JP4533218B2 - 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラムに関し、より具体的には、入力画像濃度と出力画像濃度の差を誤差拡散法により保存しつつ、入力データを２値データ又は多値データへと量子化する画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。

従来、入力多値データを、２値又は入力多値データのレベルよりも少ないレベルの多値データで表現するには、疑似中間調処理が用いられる。擬似中間調処理とは、多値階調の画像データを例えば白点と黒点のみを使った二値画像で表現する場合に、多値階調をより自然に表現させるための画像処理方法である。この擬似中間調処理の代表的な例として誤差拡散法がある。誤差拡散法とは、注目画素を所定の閾値に基づいて例えば白黒の２値化データに変換するときに生じる誤差（注目画素値と閾値との差）を該注目画素に隣接する画素に配分することにより総合的に誤差を小さくして中間階調を表現する方法である。すなわち、この方法は、２値化の際に発生する誤差を周りの画素に分散させることで、画像全体の累積的な色の誤差をほぼゼロにする方法である。この誤差拡散法は、例えば、"Ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｓｐａｔｉａｌ Ｇｒａｙ Ｓｃａｌｅ"ｉｎ ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ １９７５ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ，１９７５，３６（非特許文献１）に開示されている。この誤差拡散法は、着目画素をＰとし、その画素の濃度をｖとし、Ｐの周辺に存在する２値化処理前の画素Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の濃度をそれぞれｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３とし、２値化のための閾値をＴとして、経験的に求めた重み係数Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３を用い、着目点Ｐにおける２値化誤差Ｅを重み付けし、周辺画素Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれへと配分するものである。すなわち、この誤差拡散法は、マクロ的に出力画像の平均濃度を入力画像の濃度と等しくする方法である。このとき、出力２値データをｏとすると、以下の式により周辺画素Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に対する誤差Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を求めることができる。

ｖ≧Ｔならばｏ＝１、Ｅ＝ｖ−Ｖｍａｘ
ｖ＜Ｔならばｏ＝０、Ｅ＝ｖ−Ｖｍｉｎ
（ただし、Ｖｍａｘ：最大濃度、Ｖｍｉｎ：最小濃度）
Ｅ０＝Ｅ×Ｗ０；
Ｅ１＝Ｅ×Ｗ１；
Ｅ２＝Ｅ×Ｗ２；
Ｅ３＝Ｅ×Ｗ３；
（重み係数の例：Ｗ０＝７／１６，Ｗ１＝１／１６，Ｗ２＝５／１６，Ｗ３＝３／１６）。

ところで、カラーインクジェットプリンタ等では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）等のインクを用いて多値画像データを出力する際、各色独立に誤差拡散法等を用いて擬似中間調処理を行っていた。このため、１色について見た場合には高画質に見えていても、２色以上が重なり合うと必ずしも良好な画質が得られない場合があった。

この問題を改善する方法として、特開平８−２７９９２０号公報（特許文献１）及び特開平１１−１０９１８号公報（特許文献２）等には、２色以上を組み合わせて誤差拡散法を用いることにより、２色以上が重なり合う場合においても視覚的に良好な擬似中間調処理方法が開示されている。また、特開平９−１３９８４１号公報（特許文献３）には、２色以上を独立に擬似中階調処理した後に、入力値の合計により出力値の修正を行うことにより、上記と同様の効果が得られる方法が開示されている。

特に、カラー画像の中濃度領域の粒状感を低減するためには、シアン（Ｃ）成分とマゼンタ（Ｍ）成分のドットが互いに重なり合わない様に画像処理をすることが効果的であり、そのために、従来は、以下に示すカラー画像の画像処理方法が用いられていた。

図８は、従来のカラー画像の画像処理方法を説明する説明図である。

図８において、カラー画像の画像データは、その各画素、各濃度成分（ＹＭＣＫ）が８ビット（階調値が０〜２５５）の多値データで表現されている。画像データにおける任意の注目画素のシアン（Ｃ）成分の濃度値Ｃｔとマゼンタ（Ｍ）成分の濃度値Ｍｔは、原画像のＣ成分とＭ成分の濃度値をそれぞれＣ、Ｍとすると、次式で表される。ここで、ＣｅとＭｅは、それぞれＣ成分とＭ成分の注目画素に対して誤差拡散された値である。
Ｃｔ＝Ｃ＋Ｃｅ
Ｍｔ＝Ｍ＋Ｍｅ

従来のカラー画像の画像処理方法では、注目画素のＣ成分とＭ成分の濃度に従って以下に示す４通りの画像処理制御を行う。なお、閾値Ｔｈ１＝１２８、閾値Ｔｈ２＝２５５＋Ｔｈ１であるとする。

１．（Ｃｔ＋Ｍｔ）が閾値Ｔｈ１以下である場合、即ち、図８に示す領域１に属する場合にはドット記録を行わない。

２．（Ｃｔ＋Ｍｔ）が閾値Ｔｈ１を越えており、且つ（Ｃｔ＋Ｍｔ）が別の閾値Ｔｈ２以下であり、且つＣｔ＞Ｍｔである場合、即ち、図８の領域２に属する場合には、Ｃインクのみでドット記録を行う。

３．（Ｃｔ＋Ｍｔ）が閾値Ｔｈ１を越えており、且つ（Ｃｔ＋Ｍｔ）が別の閾値Ｔｈ２以下であり、且つＣｔ≦Ｍｔである場合、即ち、図８の領域３に属する場合には、Ｍインクのみでドット記録を行う。

４．（Ｃｔ＋Ｍｔ）が別の閾値Ｔｈ２を越えている場合、即ち、図８の領域４に属する場合には、Ｃインク及びＭインクを用いてドット記録を行う。

特開平８−２７９９２０号公報 特開平１１−１０９１８号公報 特開平９−１３９８４１号公報 "Ａｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｓｐａｔｉａｌ Ｇｒａｙ Ｓｃａｌｅ"ｉｎ ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ １９７５ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ，１９７５，３６

しかしながら、上記の従来の画像処理方法では、量子化を行う場合に階調数が多くなればなるほど上述の判定式が複雑化し、処理時間が長くなるという問題があった。例えば、従来の画像処理方法によりシアンとマゼンタを３値に量子化した場合のアルゴリズムを次に示す。

Ct = C + Ce
Mt = M + Me
Cout = 0
Mout = 0
if( Ct + Mt > Threshold1 )
if( Ct + Mt < Threshold2 )
if( Ct > Mt )
Cout = 1
else
Mout = 1
else
if( Ct + Mt < Threshold3 )
if( Ct > Mt + Const1 )
Cout = 2
else
if( Mt < Ct + Const1 )
Mout = 2
else
Cout = 1
Mout = 1
else
if( Ct + Mt < Threshold4 )
if( Ct > Mt )
Cout = 2
Mout = 1
else
Cout = 1
Mout = 2
else
Cout = 2
Mout = 2

このように、シアンとマゼンタを３値に量子化するだけでも複雑な処理となり、より多い階調数に量子化する場合には更に複雑な処理を要する。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、出力階調数の多い擬似中間調処理（ハーフトーン）において高速かつ簡単に処理が可能で、且つ出力階調数に依存せず統一的な擬似中間調処理を行うことができる画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像処理装置は、第１成分データおよび第２成分データを有する多値画像データに擬似中間調処理を行う画像処理装置であって、注目画素の近傍画素の第２量子化誤差から、該注目画素に対する拡散誤差を算出する拡散手段と、前記拡散誤差を前記注目画素の入力成分データに加算する加算手段と、前記拡散誤差が加算された成分データを閾値を用いて量子化する量子化手段と、前記量子化手段の出力を量子化代表値に変換する第１逆量子化手段と、前記拡散誤差が加算された成分データと前記第１逆量子化手段から出力された量子化代表値とから第１量子化誤差を算出する第１量子化誤差算出手段と、前記第１成分データにかかる第１量子化誤差の符号と前記第２成分データにかかる第１量子化誤差の符号との組み合わせ、該第１成分データにかかる第１量子化誤差と該第２成分データにかかる第１量子化誤差との和、および前記閾値から、前記量子化手段の出力に対する補正値を生成する生成手段と、前記補正値を用いて前記量子化手段の出力を補正する補正手段と、前記補正手段により補正された出力を量子化代表値に変換する前記第２逆量子化手段と、前記拡散誤差が加算された成分データと前記第２逆量子化手段から出力された量子化代表値とから前記注目画素の第２量子化誤差を算出し、前記拡散手段に出力する第２量子化誤差算出手段とを有し、前記拡散手段、前記加算手段、前記量子化手段、前記第１逆量子化手段、前記第１量子化誤差算出手段、前記補正手段、前記第２逆量子化手段、前記第２量子化誤差算出手段は、前記第１成分データおよび前記第２成分データごとに備えられ、前記第１成分データおよび前記第２成分データの各々に対して処理を行うことを特徴とする。

また、本発明の画像処理方法は、拡散手段で、注目画素の近傍画素の第２量子化誤差から、該注目画素に対する拡散誤差を算出する拡散ステップと、加算手段で、前記拡散誤差を前記注目画素の入力成分データに加算する加算ステップと、量子化手段で、前記拡散誤差が加算された成分データを閾値を用いて量子化する量子化ステップと、第１逆量子化手段で、前記量子化ステップの出力を量子化代表値に変換する第１逆量子化ステップと、第１量子化誤差算出手段で、前記拡散誤差が加算された成分データと前記第１逆量子化ステップから出力された量子化代表値とから第１量子化誤差を算出する第１量子化誤差算出ステップと、生成手段で、前記第１成分データにかかる第１量子化誤差の符号と前記第２成分データにかかる第１量子化誤差の符号との組み合わせ、該第１成分データにかかる第１量子化誤差と該第２成分データにかかる第１量子化誤差との和、および前記閾値から、前記量子化ステップの出力に対する補正値を生成する生成ステップと、補正手段で、前記補正値を用いて前記量子化ステップの出力を補正する補正ステップと、前記第２逆量子化手段で、前記補正ステップにより補正された出力を量子化代表値に変換する前記第２逆量子化ステップと、第２量子化誤差算出手段で、前記拡散誤差が加算された成分データと前記第２逆量子化ステップから出力された量子化代表値とから前記注目画素の第２量子化誤差を算出し、前記拡散ステップに出力する第２量子化誤差算出ステップとを有し、前記拡散手段、前記加算手段、前記量子化手段、前記第１逆量子化手段、前記第１量子化誤差算出手段、前記補正手段、前記第２逆量子化手段、前記第２量子化誤差算出手段は、前記第１成分データおよび前記第２成分データごとに備えられ、前記拡散ステップ、前記加算ステップ、前記量子化ステップ、前記第１逆量子化ステップ、前記第１量子化誤差算出ステップ、前記補正ステップ、前記第２逆量子化ステップ、前記第２量子化誤差算出ステップは、前記第１成分データおよび前記第２成分データの各々に対して処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、出力階調数の多い擬似中間調処理（ハーフトーン）において高速かつ簡単に処理が可能で、且つ出力階調数に依存せず統一的な擬似中間調処理を行うことができる。

また、本発明によれば、量子化誤差の符号の一致及び量子化誤差の和と閾値との比較にて補正領域の判定を行うため、簡単に補正領域の判定ができ、補正値を容易に生成できる。また、補正されるプレーンの優先順位を近傍画素の量子化誤差符号数によって決定することで少ないメモリ容量で効率的なドットの分散が可能となる。さらに、近傍画素の量子化誤差符号数が同一の場合、乱数にて上記優先順位を決定することにより、同一プレーンのドットの繋がりを排除することができる。なお、これらの処理は量子化レベル数に依存しないため、容易にＮ値の誤差拡散に拡張できる。さらに、上述したように３プレーン以上への拡張も可能である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施形態に係わる画像処理装置の構成を説明するブロック図である。ここでは便宜上、シアンとマゼンタの２つのプレーンに処理を施すものとする。つまり、本実施形態におけるカラー画像データのプレーンとは、カラー画像データを出力色に分解した色プレーンである。本実施形態では、色プレーンをＣＭＹＫの４色のプレーンとしたが、色プレーンはこの４色に限定されるものではない。

図１において、１、２、９、１０、１５、１６は加算器であり、３、４は拡散フィルタであり、５、６、７、８は減算器であり、１１、１２は量子化器であり、１３、１４、１７、１８は逆量子化器であり、１９は補正領域判定部であり、２０は補正値生成部である。

まず、各部の主な動作を説明する。

拡散フィルタ３、４は、拡散対象画素の量子化誤差に、対応する拡散係数を乗じて総和Ｃｅ、Ｍｅを求める。加算器１、２は、拡散フィルタ３、４から出力される総和を補正値として入力画像の画素値Ｃ、Ｍに各々加算して、補正された入力画像の画素値（Ｃ＋Ｃｅ、Ｍ＋Ｍｅ）を出力する。加算器９、１０は、補正された入力画像の画素値（Ｃ＋Ｃｅ、Ｍ＋Ｍｅ）に閾値Ｔｈを各々加算する。量子化器１１、１２は、閾値Ｔｈが加算された補正された入力画像の画素値（Ｃ＋Ｃｅ、Ｍ＋Ｍｅ）を所定の量子化ステップにて各々量子化して出力コードを出力する。逆量子化器１３、１４は、量子化器１１、１２の出力コードを量子化代表値に各々変換する。減算器７、８は、補正された入力画像の画素値（Ｃ＋Ｃｅ、Ｍ＋Ｍｅ）から逆量子化器１３、１４から出力される量子化代表値を減算することで量子化コード補正前の量子化誤差（Ｃｅｒ、Ｍｅｒ）を生成し、各々、補正領域判定部１９に入力する。補正領域判定部１９は、補正前の量子化誤差の符号及び閾値Ｔｈから補正領域内外の判定を行い、補正領域と判定した場合、各色プレーンの補正値（−１、０、＋１）を補正値生成部２０に入力する。補正値生成部２０は、量子化器１１、１２の出力コードから上記補正値の修正を行い、出力コード補正値として加算器１５、１６に入力する。加算器１５、１６は、補正値生成部２０から入力した出力コード補正値に量子化器１１、１２の出力コードを加算することにより出力コードを補正して、Ｃcode、Ｍcodeを出力する。逆量子化器１７、１８は、上記補正された出力コードであるＣcode、Ｍcodeを量子化代表値に各々変換する。減算器５、６は、拡散フィルタ３、４により補正された入力画像の画素値（Ｃ＋Ｃｅ、Ｍ＋Ｍｅ）から逆量子化器１７、１８から出力される上記量子化代表値を減算することで量子化誤差を生成し、各々、拡散フィルタ３、４に入力する。

次に、具体的な処理を詳細に説明する。以下では３値の誤差拡散に本発明を適用した場合の具体的な数値を記載する。

周辺の量子化誤差により補正された入力画素値（Ｃ＋Ｃｅ、Ｍ＋Ｍｅ）には、加算器９、１０にて、閾値Ｔｈが各々加算される。ここで、量子化器１１、１２の量子化特性を線形とし、入力画素値をｘとすれば、出力コードｃ（量子化器１１、１２の出力値）、量子化代表値ｒ（逆量子化器１３、１４の出力値）は次式のようになる。

入力画素値ｘ＜ ６４の時、出力コードｃ＝０、量子化代表値ｒ＝０
６４≦入力画素値ｘ＜１９２の時、出力コードｃ＝１、量子化代表値ｒ＝１２８
１９２≦入力画素値ｘの時、出力コードｃ＝２、量子化代表値ｒ＝２５５

即ち、上記閾値Ｔｈとして６４を入力画素値に加算し、キャリー（桁上げ）と最上位のビット（ＭＳＢ:most significant bit）を取り出せば出力コードｃとなり、下位７ビットを０で埋め込み（パディング：padding）すれば量子化代表値ｒとなる。但し、出力コードｃ＝２の時の上記方法により生成される量子化代表値ｒ＝２５６は、入力画素値のレンジを越えてしまうので、キャリーが１の時の量子化代表値は全ビットを１（即ち、２５５）とする。これにより、量子化器１１、１２、逆量子化器１３、１４、１７、１８は単純化される。

次に、図２を用いて、補正領域判定部１９と補正値生成部２０による具体的な補正処理を詳細に説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係わる補正処理を説明する図である。以下では補正前の量子化誤差（減算器７、８の出力値）をＣｅｒ，Ｍｅｒとし、量子化ステップをＱｓとして説明する。

誤差拡散による補正値Ｃｅ，Ｍｅのレンジは−６４〜＋６３であるので、補正後の入力画素データのレンジは−６４〜＋３１８となる。

図２において、太線で囲んだ領域（補正領域１）は、２つの色プレーンの補正前の量子化誤差（Ｃｅｒ，Ｍｅｒ）の符号が共に正として一致する部分である。この領域では、補正前の量子化誤差の和Ｃｅｒ＋Ｍｅｒが閾値Ｔｈを超えていたら、量子化誤差の大きい方（Ｃｅｒ又はＭｅｒのいずれか一方）の補正値を＋１、他方の補正値を０とする。補正前の量子化誤差の和Ｃｅｒ＋Ｍｅｒが閾値Ｔｈ以下の場合は、いずれの補正値も０とする。

但し、補正により出力コードのレンジ外となる場合（図中の領域２０１，２０２，２０４，２０５）は、他方の出力コードを補正するものとし、いずれの出力コードも補正により出力コードのレンジ外となる場合（図中の領域２０３）は、補正なし（補正値は０）とする。

一方、太点線で囲んだ領域（補正領域２）は、２つの色プレーンの補正前の量子化誤差（Ｃｅｒ，Ｍｅｒ）の符号が共に負として一致する部分である。この領域では、補正前の量子化誤差の和Ｃｅｒ＋Ｍｅｒが閾値Ｔｈから量子化ステップＱｓを引いた値Ｔｈ−Ｑｓ（この例では−６４）以下であったら、量子化誤差の小さい方（絶対値の大きい方）の補正値を−１、他方の補正値を０とする。上記以外では、いずれの補正値も０とする。

但し、補正により出力コードのレンジ外となる場合（図中の領域２０６，２０７，２０９，２１０）は、他方の出力コードを補正するものとし、いずれの出力コードも補正により出力コードのレンジ外となる場合（図中の領域２０８）は、補正なし（補正値は０）とする。

図７は、本発明の第１の実施形態を３色プレーンに適応した場合の概念図を示したものである。図に示した様に、３色プレーンの場合は閾値Ｔｈによって７領域に分割される。なお、各領域にて生成される出力コードの組合せを（Ｃ，Ｍ，Ｙ）として示した（例えば、（０、０、０）、（０、０、１）等）。

この時、出力コードの補正値は、量子化誤差の符号が一致する色プレーンの量子化誤差を比較し、一致する量子化誤差の符号が正の場合は、補正前の量子化誤差の総和Ｃｅｒ＋Ｍｅｒ＋Ｙｅｒが閾値Ｔｈを超えていたら、量子化誤差の符号が一致する色プレーン中で量子化誤差が最大となる色プレーンの補正値を＋１、上記以外の色プレーンの補正値を０とする。なお、補正前の量子化誤差の総和が閾値Ｔｈ以下の場合は、いずれの補正値も０とする。

一方、一致する量子化誤差の符号が負の場合は、補正前の量子化誤差の総和Ｃｅｒ＋Ｍｅｒ＋Ｙｅｒが閾値Ｔｈから量子化ステップＱｓを引いた値Ｔｈ−Ｑｓ（この例では−６４）以下であったら、量子化誤差の符号が一致する色プレーン中で量子化誤差が最小となる色プレーンの補正値を−１、上記以外の色プレーンの補正値を０とする。なお、補正前の量子化誤差の総和がＴｈ−Ｑｓを超える場合は、いずれの補正値も０とする。但し、補正により出力コードのレンジ外となる場合は、量子化誤差の符号が一致する色プレーン中、補正される色プレーンの量子化誤差に近い順に出力コードを補正するものとし、いずれの出力コードも補正により出力コードのレンジ外となる場合は、補正なし（補正値は０）とする。

このように本発明の第１の実施形態によれば、量子化誤差の符号を用いて補正領域の判定を行うため、簡単に補正領域の判定ができる。また、同時に補正値の符号も決定される。これらの処理は量子化レベル数に依存しないため、容易にＮ値の誤差拡散に拡張できる。さらに、上述したように４色以上の色プレーンへの拡張も容易である。

（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係わる画像処理装置の構成を説明するブロック図である。図中、２１は閾値生成部である。以下、第１の実施形態と異なる部分のみ説明する。

第２の実施形態では、閾値生成部２１によって閾値を逐次変更しても、前述の第１の実施形態と同様の判定により、色プレーン間の重なりを制御できるようにしたものである。なお、本実施形態でもカラー画像データにおけるプレーンは色分解された各色のデータに相当するものである。

閾値生成部２１は、誤差拡散の画質劣化要因である“はき寄せ”や“テクスチャ”を排除するため、閾値を変動させる。通常、“はき寄せ”は量子化代表値付近の入力値に隣接するエッジ部で顕著に表れる。そこで、入力値に最も近い量子化代表値との差に応じて、量子化代表値に近づく方向に閾値を変動させることにより、ドットの生成を早まらせる（遅らせる）方法が知られている。第２の実施形態では、複数の入力値が存在するので、いずれの入力値を用いるかによって効果が異なってくる。例えば入力画像の画素値の和Ｃ＋Ｍにて閾値を変動させた場合は、２つのプレーンのトータルでのドットに対する“はき寄せ”が軽減されるが、ある色プレーンのみに発生している“はき寄せ”を排除することは困難である。つまり、ある色プレーンの入力値が量子化代表値に非常に近接していても、他方の色プレーンの入力値が量子化代表値から充分離れていれば閾値の変動量は少なくなってしまうので、効果は薄れてしまう。また、量子化代表値からの距離が小さい方の入力値を用いて閾値を変動させた場合は、特定の色プレーンの“はき寄せ”を効果的に排除できるが、他の色プレーンにとっては過補償となる場合がある。そこで、複数プレーンの入力画素値の平均と最も量子化代表値からの距離が小さいプレーンの入力値との重み付け平均によって閾値を決定する。

一方、“テクスチャ”対策としては、振幅制限された乱数を用いることで、ドットの繋がりを切る。従って、閾値生成部２１は、上記重み付け平均によって生成された閾値に上記振幅制限乱数を加算した値を閾値として出力する。この場合、乱数加算後の閾値が閾値のレンジを越えないように制限しなければならない。

あるいは、複数プレーンの入力画素値の平均と該平均値に隣接する量子化代表値の平均との差分、または最も量子化代表値からの距離が最小となるプレーンの入力画素値と該入力値に隣接する量子化代表値の平均との差分、またはこれらの差分の重み付け平均によって振幅制限した乱数を変動値として閾値を生成しても良い。なお、変動値の符号は、量子化代表値からの距離が最小となるプレーンの入力画素値と該入力画素値に最も近い量子化代表値に近づける方向に設定する。

次に、図４を用いて、補正領域判定部１９と補正値生成部２０による具体的な補正処理を詳細に説明する。図４は本発明の第２の実施形態に係わる補正処理を説明する図である。以下では補正前の量子化誤差（減算器７、８の出力値）をＣｅｒ、Ｍｅｒとし、量子化ステップをＱｓとして説明する。

誤差拡散による補正値Ｃｅ，Ｍｅのレンジは閾値変動により−１２７〜＋１２７となる。従って、誤差拡散補正後の入力画素データのレンジは−１２７〜＋３８２となる。

図中、太線で囲んだ領域（補正領域１）は、２つの色プレーンの補正前の量子化誤差（Ｃｅｒ、Ｍｅｒ）が共に正として一致する部分である。この領域では、補正前の量子化誤差の和Ｃｅｒ＋Ｍｅｒが閾値Ｔｈを超えていたら、量子化誤差の大きい方の補正値を＋１、他方の補正値を０とする。補正前の量子化誤差の和Ｃｅｒ＋Ｍｅｒが閾値Ｔｈ以下の場合は、いずれの補正値も０とする。
一方、太点線で囲んだ領域（補正領域２）は、２つの色プレーンの量子化誤差が共に負として一致する部分である。この領域では、補正前の量子化誤差の和Ｃｅｒ＋Ｍｅｒが閾値Ｔｈから量子化ステップＱｓを引いた値Ｔｈ−Ｑｓ以下であったら、量子化誤差の小さい方（絶対値の大きい方）の補正値を−１、他方の補正値を０とする。上記以外では、いずれの補正値も０とする。
但し、補正により出力コードのレンジ外となる場合は、他方の出力コードを補正するものとし、いずれの出力コードも補正により出力コードのレンジ外となる場合は、補正なし（補正値は０）とする。

図４より、閾値が変動した場合においても図２と同様にプレーン間のドットの重なりを制御できることがわかる。

（第３の実施形態）
図５は本発明の第３の実施形態に係わる画像処理装置の構成を説明するブロック図である。図中、２２は、補正領域判定部であり、２３、２４は、閾値生成部である。以下、第２の実施形態と異なる部分のみ説明する。

第３の実施形態は、閾値生成部２３，２４によって色プレーン毎に閾値が逐次変更しても、第１の実施形態と同様の判定により、色プレーン間のドットの重なりを制御できるようにしたものである。

上述したように、複数の色プレーンの閾値を共通にした場合は、“はき寄せ”を弊害なく排除することは非常に困難である。つまり、ある色プレーンの“はき寄せ”を排除すべく閾値を変動させても、他の色プレーンでは過補償（エッジ部にドットが張り付く等）となり画質劣化となる場合がある。そこで、本実施形態では各色プレーン毎に最適な閾値を生成して処理を行う。

次に、図６を用いて補正領域判定部１９と補正値生成部２０による具体的な補正処理を詳細に説明する。図６は本発明の第３の実施形態に係わる補正処理を説明する図である。以下では補正前の量子化誤差（減算器７、８の出力値）をＣｅｒ、Ｍｅｒとし、量子化ステップをＱｓ、Ｃプレーンの閾値をＴｈ１、Ｍプレーンの閾値をＴｈ２として説明する。

第２の実施形態と同様に、誤差拡散による補正値Ｃｅ、Ｍｅのレンジは閾値変動により−１２７〜＋１２７となる。従って、誤差拡散補正後の入力画素データのレンジは−１２７〜＋３８２となるが、図６では入力レンジ外は省略してある。

図中、太線で囲んだ領域（補正領域１）は、２つの色プレーンの補正前の量子化誤差（Ｃｅｒ、Ｍｅｒ）が共に正として一致する部分である。この領域では、出力コード補正前の閾値変動補正した量子化誤差の和Ｃｅｒ・Ｔｈ２＋Ｍｅｒ・Ｔｈ１が閾値の積Ｔｈ１・Ｔｈ２を超えていたら、閾値変動補正した量子化誤差の大きい方の補正値を＋１、他方の補正値を０とする。出力コード補正前の閾値変動補正した量子化誤差の和Ｃｅｒ・Ｔｈ２＋Ｍｅｒ・Ｔｈ１が閾値の積Ｔｈ１・Ｔｈ２以下の場合は、いずれの補正値も０とする。

一方、太点線で囲んだ領域（補正領域２）は、２つの色プレーンの補正前の量子化誤差（Ｃｅｒ、Ｍｅｒ）が共に負として一致する部分である。この領域では、出力コード補正前の閾値変動補正した量子化誤差の和Ｃｅｒ・（Ｑｓ−Ｔｈ２）＋Ｍｅｒ・（Ｑｓ−Ｔｈ１）が−（Ｑｓ−Ｔｈ１）・（Ｑｓ−Ｔｈ２）以下であったら、閾値変動補正した量子化誤差の小さい方（絶対値の大きい方）の補正値を−１、他方の補正値を０とする。上記以外では、いずれの補正値も０とする。
但し、第２の実施形態と同様に、補正により出力コードのレンジ外となる場合は、他方の出力コードを補正するものとし、いずれの出力コードも補正により出力コードのレンジ外となる場合は、補正なし（補正値は０）とする。

このように本発明の第３の実施形態によれば、色プレーン毎に閾値が逐次変更されても、量子化誤差の符号にて補正領域の判定を行うため、簡単に補正領域の判定ができる。また、同時に補正値の符号も決定される。これらの処理は量子化レベル数に依存しないため、容易にＮ値の誤差拡散に拡張できる。さらに、上述したようにＣＭの２プレーン色だけでなく、それ以上の色数のプレーンへの拡張も容易である。

また、上述した実施例においては、色の異なるプレーンを例に説明したが、本発明はこれに限らず、同一色であっても、異なるプレーンとして処理されるものであれば、同様の効果が期待できる。以下、同一色への適用について簡単に説明する。

出力装置がドット径（吐出量）の異なる大・小の２種類のドットを生成できる場合、入力画像データを上記大・小の２種類のドットプレーンに分解する手段を設け、分解された濃度値を本発明の入力データとすることで本発明を適用できる。例えば、図示していない出力色分解部において、ＲＧＢの入力画像データをＣｃＭｍＹＫ（Ｃはシアンの大ドット、ｃはシアンの小ドット、Ｍはマゼンタの大ドット、ｍはマゼンタの小ドットを示す）の６プレーンに分解し、Ｃとｃ（またはＭとｍ）を本発明の量子化部の入力濃度データとするのである。（例えば図１の入力Ｍをｃと置換えればよい。）

（第４の実施形態）
図９は本発明の第４の実施形態に係わる画像処理装置の構成を説明するブロック図である。図中、２５は、プレーン分離部である。以下、第２の実施形態と異なる部分のみ説明する。

第４の実施形態は、プレーン分離部２５によって入力濃度値を複数のプレーンに分割し、プレーン毎に量子化した後、補正値部にて出力コードを補正し、プレーン間のドットの重なりを制御できるようにしたものである。本構成により、同一色のドットであっても、異なるプレーンとして処理することにより、ドットの重なりを制御でき、粒状感を改善することが可能となる。また、上記プレーン分離部２５での配分の仕方を制御することにより、大・小ドットの切り替わりをスムーズにし、滑らかなグラデーションを実現できる。さらに、大・小ドットへの配分を適切に行うことにより、大・小ノズルの使用率を均等化することができ、出力画像の品質維持を容易にし、ヘッドの寿命を延ばすことも可能である。なお、このようなプレーン分離部２５はルックアップテーブルにて構成できる。

なお、本実施例における補正方法は前記第２の実施形態と同様であるため、説明は省略する。また、上記実施例では大・小ドットを例に説明したが、本発明はこれに限らず、大・中・小ドットやそれ以上のドットサイズでプレーン分解してもよい。
また、色相が同じで濃度の異なる複数の記録材を用いて記録を行うような手法においても、上述した各実施形態の手法を適用することが可能である。例えば、濃記録材と淡記録材とを用いて記録を行う場合には、プレーンとして濃プレーンと淡プレーンに分解して異なるプレーンとして扱うことにより、プレーンを色単位に分解した場合や、ドットサイズ単位に分解した場合と同様の効果を得ることができる。

また、前述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記憶媒体から、そのプログラムを、パソコン通信など通信ラインを介して要求者にそのプログラムを配信する場合にも適用できることは言うまでもない。

上述した実施形態は、特許請求の範囲によって確定される本発明の技術的範囲に含まれる実施形態の例にすぎない。従って、本明細書に直接的に明示されていない実施形態であっても、本発明の技術的思想と共通する限り本発明の技術的範囲に包含され得る。

なお、便宜上複数の実施形態を記載したが、これらは個別に発明として成立するだけでなく、もちろん、複数の実施形態を適宜組み合わせることでも発明が成立することは容易に理解できる。

本発明の第１の実施形態に係る例示的な画像処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係わる補正処理を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係る例示的な画像処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係わる補正処理を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係る例示的な画像処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係わる補正処理を説明する図である。 本発明の第１の実施形態を３プレーンに適応した場合の概念図である。 従来の補正処理を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係わる補正処理を説明する図である。

符号の説明

１ 加算器
２ 加算器
３ 拡散フィルタ
４ 拡散フィルタ
５ 減算器
６ 減算器
７ 減算器
８ 減算器
９ 加算器
１０ 加算器
１１ 量子化器
１２ 量子化器
１３ 逆量子化器
１４ 逆量子化器
１５ 加算器
１６ 加算器
１７ 逆量子化器
１８ 逆量子化器
１９ 補正領域判定部
２０ 補正値生成部
２１ 閾値生成部
２２ 補正領域判定部
２３ 閾値生成部
２４ 閾値生成部
２５ プレーン分離部

Claims (10)

1. 第１成分データおよび第２成分データを有する多値画像データに擬似中間調処理を行う画像処理装置において、
   注目画素の近傍画素の第２量子化誤差から、該注目画素に対する拡散誤差を算出する拡散手段と、
   前記拡散誤差を前記注目画素の入力成分データに加算する加算手段と、
   前記拡散誤差が加算された成分データを閾値を用いて量子化する量子化手段と、
   前記量子化手段の出力を量子化代表値に変換する第１逆量子化手段と、
   前記拡散誤差が加算された成分データと前記第１逆量子化手段から出力された量子化代表値とから第１量子化誤差を算出する第１量子化誤差算出手段と、
   前記第１成分データにかかる第１量子化誤差の符号と前記第２成分データにかかる第１量子化誤差の符号との組み合わせ、該第１成分データにかかる第１量子化誤差と該第２成分データにかかる第１量子化誤差との和、および前記閾値から、前記量子化手段の出力に対する補正値を生成する生成手段と、
   前記補正値を用いて前記量子化手段の出力を補正する補正手段と、
   前記補正手段により補正された出力を量子化代表値に変換する前記第２逆量子化手段と、
   前記拡散誤差が加算された成分データと前記第２逆量子化手段から出力された量子化代表値とから前記注目画素の第２量子化誤差を算出し、前記拡散手段に出力する第２量子化誤差算出手段とを有し、
   前記拡散手段、前記加算手段、前記量子化手段、前記第１逆量子化手段、前記第１量子化誤差算出手段、前記補正手段、前記第２逆量子化手段、前記第２量子化誤差算出手段は、前記第１成分データおよび前記第２成分データごとに備えられ、前記第１成分データおよび前記第２成分データの各々に対して処理を行う
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記生成手段は、
   前記第１成分データ及び前記第２成分データにかかる前記第１量子化誤差の符号が共に正であり、前記第１成分データ及び第２成分データにかかる前記第１量子化誤差の和が前記閾値を越えている場合は、前記第１量子化誤差の大きい方の成分データにかかる補正値を＋１し、前記第１量子化誤差の小さい方の成分データにかかる補正値を０とし、
   前記第１成分データ及び第２成分データにかかる前記第１量子化誤差の符号が共に負であり、該第１成分データ及び前記第２成分データにかかる前記第１量子化誤差の和が前記閾値から量子化ステップを引いた値以下の場合は、前記第１量子化誤差の小さい方の成分データにかかる補正値を−１し、前記第１量子化誤差の大きい方の成分データにかかる補正値を０とすることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. さらに、前記第１成分データおよび前記第２成分データに応じて前記閾値を変更可能な閾値設定手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記閾値は、前記第１成分データに対する第１閾値と前記第２成分データに対する第２閾値とが独立に設定され、
   前記生成手段は、
   前記第１成分データ及び第２成分データにかかる前記第１量子化誤差の符号が共に正であり、前記第１成分データにかかる第１量子化誤差と前記第２閾値の積と前記第２成分データにかかる第２量子化誤差と前記第１閾値の積との和が前記第１閾値と前記第２閾値の積の値を越えている場合は、前記第１量子化誤差の大きい方の成分データにかかる補正値を＋１し、前記第１量子化誤差の小さい方の成分データにかかる補正値を０とし、
   前記第１成分データ及び前記第２成分データにかかる前記第１量子化誤差の符号が共に負であり、前記第１成分データにかかる第１量子化誤差と量子化ステップから前記第２閾値を引いた値との積および前記第２成分データにかかる第１量子化誤差と該量子化ステップから前記第１閾値を引いた値との積の和が、−１および該量子化ステップから前記第１閾値を引いた値および該量子化ステップから前記第２閾値を引いた値の積の値以下である場合は、前記第１量子化誤差の小さい方の成分データにかかる補正値を−１し、前記第１量子化誤差の大きい方の成分データにかかる補正値を０とする、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. 前記第１成分データおよび第２成分データは、色成分が異なるデータであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
6. 前記第１成分データおよび前記第２成分データは、同一色でドット径の異なるドット成分に対応したデータであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
7. 前記第１成分データおよび前記第２成分データは、同一色で濃度の異なるドット成分に対応したデータであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
8. 前記多値画像データは、前記第１成分データ、前記第２成分データおよび第３成分データを有し、
   前記生成手段は、前記第１成分データにかかる第１量子化誤差の符号と前記第２成分データにかかる第１量子化誤差の符号と前記第３成分データにかかる第１量子化誤差の符号の組み合わせ、および、該第１成分データにかかる第１量子化誤差と該第２成分データにかかる第１量子化誤差と該第３成分データの第１量子化誤差の和と前記閾値との比較結果から、前記量子化手段の出力に対する補正値を生成し、
   前記拡散手段、前記加算手段、前記量子化手段、前記第１逆量子化手段、前記第１量子化誤差算出手段、前記補正手段、前記第２逆量子化手段、前記第２量子化誤差算出手段は、前記第１成分データ、前記第２成分データおよび第３成分データごとに備えられ、前記第１成分データ、前記第２成分データおよび第３成分データの各々に対して処理を行う、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
9. コンピュータを請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。
10. 第１成分データおよび第２成分データを有する多値画像データに擬似中間調処理を行う画像処理方法において、
    拡散手段で、注目画素の近傍画素の第２量子化誤差から、該注目画素に対する拡散誤差を算出する拡散ステップと、
    加算手段で、前記拡散誤差を前記注目画素の入力成分データに加算する加算ステップと、
    量子化手段で、前記拡散誤差が加算された成分データを閾値を用いて量子化する量子化ステップと、
    第１逆量子化手段で、前記量子化ステップの出力を量子化代表値に変換する第１逆量子化ステップと、
    第１量子化誤差算出手段で、前記拡散誤差が加算された成分データと前記第１逆量子化ステップから出力された量子化代表値とから第１量子化誤差を算出する第１量子化誤差算出ステップと、
    生成手段で、前記第１成分データにかかる第１量子化誤差の符号と前記第２成分データにかかる第１量子化誤差の符号との組み合わせ、該第１成分データにかかる第１量子化誤差と該第２成分データにかかる第１量子化誤差との和、および前記閾値から、前記量子化ステップの出力に対する補正値を生成する生成ステップと、
    補正手段で、前記補正値を用いて前記量子化ステップの出力を補正する補正ステップと、
    前記第２逆量子化手段で、前記補正ステップにより補正された出力を量子化代表値に変換する前記第２逆量子化ステップと、
    第２量子化誤差算出手段で、前記拡散誤差が加算された成分データと前記第２逆量子化ステップから出力された量子化代表値とから前記注目画素の第２量子化誤差を算出し、前記拡散ステップに出力する第２量子化誤差算出ステップとを有し、
    前記拡散手段、前記加算手段、前記量子化手段、前記第１逆量子化手段、前記第１量子化誤差算出手段、前記補正手段、前記第２逆量子化手段、前記第２量子化誤差算出手段は、前記第１成分データおよび前記第２成分データごとに備えられ、
    前記拡散ステップ、前記加算ステップ、前記量子化ステップ、前記第１逆量子化ステップ、前記第１量子化誤差算出ステップ、前記補正ステップ、前記第２逆量子化ステップ、前記第２量子化誤差算出ステップは、前記第１成分データおよび前記第２成分データの各々に対して処理を行う
    ことを特徴とする画像処理方法。

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