JP4717605B2 - ディザマトリクス最適化装置、画像形成装置およびディザマトリクス最適化方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態を図1ないし図28に基づいて説明する。本実施の形態はディザマトリクス最適化装置を備える画像形成装置としてモノクロ画像を形成するレーザプリンタを適用した例である。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るレーザプリンタ100の概略構成を示す断面図である。図1に示すように、レーザプリンタ100では、画像が形成されるべき用紙は、本体トレイ101あるいは手差しトレイ102にセットされ、トレイ101あるいは102から給紙ローラ103にて用紙の搬送が開始される。給紙ローラ103による用紙の搬送に先立って、感光体(感光体ドラム)104が回転し、感光体104の表面は、クリーニングブレード105によってクリーニングされ、次に、帯電ローラ106で一様に帯電される。ここに、レーザ光学系ユニット107から、画像信号に従って変調されたレーザ光が露光され、現像ローラ108で現像されてトナーが付着し、これとタイミングを取って給紙ローラ103から用紙の給紙がなされる。給紙ローラ103から給紙された用紙は、感光体104と転写ローラ109とに挟まれて搬送され、これと同時に、用紙にはトナー像が転写される。転写されずに残った感光体104上のトナーは、再び、クリーニングブレード105で掻き落とされる。クリーニングブレード105の手前には、トナー濃度センサ110が設けられており、トナー濃度センサ110によって感光体104上に形成されたトナー像の濃度を測定することができる。また、トナー像が載った用紙は搬送経路にしたがって、定着ユニット111に搬送され、定着ユニット111においてトナー像は用紙上に定着される。印刷された用紙は、最後に排紙ローラ112を通って、記録面を下にしてページ順に排出される。
ここで、ディザ法の基本的事項について簡単に説明する。レーザプリンタ100の様に、ドットの有無(2値データ)で印刷を行う画像形成装置において、ディザ法は、原画像と矩形(マトリクス)領域内に配置した閾値との大小比較により2値化を行う手法であり、比較的高速に2値画像を生成することができる。ディザ法では、N×N画素を階調再現の1つの単位として考え、それに対応するN×Nの閾値マトリクス(これをディザマトリクスという)をつくり、このディザマトリクスを一種のマスクとして原画像に重ね合わせ、各画素の濃度と対応する閾値とを比較し2値化するというものである。つまり、同じディザマトリクスを、全ての画素について繰り返し用いることにより、2値化を行うものである。なお、マトリクスの閾値配列はある規則に従っており、画質は使用するディザマトリクスの形状に大きく依存する。
ビデオ制御部113においては、パソコンなどからの画像信号に対するディザ法による2値化が実行される。前述したように、ディザ法による階調再現処理を行う際、高い品質の出力を得るには、画像形成手段である出力エンジンの特性に合ったディザマトリクスを用いる必要がある。このためには、出力エンジンの特性に応じたディザマトリクスの最適化を行うことが必要になる。ここで、ビデオ制御部(ディザマトリクス最適化装置)113におけるディザマトリクス最適化について説明する。
部分は、図2に示すように、CPU部1と、遺伝的アルゴリズム処理を実行する遺伝的アルゴリズム処理手段である遺伝的アルゴリズム処理部2と、ディザマトリクスに応じて生成される画像データと出力エンジンの特性データとに基づいてディザ画像出力を求めるシミュレーション手段であるシミュレーション処理部3と、シミュレーション処理部3で形成された出力画像の電子イメージに対して評価を行う評価手段である評価値算出部4と、遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段であるディザデータ出力部5とから構成されており、CPU部1が各部を制御する構成となっている。
ここで、遺伝的アルゴリズム処理部2において実行される遺伝的アルゴリズム処理について説明する。
A0´=P01+P12
A1´=P11+P02
が生成される。もし、個体A0,A1の評価があまり良くなくても、個体A0のP01の部分の情報と、個体A1のP12の部分の情報とが共に優れているものならば、生成される個体A0´はすばらしい評価値を得られることになる。このように交配を行わせることにより、遺伝的アルゴリズムによる進化を高速に進められるという効果を生む。
A0´=P01+P12+P03
A1´=P11+P02+P13
が生成される。もし、個体A0,A1の評価があまり良くなくても、個体A0のP01,P03の部分の情報と、個体A1のP12の部分の情報が共に優れているものならば、生成される個体A0´はすばらしい評価値を得られることになる。このように交配を行わせることにより、遺伝的アルゴリズムによる進化を高速に進められる効果を生む。
次に、シミュレーション処理部3について説明する。図12は、シミュレーション処理部3の処理概要を示す説明図である。図12に示すように、シミュレーション処理部3は、画像処理の結果としての画像データと出力エンジンの特性データをセットすると、出力画像の電子イメージ(ディザ画像出力)が作成されるようになっている。例えば、ディザマトリクスの最適化の場合、画像処理の結果としての画像データ(ディザ画像出力)としては、階調0〜階調255までの階調パッチを画像処理したときの結果のビットマップ情報となる。シミュレーション処理部3として、例えばポリゴンスキャナを用いたレーザ光学系ユニット107を備える電子写真方式のレーザプリンタ100をシミュレーションするものであれば、これにその出力エンジン特性情報を合わせて与えると、例えば感光体104上に形成される電位情報から出力画像の電子イメージ(ディザ画像出力)を形成する。また、シミュレーション処理部3としては、最終的なトナーの付着情報までシミュレーションするものであってもよい。あるいは、シミュレーション処理部3としては、楕円のドットを打ち、これをフィルタ処理することにより、出力画像の電子イメージ(ディザ画像出力)を作るものであっても良い。
次に、評価値算出部4について説明する。図13は、評価値算出部4における処理の一例を示す説明図である。図13に示すように、評価値算出部4は、階調毎のビットマップ情報(a)に基づいてシミュレーション処理部3で形成された出力画像の電子イメージ(ディザ画像出力)(b)に対して、個別の評価や総合評価値の算出(c)を行う。より詳細には、評価値算出部4は、図14に示すように、シミュレーション処理部3で形成された出力画像の電子イメージに対して、画質の評価を行い、それを評価値として算出するものである。
次に、評価値算出部4における処理の別の一例について説明する。評価値算出部4は、シミュレーション前のビットマップ情報(図13(a)参照)に対して評価を行っても良い。より詳細には、シミュレーション前のビットマップ情報(図13(a)参照)に対して、使用するマルチビームレーザの#0,#1,#2,#3毎のデジタル的な使用頻度を計算して適用する方式である。図20に示すように、レーザビームは、LD0、LD1、LD2、LD3(半導体レーザ85,86,87,88)の順で順に走査される。したがって、セル(あるいはサブセル)の構成要素である画素がどのLD(半導体レーザ85,86,87,88)で走査されるかが決まる。
次に、ビデオ制御部(ディザマトリクス最適化装置)113におけるディザマトリクス最適化に関する一連の処理動作について説明する。図23は、ディザマトリクス最適化処理の流れを概略的に示すフローチャートである。
A0´=P01+P12
A1´=P11+P02
が生成される。もし、個体A0,A1の評価があまり良くなくても、個体A0のP01の部分の情報と、個体A1のP12の部分の情報とが共に優れているものならば、生成される個体A0´はすばらしい評価値を得られることになる。このように交配を行わせることにより、遺伝的アルゴリズムによる進化を高速に進められるという効果を生む。
次に、本発明の第2の実施の形態を図29ないし図32に基づいて説明する。なお、前述した第1の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。第1の実施の形態では、2値用の遺伝子を元にディザマスクを作成する方法を説明した。本実施の形態は、多値用の遺伝子を元にディザマスクを作成する方法を説明するものである。
3 シミュレーション手段
4 評価手段
5 ディザデータ出力手段
63 回転多面鏡
100 画像形成装置
113 ディザマトリクス最適化装置、画像処理手段
Claims (6)
- マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化装置において、
前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、
前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、
を備え、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段は、前記評価手段における評価結果である前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度の偏りが少ない程、適応度が良好であると判断する、
ことを特徴とするディザマトリクス最適化装置。 - 回転多面鏡による走査光学系を用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化装置において、
前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、
前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、
を備え、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段は、前記評価手段における評価結果である前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度の偏りが少ない程、適応度が良好であると判断する、
ことを特徴とするディザマトリクス最適化装置。 - マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成手段を備える画像形成装置において、
前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、
前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、
このディザデータ出力手段により出力された前記ディザマトリクスを用いた階調表現を行う画像処理手段と、
を備え、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段は、前記評価手段における評価結果である前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度の偏りが少ない程、適応度が良好であると判断し、
前記画像形成手段は、前記画像処理手段における階調表現に応じて画像を形成する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 回転多面鏡による走査光学系を用いた電子写真方式の画像形成手段を備える画像形成装置において、
前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価手段と、
前記評価手段による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理手段と、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力手段と、
このディザデータ出力手段により出力された前記ディザマトリクスを用いた階調表現を行う画像処理手段と、
を備え、
前記遺伝的アルゴリズム処理手段は、前記評価手段における評価結果である前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度の偏りが少ない程、適応度が良好であると判断し、
前記画像形成手段は、前記画像処理手段における階調表現に応じて画像を形成する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - マルチビームを用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化方法において、
前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価工程と、
この評価工程による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理工程と、
前記遺伝的アルゴリズム処理工程により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力工程と、
を含み、
前記遺伝的アルゴリズム処理工程は、前記評価工程における評価結果である前記マルチビームの各ビームで発生するドットの出現頻度の偏りが少ない程、適応度が良好であると判断する、
ことを特徴とするディザマトリクス最適化方法。 - 回転多面鏡による走査光学系を用いた電子写真方式の画像形成手段の特性に応じたディザマトリクスの最適化処理を行なうディザマトリクス最適化方法において、
前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度に基づいて、前記ディザマトリクスに応じて生成される画像データに対する評価を行なう評価工程と、
この評価工程による評価結果に基づき前記ディザマトリクスの適応度を求め、求めた適応度に基づいて前記ディザマトリクスを記述する遺伝子情報を淘汰し、残った遺伝子情報に対して、交配処理と突然変異処理とを行なうことで新たな遺伝子情報を生成する遺伝的アルゴリズム処理工程と、
前記遺伝的アルゴリズム処理工程により生成した前記遺伝子情報によりディザマトリクスを記述して出力するディザデータ出力工程と、
を含み、
前記遺伝的アルゴリズム処理工程は、前記評価工程における評価結果である前記回転多面鏡の各反射面によって走査形成されるドットの出現頻度の偏りが少ない程、適応度が良好であると判断する、
ことを特徴とするディザマトリクス最適化方法。
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