CN101197909A - 图像处理设备、打印设备和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像处理设备、打印设备和图像处理方法，所述图像处理设备、打印设备和图像处理方法可以基于误差扩散方法对图像数据高速进行量化处理，同时避免所打印图像的质量下降。当由误差数据表示的误差值等于或小于基准值时，去除可以表示超过基准值的误差值的数据部分中的至少一部分，以压缩误差数据。

Description

图像处理设备、打印设备和图像处理方法

技术领域

本发明涉及一种能够使用误差扩散方法(error diffusionmethod)高速进行图像数据量化的图像处理设备、打印设备和图像处理方法。

背景技术

随着集成电路制造技术和信息通信技术日益快速的进步和发展，个人计算机和数字照相机等信息装置在办公室和家庭中广泛使用，并且它们的性能明显提高。由于这些信息装置的普及，对于作为输出装置的打印设备的需求不断增加。特别地，使用多种颜色的墨滴打印图像的喷墨打印设备当前正广泛应用于工业领域以及家庭中。近年来在喷墨打印技术方面进步显著，从而导致了能够输出彩色照片等高清晰度彩色图像的打印设备和能够在具有A0或B0大小宽度的大尺寸打印介质上进行打印的打印设备的发展。

喷墨打印设备通过从打印头中所形成的大量小开口(构成喷嘴的喷射口)喷出不同颜色的小墨滴来形成图像。在所谓的串行扫描类型(serial scan type)的喷墨打印设备中，打印介质上的图像形成涉及在与打印介质相对的位置处在主扫描方向上往返移动打印头以及在与主扫描方向相交的方向上移动打印介质。在与主扫描方向相交的方向上排列多个喷嘴以形成喷嘴阵列。安装在打印设备中的储墨器(ink tank)容纳提供给打印头用于从喷嘴喷出的各种颜色的墨。

喷墨打印设备所处理的每种墨颜色的图像数据是表示针对每个像素是否喷出墨滴的二值数据。另一方面，指示打印设备进行打印的计算机等主机装置所处理的每种墨颜色的图像数据是更高灰度级图像数据。例如，更高灰度级图像数据为表示256或1024个灰度值的8位或10位数据。因此，对于进行打印的喷墨打印设备，需要将更高灰度级图像数据转换成二值图像数据。换句话说，必须进行量化处理(quantization processing)。

众所周知的量化处理包括误差扩散方法和抖动方法(dithermethod)。对于每个像素，误差扩散方法将像素值和阈值进行比较，并将由量化处理所引起的量化误差分配给未处理的相邻像素。由于在量化处理过程中还保存了整个图像的浓度，因而误差扩散方法能够具有良好的伪灰度表现(pseudo-gradationrepresentation)。

在串行扫描类型的喷墨打印设备中，当对图像数据进行基于误差扩散的量化处理时，对随着打印头在主扫描方向上的移动而由打印头打印的一行像素，从位于该行一端的像素开始朝向位于另一端的像素，顺序进行量化处理。在量化了一行像素后，对在副扫描方向上与第一行相邻的下一行像素进行同样的量化处理。重复该处理直到量化了整个图像的图像数据为止。可以将量化处理过程中发生的量化误差分配给正量化的像素的同一行上的其它像素、或者分配给在副扫描方向上与感兴趣行相邻的行上的像素。例如，如图16所示，可以从感兴趣像素P的同一行L1上的所有或部分未处理的像素A、B、H、I中、或者从相邻行L2上的像素C、D、E、F、G中选择出将当前正量化的像素P的量化误差扩散给的那些像素。在这种情况下，将分配给同一行L1上的像素的误差数据临时存储在误差扩散电路中的缓冲器中，直到处理了这些像素为止。将分配给相邻行L2上的像素的误差数据全部存储在误差存储器中，并且当对相邻行L2进行量化处理时，从误差存储器读出上述误差数据以对相邻行L2上的像素进行处理。

在过去几年中，由于所打印图像的分辨率的增强和打印纸张尺寸的增大，打印设备所处理的图像数据的量增大。此外，打印设备中打印机引擎功能的增强和打印头尺寸的增大有助于实现更快的打印速度。因此，这一切均要求更快速地处理大量打印数据的能力，并且尤其使得有必要提高进行基于误差扩散的量化处理的速度。

日本特开2001-285633号公报公开了一种图像处理设备，在将误差数据写入误差存储器时，该设备通过根据近似S型(sigmoid)函数的函数减少误差数据的位数，来减少存储器存取的次数。

然而，利用以上的传统图像处理设备，不能从减少了位数的修正后的误差数据恢复原始误差数据，从而产生图像质量下降的问题。

发明内容

本发明提供一种能够高速对图像数据进行基于误差扩散的量化处理、同时避免所打印图像的图像质量下降的图像处理设备、打印设备和图像处理方法。

在本发明的第一方面，提供一种图像处理设备，其在对表示各像素的灰度值的图像数据进行量化处理时，使用将感兴趣像素的误差数据分配给所述感兴趣像素周围的相邻像素的误差扩散方法，所述图像处理设备包括：转换单元，用于当由误差数据表示的误差值等于或小于基准值时，通过从误差数据中去除能够表示超过基准值的误差值的数据部分中的至少一部分，将误差数据转换成压缩后的误差数据；以及恢复单元，用于通过将由转换单元去除的数据部分加到压缩后的误差数据上，来恢复误差数据。

在本发明的第二方面，提供一种打印设备，其在对表示各像素的灰度值的图像数据进行量化处理时，使用将感兴趣像素的误差数据分配给所述感兴趣像素周围的相邻像素的误差扩散方法，并且根据已基于所述误差扩散方法量化的图像数据打印图像，所述打印设备包括：转换单元，用于当由误差数据表示的误差值等于或小于基准值时，通过从误差数据中去除能够表示超过基准值的误差值的数据部分中的至少一部分，将误差数据转换成压缩后的误差数据；以及恢复单元，用于通过将由转换单元去除的数据部分加到压缩后的误差数据上，来恢复误差数据。

在本发明的第三方面，提供一种图像处理方法，其在对表示各像素的灰度值的图像数据进行量化处理时，使用将感兴趣像素的误差数据分配给该感兴趣像素周围的相邻像素的误差扩散方法，该图像处理方法包括：转换步骤，用于当由误差数据表示的误差值等于或小于基准值时，通过从误差数据中去除能够表示超过基准值的误差值的数据部分中的至少一部分，将误差数据转换成压缩后的误差数据；以及恢复步骤，用于通过将由转换步骤去除的数据部分加到压缩后的误差数据上，来恢复误差数据。

当由误差数据表示的误差值小于基准值时，本发明通过去除可以表示超过基准值的误差值的数据部分中的至少一部分，对误差数据进行压缩。这样可以对误差数据进行压缩，以便可以完全恢复误差数据，因此避免了所打印图像的质量下降，并使得可以高速对图像数据进行基于误差扩散的量化处理。更具体地，通过减少将误差数据存储在误差存储器中的次数和为了读取误差数据而访问误差存储器的次数，可以提高量化处理的速度。

通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将显而易见。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的打印设备的结构的框图；

图2是图1中的图像处理部的框图；

图3A、3B和3C是各自示出由图1的打印设备所处理的扩散误差数据的格式的说明图；

图4是示出图1的打印设备中的量化处理的扩散系数的说明图；

图5A、5B和5C是示出在图1的打印设备中用于合计扩散给相邻行的误差的方法的说明图；

图6是示出由图1的打印设备所进行的、包括量化的图像处理的流程图；

图7是示出图6的量化处理的流程图；

图8是示出在图6的量化处理中用于压缩误差数据的处理的流程图；

图9A、9B和9C是示出在经过图8的误差数据压缩处理前均具有正符号位的误差数据的说明图；

图10A、10B和10C是示出在经过图8的误差数据压缩处理前均具有负符号位的误差数据的说明图；

图11是示出由图1的打印设备所进行的、用于恢复误差数据的处理的流程图；

图12是示出根据本发明第二实施例的用于压缩误差数据的处理的流程图；

图13A、13B、13C、13D和13E是示出在经过图12的误差数据压缩处理前均具有正符号位的误差数据的说明图；

图14A、14B、14C、14D和14E是示出在经过图12的误差数据压缩处理前均具有负符号位的误差数据的说明图；

图15是可应用本发明的打印设备的示意性透视图；以及

图16是示出如何通过基于误差扩散的量化处理来扩散误差数据的说明图。

具体实施方式

现在，将参考附图说明根据本发明的打印设备的优选实施例。

第一实施例

图15是示出可应用本发明的喷墨打印设备100中的打印机引擎118和其相关组件的示意性透视图。

该例子的打印设备100是串行扫描类型的打印设备，并且具有在导轨轴51、52上引导以在由X表示的主扫描方向上可移动的滑架(carriage)53。通过滑架电动机和带等驱动力传输机构在主扫描方向上往返移动滑架53。滑架53装配打印头和用于向打印头供墨的储墨器。在该例子中，打印头和储墨器构成喷墨盒54。打印头具有在与主扫描方向相交的方向上排列的喷墨口，以形成喷嘴阵列。作为用于从喷射口喷墨的部件，可以使用电热转换器(加热器)或压电元件。当使用加热器时，来自加热器的热在墨中产生气泡，并且使用随着气泡的增大而产生的压力从喷射口进行喷墨。

在从设置在该设备前端的插入口(insertion opening)55插入作为打印介质的纸张P后，在纸张P的输送方向上反转纸张P，然后通过给送辊56在箭头Y的副扫描方向上给送纸张P。打印设备100反复交替进行打印操作和输送操作，其中，打印操作涉及随着在主扫描方向上移动打印头而向压纸部件(platen)57上的纸张P的打印区域进行喷墨，而输送操作涉及在副扫描方向上将纸张P给送与打印头的打印宽度相对应的距离。结果，在纸张P上逐步形成图像。

在图15中的滑架53的冲程的左端，设置与装配在滑架53上的打印头的喷射口形成面相对的恢复单元(恢复操作部件)58，其中，在喷射口形成面上形成喷射口。恢复单元58包括能够覆盖打印头的喷射口的帽和能够在该帽中引入负压的抽吸泵。通过将负压引入覆盖喷射口的帽中以从喷射口吸出墨，进行恢复操作(基于抽吸的恢复操作)以维持打印头的良好喷墨状态。还可以通过使打印头将对图像打印不起作用的墨从喷射口喷向该帽内来进行另一恢复操作(基于喷射的恢复操作)，从而维持打印头的良好喷墨状态。

图1是示出打印设备100的控制系统的结构的框图。该例子的打印设备100包括图像形成控制器101和打印机引擎118。

图像形成控制器101从个人计算机等主机装置300接收打印命令和待打印的图像数据，并将接收到的图像数据转换成可以由打印机引擎118打印的二值图像数据。从图像形成控制器101输出二值图像数据。图像形成控制器101包括CPU 102、图像处理部103、打印机引擎接口部104、通信接口部105、扩展总线电路部106、RAM控制器107、以及ROM控制器108。此外，这些功能部件(或简单块)分别通过总线电缆(busline)110a～110g与系统总线桥109连接。在该例子中，将这些块配置成图像形成控制器ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)111。

图像形成控制器101还包括用于容纳功能扩展部的扩展槽112、RAM部115和ROM部117，以及未示出的操作部、显示部和电源部。

CPU 102控制整个图像形成控制器101。CPU 102读取存储在ROM部117或RAM部115中的程序，并根据该程序的指令进行控制。由此CPU 102控制图像处理部103以将从主机装置所接收的图像数据变换成作为二值图像数据的图像形成数据。CPU102还控制通信接口部105和打印机引擎接口部104。通信接口部105与主机装置进行通信。打印机引擎接口部104解释通信协议，并将图像处理部103所生成的二值图像数据传送给打印机引擎118。

图像处理部103具有将其从主机装置接收到的图像数据转换成可以由打印机引擎118打印的二值图像数据的功能。图像处理部103的详细结构将在后面说明。

打印机引擎接口部104在图像形成控制器101和打印机引擎118之间传输数据。打印机引擎接口部104具有DMAC(Dynamic Memory Access Controller，动态存储器存取控制器)。打印机引擎接口部104具有通过RAM控制器107依次读取图像处理部103所生成的且存储在RAM部115中的二值图像数据，并将其传送给打印机引擎118的功能。

通信接口部105具有在个人计算机和工作站等主机装置与打印设备100之间传输数据的功能。通信接口部105还具有通过RAM控制器107将从主机装置300接收的图像数据存储在RAM部115中的功能。通信接口部105的通信系统可以是USB(通用串行总线)和IEEE 1394等快速串行通信，或者是IEEE 1284等并行通信。该通信系统还可以是100BASE-TX等网络通信，或者使用这些通信的组合。此外，该通信系统不局限于有线系统，并且可以采用无线系统。

扩展总线电路部106具有控制安装在扩展槽112中的功能扩展单元的功能，即，控制通过扩展总线113向功能扩展单元发送数据和接收从功能扩展单元输出的数据的功能。扩展槽112可以装配有通信单元和硬盘驱动单元。通信单元提供用于通过USB、IEEE 1394、IEEE 1284或网络通信与主机装置300进行通信的功能。硬盘驱动单元提供大容量存储功能。

图像处理部103、通信接口部105和扩展总线电路部106象打印机引擎接口部104一样具有DMAC，因此具有发出存储器存取请求的功能。

RAM控制器107具有控制RAM部115的功能。通过RAM总线114将RAM部115连接到图像形成控制器ASIC 111。RAM控制器107中继在CPU 102和具有DMAC的块与RAM部115之间读写的数据。RAM控制器107响应于来自CPU 102和这些块的读写请求生成必要的控制信号，以实现将数据写入RAM部115或从RAM部115读取数据。

通过ROM总线116将ROM部117连接到图像形成控制器ASIC 111，并且ROM控制器108具有控制ROM部117的功能。ROM控制器108响应于来自CPU 102的读取请求生成必要的控制信号。ROM控制器108读取预先存储在ROM部117中的控制过程(程序)和数据，并通过系统总线桥109将其发送给CPU 102。ROM部117可以由闪存等电可编程装置(electricallyprogrammable device)构成。在这种情况下，ROM控制器108具有通过产生必要的控制信号重写ROM部117的内容的功能。

系统总线桥109具有相互连接构成图像形成控制器ASIC111的那些块的功能。系统总线桥109还具有在多个块同时发出总线访问请求时对总线权请求进行仲裁的功能。存在CPU 102和具有DMAC的块几乎同时通过RAM控制器107发出访问RAM部115的请求的情况。在这种情况下，系统总线桥109根据预先指定的优先级适当进行仲裁。

RAM部115由同步DRAM构成。RAM部115是提供以下功能的存储器块，即：存储由CPU 102执行的控制过程(程序)的功能、临时存储图像处理部103所生成的二值图像数据的功能、以及CPU 102的工作存储器的功能。RAM部115还具有临时缓冲通信接口部105从主机装置300接收的图像数据的功能。此外，RAM部115具有临时存储在图像形成控制器ASIC 111和功能扩展单元之间通过扩展总线113所传输的数据的功能。

ROM部117由闪存构成，并且，ROM部117存储由CPU 102执行的控制过程(程序)和控制打印操作所需的参数。闪存是能够根据确定的序列重写控制过程和参数的电可编程非易失性装置。

各电路块均具有用于设置工作模式等的寄存器。CPU 102可以通过未示出的寄存器存取总线设置各电路块的工作模式。

打印机引擎118是用于根据从图像形成控制器101所提供的二值图像数据在打印介质P上打印图像的打印机构。该例子的打印机引擎118使用喷墨类型的打印头(喷墨打印头)，以利用青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)、黑色(K)、淡青色(LC)和淡品红色(LM)六种颜色的墨打印图像。更具体地，打印机引擎118反复交替进行以下两个操作，即：在主扫描方向上沿着滑架53(参见图15)移动打印头的同时，从打印头的喷射口喷出这些墨的操作；以及用于在副扫描方向上给送打印介质P的操作，从而在打印介质P上逐步形成图像。对于每种墨颜色，在与主扫描方向相交的方向上(在该例子中，在与主扫描方向垂直的方向上)排列多个喷射口。

图2示出图像处理部103的块结构和由图像处理部103所处理的图像数据的格式。

图像处理部103包括颜色转换部201、量化部202、误差数据压缩部203、误差数据解压缩部204、以及寄存器部205。图像处理部103还包括图像数据读取DMAC 206、图像数据写入DMAC 207、误差数据读取DMAC 208和误差数据写入DMAC209。

颜色转换部201将从主机装置300所接收的输入图像数据的色彩空间转换成通过打印机引擎118使用的墨颜色所表示的色彩空间。在该例子中，对于红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)每种颜色，在主机装置300中分别由8位图像数据表示各个像素。颜色转换部201将该8位图像数据的色彩空间变换成对于每种墨颜色(C、M、Y、K、LC和LM)利用10位数据表示各个像素的色彩空间。颜色转换部201还根据打印机引擎118的输出特性进行伽玛校正。

量化部202具有针对每种墨颜色对各个像素进行基于误差扩散的二值化的功能。量化部202通过将从相邻像素扩散给感兴趣像素的量化误差相加、然后将该和与该像素的阈值进行比较，来进行二值化即量化。另一方面，将感兴趣像素中产生的量化误差分配给未处理的相邻像素。该处理可以保存图像数据的整体浓度值。

将由量化部202扩散给未处理的相邻像素的量化误差称为“扩散误差”或“误差数据”。误差数据压缩部203具有压缩扩散给相邻行的像素的误差数据的量的功能。将压缩后的误差数据发送给误差数据写入DMAC(写入部件)209，误差数据写入DMAC209将压缩后的误差数据存储在误差存储器(存储器部件)中。压缩误差数据的方法将在后面说明。

误差数据解压缩部204具有将由误差数据压缩部203压缩的误差数据扩展成该数据的原始大小的功能。误差数据解压缩部204通过误差数据读取DMAC 208接收压缩后的误差数据，解压缩压缩后的误差数据，并将解压缩后的误差数据发送给量化部202。

在该例子中，如图3A所示，对于任意墨颜色，通过11位表示分配给相邻行L2的误差数据，其中这11位包括一个表示正负符号的位。通过2的补码(complement)表示负数。如图3B所示，正误差数据在最高有效位(most significant bit，MSB)为“0”。如图3C所示，负误差数据在MSB为“1”。

寄存器部205包括用以指示开始图像处理的图像处理启动寄存器以及用以指定将执行的图像处理的内容和参数的命令参数寄存器。寄存器部205还具有为压缩和解压缩操作设置参数的寄存器。

图像数据读取DMAC 206是用以读取存储在RAM部115中的输入图像数据的DMAC。图像数据写入DMAC 207是用以将通过输入图像数据的量化所生成的二值图像数据存储在RAM部115中的DMAC。

误差数据读取DMAC 208是用以从误差存储器读取从相邻行扩散的误差数据的DMAC。误差存储器能够存储包括压缩误差数据的误差数据。误差数据写入DMAC 209是用以将扩散给相邻行的误差数据存储在误差存储器中的DMAC。将该例子中的误差存储器构造为RAM部115的一部分。

接着，将说明量化部202的操作。

量化部202读取从紧挨着包含感兴趣像素的当前行的前一行(以下简称为前一行)的像素扩散的误差数据。然后，将由误差数据表示的误差值与从颜色转换部201输出的感兴趣像素的图像数据所表示的灰度值相加。已由误差数据压缩部203对从前一行扩散的误差数据进行了压缩，并将其存储在RAM部115中。由误差数据解压缩部204解压缩从RAM部115读取的误差数据，以在将误差数据发送给量化部202前恢复它的原始形式。还将从包含感兴趣像素的同一行(简称为“同一行”)中的处理后的像素所分配的误差数据与感兴趣像素的灰度值相加。将从同一行的像素所分配的误差数据临时存储在量化部202中未示出的缓冲器中。在将来自同一行和前一行中的像素的误差数据扩散给感兴趣像素后，将感兴趣像素的图像数据与每种颜色的阈值进行比较，然后对其进行量化。通过图像数据写入DMAC 207将量化后的二值打印数据存储在RAM部115中。对每行像素均进行量化。

根据图4所示的扩散系数将量化处理中发生的感兴趣像素“P”的量化误差扩散给未处理的相邻像素。将扩散给同一行L1上的像素“A”和像素“B”的误差数据存储在量化部202中未示出的缓冲器中。将扩散给下一行L2上的像素“C”、“D”和“E”的误差数据临时存储在量化部202的缓冲器中，在量化部202中，将扩散给同一像素的所有误差数据相加。在将相加后的误差数据通过误差数据写入DMAC 209存储在RAM部115前，由误差数据压缩部203对该相加后的误差数据进行压缩。

扩散给图5A中的相邻行L2上的像素“X”的误差数据是三个误差数据的和，即：第一、第二和第三误差数据。第一误差数据是根据图4中的像素“E”的扩散系数(1/16)从图5A中的感兴趣像素“P”扩散的误差数据。第二误差数据是根据图4中的像素“D”的扩散系数(1/4)从图5B中的感兴趣像素“S”扩散的误差数据。第三误差数据是根据图4中的像素“C”的扩散系数(1/8)从图5C中的感兴趣像素“T”扩散的误差数据。

当通过CPU 102写入寄存器部205指示图像处理的开始时，图像处理部103从RAM部115依次读取范围从行的一端到另一端的那些像素的输入图像数据，并对该图像数据进行颜色转换处理和量化处理。当完成了这一系列处理(还称之为“行处理”)时，图像处理部103向CPU 102发出中断，以通知CPU 102完成了行处理。一旦从CPU 102接收到另一指令，图像处理部103就对副扫描方向上与前一行相邻的下一行的像素执行相似的行处理，从而实现整个图像数据的二值化。将二值化后的图像数据(输出图像数据)依次存储在RAM部115中，通过打印机引擎接口部104将二值化后的图像数据从RAM部115传送给根据该图像数据在打印介质P上打印图像的打印机引擎118。

接着，将说明该例子中的打印设备的操作。

图6是示出在量化输入图像数据中图像处理部103所进行的一系列操作的流程图。当指示执行量化处理时，图像处理部103根据图6的流程图进行图像处理，以执行量化处理。

即，在步骤S601，图像处理部103通过图像数据读取DMAC206从RAM部115读取感兴趣像素的图像数据，然后进入步骤S602。接着，在步骤S602，图像处理部103在进入步骤S603前，将感兴趣像素的图像数据转换成通过墨颜色表示的图像数据。由颜色转换部201进行该转换处理。然后，在步骤S603，图像处理部103利用针对每种墨颜色C、M、Y、K、L C和LM的误差扩散方法，量化感兴趣像素的图像数据，并进入步骤S604。该量化处理将在后面说明。

接着，在步骤S604，图像处理部103检查是否完成了对一行像素的处理，并且，如果发现还有未处理的像素，则返回到步骤S601。如果发现处理了一行中的所有像素，则结束该操作。

在该例子中，以硬件描述语言(Hardware DescriptionLanguage，HDL)描述图6的流程图中所示的处理，以进行逻辑合成，从而生成可以实现该图像处理操作的逻辑电路。然后由逻辑电路构成图像处理部103。

接着，将参考图7，说明图6的步骤S603中的量化过程。

首先，在图7的步骤S701中，图像处理部103通过误差数据读取DMAC 208读取已被压缩并被存储在RAM部115中的前一行上的像素的扩散误差。前一行上的像素的扩散误差是从紧挨着正处理的当前一行的前行扩散给当前行的图像数据的误差数据。由误差数据解压缩部204解压缩如此读出的误差数据，并将其与当前行的图像数据相加。

在接着的步骤S702，图像处理部103将当前行的图像数据与存储在量化部202中的扩散误差即从同一当前行上的像素扩散的误差数据相加，然后进入步骤S703。在步骤S703，图像处理部103将相加了从相邻像素扩散的误差数据的图像数据与存储在未示出的寄存器中的阈值进行比较，以生成二值图像数据。在步骤S704中，图像处理部103通过图像数据写入DMAC 207将所生成的二值图像数据写入RAM部115。在步骤S705，图像处理部103根据图4所示的扩散系数将量化误差扩散给仍未被量化的相邻像素。然后，结束该处理。在步骤S705扩散的误差数据中，将扩散给同一行上的像素的误差数据存储在量化部202中的缓冲器中。将扩散给下一行上的像素的误差数据临时存储在前述的缓冲器中，并且，在将扩散给感兴趣像素的所有误差数据相加后，通过误差数据压缩部203对上述误差数据进行压缩。通过误差数据写入DMAC 209将压缩后的误差数据存储在RAM部115中。

接着，将参考图8的流程图，说明误差数据压缩部203的操作过程。

在步骤S801，误差数据压缩部203检查从量化部202接收的误差数据的符号位是否与数值部分的高6位均相符。如果相符，则误差数据压缩部203进入步骤S802。如果不相符，则进入步骤S803。在寄存器部205的未示出的寄存器中设置与符号位进行比较的数值部分中的高位位数。

当误差数据的符号位与数值部分的高6位均相符时，误差数据压缩部203在步骤S802将标识符“0”附加给由符号位和数值部分的低4位组成的5位数据。然后，如后面在例子中所述，将误差数据压缩为6位数据。然后，误差数据压缩部203进入步骤S804。如果符号位不是与数值部分的高6位均相符，则在步骤S803，误差数据压缩部203将标识符“1”附加给由符号位和数值部分的10位组成的11位误差数据。如后面在例子中所述，这使得误差数据成为12位数据。然后，误差数据压缩部203进入步骤S804。

在步骤S804，误差数据压缩部203检查对所有颜色C、M、Y、K、LC和LM是否完成了对于相关像素的误差数据处理。如果发现还有未处理的像素，则误差数据压缩部203返回到步骤S801。如果发现对所有颜色完成了对于像素的误差数据处理，则进入步骤S805。在步骤S805，误差数据压缩部203组合所有颜色的处理后的像素的误差数据、并通过误差数据写入DMAC209将这一系列误差数据存储在RAM部115，之后结束该过程。

如上所述，可以通过遵循图8的流程图中的步骤序列，对误差数据进行压缩。

例如，将如图9A所示的误差数据转换成如图9B所示的6位数据，其中，图9A所示的误差数据是具有符号位“0”且它的数值部分中的高6位为“000000”的正误差数据。图9B所示的6位数据具有附加给由符号位“0”和数值部分的低4位组成的5位数据的标识符“0”。相似地，将如图10A所示的误差数据转换成如图10B所示的6位数据，其中，图10A所示的误差数据是具有符号位“1”且它的数值部分中的高6位为“111111”的负误差数据。图10B所示的6位数据具有附加给由符号位“1”和数值部分的低4位组成的5位数据的标识符“0”。

另一方面，如果符号位不是与数值部分的高6位均相符，则将误差数据转换成具有附加给原始误差数据的标识符“1”的12位数据，如图9C和图10C所示。

因此，当由误差数据表示的误差的绝对值小于16时，即，当误差数据的绝对值等于或小于可由数值的低4位表示的最大绝对值15(基准值)时，对误差数据进行压缩。换句话说，将原始的11位数据转换成6位数据。当由误差数据表示的误差值小于基准值时在一定程度上对误差数据进行压缩，可以减少对RAM部115的访问次数。

接着，将参考图11的流程图，说明误差数据解压缩部204用以对压缩后的扩散误差数据(压缩后的误差数据)进行解压缩的操作过程。

在步骤S1101，误差数据解压缩部204检查通过误差数据读取DMAC 208从RAM部读取的误差数据(压缩后的误差数据)的开头处的1位标识符是否为“0”。如果发现该标识符为“0”，则误差数据解压缩部204进入步骤S1102。如果该标识符为“1”，则进入步骤S1103。

在步骤S1102，误差数据解压缩部204将标识符后的数值部分为4位的误差数据解压缩成具有10位数值部分的数据，之后进入步骤S1104。在步骤S1102，对如图9B和图10B所示的压缩后的误差数据进行解压缩，以恢复如图9A和图10A所示的具有10位数值部分的原始误差数据。

另一方面，如果标识符为“1”，则在步骤S1103，误差数据解压缩部204从误差数据的开头去除1位标识符以恢复11位误差数据，之后进入步骤S1104。在步骤S1103，去除具有图9C和图10C的结构的数据中的标识符，以恢复由符号位和10位数值部分组成的误差数据。

在步骤S1104，误差数据解压缩部204检查对所有颜色C、M、Y、K、LC和LM是否完成了对于相关像素的解压缩处理。如果发现还有未处理的像素，则误差数据解压缩部204返回到步骤S1101。如果发现对所有颜色完成了对于像素的解压缩处理，则进入步骤S1105。在步骤S1105，误差数据解压缩部204将各颜色的相关像素的解压缩后的误差数据传送给量化部202，之后退出该操作过程。

在该例子中，以硬件描述语言描述如图7、8和11的流程图中所示的处理以进行逻辑合成，生成能够对误差数据进行压缩和解压缩的逻辑电路，从而构建图像处理部。在这种情况下，可以创建允许对各颜色的像素同时执行处理的同步电路。还可以使用状态机描述图6、8和11的流程图，并生成用以对每种颜色的像素依次执行处理的电路。

第二实施例

在第一实施例中，当误差数据的绝对值小于预定值时，打印设备对误差数据进行压缩。然而，本发明不局限于该例子，本发明可以构成可从多个压缩方法中进行选择并执行所选择的压缩方法的打印设备。

将说明将本发明应用于具有两种可选择的压缩方法的打印设备的示例性情况。该实施例中的打印设备和图像处理部的结构与第一实施例中的图1、图2和图15的结构相同。

图12是示出该实施例的打印设备中的误差数据压缩部203所进行的操作过程的流程图。

在步骤S1201，误差数据压缩部203检查从量化部202接收的误差数据的符号位是否与数值部分的高7位均相符。如果符号位与数值部分中的高7位均相符，则误差数据压缩部203进入步骤S1203。否则进入步骤S1202。

如果判断为符号位不是与数值部分的高7位均相符，则在步骤S1202，误差数据压缩部203检查符号位是否与数值部分的高4位均相符。如果发现符号位与数值部分的高4位均相符，则进入步骤S1204。如果不是均相符，则进入步骤S1205。在步骤S1201和步骤S1202，在寄存器部205的未示出的寄存器中设置与符号位进行比较的高位位数。

当在步骤S1201判断为符号位与数值部分的高7位相符时，在步骤S1203，误差数据压缩部203将误差数据压缩成6位数据。即，如下所述，将2位标识符“10”附加给由符号位和数值部分的低3位构成的4位数据。然后，误差数据压缩部203进入步骤S1206。

如果在步骤S1202判断为符号位与数值部分的高4位均相符，则在步骤S1204，误差数据压缩部203将误差数据压缩成8位数据。即，如下所述，将1位标识符“0”附加给由符号位和数值部分的低6位构成的7位数据。然后，处理进入步骤S1206。如果在步骤S1202判断为符号位不是与数值部分的高4位均相符，则误差数据压缩部203的处理进入步骤S1205。在步骤S1205，误差数据压缩部203将2位标识符“11”附加给由符号位和10位数值部分构成的原始误差数据，之后进入步骤S1206。

在步骤S1206，误差数据压缩部203检查是否对所有颜色C、M、Y、K、LC和LM的相关像素已进行了误差数据压缩处理。如果发现还有未处理的像素，则处理返回到步骤S1201。如果发现已完成了对所有颜色的相关像素的压缩处理，则误差数据压缩部203进入步骤S1207。在步骤S1207，误差数据压缩部203组合各颜色的相关像素的压缩后的误差数据，并通过误差数据写入DMAC 209将组合后的误差数据存储在RAM部115中。然后，退出该操作过程。

可以通过遵循图12的流程图中的步骤序列，对误差数据进行压缩。例如，将如图13A所示的误差数据转换成如图13B所示的6位数据，其中，图13A所示的误差数据是具有符号位“0”且它的数值部分的高7位为“0000000”的正误差数据。图13B所示的6位数据具有附加给由符号位“0”和数值部分的低3位组成的4位数据的2位标识符“10”。相似地，将如图14A所示的误差数据转换成如图14B所示的6位数据，其中，图14A所示的误差数据是具有符号位“1”且它的数值部分的高7位为“1111111”的负误差数据。图14B所示的6位数据具有附加给由符号位“1”和数值部分的低3位组成的4位数据的2位标识符“10”。

将如图13C所示的误差数据转换成如图13D所示的8位数据，其中，图13C所示的误差数据具有符号位“0”和数值部分的高4位“0000”。图13D所示的8位数据具有附加给由符号位和数值部分的低6位组成的7位数据的1位标识符“0”。相似地，将如图14C所示的误差数据转换成如图14D所示的8位数据，其中，图14C所示的误差数据具有符号位“1”和数值部分的高4位“1111”。图14D所示的8位数据具有附加给由符号位和数值部分的低6位组成的7位数据的1位标识符“0”。

如果符号位不是与数值部分的高4位均相符，则向原始的11位误差数据附加2位标识符“11”，以将原始11位误差数据转换成13位数据，如图13E和图14E所示。

当误差数据的绝对值小于8，即等于或小于可由数值部分的低3位表示的最大绝对值7(基准值)时，将11位的原始误差数据压缩成6位数据。如果误差数据的绝对值等于或大于8且小于64，则将误差数据压缩成8位数据。即，如果误差数据的绝对值大于可由数值部分的低3位表示的最大绝对值7且等于或小于可由数值部分的低6位表示的最大绝对值63(基准值)，则将误差数据压缩成8位数据。这样根据误差数据的绝对值对误差数据进行压缩，可以减少对于RAM部115的访问次数。

在该例子中，以硬件描述语言描述根据图12的流程图的处理以进行逻辑合成，生成能够对误差数据进行压缩和解压缩的逻辑电路，从而构建图像处理部。在这种情况下，可以创建允许对各颜色的像素同时执行处理的同步电路。还可以使用状态机描述图12的流程图，并生成用以对各颜色的像素依次执行处理的电路。

其它实施例

在上述实施例中，说明了用于通过量化处理对图像数据进行二值化的操作。然而，本发明不局限于该方法，而是当然可以构建采用多值误差扩散方法的打印设备，其中该多值误差扩散方法使用三个或多个灰度值对图像数据进行量化。在这种情况下，可以通过组合基于多值误差扩散方法的量化和浓度模式方法(density pattern method)，生成二值图像数据。

在上述实施例中，采用一种或两种压缩方法。然而，本发明不局限于这些结构，而是当然可以构建具有三种或多种压缩方法以使得可以根据误差数据的绝对值选择适当压缩方法的打印设备。该结构可以具有三个或多个用于将符号位与数值部分进行比较的步骤，并可以将比较步骤与压缩方法相关联，从而使得可以根据误差数据的绝对值从这三种或多种压缩方法中选择适当的压缩方法，然后执行所选择的压缩方法。

在上述实施例中，对于通过2的补码表示负误差数据的情况进行了说明。然而，本发明不局限于这种结构，而当然可以构建通过符号位和绝对值的组合表示误差数据的打印设备。该结构可以通过检查误差数据的数值部分中的预定数量的高位是否全部为“0”，来选择用于对误差数据进行压缩的适当方法。即，通过原样保留实际表示误差数据的值的较低位并去除其余的位或者较高位，可以对误差数据进行压缩。

在上述实施例中，说明了标识符具有固定值的示例性结构。然而，本发明不局限于这种结构，而是当然可以构建使用其它标识符的打印设备或构建可以设置任意标识符的打印设备。该结构可以通过在内部缓冲器或寄存器中设置标识符，使用所选择的符合误差数据的特性的标识符。

当误差数据的误差值小于基准值时，本发明仅需能够通过从该误差数据中去除能够表示超过基准值的误差值的数据部分中的至少一部分，将误差数据变换成压缩后的误差数据。通过将已通过变换或压缩处理去除了的数据部分加到压缩后的误差数据上，就可以恢复原始误差数据。可以通过设置多个基准值以使得可以选择使用等于或大于误差值且最接近误差值的基准值，将误差数据转换成压缩后的误差数据。

在上述实施例中，说明了将CPU和电路块封装在一个包中并构建成系统LSI的结构。然而，本发明不局限于该结构，还可以将部分或全部电路块构建在单独的IC中。

在上述实施例中，对逻辑合成以硬件描述语言描述的内容以生成逻辑电路的情况进行了说明，所述逻辑电路之后将用于执行量化处理。本发明不局限于这种结构。例如，可以将包含实现上述实施例功能的软件程序的存储介质装载到设备中，以使得该设备或计算机的CPU可以读取存储在该存储介质中的程序代码。然后CPU执行所述程序以进行量化处理。在这种情况下，从存储介质读取的程序本身实现实施例的功能。可以用于提供程序的可能存储介质有例如软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、以及ROM。还可以通过使运行在计算机上的操作系统(OS)根据计算机所读出的程序的指令执行部分或全部实际处理，来实现上述实施例的功能。

其它

本发明还适用于在对表示各像素的灰度值的图像数据进行量化时使用误差扩散方法的图像处理设备和图像处理方法，其中，该误差扩散方法将感兴趣像素的误差数据扩散给感兴趣像素周围的相邻像素。可以将该图像处理设备一体地构建在上述实施例的打印设备100中、或者可以将该图像处理设备构建在主机装置300中。

本发明仅需要能够利用误差扩散方法量化图像数据，从而减少图像数据所表示的各像素的灰度值的数量。因此，量化处理前的图像数据仅需要三个或多个灰度值。在量化处理后，图像数据所需的灰度值数量小于量化处理前图像数据所需的灰度值数量，仅需两个或多个灰度值。

本发明不采用任何方式限制用于根据量化后的图像数据打印图像的方法。因此，打印方法可以是上述喷墨打印方法以外的其它方法。本发明也不采用任何方式限制实现该打印方法的打印设备的结构。

尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (14)

1.一种图像处理设备，其在对表示各像素的灰度值的图像数据进行量化处理时，使用将感兴趣像素的误差数据分配给所述感兴趣像素周围的相邻像素的误差扩散方法，所述图像处理设备包括：

转换单元，用于当由所述误差数据表示的误差值等于或小于基准值时，通过从所述误差数据中去除能够表示超过所述基准值的误差值的数据部分中的至少一部分，将所述误差数据转换成压缩后的误差数据；以及

恢复单元，用于通过将由所述转换单元去除的所述数据部分加到所述压缩后的误差数据上，来恢复所述误差数据。

2.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，设置多个基准值；

其中，所述转换单元通过从所述多个基准值中选择等于或大于所述误差值且最接近所述误差值的基准值，将所述误差数据转换成所述压缩后的误差数据。

3.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，还包括：

将表示所述压缩后的误差数据是转换后的误差数据的标识符附加给所述压缩后的误差数据的单元。

4.根据权利要求2所述的图像处理设备，其特征在于，还包括：

将与在转换所述压缩后的误差数据时所使用的所述基准值相对应的标识符附加给所述压缩后的误差数据的单元。

5.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，还包括：

将表示所述误差数据未被转换成压缩后的误差数据的标识符附加给未被转换成所述压缩后的误差数据的所述误差数据的单元。

6.根据权利要求3所述的图像处理设备，其特征在于，还包括：

从包括所述压缩后的误差数据的所述误差数据中去除所述标识符的单元。

7.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，由所述误差数据表示的所述误差值是由从多个像素分配的各个误差数据表示的误差值的和。

8.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，对每行所排列的多个像素进行所述量化处理；

其中，所述误差数据是从包括所述感兴趣像素的像素行分配给与包括所述感兴趣像素的像素行相邻的至少一个像素行的误差数据。

9.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，包括所述压缩后的误差数据的所述误差数据具有表示所述误差值是正还是负的符号位。

10.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，还包括：

存储单元，其能够存储包括所述压缩后的误差数据的所述误差数据；

写入单元，其能够将包括所述压缩后的误差数据的所述误差数据写入所述存储单元；以及

读取单元，其能够从所述存储单元读取包括所述压缩后的误差数据的所述误差数据。

11.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，还包括：

校正单元，其通过将所述感兴趣像素的图像数据的灰度值与包括由所述恢复单元恢复的所述误差数据的所述误差数据的误差值相加，来校正所述感兴趣像素的图像数据。

12.根据权利要求1所述的图像处理设备，其特征在于，利用多位来表示所述误差数据的所述误差值；

其中，所述转换单元通过原样保留实际表示所述误差数据的误差值的较低位并去除其余的位或者较高位，将所述误差数据转换成所述压缩后的误差数据。

13.一种打印设备，其在对表示各像素的灰度值的图像数据进行量化处理时，使用将感兴趣像素的误差数据分配给所述感兴趣像素周围的相邻像素的误差扩散方法，并且根据利用所述误差扩散方法量化的所述图像数据打印图像，所述打印设备包括：

转换单元，用于当由所述误差数据表示的误差值等于或小于基准值时，通过从所述误差数据中去除能够表示超过所述基准值的误差值的数据部分中的至少一部分，将所述误差数据转换成压缩后的误差数据；以及

恢复单元，用于通过将由所述转换单元去除的所述数据部分加到所述压缩后的误差数据上，来恢复所述误差数据。

14.一种图像处理方法，其在对表示各像素的灰度值的图像数据进行量化处理时，使用将感兴趣像素的误差数据分配给所述感兴趣像素周围的相邻像素的误差扩散方法，所述图像处理方法包括：

转换步骤，用于当由所述误差数据表示的误差值等于或小于基准值时，通过从所述误差数据中去除能够表示超过所述基准值的误差值的数据部分中的至少一部分，将所述误差数据转换成压缩后的误差数据；以及

恢复步骤，用于通过将由所述转换步骤去除的所述数据部分加到所述压缩后的误差数据上，来恢复所述误差数据。

Images