JP2001061063A - Image processor - Google Patents

Image processor

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JP2001061063A
JP2001061063A JP2000123971A JP2000123971A JP2001061063A JP 2001061063 A JP2001061063 A JP 2001061063A JP 2000123971 A JP2000123971 A JP 2000123971A JP 2000123971 A JP2000123971 A JP 2000123971A JP 2001061063 A JP2001061063 A JP 2001061063A
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JP
Japan
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threshold
dither
gradation
processing
output
Prior art date
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Application number
JP2000123971A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuhiko Nakahara
信彦 中原
Hiromoto Umezawa
浩基 梅澤
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Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Toshiba TEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba TEC Corp filed Critical Toshiba TEC Corp
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Publication of JP2001061063A publication Critical patent/JP2001061063A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make the structure of an image processor simpler by setting the matrix size of reference threshold array to be used within the range of a specified value by a dither processing means. SOLUTION: Inputted RGB signals are converted into CMY colors as color reproduction colors of a printer by a color conversion part 21 and supplied to a BG/UCR processing part 22. An ink component is extracted from the CMY colors, CMY colors after extraction are determined and finally converted into CMYK colors and supplied to a gamma correcting part 23 by the BG/UCR processing part 22. The CMYK colors are supplied to a pseudo gradation processing part 24 by performing density correction according to the substantial output characteristics of the printer to the CMYK colors by the gamma correcting part 23. The data of one pixel are converted into multilevel image data with the smaller number of gradation such as approximately 2 to 4 bits for each color depending on the printing capability of the printer by a multilevel dither processing for every color by the pseudo gradation processing part 24. Further the matrix size of the reference threshold array to be used is defined as K×L (K and L are integers) and (K×L)1/2 is set within the range to be expressed by an equation by the dither processing means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多値の入力画像デ
ータをディザ処理して、より小さい階調数の画像データ
に変換するプリンタ、複写機、ファクシミリ、MFP
(Multi-Function Peripheral)等に使用される画像処
理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printer, a copier, a facsimile, and an MFP for dithering multivalued input image data and converting the image data into image data having a smaller number of gradations.
(Multi-Function Peripheral) and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ラインLED(発光ダイオード)
ヘッド、ラインサーマルヘッド、ラインインクジェット
ヘッド等ラインヘッドを用いたプリンタなどの画像形成
装置では、ヘッドが有する分解能のまま同じ大きさのド
ットを記録紙上に印刷することにより2値の画像を形成
していた。すなわち、ラインLEDヘッドの場合は、ラ
イン状に配列された複数の記録素子である複数のLED
のラスタ方向の間隔のまま同じ大きさのドットを記録紙
上に印刷し、ラインサーマルヘッドの場合は、ライン状
に配列された複数の記録素子である複数の発熱抵抗体の
ラスタ方向の間隔のまま同じ大きさのドットを記録紙上
に印刷し、ラインインクジェットヘッドの場合は、ライ
ン状に配列された複数の記録素子である複数のインク吐
出口のラスタ方向の間隔のまま同じ大きさのドットを記
録紙上に印刷して2値の画像を形成していた。また、こ
れらのヘッドを複数回走査する事により素子の間隔以上
の解像度に対応することも一般的に行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a line LED (light emitting diode)
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as a printer using a line head, such as a head, a line thermal head, and a line inkjet head, a binary image is formed by printing dots of the same size on recording paper while maintaining the resolution of the head. Was. That is, in the case of a line LED head, a plurality of LEDs, which are a plurality of recording elements arranged in a line,
In the case of a line thermal head, the same size dots are printed on the recording paper as they are in the raster direction, and in the raster direction, a plurality of heating resistors, which are a plurality of recording elements arranged in a line, are printed. Dots of the same size are printed on recording paper, and in the case of a line inkjet head, dots of the same size are recorded with the intervals in the raster direction of the plurality of ink ejection ports, which are a plurality of recording elements arranged in a line. The image was printed on paper to form a binary image. It is also common practice to scan these heads a plurality of times to accommodate resolutions greater than the element spacing.

【0003】このような記録ヘッドを備えた画像形成装
置においては、文字/線画画像は、単純にヘッドの分解
能分あるいは走査間隔分の2値画像として再現し、グラ
フィック/写真画像は、組織的ディザ法、あるいは誤差
拡散法といった擬似階調処理により画像を再現してい
た。この場合の擬似階調処理においては、高解像度の保
持と高階調の再現の両立は非常に難しく、特に組織的デ
ィザ処理では、解像度と階調性は相反する特性を有して
いた。なお、色文字や濃淡文字等にも擬似階調処理は使
用されている。
In an image forming apparatus equipped with such a recording head, a character / line image is simply reproduced as a binary image corresponding to the resolution of the head or a scanning interval, and a graphic / photographic image is organized dithering. The image has been reproduced by a pseudo gradation process such as an error diffusion method. In the pseudo gradation processing in this case, it is very difficult to maintain high resolution and reproduce high gradation at the same time. In particular, in the systematic dither processing, the resolution and the gradation have opposite characteristics. It should be noted that the pseudo gradation process is also used for color characters, light and shade characters, and the like.

【0004】一方、このような記録ヘッドを備えた画像
形成装置において、さらに、入力画像データを多値ディ
ザ処理により生成した多値の画像データを用い、1画素
内の出力面積を変調することによって1画素内を数段階
の階調で表現できるような画像形成装置も出現してきて
いる。これら装置に使われる複数の記録素子から構成さ
れる記録ヘッドと出力されたドットの状態例を図31に
示す。図中1は記録ヘッド、2はインク吐出口である。
また、3は出力ドットを示している。
On the other hand, in an image forming apparatus provided with such a recording head, the output area within one pixel is modulated by using multi-valued image data generated by multi-valued dither processing of input image data. An image forming apparatus that can express one pixel in several gradations has also appeared. FIG. 31 shows an example of the state of a print head composed of a plurality of print elements used in these apparatuses and the output dots. In the drawing, reference numeral 1 denotes a recording head, and 2 denotes an ink ejection port.
Reference numeral 3 denotes an output dot.

【0005】この図31においては簡単のため1画素を
白を含めた3値で表すことができる画像形成装置のドッ
ト出力例を示している。また、これらのライン状の記録
素子を4つ、あるいは3つ並列に配置することでC(シ
アン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラッ
ク)のカラー画像、あるいはCMYのカラー画像を記録
することができる。
FIG. 31 shows an example of dot output of an image forming apparatus capable of expressing one pixel with three values including white for simplicity. By arranging four or three of these linear printing elements in parallel, a C (cyan), M (magenta), Y (yellow), K (black) color image, or a CMY color image Can be recorded.

【0006】このような多値の画像データを印字できる
画像形成装置においては、色変換処理やUCR(下色除
去)処理、あるいはガンマ補正といった各種画像処理を
施した後に、プリンタエンジン固有の規定の階調数を再
現するために、各色毎にスクリーン角を用いた多値ディ
ザ処理、あるいは多値誤差拡散処理といった多値の擬似
階調処理を行い1画素数ビットの多値画像データを得て
いる。そして、1画素により多くの情報量を集中させて
画像再現性の向上を図っている。
In an image forming apparatus capable of printing such multi-valued image data, after performing various types of image processing such as color conversion processing, UCR (under color removal) processing, or gamma correction, a printer engine specific regulation is applied. In order to reproduce the number of gradations, multivalued pseudo gradation processing such as multivalued dither processing using a screen angle for each color or multivalued error diffusion processing is performed to obtain multivalued image data of bits per pixel. I have. The amount of information is concentrated on one pixel to improve image reproducibility.

【0007】一般的に組織的ディザ処理は処理が軽く、
構成の自由度も高く、高速性がありコストも抑えること
ができる。ただし、画質的には誤差拡散処理の方が優れ
ていると言われている。組織的ディザ処理は閾値処理に
よる量子化誤差をそのまま切り捨てているのに対し、誤
差拡散処理では量子化誤差を周辺画素に保存している点
がアルゴリズム的な大きな違いである。この結果として
出力特性から見れば最適化された誤差拡散処理では人間
の視覚特性上から出力パターンが最も目立ちにくい高周
波特性を持った出力パターンとなり、エッジ保存効果も
大きいことが組織的ディザ処理に対して画質的に有利な
点となっている。
Generally, systematic dither processing is light in processing,
The degree of freedom of the configuration is high, the speed is high, and the cost can be reduced. However, it is said that the error diffusion processing is superior in image quality. The systematic dithering process discards the quantization error due to the threshold value processing as it is, while the error diffusion process stores the quantization error in peripheral pixels, which is a major algorithmic difference. As a result, in the error diffusion processing optimized from the viewpoint of output characteristics, the output pattern becomes an output pattern with high frequency characteristics that is most inconspicuous from human visual characteristics, and the large edge preservation effect is compared to systematic dither processing. This is an advantage in terms of image quality.

【0008】一方、多値の擬似中間調処理の場合は、2
値の場合ほどその画質に差は生じないことも判ってい
る。これは、多値化による効果として多値化のレベルを
増やすほど2値化の場合に比べて切り捨てられる量子化
誤差が格段に小さくなるためである。特に高解像度時に
於ける1画素で表現できる階調数が多いほどその画質に
は差は無くなってくる。
On the other hand, in the case of multi-valued pseudo halftone processing, 2
It has also been found that the image quality does not differ as much as the value. This is because, as an effect of the multi-level quantization, as the level of the multi-level quantization is increased, the quantization error to be discarded is much smaller than in the case of the binarization. In particular, the higher the number of gradations that can be expressed by one pixel at the time of high resolution, the smaller the difference in image quality.

【0009】さらに、最近ではストカスティックディザ
やクラスタを改良した固定マスクディザを用いることに
よって、誤差拡散処理並みの出力特性を組織的ディザ処
理と同じ高速処理で実現する方法も開発されてきてい
る。
Further, recently, a method has been developed in which a stochastic dither or a fixed mask dither having improved clusters is used to realize an output characteristic comparable to that of the error diffusion processing at the same high-speed processing as the systematic dither processing.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的な2
値のディザ処理は、基本的には単独1プレーンのディザ
マトリクスの閾値配列のみ考慮すれば良く、入力画素と
対応する位置のディザマトリクスの閾値との画素対画素
比較により2値の出力画像を得ている。この様子を図3
2に示す。この図32では既に公知の4×4Bayer
型ディザマトリクスを使用した場合の模式図である。こ
こでは説明の簡略化のため、入力4bitに対応したデ
ィザマトリクスの閾値と入力画像との比較がなされ、例
えば、入力画素値が対応するディザマトリクスの閾値よ
りも大きければ1(黒)、小さければ0(白)を出力
し、全体として1あるいは0の組み合わせを持つ2値化
出力状態を得る場合を示している。
By the way, the general 2
The value dithering process basically needs to consider only the threshold arrangement of the single-plane dither matrix, and obtains a binary output image by pixel-to-pixel comparison of the input pixel with the threshold of the dither matrix at the corresponding position. ing. Figure 3 shows this situation.
It is shown in FIG. In FIG. 32, a known 4 × 4 Bayer is used.
It is a schematic diagram at the time of using a type | mold dither matrix. Here, for the sake of simplicity, the threshold of the dither matrix corresponding to the input 4 bits is compared with the input image. For example, if the input pixel value is larger than the threshold of the corresponding dither matrix, 1 (black); This example shows a case where 0 (white) is output to obtain a binary output state having a combination of 1 or 0 as a whole.

【0011】ここでディザマトリクスは図32に示すよ
うに、その基本ディザマトリクス(基準閾値配列)サイ
ズ周期でタイル上に繰り返し使用され、入力全画素に対
して上述した処理を同様に行う構成となっている。ま
た、一般的なプリンタ等の出力装置においてはデジタル
的な正方格子で画素を構成できることはなく、各出力デ
バイスのプロセス上の制限から円形に近い形の出力とな
ることが多い。この場合の出力の様子を図33に示す。
この図33のドットサイズに示すように一般的にベタ画
像を印字した場合、隙間が発生しない様に印字画素の形
状は理想正方ピクセルを完全に覆う形、すなわち、解像
度ピッチの√2倍以上の直径を持つ円となるように設計
される。
As shown in FIG. 32, the dither matrix is repeatedly used on a tile at a cycle of the size of the basic dither matrix (reference threshold array), and the above-described processing is similarly performed on all input pixels. ing. Further, in an output device such as a general printer, a pixel cannot be formed by a digital square lattice, and an output having a shape close to a circle is often generated due to a limitation in a process of each output device. The state of output in this case is shown in FIG.
In general, when a solid image is printed as shown in the dot size of FIG. 33, the shape of the printed pixel completely covers the ideal square pixel so that no gap is generated, that is, の 2 times or more the resolution pitch. Designed to be a circle with a diameter.

【0012】一方、多値ディザ処理においては、上記し
た基本となるディザマトリクス配列の他に、深さ(画素
レベル)方向への考慮も必要となる。例えばD値の多値
ディザ処理を行う場合は(D−1)個分の閾値プレーン
が必要となり、個々の閾値プレーンのディザ閾値と入力
画像との比較がされ、D値の出力画像を得る。この場合
の多値ディザ処理の概略模式図を図34に示し、出力の
様子を図35に示す。図34は0(白)を含め8値の多
値出力を示す模式図になっている。
On the other hand, in the multi-value dither processing, in addition to the above-described basic dither matrix arrangement, consideration in the depth (pixel level) direction is required. For example, when multi-valued dither processing of D values is performed, (D-1) threshold planes are required, and the dither threshold of each threshold plane is compared with an input image to obtain an output image of D values. FIG. 34 shows a schematic diagram of the multi-value dither processing in this case, and FIG. 35 shows the output state. FIG. 34 is a schematic diagram showing an 8-level multi-value output including 0 (white).

【0013】このとき一般的にディザ処理では各閾値プ
レーン間において何らかの相関性を持たせた方が画質的
に優れるため、この基準閾値配列を基に(D−1)個分
のディザマトリクスの閾値を自動的に算出することが多
い。
At this time, in the dither processing, it is generally better to give some correlation between the threshold planes in terms of image quality. Therefore, based on this reference threshold array, the threshold of (D-1) dither matrices Is often calculated automatically.

【0014】この各プレーン間の相関性を考慮した多値
ディザ処理としては、各プレーンに跨る閾値配列の振り
分け方により大きく分けて、図36の(a)、(b)に示す2
つのシーケンスがある。この図36においては説明を簡
単にするために、入力8bitの画像データを2×2の
基本閾値配列を使って1画素4値(2bit)の画像に
変換する多値ディザ処理を示している。
The multi-value dither processing in consideration of the correlation between the respective planes is roughly divided according to a method of allocating a threshold array across the respective planes, as shown in FIGS. 36 (a) and 36 (b).
There are two sequences. In FIG. 36, for the sake of simplicity, multi-value dither processing for converting input 8-bit image data into a 4-pixel (2-bit) image using a 2 × 2 basic threshold value array is shown.

【0015】図36の(a)のシーケンス方法は、閾値を
小さい順に各プレーン単位に埋めていく方法であり、イ
ンクジェットプリンタ等、隣接画素のドットの出現状態
に基本的に影響され難く、単独画素毎での画像形成が安
定して再現する事ができるプリンタに使用されるディザ
処理である。解像度は、ほぼエンジンの解像性能に匹敵
し、非常に高く、ドット密度が高くなる場合であり、面
積変調で画像を再現する場合の理想的な方法である。た
だし、同一サイズ及び近接サイズの画素で画面が埋めら
れ易いため、印字精度の影響を受け易い。
The sequence method shown in FIG. 36A is a method in which the threshold value is filled in each plane unit in ascending order of the threshold value, and is basically not affected by the appearance of dots of adjacent pixels in an ink jet printer or the like. This is a dither process used for a printer that can stably reproduce an image every time. The resolution is almost equal to the resolution performance of the engine, is very high, and the dot density is high. This is an ideal method for reproducing an image by area modulation. However, since the screen is easily filled with pixels of the same size and adjacent sizes, it is easily affected by printing accuracy.

【0016】図36の(b)のシーケンス方法は、閾値を
小さい順に処理対象となる任意の1つの画素に対して順
に埋めていく方法であり、レーザプリンタあるいはサー
マルプリンタ等、隣接画素のドットの出現状態に影響さ
れ易く、単独画素での画素形成が困難且つ不安定なプリ
ンタに多用されるディザ処理である。解像度は低く、ド
ット密度が粗くなる場合であり、このディザの閾値配列
をドット集中型にすると網点と呼ばれる画像が形成され
る。解像度が低いため画素単位の微小な印字精度ムラは
吸収される。なお、この2例はどちらも1つの基準閾値
プレーンと深さ方向への画素成長順序の定義をすれば自
動的に全閾値が導き出される。
The sequence method shown in FIG. 36 (b) is a method in which an arbitrary one pixel to be processed is sequentially filled in ascending order of the threshold value. This is a dither process that is often used in printers that are easily affected by the appearance state, difficult to form a single pixel, and unstable. This is the case where the resolution is low and the dot density is coarse. If the dither threshold arrangement is of a dot concentration type, an image called a halftone dot is formed. Since the resolution is low, minute printing accuracy unevenness in pixel units is absorbed. In both cases, all thresholds are automatically derived by defining one reference threshold plane and the order of pixel growth in the depth direction.

【0017】また、標準のC(シアン)、M(マゼン
タ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の4色を使用し
たカラー画像形成の場合について考えると、多値ディザ
処理としては、スクリーン角を用いた網点ディザやBa
yerに代表される分散系ディザ、あるいはその中間の
クラスターディザ等の方式が既に種々開発されている。
Considering the case of forming a color image using four standard colors of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black), the multi-value dither processing includes a screen angle. Dot dither and Ba using
Various systems such as a dispersed dither represented by yer or an intermediate cluster dither have been already developed.

【0018】しかし、これらのディザ処理においては多
くの問題点を含んでいる。例えば、スクリーン角を用い
た網点をディザ処理に適用すると、各色間の干渉により
ロゼッタ等のモアレが発生してしまう。また、従来のB
ayer型のような分散系のディザマトリクスを使用す
るとドット配置の自由度が少ないため特定の階調部で視
覚に目立つテクスチャが発生してしまう。このように全
色、全階調にわたって最適な出力特性を得るには解決す
る問題は多い。
However, these dither processes have many problems. For example, when a halftone dot using a screen angle is applied to dither processing, moire such as rosette occurs due to interference between colors. In addition, conventional B
When a dispersed dither matrix such as an aerer type is used, the degree of freedom in dot arrangement is small, and a visually recognizable texture is generated in a specific gradation part. As described above, there are many problems to be solved in order to obtain optimum output characteristics over all colors and all gradations.

【0019】これらは2値に限らず、多値に適用したと
しても同様の現象が発生する。特に、図36の(b)に示
すシーケンスのディザ処理においては顕著に発生する
が、図36の(a)のシーケンスのディザ処理においても
完全に消えるわけではない。さらに、クラスタータイプ
も含めて、これらの組織的ディザ処理全般に言えること
は、入力全階調域にわたって周期性が視覚に目立ち易い
と言う問題である。特に、プリンタのような比較的解像
度の低い出力装置の場合は、その周期性がきわめて視覚
に目立ってしまい易いと言う問題点がある。このように
従来の固定周期型ディザにおいては、現時点でも各種問
題点を含んでおり、さらに様々な出力装置毎に異なる特
徴を持った各々の出力特性を考慮した基準閾値配列の設
計についても改良する余地がある。
These phenomena are not limited to binary values, and similar phenomena occur even when applied to multiple values. In particular, the remarkable occurrence occurs in the dither processing of the sequence shown in FIG. 36B, but it does not completely disappear in the dither processing of the sequence shown in FIG. Furthermore, what can be said about these systematic dither processes in general, including the cluster type, is that the periodicity is easily noticeable visually over the entire input gradation range. In particular, in the case of an output device having a relatively low resolution such as a printer, there is a problem that the periodicity of the output device is very noticeable. As described above, the conventional fixed-period dither still has various problems at present, and the design of the reference threshold array in consideration of each output characteristic having different characteristics for various output devices is also improved. There is room.

【0020】最近ではストカスティックディザやクラス
タを改良した固定マスクディザを用いることによって、
誤差拡散処理並みの出力特性を組織的ディザ処理と同じ
高速処理で実現する方法も開発されてきている。この好
適な一例として、Robert Unichney著の「The Void-and-
Cluster Method for Dither Array Generation」(SPIE
/IS&T Symposium on Electronic Imaging Science and
Technology,San Jose,CA,February,1993)等がある。し
かし、これらの処理は、理想系での理論的な出力特性し
か考えられていないため、せいぜい2値プリンタのドッ
トオーバーラップモデルでの出力特性が考慮されている
程度である。
Recently, by using stochastic dither or fixed mask dither with improved clusters,
A method for realizing output characteristics comparable to error diffusion processing by the same high-speed processing as systematic dither processing has also been developed. A good example of this is Robert Unichney's "The Void-and-
Cluster Method for Dither Array Generation ”(SPIE
/ IS & T Symposium on Electronic Imaging Science and
Technology, San Jose, CA, February, 1993). However, in these processes, since only theoretical output characteristics in an ideal system are considered, the output characteristics in a dot overlap model of a binary printer are considered at most.

【0021】従って、固有の各出力装置のもつ実際の精
度的な出力特性等は考慮されていなく、さらに、マルチ
レベルの出力装置に対してもその実特性はほとんど配慮
されていない。また、一般的にストカスティックディザ
は、必要となるマトリクスサイズが128×128以上
と相当大きくなってしまい、ディザ自身の簡易構成に対
してメモリ容量を大きく取ってしまう。特に多値ディザ
では冗長的ともいえるメモリ容量を必要とする。
Therefore, the actual accurate output characteristics of each output device are not considered, and the actual characteristics of multi-level output devices are hardly considered. In general, a stochastic dither requires a considerably large matrix size of 128 × 128 or more, and requires a large memory capacity compared to the simple configuration of the dither itself. In particular, a multivalued dither requires a memory capacity that can be said to be redundant.

【0022】そこで、本発明は、装置構成をより簡素化
した画像処理装置を提供する。
Accordingly, the present invention provides an image processing apparatus having a simplified apparatus configuration.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
1画素M階調の入力階調画像データをディザ処理手段に
より基準閾値配列を用いて多値ディザ処理を行い1画素
N(M>N>2)階調の出力画像データに変換してから
2次元平面画像出力手段により画像出力する画像処理装
置において、ディザ処理手段は、使用する基準閾値配列
のマトリクスサイズをK×L(K及びLは整数)とし、
(K×L)1/2を、
According to the first aspect of the present invention,
The input gradation image data of M gradations per pixel is converted into output image data of N (M>N> 2) gradations by multi-value dither processing using dither processing means using a reference threshold array, and then 2 In an image processing apparatus for outputting an image by a two-dimensional plane image output means, the dither processing means sets a matrix size of a reference threshold array to be used to K × L (K and L are integers),
(K × L) 1/2 ,

【0024】[0024]

【数3】 (Equation 3)

【0025】の範囲に設定したものである。The range is set in the range.

【0026】請求項2記載の発明は、1画素M階調の入
力階調画像データをディザ処理手段により基準閾値配列
を用いて多値ディザ処理を行い1画素N(M>N>2)
階調の出力画像データに変換してから2次元平面画像出
力手段により画像出力する画像処理装置において、ディ
ザ処理手段は、使用する基準閾値配列のマトリクスサイ
ズをL×L(Lは整数)とし、Lを、
According to a second aspect of the present invention, the input gradation image data of M gradations per pixel is subjected to multi-level dither processing by a dither processing means using a reference threshold array, and one pixel N (M>N> 2).
In an image processing apparatus that converts the image data into gradation output image data and then outputs an image using a two-dimensional plane image output unit, the dither processing unit sets a matrix size of a reference threshold array to be used to L × L (L is an integer); L

【0027】[0027]

【数4】 (Equation 4)

【0028】の範囲に設定したものである。The range is set in the range.

【0029】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の画像処理装置において、ディザ処理手段は使用する
基準閾値配列のマトリクスサイズを最小ドット数で構成
される組織的ディザの基本周期の整数倍としたことにあ
る。
According to a third aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first or second aspect, the dither processing means sets the matrix size of the reference threshold array to be used to the basic period of the systematic dither composed of the minimum number of dots. That is, it is an integral multiple.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。なお、この実施の形態は本発明をカラー
インクジェットプリンタに適用したものについて述べ
る。図1は、全体のハードウェア構成を示すブロック図
で、ホストコンピュータ11から2次元平面画面出力手
段であるプリンタ12に対して1画素M階調のカラー画
像データを転送するようになっている。すなわち、ホス
トコンピュータ11はプリンタ12とのインターフェー
ス特性に合わせて、ドライバ111からプリンタ12の
プリンタコントローラ121にコードあるいはラスタの
データを転送するようになっている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an embodiment in which the present invention is applied to a color inkjet printer will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the overall hardware configuration. The host computer 11 transfers color image data of M gradation per pixel to a printer 12 as a two-dimensional plane screen output unit. That is, the host computer 11 transfers code or raster data from the driver 111 to the printer controller 121 of the printer 12 according to the interface characteristics with the printer 12.

【0031】前記プリンタ12は、前記プリンタコント
ローラ121により、プリンタエンジン122を駆動制
御するようになっている。前記プリンタコントローラ1
21は、前記ホストコンピュータ11から送られてきた
コード化された画像データ、例えばPDL等のページ記
述言語をビットマップに展開し、かつ、各画像処理を行
った後、内蔵しているイメージメモリに格納するように
なっている。
The printer 12 is configured to drive and control a printer engine 122 by the printer controller 121. The printer controller 1
Reference numeral 21 denotes coded image data sent from the host computer 11, for example, a page description language such as PDL is developed into a bitmap, and after performing each image processing, the image data is stored in a built-in image memory. It is designed to be stored.

【0032】前記プリンタエンジン122は、前記プリ
ンタコントローラ121からのビットマップの画像デー
タを駆動信号に変換し、用紙の搬送やカラーインクジェ
ットヘッドの駆動等を行って印字動作を行うようになっ
ている。
The printer engine 122 converts the bitmap image data from the printer controller 121 into a drive signal, and performs a printing operation by transporting paper, driving a color inkjet head, and the like.

【0033】なお、前記ホストコンピュータ11とプリ
ンタ12との関係は必ずしも1対1である必要はなく、
最近普及しているネットワークにネットワークプリンタ
として使用しても良く、この場合は複数対1の関係にな
る。また、前記プリンタコントローラ121とプリンタ
エンジン122とのインターフェースは、基本的にプリ
ンタのアーキテクチャに依存するものであり規定化され
るものではない。
The relationship between the host computer 11 and the printer 12 does not necessarily have to be one-to-one.
It may be used as a network printer in a network that has recently become widespread, and in this case, there is a plural-to-one relationship. Further, the interface between the printer controller 121 and the printer engine 122 basically depends on the architecture of the printer and is not specified.

【0034】図2は、前記プリンタコントローラ121
内の画像処理部の一構成例を示すブロック図で、色変換
処理部21、BG/UCR処理部22、ガンマ(γ)補
正部23、擬似階調処理部24からなり、例えば、入力
された各色8bitのモニターなどで標準的なRGB色
信号を、先ず、色変換処理部21で、プリンタでの色再
現色のCMY色に変換してBG/UCR処理部22に供
給する。なお、R,G,Bはレッド、グリーン、ブルー
の各色を示し、C,M,Yはシアン、マゼンタ、イエロ
ーの各色を示している。
FIG. 2 shows the printer controller 121.
Is a block diagram showing an example of the configuration of an image processing unit within the image processing unit. The image processing unit includes a color conversion processing unit 21, a BG / UCR processing unit 22, a gamma (γ) correction unit 23, and a pseudo gradation processing unit 24. First, a standard RGB color signal from an 8-bit monitor or the like is first converted by a color conversion processing unit 21 into CMY colors, which are color reproduction colors in a printer, and supplied to a BG / UCR processing unit 22. Note that R, G, and B represent each color of red, green, and blue, and C, M, and Y represent each color of cyan, magenta, and yellow.

【0035】前記BG/UCR処理部22は、CMY色
から墨成分を抽出し、且つ、その後のCMY色を決定
し、最終的にCMYK色に変換してガンマ補正部23に
供給する。なお、Kはブラックを示している。
The BG / UCR processing section 22 extracts the black component from the CMY colors, determines the subsequent CMY colors, finally converts the CMY colors into CMYK colors, and supplies the CMYK colors to the gamma correction section 23. Note that K indicates black.

【0036】前記ガンマ補正部23は、CMYK色に対
してプリンタの実質出力特性に応じた濃度補正を行って
擬似階調処理部24に供給する。そして、前記擬似階調
処理部24は、各色毎に多値ディザ処理により1画素の
データをプリンタ12の印字能力に合わせた各色2〜4
bit程度の、より小さい階調数の多値画像データに変
換するようになっている。
The gamma correction unit 23 performs density correction on the CMYK colors according to the substantial output characteristics of the printer, and supplies the result to the pseudo gradation processing unit 24. The pseudo-gradation processing section 24 performs multi-value dither processing for each color to convert data of one pixel into each of colors 2 to 4 corresponding to the printing capability of the printer 12.
The data is converted into multi-valued image data having a smaller number of gradations of about a bit.

【0037】図3は前記プリンタエンジン122のハー
ドウェア構成を示すブロック図で、コントロール部31
を備え、各色数bitの多値画像データにより前記コン
トロール部31は前記プリンタコントローラ121から
の画像データによりシアンインクジェットヘッド32、
マゼンタインクジェットヘッド33、イエローインクジ
ェットヘッド34、ブラックインクジェットヘッド35
をそれぞれ駆動制御するとともに、前記各ヘッド32〜
35を回転ドラムの回転軸方向に往復移動制御するヘッ
ド移動用装置36、印字用紙を回転ドラムに搬送する用
紙搬送モータ37、回転ドラムを回転駆動するドラム用
モータ38、回転ドラムに巻き付けた印字用紙を帯電固
定する帯電ローラを備えた用紙固定装置39をそれぞれ
駆動制御するようになっている。
FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration of the printer engine 122.
The control unit 31 uses the multi-valued image data of each color number bit to control the cyan inkjet head 32 based on the image data from the printer controller 121.
Magenta inkjet head 33, yellow inkjet head 34, black inkjet head 35
Are respectively driven and controlled, and each of the heads 32 to 32 is controlled.
A head moving device 36 for controlling the reciprocating movement of the roller 35 in the direction of the rotation axis of the rotary drum, a paper transport motor 37 for transporting the print paper to the rotary drum, a drum motor 38 for driving the rotary drum to rotate, Each of the paper fixing devices 39 provided with a charging roller for charging and fixing is controlled to be driven.

【0038】前記プリンタエンジン122は回転ドラム
の回転軸方向に沿って前記各ヘッド32〜35を並べて
搭載した往復移動機構を設け、前記用紙搬送用モータ3
7により搬送される印字用紙を前記回転ドラムに巻き付
けるとともにこの巻き付けた印字用紙を用紙固定装置3
9で帯電固定し、その後、ドラム用モータ38により回
転ドラムを回転させるとともに前記各インクジェットヘ
ッド32〜35を印字データに基づいて駆動し、さら
に、ヘッド移動用装置36により往復移動機構を駆動
し、回転ドラムが1回転したときに各インクジェットヘ
ッド32〜35がそのインク吐出口間隔の1/2だけ移
動し、さらに続けて前記各インクジェットヘッド32〜
35を印字データに基づいて駆動し、回転ドラムが2回
転したときに1枚の印字用紙に対する印字が終了し、こ
れにより、印字用紙に対して各インクジェットヘッド3
2〜35のインク吐出間隔の2倍の解像度で印字できる
ようになっている。
The printer engine 122 is provided with a reciprocating mechanism in which the heads 32 to 35 are mounted side by side along the rotation axis direction of the rotary drum.
The printing paper conveyed by the printing paper 7 is wound around the rotary drum, and the wound printing paper is held by the paper fixing device 3.
9, the rotating drum is rotated by a drum motor 38, and the inkjet heads 32 to 35 are driven based on print data. Further, a reciprocating mechanism is driven by a head moving device 36, When the rotary drum makes one rotation, each of the ink jet heads 32 to 35 moves by の of the interval between the ink discharge ports, and further continues.
35 is driven based on the print data, and the printing on one printing paper is completed when the rotary drum rotates twice, whereby each inkjet head 3 is printed on the printing paper.
Printing can be performed at twice the resolution of the ink ejection interval of 2 to 35.

【0039】前記擬似階調処理部24は本発明の要部を
構成するのもので、この処理部の機能について、例えば
8bit、256階調(0:白、255:黒)の入力階
調画像データを擬似中間調処理して各色3bit、8階
調(0:白、7:黒)に変換する場合を例として説明す
る。なお、入力、出力とも上記階調数に限定されるもの
ではなく、任意の階調数に変更できることは、以下の実
施例から容易に察することができる。
The pseudo-gradation processing section 24 constitutes a main part of the present invention. The function of this processing section is, for example, an 8-bit, 256-gradation (0: white, 255: black) input gradation image. A case will be described as an example in which data is converted into 3 bits and 8 gradations (0: white, 7: black) for each color by pseudo halftone processing. The input and output are not limited to the above-mentioned number of gradations, and it can be easily understood from the following embodiments that the number of gradations can be changed to any number.

【0040】プリンタの能力として各色3bitの画像
が扱える場合、例えば、擬似階調処理によって各色3b
itの多値の画像データを得ることができる。これは、
図4に示すように1画素につき各色7種類の可変ドット
サイズを用いて、白を含め計8階調の階調を1画素内で
再現できる。なお、これを基本8階調特性と称する。
When a 3-bit image for each color can be handled as the capability of the printer, for example, the 3b
It is possible to obtain multi-valued image data of it. this is,
As shown in FIG. 4, a total of eight gradations including white can be reproduced in one pixel using seven types of variable dot sizes for each color per pixel. This is referred to as basic eight gradation characteristics.

【0041】また、一般的に各階調の各ドットのサイズ
は、できれば濃度的にリニアな特性になるように各色毎
に予めサイズが調整されていることが望ましいが、プロ
セス上の制限から完全に合わせ込むことは不可能に近
い。例えば、このインクジェットプリンタについて言え
ば、輝度や濃度をリニアに持っていくよりもインク吐出
体積を各ドロップ毎に線形な特性に持っていくことの方
が比較的実現は容易である。
In general, it is desirable that the size of each dot of each gradation is adjusted in advance for each color so as to have a linear characteristic in density as much as possible. It is almost impossible to match. For example, in the case of this ink jet printer, it is relatively easy to realize that the ink ejection volume has a linear characteristic for each drop, rather than linearly increasing the brightness and the density.

【0042】また、各階調のインクドロップ数や駆動波
形を調整にしてターゲット特性を合わせることもできな
くはないが、この場合駆動波形が複雑になり、冗長的な
処理になり易い。また、この基本8階調特性をターゲッ
ト特性に合わせ込んでも擬似中間調処理による全256
階調再現時においてはターゲットとした理想階調カーブ
からのずれが生ずるのは必至である。また、これらの特
性は使用する用紙の特性がわずかに異なっても大きく影
響を受ける。
Although it is not impossible to adjust the target number by adjusting the number of ink drops and the drive waveform of each gradation, the drive waveform is complicated in this case, and redundant processing is liable to be performed. Even if the basic eight gradation characteristics are adjusted to the target characteristics, a total of 256
At the time of gradation reproduction, it is inevitable that a deviation from the target ideal gradation curve occurs. Further, these characteristics are greatly affected even if the characteristics of the paper used are slightly different.

【0043】従って、設計上は階調特性が大きく歪まな
い程度にできるだけシンプルな構成とし、ガンマ補正等
の処理でエンジンの印字特性を補正することが最も簡単
な手法である。但し、少なくとも最大階調値のドットサ
イズは、エンジンの持つ純解像度の正方ピクセルに対し
てこれを完全に覆う以上の径で円を形成することが一般
的である。
Therefore, the simplest method is to make the configuration as simple as possible so that the gradation characteristics are not greatly distorted, and to correct the printing characteristics of the engine by processing such as gamma correction. However, it is common that at least the dot size of the maximum gradation value forms a circle with a diameter larger than that of a square pixel having a pure resolution of the engine and completely covering the pixel.

【0044】前記擬似階調処理部24は多値ディザ処理
を行うもので、その基本的なハードウェア構成を図5に
基づいて述べる。なお、多値ディザ処理の実現構成は、
基本的にどの様な実現方法をとっても良いが、この図5
はその一例である。
The pseudo-gradation processor 24 performs multi-value dither processing, and its basic hardware configuration will be described with reference to FIG. The configuration for implementing the multi-value dither processing is as follows.
Basically, any implementation method may be used.
Is an example.

【0045】51は主カウンタであり、主走査方向に任
意の一定数で周期的にカウントするものである。そのサ
イズは、ここでは主走査方向128画素カウントまでの
周期に対応している。52は副カウンタであり、副走査
方向に任意の一定数で周期的にカウントするものであ
る。そのサイズは、ここでは副走査方向128画素カウ
ントまでの周期に対応している。
Reference numeral 51 denotes a main counter, which periodically counts an arbitrary constant in the main scanning direction. The size here corresponds to a cycle up to a 128 pixel count in the main scanning direction. Reference numeral 52 denotes a sub-counter, which counts periodically at an arbitrary constant in the sub-scanning direction. The size here corresponds to a cycle up to a 128 pixel count in the sub-scanning direction.

【0046】53はエンコード部で、このエンコード部
53は前記主カウンタ51及び副カウンタ52から入力
されるカウンタ値から、その位置に対応する多プレーン
のディザ閾値配列に基づいて、あるエンコードされたM
AX6bitのコードを出力する。ここで、MAX6b
itにしたことは、入力画像データが8bit、256
階調、擬似階調処理後3bit、8階調になるとしたと
き、多値ディザ処理で256階調を超えない最大再現階
調数を実現することができる閾値の最大個数xは、25
6/{x*(8−1)+1}≧1 ゆえに、x≦36
となり、従って、MAX6bitあれば多値ディザ処理
で必要十分な256階調までの擬似階調処理の再現が網
羅できることに基づいている。基本的なハードウェア構
成はRAM等で簡単に実現できる。
Reference numeral 53 denotes an encoding unit. The encoding unit 53 converts a counter value input from the main counter 51 and the sub-counter 52 into an encoded M based on a multi-plane dither threshold array corresponding to the position.
An AX 6-bit code is output. Here, MAX6b
It means that the input image data is 8 bits, 256 bits
Assuming that the gradation and the pseudo gradation processing become 3 bits and 8 gradations, the maximum number x of thresholds that can realize the maximum number of reproduction gradations not exceeding 256 gradations by the multi-value dither processing is 25.
6 / {x * (8-1) +1} ≧ 1 Therefore, x ≦ 36
Therefore, it is based on the fact that the reproduction of the pseudo gradation processing up to the necessary and sufficient 256 gradations can be covered by the multi-value dither processing with MAX 6 bits. The basic hardware configuration can be easily realized by a RAM or the like.

【0047】54はLUT(Look Up Table)部で、こ
れもRAM等からなり、コード化されたMAX6bit
のデータと8bit、256階調の入力画像データに基
づいて実際の多値ディザ処理による変換結果を、3bi
t、8階調で出力するものである。
Reference numeral 54 denotes an LUT (Look Up Table) unit, which also comprises a RAM or the like, and has a coded MAX of 6 bits.
The conversion result by the actual multi-valued dither processing based on the data of
t, output at 8 gradations.

【0048】このような構成の擬似階調処理部24は、
1画素8bit、256階調の入力画像データを、多値
ディザ処理により1画素3bit、8階調且つ256階
調までの擬似階調表現が可能となる。また、前記エンコ
ード部53、LUT部54がRAM等で構成されている
ときは、擬似階調処理する以前に、RAMの中身である
図6に示したディザ基準閾値配列や図7に示したプレー
ン間にまたがる多値閾値配列のシーケンスをもとに計算
し、テーブル化したデータを各セレクタ55、56、5
7を介して初期ロードすることにより、任意のシーケン
スに変更できる多値ディザ処理が可能になる。
The pseudo gradation processing unit 24 having such a configuration is
Pseudo gradation expression of 3 bits per pixel, 8 gradations and 256 gradations can be performed on input image data of 8 bits per pixel and 256 gradations by multi-value dither processing. Further, when the encoding unit 53 and the LUT unit 54 are configured by a RAM or the like, before the pseudo gradation processing, the dither reference threshold value array shown in FIG. 6 or the plane shown in FIG. The data calculated based on the sequence of the multi-valued threshold array spanning the interval and tabulated data is stored in each of the selectors 55, 56, 5
Initial loading via 7 enables multi-valued dithering that can be changed to any sequence.

【0049】次に多値ディザ処理のアルゴリズムの具体
的構成について説明する。図6、7に多値ディザ処理の
シーケンスアルゴリズムの構成例を示す。説明を簡略化
するために非常に小さなサイズのディザ閾値配列で説明
をする。
Next, a specific configuration of the algorithm of the multi-value dither processing will be described. 6 and 7 show a configuration example of a sequence algorithm of the multi-value dither processing. In order to simplify the description, the description will be made with a dither threshold array having a very small size.

【0050】図6は基準閾値配列であり、ここでは45
度のスクリーン角を持つスクリュー型のディザマトリク
スである。この場合、1画素8値の擬似階調再現数は、
8×(8−1)+1=57階調であり、本来からすれば
階調数が少ないが、説明を簡単化するためこの57階調
の構成で説明する。尚、階調数が増えても基本的な処理
の構成は何ら変わらない。
FIG. 6 shows a reference threshold value array.
It is a screw type dither matrix having a screen angle of degrees. In this case, the pseudo tone reproduction number of one pixel of eight values is
8 × (8−1) + 1 = 57 tones, which is originally small in number of tones, but for the sake of simplicity, the configuration with 57 tones will be described. Note that the basic processing configuration does not change at all even if the number of gradations increases.

【0051】図6の基準閾値配列の場合は図5における
主カウンタ51及び副カウンタ52のbit数は共に2
bitであり、これをエンコード部53でエンコードし
た3bitのデータと入力画像データとからLUT部5
4で多値ディザ処理を行い3bitの画像データとして
出力する。
In the case of the reference threshold array of FIG. 6, the number of bits of both the main counter 51 and the sub counter 52 in FIG.
The LUT unit 5 converts the 3-bit data encoded by the encoding unit 53 into the input image data.
In step 4, multi-value dither processing is performed and output as 3-bit image data.

【0052】この図6を基準閾値配列として用いた場合
の、深さ方向、すなわち、画素レベル方向の閾値配列の
シーケンスを図7の(a)、(b)、(c)に示す。この閾値は
0〜255で正規化しておらず単純な閾値の大小の連番
で表わしている。なお、図7において横方向の軸項目は
基準閾値を表しており、縦方向の軸項目は多値プレーン
のレベル番号を示している。
FIGS. 7A, 7B and 7C show the sequence of the threshold value array in the depth direction, that is, the pixel level direction when FIG. 6 is used as the reference threshold value array. This threshold is not normalized by 0 to 255 and is represented by a simple serial number of the threshold. In FIG. 7, the horizontal axis item indicates a reference threshold, and the vertical axis item indicates the level number of the multi-value plane.

【0053】先ず、図7の(a)の閾値配列のシーケンス
は、図36の(a)と同じ閾値配列構成であり、理想的な
閾値配置ではあるが、印字精度の影響を受け易く濃度ム
ラや縦スジの問題が発生する。また、図7の(b)の閾値
配列のシーケンスは、図36の(b)と同じ閾値配列構成
であり、エンジン精度からくる濃度ムラや縦スジの問題
は目立ちにくくなるが解像度が落ちるという問題が発生
する。また、図7の(c)の閾値配列のシーケンスは、そ
の中間特性を示す閾値配列構成例である。図8に一面均
一な中間階調で図6の基準閾値配列を使用したときの上
記3種類の多値ディザ処理による印字例を示す。図8の
(a)は、図7の(a)による印字結果であり、図8の(b)
は、図7の(b)による印字結果であり、図8の(c)は図7
の(c)による印字結果である。
First, the sequence of the threshold array shown in FIG. 7A has the same threshold array configuration as that shown in FIG. 36A, and is an ideal threshold arrangement. And vertical streak problems. Also, the sequence of the threshold array of FIG. 7B has the same threshold array configuration as that of FIG. 36B, and the problems of density unevenness and vertical stripes due to engine accuracy are less noticeable, but the resolution is reduced. Occurs. The sequence of the threshold array shown in FIG. 7C is an example of a threshold array configuration showing the intermediate characteristics. FIG. 8 shows an example of printing by the above three types of multi-value dither processing when the reference threshold array of FIG. In FIG.
(a) is a print result according to (a) of FIG. 7 and (b) of FIG.
FIG. 7B shows the printing result according to FIG. 7B, and FIG.
This is the print result according to (c).

【0054】以上のような多値ディザ処理の構成におい
て、上記ディザ基準閾値配列と複数の多値ディザ閾値プ
レーン間のシーケンスの両面に関してこれらを組み合わ
せてプリンタに最適な画像再現性を実現する手法につい
て以下に述べる。なお、これら2つの基本構成は、画質
的な観点から図7に示すようにお互いに何らかの相関性
を持っている。また、もう一つ多値ディザ処理の特徴と
して、説明の簡略化のため図7の(a)のシーケンスを例
にとって説明する。
In the above-described configuration of the multi-valued dither processing, a method for realizing an optimum image reproducibility for a printer by combining the above-mentioned dither reference threshold value array and both sides of the sequence between a plurality of multi-valued dither threshold value planes. It is described below. Note that these two basic configurations have some correlation with each other from the viewpoint of image quality as shown in FIG. Further, another feature of the multi-value dither processing will be described by taking the sequence of FIG. 7A as an example for simplification of the description.

【0055】図9に示すように、多値ディザ処理の出力
において2値ディザ処理の出力と同じように印字される
画素がオンかオフ(ベタ白)の状態をとるのは閾値的に
第1閾値プレーンのみが対象となる低階調部、すなわ
ち、ハイライト部だけである。第1閾値プレーンでの閾
値比較がすべてオンになる、より高い階調部ではすべて
の画素に何らかサイズのドットが埋まっている状態とな
り、どちらかと言えば非常に空間周波数の高いAM変調
的な出力特性となる。この場合、各画素が1つの網点に
相当し、この各網点が徐々に成長していくようなイメー
ジとなる。なお、網点自体の再現レベル数は少ない。
As shown in FIG. 9, in the output of the multi-value dither processing, the pixel to be printed is turned on or off (solid white) in the same manner as the output of the binary dither processing. Only the threshold plane is the low gradation portion, that is, only the highlight portion. All the threshold comparisons in the first threshold plane are turned on. In the higher gradation part, all pixels are filled with dots of some size. Output characteristics. In this case, each pixel corresponds to one halftone dot, and the image is such that each halftone dot grows gradually. Note that the number of reproduction levels of the halftone dots themselves is small.

【0056】このようなドット形成行程は、同じ解像度
であれば2値のオンかオフの状態をとるドット再現方式
よりも、特に、粒状性の点においてはるかに高画質な画
像を得られることが判っている。さらに、2値ディザ出
力と同じFM変調的に再現される第1閾値プレーン中に
おいて処理される程度の低階調部においては、通常の2
値のプリンタに比べてプリンタのもつ解像度ピッチに対
する用紙上に形成されるドットが非常に小さいため粒状
性の良い画像を得ることができる。
In such a dot forming process, it is possible to obtain a much higher quality image, particularly in terms of graininess, than the dot reproduction method in which a binary on or off state is used for the same resolution. I know. Further, in a low gradation portion that is processed in the first threshold plane reproduced in the same FM modulation as the binary dither output, the normal 2
Since the dots formed on the paper with respect to the resolution pitch of the printer are much smaller than those of the printer of the value, an image with good graininess can be obtained.

【0057】また、多値ディザ処理の場合、各閾値プレ
ーン毎に再現しなければならない階調数は、上記シーケ
ンスを例に取れば単純に(プレーン枚数−1)分に分割
できるため、例えば、8値の多値ディザ処理の場合は、
256/(8−1)≒36階調分で済み、この階調再現
を7閾値プレーン分繰り返し行うだけである。従って、
36階調分だけのパターン設計の最適化を行えば済むの
で、2値のように全256階調分において周期性が無
く、さらに、テクスチャを発生させないようにしなけれ
ばならない閾値設計に比べ比較的簡単に最適化が行え
る。
In the case of multi-value dither processing, the number of tones to be reproduced for each threshold plane can be simply divided into (the number of planes minus 1) by taking the above sequence as an example. In the case of 8-value multi-value dither processing,
256 / (8-1) ≒ 36 gradations are sufficient, and this gradation reproduction is simply repeated for seven threshold planes. Therefore,
Since optimization of the pattern design for 36 gradations is sufficient, there is no periodicity in all 256 gradations, such as binary, and further, compared to the threshold design in which texture must not be generated. Optimization can be performed easily.

【0058】この例のように、多値の画素を形成できる
出力装置である場合、最小ドロップ、つまり第1基本階
調ドットから第数基本階調ドット(なお、これは用紙や
印字精度によって異なる。)のドットサイズは、そのプ
リンタのもつ解像度ピッチに対して図4にも示すよう
に、より小さいため、隣接するドット同士は接触しな
い。このような場合はできるだけ各ドットが分散するよ
うなパターンの設計ができ、その方が視覚的にも好まし
い。また、この時さらにディザ閾値配列が視覚上強調的
に繰り返し周期が見えないような設計をした方が好まし
い。
In the case of an output device capable of forming multi-valued pixels as in this example, the minimum drop, that is, the first basic tone dot to the number-th basic tone dot (this differs depending on the paper and printing accuracy) 4), the dot size of the printer is smaller than the resolution pitch of the printer, as shown in FIG. In such a case, it is possible to design a pattern in which the dots are dispersed as much as possible, which is visually more preferable. At this time, it is preferable to design the dither threshold value array so that the repetition period is not visually recognizable.

【0059】このような多値ディザ画像を形成できるプ
リンタである場合、ドットをなるべく分散させたディザ
閾値配列を設計することができるが、一方、実際のプリ
ンタにおいては、主/副走査方向の2次元平面上の両走
査方向に対して物理的な精度が全く同じとなることは希
であり、通常、プリンタのアーキテクチャによりどちら
か一方の精度が落ちることが普通である。インクジェッ
トプリンタの場合は、記録素子であるインク吐出口から
吐出されるインク体積や方向のばらつきにより、主走査
方向に精度が落ちることになる。
In the case of a printer capable of forming such a multi-valued dither image, a dither threshold array in which dots are dispersed as much as possible can be designed. It is rare that the physical accuracy is exactly the same in both scanning directions on the dimensional plane, and usually, the accuracy of one of the two is reduced depending on the architecture of the printer. In the case of an ink-jet printer, accuracy is reduced in the main scanning direction due to variations in the volume and direction of ink ejected from ink ejection ports that are recording elements.

【0060】この時、なるべく全方位にわたって等方的
に分散するドットを再現するディザ処理では、印字精度
に偏りがあるにもかかわらず等価的な処理が行われるた
め、印字精度の補償が実質的に行われていないことにな
る。実印字上の濃度ムラやスジに起因する不必要なノイ
ズ周波数成分がうまく打ち消されない。但し、基本解像
度ピッチに対して隣接ドットが離れているような低階調
部の場合はこの濃度ムラやスジは視覚に比較的目立ち難
く、ちょうど隣接ドットが接するか接しないか程度の中
間から高階調部のドットサイズの場合に最も目立つよう
になる。
At this time, in the dither processing for reproducing dots that are distributed isotropically in all directions as much as possible, equivalent processing is performed even though there is a bias in printing accuracy, so that printing accuracy is substantially compensated. That would not have been done. Unnecessary noise frequency components due to density unevenness and streaks in actual printing are not canceled out well. However, in the case of a low gradation portion in which adjacent dots are separated from the basic resolution pitch, the density unevenness and streaks are relatively inconspicuous in sight, and the middle to high levels of whether adjacent dots are in contact or not in contact. It becomes most noticeable in the case of the dot size of the tone portion.

【0061】さらに、このような多値のプリンタの場
合、基本階調特性にもよるが大抵の場合において低階調
部においては微小ドットが局所的に非周期的なランダム
に分散されたドットパターンよりも周期的に規則的に分
散された組織的ディザによるドットパターンの方が視覚
的に好ましい滑らかな出力を得る。但し、人間の視覚特
性は水平方向及び垂直方向に強い感度を示すため、隣り
合うドットが斜め方向に並んでいる方が更に高画質を得
ることができる。
Further, in such a multi-value printer, a dot pattern in which minute dots are locally non-periodically and randomly dispersed in a low gradation part in most cases, though depending on basic gradation characteristics. A dot pattern based on organized dither that is periodically and regularly distributed provides a visually pleasing smooth output. However, since human visual characteristics show strong sensitivity in the horizontal and vertical directions, higher image quality can be obtained when adjacent dots are arranged in an oblique direction.

【0062】また、用紙上に形成する最大の第7基本階
調ドットを少なくとも基本解像度の正方ピクセルを完全
に覆うサイズに設定した場合、他の各基本階調ドット特
性は一般的に図10のようになる。なお、図10は、適
当な用紙上に各基本階調毎にその同一サイズドットを一
面に印字した場合の各濃度を測定したものである。この
図から判ることは、第0基本階調濃度、つまり用紙のベ
タ白濃度から第1ドロップにより全体を埋め尽くされた
第1基本階調濃度の差は、他の隣接基本階調間の濃度差
よりも大きくなるということである。従って階調再現上
非常に重要な低階調部の再現において単純な多値ディザ
閾値シーケンスでは低階調部での階調分解能が低くな
り、各階調間の濃度変化が大きく、階調ジャンプが視覚
に目立ちや易くなる可能性もある。
When the largest seventh basic tone dot to be formed on the paper is set to a size that completely covers at least a square pixel of the basic resolution, the other basic tone dot characteristics generally have the characteristics shown in FIG. Become like FIG. 10 shows the results of measuring the respective densities when dots of the same size are printed on one surface for each basic tone on appropriate paper. As can be seen from this figure, the difference between the 0th basic tone density, that is, the difference between the solid white density of the paper and the first basic tone density completely filled with the first drop is the density between other adjacent basic tone levels. That is, it is larger than the difference. Therefore, in the reproduction of a low gradation part which is very important for gradation reproduction, a simple multi-valued dither threshold sequence reduces the gradation resolution in the low gradation part, the density change between the gradations is large, and the gradation jump occurs. It may be noticeable and easy to see.

【0063】上記点を考慮し、図11を用いて、8bi
t、256階調(0:白、255:黒)の入力階調画像
データを擬似中間調処理して各色3bit、8階調
(0:白、7:黒)に変換する場合を具体的に説明す
る。図11は基準閾値配列を示し、マトリクスサイズは
30×30である。
In consideration of the above points, FIG.
t, a case where input gradation image data of 256 gradations (0: white, 255: black) is converted into 3-bit, 8 gradations (0: white, 7: black) for each color by pseudo halftone processing explain. FIG. 11 shows a reference threshold array, and the matrix size is 30 × 30.

【0064】ここで、多値ディザ処理で256階調を超
えない最大再現階調数を実現することが可能な異なる閾
値の最大個数xは、256/{x*(8−1)+1}≧
1 ゆえに、x≦36である。これは言い換えると7
プレーンある閾値配列のうち各閾値プレーンが担当する
階調数は36階調分と言うことである。つまり、1プレ
ーン中36階調分の出力パターンが存在することにな
る。因みに、この時全閾値プレーンでは36*7+1=
253階調の階調が再現できる。
Here, the maximum number x of different threshold values that can realize the maximum number of reproduction gradations not exceeding 256 gradations in the multi-value dither processing is 256 / {x * (8-1) +1} ≧
1 Therefore, x ≦ 36. This is, in other words, 7
The number of gradations assigned to each threshold plane in the threshold array with a plane is 36 gradations. That is, there are output patterns for 36 gradations in one plane. By the way, at this time, 36 * 7 + 1 =
253 gradations can be reproduced.

【0065】この36階調分を最小単位のマトリクスで
構成した場合6×6となり、この各6×6の閾値マトリ
クス内の任意画素を1つずつオンすることによって36
階調分の階調を再現できる。ここで、図11に示すよう
に6×6の閾値配列A1を最小ディザ単位とすると、3
0×30の全閾値配列A2は、A1の最小閾値配列が主走
査方向に5つ、副走査方向に5つの計25個がちょうど
収まるサイズである。このようにマトリクスサイズを最
小ディザ単位の整数倍にすれば、組織的ディザによる繰
り返し処理の繋ぎ目もスムーズに移行でき都合がよい。
When these 36 gradations are constituted by a minimum unit matrix, the result is 6 × 6. By turning on arbitrary pixels one by one in each of the 6 × 6 threshold matrices, 36
The gradation of the gradation can be reproduced. Here, as shown in FIG. 11, when the 6 × 6 threshold array A1 is the minimum dither unit, 3
The total threshold array A2 of 0 × 30 has a size in which the minimum threshold array of A1 is exactly five in the main scanning direction and five in the sub-scanning direction, that is, 25 in total. If the matrix size is set to an integral multiple of the minimum dither unit in this manner, the seam of the repetitive processing by organized dither can be smoothly shifted, which is convenient.

【0066】次に基準閾値の配置の仕方であるが、図1
1の各閾値マトリクス内に記されている数値をもって説
明する。なお、閾値マトリクスが空白な部分は5以上の
数値が埋められることを意味している。また、ディザ処
理は、数字の小さい順に階調が大きくなるに従ってオン
になっていく。
Next, a method of arranging the reference thresholds will be described with reference to FIG.
Description will be made using the numerical values described in each threshold matrix of 1. A blank portion of the threshold matrix means that a value of 5 or more is filled. Further, the dither processing is turned on as the gradation increases in the order of smaller numbers.

【0067】低階調部においては、図11に示すよう
に、各閾値が1〜4まで順番にオンされていくがこの閾
値配列を見れば判るように、低階調部では局所的に周期
的な(6×6単位マトリクス)ディザの閾値配列として
いる。さらに、この周期的な組織的ディザの閾値配列
は、近接画素間で水平あるいは垂直方向に配置されるこ
とがないように工夫されている。これにより低階調部で
は周期的かつ視覚に目立たない滑らかな階調再現が実現
される。また、実験によりこの周期的なディザ配列とな
る隣接する画素の間隔は、2画素より間隔が開いてい
る。すなわち、水平方向あるいは、垂直方向に1つおき
の配置にならないようになっている。このようにすれば
低階調部の粒状性は低下しない。
In the low gradation part, as shown in FIG. 11, the thresholds are sequentially turned on from 1 to 4, but as can be seen from the threshold arrangement, the low gradation part has a local periodicity. A typical (6 × 6 unit matrix) dither threshold array is used. Furthermore, the threshold arrangement of this periodic systematic dither is designed so that it is not arranged horizontally or vertically between adjacent pixels. Thus, in the low gradation part, smooth gradation reproduction that is periodic and inconspicuous is realized. Further, the interval between adjacent pixels having a periodic dither arrangement is larger than two pixels by experiments. That is, every other arrangement in the horizontal or vertical direction is prevented. By doing so, the graininess of the low gradation portion does not decrease.

【0068】次に、空白部へ閾値を埋めていく処理を行
うが、基本的には各最小ディザ単位の内の1画素が入力
階調毎にそれぞれ1つずつオンしていけば全36階調が
再現できるわけである。低階調部での周期的な組織的デ
ィザの閾値配置から、次に相対的に中階調部から高階調
部にかけて(この例では、閾値5〜36の範囲)は、隣
接最小ディザブロック間で局所的に非周期である出力パ
ターンとなるような閾値構成を実現させる。
Next, a process of filling a threshold value into a blank portion is performed. Basically, if one pixel in each minimum dither unit is turned on one by one for each input gradation, a total of 36 levels will be used. The key can be reproduced. From the threshold arrangement of the periodic systematic dither in the low gradation part to the next relatively middle gradation part to the high gradation part (in this example, the threshold value of 5 to 36), the distance between the adjacent minimum dither blocks is small. To realize a threshold configuration that results in an output pattern that is locally aperiodic.

【0069】これを実現させる最も簡単な方法は、乱数
により、残りの未閾値化部分である閾値5〜36の範囲
を決定していく方法である。つまり、個々の最小ディザ
単位毎にランダムに次の階調値部分を選択していき、こ
の選択した部分に小さい順に閾値を割り当てる。これに
より全マトリクスサイズにわたって、1〜36の閾値を
割り振ることができる。
The simplest method for realizing this is a method in which the range of thresholds 5 to 36, which is the remaining unthresholded portion, is determined by random numbers. That is, the next tone value portion is randomly selected for each minimum dither unit, and the threshold is assigned to the selected portion in ascending order. As a result, threshold values of 1 to 36 can be allocated over the entire matrix size.

【0070】一般的に、乱数により決定された閾値パタ
ーンは均一階調面を処理した場合、視覚に不快な連続面
を構成することによる障害が生じノイジーとなることが
判っているが、ここでは低階調部において最も均質に分
散された組織的な閾値配列としていること、さらに、マ
ルチレベルによるプリンタにおいては低い基本階調ドッ
トでは隣接するドット同士は接触しないため、2値の場
合に比べて視覚に不快な黒塊が認識しにくい。従って、
乱数によって閾値を生成しても視覚に不快に感じるよう
な明らかな出力パターンは発生しない。
In general, it has been found that when a uniform gradation surface is processed, a threshold pattern determined by random numbers causes a trouble due to formation of a continuous surface which is visually unpleasant, and becomes noisy. The systematic threshold value array which is distributed most uniformly in the low gradation part is used. Further, in a multi-level printer, adjacent dots do not contact each other in a low basic gradation dot, so that compared to the binary case. Black lumps that are visually unpleasant are difficult to recognize. Therefore,
Even if the threshold value is generated by using a random number, no obvious output pattern that is visually uncomfortable is generated.

【0071】一方、さらに好適な閾値の求め方は、各基
本ディザ単位内で最も分散性が良くなる部分を周辺の最
小ディザ単位をも参照しながら畳込みフィルタ処理によ
り算出していく方法である。この処理を図12の流れ図
に示す。
On the other hand, a more preferable method of obtaining a threshold value is a method of calculating a portion having the best dispersibility in each basic dither unit by a convolution filter process with reference to the surrounding minimum dither unit. . This process is shown in the flowchart of FIG.

【0072】先ず、ステップS1にて、図11の数値1
〜4で示された閾値の個所がオンになった状態を想定
し、このオンの部分を1、残りの部分を0としたサイズ
30×30のパターンを初期パターンとする。次に、ス
テップS2にて、この初期パターンに対して、畳込みフ
ィルタ処理を行い、値が0である位置のパターン内で最
も疎になる部分、すなわち、フィルタの演算の結果、最
小の値をとる部分を検出する。この時、好適なフィルタ
の一例として下記式の形状のフィルタを使用すると、優
れた出力パターンを得られることが判った。
First, in step S1, the numerical value 1 shown in FIG.
Assuming a state where the thresholds indicated by .about.4 are turned on, a pattern having a size of 30.times.30 in which the on portion is 1 and the remaining portion is 0 is set as an initial pattern. Next, in step S2, a convolution filter process is performed on the initial pattern, and the least sparse part of the pattern at the position where the value is 0, that is, the minimum value as a result of the filter operation is calculated. Detect the part to take. At this time, it was found that an excellent output pattern could be obtained by using a filter having the following formula as an example of a suitable filter.

【0073】[0073]

【数5】 (Equation 5)

【0074】なお、ここで、iは主走査方向の畳み込み
変数、jは副走査方向の畳み込み変数、ki,kj、n
は任意の定数である。
Here, i is a convolution variable in the main scanning direction, j is a convolution variable in the sub-scanning direction, ki, kj, n
Is an arbitrary constant.

【0075】そして、ki,kjは実際に印字されるド
ット径(最小ドット径)及びピッチ間隔によって最適な
値が決まり、指数部nはドット形状、特にドットのエッ
ジ形状によって最適な値が決まるようになっている。こ
れは用紙上に印字されるインクドットをパターン化した
形状である近似計算モデルである。
The optimum values of ki and kj are determined by the actually printed dot diameter (minimum dot diameter) and the pitch interval, and the exponent n is determined by the dot shape, especially the dot edge shape. It has become. This is an approximate calculation model that is a shape obtained by patterning ink dots printed on paper.

【0076】この時同じ値をとる位置が複数ある場合が
想定される。これは初期パターンが周期的な組織的ディ
ザであるがため起り易いが、この時どの位置を選択する
かをランダムに選択しても最初に得られた位置としても
好適な結果が得られる。
At this time, it is assumed that there are a plurality of positions having the same value. This is likely to occur because the initial pattern is a periodic systematic dither. At this time, even if the position to be selected is selected at random, a suitable result can be obtained as the first obtained position.

【0077】続いてステップS3にて、この検出された
位置の画素に対してその順位を保存し、さらに、その位
置のビットを0から1に変更したパターンを生成する。
なお、この場合は対象が最小ディザ周期単位ではなく、
全マトリクスサイズでの一連の順位が決定される。
Subsequently, in step S3, the order of the pixel at the detected position is stored, and a pattern in which the bit at the position is changed from 0 to 1 is generated.
In this case, the target is not the minimum dither cycle unit,
A series of ranks at all matrix sizes is determined.

【0078】これを0のビットパターンが無くなるまで
繰り返し行い、全30×30画素の優先順位を決定す
る。なお、優先順位の割り当ては、既に周期的なパター
ンで再現する部分(25×4=100個)を予め最初の
順位割り振っておくと、計算行程では101〜900ま
での優先順位が得られ、これを5〜36の閾値に割り振
ることにより行う。
This is repeated until there is no bit pattern of 0, and the priority order of all 30 × 30 pixels is determined. In the assignment of priorities, if a portion (25 × 4 = 100 pieces) that is already reproduced in a periodic pattern is assigned the first order in advance, the priorities 101 to 900 are obtained in the calculation process. Is assigned to a threshold value of 5 to 36.

【0079】この優先順位に従って、閾値を割り当てて
いく。サイズ30×30のマトリクスの場合は、25個
の画素づつ閾値が1つづつ増加していくような割り当て
となる。これにより残りの5〜36の閾値を持つ画素の
位置が決定され、最終的に30×30のマトリクス内全
ての閾値が埋まる。これが30×30サイズのディザ基
準閾値配列となる。
A threshold is assigned according to the priority. In the case of a matrix having a size of 30 × 30, the allocation is such that the threshold value is increased one by one for every 25 pixels. As a result, the positions of the pixels having the remaining thresholds of 5 to 36 are determined, and finally all the thresholds in the 30 × 30 matrix are filled. This is a dither reference threshold array of 30 × 30 size.

【0080】この時、さらに相対的に印字精度の低い方
向にドットが連なるように閾値を生成するように、フィ
ルタ演算の重みを主走査方向と副走査方向で相対的に変
える。つまり上記数5式のki、kjの値に重みを持た
せる。詳しくは、ki<kjとすることにより、印字精
度が低い主走査方向に連結し易いパターンを生成するこ
とができる。なお、この連結の強度は、ki、kjの比
率を変えることにより、図13に示すように印字精度に
応じて最適に設定することが望ましい。
At this time, the weight of the filter operation is relatively changed in the main scanning direction and the sub-scanning direction so that the threshold value is generated so that the dots continue in a direction in which the printing accuracy is relatively lower. That is, weights are given to the values of ki and kj in the above equation (5). More specifically, by setting ki <kj, it is possible to generate a pattern having low printing accuracy and easy to connect in the main scanning direction. It is desirable that the connection strength be set optimally by changing the ratio of ki and kj in accordance with the printing accuracy as shown in FIG.

【0081】これにより多値のプリンタの場合、非等方
に生成される基準閾値配列は、単独では印字精度に対し
て大きな補正効果を持つことはないが、各閾値プレーン
間のシーケンスと組み合わせることで、濃度ムラやスジ
といった印字誤差を大きく緩和する作用を持てるように
なる。なお、2値のプリンタで2値ディザ処理を行う場
合は、最初から解像度ピッチに対して大きなドットが隣
接画素間で連結するため濃度ムラやスジに対して強くな
る。従って、この基準閾値配列のみで効果を有する。
Thus, in the case of a multi-valued printer, the reference threshold array generated anisotropically does not have a large correction effect on the printing accuracy by itself, but is combined with the sequence between the threshold planes. As a result, it is possible to greatly reduce printing errors such as density unevenness and stripes. When the binary dither processing is performed by a binary printer, dots that are larger than the resolution pitch are connected between adjacent pixels from the beginning, so that they are more resistant to uneven density and streaks. Therefore, an effect is obtained only with the reference threshold value array.

【0082】なお、この周期的な組織的ディザによる閾
値の配置と、局所的に非周期的なディザ閾値の配置との
切り替わりは、基本ディザ単位内の画素数のおよそ1/
10程度が良いことが分かった。これはあまり多くの画
素を組織的ディザの閾値で固定してしまうと、空いてい
る領域の自由度が著しく低くなってしまうために、特定
階調で逆に不自然なテクスチャ等が発生してしまう可能
性があるからである。実験的には、周期的な組織的ディ
ザで構成する範囲は、基準閾値範囲の0〜20%程度ま
でが良い結果を得ている。
Note that the switching between the arrangement of the threshold values by the periodic systematic dither and the arrangement of the locally aperiodic dither threshold values is about 1 / の of the number of pixels in the basic dither unit.
It turned out that about 10 was good. This is because if too many pixels are fixed at the threshold of the systematic dither, the degree of freedom of the vacant area becomes extremely low, and consequently unnatural textures etc. occur at specific gradations. This is because there is a possibility that it will be lost. Experimentally, good results have been obtained for a range composed of periodic systematic dither up to about 0 to 20% of the reference threshold range.

【0083】次に閾値マトリクスサイズについて説明す
る。この実施の形態においては多値化のレベル数により
最適な閾値マトリクスサイズが変化する。これは多値化
のレベル数が多くなればなるほど、各割り当てられた閾
値プレーンで再現を担当する階調数が少なくなるためで
ある。例えば、疑似階調処理で256階調程度を再現す
る場合において、1画素2値で再現する場合は、1つの
閾値プレーンのみであるから255種類の異なる閾値か
らなる255階調分の疑似階調再現を必要とし、1画素
4値で再現できる場合は、255/(4−1)=85に
より、1つの閾値プレーンでは85種類の異なる閾値か
らなる85階調分の疑似階調再現を担当すればよく、1
画素8値で再現できる場合は、255/(8−1)≒3
6により、1つの閾値プレーンでは36種類の異なる閾
値からなる36階調分の疑似階調再現を担当すればよ
い。
Next, the threshold matrix size will be described. In this embodiment, the optimal threshold matrix size changes depending on the number of levels of the multi-level quantization. This is because the greater the number of levels of the multi-level quantization, the smaller the number of tones responsible for reproduction in each assigned threshold plane. For example, in the case where about 256 gradations are reproduced by the pseudo gradation processing, in the case of reproducing with one pixel binary, since there is only one threshold plane, the pseudo gradation of 255 gradations composed of 255 different thresholds is used. In the case where reproduction is required and one pixel can be reproduced with four values, 255 / (4-1) = 85, and one threshold plane is responsible for pseudo gradation reproduction for 85 gradations composed of 85 different thresholds. Ok, 1
255 / (8-1) ≒ 3 when reproduction can be performed with eight pixel values
According to 6, one threshold plane may be in charge of pseudo-gray-scale reproduction for 36 gray-scale levels consisting of 36 different thresholds.

【0084】このように、1画素で再現できる階調数N
が増えれば各閾値プレーンで担当する疑似階調数が減る
ため、閾値の最適化が容易になり、結果的に最適な閾値
マトリクスサイズは小さくできる。
As described above, the number of gradations N that can be reproduced by one pixel
Increases, the number of pseudo gradations assigned to each threshold plane decreases, so that threshold optimization becomes easy, and as a result, the optimal threshold matrix size can be reduced.

【0085】ここで1画素N階調(N>2)の階調再現
ができるとしたときの実際の閾値マトリクスサイズK
(主走査方向サイズ)×L(副走査方向サイズ)である
が、下限については指定した閾値マトリクスサイズが余
りにも小さいと、必要となる疑似階調数分の閾値の割り
当てを行う配置の自由度が小さくなり、幾何学的な制限
から従来の組織的ディザと同様に指定したマトリクス内
で不要なテクスチャが発生し、また不要な局所的な周期
性が発生してしまう。また、この閾値マトリクスをタイ
ル状に張り合わせた場合の繰り返し特性が視覚に目立つ
ものとなり、画質を著しく劣化させてしまう。
Here, the actual threshold matrix size K when it is assumed that gradation reproduction of N gradations (N> 2) per pixel can be performed.
(Main scanning direction size) × L (sub-scanning direction size), but if the specified threshold matrix size is too small, the degree of freedom of arrangement for allocating thresholds for the required number of pseudo gradations is small. Is reduced, unnecessary texture is generated in the designated matrix similarly to the conventional systematic dither due to geometrical restrictions, and unnecessary local periodicity is generated. In addition, the repetition characteristics when the threshold matrices are stuck in a tile form become visually noticeable, and the image quality is significantly deteriorated.

【0086】ここで自由度について別の観点から見る
と、ある程度閾値マトリクスサイズが大きくなると、従
来のBayer等のディザマトリクスの閾値構成とは異
なり、疑似階調再現する場合に同じ閾値を複数個使用す
る。そしてこの同じ閾値を用いる個数の大小が自由度を
左右するとも言えるのである。
From another point of view regarding the degree of freedom, when the threshold matrix size is increased to some extent, unlike the conventional threshold configuration of a dither matrix such as Bayer, a plurality of the same thresholds are used when pseudo-gradation is reproduced. I do. It can be said that the degree of the degree of freedom depends on the number of the same threshold values.

【0087】そこで、1画素で再現できる階調数Nのそ
れぞれの状況について閾値マトリクスサイズK×Lと閾
値配置の自由度の関係を調べた結果、以下の自由度の条
件を満足すれば、階調再現上、最低限不要なテクスチ
ャ、及び不要な周期性を無くすことのできる画像が得ら
れることが判った。
The relationship between the threshold matrix size K × L and the degree of freedom in the arrangement of the threshold values was examined for each situation of the number of tones N that can be reproduced by one pixel. It has been found that an image capable of eliminating at least unnecessary texture and unnecessary periodicity in tone reproduction can be obtained.

【0088】それは、1階調につき最低16個以上の同
一閾値を割り当てる自由度を有することである。これは
先に述べたように1階調における割り当て閾値数が多く
なれば、それだけ閾値マトリクスサイズが大きくなる、
つまり自由度が大きくなるということと等価である。
That is, there is a degree of freedom for assigning at least 16 or more identical threshold values for one gradation. This is because, as described above, as the number of assigned thresholds for one gradation increases, the threshold matrix size increases accordingly.
In other words, this is equivalent to increasing the degree of freedom.

【0089】この16個という数字から、1画素N階調
で再現できる場合の必要な閾値マトリクスサイズK,L
を求めると、以下の関係式が自動的に導き出される。
From the 16 numbers, the necessary threshold matrix sizes K and L when one pixel can be reproduced with N gradations
, The following relational expression is automatically derived.

【0090】16×255≦K×L×(N−1) より近似して、16 × 255 ≦ K × L × (N−1)

【0091】[0091]

【数6】 (Equation 6)

【0092】上記条件を満足すれば、K,Lは任意の正
の整数を使用することができる。一方、閾値マトリクス
サイズの上限であるが、これは実際のハードウェア構成
上、冗長的な処理とならないサイズにすることが最低条
件である。
If the above conditions are satisfied, K and L can use any positive integers. On the other hand, the upper limit of the threshold matrix size is a minimum condition that is set to a size that does not cause redundant processing in an actual hardware configuration.

【0093】当然閾値マトリクスサイズを大きくすれ
ば、それだけ閾値配置の自由度が大きくなるわけである
から、高画質な画像が得られる可能性は高い。但し、実
際問題として人間の視覚特性からいえば、ある一定サイ
ズ以上の閾値マトリクスサイズでは、理想的に閾値配置
パターンが最適化されていたものであれば、その差はも
はや区別をつけることはできなくなってくる。さらに、
1画素N階調の多値での階調再現となれば、規定の入力
階調以上では、前記AM変調的な処理となるため、なお
さら区別はつき難くなる。
Naturally, the larger the threshold matrix size, the greater the degree of freedom in the arrangement of the thresholds, so that there is a high possibility that a high quality image can be obtained. However, as a practical matter, in terms of human visual characteristics, if the threshold matrix size is a certain size or more, if the threshold arrangement pattern is ideally optimized, the difference can no longer be distinguished. Is gone. further,
If tone reproduction is performed in multiple levels of N tone per pixel, the above-mentioned AM-modulation processing is performed at a specified input tone or higher, so that it is even harder to distinguish.

【0094】本実施例ではこの閾値マトリクスの上限を
視覚特性の心理評価理論をもとに以下のように導き出し
た。つまり、確率統計的に最小の閾値マトリクスサイズ
を我慢限界とし、最大の閾値マトリクスサイズを検知限
界となるサイズとして定義し、これを閾値マトリクスサ
イズに適用し、
In this embodiment, the upper limit of the threshold matrix is derived as follows based on the psychological evaluation theory of visual characteristics. In other words, the minimum threshold matrix size is statistically defined as the patience limit, the maximum threshold matrix size is defined as the detection limit size, and this is applied to the threshold matrix size,

【0095】[0095]

【数7】 (Equation 7)

【0096】と規定する。従って、全体範囲を通した閾
値マトリクスサイズK、Lから、
Is defined. Therefore, from the threshold matrix sizes K and L through the entire range,

【0097】[0097]

【数8】 (Equation 8)

【0098】が導き出される。ここでK=Lの正方閾値
マトリクスサイズのときは、
Is derived. Here, when K = L square threshold matrix size,

【0099】[0099]

【数9】 (Equation 9)

【0100】とそのまま求められる。Is obtained as it is.

【0101】従って、本実施の形態によれば、ブルーノ
イズマスク等の大規模マトリクス法と言われているもの
に対しても、十分閾値マトリクスサイズを小さくでき
る。例えば、正方閾値マトリクスを使用して、1画素4
値で階調再現する場合の閾値マトリクスサイズLは、
「45≦L≦135」の範囲となり、また、1画素8値
で階調再現する場合の閾値マトリクスサイズLは、「2
4≦L≦72」の範囲となる。
Therefore, according to the present embodiment, the threshold matrix size can be sufficiently reduced even for a large-scale matrix method such as a blue noise mask. For example, using a square threshold matrix, one pixel 4
The threshold matrix size L for tone reproduction with values is
In the range of “45 ≦ L ≦ 135”, the threshold matrix size L in the case of reproducing the gradation with eight values per pixel is “2”.
4 ≦ L ≦ 72 ”.

【0102】ここで、例えば1画素8値で閾値マトリク
スを30×30とした場合の任意階調の出力の様子を図
14に示す。また、図14の30×30のパターンを主
/副走査方向にタイル状に繰り返し張り合わせて2倍に
拡大した出力の様子を図15に示す。これら図14、図
15を見ればわかるように、パターン内での不要なテク
スチャや不要な局所的な周期性、及びこのパターンをタ
イル状に張り合わせたときの繰り返し特性が認識され難
い出力を得ることができる。従って、上記条件の閾値マ
トリクスサイズを使用することによって、十分に簡素な
構成で多値ディザ処理を実現できる。
FIG. 14 shows an output state of an arbitrary gradation when, for example, the threshold matrix is set to 30 × 30 with eight values per pixel. Further, FIG. 15 shows an output state in which the 30 × 30 pattern of FIG. 14 is repeatedly tiled in the main / sub-scanning direction and enlarged twice. As can be seen from FIGS. 14 and 15, it is possible to obtain an output in which the unnecessary texture and unnecessary local periodicity in the pattern and the repetition characteristics when the pattern is laminated in a tile shape are hardly recognized. Can be. Therefore, by using the threshold matrix size under the above conditions, multi-value dither processing can be realized with a sufficiently simple configuration.

【0103】また、マトリクスサイズであるが、このサ
イズが余りにも小さいと周期性あるいは不要なテクスチ
ャが見えてしまうので、冗長的ではない適当なサイズが
必要である。この最適サイズは、各ドットの基本特性及
び用紙との相性により変化する。各基本階調画素のドッ
ト設計上、極端に大きな非線型性を示すことが無いよう
であれば、1画素M階調の入力階調画像データを多値デ
ィザ処理して1画素N(M>N>2)階調のより小さい
階調数の画像データへ変換する場合には、多値ディザ処
理のマトリクスサイズをK×L、多値化した後の出力階
調数をN階調とおくと、
Also, regarding the matrix size, if this size is too small, periodicity or unnecessary textures can be seen, so an appropriate, non-redundant size is required. The optimum size changes depending on the basic characteristics of each dot and the compatibility with the paper. If the dot design of each basic gradation pixel does not show extremely large non-linearity, the input gradation image data of M gradations of one pixel is subjected to multi-value dither processing, and one pixel N (M>N> 2) When converting the image data into image data having a smaller number of gradations, the matrix size of the multilevel dither processing is set to K × L, and the number of output gradations after multilevel conversion is set to N gradations. When,

【0104】[0104]

【数10】 (Equation 10)

【0105】の範囲の整数となるように設定し、また特
に正方マトリクス(L×L)の場合には、
In the case of a square matrix (L × L), it is set to be an integer in the range of

【0106】[0106]

【数11】 [Equation 11]

【0107】の範囲の整数となるように設定するように
すれば周期性及びテクスチャの発生を押さえることがで
きる。この最小限界値の方は視覚的な我慢限界を示し、
最大限界値の方は冗長的なサイズにならない限界を示
す。なお、これによって導き出されるマトリクスサイズ
は、2値のストカスティックディザ一般にいわれている
128×128あるいは256×256以上の好適サイ
ズに対して、もはや大規模マトリクスサイズとは呼べな
い小さなサイズとなり、より小さなハードウェア構成で
実現することができる。
If the values are set so as to be integers within the range, the periodicity and the generation of texture can be suppressed. This minimum limit indicates the visual patience limit,
The maximum limit indicates a limit that does not result in redundant size. The matrix size derived from this is smaller than the preferred size of 128 × 128 or 256 × 256 or more, which is generally referred to as binary stochastic dither, and cannot be called a large matrix size anymore. It can be realized by a hardware configuration.

【0108】さらに、組織的ディザの基本周期で割り切
れる整数値をとることを考えると、上記2つのマトリク
スサイズの条件を満たす、例えば、図11の右側に示す
ように30×24等の非正方のマトリクスでも良い。
Considering an integer value divisible by the fundamental period of the systematic dither, the above two matrix size conditions are satisfied. For example, as shown on the right side of FIG. It may be a matrix.

【0109】ここでは最小ディザ単位を正方マトリクス
とした例について述べたが、図16に示すように最小デ
ィザ単位を長方マトリクスにしても良い。図16におい
ては、8bit、256階調(0:白、255:黒)の
入力階調画像データを擬似中間調処理して各色2bi
t、4階調(0:白、3:黒)に変換する場合を例とし
て説明する。
Although the example in which the minimum dither unit is a square matrix has been described above, the minimum dither unit may be a rectangular matrix as shown in FIG. In FIG. 16, input gradation image data of 8 bits and 256 gradations (0: white, 255: black) is subjected to pseudo halftone processing to obtain 2 bi-color images.
The case of converting to t, 4 gradations (0: white, 3: black) will be described as an example.

【0110】この場合、多値ディザ処理で256階調を
超えない最大再現階調数を実現することが可能な異なる
閾値の最大個数xは、256/{x*(4−1)+1}
≧1 ゆえにx≦85である。これは言い換えると3
プレーンある閾値配列のうち各閾値プレーンが担当する
階調数は85階調分と言うことである。なお、必ずしも
85階調にする必要はなく、説明をわかりやすくするた
めに、今回は80階調分の出力パターンを各閾値プレー
ンが担当するようにしている。因みに、この時全閾値プ
レーンでは80*3+1=241階調の階調が再現でき
る。
In this case, the maximum number x of different threshold values that can realize the maximum number of reproduction gradations not exceeding 256 gradations in the multi-value dither processing is 256 / {x * (4-1) +1}.
≧ 1 and therefore x ≦ 85. This is, in other words, 3
The number of gradations assigned to each threshold plane in the threshold array with planes is equivalent to 85 gradations. Note that it is not always necessary to use 85 gradations, and in order to make the description easy to understand, this time, each threshold plane assigns an output pattern for 80 gradations. Incidentally, at this time, the gradation of 80 * 3 + 1 = 241 gradations can be reproduced in all the threshold planes.

【0111】この80階調分を最小単位のマトリクスで
構成した場合10×8となり、この10×8の閾値マト
リクスの任意画素を1つずつオンすることによって80
階調分の階調を再現できる。ここで、図16に示すよう
に10×8の閾値配列B1を最小ディザ単位とすると、
40×40の全閾値配列B2は、B1の最小閾値配列が主
走査方向に4つ、副走査方向に5つの計20個がちょう
ど収まるサイズである。
When the 80 gradations are constituted by a matrix of the minimum unit, the matrix becomes 10 × 8, and by turning on arbitrary pixels of this 10 × 8 threshold matrix one by one, the 80 × gradations are turned on.
The gradation of the gradation can be reproduced. Here, as shown in FIG. 16, when a 10 × 8 threshold array B1 is the minimum dither unit,
The total threshold array B2 of 40 × 40 has a size in which a total of 20 minimum threshold arrays of B1 are four in the main scanning direction and five in the sub-scanning direction.

【0112】このようにマトリクスサイズを最小ディザ
単位の整数倍にすれば、組織的ディザによる繰り返し処
理の繋ぎ目もスムーズに移行でき都合がよい。なお、図
16では主走査方向に10画素、副走査方向に8画素と
して最小ディザ単位を構成しているが、この割り振り方
を主/副走査方向に入れ替えても別に差し支えない。
If the matrix size is set to an integral multiple of the minimum dither unit, the seam of the repetitive processing by the systematic dither can be smoothly shifted, which is convenient. In FIG. 16, the minimum dither unit is constituted by 10 pixels in the main scanning direction and 8 pixels in the sub-scanning direction. However, this allocation method may be changed to the main / sub-scanning direction.

【0113】また、全ディザマトリクスのサイズは、以
下の条件にも合致していれば
Also, if the size of all dither matrices also meets the following conditions:

【0114】[0114]

【数12】 (Equation 12)

【0115】により、例えば、40×48等の非正方の
マトリクスサイズとしても良い。
Accordingly, a non-square matrix size such as 40 × 48 may be used.

【0116】図11、及び図16の例では、最小画素数
構成のディザマトリクスに対して強制的に斜め成分を持
たせる構成とした例であるが、上述した手法を使えば、
例えば、図17に示すように、適当な階調数、適当な角
度、適当なマトリクスサイズを持つスクリーンディザマ
トリクスに関して、この低階調部のパターンのみ使って
同様に全マトリクス内の閾値を生成できる。この場合も
当然前記2つの各マトリクスサイズの条件は満足する。
In the examples shown in FIGS. 11 and 16, the dither matrix having the minimum number of pixels is forcibly provided with a diagonal component.
For example, as shown in FIG. 17, for a screen dither matrix having an appropriate number of tones, an appropriate angle, and an appropriate matrix size, threshold values in all the matrices can be similarly generated using only the pattern of the low tone portion. . Also in this case, the conditions of the two matrix sizes are naturally satisfied.

【0117】また、再現する全階調数は常に256階調
にする必要はなく、スクリーンディザマトリクスを使用
する場合でも固有の階調再現数が決定されてしまうの
で、視覚を満足させる適当な階調数を再現できれば良
い。このように低階調部においては、周期的な組織的デ
ィザの法則に沿ったパターンを用いて基準閾値配列を算
出することになる。
Further, the total number of tones to be reproduced does not always need to be 256 tones, and even when a screen dither matrix is used, the unique number of tones to be reproduced is determined. It just needs to be able to reproduce the key. As described above, in the low gradation portion, the reference threshold value array is calculated using a pattern conforming to the rule of the periodic systematic dither.

【0118】次に、他の好適な例について述べると、低
階調部においては局所的に非周期的なランダムな出力特
性を持つパターンとなるように、ディザの基準閾値配列
を設定し、中間階調部から高階調部にかけては、相対的
に印字精度が低い走査方向にドットが優先的に連なる非
等方的な出力パターンとなるようにディザの基準閾値配
列を設定する。
Next, another preferred example will be described. In the low gradation part, a reference threshold array of dither is set so that a pattern having a random output characteristic which is locally aperiodic is set. From the gradation portion to the high gradation portion, the reference threshold array of dither is set so that an anisotropic output pattern in which dots are consecutively arranged preferentially in the scanning direction where printing accuracy is relatively low.

【0119】これは低階調部において、周期的にドット
を再現させるよりも、局所的に非周期的に分散させてド
ットを再現させた方が視覚特性上奇麗な出力が得られる
場合が当てはまる。この場合も基準閾値配列の0〜20
%の範囲が、印字精度によって中間階調部から高階調部
での出力特性とは異なる特性を示す範囲となる。すなわ
ち、中間階調部から高階調部では、印字精度に関わらず
濃度ムラやスジが常に見え易いが、低階調部では印字精
度によって相対的に濃度ムラやスジが見えにくい状態が
発生しやすいという特性がある。
This applies to the case where the dots are reproduced locally and non-periodically to reproduce the dots in the low gradation portion, rather than to reproduce the dots periodically, so that a clear output can be obtained in terms of visual characteristics. . Also in this case, the reference threshold value array is 0 to 20.
The range of% is a range showing characteristics different from the output characteristics in the intermediate gradation part to the high gradation part depending on the printing accuracy. That is, density unevenness and streaks are always easy to see regardless of printing accuracy in the intermediate tone portion to the high tone portion, but in the low tone portion the density unevenness and streaks are relatively difficult to see due to printing accuracy. There is a characteristic.

【0120】ここで実際に印字精度の変動による濃度ム
ラやスジが比較的目立たない低階調部においても、プリ
ンタにより印字された出力の見え具合により、以下に示
すように低階調部の閾値の設定を切り替えても良い。
Here, even in a low gradation area where density unevenness and streaks due to fluctuations in printing accuracy are relatively inconspicuous, depending on the appearance of the output printed by the printer, the threshold value of the low gradation section is as shown below. May be switched.

【0121】すなわち、低濃度部において印字ムラやス
ジが目立たないプリンタの特性の場合での閾値設定は、
図11に示すパターンの代わりに、完全に等方的で、確
率統計的にマトリクスの主走査方向/副走査方向の各行
/各列に均一数の出力ドットが発生するような出力パタ
ーンを求めこれを初期パターンとして用いても良いし、
任意均一階調を、最適化した誤差拡散アルゴリズムで処
理して得られたパターンを初期パターンとして用いても
良い。
That is, in the case of a printer characteristic in which print unevenness and streaks are not conspicuous in a low density portion,
Instead of the pattern shown in FIG. 11, an output pattern which is completely isotropic and stochastically generates a uniform number of output dots in each row / column in the main scanning direction / sub-scanning direction of the matrix is obtained. May be used as an initial pattern,
A pattern obtained by processing an arbitrary uniform gradation by an optimized error diffusion algorithm may be used as an initial pattern.

【0122】そしてこの初期パターンを用いて、それ以
上の高階調部の閾値をランダムに作成するか、畳込みフ
ィルタを使って、相対的に印字精度が低い走査方向にド
ットが優先的に連なる非等方的な出力パターンとなる閾
値を求める。また同様に、この中間階調部から高階調部
にかけての連結強度は、印字精度に応じて最適に設定す
ることが望ましい。また、低階調部側での閾値の割り振
りは、組織的ディザのパターンのように最初から順序が
決定されているわけではないので、予め順序を確率統計
的に各低階調部においてマトリクスの各行/各列に均一
数の出力ドットが得られる閾値を求めても良いし、高階
調側の閾値算出手法を低階調側に当てはめて算出しても
良い。マトリクスサイズも比較的小さく、低階調側の階
調数はたかだか知れているので手動で最適化を行うこと
も容易である。
Then, using this initial pattern, a threshold value of a higher gradation portion is randomly created, or a convolution filter is used to form a non-printing pattern in which dots are preferentially connected in the scanning direction where printing accuracy is relatively low. A threshold value that is an isotropic output pattern is obtained. Similarly, it is desirable that the connection strength from the intermediate gradation part to the high gradation part be set optimally according to the printing accuracy. In addition, since the order of the thresholds on the low tone portion side is not determined from the beginning as in the case of the systematic dither pattern, the order is stochastically determined in advance in each low tone portion. A threshold value at which a uniform number of output dots can be obtained for each row / column may be obtained, or the threshold value calculation method for the high gradation side may be applied to the low gradation side for calculation. Since the matrix size is relatively small and the number of gradations on the low gradation side is known at most, it is easy to optimize manually.

【0123】また、低階調部においても実際に比較的濃
度ムラやスジが目立てしまうプリンタの特性の場合は、
低階調部から率先して相対的に印字精度が低い走査方向
にドットが優先的に連なる非等方的な出力パターンとな
るようにディザの基準閾値配列を設定する。この場合の
閾値設定は、図11に示すパターンの代わりに、完全に
非等方的で、強制的にマトリクスの主走査方向に連なる
出力ドットが発生するような出力パターンを求め、これ
を初期パターンとして用いても良いし、任意の均一階調
を主走査方向に出力が連続するように誤差拡散マトリク
スの係数を最適化した誤差拡散で処理した出力パターン
を初期パターンとして用いても良い。なお、初期パター
ンとして、別に低階調部において主走査方向に連結する
特性を示す組織的ディザの閾値配列を用いても良い。そ
してこの初期パターンを用いて、それ以上の高階調部の
閾値を前記手法と同様に求める。
Further, in the case of a printer characteristic in which density unevenness and streaks are actually relatively noticeable even in a low gradation area,
The dither reference threshold array is set so that an anisotropic output pattern in which dots are consecutively arranged preferentially in the scanning direction where printing precision is relatively low from the low gradation part. In this case, instead of the pattern shown in FIG. 11, a completely anisotropic output pattern that forcibly generates an output dot continuous in the main scanning direction of the matrix is obtained. Alternatively, an output pattern processed by error diffusion in which the coefficient of the error diffusion matrix is optimized so that the output of an arbitrary uniform gradation is continuous in the main scanning direction may be used as the initial pattern. In addition, as an initial pattern, a threshold array of systematic dither showing characteristics of coupling in the main scanning direction in a low gradation portion may be used. Then, using this initial pattern, a threshold value of a higher gradation portion is obtained in the same manner as the above method.

【0124】これにより低階調部において、周期的にド
ットを再現させるよりも、局所的に非周期的にドットを
再現させた方が視覚特性上好ましい場合においても、全
階調域で最適な出力が得られるようになる基準ディザ閾
値が求められる。また、中間階調部から高階調部では印
字ムラやスジを目立たなくさせるために非等方的なパタ
ーンとなる基準ディザ閾値を得ることが出来る。
In this way, even in a case where it is preferable in terms of visual characteristics to locally reproduce dots in a non-periodic manner rather than to reproduce dots periodically in the low gradation portion, the optimum value is obtained in the entire gradation range. A reference dither threshold at which an output is obtained is determined. Further, a reference dither threshold value which becomes an anisotropic pattern can be obtained in the intermediate gradation portion to the high gradation portion in order to make print unevenness and streaks inconspicuous.

【0125】先に述べたように、これにより生成した基
準閾値配列の各種は、多値のプリンタでは印字精度に対
して単独では大きな補正効果を持つことはないが、次に
述べる各閾値プレーン間のシーケンスと組み合わせるこ
とで、濃度ムラやスジといった印字誤差を大きく緩和す
る作用を持てるようになる。
As described above, the various types of the reference threshold array generated by this do not have a large correction effect on the printing accuracy by a multi-valued printer by itself, but the various threshold threshold planes described below are used. In combination with the above sequence, it is possible to greatly reduce printing errors such as density unevenness and streaks.

【0126】上記では基準閾値配列について述べたが、
次に上記で得られた基準閾値配列を各マルチレベルプレ
ーン方向に展開する手法について述べる。先に説明した
ように、多値ディザ処理のシーケンスにより、面積変調
で階調を再現するプリンタではそのドット出力特性は大
きく異なってくる。上記2つの基本構成(基準閾値配列
と閾値プレーン間のシーケンス)において、印字ムラ、
スジ等の印字精度の補償に関して言えば、複数の多値デ
ィザ閾値プレーン間のシーケンスを変更することによる
画質改善効果の方が大きい。
Although the reference threshold array has been described above,
Next, a method of expanding the reference threshold array obtained above in the direction of each multi-level plane will be described. As described above, the dot output characteristics of a printer that reproduces gradation by area modulation are greatly different due to the sequence of the multi-value dither processing. In the above two basic configurations (sequence between the reference threshold array and the threshold plane), print unevenness,
Speaking of compensation for the printing accuracy of stripes and the like, the effect of improving the image quality by changing the sequence between a plurality of multi-valued dither threshold planes is greater.

【0127】プリンタのアーキテクチャにより閾値シー
ケンスが限られてくる場合とは異なり、本実施の形態の
ようなプリンタでは比較的容易に閾値プレーン間のシー
ケンスを変更できる。但し、基本的に閾値プレーン間の
シーケンスを変更することにより、印字精度からくる印
字ムラやスジ等を比較的容易に抑制する効果を持つ反
面、解像度と階調再現性に対して大きく影響を及ぼすた
め、注意深く設計されていなければならない。
Unlike the case where the threshold sequence is limited due to the architecture of the printer, the sequence between the threshold planes can be relatively easily changed in the printer as in the present embodiment. However, basically, by changing the sequence between the threshold planes, it is possible to relatively easily suppress printing unevenness and streaks resulting from printing accuracy, but greatly affect resolution and gradation reproducibility. Therefore, it must be carefully designed.

【0128】また、ここでは閾値シーケンスに関して大
きく2つの最適化のための工夫を取り入れている。先
ず、1つ目の最適化として、図10を用いて説明する。
図10は先に説明したように、面積変調で画像を再現す
る出力装置の一般的な出力濃度特性であり、中間階調部
から高階調部に比べて低階調部の再現分解能が低い。こ
れは低階調部において、基本1階調の同一サイズのドッ
トを用紙の白地部に階調が1ステップあがる毎に基準閾
値配列に従って順番に配置していくよりも、第1基本階
調のみでなく、第2基本階調以降のドットを適度に織り
交ぜて印字した場合の方が階調再現上滑らかな隣接階調
間の濃度変化を得られやすい場合があると言うことを意
味することになる。
Also, here, there are roughly two schemes for optimizing the threshold sequence. First, the first optimization will be described with reference to FIG.
FIG. 10 shows a general output density characteristic of an output device that reproduces an image by area modulation, as described above. The reproduction resolution of the low gradation part is lower than that of the intermediate gradation part to the high gradation part. This is because, in the low gradation part, dots of the same size as the basic one gradation are arranged in order on the white background portion of the paper in accordance with the reference threshold arrangement every time the gradation rises by one step. In other words, it means that when the dots after the second basic tone are appropriately interwoven and printed, it may be easier to obtain a smooth density change between adjacent tones in tone reproduction. become.

【0129】この様子を図18に示す。図18の(a)
は、図7の(a)と同じ、解像度を最も高くする場合のシ
ーケンスによるドット成長行程である。一方、図18の
(b)に示すように、最小ドットのみの構成でなく、別の
サイズのドットを織り交ぜてやることでも理論上は同じ
濃度の出力を得ることができる。ここで図10の出力特
性から考えると、濃度的な変化は、図18の(b)の成長
行程の方が各隣接階調間では滑らかな濃度変化が得られ
る場合があると言うことである。但し、この場合、基本
1階調ドットより大きなドットを低階調部に出力させる
わけであるから、視覚上その大小の不快なパターンが見
えないことが前提である。
FIG. 18 shows this state. (A) of FIG.
Is a dot growth process in the same sequence as in FIG. 7A when the resolution is the highest. On the other hand, in FIG.
As shown in (b), the output of the same density can be theoretically obtained by interlacing dots of different sizes in addition to the configuration of only the minimum dots. Considering the output characteristics in FIG. 10, the change in density means that a smooth density change may be obtained between adjacent gradations in the growth process of FIG. 18B. . However, in this case, since a dot larger than the basic one tone dot is output to the low tone portion, it is premised that the uncomfortable pattern of that size is not visually recognized.

【0130】ここで最適なドット出力パターンを得るた
めの好適な方法としては、図19の(a)に示すような成
長を示す基本1階調のドットのみを埋めていく出力パタ
ーンの代わりに、図19の(b)に示すように、周期的な
組織的ディザの出力パターンを示す階調までの部分の
み、つまり第1基本階調のドットを全体に配置する前
に、数基本階調分、先にドットを成長させることであ
る。このドットが視覚に大きく認識できない程度の基本
階調であれば、図19の(a)に示す出力パターンより遥
かに滑らかな階調となって見えるわけである。
Here, as a preferable method for obtaining an optimum dot output pattern, instead of an output pattern in which only the basic one-tone dots showing growth as shown in FIG. As shown in FIG. 19B, only a portion up to the gradation indicating the periodic systematic dither output pattern, that is, several basic gradations before arranging the dots of the first basic gradation on the whole. The first is to grow the dots. If the dot has a basic tone that cannot be visually recognized, the tone looks much smoother than the output pattern shown in FIG.

【0131】この図19の(b)の出力パターンに従った
閾値シーケンスを図20に示す。この例では、周期的な
組織的ディザの出力を示す基準閾値は4までであり、こ
の対応する位置に対して基本3階調までのドットを優先
的に出力させている。なお、この処理は、出力パターン
自体を視覚に対して好適なものにする効果の他、隣接ド
ット間が離れているため印字精度等にも強い出力パター
ンが得られると言う点においても有効である。この有効
範囲は全入力画像データが取りうる階調範囲のうち、そ
の値がおよそ0から10%の範囲であると、効果がより
発揮される。
FIG. 20 shows a threshold sequence in accordance with the output pattern shown in FIG. 19B. In this example, the reference threshold value indicating the output of the periodic systematic dither is up to 4, and dots up to the basic three gradations are preferentially output to the corresponding position. This process is effective not only in making the output pattern itself suitable for visual perception, but also in that an output pattern that is strong in printing accuracy and the like can be obtained because the distance between adjacent dots is large. . This effective range is more effective when its value is within a range of about 0 to 10% of the gradation range that can be taken by all the input image data.

【0132】上記においては、周期的な出力パターンに
対して、基本3階調までのドットを優先的に出力させる
場合について述べたが、実際、このシーケンスの設定
は、基本階調特性のドット径によって大きく左右され
る。つまりプリンタのもつ純解像度によって基本ドット
サイズは決定されるが、例えば、同じ出力階調数でも3
00dpi/600dpiでは基本となる最小ドットの
サイズ及びピッチは異なる。また、解像度が高くなれば
その実質的な設計の難易度により、理想ドット径に対し
て実測されるドットの特性は大きくずれた非線形的なも
のになってしまう。
In the above description, a case has been described in which dots up to the basic three gradations are preferentially output for a periodic output pattern. However, actually, this sequence is set according to the dot diameter of the basic gradation characteristic. Depends greatly on In other words, the basic dot size is determined by the net resolution of the printer.
In 00 dpi / 600 dpi, the basic minimum dot size and pitch are different. In addition, if the resolution increases, the characteristics of the dots actually measured with respect to the ideal dot diameter become nonlinear with a large shift due to the substantial difficulty of the design.

【0133】従って、これら様々な要因による異なる基
本階調特性(特にドット径)によってシーケンスの設定
は上記した規則に従って図21の(a)、(b)に示すように
任意最適化される。また、このシーケンスの設定は同様
に印字精度により上記した規則に従って図21の(a)、
(b)に示すように任意最適化される。
Accordingly, the sequence setting is arbitrarily optimized as shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b) according to the above-mentioned rules by the different basic tone characteristics (particularly the dot diameter) due to these various factors. In addition, the setting of this sequence is similarly performed in accordance with the above-described rules according to the printing accuracy, and
Arbitrarily optimized as shown in (b).

【0134】一方、シーケンスに関するもう一つの好適
な例、例えば、第1基本階調において均一にドットを割
り振った場合において第1基本階調のドット特性が極め
て微小で良好な特性をもつもので、周期的な組織的ディ
ザ配列よりも視覚に満足する出力が得られる場合につい
て述べると、経験的に0〜20%の入力画像で再現され
る画像に対しては、隣接の画素ピッチ間隔に対して、構
成される画素のサイズが小さいため、濃度ムラや縦スジ
等が目立たないことを利用して、この範囲にある入力画
像に対しては空間周波数を上げるようにディザ閾値配列
を与える。図22に一例を示す。
On the other hand, another preferable example of the sequence, for example, in the case where dots are uniformly allocated in the first basic tone, the dot characteristics of the first basic tone are extremely small and have good characteristics. A case where an output that is more visually pleasing than a periodic systematic dither arrangement is obtained is described. A dither threshold array is provided for input images in this range so as to increase the spatial frequency by using the fact that density unevenness and vertical streaks are not conspicuous due to the small size of constituted pixels. FIG. 22 shows an example.

【0135】これにより入力画像データが低階調部のと
きに変換した多値画像データにより出現するドットパタ
ーンの種類は実質的により少なく、入力画像データが中
間階調部から高階調部にかけての範囲のデータのときに
は、変換した多値画像データにより出現するドットパタ
ーンの種類が低階調部に比べて実質的に多くなる。
As a result, the number of types of dot patterns appearing with the converted multi-valued image data when the input image data is in the low gradation portion is substantially smaller, and the range of the input image data in the range from the intermediate gradation portion to the high gradation portion is reduced. In the case of the data of (1), the types of dot patterns appearing by the converted multi-valued image data are substantially larger than those of the low gradation portion.

【0136】これによりプリンタの階調再現では非常に
重要な要素である低階調部での画素を目立たなくし、階
調再現性を向上し、濃度ムラやスジが目立ちやすい部分
は、ドットの種類を分散して濃度ムラやスジを目立たな
くさせることができる。また、ランダムに閾値を配置さ
せる場合とは異なり、各閾値プレーン間に相関があるた
め基本ディザマトリクスから各プレーンの閾値を自動的
に求めることができ、ハードウェアの簡素化も期待でき
る。
As a result, pixels in a low tone portion, which is a very important element in tone reproduction of a printer, are made inconspicuous, tone reproducibility is improved, and portions where density unevenness and streaks are conspicuous are determined by the type of dot. Can be dispersed to make density unevenness and streaks inconspicuous. Also, unlike the case where thresholds are randomly arranged, since there is a correlation between the threshold planes, the threshold of each plane can be automatically obtained from the basic dither matrix, and simplification of hardware can be expected.

【0137】さらに、様々な要因による異なる基本階調
特性(特にドット径)によってシーケンスの設定は、上
記した規則に従って図23の(a)、(b)に示すように任意
最適化されるものである。また、このシーケンスの設定
は、同様に印字精度により上記した規則に従って図23
の(a)、(b)に示すように任意最適化されるものでもあ
る。なお、閾値シーケンスに関する例は、これもまた先
に説明した基準閾値配列の最適化と組み合わせた場合さ
らに効果を発揮する。
Further, the setting of the sequence based on the different basic tone characteristics (particularly the dot diameter) due to various factors is arbitrarily optimized as shown in FIGS. is there. In addition, the setting of this sequence is performed in accordance with the above-described rule in accordance with the printing accuracy in the same manner as in FIG.
As shown in (a) and (b) of FIG. Note that the example relating to the threshold sequence is more effective when combined with the above-described optimization of the reference threshold array.

【0138】図24の(a)は、通常の局所的に非周期的
で均一に分散化された基準閾値配列だけに着目した場合
についてのおよそ中間階調部での閾値のオン/オフ特性
を示す。また、図24の(b)は、相対的に印字精度が低
い走査方向にドットが優先的に連なる非等方的な出力特
性を示すパターンとなるように生成した基準閾値配列に
よるおよそ中間階調部での閾値のオン/オフ特性を示
す。
FIG. 24 (a) shows the on / off characteristics of the threshold in the intermediate gradation part when focusing only on the normal locally non-periodic and uniformly dispersed reference threshold array. Show. FIG. 24 (b) shows the approximate intermediate gradation by the reference threshold array generated so as to form a pattern showing anisotropic output characteristics in which dots are preferentially connected in the scanning direction with relatively low printing accuracy. 6 shows on / off characteristics of a threshold value in a section.

【0139】一方、図25の各パターンは模式的にさま
ざまな多値ディザ処理で実際に用紙上に印字した場合の
出力パターンの様子を示す図であるが、図中点線C−C
で示された部分に相当する画素が、例えばインクヘッド
のミスディレクション等の影響で右方向にずれている。
なお、図25の(a)〜(c)はそれぞれ図7の(a)〜(c)のシ
ーケンスにそれぞれ対応している。また、図25の(c)
は、基準閾値配列的には、図24の(a)のように等方的
規則に沿ったものである。
On the other hand, each pattern in FIG. 25 is a diagram schematically showing an output pattern when actually printed on paper by various multi-value dither processing.
The pixel corresponding to the portion indicated by is shifted rightward due to, for example, the misdirection of the ink head.
Note that (a) to (c) in FIG. 25 respectively correspond to the sequences (a) to (c) in FIG. FIG. 25 (c)
Is based on an isotropic rule as shown in FIG.

【0140】一方、図25の(d)はこの実施の形態によ
る出力パターンの様子を示す図であり、基準閾値配列
は、図24の(b)の非等方的にしたものに相当する。図
25の(d)の場合においては基準閾値配列を横方向に優
先的に連結させている。つまり、横方向の隣接画素間の
閾値が相対的に近傍の値を取り易くなっており、横方向
に優先的にドットが成長しやすい状態をとる。
On the other hand, FIG. 25 (d) is a diagram showing the state of the output pattern according to this embodiment, and the reference threshold value array corresponds to the anisotropic one shown in FIG. 24 (b). In the case of (d) in FIG. 25, the reference threshold arrays are preferentially connected in the horizontal direction. In other words, the threshold value between the adjacent pixels in the horizontal direction is relatively easy to take a value close to the threshold value, and the dot is preferentially grown in the horizontal direction.

【0141】これにより図25の(c)においてもそれな
りに補正効果は期待できるが、さらに、図25の(d)の
ような出力パターンを得ることができる、基準閾値配列
及び閾値プレーン間シーケンスの構成にすることによ
り、印字位置精度が低い場合においても、より濃度ムラ
やスジをより目立たなくさせる効果を発揮する。
As a result, the correction effect can be expected to some extent in (c) of FIG. 25, but the output pattern as shown in (d) of FIG. 25 can be obtained. With this configuration, even when the printing position accuracy is low, an effect of making density unevenness and streaks less noticeable is exhibited.

【0142】次に、多値ディザ閾値配列にガンマ補正を
組み込む場合について説明する。一般的に、擬似中間調
処理で再現できる理論階調数は、単位マトリクス内の異
なる閾値の総数で決定される。スクリーン系のディザ
は、パターンのサイズ、角度等の組み合わせ方によって
固有の階調再現が可能であり、ストカスティック系ディ
ザ及び誤差拡散では通常フル256階調の再現が可能で
ある。
Next, a case where gamma correction is incorporated into the multi-valued dither threshold array will be described. In general, the number of theoretical gradations that can be reproduced by the pseudo halftone processing is determined by the total number of different threshold values in the unit matrix. A screen-based dither can reproduce a unique gradation depending on a combination of a pattern size, an angle, and the like, and a stochastic dither and error diffusion can normally reproduce full 256 gradations.

【0143】しかし、この理論階調数は擬似中間調処理
部のみを想定した場合である。実際は擬似中間調処理前
段の全ての画像処理部で階調損失が起こり得るので、最
終的に擬似中間調処理部に入力される画像データは限ら
れた階調数でしかなく、擬似中間調処理部では全く使用
されない出力パターンが存在するようになる。
However, this theoretical gradation number is a case where only the pseudo halftone processing section is assumed. Actually, tone loss may occur in all the image processing units before the pseudo halftone processing, so that the image data finally input to the pseudo halftone processing unit has only a limited number of gradations. There are output patterns that are not used at all in the section.

【0144】通常の画像処理の流れでは、色変換→BG
/UCR→ガンマ補正→擬似中間調の順となり、各画像
処理部では、デジタル演算処理による丸め誤差あるいは
色域圧縮等による階調損失が発生する。ここで色変換
部、UCR部での階調損失は、基本的に復元不可能であ
るので、ガンマ補正部と擬似中間調部における階調再現
性について述べる。
In the normal flow of image processing, color conversion → BG
/ UCR → gamma correction → pseudo halftone, and in each image processing unit, a rounding error due to digital arithmetic processing or a gradation loss due to color gamut compression or the like occurs. Here, since the tone loss in the color conversion unit and the UCR unit cannot be basically restored, the tone reproducibility in the gamma correction unit and the pseudo halftone unit will be described.

【0145】ガンマ補正処理は、エンジンの基本階調特
性を、例えば、輝度リニアや濃度リニアなどのターゲッ
ト特性に補正するための処理であり、図26に示す関係
がある。つまり測定されたエンジンの基本階調特性から
ターゲット特性に対して対象となるガンマ補正曲線を用
いて入力画像データを変換することにより、最終的に出
力される階調特性をターゲット特性に合わせ込む処理で
ある。なお、図ではターゲットカーブは直線であるが、
任意の曲線で置き換えることもできる。
The gamma correction process is a process for correcting the basic gradation characteristics of the engine to, for example, target characteristics such as linear luminance and linear density, and has a relationship shown in FIG. That is, by converting the input image data using the target gamma correction curve from the measured basic tone characteristics of the engine to the target characteristics, the process of adjusting the finally output tone characteristics to the target characteristics It is. Although the target curve is a straight line in the figure,
It can be replaced with an arbitrary curve.

【0146】一般的に、ドットを円で表現する面積変調
の出力装置の基本特性は、ターゲット特性よりガンマが
立った図26のグラフgの直線より上側の特性となる。
γ補正の実処理としては各色デジタル1LUT演算で行
われることが多い。図26において、デジタル1LUT
による演算では具体的に図27に示すような変換が行わ
れる。低階調部では、デジタル丸め誤差により複数個繰
り返し同じデータに変換され、高階調部においては飛び
飛びの値に変換される。
In general, the basic characteristics of an area modulation output device that expresses dots by circles are characteristics above the straight line in the graph g in FIG. 26 where the gamma is higher than the target characteristics.
The actual processing of the γ correction is often performed by a digital 1 LUT calculation for each color. In FIG. 26, a digital 1 LUT
Is specifically converted as shown in FIG. In the low gradation part, the data is repeatedly converted into the same data by digital rounding error, and in the high gradation part, the data is converted into discrete values.

【0147】つまり、階調再現上重要な低階調部の再現
においては、異なる入力画像であっても出力されるハー
フトーンパターンは全く同じパターンとなり易く、高階
調部では使用されないハーフトーンパターンが存在し、
全体として階調再現数が減少し、画像処理上非常に効率
が悪いものとなってしまう。この現象は、エンジンの基
本特性がターゲット特性から離れているほどデジタル変
換精度が落ち、階調再現数が大幅に減少するようにな
る。但し、インクジェットプリンタに関して言えば、比
較的理想に近い特性を持っている。
In other words, in the reproduction of the low gradation part which is important for gradation reproduction, the halftone patterns to be output tend to be exactly the same even if the input images are different, and the halftone patterns which are not used in the high gradation part are used. Exists,
As a whole, the number of reproduced gradations decreases, resulting in very inefficient image processing. In this phenomenon, the more the basic characteristics of the engine are far from the target characteristics, the lower the digital conversion accuracy is, and the number of reproduced gradations is greatly reduced. However, the characteristics of the ink jet printer are relatively close to ideal.

【0148】そこで、ここではガンマ補正をハーフトー
ン処理内部に組み込み、階調損失を理論的に抑制するマ
トリクスを生成する。2値のディザ処理に関してはガン
マ補正を組み込んだディザ閾値生成方法については周知
であるが、多値ディザ処理の場合は各プレーン間の基本
階調特性が線形的ではないことから様々な閾値プレーン
間のシーケンスにすべて対応するようにした場合、従来
の手法は適用困難である。
Therefore, here, the gamma correction is incorporated into the halftone processing, and a matrix for theoretically suppressing the gradation loss is generated. As for the binary dither processing, a method of generating a dither threshold incorporating gamma correction is well known. However, in the case of the multi-value dither processing, since the basic gradation characteristics between the planes are not linear, various threshold planes may be used. However, the conventional method is difficult to apply when all the sequences are adapted.

【0149】例えば、1画素8値、マトリクスサイズが
32×32の時、ある任意の階調に対して、同時にON
/OFFが切り替わるドット数は32×32×(8−
1)/255≒28個であり、通常の擬似中間調処理で
はこの個数は各階調均等に割り付けされている。
For example, when one pixel has eight values and the matrix size is 32 × 32, it is simultaneously turned on for an arbitrary gradation.
The number of dots where / OFF is switched is 32 × 32 × (8−
1) / 255 ≒ 28, and in the normal pseudo halftone processing, this number is equally allocated to each gradation.

【0150】本処理の基本原理は、このハーフトーン処
理において画素のON/OFFを決定する全閾値プレー
ン間の閾値にガンマ変換特性を組込み、全閾値プレーン
の各閾値処理において画素をONさせる個数をガンマ特
性に合わせて制御する。つまり、階調損失を引き起こす
デジタル変換のガンマ補正部をスルーして、擬似中間調
部でのONドット総数の調整だけで処理を実現すること
により、実質階調数を復元する。この場合のON数とい
うのは多値の場合、画素レベル方向、すなわち、7閾値
レベルのうちの何番目の閾値までONしたかにより1画
素につき最大7個のON数があり、この数を示してい
る。
The basic principle of this processing is that the gamma conversion characteristic is incorporated in the threshold between all threshold planes for determining ON / OFF of pixels in the halftone processing, and the number of pixels to be turned on in each threshold processing of all threshold planes is determined. Control according to gamma characteristics. That is, the gamma correction unit of the digital conversion that causes the gradation loss is passed, and the process is realized only by adjusting the total number of ON dots in the pseudo halftone unit, thereby restoring the actual number of gradations. In this case, when the number of ONs is multi-valued, there are a maximum of 7 ONs per pixel depending on the pixel level direction, that is, up to which of the seven threshold levels the threshold is turned ON. ing.

【0151】このガンマ補正が組み込まれた多値ディザ
閾値配列の算出の方法を図28の流れ図に示す。先ず、
ステップS11にて、予めドット数が均等に割り振られ
た多値ディザマトリクスを用いた多値ディザ処理により
実質的なエンジンの階調特性を得る。次に、ステップS
12にて、γターケッドの決定を行い、ステップS13
にて階調を0にセットする。
A method of calculating a multi-valued dither threshold array incorporating gamma correction is shown in the flowchart of FIG. First,
In step S11, a substantial gray scale characteristic of the engine is obtained by multi-value dither processing using a multi-value dither matrix in which the number of dots is uniformly allocated in advance. Next, step S
At 12, the determination of the γ target is made, and step S13 is performed.
Sets the gradation to 0.

【0152】続いて、ステップS14にて、決定された
ターゲット特性に合わせて通常のガンマ変換と同様に、
各入力階調値に対し、このターゲット特性にあわせて変
換するガンマ補正階調値を算出する。このときガンマ補
正階調値は整数ではなく、実数として計算させると、よ
り精度を向上できる。
Subsequently, in step S14, in accordance with the determined target characteristics, similar to the normal gamma conversion,
For each input tone value, a gamma correction tone value to be converted according to the target characteristic is calculated. At this time, if the gamma correction gradation value is calculated as a real number instead of an integer, the accuracy can be further improved.

【0153】続いて、ステップS15にて、算出した出
力ガンマ補正階調値から、この値に最も近い値を、変化
するドット数が各階調均等に割り振られた多値ディザマ
トリクスの出力特性の曲線上から得てこのときのONド
ット数に換算する。なお、出力曲線は実際に測定した点
を用いて任意補間したものである。この時、出力ガンマ
補正階調値を実数で計算させると、1ドット単位までの
分解能が得られる。
Subsequently, in step S15, from the calculated output gamma correction gradation value, a value closest to this value is set to a curve of the output characteristic of a multi-valued dither matrix in which the number of changing dots is equally allocated to each gradation. It is obtained from above and converted to the number of ON dots at this time. The output curve is obtained by arbitrary interpolation using actually measured points. At this time, if the output gamma correction gradation value is calculated by a real number, a resolution up to one dot unit can be obtained.

【0154】続いて、ステップS16にて、閾値優先順
位表からON画素分の抽出を行い、ステップS17に
て、ONさせるドット数に応じて、全閾値プレーン間の
優先順位の小さい順に多値ディザの閾値を割り当て、ス
テップS18にて、階調を1つインクリメントする。そ
して、ステップS14からS18の処理を全階調にわた
って繰返し行うことで、全閾値プレーンにおいてすべて
の閾値を埋めることが出来る。
Subsequently, in step S16, ON pixels are extracted from the threshold priority table, and in step S17, multi-value dithering is performed in ascending order of priority among all threshold planes according to the number of dots to be turned on. Are assigned, and in step S18, the gradation is incremented by one. By repeating the processing of steps S14 to S18 for all gradations, all thresholds can be filled in all threshold planes.

【0155】この時、多値ディザの基準閾値配列は、既
に、全ての優先順位が計算されているため、この優先順
位を図29の例に示すように各シーケンスに沿って全閾
値プレーン間において予め展開し、最終的な全閾値プレ
ーン間の優先順位を求めておく。
At this time, in the reference threshold array of the multi-valued dither, all priorities have already been calculated. Therefore, as shown in the example of FIG. It is developed in advance and the final priority order among all the threshold planes is obtained.

【0156】なお、低階調部において周期的なパターン
を出力させる場合は、基準閾値配列の優先順位は組織的
ディザの規則に沿った優先順位とし、中間階調から高階
調にかけては基準閾値配列を求める計算過程で既に基準
閾値配列内の優先順位が決定されている。
When a periodic pattern is output in the low gradation portion, the priority order of the reference threshold value array is a priority order according to the rules of the systematic dither. Has already been determined in the reference threshold value array in the calculation process for determining.

【0157】図29の例においては、説明を簡単にする
ため基準閾値は4まで、閾値プレーンは3プレーンとし
ている。なお、実際には基準閾値の優先順位は1から1
6間である。ここで、図29の閾値プレーン間のシーケ
ンスを見てみると、まず基準閾値1及び第1閾値プレー
ンの部分が対象となり、この部分に相当する部分に優先
順位が割り振られていく。次に基準閾値1及び第2閾値
プレーンの部分が対象となり、この部分に相当する部分
に次の優先順位が割り振られていく。これをシーケンス
の全順番の1〜12まで行うことにより、全閾値プレー
ン間に1から48の優先順位が割り振られる。
In the example of FIG. 29, the reference threshold is set to 4 and the threshold plane is set to 3 for the sake of simplicity. Note that the priority of the reference threshold is actually 1 to 1
It is between six. Here, looking at the sequence between the threshold planes in FIG. 29, first, the part of the reference threshold 1 and the first threshold plane is targeted, and the parts corresponding to these parts are assigned priority. Next, the portion of the reference threshold 1 and the second threshold plane is targeted, and the portion corresponding to this portion is assigned the next priority. By performing this in the entire order of the sequence from 1 to 12, a priority of 1 to 48 is assigned between all the threshold planes.

【0158】そしてこの優先順位に沿って対応する階調
の画素のONする数だけそれに対応する出力を示す閾値
を設定していくことにより、どのような複雑な閾値プレ
ーン間のシーケンスであっても全閾値プレーンにおいて
閾値が一意に決定される。
By setting a threshold value indicating an output corresponding to the number of turning on of a pixel of a corresponding gradation in accordance with the priority order, a sequence between any complicated threshold planes is set. A threshold is uniquely determined in all threshold planes.

【0159】以上により、本実施の形態においては、基
準閾値配列と閾値プレーン間のシーケンスを最適に組み
合わせることで、1つのディザ閾値プレーンの組で印字
精度や実際のドットの出力特性に応じて各階調間で最適
な出力特性となる多値ディザ処理を行うことが可能とな
り、さらに、この多値ディザ閾値自体にガンマ補正処理
を組み込むことで、より階調再現性の高い画像を得るこ
とが可能となった。
As described above, in the present embodiment, by optimally combining the sequence between the reference threshold array and the threshold plane, each dither threshold plane can be set in accordance with the printing precision and the actual dot output characteristics according to the set of dither threshold planes. It is possible to perform multi-value dither processing for optimal output characteristics between tones, and by incorporating gamma correction processing into the multi-value dither threshold itself, it is possible to obtain images with higher tone reproducibility. It became.

【0160】なお、上記した実施の形態では、基本的
に、例えば、ブラックの場合など単色での構成について
述べたが、これをこのままカラー画像に拡張することは
容易に実現できる。但し、注意を要するのは色間の出力
パターンの関係に関して若干の考察が必要となる。カラ
ー画像の場合、通常各色毎に多値ディザ処理を行う。こ
こでは少なくとも2色以上の色に対して上記した実施の
形態の基準閾値配列を持つ多値ディザ処理の構成を適用
する。
In the above-described embodiment, basically, a configuration of a single color, for example, in the case of black, has been described. However, it is easy to extend this to a color image as it is. However, it is necessary to pay attention to the relationship between the output patterns between the colors. In the case of a color image, multi-value dither processing is usually performed for each color. Here, the configuration of the multi-value dither processing having the reference threshold array of the above-described embodiment is applied to at least two or more colors.

【0161】いくつかの色は上記した実施の形態の基準
閾値配列の構成を使用しなくても良い。例えば、Yel
lowのように視覚に極めてドット粒子が目立ちにくい
色に関しては、上記した実施の形態の基準閾値配列の構
成を用いず、単純な従来型のディザ閾値配列を適用して
も良いし、Blackのようにエッジをより強調させた
いような色の場合は多値誤差拡散処理を適用して、より
エッジ効果を強める処理を行うこともできる。
Some colors do not need to use the configuration of the reference threshold value array of the above embodiment. For example, Yel
For a color in which dot particles are extremely inconspicuous visually such as low, a simple conventional dither threshold array may be applied without using the configuration of the reference threshold array of the above-described embodiment, or a black like In the case of a color whose edge is to be emphasized more, a multi-valued error diffusion process can be applied to perform a process for further enhancing the edge effect.

【0162】一方、上記した実施の形態の処理を適用す
る色の場合は、例えば、全く同じ閾値パターンを各色に
適用すると、Dot−On−Dotの出力パターンとな
り、出力特性の変動等によりドット印字位置がずれた場
合、色ムラ等に弱くなってしまうという問題があるた
め、各色毎に基準閾値配列を異ならせる必要がある。こ
の場合に各色毎に基準閾値配列を個別に作成しても良い
が、一度作成した基準閾値配列を反転や回転、あるいは
シフトといった操作により作成した方がより容易に実現
である。
On the other hand, in the case of a color to which the processing of the above-described embodiment is applied, for example, if exactly the same threshold pattern is applied to each color, a dot-on-dot output pattern is obtained. If the position is displaced, there is a problem that the reference threshold array is different for each color because there is a problem that the reference threshold array is different for each color. In this case, the reference threshold array may be individually created for each color. However, it is easier to realize the reference threshold array once created by an operation such as inversion, rotation, or shift.

【0163】これは一般的に、2値のプリンタの場合は
各色のパターンの相関性により、より色モアレに関して
はシビアな設計が要求されるが、多値のプリンタの場合
は各色のパターン自体の組み合わせによる色モアレは発
生しにくいため、比較的簡単な閾値の変更操作により、
高精細な画像が得られることが期待できるからである。
また、もともと分散性の強い閾値配列でもあるので上記
閾値操作でも十分である。但し、低階調部を周期的な規
則的組織的ディザで画像を再現する場合は、それに対応
する階調部分に対しては周期性が非常に強いパターンと
なるために、色間の干渉を考慮して適度な閾値設計が必
要となる。
In general, in the case of a binary printer, a severe design is required with respect to color moiré due to the correlation between the patterns of each color. However, in the case of a multi-valued printer, the design of each color pattern itself is required. Since color moiré due to the combination is unlikely to occur, by a relatively simple threshold change operation,
This is because a high-definition image can be expected to be obtained.
In addition, since the threshold array is originally a highly dispersive array, the above threshold operation is sufficient. However, when an image is reproduced with a low-gradation part using a periodic regular systematic dither, the pattern corresponding to the gradation part has a very strong periodicity. Considering this, an appropriate threshold value design is required.

【0164】この好適な一例としては、最小ディザ単位
における閾値の割り当てを、例えば、図30に示すよう
に反転や回転あるいはシフトといった操作により再配置
するか、あるいはまったく別のパターンを新規に作成
し、この新規作成した基準閾値パターンをもとに全マト
リクス内の閾値を再生成すれば良い。この時、図30に
示すように各色間での低階調部においては、同じ位置に
ドットが重ならず、なるべく並置されるようにドットが
配置されることが好ましい。これは低階調部であるにも
かかわらずドットが重なってしまう部分は実質2次色と
なり、ドットの存在自体がより視覚に目立ってしまうか
らである。さらに、この階調部分は周期性を持たせてあ
るため、この周期性も目立ちやすくなってしまうからで
ある。
As a preferred example, the assignment of the threshold value in the minimum dither unit is rearranged by an operation such as inversion, rotation, or shift as shown in FIG. 30, or a completely different pattern is newly created. The thresholds in all the matrices may be regenerated based on the newly created reference threshold pattern. At this time, as shown in FIG. 30, in the low gradation part between the colors, it is preferable that the dots are arranged so as not to overlap at the same position and to be juxtaposed as much as possible. This is because a portion where dots overlap each other in spite of being a low gradation portion is substantially a secondary color, and the existence of dots is more visually noticeable. Further, since the gradation portion has a periodicity, the periodicity also becomes conspicuous.

【0165】一方、カラーに関する閾値プレーン間のシ
ーケンスに関しては、各色成分の実質上の印字精度によ
りそのシーケンスを最適に設定することが可能である。
これは色毎の各多値ディザ処理が独立に処理されるため
であり、この構成は容易に実現できる。
On the other hand, regarding the sequence between the color-related threshold planes, the sequence can be optimally set according to the substantial printing accuracy of each color component.
This is because each multi-value dither process for each color is processed independently, and this configuration can be easily realized.

【0166】また、統計的な印字精度が同じでも、一般
的に各色により濃度ムラや縦スジの視覚への影響は大き
く異なることが知られている。例えば、同じ印字精度の
時は、Y→C→M→Kの順に、より視覚にノイズとして
目立つとされている。そこで、各色による多値ディザ処
理において、各色毎に閾値プレーン間のシーケンスを適
宜変更して擬似階調処理を行うことにより、より最適な
出力画像を得ることができる。
Further, it is known that, even if the statistical printing accuracy is the same, the influence of density unevenness and vertical streaks on the visual sense generally differs greatly for each color. For example, when the printing accuracy is the same, it is considered that the noise is more noticeable in the order of Y → C → M → K. Therefore, in the multi-valued dither processing for each color, a more optimal output image can be obtained by performing pseudo gradation processing by appropriately changing the sequence between the threshold planes for each color.

【0167】以上、ここでは、CMYKの4色のカラー
について述べたが、これは4色に限らず、CMYの3
色、あるいは他の色の組み合わせでも容易に実現でき
る。また、この実施の形態では全般にわたって多値ディ
ザ処理について説明したが、閾値プレーン間シーケンス
の設定等、多値に限定された処理の部分を除けば大部分
は2値のディザ処理にも容易に適用できるものである。
In the above, the four colors of CMYK have been described. However, this is not limited to the four colors, and the three colors of CMYK are not limited.
Colors or other combinations of colors can be easily implemented. Further, in the present embodiment, multi-value dither processing has been generally described. However, except for a part limited to multi-value processing such as setting of a sequence between threshold planes, most of the processing can be easily performed in binary dither processing. Applicable.

【0168】なお、この実施の形態では多値ディザ処理
について説明をしたが、これに限る必要はなく当業者で
あれば容易に濃度パターン法等にも応用できる。また、
この実施の形態では2次元平面画像出力手段としてプリ
ンタを使用した場合について述べたが必ずしもこれに限
定するものではなく、CRTディスプレイや液晶ディス
プレイなどのディスプレイを2次元平面画像出力手段と
して使用してもよい。
In this embodiment, the multi-value dither processing has been described. However, the present invention is not limited to this, and those skilled in the art can easily apply the present invention to the density pattern method and the like. Also,
In this embodiment, a case has been described in which a printer is used as the two-dimensional plane image output means. However, the present invention is not limited to this, and a display such as a CRT display or a liquid crystal display may be used as the two-dimensional plane image output means. Good.

【0169】[0169]

【発明の効果】本発明によれば、疑似階調処理を簡単な
構成で実現できる。
According to the present invention, pseudo gradation processing can be realized with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態における全体のハードウェ
ア構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall hardware configuration according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態における画像処理部の構成を示す
ブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an image processing unit according to the embodiment;

【図3】同実施の形態におけるプリンタエンジンの構成
を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a printer engine according to the embodiment.

【図4】同実施の形態における各階調の画素サイズを示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing a pixel size of each gradation in the embodiment.

【図5】同実施の形態における擬似階調処理部の構成を
示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a pseudo gradation processing unit according to the embodiment;

【図6】同実施の形態におけるディザ基準閾値配列を示
す図。
FIG. 6 is a diagram showing a dither reference threshold value array according to the embodiment;

【図7】同実施の形態における閾値プレーンにおけるシ
ーケンスの一例を示す図。
FIG. 7 is a view showing an example of a sequence in a threshold plane according to the embodiment;

【図8】図7の多値ディザ処理による各出力例を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing each output example by the multi-value dither processing of FIG. 7;

【図9】図7の(a)のシーケンスにおける画素成長例を
示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an example of pixel growth in the sequence of FIG.

【図10】多値ディザ処理の基本階調ドット特性を示す
グラフ。
FIG. 10 is a graph showing basic tone dot characteristics of multi-value dither processing.

【図11】同実施の形態における基準閾値配列を示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing a reference threshold array according to the embodiment;

【図12】同実施の形態における閾値生成処理を示す流
れ図。
FIG. 12 is a flowchart showing a threshold generation process according to the embodiment;

【図13】同実施の形態における各基本ディザ閾値にお
けるドット再現を示す図。
FIG. 13 is a view showing dot reproduction at each basic dither threshold in the embodiment.

【図14】同実施の形態において1画素8値で閾値マト
リクスを30×30とした場合の任意階調の出力の様子
を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing an output state of an arbitrary gray scale when the threshold matrix is set to 30 × 30 with eight values per pixel in the embodiment.

【図15】図14をタイル状に主/副走査方向に2倍に
拡大した出力の様子を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing an output state in which FIG. 14 is enlarged twice in the main / sub-scanning direction in a tile shape.

【図16】同実施の形態における他の基準閾値配列を示
す図。
FIG. 16 is a diagram showing another reference threshold array according to the embodiment;

【図17】同実施の形態における他の基準閾値配列を示
す図。
FIG. 17 is a diagram showing another reference threshold array according to the embodiment;

【図18】同実施の形態における各シーケンスの画素成
長例を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing an example of pixel growth in each sequence according to the embodiment.

【図19】同実施の形態における各シーケンスの他の画
素成長例を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing another example of pixel growth of each sequence in the embodiment.

【図20】同実施の形態におけるシーケンスの一例を示
す図。
FIG. 20 is a view showing an example of a sequence in the embodiment.

【図21】図20に示すシーケンスの変更例を示す図。FIG. 21 is a diagram showing a modification of the sequence shown in FIG. 20;

【図22】同実施の形態におけるシーケンスの他の例を
示す図。
FIG. 22 is an exemplary view showing another example of the sequence in the embodiment.

【図23】同実施の形態におけるシーケンスの他の例を
示す図。
FIG. 23 is a view showing another example of the sequence in the embodiment.

【図24】同実施の形態における基本ディザ閾値におけ
るドット再現を示す図。
FIG. 24 is a view showing dot reproduction at a basic dither threshold value in the embodiment.

【図25】印字ムラを含んだ各シーケンスにおける出力
パターンを示す図。
FIG. 25 is a diagram showing an output pattern in each sequence including print unevenness.

【図26】ガンマ特性及びその補正を説明するための
図。
FIG. 26 is a diagram for explaining gamma characteristics and correction thereof.

【図27】通常のテーブル変換によるガンマ変換を示す
図。
FIG. 27 is a diagram showing gamma conversion by normal table conversion.

【図28】同実施の形態におけるガンマ補正を組込んだ
全閾値プレーン間のディザ閾値を決定する処理を示す流
れ図。
FIG. 28 is a flowchart showing processing for determining a dither threshold between all threshold planes incorporating gamma correction in the embodiment.

【図29】同実施の形態において全閾値プレーン間の優
先順位を求める操作を説明するための図。
FIG. 29 is a view for explaining an operation for obtaining a priority order among all threshold planes in the embodiment.

【図30】同実施の形態における各色間の低階調部のド
ットの配置関係を示す図。
FIG. 30 is a diagram showing an arrangement relationship of dots of a low gradation portion between respective colors in the embodiment.

【図31】ライン記録ヘッド及びその印字例を示す図。FIG. 31 is a diagram showing a line recording head and a printing example thereof.

【図32】2値ディザ処理のアルゴリズムを示す図。FIG. 32 is a diagram showing an algorithm of binary dither processing.

【図33】図32の2値ディザ処理による印字出力例を
示す図。
FIG. 33 is a view showing an example of print output by the binary dither processing of FIG. 32;

【図34】多値ディザ処理のアルゴリズムを示す図。FIG. 34 is a diagram showing an algorithm of multi-value dither processing.

【図35】図34の多値ディザ処理による印字出力例を
示す図。
FIG. 35 is a diagram showing an example of print output by the multi-value dither processing of FIG. 34;

【図36】多値ディザ処理のシーケンスを示す図。FIG. 36 is a diagram showing a sequence of a multi-value dither process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

24…擬似階調処理部 32〜35…インクジェットヘッド 51…主カウンタ 52…副カウンタ 53…エンコード部 54…LUT部 24 pseudo tone processing section 32-35 ink jet head 51 main counter 52 sub-counter 53 encoding section 54 LUT section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C262 AA02 AA03 AA06 AA16 AB07 AB20 AC17 BB02 BB03 BB06 BB23 BB24 BC11 5B057 AA11 CA01 CA07 CA08 CB01 CB07 CB08 CE13 CE14 CE16 DB02 DB06 DB09 5C077 LL19 MP08 NN02 NN08 NN09 NN19 PP33 PP68 RR03 RR09 RR14 TT02 TT05 TT06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2C262 AA02 AA03 AA06 AA16 AB07 AB20 AC17 BB02 BB03 BB06 BB23 BB24 BC11 5B057 AA11 CA01 CA07 CA08 CB01 CB07 CB08 CE13 CE14 CE16 DB02 DB06 DB09 5C077 NN19 NN19 PP08 NN19 NN RR09 RR14 TT02 TT05 TT06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1画素M階調の入力階調画像データをデ
ィザ処理手段により基準閾値配列を用いて多値ディザ処
理を行い1画素N(M>N>2)階調の出力画像データ
に変換してから2次元平面画像出力手段により画像出力
する画像処理装置において、 前記ディザ処理手段は、使用する基準閾値配列のマトリ
クスサイズをK×L(K及びLは整数)とし、(K×
L)1/2を、 【数1】 の範囲に設定したことを特徴とする画像処理装置。
1. A multi-level dithering process for input gradation image data of one pixel M gradation using a reference threshold array by dither processing means to output image data of one pixel N (M>N> 2) gradation. In the image processing apparatus which outputs the image after the conversion by the two-dimensional plane image output means, the dither processing means sets a matrix size of a reference threshold array to be used to K × L (K and L are integers) and (K × L
L) 1/2 is given by: An image processing apparatus characterized by being set in the range of:
【請求項2】 1画素M階調の入力階調画像データをデ
ィザ処理手段により基準閾値配列を用いて多値ディザ処
理を行い1画素N(M>N>2)階調の出力画像データ
に変換してから2次元平面画像出力手段により画像出力
する画像処理装置において、 前記ディザ処理手段は、使用する基準閾値配列のマトリ
クスサイズをL×L(Lは整数)とし、Lを、 【数2】 の範囲に設定したことを特徴とする画像処理装置。
2. An input gradation image data of M gradation of one pixel is subjected to multi-value dither processing by a dither processing means using a reference threshold value array to output image data of N gradations of one pixel (M>N> 2). In the image processing apparatus for outputting an image by a two-dimensional plane image output unit after the conversion, the dither processing unit sets a matrix size of a reference threshold array to be used to L × L (L is an integer), and ] An image processing apparatus characterized by being set in the range of:
【請求項3】 ディザ処理手段は、使用する基準閾値配
列のマトリクスサイズを最小ドット数で構成される組織
的ディザの基本周期の整数倍としたことを特徴とする請
求項1又は2記載の画像処理装置。
3. The image according to claim 1, wherein the dither processing means sets the matrix size of the reference threshold array to be used to be an integral multiple of the basic period of the organized dither composed of the minimum number of dots. Processing equipment.
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