子化する誤差拡散量子化処理部１００、その量子化データを１２００ｄｐｉの２値画像データへ変換する解像度変換２値化部２００、多値画像データの各画素に対応した周期的に変化する量子化閾値（Thr1,Thr2,Thr3,Thr4）を発生し、それを誤差拡散量子化処理部１００に供給する量子化閾値発生部３００、この量子化閾値発生部３００及び解像度変換２値化部２００に位置情報を供給する位置情報生成部３０１から構成される。なお、多値画像データのソースから位置情報が与えられる場合には、位置情報生成部３０１を省くことができる。また、位置情報生成部３０１は簡単なカウンタで実現できるため、量子化閾値発生部３００と解像度変換２値化部２００の内部に位置情報生成部３０１に相当する手段を内蔵させることも可能である。
【００２９】
誤差拡散量子化処理部１００は、多値画像データに処理済み画素の量子化誤差を加算するための加算器１０１、加算器１０１の出力データを４つの量子化閾値Thr1,Thr2,Thr3,Thr4（Thr1＜Thr2＜Thr3＜Thr4）によって５値量子化するための量子化器１０２、この量子化器１０２の入力と出力から量子化誤差を算出するための減算器１０３、この減算器１０３により算出された量子化誤差から所定の誤差マトリクスに従って次に処理される画素に加算される誤差量を算出して加算器１０１に与える誤差拡散演算部１０４からなる。量子化器１０２の入力値と出力値の関係は
入力値＜Thr1のときは出力値＝０
Thr1≦入力値＜Thr2のときは出力値＝６４
Thr2≦入力値＜Thr3のときは出力値＝１２８
Thr3≦入力値＜Thr4のときは出力値＝１９２
Thr4≦入力値のときは出力値＝２５５
である。
【００３０】
量子化閾値発生部３００は、例えば、図２に示すような６×６（６００ｄｐｉで３×３）のディザ閾値マトリクスに従って量子化閾値Thr1〜Thr4を発生する。このディザ閾値マトリクスは、７４から１７９までのステップ幅３で増加する閾値を、値の小さいものから順に渦巻き状に並べてなり、１２００ｄｐｉにおいて２００線の網点を形成するドット集中型のものである。図２において、実線の格子の内部にある４つの閾値が６００ｄｐｉの１画素に対応している。図２を観察すれば明らかなように、このディザ閾値マトリクス中の小さいほうから４番目までの閾値（７４，７７，８０，８３）は、６００ｄｐｉの異なった画素位置に配置されている。
【００３１】
量子化閾値発生部３００は、このディザ閾値マトリクスの６００ｄｐｉの１画素に対応する４つの閾値を、その画素に対応した量子化閾値として出力する。例えば左上の画素位置では、その位置の４つの閾値（８０，１０７，１１０，１１３）の中で最小の８０を量子化閾値Thr1、次に小さな１０７を子化閾値Thr2、次に小さな１１０を量子化閾値Thr3、最も大きな１１３を量子化閾値Thr4、として出力する。
【００３２】
図２に示すディザ閾値マトリクス内の閾値を、個々の量子化閾値ごとに６００ｄｐｉの画素位置に並べ直したものが図３に示す３×３のディザ閾値マトリクスである。図３の（ａ）は量子化閾値Thr1に対応し、（ｂ）は量子化閾値Thr2に対応し、（ｃ）は量子化閾値Thr3に対応し、また（ｄ）は量子化閾値Thr4に対応する。
【００３３】
位置情報生成部３０１は、処理対象の画素が、図２に示すディザ閾値マトリクス上のどの画素位置（６００ｄｐｉの画素位置）に対応するかを示す位置情報を生成するもので、例えば多値画像データの画素と同期したタイミング信号をカウントするカウンタから構成される。
【００３４】
以上に述べた量子化閾値発生部３００は、具体的には、図２のディザ閾値マトリクスあるいは図３のディザ閾値マトリクスをＲＯＭなどのメモリ上に保持し、このメモリを位置情報生成部３０１より与えられる位置情報に従ってアドレッシングすることにより、４つの量子化閾値を読み出すような構成とすることができる。
【００３５】
解像度変換２値化部２００は誤差拡散量子化処理部１００による６００ｄｐｉの量子化データを１２００ｄｐｉの２値画像データに変換するもので、概念的にはドット数決定部２０１とドット出力位置決定部２０２から構成される。
【００３６】
ドット数決定部２０１は、６００ｄｐｉの多値画像データ上の各画素に対応する１２００ｄｐｉの２値画像データ上の２×２画素内におけるドットオン画素（以下、ドットと呼ぶ）の個数を決定する。具体的には、量子化データの値が０のときに０を、量子化データ値が６４のときに１を、量子化データ値が１２８のときに２を、量子化データ値が１９２のときに３を、量子化データ値が２５５のときに４を、それぞれドット数として出力する。
【００３７】
ドット出力位置決定部２０２は、図２に示すディザ閾値マトリクスの情報と、位置情報生成部３０１より与えられる位置情報とに基づき、処理対象画素のディザ閾値マトリクス上の対応位置に応じて、ドット数決定部２０１で決定された数のドットを、１２００ｄｐｉの２×２画素内にどのように配置するか決定する。より具体的には、図２に示すディザ閾値マトリクスの例えば左上の画素位置の画素が処理対象となった時には、その左上の２×２の閾値の中で値が最も小さい位置に最初にドットを配置し、その次に大きな閾値の位置に２つ目のドットを配置し、その次に大きな閾値の位置に３つ目のドットを配置し、最も大きな閾値の位置に最後のドットを配置する。この場合、ドット数が２ならば、図４（ａ）に示すように２×２画素中の右側の２画素位置にドットが出力される（その２画素がドットオン画素である）。もし、ドット数が１ならば右下の画素位置にドットが出力され、ドット数が３ならば左上の画素位置にもドットが出力される。同様に、１つ右の画素が処理対象となった時には、ドット数が２ならば図４（ｂ）に示すように下の２画素位置にドットが出力されることになる。このように処理対象画素のディザ閾値マトリクス上の対応位置に応じてドットの出力順（配置順）を変えることにより、網点を形成しやすくなる。
【００３８】
ドット数決定部２０１は、例えば、量子化データ値に対応したドット数を格納したルックアップテーブルとして実現することができる。同様に、ドット出力位置決定部２０２は、ドット数と位置情報とを入力情報として２×２画素データを出力するルックアップテーブルとすることができる。また、ドット数決定部２０１とドット出力位置決定部２０２を統合し、例えば、量子化データ値と位置情報を入力情報として２×２画素データを出力するルックアップテーブルとして実現することもできる。
【００３９】
ドット出力位置決定部２０２により６００ｄｐｉの各画素に対する１２００ｄｐｉの２×２画素データが作られ、これは出力バッファ２０３にバッファリングされる。この出力バッファ２０３としては、例えば２ライン以上の容量のラインメモリが用いられる。ただし、出力バッファ２０３は省略可能である。
【００４０】
以上に説明したように、この画像処理装置においては、図２に示すような２００線のドット集中型の網点を形成するように閾値を配列したディザ閾値マトリクスに従って量子化閾値を生成し、また、６００ｄｐｉの多値画像データの各画素に対応する２値画像データの２×２画素領域内におけるドットの配置順を、その画素のディザ閾値マトリクス上の対応位置に応じて制御する（図２から明らかなようにドット集中型の網点を形成するような配置順となる）。したがって、安定性と粒状性に優れた高画質の画像形成が可能である。図５に、この画像処理装置の出力データの例を示す。この例のように２００線の網点が形成されることにより、安定性と粒状性が良好であることが分かる。また、誤差拡散法による量子化処理は６００ｄｐｉのデータに対して実行されるため、１２００ｄｐｉに解像度を上げてから処理する場合に比べはるかに高速な処理が可能である。
【００４１】
量子化閾値の発生に用いるディザ閾値マトリクスとして、図２に示したような２００線の網点型以外のものを用いることができる。その際、図２のディザ閾値マトリクスのように、小さいほうから４つの閾値（図２では７４，７７，８０，８３）を、６００ｄｐｉの異なる画素位置に配置するとよい。そのようにすると、画像の低濃度部において、その４つの閾値に対応する画素のうちの１つの画素がドットオンになったときに負の誤差が周辺画素に拡散されるため、必要以上にドットオンとなる画素が集中することがなく、低濃度部のドットの均一性が良好になる。
【００４２】
《実施の形態２》
図６に、本発明の実施の形態２である画像処理装置のブロック構成を示す。この画像処理装置は、図１に示した画像処理装置と同様に６００ｄｐｉの多値画像データを入力データとして、１２００ｄｐｉの２値画像データを出力するものであるが、入力データの画像特徴に応じて量子化閾値の振幅を制御するために画像特徴抽出部３５０が追加され、また量子化閾値発生部３００Ａも画像特徴抽出部３５０の出力に応じて振幅を制御した量子化閾値を発生するように変更されている。また、画像特徴量抽出部３５０と誤差拡散量子化処理部１００とのタイミング調整のため、必要に応じて遅延要素３０２が誤差拡散量子化処理部１００の前段に追加される。これ以外は図１の画像処理装置と同様の構成である。
【００４３】
画像特徴抽出部３５０は、エッジ量算出部３５１、エッジ量量子化部３５２及びエッジ量膨張処理部３５３からなる。エッジ量算出部３５１は、例えば図７に示す５×５のフィルタを用い、エッジ量を算出する。図７の（ａ）は縦方向のエッジ、（ｂ）は横方向のエッジ、（ｃ）及び（ｄ）は斜め方向のエッジを抽出するためのものである。注目画素を中心とした５×５画素領域の入力データと対応する位置のフィルタ係数との積の合計が各フィルタによるエッジ量であり、その中で最大の値が注目画素のエッジ量としてエッジ量算出部３５１より出力される。このエッジ量は、エッジ量量子化部３５２によって、エッジ量＝０（非エッジ領域）からエッジ量＝３（エッジ領域）までの４値に量子化されてエッジ量膨張処理部３５３に入力される。
【００４４】
エッジ量膨張処理部３５３はエッジ領域を膨張させる処理を行う。具体的には、例えば、注目画素を中心とした５×５画素領域内のエッジ量を参照し、その中の最大のエッジ量を注目画素のエッジ量として出力する。このような膨張処理を行なうことにより、エッジ領域に挟まれた非エッジ領域をエッジ領域に変換することができるので、網点画像や細文字の文字内部などを全領域にわたってエッジ領域とすることが可能となる。
【００４５】
量子化閾値発生部３００Ａは、図９に示したマトリクス（ディザ係数マトリクスと呼ぶ）の６００ｄｐｉの画素位置に対応した係数と、エッジ量によって決まる乗数Ａ（エッジ量＝０のときＡ＝３、エッジ量＝１のときＡ＝２、エッジ量＝２のときＡ＝１、エッジ量＝３のときＡ＝０）との積に１２８を加算した値を閾値とするディザ閾値マトリクスに従って量子化閾値を発生する。例えば、図９の左上の４つの係数（−１７，−７，−６，−５）に対応する画素の処理時には、その中で最小の係数（−１７）を用いて計算された値が量子化閾値Thr1、次に小さな係数（−７）を用いて計算された値が量子化閾値Thr2、その次に小さな係数（−６）を用いて計算された値が量子化閾値Thr3、最も大きな係数（−５）を用いて計算された値が量子化閾値Thr4、として出力されることになる。
【００４６】
図９のディザ係数マトリクス内の係数を、個々の量子化閾値Thr1,Thr2,Thr3,Thr4ごとにまとめて６００ｄｐｉの画素位置に並べ直したものが図１０に示すマトリクスである。図１０の（ａ）は量子化閾値Thr1に対応し、（ｂ）は量子化閾値Thr2に対応し、（ｃ）は量子化閾値Thr3に対応し、また（ｄ）は量子化閾値Thr4に対応する。
【００４７】
また、上に述べたようにして作成されるディザ閾値マトリクスを個々の量子化閾値ごとにまとめて６００ｄｐｉの画素位置に並べたマトリクスを図１１、図１２及び図１３に示す。図１１はエッジ量＝０（非エッジ領域）つまりＡ＝３の場合、図１２はエッジ量＝１（Ａ＝２）の場合、図１３はエッジ量＝２（Ａ＝１）の場合である。なお、エッジ量が最大の３の領域（エッジ領域）ではＡ＝０であるので、全ての画素位置で４つの量子化閾値として同じ固定値１２８が出力されることになる。
【００４８】
ここで、図９に示した１２００ｄｐｉにおけるディザ係数マトリクスは、基本となる６×６（６００ｄｐｉで３×３）の大きさのマトリクス（太線で囲まれた領域）を２つ、６００ｄｐｉの１画素分だけ副走査方向にずらして主走査方向につなげた構成である。したがって、このディザ係数マトリクスを用いて作成されるディザ閾値マトリクスも、同様に、基本となるマトリクスを２個、副走査方向に６００ｄｐｉの１画素分だけずらして主走査方向につなげたものとなる。また、図９のディザ係数マトリクスを見れば明らかなように、同マトリクスを用いて作成されるディザ閾値マトリクスは、１２００ｄｐｉで２００線のドット集中型の網点を形成するような閾値配置となる。さらに、基本となるマトリクス内の最小の４つの係数（−１７，−１７，−１７，−１７）は、６００ｄｐｉの異なった画素位置に配置されている。つまり、ディザ閾値マトリクスの小さいほうから４番目までの閾値は、６００ｄｐｉの異なった画素位置に配置される。さらに、小さいほうから４番目の係数（−１７）と５番目の係数（−１４）との差は３であり、それ以外の係数間の差１より大きい。これは、ディザ閾値マトリクスにおいては、小さいほうから４番目と５番目の閾値の差がステップ幅（大きさの順に閾値を並べたときに、隣り合う閾値間の差）より大きいということである。
【００４９】
以上に述べたような量子化閾値発生部３００Ａは、図９のディザ係数マトリクスを用いて各エッジ量の場合について作成したディザ閾値マトリクス、又は、個々の量子化閾値に対応付けた図１１、図１２、図１３のようなディザ閾値マトリクスをＲＯＭなどのメモリに格納しておき、位置情報とエッジ量に従って同メモリより量子化閾値を読み出すような構成とすることができる。あるいは、図９のディザ係数マトリクス又は個々の量子化閾値に対応付けた図１０のディザ係数マトリクスをメモリに格納しておき、このメモリから位置情報に従って読み出した係数にエッジ量に対応した乗数Ａを乗じ、その積に１２８を加算することによって量子化閾値を発生するような構成とすることも可能である。ただし、前者の構成のほうが、積和演算が必要ないため処理の単純化、高速化が可能であるので、一般的には後者の構成より有利であろう。
【００５０】
誤差拡散量子化処理部１００及び解像度変換２値化部２００の動作は図１に示した画像処理装置の場合と同様である。解像度変換２値化部２００内のドット出力位置決定部２０２は、図９のディザ係数マトリクス上の係数の大きさに従って、あるいは、それに対応したディザ閾値マトリクス上の閾値の大きさに従って、ドットの出力位置を決定する。ただし、エッジ量が３の領域（エッジ領域）の各画素は誤差拡散量子化処理部１００で固定値１２８を量子化閾値として０又は２５５に２値化されることになるため、１２００ｄｐｉの出力データ中の対応する２×２画素領域内の全ての画素がドットオン又はドットオフとなる。
【００５１】
以上のような構成により、入力データの非エッジ領域においては２００線の網点が形成され、安定性・粒状性に優れた画像が得られる。また、量子化閾値発生部３００Ａで用いられるディザ閾値マトリクスは、前述のように副走査方向の位相がずれているため、バンディングが発生しにくいという効果も得られる。一方、入力データのエッジ領域においては、固定閾値による２値化が行なわれ、また、前述のようにエッジ量の膨張処理によって低線数網点画像や細文字の文字内部なども全領域にわたってエッジ領域として処理されるため、網点部においてモアレのない画像を形成でき、文字・線画において鮮鋭性の良い画像を形成することができる。また、エッジ領域から非エッジ領域まで量子化閾値の振幅が段階的に切り換えるため、エッジ領域における粒状性・安定性とエッジ領域での鮮鋭性を両立させつつ、エッジ領域と非エッジ領域の切り替わり領域で違和感の少ない高画質画像の形成が可能となる。また、図９に関連して説明したように、ディザ閾値マトリクス内の最も小さい４つの閾値は６００ｄｐｉの異なる画素位置に配置されるため、画像の低濃度部でのドットの過度な集中を防止し、低濃度部の粒状性を向上させることができる。さらに、小さい方から４番目の閾値と５番目の閾値との差をステップ幅よりも大きくすることにより、網点の中心となる画素をドットオンしやすくし、画像の中・高濃度部における網点の崩れを抑えることができる。
【００５２】
なお、エッジ量算出部３５１で用いるエッジ抽出フィルタは図７に示したもの以外でもよく、例えば、図８に示すようなものでもよい。図８の（ａ）と（ｂ）は縦方向と横方向のエッジを抽出し、（ｃ）は４５°の網点及び斜め線を抽出するものである。（ａ）と（ｂ）のフィルタの１（または−１）の数と（ｃ）のフィルタの１（または−１）の数に差があるため、（ａ）及び（ｂ）のフィルタで算出される最大エッジ量と（ｃ）のフィルタで算出される最大エッジ量とに差が生じる。したがって、例えば、（ａ）と（ｂ）のフィルタによって算出されたエッジ量に１／６を乗じた値、（ｃ）のフィルタで算出されたエッジ量に１／１６を乗じた値を、それぞれのエッジ量とするとよい。
【００５３】
《実施の形態３》
図１４に、本発明の実施の形態３である画像処理装置のブロック構成を示す。この画像処理装置は、画像特徴抽出部３５０Ａの構成が図６に示した画像処理装置の画像特徴抽出部３５０と異なる。これ以外の構成は図６の画像処理装置と同じである。
【００５４】
画像特徴抽出部３５０Ａは、エッジ量算出部３５１により算出されたエッジ量をエッジ量平均化部３５４で平均化する。この平均化は、例えば、注目画素を中心とした５×５画素領域内の各画素のエッジ量の平均値を算出することによって行われる。平均化されたエッジ量は、エッジ量量子化部３５２において、エッジ量＝０（非エッジ領域）からエッジ量＝３（エッジ領域）までの４値に量子化され、これが量子化閾値発生部３００Ａに与えられる。
【００５５】
エッジ量の小さな領域の中に局所的にエッジ量の大きな画素が存在する場合、図６の画像特徴抽出部３５０のようにエッジ量膨張処理を行なうと、エッジ領域が大きくなり、粒状性悪化の原因となることがある。これに対し、この画像処理装置では、エッジ量平均化部３５４でエッジ量の平均値を算出するため、局所的にエッジ量の大きな画素が存在しても、その影響を抑えることが可能となる。また、画像のエッジ部においてはエッジ量の大きな画素が連続して存在するので、エッジ量の平均化を行なっても鮮鋭性の劣化を招くことはない。
【００５６】
《実施の形態４》
図１５に、本発明の実施の形態４としての画像処理装置のブロック構成を示す。この画像処理装置では、画像特徴抽出のために図６に示した画像特徴抽出部３５０又は図１４に示した画像特徴抽出部３５０Ａが用いられる。
【００５７】
また、この画像処理装置における量子化閾値発生部３００Ｂは、画像特徴抽出部３５０又は３５０Ａより出力されるエッジ量が０、１又は２の領域では、図６の量子化閾値発生部３００Ａと同じ動作をするが、エッジ量が３の領域（エッジ領域）では、固定値の量子化閾値を発生するのではなく、濃度の低い範囲で入力データの値が大きくなるに従って誤差拡散量子化処理部１００による量子化数が少なくなるように変化する量子化閾値を発生する。したがって、６００ｄｐｉの入力データも量子化閾値発生部３００Ｂに与えられる。
【００５８】
より具体的には、エッジ量が３の領域において、量子化閾値発生部３００Ｂより出力される量子化閾値Thr1,Thr2,Thr3,Thr4は、例えば図１６に示すように入力データの値に応じて変化する。図１６に見られるように、入力データが０のときにはThr1＝５１、Thr2＝１０２、Thr3＝１５３、Thr4＝２０４であるが、入力データがαより小さい範囲内で増加するに従ってThr1は増加し、逆にThr2は減少する。そして、入力データ＝αでThr1＝Thr2となる。つまり、入力データが０からαまでは誤差拡散量子化処理部１００で５値（０，６４，１２８，１９２，２５５）に量子化されるが、入力データがαに近づくにつれて量子化データが６４になる確率が低くなる。そして、入力データがαからβまでの範囲ではThr1=Thr2であるため４値（０，１２８，１９２，２５５）に量子化され、量子化データが６４となることはない。同様に、入力データがβからγまでの範囲では３値（０，１９２，２５５）に量子化され、入力データがγ以上では２値（０，２５５）に量子化される。量子化数が変化する入力データの値α、β、γは、例えば、α＝１２，β＝２４、γ＝３４に選ぶことができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００５９】
このような量子化閾値発生部３００Ｂは、図６の量子化閾値発生部３００Ａと同様にエッジ量（０，１，２）に応じた振幅で変動する量子化閾値をディザ閾値マトリクスに従って生成する手段と、エッジ量が３のときに入力データに応じて例えば図１６に示すように変化する量子化閾値を生成する手段とから構成することができる。後者の手段は、例えば、入力データの値を検索情報として利用するルックアップテーブルとして実現することができる。
【００６０】
また、この画像処理装置の解像度変換２値化部２００Ａのドット出力位置決定部２０２Ａには、画像特徴抽出部３５０又は３５０Ａより出力されるエッジ量の情報も入力される。エッジ量が０、１又は２の場合には、ドット出力位置決定部２０２Ａの動作は図１に示したドット出力位置決定部２０２と同じである。しかし、エッジ量が３（エッジ領域）の場合、ドット出力位置決定部２０２Ａは、例えば図１７に示すような、予め決められた配置順でドットを出力する。すなわち、エッジ領域では、ドット数が１（量子化値＝６４）ならば図１７（ａ）に示す位置にドットを出力し、ドット数が２（量子化値＝１２８）ならば図１７（ｂ）に示す位置にドットを出力し、ドット数が３（量子化値＝１９２）ならば図１７（ｃ）に示す位置にドットを出力し、ドット数が４（量子化値＝２５５）ならば図１７（ｄ）に示す位置にドットを出力する。
【００６１】
このようなドット出力位置決定部２０２Ａは、例えば、ドット数、位置情報、及びエッジ量情報（エッジ量が３であるか否かを示す１ビットで足りる）を検索情報とするルックアップテーブルとして実現することができる。このルックアップテーブルをドット数決定部２０１のルックアップテーブルと統合することも可能である。
【００６２】
この画像処理装置では、エッジ領域において、前述のように入力データに応じて量子化数を減少させるように変化する量子化閾値が用いられるので、濃度の低い部分で図１７の(a)または(b)のように小さなドットが出力されるため、低コントラストの文字や線画で線の切れが目立たない鮮鋭性の良い画像を形成することができ、低濃度部の網点では粒状性の良い画像を形成することができる。また、非エッジ領域の中・高濃度部ではディザ閾値を用いているためドットが集中している。そのため、エッジ領域の中・高濃度部で図１７の（ａ）又は（ｂ）のように小さなドットを出力すると、エッジ領域と非エッジ領域との切り換わり部分に違和感が目立つちやすい。しかし、この画像処理装置では、エッジ領域における高濃度部では、非エッジ領域の高濃度部と同様に、図１７の(c)又は(d)のようにドットを集中させて出力させるため（大きなドットを出力させる）、エッジ領域と非エッジ領域の切り換わり部分で違和感が目立つようなことがなくなる。また、エッジ領域における高濃度部の網点でも大きなドットが出力されるため、安定性・階調性の良い画像を形成することができる。
【００６３】
なお、エッジ領域では、入力データの値に応じて量子化閾値を変化させると説明したが、これは必ずしも注目画素の入力データ値に応じて量子化閾値を変化させることだけを意味するわけでなく、注目画素とその近傍画素（例えば注目画素を中心とする３×３画素）の入力データの平均値に応じて量子化閾値を変化させてもよく、これも本発明に含まれる。このように入力データの平均値を用いる方法は、入力データの濃度が急激に変化する領域においても、滑らかに量子化数を変化させることができる利点がある。
【００６４】
以上説明したような本発明の画像処理装置、又はその処理内容は、汎用又は専用のコンピュータを利用してソフトウェアにより実現することも可能である。後者の場合、画像処理装置の各部の機能（処理ステップ）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録媒体からコンピュータに取り込み、あるい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取り込むことになる。このようなプログラムが記録された各種の記録媒体も本発明に包含される。
【００６５】
本発明の画像処理装置又は方法は、単独の装置に限らず、プリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ装置などの画像形成装置や表示装置、イメージスキャナなどに適用することができる。そのような実施の形態の一例を以下に説明する。
【００６６】
《実施の形態５》
図１８は、本発明が適用されるデジタル複写機の画像読み取りと画像形成のための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、画像読み取り部としてのスキャナ部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１９）とを有する。
【００６７】
スキャナ部４００は、平坦な原稿台４０３上に載置された製本原稿などの原稿を照明ランプ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などの読み取りセンサー５０７に結像するとともに、照明ランプ５０２及びミラー５０３，５０４，５０５の移動により原稿を副走査することにより、原稿の画像情報を読み取り電気的な画像信号に変換する。読み取りセンサー５０７より出力される画像信号は不図示の回路部５５０に入力されて処理される。この回路部５５０より出力される画像データは、画像形成手段としてのレーザプリンタ部４１１へ送られる。スキャナ部４００の読み取り解像度は６００ｄｐｉである。
【００６８】
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は、回路部５５０から入力される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、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を介して感光体ドラム５０９へ照射する。標準モードでは、主走査副走査方向とも１２００ｄｐｉで２値データ、すなわち１ドットをオンかオフで書き込みが行われる。書きこみレーザ光を高速変調して、１ドット当たり２ｂｉｔデータ、すなわち４値で書きこむモードも備えている。さらに、主走査副走査とも２４００ｄｐｉで書き込むモード、主走査方向１２００ｄｐｉ、副走査方向６００ｄｐｉの縦横偏平なピッチで書きこむモードも備える。
【００６９】
感光体ドラム５０９は、駆動部により回転駆動されて矢印の如く時計方向に回転し、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による露光で静電潜像が形成される。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のいずれかから転写紙（用紙）がレジストローラ５２０へ給紙される。
【００７０】
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転写紙を送出する。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上のトナー像を転写紙へ転写させるとともに転写紙を搬送する。トナー像を転写された転写紙は、転写ベルト５２１により定着部５２２に搬送されてトナー像を定着させられた後、排紙トレイ５２３へコピーとして排出される。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、さらに徐電器５２５により徐電されて次の画像形成動作に備える。
【００７１】
図１９は、このデジタル複写機の回路部５５０のブロック構成の一例を示す。この回路部５５０の入力は、スキャナ部４００の読み取りセンサー５０７によって６００ｄｐｉで読み取られたアナログ画像信号である。回路部５５０は、スキャナ系処理の部分と、デジタル画像データを加工、修正するデジタル画像処理の部分からなる。
【００７２】
読み取りセンサー５０７により６００ｄｐｉで読み取られたアナログ画像信号は、ＡＧＣ回路５５１によりレベルを調整された後、Ａ／Ｄ変換器５５２により１画素当たり８ｂｉｔ（２５６階調）のデジタルデータに変換され、さらにシェーディング補正回路５５３によって読み取りセンサー５０７の画素毎の感度や照度のばらつきが補正される。
【００７３】
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５５４に送られ、フィルタ処理される。具体的には、読み取りによって生じる画像の振幅を補正するＭＴＦ補正と、中間調画像をなめらかに表現するための平滑化処理が行われる。フィルタ処理後の画像データは、主走査変倍処理部５５５によって、複写倍率に応じて主走査方向の変倍処理を施され、次にガンマ補正部５５６により書き込み濃度に変換するためのガンマ補正を施される。ガンマ補正後の画像データは中間調処理部５５７に送られる。図１、図６、図１４又は図１５に示したような本発明の画像処理装置は、この中間調処理部５５７に設けられる。なお、図６、図１４又は図１５に示したような画像特徴抽出部を持つ画像処理装置が用いられる場合には、図１９中に破線で示すように、ガンマ補正の前段階の画像データを画像特徴抽出部に入力するのが一般に好ましいであろう。中間調処理部５５７で処理された画像データは、１ドット当たり１ｂｉｔまたは２ｂｉｔのデータとして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。なお、デジタル複写機では地肌除去処理、フレア除去処理、画像編集などの多くの処理も可能とされることが多いが、その説明は省略する。
【００７４】
【発明の効果】
以上に詳細に説明したように本発明によれば、（１）低解像度の多値画像データから、画質の優れた画像を形成するための高解像度の２値画像データを高速で生成することができる。（２）粒状性・安定性に優れた画像の形成が可能となる。（３）画像の低濃度部におけるドットの過度な集中を防ぎ画像の低濃度部の粒状性を向上させることができる。（４）画像の中・高濃度部における網点の崩れを減らすことができる。（５）画像特徴に合った画像の形成が可能となる。（６）画像の非エッジ領域における粒状性・安定性と画像のエッジ領域における鮮鋭性を両立させることができる。（７）低線数網点部におけるモアレの発生を防止することができる。（８）局所的な大きなエッジ量による粒状性の悪化を防ぐことができる。（９）エッジ領域の鮮鋭性を向上させ、かつモアレの発生を防止することができる。（１０）低濃度の文字の鮮鋭性と低濃度部の網点の粒状性を向上させることができる。（１１）バンディングの発生を抑えることができる、等々の多くの効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像処理装置の一例を示すブロック図である。
【図２】  量子化閾値を発生するためのディザ閾値マトリクスの一例を示す図である。
【図３】  図２のディザ閾値マトリクス内の閾値を各量子化閾値ごとにまとめて示す図である。
【図４】  ドット配置順を説明するための図である。
【図５】  出力データの一例を示す図である。
【図６】  本発明の画像処理装置の他の一例を示すブロック図である。
【図７】  エッジ抽出フィルタの例を示す図である。
【図８】  エッジ抽出フィルタの他の例を示す図である。
【図９】  ディザ係数マトリクスの一例を示す図である。
【図１０】  図９のディザ係数マトリクス内の係数を各量子化閾値ごとにまとめて示す図である。
【図１１】  エッジ量＝０（Ａ＝３）の領域で用いられるディザ閾値マトリクス内の閾値を各量子化閾値ごとにまとめて示す図である。
【図１２】  エッジ量＝１（Ａ＝２）の領域で用いられるディザ閾値マトリクス内の閾値を各量子化閾値ごとにまとめて示す図である。
【図１３】  エッジ量＝２（Ａ＝１）の領域で用いられるディザ閾値マトリクス内の閾値を各量子化閾値ごとにまとめて示す図である。
【図１４】  本発明による画像処理装置のもう１つの例を示すブロック図である。
【図１５】  本発明による画像処理装置の他の一例を示すブロック図である。
【図１６】  エッジ領域において生成される量子化閾値と入力データ値との関係を示す図である。
【図１７】  エッジ領域におけるドット配置順を説明するための図である。
【図１８】  本発明が適用されるデジタル複写機の概略断面図である。
【図１９】  図１８に示す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    誤差拡散量子化処理部
１０１    加算器
１０２    量子化器
１０３    減算器
１０４    誤差拡散演算部
２００，２００Ａ    解像度変換２値化部
２０１    ドット数決定部
２０２，２０２Ａ    ドット出力位置決定部
２０３    出力バッファ
３００，３００Ａ，３００Ｂ    量子化閾値発生部
３０１    位置情報生成部
３０２    遅延要素
３５０，３５０Ａ    画像特徴抽出部
３５１    エッジ量算出部
３５２    エッジ量量子化部
３５３    エッジ量膨張処理部
３５４    エッジ量平均化部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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