JP2005045722A - 画像処理方法と画像処理装置及びそれを備えた画像形成装置並びにコンピュータ・ソフトウエア - Google Patents

Abstract

【課題】 一定のドットパターンが発生してモアレとなることのない画像処理方法と画像処理装置及びそれを備えた画像形成装置並びにコンピュータ・ソフトウエアを提供する。
【解決手段】 入力画像データに中間調処理を施して出力画像データとする階調再現処理部を備える画像処理装置１において、出力画像データに基づいて可視の色材により記録媒体上に形成されるドットの位置を少なくとも一部変更する情報を、出力画像データに付加して供給する付加情報制御部１７を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、出力画像データに基づいて、可視の色材により記録媒体上に形成されるドットの位置を制御する画像処理方法と画像処理装置及びそれを備えた画像形成装置並びにコンピュータ・ソフトウエアに関する。

従来、画像を紙などの記録媒体に出力する方法として、熱転写、電子写真、あるいはインクジェット方式を始めとする様々な記録方法が採用されている。これらの記録方法においては、多値のディザ方法による中間調処理を利用して画像を形成するよう構成される（例えば特許文献１参照）。
特開昭５８−２４２７０号公報 特開平９−１９３４７７号公報 高橋利至他「文字／網点／写真混在画像の適応２値化方式」画像電子学会研究会予稿９０−０６−０４、ｐ．１９−２４

従来の多値ディザ方法は、以下に示す問題がある。ディザ処理は使用するディザマトリックスに配置された閾値により入力された画像データを量子化してドットのオン・オフを決定している。しかしドットのオンされる画素位置は使用するディザマトリックス内の閾値の配置により直接影響されるために、オンされるドットが規則性を持ち、これを紙上に印字すると特定のパターン（モアレ）が発生して問題となっている。

簡単のために２値ディザの例について、図１１を用いて説明する。図１１（ｂ）は使用される４×４要素で構成されるディザマトリックスを示し、マトリックス内の数字は閾値を示す。図１１（ａ）は入力画像の一部分であり、各画素内の数字は各画素の画素値を示す。図１１（ａ）の左上の画素位置を（ｘ，ｙ）とし、右下は（ｘ＋ｎ，ｙ＋ｍ）する。同様に図１１（ｂ）のマトリックスの各要素位置を同様に左上を（０，０）とし、右下を（３，３）とする。

まず、画素（ｘ，ｙ）は、図１１（ｂ）のディザマトリックスの（０，０）の閾値１と比較され、これより大きいので当該画素位置（ｘ，ｙ）はオンされる。つづいて画素位置（ｘ＋１，ｙ）は、ディザマトリックス（１，０）の閾値１２８と比較され、これよりも小さいので当該画素位置（ｘ＋１，ｙ）はオフされる。これを繰り返すと図１１（ｃ）のような画像が得られる。図１１（ｃ）はオンされる画素を●印で示している。このようにオンされる画素はディザマトリックスの閾値の配置で決定され、同一のディザマトリックスが繰り返し使用されるために、一定のドットパターンが発生してモアレとなる。

図１１は２値のディザを例に説明しているが、多値の場合でも同様な不具合が生じるのは明らかである。さらに他の階調再現方法、例えば誤差拡散を使用した場合でも同様の問題、例えばワーム現象が発生し抜本的な解決に至っていないのが現状である。

本発明は、従来の問題を解決するものであり、一定のドットパターンが発生してモアレとなることのない画像処理方法と画像処理装置及びそれを備えた画像形成装置並びにコンピュータ・ソフトウエアを提供することを目的とする。

本発明は、入力画像データに中間調処理を施して出力画像データとする階調再現処理部を備える画像処理装置において、出力画像データに基づいて可視の色材により記録媒体上に形成されるドットの位置を少なくとも一部変更する情報を、前記出力画像データに付加して供給する付加情報制御部を備える画像処理装置である。

これにより、モアレ等の一定ドットパターンが形成されるような場合でも、より複雑な処理によらず一定ドットパターンが解消されるような情報を付加して画像劣化を回避可能である。

また、本発明は、上記付加情報制御部が、上記付加情報を可変制御する画像処理装置である。

これにより、一定濃度が連続する場合でもモアレ等の一定ドットパターンが解消されるように情報を適宜可変制御して付加してするので画像劣化をより効果的に回避可能である。

そして、本発明は、上記付加情報は人間の視覚特性を考慮した情報を含んでいる画像処理装置である。

これにより、付加情報による制御が人間の視覚特性を考慮しているので、さらに高画質を実現できる。

更に、本発明は、上記付加情報制御部は、入力画像データが自然画像やグラフィック画像である等の画像の特性、或いは使用する色材や記録媒体の特性に応じて上記付加情報を可変制御する画像処理装置である。

これにより、画像の特性・色材や記録媒体の特性を考慮して付加情報を求めるので、さらに画像の特性や使用する色材や記録紙に応じた処理を行うことができ高画質を達成できる。

また、本発明は、上記の画像処理装置を備える画像形成装置である。

これにより、モアレ等の一定ドットパターンが解消されるような情報を付加して画像劣化を回避することができるので、品質の良い画像を出力することのできる画像形成装置（デジタル複写機・複合機やプリンタ）を提供することができる。

そして、本発明は、予め定められた処理が施こされた出力画像データに基づいて、可視の色材により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置と、出力画像データに基づいて、可視の色材により記録媒体上に形成されるドットの位置を少なくとも変更する情報を前記画像形成装置に供給する付加情報制御部とよりなる画像形成システムである。

これにより、付加情報を外部に持つので画像形成装置内の記憶容量の制限を受けず、高画質を達成できる。

更に、本発明は、入力画像データに中間調処理を施して出力画像データとする階調再現処理工程を備える画像処理方法において、出力画像データに基づいて、可視の色材により記録媒体上に形成されるドットの位置を少なくとも変更する情報を上記出力画像データとともに供給する付加情報制御工程が備えられている画像処理方法である。

また、本発明は、上記の画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムからなるコンピュータ・ソフトウエアである。

これにより、モアレ等の一定ドットパターンが解消されるような情報を付加して画像劣化を回避することができるので、品質の良い画像を出力することのできることができる画像処理方法を、コンピュータにおいて読み取り実行することができる。よって、この画像処理方法を汎用的なものとすることができる。

本発明によれば、一定のドットパターンが発生してモアレとなることのない画像処理方法と画像処理装置及びそれを備えた画像形成装置を得ることができる。

本発明の実施の形態を説明する。以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。

実施例１を説明する。本実施例は、カラー画像処理装置であり、図１に本実施例が適用されるプリンタ（画像形成装置）１の構成を示す。カラー画像処理装置１は、解凍処理部１１、空間フィルタ処理部１２、色情報処理部１３、黒生成下色除去部１４、出力階調補正部１５、階調再現処理部１６、及び付加情報制御部１７とから構成されており、これに印字部２２とが接続され、全体としてカラー画像形成装置（複合機やプリンタ）を構成している。

カラー画像処理装置１には、デジタルカメラで撮像された画像やコンピュータ上でソフトウェアを用いて編集等がなされた画像がＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やＩＥＥＥ１３９４（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ：米国電気電子学会）などのインターフェースを介して入力される。

操作パネル２１は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示部と設定ボタンなどより構成され、操作パネルより入力された情報に基づいてカラー画像処理・印字部の動作が制御される。

カラー画像処理装置１に入力された信号は、カラー画像処理装置内を、解凍処理部１１、空間フィルタ処理部１２、色情報処理部１３、黒生成下色除去部１４、出力階調補正部１５、及び階調再現処理部１６の順で送られ、ＣＭＹＫのデジタルカラー信号として、印字部２２へ出力される。

解凍処理部１１は、ホストコンピュータから転送されてくる圧縮された画像データを、夫々の方式に応じて解凍処理を行うものである。ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）形式の圧縮画像データの場合はＹＣｂＣｒ（Ｙ：輝度、Ｃｂ，Ｃｒ：色差）信号で転送されてくるので、ＹＣｂＣｒの符号化データを復号し、さらに逆量子化、逆直交変換を行って画素データに変換される。そしてＹＣｂＣｒ信号はＲＧＢ信号に変換される。

空間フィルタ処理部１２は、解凍処理部１１より入力されるＲＧＢ信号の画像データに対して、デジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって出力画像のぼやけや粒状性劣化を防ぐように処理するものである。

色情報処理部１３では、印字部２２の特性に合わせて色補正を行い、補正後のデータを後段の黒生成下色除去部１４に出力する。

黒生成下色除去部１４は、色補正後のＣＭＹの３色信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成、元のＣＭＹ信号から黒生成で得たＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理を行うものであって、ＣＭＹの３色信号はＣＭＹＫの４色信号に変換される。

黒生成処理の一例として、スケルトンブラックによる黒生成を行う方法（一般的方法）がある。この方法では、スケルトンカーブの入出力特性をｙ＝ｆ（ｘ）、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙ，出力されるデータをＣ´，Ｍ´，Ｙ´，Ｋ´、ＵＣＲ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ）率をα（０＜α＜１）とすると、黒生成下色除去処理は以下の式１で表わされる。

出力階調補正部１５では、濃度信号などの信号を印字部の階調再現特性に応じた出力階調補正処理が行われる。

階調再現処理部１６は、最終的に画像を画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように階調再現処理（中間調生成）を施すものであり、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、多値ディザ処理により中間調処理を施す。

付加情報制御部１７は、印字部２２にて記録媒体上に出力されるドットの位置を制御する付加情報を出力画像データに付加するものである。詳細については後述する。

上述した各処理が施された画像データは、一旦記憶手段に記憶され、所定のタイミングで読み出されて印字部２２に入力される。

この印字部２２は、画像データを記録媒体（例えば紙等）に出力するもので、例えば、電子写真方式やインクジェット方式を用いたカラー画像出力装置を挙げることができるが特に限定されるものではない。

また、本実施例はデジタル複写機において実現されても良い。あるいは、画像処理装置と印字部（画像出力装置）がネットワークで接続さている形態で実現されても良い。

本実施例における階調再現処理としては４値のディザ方式を使用している。階調再現処理後のデータは単純な濃度情報で構成され、例えば０〜３の画素値のみから構成される。図２（ａ）〜（ｄ）は１画素の拡大図を示しており、このように１画素を４値に分けて表現する。すなわち、何も印字しないときは、図２（ａ）のように画素値０として駆動パルスを与えずドットを出力しない。ドットを出力する際には、駆動パルスの数で制御し、１つの時は１ドット（図２（ｂ））、２つの時は２ドット（図２（ｃ））、３つの時は３ドット（図２（ｄ））が出力される。駆動パルスは、インクジェット方式の場合、インクを吐出するノズルに与えられ、電子写真方式の場合は、感光体に静電潜像の書き込みを行うレーザ駆動部に与えられる。

本実施例では、例えば図３のようなディザマトリックスを用いる。図３（ａ）は画素値１（１ドット）を得るために使用する第一マトリックスであり、図３（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ画素値２（２ドット）及び３（３ドット）を得るための第二及び第三マトリックスである。マトリックス内の数字は量子化に使用する閾値を示す。入力画像データの各画素値は第一マトリックスの対応する要素内の閾値と比較され、続いて第二マトリックス及び第三マトリックスの対応する閾値と比較される。ここで入力画像データの画素値が第一マトリックスの閾値以下は画素値０、第一マトリクスの閾値以上第二マトリックスの閾値以下は画素値１、第二マトリクスの閾値以上第三マトリックスの閾値以下は画素値２、第三マトリクスの閾値以上は画素値３を当該画素の値として出力する。例えば入力画像データの１画素目の画素値が５０の場合は、第一〜第三マトリックス１つ目の閾値である１，９７，１７７と比較され画素値１が出力される。また、入力画像データの２画素目が２００の場合は第一〜第三マトリックス１つ目の閾値である４９，１３７，２１７と比較され画素値２が出力される。

今、一例として画素値５０の画素のみが連続する４画素×４画素からなる画像を入力画像とした場合を考える。入力画像に対して上記のようなディザ処理をすると図３（ｄ）のような画素値が出力される。この出力によって得られる画像は図３（ｅ）となる。ところが通常の入力画像は４画素×４画素よりもはるかに画像サイズは大きく、この場合は図３（ｅ）のドットパターンが繰り返されることとなり、幾何学的な模様としてユーザーに知覚されるようになり、不具合を生じる。本実施例ではさらに付加情報制御部１７としてさらに図３（ｆ）のようなパルス情報マトリックスを用意し、各画素に対応する数値を付加情報として印字部２２に供給している。当該マトリックス内の数字は、ドット作成に使用するパルスとしてどのパルスを最初に使用するかを規定している。例えば図３（ｆ）のパルス情報マトリックス中の「１」は図４（ａ）の第一パルスを、図３（ｆ）中の「２」は図４（ｂ）の第二パルスを、図３（ｆ）中の「３」は図４（ｃ）の第三パルスを示す。さらに各パルスによって形成されるドットの状態を同図に示している。例えば画素値１に対して使用されるパルスは通常１つであって変更されることが無いが、本実施例では階調再現処理部１６からの出力画像データと共に「どのパルスを使用するか」を規定する情報（図３（ｆ）のデータ）も印字部２２に転送している。この場合、図３（ｅ）のような印字画像は図３（ｇ）のようになり幾何学模様が改善され、ユーザーに知覚されない画像となっている（図３（ｆ）のパルス情報マトリクスにより、図３（ｅ）のドットの位置が変更され、図３（ｇ）のようになる）。

図４は画素値１に対するパルス情報マトリックスの使用についての説明であるが、画素値２に対しては図５のように使用される。画素値２に対してパルス情報マトリックス内の値１は図５（ａ）のようなパルスの使用を意味し、同図（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれパルス情報マトリックスの値２及び値３に対応する。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第一パルスと第二パルス、第二パルスと第三パルス、第三パルスと第一パルスの使用を示している。尚、図５の例では使用するパルスは印字する当該画素の内部に限定されるが、これに限らず、隣接画素に印字データがない場合、隣接画素のパルスを使用する方法も有効である。例えば図５（ｄ）がそれに相当する。例えばパルス情報マトリックス内の情報として値４を用意し値４に対するパルスの使用形態を図５（ｄ）のように規定することもできる。図５（ｄ）では注目画素の第三パルスと隣接画素の第一パルスを使用することを示す。但し隣接画素に印字データがある場合は使用するパルスをずらす等の処理が別途必要である。

上記の実施例では使用する付加情報は一通りのパルス情報マトリックスであるが、付加情報制御部１７として図３（ｆ）のパルス情報マトリックスを複数用意するか、あるいは、一つのパルス情報マトリックスの読み出し順序を変更する等の可変制御によって図３（ｄ）の出力に対して図３（ｇ）の画像だけでなく図３（ｈ）の画像も作成することが可能である。図３（ｈ）は図３（ｆ）の左右を反転して作成した図３（ｉ）のパルス情報マトリックスにより作成される。このような一つのパルス情報マトリックスを可変制御して複数のパルス情報マトリックスとして使用してもよいし、複数のパルス情報マトリックスをあらかじめ用意し使用してもよく、さらには複数のパルス情報マトリックスを可変制御して複数のパルス情報マトリックスを使用してもよく、画像処理装置や使用する印字部の構成等によって決定されればよい。

付加情報の作成・転送の一例について、図９のフローチャートを用いて説明する。まず、画素値に応じたパルス情報マトリックスを選択する（Ｓ１０１）。次に、パルス情報マトリックスの内容を可変制御する（Ｓ１０２）。そして、付加情報を印字部に転送する（Ｓ１０３）。このようにして、付加情報を作成し転送する。

実施例１におけるオブジェクトが写真の時、パルス情報マトリックスを用いる際の付加情報の作成・転送について、図１０を用いて説明する。まず、オブジェクトが写真であるか判断する（Ｓ２０１）。そして、写真であると画素値に応じたパルス情報マトリックスを選択する（Ｓ２１１）。次に、パルス情報マトリックスの内容を可変制御する（Ｓ２１２）。そして、付加情報を印字部に転送する（Ｓ２１３）。このようにして、付加情報を作成し転送する。なお、ステップＳ２０１で写真ではないときは終了となる。

複数のパルス情報より印字する方法は、例えばパッチパターンのように一定の画素値が連続する画像が入力された場合に対しても一定の幾何学模様が発生せず、非常に良好な画像を得ることが出来る。尚、あらかじめ用意した複数のパルス情報マトリックスあるいは図３（ｈ）と図３（ｉ）の関係に代表されるような画像処理装置内部で作成したパルス情報マトリックス、もしくはこれらを組み合わせてスーパーマトリックスの概念を使用してもよい。図３（ｌ）はこの一例を示している。図３（ｌ）は図３（ｆ）及び図３（ｉ）のパルス情報マトリックスの上下を反転させて得られるそれぞれのパルス情報マトリックス図３（ｊ）と図３（ｋ）を使用して図３（ｌ）のような８×８のスーパーマトリックスを作成している。これらのパルス情報マトリックスの可変制御は、上記のような画像処理装置に設けられるメモリー（不図示）に格納されたパルス情報マトリックスの読み出し順序を変更する方法に限定されるものではない。

上記は図３を使用して画素値１に対するパルス情報マトリックスについて説明しているが、画素値２に対しても同様にパルス情報マトリックスを用意し、画素値に対して使用するパルス情報マトリックスを切り替えて使用する構成が望ましい。例えば図３（ｍ）は画素値２に対するパルス情報マトリックスの一例である。図３（ｍ）のマトリックス内の「４」は図５（ａ）、「５」は図５（ｂ）、「６」は図５（ｃ）のパルスの使用をそれぞれ示している。画素値１及び画素値２に対するパルス情報マトリックスの使用は、例えば次のようにして行う。簡単のために、画素値１に対するパルス情報マトリックスとして図３（ｆ）、画素値２に対するパルス情報マトリックスとして図３（ｍ）のみを使用するとする。仮に画素位置（ｘ，ｙ）、（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ＋２，ｙ）、（ｘ＋３，ｙ）、（ｘ＋４，ｙ）、（ｘ＋５，ｙ）、・・・の画素値がそれぞれ１，２，１，１，２，２，・・・である場合を考える。パルス情報マトリックスの左上を（０，０）、右隣を（１，０）とし、順次（２，０）として表すとする。まず画素位置（ｘ，ｙ）の画素値は１であるのでパルス情報マトリックスは図３（ｆ）を使用し（０，０）の「１」を印字部に転送する。続いて画素位置（ｘ＋１，ｙ）の画素値は２であるので、パルス情報マトリックスは図３（ｍ）を使用しパルス情報マトリックスの（１，０）の６を印字部に転送する。同様に画素位置（ｘ＋２，ｙ）に対してパルス情報マトリックスとして図３（ｆ）の（２，０）の３を転送する。これを繰り返すことによって画素値が混在する画像に対してもパルス情報を印字部に転送できる。

さらに上記実施例では階調再現処理後の画像データと付加情報としてのパルス情報を別々に印字部に転送する方式であるが、両者を一つのデータにして印字部に転送することも可能であってより望ましいといえる。例えば図３（ｆ）と図３（ｍ）をそれぞれ画素値１と２に対するパルス情報マトリックスとして用意し、画素値３に対してパルス情報を付与しない場合を考える。この場合は上記の図３（ｆ）と図３（ｍ）を利用して画素値１に対してパルス情報マトリックス図３（ｆ）を利用して１〜３が、画素値２に対してパルス情報マトリックス図３（ｍ）から４〜６が印字部に供給され、画素値３に対しては７が印字部に供給される。このような構成では上記のように別途画像データを印字部に転送しなくてよいので、より望ましい。

上記実施例のように使用している各パルス情報マトリックスは直接ドットの配置に影響するために、適切な設定がなされてないと期待に反して他の不具合、例えばざらつきが発生したりする場合がありうる。従って付加情報に相当するパルス情報マトリクスは、人間の視覚特性を考慮した、例えばブルーノイズ特性や１／ｆノイズ特性をもっていることがより望ましい。これらの特性は、例えばブルーノイズ特性に従ったパルス情報マトリックスは、一旦作ったパルス情報マトリックスをＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）処理して周波数成分に分解し、低周波成分の振幅値を小さくして、必要ならば高周波成分の振幅を大きくするような処理を施した後、逆ＦＦＴすることによって容易に得ることができる。さらに、上記実施例のように階調再現処理で使用するディザマトリックスと同じサイズのマトリックスサイズに限定せず、ディザマトリックスより大きなパルス情報マトリックスを用意することはさらに望ましい。図６は６４画素×６４画素のマトリックスの一部を示し、１から３のデータはブルーノイズ特性をもって配置されている。図６では６４画素×６４画素であるが、例えば１２８×１２８画素も使用できるし、さらに値１から値３に限定されず、図５（ｄ）の状態を規定できる値４を配置してもよい。

上記実施例では、画像の特性に無関係に付加情報を与えている。一定の付加情報が常に自然画像や人物写真に対して最適であるとは限らず、あるいは（電子写真方式やインクジェット方式等の）印字部の特性や使用するインク等色材の特性（インクの滲み具合やトナーの飛散状況など）、その他温湿度等の外部環境、あるいは記録媒体である紙の特性（色や表面状態或いは電気的特性）等の全ての条件に対して常に最適であるとは限らない。この場合は使用する付加情報であるパルス情報マトリックスを複数用意し、画像の特性や使用する紙の特性に従って、適宜切り替えて使用するのが望ましい。例えば本実施例のように外部に不図示のコンピュータが接続され、当該コンピュータの出力装置としての性格を持つ画像形成装置の場合、コンピュータによって印字作業を実行する際に同時に使用する記録紙の選択が可能である。記録紙としてフォト専用紙やＯＨＰ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）用フィルム紙が選択された場合は問題ないが、インクの滲みの大きな普通紙が選択されて使用される場合は、上記のようなパルス情報マトリックを変更せざるを得ない場合が想定できる。例えば滲みの大きな普通紙を使用する場合に画素値２に対して図５（ｃ）のようなパルスを使用すると、両端のパルスによるドットがインクの滲みよって繋がってしまい、必要以上に大きなドットを形成する可能性があり、この場合は図３（ｍ）のようなパルス情報マトリックスではなく、図５（ｃ）のパルスの使用に相当する「６」を使用しないパルス情報マトリックス図３（ｎ）を使用する必要がある。このような場合は、コンピュータの印字コマンド実行と同時に画像形成装置に転送される情報内に、普通紙を使用する情報が含まれているのが普通であり、当該情報に応じてパルス情報マトリックスを図３（ｎ）に切り替えて使用するのがよい。

パルス情報マトリックスの上記のような切り替えに使用する情報は、画像形成装置に転送される記録紙に関する情報のほか、画像の特性、例えば写真画像とかテキスト画像等であってもよい。これらの画像特性の判定は通常行われる領域分離処理による結果を使用してもよいが、例えばプリンタとして使用される場合には次のように判定できる。コンピュータから転送される印字データは、各種のページ記述言語（Ｐａｇｅ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｌａｎｇｕａｇｅ： ＰＤＬ、例えば、Ａｄｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍ社のポストスクリプト等）に変換される。この時、文字・図形・写真などのオブジェクトの種類により、印字データの記述形式が異なるのでその記述形式を読み取ることで判別することができる（例えば特許文献２参照）。この判別は例えばＣＰＵにより行われる。この場合、上記のような付加情報を与えないような制御も可能である。例えばモノクロのテキストなどのような画像では本発明の付加情報を与えないほうが文字のエッジがシャープなって良好に出力することが出来る（フローチャートは図１０参照。図１０はオブジェクトが写真の時、パルス情報マトリックスを用いる例を示す。この他にコンピューターグラフィック画像に対しても専用のパルスマトリックスを使用する例などが挙げられるが、これらに限定されるものではない）。

本実施例では使用する付加情報画像形成装置の内部に記録されているが、例えばメモリ容量の問題から画像形成装置内部に保存するのが望ましくない場合は、不図示の外部機器に保存して印字のたびに、画像データと共に画像形成装置に転送するような構成も望ましい。例えば外部機器としては接続されたコンピュータやファックスの受信部等が挙げられる。これらは比較的記憶容量の制限を受けにくく、高画質を得るために有効である。この構成では例えば画像形成装置のライフによる画像劣化を補うために、使用する付加情報を印字枚数に応じて変更して印字部に供給したり、より高画質を印字できる付加情報をアップデートする等の作業がより有効となる。このように付加情報制御部を本体外部に設定することは、画像形成装置のＣＰＵに負荷をかけず、装置のパフォーマンスの低下を回避する上で望ましい。

さらにホストコンピュータのドライバーに本発明の機能が無い場合に、フロッピー（登録商標）やＣＤＲＯＭ等の電子データ記録媒体を介して本発明の機能、例えば付加情報制御部を持たせたり、新たな付加情報をアップデートしたりすることか可能である。

実施例２を説明する。本実施例は、図７に示すように、プリンタ・ドライバ３をコンピュータ４に備える構成を示したものである。スキャナなどの画像入力装置により読み込まれた画像データやネットワークを介してダウンロードした画像データに対して、必要に応じてアプリケーションソフトウェアにより画像編集処理を施し、処理が施された画像データをプリンタで出力するようにしても良い。上記処理が施された画像データは色情報処理部１３、出力階調補正部１５、階調再現処理部１６、及び付加情報制御部１７で上記した処理がなされる。尚、色情報処理部１３には黒生成下色除去処理も含まれる。階調再現処理部１６から出力された画像データおよび付加情報制御部１７からの付加情報は、プリンタ言語翻訳部３１でプリンタ言語に変換され、通信ポートドライバー４１、通信ポート（ＲＳ２３２Ｃ、ＬＡＮ等）４２を介してプリンタ（印字部）２２に入力される。

上記記録媒体としては、マイクロコンピュータで処理が行われるために図示していないメモリ、例えばＲＯＭのようなものそのものがプログラムメディアであっても良いし、また、図示していないが外部記憶装置としてプログラム読み取り装置が設けられ、そこに記録媒体を挿入することで読み取り可能なプログラムメディアであっても良い。

いずれの場合においても、格納されているプログラムはマイクロプロセッサがアクセスして実行させる構成であっても良いし、あるいは、いずれの場合もプログラムを読み出し、読み出されたプログラムは、マイクロコンピュータの図示されていないプログラム記憶エリアにダウンロードされて、そのプログラムが実行される方式であってもよい。このダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納されているものとする。

ここで、上記プログラムメディアは、本体と分離可能に構成される記録媒体であり、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスクやハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ等の光ディスクのディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュＲＯＭ等による半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であっても良い。

また、本実施の形態においては、インターネットを含む通信ネットワークを接続可能なシステム構成であることから、通信ネットワークからプログラムをダウンロードするように流動的にプログラムを担持する媒体であっても良い。なお、このように通信ネットワークからプログラムをダウンロードする場合には、そのダウンロード用のプログラムは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別な記録媒体からインストールされるものであっても良い。

上記記録媒体は、デジタルカラー画像形成装置やコンピュータシステムに備えられるプログラム読み取り装置により読み取られることで上述した画像処理方法が実行される。

実施例３を説明する。本発明をプリンタではなくデジタル複写機に適用することも可能である。図８に、本発明のカラー画像処理装置の構成が適用されたカラー画像処理装置５を備えるデジタルカラー複写機の構成をブロック図にて示す。

図８に示すように、カラー画像処理装置５は、Ａ／Ｄ変換部５１、シェーディング補正部５２、入力階調補正部５３、領域分離処理部５４、色情報処理部１３、黒生成下色除去部１４、空間フィルタ処理部５５、出力階調補正部１５、階調再現処理部１６、及び付加情報制御部１７とから構成されており、これに、カラー画像入力装置６１とカラー画像出力装置（印字部）６２とが接続され、全体としてデジタルカラー複写機を構成している。

操作パネル２１は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示部と設定ボタンなどより構成され、操作パネルより入力された情報に基づいてカラー画像入力装置・カラー画像処理・カラー画像出力装置の動作が制御される。

カラー画像入力装置（画像読取手段）６１は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ ）を備えたスキャナ部より構成され、原稿からの反射光像を、ＲＧＢ（Ｒ：赤・Ｇ：緑・Ｂ：青）のアナログ信号としてＣＣＤにて読み取って、カラー画像処理装置５に入力するものである。

カラー画像入力装置６１にて読み取られたアナログ信号は、カラー画像処理装置内を、Ａ／Ｄ変換部５１、シェーディング補正部５２、入力階調補正部５３、領域分離処理部５４、色情報処理部１３、黒生成下色除去部１４、空間フィルタ処理部５５、出力階調補正部１５、及び階調再現処理部１６の順で送られ、ＣＭＹＫのデジタルカラー信号として、カラー画像出力装置６２へ出力される。

Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部５１は、ＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号に変換するもので、シェーディング補正部５２は、Ａ／Ｄ変換部５１より送られてきたデジタルのＲＧＢ信号に対して、カラー画像入力装置６１の照明系、結像系、撮像系で生じる各種の歪みを取り除く処理を施すものである。

入力階調補正部５３は、シェーディング補正部５２にて各種の歪みが取り除かれたＲＧＢ信号（ＲＧＢの反射率信号）に対して、カラーバランスを整えると同時に、ＲＧＢの反射率信号を濃度信号に変換する処理を施すものである。

領域分離処理部５４は、ＲＧＢ信号より、入力画像中の各画素を文字領域、網点領域、写真領域の何れかに分離するものである。領域分離処理部５４は、分離結果に基づき、画素がどの領域に属しているかを示す領域識別信号を、黒生成下色除去部１４、空間フィルタ処理部５５、及び階調再現処理部１６へと出力すると共に、入力階調補正部５３より出力された入力信号をそのまま後段の色情報処理部１３に出力する。

ここで、領域分離処理としては、例えば非特許文献１に記載されている方法を用いることができる。以下に概要を説明する。注目画素を中心としたＭ×Ｎ（Ｍ、Ｎは自然数）画素のブロック内で以下のような判定を行い、それを注目画素の領域識別信号とする。

ブロック内の中央の９画素に対して信号レベルの平均値（Ｄ_ave）を求め、その平均値を用いてブロック内の各画素を２値化する。また、最大画素信号レベル（Ｄ_max）、最小画素信号レベル（Ｄ_min）も同時に求める。

網点領域では、小領域における画像信号の変動が大きいことや、背景に比べて濃度が高いことを利用し、網点領域を識別する。２値化されたデータに対して主走査、副走査方向でそれぞれ０から１への変化点数、１から０への変化点数を求めて、それぞれＫ_Ｈ、Ｋ_Ｖとし、閾値Ｔ_Ｈ、Ｔ_Ｖと比較して両者が共に閾値を上回ったら網点領域とする。また、背景との誤判定を防ぐために、Ｄ_max、Ｄ_min、Ｄ_aveを閾値Ｂ_１、Ｂ_２と比較する。

文字領域では、最大信号レベルと最小信号レベルの差が大きく、濃度も高いと考えられることから、文字領域の識別を以下のように行う。非網点領域において先に求めていた最大、最小信号レベルとそれらの差分（Ｄ_sub）を閾値Ｐ_Ａ、Ｐ_Ｂ、Ｐ_Ｃと比較し、どれか一つが上回ったならば文字領域、すべて閾値以下ならば写真領域とする。

色情報処理部１３は、色再現の忠実化実現のために、印字部の特性に合わせて色補正（不要吸収成分を含むＣＭＹ（Ｃ：シアン・Ｍ：マゼンタ・Ｙ：イエロー）色材の分光特性に基づいた色濁りを取り除く処理）を行い、補正後のデータを後段の黒生成下色除去部１４に出力する。

黒生成下色除去部１４は、色補正後のＣＭＹの３色信号から黒（Ｋ）信号を生成する黒生成、元のＣＭＹ信号から黒生成で得たＫ信号を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理を行うものであって、ＣＭＹの３色信号はＣＭＹＫの４色信号に変換される。

黒生成処理の一例として、スケルトンブラックによる黒生成を行なう方法（一般的方法）がある。この方法では、スケルトンカーブの入出力特性をｙ＝ｆ（ｘ）、入力されるデータをＣ，Ｍ，Ｙ，出力されるデータをＣ´，Ｍ´，Ｙ´，Ｋ´、ＵＣＲ（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ）率をα（０＜α＜１）とすると、黒生成下色除去処理は以下の式１で表わされる。

空間フィルタ処理部５５は、黒生成下色除去部１４より入力されるＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基にデジタルフィルタによる空間フィルタ処理を行い、空間周波数特性を補正することによって出力画像のぼやけや粒状性劣化を防ぐように処理するものであって、階調再現処理部１６も、空間フィルタ処理部５５と同様に、ＣＭＹＫ信号の画像データに対して、領域識別信号を基に所定の処理を施すものである。

例えば、領域分離処理部５４にて文字に分離された領域は、特に黒文字或いは色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部５５による空間フィルタ処理における鮮鋭強調処理で高周波数の強調量が大きくされる。同時に、階調再現処理部においては、高域周波数の再現に適した高解像度のスクリーンでの二値化または多値化処理が選択される。

また、領域分離処理部５４にて網点に分離された領域に関しては、空間フィルタ処理部５５において、入力網点成分を除去するためのローパス・フィルタ処理が施される。そして、出力階調補正部１５では、濃度信号などの信号をカラー画像出力装置の特性値である網点面積率に変換する出力階調補正処理を行った後、階調再現処理部１６で、最終的に画像を画素に分離してそれぞれの階調を再現できるように処理する階調再現処理（中間調生成）が施される。領域分離処理部５４にて写真に分離された領域に関しては、階調再現性を重視したスクリーンでの二値化または多値化処理が行われる。

付加情報制御部１７は、印字部にて記録媒体上に出力されるドットの位置を制御する付加情報を出力画像データに付加するものであり、領域識別信号に基づいて制御される。

上述した各処理が施された画像データは、一旦記憶手段に記憶され、所定のタイミングで読み出されてカラー画像出力装置６２に入力される。この画像出力装置６２は、画像データを記録媒体（例えば紙等）上に出力するもので、例えば、電子写真方式やインクジェット方式を用いたカラー画像出力装置等を挙げることができるが特に限定されるものではない。尚、以上の処理は不図示のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により制御される。

上記実施例では使用する階調再現処理方法としてディザ法を使用しているが、本実施例は階調再現処理後のデータに情報を付加するにあたって、階調再現処理方法に制限されるものではない。

本実施例は、インクジェット方式や電子写真方式の画像形成装置だけでなく、例えばトナージェット方式や熱転写方式を利用した画像形成装置にも応用することが可能である。さらにはコンピュータのモニターとして、あるいは階調再現処理を必要とするテレビモニターにも有効に利用できるだけでなく、液晶デバイスやツィストボール等を利用した電子ペーパーにも有効に利用できる。

実施例１の画像処理装置の説明図。 実施例１における画素の拡大図。 実施例１におけるディザマトリックスの説明図。 実施例１におけるパルス情報マトリックスの説明図。 実施例１における複数パルスの説明図。 実施例１における大きなパルス情報マトリックスの説明図。 実施例２のコンピュータの説明図。 実施例３の画像処理装置の説明図。 実施例１におけるフローチャートの説明図。 実施例１におけるオブジェクトが写真の時、パルス情報マトリックスを用いる際のフローチャートの説明図。 従来技術における２値ディザの例の説明図。

符号の説明

１ カラー画像処理装置
１１ 解凍処理部
１２ 空間フィルタ処理部
１３ 色情報処理部
１４ 黒生成下色除去部
１５ 出力階調補正部
１６ 階調再現処理部
１７ 付加情報制御部
２１ 操作パネル
２２ 印字部
３ プリンタ・ドライバ
３１ プリンタ言語翻訳部
４ コンピュータ
４１ 通信ポートドライバ
４２ 通信ポート
５ カラー画像処理装置
５１ Ａ／Ｄ変換部
５２ シェーディング補正部
５３ 入力階調補正部
５４ 領域分離処理部
５５ 空間フィルタ処理部
６１ カラー画像入力装置
６２ カラー画像出力装置

Claims (8)

1. 入力画像データに中間調処理を施して出力画像データとする階調再現処理部を備える画像処理装置において、
   出力画像データに基づいて可視の色材により記録媒体上に形成されるドットの位置を少なくとも一部変更する情報を、前記出力画像データに付加して供給する付加情報制御部を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１記載の画像処理装置において、
   上記付加情報制御部が、上記付加情報を可変制御することを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１記載の画像処理装置において、
   上記付加情報は人間の視覚特性を考慮した情報を含んでいることを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
   上記付加情報制御部は、入力画像データが自然画像やグラフィック画像である等の画像の特性、或いは使用する色材や記録媒体の特性に応じて上記付加情報を可変制御することを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 予め定められた処理が施こされた出力画像データに基づいて、可視の色材により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置と、
   出力画像データに基づいて、可視の色材により記録媒体上に形成されるドットの位置を少なくとも変更する情報を前記画像形成装置に供給する付加情報制御部とよりなることを特徴とする画像形成システム。
7. 入力画像データに中間調処理を施して出力画像データとする階調再現処理工程を備える画像処理方法において、
   出力画像データに基づいて、可視の色材により記録媒体上に形成されるドットの位置を少なくとも変更する情報を上記出力画像データとともに供給する付加情報制御工程が備えられていることを特徴とする画像処理方法。
8. 請求項７に記載の画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムからなるコンピュータ・ソフトウエア。
   

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