CN106201371B - 图像处理装置以及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种图像处理装置以及方法。利用滤波器，来处理图像数据，所述滤波器被构造为对在打印单元打印图像时发生的图像的劣化进行补偿。所述滤波器对图像的劣化的补偿程度，依赖于所述打印单元在打印介质上的打印方向。

Description

图像处理装置以及方法
技术领域
本发明涉及一种用于进行图像数据的打印处理的图像处理装置以及方法。
背景技术
在图像形成装置中，已知由于墨着落位置的偏移、墨浸润、光学模糊(光学点增益)等，而使输出图像的锐度下降。在这种情况下，获取输出图像的锐度下降的频率特性，并且进行具有逆特性的滤波处理(锐度恢复滤波器)，从而抵消输出图像的锐度下降。
依据图像形成装置的类型(喷墨打印法、电子照相打印法等)或型号、打印介质(纸张)的类型、输出条件、观察时的光源分布(角度/方向)等，锐度下降的频率特性发生改变。例如，在喷墨打印法的图像形成装置中，依据打印介质，由墨类型(染料或颜料)引起的墨浸润以及观察时的光学点增益发生改变。
日本特开2003-153865号公报描述了一种利用锐度恢复滤波器进行锐度恢复处理的技术，所述锐度恢复滤波器依据打印介质、墨类型、输入设备以及被摄体的部位而改变。作为恢复图像的锐度的技术，已知有PSF(点分布函数)。模糊图像可以被视为原始锐度图像中的PSF的卷积的结果。由于这一原因，可以通过掌握PSF，来进行基于去卷积的图像重构。在《数字图像处理工程学》(Digital Image Processing Engineering)(手冢庆一、北桥忠弘、小川秀夫著，第1版第1次印刷，株式会社日刊工业新闻社，1985年6月15日，第54-57页)(written by Keiichi Tezuka,Tadahiro Kitahashi,and Hideo Ogawa,1st impressionof 1st edition,Nikkan Kogyo Shimbun,June 15,1985,pp.54-57)中，维纳(Wiener)滤波器被描述作为该技术的示例。
可以通过PSF的傅立叶(Fourier)变换来获得的光学传递函数(OTF)是频率空间中的信息。该光学传递函数(OTF)可以由复数来表示。OTF的绝对值即振幅分量被称为MTF(调制传递函数)，并且相位分量被称为PTF(相位传递函数)。作为校正图像的模糊的方法，已知有一种利用摄像光学系统的光学传递函数(OTF)的信息进行校正的方法。该方法被称为图像恢复或图像重构。
图像形成装置的锐度劣化特性可能根据打印方向而各向异性地改变。例如，在串型(serial-type)喷墨打印装置中，由于附属物、时分(time-divisional)驱动等，与在副扫描方向上相比，在主扫描方向上锐度下降变大。由于这一原因，在进行不依赖于打印方向的各向同性的锐度恢复处理的方法中，不能设置最佳的恢复强度，从而导致图像劣化。例如，如果以比最佳强度低的强度进行锐度恢复处理，则锐度不能被充分地恢复，并且形成给人以模糊印象的图像。如果以比最佳强度高的强度进行锐度恢复处理，则图像的轮廓部分被过度地增强，从而导致所谓的环化(ringing)。
发明内容
本发明的一个方面是消除传统技术存在的上述问题。本发明提供一种根据打印方向来适当地补偿图像质量的劣化的图像处理装置以及方法。
本发明在其第一个方面中提供一种图像处理装置，该图像处理装置用来处理用于由打印单元进行打印的图像数据，所述打印单元被构造为从打印头排出墨滴，从而在作为所述打印头的扫描方向的打印方向上，基于图像数据在打印介质上打印图像，所述图像处理装置包括：获取单元，其被构造为获取图像数据；以及处理单元，其被构造为利用滤波器，来处理由所述获取单元获取到的图像数据，所述滤波器被构造为对在图像被打印时发生的图像的劣化进行补偿，其中，所述滤波器对图像的劣化的补偿程度依赖于所述打印方向，并且，在所述打印头的扫描方向上的、所述滤波器对图像的劣化的补偿程度，大于在与扫描方向交叉的方向上的、所述滤波器对图像的劣化的补偿程度。
本发明在其第二个方面中提供一种在图像处理装置中执行的方法，所述图像处理装置用来处理用于由打印单元进行打印的图像数据，所述打印单元被构造为从打印头排出墨滴，从而在作为所述打印头的扫描方向的打印方向上，基于图像数据在打印介质上打印图像，所述方法包括以下步骤：获取所述图像数据；以及利用滤波器，来处理所获取到的图像数据，所述滤波器被构造为对在图像被打印时发生的图像的劣化进行补偿，其中，所述滤波器对图像的劣化的补偿程度依赖于所述打印方向，并且，在所述打印头的扫描方向上的、所述滤波器对图像的劣化的补偿程度，大于在与扫描方向交叉的方向上的、所述滤波器对图像的劣化的补偿程度。
根据本发明，能够根据打印方向来适当地补偿图像质量的劣化。
通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明进一步的特征将变得清楚。
附图说明
图1是示出图像形成装置的结构的框图；
图2是示出图像形成处理的流程图；
图3A至图3C是用于说明恢复滤波器的图；
图4是示出打印单元的结构的透视图；
图5是用于说明图像形成单元中的打印系统的框图；
图6是用于说明由附属物导致的锐度下降的图；
图7是示出输出图像的主扫描方向和副扫描方向上的频率特性的图；
图8是示出由串型打印头形成的打印点的布置的图；
图9是示出锐度测量图的图；
图10是示出恢复滤波器创建处理的流程图；
图11是示出恢复处理之前与恢复处理之后的输出图像数据的频率特性之间的比较的图；
图12是示出线型(line-type)打印头的结构的透视图；
图13是示出将空间频率F或以上的区域中的恢复量调小的情况的图；并且
图14是用于说明输出条件已改变的情况下的频率特性的改变的图。
具体实施方式
现在，将在下文中参照附图详细描述本发明的优选实施例。应当理解，以下实施例并非旨在限定本发明的权利要求，并且，对于根据本发明的问题解决手段而言，根据以下实施例描述的各个方面的组合并非全部是必需的。请注意，相同的附图标记表示相同的构成要素，并且，将省略重复的描述。
[第一实施例]
图1是示出图像形成装置100的结构的框图。图1的下半部分示出了图像形成装置100的硬件结构的框图，并且图1的上半部分示出了图像形成装置100的软件结构的框图。在本实施例中，图像形成装置100是如下的打印装置，该打印装置在诸如打印纸等的打印介质上打印图像等。然而，图像形成装置100也可以是所谓的多功能外围设备，该多功能外围设备集成了诸如打印功能、扫描功能及传真功能等的多个功能。
如图1所示，图像形成装置100包括CPU 109、ROM 110、RAM 111、硬盘(HD)112及网络接口单元113。图像形成装置100还包括显示单元114、输入单元115、图像处理单元116及打印单元117。
CPU 109对图像形成装置100进行总体控制，并且执行各可执行功能。ROM 110是通用的ROM，并且存储例如使图像形成装置100运行所需的控制程序、各种数据等。RAM 111是通用的RAM，并且充当例如CPU 109的工作存储器。当例如CPU 109将存储在ROM 110中的程序加载至RAM 111，并执行该程序时，下述各实施例的操作得以实现。硬盘(HD)112是通用的硬盘，并且存储用于根据图像形成装置100的特性来校正图像数据的数据、表格等。
网络接口单元113使得能够经由诸如LAN等的网络来与外部装置通信。网络可以是有线网络或无线网络。对于无线网络而言，网络接口单元113包括与各无线通信距离相对应的接口结构。例如，网络接口单元113可以包括与约5cm的通信距离的近场通信相对应的结构。
显示单元114是例如显示器，并且显示图像形成装置100的设备状态、作业进度信息、图像形成装置100可执行的各功能的设置画面，等等。输入单元115包括例如硬件键，并且接受用户操作。在显示单元114上显示的触摸屏可以接受用户操作。
图像处理单元116对处理对象的图像数据执行各种图像处理。例如，图像处理单元116把图像数据，转换为与墨滴的排出/不排出相对应的二值数据。除了二值化处理之外，图像处理单元116还执行诸如颜色空间转换、HV转换、伽马校正和图像旋转/缩小/放大等的处理。图像处理单元116例如由诸如FPGA等的芯片构成。图像处理单元116可以由与各处理相对应的多个芯片构成。
打印单元117包括所谓的打印机引擎的机构。例如，在图像形成装置100利用喷墨打印法进行打印的情况下，打印单元117包括打印头、承载件驱动机构、进行墨排出控制的控制器，等等。
上述的各单元由系统总线118连接，以能够相互通信。在图像形成装置100是多功能外围设备的情况下，图像形成装置100可以进一步包括与各功能相对应的块。例如，可以把包括扫描器引擎的结构的扫描器单元，连接到系统总线118。
在图像形成装置100中，CPU 109通过例如执行程序，来实现数据i/o单元101、参数选择单元102及恢复处理参数保持单元103的各功能块。CPU 109还通过例如执行程序，来实现数据存储器单元104、用户界面(UI)单元105、图像形成单元106、特定信息获取单元107及图像恢复处理单元108的各功能块。CPU 109可以根据图像形成装置100的可执行功能，来实现其他功能块(图1中未示出)。
数据i/o单元101进行控制，以经由网络接口单元113而与外部装置之间发送/接收数据。这里，外部装置是例如将作业、数据等发送到图像形成装置100的主计算机。参数选择单元102获取如下的恢复滤波器，该恢复滤波器由在ROM 110、HD 112等的存储区域上实现的恢复处理参数保持单元103来保持，并用来补偿输出图像的锐度的降低。恢复处理参数保持单元103在ROM 110、HD 112等的存储区域上被实现，并且保持恢复滤波器。稍后，将描述恢复滤波器。
数据存储器单元104在ROM 110、HD 112等的存储区域上被实现，并且存储图像形成装置100的处理对象的图像数据。UI单元105经由针对输入单元115的如下用户操作，来接受使图像形成单元106形成图像所需的输出条件，所述用户操作对应于在显示单元114上显示的设置画面上的设置项目。这里，输出条件是打印单元117的打印条件，并且包括例如打印遍数、承载件速度、打印方向(双向打印或单向打印)、半色调图案、打印头与打印介质之间的距离、透明墨的使用的有无、颜色设置，以及打印介质的类型。
图像形成单元106是被构造为通过打印单元117进行图像形成的图像处理块，并且在例如由诸如FPGA等的芯片构成的图像处理单元116上被实现。图像处理包括例如如下的处理，即将处理对象的图像数据转换为如下的二值数据，该二值数据用来控制从打印单元117的打印头的墨排出/不排出，正如针对图像处理单元116所描述的。除了二值化处理之外，图像形成单元106还执行诸如颜色空间转换、HV转换、伽马校正和缩小/放大等的处理。
特定信息获取单元107从UI单元105，来获取图像形成单元106的输出条件。图像恢复处理单元108对处理对象的图像数据，执行基于恢复滤波器的滤波处理。可以在与图像形成单元106类似的图像处理单元116上，来实现图1中所示的参数选择单元102、特定信息获取单元107及图像恢复处理单元108。
图1示出了在作为构成图像形成装置100的单个装置的上半部分和下半部分中所示的各块的示例。然而，这些块也可以被实现为多个装置。例如，可以在控制打印单元117的打印操作的图像处理装置(例如，主计算机)中，构造除图像形成单元106及打印单元117以外的块。可以构造包括图像形成单元106及打印单元117的结构，作为图像形成装置100，并且，可以通过这些结构来实现各实施例。
图2是示出图像形成装置100的图像形成处理的流程图。当例如CPU109将存储在ROM 110中的程序加载至RAM 111，并执行该程序时，图2中所示的处理得以实现。
在步骤S201中，图像恢复处理单元108经由数据i/o单元101来获取处理对象的图像数据，或者获取由在图像形成装置100上执行的应用而创建的图像数据，并将所获取到的图像数据存储在数据存储器单元104中。在下文中，处理对象的图像数据将被称为输入图像数据i。
在步骤S202中，输入单元115经由打印设置画面，来接受用户操作。特定信息获取单元107经由UI单元105，来获取图像形成单元106的输出条件Oi，作为特定信息。这里，输出条件Oi包括例如打印遍数、承载件速度、打印方向(双向打印或单向打印)、半色调(HT)图案、打印头与打印介质之间的距离、透明墨的使用的有无、颜色设置，以及打印介质的类型，如上所述。输出条件Oi还包括直接反映用户的设置的条件，以及基于用户的设置而新设定的条件。
在步骤S203中，参数选择单元102访问恢复处理参数保持单元103，并获取与在步骤S202中获取到的输出条件Oi相对应的恢复滤波器Ri。
在步骤S204中，图像恢复处理单元108对输入图像数据i，执行基于恢复滤波器Ri的滤波处理。图像恢复处理单元108生成恢复处理后的图像数据i'。图像恢复处理单元108把生成的恢复处理后的图像数据i'，存储在数据存储器单元104中。
在步骤S205中，基于输出条件Oi，图像形成单元106从数据存储器单元104中，读出恢复处理后的图像数据i'，并使图5中所示的颜色校正单元502进行颜色校正。之后，进行稍后参照图5所述的各块的处理，并且基于恢复处理后的图像数据i'，在打印介质上形成图像。在步骤S205的处理之后，图2中所示的处理结束。
针对图像的亮度值或明度(brightness)(明亮度)，来执行步骤S204的滤波处理，结果，基于原始图像数据的输出图像的色彩(tint)的改变得到抑制。然而，也可以针对其他参数，例如RGB或CMYK，来执行步骤S204的滤波处理。
图3A至图3C是用于说明恢复滤波器的图。图3A示出了输入图像数据i的预定区域(例如，5×5像素的区域)中的像素值。图3B示出了恢复滤波器Ri。图3C示出了通过针对图3A中所示的中央的像素值执行步骤S204的恢复处理而获得的结果(像素值)。
这里，将描述恢复处理的概要。
设g(x,y)为劣化图像，f(x,y)为原始图像，并且h(x,y)为用来获取g(x,y)的摄像系统的点分布函数(PSF)。此时，
g(x,y)＝h(x,y)*f(x,y)...(1)
成立，其中，*表示卷积(卷积积分或积和)，并且(x,y)是实空间中的图像的坐标。
当式(1)经历傅立叶变换、而成为频率空间中的显示形式时，我们获得
G(u,v)＝H(u,v)·F(u,v)...(2)
其中，H(u,v)是通过对点分布函数(PSF)h(x,y)进行傅立叶变换而获得的光学传递函数(OTF)。G(u,v)和F(u,v)分别是通过对g(x,y)和f(x,y)进行傅立叶变换而获得的。(u,v)表示二维频率空间中的频率(坐标)。
为了由劣化图像来获得原始图像，将式(2)的两边同除以H(u,v)。
G(u,v)/H(u,v)＝F(u,v)...(3)
F(u,v)即G(u,v)/H(u,v)通过傅立叶逆变换而返回到实空间，从而获得作为恢复的图像的原始图像f(x,y)。
当对式(3)的两边进行了傅立叶逆变换时，式(3)被表示为
g(x,y)*R(x,y)＝f(x,y)...(4)
其中，R(x,y)是通过对1/H(u,v)进行傅立叶逆变换而获得的结果。R(x,y)是恢复滤波器。由于该图像恢复滤波器基于光学传递函数(OTF)，因此，振幅分量和相位分量的劣化能够被校正。
通常，恢复滤波器或OTF的数据量是巨大的。例如，对于一个像素而言，需要300像素或更多像素的信息。根据简单的计算，需要比图像的像素数大数百倍的数据量。为了削减数据量，可以将OTF替换为如下的系数数据，该系数数据是通过如下方式获得的，即将OTF转换为离散OTF，或进一步通过特定的近似式对该离散OTF进行近似。当该系数数据被静态保持时，与OTF或恢复滤波器被直接保持的情况相比，数据能够被削减。
恢复滤波器是要应用于对象像素及其周围的像素的滤波器，与诸如传统的锐度滤波器或中值滤波器等一般的滤波处理类似。由于这一原因，能够像正常的滤波器应用处理一样来进行处理。
根据本实施例的恢复滤波器Ri在图像的竖直方向上和水平方向上也是各向异性的，如图3B所示。
利用上述的式(1)来求出恢复滤波器。然而，在频率空间中，可以利用式(2)来求出恢复滤波器。在这种情况下，能够进一步缩短计算时间。在图3B中，由具有5×5像素的尺寸的正方形滤波器，来表示恢复滤波器Ri，并且，相应区域的图像的竖直(对应于后述的副扫描方向)尺寸等于水平(对应于后述的主扫描方向)尺寸。
图4是示出打印单元117的结构的透视图。由使用给送电机作为驱动源的自动给送器(未示出)，将打印介质P给送到辊隙部，该辊隙部由布置在输送路径上的输送辊401和由输送辊401驱动的压紧辊402构成。之后，由成对的输送辊401和压紧辊402，以及成对的排出辊405和压紧辊406，在图4中所示的与主扫描方向交叉的副扫描方向(输送方向)上，间歇性地输送打印介质P。沿面对打印头404的墨滴排出面的输送路径，配设了稿台403。由该成对的排出辊405和压紧辊406，在副扫描方向上输送由稿台403上的打印单元打印的打印介质P，并且打印介质P被排出到排出托盘(未示出)。
打印头404被可拆卸地安装在承载件408上。通过承载件电机的驱动力，能够沿两个导轨409及410，在主扫描方向上往复移动承载件408。在移动的过程中，打印头404基于打印数据，将墨滴排出到打印介质上，从而进行打印。交替地重复打印头404的打印扫描和记录介质输送操作，在打印介质P上逐步地形成图像。
尽管在图4中未例示，但是请注意，在承载件408的底表面上，构造了读取在打印介质P上打印的图像的光学传感器。光学传感器包括例如LED光源，以及检测来自打印介质的反射光的光电二极管。在通过上述操作而在打印介质P上打印图像之后，CPU 109在相反的方向上旋转输送辊401和排出辊405，从而在与打印时相反的方向上，使打印介质P返回到稿台403。然后，CPU 109在主扫描方向上移动承载件408，从而使光学传感器获取记录介质P上的明度(亮度)。
图5是用于说明图像形成单元106中的打印系统的框图。这里，外部主计算机包括应用501。
在图像形成单元106中，颜色校正单元502对从应用501输入的图像数据，进行根据要输出的图像特性的颜色校正。颜色转换单元503把经过颜色校正的图像数据的RGB信号，转换为与要由图像形成单元106使用的墨颜色相对应的信号(打印数据)。在本实施例中，图像数据被转换为与例如总计8种墨颜色相对应的信号，所述8种墨颜色即青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)、黑色(Bk)、浅青色(LC)、浅品红色(LM)、灰色(Gy)及浅灰色(LGy)。半色调单元504对输入的每种墨颜色的多值信号，进行诸如误差扩散等的伪半色调处理，从而把该多值信号，转换为使图像形成单元106实现打印操作所需的色调的信号，即每位二值的信号。
打印模式控制单元505根据经由应用501的用户界面画面而接受的打印介质及打印质量的指定内容，来设置要由颜色校正单元502、颜色转换单元503及半色调单元504使用的参数。打印模式控制单元505还把打印模式信息作为控制命令，传送到颜色校正单元502、颜色转换单元503及半色调单元504。打印模式信息是例如关于打印遍数或与打印遍数相对应的掩模图案的信息。
打印缓冲器506接收打印模式信息，以及经过半色调处理的二值打印数据，并把接收到的打印模式信息和二值打印数据，传送到掩模控制单元507，使得一次扫描的打印数据对应于打印头404的各打印元件。
基于经由打印缓冲器506而从应用501传送的打印模式信息，掩模控制单元507从为多遍打印准备的多个掩模(灰度掩模)图案中，选择合适的掩模图案。然后，掩模控制单元507利用选择的掩模图案，对输入的二值打印数据进行掩模处理。通过掩模处理进行了稀疏化的二值打印数据被传送到打印头驱动程序508，并被转换为电信号，以驱动用于墨排出的能量发生元件，诸如在打印头404的各打印元件(喷嘴)中包括的加热器。
由打印头驱动程序508生成的电信号在预定的定时，被传送到打印头404的各打印元件。由此，各打印元件根据电信号来排出墨滴。在本实施例中，在对打印介质上的单位打印区域进行多次扫描的多遍打印方法中，打印头404基于在每次扫描时通过掩模处理而进行了稀疏化的打印数据，来排出墨滴。
图6是用于说明由从喷嘴排出的附属物导致的锐度下降的图。当从打印头404排出一个液滴(墨滴)时，继主滴601之后，可能排出少量的副滴。一般而言，这类副滴在主滴之后到达打印介质表面，因为这些副滴到打印介质的排出速度慢于主滴。因此，各副滴着落于如下的位置，该位置在主扫描方向上，从主滴偏移与承载件408的扫描速度相对应的量，并且各副滴形成称为附属物的小直径打印点602。主扫描方向上的着落位置由于这类附属物而不重合，并且，依据主扫描方向，发生锐度下降。
图7是示出输出图像的主扫描方向和副扫描方向上的频率响应值fi1及fi2的示例的图。如图7所示，主扫描方向上的高频分量的降低率大于副扫描方向上的高频分量的降低率，并且在主扫描方向上，锐度下降的程度是大的。在本实施例中，使用与因方向而异的频率响应值fi1及fi2相对应的恢复滤波器，从而改变恢复量。亦即，可以利用如下的恢复滤波器，来适当地进行恢复处理，所述恢复滤波器使恢复量在主扫描方向上较大，因为在主扫描方向上，由附属物导致的锐度下降比在副扫描方向上大。请注意，稍后将描述获取与输出条件Oi相对应的频率响应值fi的方法。
接下来，将描述由打印元件的时分驱动导致的锐度下降。
图8是示出由串型打印头在打印介质P上形成的打印点的布置的图。在图8中，与由箭头B表示的副扫描方向平行地，排列了打印头404的排出口阵列。打印头404在由箭头A表示的主扫描方向上，从左向右地在打印介质P上移动，从而进行打印。打印介质P在箭头B的方向上被输送。图8中的上侧是副扫描方向上的上游侧，并且下侧是副扫描方向上的下游侧。
在图8中，把与打印头404的128个排出口801相对应的打印元件，划分为各自包括16个打印元件的从组0到组7的8个组。向各组中的各打印元件分配不同的块，并且以块为单位来顺序地驱动打印元件。这里，打印元件被划分为组0至7，所述的组0至7从副扫描方向上的上游侧的打印元件起，各自顺序地包括16个打印元件。在各组中，从副扫描方向上的上游侧的打印元件起，顺序地分配了块0至15。以块0→1→2→3→4→5→6→7→8→9→10→11→12→13→14→15的驱动顺序，来驱动打印元件，由此进行一个周期(一列)的驱动。
在相同列(一个像素的宽度)的区域中，形成通过块0至15的打印元件的一个周期的驱动而形成的打印点。图8示出了当打印元件以块0至15的顺序被驱动、并且第1至3列的3列图像数据被分配给打印元件时在打印介质上形成的打印点的布置。在预定的区域(相同列)中，布置了通过各组的打印元件的一个周期的驱动而形成的打印点。
如图8所示，当打印元件被时分驱动时，主扫描方向上的着落位置发生偏移，由此依据主扫描方向而导致锐度下降。在这种情况下，主扫描方向和副扫描方向上的输出频率响应值fi1及fi2具有如图7所示的特征，如同在图6中所示的附属物的情况下一样。
[输出图像的频率特性的获取]
接下来，将描述根据本实施例的输出图像的频率特性的获取。请注意，稍后将描述恢复滤波器生成方法。
首先，图像形成单元106根据输出条件Oi，来输出锐度测量图(测试图像)(测试打印)。图9是示出锐度测量图的示例的图。如图9所示，锐度测量图包括图像表，该图像表包括不同频率的多个正弦波图案及均匀图案。
图9的上部示出了在主扫描方向上改变明度的测量图像。图9的中部示出了在副扫描方向上改变明度的测量图像。图9的下部示出了均匀的白色和黑色的测量图像。在例如硬盘112等上的数据存储器单元104中，来存储图9中所示的锐度测量图。
接下来，图像形成单元106基于输出的锐度测量图，来获取与输出条件Oi相对应的频率响应值fi(u)，其中，u是正弦波的频率。如参照图4所描述的，基于例如由在承载件408上构造的光学传感器获得的读取结果，来获取频率响应值fi(u)。作为另一选择，可以由图1中未例示的读取单元(扫描器)，来获取频率响应值fi(u)。可以利用诸如照相机、显微镜或测微密度计等的其他设备，来获取频率响应值fi(u)。
作为频率响应值fi，例如使用通过下式求出的MTF(u)：
fi(u)＝MTF(u)＝C(u)/C'...(5)
其中，C(u)＝(Max(u)-Min(u))/(Max(u)+Min(u))，并且C'＝(白-黑)/(白+黑)。在式(5)中，Max(u)和Min(u)是正弦波图表的最大反射率和最小反射率，这两个反射率依据频率u而改变。此外，在式(5)中，白(White)和黑(Black)是图9下部的各个均匀图案的反射率。
可以利用其他等式取代式(5)，来求出MTF(u)。例如，可以通过下式来求出MTF(u)：
fi(u)＝MTF(u)＝(Max(u)–Min(u))/(白–黑)...(6)
根据式(5)，在输出图像的平均明度根据正弦波的频率u而改变的情况下，与亮部相比，响应值在暗部过大。因此，在输出图像的平均明度改变的情况下，可以使用式(6)取代式(5)。请注意，在式(5)及(6)中，Max(u)和Min(u)以及白和黑被描述作为反射率。然而，例如，可以使用亮度或浓度，或者设备的RGB值。
可以使用矩形波图案作为锐度测量图，来取代正弦波图案，由此获取频率响应值fi(u)。在这种情况下，可以使用通过将式(5)应用于矩形波图案而计算的CTF值，作为频率响应值fi(u)。作为另一选择，CTF值可以利用公知的Coltman公式被转换为MTF值，并被用作频率响应值fi(u)。作为频率响应值fi(u)，可以使用针对频率图案的锐度的主观评价值。
[恢复滤波器生成]
在本实施例中，生成各向异性的恢复滤波器，并且根据方向来改变恢复量。
图10是示出恢复滤波器创建处理的流程图。当例如CPU 109将存储在ROM 110中的程序加载至RAM 111，并执行该程序时，图10中所示的处理得以实现。在图9中所示的锐度测量图的频率响应值fi(u)的获取之后，由例如参数选择单元102来执行图10中所示的处理。
在步骤S1001中，参数选择单元102获取滤波器编号x，以识别创建的恢复滤波器。例如，当根据输出条件Oi输出图9中所示的锐度测量图时，使滤波器编号x，与根据输出条件Oi输出的锐度测量图相关联。
在步骤S1002中，参数选择单元102获取与滤波器编号x相关联的输出条件Oi的频率响应值fx(u,0)及fx(u,π/2)，其中，u是空间频率。此外，fx(u,0)表示主扫描方向上的频率响应值，并且fx(u,π/2)表示副扫描方向上的频率响应值。
在步骤S1003中，基于两个不同方向上的频率响应值fx(u,0)及fx(u,π/2)，参数选择单元102通过线性插值，来求出这两者之间的角度的频率响应值fi(u,θ)(θ：角度)。这里，可以使用其他插值方法。可以由三个或更多方向上的频率响应值，来求出频率响应值。
在步骤S1004中，参数选择单元102通过下式，来获取恢复滤波器的频率响应值Rx：
Rx(u,θ)＝1/fx(u,θ)...(7)
在步骤S1005中，参数选择单元102对恢复滤波器的频率响应值Rx进行傅立叶逆变换，以获得恢复滤波器rx。参数选择单元102把获取的恢复滤波器rx，存储在恢复处理参数保持单元103中。
在本实施例中，可以在频率空间上进行图2中所示的步骤S204的恢复处理。在这种情况下，把在步骤S1004中获取的恢复滤波器的频率响应值Rx，保持作为恢复滤波器rx。请注意，当进行步骤S204的恢复处理时，使得输出时的与主扫描方向相对应的图像的方向，与滤波器的方向(θ＝0的方向)匹配。
如上所述，把在步骤S1005中获取的恢复滤波器rx、滤波器编号x以及输出条件Oi，彼此相关联地存储在ROM 110等的存储区域中。结果，当利用相同的输出条件进行打印时，可以省略上述的测试打印处理。
图11是示出频率响应值fi1及fi2以及频率响应值fi1'及fi2'的示例的图，所述的频率响应值fi1及fi2是根据本实施例的恢复滤波器的恢复处理之前的输出图像数据的主扫描方向和副扫描方向上的频率响应值，所述的频率响应值fi1'及fi2'是所述恢复处理之后的输出图像数据的主扫描方向和副扫描方向上的频率响应值。
如图11所示，在恢复处理之前，在主扫描方向和副扫描方向各自的高频区域中，观察到锐度下降。该倾向与图7中相同。因为上述的墨滴的附属物以及喷嘴的时分驱动，锐度下降的程度在主扫描方向上较大。如图11所示，在恢复处理之后，在主扫描方向和副扫描方向上，均能够在全部频率区域中获得预定的频率响应值。在本实施例中，在主扫描方向和副扫描方向上，均能够通过恢复滤波器rx来恢复锐度。
在本实施例中，描述了具有串型打印头的喷墨打印装置。然而，也可以使用具有所谓的线型打印头的喷墨打印装置，在所述线型打印头中，喷嘴被排列在打印介质P的打印宽度方向上。在这种情况下，通过固定的线型打印头，对在与打印宽度方向交叉的方向上输送的打印介质P进行打印。在这种形式中，同样能够利用如下的恢复滤波器，来适当地进行图像恢复处理，所述恢复滤波器使得恢复量在锐度下降大的方向上，比在与该方向交叉的方向上更大。
图12是示出线型打印头的结构的透视图。由使用给送电机作为驱动源的给送器(未示出)，将打印介质P给送到输送路径上。沿该输送路径，配设了输送辊1201和由输送辊1201驱动的压紧辊1202。此外，在输送路径的下游侧，配设了排出辊1205和由排出辊1205驱动的杆(spur)1206。通过成对的输送辊和成对的排出辊，在图12中的输送方向上输送被给送的打印介质P。打印头和打印介质由此彼此相对地移动。在所述两个辊对之间，在面对打印头1204的具有排出口的表面(排出面)的打印位置，配设了稿台1203。由成对的排出辊1205和杆1206在输送方向上，输送通过从稿台1203上的打印单元的打印头排出墨而打印的打印介质P，并且打印介质P被排出到排出托盘(未示出)。图12中的打印介质P的输送方向对应于图4中的主扫描方向。尽管未例示，但是请注意，在打印头1204上配设了光学传感器，该光学传感器在输送方向上跨越整个打印宽度。CPU 109能够获取打印介质P上的明度(亮度)。
在本实施例中，在主扫描方向和副扫描方向上，进行高频区域中的锐度的恢复处理，如图11所示。然而，在高频区域中进行的恢复处理生成噪声或降低亮度，这一点是公知的。为了避免这种情况，例如，在与4周期/mm相对应的空间频率或以上的区域中，可以将恢复量调小，或者可以禁止恢复，在所述空间频率下，在视觉特性上的灵敏度是低的。
图13是示出使与4周期/mm相对应的空间频率F或以上的区域中的恢复量比图11中小的情况的图。如图13所示，在空间频率F或以上的区域中，在主扫描方向和副扫描方向上观察到锐度下降。然而，这对视觉特性的影响是小的。因此，在图13的情况下，在空间频率F或以上的区域中，恢复精度不需要是严密的，并且处理负荷能够被降低。
如上所述，在喷墨打印装置的输出图像中，由于附属物的影响，锐度依据方向而改变。因此，当图4的结构中的承载件速度或者图12的结构中的打印介质P的输送速度改变时，主滴(形成浓度的液滴)与附属物(主滴以外的液滴)的相对位置发生偏移。这是因为，主滴的排出速度与附属物的排出速度不同。速度越高，则偏移量越大。亦即，高频区域中的锐度下降的程度变大。结果，输出图像数据的主扫描方向上的频率特性例如由图14中的fa1改变为fb1。请注意，在图14中，副扫描方向上的频率特性由fa2及fb2来表示。
此外，依据打印介质的厚度或者打印头的高度，亦即打印头与打印介质的表面之间的距离，锐度也发生改变。打印头与打印介质的表面之间的距离越远，则着落位置偏移越大。亦即，高频区域中的锐度下降的程度变大。结果，输出图像数据的主扫描方向上的频率特性例如从图14中的fa1改变为fb1，如同在附属物的情况下一样。
如上所述，输出图像数据的频率特性依据图像形成装置100的输出条件Oi而改变。即使在这种情况下，在本实施例中，也能够准备如下的恢复滤波器，该恢复滤波器对应于作为输出条件Oi的承载件速度，或者打印头与打印介质的表面之间的距离。结果，能够进行适合于输出条件的锐度恢复处理。
<其他实施例>
另外，可以通过读出并执行记录在存储介质(也可更完整地称为“非临时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或更多程序)以执行上述实施例中的一个或更多的功能、并且/或者包括用于执行上述实施例中的一个或更多的功能的一个或更多电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，来实现本发明的实施例，并且，可以利用通过由所述系统或装置的所述计算机例如读出并执行来自所述存储介质的所述计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多的功能、并且/或者控制所述一个或更多电路执行上述实施例中的一个或更多的功能的方法，来实现本发明的实施例。所述计算机可以包括一个或更多处理器(例如，中央处理单元(CPU)，微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行所述计算机可执行指令。所述计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质被提供给计算机。所述存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)TM)、闪存设备以及存储卡等中的一者或更多。
本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
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，本发明并不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应当被赋予最宽的解释，以涵盖所有这类修改以及等同的结构和功能。

Claims (17)

1.一种图像处理装置，其用来处理用于由打印单元进行打印的图像数据，所述打印单元被构造为从打印头的布置在预定方向上的多个喷嘴排出墨滴，从而在打印头和打印介质在与预定方向交叉的扫描方向上相对移动作为扫描操作的情况下，基于图像数据在打印介质上打印图像，所述图像处理装置包括：
获取单元，其被构造为获取图像数据；
滤波器获取单元，其被构造为获取被构造为通过改变频率特性而改善图像的锐度的滤波器，其中图像包括由打印头的扫描操作引起的、从多个喷嘴排出墨滴的着落位置偏移；以及
处理单元，其被构造为利用由滤波器获取单元获取的所述滤波器，来处理由所述获取单元获取到的图像数据，
其中，在处理单元的处理过程中，通过在打印头的扫描方向上改变频率特性而进行改善的图像的锐度的程度，大于通过在预定方向上改变频率特性而进行改善的图像的锐度的程度。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，所述图像处理装置还包括：
测试打印单元，其被构造为控制所述打印单元，以针对包括所述扫描方向的、所述打印介质上的多个方向中的各方向，来打印不同空间频率的多个测试图像；以及
其中，滤波器获取单元基于由所述测试打印单元所打印的测试图像，来获取所述滤波器。
3.根据权利要求2所述的图像处理装置，所述图像处理装置还包括控制单元，所述控制单元被构造为控制读取单元，所述读取单元被构造为读取由所述测试打印单元打印的所述测试图像，
其中，所述滤波器获取单元基于所述读取单元的读取结果，来获取所述滤波器。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，在所述打印头的扫描方向与所述打印介质的输送方向交叉的情况下，在所述打印头的扫描方向与所述打印介质的输送方向之间，所述滤波器的改善程度发生改变。
5.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，在所述打印头的扫描方向上的改善程度，大于在所述打印介质的打印宽度方向上的改善程度。
6.根据权利要求1所述的图像处理装置，所述图像处理装置还包括：
第二获取单元，其被构造为获取所述打印单元的打印条件；以及
存储单元，其被构造为把所述滤波器和由所述第二获取单元获取到的所述打印条件，彼此相关联地进行存储。
7.根据权利要求6所述的图像处理装置，其中，所述打印条件包括所述打印头与所述打印介质之间的距离以及安装有所述打印头的承载件的速度中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述处理单元针对由所述获取单元获取的所述图像数据的明度，通过所述滤波器来执行处理。
9.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述滤波器包括被构造为对在比基于视觉特性预先确定的空间频率低的频率区域中的、所述图像的锐度进行改善的滤波器。
10.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述图像处理装置包括所述打印单元。
11.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述滤波器在扫描方向上的尺寸等于在预定方向上的尺寸。
12.一种在图像处理装置中执行的方法，所述图像处理装置用来处理用于由打印单元进行打印的图像数据，所述打印单元被构造为从打印头的布置在预定方向上的多个喷嘴排出墨滴，从而在打印头和打印介质在与预定方向交叉的扫描方向上相对移动作为扫描操作的情况下，基于图像数据在打印介质上打印图像，所述方法包括以下步骤：
获取所述图像数据；
获取被构造为通过改变频率特性而改善图像的锐度的滤波器，其中图像包括由打印头的扫描操作引起的、从多个喷嘴排出墨滴的着落位置偏移；以及
利用所述滤波器，来处理所获取到的图像数据，
其中，在处理过程中，通过在打印头的扫描方向上改变频率特性而进行改善的图像的锐度的程度，大于通过在预定方向上改变频率特性而进行改善的图像的锐度的程度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述打印头的扫描方向与所述打印介质的输送方向交叉的情况下，在所述打印头的扫描方向与所述打印介质的输送方向之间，所述滤波器的改善程度发生改变。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，在所述打印头的扫描方向上的改善程度，大于在所述打印介质的打印宽度方向上的改善程度。
15.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
获取所述打印单元的打印条件；以及
将所述滤波器和所获取到的打印条件彼此相关联地进行存储。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述滤波器包括被构造为对在比基于视觉特性预先确定的空间频率低的频率区域中的、所述图像的锐度进行改善的滤波器。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述图像处理装置包括所述打印单元。
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