CN100446541C

CN100446541C - 图像处理方法，图像处理装置，图像形成装置及记录介质

Info

Publication number: CN100446541C
Application number: CNB2004100635985A
Authority: CN
Inventors: 加藤木央光; 若原史郎; 滨田和之
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2024-07-12
Also published as: CN1578383A; US20050008245A1; US7570824B2

Abstract

将图像数据变换为空间频率分量，量化经变换的空间频率分量，对于量化的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理，反量化在其上执行了修改处理的空间频率分量，将反量化的空间频率分量反变换为图像数据；以及基于阈值将在反变换的图像数据中的灰度级的数目减少到两级，四级，或其他级。通过解决在图像数据的输出级附近发生的色调间隙的问题，并通过解决在抖动中引起的纹理和在误差扩散中引起的蠕虫，而产生高质量二元图像，四元图像等。

Description

图像处理方法，图像处理装置，图像形成装置及记录介质

技术领域

本发明涉及一种图像处理方法，图像处理装置，图像形成装置和记录介质，用于减少图像数据中灰度级的数目。

背景技术

例如，当通过二元输出的图像形成装置形成包括半色调的伪灰度级图像时，需要执行二值化处理，以将灰度级的数目减少到两级且同时兼顾灰度级的可复制性。作为二值化方法，已经使用了多种方法，比如其中执行阈值比较的方法，抖动方法和误差扩散方法。

另一方面，有一种方法，其中通过将由图像数据的正变换(例如，离散余弦变换)产生的频域中的第一组基本系数和对应于预先确定的半色调纹理的频域的第二组基本系数耦合，并且将耦合的基本系数量化及熵编码来产生压缩的图像数据(例如，参考日本未决专利申请No.2002-10085)。

还有一种方法，其中压缩的数据是这样产生的：将灰度级图像划分为多个模块，基于每一模块的总和形成平均图像，通过使用平均图像和半色调屏幕矩阵预测初始灰度级图像，通过比较预测的图像和初始灰度级图像产生余项图像，并且压缩产生的余项图像和平均图像(例如，参考日本未决专利申请No.2000-158879)。

图1A和1B示出了用在抖动方法中的抖动矩阵的实例。虽然作为实例说明二值化的抖动方法，对于多值的情况基本想法也是相同的。在抖动方法中，通过使用4×4的抖动矩阵，例如，其中根据如图1A所示的位置设置阈值0到15，将16灰度级输入图像数据的4×4单元中的每一象素值和阈值比较，并且确定每一象素的ON和OFF。在输入图像数据是256灰度级图像的情况中，如图1B所示，将通过将图1A中的各个值乘以16获得的值用作阈值。

但是，在抖动方法中，因为使用相同图案的抖动矩阵执行二值化处理，规则的周期性图案易于出现在其上执行二值化处理的图像中，并且出现一个问题，即产生作为抖动的特征的重复纹理。

误差扩散方法是其中在执行二值化的同时将初始图像的每一象素在二值化过程中产生的误差(在下文中作为量化误差提到)分配到还没有被二值化的相邻象素中的方法。如果指示要被二值化的象素是观测象素，那么在根据与观测象素的相对位置给出加权之后，将观测象素的量化误差加到观测象素周围的还没有被二值化的每一象素的值。

图2示出了用在误差扩散方法中的加权系数矩阵的一个实例。图2的实例示出了3×2的加权系数矩阵，该矩阵包括观测象素(I_X，I_Y)，其中水平方向(处理方向)作为X方向并且垂直方向作为Y方向。加权系数矩阵指示相对于观测象素(I_X，I_Y)的相对位置(左下，下，右下，右位置)的加权系数。例如，当将观测象素(I_X，I_Y)和阈值比较时，如果观测象素(I_X，I_Y)大于阈值，将其打开，但是，如果观测象素(I_X，I_Y)小于阈值，将其关闭。之后，基于加权系数矩阵，将ON或OFF的确定的象素值和观测象素(I_X，I_Y)的象素值之间的差值(量化误差)分配到还没有被二值化的相邻象素。但是，因为观测象素(I_X，I_Y)左边的象素(I_X-1，I_Y)在观测象素(I_X，I_Y)之前被量化，没有向那里分配量化误差。

例如，如果量化误差是Err，那么将Err×(7/16)，Err×(1/16)，Err×(5/16)，以及Err×(3/16)分别分配到相对于观测象素(I_X，I_Y)的右象素(I_X+1，I_Y)，右下象素(I_X+1，I_Y+1)，下象素(I_X，I_Y+1)，以及左下象素(I_X-1，I_Y+1)。

误差扩散方法相比抖动或其它方法的一个优点是通过基于加权系数矩阵将量化误差分配到还没有被处理的相邻象素，可以获得更好的质量，比如二值化图像中更少的波纹图案。

但是，在误差扩散方法中，因为对于每一象素基于相同矩阵扩散误差，出现一个问题，即在高亮区域出现蠕虫(点部分连接的部分)，并且采取防范措施，例如，在二值化过程中将噪声加到阈值(例如，参考“Threshold Adjusting Technique in Error Diffusion Method”，Toshiaki Kakutani，Journal of the Society of Electrophotography，1998，Vol.37，No.2，p.186-192)。

近年来，随着比如喷墨打印机这样的图像形成装置的性能的改善，很多图像形成装置可以提供多值输出，比如三元输出和四元输出而不是二元输出，并且例如，在这些图像形成装置中执行比如多值误差扩散方法这样的多值处理。多值误差扩散方法的原理基本上和二值化的误差扩散方法的原理相同，不同在于使用两个或多个阈值量化输入图像数据，并且输出三元或更高值的图像数据。

例如，在密度为0到255的256灰度级图像上执行四元输出的误差扩散的情况中，输出级(由阈值量化的值)可以是0，85，171和255，并且阈值可以是42，128和214。在这个情况中，通过将观测象素的象素值和三个阈值连续比较确定输出级。例如，如果输出级小于阈值42，确定输出级是0；并且如果输出级小于阈值128，确定输出级是85；否则，通过和阈值214比较确定输出级是171还是255。

但是，在比如四元图像这样的多值图像中，因为点图案在中间密度区域变得一致，出现了色调间隙的问题(灰度级不连续改变的现象)。例如，当输出级是0，85，171或255时，因为相同密度的集中，色调间隙易于发生在中间密度区域，85和171的附近。如果以多个阈值执行量化，肯定会发生色调间隙。例如，即是在二元输出的情况中，色调间隙发生在0或255的附近，但是，在多值输出的情况中，因为存在易于由人眼注意到的中间密度的输出级，在中间密度区域中的色调间隙是可被注意到的。很难通过适当的选择用在中间密度区域中的多个阈值的执行量化算法而完美的防止在中间密度区域中出现色调间隙。

在日本未决专利申请No.2002-10085和No.2002-158879中公开的方法中，使用被变换为预先确定的半色调频域的数据(频率分量)，但是，因为使用预先确定的半色调数据，类似于上面所述的误差扩散方法或抖动方法，存在发生纹理的问题。换句话说，日本未决专利申请No.2002-10085和No.2002-158879的方法仅通过使用类似于上述现有方法的方法在频域中执行半色调处理。

另外，在上述各个现有技术中，因为没有考虑各个颜色的点的重叠，不仅各个颜色的点会以重叠的方式形成在纸上，而且易于出现其中没有形成任何颜色的点的图像，并且产生一个缺点，颗粒性变差而且产生粗糙图像。为了避免这个问题，例如，抖动方法需要为每一颜色使用不同的抖动矩阵，或者执行特别的处理，比如确定点的存在/不存在并为每一颜色移动点的位置，从而引起存储器容量的增加和计算量的增加，造成计算成本增加的问题。

发明内容

本发明意在解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种图像处理方法，图像处理装置，图像形成装置和记录介质，通过改变，例如，图像数据的高频分量，其能够解决在图像数据的输出级附近发生的色调间隙的问题并且形成高质量的二元图像，四元图像等。

本发明的另一目的是提供一种图像处理方法，图像处理装置，图像形成装置和记录介质，通过改变，例如，图像数据的高频分量，其能够减少抖动引起的纹理和误差扩散引起的蠕虫，并且形成高质量的二元图像，四元图像等。

本发明的再一目的是提供一种图像处理方法，图像处理装置，图像形成装置和记录介质，通过省略量化处理和反量化处理，其能够缩短处理时间，同时不使图像质量恶化。

本发明的再一目的是提供一种图像处理装置和图像形成装置，通过改变高频分量但是不改变占据图像的主要部分的低频分量，其能够解决色调间隙的问题。

本发明的另一目的是提供一种图像处理装置和图像形成装置，通过根据DC分量的幅度改变要被改变的频率分量的数目，其能够形成具有光滑的灰度级可复制性的二元图像，四元图像，等。

本发明的另一目的是提供一种图像处理装置和图像形成装置，通过使用基于蓝噪声的修改值改变频率分量，其能够改进高亮区域中点的散布，减少蠕虫的发生并减少在中间密度区域中纹理的发生。

本发明的另一目的是提供一种图像处理方法，图像处理装置，图像形成装置和记录介质，通过改变对每一颜色分量执行频率变换获得的空间频率分量使得空间频率分量不彼此重叠，其能够防止在各个颜色分量之间的点的重叠，并且减少因为不同颜色分量的点的重叠引起的图像质量的恶化。

本发明的另一目的是提供一种图像处理方法，图像处理装置，图像形成装置和记录介质，通过改变对每一颜色分量执行频率变换获得的空间频率分量使得多个预先确定的颜色分量的空间频率分量彼此重叠，其能够以重叠方式形成所要颜色分量的点。

本发明的另一目的是提供一种图像处理方法，图像处理装置，图像形成装置和记录介质，通过对于由频率变换获得的频率分量中除低频域以外的空间频率分量执行修改处理而使得图像质量的恶化不那么容易被人眼注意到，其能够控制各个颜色分量的点的形成位置。

本发明的另一目的是提供一种图像处理装置，通过量化由频率变换获得的空间频率分量，其能够减少要被处理的频率分量的数据量，并且减少处理负担。

本发明的一种图像处理方法包括下面的步骤：将图像数据变换为空间频率分量；量化变换的空间频率分量；对量化的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理；反量化在其上执行了修改处理的空间频率分量；将反量化的空间频率分量反变换为图像数据；并且基于阈值减少在反变换的图像数据中的灰度级的数目。

本发明的一种图像处理装置包括：用于将图像数据变换为空间频率分量的频率变换部分；用于量化在频率变换部分中变换的空间频率分量的量化部分；用于对在量化部分中量化的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理的修改部分；用于反量化在其上在修改部分中执行了修改处理的空间频率分量的反量化部分；用于将在反量化部分中反量化的空间频率分量反变换为图像数据的反频率变换部分；以及用于基于阈值减少在反频率变换部分中反变换的图像数据中的灰度级的数目的阈值处理部分。

根据本发明，将图像数据变换为空间频率分量，量化变换的空间频率分量，对量化的空间频率分量执行改变在预先确定的频域中的空间频率分量的修改处理，反量化在其上执行了修改处理的空间频率分量，并且将反量化的空间频率分量反变换为图像数据。通过，例如，使用多个阈值四元化来减少在反变换的图像数据中灰度级的数目。例如，在记录纸上形成具有减少的灰度级的数目的图像数据。例如，修改部分改变除了低频域之外的空间频率分量。通过改变除低频域之外的空间频率分量，改变不那么容易被人眼注意到。通过改变除低频域之外的空间频率分量并控制图像数据的点，可以减少色调间隙，纹理，蠕虫等的发生。另外，因为简单的通过和阈值比较而减少灰度级的数目，可以解决抖动方法或误差扩散方法中引起的纹理或蠕虫的问题。另外，因为改变在量化之后的空间频率分量，在修改处理中操作的数字小于量化之前的数字。因为对于量化的空间频率分量执行修改处理，要在修改处理中操作的空间频率分量的比特数目更少，由此使得可以减少存储器容量和降低成本。另外，因为比特数目更少，易于操作量化的空间频率分量，因此容易调整图像数据的点的控制。

本发明的一种图像处理方法包括下面的步骤：将图像数据变换为空间频率分量；对于变换的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理；将在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据；以及基于阈值减少在反变换的图像数据中的灰度级的数目。

本发明的一种图像处理装置包括：用于将图像数据变换为空间频率分量的频率变换部分；用于对于频率变换部分中变换的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理的修改部分；用于将在修改部分中在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据的反频率变换部分；以及用于基于阈值减少在反频率变换部分中反变换的数据中的灰度级的数目的阈值处理部分。

根据本发明，将图像数据变换为空间频率分量，在变换的空间频率分量上执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理，并且将在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据。通过，例如，使用多个阈值四元化来减少在反变换的图像数据中灰度级的数目。例如，在记录纸上形成具有减少的灰度级数目的图像数据。例如，修改部分改变空间频率分量而不是低频域。通过改变除低频域之外的空间频率分量，改变不那么容易被人眼注意到。通过改变除低频域之外的空间频率分量并且控制图像数据的点，可以减少色调间隙，纹理，蠕虫等的发生。另外，因为简单的通过和阈值比较而减少灰度级的数目，可以解决抖动方法或误差扩散方法中引起的纹理或蠕虫的问题。另外，通过省略量化过程和反量化过程，可以缩短处理时间。而且，因为不发生量化误差，改善了在阈值处理过程之前的图像质量，并且可以缩短处理时间，同时不使图像恶化。

本发明的一种图像处理装置包括：用于将图像数据变换为空间频率分量的频率变换部分；用于对于频率变换部分中变换的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理的修改部分；用于量化在修改部分中在其上执行了修改处理的空间频率分量的量化部分；用于反量化在量化部分中量化的空间频率分量的反量化部分；用于将在反量化部分中反量化的空间频率分量反变换为图像数据的反频率变换部分；以及用于基于阈值减少在反频率变换部分中反变换的图像数据中的灰度级数目的阈值处理部分。

根据本发明，将图像数据变换为空间频率分量，对于变换的空间频率分量执行改变在预先确定的频域中的空间频率分量的修改处理，量化在其上执行了修改处理的空间频率分量，反量化量化的空间频率分量，并且将反量化的空间频率分量反变换为图像数据。通过，例如，使用多个阈值四元化来减少在反变换的图像数据中灰度级的数目。例如，在记录纸上形成具有减少的灰度级数目的图像数据。例如，修改部分改变除低频域之外的空间频率分量。因为在低频域中的空间频率分量表示图像数据的一般部分，改变容易被人眼注意到并且恶化图像质量。通过改变除低频域之外的空间频率分量，改变不那么容易被人眼注意到。通过改变除低频域之外的空间频率分量并控制图像数据的点，可以减少色调间隙，纹理，蠕虫等的发生。另外，因为简单的通过和阈值比较而减少灰度级的数目，可以解决抖动方法或误差扩散方法中引起的纹理或蠕虫的问题。

在本发明的图像处理装置中，预先确定的频域是空间频率分量的整个频域中的高频域。在本发明中，修改部分改变高频域中的空间频率分量。因为在高频域的空间频率分量表示图像数据的细节部分，即使当做出改变时，图像数据的改变很难被人眼注意到，并且基本上不引起图像质量的恶化。通过改变在高频域的空间频率分量，图像数据的改变很难被人眼注意到，并且因此可以防止图像质量的恶化。因为改变高频分量而不改变占据图像的主要部分的低频分量，可以解决色调间隙等的问题，同时不会恶化图像质量。

本发明的图像处理装置包括：用于检测包括在空间频率分量中的直流分量的检测部分；以及用于确定对应于由检测部分检测到的直流分量的改变的数目的确定部分，并且修改部分改变对应于由确定部分确定的改变的数目的空间频率分量的数目。根据表示包括在空间频率分量中的交流分量的平均值的直流分量控制要被改变的空间频率分量的数目。通过根据直流分量的幅度增加或减少要被改变的空间频率分量的数目，可以增加或减少要被输出的点的数目，并且产生具有更光滑的灰度级可复制性(以及减少的色调间隙)的半色调图像。

本发明的图像处理装置包括用于存储对应于在预先确定的频域中的各个空间频率分量的修改值的存储部分，并且修改部分基于存储在存储部分中的相应的修改值改变在预先确定的频域中的各个空间频率分量。通过在存储部分中预先存储最优的修改值，可以最优地控制图像数据的点。因为预先存储空间频率分量的修改值，可以预先设置最优的修改值。通过预先设置修改值从而实现平衡的点可复制性并且改变在高频域中的空间频率分量，即是在使用阈值执行二元化，四元化或类似处理时，可以获得总体上灰度级平衡良好的二元图像，四元图像，等。另外，可以简单、快速的确定修改值而无需复杂的计算过程。

在本发明的图像处理装置中，修改部分以相应的修改值替换在预先确定的频域中的空间频率分量。通过以在存储部分中预先设置的修改值替换空间频率分量，可以为图像数据执行预先设置的点控制。通过执行最优的点控制，可以减少色调间隙，纹理，蠕虫等的发生。通过预先设置修改值从而实现平衡的点可复制性并且改变在高频域中的空间频率分量，即是在使用阈值执行二元化，四元化或类似处理时，可以获得总体上灰度级平衡良好的二元图像，四元图像，等。

在本发明的图像处理装置中，修改部分将相应的修改值加到在预先确定的频域中的空间频率分量。通过将在存储部分中设置的修改值加到相应的空间频率分量，可以改变空间频率分量，同时减少初始空间频率分量的损失。因为执行减少初始空间频率分量的损失的点控制，可以最小化初始图像数据的改变并且减少色调间隙，纹理，蠕虫等的发生。

在本发明的图像处理装置中，修改值是基于噪声数据的值。例如，通过将随机噪声数据的空间频率分量替换或加到经过修改过程的空间频率分量，可以减少色调间隙，纹理，蠕虫等的发生。

在本发明的图像处理装置中，噪声数据是蓝噪声数据。因为蓝噪声很难被人眼识别，可以最小化对初始图像数据的影响，并且改变经过修改的空间频率分量。通过使用基于很难被人眼的视觉特性察觉到的蓝噪声的修改值改变空间频率分量，可以改进在高亮区域中点的散布，并且在中间密度区域中减少蠕虫的发生及减少纹理的发生。

本发明的一种图像处理方法包括下面的步骤：将包括多个颜色分量的图像数据变换为空间频率分量；在变换的空间频率分量上执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理；将在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据；以及基于预先确定的阈值减少在反变换的图像数据中的灰度级的数目，其中执行修改处理使得多个颜色分量的空间频率不彼此重叠。

本发明的一种图像处理装置包括：用于将包括多个颜色分量的图像数据变换为空间频率分量的频率变换部分；用于对于频率变换部分中变换的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理的修改部分；用于将在修改部分中在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据的反频率变换部分；以及用于基于预先确定的阈值减少在反频率变换部分中反变换的图像数据中的灰度级数目的阈值处理部分，其中修改部分执行修改处理使得多个颜色分量的空间频率不彼此重叠。

根据本发明，以一个颜色一个颜色的基础将包括多个颜色分量的图像数据变换为空间频率分量，对于变换的空间频率分量执行修改处理使得各个颜色分量的空间频率分量不彼此重叠，并且将在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据。另外，通过，例如，使用预先确定的阈值四元化来减少在反变换的图像数据中灰度级的数目并且例如，在记录纸上形成具有减少的灰度级数目的图像数据。另外，在预先确定的两个颜色分量，例如，黑色分量和其它颜色分量的空间频率分量的整个频域的高频域中执行改变频率分量的修改处理，使得它们的符号相反，或在青色分量和洋红分量的空间频率分量的高频域中执行改变频率分量的修改处理，使得它们的符号相反。通过改变为每一颜色执行频率变换所获得的空间频率分量使得它们不彼此重叠，可以防止在各个颜色分量之间的点的重叠并且减少因为不同颜色分量的点的重叠引起的图像质量的恶化。因此，可以很容易的控制各个颜色的点的形成位置，并且产生具有减少的颗粒性的光滑的，高质量图像数据，而无需用于执行复杂处理，比如确定每一颜色分量的点的存在/不存在和移位各个点的位置，的结构。

在本发明的图像处理装置中，修改部分在预先确定的两个颜色分量的空间频率分量的整个频域的高频域中执行改变频率分量的修改处理使得它们的符号相反。因为在低频域的空间频率分量表示图像数据的一般部分，如果做出改变，改变易于被人眼注意到并且图像质量的恶化会被注意到。因为低频域之外的空间频率分量表示图像数据的细节部分，即使做出改变时，改变很难被人眼注意到，并且基本上不引起图像质量的恶化。这样，通过改变低频域之外的空间频率分量，可以控制图像数据中点的位置，解决在图像数据的输出级附近出现的色调间隙的问题，防止抖动引起的纹理的发生和误差扩散引起的蠕虫的发生，并且产生高质量的二元图象，四元图像，等。

在本发明的图像处理装置中，预先确定的两个颜色分量之一是黑色。在使用对其它颜色有最强烈的影响的黑色，并且重叠黑色点和其它颜色的点可以引起图像质量的显著恶化的情况中，通过改变黑色分量和其它颜色分量的空间频率分量使得它们不彼此重叠，这个图像处理装置可以最为有效的改善图像质量。

在本发明的图像处理装置中，预先确定的两个颜色分量是青色和洋红。通过改变青色分量和洋红分量的空间频率分量使得它们不彼此重叠，这个图像处理装置也可以有效的改善关于比如青色和洋红这样的颜色的图像质量，其中青色和洋红是最常用的颜色，易于引起点的重叠，并且如果点重叠的话易于引起图像恶化。

本发明的一种图像处理方法包括下面的步骤：将包括多个颜色分量的图像数据变换为空间频率分量；对于变换的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理；将在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据；以及基于预先确定的阈值减少在反变换的图像数据中的灰度级的数目，其中执行修改处理使得多个预先确定的颜色分量的空间频率彼此重叠。

本发明的一种图像处理装置包括：用于将包括多个颜色分量的图像数据变换为空间频率分量的频率变换部分；用于对于频率变换部分中变换的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理的修改部分；用于将在修改部分中在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据的反频率变换部分；以及用于基于预先确定的阈值减少在反频率变换部分中反变换的图像数据中的灰度级数目的阈值处理部分，其中修改部分执行修改处理使得多个预先确定的颜色分量的空间频率彼此重叠。

在本发明的图像处理装置中，修改部分在多个预先确定的颜色分量的空间频率分量的整个频域的高频域中执行改变频率分量的修改处理使得它们的符号相同。

根据本发明，将包括多个颜色分量的图像数据变换为空间频率分量，对于变换的空间频率分量执行修改处理使得多个预先确定的颜色分量的空间频率分量彼此重叠，并且将在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据。另外，通过，例如，使用预先确定的阈值四元化来减少在反变换的图像数据中灰度级的数目并且例如，在记录纸上形成具有减少的灰度级数目的图像数据。另外，在多个预先确定的颜色分量的空间频率分量的高频域中执行改变频率分量的修改处理使得它们的符号相同。通过改变为每一颜色分量执行频率变换而获得的空间频率分量使得预先确定的颜色分量的空间频率分量彼此重叠，可以以重叠的方式形成所要的颜色分量的点，并且，例如，如果使用喷墨型图像形成装置，可以防止墨跑到其它颜色的下一个点上，并且减少因为墨的移动引起的图像质量的恶化。

本发明的图像处理装置进一步包括：用于量化在频率变换部分中变换的空间频率分量的量化部分；以及用于反量化在修改部分中在其上执行了修改处理的空间频率分量的反量化部分，其中修改部分改变在量化部分中量化的空间频率分量的预先确定的频域中的空间频率分量，并且反频率变换部分将在反量化部分中反量化的空间频率分量反变换为图像数据。

根据本发明，量化通过频率变换获得空间频率分量，并且对于量化的空间频率分量执行上述的修改处理。反量化在其上执行了修改处理的空间频率分量，并且将反量化的空间频率分量反变换为图像数据，另外，通过，例如，使用预先确定的阈值四元化来减少在反变换的图像数据中灰度级的数目并且例如，在记录纸上形成具有减少的灰度级数目的图像数据。可以减少要被改变的频率分量的数据量，并且可以减少图像处理装置中的处理负担。

本发明的一种图像形成装置包括上述的图像处理装置，并且通过以图像处理装置形成减少灰度级的数目而形成具有减少的灰度级数目的图像数据。

一种存储在本发明的记录介质上的计算机程序包括下面的步骤：使得计算机将图像数据变换为空间频率分量；使得计算机量化变换的空间频率分量；使得计算机对于量化的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理；使得计算机反量化在其上执行了修改处理的空间频率分量；使得计算机将反量化的空间频率分量反变换为图像数据；并且使得计算机基于阈值减少在反变换的图像数据中的灰度级数目。

一种存储在本发明的记录介质上的计算机程序包括下面的步骤：使得计算机将图像数据变换为空间频率分量；使得计算机对于变换的空间频率分量执行在预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理；使得计算机将在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据；并且使得计算机基于阈值减少在反变换的图像数据中的灰度级的数目。

一种存储在本发明的记录介质上的计算机程序包括下面的步骤：使得计算机将包括多个颜色分量的图像数据变换为空间频率分量；使得计算机对于变换的空间频率分量执行在多个颜色分量的预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理使得它们彼此不重叠；使得计算机将在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据；并且使得计算机基于预先确定的阈值减少在反变换的图像数据中的灰度级的数目。

一种存储在本发明的记录介质上的计算机程序包括下面的步骤：使得计算机将包括多个颜色分量的图像数据变换为空间频率分量；使得计算机对于变换的空间频率分量执行在多个颜色分量的预先确定的频域中改变空间频率分量的修改处理使得它们彼此重叠；使得计算机将在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据；并且使得计算机基于预先确定的阈值减少在反变换的图像数据中的灰度级的数目。

通过下面的详细描述和附图将可以更为清楚的理解本发明的上述和其它目的和特征。

附图说明：

图1A和1B是示出了抖动矩阵的实例的视图；

图2是示出了加权系数矩阵的实例的视图；

图3是示出了本发明的图像处理装置的结构的实例(实施例1)的框图；

图4是示出了其中DCT系数被改变的区域(修改区域)的实例的视图；

图5是示出了其中DCT系数被改变的区域(修改区域)的实例的视图；

图6A和6B是示出了改变DCT系数的实例的视图；

图7是示出了基于与阈值的比较的DCT系数的修改值的实例的视图；

图8是示出了本发明的图像处理装置的结构的实例(实施例2)的框图；

图9是示出了本发明的图像处理装置的结构的实例(实施例3)的框图；

图10是示出了要被改变的多个1和-1的数目控制的实例的视图；

图11是示出了使用三级点尺寸的灰度等级模拟的视图；

图12是示出了本发明的图像处理装置的结构的实例(实施例4)的框图；

图13A，13B和13C是示出了使用LUT改变DCT系数的实例的视图；

图14是示出了本发明的图像处理装置的结构的实例(实施例5)的框图；

图15是示出了蓝噪声掩模的实例的视图；

图16A，16B和16C是示出了最优化的数据表(蓝噪声LUT)的实例的视图；

图17是示出了使用蓝噪声LUT的修改处理的过程的实例的流程图；

图18A和18B是示出了使用小数的实数的蓝噪声LUT的实例的视图；

图19是示出了本发明的图像处理装置的结构的实例(实施例6)的框图；

图20A和20B是示出了改变DCT系数的实例的视图；

图21是示出了基于和阈值的比较的DCT系数的修改值的实例的视图；

图22是示出了本发明的图像处理装置的结构的实例(实施例7)的框图；

图23是示出了本发明的图像处理装置的结构的实例(实施例8)的框图；

图24A和24B是示出了要形成的点图案的实例的视图；

图25A，25B，25C和25D是示出了DCT系数的修改值的实例的视图；

图26A和26B是示出了要形成的点图案的实例的视图；

图27是示出了本发明的图像形成装置的结构的实例的框图；

图28是示出了本发明的图像形成系统的结构的实例的框图；

图29是示出了计算机的结构的实例的框图；

图30是示出了灰度级复制处理的过程的实例的流程图；并且

图31是示出了灰度级复制处理的过程的实例的流程图。

具体实施方式

下面将基于示出了本发明的一些实施例的附图详细描述本发明。

(实施例1)

图3是示出了本发明的灰度级复制处理装置(图像处理装置)10的结构的实例的框图。灰度级复制处理装置10是用于通过将输入图像数据Pi(X，Y)的灰度级的数目(例如，256灰度级)减少到两级或四级来产生输出图像数据Po(X，Y)的图像处理装置。这里，输入图像数据Pi(X，Y)是在图像数据的第Y行第X个象素位置上的象素数据，其中图像数据由X方向(向右方向)和Y方向(向下方向)的二维矩阵中排列的象素构成，并且大量的输入图像数据Pi(X，Y)构成二维图像。

灰度级复制处理装置10包括：用于存储输入图像数据Pi(X，Y)的图像数据存储部分1；用于将输入图像数据Pi(X，Y)变换为空间频率分量Qj(S，T)的频率变换部分2；用于量化空间频率分量Qj(S，T)的量化部分3；用于改变一部分量化的空间频率分量Qk(S，T)的修改部分4；用于反量化被部分改变的空间频率分量Ql(S，T)的反量化部分5；用于对被反量化的空间频率分量Qm(S，T)执行反频率变换的反频率变换部分6；用于对反频率变换的图像数据Pn(X，Y)执行阈值处理的阈值处理部分66；以及用于控制这些部分，并且输出由阈值处理获得的输出图像数据Po(X，Y)的控制器(没有示出)。

在图像数据存储部分1中，连续存储构成二维图像的输入图像数据Pi(X，Y)。将输入图像数据Pi(X，Y)连续输出到频率变换部分2使得，例如，在控制器的控制下，输出8×8象素作为一个模块。频率变换部分2将以一个模块一个模块为基础输出的图像数据变换到频域(频率变换)。在下面说明离散余弦变换(DCT)作为实例。如果输入图像是A_ij，输出图像是B_ij并且输入图像A的行和列的尺寸分别是M和N，那么通过下面的方程式1表示DCT。注意到频率变换并不限于DCT，并且可以由，例如，DWT(离散小波变换)，或DFT(离散傅立叶变换)实现。

B_{pq} = α_{p} α_{q} Σ_{m = 0}^{M - 1} Σ_{n = 0}^{N - 1} A_{mn} \cos \frac{π (2 m + 1) p}{2 M} \cos \frac{π (2 n + 1) q}{2 N} (\begin{matrix} 0 \leq p \leq M - 1 \\ 0 \leq q \leq N - 1 \end{matrix})

α_{p} = \{\begin{matrix} 1 \sqrt{M} & (p = 0) \\ \sqrt{2 / M} & (1 \leq p \leq M - 1) \end{matrix}

α_{q} = \{\begin{matrix} 1 \sqrt{N} & (q = 0) \\ \sqrt{2 / N} & (1 \leq q \leq N - 1) \end{matrix}

(等式1)

频率变换部分2从图像数据存储部分1接收包括8×8象素作为一个模块的图像数据，执行DCT变换，并且将通过DCT变换获得的空间频率分量Qj(S，T)(在下文中作为DCT系数提到)发送到量化部分3。在这个说明中，对于二维图像，在向右方向(X方向)上以一个模块一个模块为基础从包括最左上方象素的模块开始执行DCT变换，并且在以一个模块一个模块为基础换行时执行DCT变换直到包括最右下方象素的最后一个模块。

量化部分3量化从频率变换部分2接收的DCT系数Qj(S，T)，在量化部分3将DCT系数Qj(S，T)除以固定的阈值。例如，将所有值除以64。修改部分4以一个模块一个模块的基础改变量化的DCT系数Qk(S，T)。不改变一个模块中的所有DCT系数，而是仅改变一个模块中8×8的DCT系数中的一部分。

图4和图5是示出了其中改变DCT系数的区域(修改区域)的实例的视图。通过图像数据的DCT变换获得的DCT系数包括在左上角的直流分量(在下文中作为DC分量提到)以及剩余的交流分量(在下文中作为AC分量提到)。不将DCT系数的改变应用到包括DC分量的低频侧(左下侧)的区域，而是在高频侧(右下侧)的区域中执行DCT系数的改变。

在图4和图5的实例中，第一行的第一到第四列，第二行的第一到第三列，第三行的第一和第二列，以及第四行的第一列是其中不改变频率的无修改区域。此外，在图4的实例中，第一行的第八列，第二行的第七和第八列，第三行的第六到第八列，第四行的第五到第八列，第五行的第四到第八列，第六行的第三到第八列，第七行的第二到第八列，以及第八行的第一到第八列是其中改变频率的修改区域。另外，在图5的实例中，第三行的第三到第八列，第四行的第三到第八列，第五行的第三到第八列，第六行的第三到第八列，第七行的第三到第八列，第八行的第三到第八列是修改区域。注意到可以将修改区域设置为DC分量之外的其它区域。修改区域的设置图案预先存储在例如修改部分4或控制器(没有示出)中。

修改部分4以，例如，0，1或-1替换(改变)在修改区域中的各个DCT系数。图6A和6B是示出了改变DCT系数的实例的视图，并且图6A示出了在改变前的DCT系数Qk(S，T)，而且图6B示出了在修改部分4改变之后的DCT系数Ql(S，T)。注意到虽然图6A和6B示出了改变如图4所示的修改区域的实例，改变并不限于这个实例。在修改区域中DCT系数的替换(改变)可以由，例如，比较在频率变换之后的每一DCT系数Qj(S，T)大于还是小于两个阈值Vth1，Vth2(这里Vth1＞Vth2)并且根据比较结果将它们以0，1或-1替换来实现。

图7是示出了基于和阈值的比较的DCT系数的修改值的实例的视图。图7示出了在图6所示的模块的第七行的第六到第八列中DCT系数的修改值的实例，其中当DCT系数Qj(S，T)不大于Vth2时将其以-1替换，当DCT系数Qj(S，T)不小于Vth1时将其以1替换，并且当DCT系数Qj(S，T)在Vth1和Vth2之间时将其以0替换。很少将各个模块以相同图案改变，而是将它们随机的(不规则的)改变。

修改部分4在修改处理之后将DCT系数Ql(S，T)发送到反量化部分5。反量化部分5反量化在修改部分4中改变的DCT系数Ql(S，T)。在这个说明中，将在模块中的所有DCT系数乘以64。反频率变换部分6对于反量化部分5中获得的DCT系数Qm(S，T)执行反频率变换，从而将它们变换为密度域数据(图像数据)。对于二维反DCT变换，执行方程式1的反变换。当通过DCT变换量化(1/64倍)自然图像时，除了DC分量和低频域，DCT系数具有基本上从大约-1到大约1范围的值的分布。如果将在高频域中的数据改变为0，1，-1，最小化对初始图像数据的影响，并且可以改变在密度空间中的点的布置。

通过使用多个阈值，阈值处理部分66将从反频率变换部分6接收的密度域数据(图像数据)Pn(S，Y)变换为多值密度数据(输出图像数据)Po(X，Y)。例如，在四元输出的情况中，使用三个阈值执行变换如下：

如果0＜Pn(X，Y)≤42，那么Po(X，Y)＝0，

如果42＜Pn(X，Y)≤127，那么Po(X，Y)＝85，

如果127＜Pn(X，Y)≤212，那么Po(X，Y)＝171，并且

如果212＜Pn(X，Y)≤255，那么Po(X，Y)＝255。

这样，在将存储在图像数据存储部分1中的输入图像数据Pi(X，Y)变换到频域并且改变了它的一部分之后，数据被反变换，并且通过对所有象素执行阈值处理，其最终变为具有减少的灰度级数目，比如四级的输出图像数据Po(X，Y)

当对于二维图像执行阈值处理时，不执行其中使用相同图案的矩阵重复取阈值的现有阈值处理处理，而是通过改变空间频率分量(DCT系数)添加噪声，并且因此可以解决现有问题，比如蠕虫，纹理和色调间隙的出现。

(实施例2)

图8是示出了本发明的灰度级复制处理装置(图像处理装置)11的结构的实例的框图。就像如图3所示的实施例1的灰度级复制处理装置10，灰度级复制处理装置11包括：图像数据存储部分1；频率变换部分2；量化部分3；修改部分4，反量化部分5；反频率变换部分6；以及阈值处理部分66。但是，量化部分3和修改部分4以和实施例1(图3)相反的顺序连接。

在实施例2中，修改部分4改变在频率变换部分2中变换的空间频率分量(DCT系数)Qj(S，T)的修改区域。修改处理几乎和实施例1的相同，但是，在实施例2中，因为还没有由量化部分3执行量化，例如，对于四元输出，在修改区域中的DCT系数由0，-64或64替换。之后，在量化部分3中通过将修改的DCT系数Qk(S，T)除以固定的值，例如64，执行量化。之后，执行和实施例1中相同的处理。

既可以首先执行在频率变换部分2中获得的DCT系数Qj(S，T)的量化，也可以首先执行改变修改区域，但是，如果首先执行量化，DCT系数变得更小(在这个说明中是1/64)，并且因此在修改处理中操作的数字更小，由此减少了存储器容量或处理负担。

(实施例3)

图9是示出了本发明的灰度级复制处理装置(图像处理装置)12的结构的实例的框图。在如图3所示的实施例1的灰度级复制处理装置10的量化部分3和修改部分4之间，灰度级复制处理装置12进一步包括DC分量确定部分7，用于确定在量化部分3量化的空间频率分量(DCT系数)Qk(S，T)的DC分量的幅度，并且基于DC分量的幅度控制由修改部分4改变的0，或1和-1的数目。这里，1的数目和-1的数目相同，并且，例如，如果1和-1的数目是2，那么1的数目是2并且-1的数目也是2。例如，如果要被改变的1和-1的数目是2，那么在将在修改区域中的两个DCT系数改变为1，并且将另外两个DCT系数改变为-1。

图10是示出了要被改变的1和-1的数目控制的实例的视图。图10通过采用四元输出作为实例进行说明。在图10中，例如，根据DC分量(DCv)在0到11的范围中控制要被改变的1和-1的数目。在图10的实例中，将DC分量(DCv)划分为六个范围，并且根据在各个范围中DC分量的增加，在0到11的范围中增加或减少1和-1的数目。

具体的说，当DC分量是0时，1和-1的数目是0，随着DC分量的增加反复增加或减少1和-1的数目，并且当DC分量是A＝31.875时1和-1的数目变为0。当DC分量是A/6，3A/6或5A/6时1和-1的数目保持在最大值(11)。当DC分量是2A/6或4A/6时，1和-1的数目保持在局部最小值，但是不是0。

当确定对应于DC分量的1和-1的数目时，通过确定数目的1和相同数目的-1在修改区域中执行替换(改变)。例如，可以在DC分量确定部分7存储如图10所示的映射数据，并且将对应于DC分量的1和-1的数目输出到修改部分4。修改部分4在修改区域中的随机位置以1或-1替换(或添加1或-1)对应于输出的数目的DCT系数。还可以通过在DC分量确定部分7中的函数计算对应于DC分量的1和-1的数目。在修改处理之后执行的处理和实施例1中的那些相同。

在输出图像数据Po(X，Y)中的点的数目根据在高频域中放置的1，0和-1的比率改变。让我们考虑这样的情况，其中具有256灰度级的灰度等级图案由4级表示：0点(没有放置点)，1点尺寸，2点尺寸(将两个点表示为一个点并且点的直径大于一个点)，以及3点尺寸(将三个点表示为一个点)，而不是由二元表示：放置点或不放置点。一点尺寸的点的数目从其中没有放置点的白色区域逐渐增加，通常是从低密度侧到高密度侧，并且当达到饱和时开始使用2点尺寸。这样，通过连续切换点尺寸直到3点尺寸，表现出光滑的灰度等级图案。

图11是示出了使用三级点尺寸的灰度等级模拟的视图。让我们考虑在改变之后在DCT系数Ql(S，T)的修改区域中的1和-1的数目和在输出图像数据Po(X，Y)的中的点数目之间的关系。在其中1和-1的数目接近局部最小值的部分中，呈现基本上一个类型的点尺寸，而且，在其中1和-1的数目接近局部最大值的部分中，以基本上相同的比率呈现两个类型的点尺寸。在从0到255改变密度值(这里，255是白色)的过程中，有从其中几乎仅呈现3点尺寸的状态到其中混合3点尺寸和2点尺寸的状态的切换；从其中几乎仅呈现2点尺寸的状态到其中混合2点尺寸和1点尺寸的状态的切换；以及从其中几乎仅呈现1点尺寸的状态到其中混合1点尺寸和0点尺寸(没有放置点)的状态的切换。如果从各个点的数目的方面观看这种状态，点的数目以反复的方式交替的增加和减少。

在本发明中，改变在修改区域(高频域)中的DCT系数，并且增加和减少DCT系数(AC分量)的0，1，-1的数目意味着通过控制AC分量控制点的数目。因此，就像如图11所示的灰度等级图案，通过控制以正弦波的形式的要被改变的DCT系数的数目使得要被改变的DCT系数的数目根据DC分量逐渐增加并之后逐渐减少，可以保证光滑的灰度级。换句话说，可以光滑的切换不同级的点尺寸并且使得整个灰度级变得光滑。

DC分量表示其中图像的密度一致的区域(例如，没有云彩的天空)，而且AC分量表示图像的详细亮度和暗度(例如，远处的树的树叶)。DCT变换是将图像数据变换为频率空间中的信息的变换，并且表现DC分量，以及垂直方向上亮度和暗度的程度，水平方向上亮度和暗度的程度及倾斜方向上亮度和暗度的程度(AC分量)。AC分量“0”意味着没有对应的频率分量。另外，AC分量和每一频率(每一余弦函数的简单波形)的幅度相等，并且指示哪个频率分量较强。然而DC分量指示整个波形的平均值，并且这样，通过控制1和-1的数目相等，可以防止整个幅度在一个方向移动。

(实施例4)

图12是示出了本发明的灰度级复制处理装置(图像处理装置)13的结构的实例的框图。在如图9所示的实施例3的灰度级复制处理装置12的修改部分4和DC分量确定部分7之间，灰度级复制处理装置13进一步包括存储表的LUT部分8(LUT：查询表)，这里的表是改变在修改区域中的DC分量的基础。

图13A，13B和13C是示出了使用LUT改变DCT系数的实例的视图。这里，修改区域和如图4所示的相同。在LUT部分8中，存储多个其中有在修改区域中要被改变的各个部分的修改值(0，1，-1)的LUT。例如，存储多个不同种类的、不同在于0，或1和-1的数目的LUT。LUT部分8基于在DCT分量确定部分7中的确定结果选择对应于根据DCT分量的1和-1的数目的LUT，并且将所选的LUT发送到修改部分4，使得在修改部分4中基于LUT改变DCT系数。可以通过以在LUT的修改区域中的值替换量化的DCT系数Qk(S，T)的修改区域，或将在LUT中的值加到DCT系数Qk(S，T)来改变DCT系数。

根据实施例4，可以减少色调间隙，纹理和蠕虫的发生，并且可以使用LUT预先设置在修改区域中的最优的修改值，由此改进输出图像的可复制性。当通过预先设置的修改值改变在高频域中的DCT系数，从而获得平衡的点可复制性时，即使使用多个阈值执行二元化或四元化，可以获得总体上具有良好的灰度级的二元图像或四元图像。另外，因为使用了LUT，可以容易并快速的确定最优的修改值。

(实施例5)

图14是示出了本发明的灰度级复制处理装置(图像处理装置)14的结构的实例的框图。灰度级复制处理装置14具有基本上和如图12所示的实施例4的灰度级复制处理装置13相同的结构，但是它包括存储基于蓝噪声的LUT(在下文中作为蓝噪声LUT提到)的蓝噪声LUT部分9替换LUT部分8。

蓝噪声是具有很难被人眼察觉到的空间频率的图案数据。人类的视觉对高于特定空间频率的频率基本没有感应，并且已知视觉系统的MTF(调制传输功能)是一种低通滤波器(例如，参考“High QualityImage Processing for Ink Jet Printers”，T.Makita，Journal of the ImageSociety of Japan，2001，Vol.40，No.3，p.239-243)。通过调整伪随机图案和产生其中空间频率的主要分量被分配在不低于视觉系统的MTF的截止频率的频带中的图案，可以获得蓝噪声。

通过以空间频率分量替换这种蓝噪声并且通过使用替换的空间频率分量改变图像数据的DCT系数，可以改进其中点密度不密的高亮区域中点的散布。另外，可以改进中间密度区域中的纹理。

通常给出蓝噪声作为256×256数据矩阵，并且这个数据矩阵被称为蓝噪声掩模。图15是示出了用于二元输出的蓝噪声掩模的实例的视图。在蓝噪声LUT部分9中存储的数据是通过在图15的蓝噪声数据上执行DCT变换并且将数据除以固定值使得绝对值的最大值大约是1而准备的数据表。

图16A，16B和16C是示出了通过在图15的蓝噪声数据上执行DCT变换并且之后将数据除以固定值而最优化的数据表(蓝噪声LUT)的实例的视图。在DCT变换之后最优化的蓝噪声数据具有在高频域的值。在实施例5中，8×8模块用作标准单元，将在水平方向包括8个模块并且在垂直方向包括8个模块的总共64个模块作为一组处理，并且重复同一组的图案。当蓝噪声掩模的尺寸是64×64时(8模块×8模块)，用于总共65个模块的LUT数据存储在蓝噪声LUT部分9中，其中65个模块包括64个模块的蓝噪声LUT数据以及其中8×8个数据都是“0”的LUT数据。

以一个模块一个模块为基础处理在量化部分3中量化的DCT系数Qk(S，T)，并且基于蓝噪声LUT在修改部分4改变DCT系数。这个修改处理和上述使用LUT部分8的修改处理(图12)相同，但是，如果蓝噪声用作LUT的数据，DC分量确定部分7确定DC系数保持最大值还是最小值。图17是示出了使用蓝噪声LUT的修改处理的过程的实例的流程图。例如，如果DC分量确定部分7确定DC分量不是最小值或最大值(步骤S200：否)，类似于上述的LUT部分8(图12)，蓝噪声LUT部分9将所选模块的蓝噪声LUT输出到修改部分4(步骤S202)。如果DC分量确定部分7确定DC分量是最小值或最大值(步骤S200：是)，蓝噪声LUT部分9将在存储的LUT中其中所有分量都是“0”的LUT输出到修改部分4(步骤S204)。

在蓝噪声的情况中，如上所述，低频分量基本上都是0，并且高频分量是主要分量，并且因此不需要将数据分隔为其中改变DCT系数的修改区域和其中不改变DCT系数的未修改区域，并且在一个8×8模块中，可以将蓝噪声数据加到DCT系数。换句话说，在这个情况中，预先确定的频域(修改区域)意味着整个的一个模块。此外，因为添加蓝噪声，初始数据不会丢失，并且可以减少图像的恶化。在改变DCT系数之后执行的处理和在实施例4中的那些相同。

因为将很难被人察觉到的蓝噪声变换为空间频率分量并且使用变换的空间频率分量改变在图像数据的高频域中的空间频率分量(DCT系数)，可以改进在输出图像的高亮区域中的点的散布，或者在中间密度区域中的纹理。当使用规则化的蓝噪声数据改变在高频域中的DCT系数时，即使使用多个阈值执行二元化，四元化或类似处理，可以获得总体上具有良好灰度级的二元图像，四元图像等。

在用于改变上述空间频率分量的修改部分中，由0，1或-1替换在修改区域中的各个DCT系数，或者加上0，1或-1，但是这些值不限于0，1或-1这样的整数，并且可以使用小数的实数。图18A，18B和18C是示出了使用小数的实数的蓝噪声LUT的实例的视图。因为通过使用小数的实数可以减少丢失的信息量，相比整数可以更精确的改变在修改区域中的DCT系数，由此提供更光滑的灰度级复制图像。这样，通过使用小数的实数作为空间频率分量(DCT系数)的量化值和要被改变的空间频率分量的值(修改值)，并通过将蓝噪声数据加到整个一个模块作为修改处理，可以获得具有最高质量的图像。

(实施例6)

图19是示出了本发明的灰度级复制处理装置(图像处理装置)15的结构的实例的框图。灰度级复制处理装置15包括：用于存储输入图像数据Pi(X，Y)的图像数据存储部分1；用于将输入图像数据Pi(X，Y)变换为空间频率分量Qj(S，T)的频率变换部分2；用于改变一部分空间频率分量Qj(S，T)的修改部分44；用于执行修改的空间频率分量Qn(S，T)的反频率变换的反频率变换部分6；用于对反频率变换的图像数据Pn1(X，Y)进行阈值处理的阈值处理部分66；以及用于控制这些部分，并且输出经过阈值操作的输出图像数据Po(X，Y)的控制器(没有示出)。

图19的灰度级复制处理装置15具有从实施例1的灰度级复制处理装置10(图3)移去量化部分3和反量化部分5获得的结构。图像数据存储部分1，频率变换部分2，修改部分44，反频率变换部分6和阈值处理部分66的基本操作基本上和实施例1中的相同。另外，在输入图像数据Pi(X，Y)中的灰度级的数目以及在输出图像数据Po(X，Y)中的灰度级的数目也和实施例1中的那些相同。

修改部分44改变在频率变换部分2中以一个模块一个模块为基础被频率变换的数据Qj(S，T)，例如，一个模块包括8×8个象素。不对一个模块中的所有DCT系数进行改变，而是仅改变一个模块中8×8个DCT系数中的一部分DCT系数。例如，改变在如图4所示的修改区域中的DCT系数，但是修改区域不限于这个区域，而是可以设置到DC分量以外的其它区域。修改区域的设置图案被预先存储在例如修改部分44中或控制部分中(没有示出)。

但是，在实施例6中，因为没有提供量化部分3，修改部分44以例如0，64或-64替换(改变)对应于修改区域的经过频率变换的DCT系数Qj(S，T)的一部分。图20A和20B是示出了改变DCT系数的实例的视图。类似于实施例1，可以通过，例如，比较在频率变换之后的每一DCT系数Qj(S，T)大于还是小于两个阈值Vth1’，Vth2’(在这里，Vth1’＞Vth2’)，并且根据比较结果以0，64或-64替换DCT系数，来实现在修改区域中DCT系数的替换(改变)。

图21是示出了基于和阈值的比较的DCT系数的修改值的实例的视图。图21示出了在模块中的第X行的第Y列，第Y+1列和第Y+2列中的DCT系数的修改值的实例，其中当DCT系数Qj(S，T)不大于Vth2’时，将其以-64替换，当DCT系数Qj(S，T)不小于Vth1’时，将其以64替换，并且当DCT系数Qj(S，T)在Vth1’和Vth2’之间时，将其以0替换。各个模块很少以相同图案改变，而是随机的(不规则的)改变。修改部分44将修改处理之后的DCT系数Qn(S，T)发送到反频率变换部分6。

反频率变换部分6对于修改部分44中改变的DCT系数Qn(S，T)执行反频率变换，从而将它们变换为密度域数据(图像数据)。二维反DCT变换执行DCT变换的反向处理。通过以和实施例1相同的方式使用多个阈值，阈值处理部分66将从反频率变换部分6接收的密度域数据(图像数据)Pn1(X，Y)变换为多值密度数据(输出图像数据)Po(X，Y)。例如，在四元输出的情况中，使用三个阈值执行变换如下：

如果0＜Pn(X，Y)≤42，那么Po(X，Y)＝0，

如果42＜Pn(X，Y)≤127，那么Po(X，Y)＝85，

如果127＜Pn(X，Y)≤212，那么Po(X，Y)＝171，并且

如果212＜Pn(X，Y)≤255，那么Po(X，Y)＝255。

当对二维图像阈值处理时，不执行其中使用相同图案的矩阵重复取阈值的现有阈值处理，而是通过改变空间频率分量(DCT系数)添加噪声，并且因此可以解决现有问题，比如蠕虫，纹理和色调间隙的出现。另外，因为省略了量化处理和反量化处理(在两个步骤中的比特移位处理)，可以缩短处理时间。注意到，因为省略了量化处理和反量化处理，不发生量化误差并且改善了在阈值处理之前的图像质量，从而可以减少处理时间，同时不恶化输出图像数据Po(X，Y)的图像质量。

(实施例7)

虽然上述描述说明了其中从实施例1的灰度级复制处理装置10中移去量化部分3和反量化部分5的实例，还可以从包括DC分量确定部分7的实施例3的灰度级复制处理装置12中移去量化部分3和反量化部分5；从包括DC分量确定部分7和LUT部分8的实施例4的灰度级复制处理装置13中移去量化部分3和反量化部分5；或者从包括DC分量确定部分7和蓝噪声LUT部分9的实施例5的灰度级复制处理装置15中移去量化部分3和反量化部分5。

图22是示出了本发明的灰度级复制处理装置(图像处理装置)16的结构的实例的框图。通过从实施例4的灰度级复制处理装置13中(图12)移去量化部分3和反量化部分5获得灰度级复制处理装置16。因为没有提供量化部分和反量化部分，DC分量确定部分77和频率变换部分2连接。DC分量确定部分77从频率变换部分2接收DCT系数Qj(S，T)的DC分量，等，并且确定0或64和-64的数目。LUT部分88存储，例如，通过将如图13C所示的LUT中的1和-1改变到64和-64来准备LUT。基于从LUT部分88接收的LUT，修改部分44改变(通过替换或添加)从频率变换部分2接收的DCT系数Qj(S，T)。

这里，通过添加包括小数点的规则化蓝噪声数据到DCT系数的高频分量，可以获得具有最高质量的图像，并且因为没有执行量化处理和反量化处理，可以缩短处理时间而不恶化图像质量。这样，可以说其中图22的LUT部分(蓝噪声LUT部分)88存储包括小数点的规则化蓝噪声数据的模式是最好的模式。

(实施例8)

图23是示出了本发明的灰度级复制处理装置(图像处理装置)17的结构的实例的框图。类似于如图3所示的实施例1，灰度级复制处理装置17包括：图像数据存储部分1；频率变换部分2；量化部分3；修改部分4，反量化部分5；反频率变换部分6；以及阈值处理部分66。注意到不需要提供量化部分3和反量化部分5，但是，如上所述，通过量化空间频率分量Qj(S，T)可以减少灰度级复制处理装置17的处理负担。

在实施例8中，输入图像数据Pi(X，Y)是由CMYK(C：青色，M：洋红，Y：黄色，K：黑色)的C分量的图像数据Pic(X，Y)，M分量的图像数据Pim(X，Y)，Y分量的图像数据Piy(X，Y)，以及K分量的图像数据Pik(X，Y)组成的彩色图像数据。为了简化说明的缘故，在下面的说明中将每一输入图像数据Pic(X，Y)，Pim(X，Y)，Piy(X，Y)和Pik(X，Y)由Pi(X，Y)表示。

空间频率分量Qj(S，T)由Qjc(S，T)，Qjm(S，T)，Qjy(S，T)和Qjk(S，T)组成。类似的，量化的频率分量Qt(S，T)由Qkc(S，T)，Qkm(S，T)，Qky(S，T)和Qkk(S，T)组成；部分改变的空间频率分量Ql(S，T)由Qlc(S，T)，Qlm(S，T)，Qly(S，T)和Qlk(S，T)组成；反量化的空间频率分量Qm(S，T)由Qmc(S，T)，Qmm(S，T)，Qmy(S，T)和Qmk(S，T)组成；反频率变换的图像数据Pn(X，Y)由Pnc(X，Y)，Pnm(X，Y)，Pny(X，Y)和Pnk(X，Y)组成；并且阈值处理的输出图像数据Po(X，Y)由Poc(X，Y)，Pom(X，Y)，Poy(X，Y)和Pok(X，Y)组成。

修改部分4以，例如，0，1或-1替换(改变)在修改区域中的每一DCT系数Qk(S，T)。作为替换(改变)在修改区域中的DCT系数Qk(S，T)的方法，修改部分4比较在频率变换和量化之后的每一DCT系数Qk(S，T)大于还是小于两个阈值，Vth1，Vth2(这里，Vth1＞Vth2)，并且根据比较的结果将它们以0，1或-1替换。当Qk(S，T)不大于Vth2时，修改部分4以-1替换DCT系数Qk(S，T)，当Qk(S，T)不小于Vth1时，修改部分4以1替换DCT系数Qk(S，T)，当Qk(S，T)在Vth1和Vth2之间时，修改部分4以0替换DCT系数Qk(S，T)。注意到对于C分量的DCT系数Qkc(S，T)，M分量的DCT系数Qkm(S，T)，Y分量的DCT系数Qky(S，T)以及K分量的DCT系数Qkk(S，T)，修改部分4在不同情况下执行修改处理。

具体的说，例如，对于在C分量的修改区域中的DCT系数Qkc(S，T)，修改部分4执行下面的修改处理：

如果Qkc(S，T)≤Vth2，那么以-1替换Qkc(S，T)，

如果Vth2＜Qkc(S，T)＜Vth1，那么以0替换Qkc(S，T)，并且

如果Qkc(S，T)≥Vth1，那么以1替换Qkc(S，T)。

另一方面，对于在M分量的修改区域中的DCT系数Qkm(S，T)，修改部分4执行下面的修改处理：

如果Qkm(S，T)≤Vth2，那么以1替换Qkm(S，T)，

如果Vth2＜Qkm(S，T)＜Vth1，那么以0替换Qkm(S，T)，并且

如果Qkm(S，T≥Vth1，那么以-1替换Qkm(S，T)。

修改部分4将修改处理之后的DCT系数Ql(S，T)以一个颜色一个颜色为基础发送到反量化部分5。各个模块很少以相同图案改变，而是随机的改变的。反量化部分5的操作和阈值处理部分66的操作和实施例1中的那些相同。

灰度级复制处理装置17将存储在图像数据存储部分1中的输入图像数据Pi(X，Y)改变到频域，在改变部分数据之后执行反频率变换，并且最终产生输出图像数据Po(X，Y)，该输出图像数据中所有象素的灰度级的数目通过例如阈值处理而被减少到四级。

在灰度级复制处理装置17中，因为修改部分4改变在量化部分3量化的C(青色)分量的DCT系数Qkc(S，T)和M(洋红)分量的DCT系数Qkm(S，T)的修改区域中的DCT系数使得它们的符号相反，所以在基于由反量化部分5，反频率变换部分6，以及阈值处理部分66产生的图像数据的图像中的点的位置变得不可能重叠。通过颠倒频率分量的DCT系数的符号，能够控制(图像)点的重叠。

具体的说，例如，在灰度级复制处理装置17中，如果修改部分4将特定高频分量改变为1，反量化部分5，反频率变换部分6和阈值处理部分66产生图像数据，并且，例如，电子照相型图像形成装置基于产生的图像数据形成图像，并且之后形成的图像具有如图24A所示的点图案。为了简化说明的缘故，图24A和24B示出了线性布置的点图案，并且一个具有阴影的圆表示一个点。在这种图像数据中，如果修改部分4将特定高频分量改变到-1而不是1并且反量化部分5，反频率变换部分6和阈值处理部分66产生图像数据，那么如图24B所示，形成其点的位置移位的图像。

因此，如上所述，在基于输出图像数据Poc(X，Y)和Pom(X，Y)的图像中，在其中点在一个颜色分量的图像中(例如，青色图像)不存在的象素位置，其它颜色分量的图像(例如，洋红图像)的点出现，这里通过将青色(C分量)和洋红(M分量)的DCT系数Qkc(S，T)和Qkm(S，T)改变到相反符号的修改值产生输出图像数据Poc(X，Y)和Pom(X，Y)。相反的，在存在一个颜色分量的图像的点的象素位置，易于不形成其它颜色分量的图像的点，并且这样可以很容易的实现一种图像(点和点分开(dot-off-dot)的图像)，其中在青色和洋红之间很少出现重叠的点，并且可以产生无颗粒的光滑图像。

在上述的实例中，虽然说明了用于C分量和M分量的修改处理，本发明对于其它颜色也有效。图25A，25B，25C和25D是示出了用于各个C，M，Y和K分量的修改值的视图。注意到图25A示出了在改变后的C分量的DCT系数Qlc(S，T)，图25B示出了改变后的M分量的DCT系数Qlm(S，T)，图25C示出了改变后的Y分量的DCT系数Qly(S，T)，图25D示出了改变后的K分量的DCT系数Qlk(S，T)。

在这种修改处理中，如图25B和图25D所示，将M分量和K分量的DCT系数Qlm(S，T)和Qlk(S，T)改变为彼此符号相反的修改值，并且，如图25A和图25C所示，将C分量和Y分量改变到彼此不同的值。

注意到通过颠倒最有效的颜色之间的符号来应用实施例8是最有效的，并且，具体的说，当使用青色，洋红和黄色形成图像时，控制黄色点和其它颜色分量的点的重叠需要相对粗糙的控制，并且因此在控制青色点和洋红点的重叠时实施实施例8是最有效的。另一方面，在上述实例中，虽然使得相反的符号对青色和洋红固定，或对洋红和黑色固定，从高图像质量的观点来看，可以并且优选的根据输入的象素的颜色特征或密度特征改变组合。例如，在浅绿部分中，因为仅使用青色和黄色，颠倒被实施例8加到青色和黄色的频率分量的符号是最有效的。另外，在其中黑色被混合到深绿中的情况中，颠倒被本发明加到黑色和青色的频率分量的符号也是有效的。

实施例8的阈值处理部分66不执行其中使用相同图案的矩阵重复进行阈值处理的现有阈值处理，而是执行在修改部分4中对于空间频率分量(DCT系数)的修改处理，并且因此可以解决比如发生色调间隙这样的现有问题。

作为替换(改变)在修改区域中的DCT系数Qk(S，T)的方法，上述实施例8的实例采用其中根据在每一DCT系数Qk(S，T)和两个阈值Vth1和Vth2之间的比较的结果以0，1或-1替换DCT系数Qk(S，T)的方法。但是，作为其它的方法，例如，可以确定量化的空间频率分量(DCT系数)Qk(S，T)的DC分量的幅度，并且基于DC分量的幅度以0，1或-1替换Qk(S，T)。还可以在多个表(LUT)中存储与要在修改区域中被改变的各个部分对应的修改值(0，1，-1)并且参考LUT改变空间频率分量。另外，还可以使用基于蓝噪声的LUT而不是上述LUT并且通过将蓝噪声加到整个一个模块改变空间频率分量。

另外，在上述实例的修改部分4中，虽然将在修改区域中的DCT系数Qk(S，T)改变为-1，0或1，修改处理并不限于此，例如，可以将DCT系数Qk(S，T)改变为-1或0。另外，例如，可以将青色分量的DCT系数Qlc(S，T)改变为-1或0并且将洋红分量的DCT系数Qlm(S，T)改变为1或0，并且可以使用其它数字组合。注意到，如上述实例所示出的，其中将DCT系数Qk(S，T)改变为-1，0或1的修改处理是更为优选的。

具有上述结构的图像处理装置(灰度级复制处理装置)17可以应用到使用墨粉的电子照相型图像形成装置。另外，图像处理装置17还可以应用到使用墨水的喷墨型图像形成装置。这里，为了避免复杂的说明，省略喷墨型图像形成装置的说明，并且仅说明有益效果。如上所述，很明显通过在修改部分4中执行将各个颜色分量改变到不同修改值的修改处理，可以很容易的形成点和点分开的图像，并且因此也省略这个效果的说明。

这里，在喷墨型图像形成装置中，和电子照相型图像形成装置相反，可能有形成其中很少发生点的重叠的点和点分开的图像并不优选的可能性，而是优选形成其中点彼此重叠的点和点重合(dot-on-dot)的图像。将在下面解释原因。

图26A和26B示出了由喷墨型图像形成装置形成的点图案的实例，为了简化说明的缘故示出了线性布置的点图案。一个具有阴影的圆表示一个点，并且在图26A和26B中示出了其中以例如，这个从左的顺序形成黑色，黄色和洋红点的点图案。在以这种方式以黑色，黄色和洋红的顺序形成点的情况中，如图26B所示，因为黄色点和黑色点相邻，形成黑色点的黑色墨水有时流到黄色点上，并且到达洋红点，而且引起总体上混浊的图像并恶化图像质量。

这样，在图像形成装置17中，通过在修改部分4中将Y分量的DCT系数Qky(S，T)和M分量的DCT系数Qkm(S，T)改变为相同的频率分量并且有意的形成其中Y分量的点和M分量的点重叠的点和点重合的图像，可以重叠黄色墨水和洋红墨水并且形成R(红色)象素，而且可以通过不与黑色墨水相邻形成黄色点来防止黑色墨水流经黄色墨水。

如上所述，对于应该避免其间点重叠的颜色分量，通过在修改部分4中将DCT系数改变到不同的修改值，并且，对于在其间需要点重叠的颜色分量，通过在修改部分4中将DCT系数改变为相同的修改值，即使在使用喷墨图像形成装置时，不需要执行控制墨水的打印顺序或打印速度等的处理，并且可以很容易的产生能够防止图像质量的恶化的图像数据，同时不需要在每一平面确定点的重叠。

(实施例9)

图27是示出了本发明的图像形成装置70的结构的实例的框图。在这个说明中，图像形成装置70操作为数字彩色复印机。图像形成装置70包括彩色图像输入设备30，彩色图像处理设备31，彩色图像输出设备32，以及操作面板33。另外，虽然在附图中没有示出，图像形成装置70包括用于控制图像形成装置70中的各个设备的CPU(中央处理单元)。

例如，彩色图像输入设备30包括记录介质CCD(电荷耦合其间)，并且记录介质CCD读取来自文件的反射光图像并产生RGB模拟信号(R：红色，G：绿色，B：蓝色)。将产生的RGB模拟信号发送到彩色图像处理设备31。

彩色图像处理设备31包括A/D(模拟/数字)转换部分311，黑斑校正部分312，输入灰度级校正部分313，分段部分314，颜色校正部分315，黑色产生基色移去部分316，空间滤波部分317，输出灰度级校正部分318，灰度级复制部分319，以及用于控制各个部分的控制部分(没有示出)。灰度级复制部分319执行和上述实施例1到8的灰度级复制处理装置(图像处理装置)10到17相同的处理。

彩色图像处理设备31将从彩色图像输入设备30接收的RGB模拟信号转换为RGB数字信号，执行比如校正处理这样的多种图像处理，产生CMYK数字颜色信号，并且将产生的CMYK数字信号的灰度级的数目的减少到两级，四级或其他级。将两级，四级或其他级的输出图像数据暂时存储在存储装置(没有示出)中，并且以预先确定的定时输出到彩色图像输出设备32。

A/D转换部分311从彩色图像输入设备30接收RGB模拟信号，将接收的RGB模拟信号转换为RGB数字信号，并且将RGB数字信号发送到黑斑校正部分312。黑斑校正部分312执行移去多种失真的处理，其中失真是在用于从A/D转换部分311接收的RGB数字信号的彩色图像输入设备30的照明系统，图像形成系统和图像拾取系统中引起的，并且之后，黑斑校正部分312将结果信号发送到输入灰度级校正部分313。输入灰度级校正部分313调整从黑斑校正部分312接收的RGB数字信号(RGB的反射率信号)的颜色平衡，将RGB数字信号转换为可以很容易的被在彩色图像处理设备31中采用的图像处理系统处理的密度信号或类似的信号，并且将结果信号发送到分段部分314。

分段部分314将在从输入灰度级校正部分313接收的RGB数字信号的图像中的每一象素分类为在文本区域的，在半色调点区域的，或在图画区域的，并且基于分类的结果将指示每一象素所属区域的区域标识信号输出到颜色校正部分315，黑色产生基色移去部分316，空间滤波部分317和灰度级复制部分319。此外，将从输入灰度级校正部分313接收的RGB信号按现在的样子发送到颜色校正部分315。

颜色校正部分315将从输入灰度级校正部分313发送的RGB数字信号转换为CMY信号来忠实的复制颜色，基于包括不期望的吸收分量的CMY颜色材料的光谱特性执行移去颜色混浊的处理，并且之后将产生的信号发送到黑色产生基色移去部分316。黑色产生基色移去部分316执行用于从从颜色校正部分315接收的CYM信号的三色信号(C信号，M信号，Y信号)产生黑色信号(K信号)的黑色产生，通过从初始CMY信号移去由黑色产生获得的K信号产生新的CMY信号，并且之后将CMYK的四个颜色信号(CMYK信号)发送到空间滤波部分317。

作为典型的黑色产生处理，有由Skelton黑色产生黑色的方法。在这个方法中，如果Skelton波的输入/输出特性是y＝f(x)，输入数据是C，M和Y，输出数据是C’，M’，Y’和K’，并且UCR(下颜色移去)比率是α(0＜α＜1)，则表达下面的关系。

K’＝f{min(C，M，Y)}

C’＝C-αK’

M’＝M-αK’

Y’＝Y-αK’

空间滤波部分317在从黑色产生基色移去部分316接收的CMYK信号的图像上，通过基于区域标识信号使用数字滤波器执行空间滤波，并且通过校正空间频率特性执行减少图像的比如模糊或颗粒性的恶化的处理。输出灰度级校正部分318执行输出灰度级校正，并且灰度级复制部分319在CMYK信号的图像数据上基于区域标识信号执行预先确定的处理。

例如，对于由分段部分314分类为文本的区域，为了特别增加黑色字符或彩色字符的可复制性，通过在由空间滤波部分317执行的空间滤波处理中包括的锐化处理增加高频的增强比率。另外，灰度级复制部分319执行高清晰度二元化或适于复制高频的多值处理。

对于由分段部分314分类为半色调点的区域，空间滤波部分317执行用于移去输入的半色调分量的低通滤波处理。之后，输出灰度级校正部分318执行用于将比如密度信号的信号转换为是彩色图像输出设备32的特征值的半色调点区域比率的输出灰度级校正处理，并且最终灰度级复制部分319执行其中将图像划分为象素并且执行二元化或多值处理的灰度级复制处理(半色调产生处理)来复制各个灰度级。另外，对于由分段部分314分类为图画的区域，灰度级复制部分319通过将更大的重要性附加到灰度级可复制性来执行二元化或多值处理。

将在其上在灰度级复制部分319中执行了二元化或多值处理的CMYK信号(图像数据)发送到彩色图像输出设备32。彩色图像输出设备32是用于基于从彩色图像处理设备31接收的CMYK信号，在比如纸张这样的记录介质上形成图像的设备。例如，可以使用电子照相型或喷墨型彩色图像输出设备。

操作面板33是用于允许操作者通过操作按键输入指令的输入仪器。将操作者的指令作为来自操作面板33的控制信号输出到彩色图像输入设备30，彩色图像处理设备31和彩色图像输出设备32。根据操作者的指令，由彩色图像输入设备30读取文件图像，并且在彩色图像处理设备31中的数据处理之后，在记录介质上由彩色图像输出设备32形成图像，从而这些设备执行数字彩色复印机的功能。上述的处理由CPU(没有示出)控制。

(实施例10)

图28是示出了本发明的图像形成系统71的结构的实例的框图。图像形成系统71包括计算机40，以及打印机41。打印机41可以是除了打印机功能，还执行复印功能和传真功能的数字多功能机器。打印机41执行电子照相型或喷墨型的图像形成。

将图像数据从例如扫描仪或数字照相机输入到计算机40，并且存储在存储设备中(没有示出)。可以通过执行多种应用程序处理和编辑输入计算机40的图像数据。计算机40操作为用于采集输出图像数据的颜色的颜色校正部分45，用于执行阈值处理来将输出图像数据的灰度级的数目(例如，256灰度级)减少到两级，四级或其他级的灰度级复制部分46，以及用于将输出图像数据转换为打印机语言的打印机语音翻译部分47。在颜色校正部分45中，还执行黑色产生基色移去处理。灰度级复制部分46和上述实施例1到8的灰度级复制处理装置(图像处理装置)10到17相同。将在打印机语言翻译部分47中转换为打印机语言的数据通过通信端口44(RS232C，LAN，等)输出到打印机41。

图29是示出了计算机的结构的实例的框图。计算机40包括CPU(中央处理单元)51，比如DRAM这样的RAM(随机存取存储器)52，硬盘驱动(在下文中作为硬盘提到)53，比如软盘驱动或CD-ROM驱动这样的外部存储单元54，以及用于控制和打印机41等的通信的通信端口44。另外，计算机40包括比如键盘或鼠标这样的输入单元55；以及比如显示设备这样的显示单元56。

CPU 51控制上述各个单元52到56和44。此外，CPU 51将从输入单元55或通信端口44接收的程序或数据，或从硬盘53或外部存储单元54读取的程序或数据存储在RAM 52中，CPU 51执行多种处理，比如执行程序或计算存储在RAM 52中的数据，并在RAM 52中存储多种处理的结果或用于多种处理的临时数据。比如存储在RAM 52中的计算结果这样的数据被CPU 51存储在硬盘53中，或从显示单元56或通信端口44输出。

CPU 51操作为上述的颜色校正部分45，灰度级复制部分46(例如，包括如图3所示的频率变换部分2，量化部分3，修改部分4，反量化部分5，反频率变换部分6，以及阈值处理部分66)，以及打印机语言翻译部分47。硬盘53操作为用于存储图像数据的图像数据存储部分1。

通过以外部存储单元54读取记录在比如CD-ROM这样的记录介质59中的计算机程序，在硬盘53或RAM 52中存储计算机程序，并且以CPU 51执行程序，CPU 51可以操作为上述的各个单元。它还可以从其他设备通过和LAN等连接的通信端口44接收计算机程序，并且将计算机程序存储在硬盘53或RAM 52中。

记录介质59可以是任意可以携带程序并且可由计算机直接或间接读取的存储介质。例如，记录介质59可以是半导体设备，比如ROM或闪存存储器；磁存储介质，比如软盘，硬盘，MD或磁带；或者光存储介质，比如CD-ROM，MO或DVD，并且不特别限定记录系统和读取系统。

图30是示出了灰度级复制过程的实例的流程图。这里，将说明通过DCT执行频率变换处理的四元输出图像的形成。假定输入图像数据Pi(X，Y)存储在硬盘53中。通过将8×8象素处理为一个模块，CPU51将存储在硬盘53中的图像数据连续读入RAM 52(S101)。之后，CPU 51执行读取的图像数据的DCT变换(S102)，并且将DCT变换处理之后的DCT系数Qj(S，T)存储在RAM 52中。之后，CPU 51通过将模块内的所有DCT系数除以固定值(例如，64)执行量化(S103)，并且将进行除法之后的DCT系数Qk(S，T)存储在RAM 52中。

CPU 51以0，1或-1替换(改变)在量化(除)的DCT系数中在修改区域中的DCT系数(AC分量)(S104)，并且将改变之后的DCT系数Ql(S，T)存储在RAM 52中。可以以和在上述实施例中相同的方式执行DCT系数的改变，并且，例如，可以将LUT存储在硬盘53中，由CPU 51读取对应于DC分量的LUT，并且通过使用读取的LUT改变DCT系数。或者，可以通过基于LUT替换DCT系数，或将在LUT中的值加到DCT系数来实现改变。

通过将改变之后的在模块内的所有DCT系数Ql(S，T)乘以例如64，CPU 51执行反量化(S105)，并且将产生的DCT系数存储在RAM52中。另外，CPU 51执行量化的DCT系数Qm(S，T)的反DCT变换，从频域数据变为密度域数据(图像数据)(S106)，并且将通过反DCT变换获得的图像数据Pn(X，Y)存储在RAM 52中。另外，通过使用多个阈值，CPU 51执行将反DCT变换处理之后的图像数据Pn(X，Y)转换为四元图像(输出图像数据)Po(X，Y)的阈值处理(S107)，并且将四元图像存储在RAM 52或硬盘53中。通过上述的步骤S101到S107，完成对于一个模块的图像数据Pi(X，Y)的阈值处理。之后，CPU 51判断阈值处理是否对于所有模块完成(8108)，并且，如果判断还没有对所有模块完成阈值处理(S108：否)，CPU 51对于所有模块重复述步骤S101到S107。

另一方面，如果判断对所有模块完成阈值处理(S108：是)，CPU51将输出图像数据Po(X，Y)转换为打印机语言并且将产生的数据通过通信端口44传送到打印机41。

(实施例11)

在实施例10中，还可以通过省略量化处理(S103)和反量化处理(S104)来执行灰度级复制处理。在这个情况中，计算机40的CPU51操作为如图19所示的频率变换部分2，修改部分44，反频率变换部分6和阈值处理部分66。此外，在这个情况中，用于使得计算机40执行频率变换，修改，反频率变换和阈值处理的程序存储在记录介质59中。

图31是示出了灰度级复制过程的实例的流程图。这里，将说明通过DCT执行频率变换处理的四元输出图像的形成。假定输入图像数据Pi(X，Y)存储在硬盘53中。通过将8×8象素处理为一个模块，CPU51将存储在硬盘53中的图像数据连续读入RAM 52(S201)。之后，CPU 51执行读取的图像数据的DCT变换(S202)，并且将DCT变换处理之后的DCT系数Qj(S，T)存储在RAM 52中。

CPU 51将在DCT系数Qj中在修改区域中的DCT系数(AC分量)改变(通过替换或添加)为0，64或-64(S203)，并且将改变之后的DCT系数Qn(S，T)存储在RAM 52中。可以以和上述实施例相同的方式执行DCT系数的改变，并且，例如，可以在硬盘53中存储LUT，由CPU 51读取对应于DC分量的LUT，并且通过使用读取的LUT改变DCT系数。另外，可以通过基于LUT替换DCT系数来改变它们，或将在LUT中的值加到DCT系数。这里，LUT中的值不是0，1或-1，而是，例如，0，64或-64。

CPU 51对于改变之后的DCT系数Qn(S，T)执行反DCT变换，从频域数据变为密度域数据(图像数据)(S204)，并且将反DCT变换处理之后的图像数据Pn1(X，Y)存储在RAM 52中。

通过使用多个阈值，CPU 51执行将反频率变换的图像数据Pn1(X，Y)转换为四元图像(输出图像数据)Po(X，Y)的阈值处理(S205)，并且将四元图像存储在RAM 52或硬盘53中。通过上述的步骤S201到S205，完成对于一个模块的图像数据Pi(X，Y)的阈值处理。之后，CPU51重复相同操作直到对所有模块完成阈值处理(S206：否)。

这样，在将存储在图像数据存储部分1中的输入图像数据Pi(S，Y)变换为频阈并且改变了它的一部分之后，数据经历反频率变换并且最终变为其中通过阈值处理将所有象素的灰度级的数目减少到四级的输出图像数据Po(X，Y)。如果对于所有模块完成了阈值处理(S206：是)，CPU 51将输出图像数据Po(X，Y)转换为打印机语言，并且将产生的数据通过通信端口44传送到打印机41。

在上述的实施例10中，虽然计算机40通过外部存储单元54，从其中存储计算机程序的计算机可读的记录介质获得计算机程序，还可以提供和电通信线连接的通信借口，并且通过电通信线下载计算机程序来获得它。

另外，在上述的各个实施例中，虽然通过简单的阈值处理将灰度级的数目减少到四级，等，还可以使用误差扩散方法或抖动方法以执行阈值处理。在这个情况中，改变图像数据的高频分量并且在执行误差扩散或抖动之前添加噪声，并且因此相比现有误差扩散方法或抖动方法可以减少蠕虫，纹理或规则图案的发生。但是，虽然通过添加噪声减少了蠕虫或纹理的发生，但是存在图像质量被噪声恶化的可能性，并且因此优选的通过使用很难被人眼察觉的蓝噪声改变高频分量。

根据本发明，例如，通过改变图像数据的高频分量，可以解决在图像数据的输出级附近发生色调间隙的问题，并且产生高质量二元图像或四元图像。另外，例如，通过改变图像数据的高频分量，可以减少抖动引起的纹理和误差扩散引起的蠕虫，并且可以产生高质量的二元图像，四元图像，等。

根据本发明，因为简单的通过和阈值比较而减少灰度级的数目，可以解决在抖动或误差扩散中引起的纹理或蠕虫。通过解决纹理或蠕虫的问题，可以产生高质量的二元图像，四元图像，等。

Claims

1.一种图像处理方法，包括下面的步骤：

将图像数据变换为空间频率分量；

量化变换的空间频率分量；

将各空间频率分量的幅度与两个阈值进行比较，并根据比较结果对于量化的空间频率分量执行在不包括直流分量的一部分的频域中改变空间频率分量的修改处理；

反量化在其上执行了修改处理的空间频率分量；

将反量化的空间频率分量反变换为图像数据；以及

基于阈值减少在反变换的图像数据中的灰度级的数目。

2.一种图像处理方法，包括下面的步骤：

将图像数据变换为空间频率分量；

将各空间频率分量的幅度与两个阈值进行比较，并根据比较结果对于变换的空间频率分量执行在高频域中改变空间频率分量的修改处理；

将在其上执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据；以及

基于阈值减少在反变换的图像数据中的灰度级的数目。

3.一种图像处理装置，包括：

频率变换部分，用于将图像数据变换为空间频率分量；

量化部分，用于量化在所述频率变换部分中变换的空间频率分量；

修改部分，用于将各空间频率分量的幅度与两个阈值进行比较，并根据比较结果对于在所述量化部分中量化的空间频率分量执行在高频域中改变空间频率分量的修改处理；

反量化部分，用于反量化在其上在所述修改部分中执行了修改处理的空间频率分量；

反频率变换部分，用于将在所述反量化部分中反量化的空间频率分量反变换为图像数据；以及

阈值处理部分，用于基于阈值减少在所述反频率变换部分中反变换的图像数据中的灰度级的数目。

4.一种图像处理装置，包括：

频率变换部分，用于将图像数据变换为空间频率分量；

修改部分，用于将各空间频率分量的幅度与两个阈值进行比较，并根据比较结果对于所述频率变换部分中变换的空间频率分量执行在高频域中改变空间频率分量的修改处理；

量化部分，用于量化在其上在所述修改部分中执行了修改处理的空间频率分量；

反量化部分，用于反量化在所述量化部分中量化的空间频率分量；

5.一种图像处理装置，包括：

频率变换部分，用于将图像数据变换为空间频率分量；

反频率变换部分，用于将在其上在所述修改部分中执行了修改处理的空间频率分量反变换为图像数据；以及

6.如权利要求3到5任意一个所述的图像处理装置，其中

所述高频域是空间频率分量的整个频域中的高频域。

7.如权利要求3到5任意一个所述图像处理装置，进一步包括：

检测部分，用于检测在空间频率分量中包括的直流分量；以及

确定部分，用于确定与由所述检测部分检测到的直流分量的幅度相对应的改变的数目；

其中所述修改部分改变与由所述确定部分确定的改变的数目相对应的空间频率分量的数目。

8.如权利要求7所述的图像处理装置，进一步包括：

存储部分，用于存储与在所述高频域中的各个空间频率分量相对应的修改值，

其中所述修改部分基于存储在所述存储部分中的相应的修改值改变在所述高频域中的空间频率分量。

9.如权利要求8所述的图像处理装置，其中

所述修改部分以相应的修改值替换在所述高频域中的空间频率分量。

10.如权利要求8所述的图像处理装置，其中

所述修改部分将相应的修改值加到所述高频域中的空间频率分量上。

11.如权利要求8所述的图像处理装置，其中

所述修改值是基于噪声数据的值。

12.如权利要求11所述的图像处理装置，其中

所述噪声数据是蓝噪声数据。