JP2006050415A - Image processing apparatus and threshold data storage method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、閾値マトリクスを用いてディザ処理を行う技術に関する。 The present invention relates to a technique for performing dither processing using a threshold matrix.
画像処理における中間調処理の手法のひとつにディザ法がある。ディザ法とは、階調を有する画像データの各画素(ピクセル)に対して、その画素の階調値(画素値)に応じて一定の規則のもとに白または黒を示す値を割り当てること(これを「2値化」という)によって擬似的に中間調を再現する手法のことである(例えば特許文献1参照)。ディザ法を用いて行う中間調処理のことをディザ処理という。
ディザ法にはいくつかの種類がある。このうち、組織的ディザ法とは、画像データの各画素を閾値マトリクスを用いて2値化するものである。閾値マトリクスとは、複数の閾値データをマトリクス状に配置したものであり、それぞれの閾値データは入力された画像データの各画素の画素値と比較される。
One method of halftone processing in image processing is the dither method. The dither method assigns a value indicating white or black to each pixel (pixel) of image data having gradation according to a certain rule according to the gradation value (pixel value) of the pixel. (This is called “binarization”) is a method of reproducing halftones in a pseudo manner (see, for example, Patent Document 1). Halftone processing performed using the dither method is called dither processing.
There are several types of dithering. Among them, the systematic dither method is to binarize each pixel of image data using a threshold matrix. The threshold matrix is a plurality of threshold data arranged in a matrix, and each threshold data is compared with the pixel value of each pixel of the input image data.
図24は、閾値マトリクスの一例である閾値マトリクスM1を示した図である。同図においては、閾値マトリクスM1は5行11列に配置された複数の閾値データで表されている。なお、説明の便宜上、ここではそれぞれの閾値データに対して、第1行の先頭から順に「1」〜「55」の番号を付してある。
それぞれの閾値データは、8ビット、すなわち0〜255のいずれかの値を有しており、この値と入力された画像データの各画素の画素値(8ビット)とを比較し、画素値が閾値データよりも大きい画素は白、そうでない画素は黒、というようにして2値化が行われる。そして、このような閾値マトリクスを連続的に配置することにより、さまざまなサイズの画像データに対してディザ処理が行われる。例えば、32×32(ピクセル)の画像データに対してディザ処理を行う場合には、図25のように配置された閾値マトリクスM1に基づいて2値化が行われる。なお、同図において、隣接する上下の閾値マトリクスM1は2ピクセル分ずれて配置されているが、このように上下の閾値マトリクスの位置を異ならせる処理のことを「シフト処理」という。ここで、隣接する上下の閾値マトリクスは2ピクセル分ずれて配置されているから、このようなシフト処理を「シフト設定数が2であるシフト処理」という。
FIG. 24 is a diagram illustrating a threshold matrix M 1 that is an example of the threshold matrix. In the figure, the threshold matrix M 1 is represented by a plurality of threshold data arranged in 5 rows and 11 columns. For convenience of explanation, numbers “1” to “55” are sequentially assigned to the respective threshold data from the top of the first row.
Each threshold data has 8 bits, that is, any value from 0 to 255, and this value is compared with the pixel value (8 bits) of each pixel of the input image data. Binarization is performed in such a manner that pixels larger than the threshold data are white, and other pixels are black. Then, by continuously arranging such threshold matrixes, dither processing is performed on image data of various sizes. For example, when dither processing is performed on 32 × 32 (pixel) image data, binarization is performed based on the threshold matrix M 1 arranged as shown in FIG. In the figure, the adjacent upper and lower threshold matrixes M 1 are arranged so as to be shifted by two pixels. The process of making the positions of the upper and lower threshold matrices different in this way is called “shift processing”. Here, since the adjacent upper and lower threshold matrixes are shifted by 2 pixels, such a shift process is referred to as a “shift process in which the number of shift settings is 2.”
図26は、ディザ処理を行う一般的な画像処理装置300の構成を示したブロック図である。同図に示されているように、画像処理部30は、閾値マトリクスを記憶する記憶部32と、閾値マトリクスの閾値データを読み出すためのメモリアドレス(以下、単に「アドレス」ともいう)を記憶部32に対して指定するアドレス制御部31と、入力された画像データを閾値データと比較して2値化する比較部33とを備える。CPU(Central Processing Unit)11は上述の各部の動作を制御する。ROM(Read Only Memory)12は、画像処理装置300が画像処理を実行するための手順を記述したプログラムPRG3を記憶している。
FIG. 26 is a block diagram illustrating a configuration of a general
一般に、画像処理装置内部においては、CPUのクロック周波数に応じたタイミングで閾値データが読み出され、入力された画像データに対して逐次的にディザ処理が行われていくが、このとき、同時に複数の閾値データを用いてディザ処理が行われる場合がある。例えば、入力解像度が600×600(dpi)の画像データを2400×600(dpi)の出力解像度でディザ処理をする場合には、主走査(横)方向に4倍、副走査(縦)方向に1倍の解像度に変換される。そのため、1つの入力画素に対して4×1(ピクセル)分の閾値データが必要となる。これを図24の閾値マトリクスM1を例に説明すると、ある画素は番号「1」、「2」、「3」、「4」の4個の閾値データで2値化され、4個の画素として出力される。そして、上述のある画素に続く次の画素は、番号「5」、「6」、「7」、「8」の4個の閾値データで2値化され、以下同様の要領で処理が行われる。 In general, in the image processing apparatus, threshold data is read at a timing corresponding to the clock frequency of the CPU, and dither processing is sequentially performed on the input image data. Dither processing may be performed using the threshold data. For example, when dither processing is performed on image data with an input resolution of 600 × 600 (dpi) at an output resolution of 2400 × 600 (dpi), it is quadrupled in the main scanning (horizontal) direction and in the sub-scanning (vertical) direction. It is converted to 1x resolution. Therefore, 4 × 1 (pixel) threshold data is required for one input pixel. This will be described by taking the threshold value matrix M 1 of FIG. 24 as an example. A certain pixel is binarized by four threshold data of numbers “1”, “2”, “3”, “4”, and four pixels Is output as Then, the next pixel following the above-described pixel is binarized with four threshold data with numbers “5”, “6”, “7”, and “8”, and the same processing is performed thereafter. .
このように、同時に複数の閾値データを用いてディザ処理を行おうとしたとき、これをリアルタイムに処理するためには、4ピクセル分の閾値データを同時に読み出して2値化を行わなければならない。しかし、上述の特許文献1に記載の技術においては、1ワード分のメモリ領域に1個の閾値データを記憶していたために、閾値データの読み出しに時間がかかるという問題があった。すなわち、特許文献1に記載の技術においては、データ読み出し周期である1クロック周期で1個の閾値データしか読み出すことができず、4ピクセル分の閾値データを読み出すには4クロック周期を必要とする。したがって、1画素当たりの処理時間が増加し、リアルタイムでのディザ処理を困難なものとしていた。
As described above, when dither processing is performed using a plurality of threshold data at the same time, in order to process the dither processing in real time, threshold data for four pixels must be simultaneously read and binarized. However, in the technique described in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりもディザ処理を高速に行うことを可能とする画像処理装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an image processing apparatus capable of performing dither processing at a higher speed than in the past.
上述の目的を達成するために、本発明は、閾値マトリクスにおいて連続するN行M列の閾値データをコンペアウィンドウとして抽出し、抽出したコンペアウィンドウに含まれる閾値データと画像データの画素値とを比較して中間調処理を行う画像処理装置であって、前記閾値データが記憶された(M×N)個のメモリを有し、これらのメモリの各々から閾値データを1個ずつ読み出すことで、データ読み出し周期毎に(M×N)個の閾値データを読み出す記憶手段と、前記メモリのそれぞれに対してメモリアドレスを指定するアドレス制御手段と、指定されたメモリアドレスに従って前記記憶手段が読み出した(M×N)個の閾値データを前記画素値と比較する比較手段とを備え、1つの前記コンペアウィンドウに含まれる(M×N)個の閾値データは、それぞれ別々に(M×N)個の前記メモリに記憶されており、前記アドレス制御手段は、前記コンペアウィンドウに含まれる(M×N)個の閾値データが記憶されているメモリアドレスを、(M×N)個の前記メモリに対してそれぞれ指定する画像処理装置を提供する。
このような画像処理装置によれば、コンペアウィンドウに含まれる閾値データを1回の読み出し動作で読み出すことができるため、ディザ処理を高速に行うことが可能となる。
In order to achieve the above object, the present invention extracts threshold data of N rows and M columns in a threshold matrix as a compare window, and compares the threshold data included in the extracted compare window with pixel values of image data. An (M × N) memory in which the threshold data is stored, and by reading the threshold data one by one from each of these memories, Storage means for reading out (M × N) threshold data for each read cycle, address control means for specifying a memory address for each of the memories, and the storage means read according to the specified memory address (M And (N ×) threshold values included in a single compare window. The data is stored in (M × N) memories separately, and the address control means stores memory addresses in which (M × N) threshold data included in the compare window are stored. Is provided for each of (M × N) memories.
According to such an image processing apparatus, threshold data included in the compare window can be read out by a single read operation, so that dither processing can be performed at high speed.
また、本発明の画像処理装置は、より好適な態様として、N≧2の場合には、前記(M×N)個のメモリがN個のグループに区分され、N個のグループのうちk(1≦k<N)番目のグループに属するM個の前記メモリには、前記閾値マトリクスにおける第i(1≦i<N)行の先頭から末尾までの閾値データが交互に記憶され、さらに、第i行の先頭の閾値データから連続する(M−1)個の閾値データが記憶されており、(k+1)番目のグループに属するM個のメモリには、前記閾値マトリクスにおける第(i+1)行の先頭から末尾までの閾値データが交互に記憶され、さらに、第(i+1)行の先頭の閾値データから連続する(M−1)個の前記閾値データが記憶されている。 In the image processing apparatus of the present invention, as a more preferable aspect, when N ≧ 2, the (M × N) memories are divided into N groups, and k ( Threshold data from the beginning to the end of the i-th (1 ≦ i <N) row in the threshold matrix are alternately stored in the M memories belonging to the 1 ≦ k <N) th group. (M−1) threshold data that are consecutive from the first threshold data of i rows are stored, and M memories belonging to the (k + 1) th group are stored in the (i + 1) th row in the threshold matrix. Threshold data from the beginning to the end are alternately stored, and (M−1) pieces of threshold data that are continuous from the beginning threshold data in the (i + 1) th row are stored.
さらに、N=2であり、かつ、前記閾値マトリクスの行数がNで割り切れない場合には、前記閾値マトリクスにおける最終行の閾値データが記憶されているグループとは別のグループのメモリに、該閾値マトリクスの第1行の閾値データが記憶されている。
あるいは、N≧3であり、かつ、前記閾値マトリクスの行数がNで割り切れない場合には、前記閾値マトリクスにおける最終行の閾値データが記憶されているグループとは別のグループのメモリにおいて、該閾値マトリクスの第1行から第(N−1)行の閾値データがそれぞれ互いに異なるグループとなるように記憶されている。
このようにすれば、コンペアウィンドウが複数行となり、複数の閾値マトリクスにまたがるような場合であっても、コンペアウィンドウに含まれる閾値データを1回の読み出し動作で読み出すことが可能となる。
Further, when N = 2 and the number of rows of the threshold matrix is not divisible by N, the memory of a group different from the group storing the threshold data of the last row in the threshold matrix is stored in the memory. The threshold data of the first row of the threshold matrix is stored.
Alternatively, when N ≧ 3 and the number of rows of the threshold matrix is not divisible by N, the memory in a group different from the group storing the threshold data of the last row in the threshold matrix The threshold data of the first to (N-1) th rows of the threshold matrix are stored so as to be in different groups.
In this way, even when the compare window has a plurality of rows and spans a plurality of threshold matrixes, the threshold data included in the compare window can be read out by a single read operation.
これらの場合、さらに好適な態様として、前記記憶手段は、最終行の閾値データを記憶しているグループとは別のグループのメモリに記憶している前記第1行の閾値データを、決められたシフト数だけシフトして記憶する。
あるいは、前記記憶手段は、前記第1行から第(N−1)行の閾値データを決められたシフト数だけシフトして記憶する。
このようにすれば、コンペアウィンドウが複数行となり、複数の閾値マトリクスにまたがるような場合に、アドレス演算をより容易に行うことが可能となる。
In these cases, as a more preferable aspect, the storage means can determine the threshold data of the first row stored in a memory of a group different from the group storing the threshold data of the last row. The shift number is shifted and stored.
Alternatively, the storage means shifts and stores the threshold data of the first row to the (N−1) th row by a predetermined shift number.
In this way, the address calculation can be performed more easily when the compare window has a plurality of rows and spans a plurality of threshold matrixes.
また、本発明の画像処理装置は、より好適な態様として、前記記憶手段は、前記閾値マトリクスの各行の先頭の閾値データを同一の前記メモリに記憶する。
このようにすれば、閾値マトリクスの各行の閾値データの読み出すアドレス演算が共通化されることとなり、アドレス演算をより容易に行うことが可能となる。
In a more preferred aspect of the image processing apparatus of the present invention, the storage unit stores the threshold data at the head of each row of the threshold matrix in the same memory.
In this way, the address calculation for reading out the threshold data of each row of the threshold matrix is shared, and the address calculation can be performed more easily.
なお、本発明は、複数のメモリを備える記憶部が、ディザ処理において用いられる閾値マトリクスを表す閾値データを記憶するデータ記憶方法であって、前記記憶部が有する(M×N)個のメモリに、該閾値マトリクスにおいて連続しているN行M列の閾値データをそれぞれ別々に記憶するデータ記憶方法として提供することも可能である。 The present invention is a data storage method in which a storage unit including a plurality of memories stores threshold data representing a threshold matrix used in dither processing, and the storage unit has (M × N) memories. It is also possible to provide a data storage method for separately storing N rows and M columns of threshold data that are continuous in the threshold matrix.
本発明者らは、上述した問題を解決するものとして、図1の構成を有する画像処理装置200を着想した。なお、この画像処理装置200は、1つの入力画素に対して4×1(ピクセル)分の閾値データを同時にディザ処理する場合、すなわちディザ処理において主走査方向の解像度が4倍になる場合を示している。この、1回のタイミングで同時にディザ処理の行われる閾値データの集まりのことを、以下では「コンペアウィンドウ」という。すなわち、画像処理装置200は、閾値マトリクスからコンペアウィンドウを抽出し、抽出したコンペアウィンドウに含まれる閾値データと、画像データの画素値とを比較して中間調処理を行うようになっている。また、以下においては、上述の図24〜26に示された各部と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
The present inventors have conceived the
画像処理装置200は、アドレス制御部21と、記憶部22と、比較部23と、閾値制御部24とを有する画像処理部20を備えており、ROM2に記憶されたプログラムPRG2をCPU1が実行することによって制御される。画像処理部20の機能は例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)によって実現される。アドレス制御部21と比較部23とは、それぞれ画像処理装置300のアドレス制御部31と比較部33とほぼ同様の機能を有する。閾値制御部24は、記憶部22から読み出された閾値データをバッファ241においてバッファリングし、必要に応じてバレルシフト等のデータ処理を行う。記憶部22は例えばRAM(Random Access Memory)等のメモリmを備えており、閾値マトリクスを構成する閾値データをメモリmに記憶している。ここで、記憶部22が閾値マトリクスを記憶する方法が画像処理装置300の記憶部32のそれとは異なる。以下では、記憶部22が図24の閾値マトリクスM1を構成する閾値データを記憶している場合を例に説明する。
The
図2はメモリmの構成を示した模式図であり、図3はこのメモリmに閾値マトリクスM1が記憶されている状態を示した模式図である。図2において、mb1〜mb64の符号が付与された格子状の領域はメモリブロックを示しており、それぞれのメモリブロックには0ないし1個の閾値データが記憶されている。また、それぞれのメモリブロックの記憶容量は8ビットである。また、図3においては、メモリブロック上に示された番号は閾値データに付与されている番号を意味している。メモリブロックの番号と閾値データの番号とを区別するために、以下の図面においてはメモリブロックの番号を斜体で表記することとする。なお、以下の説明においては、「1」、「2」、…、「n」の番号が付与された閾値データをそれぞれth1,th2,…,thnというように表記する。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of the memory m, and FIG. 3 is a schematic diagram showing a state where a threshold matrix M 1 is stored in the memory m. In FIG. 2, lattice-like areas to which symbols mb 1 to mb 64 are assigned indicate memory blocks, and 0 to 1 threshold data is stored in each memory block. The storage capacity of each memory block is 8 bits. Further, in FIG. 3, the numbers shown on the memory block mean numbers assigned to the threshold data. In order to distinguish between the memory block number and the threshold data number, in the following drawings, the memory block number is shown in italics. In the following explanation, "1", "2", ..., the threshold data number is assigned in the "n" respectively th 1, th 2, ..., specified as that th n.
メモリmは32ビット×16ワードの構成となっている。すなわち、メモリmの1ワード当たりのメモリ領域は32ビットであり、1ワード当たり8ビットの閾値データが4個ずつ記憶されている。また、メモリmにはワード単位でアドレスが定義されており、図2においては、メモリブロックmb1〜mb4で示されるメモリ領域をアドレス0,メモリブロックmb5〜mb8で示されるメモリ領域をアドレス1と定義し、以下同様の要領にてアドレス15まで定義されている。ここで、1ワード当たりのメモリブロックの個数は、ディザ処理における主走査方向の解像度の倍率に一致するようになっている。この例では、主走査方向の解像度が4倍となっているので、1ワード当たりのメモリブロックの個数が4個となっている。
The memory m has a configuration of 32 bits × 16 words. In other words, the memory area per word of the memory m is 32 bits, and four threshold data of 8 bits per word are stored. In addition, addresses are defined in units of words in the memory m. In FIG. 2, the memory areas indicated by the memory blocks mb 1 to mb 4 are
また、メモリmには、閾値マトリクスM1の各行の先頭がワードバウンダリと一致するように閾値データが記憶されている。つまり、閾値マトリクスM1の各行の先頭である閾値データth1,th12,th23,th34およびth45は、それぞれアドレス0,3,7,11および15の先頭のメモリブロックに記憶されている。そして、閾値マトリクスM1の各行の閾値データの末尾に相当する部分に続いて、その行の先頭からの閾値データが、ワードバウンダリに到達するまでのメモリ領域に記憶されている。
このように閾値データをメモリmに記憶すると、例えばアドレス制御部21がアドレス0を指定した場合に、記憶部22のメモリmからは閾値データth1,th2,th3およびth4が同時に読み出されることとなり、1回の読み出し動作で複数の閾値データを読み出すことができる。すなわち、1クロック周期で複数の閾値データを同時に読み出すことが可能となる。
Further, threshold data is stored in the memory m so that the head of each row of the threshold matrix M 1 coincides with the word boundary. That is, the threshold data th 1 , th 12 , th 23 , th 34 and th 45 which are the heads of the respective rows of the threshold matrix M 1 are stored in the top memory blocks of the
When the threshold data is stored in the memory m as described above, for example, when the
しかし、この画像処理装置200にはいくつかの問題点のあることが見出された。
画像処理装置200は複数の閾値データを同時に読み出すことが可能であるが、1回のディザ処理に必要な閾値データのすべてを1回の読み出し動作で読み出すことができないことがある。例えば、閾値マトリクスM1を用いて図4に示されるコンペアウィンドウの単位でディザ処理を行う場合は、コンペアウィンドウcw1,cw2,cw3の閾値データを、図3のメモリmのアドレス0,1,2のメモリ領域のそれぞれから読み出すことによって、1回の読み出し動作で必要な閾値データのすべてを読み出すことができる。しかし、コンペアウィンドウcw4でディザ処理を行う場合は、閾値データth2,th3,th4の記憶されたメモリアドレス(アドレス0)と閾値データth5の記憶されたメモリアドレス(アドレス1)とが異なるために、1回の読み出し動作ですべての閾値データを読み出すことができない。なぜなら、1つのメモリにおいて2つのメモリアドレスから同時にデータを読み出せないようになっているからである。そのため、画像処理装置200の画像処理部20がこのディザ処理を行う場合には、1クロック周期分だけ前に読み出されたアドレス0の閾値データを閾値制御部24にバッファリングしておき、その後読み出されるアドレス1の閾値データと組み合わせてコンペアウィンドウを形成する必要がある。ゆえに、画像処理部20においては1クロック周期ごとに閾値マトリクスを切り替えるような動作を行うことができず、複数の閾値マトリクスを使用したい場合には、画像処理装置200は閾値マトリクスの数だけの画像処理部20を必要としてしまうという問題がある。
However, it has been found that the
The
加えて、画像処理装置200には、複数の出力解像度パターンに対応しようとすると画像処理部20の構成が複雑化してしまうという問題もある。例えば、上述したのは入力解像度が600×600(dpi)の画像データを2400×600(dpi)の出力解像度で出力する場合の例であり、このときのコンペアウィンドウは4×1ピクセル分の閾値データの集合で表されたが、これが同じ入力解像度の画像データを1200×1200(dpi)の出力解像度で出力する場合となると、このときのコンペアウィンドウは2×2ピクセル分の閾値データの集合で表されることになる。すると、画像処理部20の閾値制御部24におけるバッファリングのパターンが異なってくるために、双方の出力解像度に対応するためには閾値制御部24の回路規模を大きくせざるを得なくなる。さらに、出力解像度の変化に伴ってバッファの書き込み・読み出しのタイミングも異なってくるために、パイプライン遅延が変化してしまうという問題も生じる。
In addition, the
これらの問題を解消するために、本発明者らは以下に示される画像処理装置を発明した。以下においては、本発明に係る画像処理装置について、上述の画像処理装置200,300を適宜参照しつつ詳細に説明する。
なお、本発明の画像処理装置は、コンペアウィンドウの形状により、閾値マトリクスの記憶方法や具体的な動作が異なるものである。よって、ここでは、コンペアウィンドウが4×1ピクセル分の閾値データの集合である場合(第1実施形態)と2×2ピクセル分の閾値データの集合である場合(第2実施形態)を実施の例として示す。
In order to solve these problems, the present inventors have invented an image processing apparatus shown below. Hereinafter, an image processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the above-described
In the image processing apparatus of the present invention, the threshold matrix storage method and the specific operation differ depending on the shape of the compare window. Therefore, here, the case where the compare window is a set of threshold data for 4 × 1 pixels (first embodiment) and the case where the compare window is a set of threshold data for 2 × 2 pixels (second embodiment) is implemented. As an example.
(1)第1実施形態
(1−1)構成
図5は、本発明の第1の実施形態に係る画像処理装置100の構成を示したブロック図である。同図に示されているように、画像処理装置100は、画像処理部10と、CPU1と、ROM2とを備え、CPU1がROM2に記憶されたプログラムPRG1を実行することによって後述する画像処理が行われる。
画像処理部10は、アドレス制御部11と、記憶部12と、比較部13と、閾値制御部14とを備える。記憶部12は例えばRAM(Random Access Memory)等の複数のメモリm1,m2,m3およびm4を備えており、これらのメモリ内部に閾値マトリクスを構成する閾値データを記憶している。アドレス制御部11は、この閾値データを読み出すためのメモリアドレスを記憶部12のそれぞれのメモリに対して指定する。閾値制御部14は、記憶部12から読み出された閾値データに対して、必要に応じてバレルシフトを行う。比較部13は図26の比較部33とほぼ同様の機能を有する。
(1) Configuration of First Embodiment (1-1) FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an
The
この画像処理装置100は、閾値データを記憶する記憶部12の態様に特徴を有する。この点について、以下では記憶部12が図24の閾値マトリクスM1を構成する閾値データを記憶している場合を例に説明する。
図6は、記憶部12のメモリm1,m2,m3およびm4を示した模式図である。なお、同図において、メモリm1,m2,m3,m4のアドレス0のメモリ領域をそれぞれメモリブロックmb11,mb21,mb31,mb41,アドレス1のメモリ領域をそれぞれメモリブロックmb12,mb22,mb32,mb42とし、以下同様の要領でアドレス31までのメモリ領域を定義している。
同図に示されているように、メモリm1〜m4は8ビット×32ワードの構成となっている。すなわち、各メモリの1ワード当たりのメモリ領域は8ビットであり、1ワード当たり8ビットの閾値データを1個ずつ記憶する。
The
FIG. 6 is a schematic diagram showing the memories m 1 , m 2 , m 3 and m 4 of the
As shown in the figure, the memories m 1 to m 4 have a configuration of 8 bits × 32 words. That is, the memory area per word of each memory is 8 bits, and one threshold value data of 8 bits per word is stored.
図7は、図6に示したメモリm1,m2,m3およびm4に閾値マトリクスM1を構成する閾値データを記憶させた状態を示した模式図である。同図に示されているように、閾値マトリクスM1の第1行の閾値データがメモリm1からメモリm4のアドレス0に順番に記憶されている。そして、メモリm4のあるアドレスに記憶された閾値データに連続する閾値データは、その次のアドレスのメモリm1に記憶されている。例えば、アドレス0のメモリブロックm4(メモリブロックmb41)には、閾値データth4が記憶されており、その閾値データに連続する閾値データth5はアドレス1のメモリブロックm1(メモリブロックmb12)に記憶されている。
そして、閾値マトリクスM1の各行末尾の閾値データに続くように、その行の先頭からの閾値データが「3」個だけ記憶されている。例えば、アドレス2のメモリブロックm3(メモリブロックmb33)には、閾値マトリクス第1行末尾の閾値データth1が記憶されており、さらに、その第1行先頭からの3個の閾値データth1,th2,th3が連続するようにメモリブロックmb43,mb14,mb24に記憶されている。そして、このような状態が連続するように、閾値マトリクスM1の各行の閾値データが順番に記憶されている。なお、閾値データの記憶されていないメモリ領域、すなわちメモリm1,m2のアドレス18以降と、メモリm3,m4のアドレス17以降のメモリブロックにはデータが記憶されておらず、ブランク(空白)のままである。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which threshold data constituting the threshold matrix M 1 is stored in the memories m 1 , m 2 , m 3 and m 4 shown in FIG. As shown in the figure, threshold data of the first row of the threshold matrix M 1 are stored in order from the memory m 1 to the
Then, only “3” threshold data from the head of the row is stored so as to follow the threshold data at the end of each row of the threshold matrix M 1 . For example, the threshold value data th 1 at the end of the first row of the threshold matrix is stored in the memory block m 3 at the address 2 (memory block mb3 3 ), and three threshold data th from the beginning of the first row are further stored. The memory blocks mb4 3 , mb1 4 , and mb2 4 are stored so that 1 , th 2 , and th 3 are continuous. As such state continues, the threshold data of each row of the threshold matrix M 1 is stored sequentially. Note that no memory is stored in the memory area in which the threshold data is not stored, that is, the memory blocks after the
(1−2)動作
以上に示された構成のもと、本実施形態の画像処理装置100はディザ処理を行う。具体的には、画像処理部1のアドレス制御部11が記憶部12から読み出される閾値データのアドレスを指定し、読み出された閾値データに対して閾値制御部14が必要に応じてバレルシフトを行い、これを比較部13が入力された画像データの各画素と比較することによってディザ処理を行う。上述のように、画像処理装置100は閾値データを記憶する態様に特徴を有しており、図7に示されたような態様にて閾値データを記憶し、ここからアドレス制御部11により指定された閾値データを読み出すことにより、従来よりも高速なディザ処理を可能としている。以下においては、記憶部12に記憶された閾値データの読み出し動作について詳細に説明する。
(1-2) Operation Based on the configuration described above, the
図8は、本実施形態における閾値データの読み出しに適用されるコンペアウィンドウを示した図である。ここでは、コンペアウィンドウcw1〜cw5を用いてディザ処理を行う場合に、実際にメモリからどのように閾値データが読み出されるのかについて、図面を用いて説明する。 FIG. 8 is a diagram showing a compare window applied to reading threshold data in the present embodiment. Here, how the threshold data is actually read from the memory when the dither process is performed using the compare windows cw 1 to cw 5 will be described with reference to the drawings.
図9は、コンペアウィンドウcw1,cw2およびcw3を用いてディザ処理を行う場合の、メモリからの読み出し動作を説明するための図である。まず、図8に示されているように、コンペアウィンドウcw1に含まれる閾値データはth1,th2,th3およびth4である。これらの閾値データは、図9に示されているように、それぞれメモリm1,m2,m3およびm4のアドレス0のメモリブロックmb10,mb20,mb30およびmb40に記憶されている。そのため、アドレス制御部11は、記憶部12のすべてのメモリに対して、アドレス0のメモリ領域を読み出す旨を指示する。この指示に応じて、記憶部12は、閾値データth1,th2,th3およびth4を同時に読み出すことができる。なぜなら、各々のメモリm1,m2,m3およびm4において、閾値データを読み出すためのメモリアドレスはそれぞれ1つのみ指定されているからである。読み出された閾値データは、メモリm1,m2,m3,m4の順、すなわちth1,th2,th3,th4の順番に記憶部12から比較部13に供給される。比較部13は、閾値データが供給されてくる順番に従ってディザ処理を行う。この場合、閾値データが供給されてくる順番と、コンペアウィンドウcw1で表される閾値データの順番とが一致しているため、閾値制御部14によるバレルシフトは不要である。また、コンペアウィンドウcw2,cw3の場合には、読み出される閾値データが記憶されているメモリブロックのアドレスが異なるのみであり、具体的な動作は上述のコンペアウィンドウcw1の場合と同様であるから、その説明は省略する。
FIG. 9 is a diagram for explaining a read operation from the memory when dither processing is performed using the compare windows cw 1 , cw 2, and cw 3 . First, as shown in FIG. 8, the threshold data included in the compare window cw 1 are th 1 , th 2 , th 3 and th 4 . These threshold data are stored in the memory blocks mb1 0 , mb2 0 , mb3 0 and mb4 0 at the
続いて、コンペアウィンドウcw4,cw5を用いてディザ処理を行う場合について説明する。
図10は、コンペアウィンドウcw4,cw5を用いてディザ処理を行う場合の、メモリからの読み出し動作を説明するための図である。まず、図8に示されているように、コンペアウィンドウcw4に含まれる閾値データはth2,th3,th4およびth5である。図10に示されているように、これらの閾値データのうち、閾値データth2,th3およびth4がそれぞれメモリm2,m3およびm4のアドレス0のメモリブロックmb20,mb30およびmb40に記憶され、閾値データth5がメモリm1のアドレス1のメモリブロックmb11に記憶されている。そのため、アドレス制御部11は、記憶部12のメモリm1に対してはアドレス1のメモリ領域を読み出す旨を指示し、メモリm2,m3およびm4に対してはアドレス0のメモリ領域を読み出す旨を指示する。この場合も、各々のメモリm1,m2,m3およびm4において、閾値データを読み出すためのメモリアドレスはそれぞれ1つだけ指定されている。従って、閾値データth2,th3,th4およびth5が同時に読み出されることになる。
Next, a case where dither processing is performed using the compare windows cw 4 and cw 5 will be described.
FIG. 10 is a diagram for explaining a read operation from the memory when dither processing is performed using the compare windows cw 4 and cw 5 . First, as shown in FIG. 8, the threshold data included in the compare window cw 4 are th 2 , th 3 , th 4 and th 5 . As shown in FIG. 10, among these threshold data, the threshold data th 2 , th 3 and th 4 are the memory blocks mb2 0 , mb3 0 and the
これらの閾値データは、読み出された順(m1,m2,m3,m4の順)に並べると、th5,th2,th3,th4となる。一方、ディザ処理はコンペアウィンドウcw4で表される順番、すなわちth2,th3,th4,th5の順番で行われるため、閾値データの読み出し順とディザ処理の順番とが異なっている。よって、ここでは閾値制御部14がバレルシフトを行う。
図11は、閾値制御部14が行うバレルシフトを説明するための図である。閾値制御部14は、th5,th2,th3,th4の順番で並んでいる閾値データのデータ列から、閾値データth5に相当する先頭の8ビットをこのデータ列の末尾にシフトする(図11(1)参照)。すると、閾値データのデータ列はth2,th3,th4,th5の順番で並ぶようになり、比較部13において入力された画像データとの比較が可能となる。
When these threshold data are arranged in the read order (m 1 , m 2 , m 3 , m 4 ), they become th 5 , th 2 , th 3 , th 4 . On the other hand, since the dither processing is performed in the order represented by the compare window cw 4, that is, the order of th 2 , th 3 , th 4 , and th 5 , the reading order of the threshold data is different from the order of the dither processing. Therefore, here, the
FIG. 11 is a diagram for explaining the barrel shift performed by the
続いて、コンペアウィンドウcw5を用いてディザ処理を行う場合について説明する。図8に示されているように、コンペアウィンドウcw5に含まれる閾値データはth12,th13,th14およびth15である。これらの閾値データは、図10に示されているように、閾値データth12,th13がそれぞれメモリm3,m4のアドレス3のメモリブロックmb33,mb43に記憶され、閾値データth14,th15がそれぞれメモリm1,m2のアドレス4のメモリブロックmb14,mb24に記憶されている。そのため、アドレス制御部11は、記憶部12のメモリm1,m2に対してはアドレス4のメモリ領域を読み出す旨を指示し、メモリm3,m4に対してはアドレス3のメモリ領域を読み出す旨を指示する。これにより、閾値データth12,th13,th14およびth15が同時に読み出される。
Next, a case where dither processing is performed using the compare window cw 5 will be described. As shown in FIG. 8, the threshold data included in the compare window cw 5 are th 12 , th 13 , th 14 and th 15 . These threshold data, as shown in FIG. 10, stored in the threshold data th 12, th 13 memory m 3, m 4
これらの閾値データは、読み出された順に並べるとth14,th15,th13,th12となる。ディザ処理はコンペアウィンドウcw5で表される順番、すなわちth12,th13,th14,th15の順番で行われるため、ここでは閾値制御部14がバレルシフトを行う。具体的には、閾値制御部14は、th14,th15,th12,th13の順番で並んでいる閾値データのデータ列から、閾値データth14,th15に相当する先頭の16ビットと閾値データth12,th13に相当する末尾の16ビットを入れ替えるようにバレルシフトを行う(図11(2)参照)。すると、閾値データのデータ列はth12,th13,th14,th15の順番で並ぶようになり、比較部13において入力された画像データとの比較が可能となる。
なお、その他のコンペアウィンドウについても、上述したコンペアウィンドウcw1〜cw5の場合とほぼ同様の要領で閾値データの読み出しが可能である。
These threshold data are th 14 , th 15 , th 13 , and th 12 when arranged in the order of reading. Since the dither processing is performed in the order represented by the compare window cw 5 , that is, th 12 , th 13 , th 14 , th 15 , the
For other compare windows, the threshold data can be read out in substantially the same manner as in the case of the compare windows cw 1 to cw 5 described above.
以上に示されたように、本実施形態の画像処理装置100においては、記憶部が複数のメモリを備えるようにし、閾値マトリクスにおいて閾値データが配置されている順番・位置を考慮して、これらの閾値データを複数のメモリに分散して記憶している。したがって、1回のディザ処理に必要な閾値データを1クロック周期で同時に読み出すことができるので、高速なディザ処理を行うことが可能となる。
また、本実施形態の画像処理装置100によれば、1回のディザ処理に必要な閾値データを1タイミングで読み出すことができるので、画像処理部10においてはバッファを設ける必要がなく、1クロック周期ごとに閾値マトリクスを切り替える動作を行うことが可能となる。したがって、ディザ処理において複数の閾値マトリクスを用いる場合であっても、画像処理装置100の構成であれば記憶部のメモリ容量を増加させるだけでよく、画像処理装置200の場合のように画像処理部そのものを増設する必要がない(一例として、閾値マトリクスM1およびM2を記憶している記憶部12aを図12に示す)。すなわち、本実施形態の画像処理装置100によれば、安価で簡易な構成により多様なディザ処理を行うことが可能となる。
As described above, in the
Further, according to the
(2)第2実施形態
次に、画像処理装置が行うディザ処理において、用いられるコンペアウィンドウが2×2ピクセル分の閾値データの集合である場合の実施形態について説明する。本実施形態の画像処理装置は、上述の第1実施形態の画像処理装置100と類似の構成を有している。よって、ここでは上述の第1実施形態の画像処理装置100と異なる部分を中心に説明し、画像処理装置100と共通の構成要素には同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。
(2) Second Embodiment Next, an embodiment in which the compare window used in the dither processing performed by the image processing apparatus is a set of threshold data for 2 × 2 pixels will be described. The image processing apparatus according to the present embodiment has a configuration similar to that of the
(2−1)構成
図13は、本発明の第2の実施形態に係る画像処理装置101の構成を示したブロック図である。同図に示されているように、本実施形態の画像処理装置101は、記憶部15を除き上述の第1実施形態の画像処理装置100と同様の構成を有している。記憶部15はメモリm11,m12,m21およびm22を備えており、このメモリ内部に閾値マトリクスを記憶している。
メモリm11,m12,m21およびm22は、画像処理装置100のメモリm1,m2,m3およびm4と同様に、8ビット×32ワードの構成となっている。また、各メモリの1ワード当たりのメモリ領域は8ビットであり、1ワード当たり8ビットの閾値データを1個ずつ記憶する。なお、以下においては、メモリm11,m12,m21,m22のアドレス0のメモリ領域をそれぞれメモリブロックmb111,mb121,mb211,mb221,アドレス1のメモリ領域をそれぞれメモリブロックmb112,mb122,mb212,mb222とし、以下同様の要領でアドレス31まで定義する。
(2-1) Configuration FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the
The memories m 11 , m 12 , m 21 and m 22 have a configuration of 8 bits × 32 words, like the memories m 1 , m 2 , m 3 and m 4 of the
また、説明の便宜上、本実施形態においてはメモリm11,m12をグループ1,メモリm21,m22をグループ2というように、メモリを2つのグループに分けて考えるものとする。このようにすると、メモリに記憶されている閾値データマトリクスの態様をより容易に理解できるからである。以下では一例として、記憶部15のメモリに記憶されている閾値データが図24の閾値マトリクスM1を構成する閾値データあるとして説明する。
Further, for convenience of explanation, in this embodiment, the memories m 11 and m 12 are considered as
図14は、メモリm11,m12,m31およびm22に閾値データを記憶させた状態を示した模式図である。なお、同図においては、各メモリブロックに表記された番号は閾値データの番号を示している。
同図に示されているように、閾値マトリクスM1の第1行の閾値データがグループ1のメモリm11,m12のアドレス0からアドレス5に順番に記憶され、第2行の閾値データがグループ2のメモリm21,m22のアドレス0からアドレス5に順番に記憶されている。そして、第3行の閾値データは、第1行の閾値データに続くように、グループ1のメモリm11,m12のアドレス6からアドレス11に順番に記憶されており、以下同様の要領にて、第4行および第5行の閾値データが、それぞれグループ2のメモリm21,m22のアドレス6からアドレス11およびグループ1のメモリm11,m12のアドレス12からアドレス17に順番に記憶されている。また、グループ2のメモリm21,m22のアドレス12からアドレス17には、第1行の閾値データが上述の場合と同様にして記憶されている。なお、閾値マトリクスM1の各行末尾の閾値データに続くように、その行の先頭からの閾値データが「1」個だけ記憶されている(例えばメモリブロックmb126,mb226およびmb1212参照)。また、閾値データの記憶されていないメモリ領域、すなわちメモリm11〜m22のアドレス18以降のメモリブロックにはデータが記憶されておらず、ブランク(空白)のままである。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a state in which threshold data is stored in the memories m 11 , m 12 , m 31 and m 22 . In the figure, the number written in each memory block indicates the threshold data number.
As shown in the figure, the threshold data of the first row of the threshold matrix M 1 are stored in order from
(2−2)動作
以上に示された構成のもと、本実施形態の画像処理装置101はディザ処理を行う。具体的には、画像処理部1のアドレス制御部11が記憶部15から読み出される閾値データのアドレスを指定し、読み出された閾値データに対して閾値制御部14が必要に応じてバレルシフトを行い、これを比較部13が入力された画像データの各画素と比較することによってディザ処理を行う。ここからは、記憶部15に記憶された閾値データの読み出し動作について詳細に説明する。
(2-2) Operation With the configuration described above, the
図15は、本実施形態における閾値データの読み出しに適用されるコンペアウィンドウを示した図である。ここでは、コンペアウィンドウcw1〜cw10を用いてディザ処理を行う場合に、実際にメモリからどのように閾値データが読み出されるのかについて、図面を用いて説明する。 FIG. 15 is a diagram showing a compare window applied to reading of threshold data in the present embodiment. Here, how the threshold data is actually read from the memory when the dither process is performed using the compare windows cw 1 to cw 10 will be described with reference to the drawings.
図16は、コンペアウィンドウcw1〜cw6およびcw8を用いてディザ処理を行う場合の、メモリからの読み出し動作を説明するための図である。まず、図15に示されているように、コンペアウィンドウcw1に含まれる閾値データはth1,th2,th12およびth13である。これらの閾値データは、図16に示されているように、それぞれメモリm11,m12,m21およびm22のアドレス0のメモリブロックmb111,mb121,mb211およびmb221に記憶されている。そのため、アドレス制御部11は、記憶部15のすべてのメモリに対して、アドレス0のメモリ領域を読み出す旨の指示を送信する。これにより、閾値データth1,th2,th12およびth13が同時に読み出される。読み出された閾値データは、読み出された閾値データは、メモリm11,m12,m21,m22の順、すなわちth1,th2,th12およびth13の順番に比較部13に供給されることにより、コンペアウィンドウcw1で表される順番でディザ処理が行われる。そのため、この場合には閾値制御部14によるバレルシフトは不要である。また、コンペアウィンドウcw2〜cw6およびcw8の場合には、読み出される閾値データを記憶するメモリブロックのアドレスがそれぞれアドレス1〜5および6に異なるのみであり、具体的な動作は上述のコンペアウィンドウcw1の場合と同様であるから、その説明は省略する。
FIG. 16 is a diagram for explaining a read operation from the memory when dither processing is performed using the compare windows cw 1 to cw 6 and cw 8 . First, as shown in FIG. 15, the threshold data included in the compare window cw 1 are th 1 , th 2 , th 12 and th 13 . These threshold data are stored in the memory blocks mb11 1 , mb12 1 , mb21 1 and mb22 1 at the
続いて、コンペアウィンドウcw7を用いてディザ処理を行う場合について説明する。
図17は、コンペアウィンドウcw7およびcw9を用いてディザ処理を行う場合の、メモリからの読み出し動作を説明するための図である。図15に示されているように、コンペアウィンドウcw7に含まれる閾値データはth2,th3,th13およびth14である。これらの閾値データは、図17に示されているように、閾値データth2がグループ1のメモリm12のアドレス0のメモリブロックmb121に記憶され、閾値データth3がグループ1のメモリm11のアドレス1のメモリブロックmb112に記憶されている。また、閾値データth13がグループ2のメモリm22のアドレス0のメモリブロックmb221に記憶され、閾値データth14がグループ2のメモリm21のアドレス1のメモリブロックmb212に記憶されている。そのため、アドレス制御部11は、記憶部15のメモリm12およびm22に対してはアドレス0のメモリ領域を読み出す旨の指示を送信し、メモリm11およびm21に対してはアドレス1のメモリ領域を読み出す旨の指示を送信する。これにより、閾値データth2,th3,th13およびth14が同時に読み出される。
Next, a case where dither processing is performed using the compare window cw 7 will be described.
FIG. 17 is a diagram for explaining a read operation from the memory when dither processing is performed using the compare windows cw 7 and cw 9 . As shown in FIG. 15, the threshold data included in the compare window cw 7 are th 2 , th 3 , th 13 and th 14 . As shown in FIG. 17, the threshold data th 2 is stored in the memory block mb12 1 at the
これらの閾値データは、読み出された順(m11,m12,m21,m22の順)に並べるとth3,th2,th14,th13となる。ディザ処理はコンペアウィンドウcw7で表される順番、すなわちth2,th3,th13,th14の順番で行われるため、ここでは閾値制御部14がバレルシフトを行う。
図18は、閾値制御部14が行うバレルシフトを説明するための図である。閾値制御部14は、th3,th2,th14,th13の順番で並んでいる閾値データのデータ列に対して、閾値データth3に相当する8ビットのデータと閾値データth2に相当する8ビットのデータとを入れ替える処理を行い、同時に閾値データth14に相当する8ビットのデータと閾値データth13に相当する8ビットのデータとを入れ替える処理を行う(図18(1)参照)。すると、閾値データのデータ列はth2,th3,th13,th14の順番で並ぶようになり、比較部13において入力された画像データとの比較が可能となる。
These threshold data become th 3 , th 2 , th 14 , th 13 when arranged in the order of reading (m 11 , m 12 , m 21 , m 22 ). Since the dither processing is performed in the order represented by the compare window cw 7 , that is, th 2 , th 3 , th 13 , and th 14 , the
FIG. 18 is a diagram for explaining the barrel shift performed by the
続いて、コンペアウィンドウcw9を用いてディザ処理を行う場合について説明する。図15に示されているように、コンペアウィンドウcw9に含まれる閾値データはth45,th46,th3およびth4である。これらの閾値データは、図17に示されているように、閾値データth45,th46がそれぞれグループ1のメモリm11,m12のアドレス12のメモリブロックmb1113,mb1213に記憶され、閾値データth3,th4がそれぞれグループ2のメモリm21,m22のアドレス13のメモリブロックmb2114,mb2214に記憶されている。そのため、アドレス制御部11は、記憶部15のメモリm11,m12に対してはアドレス12のメモリ領域を読み出す旨の指示を送信し、メモリm21,m22に対してはアドレス13のメモリ領域を読み出す旨の指示を送信する。これにより、閾値データth45,th46,th3およびth4が同時に読み出される。読み出された閾値データは、メモリm11,m12,m21,m22の順、すなわちth45,th46,th3およびth4の順番に比較部13に供給されることにより、コンペアウィンドウcw9で表される順番でディザ処理が行われる。そのため、この場合には閾値制御部14によるバレルシフトは不要である。
Next, a case where dither processing is performed using the compare window cw 9 will be described. As shown in FIG. 15, the threshold data included in the compare window cw 9 are th 45 , th 46 , th 3 and th 4 . These threshold data, as shown in Figure 17, is stored in the memory block MB11 13, MB12 13 threshold data th 45, th 46 memory m 11 each
続いて、コンペアウィンドウcw10を用いてディザ処理を行う場合について説明する。
図19は、コンペアウィンドウcw10を用いてディザ処理を行う場合の、メモリからの読み出し動作を説明するための図である。図15に示されているように、コンペアウィンドウcw10に含まれる閾値データはth13,th14,th24およびth25である。これらの閾値データは、図19に示されているように、閾値データth13がグループ2のメモリm22のアドレス0のメモリブロックmb221に記憶され、閾値データth14がグループ2のメモリm21のアドレス1のメモリブロックmb212に記憶されている。また、閾値データth24がグループ1のメモリm12のアドレス6のメモリブロックmb127に記憶され、閾値データth25がグループ1のメモリm11のアドレス7のメモリブロックmb118に記憶されている。そのため、アドレス制御部11は、記憶部15のメモリm22に対してはアドレス0,メモリm21に対してはアドレス1,メモリm12に対してはアドレス6,メモリm11に対してはアドレス7のメモリ領域を読み出す旨の指示を送信する。これにより、閾値データth13,th14,th24およびth25が同時に読み出される。
Next, a case where dither processing is performed using the compare window cw 10 will be described.
19, in the case of performing the dither processing using the compare window cw 10, is a diagram for explaining a read operation from the memory. As shown in FIG. 15, the threshold data included in the compare window cw 10 are th 13 , th 14 , th 24 and th 25 . These threshold data, as shown in Figure 19, the threshold data th 13 is stored in the memory block MB22 1 address 0 of the memory m 22 of
これらの閾値データは、読み出された順(m11,m12,m21,m22の順)に並べるとth25,th24,th14,th13となる。ディザ処理はコンペアウィンドウcw10で表される順番、すなわちth13,th14,th24,th25の順番で行われるため、ここでは閾値制御部14がバレルシフトを行う。まず、閾値制御部14は、th25,th24,th14,th13の順番で並んでいる閾値データのデータ列に対して、閾値データth14に相当する8ビットのデータと閾値データth13に相当する8ビットのデータとを入れ替える処理を行い、同時に閾値データth25に相当する8ビットのデータと閾値データth24に相当する8ビットのデータとを入れ替える処理を行う(図18(2)参照)。その後、閾値制御部14は、th24,th25,th13,th14の順番で並んでいる閾値データのデータ列から、閾値データth24,th25に相当する先頭の16ビットと閾値データth13,th14に相当する末尾の16ビットを入れ替えるようにバレルシフトを行う(図18(3)参照)。すると、閾値データのデータ列はth13,th14,th24,th25の順番で並ぶようになり、比較部13において入力された画像データとの比較が可能となる。
なお、その他のコンペアウィンドウについても、上述したコンペアウィンドウcw1〜cw10の場合とほぼ同様の要領で閾値データの読み出しが可能である。
These threshold data become th 25 , th 24 , th 14 , th 13 when arranged in the order of reading (m 11 , m 12 , m 21 , m 22 ). Since the dither processing is performed in the order represented by the compare window cw 10 , that is, th 13 , th 14 , th 24 , and th 25 , the
For other compare windows, the threshold data can be read out in substantially the same manner as in the case of the compare windows cw 1 to cw 10 described above.
以上に示されたように、本実施形態の画像処理装置101によれば、第1実施形態と同様に、1回のディザ処理に必要な閾値データを1クロック周期で同時に読み出すことができるので、上述の第1実施形態の画像処理装置100と同様、安価で簡易な構成でありながらも、多様なディザ処理を高速に行うことが可能となる。
また、本実施形態の画像処理装置101においても、第1実施形態の画像処理装置100と同じように、同一のメモリ内で複数のアドレスを指定するようなことがないから、閾値データをバッファリングする必要がない。よって、このようにディザ処理における出力解像度が複数のパターンとなっても、パイプライン遅延が生じることもない。
As described above, according to the
Also in the
(3)閾値データの記憶方法
上述の第1,第2実施形態によって説明されたように、本発明に係る画像処理装置は、閾値マトリクスの記憶方法に特徴がある。閾値マトリクスの記憶方法は、上述の第1,第2実施形態に示された方法に限定されるものではなく、ディザ処理においてあらゆる閾値マトリクスのあらゆるコンペアウィンドウを適用する場合であっても、本発明の方法を適用することができる。そこで、ここでは閾値マトリクスの記憶方法を一般化して説明する。
(3) Threshold Data Storage Method As described in the first and second embodiments, the image processing apparatus according to the present invention is characterized by the threshold matrix storage method. The threshold matrix storage method is not limited to the method shown in the first and second embodiments described above, and the present invention can be applied even when any compare window of any threshold matrix is applied in dither processing. The method can be applied. Therefore, here, a method of storing the threshold matrix will be generalized and described.
まず、画像処理装置において必要なメモリの個数は、ディザ処理において適用されるコンペアウィンドウのサイズによって決定される。ここで、コンペアウィンドウの主走査方向の画素数をM,副走査方向の画素数をNとすると、コンペアウィンドウはN行M列の閾値データの集合であるから、必要なメモリの個数は「M×N」個で表される。上述の第1,第2実施形態においては、コンペアウィンドウはそれぞれ4×1(=4)、2×2(=4)ピクセルで表されていたので、いずれも4個のメモリを用いている。
また、第2実施形態においては、メモリを2つのグループに分けて考えたが、このグループ分けにおけるグループ数についても、ディザ処理において適用されるコンペアウィンドウのサイズによって決定される。すなわち、ここでグループ数とは、コンペアウィンドウの副走査方向の画素数Nで表される。第2実施形態においては、コンペアウィンドウの副走査方向の画素数が「2」であったから、メモリを「2」つのグループに分けて考えたのである。なお、第1実施形態においてはコンペアウィンドウの副走査方向の画素数が「1」であり、グループ分けを行う必要がないので、特にグループ分けの概念を示さずに説明を行った。
First, the number of memories required in the image processing apparatus is determined by the size of the compare window applied in the dither processing. Here, if the number of pixels in the main scanning direction of the compare window is M and the number of pixels in the sub-scanning direction is N, the compare window is a set of threshold data of N rows and M columns. × N ”. In the first and second embodiments described above, each of the compare windows is represented by 4 × 1 (= 4) and 2 × 2 (= 4) pixels, and thus all use four memories.
In the second embodiment, the memory is divided into two groups, but the number of groups in this grouping is also determined by the size of the compare window applied in the dither process. That is, here, the number of groups is represented by the number of pixels N in the sub-scanning direction of the compare window. In the second embodiment, since the number of pixels in the sub-scanning direction of the compare window is “2”, the memory is divided into “2” groups. In the first embodiment, the number of pixels in the sub-scanning direction of the compare window is “1”, and it is not necessary to perform grouping. Therefore, the description has been given without particularly showing the concept of grouping.
次に、閾値データの具体的な配置(すなわち記憶)の手順について説明する。
閾値データの配置は、上述したグループの単位に基づいて行われる。すなわち、閾値マトリクスの第i(1≦i<N)行の閾値データは、同一グループ内の複数のメモリにおいて交互に配置され、他のグループが存在する場合には、第(i+1)行の閾値データは、第i行の閾値データを配置したグループとは異なるグループのメモリに配置される。そのため、第2実施形態においては、閾値マトリクスの第1行の閾値データはグループ1,第2行の閾値データはグループ2,第3行の閾値データはグループ1,というように、閾値マトリクスの連続する2行の閾値データが同一グループで連続しないように交互に配置されている。要するに、N行M列のコンペアウィンドウのNの値が2以上の場合には、閾値マトリスク上のi行目の閾値データと、i+1行目の閾値データとが同じメモリに記憶されていると、これらの閾値データを同時に読み出せないことがあるので、連続する2行の閾値データを異なるグループ(k番目のグループとk+1番目のグループ;1≦k<N)のメモリに記憶している、というわけである。
Next, a specific arrangement (that is, storage) procedure of threshold data will be described.
The arrangement of the threshold data is performed based on the group unit described above. That is, the threshold data of the i-th (1 ≦ i <N) row of the threshold matrix are alternately arranged in a plurality of memories in the same group, and when another group exists, the threshold value of the (i + 1) -th row. The data is arranged in a memory of a group different from the group in which the threshold data of the i-th row is arranged. Therefore, in the second embodiment, the threshold data in the first row of the threshold matrix is
以上のように閾値マトリクスの各行の閾値データが配置されていくが、このとき、各行について閾値データをすべて配置した後に、それぞれの行の先頭部分に相当する閾値データを冗長的に追加して配置する。この冗長的な閾値データとは、上述の第1実施形態であればメモリブロックmb43,mb14,mb24等の閾値データがこれに相当し(図7参照)、第2実施形態であればメモリブロックmb126,mb226,mb1212等の閾値データがこれに相当する(図14参照)。
このように、閾値データを冗長的に配置することは、コンペアウィンドウが複数の閾値マトリクスにまたがるような場合(例えば、第1実施形態のコンペアウィンドウcw3や第2実施形態のコンペアウィンドウcw6のような場合)の読み出し動作の高速化に寄与している。例えば、第1実施形態において冗長的に付加された閾値データが存在しなかったとすると、コンペアウィンドウcw3の読み出しには最低2回の読み出し動作が必要となってしまう。
As described above, the threshold data of each row of the threshold matrix is arranged. At this time, after all the threshold data is arranged for each row, the threshold data corresponding to the head portion of each row is redundantly added and arranged. To do. The redundant threshold data corresponds to threshold data of the memory blocks mb4 3 , mb1 4 , mb2 4 and the like in the first embodiment described above (see FIG. 7), and in the second embodiment. The threshold data of the memory blocks mb12 6 , mb22 6 , mb12 12 etc. correspond to this (see FIG. 14).
As described above, the threshold data is arranged redundantly when the compare window extends over a plurality of threshold matrixes (for example, the compare window cw 3 in the first embodiment and the compare window cw 6 in the second embodiment). In such a case) contributes to speeding up the read operation. For example, if there is no redundantly added threshold data in the first embodiment, reading of the compare window cw 3 requires at least two reading operations.
この冗長的に配置される閾値データの個数も、ディザ処理において適用されるコンペアウィンドウのサイズによって決定される。すなわち、コンペアウィンドウの主走査方向の画素数をMとすると、冗長的に配置される閾値データの個数は「M−1」で表される。上述の第1,第2実施形態においては、コンペアウィンドウの主走査方向の画素数がそれぞれ「4」および「2」となっているから、冗長的に配置される閾値データの個数はそれぞれ「3(=4−1)」および「1(=2−1)」となっている。 The number of threshold data arranged redundantly is also determined by the size of the compare window applied in the dither processing. That is, when the number of pixels in the main scanning direction of the compare window is M, the number of threshold data arranged redundantly is represented by “M−1”. In the first and second embodiments described above, the number of pixels in the main scanning direction of the compare window is “4” and “2”, respectively. (= 4-1) "and" 1 (= 2-1) ".
そして、上述の要領で閾値マトリクスのすべての行の閾値データを配置した後に、閾値マトリクスの行数がNで割り切れない場合には、閾値マトリクスのはじめから「N−1」行分の閾値データを最終行の閾値データに続くようにして再度配置する(Nはコンペアウィンドウの副走査方向の画素数)。このとき、「N−1」が複数(すなわちNが3以上)となる場合であれば、閾値マトリクスの第1行から第(N−1)行までの閾値データは、それぞれの行が互いに異なるグループに配置される。第2実施形態においては、グループ2のメモリm21,m22のアドレス12からアドレス17に配置された「1(=2−1)」行分の閾値データがこれに相当する。なお、第1実施形態においては、コンペアウィンドウの副走査方向の画素数が「1」であるため、上述の配置は行われない。
Then, after the threshold data of all the rows of the threshold matrix are arranged as described above, if the number of rows of the threshold matrix is not divisible by N, the threshold data for “N−1” rows from the beginning of the threshold matrix is stored. Arrangement is continued again following the threshold data of the last row (N is the number of pixels in the sub-scanning direction of the compare window). At this time, if “N−1” is plural (that is, N is 3 or more), the threshold data from the first row to the (N−1) th row of the threshold value matrix are different from each other. Placed in a group. In the second embodiment, the threshold data for “1 (= 2-1)” rows arranged from
以上の説明をまとめると、次のようになる。なお、ここにおいても、コンペアウィンドウの主走査方向の画素数をM,副走査方向の画素数をNとする。なお、N=1の場合の動作は他の場合とは異なるため、別に説明を行う。
(A)N=1の場合
A−1) 「M」個のメモリを画像処理部内部に設ける。
A−2) 閾値マトリクスの各行の閾値データを、「M」個のメモリに対して交互に配置していく。
A−3)閾値マトリクスの各行末尾の閾値データの後に、その行の先頭から「M−1」個の閾値データを連続してに配置する。
(B)N≧2の場合
B−1) 「M×N」個のメモリを画像処理部内部に設ける。
B−2) 「M×N」個のメモリを「N」個のグループに分ける。
B−3) 閾値マトリクスの各行の閾値データを、「N」個のグループに対して交互に配置していく。このとき、閾値データを各グループの「M」個のメモリに対して交互に配置していく。
B−4) 「N」個の各グループにおいて、閾値マトリクスの各行末尾の閾値データの後に、その行の先頭から「M−1」個の閾値データを連続してに配置する。
B−5) 閾値マトリクスの行数がNで割り切れない場合には、閾値マトリクスの各行の閾値データを配置したら、閾値マトリクスのはじめから「N−1」行分の閾値データを、最終行の閾値データに続くように再度配置する。このとき、上述の4)も行う。
The above description is summarized as follows. In this case as well, the number of pixels in the main scanning direction of the compare window is M, and the number of pixels in the sub-scanning direction is N. The operation when N = 1 is different from the other cases, and will be described separately.
(A) When N = 1 A-1) “M” memories are provided inside the image processing unit.
A-2) The threshold value data of each row of the threshold value matrix is alternately arranged for “M” memories.
A-3) After the threshold data at the end of each row of the threshold matrix, “M−1” pieces of threshold data are continuously arranged from the top of the row.
(B) When N ≧ 2 B-1) “M × N” memories are provided inside the image processing unit.
B-2) Divide “M × N” memories into “N” groups.
B-3) The threshold data of each row of the threshold matrix are alternately arranged for “N” groups. At this time, threshold data is alternately arranged for “M” memories in each group.
B-4) In each “N” group, after the threshold data at the end of each row of the threshold matrix, “M−1” threshold data are continuously arranged from the top of the row.
B-5) When the number of rows in the threshold matrix is not divisible by N, if threshold data for each row in the threshold matrix is arranged, threshold data for “N−1” rows from the beginning of the threshold matrix is used as the threshold for the last row. Reposition to follow the data. At this time, the above 4) is also performed.
このような手順のもとに閾値データを配置することで、いかなる閾値マトリクスおよびコンペアウィンドウであっても、上述の第1,第2実施形態と同様の要領で閾値マトリクスの高速な読み出しが可能となる。
例えば図20は、コンペアウィンドウの主走査方向の画素数は3,副走査方向の画素数は2の場合に、図21に示す閾値マトリスクM3を構成する閾値データを上述の手順にしたがってメモリに記憶させた様子を示した図である。これらの図からわかるように、図20のように閾値データを配置することにより、閾値マトリクスM3および3×2ピクセルのコンペアウィンドウを用いてディザ処理を行う場合であっても、1回のディザ処理に必要な閾値データを1クロック周期で同時に読み出すことができる。
By arranging the threshold data under such a procedure, the threshold matrix can be read at high speed in the same manner as in the first and second embodiments described above, regardless of the threshold matrix and the compare window. Become.
For example, FIG. 20 shows that when the number of pixels in the main scanning direction of the compare window is 3 and the number of pixels in the sub-scanning direction is 2, the threshold data constituting the threshold matrix M 3 shown in FIG. It is the figure which showed the mode that it memorize | stored. As can be seen from these figures, by arranging threshold data as shown in FIG. 20, even when dither processing is performed using the threshold matrix M 3 and a 3 × 2 pixel compare window, one dither is performed. Threshold data required for processing can be read simultaneously in one clock cycle.
以上に示されたことから、次の結論が導き出せる。すなわち、1回のディザ処理に必要な閾値データを1クロック周期(読み出し可能な最短周期)で同時に読み出すことを可能にするためには、画像処理装置の記憶部には、コンペアウィンドウを形成する閾値データの個数と同じ個数のメモリを設け、あるコンペアウィンドウに含まれる閾値データが同一のメモリ上に重複しないように配置されていればよい。このようにすれば、異なる複数の閾値データを同一のメモリから読み出すことがないので、1回のアドレス指定でコンペアウィンドウを形成する閾値データのすべてを読み出すことが可能となる。 From the above, the following conclusions can be drawn. That is, in order to be able to simultaneously read out threshold data necessary for one dither process in one clock cycle (the shortest readable cycle), a threshold value for forming a compare window is stored in the storage unit of the image processing apparatus. It is only necessary to provide the same number of memories as the number of data and arrange the threshold data included in a certain compare window so as not to overlap on the same memory. In this way, since a plurality of different threshold data are not read from the same memory, it is possible to read all of the threshold data forming the compare window by one address designation.
(4)変形例
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。以下にその例を示す。
上述の第1実施形態においては、図7に示されているように、閾値マトリクスの各行の先頭の閾値データが記憶されているメモリはまちまちであったが、各行の先頭の閾値データを同一のメモリ内に記憶させることも可能である。
図22は、閾値マトリクスの各行の先頭の閾値データを同一のメモリm1内に記憶させた状態を示した図である。なお、このとき適用されるコンペアウィンドウは4×1ピクセルであるとする。
同図においては、閾値マトリクスの各行の先頭の閾値データをメモリm1に記憶させるべく、アドレス3のメモリブロックmb34やmb44等はブランクとなっている。このようにすると、閾値マトリクスの各行の閾値データの読み出すアドレス演算が共通化されることとなり、アドレス演算をより容易に行うことが可能となる。例えば、コンペアウィンドウcw1に含まれる閾値データを読み出すアドレス演算とコンペアウィンドウcw2に含まれる閾値データを読み出すアドレス演算とでは、それぞれは指定するアドレス(つまり行)が異なるのみであって、その他の演算の論理はすべて同一となる。ゆえに、ディザ処理におけるアドレス演算を簡略化することが可能となる。
(4) Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. An example is shown below.
In the first embodiment described above, as shown in FIG. 7, the memory storing the threshold data at the beginning of each row of the threshold matrix varies, but the threshold data at the beginning of each row is the same. It can also be stored in memory.
FIG. 22 is a diagram showing a state in which threshold data at the beginning of each row of the threshold matrix is stored in the same memory m 1 . It is assumed that the compare window applied at this time is 4 × 1 pixels.
In the figure, the memory block mb3 4 and mb4 4 at address 3 are blanked so that the threshold data at the beginning of each row of the threshold matrix is stored in the memory m 1 . In this way, the address calculation for reading out the threshold data of each row of the threshold matrix is shared, and the address calculation can be performed more easily. For example, the address calculation for reading out the threshold data included in the compare window cw 1 and the address calculation for reading out the threshold data included in the compare window cw 2 are different only in the designated address (that is, the row). The logic of operation is all the same. Therefore, it is possible to simplify the address calculation in the dither processing.
上述の第2実施形態においては、図15に示されているように、ディザ処理を行う際にはシフト処理が行われている。ここで、このシフト処理のシフト設定数は2である。
このとき、グループ2のメモリm21,m22のアドレス12からアドレス17に記憶させる閾値マトリクスの第1行の閾値データを、このシフト処理のシフト設定数Sに応じてずらすことにより、アドレス演算を容易にすることができる。具体的には、図23に示されているように、グループ2のメモリm21,m22のアドレス12からアドレス17に記憶させる閾値マトリクスの第1行の閾値データを2(=シフト設定数S)個分だけずらして配置する。このようにした場合、閾値データ読み出し時におけるアドレス演算は、例えばコンペアウィンドウcw9(図15参照)を読み出す場合のアドレス指定がグループ1とグループ2とで同一となり、上述の第2実施形態の場合(図17参照)よりも単純化されていることがわかる。
In the above-described second embodiment, as shown in FIG. 15, the shift process is performed when the dither process is performed. Here, the number of shift settings for this shift process is two.
At this time, the address calculation is performed by shifting the threshold value data of the first row of the threshold value matrix stored in the
本発明に係る画像処理装置は、好ましくは電子写真方式等の画像形成装置に搭載される。本発明に係る画像処理装置は、画像形成装置内部においては、画像データに基づいた1ないし複数の色の色信号が入力され、それぞれの色信号に対してディザ処理を実行するものである。このとき、画像処理装置におけるCPUやROMの機能は、画像形成装置自体が備えているCPUやROMによって実現されてもよい。すなわち、本発明に係る画像処理装置は、画像処理部(例えば図5の10や、図13の10’)のみの構成を有するASIC等のモジュールとして提供されることも可能である。
また、このような画像処理装置の適用は、上述の画像形成装置に限定されるものではなく、画像処理を実行するコンピュータ等に搭載されることももちろん可能である。
The image processing apparatus according to the present invention is preferably mounted on an image forming apparatus such as an electrophotographic system. In the image processing apparatus according to the present invention, color signals of one or more colors based on image data are input in the image forming apparatus, and dither processing is executed on each color signal. At this time, the functions of the CPU and ROM in the image processing apparatus may be realized by the CPU and ROM included in the image forming apparatus itself. In other words, the image processing apparatus according to the present invention can be provided as a module such as an ASIC having only a configuration of an image processing unit (for example, 10 in FIG. 5 or 10 ′ in FIG. 13).
The application of such an image processing apparatus is not limited to the above-described image forming apparatus, and can naturally be mounted on a computer or the like that executes image processing.
100,101,200,300…画像形勢装置、10,10’,20,30…画像処理装置、1…CPU,2…ROM,11,21,31…アドレス制御部、12,15,22,32…記憶部、13,23,33…比較部、14,24…閾値制御部。 100, 101, 200, 300 ... Image forming device, 10, 10 ', 20, 30 ... Image processing device, 1 ... CPU, 2 ... ROM, 11, 21, 31 ... Address control unit, 12, 15, 22, 32 ... Storage unit, 13, 23, 33 ... Comparison unit, 14, 24 ... Threshold control unit.
Claims (8)
前記閾値データが記憶された(M×N)個のメモリを有し、これらのメモリの各々から閾値データを1個ずつ読み出すことで、データ読み出し周期毎に(M×N)個の閾値データを読み出す記憶手段と、
前記メモリのそれぞれに対してメモリアドレスを指定するアドレス制御手段と、
指定されたメモリアドレスに従って前記記憶手段が読み出した(M×N)個の閾値データを前記画素値と比較する比較手段とを備え、
1つの前記コンペアウィンドウに含まれる(M×N)個の閾値データは、それぞれ別々に(M×N)個の前記メモリに記憶されており、
前記アドレス制御手段は、前記コンペアウィンドウに含まれる(M×N)個の閾値データが記憶されているメモリアドレスを、(M×N)個の前記メモリに対してそれぞれ指定する
画像処理装置。 An image processing apparatus that extracts threshold data of N rows and M columns in a threshold matrix as a compare window and compares the threshold data included in the extracted compare window with pixel values of image data to perform halftone processing. ,
By having (M × N) memories in which the threshold data is stored and reading out the threshold data one by one from each of these memories, (M × N) threshold data is obtained for each data read cycle. Storage means for reading;
Address control means for specifying a memory address for each of the memories;
Comparing means for comparing (M × N) pieces of threshold data read by the storage means with the pixel values according to a designated memory address;
(M × N) threshold data included in one of the compare windows are stored in (M × N) of the memories separately,
The image processing apparatus, wherein the address control means designates a memory address in which (M × N) threshold data included in the compare window are stored for (M × N) memories.
N個のグループのうちk(1≦k<N)番目のグループに属するM個の前記メモリには、前記閾値マトリクスにおける第i(1≦i<N)行の先頭から末尾までの閾値データが交互に記憶され、さらに、第i行の先頭の閾値データから連続する(M−1)個の閾値データが記憶されており、
(k+1)番目のグループに属するM個のメモリには、前記閾値マトリクスにおける第(i+1)行の先頭から末尾までの閾値データが交互に記憶され、さらに、第(i+1)行の先頭の閾値データから連続する(M−1)個の前記閾値データが記憶されている
請求項1記載の画像処理装置。 When N ≧ 2, the (M × N) memories are divided into N groups,
Threshold data from the beginning to the end of the i-th (1 ≦ i <N) row in the threshold matrix is stored in the M memories belonging to the k (1 ≦ k <N) -th group among the N groups. Alternately stored, and (M−1) pieces of threshold data that are consecutive from the threshold data at the beginning of the i-th row are stored,
In the M memories belonging to the (k + 1) th group, threshold data from the beginning to the end of the (i + 1) th row in the threshold matrix are alternately stored, and further, threshold data at the beginning of the (i + 1) th row are stored. The image processing apparatus according to claim 1, wherein (M−1) continuous threshold data are stored.
前記閾値マトリクスにおける最終行の閾値データが記憶されているグループとは別のグループのメモリに、該閾値マトリクスの第1行の閾値データが記憶されている
請求項2記載の画像処理装置。 If N = 2 and the number of rows in the threshold matrix is not divisible by N,
The image processing apparatus according to claim 2, wherein threshold data of the first row of the threshold matrix is stored in a memory of a group different from a group storing threshold data of the last row in the threshold matrix.
前記閾値マトリクスにおける最終行の閾値データが記憶されているグループとは別のグループのメモリにおいて、該閾値マトリクスの第1行から第(N−1)行の閾値データがそれぞれ互いに異なるグループとなるように記憶されている
請求項2記載の画像処理装置。 If N ≧ 3 and the number of rows in the threshold matrix is not divisible by N,
In the memory of a group different from the group storing the threshold data of the last row in the threshold matrix, the threshold data of the first to (N-1) th rows of the threshold matrix are different from each other. The image processing apparatus according to claim 2, stored in the image processing apparatus.
請求項3記載の画像処理装置。 The storage means stores the threshold data of the first row stored in a memory of a group different from the group storing the threshold data of the last row by shifting the determined number of shifts. 3. The image processing apparatus according to 3.
請求項4記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 4, wherein the storage unit shifts and stores the threshold data of the first row to the (N−1) th row by a determined shift number.
請求項2記載の画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 2, wherein the storage unit stores the threshold data at the head of each row of the threshold matrix in the same memory.
前記記憶部が有する(M×N)個のメモリに、該閾値マトリクスにおいて連続しているN行M列の閾値データをそれぞれ別々に記憶する
データ記憶方法。 A storage unit comprising a plurality of memories is a data storage method for storing threshold data representing a threshold matrix used in dither processing,
A data storage method in which threshold data of N rows and M columns continuous in the threshold value matrix are separately stored in (M × N) memories of the storage unit.
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JP2018098543A (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus, method, and program |
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