CN102572200A - 使用分辨率高于输入图像的阈值矩阵的图像处理装置 - Google Patents

Abstract

在预先准备比输入图像的分辨率高的分辨率的高分辨率阈值矩阵(MH)的图像处理装置中，将高分辨率阈值矩阵(MH)分辨率变换为符合输入图像的分辨率的低分辨率阈值矩阵(ML)，并将这里新获得的阈值作为用于网屏处理的阈值而利用。具体地说，对构成高分辨率阈值矩阵(MH)的各个单元的阈值取加权平均，取得对应于输入图像的各个像素的新的阈值。然后，将输入图像的各个像素的像素值和新的阈值进行比较，生成多值的输出图像。由此，能够简化装置结构，抑制计算成本。

Description

使用分辨率高于输入图像的阈值矩阵的图像处理装置

技术领域

本发明涉及对输入图像进行网屏处理的图像处理装置。

背景技术

以往，在通过复印机或打印机等的图像形成装置输出半色调图像的情况下，进行使用了阈值矩阵的网屏(screen)处理(参照日本专利第3726470号公报)。在日本专利第3726470号公报中，公开了一种图像处理装置，其基于高分辨率的网点图案，对输入输出图像信号的分辨率计算输出像素值之后，获得符合输出分辨率的多值化信号。

参照图8，说明使用了以往的高分辨率的阈值矩阵的网屏处理的一例。这里，以输入图像和输出图像的分辨率在主扫描方向和副扫描方向中都为1200dpi(点/英寸)，阈值矩阵的分辨率在主扫描方向和副扫描方向中都为2400dpi的情况为例。

首先，对1200dpi的输入图像施加伽马校正处理，接着，将伽马校正处理之后的输入图像变换为与阈值矩阵相同的分辨率(2400dpi)。由于在从1200dpi到2400dpi的变换中，主扫描方向和副扫描方向的分辨率都成为2倍，所以从一个像素生成4个像素的数据。接着，对分辨率变换之后的各个像素，使用2400dpi的阈值矩阵进行网屏处理。然后，将通过网屏处理而输出的结果(2400dpi)变换为对应于输出设备的分辨率(1200dpi)的分辨率。

但是，为了在将输入图像变换为与阈值矩阵相同的分辨率之后进行网屏处理，需要对应于分辨率变换的像素数的网屏运算电路。例如，在将图像的分辨率从1200dpi变换为2400dpi的情况下，为了并行处理4个像素的数据，需要4个网屏运算电路。同样地，在将分辨率从600dpi变换为2400dpi的情况下，为了并行处理16个像素的数据，需要16个网屏运算电路。由此，在使用将输入图像变换为与高分辨率的阈值矩阵相同的分辨率的方法的情况下，图像处理装置的电路规模增大，花费计算成本，难以实用化。

发明内容

本发明是鉴于上述的以往技术中的问题而完成的，其课题在于，在使用比输入图像的分辨率高的分辨率的阈值矩阵的图像处理装置中，简化装置结构，并抑制计算成本。

为了解决上述课题，技术方案1记载的发明是一种图像处理装置，使用比输入图像的分辨率高的分辨率的阈值矩阵，包括：网屏处理部件，对输入的输入图像进行网屏处理；矩阵存储部件，存储比所述输入图像的分辨率高的分辨率的阈值矩阵；以及阈值取得部件，基于构成所述阈值矩阵的各个单元的阈值，取得对应于所述输入图像的各个像素的新的阈值，所述网屏处理部件将所述输入图像的各个像素的像素值与由所述阈值取得部件取得的对应于所述输入图像的各个像素的新的阈值进行比较，生成多值的输出图像。

技术方案2记载的发明在技术方案1的图像处理装置中，所述阈值矩阵的分辨率相对于所述输入图像的分辨率，在主扫描方向为P倍，在副扫描方向为Q倍，所述阈值取得部件对构成所述阈值矩阵的P×Q个的各个单元的阈值取加权平均，取得对应于所述输入图像的各个像素的新的阈值。

技术方案3记载的发明在技术方案2的图像处理装置中，还包括：加权系数存储部件，存储用于所述加权平均的加权系数的多个组合；以及选择部件，从所述加权系数的多个组合中，随机选择所述阈值取得部件使用的加权系数的组合。

技术方案4记载的发明在技术方案3的图像处理装置中，所述输出图像输出到图像形成装置，在所述加权系数存储部件中，对所述图像形成装置的每个输出颜色存储了加权系数的多个组合。

附图说明

通过以下所示的详细说明和附图，应该进一步完全理解本发明。但这些并不是用于限定本发明的。其中：

图1是表示图像处理的概略的图。

图2是图像处理装置的结构图。

图3是表示Y数据处理部的功能结构的方框图。

图4A是表示加权系数的组合的图。

图4B是表示加权系数的组合的图。

图4C是表示加权系数的组合的图。

图4D是表示加权系数的组合的图。

图5是表示低分辨率阈值矩阵的例子的图。

图6是表示高分辨率阈值矩阵的例子的图。

图7是表示由Y数据处理部进行的处理的流程图。

图8是表示使用了以往的高分辨率的阈值矩阵的网屏处理的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的图像处理装置的一实施方式。在本实施方式中，以输入图像的分辨率和图像形成装置的输出分辨率在主扫描方向和副扫描方向中都为1200dpi，阈值矩阵的分辨率在主扫描方向和副扫描方向中都为2400dpi的情况为例。

图1表示本实施方式的图像处理的概略。

首先，对1200dpi的输入图像施加伽马校正处理。接着，将在高分辨率的条件下设计的2400dpi的阈值矩阵(以下，称为高分辨率阈值矩阵)MH分辨率变换为符合输入图像的分辨率(1200dpi)的阈值矩阵(以下，称为低分辨率阈值矩阵)ML，将在这里新获得的阈值作为用于网屏处理的阈值而利用。接着，使用新获得的阈值，对伽马校正处理之后的输入图像(1200dpi)的各个像素进行网屏处理，生成输出图像(1200dpi)。

在本实施方式中，由于高分辨率阈值矩阵MH的分辨率相对于低分辨率阈值矩阵ML的分辨率，在主扫描方向为2倍，在副扫描方向为2倍，所以将低分辨率阈值矩阵ML的矩阵尺寸设为M像素×N像素、将高分辨率阈值矩阵MH的矩阵尺寸设为(2×M像素)×(2×N像素)。

图2表示本实施方式的图像处理装置10的结构。

图像处理装置10包括Y(黄)数据处理部20、M(品红)数据处理部30、C(青)数据处理部40以及K(黑)数据处理部50。图像处理装置10对对应于YMCK的各个颜色的输入图像Din_y、Din_m、Din_c、Din_k进行图像处理，对图像形成装置60输出输出图像Dout_y、Dout_m、Dout_c、Dout_k。

图像形成装置60基于从图像处理装置10输出的输出图像Dout_y、Dout_m、Dout_c、Dout_k的图像数据，由黄、品红、青、黑的输出色，在用纸上进行图像形成。例如，图像形成装置60是进行电子照相方式的图像形成的装置，由感光鼓、进行感光鼓的带电的带电部、基于从图像处理装置10输出的输出图像的图像数据对感光鼓表面进行曝光扫描的曝光部、使调色剂附着在感光鼓的显影部、将在感光鼓上形成的调色剂像转印到印刷用纸的转印部、以及使在印刷用纸上形成的调色剂像定影的定影部等构成。

图3表示Y数据处理部20的功能结构。

Y数据处理部20包括伽马校正部21、矩阵存储部22、加权系数存储部23、阈值取得部24、网屏处理部25。伽马校正部21、阈值取得部24、网屏处理部25中的处理既可以通过专用的硬件进行，也可以将各个处理程序化，通过基于该程序和CPU(中央处理单元)的协作的软件处理来实现。作为存储这样的程序的计算机可读取的介质，可应用ROM(只读存储器)、闪速存储器等的非易失性存储器、CD-ROM等的可移动记录介质。

伽马校正部21使用预先决定的一维的LUT(查找表)，对输入图像Din_y施加伽马校正处理，输出输入图像Din_y2。

矩阵存储部22由非易失性存储器等构成，存储比输入到网屏处理部25的输入图像Din_y2的分辨率(1200dpi)以及图像形成装置60的输出分辨率(1200dpi)高的分辨率(2400dpi)的高分辨率阈值矩阵MH。高分辨率阈值矩阵MH的分辨率相对于输入图像Din_y2的分辨率，在主扫描方向为2倍(P＝2)、在副扫描方向为2倍(Q＝2)。高分辨率阈值矩阵MH在矩阵存储部22中作为一维数组TH[2M×2N]保存。

加权系数存储部23由非易失性存储器等构成，存储用于有关黄的加权平均的加权系数的多个组合。图4A～图4D表示对于在主扫描方向(在图4A～图4D中横向)上2个像素、在副扫描方向(在图4A～图4D中纵向)上2个像素的4个像素的4组加权系数的组合。在图4A～图4D中，预先决定了例如W0＝5、W1＝3、W2＝3、W3＝5。

阈值取得部24基于构成在矩阵存储部22中存储的高分辨率阈值矩阵MH的各个单元的阈值，取得对应于输入图像Din_y2的各个像素的新的阈值。具体地说，阈值取得部24从矩阵存储部22中取得构成高分辨率阈值矩阵MH的2(主扫描方向)×2(副扫描方向)＝4个的各个单元的阈值。然后，阈值取得部24从在加权系数存储部23中存储的加权系数的多个组合中，随机选择阈值取得部24使用的加权系数的组合。阈值取得部24基于选择的加权系数的组合，对4个阈值取加权平均，并设为对应于输入图像Din_y2的各个像素的新的阈值。即，阈值取得部24作为阈值取得部件和选择部件起作用。

这里，进一步详细说明阈值取得部24中的阈值矩阵的分辨率变换处理。图5表示低分辨率阈值矩阵ML的例子，图6表示高分辨率阈值矩阵MH的例子。

阈值取得部24基于输入图像Din_y的关注像素的像素位置信息(i、j)，通过式(1)、(2)求出对应于该关注像素的低分辨率阈值矩阵ML(即，分辨率变换后的阈值矩阵)内的参照位置坐标(sai、saj)。另外，在式(1)、(2)中，a％b是在a除以b时的余数。

sai＝i％M……(1)

saj＝j％N……(2)

接着，阈值取得部24通过式(3)～(6)求出与低分辨率阈值矩阵ML的参照位置坐标(sai、saj)的参照地址e(参照图5)对应的高分辨率阈值矩阵MH的参照地址ea、eb、ec、ed(参照图6)。

ea＝2×sai+(2×saj)×(2×M)

  ＝2×sai+4×saj×M……(3)

eb＝ea+1……(4)

ec＝ea+2×M……(5)

ed＝ea+2×M+1……(6)

接着，阈值取得部24基于通过式(3)～(6)获得的高分辨率阈值矩阵MH的参照地址ea、eb、ec、ed，通过式(7)～(10)，从高分辨率阈值矩阵MH的一维数组TH[2M×2N]中取得4个阈值THa、THb、THc、THd。

THa＝TH[ea]……(7)

THb＝TH[eb]……(8)

THc＝TH[ec]……(9)

THd＝TH[ed]……(10)

接着，阈值取得部24取得2比特的随机数rnd，并基于取得的随机数rnd，从在加权系数存储部23中存储的加权系数的组合中，选择要使用的加权系数的组合。具体地说，阈值取得部24根据取得的随机数rnd(二进制数)为[00]、[01]、[10]、[11]中的哪一个，选择4个像素的加权系数Coefa、Coefb、Coefc、Coefd。

例如，在rnd＝00的情况下，阈值取得部24基于如图4A所示的加权系数的组合，选择Coefa＝W0、Coefb＝W1、Coefc＝W2、Coefd＝W3。在rnd＝01的情况下，阈值取得部24基于如图4B所示的加权系数的组合，选择Coefa＝W3、Coefb＝W0、Coefc＝W1、Coefd＝W2。在rnd＝10的情况下，阈值取得部24基于如图4C所示的加权系数的组合，选择Coefa＝W2、Coefb＝W3、Coefc＝W0、Coefd＝W1。在rnd＝11的情况下，阈值取得部24基于如图4D所示的加权系数的组合，选择Coefa＝W1、Coefb＝W2、Coefc＝W3、Coefd＝W0。

另外，关于随机数rnd的取得，既可以通过专用的硬件产生随机数，也可以利用产生随机数的软件。

接着，阈值取得部24通过式(11)、(12)，基于加权系数Coefa、Coefb、Coefc、Coefd，对4个阈值THa、THb、THc、THd进行加权平均，求出新的阈值TH。

TH＝(Coefa×THa+Coefb×THb+Coefc×THc+Coefd×THd)/weight_div……(11)

weight_div＝Coefa+Coefb+Coefc+Coefd……(12)

由此，取得用于网屏处理的新的阈值TH。

另外，在求出新的阈值TH时，也可以使用比特移位(bit shift)来代替通过式(11)进行除法(除以weight_div)。例如，在除以16(十进制数)的情况下，将由二进制数表示的值向右移位4比特即可。

网屏处理部25对输入到网屏处理部25的输入图像Din_y2进行网屏处理。具体地说，网屏处理部25对输入图像Din_y2的各个像素的像素值和与由阈值取得部24取得的输入图像Din_y2的各个像素对应的新的阈值TH进行比较，生成多值的输出图像。在本实施方式中，网屏处理部25根据输入图像Din_y2的各个像素的像素值是否为与该像素对应的新的阈值TH以上，将像素值进行二值化。

由于M数据处理部30、C数据处理部40、K数据处理部50的功能结构只有处理对象的颜色不同，其他与Y数据处理部20相同，所以省略图示和说明。

另外，对于Y数据处理部20、M数据处理部30、C数据处理部40、K数据处理部50的各自中使用的高分辨率阈值矩阵和多个加权系数的组合，也可以对YMCK的每个颜色不同，也可以相同。

例如，也可以对YMCK的每个颜色，分别设定如图4A～图4D所示的W0、W1、W2、W3的值。关于噪声不显著的黄，设为W0＝7、W1＝1、W2＝1、W3＝7，关于噪声显著的黑，设为W0＝4、W1＝4、W2＝4、W3＝4等，对每个输出颜色调整噪声感度。

图7是表示由Y数据处理部20进行的处理的流程图。

首先，通过伽马校正部21对输入图像Din_y的关注像素施加伽马校正处理，生成输入图像Din_y2(步骤S1)。

接着，通过阈值取得部24，根据上述式(1)、(2)，基于输入图像Din_y的关注像素的像素位置信息(i、j)，求出与关注像素对应的低分辨率阈值矩阵ML内的参照位置坐标(sai、saj)(参照图5)(步骤S2)。

接着，通过阈值取得部24，根据上述式(3)～(6)，求出与低分辨率阈值矩阵ML的参照位置坐标(sai、saj)的参照地址e(参照图5)对应的高分辨率阈值矩阵MH的参照地址ea、eb、ec、ed(参照图6)(步骤S3)。

接着，通过阈值取得部24，根据上述式(7)～(10)，基于高分辨率阈值矩阵MH的参照地址ea、eb、ec、ed，从在矩阵存储部22中存储的高分辨率阈值矩阵MH的一维数组TH[2M×2N]中取得4个阈值THa、THb、THc、THd(步骤S4)。

接着，通过阈值取得部24，取得随机数rnd(步骤S5)。然后，通过阈值取得部24，基于取得的随机数rnd，从在加权系数存储部23中存储的加权系数的组合中，选择要使用的加权系数的组合(步骤S6)。

接着，通过阈值取得部24，根据上述式(11)、(12)，基于在步骤S6中选择的加权系数的组合，对在步骤S4中取得的4个阈值THa、THb、THc、THd取加权平均，取得新的阈值TH(步骤S7)。

接着，通过网屏处理部25，基于新的阈值TH，关注像素的像素值进行二值化，生成输出图像(步骤S8)。具体地说，通过网屏处理部25，对在步骤S1中生成的输入图像Din_y2的关注像素的像素值和在步骤S7中取得的新的阈值TH进行比较，根据输入图像Din_y2的关注像素的像素值是否为与该关注像素对应的新的阈值TH以上，像素值进行二值化。

以上，通过Y数据处理部20进行的处理结束。

另外，通过M数据处理部30、C数据处理部40、K数据处理部50进行的处理，也只有处理对象的颜色不同，其他相同。

如以上说明，相对于以往与阈值矩阵的分辨率对应地对输入图像进行分辨率变换，需要与该分辨率变换对应的像素数的网屏运算电路，根据本实施方式，能够在使高分辨率阈值矩阵MH的分辨率与输入到网屏处理部25的输入图像Din_y2的分辨率一致之后，进行网屏处理。因此，在使用比输入图像的分辨率高的分辨率的阈值矩阵的图像处理装置10中，能够简化装置结构，抑制计算成本。

此外，网屏的设计上的自由度提高，能够容易提供高质量的网屏。

此外，由于在对构成高分辨率阈值矩阵MH的4个的各个单元的阈值THa、THb、THc、THd取加权平均时，随机选择加权系数的组合，所以能够抑制周期性的噪声的产生，且提高色阶性。

此外，通过对图像形成装置60的每个输出颜色(YMCK)准备用于加权平均的多个加权系数的组合的候选，从而能够取适合各个颜色的加权平均，能够对图像形成装置60的每个输出颜色进行噪声感度的调整。

另外，上述实施方式中的记载只是本发明的图像处理装置的例子，并不限定于此。在不脱离本发明的意旨的范围内，构成装置的各个部分的细节结构和细节动作可进行适当变更。

例如，在上述实施方式中，说明了预先准备的阈值矩阵的分辨率相对于输入图像的分辨率，在主扫描方向为2倍，在副扫描方向为2倍的情况，但预先准备的阈值矩阵的分辨率和输入图像的分辨率的比例并不限定于此。

此外，在上述实施方式中，说明了通过网屏处理部25输出的输出图像Dout_y为2值的情况，但通过网屏处理部25输出的输出图像Dout_y也可以是3值以上的多值。此时，对构成高分辨率阈值矩阵MH的各个单元预先决定第1阈值和第2阈值(＞第1阈值)。与上述实施方式相同地，阈值取得部24在高分辨率阈值矩阵MH的分辨率相对于输入图像Din_y2的分辨率，在主扫描方向为P倍，在副扫描方向为Q倍的情况下，对P×Q个第1阈值取加权平均而取得新的阈值TH1，对P×Q个第2阈值取加权平均而取得新的阈值TH2。然后，网屏处理部25在输入图像Din_y2的像素值小于阈值TH1的情况下，输出第1常数值，在输入图像Din_y2的像素值为阈值TH2以上的情况下，输出第2常数值，在输入图像Din_y2的像素值为阈值TH1以上且小于阈值TH2的情况下，输出对第1常数值和第2常数值进行线性插补的值即可。关于其他颜色也是相同的。

此外，除了将矩形的阈值矩阵并排状排列，对图像进行网屏处理的情况之外，在将矩形的阈值矩阵移位规定的移位量而配置在图像中进行网屏的情况下，也能够同样地将高分辨率的阈值矩阵变换为与输入图像相同的分辨率之后进行网屏处理。

根据发明的优选的实施方式的一个方面，提供一种图像处理装置，使用比输入图像的分辨率高的分辨率的阈值矩阵，包括：网屏处理部件，对输入的输入图像进行网屏处理；矩阵存储部件，存储比所述输入图像的分辨率高的分辨率的阈值矩阵；以及阈值取得部件，基于构成所述阈值矩阵的各个单元的阈值，取得对应于所述输入图像的各个像素的新的阈值，所述网屏处理部件将所述输入图像的各个像素的像素值与由所述阈值取得部件取得的对应于所述输入图像的各个像素的新的阈值进行比较，生成多值的输出图像。

在该图像处理装置中，在使用比输入图像的分辨率高的分辨率的阈值矩阵的图像处理装置中，能够简化装置结构，抑制计算成本。

优选地，在图像处理装置中，所述阈值矩阵的分辨率相对于所述输入图像的分辨率，在主扫描方向为P倍，在副扫描方向为Q倍，所述阈值取得部件对构成所述阈值矩阵的P×Q个的各个单元的阈值取加权平均，取得对应于所述输入图像的各个像素的新的阈值。

在该图像处理装置中，在使用比输入图像的分辨率高的分辨率的阈值矩阵的图像处理装置中，能够简化装置结构，抑制计算成本。

此外，优选地，在图像处理装置中，还包括：加权系数存储部件，存储用于所述加权平均的加权系数的多个组合；以及选择部件，从所述加权系数的多个组合中，随机选择所述阈值取得部件使用的加权系数的组合。

在该图像处理装置中，由于随机选择加权系数的组合，所以能够抑制周期性的噪声的产生，且提高色阶性。

此外，优选地，在图像处理装置中，所述输出图像输出到图像形成装置，在所述加权系数存储部件中，对所述图像形成装置的每个输出颜色存储了加权系数的多个组合。

在该图像处理装置中，能够对图像形成装置的每个输出颜色进行噪声感度的调整。

在2010年12月24日对日本特许厅提出的日本特愿2010-286853号的公开内容全部引用到本申请中。

Claims (4)

1.一种图像处理装置，使用比输入图像的分辨率高的分辨率的阈值矩阵，包括：

网屏处理部件，对输入的输入图像进行网屏处理；

矩阵存储部件，存储比所述输入图像的分辨率高的分辨率的阈值矩阵；以及

阈值取得部件，基于构成所述阈值矩阵的各个单元的阈值，取得对应于所述输入图像的各个像素的新的阈值，

所述网屏处理部件将所述输入图像的各个像素的像素值与由所述阈值取得部件取得的对应于所述输入图像的各个像素的新的阈值进行比较，生成多值的输出图像。

2.如权利要求1所述的图像处理装置，其中，

所述阈值矩阵的分辨率相对于所述输入图像的分辨率，在主扫描方向为P倍，在副扫描方向为Q倍，

所述阈值取得部件对构成所述阈值矩阵的P×Q个的各个单元的阈值取加权平均，取得对应于所述输入图像的各个像素的新的阈值。

3.如权利要求2所述的图像处理装置，还包括：

加权系数存储部件，存储用于所述加权平均的加权系数的多个组合；以及

选择部件，从所述加权系数的多个组合中，随机选择所述阈值取得部件使用的加权系数的组合。

4.如权利要求3所述的图像处理装置，其中，

所述输出图像输出到图像形成装置，

在所述加权系数存储部件中，对所述图像形成装置的每个输出颜色存储了加权系数的多个组合。

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