JP2007137007A - Dither matrix optimization device, image-forming device and dither matrix optimization method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a degradation in image quality generated in an electrophotographic image-forming means using multibeams or in an electrophotographic image-forming means using a scanning optical system by means of a polygon mirror. <P>SOLUTION: The dither matrix optimization device evaluates by an assessment means 4, image data generated according to the dither matrix on the basis of the frequency of appearance of dots generated in each beam of the multibeams or the frequency of appearance of dots formed by scanning each reflecting surface of the polygon mirror, executes by a hereditary algorithm processing means 2, a hereditary algorithm processing on the basis of the fitness of the dither matrix determined on the basis of the assessment result, and in a dither data output means 5, outputs the dither matrix from the gene information formed. This can alleviate an influence to the image quality even when there is a difference of light amount in each beam of the multibeams or when there is any unevenness in the reflecting surface of the polygon mirror, so that the degradation of image quality can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、階調表現に用いられるディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化装置、このディザマトリクス最適化装置を備えるプリントシステム、デジタル複写機などの画像形成装置およびディザマトリクス最適化方法に関する。   The present invention relates to a dither matrix optimization device that performs optimization processing of a dither matrix used for gradation expression, a printing system including the dither matrix optimization device, an image forming apparatus such as a digital copying machine, and a dither matrix optimization method. .

レーザプリンタ、デジタル複写機、カラーレーザープリンタ、デジタルカラー複写機などの画像形成装置においては、電子写真エンジンの出力の高速化や低コスト化に伴い、新たな課題が発生してきている。   In image forming apparatuses such as laser printers, digital copiers, color laser printers, and digital color copiers, new problems have arisen as the output of electrophotographic engines increases in speed and costs.

この種のレーザプリンタなどの画像形成装置をさらに高速化するには、レーザビームを走査する回転多面鏡(ポリゴンミラー)を高速で回転させる必要がある。しかしながら、ポリゴンミラーを高速で回転させることは、技術的に非常に難しく、また、ポリゴンミラーは高速になるに従って回転ムラ、耐久性の低下、騒音の上昇等が発生し、安定した高品位の画像が得られなくなるという問題があった。   In order to further increase the speed of an image forming apparatus such as this type of laser printer, it is necessary to rotate a rotating polygon mirror that scans a laser beam at a high speed. However, it is technically difficult to rotate the polygon mirror at a high speed, and as the polygon mirror increases in speed, uneven rotation, lower durability, and increased noise occur, resulting in a stable high-quality image. There was a problem that could not be obtained.

そこで、このような問題点を解決するため、レーザからの複数本のレーザビームをポリゴンミラー等の回転多面鏡によって感光体上で同時に主走査方向に走査する、いわゆるマルチビーム型のレーザビームプリンタが提案されている。このようなマルチビーム型のレーザビームプリンタは、高速化が可能であり、しかも、ポリゴンミラーの回転速度はレーザビームの本数に応じて低下させることができる。例えば、レーザビームの本数が8本である場合には、レーザビームの本数が1本であるレーザビームプリンタに比べてポリゴンの回転速度が8分の1で済む。ゆえに、ポリゴンミラーは、回転ムラが低減し、耐久性の向上や騒音の低下を実現することができる。   In order to solve such problems, there is a so-called multi-beam type laser beam printer that simultaneously scans a plurality of laser beams from a laser on a photosensitive member by a rotary polygon mirror such as a polygon mirror in the main scanning direction. Proposed. Such a multi-beam type laser beam printer can be increased in speed, and the rotational speed of the polygon mirror can be reduced according to the number of laser beams. For example, when the number of laser beams is eight, the polygon rotation speed can be reduced to 1/8 compared to a laser beam printer having one laser beam. Therefore, the polygon mirror can reduce rotation unevenness, and can realize improvement in durability and reduction in noise.

ところで、感光体上の複数のビームの各光量は、レンズなどの影響により同一でない場合がある。また、そもそもの各ビームの光量も必ずしも同一でなく、回路のばらつきや半導体レーザ素子のばらつきによって同一にはならない。さらに、ポリゴンを構成している反射面も、各反射面の反射率が必ずしも同一ではなく、製造工程上のばらつきをもってしまうため、感光体上におけるビーム光量は必ずしも同一とならない。これにより、画質が著しく損なわれるという問題が発生している。つまり、ビーム光量の違いは感光体上では電位差となって現れ、最終的にトナー付着量の差となる。   By the way, the light amounts of the plurality of beams on the photosensitive member may not be the same due to the influence of a lens or the like. In addition, the light amounts of the respective beams are not necessarily the same, and are not the same due to variations in circuits and semiconductor laser elements. Further, the reflection surfaces constituting the polygons do not necessarily have the same amount of light on the photosensitive member because the reflection rates of the respective reflection surfaces are not necessarily the same and there are variations in the manufacturing process. This causes a problem that the image quality is significantly impaired. In other words, the difference in the light amount of the beam appears as a potential difference on the photosensitive member, and finally becomes a difference in the toner adhesion amount.

さらに、出力エンジン(プリンタエンジン)がカラーレーザープリンタなどの場合、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各版で画像を形成(潜像を形成してこれを現像)するため、わずかな光量差が感光体の電位差となり、トナー付着量差となり、色違いにつながり、フルカラー連続プリントをした場合、同じ書き込みデータ値であっても、色違いが発生してしまうという不具合がある。   In addition, when the output engine (printer engine) is a color laser printer or the like, for example, an image is formed with each plate of cyan, magenta, yellow, and black (a latent image is formed and developed), so there is a slight difference in light quantity. This results in a potential difference between the photoconductors, a toner adhesion amount difference, and a color difference. When full-color continuous printing is performed, a color difference occurs even with the same write data value.

このような不具合に対しては、特許文献1,2に記載されているように、ポリゴンミラーとディザの網点の位置関係を規定するのが一般的である。また、特許文献3においては、ビームの本数と網点の位置関係を規定するようにしている。   For such a problem, as described in Patent Documents 1 and 2, it is common to define the positional relationship between the polygon mirror and the halftone dot of the dither. In Patent Document 3, the positional relationship between the number of beams and halftone dots is defined.

一方、従来より、レーザプリンタ、デジタル複写機、カラーレーザープリンタ、デジタルカラー複写機など画像形成装置あるいは表示装置等に応用することのできる中間調処理に関する画像形成方法が用いられている。従来の中間調処理には、ディザ法による階調再現処理が多く用いられており、二値プリンタなどでも階調や色を表現することが可能になっている。   On the other hand, conventionally, an image forming method relating to halftone processing that can be applied to an image forming apparatus or a display device such as a laser printer, a digital copying machine, a color laser printer, and a digital color copying machine has been used. In the conventional halftone process, a gradation reproduction process using a dither method is often used, and it is possible to express gradations and colors even with a binary printer or the like.

ところで、ディザ法による階調表現処理を行なう際、高い品質の出力を得るためには、出力手段の特性に合ったディザマトリクスを用いる必要がある。このためには、出力手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化を行なうことが必要になる。このディザマトリクスの最適化を行なうには、ディザマトリクスに応じた画像出力を実際のプリンタエンジンを使って実施し、その出力画質が製品の目標とするレベルに近づくように、ディザマトリクスの修正を行なう必要がある。   By the way, when performing gradation expression processing by the dither method, it is necessary to use a dither matrix suitable for the characteristics of the output means in order to obtain a high quality output. For this purpose, it is necessary to optimize the dither matrix in accordance with the characteristics of the output means. In order to optimize the dither matrix, image output corresponding to the dither matrix is performed using an actual printer engine, and the dither matrix is corrected so that the output image quality approaches the target level of the product. There is a need.

しかしながら、このようなディザマトリクスの最適化作業は、ディザマトリクスのサイズに比例して修正の自由度が飛躍的に高くなり、あるいはプリンタエンジンがカラーレーザープリンタなどの場合、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各版に応じた修正や、色の重ね合わせに応じた修正が必要なため、多くの繰り返し修正作業が必要となり効率的な修正は困難である。   However, such a dither matrix optimization work greatly increases the degree of freedom of correction in proportion to the size of the dither matrix, or when the printer engine is a color laser printer, for example, cyan, magenta, yellow, Since correction according to each black version and correction according to color superposition are required, many repetitive correction operations are required, and efficient correction is difficult.

そこで、このような問題を解決すべく、各種のディザマトリクスの最適化の手法が提案されている。特に、コンピュータを用いてディザマトリクスの最適化を行なうようにすることが、効率的なディザ修正には適している。   Therefore, various dither matrix optimization methods have been proposed to solve such problems. In particular, optimization of the dither matrix using a computer is suitable for efficient dither correction.

例えば、特許文献4には、遺伝的アルゴリズムを利用したディザマトリクスの最適化装置が開示されている。特許文献4に開示されている遺伝的アルゴリズムを利用したディザマトリクスの最適化装置によれば、与えられた多値ディザマトリクスに応じて得られた多値ディザ出力レベルを用いて多値ディザマトリクス情報の適応度を求め、この適応度に基づく遺伝的アルゴリズムによりディザマトリクスの最適化処理を行なうようにしている。このように遺伝的アルゴリズムを利用することにより、多値ディザマトリクスサイズが大きく多値ディザマトリクスの全数チェックが行なえない場合においても、遺伝的アルゴリズムの交配、突然変異、淘汰の効果により、多値ディザマトリクスの全数の中から効率的な最適値探査が可能になる。   For example, Patent Document 4 discloses a dither matrix optimization device using a genetic algorithm. According to the dither matrix optimization device using the genetic algorithm disclosed in Patent Document 4, multi-value dither matrix information using a multi-value dither output level obtained according to a given multi-value dither matrix And the dither matrix is optimized by a genetic algorithm based on the fitness. By using the genetic algorithm in this way, even when the multi-value dither matrix size is large and the total number of multi-value dither matrices cannot be checked, the multi-value dither due to the effects of the mating, mutation, and selection of the genetic algorithm. An efficient optimum value search from the total number of matrices becomes possible.

また、特許文献5によればオフセット印刷等に用いる場合のディザの生成について、与えられたディザマトリクスに応じて得られたディザ出力レベルを用いてディザマトリクス情報の適応度を求め、この適応度に基づく遺伝的アルゴリズムによりディザマトリクスの最適化処理を行なうようにしている。このように遺伝的アルゴリズムを利用することにより、ディザマトリクスサイズが大きくディザマトリクスの全数チェックが行なえない場合においても、遺伝的アルゴリズムの交配、突然変異、淘汰の効果により、多値ディザマトリクスの全数の中から効率的な最適値探査が可能になる。   Further, according to Patent Document 5, for the generation of dither when used for offset printing or the like, the dither matrix information adaptability is obtained using the dither output level obtained according to the given dither matrix, and this adaptability is obtained. The dither matrix is optimized by the genetic algorithm based on it. By using the genetic algorithm in this way, even when the dither matrix size is large and the total number of dither matrices cannot be checked, the total number of multi-value dither matrices can be reduced by the effects of genetic algorithm mating, mutation, and selection. Efficient optimum value search is possible from the inside.

なお、上述した2件は遺伝的アルゴリズムを利用した探索であるが、最適化の手法としては、特に遺伝的アルゴリズムに限らず他の最適化の手法を用いることも可能である。   The above-mentioned two cases are searches using a genetic algorithm, but the optimization method is not limited to the genetic algorithm, and other optimization methods can be used.

特公平05−74983号公報Japanese Patent Publication No. 05-74983 特許第3530538号公報Japanese Patent No. 3530538 特開2001−341356号公報JP 2001-341356 A 特開2000−152004号公報JP 2000-152004 A 国際公開第2002/071738号パンフレットInternational Publication No. 2002/071738 Pamphlet

しかしながら、前述した特許文献1,2によれば、ポリゴンミラーの面数は出力エンジンのスピードにあわせて決まっているので、網点の配置の自由度が制限されるという問題がある。また、前述した特許文献3も同様に、網点の配置の自由度が制限される。   However, according to Patent Documents 1 and 2 described above, since the number of polygon mirror surfaces is determined in accordance with the speed of the output engine, there is a problem that the degree of freedom of arrangement of halftone dots is limited. Similarly, in Patent Document 3 described above, the degree of freedom of arrangement of halftone dots is limited.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成手段や回転多面鏡による走査光学系を用いた電子写真方式の画像形成手段において発生する画質の劣化を防ぐことができるディザマトリクス最適化装置、画像形成装置およびディザマトリクス最適化方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and the image quality generated in an electrophotographic image forming means using a multi-beam or an electrophotographic image forming means using a scanning optical system by a rotating polygon mirror is achieved. An object of the present invention is to provide a dither matrix optimization device, an image forming apparatus, and a dither matrix optimization method that can prevent deterioration.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる発明は、マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化装置において、前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、を備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention according to claim 1 is a dither matrix optimization that performs a dither matrix optimization process in accordance with the characteristics of an electrophotographic image forming means using a multi-beam. And an evaluation unit that evaluates image data generated according to the dither matrix based on the appearance frequency of dots generated in each beam of the multi-beam, and the dither based on the evaluation result by the evaluation unit. Obtaining the fitness of the matrix, deciphering the genetic information describing the dither matrix based on the obtained fitness, and performing the mating process and the mutation process on the remaining gene information to obtain new gene information A genetic algorithm processing means to be generated, and the genetic information generated by the genetic algorithm processing means Ri comprises a dither data output means for describing the dither matrix, a.

また、請求項2にかかる発明は、請求項1記載のディザマトリクス最適化装置において、前記遺伝的アルゴリズム処理手段は、前記評価手段における評価結果である前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度の偏りが少ない程、適応度が良好であると判断する。   According to a second aspect of the present invention, in the dither matrix optimizing device according to the first aspect, the genetic algorithm processing means has the appearance of dots generated in each beam of the multi-beam, which is an evaluation result of the evaluation means. The smaller the frequency deviation, the better the fitness.

また、請求項3にかかる発明は、請求項1または2記載のディザマトリクス最適化装置において、前記遺伝的アルゴリズム処理手段における前記遺伝子情報に対する交配処理や突然変異処理は、前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度の情報を用いる。   The invention according to claim 3 is the dither matrix optimizing device according to claim 1 or 2, wherein the genetic algorithm processing means performs mating processing and mutation processing on the genetic information in each beam of the multi-beam. Information on the frequency of occurrence of generated dots is used.

また、請求項4にかかる発明は、回転多面鏡による走査光学系を用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化装置において、前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、を備える。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a dither matrix optimizing apparatus for performing a dither matrix optimization process in accordance with characteristics of an electrophotographic image forming means using a scanning optical system using a rotary polygon mirror. Evaluation means for evaluating image data generated according to the dither matrix based on the appearance frequency of dots formed by scanning on each reflecting surface of the mirror, and adaptation of the dither matrix based on the evaluation result by the evaluation means Genes that generate new gene information by calculating the degree, deducting the genetic information describing the dither matrix based on the obtained fitness, and performing the mating process and the mutation process on the remaining gene information A dithermato using the genetic information generated by the genetic algorithm processing means and the genetic algorithm processing means Comprising a dither data output means for describing the box, the.

また、請求項5にかかる発明は、請求項4記載のディザマトリクス最適化装置において、前記遺伝的アルゴリズム処理手段は、前記評価手段における評価結果である前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度の偏りが少ない程、適応度が良好であると判断する。   According to a fifth aspect of the present invention, in the dither matrix optimizing apparatus according to the fourth aspect, the genetic algorithm processing means is formed by scanning with each reflecting surface of the rotary polygon mirror as an evaluation result in the evaluation means. It is judged that the fitness is better as the deviation in the appearance frequency of the dots is smaller.

また、請求項6にかかる発明は、請求項4または5記載のディザマトリクス最適化装置において、前記遺伝的アルゴリズム処理手段における前記遺伝子情報に対する交配処理や突然変異処理は、前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度の情報を用いる。   The invention according to claim 6 is the dither matrix optimizing device according to claim 4 or 5, wherein the genetic algorithm processing means performs mating processing and mutation processing on the genetic information in each reflection of the rotating polygon mirror. Information on the frequency of appearance of dots scanned and formed by the surface is used.

また、請求項7にかかる発明は、マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成手段を備える画像形成装置において、前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、このディザデータ出力手段により出力された前記ディザマトリクスを用いた階調表現を行う画像処理手段と、を備え、前記画像形成手段は、前記画像処理手段における階調表現に応じて画像を形成する。   According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus including an electrophotographic image forming unit using a multi-beam, the dither matrix is added to the dither matrix based on the appearance frequency of dots generated in each beam of the multi-beam. An evaluation unit that evaluates the image data generated in response, and obtains the fitness of the dither matrix based on the evaluation result of the evaluation unit, and hesitates genetic information describing the dither matrix based on the obtained fitness A genetic algorithm processing means for generating new genetic information by performing a mating process and a mutation process on the remaining gene information, and a dither matrix based on the genetic information generated by the genetic algorithm processing means. The dither data output means for describing and outputting, and the dither data output means Is provided with an image processing means for performing gradation expression using the dither matrix, the image forming unit forms an image in accordance with the gradation expression in the image processing unit.

また、請求項8にかかる発明は、回転多面鏡による走査光学系を用いた電子写真方式の画像形成手段を備える画像形成装置において、前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、このディザデータ出力手段により出力された前記ディザマトリクスを用いた階調表現を行う画像処理手段と、を備え、前記画像形成手段は、前記画像処理手段における階調表現に応じて画像を形成する。   According to an eighth aspect of the present invention, in an image forming apparatus including an electrophotographic image forming unit using a scanning optical system using a rotating polygon mirror, the appearance of dots scanned and formed by each reflecting surface of the rotating polygon mirror An evaluation unit that evaluates image data generated according to the dither matrix based on the frequency; an adaptability of the dither matrix is obtained based on an evaluation result by the evaluation unit; and the dither matrix is calculated based on the obtained fitness Genetic algorithm processing means for generating new genetic information by performing a mating process and a mutation process on the remaining genetic information by deceiving genetic information describing a matrix, and the genetic algorithm processing means A dither data output means for describing and outputting a dither matrix based on the gene information generated; And an image processing means for performing gradation expression using the dither matrix that is output by the data output means, said image forming means forms an image according to the gradation representation in the image processing unit.

また、請求項9にかかる発明は、マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化方法において、前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価工程と、この評価工程による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理工程と、前記遺伝的アルゴリズム処理工程により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力工程と、を含む。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a dither matrix optimization method for performing a dither matrix optimization process in accordance with characteristics of an electrophotographic image forming means using a multi-beam. An evaluation step for evaluating the image data generated according to the dither matrix based on the appearance frequency of the dot to be calculated, and the fitness of the dither matrix is determined based on the evaluation result of the evaluation step. A genetic algorithm processing step for generating new genetic information by performing a mating process and a mutation process on the remaining genetic information based on the genetic information describing the dither matrix based on the genetic information; Describe and output a dither matrix using the gene information generated by the algorithm processing step It includes a Izadeta output step.

また、請求項10にかかる発明は、回転多面鏡による走査光学系を用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化方法において、前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価工程と、この評価工程による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理工程と、前記遺伝的アルゴリズム処理工程により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力工程と、を含む。   The invention according to claim 10 is the dither matrix optimization method for optimizing the dither matrix in accordance with the characteristics of the electrophotographic image forming means using the scanning optical system by the rotary polygon mirror. An evaluation process for evaluating image data generated according to the dither matrix based on the appearance frequency of dots scanned and formed by each reflecting surface of the mirror, and the adaptation of the dither matrix based on the evaluation result of the evaluation process Genes that generate new gene information by calculating the degree, deducting the genetic information describing the dither matrix based on the obtained fitness, and performing the mating process and the mutation process on the remaining gene information Dithering using a genetic algorithm processing step and the genetic information generated by the genetic algorithm processing step The Rikusu describes including a dither data output step of outputting.

本発明によれば、マルチビームの各ビームで光量に違いがある場合であっても、画質への影響を軽減させることができるので、画質の劣化を防ぐことができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to reduce the influence on the image quality even when there is a difference in the amount of light among the beams of the multi-beams, so that it is possible to prevent the deterioration of the image quality.

また、本発明によれば、回転多面鏡の反射面にばらつきがある場合であっても、画質への影響を軽減させることができるので、画質の劣化を防ぐことができるという効果を奏する。   In addition, according to the present invention, even when there are variations in the reflecting surface of the rotary polygon mirror, it is possible to reduce the influence on the image quality, so that the image quality can be prevented from being deteriorated.

以下に添付図面を参照して、本発明にかかるディザマトリクス最適化装置、画像形成装置およびディザマトリクス最適化方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。   Exemplary embodiments of a dither matrix optimizing apparatus, an image forming apparatus, and a dither matrix optimizing method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.

[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態を図1ないし図28に基づいて説明する。本実施の形態はディザマトリクス最適化装置を備える画像形成装置としてモノクロ画像を形成するレーザプリンタを適用した例である。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is an example in which a laser printer that forms a monochrome image is applied as an image forming apparatus including a dither matrix optimization apparatus.

[1.レーザプリンタ100の概略構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るレーザプリンタ100の概略構成を示す断面図である。図1に示すように、レーザプリンタ100では、画像が形成されるべき用紙は、本体トレイ101あるいは手差しトレイ102にセットされ、トレイ101あるいは102から給紙ローラ103にて用紙の搬送が開始される。給紙ローラ103による用紙の搬送に先立って、感光体(感光体ドラム)104が回転し、感光体104の表面は、クリーニングブレード105によってクリーニングされ、次に、帯電ローラ106で一様に帯電される。ここに、レーザ光学系ユニット107から、画像信号に従って変調されたレーザ光が露光され、現像ローラ108で現像されてトナーが付着し、これとタイミングを取って給紙ローラ103から用紙の給紙がなされる。給紙ローラ103から給紙された用紙は、感光体104と転写ローラ109とに挟まれて搬送され、これと同時に、用紙にはトナー像が転写される。転写されずに残った感光体104上のトナーは、再び、クリーニングブレード105で掻き落とされる。クリーニングブレード105の手前には、トナー濃度センサ110が設けられており、トナー濃度センサ110によって感光体104上に形成されたトナー像の濃度を測定することができる。また、トナー像が載った用紙は搬送経路にしたがって、定着ユニット111に搬送され、定着ユニット111においてトナー像は用紙上に定着される。印刷された用紙は、最後に排紙ローラ112を通って、記録面を下にしてページ順に排出される。
[1. Schematic configuration of laser printer 100]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a laser printer 100 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the laser printer 100, a sheet on which an image is to be formed is set on the main body tray 101 or the manual feed tray 102, and conveyance of the sheet is started from the tray 101 or 102 by the paper feed roller 103. . Prior to the conveyance of the sheet by the sheet feeding roller 103, the photosensitive member (photosensitive drum) 104 rotates, the surface of the photosensitive member 104 is cleaned by the cleaning blade 105, and then uniformly charged by the charging roller 106. The Here, the laser beam modulated in accordance with the image signal is exposed from the laser optical system unit 107, developed by the developing roller 108, and the toner adheres. Made. The paper fed from the paper feed roller 103 is conveyed while being sandwiched between the photosensitive member 104 and the transfer roller 109, and at the same time, a toner image is transferred to the paper. The toner on the photosensitive member 104 remaining without being transferred is scraped off again by the cleaning blade 105. A toner density sensor 110 is provided in front of the cleaning blade 105, and the density of the toner image formed on the photoreceptor 104 can be measured by the toner density sensor 110. The paper on which the toner image is placed is transported to the fixing unit 111 along the transport path, and the toner image is fixed on the paper in the fixing unit 111. The printed sheets finally pass through the paper discharge roller 112 and are discharged in page order with the recording surface down.

ここで、レーザ光学系ユニット107について図2を用いて詳述する。   Here, the laser optical system unit 107 will be described in detail with reference to FIG.

なお、レーザ光学系ユニット107には、ユニットの大きさを小さくするため、図1に示すように2枚の折り返しミラー121,122が使用されているが、図2では、簡単のため、折り返しミラー121,122の図示を省略している。   In order to reduce the size of the unit, the laser optical system unit 107 uses two folding mirrors 121 and 122 as shown in FIG. 1, but in FIG. 2, for the sake of simplicity, the folding mirror is used. Illustrations 121 and 122 are omitted.

図2に示すように、レーザ光学系ユニット107は、光源部61と、シリンドリカルレンズ62と、偏向手段としてのポリゴンミラー(回転多面鏡)63と、fθレンズ64と、トロイダルレンズ65とを有している。   As shown in FIG. 2, the laser optical system unit 107 includes a light source unit 61, a cylindrical lens 62, a polygon mirror (rotating polygonal mirror) 63 as a deflecting unit, an fθ lens 64, and a toroidal lens 65. ing.

図2に示す例では、光源部61は、4つの半導体レーザ85,86,87,88と、4つのコリメータレンズ81,82,83,84と、プリズム89とを有しており、4つの半導体レーザ85,86,87,88からの光(4つの光ビーム)を、それぞれ、対応するコリメータレンズ81,82,83,84でほぼ平行光にした後、4つの光ビームをプリズム89でおよそ縦1列にするようになっている、4ビーム方式の光学系である。   In the example shown in FIG. 2, the light source unit 61 includes four semiconductor lasers 85, 86, 87, 88, four collimator lenses 81, 82, 83, 84, and a prism 89. The lights (four light beams) from the lasers 85, 86, 87, 88 are made substantially parallel light by the corresponding collimator lenses 81, 82, 83, 84, respectively, and then the four light beams are approximately vertical by the prism 89. This is a four-beam optical system arranged in one row.

このような構成のレーザ光学系ユニット107の動作について説明する。レーザ光学系ユニット107では、光源部61において、上述したように4つの半導体レーザ85,86,87,88から出射された4本の光ビームは、それぞれ、コリメータレンズ81,82,83,84でほぼ平行光に変換され、プリズム89によって、4本の光ビームがほぼ縦1列に並ぶように合成される。これら4本のビーム束は、シリンドリカルレンズ62を通って、ポリゴンミラー63に入射する。   The operation of the laser optical system unit 107 having such a configuration will be described. In the laser optical system unit 107, the four light beams emitted from the four semiconductor lasers 85, 86, 87, 88 as described above in the light source unit 61 are collimated by the collimator lenses 81, 82, 83, 84, respectively. The light is converted into substantially parallel light, and is synthesized by the prism 89 so that the four light beams are arranged in a substantially vertical row. These four beam bundles enter the polygon mirror 63 through the cylindrical lens 62.

ポリゴンミラー63は、矢印Rの向きに回転しており、入射した4本のビーム束を水平方向(主走査方向)に走査する。   The polygon mirror 63 rotates in the direction of the arrow R, and scans the four incident beam bundles in the horizontal direction (main scanning direction).

主走査方向に走査された4本のビーム束はfθレンズ64およびトロイダルレンズ65を通って、感光体(感光体ドラム)104上を等速で走査する。なお、図1の例では、これらの光学系の途中に光路の折り返しミラー121,122が設けられている。   The four beam bundles scanned in the main scanning direction pass through the fθ lens 64 and the toroidal lens 65 and scan the photosensitive member (photosensitive drum) 104 at a constant speed. In the example of FIG. 1, optical path folding mirrors 121 and 122 are provided in the middle of these optical systems.

また、図2に示すように、主走査方向への光ビームの走査の開始側には、水平同期センサ69が配置されており、水平同期センサ69によって主走査方向の同期を取っている。水平同期センサ69は、このように画像形成領域104a外の走査開始端に設置されている。   As shown in FIG. 2, a horizontal synchronization sensor 69 is disposed on the start side of the light beam scanning in the main scanning direction, and the horizontal synchronization sensor 69 synchronizes in the main scanning direction. The horizontal synchronization sensor 69 is thus installed at the scanning start end outside the image forming area 104a.

感光体ドラム104は矢印Qの方向に回転し、感光体ドラム104上の画像形成領域104aに形成された潜像は現像器(現像ローラ)108で顕像化される。   The photosensitive drum 104 rotates in the direction of arrow Q, and the latent image formed in the image forming area 104a on the photosensitive drum 104 is visualized by a developing device (developing roller) 108.

また、このレーザプリンタ100には、図2に示すように操作パネル74が設けられている。この操作パネル74は、レーザプリンタ100の動作状態を表示したり、あるいは、動作モードや動作時のデータ設定に用いられる。   The laser printer 100 is provided with an operation panel 74 as shown in FIG. The operation panel 74 is used to display the operation state of the laser printer 100, or to set an operation mode and data during operation.

このようなレーザ光学系ユニット107には、後述するディザマトリクス最適化処理を実行するディザマトリクス最適化装置を含む画像処理手段であるビデオ制御部(ビデオ制御回路)113、LD駆動回路114が接続されており、ビデオ制御部113では、パソコンやワークステーションからの画像信号などを制御したり、あるいは、内部に保持した評価チャート(テストパターン)信号などを発生させたりするようになっている。用紙上に印字すべきデータは、インターフェース75からビデオ制御部(ビデオ制御回路)113に転送され、ビデオ制御部113でビットマップデータに変換される。ビデオ制御部113からのビットマップデータは、LD駆動回路114に与えられ、LD駆動回路114は、位相同期信号発生手段70からの水平同期信号に同期させて、ビットマップにより4つの半導体レーザ85,86,87,88を変調するようになっている。   The laser optical system unit 107 is connected to a video control unit (video control circuit) 113 and an LD drive circuit 114 which are image processing means including a dither matrix optimization device that executes a dither matrix optimization process to be described later. The video control unit 113 controls an image signal from a personal computer or a workstation, or generates an evaluation chart (test pattern) signal held inside. Data to be printed on the paper is transferred from the interface 75 to the video control unit (video control circuit) 113 and converted into bitmap data by the video control unit 113. Bitmap data from the video control unit 113 is given to the LD drive circuit 114. The LD drive circuit 114 synchronizes with the horizontal synchronization signal from the phase synchronization signal generating means 70, and the four semiconductor lasers 85, 86, 87, and 88 are modulated.

また、現像ローラ108には、バイアス回路115によって高圧バイアスがかけられており、バイアス回路115において、このバイアスをコントロールすることにより、画像の全体的な濃度を制御したりすることが可能となっている。   The developing roller 108 is applied with a high voltage bias by a bias circuit 115. By controlling the bias in the bias circuit 115, the overall density of the image can be controlled. Yes.

このようなレーザプリンタ100では、パソコンやワークステーションからの画像信号をビデオ制御部113においてディザ法により2値化し、元の画像を2値化した信号で、LD駆動回路114を駆動し、上述した電子写真プロセスによる出力エンジンにより画像を形成することが一般的に行われている。   In such a laser printer 100, an image signal from a personal computer or a workstation is binarized by the dither method in the video control unit 113, and the LD drive circuit 114 is driven with the binarized signal of the original image, and the above-described operation is performed. Generally, an image is formed by an output engine by an electrophotographic process.

[2.ディザ法の基本的事項についての説明]
ここで、ディザ法の基本的事項について簡単に説明する。レーザプリンタ100の様に、ドットの有無(2値データ)で印刷を行う画像形成装置において、ディザ法は、原画像と矩形(マトリクス)領域内に配置した閾値との大小比較により2値化を行う手法であり、比較的高速に2値画像を生成することができる。ディザ法では、N×N画素を階調再現の1つの単位として考え、それに対応するN×Nの閾値マトリクス(これをディザマトリクスという)をつくり、このディザマトリクスを一種のマスクとして原画像に重ね合わせ、各画素の濃度と対応する閾値とを比較し2値化するというものである。つまり、同じディザマトリクスを、全ての画素について繰り返し用いることにより、2値化を行うものである。なお、マトリクスの閾値配列はある規則に従っており、画質は使用するディザマトリクスの形状に大きく依存する。
[2. Explanation of basic items of dither method]
Here, the basic items of the dither method will be briefly described. In an image forming apparatus that performs printing with the presence or absence of dots (binary data) like the laser printer 100, the dither method performs binarization by comparing the size of the original image with a threshold value arranged in a rectangular (matrix) area. This is a technique for performing binary image generation at a relatively high speed. In the dither method, N × N pixels are considered as one unit for gradation reproduction, and a corresponding N × N threshold matrix (this is called a dither matrix) is created, and this dither matrix is overlaid on the original image as a kind of mask. In addition, the density of each pixel and the corresponding threshold value are compared and binarized. That is, binarization is performed by repeatedly using the same dither matrix for all pixels. The threshold arrangement of the matrix follows a certain rule, and the image quality greatly depends on the shape of the dither matrix to be used.

ところで、ディザ法の特徴として、パターンサイズが大きくなれば、表現できる階調数が増えることが一般的に知られている。例えば、ディザマトリクスパターンのパターンサイズが4×4の場合には、17階調を表現することができ、8×8の場合には、65階調を表現することができる。また、16×16の場合には、257階調まで表現することができる。   By the way, it is generally known that the number of gradations that can be expressed increases as the pattern size increases as a feature of the dither method. For example, when the pattern size of the dither matrix pattern is 4 × 4, 17 gradations can be expressed, and when it is 8 × 8, 65 gradations can be expressed. In the case of 16 × 16, up to 257 gradations can be expressed.

また、4値等の多値化を行う場合には、複数のディザ閾値と入力画素値とを2値化の場合と同様にして比較を行って多値データを出力する。つまり、一つめのディザ閾値より入力画素値が高ければ「1」、2つめのディザ閾値より入力画素値が高ければ「2」、というように各ディザマトリクスが多値化のための閾値となる。   Further, when multi-value conversion such as quaternary processing is performed, a plurality of dither threshold values and input pixel values are compared in the same manner as in the case of binarization, and multi-value data is output. In other words, each dither matrix becomes a threshold for multi-value conversion, such as “1” if the input pixel value is higher than the first dither threshold and “2” if the input pixel value is higher than the second dither threshold. .

[3.ビデオ制御部113におけるディザマトリクス最適化]
ビデオ制御部113においては、パソコンなどからの画像信号に対するディザ法による2値化が実行される。前述したように、ディザ法による階調再現処理を行う際、高い品質の出力を得るには、画像形成手段である出力エンジンの特性に合ったディザマトリクスを用いる必要がある。このためには、出力エンジンの特性に応じたディザマトリクスの最適化を行うことが必要になる。ここで、ビデオ制御部(ディザマトリクス最適化装置)113におけるディザマトリクス最適化について説明する。
[3. Dither Matrix Optimization in Video Control Unit 113]
In the video control unit 113, binarization by the dither method is performed on an image signal from a personal computer or the like. As described above, when performing gradation reproduction processing by the dither method, it is necessary to use a dither matrix that matches the characteristics of the output engine, which is an image forming means, in order to obtain high quality output. For this purpose, it is necessary to optimize the dither matrix according to the characteristics of the output engine. Here, dither matrix optimization in the video control unit (dither matrix optimization device) 113 will be described.

ビデオ制御部(ディザマトリクス最適化装置)113のディザマトリクス最適化に係る
部分は、図2に示すように、CPU部1と、遺伝的アルゴリズム処理を実行する遺伝的アルゴリズム処理手段である遺伝的アルゴリズム処理部2と、ディザマトリクスに応じて生成される画像データと出力エンジンの特性データとに基づいてディザ画像出力を求めるシミュレーション手段であるシミュレーション処理部3と、シミュレーション処理部3で形成された出力画像の電子イメージに対して評価を行う評価手段である評価値算出部4と、遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段であるディザデータ出力部5とから構成されており、CPU部1が各部を制御する構成となっている。
As shown in FIG. 2, the part relating to the dither matrix optimization of the video control unit (dither matrix optimization device) 113 includes a CPU unit 1 and a genetic algorithm which is a genetic algorithm processing means for executing genetic algorithm processing. An output image formed by the processing unit 2, a simulation processing unit 3 which is a simulation unit for obtaining a dither image output based on image data generated according to the dither matrix and output engine characteristic data, and a simulation processing unit 3 An evaluation value calculation unit 4 that is an evaluation unit that evaluates the electronic image of the image, and a dither data output unit 5 that is a dither data output unit that describes and outputs a dither matrix based on genetic information. The unit 1 is configured to control each unit.

このようなビデオ制御部(ディザマトリクス最適化装置)113の動作概略について説明する。ビデオ制御部(ディザマトリクス最適化装置)113は、概略的には、遺伝的アルゴリズムを用いてディザマトリクスを最適化する装置である。遺伝的アルゴリズムとは、淘汰、交配、突然変異という3種類の遺伝的操作を繰り返し、適応度の高い個体(遺伝子)を捜し出す手法である。このような遺伝的アルゴリズム処理は、遺伝的アルゴリズム処理部2において実行される。適応度は、各個体(遺伝子)の評価指標であり、一般に、各遺伝子の優劣をつけるための評価関数で個体毎に求められるものである。適応度の低い個体(遺伝子)は、淘汰されることになる。   An outline of the operation of the video control unit (dither matrix optimization device) 113 will be described. The video control unit (dither matrix optimization device) 113 is generally a device that optimizes a dither matrix using a genetic algorithm. The genetic algorithm is a method of searching for individuals (genes) having high fitness by repeating three kinds of genetic operations, ie, selection, mating, and mutation. Such genetic algorithm processing is executed in the genetic algorithm processing unit 2. The fitness is an evaluation index of each individual (gene), and is generally obtained for each individual using an evaluation function for assigning superiority or inferiority of each gene. Individuals (genes) with low fitness will be culled.

[3−1.遺伝的アルゴリズム処理部2の説明]
ここで、遺伝的アルゴリズム処理部2において実行される遺伝的アルゴリズム処理について説明する。
[3-1. Explanation of Genetic Algorithm Processing Unit 2]
Here, the genetic algorithm processing executed in the genetic algorithm processing unit 2 will be described.

まず、遺伝子情報とディザマトリクスとの間の変換関係について説明する。例えば、網点ディザなどの場合、そのディザマスクはセルの組み合わせで構成される。図4はそのディザにおけるセルの一例であり、おおよそひし形のセルを簡単に模式的に現したものである。なお、実際には、構成する画素数は図4に示す数よりもはるかに多いこともある。セルは複数のサブセルで構成されており、a,b,c,...,pは同一形状をしている。ここでは、図4に示すように、遺伝子情報とディザマトリクスとの間の変換関係について説明するにあたり、このようなひし形のセルを、マスが一列に並んでいるセルにある決まりに従って並べ替える。ある決まりは、例えば上から順番にでも良いし、中央から渦巻状にでも良い。以下、説明はこの一列に並べた情報に従って説明する。なお、a,b,c,...、pは同一形状で図示してあるが、異なる形状であってもよい。   First, the conversion relationship between gene information and a dither matrix will be described. For example, in the case of halftone dither, the dither mask is composed of a combination of cells. FIG. 4 shows an example of a cell in the dither, which is a simple schematic representation of a roughly rhombus cell. In practice, the number of pixels constituting the image may be much larger than the number shown in FIG. The cell is composed of a plurality of subcells, and a, b, c,. . . , P have the same shape. Here, as shown in FIG. 4, in describing the conversion relationship between the gene information and the dither matrix, such rhombus cells are rearranged according to the rules in the cells in which the cells are arranged in a line. A certain rule may be in order from the top, for example, or may be spiral from the center. Hereinafter, the description will be made according to the information arranged in this line. A, b, c,. . . , P are illustrated in the same shape, but may be in different shapes.

図5−1は、一列に並べたセルを例示的に示す模式図である。図5−1に示す一列に並べたセルは、#0〜#255までの256列用意されており、このセルを使って、0〜255階調までのドットの打たれる状態(実体)を示したものである。図5−1においては、黒く塗りつぶされた位置にドットが打たれる事を示している。ドットが打たれる画素は、階調の順序に応じて増えていき、最後に255階調で全て埋まる。なお、階調0については、通常ドットは打たれないが、出力エンジンによっては打った方が良い場合もある。   FIG. 5A is a schematic diagram illustrating cells arranged in a row. The cells arranged in a line shown in FIG. 5A are prepared in 256 columns from # 0 to # 255, and using this cell, the state (entity) of dots from 0 to 255 gradations is provided. It is shown. In FIG. 5A, it is shown that a dot is hit at a position painted black. The number of pixels to which dots are applied increases in accordance with the order of gradation, and is finally filled with 255 gradations. For gradation 0, normal dots are not hit, but it may be better to hit depending on the output engine.

一方、図5−2は、図5−1の階調間の違いに着目した情報(遺伝子情報)を示すものである。図5−1における実際の階調0と1の間ではドットが1つ増えているので、それに対応した位置に図5−2の#1のように「1」を記載する。同様に、階調1と階調2の間については、図5−2の#2のように「1」がセットされる。これを順に階調254と階調255の間のところまで繰り返す。また、図5−2の#0であるが、実際の階調としては階調(−1)と階調0との間の情報をセットするわけであるが、階調(−1)として仮想的に実態としては何もドットが打たれていない状態を想定して、図5−2の#0のデータを作成する。この状態で図5−2の1、0の集まりを見ると、水平方向には#0から#255のどこかの位置でのみ1になるのは明らかである。つまり、#1の列で「1」が存在する位置に対応するセルの位置に、階調1のときにドットを打つことを表している。階調2を表すときは、#1の列で「1」が存在する位置及び#2の列で「1」が存在する位置のそれぞれに対応するセルの位置に、ドットを打つことになる。   On the other hand, FIG. 5-2 shows information (gene information) paying attention to the difference between gradations in FIG. Since one dot is added between the actual gradations 0 and 1 in FIG. 5A, “1” is written at a position corresponding to that as shown by # 1 in FIG. Similarly, between gradation 1 and gradation 2, “1” is set as shown in # 2 in FIG. This is repeated up to a point between gradation 254 and gradation 255 in order. In addition, although it is # 0 in FIG. 5B, information between gradation (-1) and gradation 0 is set as an actual gradation, but virtual gradation (-1) is assumed to be virtual. As a matter of fact, the data of # 0 in FIG. 5-2 is created on the assumption that no dot is hit. Looking at the collection of 1 and 0 in FIG. 5-2 in this state, it is clear that the horizontal direction becomes 1 only at some position from # 0 to # 255. In other words, this indicates that dots are to be placed at the position of the cell corresponding to the position where “1” exists in the # 1 column when the gradation is 1. When the gradation 2 is expressed, dots are shot at the positions of cells corresponding to the position where “1” exists in the # 1 column and the position where “1” exists in the # 2 column.

上述したように、図5−2の#0〜#255までの256列全てで、遺伝的アルゴリズムにおける一個体の遺伝子を表すことが可能である。しかし、図5−2では、各列(#0、#1…)中のほとんどの位置が「0」で埋められている。そのため、これをこのまま遺伝子とすると遺伝的アルゴリズムの操作である交配や突然変異が有効に行われず、ほとんどの交配・突然変異処理が無駄なものになってしまう。   As described above, all 256 columns from # 0 to # 255 in FIG. 5-2 can represent one individual gene in the genetic algorithm. However, in FIG. 5B, most positions in each column (# 0, # 1...) Are filled with “0”. Therefore, if this is used as it is, the mating and mutation, which are the operations of the genetic algorithm, are not performed effectively, and most mating / mutation processes are wasted.

そこで、本実施の形態においては、上述した図5−2の1、0の集まりについて、次のように解釈の拡張をすることにする。ここで、図6は図5−1の階調間の違いに着目した情報(遺伝子情報)を解釈の拡張に対応させて示すものである。図6に示した遺伝子においては、各列(#0、#1…)の位置を左側の列(#0)から順番に右側(#255)へ読んでいき、初めに「1」が出てきた列に対応する階調において、その位置にドットが打たれることを示している。すなわち、本実施の形態においては、水平方向において複数の1が存在する時には、一番左側の「1」(ディザマトリクスの同一画素中、初めに現れた変化した画素)を有効とする。したがって、図6中の染色体K1のように途中で「1」が発生した場合であっても、本実施の形態の解釈の拡張に基づくと、図6中の染色体K1はこの遺伝子にあっては無視されることとなる。ただし、今後の世代においては交配などにより、この染色体が有効に働く効果も期待できる。そこで、本実施の形態の解釈の拡張に基づくと、#255についての全ての染色体は、必ず「1」であるとする。こうすることにより、変異や交配が起っても、必ず実体の画像の255階調目においては必ず全てのドットが埋まる状態が保証される。したがって、この図6における1、0の集まりを遺伝子として扱うことにより、ディザマトリクスの最適化を遺伝的アルゴリズムにより有効に行うことが可能となる。   Therefore, in this embodiment, the interpretation of the collection of 1 and 0 in FIG. 5-2 described above is expanded as follows. Here, FIG. 6 shows information (gene information) focusing on the difference between gradations in FIG. 5A in correspondence with expansion of interpretation. In the gene shown in FIG. 6, the position of each column (# 0, # 1...) Is read sequentially from the left column (# 0) to the right side (# 255), and “1” appears first. In the gradation corresponding to each row, it is shown that a dot is hit at that position. That is, in the present embodiment, when there are a plurality of 1s in the horizontal direction, the leftmost “1” (the changed pixel that first appears in the same pixel of the dither matrix) is validated. Therefore, even if “1” occurs in the middle like the chromosome K1 in FIG. 6, based on the expansion of the interpretation of the present embodiment, the chromosome K1 in FIG. It will be ignored. However, in future generations, it can be expected that this chromosome works effectively by mating. Therefore, based on the expanded interpretation of the present embodiment, it is assumed that all chromosomes for # 255 are always “1”. By doing so, it is guaranteed that all dots are always filled in the 255th gradation of the actual image even if mutation or mating occurs. Therefore, by treating the group of 1 and 0 in FIG. 6 as a gene, the dither matrix can be optimized effectively by a genetic algorithm.

さらに、このような1,0の集まりを遺伝子として扱うことにより、階調の反転を防止することができる。すなわち、このような1,0の集まりを遺伝子として扱うことにより、階調飛びを防止することができる。より詳細には、階調0から階調255に向かって、必ずドットが(0個以上)増える構成となるので、濃度が同じか、あるいは濃度が増えるという構成にしかならない。これによって、遺伝的アルゴリズムを使って、交配・突然変異を行う際に、どのような構成をとっても必ずドットが増える構成とすることができ、階調が反転するような致死遺伝子を生成しないので効率の良い進化が可能となる。すなわち、出来上がったディザに対して階調が絶対に反転しないという利点がある。   Further, by treating such a group of 1 and 0 as a gene, gradation inversion can be prevented. That is, gradation skipping can be prevented by treating such a group of 1 and 0 as a gene. More specifically, since the number of dots always increases (0 or more) from gradation 0 to gradation 255, the density is the same or the density increases only. As a result, when performing mating and mutation using a genetic algorithm, it is possible to make sure that the number of dots is always increased regardless of the configuration, and it is efficient because it does not generate a lethal gene that inverts the gradation. Good evolution is possible. That is, there is an advantage that the gradation is never inverted with respect to the completed dither.

逆に、遺伝子を元にディザマスクを作成することも簡単にできる。ここで、図7は遺伝子を元にしたディザマスクの作成手法を示す説明図である。図7に示すように、各列(#0、#1…)の位置を左側の列(#0)から順番に右側(#255)へ読んでいき、初めに「1」が出てきた列に対応する値をその位置の閾値としてセットする。つまり、#0で「1」になっているところについては、閾値0をセットする(S0)。次に#1で「1」になっているところについては、閾値1をセットする(S1)。次に#2で「1」になっているところについては、閾値2をセットする(S2)。以下同様にして閾値を設定するが、染色体K1のように、既に対応箇所の閾値がセットされている場合には、染色体K1は無視される。最終的にはS255において、全てのディザ閾値がセットされる。なお、256階調を生成するために必要なディザの閾値としては255有れば十分であり、上での説明のように0から255までの256レベルの閾値は必要としない。実際には閾値0は特殊な状態であり、特別な扱いがなされ、通常は1〜255までの255レベルの閾値がセットされる。   Conversely, it is easy to create a dither mask based on genes. Here, FIG. 7 is an explanatory diagram showing a method of creating a dither mask based on genes. As shown in FIG. 7, the position of each column (# 0, # 1...) Is read sequentially from the left column (# 0) to the right side (# 255), and “1” appears first. A value corresponding to is set as a threshold value for the position. That is, the threshold value 0 is set for the place where “0” is set to # 0 (S0). Next, for the place where “1” is set in # 1, a threshold value 1 is set (S1). Next, the threshold value 2 is set for the place where “1” is set in # 2 (S2). Hereinafter, the threshold value is set in the same manner. However, when the threshold value of the corresponding portion is already set as in the case of the chromosome K1, the chromosome K1 is ignored. Finally, in S255, all dither threshold values are set. Note that 255 is sufficient as a dither threshold necessary for generating 256 gradations, and a 256 level threshold from 0 to 255 is not required as described above. Actually, the threshold value 0 is a special state and is handled specially. Usually, a threshold value of 255 level from 1 to 255 is set.

次に、この遺伝子の初期化方法について説明する。遺伝子の初期化の方法は、乱数によって初期化する方法や、入力された初期値により初期化する方法がある。入力する初期値として、あらかじめ作成しておいたディザマトリクスを入力し、そこから最適化を進めることも可能である。   Next, a method for initializing this gene will be described. There are two methods for gene initialization: initialization using random numbers and initialization using input initial values. It is also possible to input a dither matrix created in advance as an initial value to be input, and to proceed with optimization from there.

続いて、遺伝的アルゴリズムにおける交配の方法について説明する。遺伝的アルゴリズムにおける交配は、個体に対する遺伝子操作の一つで、個体群の中から特定の遺伝子対を選び、その特定の部分を入れ換える操作を言う。   Subsequently, a method of mating in the genetic algorithm will be described. Crossing in the genetic algorithm is one of genetic operations on individuals, and refers to an operation of selecting a specific gene pair from an individual group and exchanging that specific portion.

図8は、遺伝的アルゴリズムにおける交配の方法の一例を示す説明図である。なお、染色体は0か1のどちらかの値が入っているが、この図8では省略する。図8に示す例では、2つの個体A0,A1が有るとする。この2つの個体A0,A1に対して交配を行わせるときには、まず交配位置を決定することになる。交配位置の決定手法は、乱数を発生させてランダムに位置を設定するものである。図8に示す例においては、交配位置(ディザマトリクスの階調に対応した位置)を1箇所決めて交配する場合を示している。交配位置が決まると、個体A0の染色体P01,P02を個体A1の染色体P11,P12に対して交配させることにより、下記に示す新しい個体A0´,A1´
A0´=P01+P12
A1´=P11+P02
が生成される。もし、個体A0,A1の評価があまり良くなくても、個体A0のP01の部分の情報と、個体A1のP12の部分の情報とが共に優れているものならば、生成される個体A0´はすばらしい評価値を得られることになる。このように交配を行わせることにより、遺伝的アルゴリズムによる進化を高速に進められるという効果を生む。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a mating method in the genetic algorithm. The chromosome has a value of either 0 or 1, which is omitted in FIG. In the example shown in FIG. 8, it is assumed that there are two individuals A0 and A1. When mating the two individuals A0 and A1, the mating position is first determined. The method for determining the mating position is to randomly generate a random number and set the position. The example shown in FIG. 8 shows a case where the mating position (position corresponding to the gradation of the dither matrix) is determined at one place and mated. Once the mating position is determined, the individual A0's chromosomes P01 and P02 are mated to the individual A1's chromosomes P11 and P12.
A0 '= P01 + P12
A1 '= P11 + P02
Is generated. Even if the evaluation of the individuals A0 and A1 is not so good, if the information of the P01 portion of the individual A0 and the information of the P12 portion of the individual A1 are both excellent, the generated individual A0 ′ is An excellent evaluation value can be obtained. By performing the mating in this way, an effect is achieved that the evolution by the genetic algorithm can be advanced at high speed.

ここで、別の交配の方法について説明する。図9は、遺伝的アルゴリズムにおける交配の方法の別の一例を示す説明図である。図9に示す例は、セル上の交配を行わせるものである。なお、染色体は0か1のどちらかの値が入っているが、この図9では省略する。図9に示す例では、2つの個体A0とA1とが有るとする。この2つの個体A0,A1に対して交配を行わせるときには、まず交配位置を決定することになる。交配位置の決定手法は、乱数を発生させてランダムに位置を設定するものである。図9に示す例においては、交配位置(ディザマトリクスの画素の位置)を2箇所決めて交配する場合を示している。交配位置が決まると、個体A0の染色体P01,P02,P03を個体A1の染色体P11,P12,P13に対して交配させることにより、下記に示す新しい個体A0´,A1´
A0´=P01+P12+P03
A1´=P11+P02+P13
が生成される。もし、個体A0,A1の評価があまり良くなくても、個体A0のP01,P03の部分の情報と、個体A1のP12の部分の情報が共に優れているものならば、生成される個体A0´はすばらしい評価値を得られることになる。このように交配を行わせることにより、遺伝的アルゴリズムによる進化を高速に進められる効果を生む。
Here, another method of mating will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram showing another example of the method of mating in the genetic algorithm. In the example shown in FIG. 9, mating on a cell is performed. In addition, although the value of either 0 or 1 is contained in the chromosome, it is omitted in FIG. In the example shown in FIG. 9, it is assumed that there are two individuals A0 and A1. When mating the two individuals A0 and A1, the mating position is first determined. The method for determining the mating position is to randomly generate a random number and set the position. The example shown in FIG. 9 shows a case where two mating positions (dither matrix pixel positions) are determined and mated. Once the mating position is determined, the new individuals A0 ′, A1 ′ shown below are obtained by mating the chromosomes P01, P02, P03 of the individual A0 with the chromosomes P11, P12, P13 of the individual A1.
A0 '= P01 + P12 + P03
A1 ′ = P11 + P02 + P13
Is generated. Even if the evaluation of the individuals A0 and A1 is not so good, if the information on the P01 and P03 portions of the individual A0 and the information on the P12 portion of the individual A1 are both excellent, the generated individual A0 ′ Will get a great rating. By performing the mating in this way, the effect of being able to advance the evolution by the genetic algorithm at high speed is produced.

次に、遺伝的アルゴリズムにおける変異の方法について説明する。遺伝的アルゴリズムにおける変異は、個体に対する遺伝子操作の一つで、遺伝子情報の一部をある確率で変化させることである。このように突然変異を起こすことによって、個体群が局所安定に陥りにくくなる。   Next, the mutation method in the genetic algorithm will be described. Mutation in the genetic algorithm is one of genetic operations on individuals, and changes a part of genetic information with a certain probability. By causing mutations in this way, the population is less likely to fall into local stability.

ここで、図10は遺伝的アルゴリズムにおける変異の方法の一例を示す説明図である。図10に示す例は、変異させる箇所を例えば乱数などを使って選び、その位置の情報を1と0と交換してしまう方法である。このような変異により、突然変異の個体を生じさせ、遺伝的アルゴリズムによる進化を変化させる効果を生む。   Here, FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a mutation method in the genetic algorithm. The example shown in FIG. 10 is a method of selecting a location to be mutated using, for example, a random number and exchanging the position information with 1 and 0. Such mutations produce mutant individuals and produce the effect of changing the evolution by genetic algorithms.

ここで、別の変異の方法について説明する。図11は、遺伝的アルゴリズムにおける変異の方法の別の一例を示す説明図である。図11に示す例は、変異させる情報「1」の染色体を例えば乱数などを使って選び、その情報を水平方向に移動させてしまう方法である。このような変異により、突然変異の個体を生じさせ、遺伝的アルゴリズムによる進化を変化させる効果を生む。   Here, another method of mutation will be described. FIG. 11 is an explanatory diagram showing another example of a mutation method in the genetic algorithm. The example shown in FIG. 11 is a method of selecting a chromosome of information “1” to be mutated using, for example, a random number and moving the information in the horizontal direction. Such mutations produce mutant individuals and produce the effect of changing the evolution by genetic algorithms.

[3−2.シミュレーション処理部3の説明]
次に、シミュレーション処理部3について説明する。図12は、シミュレーション処理部3の処理概要を示す説明図である。図12に示すように、シミュレーション処理部3は、画像処理の結果としての画像データと出力エンジンの特性データをセットすると、出力画像の電子イメージ(ディザ画像出力)が作成されるようになっている。例えば、ディザマトリクスの最適化の場合、画像処理の結果としての画像データ(ディザ画像出力)としては、階調0〜階調255までの階調パッチを画像処理したときの結果のビットマップ情報となる。シミュレーション処理部3として、例えばポリゴンスキャナを用いたレーザ光学系ユニット107を備える電子写真方式のレーザプリンタ100をシミュレーションするものであれば、これにその出力エンジン特性情報を合わせて与えると、例えば感光体104上に形成される電位情報から出力画像の電子イメージ(ディザ画像出力)を形成する。また、シミュレーション処理部3としては、最終的なトナーの付着情報までシミュレーションするものであってもよい。あるいは、シミュレーション処理部3としては、楕円のドットを打ち、これをフィルタ処理することにより、出力画像の電子イメージ(ディザ画像出力)を作るものであっても良い。
[3-2. Description of Simulation Processing Unit 3]
Next, the simulation processing unit 3 will be described. FIG. 12 is an explanatory diagram showing an outline of processing of the simulation processing unit 3. As shown in FIG. 12, when the simulation processing unit 3 sets image data as a result of image processing and output engine characteristic data, an electronic image (dithered image output) of the output image is created. . For example, in the case of optimization of a dither matrix, image data (dither image output) as a result of image processing includes bitmap information obtained as a result of image processing of gradation patches from gradation 0 to gradation 255. Become. If the simulation processing unit 3 simulates the electrophotographic laser printer 100 including the laser optical system unit 107 using, for example, a polygon scanner, the output engine characteristic information is given to the simulation processing unit 3, for example, a photoconductor An electronic image (dithered image output) of the output image is formed from the potential information formed on 104. Further, the simulation processing unit 3 may simulate the final toner adhesion information. Alternatively, the simulation processing unit 3 may create an electronic image (dithered image output) of an output image by hitting an elliptical dot and filtering it.

[3−3−1.評価値算出部4の説明]
次に、評価値算出部4について説明する。図13は、評価値算出部4における処理の一例を示す説明図である。図13に示すように、評価値算出部4は、階調毎のビットマップ情報(a)に基づいてシミュレーション処理部3で形成された出力画像の電子イメージ(ディザ画像出力)(b)に対して、個別の評価や総合評価値の算出(c)を行う。より詳細には、評価値算出部4は、図14に示すように、シミュレーション処理部3で形成された出力画像の電子イメージに対して、画質の評価を行い、それを評価値として算出するものである。
[3-3-1. Description of Evaluation Value Calculation Unit 4]
Next, the evaluation value calculation unit 4 will be described. FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of processing in the evaluation value calculation unit 4. As shown in FIG. 13, the evaluation value calculation unit 4 performs an electronic image (dither image output) (b) of the output image formed by the simulation processing unit 3 based on the bitmap information (a) for each gradation. Then, individual evaluation and calculation (c) of the comprehensive evaluation value are performed. More specifically, as shown in FIG. 14, the evaluation value calculation unit 4 evaluates the image quality of the electronic image of the output image formed by the simulation processing unit 3 and calculates it as an evaluation value. It is.

ここで、図15はガンマ特性を現したもので、横軸が階調レベルの0〜255であり、縦軸がシミュレーション結果の濃度情報である。たとえば、このガンマ特性が直線になるほうが良いとすると、図15には直線からのずれがあるので、このずれ量をシミュレーション処理部3で形成された出力画像の電子イメージに対する画質評価の評価値として算出することになる。   Here, FIG. 15 shows the gamma characteristic, the horizontal axis is the gradation level of 0 to 255, and the vertical axis is the density information of the simulation result. For example, if it is better that the gamma characteristic is a straight line, since there is a deviation from the straight line in FIG. 15, this deviation amount is used as an evaluation value for image quality evaluation for the electronic image of the output image formed by the simulation processing unit 3. Will be calculated.

また、図16は空間周波数特性を1次元グラフに現したもので、横軸が空間周波数、縦軸がそのパワーとなっている。なお、パワーには人間の目の特性(VTF特性)を乗じているため、高周波になるほど、パワーが減衰している。このような図16の面積の情報が目で見たときの粒状性(ザラツキ感)に相当するので、この面積情報を評価値として用いることにより、粒状性(ザラツキ感)の少ないディザを探索することができる。   FIG. 16 shows the spatial frequency characteristic in a one-dimensional graph. The horizontal axis represents the spatial frequency and the vertical axis represents the power. Since the power is multiplied by the characteristics of the human eye (VTF characteristics), the power is attenuated as the frequency becomes higher. Since the area information in FIG. 16 corresponds to the graininess (graininess) when visually observed, a dither with less graininess (graininess) is searched by using this area information as an evaluation value. be able to.

一方、図17は評価値算出部4における処理の別の一例を示す説明図である。図17に示すように、評価値算出部4は、シミュレーション前のビットマップ情報(a)に対して評価を行っても良い。より詳細には、シミュレーション前のビットマップ情報(a)に対して、デジタル的な周囲長(以下、デジタル周囲長という)計算(b)を適用する方式である。デジタル周囲長とは、図18に示すように、元画像であるビットマップ情報(図17参照)に対する周囲長を計算したものである。   On the other hand, FIG. 17 is an explanatory diagram showing another example of processing in the evaluation value calculation unit 4. As illustrated in FIG. 17, the evaluation value calculation unit 4 may perform evaluation on the bitmap information (a) before simulation. More specifically, the digital perimeter (hereinafter referred to as digital perimeter) calculation (b) is applied to the bitmap information (a) before simulation. As shown in FIG. 18, the digital perimeter is obtained by calculating a perimeter for bitmap information (see FIG. 17) that is an original image.

このようにして算出されたデジタル周囲長を評価値に含めることにより、電子写真方式に適したディザマトリクスが生成される点について説明する。ここで、図19は2種類の3画素のドットの集合により表現された網点である網点ドットパターンを示す説明図である。各正方形の画素の1辺を長さ1とおくと、(a)は12、(b)は8となって、(b)の周囲長のほうが短い。すなわち、(b)の点線の部分のようにお互いに結合している部分がある方の周囲長が短くなる。ここで、ディザが適用される電子写真方式においては、離散的なドットよりも、結合したドットのほうが安定なドットが形成されるということが従来から知られている。すなわち、解像度600dpiや、1200dpiなどの電子写真方式の出力エンジンでは、孤立した1ドットによる露光では、トナーを安定して付着させるのに十分な電位が確保できず、そのため、トナーの付着(つまりは用紙上の反射濃度)が不安定になってしまう。これは、一般ユーザにとっては画質が劣化していると認識されるので好ましくない。そこで、周囲長が少ないことを評価に加えると、ドットを集める方が良好な評価点になるので、簡単な計算のみでドットを集めた遺伝子の評価が良い(ドットを集めない電子写真方式の出力エンジンにとっては無駄な遺伝子を次の世代に残すことが少なくなる)という結果を導くことができる。つまり、周囲長計算結果を評価値に含めると、ドットの集まりやすさが向上するという効果が発揮される。   The point that a dither matrix suitable for the electrophotographic method is generated by including the digital perimeter calculated in this way in the evaluation value will be described. Here, FIG. 19 is an explanatory diagram showing a halftone dot pattern which is a halftone dot expressed by a set of two types of three-pixel dots. If one side of each square pixel has a length 1, (a) is 12, (b) is 8, and the peripheral length of (b) is shorter. That is, the perimeter of the portion where the portions are connected to each other like the dotted line portion of (b) is shortened. Here, in an electrophotographic system to which dither is applied, it has been conventionally known that a dot that is more stable is formed by a combined dot than by a discrete dot. That is, in an electrophotographic output engine such as a resolution of 600 dpi or 1200 dpi, exposure with one isolated dot cannot secure a sufficient potential to stably attach toner, and therefore toner adhesion (that is, The reflection density on the paper becomes unstable. This is not preferable for general users because it is recognized that the image quality is deteriorated. Therefore, if the short circumference is added to the evaluation, it is better to collect dots, so the evaluation of genes that collect dots by simple calculation is good (output of electrophotographic method that does not collect dots) For engines, it is less likely to leave unnecessary genes in the next generation). That is, when the calculation result of the peripheral length is included in the evaluation value, an effect of improving the ease of collecting dots is exhibited.

[3−3−2.評価値算出部4の別の説明]
次に、評価値算出部4における処理の別の一例について説明する。評価値算出部4は、シミュレーション前のビットマップ情報(図13(a)参照)に対して評価を行っても良い。より詳細には、シミュレーション前のビットマップ情報(図13(a)参照)に対して、使用するマルチビームレーザの#0,#1,#2,#3毎のデジタル的な使用頻度を計算して適用する方式である。図20に示すように、レーザビームは、LD0、LD1、LD2、LD3(半導体レーザ85,86,87,88)の順で順に走査される。したがって、セル(あるいはサブセル)の構成要素である画素がどのLD(半導体レーザ85,86,87,88)で走査されるかが決まる。
[3-3-2. Another Description of Evaluation Value Calculation Unit 4]
Next, another example of processing in the evaluation value calculation unit 4 will be described. The evaluation value calculation unit 4 may evaluate the bitmap information before the simulation (see FIG. 13A). More specifically, the digital usage frequency for each of the multi-beam lasers # 0, # 1, # 2, and # 3 to be used is calculated with respect to the bitmap information before the simulation (see FIG. 13A). This method is applied. As shown in FIG. 20, the laser beam is sequentially scanned in the order of LD0, LD1, LD2, and LD3 (semiconductor lasers 85, 86, 87, and 88). Accordingly, it is determined which LD (semiconductor lasers 85, 86, 87, 88) is used to scan the pixels that are the constituent elements of the cell (or subcell).

ここで、図21を参照しつつ評価値算出について詳細に説明する。まず、図21(a)に示すように、遺伝子をソートして、レーザビーム毎に分ける。これは、説明の都合上ソートしているだけであって、以下の使用頻度の計算ができるならば、特にソートする必要はない。   Here, the evaluation value calculation will be described in detail with reference to FIG. First, as shown in FIG. 21A, the genes are sorted and divided for each laser beam. This is only sorted for convenience of explanation, and if the following usage frequency can be calculated, it is not necessary to sort in particular.

次に、図21(b)に示すように、濃度方向を複数のエリアに区分した後、図21(c)に示すように、その中で階調変化に寄与している遺伝子1の数をカウントし、表を作る。   Next, as shown in FIG. 21B, after dividing the concentration direction into a plurality of areas, as shown in FIG. 21C, the number of genes 1 contributing to the gradation change is determined. Count and make a table.

続いて、図21(d)に示すように、濃度エリア毎に使用頻度が多いか少ないかを判断していき、濃度エリア毎に偏りの程度を算出する。偏りの算出には、一般に統計で用いられる検定の方法を用いても良いし、単に濃度エリア毎の平均値から各LDの使用個数のズレの積算でも良い。そして、濃度エリア毎に算出された偏りの算出値を全濃度方向に積算して、LDの使用頻度(ビームの出現頻度)の偏りの評価値とする。この偏りが少ないほど良好な評価を遺伝子に与える。   Subsequently, as shown in FIG. 21D, it is determined whether the frequency of use is high or low for each density area, and the degree of bias is calculated for each density area. For the calculation of the bias, a test method generally used in statistics may be used, or the deviation of the number of used LDs may be simply accumulated from the average value for each density area. Then, the calculated bias value calculated for each density area is integrated in all density directions to obtain an evaluation value of the bias of the LD usage frequency (beam appearance frequency). The less this bias, the better the gene is given.

このようにして算出されたLDの使用頻度(ビームの出現頻度)の偏りの評価値を評価値に含めることにより、電子写真方式に適したディザマトリクスが生成される点について説明する。ここで、図22は5画素からなるドットが、LD0、LD1、LD2、LD3によって形成される場合を示す。図22(a)に示す2つのドットは、どちらも5画素から成っている。ここで、LD1の光量がLD1、LD2、LD3よりも多いとすると、トナーは図22(b)に示すように付着し、ミクロ的には2つのドットは濃度が異なることになる。しかしながら、濃度ブロック毎にLDの使用頻度(ビームの出現頻度)がほぼ同一になるように評価値を導入しているので、図22(b)に示すようなトナー像の濃度のばらつきは、マクロ的に見ればほぼ均一となって、レーザの使用頻度を考慮しない場合にくらべて、格段に画質の劣化が抑えられるという効果が発揮される。   The point that a dither matrix suitable for the electrophotographic method is generated by including the evaluation value of the bias of the LD usage frequency (beam appearance frequency) calculated in this way in the evaluation value will be described. Here, FIG. 22 shows a case where a dot consisting of five pixels is formed by LD0, LD1, LD2, and LD3. Each of the two dots shown in FIG. 22A is composed of five pixels. Here, assuming that the amount of light of LD1 is larger than that of LD1, LD2, and LD3, the toner adheres as shown in FIG. 22B, and the two dots have different densities microscopically. However, since the evaluation values are introduced so that the LD use frequency (beam appearance frequency) is substantially the same for each density block, the density variation of the toner image as shown in FIG. From the standpoint of viewing, the image quality is almost uniform, and the image quality can be significantly prevented from degrading compared to the case where the frequency of laser use is not taken into consideration.

なお、本実施の形態においては、各LDについて使用頻度(ビームの出現頻度)の偏りの有無のみを問題にしているため、図20において、LDがLD0、LD1、LD2、LD3、LD0...の順で使用されても、LD2、LD3、LD0、LD1、LD2...の順で使用されても、発明の効果には影響しないことは明らかである。   In this embodiment, since only the presence / absence of uneven usage frequency (appearance frequency of beam) is considered for each LD, in FIG. 20, LD is LD0, LD1, LD2, LD3, LD0. Obviously, even if used in the order of LD2, LD3, LD0, LD1, LD2,..., The effect of the invention is not affected.

[3−4.ディザマトリクス最適化処理の流れ]
次に、ビデオ制御部(ディザマトリクス最適化装置)113におけるディザマトリクス最適化に関する一連の処理動作について説明する。図23は、ディザマトリクス最適化処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
[3-4. Flow of dither matrix optimization process]
Next, a series of processing operations related to dither matrix optimization in the video control unit (dither matrix optimization device) 113 will be described. FIG. 23 is a flowchart schematically showing the flow of dither matrix optimization processing.

図23に示すように、まず遺伝子情報を初期化し、第0世代の遺伝子を与える(ステップS1)。この遺伝子は、乱数で生成するようにしても良いし、あるいは、従来のディザマスクを元に生成させるようにしても良い。乱数で初期値を発生させると、当初の遺伝子の探索空間を広く取ることができるという効果があるし、また、従来のディザマスクを元に生成すると、探索空間は狭くなるが、特性の良いディザを高速に求めることが可能となるという効果がある。   As shown in FIG. 23, first, gene information is initialized to give a 0th generation gene (step S1). This gene may be generated by a random number or may be generated based on a conventional dither mask. Generating initial values with random numbers has the effect of broadening the initial gene search space, and generating it based on the conventional dither mask narrows the search space, but has good characteristics. The effect is that it is possible to obtain the above at high speed.

次に、遺伝子情報をディザマスクに変換し(ステップS2)、各レベルすなわち階調0〜階調255におけるディザ出力のパッチのビットマップ画像を作成する(ステップS3)。ここで、評価値として、デジタル状態で評価できるものをまず評価する(ステップS4)。例えば、前述したデジタル周囲長やLDの使用頻度の偏りなどは、この段階で評価値が算出される。   Next, the genetic information is converted into a dither mask (step S2), and a bitmap image of a patch of dither output at each level, that is, gradation 0 to gradation 255 is created (step S3). Here, first, evaluation values that can be evaluated in a digital state are evaluated (step S4). For example, evaluation values are calculated at this stage for the above-mentioned digital perimeter and bias in the usage frequency of LDs.

続くステップS5では、シミュレーション画像を作成する。本実施の形態では、ある電子写真方式の出力エンジンをシミュレートするため、用紙上のトナーの付着状況が電子画像として得られる。   In the subsequent step S5, a simulation image is created. In this embodiment, since an electrophotographic output engine is simulated, the toner adhesion state on the paper is obtained as an electronic image.

このようにして作成された各パッチの電子イメージ(シミュレーション画像)に対して、評価値を算出する(ステップS6)。例えば、1つのパッチの明度や、1つのパッチの粒状性(ザラツキ度)が数値で表現される。その後、各評価値をまとめて、総合評価値を算出する(ステップS7)。   An evaluation value is calculated for the electronic image (simulation image) of each patch created in this way (step S6). For example, the brightness of one patch and the granularity (roughness) of one patch are expressed by numerical values. Thereafter, the evaluation values are put together to calculate a comprehensive evaluation value (step S7).

以上のステップS2〜ステップS7は、1つの世代には複数の遺伝子があるため、全遺伝子についての処理が終了した判断されるまで(ステップS8のY)、繰り返される。   The above steps S2 to S7 are repeated until it is determined that the processing for all genes has been completed (Y in step S8) because there are a plurality of genes in one generation.

全遺伝子についての処理が終了したと判断された場合には(ステップS8のY)、ステップS9に進み、進化が終了したかどうかを判断する。これは、ステップS7で算出した総合評価値の値で判断され、当初の目標値に至った場合には進化終了となるし、あるいは、タイムオーバーや世代オーバーにより進化を打ち切ることもある。   If it is determined that the processing for all genes has been completed (Y in step S8), the process proceeds to step S9 to determine whether or not evolution has been completed. This is determined based on the value of the comprehensive evaluation value calculated in step S7. When the initial target value is reached, the evolution ends, or the evolution may be terminated due to time over or generation over.

進化が終了したと判断した場合には(ステップS9のY)、ディザテーブルを出力して(ステップS15)、処理を終了する。本実施の形態では、最良のものから3種類までのディザテーブルを出力する。実際に3種類のディザで出力して、そのなかからディザを選ぶことも可能だし、一番良いものだけをそのまま出力エンジンに適用してもよい。   If it is determined that the evolution has ended (Y in step S9), a dither table is output (step S15), and the process ends. In the present embodiment, the dither table from the best to three types is output. It is possible to actually output with three types of dither, and select a dither from among them, or just apply the best one as it is to the output engine.

一方、まだ進化が終了していないと判断した場合には(ステップS9のN)、ステップS10へ進み、淘汰遺伝子の判定をする。本実施の形態では、ステップS7で求めた総合評価値に基づいて適応度を求め、全体の遺伝子から適応度が低いほうの20%を淘汰するようにしている。   On the other hand, when it is determined that the evolution has not been completed yet (N in step S9), the process proceeds to step S10 to determine the sputum gene. In the present embodiment, the fitness is obtained based on the comprehensive evaluation value obtained in step S7, and 20% of the lower fitness is selected from the whole gene.

続くステップS11において、実際の淘汰が行われる。すなわち、複数の遺伝子のうち、全体の20%個の遺伝子をメモリ上から削除する。   In the following step S11, actual dredging is performed. That is, of the plurality of genes, 20% of all genes are deleted from the memory.

次に、削除された個体を補うため、交配処理(ステップS12)と突然変異処理(ステップS13)とが行われる。本実施の形態では、失われた20%のうち半分を交配処理で生成し、残り半分を突然変異処理によって生成している。   Next, in order to compensate for the deleted individual, a mating process (step S12) and a mutation process (step S13) are performed. In the present embodiment, half of the lost 20% is generated by the mating process, and the remaining half is generated by the mutation process.

その後、致死遺伝子が発生しているか否かのチェックを行い(ステップS14のY)、致死遺伝子が発生している場合には(ステップS14のY)、突然変異処理(ステップS13)をやり直す。   Thereafter, it is checked whether or not a lethal gene has been generated (Y in step S14). If a lethal gene has been generated (Y in step S14), the mutation process (step S13) is performed again.

さて、評価関数としてLDの使用頻度(ビームの出現頻度)の偏りを使うことについてはすでに説明したが、このとき、各個体でのLD0、LD1、LD2、LD3やその濃度ブロックに応じてLDの使用頻度(ビームの出現頻度)を算出しているので、この情報を用いることにより、さらに効率的な変異や交配が可能となる。   Now, the use of the bias of the LD usage frequency (beam appearance frequency) as the evaluation function has already been described. At this time, depending on the LD0, LD1, LD2, LD3 and the density block of each individual, Since the use frequency (appearance frequency of the beam) is calculated, using this information enables more efficient mutation and mating.

まず、LDの使用頻度(ビームの出現頻度)の情報を変異に使うことについて説明する。前述した図11においてはドットの発生レベルをずらしているが、この部分にLDの使用頻度(ビームの出現頻度)の情報を使う。すなわち、LDの使用頻度(ビームの出現頻度)の多いところの“1”をLDの使用頻度(ビームの出現頻度)の少ないところに移すことにより、効率的な変異を与えるものである。図24は、そのための変異元/変異先を乱数により決定するための発生確率をあらわしたものである。使用頻度が多い濃度ブロックに対して変異元の発生確率を多くして(図24(a)参照)、使用頻度が少ない濃度ブロックに対して変異先の発生確率を大きくする(図24(b)参照)。図25は、このような変異処理の流れを示すフローチャートである。図25に示すように、遺伝子のLD0〜3に対する発生頻度表を得て(ステップS21)、変異元発生確率を変更し(ステップS22)、乱数を発生させて変更元を選ぶ(ステップS23)。また、変異先発生確率を変更し(ステップS24)、乱数を発生させて変更先を選び(ステップS25)、変異を実行する(ステップS26)。このような手順で変異が処理されることにより、LDの使用頻度(ビームの出現頻度)が効果的に一様化されるという効果をもつ。   First, the use of LD usage frequency (beam appearance frequency) information for mutation will be described. In FIG. 11 described above, the dot generation level is shifted, but information on the use frequency of the LD (appearance frequency of the beam) is used in this portion. That is, an efficient mutation is given by moving “1” where the LD usage frequency (beam appearance frequency) is high to a location where the LD usage frequency (beam appearance frequency) is low. FIG. 24 shows the occurrence probability for determining the mutation source / mutation destination for that by random numbers. Increasing the occurrence probability of the mutation source for the density block having a high use frequency (see FIG. 24A) and increasing the occurrence probability of the mutation destination for the concentration block having a low use frequency (FIG. 24B). reference). FIG. 25 is a flowchart showing the flow of such a mutation process. As shown in FIG. 25, an occurrence frequency table for genes LD0 to LD3 is obtained (step S21), the mutation source occurrence probability is changed (step S22), a random number is generated, and the change source is selected (step S23). Further, the mutation destination occurrence probability is changed (step S24), a random number is generated to select the change destination (step S25), and the mutation is executed (step S26). By processing the mutation in such a procedure, there is an effect that the use frequency of the LD (appearance frequency of the beam) is effectively equalized.

続いて、LDの使用頻度(ビームの出現頻度)の情報を交配に使うことについて説明する。図26は、遺伝的アルゴリズムにおける交配の方法の一例を示す説明図である。なお、染色体は0か1のどちらかの値が入っているが、この図26では省略する。図26に示す例では、2つの個体A0,A1が有るとする。この2つの個体A0,A1に対して交配を行わせるときには、まず交配位置を決定することになる。交配位置の決定手法は、乱数を発生させてランダムに位置を設定するものである。図26に示す例においては、交配位置(前述した濃度レベルに対応した位置)を1箇所決めて交配する場合を示している。交配位置を決めるに当たっては、乱数で選択するわけであるが、前述したドットの発生頻度情報を乱数発生時に考慮させる。交配位置が決まると、個体A0の染色体P01,P02を個体A1の染色体P11,P12に対して交配させることにより、下記に示す新しい個体A0´,A1´
A0´=P01+P12
A1´=P11+P02
が生成される。もし、個体A0,A1の評価があまり良くなくても、個体A0のP01の部分の情報と、個体A1のP12の部分の情報とが共に優れているものならば、生成される個体A0´はすばらしい評価値を得られることになる。このように交配を行わせることにより、遺伝的アルゴリズムによる進化を高速に進められるという効果を生む。
Next, the use of LD usage frequency (beam appearance frequency) information for mating will be described. FIG. 26 is an explanatory diagram showing an example of a mating method in the genetic algorithm. In addition, although the value of either 0 or 1 is contained in the chromosome, it is omitted in FIG. In the example shown in FIG. 26, it is assumed that there are two individuals A0 and A1. When mating the two individuals A0 and A1, the mating position is first determined. The method for determining the mating position is to randomly generate a random number and set the position. In the example shown in FIG. 26, a case is shown in which one mating position (position corresponding to the above-described density level) is determined and mated. In determining the mating position, selection is made with a random number, but the above-described dot occurrence frequency information is taken into consideration when the random number is generated. Once the mating position is determined, the individual A0's chromosomes P01 and P02 are mated to the individual A1's chromosomes P11 and P12.
A0 '= P01 + P12
A1 '= P11 + P02
Is generated. Even if the evaluation of the individuals A0 and A1 is not so good, if the information of the P01 portion of the individual A0 and the information of the P12 portion of the individual A1 are both excellent, the generated individual A0 ′ is An excellent evaluation value can be obtained. By performing the mating in this way, an effect is achieved that the evolution by the genetic algorithm can be advanced at high speed.

このように本実施の形態によれば、ディザマトリクスに応じて生成される画像データと出力エンジンの特性データとに基づいて求めたディザ画像出力に対する画質の評価を行ない、この評価結果に基づき求めたディザマトリクスの適応度に基づいて遺伝的アルゴリズム処理を実行し、生成した遺伝子情報によりディザマトリクスを出力する。これにより、パターンサイズに関わらず遺伝的アルゴリズムを用いたディザマトリクスの最適化処理を行なうことができる。   As described above, according to the present embodiment, the image quality is evaluated with respect to the dither image output obtained based on the image data generated according to the dither matrix and the output engine characteristic data, and obtained based on the evaluation result. Genetic algorithm processing is executed based on the fitness of the dither matrix, and a dither matrix is output based on the generated gene information. This makes it possible to perform dither matrix optimization processing using a genetic algorithm regardless of the pattern size.

また、本実施の形態によれば、マルチビームの各ビームで光量に違いがある場合であっても、画質への影響を軽減させることができるので、画質の劣化を防ぐことができる。   In addition, according to the present embodiment, even when there is a difference in the amount of light among the multi-beams, the influence on the image quality can be reduced, so that the deterioration of the image quality can be prevented.

なお、本実施の形態においては、評価関数としてLDの使用頻度(ビームの出現頻度)の偏りを用いることにより、LDの使用頻度(ビームの出現頻度)の均一化を図ることについて説明したが、同様にして、ポリゴンミラー63の反射面に対しても同じ方法で使用頻度の均一化を図ることが可能である。これにより、ポリゴンミラー63の反射面によって走査形成されるドットの出現頻度を均一化することが可能となり、ポリゴンミラー63の反射面の反射率の違いによるムラを防ぐことができる。   In the present embodiment, it has been described that the use frequency of the LD (beam appearance frequency) is made uniform by using the bias of the LD use frequency (beam appearance frequency) as the evaluation function. Similarly, it is possible to make the frequency of use uniform on the reflecting surface of the polygon mirror 63 by the same method. Thereby, it is possible to make the appearance frequency of dots scanned and formed by the reflection surface of the polygon mirror 63 uniform, and to prevent unevenness due to the difference in reflectance of the reflection surface of the polygon mirror 63.

図27は、セル(あるいはサブセル)に対するレーザビームの走査を示す説明図である。図27に示すように、6面ポリゴンの場合、F0,F1,...,F5でポリゴンミラー63の反射面は構成される。   FIG. 27 is an explanatory diagram showing scanning of a laser beam with respect to a cell (or a subcell). As shown in FIG. 27, in the case of a 6-sided polygon, F0, F1,. . . , F5 constitute the reflecting surface of the polygon mirror 63.

ここで、図28を参照しつつ評価値算出について詳細に説明する。まず、図28(a)に示すように、遺伝子をソートして、ポリゴンミラー63の反射面毎に分ける。これは、説明の都合上ソートしているだけであって、以下の使用頻度の計算ができるならば、特にソートする必要はない。   Here, the evaluation value calculation will be described in detail with reference to FIG. First, as shown in FIG. 28A, the genes are sorted and divided for each reflection surface of the polygon mirror 63. This is only sorted for convenience of explanation, and if the following usage frequency can be calculated, it is not necessary to sort in particular.

次に、図28(b)に示すように、濃度方向を複数のエリアに区分した後、図28(c)に示すように、その中で階調変化に寄与している遺伝子1の数をカウントし、表を作る。   Next, as shown in FIG. 28 (b), after dividing the concentration direction into a plurality of areas, as shown in FIG. 28 (c), the number of genes 1 contributing to the gradation change is determined. Count and make a table.

続いて、図28(d)に示すように、濃度エリア毎に使用頻度が多いか少ないかを判断していき、濃度エリア毎に偏りの程度を算出する。偏りの算出には、一般に統計で用いられる検定の方法を用いても良いし、単に濃度エリア毎の平均値からポリゴンミラー63の各反射面の使用個数のズレの積算でも良い。そして、濃度エリア毎に算出された偏りの算出値を全濃度方向に積算して、ポリゴンミラー63の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度の偏りの評価値とする。この偏りが少ないほど良好な評価を遺伝子に与える。   Subsequently, as shown in FIG. 28D, it is determined whether the frequency of use is high or low for each density area, and the degree of bias is calculated for each density area. For the calculation of the bias, a test method generally used in statistics may be used, or the deviation of the number of used reflective surfaces of the polygon mirror 63 may be simply accumulated from the average value for each density area. Then, the calculated deviation values calculated for each density area are integrated in all density directions to obtain an evaluation value of the deviation in frequency of appearance of dots scanned and formed by each reflecting surface of the polygon mirror 63. The less this bias, the better the gene is given.

そして、このようにして算出されたポリゴンミラー63の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度の偏りの情報を評価関数として利用することにより、格段に画質の劣化が抑えられるという効果が発揮される。また、ポリゴンミラー63の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度の偏りの情報を、変異や交配の発生確率に適用させることにより、マルチビームのLD同様に、さらに効率的な変異や交配が可能となる。   Then, by using the information on the deviation of the appearance frequency of the dots formed by the respective reflection surfaces of the polygon mirror 63 calculated as described above as an evaluation function, it is possible to significantly suppress the deterioration of the image quality. Is done. Further, by applying the information on the deviation of the appearance frequency of dots scanned and formed by the respective reflecting surfaces of the polygon mirror 63 to the probability of occurrence of mutation and mating, more efficient mutation and mating as in the case of multi-beam LD. Is possible.

これにより、ポリゴンミラー63の反射面にばらつきがある場合であっても、画質への影響を軽減させることができるので、画質の劣化を防ぐことができる。   As a result, even when the reflection surface of the polygon mirror 63 has variations, the influence on the image quality can be reduced, so that the deterioration of the image quality can be prevented.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態を図29ないし図32に基づいて説明する。なお、前述した第1の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。第1の実施の形態では、2値用の遺伝子を元にディザマスクを作成する方法を説明した。本実施の形態は、多値用の遺伝子を元にディザマスクを作成する方法を説明するものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is also omitted. In the first embodiment, a method of creating a dither mask based on a binary gene has been described. In the present embodiment, a method of creating a dither mask based on a multi-value gene will be described.

第1の実施の形態での説明では、遺伝子を構成する染色体が「1」か「0」だったが、本実施の形態、例えば2ビットの画像処理の場合、染色体は「3」「2」「1」「0」の4種類となる。   In the description of the first embodiment, the chromosome constituting the gene is “1” or “0”. However, in this embodiment, for example, in the case of 2-bit image processing, the chromosome is “3” or “2”. There are four types, “1” and “0”.

図29は、本実施の形態の多値用の遺伝子を元にしたディザマスクの作成手法を示す説明図である。図29に示すように、各列(#0、#1…)のそれぞれの位置を左側の列(#0)から順番に右側(#255)へ読んでいき、初めに「1」が出てきた列に対応する値を、第一のディザマトリクスのその位置の閾値としてセットする。さらに右側へと読んでいき、初めに「2」が出てきた列に対応する値を、第二のディザマトリクスのその位置の閾値としてセットする。さらに右側へと読んでいき、初めに「3」が出てきた列に対応する値を、第三のディザマトリクスのその位置の閾値としてセットする。このとき、初めに存在する「1」よりも先に存在する「2」は無視され、ディザマトリクスの作成には寄与しない。同様に、初めに存在する「1」及び「2」よりも先に存在する「3」は無視され、ディザマトリクスの作成には寄与しない。また、2値化のときと同様に、左側の列(#0)から順番に右側(#255)へと読んでいったときに、初めに存在する各「1」、「2」、「3」以外の、「1」、「2」、「3」は無視され、ディザマトリクスの作成には寄与しない。   FIG. 29 is an explanatory diagram showing a dither mask creation method based on the multi-value gene of the present embodiment. As shown in FIG. 29, the position of each column (# 0, # 1...) Is read sequentially from the left column (# 0) to the right (# 255), and “1” appears first. The value corresponding to the selected column is set as the threshold value for that position in the first dither matrix. Further reading to the right side, the value corresponding to the column in which “2” appears first is set as the threshold value for that position in the second dither matrix. Further reading to the right side, the value corresponding to the column in which “3” appears first is set as the threshold value for that position in the third dither matrix. At this time, “2” existing before “1” present at the beginning is ignored and does not contribute to creation of the dither matrix. Similarly, “3” existing before “1” and “2” present at the beginning is ignored and does not contribute to the creation of the dither matrix. Similarly to the case of binarization, when reading from the left column (# 0) to the right side (# 255) in order, each “1”, “2”, “3” present first "1," "2," and "3" other than "" are ignored and do not contribute to the creation of the dither matrix.

このようにディザマトリクスを作成することで、第一のディザマトリクスと第二のディザマトリクスと第三のディザマトリクスとの各位置における閾値の大小関係が逆転することはない。また、このような遺伝子を用いることにより遺伝的アルゴリズムの操作である交叉や突然変異が有効に行われる。   By creating the dither matrix in this way, the magnitude relation of the threshold values at the respective positions of the first dither matrix, the second dither matrix, and the third dither matrix is not reversed. Further, by using such a gene, crossover and mutation which are operations of the genetic algorithm are effectively performed.

ここで、本実施の形態の遺伝的アルゴリズムにおける変異の方法について説明する。図30は、本実施の形態の遺伝的アルゴリズムにおける変異の方法の一例を示す説明図である。図30に示す例は、(0,1)(1,2)(2,3)(3,0)を相互に交換する方法であるが、これに限るものではなく、ランダムに変更するようにしても良い。なお、図30に示す例では、#255のところには全て「3」が入っている。   Here, a mutation method in the genetic algorithm of the present embodiment will be described. FIG. 30 is an explanatory diagram showing an example of a mutation method in the genetic algorithm of the present embodiment. The example shown in FIG. 30 is a method of exchanging (0, 1) (1, 2) (2, 3) (3, 0) with each other. May be. In the example shown in FIG. 30, all “3” are entered at # 255.

ここで、別の変異の方法について説明する。図31は、遺伝的アルゴリズムにおける変異の方法の別の一例を示す説明図である。図31に示す例は、変異させる情報「1」〜「3」の染色体を例えば乱数などを使って選び、その情報を水平方向に移動させてしまう方法である。   Here, another method of mutation will be described. FIG. 31 is an explanatory diagram showing another example of a mutation method in the genetic algorithm. The example shown in FIG. 31 is a method of selecting chromosomes of information “1” to “3” to be mutated using, for example, random numbers and moving the information in the horizontal direction.

なお、交配処理については、第1の実施の形態の場合と同様に実施されるため、その説明は省略する。   Note that the mating process is performed in the same manner as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

また、図32に示すように、生成した遺伝子が無効な遺伝子にならないように、染色体をソートし直しても良い。もちろん、致死遺伝子判断の処理で致死遺伝子として扱う方法もあるのは、明らかである。   Further, as shown in FIG. 32, the chromosomes may be rearranged so that the generated gene does not become an invalid gene. Of course, it is obvious that there is a method of handling a lethal gene in the lethal gene judgment process.

このようにすれば、2ビット以上の多値用のディザにも本方式は適用可能である。   In this way, this method can also be applied to multi-value dithering of 2 bits or more.

本発明の第1の実施の形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the laser printer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. レーザ光学系ユニットの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a laser optical system unit. ビデオ制御部のディザマトリクス最適化に係る機能ブロック図である。It is a functional block diagram concerning dither matrix optimization of a video control unit. セルの一例を簡単に現した様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that an example of the cell appeared easily. 一列に並べたセルを例示的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cell arranged in a line exemplarily. 図5−1の階調間の違いに着目した情報(遺伝子情報)を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the information (gene information) which paid its attention to the difference between the gradations of FIGS. 図5−1の階調間の違いに着目した情報(遺伝子情報)を解釈の拡張に対応させて示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating information (gene information) focusing on the difference between gradations in FIG. 遺伝子を元にしたディザマスクの作成手法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the preparation method of the dither mask based on a gene. 遺伝的アルゴリズムにおける交配の方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of mating in a genetic algorithm. 遺伝的アルゴリズムにおける交配の方法の別の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the method of mating in a genetic algorithm. 遺伝的アルゴリズムにおける変異の方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of the variation | mutation in a genetic algorithm. 遺伝的アルゴリズムにおける変異の方法の別の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the method of the variation | mutation in a genetic algorithm. シミュレーション処理部の処理概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process outline | summary of a simulation process part. 評価値算出部における処理の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the process in an evaluation value calculation part. 評価値算出部における処理の一例をより詳細に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the process in an evaluation value calculation part in detail. ガンマ特性を現したグラフである。It is a graph showing a gamma characteristic. 空間周波数特性を現したグラフである。It is a graph showing the spatial frequency characteristics. 評価値算出部における処理の別の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the process in an evaluation value calculation part. デジタル周囲長を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a digital perimeter. 2種類の3画素のドットの集合により表現された網点である網点ドットパターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the halftone dot pattern which is a halftone dot expressed by the group of two types of 3 pixel dots. セル(あるいはサブセル)に対するレーザビームの走査を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the scanning of the laser beam with respect to a cell (or subcell). 評価値算出について示す説明図である。It is explanatory drawing shown about evaluation value calculation. 5画素からなるドットがLD0〜3によって形成される場合を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the case where the dot which consists of 5 pixels is formed by LD0-3. ディザマトリクス最適化処理の流れを概略的に示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a dither matrix optimization process roughly. 変異元/変異先を乱数により決定するための発生確率を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the generation | occurrence | production probability for determining a variation origin / mutation destination with a random number. 変異処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a variation | mutation process. 遺伝的アルゴリズムにおける交配の方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of mating in a genetic algorithm. セル(あるいはサブセル)に対するレーザビームの走査を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the scanning of the laser beam with respect to a cell (or subcell). 評価値算出について示す説明図である。It is explanatory drawing shown about evaluation value calculation. 本発明の第2の実施の形態に係る多値用の遺伝子を元にしたディザマスクの作成手法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the preparation method of the dither mask based on the gene for multiple values based on the 2nd Embodiment of this invention. 遺伝的アルゴリズムにおける変異の方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of the variation | mutation in a genetic algorithm. 遺伝的アルゴリズムにおける変異の方法の別の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example of the method of the variation | mutation in a genetic algorithm. 染色体をソートし直した様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the chromosome was resorted.

符号の説明Explanation of symbols

2 遺伝的アルゴリズム処理手段
3 シミュレーション手段
4 評価手段
5 ディザデータ出力手段
63 回転多面鏡
100 画像形成装置
113 ディザマトリクス最適化装置、画像処理手段
2 Genetic algorithm processing means 3 Simulation means 4 Evaluation means 5 Dither data output means 63 Rotating polygon mirror 100 Image forming apparatus 113 Dither matrix optimization apparatus, image processing means

Claims (10)

マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化装置において、
前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、
前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、
を備えることを特徴とするディザマトリクス最適化装置。
In a dither matrix optimizing apparatus that performs dither matrix optimization processing according to the characteristics of an electrophotographic image forming means using a multi-beam,
Evaluation means for evaluating image data generated according to the dither matrix, based on the appearance frequency of dots generated in each beam of the multi-beam;
The fitness of the dither matrix is obtained based on the evaluation result by the evaluation means, the genetic information describing the dither matrix is entered based on the obtained fitness, and the remaining gene information is mated and mutated. A genetic algorithm processing means for generating new genetic information by performing
Dither data output means for describing and outputting a dither matrix by the genetic information generated by the genetic algorithm processing means;
A dither matrix optimization apparatus comprising:
前記遺伝的アルゴリズム処理手段は、前記評価手段における評価結果である前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度の偏りが少ない程、適応度が良好であると判断する、
ことを特徴とする請求項1記載のディザマトリクス最適化装置。
The genetic algorithm processing means determines that the fitness is better as the deviation in the frequency of appearance of dots generated in each beam of the multi-beam which is the evaluation result in the evaluation means is smaller.
2. The dither matrix optimizing device according to claim 1, wherein:
前記遺伝的アルゴリズム処理手段における前記遺伝子情報に対する交配処理や突然変異処理は、前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度の情報を用いる、
ことを特徴とする請求項1または2記載のディザマトリクス最適化装置。
The mating process and mutation process for the genetic information in the genetic algorithm processing means uses information on the appearance frequency of dots generated in each beam of the multi-beam,
The dither matrix optimizing apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that:
回転多面鏡による走査光学系を用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化装置において、
前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、
前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、
を備えることを特徴とするディザマトリクス最適化装置。
In a dither matrix optimizing apparatus that performs dither matrix optimization processing according to the characteristics of an electrophotographic image forming means using a scanning optical system with a rotating polygon mirror,
Evaluation means for evaluating the image data generated according to the dither matrix based on the appearance frequency of dots formed by scanning by each reflecting surface of the rotary polygon mirror;
The fitness of the dither matrix is obtained based on the evaluation result by the evaluation means, the genetic information describing the dither matrix is deduced based on the obtained fitness, and the mating process and the mutation process are performed on the remaining gene information. A genetic algorithm processing means for generating new genetic information by performing
Dither data output means for describing and outputting a dither matrix by the genetic information generated by the genetic algorithm processing means;
A dither matrix optimization apparatus comprising:
前記遺伝的アルゴリズム処理手段は、前記評価手段における評価結果である前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度の偏りが少ない程、適応度が良好であると判断する、
ことを特徴とする請求項4記載のディザマトリクス最適化装置。
The genetic algorithm processing means determines that the fitness is better as the deviation in the appearance frequency of dots formed by the respective reflecting surfaces of the rotary polygon mirror, which is the evaluation result in the evaluation means, is smaller.
The dither matrix optimization apparatus according to claim 4, wherein
前記遺伝的アルゴリズム処理手段における前記遺伝子情報に対する交配処理や突然変異処理は、前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度の情報を用いる、
ことを特徴とする請求項4または5記載のディザマトリクス最適化装置。
The mating process and mutation process for the genetic information in the genetic algorithm processing means uses information on the appearance frequency of dots formed by scanning by each reflecting surface of the rotary polygon mirror.
6. The dither matrix optimizing device according to claim 4, wherein the dither matrix optimizing device.
マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成手段を備える画像形成装置において、
前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、
前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、
このディザデータ出力手段により出力された前記ディザマトリクスを用いた階調表現を行う画像処理手段と、
を備え、
前記画像形成手段は、前記画像処理手段における階調表現に応じて画像を形成する、
ことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus provided with an electrophotographic image forming means using a multi-beam,
Evaluation means for evaluating image data generated according to the dither matrix, based on the appearance frequency of dots generated in each beam of the multi-beam;
The fitness of the dither matrix is obtained based on the evaluation result by the evaluation means, the genetic information describing the dither matrix is entered based on the obtained fitness, and the remaining gene information is mated and mutated. A genetic algorithm processing means for generating new genetic information by performing
Dither data output means for describing and outputting a dither matrix by the genetic information generated by the genetic algorithm processing means;
Image processing means for performing gradation expression using the dither matrix output by the dither data output means;
With
The image forming unit forms an image according to the gradation expression in the image processing unit;
An image forming apparatus.
回転多面鏡による走査光学系を用いた電子写真方式の画像形成手段を備える画像形成装置において、
前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、
前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、
このディザデータ出力手段により出力された前記ディザマトリクスを用いた階調表現を行う画像処理手段と、
を備え、
前記画像形成手段は、前記画像処理手段における階調表現に応じて画像を形成する、
ことを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus comprising an electrophotographic image forming means using a scanning optical system with a rotating polygon mirror,
Evaluation means for evaluating the image data generated according to the dither matrix based on the appearance frequency of dots formed by scanning by each reflecting surface of the rotary polygon mirror;
The fitness of the dither matrix is obtained based on the evaluation result by the evaluation means, the genetic information describing the dither matrix is entered based on the obtained fitness, and the remaining gene information is mated and mutated. A genetic algorithm processing means for generating new genetic information by performing
Dither data output means for describing and outputting a dither matrix by the genetic information generated by the genetic algorithm processing means;
Image processing means for performing gradation expression using the dither matrix output by the dither data output means;
With
The image forming unit forms an image according to the gradation expression in the image processing unit;
An image forming apparatus.
マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化方法において、
前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価工程と、
この評価工程による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理工程と、
前記遺伝的アルゴリズム処理工程により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力工程と、
を含むことを特徴とするディザマトリクス最適化方法。
In a dither matrix optimization method for performing a dither matrix optimization process according to the characteristics of an electrophotographic image forming means using a multi-beam,
An evaluation step for evaluating the image data generated according to the dither matrix based on the appearance frequency of dots generated in each beam of the multi-beam,
The fitness of the dither matrix is obtained based on the evaluation result of the evaluation process, the genetic information describing the dither matrix is deduced based on the obtained fitness, and the mating process and the mutation process are performed on the remaining gene information. A genetic algorithm processing step for generating new genetic information by performing
A dither data output step of describing and outputting a dither matrix by the genetic information generated by the genetic algorithm processing step;
A dither matrix optimization method comprising:
回転多面鏡による走査光学系を用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化方法において、
前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価工程と、
この評価工程による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理工程と、
前記遺伝的アルゴリズム処理工程により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力工程と、
を含むことを特徴とするディザマトリクス最適化方法。
In a dither matrix optimization method for performing a dither matrix optimization process according to the characteristics of an electrophotographic image forming means using a scanning optical system with a rotating polygon mirror,
An evaluation step for evaluating image data generated according to the dither matrix, based on the appearance frequency of dots formed by scanning by each reflecting surface of the rotary polygon mirror;
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