CN100479485C - 色调转换装置、图像处理设备、打印设备、和色调转换方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种色调转换装置，用来将具有m值色调的图像密度信号转换为具有二进制色调的图像密度信号，其中m为自然数。该色调转换装置包括：输入信号累积及相加单元，用来对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；输出信号累积及相加单元，用来对作为转换后的输出的二进制图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；以及输出色调设置单元，用来比较第一累计和和第二累计和，并且将对应于比较结果预设的多个色调值设为输出转换值。

Description

色调转换装置、图像处理设备、打印设备、和色调转换方法

相关申请的交叉引用

本发明包含涉及2005年2月23日提交至日本专利局的日本专利申请JP2005-048075的主题，通过引用而将其全部内容合并于此。

技术领域

本发明涉及一种用来将m值色调(tone)(m为自然数)转换为n值色调(n为小于m的自然数)的色调转换装置。并且，本发明涉及一种提供有该色调转换装置的图像处理设备。并且，本发明涉及一种提供有该色调转换装置的打印设备。并且，本发明涉及一种色调转换方法。并且，本发明涉及一种允许计算机执行色调转换的程序。

背景技术

用于转换色调的电平的典型方法包括系统抖动(dither)方法、以及误差扩散(diffusion)方法。

在这些方法之中，在系统抖动方法中，在输入图像上覆盖(overlay)n×n阈值的子矩阵(抖动矩阵)，并将对应的各个像素的亮和暗电平与阈值相比较，以便确定输出色调。

另一方面，在误差扩散方法中，将转换误差添加到预先转换前向(forward)像素，以便在之后的转换过程上明确地反映(reflect)转换误差。以扩散方式在多个前向像素上反映一个转换误差。在转换误差的扩散中，根据扩散的位置而使用不同的权重(系数)。

专利文档1：日本未审查专利申请公布第2002-171407号

发明内容

系统抖动方法比误差扩散方法更具优势之处在于处理时间更短，但在色调再现方面比误差扩散方法差。显然，在误差扩散方法中看到相反的特性。

如上所述，系统抖动方法和误差扩散方法两者具有优势和缺点，并且，可根据目的或应用而选择性地使用这些方法。例如，当要打印例如自然图像的包括较大的半色调部分的图像时，尽管处理时间较长，但仍选择误差扩散方法。

在误差扩散方法中，输出色调值对输入色调值中的急剧改变的响应会有延迟，这是对于反馈系统来说特有的问题。此延迟引起“扫动(sweeping)现象”或“伪轮廓”，并导致图像质量的恶化。图1示出了出现“扫动现象”的例子。如可在该图中看到的，在暗和亮区域的边界处出现白框。图2示出了出现“伪轮廓”的例子。图2示出了在转换半球灰度图像的色调时得到的打印例子。

本发明人将注意力集中于上述技术问题，并建议了新的色调转换技术，其实现了较短的处理时间和理想的色调再现性。

例如，发明人建议了一种将具有m值色调的图像密度信号转换为具有二进制色调的图像密度信号的色调转换技术，其中m为自然数。该色调转换技术包括以下步骤：

(a)对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；

(b)对作为转换后的输出的二进制图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；以及

(c)比较第一累计和与第二累计和，并且将对应于比较结果预设的多个色调值设为输出转换值。

并且，发明人建议了一种将具有m值色调的图像密度信号转换为具有n值色调的图像密度信号的色调转换技术，其中m为自然数，且n为小于m的自然数。该色调转换技术包括以下步骤：

(a)对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；

(b)对作为转换后的输出的n值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；

(c)计算第一累计和与第二累计和之间的差值；以及

(d)将所计算的差值与n值阈值相比较，并将与比较结果相对应的阈值设为输出转换值。

通过使用根据本发明的实施例的色调转换技术，可仅通过将第一累计色调值与第二累计色调值相比较，而将m值图像密度信号转换为二进制图像密度信号。

因为转换操作较简单，所以，转换所需的时间较短。此外，由于误差缓冲器并非必要，所以，“伪轮廓”及“扫动现象”均不会出现。

当将第一累计和与第二累计和相比较时反映转换误差。也就是说，在后续转换时明确地解决转换误差。因而，可增强半色调再现性。

通过使用根据本发明的实施例的色调转换技术，可仅通过将第一与第二累计和之间的差值与n值阈值相比较，而将m值图像密度信号转换为n值图像密度信号。

在此情况下，同样，因为转换操作较简单，所以，转换所需的时间较短。此外，由于误差缓冲器并非必要，所以，“伪轮廓”及“扫动现象”均不会出现。

当计算第一累计和与第二累计和之间的差值时反映转换误差。也就是说，在后续转换时明确地解决转换误差。因而，可增强半色调再现性。

附图说明

图1示出了在使用误差扩散方法时出现的扫动现象；

图2示出了在使用误差扩散方法时出现的伪轮廓；

图3示出了根据本发明的第一实施例的色调转换装置的配置；

图4示出了对整个图像进行的光栅扫描；

图5A至5C图解了根据第一实施例的色调转换装置中的图像质量的改善效果；

图6示出了根据本发明的第二实施例的色调转换装置的配置；

图7示出了根据第二实施例的色调转换装置的操作原理；

图8示出了使用误差扩散方法的色调转换装置的操作原理；

图9示出了克服了扫动现象的打印例子；

图10示出了克服了伪轮廓的打印例子；

图11示出了周期性地解决(resolve)转换误差的情况下的打印例子；

图12示出了根据本发明的第三实施例的色调转换装置的配置；

图13示出了根据第三实施例的修改的色调转换装置的配置；

图14示出了根据第三实施例的修改的色调转换装置的配置；

图15示出了将整个屏幕划分为多个部分的状态；

图16示出了根据本发明的第四实施例的色调转换装置的配置；

图17示出了水平转向(turning)扫描模式；

图18示出了螺旋扫描模式；

图19示出了Z字形(zigzag)扫描模式；

图20示出了Z字形组合扫描模式；

图21示出了在应用了Z字形组合扫描模式时得到的打印例子；

图22示出了在一起应用了Z字形组合扫描模式以及随机数扰动时得到的打印例子；以及

图23示出了打印设备的配置的例子。

具体实施方式

在下文中描述根据本发明的实施例的技术。

在此说明书中，将对应技术领域的已知或公知的技术应用于未在附图中具体示出、或未描述的部分。

以下实施例中的每个均为本发明的一个实施例，并且，本发明不限于这些实施例。

(A)色调转换装置(半色调(halftoning)装置)

(a)第一实施例

(i)配置的例子

图3示出了用来将m值图像密度(density)信号转换为二进制图像密度信号的色调转换装置的配置的例子。

色调转换装置1包括图像缓冲存储器3、扫描指针控制单元5、输入值累积及相加(accumulating-and-adding)单元7、输入值累积寄存器9、输出值设置单元11、输出值累积及相加单元13、以及输出值累积寄存器15。

图像缓冲存储器3是用来暂时存储与要打印的图像相对应的图像密度信号的存储装置。例如，使用半导体存储装置、硬盘、或其它磁存储装置。图像密度信号是指示每个像素的密度(色调值)的信号。在此情况下，用m(m为3或更大的自然数)来指示图像密度信号。

扫描指针控制单元5是用来生成图像密度信号的读取位置(扫描指针)的控制装置。图4示出了生成扫描指针的例子。扫描指针控制单元5生成扫描指针，其中整个屏幕作为扫描区域。在图4中，从屏幕21的左端至右端而扫描每行。在已扫描了一行之后，扫描下一行。该图中示出的箭头指示扫描指针的扫描轨迹。

输入值累积及相加单元7是用来将输入图像密度信号依次加到已经针对于后向(backward)像素而计算的输入累计值Psum上、并生成新的输入累计值Psum的处理装置。例如，使用加法器作为输入值累积及相加单元7。

将输入累计值Psum提供到输入值累积寄存器9和输出值设置单元11。输入累计值Psum对应于第一累计和。

输入值累积寄存器9是用来临时存储针对于后向像素而计算的输入累计值Psum的存储装置。例如，使用半导体存储装置、硬盘、或其它磁存储装置。输入值累积寄存器9和输入值累积及相加单元7组成输入信号累积及相加单元。

输出值设置单元11是用来将输入累计值Psum与输出累计值Qsum相比较、并将输出转换值Qout设为“255”和“0”中的一个的处理装置。

在此实施例中，当输入累计值Psum等于输出累计值Qsum时、或当输出累计值Qsum大于输入累计值Psum时(Psum≤Qsum)，输出值设置单元11将输出转换值设为“0”。当输出累计值Qsum小于输入累计值Psum时(Psum＞Qsum)，输出值设置单元11将输出转换值设为“255”。

输出值累积及相加单元13是用来将输入的输出转换值Qout依次加到已经针对于后向像素而计算的输出累计值Qsum上、并生成新的输出累计值Qsum的处理装置。例如，使用加法器作为输出值累积及相加单元13。

将输出累计值Qsum提供到输出值累积寄存器15。输出累计值Qsum对应于第二累计和。

输出值累积寄存器15是用来临时存储针对于后向像素而计算的输出累计值Qsum的存储装置。例如，使用半导体存储装置、硬盘、或其它磁存储装置。输出值累积寄存器15和输出值累积及相加单元13组成输出信号累积及相加单元。

(ii)操作的例子

在色调转换装置1中，转换操作以如下方式进行。首先，将扫描指针从扫描指针控制单元5提供到图像缓冲存储器3。

因而，从图像缓冲存储器3依次读取与要打印的图像的第一像素至目标像素Pin相对应的图像密度信号。每个图像密度信号具有“0”至“m-1(＝255)”中的任一个的色调值。

输入值累积及相加单元7计算与要打印的图像的第一像素至目标像素Pin相对应的m值图像密度信号的累计值(输入累计值Psum)。

同时，输出值累积及相加单元13计算与要打印的图像的第一像素至目标像素Pin相对应的二进制图像密度信号的累计值(输出累计值Qsum)。

在每次更新输入累计值Psum和输出累计值Qsum时，输出值设置单元11将输入累计值Psum与输出累计值Qsum相比较。如果输入累计值Psum大于输出累计值Qsum，则输出值设置单元11输出“m-1(＝255)”。否则输出值设置单元11输出“0”。

通过使用此设置方法，可将输出转换值Qout设为使得输入累计值Psum和输出累计值Qsum之间的差(即转换误差)总被最小化。由此，可将原始图像的色调信息维持到图像的最后像素。

这是因为，针对于后续的一个或多个像素而累计性地保持转换误差，并且，在色调转换上反映转换误差。因而，可实现增强的色调再现性。

(iii)优势

图5A至5C示出了使用色调转换装置1的打印例子。图5A示出了包括6个连续的80像素×80像素的正方形图案的原始图像模式。图5A至5C示出了各个正方形图案的色调值以排列次序而增加的情况。在该图中，用“0”、“1”、“2”、“3”、“4”和“5”来表示色调值。

图5B示出了在使用了典型的误差扩散方法时得到的打印结果。如可在该图中看出的，色调再现的开始会有延迟。具体地，色调再现在与色调值“2”相对应的位置开始。换句话说，不在与色调值“1”相对应的位置上执行色调再现。此现象为“扫动现象”。

图5C示出了在使用色调转换装置1时的打印结果。如可在该图中看出的，色调再现精确地匹配色调值。

如上所述，在使用色调转换装置1的方法中，与误差扩散方法不同，扩散矩阵和误差缓冲存储器均非必要的。换句话说，不需要考虑由于转换误差的充入(charge)和释放(discharge)而造成的校正的延迟。

此外，以较高速度执行转换过程，并且，“扫动现象”和“伪轮廓”均不出现，并且，由此，可忠实地再现原始图像的图像质量。

在使用色调转换装置1的方法中，即使在扫描指针到达了图像两端处的像素之后，也不会出现由于图像外的扩散矩阵的部分而造成的转换误差的截断(truncation)。换句话说，当使用色调转换装置1时，可在要扫描的后续像素上直接反映转换误差。如可理解的，使用色调转换装置1的方法在转换误差的反映效率方面比现有转换方法更具优势。

(b)第二实施例

(i)配置的例子

图6示出了用来将m值图像密度信号转换为n值图像密度信号(n为2或更大、且小于m的自然数)的色调转换装置的配置的例子。在图6中，用相同的附图标记来表示与图3中的元件相对应的元件。

色调转换装置31包括图像缓冲存储器3、扫描指针控制单元5、输入值累积及相加单元7、输入值累积寄存器9、输入输出差(input-output differential)计算单元33、n值阈值电路35、输出值累积及相加单元13、以及输出值累积寄存器15。

此实施例的色调转换的基本原理与第一实施例相同。也就是说，将输出转换值设为使得输出累计值Qsum跟随输入累计值Psum。

然而，在色调转换装置31中，将输入累计值Psum和输出累计值Qsum之间的差值与n值阈值相比较，并将m值图像密度信号转换为n值图像密度信号。

在下文中描述对于色调转换装置31来说是特有的元件的输入输出差计算单元33和n值阈值电路35。

输入输出差计算单元33是用来计算输入累计值Psum和输出累计值Qsum之间的差值的处理装置。例如，使用减法器。

通过从输入累计值Psum中减去输出累计值Qsum而计算差值。注意，未在输出转换值Qout上反映的转换误差保留在输入累计值Psum中。

由此，总是在所计算的差值上反映在前向像素中出现的转换误差的累计值。

n值阈值电路35是用来输出与差值相对应的阈值作为输出转换值的处理装置。例如，使用阈值表。n值阈值电路35将差值与n个阈值相比较，并将小于该差值的阈值之中的最大值设为输出转换值。n值阈值电路35对应于输出色调设置单元。

(ii)操作的例子

图7示出了在将m值色调转换为5值色调的情况中的处理图像。输入累计值Psum和输出累计值Qsum的计算与第一实施例中的相同。

如图7所示，n值阈值电路35将由输入输出差计算单元33计算的差值转换为“0”、“63”、“127”、“191”、以及“255”中的任一个。在图7中，输出转换值Qout为“127”。为每个像素重复执行此转换操作。

作为参照，在图8中示出了在误差扩散方法中的处理图像。在误差扩散方法中，需要为每个像素计算转换误差，并需要用来存储所计算的转换误差的误差缓冲器。

与此相反，在色调转换装置31中不需要这些过程。这对如上所述的转换操作中的较高的速度作出了贡献。

(iii)优势

在此实施例中，与第一实施例一样，也可实现增强的色调再现性、以及无过度响应延迟的转换操作。也就是说，可在不引起“扫动现象”或“伪轮廓”的情况下实现反映转换误差的色调再现。

图9示出了在通过使用色调转换装置31而将包括显著不同的密度的部分的图像转换为4值色调图像时得到的打印例子。如在该图中可看出的，与通过使用误差扩散方法而将图像转换为4值色调图像时得到的打印例子(在图1中示出)不同，在暗区域和亮区域之间的边界上不出现白框。

图10示出了在通过使用色调转换装置31而将半球的灰度图像转换为5值色调图像时得到的打印例子。如在该图中可看出的，与通过使用误差扩散方法而将图像转换为5值色调图像时得到的打印例子(在图2中示出)不同，不出现“伪轮廓”。

(c)第三实施例

在上述两个实施例中，可在打印自然图像时得到非常理想的效果。然而，在这些实施例中，如果依次输入了具有接近阈值的预定值的均匀图像密度信号，则可能有规律地出现用来解决转换误差的点。

例如，在到5值色调的色调转换中，当给定阈值为“0”、“63”、“127”、“191”和“255”时、且当输入图像的所有像素均具有“128”的色调值时，在每个像素中累积值为“1”的转换误差，并且，每64个像素解决该误差。也就是说，每64个像素输出“191”的输出转换值Qout。

因此，如果图像大小满足足够的条件，则在特定位置上连续地出现周期性出现的高亮点。图11示出了这种情况的例子。

此现象仅在有限情况中出现。然而，此现象恶化了打印图像的质量。

随后，发明人建议了用于抑制此周期性的方法。

在此实施例中，通过扰乱输入到n值阈值电路35的差值的周期性而解决该问题。

图12示出了用来将m值图像密度信号转换为n值图像密度信号(n为2或更大、且小于m的自然数)的色调转换装置的修改。在图12中，用相同的附图标记来表示与图6中的元件相对应的元件。

色调转换装置41包括图像缓冲存储器3、扫描指针控制单元5、输入值累积及相加单元7、输入值累积寄存器9、输入输出差计算单元33、n值阈值电路35、输出值累积及相加单元13、输出值累积寄存器15、以及周期性抑制单元43。

如图12所示，对于色调转换装置41来说特有的元件仅为周期性抑制单元43。因此，在这里仅描述周期性抑制单元43。

周期性抑制单元43包括随机数生成单元43A和相加单元43B。随机数生成单元43A生成要叠加在输入累计值Psum上的随机数，而相加单元43B将该随机数叠加到输入累计值Psum上。

这里，该随机数可为正值或负值。典型地，该随机数的最大幅度越小，该效果便越小，而该随机数的最大幅度越大，该效果便越大。顺便提及，当最大幅度较大时，图像的粗糙度变得显著。

根据发明人得到的实验结果，阈值电平间隔的约1/16是适当的。由此，在阈值电平间隔为“64”的时候，当在±4的范围中生成随机数时，可得到理想的结果。

结果，除了在第一和第二实施例中得到的基本优势之外，可得到以下优势。即，即使连续地出现相同色调值的多个像素，也可通过抑制定时的周期性来解决转换误差而改善图像质量。

叠加随机数的位置不限于图12中示出的情况。例如，如在图13中示出的色调转换装置51中那样，可在差值上叠加随机数。色调转换装置51的基本操作与在图12中示出的色调转换装置41的基本操作相同，并且，由此，不重复对应的描述。

可考虑到：在输入到n值阈值电路35的信号上叠加随机数与在阈值上叠加随机数是相同的。

因此，如在图14中示出的色调转换装置61中那样，可在n值阈值上叠加随机数。例如，可通过使用添加了随机数的基本的n个阈值，而设置与各个像素相对应的输出转换值。

(d)第四实施例

现在描述用于消除与出现了转换误差的像素尽可能近的位置处的转换误差的方法。

如上所述，在典型的光栅扫描中，在沿一行水平排列的连续像素之中的最后像素处消除了转换误差。例如，在第一像素中出现的转换误差传播到水平行上的第n像素。

然而，如上所述，在本发明的发明人建议的色调转换方法中，不使用用来对转换误差加权的扩散矩阵。

因此，扫描指针的生成不需要总是以光栅扫描的方式进行。

如图15所示，发明人建议了用于在包括在整个图像71中的多个部分73中的每个中生成扫描指针的方法。图15示出了将整个图像71沿水平方向划分为q个部分73、并沿垂直方向划分为p个部分73的情况。也就是说，将整个图像71划分为p×q个部分73。

用n×n个像素来定义每个部分73。这样，通过将整个图像71划分为多个部分73、并生成用来指示每个部分73中的图像密度信号的读取位置的扫描指针，可在水平和垂直方向上扩散转换误差的周期性消除。

图16示出了采用此扫描方法的色调转换装置81的配置的例子。在图16中，用相同的附图标记来表示与图6中的元件相对应的元件。

色调转换装置81包括图像缓冲存储器3、扫描指针控制单元5、输入值累积及相加单元7、输入值累积寄存器9、输入输出差计算单元33、n值阈值电路35、输出值累积及相加单元13、输出值累积寄存器15、以及扫描模式表83。

如图16所示，对于色调转换装置81来说特有的元件仅为扫描模式表83。因此，在这里仅描述扫描模式表83。

扫描模式表83是用来存储由扫描指针控制单元5生成的扫描模式的存储装置。下面是扫描模式的代表性例子。

(i)水平转向模式

(ii)螺旋模式

(iii)Z字形模式

(iv)Z字形组合模式

(v)随机模式

图17示出了水平转向扫描模式。在图17中，部分73由8×8＝64个像素组成。在图17中示出的扫描模式中，沿水平方向扫描部分73，扫描方向在每端反转。因而，在包括出现了转换误差的像素的部分73中，更有可能出现转换误差的消除。

图18示出了螺旋扫描模式。在图18中，部分73由8×8＝64个像素组成。在图18中示出的扫描模式中，朝向部分73的中心而交替重复进行沿水平方向上的扫描和沿垂直方向上的扫描。因而，在包括出现了转换误差的像素的部分73中，更有可能出现转换误差的消除。可替换地，可从部分73的中心至周围而执行扫描。

图19示出了Z字形扫描模式。在图19中，部分73由8×8＝64个像素组成。在图19中示出的扫描模式中，在部分73中结合了沿水平方向上的扫描、沿斜向上的扫描、以及沿垂直方向上的扫描。因而，在包括出现了转换误差的像素的部分73中，更有可能出现转换误差的消除。显然，可使用另一种扫描模式。

图20示出了Z字形组合扫描模式。在图20中，部分73由8×8＝64个像素组成。在上述三种扫描模式中，将接近扫描的终点处出现的转换误差转移到下一部分73的顶部。由此，误差出现点和误差解决点之间的距离较长。

另一方面，在图20中示出的扫描模式中，扫描结束点通过邻接部分之间的一划(stroke)而延伸到扫描开始点。在此情况下，误差出现点和误差解决点之间的距离较短。

可替换地，可在部分73中随机地指定扫描指针的扫描位置。在此情况下，因为扫描是不规则的，所以，在部分73的任意位置上随机地解决转换误差。因而，可预期图像质量的改善。部分73的大小应当较小。

最后，示出了在采用上述扫描模式时得到的打印例子。图21示出了在与图11的色调值相同的色调值上输入图像密度信号的情况下应用Z字形组合扫描模式时得到的打印例子。

在此情况下，也规则地出现转换误差的消除。然而，用来解决转换误差的点也沿屏幕的水平方向而分散。因而，可更好地表示平均密度。

图22示出了在与图11的色调值相同的色调值上输入图像密度信号的情况下，在应用Z字形组合扫描模式、且在输入累计值Psum上叠加随机数时得到的打印例子。

在此情况下，解决转换误差的位置不具有规律性。结果，用来解决转换误差的点在屏幕上进一步分散。因而，可更好地表示平均密度。

(B)安装的例子

可将上述色调转换装置中的每个作为硬件装置或软件程序而安装在各种形式的图像处理设备上。

这里，例如，将色调转换装置安装在打印设备上。

图23示出了打印设备的内部配置的例子。在图23中，使用喷墨打印机作为打印设备。当使用激光打印机时，头驱动单元是不必要的。

该打印设备包括亮度/密度转换单元91、伽玛转换单元93、半色调单元95、以及头驱动单元97。

亮度/密度转换单元91是用来将打印数据转换为密度数据的处理装置。

当打印数据为彩色图像时，亮度/密度转换单元91将三基色数据(RGB：24位)转换为适于打印过程的彩色数据(YMCK：32位)。通过使用已知技术而执行此转换过程。也就是说，LOG转换、掩模(masking)过程、以及UCR/BG过程被应用。典型地，使用三维查找表。

当打印数据为单色图像时，亮度/密度转换单元91将亮度数据转化为密度数据。

伽玛转换单元93是用来校正密度数据、以便在打印图像中线性地再现密度的信号处理单元。打印设备具有这样的特性，即：再现的密度值随着密度值变大而更有可能饱和。伽玛特性依赖于记录介质的类型、记录介质中的墨水的渗透性、墨水的浓度等的组合。伽玛转换单元93通过取反的特性而校正对于此打印设备来说特有的伽玛特性。

半色调单元95是用来减小多电平和多色调密度数据的色调值、以便生成适于PNM驱动方法的数据的处理装置。作为半色调单元95，应用根据上述实施例中的任一个的色调转换装置。例如，应用图3中示出的色调转换装置。半色调单元95将从色调转换装置输出的n值阈值转换为n个喷嘴驱动信号，并输出所述信号。

头驱动单元97是用来控制墨滴的喷出的处理装置。头驱动单元97基于为每种颜色提供的喷嘴驱动信号，控制来自打印头的墨滴的喷出。

结果，可在改善了作为误差扩散方法所特有的问题的各种现象(例如，伪轮廓、扫动、以及纹理)的同时输出打印图像。

可替换地，可将与亮度/密度转换单元91、伽玛转换单元93、和半色调单元95相对应的处理板或软件安装在图像处理设备上。

(C)其它实施例

(a)在上述第四实施例中，扫描模式表83连接到扫描指针控制单元5。然而，可通过操作过程来生成扫描模式。

(b)在上述实施例中的任一个中，通过使用硬件(输出值设置单元11和n值阈值电路35)而设置输出色调值Qout。然而，如每个图中所示出的，可以软件方式执行此过程。

(c)在上述实施例中，已将打印设备描述为图像处理设备的例子。图像处理设备的其它例子包括提供有根据本发明的功能的多用途计算机、摄像机、数码相机、游戏机、移动信息终端(例如，移动计算机、移动电话、移动游戏机、或电子图书)、图像回放设备(例如，光盘播放器、或家用服务器)、以及处理板或处理卡。并且，可使用具有图像处理功能和打印功能的多功能设备。

(d)可在本发明的范围内接受上述实施例的各种修改。并且，可接受基于此说明书的描述而创建的各种修改或替换。

Claims (11)

1、一种色调转换装置，用来将具有m值色调的图像密度信号转换为具有二进制色调的图像密度信号，其中m为自然数，该色调转换装置包括：

输入信号累积及相加单元，其被配置成对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；

输出信号累积及相加单元，其被配置成对作为转换后的输出的二进制图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；以及

输出色调设置单元，其被配置成比较第一累计和与第二累计和，并且将对应于比较结果预设的多个色调值设为输出转换值。

2、一种色调转换装置，用来将具有m值色调的图像密度信号转换为具有n值色调的图像密度信号，其中m为自然数，且n为小于m的自然数，该色调转换装置包括：

输入信号累积及相加单元，其被配置成对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；

输出信号累积及相加单元，其被配置成对作为转换后的输出的n值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；

差计算单元，其被配置成计算第一累计和与第二累计和之间的差值；以及

输出色调设置单元，其被配置成将所计算的差值与n值阈值相比较，并将与比较结果相对应的阈值设为输出转换值。

3、如权利要求1或2所述的色调转换装置，

其中，以包括在输入图像中的部分为单位而读取m值图像密度信号。

4、如权利要求2所述的色调转换装置，还包括：

随机数生成单元，其被配置成生成具有阈值电平间隔的几分之一的幅度的随机数；以及

相加单元，其被配置成将所生成的随机数与第一累计和、或差值相加。

5、如权利要求2所述的色调转换装置，还包括：

随机数生成单元，其被配置成生成具有阈值电平间隔的几分之一的幅度的随机数；以及

相加单元，其被配置成将所生成的随机数和与差值相比较的n值阈值中的每个相加。

6、一种提供有色调转换装置的图像处理设备，该色调转换装置用来将具有m值色调的图像密度信号转换为具有二进制色调的图像密度信号，其中m为自然数，该色调转换装置包括：

输入信号累积及相加单元，其被配置成对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；

输出信号累积及相加单元，其被配置成对作为转换后的输出的二进制图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；以及

输出色调设置单元，其被配置成比较第一累计和与第二累计和，并且将对应于比较结果预设的多个色调值设为输出转换值。

7、一种提供有色调转换装置的图像处理设备，该色调转换装置用来将具有m值色调的图像密度信号转换为具有n值色调的图像密度信号，其中m为自然数，且n为小于m的自然数，该色调转换装置包括：

输入信号累积及相加单元，其被配置成对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；

输出信号累积及相加单元，其被配置成对作为转换后的输出的n值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；

差计算单元，其被配置成计算第一累计和与第二累计和之间的差值；以及

输出色调设置单元，其被配置成将所计算的差值与n值阈值相比较，并将与比较结果相对应的阈值设为输出转换值。

8、一种提供有色调转换装置的打印设备，该色调转换装置用来将具有m值色调的图像密度信号转换为具有二进制色调的图像密度信号，其中m为自然数，该色调转换装置包括：

输入信号累积及相加单元，其被配置成对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；

输出信号累积及相加单元，其被配置成对作为转换后的输出的二进制图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；以及

输出色调设置单元，其被配置成比较第一累计和与第二累计和，并且将对应于比较结果预设的多个色调值设为输出转换值。

9、一种提供有色调转换装置的打印设备，该色调转换装置用来将具有m值色调的图像密度信号转换为具有n值色调的图像密度信号，其中m为自然数，且n为小于m的自然数，该色调转换装置包括：

输入信号累积及相加单元，其被配置成对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；

输出信号累积及相加单元，其被配置成对作为转换后的输出的n值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；

差计算单元，其被配置成计算第一累计和与第二累计和之间的差值；以及

输出色调设置单元，其被配置成将所计算的差值与n值阈值相比较，并将与比较结果相对应的阈值设为输出转换值。

10、一种色调转换方法，用于将具有m值色调的图像密度信号转换为具有二进制色调的图像密度信号，其中m为自然数，该色调转换方法包括以下步骤：

对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；

对作为转换后的输出的二进制图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；以及

比较第一累计和与第二累计和，并且将对应于比较结果预设的多个色调值设为输出转换值。

11、一种色调转换方法，用于将具有m值色调的图像密度信号转换为具有n值色调的图像密度信号，其中m为自然数，且n为小于m的自然数，该色调转换方法包括以下步骤：

对依次输入的m值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第一累计和；

对作为转换后的输出的n值图像密度信号进行累积并相加，以便生成第二累计和；

计算第一累计和与第二累计和之间的差值；以及

将所计算的差值与n值阈值相比较，并将与比较结果相对应的阈值设为输出转换值。

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