CN102547053B - 图像处理装置和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像处理装置和图像处理方法。小于一个像素的校正带来了产生图像缺陷的问题，例如由于生成图像数据的周期的网屏图案的破坏引起的浓度不均匀性。为了解决该问题，该图像处理装置包括：校正单元，其被配置为对图像数据执行小于一个像素的校正；和改变处理单元，其被配置为对图像数据执行一个像素的校正，其中，所述校正单元通过根据与图像数据的周期同步的移动轨迹偏移像素来执行用于小于一个像素的校正的处理。

Description

图像处理装置和图像处理方法

技术领域

本发明涉及图像处理装置和图像处理方法。

背景技术

已知电子照相法是在诸如彩色打印机和彩色复印机的彩色图像形成装置中使用的图像记录方法。在电子照相法中，使用激光束在感光鼓上形成潜像，以通过带电色材(color material)(以下称为“调色剂”)对该潜像进行显影。执行图像记录，从而将显影的调色剂图像转印到转印片材上，以在该转印片材上对图像定影。

近来，为了提高使用电子照相法的彩色图像形成装置中的图像形成速度，增加了串接型彩色图像形成装置，这些彩色图像形成装置包括与调色剂色彩数量对应的多个显影机和多个感光鼓(即，图像记录单元)，并且将不同色彩的图像顺序地转印在图像传送带或记录介质上。在串接型彩色图像形成装置中，已知有多种引起失配准(misregistration)的因素，因此，讨论了各种方法来解决各个因素。

这些因素的示例包括偏转扫描装置中的透镜的不均匀性和安装位置偏差以及该偏转扫描装置相对于彩色图像形成装置主体的组装位置偏差。由于所述位置偏差，出现了扫描线的倾斜或弯曲，并且弯曲度(以下称为“分布(Profile)”)对于调色剂的色彩分量的各色彩是不同的，这造成了失配准。在图像形成装置之间，即，在记录引擎之间或者在不同色彩的图像记录单元之间，分布的特性是不同的。

为了解决失配准的问题，例如，日本特开第2004-170775号公报讨论了这样一种方法，在该方法中，通过光学传感器来测量扫描线的倾斜度和弯曲度，并且对位图图像数据进行校正以补偿倾斜和弯曲，由此形成校正后的图像数据的图像。在该方法中，由于对图像数据进行处理以进行电子校正，因此不再需要机械可调节部件和组装装置时的调节步骤。因此，可以实现彩色图像形成装置的小型化，并且可以廉价地解决失配准的问题。

电子失配准校正包括一个像素单位的校正和小于一个像素的校正。在一个像素单位的校正中，根据倾斜和弯曲的校正量，在副扫描方向上以一个像素为单位对像素进行补偿。在使用上述方法的情况下，因上述失配准而引起的弯曲或倾斜处于大约100到500μm的范围内。在具有600dpi的分辨率的图像形成装置中，针对上述校正需要用于存储数十条线的图像存储器。在下面的描述中，将扫描线上像素被补偿的位置称为改变点。

执行小于一个像素的校正，以通过副扫描方向上的目标像素前、后的像素来调节图像数据的灰度值。小于一个像素的校正可以消除作为一个像素单位的校正的结果而产生的改变点边界处的不自然台阶，从而平滑图像。

在对恰在打印之前经受了网屏处理(screen processing)的图像执行上述平滑处理的情况下，按照以下方式执行平滑处理，即，对激光束执行脉宽调制(PWM)，并且在副扫描方向上逐渐切换激光曝光时间以平滑图像。例如，在按0.5像素进行校正的情况下，即，在小于一个像素的校正的情况下，通过插值处理实现平滑处理，在该插值处理中，在副扫描方向上向上、向下共两次执行半曝光。

这种插值处理可以仅在PWM的曝光时间与图像浓度之间建立线性关系时执行。实际上，在许多情况下，通过对0.5像素的两次曝光，不能获得通过对一个像素的一次曝光所获得的浓度。因此，如果通过PWM再现的浓度不能保持与待处理目标的浓度信号之间的线性，则存在两种类型的图像数据，即，优选经受上述插值处理的图像数据和当进行校正时图像质量可能劣化的图像数据。

例如，对于通过重复可由例如Office文字处理软件描绘的相同的设计或图案(以下称为“图案化图像”)、字符以及图形而绘制的图案，针对该图案提供的插值处理(即对它的平滑处理)可以改进信息的可视性。相反，如果在经受了网屏处理的连续色调图像的改变点处执行了插值处理，则会出现这样的问题，即，仅在改变点处由于校正处理而出现浓度不均匀性，从而导致了图像质量劣化。这是因为，在例如使用线生长网屏的情况下，由于网屏上的线条粗细根据插值处理在改变点处改变，所以从宏观视角来看，浓度看起来发生变化。此外，在诸如禁止复印伪造图案的插入图像(add-on image)经受插值处理的情况下，可能丧失插值处理的效果。因此，不适合对插入图像执行捅值处理。

因此，如果执行使用PWM的插值处理，则根据目标图像数据的属性来确定是否应用插值处理。为了解决上述问题，可以提出这样的方法，其中，使用连续色调图像确定单元和图案化图像确定单元来根据这两个确定单元的确定结果最终获得插值确定结果。在连续色调图像确定单元中，可以确定不进行插值的图像。在图案化图像确定单元中，可以确定要进行插值的图像。

例如，日本特开第2003-274143号公报公开了针对网屏处理后的图像根据几何变换进行失配准校正。通过按照针对网屏的半色调点周期不会发生干扰的周期捅入或删除像素，执行图像的几何变换，而不会引起灰度的不均匀性和波纹图案(moire)。这种微变换是通过插入或移除高分辨率图像的像素本身而不执行诸如PWM的脉宽调制以在主扫描方向或副扫描方向上部分偏移图像来实现的。

如上所述，在很难建立与目标浓度信号的线性的状态下，难以在保持通过PWM的脉宽再现的图像的良好图像质量的同时对任何图像执行插值处理。因此，在提供插值处理时需要确定处理。然而，在从用户或应用程序输入任意图像(例如，打印图像)的情况下，可能因为确定处理而做出错误的确定。

为了针对任意图像提供高速实时确定以跟上打印速度，需要通过硬件执行图像确定处理，因为不能通过软件以令人满意的速度执行实时确定。然而，在试图通过硬件执行图像确定处理时，根据要执行的处理，电路可能需要复杂的结构，这导致电路尺寸的增大。相反，在试图通过实际硬件执行图像确定处理时，在许多情况下可能不能执行复杂的确定处理。

在基于要从用户或应用程序输出的关于在图像描绘时生成的字符和照片的属性信息来执行确定的情况下，与以上类似，存在错误确定的风险。考虑到图像质量，在不向经受网屏处理的连续色调图像提供插值处理的情况下，如上所述，将接受在改变点处出现的一个像素台阶。因此，根据图像的类型，该台阶可被视觉识别为图像的劣化。

需要将校正台阶的绝对量最小化到比人几乎不能视觉上注意到它的特定值更小的程度。因为，一个像素台阶的绝对量根据打印机的分辨率而不同，所以需要根据分辨率将一个像素台阶分成几个台阶，以生成比一个像素小的多个台阶。在通过使用上述像素的插入或去除来偏移图像、进而执行几何变换的情况下，像素的尺寸需要尽可能小到人几乎视觉上注意不到的程度。因此，需要高分辨率。如果在插入或去除像素之后的图像数据仅相对于副扫描方向或主扫描方向垂直偏移，则即使按照避免干扰的周期来插入或去除像素，也部分地破坏了网屏图案。

传统上，存在这样的问题，即，因为通过校正小于一个像素的台阶而破坏了生成图像数据的网屏周期的网屏图案，导致出现了诸如浓度不均匀性的图像缺陷。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种图像处理装置，其包括：校正单元，其被配置为对图像数据执行小于一个像素的校正；以及改变处理单元，其被配置为对图像数据执行一个像素的校正，其中，所述校正单元通过根据与所述图像数据的周期同步的移动轨迹偏移像素来执行用于小于一个像素的校正的处理。

根据以下参照附图对示例性实施例的详细描述，本发明的其他特征和方面将变得清楚。

附图说明

附图被包括在说明书中并构成本说明书的一部分，其例示了本发明的示例实施例、特征以及方面，并与文字描述一起用来解释本发明的原理。

图1是例示图像形成装置的构成的框图。

图2是图像形成装置的横截面图。

图3A和图3B例示了图像形成装置的分布特性的示例。

图4A到图4D例示了图像形成装置的失配准与校正方向之间的关系。

图5A到图5C例示了分布特性的数据存储方法。

图6是例示根据第一示例性实施例的半色调(HT)处理单元的构成的框图。

图7例示了改变点和插值处理区域的示例。

图8A到图8D示意性例示了关于像素改变的处理。

图9A到图9C示意性例示了关于像素插值的处理。

图10A到图10D示意性例示了点的重心位置偏移的状态。

图11A到图11C例示了图像数据在移动轨迹上的像素偏移的状态。

图12A到图12C示意性例示了存储单元中存储的数据的状态。

图13例示了根据抖动方法的网屏处理的原理。

图14A和图14B示意性例示了利用抖动方法的图像输入/输出的状态。

图15A到图15E例示了根据第二示例性实施例的网屏图案的示例。

图16A到图16E例示了根据第二示例性实施例的网屏图案及其移动轨迹。

图17是例示根据第三示例性实施例的HT处理单元的构成的框图。

图18A到图18C示意性例示了根据第三示例性实施例的高分辨率的像素偏移及其降采样(downsampling)结果。

图19A到图19F示意性例示了根据第三示例性实施例的网屏图案及其降采样结果。

图20A到图20D例示了点沿着网屏周期的移动轨迹的状态。

图21是例示与像素插值处理有关的处理的流程图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的各个示例性实施例、特征以及方面。

图1例示了根据第一示例性实施例的关于通过采用电子照相法的彩色图像形成装置生成静电潜像的各模块的构成。彩色图像形成装置包括图像形成单元101和图像处理单元102。图像处理单元102生成位图图像信息。图像形成单元101基于位图图像信息在记录介质上形成图像。

图2是使用串接型电子照相法的彩色图像形成装置的横截面图，在该彩色图像形成装置中，使用了中间转印部件28。下面参照图1，描述使用电子照相法的彩色图像形成装置中的图像形成单元101的操作。

图像形成单元101根据由图像处理单元102处理的曝光时间，驱动曝光用光，以形成静电潜像。图像形成单元101对该静电潜像进行显影，以形成单色调色剂图像。在图像形成单元101中，将多个单色调色剂图像相互叠印，以形成多色调色剂图像。图像形成单元101将该多色调色剂图像转印到图2中的记录介质11上，以将该多色调色剂图像定影在记录介质11上。

在图2中，设置了四个注入充电器23Y、23M、23C以及23K，分别用于根据对应的色彩黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)以及黑色(K)对感光部件22Y、22M、22C以及22K进行充电。各个注入充电器分别包括套筒23YS、23MS、23CS以及23KS中的对应的一个。

感光部件22Y、22M、22C以及22K以使得将驱动马达(未示出)的驱动力分别传递给感光部件的方式进行旋转。驱动马达根据图像形成操作使感光部件22Y、22M、22C以及22K分别沿逆时针方向旋转。曝光单元分别用从扫描器单元24Y、24M、24C以及24K发射的曝光用光照射感光部件22Y、22M、22C以及22K。曝光单元选择性地使感光部件22Y、22M、22C以及22K的表面暴露至曝光用光，从而在这些表面上形成静电潜像。

在图2中，设置了四个显影单元26Y、26M、26C以及26K，用于分别针对色彩Y、M、C以及K中的每一种对静电潜像进行显影，以将静电潜像可视化。各个显影单元分别包括套筒26YS、26MS、26CS以及26KS中的对应的一个。各个显影单元26Y、26M、26C以及26K均被配置为可拆卸。

图2中的中间转印部件28沿顺时针方向旋转，以从感光部件22接收单色调色剂图像。根据被定位为分别与感光部件22Y、22M、22C以及22K面对的一次转印辊27Y、27M、27C以及27K的旋转，单色调色剂图像被顺序转印至中间转印部件28。对一次转印辊27施加合适的偏置电压。感光部件22的旋转速度与中间转印部件28的旋转速度不同，以使得可以将单色调色剂图像有效地转印到中间转印部件28上。该处理被称为一次转印。

处于各位置(station)的单色调色剂图像叠印到中间转印部件28上。叠印的多色调色剂图像随着中间转印部件28的旋转被传送到二次转印辊29上。同时，从给纸托盘21夹取记录介质11，并传送到二次转印辊29，从而将中间转印部件28上的多色调色剂图像转印到记录介质11。此时，对二次转印辊29施加合适的偏置电压，由此实现调色剂图像的静电转印。该处理被称为二次转印。

在将多色调色剂图像转印到记录介质11的同时，二次转印辊29在位置29a处抵靠记录介质11。在打印处理之后，二次转印辊29撤回到位置29b。

定影装置31包括定影辊32和压紧辊33。定影辊32向记录介质11施加热，并且压紧辊33将记录介质11压到定影辊32上，从而使转印到记录介质11上的多色调色剂图像熔化并定影到记录介质11。定影辊32和压紧辊33被形成为中空形状，并且分别包括加热器34和35。定影装置31通过定影辊32和压紧辊33传送承载有多色调色剂图像的记录介质11，并向记录介质11施加热和压力，以将调色剂定影到记录介质11。

在被定影了调色剂之后，记录介质11由排出辊(未示出)顺序排出到排出托盘(未示出)。随后，结束图像形成操作。清洁单元30清洁残留在中间转印部件28上的调色剂。在将形成在中间转印部件28上的四种色彩的多色调色剂图像转印到记录介质11上之后残留在中间转印部件28上的废调色剂被储存在清洁容器中。

下面参照图3A到图3C、图4A到图4D以及图5A到图5C，描述彩色图像形成装置的各色彩的扫描线的分布特性。图3A例示了相对于激光扫描方向向上偏移的区域，作为图像形成装置的分布特性。图3B例示了相对于激光扫描方向向下偏移的区域，作为图像形成装置的分布特性。理想扫描线301表示垂直于感光部件22的旋转方向执行扫描的情况下的特性。

以下将分布特性表述为要由图像处理单元102进行校正的方向。然而，关于分布特性的定义不限于此。换句话说，将相对于图像形成单元101的理想扫描线的偏移方向定义为分布，并且图像处理单元102可以执行逆校正。

图4A到图4D例示了根据分布的定义在示出要由图像处理单元102进行校正的方向的图与示出图像形成单元101的偏移方向的图之间的关联。在弯曲特性如图4A所示被示出为要由图像处理单元102进行校正的方向的情况下，图像形成单元101的分布特性变为如图4B所示的逆向弯曲的线。与之对照，在图像形成单元101的弯曲特性被示出为如图4C所示的情况下，图像形成单元101的分布特性变为如图4D所示在要由图像处理单元102进行校正的方向上弯曲的线。

例如，图5A到图5C例示了如何存储分布特性的数据，以保持主扫描方向上的改变点处的像素位置和直到下一改变点的改变方向。更具体地说，以图5A为例，针对分布特性定义了改变点P1、P2、P3、……以及Pm。各改变点被定义为扫描线在副扫描方向上偏移一个像素的点。关于方向，存在在下一改变点之前在向上方向上的改变和在向下方向上的改变。

例如，改变点P2是到下一改变点P3要向上进行改变的点。因此，如图5B所示，改变点P2处的改变方向为向上方向(↑)。类似地，在改变点P3处，改变方向在下一改变点P4之前为向上方向(↑)。改变点P4处的改变方向为与上述改变方向不同的向下方向(↓)。图5C示出了如何存储方向数据，例如，“1”表示指示向上方向的数据，“0”表示指示向下方向的数据。在此情况下，待存储的数据项数等于改变点的个数。即，当存在m个改变点时，待存储的位数也是m个位。

图3A和图3B中的扫描线302表示实际扫描线，其中由于感光部件22的定位精度和直径偏移以及图2中所示的各色彩的扫描器单元24(24C、24M、24Y以及24K)中的光学系统的定位精度，而出现了倾斜和弯曲。在记录装置(即，记录引擎)之间，图像形成装置的分布特性不同。在彩色图像形成装置的情况下，特性根据色彩而不同。

下面参照图3A描述激光扫描方向向上偏移的区域中的改变点。

根据本示例性实施例的改变点是扫描线在副扫描方向上偏移一个像素的点。换句话说，在图3A中，作为扫描线在副扫描方向上偏移一个像素的点，点P1、P2以及P3是向上弯曲特性302上的改变点。在图3A中，将点P0示出作为基准点。从图3A可见，改变点之间的距离(例如，L1和L2)在弯曲特性302陡变的区域中变短，而在弯曲特性302渐变的区域中变长。

下面参照图3B描述激光扫描方向向下偏移的区域中的改变点。在表示像素向下偏移的特性的区域中，改变点也被定义为扫描线在副扫描方向上偏移一个像素的点。在图3B中，在向下弯曲特性302上扫描线在副扫描方向上偏移一个像素的点Pn和Pn+1是改变点。在图3B中，类似于图3A，改变点之间的距离(例如，Ln和Ln+1)在弯曲特性302陡变的区域中变短，而在弯曲特性302渐变的区域中变长。

如上所述，改变点与图像形成装置的弯曲特性302的改变度紧密相关。因此，在具有陡变弯曲特性的图像形成装置中改变点的个数较多，而在具有渐变弯曲特性的图像形成装置中改变点的个数较少。

如上所述，图像形成装置的弯曲特性根据色彩C、M、Y以及K的色版(color plane)(即，图像记录单元)而不同，从而改变点的个数和位置也互不相同。色彩之间的差异导致在通过将所有色彩的调色剂图像转印到中间转印部件28上而形成的图像中的失配准(即，色彩失配)。

下面参照图1描述彩色图像形成装置中的图像处理单元102执行的处理。图像生成单元104基于从计算机装置等(未示出)接收到的打印数据(即，页面描述语言)生成可打印光栅图像数据。图像生成单元104将所生成的数据逐像素输出为红-蓝-绿(RGB)数据和指示各像素的数据属性的属性数据。属性数据包括关于字符、细线、计算机图形(CG)、自然图像等的属性。图像生成单元104可以被配置为不处理从计算机装置等接收的图像数据，而处理从安装在彩色图像形成装置内的读取单元接收的图像数据。

这里，读取单元包括至少电荷耦合器件(CCD)或接触式图像传感器(CIS)。除了包括CCD或CIS外，读取单元可以被配置为还包括用于对读取的图像数据执行预定图像处理的处理单元。另选的是，处理单元可以被配置为不包括在彩色图像形成装置中，而可以被配置为经由接口(末示出)从读取单元接收数据。

色彩转换单元105根据图像形成单元102的调色剂色彩将RGB数据转换为青色-品红色-黄色-黑色(CMYK)数据。色彩转换单元105将CMYK数据及其属性数据存储在包括位图存储器的存储单元106中。存储单元106是包括在图像处理单元102中的、临时存储用于执行打印的光栅图像数据的第一存储单元。存储单元106可以包括用于存储对应于一页的图像数据的页存储器，或者用于存储对应于多行的数据的带存储器。

半色调(HT)处理单元107C、107M、107Y以及107K对从存储单元106输出的各色彩的图像数据进行半色调处理，以将图像数据的输入灰度转换为伪半色调表现。同时，HT处理单元107C、107M、107Y以及107K执行插值处理，即，小于一个像素的改变。根据半色调处理，减少了灰度的数量。在HT处理单元107执行的插值处理中，使用对应于图像形成装置的弯曲特性的改变点前后的像素。下面详细描述插值处理和半色调处理。

在图像形成装置中安装有第二存储单元108。第二存储单元108存储由HT处理单元107(即，HT处理单元107C、107M、107Y以及107K)处理过的N值处理数据。N值处理数据的位数小于色彩C、M、Y以及K的图像数据的位数。如果要经受存储单元108中以及以后的图像处理的像素位置是改变点，则在从存储单元108读出目标图像数据时执行一个像素的改变。下面描述在存储单元108中执行的一个像素改变的详情。在本示例性实施例中，第一存储单元106和第二存储单元108独立配置。然而，第一存储单元106和第二存储单元108可以被配置为图像形成装置中的公共存储单元。

图12A示意性例示了存储单元108中存储的数据的状态。如图12A所示，在数据存储在存储单元108的状态下，由HT处理单元107处理后的数据存储在存储单元108中，而不考虑图像形成单元101的改变方向或弯曲特性。当读出图12A中所示的线1201时，并且如果作为要由图像处理单元102校正的方向的分布特性是向上方向，则如图12B所示，在改变点的边界处线向上偏移一个像素。当从存储单元108读出线1201的图像数据时，并且如果作为要由图像处理单元102校正的方向的分布特性是向下方向，则如图12C所示，在改变点的边界处线向下偏移一个像素。

脉宽调制(PWM)113将从存储单元108读出的、经受了一个像素改变的各色彩的图像数据转换为扫描器单元115C、115M、115Y以及115K中的对应一个的曝光时间。从图像形成单元101的打印单元115输出转换后的图像数据。

参照图5A到图5C，将上述分布特性数据作为图像形成装置的特性存储在图像形成装置的图像形成单元101中。图像处理单元102根据存储在图像形成单元101中的分布特性(即，分布116C、116M、116Y以及116K)处理分布特性数据。

下面参照图6详细描述图像处理单元102的HT处理单元107(107C、107M、107Y以及107K)的操作。由于HT处理单元107C、107M、107Y以及107K的配置彼此相同，所以下面将统一使用HT处理单元107来进行描述。

HT处理单元107根据CMYK数据接收对应色彩的图像数据，并将该图像数据传输给网屏处理单元601。

网屏处理单元601接收图像数据。网屏处理单元601通过网屏处理对图像数据顺序地执行半色调处理，以将连续色调图像转换为具有更少灰度数的区域灰度图像。

在HT处理单元107中，通过使用抖动方法来执行网屏处理。更具体地说，从设置有多个阈值的抖动矩阵中读出任意阈值，并将所读出的阈值与输入图像数据进行比较，从而将图像数据转换为N值处理图像数据。

下面参照图13详细描述抖动方法的原理。下面，为描述简单起见对二值化进行描述。将输入的连续色调图像(例如，8位256灰度图像)划分为N×M个块(即，在图13中为8×8个块)。接下来，逐像素地就大小将块内的像素的灰度值与排列有具有相同大小的N×M个阈值的抖动矩阵中的阈值进行比较。如果例如像素值大于阈值，则输出值1，而如果像素值等于或小于阈值，则输出值0。针对矩阵的各个大小，对所有像素执行以上转换，由此实现整个图像的二值化。

在使用电子照相法的彩色图像形成装置中，周期性地使用点集中的抖动矩阵，以在记录介质上实现稳定的点再现性。与之对照，如果点分散开或者周围没有点的孤立点的数量增多，则不能获取稳定的点再现性。在网屏包括较多数量网屏线的情况下，点之间的距离较窄；而在网屏包括较少数量的网屏线的情况下，点之间的距离较宽。

图14A和图14B是例示以上状态的示意图。将图14A中所示的连续灰度图像表现为图14B中所示的二值图像。

通常，如果图像状态根据网屏的周期从低浓度变化至高浓度，则开始生成点，随后开始生成该点周围的其它点。如上所述，这些点在集中的情况下生成。因此，可以实现稳定的点形成。点越不集中，孤立的点就越少。因此，可以表现稳定的灰度。按照生成点的顺序形成网屏，以表现中等浓度。

下面参照图7详细描述图6中所示的插值处理单元602。图7例示了图像形成装置相对于激光扫描方向的弯曲特性。区域1是要由图像处理单元102在向下方向上校正的区域。区域2是要由图像处理单元102在向上方向上校正的区域。

图8A例示了在图7中的改变点Pa前后的预改变图像，即半色调处理单元107的输出图像数据配置。目标线是图8A中所示的图像数据的三条线中的中间线。在从存储单元108读取改变点处的图像数据时，执行多于一个像素的改变处理。因此，如果台阶末被填充，则如图8所示，在改变点Pa前后的像素构成中，在改变点Pa的边界处出现了对应于一个像素的大台阶。

因此，执行插值处理，以填充台阶。图21是例示插值处理的流程图。在步骤S2101中，将目标像素输入到插值处理单元602中。在步骤S2102中，根据像素的主扫描位置计算距改变点的距离，由此确定要在该位置插值的大小和偏移量。对于该计算，将改变点之间的距离划分为n个区域。

在这里的描述中，例如，如图8C所示，将改变点之间的距离划分为四个区域，并且定义四个截面区域。从最左侧的改变点起，按照顺序将这些区域命名为区域0到区域3。在此情况下，在区域0中将理想偏移量定义为-3/8像素，在区域1中将理想偏移量定义为-1/8像素，在区域2中将理想偏移量定义为+1/8像素，在区域3中将理想偏移量定义为+3/8像素。上述数据偏移使得能够进行平滑插值。由于偏移量是小于一个像素的值，所以偏移是虚拟的像素重心移动。这被称为插值。如上所述，由于在以上区域中包括的多个像素(即，八个像素)中，像素部分偏移(即，以上示例中的一个像素或三个像素)，所以从宏观视角(macro perspectiveview)来看，在以上区域中可以实现小于一个像素的校正(即，图像的重心移动)。

在步骤S2103中，进行关于目标像素是否是要偏移的像素的确定，如果像素在移动轨迹上(步骤S2103：是)，则执行像素数据的偏移。

作为用于偏移图像的具体方法，例示了对区域2的+1/8像素的插值。如上所述，在该区域中，图像数据的重心可以在副扫描方向上仅偏移一个像素的1/8，从而图像数据周期性地在主扫描方向上连续的八个像素中偏移一次。

而且，在该区域中，需要在正(+)方向上(即在向上方向上)升高图像数据。因此，在步骤S2104中，移动轨迹上的像素参照位于它正下方的一个像素，以输出它。因此，在步骤S2105中，可以升高图像数据。与之对照，在负(-)方向上(即，在向下方向上)偏移的情况下，移动轨迹上的像素参照位于它正上方的一个像素。

在步骤S2106中，针对八个像素中不位于移动轨迹上的七个像素，输出目标像素本身的值。

在步骤S2107中，针对主扫描方向上的所有像素执行以上处理。根据区域切换插值量，这使得能够平滑(模糊)在改变时生成的台阶。

图9A到图9C例示了以上状态。图9B例示了插值处理之前的状态。图9C例示了插值处理之后的状态。以虚线例示线的重心。图9A是图9C的放大图。图9B中的垂直线901示出了每隔八个像素出现的移动轨迹。

在图9A所示的微观尺度上，因为对应于一个像素的台阶，所以看起来有凸起。在图9C所示的宏观尺度上，线的重心看起来向上升高+1/8像素。在具有诸如1200dpi的高分辨率的图像(其中一个像素足够小)的情况下，将忽略根据偏移周期性地出现的对应于一个像素的台阶。如上所述，要偏移的像素的个数按图8D所示的方式变化。结果，数据可以逐渐偏移。换句话说，在以上处理中，通过图像数据再现的图像浓度的重心逐渐偏移。

然而，以八个像素偏移一次为例的像素周期偏移破坏了网屏的图案，因为与在事先执行的网屏处理中获得的网屏的周期图案出现了干涉。因此，需要考虑网屏周期来确定移动轨迹。

图10A例示了网屏图案的示例。网屏表示四角形图案，其中点位置以90度相互正交，并且以规则间隔相互分开。更具体地说，点1001与点1002之间的距离和点1001与点1003之间的距离相等，点1001与点1002之间的线段和点1001与点1003之间的线段相互垂直。该网屏的网屏角度是角度1004。如果像素如上所述相对于网屏图像周期性偏移，则如图10B所示，网屏图案受到破坏。结果，出现了干涉图案，并且出现了灰度不均匀性。

举例说明了像素每隔八个像素向上偏移一个像素的情况。如上所述，各个点不连续地改变其形状。如图10C所示，确定了与网屏的周期同步的移动轨迹。图10C中的粗黑线指示移动轨迹。如上所述，移动轨迹不是始终垂直延伸，而是按网屏中的线数、角度以及点生长顺序缩窄到一定程度。

在图10A的网屏中，分别将从网屏角度θ的方向1003、从方向1003偏移45度的方向1005以及从方向1003偏移90度的方向1002当做路径。结果，可以将点图案的结构破坏最小化。在本示例中，从网屏角度偏移45度的位置被当做路径。当移动轨迹上的图像数据向上偏移时，输出了图10D所示的图像。在此情况下，在各点处出现了偏移仅一个像素的改变。在整个浓度区域中的所有点处，都出现了相同的改变。因此，可以消除或者抑制网屏周期图案与偏移周期之间的上述干涉。换句话说，干涉图案变得不太可见，并且几乎不出现浓度不均匀性。

当确定图像数据在该路径上偏移时，自然确定了可偏移量。图11A例示了图10C中的部分1006的放大图。如所例示的，在主扫描方向上可偏移像素按照五个像素中有两个像素的周期出现。换句话说，图10A到图10D中的网屏图案及其路径的组合使得能够进行五个像素中至多两个像素的偏移。

因此，在通过使用移动轨迹执行的插值处理的情况下，将扫描线划分为五个台阶，例如-2/5、-1/5、0/5、+1/5以及+2/5。上述划分区域的数量也是5。如上所述，将改变点之间的距离划分为五个区域，并且在各个区域中偏移上述数量个像素，由此使得能够对这些台阶进行插值。

图11A到图11C例示了如上所述的输入与输出之间的关系。各像素设有符号，从而可以看出该像素的偏移。为了示出输入，在如图11A所示排列像素的状态下，将移动轨迹着色为灰色。作为按照图11B所示的方式沿着移动轨迹偏移像素的结果，可以获取如图11C所示的输出。图11C中的结果对应于图10D中的部分1007。更具体而言，在像素的偏移中包括倾斜偏移。然而，在这种情况下，当像素被认为向上偏移大约2/5像素时，可以产生令人满意的效果。

图21是用于实现通过使像素在根据网屏周期的移动轨迹上偏移来按照小于一个像素(即，少于一个像素)的单位校正(即插值)相对于理想扫描线的偏移的流程图。由于步骤S2101和S2102中执行的处理类似于上述处理，所以这里省略对它们的描述。

在步骤S2103中，可以通过如下使用上述抖动矩阵，来进行关于目标像素是否在根据网屏周期的移动轨迹上的确定。基于抖动矩阵来定义路径，并且通过使用该矩阵来确定目标像素是否在移动轨迹上。

图20A到图20D例示了使用偏移+2/5像素的区域来进行上述确定的具体示例。如果在图20A中，目标像素位置2001在移动轨迹上，则在移动轨迹矩阵上插入1或2，而如果目标像素位置2001不在移动轨迹上，则在移动轨迹矩阵上插入0。由此，生成了移动轨迹矩阵。图20B例示了移动轨迹矩阵。由于移动轨迹矩阵上的目标像素位置2001表示2，所以确定目标像素在移动轨迹上。如上所述，可以进行关于目标像素是否在移动轨迹上的确定。

随后，在步骤S2104中，接着计算基准位置。由于根据捅值处理像素在正(+)方向上偏移，所以要求图像向上升高，即，要求数据从位于目标像素位置下方的线升高。在步骤S2105中，将升高具有相同矩阵值的数据。在此情况下，由于在目标像素位置的位置处的矩阵值是2，因此参照并升高位于目标像素位置下方的线中的指示矩阵值2的位置2002。结果，如图20C所示地示出了偏移，由此如图20D所示地示出了输出。

在步骤S2106中，如果矩阵上的目标像素位置具有矩阵值0，则照原样输出目标像素的值，而不对它提供任何处理。在本示例性实施例中，举例说明了像素在正(+)方向上偏移的区域中的操作。然而，在负(-)方向上移动像素的情况下，降低上方线中的数据。此外，举例说明了偏移2/5像素的区域。然而，在像素偏移1/5像素的区域的情况下，可以通过例如仅在矩阵值为1时偏移像素来将偏移数据量设置为1/5像素。

通常，由于对于色彩C、M、Y以及K中的每一个、线的数量利角度都不同，所以需要针对各色彩合适地单独设置抖动矩阵、区域划分数量、移动轨迹以及指示轨迹的矩阵。

如上所述，当使用作为具有周期图案的灰度处理的抖动方法时，由于根据网屏周期定义移动轨迹来偏移像素，所以根据插值处理实现了图像的重心移动，而在半色调处理中不涉及浓度不均匀性和网屏图案的破坏。因此，可以使得根据对图像的几何校正的改变生成的台阶不明显，不会对灰度产生不利的影响。

根据本示例性实施例，当通过数字图像处理校正因失配准而造成的图像缺陷时，针对经受网屏处理的部分，可以抑制浓度不均匀性和在改变点处生成的对应于一个像素的台阶的生成，从而可以执行合适的校正。

根据与通过网屏处理生成的图像数据的周期同步的移动轨迹，执行用于偏移像素的捅值处理。因此，可以遍及多个台阶实现对应于一个像素的台阶的校正，同时保持灰度属性而不引起网屏图案的破坏。

在第一示例性实施例中，例示了在点逐渐变大的同时浓度增大的点生长网屏。在点网屏中，定义移动轨迹，使得像素偏移的改变最小化。然而，根据浓度区域，不可避免会出现点形状的微小改变。

在第二示例性实施例中，使用线生长网屏作为示例，描述了在任一个浓度区域中网屏图案都根本不改变的示例。在本示例性实施例中，详细描述了HT处理单元107的一个修改例。然而，由于处理前后的描述与在第一示例性实施例中的描述相同，所以这里省略了对它的描述。

下面参照图15A到图15E详细描述第二示例性实施例。在本示例性实施例中，类似于第一示例性实施例，网屏处理单元601接收图像数据，并且根据网屏处理执行半色调处理，以将连续色调图像转换为包括较少数量灰度的区域灰度图像。在HT处理单元107中执行的网屏处理中，执行了抖动方法。更具体地说，从设置有多个阈值的抖动矩阵中读出任意阈值，并将所读出的阈值与输入图像数据进行比较，从而将图像数据转换为N值处理图像数据。该处理也类似于第一示例性实施例的处理。

在第一示例性实施例中，周期性地使用点集中的抖动矩阵。然而，在本示例性实施例中，例示了线生长网屏。如图15A到图15E所示，浓度逐渐达到更高的浓度。在使用电子照相法的打印机中，点进行扩展以形成线形状的线网屏表现出比第一示例性实施例中所示的点网屏更稳定的灰度特性。由于在淡浓度阶段点形成为线形状，所以原则上不稳定且孤立的点的数量更少。然而，线形状相比于点具有更大的周期方向性，从而由于色彩C、M、Y以及K的图像相互叠印在一起，所以出现网屏的可见纹理以及干涉条纹和锯齿状的趋势比点情况下更大。

下面是关于插值处理的描述。改变点之间的区域划分与像素数据的周期偏移类似于第一示例性实施例，因此这里省略了对它们的描述。下面详细描述用于定义移动轨迹的方法。在生成线生长的网屏的情况下，可以将移动轨迹设置为完全取向于线生长的方向。与之对照，预先定义移动轨迹，并且定义抖动矩阵，以允许点在移动轨迹上生长，由此使得能够最小化对网屏的负面影响。

根据针对形成为如图16A所示的图像的图像使用的抖动矩阵，来定以网屏线的数量和角度。基于图16B和图16C所示的线数量的周期本身以及相对于上述周期偏移了半个相位的周期，来定义移动轨迹。换句话说，可以通过作为网屏线数量定义的周期的两倍的周期来定义移动轨迹。生长如下进行。在线数量周期的移动轨迹上开始点的淡化。随后，网屏生长以沿着从以上移动轨迹偏移到后一半的移动轨迹填充点。

定义了上述网屏生长顺序和移动轨迹。在图16A到图16E中，在网屏的一个周期，重心可以在-4/8像素到+3/8像素的范围内偏移。因此，只要至少在所例示的浓度区域内，在网屏图案中就不会有变化。图16D例示了图16A所示的网屏图案叠加图16B所示的移动轨迹的组合网屏图案。类似地，图16E例示了图16A所示的网屏图案叠加图16C所示的移动轨迹的组合网屏图案。如图16D和图16E所示，移动轨迹上的所有数据项的色彩是黑色或白色，并且在该浓度中，灰度单位的网屏图案没有发生实际的变化。

除了关于抖动矩阵的定义以及移动轨迹的定义的概念之外，本示例性实施例基本上具有与第一示例性实施例类似的配置。如上所述，即使在所有类型的网屏中都使用了发展成线形状的抖动的情况下，也可以加强抵制对因像素数据偏移引起的图像劣化的容忍度。

在以上示例性实施例中，例示了以ON/OFF表现灰度的一位网屏。然而，可以根据网屏图案，另外参照涉及PWM控制的多位网屏，来定义并实现移动轨迹。在采用PWM控制并且可以表现小于一个像素的像素的装置的情况下，对台阶提供了伪控制(pseudo-control)，在伪控制中，如果在以比装置原本具有的分辨率高的分辨率执行改变插值之后分辨率减小，则台阶可能具有比装置原本具有的分辨率高的分辨率。

在第三示例性实施例中，下面使用第一示例性实施例的点网屏，描述在以装置分辨率两倍的分辨率执行改变和插值处理之后分辨率减小的示例处理。

在本示例性实施例中，详细描述了HT处理单元107。然而，由于在HT处理单元107的处理前后的处理与第一示例性实施例中执行的处理相同，所以这里省略了对它的描述。

图17例示了HT处理单元107的具体框图。网屏处理单元1701和插值处理单元1702的构成类似于第一示例性实施例中的构成。在插值处理之后获得的图像数据是一位(0到1)数据，该数据的分辨率是装置分辨率的两倍。在降采样处理单元1703中，将图像数据转换为具有其一半分辨率的四位(0到15)数据。在该方法中，可以将总共四个像素(即，2×2个像素)采样成一个像素。更具体地说，在该方法中，计算了四个像素的合计值，并且将该合计值乘以15/4。

图18A到图18C以及图19A到图19F例示了降采样处理单元1703的输入和输出的具体示例。图18A示意性例示了当没有降采样处理单元1703时生成的台阶。图18B例示了当以两倍的分辨率执行改变时所生成的台阶，这导致获得了尺寸为图18A的台阶的尺寸一半的台阶。接着，执行降采样处理，以最终获得图18C所示的输出。以高分辨率表现的台阶导致了小于一个像素的台阶。

图19A到图19F示意性例示了在降采样处理之后图10A到图10D中所示的网屏图案如何改变。图19A例示了以装置原本具有的分辨率两倍的分辨率处理的输入图像。图19C例示了忽略网屏图案使移动轨迹经受插值处理的图像。图19E例示了如在第一示例性实施例中所述在降采样处理之前使移动轨迹上经受插值处理的图像。图19B、图19ID以及图19F分别例示了在降采样处理之后的图19A、图19C以及图19E的图像。

在图19C和图19D中，在降采样处理之后，网屏图案变得具有不同的点形状。与之对照，在图19F中，基于在图19E中所示的网屏的输入而获得的且随后经受降采样处理的网屏图案示出了没有网屏图案破坏的均匀性图案。如上所述，在可以通过PWM表现比每一个像素的一个位高的灰度的装置中，可以以比装置原本具有的分辨率高的分辨率来执行插值处理，从而可以将台阶插值得更小。因此，即使在图像形成单元具有较低分辨率(即，600dpi)的情况下，也可以实现能够获得均匀性网屏图案的插值处理。

在本示例性实施例中，针对使用相邻的合计值进行降采样，以分辨率是装置原本具有的分辨率的两倍为例进行了描述。然而，可以按照大于装置原本具有的分辨率四倍的分辨率来执行处理。此外，取代使用合计值进行降采样，可以通过利用例如对相邻像素施加单独权重的滤波器执行卷积处理来进行采样。而且，在本示例性实施例中，以在主扫描方向和副扫描方向两者上都具有高分辨率的图像为例进行了描述。然而，仅在生成台阶的方向上(即，在该情况下为副扫描方向上)具有高分辨率的图像可以产生同样的效果。

以上描述了在副扫描方向上对像素数据进行一个像素的偏移以抵消改变台阶。然而，自然也可以在主扫描方向上进行偏移。针对为几何校正处理而非改变起见通过插入或删除一个像素生成的图像数据的偏移，通过将移动轨迹与画面同步，可以实现像素数据的偏移，而不破坏网屏图案。

如上所述，本发明涉及这样一种图像处理装置，该图像处理装置包括捅值处理单元和改变处理单元，该插值处理单元被配置为对图像数据进行小于一个像素校正的小于一个像素的像素改变处理，该改变处理单元被配置为对图像数据进行一个像素校正的像素改变处理。插值处理单元执行用于根据与图像数据的周期同步的移动轨迹偏移像素的处理。因此，该图像处理装置可以实现与图像数据的周期同步的合适的图像校正，同时通过小于一个像素的改变抑制了图像中的台阶。

还可以由读出并执行记录在存储设备上的程序来执行上述实施例的功能的系统或装置的计算机(或诸如CPU或MPU等的设备)，来实现本发明的各方面；并且可以利用由通过例如读出并执行记录在存储设备上的程序来执行上述实施例的功能的系统或装置的计算机来执行各步骤的方法，来实现本发明的各方面。为此，例如经由网络或从充当存储设备的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)将程序提供给计算机。在这种情况下，将所述系统或装置以及存储所述程序的所述记录介质包括进来，以落在本发明的范围内。

虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明不局限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使所述范围涵盖所有的此类变型例以及等同结构和功能。

Claims (2)

1.一种图像处理装置，该图像处理装置包括：

半色调处理单元，其被配置为使用抖动矩阵对图像数据进行半色调处理；

校正单元，其被配置为通过根据与半色调处理后的图像数据的网屏周期同步的移动轨迹偏移所述半色调处理后的图像数据的像素，来对所述半色调处理后的图像数据执行小于一个像素的校正；以及

改变处理单元，其被配置为对所述半色调处理后的图像数据执行一个像素的校正。

2.一种图像处理方法，该图像处理方法包括以下步骤：

使用抖动矩阵对图像数据进行半色调处理；

通过根据与半色调处理后的图像数据的网屏周期同步的移动轨迹偏移所述半色调处理后的图像数据的像素，来对所述半色调处理后的图像数据执行小于一个像素的校正；以及

对所述半色调处理后的图像数据执行一个像素的校正。