JP7187278B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムに関し、特にプリント出力における濃度ムラ補正に関するものである。

フルライン型のインクジェット記録装置においては、インクを吐出する記録ヘッドと記録媒体との１回の相対走査によって、記録媒体上に画像が完成する。また、シリアル型のインクジェット記録装置であっても、シングルパス記録を採用する場合は、記録ヘッドと記録媒体との１回の相対走査によって記録媒体上の単位画像領域の画像が完成する。

このような記録ヘッドと記録媒体との１回の相対走査（以下、シングルパスと称す）によって画像を完成させる場合、インクを吐出する個々のノズルの吐出特性が画像に現れる場合がある。例えば、平均よりも吐出量が小さかったり、吐出方向が偏向してしまったりするノズルによって記録された記録媒体上の１ラインは、濃度が低い領域として認識されやすい。一方、平均よりも吐出量が大きいノズルによって記録された１ラインは、濃度が高いライン領域として認識されやすい。そして、このような濃度が低いラインと濃度が高いラインが同じ記録媒体上に混在すると、濃度ムラとなって認識される。

特許文献１には、このような濃度ムラを低減するための方法として、画像データを、個々のノズルの吐出特性に応じて補正する補正方法が開示されている。

また特許文献２には、吐出方向が偏向するノズルについては、当該ノズルが記録するラインで所望の濃度が得られるようにするために、記録媒体で形成されるドットサイズを大きいサイズに補正する方法が開示されている。

特開平４－４１２４３号公報 特開２００６－１３０９０４号公報

しかしながら、特許文献１のように画像データに対し補正を行うと、その後行われる量子化処理によって、ドットの疎密が強調されてしまう場合がある。具体的には、補正に伴う画像データにおける画素毎の濃度の増減が量子化処理で用いるディザマトリクスと干渉してドットの疎密を招き、画像を観察した際に粒状感として認識されてしまう場合がある。

これに対し、特許文献２では、量子化処理によってドットの記録または非記録が決定さ後にドットサイズの補正を行っているため、ディザマトリクスとの干渉は招致されない。しかしながら、特許文献２では、濃度が高くなってしまう領域について、ドットサイズを小さくすることが出来ずドットの数を削減しているため、ディザマトリクスが指定するドットの配置が維持されない。その結果、粒状感が悪化してしまう場合があった。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものである。よってその目的とするところは、画像の粒状感を悪化させること無く個々のノズルの吐出特性のばらつきに伴う濃度ムラを低減することである。

そのために本発明は、Ｎ段階（Ｎは３以上の整数）の濃度を表現可能なノズルが所定の方向に複数配列された記録ヘッドに対し、前記所定の方向と交差する方向に記録媒体を相対的に移動させることにより、前記記録媒体に前記Ｎ段階の濃度を表現するためのＮ値の記録データを生成する画像処理装置であって、画像データを取得する取得手段と、前記画像データを、前記複数のノズルのうち一部のノズルの濃度特性に基づいて作成された第１補正テーブルを用いて補正することにより、第１補正データを生成する第１補正手段と、前記画像データを、前記複数のノズルそれぞれの濃度特性に基づいて作成された第２補正テーブルを用いて補正することにより、第２補正データを生成する第２補正手段と、前記第１補正データを量子化して第１量子化データを生成する第１量子化手段と、前記第２補正データを量子化して第２量子化データを生成する第２量子化手段と、前記第１量子化データと前記第２量子化データとに基づいて、前記Ｎ値の記録データを生成する生成手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、画像の粒状感を悪化させること無く個々のノズルの吐出特性のばらつきに伴う濃度ムラを低減することが可能となる。

インクジェット記録装置と記録ヘッドの概略構成図である。 第１実施形態における画像処理システムのブロック図である。 共通濃度補正テーブルとノズル別濃度補正テーブルを示す図である。 画像処理の工程を説明するためのフローチャートである。 画像処理の工程における画像データの変換の様子を示す図である。 従来法を採用した場合の画像データの変換の様子を示す図である。 従来法と本実施形態のドットパターンを比較する図である。 第２実施形態における画像処理システムのブロック図である。 ドットサイズ分解テーブルを示す図である。 第３実施形態における画像処理システムのブロック図である。 第４実施形態における画像処理システムのブロック図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例にすぎず、本発明は図示された構成に必ずしも限定されるものではない。

（第１の実施形態）
図１（ａ）および（ｂ）は、本実施形態で使用するインクジェット記録装置２（以下、単に記録装置とも言う）の概略構成図である。図１（ａ）に示すように、インクジェット記録装置２には、ブラック（Ｋ）、シアン（C）、マゼンタ（M）、イエロー（Y）のインクをそれぞれ吐出するノズル列２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙが配された記録ヘッドが搭載されている。

搬送ローラ２２は、記録媒体Ｓを所定の速度でｘ方向に搬送させる。平板から成るプラテン２３は、ノズル列２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙの吐出口面に対向し、搬送される記録媒体Ｓを背面から支持する。プラテン２３に支持されている領域の記録媒体Ｓは平滑性が維持され、吐出口面からの距離が一定に保たれる。

図１（ｂ）に示すように、ノズル列２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙのそれぞれには、インクを滴として吐出する複数のノズル２１が、ピッチｄの間隔で記録媒体Ｓの幅に対応する距離Wだけｙ方向に複数配列されている。また、４列のノズル列２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙは、ｘ方向に並列に配置されている。

個々のノズル２１にはピエゾ素子が配され、このピエゾ素子に印加する電圧のパルス形状を変更することによって、吐出される液滴の量を（Ｎ－１）段階に調整可能とする。その結果、記録媒体では、Ｎ段階（Ｎは３以上の整数）の濃度を表現可能とする。本実施形態においては、このような吐出量の調整により、記録媒体に小ドットと中ドットを記録可能とする。記録媒体Ｓにおける小ドットと中ドットの面積比は約１：２とする。

以上説明した構成のもと、記録装置２は、搬送ローラ２２を用いて記録媒体Ｓを所定の速度でノズル配列方向と交差するｘ方向に移動させながら、ノズル列２０Ｋ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙの夫々から記録データ（吐出データ）に従って各色のインクを吐出する。これにより、記録媒体Ｓには、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順にインクが付与され、所望の画像が記録される。

図２は、本実施形態の画像処理システムにおける処理の構成を説明するためのブロック図である。画像処理システムは、図１で説明した記録装置２と、記録装置２に供給する記録データを生成するための画像処理装置１を含んでいる。画像処理装置１と記録装置２は、プリンタインタフェース又はネットワークインタフェースによって接続される。

画像処理装置１は、例えばＰＣ、デジタルカメラ、携帯端末のような不図示の入力デバイスより、プリント出力するための印刷ジョブを受信し、当該ジョブに含まれる画像データに基づいて記録装置が記録可能な記録データを生成し、記録装置２に出力する。画像処理装置１は、ハードウェア的にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備え、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されているプログラムに従ってＲＡＭをワークエリアとしながら装置全体を制御する。図２では、ＣＰＵが実行するソフトウェア的な処理機能をブロックとして示している。以下、詳細に説明する。

画像データを含む印刷ジョブは、入力端子１０より画像処理装置１に入力される。本実施形態において、画像処理装置１が受信する画像データは、個々の画素について８ビット２５６階調で各色の濃度を示すＣＭＹＫごとのデータ（以下、まとめてＣＭＹＫデータとも記す）とする。すなわち、各色の画像データにおいては、個々の画素についてシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックいずれかの濃度情報が、それぞれ２５６階調で表現されている。本実施形態において、これら画像データは、第１補正処理部１１と第２補正処理部１２のそれぞれに入力される。以下の処理は、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローのそれぞれの画像データについて並行且つ同様に行われが、ここでは説明を簡単にするためブラックの画像データについてのみの処理を説明する。

第１補正処理部１１は、予めメモリに格納されている共通補正テーブル１７を用い、８ビット２５６階調の画像データＩＭを補正する。第１補正処理部１１から出力される第１補正処理が実行された画像データは、画像データＩＭと同じく８ビット２５６階調であり、以下第１補正データＩＭ１と表記する。

図３（ａ）は、共通補正テーブル１７を示す図である。横軸が入力画素値、縦軸が出力画素値である。インクジェット記録装置では、ドット同士が重ならない低階調部では入力濃度画素値と記録媒体で表現される濃度はほぼ線形関係にあるが、ドット同士が重なり合う中階調以上では入力濃度画素値に対し濃度が頭打ちになる傾向がある。第１補正処理では、図３（ａ）に示すような下に膨らんだ形状の補正テーブルを用いて変換処理を行うことにより、入力濃度画素値と記録媒体で表現される濃度を線形関係にする。

本実施形態では、同じ吐出量を出力するよう設計された複数のノズルの中でも吐出量の大きいノズル（高濃度ノズル）を基準とした補正テーブルを共通補正テーブル１７として用意する。そして、第１補正処理部１１は、この補正テーブルを用いて全ノズルの全画素についての補正処理を行う。

一方、第２補正処理部１２は、予めメモリに格納されているノズル別補正テーブル１８を用い、８ビット２５６階調の画像データＩＭを補正する。第２補正処理部１２から出力される第２補正処理を実行された画像データは、画像データＩＭと同じく８ビット２５６階調であり、以下第２補正データＩＭ２と表記する。

図３（ｂ）は、 ノズル別補正テーブル１８を示す図である。図３（ａ）と同様、横軸が入力画素値、縦軸が出力画素値である。第２補正処理部１２は、記録媒体で表現される濃度をノズル間で均一にするための補正処理を行う。このため、ノズル別補正テーブル１８においては、上記高濃度ノズルと同等の濃度を表現するために必要な正方向への補正量が、入力画素値に対応づけて設定されている。そして、このような補正テーブルはノズルの吐出特性に応じて複数種類用意されている。第２補正処理部１２は、受信した画素データのノズル位置に応じて、複数の補正テーブルの中から１つのテーブルを選択し、選択したテーブルを用いて入力画像データＩＭを出力画像データＩＭ２に変換する。

図２のブロック図に戻る。第１量子化処理部１３は、第１補正処理部１１より出力された第１補正データＩＭ１に対し画素毎に２値化処理を行い、第１の２値データｑＩＭ１を出力する。具体的には、予めメモリに格納されているディザマトリクス１９を読み出し、ディザマトリクス１９の注目画素に対応する閾値Ｔｈと第１補正データＩＭ１における注目画素の画素値を比較する。ここで第１補正データにおける画素値も説明のためＩＭ１と表記する。ＩＭ１≧Ｔｈの場合は「１」、ＩＭ１＜Ｔｈの場合は「０」を出力する。第１量子化処理部１３から出力される第１の２値データｑＩＭ１において、画素値「１」は小ドットの記録、画素値「０」は非記録を示す。

一方、第２量子化処理部１４は、第２補正処理部１２より出力された第２補正データＩＭ２に対し画素毎に２値化処理を行い、第２の２値データｑＩＭ２を出力する。この際、第２量子化処理部１４は第１量子化処理部１３と共通のディザマトリクス１９を用いる。すなわち、ディザマトリクス１９の注目画素に対応する閾値Ｔｈと第２補正データＩＭ２における注目画素の画素値を比較する。以下、第２補正データにおける画素値も説明のためＩＭ２と表記する。ＩＭ２≧Ｔｈの場合は「１」、ＩＭ２＜Ｔｈの場合は「０」を出力する。第２量子化処理部１４から出力される第２の２値データｑＩＭ２において、画素値「１」はドットのサイズアップを示し、画素値「０」はドットのサイズ維持を示す。

ドットサイズ補正部１５は、第１量子化処理部１３から出力される２値データｑＩＭ１と、第２量子化処理部１４から出力される２値データ号ｑＩＭ２に基づいて、３値データｑＩＭ３を生成する。詳しくは、画素毎に中ドットの記録を示す画素値「２」、小ドットの記録を示す画素値「１」、非記録を示す画素値「０」のいずれかを示す３値データｑＩＭ３を生成する。具体的には、
ｑＩＭ１＝１ 且つ ｑＩＭ２＝１ のとき ｑＩＭ３＝２ （中ドット）
ｑＩＭ１＝１ 且つ ｑＩＭ２＝０ のとき ｑＩＭ３＝１ （小ドット）
ｑＩＭ１＝０ のとき ｑＩＭ３＝０ （ドット無し）
とする。

このような３値データは、記録データとして出力端子１６を介して記録装置２に送信される。記録装置２は、受信した記録データに従い、対応するノズルを用いて対応する画素位置に指定されたサイズのドットを記録する。

図４は、画像処理装置１のＣＰＵが、図２で説明した各処理部に実行させる画像処理の工程を説明するためのフローチャートである。ＣＰＵ１００１が、図４に示すフローチャートを実現可能なプログラムを読み出し実行することで、各構成（機能）が実現される。また図５（ａ）～（ｇ）は、上記一連の画像処理の工程における画像データの変換の様子を示す図である。以下、図５（ａ）～（ｇ）を参照しながら、図４のフローチャートに従って、上記画像処理を具体的に説明する。

図４のフローチャートは、画像処理装置１に対し、ホスト装置より印刷ジョブが入力されることによって開始される。本処理が開始されると、まずＳ３０１において、ＣＰＵは入力端子１０を介して個々の画素に対応するＣＭＹＫの入力画像データを取得し、ＲＡＭに展開する。

図５（ａ）は、Ｓ３０１においてＲＡＭに展開されたブラックの入力画像データの一部の一例を示す。図において、ｘ方向は記録媒体の搬送方向、ｙ方向はノズル列２０Ｋにおけるノズル並び方向を示す。すなわち図５では、ｙ方向に隣接する４ノズルのｘ方向８画素分に対し、ブラックの画像データとして各画素に画素値「８８」が一様に入力された場合を示している。

Ｓ３０２において、第１補正処理部１１は、共通補正テーブル１７を参照し、個々の画素に対応する入力画像データＩＭを第１補正データＩＭ１に変換する。第１補正処理では、全画素について共通の補正テーブルを用いるため、入力画像データＩＭにおいて全画素で同じ画素値である場合、出力第１画像データＩＭ１も全画素で同じ画素値となる。図５（ｂ）は、図５（ａ）で示す入力画像データの画素値「８８」が一律に「６４」に変換された状態を示している。

Ｓ３０３において、第２補正処理部１２は、ノズル別補正テーブル１８を参照し、ノズル毎に対応づけられた１次元の補正テーブルを用いて、個々の画素に対応する入力画像データＩＭにおける画素値を第２補正データＩＭ２における画素値に変換する。

図５（ｃ）は、図５（ａ）で示す入力画素値「８８」が第２補正処理部１２によって補正された結果を示している。第２補正処理では、ノズルごとに異なる補正テーブルを用いるため、入力画像データＩＭにおいて全画素で同値であっても、第２補正データＩＭ２においてはノズル単位即ちｙ方向の位置で異なる状態となる。ここでは、ｙ方向に並ぶ４つのノズルのうち、最も右に位置するノズルが、複数のノズルの中でも吐出量の大きい「高濃度ノズル」とする。そして、左より２番目のノズル、左より３番目のノズル、１番左のノズル、の順に吐出量が小さくなる場合を示している。

最も右に位置する高濃度ノズルについては、図３（ｂ）のテーブル０に従い、全ての画素について第２補正データＩＭ２では「０」となる。次に吐出量が大きい左から２番目のノズルについては、全ての画素について第２補正データＩＭ２は「１０」となっている。これは、当該ノズルにおいて、高濃度ノズルと同等の濃度を表現するためには、入力画像データＩＭにおける画素値「８８」に対し、「１０」程度の正方向への補正が必要であることを意味する。３番目に吐出量が大きい左から３番目のノズルについては、全ての画素について出力画像データＩＭ２でｄは画素値が「４２」となる。４番目に吐出量が大きい最も左のノズルについては、全ての画素について出力画像データＩＭで２は画素値「４８」となっている。このように、第２補正処理では、基準となる高濃度ノズルに対応する出力画像データにおける画素値は「０」に固定され、吐出量の小さいノズルほど大きい画素値に変換されるようになっている。

Ｓ３０４において、第１量子化処理部１３は、ディザマトリクス１９を用い、Ｓ３０２の第１補正処理で得られた２５６階調の第１補正データＩＭ１を第１の２値データｑＩＭ１に変換する。図５（ｄ）は、第１量子化処理部１３が参照するディザマトリクス１９の一部であり、図５（ｅ）は量子化の結果を示している。ディザマトリクス１９には、個々の画素に対応づけた閾値Ｔｈが定められており、第１量子化処理部１３は第１補正データＩＭ１における各画素の画素値と対応する閾値Ｔｈとの大小関係に基づいて、個々の画素を「１」または「０」に２値化する。本例の場合、８画素×４画素の画素領域のうち９個の画素が「１」、２３個の画素が「０」に量子化されている。

Ｓ３０５において、第２量子化処理部１４は、第１の量子化処理と同一のディザマトリクス１９を用い、Ｓ３０３の第２補正処理で得られ第２補正データＩＭ２を第２の２値データｑＩＭ２に変換する。図５（ｆ）は第２補正処理における量子化の結果を示している。本例の場合、８画素×４画素の画素領域のうち、最も左のノズルに対応する２個の画素と、左から３番目のノズルに対応する３つの画素が「１」、他の画素が「０」に量子化されている。第２量子化処理では、吐出量が少ないノズルほど、量子化値ｑＩＭ２が「１」となる確率が高くなる。

Ｓ３０６において、ドットサイズ補正部１５は、第１量子化処理部１３から出力された第１の２値データｑＩＭ１と、第２量子化処理部１４から出力された第２の２値データｑＩＭ２とに基づいて、３値データｑＩＭ３を生成する。図５（ｇ）は、第１量子化処理部１３からの２値データｑＩＭ１が図５（ｅ）、第２量子化処理部１４からの２値データｑＩＭ２が図５（ｆ）であった場合の、３値データｑＩＭ３を示している。図５（ｅ）において２値データｑＩＭ１が「１」である画素のうち、図５（ｆ）において２値データｑＩＭ２が「１」である画素のみが、量子化値が「１」から「２」に変更されている。

その後、Ｓ３０７において、ＣＰＵはＳ３０６で生成した３値信号ｑＩＭ３を出力端子１６を介して記録装置２に出力する。以上で本処理は終了する。

なお、以上では、Ｓ３０２で第１補正処理を行った後Ｓ３０３で第２補正処理を行い、Ｓ３０４で第１量子化処理を行った後Ｓ３０５で第２量子化処理を行う形態で説明したが処理の順番は上記に限定されるものではない。第２補正処理を行ってから第１補正処理を行ってもよいし、これらは並行して行ってもよい。また、第２量子化処理を行ってから第１量子化処理を行ってもよいしこれらは並行して行ってもよい。

本実施形態によれば、第１の量子化処理と第２の量子化処理で同じディザマトリクス１９を用いているため、第２の量子化処理によって記録「１」と定められる画素の全てを、第１の量子化処理によって記録「１」と定められる画素に含ませることができる。そして、第１の量子化処理によって記録「１」と定められる画素のうち、吐出量が小さく補正量が大きい画素（ノズル）ほど、量子化値が「２」となり易くなっている。図５の例では、吐出量が一番少ない最も左側のノズルと２番目に少ない左から３番目のノズルにおいて、量子化値が「１」から「２」に補正されている。

以下、比較例を用いて本実施形態の効果を説明する。図６（ａ）～（ｃ）は、従来法として特許文献１を採用した場合の画像データの変換の様子を示す図である。図６（ａ）は、図５（ａ）と同様、画像処理装置が受信したブラックの画像データを示す。図５（ａ）と同様、８画素×４画素の画素領域に「８８」の画素値が一様に入力された状態を示している。

特許文献１によれば、このような多値データに対して、本実施形態の第１補正処理に相当する処理、すなわち全画素に対し共通の補正テーブルを用いた補正処理を行った後、ノズルの吐出特性に応じた補正テーブルを用いたノズル毎の補正処理を行う。すなわち、吐出量が小さなノズルの濃度信号がより高い値となるような補正処理を行う。

図６（ｂ）は、上記ノズルごとの補正処理が行われた後の画像データを示している。本例においても、最も右側に位置するノズルの吐出量が最も大きく、次いで左から２番目、左から３番目、左から１番目の順に吐出量が小さくなるものとする。このため、補正後のデータにおいては、最も右側に位置するノズルの画素値が最も小さく、次いで左から２番目、左から３番目、左から１番目の順に画素値が大きくなるように補正される。

図６（ｃ）は、図６（ｂ）の画像データを本実施形態と同様の図５（ｄ）に示すディザマトリクスを用いて２値化した結果を示す図である。吐出量が小さく画素値が大きくなるように補正されたノズルほど、量子化値が「１」となる確率が高くなる。本例の場合、図６（ｃ）に示すように、ｘ方向またはｙ方向において連続してドットを記録する画素が発生している。

図７（ａ）および（ｂ）は、図６（ｃ）で示した従来法による量子化結果に従ってドットを記録したパターンと、図５（ｇ）で示した本実施形態の量子化結果に従ってドットを記録したパターンと、を比較する図である。

図７（ａ）に示す従来法では、吐出量の少ないノズルが記録するドットの数が追加されることにより、ノズルの吐出特性ばらつきに起因する濃度ムラが緩和されている。しかしながら、新たなドットが追加されることによってドットの疎密が招致され、隣接した位置に連続して記録されたインク滴同士は、紙面上で凝集して大きなドットを形成しやすくなる。すなわち、高い分散性が得られるように作成されたディザマトリクスを用いても、その分散性が十分に反映されず、粒状感が目立ち易い画像となってしまう。

一方、図７（ｂ）で示す本実施形態のドットパターンによれば、吐出量の少ないノズルが記録するドットがサイズアップされることにより、ノズルの吐出特性ばらつきに起因する濃度ムラが緩和されている。このため、ディザマトリクスの分散性が反映されたドットパターンが維持されている。

すなわち、以上説明した本実施形態によれば、ディザマトリクスが指定するドットの配置を維持しながら、吐出量の少ないノズルのドットを小ドットから中ドットに変更することができる。この際、高濃度ノズルと同等の濃度が得られるように高濃度ノズル以外のノズルのドットサイズを変更するため、ディザマトリクスが指定するドットの配置からドットが追加されたり削除されたりすることがない。その結果、画像の粒状感を悪化させること無く、個々のノズルの吐出特性のばらつきに伴う濃度ムラを低減することが可能となる。

ところで以上では、第１量子化処理部１３が２値に量子化し、ドットサイズ補正部１５によって３値に変更される例を説明したが、本実施形態はこのような形態に限定されない。本実施形態は、第１量子化処理部１３がＮ値に量子化し、ドットサイズ補正部１５によって（Ｎ＋１）値に変更される形態であればよい。

すなわち、記録装置が個々の画素について（Ｎ＋１）値の濃度表現が可能である場合、第１量子化処理部１３は、ＩＭを０～（Ｎ－１）値に量子化し、これをｑＩＭ１とすればよい。その上で、ドットサイズ補正部１５は、
ｑＩＭ１≠０ 且つ ｑＩＭ２＝１ のとき ｑＩＭ３＝ｑＩＭ１＋１ とし、
上記以外のときは、ｑＩＭ３＝ｑＩＭ１ とすればよい。

一例として、記録ヘッドが大、中、小の３つのサイズのドットを記録可能である場合を考える。この場合、第１量子化処理部１３は、小ドットの記録「１」、中ドットの記録「２」、ドット記録無し「０」をそれぞれ示す３値に量子化すればよい。そして、ドットサイズ補正部１５は、これら０～２の３値ｑＩＭ１を、第２量子化処理部の２値の結果ｑＩＭ２に基づいて以下の様に補正し、０～３の４値データｑＩＭ３を生成すればよい。
ｑＩＭ１＝１ 且つ ｑＩＭ２＝１ のとき ｑＩＭ３＝２ （中ドット）
ｑＩＭ１＝２ 且つ ｑＩＭ２＝１ のとき ｑＩＭ３＝３ （大ドット）
ｑＩＭ１＝１ 且つ ｑＩＭ２＝０ のとき ｑＩＭ３＝１ （小ドット）
ｑＩＭ１＝２ 且つ ｑＩＭ２＝０ のとき ｑＩＭ３＝２ （中ドット）
ｑＩＭ１＝０ のとき ｑＩＭ３＝０ （ドット無し）

（第２の実施形態）
本実施形態においても第１の実施形態と同様、図１（ａ）および（ｂ）で説明した記録装置２を用いるものとする。但し、本実施形態において記録ヘッドのノズル列２０に配列する個々のノズルは、小ドット、中ドット、大ドットの３つのサイズのドットを記録可能とする。本実施形態において、記録媒体における小ドット、中ドット、大ドットの面積比は約１：２：３とする。

図８は、本実施形態の画像処理システムにおける処理の構成を説明するためのブロック図である。第１補正処理部１１および第２補正処理部１２の処理、およびこれら処理部が使用する補正テーブル１７、１８の内容は、図２で説明した第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

本実施形態の第１量子化処理部２３は、予めメモリに格納されているドットサイズ分解テーブル２７を用いて、多値の第１補正データＩＭ１を、大ドット用多値データＬＭ１、中ドット用多値データＭＭ１、小ドット用多値データＳＭ１に分解する。

図９は、ドットサイズ分解テーブル２７を示す図である。横軸が入力画素値、縦軸が出力画素値である。入力画素値が小さいハイライト部においては小ドットのみが用いられ、中濃度領域では大、中、小ドットが混在して用いられ、高濃度領域では大ドットのみが用いられるように、夫々のサイズに対応する出力画素値が入力画素値に応じて増減している。本実施形態の第１量子化処理部２３は、このようなテーブルを用いて得られた小ドット用多値データＳＭ１、中ドット用多値データＭＭ１、大ドット用多値データＬＭ１、のそれぞれをディザマトリクス１９の閾値Ｔhと比較して、４値データｑＩＭ１を生成する。

以下、具体的に説明する。第１量子化処理部２３は、まず大ドット用多値データＬＭ１を、ディザマトリクス１９に格納されている閾値Ｔｈと比較する。そして、ＬＭ１≧Ｔｈの場合は「３」、ＬＭ１＜Ｔｈの場合は「０」をｑＩＭ１として設定する。

次に第１量子化処理部２３は、中ドット用多値データＭＭ１と大ドット用多値データＬＭ１の和ＳＵＭ１を、ディザマトリクス１９に格納されている閾値Ｔｈと比較する。そして、ＳＵＭ１≧Ｔであって且つ現段階でｑＩＭ１＝０である場合は「２」、ＳＵＭ１＜Ｔの場合は「０」を設定する。

更に、第１量子化処理部２３は、小ドット用多値データＳＭ１と中ドット用多値データＭＭ１と大ドット用多値データＬＭ１の和ＳＵＭ２を、ディザマトリクス１９に格納されている閾値Ｔｈと比較する。そして、ＳＵＭ２≧Ｔであって且つ現段階でｑＩＭ１＝０である場合は「１」、ＳＵＭ２＜Ｔの場合は「０」を設定する。

以上により、第１補正データＩＭ１における各画素の画素値は、０～３のいずれかの値を示す４値の信号に量子化される。このように、視覚的に目立ち易い大ドット、中ドット、小ドットの順番でディザマトリクスに従って記録位置を設定することにより、画像全体の粒状感をより一層低減することができる。

一方、第１量子化処理部２３は、ｑＩＭ１＝３となった画素について、第１補正データＩＭ１と最大画素値との誤差ΔＬＤ（＝ＩＭ１－２５５）を算出し、これを加算器２６に出力する。加算器２６は、第２補正処理部１２からの第１補正データＩＭ２における各画素の画素値に、上記誤差ΔＬＤを加算することによって新たな画素値ＩＭ２´を生成し、これを第２量子化処理部２４に送信する。そして、第２量子化処理部２４は、この新たな画素値ＩＭ２´をディザマトリクス１９に格納されている個々の画素位置に対応する閾値Ｔｈと比較し、２値データｑＩＭ２´を出力する。

ドットサイズ補正部２５は、第１量子化処理部２３からの２値データｑＩＭ１と第２量子化処理部２４からの２値データｑＩＭ２´に基づいて、大ドット「３」、中ドット「２」、小ドット「１」、非記録「０」のいずれかを示す４値データｑＩＭ３を生成する。具体的には、
ｑＩＭ１≠０ 且つ ｑＩＭ２＝１ のとき ｑＩＭ３＝ｑＩＭ１＋１
但し、ｑＩＭ３＝４のとき ｑＩＭ３＝３（リミット処理）
ｑＩＭ１≠０ 且つ ｑＩＭ２＝０ のとき ｑＩＭ３＝ｑＩＭ１
ｑＩＭ１＝０ のとき ｑＩＭ３＝０
とする。

このような４値データは、出力端子１６を介して記録データとして記録装置２に送信される。記録装置２は、記録データに従い、対応するノズルを用いて対応する画素位置に指定されたサイズのドットを記録する。すなわち、ｑＩＭ３＝３のときは大ドットを記録し、ｑＩＭ３＝２のときは中ドットを記録し、ｑＩＭ３＝１のときは小ドットを記録し、ｑＩＭ３＝０のときはドットを記録しない。

ここで、第１量子化処理部２３が生成し加算器２６にて加算される誤差ΔＬＤ（＝ＩＭ１－２５５）とは、大ドットが記録されることが設定された画素における、入力濃度画素値ＩＭＩと大ドット記録に相当する最大濃度画素値２５５との差分である。よって、この誤差を第２補正処理部１２より出力された正方向の補正値ＩＭ２に加算（実質的に減算）すれば、当該画素における補正量が減少し、第２量子化処理部２４において量子化値が「１」となる可能性が小さくなる。すなわち、大ドットが記録されることが既に設定され、現状よりも大きなドットを記録することが出来ない画素については、ドットのサイズ変更が指定される確率を予め低く抑えることができる。

その結果、本実施形態によれば、画像の粒状感を悪化させること無く、個々のノズルの吐出特性のばらつきに伴う濃度ムラを低減することが可能となる。

（第３の実施形態）
本実施形態においても第１の実施形態と同様、図１（ａ）および（ｂ）で説明した記録装置２を用いる。そして、記録ヘッドのノズル列２０に配列する個々のノズルは、小ドット、中ドット、大ドットの３つのサイズのドットを記録可能とする。本実施形態において、記録媒体における小ドット、中ドット、大ドットの面積比は約１：２：３とする。

図１０は、本実施形態の画像処理システムにおける処理の構成を説明するためのブロック図である。第１補正処理部１１および第２補正処理部１２の処理、およびこれら処理部が使用する補正テーブル１７、１８の内容は、図２で説明した第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

本実施形態の第１量子化処理部３３は、第２の実施系形態と同様、ドットサイズ分解テーブル２７を参照して、第２の実施形態と同じ工程で４値（０～３）の量子化データｑＩＭ１を生成する。そして得られた量子化の結果を第２量子化処理部３４に出力する。

本実施形態の第２量子化処理部３４は、第２補正処理部１２より出力された第２補正データＩＭ２を、上記実施形態のようにディザマトリクス１９を用いることなく、誤差拡散法によって量子化する。この際、第２の量子化処理部３４は、第１量子化処理部３３の量子化結果を参照し、量子化値ｑ１ＩＭ１が最大値「３」または最小値「０」である画素については、量子化値ｑＩＭ２を「１」にしないようにする。つまり、第２量子化処理部３４は、サイズアップが可能なドットが設定された画素、すなわち量子化値１ＩＭ１が「１」又は「２」である画素の中から、ドットをサイズアップさせる画素を誤差拡散法によって設定する。このように、ドットをサイズアップさせる画素を、誤差拡散法を用いて設定することにより、サイズアップされた相対的に目立ち易いドットを、上記実施形態よりも高い分散性で配置させることができる。

ドットサイズ補正部３５は、第１量子化処理部３３からの２値データｑＩＭ１と、第２量子化処理部３４からの２値データｑＩＭ２に基づいて、大ドット「３」、中ドット「２」、小ドット「１」、非記録「０」のいずれかを示す４値データｑＩＭ３を生成する。具体的には、
ｑＩＭ２＝１ のとき ｑＩＭ３＝ｑＩＭ１＋１
ｑＩＭ１＝０ のとき ｑＩＭ３＝ｑＩＭ１
とする。

以上説明した本実施形態によれば、ディザマトリクスが指定するドットの配置からドットが追加しり削除したりすることなく、ノズルの吐出特性に伴う濃度ムラを低減することができる。また、サイズアップされた相対的に目立ち易いドットを、より高い分散性で配置させることができる。

なお、以上では、記録ヘッドのノズル列２０が、大、中、小の３段階のドットを記録する場合を例に、第１量子化処理部３３とドットサイズ補正部３５がそれぞれ４値の量子化データを出力する形態で説明したが、本実施形態はこれに限定されない。第１量子化処理部３３の量子化値１ＩＭ１が最大値又は最小値である画素について、第２の量子化処理部３４が量子化値ｑＩＭ２を「１」にしないように誤差拡散処理を行うことが出来れば、５値以上の量子化データも生成可能である。

（第４の実施形態）
本実施形態においても第１の実施形態と同様、図１（ａ）および（ｂ）で説明した記録装置２を用いるものとする。そして、ノズル列２０に配列する個々のノズルは、小ドット、中ドット、大ドットの３つのサイズのドットを記録可能とする。

図１１は、本実施形態の画像処理システムにおける処理の構成を説明するためのブロック図である。第１補正処理部１１と第２補正処理部１２の処理、およびこれら処理部が使用する補正テーブル１７、１８の内容は、図２で説明した第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

本実施形態の第１の量子化処理部４３ではディザマトリクス１９を用いて、最大ドットを除いた量子化処理を行う。すなわち、第１量子化処理部４３は、多値の第１補正データＩＭ１を、中ドットの記録「２」、小ドットの記録「１」、ドット記録無し「０」のいずれかを示す３値に量子化し、量子化データｑＩＭ１として出力する。

一方、第２量子化処理部４４は、第１量子化処理部４３の量子化データｑＩＭ１を参照し、量子化データｑＩＭ１において最小値「０」である画素の量子化値は「１」にしない制約のもとで、誤差拡散処理を行う。そして、得られた２値の量子化データｑＩＭ１をドットサイズ補正部１５に出力する。

ドットサイズ補正部４５は、第１量子化処理部４３からの３値データｑＩＭ１と、第２量子化処理部３４からの２値データｑＩＭ２に基づいて、大ドット「３」、中ドット「２」、小ドット「１」、非記録「０」のいずれかを示す４値データｑＩＭ３を生成する。具体的には、以下に従って４値データｑＩＭ３を生成する。
ｑＩＭ２＝１ のとき ｑＩＭ３＝ｑＩＭ１＋１
ｑＩＭ２＝０ のとき ｑＩＭ３＝ｑＩＭ１

ドットサイズ補正部４５が生成した４値（Ｎ＋１値）データｑＩＭ３は、記録データとして出力端子１６を介して記録装置２に送信される。記録装置２は、受信した記録データに従って、対応するノズルを用いて対応する画素位置に指定されたサイズのドットを記録する。すなわち、ｑＩＭ３＝３のときは大ドットを記録し、ｑＩＭ３＝２のときは中ドットを記録し、ｑＩＭ３＝１のときは小ドットを記録し、ｑＩＭ３＝０のときはドットを記録しない。

以上説明した本実施形態においても、ディザマトリクスが指定するドットの配置を維持しながら、吐出量の少ないノズルサイズを大きくすることができる。その結果、画像の粒状感を悪化させること無く、個々のノズルの吐出特性のばらつきに伴う濃度ムラを低減することが可能となる。

（その他の実施形態）
以上の実施形態では、記録装置２として、図１（ａ）および（ｂ）のようなフルライン型のインクジェット記録装置を用いる場合を例に説明した。しかしながら本発明は、記録媒体に対する記録ヘッドの記録走査と、記録走査と交差する方向に記録媒体を搬送する搬送動作とを交互に行うシリアル型のインクジェット記録装置においても、好適に用いることができる。シリアル型の記録装置であっても、シングルパス記録で画像を完成させる場合は、個々のノズルの吐出特性が同一の画素ラインに現れる傾向があるため、上記実施形態で説明した画像処理を用いれば、上記実施形態と同様の効果を得ることが出来るためである。

また、以上では、個々のノズルにピエゾ素子を配し、このピエゾ素子に印加する電圧のパルス形状を変更することによって、ドットの大きさを変更可能な構成として説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものでもない。個々のノズルにはピエゾ素子ではなく、ノズル内のインクに膜沸騰を生じさせるための電気熱変換素子を配しても良い。この際、１つのノズルでサイズの異なるドットを記録することが困難な場合は、大ドット用のノズル列、小ドット用のノズル列のように、ドットサイズ別の複数のノズル列を用意しても良い。

更に、３値以上の量子化値をドットで表現する方法は、大ドット、中ドット、小ドットのようにドットサイズを異ならせる方法に限定されるものではない。濃ドット、中ドット、淡ドットのようにドットの濃さを異ならせる方法を採用しても良い。

更に、以上の実施形態では、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローそれぞれについての多値画像データが、画像処理装置１に入力される形態で説明したが本発明の画像処理装置はこのような形態に限定されるものではない。例えば、画像処理装置１は、入力画像データＩＭの供給元となるホスト装置にインストールされたプリンタドライバとすることもできる。この場合、ホスト装置にインストールされているアプリケーションが生成した画像データに対し所定の画像処理を施して多値の画像データＩＭを生成し、その後、上述したような本発明の特徴的な画像処理を行えばよい。

本発明は、上記実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１ 画像処理装置
１０ 入力端子
１１ 第１補正処理部
１２ 第２補正処理部
１３ 第１量子化処理部
１４ 第２量子化処理部
１５ ドットサイズ補正部
１７ 共通補正テーブル（第１補正テーブル）
１８ ノズル別補正テーブル（第２補正テーブル）
２０ ノズル列
２１ ノズル
Ｓ 記録媒体

Claims (13)

1. Ｎ段階（Ｎは３以上の整数）の濃度を表現可能なノズルが所定の方向に複数配列された記録ヘッドに対し、前記所定の方向と交差する方向に記録媒体を相対的に移動させることにより、前記記録媒体に前記Ｎ段階の濃度を表現するためのＮ値の記録データを生成する画像処理装置であって、
   画像データを取得する取得手段と、
   前記画像データを、前記複数のノズルのうち一部のノズルの濃度特性に基づいて作成された第１補正テーブルを用いて補正することにより、第１補正データを生成する第１補正手段と、
   前記画像データを、前記複数のノズルそれぞれの濃度特性に基づいて作成された第２補正テーブルを用いて補正することにより、第２補正データを生成する第２補正手段と、
   前記第１補正データを量子化して第１量子化データを生成する第１量子化手段と、
   前記第２補正データを量子化して第２量子化データを生成する第２量子化手段と、
   前記第１量子化データと前記第２量子化データとに基づいて、前記Ｎ値の記録データを生成する生成手段と
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記一部のノズルは、前記複数のノズルの中で相対的に高い濃度を表現する高濃度ノズルであり、
   前記第２補正テーブルは、前記高濃度ノズルと同等の濃度を表現するために、個々のノズルに対応づけて作成された補正テーブル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。
3. 前記第１量子化手段と前記第２量子化手段は同じディザマトリクスを用いることによって前記第１量子化データと前記第２量子化データをそれぞれ生成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記第１量子化手段はディザマトリクスを用いることによって前記第１量子化データを生成し、
   前記第２量子化手段は誤差拡散処理により前記第２量子化データを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
5. 前記第１量子化手段は、前記第１量子化データとして（Ｎ－１）値の量子化データを生成し、
   前記第２量子化手段は、前記第２量子化データとして１又は０の値を有する２値の量子化データを生成し、
   前記生成手段は、前記第２量子化データの値が１である画素について、前記第１量子化データの値を１つ大きな値に補正することにより、前記Ｎ値の記録データを生成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. 前記第２量子化手段は、前記第１量子化データの値が最小値である画素について、前記第２量子化データの値が１とならないように、前記第２補正データを生成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. 前記第１量子化手段は、前記第１量子化データとしてＮ値の量子化データを生成し、
   前記第２量子化手段は、前記第１量子化データの値が最大値である画素について、前記第１補正データと前記画像データが取り得る最大値との差分を前記第２補正データに加算した上で、前記第２補正データを量子化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。
8. 前記第２量子化手段は、前記第２量子化データとして１又は０の値を有する２値の量子化データを生成し、
   前記第１量子化手段は、前記第１量子化データとしてＮ値の量子化データを生成し、
   前記第２量子化手段は、前記第１量子化データの値が最小値または最大値である画素について、前記第２量子化データが１とならないように、前記第２補正データを生成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。
9. 前記ノズルは、前記記録媒体に（Ｎ－１）段階の異なるサイズのドットを記録可能であ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。
10. 前記ノズルは、ピエゾ素子を有し、当該ピエゾ素子に印加する電圧のパルス形状を異ならせることにより、前記記録媒体に（Ｎ－１）段階の異なるサイズのドットを記録することを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
11. 前記ノズルは、前記記録媒体に（Ｎ－１）段階の異なる濃度のドットを記録可能であ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。
12. Ｎ段階（Ｎは３以上の整数）の濃度を表現可能なノズルが所定の方向に複数配列された記録ヘッドに対し、前記所定の方向と交差する方向に記録媒体を相対的に移動させることにより、前記記録媒体に前記Ｎ段階の濃度を表現するためのＮ値の記録データを生成する画像処理方法であって、
    個々の画素に対する多値の画像データを取得する取得工程と、
    前記画像データを、前記複数のノズルのうち一部のノズルの濃度特性に基づいて作成された第１補正テーブルを用いて補正することにより、多値の第１補正データを生成する第１補正工程と、
    前記画像データを、前記複数のノズルそれぞれの濃度特性に基づいて作成された第２補正テーブルを用いて補正することにより、多値の第２補正データを生成する第２補正工程と、
    前記第１補正データを量子化して第１量子化データを生成する第１量子化工程と、
    前記第２補正データを量子化して第２量子化データを生成する第２量子化工程と、
    前記第１量子化データと前記第２量子化データとに基づいて、前記Ｎ値の記録データを生成する生成工程と
    を有することを特徴とする画像処理方法。
13. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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