画像処理装置と画像記録装置とプログラム
【課題】 多値の画像データの変換による画質劣化を解消する。
【解決手段】 整数変換部１０２は画像データから整数部出力値を、小数変換部１０３は画像データから小数部変換値をそれぞれ出力し、閾値設定部１０７は閾値群を出力し、２値化部１０４は小数部変換値から小数部２値を出力し、加算器１０５は整数部変換値と小数部２値と誤差メモリ１０６からの誤差成分とを加算した補正データを出力し、比較判定部１０８は補正データと閾値群から数２の演算によって出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を求めて決定し、出力端子１１１へ出力する。
【解決手段】 整数変換部１０２は画像データから整数部出力値を、小数変換部１０３は画像データから小数部変換値をそれぞれ出力し、閾値設定部１０７は閾値群を出力し、２値化部１０４は小数部変換値から小数部２値を出力し、加算器１０５は整数部変換値と小数部２値と誤差メモリ１０６からの誤差成分とを加算した補正データを出力し、比較判定部１０８は補正データと閾値群から数２の演算によって出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を求めて決定し、出力端子１１１へ出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多値の画像データを高精細かつ高階調に処理する画像処理装置と画像記録装置とプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナ，ディジタルカメラを含む入力装置で読み取った多値の画像データを、プリンタ，ディスプレイを含む出力装置に出力する画像入出力システムが存在する。
上記のような画像入出力システムには、入力装置で読み取った多値（例えば、８ビット精度ならば２５６階調）の画像データを、出力装置が出力可能な階調数の画像データに変換し、擬似的に連続階調を表現する擬似中間調処理を行うものが存在する。
また、出力装置がドットのＯＮ／ＯＦＦのみの２値しか表現できないときには２値化処理を行うものがある。
上記２値化処理の中で、高速処理が可能なディザ処理や、解像性と階調性に共に優れたものとして誤差拡散処理や平均誤差最小法処理が存在する。
【０００３】
上記誤差拡散法と平均誤差最小法処理は、誤差の拡散作業をいつ行うかが異なるだけであり、論理的には等価なものである。
さらに、上記誤差拡散処理を、２値だけでなく３値以上の階調数にも適応したものとして、多値誤差拡散処理が存在する。
この多値誤差拡散処理は、２値誤差拡散処理と同様に、階調性と解像性に優れた処理が可能である。
一方、出力装置における３値以上の階調数を確保するために各種の方式がある。
例えば、出力装置としてインクジェットプリンタにおいては、吐出するインク量を制御することにより大中小ドットとドット径を変化させたり、ドットの重ね打ちや濃度を異なったインク又は濃淡インクを用いたりして３値以上の階調数を再現している。
一般的には淡インクの濃度を濃インクの１／２〜１／６に希釈している。
【０００４】
また、グラビア印刷のような凹版印刷において版に掘り込む深さを変化させることで紙に転写するインク量を制御し、３値以上の階調数を確保する方式がある。
ところで、印刷機、インクジェットプリンタ、電子写真で印刷したとき、インクのにじみや広がりにより得られる網点が元の網点に比べて大きく太る現象が生じる。このような減少を「ドットゲイン」という。
上記誤差拡散処理では、局所的に発生した誤差を近傍画素に拡散して濃度を保存するようにフィードバックをかけている。
しかしながら、上述したドットゲインがあるため、高濃度部において元の入力値に対して網点が大きくなり、高濃度部において濃度飽和が生じ易い。
【０００５】
しかし、ディザ処理であればドットゲインの影響を考慮して設計することができるので問題はない。
ディザ処理では、ディザを構成する最小単位セルを複数組み合わせて矩形としたスーパーセルを用いるのが一般的である。
例えば、スーパーセルのサイズが３２×３２である１ビット（ｂｉｔ）ディザ処理用のディザであれば１０２５個のドットパターンを出力することができる。
ところで、一般的な入力装置で読み取った多値は８ｂｉｔ＝２５６値であるため１０２５個のドットパターンを必要としない。
この１０２５個というスーパーセルのサイズから求まる論理的に出力可能な階調数から、ドットゲインを考慮して目標となる明度または濃度曲線となるように２５６個のドットパターンを選択することで、ドットゲインの影響を見え難くすることができる。
【０００６】
一般的なプリンタで誤差拡散処理を用いるには、ドットゲインがあるため、γ変換した画像を誤差拡散処理する必要がある。
図６に示すように、γ変換後の値が実数となるようにすれば誤差拡散処理でも問題はない。図６に示す数値では、あるプリンタにおいて階調値１が入力されたとき、０．５２という値で誤差拡散処理を実施すればドットゲインにより入力値１に相当する明度又は濃度を表現することができる理想出力値を示している。
図６に示すようなγ変換後の値が実数とすると誤差拡散部も実数で演算しなければならない。
この場合、誤差を記憶するメモリなどの容量が大きくなってしまう。
【０００７】
また、ドットゲインを考慮した誤差拡散処理として、特許文献１や特許文献２に記載の技術がある。
特許文献１に記載されている誤差拡散処理では、誤差拡散部において入力値８ｂｉｔを１４ｂｉｔに変換して誤差拡散を行う。この記述では、ｂｉｔ数を増やすときに単純に各入力値を６４倍するのではなく、ドットゲインを考慮して狙いとなる明度または濃度を表現する値に変換することで階調性を良好にしている。
しかし、特許文献１の技術では、誤差メモリはγ変換後の値が実数とした誤差拡散処理よりは容量が少ないものの、８ｂｉｔ入力の誤差拡散処理よりは多い容量が必要となってしまう。
【０００８】
また、特許文献２の技術では、誤差を拡散する係数の合計を１未満とすることにより、濃度保存しないようにしている。これにより、高濃度部では濃度飽和し難いという特性が得られる。このように、高濃度部では濃度飽和し難い特許文献２の技術であるが、一律に誤差を１００％未満の値で分配するので、ハイライト部ではドットの生成が遅れてしまうという問題がある。
そこで、誤差の減算部において複数の減算用テーブルを使用することにより、ドットゲインを考慮した狙いとなる明度または濃度を表現する手法が考えられる。
このような手法では、誤差メモリを特許文献１の技術のように多く必要としない。
しかし、上記手法は省メモリで実行できるものであるが、印字モード毎に階調特性を記載した複数の減算用テーブルを切り替えなければならなくなる。
【０００９】
これは、ハードウェアで誤差拡散処理を行う場合、多数のモードに対応し難くなってしまうという欠点がある。
また、ドットゲインを考慮した誤差拡散用のγ変換技術として、図６に示すようにγ変換後の値が実数値の小数点以下を面積階調で表現する技術が考えられる。
ところで、特許文献３に記載の技術のように、多値誤差拡散処理には入力画素に応じて閾値を設定するものがある。
この技術は、多値の切り替わり部で生じるドット生成遅れによるグラデーション中に生じる擬似輪郭を抑制する技術であるが、多値誤差拡散処理の際にγ変換を行ったところ、多値の切り替わり部において画質劣化が生じてしまうという問題がある。
【特許文献１】特開２００７−１２４１９５号公報
【特許文献２】特開２００４−７２２９３号公報
【特許文献３】特開２００４−１１２０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように従来のいずれの技術でも、多値誤差拡散において階調性の向上と多値切り替わり部における画質劣化抑制することができないという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、多値の画像データの変換による画質劣化を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は上記の目的を達成するため、入力されたＭ値の画像データをＮ値（ＭとＮは正の整数，Ｍ＞Ｎ＞２）に変換する画像処理装置であって、上記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の整数部に対応する値に変換する手段と、上記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値に変換する手段と、上記変換で得られた理想的な階調数の整数部に対応する値と上記変換で得られた理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値とを加算した補正データを求める手段と、上記求められた補正データと所定の閾値とに基づいて上記Ｎ値の画像データに変換する手段を有する画像処理装置を提供する。
また、上記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値はディザ処理によって得られた値にするとよい。
【００１２】
さらに、上記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値はディザ処理のマトリクスサイズで乗算した値を四捨五入した値、又は小数点以下切捨てた値を階調毎に記憶するテーブルに基づいて求めるようにするとよい。
また、上記ディザ処理は分散系のディザ処理を用いるようにするとよい。
さらに、上記ディザ処理は、ベイヤー型ディザ処理を用いるようにするとよい。
また、上記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値は、ディザ処理で２値化して得られる０または１の値にするとよい。
【００１３】
さらに、上記のような画像処理装置を備えた画像記録装置も提供する。
さらにまた、コンピュータに、入力されたＭ値の画像データをＮ値（ＭとＮは正の整数，Ｍ＞Ｎ＞２）に変換する手順を実行させるためのプログラムであって、上記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の整数部に対応する値に変換する手順と、上記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値に変換する手順と、上記変換で得られた理想的な階調数の整数部に対応する値と上記変換で得られた理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値とを加算した補正データを求める手順と、上記求められた補正データと所定の閾値とに基づいて上記Ｎ値の画像データに変換する手順とを実行させるためのプログラムも提供する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明による画像処理装置と画像記録装置は、多値の画像データの変換による画質劣化を解消することができる。
また、この発明によるプログラムは、コンピュータに多値の画像データの変換による画質劣化を解消できるようにするための機能を実現させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施例〕
図１は、この発明の画像処理装置の実施例の機能構成を示すブロック図であり、特に、この発明に特徴的な画像処理を行う画像処理部のブロック構成を示す。
図２は、この発明の画像記録装置の実施例の構成を示す図である。
図３は、この発明の実施の画像処理装置を用いて構成される画像入出力システムの実施例の構成を示す図である。
図４は、図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの構成例を示すブロック図である。
図５は、図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの他の構成例を示すブロック図である。
【００１６】
図３に示すように、画像入力装置３０１はスキャナ，ディジタルカメラを含む入力デバイスであり、入力画像について、例えば８ビット精度ならば２５６階調の画像データとして画像処理装置３０２へ出力する。
画像処理装置（画像処理部）３０２では、画像入力装置３０１から入力された２５６階調の画像データに対し、この後段の画像記録装置３０３で出力可能な階調数に変換する処理を行う。この階調数変換処理では多値誤差拡散処理や多値平均誤差最小法の処理を含む公知の処理を用いる。この画像処理装置３０２の変換処理によって量子化した画像データを、図２に示す画像記録装置（画像形成装置、画像出力装置）３０３へ出力する。
【００１７】
図２に示すように、画像記録装置３０３は、フレーム２０１に横架したガイドレール２０２，２０３に移動可能に載設されたキャリッジ２０４にインクジェット記録ヘッド２０５（以下「記録ヘッド」と略称する）を搭載し、図示を省略したモータ等の駆動源によってキャリッジをガイドレール方向に移動して走査（主走査）可能とすると共に、ガイド板２０６にセットされる用紙２０７を、図示を省略した駆動源によってドライブギヤ２０８及びスプロケットギヤ２０９を介して回動される送りノブ２１０ａを備えたプラテン２１０によって取り込み、プラテン２１０の周面とこれに圧接するプレッシャローラ２１１とによって搬送し、記録ヘッド２０５によって用紙２０７にカラーインクを吐出して画像を印字記録する。
【００１８】
記録ヘッド２０５は、図４に示すように、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色のインクをそれぞれ吐出するための４個のインクジェットヘッド４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙを、あるいは、図５に示すように、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ライトシアン（ＬＣ）及びライトマゼンタ（ＬＭ）の各色のインクをそれぞれ吐出するための６個のインクジェットヘッド５Ｋ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５ＬＣ，５ＬＭを用紙２０７の主走査方向の同一線上に配置して構成している。なお、画像記録装置３０３の商品構成によってはインクの数を増減させても何ら構わない。例えば、ライトブラック，シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの各色のインクの濃度を３段，４段に分けた構成にして高画質を実現した記録ヘッドにしてもよい。
【００１９】
上記記録ヘッド２０５の各インクジェットヘッドは、例えば、圧電素子，気泡発生用ヒータを含むエネルギー発生手段であるアクチュエータを選択的に駆動して、液室内のインクに圧力を与えることによって、この液室に連通するノズルからインク滴を吐出飛翔させて、用紙２０７に付着させることで画像記録（画像形成）する。
画像記録装置３０３は、電子写真を用いて画像記録（画像形成）する場合でもこの発明にかかる画像処理方法が適用可能である。
この実施例の画像記録装置３０３の記録ヘッド２０５のインクジェットヘッドは、例えば、吐出するインクのドット径を変化させて、図１１の（ａ）に示す小ドットと図１１の（ｂ）に示す大ドットを出力するものであり、小ドットの階調値を１２７、大ドットの階調値を２５５とする。
【００２０】
図１に示すように、画像処理装置３０２の入力端子１０１は、画像入力装置３０１より多値の画像データを入力し、整数変換部１０２，少数変換部１０３，閾値設定部１０７へそれぞれ出力する。
ここで、２次元の画像データをＩｎ（ｘ，ｙ）と表わす。ｘは画像データの主走査方向のアドレスを、ｙは画像データの副走査方向のアドレスをそれぞれ示す。
整数変換部１０２は、図７に示す変換テーブル（ＬＵＴ）を保持し、入力された画像データ（入力値）Ｉｎ（ｘ，ｙ）を変換テーブル（ＬＵＴ）に基づいて対応する整数部出力値ｉｐ（ｘ，ｙ）に変換して加算器１０５へ出力する。
同様に、小数変換部１０３は、図８に示す変換テーブル（ＬＵＴ）を保持し、入力された画像データ（入力値）Ｉｎ（ｘ，ｙ）を変換テーブル（ＬＵＴ）に基づいて対応する小数部変換値ｄｐ（ｘ，ｙ）に変換して２値化部１０４へ出力する。
【００２１】
閾値設定部１０７は、図１０に示すＩｎ（ｘ，ｙ）の入力値に応じた閾値群Ｔｈｒ（ｘ，ｙ）を設定して、閾値群Ｔｈｒ（ｘ，ｙ）を比較判定部１０８へ出力する。
ここで、閾値群Ｔｈｒ（ｘ，ｙ）とは、ドットオフ（ｏｆｆ）と小ドットの判定に用いる第１閾値Ｔｈｒ１（ｘ，ｙ）と、小ドットと大ドットの判定に用いる第２閾値Ｔｈｒ２（ｘ，ｙ）からなる。
２値化部１０４は、図９に示す２値化閾値の一覧のテーブルを保持し、入力された画像データＩｎ（ｘ，ｙ）のアドレス（ｘ，ｙ）に対応するテーブル中の２値化閾値ｂｔ（ｘ，ｙ）と、小数変換部１０３より入力される小数部変換値ｄｐ（ｘ，ｙ）とを用いて、次の数１の演算によって小数部２値ｂ（ｘ，ｙ）を求め、加算器１０５へ出力する。
【００２２】
【数１】
【００２３】
加算器１０５は、整数変換部１０２より入力される整数部変換値ｉｐ（ｘ，ｙ）と、２値化部１０４より入力される小数部２値ｂ（ｘ，ｙ）と、誤差メモリ１０６から入力される誤差成分Ｅ（ｘ，ｙ）とを加算した補正データＣ（ｘ，ｙ）を計算して求め、その補正データＣ（ｘ，ｙ）を比較判定部１０８と減算器１０９へ出力する。
比較判定部１０８は、加算器１０５から入力される補正データＣ（ｘ，ｙ）と閾値設定部１０７から入力される閾値群Ｔｈｒ（ｘ，ｙ）とを用いて、次の数２の演算によって出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を求めて決定し、出力端子１１１へ出力する。
ここで閾値群Ｔｈｒ（ｘ，ｙ）はドットオフと小ドットの出力判定閾値Ｔｈｒ１（ｘ，ｙ）と小ドットと大ドットの出力判定閾値Ｔｈｒ２（ｘ，ｙ）からなるものである。
【００２４】
【数２】
【００２５】
出力端子１１１は、比較判定部１０８から入力されるＯｕｔ（ｘ，ｙ）を画像出力装置３０３へ出力すると共に、減算器１０９へも出力される。
減算器１０９は、加算機１０５から入力される補正データＣ（ｘ，ｙ）と、比較判定部１０８から入力される出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）とを用いて、次の数３の演算によって、現画素で発生した誤差ｅ（ｘ，ｙ）を算出し、誤差拡散部１１０へ出力する。
〔数３〕
ｅ（ｘ，ｙ）＝Ｃ（ｘ，ｙ）−Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）
【００２６】
誤差拡散部１１０では、予め設定された拡散係数に基づいて、誤差ｅ（ｘ，ｙ）を配分して誤差メモリ１０６に蓄積されている誤差データＥ（ｘ，ｙ）に加算していく。
例えば、拡散係数として図１２に示す係数を用いた場合、誤差拡散部１１０では次に示す数４〜数７の演算処理を行う。
以上のようにして、図１に示した画像処理装置３０２において２値誤差拡散処理が行われる。
【００２７】
〔数４〕
Ｅ（ｘ＋１，ｙ）＝Ｅ（ｘ＋１，ｙ）＋ｅ（ｘ，ｙ）×７／１６
〔数５〕
Ｅ（ｘ−１，ｙ＋１）＝Ｅ（ｘ−１，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×５／１６
〔数６〕
Ｅ（ｘ，ｙ＋１）＝Ｅ（ｘ，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×３／１６
〔数７〕
Ｅ（ｘ＋１，ｙ＋１）＝Ｅ（ｘ＋１，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×１／１６
【００２８】
次に、上述のような処理により、なぜ多値誤差拡散処理でドットゲインに対して効果があるのかについて説明する。
例えば、図６に示すような実数値へのγ変換を行うことができたとき、ドットゲインを考慮した狙いとなる明度または濃度を表現することができるものとする。
図７に示す変換テーブルは、図６に示す変換テーブルの整数部の値に変換するものである。また、図８に示す変換テーブルは、図６に示す変換テーブルの小数点以下の値を図９に示すディザのマトリクスサイズ２５６（１６×１６）で乗算し、小数点以下を切り捨てた値に変換するものである。
例えば、図８の階調値１の変換結果は１３３となっているが、この値を図９に示すディザで２値化すると、ディザマトリクスサイズ２５６画素のうち１３３画素は“１”を出力し、１２３画素は“０”となる。この２５６画素の２値化結果に対する平均値は０．５２となる。
【００２９】
ここで、誤差拡散処理に平均化作用があるので、小数点以下の部分を面積階調する画素数で乗算した値で保持すれば、実数のγ変換を必要としない。
図１に示した画像処理装置３０２では、小数点以下の値を面積階調表現するのにディザ処理を使用した場合を示しており、面積階調を行えばよいので誤差拡散であってもかまわないが、ディザ処理のほうが高速に処理できるので好ましい。
また、画像処理装置３０２で実行するディザ処理は、誤差拡散部１１０と干渉してモアレを生じないようにするためにも集中系のディザ処理よりも分散系ディザ処理の方を用いるのが好ましい。
さらに、分散系ディザ処理として、特にベイヤー（Ｂａｙｅ）ディザ処理がディザマトリクスサイズが小さくすみ、省メモリとなって好ましい。
【００３０】
図８に示した変換テーブルの係数では、図６に示した変換テーブルの小数点以下の値を図９に示した変換テーブルのディザのマトリクスサイズ２５６（１６×１６）で乗算し、小数点以下を切り捨てた値にしているが、四捨五入した値とすれば割り切り誤差の影響が少なくなって好ましい。
また、本方式では面積階調の出力値を０と１の２値とした場合を示したが、ディザマトリクスを修正して３値又は４値ディザを用いて面積階調を行うこともできる。
しかしながら、３値又は４値とすると誤差拡散部１１０と干渉して、好ましからざるテクスチャを出力することがあるため、小数部の面積階調した結果は、周波数空間で高周波となる特性が好ましく、実空間では０と１の２値がもっとも好ましい画像となる。
さらに、ディザマトリクスのサイズを大きくすればするほど小数部で表現可能な値が細かくなる。
【００３１】
一方、ディザマトリクスサイズを大きくするとディザを保持する２値化部１０４のメモリが大きくなってしまって好ましくない。例えば、省メモリとして２×２の場合は階調表現できる小数点のステップは０．２５単位となってしまう。
これは、インクジェットプリンタで普通紙に印字する場合、紙白部とインクを全面に出力した箇所との明度差が、インクジェット専用紙に出力する場合に比べて少ない。
このような場合では、０．２５ステップで階調表現するのではドットゲインを考慮して狙いとなる明度または濃度を表現する値に変換することが難しい。
そこで、ディザマトリクスサイズは４×４，２×８又は８×２以上であることが好ましい。
【００３２】
例えば、階調値１２７が入力されたとき、図６に示す理想出力値が１２７．５であったとして説明する。
図１１の大小ドットの階調値をそれぞれ２５５・１２７としてあり、階調値１から１２７まではドットｏｆｆと小ドットの混在で階調表現し、階調値１２８から階調値２５５までは小ドットと大ドットの混在で階調表現する区間である。
理想出力値が１２７．５であれば、整数変換部１０２・小数変換部１０３・２値化部１０４による変換値は、１２８画素は１２７に、１２８画素は１２８に変換される。
単純な３値誤差拡散の閾値を用いた場合、整数変換部１０２・小数変換部１０３・２値化部１０４による変換値が１２７となった画素はドットｏｆｆと小ドットを出力し、変換値が１２８となった画素は小ドットと大ドットを出力することになり、ドットｏｆｆ・小ドット・大ドットが混在することとなる。階調表現としては問題ないが、画質的に好ましくない。
【００３３】
閾値設定部１０７が、図１０のような入力値に応じて閾値群ｔｈｒ（ｘ，ｙ）を出力するとき、入力データＩｎ（ｘ，ｙ）の理想出力値が１２７．５であったとして説明する。
閾値群ｔｈｒ（ｘ，ｙ）のドットｏｆｆと小ドットの出力判定閾値ｔｈｒ１（ｘ，ｙ）＝０を出力する。
理想出力値が１２７．５であるから、ｔｈｒ１（ｘ，ｙ）の値０と比較してドットｏｆｆを出力することはないため、出力される画像は小ドットと中ドットで階調表現されることとなる。
このように、入力値に応じて閾値群を設定すれば多値誤差拡散において複数種のドットが混在することなく画質的に好ましい結果となる。
【００３４】
以上の説明から明らかなように、この実施例の画像入出力システムによれば、誤差拡散における階調変換において多値誤差拡散における階調変換において、理想的な階調値の小数点以下を面積階調とすることで、ドットゲインによる画質劣化問題を解決し、かつ、入力値に応じた閾値を設定することで、多値誤差拡散において階調性の向上と多値切り替わり部における画質劣化抑制して良好な画質の出力画像結果を得ることことができる。
また、多値誤差拡散においてドットゲインによる画質劣化問題と多値切り替わり部における画質劣化問題を解消することができる。
さらに、省メモリでかつ高速にドットゲインによる画質劣化問題を解消することができる。
また、ドットゲインによる画質劣化問題を解消することができる。
さらに、後段の誤差拡散処理との干渉を抑えることができる。
また、後段の誤差拡散処理との干渉を抑え、かつ省メモリで設計することができる。
さらに、後段の誤差拡散処理との干渉を抑えることができる。
【００３５】
次に、図３に示した画像入出力システムでは、処理に応じてそれぞれの装置を独立したものとして示したが、この限りではなく、画像処理装置３０２の機能が画像入力装置３０１中に存在する形態や、画像出力装置３０３中に存在する形態等もある。
また、上述の実施例においては図１１に示した大小ドットによる３値誤差拡散を説明したが、図１３の（ａ）に示す淡インクのドットと図１３の（ｂ）に示す濃インクのドットを用いた３値誤差拡散処理を行うようにしてもよい。
さらに、上述の実施例においては３値誤差拡散処理を説明したが、４値誤差拡散処理，５値誤差拡散処理を行うようにしてもよい。
また、上述の実施例においては誤差拡散処理を説明したが、同じようにして平均誤差最小法の処理においても適用することができる。
【００３６】
さらに、上述の実施例においてはインクジェット方式の画像記録装置を用いた場合の例を説明したが、電子写真印刷，オフセット印刷，グラビア印刷を含む一般的なプロッタにおいても上述と同様にして適用することができる。
また、この発明は、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
さらに、上述した実施例の画像処理装置における機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、画像入出力システム，画像形成装置に供給し、その画像入出力システム，画像形成装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても、実現することができることは言うまでもない。
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が上述した実施例における各機能を実現することになる。
【００３７】
上記プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭを含む各種の記録媒体を用いることができる。
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施例における各機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施例における各機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施例における各機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００３８】
なお、上述した実施例は、本発明の好適な実施例の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明による画像処理装置と画像記録装置とプログラムは、複写機，ファクシミリ装置などの装置単体、ホストコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリンタなどから構成されるシステムにおいても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の画像処理装置の実施例の機能構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の画像記録装置の実施例の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の画像処理装置を用いて構成される画像入出力システムの実施例の構成を示す図である。
【図４】図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの構成例を示すブロック図である。
【００４１】
【図５】図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの他の構成例を示すブロック図である。
【図６】γ変換の結果の一例を示す図である。
【図７】図１に示す整数変換部の変換テーブルの一例を示す図である。
【図８】図１に示す少数変換部の変換テーブルの一例を示す図である。
【図９】ディザマトリクスの一例を示す図である。
【００４２】
【図１０】閾値群の一例を示す図である。
【図１１】図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの吐出するインクのドット形状の一例を示す図である。
【図１２】拡散係数の一例を示す図である。
【図１３】図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの吐出するインクのドット形状の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
４Ｋ，５Ｋ：ブラックのインクジェットヘッド ４Ｃ，５Ｃ：シアンのインクジェットヘッド ４Ｍ，５Ｍ：マゼンタのインクジェットヘッド ４Ｙ，５Ｙ：イエローのインクジェットヘッド ５ＬＣ：ライトシアンのインクジェットヘッド ５ＬＭ：ライトマゼンタのインクジェットヘッド １０１：入力端子 １０２：整数変換部 １０３：少数変換部 １０４：２値化部 １０５：加算器 １０６：誤差メモリ １０７：閾値設定部 １０８：比較判定部 １０９：減算器 １１０：誤差拡散部 １１１：出力端子 ２０１：フレーム ２０２，２０３：ガイドレール ２０４：キャリッジ ２０５：インクジェット記録ヘッド ２０６：ガイド板 ２０７：用紙 ２０８：ドライブギヤ ２０９：スプロケットギヤ ２１０ａ：送りノブ ２１０：プラテン ２１１：プレッシャローラ ３０１：画像入力装置 ３０２：画像処理装置 ３０３：画像記録装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、多値の画像データを高精細かつ高階調に処理する画像処理装置と画像記録装置とプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナ，ディジタルカメラを含む入力装置で読み取った多値の画像データを、プリンタ，ディスプレイを含む出力装置に出力する画像入出力システムが存在する。
上記のような画像入出力システムには、入力装置で読み取った多値（例えば、８ビット精度ならば２５６階調）の画像データを、出力装置が出力可能な階調数の画像データに変換し、擬似的に連続階調を表現する擬似中間調処理を行うものが存在する。
また、出力装置がドットのＯＮ／ＯＦＦのみの２値しか表現できないときには２値化処理を行うものがある。
上記２値化処理の中で、高速処理が可能なディザ処理や、解像性と階調性に共に優れたものとして誤差拡散処理や平均誤差最小法処理が存在する。
【０００３】
上記誤差拡散法と平均誤差最小法処理は、誤差の拡散作業をいつ行うかが異なるだけであり、論理的には等価なものである。
さらに、上記誤差拡散処理を、２値だけでなく３値以上の階調数にも適応したものとして、多値誤差拡散処理が存在する。
この多値誤差拡散処理は、２値誤差拡散処理と同様に、階調性と解像性に優れた処理が可能である。
一方、出力装置における３値以上の階調数を確保するために各種の方式がある。
例えば、出力装置としてインクジェットプリンタにおいては、吐出するインク量を制御することにより大中小ドットとドット径を変化させたり、ドットの重ね打ちや濃度を異なったインク又は濃淡インクを用いたりして３値以上の階調数を再現している。
一般的には淡インクの濃度を濃インクの１／２〜１／６に希釈している。
【０００４】
また、グラビア印刷のような凹版印刷において版に掘り込む深さを変化させることで紙に転写するインク量を制御し、３値以上の階調数を確保する方式がある。
ところで、印刷機、インクジェットプリンタ、電子写真で印刷したとき、インクのにじみや広がりにより得られる網点が元の網点に比べて大きく太る現象が生じる。このような減少を「ドットゲイン」という。
上記誤差拡散処理では、局所的に発生した誤差を近傍画素に拡散して濃度を保存するようにフィードバックをかけている。
しかしながら、上述したドットゲインがあるため、高濃度部において元の入力値に対して網点が大きくなり、高濃度部において濃度飽和が生じ易い。
【０００５】
しかし、ディザ処理であればドットゲインの影響を考慮して設計することができるので問題はない。
ディザ処理では、ディザを構成する最小単位セルを複数組み合わせて矩形としたスーパーセルを用いるのが一般的である。
例えば、スーパーセルのサイズが３２×３２である１ビット（ｂｉｔ）ディザ処理用のディザであれば１０２５個のドットパターンを出力することができる。
ところで、一般的な入力装置で読み取った多値は８ｂｉｔ＝２５６値であるため１０２５個のドットパターンを必要としない。
この１０２５個というスーパーセルのサイズから求まる論理的に出力可能な階調数から、ドットゲインを考慮して目標となる明度または濃度曲線となるように２５６個のドットパターンを選択することで、ドットゲインの影響を見え難くすることができる。
【０００６】
一般的なプリンタで誤差拡散処理を用いるには、ドットゲインがあるため、γ変換した画像を誤差拡散処理する必要がある。
図６に示すように、γ変換後の値が実数となるようにすれば誤差拡散処理でも問題はない。図６に示す数値では、あるプリンタにおいて階調値１が入力されたとき、０．５２という値で誤差拡散処理を実施すればドットゲインにより入力値１に相当する明度又は濃度を表現することができる理想出力値を示している。
図６に示すようなγ変換後の値が実数とすると誤差拡散部も実数で演算しなければならない。
この場合、誤差を記憶するメモリなどの容量が大きくなってしまう。
【０００７】
また、ドットゲインを考慮した誤差拡散処理として、特許文献１や特許文献２に記載の技術がある。
特許文献１に記載されている誤差拡散処理では、誤差拡散部において入力値８ｂｉｔを１４ｂｉｔに変換して誤差拡散を行う。この記述では、ｂｉｔ数を増やすときに単純に各入力値を６４倍するのではなく、ドットゲインを考慮して狙いとなる明度または濃度を表現する値に変換することで階調性を良好にしている。
しかし、特許文献１の技術では、誤差メモリはγ変換後の値が実数とした誤差拡散処理よりは容量が少ないものの、８ｂｉｔ入力の誤差拡散処理よりは多い容量が必要となってしまう。
【０００８】
また、特許文献２の技術では、誤差を拡散する係数の合計を１未満とすることにより、濃度保存しないようにしている。これにより、高濃度部では濃度飽和し難いという特性が得られる。このように、高濃度部では濃度飽和し難い特許文献２の技術であるが、一律に誤差を１００％未満の値で分配するので、ハイライト部ではドットの生成が遅れてしまうという問題がある。
そこで、誤差の減算部において複数の減算用テーブルを使用することにより、ドットゲインを考慮した狙いとなる明度または濃度を表現する手法が考えられる。
このような手法では、誤差メモリを特許文献１の技術のように多く必要としない。
しかし、上記手法は省メモリで実行できるものであるが、印字モード毎に階調特性を記載した複数の減算用テーブルを切り替えなければならなくなる。
【０００９】
これは、ハードウェアで誤差拡散処理を行う場合、多数のモードに対応し難くなってしまうという欠点がある。
また、ドットゲインを考慮した誤差拡散用のγ変換技術として、図６に示すようにγ変換後の値が実数値の小数点以下を面積階調で表現する技術が考えられる。
ところで、特許文献３に記載の技術のように、多値誤差拡散処理には入力画素に応じて閾値を設定するものがある。
この技術は、多値の切り替わり部で生じるドット生成遅れによるグラデーション中に生じる擬似輪郭を抑制する技術であるが、多値誤差拡散処理の際にγ変換を行ったところ、多値の切り替わり部において画質劣化が生じてしまうという問題がある。
【特許文献１】特開２００７−１２４１９５号公報
【特許文献２】特開２００４−７２２９３号公報
【特許文献３】特開２００４−１１２０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように従来のいずれの技術でも、多値誤差拡散において階調性の向上と多値切り替わり部における画質劣化抑制することができないという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、多値の画像データの変換による画質劣化を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は上記の目的を達成するため、入力されたＭ値の画像データをＮ値（ＭとＮは正の整数，Ｍ＞Ｎ＞２）に変換する画像処理装置であって、上記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の整数部に対応する値に変換する手段と、上記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値に変換する手段と、上記変換で得られた理想的な階調数の整数部に対応する値と上記変換で得られた理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値とを加算した補正データを求める手段と、上記求められた補正データと所定の閾値とに基づいて上記Ｎ値の画像データに変換する手段を有する画像処理装置を提供する。
また、上記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値はディザ処理によって得られた値にするとよい。
【００１２】
さらに、上記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値はディザ処理のマトリクスサイズで乗算した値を四捨五入した値、又は小数点以下切捨てた値を階調毎に記憶するテーブルに基づいて求めるようにするとよい。
また、上記ディザ処理は分散系のディザ処理を用いるようにするとよい。
さらに、上記ディザ処理は、ベイヤー型ディザ処理を用いるようにするとよい。
また、上記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値は、ディザ処理で２値化して得られる０または１の値にするとよい。
【００１３】
さらに、上記のような画像処理装置を備えた画像記録装置も提供する。
さらにまた、コンピュータに、入力されたＭ値の画像データをＮ値（ＭとＮは正の整数，Ｍ＞Ｎ＞２）に変換する手順を実行させるためのプログラムであって、上記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の整数部に対応する値に変換する手順と、上記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値に変換する手順と、上記変換で得られた理想的な階調数の整数部に対応する値と上記変換で得られた理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値とを加算した補正データを求める手順と、上記求められた補正データと所定の閾値とに基づいて上記Ｎ値の画像データに変換する手順とを実行させるためのプログラムも提供する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明による画像処理装置と画像記録装置は、多値の画像データの変換による画質劣化を解消することができる。
また、この発明によるプログラムは、コンピュータに多値の画像データの変換による画質劣化を解消できるようにするための機能を実現させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施例〕
図１は、この発明の画像処理装置の実施例の機能構成を示すブロック図であり、特に、この発明に特徴的な画像処理を行う画像処理部のブロック構成を示す。
図２は、この発明の画像記録装置の実施例の構成を示す図である。
図３は、この発明の実施の画像処理装置を用いて構成される画像入出力システムの実施例の構成を示す図である。
図４は、図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの構成例を示すブロック図である。
図５は、図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの他の構成例を示すブロック図である。
【００１６】
図３に示すように、画像入力装置３０１はスキャナ，ディジタルカメラを含む入力デバイスであり、入力画像について、例えば８ビット精度ならば２５６階調の画像データとして画像処理装置３０２へ出力する。
画像処理装置（画像処理部）３０２では、画像入力装置３０１から入力された２５６階調の画像データに対し、この後段の画像記録装置３０３で出力可能な階調数に変換する処理を行う。この階調数変換処理では多値誤差拡散処理や多値平均誤差最小法の処理を含む公知の処理を用いる。この画像処理装置３０２の変換処理によって量子化した画像データを、図２に示す画像記録装置（画像形成装置、画像出力装置）３０３へ出力する。
【００１７】
図２に示すように、画像記録装置３０３は、フレーム２０１に横架したガイドレール２０２，２０３に移動可能に載設されたキャリッジ２０４にインクジェット記録ヘッド２０５（以下「記録ヘッド」と略称する）を搭載し、図示を省略したモータ等の駆動源によってキャリッジをガイドレール方向に移動して走査（主走査）可能とすると共に、ガイド板２０６にセットされる用紙２０７を、図示を省略した駆動源によってドライブギヤ２０８及びスプロケットギヤ２０９を介して回動される送りノブ２１０ａを備えたプラテン２１０によって取り込み、プラテン２１０の周面とこれに圧接するプレッシャローラ２１１とによって搬送し、記録ヘッド２０５によって用紙２０７にカラーインクを吐出して画像を印字記録する。
【００１８】
記録ヘッド２０５は、図４に示すように、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色のインクをそれぞれ吐出するための４個のインクジェットヘッド４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙを、あるいは、図５に示すように、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ライトシアン（ＬＣ）及びライトマゼンタ（ＬＭ）の各色のインクをそれぞれ吐出するための６個のインクジェットヘッド５Ｋ，５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５ＬＣ，５ＬＭを用紙２０７の主走査方向の同一線上に配置して構成している。なお、画像記録装置３０３の商品構成によってはインクの数を増減させても何ら構わない。例えば、ライトブラック，シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの各色のインクの濃度を３段，４段に分けた構成にして高画質を実現した記録ヘッドにしてもよい。
【００１９】
上記記録ヘッド２０５の各インクジェットヘッドは、例えば、圧電素子，気泡発生用ヒータを含むエネルギー発生手段であるアクチュエータを選択的に駆動して、液室内のインクに圧力を与えることによって、この液室に連通するノズルからインク滴を吐出飛翔させて、用紙２０７に付着させることで画像記録（画像形成）する。
画像記録装置３０３は、電子写真を用いて画像記録（画像形成）する場合でもこの発明にかかる画像処理方法が適用可能である。
この実施例の画像記録装置３０３の記録ヘッド２０５のインクジェットヘッドは、例えば、吐出するインクのドット径を変化させて、図１１の（ａ）に示す小ドットと図１１の（ｂ）に示す大ドットを出力するものであり、小ドットの階調値を１２７、大ドットの階調値を２５５とする。
【００２０】
図１に示すように、画像処理装置３０２の入力端子１０１は、画像入力装置３０１より多値の画像データを入力し、整数変換部１０２，少数変換部１０３，閾値設定部１０７へそれぞれ出力する。
ここで、２次元の画像データをＩｎ（ｘ，ｙ）と表わす。ｘは画像データの主走査方向のアドレスを、ｙは画像データの副走査方向のアドレスをそれぞれ示す。
整数変換部１０２は、図７に示す変換テーブル（ＬＵＴ）を保持し、入力された画像データ（入力値）Ｉｎ（ｘ，ｙ）を変換テーブル（ＬＵＴ）に基づいて対応する整数部出力値ｉｐ（ｘ，ｙ）に変換して加算器１０５へ出力する。
同様に、小数変換部１０３は、図８に示す変換テーブル（ＬＵＴ）を保持し、入力された画像データ（入力値）Ｉｎ（ｘ，ｙ）を変換テーブル（ＬＵＴ）に基づいて対応する小数部変換値ｄｐ（ｘ，ｙ）に変換して２値化部１０４へ出力する。
【００２１】
閾値設定部１０７は、図１０に示すＩｎ（ｘ，ｙ）の入力値に応じた閾値群Ｔｈｒ（ｘ，ｙ）を設定して、閾値群Ｔｈｒ（ｘ，ｙ）を比較判定部１０８へ出力する。
ここで、閾値群Ｔｈｒ（ｘ，ｙ）とは、ドットオフ（ｏｆｆ）と小ドットの判定に用いる第１閾値Ｔｈｒ１（ｘ，ｙ）と、小ドットと大ドットの判定に用いる第２閾値Ｔｈｒ２（ｘ，ｙ）からなる。
２値化部１０４は、図９に示す２値化閾値の一覧のテーブルを保持し、入力された画像データＩｎ（ｘ，ｙ）のアドレス（ｘ，ｙ）に対応するテーブル中の２値化閾値ｂｔ（ｘ，ｙ）と、小数変換部１０３より入力される小数部変換値ｄｐ（ｘ，ｙ）とを用いて、次の数１の演算によって小数部２値ｂ（ｘ，ｙ）を求め、加算器１０５へ出力する。
【００２２】
【数１】
【００２３】
加算器１０５は、整数変換部１０２より入力される整数部変換値ｉｐ（ｘ，ｙ）と、２値化部１０４より入力される小数部２値ｂ（ｘ，ｙ）と、誤差メモリ１０６から入力される誤差成分Ｅ（ｘ，ｙ）とを加算した補正データＣ（ｘ，ｙ）を計算して求め、その補正データＣ（ｘ，ｙ）を比較判定部１０８と減算器１０９へ出力する。
比較判定部１０８は、加算器１０５から入力される補正データＣ（ｘ，ｙ）と閾値設定部１０７から入力される閾値群Ｔｈｒ（ｘ，ｙ）とを用いて、次の数２の演算によって出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）を求めて決定し、出力端子１１１へ出力する。
ここで閾値群Ｔｈｒ（ｘ，ｙ）はドットオフと小ドットの出力判定閾値Ｔｈｒ１（ｘ，ｙ）と小ドットと大ドットの出力判定閾値Ｔｈｒ２（ｘ，ｙ）からなるものである。
【００２４】
【数２】
【００２５】
出力端子１１１は、比較判定部１０８から入力されるＯｕｔ（ｘ，ｙ）を画像出力装置３０３へ出力すると共に、減算器１０９へも出力される。
減算器１０９は、加算機１０５から入力される補正データＣ（ｘ，ｙ）と、比較判定部１０８から入力される出力値Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）とを用いて、次の数３の演算によって、現画素で発生した誤差ｅ（ｘ，ｙ）を算出し、誤差拡散部１１０へ出力する。
〔数３〕
ｅ（ｘ，ｙ）＝Ｃ（ｘ，ｙ）−Ｏｕｔ（ｘ，ｙ）
【００２６】
誤差拡散部１１０では、予め設定された拡散係数に基づいて、誤差ｅ（ｘ，ｙ）を配分して誤差メモリ１０６に蓄積されている誤差データＥ（ｘ，ｙ）に加算していく。
例えば、拡散係数として図１２に示す係数を用いた場合、誤差拡散部１１０では次に示す数４〜数７の演算処理を行う。
以上のようにして、図１に示した画像処理装置３０２において２値誤差拡散処理が行われる。
【００２７】
〔数４〕
Ｅ（ｘ＋１，ｙ）＝Ｅ（ｘ＋１，ｙ）＋ｅ（ｘ，ｙ）×７／１６
〔数５〕
Ｅ（ｘ−１，ｙ＋１）＝Ｅ（ｘ−１，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×５／１６
〔数６〕
Ｅ（ｘ，ｙ＋１）＝Ｅ（ｘ，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×３／１６
〔数７〕
Ｅ（ｘ＋１，ｙ＋１）＝Ｅ（ｘ＋１，ｙ＋１）＋ｅ（ｘ，ｙ）×１／１６
【００２８】
次に、上述のような処理により、なぜ多値誤差拡散処理でドットゲインに対して効果があるのかについて説明する。
例えば、図６に示すような実数値へのγ変換を行うことができたとき、ドットゲインを考慮した狙いとなる明度または濃度を表現することができるものとする。
図７に示す変換テーブルは、図６に示す変換テーブルの整数部の値に変換するものである。また、図８に示す変換テーブルは、図６に示す変換テーブルの小数点以下の値を図９に示すディザのマトリクスサイズ２５６（１６×１６）で乗算し、小数点以下を切り捨てた値に変換するものである。
例えば、図８の階調値１の変換結果は１３３となっているが、この値を図９に示すディザで２値化すると、ディザマトリクスサイズ２５６画素のうち１３３画素は“１”を出力し、１２３画素は“０”となる。この２５６画素の２値化結果に対する平均値は０．５２となる。
【００２９】
ここで、誤差拡散処理に平均化作用があるので、小数点以下の部分を面積階調する画素数で乗算した値で保持すれば、実数のγ変換を必要としない。
図１に示した画像処理装置３０２では、小数点以下の値を面積階調表現するのにディザ処理を使用した場合を示しており、面積階調を行えばよいので誤差拡散であってもかまわないが、ディザ処理のほうが高速に処理できるので好ましい。
また、画像処理装置３０２で実行するディザ処理は、誤差拡散部１１０と干渉してモアレを生じないようにするためにも集中系のディザ処理よりも分散系ディザ処理の方を用いるのが好ましい。
さらに、分散系ディザ処理として、特にベイヤー（Ｂａｙｅ）ディザ処理がディザマトリクスサイズが小さくすみ、省メモリとなって好ましい。
【００３０】
図８に示した変換テーブルの係数では、図６に示した変換テーブルの小数点以下の値を図９に示した変換テーブルのディザのマトリクスサイズ２５６（１６×１６）で乗算し、小数点以下を切り捨てた値にしているが、四捨五入した値とすれば割り切り誤差の影響が少なくなって好ましい。
また、本方式では面積階調の出力値を０と１の２値とした場合を示したが、ディザマトリクスを修正して３値又は４値ディザを用いて面積階調を行うこともできる。
しかしながら、３値又は４値とすると誤差拡散部１１０と干渉して、好ましからざるテクスチャを出力することがあるため、小数部の面積階調した結果は、周波数空間で高周波となる特性が好ましく、実空間では０と１の２値がもっとも好ましい画像となる。
さらに、ディザマトリクスのサイズを大きくすればするほど小数部で表現可能な値が細かくなる。
【００３１】
一方、ディザマトリクスサイズを大きくするとディザを保持する２値化部１０４のメモリが大きくなってしまって好ましくない。例えば、省メモリとして２×２の場合は階調表現できる小数点のステップは０．２５単位となってしまう。
これは、インクジェットプリンタで普通紙に印字する場合、紙白部とインクを全面に出力した箇所との明度差が、インクジェット専用紙に出力する場合に比べて少ない。
このような場合では、０．２５ステップで階調表現するのではドットゲインを考慮して狙いとなる明度または濃度を表現する値に変換することが難しい。
そこで、ディザマトリクスサイズは４×４，２×８又は８×２以上であることが好ましい。
【００３２】
例えば、階調値１２７が入力されたとき、図６に示す理想出力値が１２７．５であったとして説明する。
図１１の大小ドットの階調値をそれぞれ２５５・１２７としてあり、階調値１から１２７まではドットｏｆｆと小ドットの混在で階調表現し、階調値１２８から階調値２５５までは小ドットと大ドットの混在で階調表現する区間である。
理想出力値が１２７．５であれば、整数変換部１０２・小数変換部１０３・２値化部１０４による変換値は、１２８画素は１２７に、１２８画素は１２８に変換される。
単純な３値誤差拡散の閾値を用いた場合、整数変換部１０２・小数変換部１０３・２値化部１０４による変換値が１２７となった画素はドットｏｆｆと小ドットを出力し、変換値が１２８となった画素は小ドットと大ドットを出力することになり、ドットｏｆｆ・小ドット・大ドットが混在することとなる。階調表現としては問題ないが、画質的に好ましくない。
【００３３】
閾値設定部１０７が、図１０のような入力値に応じて閾値群ｔｈｒ（ｘ，ｙ）を出力するとき、入力データＩｎ（ｘ，ｙ）の理想出力値が１２７．５であったとして説明する。
閾値群ｔｈｒ（ｘ，ｙ）のドットｏｆｆと小ドットの出力判定閾値ｔｈｒ１（ｘ，ｙ）＝０を出力する。
理想出力値が１２７．５であるから、ｔｈｒ１（ｘ，ｙ）の値０と比較してドットｏｆｆを出力することはないため、出力される画像は小ドットと中ドットで階調表現されることとなる。
このように、入力値に応じて閾値群を設定すれば多値誤差拡散において複数種のドットが混在することなく画質的に好ましい結果となる。
【００３４】
以上の説明から明らかなように、この実施例の画像入出力システムによれば、誤差拡散における階調変換において多値誤差拡散における階調変換において、理想的な階調値の小数点以下を面積階調とすることで、ドットゲインによる画質劣化問題を解決し、かつ、入力値に応じた閾値を設定することで、多値誤差拡散において階調性の向上と多値切り替わり部における画質劣化抑制して良好な画質の出力画像結果を得ることことができる。
また、多値誤差拡散においてドットゲインによる画質劣化問題と多値切り替わり部における画質劣化問題を解消することができる。
さらに、省メモリでかつ高速にドットゲインによる画質劣化問題を解消することができる。
また、ドットゲインによる画質劣化問題を解消することができる。
さらに、後段の誤差拡散処理との干渉を抑えることができる。
また、後段の誤差拡散処理との干渉を抑え、かつ省メモリで設計することができる。
さらに、後段の誤差拡散処理との干渉を抑えることができる。
【００３５】
次に、図３に示した画像入出力システムでは、処理に応じてそれぞれの装置を独立したものとして示したが、この限りではなく、画像処理装置３０２の機能が画像入力装置３０１中に存在する形態や、画像出力装置３０３中に存在する形態等もある。
また、上述の実施例においては図１１に示した大小ドットによる３値誤差拡散を説明したが、図１３の（ａ）に示す淡インクのドットと図１３の（ｂ）に示す濃インクのドットを用いた３値誤差拡散処理を行うようにしてもよい。
さらに、上述の実施例においては３値誤差拡散処理を説明したが、４値誤差拡散処理，５値誤差拡散処理を行うようにしてもよい。
また、上述の実施例においては誤差拡散処理を説明したが、同じようにして平均誤差最小法の処理においても適用することができる。
【００３６】
さらに、上述の実施例においてはインクジェット方式の画像記録装置を用いた場合の例を説明したが、電子写真印刷，オフセット印刷，グラビア印刷を含む一般的なプロッタにおいても上述と同様にして適用することができる。
また、この発明は、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
さらに、上述した実施例の画像処理装置における機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、画像入出力システム，画像形成装置に供給し、その画像入出力システム，画像形成装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても、実現することができることは言うまでもない。
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が上述した実施例における各機能を実現することになる。
【００３７】
上記プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭを含む各種の記録媒体を用いることができる。
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施例における各機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施例における各機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施例における各機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００３８】
なお、上述した実施例は、本発明の好適な実施例の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明による画像処理装置と画像記録装置とプログラムは、複写機，ファクシミリ装置などの装置単体、ホストコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリンタなどから構成されるシステムにおいても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の画像処理装置の実施例の機能構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の画像記録装置の実施例の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の画像処理装置を用いて構成される画像入出力システムの実施例の構成を示す図である。
【図４】図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの構成例を示すブロック図である。
【００４１】
【図５】図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの他の構成例を示すブロック図である。
【図６】γ変換の結果の一例を示す図である。
【図７】図１に示す整数変換部の変換テーブルの一例を示す図である。
【図８】図１に示す少数変換部の変換テーブルの一例を示す図である。
【図９】ディザマトリクスの一例を示す図である。
【００４２】
【図１０】閾値群の一例を示す図である。
【図１１】図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの吐出するインクのドット形状の一例を示す図である。
【図１２】拡散係数の一例を示す図である。
【図１３】図２に示す画像記録装置のインクジェット記録ヘッドの吐出するインクのドット形状の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
４Ｋ，５Ｋ：ブラックのインクジェットヘッド ４Ｃ，５Ｃ：シアンのインクジェットヘッド ４Ｍ，５Ｍ：マゼンタのインクジェットヘッド ４Ｙ，５Ｙ：イエローのインクジェットヘッド ５ＬＣ：ライトシアンのインクジェットヘッド ５ＬＭ：ライトマゼンタのインクジェットヘッド １０１：入力端子 １０２：整数変換部 １０３：少数変換部 １０４：２値化部 １０５：加算器 １０６：誤差メモリ １０７：閾値設定部 １０８：比較判定部 １０９：減算器 １１０：誤差拡散部 １１１：出力端子 ２０１：フレーム ２０２，２０３：ガイドレール ２０４：キャリッジ ２０５：インクジェット記録ヘッド ２０６：ガイド板 ２０７：用紙 ２０８：ドライブギヤ ２０９：スプロケットギヤ ２１０ａ：送りノブ ２１０：プラテン ２１１：プレッシャローラ ３０１：画像入力装置 ３０２：画像処理装置 ３０３：画像記録装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたＭ値の画像データをＮ値（ＭとＮは正の整数，Ｍ＞Ｎ＞２）に変換する画像処理装置であって、
前記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の整数部に対応する値に変換する手段と、
前記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値に変換する手段と、
前記変換で得られた理想的な階調数の整数部に対応する値と前記変換で得られた理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値とを加算した補正データを求める手段と、
前記求められた補正データと所定の閾値とに基づいて前記Ｎ値の画像データに変換する手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値はディザ処理によって得られた値であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値はディザ処理のマトリクスサイズで乗算した値を四捨五入した値、又は小数点以下切捨てた値を階調毎に記憶するテーブルに基づいて求めることを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ディザ処理は分散系のディザ処理を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記ディザ処理は、ベイヤー型ディザ処理を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値は、ディザ処理で２値化して得られる０または１の値であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする画像記録装置。
【請求項８】
コンピュータに、入力されたＭ値の画像データをＮ値（ＭとＮは正の整数，Ｍ＞Ｎ＞２）に変換する手順を実行させるためのプログラムであって、前記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の整数部に対応する値に変換する手順と、前記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値に変換する手順と、前記変換で得られた理想的な階調数の整数部に対応する値と前記変換で得られた理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値とを加算した補正データを求める手順と、前記求められた補正データと所定の閾値とに基づいて前記Ｎ値の画像データに変換する手順とを実行させるためのプログラム。
【請求項１】
入力されたＭ値の画像データをＮ値（ＭとＮは正の整数，Ｍ＞Ｎ＞２）に変換する画像処理装置であって、
前記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の整数部に対応する値に変換する手段と、
前記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値に変換する手段と、
前記変換で得られた理想的な階調数の整数部に対応する値と前記変換で得られた理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値とを加算した補正データを求める手段と、
前記求められた補正データと所定の閾値とに基づいて前記Ｎ値の画像データに変換する手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値はディザ処理によって得られた値であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値はディザ処理のマトリクスサイズで乗算した値を四捨五入した値、又は小数点以下切捨てた値を階調毎に記憶するテーブルに基づいて求めることを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ディザ処理は分散系のディザ処理を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記ディザ処理は、ベイヤー型ディザ処理を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値は、ディザ処理で２値化して得られる０または１の値であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置を備えたことを特徴とする画像記録装置。
【請求項８】
コンピュータに、入力されたＭ値の画像データをＮ値（ＭとＮは正の整数，Ｍ＞Ｎ＞２）に変換する手順を実行させるためのプログラムであって、前記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の整数部に対応する値に変換する手順と、前記入力されたＭ値の画像データを所望する濃度又は明度が得られる理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値に変換する手順と、前記変換で得られた理想的な階調数の整数部に対応する値と前記変換で得られた理想的な階調数の小数部を面積階調で表現する値とを加算した補正データを求める手順と、前記求められた補正データと所定の閾値とに基づいて前記Ｎ値の画像データに変換する手順とを実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１３０３０６（Ｐ２０１０−１３０３０６Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０２４２６（Ｐ２００８−３０２４２６）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]