(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベクトル図形描画コマンドデータおよび多値イメージデータを含む画像データに従って画像を記録する画像記録装置において、
前記画像データからベクトル図形描画コマンドデータと多値イメージデータを判定し、
前記ベクトル図形描画コマンドデータであると判定した前記画像データから第１の塗りつぶし領域を展開し、
前記多値イメージデータであると判定した前記画像データから第２の塗りつぶし領域と自然画領域とを展開する画像データ判定手段と、
前記第１および前記第２の塗りつぶし領域に対して組織的ディザによる疑似中間調処理を施す第１の疑似中間調処理手段と、
前記自然画領域に対して誤差拡散による疑似中間調処理を施す第２の疑似中間調処理手段と、
前記疑似中間調処理を施された前記画像データに従って画像の記録を行う画像記録手段とを具備したことを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、疑似中間調を用いて階調を記録する画像記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＰＵの高性能化やハードディスク等記録媒体の低価格化により、テキストコードデータだけでなく、写真などのデータ量の大きい多値イメージデータ（多値ビットマップ画像）を容易にパソコン上で処理・蓄積できるようになってきた。そして、ＯＳやアプリケーションの進歩でＤＴＰ（デスク・トップ・パブリシング）環境が整い、イメージデータやベクトル図形を容易に文書中に埋込むことができるようになった。
【０００３】
その結果、文書画像には、文字、ベクトル図形、イメージ画像が混在するケースが増えてきた。また、イメージ画像自体も、文字を多く含むものであったり、ベクトル図形や自然画を含んでいたりと多様である。
【０００４】
ところで、これらの画像には、それぞれ特徴がある。文字や線画は、一般に細い線部で構成され、そのエッジ部での濃度勾配が急峻である。ベクトル図形画像は、エッジ部の濃度勾配は急峻であるが、細線ではなく一様の濃度で広く塗りつぶされている。自然画像は、領域内のほとんどで濃度が全体的にかつ連続的に変化している。
【０００５】
このようにそれぞれ特徴を持った文字・線画画像、ベクトル図形画像、自然画画像を含むイメージデータをハードコピーで記録する場合には、その記録方法、特に多値表現方法が問題になる。それは、以下に述べるように、ハードコピーが２値的な画像の記録には適しているが、階調を表現するには適していない、という記録特性と関係がある。
【０００６】
ハードコピーの記録方式としては、溶融熱転写方式や電子写真方式が良く知られている。これらの記録特性は、ハイガンマと呼ばれる中濃度付近での濃度ステップが大きくなるという特性を持ち、通常、１つの記録画点につき２ないし数レベル程度の濃度を表現する能力しか持たず、階調画を表現するためには、面積変調などの手法を用いる必要がある。この手法は、複数画点の組み合わせにより階調を表現するものである。人間が視覚的に、面積変調された画点のパターンを濃度に変換するため、疑似中間調表現とも呼ばれている。
【０００７】
その面積変調パターンの生成方法としては、いくつかのものが知られており、それぞれに特徴がある。その代表的なものに、組織的ディザ方式と誤差拡散記録方式がある。
【０００８】
組織的ディザ方式は、多値入力データをあるしきい値で２値化し、そのしきい値を座標情報のみに基づいて規則的に（周期的に）発生する記録方法で、網点型などが知られている。網点型は、ドットが集中するようにしきい値を配置した方法で、階調再現性が良く、しかも安定して記録できる。画像の濃淡変化が少なくても、ジッタなどの記録ムラが目立たない。そのため、広い領域が一定の濃度である上記のベクトル図形画像を記録するのには適している。しかし解像度の低下が大きく、周期的な網点構造が目につき易いので、なめらかな濃度勾配が表現できず、自然画画像を記録するには適していない。また、しきい値に周期的構造があるため、網点写真自然画像など原稿に周期的パターンがある原稿ではモアレが発生するといった欠点もある。
【０００９】
誤差拡散法は、組織的ディザ法に比べ解像能力は高く、階調再現性も優れる方式で、自然画画像を記録するには適している。しかし、テクスチャと呼ばれる独特の縞模様のノイズが発生し、記録デバイスの記録密度が低いときにはこのノイズの空間周波数が低くなり、目につきやすくなる。また、入力画像の濃淡変化が少ないときも、このノイズが目立ってくる。そのため、ベクトル図形画像を記録すると、テクスチャが顕著になる。
【００１０】
そこで、誤差拡散方法と組織的ディザ方法の両方の長所を生かし、ベクトル図形画像及び自然画像の両方を高画質に記録しようとする技術に、画像入力信号に強制的に組織的なディザ信号を加えた後に誤差拡散を行い、低濃度勾配部での誤差拡散特有のテクスチャを抑える方法がある（小野ほか、画像電子学会誌、第２２巻、第４号、１９９３、ｐ．４０４−４１４）。
【００１１】
しかしながら、この方法では、画像すべての領域に組織的なディザ信号を加えるため、画像の細部の信号が組織的なディザ信号に埋もれてしまい、解像能力が低下するといった欠点を持つ。
【００１２】
また、イメージデータの性質を識別・判定する従来方法として、文字・線画部と画像領域部を検出する像域識別技術（特開平２−１９９５８８）が知られているが、ベクトル図形領域と自然画領域を同じ画像領域部と識別するといった問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
このように各疑似中間調記録方法では、種々の特性を有する画像に対し、画一的な処理を施していたので、良好に階調記録することができないという問題があった。
【００１４】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、どのような入力階調画像に対しても高画質に安定して階調記録することのできる画像記録装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベクトル図形描画コマンドデータおよび多値イメージデータを含む画像データに従って画像を記録する画像記録装置において、前記画像データからベクトル図形描画コマンドデータと多値イメージデータを判定し、前記ベクトル図形描画コマンドデータであると判定した前記画像データから第１の塗りつぶし領域を展開し、前記多値イメージデータであると判定した前記画像データから第２の塗りつぶし領域と自然画領域とを展開する画像データ判定手段と、前記第１および前記第２の塗りつぶし領域に対して組織的ディザによる疑似中間調処理を施す第１の疑似中間調処理手段と、前記自然画領域に対して誤差拡散による疑似中間調処理を施す第２の疑似中間調処理手段と、前記疑似中間調処理を施された前記画像データに従って画像の記録を行う画像記録手段とを具備したことを特徴とする。
【００２５】
【作用】
本発明では、入力イメージデータの特徴を判定し、その特徴にあった疑似中間調記録方法を選択適用し記録するようにしている。すなわち、ベクトル図形描画コマンドデータと多値イメージデータを判定して、それぞれのデータに適した疑似中間調処理を施す。例えば、ベクトル図形描画コマンドデータに対しては網点型組織的ディザ法を用いて疑似中間調処理を行い、多値イメージデータに対しては誤差拡散法を用いて疑似中間調処理を行う。
【００２９】
以上のように本発明によれば、どのような入力階調画像に対しても高画質に安定して階調記録することができ、従来の疑似中間調表現にみられるノイズやムラなどを低減することができる。
【００３０】
【実施例】
以下、図面を参照しながら実施例を説明する。
本実施例では、本発明を適用した画像記録装置としてプリンタを例にあげて説明するが、本発明は、ファクシミリ装置や複写機など他の画像記録装置にも適用することが可能である。
【００３１】
図１は、本発明の一実施例に係る画像記録装置の主要部を示す概略構成図である。
本実施例の画像記録装置（例えばレーザプリンタ）１００は、コントローラ部２００と画像記録部（例えばレーザプリンタの場合、いわゆるレーザプリンタエンジン）３００から構成されている。
【００３２】
コントローラ２００は、データ出力デバイス４００から受けた画像入力信号を記録信号（例えばレーザプリンタの場合、レーザ駆動信号）に変換し、その記録信号を画像記録部３００から送られてきた同期タイミング信号に同期させて画像記録部３００に送る働きをする。
【００３３】
本実施例で用いるデータ出力デバイス４００としては、ホストコンピュータなどが代表的である。また、本発明を複写機に適用する場合には、データ出力デバイス４００は、複写機のスキャナ部に該当するものである。
【００３４】
コントローラ部２００は、入力画像データ判定部２１０、文字パターン生成部２２０、ベクトルデータ展開部２３０、多値イメージデータ識別部２４０、輪郭処理部２６０、第１疑似中間調パターン生成部２７０、第２疑似中間調パターン生成部２８０からなる。
【００３５】
次に、図２を参照しながら、図１のコントローラ部２００における画像データ処理を説明する。
データ出力デバイス４００から画像データ（図２中の１１０）が画像データ判定部２１０に送られ、文字コードデータ（２１２）、ベクトル描画コマンド（２１４）、多値イメージデータ（２１６）の３つのデータ形式に区別される。
【００３６】
文字コードデータ（２１２）は、文字パターン発生部２２０でドットパターンからなる文字パターン（２５０）に展開され、輪郭処理部２６０に送られる。ただし、ポストスクリプトのように文字フォントがアウトラインフォント（輪郭ベクトル）で記述されている場合は、ベクトルフォントデータ（２５１）がベクトル展開部２３０へ送られ、輪郭領域（２５２）と塗りつぶし領域（２５３）に展開され、それぞれ輪郭処理部２６０、第１疑似中間調パターン生成部２６０に送られてビットパターンに展開される。
【００３７】
ベクトル描画コマンド（２１４）は、ベクトル展開部２３０で輪郭領域（２５２）と塗りつぶし領域（２５３）に展開され、それぞれ輪郭処理部２６０、第１疑似中間調パターン生成部２６０に送られてビットパターンに展開される。すなわち、ベクトル描画コマンドに塗りつぶしや影付けなどの命令があるときは、第１疑似中間調パターン生成部２６０で疑似中間処理される。
【００３８】
多値イメージデータ（２１６）は、多値イメージデータ識別部２４０に通され、その識別結果に応じてイメージデータが、輪郭処理部２６０、第１疑似中間調パターン生成部２６０、または第２疑似中間調パターン生成部２７０に送られて、それぞれビットパターンに展開される。
【００３９】
図３に、多値イメージデータ識別部２４０の内部構成の具体例を示す。多値イメージデータ識別部２４０は、濃度変化点検出部２４２、像域識別部２４４、判定部２４６から構成される。
【００４０】
濃度変化点検出部２４２は、各画素に関して、その画素が濃度変化領域か否かを検出し、濃度変化領域を第１判定画像として出力する。
像域識別部２４４は、第１判定画像中の文字や細線構造部や孤立点部を検出し、その検出結果を第２判定画像として出力する。
【００４１】
判定部２４６は、第１判定画像および第２判定画像をもとに、各画素を輪郭領域（図２中の２５４）、塗りつぶし領域（２５５）、自然画領域（２５６）に区別し、それぞれ輪郭処理部２６０、第１疑似中間調パターン発生部２７０、第２疑似中間調パターン発生部２８０に画像データを送る。
【００４２】
次に、多値イメージデータ識別部２４０における処理概念を図４を用いて説明する。例えば図４（ａ）に示すような文字領域、ベクトル図形領域、風景画のような自然画領域を含む多値イメージデータがあったものとする。図のように、文字画像は、細線から構成され、エッジが急峻である。ベクトル図形領域は、エッジが急峻であり、図形内は一様な濃度で塗りつぶされている。自然画像は、画像全体で濃度変化が起こっている。
【００４３】
始めに、（ａ）の多値イメージデータが濃度変化点検出部２４２に通され、濃度変化領域が第１判定画像として（ｂ）のように出力される。この状態では、文字や図形の輪郭も濃度変化領域として出力される。
【００４４】
第１判定画像を像域識別部２４４に通すと、（ｃ）に示すように細線で構成される文字部とベクトル図形領域部の輪郭が検出され、第２判定画像として出力される。この像域識別方法には、例えば一般的に島領域検出方法として知られている文字／画像領域識別方法（特開平２−１９９５８８）を用いれば良い。この処理の概念は、広い下地に挟まれた狭い黒字を検出するものである。
【００４５】
次に、判定部２４６に第１判定画像と第２判定画像を通し、第１判定画像に出力されていてかつ第２判定画像に出力されていない画素を求めると、（ｄ）のように自然画領域が検出できる。
【００４６】
ところで、図４（ａ）のような入力画像データが、例えば複写機のスキャナ部から読み込んだようなデータである場合は、このノイズがベクトル図形塗りつぶし領域内に濃度変化点として第１判定画像に出力されてしまう可能性がある。しかし、このノイズは、一般に領域が狭かったり、孤立している場合が多く、像域検出部２４４でそのノイズ除去ができ、図４（ｄ）の第２判定画素中には、このノイズが濃度変化点として検出されない。
【００４７】
なお、自然画領域内に局部的に濃度変化が起こらず、塗りつぶし領域として判定されてしまう場合がある（図７（ａ）参照）。このままで記録すると、網点領域の中に局所的に誤差拡散で記録され、そのテクスチャの変化がノイズとして目立ってしまう。こういうことが起こる場合は、図５に示すように、多値イメージデータ識別部２４０内に孤立塗りつぶし領域除去部２４７を設ける効果的である。孤立塗りつぶし領域除去２４７は、自然画領域中の小さい塗りつぶし領域を除去する働きをする。すなわち、先にのべた像域識別部２４４で下地部を自然画領域に、黒字を塗りつぶし領域として処理をすれば良い。
【００４８】
図６に、孤立塗りつぶし領域除去部２４７の内部構成の一例を示す。孤立塗りつぶし領域除去部２４７は、画像反転部２４８−１、像域識別部２４４´、減算部２４９、反転部２４８−２で構成される。反転部２４８−１は、濃度変化点検出部２４２から送られてきた図７（ａ）のような２値画像を図７（ｂ）のように反転する。像域識別部２４４´で、上記の通り、この反転の中から孤立点を図７（ｃ）のように識別する。減算部２４９では、図７（ａ）から図７（ｃ）に出力されている領域を減算する。この画像を、反転部２４８−２で図５（ｅ）のように反転し、第１判定画像とする。
【００４９】
なお、自然画領域に囲まれた塗りつぶし部は、自然画領域と判定させる方法を採用することも可能である。
図８に、多値イメージデータ識別部２４０内の判定部２４６での処理の流れを示す。
【００５０】
第１判定画像に出力されている領域で、第２判定画像にも出力されている領域は、輪郭領域と判定する（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４）。
第１判定画像に出力されている領域で、第２判定画像に出力されていない領域は、自然画領域と判定する（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５）。
【００５１】
第１判定画像に出力されていない領域（例えば図４（ｂ）の白い部分）は、塗りつぶし領域と判定する（ステップＳ１，Ｓ３）。
さらに、図６には、上記の判定結果に基づく各画素に対する望ましい処理を示している。
【００５２】
輪郭領域に対しては、輪郭処理部２６０にてエッジ強調処理およびスムージング処理が行われることが望ましい（ステップＳ７）。
塗りつぶし領域に対しては、第１疑似中間調パターン発生部２７０で組織的ディザによる階調処理が行われることが望ましい（ステップＳ６）。
【００５３】
自然画領域に対しては、第２疑似中間調パターン発生部２８０で、誤差拡散による階調処理が行われることが望ましい（ステップＳ８）。
図７に、濃度変化点検出部２４２の内部構成の一例を示す。多値データが８ビットの例について示す。
【００５４】
各画素の多値イメージデータが、主走査ラインにそってシリアルに送られてくるとする。この多値イメージデータは、ビット単位のフリップフロップ２４７にてデータ転送クロックｃｌｋの１周期分だけタイミングが遅らされて、排他的論理和回路２４８の一方の入力に与えられるとともに、排他的論理和回路２４８の他方の入力には、遅延なしに該データが送られる。排他的論理和回路２４８では、これらデータ（すなわち連続する２つのデータ）の排他的論理和をとることにより、走査線に沿った画像データの濃度変化点をみつけることができる。
【００５５】
プリンタのようにデジタル入力信号がホストコンピュータから送られてくる場合は、ノイズがのっていないので問題ないが、複写機のようにスキャナから読み込んだデジタルデータの場合は、本来ならば広い領域が一様な濃度で塗りつぶされている場合でも、ノイズがのっていて濃度が小さく変化している場合がある。このため、場合によっては、下位ビットの変化は無視してもよい。
【００５６】
以上のように本実施例では、入力イメージデータの特徴を判定し、その特徴にあった疑似中間調記録方法を選択適用し記録するようにしたので、どのような入力階調画像に対しても高画質に安定して階調記録することができ、従来の疑似中間調表現にみられるノイズやムラなどを低減することができる。
また、本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明では、入力イメージデータの特徴を判定し、その特徴にあった疑似中間調記録方法を選択適用し記録するようにしたので、どのような入力階調画像に対しても高画質に安定して階調記録することができる。この結果、従来の疑似中間調表現にみられるノイズやムラなどを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る画像記録装置を示す概略図
【図２】コントローラ部での処理の流れを説明するための図
【図３】多値イメージデータ識別部の内部構成の一例を示す図
【図４】多値イメージデータ識別部での画像データ処理の概念を説明するための図
【図５】多値イメージデータ識別部の内部構成の他の例を示す図
【図６】孤立塗りつぶし領域除去部の内部構成の一例を示す図
【図７】孤立塗りつぶし領域除去部での画像データ処理の概念を説明するための図
【図８】多値イメージデータ識別処理およびその処理結果と階調処理の関係を示す図
【図９】濃度変化点検出部の構成の一例を示す概略ブロック図
【符号の説明】
１００…画像記録装置、２００…コントローラ部２００、３００…画像記録部、４００…データ出力デバイス、２１０…入力画像データ判定部、２２０…文字パターン生成部、２３０…ベクトルデータ展開部、２４０…多値イメージデータ識別部、２４２…濃度変化点検出部、２４４…像域識別部、２４６…判定部、２４７…孤立塗りつぶし領域除去部、２４８−１，２４８−２…画像反転部、２４４´…像域識別部、２４９…減算部、２５４…輪郭領域データ、２５５…塗りつぶし領域データ、２５６…自然画領域データ、２６０…輪郭処理部、２７０…第１疑似中間調パターン生成部、２８０…第２疑似中間調パターン生成部
【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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