(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データを多値量子化して出力画像データを生成する画像処理装置であって、
入力画像データに拡散誤差を加算する誤差加算手段と、
前記誤差加算手段によって拡散誤差が加算された画像データのレベルを多値量子化して量子化出力を得る量子化手段と、
出力画像データと前記誤差加算手段によって拡散誤差が加算された画像データとの誤差を計算する誤差計算手段と、
前記誤差計算手段で計算された誤差に基づき注目画素に対する拡散誤差を計算する拡散誤差計算手段と、
前記注目画素周辺の一定領域における量子化済みの画素の量子化出力が量子化レベル０であるか１以上であるかに関するドット情報を記憶する周辺ドット情報記憶手段と、
前記周辺ドット情報記憶手段のドット情報を参照し、前記注目画素周辺の特定領域内における量子化レベルが１以上のドットの数を計数する周辺ドット計数手段と、
前記量子化出力の量子化レベル、前記誤差加算手段によって拡散誤差が加算された画像データのレベル、及び、前記周辺ドット計数手段で計数されたドット数に基づき、前記量子化手段の量子化出力をそのまま、あるいは再量子化して、前記出力画像データとして出力する出力ドット制御手段とを備え、
前記出力ドット制御手段は、
前記注目画素の量子化出力が量子化レベル１以外である場合には、前記注目画素の量子化出力を前記出力画像データの対応する画素の値とし、
前記注目画素の量子化出力が量子化レベル１である場合には、前記周辺ドット計数手段で計数されたドット数に基づき閾値を設定し、
前記誤差加算手段によって拡散誤差が加算された画像データのレベルが、前記設定した閾値以上である場合には、前記注目画素の量子化出力を前記出力画像データの対応する画素の値とし、
前記誤差加算手段によって拡散誤差が加算された画像データのレベルが、前記設定した閾値より小さい場合には、前記注目画素の量子化出力を異なる量子化レベルに再量子化して、前記出力画像データの対応する画素の値とする、
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記出力ドット制御手段は、前記量子化出力の再量子化時、前記拡散誤差が加算された画像データのレベルが、量子化レベル１に関連した所定の値以下ならば、量子化レベル０へ再量子化し、前記所定の値以上ならば、量子化レベル２へ再量子化す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】
入力画像データを多値量子化して出力画像データを生成する画像処理方法であって、
入力画像データに拡散誤差を加算する誤差加算ステップと、
前記誤差加算ステップによって拡散誤差が加算された画像データのレベルを多値量子化して量子化出力を得る量子化ステップと、
出力画像データと前記誤差加算ステップによって拡散誤差が加算された画像データとの誤差を計算する誤差計算ステップと、
前記誤差計算ステップで計算された誤差に基づき注目画素に対する拡散誤差を計算する拡散誤差計算ステップと、
前記注目画素周辺の一定領域における量子化済みの画素の量子化出力が量子化レベル０であるか１以上であるかに関するドット情報を記憶する周辺ドット情報記憶手段の前記ドット情報を参照し、前記注目画素周辺の特定領域内における量子化レベルが１以上のドットの数を計数する周辺ドット計数ステップと、
前記量子化出力の量子化レベル、前記誤差加算ステップによって拡散誤差が加算された画像データのレベル、及び、前記周辺ドット計数手段で計数されたドット数に基づき、前記量子化ステップの量子化出力をそのまま、あるいは再量子化して、前記出力画像データとして出力する出力ドット制御ステップとを有し、
前記出力ドット制御ステップは、
前記注目画素の量子化出力が量子化レベル１以外である場合には、前記注目画素の量子化出力を前記出力画像データの対応する画素の値とし、
前記注目画素の量子化出力が量子化レベル１である場合には、前記周辺ドット計数ステップで計数されたドット数に基づき閾値を設定し、
前記誤差加算ステップによって拡散誤差が加算された画像データのレベルが、前記設定した閾値以上である場合には、前記注目画素の量子化出力を前記出力画像データの対応する画素の値とし、
前記誤差加算ステップによって拡散誤差が加算された画像データのレベルが、前記設定した閾値より小さい場合には、前記注目画素の量子化出力を異なる量子化レベルに再量子化して、前記出力画像データの対応する画素の値とする、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
前記出力ドット制御ステップは、前記量子化出力の再量子化時、前記拡散誤差が加算された画像データのレベルが、量子化レベル１に関連した所定の値以下ならば、量子化レベル０へ再量子化し、前記所定の値以上ならば、量子化レベル２へ再量子化することを特徴とする請求項３記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多階調画像の多値量子化に誤差拡散法を用いる画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レーザプリンタ、デジタル複写機、ディスプレイ装置、その他各種画像処理装置において、多階調画像の階調を擬似的に再現するため、誤差拡散法が広く利用されている。
【０００３】
この誤差拡散法に関しては、以下に例示するような様々な改良技術が提案されている。
（１）誤差拡散法により画像データを２値量子化する装置において、文字・図形の連続性を向上させるために、注目画素周辺に出力されたＯＮドットの配置（連続性）を調べ、例えば、ある方向にＯＮドットが連続している場合に注目画素の出力ドットをＯＮしやすくするように量子化閾値を制御する技術（特許文献１）。
（２）誤差拡散法により画像データを２値量子化する装置において、低濃度部で正方向の誤差の拡散によりＯＮドットが近接して出力されることによる独特なテキスチャの発生を防止するために、低濃度部で、注目画素周辺にＯＮドットが出力されていた場合に、注目画素の出力ドットをＯＦＦにするように量子化閾値を制御する技術（特許文献２）。
（３）注目画素周辺の出力ドットの連続性を調べ、ＯＮドット又はＯＦＦドットの連続を阻止するように量子化閾値を制御することにより、鎖状のテキスチャ及び擬似輪郭の発生を除去する技術（特許文献３）。
【０００４】
【特許文献１】特公平８−２４３３８号
【特許文献２】特許第２６６２４０２号
【特許文献３】特許第２７５６３０８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のように、従来から誤差拡散法の弱点を補うための様々な従来技術が提案されているが、本発明は、そのような従来技術とは異なったアプローチによって、誤差拡散法の問題点を解決する新規な画像処理装置及び画像処理方法を提供しようとするものである。
【０００６】
より具体的に述べれば、後記実施例に関連して詳述するように、通常の誤差拡散処理によって多階調画像データを多値量子化し、量子化データを例えば電子写真式プリンタに与えて画像を形成させるような場合に、中・高濃度領域で画像が不安定になりやすい、階調飛びが起こりやすい、濃度の飽和が早く起きやすい等の問題があった。また、文字、網点、写真の領域が混在したような画像を扱う場合に、領域によって画質が悪化するという問題がある。よって、本発明の目的は、そのような問題を解決するための新規な画像処理装置及び画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、入力画像データを多値量子化して出力画像データを生成する画像処理装置であって、
入力画像データに拡散誤差を加算する誤差加算手段と、
前記誤差加算手段によって拡散誤差が加算された画像データのレベルを多値量子化して量子化出力を得る量子化手段と、
出力画像データと前記誤差加算手段によって拡散誤差が加算された画像データとの誤差を計算する誤差計算手段と、
前記誤差計算手段で計算された誤差に基づき注目画素に対する拡散誤差を計算する拡散誤差計算手段と、
前記注目画素周辺の一定領域における量子化済みの画素の量子化出力が量子化レベル０であるか１以上であるかに関するドット情報を記憶する周辺ドット情報記憶手段と、
前記周辺ドット情報記憶手段のドット情報を参照し、前記注目画素周辺の特定領域内における量子化レベルが１以上のドットの数を計数する周辺ドット計数手段と、
前記量子化出力の量子化レベル、前記誤差加算手段によって拡散誤差が加算された画像データのレベル、及び、前記周辺ドット計数手段で計数されたドット数に基づき、前記量子化手段の量子化出力をそのまま、あるいは再量子化して、前記出力画像データとして出力する出力ドット制御手段とを備え、
前記出力ドット制御手段は、
前記注目画素の量子化出力が量子化レベル１以外である場合には、前記注目画素の量子化出力を前記出力画像データの対応する画素の値とし、
前記注目画素の量子化出力が量子化レベル１である場合には、前記周辺ドット計数手段で計数されたドット数に基づき閾値を設定し、
前記誤差加算手段によって拡散誤差が加算された画像データのレベルが、前記設定した閾値以上である場合には、前記注目画素の量子化出力を前記出力画像データの対応する画素の値とし、
前記誤差加算手段によって拡散誤差が加算された画像データのレベルが、前記設定した閾値より小さい場合には、前記注目画素の量子化出力を異なる量子化レベルに再量子化して、前記出力画像データの対応する画素の値とすることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載画像処理装置において、前記出力ドット制御手段は、前記量子化出力の再量子化時、前記拡散誤差が加算された画像データのレベルが、量子化レベル１に関連した所定の値以下ならば、量子化レベル０へ再量子化し、前記所定の値以上ならば、量子化レベル２への再量子化することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、入力画像データを多値量子化して出力画像データを生成する画像処理方法であって、
入力画像データに拡散誤差を加算する誤差加算ステップと、
前記誤差加算ステップによって拡散誤差が加算された画像データのレベルを多値量子化して量子化出力を得る量子化ステップと、
出力画像データと前記誤差加算ステップによって拡散誤差が加算された画像データとの誤差を計算する誤差計算ステップと、
前記誤差計算ステップで計算された誤差に基づき注目画素に対する拡散誤差を計算する拡散誤差計算ステップと、
前記注目画素周辺の一定領域における量子化済みの画素の量子化出力が量子化レベル０であるか１以上であるかに関するドット情報を記憶する周辺ドット情報記憶ステップと、
前記周辺ドット情報記憶手段のドット情報を参照し、前記注目画素周辺の特定領域内における量子化レベルが１以上のドットの数を計数する周辺ドット計数ステップと、
前記量子化出力の量子化レベル、前記誤差加算ステップによって拡散誤差が加算された画像データのレベル、及び、前記周辺ドット計数手段で計数されたドット数に基づき、前記量子化ステップの量子化出力をそのまま、あるいは再量子化して、前記出力画像データとして出力する出力ドット制御ステップとを有し、
前記出力ドット制御ステップは、
前記注目画素の量子化出力が量子化レベル１以外である場合には、前記注目画素の量子化出力を前記出力画像データの対応する画素の値とし、
前記注目画素の量子化出力が量子化レベル１である場合には、前記周辺ドット計数ステップで計数されたドット数に基づき閾値を設定し、
前記誤差加算ステップによって拡散誤差が加算された画像データのレベルが、前記設定した閾値以上である場合には、前記注目画素の量子化出力を前記出力画像データの対応する画素の値とし、
前記誤差加算ステップによって拡散誤差が加算された画像データのレベルが、前記設定した閾値より小さい場合には、前記注目画素の量子化出力を異なる量子化レベルに再量子化して、前記出力画像データの対応する画素の値とすることを特徴とする画像処理方法。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載画像処理方法において、前記出力ドット制御ステップは、前記量子化出力の再量子化時、前記拡散誤差が加算された画像データのレベルが、量子化レベル１に関連した所定の値以下ならば、量子化レベル０へ再量子化し、前記所定の値以上ならば、量子化レベル２への再量子化することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像の安定性、粒状性、階調性を悪化させる原因となるドットの発生を抑制することにより、より高品質な画像の形成が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の一形態としての画像処理装置について説明する。以下に述べる本発明の画像処理装置によれば、本発明の画像処理方法を実施することができる。その出力画像データを、量子化レベルの高い画素ほど大きなドットを用いて画像を形成する画像形成手段に供給して画像を形成させる。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。
【００１３】
≪実施例１≫
本発明の実施例１による画像処理装置は、図１のブロック図に示すようなブロック構成であり、基本的には、８ビット／画素の入力画像データ１００を誤差拡散法によって量子化レベル０，１，２，３に４値量子化し、量子化データを出力画像データ１０１として出力する。量子化レベル０，１，２，３に対応した出力値は０，８５，１７０，２５５（１０進）とする。
【００１４】
このような誤差拡散法による４値量子化のための基本的な構成要素は、入力画像データ１００に拡散誤差を加算するための誤差加算部１１０、この誤差加算部１１０によって拡散誤差が加算された画像データ１０２のレベルを３つの量子化閾値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）と比較することにより量子化レベル０，１，２又は３を出力する量子化部１１１、出力画像データ１０１と誤差加算後の画像データ１０２との誤差を計算する誤差計算部１１２、その計算された誤差を一時的に記憶する誤差記憶部１１３、誤差記憶部１１３に記憶されている誤差データを用いて次に処理する画素（注目画素）に対する拡散誤差を計算して誤差加算部１０２に与える拡散誤差計算部１１４である。なお、量子化閾値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、隣接する２つの量子化レベルに対応する出力値の略中間値に選ばれ、例えばＴ１＝４３、Ｔ２＝１２８、Ｔ３＝２１３である。
【００１５】
本実施例では、拡散誤差計算部１１４のブロック内部に示すように、＊印を注目画素の位置として、前ライン上のａ，ｂ，ｃの各位置の画素及び注目画素と同ライン上の直前位置ｄの画素について計算された誤差を、注目画素に対する拡散誤差の計算に用いる。そして、拡散誤差計算部１１４は、ａ，ｂ，ｃ，ｄの各位置の画素で計算された誤差に、係数１，５，３，７をそれぞれ乗じた値の総和を１６で除した値を、注目画素（＊）に対する拡散誤差として出力する。したがって、誤差記憶部１１３としては、例えば２ラインのラインメモリなどが用いられる。ただし、拡散誤差の計算のために参照される注目画素周辺の画素の配置や個数は変更可能であり、また、それぞれの画素の誤差に対する係数も変更可能である。
【００１６】
なお、誤差計算部１１２と誤差記憶部１１３の間に拡散誤差計算部１１４に相当する計算手段を設け、誤差計算部１１２で計算した誤差と誤差記憶部１１３に記憶されている誤差データを用いて、周辺の未処理画素に対する拡散誤差を上記計算手段によって逐次再計算し、その結果によって誤差記憶部１１３内の誤差データを更新し、次に処理する画素に対する拡散誤差を誤差記憶部１１３から直接読み出して誤差加算部１１０に与えるような構成も採用し得る。
【００１７】
本実施例の画像処理装置は、以上のような基本的な４値誤差拡散処理のための構成要素に加えて、周辺ドット情報記憶部１１７、周辺ドット計数部１１８、及び、出力ドット制御部１１９を有し、量子化部１１１の量子化出力を、特定の量子化レベルに関し出力ドット制御部１１９で必要に応じて再量子化したものが出力画像データ１０１として出力される。なお、出力ドット制御部１１９を量子化部１１１と一体化することも可能である。
【００１８】
周辺ドット情報記憶部１１７は、注目画素周辺の一定領域における量子化済みの画素が量子化レベル０であるか１以上であるかを、例えば１ビット／画素で表したドット情報を一時的に記憶するものである。出力画像データ１０１は、量子化レベルが高い画素ほど大きなドットを用いて画像を形成する電子写真式プリンタのような画像形成装置に供給される。この場合、量子化レベル０の画素ではドットが形成されず、量子化レベル１以上の画素では量子化レベルに対応した大きさのドットが形成される。そこで、本明細書では、出力画像データ１０１の量子化レベル０の画素をＯＦＦドット、量子化レベル１以上の画素をＯＮドットと呼ぶことがある。この表現を用いれば、周辺ドット情報記憶部１１７において、例えば、ＯＦＦドットの画素は”０”、ＯＮドットの画素は”１”で表される。
【００１９】
周辺ドット計数部１１８は、周辺ドット情報記憶部１１７内のドット情報を参照し、注目画素周辺の特定領域内のＯＮドットの数を計数する。本実施例においては、周辺ドット情報記憶部１１７のブロック内に示した＊印を、これから処理しようとする注目画素の位置とすると、図示した周囲１０画素についてＯＮドットの数（周辺ドット数）を計数する。したがって、周辺ドット情報記憶部１１７として、例えば２ラインのラインメモリが用いられる。すなわち、本実施例においては、周辺ドット計数部１１８及び周辺ドット情報記憶部１１７は、注目画素周辺の特定領域における量子化レベル１以上に量子化された画素の個数を検出するための手段を構成している。なお、周辺ドット計数部１１８によってドット情報が参照される注目画素周辺の画素の個数及び配置は、必要に応じて変更してよい。
【００２０】
出力ドット制御部１１９は、量子化部１１１の入力データ（誤差加算後の画像データ１０２）と量子化部１１１の量子化出力、及び、周辺ドット計数部１１８によって計数された周辺ドット数が入力され、図２のフローチャートに示すような処理を行う。以下、図２を参照して説明する。
【００２１】
まず、注目画素に関する量子化部１１１の量子化出力が量子化レベル１（出力値８５）であるか判定し（ステップＳ１）、量子化レベル１以外ならば、量子化部１１１の量子化出力をそのまま出力する（ステップＳ２）。
【００２２】
量子化部１１１の出力が量子化レベル１ならば、閾値ＴＨＲを決定する（ステップＳ３）。本実施例においては、周辺ドット計数部１１８で計数された周辺ドット数ｃｏｕｎｔと定数を用いて
ＴＨＲ＝ｃｏｕｎｔ×定数
により閾値ＴＨＲが計算される。上記定数は例えば１０に選ばれる。
【００２３】
次に、拡散誤差加算後の注目画素のレベルｌｅｖｅｌ（画像データ１０２のレベル）が閾値ＴＨＲより小さいか判定し（ステップＳ４）、閾値ＴＨＲ以上ならば、量子化部１１１の量子化出力をそのまま出力する（ステップＳ５）。すなわち、現在の注目画素については、量子化レベル１の再量子化が不要と判断されたわけである。注目画素周辺のＯＮドットの画素が増えるにつれて、閾値ＴＨＲは大きくなり再量子化が不要と判断される割合が減るため、量子化レベル１が出力されにくくなる。
【００２４】
注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ未満ならば、再量子化を必要と判断し、注目画素レベルｌｅｖｅｌを量子化レベル１に関連した閾値と比較することにより再量子化する。本実施例では、注目画素レベルｌｅｖｅｌが量子化閾値Ｔ１と量子化レベル１の出力値８５の略中間値である６４より小さいか判定し（ステップＳ６）、注目画素レベルｌｅｖｅｌが６４未満ならば量子化レベル０（出力値０）を出力し（ステップＳ７）、注目画素レベルｌｅｖｅｌが６４以上ならば量子化レベル２（出力値１７０）を出力する（ステップＳ８）。
【００２５】
以上のような再量子化もしくは出力ドット制御を行わず量子化部１１１による量子化データをそのまま出力する場合、すなわち、出力ドット制御部１１９を取り除いた通常の４値誤差拡散処理の構成の場合、入力画像データ１００のレベル（０〜２５５）に対し、量子化レベル１，２，３が発生する割合（確率）は図３に示すように変化する。図３に見られるように、入力画像データレベルが０から増加するに従って量子化レベル１の発生割合が増加していき、入力画像データレベルが８５になると量子化レベル１の発生割合が１００％になる。入力画像データレベルが８５を越えると、量子化レベル１の発生割合が減少し量子化レベル２の発生割合が増加していく。入力画像データレベルが１７０になると、量子化レベル１の発生割合は０％となり、量子化レベル２の発生割合が１００％になる。入力画像データレベルが１７０を越えると、量子化レベル２の発生割合が減少し、量子化レベル３の発生割合が増加していく。入力画像データレベルが２５５になると、量子化レベル２の発生割合は０％になり、量子化レベル３の発生割合が１００％になる。
【００２６】
このような特性の量子化データを電子写真式プリンタのような画像形成装置に供給した場合、図３に見られるように、入力画像データ１００の中レベル領域（中濃度領域）において量子化レベル１の不安定な最小ドットの割合が高くなる領域があり、その領域で画像の安定性、階調性が悪化する。また、入力画像データ１００の高レベル領域（高濃度領域）でも、量子化レベル２の小ドットの割合が高くなる領域があり、その領域で画像で安定性、階調性が悪化する等の問題があった。
【００２７】
一方、出力ドット制御部１１９によって前述のような再量子化もしくは出力ドット制御を行った場合、入力画像データレベルに対し量子化レベル１，２，３は図４に示すような割合で発生するようになる。図４に見られるように、入力画像データレベルが低い領域（低濃度領域）では、同レベルが上がるに従って量子化レベル１の発生割合が増加するが、入力画像データレベルの中レベル領域（中濃度領域）においては、量子化レベル１の発生割合が５０％（前記定数で決まる）に達したレベルからは、量子化レベル１の発生割合が急激に減少し量子化レベル２の発生割合が増加して行く。したがって、出力画像データ１０１を電子写真式プリンタのような画像形成装置に供給し、量子化レベルが高い画素ほど大きなドットを用いて画像を形成する場合、低濃度領域では量子化レベル１に対応する最小ドットで画像が形成されるため孤立ドットが目立ちにくく粒状性が良好である。量子化レベル２の小ドットが発生する中濃度領域では、不安定な最小ドットの発生が抑制され、ほぼ量子化レベル２の小ドットのみで画像が形成されるため、画像の安定性及び粒状性が向上する。注目画素周辺の特定領域内のドット数に応じて最小ドットの抑制が制御され、また、最小ドットが抑制された画素に対する出力ドットは再量子化によって決定されるため、中濃度領域の全域で適切なドット占有率で階調を表現し階調数を増加させることができ、また、階調変化に対してドットの混合割合を滑らかに切り替え、切り替わり部分がなめらかに結合した画像を形成できる。
【００２８】
図示しないが、本発明の他の実施例によれば、本実施例と同様の再量子化もしくは出力ドット制御が量子化レベル１でなく量子化レベル２に関して行われることにより、量子化レベル３の大ドットが発生する高濃度領域において量子化レベル２の小ドットの発生が抑制される。これにより、後記実施例３に関連して詳述するように、高濃度領域における画像の安定性及び階調性が向上する。
【００２９】
≪実施例２≫
本発明の実施例２による画像処理装置は、前記実施例１と同様なブロック構成であるが、図５のブロック図に示すように出力ドット制御部１１９に入力画像データ１００も入力される。また、出力ドット制御部１１９は、図６のフローチャートに示すような処理を行う。
【００３０】
図６を参照して説明する。出力ドット制御部１１９は、まず、誤差加算前の注目画像のレベルＬＥＶＥＬ（入力画像データ１００のレベル）が、中濃度の３０から１７０の範囲内であるか判定する（ステップＳ１０）。注目画素レベルＬＥＶＥＬが３０以下又は１７０以上であれば、量子化部１１１０の量子化出力がそのまま出力される（ステップＳ１２）。
【００３１】
注目画素レベルＬＥＶＥＬが３０から１７０の範囲内であれぱ、量子化部１１１の量子化出力が量子化レベル１であるか判定し（ステップＳ１１）、量子化レベル１でなければ量子化部１１１の量子化出力をそのまま出力する（ステップＳ１２）。量子化レベル１ならば、前記実施例１と同様の量子化レベル１の再量子化のための処理を行う（ステップＳ１３〜Ｓ１８）。ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８は、図２の対応ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８と同内容の処理ステップである。
【００３２】
すなわち、本実施例では、前記実施例１と同様な量子化レベル１の再量子化処理を行うため、入力画像データレベルに対し各量子化レベルの出現割合は図４に示すように制御される。ただし、入力画像データレベルが３０から１７０の範囲から外れると量子化レベル１の再量子化は行わないため、量子化レベル１の発生が抑制されるのは入力画像データレベルが３０を越えた領域である。
【００３３】
したがって、本実施例の画像処理装置の出力画像データ１０１を電子写真式プリンタなどに供給すれば、前記実施例１の場合と同様に、低濃度領域で粒状性が良好で、中濃度領域で画像の安定性、粒状性、階調性が良好な画像を形成できる。
【００３４】
また、本実施例では、入力画像データレベル（濃度レベル）が３０から１７０の範囲内でなければ、量子化レベル１の最小ドットの出力は抑制されないため、低コントラスト文字部で文字の線切れや線消えが発生しにくくなる。このような中濃度レベルは、一般のビジネス文書のようなコントラストの高い画像（白地上に黒文字がある画像など）では発生頻度が少ないため、出力ドット制御部１１９で、処理の最初の段階で、そのような中濃度レベルを再量子化の対象から排除すると処理時間を短縮できる利点がある。この点は、ソフトウェアで処理する場合に特に有利である。
【００３５】
≪実施例３≫
本発明の実施例３による画像処理装置は、図５に示した前記実施例２と同じブロック構成であるが、前記実施例２と異なり、出力ドット制御部１１９において、図７のフローチャートに示すように量子化レベル１と量子化レベル２に関する再量子化処理を行う。
【００３６】
図７のフローチャートを参照して説明する。出力ドット制御部１１９は、まず、注目画素に対する量子化部１１１の量子化出力が量子化レベル１（出力値８５）であるか判定し（ステップＳ２０）、量子化レベル１以外ならば量子化レベル２であるか判定する（ステップＳ２６）。量子化レベル１でも量子化レベル２でもなければ、量子化部１１１の量子化出力をそのまま出力する（ステップＳ３４）。すなわち、量子化レベル０と量子化レベル３は、再量子化もしくは出力ドット制御の対象外である。
【００３７】
量子化部１１１の量子化出力が量子化レベル１ならば（ステップＳ２０，ＹＥＳ）、量子化レベル１に関連した閾値ＴＨＲ１を決定する（ステップＳ２１）。
本実施例においては、
ＴＨＲ１＝４３＋（ＬＥＶＥＬ−Ａ）×ｃｏｕｎｔ×ＣＮＴ１
により閾値ＴＨＲ１を計算する。ここで、前述のように、ＬＥＶＥＬは入力画像データ１００の注目画素レベル、ｃｏｕｎｔは周辺ドット計数部１１８で計数された周辺ドット数、ＡとＣＮＴ１は量子化レベル１の発生割合が減少し始める入力画像データレベルと減少の勾配を決定するパラメータであり（図８参照）、ＣＮＴ１は例えば２に選ばれる。また、４３は量子化閾値Ｔ１に相当する。
【００３８】
次に、拡散誤差加算後の注目画素レベルｌｅｖｅｌ（画像データ１０２のレベル）が閾値ＴＨＲ１より大きいか判定し（ステップＳ２２）、閾値ＴＨＲ１より大きければ注目画素について量子化レベル１に関する再量子化を不要と判断し、量子化レベル１（出力値８５）をそのまま出力する（ステップＳ２３）。注目画素レベルがＡを越えると、同レベルが上がるほど、また、注目画素周辺のＯＮドットの画素が増えるほど閾値ＴＨＲ１は大きくなり、量子化レベル１の再量子化が必要と判断されやすくなるため、量子化レベル１が出力されにくくなる。
【００３９】
誤差加算後の注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ１以下ならば、再量子化を必要と判断し、同レベルｌｅｖｅｌを量子化レベル１に関連した閾値と比較することにより再量子化する。本実施例では、注目画素レベルｌｅｖｅｌが量子化閾値Ｔ１と量子化レベル１の出力値８５の略中間値である６４より小さいか判定し（ステップＳ２４）、６４未満ならば量子化レベル０（出力値０）を出力するが（ステップＳ２５）、６４以上ならばステップＳ２７に進み、量子化レベル２の場合と同様の再量子化を行う（これは、再量子化によるテクスチャの発生を防止するためである）。
【００４０】
量子化部１１１の量子化出力が量子化レベル２であるか（ステップＳ２６，ＹＥＳ）、ステップＳ２４の判定結果がＮＯである場合、量子化レベル２に関連した閾値ＴＨＲ２を決定する（ステップＳ２７）。本実施例においては、
ＴＨＲ２＝１２８＋（ＬＥＶＥＬ−Ｂ）×ｃｏｕｎｔ×ＣＮＴ２
により閾値ＴＨＲ２を計算する。前述のように、ＬＥＶＥＬとｃｏｕｎｔは入力画像データ１００の注目画素レベルと周辺ドット数であり、ＢとＣＮＴ２は量子化レベル２の発生割合が減少し始める入力画像データレベルと減少の勾配を決定するパラメータであり（図８参照）、ＣＮＴ２は例えば２に選ばれる。また、１２８は量子化閾値Ｔ２に相当する。
【００４１】
そして、注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ２より小さいか判定し（ステップＳ２８）、閾値ＴＨＲ２以上であれば再量子化を不要と判断し、量子化レベル２（出力値１７０）をそのまま出力する（ステップＳ２９）。ただし、ステップＳ２４からステップＳ２７へ進んだ場合は、量子化部１１１による量子化レベル１が量子化レベル２に再量子化されたことになる。注目画素レベルＬＥＶＥＬがＢを越えると、同レベルが上がるほど、また、注目画素周辺のＯＮドットの画素が増えるほど、閾値ＴＨＲ２は大きくなり量子化レベル２の再量子化が必要と判断されやすくなるため、量子化レベル２は出力されにくくなる。
【００４２】
注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ２未満ならば、同レベルと量子化レベル２に関連した位置とを比較することにより再量子化する。本実施例では、注目画素レベルｌｅｖｅｌが、量子化閾値Ｔ２と量子化レベル２の出力値１７０の略中間値である１５０より小さいか判定し（ステップＳ３０）、１５０未満ならば量子化レベル０（出力値０）を出力し（ステップＳ３１）、１５０以上ならば量子化レベル３（出力値２５５）を出力する（ステップＳ３２）。
【００４３】
本実施例によれば、出力ドット制御部１１９によって前述のような再量子化もしくは出力ドット制御が行われるため、入力画像データレベルに対し量子化レベル１，２，３は図８に示すような割合で発生するようになる。図８に見られるように、入力画像データレベルが増加するに従って量子化レベル１の発生割合が増加するが、レベルＡを越えると量子化レベル１の発生割合が急激に減少し、量子化レベル２の発生割合が増加して行く。また、レベルＢからは量子化レベル２の発生割合が急激に減少し、量子化レベル３の発生割合が増加する。そして、量子化レベル１，２の発生割合は１００％になることがない（その最大の発生割合は閾値ＴＨＲ１，ＴＨＲ２の計算に用いられるＡ，Ｂの値によって決まる）。
【００４４】
このように量子化レベル１，２の発生割合が制御された出力画像データ１０１を電子写真式プリンタなどに供給すれば、高画質の画像を形成できる。すなわち、低濃度領域では量子化レベル１の最小ドットで画像が形成されるため粒状性が良好である。量子化レベル２の小ドットが発生する中濃度領域では、不安定な最小ドットの発生が抑制され、ほぼ量子化レベル２の小ドットのみで画像が形成されるため、画像の安定性及び粒状性が向上する。量子化レベル３の大ドットが発生する高濃度領域では、小ドットの発生が抑制され、ほぼ大ドットのみで画像が形成されるため、画像の安定性が向上し、また、ドット数が減り階調の飽和が起きにくい。また、注目画素周辺の特定領域内のドット数のみならず注目画素の濃度レベルを参照して最小ドット及び小ドットの抑制が制御され、また、その抑制された画素に対する出力ドットは再量子化によって決定されるため、中・高濃度領域の全域で適切なドット占有率で階調を表現し階調数を増加させることができ、また、階調変化に対してドットの混合割合を滑らかに切り替え、切り替わり部分がなめらかに結合した画像を形成できる。これを図１５を参照してさらに説明する。
【００４５】
図１５の左側の４つの画像は、本実施例の画像処理装置の出力画像データ１０１を電子写真式プリンタなどに供給した場合の、低濃度領域から高濃度領域のドット発生の様子を模式的に示すものである。図１５の右側の４つの画像は、最小ドットと小ドットの抑制を行わない通常の４値誤差拡散処理データを電子写真式プリンタなどに供給した場合のドット発生の様子を模式的に示すものである。
【００４６】
図１５の最上段の画像に見られるように、低濃度領域では量子化レベル１の最小ドットで画像が形成されるため、孤立ドットが目立ちにくく粒状性が良好である。図１５の２段目と３段目の画像に見られるように、本実施例によれば、中濃度領域では量子化レベル１の不安定な最小ドットの発生が抑制され、ほぼ量子化レベル２の小ドットのみで画像が形成されるため、通常の４値誤差拡散処理の場合に比べ、画像の安定性・粒状性が良好である。図１５の最下段の画像に見られるように、高濃度領域においても、本実施例によれば、量子化レベル２の小ドットの発生が抑制され、最も安定な量子化レベル３の大ドットのみで画像が形成されるため、量子化レベル２の小ドットが高い割合で混在する通常の４値誤差拡散処理の場合に比べ、画像の安定性が良好である。また、通常の４値誤差拡散処理の場合、高濃度領域において出力されるドットの数が多くなるため、ドットゲイン（ドットの広がり）の影響により濃度が飽和しやすく、階調つぶれが生じやすい。これに対し、本実施例によれば、高濃度領域において量子化レベル３の大ドットのみが出力され、出力されるドット数が少なく、ドットの打たれない白画素が存在するため、通常の４値誤差拡散処理に比べ階調つぶれが少なくなる。さらに、階調変化に対して異なる大きさのドットの混合割合が滑らかに切り替わり、階調飛びや違和感がなく、通常の多値誤差拡散処理で問題となっている擬似輪郭が発生しにくい。また、入力画像データレベルがＡ以下の低濃度領域では最小ドットの出力は抑制されないため、低コントラスト文字部での文字の線切れや線消えが生じにくい。
【００４７】
なお、本実施例によれば、パラメータＡ，Ｂによって、量子化レベル１，２の発生の抑制が始まる入力画像データレベル（Ａ，Ｂ）を別々に制御できる。また、本実施例において、パラメータＢを２５５に設定すれば、量子化レベル１のみを抑制し、各量子化レベルの発生割合を前記実施例１と同様に制御することができる。これら２点は、後記の実施例４，６，７でも同様である。
【００４８】
≪実施例４≫
本発明の実施例４による画像処理装置は、図５のブロック図に示すようなブロック構成であるが、周辺ドット情報記憶部１１７に記憶される情報、周辺ドット計数部１１８の動作、及び、出力ドット制御部１１９の処理内容が前記各実施例と異なる。
【００４９】
周辺ドット情報記憶部１１７は、前記各実施例と同様に、注目画素を含むライン及びその直前ラインの合計２ライン上における量子化済み画素のドット情報を記憶するが、本実施例においては、ドットのＯＮ、ＯＦＦではなく、各画素の量子化レベルを示す情報が記憶される。周辺ドット計数部１１８は、周辺ドット情報記憶部１１７の記憶情報を参照し、注目画素周辺の量子化済み１０画素の中で、量子化レベル１の画素数、量子化レベル２の画素数、量子化レベル３の画素数をそれぞれ計数する。つまり、前記各実施例では周辺のＯＮドットの画素を、その量子化レベルを区別しないで計数したが、本実施例では量子化レベル毎に分けてＯＮドットの画素数を計数する。
【００５０】
本実施例においては、出力ドット制御部１１９は、量子化部１１１により量子化レベル１又は２に量子化された注目画素に対し、図９に示すような再量子化処理もしくは出力ドット制御を行う。
【００５１】
出力ドット制御部１１９は、まず、注目画素に対する量子化部１１１の量子化出力が量子化レベル１（出力値８５）であるか判定し（ステップＳ４０）、量子化レベル１以外ならば量子化レベル２であるか判定する（ステップＳ４７）。量子化レベル１でも量子化レベル２でもなければ、量子化部１１１の出力をそのまま出力する（ステップＳ４８）。
【００５２】
量子化部１１１の出力が量子化レベル１ならば（ステップＳ４０，ＹＥＳ）、周辺ドット計数部１１８より与えられた量子化レベル１，２の画素数を合計したドット数ａを計算し（ステップＳ４１）、このドット数ａを用いて量子化レベル１に関する閾値ＴＨＲ１を決定する（ステップＳ４２）。本実施例では、
ＴＨＲ１＝４３＋（ＬＥＶＥＬ−Ａ）×ａ×ＣＮＴ１
により閾値ＴＨＲ１を計算する。すなわち、前記実施例３では量子化レベル１，２，３の画素の合計であるドット数ｃｏｕｎｔ（図７、ステップＳ２１参照）を用いたが、このｃｏｕｎｔから量子化レベル３の画素数を除いたドット数ａを閾値ＴＨＲ１の計算に用いる。
【００５３】
次に、拡散誤差加算後の注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ１より大きいか判定し（ステップＳ４３）、ＴＨＲ１より大きければ再量子化を不要と判断し、量子化レベル１（出力値８５）をそのまま出力する（ステップＳ４４）。注目画素レベルＬＥＶＥＬがＡを越えると、同レベルが上がるほど、また、注目画素周辺の量子化レベル１，２の画素が増えるほど、ＴＨＲ１は大きくなるので再量子化が必要と判断されやすくなり、したがって量子化レベル１は出力されにくくなる。
【００５４】
注目画素レベルｌｅｖｅｌがＴＨＲ１以下ならば、再量子化を必要と判断し、注目画素レベルｌｅｖｅｌを量子化レベル１に関連した閾値と比較することにより再量子化する。本実施例では、注目画素レベルｌｅｖｅｌが量子化閾値Ｔ１と量子化レベル１の出力値８５の略中間値である６４より小さいか判定し（ステップＳ４５）、６４未満ならば量子化レベル０（出力値０）を出力するが（ステップＳ４６）、６４以上ならばステップＳ４９に進み、量子化レベル２の場合と同様の再量子化を行う（これは再量子化によるテクスチャの発生を防止するためである）。
【００５５】
量子化部１１１の出力が量子化レベル２であるか（ステップＳ４７，ＹＥＳ）、ステップＳ４５の判定結果がＮＯである場合、周辺ドット計数部１１８より与えられた量子化レベル２，３の画素数を合計したドット数ｂを計算し（ステップＳ４９）、このドット数ｂを用いて量子化レベル２に関する閾値ＴＨＲ２を決定する（ステップＳ５０）。本実施例においては、
ＴＨＲ２＝１２８＋（ＬＥＶＥＬ−Ｂ）×ｂ×ＣＮＴ２
により閾値ＴＨＲ２を計算する。すなわち、前記実施例３では量子化レベル１，２，３の合計画素数であるドット数ｃｏｕｎｔ（図７、ステップＳ２７参照）を用いたが、このｃｏｕｎｔから量子化レベル１の画素数を除いたドット数ｂを閾値ＴＨＲ２の計算に用いる。
【００５６】
そして、注目画素レベルｌｅｖｅｌ（画像データ１０２のレベル）が閾値ＴＨＲ２より小さいか判定し（ステップＳ５１）、ＴＨＲ２以上であれば再量子化は不要と判断し、量子化レベル２（出力値１７０）をそのまま出力する（ステップＳ５２）。ただし、ステップＳ６４からステップＳ４９に進んだ場合は、量子化部１１１の量子化出力である量子化レベル１が量子化レベル２に再量子化されることになる。注目画素レベルＬＥＶＥＬがＢを越えると、同レベルが上がるほど、また、注目画素周辺の量子化レベル２，３の画素が増えるほど、閾値ＴＨＲ２が大きくなり再量子化が必要と判断されやすくなるため、量子化レベル２が出力されにくくなる。
【００５７】
注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ２未満ならば、そのレベルを量子化レベル２に関連した閾値と比較することにより再量子化を行う。本実施例では、注目画素レベルｌｅｖｅｌが量子化閾値Ｔ２と量子化レベル２の出力値１７０の略中間値である１５０より小さいか判定し（ステップＳ５３）、１５０未満ならば量子化レベル０（出力値０）を出力し（ステップＳ５４）、１５０以上ならば量子化レベル３（出力値２５５）を出力する（ステップＳ５５）。
【００５８】
以上のような量子化レベル１，２に関する再量子化処理によって、量子化レベル１，２，３は、前記実施例３と同様に図８に示すように割合で発生するようになる。したがって、前記実施例３に関して述べたように、本実施例の画像処理装置の出力画像データ１０１を電子写真式プリンタなどに供給し、高い量子化レベルの画素ほど大きなドットを用いて画像を形成すれば、低濃度領域で粒状性が良好であり、中濃度領域で画像の安定性、粒状性が良好であり、高濃度領域において画像の安定性が良好であり、また、階調つぶれが少なくなる。また、異なった量子化レベルのドットの切り替わり部分における階調飛びや違和感がなくなり、擬似輪郭が発生しにくい。また、入力画像データレベルがＡ以下であれば、最小ドットの出力は抑制されないため、低コントラスト文字部での文字の線切れや線消えも生じにくい。特に、本実施例においては、最小ドットの発生の抑制制御に、注目画素周辺のドット数から大ドット数を除いたドット数ａを利用するので、注目画素周辺に大ドットが多数存在していても最小ドットは抑制ず、したがって画像の文字領域やエッジ領域におけるジャギーを減らし、鮮鋭性の良い画像を得られる。
【００５９】
このように、本実施例によれば、多値誤差拡散の利点である鮮鋭生を維持しつつ、その問題点である中・高濃度領域における安定性と階調性の悪さなどを改善することができる。
【００６０】
≪実施例５≫
本発明の実施例５による画像処理装置のブロック構成は、図１０に示すように、注目画素が含まれる画像領域の特徴を指示する特徴指示信号１０４が出力ドット制御部１１９に入力される点が前記実施例２と異なる。本実施例においては、特徴指示信号１０４によって、注目画素が含まれる画像領域が文字領域、絵柄領域のいずれであるかが指示される。このような特徴指示信号１０４を発生するための特徴判定手段については後述する。この特徴判定手段は、本実施例では装置の外部に設けられるが、他の実施例によれば装置の内部に設けられる。
【００６１】
周辺ドット情報記憶部１１７の記憶情報、及び、周辺ドット計数部１１８の動作は前記実施例２の場合と同じである。出力ドット制御部１１９は、図１１のフローチャートに示すような量子化レベル１に対する再量子化処理を行う。以下、図１１を参照して説明する。
【００６２】
出力ドット制御部１１９は、まず、注目画素に対する量子化部１１１の量子化出力が量子化レベル１（出力値８５）であるか判定し（ステップＳ６０）、量子化レベル１以外ならば、量子化部１１１の出力をそのまま出力する（ステップＳ６１）。
【００６３】
量子化部１１１の出力が量子化レベル１ならば（ステップＳ６０，ＹＥＳ）、閾値ＴＨＲを決定するためのパラメータＡを、特徴指示信号１０４の状態に応じた値に設定する（ステップＳ６２）。本実施例では、画像特徴信号１０４が文字領域を指示しているときにはＡ＝２５５に設定し、画像特徴信号１０４が絵柄領域を指示しているときにはＡ＝３０に設定する。そして、閾値ＴＨＲを、
ＴＨＲ＝４３＋（ＬＥＶＥＬ−Ａ）×ｃｏｕｎｔ×ＣＮＴ
により計算する（ステップＳ６３）。ここで、前述のように、ＬＥＶＥＬは入力画像データ１００の注目画素レベル、ｃｏｕｎｔは周辺ドット計数部１１８で計数された周辺ドット数、ＣＮＴ例えば２である。４３は量子化閾値Ｔ１に相当する。
【００６４】
次に、拡散誤差加算後の注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲより小さいか判定し（ステップＳ６４）、ＴＨＲ以上ならば再量子化を不要と判断し量子化レベル１（出力値８５）をそのまま出力する（ステップＳ６５）。注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ１未満ならば、そのレベルｌｅｖｅｌを量子化レベル１に関連した閾値と比較することにより再量子化する。本実施例では、注目画素レベルｌｅｖｅｌが、量子化閾値Ｔ１と量子化レベル１の出力値８５の略中間値である６４より小さいか判定し（ステップＳ６６４）、６４未満ならば量子化レベル０（出力値０）を出力するが（ステップＳ６７）、６４以上ならば量子化レベル２（出力値１７０）を出力する。注目画素レベルＬＥＶＥＬがＡを越えると、同レベルが上がるほど、また、注目画素周辺のドット数が増加するほど、閾値ＴＨＲは大きくなり量子化レベル１が再量子化される確率が高くなるため、量子化レベル１が出力されにくくなる。
【００６５】
このような処理において、注目画素が文字領域の画素であるときには、前述のようにＡ＝２５５に設定されるため、ステップＳ６４の判定結果は常にＮＯとなり（再量子化は不要と判断される）量子化部１１１の出力がそのまま出力されるので、量子化レベル１の出力は抑制されないことになる。すなわち、出力ドット制御部１１９を設けない通常の４値誤差拡散処理と同等の処理となり、各量子化レベルは図３に示すような割合で発生する。したがって、画像の文字領域において、鮮鋭性の良い画像を形成することができる。
【００６６】
一方、注目画素が絵柄領域の画素であるときには、前述のようにＡ＝３０に設定されるため、入力画像データレベルがレベルＡを越えると、同レベルが上がるほど、また、注目画素周辺のドット数が多いほど、量子化レベル１の出力が抑制される結果、各量子化レベルの発生割合は図４のようになる。したがって、画像の絵柄領域においては、前記実施例１などと同様に、低濃度領域での粒状性が良好であり、中濃度領域では、通常の４値誤差拡散処理にくらべ画像の安定性、粒状性、階調性が向上する。
【００６７】
なお、文字領域でパラメータＡを２５５より小さな値に設定し、文字領域でも絵柄領域より弱い抑制度合で量子化レベル１の発生を抑制するようにしてもよい。一般論としては、文字領域では、絵柄領域に比べ量子化レベル１の発生の抑制度合を弱くするように制御するのがよい。
【００６８】
本実施例の変形例によれば、量子化レベル２に対してのみ同様の再量子化処理が施され、量子化レベル２の発生が抑制される。この場合、高濃度領域の画像の安定性、階調性などが向上する。
【００６９】
本実施例の別の変形例によれば、特徴指示信号１０４によって、注目画素が含まれる画像領域がエッジ領域、非エッジ領域のいずれであるかが指示される。このような特徴指示信号１０４を発生するための特徴判定手段については後述するが、この特徴判定手段が装置内部に設けられる場合と装置外部に設けられる場合とがある。出力ドット制御部１１９は、注目画素がエッジ領域、非エッジ領域のいずれに属するかによって、小ドットの抑制度合を変化させる。例えば、注目画素がエッジ領域に属するときに、パラメータＡを２５５に設定して量子化レベル１の出力を抑制させないようにして、エッジ領域で鮮鋭性の良い画像を形成できるようにし、注目画素が非エッジ領域に属するときに、パラメータＡを３０に設定して量子化レベル１の出力を強く抑制させ、非エッジ領域で安定性、粒状性、階調性の良い画像を形成できるようにする。
【００７０】
なお、後記実施例６においても同様であるが、画像の絵柄領域を写真領域と網点領域などに再分類し、それぞれの領域毎にパラメータＡ（後記実施例６ではパラメータＡ，Ｂ）を変えることも可能であり、また、他の画像の特徴に着目して同様のパラメータの変更を行ってもよい。
【００７１】
ここで、文字領域／絵柄領域の別を指示する特徴指示信号１０４を発生するための特徴判定手段について説明する。画像の文字領域では、文字のエッジ部に沿って黒画素と白画素が連続して出現する。網点領域では、濃度のピークが飛び飛びに周期的に出現する。写真領域では濃度変化が少ない。このような文字領域、網点領域、写真領域の画像特徴を検出することによって、文字領域と絵柄領域（写真領域、網点領域）を判別することができる。このような特徴判定に関しては多くの公知技術が知られている。例えば、特開平３−２７６９６６号公報に述べられているように、画像中の濃度のピークを検出し、ピークの周期性が認められる領域を網点領域として抽出し、また、濃度変化の少ない領域を写真領域として抽出し、網点領域でも濃度領域でもない領域を線画領域として抽出し、線画領域に属する注目画素に対して「文字領域」を指示し、網点領域又は写真領域に属する注目画素に対して「絵柄領域」を指示するような構成の特徴判別手段を用いることが可能である。ただし、これとは異なった構成の特徴判定手段を用いることも可能である。
【００７２】
次に、エッジ領域／非エッジ領域の別を指示する特徴指示信号１０４を発生するための特徴判定手段について述べる。このような特徴判定についても多くの公知技術があり、その任意の技術を利用してよい。一例を挙げれば、図１９に示すような４種類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゜傾いた方向の計４方向についてエッジ量を検出し、いずれかの方向でエッジ量の絶対値が所定の閾値を超えた領域をエッジ領域とし、そうでない領域を非エッジ領域とする構成の特徴判定手段を用いることができる。
【００７３】
≪実施例６≫
本発明の実施例６による画像処理装置は、前記実施例５と同様な図１０に示すブロック構成であるが、図１２に示すように出力ドット制御部１１９の処理内容が前記実施例５とは異なる。特徴指示信号４０１は、前記実施例５と同様に注目画素が属する画像領域が文字領域、絵柄領域のいずれであるかを指示する。以下、図１２を参照して出力ドット制御部１１９の処理内容を説明する。
【００７４】
出力ドット制御部１１９は、まず、注目画素に対する量子化部１１１の出力が量子化レベル１（出力値８５）であるか判定し（ステップＳ７０）、量子化レベル１以外ならば量子化レベル２であるか判定する（ステップＳ７７）。量子化レベル１でも量子化レベル２でもなければ、量子化部１１１の出力をそのまま出力する（ステップＳ８５）。
【００７５】
量子化部１１１の出力が量子化レベル１ならば（ステップＳ７０，ＹＥＳ）、量子化レベル１に関する閾値ＴＨＲ１を決定するためのパラメータＡを、特徴指示信号１０４の状態に応じた値に設定する（ステップＳ７１）。本実施例では、特徴指示信号１０４が”文字領域”を指示しているときにはＡ＝２５５に設定し、特徴指示信号１０４が”絵柄領域”を指示しているときにはＡ＝３０に設定する。そして、閾値ＴＨＲ１を、
ＴＨＲ１＝４３＋（ＬＥＶＥＬ−Ａ）×ｃｏｕｎｔ×ＣＮＴ１
により計算する（ステップＳ７２）。前述のように、ＬＥＶＥＬは入力画像データ１００の注目画素レベル、ｃｏｕｎｔは周辺ドット計数部１１８で計数された周辺ドット数、ＡとＣＮＴ１は量子化レベル１の発生割合が減少し始める入力画像データレベルと減少の勾配を決定するパラメータであり（図８参照）、ＣＮＴ１は例えば２に選ばれる。また、４３は量子化閾値Ｔ１に相当する。
【００７６】
次に、拡散誤差加算後の注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ１より大きいか判定し（ステップＳ７３）、ＴＨＲ１より大きければ再量子化が不要と判断し、量子化部１１１の量子化出力すなわち量子化レベル１（出力値８５）をそのまま出力する（ステップＳ７４）。
【００７７】
注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ１以下ならば、そのレベルを量子化レベル１に関連した閾値と比較することにより再量子化する。本実施例では、注目画素レベルｌｅｖｅｌが量子化閾値Ｔ１と量子化レベル１の出力値８５の略中間値である６４より小さいか判定し（ステップＳ７５）、６４未満ならば量子化レベル０（出力値０）を出力するが（ステップＳ７６）、６４以上ならばステップＳ７８に進み、量子化レベル２の場合と同様の再量子化を行う（これは、再量子化によるテクスチャの発生を防止するためである）。入力画像データレベルがＡを越えると、同レベルが上がるほど、また、注目画素周辺のドット数が多いほど閾値ＴＨＲ１が大きくなるため、量子化レベル１が発生しにくくなる。
【００７８】
量子化部１１１の出力が量子化レベル２であるか（ステップＳ７７，ＹＥＳ）、ステップＳ７５の判定結果がＮＯである場合、量子化レベル２に関する閾値ＴＨＲ２を決定するためのパラメータＢを、特徴指示信号１０４の状態に応じた値に設定する（ステップＳ７８）。本実施例では、特徴指示信号１０４が”文字領域”を指示しているときにはＢ＝２５５に設定し、”絵柄領域”を指示しているときにはＢ＝１００に設定する。そして、閾値ＴＨＲ２を
ＴＨＲ２＝１２８＋（ＬＥＶＥＬ−Ｂ）×ｃｏｕｎｔ×ＣＮＴ２
により計算する（ステップＳ７９）。ＢとＣＮＴ２は、量子化レベル２の発生割合が減少し始める入力画像データレベルと減少の勾配を決定するパラメータであり（図８参照）、ＣＮＴ２は例えば２に選ばれる。また、１２８は量子化閾値Ｔ２に相当する。
【００７９】
そして、拡散誤差加算後の注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ２より小さいか判定し（ステップＳ８０）、ＴＨＲ２以上であれば再量子化を不要と判断し、量子化部１１１の出力すなわち量子化レベル２（出力値１７０）をそのまま出力する（ステップＳ８１）。ただし、ステップＳ７５からステップＳ７８に進んだ場合は、量子化レベル１から量子化レベル２へ再量子化されることになる。
【００８０】
注目画素レベルｌｅｖｅｌが閾値ＴＨＲ２未満ならば、そのレベルを量子化レベル２に関連した閾値と比較することにより再量子化する。本実施例では、注目画素レベルが量子化閾値Ｔ２と量子化レベル２の出力値１７０の略中間値である１５０より小さいか判定し（ステップＳ８２）、１５０未満ならば量子化レベル０（出力値０）を出力し（ステップＳ８３）、１５０以上ならば量子化レベル３（出力値２５５）を出力する（ステップＳ８４）。入力画像データレベルがＢを越えると、同レベルが上がるほど、また、注目画素周辺のドット数が多くなるほど閾値ＴＨＲ２が大きくなるため、量子化レベル２が発生しにくくなる。
【００８１】
このような処理において、注目画素が文字領域の画素であるときには、前述のようにＡ＝Ｂ＝２５５に設定されるため、ステップＳ７３，Ｓ８０の判定結果は常にＮＯとなり量子化レベル１，２の出力は抑制されないので、量子化部１１１の出力がそのまま出力されることになる。すなわち、出力ドット制御部１１９を設けない通常の４値誤差拡散処理と同等の処理となり、各量子化レベルは図３に示すような割合で発生する。したがって、文字領域において鮮鋭性の良い画像を形成することができる。
【００８２】
一方、注目画素が絵柄領域の画素であるときには、前述のようにＡ＝３０、Ｂ＝１００に設定されるため、入力画像データレベルがレベルＡを越えると量子化レベル１の出力が抑制され、また、入力画像データレベルがレベルＢを越えると量子化レベル２の出力が抑制される結果、各量子化レベルの発生割合は図８のようになる。したがって、絵柄領域においては、前記実施例３などと同様に、低濃度領域で粒状性が良好であり、また、中・高濃度領域では安定性、粒状性、階調性が良好である。
【００８３】
なお、前記実施例５に関連して説明したように、文字領域においてパラメータＡ，Ｂを２５５より小さな値に設定することにより、文字領域においても、絵柄領域より弱く量子化レベル１，２の発生を抑制することも可能である。
【００８４】
≪実施例７≫
本発明の実施例７による画像処理装置のブロック構成は、図１３に示すように、出力モードを指示する出力モード信号１０６が出力ドット制御部１１９に入力する点が前記実施例６と異なる。この出力モード信号１０６は、例えばユーザによって操作される不図示の操作パネルなどから与えられる。周辺ドット情報記憶部１１７の記憶情報、及び、周辺ドット計数部１１８の動作は、前記実施例１の場合と同じである。出力ドット制御部１１９の処理内容は、閾値ＴＨＲ１，ＴＨＲ２を決定するパラメータＡ，Ｂの値を指定された出力モードに応じて変更する点を除けば前記実施例６と同様であるので、図１２を援用して説明する。
【００８５】
出力ドット制御部１１９は、ステップＳ７１でパラメータＡを指定された出力モードに応じた値に設定し、ステップＳ７８でパラメータＢを指定された出力モードに応じた値に設定する。本実施例においては、出力モードとして、図１４に示すように、文字などの濃度変化点を高い解像度で再現したい画像の出力に適した「文字モード」、写真などの濃度変化の少ない画像の出力に適した「写真モード」、文字と写真の両方に対応した「文字・写真モード」、印刷物などの網点画像の出力に適した「印刷写真モード」を選択することができる。そして、指定された出力モードに応じて、パラメータＡ，Ｂは図１４に示すような値に設定される。
【００８６】
文字モードが選択された場合、パラメータＡ，Ｂは２５５に設定されるため、量子化レベル１，２の発生は抑制されず、通常の４値誤差拡散と同等の処理となり、鮮鋭性の優れた画像を形成可能である。写真モードが選択された場合、パラメータＡ，Ｂは３０，１００という小さい値に設定され、図８に示すように量子化レベル１，２の発生が強く抑制されるため、粒状性、安定性、階調性が優れた画像を形成可能である。文字・写真モードが選択された場合、パラメータＡは３０に設定されるので量子化レベル１の発生は強く抑制されるが、パラメータＢは１５０というやや大きい値に設定されるので量子化レベル２の発生の抑制は弱くなるため、文字と写真のいずれについても良好な画像を形成可能である。印刷写真モードが選択された場合、パラメータＡは６０というおお大きな値に設定されるので量子化レベル１の発生の抑制は弱くなり、パラメータＢは２５５に設定されるので量子化レベル２は抑制されなくなるため、印刷物などの網点画像を良好に形成可能になる。
【００８７】
なお、以上の各実施例は４値量子化を行うものであったが、３値又は５値以上の多値量子化を行う画像処理装置にも本発明を容易に適用できる。例えば、量子化レベル０，１，２に３値量子化する場合には、量子化レベル１の発生を同様に抑制すればよい。また、量子化レベル０，１，２，３，４に５値量子化する場合には、量子化レベル１，２，３の発生を同様に抑制すればよい。これ以上の多値量子化の場合も同様に考えればよい。
【００８８】
前記各実施例及びその変形例の画像処理装置は、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。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させるためのプログラムを、例えば、それが記録されたフロッピーディスク、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させることができる。各種データの保存のために必要なラインメモリなどの記憶域としては、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、コンピュータ読み取り可能な各種記憶媒体も、本発明に包含される。
【００８９】
また、前記各実施例及びその変形例による画像処理装置は、プリンタ、ディスプレイ等の画像形成に関連した機器、スキャナやファックスのような画像読み取りに関連した機器、また、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。
【００９０】
≪実施例８≫
図１６は本発明によるデジタル複写機の一例の構造を説明するための概略断面図である。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画像読み取り部４００と、画像形成部としてのレーザプリンタ４１１と、不図示の回路部（図１７、図１８参照）と、ユーザが様々な指示（例えば前記実施例７の出力モードの指示）を入力するための不図示の操作パネルなどから構成される。
【００９１】
画像読み取り部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５０３〜５０５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り、電気的な画像信号に変換する。イメージセンサ５０７より出力されるアナログ画像信号は不図示の回路部に入力されて処理される。この回路部５５０から出力される画像データは、レーザプリンタ４１１に入力され、画像が形成される。
【００９２】
レーザプリンタ４１１においては、書き込み光学ユニット５０８が、不図示の回路部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、用紙が複数の給紙部５１４〜５１８、手差し給紙部５１９のいずれかからレジストローラ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。
【００９３】
図１７は、このデジタル複写機内部の回路部の一例を簡略化して示すブロック図である。この回路部の入力は、画像読み取り部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。次に、画像データはフィルタ処理回路５５４に送られ、例えばＭＴＦ補正を施され、次に、中間調画像をなめらかに表現するための平滑フィルタ処理を施される。このような処理を施された画像データは、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γ補正が施される。γ補正後の画像データは、中間調処理部５５６へ入力される。この中間調処理部５５６として、前記各実施例又はその変形例による画像処理装置が用いられる。この画像処理装置の出力画像データが、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。中間調処理部５５６において前述のような多値量子化処理が行われるため、原稿から読み取った画像を高い画質で再現できる。
【００９４】
中間調処理部５５６として前記実施例５，６又はその変形例による画像処理装置を用いる場合、文字領域／絵柄領域の別又はエッジ領域／非エッジ領域の別を指示する特徴指示信号１０４を供給するための特徴判定手段は、中間調処理部５５６に設けることもできるが、中間調処理部５５６より前段に設けることもできる。例えば、図１８に示すような位置に特徴判定手段５６０を設けてもよい。
【００９５】
なお、デジタル複写機においては、実際的には画像データに対する変倍処理、地肌除去処理、フレア除去処理、その他画像編集などの処理も可能とされることが多いが、その説明は割愛する。また、原稿台を移動させる画像読み取り部を有するデジタル複写機や、レーザプリンタ以外の画像形成手段を有するデジタル複写機にも本発明を同様に適用し得る。
【００９６】
本発明の他の実施例による画像処理装置は、図示しないが、スキャナやファクスのように、前記実施例１乃至７又はその変形例による画像処理装置に、前記デジタル複写機の画像読み取り部４００のような読み取り手段を付加した構成とされる。本発明のもう一つの実施例による画像形成装置は、図示しないが、前記実施例１乃至７又はその変形例による画像処理装置に、前記デジタル複写機のレーザプリンタ４１１のような画像形成手段を付加した構成とされる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【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】通常の４値誤算拡散処理による場合における入力画像データレベルと量子化レベル１，２，３の発生割合の関係を示す図である。
【図３】本発明の４値誤差拡散処理による場合における入力画像データレベルと量子化レベル１，２，３の発生割合の関係の一例を示す図である。
【図４】本発明による画像処理装置のブロック構成の他の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明による画像処理装置における出力ドット制御部の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明による画像処理装置における出力ドット制御部の処理内容の他の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明による画像処理装置における出力ドット制御部の処理内容の他の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の４値誤差拡散処理による場合の入力画像データレベルと量子化レベル１，２，３の発生割合の関係の他の一例を示す図である。
【図９】本発明による画像処理装置における出力ドット制御部の処理内容の他の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明による画像処理装置のブロック構成の別の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明による画像処理装置における出力ドット制御部の処理内容の他の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明による画像処理装置における出力ドット制御部の処理内容の他の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明による画像処理装置のブロック構成の別の一例を示すブロック図である。
【図１４】本発明による画像処理装置において選択可能な出力モードとパラメータＡ，Ｂの値を例示する図である。
【図１５】通常の４値誤差拡散処理によるドット発生状況と本発明の４値誤差拡散処理によるドット発生情報を示す図である。
【図１６】本発明によるデジタル複写機の一例を示す概略断面図である。
【図１７】図１６のデジタル複写機内の回路部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１８】図１６のデジタル複写機内の回路部の構成の他の一例を示すブロック図である。
【図１９】エッジ検出のための微分フィルタの例を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１００  入力画像データ
１０１  出力画像データ
１０４  特徴指示信号
１０６出力モード信号
１１０  誤差加算部
１１１  量子化部
１１２  誤差計算部
１１３  誤差記憶部
１１４  拡散誤差計算部
１１７  周辺ドット情報記憶部
１１８  周辺ドット計数部
４００  画像読み取り部
４１１  レーザプリンタ
【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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