JP3778265B2 - 画像処理方法及び画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理方法及び画像処理装置に関し、特に、複数のドットからなる網点によってハーフトーン処理を行うカラー電子写真法によりカラー画像再生を行う場合の画像処理方法及び画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラープリンタやカラーコピー等の電子写真装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナーを利用してカラー画像の再生を行うものである。カラープリンタの中でも、特に、レーザビームによって感光体ドラム上に静電潜像を形成し、帯電したトナーにより現像し、現像されたトナーによる画像を転写紙に転写し、定着することによってカラー画像再生を行うカラーレーザプリンタは、レーザビームの照射領域をドット内において種々変更することができ、単位面積当たりのドット数が少ない場合でも、より高解像度で且つより高い階調のカラー画像を再現することを可能にする。
【０００３】
そのようなカラーレーザプリンタによりカラー画像再生を行う場合の画像処理の工程の概略を図７を参照して説明すると次のようである。
画像データはデータ解釈される（ステップＳ１）。データ解釈とは、画像データがどのような構造を有しているかを解釈することである。例えば、カラースキャナで読み込まれた画像データはビットマップデータであるが、それがそのままビットマップ形式で保存されることもあり、ＪＰＥＧ等の適宜な圧縮方式によりデータ圧縮されて保存される場合もある。この場合にはデータ圧縮された画像データはビットマップ形式とは異なるものとなる。また、図形作成ツール等のアプリケーションプログラムによって作成された画像のデータは、ページ・ディスクリプション・ランゲージ（page description language：ＰＤＬ）等のビットマップ形式ではない形式のデータとなされる。このように画像データのデータ構造は種々であるので、画像データがどのような構造のものであるのかを解釈するのである。そして、データ解釈の工程で解釈された画像データのデータ構造は、それ以降の工程の処理に反映される。なお、データ解釈の手法は周知であるので詳細な説明は省略する。
【０００４】
次に、画像データに対して解像度変換が施され（ステップＳ２）、ラスタオペレーションにより画像データはビットマップ化される（ステップＳ３）。解像度変換は、画像データの解像度を、指定された画像再生の解像度に変換するものである。そして、ラスタオペレーションによって、ＲＧＢの３つのビットマッププレーン（以下、単にプレーンと称す）が生成される。なお、解像度変換及びラスタオペレーションの手法は周知であるので詳細な説明は省略する。
【０００５】
次に、色変換によって、ＲＧＢの３色は、ＹＭＣＫの４色に変換される（ステップＳ４）。これによって、ＹＭＣＫの４つのプレーンが生成される。この色変換も周知の手法を用いればよい。
【０００６】
次に、ＹＭＣＫのそれぞれのプレーンに対してハーフトーン処理が行われる（ステップＳ５）。ハーフトーン処理についても種々の手法が知られているが、ここでは、本出願人が特開２０００−２２８７２８号公報で提案した、パターンマトリクスとガンマテーブルを用いる手法を用いるものとする。
【０００７】
具体的には次のようである。
パターンマトリクスは、ＹＭＣＫの各プレーンの各画素の階調値に基づいて網点を生成していく際に、どのような配置の何個の画素で網点を生成していくか、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであり、例えば、上記の公開公報には１２×１２のマトリクス構成のパターンマトリクスが示されているが、それと同様に、３×３の９個のマトリクス構成の画素の階調値に基づいて網点を生成していくものとすると、パターンマトリクスは図８（ａ）に示すように、３×３のマトリクスとなり、マトリクス内には１〜９の参照番号が重複無く割り当てられている。
【０００８】
ガンマテーブルは、パターンマトリクスの参照番号に対応する各画素の静電潜像を形成する際に、各画素に対応する潜像形成領域内のどの位置に、どの程度の面積でレーザビームを照射すべきかという画像再生情報を定めたテーブルであり、パターンマトリクスの各参照番号について、画素の階調値に対するレーザビームのパルス幅と、そのパルス位置が書き込まれている。つまり、画像再生情報は、パルス幅とパルス位置の２つの情報を含んでいるのである。
【０００９】
パターンマトリクスが図８（ａ）のときのガンマテーブルの例の一部分を図８（ｂ）に示す。図８（ｂ）は、パルス幅を 0〜127 の 128段階として７ビットで表した場合のガンマテーブルの例を示しており、127 を分母とする分数がパルス幅を示しており、「右寄せ」、「左寄せ」がパルス位置を示している。このように、パルス位置は、各画素が再生される領域内のどの位置にパルスを生成するかという情報なのである。
【００１０】
そして、画像データに対して、図８（ａ）のパターンマトリクスと、図８（ｂ）のガンマテーブルが順次対応付けられ、各画素がパターンマトリクスのどの参照番号の位置にあるかに応じて、ガンマテーブルから画素の階調値に対する画像再生情報が読み出されて出力される。
【００１１】
例えば、ここでは画素の階調は８ビットで表されるものとし、いま、ＹＭＣＫのプレーンの中の一つのプレーンについて、図８（ａ）に示すパターンマトリクスと図８（ｂ）に示すガンマテーブルを用いてハーフトーン処理を行うものとする。そして、当該プレーンの画像データの中の図９（ａ）のｐ1 ，ｐ2 で示す２つの画素が、それぞれパターンマトリクスの参照番号の１番と２番の位置であるとし、ｐ1 の階調値は 1、ｐ2 の階調値は100 であるとすると、図８（ｂ）のガンマテーブルから、ｐ1 の画素についての画像再生情報としては、パルス幅は20／127、パルス位置は右寄せが出力され、ｐ2 の画素についての画像再生情報としては、パルス幅は100／127、パルス位置は右寄せが出力される。その他の画素についても同様である。従って、このハーフトーン処理で得られる画像再生情報をパルス幅変調方式（ＰＷＭ）により変調して、周知の工程により感光体にトナーを付着し、それを印刷用紙に転写すると、これらｐ1 、ｐ2 の画素はそれぞれ図９（ｂ）のｐ1′、ｐ2′に示すように画像再生されることになる。なお、図９（ｂ）において、黒で示す部分はトナーが転写された部分を示している。
【００１２】
このようにして、パターンマトリクスとガンマテーブルを用いたハーフトーン処理をＹＭＣＫの全てのプレーンについて行うと、次に、そのハーフトーン処理の結果得られたＹＭＣＫ４色についての各画素の画像再生情報をパルス幅変調方式（ＰＷＭ）により変調してレーザ駆動パルスを生成する（ステップＳ６）。そしてその後、このレーザ駆動パルスでレーザダイオードを駆動し、レーザービームを感光ドラムに照射する。これにより、一つ一つの画素に対応した静電潜像形成領域内の、画像再生情報のパルス位置によって定められた右側または左側に、画像再生情報のパルス幅によって定められた面積領域だけにレーザービームが照射され、トナーが付着される。そして、印刷用紙への転写、定着が行われて画像再生が行われることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７に示す画像再生時の画像処理は、全てカラーレーザプリンタ側で行われることもあり、一部はホストコンピュータで行われることもある。前者においては、画像データを蓄積しているホストコンピュータからカラーレーザプリンタに転送し、カラーレーザプリンタ側でステップＳ１のデータ解釈以降の全ての画像処理を行うことになり、後者の場合としては、例えばホストコンピュータ側でステップＳ３のラスタオペレーションまで行うものとすると、ホストコンピュータからラスタオペレーションの結果得られるＲＧＢの３色のプレーンをカラーレーザプリンタに転送し、カラーレーザプリンタ側でステップＳ４の色変換以降の処理を行うことになる。勿論、ホストコンピュータ側でステップＳ４の色変換まで行ったり、ステップＳ５のハーフトーン処理まで行ったりすることも可能である。
【００１４】
しかし、何れにせよ、従来では、画像再生を行う場合には、その都度、図７に示す画像処理を行わなければならず、画像再生に時間を要するという問題がある。
また、例えば、ホストコンピュータ側でラスタオペレーションあるいは色変換まで行うものとすると、前者の場合にはＲＧＢの３色のプレーン、後者の場合にはＹＭＣＫの４色のプレーンのデータをカラーレーザプリンタに転送しなければならず、そのデータ転送に時間を要するという問題もある。
【００１５】
そこで、本発明は、画像再生あるいはホストコンピュータ側からカラーレーザプリンタへのデータ転送を従来より短時間で行うことができる画像処理方法及び画像処理装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の画像処理方法は、画像データの各画素の階調値に基づいて網点を生成する際に、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであって、マトリクス内に参照番号が重複無く割り当てられたパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対して、前記階調値を表現するビット数よりも少ないビット数で表現されるパルス幅が書き込まれた階調値対パルス幅テーブルとを用い、画像データの画素に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記階調値対パルス幅テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行って、パルス幅値からなる第１ハーフトーンデータを生成する第１ハーフトーン処理と、前記第１ハーフトーンデータを保存あるいは転送する処理と、前記第１ハーフトーン処理で用いたと同じパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対して、パルス幅とパルス位置が書き込まれたパルス幅値対パルス位置テーブルとを用い、読み出された第１ハーフトーンデータあるいは転送された第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、前記第１ハーフトーンデータのそれぞれのパルス幅値に対して、パルス幅値とパルス位置とを生成していく処理を、前記パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う第２ハーフトーン処理とを備えることを特徴とする。
請求項２記載の画像処理装置は、画像データの各画素の階調値に基づいて網点を生成する際に、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであって、マトリクス内に参照番号が重複無く割り当てられたパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対して、前記階調値を表現するビット数よりも少ないビット数で表現されるパルス幅が書き込まれた階調値対パルス幅テーブルとを備え、画像データの画素に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記階調値対パルス幅テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行って、パルス幅値からなる第１ハーフトーンデータを生成する第１ハーフトーンモジュールと、前記第１ハーフトーンデータを保存するメモリと、前記第１ハーフトーン処理で用いたと同じパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対して、パルス幅とパルス位置が書き込まれたパルス幅値対パルス位置テーブルとを備え、前記メモリから読み出された第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、前記第１ハーフトーンデータのそれぞれのパルス幅値に対して、パルス幅値とパルス位置とを生成していく処理を、前記パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う第２ハーフトーンモジュールとを備えることを特徴とする。
請求項３記載の画像処理装置は、画像データの各画素の階調値に基づいて網点を生成する際に、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであって、マトリクス内に参照番号が重複無く割り当てられたパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対して、前記階調値を表現するビット数よりも少ないビット数で表現されるパルス幅が書き込まれた階調値対パルス幅テーブルとを用い、画像データの画素に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記階調値対パルス幅テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行って生成された、パルス幅値からなる第１ハーフトーンデータを保存するメモリと、前記第１ハーフトーン処理で用いたと同じパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対して 、パルス幅とパルス位置が書き込まれたパルス幅値対パルス位置テーブルとを備え、前記メモリから読み出された第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、前記第１ハーフトーンデータのそれぞれのパルス幅値に対して、パルス幅値とパルス位置とを生成していく処理を、前記パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う第２ハーフトーンモジュールとを備えることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ発明の実施の形態について説明するが、先ず、画像処理方法について説明する。
上記の問題を解決するためには、画像処理の何れかの段階で、ＲＧＢの３プレーンや、ＹＭＣＫの４プレーンのデータ量に比較してデータ量が少ない形態のデータを生成すればよい。そして、そのデータ形態で蓄積しておき、画像再生を行う際にはその形態のデータを読み出して、その後の必要な画像処理を行って画像再生するようにすれば、従来よりも短時間で画像再生を行うことが可能であり、しかも、その形態のデータを蓄積するためのメモリ容量は、ＲＧＢの３プレーンやＹＭＣＫの４プレーンの形態でデータを蓄積する場合に比較して少なくて済むことになる。
【００１８】
また、ホストコンピュータ側である程度の画像処理を行う場合、このようなデータ量が少ない形態のデータの生成までをホストコンピュータ側で行うようにすれば、カラーレーザプリンタへのデータ転送を従来よりも短時間で行うことが可能となる。
【００１９】
さて、上記のようなデータ量が少ない形態データの生成を、どの段階で、どのようにして生成するかが問題となるが、この画像処理方法では、それをハーフトーン処理に求めている。即ち、上述したように、従来のハーフトーン処理では、パターンマトリクスとガンマテーブルを用い、ガンマテーブルからパルス幅とパルス位置という２つの情報からなる画像再生情報を出力しているのであるが、これを２段階に分け、第１段階のハーフトーン処理ではパルス幅だけからなる第１画像再生情報を得、第２段階のハーフトーン処理ではパルス位置だけからなる第２画像再生情報を得、これら第１画像再生情報と、第２画像再生情報の２つの情報をＰＷＭするのである。
【００２０】
この画像処理方法は、ハーフトーン処理において出力されるパルス幅のビット数は、ＹＭＣＫの１画素のビット数よりも小さくできることに基づいている。例えば、図８（ｂ）に示すガンマテーブルでは、ＹＭＣＫの各プレーンの１画素は８ビット構成であるが、１画素についてのパルス幅の情報は７ビットとなっており、８ビットよりも少ないビット数で表されている。実際には、１画素についてのパルス幅の情報は２〜４ビット構成でも十分である。
【００２１】
従って、この第１段階のハーフトーン処理の結果得られるパルス幅の第１画像再生情報にファイル名を付して蓄積しておき、画像再生を行う際にはこの第１画像再生情報を読み出し、第２段階のハーフトーン処理等の必要な処理を行って画像再生すれば、従来のように画像再生の都度図７に示す画像処理を行う必要がないので、短時間で画像再生を行うことが可能となるばかりでなく、当該第１画像再生情報のデータ量は少ないので、これを記憶するためのメモリ容量も少なくて済むものである。
【００２２】
また、ホストコンピュータ側で第１段階のハーフトーン処理まで行うようにすれば、カラーレーザプリンタへの当該データの転送に要する時間は、ＲＧＢやＹＭＣＫのプレーンのデータを転送する場合に比較して短時間で済む。
【００２３】
以下、具体的に説明する。
図１は本発明に係る画像処理方法の工程の一実施形態を示す図である。
図１のステップＳ１１のデータ解釈からステップＳ１４の色変換までの処理は、図７のステップＳ１からステップＳ４までの処理と同じである。ステップＳ１４の色変換の処理が終了すると、色変換の処理によって生成されたＹＭＣＫの４色の各プレーンの画像データに対して第１ハーフトーン処理が施される（ステップＳ１５）。
【００２４】
この第１ハーフトーン処理では、パターンマトリクスと、階調値対パルス幅テーブルを用いる。この階調値対パルス幅テーブルは、図８（ｂ）に示すガンマテーブルからパルス位置の情報を除いたものであり、パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対するパルス幅のみが書き込まれたものである。階調値対パルス幅テーブルの例を図２に示す。図２（ａ）、図２（ｂ）に示す階調値対パルス幅テーブルは、何れもパターンマトリクスを３×３のマトリクスとした場合のものであり、図２（ａ）はパルス幅を128 段階（７ビット）で表す場合の階調値対パルス幅テーブルの例であり、図２（ｂ）はパルス幅を16段階（４ビット）で表す場合の階調値対パルス幅テーブルの例である。実用上は、パルス幅値は１画素当たり２〜４ビット構成で十分であり、高品質な画像再生が望まれる場合には、１画素あたりのパルス幅を６ビットあるいは７ビットとすればよい。
【００２５】
そして、第１ハーフトーン処理では、画像データの画素に対してパターンマトリクスを当てはめ、階調値対パルス幅テーブルを参照して、パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う。
【００２６】
従って、図２（ａ）に示す階調値対パルス幅テーブルを用いた場合、いま第１ハーフトーン処理の対象となっている画像データのある画素がパターンマトリクスの参照番号１番の位置に対応し、その画素の階調値が 1であるとすると、当該画素に対しては20／127の値が７ビットのコードで出力される。図２（ａ）では画像データの１画素は８ビット構成であるので、この第１ハーフトーン処理によって１画素は７ビット構成となされ、ビット数が減ることになる。同様に、図２（ｂ）に示す階調値対パルス幅テーブルを用いた場合、いま第１ハーフトーン処理の対象となっている画像データのある画素がパターンマトリクスの参照番号１番の位置に対応し、その画素の階調値が 1であるとすると、当該画素に対しては1／15の値が４ビットのコードで出力される。図２（ｂ）でも画像データの１画素は８ビット構成であるので、この第１ハーフトーン処理によって１画素は４ビット構成となされる。
【００２７】
この第１のハーフトーン処理を、ＹＭＣＫの４色のプレーン全てについて行うと、ＹＭＣＫの各プレーンについてビット数が低減された第１ハーフトーンデータが得られる。勿論、この第１ハーフトーンデータの各画素の値は階調値ではなくパルス幅の値である。
【００２８】
第１のハーフトーン処理の結果得られたＹＭＣＫの４色の第１ハーフトーンデータは、そのまま、あるいはデータ圧縮（ステップＳ１６）されて保存されたり、転送されたりする。以上の通り、第１ハーフトーン処理においてデータ量が低減されているので、第１ハーフトーンデータを保存するためのメモリ容量は少なくて済み、第１ハーフトーンデータを転送する場合には、その転送時間は短くて済むものである。なお、ステップＳ１６のデータ圧縮の方法としては、ランレングス法やハフマン法等を用いればよい。このデータ圧縮の処理、及びステップＳ１７の解凍の処理は本発明において本質的な事項ではない。図１においてステップＳ１６、Ｓ１７の処理を破線で記載しているのはこのことを示している。従って、以下ではステップＳ１６、Ｓ１７の処理は行わないものとする。
【００２９】
ところで、第１ハーフトーンデータを保存するにしても、転送するにしても、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値が、１頁の画像内のどの位置の画素に対応するものであるか、その画像内での主走査方向位置及び副走査方向位置が分からなければならない。これは、後述するように、第２ハーフトーン処理において第１ハーフトーンデータの各パルス幅値が１頁の画像内のどの位置の画素に対応するかという位置情報が必要になるからである。
【００３０】
そのための方法の一つとして、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して、当該パルス幅値が１頁の画像内のどの位置の画素に対応するものであるかを示す位置情報をも付加することが考えられるが、このように特別に位置情報をも付加するとなるとデータ量が増えてしまうことになる。
【００３１】
そこで、第１ハーフトーンデータに対して、特別に画素の位置情報を付加することなく、後の第２ハーフトーン処理において正しく処理を行うことができるようにするための方法としては、第１ハーフトーンデータを記憶する場合には、例えば、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値を、色変換の処理によって生成されたＹＭＣＫの各プレーンに書き込まれている画素配置と同じ配置でメモリに書き込むようにすればよい。即ち、ステップＳ１４の色変換の処理によって生成されたＹＭＣＫの各プレーンにおいて、画素Ｐi,j (i=1,2,…,m、j=1,2,…,n）が図３（ａ）のように配置されていたとすると、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値Ｈi,j (i=1,2,…,m、j=1,2,…,n）を図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）における画素配置と同じ配置でメモリに書き込むのである。なお、図３では、パルス幅値Ｈi,j は、画素Ｐi,j の階調値に基づいて第１ハーフトーン処理によって出力されたパルス幅値としている。
【００３２】
このようにすれば、第１ハーフトーンデータに、各パルス幅値が１頁内の画像内のどの位置の画素に対応するかという位置情報を特別に付加することなく、ＹＭＣＫの各プレーンの画素位置と、第１ハーフトーンデータのパルス幅値の位置を一対一対応させることができ、パルス幅値Ｈi,j が１頁の画像内のどの位置にある画素に対応するものであるかを認識することができることになる。
【００３３】
また、第１ハーフトーンデータを、いわゆるバンドイメージとしてメモリに保存するようにしてもよい。バンドイメージとは、周知のように、ビットマップ形式の画像データを、いくつかのライン毎にまとめて保存する手法であり、第１ハーフトーンデータをバンドイメージとして保存する場合には、各バンド毎に、バンドの先頭のパルス幅値が、１頁の画像内のどの位置の画素に対応するものであるかという位置情報が付加する必要がある。
【００３４】
更に、第１ハーフトーンデータを転送する場合にはラスタ形式で行えばよい。つまり、第１ハーフトーンデータは、値はパルス幅ではあるがビットマップ形式のデータであるので、ビットマップ形式のデータの転送において通常行われているラスタ形式で転送を行うことができる。例えば、第１ハーフトーンデータが図３（ｂ）のようである場合には、第１ラインの先頭であるＨ1,1 から順次Ｈ1,n まで転送し、次に第２ラインのパルス幅値、その次に第３ラインのパルス幅値というように、第１ラインの先頭から順次ラスタを構成するパルス幅値を転送していけばよい。
【００３５】
メモリから読み出された第１ハーフトーンデータ、あるいは転送された第１ハーフトーンデータに対しては、第２ハーフトーン処理が施される（ステップＳ１８）。なお、第１ハーフトーンデータがデータ圧縮されている場合には、第２ハーフトーン処理に先立って圧縮の解凍（ステップＳ１７）が行われる。
【００３６】
第２ハーフトーン処理では、第１ハーフトーンデータに基づいてパルス位置の情報が生成され、そのパルス位置情報がパルス幅値に付加され、対となされて出力される。
第２ハーフトーン処理では、第１ハーフトーンデータに基づいてパルス位置情報を生成するために、パターンマトリクスと、パルス幅値対パルス位置テーブルを用いる。そして、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対してパターンマトリクスを当てはめる際に、画素カウンタにより、いま注目しているパルス幅値が、１頁の画像内のどの位置の画素に対応するものであるかを判断する。
【００３７】
第２ハーフトーン処理で用いるパターンマトリクスは、ステップＳ１５の第１ハーフトーン処理で用いたパターンマトリクスと同じものである。従って、第１ハーフトーン処理において３×３のマトリクスを用いたとすれば、第２ハーフトーン処理でも３×３のマトリクスを用いる。このことと上記の画素カウンタによって、第１ハーフトーン処理の際に、パターンマトリクスの参照番号がＮ番（Ｎ＝1,2,…,9）の位置に対応していた画素のパルス幅値は、第２ハーフトーン処理においてもパターンマトリクスの参照番号がＮ番の位置に対応付けられる。
【００３８】
パルス幅値対パルス位置テーブルは、パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対するパルス位置が書き込まれたものである。パルス幅値対パルス位置テーブルの例を図４（ａ）に示す。図４（ａ）に示すパルス幅値対パルス位置テーブルは、パターンマトリクスを３×３のマトリクスとした場合のものであり、図４（ａ）は、第１ハーフトーン処理において階調値対パルス幅テーブルとして図２（ａ）に示すものを用いた場合のパルス幅値対パルス位置テーブルの例である。
【００３９】
そして、第２ハーフトーン処理では、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対してパターンマトリクスを当てはめ、パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、それぞれのパルス幅値についてのパルス位置を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う。
【００４０】
従って、図４（ａ）に示すパルス幅値パルス位置テーブルによれば、いま第２ハーフトーン処理の対象となっている第１ハーフトーンデータのパルス幅値が、パターンマトリクスの参照番号が１番の位置に対応し、そのパルス幅値が20／127であるとすると、当該パルス幅値に対しては「右寄せ」が生成され、このパルス位置情報がパルス幅値と共にＰＷＭに入力されることになる。その他のパルス幅値についても同様である。
【００４１】
第１ハーフトーン処理において図２（ｂ）に示す階調値対パルス幅テーブルを用いた場合にも図４（ａ）に示すと同様な構造のパルス幅値対パルス位置テーブルを用いることができる。ただし、この場合には第２ハーフトーン処理に入力されるパルス幅値は0／15〜15／15の範囲となる。
【００４２】
しかし、図４（ａ）に示すように、パターンマトリクスの参照番号とパルス幅値とに基づいてパルス位置情報を生成するだけではなく、第１ハーフトーン処理で得られたパルス幅値を補正するようにすることもできる。図４（ｂ）に示すものは、パルス幅値を補正することができるパルス幅値対パルス位置テーブルの例である。図４（ｂ）に示すパルス幅値対パルス位置テーブルは、第１ハーフトーン処理において階調値対パルス幅テーブルとして図２（ｂ）に示すものを用いた場合のパルス幅値対パルス位置テーブルの例であり、このパルス幅値対パルス位置テーブルは、パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対するパルス幅とパルス位置が書き込まれたものである。つまり、図４（ｂ）に示すパルス幅値対パルス位置テーブルは、ガンマテーブルと同じ構造を有しているのである。
【００４３】
このようにして、第２ハーフトーン処理によって、パルス幅値から、少なくともパルス位置情報が生成され、そのパルス位置情報はパルス幅値と対となされてＰＷＭに供給される（ステップＳ１９）。その後は従来と同じである。なお、パルス幅値対パルス位置テーブルが図４（ｂ）に示すようにパルス位置とパルス幅が書き込まれたものである場合には、このパルス幅値対パルス位置テーブルに書き込まれているパルス幅値とパルス位置とが対となされて出力される。
【００４４】
以上のようであるので、この画像処理方法によれば、データ量が少ない第１ハーフトーンデータを保存したり、転送することができるので、保存するメモリ容量は少なくて済み、また転送時間を短縮化することが可能となる。実際、上記の画像処理を行って画像再生を行っても、明らかな画質劣化は認められないことが確認されている。
【００４５】
また、上記の画像処理によれば、第１ハーフトーンデータに特別に位置情報を付加しなくても第２ハーフトーン処理では正常に処理できる、即ち第１ハーフトーン処理の際に、パターンマトリクスの参照番号がＮ番の位置に対応していた画素のパルス幅値は、第２ハーフトーン処理においてもパターンマトリクスの参照番号がＮ番の位置に対応付けられるので、パルス幅値のビット数を２ビットまでは減らすことができ、同じビット数でより高い画質の画像を再生することができる。
【００４６】
更に、第２ハーフトーン処理においてパルス幅値を補正すれば、同じビット数（階調解像度）でより適切なパルス幅を選択することができ、画質が向上する。即ち、網点はそのサイズを変調して濃淡を表現するものであるが、網点が最大サイズとなったときに占める画素の領域を網点領域と呼ぶことにすると、網点領域の中心部の画素、例えば図８（ａ）のパターンマトリクスを用いた場合には参照番号が５番の位置に対応する画素では濃度が低い場合でもドットが形成されるので、再生画像上で孤立ドットとなることが多く、所望の網点サイズを再生画像上に再現するためには、当該画素についてはパルス幅値は大きめの値が選ばれるのが一般的であるのに対して、網点領域の周辺部の画素では入力データの濃度が高くなってからドットが形成されるので、再生画像上ではドットに囲まれることが多く、潰れがちなので、所望の網点サイズを再現するためには、小さめの値が選ばれるのが一般的である。このように、画素によって出力すべきパルス幅値は異なっているのであり、第２ハーフトーン処理においてパルス幅値を補正することによって、同じパルス幅値に対して、その画素の網点領域内での位置によって適切なパルス幅値に変換させることができ、以て画質を向上させることができるのである。
第２ハーフトーン処理においてパルス幅値を補正することは、また、ドットゲインやドットロスのある場合に有効である。
【００４７】
また更に、この画像処理方法は、無理正接のハーフトーン処理の場合に適用して好適である。即ち、無理正接のハーフトーン処理では、▲１▼ハーフトーン処理後のデータのビット数を低減することが難しい、▲２▼無理正接ではスクリーンマトリクスのセルが多いので、パルス成長の特性も様々であり、単純にビット数を減らして階調解像度を落とすと画質の劣化が激しいという問題があり、また、無理正接では特にパルス位置情報が重要なのであるが、上記の画像処理方法によれば、無理正接のハーフトーン処理においても、画質劣化を伴わずにビット数を低減でき、またパルス位置情報についても適切なパルス位置情報を生成することができる。
【００４８】
以上、本発明に係る画像処理方法について説明したが、次に、画像処理装置の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態では図１のステップＳ１６のデータ圧縮、及びステップＳ１７の圧縮データの解凍は行わないものとしている。
図５は、ホストコンピュータ側で図１のステップＳ１３までの処理を行ってＲＧＢの３色のプレーンのビットマップ形式のデータを画像処理装置に転送する場合に用いて好適な画像処理装置を用いたシステムの実施形態を示す図であり、図中、１はホストコンピュータ、２はアプリケーションプログラム、３はデータ解釈モジュール、４は解像度変換モジュール、５はラスタオペレーションモジュール、１０は画像処理装置、１１はインターフェース（Ｉ／Ｆ）、１２は制御装置（ＣＰＵ）、１３はＲＡＭ、１４はダイレクトメモリアクセス（Direct Memory Access）コントローラ（ＤＭＡコントローラ）、１５は色変換モジュール、１６は第１ハーフトーンモジュール、１７は第２ハーフトーンモジュール、１８はＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ、１９はＰＷＭ、２０はバスを示す。なお、ＤＭＡコントローラ１４は、メモリへのデータの書き込み時、及びメモリからのデータの読み出し時にＣＰＵ１２に代わってメモリへのアクセスを行うものとして周知であるので詳細な説明は省略する。
【００４９】
ホストコンピュータ１において、ワードプロセッサや図形ツールなどのアプリケーションプログラム２により、文字データ、図形データあるいはビットマップデータ等が生成される。これらのアプリケーションプログラム２により生成されたそれぞれのデータは、ホストコンピュータ１内にインストールされている、データ解釈モジュール３、解像度変換モジュール４及びラスタオペレーションモジュール５からなるカラープリンタ用のドライバによってビットマップ化され、画素またはドット毎のＲＧＢ各色の階調データからなる画像データに変換される。ここでは、ＲＧＢ各色について１画素８ビット構成としている。
【００５０】
オペレータは、ホストコンピュータ１を操作して、画像再生したい画像をアプリケーションプログラム２で作成したデータの中から選択して、画像処理装置１０へのデータ転送を指示する。これにより、選択された画像の画像データがアプリケーションプログラム２から読み出されて、データ解釈モジュール３に供給されて、そのデータ構造が解釈され、次に解像度変換モジュール４によって解像度変換が行われ、ラスタオペレーションモジュール５においてＲＧＢの３色のビットマップ形式のプレーンが生成され、画像処理装置１０に転送される。データ解釈モジュール３、解像度変換モジュール４、ラスタオペレーションモジュール５は、それぞれ、図１の図Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の処理を行うものであるが、これらは周知であるので詳細な説明は省略する。
【００５１】
ホストコンピュータ１から転送されたＲＧＢの３色のプレーンの画像データは、Ｉ／Ｆ１１を介して画像処理装置１０に入力される。この画像処理装置１０は、カラープリンタ（図５には図示せず）と別体となされていてもよいし、カラープリンタに内蔵されていてもよいものである。
【００５２】
画像処理装置１０に入力されたＲＧＢの画像データは、色変換モジュール１５によってＹＭＣＫの４色のプレーンに変換され、第１ハーフトーンモジュール１６に供給される。なお、色変換モジュール１５は周知のものを用いればよい。また、ここではＹＭＣＫの各プレーンの１画素は８ビット構成であるとする。
【００５３】
第１ハーフトーンモジュール１６は、パターンマトリクスと階調値対パルス幅テーブルを用いて、上述した図１のステップＳ１５の処理を行い、ＹＭＣＫの４色について第１ハーフトーンデータを生成する。そして、この第１ハーフトーンデータは、ＤＭＡコントローラ１４の制御によってＲＡＭ１３に書き込まれて保存される。なお、ＲＡＭ１３への第１ハーフトーンデータの書き込みは、図３に関して説明した通りである。また、第１ハーフトーンデータをＲＡＭ１３に保存する際にはファイル名を付けるが、このファイル名としては、例えば、ホストコンピュータ１から転送されたＲＧＢの画像データに付されているファイル名をそのまま用いればよい。
【００５４】
このシステムでは、ＲＡＭ１３に保存されている第１ハーフトーンデータは、ホストコンピュータ１から読み出し指示を行うことができるようになされており、ホストコンピュータ１からファイル名を指定して第１ハーフトーンデータの読み出し指示を行うと、この指示は画像処理装置１０のＣＰＵ１２に通知され、ＣＰＵ１２はＤＭＡコントローラ１４に対して当該指示された第１ハーフトーンデータの読み出しを指示する。そして、ＤＭＡコントローラ１４の制御によりＲＡＭ１３から読み出された第１ハーフトーンデータは、第２ハーフトーンモジュール１７に供給される。
【００５５】
第２ハーフトーンモジュール１７は、パターンマトリクスとパルス幅値対パルス位置テーブルを用いて上述した図１のステップＳ１８の第２ハーフトーン処理を実行し、ＲＡＭ１３から読み出された各々のパルス幅値に対して第２ハーフトーン処理で生成したパルス位置情報を付加して、パルス幅値とパルス位置情報を対として出力する。ここで、パルス幅値対パルス位置テーブルが、図４（ａ）のようにパターンマトリクスの参照番号とパルス幅値とに基づいてパルス位置情報のみを生成するものである場合には、出力するパルス幅値はＲＡＭ１３から読み出されたパルス幅値であり、図４（ｂ）のようにパターンマトリクスの参照番号とパルス幅値とに基づいてパルス幅値とパルス位置とを生成するものである場合には、出力されるパルス幅値は当該パルス幅値対パルス位置テーブルによって生成された値であることは上述したとおりである。
【００５６】
そして、第２ハーフトーンモジュール１７から出力されたパルス幅値とパルス位置情報は対となされて、ＦＩＦＯ１８を介してＰＷＭ１９に供給されてパルス幅変調され、直接あるいはバッファやインターフェースを介してプリンタエンジンに与えられ、画像再生が行われる。プリンタエンジンには、レーザダイオード、感光体、転写ベルト等とそれらの駆動部が備えられているが、それらは本発明の本質ではなく、周知のものでよいので、図５ではプリンタエンジンの図示は省略している。
【００５７】
なお、図１のステップＳ１６のデータ圧縮、及びステップＳ１７の圧縮データの解凍を行う場合には、第１ハーフトーンモジュール１６の出力である第１ハーフトーンデータに対してデータ圧縮を施してからＲＡＭ１３に保存し、ＲＡＭ１３から読み出した圧縮されたデータに対して解凍を施してから第２ハーフトーンモジュール１７に供給するようにすればよい。
【００５８】
以上のようであるので、この画像処理装置によれば、画像再生を行う場合には、画像処理装置１０のＲＡＭから第１ハーフトーンデータを読み出せばよいので、画像再生を短時間で行うことができ、また、第１ハーフトーンデータのデータ量は少ないので、一つの画像についての第１ハーフトーンデータを保存するためのメモリ容量は少なくて済むものである。
【００５９】
次に、もう一つの画像処理装置の実施形態を図６に示す。この実施形態でも図１のステップＳ１６のデータ圧縮、及びステップＳ１７の圧縮データの解凍は行わないものとしている。また、図６においてもプリンタエンジンは図示を省略している。
【００６０】
図６は、ホストコンピュータ側で図１のステップＳ１５の第１ハーフトーン処理までを行って、第１ハーフトーンデータを画像処理装置に転送する場合に用いて好適な画像処理装置を用いたシステムの実施形態を示す図である。なお、図６において図５に示す構成要素と同等のものについては同一の符号を付している。
【００６１】
ホストコンピュータ１には、文字データ、図形データあるいはビットマップデータ等を作成するアプリケーションプログラム２がインストールされ、また、データ解釈モジュール３、解像度変換モジュール４、ラスタオペレーションモジュール５、色変換モジュール１５及び第１ハーフトーンモジュール１６からなるカラープリンタ用のドライバもインストールされている。データ解釈モジュール３、解像度変換モジュール４、ラスタオペレーションモジュール５、色変換モジュール１５、第１ハーフトーンモジュール１６は、それぞれ、図１の図Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５の処理を行うものである。
【００６２】
オペレータは、ホストコンピュータ１を操作して、画像再生したい画像をアプリケーションプログラム２で作成したデータの中から選択して、画像処理装置１０へのデータ転送を指示する。これにより、選択された画像の画像データがアプリケーションプログラム２から読み出されて、データ解釈モジュール３でそのデータ構造が解釈され、解像度変換モジュール４によって解像度変換が行われ、ラスタオペレーションモジュール５においてＲＧＢの３色のビットマップ形式のプレーンが生成され、色変換モジュール１５によってＹＭＣＫの４色のプレーンが生成され、第１ハーフトーンモジュール１６において第１ハーフトーンデータが生成されて、画像処理装置１０に転送される。
【００６３】
ホストコンピュータ１から転送された第１ハーフトーンデータは、Ｉ／Ｆ１１を介して画像処理装置１０に入力される。この画像処理装置１０は、カラープリンタ（図６には図示せず）と別体となされていてもよいし、カラープリンタに内蔵されていてもよいものである。
【００６４】
さて、画像処理装置１０に入力された第１ハーフトーンデータは、ＤＭＡコントローラ１４の制御によりＲＡＭ１３に保存される。このとき付けるファイル名については上述した通りである。
【００６５】
このシステムでは、ＲＡＭ１３に保存されている第１ハーフトーンデータは、ホストコンピュータ１から読み出し指示を行うことができるようになされており、ホストコンピュータ１からファイル名を指定して第１ハーフトーンデータの読み出し指示を行うと、この指示は画像処理装置１０のＣＰＵ１２に通知され、ＣＰＵ１２はＤＭＡコントローラ１４に対して当該指示された第１ハーフトーンデータの読み出しを指示する。そして、ＤＭＡコントローラ１４の制御によりＲＡＭ１３から読み出された第１ハーフトーンデータは、第２ハーフトーンモジュール１７に供給される。第２ハーフトーンモジュール１７は、パターンマトリクスとパルス幅値対パルス位置テーブルを用いて上述した図１のステップＳ１８の第２ハーフトーン処理を実行し、ＲＡＭ１３から読み出された各々のパルス幅値に対して第２ハーフトーン処理で生成したパルス位置情報を付加して、パルス幅値とパルス位置情報を対として出力する。ここで、パルス幅値対パルス位置テーブルが、図４（ａ）のようにパターンマトリクスの参照番号とパルス幅値とに基づいてパルス位置情報のみを生成するものである場合には、出力するパルス幅値はＲＡＭ１３から読み出されたパルス幅値であり、図４（ｂ）のようにパターンマトリクスの参照番号とパルス幅値とに基づいてパルス幅値とパルス位置とを生成するものである場合には、出力されるパルス幅値は当該パルス幅値対パルス位置テーブルによって生成された値であることは上述したとおりである。
【００６６】
そして、第２ハーフトーンモジュール１７から出力されたパルス幅値とパルス位置情報は対となされて、ＦＩＦＯ１８を介してＰＷＭ１９に供給されてパルス幅変調され、直接あるいはバッファやインターフェースを介してプリンタエンジンに与えられ、画像再生が行われる。
【００６７】
なお、図１のステップＳ１６のデータ圧縮、及びステップＳ１７の圧縮データの解凍を行う場合には、第１ハーフトーンモジュール１６の出力である第１ハーフトーンデータに対してデータ圧縮を施して画像処理装置１０へ転送し、画像処理装置１０では圧縮データの解凍を行ってから第２ハーフトーンモジュール１７に供給するようにすればよい。
【００６８】
以上のようであるので、この画像処理装置によれば、ホストコンピュータ１から画像処理装置１０へ転送するのは第１ハーフトーンデータであるので、転送時間の短縮化が図れる。また、図５に示す実施形態と同様に、画像再生を行う場合には、画像処理装置１０のＲＡＭから第１ハーフトーンデータを読み出せばよいので、画像再生を短時間で行うことができ、また、第１ハーフトーンデータのデータ量は少ないので、一つの画像についての第１ハーフトーンデータを保存するためのメモリ容量は少なくて済むものである。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記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ことは当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像処理方法の工程の一実施形態を示す図である。
【図２】図１のステップＳ１５の第１ハーフトーン処理で用いる階調値対パルス幅テーブルの例を示す図である。
【図３】第１ハーフトーン処理で生成された第１ハーフトーンデータをメモリに保存する際の保存方法を説明するための図である。
【図４】図１のステップＳ１８の第２ハーフトーン処理で用いるパルス幅値対パルス位置テーブルの例を示す図である。
【図５】ホストコンピュータ側で図１のステップＳ１３までの処理を行ってＲＧＢの３色のプレーンのビットマップ形式のデータを画像処理装置に転送する場合に用いて好適な画像処理装置を用いたシステムの実施形態を示す図である。
【図６】ホストコンピュータ側で図１のステップＳ１５の第１ハーフトーン処理までを行って、第１ハーフトーンデータを画像処理装置に転送する場合に用いて好適な画像処理装置を用いたシステムの実施形態を示す図である。
【図７】カラーレーザプリンタによりカラー画像再生を行う場合の画像処理の工程の概略を説明する図である。
【図８】図７のステップＳ５のハーフトーン処理で用いるパターンマトリクスと、ガンマテーブルの例を示す図である。
【図９】図７のステップＳ５のパターンマトリクスとガンマテーブルを用いたハーフトーン処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ホストコンピュータ
２…アプリケーションプログラム
３…データ解釈モジュール
４…解像度変換モジュール
５…ラスタオペレーションモジュール
１０…画像処理装置
１１…インターフェース（Ｉ／Ｆ）
１２…制御装置（ＣＰＵ）
１３…ＲＡＭ
１４…ダイレクトメモリアクセスコントローラ（ＤＭＡコントローラ）
１５…色変換モジュール
１６…第１ハーフトーンモジュール
１７…第２ハーフトーンモジュール
１８…ＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ
１９…ＰＷＭ
２０…バス
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理方法及び画像処理装置に関し、特に、複数のドットからなる網点によってハーフトーン処理を行うカラー電子写真法によりカラー画像再生を行う場合の画像処理方法及び画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラープリンタやカラーコピー等の電子写真装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナーを利用してカラー画像の再生を行うものである。カラープリンタの中でも、特に、レーザビームによって感光体ドラム上に静電潜像を形成し、帯電したトナーにより現像し、現像されたトナーによる画像を転写紙に転写し、定着することによってカラー画像再生を行うカラーレーザプリンタは、レーザビームの照射領域をドット内において種々変更することができ、単位面積当たりのドット数が少ない場合でも、より高解像度で且つより高い階調のカラー画像を再現することを可能にする。
【０００３】
そのようなカラーレーザプリンタによりカラー画像再生を行う場合の画像処理の工程の概略を図７を参照して説明すると次のようである。
画像データはデータ解釈される（ステップＳ１）。データ解釈とは、画像データがどのような構造を有しているかを解釈することである。例えば、カラースキャナで読み込まれた画像データはビットマップデータであるが、それがそのままビットマップ形式で保存されることもあり、ＪＰＥＧ等の適宜な圧縮方式によりデータ圧縮されて保存される場合もある。この場合にはデータ圧縮された画像データはビットマップ形式とは異なるものとなる。また、図形作成ツール等のアプリケーションプログラムによって作成された画像のデータは、ページ・ディスクリプション・ランゲージ（page description language：ＰＤＬ）等のビットマップ形式ではない形式のデータとなされる。このように画像データのデータ構造は種々であるので、画像データがどのような構造のものであるのかを解釈するのである。そして、データ解釈の工程で解釈された画像データのデータ構造は、それ以降の工程の処理に反映される。なお、データ解釈の手法は周知であるので詳細な説明は省略する。
【０００４】
次に、画像データに対して解像度変換が施され（ステップＳ２）、ラスタオペレーションにより画像データはビットマップ化される（ステップＳ３）。解像度変換は、画像データの解像度を、指定された画像再生の解像度に変換するものである。そして、ラスタオペレーションによって、ＲＧＢの３つのビットマッププレーン（以下、単にプレーンと称す）が生成される。なお、解像度変換及びラスタオペレーションの手法は周知であるので詳細な説明は省略する。
【０００５】
次に、色変換によって、ＲＧＢの３色は、ＹＭＣＫの４色に変換される（ステップＳ４）。これによって、ＹＭＣＫの４つのプレーンが生成される。この色変換も周知の手法を用いればよい。
【０００６】
次に、ＹＭＣＫのそれぞれのプレーンに対してハーフトーン処理が行われる（ステップＳ５）。ハーフトーン処理についても種々の手法が知られているが、ここでは、本出願人が特開２０００−２２８７２８号公報で提案した、パターンマトリクスとガンマテーブルを用いる手法を用いるものとする。
【０００７】
具体的には次のようである。
パターンマトリクスは、ＹＭＣＫの各プレーンの各画素の階調値に基づいて網点を生成していく際に、どのような配置の何個の画素で網点を生成していくか、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであり、例えば、上記の公開公報には１２×１２のマトリクス構成のパターンマトリクスが示されているが、それと同様に、３×３の９個のマトリクス構成の画素の階調値に基づいて網点を生成していくものとすると、パターンマトリクスは図８（ａ）に示すように、３×３のマトリクスとなり、マトリクス内には１〜９の参照番号が重複無く割り当てられている。
【０００８】
ガンマテーブルは、パターンマトリクスの参照番号に対応する各画素の静電潜像を形成する際に、各画素に対応する潜像形成領域内のどの位置に、どの程度の面積でレーザビームを照射すべきかという画像再生情報を定めたテーブルであり、パターンマトリクスの各参照番号について、画素の階調値に対するレーザビームのパルス幅と、そのパルス位置が書き込まれている。つまり、画像再生情報は、パルス幅とパルス位置の２つの情報を含んでいるのである。
【０００９】
パターンマトリクスが図８（ａ）のときのガンマテーブルの例の一部分を図８（ｂ）に示す。図８（ｂ）は、パルス幅を 0〜127 の 128段階として７ビットで表した場合のガンマテーブルの例を示しており、127 を分母とする分数がパルス幅を示しており、「右寄せ」、「左寄せ」がパルス位置を示している。このように、パルス位置は、各画素が再生される領域内のどの位置にパルスを生成するかという情報なのである。
【００１０】
そして、画像データに対して、図８（ａ）のパターンマトリクスと、図８（ｂ）のガンマテーブルが順次対応付けられ、各画素がパターンマトリクスのどの参照番号の位置にあるかに応じて、ガンマテーブルから画素の階調値に対する画像再生情報が読み出されて出力される。
【００１１】
例えば、ここでは画素の階調は８ビットで表されるものとし、いま、ＹＭＣＫのプレーンの中の一つのプレーンについて、図８（ａ）に示すパターンマトリクスと図８（ｂ）に示すガンマテーブルを用いてハーフトーン処理を行うものとする。そして、当該プレーンの画像データの中の図９（ａ）のｐ1 ，ｐ2 で示す２つの画素が、それぞれパターンマトリクスの参照番号の１番と２番の位置であるとし、ｐ1 の階調値は 1、ｐ2 の階調値は100 であるとすると、図８（ｂ）のガンマテーブルから、ｐ1 の画素についての画像再生情報としては、パルス幅は20／127、パルス位置は右寄せが出力され、ｐ2 の画素についての画像再生情報としては、パルス幅は100／127、パルス位置は右寄せが出力される。その他の画素についても同様である。従って、このハーフトーン処理で得られる画像再生情報をパルス幅変調方式（ＰＷＭ）により変調して、周知の工程により感光体にトナーを付着し、それを印刷用紙に転写すると、これらｐ1 、ｐ2 の画素はそれぞれ図９（ｂ）のｐ1′、ｐ2′に示すように画像再生されることになる。なお、図９（ｂ）において、黒で示す部分はトナーが転写された部分を示している。
【００１２】
このようにして、パターンマトリクスとガンマテーブルを用いたハーフトーン処理をＹＭＣＫの全てのプレーンについて行うと、次に、そのハーフトーン処理の結果得られたＹＭＣＫ４色についての各画素の画像再生情報をパルス幅変調方式（ＰＷＭ）により変調してレーザ駆動パルスを生成する（ステップＳ６）。そしてその後、このレーザ駆動パルスでレーザダイオードを駆動し、レーザービームを感光ドラムに照射する。これにより、一つ一つの画素に対応した静電潜像形成領域内の、画像再生情報のパルス位置によって定められた右側または左側に、画像再生情報のパルス幅によって定められた面積領域だけにレーザービームが照射され、トナーが付着される。そして、印刷用紙への転写、定着が行われて画像再生が行われることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７に示す画像再生時の画像処理は、全てカラーレーザプリンタ側で行われることもあり、一部はホストコンピュータで行われることもある。前者においては、画像データを蓄積しているホストコンピュータからカラーレーザプリンタに転送し、カラーレーザプリンタ側でステップＳ１のデータ解釈以降の全ての画像処理を行うことになり、後者の場合としては、例えばホストコンピュータ側でステップＳ３のラスタオペレーションまで行うものとすると、ホストコンピュータからラスタオペレーションの結果得られるＲＧＢの３色のプレーンをカラーレーザプリンタに転送し、カラーレーザプリンタ側でステップＳ４の色変換以降の処理を行うことになる。勿論、ホストコンピュータ側でステップＳ４の色変換まで行ったり、ステップＳ５のハーフトーン処理まで行ったりすることも可能である。
【００１４】
しかし、何れにせよ、従来では、画像再生を行う場合には、その都度、図７に示す画像処理を行わなければならず、画像再生に時間を要するという問題がある。
また、例えば、ホストコンピュータ側でラスタオペレーションあるいは色変換まで行うものとすると、前者の場合にはＲＧＢの３色のプレーン、後者の場合にはＹＭＣＫの４色のプレーンのデータをカラーレーザプリンタに転送しなければならず、そのデータ転送に時間を要するという問題もある。
【００１５】
そこで、本発明は、画像再生あるいはホストコンピュータ側からカラーレーザプリンタへのデータ転送を従来より短時間で行うことができる画像処理方法及び画像処理装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の画像処理方法は、画像データの各画素の階調値に基づいて網点を生成する際に、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであって、マトリクス内に参照番号が重複無く割り当てられたパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対して、前記階調値を表現するビット数よりも少ないビット数で表現されるパルス幅が書き込まれた階調値対パルス幅テーブルとを用い、画像データの画素に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記階調値対パルス幅テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行って、パルス幅値からなる第１ハーフトーンデータを生成する第１ハーフトーン処理と、前記第１ハーフトーンデータを保存あるいは転送する処理と、前記第１ハーフトーン処理で用いたと同じパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対して、パルス幅とパルス位置が書き込まれたパルス幅値対パルス位置テーブルとを用い、読み出された第１ハーフトーンデータあるいは転送された第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、前記第１ハーフトーンデータのそれぞれのパルス幅値に対して、パルス幅値とパルス位置とを生成していく処理を、前記パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う第２ハーフトーン処理とを備えることを特徴とする。
請求項２記載の画像処理装置は、画像データの各画素の階調値に基づいて網点を生成する際に、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであって、マトリクス内に参照番号が重複無く割り当てられたパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対して、前記階調値を表現するビット数よりも少ないビット数で表現されるパルス幅が書き込まれた階調値対パルス幅テーブルとを備え、画像データの画素に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記階調値対パルス幅テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行って、パルス幅値からなる第１ハーフトーンデータを生成する第１ハーフトーンモジュールと、前記第１ハーフトーンデータを保存するメモリと、前記第１ハーフトーン処理で用いたと同じパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対して、パルス幅とパルス位置が書き込まれたパルス幅値対パルス位置テーブルとを備え、前記メモリから読み出された第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、前記第１ハーフトーンデータのそれぞれのパルス幅値に対して、パルス幅値とパルス位置とを生成していく処理を、前記パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う第２ハーフトーンモジュールとを備えることを特徴とする。
請求項３記載の画像処理装置は、画像データの各画素の階調値に基づいて網点を生成する際に、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであって、マトリクス内に参照番号が重複無く割り当てられたパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対して、前記階調値を表現するビット数よりも少ないビット数で表現されるパルス幅が書き込まれた階調値対パルス幅テーブルとを用い、画像データの画素に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記階調値対パルス幅テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行って生成された、パルス幅値からなる第１ハーフトーンデータを保存するメモリと、前記第１ハーフトーン処理で用いたと同じパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対して 、パルス幅とパルス位置が書き込まれたパルス幅値対パルス位置テーブルとを備え、前記メモリから読み出された第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、前記第１ハーフトーンデータのそれぞれのパルス幅値に対して、パルス幅値とパルス位置とを生成していく処理を、前記パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う第２ハーフトーンモジュールとを備えることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ発明の実施の形態について説明するが、先ず、画像処理方法について説明する。
上記の問題を解決するためには、画像処理の何れかの段階で、ＲＧＢの３プレーンや、ＹＭＣＫの４プレーンのデータ量に比較してデータ量が少ない形態のデータを生成すればよい。そして、そのデータ形態で蓄積しておき、画像再生を行う際にはその形態のデータを読み出して、その後の必要な画像処理を行って画像再生するようにすれば、従来よりも短時間で画像再生を行うことが可能であり、しかも、その形態のデータを蓄積するためのメモリ容量は、ＲＧＢの３プレーンやＹＭＣＫの４プレーンの形態でデータを蓄積する場合に比較して少なくて済むことになる。
【００１８】
また、ホストコンピュータ側である程度の画像処理を行う場合、このようなデータ量が少ない形態のデータの生成までをホストコンピュータ側で行うようにすれば、カラーレーザプリンタへのデータ転送を従来よりも短時間で行うことが可能となる。
【００１９】
さて、上記のようなデータ量が少ない形態データの生成を、どの段階で、どのようにして生成するかが問題となるが、この画像処理方法では、それをハーフトーン処理に求めている。即ち、上述したように、従来のハーフトーン処理では、パターンマトリクスとガンマテーブルを用い、ガンマテーブルからパルス幅とパルス位置という２つの情報からなる画像再生情報を出力しているのであるが、これを２段階に分け、第１段階のハーフトーン処理ではパルス幅だけからなる第１画像再生情報を得、第２段階のハーフトーン処理ではパルス位置だけからなる第２画像再生情報を得、これら第１画像再生情報と、第２画像再生情報の２つの情報をＰＷＭするのである。
【００２０】
この画像処理方法は、ハーフトーン処理において出力されるパルス幅のビット数は、ＹＭＣＫの１画素のビット数よりも小さくできることに基づいている。例えば、図８（ｂ）に示すガンマテーブルでは、ＹＭＣＫの各プレーンの１画素は８ビット構成であるが、１画素についてのパルス幅の情報は７ビットとなっており、８ビットよりも少ないビット数で表されている。実際には、１画素についてのパルス幅の情報は２〜４ビット構成でも十分である。
【００２１】
従って、この第１段階のハーフトーン処理の結果得られるパルス幅の第１画像再生情報にファイル名を付して蓄積しておき、画像再生を行う際にはこの第１画像再生情報を読み出し、第２段階のハーフトーン処理等の必要な処理を行って画像再生すれば、従来のように画像再生の都度図７に示す画像処理を行う必要がないので、短時間で画像再生を行うことが可能となるばかりでなく、当該第１画像再生情報のデータ量は少ないので、これを記憶するためのメモリ容量も少なくて済むものである。
【００２２】
また、ホストコンピュータ側で第１段階のハーフトーン処理まで行うようにすれば、カラーレーザプリンタへの当該データの転送に要する時間は、ＲＧＢやＹＭＣＫのプレーンのデータを転送する場合に比較して短時間で済む。
【００２３】
以下、具体的に説明する。
図１は本発明に係る画像処理方法の工程の一実施形態を示す図である。
図１のステップＳ１１のデータ解釈からステップＳ１４の色変換までの処理は、図７のステップＳ１からステップＳ４までの処理と同じである。ステップＳ１４の色変換の処理が終了すると、色変換の処理によって生成されたＹＭＣＫの４色の各プレーンの画像データに対して第１ハーフトーン処理が施される（ステップＳ１５）。
【００２４】
この第１ハーフトーン処理では、パターンマトリクスと、階調値対パルス幅テーブルを用いる。この階調値対パルス幅テーブルは、図８（ｂ）に示すガンマテーブルからパルス位置の情報を除いたものであり、パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対するパルス幅のみが書き込まれたものである。階調値対パルス幅テーブルの例を図２に示す。図２（ａ）、図２（ｂ）に示す階調値対パルス幅テーブルは、何れもパターンマトリクスを３×３のマトリクスとした場合のものであり、図２（ａ）はパルス幅を128 段階（７ビット）で表す場合の階調値対パルス幅テーブルの例であり、図２（ｂ）はパルス幅を16段階（４ビット）で表す場合の階調値対パルス幅テーブルの例である。実用上は、パルス幅値は１画素当たり２〜４ビット構成で十分であり、高品質な画像再生が望まれる場合には、１画素あたりのパルス幅を６ビットあるいは７ビットとすればよい。
【００２５】
そして、第１ハーフトーン処理では、画像データの画素に対してパターンマトリクスを当てはめ、階調値対パルス幅テーブルを参照して、パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う。
【００２６】
従って、図２（ａ）に示す階調値対パルス幅テーブルを用いた場合、いま第１ハーフトーン処理の対象となっている画像データのある画素がパターンマトリクスの参照番号１番の位置に対応し、その画素の階調値が 1であるとすると、当該画素に対しては20／127の値が７ビットのコードで出力される。図２（ａ）では画像データの１画素は８ビット構成であるので、この第１ハーフトーン処理によって１画素は７ビット構成となされ、ビット数が減ることになる。同様に、図２（ｂ）に示す階調値対パルス幅テーブルを用いた場合、いま第１ハーフトーン処理の対象となっている画像データのある画素がパターンマトリクスの参照番号１番の位置に対応し、その画素の階調値が 1であるとすると、当該画素に対しては1／15の値が４ビットのコードで出力される。図２（ｂ）でも画像データの１画素は８ビット構成であるので、この第１ハーフトーン処理によって１画素は４ビット構成となされる。
【００２７】
この第１のハーフトーン処理を、ＹＭＣＫの４色のプレーン全てについて行うと、ＹＭＣＫの各プレーンについてビット数が低減された第１ハーフトーンデータが得られる。勿論、この第１ハーフトーンデータの各画素の値は階調値ではなくパルス幅の値である。
【００２８】
第１のハーフトーン処理の結果得られたＹＭＣＫの４色の第１ハーフトーンデータは、そのまま、あるいはデータ圧縮（ステップＳ１６）されて保存されたり、転送されたりする。以上の通り、第１ハーフトーン処理においてデータ量が低減されているので、第１ハーフトーンデータを保存するためのメモリ容量は少なくて済み、第１ハーフトーンデータを転送する場合には、その転送時間は短くて済むものである。なお、ステップＳ１６のデータ圧縮の方法としては、ランレングス法やハフマン法等を用いればよい。このデータ圧縮の処理、及びステップＳ１７の解凍の処理は本発明において本質的な事項ではない。図１においてステップＳ１６、Ｓ１７の処理を破線で記載しているのはこのことを示している。従って、以下ではステップＳ１６、Ｓ１７の処理は行わないものとする。
【００２９】
ところで、第１ハーフトーンデータを保存するにしても、転送するにしても、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値が、１頁の画像内のどの位置の画素に対応するものであるか、その画像内での主走査方向位置及び副走査方向位置が分からなければならない。これは、後述するように、第２ハーフトーン処理において第１ハーフトーンデータの各パルス幅値が１頁の画像内のどの位置の画素に対応するかという位置情報が必要になるからである。
【００３０】
そのための方法の一つとして、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して、当該パルス幅値が１頁の画像内のどの位置の画素に対応するものであるかを示す位置情報をも付加することが考えられるが、このように特別に位置情報をも付加するとなるとデータ量が増えてしまうことになる。
【００３１】
そこで、第１ハーフトーンデータに対して、特別に画素の位置情報を付加することなく、後の第２ハーフトーン処理において正しく処理を行うことができるようにするための方法としては、第１ハーフトーンデータを記憶する場合には、例えば、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値を、色変換の処理によって生成されたＹＭＣＫの各プレーンに書き込まれている画素配置と同じ配置でメモリに書き込むようにすればよい。即ち、ステップＳ１４の色変換の処理によって生成されたＹＭＣＫの各プレーンにおいて、画素Ｐi,j (i=1,2,…,m、j=1,2,…,n）が図３（ａ）のように配置されていたとすると、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値Ｈi,j (i=1,2,…,m、j=1,2,…,n）を図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）における画素配置と同じ配置でメモリに書き込むのである。なお、図３では、パルス幅値Ｈi,j は、画素Ｐi,j の階調値に基づいて第１ハーフトーン処理によって出力されたパルス幅値としている。
【００３２】
このようにすれば、第１ハーフトーンデータに、各パルス幅値が１頁内の画像内のどの位置の画素に対応するかという位置情報を特別に付加することなく、ＹＭＣＫの各プレーンの画素位置と、第１ハーフトーンデータのパルス幅値の位置を一対一対応させることができ、パルス幅値Ｈi,j が１頁の画像内のどの位置にある画素に対応するものであるかを認識することができることになる。
【００３３】
また、第１ハーフトーンデータを、いわゆるバンドイメージとしてメモリに保存するようにしてもよい。バンドイメージとは、周知のように、ビットマップ形式の画像データを、いくつかのライン毎にまとめて保存する手法であり、第１ハーフトーンデータをバンドイメージとして保存する場合には、各バンド毎に、バンドの先頭のパルス幅値が、１頁の画像内のどの位置の画素に対応するものであるかという位置情報が付加する必要がある。
【００３４】
更に、第１ハーフトーンデータを転送する場合にはラスタ形式で行えばよい。つまり、第１ハーフトーンデータは、値はパルス幅ではあるがビットマップ形式のデータであるので、ビットマップ形式のデータの転送において通常行われているラスタ形式で転送を行うことができる。例えば、第１ハーフトーンデータが図３（ｂ）のようである場合には、第１ラインの先頭であるＨ1,1 から順次Ｈ1,n まで転送し、次に第２ラインのパルス幅値、その次に第３ラインのパルス幅値というように、第１ラインの先頭から順次ラスタを構成するパルス幅値を転送していけばよい。
【００３５】
メモリから読み出された第１ハーフトーンデータ、あるいは転送された第１ハーフトーンデータに対しては、第２ハーフトーン処理が施される（ステップＳ１８）。なお、第１ハーフトーンデータがデータ圧縮されている場合には、第２ハーフトーン処理に先立って圧縮の解凍（ステップＳ１７）が行われる。
【００３６】
第２ハーフトーン処理では、第１ハーフトーンデータに基づいてパルス位置の情報が生成され、そのパルス位置情報がパルス幅値に付加され、対となされて出力される。
第２ハーフトーン処理では、第１ハーフトーンデータに基づいてパルス位置情報を生成するために、パターンマトリクスと、パルス幅値対パルス位置テーブルを用いる。そして、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対してパターンマトリクスを当てはめる際に、画素カウンタにより、いま注目しているパルス幅値が、１頁の画像内のどの位置の画素に対応するものであるかを判断する。
【００３７】
第２ハーフトーン処理で用いるパターンマトリクスは、ステップＳ１５の第１ハーフトーン処理で用いたパターンマトリクスと同じものである。従って、第１ハーフトーン処理において３×３のマトリクスを用いたとすれば、第２ハーフトーン処理でも３×３のマトリクスを用いる。このことと上記の画素カウンタによって、第１ハーフトーン処理の際に、パターンマトリクスの参照番号がＮ番（Ｎ＝1,2,…,9）の位置に対応していた画素のパルス幅値は、第２ハーフトーン処理においてもパターンマトリクスの参照番号がＮ番の位置に対応付けられる。
【００３８】
パルス幅値対パルス位置テーブルは、パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対するパルス位置が書き込まれたものである。パルス幅値対パルス位置テーブルの例を図４（ａ）に示す。図４（ａ）に示すパルス幅値対パルス位置テーブルは、パターンマトリクスを３×３のマトリクスとした場合のものであり、図４（ａ）は、第１ハーフトーン処理において階調値対パルス幅テーブルとして図２（ａ）に示すものを用いた場合のパルス幅値対パルス位置テーブルの例である。
【００３９】
そして、第２ハーフトーン処理では、第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対してパターンマトリクスを当てはめ、パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、それぞれのパルス幅値についてのパルス位置を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う。
【００４０】
従って、図４（ａ）に示すパルス幅値パルス位置テーブルによれば、いま第２ハーフトーン処理の対象となっている第１ハーフトーンデータのパルス幅値が、パターンマトリクスの参照番号が１番の位置に対応し、そのパルス幅値が20／127であるとすると、当該パルス幅値に対しては「右寄せ」が生成され、このパルス位置情報がパルス幅値と共にＰＷＭに入力されることになる。その他のパルス幅値についても同様である。
【００４１】
第１ハーフトーン処理において図２（ｂ）に示す階調値対パルス幅テーブルを用いた場合にも図４（ａ）に示すと同様な構造のパルス幅値対パルス位置テーブルを用いることができる。ただし、この場合には第２ハーフトーン処理に入力されるパルス幅値は0／15〜15／15の範囲となる。
【００４２】
しかし、図４（ａ）に示すように、パターンマトリクスの参照番号とパルス幅値とに基づいてパルス位置情報を生成するだけではなく、第１ハーフトーン処理で得られたパルス幅値を補正するようにすることもできる。図４（ｂ）に示すものは、パルス幅値を補正することができるパルス幅値対パルス位置テーブルの例である。図４（ｂ）に示すパルス幅値対パルス位置テーブルは、第１ハーフトーン処理において階調値対パルス幅テーブルとして図２（ｂ）に示すものを用いた場合のパルス幅値対パルス位置テーブルの例であり、このパルス幅値対パルス位置テーブルは、パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対するパルス幅とパルス位置が書き込まれたものである。つまり、図４（ｂ）に示すパルス幅値対パルス位置テーブルは、ガンマテーブルと同じ構造を有しているのである。
【００４３】
このようにして、第２ハーフトーン処理によって、パルス幅値から、少なくともパルス位置情報が生成され、そのパルス位置情報はパルス幅値と対となされてＰＷＭに供給される（ステップＳ１９）。その後は従来と同じである。なお、パルス幅値対パルス位置テーブルが図４（ｂ）に示すようにパルス位置とパルス幅が書き込まれたものである場合には、このパルス幅値対パルス位置テーブルに書き込まれているパルス幅値とパルス位置とが対となされて出力される。
【００４４】
以上のようであるので、この画像処理方法によれば、データ量が少ない第１ハーフトーンデータを保存したり、転送することができるので、保存するメモリ容量は少なくて済み、また転送時間を短縮化することが可能となる。実際、上記の画像処理を行って画像再生を行っても、明らかな画質劣化は認められないことが確認されている。
【００４５】
また、上記の画像処理によれば、第１ハーフトーンデータに特別に位置情報を付加しなくても第２ハーフトーン処理では正常に処理できる、即ち第１ハーフトーン処理の際に、パターンマトリクスの参照番号がＮ番の位置に対応していた画素のパルス幅値は、第２ハーフトーン処理においてもパターンマトリクスの参照番号がＮ番の位置に対応付けられるので、パルス幅値のビット数を２ビットまでは減らすことができ、同じビット数でより高い画質の画像を再生することができる。
【００４６】
更に、第２ハーフトーン処理においてパルス幅値を補正すれば、同じビット数（階調解像度）でより適切なパルス幅を選択することができ、画質が向上する。即ち、網点はそのサイズを変調して濃淡を表現するものであるが、網点が最大サイズとなったときに占める画素の領域を網点領域と呼ぶことにすると、網点領域の中心部の画素、例えば図８（ａ）のパターンマトリクスを用いた場合には参照番号が５番の位置に対応する画素では濃度が低い場合でもドットが形成されるので、再生画像上で孤立ドットとなることが多く、所望の網点サイズを再生画像上に再現するためには、当該画素についてはパルス幅値は大きめの値が選ばれるのが一般的であるのに対して、網点領域の周辺部の画素では入力データの濃度が高くなってからドットが形成されるので、再生画像上ではドットに囲まれることが多く、潰れがちなので、所望の網点サイズを再現するためには、小さめの値が選ばれるのが一般的である。このように、画素によって出力すべきパルス幅値は異なっているのであり、第２ハーフトーン処理においてパルス幅値を補正することによって、同じパルス幅値に対して、その画素の網点領域内での位置によって適切なパルス幅値に変換させることができ、以て画質を向上させることができるのである。
第２ハーフトーン処理においてパルス幅値を補正することは、また、ドットゲインやドットロスのある場合に有効である。
【００４７】
また更に、この画像処理方法は、無理正接のハーフトーン処理の場合に適用して好適である。即ち、無理正接のハーフトーン処理では、▲１▼ハーフトーン処理後のデータのビット数を低減することが難しい、▲２▼無理正接ではスクリーンマトリクスのセルが多いので、パルス成長の特性も様々であり、単純にビット数を減らして階調解像度を落とすと画質の劣化が激しいという問題があり、また、無理正接では特にパルス位置情報が重要なのであるが、上記の画像処理方法によれば、無理正接のハーフトーン処理においても、画質劣化を伴わずにビット数を低減でき、またパルス位置情報についても適切なパルス位置情報を生成することができる。
【００４８】
以上、本発明に係る画像処理方法について説明したが、次に、画像処理装置の実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態では図１のステップＳ１６のデータ圧縮、及びステップＳ１７の圧縮データの解凍は行わないものとしている。
図５は、ホストコンピュータ側で図１のステップＳ１３までの処理を行ってＲＧＢの３色のプレーンのビットマップ形式のデータを画像処理装置に転送する場合に用いて好適な画像処理装置を用いたシステムの実施形態を示す図であり、図中、１はホストコンピュータ、２はアプリケーションプログラム、３はデータ解釈モジュール、４は解像度変換モジュール、５はラスタオペレーションモジュール、１０は画像処理装置、１１はインターフェース（Ｉ／Ｆ）、１２は制御装置（ＣＰＵ）、１３はＲＡＭ、１４はダイレクトメモリアクセス（Direct Memory Access）コントローラ（ＤＭＡコントローラ）、１５は色変換モジュール、１６は第１ハーフトーンモジュール、１７は第２ハーフトーンモジュール、１８はＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ、１９はＰＷＭ、２０はバスを示す。なお、ＤＭＡコントローラ１４は、メモリへのデータの書き込み時、及びメモリからのデータの読み出し時にＣＰＵ１２に代わってメモリへのアクセスを行うものとして周知であるので詳細な説明は省略する。
【００４９】
ホストコンピュータ１において、ワードプロセッサや図形ツールなどのアプリケーションプログラム２により、文字データ、図形データあるいはビットマップデータ等が生成される。これらのアプリケーションプログラム２により生成されたそれぞれのデータは、ホストコンピュータ１内にインストールされている、データ解釈モジュール３、解像度変換モジュール４及びラスタオペレーションモジュール５からなるカラープリンタ用のドライバによってビットマップ化され、画素またはドット毎のＲＧＢ各色の階調データからなる画像データに変換される。ここでは、ＲＧＢ各色について１画素８ビット構成としている。
【００５０】
オペレータは、ホストコンピュータ１を操作して、画像再生したい画像をアプリケーションプログラム２で作成したデータの中から選択して、画像処理装置１０へのデータ転送を指示する。これにより、選択された画像の画像データがアプリケーションプログラム２から読み出されて、データ解釈モジュール３に供給されて、そのデータ構造が解釈され、次に解像度変換モジュール４によって解像度変換が行われ、ラスタオペレーションモジュール５においてＲＧＢの３色のビットマップ形式のプレーンが生成され、画像処理装置１０に転送される。データ解釈モジュール３、解像度変換モジュール４、ラスタオペレーションモジュール５は、それぞれ、図１の図Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の処理を行うものであるが、これらは周知であるので詳細な説明は省略する。
【００５１】
ホストコンピュータ１から転送されたＲＧＢの３色のプレーンの画像データは、Ｉ／Ｆ１１を介して画像処理装置１０に入力される。この画像処理装置１０は、カラープリンタ（図５には図示せず）と別体となされていてもよいし、カラープリンタに内蔵されていてもよいものである。
【００５２】
画像処理装置１０に入力されたＲＧＢの画像データは、色変換モジュール１５によってＹＭＣＫの４色のプレーンに変換され、第１ハーフトーンモジュール１６に供給される。なお、色変換モジュール１５は周知のものを用いればよい。また、ここではＹＭＣＫの各プレーンの１画素は８ビット構成であるとする。
【００５３】
第１ハーフトーンモジュール１６は、パターンマトリクスと階調値対パルス幅テーブルを用いて、上述した図１のステップＳ１５の処理を行い、ＹＭＣＫの４色について第１ハーフトーンデータを生成する。そして、この第１ハーフトーンデータは、ＤＭＡコントローラ１４の制御によってＲＡＭ１３に書き込まれて保存される。なお、ＲＡＭ１３への第１ハーフトーンデータの書き込みは、図３に関して説明した通りである。また、第１ハーフトーンデータをＲＡＭ１３に保存する際にはファイル名を付けるが、このファイル名としては、例えば、ホストコンピュータ１から転送されたＲＧＢの画像データに付されているファイル名をそのまま用いればよい。
【００５４】
このシステムでは、ＲＡＭ１３に保存されている第１ハーフトーンデータは、ホストコンピュータ１から読み出し指示を行うことができるようになされており、ホストコンピュータ１からファイル名を指定して第１ハーフトーンデータの読み出し指示を行うと、この指示は画像処理装置１０のＣＰＵ１２に通知され、ＣＰＵ１２はＤＭＡコントローラ１４に対して当該指示された第１ハーフトーンデータの読み出しを指示する。そして、ＤＭＡコントローラ１４の制御によりＲＡＭ１３から読み出された第１ハーフトーンデータは、第２ハーフトーンモジュール１７に供給される。
【００５５】
第２ハーフトーンモジュール１７は、パターンマトリクスとパルス幅値対パルス位置テーブルを用いて上述した図１のステップＳ１８の第２ハーフトーン処理を実行し、ＲＡＭ１３から読み出された各々のパルス幅値に対して第２ハーフトーン処理で生成したパルス位置情報を付加して、パルス幅値とパルス位置情報を対として出力する。ここで、パルス幅値対パルス位置テーブルが、図４（ａ）のようにパターンマトリクスの参照番号とパルス幅値とに基づいてパルス位置情報のみを生成するものである場合には、出力するパルス幅値はＲＡＭ１３から読み出されたパルス幅値であり、図４（ｂ）のようにパターンマトリクスの参照番号とパルス幅値とに基づいてパルス幅値とパルス位置とを生成するものである場合には、出力されるパルス幅値は当該パルス幅値対パルス位置テーブルによって生成された値であることは上述したとおりである。
【００５６】
そして、第２ハーフトーンモジュール１７から出力されたパルス幅値とパルス位置情報は対となされて、ＦＩＦＯ１８を介してＰＷＭ１９に供給されてパルス幅変調され、直接あるいはバッファやインターフェースを介してプリンタエンジンに与えられ、画像再生が行われる。プリンタエンジンには、レーザダイオード、感光体、転写ベルト等とそれらの駆動部が備えられているが、それらは本発明の本質ではなく、周知のものでよいので、図５ではプリンタエンジンの図示は省略している。
【００５７】
なお、図１のステップＳ１６のデータ圧縮、及びステップＳ１７の圧縮データの解凍を行う場合には、第１ハーフトーンモジュール１６の出力である第１ハーフトーンデータに対してデータ圧縮を施してからＲＡＭ１３に保存し、ＲＡＭ１３から読み出した圧縮されたデータに対して解凍を施してから第２ハーフトーンモジュール１７に供給するようにすればよい。
【００５８】
以上のようであるので、この画像処理装置によれば、画像再生を行う場合には、画像処理装置１０のＲＡＭから第１ハーフトーンデータを読み出せばよいので、画像再生を短時間で行うことができ、また、第１ハーフトーンデータのデータ量は少ないので、一つの画像についての第１ハーフトーンデータを保存するためのメモリ容量は少なくて済むものである。
【００５９】
次に、もう一つの画像処理装置の実施形態を図６に示す。この実施形態でも図１のステップＳ１６のデータ圧縮、及びステップＳ１７の圧縮データの解凍は行わないものとしている。また、図６においてもプリンタエンジンは図示を省略している。
【００６０】
図６は、ホストコンピュータ側で図１のステップＳ１５の第１ハーフトーン処理までを行って、第１ハーフトーンデータを画像処理装置に転送する場合に用いて好適な画像処理装置を用いたシステムの実施形態を示す図である。なお、図６において図５に示す構成要素と同等のものについては同一の符号を付している。
【００６１】
ホストコンピュータ１には、文字データ、図形データあるいはビットマップデータ等を作成するアプリケーションプログラム２がインストールされ、また、データ解釈モジュール３、解像度変換モジュール４、ラスタオペレーションモジュール５、色変換モジュール１５及び第１ハーフトーンモジュール１６からなるカラープリンタ用のドライバもインストールされている。データ解釈モジュール３、解像度変換モジュール４、ラスタオペレーションモジュール５、色変換モジュール１５、第１ハーフトーンモジュール１６は、それぞれ、図１の図Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５の処理を行うものである。
【００６２】
オペレータは、ホストコンピュータ１を操作して、画像再生したい画像をアプリケーションプログラム２で作成したデータの中から選択して、画像処理装置１０へのデータ転送を指示する。これにより、選択された画像の画像データがアプリケーションプログラム２から読み出されて、データ解釈モジュール３でそのデータ構造が解釈され、解像度変換モジュール４によって解像度変換が行われ、ラスタオペレーションモジュール５においてＲＧＢの３色のビットマップ形式のプレーンが生成され、色変換モジュール１５によってＹＭＣＫの４色のプレーンが生成され、第１ハーフトーンモジュール１６において第１ハーフトーンデータが生成されて、画像処理装置１０に転送される。
【００６３】
ホストコンピュータ１から転送された第１ハーフトーンデータは、Ｉ／Ｆ１１を介して画像処理装置１０に入力される。この画像処理装置１０は、カラープリンタ（図６には図示せず）と別体となされていてもよいし、カラープリンタに内蔵されていてもよいものである。
【００６４】
さて、画像処理装置１０に入力された第１ハーフトーンデータは、ＤＭＡコントローラ１４の制御によりＲＡＭ１３に保存される。このとき付けるファイル名については上述した通りである。
【００６５】
このシステムでは、ＲＡＭ１３に保存されている第１ハーフトーンデータは、ホストコンピュータ１から読み出し指示を行うことができるようになされており、ホストコンピュータ１からファイル名を指定して第１ハーフトーンデータの読み出し指示を行うと、この指示は画像処理装置１０のＣＰＵ１２に通知され、ＣＰＵ１２はＤＭＡコントローラ１４に対して当該指示された第１ハーフトーンデータの読み出しを指示する。そして、ＤＭＡコントローラ１４の制御によりＲＡＭ１３から読み出された第１ハーフトーンデータは、第２ハーフトーンモジュール１７に供給される。第２ハーフトーンモジュール１７は、パターンマトリクスとパルス幅値対パルス位置テーブルを用いて上述した図１のステップＳ１８の第２ハーフトーン処理を実行し、ＲＡＭ１３から読み出された各々のパルス幅値に対して第２ハーフトーン処理で生成したパルス位置情報を付加して、パルス幅値とパルス位置情報を対として出力する。ここで、パルス幅値対パルス位置テーブルが、図４（ａ）のようにパターンマトリクスの参照番号とパルス幅値とに基づいてパルス位置情報のみを生成するものである場合には、出力するパルス幅値はＲＡＭ１３から読み出されたパルス幅値であり、図４（ｂ）のようにパターンマトリクスの参照番号とパルス幅値とに基づいてパルス幅値とパルス位置とを生成するものである場合には、出力されるパルス幅値は当該パルス幅値対パルス位置テーブルによって生成された値であることは上述したとおりである。
【００６６】
そして、第２ハーフトーンモジュール１７から出力されたパルス幅値とパルス位置情報は対となされて、ＦＩＦＯ１８を介してＰＷＭ１９に供給されてパルス幅変調され、直接あるいはバッファやインターフェースを介してプリンタエンジンに与えられ、画像再生が行われる。
【００６７】
なお、図１のステップＳ１６のデータ圧縮、及びステップＳ１７の圧縮データの解凍を行う場合には、第１ハーフトーンモジュール１６の出力である第１ハーフトーンデータに対してデータ圧縮を施して画像処理装置１０へ転送し、画像処理装置１０では圧縮データの解凍を行ってから第２ハーフトーンモジュール１７に供給するようにすればよい。
【００６８】
以上のようであるので、この画像処理装置によれば、ホストコンピュータ１から画像処理装置１０へ転送するのは第１ハーフトーンデータであるので、転送時間の短縮化が図れる。また、図５に示す実施形態と同様に、画像再生を行う場合には、画像処理装置１０のＲＡＭから第１ハーフトーンデータを読み出せばよいので、画像再生を短時間で行うことができ、また、第１ハーフトーンデータのデータ量は少ないので、一つの画像についての第１ハーフトーンデータを保存するためのメモリ容量は少なくて済むものである。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記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ことは当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像処理方法の工程の一実施形態を示す図である。
【図２】図１のステップＳ１５の第１ハーフトーン処理で用いる階調値対パルス幅テーブルの例を示す図である。
【図３】第１ハーフトーン処理で生成された第１ハーフトーンデータをメモリに保存する際の保存方法を説明するための図である。
【図４】図１のステップＳ１８の第２ハーフトーン処理で用いるパルス幅値対パルス位置テーブルの例を示す図である。
【図５】ホストコンピュータ側で図１のステップＳ１３までの処理を行ってＲＧＢの３色のプレーンのビットマップ形式のデータを画像処理装置に転送する場合に用いて好適な画像処理装置を用いたシステムの実施形態を示す図である。
【図６】ホストコンピュータ側で図１のステップＳ１５の第１ハーフトーン処理までを行って、第１ハーフトーンデータを画像処理装置に転送する場合に用いて好適な画像処理装置を用いたシステムの実施形態を示す図である。
【図７】カラーレーザプリンタによりカラー画像再生を行う場合の画像処理の工程の概略を説明する図である。
【図８】図７のステップＳ５のハーフトーン処理で用いるパターンマトリクスと、ガンマテーブルの例を示す図である。
【図９】図７のステップＳ５のパターンマトリクスとガンマテーブルを用いたハーフトーン処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ホストコンピュータ
２…アプリケーションプログラム
３…データ解釈モジュール
４…解像度変換モジュール
５…ラスタオペレーションモジュール
１０…画像処理装置
１１…インターフェース（Ｉ／Ｆ）
１２…制御装置（ＣＰＵ）
１３…ＲＡＭ
１４…ダイレクトメモリアクセスコントローラ（ＤＭＡコントローラ）
１５…色変換モジュール
１６…第１ハーフトーンモジュール
１７…第２ハーフトーンモジュール
１８…ＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ
１９…ＰＷＭ
２０…バス
Claims (3)
- 画像データの各画素の階調値に基づいて網点を生成する際に、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであって、マトリクス内に参照番号が重複無く割り当てられたパターンマトリクスと、
前記パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対して、前記階調値を表現するビット数よりも少ないビット数で表現されるパルス幅が書き込まれた階調値対パルス幅テーブルと
を用い、
画像データの画素に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記階調値対パルス幅テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行って、パルス幅値からなる第１ハーフトーンデータを生成する第１ハーフトーン処理と、
前記第１ハーフトーンデータを保存あるいは転送する処理と、
前記第１ハーフトーン処理で用いたと同じパターンマトリクスと、
前記パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対して、パルス幅とパルス位置が書き込まれたパルス幅値対パルス位置テーブルと
を用い、
読み出された第１ハーフトーンデータあるいは転送された第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、前記第１ハーフトーンデータのそれぞれのパルス幅値に対して、パルス幅値とパルス位置とを生成していく処理を、前記パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う第２ハーフトーン処理と
を備えることを特徴とする画像処理方法。 - 画像データの各画素の階調値に基づいて網点を生成する際に、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであって、マトリクス内に参照番号が重複無く割り当てられたパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対して、前記階調値を表現するビット数よりも少ないビット数で表現されるパルス幅が書き込まれた階調値対パルス幅テーブルとを備え、画像データの画素に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記階調値対パルス幅テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行って、パルス幅値からなる第１ハーフトーンデータを生成する第１ハーフトーンモジュールと、
前記第１ハーフトーンデータを保存するメモリと、
前記第１ハーフトーン処理で用いたと同じパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対して、パルス幅とパルス位置が書き込まれたパルス幅値対パルス位置テーブルとを備え、前記メモリから読み出された第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、前記第１ハーフトーンデータのそれぞれのパルス幅値に対して、パルス幅値とパルス位置とを生成していく処理を、前記パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う第２ハーフトーンモジュールと
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 画像データの各画素の階調値に基づいて網点を生成する際に、その網点を生成する画素のマトリクス構成を定めるものであって、マトリクス内に参照番号が重複無く割り当てら れたパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、画像データの画素の階調値に対して、前記階調値を表現するビット数よりも少ないビット数で表現されるパルス幅が書き込まれた階調値対パルス幅テーブルとを用い、画像データの画素に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記階調値対パルス幅テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応する画素の階調値から、それぞれの画素についてのパルス幅値を生成していく処理を、パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行って生成された、パルス幅値からなる第１ハーフトーンデータを保存するメモリと、
前記第１ハーフトーン処理で用いたと同じパターンマトリクスと、前記パターンマトリクスの各参照番号について、各パルス幅値に対して、パルス幅とパルス位置が書き込まれたパルス幅値対パルス位置テーブルとを備え、前記メモリから読み出された第１ハーフトーンデータの各パルス幅値に対して前記パターンマトリクスを当てはめ、前記パルス幅値対パルス位置テーブルを参照して、前記パターンマトリクスの各参照番号の位置に対応するパルス幅値から、前記第１ハーフトーンデータのそれぞれのパルス幅値に対して、パルス幅値とパルス位置とを生成していく処理を、前記パターンマトリクスのサイズずつずらしながら順次行う第２ハーフトーンモジュールと
を備えることを特徴とする画像処理装置。
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