JP4905403B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。

中間調の文字を含む画像をスクリーン処理すると、規則的な間隔でドットが生じるため、文字の輪郭部分がギザギザに見えるジャギーが生じる。ジャギー改善のためには、文字の輪郭部分を強調することが有効だが、その方法として輪郭部分については他の領域よりも線数の高いスクリーンを用いることにより、輪郭部分の解像度の劣化を回避するものがある。

例えば、画像の輪郭部分を抽出し、非輪郭領域には万線スクリーン、輪郭領域には輪郭部分がなす角度に応じて通常の角度とは異なる角度の万線スクリーンを用いてディザ処理を施すことによって、輪郭部分がなす角度とスクリーン角度が近くならないように調整する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

他にも、画像を、エッジとエッジに隣接する領域とそれ以外の平坦な領域とに分け、エッジの領域に対してはドット分散型の多値スクリーン、平坦な領域に対してはドット集中型のスクリーン、エッジに隣接する領域にはドット分散型とドット集中型とを混合したスクリーンをそれぞれ用いて多値ディザ処理を行う方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−４０４９９号公報 特開平１０−１９１０５４号公報

上記従来の方法の問題点は、輪郭付近において異なるスクリーン同士が接している部分に濃度変動が起こることである。
インクやトナーによって２ドット以上を打点する（印刷することをいう）場合、プリンタによっては打点の位置関係により濃度が異なることがある。例えば、２点が隣接している場合と、離接している場合とでは、２ドット分全体のトナー濃度が異なることがある。これは、プリンタの周波数応答によるもので、１ドット分の打点に対しては応答性が鈍く、トナー等の付着量が抑えられるのに対し、連続した打点に対しては応答が改善されてトナー等の付着性が良好となることに起因するものである。

上記従来の方法では、輪郭部分においてディザ処理を切り替えることによって、場合によっては輪郭部分で異なるスクリーンにより生成されるドットが局所的に接触したり、離れたりといった現象が周期的に発生する。この場合、上記プリンタの出力特性を考慮すると、ドットが接触した部分は局所的に濃度が上昇し、この濃度上昇が周期的であれ、無秩序であれ、輪郭領域内で点在すればそれがジャギーとして見え、画質の劣化を招く場合がある。各ドットが接触する周期は、非輪郭部分のスクリーン角度と輪郭部分がなす角度が近い場合に長くなり、それだけジャギーは目立つこととなる。

また、輪郭領域に対し、スクリーン処理をせずにコントーン処理を施して輪郭線を書き足すことも考えられるが、輪郭線とドットとの周期的な接触がジャギーとして見えるという問題は解決することができない。

これに対し、特開２００６−１８０３７６号公報において、注目画素周辺のスクリーン処理の結果を予測して実際にスクリーンが接する画素に打点するのを回避する方法を考案している。この方法によれば、スクリーン処理の回路を複数備えることにより打点を予測することができるが、より簡易な構成で輪郭強調できる方法が望まれる。

本発明の課題は、簡易な構成で輪郭強調を行うことである。

請求項１に記載の発明によれば、
画像から文字又は線画の輪郭を構成する画像部分を判定する輪郭判定部と、
第１ディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施す第１スクリーン処理部と、
前記第１ディザマトリクスにより形成されるドットと異なる位置にドットが形成されるように閾値を定めた第２ディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施す第２スクリーン処理部と、
前記輪郭を構成すると判定された画像部分においては、前記第１スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像と、前記第２スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像のうち、何れか信号値が大きい方を、スクリーン処理後の画像として選択し出力するセレクタと、
を備える画像処理装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記第２ディザマトリクスの閾値は、各画素について対応する第１ディザマトリクスの各位置に定められている閾値を、信号値の最大値から差し引いた値である請求項１に記載の画像処理装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスのドットが接触する濃度領域では、前記第２スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像の信号値が、第１スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像の信号値より小さくなるように、第１スクリーン処理部により処理する画像及び／又は第２スクリーン処理部により処理する画像の濃度を調整する濃度調整部を備える請求項１又は２に記載の画像処理装置が提供される。

請求項４に記載の発明によれば、
第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスのドットが接触する濃度領域では、前記第２スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像の信号値が、第１スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像の信号値より小さくなるように、第１ディザマトリクス及び／又は第２ディザマトリクスの閾値を定める請求項１又は２に記載の画像処理装置が提供される。

請求項５に記載の発明によれば、
前記第２スクリーン処理部は、前記第１ディザマトリクスの閾値に対して、当該第１ディザマトリクスとドットと異なる位置にドットが形成されるように定めた閾値が設定された変換テーブルを用いて、前記第１スクリーン処理部で用いられる第１ディザマトリクスの閾値に対応する第２ディザマトリクスの閾値を求め、スクリーン処理に用いる請求項１〜３の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、
第２ディザマトリクスのサイズは、前記第１ディザマトリクスと同一のサイズである請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。

請求項７に記載の発明によれば、
前記第２ディザマトリクスのサイズは、前記第１ディザマトリクスのサイズの整数倍である請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置が提供される。

請求項８に記載の発明によれば、
画像から文字又は線画の輪郭を構成する画像部分を判定する工程と、
第１ディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施す工程と、
前記第１ディザマトリクスにより形成されるドットと異なる位置にドットが形成されるように閾値を定めた第２ディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施す工程と、
前記輪郭を構成すると判定された画像部分においては、前記第１ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像と、前記第２ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像のうち、何れか信号値が大きい方を、スクリーン処理後の画像として選択し出力する工程と、
を含む画像処理方法が提供される。

請求項１、８に記載の発明によれば、第２ディザマトリクスを用いたスクリーン処理を行うことにより、輪郭の画像部分ではドットが形成されやすいように図ることができ、簡易な構成で輪郭の強調が可能となる。これにより、文字又は線画の輪郭で生じやすいジャギーの解消を図ることができ、画質劣化の低減を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、第２ディザマトリクスのドットが、第１ディザマトリクスのドットと異なる位置にドットが形成されるよう、かつ接触が最小限となるように図ることができ、連続したドット形成による局所的な濃度上昇を防ぐことができる。よって、画質を劣化させることなく、輪郭強調を行うことが可能となる。

請求項３、４に記載の発明によれば、第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスのドットが接触する濃度領域においては、セレクタにおいて第１ディザマトリクスの画像を選択する構成とすることができる。これにより、第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスのドットの接触を防ぐことができ、輪郭の画像部分が必要以上に強調されることを防いで画質劣化を回避することができる。

請求項５に記載の発明によれば、第１ディザマトリクスに対応する第２ディザマトリクスの閾値を容易に求めることができ、第１スクリーン処理部において第１ディザマトリクスの条件が変更された場合であっても、容易に対応することが可能である。

請求項６に記載の発明によれば、閾値の設定が容易となる。

請求項７に記載の発明によれば、輪郭強調を行うだけでなく、階調性をも向上させることができる。

本実施形態では、本発明をＭＦＰ（Multi Function Peripheral）に適用した例を説明するが、画像にスクリーン処理を施す画像処理装置であれば本発明を適用可能である。

まず、構成を説明する。
図１に、本実施形態におけるＭＦＰ１００の機能的構成を示す。
ＭＦＰ１００は、図１に示すように画像読取部１１、制御部１０、コントローラ１２、操作部１３、表示部１４、記憶部１５、画像メモリ１６、プリンタ部１７等を備えて構成されている。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。制御部１０は、記憶部１５に記憶されている制御プログラムとの協働により各種演算を行うとともに、各部の動作を制御する。例えば、一連のプリントの過程において各部への画像のデータの入出力を制御したり、操作画面の表示制御等を行う。

画像読取部１１は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）、スキャナ等を備え、原稿を読み取り、画像（アナログ信号）を生成する処理を行う。ここで生成される画像はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色に分解された画像である。生成された画像はコントローラ１２に出力される。

コントローラ１２は、外部ＰＣ２００において作成したドキュメントや写真等のデータがプリンタドライバソフトによってＰＤＬ（Page Description Language）形式に変換されて、コントローラ１２に送信されると、ＰＤＬ形式のデータをラスタライズ処理して画素毎に濃度（信号値）を定めた画像のデータを生成する。具体的には、ＰＤＬコマンドを解析し、描画すべき画像単位（これをオブジェクトという）毎に画素を割り当て、この割り当てた画素毎に信号値を設定することにより画像を生成する。ここでは、最小値０から最大値２５５の範囲の信号値を各画素に割り当てたとして以下の説明を行う。なお、カラー画像の場合はＣ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（黒）の色毎の画像を生成する。

コントローラ１２は、ラスタライズ処理に際して、ＰＤＬコマンドを解析して属性情報ＴＡＧを生成する。属性情報ＴＡＧとは、画像の各画素について文字、線画又は写真画の何れの属性にあたるかを示す情報である。コントローラ１２は、生成した画像に属性情報ＴＡＧを付帯して画像処理部１に出力する。

なお、コントローラ１２は、画像読取部１１から入力される画像についてはＡ／Ｄ変換等の必要な処理を施した後、ＲＧＢの画像をＣＭＹＫの画像に色変換し、各画素についての属性情報ＴＡＧを生成する。

操作部１３は操作キーを備え、この操作キーやタッチパネル等の操作に応じた操作信号を生成して制御部１０に出力する。
表示部１４はタッチパネルと一体に構成されるディスプレイを備え、制御部１０の表示制御に従って、画像形成条件の設定画面等の各種操作画面を表示する。

記憶部１５は、制御プログラムやパラメータ等を記憶している。記憶部１５は例えばハードディスク等を適用できる。
画像メモリ１６は画像保存用のメモリであり、ハードディスク等の大容量メモリから構成されている。コントローラ１２から入力された画像は画像処理部１によって必要な画像処理が施された後、画像メモリ１６に保存され、プリント時には制御部１０の制御によって画像メモリ１６からプリントする画像が読み出されて画像処理部１に出力される。

プリンタ部１７は、画像処理部１から入力される画像のデータに基づいて用紙上に画像をプリントする。プリンタ部１７のプリント方式は何れのものであってもよいが、ここでは電子写真方式の場合を例に説明する。電子写真方式の場合、プリンタ部１７は露光部、現像部、給紙部、定着部等を備えている。プリント時は、まず露光部のレーザ光源から感光ドラムにレーザ光を照射して露光を行い、静電潜像を形成する。その後、感光ドラム上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、これを給紙部から搬送した用紙上に転写し、定着部による定着処理を行う。

画像処理部１は、画像に対し各種画像処理を施す。画像処理としては、Ａ／Ｄ変換処理や、画像読取部２により生じる輝度ムラを補正するシェーディング補正処理、スキャナ特有の輝度特性を人の視覚特性に応じた最適な輝度特性に変換するＩ−Ｉ′変換処理、拡大、縮小、回転の処理、色変換処理、画像の濃度を人の視覚特性に応じたものとする濃度補正処理、スクリーン処理等が挙げられる。

図２は、本実施形態に係るスクリーン処理を行う際に主に機能する構成部分を示す図である。
図２に示すように、画像処理部１は、輪郭判定部２、濃度調整部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、第１スクリーン処理部４Ａ、第２スクリーン処理部４Ｂ、コントーン処理部５、セレクタ６を備えて構成されている。

輪郭判定部２は、文字又は線画の輪郭を構成する画像部分であるか否かを画素毎に判定する。輪郭判定部２は文字又は線画の輪郭を構成する場合はＥＧ＝１、構成しない場合はＥＧ＝０として、画素毎に判定結果を示すフラグ信号ＥＧを出力する。

以下、判定方法について説明する。
輪郭判定部２には、画像とともに属性情報ＴＡＧが入力される。属性情報ＴＡＧは画像を写真、文字、線画の種別に分類し、各画素についてその画素が何れの種別に属するかを示すものである。属性情報ＴＡＧは、ＴＡＧ＝０のときは写真、ＴＡＧ＝１のときは文字、ＴＡＧ＝２のときは線画を示す。

輪郭判定部２は、この属性情報ＴＡＧに基づいて画像の各画素について種別を判別し、ＴＡＧ＝０の画素についてはＥＧ＝０とする。
一方、ＴＡＧ＝１又は２の画素については、輪郭判定部２は当該画素（以下、注目画素という）を中心とする３画素×３画素の画像を入力する。図３に示すのは、３画素×３画素の画像である。ここで、中心に位置する注目画素の信号値をＩ０、その隣接画素の信号値をＩｎ（ｎ＝１〜４）で表している。なお、注目画素が画像端部に位置する場合、３画素×３画素の領域に画像以外の部分が含まれるので、この部分の信号値を０として判定を行う。

次いで、注目画素の信号値Ｉ０と隣接画素の信号値Ｉ１〜Ｉ４との差Ｅ０〜Ｅ４を、下記式により求める。
Ｅ０＝Ｉ０−Ｉ１
Ｅ２＝Ｉ０−Ｉ２
Ｅ３＝Ｉ０−Ｉ３
Ｅ４＝Ｉ０−Ｉ４

次いで、Ｅ０〜Ｅ３のうちの最大値を求め、これを正のエッジ信号ＰＥＤＧＥとする。同様に、Ｅ０〜Ｅ３の符号を反転させたもののうち、最大値を求め、これを負のエッジ信号ＲＥＤＧＥとする。ＰＥＤＧＥ、ＲＥＤＧＥは下記式により示される。なお、Ｍａｘ（）は、かっこ内の値のうち最大値を出力する関数を示す。
ＰＥＤＧＥ＝Ｍａｘ（Ｅ０、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）
ただし、ＰＥＤＧＥ＜ＲＥＤＧＥのときＰＥＤＧＥ＝０
ＲＥＤＧＥ＝Ｍａｘ（−Ｅ０、−Ｅ１、−Ｅ２、−Ｅ３）
ただし、ＲＥＤＧＥ＜ＰＥＤＧＥのときＲＥＤＧＥ＝０

このようにして求めたＥ０〜Ｅ３と、ＰＥＤＧＥ、ＲＥＤＧＥがエッジ強度である。次に、求めたＰＥＤＧＥと、ＰＥＤＧＥについて予め定められた閾値ＴＨとを比較し、注目画素が輪郭を構成する画素かどうかを判定する。ＰＥＤＧＥ＞ＴＨであれば、輪郭を構成するとしてＥＧ＝１とする。一方、ＰＥＤＧＥ≦ＴＨであれば輪郭を構成しないとしてＥＧ＝０とする。
フラグ信号ＥＧは、濃度調整部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、セレクタ６に出力される。

次に、濃度調整部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、第１スクリーン処理部４Ａ、第２スクリーン処理部４Ｂについて説明するが、便宜上、第１スクリーン処理部４Ａ、第２スクリーン処理部４Ｂから先に説明する。
第１スクリーン処理部４Ａ、第２スクリーン処理部４Ｂは何れもディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施すものであるが、第１スクリーン処理部４Ａは第１ディザマトリクス、第２スクリーン処理部４Ｂは第２ディザマトリクスと、異なるディザマトリクスを用いる。

第２ディザマトリクスは、第１ディザマトリクスにより形成されるドットと異なる位置にドットが形成されるように閾値を定めて作成したものである。このとき、第１ディザマトリクスのドットと接触しないように閾値を定めることが好ましい。接触とは、あるドットの周囲（上下左右、斜めに位置する８画素）で他のドットが形成されることをいう。そのような第２ディザマトリクスとしては、例えば、第１ディザマトリクスの閾値の大小関係を逆転させた閾値を定めたものが挙げられる。

第２スクリーン処理部４Ｂでは、予め第１ディザマトリクスの閾値に対して、第２ディザマトリクスの閾値を定めた変換テーブルを備えている。そして、スクリーン処理を行う際、第２スクリーン処理部４Ｂはこの変換テーブルを用いて第１スクリーン処理部４Ａで使用する第１ディザマトリクスの閾値に対応する、第２ディザマトリクスの閾値を求め、スクリーン処理に用いる。第１スクリーン処理部４Ａで用いる第１ディザマトリクスがそのサイズ、形状等の条件を変更したものが複数種類ある場合には、その種類毎に変換テーブルを備えて各種類の第１ディザマトリクスに対応する第２ディザマトリクスの閾値を得られるようにする。

図４に第１ディザマトリクスの例を示し、図５に第２ディザマトリクスの例を示す。図４及び図５において、丸は画素を示し、各画素に付した１〜２６の番号は閾値の小さい順番を示している。図４及び図５に示すように、第１ディザマトリクス、第２ディザマトリクスは何れも２６画素とサイズが同一であり、形状も同一である。第１スクリーン処理部４Ａ、第２スクリーン処理部４Ｂは、スクリーン処理時、第１ディザマトリクス、第２ディザマトリクスをそれぞれ画像に対応させて、第１ディザマトリクス、第２ディザマトリクスで定められた閾値と画像の信号値とを比較し、閾値未満であれば信号値０、閾値以上であれば信号値２５５と２値化する。すなわち、図４及び図５の１〜２６の順番はドットが形成されやすい順番であることを示している。

第１ディザマトリクスは通常のスクリーン処理でも用いられる一般的なディザマトリクスであり、第１ディザマトリクスに対応する領域ではその中心から外郭へとドットが成長するように閾値が設定されている。すなわち、ディザマトリクスにより形成されるドットの集合を網点というが、この網点ができるだけ円状となるように閾値を設定する画素位置が考慮されている。

図４に示す第１ディザマトリクスで定められる２６の閾値は、画像の信号値の最小値と最大値間を均等に２７分割したところの値である。各閾値は最も小さい閾値が第１ディザマトリクスの２６画素のうちの中央にあたる画素位置に設定され、その後は値が大きい閾値から順に中央から時計回りの順に各画素位置に設定されていく。その結果、図４に示す１〜２６の順で設定される閾値の値は大きくなっていく。

第２ディザマトリクスの各閾値は、２６画素について対応する第１ディザマトリクスの各位置に定められている閾値を、信号値の最大値から差し引いた値である。例えば、第１ディザマトリクスの番号１の位置において閾値１０が定められている場合、第２ディザマトリクスの対応する位置では、信号値の最大値２５５とその閾値１０との差２４５が閾値として設定される。このようにして全ての画素について閾値を設定すると、閾値２４５は第２ディザマトリクスの中では閾値の小さい順としては２６番目にあたる。

上記のようにして第２ディザマトリクスの閾値を設定する結果、第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスの閾値の大小関係は逆転し、第１ディザマトリクスが図４に示すようにマトリクスの中心から外郭に向けて時計回りに円を描くように閾値が大きくなっていくのに対し、第２ディザマトリクスは図５に示すようにマトリクスの外郭から中心に向けて反時計回りに円を描くように閾値が大きくなっている。

このような第１ディザマトリクス、第２ディザマトリクスを用いて、第１スクリーン処理部４Ａ、第２スクリーン処理部４Ｂはそれぞれスクリーン処理を施し、処理後の２値画像をセレクタ６へ出力する。ここでは、第１スクリーン処理部４Ａによりスクリーン処理された画像をＳ１、第２スクリーン処理部４Ｂによりスクリーン処理された画像をＳ２と表す。

コントーン処理部５は、画像にコントーン処理を施す。
コントーン処理では、多値の画像を多値の画像で出力する場合、入力された多値の画像をそのまま出力する。つまり、無処理とする。一方、多値の画像を２値化して出力する場合、ディザマトリクスを用いず、１つの閾値（例えば、信号値の最大値と最小値の中間値）を用いて２値化を行い、その２値の画像を出力する。コントーン処理後の画像をＣｎで表す。

セレクタ６は、画素毎に信号値を選択するものである。選択された信号値からなる画像をＯＵＴで表す。セレクタ６は、輪郭判定部２から入力されるフラグ信号ＥＧに基づいて文字又は線画の輪郭の画像部分を判断し、文字又は線画の輪郭以外の画像部分については第１スクリーン処理部４Ａから出力された画像Ｓ１の信号値を選択し、文字又は線画の輪郭の画像部分については第１スクリーン処理部４Ａから出力された画像Ｓ１又は第２スクリーン処理部４Ｂから出力された画像Ｓ２のうち、信号値が大きい方を選択する。

ここで、画像の濃度が２０％付近の場合を例に説明する。図４、図５に示した第１及び第２ディザマトリクスは各閾値の間隔が均等であるので、スクリーン処理が施されると、画像の濃度が２０％付近では２６画素中の２０％、つまり番号１〜５の５画素について信号値が１となり、ドットが形成されることになる。このときの網点率は５／２６≒２０％である。網点率はディザマトリクス全体の画素数に対してドットを形成する画素数の比率である。

図６はこのときに第１スクリーン処理部４Ａから出力される画像Ｓ１におけるドットの形成パターンを示す図であり、図７は第２スクリーン処理部４Ｂから出力される画像Ｓ２におけるドットの形成パターンを示す図である。図６に示す画像Ｓ１と図７に示す画像Ｓ２のうち何れか大きい方の信号値を選択して出力すると、出力された画像のドットの形成パターンは図８に示すものとなる。

図８に示すように、第１ディザマトリクスにより形成されるドットと、第２ディザマトリクスにより形成されるドットは異なる位置に形成されるように、かつ互いに接触しないように形成されることとなる。これは、第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスの閾値の大小関係が逆転しているため、ドットの形成されやすい順番が第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスとで逆になることによる。

網点率が２０％の場合に、セレクタ６において画像を選択した結果を図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示す。図９Ａ〜図９Ｃにおいて破線は文字又は線画のエッジ（境界）を示している。
図９Ａは、セレクタ６において第１スクリーン処理部４Ａの画像Ｓ１の信号値のみを選択した場合のドットの形成パターンを示している。図９Ｂは、輪郭以外の画素については画像Ｓ１の信号値、輪郭の画素については第２スクリーン処理部４Ｂの画像Ｓ２の信号値を選択した場合のドットの形成パターン、図９Ｃは輪郭以外は画像Ｓ１、輪郭は画像Ｓ１と画像Ｓ２のうち信号値が大きい方を選択した場合のドットの形成パターンである。

図９Ｂに示すように輪郭においては画像Ｓ２の信号値を選択することにより、輪郭部分に形成するドットを増やし、輪郭を強調することが可能となっている。また、図９Ｃに示すように輪郭においては画像Ｓ１、Ｓ２のうち何れか大きい方を選択することにより、輪郭に形成するドットをより増加させることができる。さらに、画像Ｓ１と画像Ｓ２のドットは接触していないため、連続的なドット形成による局所的な濃度上昇を防ぐことができる。

網点率が上昇すれば、画像Ｓ１のドットと画像Ｓ２のドットの接触しない領域は減っていき、網点率が５０％に達すると画像Ｓ１と画像Ｓ２のドットは完全に接触する。
網点率が３０％の場合の例を、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃに示す。図中の破線が文字又は線画のエッジを示すのは図９Ａ〜図９Ｃと同様である。
図１０Ａはセレクタ６において画像Ｓ１の信号値のみを選択したときのドットの形成パターンを示す図である。図１０Ｂは輪郭以外は画像Ｓ１、輪郭においては画像Ｓ２の信号値を選択し、図１０Ｃは輪郭以外は画像Ｓ１、輪郭においては画像Ｓ１と画像Ｓ２のうち大きい信号値を持つ方を選択したときのドットの形成パターンである。

図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、輪郭において画像Ｓ２を出力する、或いは画像Ｓ１又はＳ２の何れか大きい方を出力すると、画像Ｓ１のみを出力する場合に比べて輪郭をより強調することができる。しかし、網点率が３０％となると画像Ｓ１のドットが増えているのに加え、輪郭付近においてドットが形成される割合が増えるため、画像Ｓ１のドットと画像Ｓ２のドットとの間で斜め方向ではあるが接触する部分が生じている。

網点率４６％のときの例が、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃである。図１１Ａはセレクタ６において画像Ｓ１のみを選択したときのドットの形成パターンを示す図である。図１１Ｂは輪郭以外は画像Ｓ１、輪郭においては画像Ｓ２を選択し、図１１Ｃは輪郭以外は画像Ｓ１、輪郭においては画像Ｓ１と画像Ｓ２のうち信号値が大きい方を選択したときのドットの形成パターンである。
図１１Ｃに示すように、網点率４６％となれば輪郭のほとんどにドットが形成され、輪郭の強調度合いが大きくなる。その分、網点率３０％のときに比べ画像Ｓ１と画像Ｓ２のドットの接触も増えるが、周辺でドットが多く形成されるため、周辺との濃度差が小さくなり、視覚的には局所的な濃度上昇も目立たなくなるはずである。

このように、網点率が５０％未満であっても画像Ｓ１と画像Ｓ２のドットが接触する場合があり、輪郭が必要以上に強調される場合がある。また、網点率が５０％以上となれば、ドットが接触するだけでなく、第１ディザマトリクスのドットと第２ディザマトリクスのドットは同一の位置で形成されていくため、画像Ｓ２を選択する必要がない。そこで、第１スクリーン処理部４Ａと第２スクリーン処理部４Ｂによりスクリーン処理する画像の濃度を、濃度調整部３Ａ、３Ｃにおいて調整し、必要以上に輪郭強調されることによる画質劣化を防ぐ。

濃度調整部３Ａは第１スクリーン処理部４Ａが処理する画像の濃度を調整し、濃度調整部３Ｂは第２スクリーン処理部４Ｂが処理する画像の濃度を調整する。調整は、濃度調整部３Ａ及び濃度調整部３Ｂの双方で行うこともあれば、何れか一方のみが行うこととしてもよい。また、調整の対象となるのは文字又は線画の輪郭の画像部分である。濃度調整部３Ａ、３Ｂは、輪郭判定部２から入力されるフラグ信号ＥＧにより、文字又は線画の輪郭の画像部分を判別し、当該画像部分の濃度調整を行う。

調整の一例を図１２に示す。
図１２に示すのは、調整前の画像の濃度（％）と調整後の画像の濃度（％）との関係を示す濃度変換曲線（又は直線）ａ１１、ａ１２である。濃度調整部３Ａは濃度変換曲線ａ１１によって画像の信号値（信号値は濃度を示す）を変換して濃度調整を行い、同様に濃度調整部３Ｂは濃度変換曲線ａ１２によって濃度調整を行う。

図４に示す第１ディザマトリクスと図５に示す第２ディザマトリクスの場合、ドットが完全に接触しないのは網点率２５％未満である。よって、網点率が２５％以上となる濃度領域において濃度調整を行う必要がある。上記第１、第２ディザマトリクスは網点率と濃度は対応するため、図１２に示す調整例では、濃度変換曲線ａ１１を傾き１の直線とし、入力された画像の濃度をそのまま出力する。つまり濃度調整部３Ａでは画像の濃度を無調整とする。一方、濃度特性ａ１２は濃度２０％あたりまでは傾き１の直線とし、無調整とするが、濃度２５％を超えると画像の濃度上昇に伴って出力する濃度の上昇を鈍らせ、濃度５０％手前から画像の濃度の増加に伴って逆に出力する濃度が低下するように調整する。

このように濃度調整することにより、画像Ｓ１と画像Ｓ２のドットが完全に接触しない濃度２５％未満では無調整として通常通りドットを出現させ、接触が生じる２５％以上の濃度領域では画像Ｓ２で形成されるドットを減らして、画像Ｓ１と画像Ｓ２のドットの接触を回避することができる。

調整方法は上記に限らず、例えば図１３に示すような調整を行ってもよい。
図１３に示す例では、濃度調整部３Ａにおいても濃度変換曲線ａ２１によって濃度調整を行い、全般的に出力する濃度を抑える。一方、濃度調整部３Ｂでは濃度変換曲線ａ２２によって濃度２０％を超えたあたりで出力する濃度の上昇が鈍る点では前例と同じであるが、図１３の例では濃度調整部３Ａの出力する濃度を抑えていることに連動して、出力する濃度のピークを濃度６０％あたりにずらしている。
他にも、調整の目的に応じて、濃度変換曲線を直線としたり、曲線の形状を変えたりすることができる。

なお、ディザマトリクスの閾値の設定方法によっては濃度変換曲線の傾き等も変える必要がある。またディザマトリクスの形状やサイズ、閾値、スクリーン角度によってドットが接触するときの濃度領域は変わってくるので、用いる第１、第２ディザマトリクスの条件によって両者のドットが接触する濃度領域を求め、この濃度領域においては画像Ｓ２の信号値が画像Ｓ１の信号値よりも小さくなるように濃度調整を行えばよい。

また、濃度調整を行う代わりに、第１又は第２ディザマトリクスの閾値を調整することとしてもよい。ここでは、説明の便宜上、図１４Ａに示す小サイズのディザマトリクスの例で調整例を説明する。図１４Ａに示すディザマトリクスは２画素×２画素のサイズであり、０〜２５５の信号値を２値化するための閾値が設定されている。このディザマトリクスの各セルの位置をｅ（ｅ＝０、１、２、３）で示すと、ｅ＝０の位置での閾値は３２、ｅ＝１の閾値は９６、ｅ＝２の閾値は１６０、ｅ＝３の閾値は２２４である。

入力画像の信号値に対し、上記ディザマトリクスを用いた場合のスクリーン処理後の出力画像の信号値の平均値をプロットすると、図１４Ｂのａ３１で示すような特性線となる。特性線ａ３１は階段状となるがその階段の傾きは、傾き１の直線ａ３２に沿った形となる。傾き１の直線ａ３２は特性線ａ３１の平均的な濃度特性を示すものと考えられる。
ディザマトリクスの閾値によって濃度調整する場合、まず図１４Ｂにおいて傾き１の直線ａ３２を横軸方向に変形して所望の濃度特性曲線ａ３３を描く。そして、描いた濃度特性曲線ａ３３に沿うように特性線ａ３１を横軸方向に移動して変形させる。変形後の特性線をａ３４とすると、変形前の特性線ａ３１と傾き１の直線ａ３２との交点における出力画像の平均値は、変形後の特性線ａ３４と所望の濃度特性曲線ａ３３との交点における出力画像の平均値と同一値となる。

作成した特性線ａ３４において、変形前の特性線ａ３１において閾値に相当していた数値３２、９６、１６０、２２４は、変形後は３２、１７６、２１８、２４８に変化している。これらの数値が濃度調整を行う際に用いる閾値であるので、これを新たな閾値としてディザマトリクスに再設定する。閾値が再設定されたディザマトリクスによりスクリーン処理を行うことで、濃度調整された出力画像を得ることができる。つまり、スクリーン処理後の出力画像の濃度特性は図１４Ｂに示す濃度特性曲線ａ３３で示す濃度特性となる。

以上のように、本実施形態によれば、第１スクリーン処理部４Ａが第１ディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施した画像Ｓ１を出力し、第２スクリーン処理部４Ｂは第１ディザマトリクスにより形成されるドットと同一位置にドットが形成されないように閾値を定めた第２ディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施し、画像Ｓ２を出力する。セレクタ６は、文字又は線画の輪郭以外の画像部分については画像Ｓ１を選択し、文字又は線画の輪郭の画像部分については画像Ｓ１と画像Ｓ２のうち信号値が大きい方を選択して出力する。これにより、文字又は線画の輪郭の画像部分ではドットができるだけ形成されるように図ることができ、簡易な構成で輪郭の強調が可能となる。

また、第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスは、閾値の大小関係が逆転しているので、同じ濃度の画像を処理した場合でも第２ディザマトリクスのドットは、第１ディザマトリクスのドットが形成されにくい位置から形成されることとなる。よって、網点率５０％未満においては第１ディザマトリクスのドットと第２ディザマトリクスのドットが異なる位置に形成されるように、かつドットの接触が最小限となるようにドット形成をすることができ、連続したドットの打点を回避して局所的な濃度増加を防ぐことができる。
また、第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスは同一サイズとしているので、ドットが同一位置に形成されないように閾値を設定することが容易となる。

さらに、第２ディザマトリクスを用いた第２スクリーン処理部４Ｂを設けるだけでドットの接触を最小限とすることができるので、形成されるドットが異なる位置となるかを確認するため、或いは連続するドットの形成を避けるために周辺で形成されるドットの有無を確認するための回路をいくつも設ける必要がなく、簡易な構成で局所的な濃度増加を避けることができる。

また、ドットが接触する濃度領域では、画像Ｓ２の信号値が画像Ｓ１の信号値より小さくなるように、濃度調整部３Ａは第１スクリーン処理部４Ａが処理する画像の濃度を調整し、濃度調整部３Ｂは第２スクリーン処理部４Ｂが処理する画像の濃度を調整する。これにより、ドットが接触する濃度領域においては、輪郭の画像部分では第１ディザマトリクスのドットを選択するような構成とすることができる。これにより、第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスのドットの接触を防ぐことができ、輪郭部分が必要以上に強調されることを防止することができる。特に、網点率５０％以上ではドットの接触に加えて、第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスのドットが同一位置に形成されるため、第２ディザマトリクスのドットを選択する意味がなくなる。よって、この場合は円状の網点形状を形成する第１ディザマトリクスのドットを選択する構成とすることにより、中間調の再現性を優先することができる。

第２スクリーン処理部４Ｂは、変換テーブルを用いて第１ディザマトリクスの閾値から第２ディザマトリクスの閾値を求め、スクリーン処理に用いる。第１スクリーン処理部４Ａでは、画像の色やプリントの目的等によって第１ディザマトリクスの条件（ディザマトリクスの形状やサイズ、閾値の大きさ等）を変更することがあるが、変更された場合であっても、第２スクリーン処理部４Ｂは第１スクリーン処理部４Ａで用いられる第１ディザマトリクスに応じた第２ディザマトリクスを容易に求めることができ、変更に対応することができる。

なお、上記実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されない。
例えば、上記の例では第１又は第２ディザマトリクスで定められた閾値と画像の信号値とを比較して、閾値未満であれば信号値０（濃度範囲の最小値）、閾値以上であれば信号値２５５（濃度範囲の最大値）と２値化する例を説明したが、場合によっては閾値未満であれば信号値２５５、閾値以上であれば信号値０と、２値化の関係が逆になることもある。この場合は閾値の関係を逆として上記と同様の処理を行えばよい。また、スクリーン処理により画像を２値化する例を示したが、多値化する場合も上記と同様の処理により輪郭強調が可能となる。

多値化する場合、ディザマトリクスの各セルにつき２つの閾値を用いて多値化する方法が特開２００３−２３３８１１号公報に開示されている。図１４Ａに示した２画素×２画素のディザマトリクスを例に説明すると、ディザマトリクスのｅで示される各セルでの、入力画像とスクリーン処理後の出力画像の信号値の関係は図１５Ａに示すようなものとなる。図１５Ａに示すように、ｅ＝０のセルでは０、６３の２つの閾値があり、０以上６３未満の入力画像の信号値に対しては、その信号値に応じて０〜２５５の連続的な信号値を出力するが、６３以上では入力値に拘わらず全て２５５の信号値を出力する。同様にｅ＝１のセルでは６３、１２７、ｅ＝２のセルでは１２７、１９１、ｅ＝３のセルでは１９１、２５５の閾値が設定されており、小さい方の閾値未満では信号値０、小さい方の閾値以上で大きい方の閾値未満では０から２５５のうち入力値に応じた信号値、大きい方の閾値以上では２５５を出力する。

図１５Ｂから分かるように、このディマトリクスではｅ＝０、１、２、３の順にドットが出力されやすい。よって、このようなディザマトリクスを第１ディザマトリクスにする場合、第２ディザマトリクスは図１５Ｂに示すように各セルに適用する２つ閾値の組合せを第１ディザマトリクスと逆にすればよい。つまり、図１５Ｂに示すようにｅ＝０とｅ＝３に適用していた閾値を入れ替え、ｅ＝１とｅ＝２に適用していた閾値を入れ替えたものを第２ディザマトリクスとして採用する。これにより、第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスでは、ドットが出力されやすい順番が逆転するので、両者のディザマトリクスのドットは互いに接触しない異なる位置から生じやすくなる。

また、全ての閾値の大小関係を逆転させた第２ディザマトリクス（図５参照）は、第１ディザマトリクス（図４参照）と異なる位置にドットが形成されるように、かつ接触するドットが最小限となるように閾値を定めた好適な一例である。異なる位置にドットが形成されるようにするのであれば、図１６に示すように閾値を定めたものでもよい。

このように異なる位置にドットが形成されるように閾値を定める方法としては、まず第１ディザマトリクスの閾値の大きさを元にドットが形成されやすい順番を決定する。この順番を元に、第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスのドットが接触しない網点率５０％未満の位置を求め、この位置においてに第２ディザマトリクスのドットの形成されやすい順番を決定する。このとき、第１ディザマトリクスのドットの形成されやすい順番を元に、第１ディザマトリクスのドットと第２ディザマトリクスのドットができるだけ接触しないように第２ディザマトリクスのドットの形成されやすい順番を決定する。順番を決定したら、その順に第２ディザマトリクスの閾値の大きさを決定すればよい。この閾値の大きさは、第１ディザマトリクスの閾値の大きさと同じとすればよい。

また、第１スクリーン処理部４Ａからの画像Ｓ１と、第２スクリーン処理部４Ｂからの画像Ｓ２の何れか大きい方を、セレクタ６において選択していたが、これに限らず、第１スクリーン処理部４Ａからの画像Ｓ１とコントーン処理部５からの画像Ｃｎの何れか大きい方を選択する構成としてもよい。コントーン処理部５では多値の画像Ｃｎとする場合は入力された画像をそのまま出力する。よって、何れか大きい方を選択する場合、輪郭においてドットを形成しやすい状況とすることができ、輪郭強調が可能となる。また、もともとの画像をそのまま出力しているので、画像の再現性がよく画質劣化を抑えることができる。

また、上記実施形態では、第２ディザマトリクスのサイズを第１ディザマトリクスと同一としたが、第１ディザマトリクスのサイズの整数倍のサイズとしてもよい。例えば、４倍とする場合、図１７に示すような第２ディザマトリクスを採用することができる。図１７に示す第２ディザマトリクスは、図５に示す第２ディザマトリクスを４つ組み合わせたものであり、サイズは２６画素×４＝１０４画素となっている。このように、第１ディザマトリクスよりも大きいサイズとすることにより、輪郭の強調をするだけでなく、その階調性を向上させることができる。

なお、図１７に示す例では、組み合わせた４つのディザマトリクスに順番にドットが形成されるように閾値を設定しているが、このような閾値の組合せには限らず、図５に示すように閾値が設定された第２ディザマトリクスをそのまま組み合わせて、ディザマトリクス単位でドットが形成されるように閾値を設定してもよい。

また、本発明に係る画像処理をプログラム化してソフトウェア処理により実現する場合、そのプログラムのコンピュータ読み取り可能な媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＣＤ-ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、プログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も本発明に適用される。

本実施形態におけるＭＦＰの機能的構成を示す図である。 画像処理部のスクリーン処理を行う際に主に機能する構成部分を示す図である。 エッジ判定を行う画像単位を示す図である。 第１ディザマトリクス例である。 第２ディザマトリクス例である。 網点率２０％のときの第１ディザマトリクスによるドット形成パターンを示す図である。 網点率２０％のときの第２ディザマトリクスによるドット形成パターンを示す図である。 網点率２０％のときの第１ディザマトリクス又は第２ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像のうち、信号値が大きい方を出力したときのドット形成パターンを示す図である。 網点率２０％のとき、第１ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像を選択した場合のドット形成パターンを示す図である。 網点率２０％のとき、輪郭については第２ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像を選択した場合のドット形成パターンを示す図である。 網点率２０％のとき、輪郭については第１ディマトリクスによりスクリーン処理された画像と、第２ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像のうち、何れか信号値が大きい方を選択した場合のドット形成パターンを示す図である。 網点率３０％のとき、第１ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像を選択した場合のドット形成パターンを示す図である。 網点率３０％のとき、輪郭については第２ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像を選択した場合のドット形成パターンを示す図である。 網点率３０％のとき、輪郭については第１ディマトリクスによりスクリーン処理された画像と、第２ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像のうち、何れか信号値が大きい方を選択した場合のドット形成パターンを示す図である。 網点率４６％のとき、第１ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像を選択した場合のドット形成パターンを示す図である。 網点率４６％のとき、輪郭については第２ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像を選択した場合のドット形成パターンを示す図である。 網点率４６％のとき、輪郭については第１ディマトリクスによりスクリーン処理された画像と、第２ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像のうち、何れか信号値が大きい方を選択した場合のドット形成パターンを示す図である。 濃度調整の一例を示す図である。 濃度調整の一例を示す図である。 ２画素×２画素のディザマトリクスである。 入力画像の信号値と出力画像の信号値の平均値の関係を示す図である。 多値化を行う場合の第１ディザマトリクスにおける入力画像の信号値と出力画像の信号値の関係を示す図である。 多値化を行う場合の第２ディザマトリクスにおける入力画像の信号値と出力画像の信号値の関係を示す図である。 第２ディザマトリクスの他の例を示す図である。 第２ディザマトリクスのサイズが、第１ディザマトリクスのサイズの整数倍である場合の例を示す図である。

符号の説明

１００ ＭＦＰ
１０ 制御部
１２ コントローラ
１５ 記憶部
１６ 画像メモリ
１７ プリンタ部
１ 画像処理部
２ 輪郭判定部
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 濃度調整部
４Ａ 第１スクリーン処理部
４Ｂ 第２スクリーン処理部
５ コントーン処理部
６ セレクタ

Claims (8)

1. 画像から文字又は線画の輪郭を構成する画像部分を判定する輪郭判定部と、
   第１ディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施す第１スクリーン処理部と、
   前記第１ディザマトリクスにより形成されるドットと異なる位置にドットが形成されるように閾値を定めた第２ディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施す第２スクリーン処理部と、
   前記輪郭を構成すると判定された画像部分においては、前記第１スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像と、前記第２スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像のうち、何れか信号値が大きい方を、スクリーン処理後の画像として選択し出力するセレクタと、
   を備える画像処理装置。
2. 前記第２ディザマトリクスの閾値は、各画素について対応する第１ディザマトリクスの各位置に定められている閾値を、信号値の最大値から差し引いた値である請求項１に記載の画像処理装置。
3. 第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスのドットが接触する濃度領域では、前記第２スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像の信号値が、第１スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像の信号値より小さくなるように、第１スクリーン処理部により処理する画像及び／又は第２スクリーン処理部により処理する画像の濃度を調整する濃度調整部を備える請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 第１ディザマトリクスと第２ディザマトリクスのドットが接触する濃度領域では、前記第２スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像の信号値が、第１スクリーン処理部によりスクリーン処理された画像の信号値より小さくなるように、第１ディザマトリクス及び／又は第２ディザマトリクスの閾値を定める請求項１又は２に記載の画像処理装置。
5. 前記第２スクリーン処理部は、前記第１ディザマトリクスの閾値に対して、当該第１ディザマトリクスとドットと異なる位置にドットが形成されるように定めた閾値が設定された変換テーブルを用いて、前記第１スクリーン処理部で用いられる第１ディザマトリクスの閾値に対応する第２ディザマトリクスの閾値を求め、スクリーン処理に用いる請求項１〜３の何れか一項に記載の画像処理装置。
6. 第２ディザマトリクスのサイズは、前記第１ディザマトリクスと同一のサイズである請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置。
7. 前記第２ディザマトリクスのサイズは、前記第１ディザマトリクスのサイズの整数倍である請求項１〜５の何れか一項に記載の画像処理装置。
8. 画像から文字又は線画の輪郭を構成する画像部分を判定する工程と、
   第１ディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施す工程と、
   前記第１ディザマトリクスにより形成されるドットと異なる位置にドットが形成されるように閾値を定めた第２ディザマトリクスを用いて画像にスクリーン処理を施す工程と、
   前記輪郭を構成すると判定された画像部分においては、前記第１ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像と、前記第２ディザマトリクスによりスクリーン処理された画像のうち、何れか信号値が大きい方を、スクリーン処理後の画像として選択し出力する工程と、
   を含む画像処理方法。

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