CN109040516A - 图像处理装置和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理装置和图像处理方法。在使用阈值矩阵进行半色调处理的情况下，减小用于存储阈值矩阵的存储器容量，而不降低输出图像的图像质量。该图像处理装置，其通过对与打印处理用色材对应的多个颜色面的各个图像数据，使用阈值矩阵进行半色调处理来生成半色调图像，并且，用于多个颜色面中的、可视度相对低的颜色面的第一阈值矩阵中的阈值的位数，小于用于多个颜色面中的、可视度相对高的颜色面的第二阈值矩阵中的阈值的位数。

Description

图像处理装置和图像处理方法

技术领域

本发明涉及使用阈值矩阵的半色调处理技术。

背景技术

近年来，用于通过使用诸如电子照相法、喷墨法和热转印法等的各种方法在诸如纸张等的打印介质上形成图像的、诸如数字复印机、打印机和传真机等的图像形成装置广泛普及。通常，在许多情况下，在像这样的图像形成装置中能够输出的灰度数比输入图像数据的灰度数少。因此，对输入图像数据进行量化处理(半色调处理)。作为半色调处理，已知由误差扩散法等代表的、通过考虑关注像素的周边浓度来确定阈值的条件确定法，以及由有序抖动法和子矩阵法代表的、仅通过关注像素来确定阈值的独立确定法。

这里，说明通过独立确定法的半色调处理。首先，有序抖动法是这样的方法：通过例如准备布置在二维面上的N×M个像素(M和N是整数)的阈值矩阵作为调色剂级别(level)再现的一个单位，并且通过比较阈值矩阵的阈值和各个像素的输入多值图像的像素值，来进行量化。通过像这样的独立确定法的半色调处理与条件确定法相比而言在处理上简单，并且在需要高速处理的情况下有效率。然而，为了再现较大的灰度数，需要与灰度数对应的、大小较大的阈值矩阵，因此需要用于存储阈值矩阵的大的存储器容量(memorycapacity)。此外，在针对C(青色)、M(品红色)、Y(黄色)和K(黑色)的各个颜色准备不同的阈值矩阵的情况下，需要更大的存储器容量。

在这种情况下，提出了通过将阈值矩阵分成两条信息(即，基本图案信息和布置图案信息)来将阈值矩阵存储在ROM中的方法(例如，参见日本特开平第10-166664号公报(1998))。具体而言，在控制器单元中进行基于存储在图像形成装置内的ROM中的基本图案信息和布置图案信息的算术运算，并且将通过算术运算生成的阈值矩阵存储在控制器单元的内部存储器中。

如上所述，利用日本特开平10-166664号公报(1998)的方法，将基于基本图案信息和布置图案信息生成的、大小较大的阈值矩阵存储在控制器单元的内部存储器中。因此，控制器单元的内部存储器仍然需要大的容量。

发明内容

本发明的目的是在进行使用阈值矩阵的半色调处理的情况下，减小用于存储阈值矩阵的存储器容量，而不降低输出图像的图像质量。

根据本发明的图像处理装置是这样一种图像处理装置，其通过对与打印处理用色材对应的多个颜色面的各个图像数据，使用阈值矩阵进行半色调处理来生成半色调图像，并且，用于多个颜色面中的、可视度相对低的颜色面的第一阈值矩阵中的阈值的位数，小于用于多个颜色面中的、可视度相对高的颜色面的第二阈值矩阵中的阈值的位数。

从以下参照附图对示例性实施例的描述中，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出打印系统的构造的示例的图；

图2是示出图像处理单元的内部构造的框图；

图3是示出各个颜色面的明度的图；

图4是示出根据第一实施例的半色调处理单元的内部构造的框图；

图5是示出根据第一实施例的半色调处理的流程的流程图；

图6A和图6B是说明根据第一实施例的将图像量化为两个值的多值图像的半色调处理的概要的图；

图7是示出各个颜色面的明度的图；

图8是示出根据第二实施例的半色调处理单元的内部构造的框图；

图9A至图9C是说明根据第二实施例的将图像量化为两个值的多值图像的半色调处理的概要的图；

图10是示出根据第三实施例的半色调处理单元的内部构造的框图；

图11是示出根据第三实施例的半色调处理的流程的流程图；以及

图12A和图12B是说明生成16值的多值图像的半色调处理的概要的图。

具体实施方式

在下文中，参照附图，根据优选实施例详细说明本发明。以下实施例中所示的构造仅仅是示例性的，并且本发明不限于示意性示出的构造。

[第一实施例]

在本实施例中，说明了如下方面：根据各个颜色面的视觉可识别性，通过改变阈值矩阵中的阈值的位数来减小电路规模。

图1是示出根据本实施例的打印系统的构造的示例的图。打印系统包括主机计算机1和图像形成装置2，并且主机计算机1和图像形成装置2二者通过网络3相互连接。图像形成装置2包括控制器21、打印引擎22和用户界面(user interface，UI)单元23。UI单元23具有供用户进行各种操作的开关、LED显示设备等。

主机计算机1是诸如一般PC(个人计算机)和WS(工作站)等的计算机。在主机计算机1中，安装诸如文档创建应用程序和打印机驱动程序等的软件。然后，例如在文档创建应用程序中创建的电子文档由打印机驱动程序经由网络3作为PDL(Page DescriptionLanguage，页面描述语言)数据被发送到图像形成装置2。这里，网络例如是LAN(Local AreaNetwork，局域网)。

从主机计算机1发送的PDL数据由图像形成装置2的控制器21接收。控制器21将接收到的PDL数据转换成打印引擎22可以处理的打印数据，并将打印数据输出到打印引擎22。打印引擎22基于从控制器21输出的打印数据，通过诸如电子照相法和喷墨法等的预定方法在诸如纸张等的打印介质上进行打印处理。UI单元23由用户操作并用于选择要使用的功能并给出各种指令。UI单元23除了包括具有触摸面板功能的液晶显示器之外，还包括键盘，在该键盘上布置诸如开始键、停止键和数字键等的各种键以及按钮。

接下来，说明控制器21的详情。控制器21具有主机I/F单元101、CPU 102、RAM 103、ROM 104、图像处理单元105、引擎I/F单元106和内部总线107。主机I/F单元101是与主机计算机1进行数据的发送和接收(诸如，接收上述PDL数据)的通信接口。由主机I/F单元101接收到的PDL数据被发送到图像处理单元105。CPU 102进行由控制器21进行的后述的图像处理，以及通过使用存储在RAM 103和ROM 104中的程序和数据来控制整个图像形成装置2。RAM 103是在进行各种处理时由CPU 102使用的工作区域。ROM 104存储用于使CPU 102进行后述的图像处理的程序和数据、控制器21的设置数据等。

图像处理单元105根据来自CPU 102的设置进行用于PDL数据的打印的图像处理，并且生成可以在打印引擎22中处理的打印数据。具体地，通过对接收到的PDL数据进行光栅化，图像处理单元105生成各个像素具有RGB颜色分量的图像数据(RGB图像数据)。RGB图像数据是位图数据，其中，各个像素具有针对各个RGB颜色分量的多个值(例如，10位(1,024个色调级别))。然后，图像处理单元105通过对所生成的RGB图像数据进行预定图像处理来生成打印数据。稍后将描述图像处理单元105的详情。引擎I/F单元106是将由图像处理单元105生成的打印数据发送到打印引擎22的接口。内部总线107是连接上述单元中的各个的系统总线。

[图像处理单元]

接下来，说明图像处理单元105的详情。图2是示出图像处理单元105的内部构造的框图。如图2所示，图像处理单元105包括RIP 201、颜色转换处理单元202、伽玛校正处理单元203和半色调处理单元204。

RIP(Raster Image Process，光栅图像处理器)201通过对输入的PDL数据进行光栅化处理来生成例如RGB颜色空间的多值图像数据。颜色转换处理单元202进行颜色转换处理，以将所生成的多值图像数据中的RGB颜色空间转换成与在打印引擎22中使用的色材相对应的颜色空间(例如，CMYK)。通过颜色转换处理，生成具有针对各个像素的多个值的浓度值(也称为“色调级别值”，“信号值”)的CMYK颜色空间的数据。将生成的CMYK颜色空间的图像数据存储在颜色转换处理单元202内的缓存(buffer)(未示意性示出)中。

伽马校正处理单元203通过使用一维LUT校正CMYK颜色空间的图像数据的浓度值，使得在后述的半色调处理单元204中生成的图像数据(半色调数据)被转印到打印纸上时的浓度特性为所期望的特性。在本实施例中，作为示例，使用线性形状的一维LUT。LUT是如下的表：输入值按原样作为输出值。然而，CPU 102也可以根据打印引擎22的状态的改变来重写一维LUT。伽马校正之后的CMYK颜色空间的图像数据被输入到半色调处理单元204。半色调处理单元204通过对CMYK颜色空间的输入图像数据进行量化处理来生成由半色调(点)组成的半色调数据，并将半色调数据作为打印数据输出到引擎I/F单元106。

[关于各颜色面的视觉可识别性]

这里，参照图3说明各个颜色面所需的人的视觉特性(可视度(visibility))和灰度数。图3是示出CMYK的各个颜色面的明度的图。在图3中，表示明度值“90”的虚线表示纸张的明度。在本实施例中，假定明度是对于视觉响应均等的数值。

在人的视网膜中，存在响应明暗的视杆(rod)和响应颜色的视锥(cone)。人的视力对明度分量的差异反应敏感，而对色彩(tint)的差异反应不敏感。然后，单个颜色的灰度特性是指能够呈现从没有打印任何东西的状态(纸张的明度)到所有像素填充有特定颜色面的状态(特定面的明度)的色调级别。因此，在黑色面(以下称为K面)的情况下，需要平滑地呈现“65”的明度差的范围的色调级别，该“65”的明度差是通过从纸张的明度值“90”减去K面的明度值“25”而获得的。此外，在黄色面(以下称为Y面)的情况下，需要平滑地呈现“10”的明度差的范围的色调级别，该“10”的明度差是通过从纸张的“90”的明度值减去Y面的“80”的明度值而获得的。在青色面(以下称为C面)和品红色面(以下称为M面)的情况下，需要平滑地呈现“40”的明度差的范围的色调级别，该“40”的明度差是通过从纸张的“90”的明度值减去C面和M面的“50”的明度值而获得的。

这里，假定需要1,024个色调级别来平滑地呈现K面的色调级别而不引起伪轮廓(pseudo contour)。此时，对于K面，明度差“65”由1024个色调级别呈现。因此，针对1的明度差的灰度数为1,024/65＝15.7≈16。基于此，Y面的明度差为“10”，因此需要的灰度数为10×16＝160。此外，C面和M面二者的明度差为“40”，因此需要的灰度数为40×16＝640。

根据所述，用于K面的阈值矩阵中保持的阈值的位数需要为十(0000000000至1111111111＝0至1023)，以确保1024个色调级别。类似地，用于C面和用于M面的阈值矩阵中保持的阈值的位数需要为10，以确保640个色调级别。然后，用于Y面的阈值矩阵中保持的阈值的位数只需要为8(00000000至11111111＝0至255)，这是因为仅需要确保160个色调级别。考虑到上述情况，在本实施例中，在可视度相对高的M面、C面和K面的各个阈值矩阵中，以10位保持各个阈值，并且在可视度相对低的Y面的阈值矩阵中，以8位保持各个阈值。

在这方面，传统上，根据需要的灰度数的最大值确定阈值的位数。以图像数据的水平方向上的M个像素和竖直方向上的N个像素的周期(period)以平铺的方式反复地施加阈值矩阵。因此，在传统方法中，保持用于Y面的阈值矩阵的阈值所需的存储器量(amount ofmemory)也是M×N×10(位)，其是阈值矩阵的大小(M×N)乘以要保持的阈值的位数。然而，在本实施例中，用于Y面的阈值矩阵中的阈值仅需要8位，因此，保持阈值所需的存储器量为M×N×8(位)。因此，与传统方法相比，可以将保持用于Y面的阈值矩阵的阈值所需的存储器量减少20％。

在上述示例中，K面所需的灰度数被设置为1,024，但是灰度数可以是4,096或65,536。例如，在将K面所需的灰度数设置为4,096的情况下，明度差“65”由4,096个色调级别呈现，因此明度差“1”的灰度数为4,096/65≈63。基于此，Y面的明度差为“10”，因此所需要的灰度数为10×63＝630。此外，C面和M面的明度差均为“40”，因此，所需要的灰度数为40×63＝2,520。根据上述，为了确保4,096个色调级别，用于K面的阈值矩阵中保持的阈值的位数是12。类似地，为了确保2520个色调级别，用于C面和用于M面的阈值矩阵中保持的阈值的位数是12。然后，用于Y面的阈值矩阵中保持的阈值的位数仅为10，因为仅需要确保630个色调级别。因此，在这种情况下，可以将保持用于Y面的阈值矩阵的阈值所需的存储器量减少约17％。

在上述示例中，K面的明度值被设置为“25”，Y面的明度值被设置为“80”，并且C面和M面的明度值设置为“50”，但毋庸置疑，各个颜色面的明度根据色材而变化，并且例如在电子照相法的情况下，明度根据诸如用于调色剂的颜料(dyestuff)的成分而改变。此外，纸张的明度值被设置为“90”，但是这也可以根据纸张的种类而改变。

[半色调处理单元204的详情]

接下来，说明本实施例中的半色调处理单元204的详情。这里，假设打印引擎22是如下类型的打印引擎来给出说明：通过使用CMYK的四种色材(调色剂或墨)在诸如纸张等的打印介质上形成图像。图4是示出根据本实施例的半色调处理单元204的内部构造的框图。如图4所示，存在与CMYK的各个颜色面相对应的四种图像处理路径204Y、204M、204C和204K。分别向第一图像处理路径输入Y面的图像数据，向第二图像处理路径输入M面的图像数据，向第三图像处理路径输入C面的图像数据，并向第四图像处理路径输入K面的图像数据。各个图像处理路径204Y至204K具有坐标指定单元401、矩阵存储单元402、阈值获取单元403和比较单元404。此外，图像处理路径204Y还具有位转换单元405。在具有这种构造的各个图像处理路径中，针对CMYK的各个颜色面的输入图像数据进行半色调处理。图5是示出根据本实施例的半色调处理的流程的流程图。在将进行了伽玛校正的CMYK颜色空间的图像数据输入到半色调处理单元204的情况下，在与各个颜色面对应的各个图像处理路径中进行图5的流程图中所示的一系列处理。在下面的流程中，将输入图像数据中主扫描方向上的像素数量表示为x_max，并且将副扫描方向上的像素数量表示为y_max。

在步骤501，坐标指定单元401对指定对象颜色面的图像数据中的像素位置的坐标信息(x，y)进行初始化。这里，(x，y)被设置为(0,0)。在随后的步骤502中，坐标指定单元401向阈值获取单元403通知指示关注像素的位置的坐标信息(x，y)。例如，在将输入图像数据的左上角取作原点，并且将最左上的像素取作关注像素的情况下，通知阈值获取单元403(0，0)作为坐标信息(x，y)。

在步骤503中，阈值获取单元403根据通知的坐标信息从矩阵存储单元402获取与关注像素相对应的阈值th。如上所述，通过坐标指定单元401向阈值获取单元403通知关注像素的坐标信息(x，y)，与关注像素的位置相对应的阈值被阈值获取单元403读取。然后，将所获取的阈值th输出到比较单元404。图6A和图6B是说明将图像量化为两个值的多值图像的半色调处理的概要的图。图6A对应于用于Y面的图像处理路径204Y，图6B对应于用于Y面以外的颜色面的图像处理路径。这里，在输入图像数据的最左上的像素是关注像素的情况下，在用于Y面的图像处理路径204Y中，获取“58”作为阈值th并将其输出到比较单元404Y。此外，在用于C面、用于M面和用于K面的各个图像处理路径204C、204M和204K中，获取“662”作为阈值th并将其分别输出到比较单元404C、404M和404K。

在步骤504，比较单元404获取关注像素的浓度值In(x，y)。这里，在Y面的情况下，矩阵存储单元402内的阈值矩阵中保持的阈值的位数是八。因此，在位转换单元405Y中，对关注像素的10位浓度值进行位转换，并将10位中的处于高位的八位输入到比较单元404Y。在上述的图6A的示例中，在最左上的像素是关注像素的情况下，浓度值In(0,0)是“949”，并且这被以十位表示为“1110110101”。该十位中的处于高位的八位是“11101101”，因此与这八位对应的“237”从位转换单元405Y被输出到比较单元404Y。此外，在图6B的示例中，在最左上的像素是关注像素的情况下，作为浓度值In(0,0)，将“67”按照原样输入到比较单元404。

在步骤505，比较单元404比较浓度值In(x，y)和阈值th。在浓度值In(x，y)大于阈值th的情况下，处理进行到步骤506。另一方面，在浓度值In(x，y)小于阈值th的情况下，处理进行到步骤507。

在步骤506，输出值Dout被确定为“1”并被输出。此外，在步骤507，输出值Dout被确定为“0”并被输出。在上述的图6A的示例中，在最左上的像素是关注像素的情况下的浓度值In(0,0)是“949”并且阈值th是“58”。在这种情况下，浓度值In大于阈值th，因此“1”是输出值。此外，在图6B的示例中，在最左上的像素是关注像素的情况下的浓度值In(0,0)是“67”并且阈值th是“662”。在这种情况下，浓度值In小于阈值th，因此“0”是输出值。

在步骤508中，坐标指定单元401确定主扫描方向上的坐标x是否达到了x_max(与x_max一致)。在确定结果指示主扫描方向上的坐标x尚未达到x_max的情况下，处理进行到步骤509。在步骤509，坐标指定单元401使坐标x递增(+1)，并且使关注像素在主扫描方向上前进一个像素。在坐标x递增之后，处理返回到步骤502并继续对下一个关注像素的处理。在确定结果指示主扫描方向上的坐标x达到了x_max的情况下，处理进行到步骤510。

在步骤510中，坐标指定单元401确定副扫描方向上的坐标y是否达到了y_max(与y_max一致)。在确定结果指示副扫描方向上的坐标y未达到y_max的情况下，处理前进到步骤511。在步骤511，坐标指定单元401重置坐标x(将x设置为0)然后使坐标y递增(+1)并使关注像素在副扫描方向上前进一个像素。在坐标y递增之后，处理返回到步骤502，并继续对下一个关注像素的处理。在确定结果指示副扫描方向上的坐标y达到了y_max的情况下，意味着处理了输入图像数据的所有像素，因此本处理终止。以上是在本实施例的各个图像处理路径中进行的半色调处理的内容。

根据本实施例，使用于可视度相对低的颜色面的阈值矩阵中的阈值的位数小于用于其他颜色面的阈值矩阵中的阈值的位数。由此，通过在保持需要的灰度特性的同时，减少构造为存储例如用于视觉可识别性低的Y面的阈值矩阵的矩阵存储单元402的存储器容量，可以减小电路规模。

[第二实施例]

在第一实施例中，以打印引擎22通过使用与CMYK的各个颜色分量相对应的四种色材进行图像形成为示例来进行说明。接下来，将打印引擎22通过使用总共六种色材(即将浅青色(LC)和浅品红色(LM)添加到CMYK)进行图像形成的情况作为第二实施例进行说明。省略对与第一实施例共同的内容的说明，并且下面主要说明不同点。

[关于各个面的视觉可识别性]

这里，参考图7说明人的视觉特性(可视度)和各个颜色面所需的灰度数。图7是呈现添加了LC和LM的CMYK的各个颜色面的明度的图。基本项目(诸如纸张的明度)与第一实施例的图3中的相同。如前所述，在K面的情况下，需要平滑地呈现在明度差“65”的范围的色调级别，在Y面的情况下，需要平滑地呈现在明度差“10”的范围的色调级别，并且在C面和M面的情况下，需要平滑地呈现在明度差“40”的范围的色调级别。然后，在浅青色面(以下称为LC面)和浅品红色面(以下称为LM面)的情况下，纸张的明度值为“90”，LC面和LM面的明度值为“60”，因此，需要平滑地呈现通过从纸张的明度值中减去各个颜色面的明度值而获得的“30”的明度差的范围的色调级别。

然后，如第一实施例那样，在假定需要1,024个色调级别平滑地呈现色调级别而不引起K面的伪轮廓的情况下，明度差“65”由1024个色调级别呈现，因此，明度差“1”的灰度数是“16”。基于此，明度差为“10”的Y面所需的灰度数为160，明度差为“40”的C面和M面所需的灰度数为640。然后，在LC面和LM面中，明度差为“30”，因此，所需的灰度数为480。如前所述，在这种情况下，保持在用于K面、用于C面和用于M面的各个阈值矩阵中的阈值的位数为十，并且保持在用于Y面的阈值矩阵中的阈值的位数仅需要是八。然后，对于需要确保480个色调级别的LC面和LM面，保持在阈值矩阵中的阈值的位数仅需要为9。也就是说，在本实施例的情况下，与传统情况相比，可以分别将保持用于Y面的阈值矩阵中的阈值所需的存储器量减小20％，并且将保持用于LC面和用于LM面的阈值矩阵中的阈值所需的存储器量减小10％。

[半色调处理单元204的详情]

接下来，说明本实施例中的半色调处理单元204的详情。图8是示出根据本实施例的半色调处理单元204的内部构造的框图。如图8所示，存在与各个颜色面对应的六种图像处理路径204Y、204M、204C、204K、204LC和204LM。如在第一实施例中那样，分别向第一图像处理路径输入Y面的图像数据，向第二图像处理路径输入M面的图像数据，向第三图像处理路径输入C面的图像数据，并且向第四图像处理路径输入K面的图像数据。此外，向第五图像处理路径输入LC面的图像数据，向第六图像处理路径输入LM面的图像数据。本实施例的图像处理路径204Y至204LM中的各个具有坐标指定单元801、矩阵存储单元802、阈值获取单元803和比较单元804。此外，图像处理路径204Y、204LC和204LM还具有位转换单元805。在具有这种构造的各个图像处理路径中，对输入图像数据进行第一实施例的图5所示的半色调处理。

图9A至图9C是说明将图像量化为两个值的多值图像的半色调处理的概要的图。图9A对应于用于Y面的图像处理路径204Y，图9B对应于用于C面、用于M面和用于K面的图像处理路径204C、204M和204K，图9C对应于用于LC面和用于LM面的图像处理路径204LC和204LM。在阈值获取单元803由坐标指定单元801通知了指定关注像素的位置的坐标信息(x，y)的情况下(步骤501和步骤502)，阈值获取单元803根据通知的坐标信息从矩阵存储单元802获取与关注像素相对应的阈值th。在输入图像数据的最左上的像素是关注像素的情况下，在用于Y面的图像处理路径204Y中，获取“58”作为阈值th并将其输出到比较单元804。在用于C面、用于M面和用于K面的各个图像处理路径中，获取“662”作为阈值th并将其分别输出到比较单元804C、804M和804K。然后，在用于LC面和用于LM面的各个图像处理路径中，获取“4”作为阈值th并将其分别输出到比较单元804LC和804LM。

接着上述，由比较单元804获取关注像素的浓度值In(x，y)(步骤504)。此时，根据矩阵存储单元802内的阈值矩阵中保持的阈值的位数，将关注像素的浓度值输入到比较单元804。在与Y面对应的图9A的示例中的最左上的像素是关注像素的情况下，浓度值In(0,0)是“949”，因此，与其处于高位的八位对应的949＞＞2＝“237”，通过位转换单元805Y输入到比较单元804Y。此外，在与LC面对应的图9C的示例中的最左上的像素是关注像素的情况下，浓度值In(0,0)是“764”。因此，与其处于高位的九位对应的764＞＞1＝“382”，通过位转换单元805LC和805LM分别输入到比较单元804LC和804LM。在与C面，M面和K面对应的图9B的示例中的最左上的像素是关注像素的情况下，作为浓度值In(0,0)，将“67”按原样分别输入到比较单元804C、804M和804K。

然后，在比较单元804中，比较浓度值In(x，y)和阈值th(步骤505)。在比较结果指示浓度值In(x，y)较大的情况下，输出值Dout被确定为“1”(步骤506)，并且在浓度值In(x，y)较小的情况下，输出值Dout被确定为“0”(步骤507)。在上述Y面的示例(图9A)中，浓度值In(0,0)为“949”，且阈值th为“58”，并且浓度值In较大，因此“1”是输出值。此外，在LC面和LM面的示例(图9C)中，浓度值In(0,0)为“382”且阈值th为“4”，并且浓度值In较大，因此，“1”是输出值。然后，在C面、M面和K面的示例(图9B)中，浓度值In(0,0)是“67”且阈值th是“662”，并且浓度值In较小，因此，“0”是输出值。

步骤508之后的处理与第一实施例相同，因此省略说明。以上是在本实施例的各个图像处理路径中进行的半色调处理的内容。

如上所述，通过使用于视觉可识别性低的颜色面的阈值矩阵中的阈值的位数比用于其他颜色面的阈值矩阵中的阈值的位数少，可以在保持需要的灰度特性的同时减小矩阵存储单元402的存储器容量。由此，可以减小电路规模。

[第三实施例]

在第一实施例和第二实施例中，说明了如下方面：在通过与一个像素的一个阈值的比较来进行输出由“0”和“1”两个值呈现的多值图像的半色调处理的情况下，根据颜色面的视觉可识别性来改变阈值矩阵中保持的各个阈值的位数。接下来，作为第三实施例说明如下方面：在通过与一个像素的多个阈值的比较来进行输出由三个值以上呈现的多值图像的半色调处理的情况下，根据颜色面来改变要针对一个像素比较的阈值的数量。省略对与第一实施例和第二实施例共同的内容的说明，下面主要说明不同点。

在本实施例中，假设打印引擎22能够处理一个像素的三个值以上(这里，四位＝16个色调级别)的图像数据。因此，在半色调处理单元204中，进行生成16个色调级别的多值图像的量化。在生成三个值以上的多值图像的量化中，使用根据多值的位数的阈值矩阵的数量。此时，要准备的阈值矩阵的数量(级别数)是通过从灰度数中减去“1”而获得的数量。因此，在生成16个色调级别的多值图像的情况下，准备级别数为15(Level_1至Level_15)的阈值矩阵。然后，在各个图像处理路径中，反复进行将关注像素的浓度值与各个级别的阈值矩阵中的对应阈值进行比较的处理，并且将通过将比较结果相加而获得的4位值(值“0000”到“1111”中的一个)取作输出值。

如前所述，以输入图像数据的水平方向上的M个像素和竖直方向上的N个像素的时段以平铺方式反复地施加阈值矩阵。因此，在一个级别的大小例如是M＝10和N＝8的阈值矩阵的情况下，阈值矩阵可以具有针对Level_1到Level_15的总共80×15＝1,200个阈值。在明度差为“65”的K面由1024个色调级别呈现的情况下，数量1,200是足够的数量。基于此，明度差为“10”的Y面所需的灰度数是160，因此，在阈值矩阵的大小为M＝10且N＝8的情况下，阈值矩阵可以具有针对Level_1到Level_3的240个阈值，并且因此足以能够进行呈现。这里，各个阈值矩阵中保持的阈值的位数是10，并且阈值可以采取的值的范围是“0到1023”。

综上所述，在15个阈值矩阵分别用于K面、C面和M面的情况下，三个阈值矩阵用于Y面。这意味着，与其他颜色面相比，能够针对一个像素而呈现的灰度数仅对Y面而言较少。然而，如上所述，由于Y面的视觉可识别性低，所以即使在减少针对一个像素的灰度数的情况下，也不会导致明显的图像质量劣化。

最初，期望根据打印引擎22可以处理的灰度数，为各个颜色面准备相同数量的阈值矩阵。在这种情况下，作为用于通过160个色调级别来呈现Y面的构造，级别数被设置为15，与其他颜色面相同，并且阈值矩阵的大小被减小到足以能够进行呈现的大小(在上述示例中，M＝4，N＝3(因为160/15＝10.66))。如上所述，也可以通过根据所需的灰度数改变阈值矩阵的大小来抑制电路规模。然而，在阈值矩阵的大小减小的情况下，可以呈现的半色调点的网线数(screen ruling)和角度的自由度将会丢失。在这种情况下，在颜色面之间出现莫尔条纹并且存在导致图像质量劣化的可能性。因此，在本实施例中，通过使所有颜色面的阈值矩阵的大小相同，然后通过减少视觉可识别性低于其他颜色面的视觉可识别性的颜色面(这里是Y面)的阈值矩阵的数量，来实现减小电路规模的意图。具体地，在矩阵存储单元中存储用于Y面的阈值矩阵所需的存储器量原本为通过将阈值矩阵的大小乘以级别数和阈值的位数而获得的M×N×15(级别)×10(位)＝150×M×N(位)。然而，在本实施例的情况下，用于Y面的阈值矩阵的级别数为3，因此所需的存储器量仅为M×N×3(级别)×10(位)＝30×M×N(位)。也就是说，可以将存储用于Y面的阈值矩阵所需的存储器量减少80％。

在本实施例中，使阈值矩阵的大小对于所有颜色面相同，但是相反还可以使用于视觉可识别性低的颜色面的阈值矩阵的大小变大。例如，在用于K面的阈值矩阵的大小为M＝10且N＝8的情况下，将用于Y面的阈值矩阵的大小设置为M＝10且N＝10，以此类推。用于Y面的阈值矩阵的级别数与其他颜色面的级别数相比较小，因此即使在使阈值矩阵的大小大于其他颜色面的大小的情况下，也能够获得一定的存储器量减少效果。此外，通过增大用于视觉可辨认性低的颜色面的阈值矩阵的大小，也可以获得这样的效果：可以在颜色面中选择的半色调点的自由度提高。

[半色调处理单元204的详情]

接下来，说明本实施例中的半色调处理204的详情。图10是示出根据本实施例的半色调处理单元204的内部构造的框图。如在第一实施例的图4中那样，存在与各个颜色面相对应的四种图像处理路径204Y、204M、204C和204K。分别向第一图像处理路径输入Y面的图像数据，向第二图像处理路径输入M面的图像数据，向第三图像处理路径输入C面的图像数据，并向第四图像处理路径输入K面的图像数据。图像处理路径204Y至204K中的各个具有坐标指定单元1001、矩阵存储单元1002、阈值获取单元1003和比较单元1004。此外，图像处理路径204Y还具有输出转换单元1005Y。在具有这种构造的各个图像处理路径中，对输入图像数据进行半色调处理。图11是示出根据本实施例的半色调处理的流程的流程图。在将进行了伽玛校正的CMYK的各个颜色面的图像数据输入到半色调处理单元204的情况下，在各个对应的图像处理路径中进行图11中的流程中示出的一系列处理。

在步骤1101，坐标指定单元1001对指定输入图像数据中的像素位置的坐标信息(x，y)进行初始化。这里，(x，y)被设置为(0,0)。在随后的步骤1102中，比较单元1004对指定阈值矩阵的级别的变量i和输出值Dout进行初始化。这里，i被设置为1并且Dout被设置为0。在本实施例中，变量i的最大值i_max在图像处理路径204Y的情况下是“3”，而在其他图像处理路径204C、204M和204K的情况下是“15”。

在步骤1103，坐标指定单元1001将表示关注像素的位置的坐标信息(x，y)通知给阈值获取单元1003。例如，在将输入图像数据的左上角取作原点，并且将最左上的像素取作关注像素的情况下，向阈值获取单元1003通知(0，0)作为坐标信息(x，y)。在接下来的步骤1104中，比较单元1004获取关注像素的浓度值In(x，y)。图12A和图12B是说明生成16值的多值图像的半色调处理的概要的图。图12A对应于用于Y面的图像处理路径204Y，图12B对应于用于Y面以外的颜色面的图像处理路径。这里，在输入图像数据的最左上的像素是关注像素的情况下，在图12A的示例中，获取“949”作为浓度值In(0,0)。此外，在图12B的示例中，获取“630”作为浓度值In(0,0)。

在步骤1105，阈值获取单元1003基于步骤1103通知的坐标信息和指定阈值矩阵的级别的变量i从矩阵存储单元1002获取与关注像素相对应的阈值th[i]。在如上所述的图12A和图12B的示例中，在最左上的像素是关注像素并且i＝1的情况下，在用于Y面的图像处理路径204Y中，获取“356”作为阈值th[i]，并将其输出到比较单元1004Y。此外，在用于C面、用于M面和用于K面的各个图像处理路径204C、204M和204K中，获取“152”作为阈值th[i]，并将其分别输出到比较单元1004C、1004M和1004K。

在步骤1106，比较单元1004比较浓度值In(x，y)和阈值th[i]。在浓度值In(x，y)大于阈值th[i]的情况下，处理进行到步骤1107。在步骤1107，输出值Dout的值递增(+1)。另一方面，在浓度值In(x，y)小于阈值th[i]的情况下，处理进行到步骤1108。在步骤1108，确定指定阈值矩阵的级别的变量i值矩阵是否达到i_max(与i_max一致)。在变量i没有达到i_max的情况下，处理进行到步骤1109。在步骤1109，比较单元1004使变量i递增(+1)并更新阈值矩阵以供使用。在变量i递增之后，处理返回到步骤1105，并从下一级别的阈值矩阵获取阈值th[i]。在变量i达到i_max的情况下，处理进行到步骤1110。

在步骤1110，从比较单元1004输出针对当前关注像素确定的输出值Dout。这里，如上所述，在用于Y面的图像处理路径204Y中，阈值矩阵的级别数是“3”，因此，除非进行一些处理，否则输出值Dout是“0至3”的值。因此，为了使范围与其他颜色面中的输出值Dout的范围“0至15”相同，在用于Y面的图像处理路径204Y中，输出值Dout在输出转换单元1005Y中被翻五倍，然后输出该值。

步骤1111至步骤1114中的各个的处理对应于第一实施例的图5中的流程的步骤508至步骤511中的各个的处理。也就是，在主扫描方向上的坐标x未达到x_max的情况下(步骤1111中为“否”)，坐标x递增(步骤1112)，并且针对下一个关注像素继续处理。另一方面，在主扫描方向上的坐标x达到x_max的情况下(步骤1111中为“是”)，确定副扫描方向上的坐标y是否达到了y_max(步骤1113)。然后，在坐标y未达到y_max的情况下(在步骤1113中为“否”)，在坐标x被重置之后，坐标y递增(步骤1114)并且针对下一个关注像素继续处理。在坐标y达到y_max的情况下(在步骤1113中为“是”)，这表示输入图像数据的所有像素被处理，因此，该处理终止。

以上是根据本实施例的在各个图像处理路径中进行的半色调处理的内容。在本实施例中，通过采用生成16个色调级别的多值图像的半色调处理作为示例来给出说明，但是也可以在进行量化以生成四个色调级别或八个色调级别的多值图像的情况下应用本实施例。在生成四个色调级别的多值图像的情况下，设置级别数为三(Level_1至Level_3)的阈值矩阵。然后，在各个图像处理路径中，反复进行将关注像素的浓度值与各个级别的阈值矩阵中的对应阈值进行比较的处理，并且比较结果相加而获得的2位值((“00”到“11”)值中的一个)被取为输出值。在一个级别具有M＝20和N＝20的大小的阈值矩阵的情况下，对于级别_1至级别_3，可以具有总共400×3＝1,200个阈值。在明度差为“65”的K面由1024个色调级别呈现的情况下，数量1,200是足够的数量。基于此，明度差为“10”的Y面所需的灰度数为160，因此，在一个级别具有M＝20和N＝20的大小的阈值矩阵的情况下，在级别数为“1”的阈值矩阵中(也就是，在一个阈值矩阵中)可以具有400个阈值，因此能够充分进行呈现。也就是，在生成四个色调级别的多值图像的情况下，三个阈值矩阵被用于K面、C面和M面中的各个，而对于Y面，仅需要使用一个阈值矩阵。

此外，也可以将第一实施例的内容与上述本实施例的内容组合。也就是，还可以使用于可视度低的颜色面的阈值矩阵的数量相比于用于其他颜色面的阈值矩阵的数量减少，然后进一步使可视度低的颜色面的阈值的位数相比于其他颜色面的阈值的位数减少。例如，在上述示例中，在用于视觉可识别性低的Y面的阈值矩阵中，准备240个阈值。这里，在K面由1024个色调级别呈现的情况下，阈值的所需位数是“10”。也就是，各个阈值可以取的值是“0到1023”。但是，对于Y面，仅需要呈现160个色调级别，因此，为了针对240个阈值准备不同的值，只需要准备八位(0至255)。因此，在矩阵存储单元1002Y中存储用于Y面的阈值矩阵所需的存储器量仅为M×M×3(级别)×8(位)。然后，在这种情况下，与传统情况相比，可以将存储用于Y面的阈值矩阵所需的存储器量减少84％。

根据本实施例，在通过与一个像素的多个不同阈值进行比较来进行量化以生成多值图像的情况下，使用于视觉可识别性低的颜色面的阈值矩阵的数量小于用于其他颜色面的阈值矩阵的数量。由此，可以在保持需要的灰度特性的同时减小电路规模。

其他实施例

还可以通过读出并执行记录在存储介质(也可更完整地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或更多个程序)以执行上述实施例中的一个或更多个的功能，和/或包括用于执行上述实施例中的一个或更多个的功能的一个或更多个电路(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，可以利用通过由系统或装置的计算机例如读出并执行来自存储介质的计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能，并且/或者控制一个或更多个电路以执行上述实施例中的一个或更多个的功能的方法，来实现本发明的实施例。计算机可以包括一个或更多个处理器(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，以读出并执行计算机可执行指令。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。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)、闪存装置以及存储卡等中的一个或更多个。

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。

根据本发明，在使用阈值矩阵进行半色调处理的情况下，可以减小用于存储阈值矩阵的存储器容量，而不降低输出图像的图像质量。

虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。应当对权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的构造及功能。

Claims (11)

1.一种图像处理装置，其通过对与打印处理用色材对应的多个颜色面的各个图像数据，使用阈值矩阵进行半色调处理来生成半色调图像，其中，

用于所述多个颜色面中的、可视度相对低的颜色面的第一阈值矩阵中的阈值的位数，小于用于所述多个颜色面中的、可视度相对高的颜色面的第二阈值矩阵中的阈值的位数。

2.一种图像处理装置，其通过对与打印处理用色材对应的多个颜色面的各个图像数据，使用阈值矩阵进行半色调处理来生成三个值以上的多值图像，其中，

用于所述多个颜色面中的、可视度相对低的颜色面的第一阈值矩阵的数量，小于用于所述多个颜色面中的、可视度相对高的颜色面的第二阈值矩阵的数量。

3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其中，

第一阈值矩阵的大小大于第二阈值矩阵的大小。

4.根据权利要求2所述的图像处理装置，其中，

第一阈值矩阵中的阈值的位数小于第二阈值矩阵中的阈值的位数。

5.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，

基于各个颜色面的明度与打印处理用打印介质的明度之间的差，来确定第一阈值矩阵和第二阈值矩阵中的阈值的位数。

6.根据权利要求5所述的图像处理装置，其中，

基于所述多个颜色面中的、可视度最高的颜色面的灰度数，来确定第一阈值矩阵和第二阈值矩阵中的阈值的位数，使得在所述多个颜色面中，1的明度差的灰度数对于各个颜色面相同。

7.根据权利要求6所述的图像处理装置，其中，

所述多个颜色面至少包括黑色面，并且

可视度最高的颜色面是黑色面。

8.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，

所述多个颜色面至少包括黄色面，并且

可视度相对低的颜色面是黄色面。

9.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，

所述多个颜色面至少包括浅青色面和浅品红色面，并且

可视度相对低的颜色面是浅青色面和浅品红色面。

10.一种图像处理方法，其通过对与打印处理用色材对应的多个颜色面的各个图像数据，使用阈值矩阵进行半色调处理来生成半色调图像，所述图像处理方法包括以下步骤：

对于所述多个颜色面中的、可视度相对低的颜色面的图像数据，通过使用如下阈值矩阵进行半色调处理：该阈值矩阵的保持阈值的位数小于，用于所述多个颜色面中的、可视度相对高的颜色面的图像数据的阈值矩阵的保持阈值的位数。

11.一种图像处理方法，其通过对与打印处理用色材对应的多个颜色面的各图像数据，使用阈值矩阵进行半色调处理来生成三个值以上的多值图像，所述图像处理方法包括以下步骤：

对于所述多个颜色面中的、可视度相对低的颜色面的图像数据，通过使用比所述多个颜色面中的、可视度相对高的颜色面的图像数据的阈值矩阵更少数量的阈值矩阵来进行半色调处理。