CN101527776A - 图像处理装置、图像形成装置和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像处理装置，该图像处理装置将光栅图像输出到图像形成单元，该图像形成单元基于该光栅图像形成第一分辨率的图像，该图像处理装置包括：光栅图像生成单元，用于生成第二分辨率的光栅图像，该第二分辨率低于第一分辨率；模式存储单元，用于根据第一分辨率的光栅图像来存储第二分辨率的光栅图像的像素的布局模式；模式匹配单元，用于对第二分辨率的光栅图像的像素进行检查；线条细化单元，用于通过对该模式匹配单元生成的第一分辨率的光栅图像的像素进行检查来对该光栅图像进行线条细化；输出单元，用于将经过该线条细化单元线条细化后的第一分辨率的光栅图像输出到该图像形成单元。

Description

图像处理装置、图像形成装置和图像处理方法

技术领域

本发明涉及图像处理装置、图像形成装置和图像处理方法。

背景技术

采用电子照相方法的图像形成装置有时候会出现由于感光材料的特征而导致的静电潜像边界部分发生模糊的问题。因此，形成在记录材料表面上的线条变粗。例如，5磅因或更小的小字母发生断裂(collapse)而变得难以辨认。作为抑制这些模糊静电潜像的方法，减小用于曝光的光束孔径的尺寸以及减小感光膜厚度的方法是公知的。除了这些方法以外，还开发出了一种通过控制图像数据来对线条进行细化并且抑制字母的断裂的技术。JP-A 2005-341249公开了一种对线条进行细化的技术，其中，通过检查目标像素周围5×5像素的窗口(目标像素位于该窗口的中心)中所包括的像素来检测图像中的被称作边缘的边界部分，而对线条进行细化。日本专利No.3384115公开了一种图像处理装置，其中，通过确定图像数据是否满足不包括任何间隙的线条模式条件来进行线条宽度调整。

图11A是示出在光栅分辨率低于图像形成装置的分辨率的情况下在基于电子照相方案的图像形成装置的打印机中通常使用的线条细化处理的流程的流程图。在这个流程图和下文进行的说明中，单位“dpi”用作表示分辨率的指标。该单位表示点/英寸，即每英寸的像素数。

图像形成装置首先执行光栅化以将按照页面描述语言(以下称为PDL)编写的图像数据变换成600dpi的光栅图像(步骤Sc01)。然后，通过分辨率变换将该光栅图像进一步变换成2400dpi的光栅图像(步骤Sc02)。这种分辨率变换仅用于提升光栅图像的分辨率。通过这个功能，能够获得与用于图像形成的分辨率相匹配的光栅图像。当600dpi的光栅图像被变换成2400dpi的光栅图像时，作为600dpi的光栅图像的最小单位形成部分的每个像素都由2400dpi的光栅图像中的4×4的16个像素来表达。通过线条细化处理对以这种方式获得的2400dpi的光栅图像进行线条细化(步骤Sc03)，然后进行图像形成处理(步骤Sc04)。因此，在诸如纸张的记录材料的表面上形成了与经过线条细化的光栅图像相对应的2400dpi的图像。

现在来描述该线条细化处理。在该线条细化处理中，针对每个像素对光栅图像进行检查。如果包括包含正被检查的像素的多个像素的像素组满足预定条件，则用背景图像像素(不同颜色的像素)替换该像素，从而对图像的细化。目前有多种已知的进行线条细化处理的方法。作为这些已知方法的例子，下面将描述收缩算法和Hilditch细化算法。

图12A示出了用于进行线条细化处理的窗口。该图中所示的窗口是3像素×3像素(3行×3列)的阵列，其中，该阵列中心的目标像素P0被外围像素P1到P8包围。构成包括3像素×3像素的像素组的窗口的一个边缘的像素数将被称作“窗口尺寸w”。相应地，这个窗口的窗口尺寸为“3”。在该收缩算法和Hilditch细化算法中，对外围像素P1到P8与目标像素P0之间的关系进行检查。如果该关系满足预定条件，则将该目标像素P0视为删除候选，即要被不同颜色的像素来替换的替换候选。

图12B示出了在光栅图像上执行的扫描。该图中所示的被网格划分的块分别对应于构成光栅图像的像素。沿着图中所示的箭头Rs一个接一个地对包括在光栅图像中的像素依次进行检查。也就是说，在主扫描方向(从图的左侧到右侧的向右方向，即“行”方向)上对像素进行扫描。当一直检查到作为扫描线的行的右端时，该检查返回到左端，并且要检查的扫描线在次扫描方向上移动一个像素而进入下一行(从图的上侧到下侧的向下方向，即“列”方向)。然后对这下一行上的像素进行检查，这些像素被一个接一个依次视为目标像素。用背景颜色(例如白色)的像素来一次替换被上述检查确定为删除候选的像素。

图12C示出了该收缩算法中用于确定删除候选的方法。在该收缩算法中，目标像素P0是黑色的像素(以下称为“黑色像素”)。如果外围像素P1到P8中的至少一个是白色的像素(以下称为“白色像素”)，则该目标像素P0被确定为删除候选像素。例如，如图12C中的左侧阵列所示，如果目标像素P0的左上方的像素是白色像素，即，如果外围像素P4是白色像素，则目标像素P0被确定为删除候选像素并且在进行删除处理之后用白色像素来替换，如图中的右侧阵列所示。

图13示出了根据采用收缩算法的线条细化处理的图像中的线条宽度的改变。在图13A到图13F的每个图中，由实线网格划分的每个块都对应于2400dpi分辨率的一个像素。由粗线网格划分的每个块都对应于600dpi分辨率的一个像素。如果600dpi分辨率的光栅图像被变换成2400dpi分辨率的光栅图像，则在通过该变换而获得的光栅图像中4像素×4像素是最小单位。现在，将表示构成变换后的光栅图像中的最小单位的一个边缘的像素数的数值称作“边缘尺寸”。因此，对于通过从600dpi到2400dpi的分辨率变换而获得的图像，边缘尺寸为“4”。

例如，图13A示出了通过分辨率变换将包括线条宽度是600dpi下的1个像素的带条的垂直带条图像变换成2400dpi的光栅图像的状态。该垂直带条图像表示了在与图12B所示的次扫描方向平行的方向上延伸的垂直带条。在下文进行的描述中，水平带条图像是其中带条在图12B所示的主扫描方向上延伸的图像。倾斜带条图像是其中带条在既不与主扫描方向平行也不与次扫描方向平行的方向上延伸的图像。

在图13A的情况下，通过分辨率变换而获得的图像是线条宽度等于2400dpi下的四个像素的带条的垂直带条图像，如图所示。如果对垂直带条图像执行一次收缩算法，则该带条被细化为线条宽度等于2400dpi下的两个像素，如图13B所示。类似地，图13C示出了线条宽度等于600dpi分辨率下的一个像素的带条的水平带条图像。将该水平带条图像分辨率变换到2400dpi，然后对变换后的图像执行一次收缩算法。结果，如图13D所示，该水平带条图像中的带条被细化为线条宽度等于2400dpi下的两个像素。如果对图13B和13D所示的其中垂直和水平带条的线条宽度等于两个像素的垂直和水平带条图像再执行一次收缩算法，则所有像素均变成白色像素从而这些带条消失。

图13E示出了带条的宽度等于600dpi下的一个像素的倾斜带条图像。如果对该倾斜带条图像执行一次上述收缩算法，则获得了图13F所示的图像，其中均包括2像素×2像素的多个离散点倾斜地排列成一条线。这是因为：在执行一次收缩算法以后，倾斜带条变得不连续。如果对图13F所示的图像再执行一次收缩算法，则所有像素均变成白色像素从而带条消失。

接下来，将简要描述Hilditch细化算法。

在Hilditch细化算法中，如果图12A所示的3像素×3像素的窗口中的目标像素P0与外围像素P1到P8之间的关系满足以下6个条件，则目标像素P0被视为删除候选。

条件1：目标像素P0是形状要素(例如，目标像素的颜色与形成背景的白色像素的颜色不同)。

条件2：目标像素P0是边界点。

条件3：目标像素P0不是端点。

条件4：目标像素P0不是隔离点。

条件5：即使删除了目标像素P0，仍能保持外围像素之间的连续性。

条件6：假设目标像素P0形成了线条宽度等于两个像素的带条的一部分，如果删除了目标像素P0则仅仅该带条的一边消失。

图14示出了通过Hilditch细化算法进行了线条细化的图像。在对图13A所示的垂直带条图像执行一次Hilditch细化算法后，作为线条细化的结果获得了图13B所示的垂直带条图像。如果通过Hilditch细化算法对图13B所示的垂直带条图像再进行线条细化，则获得了图14A所示的垂直带条图像。也就是说，只要是针对垂直带条图像，那么即使在执行两次Hilditch细化算法以后，该垂直带条图像中的带条既不会变得不连续也不会消失。类似地，通过对图13C所示的水平带条图像执行根据Hilditch细化算法的线条细化获得了如图13D所示的水平带条图像。如果对图13D所示的水平带条图像再执行线条细化，则获得了如图14B所示的水平带条图像，因此，水平带条图像中的水平带条既不会变得不连续也不会消失。

同时，如果对图13E所示的倾斜带条图像执行一次Hilditch细化算法，则所得图像中的倾斜带条变得不连续，例如被划分成如图14C所示的离散带条段。如果对所得图像再执行线条细化，则获得了图14D所示的图像，因此，离散倾斜带条段之间的间隔变大。因此，只要是针对垂直和水平带条图像，那么如果将600dpi的分辨率的光栅图像变换成2400dpi的分辨率的光栅图像，然后进行基于Hilditch细化算法的线条细化，则能够成功地实现线条细化而不会使带条不连续。然而，在倾斜带条图像的情况下，由于仅执行一次线条细化处理，该图像中的倾斜带条变得不连续。

如上所述，如果在将600dpi的光栅图像变换成2400dpi的光栅图像之后执行了利用窗口尺寸w＝3的线条细化，则存在由于采用收缩算法而导致图像的内容消失的情况。另外，在采用Hilditch细化算法的情况下，存在图像中的倾斜带条变得不连续的情况。

图11B是示出先前描述的日本专利No.3384115中的模式匹配处理的流程的流程图。在这个流程图中，执行模式匹配，而非图11A所示的分辨率变换和线条细化。在该模式匹配中，将目标像素与布置在目标像素外围的外围像素之间的关系与预定模式进行比较。如果该关系对应于其中一个预定模式，则用相应的预定模式中的相应像素来替换该目标像素。因此，执行了线条细化。此时，由于光栅图像的特性，可以利用相对少量的预定模式成功地对垂直和水平带条图像进行线条细化。然而，通常认为，由于需要准备大量的预定模式从而使得它们与各种倾度的倾斜带条相匹配，所以不能成功地对倾斜带条图像进行线条细化。因此，根据日本专利No.3384115，不能防止包括倾斜带条的小字符发生断裂。

发明内容

本发明的目的在于：即使对倾斜带条的图像进行线条细化，仍能够减小倾斜带条变得不连续或者消失的可能性。

本发明的第一方面提供了一种图像处理装置，该图像处理装置将光栅图像输出到图像形成单元，该图像形成单元基于该光栅图像形成第一分辨率的图像，该图像处理装置包括：光栅图像生成单元，用于生成第二分辨率的光栅图像，该第二分辨率低于第一分辨率；模式存储单元，用于存储与第一分辨率的光栅图像有关的第二分辨率的光栅图像的像素的布局模式；模式匹配单元，用于对该光栅图像生成单元所生成的第二分辨率的光栅图像的像素进行检查，如果存在具有与存储在该模式存储单元中的布局模式相同的布局模式的包括一像素和包围该像素的多个像素的像素组，则用存储在该模式存储单元中的第一分辨率的光栅图像来替换该像素；线条细化单元，用于通过对该模式匹配单元生成的第一分辨率的光栅图像的像素进行检查来对第一分辨率的光栅图像进行线条细化，如果存在满足一定条件的包括一像素和包围该像素的多个像素的像素组，则用不同颜色的像素来替换该像素，构成该像素组的边缘的像素数等于或大于构成该光栅图像生成单元所生成的第二分辨率的光栅图像的最小单位的边缘的像素数；以及输出单元，用于将经过该线条细化单元线条细化后的第一分辨率的光栅图像输出到该图像形成单元。

本发明的第二方面提供了一种图像处理装置，该图像处理装置将光栅图像输出到图像形成单元，该图像形成单元基于该光栅图像形成第一分辨率的图像，该图像处理装置包括：光栅图像生成单元，用于生成第二分辨率的光栅图像，该第二分辨率不低于第一分辨率的一半但低于第一分辨率；分辨率变换单元，用于将该光栅图像生成单元所生成的第二分辨率的光栅图像变换成第一分辨率的光栅图像；线条细化单元，用于通过对该分辨率变换单元所生成的第一分辨率的光栅图像的像素进行检查来对第一分辨率的光栅图像进行线条细化，如果存在满足一定条件的包括一像素和包围该像素的多个像素的像素组，则用不同颜色的像素来替换该像素；以及输出单元，用于将经过该线条细化单元线条细化后的第一分辨率的光栅图像输出到该图像形成单元。

本发明的第三方面提供了一种根据第一或第二方面的图像处理装置，其中，该像素和包围该像素的多个像素的像素组是3行×3列的像素组。

本发明的第四方面提供了一种图像形成装置，该图像形成装置包括：根据第一到第三方面中任何一个的图像处理装置；以及图像形成单元。

本发明的第五方面提供了一种图像处理方法，该图像处理方法将光栅图像输出到图像形成单元，该图像形成单元基于该光栅图像形成第一分辨率的图像，该图像处理方法包括以下步骤：生成第二分辨率的光栅图像，该第二分辨率低于第一分辨率；对所生成的第二分辨率的光栅图像的像素进行检查，如果存在具有与所存储的布局模式相同的布局模式的包括一像素和包围该像素的多个像素的像素组，则用与所存储的布局模式相关联的第一分辨率的光栅图像来替换该像素；通过对第一分辨率的光栅图像的像素进行检查来对第一分辨率的光栅图像进行线条细化，如果存在满足一定条件的包括一像素和包围该像素的多个像素的像素组，则用不同颜色的像素来替换该像素，构成该像素组的边缘的像素数等于或大于构成所生成的第二分辨率的光栅图像的最小单位的边缘的像素数；以及将经过线条细化的第一分辨率的光栅图像输出到该图像形成单元。

本发明的第六方面提供了一种根据第五方面的图像处理方法，其中，该像素和包围该像素的多个像素的像素组是3行×3列的像素组。

与没有采用第一或第二构造的情况相比，根据本发明第一或第二方面的图像处理装置能够进一步减小在对包括倾斜带条的图像进行线条细化时由于线条细化导致该倾斜带条变得不连续或消失的可能性。

根据本发明第三方面的图像处理装置，可以利用最小窗口尺寸为3行×3列的窗口来进行线条细化。因此，可以减小线条细化处理的负荷。

另外，与没有采用本发明的构造的情况相比，根据本发明第四方面的图像处理装置能够进一步减小在对包括倾斜带条的图像进行线条细化时由于线条细化导致该倾斜带条变得不连续或消失的可能性。

根据本发明第五方面的图像处理方法，与没有利用该图像处理方法的情况相比，可以减小在对包括倾斜带条的图像进行线条细化时由于线条细化导致该倾斜带条变得不连续或消失的可能性。

根据本发明第六方面的图像处理方法，可以利用最小窗口尺寸为3行×3列的窗口进行线条细化。因此，可以减小线条细化处理的负荷。

附图说明

现在，将参照下面的附图详细描述本发明的示范实施方式，图中：

图1示出了根据本发明第一示范实施方式的图像形成装置的机械结构；

图2是示出根据第一示范实施方式的图像形成装置的电气结构的框图；

图3是示出由根据第一示范实施方式的图像形成装置执行的处理流程的流程图；

图4A、4B、4C、4D和4E各示出了通过对包括宽度等于600dpi下的一个像素的带条的倾斜带条图像进行光栅化而获得的光栅图像；

图5A、5B、5C和5D各示出了由根据第一示范实施方式的图像形成装置1执行的线条细化的结果；

图6是示出根据第二示范实施方式的图像形成装置的电气结构的框图；

图7是示出由根据第二示范实施方式的图像形成装置执行的处理流程的流程图；

图8A、8B、8C和8D示出了600dpi的光栅图像的例子和对该光栅图像执行的模式匹配；

图9A、9B、9C和9D各示出了由根据第二示范实施方式的图像形成装置执行的线条细化的结果；

图10示出了对由根据第一示范实施方式的图像形成装置形成的图像进行测量的结果；

图11A和11B是示出根据现有技术的公用的线条细化处理和模式匹配的流程的流程图；

图12A、12B和12C例示了线条细化处理中使用的窗口和用于线条细化处理的方法；

图13A、13B、13C、13D、13E和13F分别示出了对垂直带条图像、水平带条图像和倾斜带条图像执行基于收缩算法的线条细化的结果，其中该垂直带条图像、水平带条图像和倾斜带条图像均包括宽度等于600dpi下的一个像素的带条；而

图14A、14B、14C和14D分别示出了对垂直带条图像、水平带条图像和倾斜带条图像执行基于Hilditch细化算法的线条细化的结果，其中该垂直带条图像、水平带条图像和倾斜带条图像均包括宽度等于600dpi下的一个像素的带条。

具体实施方式

现在，将参照附图描述本发明的示范实施方式。

A.第一示范实施方式

A-1.结构

图1示出了根据本发明第一示范实施方式的图像形成装置1的结构。

如图1所示，图像形成装置1包括纸张容器单元12、图像形成单元13Y、13M、13C和13K、转印单元14和定影单元15。这些单元由稍后描述的控制单元1020来控制，并且整体上充当图像形成单元。由该图像形成单元形成的图像例如具有2400dpi的分辨率。后缀码Y、M、C和K表示：标号加上这些后缀码所表示的分量分别是指关于黄色调色剂、品红调色剂、青色调色剂和黑色调色剂的分量。每个纸张容器单元12都包含被裁剪为诸如A3或A4的预定尺寸的纸张，容纳在纸张容器单元12中的纸张逐个地被拾取辊等拾取并且经由纸张传送路径传送到转印单元14。

图像形成单元13Y、13M、13C和13K中的每个都包括感光鼓、充电单元、曝光单元、显影单元、一次转印辊和清洁构件。这些图像形成单元13Y、13M、13C和13K根据图像数据通过分别使用相应颜色的调色剂(着色材料)来形成调色剂图像，并且将该调色剂图像转印到中间转印带141上，将这些调色剂图像彼此层叠。转印单元14包括中间转印带141、二次转印辊142和相对辊143，该相对辊143面对二次转印辊142且中间转印带141插入在二者之间。转印单元14是用于将图像形成单元13Y、13M、13C和13K所形成的调色剂图像转印到纸张上的转印单元。中间转印带141被驱动在图中的方向A上回转。当调色剂图像被彼此层叠地转印到中间转印带141上时，中间转印带141将这些调色剂图像携带到二次转印辊142与相对辊143之间的位置。由于与中间转印辊141的电势差，二次转印辊142将中间转印带141上的调色剂图像转印到从纸张容器单元12传送过来的纸张上。已经定影了调色剂图像的纸张被传送到定影单元15。

定影单元15包括加热辊151和加压辊152，并且将从二次转印辊142传送来的纸张夹持在加热辊151与加压辊152之间。定影单元15对纸张加热和加压以将调色剂图像定影到该纸张上。加热辊151内部有诸如卤灯的加热源，并且将纸张的表面加热到大约90度。加压辊152对加热辊151进行挤压，并且对穿过加热辊151和加压辊152的纸张加压。加热辊151的表面附近设置有金属或树脂制成的分离构件153。在完成了其中进行了加热和加压的定影过程之后，纸张与加热辊151分离，并且由形成部分纸张传送路径的两个引导件(guide)154引导至纸张输出口19。

图像形成装置1具有上述结构。

图2是示出图像形成装置1的电气结构的框图。

图像形成装置1包括控制器1000、图像处理单元1010、控制单元1020、图像存储器1030、操作单元1040、显示单元1050和图像形成单元1060。图像形成装置1无线或通过线缆连接到诸如个人计算机的外部PC 2并且能够与之进行通信，并且从外部PC 2接收以PDL描述的图像数据(以下称为“PDL”数据)。控制器1000基于从外部PC 2接收到的PDL数据来进行光栅化以生成1200dpi的光栅图像，并且将该光栅图像输出到图像处理单元1010。也就是说，控制器1000是光栅图像生成单元。图像处理单元1010中的分辨率变换单元1012执行分辨率变换以将1200dpi的光栅图像变换成2400dpi的光栅图像，并且将变换后的光栅图像输出到图像存储器1030。

图像存储器1030对分辨率变换单元1012所输出的2400dpi的光栅图像进行存储。图像处理单元1010中的线条细化处理单元1014利用先前描述的窗口尺寸w＝3的窗口来执行基于Hilditch细化算法的线条细化处理。在这种情况下，从控制器1000输出的光栅图像的分辨率(以下称为“第一分辨率”)是线条细化处理单元1014执行线条细化处理的光栅图像的分辨率(以下称为“第二分辨率”)的一半。在第一分辨率低于第二分辨率的范围内，第一分辨率可以高于第二分辨率的一半。

控制单元1020由CPU(中央处理单元)构成并且控制形成图像形成装置1的各个部件。显示单元1050例如是液晶显示装置。基于从控制单元1020供应的数据，显示单元1050为用户显示变换屏幕和各种信息。操作单元1040包括多个按钮和开关，并且接受用户所输入的命令。操作单元1040将与命令的内容相对应的信号供应给控制单元1020。图像形成单元1060包括先前描述的纸张容器单元12、图像形成单元13Y、13M、13C和13K、转印单元14和定影单元15。基于控制单元1020从图像存储器1030读取的光栅图像，图像形成单元1060执行图像形成处理，并且由此在记录材料(诸如纸张)上形成图像。

A-2.操作

接下来，将描述第一示范实施方式的操作和由图像形成装置1实现的效果。

图3是示出由图像形成装置1执行的处理流程的流程图。首先，图像形成装置1的控制器1000从外部PC 2接收PDL数据，然后对该PDL数据进行光栅化以生成分辨率不低于图像形成单元的2400dpi分辨率的一半但低于2400dpi分辨率的光栅图像，例如1200dpi分辨率(等于2400dpi分辨率的一半)的光栅图像(步骤Sa01)。按照这种方式获得的1200dpi分辨率的光栅图像被供应给图像形成装置1的图像处理单元1010，然后被分辨率变换单元1012变换成与图像形成装置1的分辨率相同的2400dpi分辨率的光栅图像(步骤Sa02)。然后，通过图像处理单元1010的线条细化处理单元1014对该光栅图像进行线条细化处理(步骤Sa03)，然后将其存储在图像存储器1030中。然后，在控制单元1020的控制下，将经过线条细化处理的光栅图像供应给图像形成单元1060，并且执行图像形成处理(步骤Sa04)。

现在，将描述由控制器1000获得的按1200dpi进行光栅化的光栅图像与按低于1200dpi的600dpi的分辨率进行光栅化的光栅图像之间的差别。

图4A示出了在宽度等于600dpi下的一个像素的倾斜带条首先按600dpi进行光栅化然后按2400dpi进行分辨率变换的情况下的光栅图像。在该图中，由粗线绘制的块分别对应于600dpi下的像素，由实线绘制的块分别对应于2400dpi下的像素。由于分辨率变换是从600dpi到4倍于600dpi的2400dpi执行的，所以光栅图像的边缘尺寸为“4”，如图4A所示。

同时，图4B示出了在宽度等于600dpi下的一个像素的倾斜带条首先按1200dpi进行光栅化然后按2400dpi进行分辨率变换的情况下的光栅图像。图4B中的斜线阴影部分指代与图4A所示的光栅图像不同的部分，并且表示黑色像素。在这种情况下，从1200dpi到2倍于1200dpi的2400dpi进行分辨率变换。如图4B所示，该光栅图像的边缘尺寸e为“2”。按照这种方式，按低于用于线条细化处理的分辨率(2400dpi)的一半的分辨率(600dpi)执行一次光栅化，然后分辨率变换成用于线条细化处理的分辨率(2400dpi)。于是，作为结果获得了边缘尺寸e＝4。相反按照不同的方式，按照要进行线条细化处理的光栅图像的分辨率的一半的分辨率进行一次光栅化，然后按用于进行线条细化处理的分辨率(2400dpi)执行分辨率变换。于是，作为结果获得了边缘尺寸e＝2。在第一示范实施方式中，图像形成装置1利用窗口尺寸w＝3的窗口执行线条细化处理。因此，需要满足窗口尺寸w＞边缘尺寸e的关系。

现在，将在下文中描述为什么需要满足窗口尺寸w＞边缘尺寸e的关系以及为什么将光栅化的分辨率设置为不小于要进行线条细化处理的光栅图像的分辨率的一半。

需要满足窗口尺寸w＞边缘尺寸e的关系是基于下面的理由。

图4C示出了边缘尺寸e＝4的倾斜带条图像。这个倾斜带条图像中的每个像素的分辨率都是600dpi，因此在执行了到2400dpi的分辨率变换之后对应于4像素×4像素＝16个像素。利用窗口尺寸w＝3的窗口，对2400dpi分辨率的光栅图像(例如包括相对于主扫描方向和次扫描方向均呈45度延伸的倾斜带条的倾斜带条图像)进行线条细化处理。当该窗口由图4C中的粗线所绘制的框进行强调而定位时，目标像素上侧的3个像素都是白色像素，因此不清楚该目标像素是否形成了倾斜带条的一部分。也就是说，根据正在进行检查的目标像素的位置，存在不能区分窗口中的黑色像素或者诸如垂直或水平带条的任何其它种类的带条是否形成了倾斜带条的一部分的情况。另外，线条细化处理单元1014不能指定窗口的中心处的目标像素应该进行细化的方向。

另一方面，图4D示出了边缘尺寸e＝2的倾斜带条图像。这个倾斜带条图像中的每个像素的分辨率都是1200dpi，因此在执行到2400dpi的分辨率变换之后对应于2像素×2像素＝4个像素。利用窗口尺寸w＝3的窗口，对2400dpi的分辨率的光栅图像(例如包括相对于主扫描方向和次扫描方向均呈45度延伸的倾斜带条的倾斜带条图像)进行线条细化处理。当该窗口由图4D中的粗线所绘制的框进行强调被定位在与图4C中所示相同的位置时，相对于目标像素的左上侧的像素是黑色像素，因此很显然，窗口中的黑色像素形成了倾斜带条的一部分。在图4C中，不能将窗口中的目标像素与形成水平带条的一部分的像素区分开，因此在与水平带条的情况相同的方向上不正确地执行了线条细化处理。然而，在图4D中，这种不正确的线条细化并没有发生，而是在正确方向上执行了线条细化。因此，如果满足了窗口尺寸w＞边缘尺寸e的关系，则能够正确地指定对窗口检查出的黑色像素进行线条细化的方向。

接下来将描述为什么将光栅化的分辨率设置为不小于要进行线条细化处理的光栅图像。

图4E示出了仅在顶点Gr处彼此接触的黑色像素。术语“顶点”表示将光栅图像贴合到网格中的情况下网格线之间的交点。如果存在仅在顶点处彼此接触的黑色像素，则执行线条细化处理，从而在箭头T1的方向上对图中的左上区域中的4个黑色像素执行线条细化，而在箭头T2的方向上对图中的右下区域中的一个黑色像素执行线条细化，如图所示。因此，在顶点Gr处彼此接触的黑色像素趋于容易用白色像素进行替换。因此，倾斜带条在顶点Gr的位置处很有可能不连续。

当按照某一分辨率来表达相对于主扫描方向和次扫描方向均呈45度延伸的倾斜带条时，可表达的线条宽度的极限是等于最大分辨率下一个像素的宽度。例如，当按照600dpi的分辨率执行光栅化时，宽度等于600dpi下的一个像素的倾斜带条由如图4E所示的仅在像素的顶点处彼此接触的黑色像素来表达。相比较而言，如果按照1200dpi对宽度与上述相同(例如，600dpi下的一个像素的宽度)的倾斜带条进行光栅化，则黑色像素不仅在像素的顶点还在像素的边缘上彼此接触。因此，即使对这些黑色像素进行了线条细化，倾斜带条变得离散的可能性仍然较低。

因此，如果将光栅化的分辨率设置为不小于要进行线条细化处理的光栅图像的分辨率的一半，则作为对包括宽度相同的倾斜带条的倾斜带条图像执行线条细化处理的结果，倾斜带条可能会变得离散。

图5示出了由根据第一示范实施方式的图像形成装置1执行的线条细化的结果。

图5A是示出了首先按照600dpi进行光栅化的倾斜带条图像的光栅图像。图5B示出了通过根据第一示范实施方式的图像形成装置1首先按照1200dpi进行光栅化的倾斜带条图像的光栅图像。图5C示出了在对图5B所示的光栅图像执行一次基于Hilditch细化算法的线条细化处理的情况下的光栅图像。图5D示出了在对图5C再执行一次线条细化处理的情况下的光栅图像。因此，从上文进行的描述可以看出，根据该图像形成装置1，即使执行了基于Hilditch算法的线条细化，倾斜带条仍不会变得离散。这是在线条细化处理中窗口尺寸w＞边缘尺寸e的关系的结果。另外，根据第一示范实施方式的图像形成装置1能够指定对利用窗口检查出的黑色像素进行线条细化的方向，从而可以对黑色像素进行适当的线条细化。此外，图4B中的倾线阴影部分的存在成功地有助于消除仅在像素的顶点处彼此接触的黑色像素。因此，如果对倾斜带条图像进行线条细化，则该图像中的倾斜带条变离散的可能性较低。

另外，根据第一示范实施方式的图像形成装置1按照低于作为该图像形成单元的分辨率的第二分辨率(2400dpi)的第一分辨率(1200dpi)来执行光栅化。因此，与按照第二分辨率执行光栅化的不同图像形成装置相比，可进一步减小控制器1000要处理的数据量。因此，减小了控制器1000的光栅化处理的负荷，并且增大了每单位时间可进行光栅化的数据量。结果，与上述按照第二分辨率执行光栅化的图像形成装置的情况相比，能够迅速地对更大的PDL数据量进行光栅化。

B.第二示范实施方式

接下来，将描述根据本发明第二示范实施方式的图像形成装置1。下文中，与第一示范实施方式共用的结构的特征将由共用的标号来表示，并且将在下文中略去对这些特征的描述。

B-1.结构

图6是示出根据第二示范实施方式的图像形成装置1的电气结构的框图。

根据第二示范实施方式的图像形成装置1包括分别取代第一示范实施方式中的控制器1000和图像处理单元1010的控制器1001和图像处理单元1011。控制器1001是基本上与根据第一示范实施方式的控制器1000相同的光栅图像生成单元，而与控制器1000的不同点在于：600dpi是基于从外部单元PC 2接收到的PDL数据而生成的光栅图像的分辨率。图像处理单元1011包括取代第一示范实施方式中的分辨率变换单元1012的模式匹配单元1013。模式匹配单元1013包括模式存储单元10130。模式存储单元10130是存储有预定的多个像素布局模式与作为图像形成单元的分辨率的2400dpi的光栅图像之间的对应关系的关系存储单元。存储在模式存储单元10130中的光栅图像的最小单位是2400dpi下的一个像素。另外，模式匹配单元1013检查分辨率为上述600dpi的光栅图像的每个像素，并且从存储在模式存储单元10130中的模式中提取与每个像素以及外围像素的组合相对应的模式。模式匹配单元1013用与所提取的模式相关联的光栅图像来替换每个像素，然后将该像素输出到图像存储器1030。也就是说，针对由作为光栅图像生成单元的控制器1001生成的第一分辨率的光栅图像的每个像素，模式匹配单元1013将包括正在进行检查的像素和外围像素的布局模式与存储在关系存储单元中的布局模式进行比较，并且用与对应于第一分辨率的光栅图像的布局模式相关联的光栅图像来替换第一分辨率的光栅图像。

B-2.操作

接下来，将描述根据第二示范实施方式的图像形成装置1的操作。

图7是示出由根据第二示范实施方式的图像形成装置1执行的处理流程的流程图。根据第二示范实施方式的图像形成装置1按照600dpi来执行光栅化(步骤Sb01)以取代如上所述的第一示范实施方式中的光栅化(步骤Sa01)。另外，根据第二示范实施方式的图像形成装置1执行模式匹配(步骤Sb02)以取代第一示范实施方式中的分辨率变换(步骤Sa02)。

下面将描述模式匹配。模式匹配单元1013接收由控制器1001输出的600dpi的光栅图像。另外，针对该光栅图像的每个像素，模式匹配单元1013检查该光栅图像，并且从存储在模式存储单元10130中的模式中提取与正在进行检查的每个像素及其外围像素的组合相对应的模式。模式匹配单元1013用与所提取的模式相关联的光栅图像来替换正在进行检查的每个像素，并将结果输出到图像存储器1030。

图8A示出了600dpi的光栅图像的例子。如该图所示，表达宽度等于600dpi下的一个像素的带条的倾斜带条图像被变换成其中黑色像素在它们的顶点处彼此接触的光栅图像。另一方面，图8C示出了存储在模式匹配单元1013中的模式存储单元10130中的模式的例子。图8D是存储在模式存储单元10130中并且与图8C所示的模式相关联的2400dpi的光栅图像。通过图8C中的网格划分的块分别对应于600dpi的像素，并且位于中心的块是目标像素。数字“0”和“1”分别表示白色像素和黑色像素。符号“X”表示可以为白色像素也可以是黑色像素的像素。模式匹配单元1013对该光栅图像中所包括的每个像素进行检查。如果3像素×3像素(这些像素的中心包括正在进行检查的像素)对应于图8C所示的模式，则模式匹配单元1013用由2400dpi的4像素×4像素构成的光栅图像来替换这些像素。

按照这种方式，模式匹配单元1013执行模式匹配，由此将图8A所示的光栅图像变换成图8B所示的光栅图像。图8B中的倾线阴影模式表示黑色像素，并且与图8A所示的光栅图像不同。图8A所示的光栅图像的所有像素都已经被模式匹配单元1013用2400dpi的光栅图像进行了替换。因此，图8B所示的光栅图像的最小单位是2400dpi下的一个像素。因此，图8B所示的光栅图像的边缘尺寸为“1”。在由根据第二示范实施方式的图像形成装置1执行的线条细化处理中，利用窗口尺寸w＝3的窗口来执行线条细化，因此满足了窗口尺寸w＞边缘尺寸e的关系。

图9示出了由根据第二示范实施方式的图像形成装置1执行的线条细化的结果。图9A示出了控制器1001按照600dpi进行光栅化的倾斜带条图像的光栅图像。图9B示出了在先前所述的模式匹配单元1013执行了模式匹配之后的光栅图像。图9C示出了通过对图9B中的光栅图像执行一次基于Hilditch细化算法的线条细化处理而获得的光栅图像。图9D示出了通过对图9C进行这种线条细化处理而获得的光栅图像。因此，因为是在通过模式匹配将图9A的光栅图像变换成图9B的光栅图像之后进行线条细化处理，所以根据第二示范实施方式的图像形成装置1不会导致倾斜带条变离散。这是因为：与第一示范实施方式一样，根据第二示范实施方式的图像形成装置1满足窗口尺寸w＞边缘尺寸e的关系。另外，图8B中的斜线阴影部分的存在有助于消除仅在顶点处彼此接触的黑色像素。

如上所述，在根据第一和第二示范实施方式的图像形成装置1中，在进行线条细化处理之前光栅图像的边缘尺寸e为2或更小，因此，即使以最小窗口尺寸w＝3来执行线条细化处理，也能适当地实现线条细化。此外，可以减少仅在像素的角顶点处彼此接触的黑色像素，相应地减小了经过线条细化的倾斜带条被离散分段的可能性。另外，可以使用最小窗口尺寸w＝3从而能够减小处理规模。因此，可以减小图像处理装置的负荷。另外，图像的线条细化和模式匹配是独立执行的，在模式匹配中不执行任何线条细化。因此，不需要为线条细化准备大量的模式。控制器将接收到的PDL数据光栅化成分辨率小于线条细化处理之前的分辨率的光栅图像。因此可以减小控制器的负荷从而可以迅速地从外部装置接收PDL数据。

图10是示出对根据第一示范实施方式的图像形成装置1所形成的图像的线条宽度进行测量的结果的图。在这种情况下，通过多种方法在记录材料的表面上形成包括宽度等于600dpi下的一个像素的线条的每个图像，并对所形成的图像中的线条的宽度进行测量。600dpi下的一个像素的宽度等于大约42μm，其中1英寸等于25.4mm。在胶印方法的情况下，实际测得的线条宽度是62μm。在不执行线条细化处理的电子照相方法的情况下，实际测得的线条宽度是95μm。因此应该明白：如果通过电子照相方法来印刷宽度等于600dpi下的一个像素的线条而不执行线条细化处理，则印刷出的线条的宽度是原始线条的宽度的两倍或更多。相比较而言，在采用根据上述示范实施方式之一的线条细化处理的电子照相方法的情况下，实际测得的线条宽度是71μm。也就是说，如果仅执行根据其中一个示范实施方式的线条细化处理，则即使通过电子照相方法也能形成基本等同于通过胶印方法获得的图像的图像。

C.变型例

上述的示范实施方式可以如下进行变型。下文描述的变型可以彼此恰当地进行组合。

1.在以上示范实施方式中，控制器1000或1001对从外部PC 2接收到的PDL数据进行光栅化。然而，这些控制器可以从不同于外部PC 2的任何装置接收PDL数据。例如，可以从读取原始图像并输出PDL数据的图像读取装置接收PDL数据。

2.另外，在以上示范实施方式中，控制器1000或1001接收PDL数据。这些控制器接收的数据的类型并不限于PDL数据。也就是说，在根据第一示范实施方式的控制器1000的情况下，在生成了分辨率小于用于线条细化处理的分辨率的光栅图像的范围内，输入数据不必是PDL数据。另外，在第二示范实施方式的控制器1001的情况下，在输出了分辨率与用于模式匹配的分辨率相同的光栅图像的范围内，输入数据不必是PDL数据。例如，每个控制器都自动检测输入数据。如果输入数据是PDL数据，则如先前所述，每个控制器都进行光栅化。相反，如果输入数据是光栅图像，则每个控制器在需要时执行分辨率变换并且由此生成并且输出预定分辨率的光栅图像。

3.另外，在以上示范实施方式中，图像形成装置在线条细化处理中利用了Hilditch细化算法。然而，也可以利用任何其它的线条细化算法。例如，可以使用先前描述的收缩算法。在第一示范实施方式的情况下，即使使用该收缩算法，第一分辨率仍保持等于或高于第二分辨率的一半。此外，在第二示范实施方式的情况下，由模式匹配单元1013输出的光栅图像的边缘尺寸e保持小于窗口尺寸w＝3。因此，线条细化处理单元1014能够对正在进行检查的黑色像素进行适当的线条细化。

为了例示和说明的目的而提供了本发明的示范实施方式的以上描述。并不是要将本发明穷尽或者限制为所公开的精确形式。显然，本领域的技术人员可以想到许多变型和改变。选择并描述实施方式是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，由此使得本领域的其它技术人员能够针对各种实施方式理解本发明并且能够想到适于特定应用的各种变型。旨在由权利要求及其等同物来限定本发明的范围。

Claims (6)

1、一种图像处理装置，该图像处理装置将光栅图像输出到图像形成单元，该图像形成单元基于该光栅图像形成第一分辨率的图像，该图像处理装置包括：

光栅图像生成单元，用于生成第二分辨率的光栅图像，该第二分辨率低于第一分辨率；

模式存储单元，用于存储与第一分辨率的光栅图像有关的第二分辨率的光栅图像的像素的布局模式；

模式匹配单元，用于对该光栅图像生成单元所生成的第二分辨率的光栅图像的像素进行检查，如果存在具有与存储在该模式存储单元中的布局模式相同的布局模式的包括一像素和包围该像素的多个像素的像素组，则用存储在该模式存储单元中的第一分辨率的光栅图像来替换该像素；

线条细化单元，用于通过对该模式匹配单元生成的第一分辨率的光栅图像的像素进行检查来对第一分辨率的光栅图像进行线条细化，如果存在满足一定条件的包括一像素和包围该像素的多个像素的像素组，则用不同颜色的像素来替换该像素，构成该像素组的边缘的像素数等于或大于构成该光栅图像生成单元所生成的第二分辨率的光栅图像的最小单位的边缘的像素数；以及

输出单元，用于将经过该线条细化单元线条细化后的第一分辨率的光栅图像输出到该图像形成单元。

2、一种图像处理装置，该图像处理装置将光栅图像输出到图像形成单元，该图像形成单元基于该光栅图像形成第一分辨率的图像，该图像处理装置包括：

光栅图像生成单元，用于生成第二分辨率的光栅图像，该第二分辨率不低于第一分辨率的一半但低于第一分辨率；

分辨率变换单元，用于将该光栅图像生成单元所生成的第二分辨率的光栅图像变换成第一分辨率的光栅图像；

线条细化单元，用于通过对该分辨率变换单元所生成的第一分辨率的光栅图像的像素进行检查来对第一分辨率的光栅图像进行线条细化，如果存在满足一定条件的包括一像素和包围该像素的多个像素的像素组，则用不同颜色的像素来替换该像素；以及

输出单元，用于将经过该线条细化单元线条细化后的第一分辨率的光栅图像输出到该图像形成单元。

3、根据权利要求1或2所述的图像处理装置，其中，该像素和包围该像素的多个像素的像素组是3行x3列的像素组。

4、一种图像形成装置，该图像形成装置包括：

根据权利要求1到3中任意一项所述的图像处理装置；以及

该图像形成单元。

5、一种图像处理方法，该图像处理方法将光栅图像输出到图像形成单元，该图像形成单元基于该光栅图像形成第一分辨率的图像，该图像处理方法包括以下步骤：

生成第二分辨率的光栅图像，该第二分辨率低于第一分辨率；

对所生成的第二分辨率的光栅图像的像素进行检查，如果存在具有与所存储的布局模式相同的布局模式的包括一像素和包围该像素的多个像素的像素组，则用与所存储的布局模式相关联的第一分辨率的光栅图像来替换该像素；

通过对第一分辨率的光栅图像的像素进行检查来对第一分辨率的光栅图像进行线条细化，如果存在满足一定条件的包括一像素和包围该像素的多个像素的像素组，则用不同颜色的像素来替换该像素，构成该像素组的边缘的像素数等于或大于构成所生成的第二分辨率的光栅图像的最小单位的边缘的像素数；以及

将经过线条细化的第一分辨率的光栅图像输出到该图像形成单元。

6、根据权利要求5所述的图像处理方法，其中，该像素和包围该像素的多个像素的像素组是3行x3列的像素组。

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