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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式のデジタル複写機やプリンタ等に係り、高品位の中間調画像を出力するために用いて好適な画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電子写真方式のデジタル複写機やプリンタ等において、中間調画像を出力する方式としては、網点画像再現方式と三角波比較方式とが知られている。その概要について以下に説明する。
【0003】
<網点画像再現方式>
網点画像再現方式にあっては、ディザ法または濃度パターン法がある。これらの方式は、図12に示すように、出力画素の解像度の一対一に対応する濃度しきい値マトリックスと入力画像データとを比較し、その結果に基づいて出力画素のオン/オフを制御するという構成をとる。このときの入力画像データと出力画像データとの対応が一対一か、あるいは一対複数画素かで、ディザ法と濃度パターン法とが分類される。図13に示すように、入力画像データと出力画像データとが一対一に対応する場合がディザ法となり、一対複数画素に対応する場合が濃度パターン法となる。ここでは、このような方式の濃度しきい値マトリックスをスクリーンパターンと呼ぶ。
【0004】
上記スクリーンパターン内の各濃度しきい値は、8ビット(0〜255)の入力画像信号に適用する場合には、例えば、図13に示すスクリーンパターンが、階調範囲(0〜255)をサブピクセル数で等分し、線形量子化されるように設定する(端数は四捨五入)。図13(b)に示す濃度パターン法を、8ビット(0〜255)の入力画像信号に適用した場合、図14(b)に示すように、各濃度しきい値は、「8」、「24」、「40」、……になる。
【0005】
次に、上記濃度しきい値と入力画素の濃度とが比較され、各サブピクセルのオン/オフ状態が決定される。すなわち、入力画素の濃度よりも低い濃度しきい値に対応するサブピクセルはオン状態となり、他のサブピクセルはオフ状態となる。一例として、入力画素の濃度が図14(a)に示すように「120」であった場合、各サブピクセルのオン/オフ状態は、図14(c)に示すようになる。
【0006】
ところで、カラー複写機等で網点画像再現方式を採用する場合には、上述した処理を各原色(K,Y,M,C)毎に行えばよい。しかしながら、各色に対して同一のスクリーンパターンを用いると、僅かな位置ずれによって色ムラが生じたり、各原色の網点が重なった場合に生じる縞模様(モアレ縞)の影響が大きくなる。そこで、図15に示すように、スクリーン角θが異なるスクリーンパターンを4種類用いて、これらを各原色に対応させて用いることが一般的である(特公昭52−49361号公報、特開昭54−18302号公報)。
【0007】
なお、スクリーン印刷等の分野にあっては、スクリーン角θは、0゜、15゜、45゜および75゜に設定すると好適であることが知られている。しかしながら、複写機等に応用するためには、同一のスクリーンパターンを繰り返し使用してメモリ容量を削減するため、スクリーン角θは有理正接で求めることができる値をとらざるを得ない。なお、図16は、同一のスクリーンパターンを配列した状態を示す概念図である。図示する数字は、濃度しきい値番号である。
【0008】
<三角波比較方式>
次に、三角波比較方式にあっては、図17(a)に示すように、まず、入力画素の濃度がアナログ信号に変換される。そして、比較器によって所定周期の三角波と該アナログ信号とが比較され、出力パルス幅信号を得る。アナログ信号のレベルが三角波のレベル以上(あるいはレベル以下)となる場合には、オン状態(例えば、レーザ光の露光状態)、それ以外の場合には、オフ状態となる。すなわち、入力画素の濃度が高いほど、アナログ信号のレベルが高くなり、比較結果がオン状態になるデューティ比も高くなり、出力画像の濃度も高くなる。
【0009】
ところで、三角波比較方式において、カラー印刷を行う場合においても、色ムラやモアレ縞による影響を抑制するため、各原色毎にスクリーン角θを付与する技術が知られている。例えば、特開昭62−183670号公報では、副走査方向に「1」ライン進む毎に三角波の位相を一定量シフトする技術が開示されている。また、特開平2−296264号公報では、階調再現特性を副走査方向に「1」ライン進む毎に変化させる技術が開示されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術においては、以下のような種々の問題があった。まず、網点画像再現方式では、解像度と再現階調数との間に相反関係があった。例えば、出力装置の解像度が「400dpi(ドット/インチ)」であって、「200lpi(ライン/インチ)」の解像度を得たい場合には、スクリーンのサイズを「2×2」にする必要がある。すなわち、再現階調数は「4」になり、極めて低い階調数しか得られない。逆に、再現階調数を「64」にするためには、スクリーンのサイズを「8×8」にする必要がある。このため、解像度は「400/8=50lpi」になり、大幅に低下する。
【0011】
なお、スクリーン印刷を行う場合、出力装置は元々「4000dpi」程度の解像度を有しているので、再現階調数を大とした場合であっても、肉眼では画像の粗さは目立たない。しかしながら、電子写真方式では、「400dpi〜600dpi」程度の解像度が限界であるので、上述した問題が生じる。
【0012】
一方、三角波比較方式では、解像度と再現階調数との間に相反関係はない。しかしながら、上述した技術によって各原色毎にスクリーン角θを付与することは実用性に乏しい。この理由を図18を参照して説明する。図18(a)において、S1は、アナログ信号であり、このアナログ信号S1は、三角波信号と比較される。三角波信号は、副走査方向の「1」ライン毎に位相が徐々に遅延される。
【0013】
この比較結果によって得られたレーザの露光パターンを同図(b)に示す。同図(b)から明らかなように、副走査方向の「1」ライン毎に三角波の位相をシフトさせると、網点やスクリーン形状の崩れ、あるいは途切れ等を招きやすい。これにより、階調特性および粒状性再現に悪影響が生じ、満足できる画質を得ることが困難であった。さらに、スクリーン角θおよびスクリーン線数(解像度)についても、用いられる三角波パターンの周期に拘束され、自由度が少なかった。
【0014】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、解像度と再現階調数との間に相反関係がなく、しかもスクリーン形状の自由度を高めることができ、より高品質な出力画像を安定して得ることができる画像処理装置を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上述した問題点を解決するために、発明では、入力画素の濃度データの階調を補正する画像処理装置において、予め定められた互いに異なる補正規則を有し、前記入力画素の階調を各々が有する補正規則に従って補正する複数の階調補正手段と、前記入力画素の存在する副走査方向の位置に応じて、前記複数の階調補正手段のうち、使用する階調補正手段を切り替える副走査方向切替手段と、前記副走査方向切り替え手段によって切り替えられる階調補正手段を主走査方向に3画素周期で切り替える手段であって、前記3画素周期の第1の画素となる副走査方向に並ぶ入力画素列を「L」、前記3画素周期の第2の画素となる副走査方向に並ぶ入力画素列を「C」、前記3画素周期の第3の画素となる副走査方向に並ぶ入力画素列を「R」とした場合、前記入力画素列Lと、前記入力画素列Rの画素成長速度が遅くなるように補正し、前記入力画素列Cの画素成長速度が速くなるように補正するように、前記階調補正手段を切り替える主走査方向切替手段とを具備することを特徴とする。
【0016】
この発明によれば、副走査方向切替手段によって、入力画素の存在する副走査方向の位置に応じて、複数の階調補正手段のうち、使用する階調補正手段を切り替えることにより、入力画素の濃度データの階調を補正する。したがって、解像度と再現階調数との間に相反関係がなく、かつスクリーン形状の自由度を高めることが可能となり、より高品質な出力画像を安定して得ることが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。
【0018】
A.実施形態の構成
図1は本発明の実施形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。図において、画像処理装置は、スクリーン角生成パターン発生回路10、出力画素値算出回路20、波形制御多値化回路30、エッジ検出回路40、エッジ用スクリーン生成パターン発生回路/出力画素値算出回路50および切替器60からなる。
【0019】
A−1.スクリーン角生成パターン発生回路
スクリーン角生成パターン発生回路10は、カラープリント出力時にC,M,Y,K毎に異なるスクリーン角の網点パターンを生成する。副走査方向アドレスカウンタ102は、水平同期信号H_SYNCをカウントし、該カウント値を出力する。また、主走査方向アドレスカウンタ104は、画素クロックCLKをカウントし、該カウント値を出力する。
【0020】
リセット回路105は、水平同期信号H_SYNCがスクリーン角生成パターン発生回路10に入力された場合、あるいは主走査方向アドレスカウンタ104のカウント値が所定のリセット値に達した場合に主走査方向アドレスカウンタ104をリセットする。これにより、カウンタ値は「0」に戻る。
【0021】
例えば、図15に示す(b)18.4゜のスクリーンの場合には、特公昭52−49361号公報に開示されている方式により、これを展開して得られた、図16に示す展開パターンを生成する。このときに生成されるL×Lの長方形マトリックスを主走査方向にL画素毎、副走査方向にはLライン進む毎に繰り返して使用することで、所望のスクリーンパターンで埋め尽くされたスクリーンが生成できる。このときの主走査方向のリセット値は「10」となる。
【0022】
同様に、リセット回路105は、副走査方向アドレスカウンタ102のカウント値がリセット値(この場合、副走査方向のリセット値も「10」となる)に達した場合、該副走査方向アドレスカウンタ102をリセットする。また、網点パターンメモリ103は、この実施形態では「10×10バイト」のメモリ容量を有し、上記副走査方向アドレスカウンタ102、主走査方向アドレスカウンタ104のカウント値によってアクセスされる。該網点パターンメモリ103には、使用されるスクリーンパターンを配列した内容が記憶されている。すなわち、上述した図16に示すL×Lの長方形マトリックスの展開パターンが格納される。このようにして、網点パターンメモリ103は、副走査方向アドレスカウンタ102、主走査方向アドレスカウンタ104のカウント値に応じた網点パターン値Sを出力する。
【0023】
次に、実際に使用する網点パターン値の例を図2に示す。スクリーン角θが「0゜」の網点パターンとしては、図15に示す(a0)が考えられるが、本実施形態では、図15に示す(a1)の網点パターンを用いる。該網点パターンでは、まず、第1の主走査方向(E)に「3(L)」、「1(C)」、「2(R)」とし、第2の主走査方向(O)に、第1の主走査方向と反対の「2(L)」、「1(C)」、「3(R)」としている。図15の(a1)の網点パターンを用いることで、スクリーン角θ「0゜」の万線が千鳥状に成長することになる。図15の(a0)と、同図の(a1)のような関係の網点パターンは、網点パターンのサイズや千鳥になる周期を変えることで、多数存在するので、その例を図11に示す。図11(a)は、2×1の万線の基本パターンであり、同図(d)は、3×1の万線の基本パターンである。また、図11(b)と図11(c)は、図11(a)の基本パターンから派生した千鳥パターンである。派生方法は、千鳥の周期を変えたり、成長パターンと波形パターンとを変えることにより、無限に存在するが、必要な解像度と階調性を保てるものを選択することになる。
【0024】
次に、図15に示す(a1)の網点パターンを以下に示す手順で変換した後、実際の網点パターンメモリ103に格納する。まず、図15の(a0)に示すマトリックス内の各パターン値から「1」を引いたマトリックスを求め、次に、4×4のマトリックスから求められるステップゲイン値「85(=256/3)」を、先に求めたマトリックスに掛け合わせ、実際に網点パターンメモリ103に格納する網点パターンを決定する。この結果、マトリックス内のこれらの値は、その画素がオン(黒)になったときの、全体(256)に対する割合(重み)を示すことになる。すなわち、1個のドットがオンになった場合には、1/3×256=85、2個のドットがオンになった場合には、2/3×256=170となる。但し、図2に示す網点パターンでは、後述する計算の簡略化のために、上述したように、図15の(a1)に示すマトリックスから「1」を引いて、「0」から開始するパターンとしている。
【0025】
次に、波形制御パターンメモリ111は、図15の(b)に示すスクリーンパターンが用いられる場合、図16に示すL×Lのマトリックスを格納するために、「10×10ビット」のメモリ容量を有し、網点パターンメモリ103の各網点パターンに対応して、図3(b)に示すような「0」、「1」、「2」のいずれかを示す2ビットの波形パターンを記憶する。このとき、「0」は右側からドットが成長する場合の波形パターンであり、「1」は左側から成長する場合の波形パターン、「2」は真ん中から成長する場合の波形パターンである。但し、この値に限られるわけではない。本実施形態の場合には、合計3種類のパターンであるので、10ビット×10ビット×2ビットの波形パターンメモリが必要となる。そして、副走査方向アドレスカウンタ102、主走査方向アドレスカウンタ104のカウント値によって、波形制御パターンメモリ111の波形パターンがアクセスされ、スクリーン切換信号SCSとして出力される。ここで、各網点パターンに対応する波形パターンの例を図3(b)に示す。
【0026】
次に、階調制御パターンメモリ112は、L×Lの長方形マトリックスを格納するために、「10×10ビット」のメモリ容量を有し、網点パターンメモリ103の各網点パターンに対応して、「0」または「1」のどちらかを示す「1ビット」の階調制御パターンを記憶する。副走査方向アドレスカウンタ102、主走査方向アドレスカウンタ104のカウント値によって、階調制御パターンメモリ112の階調制御パターンがアクセスされ、出力画素値算出回路20へ出力される。
【0027】
A−2.出力画素値算出回路
次に、出力画素値算出回路20の構成について図4を参照して説明する。図において、減算器201は、入力画像信号(画素濃度)Vから網点パターン信号Sを減算する。階調ゲインレジスタ210は、階調ゲインGを記憶している。なお、階調ゲインGは、図15の網点パターンの最大値に等しくなるうに設定される。次に、乗算器202は、減算器201での減算値Nと階調ゲインGとを乗算し、その乗算結果Mを出力する。比較器203、204は、各々、乗算結果Mが「0」より小さいか、あるいは255より大きいかを判定し、それぞれの判定結果1ビットづつを合わせた2ビットをデコーダ208に入力し、セレクタ209への選択信号とする。一方、乗算器202の結果は、それぞれ異なる特性を有する2つの階調補正用のLUT(この例では2種類のLUTを用いたが、これに限られるものではない)205,206に入力され、階調補正された後にセレクタ209に供給される。
【0028】
セレクタ209は、上記LUT205,206からの信号と、予めレジスタにセットされている「0」または「255」の2つの信号との合計4つの信号を、デコーダ208からの2ビット信号と、階調制御パターンメモリ112からの階調制御パターン信号1ビットとの合計3ビットの値に応じて選択し、出力画像信号ODとして送出する。セレクタ209は、比較器203、204の比較結果に基づいて、乗算結果Mが「0」以下であれば、値「0」を出力し、「255」以上であれば、値「255」を出力する。上記2つの値以外の場合には、階調制御パターン信号1ビットに従って、網点パターンに対応したLUT205,207のいずれかの階調補正用LUTの出力結果を出力する。
【0029】
また、階調制御パターンメモリ112とデコーダ208およびセレクタ209の構成は、上述しものに限ったわけではなく、階調制御パターンの1ビットをデコーダ208に入力して、2種類のLUTからの信号と、予めレジスタにセットされている「0」ないしは「255」の2つの信号、すなわち、合計4つの信号を選択する2ビットの信号をセレクタ209に入力し、セレクタ209がその2ビットで選択し、出力画像信号ODとして送出する構成でもよい。
【0030】
ここで、従来の2値化方式による網点化と、本発明の出力画素値算出法による網点化とをそれぞれの原理を比較して説明する。図5は、従来の2値化方式による網点化の原理を示す概念図である。図において、入力信号が182/255=71%の面積率を有する信号として入力された場合、図示したような4×4の合計16個の出力画素のうち、11個がオン(255)となり、残り5個がオフ(0)となる。このとき、出力信号の面積率は、(255×11)/(255×16)×100%=69%となり、4×4=16階調分の量子化レベルしか確保されないため、この場合、1/16=6.25%単位の量子化ステップによる量子化誤差が発生してしまうので、満足できるものではなかった。仮に、12個までがオン(255)となっても、このときの出力信号の面積率は、(255×12)/(255×16)×100%=75%となり、6%の量子化誤差が発生してしまう。
【0031】
これに対して、図6に示す本発明の出力画素値算出法による網点では、4×4=16の各画素の持つ重み(その画素までがオンになったときのベタ濃度レベル「255」に対する割合)を表す網点パターンマトリックスを用いて後述する決定法により、フィードバック演算なしに、4×4の各出力画素の出力濃度レベルを算出する処理を行う。これによると、入出力間での再現量子化誤差を最小にするように、中間濃度レベルの出力画素制御ができるため、出力信号の面積率は、(255×11+96)/(255×16)×100%=71%となり、8ビットの入出力システムに適用した場合、「256」の量子化ステップ、1/256=0.4%以下の量子化誤差に収まる階調再現が可能になる。
【0032】
さらに、算出方法について図4を参照して説明する。入力画像信号Vの値が「182」であって、網点パターンメモリ103から図15の(a)に示す「0゜」の各値が出力された場合を想定して具体例を説明する。まず、入力画像信号Vが「182」であれば、網点パターンの3×2マトリックスの各パターン値S(「0」、「85」、……、「170」)に対して減算器201でV−Sを実施し、その結果Nに階調ゲインG(この場合、256/85=3)を乗算器202で乗算し、乗算結果Mを得る。この乗算結果Mが「0」より小さければ、「0」を出力し、「255」より大きければ、「255」を出力することになる。網点パターン値が「170」のときのみ、乗算結果Mが「0」と「255」の間の「36」の値を示す。
【0033】
以上の結果から、セレクタ209は、網点パターン値が「0」、「85」のときには「255」を、網点パターン値が「170」のときはM値「36」がLUT205、206により変換されたいずれかの値の1つを、階調制御パターン信号で選択して出力する。これらの各LUT205、206に設定する変換特性については後述するが、簡単のためにリニアなものがいずれかのLUTに設定されているとすれば、乗算値Mからは「36」がそのまま出力される。
【0034】
以上説明したきたように、上記構成によれば、入力信号に忠実な量子化誤差の少ない階調再現方式が実現できるが、中間濃度レベルを再現させる手段、およびその特性によっては、原理的に実現できるものとは異なることが予想される。
【0035】
ここで、図7(a),(b)は、上述した構成によるスクリーン生成方式によって得られるトーン再現特性を示す概念図、および補正トーン特性の効果を示す概念図である。本方式によるトーン再現特性は、図7(a)に示すように、網点パターンのオン(255)画素が担うデジタル部分の階段的階調再現部と中間濃度レベル画素が担うアナログ部分の連続的階調再現部とが合成されたものとなる。このため、これら両者の階調再現部がともにリニアな特性とならなければ、基本的に不連続点のある階調特性となり、疑似輪郭が発生してしまう。このために、中間濃度画素値の再現を担うアナログスクリーン生成部のトーン再現性および「0」、「255」出力からなる階段的階調再現を担うデジタルスクリーン生成部のトーン再現性の双方を補正する手段が必要となる。
【0036】
上記トーン再現性を補正する手段が図4に示すLUT205、LUT206である。図7(a)に示すように、トーン補正前は、スクリーンパターンしきい値が作るデジタル部分の階段的階調再現域と、中間濃度画素値によるアナログ部分の連続的階調再現域との接点で、不連続点を有するゆらぎのある階調特性となる。これに対して、階段的階調再現域と連続的階調再現域との双方を適切に補正した図7(b)に示すトーン再現特性は、リニアな疑似輪郭のない特性となる。
【0037】
図8(a),(b)は、アナログ部分の連続的階調再現を実際に補正する場合の手順を示す概念図である。図において、アナログスクリーンによるトーン再現特性が図8(a)であった場合、これがリニアになるように逆関数となる図8(b)のトーン特性を求める。さらに、ハイライト部分でのトーンカーブの立ち上がり、および高濃度部分でのトーンカーブのyを、できるだけ滑らかになるように決定し、これをLUTにセットする。
【0038】
ここで、問題になるのは、アナログスクリーン生成部の経時変動および環境変動である。例えば、図15に示す(a0)のような網点パターンを使用して原稿がグラデーションであった場合、経時変動および環境変動によって、アナログスクリーン生成部が変動すると、パターン「1」が成長した後、パターン「2」が成長開始するとき、またはパターン「2」が成長した後、パターン「3」が成長開始するときに、疑似輪郭が非常に目立ってしまう。本実施形態では、図15に示す(a1)のような千鳥網点パターンを使用することで、アナログスクリーン生成部が変動して階調再現が多少不連続になっても、疑似輪郭が生じ難くなっている。
【0039】
図7に示すデジタル部分の階段的階調再現域については、階段の高さ(量子化ステップの幅)が均一になるように、出力画素値算出回路の前段のトーン補正手段で補正する。このような構成により、疑似輪郭のないリニアリティの高い階調再現特性の実現が可能になる。
【0040】
A−3.波形制御多値化回路
次に、図9は、波形制御多値化回路30の構成を示すブロック図である。図において、D/A変換回路301は、画像濃度信号ODをアナログ信号に変換して出力する。パターン発生部302,303,304は、各々、相互に「180゜」位相の異なる200線のA相、B相の2種類の三角波信号、および400線の三角波信号を出力する。コンパレータ305,306,307は、上記三角波信号と上記アナログ信号とを各々比較し、比較結果をデジタル信号として出力する。すなわち、上記デジタル信号は、アナログ信号のレベルが三角波信号のレベル以上である場合には「1」になり、それ以外の場合には「0」となる信号である。
【0041】
セレクタ305は、スクリーン切換信号SCS(波形制御パターンメモリ111の内容)に基づいて、これらアナログ信号のうち、いずれか1つを画素クロックCLKに同期させて選択し、出力する。この出力信号は、レーザダイオード用の出力パルス変調信号として出力される。
【0042】
ここで、選択されるアナログ信号に対応する部分の三角波信号の波形を図3(c)を参照して説明する。同図(b)、(c)を比較すると、スクリーン切換信号SCS(成長パターン)が「0」である場合には、パターン発生器302,303のいずれかのうち、立ち上がりの半周期にある三角波パターンにより得られたパルス変調信号が選択回路308で選択され、このシステムの場合には、画素の右側から打点される。スクリーン切換信号SCSが「1」である場合には、パターン発生器302,303のいずれかのうち、立ち下がりの半周期にある三角波パターンにより得られたパルス変調信号が選択回路308で選択され、画素の右側から打点される。また、スクリーン切換信号SCSが「2」である場合には、パターン発生器304の600線周期の三角波パターンにより得られたパルス変調信号が選択回路308で選択され、画素の中央から打点される。
【0043】
したがって、相互に「180゜」位相の異なる200線のA相、B相の2種類の三角波信号パターンを参照した、コンパレータ305,306から出力されるアナログ信号のうち、どちらが選択されるかは、スクリーン切換信号SCSのみによっては一意に決まらない。例えば、スクリーン切換信号SCSが一定値のまま、画素クロックCLKが複数回入力されると、セレクタ305は、両アナログ信号を交互に選択することになる。また、ここで用いられる三角波波形は、パターン1、2のみならず、その1/2周期の三角波パターンやノコギリ波等を用いることも考えられる。また、三角波信号等の参照信号の周期は、上記200線および400線の組み合わせに限らないことは勿論であり、例えば、300線と600線の組み合わせでもよい。
【0044】
このような波形制御によって打点方向を制御することにより、形状のスムーズな網点画像を生成することが可能となる。図10は、この効果を示したもので、(a)は固定周期、位相の三角波パターン1による多値化の例である。これによると、上述した出力画素値算出アルゴリズムにより、中間濃度値を出力し、総和としての濃度値は保証されるものの、結果とて得られる出力網点形状は、トギレが発生し、満足されるものではない。一方、波形制御パターンに基づいて、波形制御多値化した(b)では、元々の想定していたスムーズな網点形状を生成できる。
【0045】
A−4.エッジ用スクリーン生成パターン発生回路/出力画素算出回路50
次に、エッジ用スクリーン生成パターン発生回路/出力画素算出回路50について説明する。このエッジ用スクリーン生成パターン発生回路/出力画素算出回路50は、上述したスクリーン生成パターン発生回路と、出力画素値算出回路の組み合わせと考えてよく、設定される網点パターン、波形制御パターン、階調ゲインG、補正用LUTといったパラメータがエッジ部に適した値となっている。後述するエッジ検出回路40から供給される信号により、このエッジ用スクリーン生成パターン発生回路/出力画素算出回路50の出力と出力画素値算出回路20の出力とをリアルタイムに切り替えることで、エッジ部と非エッジ部で、それぞれ好ましい成長方法を選択することが可能となる。
【0046】
文字のように階調より解像度が優先される部分は、図3に示す「エッジ」のような最小パターンで成長させることで、入力解像度のままで再現させることができる。また、エッジ検出回路40から供給される信号が多段階であれば、それぞれに対応する網点パターンと波形制御パターンとを用意することで、エッジ部から非エッジ部で多段階の成長方法を行わせることが可能となる。本実施形態のように、図3に示す「エッジ」の1×1のパターンであれば、画像信号をそのまま出力するのと等価であり、特に、エッジ用パターンとして用意せずに、画像信号と後述する出力画素値算出回路の出力をエッジ信号によって選択するようにしてもよい。
【0047】
A−5.エッジ検出回路40および切替部60
次に、エッジ検出回路40について説明する。エッジ検出回路40は、画像のエッジ情報に基づいて、画像をエッジ部に非エッジ部にK(K>1)段階に分割する信号を生成する回路である。本発明では、特に、その詳細について限定しないが、例えばエッジ検出フィルタを用いてエッジ部を検出し、所定のしきい値で分割する方法がある。また、エッジ検出とそれ以外の特徴量を組み合わせて行う場合も考えられる。例えば、K=2のとき、図1に示すSEL信号は、1ビットとなり、切替部60に供給される。例えば、SEL信号「1」のとき、エッジ部とし、「0」のとき、非エッジ部とすれば、切替部60は、SEL信号「1」のとき、エッジ用スクリーン生成パターン発生回路/出力画素値算出回路50の出力を選択し、「0」であれば、スクリーン角生成パターン発生回路10の出力(スクリーン切換信号SCS)と出力画素値算出回路10(OD)を出力する。
【0048】
B.実施形態の動作
次に、本実施形態の動作を説明する。本実施形態の画像処理装置を用いてカラー画像を出力する場合、最初にK色の出力処理が行われる。
【0049】
まず、各メモリ、レジスタ、カウンタ等がリセットされ、図3(a)および(b)に示す「0゜」に係る網点パターン(このときに上述した重み変換されている)および波形制御パターンが図1の網点パターンメモリ103および波形制御パターンメモリ111に各々書き込まれ、リセット回路105におけるリセット値は「2」に設定される。
【0050】
さらに、該網点パターンに応じて、出力画素値算出回路20内の階調ゲインレジスタ210に値「3」が書き込まれる。次に、主走査方向アドレスカウンタ104に画素クロックCLKが供給され、出力画素値算出回路20にはK色に係る入力画像信号Vが供給される。主走査方向アドレスカウンタ104は画素クロックCLKをカウントするが、カウント値が「3」に達すると、該カウント値は、リセット回路105によってリセットされる。また、副走査方向アドレスカウンタ102からは「0」が出力される。
【0051】
これにより、網点パターンメモリ103にあっては、「Y(副走査方向)=0、X(主走査方向)=0」のアドレスから「Y(副走査方向)=0、X(主走査方向)=2」までの「3」アドレスが繰り返しアクセスされ、対応する「3」種類の網点パターンSが出力画素値算出回路20に繰り返し供給される。出力画素値算出回路20にあっては、比較器203、204の比較結果と階調制御パターンに基づいて、乗算器202から出力されたLUT後の3つの中間値、「255」、「0」のうち、いずれか1つの値が選択され、選択された値は画像濃度信号ODとして出力される。
【0052】
また、波形制御パターンメモリ111にあっては、網点パターンSに対応したスクリーン切換信号SCSが出力される。このようにして、主走査方向の「1」ライン分のスキャンが終了すると、水平同期信号H_SYNCがスクリーン角生成パターン発生回路10に供給される。これにより、副走査方向アドレスカウンタ102のカウント値がインクリメントされるとともに、主走査方向アドレスカウンタ104のカウント値がリセットされる。
【0053】
同様にして、図1に示すエッジ用スクリーン生成パターン発生回路/出力画素値算出回路50にも、図3の「エッジ」に示す1×1の網点パターンおよび波形制御パターンが設定され、階調ゲインレジスタには、「1」が書き込まれ、LUTにはリニアなテーブルが設定される。本設定は、画像データをそのままの状態で出力し、波形制御は常に画素の中央から打点させることになる。
【0054】
そして、次のラインに対するスキャンが開始される。そして、「2」ライン分のスキャンが終了した後に、水平同期信号H_SYNCが副走査方向アドレスカウンタ102に入力されると、副走査方向アドレスカウンタ102のカウント値が「2」となる。リセット回路105は、この状態を検出すると、副走査方向アドレスカウンタ102のカウント値を「0」にリセットする。
【0055】
以後、同様に、画素クロックCLKに同期して入力画像信号Vが出力画素値算出回路20に供給されると、網点パターンメモリ103および波形制御パターンメモリ111がアクセスされ、サブピクセルが出力画素値算出回路20に供給されるとともに、その演算結果ODとスクリーン切換信号SCSとが切替器60に供給される。切替器60は、画像データにエッジ部があれば、エッジ検出回路40がこれを検知し、エッジ用スクリーン生成パターン発生回路/出力画素値算出回路50の出力を選択し、非エッジ部であれば、演算結果ODとスクリーン切換信号SCSが選択される。これにより、「1」ページ分のK色の画像濃度信号ODが波形制御多値化回路30に順次供給される。非エッジ部は、図15の(a1)に示す千鳥万線で再現され、エッジ部は、入力画像のまま再現されることになる。
【0056】
K色の出力が終了すると、次にY色の出力処理が行われる。まず、各メモリ、レジスタ、カウンタ等がリセットされ、図3(a)および(b)に示す「18゜」に係る網点パターン(このときに上述した重み変換されている)および波形制御パターンが網点パターンメモリ103および波形制御パターンメモリ111に各々書き込まれ、リセット回路105におけるリセット値は「10」に設定される。
【0057】
さらに、該網点パターンに応じて、出力画素値算出回路20内の階調ゲインレジスタ210に値「10」が書き込まれる。そして、画素クロックCLKがスクリーン角生成パターン発生回路10に供給され、Y色の入力画像信号Vが出力画素値算出回路20に供給されると、K色において説明したのと同様の処理が行われ、「1」ページ分のY色の画像濃度信号ODが波形制御多値化回路30に順次供給される。
【0058】
Y色の出力が終了すると、次にM色の出力処理が行われる。まず、各メモリ、レジスタ、カウンタ等がリセットされ、図3(a)および(b)に示す「45゜」に係る網点パターンおよび波形制御パターンが網点パターンメモリ103および波形制御パターンメモリ111に各々書き込まれ、リセット回路105におけるリセット値は「4」に設定される。
【0059】
さらに、該網点パターンに応じて、出力画素値算出回路20内の階調ゲインレジスタ210に値「3」が書き込まれる。そして、画素クロックCLKがスクリーン角生成パターン発生回路10に供給され、M色の入力画像信号Vが出力画素値算出回路20に供給されると、K色において説明したのと同様の処理が行われ、「1」ページ分のM色の画像濃度信号ODが波形制御多値化回路30に順次供給される。
【0060】
M色の出力が終了すると、次に、C色の出力処理が行われる。まず、各メモリ、レジスタ、カウンタ等がリセットされ、図3(a)および(b)に示す「71゜」に係る網点パターンおよび波形制御パターンが網点パターンメモリ103および波形制御パターンメモリ111に各々書き込まれ、リセット回路105におけるリセット値は「10」に設定される。
【0061】
さらに、該網点パターンに応じて、出力画素値算出回路20内の階調ゲインレジスタ210に値「10」が書き込まれる。そして、画素クロックCLKがスクリーン角生成パターン発生回路10に供給され、C色の入力画像信号Vが出力画素値算出回路20に供給されると、K色において説明したのと同様の処理が行われ、「1」ページ分のC色の画像濃度信号ODが波形制御多値化回路30に順次供給される。
【0062】
このような波形制御によって打点を制御することにより、形状のスムーズな網点画像が生成可能となる。図10(a)〜(e)は、この効果を示した概念図である。同図(a)は、固定周期、固定位相の三角波パターン1による多値化の例であるが、これによると、上述した出力画素値算出アルゴリズムにより、中間濃度値を出力し、総和としての濃度値は保証されるものの、結果として得られる出力網点形状にはトギレが発生し、満足されるものではない。一方、波形制御パターンに基づいて、波形制御多値化した同図(b)では、もともとの想定していたスムーズな網点形状を生成できる。以下、具体的に説明する。
【0063】
ここで、濃度しきい値Sおよび入力画像信号Vに基づいて生成される画像濃度信号ODの一例を図10(c)に示す。このように、各色に係る画像濃度信号ODが波形制御多値化回路30に供給されると、該画像濃度信号ODは、D/A変換回路301を介してアナログ信号に変換される。また、パターン発生部302〜304からは位相、周期の異なる三角波信号が出力される。ここで、画像濃度信号ODが「255」である場合は、セレクタ305〜307の出力するデジタル信号は常に「1」になるので、出力パルス変調信号のデューティ比は「100%」になる。
【0064】
また、画像濃度信号ODが「0」である場合は、セレクタ305〜307の出力するデジタル信号は常に「0」になるので、出力パルス変調信号のデューティ比は「0%」になる。そして、画像濃度信号ODが中間濃度である場合は、出力パルス変調信号のデューティ比は、該中間濃度に応じた値になる。その際、用いられる三角波信号に応じて、網点形状は、図10(d)または(e)に示すものが考えられる。
【0065】
例えば、図10(d)に示すように、単一の三角波パターンによって多値化した場合、トギレが発生し、満足されるものではない。しかし、本実施形態にあっては、図3(c)に示す三角波パターンが採用されるように、選択回路308で切換処理が行われる。したがって、一方、波形制御パターンSCSに基づいて、波形制御多値化した場合、図10(e)に示すように、元々の想定していたスムーズな網点形状を生成できる。
【0066】
C.実施形態の効果
▲1▼以上説明したように、本実施形態によれば、「入力画像信号V<濃度しきい値S」の条件を満たし、かつ、「値N(N=V−S+D)は負値ではない」という条件を満たすサブピクセルに対して、該値Nに応じた中間濃度が設定される。すなわち、解像度と再現階調数との間に相反関係がなく、スクリーンパターンを構成するサブピクセル数が少ない場合であっても、十分な再現階調数を得ることができる。
【0067】
▲2▼さらに、本実施形態によれば、中間濃度の第1のサブピクセルに主走査方向に隣接し、該第1のサブピクセルよりも濃度しきい値の低い第2のサブピクセルが存在する場合には、この第1、第2のサブピクセルのオン状態の部分が連続するように、三角波信号が選択される。これにより、スクリーン形状の崩れを防止でき、高品質な出力画像を安定して得ることができる。
【0068】
▲3▼また、本実施形態によれば、K色「0゜」の網点パターンに千鳥万線を用いたことにより、アナログスクリーン部の経時変化などによる変動によっても、疑似輪郭が生じ難く、さらに、エッジ部と非エッジ部とで、それぞれ好ましい画素成長方法をリアルタイムに選択することにより、その切り替え境界を目立たせずに、スムーズな画像再現を実現できる。
【0069】
D.変形例
なお、本発明は、上述した第1または第2実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記第1または第2実施形態にあっては、第1および第2の三角波信号として、位相が「180゜」異なる三角波信号を用いたが、2種類の鋸波信号を発生させ、スクリーン切換信号SCSに基づいて、これら鋸波信号のうち、一方を参照信号として選択してもよい。
【0070】
また、上述した第1または第2実施形態では、濃度パターン法を用いた場合の例を説明したが、ディザ法を用いる場合であっても同様に適用可能である。すなわち、上記第1または第2実施形態における「サブピクセル」をディザ法における「一画素」と考え、画像濃度信号ODとしてディザ法による画像濃度信号を用いればよい。これにより、上記実施形態のものは、n個の入力画素Q1、Q2、……、Qnを、各々、対応するn個の出力画素R1、R2、……、Rnに変換するものになる。
【0071】
また、出力画素値算出回路20では、減算器と乗算器とを用いて画素値を算出したが、減算器や乗算器を用いる代わりに、階調テーブルを用いてもよい。
【0072】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、副走査方向切替手段によって、入力画素の存在する副走査方向の位置に応じて、複数の階調補正手段のうち、使用する階調補正手段を切り替えることにより、入力画素の濃度データの階調を補正するようにしたので、解像度と再現階調数との間に相反関係がなく、しかもスクリーン形状の自由度を高めることが可能となり、より高品質な出力画像を安定して得ることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 網点パターンの変換方法を示す概念図である。
【図3】 網点パターンの例を示す概念図である。
【図4】 出力画素値算出回路の構成を示すブロック図である。
【図5】 従来の二値化方式による網点化の原理を説明するための概念図である。
【図6】 本実施形態による網点化の原理を説明するための概念図である。
【図7】 トーン再現特性と補正トーン特性の一例を示す概念図である。
【図8】 アナログスクリーン生成器のトーン再現特性と補正トーン特性の一例を示す概念図である。
【図9】 波形制御多値化回路の構成を示すブロック図である。
【図10】 本実施形態による効果の一例を示す概念図である。
【図11】 本実施形態による千鳥万線パターン例を示す概念図である。
【図12】 ディザ法の処理構成例を示すブロック図である。
【図13】 ディザ法と濃度パターン法の比較を示す概念図である。
【図14】 濃度パターン法の2値化例を示す概念図である。
【図15】 スクリーン角生成セル(基本パターン)を説明するための概念図である。
【図16】 スクリーン角生成を説明するための概念図である。
【図17】 アナログ三角波比較方式の構成例を示すブロック図、および動作例を示す概念図である。
【図18】 アナログ三角波比較方式の例を示す概念図である。
【符号の説明】
20 出力画素値算出回路
30 波形制御多値化回路
103 網点パターンメモリ
111 波形制御パターンメモリ
112 階調制御パターンメモリ
201 減算器
202 乗算器
203 比較器
204 比較器
205 LUT
206 LUT
208 デコーダ
209 セレクタ
210 階調ゲインレジスタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic digital copying machine, a printer, and the like, and more particularly to an image processing apparatus suitable for use in outputting a high-quality halftone image.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a halftone image reproduction method and a triangular wave comparison method are known as methods for outputting a halftone image in an electrophotographic digital copying machine, a printer, or the like. The outline will be described below.
[0003]
<Halftone image reproduction method>
In the halftone image reproduction method, there are a dither method and a density pattern method. In these methods, as shown in FIG. 12, a density threshold matrix corresponding to one-to-one resolution of output pixels is compared with input image data, and on / off of output pixels is controlled based on the result. The configuration is as follows. The dither method and the density pattern method are classified according to whether the correspondence between the input image data and the output image data at this time is one-to-one or one-to-multiple pixels. As shown in FIG. 13, the dither method is used when the input image data and the output image data correspond one-to-one, and the density pattern method is used when the input image data corresponds to a plurality of pixels. Here, such a density threshold value matrix is called a screen pattern.
[0004]
When each density threshold value in the screen pattern is applied to an input image signal of 8 bits (0 to 255), for example, the screen pattern shown in FIG. 13 subtracts the gradation range (0 to 255). Divide evenly by the number of pixels and set to linear quantization (rounded off). When the density pattern method shown in FIG. 13B is applied to an input image signal of 8 bits (0 to 255), as shown in FIG. 14B, each density threshold value is “8”, “ 24 ”,“ 40 ”, and so on.
[0005]
Next, the density threshold value is compared with the density of the input pixel to determine the on / off state of each subpixel. That is, the sub-pixel corresponding to the density threshold lower than the density of the input pixel is turned on, and the other sub-pixels are turned off. As an example, when the density of the input pixel is “120” as shown in FIG. 14A, the on / off state of each subpixel is as shown in FIG.
[0006]
By the way, when the halftone image reproduction method is adopted in a color copying machine or the like, the above-described processing may be performed for each primary color (K, Y, M, C). However, when the same screen pattern is used for each color, color unevenness occurs due to a slight positional shift, and the influence of a striped pattern (moire fringe) generated when halftone dots of each primary color overlap is increased. Therefore, as shown in FIG. 15, it is common to use four types of screen patterns having different screen angles θ and use them corresponding to each primary color (Japanese Patent Publication No. 52-49361, Japanese Patent Laid-Open No. 54). -18302).
[0007]
In the field of screen printing and the like, it is known that the screen angle θ is preferably set to 0 °, 15 °, 45 ° and 75 °. However, in order to apply to a copying machine or the like, the screen angle θ must be a value that can be obtained by a rational tangent because the memory capacity is reduced by repeatedly using the same screen pattern. FIG. 16 is a conceptual diagram showing a state in which the same screen pattern is arranged. The numbers shown are density threshold numbers.
[0008]
<Triangle wave comparison method>
Next, in the triangular wave comparison method, as shown in FIG. 17A, first, the density of the input pixel is converted into an analog signal. Then, the comparator compares the triangular wave having a predetermined period with the analog signal to obtain an output pulse width signal. When the level of the analog signal is equal to or higher than the level of the triangular wave (or lower than the level), the analog signal is turned on (for example, an exposure state of laser light), and otherwise is turned off. That is, the higher the density of the input pixel, the higher the level of the analog signal, the higher the duty ratio at which the comparison result is turned on, and the higher the density of the output image.
[0009]
By the way, in the triangular wave comparison method, even when color printing is performed, a technique for providing a screen angle θ for each primary color is known in order to suppress the influence of color unevenness and moire fringes. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-183670 discloses a technique for shifting the phase of a triangular wave by a certain amount every time a “1” line is advanced in the sub-scanning direction. Japanese Patent Laid-Open No. 2-296264 discloses a technique for changing the gradation reproduction characteristics every time the “1” line advances in the sub-scanning direction.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described prior art has the following various problems. First, in the halftone image reproduction method, there is a reciprocal relationship between the resolution and the number of reproduced gradations. For example, if the resolution of the output device is “400 dpi (dots / inch)” and a resolution of “200 lpi (lines / inch)” is desired, the screen size needs to be “2 × 2”. . That is, the reproduction gradation number is “4”, and only a very low gradation number can be obtained. Conversely, in order to set the number of reproduced gradations to “64”, the screen size needs to be “8 × 8”. For this reason, the resolution becomes “400/8 = 50 lpi”, which is greatly reduced.
[0011]
When screen printing is performed, the output device originally has a resolution of about “4000 dpi”, so even if the number of reproduced gradations is increased, the roughness of the image is not noticeable with the naked eye. However, in the electrophotographic system, since the resolution of about “400 dpi to 600 dpi” is the limit, the above-described problem occurs.
[0012]
On the other hand, in the triangular wave comparison method, there is no reciprocal relationship between the resolution and the number of reproduced gradations. However, it is not practical to provide the screen angle θ for each primary color by the technique described above. The reason for this will be described with reference to FIG. In FIG. 18A, S1 is an analog signal, and this analog signal S1 is compared with a triangular wave signal. The phase of the triangular wave signal is gradually delayed for each “1” line in the sub-scanning direction.
[0013]
The exposure pattern of the laser obtained by this comparison result is shown in FIG. As is apparent from FIG. 6B, if the phase of the triangular wave is shifted for each “1” line in the sub-scanning direction, the halftone dots or the screen shape is liable to be broken or interrupted. This adversely affects gradation characteristics and graininess reproduction, and it is difficult to obtain satisfactory image quality. Furthermore, the screen angle θ and the number of screen lines (resolution) were also constrained by the period of the triangular wave pattern used, and there were few degrees of freedom.
[0014]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and there is no conflict between the resolution and the number of reproduced gradations, and the degree of freedom of the screen shape can be increased, and a higher quality output image can be stabilized. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus that can be obtained.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
To solve the problems mentioned above, Book In the invention, in the image processing apparatus that corrects the gradation of the density data of the input pixel, a plurality of gradations that have different mutually different correction rules and correct the gradation of the input pixels according to the correction rule that each has Correction means According to the position in the sub-scanning direction where the input pixel exists, the sub-scanning direction switching unit that switches the gradation correcting unit to be used and the sub-scanning direction switching unit among the plurality of gradation correcting units are switched. A means for switching the gradation correction means in the main scanning direction at a cycle of 3 pixels, wherein the input pixel row aligned in the sub-scanning direction as the first pixel of the 3 pixel cycle is “L”, and the second of the 3 pixel cycle is When the input pixel column aligned in the sub-scanning direction as the pixel of “C” is “C” and the input pixel column aligned in the sub-scanning direction as the third pixel of the three-pixel period is “R”, the input pixel column L Main scanning direction switching means for switching the gradation correction means so as to correct the pixel growth rate of the input pixel column R to be slow and to correct the pixel growth rate of the input pixel column C to be high. It is characterized by comprising.
[0016]
According to the present invention, the sub-scanning direction switching unit switches the tone correction unit to be used from among the plurality of tone correction units according to the position in the sub-scanning direction where the input pixel exists, thereby changing the input pixel. Correct the gradation of density data. Therefore, there is no reciprocal relationship between the resolution and the number of reproduced gradations, and the degree of freedom of the screen shape can be increased, and a higher quality output image can be stably obtained.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
A. Configuration of the embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, the image processing apparatus includes a screen angle generation pattern generation circuit 10, an output pixel value calculation circuit 20, a waveform control multi-value conversion circuit 30, an edge detection circuit 40, an edge screen generation pattern generation circuit / output pixel value calculation circuit 50. And a switch 60.
[0019]
A-1. Screen angle generation pattern generation circuit
The screen angle generation pattern generation circuit 10 generates a halftone dot pattern having different screen angles for each of C, M, Y, and K at the time of color print output. The sub-scanning direction address counter 102 counts the horizontal synchronization signal H_SYNC and outputs the count value. The main scanning direction address counter 104 counts the pixel clock CLK and outputs the count value.
[0020]
The reset circuit 105 sets the main scanning direction address counter 104 when the horizontal synchronization signal H_SYNC is input to the screen angle generation pattern generation circuit 10 or when the count value of the main scanning direction address counter 104 reaches a predetermined reset value. Reset. As a result, the counter value returns to “0”.
[0021]
For example, in the case of the (b) 18.4 ° screen shown in FIG. 15, the developed pattern shown in FIG. 16 obtained by developing the screen by the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 52-49361. Is generated. The L × L rectangular matrix generated at this time is repeatedly used every L pixels in the main scanning direction and every L lines in the sub-scanning direction, thereby generating a screen filled with a desired screen pattern. it can. The reset value in the main scanning direction at this time is “10”.
[0022]
Similarly, when the count value of the sub-scanning direction address counter 102 reaches the reset value (in this case, the reset value in the sub-scanning direction is also “10”), the reset circuit 105 sets the sub-scanning direction address counter 102 to Reset. The halftone dot pattern memory 103 has a memory capacity of “10 × 10 bytes” in this embodiment, and is accessed by the count values of the sub-scanning direction address counter 102 and the main scanning direction address counter 104. The halftone dot pattern memory 103 stores the contents of the screen patterns used. That is, the expansion pattern of the L × L rectangular matrix shown in FIG. 16 is stored. In this way, the halftone dot pattern memory 103 outputs a halftone dot pattern value S corresponding to the count values of the sub-scanning direction address counter 102 and the main scanning direction address counter 104.
[0023]
Next, an example of halftone dot pattern values actually used is shown in FIG. As a halftone dot pattern with a screen angle θ of “0 °”, (a0) shown in FIG. 15 can be considered, but in this embodiment, a halftone dot pattern shown in FIG. 15 (a1) is used. In the halftone dot pattern, first, “3 (L)”, “1 (C)”, and “2 (R)” are set in the first main scanning direction (E), and the second main scanning direction (O) is set. “2 (L)”, “1 (C)”, and “3 (R)” opposite to the first main scanning direction. By using the halftone dot pattern of (a1) in FIG. 15, the lines with the screen angle θ “0 °” grow in a zigzag pattern. There are a large number of halftone dot patterns having the relationship as shown in (a0) of FIG. 15 and (a1) of FIG. 15 by changing the size of the halftone dot pattern or the cycle of staggering. Show. FIG. 11A shows a basic pattern of 2 × 1 lines, and FIG. 11D shows a basic pattern of 3 × 1 lines. Moreover, FIG.11 (b) and FIG.11 (c) are the staggered pattern derived from the basic pattern of Fig.11 (a). The derivation method is infinite by changing the zigzag cycle or changing the growth pattern and waveform pattern, but the one that can maintain the necessary resolution and gradation is selected.
[0024]
Next, the halftone dot pattern of (a1) shown in FIG. 15 is converted by the following procedure and then stored in the actual halftone dot pattern memory 103. First, a matrix obtained by subtracting “1” from each pattern value in the matrix shown in (a0) of FIG. 15 is obtained, and then a step gain value “85 (= 256/3)” obtained from the 4 × 4 matrix. Is multiplied by the previously obtained matrix to determine a halftone dot pattern to be actually stored in the halftone dot pattern memory 103. As a result, these values in the matrix indicate the ratio (weight) to the whole (256) when the pixel is turned on (black). That is, 1/3 × 256 = 85 when one dot is turned on, and 2/3 × 256 = 170 when two dots are turned on. However, in the halftone dot pattern shown in FIG. 2, as described above, “1” is subtracted from the matrix shown in (a1) of FIG. It is said.
[0025]
Next, when the screen pattern shown in FIG. 15B is used, the waveform control pattern memory 111 has a memory capacity of “10 × 10 bits” in order to store the L × L matrix shown in FIG. Corresponding to each halftone dot pattern in the halftone dot pattern memory 103, and stores a 2-bit waveform pattern indicating "0", "1", or "2" as shown in FIG. To do. At this time, “0” is a waveform pattern when dots are grown from the right side, “1” is a waveform pattern when growing from the left side, and “2” is a waveform pattern when growing from the middle. However, it is not limited to this value. In the present embodiment, since there are a total of three types of patterns, a 10-bit × 10-bit × 2-bit waveform pattern memory is required. Then, the waveform pattern of the waveform control pattern memory 111 is accessed by the count values of the sub-scanning direction address counter 102 and the main scanning direction address counter 104, and is output as the screen switching signal SCS. Here, an example of a waveform pattern corresponding to each halftone dot pattern is shown in FIG.
[0026]
Next, the gradation control pattern memory 112 has a memory capacity of “10 × 10 bits” in order to store an L × L rectangular matrix, and corresponds to each halftone pattern of the halftone pattern memory 103. , “1 bit” gradation control pattern indicating either “0” or “1” is stored. The gradation control pattern in the gradation control pattern memory 112 is accessed by the count values of the sub-scanning direction address counter 102 and the main scanning direction address counter 104 and is output to the output pixel value calculation circuit 20.
[0027]
A-2. Output pixel value calculation circuit
Next, the configuration of the output pixel value calculation circuit 20 will be described with reference to FIG. In the figure, a subtractor 201 subtracts a halftone dot pattern signal S from an input image signal (pixel density) V. The gradation gain register 210 stores a gradation gain G. The gradation gain G is set to be equal to the maximum value of the halftone dot pattern in FIG. Next, the multiplier 202 multiplies the subtraction value N in the subtractor 201 and the gradation gain G, and outputs the multiplication result M. Each of the comparators 203 and 204 determines whether the multiplication result M is smaller than “0” or larger than 255, and inputs two bits obtained by adding one bit of each determination result to the decoder 208, and selects the selector 209. Select signal to On the other hand, the result of the multiplier 202 is input to two gradation correction LUTs (in this example, two types of LUTs are used, but not limited thereto) 205 and 206 having different characteristics, After the tone correction, the signal is supplied to the selector 209.
[0028]
The selector 209 outputs a total of four signals including the signals from the LUTs 205 and 206 and the two signals “0” or “255” set in advance in the register, the 2-bit signal from the decoder 208, and the gray level. The grayscale control pattern signal from the control pattern memory 112 is selected according to a total of 3 bits and sent as an output image signal OD. Based on the comparison results of the comparators 203 and 204, the selector 209 outputs a value “0” if the multiplication result M is “0” or less, and outputs a value “255” if it is “255” or more. To do. In the case other than the above two values, the output result of one of the gradation correction LUTs of the LUTs 205 and 207 corresponding to the halftone dot pattern is output according to the gradation control pattern signal 1 bit.
[0029]
The configurations of the gradation control pattern memory 112, the decoder 208, and the selector 209 are not limited to those described above. One bit of the gradation control pattern is input to the decoder 208, and signals from the two types of LUTs are received. Two signals “0” or “255” set in the register in advance, that is, a 2-bit signal for selecting a total of four signals are input to the selector 209, and the selector 209 selects the two bits, A configuration in which the output image signal OD is transmitted may be used.
[0030]
Here, the conventional halftoning by the binarization method and halftoning by the output pixel value calculation method of the present invention will be described by comparing the respective principles. FIG. 5 is a conceptual diagram showing the principle of halftoning by the conventional binarization method. In the figure, when an input signal is input as a signal having an area ratio of 182/255 = 71%, 11 out of a total of 16 output pixels of 4 × 4 as shown in the figure are turned on (255), The remaining five are off (0). At this time, the area ratio of the output signal is (255 × 11) / (255 × 16) × 100% = 69%, and only the quantization level for 4 × 4 = 16 gradations is ensured. Since a quantization error due to a quantization step of /16=6.25% unit occurs, it was not satisfactory. Even if up to 12 are turned on (255), the area ratio of the output signal at this time is (255 × 12) / (255 × 16) × 100% = 75%, and the quantization error is 6%. Will occur.
[0031]
On the other hand, in the halftone dot obtained by the output pixel value calculation method of the present invention shown in FIG. 6, the weight of each pixel of 4 × 4 = 16 (solid density level “255” when that pixel is turned on) Using the halftone dot pattern matrix representing the ratio), a process for calculating the output density level of each 4 × 4 output pixel is performed without feedback calculation by a determination method described later. According to this, since the output pixel control of the intermediate density level can be performed so as to minimize the reproduction quantization error between the input and output, the area ratio of the output signal is (255 × 11 + 96) / (255 × 16) × 100% = 71%, and when applied to an 8-bit input / output system, gradation reproduction within a quantization step of “256” and a quantization error of 1/256 = 0.4% or less becomes possible.
[0032]
Further, the calculation method will be described with reference to FIG. A specific example will be described assuming that the value of the input image signal V is “182” and each value of “0 °” shown in FIG. 15A is output from the halftone dot pattern memory 103. First, if the input image signal V is “182”, the subtractor 201 applies each pattern value S (“0”, “85”,..., “170”) of the 3 × 2 matrix of the halftone dot pattern. V-S is performed, and the result N is multiplied by the gradation gain G (in this case, 256/85 = 3) by the multiplier 202 to obtain a multiplication result M. If the multiplication result M is smaller than “0”, “0” is output, and if it is larger than “255”, “255” is output. Only when the halftone dot pattern value is “170”, the multiplication result M indicates a value of “36” between “0” and “255”.
[0033]
From the above results, the selector 209 converts “255” when the halftone pattern value is “0” or “85”, and converts the M value “36” using the LUTs 205 and 206 when the halftone pattern value is “170”. One of these values is selected by the gradation control pattern signal and output. The conversion characteristics to be set in each of these LUTs 205 and 206 will be described later. For the sake of simplicity, if a linear one is set in any LUT, “36” is output as it is from the multiplication value M. The
[0034]
As described above, according to the above configuration, a gradation reproduction method that is faithful to the input signal and has a small quantization error can be realized. However, depending on the means for reproducing the intermediate density level and its characteristics, it can be realized in principle. It is expected to be different from what can be done.
[0035]
Here, FIGS. 7A and 7B are a conceptual diagram showing the tone reproduction characteristics obtained by the screen generation method having the above-described configuration, and a conceptual diagram showing the effect of the correction tone characteristics. As shown in FIG. 7A, the tone reproduction characteristics according to this method are a continuous gradation reproduction portion of a digital portion that is handled by an ON (255) pixel of a halftone dot pattern and an analog portion that is carried by an intermediate density level pixel. The tone reproduction unit is synthesized. For this reason, unless both of these tone reproduction portions have linear characteristics, the tone characteristics basically have discontinuous points, and pseudo contours are generated. For this purpose, both the tone reproducibility of the analog screen generator responsible for reproducing the intermediate density pixel value and the tone reproducibility of the digital screen generator responsible for the stepwise gradation reproduction consisting of “0” and “255” outputs are corrected. A means to do this is required.
[0036]
The means for correcting the tone reproducibility are the LUT 205 and the LUT 206 shown in FIG. As shown in FIG. 7 (a), before tone correction, the point of contact between the stepwise gradation reproduction area of the digital portion created by the screen pattern threshold and the continuous gradation reproduction area of the analog portion based on the intermediate density pixel value. Thus, a gradation characteristic with fluctuations having discontinuous points is obtained. On the other hand, the tone reproduction characteristics shown in FIG. 7B in which both the staircase gradation reproduction area and the continuous gradation reproduction area are appropriately corrected are characteristics having no linear pseudo contour.
[0037]
FIGS. 8A and 8B are conceptual diagrams showing a procedure in the case of actually correcting the continuous gradation reproduction of the analog portion. In the figure, when the tone reproduction characteristic by the analog screen is FIG. 8A, the tone characteristic of FIG. 8B which is an inverse function is obtained so that this is linear. Further, the rise of the tone curve in the highlight portion and the tone curve y in the high density portion are determined to be as smooth as possible, and are set in the LUT.
[0038]
Here, the problem is the temporal variation and environmental variation of the analog screen generator. For example, when a halftone dot pattern such as (a0) shown in FIG. 15 is used and the document is gradation, if the analog screen generator fluctuates due to temporal variation and environmental variation, the pattern “1” grows. When the pattern “2” starts growing, or after the pattern “2” grows, when the pattern “3” starts growing, the pseudo contour becomes very conspicuous. In the present embodiment, by using a staggered halftone dot pattern such as (a1) shown in FIG. 15, even if the analog screen generator fluctuates and gradation reproduction becomes somewhat discontinuous, pseudo contours are unlikely to occur. It has become.
[0039]
The stepwise gradation reproduction area of the digital portion shown in FIG. 7 is corrected by the tone correction means in the previous stage of the output pixel value calculation circuit so that the height of the steps (the width of the quantization step) is uniform. With such a configuration, it is possible to realize gradation reproduction characteristics with high linearity without pseudo contours.
[0040]
A-3. Waveform control multi-value circuit
Next, FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the waveform control multi-value quantization circuit 30. In the figure, a D / A conversion circuit 301 converts an image density signal OD into an analog signal and outputs the analog signal. The pattern generators 302, 303, and 304 each output two types of 200-line A-phase and B-phase triangular wave signals and 400-line triangular wave signals that are different in phase by “180 °”. Comparators 305, 306, and 307 compare the triangular wave signal and the analog signal, respectively, and output the comparison result as a digital signal. That is, the digital signal is “1” when the level of the analog signal is equal to or higher than the level of the triangular wave signal, and is “0” otherwise.
[0041]
The selector 305 selects and outputs one of these analog signals in synchronization with the pixel clock CLK based on the screen switching signal SCS (contents of the waveform control pattern memory 111). This output signal is output as an output pulse modulation signal for the laser diode.
[0042]
Here, the waveform of the triangular wave signal corresponding to the selected analog signal will be described with reference to FIG. Comparing (b) and (c) of the figure, when the screen switching signal SCS (growth pattern) is “0”, one of the pattern generators 302 and 303 is a triangular wave in the rising half cycle. The pulse modulation signal obtained by the pattern is selected by the selection circuit 308, and in this system, dots are made from the right side of the pixel. When the screen switching signal SCS is “1”, the pulse modulation signal obtained by the triangular wave pattern in the falling half cycle is selected by the selection circuit 308 from either of the pattern generators 302 and 303. Dots are made from the right side of the pixel. When the screen switching signal SCS is “2”, the pulse modulation signal obtained by the triangular wave pattern of the 600 line period of the pattern generator 304 is selected by the selection circuit 308, and is dotted from the center of the pixel.
[0043]
Therefore, which of the analog signals output from the comparators 305 and 306 with reference to the two types of triangular wave signal patterns of the 200 phase A phase and the B phase having different “180 °” phases is selected. It is not uniquely determined only by the screen switching signal SCS. For example, when the pixel clock CLK is input a plurality of times while the screen switching signal SCS remains constant, the selector 305 selects both analog signals alternately. Further, as the triangular wave waveform used here, it is conceivable to use not only the patterns 1 and 2 but also a triangular wave pattern or a sawtooth wave having a ½ period. In addition, the period of the reference signal such as a triangular wave signal is not limited to the combination of the 200 lines and the 400 lines, and may be a combination of 300 lines and 600 lines, for example.
[0044]
By controlling the dot direction by such waveform control, it is possible to generate a halftone dot image having a smooth shape. FIG. 10 shows this effect. FIG. 10A shows an example of multi-value conversion using a triangular wave pattern 1 having a fixed period and phase. According to this, the output pixel value calculation algorithm described above outputs an intermediate density value, and the density value as a sum is guaranteed, but the output halftone dot shape obtained as a result is satisfied with the occurrence of torsion. It is not a thing. On the other hand, based on the waveform control pattern, waveform control multivalued (b) can generate a smooth halftone dot shape originally assumed.
[0045]
A-4. Edge screen generation pattern generation circuit / output pixel calculation circuit 50
Next, the edge screen generation pattern generation circuit / output pixel calculation circuit 50 will be described. The edge screen generation pattern generation circuit / output pixel calculation circuit 50 may be considered as a combination of the above-described screen generation pattern generation circuit and output pixel value calculation circuit. Parameters such as the gain G and the correction LUT are values suitable for the edge portion. By switching the output of the edge screen generation pattern generation circuit / output pixel calculation circuit 50 and the output of the output pixel value calculation circuit 20 in real time according to a signal supplied from an edge detection circuit 40 to be described later, the edge portion and the non-edge portion It is possible to select a preferable growth method for each edge portion.
[0046]
A portion where resolution is prioritized over gradation, such as characters, can be reproduced with the input resolution as it is by growing it with a minimum pattern such as “edge” shown in FIG. Also, if the signal supplied from the edge detection circuit 40 is multi-stage, a multi-stage growth method is performed from the edge part to the non-edge part by preparing the corresponding halftone dot pattern and waveform control pattern. It becomes possible to make it. As in this embodiment, the 1 × 1 pattern of “edge” shown in FIG. 3 is equivalent to outputting the image signal as it is. In particular, the image signal is not prepared as an edge pattern. You may make it select the output of the output pixel value calculation circuit mentioned later with an edge signal.
[0047]
A-5. Edge detection circuit 40 and switching unit 60
Next, the edge detection circuit 40 will be described. The edge detection circuit 40 is a circuit that generates a signal for dividing an image into edge portions and non-edge portions into K (K> 1) stages based on image edge information. In the present invention, the details are not particularly limited. For example, there is a method in which an edge portion is detected using an edge detection filter and divided by a predetermined threshold value. In addition, a combination of edge detection and other feature amounts may be considered. For example, when K = 2, the SEL signal shown in FIG. 1 becomes 1 bit and is supplied to the switching unit 60. For example, when the SEL signal is “1”, the edge portion is set, and when “0” is set to the non-edge portion, the switching portion 60 outputs the edge screen generation pattern generation circuit / output pixel when the SEL signal is “1”. If the output of the value calculation circuit 50 is selected and “0”, the output (screen switching signal SCS) of the screen angle generation pattern generation circuit 10 and the output pixel value calculation circuit 10 (OD) are output.
[0048]
B. Operation of the embodiment
Next, the operation of this embodiment will be described. When a color image is output using the image processing apparatus of the present embodiment, K color output processing is first performed.
[0049]
First, each memory, register, counter, etc. are reset, and a halftone dot pattern (weight conversion as described above) and a waveform control pattern related to “0 °” shown in FIGS. 3A and 3B are performed. The halftone dot pattern memory 103 and the waveform control pattern memory 111 shown in FIG. 1 are respectively written, and the reset value in the reset circuit 105 is set to “2”.
[0050]
Further, the value “3” is written in the gradation gain register 210 in the output pixel value calculation circuit 20 in accordance with the halftone dot pattern. Next, the pixel clock CLK is supplied to the main scanning direction address counter 104, and the input image signal V related to K color is supplied to the output pixel value calculation circuit 20. The main scanning direction address counter 104 counts the pixel clock CLK. When the count value reaches “3”, the count value is reset by the reset circuit 105. Further, “0” is output from the sub-scanning direction address counter 102.
[0051]
Accordingly, in the halftone dot pattern memory 103, “Y (sub-scanning direction) = 0, X (main scanning direction) from the address“ Y (sub-scanning direction) = 0, X (main scanning direction) = 0 ”. ) = 2 ”is repeatedly accessed, and the corresponding“ 3 ”type dot pattern S is repeatedly supplied to the output pixel value calculation circuit 20. In the output pixel value calculation circuit 20, three intermediate values after the LUT output from the multiplier 202 based on the comparison results of the comparators 203 and 204 and the gradation control pattern, “255” and “0”. Any one of the values is selected, and the selected value is output as the image density signal OD.
[0052]
In the waveform control pattern memory 111, a screen switching signal SCS corresponding to the halftone dot pattern S is output. In this way, when the scan for “1” lines in the main scanning direction is completed, the horizontal synchronization signal H_SYNC is supplied to the screen angle generation pattern generation circuit 10. As a result, the count value of the sub-scanning direction address counter 102 is incremented and the count value of the main scanning direction address counter 104 is reset.
[0053]
Similarly, in the edge screen generation pattern generation circuit / output pixel value calculation circuit 50 shown in FIG. 1, the 1 × 1 dot pattern and the waveform control pattern shown in “Edge” in FIG. “1” is written in the gain register, and a linear table is set in the LUT. In this setting, the image data is output as it is, and the waveform control is always performed from the center of the pixel.
[0054]
Then, scanning for the next line is started. When the horizontal synchronization signal H_SYNC is input to the sub-scanning direction address counter 102 after the scanning for “2” lines is completed, the count value of the sub-scanning direction address counter 102 becomes “2”. When detecting this state, the reset circuit 105 resets the count value of the sub-scanning direction address counter 102 to “0”.
[0055]
Thereafter, similarly, when the input image signal V is supplied to the output pixel value calculation circuit 20 in synchronization with the pixel clock CLK, the halftone dot pattern memory 103 and the waveform control pattern memory 111 are accessed, and the subpixel is set to the output pixel value. While being supplied to the calculation circuit 20, the calculation result OD and the screen switching signal SCS are supplied to the switch 60. If there is an edge portion in the image data, the switch 60 detects this when the edge detection circuit 40 detects this, selects the output of the edge screen generation pattern generation circuit / output pixel value calculation circuit 50, and if it is a non-edge portion. The calculation result OD and the screen switching signal SCS are selected. As a result, the K-color image density signal OD for “1” pages is sequentially supplied to the waveform control multilevel circuit 30. The non-edge portion is reproduced by the staggered line shown in (a1) of FIG. 15, and the edge portion is reproduced as the input image.
[0056]
When the output of the K color is completed, the output process of the Y color is performed next. First, each memory, register, counter, etc. are reset, and the halftone dot pattern (weight converted as described above) and the waveform control pattern relating to “18 °” shown in FIGS. The halftone dot pattern memory 103 and the waveform control pattern memory 111 are respectively written, and the reset value in the reset circuit 105 is set to “10”.
[0057]
Further, the value “10” is written in the gradation gain register 210 in the output pixel value calculation circuit 20 in accordance with the halftone dot pattern. When the pixel clock CLK is supplied to the screen angle generation pattern generation circuit 10 and the Y-color input image signal V is supplied to the output pixel value calculation circuit 20, the same processing as described for the K color is performed. , The Y-color image density signal OD for “1” pages is sequentially supplied to the waveform control multi-value conversion circuit 30.
[0058]
When the output of the Y color is completed, an output process for the M color is performed next. First, each memory, register, counter and the like are reset, and the halftone dot pattern and the waveform control pattern relating to “45 °” shown in FIGS. 3A and 3B are stored in the halftone dot pattern memory 103 and the waveform control pattern memory 111. Each is written, and the reset value in the reset circuit 105 is set to “4”.
[0059]
Further, the value “3” is written in the gradation gain register 210 in the output pixel value calculation circuit 20 in accordance with the halftone dot pattern. When the pixel clock CLK is supplied to the screen angle generation pattern generation circuit 10 and the M-color input image signal V is supplied to the output pixel value calculation circuit 20, the same processing as described for the K color is performed. , “M” image density signals OD for “1” pages are sequentially supplied to the waveform control multi-value conversion circuit 30.
[0060]
When the output of the M color is completed, an output process for the C color is then performed. First, each memory, register, counter, etc. are reset, and the halftone dot pattern and the waveform control pattern relating to “71 °” shown in FIGS. 3A and 3B are stored in the halftone dot pattern memory 103 and the waveform control pattern memory 111. Each is written, and the reset value in the reset circuit 105 is set to “10”.
[0061]
Further, the value “10” is written in the gradation gain register 210 in the output pixel value calculation circuit 20 in accordance with the halftone dot pattern. When the pixel clock CLK is supplied to the screen angle generation pattern generation circuit 10 and the C-color input image signal V is supplied to the output pixel value calculation circuit 20, the same processing as described for the K color is performed. , “C” image density signal OD for “1” pages is sequentially supplied to the waveform control multi-value conversion circuit 30.
[0062]
A dot image having a smooth shape can be generated by controlling the dot by such waveform control. 10A to 10E are conceptual diagrams showing this effect. FIG. 6A shows an example of multi-value conversion using a triangular wave pattern 1 having a fixed period and a fixed phase. According to this, an intermediate density value is output by the above-described output pixel value calculation algorithm, and the density as a sum is obtained. Although the value is guaranteed, the resulting output halftone dot shape is unsatisfactory due to the occurrence of vignetting. On the other hand, based on the waveform control pattern, the smooth halftone dot shape originally assumed can be generated in FIG. This will be specifically described below.
[0063]
Here, an example of the image density signal OD generated based on the density threshold value S and the input image signal V is shown in FIG. In this way, when the image density signal OD relating to each color is supplied to the waveform control multi-value conversion circuit 30, the image density signal OD is converted into an analog signal via the D / A conversion circuit 301. Further, the pattern generation units 302 to 304 output triangular wave signals having different phases and periods. Here, when the image density signal OD is “255”, the digital signal output from the selectors 305 to 307 is always “1”, so the duty ratio of the output pulse modulation signal is “100%”.
[0064]
When the image density signal OD is “0”, the digital signal output from the selectors 305 to 307 is always “0”, so the duty ratio of the output pulse modulation signal is “0%”. When the image density signal OD is an intermediate density, the duty ratio of the output pulse modulation signal becomes a value corresponding to the intermediate density. At that time, the halftone dot shape shown in FIG. 10D or 10E can be considered depending on the triangular wave signal used.
[0065]
For example, as shown in FIG. 10 (d), when multi-value processing is performed using a single triangular wave pattern, a toggling occurs, which is not satisfactory. However, in this embodiment, the selection circuit 308 performs the switching process so that the triangular wave pattern shown in FIG. Therefore, on the other hand, when the waveform control multi-value is made based on the waveform control pattern SCS, a smooth halftone dot shape originally assumed can be generated as shown in FIG.
[0066]
C. Effects of the embodiment
(1) As described above, according to the present embodiment, the condition “input image signal V <density threshold value S” is satisfied, and “value N (N = V−S + D) is not a negative value. The intermediate density corresponding to the value N is set for the sub-pixel satisfying the condition “ That is, there is no conflict between the resolution and the number of reproduced gradations, and a sufficient number of reproduced gradations can be obtained even when the number of subpixels constituting the screen pattern is small.
[0067]
(2) Further, according to the present embodiment, there is a second sub-pixel adjacent to the first sub-pixel having an intermediate density in the main scanning direction and having a lower density threshold than the first sub-pixel. In this case, the triangular wave signal is selected so that the on-state portions of the first and second subpixels are continuous. Thereby, the screen shape can be prevented from being deformed, and a high-quality output image can be stably obtained.
[0068]
(3) Further, according to the present embodiment, the use of staggered lines for the K-color “0 °” halftone dot pattern makes it difficult for pseudo contours to occur even when the analog screen portion changes due to changes over time. Furthermore, by selecting a preferable pixel growth method for each of the edge portion and the non-edge portion in real time, smooth image reproduction can be realized without making the switching boundary conspicuous.
[0069]
D. Modified example
The present invention is not limited to the first or second embodiment described above, and various modifications can be made. For example, in the first or second embodiment, as the first and second triangular wave signals, triangular wave signals having different phases by “180 °” are used. One of these sawtooth signals may be selected as a reference signal based on the switching signal SCS.
[0070]
In the above-described first or second embodiment, the example in which the density pattern method is used has been described. However, the present invention can be similarly applied even when the dither method is used. That is, the “subpixel” in the first or second embodiment is considered as “one pixel” in the dither method, and an image density signal by the dither method may be used as the image density signal OD. Thereby, the thing of the said embodiment converts n input pixel Q1, Q2, ..., Qn into n output pixel R1, R2, ..., Rn corresponding, respectively.
[0071]
Further, in the output pixel value calculation circuit 20, the pixel value is calculated using a subtractor and a multiplier, but a gradation table may be used instead of using a subtractor or a multiplier.
[0072]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, according to the sub-scanning direction switching unit, the gradation correction unit to be used is selected from among the plurality of gradation correction units according to the position in the sub-scanning direction where the input pixel exists. By switching, the gradation of the density data of the input pixel is corrected, so there is no conflict between the resolution and the number of reproduced gradations, and the degree of freedom of the screen shape can be increased. There is an advantage that a quality output image can be obtained stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a halftone dot pattern conversion method.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an example of a halftone dot pattern.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an output pixel value calculation circuit.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the principle of halftoning by a conventional binarization method.
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the principle of halftoning according to the present embodiment.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an example of tone reproduction characteristics and correction tone characteristics.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of tone reproduction characteristics and correction tone characteristics of an analog screen generator.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a waveform control multilevel circuit.
FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating an example of an effect according to the present embodiment.
FIG. 11 is a conceptual diagram showing an example of a staggered line pattern according to the present embodiment.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a processing configuration example of a dither method.
FIG. 13 is a conceptual diagram showing a comparison between a dither method and a density pattern method.
FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating a binarization example of a density pattern method.
FIG. 15 is a conceptual diagram for explaining a screen angle generation cell (basic pattern).
FIG. 16 is a conceptual diagram for explaining generation of a screen angle.
FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration example of an analog triangular wave comparison method, and a conceptual diagram illustrating an operation example.
FIG. 18 is a conceptual diagram illustrating an example of an analog triangular wave comparison method.
[Explanation of symbols]
20 Output pixel value calculation circuit
30 Waveform control multi-value circuit
103 Halftone dot pattern memory
111 Waveform control pattern memory
112 gradation control pattern memory
201 Subtractor
202 multiplier
203 comparator
204 Comparator
205 LUT
206 LUT
208 decoder
209 Selector
210 gradation gain register

Claims (4)

入力画素の濃度データの階調を補正する画像処理装置において、
予め定められた互いに異なる補正規則を有し、前記入力画素の階調を各々が有する補正規則に従って補正する複数の階調補正手段と、
前記入力画素の存在する副走査方向の位置に応じて、前記複数の階調補正手段のうち、使用する階調補正手段を切り替える副走査方向切替手段と
前記副走査方向切り替え手段によって切り替えられる階調補正手段を主走査方向に3画素周期で切り替える手段であって、前記3画素周期の第1の画素となる副走査方向に並ぶ入力画素列を「L」、前記3画素周期の第2の画素となる副走査方向に並ぶ入力画素列を「C」、前記3画素周期の第3の画素となる副走査方向に並ぶ入力画素列を「R」とした場合、前記入力画素列Lと、前記入力画素列Rの画素成長速度が遅くなるように補正し、前記入力画素列Cの画素成長速度が速くなるように補正するように、前記階調補正手段を切り替える主走査方向切替手段
を具備することを特徴とする画像処理装置。
In an image processing apparatus that corrects gradation of density data of input pixels,
A plurality of gradation correction means having predetermined different correction rules, and correcting the gradations of the input pixels according to the correction rules each has;
A sub-scanning direction switching unit that switches a gradation correction unit to be used among the plurality of gradation correction units according to a position in the sub-scanning direction where the input pixel exists ;
The gradation correction means switched by the sub-scanning direction switching means is means for switching in the main scanning direction in a three-pixel cycle, and an input pixel row arranged in the sub-scanning direction as the first pixel in the three-pixel cycle is represented by “L ”,“ C ”represents an input pixel column arranged in the sub-scanning direction as the second pixel in the three-pixel cycle, and“ R ”represents an input pixel column arranged in the sub-scanning direction as the third pixel in the three-pixel cycle. In this case, the gradation correction is performed so that the pixel growth rate of the input pixel column L and the input pixel column R is corrected to be slow, and the pixel growth rate of the input pixel column C is corrected to be high. An image processing apparatus comprising: main scanning direction switching means for switching means.
前記副走査方向切替手段は、副走査方向に2ライン周期毎に、前記使用する階調補正手段を切り替え、
前記主走査方向切替手段は、前記2ライン周期の第1のライン上の主走査方向に並ぶ入力画素を「E」、前記2ライン周期の第2のライン上の主走査方向に並ぶ入力画素を「O」とした場合、
前記入力画素列Rの前記入力画素Oを前記入力画素列Lの前記入力画素Oより画素成長速度が遅くなるように補正するときは、前記入力画素列Rの前記入力画素Eを前記入力画素列Lの前記入力画素Eより画素成長速度が速くなるように補正し、
前記入力画素列Rの前記入力画素Oを前記入力画素列Lの前記入力画素Oより画素成長速度が速くなるように補正するときは、前記入力画素列Rの前記入力画素Eを前記入力画素列Lの前記入力画素Eより画素成長速度が遅くなるように補正することを特徴とする請求項記載の画像処理装置。
The sub-scanning direction switching unit switches the gradation correction unit to be used every two line periods in the sub-scanning direction,
The main scanning direction switching means sets the input pixels lined up in the main scanning direction on the first line of the two-line cycle to “E” and the input pixels lined up in the main scanning direction on the second line of the two-line cycle. If “O”,
When correcting the input pixel O of the input pixel column R so that the pixel growth rate is slower than that of the input pixel O of the input pixel column L, the input pixel column E is changed to the input pixel column R. Correction so that the pixel growth rate is faster than the input pixel E of L,
When correcting the input pixel O of the input pixel column R so that the pixel growth rate is faster than that of the input pixel O of the input pixel column L, the input pixel column E is changed to the input pixel column R. The image processing apparatus according to claim 2 , wherein the correction is performed so that the pixel growth rate is slower than the input pixel E of L.
入力画素の階調をそれぞれ異なる補正規則に従って補正する複数の階調補正手段を有する画像処理装置において、入力画素の濃度データの階調を補正する画像処理方法であって、In an image processing apparatus having a plurality of gradation correction means for correcting the gradation of an input pixel according to different correction rules, an image processing method for correcting the gradation of density data of an input pixel,
画像処理装置が、The image processing device
前記入力画素の存在する副走査方向の位置に応じて、前記複数の階調補正手段のうち、使用する階調補正手段を切り替えるとともに、According to the position of the input pixel in the sub-scanning direction, among the plurality of gradation correction means, the gradation correction means to be used is switched,
主走査方向に3画素周期となる入力画素列のうち、第1の画素となる副走査方向に並ぶ入力画素列を「L」、前記3画素周期の第2の画素となる副走査方向に並ぶ入力画素列を「C」、前記3画素周期の第3の画素となる副走査方向に並ぶ入力画素列を「R」とした場合、前記入力画素列Lと、前記入力画素列Rの画素成長速度が遅くなるように補正し、前記入力画素列Cの画素成長速度が速くなるように補正するように、前記階調補正手段を切り替える画像処理方法。Among the input pixel columns having a three-pixel cycle in the main scanning direction, the input pixel column aligned in the sub-scanning direction serving as the first pixel is “L”, and is aligned in the sub-scanning direction serving as the second pixel of the three-pixel cycle. When the input pixel column is “C” and the input pixel column arranged in the sub-scanning direction as the third pixel in the three-pixel cycle is “R”, the pixel growth of the input pixel column L and the input pixel column R An image processing method in which the gradation correction unit is switched so that correction is performed so as to reduce the speed and correction is performed so that the pixel growth speed of the input pixel column C is increased.
前記画像処理装置が、The image processing apparatus is
副走査方向に2ライン周期毎に、前記使用する階調補正手段を切り替えるとともに、While switching the gradation correction means to be used every two line periods in the sub-scanning direction,
前記2ライン周期の第1のライン上の主走査方向に並ぶ入力画素を「E」、前記2ライン周期の第2のライン上の主走査方向に並ぶ入力画素を「O」とした場合、前記入力画素列Rの前記入力画素Oを前記入力画素列Lの前記入力画素Oより画素成長速度が遅くなるように補正するときは、前記入力画素列Rの前記入力画素Eを前記入力画素列Lの前記入力画素Eより画素成長速度が速くなるように補正し、前記入力画素列Rの前記入力画素Oを前記入力画素列Lの前記入力画素Oより画素成長速度が速くなるように補正するときは、前記入力画素列Rの前記入力画素Eを前記入力画素列Lの前記入力画素Eより画素成長速度が遅くなるように補正することを特徴とする請求項3記載の画像処理方法。When the input pixels lined up in the main scanning direction on the first line of the two-line period are “E” and the input pixels lined up in the main scanning direction on the second line of the two-line period are “O”, When correcting the input pixel O of the input pixel column R so that the pixel growth rate is slower than that of the input pixel O of the input pixel column L, the input pixel column L is changed to the input pixel column L. When correcting so that the pixel growth rate is faster than that of the input pixel E, and correcting the input pixel O of the input pixel row R to be faster than the input pixel O of the input pixel row L The image processing method according to claim 3, wherein the input pixel E of the input pixel column R is corrected so that a pixel growth rate is slower than the input pixel E of the input pixel column L.
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