量子化処理方法およびその装置

【課題】データ圧縮を効率よく行うことができ、中間調細線の再現性、中間調メッシュパターンの再現性を改善する。
【解決手段】ベイヤー型ディザマトリクスを用いた画像の量子化処理方法において、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターン（Ａ〜Ｄ）に基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを使用して、多値のディザ処理を行う。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、量子化処理方法およびその装置に関し、より詳細には、擬似中間調表現手法の一つであるディザマトリクスパターンを使用するプリンタ、複写機、ファクシミリ等における量子化処理方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、擬似中間調表現の手法の１つとしてディザ法が知られている。ディザ法の特徴として、パターンサイズが大きくなれば、表現できる階調数が増えることが一般的に知られている。例えば、ディザマトリクスパターンのパターンサイズが４×４の場合には、１７階調を表現することができ、８×８の場合には、６５階調を表現することができる。また、１６×１６の場合には、２５７階調まで表現することができる。
【０００３】ディザマトリクスパターンの種類として、ベイヤー型、渦巻き型、集中網点型、均衡網点型などが一般的に知られている。渦巻き型と集中網点型と均衡網点型とは、ドット集中型のディザマトリクスパターンである。ドット集中型ディザマトリクスは、ドットを中心から太らせるように閾値が配列されている。そのために、パターンサイズを大きくすると解像度が下がるという特徴があり、ドット集中型ディザマトリクスでは、高解像度と高階調性との両立が困難である。
【０００４】一方、ベイヤー型は、ドット分散型のディザマトリクスパターンである。ドット分散型ディザマトリクスは、ドットが均等に分散するように閾値が配列されているため、パターンサイズを大きくしても解像度が下がるということはない。そのために、高解像度と高階調性との両立が可能である。
【０００５】図１は、従来の渦巻き型ディザマトリクスパターンとベイヤー型ディザマトリクスパターンとを示す図である。従来の渦巻き型ディザマトリクスパターンは、中心からドットを太らせるように閾値が配列されている。また、ベイヤー型ディザマトリクスパターンは、ドットが均等に分散されるように閾値が配列されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、ベイヤー型は、高解像度と高階調性との両立が可能である。しかしながら、例えば、表計算ソフトやワープロソフトにおける塗りつぶしパターン等の中間調メッシュパターンの再現性が悪いという問題があった。図２は、従来のベイヤー型ディザマトリクスパターンによる中間調メッシュパターンの出力を示す図である。図２（ａ）の入力データと、図２（ｂ）の入力データとの関係のように、入力データとディザマトリクスパターンとの位置関係が変化すると、再現される濃度が大きく変化して、メッシュパターンの再現性が悪い。これは、ベイヤー型ディザマトリクスパターンの閾値配列が非常に規則的であるため、入力データが規則的なパターンであった場合には、ディザマトリクスパターンと入力データのパターンとが干渉を起こしてしまうからである。
【０００７】また、中間調細線の再現性が悪いという問題もあった。図３は、従来のベイヤー型ディザマトリクスパターンによる中間調細線の出力を示す図である。中間調メッシュパターンが入力された場合と同様の原因により、細線の再現性が悪い。そこで、中間調メッシュパターンや中間調細線を忠実に再現するために、ベイヤー型ディザマトリクスを、ランダムなディザマトリクスパターンに置き換えることが行われている。例えば、ブルーノイズマスクやランダムディザ等を使用することが行われている。
【０００８】しかしながら、ランダムなディザマトリクスパターンを使用すると、ランレングス圧縮方式によるデータ圧縮の圧縮効率が低下するという新たな問題が発生してしまう。通常のプリンタでは、入力γ変換処理、色変換処理、出力γ変換処理および量子化処理（２値化、多値化）をプリンタドライバなどのソフトウェアで処理し、量子化処理されたデータを圧縮してプリンタに転送するのが一般的である。プリンタにデータを転送する際、データサイズが大きいほど転送に時間がかかるため、データ圧縮が効率よく実行されるか否かは重要な要素となる。
【０００９】本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、データ圧縮を効率よく行うことができ、中間調細線の再現性、中間調メッシュパターンの再現性を改善する量子化処理方法およびその装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ベイヤー型ディザマトリクスを用いた画像の量子化処理方法において、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを使用して、多値のディザ処理を行うことを特徴とする。
【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記最小パターンは、閾値配列を時計周りまたは半時計周りにローテーションさせて組み換えたことを特徴とする。
【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の前記最小パターンは、閾値配列を上下および左右に入れ替えて組み換えたことを特徴とする。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の前記最小パターンは、閾値配列をランダムに入れ替えて組み換えたことを特徴とする。
【００１４】請求項５に記載の発明は、ベイヤー型ディザマトリクスを用いた画像の量子化処理装置において、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを格納する手段と、該ディザマトリクスを使用して、多値のディザ処理を行う手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】請求項６に記載の発明は、ベイヤー型ディザマトリクスを用いた画像の量子化処理装置において、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンを格納する手段と、前記最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを作成する手段と、該ディザマトリクスを使用して、多値のディザ処理を行う手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】請求項７に記載の発明は、ベイヤー型ディザマトリクスを用いた画像の量子化処理装置において、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンを作成する手段と、前記複数の２×２の最小パターンを格納する格納手段と、該格納手段に格納された前記最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを作成する手段と、該ディザマトリクスを使用して、多値のディザ処理を行う手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】請求項８に記載の発明は、請求項５、６または７に記載の前記最小パターンは、閾値配列を時計周りまたは半時計周りにローテーションさせて組み換えたことを特徴とする。
【００１８】請求項９に記載の発明は、請求項５、６または７に記載の前記最小パターンは、閾値配列を上下および左右に入れ替えて組み換えたことを特徴とする。
【００１９】請求項１０に記載の発明は、請求項５、６または７に記載の前記最小パターンは、閾値配列をランダムに入れ替えて組み換えたことを特徴とする。
【００２０】請求項１１に記載の発明は、ベイヤー型ディザマトリクスを使用して多値のディザ処理を行うために、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを有するデータが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。
【００２１】請求項１２に記載の発明は、ベイヤー型ディザマトリクスを使用して多値のディザ処理を行うために、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンと、該最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスとを有するデータが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。
【００２２】請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の前記最小パターンは、閾値配列を時計周りまたは半時計周りにローテーションさせて組み換えたことを特徴とする。
【００２３】請求項１４に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の前記最小パターンは、閾値配列を上下および左右に入れ替えて組み換えたことを特徴とする。
【００２４】請求項１５に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の前記最小パターンは、閾値配列をランダムに入れ替えて組み換えたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２６】図４に、本発明の一実施形態にかかる画像処理の流れを示す。プリンタドライバに入力された画像データは、入力γ変換処理部４０１において、ユーザが指定するγ変換処理がなされる。次に、色変換処理部４０２において、カラーマッチング／インク色展開を行う。そして、出力γ変換処理部４０３では、ドットゲインを吸収して濃度をリニアにするためのγ変換処理を行う。量子化処理部４０４では、多値のディザ処理が行われ、データ圧縮処理部４０５において、量子化されたデータを圧縮処理してプリンタに転送する。
【００２７】プリンタドライバから転送されたデータは、プリンタのデータ解凍処理部４１１において解凍され、インデックス展開処理部４１２において、インク色の２値データとなる。ここで、インデックス展開処理とは、量子化処理部４０４で量子化されたインデックスデータを、図５に示すように、ドットのＯＮ／ＯＦＦ（２値）を示すパターンに展開する処理のことである。
【００２８】また、圧縮処理における圧縮方式は、Ｐａｃｋｂｉｔｓ圧縮とする。Ｐａｃｋｂｉｔｓ圧縮は、８ｂｉｔごとにデータを区切り、区切られたデータの連続性で圧縮がかかる仕組みになっている。すなわち、同じデータ（８ｂｉｔ単位）がラスター方向に多く連続しているほど、圧縮率が高くなる。ディザマトリクスによる出力ｂｉｔ数が１ｂｉｔ（量子化数２値）の場合には、ラスター方向に８画素周期の繰り返しパターン（１ｂｉｔ×８画素＝８ｂｉｔ）が出力されるように閾値を配置すると、Ｐａｃｋｂｉｔｓ圧縮が効率的にかかる。出力ｂｉｔ数が２ｂｉｔ（量子化数３値〜４値）の場合には、ラスター方向に４画素周期の繰り返しパターン（２ｂｉｔ×４画素＝８ｂｉｔ）が出力されるように閾値を配置すると、Ｐａｃｋｂｉｔｓ圧縮が効率的にかかる。
【００２９】（第１の実施例）プリンタにおいて、ベイヤー型ディザマトリクスを以下に示す手順により、閾値配列を組み換えたものを新規のディザマトリクスとして量子化処理を行う。
（１）ベイヤー型ディザマトリクスを、２×２サイズの最小パターンに細分化する。
（２）図６に、最小パターンの閾値配列の入れ替えを示す。細分化した最小パターンをＡパターンとし、Ａパターンの閾値配列を上下に入れ替えたものをＢパターンとする。また、Ａパターンの閾値配列を左右に入れ替えたものをＣパターンとし、さらに、Ｃパターンの閾値配列を上下に入れ替えたものをＤパターンとする。
（３）図７に、閾値配列を入れ替えた８×８サイズのディザマトリクスを示す。図６に示した最小パターンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを組み合わせて、サイズの大きなディザマトリクスを作成する。図７（ａ）は、ディザの出力ｂｉｔ数が１ｂｉｔの場合であり、図７（ｂ）は、ディザの出力ｂｉｔ数が２ｂｉｔの場合である。
【００３０】このようにして、閾値配列を組み換えると、縦方向、横方向、斜め方向における閾値の大小が、ベイヤー型ディザマトリクスと比べて均等に配置されているのがわかる。比較のために、図８に、従来の８×８サイズのディザマトリクスを示す。例えば、一行目の閾値と二行目の閾値とを比較する。従来は、２×２サイズの閾値配列を８×８サイズに拡張した形になっている。図８に示したベイヤー型ディザマトリクスの場合には、一行目の閾値の平均値は２１であり、二行目の閾値の平均値は３７と大きな差がある。一方、図７（ａ）に示したディザマトリクスの場合には、一行目の閾値の平均値と二行目の閾値の平均値とは、同じ２９である。縦方向、斜め方向においても同様のことが言える。従って、中間調細線の再現性が良好となる。
【００３１】また、規則的なベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を、適度に不規則になるように組み換えているので、規則的な中間調メッシュパターンに対する再現性も良好になる。さらに、ラスター方向の出力結果が８ｂｉｔ周期の繰り返しパターンになるように閾値が配置されているので、Ｐａｃｋｂｉｔｓ圧縮を効率的に行うことができる。
【００３２】（第２の実施例）ベイヤー型ディザマトリクスを以下に示す手順により、閾値配列を組み換えたものを新規のディザマトリクスとして量子化処理を行う。
（１）べイヤー型ディザマトリクスを、２×２サイズの最小パターンに細分化する。
（２）図９に、最小パターンの閾値配列の入れ替えを示す。細分化した最小パターンをＥパターンとし、Ｅパターンの閾値配列を時計回りに９０°回転させたものをＦパターンとする。また、Ｅパターンの閾値配列を時計回りに１８０°回転させたものをＧパターンとし、さらに、Ｅパターンの閾値配列を時計回りに２７０°回転させたものをＨパターンとする。
（３）図１０に、閾値配列を入れ替えた８×８サイズのディザマトリクスを示す。図９に示した最小パターンＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈを組み合わせて、サイズの大きなディザマトリクスを作成する。図１０（ａ）は、ディザの出力ｂｉｔ数が１ｂｉｔの場合であり、図１０（ｂ）は、ディザの出力ｂｉｔ数が２ｂｉｔの場合である。
【００３３】このようにして、閾値配列を組み換えると、縦方向、横方向、斜め方向における閾値の大小が、ベイヤー型ディザマトリクスと比べて均等に配置されているのがわかる。例えば、一行目の閾値と二行目の閾値とを、図８に示した従来のディザマトリクスと比較する。図８に示したベイヤー型ディザマトリクスの場合には、一行目の閾値の平均値は２１であり、二行目の閾値の平均値は３７と大きな差がある。一方、図１０（ａ）に示したディザマトリクスの場合には、一行目の閾値の平均値と二行目の閾値の平均値とは、同じ２９である。縦方向、斜め方向においても同様のことが言える。従って、中間調細線の再現性が良好となる。
【００３４】また、規則的なベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を、適度に不規則になるように組み換えているので、規則的な中間調メッシュパターンに対する再現性も良好になる。さらに、ラスター方向の出力結果が８ｂｉｔ周期の繰り返しパターンになるように閾値が配置されているので、Ｐａｃｋｂｉｔｓ圧縮を効率的に行うことができる。
【００３５】（第３の実施例）ベイヤー型ディザマトリクスを以下に示す手順により、閾値配列を組み換えたものを新規のディザマトリクスとして量子化処理を行う。
（１）ベイヤー型ディザマトリクスを、２×２サイズの最小パターンに細分化する。
（２）図１１に、最小パターンの閾値配列の入れ替えを示す。細分化した最小パターンをＩパターンとし、Ｉパターンの閾値配列をランダムに組み換える。２×２サイズのパターンなので、４×３×２＝２４通りのパターン（ａ〜ｘ）がランダムに発生することになる。
（３）図１２に、閾値配列を入れ替えた８×８サイズのディザマトリクスを示す。図１１に示した最小パターンａ〜ｘを組み合わせて、サイズの大きなディザマトリクスを作成する。図１２（ａ）は、ディザの出力ｂｉｔ数が１ｂｉｔの場合であり、図１２（ｂ）は、ディザの出力ｂｉｔ数が２ｂｉｔの場合である。
【００３６】このようにして、閾値配列を組み換えると、縦方向、横方向、斜め方向における閾値の大小が、ベイヤー型ディザマトリクスと比べてランダムに配置されているのがわかる。例えば、一行目の閾値と二行目の閾値とを、図８に示した従来のディザマトリクスと比較する。図８に示したベイヤー型ディザの場合には、一行目の閾値の平均値は２１であり、二行目の閾値の平均値は３７と大きな差がある。一方、図１０（ａ）に示したディザマトリクスの場合には、一行目の閾値の平均値は２７であり、二行目の閾値の平均値は３１であり、ベイヤー型の場合と比較して差は小さい。縦方向、斜め方向においても同様のことが言える。従って、中間調細線の再現性が良好となる。
【００３７】また、規則的なベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を、ランダムに組み換えているので、規則的な中間調メッシュパターンに対する再現性も良好になる。さらに、ラスター方向の出力結果が８ｂｉｔ周期の繰り返しパターンになるように閾値が配置されているので、Ｐａｃｋｂｉｔｓ圧縮を効率的に行うことができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、ベイヤー型ディザマトリクスを２×２の最小パターンに細分化し、最小パターン内部の閾値配列を組み換えたディザマトリクスを用いて量子化処理を行うので、中間調細線の再現性、中間調メッシュパターンの再現性を改善することが可能となる。
【００３９】また、本発明によれば、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるようなディザマトリクスとすることにより、ランレングス圧縮方式による圧縮効率を、ベイヤー型ディザマトリクスと同等レベルに保つことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の渦巻き型ディザマトリクスパターンとベイヤー型ディザマトリクスパターンとを示す図である。
【図２】従来のベイヤー型ディザマトリクスパターンによる中間調メッシュパターンの出力を示す図である。
【図３】従来のベイヤー型ディザマトリクスパターンによる中間調細線の出力を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる画像処理の流れを説明するための図である。
【図５】インデックスデータをドットのＯＮ／ＯＦＦパターンに展開するインデックス展開処理を説明するための図である。
【図６】第１の実施例における２×２サイズに細分化された最小パターンの閾値配列の入れ替えを示す図である。
【図７】第１の実施例における閾値配列を入れ替えた８×８サイズのディザマトリクスを示す図である。
【図８】従来の８×８サイズのディザマトリクスを示す図である。
【図９】第２の実施例における２×２サイズに細分化された最小パターンの閾値配列の入れ替えを示す図である。
【図１０】第２の実施例における閾値配列を入れ替えた８×８サイズのディザマトリクスを示す図である。
【図１１】第３の実施例における２×２サイズに細分化された最小パターンの閾値配列の入れ替えを示す図である。
【図１２】第３の実施例における閾値配列を入れ替えた８×８サイズのディザマトリクスを示す図である。
【符号の説明】
４０１入力γ変換処理部
４０２色変換処理部
４０３出力γ変換処理部
４０４量子化処理部
４０５データ圧縮処理部
４１１データ解凍処理部
４１２インデックス展開処理部

【特許請求の範囲】
【請求項１】ベイヤー型ディザマトリクスを用いた画像の量子化処理方法において、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを使用して、多値のディザ処理を行うことを特徴とする量子化処理方法。
【請求項２】前記最小パターンは、閾値配列を時計周りまたは半時計周りにローテーションさせて組み換えたことを特徴とする請求項１に記載の量子化処理方法。
【請求項３】前記最小パターンは、閾値配列を上下および左右に入れ替えて組み換えたことを特徴とする請求項１に記載の量子化処理方法。
【請求項４】前記最小パターンは、閾値配列をランダムに入れ替えて組み換えたことを特徴とする請求項１に記載の量子化処理方法。
【請求項５】ベイヤー型ディザマトリクスを用いた画像の量子化処理装置において、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを格納する手段と、該ディザマトリクスを使用して、多値のディザ処理を行う手段とを備えたことを特徴とする量子化処理装置。
【請求項６】ベイヤー型ディザマトリクスを用いた画像の量子化処理装置において、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンを格納する手段と、前記最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを作成する手段と、該ディザマトリクスを使用して、多値のディザ処理を行う手段とを備えたことを特徴とする量子化処理装置。
【請求項７】ベイヤー型ディザマトリクスを用いた画像の量子化処理装置において、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンを作成する手段と、前記複数の２×２の最小パターンを格納する格納手段と、該格納手段に格納された前記最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを作成する手段と、該ディザマトリクスを使用して、多値のディザ処理を行う手段とを備えたことを特徴とする量子化処理装置。
【請求項８】前記最小パターンは、閾値配列を時計周りまたは半時計周りにローテーションさせて組み換えたことを特徴とする請求項５、６または７に記載の量子化処理装置。
【請求項９】前記最小パターンは、閾値配列を上下および左右に入れ替えて組み換えたことを特徴とする請求項５、６または７に記載の量子化処理装置。
【請求項１０】前記最小パターンは、閾値配列をランダムに入れ替えて組み換えたことを特徴とする請求項５、６または７に記載の量子化処理装置。
【請求項１１】ベイヤー型ディザマトリクスを使用して多値のディザ処理を行うために、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスを有するデータが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１２】ベイヤー型ディザマトリクスを使用して多値のディザ処理を行うために、閾値配列を組み換えた複数の２×２の最小パターンと、該最小パターンに基づいて、ラスター方向に所定周期の繰り返しパターンが出力されるように、前記ベイヤー型ディザマトリクスの閾値配列を組み換えたディザマトリクスとを有するデータが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１３】前記最小パターンは、閾値配列を時計周りまたは半時計周りにローテーションさせて組み換えたことを特徴とする請求項１１または１２に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１４】前記最小パターンは、閾値配列を上下および左右に入れ替えて組み換えたことを特徴とする請求項１１または１２に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１５】前記最小パターンは、閾値配列をランダムに入れ替えて組み換えたことを特徴とする請求項１１または１２に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【図１】