JP2013251740A - 画像処理装置、プログラム及びコンピュータ可読記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像処理装置は、入力画像データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを補正処理して第1の画像データを出力し、入力画像データに対して当該ハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行い、第2の画像データを出力し、入力画像データの画素値の変化量を検出し、各画素での画素値の変化量を含む変化データとして出力する変化検出手段と、各画素について、誤差検出手段が検出する画素の誤差と、変化検出手段が検出する当該画素での画素値の変化量との和に基づく値により当該画素の混合比率を決定する決定手段と、混合比率に従い、第1の画像データと第2の画像データの画素値を混合して出力画像データを生成する混合手段と、を備えており、和に基づく値が大きくなると、第2の画像データの混合比率は同じか大きくなる。
【選択図】図1
Description
まず、図2を参照して、本実施形態の画像形成装置10について説明する。画像形成装置10は、記録材(記録媒体)に画像を形成するために、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色の現像剤(トナー)を使用して、記録材上にカラー(多色)画像を形成する。なお、図2において、参照符号の末尾のアルファベットY、M、C、Kは、対応する構成要素がそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を中間転写体29(中間転写ベルト)に形成するためのものであることを示している。なお、色を区別する必要がない場合には、アルファベットY、M、C、Kを除いた参照符号を使用する。
図1は、本実施形態における画像処理部306の構成を示す図である。画像処理部306は、色変換処理部305より入力される画像データに対して、画像形成装置10の階調特性に合わせるためのガンマ補正(図示せず。)を行う。その後、ガンマ補正された画像データK1は、図1のハーフトーン処理部101と、ハーフトーン誤差検出部100と、階調変化検出部106と、解像度保存処理部107に出力される。なお、以下の説明においては、ブラックの色に対する処理により説明するが、他の色についても同様である。なお、画像処理部306に入力される各画素の画素値は0〜255の整数で表されているものとする。なお、白色は画素値0、黒色は画素値255によって表現されるものとする。また、画像処理部306が出力する各画素の画素値は、本実施形態では、0〜15の整数で表されているものとする。なお、白色は画素値0、黒色は画素値15によって表現されるものとする。さらに、本実施形態では、PWM処理部307が出力する露光制御信号の階調数を、画像処理部306が出力するのと同じ階調数、つまり、16とする。つまり、PWM処理部307は、各画素について、画像処理部306から出力される画像データにおける0〜15のいずれかの階調値Dに対応して、露光部24Kの1ドット当たりの露光幅をD/15とする露光制御信号を生成する。以下、画像処理部306の各部の処理について説明する。
ハーフトーン処理部101は、ハーフトーンテーブルを用いて、256階調の画像データK1を16階調のハーフトーン画像データHT(第1の画像データ)に変換する。ハーフトーンテーブルは、画像データK1の各画素値を0〜15の範囲の画素値に変換するための閾値を示す情報を含んでいる。本実施形態において、ハーフトーン処理部101が使用するハーフトーンテーブルは、図7(A)に示す閾値番号テーブルと、図7(B)に示す閾値テーブルを含んでいる。
続いて、図1のハーフトーン誤差検出部100について説明する。なお、図1に示す様に、ハーフトーン誤差検出部100は、フィルタ処理部102及び103と、差分演算部104とを備えており、画像データK1とハーフトーン画像データHTから、ハーフトーン誤差データHTEを生成する。
フィルタ処理部102(第1のフィルタ処理部)は、画像データK1に含まれる各画素を注目画素として、図8(A)に示すように、注目画素を含む領域701内の画素の画素値のフィルタ処理、より詳しくは、平滑化処理をする。具体的には、注目画素を含む領域701内の画素の画素値の総和を領域701内の画素数で除算した値を出力値とする。なお、注目画素の位置によっては、領域701の一部は、画像データの外となるが、本実施形態においては、領域701の画像データの外となる画素の値を0として計算を行うものとする。なお、他のフィルタ処理についても同様である。しかしながら、領域701の画像データの外となる画素の値は0に限られるものではなく、他の方法により決定することも可能である。
フィルタ処理部103(第2のフィルタ処理部)は、ハーフトーン処理部101より入力されたハーフトーン画像データHT内のすべての画素をそれぞれ注目画素として、フィルタ処理部102で使用したのと同じフィルタにより画素値を平滑化する。つまり、フィルタ処理部103は、処理対象の画像データが異なるだけで、その処理はフィルタ処理部102と同様である。これにより、ハーフトーン画像データHTが平滑化される。
差分演算部104は、フィルタ処理部102及び103のそれぞれから入力された平滑化データの差分を評価して、その評価結果をハーフトーン誤差データHTEとして階調性保存処理部105と混合比率決定部108に出力する。ハーフトーン誤差データHTEには、ハーフトーン画像データHTの各画素について、ハーフトーン処理部101によるハーフトーン処理によって生じたハーフトーンの量子化誤差を示す誤差値が含まれる。なお、本実施形態では、ハーフトーン誤差データHTEを、(フィルタ処理部102の出力データ)−(フィルタ処理部103の出力データ)としている。すなわち、ハーフトーン誤差データHTEがプラスの場合は、ハーフトーン処理部101の処理によって入力画像の濃度が薄くなっていることを示し、マイナスの場合は、入力画像の濃度が濃くなっていることを示している。
階調性保存処理部105(第1の処理手段)は、図9(A)に示す様に、量子化処理部81と、加算処理部82を備えている。階調性保存処理部105では、ハーフトーン処理部101が出力するハーフトーン画像データHTに対応する画像の劣化を補正する。階調性保存処理部105の処理によって、画像データK1に含まれる周期的なパターンと組織的ディザとの干渉稿(モアレ)を補正し、画像データK1の階調性を維持することができる。
続いて、図14を参照して、図1の階調変化検出部106での処理について説明する。階調変化検出部106は、画像データK1の注目画素を基準とした第1の範囲における階調変化の度合いRLvを検出し、その値を混合比率決定部108へと出力する。具体的には、例えば、図14(A)に示すような3×3画素のマトリクス内の中心を注目画素として、注目画素と、第1の範囲である周辺8画素との差分値Sub(n)を以下の式でそれぞれ計算する。
Sub(n)=p5−p(n) (1≦n≦9)
さらに、計算した9つの差分値の中の最大値を、当該注目画素に対する階調変化データRLvとして出力する。階調変化データRLvは、注目画素の画素値が、その近傍における画素からどれだけ変化しているかを示す値である。なお、上記方法以外にも、図14(B)に示すラプラシアンフィルタの出力値を用いることもできる。また、その他のエッジ検出用フィルタを用いることもできる。
続いて、図1の解像度保存処理部107(第2の処理部)での処理について説明する。図15(A)に示す様に、解像度保存処理部107は、ハーフトーン処理部1501と、周辺画素特性検出部1502と、濃度補正処理部1503と、を含んでいる。ハーフトーン処理部1501は、入力画像データK1に対して、ハーフトーン処理部101よりも高解像度のハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データHHTを濃度補正処理部1503に出力する。また、周辺画素特性検出部1502は、画像データK1の注目画素周辺の画素の濃度の状態から周辺画素特性情報NPCを検出し、濃度補正処理部1503へと出力する。濃度補正処理部1503は、周辺画素特性情報NPCに応じて濃度補正値(γ)を決定し、ハーフトーン画像データHHTの濃度補正処理を行う。後述するように、濃度補正値は電子写真特性を考慮して決定され、ハーフトーン画像データHHTが印刷画像上で適切に再現されるように濃度補正処理が行われる。濃度補正処理部1503は、濃度補正処理を行った後のデータを解像度保存データR(第2の画像データ)として、混合部109へ出力する。なお、解像度保存データRは、後述する混合部109における処理によって、画像内で解像度の維持が優先される箇所に適用される。
続いて、図1の混合比率決定部108について説明する。混合比率決定部108は、差分演算部104からのハーフトーン誤差データHTEと、階調変化検出部106からの階調変化データRLvから混合比率αを決定する。なお、混合比率αは、階調性保存データGと解像度保存データRを合成する際の、解像度保存データRの割合を示し、本実施形態では0以上、かつ、1以下の値とする。よって、α=0の時に解像度保存データRの重みが最小となり、α=1の時に解像度保存データRの重みが最大となる。混合比率決定部108は、ハーフトーン誤差データHTEが正の時(HTE>0)に、階調変化データRLvとハーフトーン誤差データHTEとを加算処理してエッジ補正指標Eを求める。その後、混合比率決定部108は、求めたエッジ補正指標値Eに基づき混合比率αを決定する。
混合部109は、混合比率決定部108より入力される混合比率αに応じて階調性保存データG及び解像度保存データRを混合処理して出力画像データK2を生成する。具体的には、出力画像データK2の各画素は、対応する画素の階調性保存データG、解像度保存データR及び混合比率αから、以下の式により求められる。
K2=α×R+(1−α)×G
このように、混合比率αを画素ごとに切り替えることで、階調性保存データG及び解像度保存データRを不整合なく切り替えることができる。
図18から23を用いて本実施形態の有効性について説明する。図18(A)は、斜めの細線を含む、画像処理部306への階調補正後の入力画像データK1を示している。なお、18(B)は、図18(A)の画像データを視覚的に表現したものである。以下の各図は、この画像データK1に対する画像処理部306内の各部の出力を示している。なお、各部が使用するハーフトーンテーブルは、図6に示す通りとする。まず、ハーフトーン処理部101は、図18(C)に示すハーフトーン画像データHTを出力する。図18(D)は、図18(C)の画像データを視覚的に表現したものである。図18(C)に示す様に、ハーフトーン処理による誤差によってデータが欠落し、符号1902の位置などで細線が途切れていることが確認できる。ハーフトーン誤差検出部100は、図19(A)に示すハーフトーン誤差データHTEを出力する。なお、図19(B)は、図19(A)の画像データを視覚的に表現したものである。図19(C)は、階調性保存処理部105が出力する階調性保存データGであり、図19(D)は、図19(C)の画像データを視覚的に表現したものである。前述したように、階調性保存処理部105における処理で補正される解像度は、フィルタ処理部102及び103で使用する、例えば、図7(A)に示すフィルタの解像度に依存する。そのため、図18(A)に示す様な、解像度の高い、つまり、細線のところにおける画素値の空間的変化が激しい画像データK1に対応する画像を再現することができない。
第一実施形態では、ハーフトーン誤差データHTEを利用して混合比率αを決定する構成について説明した。第二実施形態では、解像度保存データRと階調性保存データGを混合処理した後に、ハーフトーン誤差データHTEを参照することで、トナーの安定性を高める構成について説明する。なお、以下では、第一実施形態と異なる部分を中心に説明し、第一実施形態と同様の構成については簡略化のため説明を省略する。
本実施形態では、ハーフトーン誤差データHTEを考慮して解像度保存データRを生成する。この構成により、混合部109が出力する画像データに基づく画像のトナーの安定性を高めることができる。
上述の各実施形態において説明した、画像処理部306に対応する画像処理装置は、ホストPC210から描画データを受信する画像形成装置10に限られず、例えば、画像読取装置を備えた複写機においても実行されうる。その場合、画像形成のための描画データは、画像読取装置において原稿から読み取ることによって取得することができる。また、色変換テーブル、ガンマ補正テーブル、ハーフトーンテーブル、フィルタテーブル、アドレス変換テーブル等のテーブルデータは、ROM221に予め格納されているのではなく、ホストPC210が画像形成装置10に提供しても良い。このような場合にも、画像形成装置10がホストPC210から受信したテーブルデータを用いることで、上述の各実施形態の機能を実現し、その効果を得ることが可能である。
Claims (15)
- 入力画像データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを出力するハーフトーン処理手段と、
前記入力画像データと前記ハーフトーン画像データの差分を評価して、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により生じる各画素の誤差を検出し、誤差データとして出力する誤差検出手段と、
前記誤差データにより前記ハーフトーン画像データを補正処理して第1の画像データを出力する第1の処理手段と、
前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行い、第2の画像データを出力する第2の処理手段と、
前記入力画像データの画素の画素値と、当該画素を基準とした第1の範囲の画素の画素値から当該画素での画素値の変化量を検出し、各画素での画素値の変化量を含む変化データとして出力する変化検出手段と、
各画素について、前記誤差検出手段が検出する画素の誤差と、前記変化検出手段が検出する当該画素での画素値の変化量との和に基づく値により当該画素の混合比率を決定する決定手段と、
前記混合比率に従い、前記第1の画像データと前記第2の画像データの画素値を混合して出力画像データを生成する混合手段と、
を備えており、
前記和に基づく値が大きくなると、前記決定手段が決定する前記第2の画像データの混合比率は同じか大きくなることを特徴とする画像処理装置。 - 前記和に基づく値が第1の閾値より小さいと、前記決定手段が決定する前記第2の画像データの混合比率は第1の値であり、
前記和に基づく値が第2の閾値より大きいと、前記決定手段が決定する前記第2の画像データの混合比率は第2の値であり、
前記第2の閾値は前記第1の閾値より大きく、
前記和に基づく値が前記第1の閾値以上、かつ、前記第2の閾値以下であると、前記決定手段が決定する前記第2の画像データの混合比率は、前記和に基づく値に比例して大きくなる、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記決定手段は、前記誤差検出手段が検出する画素の誤差が、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により濃度が高くなったことを示している場合、当該画素の誤差を所定の値に変換して当該画素の混合比率を決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
- 前記所定の値は、誤差がないことを示す値であることを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
- 前記誤差検出手段は、
前記入力画像データを平滑化するフィルタ処理を行う第1のフィルタ処理手段と、
前記ハーフトーン画像データに対して前記フィルタ処理を行う第2のフィルタ処理手段と、
前記第1のフィルタ処理手段の出力データと、前記第2のフィルタ処理手段の出力データの階調数を一致させてその差分を求め、前記誤差データとして出力する演算手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1の処理手段は、
前記誤差データを量子化して量子化データを出力する量子化手段と、
前記ハーフトーン画像データと前記量子化データとを加算する加算処理手段と、
を備えてい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。 - 前記量子化手段は、
前記誤差データの負の誤差の値を零に変換した第1の誤差データと、前記誤差データの正の誤差の値を零に変換した第2の誤差データとを出力する手段と、
前記第1の誤差データに対してハーフトーン処理を行って、前記ハーフトーン処理手段と同じ階調数の第1の量子化データを出力する第1の量子化手段と、
前記第2の誤差データに対してハーフトーン処理を行って、前記ハーフトーン処理手段と同じ階調数の第2の量子化データを出力する第2の量子化手段と、
前記第1の量子化データと前記第2の量子化データとの差を前記量子化データとして出力する減算手段と、
を備えていることを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記変化検出手段は、
前記入力画像データの画素の画素値と、当該画素を基準とした前記第1の範囲の画素の画素値との差分の最大値を、当該画素での画素値の変化量とする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。 - 前記第2の処理手段は、
前記入力画像データの各画素について、画素を基準とした第2の範囲にある画素の画素値の重み付き平均を求めるフィルタ処理を行う第3のフィルタ手段と、
前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行った後のデータを、前記第3のフィルタ手段の出力データに基づき補正して前記第2の画像データとして出力する補正処理手段と、
を備えており、
前記第2の範囲内の画素に対する重みは、当該画素に対して副走査方向にある画素が主走査方向にある画素より大きく、当該画素に対して主走査方向にある画素が、当該画素に対して主走査方向でも副走査方向でもない画素より大きく、
前記補正処理手段は、前記重み付き平均が大きくなると、画素の濃度が同じか高くなる様に補正する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 入力画像データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを出力するハーフトーン処理手段と、
前記入力画像データと前記ハーフトーン画像データの差分を評価して、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により生じる各画素の誤差を検出し、誤差データとして出力する誤差検出手段と、
前記誤差データにより前記ハーフトーン画像データを補正処理して第1の画像データを出力する第1の処理手段と、
前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行い、第2の画像データを出力する第2の処理手段と、
前記入力画像データの画素の画素値と、当該画素を基準とした第1の範囲の画素の画素値から当該画素での画素値の変化量を検出し、各画素での画素値の変化量を含む変化データとして出力する変化検出手段と、
前記変化検出手段が検出する画素での画素値の変化量に基づき当該画素の混合比率を決定する決定手段と、
前記混合比率に従い、前記第1の画像データと前記第2の画像データの画素値を混合して混合データを生成する混合手段と、
前記誤差データに基づき前記混合データを補正して出力画像データを生成する第3の処理手段と、
を備えており、
前記変化検出手段が検出する画素値の変化量が大きくなると、前記決定手段が決定する前記第2の画像データの混合比率は同じか大きくなることを特徴とする画像処理装置。 - 前記第3の処理手段は、
前記混合データの画素のうち、前記誤差データが、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により濃度が低くなったことを示している画素に対して補正を行うことを特徴とする請求項10に記載の画像処理装置。 - 入力画像データに対してハーフトーン処理を行い、ハーフトーン画像データを出力するハーフトーン処理手段と、
前記入力画像データと前記ハーフトーン画像データの差分を評価して、前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理により生じる各画素の誤差を検出し、誤差データとして出力する誤差検出手段と、
前記誤差データにより前記ハーフトーン画像データを補正処理して第1の画像データを出力する第1の処理手段と、
前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行い、前記誤差データで補正して第2の画像データを出力する第2の処理手段と、
前記入力画像データの画素の画素値と、当該画素を基準とした第1の範囲の画素の画素値から当該画素での画素値の変化量を検出し、各画素での画素値の変化量を含む変化データとして出力する変化検出手段と、
前記変化検出手段が検出する画素での画素値の変化量に基づき当該画素の混合比率を決定する決定手段と、
前記混合比率に従い、前記第1の画像データと前記第2の画像データの画素値を混合して出力画像データを生成する混合手段と、
を備えており、
前記変化検出手段が検出する画素値の変化量が大きくなると、前記決定手段が決定する前記第2の画像データの混合比率は同じか大きくなることを特徴とする画像処理装置。 - 前記第2の処理手段は、
前記入力画像データの各画素について、画素を基準とした第2の範囲にある画素の画素値の重み付き平均を求めるフィルタ処理を行う第3のフィルタ手段と、
前記入力画像データに対して前記ハーフトーン処理手段でのハーフトーン処理より解像度の高いハーフトーン処理を行った後のデータに前記誤差データを加算する加算手段と、
前記加算手段の出力データを前記第3のフィルタ手段の出力データに基づき補正して前記第2の画像データとして出力する補正処理手段と、
を備えており、
前記第2の範囲内の画素に対する重みは、当該画素に対して副走査方向にある画素が主走査方向にある画素より大きく、当該画素に対して主走査方向にある画素が、当該画素に対して主走査方向でも副走査方向でもない画素より大きく、
前記補正処理手段は、前記重み付き平均が大きくなると、画素の濃度が同じか高くなる様に補正することを特徴とする請求項12に記載の画像処理装置。 - コンピュータを、請求項1から13のいずれか1項に記載の画像処理装置として機能ささせることを特徴とするプログラム。
- 請求項14に記載のプログラムを含むことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。
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