CN101232555B - 图像处理方法和图像处理装置 - Google Patents

Abstract

在从灰度等级图像数据生成由减少的灰度等级数目表示的输出图像数据时，图像处理装置从相邻像素的像素值减去所选像素的像素值，放大通过减法而得到的减算后的值，将放大后的值加到数值矩阵中的数值上，并基于通过进一步将通过将放大后的值加到数值矩阵中的数值上而获得的值加到预定的值上所获得的值，求出由减少的像素值的灰度等级数目表示的输出图像数据中的像素值。

Description

图像处理方法和图像处理装置

技术领域

本发明涉及用于在形成图像时执行图像处理以对图像数据的灰度等级进行调整的图像处理方法、图像处理装置和记录媒体，其中图像数据的灰度等级是表现灰度等级的图像的基础。 

背景技术

诸如热转印、电子照相或喷墨技术的各种类型的图像形成技术被用于诸如复印机或打印机的用于在诸如纸张的记录载体上形成图像的图像形成装置中。使用这些图像形成技术，因为几乎不可能表现出每一个像素单元的多个灰度等级，所以半色调重现技术被使用以在本地改变彩色像素的比率，从而表现图像的灰度等级。例如，在使用黑白二值来形成灰度等级图像时，在较深颜色区域中，黑色像素的比率增加，并且在较浅颜色区域中，黑色像素的比率减少，从而形成具有肉眼能感觉到色彩浓淡的图像。在使用照相机产生的图像数据、图像处理程序等中，由灰度等级表示像素值。因此，为了基于图像数据形成图像，必须执行用于将像素值转换为能够实现半色调重现的值的图像处理。 

一般地，多种技术已经被开发作为执行该图像处理的技术。在日本专利公开2000-261669号中所公开的技术使用抖动方法，在该方法中，使用由以矩阵形式布置的多个阈值组成的阈值矩阵来执行图像处理。通过使用阈值矩阵的抖动方法，图像数据中的像素值与阈值矩阵中的阈值相互一一对应，并且通过比较像素值与阈值，像素值被转换为诸如二值的较低的灰度等级的值。日本专利公开第2000-261669号公开了用于产生适当的阈值矩阵的技术。在“Development ofHigh-Image-Quality Binary Error Diffusion Algorithm”(KazuyoshiNoguchi，Taisuke Akahori，Konica Minolta Technology Report VOL.2，2005，p.73-76)中公开的技术，使用误差扩散方法，其中，图像数据 中的像素值与在转换为较低灰度等级值之后的像素值之间的误差被分布到相邻误差。 

发明内容

然而，在使用半色调重现技术形成图像时，存在着在图像中包含的文字出现边缘模糊和形变的问题。尽管解决此问题的技术已经在“Development of High-Image-Quality Binary Error Diffusion Algorithm”(Kazuyoshi Noguchi，Taisuke Akahori，Konica Minolta TechnologyReport VOL.2，2005，p.73-76)中被公开，但仍然存在着需要许多计算资源来使用误差扩散方法以执行图像处理的问题。此外，尽管用于减小由阈值矩阵的大小引起的周期性图案的技术已经在日本专利公开第2000-261669号中公开，但该专利并没有公开用于减小边缘模糊和形变的技术。 

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种即使在使用抖动方法的情况下通过抑制边缘模糊和形变的出现来改善边缘的重现性能的同时，能够形成由减少的灰度等级数目表示的图像的图像处理方法、图像处理装置和记录媒体。 

根据第一方面的图像处理方法，其特征在于，执行用于减少图像数据的灰度等级的数目的图像处理的图像处理方法，所述图像处理方法包括以下步骤：存储由预定数值组成的数值矩阵，预定数值被排列成矩阵形式并且分别与由图像数据表示的图像中排列的像素相对应；顺次选择由图像数据表示的图像中的各个像素；计算所选像素的像素值和与所选像素相邻的像素的像素值之差；以预定放大率放大所计算出的差值；将放大后的值加到与所选像素相对应的数值矩阵中的数值上；以及，基于通过该加算所获得的值，对所选像素的像素值进行阈值处理，以求出由像素值的减少的灰度等级数目表示的像素值。 

根据第二方面的图像处理装置，其特征在于，用于生成由图像数据的减少的灰度等级数目表示的输出图像数据的图像处理装置，该图像处理装置包括：存储部，其用于存储由预定数值组成的数值矩阵，其中的预定数值被排列成矩阵形式并且分别与由图像数据表示的图像中的像素相对应；计算部，其用于顺次选择由图像数据表示的图像中 的各个像素，并且计算所选像素的像素值与和所选像素相邻的像素的像素值之差；转换部，其用于以预定放大率放大计算部所计算出的差值；加算部，其用于将转换部所给出的放大后的值加到与所选像素相对应的数值矩阵中的数值上；以及，处理部，其用于基于通过加算所获得的值对所选像素的像素值进行阈值处理，以求出由像素值的减少的灰度等级数目表示的输出图像数据中的像素值。 

根据第三方面的图像处理装置，其特征在于，该计算部通过从相邻像素的像素值减去所选像素的像素值来计算差值。 

根据第四方面的图像处理装置，其特征在于，数值矩阵中排列的数值的空间分布具有蓝色噪声特性。 

根据第五方面的图像处理方法，其特征在于，还包括图像形成部，其用于基于生成的输出图像数据来形成图像。 

在第一和第二方面中，为了减少包含在图像数据中的像素值的灰度等级的数目，图像处理装置将图像数据所表示的图像的数值和数值矩阵中所包含的数值排列成互相对应，将借助于预定转换方法通过将所选像素的像素值与相邻像素的像素值之差进行转换所获得的值加到数值矩阵中的数值上，并且基于通过加算所获得的值，执行将灰度等级的数目减少到两个灰度等级的处理等。因为像素值间的差值在通过加算处理所获得的值中被反映出来，如果像素值间有大的差值，则通过加算获得的值变化很大，这样，即使在灰度等级的数目减少之后像素值间的差值保持很大的可能性很高。 

在第三方面中，在处理像素值时，图像处理装置将相邻像素的像素值减去所选像素的像素值而获得的减算后的值进行放大而获得的值加到数值矩阵中的数值上，并且基于通过将放大后的值加到与所选像素相对应的数值矩阵中的数值上而获得的值进行处理。在所选像素的像素值大于相邻像素时，减算后的值为负值，并且通过加算而获得的值的等级降低。另一方面，当所选像素的值小于相邻像素时，减算后的值为正值，并且通过加算而获得的值的等级增大。 

在第四方面中，由使用具有蓝噪声特性的蓝噪声蒙版(mask)，作为用于局部改变通过从预定值相加而获得的值的数值矩阵，用肉眼很 难感觉到通过加算而获得的值的空间分布中所包含的周期性分量。 

在第五方面中，图像处理装置基于由像素值的减少的灰度等级数目表示的输出图像数据来形成图像。 

在第一和第二方面中，在减少图像数据中包含的像素值的灰度等级的数目时，所选像素和相邻像素的像素值之差被反映在通过加算而获得的值中。因此，如果像素值之间的差很大，则通过加算获得的值改变的程度很大，并且即使在灰度等级的数目减少之后仍保持像素值间的差值很大的可能性高。图像中的所选像素和相邻像素的像素值间的差值很大的部分是图像中所包含的边缘部分。这样，如果即使在灰度等级的数目减少之后，仍保持像素值间的差值很大，则即使在灰度等级的数目减少之后，也可以抑制边缘模糊和变形的发生。因此，基于生成的输出图像数据而形成的图像中所包含的边缘的重现性能得到了改善。此外，因为在不使用误差扩散方法的情况下使用抖动方法来执行灰度等级的数目的减少，所以可减少用于以改善的边缘重现性能形成图像所需的计算资源。 

在第三方面中，在所选像素的像素值大于相邻像素时，通过加算而获得的值的等级减少，并且在灰度等级的数目减少之后的像素值高于相邻像素的像素值的可能性高。另一方面，在所选像素的像素值小于相邻像素时，通过加算而获得的值的等级增加，并且在灰度等级的数目减少之后的像素值低于相邻像素的像素值的可能性高。因此，基于由减少的灰度等级数目表示的输出图像数据形成的图像中所包含的边缘的重现性能得到了改善。 

在第四方面中，因为很难通过肉眼感觉到在处理中所使用的通过加算而获得的值的空间分布中所包含的周期性分量，所以很难从通过减少灰度等级的数目而形成的图像中所包含的像素值的空间分布中观察到周期性噪声，从而可以形成高质量的图像。 

此外，在第五方面中，因为是基于由像素值的减少的灰度等级数目表示的输出图像数据来形成图像的，所以可提供有利的效果，诸如，使得可以以低成本或短时间来形成具有改善的边缘重现性能的高质量的图像。 

参照附图阅读以下的详细说明，将会充分理解本发明的以上和其 它目的及特征。 

附图说明

图1为显示根据实施例1的图像处理装置的内部功能结构的框图； 

图2为显示存储在数值矩阵存储部中的数值矩阵的一个实例的概念视图； 

图3为显示被选择的像素的概念视图； 

图4为显示由图像处理装置执行的处理步骤的流程图； 

图5为显示根据实施例2的图像处理装置的内部功能结构的框图；以及 

图6为显示根据实施例3的图像处理装置的内部结构的框图。 

具体实施方式

以下将基于附图具体说明一些实施例。 

(实施例1) 

图1为示出根据实施例1的图像处理装置1的内部功能结构的框图。根据实施例1的图像处理装置1被安装在打印机、打印机服务器等中，被供应以来自PC、数字照相机、扫描仪等的灰度等级图像数据，并生成由减少的灰度等级数目表示的输出图像数据。图像数据表示由排列成二维矩阵形式的像素组成的图像，其中的二维矩阵包括横行(X方向)和纵行(Y方向)，并且图像数据包括由灰度等级表示的各像素的像素值。X是指图像中的横行上的位置，Y表示图像中的纵行上的位置。在以下说明中，假定图像数据主要是单色的256灰度等级的图像数据，并且输出图像数据是4灰度等级的数据，其中像素值为0、85、170或255。 

图像处理装置1包括作为输入图像数据的接口的输入部10，并且输入部10被连接到用于存储输入的图像数据的图像数据存储部11。连接到图像数据存储部11的是，用于计算相邻像素的像素值间的差的计算处理部(计算装置)12。计算处理部12包括用于存储预定数目的像素值的缓冲存储器，并执行选择图像数据存储部11中存储的图像数据所表示的图像中包含的像素、在缓冲存储器中存储所选像素的像素值 并计算相邻像素的像素值间的差的处理。计算处理部12被连接到放大部(转换装置)13，放大部13用于通过以预定放大率放大由计算处理部12计算出的像素值间的差来转换为放大后的值。此外，图像处理装置1包括数值矩阵存储部15，数值矩阵存储部15是用于存储数值矩阵的存储器，数值矩阵包括排列成二维矩阵形式的预定的数值。连接到放大部13和数值矩阵存储部15的是加算部14，加算部14用于将由放大部13转换而得的放大后的值加到数值矩阵中的数值上。 

加算部14被连接到阈值处理部16，阈值处理部16连接到图像数据存储部11。阈值处理部16基于由加算部14给出的相加后的值，执行用于减少图像数据中包含的像素值的灰度等级的数目的阈值处理，以求出由四个灰度等级表示的输出图像数据的像素值。阈值处理部16被连接到用于存储包括由阈值处理部16获得的像素值的输出图像数据的输出图像数据存储部17。输出图像数据存储部17被连接到用于对输出图像数据进行输出的输出部18。输出部18将输出图像数据输出到安装有图像处理装置1的装置中的图像形成部或者输出到外部打印机中的图像形成部。图像处理装置1还包括控制器(未示出)，并且控制器控制组成图像处理装置1的各部的操作。 

图2为示出数值矩阵存储部15中存储的数值矩阵的一个实例的概念视图。数值矩阵由排列成二维矩阵形式的预定的数值组成。数值矩阵的横方向被记为X方向，并且纵方向被记为Y方向。在图2中，尽管仅示出了10×10的一部分，但数值矩阵具有特定的大小，诸如，128×128或256×256或更大。数值矩阵中包括的数值的空间分布具有蓝噪声特性，包括许多肉眼难以感觉到的空间频率分量。一般情况下，用肉眼难以感觉到等于或高于特定空间频率的空间频率分量，并且蓝噪声特性是指数值矩阵包含比较大量的比肉眼易于感知的空间频率分量的频率更高的空间频率分量。具有蓝噪声特性的数值矩阵被称为蓝噪声蒙版。蓝噪声蒙版是通过操作数值的伪随机阵列来生成如下的阵列而得到的：在该阵列中，空间频率的主要分量被分布到等于或大于视觉截止频率的频带范围上。数值矩阵可以是其它大小，诸如，1024×1024。 

随后，以下将说明由具有上述结构的图像处理装置1执行的图像 处理方法。图像处理装置1将输入到输入部10的图像数据存储到存储部11中，顺次选择图像数据所表示的图像中包含的各个像素，并执行减少表示所选像素的像素值的灰度等级的数目的处理。图3是示出所选像素的概念视图。图像处理装置1从顶部开始顺次选择横行，从左边开始顺次选择所选横行中包括的各个像素，并执行处理。当对所选横行中包括的所有像素完成了处理时，图像处理装置1选择下一横行。 

为了执行根据该实施例的处理，数值矩阵存储部15中存储的数值矩阵中所包括的数值与图像数据表示的图像中所包含的像素相对应。更具体地，当数值矩阵的大小为128×128时，图像和数值矩阵上的位置用(X，Y)，X，Y≤1表示，并且整数i和j为1≤i并且j≤128，则位于数值矩阵上的位置(i，j)处的数值与位于图像上的位置(i，j)处的像素相对应。此外，假定整数h和k为1≤h，k，则位于数值矩阵上的位置(i，j)处的数值与位于图像上的位置(128h+i，128k+j)处的像素相对应。 

图4为示出由图像处理装置1执行的处理步骤的流程图。首先，计算处理部12从图像数据存储部11中存储的图像数据所表示的图像中包含的像素之中选择出第一像素(S1)，并将作为被选择的像素的所选像素的像素值存储在缓冲存储器中(S2)。接下来，计算处理部12确定所选像素是否是位于图像左端的像素(S3)。如果所选像素不是位于图像的左端(S3：NO)，则计算处理部12通过从位于所选像素的左边的相邻像素的像素值减去所选像素的像素值来计算出减算后的值，如图3所示(S4)。此时，如果所选像素在X方向上的位置为X，所选像素的像素值为idat[X]，存储在缓冲存储器中的数据为buffer[X]，并且减算后的值为Sa[X]，则减算后的值Sa的值由公式Sa[X]＝buffer[X-1]-idat[X]给出。如果在步骤S3中，所选像素是位于图像的左端(S3：YES)，则计算处理部12给出0作为减算后的值(S5)。 

在完成步骤S4或步骤S5之后，计算处理部12将计算出的减算后的值输出到放大部13，并且放大部13以预定放大率放大该减算后的值(S6)。接下来，放大部13将放大后的值输出到加算部14，加算部14从数值矩阵存储部15读取数值矩阵，并将放大后的值加到数值矩阵中的数值上(S7)。应注意，加算部14可从数值矩阵读取与所选像素相 对应的数值，并将放大后的值加到读取出的数值上。 

加算部14将通过将放大后的值加到数值矩阵中的数值上获得的值输出到阈值处理部16，并且阈值处理部16基于通过将放大后的值加到与所选像素相对应的数值矩阵中的数值上所获得的值，对所选像素的像素值执行阈值处理(S8)。在该处理中，阈值处理部16使用阈值，通过执行减少表示像素值的灰度等级的数目的处理，来求出输出图像数据的像素值，其中作为阈值的值是通过将通过将放大后的值加到与所选像素相对应的数值矩阵中的数值而获得的值进一步加上预定的阈值而获得的。 

更具体地，如果图像数据中的像素值为Pi(X，Y)，并且输出图像数据中的像素值为Po(X，Y)，则阈值处理部16使用43、128和213作为预定阈值，并基于下面的条件，为0≤Pi(X，Y)≤255的图像数据中的像素值Pi(X，Y)生成输出图像数据中的0、85、170或255的像素值Po(X，Y)。 

如果0≤Pi(X，Y)＜43+(与像素相对应的数值矩阵中的数值+放大后的值)， 

则Po(X，Y)＝0。 

如果43+(与像素相对应的数值矩阵中的数值+放大后的值)≤Pi(X，Y)＜128+(与像素相对应的数值矩阵中的数值+放大后的值)， 

则Po(X，Y)＝85。 

如果128+(与像素相对应的数值矩阵中的数值+放大后的值)≤Pi(X，Y)＜213+(与像素相对应的数值矩阵中的数值+放大后的值)， 

则Po(X，Y)＝170。 

如果213+(与像素相对应的数值矩阵中的数值+放大后的值)≤Pi(X，Y)＜255， 

则Po(X，Y)＝255。 

接下来，阈值处理部16将生成的像素值Po(X，Y)输出到输出图像数据存储部17，输出图像数据存储部17存储像素值Po(X，Y)，并 且计算处理部12确定是否已经对图像数据表示的图像中包含的所有像素执行了处理(S9)。如果存在还没有被执行处理的像素(S9：NO)，则计算处理部12选择下一像素(S10)，并使处理返回到步骤S2。如果已经对所有像素执行了处理(S9：YES)，则输出图像数据存储部17存储包括生成的像素值Po(X，Y)的输出图像数据，并且图像处理装置1完成图像处理方法的处理。 

在完成上述处理后，图像处理装置1从输出部18输出生成的输出图像数据。基于输出的输出图像数据，由包括图像处理装置1的装置中的图像形成部或外部打印机来形成图像。 

如以上的详细说明所述，当对像素值执行阈值处理时，图像处理装置1将通过放大减算的值而获得的放大后的值加到数值矩阵中的数值上，其中减算后的值是通过从相邻像素的像素值减去所选像素的像素值而获得的，来进一步将通过将放大后的值加到数值矩阵中的数值上而获得的值加到预定阈值上，并使用得到的值作为阈值来执行阈值处理。因为所选像素和相邻像素的像素值之差被反映在阈值中，如果像素值之间的差值很大，则阈值改变的程度大，从而，即使在灰度等级的数目减少之后，像素值间的差保持很大的可能性高。例如，当所选像素的像素值大于相邻像素时，减算后的值为负，阈值等级减小，因此，在通过阈值处理进行的灰度等级的数目减少之后的像素值高于相邻像素的像素值的可能性高。另一方面，当所选像素的像素值小于相邻像素时，减算后的值为正，阈值等级增加，因此，在通过阈值处理进行的灰度等级的数目减少之后的像素值低于相邻像素的像素值的可能性高。 

在图像中的所选像素与相邻像素的像素值之差较大的部分是图像中所包含的边缘部分。因此，如果即使在灰度等级的数目减少之后仍然保持像素值间的差值很大，则即使在灰度等级的数目减少之后仍可以抑制边缘的模糊和形变的出现。因此，基于生成的输出图像数据而形成的图像中所包含的边缘的重现性能得到了改善。此外，因为是在不使用误差扩散方法的情况下执行灰度等级的数目的减少，所以可以减少形成具有改善的边缘重现性能的图像所需的存储量和计算时间，这样，可以以低成本或短时间来形成高质量的图像。 

此外，在使用具有蓝噪声特性的蓝噪声蒙版作为用于从预定阈值局部改变阈值的数值矩阵的情况下，用肉眼难以感觉到包含在阈值的空间分布中的频率分量。这样，几乎不能从通过减少灰度等级的数目所形成的图像中所包含的像素值的空间分布中观察到周期性噪声，并且可以形成高质量的图像。 

应注意，尽管该实施例示出的实例包括以下处理，即，在步骤S4中通过从相邻像素的像素值减去所选像素的像素值来计算减算后的值，并且在步骤S6中放大减算后的值，但是用于将像素值间的差反映在阈值中的具体处理并不局限于此。例如，计算处理部12可在步骤S4中计算所选像素的像素值和相邻像素的像素值之差，并且放大部13可在步骤S6中以负放大率来执行放大差值的处理。即使在此情况下，也可表现出保持像素值间差值很大的效果。 

此外，尽管该实施例示出了放大部13被用作转换装置的一个实例，但本发明并不局限于此，可以构建一个实例，其中，转换装置通过使用预定函数进行处理来转换为放大后的值，而不是执行简单的放大，其中的预定函数例如关于像素值间的差值的线性函数或二次函数。此外，尽管该实施例示出了通过从图像的左端顺次选择各个像素来执行处理的一个实例，但也可以构建一个实例，其中，图像处理装置1通过从图像的右端顺次选择各个像素来执行处理，或者构建一个实例，其中，图像处理装置1通过在垂直方向上选择各个像素来执行处理。 

此外，在该实施例中，尽管是用256个灰度等级来表示图像数据的并且是用四个灰度等级来表示输出图像数据的，但如果输出图像数据的灰度等级数目小于图像数据的灰度等级的数目，则图像数据和输出图像数据的灰度等级的数目可以取任何值。对于在步骤S8中使用的预定阈值，阈值是根据输出图像数据的灰度等级的数目预先确定的。此外，可以构建一个实例，其中，为了生成两个灰度等级的输出图像数据，图像处理装置1使用通过将放大后的值加到数值矩阵中的数值上而获得的值作为阈值，来执行步骤S8中的阈值处理。 

(实施例2) 

实施例2示出了图像处理装置是用于形成彩色图像的图像形成装置的一个实施例。图5是示出根据实施例2的图像处理装置2的内部 功能结构的框图。图像处理装置2包括用于读取彩色图像的彩色图像输入部21和用于执行生成根据读取的彩色图像形成彩色图像所需的输出图像数据的处理的彩色图像处理部22。彩色图像处理部22连接到彩色图像输入部21。用于基于由彩色图像处理部22生成的输出图像数据形成彩色图像的彩色图像形成部23也连接到彩色图像处理部22。用于从用户接收操作的操作面板24连接到彩色图像输入部21、彩色图像处理部22和彩色图像形成部23。此外，图像处理装置2包括控制器(未示出)，控制器用于控制组成图像处理装置的各部的操作。 

彩色图像输入部21由包括CCD(电荷耦合装置)的扫描仪组成，将从形成在诸如纸张的记录载体上的彩色图像反射的光图像分解为RGB，通过CCD读取它们，将它们转换为R(红)、G(绿)和B(蓝)模拟信号，并将它们输出到彩色图像处理部22。彩色图像处理部22对从彩色图像输入部21输入的RGB模拟信号执行上述图像处理，以生成由数字C(青)、M(品红)、Y(黄)和K(黑)信号组成的图像数据，并进一步通过减少图像数据的灰度等级的数目来生成输出图像数据，并将输出图像数据输出到彩色图像形成部23。彩色图像形成部23基于从彩色图像处理部22输入的输出图像数据，通过诸如热转印、电子照相或喷墨的方法来形成彩色图像。操作面板24包括诸如液晶显示器的用于显示操作图像处理装置2所需的信息的显示部，并且诸如触摸面板或十键的用于接收指令以通过用户的操作来控制图像处理装置2的操作的接收部。 

彩色图像处理部22通过A/D转换部221将从彩色图像输入部21输入的模拟信号转换为数字信号，将数字信号发送到黑斑校正部222、输入色调校正部223、分段处理部224、颜色校正部225、黑色生成和下色去除部226、空间滤波器处理部227、输出色调校正部228和色调重现处理部229，以此顺序将由数字CMYK信号组成的输出图像数据输出到彩色图像形成部23。 

A/D转换部221从彩色图像输入部21接收输入到彩色图像处理部22的RGB模拟信号，将RGB模拟信号转换为数字RGB信号，并将RGB信号输入到黑斑校正部222。 

黑斑校正部222对从A/D转换部221输入的RGB信号执行去除在 彩色图像输入部21的照明系统、聚焦系统和图像传感系统中产生的不同种类的形变的处理。接下来，黑斑校正部222将无形变的RGB信号输出到输入色调校正部223。 

输入色调校正部223调整从黑斑校正部222输入的RGB信号的彩色平衡。此外，从黑斑校正部222输入到输入色调校正部223的RGB信号是RGB反射信号，并且输入色调校正部223将从黑斑校正部222输入的RGB信号转换为通过彩色图像处理部22执行图像处理方法容易处理的密度信号或其它信号。接下来，输入色调校正部223将处理后的RGB信号输入到分段处理部224。 

分段处理部224将从输入色调校正部223输入的RGB信号表示的图像中的各个像素分类为文字区域、半色调区域、或照片区域，并基于分类结果，将指示像素属于哪一个区域的分段分类信号输出到黑色生成和下色去除部226、空间滤波器处理部227和色调重现处理部229。分段处理部224也将从输入色调校正部223输入的RGB信号输出到颜色校正部225。 

颜色校正部225将从分段处理部224输入的RGB信号转换为CMY信号，并基于包含不必要的吸收元素的CMY彩色材料的频谱特性，执行从CMY信号去除彩色杂质的处理，以实现可靠的彩色重现。接下来，颜色校正部225将经过颜色校正的CMY信号输出到黑色生成和下色去除部226。 

黑色生成和下色去除部226执行用于根据从颜色校正部输入的CMY三色信号来生成K信号的黑色生成处理，并通过从初始CMY信号减去通过黑色生成处理而获得的K信号，将CMY三色信号转换为CMYK四色信号。 

黑色生成处理的一个实例是由轮廓黑版生成黑色的方法。在该实例中，假定轮廓曲线的输入和输出特性为y＝f(x)，转换前的数据为C、M和Y，并且UCR(下色去除)率为α(0＜α＜1)。则转换后的数据C’、M’、Y’和K’被表示为以下公式。 

K’＝f(min(C，M，Y)) 

C’＝C-αK’ 

M’＝M-αK’ 

Y’＝Y-αK’ 

这里，UCR率α(0＜α＜1)指示通过取代CMY与K重叠的部分，CMY被减少的程度。上述第一公式指示根据CMY的信号强度之中的最小信号强度而生成K信号。接下来，黑色生成和下色去除部226将通过转换CMY信号获得的CMYK信号输出到空间滤波器处理部227。 

空间滤波器处理部227执行关于由从黑色生成和下色去除部226输入的CMYK信号表示的图像的改善的图像模糊或粒状劣化的处理。接下来，空间滤波器处理部227将处理后的CMYK信号输出到输出色调校正部228。 

输出色调校正部228执行的输出色调校正处理是用于将从空间滤波器处理部227输入的CMYK信号转换为网点面积百分比，其中网点面积百分比是彩色图像形成部23的特性值，并且将输出色调校正处理后的CMYK信号输出到色调重现处理部229。 

色调重现处理部229执行的处理是生成由从输出色调校正部228输入的CMYK信号组成的图像数据的减少的灰度等级数目表示的输出图像数据。色调重现处理部229执行的处理与通过使用硬件或软件对各CMYK色彩进行的如实施例1的图4中所示的图像处理方法相类似。更具体地，色调重现处理部229通过将图像处理方法的各个CMYK颜色的灰度等级的数目减少为四个灰度等级等，来生成输出图像数据，并将生成的输出图像数据输出到彩色图像形成部23。 

彩色图像形成部23基于由从彩色图像处理部22输入的CMYK信号组成的输出图像数据，在诸如纸张的记录载体上形成CMYK彩色图像。使用上述结构，根据实施例2的图像处理装置2起到复印彩色图像的彩色复印机的作用。 

如以上详细说明所述，即使在该实施例中，与实施例1相类似，也可以生成通过使用图像处理方法减少的图像数据的灰度等级数目所表示的输出图像数据，并可以基于生成的输出图像数据形成图像。因此，在该实施例中，即使在减少灰度等级的数目之后，也可以抑制边缘模糊和形变的出现，并可以形成具有改善的边缘重现性能的图像。 

应注意，尽管根据该实施例的图像处理装置2的实例包括作为用于读取彩色图像的扫描仪的彩色图像输入部21，但本发明并不局限于 此，也可以构建一个实例，使其包括用于接收从外部PC或扫描仪传输的图像数据的接口作为彩色图像输入部21。 

(实施例3) 

实施例3示出了使用通用计算机来实现图像处理装置的实施例。图6是示出根据实施例3的图像处理装置3的内部结构的框图。根据该实施例的图像处理装置3由诸如PC的通用计算机组成，并包括用于执行操作的CPU 31、用于存储通过操作而生成的临时信息的RAM 32、用于从诸如光盘的记录媒体4读取信息的诸如CD-ROM驱动器的驱动部33，和诸如硬盘的存储部34。CPU 31使驱动部33从记录媒体4读取计算机程序41，并使存储部34存储所读取的计算机程序41。计算机程序41在需要的时候从存储部34被加载到RAM 32，并且CPU 31使图像处理装置3基于所加载的计算机程序41来执行必要的处理。 

此外，图像处理装置3包括诸如键盘和指示装置的输入部35，通过该输入部35，通过用户操作来输入不同的处理指令，图像处理装置3还包括用于显示各种信息的诸如液晶显示器的显示部36。此外，图像处理装置3包括连接到外部图像形成装置5的通信部37，并且通信部37传输图像形成部5形成图像所必须的数据。 

存储部34预先存储如图2所示的数值矩阵，或在CPU 31使驱动部33读取记录媒体4上所记录的数值矩阵时存储数值矩阵。计算机程序41是用于使图像形成装置5形成图像的驱动程序的一部分。CPU 31将包括计算机程序41的驱动程序加载到RAM 32，并根据加载的驱动程序使图像形成装置5执行形成图像的处理。更具体地，CPU 31根据需要将数值矩阵加载到RAM 32中，对使用用于图像生成或图像显示的图像处理应用程序生成的灰度等级图像数据执行与实施例1的图4中所示的图像处理方法相类似的处理，以生成由减少的灰度等级数目表示的输出图像数据，并使通信部37将生成的输出图像数据传输到图像形成装置5。图像形成装置5基于从图像处理装置3传输的输出图像数据来形成图像。 

如上所述，在该实施例中，类似于实施例1，可通过使用图像处理方法生成由图像数据的减少的灰度等级数目表示的输出图像数据，并基于生成的输出图像数据来形成图像。因此，在该实施例中，即使在 灰度等级的数目减少之后，也可以抑制边缘模糊和形变的出现，并且可以形成具有改善的边缘重现性能的图像。 

应注意，尽管在该实施例示出的实例中，图像处理装置3的CPU 31执行的处理与实施例1的图4中所示的图像处理方法相类似，即，由实施例2的色调重现处理部229执行的处理，但本发明并不局限于此。换言之，可以构建一个实例，其中图像处理装置3的CPU 31除了执行上述处理外，还根据计算机程序41执行由实施例2的黑斑校正部222、输入色调校正部223、分段处理部224、颜色校正部225、黑色生成和下色去除部226、空间滤波器处理部227和输出色调校正部228所执行的所有处理中的一部分处理。 

此外，本发明不限于计算机程序41被包括在驱动器程序中的实例，可以构建一个实例，其中计算机程序41被包括在图像处理应用程序中。还可构建一个实例，其中计算机程序41包括用在该实施例的图像处理方法中的数值矩阵。在此情况下，在将计算机程序41加载到RAM 32中时，CPU 31加载计算机程序41中所包括的数值矩阵，并执行该实施例的图像处理方法的处理。 

此外，其中记录有计算机程序41的记录媒体4可以采取磁带、磁盘、移动硬盘、光盘(诸如CD-ROM、MO、MD和DVD)、或诸如IC卡的卡式记录媒体(包括存储卡)和光卡之中的任何一种形式。同样，记录媒体4可以是安装在图像处理装置3中半导体存储器，诸如，掩模型ROM、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除只读存储器)和闪速ROM，并且记录媒体4的记录内容可由CPU 31来读取。 

也可构建一个实例，其中计算机程序41从通过诸如因特网或LAN等的通信网络连接到图像处理装置3的外部服务器(未示出)被下载到图像处理装置3中，并被存储在存储部34中。在该实例中，下载计算机程序41所需的程序被预先存储在存储部34中，或通过使用驱动部33从预定记录媒体中被读取，并随后被存储在存储部34中，并在需要的时候被加载到RAM 32中。 

Claims (7)

1.一种执行用于减少图像数据的灰度等级的数目的图像处理的图像处理方法，其特征在于包括以下步骤：

存储由预定的数值组成的数值矩阵，所述预定的数值排列成矩阵形式并且分别与由所述图像数据表示的图像中排列的像素相对应；

顺次选择由所述图像数据表示的所述图像中的各个像素；

计算所选像素的像素值与所述所选像素的相邻像素的像素值之差；

以预定放大率放大所计算出的差值；

将放大后的值加到与所述所选像素相对应的数值矩阵中的数值上；和

基于通过该加算而获得的值对所述所选像素的像素值进行阈值处理，以求出由所述像素值的减少的灰度等级数目表示的像素值。

2.如权利要求1所述的图像处理方法，其中，所述求出像素值的步骤是基于通过进一步将预定值加到通过所述加算获得的值上而得到的值来执行的。

3.一种用于生成由图像数据的减少的灰度等级数目表示的输出图像数据的图像处理装置，其特征在于包括：

存储部，其用于存储由预定的数值组成的数值矩阵，所述预定的数值排列成矩阵形式并且分别与由所述图像数据表示的图像中排列的像素相对应；

计算部，其用于顺次选择由所述图像数据表示的所述图像中的各个像素，并计算所选像素的像素值与所述所选像素的相邻像素的像素值之差；

转换部，其用于以预定放大率放大所述计算部计算出的差值；

加算部，其用于将所述转换部所给出的放大后的值加到与所述所选像素相对应的所述数值矩阵中的数值上；和

处理部，其用于基于通过所述加算而获得的值对所述所选像素的像素值进行阈值处理，以求出由所述像素值减少的灰度等级数目表示的输出图像数据中的像素值。

4.如权利要求3所述的图像处理装置，其中，所述处理部基于通过进一步将预定值加到通过所述加算获得的值上而得到的值，来求出像素值。

5.如权利要求3或4所述的图像处理装置，其中，所述计算部通过从所述相邻像素的像素值减去所述所选像素的像素值来计算差值。

6.如权利要求3或4所述的图像处理装置，其中，所述数值矩阵中排列的所述数值的空间分布具有蓝噪声特性。

7.如权利要求3或4所述的图像处理装置，其特征在于还包括图像形成部，其用于基于所生成的输出图像数据来形成图像。

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