CN101505359B - 图像处理设备及图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理设备及图像处理方法。所述图像处理设备能够利用低分辨率打印引擎单元来提供与高分辨率打印引擎单元相近的图像质量。所述图像处理设备包括用于将包含在高分辨率抖动矩阵中的阈值与包含在低分辨率输入图像的各像素中的像素值相比较、并且用于输出多灰度级信号值的处理单元。此外，所述处理单元包括：比较单元，其用于将所述低分辨率输入图像的各像素的像素值与包含在所述高分辨率抖动矩阵中的多个阈值相比较；综合单元，其用于针对各像素，通过将针对各像素而获得的多个比较结果进行综合来获得所述多灰度级信号值；以及输出单元，其用于输出由所述综合单元所获得的所述多灰度级信号值。

Description

图像处理设备及图像处理方法

技术领域

本发明涉及一种与用于根据所输入的多阶灰度图像来生成用于形成网点(halftone dot)的多值半色调图像的网屏处理有关的图像处理设备及图像处理方法。 

背景技术

已知一种技术，通过将600-DPI的多值图像的各个像素与4个阈值进行比较来形成1200-DPI的二值图像，并通过使用打印分辨率为1200DPI的打印引擎单元来打印该图像(例如参见日本专利特开第2005-064954号公报)。 

然而，当接收到600-DPI的多值图像并且利用打印分辨率为600-DPI的引擎单元来打印该图像时，不能获得与利用打印分辨率为1200-DPI的打印引擎单元来进行打印时相同的图像质量。 

发明内容

本发明提供了一种用于通过使用低分辨率打印引擎单元却获得与高分辨率打印引擎单元的图像质量相近的图像质量的图像处理设备及方法。 

根据本发明的图像处理设备保持分辨率比输入图像高的高分辨率抖动矩阵，并且包括被构造成将包含在所述高分辨率抖动矩阵中的阈值与包含在所述输入图像的各像素中的像素值相比较、并且输出多灰度级信号值的处理单元，其中，所述处理单元包括：阈值获取单元，其被构造成，根据所述输入图像的各像素在主扫描方向上的坐标X以及在副扫描方向上的坐标Y而从所述高分辨率抖动矩阵中获取地址坐标，然后根据所获取的地址坐标而获取阈值；比较单元，其被构造成，将包含在所述输入图像的各像素中的像素值分别与所述阈值获取单元从所述高分辨率抖动矩阵中获取的多个阈值相比较，并且，如果像素值比阈值大，则比较结果为1，否则比较结果为0；综合单元，其被构造成，针对各像素，通过将针对各像素而获得的多个比较结果进行综合来获得所述多灰度级信号值；以及输出单元，其被构造成输出由所述综合单元获得的所述多灰度级信号值，其中，所述综合单元针对各像素，在针对所述各像素而获得的比较结果为1时，将预先存储在权重系数表中的与所述比较结果相对应的权重系数相加，来 获得所述多灰度级信号值，并且与包含在所述输入图像的第一像素中的像素值相比较的全部多个阈值并非都跟与包含在所述输入图像的第二像素中的像素值相比较的全部多个阈值相一致，与包含在所述输入图像的所述第一像素中的所述像素值相比较的所述多个阈值中的至少一个阈值跟与包含在所述输入图像的所述第二像素中的所述像素值相比较的所述多个阈值中的至少一个阈值相一致，其中，所述第一像素和所述第二像素相邻接。 

根据本发明的图像处理设备保持分辨率比输入图像高的高分辨率抖动矩阵，该图像处理设备包括：处理单元，其被构造成，将包含在所述高分辨率抖动矩阵中的阈值与包含在所述输入图像的各像素中的像素值相比较，并且输出多灰度级信号值，其中，所述处理单元包括：阈值获取单元，其被构造成，根据所述输入图像的各像素在主扫描方向上的坐标X以及在副扫描方向上的坐标Y而从所述高分辨率抖动矩阵中获取地址坐标，然后根据所获取的地址坐标而获取阈值；比较单元，其被构造成，将包含在所述输入图像的各像素中的像素值分别与所述阈值获取单元从所述高分辨率抖动矩阵中获取的多个阈值相比较，并且，如果像素值比阈值大，则比较结果为1，否则比较结果为0；综合单元，其被构造成，针对各像素，通过将针对各像素而获得的多个比较结果进行综合来获得所述多灰度级信号值；以及输出单元，其被构造成输出由所述综合单元获得的所述多灰度级信号值，其中，所述综合单元针对各像素，通过将针对所述像素中的各像素而获得的多个比较结果中的各比较结果乘以预先存储在权重系数表中的权重系数来计算多个值，并通过将该计算所获得的所述多个值相加，来获得所述多灰度级信号值。 

根据本发明的图像处理方法用于在保持分辨率比输入图像高的高分辨率抖动矩阵的图像处理设备中执行抖动处理，所述图像处理方法包括通过将包含在所述高分辨率抖动矩阵中的阈值与包含在所述输入图像的各像素中的像素值相比较来输出多灰度级信号值的处理步骤，其中，所述处理步骤包括：阈值获取步骤，根据所述输入图像的各像素在主扫描方向上的坐标X以及在副扫描方向上的坐标Y而从所述高分辨率抖动矩阵中获取地址坐标，然后根据所获取的地址坐标而获取阈值；比较步骤，将包含在所述输入图像的各像素中的像素值分别与在所述阈值获取步骤中从所述高分辨率抖动矩阵中获取的多个阈值相比较，并且，如果像素值比阈值大，则比较结果为1，否则比较结果为0；综合步骤，针对各像素，通过将针对各像素而获得的多个比较结果进行综合来获得所述多灰度级信号值；以及输出 步骤，输出由所述综合步骤获得的所述多灰度级信号值，其中，所述综合步骤针对各像素，在针对所述各像素而获得的比较结果为1时，将预先存储在权重系数表中的与所述比较结果相对应的权重系数相加，来获得所述多灰度级信号值，并且与包含在所述输入图像的第一像素中的像素值相比较的全部多个阈值并非都跟与包含在所述输入图像的第二像素中的像素值相比较的全部多个阈值相一致，与包含在所述输入图像的所述第一像素中的所述像素值相比较的所述多个阈值中的至少一个阈值跟与包含在所述输入图像的所述第二像素中的所述像素值相比较的所述多个阈值中的至少一个阈值相一致，其中，所述第一像素和所述第二像素相邻接。 

根据本发明，低分辨率打印引擎单元能够以低成本获得与高分辨率打印引擎单元的图像质量相近的图像质量。 

根据以下对示例性实施例的说明(参照附图)，本发明的其他特征将变得清楚。 

附图说明

图1是图像形成设备的示意图； 

图2是图像形成设备的截面图； 

图3是示出用于打印的图像处理的框图； 

图4是第一实施例的分辨率增强抖动处理的流程图； 

图5是根据有理正切方法的抖动矩阵的示例； 

图6是根据有理正切方法的抖动矩阵的示例； 

图7是根据有理正切方法的网点单元的示例； 

图8是权重系数表的示例； 

图9是示出第一实施例中的图像与抖动矩阵之间的关系的图； 

图10A及图10B是示出第一实施例中的像素与阈值之间的关系的图； 

图11A及图11B是示出第一实施例中的像素与阈值之间的关系的图； 

图12A及图12B是示出第一实施例中的像素与阈值之间的关系的图； 

图13是根据本发明的分辨率增强抖动处理的处理结果的示例； 

图14是权重系数表的示例； 

图15是根据本发明的分辨率增强抖动处理的处理结果的示例； 

图16是权重系数表的示例； 

图17是根据本发明的分辨率增强抖动处理的处理结果的示例； 

图18是根据无理正切方法的抖动矩阵的示例； 

图19是示出第二实施例中的像素与阈值之间的关系的图； 

图20是第二实施例中的分辨率增强抖动处理的流程图； 

图21是示出第二实施例中的像素与阈值之间的关系的图； 

图22是示出第二实施例中的像素与阈值之间的关系的图； 

图23是示出第二实施例中的像素与阈值之间的关系的图；以及 

图24是示出根据本发明的分辨率增强抖动处理的图。 

具体实施方式

以下将参照附图来对根据本发明的优选实施例进行详细的说明。然而，实施例中所说明的组件仅是示例，并不意图将本发明的范围限于这些组件。 

实施例1 

以下，将参照附图来对根据本发明的第一实施例进行详细的说明。 

图1是包含适用本发明的图像形成设备(例如，诸如复印/打印/传真的数字多功能机)、连接到该图像形成设备的服务器及PC的系统的示意性框图。 

本实施例的图像形成设备包括用于执行原稿读取处理的扫描仪单元101、以及用于对由扫描仪单元101所读取的图像进行图像处理并将该图像存储在存储器105中的控制器102。此外，该设备包括用户用来对由扫描仪单元101所读取的图像设定各种打印条件的操作单元104。 

而且，该设备包括用于根据经由操作单元104而设定的打印条件，按照从存储器105中读出的图像数据而在记录纸上形成可视图像的打印机单元103等。图像形成设备经由网络106而连接到用于管理图像数据的服务器107及用于指示图像形成设备进行打印的个人计算机(PC)108。 

这里，将参照图2来对作为适用本发明的图像形成设备的、包括诸如复印/打印/传真的一般功能的数字多功能机的详细的结构进行说明。 

图2是作为适用本发明的图像形成设备的、被构造成进行诸如复印/打印/传真的一般功能的数字多功能机的截面图。 

图像形成设备具有复印/打印机/传真的各自的功能。在图2中，本实施例的图像形成设备具有扫描仪201、原稿进纸器(DF)202、以及用于打印的具有四个彩色滚筒的打印机213。 

首先，将对主要由扫描仪201来执行的读取操作进行说明。 

当放置要被读取的原稿时，用户将原稿放在原稿台207上并关闭DF202。然后，开关传感器224检测到原稿台207被盖上。其后，安装在扫描仪201的外壳内的光反射型原稿尺寸检测传感器226至230检测原稿尺寸。以尺寸检测为起点，光源210照射原稿，CCD(电荷耦合设备)231接收经由反射板211及透镜212而从原稿反射的光，并且读取图像。 

图像形成设备的控制器102(图1)将由CCD 231所读取的图像数据转换成数字信号，执行用于扫描仪的图像处理，并且将图像数据存储在控制器内的存储器105(图1)中。 

当在DF 202上放置要被读取的原稿时，用户将原稿面朝上地放在DF202的原稿放置单元203的托盘上。然后，原稿传感器204检测到放置了原稿。原稿进纸辊205及传送带206旋转并且输送原稿，以使得将原稿放置在原稿台207上的指定位置处。其后，按照与将原稿放在原稿台207上时相同的方式来读取图像，并且将所获得的要被打印的图像数据存储在控制器102内的存储器105中。 

在完成读取之后，传送带206再次开始旋转，以将原稿向着图2的图像形成设备的截面图中的右侧传送。这样，经由纸张输出侧的传送辊208而将原稿排出到原稿输出托盘209。当有多个原稿时，在将一个原稿从原稿台207送到图像形成设备的截面图中的右侧以将其输出的瞬间，将下一原稿经由进纸辊205而从图像形成设备的截面图中的左侧送入。这样，连续地执行对下一原稿的读取。前述的是扫描仪201的操作。 

接下来，将对由打印机213所进行的打印操作进行说明。 

对暂时地存储在控制器102内的存储器105中的要被打印的图像数据再次进行控制器102中的用于打印的图像处理(稍后进行说明)，并将所述 图像数据传送到打印机213。打印机213通过打印机单元103内的PWM控制来将图像数据转换成脉冲信号，激光记录单元将该脉冲信号转换成使用黄色、品红色、青色及黑色四种色彩的记录激光束。然后，将该记录激光束照射在各个色彩的感光鼓214上，由此在感光鼓上形成静电潜像。 

打印机213利用从调色剂盒215提供的调色剂在感光鼓上进行调色剂显影，以使得感光鼓上的可视调色剂图像经历到中间转印带219的一次转印。中间转印带219在图3中顺时针旋转，以使得当从纸盒216送入的记录纸经由纸张传送路径217而到达二次转印位置218时，将调色剂图像从中间转印带219转印到所述记录纸上。 

定影单元220利用压力和热对其上转印了图像的记录纸进行调色剂定影，将该记录纸输送通过纸张输出传送路径，并且将其输出到用于纸面朝下输出的中心托盘221或者用于纸面朝上输出的侧托盘222上。为了在这两种纸张输出托盘之间切换，设置了挡板223用来在这两个传送路径之间切换。此外，在双面打印的情况下，在记录纸通过了定影单元220之后，挡板223以这样的方式来切换传送路径，即：其后以“之”字形向下送记录纸，并且通过双面打印纸张传送路径225而再次将其送到二次转印位置218。这样，进行了双面打印。 

接下来，将参照图3来对前述用于打印的图像处理进行详细的说明。 

图3是示出用于打印的图像处理的框图。 

在图3中，标号301表示用于进行控制器102中的图像处理的图像处理单元。这里，暂时地存储在控制器102内的存储器105中的要被打印的图像数据是8位深的数据，并且半色调处理单元302对从存储器105提供的要被打印的图像数据进行分辨率增强抖动处理。分辨率增强抖动处理将要被打印的图像数据转换成4位深的数据，然后送到打印机单元103。 

标号304表示用于根据ROM 305中所保持的控制程序来控制图像处理单元301的总体操作的CPU。标号306表示用作CPU 304的工作区的RAM。RAM 306还存储有针对要被打印的图像数据而创建的、分辨率为主扫描方向上N倍、副扫描方向上M倍的高分辨率抖动矩阵601(图6)，以及稍后将要说明的权重系数表801。 

半色调处理单元302中的阈值获取单元307具有用于获取多个阈值(由稍后说明的步骤S401及S402构成)的装置。比较单元308具有用于执行步骤S404中的与多个阈值的比较的比较装置，综合单元309具有用于在步骤S405中综合多个比较结果的综合装置以及用于输出多灰度级信号值的输出装置。稍后将对所述处理进行详细的说明。 

接下来，将参照图3、图4、图6、图8及图24来对半色调处理单元302的操作进行详细的说明。 

图4是示出本实施例中的分辨率增强抖动处理方法的流程图。图6是本实施例中的阈值的抖动矩阵的示例。图8是稍后将要说明的权重系数表的示例。 

在本实施例中，将具有主扫描方向上N倍、副扫描方向上M倍的高分辨率的抖动处理应用于要被打印的图像数据，而不改变图像的实际分辨率。在以下说明中，假定要被打印的图像数据的分辨率为600 DPI，要应用的抖动矩阵的分辨率是其两倍(N＝2且M＝2)，即，1200 DPI。 

对于在阈值获取单元307中所使用的多个阈值，尽管稍后将要详细地说明，但是这些阈值中的一部分必须与当邻接的像素变成关注像素时所参照的阈值中的一部分相等。因此，阈值的参照区(稍后将要说明)必须与邻接的参照区相交叠。因此，参照区的尺寸在主扫描方向上为(N+1)、在副扫描方向上为(M+1)，并且所述多个阈值Th_NM的数量NM变成((N+1)×(M+1))。此外，至于比较单元308的比较决定结果O_NM及综合单元309的权重系数C_NM(稍后将要说明)，需要与所述多个阈值对应的相同数量的阈值。由于在本实施例中N和M都为2，因此在假定数量NM为9的情况下进行以下说明。 

接下来，将参照图24来对半色调处理单元302的分辨率增强抖动处理进行说明。 

图24是示意性地示出本实施例中的半色调处理单元302的分辨率增强抖动处理的图。 

首先，在步骤S401中，对于从要被打印的图像数据中逐像素地提供给半色调处理单元302的关注像素2401(图24)，获取其值D_IN、主扫描 方向上的坐标X及副扫描方向上的坐标Y。由于打印图像数据的分辨率为600 DPI，因此对于A4尺寸(主扫描方向上为29.7cm且副扫描方向上为21cm)来说，坐标X的最大值约为7000，坐标Y的最大值约为5000。 

接下来，在步骤S402中，根据在步骤S401中所获取的坐标X及坐标Y，阈值获取单元307获得抖动矩阵601(图6)中的9个地址坐标。这些地址坐标是主扫描方向上的9个AX₁、AX₂、…、AX_NM及副扫描方向上的9个AY₁、AY₂、…、AY_NM。由于本实施例中的数量NM为9，因此主扫描方向上的地址坐标最高到AX₉，副扫描方向上的地址坐标最高到AY₉。以下将对地址坐标的计算方法进行详细的说明。 

接下来，在步骤S403中，根据在步骤S402中所获得的抖动矩阵的地址坐标AX₁、AX₂、…、AX_NM及AY₁、AY₂、…、AY_NM，阈值获取单元307获取构成9个阈值2402的Th₁、Th₂、…、Th_NM。在本实施例中，由于阈值的数量NM也为9，因此它们最高到Th₉。以下还将对阈值的获取方法进行详细的说明。 

接下来，在步骤S404中，比较单元308将在步骤S401中所获取的关注像素2401的值D_IN分别地与在步骤S403中所获取的9个阈值2402(Th₁、Th₂、…Th_NM)相比较。作为比较的结果，如果关注像素的值比阈值大，则赋“1”，否则赋“0”，由此输出由O₁、O₂、...、O_NM(每个都是1位并且与9个阈值中的1个相对应)构成的比较决定结果2403。例如，将D_IN与Th₁比较的结果输出为O₁，将D_IN与Th₂比较的结果输出为O₂。 

最后，在步骤S405中，根据在S404中所获得的比较结果2403及与比较结果O₁、O₂、…、O_NM相对应的权重系数2404，综合单元309获得与关注像素2401的值D_IN相对应的输出像素2405的值D_out并输出该输出像素2405的值D_out。稍后将对输出像素2405的值D_out的计算方法进行详细的说明。从图8的权重系数表801中获得分别地与比较结果2403的O₁、O2、…、O_NM相对应的权重系数2404(C₁、C、…、C_NM)。输出像素2405的值D_out是具有从0至15的16阶灰度的4位深的数据。 

权重系数表801通过预先将索引与权重系数C_i相关联来保持。例如，假定第i个比较结果为O_i。然后，能够使用i作为索引来从权重系数表801 中获得与O_i相对应的权重系数C_i。仅当比较结果O_i为“1”时，通过从权重系数表801中获取与O_i相对应的权重系数C_i(i＝0、1、…、NM)并且对权重系数C_i求和来获得输出像素值D_out。 

如上所述，权重系数表801的权重系数C_i的总和变成输出像素值D_out的最大值。因此，必须将权重系数表801的权重系数C_i的总和设定为输出像素值D_out的最大灰度级数(即，打印引擎单元能够表达的灰度级)。因此，在本实施例中，预先将权重系数表801的权重系数C_i的总和设定为15。 

尽管本实施例通过将根据比较结果O_i的值而从权重系数表801中所获取的权重系数C_i相加而获得输出像素2405的值D_out，但是这不是必须的。例如，能够通过分别地获得比较结果O_i与权重系数C_i(i＝0、1、…、NM)的乘积以及它们的总和来获得相同的结果。 

接下来，将参照图6、图7、图9、图10A、图10B、图11A、图11B、图12A及图12B来对抖动矩阵及地址坐标的计算方法以及本实施例的阈值的获取方法进行说明。 

图6是在如前所述的本实施例中的针对1200DPI的分辨率的使用而设计的阈值的抖动矩阵的示例。由多个网点单元602构成的抖动矩阵601具有由主扫描方向上的地址坐标AX及副扫描方向上的地址坐标AY所指示的各格子点上的阈值。抖动矩阵601的上端、下端以及左端、右端处连续地且均匀地布置有网点单元602。 

图9示出了要被打印的图像数据901与抖动矩阵601之间的关系。如图9所示，抖动矩阵601水平地以及垂直地瓦铺盖(tile)要被打印的图像数据901的坐标X及坐标Y。此外，图7是构成图6中的抖动矩阵604的网点单元602的示例。作为表示单位网点的阈值的布置的网点单元602包括值的范围与要被打印的图像数据901的位深相对应的阈值。 

在本实施例中，由于要被打印的图像数据901是8位深并且值为0至255，因此阈值的范围变成0至254。此外，抖动矩阵601的宽度604与主扫描方向上的格子点的数量相一致，抖动矩阵601的高度603与副扫描方向上的格子点的数量相一致。如上所述，抖动矩阵601在每个格子点上有一个阈值。在图6的抖动矩阵601的示例中，宽度604及高度603都为85。 

与分辨率为600-DPI的、要被打印的图像数据相比，利用如上所述的在主扫描方向及副扫描方向上的两倍分辨率1200 DPI来创建抖动矩阵601。抖动矩阵601能够通过提供如图6中所示的具有角度606的网点单元602的布置来实现任意给定的网角(screen angle)。此外，图6中所示的网点单元602的间隔605形成网屏线的数量。图6的示例的分辨率为1200-DPI，网屏线的数量约为130.16lpi(每英寸的线)，网角约为12.53度。 

图5示出了以600 DPI的分辨率设计的抖动矩阵的示例。抖动矩阵501的分辨率为600-DPI，网屏线的数量约为145.52lpi(每英寸的线)，网角约为14.04度。图5及图6都示出了按照网屏线的数量约为130lpi且网角约为15度的方式设计的抖动矩阵的示例。与分辨率较低的抖动矩阵501相比，发现抖动矩阵601的网屏线的数量更接近于130lpi。 

接下来，将对地址坐标的计算方法进行说明。 

利用以下表达式来获得本实施例中的九个阈值的地址坐标AX₁、AX₂、…、AX₉及AY₁、AY₂、…、AY₉。在这种情况下，假定抖动矩阵601的宽度604为MW，高度603为MH。以下的MOD表示返回第二自变量除第一自变量时所剩余的余数的模数操作的功能。 

AX₁＝MOD(X×N-1，MW) 

AX₂＝MOD(X×N，  MW) 

AX₃＝MOD(X×N+1，MW) 

AX₄＝MOD(X×N-1，MW) 

AX₅＝MOD(X×N，  MW) 

AX₆＝MOD(X×N+1，MW) 

AX₇＝MOD(X×N-1，MW) 

AX₈＝MOD(X×N，  MW) 

AX₉＝MOD(X×N+1，MW) 

AY₁＝MOD(Y×M-1，MH) 

AY₂＝MOD(Y×M-1，MH) 

AY₃＝MOD(Y×M-1，MH) 

AY₄＝MOD(Y×M  ，MH) 

AY₅＝MOD(Y×M  ，MH) 

AY₆＝MOD(Y×M  ，MH) 

AY₇＝MOD(Y×M+1，MH) 

AY₈＝MOD(Y×M+1，MH) 

AY₉＝MOD(Y×M+1，MH) 

这里，将对要被打印的图像数据、抖动矩阵及之前说明的参照区之间的关系进行说明。 

图10A、图10B、图11A、图11B、图12A及图12B是示出要被打印的图像数据、抖动矩阵及参照区之间的关系的图。 

图10A及图10B示出了当要被打印的图像数据901中的坐标为(Y，X)时，位于像素1001(第一像素)的坐标(2，89)处的、值为D_IN的关注像素与此时参照的阈值Th₁、Th₂、…、Th₉之间的关系。 

假定抖动矩阵601中的坐标为(AY，AX)。在这种情况下，阈值Th₁、Th₂、Th₃、Th₄、Th₅、Th₆、Th₇、Th₈、Th₉的坐标分别为(3，7)、(3，8)、(3，9)、(4，7)、(4，8)、(4，9)、(5，7)、(5，8)、(5，9)。发现坐标为(2，89)的像素1001是值为D_IN的关注像素，与像素1001相对应的抖动矩阵601上的NM个阈值位于阈值的参照区1003中，其中央阈值1002为阈值Th₅(165)。 

另一方面，图11A及图11B示出了位于像素1101(第二像素)的坐标(2，90)处的、值为D_IN的关注像素与此时参照的阈值Th₁、Th₂、…、Th₉之间的关系。 

像素1101是位于从图10A的像素1001沿主扫描方向向前一个像素的坐标处的像素。在这种情况下，阈值Th₁、Th₂、Th₃、Th₄、Th₅、Th₆、Th₇、Th₈、Th₉的坐标分别为(3，9)、(3，10)、(3，11)、(4，9)、(4，10)、(4，11)、(5，9)、(5，10)、(5，11)。从这些坐标能够看出，这些阈值的参照区1103与图10B的参照区1003共有三个坐标(3，9)、(4，9)、(5，9)处的阈值。 

同样的是，图12A及图12B示出了位于像素1201(第三像素)的坐 标(3，90)处的、值为D_IN的关注像素与此时参照的阈值Th₁、Th₂、…、Th₉之间的关系。 

像素1201是从图10A的像素1001沿副扫描方向向前一个像素的坐标处的像素。在这种情况下，阈值Th₁、Th₂、Th₃、Th₄、Th₅、Th₆、Th₇、Th₈、Th₉的坐标为(5，7)、(5，8)、(5，9)、(6，7)、(6，8)、(6，9)、(7，7)、(7，8)、(7，9)。在这种情况下，也能够从坐标看出，阈值的参照区1203与图10B的参照区1003共有三个坐标(5，7)、(5，8)、(5，9)处的阈值，并且与图11B的参照区1103共有一个坐标(5，9)。 

如上所述，本实施例使用了具有总计四倍的分辨率(1200dpi)(即，与分辨率为600dpi的要被打印的图像数据相比，分辨率是主扫描方向及副扫描方向上的分辨率的两倍)的抖动矩阵，并且将关注像素的值D_IN与9个阈值Th₁至Th₉中的每个相比较。当要被打印的图像数据901的各个像素变成关注像素时，通过使用邻接的像素所参照的抖动矩阵601的一部分阈值而不是所有的阈值(即，通过重复地使用阈值)来执行处理。此外，将关注像素的值D_IN与9个阈值Th₁至Th₉的比较结果O₁至O₉乘以从权重系数表801中所获取的权重系数C₁至C₉，以获得作为关注像素D_IN的输出像素的值的16(0至15)个D_out。换句话说，使用权重系数来放大比较结果O_NM，以获得16(0至15)个D_out。这样，由于在本发明中重复地使用阈值Th_NM并且放大了比较结果O_NM，因此与传统的多值抖动相比，能够减少所使用的存储器的容量。 

例如，构成抖动矩阵601的网点单元602的构造如图7所示。因此，抖动矩阵601的阈值与包含在网点单元602中的阈值的存储地址相对应。使用抖动矩阵601使得能够在将图像质量保持在与当通过将传统的高分辨率抖动矩阵应用于低分辨率的输入图像来进行抖动处理时相同的水平的同时容易地实现多值抖动方法。此外，本实施例应用了使用由多个网点单元602的重复构成的抖动矩阵601的技术。这使得能够根据单个网点单元602的阈值来构造抖动矩阵601，由此能够实现节省存储器、低成本的抖动方法。 

尽管在本实施例中参照区1003、1103及1203在地址坐标AX方向上 具有3个阈值并在AY方向上具有3个阈值，但是这些值并不限于此，其取决于值N及M。例如，当N及M为4时，由于数量NM变成25，因此参照区在地址坐标AX方向上具有5个阈值并在AY方向上具有5个阈值。在这种情况下，通过以下的表达式来获得这25个阈值的地址坐标AX₁、AX₂、…、AX₂₅及AY₁、AY₂、…、AY₂₅。 

AX₁＝MOD(X×N-2，MW) 

AX₂＝MOD(X×N-1，MW) 

AX₃＝MOD(X×N  ，MW) 

AX₄＝MOD(X×N+1，MW) 

AX₅＝MOD(X×N+2，MW) 

AX₆＝MOD(X×N-2，MW) 

AX₇＝MOD(X×N-1，MW) 

AX₈＝MOD(X×N  ，MW) 

AX₉＝MOD(X×N+1，MW) 

AX₁₀＝MOD(X×N+2，MW) 

AX₁₁＝MOD(X×N-2，MW) 

AX₁₂＝MOD(X×N-1，MW) 

AX₁₃＝MOD(X×N  ，MW) 

AX₁₄＝MOD(X×N+1，MW) 

AX₁₅＝MOD(X×N+2，MW) 

AX₁₆＝MOD(X×N-2，MW) 

AX₁₇＝MOD(X×N-1，MW) 

AX₁₈＝MOD(X×N  ，MW) 

AX₁₉＝MOD(X×N+1，MW) 

AX₂₀＝MOD(X×N+2，MW) 

AX₂₁＝MOD(X×N-2，MW) 

AX₂₂＝MOD(X×N-1，MW) 

AX₂₃＝MOD(X×N  ，MW) 

AX₂₄＝MOD(X×N+1，MW) 

AX₂₅＝MOD(X×N+2，MW) 

AY₁＝MOD(Y×M-2，MH) 

AY₂＝MOD(Y×M-2，MH) 

AY₃＝MOD(Y×M-2，MH) 

AY₄＝MOD(Y×M-2，MH) 

AY₅＝MOD(Y×M-2，MH) 

AY₆＝MOD(Y×M-1，MH) 

AY₇＝MOD(Y×M-1，MH) 

AY₈＝MOD(Y×M-1，MH) 

AY₉＝MOD(Y×M-1，MH) 

AY₁₀＝MOD(Y×M-1，MH) 

AY₁₁＝MOD(Y×M  ，MH) 

AY₁₂＝MOD(Y×M  ，MH) 

AY₁₃＝MOD(Y×M  ，MH) 

AY₁₄＝MOD(Y×M  ，MH) 

AY₁₅＝MOD(Y×M  ，MH) 

AY₁₆＝MOD(Y×M+1，MH) 

AY₁₇＝MOD(Y×M+1，MH) 

AY₁₈＝MOD(Y×M+1，MH) 

AY₁₉＝MOD(Y×M+1，MH) 

AY₂₀＝MOD(Y×M+1，MH) 

AY₂₁＝MOD(Y×M+2，MH) 

AY₂₂＝MOD(Y×M+2，MH) 

AY₂₃＝MOD(Y×M+2，MH) 

AY₂₄＝MOD(Y×M+2，MH) 

AY₂₅＝MOD(Y×M+2，MH) 

接下来，将参照图8、图13、图14、图15、图16及图17来对权重系数表进行详细的说明。 

图8、图14及图16分别地示出了权重系数表的示例，图13、图15及图17分别地示出了本实施例中的分辨率增强抖动处理的结果的示例。 

如前所述，权重系数表通过将索引与权重系数C₁、C₂、…、C_NM相关联来保持。此外，由于权重系数表的权重系数的总和必须等于输出像素值D_out的最大值，因此将权重系数表的权重系数的总和预先设定为输出像素值D_out的最大灰度级数。因此，在本实施例中其为15。能够任意地设定表中的单个的权重系数的值，只要它们满足前述的条件即可。 

图13示出了使用图8的权重系数表801对图10A中的要被打印的图像数据901的范围应用分辨率增强抖动处理的结果。同样的是，图15示出了使用权重系数表1401来执行分辨率增强抖动处理的结果，图17示出了使用权重系数表1601来执行分辨率增强抖动处理的结果。 

从它们能够看出，使得与阈值的参照区中的中央阈值Th₅相对应的权重系数C₅的值变大(最大)，而使得与其他阈值相对应的权重系数的值变小。这使得能够将网点的形式集中在其中心。对于其中央权重系数值尽管大于最小值但是相对地不够大的权重系数表801，其受到邻接的阈值的影响比其他表1401及1601大，这增加了高分辨率抖动矩阵601的再现性。相反的是，对于权重系数表1601，邻接的阈值的影响变小，高分辨率抖动矩阵601的再现性减小。然而，由于网点更高度地集中，因此获得更稳定的网点。 

在本实施例中使用具有前述结构的权重系数表及抖动表的原因在于，如果不使用具有前述结构的表，则邻接的像素的抖动处理结果可能几乎相同。例如，假定图像的灰度级几乎固定，可能出现处理结果变成连续的黑色、黑色、黑色、黑色。因此，可能丧失抖动处理的适当的功能，例如，当处理结果为2值时，通过使用抖动矩阵来熟练地将黑色和白色布置在抖动矩阵(例如，8×8)的尺寸的范围内而生成灰度级。 

本实施例使用1200-DPI的抖动矩阵来将600-DPI的256值图像转换成16值图像，并以600 DPI来打印该600-DPI的16值图像。这使得能够获得与在使用1200-DPI的抖动矩阵来创建1200-DPI的2值图像并且以1200DPI来打印的情况下相同的图像质量。 

尽管在本实施例中，要被打印的图像数据在主扫描方向及副扫描方向上的分辨率均为600 DPI，并且抖动矩阵在主扫描方向及副扫描方向上的分辨率均为1200 DPI，但是本发明并不限于此。例如，在要被打印的图像数据在主扫描方向及副扫描方向上的分辨率为600 DPI时，抖动矩阵在主扫描方向上的分辨率可以为2400 DPI，在副扫描方向上的分辨率可以为1200 DPI。不言而喻的是，在假定N＝4、M＝2且数量NM为15，并且阈值的参照区在主扫描方向上具有5个阈值、在副扫描方向上具有3个阈值并且以阈值Th₈为中央阈值的情况下，进行所述处理。 

此外，尽管本实施例通过重复地放置相同的网点单元602来构造抖动矩阵601，但是这不是必须的。例如，还可能采用使用通过将具有不同的阈值的多个网点单元组合而形成的子矩阵的抖动矩阵、或者使用通过将具有不同的尺寸的多个网点单元组合而形成的超(super)单元的抖动矩阵。 

实施例2 

接下来，将参照附图来对根据本发明的第二实施例进行详细的说明。 

在前述的实施例1中，对使用基于有理正切方法的抖动方法的分辨率增强抖动处理进行了说明。在本实施例中，将对使用基于无理正切方法的抖动方法的高分辨率抖动处理进行说明。在本实施例中，实施例1中所说明的半色调处理单元302中的阈值获取单元307基于无理正切方法来获取多个阈值。对于除了与使用稍后将要说明的基于无理正切方法的抖动方法的高分辨率抖动处理有关的结构以外的结构，由于其与前述的实施例1中的结构相同，因此这里将省略对其说明。 

以下将参照图18、图19及图20来对本实施例中的半色调处理单元302的处理进行详细的说明。 

本实施例中假定要被打印的图像数据的分辨率为600 DPI，要应用的抖动矩阵的分辨率是其两倍(N＝2且M＝2)，即，1200DPI(与实施例1中相同)。 

此外，还假定数量NM为9。 

首先，将要说明本实施例所使用的抖动矩阵。 

图18示出了本实施例的抖动矩阵的示例。抖动矩阵1801是以格子状 方式二维地布置阈值(每个阈值代表一个网点)的表，并且表长为宽度1802、高度1803。由于要被打印的图像数据为8位深并且取从0至255的值，因此抖动矩阵1801的阈值取从0至254的值。 

图19是示出要被打印的图像数据与基于无理正切方法的抖动矩阵之间的关系的图。图19的X轴及Y轴代表要被打印的图像数据901在主扫描方向及副扫描方向上的坐标，AU轴及AV轴代表抖动矩阵1801的地址坐标。抖动矩阵1801及其AU-AV坐标系相对于要被打印的图像数据901及其X-Y坐标系旋转了网角1901。 

接下来，将参照图20来对本实施例中的分辨率增强抖动处理方法进行说明。 

图20是示出本实施例中的分辨率增强抖动处理方法的流程图。在图20中，用相同的标号表示与图4的流程图中的处理步骤相同的处理步骤。 

首先，在步骤S401中，对于关注像素2401，按实施例1中所述的方式获取其值D_IN、其在主扫描方向上的坐标X及其在副扫描方向上的坐标Y。 

接下来，在步骤S2001中，阈值获取单元307获得要被打印的图像数据在X-Y坐标系上的9个地址坐标。这些地址坐标是主扫描方向上的9个值AX₁、AX₂、…、AX_NM及副扫描方向上的9个值AY₁、AY₂、…、AY_NM。在本实施例中，由于数量NM为9，因此主扫描方向上的地址坐标最高到AX₉，副扫描方向上的地址坐标最高到AY₉。稍后将对X-Y坐标系上的地址坐标的计算方法进行详细的说明。 

接下来，在步骤S2002中，阈值获取单元307获得抖动矩阵1801在U-V坐标系上的地址坐标AU₁、AU₂、…、AU_NM及AV₁、AV₂、…、AV_NM。假定第i个X-Y坐标系上的地址坐标为AX_i及AY_i，与它们相对应的被转换成U-V坐标系上的地址坐标为AU_i及AV_i，能够通过以下表达式来执行这种转换。 

AU_i＝(AX_i×cosθ+AY_i×sinθ)×pw 

AV_i＝(-AX_i×sinθ+AY_i×cosθ)×ph 

pw＝MW/(R_Dither/L) 

ph＝MH/(R_Dither/L) 

在这种情况下，pw为AU方向上的地址坐标转换值，ph为AV方向上的地址坐标转换值，MW为抖动矩阵1801的宽度1802，MH为其高度1803，R_Dither为抖动的分辨率，θ为抖动的网角，L为抖动的网屏线的数量。例如，当网屏线的数量L为133lpi(每英寸的线)时，网角θ为15度，宽度MW及高度MH均为15，pw及ph均变成约1.66。 

接下来，在步骤S2003中，阈值获取单元307从地址坐标AU₁、AU₂、…、AU_NM及AV₁、AV₂、…、AV_NM以及抖动矩阵1801中获得9个阈值Th₁、Th₂、…、Th_NM。如图19所示，在地址坐标系U-V上，瓦铺盖(tile)状地重复地布置宽度1802及高度1803的抖动矩阵1801。因此，如下在抖动矩阵1801中获得第i个阈值Th_i的地址坐标AU_i’及AV_i’。 

AU_i’＝MOD(INT(AU_i)，MW) 

AV_i’＝MOD(INT(AV_i)，MH) 

这里，MOD代表返回第二自变量除第一自变量时所剩余的余数的模数操作的功能，INT代表通过向下圆整小数部分来给出整数部分的操作。换句话说，如前述的表达式所示，与用抖动矩阵的宽度MW及高度MH除地址坐标的整数部分时所剩余的余数相等的坐标对应于抖动矩阵1801的格子点，并且从该格子点获取阈值Th_i。 

接下来，在步骤S404中，如前在实施例1中的说明，比较单元308将在步骤S401中所获取的关注像素2401的值D_IN分别地与在步骤S403中所获取的9个阈值2402(Th₁、Th₂、…、Th_NM)进行比较。作为比较的结果，如果关注像素2401的值大于阈值，则赋“1”，否则赋“0”，并且将它们作为1位的比较决定结果2403(O₁、O₂、…、O_NM)(每个与9个阈值中的一个相对应)输出。 

最后，执行步骤S405。综合单元309根据在步骤S404中所获得的比较结果2403中以及根据分别与比较结果O₁、O₂、…、O_NM相对应的权重系数2404(C₁、C₂、…、C_NM)而获得与关注像素2401相对应的输出像素2405的值D_out。从如实施例1中所说明的图8、图9或图16中所示的权重系数表801、1401或1601中获取权重系数2404(C₁、C₂、…、C_NM)。 

接下来，将参照图19、图21、图22及图23来对X-Y坐标系上的地址坐标的计算方法进行详细的说明。 

图19、图21、图22及图23是示出要被打印的图像数据与基于无理正切方法的抖动矩阵之间的关系的图。图19及图22示出了坐标X及坐标Y与U-V坐标系之间的关系；图21及图23示出了坐标AX及坐标AY与U-V坐标系之间的关系。 

在本实施例中，通过以下表达式，根据关注像素的坐标X及坐标Y来获得9个阈值的地址坐标AX₁、AX₂、…、AX₉及AY₁、AY₂、…、AY₉。 

AX₁＝X×N-1 

AX₂＝X×N 

AX₃＝X×N+1 

AX₄＝X×N-1 

AX₅＝X×N 

AX₆＝X×N+1 

AX₇＝X×N-1 

AX₈＝X×N 

AX₉＝X×N+1 

AY₁＝Y×M-1 

AY₂＝Y×M-1 

AY₃＝Y×M-1 

AY₄＝Y×M 

AY₅＝Y×M 

AY₆＝Y×M 

AY₇＝Y×M+1 

AY₈＝Y×M+1 

AY₉＝Y×M+1 

当图19中的值为D_IN的关注像素具有像素1902的坐标(2，2)时，通过图21的标号2101、2102、2103、2104、2105、2106、2107、2108、 2109来给出阈值Th₁、Th₂、Th₃、…、Th₉的坐标。根据前述的表达式得出X-Y坐标系上的坐标值(AX_i，AY_i)为(3，3)、(3，4)、(3，5)、(4，3)、(4，4)、(4，5)、(5，3)、(5，4)、(5，5)。 

另一方面，当图22中的值为D_IN的关注像素具有像素2201的坐标(2，3)时，通过图23的标号2301、2302、2303、2304、2305、2306、2307、2308、2309来给出阈值Th₁、Th₂、Th₃、…、Th₉的坐标。根据前述的表达式得出X-Y坐标系上的坐标值(AX_i，AY_i)为(3，5)、(3，6)、(3，7)、(4，5)、(4，6)、(4，7)、(5，5)、(5，6)、(5，7)。 

从这些坐标值中能够看出，X-Y坐标系上的阈值((3，5)、(4，5)、(5，5))的部分坐标对图21及图23是共同的。由此，当要被打印的图像数据901的各个像素变成关注像素时，本实施例还使用与邻接的像素参照的抖动矩阵1801的一部分阈值(而不是所有的阈值)相同的阈值来执行处理。使用抖动矩阵1801使得能够在通过将高分辨率抖动应用于低分辨率输入图像而获得高图像质量的同时容易地实现多值抖动方法。此外，由于本实施例通过重复地使用抖动矩阵1801来执行抖动处理，因此该实施例如实施例1一样能够实现节省存储器、低成本的抖动方法。 

以上是对根据本发明的实施例的说明。 

能够通过从存储有用于实现上述实施例中示出的流程图的过程的程序代码的存储介质中读取程序代码、并利用系统或设备的计算机(或CPU或MPU)来执行该程序代码，来实现本发明的目的。 

在这种情况下，从存储介质中所读取的程序代码自身实现前述实施例的功能。因此，程序代码及存储该程序代码的计算机可读存储介质构成本发明。 

能够使用软(注册商标)盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储卡、ROM等作为用于提供程序代码的存储介质。 

能够通过计算机执行程序代码来实现前述实施例的功能。此外，术语“执行程序”包括计算机的OS等根据程序代码的指令来进行部分或全部实际处理的情况。 

此外，还能够通过插入到计算机中的功能扩展板或连接到计算机的功 能扩展单元来实现前述实施例的功能。在这种情况下，将从存储介质中读出的程序写入到插入到计算机的功能扩展板中的存储器或连接到计算机的功能扩展单元中的存储器中。其后，根据程序的指令，扩展板或扩展单元中的CPU进行部分或全部实际处理。还能够通过这种功能扩展板或功能扩展单元来实现前述实施例的功能。 

虽然参照示例性实施例来对本发明进行了说明，但是应当理解的是，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对以下权利要求书的范围给予最宽泛的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构及功能。 

Claims (5)

1.一种图像处理设备，该图像处理设备被构造成保持分辨率比输入图像高的高分辨率抖动矩阵，该图像处理设备包括：

处理单元，其被构造成，将包含在所述高分辨率抖动矩阵中的阈值与包含在所述输入图像的各像素中的像素值相比较，并且输出多灰度级信号值，

其中，所述处理单元包括：

阈值获取单元，其被构造成，根据所述输入图像的各像素在主扫描方向上的坐标X以及在副扫描方向上的坐标Y而从所述高分辨率抖动矩阵中获取地址坐标，然后根据所获取的地址坐标而获取阈值；

比较单元，其被构造成，将包含在所述输入图像的各像素中的像素值分别与所述阈值获取单元从所述高分辨率抖动矩阵中获取的多个阈值相比较，并且，如果像素值比阈值大，则比较结果为1，否则比较结果为0；

综合单元，其被构造成，针对各像素，通过将针对各像素而获得的多个比较结果进行综合来获得所述多灰度级信号值；以及

输出单元，其被构造成输出由所述综合单元获得的所述多灰度级信号值，

其中，所述综合单元针对各像素，在针对所述各像素而获得的比较结果为1时，将预先存储在权重系数表中的与所述比较结果相对应的权重系数相加，来获得所述多灰度级信号值，并且

与包含在所述输入图像的第一像素中的像素值相比较的全部多个阈值并非都跟与包含在所述输入图像的第二像素中的像素值相比较的全部多个阈值相一致，

与包含在所述输入图像的所述第一像素中的所述像素值相比较的所述多个阈值中的至少一个阈值跟与包含在所述输入图像的所述第二像素中的所述像素值相比较的所述多个阈值中的至少一个阈值相一致，

其中，所述第一像素和所述第二像素相邻接。

2.一种图像处理设备，该图像处理设备被构造成保持分辨率比输入图像高的高分辨率抖动矩阵，该图像处理设备包括：

处理单元，其被构造成，将包含在所述高分辨率抖动矩阵中的阈值与包含在所述输入图像的各像素中的像素值相比较，并且输出多灰度级信号值，

其中，所述处理单元包括：

阈值获取单元，其被构造成，根据所述输入图像的各像素在主扫描方向上的坐标X以及在副扫描方向上的坐标Y而从所述高分辨率抖动矩阵中获取地址坐标，然后根据所获取的地址坐标而获取阈值；

比较单元，其被构造成，将包含在所述输入图像的各像素中的像素值分别与所述阈值获取单元从所述高分辨率抖动矩阵中获取的多个阈值相比较，并且，如果像素值比阈值大，则比较结果为1，否则比较结果为0；

综合单元，其被构造成，针对各像素，通过将针对各像素而获得的多个比较结果进行综合来获得所述多灰度级信号值；以及

输出单元，其被构造成输出由所述综合单元获得的所述多灰度级信号值，其中，

所述综合单元针对各像素，通过将针对所述像素中的各像素而获得的多个比较结果中的各比较结果乘以预先存储在权重系数表中的权重系数来计算多个值，并通过将该计算所获得的所述多个值相加，来获得所述多灰度级信号值。

3.根据权利要求2所述的图像处理设备，其中，根据连接到所述图像处理设备的打印引擎单元能够表达的灰度级，来预先地确定针对所述像素中的各像素而获得的所述多个比较结果要乘以的所述系数的总和。

4.根据权利要求3所述的图像处理设备，其中，与针对各像素而获得的所述多个比较结果中的各比较结果相乘的所述系数中的最大系数比最小系数大。

5.一种图像处理方法，该图像处理方法用于在保持分辨率比输入图像高的高分辨率抖动矩阵的图像处理设备中执行抖动处理，所述图像处理方法包括：

处理步骤，通过将包含在所述高分辨率抖动矩阵中的阈值与包含在所述输入图像的各像素中的像素值相比较，来输出多灰度级信号值，

其中，所述处理步骤包括：

阈值获取步骤，根据所述输入图像的各像素在主扫描方向上的坐标X以及在副扫描方向上的坐标Y而从所述高分辨率抖动矩阵中获取地址坐标，然后根据所获取的地址坐标而获取阈值；

比较步骤，将包含在所述输入图像的各像素中的像素值分别与在所述阈值获取步骤中从所述高分辨率抖动矩阵中获取的多个阈值相比较，并且，如果像素值比阈值大，则比较结果为1，否则比较结果为0；

综合步骤，针对各像素，通过将针对各像素而获得的多个比较结果进行综合来获得所述多灰度级信号值；以及

输出步骤，输出由所述综合步骤获得的所述多灰度级信号值，

其中，所述综合步骤针对各像素，在针对所述各像素而获得的比较结果为1时，将预先存储在权重系数表中的与所述比较结果相对应的权重系数相加，来获得所述多灰度级信号值，并且

与包含在所述输入图像的第一像素中的像素值相比较的全部多个阈值并非都跟与包含在所述输入图像的第二像素中的像素值相比较的全部多个阈值相一致，

与包含在所述输入图像的所述第一像素中的所述像素值相比较的所述多个阈值中的至少一个阈值跟与包含在所述输入图像的所述第二像素中的所述像素值相比较的所述多个阈值中的至少一个阈值相一致，

其中，所述第一像素和所述第二像素相邻接。

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