JP2004236249A - 誤差拡散処理装置、画像形成装置、誤差拡散処理方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
誤差拡散処理装置、画像形成装置、誤差拡散処理方法及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制し、階調再現性を向上させた誤差拡散処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）を拡散誤差に基づいて補正するデータ補正手段８と、補正された画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）に対し、ラインに基づいて量子化ステップ数の異ならせて量子化し、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）を生成する量子化処理手段３と、量子化誤差に基づいて量子化処理前の周辺画素に配分される拡散誤差を求める誤差配分量決定手段６とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）を拡散誤差に基づいて補正するデータ補正手段８と、補正された画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）に対し、ラインに基づいて量子化ステップ数の異ならせて量子化し、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）を生成する量子化処理手段３と、量子化誤差に基づいて量子化処理前の周辺画素に配分される拡散誤差を求める誤差配分量決定手段６とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤差拡散処理装置、画像形成装置、誤差拡散処理方法及びコンピュータプログラムに係り、さらに詳しくは、画像データに対し多値誤差拡散法による画像処理を行う誤差拡散処理装置、及び、この様な誤差拡散処理装置を用いた画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２値出力の出力装置を用いて中間調を含む階調画像を擬似的に形成するためには、階調再現性を考慮しつつ階調画像を２値画像に変換する階調再現処理を行う必要がある。このような２値化方法として、組織的ディザ法をはじめとして種々の方法が従来から用いられているが、その中でも誤差拡散法は、高画質の画像が得られる手法として広く知られている。
【０００３】
誤差拡散法は、各画素を２値化する際に生じた量子化誤差を周辺の未だ２値化されていない画素に重み付けしながら拡散させていく方法である。２値化される画素を注目画素とすれば、注目画素の量子化誤差は、その周辺に位置する２値化処理前の各画素に対し、注目画素からの相対的位置に応じて重み付けして加えられる。
【０００４】
誤差拡散法により２値化された画像は、再現時においてモアレ模様が出にくく、ディザ法などと比較して画質が優れているという長所を有する。その一方で、中間濃度部において、誤差拡散法に特有のテクスチャが発生してしまうという問題があった（例えば、非特許文献１のｐ１８６−１８７参照）。
【０００５】
最近では、インクジェットプリンタなどの出力装置の性能向上に伴って、２値出力ではなく、３値、４値などの多値出力を可能とした出力装置も多く、これらの出力装置には多値誤差拡散法が用いられる場合が多い。多値誤差拡散法の原理は、基本的には２値化の場合の誤差拡散法と同じであるが、２以上の閾値を用いて量子化され、３以上の出力レベルを有する点で相違する。
【０００６】
インクジェットプリンタの場合、多値誤差拡散法によって生成された出力レベルに応じて、サイズの異なるインクドットを割り当てることにより、高画質化を目指している（大小インク法）。また、最近のインクジェットプリンタでは、写真画質を実現するため、同一色について低濃度インクと高濃度インクの２種類を設け、ハイライト部で低濃度インクを使用しながら、粒状性を目立たなくさせるという手法が主流になりつつある（濃淡インク法）。
【０００７】
しかしながら、濃淡インク法を使用した場合には、高濃度インクと低濃度インクの切換え部位において画質劣化を引き起こすという指摘がなされている。同様にして、大小インクを使用した場合には、大インクと小インクとの切換え部位において画質劣化を引き起こすという指摘がなされている（例えば、非特許文献２のｐ２３９参照）。
【０００８】
また、高濃度インクと低濃度インクを使用する場合、誤差拡散法などにより中間調処理をする前に、インク分割カーブと呼ばれるルックアップテーブルを用いて、低濃度インク用データと高濃度インク用データとに分割し、それぞれについて中間調処理を行ってデータを作成していた（例えば、非特許文献２参照）。
【０００９】
一方、誤差拡散法に特有の不要なテクスチャを減少させる方法についても従来から提案がなされている。例えば、特許文献１には、２値化走査方向を列ごとに切り替えて鎖状のテクスチャの発生を抑制する技術が開示されている。この２値化走査方向の切り替えは、乱数を用いてランダムに行われている。
【００１０】
また、特許文献２には、主走査線ごとに２値化のための閾値を変化させるとともに、周期的な誤差クリアのタイミングを主走査線ごとに変化させて、誤差拡散によるテクスチャの発生を抑制する技術が開示されている。この文献では、誤差を主走査方向のみに拡散して装置を簡略化するとともに、それに起因して生ずる主走査方向に垂直な縞模様を主走査線ごとに閾値を変えることにより抑制している。また、周期的な誤差クリアによって生ずる主走査方向に垂直な縞模様を誤差クリアのタイミングを主走査線ごとに変化させることにより抑制している。
【００１１】
【特許文献１】
特開平３−１５１７６２号公報
【特許文献２】
特開平４−３０１９７１号公報
【非特許文献１】
角谷 繁明，”誤差拡散法における閾値操作手法”，電子写真学会誌，１９９８年，第３７巻，第２号，ｐ．１８６−１９２
【非特許文献２】
蒔田 剛，”インクジェットプリンタにおける高画質化技術”，日本画像学会誌，２００１年，第４０巻，第３号，ｐ．２３９−２４３
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、列ごとの切換えを乱数を用いてランダムに行っているため、乱数発生回路が新たに必要になり、回路規模が増大するという問題があった。また、特許文献２に記載された方法では、誤差を走査方向のみに拡散させることにより装置を簡略化しているため、階調画像の高画質化を期待することができないという問題があった。
【００１３】
また、非特許文献２に記載された方法では、インク分割カーブを必要とし（ｐ２４０の図５）、インク分割カーブによって分割されたデータを中間調処理する場合でも、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの他に、ライトインク用のシアンデータ、ライトインク用のマゼンタデータの計６種類のデータが発生し、それぞれの誤差拡散処理を行うため、データの処理に負荷がかかり過ぎるという問題が生じている。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、多値誤差拡散法により疑似中間調画像を生成する際、ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制し、階調再現性を向上させた誤差拡散処理装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、インク分割カーブを使用することなく、低濃度インク用データ及び高濃度インク用データを生成し、階調再現性の良好な誤差拡散処理装置を低コストにより提供することを目的とする。また、高濃度インク及び低濃度インクの切り替え部位において画質の劣化を生じさせることのない誤差拡散処理装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、これらの誤差拡散処理装置を用いて階調再現性を向上させたは画像形成装置、これらの誤差拡散処理装置に用いられる画像形成方法、並びに、コンピュータを誤差拡散処理装置として機能させるためのコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明による誤差拡散処理装置は、画像データを拡散誤差に基づいて補正するデータ補正手段と、補正された画像データに対し、ラインにより量子化ステップ数の異なる量子化処理を行い、出力画像データを生成する量子化処理手段と、量子化誤差に基づいて周辺画素に配分する拡散誤差を求める誤差配分決定手段とを備えている。この様な構成により、画像データの誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせて、一部のラインについて量子化ステップ数を増大させることができる。このため、ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制して、階調再現性を向上させることができる。特に、上記量子化処理手段が、隣接するラインについて量子化ステップ数の異なる量子化処理を行うことにより、効果的に階調再現性を向上させることができる。
【００１８】
上記量子化処理手段は、それぞれが複数の閾値からなる第１及び第２の閾値セットを記憶する閾値記憶手段と、一部のラインについて第１の閾値セットを選択し、他のラインについて第１及び第２の閾値セットを選択する閾値制御手段と、上記一部のライン上の画像データを第１の閾値セットに基づいて量子化し、上記他のライン上の画像データを第１及び第２の閾値セットに基づいてそれぞれ量子化して得られる２つの量子化データの平均値を求める多値閾値処理手段とを備えて構成される。この様な構成により、平均値演算により新たな量子化データを生成することができ、バランスを保ちながら擬似的に多量子化レベルを増大させることができる。
【００１９】
上記量子化処理手段は、第１及び第２のルックアップテーブルを記憶するＬＵＴ記憶手段と、一部のラインについて第１のルックアップテーブルを選択し、他のラインについて第１及び第２のルックアップテーブルを選択する閾値制御手段と、上記一部のライン上の画像データを第１のルックアップテーブルに基づいて量子化し、上記他のライン上の画像データを第１及び第２のルックアップテーブルに基づいてそれぞれ量子化して得られる２つの量子化データの平均値を求める多値閾値処理手段とを備えて構成される。この様な構成により、第１及び第２のルックアップテーブルを用いて第１及び第２の量子化データを求めることができ、画像データを複数の閾値と比較して行われる多値閾値による判断処理を省略することができるため、高速処理が可能となる。
【００２０】
上記量子化処理手段は、画像データにブルーノイズを付加するノイズ付加手段を備え、ブルーノイズが付加された画像データに対し、量子化処理を行うように構成される。更に、上記量子化処理手段は、色成分ごとにブルーノイズを記憶するノイズデータ記憶手段を備え、上記ノイズ付加手段が、画像データの色成分に基づいてブルーノイズを付加するように構成される。この様な構成により、人間の視覚特性的に知覚しがたいブルーノイズを付加しながら多値誤差拡散を行うことができ、ドット密度の疎となるハイライト領域におけるドットの分散性を向上させることができる。また、中間濃度部におけるテクスチャーを改善することができる。
【００２１】
また、本発明による誤差拡散処理装置は、ライン上における量子化処理の方向をラインにより異ならせる処理方向制御手段を更に備え、上記量子化処理手段が、上記処理方向に基づいて量子化ステップ数の異なる量子化処理を行い、一部のラインについて、上記処理方向及び量子化ステップ数を異ならせるように構成される。この様な構成により、一部のラインについて、処理方向及び量子化ステップ数を異ならせることができ、階調再現性をより向上させることができる。
【００２２】
上記量子化処理手段は、それぞれが複数の閾値からなる第１及び第２の閾値セットを記憶する閾値記憶手段と、上記処理方向が一方の場合に第１の閾値セットを選択し、上記処理方向が他方の場合に第１及び第２の閾値セットを選択する閾値制御手段と、処理方向が上記一方の画像データを第１の閾値セットに基づいて量子化し、処理方向が上記他方の画像データを第１及び第２の閾値セットに基づいてそれぞれ量子化して得られる２つの量子化データの平均値を求める多値閾値処理手段とを備えて構成される。この様な構成により、処理方向が一方の場合に、平均値演算により新たな量子化データを生成することができ、バランスを保ちながら擬似的に多量子化レベルを増大させることができる。
【００２３】
また、本発明による画像形成装置は、入力画像データに対し誤差拡散処理を行って出力画像データを生成する画像処理手段と、出力画像データに基づいて第１及び第２のインクを吐出し、記録媒体上に画像を形成するインク記録手段とを備え、上記画像処理手段は、一部のラインについて出力画像データの量子化ステップ数を増大させる。また、上記インク記録手段は、上記一部のラインについて、第１及び第２のインクを用いるとともに、他のラインについて、第１のインクを用いるように構成される。この様な構成により、画像データの誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせて、一部のラインについて量子化ステップ数を増大させることができる。このため、ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制して、階調再現性を向上させた画像を形成することができる。
【００２４】
上記インク記録手段は、上記一部のラインについて、増大した量子化ステップに第２のインクを割り当て、その他の量子化ステップに第１のインクを割り当てるように構成される。この様な構成により、インク分割カーブを使用することなく、異なる２種類のインクへの割り当てを行うことができ、低コストで階調再現性に優れた誤差拡散処理が施された画像を形成することができる。
【００２５】
上記第１のインクを高濃度インクとし、上記第２のインクを低濃度インクとすることにより、広範囲の濃度にわたり、低濃度インクを使用して画像形成を行うことが可能となる。従って、濃度切替部位におけるトーンジャンプを解消あるいは抑制し、中間濃度領域におけるテクスチャの改善を図ることができる。
【００２６】
本発明による誤差拡散処理方法は、画像データを拡散誤差に基づいて補正するデータ補正ステップと、補正された画像データに対し、ラインにより量子化ステップ数の異なる量子化処理を行い、出力画像データを生成する量子化処理ステップと、量子化誤差に基づいて量子化処理前の周辺画素に配分される拡散誤差を求める誤差配分量決定ステップとを備えて構成される。この様な構成により、画像データの誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせて、一部のラインについて量子化ステップ数を増大させることができる。このため、ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制して、階調再現性を向上させることができる。
【００２７】
本発明によるコンピュータプログラムは、画像データを拡散誤差に基づいて補正するデータ補正ステップと、補正された画像データに対し、ラインにより量子化ステップ数の異なる量子化処理を行う量子化処理ステップと、量子化誤差に基づいて量子化処理前の周辺画素に配分される拡散誤差を求める誤差配分量決定ステップとをコンピュータに実行させる手順からなる。この様な構成により、画像データの誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせて、一部のラインについて量子化ステップ数を増大させることができる。このため、ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制して、階調再現性を向上させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による階調再現処理装置１０の一構成例を示したブロック図である。この階調再現処理装置１０は、入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）を量子化し、階調数の削減された出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）を生成する誤差拡散処理装置であり、画像データ記憶部１、処理方向制御部２、量子化処理部３、誤差抽出部４、誤差バッファ５、誤差配分量決定部６、重み係数記憶部７及び補正処理部８により構成される。
【００２９】
入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）は、Ｙ番目のライン上でＸ番目の画素位置における階調データであり、多数の入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）により２次元画像を構成している。なお、カラー画像の場合、例えば１画素がシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫの各色成分からなる場合には、それぞれの色成分ごとの画像データが与えられ、色成分ごとに独立して処理される。
【００３０】
画像データ記憶部１は、量子化処理前の画像データを記憶する記憶手段である。画像データ記憶部１には、２次元画像を構成する全ての入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）が順次に格納される。これらの入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）は、補正処理部８によって補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）へ更新される。このため、少なくとも補正処理時までに補正対象となる入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）が画像データ記憶部１に格納されていることが必要となる。つまり、誤差拡散処理時における画像データ記憶部１には、少なくとも誤差拡散処理を行うのに必要な数ライン（例えば２ライン）分の入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）が記憶保持されている。
【００３１】
処理方向制御部２は、各画素に対する量子化処理の順序を制御する制御手段であり、所定の処理順序に従って、画像データ記憶部１から画像データを読み出し、量子化処理部３へ出力している。処理方向制御部２により、同じライン上の画素データが所定の処理方向へ順次に読み出され、また、各ラインについて順次に読み出され、２次元画像を構成する全ての画像データが読み出される。つまり、ラインとは、２次元画像を構成する各画素を順に走査した場合における走査線（主走査線）に相当し、処理方向とは、この走査線上での走査方向に相当する。
【００３２】
この処理方向制御部２は、ラインごとに処理方向を任意に制御することができる。例えば、ラインごとに処理方向を右方向（左から右への方向）と左方向（右から左への方向）に交互に切り替え、あるいは、２以上のラインごとに切り替えることができる。処理方向は、処理方向データｄｉとして、量子化処理部３へ出力される。
【００３３】
本実施の形態では、２次元画像の最上ラインの隅の画素から水平方向へ処理し、次のラインでは処理方向を変え、これらを交互に繰り返しながら、処理ラインを順次に１ラインずつ下に移していくことにより、最後に、最終処理ラインまで処理するものとする。
【００３４】
量子化処理部３は、処理方向制御部２からの補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）に対し、順次に量子化処理を行う量子化処理手段である。各補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）は、量子化処理部３において複数の閾値と比較され、多値化処理が行われる。すなわち、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）の階調数を削減した出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が生成される。
【００３５】
この量子化処理は、処理方向データｄｉに基づいて行われる。量子化処理部３における処理は、処理方向により量子化ステップ数（量子化処理の階調ステップ数）が異なり、階調数の異なる出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が生成される。量子化処理部３の構成及び動作の詳細については後述する。
【００３６】
誤差抽出部４は、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）と、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）の差分を求める演算手段であり、量子化処理部３において生じた量子化誤差が求められる。この量子化誤差は、量子化処理の対象画素の位置（Ｘ，Ｙ）とともに誤差バッファ５に格納される。
【００３７】
誤差配分量決定部６は、誤差バッファ５に保持されている量子化誤差を周辺画素に配分し、拡散誤差としての配分誤差データを生成している。量子化誤差は、量子化処理が行われた注目画素の周辺に位置する画素であって、量子化処理前の画素に配分される。また、注目画素に対する相対的位置に基づいて重み付けして配分される。この重み付けの割合は、重み係数記憶部７に記憶されている重み係数マトリクス（誤差拡散マトリクス）に基づいて決定される。
【００３８】
図２は、図１の重み係数記憶部７内の重み係数マトリクスの一例を示した図であり、Ｘ（処理方向）を水平方向とし、Ｙを垂直方向とし、注目画素（ＩＸ，ＩＹ）を含む６画素分が示されている。重み係数マトリクスは、これらの画素について、注目画素からの相対的位置と、重み係数とが対応づけられたデータテーブルである。
【００３９】
処理方向が右方向であるとすれば、注目画素の左隣りの画素（ＩＸ−１，ＩＹ）は注目画素よりも先に量子化されているため、注目画素の誤差は配分されない。注目画素の誤差をＥｒｒとすれば、注目画素の右隣りの画素（ＩＸ＋１，ＩＹ）、右斜め下の画素（ＩＸ＋１，ＩＹ＋１）、真下の画素（ＩＸ，ＩＹ＋１）、左斜め下の画素（ＩＸ−１，ＩＹ＋１）に配分される注目画素の誤差は、それぞれ次の様に求められる。
【００４０】
【数１】
【００４１】
なお、図１の階調再現処理装置に使用される重み係数マトリクスは、この様な重み係数マトリクスには限定されない。重み係数マトリクスのサイズ及び重み係数は、必要に応じて任意に定めることができる。また、処理方向が左方向であれば、同じ重み係数マトリクスの左右を反転させて使用すればよい。さらに、処理方向により重み係数マトリクスを異ならせることもできる。つまり、処理方向が左方向の場合と右方向の場合で、重み係数やマトリクスサイズを異ならせてもよい。
【００４２】
補正処理部８は、誤差配分量決定部６により決定された配分誤差データに基づいて未処理の画像データを補正し、注目画素の量子化誤差を拡散させるデータ補正手段である。補正対象となるのは、重み係数マトリクスのサイズに応じて決まる注目画素の周辺画素の画像データである。この補正処理は、画像データ記憶部１に保持されている画像データを配分誤差データを加えた値に更新することによって行われる。
【００４３】
この様にして、画像データ記憶部１に格納された入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）は、周辺画素について量子化処理が行われるごとに補正処理され更新される。このため、量子化処理のために処理方向制御部２により読み出された時点では、必要な補正処理が行われた補正データＰｍ（Ｘ，Ｙ）に変換されている。
【００４４】
図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０６は、図１の階調再現処理装置１０の概略動作の一例について示したフローチャートである。まず初めに、入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）が画像データ記憶部１に格納されているものとする。画像データ記憶部１内の画像データは、処理方向制御部２によって読み出される（ステップＳ１０１）。画像データの読み出しは、ラインごとに交互に異なる方向となるように行われているものとする。
【００４５】
読み出された画像データは、量子化処理部３において量子化される（ステップＳ１０２）。この量子化処理は、処理方向により量子化ステップ数が異なり、階調数の異なる出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が生成される。次に、誤差抽出部４において、量子化処理前後の画像データについて差分が求められ、量子化誤差として誤差バッファ５に格納される（ステップＳ１０３）。
【００４６】
この量子化誤差は、誤差配分量決定部６により、未処理の周辺画素に配分され（ステップＳ１０４）、補正処理部８によって、画像データ記憶部１内の画像データに対して補正処理が行われる。この様な動作により、１画素の画像データについての量子化処理と、当該処理で生じた量子化誤差を周辺画素に拡散させる補正処理とが完了する。
【００４７】
その後、処理方向制御部２が、画像データ記憶部１から次の画素の画像データを読み出して、１つのラインについて同じ動作が繰り返される。１つのライン上の全ての画素について処理が終了すれば、次のラインについて同様の処理が行われる。この様にしてステップＳ１０１〜Ｓ１０５の動作が、全ての画素について量子化処理が完了するまで繰り返される（ステップＳ１０６）。
【００４８】
図４は、図１の処理方向制御部２における画像データの処理方向の一例を示した図であり、Ｘ（処理方向）を水平方向、Ｙを垂直方向とし、一部の画素とその処理方向が示されている。１ライン上の画像データが処理方向へ順次に読み出され、１ラインの読み出しが終了すれば、次のラインについて同様の読み出しが行われる。このとき、処理方向は１ラインごとに切り替えられ、奇数行目が右方向、偶数行目が左方向とされる。
【００４９】
図５は、図１の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。この量子化処理部３は、多値閾値処理部２０、閾値制御部２１及び閾値記憶部２２により構成される。
【００５０】
閾値記憶部２２は、予め定められた複数の閾値を記憶保持する記憶手段であり、それぞれが複数の閾値からなる第１の閾値セット２２１及び第２の閾値セット２２２を記憶保持している。
【００５１】
閾値制御部２１は、処理方向制御部２からの処理方向データｄｉに基づいて閾値を選択し、選択された閾値を多値閾値処理部２０へ出力する閾値選択手段である。ここでは、処理方向が右方向の場合に、第１の閾値セット２２１を選択し、処理方向が左方向の場合に、第１及び第２の閾値セット２２１，２２２を選択するものとする。
【００５２】
多値閾値処理部２０は、選択された複数の閾値に基づいて、処理方向制御部２からの補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）を量子化して量子化データを生成し、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力している。この量子化処理は、処理方向によって異なる。
【００５３】
処理方向が右方向の場合、第１の閾値セット２２１に基づいて量子化データが求められ、この量子化データが出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）となる。また、処理方向が左方向の場合には、第１の閾値セット２２１に基づいて第１の量子化データが求められるとともに、第２の閾値セット２２２に基づいて第２の量子化データが求められ、第１及び第２の量子化データの平均値が出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）となる。
【００５４】
図６のステップＳ２０１〜Ｓ２０６は、図５の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートであり、図３における量子化処理（ステップＳ１０２）の詳細が示されている。画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力されると、閾値制御部２１が、閾値記憶部２２から第１の閾値セット２２１を読み出し、多値閾値処理部２０へ出力する（ステップＳ２０１）。多値閾値処理部２０は、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）をこの閾値セット２２１の各閾値と比較し、量子化データを生成する（ステップＳ２０２）。処理方向が右方向である場合には、ステップＳ２０２で得られた量子化データが出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力され、１画素の量子化処理が完了する（ステップＳ２０３）。処理方向は、処理方向データｄｉに基づき判断される。
【００５５】
一方、処理方向が左方向の場合には、閾値制御部２１が、さらに閾値記憶部２２から第２の閾値セット２２２を読み出し、多値閾値処理部２０へ出力する（ステップＳ２０４）。多値閾値処理部２０は、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）をこの閾値セット２２２の各閾値と比較し、量子化データを生成する（ステップＳ２０５）。その後、多値閾値処理部２０は、ステップＳ２０２及びＳ２０５で得られた量子化データの平均値を求め（ステップＳ２０６）、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力し、処理方向が左方向の場合における１画素の量子化処理が完了する。
【００５６】
図７は、図５の第１の閾値セット２２１を用いた多値閾値処理の一例を示した図であり、２５６階調の入力値と、５階調の量子化値との対応関係が示されている。ここでは、５値出力の場合について説明するが、量子化処理の階調ステップ数は必要に応じて任意に設定することができる。なお、入力値は、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）の各階調に対応し、量子化値は、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）の各階調に対応している。
【００５７】
閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４は、第１の閾値セット２２１を構成する閾値である。５つの量子化ステップは、それぞれが８ビットの量子化値により表わされ、０，６４，１２８，１９２，２５５であるものとする。このとき、閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４は、次式を満たすように予め定められる。
【００５８】
【数２】
【００５９】
処理方向が右方向の場合、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が、各閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４と順次に比較され、この比較結果に基づいて量子化され、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）となる。例えば、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）と閾値Ｌｔｈ１との大小が比較され、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が閾値Ｌｔｈ１よりも小さい場合には０を量子化データとする。閾値Ｌｔｈ１よりも大きい場合には、閾値Ｌｔｈ２と比較され、閾値Ｌｔｈ２よりも小さい場合には６４を量子化データとする。閾値Ｌｔｈ２よりも大きい場合には、さらに閾値Ｌｔｈ３と比較される。同様の処理が閾値Ｌｔｈ４まで行われて量子化レベルが決定され、その量子化データが補正画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）とされる。
【００６０】
なお、これらの閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４と量子化値は、出力装置に依存する値であるため、例えば、インクジェット方式の出力装置の場合、あるドットパターンをそれぞれの量子化値に対応したインクドロップにて出力し、それぞれの単位面積当たりの濃度を測定し、その結果に基づいて予め最適化しておく必要がある。
【００６１】
図８は、図５の第２の閾値セット２２２を用いた多値閾値処理の一例を示した図であり、比較のために第１の閾値セット２２１とともに示されている。図７の第１の閾値セット２２１の場合と同様、２５６階調の入力値と、５階調の量子化値との対応関係が示されている。
【００６２】
閾値Ｒｔｈ１〜Ｒｔｈ４は、第２の閾値セット２２２を構成する閾値である。量子化ステップ数及び量子化値は、第１の閾値セット２２１の場合と同じ値であるが、その閾値Ｒｔｈ１〜Ｒｔｈ４は、閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４よりも大きな値、例えば数階調分だけ変化させた値となっている。つまり、閾値Ｒｔｈ１〜Ｒｔｈ４は、次式を満たすように予め定められる。
【００６３】
【数３】
【００６４】
処理方向が左方向の場合、まず、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が、各閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４と順次に比較され、この比較結果に基づいて量子化され、第１の量子化データが生成される。次に、各閾値Ｒｔｈ１〜Ｒｔｈ４と順次に比較され、この比較結果に基づいて量子化され、第２の量子化データが生成される。そして、第１及び第２の量子化データの平均値が求められ、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）とされる。
【００６５】
第１及び第２の量子化データが同一であれば、これらの値がそのまま平均値となり、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）となる。従って、処理方向が右方向の場合と同じ量子化処理となり、同じ結果が得られる。これに対し、第１及び第２の量子化データが異なる場合には、右方向の量子化処理における５つの量子化値以外の新たな量子化値が擬似的に生成される。
【００６６】
つまり、処理方向が左方向の場合には、右方向の場合に比べ、量子化処理における量子化ステップ数を増大させ、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）の階調数を増大させることができる。しかも、これらの新たな量子化値は、処理方向が右方向の場合における各量子化値の間の値（隣接する２つの量子化値の平均値）として定められるため、バランスを保ちながら擬似的に階調レベルを増やすことができる。
【００６７】
なお、第１の閾値セット２２１に対する第２の閾値セット２２２の閾値変化量は、それぞれの出力装置とインク特性に応じて、最適化されることが望ましい。第１及び第２の閾値セット２２１，２２２を構成する各閾値の差分が、多値誤差拡散処理された出力画像のドットパターンに影響を及ぼすため、高濃度インクと低濃度インクを用いて、それぞれの色における、あるドットパターンを出力し、両者の濃度値の違いから、最適となるような第２の閾値セットを算出しておくことが望ましい。
【００６８】
例えば、第１の閾値セット２２１をＬｔｈ１＝３２，Ｌｔｈ２＝９６，Ｌｔｈ３＝１６０，Ｌｔｈ４＝２２３とし、第２の閾値セット２２２をＲｔｈ１＝３７，Ｒｔｈ２＝１０１，Ｒｔｈ３＝１６５，Ｒｔｈ４＝２２８とした場合、注目画素の補正画像データがＰｍ＝９７であれば、２種類の閾値セット２２１，２２２を用いて、以下のように出力画像データＰｏが決定される。
【００６９】
まず、第１の閾値セット２２１と比較される。Ｌｔｈ２＜Ｐｍであるから、第１の量子化値は１２８となる。次に、第２の閾値セット２２２と比較され、Ｐｍ＜Ｒｔｈ２であるから、第２の量子化データは６４となる。これら２つの値の平均値を取ることによって、新たな量子化値である量子化データ９６が生成される。
【００７０】
また、注目画素の補正画像データがＰｍ＝９０であれば、２種類の閾値セット２２１，２２２を用いて、以下のように出力画像データＰｏが決定される。まず、第１の閾値セット２２１と比較され、Ｐｍ＜Ｌｔｈ１であるから、第１の量子化値は６４となる。次に、第２の閾値セット２２２と比較され、Ｐｍ＜Ｒｔｈ２であるから、第２の量子化データも６４となる。これら２つの値の平均値を取ることによって、量子化データ６４が生成される。
【００７１】
この様にして、２種類の閾値セット２２１，２２２の閾値の数を同一とし、対応する各閾値を異ならせることによって、補正画像データが対応する閾値の間の値である場合には、量子化データの平均値は、新たな量子化値となる。すなわち、平均演算により新たな量子化値を生成することができる。なお、２種類の閾値セット２２１，２２２の対応する各閾値の差は、少なくとも量子化ステップ幅よりも小さい値とする必要があり、僅かにずらした値とすることが望ましい。
【００７２】
出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）に基づいて画像を形成する出力装置が、同一色であって濃度の異なる２種類のインク（濃淡インク）を有する場合、平均値演算によって生成された新たな階調レベルを低濃度インクに割り当て、その他の階調レベルを高濃度インクに割り当てることができる。この場合、出力装置のインク制御部、例えばインクジェットプリンタであればインジェットヘッドに対し、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）とともに、高濃度インク又は低濃度インクを指定する制御信号も出力される。この制御信号は、処理方向データｄｉと、処理方向が左方向の場合における２つの量子化データの比較結果に基づいて求めることができる。
【００７３】
この様にして出力画像データを高濃度インク及び低濃度インクに割り当てることにより、インク分割カーブを用いることなく２種類のインクを使用することができる。また、広範囲の濃度にわたり、低濃度インクを使用して画像形成を行うことが可能となり、濃度切り替え部位におけるトーンジャンプを解消することができる。
【００７４】
図９は、処理方向が右方向の場合における量子化処理と、割り当てられる濃淡インクとの関係を示した図である。右方向の処理時には、全ての出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が高濃度インクの制御に使用される。すなわち、高濃度インクのドロップサイズやドロップ数が出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）により制御され、常に高濃度インクが吐出される。
【００７５】
図１０は、処理方向が左方向の場合における量子化処理と、割り当てられる濃淡インクとの関係を示した図である。左方向の処理時には、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）に応じて、濃淡インクのいずれか一方が割り当てられる。すなわち、第１及び第２の量子化データが一致する場合には、左方向の処理時と同様、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が高濃度インクの制御に使用され、当該量子化値に基づいて高濃度インクが吐出される。また、第１及び第２の量子化データが異なる場合には、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が低濃度インクの制御に使用され、平均値に基づいて低濃度インクが吐出される。
【００７６】
第１及び第２の閾値セット２２１，２２２の各閾値と量子化値は、出力装置に依存するため、出力装置を使って、あるドットパターンをそれぞれの量子化値に対応したインクドロップにて出力し、それぞれの単位面積当たりの濃度を測定し、その結果に基づいて予め最適化しておく必要がある。
【００７７】
このとき、第１の閾値セット２２１については、高濃度インクを用いて出力し、最適な閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４を予め算出しておく必要がある。また、第２の閾値セット２２２については、高濃度インク及び低濃度インクを用いてそれぞれ出力し、両者の濃度差から最適となる閾値Ｒｔｈ１〜Ｒｔｈ４を算出しておく必要がある。
【００７８】
本実施の形態によれば、２次元画像について誤差拡散処理を行う際、ラインにより処理方向を異ならせるとともに、処理方向ごとに量子化処理を異ならせ、ラインにより量子化データの階調ステップ数を増大させている。このため、階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。特に、閾値の異なる第１及び第２の閾値セットによりそれぞれ量子化処理を行って、２つの量子化データの平均値を求めているため、バランスを保ちながら量子化ステップ数を疑似的に増加させることができる。
【００７９】
また、処理方向により量子化ステップ数を異ならせ、量子化ステップの増大分（新たに生成された階調レベル）を濃淡インクの一方に割り当てるとともに、他の量子化ステップ（その他の階調レベル）を他方に割り当てている。このため、インク分割カーブを使用することなく、濃淡インクへの割り当てを行うことができ、低コストで階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。特に、中間濃度領域におけるテクスチャの改善を図ることができる。
【００８０】
また、処理方向により量子化処理を異ならせるとともに、重み係数マトリクスを異ならせることによって、更に階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。
【００８１】
なお、本実施の形態では、量子化ステップ数を変化させて、その増大分を低濃度インクに割り当てる場合について説明したが、本発明は、この様な場合に限定されない。例えば、濃淡インクへの割り当て行わない場合であっても、ラインにより処理方向を異ならせ、擬似的に階調数を増大させ、誤差拡散処理における階調再現性を向上させることができる。従って、インクジェットプリンタ以外の出力装置にも本発明を適用することができる。また、濃淡インクへの割り当てを行う場合であっても、その割り当ては任意に行うことができ、本実施の形態の例に限定されない。
【００８２】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１の階調再現処理装置１０において、画像データにブルーノイズを加えて量子化処理することによって、ハイライト領域及び中間濃度領域における再現性を向上させる場合について説明する。
【００８３】
図１１は、本発明の実施の形態２による階調再現処理装置１１の一構成例を示したブロック図である。この階調再現処理装置１１は、図１の階調再現処理装置１０（実施の形態１）と比較すれば、量子化処理部３の構成が異なる。
【００８４】
入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）として、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫの各色成分Ｃｅごとの画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）が与えられる場合、画像データ記憶部１に保持された各色成分Ｃｅごとの画像データが、処理方向制御部２により順次に読み出され、量子化処理部３において順次に量子化される。このとき、処理方向制御部２から量子化処理部３に対し、読み出した画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）の属性情報として、画素位置データＸ，Ｙ及び色成分データＣｅが出力される。
【００８５】
図１２は、図１１の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。この量子化処理部３は、図５の量子化処理部３（実施の形態１）に比べれば、ノイズ付加処理部２４及びノイズデータ記憶部２５が設けられている点で異なる。
【００８６】
ノイズデータ記憶部２５は、ノイズデータを記憶する記憶手段である。ノイズ付加処理部２４は、処理方向制御部２からの補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）に対し、ノイズデータ記憶部２５から読み出したノイズデータを付加し、多値閾値処理部２０へ出力している。
【００８７】
ノイズデータ記憶部２５は、各色成分ごとに異なるブルーノイズのデータテーブルを予め記憶保持している。図中の２５Ｃはシアン用、２５Ｍはマゼンタ用、２５Ｙはイエロー用、２５Ｋはブラック用のブルーノイズテーブルである。ノイズ付加処理部２４は、処理方向制御部２からの色成分データＣｅに基づいて、ブルーノイズテーブル２５Ｃ〜２５Ｋのいずれかを選択し、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）に加えている。
【００８８】
ブルーノイズとは、人間の目では知覚し難い空間周波数を有するパターンデータである。人間の視覚は、ある空間周波数以上ではほとんど感度がなく、視覚系のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、一種の低域フィルタであることが知られている（例えば非特許文献２のｐ４７参照）。この性質を利用して、擬似的なランダムパターンを操作し、その空間周波数の主要成分が視覚系ＭＴＦのカットオフ周波数以上の帯域に分布するパターンを生成すれば、ブルーノイズが得られる。
【００８９】
この様なブルーノイズを画像データに加えることによって、ドット密度の疎となるハイライト領域におけるドットの分散性を向上させることができる。また、中間濃度部におけるテクスチャーを改善することができる。
【００９０】
図１３は、２値出力の場合に使用されるブルーノイズの一例を示した図である。ブルーノイズは、通常、２５６×２５６画素に関するデータマトリクスとして与えられ、このようなデータテーブルはブルーノイズマスクと呼ばれている。２５６階調の画像データを２値化する場合であれば、ブルーノイズマスクを構成する各データは、その絶対値の大きさが１２７以下の値とされる。
【００９１】
図１４は、図１２のブルーノイズテーブル２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋの一例を示した図である。多値データへの量子化処理を行う場合であれば、量子化ステップ幅に合わせて、ブルーノイズテーブルを最適化して使用することが望ましい。図１４に示されたブルーノイズテーブルは、量子化ステップ幅に基づいて正規化された５値出力用のデータテーブルである。
【００９２】
すなわち、実施の形態１の場合と同様、５値出力の場合であって、第１の閾値セットの各閾値をＬｔｈ１＝３２，Ｌｔｈ１＝９６，Ｌｔｈ１＝１６０，Ｌｔｈ１＝２２３とし、量子化値を０，５４，１２８，１９２，２５５とすれば、ノイズデータの大きさは６４（量子化値）−３２（Ｌｔｈ１）＝３２の範囲内に正規化しておくことが望ましい。
【００９３】
図１５のステップＳ３０１〜Ｓ３０７は、図１２の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートであり、図３における量子化処理（ステップＳ１０２）の詳細が示されている。画像データが入力されると、まず最初に、ステップＳ３０１において、ノイズ付加処理部２４によりブルーノイズが付加される。このとき、色成分データＣｅに基づいて、ノイズテーブル２５Ｃ〜２５Ｋのいずれかが選択され、画素位置データＸ，Ｙに基づいて、ノイズテーブル中のいずれかのノイズデータが選択され、画像データに付加される。その後のステップＳ３０２〜Ｓ３０７は、多値閾値処理部２０及び閾値制御部２１における動作であり、図６ステップのＳ２０１〜Ｓ２０６と全く同様である。
【００９４】
本実施の形態によれば、人間の視覚特性に知覚しがたいブルーノイズを画像データに加えて多値誤差拡散を行っているため、ハイライト領域におけるドットの分散性や、中間濃度領域におけるテクスチャの改善を図ることができる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、処理方向制御部２からの色成分データＣｅに基づいて、ブルーノイズテーブル２５Ｃ〜２５Ｋのいずれかを選択し、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）に加える場合の例について説明した。この場合、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫの各色成分ごとの画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）は、同一の階調再現処理装置１２においてシリアルに処理されるが、本発明は、この様な場合に限定されるものではない。例えば、図１１に示された階調再現処理装置１１を色成分ごとに設け、各色成分ごとの画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）を並列に処理することもできる。
【００９６】
実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、第１及び第２の閾値セット２２１，２２２を用いて量子化処理を行う階調再現処理装置の例について説明したが、本実施の形態では、ルックアップテーブル（ＬＵＴ：Ｌｏｏｋ−Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を用いて量子化処理を行う階調再現処理装置の場合について説明する。
【００９７】
図１６は、本発明の実施の形態３による階調再現処理装置の要部の一構成例を示したブロック図であり、図１における量子化処理部３の他の構成例が示されている。この量子化処理部３は、多値閾値処理部２０及びＬＵＴ記憶部２３により構成される。
【００９８】
ＬＵＴ記憶部２３は、予め定められた複数のルックアップテーブルを記憶保持する記憶手段であり、第１のＬＵＴ２３１及び第２のＬＵＴ２３２を記憶している。第１及び第２のＬＵＴ２３１，２３２は、それぞれが補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）を量子化値に対応づけたデータテーブルである。
【００９９】
多値閾値処理部２０は、処理方向制御部２からの処理方向データｄｉに基づき、第１及び第２のＬＵＴ２３１，２３２を参照して、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）を量子化し、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）を生成している。このときの量子化ステップ数は、実施の形態１と同様、処理方向により異なる。
【０１００】
図１７は、第１のＬＵＴ２３１の入出力関係の一例を示した図である。第１のＬＵＴ２３１は、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力されると、実施の形態１において第１の閾値セット２２１により量子化された量子化データ（第１の量子化データ）と同じデータを出力する。すなわち、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力された場合に、Ｐｍ＜３２であれば０、３２≦Ｐｍ＜９６であれば６４、９６≦Ｐｍ＜１６０であれば１２８、１６０≦Ｐｍ＜２２３であれば１９２、２２３≦Ｐｍであれば２５５が出力される。
【０１０１】
図１８は、第２のＬＵＴ２３２の入出力関係の一例を示した図である。第２のＬＵＴ２３２は、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力されると、実施の形態１において第２の閾値セット２２２により量子化された量子化データ（第２の量子化データ）と同じデータを出力する。すなわち、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力された場合に、Ｐｍ＜３７であれば０、３７≦Ｐｍ＜１０１であれば６４、１０１≦Ｐｍ＜１６５であれば１２８、１６５≦Ｐｍ＜２２８であれば１９２、２２８≦Ｐｍであれば２５５が出力される。
【０１０２】
図１９のステップＳ４０１〜Ｓ４０４は、図１６の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートであり、図３における量子化処理（ステップＳ１０２）の詳細が示されている。画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力されると、多値閾値処理部２０が、ＬＵＴ記憶部２３内の第１のＬＵＴ２３１を参照し、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）から量子化データを求める（ステップＳ４０１）。処理方向が右方向である場合には、この量子化データが出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力され、１画素の量子化処理が完了する（ステップＳ４０２）。処理方向は、処理方向データｄｉに基づき判断される。
【０１０３】
一方、処理方向が左方向の場合には、多値閾値処理部２０が、さらにＬＵＴ記憶部２３内の第２のＬＵＴ２３２を参照し、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）から量子化データを求める（ステップＳ４０３）。その後、多値閾値処理部２０は、ステップＳ４０１及びＳ４０３で得られた量子化データの平均値を求め（ステップＳ４０４）、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力し、処理方向が左方向の場合における１画素の量子化処理が完了する。
【０１０４】
本実施の形態によれば、第１及び第２のＬＵＴを用いて、第１及び第２の量子化データを求めている。このため、画像データを複数の閾値と比較して行われる多値閾値による判断処理を省略することができ、高速処理が可能となる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、実施の形態１の量子化処理部３においてＬＵＴを用いた量子化処理を行う場合の例について説明したが、全く同様にして、ブルーノイズを付加する実施の形態２の量子化処理部３においてＬＵＴを用いた量子化処理を行うこともできる。
【０１０６】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、ラインにより処理方向を異ならせるとともに、量子化処理を異ならせる階調再現処理装置の例について説明した。本実施の形態では、処理方向を一定方向とし、ラインにより量子化処理を異ならせる階調再現処理装置の場合について説明する。
【０１０７】
図２０は、本発明の実施の形態４による階調再現処理装置１２の一構成例を示したブロック図である。この階調再現処理装置１２は、図１の階調再現処理装置１０（実施の形態１）と比較すれば、処理方向制御部２及び量子化処理部３の動作が異なる。
【０１０８】
処理方向制御部２は、全てのラインについて同一方向に走査する、いわゆるラスタースキャン処理を行っている。図２１は、この様子を示した図である。同一ライン上の補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）は、常に一定方向に走査しながら読み出され、各ラインに対し、処理方向を変化させることなく順次に読み出しが行われる。また、処理方向制御部２からは、ラインデータＹが量子化処理部３に対して出力される。
【０１０９】
量子化処理部３は、このラインデータＹに基づいて、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）の量子化処理を行っている。量子化処理部３における処理は、ラインにより量子化ステップ数が異なり、階調数の異なる出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が生成される。
【０１１０】
この量子化処理部３は、ラインごとに量子化処理を任意に制御することができる。例えば、ラインごとに量子化処理を切り替え、あるいは、２以上のラインごとに切り替えることができる。ここでは、ラインごとに２種類の量子化処理を切り替えるものとする。
【０１１１】
図２２は、図２０の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。この量子化処理部３は、多値閾値処理部２０、閾値制御部２１及び閾値記憶部２２により構成される。図５の量子化処理部３（実施の形態１）と比べれば、閾値制御部２１の動作が異なる。
【０１１２】
閾値制御部２１は、処理方向制御部２からのラインデータＹに基づいて、閾値記憶部２２に記憶された閾値を選択し、選択された閾値を多値閾値処理部２０へ出力する閾値選択手段である。ここでは、偶数行目のラインの場合に、第１の閾値セット２２１を選択し、奇数行目のラインの場合に、第１及び第２の閾値セット２２１，２２２を選択するものとする。
【０１１３】
多値閾値処理部２０は、選択された複数の閾値に基づいて、処理方向制御部２からの補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）を量子化して量子化データを生成し、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力している。この量子化処理は、ラインにより異なる。
【０１１４】
図２３のステップＳ５０１〜Ｓ５０６は、図２２の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートであり、図３における量子化処理（ステップＳ１０２）の詳細が示されている。画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力されると、閾値制御部２１が、閾値記憶部２２から第１の閾値セット２２１を読み出し、多値閾値処理部２０へ出力する（ステップＳ５０１）。多値閾値処理部２０は、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）をこの閾値セット２２１の各閾値と比較し、量子化データを生成する（ステップＳ５０２）。偶数行目のラインである場合には、ステップＳ５０２で得られた量子化データが出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力され、１画素の量子化処理が完了する（ステップＳ５０３）。偶数行目のラインであるか否かは、ラインデータＹに基づき判断される。
【０１１５】
一方、奇数行目のラインの場合には、閾値制御部２１が、さらに閾値記憶部２２から第２の閾値セット２２２を読み出し、多値閾値処理部２０へ出力する（ステップＳ５０４）。多値閾値処理部２０は、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）をこの閾値セット２２２の各閾値と比較し、量子化データを生成する（ステップＳ５０５）。その後、多値閾値処理部２０は、ステップＳ５０２及びＳ５０５で得られた量子化データの平均値を求め（ステップＳ５０６）、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力し、奇数行目における１画素の量子化処理が完了する。
【０１１６】
本実施の形態によれば、２次元画像について誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせ、量子化データの階調ステップ数を擬似的に増大させている。このため、階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。特に、閾値の異なる第１及び第２の閾値セットによりそれぞれ量子化処理を行って、２つの量子化データの平均値を求めているため、バランスを保ちながら量子化ステップ数を疑似的に増加させることができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、実施の形態１の量子化処理部３において処理方向を一定とし、ラインにより量子化処理を異ならせる場合について説明したが、全く同様にして、実施の形態２及び実施の形態３の量子化処理部３において処理方向を一定とし、ラインにより量子化処理を異ならせることもできる。
【０１１８】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、階調再現処理装置１０〜１２の例について説明したが、本実施の形態では、この様な階調再現処理装置１０〜１２を備えた画像形成装置の例について説明する。
【０１１９】
図２４は、本発明の実施の形態５による画像形成装置７０の一構成例を示したブロック図であり、デジタルカラー複写機の例が示されている。この画像形成装置７０は、カラー画像入力装置３０、カラー画像処理装置３１、カラー画像出力装置３２及び操作パネル３３により構成される。
【０１２０】
カラー画像入力装置３０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を備えたスキャナ部より構成される画像読取手段であり、原稿からの反射光像はＣＣＤにより読み取られ、ＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）のアナログ信号が生成される。このＲＧＢ信号は、カラー画像処理装置３１へ出力される。
【０１２１】
カラー画像処理装置３１では、カラー画像入力装置３０からのＲＧＢ信号に対し、補正処理、階調処理などの種々のデータ処理が行われ、ＣＭＹＫ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：ブラック）のデジタルカラー信号が生成される。このＣＭＹＫ信号は、一旦、図示しない記憶手段に記憶され、所定のタイミングで読み出され、カラー画像出力装置３２に出力される。
【０１２２】
カラー画像出力装置３２は、ＣＭＹＫ信号に基づいて、カット紙などの記録媒体上に画像を形成する出力装置である。本実施の形態による画像形成装置７０の場合、例えば、電子写真方式あるいはインクジェット方式を用いたカラー画像出力装置として実現される。
【０１２３】
操作パネル３３は、オペレータがキー操作などにより指示入力を行うための入力手段である。オペレータの指示は、制御信号として、操作パネル３３からカラー画像入力装置３０、カラー画像処理装置３１及びカラー画像出力装置３２へ出力される。
【０１２４】
この様にして、オペレータの指示により、カラー画像入力装置３０で原稿画像が読み取られ、カラー画像処理装置３１によるデータ処理後に、カラー画像出力装置３２によって記録媒体上に画像が形成され、デジタルカラー複写機として機能する。
【０１２５】
カラー画像処理装置３１は、さらに、Ａ／Ｄ変換部３１１、シェーディング補正部３１２、入力階調補正部３１３、領域分離処理部３１４、色補正部３１５、黒生成下色除去部３１６、空間フィルタ処理部３１７、出力階調補正部３１８及び階調再現処理部３１９により構成される。階調再現処理部３１９は、上記実施の形態１〜４の階調再現処理装置１０〜１２に相当し、更に付加的な機能を備えている。
【０１２６】
Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部３１１は、ＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号に変換するデジタル変換部である。シェーディング補正部３１２は、Ａ／Ｄ変換部３１１より送られてきたデジタルのＲＧＢ信号に対して、カラー画像入力装置の照明系、結像系、撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理を行う処理部である。
【０１２７】
入力階調補正部３１３は、シェーディング補正部３１２において各種の歪みが取り除かれたＲＧＢ信号（ＲＧＢの反射率信号）に対して、カラーバランスを整えると同時に、濃度信号などカラー画像処理装置に採用されている画像処理システムの扱い易い信号に変換する処理を行う処理部である。
【０１２８】
領域分離処理部３１４は、入力画像中の各画素を文字領域、網点領域、写真領域の何れかに分離する処理部である。この領域分離処理部３１４は、分離結果に基づいて、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３１６、空間フィルタ処理部３１７及び階調再現処理部３１９へ出力する。また、入力階調補正部３１３から出力された入力信号をそのまま後段の色補正部３１５に出力する。
【０１２９】
色補正部３１５は、色再現を忠実に行うため、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を行う処理部である。
【０１３０】
黒生成下色除去部３１６は、色補正後のＣＭＹの３色信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成、元のＣＭＹ信号から黒生成で得たＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理部であり、ＣＭＹの３色信号はＣＭＹＫの４色信号に変換される。
【０１３１】
一般的な黒生成処理として、スケルトンブラックにより黒生成を行う方法がある。この方法では、スケルトンカーブの入出力特性をｙ＝ｆ（ｘ）、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙ、出力されるデータをＣ’，Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’、ＵＣＲ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ）率をα（０＜α＜１）とすると、黒生成下色除去処理は、次式で表わされる。
【０１３２】
【数４】
【０１３３】
空間フィルタ処理部３１７は、黒生成下色除去部３１６より入力されるＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号に基づいてデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって出力画像のぼやけや粒状性劣化を防ぐ処理を行っている。階調再現処理部３１９も、空間フィルタ処理部３１７と同様に、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号に基づいて所定の処理を施すものである。
【０１３４】
例えば、領域分離処理部３１４によって文字として分離された領域は、特に黒文字或いは色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部３１７での空間フィルタ処理における鮮鋭強調処理により高周波数の強調量が大きくされる。同時に、階調再現処理部３１９においては、高域周波数の再現に適した高解像度のスクリーンでの二値化または多値化処理が選択される。
【０１３５】
また、領域分離処理部３１４により網点として分離された領域に関しては、空間フィルタ処理部３１７において、入力網点成分を除去するためのローパス・フィルタ処理が施される。そして、出力階調補正部３１８では、濃度信号などの信号をカラー画像出力装置の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理が行われた後、階調再現処理部３１９において、最終的に画像を画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように処理する階調再現処理（中間調生成）が施される。
【０１３６】
領域分離処理部３１４により写真に分離された領域に関しては、階調再現処理部３１９において、階調再現性を重視したスクリーンでの二値化または多値化処理が行われる。
【０１３７】
実施の形態６．
実施の形態５では、本発明の適用例として、デジタルカラー複写機の場合について説明した。本実施の形態では、他の適用例として、画像形成装置がコンピュータ及びプリンタにより構成される場合について説明する。
【０１３８】
図２５は、本発明の実施の形態６による画像形成装置７１の一構成例を示したブロック図である。この画像形成装置７１は、コンピュータ４０及びプリンタ４１により構成される。
【０１３９】
画像データは、例えばスキャナやデジタルカメラからコンピュータ４０へ入力される。コンピュータ４０に入力された画像データは、図示しない各種のアプリケーションプログラムにより画像の加工・編集等が行われる。このようにして処理された画像データは、プリンタ・ドライバ４２に入力される。
【０１４０】
プリンタ・ドライバ４２は、コンピュータ４０上で実行されるコンピュータプログラムであり、色補正部４５、階調再現処理部４６及びプリンタ言語翻訳部４７により構成される。色補正部４５では補正処理が行われ、階調再現処理部４６では多値誤差拡散処理が行われる。このとき、色補正部４５では、黒生成下色除去処理も行われる。また、階調再現処理部４６は、上記実施の形態１〜４の階調再現処理装置１０〜１２に相当する。
【０１４１】
上記処理がなされたデータは、プリンタ言語翻訳部４７でプリンタ言語に変換され、通信ポートドライバ４３、通信ポート４４（ＲＳ２３２Ｃ、ＬＡＮ等）を介して電子写真方式やインクジェット方式のプリンタ４１（画像出力装置）へ出力される。プリンタ４１は、プリンタ機能に加えて、コピー機能、ファクシミリ機能を有するデジタル複合機であってもよい。
【０１４２】
なお、本発明による誤差拡散処理装置がコンピュータにより実現される場合、当該コンピュータにより実行される処理手順はコンピュータプログラムとして提供することができる。そして、当該コンピュータプログラムは、それを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として提供され、あるいは、電気通信回線を介してダウンロードすることにより提供される。
【０１４３】
この記録媒体は、固定的にプログラムを担持可能であって、コンピュータによって直接的又は間接的に読み取り可能な記憶媒体であればよい。例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等などの半導体素子でも良いし、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＤ、磁気テープなどの磁気記憶媒体でも良いし、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどの光記憶媒体でも良く、その記録方式及び読取方式は問わない。
【０１４４】
実施の形態７．
図２６は、本発明の実施の形態７による画像形成装置の一部を示した図であり、インクジェット記録装置７２の一構成例が示された透視斜視図である。このインクジェット記録装置７２は、複写機、プリンタ、デジタル複合機などの出力装置として用いられるインク記録手段である。
【０１４５】
このインクジェット記録装置は、印字ヘッド（インクジェットヘッド）５０、キャリッジ５１、搬送ローラ５２、ガイドシャフト５３、保持手段５４、モータ５５、駆動ベルト５６及びメンテナンスユニット５７により構成される。
【０１４６】
キャリッジ５１は、印字ヘッド５０を搭載し、カット紙などの記録媒体５８に対して、矢符Ｘ１およびＸ２方向の主走査方向に相対的に移動可能である。そして、記録媒体５８は図示しない給紙部から矢符Ｙの副走査方向に給送されながら、矢符Ｘ１およびＸ２方向に移動する印字ヘッド５０により画像形成が行われる。給紙部に備えられている記録媒体５８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５２により印字ヘッド５０部分に供給される。記録が終了した記録媒体５８は、図示しない排紙部に排出される。
【０１４７】
上記印字ヘッド５０は、上記主走査方向に延びるガイドシャフト５３及び保持手段５４上に摺動自在に支持されて、記録媒体５８に対する位置が決められる。さらに、駆動手段であるモータ５５によって駆動される駆動ベルト５６が上記ガイドシャフト５３と平行に張架されており、上記印字ヘッド５０は駆動ベルト５６によって変位駆動される。なお、メンテナンスユニット５７は、印字ヘッド５０のクリーニングなどのメンテナンスが実施される部分である。
【０１４８】
図２７は、図２６の印字ヘッド５０の詳細構成例を示した斜視図である。印字ヘッド５０は、複数色のインクタンク５００と、各インクタンクに対応して設けられたノズル５０１により構成される。ここでは、印字ヘッド５０にシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋ、ライトシアンＬＣ、ライトマゼンタＬＭよりなる６色のインクのインクタンクが備えられている。
【０１４９】
シアンＣ及びライトシアンＬＣは、同一色の濃淡インクであり、前者が高濃度インク、後者が低濃度インクである。同様にして、マゼンタＭ及びライトマゼンタＬＭも、同一色の濃淡インクであり、前者が高濃度インク、後者が低濃度インクである。これらのインクは、画像データに応じてノズル５０１より記録媒体上に吐出される。
【０１５０】
【発明の効果】
本発明によれば、画像データの誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせ、一部のラインについて量子化ステップ数を増大させている。このため、階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。また、本発明によれば、ラインにより処理方向及び量子化ステップ数を異ならせている。このため、階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。
【０１５１】
また、本発明によれば、量子化ステップを増大させる際、閾値の異なる第１及び第２の閾値セットに基づいてそれぞれ量子化処理を行い、得られた２つの量子化データについて平均値を求めている。このため、バランスを保ちながら量子化ステップ数を疑似的に増加させることができる。
【０１５２】
また、本発明によれば、量子化ステップを増大させる際、第１及び第２のルックアップテーブルに基づいてそれぞれ量子化処理を行い、得られた２つの量子化データについて平均値を求めている。このため、バランスを保ちながら量子化ステップ数を疑似的に増加させる処理の高速化が可能となる。
【０１５３】
また、本発明によれば、ラインにより量子化ステップ数を増大させ、量子化ステップの一部を濃淡インクの一方に割り当てるとともに、他の量子化ステップを他方に割り当てている。このため、インク分割カーブを使用することなく、濃淡インクへの割り当てを行うことができ、低コストで階調再現性に優れた誤差拡散処理装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による階調再現処理装置１０の一構成例を示したブロック図である。
【図２】図１の重み係数記憶部７内の重み係数マトリクスの一例を示した図である。
【図３】図１の階調再現処理装置１０の概略動作の一例について示したフローチャートである。
【図４】図１の処理方向制御部２における画像データの走査順序の一例を示した図である。
【図５】図１の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。
【図６】図５の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートである。
【図７】図５の第１の閾値セット２２１を用いた多値閾値処理の一例を示した図である。
【図８】図５の第２の閾値セット２２２を用いた多値閾値処理の一例を示した図である。
【図９】処理方向が右方向の場合における量子化処理と、割り当てられる濃淡インクとの関係を示した図である。
【図１０】処理方向が左方向の場合における量子化処理と、割り当てられる濃淡インクとの関係を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態２による階調再現処理装置１１の一構成例を示したブロック図である。
【図１２】図１１の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。
【図１３】２値出力の場合に使用されるブルーノイズの一例を示した図である。
【図１４】図１２のブルーノイズテーブル２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋの一例を示した図である。
【図１５】図１２の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態３による階調再現処理装置の要部の一構成例を示したブロック図である。
【図１７】第１のＬＵＴ２３１の入出力関係の一例を示した図である。
【図１８】第２のＬＵＴ２３２の入出力関係の一例を示した図である。
【図１９】図１６の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態４による階調再現処理装置１２の一構成例を示したブロック図である。
【図２１】図２０の処理方向制御部２における画像データの走査順序の一例を示した図である。
【図２２】図２０の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。
【図２３】図２２の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートである。
【図２４】本発明の実施の形態５による画像形成装置７０の一構成例を示したブロック図である。
【図２５】本発明の実施の形態６による画像形成装置７１の一構成例を示したブロック図である。
【図２６】本発明の実施の形態７による画像形成装置の一部を示した図であり、インクジェット記録装置の一構成例が示された透視斜視図である。
【図２７】図２６の印字ヘッド５０の詳細構成例を示した斜視図である。
【符号の説明】
１ 画像データ記憶部
２ 処理方向制御部
３ 量子化処理部
４ 誤差抽出部
５ 誤差バッファ
６ 誤差配分量決定部
７ 重み係数記憶部
８ 補正処理部
１０〜１２ 階調再現処理装置（誤差拡散処理装置）
２０ 多値閾値処理部
２１ 閾値制御部
２２ 閾値記憶部
２３ ＬＵＴ記憶部
２４ ノイズ付加処理部
２５ ノイズデータ記憶部
２５Ｃ〜２５Ｋ ブルーノイズテーブル
７０，７１ 画像形成装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤差拡散処理装置、画像形成装置、誤差拡散処理方法及びコンピュータプログラムに係り、さらに詳しくは、画像データに対し多値誤差拡散法による画像処理を行う誤差拡散処理装置、及び、この様な誤差拡散処理装置を用いた画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２値出力の出力装置を用いて中間調を含む階調画像を擬似的に形成するためには、階調再現性を考慮しつつ階調画像を２値画像に変換する階調再現処理を行う必要がある。このような２値化方法として、組織的ディザ法をはじめとして種々の方法が従来から用いられているが、その中でも誤差拡散法は、高画質の画像が得られる手法として広く知られている。
【０００３】
誤差拡散法は、各画素を２値化する際に生じた量子化誤差を周辺の未だ２値化されていない画素に重み付けしながら拡散させていく方法である。２値化される画素を注目画素とすれば、注目画素の量子化誤差は、その周辺に位置する２値化処理前の各画素に対し、注目画素からの相対的位置に応じて重み付けして加えられる。
【０００４】
誤差拡散法により２値化された画像は、再現時においてモアレ模様が出にくく、ディザ法などと比較して画質が優れているという長所を有する。その一方で、中間濃度部において、誤差拡散法に特有のテクスチャが発生してしまうという問題があった（例えば、非特許文献１のｐ１８６−１８７参照）。
【０００５】
最近では、インクジェットプリンタなどの出力装置の性能向上に伴って、２値出力ではなく、３値、４値などの多値出力を可能とした出力装置も多く、これらの出力装置には多値誤差拡散法が用いられる場合が多い。多値誤差拡散法の原理は、基本的には２値化の場合の誤差拡散法と同じであるが、２以上の閾値を用いて量子化され、３以上の出力レベルを有する点で相違する。
【０００６】
インクジェットプリンタの場合、多値誤差拡散法によって生成された出力レベルに応じて、サイズの異なるインクドットを割り当てることにより、高画質化を目指している（大小インク法）。また、最近のインクジェットプリンタでは、写真画質を実現するため、同一色について低濃度インクと高濃度インクの２種類を設け、ハイライト部で低濃度インクを使用しながら、粒状性を目立たなくさせるという手法が主流になりつつある（濃淡インク法）。
【０００７】
しかしながら、濃淡インク法を使用した場合には、高濃度インクと低濃度インクの切換え部位において画質劣化を引き起こすという指摘がなされている。同様にして、大小インクを使用した場合には、大インクと小インクとの切換え部位において画質劣化を引き起こすという指摘がなされている（例えば、非特許文献２のｐ２３９参照）。
【０００８】
また、高濃度インクと低濃度インクを使用する場合、誤差拡散法などにより中間調処理をする前に、インク分割カーブと呼ばれるルックアップテーブルを用いて、低濃度インク用データと高濃度インク用データとに分割し、それぞれについて中間調処理を行ってデータを作成していた（例えば、非特許文献２参照）。
【０００９】
一方、誤差拡散法に特有の不要なテクスチャを減少させる方法についても従来から提案がなされている。例えば、特許文献１には、２値化走査方向を列ごとに切り替えて鎖状のテクスチャの発生を抑制する技術が開示されている。この２値化走査方向の切り替えは、乱数を用いてランダムに行われている。
【００１０】
また、特許文献２には、主走査線ごとに２値化のための閾値を変化させるとともに、周期的な誤差クリアのタイミングを主走査線ごとに変化させて、誤差拡散によるテクスチャの発生を抑制する技術が開示されている。この文献では、誤差を主走査方向のみに拡散して装置を簡略化するとともに、それに起因して生ずる主走査方向に垂直な縞模様を主走査線ごとに閾値を変えることにより抑制している。また、周期的な誤差クリアによって生ずる主走査方向に垂直な縞模様を誤差クリアのタイミングを主走査線ごとに変化させることにより抑制している。
【００１１】
【特許文献１】
特開平３−１５１７６２号公報
【特許文献２】
特開平４−３０１９７１号公報
【非特許文献１】
角谷 繁明，”誤差拡散法における閾値操作手法”，電子写真学会誌，１９９８年，第３７巻，第２号，ｐ．１８６−１９２
【非特許文献２】
蒔田 剛，”インクジェットプリンタにおける高画質化技術”，日本画像学会誌，２００１年，第４０巻，第３号，ｐ．２３９−２４３
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、列ごとの切換えを乱数を用いてランダムに行っているため、乱数発生回路が新たに必要になり、回路規模が増大するという問題があった。また、特許文献２に記載された方法では、誤差を走査方向のみに拡散させることにより装置を簡略化しているため、階調画像の高画質化を期待することができないという問題があった。
【００１３】
また、非特許文献２に記載された方法では、インク分割カーブを必要とし（ｐ２４０の図５）、インク分割カーブによって分割されたデータを中間調処理する場合でも、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの他に、ライトインク用のシアンデータ、ライトインク用のマゼンタデータの計６種類のデータが発生し、それぞれの誤差拡散処理を行うため、データの処理に負荷がかかり過ぎるという問題が生じている。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、多値誤差拡散法により疑似中間調画像を生成する際、ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制し、階調再現性を向上させた誤差拡散処理装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、インク分割カーブを使用することなく、低濃度インク用データ及び高濃度インク用データを生成し、階調再現性の良好な誤差拡散処理装置を低コストにより提供することを目的とする。また、高濃度インク及び低濃度インクの切り替え部位において画質の劣化を生じさせることのない誤差拡散処理装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、これらの誤差拡散処理装置を用いて階調再現性を向上させたは画像形成装置、これらの誤差拡散処理装置に用いられる画像形成方法、並びに、コンピュータを誤差拡散処理装置として機能させるためのコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明による誤差拡散処理装置は、画像データを拡散誤差に基づいて補正するデータ補正手段と、補正された画像データに対し、ラインにより量子化ステップ数の異なる量子化処理を行い、出力画像データを生成する量子化処理手段と、量子化誤差に基づいて周辺画素に配分する拡散誤差を求める誤差配分決定手段とを備えている。この様な構成により、画像データの誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせて、一部のラインについて量子化ステップ数を増大させることができる。このため、ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制して、階調再現性を向上させることができる。特に、上記量子化処理手段が、隣接するラインについて量子化ステップ数の異なる量子化処理を行うことにより、効果的に階調再現性を向上させることができる。
【００１８】
上記量子化処理手段は、それぞれが複数の閾値からなる第１及び第２の閾値セットを記憶する閾値記憶手段と、一部のラインについて第１の閾値セットを選択し、他のラインについて第１及び第２の閾値セットを選択する閾値制御手段と、上記一部のライン上の画像データを第１の閾値セットに基づいて量子化し、上記他のライン上の画像データを第１及び第２の閾値セットに基づいてそれぞれ量子化して得られる２つの量子化データの平均値を求める多値閾値処理手段とを備えて構成される。この様な構成により、平均値演算により新たな量子化データを生成することができ、バランスを保ちながら擬似的に多量子化レベルを増大させることができる。
【００１９】
上記量子化処理手段は、第１及び第２のルックアップテーブルを記憶するＬＵＴ記憶手段と、一部のラインについて第１のルックアップテーブルを選択し、他のラインについて第１及び第２のルックアップテーブルを選択する閾値制御手段と、上記一部のライン上の画像データを第１のルックアップテーブルに基づいて量子化し、上記他のライン上の画像データを第１及び第２のルックアップテーブルに基づいてそれぞれ量子化して得られる２つの量子化データの平均値を求める多値閾値処理手段とを備えて構成される。この様な構成により、第１及び第２のルックアップテーブルを用いて第１及び第２の量子化データを求めることができ、画像データを複数の閾値と比較して行われる多値閾値による判断処理を省略することができるため、高速処理が可能となる。
【００２０】
上記量子化処理手段は、画像データにブルーノイズを付加するノイズ付加手段を備え、ブルーノイズが付加された画像データに対し、量子化処理を行うように構成される。更に、上記量子化処理手段は、色成分ごとにブルーノイズを記憶するノイズデータ記憶手段を備え、上記ノイズ付加手段が、画像データの色成分に基づいてブルーノイズを付加するように構成される。この様な構成により、人間の視覚特性的に知覚しがたいブルーノイズを付加しながら多値誤差拡散を行うことができ、ドット密度の疎となるハイライト領域におけるドットの分散性を向上させることができる。また、中間濃度部におけるテクスチャーを改善することができる。
【００２１】
また、本発明による誤差拡散処理装置は、ライン上における量子化処理の方向をラインにより異ならせる処理方向制御手段を更に備え、上記量子化処理手段が、上記処理方向に基づいて量子化ステップ数の異なる量子化処理を行い、一部のラインについて、上記処理方向及び量子化ステップ数を異ならせるように構成される。この様な構成により、一部のラインについて、処理方向及び量子化ステップ数を異ならせることができ、階調再現性をより向上させることができる。
【００２２】
上記量子化処理手段は、それぞれが複数の閾値からなる第１及び第２の閾値セットを記憶する閾値記憶手段と、上記処理方向が一方の場合に第１の閾値セットを選択し、上記処理方向が他方の場合に第１及び第２の閾値セットを選択する閾値制御手段と、処理方向が上記一方の画像データを第１の閾値セットに基づいて量子化し、処理方向が上記他方の画像データを第１及び第２の閾値セットに基づいてそれぞれ量子化して得られる２つの量子化データの平均値を求める多値閾値処理手段とを備えて構成される。この様な構成により、処理方向が一方の場合に、平均値演算により新たな量子化データを生成することができ、バランスを保ちながら擬似的に多量子化レベルを増大させることができる。
【００２３】
また、本発明による画像形成装置は、入力画像データに対し誤差拡散処理を行って出力画像データを生成する画像処理手段と、出力画像データに基づいて第１及び第２のインクを吐出し、記録媒体上に画像を形成するインク記録手段とを備え、上記画像処理手段は、一部のラインについて出力画像データの量子化ステップ数を増大させる。また、上記インク記録手段は、上記一部のラインについて、第１及び第２のインクを用いるとともに、他のラインについて、第１のインクを用いるように構成される。この様な構成により、画像データの誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせて、一部のラインについて量子化ステップ数を増大させることができる。このため、ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制して、階調再現性を向上させた画像を形成することができる。
【００２４】
上記インク記録手段は、上記一部のラインについて、増大した量子化ステップに第２のインクを割り当て、その他の量子化ステップに第１のインクを割り当てるように構成される。この様な構成により、インク分割カーブを使用することなく、異なる２種類のインクへの割り当てを行うことができ、低コストで階調再現性に優れた誤差拡散処理が施された画像を形成することができる。
【００２５】
上記第１のインクを高濃度インクとし、上記第２のインクを低濃度インクとすることにより、広範囲の濃度にわたり、低濃度インクを使用して画像形成を行うことが可能となる。従って、濃度切替部位におけるトーンジャンプを解消あるいは抑制し、中間濃度領域におけるテクスチャの改善を図ることができる。
【００２６】
本発明による誤差拡散処理方法は、画像データを拡散誤差に基づいて補正するデータ補正ステップと、補正された画像データに対し、ラインにより量子化ステップ数の異なる量子化処理を行い、出力画像データを生成する量子化処理ステップと、量子化誤差に基づいて量子化処理前の周辺画素に配分される拡散誤差を求める誤差配分量決定ステップとを備えて構成される。この様な構成により、画像データの誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせて、一部のラインについて量子化ステップ数を増大させることができる。このため、ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制して、階調再現性を向上させることができる。
【００２７】
本発明によるコンピュータプログラムは、画像データを拡散誤差に基づいて補正するデータ補正ステップと、補正された画像データに対し、ラインにより量子化ステップ数の異なる量子化処理を行う量子化処理ステップと、量子化誤差に基づいて量子化処理前の周辺画素に配分される拡散誤差を求める誤差配分量決定ステップとをコンピュータに実行させる手順からなる。この様な構成により、画像データの誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせて、一部のラインについて量子化ステップ数を増大させることができる。このため、ドットの規則的な繋がり、不要テクスチャの発生を抑制して、階調再現性を向上させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による階調再現処理装置１０の一構成例を示したブロック図である。この階調再現処理装置１０は、入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）を量子化し、階調数の削減された出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）を生成する誤差拡散処理装置であり、画像データ記憶部１、処理方向制御部２、量子化処理部３、誤差抽出部４、誤差バッファ５、誤差配分量決定部６、重み係数記憶部７及び補正処理部８により構成される。
【００２９】
入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）は、Ｙ番目のライン上でＸ番目の画素位置における階調データであり、多数の入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）により２次元画像を構成している。なお、カラー画像の場合、例えば１画素がシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫの各色成分からなる場合には、それぞれの色成分ごとの画像データが与えられ、色成分ごとに独立して処理される。
【００３０】
画像データ記憶部１は、量子化処理前の画像データを記憶する記憶手段である。画像データ記憶部１には、２次元画像を構成する全ての入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）が順次に格納される。これらの入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）は、補正処理部８によって補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）へ更新される。このため、少なくとも補正処理時までに補正対象となる入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）が画像データ記憶部１に格納されていることが必要となる。つまり、誤差拡散処理時における画像データ記憶部１には、少なくとも誤差拡散処理を行うのに必要な数ライン（例えば２ライン）分の入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）が記憶保持されている。
【００３１】
処理方向制御部２は、各画素に対する量子化処理の順序を制御する制御手段であり、所定の処理順序に従って、画像データ記憶部１から画像データを読み出し、量子化処理部３へ出力している。処理方向制御部２により、同じライン上の画素データが所定の処理方向へ順次に読み出され、また、各ラインについて順次に読み出され、２次元画像を構成する全ての画像データが読み出される。つまり、ラインとは、２次元画像を構成する各画素を順に走査した場合における走査線（主走査線）に相当し、処理方向とは、この走査線上での走査方向に相当する。
【００３２】
この処理方向制御部２は、ラインごとに処理方向を任意に制御することができる。例えば、ラインごとに処理方向を右方向（左から右への方向）と左方向（右から左への方向）に交互に切り替え、あるいは、２以上のラインごとに切り替えることができる。処理方向は、処理方向データｄｉとして、量子化処理部３へ出力される。
【００３３】
本実施の形態では、２次元画像の最上ラインの隅の画素から水平方向へ処理し、次のラインでは処理方向を変え、これらを交互に繰り返しながら、処理ラインを順次に１ラインずつ下に移していくことにより、最後に、最終処理ラインまで処理するものとする。
【００３４】
量子化処理部３は、処理方向制御部２からの補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）に対し、順次に量子化処理を行う量子化処理手段である。各補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）は、量子化処理部３において複数の閾値と比較され、多値化処理が行われる。すなわち、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）の階調数を削減した出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が生成される。
【００３５】
この量子化処理は、処理方向データｄｉに基づいて行われる。量子化処理部３における処理は、処理方向により量子化ステップ数（量子化処理の階調ステップ数）が異なり、階調数の異なる出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が生成される。量子化処理部３の構成及び動作の詳細については後述する。
【００３６】
誤差抽出部４は、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）と、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）の差分を求める演算手段であり、量子化処理部３において生じた量子化誤差が求められる。この量子化誤差は、量子化処理の対象画素の位置（Ｘ，Ｙ）とともに誤差バッファ５に格納される。
【００３７】
誤差配分量決定部６は、誤差バッファ５に保持されている量子化誤差を周辺画素に配分し、拡散誤差としての配分誤差データを生成している。量子化誤差は、量子化処理が行われた注目画素の周辺に位置する画素であって、量子化処理前の画素に配分される。また、注目画素に対する相対的位置に基づいて重み付けして配分される。この重み付けの割合は、重み係数記憶部７に記憶されている重み係数マトリクス（誤差拡散マトリクス）に基づいて決定される。
【００３８】
図２は、図１の重み係数記憶部７内の重み係数マトリクスの一例を示した図であり、Ｘ（処理方向）を水平方向とし、Ｙを垂直方向とし、注目画素（ＩＸ，ＩＹ）を含む６画素分が示されている。重み係数マトリクスは、これらの画素について、注目画素からの相対的位置と、重み係数とが対応づけられたデータテーブルである。
【００３９】
処理方向が右方向であるとすれば、注目画素の左隣りの画素（ＩＸ−１，ＩＹ）は注目画素よりも先に量子化されているため、注目画素の誤差は配分されない。注目画素の誤差をＥｒｒとすれば、注目画素の右隣りの画素（ＩＸ＋１，ＩＹ）、右斜め下の画素（ＩＸ＋１，ＩＹ＋１）、真下の画素（ＩＸ，ＩＹ＋１）、左斜め下の画素（ＩＸ−１，ＩＹ＋１）に配分される注目画素の誤差は、それぞれ次の様に求められる。
【００４０】
【数１】
なお、図１の階調再現処理装置に使用される重み係数マトリクスは、この様な重み係数マトリクスには限定されない。重み係数マトリクスのサイズ及び重み係数は、必要に応じて任意に定めることができる。また、処理方向が左方向であれば、同じ重み係数マトリクスの左右を反転させて使用すればよい。さらに、処理方向により重み係数マトリクスを異ならせることもできる。つまり、処理方向が左方向の場合と右方向の場合で、重み係数やマトリクスサイズを異ならせてもよい。
【００４２】
補正処理部８は、誤差配分量決定部６により決定された配分誤差データに基づいて未処理の画像データを補正し、注目画素の量子化誤差を拡散させるデータ補正手段である。補正対象となるのは、重み係数マトリクスのサイズに応じて決まる注目画素の周辺画素の画像データである。この補正処理は、画像データ記憶部１に保持されている画像データを配分誤差データを加えた値に更新することによって行われる。
【００４３】
この様にして、画像データ記憶部１に格納された入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）は、周辺画素について量子化処理が行われるごとに補正処理され更新される。このため、量子化処理のために処理方向制御部２により読み出された時点では、必要な補正処理が行われた補正データＰｍ（Ｘ，Ｙ）に変換されている。
【００４４】
図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０６は、図１の階調再現処理装置１０の概略動作の一例について示したフローチャートである。まず初めに、入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）が画像データ記憶部１に格納されているものとする。画像データ記憶部１内の画像データは、処理方向制御部２によって読み出される（ステップＳ１０１）。画像データの読み出しは、ラインごとに交互に異なる方向となるように行われているものとする。
【００４５】
読み出された画像データは、量子化処理部３において量子化される（ステップＳ１０２）。この量子化処理は、処理方向により量子化ステップ数が異なり、階調数の異なる出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が生成される。次に、誤差抽出部４において、量子化処理前後の画像データについて差分が求められ、量子化誤差として誤差バッファ５に格納される（ステップＳ１０３）。
【００４６】
この量子化誤差は、誤差配分量決定部６により、未処理の周辺画素に配分され（ステップＳ１０４）、補正処理部８によって、画像データ記憶部１内の画像データに対して補正処理が行われる。この様な動作により、１画素の画像データについての量子化処理と、当該処理で生じた量子化誤差を周辺画素に拡散させる補正処理とが完了する。
【００４７】
その後、処理方向制御部２が、画像データ記憶部１から次の画素の画像データを読み出して、１つのラインについて同じ動作が繰り返される。１つのライン上の全ての画素について処理が終了すれば、次のラインについて同様の処理が行われる。この様にしてステップＳ１０１〜Ｓ１０５の動作が、全ての画素について量子化処理が完了するまで繰り返される（ステップＳ１０６）。
【００４８】
図４は、図１の処理方向制御部２における画像データの処理方向の一例を示した図であり、Ｘ（処理方向）を水平方向、Ｙを垂直方向とし、一部の画素とその処理方向が示されている。１ライン上の画像データが処理方向へ順次に読み出され、１ラインの読み出しが終了すれば、次のラインについて同様の読み出しが行われる。このとき、処理方向は１ラインごとに切り替えられ、奇数行目が右方向、偶数行目が左方向とされる。
【００４９】
図５は、図１の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。この量子化処理部３は、多値閾値処理部２０、閾値制御部２１及び閾値記憶部２２により構成される。
【００５０】
閾値記憶部２２は、予め定められた複数の閾値を記憶保持する記憶手段であり、それぞれが複数の閾値からなる第１の閾値セット２２１及び第２の閾値セット２２２を記憶保持している。
【００５１】
閾値制御部２１は、処理方向制御部２からの処理方向データｄｉに基づいて閾値を選択し、選択された閾値を多値閾値処理部２０へ出力する閾値選択手段である。ここでは、処理方向が右方向の場合に、第１の閾値セット２２１を選択し、処理方向が左方向の場合に、第１及び第２の閾値セット２２１，２２２を選択するものとする。
【００５２】
多値閾値処理部２０は、選択された複数の閾値に基づいて、処理方向制御部２からの補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）を量子化して量子化データを生成し、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力している。この量子化処理は、処理方向によって異なる。
【００５３】
処理方向が右方向の場合、第１の閾値セット２２１に基づいて量子化データが求められ、この量子化データが出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）となる。また、処理方向が左方向の場合には、第１の閾値セット２２１に基づいて第１の量子化データが求められるとともに、第２の閾値セット２２２に基づいて第２の量子化データが求められ、第１及び第２の量子化データの平均値が出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）となる。
【００５４】
図６のステップＳ２０１〜Ｓ２０６は、図５の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートであり、図３における量子化処理（ステップＳ１０２）の詳細が示されている。画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力されると、閾値制御部２１が、閾値記憶部２２から第１の閾値セット２２１を読み出し、多値閾値処理部２０へ出力する（ステップＳ２０１）。多値閾値処理部２０は、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）をこの閾値セット２２１の各閾値と比較し、量子化データを生成する（ステップＳ２０２）。処理方向が右方向である場合には、ステップＳ２０２で得られた量子化データが出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力され、１画素の量子化処理が完了する（ステップＳ２０３）。処理方向は、処理方向データｄｉに基づき判断される。
【００５５】
一方、処理方向が左方向の場合には、閾値制御部２１が、さらに閾値記憶部２２から第２の閾値セット２２２を読み出し、多値閾値処理部２０へ出力する（ステップＳ２０４）。多値閾値処理部２０は、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）をこの閾値セット２２２の各閾値と比較し、量子化データを生成する（ステップＳ２０５）。その後、多値閾値処理部２０は、ステップＳ２０２及びＳ２０５で得られた量子化データの平均値を求め（ステップＳ２０６）、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力し、処理方向が左方向の場合における１画素の量子化処理が完了する。
【００５６】
図７は、図５の第１の閾値セット２２１を用いた多値閾値処理の一例を示した図であり、２５６階調の入力値と、５階調の量子化値との対応関係が示されている。ここでは、５値出力の場合について説明するが、量子化処理の階調ステップ数は必要に応じて任意に設定することができる。なお、入力値は、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）の各階調に対応し、量子化値は、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）の各階調に対応している。
【００５７】
閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４は、第１の閾値セット２２１を構成する閾値である。５つの量子化ステップは、それぞれが８ビットの量子化値により表わされ、０，６４，１２８，１９２，２５５であるものとする。このとき、閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４は、次式を満たすように予め定められる。
【００５８】
【数２】
処理方向が右方向の場合、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が、各閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４と順次に比較され、この比較結果に基づいて量子化され、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）となる。例えば、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）と閾値Ｌｔｈ１との大小が比較され、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が閾値Ｌｔｈ１よりも小さい場合には０を量子化データとする。閾値Ｌｔｈ１よりも大きい場合には、閾値Ｌｔｈ２と比較され、閾値Ｌｔｈ２よりも小さい場合には６４を量子化データとする。閾値Ｌｔｈ２よりも大きい場合には、さらに閾値Ｌｔｈ３と比較される。同様の処理が閾値Ｌｔｈ４まで行われて量子化レベルが決定され、その量子化データが補正画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）とされる。
【００６０】
なお、これらの閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４と量子化値は、出力装置に依存する値であるため、例えば、インクジェット方式の出力装置の場合、あるドットパターンをそれぞれの量子化値に対応したインクドロップにて出力し、それぞれの単位面積当たりの濃度を測定し、その結果に基づいて予め最適化しておく必要がある。
【００６１】
図８は、図５の第２の閾値セット２２２を用いた多値閾値処理の一例を示した図であり、比較のために第１の閾値セット２２１とともに示されている。図７の第１の閾値セット２２１の場合と同様、２５６階調の入力値と、５階調の量子化値との対応関係が示されている。
【００６２】
閾値Ｒｔｈ１〜Ｒｔｈ４は、第２の閾値セット２２２を構成する閾値である。量子化ステップ数及び量子化値は、第１の閾値セット２２１の場合と同じ値であるが、その閾値Ｒｔｈ１〜Ｒｔｈ４は、閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４よりも大きな値、例えば数階調分だけ変化させた値となっている。つまり、閾値Ｒｔｈ１〜Ｒｔｈ４は、次式を満たすように予め定められる。
【００６３】
【数３】
処理方向が左方向の場合、まず、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が、各閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４と順次に比較され、この比較結果に基づいて量子化され、第１の量子化データが生成される。次に、各閾値Ｒｔｈ１〜Ｒｔｈ４と順次に比較され、この比較結果に基づいて量子化され、第２の量子化データが生成される。そして、第１及び第２の量子化データの平均値が求められ、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）とされる。
【００６５】
第１及び第２の量子化データが同一であれば、これらの値がそのまま平均値となり、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）となる。従って、処理方向が右方向の場合と同じ量子化処理となり、同じ結果が得られる。これに対し、第１及び第２の量子化データが異なる場合には、右方向の量子化処理における５つの量子化値以外の新たな量子化値が擬似的に生成される。
【００６６】
つまり、処理方向が左方向の場合には、右方向の場合に比べ、量子化処理における量子化ステップ数を増大させ、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）の階調数を増大させることができる。しかも、これらの新たな量子化値は、処理方向が右方向の場合における各量子化値の間の値（隣接する２つの量子化値の平均値）として定められるため、バランスを保ちながら擬似的に階調レベルを増やすことができる。
【００６７】
なお、第１の閾値セット２２１に対する第２の閾値セット２２２の閾値変化量は、それぞれの出力装置とインク特性に応じて、最適化されることが望ましい。第１及び第２の閾値セット２２１，２２２を構成する各閾値の差分が、多値誤差拡散処理された出力画像のドットパターンに影響を及ぼすため、高濃度インクと低濃度インクを用いて、それぞれの色における、あるドットパターンを出力し、両者の濃度値の違いから、最適となるような第２の閾値セットを算出しておくことが望ましい。
【００６８】
例えば、第１の閾値セット２２１をＬｔｈ１＝３２，Ｌｔｈ２＝９６，Ｌｔｈ３＝１６０，Ｌｔｈ４＝２２３とし、第２の閾値セット２２２をＲｔｈ１＝３７，Ｒｔｈ２＝１０１，Ｒｔｈ３＝１６５，Ｒｔｈ４＝２２８とした場合、注目画素の補正画像データがＰｍ＝９７であれば、２種類の閾値セット２２１，２２２を用いて、以下のように出力画像データＰｏが決定される。
【００６９】
まず、第１の閾値セット２２１と比較される。Ｌｔｈ２＜Ｐｍであるから、第１の量子化値は１２８となる。次に、第２の閾値セット２２２と比較され、Ｐｍ＜Ｒｔｈ２であるから、第２の量子化データは６４となる。これら２つの値の平均値を取ることによって、新たな量子化値である量子化データ９６が生成される。
【００７０】
また、注目画素の補正画像データがＰｍ＝９０であれば、２種類の閾値セット２２１，２２２を用いて、以下のように出力画像データＰｏが決定される。まず、第１の閾値セット２２１と比較され、Ｐｍ＜Ｌｔｈ１であるから、第１の量子化値は６４となる。次に、第２の閾値セット２２２と比較され、Ｐｍ＜Ｒｔｈ２であるから、第２の量子化データも６４となる。これら２つの値の平均値を取ることによって、量子化データ６４が生成される。
【００７１】
この様にして、２種類の閾値セット２２１，２２２の閾値の数を同一とし、対応する各閾値を異ならせることによって、補正画像データが対応する閾値の間の値である場合には、量子化データの平均値は、新たな量子化値となる。すなわち、平均演算により新たな量子化値を生成することができる。なお、２種類の閾値セット２２１，２２２の対応する各閾値の差は、少なくとも量子化ステップ幅よりも小さい値とする必要があり、僅かにずらした値とすることが望ましい。
【００７２】
出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）に基づいて画像を形成する出力装置が、同一色であって濃度の異なる２種類のインク（濃淡インク）を有する場合、平均値演算によって生成された新たな階調レベルを低濃度インクに割り当て、その他の階調レベルを高濃度インクに割り当てることができる。この場合、出力装置のインク制御部、例えばインクジェットプリンタであればインジェットヘッドに対し、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）とともに、高濃度インク又は低濃度インクを指定する制御信号も出力される。この制御信号は、処理方向データｄｉと、処理方向が左方向の場合における２つの量子化データの比較結果に基づいて求めることができる。
【００７３】
この様にして出力画像データを高濃度インク及び低濃度インクに割り当てることにより、インク分割カーブを用いることなく２種類のインクを使用することができる。また、広範囲の濃度にわたり、低濃度インクを使用して画像形成を行うことが可能となり、濃度切り替え部位におけるトーンジャンプを解消することができる。
【００７４】
図９は、処理方向が右方向の場合における量子化処理と、割り当てられる濃淡インクとの関係を示した図である。右方向の処理時には、全ての出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が高濃度インクの制御に使用される。すなわち、高濃度インクのドロップサイズやドロップ数が出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）により制御され、常に高濃度インクが吐出される。
【００７５】
図１０は、処理方向が左方向の場合における量子化処理と、割り当てられる濃淡インクとの関係を示した図である。左方向の処理時には、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）に応じて、濃淡インクのいずれか一方が割り当てられる。すなわち、第１及び第２の量子化データが一致する場合には、左方向の処理時と同様、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が高濃度インクの制御に使用され、当該量子化値に基づいて高濃度インクが吐出される。また、第１及び第２の量子化データが異なる場合には、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が低濃度インクの制御に使用され、平均値に基づいて低濃度インクが吐出される。
【００７６】
第１及び第２の閾値セット２２１，２２２の各閾値と量子化値は、出力装置に依存するため、出力装置を使って、あるドットパターンをそれぞれの量子化値に対応したインクドロップにて出力し、それぞれの単位面積当たりの濃度を測定し、その結果に基づいて予め最適化しておく必要がある。
【００７７】
このとき、第１の閾値セット２２１については、高濃度インクを用いて出力し、最適な閾値Ｌｔｈ１〜Ｌｔｈ４を予め算出しておく必要がある。また、第２の閾値セット２２２については、高濃度インク及び低濃度インクを用いてそれぞれ出力し、両者の濃度差から最適となる閾値Ｒｔｈ１〜Ｒｔｈ４を算出しておく必要がある。
【００７８】
本実施の形態によれば、２次元画像について誤差拡散処理を行う際、ラインにより処理方向を異ならせるとともに、処理方向ごとに量子化処理を異ならせ、ラインにより量子化データの階調ステップ数を増大させている。このため、階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。特に、閾値の異なる第１及び第２の閾値セットによりそれぞれ量子化処理を行って、２つの量子化データの平均値を求めているため、バランスを保ちながら量子化ステップ数を疑似的に増加させることができる。
【００７９】
また、処理方向により量子化ステップ数を異ならせ、量子化ステップの増大分（新たに生成された階調レベル）を濃淡インクの一方に割り当てるとともに、他の量子化ステップ（その他の階調レベル）を他方に割り当てている。このため、インク分割カーブを使用することなく、濃淡インクへの割り当てを行うことができ、低コストで階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。特に、中間濃度領域におけるテクスチャの改善を図ることができる。
【００８０】
また、処理方向により量子化処理を異ならせるとともに、重み係数マトリクスを異ならせることによって、更に階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。
【００８１】
なお、本実施の形態では、量子化ステップ数を変化させて、その増大分を低濃度インクに割り当てる場合について説明したが、本発明は、この様な場合に限定されない。例えば、濃淡インクへの割り当て行わない場合であっても、ラインにより処理方向を異ならせ、擬似的に階調数を増大させ、誤差拡散処理における階調再現性を向上させることができる。従って、インクジェットプリンタ以外の出力装置にも本発明を適用することができる。また、濃淡インクへの割り当てを行う場合であっても、その割り当ては任意に行うことができ、本実施の形態の例に限定されない。
【００８２】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１の階調再現処理装置１０において、画像データにブルーノイズを加えて量子化処理することによって、ハイライト領域及び中間濃度領域における再現性を向上させる場合について説明する。
【００８３】
図１１は、本発明の実施の形態２による階調再現処理装置１１の一構成例を示したブロック図である。この階調再現処理装置１１は、図１の階調再現処理装置１０（実施の形態１）と比較すれば、量子化処理部３の構成が異なる。
【００８４】
入力画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ）として、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫの各色成分Ｃｅごとの画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）が与えられる場合、画像データ記憶部１に保持された各色成分Ｃｅごとの画像データが、処理方向制御部２により順次に読み出され、量子化処理部３において順次に量子化される。このとき、処理方向制御部２から量子化処理部３に対し、読み出した画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）の属性情報として、画素位置データＸ，Ｙ及び色成分データＣｅが出力される。
【００８５】
図１２は、図１１の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。この量子化処理部３は、図５の量子化処理部３（実施の形態１）に比べれば、ノイズ付加処理部２４及びノイズデータ記憶部２５が設けられている点で異なる。
【００８６】
ノイズデータ記憶部２５は、ノイズデータを記憶する記憶手段である。ノイズ付加処理部２４は、処理方向制御部２からの補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）に対し、ノイズデータ記憶部２５から読み出したノイズデータを付加し、多値閾値処理部２０へ出力している。
【００８７】
ノイズデータ記憶部２５は、各色成分ごとに異なるブルーノイズのデータテーブルを予め記憶保持している。図中の２５Ｃはシアン用、２５Ｍはマゼンタ用、２５Ｙはイエロー用、２５Ｋはブラック用のブルーノイズテーブルである。ノイズ付加処理部２４は、処理方向制御部２からの色成分データＣｅに基づいて、ブルーノイズテーブル２５Ｃ〜２５Ｋのいずれかを選択し、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）に加えている。
【００８８】
ブルーノイズとは、人間の目では知覚し難い空間周波数を有するパターンデータである。人間の視覚は、ある空間周波数以上ではほとんど感度がなく、視覚系のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、一種の低域フィルタであることが知られている（例えば非特許文献２のｐ４７参照）。この性質を利用して、擬似的なランダムパターンを操作し、その空間周波数の主要成分が視覚系ＭＴＦのカットオフ周波数以上の帯域に分布するパターンを生成すれば、ブルーノイズが得られる。
【００８９】
この様なブルーノイズを画像データに加えることによって、ドット密度の疎となるハイライト領域におけるドットの分散性を向上させることができる。また、中間濃度部におけるテクスチャーを改善することができる。
【００９０】
図１３は、２値出力の場合に使用されるブルーノイズの一例を示した図である。ブルーノイズは、通常、２５６×２５６画素に関するデータマトリクスとして与えられ、このようなデータテーブルはブルーノイズマスクと呼ばれている。２５６階調の画像データを２値化する場合であれば、ブルーノイズマスクを構成する各データは、その絶対値の大きさが１２７以下の値とされる。
【００９１】
図１４は、図１２のブルーノイズテーブル２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋの一例を示した図である。多値データへの量子化処理を行う場合であれば、量子化ステップ幅に合わせて、ブルーノイズテーブルを最適化して使用することが望ましい。図１４に示されたブルーノイズテーブルは、量子化ステップ幅に基づいて正規化された５値出力用のデータテーブルである。
【００９２】
すなわち、実施の形態１の場合と同様、５値出力の場合であって、第１の閾値セットの各閾値をＬｔｈ１＝３２，Ｌｔｈ１＝９６，Ｌｔｈ１＝１６０，Ｌｔｈ１＝２２３とし、量子化値を０，５４，１２８，１９２，２５５とすれば、ノイズデータの大きさは６４（量子化値）−３２（Ｌｔｈ１）＝３２の範囲内に正規化しておくことが望ましい。
【００９３】
図１５のステップＳ３０１〜Ｓ３０７は、図１２の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートであり、図３における量子化処理（ステップＳ１０２）の詳細が示されている。画像データが入力されると、まず最初に、ステップＳ３０１において、ノイズ付加処理部２４によりブルーノイズが付加される。このとき、色成分データＣｅに基づいて、ノイズテーブル２５Ｃ〜２５Ｋのいずれかが選択され、画素位置データＸ，Ｙに基づいて、ノイズテーブル中のいずれかのノイズデータが選択され、画像データに付加される。その後のステップＳ３０２〜Ｓ３０７は、多値閾値処理部２０及び閾値制御部２１における動作であり、図６ステップのＳ２０１〜Ｓ２０６と全く同様である。
【００９４】
本実施の形態によれば、人間の視覚特性に知覚しがたいブルーノイズを画像データに加えて多値誤差拡散を行っているため、ハイライト領域におけるドットの分散性や、中間濃度領域におけるテクスチャの改善を図ることができる。
【００９５】
なお、本実施の形態では、処理方向制御部２からの色成分データＣｅに基づいて、ブルーノイズテーブル２５Ｃ〜２５Ｋのいずれかを選択し、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）に加える場合の例について説明した。この場合、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫの各色成分ごとの画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）は、同一の階調再現処理装置１２においてシリアルに処理されるが、本発明は、この様な場合に限定されるものではない。例えば、図１１に示された階調再現処理装置１１を色成分ごとに設け、各色成分ごとの画像データＰｉ（Ｘ，Ｙ，Ｃｅ）を並列に処理することもできる。
【００９６】
実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、第１及び第２の閾値セット２２１，２２２を用いて量子化処理を行う階調再現処理装置の例について説明したが、本実施の形態では、ルックアップテーブル（ＬＵＴ：Ｌｏｏｋ−Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）を用いて量子化処理を行う階調再現処理装置の場合について説明する。
【００９７】
図１６は、本発明の実施の形態３による階調再現処理装置の要部の一構成例を示したブロック図であり、図１における量子化処理部３の他の構成例が示されている。この量子化処理部３は、多値閾値処理部２０及びＬＵＴ記憶部２３により構成される。
【００９８】
ＬＵＴ記憶部２３は、予め定められた複数のルックアップテーブルを記憶保持する記憶手段であり、第１のＬＵＴ２３１及び第２のＬＵＴ２３２を記憶している。第１及び第２のＬＵＴ２３１，２３２は、それぞれが補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）を量子化値に対応づけたデータテーブルである。
【００９９】
多値閾値処理部２０は、処理方向制御部２からの処理方向データｄｉに基づき、第１及び第２のＬＵＴ２３１，２３２を参照して、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）を量子化し、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）を生成している。このときの量子化ステップ数は、実施の形態１と同様、処理方向により異なる。
【０１００】
図１７は、第１のＬＵＴ２３１の入出力関係の一例を示した図である。第１のＬＵＴ２３１は、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力されると、実施の形態１において第１の閾値セット２２１により量子化された量子化データ（第１の量子化データ）と同じデータを出力する。すなわち、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力された場合に、Ｐｍ＜３２であれば０、３２≦Ｐｍ＜９６であれば６４、９６≦Ｐｍ＜１６０であれば１２８、１６０≦Ｐｍ＜２２３であれば１９２、２２３≦Ｐｍであれば２５５が出力される。
【０１０１】
図１８は、第２のＬＵＴ２３２の入出力関係の一例を示した図である。第２のＬＵＴ２３２は、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力されると、実施の形態１において第２の閾値セット２２２により量子化された量子化データ（第２の量子化データ）と同じデータを出力する。すなわち、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力された場合に、Ｐｍ＜３７であれば０、３７≦Ｐｍ＜１０１であれば６４、１０１≦Ｐｍ＜１６５であれば１２８、１６５≦Ｐｍ＜２２８であれば１９２、２２８≦Ｐｍであれば２５５が出力される。
【０１０２】
図１９のステップＳ４０１〜Ｓ４０４は、図１６の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートであり、図３における量子化処理（ステップＳ１０２）の詳細が示されている。画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力されると、多値閾値処理部２０が、ＬＵＴ記憶部２３内の第１のＬＵＴ２３１を参照し、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）から量子化データを求める（ステップＳ４０１）。処理方向が右方向である場合には、この量子化データが出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力され、１画素の量子化処理が完了する（ステップＳ４０２）。処理方向は、処理方向データｄｉに基づき判断される。
【０１０３】
一方、処理方向が左方向の場合には、多値閾値処理部２０が、さらにＬＵＴ記憶部２３内の第２のＬＵＴ２３２を参照し、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）から量子化データを求める（ステップＳ４０３）。その後、多値閾値処理部２０は、ステップＳ４０１及びＳ４０３で得られた量子化データの平均値を求め（ステップＳ４０４）、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力し、処理方向が左方向の場合における１画素の量子化処理が完了する。
【０１０４】
本実施の形態によれば、第１及び第２のＬＵＴを用いて、第１及び第２の量子化データを求めている。このため、画像データを複数の閾値と比較して行われる多値閾値による判断処理を省略することができ、高速処理が可能となる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、実施の形態１の量子化処理部３においてＬＵＴを用いた量子化処理を行う場合の例について説明したが、全く同様にして、ブルーノイズを付加する実施の形態２の量子化処理部３においてＬＵＴを用いた量子化処理を行うこともできる。
【０１０６】
実施の形態４．
実施の形態１〜３では、ラインにより処理方向を異ならせるとともに、量子化処理を異ならせる階調再現処理装置の例について説明した。本実施の形態では、処理方向を一定方向とし、ラインにより量子化処理を異ならせる階調再現処理装置の場合について説明する。
【０１０７】
図２０は、本発明の実施の形態４による階調再現処理装置１２の一構成例を示したブロック図である。この階調再現処理装置１２は、図１の階調再現処理装置１０（実施の形態１）と比較すれば、処理方向制御部２及び量子化処理部３の動作が異なる。
【０１０８】
処理方向制御部２は、全てのラインについて同一方向に走査する、いわゆるラスタースキャン処理を行っている。図２１は、この様子を示した図である。同一ライン上の補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）は、常に一定方向に走査しながら読み出され、各ラインに対し、処理方向を変化させることなく順次に読み出しが行われる。また、処理方向制御部２からは、ラインデータＹが量子化処理部３に対して出力される。
【０１０９】
量子化処理部３は、このラインデータＹに基づいて、補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）の量子化処理を行っている。量子化処理部３における処理は、ラインにより量子化ステップ数が異なり、階調数の異なる出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）が生成される。
【０１１０】
この量子化処理部３は、ラインごとに量子化処理を任意に制御することができる。例えば、ラインごとに量子化処理を切り替え、あるいは、２以上のラインごとに切り替えることができる。ここでは、ラインごとに２種類の量子化処理を切り替えるものとする。
【０１１１】
図２２は、図２０の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。この量子化処理部３は、多値閾値処理部２０、閾値制御部２１及び閾値記憶部２２により構成される。図５の量子化処理部３（実施の形態１）と比べれば、閾値制御部２１の動作が異なる。
【０１１２】
閾値制御部２１は、処理方向制御部２からのラインデータＹに基づいて、閾値記憶部２２に記憶された閾値を選択し、選択された閾値を多値閾値処理部２０へ出力する閾値選択手段である。ここでは、偶数行目のラインの場合に、第１の閾値セット２２１を選択し、奇数行目のラインの場合に、第１及び第２の閾値セット２２１，２２２を選択するものとする。
【０１１３】
多値閾値処理部２０は、選択された複数の閾値に基づいて、処理方向制御部２からの補正画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）を量子化して量子化データを生成し、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力している。この量子化処理は、ラインにより異なる。
【０１１４】
図２３のステップＳ５０１〜Ｓ５０６は、図２２の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートであり、図３における量子化処理（ステップＳ１０２）の詳細が示されている。画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）が入力されると、閾値制御部２１が、閾値記憶部２２から第１の閾値セット２２１を読み出し、多値閾値処理部２０へ出力する（ステップＳ５０１）。多値閾値処理部２０は、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）をこの閾値セット２２１の各閾値と比較し、量子化データを生成する（ステップＳ５０２）。偶数行目のラインである場合には、ステップＳ５０２で得られた量子化データが出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力され、１画素の量子化処理が完了する（ステップＳ５０３）。偶数行目のラインであるか否かは、ラインデータＹに基づき判断される。
【０１１５】
一方、奇数行目のラインの場合には、閾値制御部２１が、さらに閾値記憶部２２から第２の閾値セット２２２を読み出し、多値閾値処理部２０へ出力する（ステップＳ５０４）。多値閾値処理部２０は、画像データＰｍ（Ｘ，Ｙ）をこの閾値セット２２２の各閾値と比較し、量子化データを生成する（ステップＳ５０５）。その後、多値閾値処理部２０は、ステップＳ５０２及びＳ５０５で得られた量子化データの平均値を求め（ステップＳ５０６）、出力画像データＰｏ（Ｘ，Ｙ）として出力し、奇数行目における１画素の量子化処理が完了する。
【０１１６】
本実施の形態によれば、２次元画像について誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせ、量子化データの階調ステップ数を擬似的に増大させている。このため、階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。特に、閾値の異なる第１及び第２の閾値セットによりそれぞれ量子化処理を行って、２つの量子化データの平均値を求めているため、バランスを保ちながら量子化ステップ数を疑似的に増加させることができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、実施の形態１の量子化処理部３において処理方向を一定とし、ラインにより量子化処理を異ならせる場合について説明したが、全く同様にして、実施の形態２及び実施の形態３の量子化処理部３において処理方向を一定とし、ラインにより量子化処理を異ならせることもできる。
【０１１８】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、階調再現処理装置１０〜１２の例について説明したが、本実施の形態では、この様な階調再現処理装置１０〜１２を備えた画像形成装置の例について説明する。
【０１１９】
図２４は、本発明の実施の形態５による画像形成装置７０の一構成例を示したブロック図であり、デジタルカラー複写機の例が示されている。この画像形成装置７０は、カラー画像入力装置３０、カラー画像処理装置３１、カラー画像出力装置３２及び操作パネル３３により構成される。
【０１２０】
カラー画像入力装置３０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を備えたスキャナ部より構成される画像読取手段であり、原稿からの反射光像はＣＣＤにより読み取られ、ＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）のアナログ信号が生成される。このＲＧＢ信号は、カラー画像処理装置３１へ出力される。
【０１２１】
カラー画像処理装置３１では、カラー画像入力装置３０からのＲＧＢ信号に対し、補正処理、階調処理などの種々のデータ処理が行われ、ＣＭＹＫ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：ブラック）のデジタルカラー信号が生成される。このＣＭＹＫ信号は、一旦、図示しない記憶手段に記憶され、所定のタイミングで読み出され、カラー画像出力装置３２に出力される。
【０１２２】
カラー画像出力装置３２は、ＣＭＹＫ信号に基づいて、カット紙などの記録媒体上に画像を形成する出力装置である。本実施の形態による画像形成装置７０の場合、例えば、電子写真方式あるいはインクジェット方式を用いたカラー画像出力装置として実現される。
【０１２３】
操作パネル３３は、オペレータがキー操作などにより指示入力を行うための入力手段である。オペレータの指示は、制御信号として、操作パネル３３からカラー画像入力装置３０、カラー画像処理装置３１及びカラー画像出力装置３２へ出力される。
【０１２４】
この様にして、オペレータの指示により、カラー画像入力装置３０で原稿画像が読み取られ、カラー画像処理装置３１によるデータ処理後に、カラー画像出力装置３２によって記録媒体上に画像が形成され、デジタルカラー複写機として機能する。
【０１２５】
カラー画像処理装置３１は、さらに、Ａ／Ｄ変換部３１１、シェーディング補正部３１２、入力階調補正部３１３、領域分離処理部３１４、色補正部３１５、黒生成下色除去部３１６、空間フィルタ処理部３１７、出力階調補正部３１８及び階調再現処理部３１９により構成される。階調再現処理部３１９は、上記実施の形態１〜４の階調再現処理装置１０〜１２に相当し、更に付加的な機能を備えている。
【０１２６】
Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部３１１は、ＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号に変換するデジタル変換部である。シェーディング補正部３１２は、Ａ／Ｄ変換部３１１より送られてきたデジタルのＲＧＢ信号に対して、カラー画像入力装置の照明系、結像系、撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理を行う処理部である。
【０１２７】
入力階調補正部３１３は、シェーディング補正部３１２において各種の歪みが取り除かれたＲＧＢ信号（ＲＧＢの反射率信号）に対して、カラーバランスを整えると同時に、濃度信号などカラー画像処理装置に採用されている画像処理システムの扱い易い信号に変換する処理を行う処理部である。
【０１２８】
領域分離処理部３１４は、入力画像中の各画素を文字領域、網点領域、写真領域の何れかに分離する処理部である。この領域分離処理部３１４は、分離結果に基づいて、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３１６、空間フィルタ処理部３１７及び階調再現処理部３１９へ出力する。また、入力階調補正部３１３から出力された入力信号をそのまま後段の色補正部３１５に出力する。
【０１２９】
色補正部３１５は、色再現を忠実に行うため、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を行う処理部である。
【０１３０】
黒生成下色除去部３１６は、色補正後のＣＭＹの３色信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成、元のＣＭＹ信号から黒生成で得たＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理部であり、ＣＭＹの３色信号はＣＭＹＫの４色信号に変換される。
【０１３１】
一般的な黒生成処理として、スケルトンブラックにより黒生成を行う方法がある。この方法では、スケルトンカーブの入出力特性をｙ＝ｆ（ｘ）、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙ、出力されるデータをＣ’，Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’、ＵＣＲ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ）率をα（０＜α＜１）とすると、黒生成下色除去処理は、次式で表わされる。
【０１３２】
【数４】
空間フィルタ処理部３１７は、黒生成下色除去部３１６より入力されるＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号に基づいてデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって出力画像のぼやけや粒状性劣化を防ぐ処理を行っている。階調再現処理部３１９も、空間フィルタ処理部３１７と同様に、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号に基づいて所定の処理を施すものである。
【０１３４】
例えば、領域分離処理部３１４によって文字として分離された領域は、特に黒文字或いは色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部３１７での空間フィルタ処理における鮮鋭強調処理により高周波数の強調量が大きくされる。同時に、階調再現処理部３１９においては、高域周波数の再現に適した高解像度のスクリーンでの二値化または多値化処理が選択される。
【０１３５】
また、領域分離処理部３１４により網点として分離された領域に関しては、空間フィルタ処理部３１７において、入力網点成分を除去するためのローパス・フィルタ処理が施される。そして、出力階調補正部３１８では、濃度信号などの信号をカラー画像出力装置の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理が行われた後、階調再現処理部３１９において、最終的に画像を画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように処理する階調再現処理（中間調生成）が施される。
【０１３６】
領域分離処理部３１４により写真に分離された領域に関しては、階調再現処理部３１９において、階調再現性を重視したスクリーンでの二値化または多値化処理が行われる。
【０１３７】
実施の形態６．
実施の形態５では、本発明の適用例として、デジタルカラー複写機の場合について説明した。本実施の形態では、他の適用例として、画像形成装置がコンピュータ及びプリンタにより構成される場合について説明する。
【０１３８】
図２５は、本発明の実施の形態６による画像形成装置７１の一構成例を示したブロック図である。この画像形成装置７１は、コンピュータ４０及びプリンタ４１により構成される。
【０１３９】
画像データは、例えばスキャナやデジタルカメラからコンピュータ４０へ入力される。コンピュータ４０に入力された画像データは、図示しない各種のアプリケーションプログラムにより画像の加工・編集等が行われる。このようにして処理された画像データは、プリンタ・ドライバ４２に入力される。
【０１４０】
プリンタ・ドライバ４２は、コンピュータ４０上で実行されるコンピュータプログラムであり、色補正部４５、階調再現処理部４６及びプリンタ言語翻訳部４７により構成される。色補正部４５では補正処理が行われ、階調再現処理部４６では多値誤差拡散処理が行われる。このとき、色補正部４５では、黒生成下色除去処理も行われる。また、階調再現処理部４６は、上記実施の形態１〜４の階調再現処理装置１０〜１２に相当する。
【０１４１】
上記処理がなされたデータは、プリンタ言語翻訳部４７でプリンタ言語に変換され、通信ポートドライバ４３、通信ポート４４（ＲＳ２３２Ｃ、ＬＡＮ等）を介して電子写真方式やインクジェット方式のプリンタ４１（画像出力装置）へ出力される。プリンタ４１は、プリンタ機能に加えて、コピー機能、ファクシミリ機能を有するデジタル複合機であってもよい。
【０１４２】
なお、本発明による誤差拡散処理装置がコンピュータにより実現される場合、当該コンピュータにより実行される処理手順はコンピュータプログラムとして提供することができる。そして、当該コンピュータプログラムは、それを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として提供され、あるいは、電気通信回線を介してダウンロードすることにより提供される。
【０１４３】
この記録媒体は、固定的にプログラムを担持可能であって、コンピュータによって直接的又は間接的に読み取り可能な記憶媒体であればよい。例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ等などの半導体素子でも良いし、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＤ、磁気テープなどの磁気記憶媒体でも良いし、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどの光記憶媒体でも良く、その記録方式及び読取方式は問わない。
【０１４４】
実施の形態７．
図２６は、本発明の実施の形態７による画像形成装置の一部を示した図であり、インクジェット記録装置７２の一構成例が示された透視斜視図である。このインクジェット記録装置７２は、複写機、プリンタ、デジタル複合機などの出力装置として用いられるインク記録手段である。
【０１４５】
このインクジェット記録装置は、印字ヘッド（インクジェットヘッド）５０、キャリッジ５１、搬送ローラ５２、ガイドシャフト５３、保持手段５４、モータ５５、駆動ベルト５６及びメンテナンスユニット５７により構成される。
【０１４６】
キャリッジ５１は、印字ヘッド５０を搭載し、カット紙などの記録媒体５８に対して、矢符Ｘ１およびＸ２方向の主走査方向に相対的に移動可能である。そして、記録媒体５８は図示しない給紙部から矢符Ｙの副走査方向に給送されながら、矢符Ｘ１およびＸ２方向に移動する印字ヘッド５０により画像形成が行われる。給紙部に備えられている記録媒体５８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５２により印字ヘッド５０部分に供給される。記録が終了した記録媒体５８は、図示しない排紙部に排出される。
【０１４７】
上記印字ヘッド５０は、上記主走査方向に延びるガイドシャフト５３及び保持手段５４上に摺動自在に支持されて、記録媒体５８に対する位置が決められる。さらに、駆動手段であるモータ５５によって駆動される駆動ベルト５６が上記ガイドシャフト５３と平行に張架されており、上記印字ヘッド５０は駆動ベルト５６によって変位駆動される。なお、メンテナンスユニット５７は、印字ヘッド５０のクリーニングなどのメンテナンスが実施される部分である。
【０１４８】
図２７は、図２６の印字ヘッド５０の詳細構成例を示した斜視図である。印字ヘッド５０は、複数色のインクタンク５００と、各インクタンクに対応して設けられたノズル５０１により構成される。ここでは、印字ヘッド５０にシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、黒Ｋ、ライトシアンＬＣ、ライトマゼンタＬＭよりなる６色のインクのインクタンクが備えられている。
【０１４９】
シアンＣ及びライトシアンＬＣは、同一色の濃淡インクであり、前者が高濃度インク、後者が低濃度インクである。同様にして、マゼンタＭ及びライトマゼンタＬＭも、同一色の濃淡インクであり、前者が高濃度インク、後者が低濃度インクである。これらのインクは、画像データに応じてノズル５０１より記録媒体上に吐出される。
【０１５０】
【発明の効果】
本発明によれば、画像データの誤差拡散処理を行う際、ラインにより量子化処理を異ならせ、一部のラインについて量子化ステップ数を増大させている。このため、階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。また、本発明によれば、ラインにより処理方向及び量子化ステップ数を異ならせている。このため、階調再現性に優れた誤差拡散処理を行うことができる。
【０１５１】
また、本発明によれば、量子化ステップを増大させる際、閾値の異なる第１及び第２の閾値セットに基づいてそれぞれ量子化処理を行い、得られた２つの量子化データについて平均値を求めている。このため、バランスを保ちながら量子化ステップ数を疑似的に増加させることができる。
【０１５２】
また、本発明によれば、量子化ステップを増大させる際、第１及び第２のルックアップテーブルに基づいてそれぞれ量子化処理を行い、得られた２つの量子化データについて平均値を求めている。このため、バランスを保ちながら量子化ステップ数を疑似的に増加させる処理の高速化が可能となる。
【０１５３】
また、本発明によれば、ラインにより量子化ステップ数を増大させ、量子化ステップの一部を濃淡インクの一方に割り当てるとともに、他の量子化ステップを他方に割り当てている。このため、インク分割カーブを使用することなく、濃淡インクへの割り当てを行うことができ、低コストで階調再現性に優れた誤差拡散処理装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による階調再現処理装置１０の一構成例を示したブロック図である。
【図２】図１の重み係数記憶部７内の重み係数マトリクスの一例を示した図である。
【図３】図１の階調再現処理装置１０の概略動作の一例について示したフローチャートである。
【図４】図１の処理方向制御部２における画像データの走査順序の一例を示した図である。
【図５】図１の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。
【図６】図５の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートである。
【図７】図５の第１の閾値セット２２１を用いた多値閾値処理の一例を示した図である。
【図８】図５の第２の閾値セット２２２を用いた多値閾値処理の一例を示した図である。
【図９】処理方向が右方向の場合における量子化処理と、割り当てられる濃淡インクとの関係を示した図である。
【図１０】処理方向が左方向の場合における量子化処理と、割り当てられる濃淡インクとの関係を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態２による階調再現処理装置１１の一構成例を示したブロック図である。
【図１２】図１１の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。
【図１３】２値出力の場合に使用されるブルーノイズの一例を示した図である。
【図１４】図１２のブルーノイズテーブル２５Ｃ，２５Ｍ，２５Ｙ，２５Ｋの一例を示した図である。
【図１５】図１２の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態３による階調再現処理装置の要部の一構成例を示したブロック図である。
【図１７】第１のＬＵＴ２３１の入出力関係の一例を示した図である。
【図１８】第２のＬＵＴ２３２の入出力関係の一例を示した図である。
【図１９】図１６の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態４による階調再現処理装置１２の一構成例を示したブロック図である。
【図２１】図２０の処理方向制御部２における画像データの走査順序の一例を示した図である。
【図２２】図２０の量子化処理部３の一構成例を示したブロック図である。
【図２３】図２２の量子化処理部３の動作の一例を示したフローチャートである。
【図２４】本発明の実施の形態５による画像形成装置７０の一構成例を示したブロック図である。
【図２５】本発明の実施の形態６による画像形成装置７１の一構成例を示したブロック図である。
【図２６】本発明の実施の形態７による画像形成装置の一部を示した図であり、インクジェット記録装置の一構成例が示された透視斜視図である。
【図２７】図２６の印字ヘッド５０の詳細構成例を示した斜視図である。
【符号の説明】
１ 画像データ記憶部
２ 処理方向制御部
３ 量子化処理部
４ 誤差抽出部
５ 誤差バッファ
６ 誤差配分量決定部
７ 重み係数記憶部
８ 補正処理部
１０〜１２ 階調再現処理装置（誤差拡散処理装置）
２０ 多値閾値処理部
２１ 閾値制御部
２２ 閾値記憶部
２３ ＬＵＴ記憶部
２４ ノイズ付加処理部
２５ ノイズデータ記憶部
２５Ｃ〜２５Ｋ ブルーノイズテーブル
７０，７１ 画像形成装置
Claims (13)
- 画像データを拡散誤差に基づいて補正するデータ補正手段と、
補正された画像データに対し、ラインにより量子化ステップ数の異なる量子化処理を行い、出力画像データを生成する量子化処理手段と、
量子化誤差に基づいて量子化処理前の周辺画素に配分される拡散誤差を求める誤差配分量決定手段とを備えたことを特徴とする誤差拡散処理装置。 - 上記量子化処理手段は、隣接するラインについて量子化ステップ数の異なる量子化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の誤差拡散処理装置。
- 上記量子化処理手段は、それぞれが複数の閾値からなる第１及び第２の閾値セットを記憶する閾値記憶手段と、
一部のラインについて第１の閾値セットを選択し、他のラインについて第１及び第２の閾値セットを選択する閾値制御手段と、
上記一部のライン上の画像データを第１の閾値セットに基づいて量子化し、上記他のライン上の画像データを第１及び第２の閾値セットに基づいてそれぞれ量子化して得られる２つの量子化データの平均値を求める多値閾値処理手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の誤差拡散処理装置。 - 上記量子化処理手段は、第１及び第２のルックアップテーブルを記憶するＬＵＴ記憶手段と、
一部のラインについて第１のルックアップテーブルを選択し、他のラインについて第１及び第２のルックアップテーブルを選択する閾値制御手段と、
上記一部のライン上の画像データを第１のルックアップテーブルに基づいて量子化し、上記他のライン上の画像データを第１及び第２のルックアップテーブルに基づいてそれぞれ量子化して得られる２つの量子化データの平均値を求める多値閾値処理手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の誤差拡散処理装置。 - 上記量子化処理手段は、画像データにブルーノイズを付加するノイズ付加手段を備え、
ブルーノイズが付加された画像データに対し、量子化処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の誤差拡散処理装置。 - 上記量子化処理手段は、色成分ごとにブルーノイズを記憶するノイズデータ記憶手段を備え、
上記ノイズ付加手段が、画像データの色成分に基づいてブルーノイズを付加することを特徴とする請求項５に記載の誤差拡散処理装置。 - ライン上における量子化処理の方向をラインにより異ならせる処理方向制御手段を備え、
上記量子化処理手段は、上記処理方向に基づいて量子化ステップ数の異なる量子化処理を行い、
一部のラインについて、上記処理方向及び量子化ステップ数を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の誤差拡散処理装置。 - 上記量子化処理手段は、それぞれが複数の閾値からなる第１及び第２の閾値セットを記憶する閾値記憶手段と、
上記処理方向が一方の場合に第１の閾値セットを選択し、上記処理方向が他方の場合に第１及び第２の閾値セットを選択する閾値制御手段と、
処理方向が上記一方の画像データを第１の閾値セットに基づいて量子化し、処理方向が上記他方の画像データを第１及び第２の閾値セットに基づいてそれぞれ量子化して得られる２つの量子化データの平均値を求める多値閾値処理手段とを備えたことを特徴とする請求項７に記載の誤差拡散処理装置。 - 入力画像データに対し誤差拡散処理を行って出力画像データを生成する画像処理手段と、
出力画像データに基づいて第１及び第２のインクを吐出し、記録媒体上に画像を形成するインク記録手段とを備え、
上記画像処理手段は、一部のラインについて出力画像データの量子化ステップ数を増大させ、
上記インク記録手段は、上記一部のラインについて、第１及び第２のインクを用いるとともに、他のラインについて、第１のインクを用いることを特徴とする画像形成装置。 - 上記インク記録手段は、上記一部のラインについて、増大した量子化ステップに第２のインクを割り当て、その他の量子化ステップに第１のインクを割り当てることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
- 上記第１のインクが高濃度インクからなり、上記第２のインクが低濃度インクからなることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
- 画像データを拡散誤差に基づいて補正するデータ補正ステップと、
補正された画像データに対し、ラインにより量子化ステップ数の異なる量子化処理を行い、出力画像データを生成する量子化処理ステップと、
量子化誤差に基づいて量子化処理前の周辺画素に配分される拡散誤差を求める誤差配分量決定ステップとを備えたことを特徴とする誤差拡散処理方法。 - 画像データを拡散誤差に基づいて補正するデータ補正ステップと、
補正された画像データに対し、ラインにより量子化ステップ数の異なる量子化処理を行う量子化処理ステップと、
量子化誤差に基づいて量子化処理前の周辺画素に配分される拡散誤差を求める誤差配分量決定ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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|---|---|---|---|---|
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2003
- 2003-02-03 JP JP2003025434A patent/JP2004236249A/ja active Pending
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