JP2965890B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録むら又は表示
むらを補正する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の記録（又は表示）素子（以下、
「記録（又は表示）」を単に「記録」とのみ表現し、表
示も含む。なお、記録素子をプリンタに使用する場合は
「記録ヘッド」という場合もある。）を用いて画像を記
録する場合、各記録素子による濃度むらがあると、中間
調画像の再現をする場合にはこの濃度むらにより画質が
劣化してしまう。

【０００３】上記のような記録素子の濃度むらを補正し
て記録する技術として特開平４−８５７１が知られてい
る。この技術はマルチノズルンクジェット記録装置で記
録したテストパターンの濃度を読み取り、その平均濃度
を求めて、各記録素子のテストパターンの濃度のこの平
均濃度に対する割合の逆数を補正値として乗算して、む
ら補正を行う。カラーの場合には、記録ヘッドの種類
（色）毎に濃度特性が異なるので、記録ヘッドの種類に
応じて補正の基準レベルを変更する。しかし、この場合
には各記録素子の濃度むらを画質の劣化を避けるために
数％の変動以下に抑える必要があり、各素子の濃度制御
も極めて高精度が要求されるなどの問題点がある。すな
わち、記録ヘッドにおける濃度むらによって、本来の表
示に必要な階調精度よりもより高精度な性能が要求され
るという問題があり、非常にむら補正が困難であった。

【０００４】ライン状に配列した記録素子で副走査方向
に記録用紙を送り、２次元に中間調を記録した時、例え
ば３００ｄｐｉの記録ヘッドでは、記録時のノイズレベ
ルによっても多少異なるが、明視距離で気になる濃度む
らとしては、数％（１〜２％）の濃度むらでも筋状のノ
イズが目立ち見苦しくなるので、この濃度むらを数％以
下に抑える必要がある。このように濃度むらを数％以下
に抑えるためには、階調数で言えば１００階調程度の制
御レベルの記録制御が必要となることになる。

【０００５】しかしながら、自然画の再現では６４階調
程度でも違和感のないほぼ十分な再現が可能であり、場
合によっては３２階調でも満足出来る場合がある。ま
た、多値誤差拡散記録やディザ法などの手法を用いた場
合には更に階調数の少ない記録での自然画の再現が可能
となる。従って、自然画の中間調再現に必要な階調数よ
りも記録素子のむらを補正する方がより高い精度（制御
レベル）が要求される。ラインヘッドなどによる記録濃
度むらは画像によらず固定的でかつ筋状となるため、極
めて目立つノイズと言える。従って、記録素子に濃度む
らがあるだけで本来の表示に必要な階調精度よりもより
高精度な性能が要求される問題がある。

【０００６】そこで、１画素ではなく複数画素を用いて
高精度にむらを補正する技術が特開平４−３３９４６４
に記述されている。この技術は、１画素でｎ階調の中間
調出力が可能な記録装置でｋ個の複数画素でｍ階調の濃
度むらを補正することが知られている。この場合に、ｋ
を大きくとることで１画素の階調制御が少なくても高精
度の補正が可能となる。しかし、この技術は、画像を表
示する画素が実効的に粗くなってしまう欠点を有する。
更に、濃度むらが細かく変化している場合には、このよ
うな複数の画素を用いた濃度補正では対応出来なくな
る。また、一般にＬＥＤ素子による固体ヘッドやインク
ジェットでのライン化したものでは、１ドット毎に記録
素子が変化する場合もあるため極めて細かく濃度が変化
することがある。

【０００７】また、特開平４−２１７１７２によれば、
画像信号を誤差拡散記録方式に類似した疑似中間調表現
で記録する場合に、画像信号を２値化（量子化）する際
に記録素子むらのデータに基づいて２値化（量子化）す
ることで記録素子の持つむらを補正することが知られて
いる。この方式はこの２値化（量子化）の際に注目画素
近傍の複数個のデータから平均しきい値を求めて２値化
することでより正確な記録むらの補正を可能とする方式
である。また、この時の２値化（量子化）での誤差を拡
散することで濃度を補正する。この方式は次のような特
徴を有する。 （１） ２値プリンタや量子化された多値プリンタでも
記録濃度むら補正が可能であること。すなわち、誤差拡
散記録と類似の特徴を利用しているためむら補正に必要
な階調数よりも少ない階調数で補正が可能であること。 （２） 注目画素の周辺むらデータの重みを考慮した平
均値から注目画素のデータを量子化することで、より正
確なむら補正が可能となること。

【０００８】しかしながら、この方式では、高域成分を
有する急峻なむら（すなわち、素子アレイにおける隣接
素子の特性の急峻な変化）に関しては応答性が低下す
る。更に、この方式は、濃度むらの誤差に依存する誤差
を周辺画素に伝搬する特性を有するので、ＬＥＤアレイ
等からなる露光記録装置に見られるような１画素毎に急
峻に変化するむらのような高域成分のむらを有する記録
ヘッドに関してはこのような補正を行うとその補正誤差
が周辺画素までおよぶため低域成分の変動を生じさせ
る。従って、このような補正は補正を行う前より更に画
質が劣化する。また、この補正方式は、記録ヘッドに起
因した固定ノイズの補正となるため、１画素で補正が出
来なかった補正誤差を周辺に拡散することで面積的に大
きなノイズとなるので、画質が著しく劣化し、記録素子
の濃度むらの補正が困難となるなどの欠点を有する。

【０００９】また、上記の技術と同様の技術として、１
画素を異なる複数の記録素子を用いて多値表現する場合
に、複数の記録素子を用いることでむらを軽減すると同
時に、複数の記録素子が各々有するむら特性をも加味し
て量子化（多値化）することで、より均一でむらを抑制
した中間調記録を可能とする技術が知られている（特開
平５−１８３７３８）。

【００１０】しかし、この技術も基本的には上記の特開
平４−２１７１７２と同様に、注目画素の周辺に基づい
て注目画素のしきい値を決定し、量子化されることで複
数の記録素子が各々有するむら特性をも加味して量子化
されるためむら補正精度が向上する特徴がある。しか
し、この技術も高域成分を有し、急峻に変化したむらに
対しては、上記の特開平４−２１７１７２と同様に応答
性が劣化し、むら補正誤差が周辺画素まで伝搬し、画質
が劣化するなどの欠点を有する。

【００１１】また、誤差拡散処理で均一画像を記録する
と誤差拡散固有のパターンすなわちテクスチャーが発生
して、画質が劣化することがある。そこで、誤差拡散の
固有ノイズを除去する目的で周期パターンを付加するこ
とが知られている（「２値画像処理ＡＳＩＣ 選択的強
調誤差拡散法」画像電子学会誌 1991 VOL．20 No.5p43
6-449や「文字／網点／写真混在画像の２値化表現−像
域分離変数を用いた連続的適応２値化−」画像電子学会
誌 1991 VOL．20 No.5 p476-483）。入力信号に周期パ
ターンを付加する方法では付加信号の影響がそのまま出
力信号にでるので好ましくない。すなわち、付加パター
ンによっては固有のテクスチャーが目立ち画質の劣化を
招く。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】一般に１画素で目に見
れるむらまで補正する場合はこのような複数記録素子
（アレイ記録素子）による濃度むら補正は入力画像信号
に対して１画素の記録毎に濃度むらを補正して記録すれ
ばむら補正が可能であるが、その精度は先に述べたよう
に視力限界まで補正する必要があるため数％以下に補正
する必要がある。記録信号としては入力画像信号に対し
て１画素の記録毎に数％以下に信号的に補正することと
なるので、８ビット程度の演算で可能なため容易であ
る。しかし、同時に記録装置も数％以下の精度で記録す
ることが要求される。この場合、画像の中間調表現に要
求される多値数よりも高精度に濃度むらを補正すること
が要求される。また、誤差拡散記録と類似した手法を利
用することで濃度むらを補正する方法では、１画素単位
で補正せず、複数画素での処理となり、その補正誤差も
むらの特性に依存した誤差を拡散することで高域成分を
含む濃度むらの補正が困難となる等の問題を有する。

【００１３】本発明の目的は、画像を表現するのに最低
限必要な階調数で、１画素毎に変化する高域成分を含む
急峻なむらに対しても十分なむら補正を可能とし、加え
て、誤差拡散固有のむらに対しても補正することができ
る画像形成装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は画像信号を量子化すると共にその量子化誤
差を周辺画素に伝搬させて誤差拡散を行い、量子化した
信号を記録／表示素子に入力して記録または表示を行う
画像処理装置において、入力される画像信号と前記量子
化誤差に依存する誤差信号とを加算する加算手段と、前
記加算手段の出力信号を前記記録／表示素子による記録
または表示の濃度むらを表す濃度むらデータに応じて補
正し、この補正後の信号を量子化して前記記録／表示素
子に供給するむら補正量子化手段と、前記むら補正量子
化手段により量子化された信号と前記濃度むらデータに
基づいて前記記録／表示素子による記録または表示の濃
度を推定し、該濃度に対応した濃度信号を出力する濃度
推定手段と、前記濃度推定手段から出力される濃度信号
と前記加算手段の出力信号との誤差を計算する誤差計算
手段と、前記誤差計算手段により計算された誤差に基づ
いて前記誤差信号を生成する手段とを具備することを特
徴とする。

【００１５】また、本発明は画像信号を量子化すると共
にその量子化誤差を周辺画素に伝搬させて誤差拡散を行
い、量子化した信号を記録／表示素子に入力して記録ま
たは表示を行う画像処理装置において、入力される画像
信号と前記量子化誤差に依存する誤差信号とを加算する
加算手段と、前記加算手段の出力信号に量子化レベル以
下の振幅を有する周期パターンまたはランダムパターン
からなるパターン信号を付加する信号付加手段と、前記
信号付加手段により前記パターン信号が付加された後の
前記加算手段の出力信号を前記記録／表示素子による記
録または表示の濃度むらを表す濃度むらデータに応じて
補正し、この補正後の信号を量子化して前記記録／表示
素子に供給するむら補正量子化手段と、前記むら補正量
子化手段により量子化された信号と前記濃度むらデータ
に基づいて前記記録／表示素子による記録または表示の
濃度を推定し、該濃度に対応した濃度信号を出力する濃
度推定手段と、前記濃度推定手段から出力される濃度信
号と前記加算手段の出力信号との誤差を計算する誤差計
算手段と、前記誤差計算手段により計算された誤差に基
づいて前記誤差信号を生成する手段とを具備することを
特徴とする。

【００１６】本発明においては、前記むら補正量子化手
段と前記濃度推定手段および前記誤差計算手段を一つの
ＲＯＭでテーブルとして構成することもできる。さら
に、本発明においては、前記記録／表示素子に所定の信
号を与えたときに記録または表示された画像を読み取
り、この画像の濃度むらを前記濃度むらデータとしても
よい。

【００１７】本発明では入力画像信号に量子化誤差に依
存した誤差信号を加算した信号を濃度むらデータに応じ
て補正することで濃度むら補正を行い、この濃度むら補
正後の信号に対して量子化を行うため、量子化処理の段
階で存在する量子化レベル以上の濃度むらは瞬時に量子
化レベルまで補正される。量子化は、記録／表示素子の
制御に必要な階調数、例えば３００ｄｐｉの解像度であ
れば８〜１６階調程度で行う。このとき量子化された信
号は記録／表示素子の濃度むらに応じて補正されている
ため、記録または表示が薄くなされる記録／表示素子に
は大きな値が、記録または表示が濃くなされる記録／表
示素子には小さな値がそれぞれ入力されることで、むら
補正される。濃度むらの補正は、具体的には各素子のテ
ストパターンの濃度をその平均値で除した逆数を上記の
加算信号に乗ずることによって行われる。

【００１８】ここで、量子化レベルは一般に８〜１６階
調程度であり、量子化レベル以下の数％のむら補正には
十分ではないため、量子化された信号から濃度むらを加
味した実際の記録／表示時の濃度を求め、これにより得
られた濃度信号と濃度むら補正する前の値、つまり入力
画像信号に対し、量子化誤差に依存した誤差信号を加算
した信号との誤差を算出して、この誤差に誤差拡散のた
めの重み係数を乗じることで、量子化誤差に依存した誤
差信号を生成している。このようにすると、算出される
誤差は記録／表示素子の濃度むらの補正誤差ではなく、
量子化誤差に反映されるので、誤差拡散によって濃度む
らがないときの量子化誤差とほぼ同程度となり、記録ヘ
ッドに依存した固定的なむら情報は極めて小さくなる。
従って、濃度むらに急峻な変化があっても、濃度むらの
補正誤差は１画素で記録素子に与えられた量子化レベル
まで低減する。

【００１９】一般に、記録／表示素子での最適な量子化
レベルは視力限界曲線（見えなくなる限界）から決めら
れ、その量子化レベルにおいては目視で識別出来ないレ
ベルに決めるのが妥当である。言い替えれば、その量子
化レベルの変動は目で見えないレベルと言うこととな
る。従って、記録／表示素子の濃度むらもその量子化レ
ベル以下となるため見えなくなり、十分なむら補正が可
能となる。

【００２０】また、ＣＧ出力などのように均一な濃度の
出力ではアレイ記録素子による出力は筋状のノイズとな
るため、例えば記録サンプルを手に持って、目視時に副
走査方向に傾けることで副走査方向の実効的な空間周波
数が下がり、視力限界近傍のノイズでも目立つことがあ
るが、このような場合には入力画像信号に対して量子化
誤差に依存した誤差信号を加算した信号に周期パターン
またはランダムパターンからなるパターン信号を付加し
て量子化レベル以下の周期的変動を付加することで、記
録素子の濃度むらによる量子化レベル以下のノイズを緩
和し、更に誤差拡散固有のノイズも抑圧することができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】図面を参照して本発明の実施の形
態を説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態のブ
ロック図を示す。図１において、多値プリンタ１０１は
アレイ記録素子からなる記録装置である。具体的には発
光ダイオードアレイ（ＬＥＤ）による露光からなる電子
写真方式のプリンタからなる記録装置である。この装置
では発光時間のパルス幅制御により１６階調が得られ
る。しかしながら、ＬＥＤアレイの発光バラツキによ
り、濃度むらが約２０％程度存在する。例えば、図２に
発光むらのある素子（すなわち、素子間の発光のばらつ
きのある素子アレイ）で露光して、記録した濃度を測定
した場合の濃度むらの一部を示す。図２において、縦軸
は発光素子の明るさに対応した記録濃度、横軸は発光素
子の位置を示す。図２では、濃度むらは、平均的には１
０％程度であるが、最大でも２５％以下である。本実施
形態の装置では、各１画素毎に発光させて測定された発
光強度が、むら補正データとして濃度むらデータ記録用
ＲＯＭ１０２に記録される。なお、図２に示す第１の実
施形態では、最大の濃度むらが２５％以下であるので、
むら補正データとしては８ビットで量子化した下６ビッ
トを濃度むらデータ記録用ＲＯＭ１０２に記録すれば良
い。

【００２２】画像信号８ビットが入力部１０３から入力
され、加算器１０４に入力される。この加算器１０４
は、後述する多値記録時に誤差として伝搬する誤差を加
算する機能がある。加算器１０４の出力は、むら補正量
子化部１０５に入力される。

【００２３】むら補正量子化部１０５は加算器１０４の
出力に対して記録素子の濃度むらデータで割った値を計
算してむら補正を行い、このむら補正後の信号を４ビッ
ト（１６レベル）に量子化して出力する。すなわち、Ｌ
ＥＤ発光バラツキにより濃度がうすくなる場合には濃度
を上げるように制御する。また、濃度が濃く記録される
場合にはうすく記録されるように制御する。この時に、
記録誤差の最大が量子化誤差になるように量子化サイズ
を設定する。このむら補正量子化部１０５の具体的回路
の構成としては、画像入力部８ビット、濃度むら補正デ
ータ入力部６ビットの合計１４ビット入力で、むら補正
量子化出力として４ビットを出力するＲＯＭもしくはＲ
ＡＭを用いても良い。この４ビット出力は多値プリンタ
１０１に供給され印字する。同時にこの４ビット出力デ
ータは濃度むらデータ記録用ＲＯＭ１０２の出力６ビッ
トと共にむら補正濃度推定部１０６に入力される。

【００２４】むら補正濃度推定部１０６は、記録制御信
号であるこの４ビット出力データに基づいて、多値プリ
ンタ１０１が記録するであろう濃度値を推定する。例え
ばある画点の濃度が通常の信号では１／２の濃度しか得
られない場合には、むら補正量子化部１０５からは２倍
の強度の制御信号を出力する。この信号に基づいて、多
値プリンタ１０１は２倍の強度を有する信号で記録を行
うため当該画点はほぼ通常の濃度で記録されることにな
る。

【００２５】また、むら補正量子化部１０５は、記録素
子に起因する濃度むらで加算器１０４の出力を割り算し
たときに、商がオーバフローしないように設定しないと
濃度むら補正がなされない。例えば０．８３３の濃度低
下があった場合、その割り算した結果の答えが１．２で
あり、この値がこの素子の濃度むらで割り算したときの
商の最大値とすれば、その値をプリンタ部の多値数（例
えば４値）に対応する必要がある。このことは入力画像
が８ビットのとき、濃度むらがなければそのまま４値の
誤差拡散法による画質となるが、濃度むらで割り算した
値が１．２の場合には２割に相当する量子化数が削減す
ることを意味する。すなわち４／１．２＝３．３３値に
相当する量子化レベルの画質になる。従って、濃度むら
がある場合にはその分だけ、記録もしくは表示の量子数
を上げることが好ましい。このことは、誤差拡散法を用
いた本発明の手法により、局部的な濃度むらを補正した
分だけ全体画質の低下でカバーしたとみることも出来
る。

【００２６】また、加算器１０４及びむら補正濃度推定
部１０６からの出力は、誤差計算部１０７に入力し、誤
差計算部１０７において、実際に多値プリンタ１０１に
出力される信号とむら補正量子化部１０５への入力信号
との誤差を算出する。その算出誤差は一時的に誤差バッ
ファ１０８に記憶され、所定のタイミングで算出誤差が
誤差バッファ１０８から出力される。

【００２７】そして、誤差バッファ１０８から出力され
た算出誤差と、誤差拡散重み係数部１０９に格納された
重み係数が乗算器１１０で乗算されて、その結果と入力
部１０３からの画像信号が加算器１０４で加算されて、
誤差拡散が行われる。

【００２８】なお、付加パターン１１２は、例えば、濃
度むら以外の補正を行うために通常周期的なパターンを
付加するものである。一般に誤差拡散処理は均一なパタ
ーンを入力したとき、特有なパターンの発生があり、特
に低濃度では視覚的に目障りなパターンが発生すること
がある。このような場合には適切な周期、例えば主走査
・副走査ともに４画素周期のパターンなどの付加パター
ン１１２が付加されると、その付加パターン１１２の影
響を受けて、ミクロな記録パターンの変化が見られ誤差
拡散固有な粗いノイズの発生がなくなる。

【００２９】図３に基づいて第１の実施形態の動作を説
明する。図３は、本発明の第１の実施形態における信号
の流れを示す図である。図３において、ｆは入力信号、
ｍは濃度むらのデータ、Ｄｎは周辺画素から拡散された
誤差分である。また、Ｑは量子化関数を示す。

【００３０】図３から明らかなように、多値プリンタ１
０１の制御信号である出力ｇとして、同一の信号強度の
場合に濃く記録されるほど弱い制御信号を多値プリンタ
１０１に与えることが必要である。従って、量子化は、
関数Ｑを量子化関数とした場合に、濃度むらｍの逆数に
比例する関数、すなわち、Ｑ（（ｆ＋Ｄｎ）／ｍ）とな
るように行われる。なお、制御信号は主走査方向の位置
の関数となっている。

【００３１】多値プリンタ１０１の出力ｇから推定され
る実際の記録濃度は、この制御信号に濃度むらｍを乗じ
た濃度、すなわちＱ（（ｆ＋Ｄｎ）／ｍ）×ｍとなる。
誤差信号の拡散は、この実際に記録されたと予想される
濃度と入力プラス前誤差拡散の濃度信号ｆ＋Ｄｎｌとの
差ｅは、ｅ＝ｆ＋Ｄｎｌ−Ｑ（（ｆ＋Ｄｎ）／ｍ）×ｍ
となる。Ｄｎ１は、１つ前の画素からの誤差拡散信号を
示す。従って、緩やかに変化する画素の伝搬する誤差ｅ
は量子化誤差以下となる。

【００３２】また、量子化誤差と制御信号に基づく記録
の濃度誤差が伝搬し、入力信号ｆと出力信号ｇが一致す
るようにこの誤差拡散ループ（加算→量子化→誤差拡散
→加算のループ）が動作する。また、急峻な変動にたい
する誤差の伝搬は主に入力信号ｆに依存し、濃度むらｍ
にはほとんど依存しない。従って、濃度むらの急峻な変
動があっても目立つことがなく、直ちに量子化誤差以下
の振幅となる。一般に量子化は目視で量子化が目立たな
いレベルに設定されるため、このような処理を行うこと
で記録素子により発生する濃度むら補正が可能となる。

【００３３】図４は、本発明の第１の実施形態の効果を
より明確にするための従来の構成の一例を示した図であ
る。図４の構成は、入力信号ｆに対して直ちに濃度むら
ｍで割り算を行い、濃度むら補正を行う点が本発明と異
なる。図４において、使用する記号は図３と同じである
ので、説明は省略する。

【００３４】具体的に説明すると、図４では、誤差拡散
ループ（加算→量子化→誤差拡散→加算のループ）に入
力される信号はｆ／ｍとなる。拡散誤差をＤｎとすれば
出力ｇは、Ｑ（ｆ／ｍ＋Ｄｎ）となる。従って、誤差信
号の拡散として、実際に記録されたと推定される濃度に
対応する制御信号Ｑと、入力と前誤差拡散の濃度信号と
の和ｆ／ｍ＋Ｄｎｌ、との差ｅは、ｆ／ｍ＋Ｄｎｌ−Ｑ
（ｆ／ｍ＋Ｄｎ）となる。この場合も緩やかに変動する
画素の伝搬する誤差ｅは量子化誤差以下となる。しか
し、急峻な濃度むらがあった場合には、例えばこの割り
算を８ビット程度の演算を行えば記録の量子化より大き
いため濃度むら補正が可能と考えられるが、次の誤差拡
散の量子化レベルで直ちに補正出来ない場合があり、そ
の場合にはその誤差が伝搬し、濃度ｍの急峻な変化を低
域周波数の変化に変換して補正することとなり、平均的
な濃度としては補正されるが、濃度むらは目立つことが
ある。

【００３５】図１のむら補正量子化部１０５、むら補正
濃度推定部１０６、誤差計算部１０７を一つのＲＯＭで
構成して、これをむら補正量子化誤差テーブル１１１と
する構成としても良い。このむら補正量子化誤差テーブ
ル１１１は、入力がこの実施形態では入力が画像入力８
ビット、濃度むらデータ６ビットの合計１４ビット、出
力が制御信号が４ビット、誤差拡散データ４ビットの合
計８ビットで構成可能となる。このような構成により、
構成が容易になる。

【００３６】本実施形態ではＬＥＤの露光ヘッドによる
電子写真方式のプリンタについて説明したが、他の記録
方式も適用可能である。すなわち、インクジェット記録
やサーマルヘッドによる熱転写記録や昇華プリンタにも
適用可能である。本発明は複数画素がライン状に配置さ
れたヘッドによる記録系での濃度むら補正に適してい
る。なお、濃度むらが固定されていればレーザプリンタ
にも適用可能である。

【００３７】また、説明はモノクロのプリンタで説明し
たが、各色記録ヘッドが異なるカラープリンタでは各色
に対して独立に本説明で用いた処理を行えば良い。ま
た、各色共通の記録ヘッドを用いる場合には各色とも共
通に同一濃度むらデータで処理を行えば良い。

【００３８】更に、本実施形態ではプリンタ装置に適用
した例について説明したが、必ずしもプリンタに限定さ
れることなく、例えば液晶ディスプレイにも適用可能で
ある。液晶ディスプレイでは駆動制御方法によっては縦
もしくは横に一定の濃度むらが生じることがあるが、そ
の場合には本実施形態と同様に濃度むらは１次元補正デ
ータで処理することが可能となる。しかし、一般には２
次元的な濃度むらとなると考えられるので、この場合に
は濃度むらデータを２次元に拡張して補正を行えば良
い。

【００３９】（第２の実施形態）第１の実施形態による
補正処理で濃度むらの補正が記録の量子化レベル以下と
なるため、記録での量子化が解像度と階調数の関連が視
力限界以上に設定されていれば完全に濃度むらが視力限
界以下のノイズとなるため目視不可能となるはずであ
る。しかし、均一な濃度のパターンを出力した場合には
記録ヘッドによるむらを補正するため、実際の記録パタ
ーンは記録ヘッドに対応して濃度むらがなくなるように
微妙に変化している。この記録パターンは副走査方向に
ほぼ一定となるため、記録サンプルを斜めに手を持つこ
とでこの記録パターンが目立つことがある。このような
場合には図１に示すように付加パターン１１２を加える
と良い。第１の実施形態ではこの付加パターン１１２は
誤差計算部１０７を行うために分岐を行う点とむら補正
量子化部１０５との間に付加するのが良い。この付加パ
ターン１１２としては数画素程度の周期パターンで、そ
の振幅はむら補正量子化部１０５の量子化レベル以下が
好ましい。

【００４０】上記のような周期パターンが量子化前に加
わると、量子化がその付加されたパターンによって変動
し、微細な記録パターンに変化が生じる。例えば均一な
入力信号に対して、付加パターン１１２がない場合に
は、濃度むらデータに依存した記録パターンの変化のみ
があるが、このような付加パターン１１２があると濃度
むらと付加パターン１１２の両方に依存した記録パター
ンの変化が生じる。しかし、この付加パターン１１２の
影響は誤差拡散信号ｅに依存していないため、たとえ大
きな振幅の付加パターン１１２を加えても平均濃度の変
化は生じない。局所的な記録パターン（数画素の記録パ
ターン）の変化のみしか生じない。従って、濃度むらの
みに依存した記録パターンと異なり、副走査方向に必ず
しも一定で偏ったパターンとは成らず、全体に一様なパ
ターンとなるためほとんど目立たなく成る。

【００４１】なお、付加パターン１１２を誤差計算部１
０７を行うために分岐を行う点とむら補正量子化部１０
５との間に付加するのではなく、従来誤差拡散の固有ノ
イズを除去する目的で付加した信号（「２値画像処理Ａ
ＳＩＣ 選択的強調誤差拡散法」画像電子学会誌 1991
VOL．No.5 p436-449 ）で見られるような入力信号に付
加する方法では付加信号の影響がそのまま出力信号ので
る好ましくない。すなわち、付加パターン１１２によっ
ては付加パターン１１２（固有テクスチャー）が目立ち
画質が劣化することがある。

【００４２】第２の実施形態では固体記録ヘッドのむら
補正の処理回路に併用して用いているが、単独で用いて
も十分効果がある。図５は通常の誤差拡散処理のブロッ
クダイヤグラムに付加パターン１１２をつけ加えた回路
処理ブロック図である。付加パターン１１２は、先に説
明したように量子化処理部５０１に対して局所的に影響
を与え記録画点のパータンの変化を生じさせる。しか
し、入力信号に付加信号を加算していないため平均的な
ある程度マクロな濃度は保存され、変化は生じない。す
なわち、ミクロな記録パターンの変化のみを制御する効
果がある。一般に誤差拡散処理は均一なパターンを入力
したとき、特有なパターンの発生があり、特に低濃度で
は視覚的に目障りなパターンが発生することがある。こ
のような場合には適切な周期、例えば主走査・副走査と
もに４画素周期のパターンなどの付加パターン１１２が
付加されると、その付加パターン１１２の影響を受け
て、ミクロな記録パターンの変化が見られ誤差拡散固有
な粗いノイズの発生がなくなる。

【００４３】また、この付加パターン１１２としては必
ずしも周期パターンである必要はなく、乱数の発生によ
るランダムなパターンであっても良い。また、入力画像
の高周波成分を付加パターン１１２として加えても良
い。この実施形態で固体ヘッドのような副走査方向に一
定となるノイズ（固有テクスチャー）の補正ではないた
め、あらゆる記録系にも適用可能となり、レーザー記録
装置やまた、液晶ディスプレイ装置にも適用可能であ
る。

【００４４】（第３の実施形態）第３の実施形態では画
像入力装置を有するシステムについての実施形態につい
て説明する。第３の実施形態では複写機やファクシミ
リ、スキャナとプリンタが接続された装置が考えられる
が、ここでは複写機を中心に説明する。

【００４５】最初に、記録部６０１で一様な階調記録パ
ターンであるテストチャートを出力する。このテストチ
ャートを読み取り部６０２により濃度むらを測定する。
なお、この読み取り部６０２は通常のスキャナと同様、
基準パターンにより読みとりむら補正を行って読みとっ
ている。従って、読みとられた信号のむらは記録部６０
１によるむらとなる。

【００４６】なお、記録時の突発的なノイズや読み取り
時のごみなどのノイズの影響を避けるため、読み取りは
複数ラインを読み取り、平均化処理を行ってノイズの影
響を小さくする。このようにして濃度むらデータｍが得
られる。この濃度むらｍをプリンタ部６０１に送り、第
１の実施形態の処理を行うことで濃度むら補正が可能と
成る。

【００４７】実際にはテストチャートの読み取り部６０
２への設定位置により、補正される画素とデータ間での
位置ずれが生じる可能性がある。位置がずれた場合には
むらの補正は不可能であり、むしろむらが増幅されるこ
ともある。そこで、正確な位置を確かめるため、濃度む
らデータを１画素ずつ移動して補正し、それぞれを記録
紙の１枚に分割して記録する。すなわち図７に示される
ように７０１、７０２、７０３の順に１画素ずつ移動し
て補正する。ラインヘッドによる記録では副走査方向に
は一定であるので、主走査方向に±（数画素）移動し、
最も良く補正された位置で固定することにより位置ずれ
に対する補正が可能となる。なお、これらの処理は処理
部６０３で行われる。本発明は、上記の発明の実施の形
態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しな
い範囲で種々変形して実施できるのは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば次のような効果が得られ
る。本発明では、記録処理系において誤差信号として伝
搬する信号は従来の濃度むらの補正誤差を伝搬する信号
ではなく、ほぼ記録制御の量子化誤差を伝搬することと
なる。すなわち、濃度むらの無い記録ヘッドで記録した
時の量子化誤差とほぼ同程度となる。従って、記録ヘッ
ドに依存した固定的なむら情報は極めて小さくなる。ま
た、記録された出力には記録素子の特性に急峻な変化が
あってもその補正による誤差は１画素で記録素子に与え
られた量子化レベルまで低減する。すなわち、目視で識
別出来ないレベル以下となるためそのむらが見えなくな
り、十分に補正が可能となる。また、ＣＧ出力などのよ
うに均一な濃度の出力でも量子化レベル以下の周期的変
動を付加することで、記録素子の濃度むらによる量子化
レベル以下のノイズを緩和し、更に、誤差拡散固有のノ
イズも補正することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態の濃度むら補正処理ブロック
を説明する図。

【図２】 第１の実施形態で使用した書込系固体ヘッド
のむら特性を示す図。

【図３】 第１の実施形態の効果を説明するための簡略
化された処理図。

【図４】 従来の考え方を説明するための簡略化された
処理図。

【図５】 第２の実施形態の誤差拡散法での固有パター
ンノイズを軽減する処理ブロックを説明する図。

【図６】 スキャナ部とプリンタ部を有するシステムで
の濃度むら補正処理ブロックを説明する図。

【図７】 補正データの位置ずれを補正するための出力
方法を説明する図。

【符号の説明】

１０１…多値プリンタ １０２…濃度むらデータ記録用ＲＯＭ １０３…入力部 １０４…加算器 １０５…むら補正量子化部 １０６…むら補正濃度推定部 １０７…誤差計算部 １０８…誤差バッファー １０９…誤差拡散重み係数部 １１０…誤差拡散係数積算演算部 １１１…むら補正量子化誤差テーブル １１２…付加パターン ５０１…量子化処理部 ６０１…記録部 ６０２…読み取り部 ６０３…処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−274965（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−217172（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−207462（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−351068（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−114999（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号を量子化すると共にその量子化誤
   差を周辺画素に伝搬させて誤差拡散を行い、量子化した
   信号を記録／表示素子に入力して記録または表示を行う
   画像処理装置において、 入力される画像信号と前記量子化誤差に依存する誤差信
   号とを加算する加算手段と、 前記加算手段の出力信号を前記記録／表示素子による記
   録または表示の濃度むらを表す濃度むらデータに応じて
   補正し、この補正後の信号を量子化して前記記録／表示
   素子に供給するむら補正量子化手段と、 前記むら補正量子化手段により量子化された信号と前記
   濃度むらデータに基づいて前記記録／表示素子による記
   録または表示の濃度を推定し、該濃度に対応した濃度信
   号を出力する濃度推定手段と、 前記濃度推定手段から出力される濃度信号と前記加算手
   段の出力信号との誤差を計算する誤差計算手段と、 前記誤差計算手段により計算された誤差に基づいて前記
   誤差信号を生成する手段とを具備することを特徴とする
   画像処理装置。
2. 【請求項２】画像信号を量子化すると共にその量子化誤
   差を周辺画素に伝搬させて誤差拡散を行い、量子化した
   信号を記録／表示素子に入力して記録または表示を行う
   画像処理装置において、 入力される画像信号と前記量子化誤差に依存する誤差信
   号とを加算する加算手段と、 前記加算手段の出力信号に量子化レベル以下の振幅を有
   する周期パターンまたはランダムパターンからなるパタ
   ーン信号を付加する信号付加手段と、 前記信号付加手段により前記パターン信号が付加された
   後の前記加算手段の出力信号を前記記録／表示素子によ
   る記録または表示の濃度むらを表す濃度むらデータに応
   じて補正し、この補正後の信号を量子化して前記記録／
   表示素子に供給するむら補正量子化手段と、 前記むら補正量子化手段により量子化された信号と前記
   濃度むらデータに基づいて前記記録／表示素子による記
   録または表示の濃度を推定し、該濃度に対応した濃度信
   号を出力する濃度推定手段と、 前記濃度推定手段から出力される濃度信号と前記加算手
   段の出力信号との誤差を計算する誤差計算手段と、 前記誤差計算手段により計算された誤差に基づいて前記
   誤差信号を生成する手段とを具備することを特徴とする
   画像処理装置。
3. 【請求項３】前記むら補正量子化手段と前記濃度推定手
   段および前記誤差計算手段を一つのＲＯＭでテーブルと
   して構成したことを特徴とする請求項１または２記載の
   画像処理装置。
4. 【請求項４】前記記録／表示素子に所定の信号を与えた
   ときに記録または表示された画像を読み取り、この画像
   の濃度むらを前記濃度むらデータとすることを特徴とす
   る請求項１または２記載の画像処理装置。