JP2010157982A - 画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法、画像処理プログラム、記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】階調再現性を維持しつつ、印刷処理にて用いられる色材の消費量を抑える。
【解決手段】画像処理装置１０は階調再現処理部１９とモード切替部３１とを有する。階調再現処理部１９は、ディザマトリクス２を用いて入力画像に多値ディザ処理を施すことによってディザ画像を出力する。モード切替部３１は、通常モードとトナーセーブモードとを切り替える。また、階調再現処理部１９は閾値選択部５２を有している。閾値選択部５２は、ディザマトリクス２のうちの濃度調整位置に対応する前記ディザ画像の画素を特定画素とする場合、前記特定画素が前記通常モードおよび前記トナーセーブモードのいずれのモードであっても多階調となり、且つ、前記トナーセーブモードの時は前記通常モードの時よりも前記特定画素の最高濃度が抑制されるように、前記特定画素の階調数と前記最高濃度を示す階調値とを調整する。
【選択図】図５

Description

本発明は、入力画像データに対して中間調処理、特に多値ディザ処理を行う画像処理装置、画像処理方法に関する。

従来、画像を紙などの記録媒体に出力する方式として、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式が採用されている。これらの記録方式では、入力画像の階調に応じたドットパターンを生成して印字媒体上に形成する、いわゆるハーフトーン処理が多用されている。

ハーフトーン処理の１つであるディザ処理では、画素単位に閾値がｎ×ｍのマトリクス状に配置されたディザマトリクスを用い、画素単位に入力される多値画像データをディザマトリクスの各閾値と１画素単位で比較し、多値画像データを２値あるいは多値に量子化変換して、ハーフトーン画像を得るようにしている。ドットパターンの作成に使用するディザマトリクスの例としては、ドット分散型およびドット集中型のディザマトリクスが挙げられる。

一方、近年の環境問題への意識の高まりにより、オフィス等に設置される複合機に用いられる紙やトナーの使用量をできるだけ削減したいというニーズも高まっている。これに対し、簡単な構成で、色の変更を最小限に抑えつつトナーセーブを実現する方法が特許文献１に挙げられている。特許文献１には、トナーセーブモードが選択された場合、ディザマトリクスの所定位置の出力データを０に置き換える白マスク処理を行うことが示されている。

特開２００５−８６７１９号公報（公開日：２００５年３月３１日）

しかし、特許文献１の構成では、白マスク処理を行う場合、トナー使用量（出力面積）を抑えることができるものの、高濃度部分に対しても白マスク処理が施されることもあり、再現される階調が不自然なものになるという問題点がある。

本発明の目的は、従来の問題を解決するものであり、階調再現性を維持しつつ、印刷処理にて用いられる色材（トナー、インク等）の消費量を抑えることの可能な画像処理装置、画像処理方法を提供することである。

以上の目的を達成するために、本発明は、多階調の入力画像の各画素と前記入力画像に多値ディザ処理を施すことによって得られる多階調のディザ画像の各画素とに対応する位置である画素対応位置毎に前記入力画像の各画素の階調値と前記ディザ画像の各画素の階調値との関係が定められているディザマトリクスに基づいて、前記入力画像の各画素の階調値を前記ディザ画像の各画素の階調値に変換する多値ディザ処理を行うディザ処理部を備える画像処理装置において、通常モードと、前記ディザ画像が印刷される場合に前記通常モードの時よりも印刷用色材の消費量が抑制されるように前記多値ディザ処理が行われるセーブモードとを切り替える切替部を有し、前記ディザ処理部は、前記ディザマトリクスの全ての画素対応位置のうちの一部の特定位置に対応する前記ディザ画像の画素を特定画素とする場合、前記特定画素が前記通常モードおよび前記セーブモードのいずれのモードであっても多階調となり、且つ、前記セーブモードの時は前記通常モードの時よりも前記特定画素の最高濃度が抑制されるように、前記特定画素の階調数と前記最高濃度を示す階調値とを調整する調整部を含むことを特徴とする。

本発明の構成によれば、セーブモード時、印刷されるディザ画像に含まれる一部の画素については、多階調（階調数が３以上）であることが維持されつつ最高濃度レベルが抑制されるため、印刷されるディザ画像全体で階調再現性が不自然になってしまう事を抑制しつつ印刷時の色材の消費量を抑制することが可能となる。

また、本発明の画像処理装置にて扱われる画像がカラー画像である場合、ある色成分の入力画像に対して多値ディザ処理を行う場合と別の色成分の入力画像に対して多値ディザ処理を行う場合とで前記特定位置（つまり濃度の抑制される位置）が同じであれば、印刷されるカラー画像において前記特定位置に対応する領域の濃度が極端に低下してしまう事態が起こることもあり、この事態が生じると階調再現性が不自然になる可能性がある。そこで、本発明の画像処理装置が、色成分毎の前記入力画像および前記ディザ画像を取り扱うカラー画像処理装置である場合、前記調整部は、前記色成分毎に前記ディザマトリクス内の前記特定位置の場所を異ならせることが好ましい。この構成によれば、ある色成分の入力画像に対して多値ディザ処理を行う場合と別の色成分の入力画像に対して多値ディザ処理を行う場合とで前記特定位置を異ならせているため、印刷されるカラー画像において前記特定位置に対応する領域の濃度が極端に低下してしまう事態が生じることを抑制でき、階調再現性が低下してしまう事を抑制できる。

さらに、前記特定位置に対応する特定画素がディザ画像内のある領域に集中していると、当該領域の濃度が他の領域の濃度に比べて極端に低下してしまう事態が起こる可能性があり、この事態が生じると階調再現性が不自然になる可能性がある。そこで、本発明の画像処理装置においては、前記ディザマトリクスの行方向に沿って前記特定位置が連続せず、且つ、前記ディザマトリクスの列方向に沿って前記特定位置が連続しないように、複数の前記特定位置が前記ディザマトリクスに配置されていることが好ましい。この構成によれば、特定位置に対応する特定画素がディザ画像内のある領域に集中してしまうことを抑制でき、階調再現性が不自然になることを一層抑制できる。

また、本発明の画像処理装置は、前記構成に加えて、前記ディザマトリクスは複数の特定位置を有し、当該複数の特定位置には少なくとも第１および第２特定位置が含まれており、前記調整部は、第１特定位置に対応する第１特定画素の最高濃度を示す階調値と第２特定位置に対応する第２特定画素の最高濃度を示す階調値とが異なる値になるように、前記調整を行う構成であってもよい。さらに、本発明の画像処理装置は、前記構成に加えて、前記ディザマトリクスは複数のサブマトリクスからなり、各サブマトリクスは前記特定位置を有し、前記調整部は、互いに異なるサブマトリクスに属する特定位置同士において、特定位置に対応する特定画素の最高濃度を示す階調値が互いに異なる値になるように、前記調整を行う構成であってもよい。以上の構成により、階調レベルをより多く維持した画像を得られるようになり、トナーセーブを行った場合でも、ある程度の画質向上に寄与することが可能となるという効果を奏する。

また、本発明の画像処理装置では、前記ディザマトリクスの画素対応位置毎に、前記入力画像の階調値に対応する前記ディザ画像の階調値を決定するための閾値が定められており、前記ディザ処理部は、前記入力画像の階調値と閾値とを比較し、この比較の結果に応じて、前記入力画像の階調値から変換する前記ディザ画像の階調値を決定する構成であってもよい。さらに、本発明の画像処理装置において、前記ディザ処理部は、前記ディザマトリクスにて定められている前記入力画像の各画素の階調値と前記ディザ画像の各画素の階調値との対応関係を示したテーブルを用いて、前記入力画像の各画素の階調値を前記ディザ画像の各画素の階調値に変換する構成であってもよい。なお、前記テーブルを用いる構成の場合、多値ディザ処理の高速化を図ることができるというメリットを有する。

さらに、本発明の画像処理装置は、補正前階調値と補正後階調値との関係を示した階調補正用テーブルを用いて、前記多値ディザ処理が実行される前の前記入力画像に対して階調補正処理を行う出力階調補正部を有していてもよい。さらに、この場合、前記出力階調補正部は、前記通常モードにおいて、通常モード用に設定された前記階調補正テーブルを用いて前記階調補正処理を行い、前記セーブモードにおいて、前記通常モード用に設定された階調補正テーブルに含まれる各補正後階調値に対して一定係数を乗じることによって当該階調補正テーブルを変更し、この変更後の階調補正テーブルを用いて前記階調補正処理を行う構成であることが好ましい。また、前記出力階調補正部は、前記セーブモードにおいて、セーブモード用に設定された階調補正用テーブルを用いて前記階調補正処理を行い、前記通常モードにおいて、前記通常モード用に設定された階調補正用テーブルに含まれる各補正後階調値に対して一定係数を乗じることによって前記階調補正用テーブルを修正し、この修正後の階調補正用テーブルを用いて階調補正処理を行う構成であることが好ましい。このようにすれば、一方のモード用に設定された階調補正テーブルを他方のモード時にも援用できる。それゆえ、一方のモード用に設定した階調補正テーブルのみをデフォルトとして記憶しておけば、通常モードとセーブモードとで別々のテーブルを記憶しておく必要はなく、画像処理装置の記憶容量を節約することが可能になる。

また、上述した画像処理装置を含む画像形成装置も本発明の範疇に含まれる。ここで、画像形成装置とは、電子写真方式またはインクジェット方式のプリンタ、当該プリンタを有する複写機、当該プリンタを有する複合機を意味する。

さらに、本発明は、多階調の入力画像の各画素と前記入力画像に多値ディザ処理を施すことによって得られる多階調のディザ画像の各画素とに対応する位置である画素対応位置毎に前記入力画像の各画素の階調値と前記ディザ画像の各画素の階調値との関係が定められているディザマトリクスに基づいて、前記入力画像の各画素の階調値を前記ディザ画像の各画素の階調値に変換する多値ディザ処理を行うディザ処理工程を含む画像処理方法において、通常モードと、前記ディザ画像が印刷される場合に前記通常モードの時よりも印刷用色材の消費量が抑制されるように前記多値ディザ処理を行うセーブモードとを含み、前記ディザ処理工程では、前記ディザマトリクスの全ての画素対応位置のうちの一部の特定位置に対応する前記ディザ画像の画素を特定画素とする場合、前記特定画素が前記通常モードおよび前記セーブモードのいずれのモードであっても多階調となり、且つ、前記セーブモードの時は前記通常モードの時よりも前記特定画素の最高濃度が抑制されるように、前記特定画素の階調数と前記最高濃度を示す階調値とを調整することを特徴としてもよい。

さらに、上記画像処理装置は、コンピュータによって実現されてもよく、この場合には、コンピュータを上記各部として機能させる画像処理プログラム、および、この画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

以上のように、本発明の画像処理装置は、前記ディザマトリクスの全ての画素対応位置のうちの一部の特定位置に対応する前記ディザ画像の画素を特定画素とする場合、前記特定画素が前記通常モードおよび前記セーブモードのいずれのモードであっても多階調となり、且つ、前記セーブモードの時は前記通常モードの時よりも前記特定画素の最高濃度が抑制されるように、前記特定画素の階調数と前記最高濃度を示す階調値とを調整する調整部を含むことを特徴とする。それゆえ、印刷されるディザ画像全体で階調再現性が不自然になってしまう事を抑制しつつ印刷時の色材の消費量を抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るデジタルカラー複写機（画像形成装置）の概略構成を示すブロック図である。 （ａ）は、本実施形態の多値ディザ処理にて用いられるディザマトリクスを示した図であり、（ｂ）は、本実施形態の多値ディザ処理にて用いられるディザマトリクスのなかの濃度調整位置を示した図である。 （ａ）は、ディザマトリクス内の画素対応位置のうちの通常位置に対応付けられている閾値と出力値、および、前記画素対応位置のうちの濃度調整位置に対応付けられている通常モード用の閾値と出力値の例を示した図である。（ｂ）は、ディザマトリクス内の画素対応位置のうちの濃度調整位置に対応付けられているトナーセーブモード用の閾値と出力値の例を示した図である。 入力画像に対するディザマトリクスの適用手法を示した説明図である。 図１に示される階調再現処理部の概略構成を示すブロック図である。 階調再現処理部にて実行される処理の流れを示したフローチャートである。 通常モード時において、入力画像の濃度を一様に上昇させた場合のディザパターンの成長過程（ドットの成長過程）を示す図である。 トナーセーブモード時において、入力画像の濃度を一様に上昇させた場合のディザパターンの成長過程（ドットの成長過程）を示す図である。 （ａ）は、通常モード時における入力画像の画素毎の階調値（入力値）と一つのディザマトリクスにおける総出力値との関係を示したグラフであり、（ｂ）は、トナーセーブモード時における入力画像の画素毎の階調値と一つのディザマトリクスにおける総出力値との関係を示したグラフである。 ディザ出力変換テーブルを利用して多値ディザ処理を行う形態の階調再現処理部の概略構成を示したブロック図である。 本実施形態の画像処理装置を適用したプリンタ・ドライバをコンピュータにより実現した場合の構成を示すブロック図である。 トナーセーブモード時において、互いに異なるサブマトリクスに属する濃度調整位置同士において最高出力値を異ならせる場合のディザパターンの成長過程（ドットの成長過程）を示す図である。 （ａ）は、ディザマトリクス内の全ての濃度調整位置の最高出力値を同一にする形態の出力画像の一例であり、図１３（ｂ）は、互いに異なるサブマトリクスに属する濃度調整位置同士において最高出力値を異ならせる形態の出力画像の一例である。

〔画像処理装置の構成〕
本発明の実施の形態を図面に基づいて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態のカラー画像処理装置（画像処理装置）１０を備えるデジタルカラー複写機（画像形成装置）４０の概略の構成を示すブロック図である。

デジタルカラー複写機４０は、図１に示すように、画像処理装置１０、カラー画像入力装置（画像入力装置）２０およびカラー画像出力装置（画像出力装置）３０を備えている。画像処理装置１０および画像出力装置３０は画像処理装置１０に接続されている。デジタルカラー複写機４０は操作パネル４１を備えている。

画像処理装置１０は、Ａ／Ｄ変換部（アナログ／デジタル）１１、シェーディング補正部１２、入力階調補正部１３、領域分離処理部１４、色補正部１５、黒生成下色除去部１６、空間フィルタ処理部１７、出力階調補正部１８および階調再現処理部１９を備えている。

画像入力装置２０は、例えば、電荷結合素子（Charge Coupled Device；以下、ＣＣＤと称する）を備えたスキャナ部により構成され、画像が記録された原稿に光を照射し、その反射光像をＣＣＤにてＲＧＢのアナログ信号として読み取り、そのアナログ信号を画像処理装置１０に入力する。

画像処理装置１０に入力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部１１、シェーディング補正部１２、入力階調補正部１３、領域分離処理部１４、色補正部１５、黒生成下色除去部１６、空間フィルタ処理部１７、出力階調補正部１８および階調再現処理部１９の順に送られ、ＣＭＹＫのデジタルカラー信号として、カラー画像出力装置３０へ出力される。

Ａ／Ｄ変換部１１は、入力されてきたＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号に変換する。シェーディング補正部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１から出力されたＲＧＢのデジタル信号に対して、画像入力装置２０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。

入力階調補正部１３は、シェーディング補正部１２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処理を施すとともに、カラー画像処理装置１０に採用されている画像処理方式の扱い易い信号（例えば濃度信号など）に変換する。

領域分離処理部１４は、入力階調補正部１３から出力されたＲＧＢ信号が示す入力画像中の各画素を、例えば文字エッジ領域、網点領域、および写真領域などの複数の領域に分離する。また、領域分離処理部１４は、上記分離結果に基づき、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１６、空間フィルタ処理部１７、および階調再現処理部１９へと出力するとともに、入力階調補正部１３より出力された入力信号をそのまま後段の色補正部１５に出力する。

色補正部１５は、色を忠実に再現するために、不要吸収成分を含むＣＭＹ色材の分光特性に基づいた色濁りを取り除く処理を行う。この場合の処理方法としては、入力ＲＧＢ信号と出力ＣＭＹ信号との対応関係をＬＵＴ（ルックアップテーブル）として保有する方法や、下記の式１のような変換行列を用いるカラーマスキング法などがある。

例えばカラーマスキング法を用いる場合には、あるＣＭＹを画像出力装置３０に与えた場合に出力される色のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値（ＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊信号（ＣＩＥ: Commission International de l’Eclairage ：国際照明委員会。Ｌ^＊: 明度、ａ^＊、ｂ^＊: 色度））と同じＬ^＊ａ^＊ｂ^＊をもつカラーパッチをスキャナが読み込んだときのＲＧＢデータと、画像出力装置３０に与えたＣＭＹデータとの組み合わせを多数用意し、それら組み合わせから下記の式１のａ_１１からａ_３３までの変換行列の係数を算出する。これらの係数を用いて色補正処理を行う。より精度を高めたい場合は、２次以上の高次の項を加えればよい。

黒生成下色除去部１６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処理と、元のＣＭＹ信号が重なる部分を差し引いて新たなＣＭＹ信号を生成する処理とを行うものであって、ＣＭＹの３色信号をＣＭＹＫの４色信号に変換する。

空間フィルタ処理部１７は、黒生成下色除去部１６から入力される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う。これにより、空間周波数特性を補正し、出力画像のぼやけや粒状性劣化を防ぐ。

出力階調補正部１８は、空間フィルタ処理が施されたＣＭＹＫ信号に対して画像出力装置３０の出力特性値に応じた出力階調補正処理を行う。

階調再現処理部（ディザ処理部）１９は、空間フィルタ処理部１７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階調再現処理を施し、最終的に画像を擬似的に階調再現できるようにする。

上記空間フィルタ処理部１７および階調再現処理部１９での処理についてさらに説明する。例えば、領域分離処理部１４にて文字エッジ領域として分離された領域に対して、特に黒文字または色文字の再現性を高めるために、空間フィルタ処理部１７では空間フィルタ処理での鮮鋭強調処理により高周波成分を強調する。一方、階調再現処理部１９では高周波成分の再現に適した高解像度のスクリーンでの多値化処理を行う。

また、空間フィルタ処理部１７では、領域分離処理部１４にて網点領域として分離された領域に対して、入力網点成分を除去するためのローパス・フィルタ処理を施す。また、階調再現処理部１９では、網点領域に対して、階調性を重視したスクリーンで多値化処理を施す。さらに、階調再現処理部１９は、領域分離処理部１４にて写真領域として分離された領域に対しては、階調再現性を重視したスクリーンにより多値化処理を行う。

なお、本実施形態のデジタルカラー複写機４０では、多階調の入力画像を、この入力画像の階調数よりも少ない階調数（画像出力装置３０にて表現可能な階調数）で再現するために、階調再現処理部１９がディザスクリーン（ディザマトリクス）を用いて多値ディザ処理を行うようになっている。そして、本実施形態は、階調再現処理部１９にて行われる多値ディザ処理に特徴がある。この多値ディザ処理については後に詳述する。

操作パネル４１は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示部と設定ボタン等の操作部とが一体化されたタッチパネル等により構成される。画像入力装置２０、画像処理装置１０および画像出力装置３０の動作は、操作パネル４１から入力された情報に基づいて制御される。

画像処理装置１０において、上述の各処理が施された画像データは、一旦記憶部（図示せず）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３０に出力される。画像出力装置３０は、電子写真方式のプリンタであり、画像データに示される画像を記録媒体（例えば紙等）上に出力（印刷）するものである。なお、以上の各処理は図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）により制御される。

〔多値ディザ処理の概要〕
以下では、まず、多値ディザ処理の概要について説明する。本実施形態では、入力画像に多値ディザ処理を施して得られる画像をディザ画像と称する。そして、原則として、階調数が２５６の入力画像（多値ディザ処理前の画像）を、多値ディザ処理によって階調数が１６のディザ画像に変換するものとする。もちろん、入力画像およびディザ画像の階調数はこれらに限定されず、入力画像の階調数Ｍとディザ画像の階調数Ｎとは、Ｍ＞Ｎ（但し、Ｎ≧３）を満たす値であれば、どのような値でもよい。また、入力画像のデータ（以下「入力画像データ」と称す）は、ＣＭＹＫの各色成分の階調値（濃度を示す値）であり、多値ディザ処理は、各色成分の入力画像データに対して行われる。したがって、以下の説明では、１つの色成分の入力画像データに対する処理のみについて説明する。

図２（ａ）は、本実施形態の多値ディザ処理において用いられるディザマトリクスの構成を示す図である。本実施形態では、図２（ａ）に示すように、ディザマトリクス２は４つのサブマトリクス２ａ〜２ｄからなる構成である。

さらに、各サブマトリクス２ａ〜２ｄは、入力画像の各画素と多値ディザ処理によって生成されるディザ画像の各画素とに対応する位置（以下では「画素対応位置」と称す））を有している。具体的には、各サブマトリクス２ａ〜２ｄの構成要素である１つのマス目が１つの画素対応位置となる。

つまり、図２（ａ）の各サブマトリクス２ａ〜２ｄは１０個の画素対応位置を有しており、ディザマトリクス２は４０個の画素対応位置を有することになる。なお、図２（ａ）において、各マス目に記載されている数字は、ディザマトリクス２に対応して生成されるディザパターンにおいて高濃度の出力値が割り当てられる順番を示した値である。

そして、ディザマトリクス２における各画素対応位置には、１５個の閾値と１６個の出力値（ディザ画像の階調値）とが対応付けられる。

図３（ａ）は、１つの画素対応位置に対応付けられている閾値と出力値との一例を示した図である。また、図３（ａ）および以下の説明では、画素対応位置ｉ（ｉ=０,１,…,ｎ）に対応付けられているｊ番目の閾値をＴｈ[ｉ][ｊ]（ｊ=０,１,…,１４）と称し、画素対応位置ｉに対応付けられているｍ番目の出力値をＯｕｔ[ｍ]（ｍ=０,１,…,１５）と称する。なお、ｉは、ディザマトリクス２に対応して生成されるディザパターンにおいて高濃度の出力値が割り当てられる順番を示した値であるものとする（つまり、ｉは図２（ａ）の各マス目に示される値である）。また、Ｔｈ[ｉ][ｊ]≦Ｔｈ[ｉ][ｊ+１]が常に成立し、Ｏｕｔ[ｍ]≦Ｏｕｔ[ｍ+１]が常に成立するものとする。

図３（ａ）に示されるように、画素対応位置ｉに対応する各閾値は、入力画像の画素毎の階調値（入力階調値Ｘ）のとり得る値の範囲（０〜２５５）内に設定される。そして、図３（ａ）に示されるように、１５個の閾値によって、入力階調値Ｘのとり得る値の範囲（０〜２５５）が、ディザ画像の階調数と同じ１６個の区間に区分され、この１６個の区間の夫々には、閾値の小さい方から順に０から１５までの出力値（ディザ画像の階調値）が対応付けられる。

多値ディザ処理では、入力画像に対してディザマトリクス２を重ね合わせ、入力画像の画素の階調値（０〜２５５）を、その画素と重なるディザマトリクス２内の画素対応位置に対応付けられた閾値群に基づいて０以上１５以下の出力値（整数）に量子化する。図２（ａ）に示されるディザマトリクス２を用いる場合、図４に示すように、ディザマトリクス２を入力画像に重ね合わせながら破線で示す方向（スクリーン角の方向）に沿ってこの量子化処理を繰り返す。

量子化処理の詳細は次の通りである。入力画像の画素（以下「入力画素」と称す）の階調値（入力画像データ）と、その入力画素に重なるディザマトリクス２内の画素対応位置に対応付けられている閾値群との大小比較を行い、上述した１６個の区間のうち、入力画素の階調値が含まれる区間を特定する。そして、特定した区間に対応付けられている出力値（ディザ画像の階調値）を出力する。

つまり、ディザマトリクス２とは、前記画素対応位置毎に、入力画像の各画素の階調値（階調値の範囲）とディザ画像の各画素の階調値との対応関係を定めたものである。なお、本実施形態では、画素対応位置に対応付けられている階調値は、値が小さいほど低濃度を示し、値が大きいほど高濃度を示すものとする。

〔階調再現処理部について〕
また、本実施形態の階調再現処理部１９は、図２（ｂ）に示すように、ディザマトリクス２内の全ての画素対応位置のうち、丸印によって示される画素対応位置を濃度調整位置（リミッター処理対象位置）とする。そして、階調再現処理部１９は、トナーセーブモードに移行している時は、トナーセーブモード以外の通常モード時よりも、濃度調整位置（特定位置）に対応するディザ画像の画素（特定画素）の最高濃度を抑制する点に特徴がある。なお、図２（ｂ）にて各マス目に記載されている数字は、図２（ａ）と同様、ディザマトリクス２に対応して生成されるディザパターンにおいて高濃度の階調値が割り当てられる順番を示した値であり、前記のｉを示した値である。

以下では、まず、トナーセーブモードと通常モードとを切り替えるためのモード切替部を説明した上で、階調再現処理部１９の構成および処理内容について詳細に説明する。

なお、トナーセーブモード（セーブモード）とは、トナーの節約を重視するモードであり、通常モードとは、出力画像の画質を重視するモードである。具体的には、トナーセーブモードとは、階調再現処理部１９から出力されるディザ画像が画像出力装置３０にて印刷される場合に前記通常モード時よりも印刷用色材（トナー）の消費量が抑制されるように画像処理（多値ディザ処理を含む）を行うモードである。また、通常モードとは、階調再現処理部１９から出力されるディザ画像が画像出力装置３０にて印刷される場合にトナーセーブモード時よりも印刷画像の画質が高くなるように画像処理を行うモードである。

本実施形態の画像処理装置１０には、図１に示されるように、モード切替部（切替部）３１が備えられている。

モード切替部３１は、利用者が通常モードを選択している場合、通常モードを示す通常信号を出力階調補正部１８および階調再現処理部１９に送信し、利用者がトナーセーブモードを選択している場合、トナーセーブモードを示すトナーセーブ信号を出力階調補正部１８および階調再現処理部１９に送信する。なお、利用者は、操作パネル４１を操作することによって通常モードおよびトナーセーブモードのいずれかを選択できる。

これにより、利用者が通常モードを選択している場合に出力階調補正部１８および階調再現処理部１９を通常モードに移行させることができ、利用者がトナーセーブモードを選択している場合には出力階調補正部１８および階調再現処理部１９をトナーセーブモードに移行させることができる。

つぎに、階調再現処理部１９について説明する。階調再現処理部１９は、図５に示すように、閾値処理部５１、閾値選択部（調整部）５２、格納部５３を有している。

格納部５３は、ディザマトリクス２の画素対応位置毎に、前記閾値および前記出力値を格納している。より具体的に説明すると、格納部５３は、前記濃度調整位置以外の画素対応位置（以下、「通常位置」と称す）については、１５個の閾値および１６個の出力値の組み合わせである第１の組み合わせを格納している。また、格納部５３は、濃度調整位置については、１５個の閾値および１６個の出力値（０〜１５）の組み合わせである第１の組み合わせと、４個の閾値および５個の出力値（０〜４）の組み合わせである第２の組み合わせとを格納している。

ここで、第１の組み合わせおよび第２の組み合わせについて説明する。本実施形態の多値ディザ処理では、通常モードおよびトナーセーブモードのいずれのモードであっても、ディザマトリクス２の各通常位置においては、０〜２５５の入力画像の階調値を、０〜１５のディザ画像の階調値に量子化する処理を行う。それゆえ、格納部５３は、通常位置毎に、各通常位置用の前記第１の組み合わせを格納している。なお、図３（ａ）に示される閾値と出力値との組み合わせが第１の組み合わせに相当する。

また、通常モード時、ディザマトリクス２の各濃度調整位置においても通常位置と同様、０〜２５５の入力画像の階調値を、０〜１５のディザ画像の階調値に量子化する処理を行う。しかし、トナーセーブモードが選択されている場合は、ディザマトリクス２の各濃度調整位置において、０〜２５５の入力画像の階調値を、０〜４の階調値に量子化する処理が行われる。それゆえ、格納部５３は、濃度調整位置毎に、各濃度調整位置用の前記第１の組み合わせだけでなく、各濃度調整位置用の前記第２の組み合わせを格納しているのである。ここで、図３（ｂ）に示される閾値と出力値との組み合わせが第２の組み合わせに相当する。

つまり、トナーセーブモード時の濃度調整位置においては、前記第２の組み合わせにおける４個の閾値によって、入力画像の階調値Ｘのとり得る値の範囲（０〜２５５）が、５個の区間に区分され、この５個の区間の夫々には、閾値の小さい方から順に０から４までの出力値が対応付けられる。そして、濃度調整位置では、入力画素の階調値と、濃度調整位置に対応付けられている４つの閾値との大小比較を行い、上述した５個の区間のうち、入力画素の階調値が含まれる区間を特定する。そして、特定した区間に対応付けられている出力値を、出力ディザ画像における階調値とする。

なお、第２の組み合わせにおける出力値の数（階調数）は、５つに限定されないが、第１の組み合わせにおける出力値の数（階調数）よりも少なく且つ３つ以上に設定される必要がある。また、第２の組み合わせの出力値のうちの最高値は、第１の組み合わせの出力値の最高値よりも小さく、且つ２以上に設定される必要がある。このように設定する理由は、トナーセーブモード時の濃度調整位置において、通常モード時よりも最高濃度レベルを抑制しつつ、多値ディザ処理を可能とするためである。また、第２の組み合わせの出力値のうちの最高値を２以上に設定することにより、黒（最高濃度レベル）を示す入力階調値が白（最低濃度）を示す出力階調値に量子化されてしまうような事を抑制できる。

閾値選択部５２は、格納部５３から、第１の組み合わせの閾値および第２の組み合わせの閾値を読み出すブロックである。

より具体的に説明すると、閾値選択部５２は、図５に示されるように、モード切替部３１から通常信号を受信すると通常モードに移行し、トナーセーブ信号を受信するとトナーセーブモードに移行する。そして、閾値選択部５２は、通常モードに移行している間、各画素対応位置について、順に、各画素対応位置に対応付けられている第１の組み合わせに含まれる１５個の閾値を読み出す。

また、閾値選択部５２は、通常モードではなくトナーセーブモードに移行している場合であっても、全画素対応位置のうちの各通常位置については、順に、各通常位置に対応付けられている第１の組み合わせに含まれる１５個の閾値を読み出す。これに対し、閾値選択部５２は、トナーセーブモードに移行している場合において、全画素対応位置のうちの各濃度調整位置については、順に、各濃度調整位置に対応付けられている第２の組み合わせに含まれる４つの閾値を読み出す。

閾値処理部５１は、ディザマトリクス２における各画素対応位置について、順に、閾値選択部５２にて読み出された閾値を用いて量子化処理を行う。より具体的に説明すると、閾値処理部５１は、ディザマトリクス２における各画素対応位置について、順に、（１）入力画素の階調値（入力画像データ）と閾値選択部５２にて読み出された閾値群との比較を行い、（２）前記比較の結果に基づいて、格納部５３に格納されている出力値のなかから入力画素の階調値に対応する出力値を特定し、（３）特定した出力値を出力されるディザ画像の階調値として扱う。

つぎに、ある入力画素を処理対象とした場合の階調再現処理部１９の処理手順を説明する。図６は階調再現処理部１９にて実行される処理の流れを示すフローチャートである。

まず、閾値選択部５２は、現在の処理モードがトナーセーブモードであるか否かを判断する（Ｓ１）。そして、閾値選択部５２は、トナーセーブモードではないと判断した場合（Ｓ１にてＮｏ）、処理対象となる入力画素に対応する画素対応位置の１５個の閾値（第１の組み合わせに含まれる閾値）を格納部５３から読み出す（Ｓ２）。その後、閾値処理部５１は、処理対象となる入力画素の階調値について、閾値選択部５２にて読み出された１５個の閾値を用いて量子化処理を行う（Ｓ３）。具体的には、図３（ａ）に示される１５個の閾値と１６個の出力値との組み合わせ（第１の組み合わせ）を参照して、入力階調値に対応する出力値を前記１６個の出力値（０〜１５）の中から選択し、選択した出力値を、出力ディザ画像における階調値とする。

また、Ｓ１においてトナーセーブモードであると判断された場合（Ｓ１にてＹｅｓ）、閾値選択部５２は、処理対象となる入力画素に対応する画素対応位置が濃度調整位置か否かを判定する（Ｓ５）。そして、閾値選択部５２は、濃度調整位置ではないと判定した場合（Ｓ５においてＮｏ）、処理対象となる入力画素に対応する画素対応位置の１５個の閾値（第１の組み合わせに含まれる閾値）を格納部５３から読み出す（Ｓ６）。その後、閾値処理部５１は、処理対象となる入力画素の階調値について、閾値選択部５２にて読み出された１５個の閾値を用いて量子化処理を行う（Ｓ３）。具体的には、図３（ａ）に示される１５個の閾値と１６個の出力値との組み合わせ（第１の組み合わせ）を参照して、入力階調値に対応する出力値を前記１６個の出力値（０〜１５）の中から選択し、選択した出力値を、出力ディザ画像における階調値とする。

これに対し、Ｓ５において濃度調整位置であると判定された場合（Ｓ５においてＹｅｓ）、閾値選択部５２は、処理対象となる入力画素に対応する画素対応位置の４個の閾値（第２の組み合わせに含まれる閾値）を格納部５３から読み出す（Ｓ７）。その後、閾値処理部５１は、処理対象となる入力画素の階調値について、閾値選択部５２にて読み出された４個の閾値を用いて量子化処理を行う（Ｓ３）。具体的には、図３（ｂ）に示される４個の閾値と５個の出力値との組み合わせ（第２の組み合わせ）を参照して、入力階調値に対応する出力値を前記５個の出力値（０〜４）の中から選択し、選択した出力値を、出力ディザ画像における階調値とする。そして、入力画像の全画素に対してＳ１〜Ｓ７の処理が繰り返されることになる（Ｓ４にてＮｏ）。

以上示した本実施形態の処理によれば、ユーザの意思に応じて、通常モードおよびトナーセーブモードのうちのいずれかが選択される。そして、トナーセーブモードの場合、特許文献１のように部分的な白マスク処理で濃度削減を行うのでなく、ディザマトリクス２中に濃度調整位置を設定し、当該濃度調整位置では多階調表現を可能にしつつ最高出力値（最高濃度）を抑制することで、階調性を良好に保ちつつトナーセーブによりトナー消費量を抑えることができる。また、図２（ｂ）に示すようにディザマトリクス２全体において濃度調整位置が均一に分布しているため、濃度調整位置に対応する画素は、出力画像全体において、均一に分布し、部分的に偏在しない。それゆえ、濃度調整位置を設定していても階調性が損なわれることを抑制できる。

また、本実施形態の多値ディザ処理は閾値処理を利用した形態であるが、閾値処理を利用した形態に限定されるものではない。例えば、図２（ａ）および図２（ｂ）に示されるディザマトリクス２の画素対応位置毎に入力値（入力画素の階調値）と出力値（ディザ画像の階調値）との対応関係を示したディザ出力変換テーブルを格納しておき、このディザ出力変換テーブルを用いて多値ディザ処理を行う形態であってもよい。

ここで、ディザ出力変換テーブルを利用して多値ディザ処理を行う形態を採用する場合の階調再現処理部１９ａの構成例を図１０に示す。図１０に示すように、階調再現処理部１９ａは、テーブル変換部６１、テーブル選択部６２、テーブル格納部６３を有している。テーブル格納部６３はディザ出力変換テーブルを記憶するブロックである。テーブル選択部６２は、通常モード時には通常モード用のディザ出力変換テーブルをテーブル格納部６３から選択して読み出し、トナーセーブモード時にはトナーセーブモード用のディザ出力変換テーブルをテーブル格納部６３から選択して読み出すブロックである。テーブル変換部６１は、テーブル選択部６２によって読み出されたディザ出力変換テーブルを用いて入力画素の階調値を量子化して出力値に変換し、この出力値を、出力ディザ画像における階調値として扱う。

以上示したように、本実施形態の画像処理装置１０は、通常モードと、前記ディザ画像が印刷される場合に前記通常モードの時よりも印刷用トナー（印刷用色材）が節約されるように前記多値ディザ処理が行われるセーブモードとを切り替えるモード切替部３１を有している。さらに、本実施形態の画像処理装置１０は閾値選択部５２を有しており、この閾値選択部５２は、ディザマトリクス２の全ての画素対応位置のうちの濃度調整位置（特定位置）に対応する前記ディザ画像の画素を特定画素とする場合、前記特定画素が前記通常モードおよび前記トナーセーブモードのいずれのモードであっても多階調となり、且つ、前記セーブモードの時は前記通常モードの時よりも前記特定画素の最高濃度が抑制されるように、前記特定画素の階調数と前記最高濃度を示す階調値とを調整していることになる（具体的には、前記トナーセーブモードの時は前記通常モードの時よりも前記特定画素の最高濃度が抑制されるように、前記トナーセーブモードの時は前記通常モードの時よりも前記特定画素の階調数を削減し、前記トナーセーブモードの時と前記通常モードの時とで最高濃度を示す階調値を変更する）。このような構成によれば、トナーセーブモード時、印刷されるディザ画像に含まれる一部の画素（前記特定画素）については、多階調（階調数が３以上）であることが維持されつつ最高濃度レベルが抑制されるため、印刷されるディザ画像全体で階調再現性が不自然になってしまう事を抑制しつつ印刷時トナーの消費量を抑制することが可能となる。

また、ある色成分の入力画像に対して多値ディザ処理を行う場合と別の色成分の入力画像に対して多値ディザ処理を行う場合とでディザマトリクス２内の濃度調整位置（特定位置）が同じであれば、印刷されるカラー画像において前記濃度調整位置に対応する領域の濃度が極端に低下してしまう事態が起こることもあり、この事態が生じると階調再現性が不自然になる可能性がある。そこで、閾値選択部５２は、色成分毎にディザマトリクス２内の濃度調整位置の場所を異ならせるようにすることが好ましい。このようにすれば、ある色成分の入力画像に対して多値ディザ処理を行う場合と別の色成分の入力画像に対して多値ディザ処理を行う場合とで前記濃度調整位置を異ならせることになるため、印刷されるカラー画像において前記特定位置に対応する領域の濃度が極端に低下してしまう事態が生じることを抑制でき、階調再現性が低下してしまう事を抑制できる。

さらに、前記濃度調整位置に対応する特定画素がディザ画像内のある領域に集中していると、当該領域の濃度が他の領域の濃度に比べて極端に低下してしまう事態が起こる可能性があり、この事態が生じると階調再現性が不自然になる可能性がある。この点、本実施形態によれば、図２（ｂ）に示されるように、ディザマトリクス２の行方向に沿って前記濃度調整位置が連続せず、且つ、列方向（行方向に直交する方向）に沿って前記濃度調整位置が連続しないように、複数の濃度調整位置がディザマトリクス２に配置されている。それゆえ、濃度調整位置に対応する特定画素がディザ画像内のある領域に集中してしまうことを抑制でき、階調再現性が不自然になることを一層抑制できる。なお、画像処理装置１０にて扱われる入力画像がＣＣＤラインセンサにて読み取られたものである場合、ディザマトリクス２の行方向はＣＣＤラインセンサにおける主走査方向（ＣＣＤラインセンサにおける画素配列方向）または副走査方向（主走査方向と直交する方向）に一致する。

〔ディザパターンについて〕
つぎに、通常モードの多値ディザ処理によって得られるディザパターンについて説明する。図２（ａ）のディザマトリクス２と同サイズ・同形状で濃度が一様な入力画像を想定した場合、通常モードにおいて、この入力画像の濃度を順次上昇させていくと、ディザパターン（ディザ処理後のディザ画像）は図７のように変化する。なお、図７において、各画素に付された数字はディザパターン中の画素の階調値を示している。

より具体的に説明すると、ディザマトリクス２において、下記の式２〜式４が成立するように各画素対応位置同士の閾値の関係を設定することにより、図７のようなディザパターンを得ることができる。
Ｔｈ[ｉ][ｊ]≦Ｔｈ[ｉ+１][ｊ] 式２
Ｔｈ[４ｋ+３][ｊ]≦Ｔｈ[４ｋ][ｊ+１] 式３
Ｔｈ[４ｋ+３][１４]≦Ｔｈ[４ｋ+４][０] 式４
（但し、ｋ＝０,１,…,８）
つまり、図２（ａ）に示される番号の順序および式２〜式４の関係に基づき、各画素対応位置ｉの出力値を順次１５まで増加させる。例えば、本実施形態では、図２（ａ）に示される値が０，１，２，３である画素対応位置（各サブマトリクス２ａ〜２ｄにおいて核となる画素対応位置）の出力値を１５とした後に、図２（ａ）に示される値が４，５，６，７である画素対応位置の出力値を増加させている。

なお、本実施形態では、通常モードにおける各画素対応位置の出力値Ｏｕｔ[ｍ]を０から１５までの４ビットの整数値としているが、０から２５５までの８ビットの整数値のうちの出力装置の特性を考えて選ばれている１６個の値であっても構わない。

つぎに、トナーセーブモードの多値ディザ処理によって得られるディザパターンを説明する。トナーセーブモードの多値ディザ処理においては、図２（ｂ）に示すようにディザマトリクス２において濃度調整位置を設定する。そして、通常モード時よりも、濃度調整位置に対応するディザ画像の出力値（ディザデータ）の最高値を抑制する。なお、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、ディザマトリクス２の各画素対応位置に与えられる順番（高濃度の出力値が割り当てられる順番）は、トナーセーブモード時であっても通常モード時と同じである。

これにより、図２（ｂ）のディザマトリクス２と同サイズ・同形状で濃度が一様な入力画像を想定した場合、トナーセーブモードにおいて、この入力画像の濃度を順次上昇させていくと、ディザパターン（ディザ処理後のディザ画像）は図８のように変化する。なお、図８において各画素に付された数字は、図７と同様、ディザパターン中の画素の階調値を示している。

以下ではディザパターンについてより具体的に説明する。本実施形態では、４ビット出力であり、通常モード時、ディザマトリクス２における全ての画素対応位置の各々には１６個の出力値が対応付けられる。それゆえ、図７に示すように、通常モード時にドットの成長レベルが最大になった場合はディザ画像の全ての画素の階調値が１５となる。

これに対し、トナーセーブモード時、図２（ｂ）に示すように、ディザマトリクス２に含まれる全ての画素対応位置のうちの一部の画素対応位置を濃度調整位置とし、濃度調整位置については出力値の最高値の抑制を行う（リミッター処理）。具体的には、トナーセーブモード時において、ディザマトリクス２の全画素対応位置のうち、濃度調整位置以外の位置（通常位置）の出力値の最高値（最高濃度レベル）は１５に設定されるが、濃度調整位置の出力値の最高値（最高濃度レベル）は４に設定される。つまり、トナーセーブモード時のディザマトリクス２は、最大濃度レベルが４である画素対応位置と最大濃度レベルが１５の画素対応位置とが混在する。

このようにすれば、通常モード時において全ての画素対応位置の出力値の最高値が１５であり、トナーセーブモード時において通常位置（濃度調整位置以外の位置）の出力値の最高値が１５であるのに対し、トナーセーブモード時において濃度調整位置の出力値の最高値は４になる。それゆえ、トナーセーブモードにおいて、濃度が一様な入力画像の濃度を順次上昇させていくことでディザパターンを成長させた場合、図８に示すように、濃度調整位置に対応する画素位置では濃度レベルが４のレベルまでしか上がらない。つまり、画像全体の濃度が上昇しても、濃度調整位置に対応する画素位置については４の濃度レベルを保ち続ける。

また、トナーセーブモードでは、まず、図２（ｂ）に示される値が０，１，２，３である画素対応位置（各サブマトリクス２ａ〜２ｄにおいて核となる画素対応位置）の出力値を１５まで増加させる。その後、濃度調整位置以外の画素対応位置（通常位置）については出力値を１５まで増加させるが、濃度調整位置では出力値を４までしか増加させないようにしつつ、図２（ｂ）に示される番号の順序に従って出力値を割り当てていく。

また、ディザマトリクス２内における濃度調整位置の配置は図２（ｂ）の例に限定されるものではない。但し、濃度調整位置同士がなるべく隣接しないように、複数の濃度調整位置をディザマトリクス２内に配置することが好ましい。

さらに、濃度調整位置におけるトナーセーブモード時の出力値の最高値（上限値）は４に限定されるものではない。濃度調整位置の出力値の最高値がトナーセーブモード時において通常モード時よりも抑制され、濃度調整位置の出力値が多階調となってさえいれば、特に限定されるものではなく、目標とするトナー消費量削減のレベルや出力画像の画質に応じて設定できる。

なお、本実施形態では、トナーセーブモードにおいても、通常モードと同様、各画素対応位置の出力値Ｏｕｔ[ｍ]を４ビットの整数値で表現するようにしている。具体的には、濃度調整位置については０〜４の出力値を４ビットデータで表現し、濃度調整位置以外の通常位置については０〜１５の出力値を４ビットデータで表現している。しかし、出力値は、このような値に限定されるものではなく、０から２５５までの８ビットの整数値のうちの出力装置の特性を考えて選ばれている値であってもよい。

〔出力階調補正部について〕
出力階調補正部１８では、画像出力装置３０の出力特性に基づいて階調補正を行っているが、この階調補正の入出力関係は画像出力装置３０の特性のみならず階調再現処理部１９での処理手法によって定められるものである。それゆえ、本来なら、階調再現処理部１９における多値ディザ処理の内容を異ならせる場合、それぞれの多値ディザ処理に応じた階調補正の入出力関係が必要となる。すなわち、この階調補正がテーブル変換により行われているのであれば、互いに異なる複数のテーブルが必要となる。

つまり、本実施形態のように、通常モードとトナーセーブモードとで多値ディザ処理の内容を変更している場合、本来は通常モード用の階調補正テーブル（階調補正用カーブ）とトナーセーブモード用の階調補正テーブルとが必要になる。なお、階調補正テーブルとは、出力階調補正部１８での出力階調補正処理に用いられ、当該補正処理における補正前階調値（入力値）と補正後階調値（出力値）との対応関係を示したテーブルである。

しかし、通常モードでの多値ディザ処理に応じた入出力関係を示した階調補正テーブルのみを出力階調補正部１８に格納しておき、トナーセーブモードにおいては当該階調補正テーブルを利用して出力階調補正を行うことも可能である。以下では、この点について説明する。

図９（ａ）は、通常モード時における入力画像の画素毎の階調値（入力値）と一つのディザマトリクス２における総出力値（一つのディザマトリクス２における全ての画素対応位置の出力値の合計）との関係を示したグラフであり、図９（ｂ）は、トナーセーブモード時における入力画像の画素毎の階調値と一つのディザマトリクス２における総出力値との関係を示したグラフである。

なお、図２（ａ）に示すように、通常モードでは、一つのディザマトリクス２には４０個の画素対応位置が含まれ、各画素対応位置の出力値の最高値は１５である。それゆえ、図９（ａ）に示すように、通常モードでは一つのディザマトリクス２における総出力値の最高値は６００になる（１５×４０＝６００）。また、図２（ｂ）に示すように、トナーセーブモードでは、一つのディザマトリクス２には１６個の濃度調整位置と２４個の通常位置とが含まれ、各濃度調整位置の出力値の最高値は４であり、各通常位置の出力値の最高値は１５である。それゆえ、図９（ｂ）に示すように、トナーセーブモードでは、１つのディザマトリクス２における総出力値の最高値は４２４となる（４×１６＋１５×２４＝４２４）。

図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、トナーセーブモード時では通常モード時に比べて、各入力値において当該入力値に対応する総出力値が低下するものの、ディザマトリクス２の各画素対応位置に与えられる順番（高濃度の出力値が割り当てられる順番）はトナーセーブモード時であっても通常モード時と同じである。

なお、各入力値に対応付けられている各総出力値の低下率は、一律に、トナーセーブモード時のディザマトリクス２の総出力値の最高値と通常モード時のディザマトリクス２の総出力値の最高値との比率に略一致するか若しくは一致するものと考えることができる。

それゆえ、通常モード用の階調補正テーブルにおいて出力値のレベル（階調レベル）が前記の比率に応じて下がるように当該階調補正テーブルを変更すれば、当該変更後の階調補正テーブルをトナーセーブモードでも援用できる。それゆえ、通常モード用の階調補正テーブルのみを出力階調補正部１８に格納しておけば、通常モード用の階調補正テーブルの他にトナーセーブモード用の階調補正テーブルを格納しておく必要はない。

例えば、通常モード用の階調補正テーブルにおける各出力値に対して、一律に一定係数（トナーセーブモード時のディザマトリクスの総出力値の最高値と通常モード時のディザマトリクスの総出力値の最高値との比率）を乗じることによって、当該階調補正テーブルを変更すれば、出力値のレベル（階調レベル）を下げることが可能であり、当該変更後の階調補正テーブルをトナーセーブモード時の出力階調補正に援用できる。

なお、一定係数は下記の式５により求めることができる。
一定係数＝（トナーセーブモード時のディザマトリクスの総出力値の最高値）÷（通常モード時のディザマトリクスの総出力値の最高値） 式５
図９に示されるように、本実施形態のディザマトリクス２の場合、トナーセーブモード時の総出力値の最高値は４２４であり、通常モード時の総出力値の最高値は６００であることから、
一定係数＝４２４÷６００＝０．７１
となる。

そして、この一定係数を通常モード用の階調補正テーブルの各出力値に乗じることによって、乗算後の階調補正テーブルをトナーセーブモード時にも用いることができる。これにより、通常モード用の階調補正テーブルをトナーセーブモードでも援用できるため、通常モード用の階調補正テーブルさえ画像処理装置１０に記憶させておけば、トナーセーブモード用に設定された階調補正テーブルを記憶させておく必要はなく、画像処理装置１０の記憶容量を節約できる。

なお、以上では、通常モード用に設定された階調補正テーブルをデフォルトとして保持しておき、トナーセーブモード時は、通常モード用の階調補正テーブルの各出力値に一定係数をかけることで当該階調補正テーブルを変更し、変更後の階調補正テーブルを用いる形態を説明した。しかし、この形態に限定されるものではなく、トナーセーブモード用に設定された階調補正テーブルをデフォルトとして保持しておき、通常モード時は、トナーセーブモード用の階調補正テーブルの各出力値に一定係数をかけることで当該階調補正テーブルを変更し、変更後の階調補正テーブルを用いる形態であってもよい。但し、この形態の場合、一定係数は下記の式６により求めることになる。
一定係数＝（通常モード時のディザマトリクスの総出力値の最高値）÷（トナーセーブモード時のディザマトリクスの総出力値の最高値） 式６
また、出力階調補正は、階調再現処理部１９の多値ディザ処理における閾値処理と同時に行うことができる。これは、入力値（入力画像データ）とディザマトリクス２内の総出力値との関係を画像出力装置３０の出力特性に応じて設定することで可能になる。

例えば、通常モードにおける入力画素の階調値（入力値）とディザマトリクス２の総出力値との関係を画像出力装置３０の出力特性に応じて図９（ａ）のように設定する。つまり、０〜２５５の入力値に対して０〜６００の出力値が返される関係を設定する。そして、図９（ａ）に示される入力値と総出力値の関係を基に画素位置に応じた１５個の閾値あるいはディザ出力変換テーブルを作成する。このように作成した閾値またはディザ出力変換テーブルを用いて通常モード時における多値ディザ処理を行えば、通常モードにおいて出力階調補正と多値ディザ処理とを同時に実行できる。

これに対し、トナーセーブモードにおける入力値と総出力値の関係は、通常処理の多値ディザ処理の入力値と総出力値との関係から導出できる。つまり、図９（ａ）に示される各総出力値に対して前述した一定係数を乗じることによって、図９（ｂ）に示すような、トナーセーブモードにおける入力値と総出力値の関係を導出できる。そして、このように導出した入力値と総出力値の関係を用いて、画素位置に応じた１５個あるいは４個の閾値またはディザ出力変換テーブルを作成する。このように作成した閾値またはディザ出力変換テーブルを用いてトナーセーブモード時における多値ディザ処理を行えば、トナーセーブモードにおいて出力階調補正と多値ディザ処理とを同時に実行できる。

〔最高出力値について〕
本実施の形態では、ディザマトリクスは複数のサブマトリクスからなる。図２（ｂ）の例では、ディザマトリクス２は４つのサブマトリクス２ａ〜２ｄより構成されている。図２（ｂ）に示されるように、各サブマトリクス２ａ〜２ｄには濃度調整位置が含まれている。閾値選択部５２は、トナーセーブモード時において、通常モード時よりも、濃度調整位置（特定位置）に対応する画素（特定画素）の最高濃度が抑制されるように、濃度調整位置に対応する画素の最高出力値を調整している。そして、トナーセーブモード時、全ての通常位置（濃度調整位置以外の位置）において、出力値は０から１５までの１６段階で変化し、全ての濃度調整位置において、出力値は０から４までの５段階で変化する。つまり、トナーセーブモード時、通常位置の最高出力値は１６であるものの、濃度調整位置の最高値は４に抑えられる。さらに、ディザマトリクス２内の全ての濃度調整位置においてトナーセーブモード時の最高出力値が互いに等しくなるように、各濃度調整位置の出力値が設定される。

図８は、ディザマトリクス２内の全ての濃度調整位置においてトナーセーブモード時の最高出力値が互いに等しくなる形態の濃度レベルの変化を示している。図８の例によれば、通常位置に対応する画素は全て１６段階で濃度変化し、濃度調整位置に対応する画素は全て４段階で濃度変化する。そして、通常位置に対応する全ての画素は最高階調が黒（出力値が１５）で示され、濃度調整位置に対応する全ての画素の最高階調は薄い黒（出力値が４）で示されることになる。

以上のように、本実施の形態では、閾値選択部５２は、同じディザマトリクス２内の全ての濃度調整位置において最高出力値が互いに同一になるように、各濃度調整位置に対応する画素の階調数と最高出力値とを調整する形態である。しかし、本発明は当該形態に限定されるものではない。

例えば、閾値選択部５２は、同じサブマトリクスに属する濃度調整位置同士では最高出力値が互いに同一値になり、互いに異なるサブマトリクスに属する濃度調整位置同士では最高出力値が互いに異なる値になるように、濃度調整位置に対応する画素の階調数と最高出力値とを調整するような形態であってもよい。以下では当該形態の実施例について図２（ｂ）に基づいて説明する。

閾値選択部５２は、トナーセーブモード時、図２（ｂ）のサブマトリクス２ａに属する全ての濃度調整位置について、選択可能な出力値を０〜１に設定する（つまり最高出力値を１に設定する）。また、閾値選択部５２は、図２（ｂ）のサブマトリクス２ｂに属する全ての濃度調整位置について、選択可能な出力値を０〜３に設定する（つまり最高出力値を３に設定する）。さらに、閾値選択部５２は、図２（ｂ）のサブマトリクス２ｃに属する全ての濃度調整位置について、選択可能な出力値を０〜４に設定する（つまり最高出力値を４に設定する）。また、閾値選択部５２は、図２（ｂ）のサブマトリクス２ｄに属する全ての濃度調整位置について、選択可能な出力値を０〜２に設定する（つまり最高出力値を２に設定する）。最高出力値を以上のように設定した場合の濃度レベルの変化を図１２に示す。図１２から明らかであるが、同じサブマトリクスに属する濃度調整位置同士では、対応する画素の最高濃度は互いに等しくなるが、互いに異なるサブマトリクスに属する濃度調整位置同士では、対応する画素の最高濃度は互いに異なることになる。

図１３（ａ）は、ディザマトリクス２内の全ての濃度調整位置の最高出力値を互いに等しくする形態の出力画像の一例であり、図１３（ｂ）は、互いに異なるサブマトリクスに属する濃度調整位置同士において最高出力値を異ならせる形態の出力画像の一例である。これら図面より明らかであるが、互いに異なるサブマトリクスに属する濃度調整位置同士において最高出力値を異ならせる形態の場合、階調レベルをより多く維持した画像を得られるようになり、トナーセーブを行った場合でも、ある程度の画質向上に寄与することが可能となる。

なお、図８のパターンのように、ディザマトリクス２内の全ての濃度調整位置について最高出力値を互いに同一にする場合、前述したように最高出力値を２以上にする必要があった。これは、最高出力値を２以上にしなければ、濃度調整位置のみに関していえば２値ディザ処理になってしまうからである。これに対し、図１２のパターンのように、ディザマトリクス２内の全ての濃度調整位置のうち、互いに最高出力値を異ならせる複数の濃度調整位置が存在する場合、最高出力値が１となる濃度調整位置が存在していてもよい。この場合、最高出力値が１よりも大きな濃度調整位置が必ずマトリクス２内に存在することになるため、濃度調整位置のみに着目しても２値ディザ処理に該当せず、多値ディザ処理に該当するからである。

〔変形例〕
なお、本実施形態にて用いられるディザマトリクスは複数のサブマトリクスから構成されているが、ディザマトリクスは複数のサブマトリクスから構成されるものである必要はなく、１つのサブマトリクスを用いて多値ディザ処理を行うようにしてもよい（つまり、単一のサブマトリクスからなるディザマトリクスを多値ディザ処理に用いる）。また、このようなディザマトリクスにおいて、ディザマトリクス２内の全ての濃度調整位置（特定位置）のセーブモード時の最高出力値を互いに同一にしてもよいし、ディザマトリクス２内の全ての濃度調整位置のうちの少なくとも第１の濃度調整位置の最高出力値と第２の濃度調整位置の最高出力値と異ならせてもよい。

また、以上の実施形態によれば、利用者が通常モードを選択している場合に通常モードに切り替え、利用者がトナーセーブモードを選択している場合にトナーセーブモードに切り替える形態であるが、通常モードとトナーセーブモードとの切り替えは当該形態に限定されるものではない。

例えば、画像出力装置３０においては、印刷処理に用いられるトナーを収容するトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジ内のトナー残量を示す残量情報を出力する残量センサと、前記残量センサから出力される残量情報を画像処理装置１０に送信する送信部とを備える。また、画像処理装置１０において、前記残量情報に示されるトナー残量が所定量以下であるか否かを判断する判断部と、判断部が所定量以下であると判断する場合はトナーカートリッジの交換を促す情報を利用者または管理者に通知する通知部とを備える。そして、以上のような画像出力装置３０および画像処理装置１０において、判断部が所定量以下でないと判断する場合、モード切替部３１は通常モードに切り替え、判断部が所定量以下と判断する場合、モード切替部３１はトナーセーブモードに切り替えるような形態であってもよい。このような形態の場合、トナーカートリッジの交換の必要が生じた後の画像出力装置３０ではトナー消費量を節約することができる。それゆえ、トナーカートリッジの交換を促す情報が利用者に通知された後、直ぐにトナーカートリッジを交換できない状況下（例えば、カートリッジのストックを切らしている時）で画像形成処理を行わざるを得ない場合であっても、画像出力装置３０においてトナー切れが生じる事を抑制できる。なお、前記通知部は、操作パネル４１の表示部にトナーカートリッジの交換を促す情報を表示することで前記通知を実現してもよいし、管理者の端末装置等にトナーカートリッジの交換を促す情報を伝送することで前記通知を実現してもよい。

また、本実施形態では、画像処理装置１０はデジタルカラー複写機４０に備えられるが、画像処理装置１０はデジタルカラー複合機に備えられるものであってもよい。つまり、本実施形態の階調再現処理部１９は、デジタルカラー複合機に備えられる画像処理装置にも適用可能である。

さらに、本実施形態の画像出力装置３０は電子写真方式のプリンタであるが、画像出力装置３０としては電子写真方式のプリンタに限定されるものではなく、例えばインクジェット方式のプリンタを画像出力装置３０としてもよい。そして、インクジェット方式のプリンタを画像出力装置３０とする場合、本実施形態のディザ処理によってインク消費量の削減という効果を奏することが可能となる。

また、上記した多値ディザ処理を行う階調再現処理部１９を備えた画像処理装置１０の奏する機能を、ソフトウェア（アプリケーションプログラム）にて実現してもかまわない。この場合、多値ディザ処理を実現するソフトウェアを組み込んだプリンタ・ドライバをコンピュータに設けることができる。

図１１に示すように、コンピュータ２００には、プリンタ・ドライバ２０１、通信ポートドライバ２０２および通信ポート（例えばＲＳ２３２Ｃ・ＬＡＮ等）２０３が組み込まれている。プリンタ・ドライバ２０１は、色補正部１５、黒生成下色除去部１６、階調再現処理部１９およびプリンタ言語翻訳部９１を有している。

また、コンピュータ２００は、プリンタ（画像出力装置）２０４と接続されている。プリンタ２０４は、コンピュータ２００から出力された画像データに基づいて印刷を行うようになっている。プリンタ２０４は、プリンタ機能の他に、コピー機能およびファックス機能を有するデジタル複合機であってもよい。

例えばコンピュータ２００において各種のアプリケーションプログラムを実行することにより生成された画像データは、色補正部１５、黒生成下色除去部１６および階調再現処理部１９において先述のように処理される。これら各部の処理を経た画像データは、プリンタ言語翻訳部９１にてプリンタ言語に変換され、通信ポートドライバ２０２および通信ポート２０３を介してプリンタ２０４に入力され、前記画像データに示される画像が用紙上に印刷される。

本発明の実施の形態に示した画像処理装置１０、プリンタ・ドライバ２０１の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、上記各装置は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである上記各装置の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記各装置に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、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／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、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／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、上記各装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを、通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

また、この場合、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、本発明の実施形態は、通信ネットワークから上記プログラムコードをダウンロードするように流動的に上記プログラムコードを担持する媒体であってもよい。なお、このように通信ネットワークから上記プログラムコード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コードは予め本体装置に格納しておくか、あるいは別の記録媒体からインストールされるものであってもよい。なお、本発明の実施形態は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

さらに、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上記記録媒体が読み取られることによって、画像処理装置１０、プリンタ・ドライバ２０１の各ブロックの処理を実現できる。なお、上記コンピュータシステムは、フラットベッドスキャナ・フィルムスキャナ・デジタルカメラなどの画像入力装置、所定のプログラムがロードされることによって上記画像処理装置１０の各ブロックの処理が行われるコンピュータ、コンピュータの処理結果を表示するＣＲＴディスクプレイ・液晶ディスプレイなどの画像表示装置、およびコンピュータの処理結果を紙に出力するプリンタより構成される。さらには、ネットワークを介してサーバーなどに接続するための通信手段としてのネットワークカードやモデムなどが備えられる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、画像処理機能を有するプリンタ、複写機、複合機、パーソナルコンピュータ等に好適である。

２ ディザマトリクス
２ａ〜２ｄ サブマトリクス
１０ 画像処理装置
１８ 出力階調補正部
１９ 階調再現処理部（ディザ処理部）
３１ モード切替部（切替部）
４０ デジタルカラー複写機（画像形成装置）
５１ 閾値処理部
５２ 閾値選択部（調整部）
５３ 格納部

Claims (13)

1. 多階調の入力画像の各画素と前記入力画像に多値ディザ処理を施すことによって得られる多階調のディザ画像の各画素とに対応する位置である画素対応位置毎に前記入力画像の各画素の階調値と前記ディザ画像の各画素の階調値との関係が定められているディザマトリクスに基づいて、前記入力画像の各画素の階調値を前記ディザ画像の各画素の階調値に変換する多値ディザ処理を行うディザ処理部を有する画像処理装置において、
   通常モードと、前記ディザ画像が印刷される場合に前記通常モードの時よりも印刷用色材の消費量が抑制されるように前記多値ディザ処理が行われるセーブモードとを切り替える切替部を有し、
   前記ディザ処理部は、前記ディザマトリクスの全ての画素対応位置のうちの一部の特定位置に対応する前記ディザ画像の画素を特定画素とする場合、前記特定画素が前記通常モードおよび前記セーブモードのいずれのモードであっても多階調となり、且つ、前記セーブモードの時は前記通常モードの時よりも前記特定画素の最高濃度が抑制されるように、前記特定画素の階調数と前記最高濃度を示す階調値とを調整する調整部を含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記画像処理装置は、色成分毎の前記入力画像および前記ディザ画像を取り扱うカラー画像処理装置であり、
   前記調整部は、前記色成分毎に前記ディザマトリクス内の前記特定位置の場所を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記ディザマトリクスの行方向に沿って前記特定位置が連続せず、且つ、前記ディザマトリクスの列方向に沿って前記特定位置が連続しないように、複数の前記特定位置が前記ディザマトリクスに配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記ディザマトリクスは複数の特定位置を有し、当該複数の特定位置には少なくとも第１および第２特定位置が含まれており、
   前記調整部は、第１特定位置に対応する第１特定画素の最高濃度を示す階調値と第２特定位置に対応する第２特定画素の最高濃度を示す階調値とが異なる値になるように、前記調整を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記ディザマトリクスは複数のサブマトリクスからなり、各サブマトリクスは前記特定位置を有し、
   前記調整部は、互いに異なるサブマトリクスに属する特定位置同士において、特定位置に対応する特定画素の最高濃度を示す階調値が互いに異なる値になるように、前記調整を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記ディザ処理部は、前記ディザマトリクスにて定められている前記入力画像の各画素の階調値と前記ディザ画像の各画素の階調値との対応関係を示したテーブルを用いて、前記入力画像の各画素の階調値を前記ディザ画像の各画素の階調値に変換することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記ディザマトリクスの画素対応位置毎に、前記入力画像の階調値に対応する前記ディザ画像の階調値を決定するための閾値が定められており、
   前記ディザ処理部は、前記入力画像の階調値と閾値とを比較し、この比較の結果に応じて、前記入力画像の階調値から変換する前記ディザ画像の階調値を決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記多値ディザ処理が実行される前の前記入力画像に対して階調補正処理を行う出力階調補正部を有し、
   前記出力階調補正部は、
   前記通常モードにおいて、補正前階調値と補正後階調値との関係を示したテーブルであり且つ前記通常モード用に設定されたテーブルである階調補正テーブルを用いて前記階調補正処理を行い、
   前記セーブモードにおいて、前記階調補正テーブルに含まれる各補正後階調値に対して一定係数を乗じることによって前記階調補正テーブルを変更し、この変更後の階調補正テーブルを用いて前記階調補正処理を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記多値ディザ処理が実行される前の前記入力画像に対して階調補正処理を行う出力階調補正部を有し、
   前記出力階調補正部は、
   前記セーブモードにおいて、補正前階調値と補正後階調値との関係を示したテーブルであり且つ前記セーブモード用に設定されたテーブルである階調補正用テーブルを用いて前記階調補正処理を行い、
   前記通常モードにおいて、前記階調補正用テーブルに含まれる各補正後階調値に対して一定係数を乗じることによって前記階調補正用テーブルを変更し、この変更後の階調補正用テーブルを参照して階調補正処理を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の画像処理装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
11. 多階調の入力画像の各画素と前記入力画像に多値ディザ処理を施すことによって得られる多階調のディザ画像の各画素とに対応する位置である画素対応位置毎に前記入力画像の各画素の階調値と前記ディザ画像の各画素の階調値との関係が定められているディザマトリクスに基づいて、前記入力画像の各画素の階調値を前記ディザ画像の各画素の階調値に変換する多値ディザ処理を行うディザ処理工程を含む画像処理方法において、
    通常モードと、前記ディザ画像が印刷される場合に前記通常モードの時よりも印刷用色材の消費量が抑制されるように前記多値ディザ処理を行うセーブモードとを含み、
    前記ディザ処理工程では、前記ディザマトリクスの全ての画素対応位置のうちの一部の特定位置に対応する前記ディザ画像の画素を特定画素とする場合、前記特定画素が前記通常モードおよび前記セーブモードのいずれのモードであっても多階調となり、且つ、前記セーブモードの時は前記通常モードの時よりも前記特定画素の最高濃度が抑制されるように、前記特定画素の階調数と前記最高濃度を示す階調値とを調整することを特徴とする画像処理方法。
12. 請求項１から９のいずれか１項に記載の画像処理装置の前記の各部としてコンピュータを機能させる画像処理プログラム。
13. 請求項１２に記載の画像処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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