画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法およびコンピュータープログラム
【課題】複数の階調再現方法のそれぞれによる画像変換の結果を合成する画像処理の階調再現性を向上させる。
【解決手段】第１の階調再現方法および第２の階調再現方法を用いる画像処理をする画像処理装置は、入力画像に対して階調補正を行なう入力階調補正部を備える。入力階調補正部は、第１の階調再現画像と第２の階調再現画像との合成においてドッドの一部が重複することによる合成画像の濃度不足を補うように、入力画像の濃度を増大させる。
【解決手段】第１の階調再現方法および第２の階調再現方法を用いる画像処理をする画像処理装置は、入力画像に対して階調補正を行なう入力階調補正部を備える。入力階調補正部は、第１の階調再現画像と第２の階調再現画像との合成においてドッドの一部が重複することによる合成画像の濃度不足を補うように、入力画像の濃度を増大させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の階調を再現するための画像処理をする装置、方法およびコンピュータープログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
面積階調によって中間調を再現する画像形成装置において、ディザ法や誤差拡散法といった階調再現方法を用いる画像処理が行なわれる。画像処理は多値の入力画像を作像機構の構成に適合する２値または多値の出力画像に変換する。この画像処理において、複数の階調再現方法を使い分けたり併用したりすることができる。すなわち、文字には高周波成分の再現性に優れる誤差拡散法を用い、写真には粒状性に優れるディザ法を用いるというように、画像属性に適した階調再現方法を選択的に用いる使い分け形式の画像処理が一般に行なわれている。また、一つの入力画像に複数の階調再現方法をそれぞれ用いて当該入力画像を変換し、得られた複数の画像を所定の比率で合成する併用形式の画像処理が知られている。
【０００３】
複数の階調再現方法を併用する画像処理では、合成の比率、すなわち複数の階調再現方法の配分を入力画像に応じて調整することにより、複数の階調再現方法のそれぞれの長所の生かされた画質の良好な出力画像を生成することができる。合成の比率の調整に関して、特許文献１において、多値画像中の所定画素数のブロック内の最大濃度と最小濃度とに基づいて、誤差拡散法とディザ処理法との分配比率を決定する画像処理装置が提案されている。特許文献２において、入力画像の特徴をウェーブレット解析し、判別した特徴に応じて合成比率を決定する画像処理装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６１５０４号公報
【特許文献２】特開２０１０−７４６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の階調再現方法のそれぞれにより得られる複数の画像を合成する併用形式の画像処理において、合成の比率をどのように定めても、出力画像の濃度が再現したい入力画像の濃度よりも低くなるという問題のあることが判明した。
【０００６】
本発明は、複数の階調再現方法のそれぞれによる画像変換の結果を合成する画像処理の階調再現性を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する画像処理装置は、入力画像に対して濃度を増大させる階調補正を行なう入力階調補正部と、前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像を、前記第１の階調再現方法を用いて、前記第１の階調再現方法の配分を定める第１の比率に応じた濃度を表す第１の画像に変換する第１処理部と、前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像または階調補正されていない前記入力画像を、前記第２の階調再現方法を用いて、前記第２の階調再現方法の配分を定める第２の比率に応じた濃度を表す第２の画像に変換する第２処理部と、前記第１処理部によって得られる前記第１の画像と、前記第２処理部によって得られる前記第２の画像とを合成し、それによって出力画像を生成する合成部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、合成する複数の画像の間で濃度が０でない画素が重複することによって生じる濃度の低下が入力画像の階調補正によって補われるので、画像処理の階調再現性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す図である。
【図２】画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】画像処理装置として機能するプリンターコントローラーが実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】プリンターコントローラーの機能構成を示すブロック図である。
【図５】プリンターコントローラーにおける階調再現部の機能構成を示すブロック図である。
【図６】画像合成の方法を示す図である。
【図７】階調補正を行なわない場合の画像合成の様子を模式的に示す図である。
【図８】階調補正を行なう場合の画像合成の様子を模式的に示す図である。
【図９】二つのスクリーン処理部にそれぞれ与える入力画像に共通の階調補正を加える場合の第１の合成比率と階調補正レベルとの関係を示すグラフである
【図１０】二つのスクリーン処理部の一方に階調補正をした入力画像を与え、他方に階調補正をしていない入力画像を与える場合の、第１の合成比率Ｒと階調補正レベルＬCとの関係を示すグラフである。
【図１１】マンマシンインタフェースを構成する画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
面積階調による階調再現のための画像処理を画像形成装置が行なう例を挙げる。ただし、
画像形成装置とは別体の装置において画像処理を行ない、得られた画像を画像形成装置に入力して印刷することができる。また、画像処理の結果の用途は画像形成に限らず、例えば２値表示素子で構成される画面による画像表示のために画像処理を行なってもよい。
【００１１】
以下では、まず画像形成装置の構成を説明し、その後に画像形成装置１で行なわれる画像処理を説明する。
【００１２】
図１に例示される画像形成装置１は、コピーおよびネットワークプリンティングを含む多様な用途をもつＭＦＰ（Multi-functional Peripheral）である。画像形成装置１は、電子写真法によってカラーまたはモノクロの画像を形成するタンデム式のプリンターエンジン１０を備えている。プリンターエンジン１０は、４個のイメージングユニット１１，１２，１３，１４を用いてイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナー像を並行して形成することができる。イメージングユニット１１〜１４は、像担持体としての感光体ドラム１５，１６，１７，１８を一つずつ有する。イメージングユニット１１〜１４のそれぞれにおいて、筒状の感光体の周囲に、現像器、プリントヘッド、帯電チャージャー、およびクリーナーといったトナー像の形成に必要な構成部品が配置されている。この画像形成装置１には、操作パネル３５による直接の操作またはネットワークを介して接続される図示しない外部装置（典型的にはパーソナルコンピューター）からのアクセスによって、印刷ジョブが与えられる。印刷ジョブにはイメージスキャナー３０によって原稿画像を読み取って複製するコピージョブが含まれる。例えば、カラー画像を形成する印刷ジョブが与えられたとき、画像形成装置１は次のように動作する。
【００１３】
イメージスキャナー３０または外部装置から与えられる印刷対象の画像データに基づいて、画像形成装置１に実装されている電気回路１００が、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の露光パターンデータであるラスター画像を生成する。感光体ドラム１５，１６，１７，１８が回転する状態で、帯電した感光体に向けて各イメージングユニット１１〜１４のプリントヘッド２２がレーザー光を照射する。このとき、プリントヘッドはラスター画像に従って光源を制御し、それによって感光体に対する色別の主走査を行なう。主走査と副走査（感光体の回転）とによって感光体上に静電潜像が形成される。現像形式が反転現像であるので、静電潜像の形成において感光体上のトナーを付着させるべきドット部分が露光され、その部分の電荷が他の部分の電荷よりも少なくなる。各イメージングユニット１１〜１４の現像器が感光体にトナーを吸着させて静電潜像に対応するトナー像を形成する。形成されたトナー像は、感光体の配列に沿って移動する無端の被転写体である中間転写ベルト２５に一次転写される。トナー像の形成順序および一次転写の順序はイメージングユニット１１〜１４の配置によって決まっており、本例では上流側からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順である。
【００１４】
用紙の１紙面あたり四つずつトナー像を形成する動作と並行して、多段式の用紙スタッカー４０から図示しない用紙がピックアップローラー４５によって取り出され、二次転写位置へ搬送される。二次転写位置は中間転写ベルト２５と圧接ローラー２６とがニップ部を形成するように対向する位置である。二次転写位置を通過する用紙に中間転写ベルト２５から４色の重なり合ったトナー像が一括に二次転写される。その後、用紙は定着ユニット２９の内部を通って排紙トレイ４８上に排紙される。用紙が定着ユニット２９を通過する際に、加熱・加圧を受けてトナーが溶融し、トナー像が印刷画像として用紙に定着する。
【００１５】
図２に示されるように、画像形成装置１は全体の制御を統括するメインコントローラー６０を有する。メインコントローラー２０によって、操作パネル３５によるユーザーの指示および通信インタフェース６６を介して通信する外部機器からの動作要求に応じて所定の制御が行なわれる。コピー動作においては、イメージスキャナー３０が制御される。コピーを含む各種印刷動作では、プリンターエンジン１０の制御を受け持つエンジンコントローラー８０へメインコントローラー２０から指示が与えられる。また、必要に応じて、内蔵のストレージ６８としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）がメインコントローラー２０によってアクセスされる。このようなメインコントローラー２０は、制御プログラムや各種アプリケーションを実行するＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）およびプログラム実行のワークエリアとされるＲＡＭ（Random Access Memory）を有している。メインコントローラー２０には、画像処理装置として機能するプリンターコントローラー７０が含まれる。プリンターコントローラー７０は、電気回路１００において制御プログラムの実行によって実現される機能要素である。言い換えれば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび他の回路部品で構成される電気回路１００はプリンターコントローラー７０の機能を実現する画像処理回路を含んでいる。
【００１６】
図３はプリンターコントローラー７０が実行する処理の概要を示している。プリンターコントローラー７０は、印刷対象の画像データを受け付け（Ｓ７１）、ＲＧＢからＹＭＣＫへの色変換処理を含むラスタライズジングを実行（Ｓ７２）。そして、プリンターコントローラー７０は、複数の階調再現方法を用いて、ラスタライズジングの結果である多値（例えば８ビット、２５６階調）のラスター画像データを露光制御用のラスターデータである出力画像データに変換する（Ｓ７３）。
【００１７】
図４のように、プリンターコントローラー７０は、解析部７１と、ラスタライズ部７２と、階調再現部７３とを有する。プリンターコントローラー７０は、印刷対象データＤ１を印刷するための４色のトナー像のそれぞれに対応する出力画像データＤ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋを生成する。プリンターコントローラー７０には、コピー動作においてイメージスキャナー３０からスキャン画像データが印刷対象データＤ１として入力され、ネットワークプリンティングおよびファクシミリ受信において通信インタフェース６６から印刷対象データＤ１が入力される。また、画像形成装置１内で保存されているドキュメントを印刷する場合には、ストレージ６８から印刷対象データＤ１がプリンターコントローラー７０に入力される。
【００１８】
解析部７１は、印刷ジョブがネットワークプリンティングジョブである場合、ページ記述言語(Page Description Language :ＰＤＬ)で記述された印刷対象データＤ１を解釈し、描画すべき内容を表す中間データを生成してラスタライズ部７２に引き渡す。すなわち、中間データがこの場合の解析部７１が出力するデータＤ２である。ＰＤＬで記述される描画すべき内容は、文字を表す「テキスト」、図形や線を表す「グラフィック」、およびラスター画像を表す「イメージ」の三つの属性（種類）に大別される。中間データには、ページ内の領域の属性を示す情報が含まれる。一方、コピージョブやファクシミリ受信ジョブのようにＰＤＬで記述されていない画像データＤ１が入力される場合、解析部７１は、印刷対象データＤ１を実質的にそのままデータＤ２としてラスタライズ部７２に引き渡す。それとともに、解析部７１は、印刷対象データＤ１から公知の領域判別技術を用いてテキスト領域およびグラフィック領域を抽出し、その結果を示す領域属性情報をラスタライズ部７２および階調再現部７３に与える。
【００１９】
ラスタライズ部７２は、解析部７１から引き渡されたデータＤ２に対して、ＲＧＢからＹＭＣＫへの色変換処理を行ない、ＹＭＣＫの４色のそれぞれに対応した多値のラスター画像データ（フレーム）Ｄ３ｙ，Ｄ３ｍ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｋを生成する。
【００２０】
階調再現部７３は、複数の階調再現方法を用いて、ラスター画像データＤ３ｙ，Ｄ３ｍ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｋを露光制御のためのラスター画像データＤ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋに変換する。階調再現部７３によって生成されたラスター画像データＤ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋは、エンジンコントローラー８０を介して４色のそれぞれに対応するプリントヘッドに送られ、半導体レーザーを光源とする露光の制御に用いられる。
【００２１】
図５は階調再現部７３の機能構成を示している。図５においては、ＹＭＣＫの４色のそれぞれについての処理が総括的に示されている。階調再現部７３には入力画像データＤ３（上述のラスター画像データＤ３ｙ，Ｄ３ｍ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｋの総称）が入力され、階調再現部７３から出力画像データＤ４（上述のラスター画像データＤ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋの総称）が出力される。
【００２２】
入力画像データＤ３は、第１の階調再現方法を用いる第１処理ブロック７３１と、第２の階調再現方法を用いる第２処理ブロック７３２と、複数の階調再現方法の適用に係る配分を決める比率決定部７３３とに入力される。比率決定部７３３は、入力画像における所定の区画ごとに配分を決定し、決定した配分を表す第１の合成比率（Ｒ）および第２の合成比率（１−Ｒ）を第１処理ブロック７３１および第２処理ブロック７３２へ出力する。本実施形態において、第１の階調再現方法はディザ法であり、第２の階調再現方法は誤差拡散法である。
【００２３】
ここで、配分は、入力画像データＤ３がもつ濃度情報および上述の解析部７１からの領域属性情報に基づいて決定される。例えば、写真領域に対してはディザ法の配分を大きくし、文字領域に対しては誤差拡散法の配分を大きくすることにより、写真領域の粒状性が良好でかつ文字領域の分解能が高い階調再現を実現することができる。
【００２４】
第１処理ブロック７３１において、補正レベル決定部７７１が第１の合成比率（Ｒ）および第２の合成比率（１−Ｒ）に基づいて階調補正レベル（ＬC）を決定し、階調補正部７６１が入力画像データＤ３に対して階調補正レベル（ＬC）に応じた階調補正を行なう。そして、階調補正された入力画像データＤ３に対して、スクリーン処理部７５１がディザ法による階調再現処理（第１のスクリーン処理）を行う。第１処理ブロック７３１は、スクリーン処理部７５１によって得られた第１の画像データＤ３１を画像合成部７３４へ出力する。階調補正レベルの決定方法および階調補正処理については後述する。
【００２５】
第２処理ブロック７３２において、第１処理ブロック７３１と同様に、補正レベル決定部７７２が第１の合成比率（Ｒ）および第２の合成比率（１−Ｒ）に基づいて階調補正レベル（ＬC）を決定し、階調補正部７６２が階調補正レベル（ＬC）に応じた階調補正を入力画像データＤ３に対して行なう。そして、第２処理ブロック７３２では、階調補正された入力画像データＤ３に対して、スクリーン処理部７５２が誤差拡散法による階調再現処理（第２のスクリーン処理）を行う。第２処理ブロック７３２は、スクリーン処理部７５２によって得られた第２の画像データＤ３２を画像合成部７３４へ出力する。
【００２６】
画像合成部７３４は、第１の画像データＤ３１と第２の画像データＤ３２とを合成し、それによって出力画像データＤ４を生成する。ここでいう画像の合成は、合成する両画像データの論理和（ＯＲ）を画素単位で求める重ね合わせ処理である。すなわち、図６のように、合成画像の各画素は、合成する二つ画像における対応画素のうちの少なくとも片方がトナー像のドットに該当する濃度の０でない有色の画素（図中で塗り潰された画素）であれば、有色の画素となる。
【００２７】
図５の例示では、入力画像データＤ３に対して階調補正を実施する入力階調補正部７３０が、二つの補正レベル決定部７７１，７７２および二つの階調補正部７６１，７６２を有する。この構成においては、ディザ法と誤差拡散法とについて互いの間で補正量の異なる階調補正を実施することができるとともに、共通の階調補正を実施することもできる。ただし、共通の階調補正に限る場合には、一つの補正レベル決定部７７１と一つの階調補正部７６１とで入力階調補正部７３０を構成し、階調補正部７６１で補正した入力画像データＤ３を二つのスクリーン処理部７５１，７５２に共通に入力するようにしてもよい。
【００２８】
次に、入力階調補正部７３０の機能をさらに詳しく説明する。入力階調補正部７３０は、複数の階調再現方法を併用する画像処理の階調再現性を向上させるために設けられている。すなわち、図５の構成において、入力画像データＤ３に対して階調補正を行わずにそのまま入力画像データＤ３をスクリーン処理部７５１，７５２に入力して両スクリーン処理の結果を合成すると、出力画像データＤ４の示す濃度が、入力画像データＤ３の示す再現すべき濃度よりも低くなる。その理由は、一方のスクリーン処理部７５１が出力する画像データＤ３１と他方のスクリーン処理部７５２が出力する画像データＤ３２との間で、ドットに該当する有色の画素の重複が生じるからである。階調補正を行なわない場合の画像合成の様子が図７に模式的に示されている。
【００２９】
図７において、入力画像内のある領域の濃度である目標階調（Ｌ）を、ディザ法の配分である第１の合成比率（Ｒ）を２５％とし誤差拡散法の配分である第２の合成比率（１−Ｒ）を７５％として再現する場合が例示されている。図示の想定では目標階調（Ｌ）が階調の最大値（最大濃度）の８０％の階調レベルである。図７（Ａ）のように、ディザ法については、目標階調（Ｌ）と第１の合成比率（Ｒ）との積（８０％×２５％）で定まる面積率２０％のスクリーンＭＡ２０が適用される。誤差拡散法については、図７（Ｂ）のように、目標階調（Ｌ）と第２の合成比率（１−Ｒ）との積（８０％×７５％）で定まる面積率６０％のスクリーンＭＡ６０が適用される。そして、図７（Ｃ）のようにスクリーンＭＡ２０とスクリーンＭＡ６０とを合成（重ね合わせ）すると、両スクリーン間で一部のドットが重なるので、合成画像Ｍ４ｚにおけるドット面積はスクリーンＭＡ２０のドット面積とスクリーンＭＡ６０のドット面積との和よりも小さくなる。その重複面積率は、ドット配置パターンに依存するものの、確率計算の上では、スクリーンＭＡ２０の面積率とスクリーンＭＡ６０の面積率との積とみなすことができる。重複面積率がドットの重複による階調再現の誤差の大きさを表す。
【００３０】
このようなドットの重複による濃度低下を見込んでスクリーン処理に先立って濃度を増大させる階調補正を行うことにより、入力画像データＤ３を出力画像データＤ４に変換する画像処理の階調再現性を向上させることができる。図８は階調補正を行なう場合の画像合成の様子を模式的に示している。
【００３１】
図８において、図７の例と同様に第１の合成比率（Ｒ）を２５％とし第２の合成比率（１−Ｒ）を７５％として階調レベル８０％の目標階調（Ｌ）を再現する場合が例示されている。図８の例示における階調補正レベルＬCは、ディザ法と誤差拡散法とに共通である。図８（Ａ）のように、ディザ法については、目標階調（Ｌ）に階調補正レベル（ＬC）を加えた階調レベル（Ｌ＋ＬC）と第１の合成比率（Ｒ）との積で定まる所定面積率のスクリーンＭＡ２３が適用される。誤差拡散法については、図７（Ｂ）のように、目標階調（Ｌ）に階調補正レベル（ＬC）を加えた階調レベル（Ｌ＋ＬC）と第２の合成比率（１−Ｒ）との積で定まる所定面積率のスクリーンＭＡ６３が適用される。これにより、図８（Ｃ）のように、目標階調（Ｌ）に合致する面積率８０％の合成画像Ｍ４が生成される。
【００３２】
階調補正レベル（ＬC）は次のように第１の合成比率（Ｒ）と第２の合成比率（１−Ｒ）とによって決まる。
ここでは、
階調の最大値：Ｌ0
目標階調：Ｌ
階調補正レベル（第１スクリーン処理と第２スクリーン処理とで共通）：ＬC
第１の合成比率：Ｒ
第２の合成比率：１−Ｒ
目標階調Ｌの面積率：ＳL＝Ｌ／Ｌ0
補正後の階調レベルの面積率：ＳC＝（Ｌ＋ＬC）／Ｌ0
第１スクリーン処理の面積率：ＳC×Ｒ
第２スクリーン処理の面積率：ＳC×（１−Ｒ）
重複面積率：ＳC×Ｒ×ＳC×（１−Ｒ）＝ＳC2×Ｒ×（１−Ｒ）
とする。階調補正後の階調レベルの面積率ＳCが目標階調Ｌの面積率ＳLと等しくなればよいので、すなわち、第１、第２のスクリーン処理の面積率の和から重複面積率を差し引いた値が面積率ＳLの値と一致すればよいので、
ＳC・Ｒ＋ＳC・（１−Ｒ）−ＳC2・Ｒ・（１−Ｒ）＝ＳL
を満たすＬCを計算すればよい。階調補正レベルＬCは下記の（１）式で表させる（導出の記述を省略）。
【００３３】
【数１】
【００３４】
図９は二つのスクリーン処理部にそれぞれ与える入力画像に共通の階調補正を加える場合の第１の合成比率Ｒと階調補正レベルＬCとの関係を示すグラフである。図９では目標階調Ｌが６４，１２６，１９２のそれぞれである場合について、上記（１）式によって計算した階調補正レベルＬCが示されている。図のように、第１の合成比率Ｒが５０％のとき、すなわち第１の合成比率Ｒと第２の合成比率（１−Ｒ）とが等しいとき、階調補正レベルＬCが最も大きい。そして、合成比率Ｒが５０％より小さいほど階調補正レベルＬCが小さく、階調補正レベルＬCが５０％より大きいほど階調補正レベルＬCが小さい。つまり、第１の合成比率Ｒと第２の合成比率（１−Ｒ）との差が小さいほど階調補正レベルＬCは大きい。
【００３５】
このような補正特性を特定する上記（１）式に基づいて、補正レベル決定部７７１，７７２（図５参照）は演算またはルックアップデーブルの参照によって階調補正レベルＬCを決定し、階調補正部７６１，７６２が目標階調Ｌに階調補正レベルＬCを加算する階調補正を行う。そして、スクリーン処理部７５１が補正後の階調レベル（Ｌ＋ＬC）と第１の合成比率Ｒとに応じたスクリーン処理を行ない、スクリーン処理部７５２が補正後の階調レベル（Ｌ＋ＬC）と第２の合成比率（１−Ｒ）とに応じたスクリーン処理を行う。
【００３６】
以上では第１処理ブロック７３１および第２処理ブロック７３２において共通の階調補正を行なう例を説明したが、階調再現方法ごとに異なる量の階調補正を行ってもよい。例えば、第１処理ブロック７３１に入力する入力画像データＤ３に対してのみ階調補正を行なってよい。ここでは、
階調の最大値：Ｌ0
目標階調：Ｌ
階調補正レベル（第１スクリーン処理のみ）：ＬC
第１の合成比率：Ｒ
第２の合成比率：１−Ｒ
目標階調Ｌの面積率：ＳL＝Ｌ／Ｌ0
補正後の階調レベルの面積率：ＳC＝（Ｌ＋ＬC）／Ｌ0
第１スクリーン処理の面積率：ＳC×Ｒ
第２スクリーン処理の面積率：ＳL×（１−Ｒ）
重複面積率：ＳC×Ｒ×ＳL×（１−Ｒ）
とする。この場合も階調補正後の階調レベルの面積率ＳCが目標階調Ｌの面積率ＳLと等しくなればよいので、
ＳC・Ｒ＋ＳL・（１−Ｒ）−ＳC・ＳL・Ｒ（１−Ｒ）＝ＳL
となるＬCを計算すればよい。階調補正レベルＬCは下記の（１）式で表させる（導出の記述を省略）。
【００３７】
【数２】
【００３８】
図１０は二つのスクリーン処理部の一方に階調補正をした入力画像を与え、他方に階調補正をしていない入力画像を与える場合の、第１の合成比率Ｒと階調補正レベルＬCとの関係を示すグラフである。図１０では目標階調Ｌが６４，１２６，１９２のそれぞれである場合について、上記（２）式によって計算した階調補正レベルＬCが示されている。図のように、この場合の補正特性は、階調補正をした入力画像に対応する合成比率Ｒが大きいほど階調補正レベルＬCが小さい特性となる。
【００３９】
以上の実施形態の変形として、例えば、第１のスクリーン処理の面積率または第２のスクリーン処理の面積率が予め決められた閾値を超える場合には、閾値を超える方のスクリーン処理の入力画像には階調補正を行わず、他方のスクリーン処理の入力画像に対してのみ階調補正を行ってもよい。これは、高濃度側の階調が階調補正を行なったがために飽和してしまう不都合を防ぐためである。
【００４０】
さらに、階調補正を実施する条件を画像形成装置１のユーザーまたはサービスパーソンが指定するためのマンマシンインタフェースを設けてもよい。例えば、図１１に示すような操作画面Ｑ１０を操作パネル３５のディスプレイ３５１に表示させることにより、階調補正を行なうべき階調レベル範囲の上限を指定する操作が可能となる。操作画面Ｑ１０は、操作者が上限としたい階調レベルまたは合成比率を数値入力する領域９０３，９０４を有している。
【００４１】
上述の実施形態によれば、スクリーン処理に先立って入力画像の濃度を大きくする階調補正を行うので、複数のスクリーン処理の結果を合成する際のドットの重複に起因する出力画像の濃度不足が軽減される。（１）式または（２）式に基づいて階調補正レベルＬCを決定するので、入力と出力とで誤差の小さい階調再現が実現される。
【００４２】
上述の実施形態において、適用する階調再現方法はディザ法と誤差拡散法との組み合わせに限らない。例えば、スクリーンパターンの異なる２種のディザ法を併用する場合にも本発明を適用することができる。階調補正部７３の機能を例示のようにソフトウェアによって実現してもよいし、当該機能の全部または一部をハードウェアによって実現してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ 画像形成装置
７０ プリンターコントローラー（画像処理装置）
１００ 電気回路（画像処理回路）
Ｄ３ 入力画像データ（入力画像）
７３０ 入力階調補正部
Ｒ 合成比率（第１の比率）
Ｄ３１ 第１の画像
７５１ スクリーン処理部（第１処理部）
（１−Ｒ） 合成比率（第２の比率）
Ｄ３２ 第２の画像
７５２ スクリーン処理部（第２処理部）
Ｄ４ 出力画像
７３４ 画像合成部（合成部）
１０ プリンターエンジン（作像機構）
Ｑ１０ 画面（マンマシンインタフェース）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の階調を再現するための画像処理をする装置、方法およびコンピュータープログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
面積階調によって中間調を再現する画像形成装置において、ディザ法や誤差拡散法といった階調再現方法を用いる画像処理が行なわれる。画像処理は多値の入力画像を作像機構の構成に適合する２値または多値の出力画像に変換する。この画像処理において、複数の階調再現方法を使い分けたり併用したりすることができる。すなわち、文字には高周波成分の再現性に優れる誤差拡散法を用い、写真には粒状性に優れるディザ法を用いるというように、画像属性に適した階調再現方法を選択的に用いる使い分け形式の画像処理が一般に行なわれている。また、一つの入力画像に複数の階調再現方法をそれぞれ用いて当該入力画像を変換し、得られた複数の画像を所定の比率で合成する併用形式の画像処理が知られている。
【０００３】
複数の階調再現方法を併用する画像処理では、合成の比率、すなわち複数の階調再現方法の配分を入力画像に応じて調整することにより、複数の階調再現方法のそれぞれの長所の生かされた画質の良好な出力画像を生成することができる。合成の比率の調整に関して、特許文献１において、多値画像中の所定画素数のブロック内の最大濃度と最小濃度とに基づいて、誤差拡散法とディザ処理法との分配比率を決定する画像処理装置が提案されている。特許文献２において、入力画像の特徴をウェーブレット解析し、判別した特徴に応じて合成比率を決定する画像処理装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６１５０４号公報
【特許文献２】特開２０１０−７４６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の階調再現方法のそれぞれにより得られる複数の画像を合成する併用形式の画像処理において、合成の比率をどのように定めても、出力画像の濃度が再現したい入力画像の濃度よりも低くなるという問題のあることが判明した。
【０００６】
本発明は、複数の階調再現方法のそれぞれによる画像変換の結果を合成する画像処理の階調再現性を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する画像処理装置は、入力画像に対して濃度を増大させる階調補正を行なう入力階調補正部と、前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像を、前記第１の階調再現方法を用いて、前記第１の階調再現方法の配分を定める第１の比率に応じた濃度を表す第１の画像に変換する第１処理部と、前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像または階調補正されていない前記入力画像を、前記第２の階調再現方法を用いて、前記第２の階調再現方法の配分を定める第２の比率に応じた濃度を表す第２の画像に変換する第２処理部と、前記第１処理部によって得られる前記第１の画像と、前記第２処理部によって得られる前記第２の画像とを合成し、それによって出力画像を生成する合成部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、合成する複数の画像の間で濃度が０でない画素が重複することによって生じる濃度の低下が入力画像の階調補正によって補われるので、画像処理の階調再現性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す図である。
【図２】画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】画像処理装置として機能するプリンターコントローラーが実行する処理の概要を示すフローチャートである。
【図４】プリンターコントローラーの機能構成を示すブロック図である。
【図５】プリンターコントローラーにおける階調再現部の機能構成を示すブロック図である。
【図６】画像合成の方法を示す図である。
【図７】階調補正を行なわない場合の画像合成の様子を模式的に示す図である。
【図８】階調補正を行なう場合の画像合成の様子を模式的に示す図である。
【図９】二つのスクリーン処理部にそれぞれ与える入力画像に共通の階調補正を加える場合の第１の合成比率と階調補正レベルとの関係を示すグラフである
【図１０】二つのスクリーン処理部の一方に階調補正をした入力画像を与え、他方に階調補正をしていない入力画像を与える場合の、第１の合成比率Ｒと階調補正レベルＬCとの関係を示すグラフである。
【図１１】マンマシンインタフェースを構成する画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
面積階調による階調再現のための画像処理を画像形成装置が行なう例を挙げる。ただし、
画像形成装置とは別体の装置において画像処理を行ない、得られた画像を画像形成装置に入力して印刷することができる。また、画像処理の結果の用途は画像形成に限らず、例えば２値表示素子で構成される画面による画像表示のために画像処理を行なってもよい。
【００１１】
以下では、まず画像形成装置の構成を説明し、その後に画像形成装置１で行なわれる画像処理を説明する。
【００１２】
図１に例示される画像形成装置１は、コピーおよびネットワークプリンティングを含む多様な用途をもつＭＦＰ（Multi-functional Peripheral）である。画像形成装置１は、電子写真法によってカラーまたはモノクロの画像を形成するタンデム式のプリンターエンジン１０を備えている。プリンターエンジン１０は、４個のイメージングユニット１１，１２，１３，１４を用いてイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナー像を並行して形成することができる。イメージングユニット１１〜１４は、像担持体としての感光体ドラム１５，１６，１７，１８を一つずつ有する。イメージングユニット１１〜１４のそれぞれにおいて、筒状の感光体の周囲に、現像器、プリントヘッド、帯電チャージャー、およびクリーナーといったトナー像の形成に必要な構成部品が配置されている。この画像形成装置１には、操作パネル３５による直接の操作またはネットワークを介して接続される図示しない外部装置（典型的にはパーソナルコンピューター）からのアクセスによって、印刷ジョブが与えられる。印刷ジョブにはイメージスキャナー３０によって原稿画像を読み取って複製するコピージョブが含まれる。例えば、カラー画像を形成する印刷ジョブが与えられたとき、画像形成装置１は次のように動作する。
【００１３】
イメージスキャナー３０または外部装置から与えられる印刷対象の画像データに基づいて、画像形成装置１に実装されている電気回路１００が、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の露光パターンデータであるラスター画像を生成する。感光体ドラム１５，１６，１７，１８が回転する状態で、帯電した感光体に向けて各イメージングユニット１１〜１４のプリントヘッド２２がレーザー光を照射する。このとき、プリントヘッドはラスター画像に従って光源を制御し、それによって感光体に対する色別の主走査を行なう。主走査と副走査（感光体の回転）とによって感光体上に静電潜像が形成される。現像形式が反転現像であるので、静電潜像の形成において感光体上のトナーを付着させるべきドット部分が露光され、その部分の電荷が他の部分の電荷よりも少なくなる。各イメージングユニット１１〜１４の現像器が感光体にトナーを吸着させて静電潜像に対応するトナー像を形成する。形成されたトナー像は、感光体の配列に沿って移動する無端の被転写体である中間転写ベルト２５に一次転写される。トナー像の形成順序および一次転写の順序はイメージングユニット１１〜１４の配置によって決まっており、本例では上流側からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順である。
【００１４】
用紙の１紙面あたり四つずつトナー像を形成する動作と並行して、多段式の用紙スタッカー４０から図示しない用紙がピックアップローラー４５によって取り出され、二次転写位置へ搬送される。二次転写位置は中間転写ベルト２５と圧接ローラー２６とがニップ部を形成するように対向する位置である。二次転写位置を通過する用紙に中間転写ベルト２５から４色の重なり合ったトナー像が一括に二次転写される。その後、用紙は定着ユニット２９の内部を通って排紙トレイ４８上に排紙される。用紙が定着ユニット２９を通過する際に、加熱・加圧を受けてトナーが溶融し、トナー像が印刷画像として用紙に定着する。
【００１５】
図２に示されるように、画像形成装置１は全体の制御を統括するメインコントローラー６０を有する。メインコントローラー２０によって、操作パネル３５によるユーザーの指示および通信インタフェース６６を介して通信する外部機器からの動作要求に応じて所定の制御が行なわれる。コピー動作においては、イメージスキャナー３０が制御される。コピーを含む各種印刷動作では、プリンターエンジン１０の制御を受け持つエンジンコントローラー８０へメインコントローラー２０から指示が与えられる。また、必要に応じて、内蔵のストレージ６８としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）がメインコントローラー２０によってアクセスされる。このようなメインコントローラー２０は、制御プログラムや各種アプリケーションを実行するＣＰＵ（central processing unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）およびプログラム実行のワークエリアとされるＲＡＭ（Random Access Memory）を有している。メインコントローラー２０には、画像処理装置として機能するプリンターコントローラー７０が含まれる。プリンターコントローラー７０は、電気回路１００において制御プログラムの実行によって実現される機能要素である。言い換えれば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび他の回路部品で構成される電気回路１００はプリンターコントローラー７０の機能を実現する画像処理回路を含んでいる。
【００１６】
図３はプリンターコントローラー７０が実行する処理の概要を示している。プリンターコントローラー７０は、印刷対象の画像データを受け付け（Ｓ７１）、ＲＧＢからＹＭＣＫへの色変換処理を含むラスタライズジングを実行（Ｓ７２）。そして、プリンターコントローラー７０は、複数の階調再現方法を用いて、ラスタライズジングの結果である多値（例えば８ビット、２５６階調）のラスター画像データを露光制御用のラスターデータである出力画像データに変換する（Ｓ７３）。
【００１７】
図４のように、プリンターコントローラー７０は、解析部７１と、ラスタライズ部７２と、階調再現部７３とを有する。プリンターコントローラー７０は、印刷対象データＤ１を印刷するための４色のトナー像のそれぞれに対応する出力画像データＤ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋを生成する。プリンターコントローラー７０には、コピー動作においてイメージスキャナー３０からスキャン画像データが印刷対象データＤ１として入力され、ネットワークプリンティングおよびファクシミリ受信において通信インタフェース６６から印刷対象データＤ１が入力される。また、画像形成装置１内で保存されているドキュメントを印刷する場合には、ストレージ６８から印刷対象データＤ１がプリンターコントローラー７０に入力される。
【００１８】
解析部７１は、印刷ジョブがネットワークプリンティングジョブである場合、ページ記述言語(Page Description Language :ＰＤＬ)で記述された印刷対象データＤ１を解釈し、描画すべき内容を表す中間データを生成してラスタライズ部７２に引き渡す。すなわち、中間データがこの場合の解析部７１が出力するデータＤ２である。ＰＤＬで記述される描画すべき内容は、文字を表す「テキスト」、図形や線を表す「グラフィック」、およびラスター画像を表す「イメージ」の三つの属性（種類）に大別される。中間データには、ページ内の領域の属性を示す情報が含まれる。一方、コピージョブやファクシミリ受信ジョブのようにＰＤＬで記述されていない画像データＤ１が入力される場合、解析部７１は、印刷対象データＤ１を実質的にそのままデータＤ２としてラスタライズ部７２に引き渡す。それとともに、解析部７１は、印刷対象データＤ１から公知の領域判別技術を用いてテキスト領域およびグラフィック領域を抽出し、その結果を示す領域属性情報をラスタライズ部７２および階調再現部７３に与える。
【００１９】
ラスタライズ部７２は、解析部７１から引き渡されたデータＤ２に対して、ＲＧＢからＹＭＣＫへの色変換処理を行ない、ＹＭＣＫの４色のそれぞれに対応した多値のラスター画像データ（フレーム）Ｄ３ｙ，Ｄ３ｍ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｋを生成する。
【００２０】
階調再現部７３は、複数の階調再現方法を用いて、ラスター画像データＤ３ｙ，Ｄ３ｍ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｋを露光制御のためのラスター画像データＤ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋに変換する。階調再現部７３によって生成されたラスター画像データＤ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋは、エンジンコントローラー８０を介して４色のそれぞれに対応するプリントヘッドに送られ、半導体レーザーを光源とする露光の制御に用いられる。
【００２１】
図５は階調再現部７３の機能構成を示している。図５においては、ＹＭＣＫの４色のそれぞれについての処理が総括的に示されている。階調再現部７３には入力画像データＤ３（上述のラスター画像データＤ３ｙ，Ｄ３ｍ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｋの総称）が入力され、階調再現部７３から出力画像データＤ４（上述のラスター画像データＤ４ｙ，Ｄ４ｍ，Ｄ４ｃ，Ｄ４ｋの総称）が出力される。
【００２２】
入力画像データＤ３は、第１の階調再現方法を用いる第１処理ブロック７３１と、第２の階調再現方法を用いる第２処理ブロック７３２と、複数の階調再現方法の適用に係る配分を決める比率決定部７３３とに入力される。比率決定部７３３は、入力画像における所定の区画ごとに配分を決定し、決定した配分を表す第１の合成比率（Ｒ）および第２の合成比率（１−Ｒ）を第１処理ブロック７３１および第２処理ブロック７３２へ出力する。本実施形態において、第１の階調再現方法はディザ法であり、第２の階調再現方法は誤差拡散法である。
【００２３】
ここで、配分は、入力画像データＤ３がもつ濃度情報および上述の解析部７１からの領域属性情報に基づいて決定される。例えば、写真領域に対してはディザ法の配分を大きくし、文字領域に対しては誤差拡散法の配分を大きくすることにより、写真領域の粒状性が良好でかつ文字領域の分解能が高い階調再現を実現することができる。
【００２４】
第１処理ブロック７３１において、補正レベル決定部７７１が第１の合成比率（Ｒ）および第２の合成比率（１−Ｒ）に基づいて階調補正レベル（ＬC）を決定し、階調補正部７６１が入力画像データＤ３に対して階調補正レベル（ＬC）に応じた階調補正を行なう。そして、階調補正された入力画像データＤ３に対して、スクリーン処理部７５１がディザ法による階調再現処理（第１のスクリーン処理）を行う。第１処理ブロック７３１は、スクリーン処理部７５１によって得られた第１の画像データＤ３１を画像合成部７３４へ出力する。階調補正レベルの決定方法および階調補正処理については後述する。
【００２５】
第２処理ブロック７３２において、第１処理ブロック７３１と同様に、補正レベル決定部７７２が第１の合成比率（Ｒ）および第２の合成比率（１−Ｒ）に基づいて階調補正レベル（ＬC）を決定し、階調補正部７６２が階調補正レベル（ＬC）に応じた階調補正を入力画像データＤ３に対して行なう。そして、第２処理ブロック７３２では、階調補正された入力画像データＤ３に対して、スクリーン処理部７５２が誤差拡散法による階調再現処理（第２のスクリーン処理）を行う。第２処理ブロック７３２は、スクリーン処理部７５２によって得られた第２の画像データＤ３２を画像合成部７３４へ出力する。
【００２６】
画像合成部７３４は、第１の画像データＤ３１と第２の画像データＤ３２とを合成し、それによって出力画像データＤ４を生成する。ここでいう画像の合成は、合成する両画像データの論理和（ＯＲ）を画素単位で求める重ね合わせ処理である。すなわち、図６のように、合成画像の各画素は、合成する二つ画像における対応画素のうちの少なくとも片方がトナー像のドットに該当する濃度の０でない有色の画素（図中で塗り潰された画素）であれば、有色の画素となる。
【００２７】
図５の例示では、入力画像データＤ３に対して階調補正を実施する入力階調補正部７３０が、二つの補正レベル決定部７７１，７７２および二つの階調補正部７６１，７６２を有する。この構成においては、ディザ法と誤差拡散法とについて互いの間で補正量の異なる階調補正を実施することができるとともに、共通の階調補正を実施することもできる。ただし、共通の階調補正に限る場合には、一つの補正レベル決定部７７１と一つの階調補正部７６１とで入力階調補正部７３０を構成し、階調補正部７６１で補正した入力画像データＤ３を二つのスクリーン処理部７５１，７５２に共通に入力するようにしてもよい。
【００２８】
次に、入力階調補正部７３０の機能をさらに詳しく説明する。入力階調補正部７３０は、複数の階調再現方法を併用する画像処理の階調再現性を向上させるために設けられている。すなわち、図５の構成において、入力画像データＤ３に対して階調補正を行わずにそのまま入力画像データＤ３をスクリーン処理部７５１，７５２に入力して両スクリーン処理の結果を合成すると、出力画像データＤ４の示す濃度が、入力画像データＤ３の示す再現すべき濃度よりも低くなる。その理由は、一方のスクリーン処理部７５１が出力する画像データＤ３１と他方のスクリーン処理部７５２が出力する画像データＤ３２との間で、ドットに該当する有色の画素の重複が生じるからである。階調補正を行なわない場合の画像合成の様子が図７に模式的に示されている。
【００２９】
図７において、入力画像内のある領域の濃度である目標階調（Ｌ）を、ディザ法の配分である第１の合成比率（Ｒ）を２５％とし誤差拡散法の配分である第２の合成比率（１−Ｒ）を７５％として再現する場合が例示されている。図示の想定では目標階調（Ｌ）が階調の最大値（最大濃度）の８０％の階調レベルである。図７（Ａ）のように、ディザ法については、目標階調（Ｌ）と第１の合成比率（Ｒ）との積（８０％×２５％）で定まる面積率２０％のスクリーンＭＡ２０が適用される。誤差拡散法については、図７（Ｂ）のように、目標階調（Ｌ）と第２の合成比率（１−Ｒ）との積（８０％×７５％）で定まる面積率６０％のスクリーンＭＡ６０が適用される。そして、図７（Ｃ）のようにスクリーンＭＡ２０とスクリーンＭＡ６０とを合成（重ね合わせ）すると、両スクリーン間で一部のドットが重なるので、合成画像Ｍ４ｚにおけるドット面積はスクリーンＭＡ２０のドット面積とスクリーンＭＡ６０のドット面積との和よりも小さくなる。その重複面積率は、ドット配置パターンに依存するものの、確率計算の上では、スクリーンＭＡ２０の面積率とスクリーンＭＡ６０の面積率との積とみなすことができる。重複面積率がドットの重複による階調再現の誤差の大きさを表す。
【００３０】
このようなドットの重複による濃度低下を見込んでスクリーン処理に先立って濃度を増大させる階調補正を行うことにより、入力画像データＤ３を出力画像データＤ４に変換する画像処理の階調再現性を向上させることができる。図８は階調補正を行なう場合の画像合成の様子を模式的に示している。
【００３１】
図８において、図７の例と同様に第１の合成比率（Ｒ）を２５％とし第２の合成比率（１−Ｒ）を７５％として階調レベル８０％の目標階調（Ｌ）を再現する場合が例示されている。図８の例示における階調補正レベルＬCは、ディザ法と誤差拡散法とに共通である。図８（Ａ）のように、ディザ法については、目標階調（Ｌ）に階調補正レベル（ＬC）を加えた階調レベル（Ｌ＋ＬC）と第１の合成比率（Ｒ）との積で定まる所定面積率のスクリーンＭＡ２３が適用される。誤差拡散法については、図７（Ｂ）のように、目標階調（Ｌ）に階調補正レベル（ＬC）を加えた階調レベル（Ｌ＋ＬC）と第２の合成比率（１−Ｒ）との積で定まる所定面積率のスクリーンＭＡ６３が適用される。これにより、図８（Ｃ）のように、目標階調（Ｌ）に合致する面積率８０％の合成画像Ｍ４が生成される。
【００３２】
階調補正レベル（ＬC）は次のように第１の合成比率（Ｒ）と第２の合成比率（１−Ｒ）とによって決まる。
ここでは、
階調の最大値：Ｌ0
目標階調：Ｌ
階調補正レベル（第１スクリーン処理と第２スクリーン処理とで共通）：ＬC
第１の合成比率：Ｒ
第２の合成比率：１−Ｒ
目標階調Ｌの面積率：ＳL＝Ｌ／Ｌ0
補正後の階調レベルの面積率：ＳC＝（Ｌ＋ＬC）／Ｌ0
第１スクリーン処理の面積率：ＳC×Ｒ
第２スクリーン処理の面積率：ＳC×（１−Ｒ）
重複面積率：ＳC×Ｒ×ＳC×（１−Ｒ）＝ＳC2×Ｒ×（１−Ｒ）
とする。階調補正後の階調レベルの面積率ＳCが目標階調Ｌの面積率ＳLと等しくなればよいので、すなわち、第１、第２のスクリーン処理の面積率の和から重複面積率を差し引いた値が面積率ＳLの値と一致すればよいので、
ＳC・Ｒ＋ＳC・（１−Ｒ）−ＳC2・Ｒ・（１−Ｒ）＝ＳL
を満たすＬCを計算すればよい。階調補正レベルＬCは下記の（１）式で表させる（導出の記述を省略）。
【００３３】
【数１】
【００３４】
図９は二つのスクリーン処理部にそれぞれ与える入力画像に共通の階調補正を加える場合の第１の合成比率Ｒと階調補正レベルＬCとの関係を示すグラフである。図９では目標階調Ｌが６４，１２６，１９２のそれぞれである場合について、上記（１）式によって計算した階調補正レベルＬCが示されている。図のように、第１の合成比率Ｒが５０％のとき、すなわち第１の合成比率Ｒと第２の合成比率（１−Ｒ）とが等しいとき、階調補正レベルＬCが最も大きい。そして、合成比率Ｒが５０％より小さいほど階調補正レベルＬCが小さく、階調補正レベルＬCが５０％より大きいほど階調補正レベルＬCが小さい。つまり、第１の合成比率Ｒと第２の合成比率（１−Ｒ）との差が小さいほど階調補正レベルＬCは大きい。
【００３５】
このような補正特性を特定する上記（１）式に基づいて、補正レベル決定部７７１，７７２（図５参照）は演算またはルックアップデーブルの参照によって階調補正レベルＬCを決定し、階調補正部７６１，７６２が目標階調Ｌに階調補正レベルＬCを加算する階調補正を行う。そして、スクリーン処理部７５１が補正後の階調レベル（Ｌ＋ＬC）と第１の合成比率Ｒとに応じたスクリーン処理を行ない、スクリーン処理部７５２が補正後の階調レベル（Ｌ＋ＬC）と第２の合成比率（１−Ｒ）とに応じたスクリーン処理を行う。
【００３６】
以上では第１処理ブロック７３１および第２処理ブロック７３２において共通の階調補正を行なう例を説明したが、階調再現方法ごとに異なる量の階調補正を行ってもよい。例えば、第１処理ブロック７３１に入力する入力画像データＤ３に対してのみ階調補正を行なってよい。ここでは、
階調の最大値：Ｌ0
目標階調：Ｌ
階調補正レベル（第１スクリーン処理のみ）：ＬC
第１の合成比率：Ｒ
第２の合成比率：１−Ｒ
目標階調Ｌの面積率：ＳL＝Ｌ／Ｌ0
補正後の階調レベルの面積率：ＳC＝（Ｌ＋ＬC）／Ｌ0
第１スクリーン処理の面積率：ＳC×Ｒ
第２スクリーン処理の面積率：ＳL×（１−Ｒ）
重複面積率：ＳC×Ｒ×ＳL×（１−Ｒ）
とする。この場合も階調補正後の階調レベルの面積率ＳCが目標階調Ｌの面積率ＳLと等しくなればよいので、
ＳC・Ｒ＋ＳL・（１−Ｒ）−ＳC・ＳL・Ｒ（１−Ｒ）＝ＳL
となるＬCを計算すればよい。階調補正レベルＬCは下記の（１）式で表させる（導出の記述を省略）。
【００３７】
【数２】
【００３８】
図１０は二つのスクリーン処理部の一方に階調補正をした入力画像を与え、他方に階調補正をしていない入力画像を与える場合の、第１の合成比率Ｒと階調補正レベルＬCとの関係を示すグラフである。図１０では目標階調Ｌが６４，１２６，１９２のそれぞれである場合について、上記（２）式によって計算した階調補正レベルＬCが示されている。図のように、この場合の補正特性は、階調補正をした入力画像に対応する合成比率Ｒが大きいほど階調補正レベルＬCが小さい特性となる。
【００３９】
以上の実施形態の変形として、例えば、第１のスクリーン処理の面積率または第２のスクリーン処理の面積率が予め決められた閾値を超える場合には、閾値を超える方のスクリーン処理の入力画像には階調補正を行わず、他方のスクリーン処理の入力画像に対してのみ階調補正を行ってもよい。これは、高濃度側の階調が階調補正を行なったがために飽和してしまう不都合を防ぐためである。
【００４０】
さらに、階調補正を実施する条件を画像形成装置１のユーザーまたはサービスパーソンが指定するためのマンマシンインタフェースを設けてもよい。例えば、図１１に示すような操作画面Ｑ１０を操作パネル３５のディスプレイ３５１に表示させることにより、階調補正を行なうべき階調レベル範囲の上限を指定する操作が可能となる。操作画面Ｑ１０は、操作者が上限としたい階調レベルまたは合成比率を数値入力する領域９０３，９０４を有している。
【００４１】
上述の実施形態によれば、スクリーン処理に先立って入力画像の濃度を大きくする階調補正を行うので、複数のスクリーン処理の結果を合成する際のドットの重複に起因する出力画像の濃度不足が軽減される。（１）式または（２）式に基づいて階調補正レベルＬCを決定するので、入力と出力とで誤差の小さい階調再現が実現される。
【００４２】
上述の実施形態において、適用する階調再現方法はディザ法と誤差拡散法との組み合わせに限らない。例えば、スクリーンパターンの異なる２種のディザ法を併用する場合にも本発明を適用することができる。階調補正部７３の機能を例示のようにソフトウェアによって実現してもよいし、当該機能の全部または一部をハードウェアによって実現してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ 画像形成装置
７０ プリンターコントローラー（画像処理装置）
１００ 電気回路（画像処理回路）
Ｄ３ 入力画像データ（入力画像）
７３０ 入力階調補正部
Ｒ 合成比率（第１の比率）
Ｄ３１ 第１の画像
７５１ スクリーン処理部（第１処理部）
（１−Ｒ） 合成比率（第２の比率）
Ｄ３２ 第２の画像
７５２ スクリーン処理部（第２処理部）
Ｄ４ 出力画像
７３４ 画像合成部（合成部）
１０ プリンターエンジン（作像機構）
Ｑ１０ 画面（マンマシンインタフェース）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の階調再現方法および第２の階調再現方法を用いる画像処理をする画像処理装置であって、
入力画像に対して濃度を増大させる階調補正を行なう入力階調補正部と、
前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像を、前記第１の階調再現方法を用いて、前記第１の階調再現方法の配分を定める第１の比率に応じた濃度を表す第１の画像に変換する第１処理部と、
前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像または階調補正されていない前記入力画像を、前記第２の階調再現方法を用いて、前記第２の階調再現方法の配分を定める第２の比率に応じた濃度を表す第２の画像に変換する第２処理部と、
前記第１処理部によって得られる前記第１の画像と、前記第２処理部によって得られる前記第２の画像とを合成し、それによって出力画像を生成する合成部と、を備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記入力階調補正部は、前記階調補正として、前記第１の比率と前記第２の比率との差が小さいほど濃度の増大量が多くなるように、前記第１の比率および前記第２の比率に応じて濃度を増大させる補正を行なう
請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記入力階調補正部は、前記階調補正として、第１の階調補正および当該第１の階調補正とは補正量の異なる第２の階調補正を行い、
前記第１処理部は、前記第１の階調補正が加えられた前記入力画像を前記第１の画像に変換し、
前記第２処理部は、前記第２の階調補正が加えられた前記入力画像を前記第２の画像に変換する
請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
第１の階調再現方法および第２の階調再現方法を用いる画像処理をする画像処理回路と、前記画像処理回路によって生成される画像を印刷する作像機構とを有する画像形成装置であって、
前記画像処理回路は、
入力画像に対して濃度を増大させる階調補正を行なう入力階調補正部と、
前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像を、前記第１の階調再現方法を用いて、前記第１の階調再現方法の配分を定める第１の比率に応じた濃度を表す第１の画像に変換する第１処理部と、
前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像または階調補正されていない前記入力画像を、前記第２の階調再現方法を用いて、前記第２の階調再現方法の配分を定める第２の比率に応じた濃度を表す第２の画像に変換する第２処理部と、
前記第１処理部によって得られる前記第１の画像と、前記第２処理部によって得られる前記第２の画像とを合成し、それによって出力画像を生成する合成部と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記入力階調補正部は、前記階調補正として、前記第１の比率と前記第２の比率との差が小さいほど濃度の増大量が多くなるように、前記第１の比率および前記第２の比率に応じて濃度を増大させる補正を行なう
請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記入力階調補正部は、前記階調補正として、第１の階調補正および当該第１の階調補正とは補正量の異なる第２の階調補正を行い、
前記第１処理部は、前記第１の階調補正が加えられた前記入力画像を前記第１の画像に変換し、
前記第２処理部は、前記第２の階調補正が加えられた前記入力画像を前記第２の画像に変換する
請求項４または５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記入力階調補正部は、前記入力画像のうちの設定濃度以下の部分のみの濃度を増大させる
請求項４ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記設定濃度を指定する操作のためのマンマシンインタフェースを備える
請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の階調再現方法および前記第２の階調再現方法のうち、一方はディザ法であり、他方は誤差拡散法である
請求項４ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
第１の階調再現方法および第２の階調再現方法を用いる画像処理方法であって、
入力画像に対して濃度を増大させる階調補正を行ない、
階調補正された前記入力画像を、前記第１の階調再現方法を用いて、前記第１の階調再現方法の配分を定める第１の比率に応じた濃度を表す第１の画像に変換し、
階調補正された前記入力画像または階調補正されていない前記入力画像を、前記第２の階調再現方法を用いて、前記第２の階調再現方法の配分を定める第２の比率に応じた濃度を表す第２の画像に変換し、
前記第１の画像と前記第２の画像とを合成し、それによって出力画像を生成する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
前記第１の画像のドットと前記第２の画像のドットとの重複の度合いとして前記第１の比率と前記第２の比率との積を適用して定められた、ドットの重複による濃度の低下分を補う補正量を決める演算式に基づいて、前記階調補正の補正量を決める
請求項１０記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記階調補正は、前記第１の比率と前記第２の比率との差が小さいほど濃度の増大量が多くなるように、前記第１の比率および前記第２の比率に応じて濃度を増大させる補正である
請求項１１記載の画像処理方法。
【請求項１３】
第１の階調再現方法および第２の階調再現方法を用いる画像処理を実現するコンピューターによって実行されるコンピュータープログラムであって、
入力画像に対して濃度を増大させる階調補正を行なう入力階調補正処理と、
前記入力階調補正処理によって階調補正された前記入力画像を、前記第１の階調再現方法を用いて、前記第１の階調再現方法の配分を定める第１の比率に応じた濃度を表す第１の画像に変換する第１処理と、
前記入力階調補正処理によって階調補正された前記入力画像または階調補正されていない前記入力画像を、前記第２の階調再現方法を用いて、前記第２の階調再現方法の配分を定める第２の比率に応じた濃度を表す第２の画像に変換する第２処理と、
前記第１処理によって得られる前記第１の画像と、前記第２処理によって得られる前記第２の画像とを合成し、それによって出力画像を生成する合成処理と、を前記コンピューターに実行させる
ことを特徴とするコンピュータープログラム。
【請求項１】
第１の階調再現方法および第２の階調再現方法を用いる画像処理をする画像処理装置であって、
入力画像に対して濃度を増大させる階調補正を行なう入力階調補正部と、
前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像を、前記第１の階調再現方法を用いて、前記第１の階調再現方法の配分を定める第１の比率に応じた濃度を表す第１の画像に変換する第１処理部と、
前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像または階調補正されていない前記入力画像を、前記第２の階調再現方法を用いて、前記第２の階調再現方法の配分を定める第２の比率に応じた濃度を表す第２の画像に変換する第２処理部と、
前記第１処理部によって得られる前記第１の画像と、前記第２処理部によって得られる前記第２の画像とを合成し、それによって出力画像を生成する合成部と、を備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記入力階調補正部は、前記階調補正として、前記第１の比率と前記第２の比率との差が小さいほど濃度の増大量が多くなるように、前記第１の比率および前記第２の比率に応じて濃度を増大させる補正を行なう
請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記入力階調補正部は、前記階調補正として、第１の階調補正および当該第１の階調補正とは補正量の異なる第２の階調補正を行い、
前記第１処理部は、前記第１の階調補正が加えられた前記入力画像を前記第１の画像に変換し、
前記第２処理部は、前記第２の階調補正が加えられた前記入力画像を前記第２の画像に変換する
請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
第１の階調再現方法および第２の階調再現方法を用いる画像処理をする画像処理回路と、前記画像処理回路によって生成される画像を印刷する作像機構とを有する画像形成装置であって、
前記画像処理回路は、
入力画像に対して濃度を増大させる階調補正を行なう入力階調補正部と、
前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像を、前記第１の階調再現方法を用いて、前記第１の階調再現方法の配分を定める第１の比率に応じた濃度を表す第１の画像に変換する第１処理部と、
前記入力階調補正部によって階調補正された前記入力画像または階調補正されていない前記入力画像を、前記第２の階調再現方法を用いて、前記第２の階調再現方法の配分を定める第２の比率に応じた濃度を表す第２の画像に変換する第２処理部と、
前記第１処理部によって得られる前記第１の画像と、前記第２処理部によって得られる前記第２の画像とを合成し、それによって出力画像を生成する合成部と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記入力階調補正部は、前記階調補正として、前記第１の比率と前記第２の比率との差が小さいほど濃度の増大量が多くなるように、前記第１の比率および前記第２の比率に応じて濃度を増大させる補正を行なう
請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記入力階調補正部は、前記階調補正として、第１の階調補正および当該第１の階調補正とは補正量の異なる第２の階調補正を行い、
前記第１処理部は、前記第１の階調補正が加えられた前記入力画像を前記第１の画像に変換し、
前記第２処理部は、前記第２の階調補正が加えられた前記入力画像を前記第２の画像に変換する
請求項４または５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記入力階調補正部は、前記入力画像のうちの設定濃度以下の部分のみの濃度を増大させる
請求項４ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記設定濃度を指定する操作のためのマンマシンインタフェースを備える
請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第１の階調再現方法および前記第２の階調再現方法のうち、一方はディザ法であり、他方は誤差拡散法である
請求項４ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
第１の階調再現方法および第２の階調再現方法を用いる画像処理方法であって、
入力画像に対して濃度を増大させる階調補正を行ない、
階調補正された前記入力画像を、前記第１の階調再現方法を用いて、前記第１の階調再現方法の配分を定める第１の比率に応じた濃度を表す第１の画像に変換し、
階調補正された前記入力画像または階調補正されていない前記入力画像を、前記第２の階調再現方法を用いて、前記第２の階調再現方法の配分を定める第２の比率に応じた濃度を表す第２の画像に変換し、
前記第１の画像と前記第２の画像とを合成し、それによって出力画像を生成する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
前記第１の画像のドットと前記第２の画像のドットとの重複の度合いとして前記第１の比率と前記第２の比率との積を適用して定められた、ドットの重複による濃度の低下分を補う補正量を決める演算式に基づいて、前記階調補正の補正量を決める
請求項１０記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記階調補正は、前記第１の比率と前記第２の比率との差が小さいほど濃度の増大量が多くなるように、前記第１の比率および前記第２の比率に応じて濃度を増大させる補正である
請求項１１記載の画像処理方法。
【請求項１３】
第１の階調再現方法および第２の階調再現方法を用いる画像処理を実現するコンピューターによって実行されるコンピュータープログラムであって、
入力画像に対して濃度を増大させる階調補正を行なう入力階調補正処理と、
前記入力階調補正処理によって階調補正された前記入力画像を、前記第１の階調再現方法を用いて、前記第１の階調再現方法の配分を定める第１の比率に応じた濃度を表す第１の画像に変換する第１処理と、
前記入力階調補正処理によって階調補正された前記入力画像または階調補正されていない前記入力画像を、前記第２の階調再現方法を用いて、前記第２の階調再現方法の配分を定める第２の比率に応じた濃度を表す第２の画像に変換する第２処理と、
前記第１処理によって得られる前記第１の画像と、前記第２処理によって得られる前記第２の画像とを合成し、それによって出力画像を生成する合成処理と、を前記コンピューターに実行させる
ことを特徴とするコンピュータープログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−２６７２９（Ｐ２０１３−２６７２９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８１３６（Ｐ２０１１−１５８１３６）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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