(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像データに多値誤差拡散処理を施して中間調の出力画像データを生成する階調再現処理手段を備えた画像処理装置において、
前記階調再現処理手段は、誤差が加算された入力画像データの各画素の濃度値に対して複数の閾値を用いて量子化を行なう量子化処理手段と、
前記量子化処理手段により量子化処理された量子化値と前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値との差を量子化誤差とし、該量子化誤差を予め定められる拡散係数と拡散範囲に基づいて前記入力画像データの画素の濃度値に加算される誤差を求め、該誤差を未量子化画素に拡散させる量子化誤差拡散手段とを少なくとも備えており、
さらに、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を予め定められる濃度判定値と比較し、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値が前記濃度判定値以上の時、前記量子化処理手段に第１の制御信号を出力する入力濃度判定手段と、
前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値に加算するノイズを格納するノイズ格納手段と、前記量子化誤差を格納する誤差格納手段を備え、
前記誤差格納手段に格納されている蓄積誤差と前記ノイズ格納手段に格納されているノイズとを比較し、前記蓄積誤差と前記ノイズの絶対値の大きい方を選択して入力画像データの画素の濃度値に加算すると共に、前記ノイズ格納手段に格納されているノイズが選択された時、前記量子化処理手段に第２の制御信号を出力する比較手段とを備え、前記量子化処理手段は前記第１の制御信号及び第２の制御信号が有効であるか否かの判定を行ない、前記第１の制御信号及び第２の制御信号が共に有効信号であると判断した時、前記閾値に係わらず前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を高濃度側に量子化し、前記第２の制御信号が非有効信号であると判断された時、前記閾値を用いて前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値の量子化を行うことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ノイズ格納手段に格納されているノイズはブルーノイズである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】
請求項１または２に記載の画像処理装置と、
前記画像処理装置より出力された画像データを、同一表色系の濃淡の色材を用いて記録媒体に画像を形成する画像出力装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
入力画像データに多値誤差拡散処理を施して中間調の出力画像データを生成する階調再現処理を行なう画像処理方法において、
前記画像処理方法は、誤差が加算された入力画像データの各画素の濃度値に対して複数の閾値を用いて量子化処理を施すと共に、前記量子化処理された量子化値と前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値との差を量子化誤差として求め、該量子化誤差を予め定められる拡散係数と拡散範囲に基づいて前記入力画像データの画素の濃度値に加算される誤差を求め、該誤差を未量子化画素に拡散させる工程を含んでおり、
さらに、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を予め定められる濃度判定値と比較し、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値が前記濃度判定値以上の時、第１の制御信号を出力する第１の工程と、
前記量子化誤差を格納する誤差格納手段に格納されている蓄積誤差と前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値に加算するノイズを格納するノイズ格納手段に格納されているノイズとを比較し、前記蓄積誤差と前記ノイズの絶対値の大きい方を選択して入力画像データの画素の濃度値に加算すると共に、前記ノイズが選択された時、第２の制御信号を出力する第２の工程と、
前記第１の制御信号及び第２の制御信号の判定を行ない、前記第１の制御信号及び第２の制御信号が共に有効信号であると判断した時、前記閾値に係わらず前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を高濃度側に量子化し、前記第２の制御信号が非有効信号であると判断された時、前記閾値を用いて前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値の量子化を行う第３の工程とを備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
入力画像データに多値誤差拡散処理を施して中間調の出力画像データを生成する階調再現処理を行なう際、
誤差が加算された入力画像データの各画素の濃度値に対して複数の閾値を用いて量子化処理を施すと共に、前記量子化処理された量子化値と誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値との差を量子化誤差として求め、該量子化誤差を予め定められる拡散係数と拡散範囲に基づいて前記入力画像データの画素の濃度値に加算される誤差を求め、該誤差を未量子化画素に拡散させる工程を含んでおり、
さらに、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を予め定められる濃度判定値と比較し、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値が前記濃度判定値以上の時、第１の制御信号を出力する第１の工程と、
前記量子化誤差を格納する誤差格納手段に格納されている蓄積誤差と前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値に加算するノイズを格納するノイズ格納手段に格納されているノイズとを比較し、前記蓄積誤差と前記ノイズの絶対値の大きい方を選択して入力画像データの画素の濃度値に加算すると共に、前記ノイズが選択された時、第２の制御信号を出力する第２の工程とを含み、
前記第１の制御信号及び第２の制御信号の判定を行ない、前記第１の制御信号及び第２の制御信号が共に有効信号であると判断した時、前記閾値に係わらず前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を高濃度側に量子化し、前記第２の制御信号が非有効信号であると判断された時、前記閾値を用いて前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値の量子化を行う画像処理方法をコンピュータに実行させるための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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画像データに誤差拡散処理を施して中間調の出力画像データを生成する画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法、プログラム及び記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、同一表色系の濃淡インク等を用いて階調再現処理を行なう場合においては、入力濃度値に比例して濃淡インクの記録割合を決定するのが一般的である。
【０００３】
誤差拡散処理を用いて濃淡インクを制御する場合は、多値誤差拡散処理の量子化値として濃淡濃度レベルに応じた値を設定して処理を行ない、多値ディザ処理を用いた場合においても同様に、多値ディザの濃度設定を濃淡濃度レベルに応じた値を設定して処理を行なうのが一般的であった。
【０００４】
また、特開平１１−１７０５２７号公報で開示されているように、多階調画像処理の演算時間を短縮し、且つ粒状性を抑制するために、誤差拡散処理とディザ処理を併用し、低濃度部に誤差拡散処理を用い、高濃度部にディザ処理を用いるという方式がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の多値階調再現方法では、濃淡インクの混合割合が予め決定されているため、濃淡インクが混在し始める入力濃度付近の階調が連続してなだらかに広い範囲で変化する場合において、特に濃淡インクの混合開始部分がテクスチャとして人間の目に付きやすくなるため、あたかも階調のジャンプがあるかの様に見えてしまい、画像品質として劣化してしまうという欠点があった。
【０００６】
また、特開平１１−１７０５２７号公報で開示されているように、誤差拡散処理とディザ処理を併用するという方式では、両方の処理系を有する必要があり回路規模が増大し、処理が複雑化するという欠点があった。
【０００７】
本発明の第１の目的は、上述した問題点に対処して、テクスチャの発生を防止し、より好ましい画像を再現することが可能で、人間の視覚特性上、目に付きやすい低周波成分をカットし、ノイズ添加による粒状感を増大させずテクスチャの発生を緩和し、より好ましい画像を再現することが可能な画像処理装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の第２の目的は、誤差拡散処理において、量子化処理手段が第１の制御信号及び第２の制御信号の判定を行ない、その判定結果に基づいて閾値に係わらず入力画像データを高濃度側に量子化し、ノイズ添加による粒状感を増大させず、量子化値切り換えによるテクスチャの発生を緩和し、粒状感やテクスチャが目立たない品質の良い画像を出力することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の第３の目的は、量子化値切り換えによるテクスチャの発生を緩和することが可能な画像処理方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第４の目的は、画像処理方法をコンピュータが読み取り実行することが可能で、また、この画像処理方法を汎用的なものとすることが可能なプログラムを提供することにある。
【００１１】
本発明の第５の目的は、読み込まれた画像に対して精度良く画像処理を施して画像を出力することが可能な記録媒体を提供することにある。
【００１２】
本発明の入力画像データに多値誤差拡散処理を施して中間調の出力画像データを生成する階調再現処理手段を備えた画像処理装置は、誤差が加算された入力画像データの各画素の濃度値に対して複数の閾値を用いて量子化を行なう量子化処理手段と、
前記量子化処理手段により量子化処理された量子化値と前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値との差を量子化誤差とし、該量子化誤差を予め定められる拡散係数と拡散範囲に基づいて前記入力画像データの画素の濃度値に加算される誤差を求め、該誤差を未量子化画素に拡散させる量子化誤差拡散手段とを少なくとも備えた階調再現処理手段を有する。
さらに、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を予め定められる濃度判定値と比較し、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値が前記濃度判定値以上の時、前記量子化処理手段に第１の制御信号を出力する入力濃度判定手段と、
前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値に加算するノイズを格納するノイズ格納手段と、前記量子化誤差を格納する誤差格納手段を備え、
前記誤差格納手段に格納されている蓄積誤差と前記ノイズ格納手段に格納されているノイズとを比較し、前記蓄積誤差と前記ノイズの絶対値の大きい方を選択して入力画像データの画素の濃度値に加算すると共に、前記ノイズ格納手段に格納されているノイズが選択された時、前記量子化処理手段に第２の制御信号を出力する比較手段とを備えている。
【００１３】
前記量子化処理手段は前記第１の制御信号及び第２の制御信号が有効であるか否かの判定を行ない、前記第１の制御信号及び第２の制御信号が共に有効信号であると判断した時、前記閾値に係わらず前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を高濃度側に量子化し、前記第２の制御信号が非有効信号であると判断された時、前記閾値を用いて前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値の量子化を行う。
【００１４】
上記ノイズ格納手段に格納されているノイズはブルーノイズである。
【００１５】
本発明の画像形成装置は、上記の画像処理装置と、この画像処理装置より出力された画像データを、同一表色系の濃淡の色材を用いて記録媒体に画像を形成することを特徴とする。
【００１６】
本発明の画像処理方法は、入力画像データに多値誤差拡散処理を施して中間調の出力画像データを生成する階調再現処理を行なうものである。
そして、誤差が加算された入力画像データの各画素の濃度値に対して複数の閾値を用いて量子化処理を施すと共に、前記量子化処理された量子化値と前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値との差を量子化誤差として求め、該量子化誤差を予め定められる拡散係数と拡散範囲に基づいて前記入力画像データの画素の濃度値に加算される誤差を求め、該誤差を未量子化画素に拡散させる工程を含んでおり、
さらに、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を予め定められる濃度判定値と比較し、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値が前記濃度判定値以上の時、第１の制御信号を出力する第１の工程と、
前記量子化誤差を格納する誤差格納手段に格納されている蓄積誤差と前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値に加算するノイズを格納するノイズ格納手段に格納されているノイズとを比較し、前記蓄積誤差と前記ノイズの絶対値の大きい方を選択して入力画像データの画素の濃度値に加算すると共に、前記ノイズが選択された時、第２の制御信号を出力する第２の工程と、
前記第１の制御信号及び第２の制御信号の判定を行ない、前記第１の制御信号及び第２の制御信号が共に有効信号であると判断した時、前記閾値に係わらず前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を高濃度側に量子化し、前記第２の制御信号が非有効信号であると判断された時、前記閾値を用いて前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値の量子化を行う第３の工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明のプログラムは、上記に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１８】
本発明の記録媒体は、入力画像データに多値誤差拡散処理を施して中間調の出力画像データを生成する階調再現処理を行なう際、誤差が加算された入力画像データの各画素の濃度値に対して複数の閾値を用いて量子化処理を施すと共に、前記量子化処理された量子化値と誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値との差を量子化誤差として求め、該量子化誤差を予め定められる拡散係数と拡散範囲に基づいて前記入力画像データの画素の濃度値に加算される誤差を求め、該誤差を未量子化画素に拡散させる工程を含んでいる。
さらに、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を予め定められる濃度判定値と比較し、前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値が前記濃度判定値以上の時、第１の制御信号を出力する第１の工程と、前記量子化誤差を格納する誤差格納手段に格納されている蓄積誤差と前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値に加算するノイズを格納するノイズ格納手段に格納されているノイズとを比較し、前記蓄積誤差と前記ノイズの絶対値の大きい方を選択して入力画像データの画素の濃度値に加算すると共に、前記ノイズが選択された時、第２の制御信号を出力する第２の工程とを含み、前記第１の制御信号及び第２の制御信号の判定を行ない、前記第１の制御信号及び第２の制御信号が共に有効信号であると判断した時、前記閾値に係わらず前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値を高濃度側に量子化し、前記第２の制御信号が非有効信号であると判断された時、前記閾値を用いて前記誤差が加算された入力画像データの画素の濃度値の量子化を行う画像処理方法をコンピュータに実行させるための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である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の画像処理装置が適用されるカラー画像形成装置となるデジタル複写機の概略ブロック図を示す。
【００２０】
カラー画像処理装置１には、図１に示すように、カラー画像入力装置２とカラー画像出力装置３とが接続されており、カラー画像処理装置１は、Ａ／Ｄ（アナログーデジタル）変換部４と、シェーディング補正部５と、入力階調補正部６と、領域分離処理部７と、黒生成／下色除去部８と、色補正部９と、空間フィルタ処理部１０と、入力画像データに誤差拡散処理を施して中間調の出力画像データを生成する階調再現処理手段である階調再現処理部１１とを備えている。
【００２１】
カラー画像入力装置２は、例えばスキャナ部より構成されており、原稿からの反射光像はＲＧＢ（Ｒ：赤・Ｇ：緑・Ｂ：青）のアナログ信号としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）にて読み取られ、まず、Ａ／Ｄ変換部４によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００２２】
そして、シェーディング補正部５にてカラー画像入力装置２の照明系、結像系、撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理が行なわれる。
【００２３】
その後、入力階調補正部６により、ＲＧＢの反射率信号を、カラーバランスを整えるのと同時に、濃度信号等の画像処理システムの扱いやすい信号に変換する処理及びＣＭＹ信号への変換処理（ＲＧＢよりなる入力画像データを補色反転してＣＭＹデータを求める処理）が施される。
【００２４】
次に、領域分離処理部７にて、文字及び写真混在原稿における特に黒文字或いは色文字の再現性を高め、写真領域においては、階調性を高めるために、入力画像中の各画素を文字領域、写真領域、網点領域の何れかに分離する処理が施される。
【００２５】
領域分離処理部７は、分離結果に基づき、画素がどの領域に属しているかを示す領域識別信号を、黒生成／下色除去部８，色補正部９，空間フィルタ処理部１０及び階調再現処理部１１へと出力すると共に、入力階調補正部６より出力された入力信号をそのまま後段の黒生成／下色除去部８に出力する。
【００２６】
次に、領域分離処理部７にて、黒文字として抽出された画像領域は、黒生成／下色除去部８にて黒生成量を高く調整し、写真領域として抽出された画像領域は、黒生成／下色除去部８にて黒生成量をその画像処理システムに応じて適量に調整され、ＣＭＹ（Ｃ：シアン・Ｍ：マゼンタ・Ｙ：イエロー）の３色信号はＣＭＹＫ（Ｃ：シアン・Ｍ：マゼンタ・Ｙ：イエロー・Ｋ：黒）の４色信号に変換される。
【００２７】
色補正部９では、色再現の忠実化実現のために、色補正部９で不要吸収成分を含むＣＭＹ（Ｃ：シアン・Ｍ：マゼンタ・Ｙ：イエロー）色材の分光特性に基づいた色濁りを取り除く処理及び原稿と複写物（出力画像）間のカラーマッチング処理が行なわれる。
【００２８】
次に、空間フィルタ処理部１０にて、得られた画像信号に対して、デジタルフィルタによる空間フィルタ処理が施され、空間周波数特性を補正することによって出力画像のボケや粒状性劣化を防ぐように処理される。
【００２９】
例えば、領域分離処理部７にて、文字及び写真混在原稿における特に黒文字等の再現性を高めるために、黒文字として抽出された画像領域は、空間フィルタ処理における鮮鋭度強調処理で高域周波数の強調量が大きくされる。
【００３０】
一方、領域分離処理部７にて写真（網点を含む）と判別された領域に関しては、空間フィルタ処理において、入力網点成分を除去するためにローパス・フィルタ処理が施される。
【００３１】
階調再現処理部１１では、誤差拡散処理を用いて、領域識別信号を基に最適な二値化処理または多値化処理が行なわれる。
【００３２】
上述した各処理が施された画像データは、一旦記憶手段に記憶され、所定のタイミングで読み出されてカラー画像出力装置３に入力される。
【００３３】
このカラー画像出力装置３は、同一表色系の濃淡インクまたはトナーを用いて、画像データを記録媒体（例えば紙等）上に出力するもので、例えば、電子写真方式やインクジェット方式を用いたモノカラー・カラー画像出力装置等を挙げることができるが特に限定されるものではない。
【００３４】
図２は、本発明における階調再現処理手段の一例を示す概略ブロック図である。
階調再現処理部１１は、加算器１２と、濃度判定値設定手段である濃度判定値設定部１３と、入力画像データの各画素に対して閾値を用いて量子化を行なう量子化処理手段である量子化処理部１４と、閾値設定手段である閾値設定部１５と、入力画像データの濃度値を予め定められる濃度判定値と比較し、入力画像データの濃度値が濃度判定値以上の時、量子化処理部１４に第１の制御信号として制御信号Ａを出力する入力濃度判定手段である入力濃度判定部１６と、量子化処理された量子化値と入力画像データとの差を量子化誤差とし、この量子化誤差を予め定められる拡散係数と拡散範囲に基づいて未量子化画素に拡散させる量子化誤差拡散手段である量子化誤差拡散部１７とを備えている。
【００３５】
さらに、量子化誤差拡散部１７は、乗算器１８と、拡散係数設定手段である拡散係数設定部１９と、誤差メモリ２０と、入力画像データに加算するノイズを格納するノイズ格納手段であるブルーノイズマスク２１と、量子化誤差とブルーノイズマスク２１に格納されているノイズとを比較し、量子化誤差とノイズの絶対値の大きい方を選択して入力画像データに加算すると共に、ブルーノイズマスク２１に格納されているノイズが選択された時、量子化処理部１４に第２の制御信号として制御信号Ｂを出力する比較手段である比較器２２とを備えている。
【００３６】
量子化処理部１４は、制御信号Ａ及び制御信号Ｂの判定を行ない、その判定結果に基づいて量子化処理方法を切り換えるようになっている。
また、量子化処理部１４は、制御信号Ａ及び制御信号Ｂが共に有効信号であると判断した時、閾値に係わらず入力画像データを高濃度側に量子化するようになっている。
【００３７】
図３は本発明の画像処理方法を示す処理フローであり、このフロー図に従って画像処理方法について以下により詳しく説明する。
処理は図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により行なわれる。
【００３８】
まず、加算器１２が入力画像データに誤差を加算（ステップ１０１）し、次いで、入力濃度判定部１６が誤差を加算された入力画像データの濃度値が濃度判定値設定部１３に格納されている予め定められた濃度判定値以上であるか否かを判定（ステップ１０２）する。誤差を加算された入力画像データの濃度値が濃度判定値以上の時に、入力濃度判定部１６は制御信号Ａを有効信号として量子化処理部１４に出力（ステップ１０３，第１の工程）し、その後、制御信号Ｂが有効信号か否かを判定（ステップ１０４）する。
【００３９】
誤差を加算された入力画像データの濃度値が濃度判定値以下の時に、量子化処理部１４は誤差が加算された入力画像データを閾値設定部１５に予め格納されている閾値を用いて量子化（ステップ１０５，第３の工程）する。
【００４０】
制御信号Ｂが有効信号である時、量子化処理部１４は誤差が加算された入力画像データを閾値に係わらず高濃度側に量子化（ステップ１０６，第３の工程）し、次いで、量子化処理部１４により量子化処理された量子化値と入力濃度判定部１６から出力された画像データとの差から量子化誤差の生成（ステップ１０７）を行なう。次いで、量子化誤差と拡散係数設定部１９に予め格納されている拡散係数を乗算器１８により掛け合わせて誤差メモリ２０に格納（ステップ１０８）する。その後、比較器２２はブルーノイズマスク２１に格納されているブルーノイズが誤差メモリ２０に格納されている蓄積誤差以上であるか否かを判定（ステップ１０９）する。
【００４１】
ブルーノイズマスク２１に格納されているブルーノイズが誤差メモリ２０に格納されている蓄積誤差以上である時は、比較器２２が制御信号Ｂを有効信号として量子化処理部１４に出力（ステップ１１０，第２の工程）し、その後、全ての画素について処理が終了したか否かを判定（ステップ１１１）し、全ての画素について処理が終了すると、この処理フローを終了する。
【００４２】
多階調（最小濃度を０、最大濃度を２５５とする）の入力画像データは、加算器１２により誤差が加算され、入力濃度判定部１６で入力濃度値が濃度判定値設定部１３に格納されている予め定められる濃度判定値以上であるか否かが判定される。
【００４３】
この濃度判定値は後述する閾値や量子化値の値に基づいて決められるものである。
濃度判定値の設定方法の一例としては、高濃度・低濃度それぞれのインクの濃度を多値誤差拡散処理の量子化値と対応させ、濃度判定値としては、低濃度のインクの濃度とその濃度よりも濃い（高い）値の閾値との中央値に設定するのが望ましい。濃度判定値は画像形成装置のシステムにより変更することが可能である。
【００４４】
入力濃度判定部１６での判定結果は、制御信号Ａ（誤差を加算された入力画像データの濃度値が上記濃度判定値以上の時には有効信号が出力され、濃度判定値未満の時には非有効信号が出力される）として量子化処理部１４に送られる。
【００４５】
量子化処理部１４では、予め定められた閾値と比較され、画像データを予め定められた量子化値に置き換える量子化処理が行なわれる。
上記閾値及び量子化値は閾値設定部１５に予め複数格納されている。
【００４６】
量子化処理された画像データは、出力画像データとしてカラー画像出力装置３に出力されると共に、量子化値と入力濃度判定部１６から出力された画像データ（入力画像データに誤差が加算された画像データ）との差を求め、この差を量子化誤差として量子化誤差拡散部１７に出力する。
【００４７】
量子化誤差拡散部１７は、拡散係数設定部１９に予め格納されている周辺画素に上記量子化誤差を配分（拡散）するための拡散係数に基づき各未量子化画素（周辺画素）に配分する誤差を決定し、誤差メモリ２０に格納する。
【００４８】
乗算器１８は、量子化誤差と拡散係数設定部１９に予め格納されている拡散係数を掛け合わせて誤差メモリ２０に格納する。
【００４９】
比較器２２は、誤差メモリ２０に格納されている誤差（蓄積誤差）とブルーノイズマスク２１に格納されているノイズ値（ブルーノイズ）とを比較するものであり、絶対値の大きい方を伝播誤差として、前記入力画像データに加算する。
【００５０】
ここで、ブルーノイズマスク２１に格納されている値を用いた場合においては、量子化処理部１４に誤差として、ブルーノイズマスク２１の数値を用いたという第２の制御信号となる制御信号Ｂを送る（ブルーノイズマスク２１の値が用いられた時には有効信号が出力され、誤差メモリ２０に格納されている誤差が用いられた時には非有効信号が出力される）。
【００５１】
量子化処理部１４では、制御信号Ａ及び制御信号Ｂが共に有効信号である時、閾値の値に関係なく高濃度側への量子化処理が行なわれる。
【００５２】
上記したブルーノイズマスク２１は各画素に対応したブルーノイズを格納している。
【００５３】
ブルーノイズマスク２１に格納したブルーノイズの一例としては、図４に示すものが用いられ、ノイズの振幅に応じて規格化を行ない使用している。
例えば、３値誤差拡散処理を用いる場合、１／３に規格化して用いる。
【００５４】
ここで用いる規格化とは、以下の内容を指す。
図４に示すノイズでは、±１２７の範囲の数値が用いられており、３値誤差拡散処理にそのまま用いるには、振幅が大きいため、最大値が閾値の間隔のほぼ１／３程度になるように最大振幅を制御する必要がある。
そのため、各成分の振幅の対応関係を相似的に保ったまま振幅の調整をするために、全ての成分の数値を１／３倍して用いる。
【００５５】
規格化の数値（１／Ｎ）としては、全てのノイズに対して同一の値とする必要はなく、多値化のレベルや閾値の間隔（例えば、閾値の間隔が広い時はＮを小さく設定し、閾値の間隔が狭い時はＮを大きく設定する。）に応じて振幅が大きすぎないように定めれば良い。
【００５６】
ブルーノイズマスク２１は、ハード化への容易さを考慮し、予め２のべき乗にマスクして使用することも可能である。
【００５７】
ハードウエアを用いて数値の規格化処理を行なう場合においては、一般的にシフト演算を行なうのが回路規模を増大させることなく行なえる方法である。
例えば、１／２倍、１／４倍、１／８倍を行なう場合には、それぞれ１ビット、２ビット、３ビットシフトを用いて行なうのが効率的であることを考慮し、多値化数に応じてブルーノイズの振幅の制御にシフト演算を用いて処理することも可能である。
ノイズの読み出し方法としては、画素位置に対応して順次、主走査方向、副走査方向にインクリメントして行なわれる。
【００５８】
下記文献からも分かるように、ブルーノイズを画像処理に適用する場合においては、ノイズマスクの要素と各画素位置とが１対１に対応するように設定するのが効果的にブルーノイズを利用できるため、ブルーノイズの読み出し方法としては、画素位置に対応して順次、主走査方向、副走査方向にインクリメントして用いる。
【００５９】
ランダムノイズとブルーノイズの画質に対する影響の簡単な比較に関しては、日本印刷学会誌第３２巻第１号（１９９５）２０頁〜３０頁で簡単に述べられている。「印刷においては、砂目スクリーンによる網掛けがちょうどホワイトノイズ（周波数０から∞まで一様なレベルのスペクトルの広がる信号）と画像信号の積を閾値処理したハーフトーンに相当し、“ざらつき”があって非常に見にくい。その理由は、原画像のスペクトルが存在する領域に、ホワイトノイズの成分も存在して画像信号と相互変調（エイリアシング）を起こし、知覚されやすい周波数領域に不要周波数成分が落ち込むからであると考えられる。これを解消するために原画像データのパワースペクトルの存在する周波数領域の２倍の幅の低周波数領域にスペクトルの存在しないノイズ（ブルーノイズ）を用いてハーフトーン化すれば画質は劣化しない。」と述べられており、ブルーノイズを用いることの有効性は理論的に解明されつつある。
【００６０】
上記ではマトリクスサイズの例として、６４×６４を用いているが、この値に限定されるものではなく、１２８×１２８や２５６×２５６のサイズのものを用いても構わない。マトリクスサイズは、コスト等の制限が無ければ大きいほど好ましい。
【００６１】
以下、具体例を用いて本発明の説明を行なう。
一例として、前記予め定められている濃度判定値が１２５、入力画像データの濃度値が１３０、量子化値が０・１００・２５５、閾値が５０・１７０である３値誤差拡散処理を行なう場合について説明する。
【００６２】
今、簡単化のため、加算器１２によりこの画素の濃度値に加算される誤差は０とする。
誤差が加算された入力画像データ（１３０）は入力濃度判定部１６で濃度判定値と比較され、上記値以上であるので、制御信号Ａとして有効信号が量子化処理部１４に出力される。
【００６３】
量子化処理部１４では、誤差が加算された入力画像データの濃度値と閾値とが比較される。
【００６４】
今の場合、濃度値（１３０）は閾値５０〜１７０の範囲内にあるので量子化値１００が選択され、量子化誤差として３０が得られる。
【００６５】
この量子化誤差は、未量子化画素に拡散すべく、拡散係数設定部１９にて予め設定された拡散係数と乗算器１８により乗算され、誤差メモリ２０に蓄積される。
【００６６】
拡散係数の一例を、図５に示す。
拡散係数は画像形成装置のシステムに応じて最適化を行ない、更に、一般的には、上記領域分離結果や乱数値を用いて、複数の拡散係数パターンを切り換えて使用されるが、説明を簡略化するために、前記入力画像データ（図５では注目画素と記載。尚、同図における主走査方向・副走査方向は、画像入力装置であるスキャナの走査方向に対して直交する方向・同じ方向を意味している。）を最初に量子化される画素とし、図５に示す拡散係数を用いて、右隣の画素に誤差を拡散する場合を考える。
【００６７】
この時、誤差メモリ２０には、右隣の画素への拡散用の誤差として３０×７／３２＝６（小数点以下は切り捨てて算出）が蓄積されることとなる。
この値と図４に示すブルーノイズマスク２１のテーブルに示される値とを比較器２２で比較して大小関係が求められる。
【００６８】
今の場合、ブルーノイズマスク２１に格納されている値（図４に示す［１，１］の位置の値）は４８であるので、規格化した値は４８／３＝１６となり、上記誤差より大きくなる。
よって、量子化処理部１４には制御信号Ｂとして有効信号が出力され、次の画素には誤差として１６が加算される。
【００６９】
次に、２番目の画素の入力濃度値が１１５であるとすると、上記誤差と入力濃度値が加算器１２で加算され、入力濃度判定部１６には濃度値１３１の画像データが入力される。
【００７０】
ここで、濃度値１３１は濃度判定値１２５より大きいので制御信号Ａとして有効信号が量子化処理部１４に出力される。
【００７１】
量子化処理部１４に入力される濃度値は１３１であり、この値は閾値５０〜１７０の範囲内にあるので通常ならば１００に量子化されるが、今、制御信号Ａ及び制御信号Ｂとも有効信号が出力されているので、量子化処理部１４での閾値に関係なく高濃度側への量子化処理が行なわれ、２５５に量子化される。
【００７２】
すなわち、誤差が加算された入力画像データの濃度値が濃度判定値以上であり、且つ、誤差としてブルーノイズマスク２１の値を用いていると判定された場合は、量子化処理部１４での閾値に関係なく高濃度側の量子化値が選択される。
そして、上記の場合では、−１２４が量子化誤差として出力される。
【００７３】
この値は、ブルーノイズマスク２１に格納されているノイズ値±１２７を規格化した値（１２７／３≒４２）よりも大きく、よって、３番目の画素の入力濃度値が１２５であったとしても高濃度側の量子化値が選択されることはなく低濃度側に量子化される。
以上の処理が、画像全体にわたって繰り返し行なわれる。
【００７４】
このように、低濃度と高濃度の中間濃度領域において、低濃度の情報に高濃度の情報を単純に閾値で区切って配分させるのではなく、ノイズの添加による摂動を与えつつ、ランダム性を添加して低濃度の情報に高濃度の情報を混在させて表現するものである。
【００７５】
入力画像データの濃度値に応じて一律に高濃度・低濃度の情報を発生させる場合においては、規則的なアーチファクトが発生しやすいが、本発明においては、上記理由によりこのような領域でのテクスチャ（階調のジャンプ）の発生を抑制することができる。
【００７６】
次に、上述した方法を適用する例について説明する。
図６は、カラー画像出力装置の一例であるインクジェットプリンタの全体構成を示す透視斜視図である。
【００７７】
このインクジェットプリンタ３０は、大略的に、印字ヘッド３１が記録媒体である記録用紙３２に対して矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向の主走査方向に相対的に移動可能で、前記記録用紙３２が給紙部３３から矢印Ｃ方向の副走査方向に給送されることで画像形成を行なう。
【００７８】
インクジェットプリンタ３０の給紙部３３に備えられている記録用紙３２は、図示しない給紙ローラにより１枚ずつ送り出され、記録媒体搬送手段である搬送ローラ３４により印字ヘッド３１の部分に供給される。
記録が終了した記録用紙３２は排紙部３５に排出される。
【００７９】
印字ヘッド３１を搭載したキャリッジ３６は、前記主走査方向に延びる送りシャフト３７及び保持手段３８上を摺動自在に支持されて記録用紙３２に対する位置が決められており、前記送りシャフト３７と平行に張架され、駆動手段３９によって駆動されるタイミングベルト４０によって変移駆動される。
【００８０】
図７は、印字ヘッドを拡大して示す斜視図である。
印字ヘッド３１には、複数色、例えば、Ｃ（シアン）・Ｍ（マゼンタ）・Ｙ（イエロー）・Ｋ（黒）・ＬＣ（ライトシアン）・ＬＭ（ライトマゼンタ）よりなる６色のインクタンク４１が備えられており、印字ヘッド３１は、例えば、前記主走査方向に配列される各色のノズル４２に対して、インクタンク４１が同方向に配列されて構成されている。
【００８１】
図８は、印字ヘッドのインク吐出動作を説明するための断面図である。
図８（ａ）は非動作時の状態を示し、図８（ｂ）は動作時の状態を示したものである。
【００８２】
印字ヘッド３１の底部には、図８（ａ）に示すように、共通インク供給路４３が前記記録用紙３２と平行となるように形成されており、この共通インク供給路４３にはフィルタ４４が介在されると共に、その先端が閉塞されてインク圧力室４５が形成されている。
【００８３】
インク圧力室４５において、前記記録用紙３２側にはノズル４２が形成され、反対側にはピエゾ振動子４６が配設されている。
【００８４】
前記共通インク供給路４３は数十ミクロン程度と極めて細いことから、通常状態では、毛細管現象によって図８（ａ）に示すように該共通インク供給路４３はインクが充填された状態で静止している。
【００８５】
これに対して、前記ピエゾ振動子４６に画像信号（コンピュータから出力された画像信号や画像入力装置から読み込まれた画像信号）に応じた電圧が印加されると、図８（ｂ）に示すように、該ピエゾ振動子４６はインク圧力室４５側に撓んでインク圧力室４５の体積を減少させて圧力を生じさせる。
その圧力によって、フィルタ４４とインク圧力室４５との流路断面積の違いから、ノズル４２からインク４７が吐出される。
【００８６】
図６はインクジェットプリンタとしての構成を示しているが、画像入力装置が備えられたデジタル複写機や複合機であっても構わない。
【００８７】
ピエゾ振動子４６への電圧印加が終了すると、インク圧力室４５の湾曲が戻り、その復元した体積分のインクが共通インク供給路４３からインク圧力室４５に供給され、図８（ａ）に示す初期の状態に戻る。
上記の動作を繰り返すことにより、画像信号に応じた画像が記録用紙３２上に形成される。
【００８８】
以上は、電圧印加により変形が生じる圧電素子（ピエゾ振動子）を用いた場合の説明であるが、インクを急激に加熱し、その時に生じる気泡によってインクを吐出させる方法をとっても良い。
【００８９】
上記のインクジェット方式を用いた画像形成装置では、低濃度側の量子化値が選択された時はＬＣ（ライトシアン）・ＬＭ（ライトマゼンタ）等の薄いインクでドットを形成し、高濃度の量子化値が選択された時はＣ（シアン）・Ｍ（マゼンタ）等の濃いインクでドットを形成するようにすれば良い。
【００９０】
電子写真方式の画像形成装置に適用するには、例えば３値で上記実施の形態にあるように、記録濃度として０、１００、２５５を用いて記録する場合、例えば３値レベルの実現をパルス幅変調方式を用いて異なった濃度の記録を行なうとすると、パルス幅の設定を上記濃度に対応させて同様の処理を行なうことが可能である。
【００９１】
また、本実施の形態では、コンピュータに実行させるための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に、階調再現処理を記録するものとなっている。
この結果、階調再現処理を行なうプログラムを記録した記録媒体を持ち運び自在に提供することができる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、この記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理が行なわれるために図示していないメモリ、例えばＲＯＭのようなものそのものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能なプログラムメディアであっても良い。
【００９３】
いずれの場合においても、格納されているプログラムはマイクロプロセッサがアクセスして実行させる構成であっても良いし、或いは、いずれの場合もプログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータの図示されていないプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であっても良い。
このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。
【００９４】
ここで、上記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピーディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ―ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、或いは、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であっても良い。
【００９５】
また、本実施の形態においては、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であることから、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体であっても良い。
【００９６】
なお、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、或いは別な記録媒体からインストールされるものであっても良い。
【００９７】
【発明の効果】
本発明の画像処理装置によれば、蓄積された量子化誤差とノイズ格納手段に格納されているノイズとを比較し、量子化誤差とノイズのどちらか一方を選択する比較手段を備えているため、例えば、同一表色系の濃淡インクを用いて誤差拡散処理を行なう場合、問題になり易かったテクスチャの発生を防止して、より好ましい画像を再現することが可能となった。
【００９８】
また、本発明の画像処理装置によれば、入力画像データの濃度値が濃度判定値以上であり、入力画像データに加算される誤差がノイズであると判断された時、量子化処理手段は、閾値に係わらず入力画像データを強制的に高濃度側に量子化を行なう。すなわち、上記条件を充たす時は、量子化処理時に優先的に高濃度側に量子化を行なうようにしたことで、例えば、同一表色系の濃淡インクを用いて誤差拡散処理を行なう場合、問題になり易かったテクスチャの発生を防止して、より好ましい画像を再現することが可能となった。
【００９９】
さらに、本発明の画像処理装置によれば、ノイズ格納手段に格納されているノイズがブルーノイズであるので、ブルーノイズを用いることで、人間の視覚特性上、目に付きやすい低周波成分をカットしているので、ノイズ添加による粒状感を増大させずテクスチャの発生を緩和し、より好ましい画像を再現することが可能となった。
【０１００】
本発明の画像形成装置によれば、誤差拡散処理において、量子化処理手段は、第１の制御信号及び第２の制御信号の判定を行ない、その判定結果に基づいて閾値に係わらず入力画像データを高濃度側に量子化し、更にノイズとしてブルーノイズを用いることで、人間の視覚特性上、目に付きやすい低周波成分をカットしているので、ノイズ添加による粒状感を増大させず、量子化値切り換えによるテクスチャの発生を緩和することが可能となる。よって、粒状感やテクスチャが目立たない品質の良い画像を出力することのできる画像形成装置を提供することができる。
【０１０１】
本発明の画像処理方法によれば、誤差拡散処理において、第１の制御信号及び第２の制御信号の判定を行ない、その判定結果に基づいて閾値に係わらず入力画像データを高濃度側に量子化処理し、更にノイズとしてブルーノイズを用いることで、人間の視覚特性上、目に付きやすい低周波成分をカットしているので、ノイズ添加による粒状感を増大させず、量子化値切り換えによるテクスチャの発生を緩和することが可能となった。
【０１０２】
本発明のプログラムによれば、入力画像データの濃度値が濃度判定値以上であるか否か及び入力画像データに加算される誤差がノイズであるか否かにより量子化処理を切り換えるという画像処理方法をコンピュータが読み取り実行することができる。また、この画像処理方法を汎用的なものとすることができる。
【０１０３】
本発明の記録媒体によれば、パーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用のコンピュータにＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体を介して、或いは、ネットワークからのダウンロードによりプログラムを読み込ませて、読み込まれた画像に対して精度良く画像処理を施して画像を出力することができる。また、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等で、ソフト処理を行なうプリンタやデジタルコピー等に対しても同様に、フラッシュメモリや、書き換え可能な記録媒体にプログラムを読み込ませて、読み込まれた画像に対して精度良く画像処理を施して画像を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像処理装置が適用されるカラー画像形成装置の概略ブロック図。
【図２】本発明の階調再現処理手段の概略ブロック図。
【図３】本発明の画像処理方法を示すフローチャート。
【図４】本発明の画像処理装置に用いられるブルーノイズマスクの一例を示す図。
【図５】図２に示した拡散係数設定部に適用される拡散係数の一例を示す図。
【図６】本発明の画像処理装置が適用されるカラー画像形成装置であるインクジェットプリンタの透視斜視図。
【図７】図６のインクジェットプリンタに用いられる印字ヘッドの拡大斜視図。
【図８】図６に示した印字ヘッドのインク吐出動作を説明する断面図。
【符号の説明】
１  カラー画像処理装置
２  カラー画像入力装置
３  カラー画像出力装置
４  Ａ／Ｄ変換部
５  シェーディング補正部
６  入力階調補正部
７  領域分離処理部
８  黒生成／下色除去部
９  色補正部
１０  空間フィルタ処理部
１１  階調再現処理部
１２  加算器
１３  濃度判定値設定部
１４  量子化処理部
１５  閾値設定部
１６  入力濃度判定部
１７  量子化誤差拡散部
１８  乗算器
１９  拡散係数設定部
２０  誤差メモリ
２１  ブルーノイズマスク
２２  比較器
３０  インクジェットプリンタ
３１  印字ヘッド
３２  記録用紙
３３  給紙部
３４  搬送ローラ
３５  排紙部
３６  キャリッジ
３７  送りシャフト
３８  保持手段
３９  駆動手段
４０  タイミングベルト
４１  インクタンク
４２  ノズル
４３  共通インク供給路
４４  フィルタ
４５  インク圧力室
４６  ピエゾ振動子
４７  インク
【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】
0003774126.tif 000008
【図８】
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