JP4560564B2 - 画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法、プログラムおよびその記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、誤差拡散法を用いて中間調処理（階調再現処理）を行う画像処理装置および画像処理方法に関するものである。

一般に、スキャナやデジタルカメラなどの光学入力デバイス（画像入力装置）は、レンズを通して集光された光を撮像素子にて光電変換により電気信号に変え、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換処理を施して撮像画像をデジタルデータとして得た後、この画像データに応じた画像をディスプレイやプリンタなどの出力デバイス（画像出力装置）で画像出力するまでには、画像処理を出力先に合わせた形態に変換するための画像処置など、いくつかの画像処理が組み合わせて行われる。なお、上記の撮像素子としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサ、ＣＩＳ（Contact Image Sensor：接触型画像センサ）などが用いられる。

例えば、特許文献１には、１次元ラインＣＣＤセンサを撮像素子として使用したスキャナ（画像入力装置）と、インクジェット方式あるいはレーザ方式のプリンタ（画像出力装置）とを備えたマルチファンクションプリンタあるいはデジタル複写機と呼ばれる装置において、種々の画像処理を施された多値の画像データに対して画像出力装置で再現できる濃度階調を用いて疑似的に階調再現を行うための画像処理である中間調出力処理を行って画像出力装置に出力することが記載されている。

中間調出力処理としては、一般に、ディザ法あるいは誤差拡散法が多く用いられている。誤差拡散法とは、ランダムディザの一種で、原画像と処理画像の局所平均誤差を最小にするために、着目画素近傍の既に２値化処理した画像における原画像との差分を画素間距離等に対応した重み付けを行って着目画素に足し合わせ、一定の閾値により２値化する方法である。

図１２は、従来の画像処理装置において用いられている誤差拡散法を説明するための説明図であり、入力画像が８ｂｉｔ（ビット）で濃度表現された単一プレーン画像である場合の例を示している。また、図１３は従来の画像処理装置において誤差拡散法を実行する際の処理の流れを示すフロー図である。

図１３に示すように、従来の誤差拡散方法では、まず注目画素（ｘ，ｙ）を量子化する（Ｓ１０）。

例えば、２値量子化の場合、注目画素（ｘ，ｙ）の画素値Ｐ（ｘ，ｙ）と閾値Ｔとを比較し、画素値Ｐ（ｘ，ｙ）が閾値Ｔ以上であれば量子化値Ｏ（ｘ，ｙ）をＯＵとし、閾値Ｔ未満であれば量子化値Ｏ（ｘ，ｙ）をＯＤとする。例えば、閾値Ｔは１２８、量子化値ＯＤは０、量子化値ＯＵは２５５という値を取る。

また、４値量子化の場合、注目画素（ｘ，ｙ）の画素値Ｐ（ｘ，ｙ）と閾値Ｔ０、閾値Ｔ１、閾値Ｔ２とをそれぞれ比較し、例えば表１に示すように予め定めた条件に従って量子化値Ｏ（ｘ，ｙ）をＯ０、Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３のいずれかとする。例えば、閾値Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２はそれぞれ４３、１２８、２１３という値を取り、量子化値Ｏ０、Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３はそれぞれ０、８５、１７０、２５５という値を取る。

次に、量子化誤差の算出が行われる（Ｓ１１）。量子化誤差Ｑｅｒｒは、
Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）＝Ｐ（ｘ，ｙ）−Ｏ（ｘ，ｙ） ・・・式（１）
に基づいて算出される。

次に、振りまき誤差（拡散誤差）の算出が行われる（Ｓ１２）。例えば、図１２に記載の隣接画素（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ−１，ｙ＋１）、（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ＋１）に対する振りまき誤差ＤＥａ（ｘ，ｙ）、ＤＥｂ（ｘ，ｙ）、ＤＥｃ（ｘ，ｙ）、ＤＥｄ（ｘ，ｙ）が、図１２中に記載の振りまき割合（拡散係数）を用いて、
ＤＥａ（ｘ，ｙ）＝Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）×１／２ ・・・式（２）
ＤＥｂ（ｘ，ｙ）＝Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）×１／８ ・・・式（３）
ＤＥｃ（ｘ，ｙ）＝Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）×１／４ ・・・式（４）
ＤＥｄ（ｘ，ｙ）＝Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）×１／８ ・・・式（５）
に基づいて算出される。

次に、誤差加算が行われる（Ｓ１３）。誤差加算処理では、
Ｐ（ｘ＋１，ｙ） ＝Ｐ（ｘ＋１，ｙ） ＋ＤＥａ（ｘ，ｙ）・・・式（６）
Ｐ（ｘ−１，ｙ＋１）＝Ｐ（ｘ−１，ｙ＋１）＋ＤＥｂ（ｘ，ｙ）・・・式（７）
Ｐ（ｘ，ｙ＋１） ＝Ｐ（ｘ，ｙ＋１） ＋ＤＥｃ（ｘ，ｙ）・・・式（８）
Ｐ（ｘ＋１，ｙ＋１）＝Ｐ（ｘ＋１，ｙ＋１）＋ＤＥｄ（ｘ，ｙ）・・・式（９）
に基づいて、Ｓ１２で算出した振りまき誤差がまだ量子化を行っていない各注目画素に振りまかれる（加算される）。

そして、上記のＳ１０〜Ｓ１３の処理を左上の画素から右下の画素にラスタ順で画素毎に繰り返すことで、８ｂｉｔの入力階調を所定の量子化階調数（例えば上記の例では２階調または４階調）で再現した出力画像を得ることができる。なお、入力画像が複数の色プレーン（色成分）で構成されている場合には、各色プレーンに対して個別に上述の処理を行うことにより、上記と同様に各色プレーンの入力階調を所定の量子化階調数で再現した出力画像を得ることができる。

ところで、誤差拡散処理を用いた階調再現処理には、一般に、高輝度域（低濃度域）において出力ドットの立ち上がりが遅れやすいという問題点（問題点（１））、および、特に高輝度域でかつ階調変化が少ない領域で誤差拡散特有のパターン（テクスチャー）が視認されやすいという問題点（問題点（２））がある。

これらの問題点に対する対策方法として、入力データあるいは量子化時に用いる閾値に対してランダムノイズあるいは高周波ノイズ（ブルーノイズ）を加える方法がよく用いられる。例えば、非特許文献１には閾値へのノイズ印加や、閾値最適化誤差拡散法が述べられている。

しかしながら、この手法では、上記の問題点（１）（２）を低減することはできるものの、階調変化が少ない広い領域に対してノイズを加えることにより、加えるノイズのダイナミックレンジに応じた均一性（Uniformity：ユニフォーミティ）の低下が発生するという問題（問題点（３））が生じる。つまり、閾値にノイズを加える手法では、画質上トレードオフの関係にある上記の問題点（２）と問題点（３）とを同時に解決することができない。

そこで、特許文献２では、上記問題点（２）および（３）を解決するための技術として、量子化処理を行う入力画像信号の注目画素から予め定められた範囲内にある既に量子化された周辺画素のうちドットが形成されている周辺画素を検出し、検出された周辺画素の量子化する前の濃度値と、注目画素の濃度値と、周辺画素と注目画素間との距離とに基づいて、注目画素に対応した位置へのドット形成に制限を加えることでドットの発生率を空間的に均一にする技術が提案されている。
特許第３４７２４７９号公報（平成１１年１２月１０日公開） 特開２００３−２３５４０号公報（平成１５年１月２４日公開） 特開２００２−２３２７０８号公報（平成１４年８月１６日公開） 角谷 繁明著，「誤差拡散法における閾値操作手法」，電子写真学会誌 第37巻 第２号 (1998), pp.186-192

しかしながら、上記特許文献２の技術では、量子化処理を行う注目画素から予め定められた範囲内にある既に量子化された周辺画素を順次走査してドットが形成された周辺画素を検出する処理、検出された全周辺画素について量子化前の濃度値を検査する処理、上記全周辺画素と注目画素との距離をそれぞれ算出する処理、注目画素の濃度値を検出する処理、および上記全周辺画素の量子化前の濃度値と注目画素の濃度値と上記全周辺画素と注目画素との距離とに基づいて注目画素に対応した位置へのドット発生の制限の要否を判断する処理を各画素に対する量子化処理毎に行う必要がある。

このため、通常の誤差拡散処理に比べて非常に処理ステップ数および処理量が多く、処理手段にかかる負荷が重いという問題がある。また、ドット発生の制限の要否を判断する際に上記全周辺画素についての量子化前の濃度値を用いるため、量子化前の画像データを記憶しておくための記憶手段を設ける必要があるという問題もある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤差拡散法による画像処理を行う際に、処理ステップ数の増加および処理量の増大を抑制しつつ、画像の均一性の低下および誤差拡散法特有のパターンの生成を防止することにある。

本発明の画像処理装置は、上記の課題を解決するために、入力画像データの各画素をラスタ順に走査し、上記各画素に対する多値の入力画素信号を誤差拡散法によって量子化する画像処理装置であって、注目画素の入力画素値に量子化済画素からの拡散誤差を加算した加算値を算出する誤差加算部と、上記加算値と閾値との比較結果に応じて上記入力画素値を量子化して出力画素値を算出する量子化部と、上記入力画素値と上記加算値と量子化結果とに基づいて量子化誤差を算出する誤差算出部と、上記注目画素と未量子化画素との位置関係と上記量子化誤差とに基づいて上記未量子化画素への拡散誤差を算出する拡散誤差算出部と、未量子化画素の量子化の際に上記加算値または上記閾値を補正する際の補正量の基準となる調整基準値を注目画素の上記出力画素値の大きさに応じて注目画素毎に設定する調整基準値発生部と、量子化済画素に対して設定された上記調整基準値を当該量子化済画素から注目画素までの距離に応じて減衰させた値を当該注目画素の量子化に用いる調整値として算出する調整値算出部と、上記調整値に応じて上記注目画素の量子化に用いる上記閾値または上記加算値を補正する閾値補正部とを備えていることを特徴としている。

また、本発明の画像処理方法は、上記の課題を解決するために、入力画像データの各画素をラスタ順に走査し、上記各画素に対する多値の入力画素信号を誤差拡散法によって量子化する画像処理方法であって、注目画素の入力画素値に量子化済画素からの拡散誤差を加算した加算値を算出する誤差加算工程と、上記加算値と閾値との比較結果に応じて上記入力画素値を量子化して出力画素値を算出する量子化工程と、上記入力画素値と上記加算値と量子化結果とに基づいて量子化誤差を算出する誤差算出工程と、上記注目画素と未量子化画素との位置関係と上記量子化誤差とに基づいて上記未量子化画素への拡散誤差を算出する拡散誤差算出工程と、未量子化画素の量子化の際に上記加算値または上記閾値を補正する際の補正量の基準となる調整基準値を注目画素の上記出力画素値の大きさに応じて注目画素毎に設定する調整基準値算出工程と、量子化済画素に対して設定された上記調整基準値を当該量子化済画素から注目画素までの距離に応じて減衰させた値を当該注目画素の量子化に用いる調整値として算出する調整値算出工程と、上記調整値に応じて上記注目画素の量子化に用いる上記閾値または上記加算値を補正する閾値補正工程とを含むことを特徴としている。

上記の画像処理装置および画像処理方法によれば、未量子化画素の量子化の際に上記加算値または上記閾値を補正する際の補正量の基準となる調整基準値を注目画素の上記出力画素値の大きさに応じて注目画素毎に設定する。そして、量子化済画素に対して設定された調整基準値を当該量子化済画素から注目画素までの距離に応じて減衰させた値を当該注目画素の量子化に用いる調整値として算出し、算出した調整値に応じて注目画素の量子化に用いる閾値または加算値を補正する。

これにより、出力画素値が大きい画素からの距離に応じて当該画素の近傍画素の出力画素値が大きくなることを制限できるので、出力ドット同士が近接することを抑制して出力画像に誤差拡散法特有のパターンが形成されることを防止するとともに、画像の均一性が低下することを防止できる。また、量子化済画素の出力画素値に応じて当該画素に対応する上記調整基準値を算出しておき、未量子化画素の量子化を行う際に量子化済画素についての上記調整基準値と量子化済画素から上記未量子化画素までの距離とに応じて上記調整値を算出し、この調整値に応じて閾値または加算値を補正するだけでよいので、上記特許文献２の技術よりも処理ステップ数を大幅に削減して処理量を低減することができる。

また、注目画素が属する領域の画像種別を判別する領域分離処理部を備え、上記調整基準値発生部は、注目画素の画像種別に応じて当該注目画素に対応する調整基準値を補正する構成としてもよい。

上記の構成によれば、注目画素の画像種別に応じて当該注目画素に対応する調整基準値を補正することにより、注目画素が属する領域の画像種別に応じて画質特性を調整できる。

例えば、上記領域分離処理部は、注目画素が文字あるいは線の領域である文字エッジ領域に属するか否かを判別し、上記調整基準値発生部は、注目画素が文字エッジ領域に属すると判別された場合に、当該注目画素に対応する調整基準値を文字エッジ領域以外に属すると判別された場合よりも小さくする構成としてもよい。

上記の構成によれば、文字や線のエッジ周辺で出力ドットが分散することを抑制することができ、また、文字エッジ周辺の下地領域で出力ドットが分散することによって文字エッジの浮き出しが生じることを防止できる。

また、注目画素が属する領域の画像種別を判別する領域分離処理部を備え、上記調整値算出部は、注目画素の画像種別に応じて、上記量子化済画素から注目画素までの距離に応じた上記調整基準値の減衰量を変化させる構成としてもよい。

上記の構成によれば、注目画素の画像種別に応じて、基準調整値の減衰量を変化させることで、例えば基準調整値を発生させた画素と注目画素の間に文字エッジ領域が存在するような場合であっても、遠方からの不適切な基準値の伝搬を抑制することができる。

また、注目画素が属する領域の画像種別を判別する領域分離処理部を備え、上記閾値補正部は、上記調整値と注目画素の画像種別とに応じて上記閾値または上記加算値を補正する構成としてもよい。

上記の構成によれば、上記調整値と注目画素の画像種別とに応じて上記閾値または上記加算値を補正することにより、注目画素が属する領域の画像種別に応じて画質特性を調整できる。

例えば、上記領域分離処理部は、注目画素が文字あるいは線の領域である文字エッジ領域に属するか否かを判別し、上記閾値補正部は、注目画素が文字エッジ領域に属すると判別された場合に、上記注目画素の量子化に用いる上記閾値を文字エッジ領域以外に属すると判別された場合よりも大きくするように補正するか、あるいは上記注目画素の量子化に用いる上記加算値を文字エッジ領域以外に属すると判別された場合よりも小さくするように補正する構成としてもよい。

上記の構成によれば、文字や線のエッジ周辺で出力ドットが分散することを抑制することができ、また、文字エッジ周辺の下地領域で出力ドットが分散することによって文字エッジの浮き出しが生じることを防止できる。

また、上記調整基準値発生部は、注目画素の入力画素値が所定値以上である場合に当該注目画素に対応する上記調整基準値を入力画素値が所定値未満の場合よりも小さくする構成としてもよい。

上記の構成によれば、高濃度の領域において出力ドットが分散されることによってエッジのボケが生じたり、高濃度の領域の周辺で出力ドッドが形成されないために高濃度の領域の浮き出しが生じたりすることを防止できる。なお、一般に、高濃度の領域では、誤差拡散法を用いた場合であっても画像の均一性の低下や誤差拡散法特有のパターンの生成は生じにくい。

また、上記調整基準値発生部は、注目画素の入力画素値が第２所定値未満である場合に当該注目画素に対応する上記調整基準値を入力画素値が第２所定値以上の場合よりも大きくする構成であってもよい。

一般に、誤差拡散特有のパターンは低濃度域において特に視認されやすいが、上記の構成によれば、低濃度域において出力ドットがより分散されやすくなるので、誤差拡散特有のパターンが生成されることをより効果的に抑制できる。

なお、上記画像処理装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記各部として動作させることにより、上記画像処理装置をコンピュータにて実現させるプログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に含まれる。

以上のように、本発明の画像処理装置は、未量子化画素の量子化の際に上記加算値または上記閾値を補正する際の補正量の基準となる調整基準値を注目画素の上記出力画素値の大きさに応じて注目画素毎に設定する調整基準値発生部と、量子化済画素に対して設定された上記調整基準値を当該量子化済画素から注目画素までの距離に応じて減衰させた値を当該注目画素の量子化に用いる調整値として算出する調整値算出部と、上記調整値に応じて上記注目画素の量子化に用いる上記閾値または上記加算値を補正する閾値補正部とを備えている。

また、本発明の画像処理方法は、未量子化画素の量子化の際に上記加算値または上記閾値を補正する際の補正量の基準となる調整基準値を注目画素の上記出力画素値の大きさに応じて注目画素毎に設定する調整基準値算出工程と、量子化済画素に対して設定された上記調整基準値を当該量子化済画素から注目画素までの距離に応じて減衰させた値を当該注目画素の量子化に用いる調整値として算出する調整値算出工程と、上記調整値に応じて上記注目画素の量子化に用いる上記閾値または上記加算値を補正する閾値補正工程とを含む。

それゆえ、出力ドット同士が近接することを抑制して出力画像に誤差拡散法特有のパターンが形成されることを防止するとともに、画像の均一性が低下することを防止できる。また、上記特許文献２の技術よりも処理ステップ数を大幅に削減して処理量を低減することができる。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、主に、本発明をデジタル複写機に適用する場合の一例について説明する。

（１−１．デジタル複写機１の全体構成）
図２は、本実施形態にかかるデジタル複写機（画像形成装置）１の概略構成を示すブロック図である。この図に示すように、デジタル複写機１は、画像入力装置２、画像処理装置３、画像出力装置４、および操作パネル５を備えている。

画像入力装置２は、原稿の画像を読み取って画像データを生成するものであり、例えば、原稿に対して読取用の光を照射する光源と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）ラインセンサなどの光学情報を電気信号に変換するデバイスを備えたスキャナ部（図示せず）より構成されている。そして、画像入力装置２は、原稿からの反射光像を、ＲＧＢ（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）に色分解した電気信号（アナログ信号）に変換してカラー画像信号（ＲＧＢ反射率信号）を取得する。具体的には、光源およびＣＣＤラインセンサをこのＣＤラインセンサの長辺方向（主走査方向）と垂直方向（副走査方向）とに走査して、２次元画像を読み取る。そして、取得したアナログ信号を画像処理装置３に出力する。なお、アナログ信号にＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換処理を施してデジタル信号に変換してから画像処理装置３に出力するようにしてもよい。

画像処理装置３は、画像入力装置２から入力されたアナログ信号に、種々の処理を施すと共に画像出力装置４が扱える形に変換して、画像出力装置４へと出力するものである。

画像処理装置３は、図２に示したように、Ａ／Ｄ変換部１１、シェーディング補正部１２、視感度補正部１３、空間フィルタ部１４、変倍処理部１５、色補正部１６、出力階調補正部１７、および中間調出力処理部１８を備えている。

Ａ／Ｄ変換部１１は、画像入力装置２から入力されたＲＧＢのアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換されＲＧＢ信号は、その後、シェーディング補正部１２、視感度補正部１３、空間フィルタ部１４、変倍処理部１５、色補正部１６、出力階調補正部１７、中間調出力処理部１８の順に送られ、最終的にはデジタル信号のＣＭＹＫ信号となる。そして、中間調出力処理部１８より出力されたデジタル信号のＣＭＹＫ信号は、図示しないメモリに一旦格納された後、画像出力装置４へと出力される。なお、画像入力装置２がＡ／Ｄ変換部を備えており、画像入力装置２から画像処理装置３にデジタル信号が入力される場合にはＡ／Ｄ変換部１１を省略してもよい。

シェーディング補正部１２は、Ａ／Ｄ変換部１１より送られてきたデジタルのＲＧＢ信号（反射率信号）に対して、画像入力装置２の照明系、結像系、および撮像系の構成に起因して画像信号に生じる各種の歪みを取り除く処理を施すものである。また、シェーディング補正部１２は、カラーバランスの調整、および濃度信号など画像処理装置３に採用されている画像処理システムの扱い易い信号に変換する処理を施すものでもある。シェーディング補正部１２にて、各種の歪みが取り除かれ、カラーバランスの調整がなされたＲＧＢ信号（ＲＧＢの濃度信号）は、視感度補正部１３へと出力される。

視感度補正部１３は、シェーディング補正部１２から入力されたＲＧＢ信号に対して撮像素子であるＣＣＤラインセンサの感度特性と人間の視感度特性との違いに応じた補正を施すものである。具体的には、視感度補正部１３は、ＲＧＢ信号の入力値と上記補正後の出力値との関係を示すＬＵＴ（Look Up Table）メモリをＲ，Ｇ，Ｂの信号ごとに備えている。そして、シェーディング補正部１２から入力されたＲＧＢ信号に対応する出力値をこのＬＵＴメモリから読み出すことで上記の補正を行う。上記ＬＵＴメモリには、例えば図３に示すような変換特性を持つデータが格納されている。

空間フィルタ部１４は、画像入力装置２の光学入力デバイスに用いられる光学レンズのＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性による撮像画像の空間周波数特性の悪化を改善するために、２次元のＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタ処理を施す。

変倍処理部１５は、画像入力装置２の解像度と画像出力装置４の解像度との違いを吸収するため、画像入力装置２に依存した解像度および画像サイズで入力されてくる画像データを、画像出力装置４に応じた解像度および画像サイズに変換する。

色補正部１６は、ＲＧＢの信号をＣＭＹＫ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：ブラック）の濃度信号に変換し、かつ画像出力装置４における色再現の忠実化実現のために、ＣＭＹＫの濃度信号に色補正処理を施す。具体的には、不要吸収成分をそれぞれ含むＣＭＹＫの色材の分光特性に基づいた色濁りを、ＣＭＹＫの濃度信号から取り除くための色補正処理を施す。

出力階調補正部１７は、ＣＭＹＫの濃度信号を画像出力装置４の特性に合わせた濃度階調に補正（階調補正）する。

中間調出力処理部１８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するための中間調生成処理（階調再現処理）を行う。中間調出力処理部１８の詳細については後述する。

上述の各処理が施された画像データは、一旦、図示しないメモリに記憶されたのち、所定のタイミングで読み出されて画像出力装置４に入力される。

画像出力装置４は、画像処理装置３から入力された画像データを記録材（例えば紙，ＯＨＰフィルム等）上に出力するものである。画像出力装置４の構成は特に限定されるものではなく、例えば、電子写真方式で画像形成するものであってもよく、インクジェット方式で画像形成するものであってもよい。

操作パネル５は、例えば、液晶ディスプレイなどの表示部とデジタル複写機１の動作モード等の各種指示を入力するための設定ボタンやテンキーなどより構成されている（いずれも図示せず）。そして、デジタル複写機１の主制御部（図示せず）の指示に応じた情報を上記表示部に表示するとともに、上記設定ボタンやテンキーを介してユーザから入力される情報を上記主制御部に伝達する。ユーザは、操作パネル５を介してデジタル複写機１の各部に対する処理要求、処理枚数などを入力することができる。

上記主制御部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなり、図示しないＲＯＭ等に格納されたプログラムや各種データ、操作パネル５から入力される情報等に基づいて、デジタル複写機１の各部の動作を制御する。

なお、本実施形態にかかる画像形成装置は、上記の構成に限るものではなく、コピア機能、プリンタ機能、ファクシミリ送信機能、scan to e-mail機能等を備えるデジタルカラー複合機であってもよい。

例えば、上記のデジタル複写機１の構成に加えて、例えば、モデムやネットワークカードよりなる通信装置（図示せず）を備えている構成としてもよい。この構成では、ファクシミリの送信を行うときは、モデムにて、相手先との送信手続きを行い送信可能な状態が確保されると、所定の形式で圧縮された画像データ（スキャナで読み込まれた画像データ）をメモリから読み出し、圧縮形式の変更など必要な処理を施して、相手先に通信回線を介して順次送信する。ファクシミリを受信する場合には、通信手続きを行いながら相手先から送信されてくる画像データを受信して画像処理装置３に入力する。画像処理装置３では、受信した画像データに対して伸張処理、回転処理、解像度変換処理、出力階調補正処理、階調再現処理等の所定の処理を施し、画像出力装置４に出力する。そして、画像処理装置３から出力された画像データに応じた画像を画像出力装置４によって記録材上に出力する。

また、ネットワークカード、ＬＡＮケーブル等を介して、ネットワークに接続されたコンピュータや他のデジタル複合機とデータ通信を行う構成としてもよい。また、本実施形態ではカラー画像を入出力するデジタル複写機あるいは複合機に限らず、モノクロの複写機あるいは複合機であってもよい。

（１−２．中間調出力処理部１８の構成および動作）
次に、中間調出力処理部１８の構成および動作についてより詳細に説明する。図１は、中間調出力処理部１８の構成を示すブロック図である。

本実施形態では、中間調出力処理部１８が、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各８ビットデータを１画素のデータとする画像データを入力され、後述する所定の処理を施して二値化し、Ｃ’，Ｍ’，Ｙ’，Ｋ’の各１ビットデータを１画素のデータとする画像データを出力する場合について説明する。上記の各１ビットデータは、値０が出力ドットを打たない（出力しない）ことを示し、値１が出力ドットを打つ（出力する）ことを示す。

また、本実施形態では、中間調出力処理部１８において、斥力という概念を用いて中間調出力処理を行う。なお、本明細書において、斥力（斥力値）とは、ドット形成を阻害する力としての意味を持ち、斥力の値（斥力値）に応じて量子化時の閾値（あるいは量子化時の画素値）を量子化時に出力ドットが形成されにくいように変更するようになっている。また、斥力（斥力値）は、量子化済み画素のうちの出力ドットが打たれた画素から発生し、当該画素から量子化が行われていない周辺画素に対して距離に応じて減衰しながら伝搬していくように算出される。斥力（斥力値）は、出力ドットが打たれた量子化済み画素から十分に遠い位置では減衰して０となり、出力ドットの形成に影響を与えなくなる。注目画素に対する量子化時に参照する斥力としては、出力ドットを打たれた画素から減衰しながら伝播してきた複数の斥力を統合した斥力（注目画素よりも１ライン前の画素から伝播してくる斥力を統合した斥力）と、注目画素の直前に量子化した画素（注目画素に対して水平方向に隣接する画素）から伝播した斥力とのうち、いずれか大きい方を用いる。

図４（ａ）〜図４（ｃ）は、斥力が伝播する際の減衰の様子を説明するための説明図である。これらの図に示すように、注目画素（ｘ，ｙ）に出力ドットが形成された場合、斥力が発生する。図４（ａ）の例では注目画素（ｘ，ｙ）で発生する斥力値（調整基準値）は１６であり、図４（ｂ），図４（ｃ）では１６０である。なお、これらの図中に示した矢印は、各画素の量子化に用いる斥力（調整値）を算出する際に参照する他の画素から伝播してくる斥力の流れを示している。

図４（ａ）は、注目画素で発生した斥力が、この注目画素よりも後に量子化処理が行われる画素に対して、下方向および左右方向に画素間のマンハッタン距離（斜め方向の隣接間距離を左右（縦横）の隣接間距離の２倍とみなした距離）に応じて減衰するものとする場合の例である。なお、図４（ａ）の例では、左右方向に隣接する画素の画素間距離を１として扱っている。図４（ａ）の例では、ある画素に対する斥力を算出する際には上方向に隣接する画素および左右方向に隣接する画素から伝播してくる斥力が参照される。

また、図４（ｂ）は、注目画素で発生した斥力が、この注目画素よりも後に量子化処理が行われる画素に対して、下方向、左右方向、および斜め方向に画素間の距離に応じて減衰するものとする場合の例である。なお、図４（ｂ）の例では、画素間の距離について、斜め方向の隣接間距離を左右方向の隣接間距離の√２倍とみなしている。また、図４（ｂ）の例では、左右方向に隣接する画素の画素間距離を１０として扱っている。図４（ｂ）の例では、ある画素に対する斥力を算出する際には左上方向、上方向、右上方向、左方向、および右方向に隣接する各画素から伝播してくる斥力が参照される。

また、図４（ｃ）は、注目画素で発生した斥力が、この注目画素よりも後に量子化処理が行われる画素に対して、図４（ｂ）の場合よりもさらに遠方まで伝播するものとした場合の例である。図４（ｃ）の例では、注目画素で発生した斥力が、この注目画素よりも後に量子化処理が行われる画素のうち、下方向に隣接する画素、左右方向に隣接する画素、斜め方向に隣接する画素、および斜め方向に隣接する画素に対して左右方向に隣接する画素に伝播するものとしており、図４（ａ）および図４（ｂ）よりも斥力の減衰をより厳密に算出できる。なお、図４（ｃ）の例では、左右方向に隣接する画素の画素間距離を１０として扱っている。

図４（ｃ）あるいは図４（ｂ）のように、斥力の減衰を評価する際により多くの周辺画素から伝播する斥力を計算対象とすれば斥力の伝播をより厳密に算出できる。一方、より多くの周辺画素を計算対象とすれば、斥力値の分解能や周辺画素からの斥力の計算量が増加する。したがって、図４（ａ）のようにマンハッタン距離を用いることにより、図４（ｃ）や図４（ｂ）の場合に比べて斥力の算出精度は低くなるものの、計算量を低減できる。したがって、必要とする斥力値の分解能や演算手段の処理能力（処理速度）等に応じて斥力が伝播する際の減衰の評価方法を設定すればよい。なお、図４（ａ）〜図４（ｃ）のいずれの方法を用いた場合であっても、誤差拡散特有のパターン（テクスチャー）が視認されやすくなる問題点および均一性が低下するという問題点を共に低減でき、また、上記特許文献２の技術よりも処理ステップ数および処理量を低減できる。

また、本実施形態では、中間調出力処理部１８は、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋをそれぞれ独立に演算し、他の色データを参照しない場合の例について説明する。また、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのそれぞれの画像データに対する処理内容は同一であるものとする。このため、図１には、中間調出力処理部１８における単一プレーン色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのいずれか）に対応する部分のみを記載し、単一プレーン色についての処理のみを説明する。なお、モノクロの複合機に適用する場合には、８ビットデータを１画素のデータとするＫの画像データを入力され、後述する所定の処理を施して二値化し、Ｋ’の１ビットデータを１画素のデータとする画像データを出力することになる。

図１に示したように、中間調出力処理部１８は、誤差加算部２１、斥力計算部（調整値算出部）２２、閾値算出部２３、量子化部２４、誤差算出部２５、拡散誤差算出部２６、斥力発生部（調整基準値発生部）２７、およびライン遅延部２８を備えている。なお、以下の説明では、斥力値の最大値を１６、最低値を０とし、斥力値の減衰方法は図４（ａ）を用いて説明したようにマンハッタン距離に応じて１ずつ減衰するものとする。

図５は、中間調出力処理部１８における処理の流れを示すフロー図である。図１および図５を参照しながら、中間調出力処理部１８における処理の流れおよび各部の動作について説明する。

図５に示すように、注目画素（ｘ，ｙ）についての画像データ（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのいずれかについての入力画素値Ｐ（ｘ，ｙ））が出力階調補正部１７から中間調出力処理部１８に入力されると、まず、誤差加算部２１が、入力画素値Ｐ（ｘ，ｙ）に対する誤差加算処理を行う（Ｓ１）。

具体的には、誤差加算部２１は、出力階調補正部１７から入力される注目画素（ｘ，ｙ）についての入力画素値Ｐ（ｘ，ｙ）に、ライン遅延部２８から入力される注目画素よりも１主走査ライン前の周辺画素（ｘ−１，ｙ−１）、（ｘ，ｙ−１），および（ｙ＋１、ｙ−１）からの振りまき誤差の加算結果ＵＥ（ｘ，ｙ−１）と、注目画素の直前に量子化された周辺画素（ｘ−１，ｙ）からの振りまき誤差ＮＥ（ｘ−１，ｙ）とを加算して量子化対象値Ｑ（ｘ，ｙ）を算出し、量子化部２４および誤差算出部２５に出力する。

つまり、誤差加算部２１は、
Ｑ（ｘ，ｙ）＝Ｐ（ｘ，ｙ）＋ＵＥ（ｘ，ｙ−１）＋ＮＥ（ｘ−１，ｙ） ・・・式（１０）
に基づいて注目画素についての量子化対象値Ｑ（ｘ，ｙ）を算出する。

なお、上記のＵＥ（ｘ，ｙ−１）はライン遅延部２８から誤差加算部２１に入力され、上記のＮＥ（ｘ−１，ｙ）は拡散誤差算出部２６から誤差加算部２１に入力される。ＵＥ（ｘ，ｙ−１）およびＮＥ（ｘ−１，ｙ）の算出方法については後述する。

次に、斥力計算部（調整値算出部）２２が、注目画素（ｘ，ｙ）に対する量子化時に適用する斥力値（調整値）ＲＶＣを算出し、算出結果を閾値算出部２３および斥力発生部２７に出力する（Ｓ２）。

具体的には、斥力計算部２２は、注目画素（ｘ，ｙ）の直前に量子化を行った周辺画素（ｘ−１，ｙ）から伝播する斥力値ＲＶａ（ｘ−１，ｙ）を斥力発生部２７から入力され、注目画素（ｘ，ｙ）の上隣の画素（ｘ，ｙ−１）から伝播する斥力値ＲＶｕ（ｘ，ｙ−１）をライン遅延部２８から入力される。そして、斥力計算部２２は、斥力値ＲＶａ（ｘ−１，ｙ）およびＲＶｕ（ｘ，ｙ−１）のうちの大きい方の値を斥力値ＲＶＣとして閾値算出部２３および斥力発生部２７に出力する。なお、ライン遅延部２８は、斥力発生部２７で算出されたある画素についての斥力値を、当該画素の右斜め下の画素に対する量子化処理が終わるまで格納している。斥力発生部２７における斥力値（調整基準値）の算出方法については後述する。

次に、閾値算出部２３が、注目画素（ｘ，ｙ）の量子化に用いる閾値Ｔを算出する（Ｓ３）。

具体的には、閾値算出部２３は、斥力計算部２２から入力される斥力値ＲＶＣを用いて、
Ｔ＝１２８＋α×ＲＶＣ ・・・式（１１）
に基づいて閾値Ｔを算出し、算出した閾値Ｔを量子化部２４に出力する。なお、αはパラメータ係数であり、αの値が大きければ大きいほど出力ドットに近接する領域に新たな出力ドットが形成されにくくなる。本実施形態ではα＝４．０とするがこれに限るものではない。

次に、量子化部２４が、誤差加算部２１から入力される量子化対象値Ｑ（ｘ，ｙ）と閾値算出部２３から入力される閾値Ｔとに基づいて閾値処理を施すことにより、量子化値Ｏ（ｘ，ｙ）を算出し（量子化処理を行い）、誤差算出部２５、斥力発生部２７、および画像出力装置４に出力する（Ｓ４）。

具体的には、量子化部２４は、Ｑ（ｘ，ｙ）＜Ｔの場合にはＯ（ｘ，ｙ）＝０とし、Ｑ（ｘ，ｙ）≧Ｔの場合にはＯ（ｘ，ｙ）＝１とする。Ｏ（ｘ，ｙ）＝０の場合には出力ドットは打たれず、Ｏ（ｘ，ｙ）＝１の場合には出力ドットが打たれることになる。なお、本実施形態では量子化に用いる閾値Ｔの値を斥力値ＲＶＣに応じて増加させることで量子化処理に斥力を反映させているが、これに限らず、例えば、閾値Ｔを固定したまま斥力値ＲＶＣに応じて量子化対象値Ｑ（ｘ，ｙ）を減少させるようにしてもよい。

次に、誤差算出部２５が、誤差加算部２１から入力される量子化対象値Ｑ（ｘ，ｙ）と量子化部２４から入力される量子化値Ｏ（ｘ，ｙ）とに基づいて量子化誤差Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）を算出し、算出結果を拡散誤差算出部２６に出力する（Ｓ５）。

具体的には、誤差算出部２５は、
Ｏ（ｘ，ｙ）＝１の場合には、
Ｑｅｒｒ＝Ｑ（ｘ，ｙ）−２５５ ・・・式（１２）
Ｏ（ｘ，ｙ）＝０の場合には、
Ｑｅｒｒ＝Ｑ（ｘ，ｙ） ・・・式（１３）
に基づいて量子化誤差Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）を算出する。

次に、拡散誤差算出部２６が、図１２に示した例と同様、注目画素（ｘ，ｙ）の周囲４画素（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ−１，ｙ＋１）、（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ＋１）に対する量子化誤差の拡散処理（拡散誤差の算出処理）を行い、画素（ｘ，ｙ＋１）に対する影響を示すＵＥ（ｘ，ｙ）と画素（ｘ＋１，ｙ）に対する影響を示すＮＥ（ｘ，ｙ）とを算出する（Ｓ６）。

具体的には、拡散誤差算出部２６は、ＵＥ（ｘ，ｙ）を、
ＵＥ（ｘ，ｙ）＝ＤＥｄ（ｘ−１，ｙ）＋ＤＥｃ（ｘ，ｙ）＋ＤＥｂ（ｘ＋１，ｙ）・・・式（１４）
に基づいて算出し、ＮＥ（ｘ，ｙ）を、
ＮＥ（ｘ，ｙ）＝ＤＥａ（ｘ，ｙ） ・・・式（１５）
に基づいて算出する。

なお、上記のＤＥａ（ｘ，ｙ）、ＤＥｂ（ｘ，ｙ）、ＤＥｃ（ｘ，ｙ）、およびＤＥｄ（ｘ，ｙ）は、上述した図１２と略同様の考え方に基づいて予め設定される振りまき割合（拡散係数）を用いて、
ＤＥａ（ｘ，ｙ）＝Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）×１／８ ・・・式（１６）
ＤＥｂ（ｘ，ｙ）＝Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）×１／４ ・・・式（１７）
ＤＥｃ（ｘ，ｙ）＝Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）×１／８ ・・・式（１８）
ＤＥｄ（ｘ，ｙ）＝Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）×１／２ ・・・式（１９）
に基づいて算出される。Ｑｅｒｒ（ｘ，ｙ）は誤差算出部２５において上記式（１２），（１３）を用いて算出されたものを用いればよい。

また、拡散誤差算出部２６は、上記のように算出したＵＥ（ｘ，ｙ）をライン遅延部２８に出力し、ＮＥ（ｘ，ｙ）を誤差加算部２１に出力する。

次に、斥力発生部（調整基準値発生部）２７が、注目画素（ｘ，ｙ）から右方向に隣接する画素（ｘ＋１，ｙ）に伝播する斥力値（調整基準値）ＲＶａ（ｘ，ｙ）と、下方向に隣接する画素（ｘ，ｙ＋１）に伝播する斥力値（調整基準値）ＲＶｃ（ｘ，ｙ）とを算出する（Ｓ７）。

具体的には、斥力発生部２７は、
Ｏ（ｘ，ｙ）＝１の場合には、
ＲＶａ（ｘ，ｙ）＝ＲＶｃ（ｘ，ｙ）＝１５ ・・・式（２０）
Ｏ（ｘ，ｙ）＝０、かつＲＶＣ≧ｓの場合には、
ＲＶａ（ｘ，ｙ）＝ＲＶｃ（ｘ，ｙ）＝ＲＶＣ−ｓ ・・・式（２１）
Ｏ（ｘ，ｙ）＝０、かつＲＶＣ＜ｓの場合には、
ＲＶａ（ｘ，ｙ）＝ＲＶｃ（ｘ，ｙ）＝０ ・・・式（２２）
とする。なお、上記ｓは垂直方向に隣接する画素および水平方向に隣接する画素へ斥力が伝播する際の斥力値の減衰量（減衰値）であり、本実施形態ではｓ＝１である。

注目画素（ｘ，ｙ）に出力ドットが発生した場合、式（２０）に示したように、最大斥力値１６から距離１を減算した１５を上方向および下方向に隣接する各画素への斥力値ＲＶａ（ｘ，ｙ）、ＲＶｃ（ｘ，ｙ）とする。また、注目画素（ｘ，ｙ）に出力ドットが発生しなかった場合であって、上述の斥力値ＲＶＣがｓ以上である場合には、斥力値ＲＶＣから距離ｓ（＝１）を減算した値（但し、最小値は０）を斥力値ＲＶａ（ｘ，ｙ）、ＲＶｃ（ｘ，ｙ）とする。また、注目画素（ｘ，ｙ）に出力ドットが発生しなかった場合であって、上述の斥力値ＲＶＣがｓ未満である場合には斥力値ＲＶａ（ｘ，ｙ）およびＲＶｃ（ｘ，ｙ）を０とする。

なお、注目画素（ｘ，ｙ）で発生した斥力は、図６に示すように、未量子化画素に伝播していく。ところが、注目画素（ｘ，ｙ）に対してｘおよびｙの値が共に増加する方向の画素については上記のように算出したＲＶｃによって注目画素（ｘ，ｙ）で発生した斥力斥力の伝播を反映させることができるものの、注目画素（ｘ，ｙ）に対してｘの値が減少する方向の画素については上記のように算出したＲＶｃでは注目画素（ｘ，ｙ）で発生した斥力の伝播を適切に反映できない。例えば、図６における画素（ｘ−１４，ｙ＋１）に対する画素（ｘ，ｙ）からの斥力の影響については、ラスタ順に周辺画素のみを参照して斥力値を算出するだけでは反映できない。

そこで、斥力発生部２７は、注目画素（ｘ，ｙ）に対してｘの値が減少する方向の画素に伝播する斥力値ＲＶｕを、
ＲＶｕ（ｘ，ｙ）＝ｍａｘ（ＲＶｃ（ｘ＋ｎ，ｙ）−ｎ×ｓ） ・・・式（２３）
に基づいて算出する。なお、上記ｎは０以上（１４／ｓ）以下の整数であり、ｍａｘは最大値を示す。

そして、斥力発生部２７は、上記のように算出した斥力値ＲＶａ（ｘ，ｙ）を斥力計算部２２に出力し、斥力値ＲＶｕ（ｘ，ｙ）をライン遅延部２８に出力する。

ライン遅延部２８は、拡散誤差算出部２６から入力されたＵＥ（ｘ，ｙ）、および斥力発生部２７から入力されたＲＶｕ（ｘ，ｙ）を一時的に格納する。そして、次のライン（ｙ＋１）の画素についての量子化処理のタイミングに合わせてＵＥ（ｘ，ｙ）を誤差加算部２１に出力し、ＲＶｕ（ｘ，ｙ）を斥力計算部２２に出力する。

その後、デジタル複写機１の主制御部が、上記Ｓ１〜Ｓ７の処理を全画素について行ったか否かを判断し（Ｓ８）、未処理の画素がある場合にはラスタ順に次の注目画素を選択し選択した注目画素についてＳ１〜Ｓ７の処理を行う。また、全ての画素に対して処理を終えたと判断した場合には動作を終了する。

以上のように、本実施形態では、出力ドットが打たれた画素からの距離に応じて減衰する斥力という概念を用いて、出力ドットが打たれた画素に近い画素ほど他の出力ドットが打たれにくくなるように各画素の量子化値を算出する。

これにより、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、出力ドット同士が近接することを抑制し、従来の誤差拡散処理の問題点であった誤差拡散処理に特有のパターンが発生するという問題および均一性が低下するという問題を抑制できる。なお、図７（ａ）は従来の中間調出力処理を行う処理部に入力値５が連続的に入力された場合の出力ドットを示す説明図であり、図７（ｂ）は同様の入力値が本実施形態にかかるデジタル複写機１における中間調出力処理部１８に入力された場合の出力ドットを示す説明図である。

なお、本実施形態では、２値誤差拡散処理を行う場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば４値化などの多値誤差拡散処理に適用することもできる。多値誤差拡散処理に適用する場合には、ＲＶａ（ｘ，ｙ）およびＲＶｃ（ｘ，ｙ）を式（２０）に示したように一律１５にするのではなく、４値化後のＯ（ｘ，ｙ）の値に応じて用意すればよい。例えば、式（２０）に変えて、以下の式（２０−１）から式（２０−５）のように場合分けを行えばよい。
（ｘ，ｙ）＝１かつＲＶＣ＞５＋ｓの場合
ＲＶａ（ｘ，ｙ）＝ＲＶｃ（ｘ，ｙ）＝ＲＶＣ−ｓ ・・・式（２０−１）
（ｘ，ｙ）＝１かつＲＶＣ≦５＋ｓの場合
ＲＶａ（ｘ，ｙ）＝ＲＶｃ（ｘ，ｙ）＝５ ・・・式（２０−２）
（ｘ，ｙ）＝２かつＲＶＣ＞１０＋ｓの場合
ＲＶａ（ｘ，ｙ）＝ＲＶｃ（ｘ，ｙ）＝ＲＶＣ−ｓ ・・・式（２０−３）
（ｘ，ｙ）＝２かつＲＶＣ≦１０＋ｓの場合
ＲＶａ（ｘ，ｙ）＝ＲＶｃ（ｘ，ｙ）＝１０ ・・・式（２０−４）
（ｘ，ｙ）＝３の場合
ＲＶａ（ｘ，ｙ）＝ＲＶｃ（ｘ，ｙ）＝１５ ・・・式（２０−５）
これにより、量子化値に応じた斥力値の生成量の変化を表現できる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１と同じ機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。

図８は、本実施形態にかかるデジタル複写機１ｂの概略構成を示すブロック図である。このデジタル複写機１ｂは、視感度補正部１３と空間フィルタ部１４との間に領域分離処理部１９が備えられている点、および中間調出力処理部１８に代えて中間調出力処理部１８ｂが備えられている点以外は図２に示したデジタル複写機１と略同様である。

領域分離処理部１９は、視感度補正部１３から出力されたＲＧＢ信号に基づいて、入力画像データ中の各画素について、例えば、文字エッジ領域、網点領域、その他領域の何れに属するかを判定し、各画素がどの領域に属しているかを示す領域分離信号を、空間フィルタ部１４、色補正部１６、および中間調出力処理部１８に出力すると共に、視感度補正部１３から入力されたＲＧＢ信号をそのまま後段の空間フィルタ部１４に出力する。

領域分離処理部１９にて文字領域に属すると判定された画素は、文字の再現性を高めるために、空間フィルタ部１４において鮮鋭強調処理がなされ、色補正部１６において黒文字の黒生成量が高くなるように処理がなされる。また、領域分離処理部１９にて網点領域に属すると判定された画素は、空間フィルタ部１４において平滑特性を併せ持ったフィルタによる平滑化処理が行われる。

領域分離処理部１９における領域分離処理方法は特に限定されるものではなく、例えば特許文献３に記載の方法など、従来から公知の種々の方法を用いることができる。

ここで、特許文献３に記載されている領域分離処理方法について簡単に説明する。この方法では、注目画素を含むｎ×ｍのブロック（例えば、１５×１５画素）における最小濃度値と最大濃度値の差分である最大濃度差と、隣接する画素間における濃度差の絶対値の総和である総和濃度繁雑度とを算出し、最大濃度差と予め定められた最大濃度差閾値との比較、および総和濃度繁雑度と総和濃度繁雑度閾値との比較を行う。そして、これらの比較結果に応じて注目画素を、文字エッジ領域・網点領域またはその他領域（下地・印画紙写真領域）に分類する。

具体的には、下地領域の濃度分布は、通常、濃度変化が少ないので最大濃度差及び総和濃度繁雑度ともに非常に小さくなる。また、印画紙写真領域（例えば、印画紙写真のような連続階調領域を、ここでは、印画紙写真領域と表現する。）の濃度分布は、滑らかな濃度変化をしており、最大濃度差及び総和濃度繁雑度はともに小さく、かつ、下地領域よりは多少大きくなる。すなわち、下地領域や印画紙写真領域（その他領域）においては、最大濃度差及び総和濃度繁雑度とも小さい値をとなる。

そこで、最大濃度差が最大濃度差閾値よりも小さく、かつ、総和濃度繁雑度が総和濃度繁雑度閾値よりも小さいと判断されたときは、注目画素はその他領域（下地・印画紙写真領域）であると判定し、そうでない場合は、文字・網点領域であると判定する。

また、上記文字エッジ領域・網点領域であると判断された場合、算出された総和濃度繁雑度と最大濃度差に文字・網点判定閾値を掛けた値との比較を行い、比較結果に基づいて文字エッジ領域または網点領域に分類する。

具体的には、網点領域の濃度分布は、最大濃度差は網点によりさまざまであるが、総和濃度繁雑度が網点の数だけ濃度変化が存在するので、最大濃度差に対する総和濃度繁雑度の割合が大きくなる。一方、文字エッジ領域の濃度分布は、最大濃度差が大きく、それに伴い総和濃度繁雑度も大きくなるが、網点領域よりも濃度変化が少ないため、網点領域よりも総和濃度繁雑度は小さくなる。

そこで、最大濃度差と文字・網点判定閾値との積よりも総和濃度繁雑度が大きい場合には網点領域の画素であると判別し、最大濃度差と文字・網点判定閾値との積よりも総和濃度繁雑度が小さい場合には文字エッジ領域の画素であると判別する。

図９は、中間調出力処理部１８ｂの構成を示すブロック図である。この図に示すように、中間調出力処理部１８ｂは、領域分離処理部１９から出力された領域分離信号が閾値算出部２３および斥力発生部２７に入力されている点以外は、実施形態１にかかる中間調出力処理部１８と同様の構成である。

閾値算出部２３は、実施形態１と同様、式（１１）に基づいて閾値Ｔを算出し、算出した閾値Ｔを量子化部２４に出力する。ただし、式（１１）におけるパラメータ係数αの値を領域分離信号に応じて、例えば、文字エッジ領域以外のときはα＝４．０、文字エッジ領域のときはα＝０．０といったように変化させる。

斥力発生部２７は、斥力値ＲＶａ（ｘ，ｙ）を算出して斥力計算部２２に出力し、斥力値ＲＶｕ（ｘ，ｙ）を算出してライン遅延部２８に出力する。

ただし、斥力発生部２７は、Ｏ（ｘ，ｙ）＝１の場合に、上記式（２０）に代えて、
ＲＶａ（ｘ，ｙ）＝ＲＶｃ（ｘ，ｙ）＝１５×β ・・・式（２０ｂ）
を用いる。ここで、上記のβの値は、文字エッジ領域については０．０、文字エッジ領域以外については１．０に設定される。

この結果、文字エッジ領域の場合には近傍画素に対して斥力を発生させず、また、量子化の際に文字エッジ領域の画素については斥力の影響を受けないようにすることができる。したがって、文字エッジ領域近傍の出力ドット、および文字エッジ領域の出力ドットが分散しなくなる。これにより、文字エッジ領域とその背景領域（網点領域またはその他領域）との境界でドットの分散がおきることによって文字輪郭のボケ、および文字周辺ドットが文字から離れることによる周辺画像からの文字の浮き出しといった問題を防止できる。

なお、本実施形態では、文字エッジ領域に対しては斥力値の影響を無効化しているが、領域分離処理部１９が、文字エッジ領域を例えば低濃度文字エッジ領域（例えば、５×５画素よりなるブロックにおいて、ブロックに含まれる文字エッジ画素の画素値の平均値が１２８以上の領域）、高濃度文字エッジ領域（例えば、５×５画素よりなるブロックにおいて、ブロックに含まれる文字エッジ画素の画素値の平均値が１２８未満の領域）、文字エッジ周辺領域といったようにさらに複数の領域に分類する場合には、これら各領域のいずれに属するかに応じて上記αおよび上記βの値を変更するようにしてもよい。これにより、式（２０ｂ）に基づいて出力ドットの分散をさらに詳細にコントロールすることができる。例えば、低濃度文字エッジ部にはα＝０．０、β＝１．０、高濃度文字エッジ部にはα＝０．０、β＝０．０、文字エッジ周辺領域にはα＝２．０、β＝０．５、その他の領域に対してはα＝４．０、β＝１．０に設定する。このようにすることで、高濃度文字エッジ領域近傍の低濃度背景出力ドットの離れによるエッジの浮き出しを抑制でき、低濃度域に属する低濃度文字エッジ領域内の出力ドットの分散によるエッジのかすれを防止しつつ、周辺の背景に対してドット分散を行うことができる。また、文字エッジ周辺領域は、背景と文字エッジの中間的な扱いをすることで、領域分離誤差の軽減や処理内容の違いによる、極端な結果の差を緩衝することができる。

また、本実施形態では、上記ｓの値を一定とし、注目画素の画像種別（領域分離結果）に基づいて上記α，βを調整（補正）することでＲＶａ，ＲＶｃを画像種別毎に調整しているが、これに限るものではない。例えば、注目画素の画像種別（領域分離結果）に基づいて上記ｓの値を調整（補正）するようにしてもよい。

例えば、図１４（ａ）に示すように、注目画素が文字エッジ領域以外であり、注目画素の周囲が文字エッジ領域に囲まれている場合、ドットが発生した画素と注目画素との間に文字エッジ領域があるにもかかわらず図１４（ｂ）に示すように注目画素に斥力が伝播し斥力値ＲＶｕが増加する。

これに対して、例えば、文字エッジ領域についてはｓ＝１５、文字エッジ領域以外にはｓ＝１といったように設定することで、図１４（ｃ）に示すように、文字エッジ部に近接している注目画素に不要な斥力が伝播して斥力値ＲＶｕが上昇することを抑制できる。

なお、この場合、ｓの値が画素毎に異なるため、式（２３）に代えて以下に示す式（２４）を用いる。ここで、ｓ（ｘ＋ｉ，ｙ）は（ｘ＋ｉ，ｙ）の画素に対応するｓの値である。

〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述の実施形態と同じ機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。

図１０は、本実施形態にかかる中間調出力処理部１８ｃの構成を示すブロック図である。なお、この中間調出力処理部１８ｃは、実施形態２に示したデジタル複写機１ｂにおいて中間調出力処理部１８ｂに代えて備えられる。

図１０に示すように、中間調出力処理部１８ｃは、入力画素値Ｐ（ｘ，ｙ）が誤差加算部２１だけでなく閾値算出部２３および斥力発生部２７にも入力されるようになっている点が中間調出力処理部１８ｂと異なっている。

閾値算出部２３は、上記式（１１）に代えて、
Ｔ＝１２８＋α×ＲＶＣ×ｆｔ（Ｐ（ｘ，ｙ）） ・・・式（１１ｃ）
に基づいて閾値Ｔを算出することにより、入力画素値Ｐ（ｘ，ｙ）を閾値に反映させる。なお、ｆｔ（Ｐ（ｘ，ｙ））は、入力画素値（Ｐ（ｘ，ｙ）に応じて０．０から１．０までの値を取る関数であり、例えば図１１に示すように、入力画素値が低い領域（低濃度域）では値１．０となり、中濃度域では入力画素値が高くなるにつれて連続的に減少し、ある濃度以上（高濃度域）になると値０．０となるように設定される。なお、ｆｔ（Ｐ（ｘ，ｙ））は、画像出力装置４の特性によって決まる出力ドットの視認性によって最適値が異なるので、多くの画像サンプルを用いて出力を行い、誤差拡散特有のパターンが目立たない値になるように適宜設定すればよい。

斥力発生部２７は、Ｏ（ｘ，ｙ）＝１の場合に、上記式（２０ｂ）に代えて、
ＲＶａ（ｘ，ｙ）＝ＲＶｃ（ｘ，ｙ）＝１５×β×ｆｒ（Ｐ（ｘ，ｙ）） ・・・式（２０ｃ）
を用いる。ここで、ｆｒ（Ｐ（ｘ，ｙ））は、ｆｔ（Ｐ（ｘ，ｙ））と同様、入力画素値（Ｐ（ｘ，ｙ）に応じて０．０から１．０までの値を取る関数であり、例えば図１１に示すように、入力画素値が低い領域（低濃度域）では値１．０となり、中濃度域では入力画素値が高くなるにつれ連続的に減少し、ある濃度以上（高濃度域）になると値０．０となるように設定される。なお、ｆｒ（Ｐ（ｘ，ｙ））は、画像出力装置４の特性によって決まる出力ドットの視認性によって最適値が異なるので、多くの画像サンプルを用いて出力を行い、誤差拡散特有のパターンが目立たない値になるように適宜設定すればよい。また、図１１の例ではｆｒ（Ｐ（ｘ，ｙ））＝ｆｔ（Ｐ（ｘ，ｙ））となっているが、これに限るものではない。

以上のように、本実施形態では、入力画素値が低い領域（低濃度域）では値１．０となり、中濃度域では入力画素値が高くなるにつれ連続的に減少し、ある濃度以上（高濃度域）になると値０．０となるように設定される入力画素値Ｐ（ｘ，ｙ）の関数ｆｔ（Ｐ（ｘ，ｙ））およびｆｒ（Ｐ（ｘ，ｙ））を用いて閾値Ｔおよび斥力値ＲＶａ（ｘ，ｙ）、ＲＶｃ（ｘ，ｙ）を算出する。

これにより、入力画素値が低い領域（低濃度域）では斥力の影響を大きくし、中濃度域では入力画素値が大きくなるにつれて斥力の影響が除々に小さくなり、高濃度域では斥力の影響を小さくして出力ドットの分散が起こらないようにすることができる。

一般に、図７（ａ）で示したような誤差拡散特有のパターンは、出力ドットがまばらな低濃度域において特に視認されやすく、高濃度域では視認されにくい。このため、低濃度域以外での出力ドットの分散を抑制し、例えば文字エッジ領域と認識されない高濃度の網点領域と下地領域との境界などでドットの分散が生じることによって高濃度部のエッジのボケが生じたり、あるいは高濃度部周辺の下地領域に出力ドットが打たれないために高濃度域の浮き出しが生じたりすることを抑制できる。

上記各実施形態において、デジタル複写機１に備えられる画像処理装置３の各部（各ブロック）は、ＣＰＵ等のプロセッサを用いてソフトウェアによって実現される。すなわち、デジタル複写機１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デジタル複写機１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、デジタル複写機１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達成される。

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、デジタル複写機１を通信ネットワークと接続可能に構成し、通信ネットワークを介して上記プログラムコードを供給してもよい。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、デジタル複写機１の各ブロックは、ソフトウェアを用いて実現されるものに限らず、ハードウェアロジックによって構成されるものであってもよく、処理の一部を行うハードウェアと当該ハードウェアの制御や残余の処理を行うソフトウェアを実行する演算手段とを組み合わせたものであってもよい。

本発明の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り上記画像処理などの様々な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などに出力するプリンタ等の画像形成装置により構成されてもよい。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ていてもよい。

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る。すなわち、異なる実施形態に記載した技術的手段や請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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、誤差拡散法を用いて中間調処理（階調再現処理）を行う画像処理装置および画像処理方法に適用できる。

本発明の一実施形態にかかる画像処理装置に備えられる中間調出力処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態にかかる画像処理装置（画像形成装置）の概略構成を示すブロック図である。 図２に示した画像処理装置の視感度補正部に備えられるＬＵＴメモリに格納されているデータ特性を示すグラフである。 （ａ）〜（ｃ）は、図２に示した画像処理装置の中間調出力処理部において用いられる斥力が伝播する際の減衰の様子を説明するための説明図である。 図２に示した画像処理装置の中間調出力処理部における処理の流れを示すフロー図である。 図２に示した画像処理装置における斥力の伝播の様子を示す説明図である。 （ａ）は従来の誤差拡散方法を用いて中間調出力処理を行った場合の出力ドットの様子を示す説明図であり、（ｂ）は図２に示した画像処理装置を用いて中間調出力処理を行った場合の出力ドットの様子を示す説明図である。 本発明の他の実施形態にかかる画像処理装置（画像形成装置）の概略構成を示すブロック図である。 図８に示した画像処理装置に備えられる中間調出力処理部の構成を示すブロック図である。 本発明のさらに他の実施形態にかかる画像処理装置に備えられる中間調出力処理部の構成を示すブロック図である。 図１０に示した中間調出力処理部において用いられる関数ｆｔ（Ｐ（ｘ，ｙ））およびｆｒ（Ｐ（ｘ，ｙ））の特性を示すグラフである。 従来の画像処理装置における誤差拡散法の実行方法を説明するための説明図である。 従来の画像処理装置において誤差拡散法を実行する際の処理の流れを示すフロー図である。 （ａ）は画像データの一例を示す説明図であり、注目画素が文字エッジ画素に囲まれており、ドットがドットが発生した画素と注目画素との間に上記文字エッジ画素が存在する場合の例を示している。（ｂ）は（ａ）の画像データに対して減衰量を一定にして処理を行った結果を示す説明図であり、（ｃ）は（ａ）の画像データに対して減衰量を各画素が属する領域の種別に応じて変化させて処理を行った結果を示す説明図である。

符号の説明

１，１ｂ デジタル複写機（画像処理装置、画像形成装置）
２ 画像入力装置
３ 画像処理装置
４ 画像出力装置
５ 操作パネル
１８，１８ｂ，１８ｃ 中間調出力処理部
１９ 領域分離処理部
２１ 誤差加算部
２２ 斥力計算部
２３ 閾値算出部
２４ 量子化部
２５ 誤差算出部
２６ 拡散誤差算出部
２７ 斥力発生部
２８ ライン遅延部

Claims (12)

1. 入力画像データの各画素をラスタ順に走査し、上記各画素に対する多値の入力画素信号を誤差拡散法によって量子化する画像処理装置であって、
   注目画素の入力画素値に量子化済画素からの拡散誤差を加算した加算値を算出する誤差加算部と、
   上記加算値と閾値との比較結果に応じて上記入力画素値を量子化して出力画素値を算出する量子化部と、
   上記加算値と上記出力画素値とに基づいて量子化誤差を算出する誤差算出部と、
   上記注目画素と未量子化画素との位置関係と上記量子化誤差とに基づいて上記未量子化画素への拡散誤差を算出する拡散誤差算出部と、
   未量子化画素の量子化の際に上記加算値または上記閾値を補正する際の補正量の基準となる調整基準値を注目画素の上記出力画素値の大きさに応じて注目画素毎に設定する調整基準値発生部と、
   量子化済画素に対して設定された上記調整基準値を当該量子化済画素から注目画素までの距離に応じて減衰させた値を当該注目画素の量子化に用いる調整値として算出する調整値算出部と、
   上記調整値に応じて上記注目画素の量子化に用いる上記閾値または上記加算値を補正する閾値補正部とを備えていることを特徴とする画像処理装置。
2. 注目画素が属する領域の画像種別を判別する領域分離処理部を備え、
   上記調整基準値発生部は、注目画素の画像種別に応じて当該注目画素に対応する調整基準値を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 上記領域分離処理部は、注目画素が文字あるいは線の領域である文字エッジ領域に属するか否かを判別し、
   上記調整基準値発生部は、注目画素が文字エッジ領域に属すると判別された場合に、当該注目画素に対応する調整基準値を文字エッジ領域以外に属すると判別された場合よりも小さくすることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 注目画素が属する領域の画像種別を判別する領域分離処理部を備え、
   上記調整値算出部は、注目画素の画像種別に応じて、上記量子化済画素から注目画素までの距離に応じた上記調整基準値の減衰量を変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
5. 注目画素が属する領域の画像種別を判別する領域分離処理部を備え、
   上記閾値補正部は、上記調整値と注目画素の画像種別とに応じて上記閾値または上記加算値を補正す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。
6. 上記領域分離処理部は、注目画素が文字あるいは線の領域である文字エッジ領域に属するか否かを判別し、
   上記閾値補正部は、注目画素が文字エッジ領域に属すると判別された場合に、上記注目画素の量子化に用いる上記閾値を文字エッジ領域以外に属すると判別された場合よりも大きくするように補正するか、あるいは上記注目画素の量子化に用いる上記加算値を文字エッジ領域以外に属すると判別された場合よりも小さくするように補正することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 上記調整基準値発生部は、注目画素の入力画素値が所定値以上である場合に当該注目画素に対応する上記調整基準値を入力画素値が所定値未満の場合よりも小さくすることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 上記調整基準値発生部は、注目画素の入力画素値が第２所定値未満である場合に当該注目画素に対応する上記調整基準値を入力画素値が第２所定値以上の場合よりも大きく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。
9. 入力画像データの各画素をラスタ順に走査し、上記各画素に対する多値の入力画素信号を誤差拡散法によって量子化する画像処理方法であって、
   注目画素の入力画素値に量子化済画素からの拡散誤差を加算した加算値を算出する誤差加算工程と、
   上記加算値と閾値との比較結果に応じて上記入力画素値を量子化して出力画素値を算出する量子化工程と、
   上記加算値と上記出力画素値とに基づいて量子化誤差を算出する誤差算出工程と、
   上記注目画素と未量子化画素との位置関係と上記量子化誤差とに基づいて上記未量子化画素への拡散誤差を算出する拡散誤差算出工程と、
   未量子化画素の量子化の際に上記加算値または上記閾値を補正する際の補正量の基準となる調整基準値を注目画素の上記出力画素値の大きさに応じて注目画素毎に設定する調整基準値算出工程と、
   量子化済画素に対して設定された上記調整基準値を当該量子化済画素から注目画素までの距離に応じて減衰させた値を当該注目画素の量子化に用いる調整値として算出する調整値算出工程と、
   上記調整値に応じて上記注目画素の量子化に用いる上記閾値または上記加算値を補正する閾値補正工程とを含むことを特徴とする画像処理方法。
10. 請求項１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置を動作させるプログラムであって、コンピュータを上記各部として機能させるためのプログラム。
11. 請求項１０に記載の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。
12. 請求項１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置と、上記画像処理装置によって量子化された画像データに応じた画像を記録材上に形成する画像形成部とを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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