CN1842128A - 图像处理设备和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

图像处理设备和图像处理方法。一种图像处理设备，用于根据画面单元、通过使用面积灰度法将多灰度图像转换为二进制或多值图像，所述图像处理设备包括：接收单元，其接收多灰度图像的各像素的输入像素值以及所述画面单元上的位置信息；以及输出单元，其根据由所述接收单元接收的该输入像素值和该位置信息，输出在与该位置信息相对应的画面单元的像素位置处的输出像素值，该输出像素值随着输入像素值的增大而增大或减小。

Description

图像处理设备和图像处理方法

技术领域

本发明涉及图像处理设备，其根据画面单元、通过使用面积灰度法将多灰度图像转变成二进制或多值图像，更具体地涉及一种图像处理设备，该图像处理设备执行半色调处理，以根据画面单元点随着灰度级的增大而增大或减小的点增长比，来实现具有多灰度级的精细表示，本发明还涉及图像处理方法。

背景技术

例如，对于激光打印机的多灰度图像的半色调处理(半色调化)，广泛使用面积灰度法来对规定画面单元进行排列，以形成多灰度图像，并随着灰度值的增大，使点以规定顺序大幅度增长。

顺便提及，在诸如激光打印机的具有较差的独立点再现性的设备中，通过将低灰度部分中的画面单元构造成具有线数少的大点，并将中灰度部分和高灰度部分中的画面单元构造成具有线数多的精细点，可以提高低灰度部分的再现性并改善中灰度部分和高灰度部分的清晰度。

图13A到图13F是示出用于常规半色调处理的画面单元及其点增长的图。

图13A到图13C示出了使用具有较少线数的画面单元60[图13A]，画面单元60中的各点随着待转换的多灰度图像数据的各像素的灰度值的增大，以规定顺序增长，当确定了具有规定灰度值的点形状时[图13B]，在灰度值大于该规定灰度值的时候保持相关点形状，并且使点进一步增长[图13C]。

类似地，图13D到图13F示出了使用具有大线数的画面单元70[图13D]，在随着各像素的灰度值的增大、按照规定顺序增长画面单元70中的各点的处理中，当确定了具有规定灰度值的点形状时[图13E]，在灰度值大于该规定灰度值的时候，保持该点的形状，并且使点进一步增长[图13F]。

由此，根据常规已知的半色调处理技术，画面单元中的点按照规定顺序增长，并且当确定了具有规定灰度值的点形状时，在灰度值大于该规定灰度值的时候，保持该点的形状，并且使点进一步增长。

根据以上方法，不能使已变大的点形状变小。因此，无法以低灰度部分基于小线数画面而中灰度部分和高灰度部分基于大线数画面的方式，通过使用一个画面单元来根据规定灰度值切换画面线数。

因此，开发出了各种技术，在这些技术中，预先提供具有多个线数的画面单元，并对画面单元进行切换。

日本特开2000-71439号公报描述了如下一种技术，其中诸如喷墨打印机的具有多种点(例如小点和大点)的多值打印机具有高亮部分，该部分与小点互锁，并且在其变厚时与大点互锁。

日本特开平11-331562号公报公开了一种技术，其中根据图像性质(有边缘/无边缘)，在小线数与大线数之间切换画面。

日本特开平11-331562号公报、日本特开平7-254985号公报、日本特开平7-254986号公报、日本特开平7-283941号公报、日本特开平8-114965号公报、日本特开平8-125863号公报以及日本特开平8-156329号公报公开了如下技术：为了提高加亮部分的再现性，使用了脉冲宽度调制进行写入，并执行使两个点在主扫描方向上加权的抖晃处理，以通过以小线数进行再现来使加亮部分稳定。

因此，需要预先提供多种类型的画面单元，并且需要具有切换各画面单元的机制。

根据以上常规方法，要切换的画面单元根据打印机特性和对象而变化，并且可能存在以下问题，即，不能够通过规定数目的画面单元进行灵活的对应。

进行切换而引起的画面单元类型的增多增大了画面单元的存储容量，并使切换控制复杂，这导致设备成本增大。

发明内容

考虑到以上情况提出了本发明，并且本发明提供了一种图像处理设备，该设备无需多个画面单元或者其切换功能，并且该设备能够灵活切换画面结构，本发明还提供了一种图像处理方法。

本发明的一个方面提供了一种图像处理设备，其用于根据画面单元、通过使用面积灰度法来将多灰度图像转变为二进制或多值图像，所述图像处理设备包括：接收单元，其接收多灰度图像的各像素的输入像素值以及该画面单元上的位置信息；以及，输出单元，其根据接收单元所接收的输入像素值和位置信息，输出在与位置信息相对应的该画面单元上的像素位置处的输出像素值，该输出像素值随着输入像素值的增大而增大或减小。

附图说明

下面基于附图详细说明本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的图像处理设备的功能结构的框图；

图2是示出图1的半色调处理部的功能结构的框图；

图3是示出用于半色调处理的画面单元的结构的图；

图4是示出半色调处理部进行的半色调处理的流程图；

图5是示出由半色调处理部进行的半色调处理操作的原理图；

图6是示出半色调处理之后的扩展转换数据的状态的原理图；

图7A到图7D是示出激光曝光设备的激光脉冲输出模式的时序图；

图8是示出在第一实施例中使用的查询表的数据内容的表；

图9是示出第一实施例的单元号为36的单元的表数据变化曲线的图；

图10A到图10D是示出根据第一实施例的画面点增长的图；

图11是示出在第二实施例中使用的查询表的数据内容的表；

图12A到图12F是示出根据第二实施例的画面点的图；

图13A到图13F是示出用于常规半色调处理的画面单元以及点增长的图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的实施例。

图1是示出根据本发明的图像处理设备的功能结构的框图。

该图像处理设备10是例如激光打印机，并具有数据输入部11、半色调处理部12、图像处理部13和图像形成部14。

例如，数据输入部11从未示出的客户端PC获取被指示待打印的图像数据，并将该图像数据输入半色调处理部12。

假设本发明的图像处理设备为8位系统，并且输入半色调处理部12的图像数据是对于各像素具有值0到值255的256个灰度中的任一灰度的中灰度(多灰度)图像数据。

半色调处理部12执行半色调处理，以根据画面单元、通过使用面积灰度方法，将从数据输入部11输入的图像数据(多灰度图像数据)转换成例如多值图像。

图2是示出图1所示的图像处理设备10的半色调处理部12的功能结构的框图。

如图2所示，半色调处理部12具有：设置部121，其对具有与输入图像(多灰度图像)数据的像素位置对应的n×n尺寸的画面单元的尺寸以及关于如何对要转换的输入图像数据中的画面单元进行排列的信息进行设置，并根据所设置的信息进行处理，以计算当前画面单元的位置；地址生成部122，其根据由设置部121计算出的画面单元位置以及输入像素值，生成查询表123的地址；查询表123，其中与输入像素值对应地存储输出像素值；以及，输出处理部124，其根据由地址生成部122生成的地址，针对各像素从查询表123读取与输入像素值相对应的输出像素值，并将该输出像素值输出到图像处理部13。

在半色调处理部12的结构中，设置部121对画面单元50(该画面单元50包括例如如图3所示的8×8单元结构)的画面单元尺寸、以及与在要转换的输入图像数据中如何排列画面单元50有关的信息进行设置。

在图3中，在构成画面单元50的64个单元中描述的数值是与各单元相对应的单元号。

图4是示出由根据本发明的图像处理设备10的半色调处理部12进行的半色调处理的流程图。

当将要打印的文本信息的多灰度图像数据从客户端PC输入半色调处理部12时，地址生成部122获取输入图像数据的第一像素的像素值(步骤S101)，还从设置部121获得与相关像素的像素位置和画面单元50的单元大小有关的信息(步骤S102)，根据所获得的信息和该像素的像素值(输入像素值)生成查询表123的地址(步骤S103)，并将该地址传给输出处理部124。

输出处理部124根据由地址生成部122生成(转换)的地址，参考查询表123(步骤S104)，读取与来自查询表123的地址相对应的输出像素值，并将其作为输出像素值输出到图像处理部13(步骤S105)。

当完成了将输入图像数据的第一像素转换成输出像素值的处理之后，地址生成部122检查是否存在下一个像素(步骤S106)。如果存在下一个像素(步骤S106中的是)，则根据通过步骤S101到S103得到的像素的像素位置和输入像素值来进行地址转换处理。将经转换的地址发送到输出处理部124，并从查询表123读取与该地址(该像素的输入像素值)相对应的输出像素值，并将其输出到图像处理部13(步骤S104到S105)。

继续步骤S101到步骤S105的处理，直到判定没有下一个像素(步骤S106中的是)。如果在以上处理中判定没有下一个像素(步骤S106中的否)，则判定完成了所有像素的处理，并且结束一系列半色调处理(从输入多值图像到输出多值图像的转换处理)。

图5是示出由半色调处理部12进行的半色调处理的操作的原理图。

在图5中，半色调处理部12从输入侧(即客户端PC)接收待打印文件的图像数据(具有灰度值0到255的像素的集合)的输入，取得该输入图像数据的第一像素(a11)，确定与该像素(a11)对应的查询表123的地址，并按照该地址从查询表123读取相关输出像素值。此处，在相关输入图像数据的所有像素的区域中排列画面单元50，以进行半色调处理，并且利用在当时排列在最初64个像素中的画面单元50，来依次读取与该64个像素相对应的输出像素值。

具体地，将画面单元50的各单元号的输出像素值与多个不同的输入像素值相对应地存储在查询表123中，并且由于在本发明中使用了具有8×8单元结构的画面单元(参见图3)作为画面单元50，所以与一个像素a11的输入值相对应地读取一个输出像素值。

在图5中，对于画面单元50的各单元中的数值，上段的数值表示相关单元的单元号，下面的数值表示相关单元号的输出像素值。

但是，在图5所示的示例中，画面单元50中的各单元的输出像素值不对应于此时的输入像素值。

例如，作为与一个像素的输入像素值相对应的输出像素值的值，可能是对于具有以8为间隔的从0到255的32个灰度的输出像素值。在实践中，例如在处理输入像素a11时，将与相关输入像素值(在本示例中为8)对应的输出像素值排列在画面单元50中的对应单元中。

随后，在半色调处理部12中，继续进行如上所述的处理，使得依次取得各像素，直到输入图像数据的最后像素，根据查询表123确定与像素的输入像素值相对应的输出像素值，并且将它们依次发送到图像处理部13。

响应于以上处理，图像处理部13依次获取从半色调处理部12输出的各像素的输出像素值(0，8，16，…，255)，对如例如图6所示的画面单元50的单元结构(8×8)中的各像素的输出像素值进行组合，并在与图像存储器131中的与各像素相对应的区域中展开。

由此，在半色调处理部12完成了对输入图像数据的所有像素的输出像素值的读取时，在图像存储器131上，将所有像素中的各像素的输出像素值展开为画面单元50的单元结构(8×8)。结果，完成了针对输入图像数据的所有区域中的各像素对画面单元50进行排列、并将各像素转换为多灰度图像的半色调处理。

当完成了通过半色调处理对与输入图像数据的所有像素相对应的输出像素值进行展开(转换为输出图像数据)时，图像处理部13如例如图6的箭头所示，逐线读取并扫描在图像存储器131中展开的输出像素值，并将该输出像素值依次传送到图像形成部14。

在图像形成部14中，根据从图像处理部13传送的输出像素值(0，8，16，…，255)，通过一系列电子照相处理，将与输入图像数据相对应的中灰度图像打印在记录介质上，在该一系列电子照相工艺中，对于直到最后一线的各线执行曝光和扫描，同时调整激光曝光设备的激光强度(脉冲宽度)，以在光电导体上形成一页的静电潜像，对静电潜像进行显影(色粉成像)，并将色粉图像转印到记录介质上，进行加热以定影。

通过上述的系列处理，在本发明的图像处理设备10是激光打印机的情况下，通过由半色调处理部12对于输入图像数据进行半色调处理而转换的图像数据的像素值(输出像素值)被替换为激光曝光设备的一个像素中的激光脉冲宽度。

此处，通过在半色调处理部12中，使用画面单元50针对各像素将值为0到255中的任一值的输入像素值转换为32个灰度值(0，8，16，…，255)中的任一值(以8为间隔，从8到248：248之后是255)，来获得输出像素值(该值是从图像处理部13输入到图像形成部14的)(参见图5)。

由此，图像形成部14接收从图像处理部13传送的上述输出像素值(0，8，16，…，255)，并从激光曝光设备输出具有与相关的各输出像素值相对应的脉冲宽度的激光束，以根据例如图7A到图7D所示的激光脉冲输出时序图来执行曝光和扫描。

从图7A到图7D显见，当输出像素值为零(0)[图7A]，则不输出激光束(激光熄灭)，当输出像素值为255[图7D]，则输出具有最大脉冲宽度(＝t1)的激光束(激光被完全点亮)。并且，对于以上处理过程中的输出像素值(8，16，…，248)，根据各像素值的脉冲宽度(t11，t12，…)输出激光束，以进行曝光和扫描，如图7B和图7C所例示。

通过以上曝光和扫描，将激光束的输出脉冲宽度反映在像素的打印浓度上，并且打印浓度随着脉冲宽度变长而变黑。

由此，在如图6所示的图像存储器131中展开的经转换的图像数据使其各自的像素被打印为以对应于输出像素值的浓度(当输出像素值＝0时为白色，当输出像素值＝255时为全黑，并且以数值表示的高浓度为值0和255中的较大值)而填充的点图案(参见图10A到图10D以及图12A到图12F)。结果，根据画面单元50，通过使用面积灰度法可以将输入多值图像再现为多值图像。

如上所示，本发明的图像处理设备10具有半色调处理功能，其根据画面单元50，通过使用面积灰度法，由半色调处理部12针对各像素，将具有像素值(灰度)0到255的输入多值图像转换为以32个灰度表示的8×8结构的多值图像数据。

具体地，本发明的图像处理设备10中的半色调处理部12具有如下特征：具有半色调处理功能，通过使用一个画面单元50将输入图像数据转换为面积灰度数据，而使要填充在画面单元50中的点数不跟随基于任意画面线数相对于输入图像数据的各像素的灰度增大的简单增大，而是跟随相对于输入图像数据的各像素的灰度增大而增大或减小的点增长性质。

下面将参照各实施例具体说明根据本发明的半色调处理功能。

实施例1

根据第一实施例的图像处理设备10具有半色调处理部12，其包括图2的框图所示的功能结构。

在图2所示的半色调处理部12的结构中，设置部121设置与包括图3所示的8×8单元(具有单元号1到64)结构的画面单元50的操作相关的像素位置、单元尺寸等。

在本实施例中，对于图2中所示的结构中的查询表123，例如，在假设使用了上述画面单元50的情况下，使用图8所示的存储数据内容的查询表123a。

在查询表123a中，与各输入像素值(输入值)相对应地存储画面单元50中的各单元号1到64(图8只示出了单元号1、2、10、16和36，但存储有所有单元号1到64)的输出像素值。

图8只示出了0到129的输入像素值，但实际上，存储有值129到255。

同时，地址生成部122保持输入值/地址转换表，该表示出了查询表123a中的各输入像素值与各输入像素值的存储地址之间的关系。

由此，地址生成部122依次从输入图像数据中提取各像素的输入像素值，根据上述输入值/地址转换表确定与所提取的输入像素值相对应的地址，并将输入像素值转换为对应的地址，并将其通知给输出处理部124。

在输出处理部124中，使用由地址生成部122转换的地址作为检索查询表123a的关键字，并读取具有与存储在地址中的输入像素值相对应的单元号1到64的各单元的输出像素值，并将其输出。

此处，对于图8中所示的查询表123的数据内容，观察与输入像素值的变化相对应的各单元号的输出像素值的变化。

对于例如查询表123a中的单元号为1的单元，当输入像素值是0到7，输出像素值以32为间隔从0到224依次增大，当输入像素值在8与129之间时，输出像素值保持为255。

对于单元号为2的单元，当输入像素值处在0与56之间时，输出像素值为0，当输入像素值处在57与64之间时，输出像素值从32增大到255，当输入像素值为65或更大时，输出像素值返回到零(＝0)。随后，输出像素值保持为零。

对于单元号为10的单元，当输入像素值处在0与61之间时，输出像素值为0，当输入像素值在65与95之间时，输出像素值以8为间隔从8增大到248，并且当输入像素值为96或更大时，输出像素值保持为255。

对于单元号为16的单元，当输入像素值处在0与48之间时，输出像素值为0，当输入像素值处在49与55之间时，输出像素值以32为间隔从32增大到224，当输入像素值处在56与64之间时，输出像素值保持为255。随后，当输入像素值变为65或更大时，输出像素值返回到0，然后，输出像素值保持为0，直到输入像素值变为129。

对于单元号为36的单元，当输入像素值处在0与24之间时，输出像素值为0，当输入像素值处在25与31之间时，输出像素值以32为间隔从32增大到224，当输入像素值处在32与64之间时，输出像素值保持为255，并且当输出像素值为65时，输出像素值返回到0。随后，输出像素值保持为0，直到输入像素值变为96，当输入像素值处在97与127之间时，输出像素值以8为间隔从8增大到248，当输入像素值是128和129时，输出像素值变为255。

图9是示出单元号为36的单元的表数据变化曲线。从图9显见，单元号为36的单元的输出像素值随着输入像素值的增大而从零(＝0)开始单调增大(输入像素值＝24到32)，然后返回到零(当输入像素值＝64时)，并且再次改变成单调增大(输入值＝96到129)。

如上所例示的关于几个单元的输出像素值的与输入像素值的变化相对应的变化，根据第一实施例的图像处理设备10的查询表123a包括数据区地址，其中存储有与输入像素值相对应的输出像素值，从而随着输入像素值的增大来增大或减小相对应的输出像素值。

具体地，将对应于输入像素值的输出像素值与该地址相对应地进行存储，从而如单元号为36的单元等一样，随着输入像素值地增大而从零(＝0)开始单调增大，然后返回到零，随后再次单调增大。

接下来，将参照图10A到图10D描述通过使用具有以上数据结构的查询表123a，根据半色调处理部12的半色调处理的画面单元点增长。

在图10A到图10D中，图10A示出了当输入像素值为52[此时，所点亮的单元(具有非零的输出像素值)相对于画面单元50中的整个画面区域的面积比为20.3125％]时的画面单元50的点图案。

类似地，图10B示出了当输入像素值为65(面积比＝25％)时的画面单元50的点图案，图10C示出了当输入像素值为65(面积比＝25％)时的画面单元50的点图案，而图10D示出了当输入像素值为112(面积比＝43.75％)时的画面单元50的点图案。

在图10A到图10D中，当输入像素值为52时，对于单元号为1和36的各单元，从查询表123a读取的输出像素值(参见图8的AD52)为255，对于单元号为2和10的各单元，输出像素值为0，对于单元号为16的单元，输出像素值为128，…。结果，在将针对所有单元读取的输出像素值布置在画面单元50的相关单元区域中的情况下(实际上，对应于如下情况：打印受具有与根据相关结构的相关输入像素值相对应的脉冲宽度的激光输出的影响)，点图案变为如图10A所示。

在图10A中，例如，与所读取的输出像素值＝255相对应地，点亮(完全点亮)单元号为1和36的各单元，并且与所读取的输出像素值＝0相对应地，单元号为2和10的各单元处于未点亮状态。以与所读取的输出像素值＝128相对应的脉冲宽度[脉冲宽度短于完全点亮时的脉冲宽度：对应于输出像素值]来点亮单元号为6的单元。

类似地，所读取的作为输出像素值的单元号为8，16，…，248的单元处于以与相关输出像素值相对应的脉冲宽度而点亮的状态下。

在图10A到图10D中，当输入像素为64时，对于单元号为1、2、16和36的各单元，从查询表123a读取的输出像素值(参见图8的AD64)是255，对于单元号为10的单元，输出像素值是0，…。结果，画面单元50具有如图10B所示的点图案。

在图10B中，例如，与所读取的输出像素值255相对应地，点亮(完全点亮)单元号为1、2、16和36的各单元，并且与所读取地输出像素值＝0相对应地，熄灭单元号为10的单元。

在图10A到图10D中，当输入像素值为65时，对于单元号为1、2、10、16、36、…的各单元，从查询表123a(参见图8的AD65)中读取输出像素值255、0、8、0、0、…。结果，画面单元50具有如图10C所述的点图案。

在图10C中，例如，与所读取的输出像素值255相对应地，点亮(完全点亮)单元号为1的单元，与所读取的输出像素值＝0相对应地，熄灭单元号为2、16和36的各单元，并且以与所读取的输出像素值＝8相对应的脉冲宽度来点亮单元号为10的单元。

在图10A到图10D中，当输入像素值为112时，对于单元号为1、2、10、16、36、…的各单元，从查询表123a(参见图8的AD112)中读取输出像素值255、0、255、0、128、…。结果，画面单元50具有如图10D所示的点图案。

在图10D中，例如，与所读取的输出像素值255相对应地，点亮(完全点亮)单元号为1和10的各单元，与所读取地输出像素值＝0相对应地，熄灭单元号为2和16的单元，并且以与所读取的输出像素值＝128相对应的脉冲宽度来点亮单元号为36的单元。

此处，通过比较图10A到图10D的各画面点图案，验证了通过使用具有图8所示的数据结构的查询表123a的画面单元点的增长。

在图10A到图10D中，当关注单元号为2的单元(该单元的输出像素值在从输入像素值＝52[图10A]到输入像素值＝64[图10B]变化时增大)时，当从输入像素值＝64[图10B]变为输入像素值＝65[图10C]时该单元熄灭(输出值＝0)。

此时(当从输入像素值64变为65时)，在输入像素值＝64时处于点亮状态的单元号为8、16、21、27、28、36、44、49和63的各单元以与单元号为2的单元相同的方式熄灭[参见图10C]。

而对于单元号为5、11、15、19、23、25、33、43、47、51、55和61的各单元，这些单元(在输入像素值＝64时是熄灭的(输出值＝0))在输入像素值＝65的时是点亮的(输出值＝255)[参见图10C]。

由此，当输入像素值从64变为65时，画面单元50的形状从图10B中的小线数(线数＝5)的状态切换到图10C的大线数(线数＝10)的状态。

然后，在从输入像素值＝65[图10C]变为输入像素值＝112[图10D]时，单元号为4、8、10、14、18、22、28、32、36、40、42、46、50、54、60和64的各单元的输出值基于大线速画面的点的增长，随着输入像素值的增大而依次增大，从而具有图10D所示的点图案。

由此，可以通过采用如图8所示的查询表123a来实现能够以输入像素值64作为边缘线而使画面形状从小线数切换到大线数的操作，在该查询表132a中存储与输入像素值相对应的输出像素值，从而使得具有如下特征的画面单元号混合，该特征是对应的输出像素值随着输入像素值的增大而增大和减小，例如，输出像素值随着输入像素值的增大从零开始单调增大，当输入像素值超过64时返回到零，随后随着输入像素值的增大而再次单调增大。

根据上述实施例的结构，通过使用一个画面单元50，通过控制画面单元50的各单元的点亮和熄灭，能够将画面结构从小线数切换到大线数，并且通过使用单个查询表可以形成在低灰度部分与高灰度部分之间具有不同画面线数的图像。

具体地，具有规定输入像素值或小于该规定输入像素值的低灰度区域(在本实施例中的输入像素值为0到64的区域)通过小线数画面提供稳定的再现。结果，灰度变得良好，并且中灰度区域和高灰度区域(输入像素值为65或更大的区域)可以通过使用大线数画面提高再现图像的清晰度。

在上述实施例中，示例出了两种画面线数之间的切换，但是也可以按照相同方式进行三种或更多种画面线数之间的切换。

根据以上说明，示例出了根据画面单元、通过使用面积灰度法将输入多灰度图像转换为多值图像，但是也可以转换为二进制图像。

在这种情况下，对于输出像素值0到255(这些输出像素值是与例如图8中所示的查询表123a中的各画面单元号对应地设置的)，可以添加通过以“0”代替0到小于129并用“1”代替129或更大来进行读取和输出的替换/读取处理功能。

当在本实施例中使用一个画面单元来切换画面线数时，如例如图10A到图10D所示，被设置为通过以预定输入像素值作为边缘线将线数5的画面[图10B]切换为线数10的画面[图10C]。此外，还可以进行操作，以使得画面线数与例如低灰度区域、中灰度区域和高灰度区域等相一致地随着输入像素值的增大(如由线数5→线数6→线数7…所示)而连续地增大。

在以上情况中，可以采用存储有与输入像素值相对应的输出像素值的查询表，而不是在第一实施例中使用的查询表123a，从而在假设以随着输入像素值的增大来增大或减小相对应的输出像素值的方式存储有与输入像素值相对应的输出像素值(此处的数据设置与查询表123a中的相同)的情况下，画面线数随着输入像素值的增大而连续增大。

实施例2

根据第二实施例的图像处理设备10具有半色调处理部12，其包括图2的框图所示的功能结构。在该结构中，如下文对于画面单元50的详细描述(参见图3：单元结构与第一实施例的相同)，设置部121随着输入像素值的增大而在规定级保持画面线数，而是执行应用于到操作的对像素位置、单元尺寸等的设置，从而可以形成具有不同点位置的图像。

在该实施例中，对于图2中所示的结构中的查询表123，采用了其中存储有例如图11所示的数据内容的查询表123b。

在查询表123b中，与各输入像素值(输入值)相对应地存储有画面单元50的单元号1到64(在图11中只示出了单元号2、7、14、15、22、23、27和30，但是实际上存储有所有单元号1到64)的输出像素值。

对于输入像素值，在图12A到图12F中仅示出了64到96，但实际上存储有值0到255。

同时，地址生成部122保持输入值/地址转换表，该表示出了查询表123b中的各输入像素值与各输入像素值的存储地址的对应关系，并且地址生成部122从输入图像数据中依次提取各像素的输入像素值，根据输入值/地址转换表来确定与所提取的输入像素值相对应的地址，将相关输入像素值转换成相对应的地址，并将其通知给输出处理部124。

输出处理部124使用由地址生成部122转换的地址作为关键字来检索查询表123b，并且读取并输出与存储在这些地址中的输入像素值(64到96)相对应的单元号为1到64的各单元的输出像素值。

此处，对于图11中的查询表123b的数据内容，观察各单元号的输出像素值相对于输入像素值的变化而发生的变化。

在查询表123b中，例如，对于单元号为2的单元，当输入像素值处在64与72之间时，输出像素值保持为255，当输入像素值处在73与80之间时，输出像素值以32为间隔从224依次减小到0，然后当输入像素值处在81与96之间时，输出像素值保持为0。

对于单元号为7和30的单元，当输入像素值处在64与71之间时，输出像素值以32为间隔从0到224依次增大，然后当输入像素值处在72与96之间时，输出像素值保持为255。

对于单元号为14的单元，当输入像素值处在64与80之间时，输出像素值为0，当输出像素值处在81与87之间时，输出像素值以32为间隔从32增大到224，并且当输入像素值变为88或更大时输出像素值保持为255。

对于单元号为15和22的单元，当输入像素值处在64与72之间时输出像素值为0，当输入像素值处在73与79之间时，输出像素值以32为间隔从32增大到224，当输入像素值变为80或更大时，输出像素值保持为255。

对于单元号为23的单元，当输入像素值处在64与88之间时输出像素值为0，当输入像素值处在89与95之间时输出像素值以32为间隔从32增大到224，并且当输入像素值为96时，输出像素值变为255。

并且，对于单元号为27的单元，当输入像素值为64时，输出像素值为255，当输入像素值处在65与72之间时，输出像素值以32为间隔从224减小到0，当输入像素值为73或更大时，输出像素值保持为0。

如以上所例示的对于几个单元的输出像素值的与输入像素值的变化相对应的变化，根据第二实施例的图像处理设备10的查询表123b包括数据区域的地址，在该数据区域中存储有与输入像素值相对应的输出像素值，从而随着输入像素值的增大来增大和减小相对应的输出像素值。具体地，随着输入像素值的增大将画面线数保持在规定级，并且与这些地址相对应地存储对应于输入像素值的输出像素值，从而形成具有不同点位置的图像。

接下来，将参照图12A到图12F描述根据由半色调处理部12通过使用具有以上数据结构的查询表123b而进行的半色调处理的画面单元点数增长。

在图12A到图12F中，图12A示出了当输入像素值为64时[所点亮的单元(输出像素值不为零的单元)相对于画面单元50中的所有单元区域的面积比为25％]的画面单元50的点图案。

类似地，图12B示出了当输入像素值为68(面积比＝26.5625％)时的画面单元50的点图案，图12C示出了当输入像素值为72(面积比＝28.125％)时的画面单元50的点图案，图12D示出了当输入像素值为76(面积比＝29.6875％)时的画面单元50的点图案，图12E示出了当输入像素值为80(面积比＝31.25％)时的画面单元50的点图案，而图12F示出了当输入像素值为95(面积比＝37.5％)时的画面单元50的点图案。

在图12A到图12F中，当输入像素值为64时，对于单元号为2和27的各单元，从查询表123b读取输出像素值255(参见图11的AD64)，对于单元号为7、14、15、22、23和30的各单元，读取输出像素值0。结果，当将针对所有单元而读取的输出像素值布置在画面单元50的相关单元位置处时，画面点图案变为如图12A所示。

并且，当输入像素值为68时，对于单元号为2的单元，从查询表123b读取的输出像素值(参见图11的AD68)为255，对于单元号为7、27和30的单元，所读取的输出像素值为128，而对于单元号为14、15、22和23的各单元，所读取的输出像素值为0。结果，当将针对所有单元读取的输出像素值布置在相关单元位置处时，画面点图案变为如图12B所示。

当输入像素值为72时，对于单元号为2、7和30的各单元，从查询表123b读取的输出像素值(参见图11的AD72)为255，对于单元号为14、15、22、23和27的各单元，所读取的输出像素值为0。结果，当将针对所有单元读取的输出像素值布置在相关单元位置处时，画面点图案变为如图12C所示。

当输入像素值为76时，对于单元号为2、25和22的各单元，从查询表123b读取的输出像素值(参见图11的AD76)为128，对于单元号为7和30的各单元，所读取的输出像素值为255，而对于单元号为14、23和27的各单元，所读取的输出像素值为0。结果，当将针对所有单元读取的输出像素值布置在相关单元位置处时，画面点图案变为如图12D所示。

当输入像素值为80时，对于单元号为2、14、23和27的各单元，从查询表123b读取的输出像素值(参见图11的AD80)为0，对于单元号为7、15、22和30的各单元，所读取的输出像素值为255。结果，当将针对所有单元读取的输出像素值布置在相关单元位置处时，画面点图案变为如图12E所示。

此外，当输入像素值为96时，对于单元号为2和27的各单元，从查询表123b读取的输出像素值(参见图11的AD96)为0，而对于单元号为7、14、15、22、23和30的各单元，所读取的输出像素值为255。结果，当将针对所有单元读取的输出像素值布置在相关单元位置处时，画面点图案变为如图12F所示。

此处，通过比较图12A到图12F的各画面点图案，来验证通过使用具有图11所示的数据结构的查询表123b的画面单元点的增长。

首先，将参照点号7、27和30来说明当输入像素值64变为输入像素值72时的画面点的增长处理。

当输入像素值＝64[图12A]时，单元号为27的单元处于完全点亮状态，单元号为7和30的各单元处于未点亮状态。

然后，相对于输入像素值的增大，使单元号为27的单元的点逐渐变小，同时使单元号为7和30的各单元的点逐渐增大，以使画面形状从在输入像素值＝64时的点类型变为细线类型，同时保持相同线数。

例如，当输入像素值＝64[图12A]时，单元号为27的单元具有输出像素值255，然后，按照输入像素值的增大以32为间隔减小输出像素值，并且当输入像素值＝72[图12C]时使输出像素值为0(熄灭)。

此时，对于单元号为7和30的单元，随着输入像素值的增大，输出像素值从输入像素值＝64[图12A]起以32为间隔增大，从而在输入像素值＝72[图12C]时，使输出像素值完全点亮(255)。

由此，当图12B中的输入像素值＝68时单元号为7、27和30的各单元具有处于从输入像素值＝64到输入像素值＝72的变化过程中的点亮状态。

如上所述，画面图案被改变，同时在从输入像素值＝64变为输入像素值＝72时保持灰度的平滑增大。

类似地，当如输入像素值＝72[图12C]→输入像素值＝76[图12D]→输入像素值＝80[图12E]所表示地(输入像素值的增大)变化时，减小单元号为2和38的各单元的输出像素值，同时，增大单元号为15、22、43和50的各单元的输出值。

此外，当如输入像素值＝80[图12E]→输入像素值＝96[图12E]所表示地变化时，单元号为14和51的单元也增大，以使线型图案中的点增长。

如上所述，点图案可以从当输入像素值＝64[图12A]时的点图案变为当输入像素值＝96时[图12F]的线型图案。在该变化过程中，保持画面单元50的线数，以具有相同的画面线数而不变化。

可以使用其中存储有图11所示的数据内容的查询表123b来实现上述的点图案变化。

在上述实施例中，存储有与输入像素值对应的输出像素值，以随着输入像素值的增大而增大和减小相对应的输出像素值。具体地，使用了查询表123b，在其中存储有与输入像素值对应的输出像素值，以形成随着输入像素值的增大、画面线数保持在预定级而点位置不同的图像。因此，即使当画面具有相同线数，也可以按照灰度特性来随意改变点图案形状，并且可以设计出对于打印机引擎(图像形成部14)的性质最佳的画面。

在本实施例中，不限于以下情况，即：根据画面单元、通过使用面积灰度法来将输入多灰度图像转换成多值图像，而是还可以通过添加用于读取和输出输出像素值0到255的替换和读取处理功能来将其转换成二进制图像，这些输出像素值是通过例如图11的查询表123b、根据各画面单元而设置的，其中以与第一实施例相同的方式用“0”替换0到小于129，用“1”替换129或更大。

上述第一和第二实施例基于使用一个画面单元50，而无需对于各小线数和大线数的另一画面，也无需各画面的切换功能，并且可以实现低成本的设备。

通过提供设置部121，可以容易地通过简单地改变画面单元结构来与打印机的特性相一致。

根据本发明的结构，可以容易地替换画面单元50内的点位置，从而可以避免波纹(morie)等，并且可以产生细致图案的变化，从而还可以防止由于点增益而引起的灰度跳跃。

在上述第一和第二实施例中，说明了使用查询表123来实现点增长处理(即：输出像素值随着输入像素值的增大而增大或减小)的示例，但是也可以在不使用查询表123的情况下实现点增长处理。例如，可以采取措施来只将变化点和变化率存储在寄存器中，并且在存储过程中进行线性插值计算。

如上所述，本发明的第一方面提供了一种图像处理设备，用于根据画面单元、通过使用面积灰度法将多灰度图像转换为二进制或多值图像，所述图像处理设备包括：接收单元，其接收多灰度图像的各像素的输入像素值以及所述画面单元上的位置信息；以及，输出单元，其根据由所述接收单元所接收的输入像素值和位置信息，输出在与所述位置信息相对应的该画面单元上的像素位置处的输出像素值，该输出像素值随着输入像素值的增大而增大或减小。

本发明的第二方面提供了根据本发明第一方面的图像处理设备，其中所述输出单元包括：查询表，其中以对应输出像素值随着所述输入像素值的增大而增大或减小的方式存储有与所述输入像素值相对应的所述输出像素值，并且通过基于由所述接收单元接收的所述输入像素值和所述位置信息参考所述查询表，来输出所述输出像素值。

本发明的第三方面提供了根据本发明第二方面的图像处理设备，其中所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的输出像素值：所述输出像素值随着所述输入像素值的增大而从零开始单调增大，然后一度返回到零并且再次单调增大。

本发明的第四方面提供了根据本发明第二方面的图像处理设备，其中所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的输出像素值：使画面线数随着输入像素值的增大而连续改变。

本发明的第五方面提供了根据本发明第二方面的图像处理设备，其中所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的输出像素值：形成随着输入像素值的增大将画面线数保持在规定级但是使点位置不同的图像。

本发明的第六方面提供了一种图像处理方法，其根据画面单元、通过使用面积灰度法，将多灰度图像转换为二进制或多值图像，所述图像处理方法包括：接收所述多灰度图像的各像素的输入像素值以及所述画面单元上的位置信息；并且根据所接收的输入像素值和位置信息，输出在与所述位置信息相对应的画面单元上的像素位置处的输出像素值，该输出像素值随着输入像素值的增大而增大或减小。

本发明的第七方面提供了根据本发明第六方面的图像处理方法，其中：将随着所述输入像素值的增大而增大和减小的对应输出像素值预先存储在查询表上的画面单元的各像素位置处，在该查询表中存储有与多灰度画面的各像素的输入像素值相对应的输出像素值；并且通过参考所述查询表、基于所述输入像素值和位置信息来输出输出像素值。

本发明的第八方面提供了根据第六方面的图像处理方法，其中：所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的所述输出像素值：所述输出像素值随着所述输入像素值的增大而从零开始单调增大，然后一度返回到零并且再次单调增大；并且使用了单个查询表来形成在低灰度部分和高灰度部分之间具有不同画面线数的图像。

本发明的第九方面提供了根据本发明第六方面的图像处理方法，其中：所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的所述输出像素值：画面线数随着所述输入像素值的增大而连续变化；并且使用了单个查询表来形成使画面线数随着所述输入像素值的增大而连续变化的图像。

本发明的第十方面提供了根据本发明第六方面的图像处理方法，其中：所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的所述输出像素值：形成了随着输入像素值的增大将画面线数保持在规定级但是使点位置不同的图像；并且使用了单个查询表来形成随着输入像素值的增大将画面线数保持在规定级但是使点位置不同的图像。

根据本发明，接受多灰度图像的各像素的输入像素值以及所述画面单元上的位置信息，并且根据所接受的输入像素值和位置信息，与对应于上述位置信息的画面单元上的像素位置相对应地，输出随着上述输入像素值的增大而增大或减小的输出像素值。因此，可以实现能够通过使用一个画面单元来改变画面结构和画面线数的点增长处理，通过低线数画面在低灰度区域中获得稳定的再现性，并且可以期望提供中灰度区域和高灰度区域的清晰度。

因为在本发明中使用了一个画面单元，所以无需对于各小线数和大线数提供不同的画面，或者无需对于各画面提供切换功能，从而可以低成本地实现该设备。

此外，还可以通过根据设置简单地改变画面单元结构来灵活地与打印机的性质相一致。

可以将本发明应用于如下图像处理设备，该图像处理设备根据画面单元、通过使用面积灰度法将多灰度图像转换成二进制或多值图像，并且本发明可以使用查询表，在其中存储有与输入像素值相对应的输出像素值，从而随着输入像素值的增大来增大或减小相对应的输出像素值，以灵活地切换画面结构而无需多个画面单元及其切换功能。

为了示出和说明的目的提供了对本发明的实施例的以上说明。这些说明并不旨在穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。显然，对于本领域技术人员而言，许多修改和变形都是显见的。选择这些实施例并进行描述是为了最佳地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其它技术人员针对各种实施例以及适合于所考虑的特定应用的各种变形来理解本发明。本发明的范围有以下的权利要求及其等同物来限定。

在此通过应用并入于2005年3月29日提交的日本特开2005-93910号公报的全部公开，包括说明书、权利要求、附图和摘要。

Claims (10)

1、一种图像处理设备，用于根据画面单元、通过使用面积灰度法将多灰度图像转换为二进制或多值图像，所述图像处理设备包括：

接收单元，其接收多灰度图像的各像素的输入像素值以及所述画面单元上的位置信息；以及

输出单元，其根据由所述接收单元接收的所述输入像素值和所述位置信息，输出在与所述位置信息相对应的画面单元上的像素位置处的输出像素值，该输出像素值随着输入像素值的增大而增大或减小。

2、根据权利要求1所述的图像处理设备，其中：

所述输出单元包括：

查询表，在其中以相对应的输出像素值随着所述输入像素值的增大而增大或减小的方式存储有与所述输入像素值相对应的所述输出像素值，并且

通过基于由所述接收单元接收的所述输入像素值和所述位置信息而参考所述查询表，来输出所述输出像素值。

3、根据权利要求2所述的图像处理设备，其中：

所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的输出像素值：使所述输出像素值随着所述输入像素值的增大而从零开始单调增大，然后一度返回到零并且再次单调增大。

4、根据权利要求2所述的图像处理设备，其中：

所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的输出像素值：使画面线数随着所述输入像素值的增大而连续改变。

5、根据权利要求2所述的图像处理设备，其中：

所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的输出像素值：形成随着输入像素值的增大将画面线数保持在规定级但是使点位置不同的图像。

6、一种图像处理方法，其根据画面单元、通过使用面积灰度法，将多灰度图像转换为二进制或多值图像，所述图像处理方法包括：

接收所述多灰度图像的各像素的输入像素值以及所述画面单元上的位置信息；并且

根据所接收的输入像素值和位置信息，输出在与所述位置信息相对应的所述画面单元上的像素位置处的输出像素值，该输出像素值随着输入像素值的增大而增大或减小。

7、根据权利要求6所述的图像处理方法，其中：

将随着输入像素值的增大而增大和减小的相对应的输出像素值预先存储在查询表上的画面单元的各像素位置处，在该查询表中存储有与多灰度画面的各像素的输入像素值相对应的输出像素值；并且

通过参考所述查询表、基于所述输入像素值和位置信息来输出输出像素值。

8、根据权利要求6所述的图像处理方法，其中：

所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值对应的输出像素值：使所述输出像素值随着所述输入像素值的增大而从零开始单调增大，然后一度返回到零并且再次单调增大；并且

使用了单个查询表来形成在低灰度部分与高灰度部分之间具有不同画面线数的图像。

9、根据权利要求6所述的图像处理方法，其中：

所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的输出像素值：使画面线数随着输入像素值的增大而连续变化；并且

使用了单个查询表来形成画面线数随着输入像素值的增大而连续变化的图像。

10、根据权利要求6所述的图像处理方法，其中：

所述查询表以如下方式存储与所述输入像素值相对应的输出像素值：形成随着输入像素值的增大将画面线数保持在规定级但是使点位置不同的图像；并且

使用了单个查询表来形成随着输入像素值的增大将画面线数保持在规定级但是使点位置不同的所述图像。

Images