JP2018011129A - 画像処理装置、画像処理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】入力画像が網掛け等の二値パターンを含む場合であっても、モアレの発生を防止する。【解決手段】ずれ量取得部（ずれ量取得手段）が、入力画像をプリンタ出力したときの座標点のずれ量を取得して、幾何補正部（幾何補正手段）が、入力画像に対してずれ量に応じた幾何補正を行う。そのとき、幾何補正部が、入力画像の座標点に対して揺らぎを付加した後で幾何補正を行うか、或いは入力画像の座標点を幾何補正した後で、幾何補正された座標点に対して揺らぎを付加する。そして、補間演算部が、幾何補正された座標点の画素値を補正演算によって算出して、擬似階調処理部（擬似階調処理手段）が、幾何補正された入力画像に対して、濃度階調を擬似階調で表す擬似階調処理を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関する。

電子写真方式の画像形成装置では、レジストずれやスキューずれ、表裏に印刷可能な画像形成装置では表裏ずれが発生する。そこで、ずれ量を測定して、ずれを相殺するように、予め画像の位置補正や変形補正を行う補正技術が知られている。

例えば、特許文献１には、画像情報を第１の方向に分割する画像分割手段と、乱数を生成して記憶する、または予め生成された乱数を記憶する乱数記憶手段と、第１の方向に分割された画像情報の各領域に対して画素の挿入または画素の間引きを行う補正処理の対象となる画素を決定する際の基準となる基準位置を、第１の方向と直交する第２の方向において異なる位置に決定する基準位置決定手段と、乱数記憶手段に記憶された乱数と基準位置決定手段によって決定された基準位置とに応じて、第１の方向に分割された画像情報の各領域において補正処理の対象となる画素を決定する画素決定手段と、画素決定手段によって決定された画素に対して補正処理を行って、画像情報の第１の方向の画像幅を変更する画像幅変更手段と、を具備する画像処理装置が開示されている。

この画像処理装置では、入力画像に対して擬似階調処理を行い、擬似階調処理後の２値画像に対して、基準位置の変動を伴う画像幅変更処理を行っていた。

しかしながら、このような従来の画像処理装置によると、入力画像が網掛け等の二値パターンを含むときには、二値パターンの周期と擬似階調処理のスクリーン周期との両方に対して、ともに干渉しないように、基準位置の変動周期を決めるのが困難であり、結果として、補正した画像にモアレ（干渉縞）を発生させてしまうおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、入力画像が網掛け等の二値パターンを含む場合であっても、補正した画像にモアレを発生させないことを目的とするものである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、プリンタ出力時に発生する入力画像のずれ量を取得するずれ量取得手段と、前記入力画像に対して、前記ずれ量に応じた幾何補正を行う幾何補正手段と、前記幾何補正された前記入力画像に対して、前記入力画像の濃度階調を擬似階調で表す擬似階調処理を行う擬似階調処理手段と、を備え、前記幾何補正手段は、前記入力画像あるいは前記入力画像の座標点に対して揺らぎを付加した後で、前記幾何補正による補正位置の画素値を補間演算によって算出する、ことを特徴とする。

本発明によれば、入力画像が網掛け等の二値パターンを含む場合であっても、モアレの発生を防止することができる。

図１は、第１の実施の形態の画像処理装置を備えた画像形成装置のハードウェア構成を示すハードウェアブロック図である。 図２は、第１の実施の形態の画像処理装置の機能構成を示す機能ブロック図である。 図３は、画像歪みに対する幾何補正の一例を示す図であり、図３（ａ）は、入力画像、および入力画像を幾何補正しないでプリンタ出力した幾何補正無し時の出力画像の一例を示す図である。図３（ｂ）は、入力画像を幾何補正した幾何補正後画像、および幾何補正後画像をプリンタ出力した出力画像の一例を示す図である。 図４は、幾何補正部の詳細構成を示す機能ブロック図である。 図５は、対応座標点算出部の機能について説明する図である。 図６は、補間演算部の機能について説明する図である。 図７は、揺らぎ付加部の機能について説明する図である。 図８は、揺らぎ関数の一例を示す図である。 図９は、揺らぎ付加の効果について説明する図であり、図９（ａ）は、入力画像の一例を示す図である。図９（ｂ）は、入力画像に対して、揺らぎを付加しないで横方向の倍率補正を行った結果の一例を示す図である。図９（ｃ）は、図９（ｂ）の画像を擬似階調処理した結果の一例を示す図である。図９（ｄ）は、入力画像に対して、揺らぎを付加して横方向の倍率補正を行った結果の一例を示す図である。図９（ｅ）は、図９（ｄ）の画像を擬似階調処理した結果の一例を示す図である。 図１０は、第１の実施の形態の画像処理装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。 図１１は、幾何補正の流れを示すフローチャートである。 図１２は、第１の実施の形態の変形例における幾何補正部の詳細構成を示す機能ブロック図である。 図１３は、揺らぎ付加部の機能について説明する図である。 図１４は、第２の実施の形態の画像処理装置の機能構成を示す機能ブロック図である。 図１５は、揺らぎ付加の効果について説明する図である。 図１６は、第２の実施の形態の画像処理装置が行う処理の流れを示すフローチャートである。

（第１の実施の形態の説明）
以下、この発明を実施するための第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明の画像処理装置を備えた画像形成装置の一実施の形態のハードウェア構成について、図１のハードウェアブロック図を用いて説明する。

図１に示す画像形成装置１００ａは、コントローラ１０１と、エンジン制御部１１０と、画像読取部１１１と、電子写真方式のプロッタ部１１２と、画像処理部１１３と、操作部１０８と、を備えている。画像形成装置１００ａは、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、デジタル複合機（ＭＦＰ：MultiFunction Peripheral）等として構成される。

コントローラ１０１は、ＣＰＵ１０２、ＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０４、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０５、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）１０６および操作Ｉ／Ｆ１０７を備え、操作Ｉ／Ｆ１０７は操作部１０８と接続している。これらの構成要素は、システムバス１０９によって互いに接続されている。コントローラ１０１は、一般的なマイクロコンピュータの構成を有している。

ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１０３をワークエリアとして、ＲＯＭ１０４またはＨＤＤ１０５に記憶されたプログラムを実行することにより、画像形成装置１００ａ全体を制御する。なお、プログラムは、ＲＯＭ１０４またはＨＤＤ１０５に予め組み込まれて提供される。また、プログラムは、インストール可能な形式、または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。さらに、プログラムをインターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

ＲＯＭ１０４およびＨＤＤ１０５は、不揮発性記憶媒体（記憶手段）であり、ＣＰＵ１０２が実行する各種プログラムや各種の固定データを格納している。

通信Ｉ／Ｆ１０６は、画像形成装置１００ａを、図１に非図示のＬＡＮ等のネットワークと接続するためのインタフェースである。

操作Ｉ／Ｆ１０７は、操作部１０８をシステムバス１０９に接続して、ＣＰＵ１０２から制御可能とするためのインタフェースである。

操作部１０８は、ユーザからの操作を受け付けるためのキー、ボタン、タッチセンサ等の操作手段と、ユーザに対して情報を提示するためのディスプレイ等の表示手段とを備えるユーザインタフェースである。

画像読取部１１１は、原稿の画像を読み取ってその画像データを取得する機能を備える画像読取手段である。

プロッタ部１１２は、画像読取部１１１が読み取った画像データ、あるいは通信Ｉ／Ｆ１０６を介して外部から入力された画像データに基づいて、出力紙（用紙）に画像を形成してプリンタ出力する機能を備えた電子写真方式の画像形成手段である。

画像処理部１１３は、画像読取部１１１が読み取った画像データや外部から入力された画像データに対して、後述する種々の画像処理を行う画像処理手段である。画像処理部１１３と、ＣＰＵ１０２と、ＲＡＭ１０３と、ＲＯＭ１０４と、ＨＤＤ１０５と、エンジン制御部１１０と、プロッタ部１１２と、は本発明における画像処理装置１１５ａを構成する。

エンジン制御部１１０は、画像読取部１１１、プロッタ部１１２および画像処理部１１３を、システムバス１０９を介してＣＰＵ１０２から受信したコマンドに従って制御する制御手段である。

（画像処理装置の機能構成の説明）
次に、本発明の第１の実施の形態の画像処理装置１１５ａの機能構成を、図２を用いて説明する。図２は、第１の実施の形態の画像処理装置１１５ａの機能構成を示す機能ブロック図である。

画像処理装置１１５ａは、描画指示取得部１、レンダリング部２、ずれ量取得部３、幾何補正パラメータ設定部４、幾何補正部５ａ、擬似階調処理部６およびプリンタ出力部７ａを備える。

画像処理装置１１５ａのうち、プリンタ出力部７ａは、図１に示したプロッタ部１１２に相当する。また、画像処理装置１１５ａのうち、プリンタ出力部７ａを除く各部は、図１に示したコントローラ１０１と、エンジン制御部１１０と、画像処理部１１３と、によって実現される。

描画指示取得部１は、ページ記述言語で記述された入力画像Ｉ１（図３参照）を取得する。また、片面印刷か両面印刷かの指示や、断裁用のトンボを出力紙の隅に描画するか否かの指示等、ユーザが各種選択した結果を反映した指示も合わせて取得する。「トンボ」とは見当標とも呼ばれて、印刷物を作成する際に、印刷物を仕上がりサイズに裁断するため、または多色刷りの見当合わせのために、版下の天地の左右四隅などに印刷する目印である。

レンダリング部２は、描画指示取得部１が取得したページ記述言語を解釈して、入力画像Ｉ１を、例えば各色８ｂｉｔの階調値を持つビットマップ画像に変換する。そのとき、入力画像Ｉ１に含まれている文字、ライン、グラフィック、イメージ等のオブジェクト情報も解釈して、ビットマップ画像の画素毎に付与する。

ずれ量取得部３は、四隅の座標点が、後述する幾何補正処理を行わずにプリンタ出力するとどう変化するか（どれくらいずれるか）を計測して取得するずれ量取得手段である。そのため、出力紙の表面と裏面の四隅にずれ量計測用のトンボを印字し、それぞれの座標点を計測する。その計測には、装置内蔵型のセンサで自動計測する方法や、記録媒体に印字したものを定規で手動計測して、その結果を入力してもらう方法がある。

幾何補正パラメータ設定部４は、ずれ量取得部３で取得された座標データから、幾何補正パラメータを算出する幾何補正パラメータ設定手段である。幾何補正パラメータは、幾何補正部５ａが入力画像Ｉ１に対してずれ量に応じた幾何補正を行うためのパラメータである。ずれ量は、出力紙の表面および裏面の各４点の座標点のずれ量である。

幾何補正部５ａは、レンダリング部２が出力した画像（例えばビットマップ画像）に対して、画像処理によりずれ量に応じた幾何補正を行なう幾何補正手段である。すなわち、幾何補正部５ａは、幾何補正パラメータ設定部４が算出した幾何補正パラメータを適用して、出力時に発生する位置ずれや歪みを見越した射影変換による幾何補正を行う。詳しくは後述する。また、幾何補正部５ａは、後述する揺らぎ付加を行う。

擬似階調処理部６は、幾何補正したビットマップ画像に対してスクリーン処理を行い、白画素と黒画素とに二値化を行う。擬似階調処理部６は、オブジェクト情報に応じて適用するスクリーンを切り替える。すなわち、オブジェクトが文字やラインの場合は、例えば３００線程度のスクリーンを適用する。また、オブジェクトがグラフィックやイメージの場合は、例えば２００線程度のスクリーンを適用する。

（画像歪みに対する幾何補正の説明）
次に、本実施の形態における、画像歪みに対する幾何補正について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、入力画像Ｉ１の一例を破線で示し、入力画像Ｉ１を幾何補正無しでプリンタ出力した場合に発生する画像の歪の一例として、幾何補正無し時の出力画像Ｉ２の一例を実線で示している。すなわち、本実施の形態によると、入力画像Ｉ１を幾何補正せずにプリント出力すると、入力画像Ｉ１は下方ほど幅広に変形して、上方ほど幅狭に変形する。

また、図３（ｂ）は、画像の歪みの発生を見越して、予め逆補正した幾何補正後画像Ｉ３を実線で示し、幾何補正後画像Ｉ３に対して幾何補正を行った場合の出力画像Ｉ４を破線で示している。すなわち、幾何補正後画像Ｉ３は、出力画像Ｉ４を入力画像Ｉ１と同じ形状にするために、予め歪を加えた画像である。

例えば、表裏ずれの場合は、入力画像Ｉ１が表面、幾何補正無し時の出力画像Ｉ２が幾何補正しない場合の裏面出力画像、予め逆補正した幾何補正後画像Ｉ３が裏面に対する幾何補正後画像、出力画像Ｉ４が逆補正した幾何補正後画像Ｉ３をプリンタ出力した画像となる。なお、ここでは、表面にはプリンタ出力しても歪が発生しないものとする。

ずれ量取得部３は、入力画像Ｉ１の四隅の座標データと幾何補正無し時の出力画像Ｉ２の四隅の座標データをそれぞれ取得する。そして、幾何補正パラメータ設定部４は、プリンタ出力時に発生する画像の歪を見越して逆補正を行って、幾何補正後画像Ｉ３を生成するための幾何補正パラメータを算出して設定する。

（幾何補正部の詳細構成の説明）
次に、幾何補正部５ａの詳細構成について説明する。図４は、画像処理装置１１５ａが備える幾何補正部５ａの詳細構成を示す機能ブロック図である。

図４に示すように、幾何補正部５ａは、対応座標点算出部５１と、４点抽出部５２ａと、補間演算部５３と、揺らぎ付加部５４ａと、を備える。

対応座標点算出部５１は、対応座標点算出手段の一例である。対応座標点算出部５１は、幾何補正後画像Ｉ３上の座標点（ｘ，ｙ）に対応する入力画像Ｉ１上の座標点（Ｘ，Ｙ）を、後述する幾何補正パラメータｈ１，ｈ２，…，ｈ８を用いて算出する。座標点（Ｘ，Ｙ）は、小数点以下の値を持つ実数値で算出する。

４点抽出部５２ａは、座標点（Ｘ，Ｙ）を取り囲む近傍４点をＸおよびＹの整数部の値に基づいて抽出する。

補間演算部５３は、補間演算手段の一例である。補間演算部５３は、座標点（Ｘ，Ｙ）を取り囲む近傍４点の画素値に対して補間演算を行い、補間演算の結果を座標点（ｘ，ｙ）の画素値として算出する。

揺らぎ付加部５４ａは、補間演算を行う前に、幾何補正部５ａに入力する、例えば８ビットの画像に対して、揺らぎを付加する処理を行う。

（対応座標点算出処理の説明）
次に、図５を用いて、対応座標点算出部５１が行う対応座標点算出処理について説明する。対応座標点算出部５１は、式１、式２に示す二次元射影変換式を用いて、幾何補正後画像Ｉ３上の座標点（ｘ，ｙ）に対応する入力画像Ｉ１上の座標点（Ｘ，Ｙ）を算出する。

式１、式２において、係数として記載したｈ１，ｈ２，…，ｈ８が、それぞれ幾何補正パラメータを表す。これらの幾何補正パラメータｈ１，ｈ２，…，ｈ８の値は、幾何補正前の画像と幾何補正後の画像との間で、対応する点のペアを最低４組抽出して決定する。具体的には、抽出された最低４組の対応する点のペア（入力画像Ｉ１上の座標点（Ｘ，Ｙ）と幾何補正後画像Ｉ３上の座標点（ｘ，ｙ））について、それぞれ（式１）および（式２）を生成する。そして、幾何補正パラメータｈ１，ｈ２，…，ｈ８に関する連立方程式を解くことによって、幾何補正パラメータｈ１，ｈ２，…，ｈ８の値を決定する。

その後、入力画像Ｉ１における座標点（Ｘ，Ｙ）の画素値およびオブジェクト情報を補間演算によって求めて、幾何補正後画像Ｉ３の座標点（ｘ，ｙ）の画素値およびオブジェクト情報とすることによって、入力画像Ｉ１の幾何補正が行われる。

（補間演算部の動作の説明）
次に、図６を用いて、補間演算部５３の動作について説明する。まず、４点抽出部５２ａ（図４）にて、座標点（Ｘ，Ｙ）の整数部に該当する座標点（Ｘ０，Ｙ０）と、座標点（Ｘ０，Ｙ０）に隣接する座標点（Ｘ０＋１，Ｙ０）、（Ｘ０，Ｙ０＋１）、（Ｘ０＋１、Ｙ０＋１）の計４つの座標点をそれぞれ算出する。

補間演算部５３は、重み係数ｗｘ（０≦ｗｘ≦１）、ｗｙ（０≦ｗｙ≦１）を、前述した４つの座標点の画素値に適用して、式３で表される線形補間によって座標点（ｘ，ｙ）の画素値を算出する。なお、座標点（α，β）の画素値をＩ（α，β）で表すものとする。
Ｉ（ｘ，ｙ）
＝Ｉ（Ｘ，Ｙ）
＝Ｉ（Ｘ０，Ｙ０）＊（１−ｗｘ）＊（１−ｗｙ）＋
Ｉ（Ｘ０＋１，Ｙ０）＊ｗｘ＊（１−ｗｙ）＋
Ｉ（Ｘ０，Ｙ０＋１）＊（１−ｗｘ）＊ｗｙ＋
Ｉ（Ｘ０＋１，Ｙ０＋１）＊ｗｘ＊ｗｙ （式３）

（揺らぎ付加の説明）
次に、揺らぎ付加部５４ａの作用について説明する。揺らぎ付加部５４ａは、以下に示す式４，式５によって、座標点（Ｘ，Ｙ）に対して揺らぎが付加された座標点（Ｘ’，Ｙ’）を算出する。
Ｘ’＝Ｘ＋Ｆ（Ｙ％Ｐ） （式４）
Ｙ’＝Ｙ＋Ｆ（Ｘ％Ｐ） （式５）
ここで、Ｆ（）は、周期Ｐ画素、振幅Ｑ画素の揺らぎ関数を表す。また、Ｙ％Ｐは、ＹをＰで割った余りを表し、Ｘ％Ｐは、ＸをＰで割った余りを表す。なお、揺らぎ関数Ｆ（）について、詳しくは後述する。

図７は、揺らぎ付加部５４ａの機能について説明する図である。図７に示すように、プロッタ部１１２（図１）が印字を行う方向、すなわち主走査方向に対して、例えば、点Ｒ１（Ｘ，Ｙ）を点Ｒ１’（Ｘ’，Ｙ）に変換することによって、縦線に対して縦線揺らぎが付加される。これによって、縦線を揺らす効果がある。また、用紙を搬送する方向、すなわち副走査方向に対して、例えば、点Ｒ２（Ｘ，Ｙ）を点Ｒ２’（Ｘ，Ｙ’）に変換することによって、横線に対して横線揺らぎが付加される。これによって、横線を揺らす効果がある。

揺らぎが付加された座標点（Ｘ’，Ｙ’）の画素値Ｉ（Ｘ’，Ｙ’）は、式３に示した補間演算によって求めることができる。

次に、図８を用いて、揺らぎ関数Ｆ（ｎ）の具体例について説明する。揺らぎ関数Ｆ（ｎ）は、例えば、ｓｉｎまたはｃｏｓの三角関数を用いて生成することができる。図８は、ｃｏｓ関数から揺らぎ関数Ｆ（ｎ）を生成した例を示す。このとき生成される揺らぎ関数Ｆ（ｎ）は、式６で表される。
Ｆ（ｎ）＝Ｑｃｏｓ（２πｎ／Ｐ）（ｎ＝１、２、３、…） （式６）

図８において、横軸がｎ、縦軸が揺らぎ関数Ｆ（ｎ）を表す。揺らぎ関数Ｆ（ｎ）の値は、その都度計算して座標点（Ｘ，Ｙ）に加算してもよいし、予め算出した揺らぎ関数Ｆ（ｎ）の値をテーブルとして、例えばＨＤＤ１０５（図１）に保存しておき、そのテーブルから読み出した値を座標点（Ｘ，Ｙ）に加算してもよい。

（揺らぎ付加の効果の説明）
次に、図９を用いて、前述した揺らぎ付加の効果について説明する。図９は、揺らぎ付加の効果を、実例に基づいて説明する図である。

入力画像Ｉ１に二値パターンが含まれている場合に、揺らぎ付加はモアレの発生を抑制する効果がある。以下に、二値パターンとして網点パターンを用いた場合を例にあげて説明する。

入力画像Ｉ１の網点パターンに対して倍率補正を行うと、補間演算によって白ドットの画素値と黒ドットの画素値とが平均化されるため、黒ドットの周りに、黒ドットの画素値と白ドットの画素値が平均化されたグレー画素の領域が発生する。また、図９（ａ）に示す入力画像Ｉ１に対して揺らぎを付加しない場合、図９（ｂ）に示すように、グレー画素の発生量が多い領域と、グレー画素の発生量が少ない領域と、が交互に出現する。このグレー画素の発生量が多い領域と、少ない領域と、は擬似階調処理後には、図９（ｃ）に示すように、ドット形状の崩れが多い領域と、ドット形状の崩れが少ない領域と、に置き換わる。ドット形状崩れが多い領域と、ドット形状崩れが少ない領域と、はプロッタ部１１２（図１）の書き込み特性により、出力紙面上で同じ濃度に見えるように出力するのが困難である。そのため、モアレが発生する。

揺らぎを付加することによって、グレー画素が網点パターン全体に散らばって発生するようになるため、図９（ｄ）に示すように、領域によるグレー画素の出現頻度の偏りが減少する。したがって、図９（ｅ）に示すように、擬似階調処理後もドット形状崩れの領域的な偏りが減って、モアレが発生しにくくなる。

図９からわかるように、横方向（Ｘ方向、主走査方向）の倍率補正でモアレの発生を抑制するには、縦線揺らぎを付加するのが効果的である。一方、縦方向（Ｙ方向、副走査方向）の倍率補正でモアレを抑制するには、横線揺らぎを付加するのが効果的である。

入力画像Ｉ１に含まれるベタ領域（平坦部）に揺らぎを付加しても、ベタ領域の内部の濃淡分布は何ら変化しない。すなわち、揺らぎを付加しない状態と同じである。したがって、ベタ領域で揺らぎの周期と擬似階調処理のスクリーン周期が干渉することによってモアレが発生することはない。

図８に示した揺らぎの周期Ｐと振幅Ｑとは、入力画像Ｉ１に含まれる二値パターンとの干渉が目立たないように、という点に考慮して決定すればよい。ただし、出力画像上（特に、二値パターン部以外の文字部等）で視認できるようでは副作用になってしまうため、視認できないレベルの微小なものにする必要がある。

（第１の実施の形態の処理の流れの説明）
以下、図１０を用いて、画像処理装置１１５ａが行う処理の流れについて説明する。図１０は、画像処理装置１１５ａが行う処理の流れを示すフローチャートである。

描画指示取得部１は、入力画像Ｉ１および描画指示を取得する（ステップＳ１０）。

レンダリング部２は、入力画像Ｉ１を、例えば各色８ｂｉｔの階調値を持つビットマップ画像に変換する（ステップＳ１２）。

ずれ量取得部３は、プリンタ出力によって発生するずれ量を計測して取得する（ステップＳ１４）。

幾何補正パラメータ設定部４は、ずれ量取得部３が取得した座標データに基づいて、幾何補正パラメータｈ１，ｈ２，…，ｈ８（式１、式２）の値を算出する（ステップＳ１６）。

幾何補正部５ａは、レンダリング部２が出力した画像（ビットマップ画像）に対して、画像処理によってずれ量に応じた幾何補正を行なう（ステップＳ１８）。なお、幾何補正部５ａが行う処理の詳細な流れは、後述する図１１に示す。

擬似階調処理部６は、幾何補正したビットマップ画像に対して擬似階調処理を行い、白画素と黒画素とに二値化を行う（ステップＳ２０）。

プリンタ出力部７ａは、用紙に画像を形成してプリンタ出力する（ステップＳ２２）。

（幾何補正部が行う処理の流れの説明）
次に、図１１を用いて、幾何補正部５ａが行う幾何補正の流れについて説明する。図１１は、幾何補正部５ａが行う処理の流れを示すフローチャートである。

揺らぎ付加部５４ａは、ビットマップ画像に対して揺らぎを付加する（ステップＳ３０）。

対応座標点算出部５１は、幾何補正後画像Ｉ３上の座標点（ｘ，ｙ）に対応する入力画像Ｉ１上の座標点（Ｘ，Ｙ）を算出する（ステップＳ３２）。

４点抽出部５２ａは、座標点（Ｘ，Ｙ）を取り囲む近傍４点を算出する（ステップＳ３４）。

補間演算部５３は、座標点（Ｘ，Ｙ）を取り囲む近傍４点の画素値に対して補間演算を行い、補間演算の結果を座標点（ｘ，ｙ）の画素値Ｉ（ｘ，ｙ）として算出する（ステップＳ３６）。その後、メインルーチン（図１０）に戻る。

（第１の実施の形態の変形例の説明）
次に、本発明の画像処理装置の第１の実施の形態の変形例である画像形成装置１００ｂについて説明する。画像形成装置１００ｂは、第１の実施の形態で説明した画像形成装置１００ａとほぼ同じ構成を有しており、第１の実施の形態が備える画像処理装置１１５ａに代わって画像処理装置１１５ｂを備える。画像処理装置１１５ｂの構成は、画像処理装置１１５ａの構成（図２）とほぼ同じであるが、幾何補正部５ａの構成のみが異なっている。

図１２は、第１の実施の形態の変形例である画像形成装置１００ｂが備える画像処理装置１１５ｂが有する幾何補正部５ｂの詳細構成を示す機能ブロック図である。幾何補正部５ｂは、対応座標点算出部５１と、４点抽出部５２ｂと、補間演算部５３と、揺らぎ付加部５４ｂと、を備える。

揺らぎ付加部５４ｂは、第１の実施の形態とは異なり、ビットマップ画像ではなく、座標点データに対して揺らぎ付加を行う。揺らぎの付加は、第１の実施の形態と同様に、式４、式５を用いて行う。ここで、図１３を用いて、揺らぎ付加部５４ｂが行う揺らぎの付加方法について説明する。図１３に示すように、揺らぎ付加部５４ｂは、座標点（Ｘ，Ｙ）に揺らぎを付加した座標点（Ｘ’，Ｙ’）を算出する。そして、４点抽出部５２ｂは、揺らぎを付加した座標点（Ｘ’，Ｙ’）を囲む近傍４点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の座標を入力画像Ｉ１から抽出する。その後、補間演算部５３は、座標点（Ｘ’，Ｙ’）の画素値Ｉ（Ｘ’，Ｙ’）を、４点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の画素値の補間演算によって求める。

幾何補正部５ｂは、座標点データに対して揺らぎを付加するため、入力画像Ｉ１上の座標点ではなく、補間演算によって画素値を求める座標位置が揺れることになる。しかし、相対的に見れば、補間演算によって画素値を求める座標位置に対して、入力画像Ｉ１上の座標点が揺れていると捉えることもできるため、幾何補正部５ｂからの出力値としては、後述する量子化誤差以外は第１の実施の形態と変わらない。

すなわち、第１の実施の形態における幾何補正部５ａは、レンダリング部２が出力したビットマップ画像に揺らぎを付加するため、揺らぎ付加部５４ａと補間演算部５３の双方において補間演算が行われる。したがって、必然的に量子化誤差が増える構成となっていた。これに対して、第１の実施の形態の変形例における幾何補正部５ｂは、座標点データに揺らぎを付加するため、補間演算は補間演算部５３における１回のみとなり、量子化誤差が増えない構成になっている点が異なる。

（第２の実施の形態の説明）
次に、本発明の画像処理装置の第２の実施の形態の画像形成装置１００ｃについて説明する。第２の実施の形態の画像形成装置１００ｃは、第１の実施の形態で説明した画像形成装置１００ａに対して、画像処理装置１１５ａの代わりに画像処理装置１１５ｃを備える。図１４は、第２の実施の形態の画像処理装置１１５ｃの機能構成を示す機能ブロック図である。以下、図１４を用いて、画像処理装置１１５ｃの構成について説明する。

図１４に示すように、画像処理装置１１５ｃは、描画指示取得部１と、レンダリング部２と、ずれ量取得部３と、幾何補正パラメータ設定部４と、幾何補正部５ａと、擬似階調処理部６と、プリンタ出力部７ｂと、を有する。プリンタ出力部７ｂは、図１のプロッタ部１１２に相当し、書き込みタイミング制御手段である書き込みタイミング制御部８を備えている。

画像処理装置１１５ｃはさらに、補正モード決定部９と、補正量分配部１０と、書き込み制御パラメータ設定部１１と、を有する。画像処理装置１１５ｃのプリンタ出力部７ｂを除く各部は、図１に示したコントローラ１０１と、エンジン制御部１１０と、画像処理部１１３と、によって実現される。

描画指示取得部１は、ページ記述言語で記述された入力画像Ｉ１の取得に加えて、片面印刷か両面印刷かの指示や、断裁用のトンボを出力紙の隅に描画するかの指示等、ユーザが各種選択を行った結果を反映した指示も合わせて取得する。なお、「トンボ」とは、印刷物を作成する際に、印刷物を仕上がりサイズに裁断するための位置や多色刷りの見当合わせのために、版下の天地の左右四隅などに付ける目印で、見当標とも言う。

幾何補正パラメータ設定部４は、ずれ量取得部３で取得されて、補正量分配部１０によって分配された座標データから、幾何補正パラメータを算出する幾何補正パラメータ設定手段である。

補正モード決定部９は、少なくともずれ量取得部３によって取得されたずれ量に応じて補正モードを選択して決定する補正モード決定手段である。

補正モード決定部９は、ずれ量取得部３によって取得されたずれ量に応じて、入力画像のプリンタ出力時に、第１の補正モードと第２の補正モードのいずれか一方を選択して決定する。第１の補正モードは、主走査方向および副走査方向に対して幾何補正部５ａによる幾何補正を行う補正モードである。一方、第２の補正モードは、主走査方向に対しては幾何補正部５ａによる幾何補正を行い、副走査方向に対しては書き込みタイミング制御部８による幾何補正を行う補正モードである。

補正モード決定部９は、さらに、描画指示取得部１からの片面印刷か両面印刷かの指示や、断裁用のトンボを出力紙の隅に描画するか等の指示情報に基づいて、補正モードを決定してもよい。

例えば、ずれ量補正に必要な補正機能がレジスト補正・倍率補正・スキュー補正以外の幾何補正（例えば台形補正など）である場合には、機能重視で第１の補正モードを選択する。ユーザにより断裁用のトンボを用紙の隅に描画する指示があった場合にも、位置精度重視で第１の補正モードを選択する。ユーザにより両面印刷が選択された場合も、位置精度重視で第１の補正モードを選択するのが望ましい。

一方、ずれ量補正に必要な補正機能がレジスト補正・倍率補正・スキュー補正のいずれか、あるいは、それらの組合せによる幾何補正であり、かつ、断裁用のトンボ描画指示なし、かつ、片面印刷の場合は、第２の補正モードを選択する。第２の補正モードであっても補正機能として対応でき、位置精度も比較的重要でないケースでは、モアレ発生の懸念がない第２の補正モードを選択するのが望ましい。

書き込み制御パラメータ設定部１１は、書き込みタイミング制御部８が、入力画像に対してずれ量に応じた幾何補正を行うための書き込み制御パラメータを、ずれ量取得部３が取得したずれ量に基づいて算出する書き込み制御パラメータ設定手段である。

補正量分配部１０は、幾何補正パラメータ設定部４および書き込み制御パラメータ設定部１１に対して、ずれ量取得部３が取得した表裏各４点の座標を受け渡す補正量分配手段である。

補正モード決定部９によって、第１の補正モードが選択された場合は、主走査方向（入力画像の左右方向）と副走査方向（入力画像の上下方向）のいずれも幾何補正部５ａによる幾何補正処理を行う。すなわち、補正量分配部１０は、ずれ量取得部３が取得した座標データを、いずれの方向も幾何補正部５ａによる補正処理を行うように、幾何補正パラメータ設定部４および書き込み制御パラメータ設定部１１のそれぞれに対して受け渡す。

一方、補正モード決定部９によって第２の補正モードが選択された場合は、主走査方向に対しては書き込みタイミング制御部８による幾何補正処理を行い、副走査方向に対しては幾何補正部５ａによる幾何補正処理を行う。すなわち、補正量分配部１０は、ずれ量取得部３によって取得した座標データを、上記の幾何補正処理が行われるように、幾何補正パラメータ設定部４および書き込み制御パラメータ設定部１１のそれぞれに対して受け渡す。

プリンタ出力部７ｂの書き込みタイミング制御部８は、補正量分配部１０から分配された座標データに対して、書き込み制御パラメータ設定部１１によって算出されたパラメータに応じて、主走査方向の書き込み開始位置および書き込みクロック周期を調整する。これは電気制御による幾何補正にあたる。なお、主走査方向の書き込み開始位置および書き込みクロック周期の調整によるレジスト補正や倍率補正は、既存の画像補正技術である。

補正モード決定部９で第１の補正モードが選択された場合は、第１の実施の形態と同じく、図７に示した縦線揺らぎと横線揺らぎの両方を付加する。

一方、補正モード決定部９で第２の補正モードが選択された場合は、図１５に示すように縦線揺らぎのみ付加する。モアレに関与するのは幾何補正部５ａによる幾何補正であり、書き込みタイミング制御部８による幾何補正ではない。第２の補正モードで幾何補正部５ａによる幾何補正を行うのは主走査方向のみであるため、主走査方向の倍率補正に対してモアレ抑制効果がある縦線揺らぎのみを、式４により与えればよい。

なお、第２の補正モードは、前述したのとは逆に、主走査方向には幾何補正を行い、副走査方向には書き込みタイミング制御による幾何補正を行うようにしてもよい。その場合、補正モード決定部９で第２の補正モードが選択されたときには、横線揺らぎのみを、式５により与えればよい。

（第２の実施の形態の処理の流れの説明）
以下、図１６を用いて、画像処理装置１１５ｃが行う処理の流れについて、補正モード決定部９が第２の補正モードを選択したときに、主走査方向に対しては書き込みタイミング制御部８による幾何補正処理を行い、副走査方向に対しては幾何補正部５ａによる幾何補正処理を行う場合を例にあげて説明する。図１６は、画像処理装置１１５ｃが行う処理の流れを示すフローチャートである。

描画指示取得部１は、入力画像Ｉ１および描画指示を取得する（ステップＳ４０）。

レンダリング部２は、入力画像Ｉ１を、例えば各色８ｂｉｔの階調値を持つビットマップ画像に変換する（ステップＳ４２）。

ずれ量取得部３は、プリンタ出力によって発生するずれ量を計測して取得する（ステップＳ４４）。

幾何補正パラメータ設定部４は、ずれ量取得部３が取得した座標データに基づいて、幾何補正パラメータを算出する（ステップＳ４６）。

補正モード決定部９は、補正モードを選択する（ステップＳ４８）。

コントローラ１０１（図１）は、選択した補正モードが第１の補正モードであるかを判定する（ステップＳ５０）。第１の補正モードが選択されたとき（ステップＳ５０；Ｙｅｓ）はステップＳ５２に進み、それ以外のとき（ステップＳ５０；Ｎｏ）は、ステップＳ５６に進む。

幾何補正部５ａは、レンダリング部２が出力した画像（ビットマップ画像）に対して、主走査方向、副走査方向ともに、画像処理によってずれ量に応じた幾何補正を行なう（ステップＳ５２）。なお、幾何補正部５ａが行う処理の詳細な流れは、第１の実施の形態（図１１）で説明した通りである。

擬似階調処理部６は、幾何補正したビットマップ画像に対して擬似階調処理を行い、白画素と黒画素とに二値化を行う（ステップＳ５３）。

プリンタ出力部７ｂは、用紙に画像を形成してプリンタ出力する（ステップＳ５４）。その後、図１６の処理を終了する。

ステップＳ５０において、第２の補正モードが選択されたとき（ステップＳ５０；Ｎｏ）は、幾何補正部５ａは、レンダリング部２が出力した画像（ビットマップ画像）に対して、副走査方向のみ、画像処理によってずれ量に応じた幾何補正を行なう（ステップＳ５６）。なお、幾何補正部５ａが行う処理の流れは、第１の実施の形態（図１１）で説明した通りである。

擬似階調処理部６は、幾何補正したビットマップ画像に対して擬似階調処理を行い、白画素と黒画素とに二値化を行う（ステップＳ５７）。

書き込みタイミング制御部８は、主走査方向に書き込みタイミング制御による幾何補正を行いながら、プリンタ出力部７ｂは、用紙に画像を形成してプリンタ出力を行う（ステップＳ５８）。その後、図１６の処理を終了する。

以上のように、第１の実施の形態に係る画像処理装置１１５ａ（１１５ｂ）によれば、ずれ量取得部３（ずれ量取得手段）が、入力画像Ｉ１をプリンタ出力したときの座標点のずれ量を取得して、幾何補正部５ａまたは幾何補正部５ｂ（幾何補正手段）のいずれか一方が、入力画像Ｉ１に対してずれ量に応じた幾何補正を行う。そのとき、幾何補正部５ａは、入力画像Ｉ１の座標点に対して揺らぎ付加部５４ａが揺らぎを付加した後で、幾何補正を行う。また、幾何補正部５ｂは、入力画像Ｉ１の座標点を幾何補正した後で、幾何補正された座標点に対して揺らぎ付加部５４ｂによって揺らぎを付加する。そして、補間演算部５３が、幾何補正された座標点の画素値を、補正演算によって算出して、擬似階調処理部６（擬似階調処理手段）が、幾何補正された入力画像Ｉ１に対して、濃度階調を擬似階調で表す擬似階調処理を行う。したがって、揺らぎの付加を伴う画像変形を行った後で、変形後の画像に対して擬似階調処理を行うため、入力画像Ｉ１が網掛け等の二値パターンを含む場合であっても、プリンタ出力におけるモアレの発生を防止することができる。

特に、第１の実施の形態に係る画像処理装置１１５ａによれば、ずれ量取得部３（ずれ量取得手段）が、入力画像Ｉ１をプリンタ出力したときの座標点のずれ量を取得して、幾何補正部５ａ（幾何補正手段）が、入力画像Ｉ１に対してずれ量に応じた幾何補正を行う。そのとき、幾何補正部５ａは、幾何補正後の座標点の画素値を、入力画像Ｉ１の座標点に対して揺らぎ付加部５４ａ（揺らぎ付加手段）によって揺らぎを付加した後で、補間演算部５３（補間演算手段）が、幾何補正後の座標点の画素値を補間演算することによって算出する。したがって、揺らぎを付加するという簡便な処理によって、入力画像Ｉ１が網掛け等の二値パターンを含む場合であっても、プリンタ出力におけるモアレの発生を防止することができる。

また、第１の実施の形態に係る画像処理装置１１５ａによれば、揺らぎ付加部５４ａ（揺らぎ付加手段）が、三角関数を用いて、付加する揺らぎの大きさを表す揺らぎ関数Ｆ（ｎ）を生成する。あるいは、生成した揺らぎ関数Ｆ（ｎ）のデータを格納したテーブルの格納値を用いて、付加する揺らぎの大きさを算出する。したがって、既存の関数で簡便に揺らぎの大きさを算出することができる。

また、特に、第１の実施の形態の変形例に係る画像処理装置１１５ｂによれば、ずれ量取得部３（ずれ量取得手段）が、入力画像Ｉ１をプリンタ出力したときの座標点のずれ量を取得して、幾何補正部５ｂ（幾何補正手段）が、入力画像Ｉ１に対してずれ量に応じた幾何補正を行う。そのとき、幾何補正部５ｂは、幾何補正後の座標点に対して揺らぎ付加部５４ｂ（揺らぎ付加手段）によって揺らぎを付加した後で、揺らぎが付加された幾何補正後の座標点の画素値を、補間演算部５３（補間演算手段）が、入力画像Ｉ１の対応座標点の画素値を補間演算することによって算出する。したがって、補間演算は、補間演算部５３において１回行うのみで済むため、入力画像Ｉ１から生成した例えばビットマップ画像に対して揺らぎを付加する場合と比べて、演算に伴って発生する量子化誤差を小さく抑えることができる。すなわち、幾何補正をより高精度で行うことができる。

そして、第２の実施の形態に係る画像処理装置１１５ｃによれば、補正モード決定部９（補正モード決定手段）によって第２の補正モードが選択された場合は、揺らぎ付加部５４ａ（揺らぎ付加手段）によって、主走査方向に対する揺らぎである縦線揺らぎを付加して、副走査方向に対する揺らぎである横線揺らぎは付加しない。したがって、主走査方向の倍率補正に対してモアレ抑制効果を有する。さらに、揺らぎの付加を必要最小限に抑えることによって、文字部における揺らぎの増加等、不要な副作用の発生を抑制することができる。

また、第２の実施の形態に係る画像処理装置１１５ｃによれば、補正モード決定部９（補正モード決定手段）によって第２の補正モードが選択された場合は、揺らぎ付加部５４ａ（揺らぎ付加手段）によって、副走査方向に対する揺らぎである横線揺らぎを付加して、主走査方向に対する揺らぎである縦線揺らぎは付加しない。したがって、副走査方向に対してモアレ抑制効果を有する。さらに、揺らぎの付加を必要最小限に抑えることによって、文字部における揺らぎの増加等、不要な副作用の発生を抑制することができる。

以上、実施の形態について説明したが、その各部の具体的な構成、処理の内容等は、各実施の形態で説明したものに限るものではない。

例えば、画像処理装置１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃは、ＣＰＵ１０２をプログラムに従って動作させる代わりに、プログラムが実行するのと同じ演算機能および制御機能を有する専用のＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を実装することによって、ハードウェア的に動作させてもよい。

３ ずれ量取得部（ずれ量取得手段）
５ａ、５ｂ 幾何補正部（幾何補正手段）
６ 擬似階調処理部（擬似階調処理手段）
８ 書き込みタイミング制御部（書き込みタイミング制御手段）
９ 補正モード決定部（補正モード決定手段）
５１ 対応座標点算出部（対応座標点算出手段）
５３ 補間演算部（補間演算手段）
５４ａ、５４ｂ 揺らぎ付加部（揺らぎ付加手段）
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 画像形成装置
１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ 画像処理装置

特許第４００３８０３号公報

Claims (8)

1. プリンタ出力時に発生する入力画像のずれ量を取得するずれ量取得手段と、
   前記入力画像に対して、前記ずれ量に応じた幾何補正を行う幾何補正手段と、
   前記幾何補正された前記入力画像に対して、前記入力画像の濃度階調を擬似階調で表す擬似階調処理を行う擬似階調処理手段と、を備え、
   前記幾何補正手段は、前記入力画像の座標点あるいは前記幾何補正後の座標点に対して揺らぎを付加した後で、前記幾何補正後の座標点の画素値を補間演算によって算出する、
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記幾何補正手段は、
   前記入力画像に前記ずれ量に応じた幾何補正後の座標点に対応する前記入力画像の対応座標点を算出する対応座標点算出手段と、
   前記入力画像の座標点に対して揺らぎを付加する揺らぎ付加手段と、
   前記幾何補正後の座標点の画素値を、前記揺らぎが付加された前記入力画像の対応座標点の画素値を補間演算することによって算出する補間演算手段と、を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記幾何補正手段は、
   前記入力画像に前記ずれ量に応じた幾何補正後の座標点に対応する前記入力画像の対応座標点を算出する対応座標点算出手段と、
   前記幾何補正後の座標点に対して揺らぎを付加する揺らぎ付加手段と、
   前記揺らぎが付加された前記幾何補正後の座標点の画素値を、前記入力画像の対応座標点の画素値を補間演算することによって算出する補間演算手段と、を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記揺らぎ付加手段は、三角関数を用いて前記揺らぎを生成する、
   あるいは、生成した前記揺らぎの大きさを表すデータを格納したテーブルの格納値を用いて前記揺らぎを生成する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記入力画像に対して、書き込みタイミングを制御することにより、前記ずれ量に応じた幾何補正を行う書き込みタイミング制御手段と、
   前記ずれ量取得手段によって取得したずれ量に応じて、前記入力画像のプリンタ出力時に、前記入力画像の主走査方向および前記入力画像の副走査方向に対して前記幾何補正手段による幾何補正を行う第１の補正モードと、前記主走査方向に対しては前記幾何補正手段による幾何補正を行い、前記副走査方向に対しては前記書き込みタイミング制御手段による幾何補正を行う第２の補正モードと、のうちいずれか一方を選択する補正モード決定手段と、をさらに備え、
   前記第２の補正モードが選択された場合は、前記揺らぎ付加手段によって、前記主走査方向に対する揺らぎである縦線揺らぎを付加して、前記副走査方向に対する揺らぎである横線揺らぎは付加しない、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記入力画像に対して、書き込みタイミングを制御することにより、前記ずれ量に応じた幾何補正を行う書き込みタイミング制御手段と、
   前記ずれ量取得手段によって取得したずれ量に応じて、前記入力画像のプリンタ出力時に、前記入力画像の主走査方向および前記入力画像の副走査方向に対して前記幾何補正手段による幾何補正を行う第１の補正モードと、前記副走査方向に対しては前記幾何補正手段による幾何補正を行い、前記主走査方向に対しては前記書き込みタイミング制御手段による幾何補正を行う第２の補正モードと、のうちいずれか一方を選択する補正モード決定手段と、をさらに備え、
   前記第２の補正モードが選択された場合は、前記揺らぎ付加手段によって、前記副走査方向に対する揺らぎである横線揺らぎを付加して、前記主走査方向に対する揺らぎである縦線揺らぎは付加しない、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. プリンタ出力時に発生する入力画像のずれ量を取得するずれ量取得ステップと、
   前記入力画像に対して、前記ずれ量に応じた幾何補正を行う幾何補正ステップと、
   前記幾何補正された前記入力画像に対して、前記入力画像の濃度階調を擬似階調で表す擬似階調処理を行う擬似階調処理ステップと、を備え、
   前記幾何補正ステップは、前記入力画像の座標点あるいは前記幾何補正ステップによって幾何補正された座標点に対して揺らぎを付加した後で、前記幾何補正された座標点の画素値を補間演算によって算出する、
   ことを特徴とする画像処理方法。
8. コンピュータを、
   プリンタ出力時に発生する入力画像のずれ量を取得するずれ量取得手段と、
   前記入力画像に対して、前記ずれ量に応じた幾何補正を行う幾何補正手段と、
   前記幾何補正された前記入力画像に対して、前記入力画像の濃度階調を擬似階調で表す擬似階調処理を行う擬似階調処理手段と、して機能させるとともに、
   前記幾何補正手段は、前記入力画像の座標点あるいは前記幾何補正手段によって幾何補正された座標点に対して揺らぎを付加した後で、前記幾何補正された座標点の画素値を補間演算によって算出させる、
   ことを特徴とするプログラム。

Images