画像処理装置、画像読取装置、画像処理方法及び画像処理プログラム
【課題】多値の画像データを高解像度の画像データに変換するにあたり、変換後の画像データのドット再現性とともに画質を高めることである。
【解決手段】多値の画像データの注目画素を階調変換する階調変換部１４１と、注目画素ごとに、階調変換で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な画素ブロックを出力して高解像度の画像データを作成する解像度変換部１４２と、階調変換前後の階調値の誤差値を注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散部１４３と、を備え、解像度変換部１４２は、注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、注目画素と周辺画素との画素ブロック内の黒画素が集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力する。
【解決手段】多値の画像データの注目画素を階調変換する階調変換部１４１と、注目画素ごとに、階調変換で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な画素ブロックを出力して高解像度の画像データを作成する解像度変換部１４２と、階調変換前後の階調値の誤差値を注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散部１４３と、を備え、解像度変換部１４２は、注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、注目画素と周辺画素との画素ブロック内の黒画素が集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを高解像度に変換する画像処理装置と、当該画像処理装置を備えた画像読取装置、画像処理方法及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低解像度で多値の画像データから、所定の画素数で構成される画素ブロックを用いて高解像度の画像データに変換する技術が提案されている。多値とは、出力する画素ブロックで再現できる階調数以上の値である。
【０００３】
例えば、階調変換値をディザ閾値マトリクスに従って生成し、低解像度で多値の画像データを階調変換値により階調変換データに変換し、高解像度で２値の画像データに変換する際に、画素集中型のディザ閾値マトリクスを参照することで、粒状性、解像性を保持した高解像度で２値の画像データを高速に生成する画像処理方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。この構成では、変換後の画像データの黒画素を集中することで、印刷時に再現されない孤立した黒画素を防ぎ、印刷時のドット再現性を高めている。
【特許文献１】特開２００２−１８５７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の構成では、ディザ閾値マトリクスを使用し、画像データに対して全面的に黒画素の集中処理を行うことで固定パターンが発生し、テクスチャノイズが発生しやすかった。
【０００５】
本発明の課題は、多値の画像データを高解像度の画像データに変換するにあたり、変換後の画像データのドット再現性とともに画質を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明の画像処理装置は、
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換部と、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換部と、
前記階調変換部による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散部と、を備え、
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、
複数の出力順パターンを記憶する第１の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、前記第１の記憶部に記憶された複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを選択することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像処理装置において、
前記第１の記憶部は、前記各出力順パターンを出力順カテゴリに対応付けて記憶することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像処理装置において、
前記第１の記憶部は、全て白画素の出力順パターンを含む前記複数の出力順パターンを記憶することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
注目画素の周辺画素の出力順カテゴリに対応付けて当該周辺画素の最初に出力される黒画素に当該注目画素の最初に出力される黒画素を集中する当該注目画素の出力順カテゴリを示す画素集中情報を記憶する第２の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、前記画素集中情報に基づいて、注目画素の周辺画素の出力順カテゴリから当該注目画素の出力順カテゴリを決定し、当該決定した出力順カテゴリの出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンを選択することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像処理装置において、
前記解像度変換部は、前記画素集中情報に基づいて決定した前記注目画素の出力順カテゴリの出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンをランダムに又はユーザ指示に応じて選択することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項２から４のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第２の所定値以上である場合に、前記第１の記憶部に記憶された複数の出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンをランダムに又はユーザ指示に応じて選択することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記解像度変換部は、出力する注目画素の画素ブロックに孤立する黒画素がある場合に、前記階調変換部の前記閾値のうち白画素の階調値に変換する閾値を、画素ブロックが少なくとも一つ黒画素を有する階調値に変更する閾値に変更することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
第３の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、画素ブロックを出力した注目画素の出力順カテゴリを前記第３の記憶部に記憶し、当該第３の記憶部に記憶された出力順カテゴリを周辺画素の出力順カテゴリとして参照することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記階調変換部の閾値の設定の入力を受け付ける第１の操作部を備え、
前記階調変換部は、前記第１の操作部を介する入力により設定された閾値に基づいて前記多値の画像データにおける注目画素の階調値を変換することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記誤差拡散部の拡散係数パターンの設定の入力を受け付ける第２の操作部を備え、
前記誤差拡散部は、前記第２の操作部を介する入力により設定された拡散係数パターンに基づいて前記誤差値を前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に記載の発明の画像読取装置は、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
原稿を読み取り画像データを取得する画像読取部と、を備え、
前記階調変換部は、前記画像読取部により取得された多値の画像データにおける注目画素の階調値を変換することを特徴とする。
【００１８】
請求項１３に記載の発明の画像処理方法は、
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換工程と、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換工程と、
前記階調変換工程による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散工程と、を含み、
前記解像度変換工程において、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする。
【００１９】
請求項１４に記載の発明の画像処理プログラムは、
コンピュータを、
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換部、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換部、
前記階調変換部による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散部、
として機能させ、
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１、１３、１４に記載の発明によれば、多値の画像データを高解像度の画像データに変換するにあたり、変換後の画像データのドット再現性を高めるとともに、テクスチャノイズの発生を防いで画質を高めることができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを選択できる。また、複数の出力順パターンを用いることで、変換後の画像データのテクスチャノイズの発生をより防ぐことができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、出力順カテゴリに対応する出力順パターンを容易に読み出すことができ、注目画素の画素ブロックの黒画素と周辺画素の画素ブロックの黒画素とを集中させる処理を単純化できる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、全て白画素の出力順パターンに対応する出力順カテゴリを周辺画素に用いることができ、全て白画素の周辺画素を把握できる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、画素集中情報を用いて注目画素の画素ブロックの黒画素と周辺画素の画素ブロックの黒画素とを集中させる処理を単純化できる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを適切に選択でき、変換後の画像データのテクスチャノイズの発生をより防ぐことができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、変換後の画像データの高濃度部におけるドット再現性を高めるとともに画質を高めることができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、変換後の画像データの黒画素の孤立化を容易に回避できる。
【００２８】
請求項９に記載の発明によれば、第３の記憶部に記憶された出力順カテゴリに基づいて、周辺画素の画素ブロックの黒画素の位置を容易に把握できる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明によれば、階調変換の閾値を設定でき、変換後の画像データの画質を調整できる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明によれば、拡散係数パターンに基づく誤差拡散方式を設定できる。
【００３１】
請求項１２に記載の発明によれば、画像読取部で読み取った多値の画像データを高解像度の画像データに変換するにあたり、変換後の画像データのドット再現性を高めるとともに、テクスチャノイズの発生を防いで画質を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００３３】
図１を参照して、本実施の形態における構成について説明する。図１に、本実施の形態の画像形成装置１の内部構成を示す。
【００３４】
図１に示すように、画像形成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、第１、第２の記憶部としてのＲＯＭ（Read Only Memory）１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、画像読取部１３と、画像処理部１４と、メモリ制御部１５と、画像メモリ１６と、画像形成部１７と、搬送部１８と、第１、第２の操作部としての操作部１９と、通信部２０と、により構成され、各部はバス２１により相互に接続される。
【００３５】
ＣＰＵ１０は、画像形成装置１の各部を中央制御する。ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１に記憶された各種システムプログラム、アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１２に展開し、当該展開されたプログラムと、ＣＰＵ１０との協働により各種処理が実行される。
【００３６】
ＣＰＵ１０は、後述する画像変換プログラムに基づいて、階調変換部１４１に、画像読取部１３等により入力された多値の画像データの注目画素を階調変換させ、解像度変換部１４２に、階調変換後の注目画素の階調値が１又は２の場合に、その注目画素及び周辺画素の画素ブロックの黒画素が集中するように高解像度の画素ブロックに解像度変換させ、誤差拡散部１４３に、その注目画素の階調変換前後の階調値の誤差を周辺画素に拡散させることを、全ての注目画素について実行し、高解像度で２値の画像データを取得する。
【００３７】
ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０によって実行される、画像形成装置１の動作に係る各種機能を実現するための各種プログラムと、当該各種プログラムの実行時に使用される各種データを記憶する。特に、ＲＯＭ１１は、画像変換プログラムと、画像処理部１４での階調変換処理で使用する閾値のデータと、画素集中ＬＵＴ（Look Up Table）３０（図２参照）と、出力順パターン表４０（図４参照）と、誤差拡散処理で使用する拡散係数パターンのデータ（図５参照）を記憶している。
【００３８】
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０によって実行される各種制御プログラムをプログラム格納エリアに展開し、入力されたデータや、各種制御プログラムの実行時に生じる処理結果等のデータをワークエリアに一時的に記憶する。
【００３９】
画像読取部１３は、スキャナ等により構成され、スキャナにより原稿の画像情報を読み
取って画像データを生成する。具体的に、画像読取部１３は、透明なコンタクトガラスに載置された原稿を、光源からの照明により走査し、その反射光をＣＣＤ（Charge Coupled
Device）により結像して光電変換することにより多値の画像データを生成し、画像処理部１４に出力する。
【００４０】
画像処理部１４は、入力された多値の画像データに対し、変倍処理、フィルタ処理、ガンマ変換処理等の各種画像処理を施す。また、画像処理部１４は、階調変換部１４１、解像度変換部１４２、誤差拡散部１４３を有し、処理対象の画像データに対し、それぞれ、閾値との比較により階調変換する階調変換、高解像度の画像データに変換する解像度変換、誤差拡散処理を実行する。以下、階調変換部１４１、解像度変換部１４２、誤差拡散部１４３における処理の詳細を説明する。
【００４１】
階調変換部１４１は、画像読取部１３から入力された（低解像度で）多値の画像データ（以下、（低解像度で）多値の画像データを多値画像データという）の注目画素の階調値を、階調数が減少するように変換する。具体的に、階調変換部１４１は、ＲＯＭ１１に記憶された閾値のデータを読み出してユーザに選択された閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３を画像処理部１４内部の閾値レジスタ（図示略）に保持し、注目画素の階調値を、閾値レジスタに保持された閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３との比較によって変換する。本実施の形態では、閾値としてＴＨＲ０〜ＴＨＲ３の４つの値を用いるものとするが、この数に限定されるものではない。また、閾値に限らず、ＲＯＭ１１に記憶された階調変換ＬＵＴを用いて変換するようにしてもよい。
【００４２】
解像度変換部１４２は、階調変換部１４１における階調変換で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な画素ブロックを出力することにより、入力された階調変換後の画像データよりも高解像度の画像データを作成する。具体的に、解像度変換部１４２は、ＲＯＭ１１に記憶された画素集中ＬＵＴ３０、出力順パターン４０のデータを読み出して画像処理部１４内部の解像度変換レジスタ（図示略）に保持し、解像度変換レジスタに保持された画素集中ＬＵＴ３０、出力順パターン４０に基づいて、注目画素の出力順パターンを選択し、その出力順パターンに対応する画素ブロックを出力する。また、解像度変換部１４２は、画素ブロックを出力した注目画素の出力順カテゴリを画像処理部１４内部の第３の記憶部としてのバッファメモリ（図示略）に保持し、次からの注目画素の出力順パターンの選択に利用する。なお、高解像度の画像データを作成するか否かは、操作部１９の操作により選択可能とし、高解像度の画像データの作成が選択された場合に、解像度変換部１４２による処理を行うようにしてもよい。
【００４３】
誤差拡散部１４３は、階調変換部１４１での階調変換前と変換後における注目画素の階調値の誤差値を画像処理部１４内のバッファメモリ（図示略）に保持し、その誤差値を、多値画像データの未処理の周辺画素に拡散して各周辺画素の階調値に加算する誤差拡散処理を行う。具体的に、誤差拡散部１４３は、ＲＯＭ１１に記憶された拡散係数パターンのデータを読み出して画像処理部１４内部の係数パターンレジスタ（図示略）にユーザ選択可能に保持し、バッファメモリに保持された注目画素の誤差値に、係数パターンレジスタに保持されたユーザ選択後の拡散係数パターンに示された各係数を乗算し、その乗算値を各周辺画素の元の階調値に加算する。
【００４４】
階調変換部１４１、解像度変換部１４２、誤差拡散部１４３は、ＣＰＵ，ＲＡＭ等を備え、ＲＡＭに展開したプログラムとＣＰＵとの協働により各種処理を実現するソフトウェア的な構成としてもよく、回路等によりハードウェア的に構成することとしてもよい。
【００４５】
メモリ制御部１５は、画像データの読み出し及び書き込みの際の画像メモリ１６へのアクセスを制御する。画像メモリ１６は、揮発性、不揮発性の記録媒体で構成されており、画像処理部１４で処理された画像データを記憶する。
【００４６】
画像形成部１７は、ＣＰＵ１０からの印刷制御信号に従って、所定の印刷方式（例えば、電子写真方式、インクジェット方式、熱転写方式等）で、転写紙に画像を形成する。搬送部１８は、複数のローラにより画像形成前及び形成後の転写紙の搬送を行う。
【００４７】
操作部１９は、数字キーやスタートキー等の各種機能キー、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示画面と一体に構成されるタッチパネルを備えて構成されており、キー操作に対応する操作信号、タッチパネルでの入力操作に応じた操作信号をＣＰＵ１０に出力する。
【００４８】
通信部２０は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等により構成され、ＰＣ（Personal Computer）、プリントサーバ等の外部機器と画像データ等の情報の送受信を介する。
【００４９】
次に、図２〜図５を参照して、ＲＯＭ１１に記憶される各種データを説明する。
【００５０】
ＲＯＭ１１は、多値画像データの注目画素の階調変換に用いる閾値（例えば、４つ以上の値）を記憶する。ＲＯＭ１１から読み出された閾値は、ユーザ操作により閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３が選択されて画像処理部１４の閾値レジスタに格納されて使われる。これらの値が閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３の初期値となる。
【００５１】
本実施の形態では、多値画像データを２値で高解像度の画像データに変換し、具体的には、多値画像データの１画素を２×２＝４画素（画素ブロック）に変換する。その出力階調値の階調数は、次式（１）により求められる。
出力階調値の階調数
＝｛（高解像度画像データの階調数―１）×画素ブロック数｝＋１ …（１）
高解像度の画像データの階調数＝２、画素ブロック数＝４ゆえ、出力階調値の階調数は５となる。
【００５２】
閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３は、階調数＝５の階調変換の下記条件を判別するのに適した値が設定される。
注目画素の階調値＜ＴＨＲ０ → 階調値＝０（０／８ｂｉｔ）
ＴＨＲ０≦注目画素の階調値＜ＴＨＲ１ → 階調値＝１（６４／８ｂｉｔ）
ＴＨＲ１≦注目画素の階調値＜ＴＨＲ２ → 階調値＝２（１２８／８ｂｉｔ）
ＴＨＲ２≦注目画素の階調値＜ＴＨＲ３ → 階調値＝３（１９２／８ｂｉｔ）
ＴＨＲ３≦注目画素の階調値 → 階調値＝４（２５５／８ｂｉｔ）
【００５３】
図２に、画素集中ＬＵＴ３０の構成を示す。図３に、参照画素ａ，ｂと注目画素との位置関係を示す。ＲＯＭ１１は、図２に示す画素集中ＬＵＴ３０を記憶する。画素集中ＬＵＴ３０は、多値画像データの参照画素ａ，ｂと、その出力順カテゴリＡ〜Ｅに応じた、注目画素の出力順カテゴリＡ〜Ｅを有するテーブルである。図３に示すように、多値画像データの注目画素＊の上及び左の周辺画素として、参照画素ａ，ｂが位置する。
【００５４】
注目画素が一番上のライン又は左端の画素である場合には、参照画素ａ，ｂに画素がない場合が存在するが、その場合は、その位置の出力順カテゴリを所定の出力順カテゴリ（例えば、出力順カテゴリＥ）とする。また、各注目画素の出力順カテゴリは、画像処理部１４のバッファメモリに一時的に格納され、その出力順カテゴリが後に参照画素の出力順カテゴリとして使われる。このため、バッファメモリには、少なくとも多値画像データ２ライン分の出力順カテゴリが格納可能に構成されている。
【００５５】
図４に、出力順パターン表４０の構成を示す。ＲＯＭ１１は、図４に示す出力順パターン表４０を記憶する。出力順パターン表４０は、２×２の画素に対応する複数の出力順パターンを有する。図４に示す出力順パターンは、階調変換後の画像データの各１画素を４画素の高解像度に変換する際の、各画素出力順パターンの各画素に示された数字（０〜３）は黒画素の出力順を示しており、この数字の順番で黒画素が優先して出力される。出力順カテゴリＡ〜Ｄは、出力順パターンにおいて最初に出力する黒画素位置により分けられたカテゴリである。
【００５６】
出力順パターン表４０において、出力順カテゴリＡ〜Ｅに基づいて出力順パターンが分類されている。また、図４では、出力順パターン表３０において、出力順パターンを３番目まで黒画素とした出力パターンでも分類されているが、この分類は出力順パターン表３０を見やすくするためのである。また、出力順カテゴリＥの出力順パターンは、全て白色の場合の出力順パターンであり、出力順に意味が無いため、任意の同じ番号「３」で表現したものである。
【００５７】
ＲＯＭ１１から読み出された画素集中ＬＵＴ３０及び出力順パターン表４０は、画像処理部１４の解像度変換レジスタに格納されて使われる。
【００５８】
図５に、拡散係数パターンを示す。ＲＯＭ１１には、図５に示すような複数の異なる拡散係数パターン（係数パターン１〜５）のデータが記憶されている。拡散係数パターンは、多値画像データに施す誤差拡散処理に用いるものである。この係数パターン１〜５の一つに基づいて、注目画素＊の階調変換前後の階調値の誤差が周辺画素の各拡散係数に乗算されて当該周辺画素の階調値に加算される。
【００５９】
ＲＯＭ１１から読み出された係数パターンのデータは、画像処理部１４の係数パターンレジスタに格納されて使われ、係数パターンレジスタの係数パターンのデータは、ユーザ操作により選択設定可能である。
【００６０】
次に、図６〜図９を参照して、本実施形態における動作について説明する。先ず、図６〜図８を参照して、本実施の形態の画像変換の概要を説明する。図６（ａ）に、６００ｄｐｉの画像データを１２００ｄｐｉの画像データに変換するイメージを示す。図６（ｂ）に、２００×２００ｄｐｉの画像データを２００×３００ｄｐｉの画像データに変換するイメージを示す。
【００６１】
多値画像データを高解像度で階調数が少ない画像データに変換する画像処理を考える。入力された多値画像データの１画素を、ｎ×ｍ画素から構成される画素ブロック（ｎ≧１、ｍ≧１の整数）により変換することにより、高解像度の画像データが作成される。画素ブロックは、入力される元の画像データと、作成される高解像度の画像データのサイズから決定される。例えば、６００ｄｐｉの画像データから１２００ｄｐｉの画像データを作成する場合、図６（ａ）に示すように、６００ｄｐｉの画像データの１画素を、縦×横を２×２とした４画素ブロックに変換することにより、１２００ｄｐｉの画像データを作成することができる。
【００６２】
また、２００×２００ｄｐｉの画像データから、２００×３００ｄｐｉの画像データへ変換するように、整数倍の画素ブロックへ変換することができない場合には、図６（ｂ）に示すように、２００×２００ｄｐｉの画像データの１画素を、縦×横を１×１とした１画素ブロックと、縦×横を１×２とした２画素ブロックとで交互に変換することにより、２００×３００ｄｐｉの画像データを作成することができる。本実施の形態では、図６（ａ）の６００ｄｐｉの画像データから１２００ｄｐｉの画像データを作成する場合を説明するが、この解像度に限定されるものではない。
【００６３】
図７を参照して、注目画素として１画素を考えた場合の、本実施の形態の画像変換処理による画素の変化の概略を説明する。図７に、多値の画素から２値の画素の画素ブロックへの変換を示す。
【００６４】
図７に示すように、先ず、６００ｄｐｉの多値画像データの１画素が注目画素として選択され、その注目画素の多値の階調値が、階調変換処理により、５値の階調値（＝０〜４）に変換される。そして、注目画素に対応する出力順パターンが選択され、この出力順パターンに基づいて、階調変換後の階調値と同じ階調値を再現する４画素ブロックが出力される。
【００６５】
図８に、階調値が異なる２値の４画素ブロックを示す。図８に示すように、４画素ブロックは、黒画素がそれぞれ０，１，２，３，４個の５通りの階調値０，２５，５０，７５，１００％をとる。つまり、階調変換後の注目画素の階調値０，１，２，３，４が、順に、階調値０，２５，５０，７５，１００％に対応する。図７の例では、階調変換により注目画素の階調値が２に設定され、選択された出力順パターンに基づいて、上２画素が黒画素となる階調値５０％の４画素ブロックに変換される。
【００６６】
次いで、図９を参照して、画像形成装置１において実行される画像変換処理を説明する。図９に、画像変換処理の流れを示す。画像変換処理は、画像読取部１３又は通信部２０により入力された多値画像データを高解像度で２値の画像データに変換する処理である。
【００６７】
画像形成装置１において、例えば、操作部１９を介してユーザから画像変換処理の実行指示が入力されたことをトリガとして、ＲＯＭ１１から読み出されてＲＡＭ１２に展開された画像変換プログラムと、ＣＰＵ１０との協働により画像変換処理が実行される。
【００６８】
予め、画像読取部１３により原稿が読み取られ、あるいは、通信部２０を介して外部機器から画像データを受信し、その画像データが、画像変換対象としての多値画像データとして画像メモリ１６に格納されているものとする。
【００６９】
図９に示すように、先ず、ＲＯＭ１３から階調変換の閾値と、誤差拡散の係数パターン１〜５のデータが読み出され、操作部１９を介して、閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３の選択入力と、係数パターンの選択入力と、画素集中モードか否かの設定入力と、が受け付けられて設定される（ステップＳ１０）。画素集中モードは、画像データを高解像度に変換する際に黒画素を集中するモードである。また、閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３、係数パターンは、ＲＯＭ１３に記憶されているデータから選択する構成に限定されるものではなく、ステップＳ１０で新たに設定入力される構成としてもよい。また、ステップＳ１０で設定された閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３は、画像処理部１４の閾値レジスタに格納され、同じく設定された係数パターンは、画像処理部１４の係数パターンに格納される。
【００７０】
そして、階調変換部１４１により、画像メモリ１６から多値画像データが読み出され、多値画像データ内の未選択の一つの画素が注目画素として選択されて読み出される（ステップＳ１１）。注目画素として、最初に多値画像データの左上端の画素が選択され、同じラインの左端の画素から右端の画素へ順に選択されていくとともに、ライン上の全ての画素が選択されると一つ下のラインへ移ることが繰り返され、最終的に右下端の画素が選択される。
【００７１】
そして、階調変換部１４１により、ステップＳ１０で設定された閾値レジスタ内の閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３に基づいて、選択中の注目画素の階調値が階調変換されて階調値０〜４が取得される（ステップＳ１２）。また、階調変換部１４１又は誤差拡散部１４３により、選択中の注目画素の階調変換前後の階調値の誤差値が画像処理部１４のバッファメモリに記憶される。
【００７２】
そして、解像度変換部１４２により、ステップＳ１０の設定結果に基づいて、画素集中モードに設定されているか否かが判別される（ステップＳ１３）。画素集中モードに設定されている場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、解像度変換部１４２により、ステップＳ１３で取得された注目画素の階調値が１又は２であるか否かが判別される（ステップＳ１４）。
【００７３】
階調値が１又は２である場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、解像度変換部１４２により、後述するステップＳ２５で記憶された周辺画素のうちの参照画素ａ，ｂに対応する出力順カテゴリが画像処理部１４のバッファメモリから読み出される（ステップＳ１５）。そして、解像度変換部１４２により、ＲＯＭ１１に記憶された画素集中ＬＵＴ３０が参照され、ステップＳ１５で取得された参照画素ａ，ｂに対応する出力順カテゴリに基づいて、注目画素の出力順カテゴリが取得され、ＲＯＭ１１に記憶された出力順パターン表４０が参照され、取得された注目画素に対応する出力順カテゴリに該当する出力順パターンのうちからランダムに一つの出力順パターンが選択される（ステップＳ１６）。
【００７４】
そして、解像度変換部１４２により、選択中の注目画素が、出力順カテゴリ＝Ｄ且つ階調値＝１であるか否かが判別される（ステップＳ１７）。つまり、画素ブロックの右下のみが黒画素であるか（黒画素が孤立しているか）否かが判別される。
【００７５】
出力順カテゴリ＝Ｄ且つ階調値＝１である場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、ＲＡＭ１２に格納された閾値ＴＨＲ０が０に設定される（ステップＳ１８）。そして、解像度変換部１４２により、選択中の注目画素の階調値及び出力順パターンに応じて４画素の画素ブロックが出力される（ステップＳ１９）。
【００７６】
階調値が１又は２でない場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、解像度変換部１４２により、選択中の注目画素の階調値＝０であるか否かが判別される（ステップＳ２０）。階調値＝０である場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、解像度変換部１４２により、ＲＯＭ１１に記憶された出力順パターン表４０が参照され、出力順カテゴリＥに該当する出力順パターンが選択される（ステップＳ２１）。そして、解像度変換部１４２により、閾値レジスタに格納された閾値ＴＨＲ０が初期値に戻されるよう設定され（ステップＳ１８）、ステップＳ１９に移行される。ステップＳ２１実行前に、閾値レジスタに格納された閾値ＴＨＲ０が初期値である場合には、閾値ＴＨＲ０がそのままにされる。出力順カテゴリ＝Ｄ且つ階調値＝１でない場合（ステップＳ１７；ＮＯ）、ステップＳ２２に移行される。
【００７７】
画素集中モードに設定されていない場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、通常の高解像の画像データへの変換モードであり、解像度変換部１４２により、ＲＯＭ１１に記憶された出力順パターン表４０が参照され、出力順カテゴリＥ以外の全ての出力順パターンのうちランダムに一つの出力順パターンが選択され（ステップＳ２３）、ステップＳ２２に移行される。階調値＝０でない場合（ステップＳ２０；ＮＯ）、ステップＳ２３に移行される。
【００７８】
ステップＳ１９の実行後、誤差拡散部１４３により、ステップＳ１０で設定された誤差拡散の係数パターンに基づいて、画像処理部１４のバッファメモリに記憶された注目画素のステップＳ１２における階調変換前と変換後との階調値の誤差を注目画素の周辺画素に拡散する誤差拡散処理が実行される（ステップＳ２４）。誤差拡散パターンのデータは、ユーザの操作入力により選択される構成としたが、自動的に（例えばランダムに）選択される構成としてもよい。
【００７９】
そして、解像度変換部１４２により、選択中の注目画素の出力順カテゴリが、画像処理部１４のバッファメモリに格納される（ステップＳ２５）。バッファメモリには、少なくとも多値画像データの２ライン分の画素の出力順カテゴリが記憶される。また、ステップＳ１５で参照画素ａ及びｂとして選択済の出力順カテゴリはバッファメモリから消去して、メモリ容量を低減することとしてもよい。そして、解像度変換部１４２により、多値画像データの全画素が注目画素として選択されたか否かが判別される（ステップＳ２６）。全画素が選択されていない場合（ステップＳ２６；ＮＯ）、ステップＳ１１に移行される。全画素が選択された場合（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、画像変換処理が終了する。
【００８０】
以上、本実施の形態によれば、画像読取部１３で読み取られた、又は通信部２０を介して受信した多値画像データを高解像度で２値の画像データに変換するにあたり、階調変換後の階調値＝１又は２の低濃度部において、注目画素の画素ブロックの黒画素と周辺画素の画素ブロックの黒画素とを集中させるので、変換後の画像データのドット再現性を高めるとともに、テクスチャノイズの発生を防いで画質を高めることができる。
【００８１】
また、ＲＯＭ１１に出力順パターン表４０を記憶するので、出力順パターン表４０の複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを選択できる。また、複数の出力順パターンを用いることで、変換後の画像データのテクスチャノイズの発生をより防ぐことができる。
【００８２】
また、出力順パターン表４０において、出力順パターンを出力順カテゴリＡ〜Ｅに対応付けるので、出力順カテゴリＡ〜Ｅに対応する出力順パターンを容易に読み出すことができ、注目画素の画素ブロックの黒画素と周辺画素の画素ブロックの黒画素とを集中させる処理を単純化できる。
【００８３】
また、出力順パターン表４０が、全て白画素の出力順パターンに対応する出力順カテゴリＥを有するので、出力順カテゴリＥを周辺画素に用いることができ、全て白画素の周辺画素を把握できる。
【００８４】
また、ＲＯＭ１１に画素集中ＬＵＴ３０を記憶するので、画素集中ＬＵＴ３０を用いて、注目画素の画素ブロックの黒画素と周辺画素の画素ブロックの黒画素とを集中させる処理を単純化できる。
【００８５】
また、階調変換後の階調値＝１又は２の注目画素において、参照画素ａ，ｂの出力順カテゴリＡ〜Ｅに対応する、出力順パターン表４０の複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンをランダムに選択するので、複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを適切に選択でき、変換後の画像データのテクスチャノイズの発生をより防ぐことができる。
【００８６】
また、階調変換後の階調値＝３又は４の注目画素において、出力順パターン表４０の複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンをランダムに選択するので、変換後の画像データの高濃度部におけるドット再現性を高めるとともに画質を高めることができる。
【００８７】
また、注目画素が階調変換後の階調値＝１且つ出力順カテゴリＤである場合に、閾値ＴＨＲ０を０とするので、次に選択される注目画素の画素ブロックに黒画素が少なくとも一つ含まれ、変換後の画像データの黒画素の孤立化を容易に回避できる。
【００８８】
また、画素ブロックを出力した注目画素の出力順カテゴリを画像処理部１４のバッファメモリに記憶していくので、バッファメモリに記憶された出力順カテゴリに基づいて、周辺画素の画素ブロックの黒画素の位置を容易に把握できる。
【００８９】
また、操作部１９を介するユーザ入力により階調変換の閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３を設定するので、階調変換の閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３を容易に設定でき、変換後の画像データの画質を調整できる。
【００９０】
また、操作部１９を介するユーザ入力により誤差拡散の係数パターン１〜５を選択して設定するので、拡散係数パターンに基づく誤差拡散方式を自在に設定できる。
【００９１】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適な画像処理装置、画像読取装置、画像処理方法及び画像処理プログラムの一例であり、これに限定されるものではない。また、以上の実施の形態における機密印刷システムを構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【００９２】
例えば、上記実施の形態においては、画像変換処理のステップＳ１６，Ｓ２３において、選択対象の出力順パターンからランダムに一つの出力順パターンを選択する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、操作部１９を介するユーザ入力により、選択対象の出力順パターン等を設定し、その設定に基づいて出力順パターンを選択する構成としてもよい。
【００９３】
また、上記実施の形態において、出力する画素ブロックの各画素が２値であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、３値以上としてもよい。図１０に、多値の画素から４値の画素の画素ブロックへの変換を示す。図１０に示すように、例えば、多値（８ｂｉｔ）の６００ｄｐｉの画像データの画素を注目画素とし、その注目画素を閾値で１３値に階調変換し、出力順パターンを用いて、１画素が４値（３ｂｉｔ）で１３階調が表現可能な１２００ｄｐｉの４画素ブロックに変換するような構成としてもよい。その際の出力順の階調は、図１０の（１）に示すように出力順が先の画素の階調を黒にしてから次の画素の階調を決定することとしてもよく、（２）に示すように、出力順が先の画素の階調を中間調の状態のまま次の画素の階調を決定することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る実施の形態の画像形成装置１の内部構成を示すブロック図である。
【図２】画素集中ＬＵＴ３０の構成を示す図である。
【図３】参照画素ａ，ｂと注目画素との位置関係を示す図である。
【図４】出力順パターン表４０の構成を示す図である。
【図５】拡散係数パターンを示す図である。
【図６】（ａ）は、６００ｄｐｉの画像データを１２００ｄｐｉの画像データに変換するイメージを示す図である。（ｂ）は、２００×２００ｄｐｉの画像データを２００×３００ｄｐｉの画像データに変換するイメージを示す図である。
【図７】多値の画素から２値の画素の画素ブロックへの変換を示す図である。
【図８】階調値が異なる２値の４画素ブロックを示す図である。
【図９】画像変換処理を示すフローチャートである。
【図１０】多値の画素から４値の画素の画素ブロックへの変換を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 画像形成装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＯＭ
１２ ＲＡＭ
１３ 画像読取部
１４ 画像処理部
１４１ 階調変換部
１４２ 解像度変換部
１４３ 誤差拡散部
１５ メモリ制御部
１６ 画像メモリ
１７ 画像形成部
１８ 搬送部
１９ 操作部
２０ 通信部
２１ バス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを高解像度に変換する画像処理装置と、当該画像処理装置を備えた画像読取装置、画像処理方法及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低解像度で多値の画像データから、所定の画素数で構成される画素ブロックを用いて高解像度の画像データに変換する技術が提案されている。多値とは、出力する画素ブロックで再現できる階調数以上の値である。
【０００３】
例えば、階調変換値をディザ閾値マトリクスに従って生成し、低解像度で多値の画像データを階調変換値により階調変換データに変換し、高解像度で２値の画像データに変換する際に、画素集中型のディザ閾値マトリクスを参照することで、粒状性、解像性を保持した高解像度で２値の画像データを高速に生成する画像処理方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。この構成では、変換後の画像データの黒画素を集中することで、印刷時に再現されない孤立した黒画素を防ぎ、印刷時のドット再現性を高めている。
【特許文献１】特開２００２−１８５７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の構成では、ディザ閾値マトリクスを使用し、画像データに対して全面的に黒画素の集中処理を行うことで固定パターンが発生し、テクスチャノイズが発生しやすかった。
【０００５】
本発明の課題は、多値の画像データを高解像度の画像データに変換するにあたり、変換後の画像データのドット再現性とともに画質を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明の画像処理装置は、
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換部と、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換部と、
前記階調変換部による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散部と、を備え、
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、
複数の出力順パターンを記憶する第１の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、前記第１の記憶部に記憶された複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを選択することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像処理装置において、
前記第１の記憶部は、前記各出力順パターンを出力順カテゴリに対応付けて記憶することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像処理装置において、
前記第１の記憶部は、全て白画素の出力順パターンを含む前記複数の出力順パターンを記憶することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
注目画素の周辺画素の出力順カテゴリに対応付けて当該周辺画素の最初に出力される黒画素に当該注目画素の最初に出力される黒画素を集中する当該注目画素の出力順カテゴリを示す画素集中情報を記憶する第２の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、前記画素集中情報に基づいて、注目画素の周辺画素の出力順カテゴリから当該注目画素の出力順カテゴリを決定し、当該決定した出力順カテゴリの出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンを選択することを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像処理装置において、
前記解像度変換部は、前記画素集中情報に基づいて決定した前記注目画素の出力順カテゴリの出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンをランダムに又はユーザ指示に応じて選択することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項２から４のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第２の所定値以上である場合に、前記第１の記憶部に記憶された複数の出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンをランダムに又はユーザ指示に応じて選択することを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記解像度変換部は、出力する注目画素の画素ブロックに孤立する黒画素がある場合に、前記階調変換部の前記閾値のうち白画素の階調値に変換する閾値を、画素ブロックが少なくとも一つ黒画素を有する階調値に変更する閾値に変更することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
第３の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、画素ブロックを出力した注目画素の出力順カテゴリを前記第３の記憶部に記憶し、当該第３の記憶部に記憶された出力順カテゴリを周辺画素の出力順カテゴリとして参照することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記階調変換部の閾値の設定の入力を受け付ける第１の操作部を備え、
前記階調変換部は、前記第１の操作部を介する入力により設定された閾値に基づいて前記多値の画像データにおける注目画素の階調値を変換することを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記誤差拡散部の拡散係数パターンの設定の入力を受け付ける第２の操作部を備え、
前記誤差拡散部は、前記第２の操作部を介する入力により設定された拡散係数パターンに基づいて前記誤差値を前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に記載の発明の画像読取装置は、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
原稿を読み取り画像データを取得する画像読取部と、を備え、
前記階調変換部は、前記画像読取部により取得された多値の画像データにおける注目画素の階調値を変換することを特徴とする。
【００１８】
請求項１３に記載の発明の画像処理方法は、
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換工程と、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換工程と、
前記階調変換工程による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散工程と、を含み、
前記解像度変換工程において、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする。
【００１９】
請求項１４に記載の発明の画像処理プログラムは、
コンピュータを、
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換部、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換部、
前記階調変換部による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散部、
として機能させ、
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１、１３、１４に記載の発明によれば、多値の画像データを高解像度の画像データに変換するにあたり、変換後の画像データのドット再現性を高めるとともに、テクスチャノイズの発生を防いで画質を高めることができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを選択できる。また、複数の出力順パターンを用いることで、変換後の画像データのテクスチャノイズの発生をより防ぐことができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、出力順カテゴリに対応する出力順パターンを容易に読み出すことができ、注目画素の画素ブロックの黒画素と周辺画素の画素ブロックの黒画素とを集中させる処理を単純化できる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、全て白画素の出力順パターンに対応する出力順カテゴリを周辺画素に用いることができ、全て白画素の周辺画素を把握できる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、画素集中情報を用いて注目画素の画素ブロックの黒画素と周辺画素の画素ブロックの黒画素とを集中させる処理を単純化できる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを適切に選択でき、変換後の画像データのテクスチャノイズの発生をより防ぐことができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、変換後の画像データの高濃度部におけるドット再現性を高めるとともに画質を高めることができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明によれば、変換後の画像データの黒画素の孤立化を容易に回避できる。
【００２８】
請求項９に記載の発明によれば、第３の記憶部に記憶された出力順カテゴリに基づいて、周辺画素の画素ブロックの黒画素の位置を容易に把握できる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明によれば、階調変換の閾値を設定でき、変換後の画像データの画質を調整できる。
【００３０】
請求項１１に記載の発明によれば、拡散係数パターンに基づく誤差拡散方式を設定できる。
【００３１】
請求項１２に記載の発明によれば、画像読取部で読み取った多値の画像データを高解像度の画像データに変換するにあたり、変換後の画像データのドット再現性を高めるとともに、テクスチャノイズの発生を防いで画質を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００３３】
図１を参照して、本実施の形態における構成について説明する。図１に、本実施の形態の画像形成装置１の内部構成を示す。
【００３４】
図１に示すように、画像形成装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、第１、第２の記憶部としてのＲＯＭ（Read Only Memory）１１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、画像読取部１３と、画像処理部１４と、メモリ制御部１５と、画像メモリ１６と、画像形成部１７と、搬送部１８と、第１、第２の操作部としての操作部１９と、通信部２０と、により構成され、各部はバス２１により相互に接続される。
【００３５】
ＣＰＵ１０は、画像形成装置１の各部を中央制御する。ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１に記憶された各種システムプログラム、アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１２に展開し、当該展開されたプログラムと、ＣＰＵ１０との協働により各種処理が実行される。
【００３６】
ＣＰＵ１０は、後述する画像変換プログラムに基づいて、階調変換部１４１に、画像読取部１３等により入力された多値の画像データの注目画素を階調変換させ、解像度変換部１４２に、階調変換後の注目画素の階調値が１又は２の場合に、その注目画素及び周辺画素の画素ブロックの黒画素が集中するように高解像度の画素ブロックに解像度変換させ、誤差拡散部１４３に、その注目画素の階調変換前後の階調値の誤差を周辺画素に拡散させることを、全ての注目画素について実行し、高解像度で２値の画像データを取得する。
【００３７】
ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０によって実行される、画像形成装置１の動作に係る各種機能を実現するための各種プログラムと、当該各種プログラムの実行時に使用される各種データを記憶する。特に、ＲＯＭ１１は、画像変換プログラムと、画像処理部１４での階調変換処理で使用する閾値のデータと、画素集中ＬＵＴ（Look Up Table）３０（図２参照）と、出力順パターン表４０（図４参照）と、誤差拡散処理で使用する拡散係数パターンのデータ（図５参照）を記憶している。
【００３８】
ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０によって実行される各種制御プログラムをプログラム格納エリアに展開し、入力されたデータや、各種制御プログラムの実行時に生じる処理結果等のデータをワークエリアに一時的に記憶する。
【００３９】
画像読取部１３は、スキャナ等により構成され、スキャナにより原稿の画像情報を読み
取って画像データを生成する。具体的に、画像読取部１３は、透明なコンタクトガラスに載置された原稿を、光源からの照明により走査し、その反射光をＣＣＤ（Charge Coupled
Device）により結像して光電変換することにより多値の画像データを生成し、画像処理部１４に出力する。
【００４０】
画像処理部１４は、入力された多値の画像データに対し、変倍処理、フィルタ処理、ガンマ変換処理等の各種画像処理を施す。また、画像処理部１４は、階調変換部１４１、解像度変換部１４２、誤差拡散部１４３を有し、処理対象の画像データに対し、それぞれ、閾値との比較により階調変換する階調変換、高解像度の画像データに変換する解像度変換、誤差拡散処理を実行する。以下、階調変換部１４１、解像度変換部１４２、誤差拡散部１４３における処理の詳細を説明する。
【００４１】
階調変換部１４１は、画像読取部１３から入力された（低解像度で）多値の画像データ（以下、（低解像度で）多値の画像データを多値画像データという）の注目画素の階調値を、階調数が減少するように変換する。具体的に、階調変換部１４１は、ＲＯＭ１１に記憶された閾値のデータを読み出してユーザに選択された閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３を画像処理部１４内部の閾値レジスタ（図示略）に保持し、注目画素の階調値を、閾値レジスタに保持された閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３との比較によって変換する。本実施の形態では、閾値としてＴＨＲ０〜ＴＨＲ３の４つの値を用いるものとするが、この数に限定されるものではない。また、閾値に限らず、ＲＯＭ１１に記憶された階調変換ＬＵＴを用いて変換するようにしてもよい。
【００４２】
解像度変換部１４２は、階調変換部１４１における階調変換で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な画素ブロックを出力することにより、入力された階調変換後の画像データよりも高解像度の画像データを作成する。具体的に、解像度変換部１４２は、ＲＯＭ１１に記憶された画素集中ＬＵＴ３０、出力順パターン４０のデータを読み出して画像処理部１４内部の解像度変換レジスタ（図示略）に保持し、解像度変換レジスタに保持された画素集中ＬＵＴ３０、出力順パターン４０に基づいて、注目画素の出力順パターンを選択し、その出力順パターンに対応する画素ブロックを出力する。また、解像度変換部１４２は、画素ブロックを出力した注目画素の出力順カテゴリを画像処理部１４内部の第３の記憶部としてのバッファメモリ（図示略）に保持し、次からの注目画素の出力順パターンの選択に利用する。なお、高解像度の画像データを作成するか否かは、操作部１９の操作により選択可能とし、高解像度の画像データの作成が選択された場合に、解像度変換部１４２による処理を行うようにしてもよい。
【００４３】
誤差拡散部１４３は、階調変換部１４１での階調変換前と変換後における注目画素の階調値の誤差値を画像処理部１４内のバッファメモリ（図示略）に保持し、その誤差値を、多値画像データの未処理の周辺画素に拡散して各周辺画素の階調値に加算する誤差拡散処理を行う。具体的に、誤差拡散部１４３は、ＲＯＭ１１に記憶された拡散係数パターンのデータを読み出して画像処理部１４内部の係数パターンレジスタ（図示略）にユーザ選択可能に保持し、バッファメモリに保持された注目画素の誤差値に、係数パターンレジスタに保持されたユーザ選択後の拡散係数パターンに示された各係数を乗算し、その乗算値を各周辺画素の元の階調値に加算する。
【００４４】
階調変換部１４１、解像度変換部１４２、誤差拡散部１４３は、ＣＰＵ，ＲＡＭ等を備え、ＲＡＭに展開したプログラムとＣＰＵとの協働により各種処理を実現するソフトウェア的な構成としてもよく、回路等によりハードウェア的に構成することとしてもよい。
【００４５】
メモリ制御部１５は、画像データの読み出し及び書き込みの際の画像メモリ１６へのアクセスを制御する。画像メモリ１６は、揮発性、不揮発性の記録媒体で構成されており、画像処理部１４で処理された画像データを記憶する。
【００４６】
画像形成部１７は、ＣＰＵ１０からの印刷制御信号に従って、所定の印刷方式（例えば、電子写真方式、インクジェット方式、熱転写方式等）で、転写紙に画像を形成する。搬送部１８は、複数のローラにより画像形成前及び形成後の転写紙の搬送を行う。
【００４７】
操作部１９は、数字キーやスタートキー等の各種機能キー、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示画面と一体に構成されるタッチパネルを備えて構成されており、キー操作に対応する操作信号、タッチパネルでの入力操作に応じた操作信号をＣＰＵ１０に出力する。
【００４８】
通信部２０は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等により構成され、ＰＣ（Personal Computer）、プリントサーバ等の外部機器と画像データ等の情報の送受信を介する。
【００４９】
次に、図２〜図５を参照して、ＲＯＭ１１に記憶される各種データを説明する。
【００５０】
ＲＯＭ１１は、多値画像データの注目画素の階調変換に用いる閾値（例えば、４つ以上の値）を記憶する。ＲＯＭ１１から読み出された閾値は、ユーザ操作により閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３が選択されて画像処理部１４の閾値レジスタに格納されて使われる。これらの値が閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３の初期値となる。
【００５１】
本実施の形態では、多値画像データを２値で高解像度の画像データに変換し、具体的には、多値画像データの１画素を２×２＝４画素（画素ブロック）に変換する。その出力階調値の階調数は、次式（１）により求められる。
出力階調値の階調数
＝｛（高解像度画像データの階調数―１）×画素ブロック数｝＋１ …（１）
高解像度の画像データの階調数＝２、画素ブロック数＝４ゆえ、出力階調値の階調数は５となる。
【００５２】
閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３は、階調数＝５の階調変換の下記条件を判別するのに適した値が設定される。
注目画素の階調値＜ＴＨＲ０ → 階調値＝０（０／８ｂｉｔ）
ＴＨＲ０≦注目画素の階調値＜ＴＨＲ１ → 階調値＝１（６４／８ｂｉｔ）
ＴＨＲ１≦注目画素の階調値＜ＴＨＲ２ → 階調値＝２（１２８／８ｂｉｔ）
ＴＨＲ２≦注目画素の階調値＜ＴＨＲ３ → 階調値＝３（１９２／８ｂｉｔ）
ＴＨＲ３≦注目画素の階調値 → 階調値＝４（２５５／８ｂｉｔ）
【００５３】
図２に、画素集中ＬＵＴ３０の構成を示す。図３に、参照画素ａ，ｂと注目画素との位置関係を示す。ＲＯＭ１１は、図２に示す画素集中ＬＵＴ３０を記憶する。画素集中ＬＵＴ３０は、多値画像データの参照画素ａ，ｂと、その出力順カテゴリＡ〜Ｅに応じた、注目画素の出力順カテゴリＡ〜Ｅを有するテーブルである。図３に示すように、多値画像データの注目画素＊の上及び左の周辺画素として、参照画素ａ，ｂが位置する。
【００５４】
注目画素が一番上のライン又は左端の画素である場合には、参照画素ａ，ｂに画素がない場合が存在するが、その場合は、その位置の出力順カテゴリを所定の出力順カテゴリ（例えば、出力順カテゴリＥ）とする。また、各注目画素の出力順カテゴリは、画像処理部１４のバッファメモリに一時的に格納され、その出力順カテゴリが後に参照画素の出力順カテゴリとして使われる。このため、バッファメモリには、少なくとも多値画像データ２ライン分の出力順カテゴリが格納可能に構成されている。
【００５５】
図４に、出力順パターン表４０の構成を示す。ＲＯＭ１１は、図４に示す出力順パターン表４０を記憶する。出力順パターン表４０は、２×２の画素に対応する複数の出力順パターンを有する。図４に示す出力順パターンは、階調変換後の画像データの各１画素を４画素の高解像度に変換する際の、各画素出力順パターンの各画素に示された数字（０〜３）は黒画素の出力順を示しており、この数字の順番で黒画素が優先して出力される。出力順カテゴリＡ〜Ｄは、出力順パターンにおいて最初に出力する黒画素位置により分けられたカテゴリである。
【００５６】
出力順パターン表４０において、出力順カテゴリＡ〜Ｅに基づいて出力順パターンが分類されている。また、図４では、出力順パターン表３０において、出力順パターンを３番目まで黒画素とした出力パターンでも分類されているが、この分類は出力順パターン表３０を見やすくするためのである。また、出力順カテゴリＥの出力順パターンは、全て白色の場合の出力順パターンであり、出力順に意味が無いため、任意の同じ番号「３」で表現したものである。
【００５７】
ＲＯＭ１１から読み出された画素集中ＬＵＴ３０及び出力順パターン表４０は、画像処理部１４の解像度変換レジスタに格納されて使われる。
【００５８】
図５に、拡散係数パターンを示す。ＲＯＭ１１には、図５に示すような複数の異なる拡散係数パターン（係数パターン１〜５）のデータが記憶されている。拡散係数パターンは、多値画像データに施す誤差拡散処理に用いるものである。この係数パターン１〜５の一つに基づいて、注目画素＊の階調変換前後の階調値の誤差が周辺画素の各拡散係数に乗算されて当該周辺画素の階調値に加算される。
【００５９】
ＲＯＭ１１から読み出された係数パターンのデータは、画像処理部１４の係数パターンレジスタに格納されて使われ、係数パターンレジスタの係数パターンのデータは、ユーザ操作により選択設定可能である。
【００６０】
次に、図６〜図９を参照して、本実施形態における動作について説明する。先ず、図６〜図８を参照して、本実施の形態の画像変換の概要を説明する。図６（ａ）に、６００ｄｐｉの画像データを１２００ｄｐｉの画像データに変換するイメージを示す。図６（ｂ）に、２００×２００ｄｐｉの画像データを２００×３００ｄｐｉの画像データに変換するイメージを示す。
【００６１】
多値画像データを高解像度で階調数が少ない画像データに変換する画像処理を考える。入力された多値画像データの１画素を、ｎ×ｍ画素から構成される画素ブロック（ｎ≧１、ｍ≧１の整数）により変換することにより、高解像度の画像データが作成される。画素ブロックは、入力される元の画像データと、作成される高解像度の画像データのサイズから決定される。例えば、６００ｄｐｉの画像データから１２００ｄｐｉの画像データを作成する場合、図６（ａ）に示すように、６００ｄｐｉの画像データの１画素を、縦×横を２×２とした４画素ブロックに変換することにより、１２００ｄｐｉの画像データを作成することができる。
【００６２】
また、２００×２００ｄｐｉの画像データから、２００×３００ｄｐｉの画像データへ変換するように、整数倍の画素ブロックへ変換することができない場合には、図６（ｂ）に示すように、２００×２００ｄｐｉの画像データの１画素を、縦×横を１×１とした１画素ブロックと、縦×横を１×２とした２画素ブロックとで交互に変換することにより、２００×３００ｄｐｉの画像データを作成することができる。本実施の形態では、図６（ａ）の６００ｄｐｉの画像データから１２００ｄｐｉの画像データを作成する場合を説明するが、この解像度に限定されるものではない。
【００６３】
図７を参照して、注目画素として１画素を考えた場合の、本実施の形態の画像変換処理による画素の変化の概略を説明する。図７に、多値の画素から２値の画素の画素ブロックへの変換を示す。
【００６４】
図７に示すように、先ず、６００ｄｐｉの多値画像データの１画素が注目画素として選択され、その注目画素の多値の階調値が、階調変換処理により、５値の階調値（＝０〜４）に変換される。そして、注目画素に対応する出力順パターンが選択され、この出力順パターンに基づいて、階調変換後の階調値と同じ階調値を再現する４画素ブロックが出力される。
【００６５】
図８に、階調値が異なる２値の４画素ブロックを示す。図８に示すように、４画素ブロックは、黒画素がそれぞれ０，１，２，３，４個の５通りの階調値０，２５，５０，７５，１００％をとる。つまり、階調変換後の注目画素の階調値０，１，２，３，４が、順に、階調値０，２５，５０，７５，１００％に対応する。図７の例では、階調変換により注目画素の階調値が２に設定され、選択された出力順パターンに基づいて、上２画素が黒画素となる階調値５０％の４画素ブロックに変換される。
【００６６】
次いで、図９を参照して、画像形成装置１において実行される画像変換処理を説明する。図９に、画像変換処理の流れを示す。画像変換処理は、画像読取部１３又は通信部２０により入力された多値画像データを高解像度で２値の画像データに変換する処理である。
【００６７】
画像形成装置１において、例えば、操作部１９を介してユーザから画像変換処理の実行指示が入力されたことをトリガとして、ＲＯＭ１１から読み出されてＲＡＭ１２に展開された画像変換プログラムと、ＣＰＵ１０との協働により画像変換処理が実行される。
【００６８】
予め、画像読取部１３により原稿が読み取られ、あるいは、通信部２０を介して外部機器から画像データを受信し、その画像データが、画像変換対象としての多値画像データとして画像メモリ１６に格納されているものとする。
【００６９】
図９に示すように、先ず、ＲＯＭ１３から階調変換の閾値と、誤差拡散の係数パターン１〜５のデータが読み出され、操作部１９を介して、閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３の選択入力と、係数パターンの選択入力と、画素集中モードか否かの設定入力と、が受け付けられて設定される（ステップＳ１０）。画素集中モードは、画像データを高解像度に変換する際に黒画素を集中するモードである。また、閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３、係数パターンは、ＲＯＭ１３に記憶されているデータから選択する構成に限定されるものではなく、ステップＳ１０で新たに設定入力される構成としてもよい。また、ステップＳ１０で設定された閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３は、画像処理部１４の閾値レジスタに格納され、同じく設定された係数パターンは、画像処理部１４の係数パターンに格納される。
【００７０】
そして、階調変換部１４１により、画像メモリ１６から多値画像データが読み出され、多値画像データ内の未選択の一つの画素が注目画素として選択されて読み出される（ステップＳ１１）。注目画素として、最初に多値画像データの左上端の画素が選択され、同じラインの左端の画素から右端の画素へ順に選択されていくとともに、ライン上の全ての画素が選択されると一つ下のラインへ移ることが繰り返され、最終的に右下端の画素が選択される。
【００７１】
そして、階調変換部１４１により、ステップＳ１０で設定された閾値レジスタ内の閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３に基づいて、選択中の注目画素の階調値が階調変換されて階調値０〜４が取得される（ステップＳ１２）。また、階調変換部１４１又は誤差拡散部１４３により、選択中の注目画素の階調変換前後の階調値の誤差値が画像処理部１４のバッファメモリに記憶される。
【００７２】
そして、解像度変換部１４２により、ステップＳ１０の設定結果に基づいて、画素集中モードに設定されているか否かが判別される（ステップＳ１３）。画素集中モードに設定されている場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、解像度変換部１４２により、ステップＳ１３で取得された注目画素の階調値が１又は２であるか否かが判別される（ステップＳ１４）。
【００７３】
階調値が１又は２である場合（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、解像度変換部１４２により、後述するステップＳ２５で記憶された周辺画素のうちの参照画素ａ，ｂに対応する出力順カテゴリが画像処理部１４のバッファメモリから読み出される（ステップＳ１５）。そして、解像度変換部１４２により、ＲＯＭ１１に記憶された画素集中ＬＵＴ３０が参照され、ステップＳ１５で取得された参照画素ａ，ｂに対応する出力順カテゴリに基づいて、注目画素の出力順カテゴリが取得され、ＲＯＭ１１に記憶された出力順パターン表４０が参照され、取得された注目画素に対応する出力順カテゴリに該当する出力順パターンのうちからランダムに一つの出力順パターンが選択される（ステップＳ１６）。
【００７４】
そして、解像度変換部１４２により、選択中の注目画素が、出力順カテゴリ＝Ｄ且つ階調値＝１であるか否かが判別される（ステップＳ１７）。つまり、画素ブロックの右下のみが黒画素であるか（黒画素が孤立しているか）否かが判別される。
【００７５】
出力順カテゴリ＝Ｄ且つ階調値＝１である場合（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、ＲＡＭ１２に格納された閾値ＴＨＲ０が０に設定される（ステップＳ１８）。そして、解像度変換部１４２により、選択中の注目画素の階調値及び出力順パターンに応じて４画素の画素ブロックが出力される（ステップＳ１９）。
【００７６】
階調値が１又は２でない場合（ステップＳ１４；ＮＯ）、解像度変換部１４２により、選択中の注目画素の階調値＝０であるか否かが判別される（ステップＳ２０）。階調値＝０である場合（ステップＳ２０；ＹＥＳ）、解像度変換部１４２により、ＲＯＭ１１に記憶された出力順パターン表４０が参照され、出力順カテゴリＥに該当する出力順パターンが選択される（ステップＳ２１）。そして、解像度変換部１４２により、閾値レジスタに格納された閾値ＴＨＲ０が初期値に戻されるよう設定され（ステップＳ１８）、ステップＳ１９に移行される。ステップＳ２１実行前に、閾値レジスタに格納された閾値ＴＨＲ０が初期値である場合には、閾値ＴＨＲ０がそのままにされる。出力順カテゴリ＝Ｄ且つ階調値＝１でない場合（ステップＳ１７；ＮＯ）、ステップＳ２２に移行される。
【００７７】
画素集中モードに設定されていない場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、通常の高解像の画像データへの変換モードであり、解像度変換部１４２により、ＲＯＭ１１に記憶された出力順パターン表４０が参照され、出力順カテゴリＥ以外の全ての出力順パターンのうちランダムに一つの出力順パターンが選択され（ステップＳ２３）、ステップＳ２２に移行される。階調値＝０でない場合（ステップＳ２０；ＮＯ）、ステップＳ２３に移行される。
【００７８】
ステップＳ１９の実行後、誤差拡散部１４３により、ステップＳ１０で設定された誤差拡散の係数パターンに基づいて、画像処理部１４のバッファメモリに記憶された注目画素のステップＳ１２における階調変換前と変換後との階調値の誤差を注目画素の周辺画素に拡散する誤差拡散処理が実行される（ステップＳ２４）。誤差拡散パターンのデータは、ユーザの操作入力により選択される構成としたが、自動的に（例えばランダムに）選択される構成としてもよい。
【００７９】
そして、解像度変換部１４２により、選択中の注目画素の出力順カテゴリが、画像処理部１４のバッファメモリに格納される（ステップＳ２５）。バッファメモリには、少なくとも多値画像データの２ライン分の画素の出力順カテゴリが記憶される。また、ステップＳ１５で参照画素ａ及びｂとして選択済の出力順カテゴリはバッファメモリから消去して、メモリ容量を低減することとしてもよい。そして、解像度変換部１４２により、多値画像データの全画素が注目画素として選択されたか否かが判別される（ステップＳ２６）。全画素が選択されていない場合（ステップＳ２６；ＮＯ）、ステップＳ１１に移行される。全画素が選択された場合（ステップＳ２６；ＹＥＳ）、画像変換処理が終了する。
【００８０】
以上、本実施の形態によれば、画像読取部１３で読み取られた、又は通信部２０を介して受信した多値画像データを高解像度で２値の画像データに変換するにあたり、階調変換後の階調値＝１又は２の低濃度部において、注目画素の画素ブロックの黒画素と周辺画素の画素ブロックの黒画素とを集中させるので、変換後の画像データのドット再現性を高めるとともに、テクスチャノイズの発生を防いで画質を高めることができる。
【００８１】
また、ＲＯＭ１１に出力順パターン表４０を記憶するので、出力順パターン表４０の複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを選択できる。また、複数の出力順パターンを用いることで、変換後の画像データのテクスチャノイズの発生をより防ぐことができる。
【００８２】
また、出力順パターン表４０において、出力順パターンを出力順カテゴリＡ〜Ｅに対応付けるので、出力順カテゴリＡ〜Ｅに対応する出力順パターンを容易に読み出すことができ、注目画素の画素ブロックの黒画素と周辺画素の画素ブロックの黒画素とを集中させる処理を単純化できる。
【００８３】
また、出力順パターン表４０が、全て白画素の出力順パターンに対応する出力順カテゴリＥを有するので、出力順カテゴリＥを周辺画素に用いることができ、全て白画素の周辺画素を把握できる。
【００８４】
また、ＲＯＭ１１に画素集中ＬＵＴ３０を記憶するので、画素集中ＬＵＴ３０を用いて、注目画素の画素ブロックの黒画素と周辺画素の画素ブロックの黒画素とを集中させる処理を単純化できる。
【００８５】
また、階調変換後の階調値＝１又は２の注目画素において、参照画素ａ，ｂの出力順カテゴリＡ〜Ｅに対応する、出力順パターン表４０の複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンをランダムに選択するので、複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを適切に選択でき、変換後の画像データのテクスチャノイズの発生をより防ぐことができる。
【００８６】
また、階調変換後の階調値＝３又は４の注目画素において、出力順パターン表４０の複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンをランダムに選択するので、変換後の画像データの高濃度部におけるドット再現性を高めるとともに画質を高めることができる。
【００８７】
また、注目画素が階調変換後の階調値＝１且つ出力順カテゴリＤである場合に、閾値ＴＨＲ０を０とするので、次に選択される注目画素の画素ブロックに黒画素が少なくとも一つ含まれ、変換後の画像データの黒画素の孤立化を容易に回避できる。
【００８８】
また、画素ブロックを出力した注目画素の出力順カテゴリを画像処理部１４のバッファメモリに記憶していくので、バッファメモリに記憶された出力順カテゴリに基づいて、周辺画素の画素ブロックの黒画素の位置を容易に把握できる。
【００８９】
また、操作部１９を介するユーザ入力により階調変換の閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３を設定するので、階調変換の閾値ＴＨＲ０〜ＴＨＲ３を容易に設定でき、変換後の画像データの画質を調整できる。
【００９０】
また、操作部１９を介するユーザ入力により誤差拡散の係数パターン１〜５を選択して設定するので、拡散係数パターンに基づく誤差拡散方式を自在に設定できる。
【００９１】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適な画像処理装置、画像読取装置、画像処理方法及び画像処理プログラムの一例であり、これに限定されるものではない。また、以上の実施の形態における機密印刷システムを構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【００９２】
例えば、上記実施の形態においては、画像変換処理のステップＳ１６，Ｓ２３において、選択対象の出力順パターンからランダムに一つの出力順パターンを選択する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、操作部１９を介するユーザ入力により、選択対象の出力順パターン等を設定し、その設定に基づいて出力順パターンを選択する構成としてもよい。
【００９３】
また、上記実施の形態において、出力する画素ブロックの各画素が２値であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、３値以上としてもよい。図１０に、多値の画素から４値の画素の画素ブロックへの変換を示す。図１０に示すように、例えば、多値（８ｂｉｔ）の６００ｄｐｉの画像データの画素を注目画素とし、その注目画素を閾値で１３値に階調変換し、出力順パターンを用いて、１画素が４値（３ｂｉｔ）で１３階調が表現可能な１２００ｄｐｉの４画素ブロックに変換するような構成としてもよい。その際の出力順の階調は、図１０の（１）に示すように出力順が先の画素の階調を黒にしてから次の画素の階調を決定することとしてもよく、（２）に示すように、出力順が先の画素の階調を中間調の状態のまま次の画素の階調を決定することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る実施の形態の画像形成装置１の内部構成を示すブロック図である。
【図２】画素集中ＬＵＴ３０の構成を示す図である。
【図３】参照画素ａ，ｂと注目画素との位置関係を示す図である。
【図４】出力順パターン表４０の構成を示す図である。
【図５】拡散係数パターンを示す図である。
【図６】（ａ）は、６００ｄｐｉの画像データを１２００ｄｐｉの画像データに変換するイメージを示す図である。（ｂ）は、２００×２００ｄｐｉの画像データを２００×３００ｄｐｉの画像データに変換するイメージを示す図である。
【図７】多値の画素から２値の画素の画素ブロックへの変換を示す図である。
【図８】階調値が異なる２値の４画素ブロックを示す図である。
【図９】画像変換処理を示すフローチャートである。
【図１０】多値の画素から４値の画素の画素ブロックへの変換を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 画像形成装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＯＭ
１２ ＲＡＭ
１３ 画像読取部
１４ 画像処理部
１４１ 階調変換部
１４２ 解像度変換部
１４３ 誤差拡散部
１５ メモリ制御部
１６ 画像メモリ
１７ 画像形成部
１８ 搬送部
１９ 操作部
２０ 通信部
２１ バス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換部と、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換部と、
前記階調変換部による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散部と、を備え、
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
複数の出力順パターンを記憶する第１の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、前記第１の記憶部に記憶された複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１の記憶部は、前記各出力順パターンを出力順カテゴリに対応付けて記憶することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１の記憶部は、全て白画素の出力順パターンを含む前記複数の出力順パターンを記憶することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
注目画素の周辺画素の出力順カテゴリに対応付けて当該周辺画素の最初に出力される黒画素に当該注目画素の最初に出力される黒画素を集中する当該注目画素の出力順カテゴリを示す画素集中情報を記憶する第２の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、前記画素集中情報に基づいて、注目画素の周辺画素の出力順カテゴリから当該注目画素の出力順カテゴリを決定し、当該決定した出力順カテゴリの出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンを選択することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記解像度変換部は、前記画素集中情報に基づいて決定した前記注目画素の出力順カテゴリの出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンをランダムに又はユーザ指示に応じて選択することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第２の所定値以上である場合に、前記第１の記憶部に記憶された複数の出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンをランダムに又はユーザ指示に応じて選択することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記解像度変換部は、出力する注目画素の画素ブロックに孤立する黒画素がある場合に、前記階調変換部の前記閾値のうち白画素の階調値に変換する閾値を、画素ブロックが少なくとも一つ黒画素を有する階調値に変更する閾値に変更することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
第３の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、画素ブロックを出力した注目画素の出力順カテゴリを前記第３の記憶部に記憶し、当該第３の記憶部に記憶された出力順カテゴリを周辺画素の出力順カテゴリとして参照することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記階調変換部の閾値の設定の入力を受け付ける第１の操作部を備え、
前記階調変換部は、前記第１の操作部を介する入力により設定された閾値に基づいて前記多値の画像データにおける注目画素の階調値を変換することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記誤差拡散部の拡散係数パターンの設定の入力を受け付ける第２の操作部を備え、
前記誤差拡散部は、前記第２の操作部を介する入力により設定された拡散係数パターンに基づいて前記誤差値を前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
原稿を読み取り画像データを取得する画像読取部と、を備え、
前記階調変換部は、前記画像読取部により取得された多値の画像データにおける注目画素の階調値を変換することを特徴とする画像読取装置。
【請求項１３】
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換工程と、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換工程と、
前記階調変換工程による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散工程と、を含み、
前記解像度変換工程において、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
コンピュータを、
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換部、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換部、
前記階調変換部による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散部、
として機能させ、
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項１】
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換部と、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換部と、
前記階調変換部による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散部と、を備え、
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
複数の出力順パターンを記憶する第１の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、前記第１の記憶部に記憶された複数の出力順パターンから注目画素の出力順パターンを選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１の記憶部は、前記各出力順パターンを出力順カテゴリに対応付けて記憶することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１の記憶部は、全て白画素の出力順パターンを含む前記複数の出力順パターンを記憶することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
注目画素の周辺画素の出力順カテゴリに対応付けて当該周辺画素の最初に出力される黒画素に当該注目画素の最初に出力される黒画素を集中する当該注目画素の出力順カテゴリを示す画素集中情報を記憶する第２の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、前記画素集中情報に基づいて、注目画素の周辺画素の出力順カテゴリから当該注目画素の出力順カテゴリを決定し、当該決定した出力順カテゴリの出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンを選択することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記解像度変換部は、前記画素集中情報に基づいて決定した前記注目画素の出力順カテゴリの出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンをランダムに又はユーザ指示に応じて選択することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第２の所定値以上である場合に、前記第１の記憶部に記憶された複数の出力順パターンから当該注目画素の出力順パターンをランダムに又はユーザ指示に応じて選択することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記解像度変換部は、出力する注目画素の画素ブロックに孤立する黒画素がある場合に、前記階調変換部の前記閾値のうち白画素の階調値に変換する閾値を、画素ブロックが少なくとも一つ黒画素を有する階調値に変更する閾値に変更することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
第３の記憶部を備え、
前記解像度変換部は、画素ブロックを出力した注目画素の出力順カテゴリを前記第３の記憶部に記憶し、当該第３の記憶部に記憶された出力順カテゴリを周辺画素の出力順カテゴリとして参照することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記階調変換部の閾値の設定の入力を受け付ける第１の操作部を備え、
前記階調変換部は、前記第１の操作部を介する入力により設定された閾値に基づいて前記多値の画像データにおける注目画素の階調値を変換することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記誤差拡散部の拡散係数パターンの設定の入力を受け付ける第２の操作部を備え、
前記誤差拡散部は、前記第２の操作部を介する入力により設定された拡散係数パターンに基づいて前記誤差値を前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
原稿を読み取り画像データを取得する画像読取部と、を備え、
前記階調変換部は、前記画像読取部により取得された多値の画像データにおける注目画素の階調値を変換することを特徴とする画像読取装置。
【請求項１３】
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換工程と、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換工程と、
前記階調変換工程による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散工程と、を含み、
前記解像度変換工程において、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１４】
コンピュータを、
多値の画像データにおける注目画素の階調値を、階調値の閾値に基づいて階調数が減少するように変換する階調変換部、
前記注目画素ごとに、前記階調変換部で得られた階調値と同一の階調値を再現可能な所定画素数で構成される画素ブロックを出力することにより、前記画像データよりも高解像度の画像データを作成する解像度変換部、
前記階調変換部による階調変換前と変換後における階調値の誤差値を、拡散係数パターンに基づいて前記注目画素の周辺画素に拡散する処理を行う誤差拡散部、
として機能させ、
前記解像度変換部は、前記注目画素の階調変換後の階調値が第１の所定値以下である場合に、前記注目画素の周辺画素の画素ブロックで使用した黒画素の出力順カテゴリを参照し、当該注目画素の画素ブロック内の黒画素と当該周辺画素の画素ブロック内の黒画素とが集中する出力順カテゴリに対応する黒画素の出力順パターンを選択し、当該選択した出力順パターンに対応する画素ブロックを出力することを特徴とする画像処理プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−６７０４４（Ｐ２００８−６７０４４Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４２６４９（Ｐ２００６−２４２６４９）
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【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２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【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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