JP4337670B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、レーザプリンタなどの画像処理装置における階調画像データのハーフトーン処理に関する。詳しくは、固定セル枠の重心にセル内の入力階調値に応じたドット（又は網点）を生成させるとともに、２色間でのセル（又はドット若しくは網点）の傾きの差を略３０°にしたハーフトーン処理に関する。

従来から、プリンタなどの画像処理装置は、画素ごとに多値の階調値を有する階調データに対して、ドットの有無を表す２値の値に変換して印刷用紙に印刷を行うようになされている。一般には、多値の階調値を２値の値に変換する処理のことをハーフトーン処理と称されている。

かかるハーフトーン処理として、入力階調値と所定のサイズからなる閾値マトリックス（変換テーブル）とを比較してドットを生成させるようにした、いわゆる網点処理によるハーフトーン処理が知られている。網点処理では、入力階調値に応じて網点の大きさが変化し、この網点の大きさにより入力画像の中間階調が再現される。

一般に、新聞、雑誌などの商用印刷装置では、網点処理によりＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の各色の網点が重ね合わされてカラー画像が再現されている。そして、各色の網点の角度（スクリーン角）によっては網点の周期性に起因して、いわゆるモアレ縞が生成されるため、２色間で略３０°の角度に傾けることでこれを最小にし、ロゼット模様と呼ばれる視覚的に快適な重ね合わせを実現している。従来では、Ｙが０°、Ｋが４５°、ＣまたはＭが１５°または７５°に網点が設定されている。

しかし、レーザプリンタなどの画像処理装置では、レーザビームが走査される主走査方向と紙送りがされる副走査方向とにドットの配列が固定されるためスクリーン角を商用印刷装置のように任意の角度に設定することができない。

そこで、従来では、網点の重心位置をドットの中心位置からずらすことで、実質的に２色間で略３０°のスクリーン角を実現しているものがある（例えば、以下の特許文献１）。

また、実際の出力画像でのモアレ縞の間隔から網点の角度等を表すパラメータ値を決定して高画質のカラー画像を得るようにしたもの等もある（例えば、以下の特許文献２、３）。
特開２０００−２２８７２８号公報 特開２００２−１０１２９７号公報 特開平５−１７６１７０号公報

しかしながら、上述した特許文献によるものはいずれも入力階調値と閾値との比較によりドットの有無を示す出力階調値を得る点では変わらず、このような網点処理では網点位置が固定されているため解像性が網点周期程度に劣化し、例えば文字がギザつくジャギーが発生したり、薄い文字が読みにくくなる等の問題点があった。これは、閾値の設定等により入力階調値が切り捨てられ細い線が再現されなかったり、或いはその逆で低い入力階調値で太線に変換される等、入力階調値と出力階調値の不一致が一つの原因と考えられる。

そこで、本発明は、モアレ縞を最小に保ちつつ、解像性の優れた出力画像を得ることのできる画像処理装置や画像処理方法、プログラムを提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、２色間のスクリーン角を略３０°に設定した商用印刷装置と互換性のある画像処理装置等を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値を有する出力画像データに変換する画像処理装置において、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定手段と、重心位置決定手段で決定した重心位置に基づく画素に階調値を付与する付与手段と、を備え、複数色のうち任意の２色間での画素群の傾きの差は略３０°であることを特徴としている。これにより、例えば、各セルの重心にドットや網点が生成され、従来の閾値処理と比較して解像性の高い出力画像を得ることができる。さらに、画素群の傾きが２色間で略３０°としていためモアレ縞を最小にした出力画像を得ることができる。

また、本発明は上記画像処理装置において、付与手段で付与された階調値に対してＫ段階（Ｋは正の整数）のパルス幅を生成するパルス幅変調手段、をさらに備えることを特徴としている。これにより、例えば、多くの階調表現を可能にしたハーフトーン処理を実現することができる。

さらに、本発明は上記画像処理装置において、上記重心位置決定手段は、各画素の画素位置と各画素の入力画像データの階調値との積を画素群に含まれる全画素に対して演算し、その和を画素群に含まれる各画素の入力画像データの階調値の合計値で除算した値を重心位置として決定する、ことを特徴としている。これにより、例えば、各画素の入力階調値を含めた重心位置を容易に演算することができる。

さらに、本発明は上記画像処理装置において、上記重心位置に基づく画素は重心位置に最も近い画素である、ことを特徴としている。これにより、例えば、入力階調値に忠実なドットや網点を得ることができるため、入力画像に忠実な出力画像を得ることができる。

さらに、本発明は上記画像処理装置において、上記付与手段は、重心位置に最も近い画素に階調値を付与したとき、画素群に含まれる各画素の入力階調値の合計値から付与した階調値を減算し余りがあれば当該余った階調値を付与した画素以外の画素であって重心位置から最も近い画素に付与する、ことを特徴としている。これにより、例えば、重心位置からドットや網点が成長し、さらに余りの階調値も考慮しているため入力階調値に忠実な出力画像を得ることができる。

さらに、本発明は上記画像処理装置において、上記付与手段は画素群に含まれる各画素の入力画像データの和を少なくとも重心位置を含む画素に付与する、ことを特徴としている。これにより、例えば、セル内で入力階調値が保存されたドット等を得ることができ、解像性の高い出力画像を得ることができる。

また、上記目的を達成するために本発明は、複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換し、階調値に応じた網点により出力画像データを得る画像処理装置において、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定手段と、重心位置決定手段で決定した重心位置に基づく画素に階調値を付与する付与手段と、を備え、複数色のうち任意の２色間での網点の傾きの差は略３０°であることを特徴としている。これにより、例えば、モアレ縞を最小にするとともに解像性の高い出力画像を得ることができる。

さらに、上記目的を達成するために本発明は、複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換し、階調値に応じたドットにより出力画像データを得る画像処理装置において、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定手段と、重心位置決定手段で決定した重心位置に基づく画素に階調値を付与する付与手段と、を備え、複数色のうち任意の２色間でのドットの傾きの差は略３０°であることを特徴としている。これにより、例えば、モアレ縞を最小にするとともに解像性の高い出力画像を得ることができる。

さらに、上記目的を達成するために本発明は、複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値を有する出力画像データに変換する画像処理方法において、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定工程と、重心位置決定工程で決定した重心位置に基づく画素に階調値を付与する付与工程と、を備え、複数色のうち任意の２色間での画素群の傾きの差は略３０°であることを特徴としている。これにより、例えば、モアレ縞を最小に保ちつつ解像性の高い出力画像を得ることができる。

さらに、上記目的を達成するために本発明は、複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換し、階調値に応じた網点により出力画像データを得る画像処理方法において、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定工程と、重心位置決定工程で決定した重心位置に基づく画素に階調値を付与する付与工程と、を備え、複数色のうち任意の２色間での前記網点の傾きの差は略３０°であることを特徴としている。これにより、例えば、モアレ縞を最小にして解像性の高い出力画像を得ることができる。

さらに、上記目的を達成するために本発明は、複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換し、階調値に応じたドットにより出力画像データを得る画像処理方法において、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データから色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定工程と、重心位置決定工程で決定した重心位置に基づく画素に階調値を付与する付与工程と、を備え、複数色のうち任意の２色間でのドットの傾きの差は略３０°であることを特徴としている。これにより、例えば、モアレ縞を最小にするとともに解像性の高い出力画像を得ることができる。

さらに、上記目的を達成するために本発明は、記憶手段に記憶された複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換して記憶手段に記憶させ、階調値を読み出して出力画像データを得る画像処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データを記憶手段から読み出し、入力画像データから色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定処理と、重心位置決定手段で決定した重心位置に基づく画素に階調値を付与するよう階調値を記憶手段に記憶させる付与処理と、を備え、複数色のうち任意の２色間での画素群の傾きの差は略３０°であることを特徴としている。これにより、例えば、モアレ縞を最小に保ちつつ解像性の高い出力画像を得ることができる。

さらに、上記目的を達成するために本発明は、記憶手段に記憶された複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換して記憶手段に記憶させ、階調値を読み出して階調値に応じた網点により出力画像データを得る画像処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データを記憶手段から読み出し、入力画像データから色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定処理と、重心位置決定手段で決定した重心位置に基づく画素に階調値を付与するよう階調値を記憶手段に記憶させる付与処理と、を備え、複数色のうち任意の２色間での前記網点の傾きの差は略３０°であることを特徴としている。これにより、モアレ縞を最小にするとともに解像性の高い出力画像を得ることができる。

さらに、上記目的を達成するために本発明は、記憶手段に記憶された複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換して記憶手段に記憶させ、階調値を読み出して階調値に応じたドットにより出力画像データを得る画像処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、予め決められた画素群に基づいて画素群に含まれる各画素の入力画像データを記憶手段から読み出して、入力画像データから色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定処理と、重心位置決定工程で決定した重心位置に基づく画素に階調値を付与するよう階調値を記憶手段に記憶させる付与処理と、を備え、複数色のうち任意の２色間での前記ドットの傾きの差は略３０°であることを特徴としている。これにより、モアレ縞を最小に保ちつつ解像性の高い出力画像を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は、本発明が適用されるシステム全体の構成を示す図である。全体としてホストコンピュータ１０と、画像処理装置２０とから構成される。

ホストコンピュータ１０は、アプリケーション部１１とラスタライズ部１２とから構成される。アプリケーション部１１では、文字データ、図形データ、ビットマップデータ等の印刷対象のデータが生成される。例えば、ホストコンピュータ１０でワードプロセッサや図形ツールなどのアプリケーションプログラムを使用してキーボード等の操作により文字データや図形データなどが生成される。生成されたこれらのデータは、ラスタライズ部１２へ出力される。

ラスタライズ部１２では、アプリケーション部１１から出力された印刷対象のデータを画素ごとに各色８ビットの階調データに変換する。したがって、各画素０から２５５までの階調値を有することになる。ラスタライズ部１２における階調データの生成は、実際にはホストコンピュータ１０に実装されたドライバによって処理が行われる。ラスタライズ部１２から出力される階調データは、画像処理装置２０に出力される。なお、本実施例においてこの階調データはＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）のカラーデータである。したがって、２４ビットの階調データがホストコンピュータ１０から出力される。

画像処理装置２０は、全体として画像処理部２１と印刷エンジン２２とから構成される。画像処理部２１は、色変換処理部２１１と、ハーフトーン処理部２１２と、パルス幅変調部２１３とから構成される。

色変換処理部２１１は、ホストコンピュータ１０からのＲＧＢ階調画像データが入力され、ＣＭＹＫの階調画像データに変換して出力する。ハーフトーン処理部２１２は、色変換処理部２１１からのＣＭＹＫ階調画像データが入力され、２値以上の多値の値に変換し、量子化データを出力する。パルス幅変調部２１３は、ハーフトーン処理部２１２から出力された量子化データが入力され、この量子化データに対してレーザ駆動パルス有り又は無しを示す駆動データを生成する。生成した駆動データは、印刷エンジン２２に出力される。

印刷エンジン２２は、レーザドライバ２２１とレーザーダイオード（ＬＤ）２２２とから構成される。レーザドライバ２２１は、パルス幅変調部２１３からの駆動データが入力され、その駆動データをもとに駆動パルスあり又はなし等を示す制御データを生成し、レーザーダイオード２２２に出力する。レーザーダイオード２２２は、レーザドライバ２２１から出力された制御データに基づいて駆動され、さらに図示しない感光ドラムや転写ベルトが駆動されて、実際に印刷用紙等の記録媒体にホストコンピュータ１０からの入力画像データが２階調以上の階調値を有する出力画像データとして印刷されることになる。

次に図２を参照して、画像処理装置２０の具体的構成について説明する。ここで、図１の画像処理装置２０のうち、色変換処理部２１１と、ハーフトーン処理部２１２、及びパルス幅変調部２１３は、図２におけるＣＰＵ２４、ＲＯＭ２５、及びＲＡＭ２６に対応する。

画像処理装置２０は、入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２３、ＣＰＵ２４、ＲＯＭ２５、ＲＡＭ２６、及び印刷エンジン２２とから構成され、バス２７を介して互いに接続されている。

入力Ｉ／Ｆ２３は、ホストコンピュータ１０と画像処理装置２０とのインターフェースの役割を果たす。入力Ｉ／Ｆ２３には、所定の伝送方式により伝送された、ホストコンピュータ１０からの階調データが入力され、ＣＰＵ２４の制御により画像処理装置２０で処理できるデータに変換される。入力されたＲＧＢ階調データは、一旦ＲＡＭ２６に格納される。

ＣＰＵ２４は、ＲＯＭ２５に格納されたプログラムを適宜読み出して、色変換処理や本発明に係るハーフトーン処理等の各種処理を行う。その詳細は後述する。ＲＡＭ２６は、ＣＰＵ２４で実行される各処理のワーキングメモリとして役割を果たし、処理中や処理後の各種データが格納される。

印刷エンジン２２は、図１の印刷エンジンと同様の構成で、ＲＡＭ２６に格納された駆動データがＣＰＵ２４の制御により入力されて、上述した印刷処理が行われることになる。

次に本発明によるハーフトーン処理の詳細について図面を参照しながら説明するが、まず、図３乃至図１１を参照して本発明の概要について簡単に説明する。まず、図３乃至図４に示すように、ＣＭＹＫのうちある色成分の階調データに対して、４種類のセルブロック２５１〜２５４を用意する。すなわち、図３（Ａ）に示す左上端用セルブロック２５１と、図３（Ｂ）に示す上端用セルブロック２５２と、図４（Ａ）に示す左端用セルブロック２５３と、図４（Ｂ）に示す通常領域用セルブロック２５４である。

各セルブロック２５１〜２５４内には複数の画素群（以下、「セル」、図中、太線で表示）が存在する。そして、セルブロック２５１〜２５４の各セル内には入力画素が複数存在し、各セル内で重心位置を求めてドット生成のための処理を進めることになる。また、各セル内の数字はセルブロック内での処理を進める順番を示す。図面上、右方向が主走査方向で、下方向が副走査方向である。

これらの４つのセルブロック２５１〜２５４は、１ページ（又は１フレーム）分の入力画像１００に対して図５に示すように適用される。すなわち、入力画像１００の左上端ブロックＢｋ₁₁には、左上端用セルブロック２５１が適用され、入力画像１００の上端ブロックＢｋ₂₁〜Ｂｋ_m1（ｍ≧２）には上端用セルブロック２５２が適用される。また、入力画像１００の左端ブロックＢｋ₁₂〜Ｂｋ_1n（ｎ≧２）には左端用セルブロック２５３が適用され、入力画像１００のそれ以外のブロックＢｋ_xy（２≦ｘ≦ｍ、２≦ｙ≦ｎ）には通常領域用セルブロック２５４が適用される。

そして、各セルブロック２５１〜２５４内の各セルで重心位置を演算し、当該重心位置に存在する画素に網点（またはドット）生成を示す出力階調値を割り当てる。この重心位置の画素に各セル内の入力階調値が集中することになるため、ある程度の大きさの、安定したドットが発生する。また、個々のセル枠が予め決められているため毎回セルを構成するための演算を行う必要がないためその分処理を速くすることができる。

ここで、各セルに着目したとき、図６に示すように主走査方向を０°とすると、略−１８°の傾きでセル２６１が適用されることになる。そして、ＣＭＹＫのうち、別の色のプレーンに対して、図７乃至図８に示すセルブロック２５５〜２５８が適用される。この場合も入力画像１００に対して左上端用セルブロック２５５（図７（Ａ）参照）、上端用セルブロック２５６（同図（Ｂ）参照）、左端用セルブロック２５７（図８（Ａ）参照）、通常領域用セルブロック２５８（同図（Ｂ））の４種類のブロックが適用される。そして、各セル内で重心位置に最も近い画素にドット生成を示す出力階調値を割り当てる。この場合に、図９に示すように各セル２００は略＋１８°の傾きとなっている。

セル間の傾きが略−１８°に設定されたセルブロックと、略＋１８°に設定されたセルブロックとでは、セルの傾きの差が略３０°である。これにより、モアレ縞を最小にすることができる。そして、さらにＣＭＹＫのうち３色目に対して、セル間の傾きが略＋４５°に設定された４つのセルブロック２５９〜２６２（図１０、図１１参照）を適用する。略＋１８°に設定されたセルブロックと略＋４５°に設定されたセルブロックとでも、各セルの傾きの差が略３０°であるため、いわゆるモアレ縞を最小にした出力画像を得ることができる。なお、ＣＭＹＫのうち最後の１色については、−１８°、＋１８°、４５°の各セルブロックのうちいずれか一つを適用するようにしてもよいし、これらの角度の間の傾きを持ったセルブロック（例えば、０°など）を適用するようにしてもよい。

従来の網点処理と比較した場合、本発明ではセルに含まれる階調値の合計と同じ階調値を有する網点（またはドット）が生成されるとともに、各セルの重心位置にドットが生成されることになる。そのため、細線やエッジの再現性が向上してジャギーが発生せず、小さく薄い文字が読み易くなり、高解像度の網点画像を生成することができる。入力階調値に忠実な出力画像を得ることができるのである。

なお、図３に戻り、左上端用セルブロック２５１において、３番目のセルの右斜め下に隣接するセルは、４番目ではなく７番目のセルとなっている。これは、最も左上にある未処理画素を探索して処理を進めるためで、従って４番目から６番目のセルは図３（Ａ）のように数字が割り振られている。他のセルブロック２５２等についても同様である。

また、このセルブロック２５１において、６番目のセルの右半分は右隣のセルブロック２５２に含まれることになり、したがって上端用セルブロック２５２の左上にある１番目のセルの左側はセル番号が割り当てられておらず、上端用セルブロック２５２内で処理は行われないことになる。これは、セルを２つに区切って異なるセルブロックでそれぞれ別々に処理を行うと別々にドットが打たれてしまい、孤立したドットの発生につながり、画質劣化を招くからである。

以上、本発明の概要について簡単に述べてきたが、次に本発明に係る処理の詳細について図１２乃至図１８を参照して説明する。このうち、図１２乃至図１４は本発明に係るハーフトーン処理の動作を示すフローチャートである。

図１２に示すように、ＣＰＵ２４はＲＯＭ２５から本処理を実行するためのプログラムを読み出すことで処理が開始される（Ｓ１０）。次いで、ＣＰＵ２４は色変換後の入力画像１００をＲＡＭ２６に読み込む処理を行う（Ｓ１１）。例えば、ＲＡＭ２６の所定領域に設けられた入力バッファ領域２６５にある色の入力画像１００の各階調値が格納される。この例を図１５（Ａ）に示す。この例は、入力画像１００の上端に薄い細線が存在する画像の例である。なお、入力バッファ領域２６５は５行５列の例で示しているが、これは説明を容易にするためであって、任意の行と列の構成であってもよい。他の３色についても同様にＲＡＭ２６内のバッファ領域に格納されるものとするが、説明の容易のため以下ではこの１色に着目して処理を説明する。

図１２に戻り、次いでＣＰＵ２４はセルブロックを入力画像１００の左上に設定し、Ｎに“１”を代入する（Ｓ１２）。すなわち、入力画像１００の左上端ブロックＢｋ₁₁に左上端用セルブロックを適用するようにし、さらにセルブロック内のセル番号を示すＮに“１”を代入する。左上端ブロックＢｋ₁₁のさらに左上端部の領域から処理を始めるためである。ここでは、各セル間が−１８°に傾いたセルブロック２５１〜２５４を適用するものとして説明する。図１５（Ａ）の例では、左上端用セルブロック２５１の番号１のセル（以下、セル（１））が適用されることになる（図１５（Ｂ）参照）。

次いで、ＣＰＵ２４はブロック内のＮ番目のセルに含まれる全画素を参照する（Ｓ１３）。図１５（Ｂ）の例では、セル（１）に含まれる全画素を参照することになる。

次いで、ＣＰＵ２４はセル内における参照画素の階調値の合計を演算する（Ｓ１４）。その後の重心位置演算の処理で必要だからである。図１５（Ｂ）の例においてセル（１）内の階調値の合計は、“１７５”となる。この合計値は、ＣＰＵ２４によって、例えばＲＡＭ２６の所定領域に格納される。

次いで、ＣＰＵ２４は参照画素の重心を演算する（Ｓ１５）。重心位置に基づいて網点（またはドット）を生成する処理を行うためである。重心位置の演算は、以下の式を用いる。

この[数１]は、例えばＲＯＭ２５に格納され、本処理のときにＣＰＵ２４がＲＯＭ２５から読み出して演算を行う。図１５（Ｂ）の例では、（Ｘ_重心，Ｙ_重心）≒（０．５３，１．８６）となる（図１６（Ａ）の重心位置２６３参照）。演算した重心位置は、例えばＲＡＭ２６に格納される。

図１２に戻り、次いでＣＰＵ２４はドット生成処理を行う（Ｓ１６）。すなわち、演算した重心位置からドット（または網点）をどの画素位置に生成させるかの処理を行う。ドット生成処理の詳細を図１４に示す。ドット生成処理（Ｓ１６）に移行すると、まずＣＰＵ２４は重心位置に最も近いドット未出力画素を探索する（Ｓ１６１）。図１６（Ｂ）に、ＲＡＭ２６の所定領域内に設けられた出力バッファ領域２６６の例を示す。上述の例では、重心位置の座標が（０．５３，１．８６）となっているので、その重心に位置する（１，２）の画素を探索することになる。

図１４に戻り、次いでＣＰＵ２４は探索した画素が未出力画素であるか否か判断する（Ｓ１６２）。図１６（Ｂ）の例では探索した画素（１，２）はドット未出力画素なので本ステップで“ＹＥＳ”と判断され、Ｓ１６３に移行する。一方、探索した画素がドット出力画素のとき（Ｓ１６２で“ＮＯ”）、探索した画素にドットを出力させることはできないのでドット生成処理が終了して図１２のＳ１７に移行する。

Ｓ１６３においてＣＰＵ２４は、残り階調値が“２５５”よりも大きいか否か判断する。図１６（Ｂ）の例では、階調値の合計値は“１７５”で、“２５５”より小さい値のため “ＮＯ”が選択され、処理はＳ１６７に移行する。

Ｓ１６７においてＣＰＵ２４は、探索した画素に残り階調値を出力する。図１６（Ｂ）の例では、探索した重心に位置する画素（１，２）に残り階調値“１７５”を出力する。そして、ドット生成処理が終了して図１２のＳ１７に移行する。

一方、残り階調値が“２５５”より大きいとき（Ｓ１６３で“ＹＥＳ”）、探索した画素に“２５５”を出力し（Ｓ１６４）、残り階調値から“２５５”を減算して（Ｓ１６５）、残り階調値があれば再び重心に最も近いドット未出力画素を探索する（Ｓ１６１）。そして、探索した画素に“２５５”（Ｓ１６４）、または残り階調値の全てを出力（Ｓ１６７）する。かかる処理を残り階調値がなくなるまで（セル内の階調値の合計値が“０”になるまで）繰り返すことになる。この処理の繰り返しにより、最初は重心位置に位置する画素、次に重心に最も近い画素と、順次重心位置を中心に出力階調値が割り当てられることになる。

したがって、このドット生成処理により、セル内の階調値の合計値が多いとそれだけ“２５５”を出力する画素が多くなり、ある色のドットの生成が多くなる。合計値が低いと逆にドットの生成が少なくなる。よって、セル内の入力階調値の大きさに対応したドットを生成させることができる。

ドット生成処理（Ｓ１６）が終了すると、再び図１２に戻り、Ｓ１７以降の処理を行う。これらの処理はセルブロック２５１〜２５４を移動させるための処理である。すなわち、セル番号Ｎが各セルブロック２５１〜２５４に含まれるセル数の最大値Ｎ_MAXか否か判断する（Ｓ１７）。各セルブロック２５１〜２５４内の全てのセルに対しての処理が終了したか否かを判断するためである。

セル番号ＮがＮ_MAXと等しくないとき（Ｓ１７で“ＮＯ”）、次いでＣＰＵ２４はセル番号Ｎに１を加算し（Ｓ１８）、ＮがＮ_MAXと等しくなるまで各セルにおいて上述の処理を繰り返すことになる（Ｓ１３に移行）。

一方、セル番号ＮがＮ_MAXと等しいとき（Ｓ１７で“ＹＥＳ”）、すなわち１つのセルブロック２５１〜２５４内のすべてのセルに対して上述の処理を終えたとき、ブロック右端より右に未処理画素があるか否か判断する（図１３のＳ１９）。主走査方向に対して処理を進めることができるか否かの判断を行うためである。

ブロック右端より右に未処理画素があれば（Ｓ１９で“ＹＥＳ”）、セルブロック２５１〜２５４を１つ右に移動し、そのブロックに対して上述した処理を行うべくセル番号Ｎに“１”を代入する（Ｓ２０）。そして、そのブロック内の各セルで上述の処理を繰り返す（Ｓ１３に移行）。

一方、ブロック右端より右に未処理画素がないとき（Ｓ１９で“ＮＯ”）、すなわち入力画像１００の最も右端まで処理を進めたとき、ＣＰＵ２４はブロック下端より下に未処理画素があるか否か判断する（ステップＳ２１）。副走査方向に処理を進めることができるか否かの判断を行うためである。ブロック下端より下に未処理画素が存在すると（Ｓ２１で“ＹＥＳ”）、次いでＣＰＵ２４はセルブロック２５１〜２５４を１段下の最左位置に移動させ、当該ブロックでの処理を行うべくセル番号Ｎに“１”を代入して（Ｓ２２）、Ｓ１３に移行することになる。

一方、ブロック下端より下に未処理画素がないとき（Ｓ２１で“ＮＯ”）、主走査方向、副走査方向すべての画素に対して処理を行ったことになるので一連の処理は終了することになる（Ｓ２３）。以上の処理はＣＭＹＫのうちある色成分に対する処理であったので、次に別の色成分に対しても同様に一連の処理を適用して、ＣＭＹＫのそれぞれのドットを生成させる。

そして、出力バッファ領域２６６に格納された各色成分ごとのドット生成の有無を示す出力階調値が量子化データとしてパルス幅変調部２１３に出力される。その後、この値に基づくパルス幅が生成され印刷画像が印刷用紙等に形成される。

図１７（Ａ）は、上述のセル（１）によって印刷用紙３００上の形成されたある色のドットの例を示す。画素（１，２）には出力階調値“１７５”に応じたドット（１７５／２５５）が形成される。セル（１）内のそれ以外の画素では出力階調値が“０”となるのでドットが生成されない。また、セル（２）に対するドットを図１７（Ｂ）に、さらにセル（１）の下方向に位置するセル（９）でのドットを図１８（Ａ）に示す。結果的に、この領域には図１８（Ｂ）に示すようなドットが形成されることになる。

本実施例では、パルス幅変調部２１３において１画素あたり２５６段階のパルスを生成するものとしている。すなわち、出力バッファ領域２６６に格納された各出力階調値はドット生成の有無のみならずドットの大きさを表現している。これにより多くの階調表現（明るさの表現）が可能となる。もちろん、パルス幅変調部２１３において“２５６”段階以上のパルスを生成するようにしてもよいし、これ以下の任意の段階数のパルスを生成するようにしてもよい。

一方、同じ領域で同じ入力階調値を有する入力画像に対して、図１９に示すように従来の網点処理による出力画像と比較してみる。パターンマトリックスの大きさは本実施例のセル（１）と同じ大きさである。例えば画素（０，２）において参照されるマトリックスの番号は“６”、参照されるγテーブルは図１９（Ｃ）としたとき、γテーブルによっては当該画素の階調値“８０”が出力階調値“０”となり、図１９（Ｄ）に示すように印刷用紙３００上では全く網点が生成されないことが起こり得る。しかし、本発明では各セル内で入力階調値の合計値に応じたドット（又は網点）が必ず生成されることになり、入力画像に忠実なドットが生成される。しかも、各色成分で適用されるセルブロックにおいて各セルの傾きの差が２色間で略３０°となっているためにモアレ縞を最小にした出力画像を得ることができる。

しかしながら、固定セル枠で重心位置にドットを生成させるときに、例えば入力画像のうちエッジの領域など入力階調値に変化のある領域では、各セルが略−１８°等の傾きを有しているにも拘わらず、生成されるドットがこの角度で生成されない場合もある。つまり、一つのセル内の中心位置（座標位置のみ考慮した位置）にドットが生成されれば各セルが略−１８°等の傾きがあるのでドットもこの傾きで発生するが、必ずしもセルの中心位置にドットが生成されない場合もある。したがって、２色間のドットの傾きを略３０°に保つことができず、出力画像にモアレ縞が発生することも起こり得る。

しかし、モアレ縞が人間の目に知覚されやすいのは出力画像のうち階調に変化のない平坦な画像の部分である。そして、人間の目にモアレ縞が発生していると認識されるにはある程度の大きな領域が必要である。したがって、エッジの部分など入力階調値に変化のある狭い領域において２色間のドット（または網点）が略３０°の傾きを有していないことがあっても、人間の目にモアレ縞が発生していると認識されることはないのである。

しかも、本発明のようにセル内の重心位置にドットが生成されるので、入力階調値に変化があってもその変化に応じた最適な位置に出力階調値が配置されるため、エッジの領域なども忠実に再現することができる。すなわち、解像性の高い出力画像を得ることができる。

つまり、エッジ部では、モアレ縞を抑えるためにドットの傾きを略３０°とするよりも、重心位置にドットを生成させる方が、解像性に優れ、視覚的に快適かつ入力画像に忠実な出力を得ることができるのである。

一方で、入力階調値に変化のない領域では各セルの中心位置が重心位置となって、その位置にドットが生成される確率が高くなる。したがって、２色間でセルが略３０°の傾きを持っていれば生成されるドットもその傾きを持って形成される。すなわち、入力階調値に変化のない平坦な領域ではモアレ縞が発生しない、視覚的に快適な出力が得られることになる。

このようなことから、セルの傾きを２色間で略３０°に設定し、重心位置を考慮してドットを発生させることにより、モアレが目立ちやすい入力階調値に変化のない領域では自ずとドットまたは網点が２色間で略３０°の傾きとなってモアレの発生を抑え、一方でモアレが目立ちにくい入力階調値に変化のある領域では、自ずと解像度が優先され、エッジの再現性に優れた出力が得られる。すなわち、本発明では各領域の特性に合わせた最適な出力が得られるのである。

このように、本発明においては予め決められた固定セル枠内の重心位置にドットを生成させるようにし、しかも任意の２色間でのセルの傾きの差を略３０°、あるいは任意の２色間でのドット（または網点）の傾きの差を略３０°としているため、モアレ縞を最小に保ちつつ、解像性の優れた出力画像を得ることができるのである。

上述の例では、ＣＭＹＫのうちある色成分を略−１８°、２色目の成分を略＋１８°、３色目を略＋４５度、のそれぞれ傾きのセルを構成した。これは、２色間でのセル（またはドット若しくは網点）の傾きが略３０°であることを説明するために用いた一例である。したがって、２色間で略３０°となっていれば各セルの傾きを任意の角度で形成するようにしてもよい。ただし、理想的には図２０に示すように、ＣまたはＭを１５°または７５°、Ｙを０°、Ｋを４５°の傾きを持ったセル（またはドット、若しくは網点）を構成するようにすればよい。２色間でのスクリーン角の差を３０°にした商用印刷装置にも本発明を適用して互換性を保つことができるからである。

この１５°を実現するには、例えば図２１のようなセルを構成すればよい。ただし、この図は略−１５°なので、左右対称にセルを構成することで略＋１５°を実現することができる。さらに、このセルから略７５°の傾きのセルを構成することは当業者なら容易なことである。

また、上述の例では画像処理装置２０内で本発明にかかるハーフトーン処理を行うようにしたが、図２２に示すようにホストコンピュータ１０側でかかる処理を行うようにしてもよい。すなわち、ホストコンピュータ１０からハーフトーン処理後の量子化データが出力され、画像処理装置２０でパルス幅変調するように構成する。この場合でも、モアレ縞を最小に保ちつつ、解像性の優れた出力画像を得ることができる。

さらに、上述の例ではハーフトーン処理後の量子化データに対してパルス幅変調を行うようにしたが、かかる変調処理がない場合でも本発明を適用でき同様の作用効果を奏することができる。図２３に示すように、ハーフトーン処理後の量子化データが直接印刷エンジン２２に出力されて印刷が行われる。この場合に、ハーフトーン処理部２１２において出力階調値に対して閾値を設定してドットのオン、オフを制御するようにすればよい。このようなことから、本発明は必ずしもレーザプリンタのみに適用されるとは限らず、インクジェットプリンタやバブルジェットプリンタ（バブルジェットは登録商標）等、各種プリンタに適用でき、全く同様の作用効果を奏することができる。

さらに、画像処理装置２０の例としては上述したプリンタ以外にも、ファクシミリや複写機、複合機、ディスプレイ、デジタルカメラ、携帯電話等の情報携帯端末、でもよい。この場合でも上述した例と同様の作用効果を奏する。

本発明が適用されるシステム全体の構成を示す図である。 画像処理装置の具体的構成を示す図である。 セルブロックの例を示す図である。 セルブロックの例を示す図である。 入力画像に対して適用されるセルブロックの種類を説明するための図である。 入力画像に対して適用されるセルを説明するための図である。 セルブロックの例を示す図である。 セルブロックの例を示す図である。 入力画像に対して適用されるセルを説明するための図である。 セルブロックの例を示す図である。 入力画像に対して適用されるセルを説明するための図である。 本発明に係る処理の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る処理の動作を示すフローチャートである。 ドット生成処理の動作を示すフローチャートである。 入力バッファ領域２６５の例を示す図である。 入力バッファ領域２６５と出力バッファ領域２６６の例を示す図である。 印刷用紙３００上に生成されたドットの例を示す図である。 印刷用紙３００上に生成されたドットの例を示す図である。 網点処理の例を示す図である。 理想的なセル（またはドット若しくは網点）の角度を示す図である。 セルブロックの例を示す図である。 本発明が適用される他のシステム全体の構成を示す図である。 本発明が適用される他のシステム全体の構成を示す図である。

符号の説明

１０ ホストコンピュータ、 ２０ 画像処理装置、 ２１ 画像処理部、 ２１２ ハーフトーン処理部、 ２１３ パルス幅変調部、 ２２ 印刷エンジン、 ２４ ＣＰＵ、 ２５ ＲＯＭ、 ２５１〜２５４ 主走査方向に対して略−１８°の傾きを持つセルからなるセルブロック、 ２５５〜２５８ 主走査方向に対して略＋１８°の傾きを持つセルからなるセルブロック、２５９〜２６２ 主走査方向に対して略＋４５°の傾きを持つセルからなるセルブロック、 ２６ ＲＡＭ、 ２６５ 入力バッファ領域、 ２６６ 出力バッファ領域

Claims (14)

1. 複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値を有する出力画像データに変換する画像処理装置において、
   色成分ごとに予め決められた固定セル枠内の画素群について、前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データから前記色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定手段と、
   前記重心位置決定手段で決定した前記重心位置に基づく画素に前記階調値を付与する付与手段と、
   を備え、前記複数色に含まれる３色のうち２組の２色間での前記画素群の傾きの差は略３０°であることを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１記載の画像処理装置において、
   さらに、前記付与手段で付与された前記階調値に対してＫ段階（Ｋは正の整数）のパルス幅を生成するパルス幅変調手段、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１記載の画像処理装置において、
   前記重心位置決定手段は、前記各画素の画素位置と前記各画素の前記入力画像データの階調値との積を前記画素群に含まれる全画素に対して演算し、その和を前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データの階調値の合計値で除算した値を重心位置として決定する、ことを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項１記載の画像処理装置において、
   前記重心位置に基づく画素は前記重心位置に最も近い画素である、ことを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項４記載の画像処理装置において、
   前記付与手段は、前記重心位置に最も近い画素に前記階調値を付与したとき、前記画素群に含まれる各画素の入力階調値の合計値から前記付与した階調値を減算し余りがあれば当該余った階調値を前記付与した画素以外の画素であって前記重心位置から最も近い画素に付与する、ことを特徴とする画像処理装置。
6. 請求項１記載の画像処理装置において、
   前記付与手段は、前記画素群に含まれる各画素の入力画像データの和を少なくとも前記重心位置を含む画素に付与する、ことを特徴とする画像処理装置。
7. 複数色の入力画像データに対して、色成分ごとに２階調以上の階調値に変換し、前記階調値に応じた網点により出力画像データを得る画像処理装置において、
   色成分ごとに予め決められた固定セル枠内の画素群について、前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データから前記色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定手段と、
   前記重心位置決定手段で決定した前記重心位置に基づく画素に前記階調値を付与する付与手段と、
   を備え、前記複数色に含まれる３色のうち２組の２色間での前記網点の傾きの差は略３０°であることを特徴とする画像処理装置。
8. 複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換し、前記階調値に応じたドットにより出力画像データを得る画像処理装置において、
   色成分ごとに予め決められた固定セル枠内の画素群について、前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データから前記色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定手段と、
   前記重心位置決定手段で決定した前記重心位置に基づく画素に前記階調値を付与する付与手段と、
   を備え、前記複数色に含まれる３色のうち２組の２色間での前記ドットの傾きの差は略３０°であることを特徴とする画像処理装置。
9. 複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値を有する出力画像データに変換する画像処理方法において、
   色成分ごとに予め決められた固定セル枠内の画素群について、前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データから前記色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定工程と、
   前記重心位置決定工程で決定した前記重心位置に基づく画素に前記階調値を付与する付与工程と、
   を備え、前記複数色に含まれる３色のうち２組の２色間での前記画素群の傾きの差は略３０°であることを特徴とする画像処理方法。
10. 複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換し、前記階調値に応じた網点により出力画像データを得る画像処理方法において、
    色成分ごとに予め決められた固定セル枠内の画素群について、前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データから前記色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定工程と、
    前記重心位置決定工程で決定した前記重心位置に基づく画素に前記階調値を付与する付与工程と、
    を備え、前記複数色に含まれる３色のうち２組の２色間での前記網点の傾きの差は略３０°であることを特徴とする画像処理方法。
11. 複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換し、前記階調値に応じたドットにより出力画像データを得る画像処理方法において、
    色成分ごとに予め決められた固定セル枠内の画素群について、前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データから前記色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定工程と、
    前記重心位置決定工程で決定した前記重心位置に基づく画素に前記階調値を付与する付与工程と、
    を備え、前記複数色に含まれる３色のうち２組の２色間での前記ドットの傾きの差は略３０°であることを特徴とする画像処理方法。
12. 記憶手段に記憶された複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換して前記記憶手段に記憶させ、前記階調値を読み出して出力画像データを得る画像処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    色成分ごとに予め決められた固定セル枠内の画素群について、前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データを前記記憶手段から読み出し、前記入力画像データから前記色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定処理と、
    前記重心位置決定手段で決定した前記重心位置に基づく画素に前記階調値を付与するよう前記階調値を前記記憶手段に記憶させる付与処理と、
    を備え、前記複数色に含まれる３色のうち２組の２色間での前記画素群の傾きの差は略３０°であることを特徴とするプログラム。
13. 記憶手段に記憶された複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換して前記記憶手段に記憶させ、前記階調値を読み出して前記階調値に応じた網点により出力画像データを得る画像処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    色成分ごとに予め決められた固定セル枠内の画素群について、前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データを前記記憶手段から読み出し、前記入力画像データから前記色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定処理と、
    前記重心位置決定手段で決定した前記重心位置に基づく画素に前記階調値を付与するよう前記階調値を前記記憶手段に記憶させる付与処理と、
    を備え、前記複数色に含まれる３色のうち２組の２色間での前記網点の傾きの差は略３０°であることを特徴とするプログラム。
14. 記憶手段に記憶された複数色の入力画像データに対して、２階調以上の階調値に変換して前記記憶手段に記憶させ、前記階調値を読み出して前記階調値に応じたドットにより出力画像データを得る画像処理をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    色成分ごとに予め決められた固定セル枠内の画素群について、前記画素群に含まれる各画素の前記入力画像データを前記記憶手段から読み出して、前記入力画像データから前記色成分ごとに重心位置を決定する重心位置決定処理と、
    前記重心位置決定工程で決定した前記重心位置に基づく画素に前記階調値を付与するよう前記階調値を前記記憶手段に記憶させる付与処理と、
    を備え、前記複数色に含まれる３色のうち２組の２色間での前記ドットの傾きの差は略３０°であることを特徴とするプログラム。

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