JP5471795B2 - Threshold matrix generation method, threshold matrix generation apparatus, threshold matrix, quantization apparatus, and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、閾値マトリクス生成方法、閾値マトリクス生成装置、閾値マトリクス、量子化装置及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a threshold matrix generation method, a threshold matrix generation apparatus, a threshold matrix, a quantization apparatus, and an image forming apparatus.

多階調画像に基づく画像を用紙等の印刷記録メディア上に出力形成するに際して、多階調画像に対して量子化処理を施して出力画像を得ることが広く行われている。ここでいう「量子化処理」とは、入力画像の階調よりも少ない階調で当該多階調画像と同様の画像を表現するため、入力画像の各画素に応じて出力画像の各画素のドットの形成状態を決定する処理である。   When an image based on a multi-tone image is output and formed on a print recording medium such as paper, it is widely performed that an output image is obtained by performing a quantization process on the multi-tone image. The term “quantization processing” used here represents an image similar to the multi-gradation image with gradations smaller than the gradation of the input image, so that each pixel of the output image is represented according to each pixel of the input image. This is a process for determining the dot formation state.

量子化処理の方法として、誤差拡散法とディザ法が知られている。このうち、誤差拡散法は、演算過程が煩雑であり処理時間がかかるという問題点がある。これに対し、ディザ法は入力画像の画素の画素値とその画素に対応した閾値との比較結果に基づいて量子化を行う方法であり、誤差拡散法に比して非常に演算時間が短いという利点がある。
ディザ処理において各画素の画素値との比較に用いられる閾値は、所定の画素数に対応するマトリクスデータとして予め用意されている。以下、当該所定の画素数に対応するマトリクスデータを「閾値マトリクス」と記載する。
As a quantization processing method, an error diffusion method and a dither method are known. Among these, the error diffusion method has a problem that the calculation process is complicated and processing time is required. On the other hand, the dither method is a method of performing quantization based on the comparison result between the pixel value of the pixel of the input image and the threshold value corresponding to the pixel, and the calculation time is very short compared to the error diffusion method. There are advantages.
The threshold value used for comparison with the pixel value of each pixel in the dither processing is prepared in advance as matrix data corresponding to a predetermined number of pixels. Hereinafter, matrix data corresponding to the predetermined number of pixels is referred to as a “threshold matrix”.

閾値マトリクスは、例えば、複数の画素を方形状に配置した画素領域に対応するマトリクスデータであり、そのサイズは「縦の画素数×横の画素数」で表すことができる(例えば特許文献1)。
閾値マトリクスは、一般的に、ディザ処理を施される多階調画像の縦横画素数よりも小さな画素数に対応する。ディザ処理では、ディザ処理を施される多階調画像に対して閾値マトリクスをタイル状に繰り返し適用することで閾値マトリクスよりも大きな画像サイズの多階調画像を量子化する。
The threshold matrix is, for example, matrix data corresponding to a pixel region in which a plurality of pixels are arranged in a square shape, and the size thereof can be represented by “the number of vertical pixels × the number of horizontal pixels” (for example, Patent Document 1). .
The threshold value matrix generally corresponds to the number of pixels smaller than the number of vertical and horizontal pixels of a multi-tone image subjected to dither processing. In the dither processing, a multi-tone image having a larger image size than the threshold matrix is quantized by repeatedly applying a threshold matrix to the multi-tone image subjected to dither processing in a tile shape.

ディザ処理に用いる閾値マトリクスを生成する方法として、例えば積層束縛(Stacking Constraint)条件下での閾値マトリクス生成方法が知られている(例えば特許文献2)。
図23に示す閾値マトリクス生成処理のイメージ図と、図24に示すフローチャートと、を用いて、Stacking Constraint条件下での閾値マトリクス生成方法について説明する。ここでは、CPU、RAM、ROM等を有するコンピュータによるソフトウェア処理で閾値マトリクスを生成する場合を例示する。
As a method for generating a threshold matrix used for dither processing, for example, a threshold matrix generating method under a stacking constraint condition is known (for example, Patent Document 2).
A threshold matrix generation method under the Stacking Constraint condition will be described with reference to an image diagram of the threshold matrix generation process illustrated in FIG. 23 and a flowchart illustrated in FIG. Here, a case where a threshold value matrix is generated by software processing by a computer having a CPU, RAM, ROM, and the like is illustrated.

まず、CPUは、図23に示す入力ドットパターン101に対して、次の階調値のドットパターン(図23の出力ドットパターン102)を実現するために必要なドット数を決定し入力ドットパターン101に追加する(ステップS101)。必要なドット数とは、入力ドットパターン101のドット率について次の階調値のパターンのドット率の差に応じて決定される。ドット率とは、パターンの全画素に対するドットが形成される画素の割合である。
次に、CPUは、予め用意された空間フィルタを必要なドット数が追加された入力ドットパターンに対して適用する(ステップS102)。次に、CPUは、空間フィルタを適用されたドットパターンを参照し、入力ドットパターン101に追加されたドット位置の再配置を行う(ステップS103)。そして、CPUは、ステップS103による追加ドットの再配置前後の各パターンの評価値をそれぞれ算出し、算出された二の評価値を比較し(ステップS104)、再配置後のドットパターンの評価値が再配置前のドットパターンの評価値以上であるか否かを判定する(ステップ105)。つまり、CPUは、ステップS104で算出した評価値がドットの再配置によって減少しなかったかどうかを判定する。再配置後のドットパターンの評価値の方が再配置前のドットパターンの評価値以上である場合(ステップS105:YES)、ステップS103で最後の再配置を行う直前の出力ドットパターン103に基づいて入力ドットパターン101の次の階調値のドットパターン102を作成し(ステップS106)、処理を終了する。ステップS105において、再配置後のドットパターンの評価値の方が再配置前のドットパターンの評価値未満の場合(ステップS105:NO)、ステップS102の処理に戻る。この処理を繰り返すことで各ドット率でのドットパターンを作成し閾値マトリクスを得る。
First, for the input dot pattern 101 shown in FIG. 23, the CPU determines the number of dots necessary to realize the dot pattern of the next gradation value (the output dot pattern 102 in FIG. 23), and the input dot pattern 101. (Step S101). The required number of dots is determined according to the difference in dot rate of the next gradation value pattern with respect to the dot rate of the input dot pattern 101. The dot rate is a ratio of pixels in which dots are formed with respect to all pixels of the pattern.
Next, the CPU applies a spatial filter prepared in advance to the input dot pattern to which the necessary number of dots is added (step S102). Next, the CPU refers to the dot pattern to which the spatial filter is applied, and rearranges the dot positions added to the input dot pattern 101 (step S103). Then, the CPU calculates the evaluation value of each pattern before and after the rearrangement of the additional dots in step S103, compares the two calculated evaluation values (step S104), and the evaluation value of the dot pattern after the rearrangement is It is determined whether or not the evaluation value of the dot pattern before rearrangement is equal to or higher (step 105). That is, the CPU determines whether the evaluation value calculated in step S104 has not decreased due to the rearrangement of dots. If the evaluation value of the dot pattern after the rearrangement is equal to or higher than the evaluation value of the dot pattern before the rearrangement (step S105: YES), based on the output dot pattern 103 immediately before performing the final rearrangement in step S103. A dot pattern 102 having the next gradation value after the input dot pattern 101 is created (step S106), and the process is terminated. In step S105, if the evaluation value of the dot pattern after rearrangement is less than the evaluation value of the dot pattern before rearrangement (step S105: NO), the process returns to step S102. By repeating this process, a dot pattern at each dot rate is created to obtain a threshold matrix.

図23及び図24を用いた上記の説明では、入力ドットパターン101のドット位置を保持しながら、ドット率が大きい出力ドットパターン102を作成する場合、即ちドットが増える場合を示している。出力ドットパターン102よりもさらにドット率が大きいパターンを生成する場合、出力ドットパターン102を入力ドットパターン101として同様の処理を行う。入力ドットパターン101に対して出力ドットパターンン102のドット率が小さい、即ちドットが減る場合、CPUは入力ドットパターン101ですでに配置されているドット位置からドットを削除する画素について同様に処理する。このようなStacking Constraint条件下で得られた各ドット率でのドットパターンを作成するドットパターン作成方法により、一の入力ドットパターンに基づいて様々なドット率のパターンによる閾値マトリクスを得ることができる。このようにして作成した各ドット率のドットパターンを用いて閾値マトリクスを作成する。
以下、図23及び図24を用いて説明したStacking Constraint条件下での閾値マトリクス生成方法を「空間フィルタ法」と記載する。
The above description using FIG. 23 and FIG. 24 shows a case where the output dot pattern 102 having a large dot rate is created while maintaining the dot position of the input dot pattern 101, that is, the number of dots increases. When generating the pattern further dot rate is greater than the output dot pattern 102, the same processing an output dot pattern 102 as an input dot pattern 101. Dot rate of the output dot pattern emissions 102 to the input dot pattern 101 is small, that is, when the dot decreases, CPU is similarly processed for the pixel to remove the dots from the dot positions that are already arranged in input dot pattern 101 . By using a dot pattern creation method for creating a dot pattern at each dot rate obtained under such a Stacking Constraint condition, threshold matrixes with various dot rate patterns can be obtained based on one input dot pattern. A threshold value matrix is created using the dot patterns of the dot rates created in this way.
Hereinafter, the threshold value matrix generation method under the Stacking Constraint condition described with reference to FIGS. 23 and 24 is referred to as a “spatial filter method”.

従来の空間フィルタ法による閾値マトリクス生成方法で生成された閾値マトリクスに基づくドットパターンは、所定の一方向についてドットの発生確率が大きくばらつく問題点があった。   A dot pattern based on a threshold matrix generated by a conventional threshold matrix generation method based on the spatial filter method has a problem that the probability of dot occurrence varies greatly in a predetermined direction.

図25に、従来の空間フィルタ法によるドット率50%のドットパターンを示す。図25のドットパターンは、互いに直交する二方向(x方向、y方向)に各256[画素]の幅を有する256×256[画素]のパターンである。
図26は、図25に示すドットパターンの所定の一方向(y方向)におけるドットの発生数を当該所定の一方向に直交する他方向(x方向)に沿って示したグラフである。
図27に、図25のドットパターンの2次元空間周波数分布(2次元ウィナースペクトル)を示す。図27の中心oはDC成分と、u方向は図25のx方向の周波数成分と、v方向は図25のy方向の周波数成分と対応し、図中の黒はその周波数帯の成分を持たないことを意味し、白はその周波数帯の成分を多く含むことを意味する。
FIG. 25 shows a dot pattern with a dot rate of 50% according to the conventional spatial filter method. The dot pattern in FIG. 25 is a 256 × 256 [pixel] pattern having a width of 256 [pixel] in two directions (x direction and y direction) orthogonal to each other.
FIG. 26 is a graph showing the number of dots generated in a predetermined direction (y direction) of the dot pattern shown in FIG. 25 along the other direction (x direction) orthogonal to the predetermined one direction.
FIG. 27 shows a two-dimensional spatial frequency distribution (two-dimensional Wiener spectrum) of the dot pattern of FIG. The center o in FIG. 27 corresponds to the DC component, the u direction corresponds to the frequency component in the x direction in FIG. 25, the v direction corresponds to the frequency component in the y direction in FIG. 25, and black in the figure has a component in that frequency band. It means no, and white means that it contains a lot of components in that frequency band.

図25に示すドットパターンは一見均一にドットが分散したドットパターンに見えるが、図26に示すように、所定の一方向(y方向)のドット発生数は他方向(x方向)に沿った各画素列間で大きくばらついている。例えば、図26に示すグラフでは、ドット発生数が最低の画素列とドット発生数が最高の画素列では、ドットの発生確率に1.5倍程度の開きがある。このようなドットの発生確率のばらつきは、画像形成装置の消耗を早める問題点を生じさせる。   The dot pattern shown in FIG. 25 appears to be a dot pattern in which dots are dispersed uniformly at first glance. However, as shown in FIG. 26, the number of dots generated in a predetermined direction (y direction) is different in each other direction (x direction). There is a large variation between pixel columns. For example, in the graph shown in FIG. 26, there is a difference of about 1.5 times in the dot generation probability between the pixel row with the lowest number of dots and the pixel row with the highest number of dots. Such variation in the occurrence probability of dots causes a problem that the consumption of the image forming apparatus is accelerated.

図28に、ラインヘッドプリンタのプリントヘッドH付近の構成の一例を示す。図29に、一列分のプリントヘッドHを下方から見た場合の構成の一例を示す。図28に示すラインヘッドプリンタは、搬送ベルトBによって所定の一方向(y方向)に沿って搬送される記録メディア(用紙P)に対してドットを形成する画像形成装置である。図28に示すラインヘッドプリンタの各プリントヘッドHは、図29に示すように、所定の一方向(y方向)に略直交する他方向(x方向)に沿って複数の記録素子(ノズルN)を有する。
図28、図29に示すように、ラインヘッドプリンタにより従来の空間フィルタ法によるドットパターンの形成を行うと、y方向についてドットの発生確率に大きなばらつきがあるために、プリントヘッドHが有する各記録素子間で記録素子の使用頻度が大幅に異なることとなる。このため、記録素子の消耗の度合いが各記録素子間で大幅にばらつき、使用頻度の高い一部の記録素子が早期に消耗することによって画像形成装置の故障を生じさせることがあった。
FIG. 28 shows an example of the configuration in the vicinity of the print head H of the line head printer. FIG. 29 shows an example of the configuration when the print head H for one row is viewed from below. The line head printer shown in FIG. 28 is an image forming apparatus that forms dots on a recording medium (paper P) transported along a predetermined direction (y direction) by the transport belt B. Each print head H of the line head printer shown in FIG. 28 has a plurality of recording elements (nozzles N) along another direction (x direction) substantially orthogonal to a predetermined direction (y direction), as shown in FIG. Have
As shown in FIGS. 28 and 29, when a dot pattern is formed by the conventional spatial filter method using a line head printer, the dot generation probability varies greatly in the y direction. The frequency of use of the recording element varies greatly between the elements. For this reason, the degree of consumption of the recording elements varies greatly among the recording elements, and some of the recording elements that are frequently used are consumed at an early stage, which may cause a failure of the image forming apparatus.

また、故障に至らなくとも、記録素子の消耗の度合いが各記録素子間でばらつくと、画像形成の品質の低下を顕著にすることがあった。
図28、図29に示すようなラインヘッドプリンタの各記録素子は、その取り付け位置のずれに起因するドットの着弾位置ずれを生じさせる。ラインヘッドプリンタの各記録素子の取り付け位置のずれは、ラインヘッドプリンタの製造工程上生じるものであり、ずれを完全になくすことは困難である。
このようなラインヘッドプリンタの特徴があるため、例えば一面の単一濃度領域を印刷する場合等においてドットの着弾位置ずれの大きい記録素子が使用頻度の高い画素位置に対応してしまうと、ドットの着弾位置ずれに起因するスジムラが画像に現れやすくなる。スジムラは画像の見栄えを悪くし、画像形成の品質を低下させる。
Even if the failure does not occur, if the degree of consumption of the printing elements varies among the printing elements, the deterioration of the image forming quality may become remarkable.
Each recording element of the line head printer as shown in FIG. 28 and FIG. 29 causes a dot landing position shift due to a shift in its mounting position. The shift in the mounting position of each recording element of the line head printer is caused in the manufacturing process of the line head printer, and it is difficult to eliminate the shift completely.
Because of the characteristics of such a line head printer, for example, when printing a single density area on one side, if a recording element with a large dot landing position deviation corresponds to a frequently used pixel position, Straight lines due to landing position deviations are likely to appear in the image. Unevenness deteriorates the appearance of the image and reduces the quality of image formation.

前述した所定の一方向のドットの発生確率のばらつきに起因する画像形成装置の故障や画像形成の品質低下を抑制するため、ドットの発生確率のばらつきを抑制するのではなく、各記録素子の使用頻度の分布を算出し、算出結果に応じて記録素子に対応する画像を記録素子列方向にずらす技術がある(例えば特許文献3)。 In order to suppress the failure of the image forming apparatus and the deterioration of image formation quality due to the variation in the probability of occurrence of dots in one predetermined direction as described above, instead of suppressing the variation in the probability of occurrence of dots, the use of each recording element calculating a distribution of frequency, an image corresponding to the recording element there is a technique of shifting the recording element array direction according to the calculation result (for example, Patent Document 3).

特許第4168033号公報Japanese Patent No. 4168033 特許第2622429号公報Japanese Patent No. 2622429 特開2006−188003号公報JP 2006-188003 A

しかしながら、特許文献3の技術では、画像を記録素子列方向にずらす回路が必要となり、その分だけ画像形成装置の部品点数が多くなり、コスト増となる。また、画像をずらす処理には時間がかかるため、画像をずらす処理を行うことは画像形成装置の処理性能(例えば印刷速度等)を低下させる。特に、ずらす画像の印刷解像度が高い場合、画像をずらすための処理内容は膨大となり、画像をずらすために多大な時間を浪費して画像形成装置の処理性能を大幅に低下させることとなる。このように、特許文献3の技術のように、ドットの発生確率のばらつきを抑制する方法以外の解決方法では、他の問題点を生じさせることがある他、ドットの発生確率のばらつきを抑制する根本的な解決には至っていない。   However, the technique of Patent Document 3 requires a circuit that shifts the image in the direction of the recording element array, which increases the number of parts of the image forming apparatus and increases the cost. Further, since the process of shifting the image takes time, performing the process of shifting the image decreases the processing performance (for example, printing speed) of the image forming apparatus. In particular, when the printing resolution of the image to be shifted is high, the processing content for shifting the image becomes enormous, and a great deal of time is wasted to shift the image, which greatly reduces the processing performance of the image forming apparatus. As described above, in the solution method other than the method of suppressing the variation in the probability of occurrence of dots as in the technique of Patent Document 3, other problems may be caused and the variation in the probability of occurrence of dots is suppressed. No fundamental solution has been reached.

本発明の課題は、記録素子が配列された方向に対して略直交する方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置に対して用いられる閾値マトリクスを提供するにあたり、搬送方向に沿った方向に区切られた小区画のドット発生頻度を記録素子配列方向に対して均一化することができ、引いては記録素子の寿命を延ばし、着弾ズレによるスジムラの発生を軽減することである。   An object of the present invention is to provide a recording material from the recording element onto the recording medium when the recording medium is transported relative to the recording element in a direction substantially orthogonal to the direction in which the recording elements are arranged. In providing a threshold matrix used for an image forming apparatus that forms an image by adhering, the dot generation frequency of the small sections divided in the direction along the transport direction is made uniform with respect to the recording element arrangement direction. In other words, this extends the life of the recording element and reduces the occurrence of unevenness due to landing deviation.

請求項1に記載の発明は、記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置において入力画像を量子化するために用いられる閾値マトリクスを生成する閾値マトリクス生成方法であって、所定サイズの画素領域において所定のドット数を有する第一のドットパターンに基づいて、前記画素領域に含まれる全画素に対してドットが形成される画素数の割合を示すドット率が0から1までの範囲内で前記第一のドットパターンのドット数を増加又は減少させた第二のドットパターンを生成する新ドットパターン生成工程と、前記第二のドットパターンに含まれるドットを再配置した第三のドットパターンを得る再配置工程と、所望のドット数のドットパターンを得るまで前記第三のドットパターンを前記第一のドットパターンとして前記新ドットパターン生成工程及び前記再配置工程を繰り返す繰り返し工程と、を有し、前記再配置工程は、前記第二のドットパターンと、所望の空間周波数を実現するために前記第二のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したドットパターンとの間の差分に基づくドットパターン評価値を、下記の数式(1)で表わされる誤差行列ERR(x,y,g)を前記閾値マトリクス内の各位置に対応させて算出するドットパターン評価値算出工程と、前記所定サイズの画素領域を前記搬送方向に沿って区切って得られた複数の小区画について、各小区画のドット数の均一度を示す均一度評価値を前記小区画毎に形成されるドットが全て均一である場合に発生すべき前記小区画毎のドット数に対する前記小区画毎のドット数の過不足分を表す行列AVE(a,b)(ここで、aはxを小区画のX方向の画素数で除算したときの商の整数値、bはyを小区画のY方向の画素数で除算したときの商の整数値に対応)に基づいて算出する均一度評価値算出工程と、ットの再配置において、ドットが形成されておらず、かつ、前記AVE(a,b)に対して所定の係数を乗算した値を前記ERR(x,y,g)に対して加算した値が最小となる画素を新たにドットを配置する位置に決定し、ドットが形成されていて、かつ、前記AVE(a,b)に対して所定の係数を乗算した値を前記ERR(x,y,g)に対して加算した値が最大となる画素をドットを削除する位置に決定するドット再配置位置決定工程と、前記ドット再配置位置決定工程により決定された新たにドットを配置する位置にドットを配置するとともにドットを削除する位置からドットを削除して、前記第三のドットパターンのドットを再配置する再配置パターン生成工程と、再配置された前記第三のドットパターンに対するドット分散性評価値を下記の数式(2)で表わされる評価値MSE(n)に基づいて算出するドット分散性評価値算出工程と、再配置された前記第三のドットパターンのドット分散性評価値に基づいて、再配置後のMSE(n)が再配置前のMSE(n−1)よりも小さい場合は、前記ドットパターン評価値算出工程、前記均一度評価値算出工程、前記ドット再配置位置決定工程、前記再配置パターン生成工程及び前記ドット分散性評価値算出工程を繰り返し、再配置後のMSE(n)が再配置前のMSE(n−1)以上である場合は、繰り返さないようにして、繰り返すか否かを判定する再配置繰り返し判定工程と、前記再配置繰り返し判定工程において繰り返すと判定された場合、再配置され前記第三のドットパターンを前記第二のドットパターンとする工程と、
を有することを特徴とする。
ここで、gは階調値、xは記録素子配列方向の画素の座標、yは記録メディアの搬送方向の画素の座標、p’(x,y,g)は、前記第二のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したパターンに対して逆フーリエ変換を適用して算出された実空間パターンである。
ここで、nはドット再配置の繰り返し回数、ERR(x,y,g)におけるp’(x,y,g)は、前記第三のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したパターンに対して逆フーリエ変換を適用して算出された実空間パターンである
The invention according to claim 1, the recording medium immediately interlinked conveying direction to the recording element array direction in which the recording elements are arranged, when the relative conveyance to the recording element, the recording from the recording element A threshold value matrix generating method for generating a threshold value matrix used for quantizing an input image in an image forming apparatus for forming an image by attaching a material on the recording medium. Based on the first dot pattern having the number of dots, the first dot ratio is within a range from 0 to 1 indicating a ratio of the number of pixels in which dots are formed with respect to all the pixels included in the pixel region . A new dot pattern generation step for generating a second dot pattern in which the number of dots of the dot pattern is increased or decreased, and the second dot pattern includes A rearrangement step for obtaining a third dot pattern in which a dot is rearranged, and the new dot pattern generation step, wherein the third dot pattern is used as the first dot pattern until a dot pattern having a desired number of dots is obtained. Repeating the rearrangement step, and the rearrangement step performs a predetermined filtering process on the second dot pattern and the second dot pattern in order to realize a desired spatial frequency. A dot pattern for calculating a dot pattern evaluation value based on a difference from the dot pattern by associating an error matrix ERR (x, y, g) represented by the following formula (1) with each position in the threshold value matrix For the plurality of small sections obtained by dividing the evaluation value calculating step and the pixel area of the predetermined size along the transport direction, the number of dots in each small section is averaged. Matrix AVE representing the excess or deficiency of the number of dots the small sections each with respect to the number of dots per a small section to be generated when dots formed uniformity evaluation value indicating the degree for each of the small section are all uniform (A, b) (where a is an integer value of the quotient when x is divided by the number of pixels in the X direction of the small section, and b is the quotient of y when divided by the number of pixels in the Y direction of the small section. and uniformity evaluation value calculating step of calculating, based on the corresponding) to an integer value, in the re-arrangement of the dot and not dot is formed, and a predetermined coefficient to the AVE (a, b) A pixel having a minimum value obtained by adding the multiplied value to the ERR (x, y, g) is determined as a position where a new dot is to be arranged, a dot is formed, and the AVE (a, a The value obtained by multiplying b) by a predetermined coefficient is added to the ERR (x, y, g). A dot rearrangement position determination step for determining a pixel having the maximum calculated value as a position to delete a dot, and a dot is disposed at a position for newly arranging a dot determined by the dot rearrangement position determination step. A rearrangement pattern generation step of rearranging the dots of the third dot pattern by deleting dots from the position of deleting the dot, and a dot dispersibility evaluation value for the rearranged third dot pattern by the following formula Based on the dot dispersibility evaluation value calculation step calculated based on the evaluation value MSE (n) represented by (2) and the dot dispersibility evaluation value of the rearranged third dot pattern , MSE (n) is smaller than before rearrangement of MSE (n-1), the dot pattern evaluation value calculating step, the uniformity evaluation value calculating step, the dot relocation position Determining step, the repeated re-arrangement pattern generation step and the dot dispersion evaluation value calculating step, if after relocation of MSE (n) is before rearrangement of MSE (n-1) or more, so as not repeated Te, and whether relocation repetition determining step of determining is repeated, the case where it is determined that repeat in relocation repetition determining step, the step of the rearranged third dot pattern and the second dot pattern When,
It is characterized by having.
Here, g is a gradation value, x is a pixel coordinate in the recording element array direction, y is a pixel coordinate in the recording medium conveyance direction, and p ′ (x, y, g) is the second dot pattern. It is a real space pattern calculated by applying inverse Fourier transform to a pattern subjected to a predetermined filter process.
Here, n is the number of repetitions of dot rearrangement, and p ′ (x, y, g) in ERR (x, y, g) is a pattern obtained by applying a predetermined filter process to the third dot pattern. It is a real space pattern calculated by applying an inverse Fourier transform .

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の閾値マトリクス生成方法であって、前記MSE(n)の算出において、前記第三のドットパターンに対して適用される空間フィルタは、少なくとも低周波成分を通過させる空間周波数フィルタであることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the threshold value matrix generation method according to claim 1, wherein in the calculation of the MSE (n), a spatial filter applied to the third dot pattern is at least low. It is a spatial frequency filter that allows a frequency component to pass .

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の閾値マトリクス生成方法であって、前記MSE(n)の算出において、前記第三のドットパターンに対して適用される空間フィルタは、低周波成分を通過させる空間周波数フィルタであり、当該空間周波数フィルタを前記第三のドットパターンに対して適用して全周波数成分に対して積分することを特徴とする。 A third aspect of the present invention is the threshold value matrix generation method according to the first aspect, wherein in the calculation of the MSE (n), the spatial filter applied to the third dot pattern is a low frequency. A spatial frequency filter that allows components to pass through, wherein the spatial frequency filter is applied to the third dot pattern and integrated over all frequency components .

請求項に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の閾値マトリクス生成方法であって、前記所定の係数は、前記ドットパターンに含まれるドット数によって異なることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the threshold value matrix generation method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the predetermined coefficient is different depending on the number of dots included in the dot pattern. To do.

請求項に記載の発明は、請求項に記載の閾値マトリクス生成方法であって、前記所定の係数は、前記ドットパターンに含まれるドット数が当該ドットパターンの画素数の半分であるときに最大となることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the threshold value matrix generation method according to claim 4 , wherein the predetermined coefficient is obtained when the number of dots included in the dot pattern is half the number of pixels of the dot pattern. It is characterized by being the maximum.

請求項に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の閾値マトリクス生成方法であって、前記所定の係数は、前記ドットパターンにより形成された画像におけるスジムラの顕在化の可能性が大きいほど大きくなるように設定され、スジムラの顕在化の可能性の大小に応じて異なることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the threshold value matrix generation method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the predetermined coefficient is a manifestation of uneven stripes in an image formed by the dot pattern. It is set so as to increase as the possibility increases , and is different depending on the possibility of the occurrence of stripes .

請求項に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の閾値マトリクス生成方法であって、前記小区画の前記一方向に直交する他方に沿った画素幅は、前記ドットパターンのドット率が0.5で最小で0又は1に近いほど大きくなるように設定され、前記ドットパターンのドット率によって異なることを特徴とする。 The invention according to claim 7, The threshold matrix generation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the pixel width along the other direction perpendicular to the direction of the cubicle, the The dot pattern has a dot rate of 0.5, which is set to increase as it approaches 0 or 1 at the minimum, and varies depending on the dot rate of the dot pattern .

請求項に記載の発明は、請求項に記載の閾値マトリクス生成方法であって、前記小区画の前記一方向に直交する他方に沿った画素幅は、前記ドットパターンに含まれるドット数が当該ドットパターンの画素数の半分であるときに最小となることを特徴とする。 The invention described in claim 8 is the threshold matrix generation method according to claim 7, wherein the pixel width along the other direction perpendicular to the direction of the small compartments, the number of dots included in the dot pattern Is minimum when the number of pixels is half the number of pixels of the dot pattern.

請求項に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の閾値マトリクス生成方法であって、前記小区画の前記一方向に直交する他方に沿った画素幅は前記ドットパターンにより形成された画像におけるスジムラの顕在化の可能性が大きいほど小さくなるように設定され、スジムラの顕在化の可能性の大小に応じて異なることを特徴とする。 The invention according to claim 9, a threshold matrix generation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the pixel width along said other direction perpendicular to the direction of the cubicle is the dot The image is formed such that the higher the possibility of the occurrence of uneven stripes in the image formed by the pattern, the smaller the possibility, and the difference depending on the possibility of the occurrence of uneven stripes .

請求項10に記載の発明は、請求項1からのいずれか一項に記載の閾値マトリクス生成方法であって、前記小区画の前記一方向に直交する他方に沿った画素幅は1又はドットパターンの他方項の幅の約数であることを特徴とする。 The invention described in claim 10 is the threshold matrix generation method according to any one of claims 1 to 9, wherein the pixel width along the other direction perpendicular to the direction of the small compartment 1 or It is a divisor of the width of the other term of the dot pattern.

請求項11に記載の発明は、記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置において入力画像を量子化するために用いられる閾値マトリクスを生成する閾値マトリクス生成装置であって、所定サイズの画素領域において所定のドット数を有する第一のドットパターンに基づいて、前記画素領域に含まれる全画素に対してドットが形成される画素数の割合を示すドット率が0から1までの範囲内で前記第一のドットパターンのドット数を増加又は減少させた第二のドットパターンを生成し、前記第二のドットパターンに含まれるドットを再配置した第三のドットパターンを得、所望のドット数のドットパターンを得るまで前記第三のドットパターンを前記第一のドットパターンとして前記第二のドットパターンの生成及び前記第三のドットパターンを得る処理を繰り返す制御部を有し、前記第三のドットパターンを得る処理において、前記制御部は、前記第二のドットパターンと、所望の空間周波数を実現するために前記第二のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したドットパターンとの間の差分に基づくドットパターン評価値を、下記の数式(1)で表わされる誤差行列ERR(x,y.g)を前記閾値マトリクス内の各位置に対応させて算出し、前記所定サイズの画素領域を前記搬送方向に沿って区切って得られた複数の小区画について各小区画のドット数の均一度を示す均一度評価値を前記小区画毎に形成されるドットが全て均等である場合に発生すべき前記小区画毎のドット数に対する前記小区画毎のドット数の過不足分を表す行列AVE(a,b)(ここで、aはxを小区画のX方向の画素数で除算したときの商の整数値、bはyを小区画のY方向の画素数で除算したときの商の整数値に対応)に基づいて算出し、ドットの再配置において、ドットが形成されておらず、かつ、前記AVE(a,b)に対して所定の係数を乗算した値を前記ERR(x,y,g)に対して加算した値が最小となる画素を新たにドットを配置する位置に決定し、ドットが形成されていて、かつ、前記AVE(a,b)に対して所定の係数を乗算した値を前記ERR(x,y,g)に対して加算した値が最大となる画素をドットを削除する位置に決定し、決定された新たにドットを配置する位置にドットを配置するとともにドットを削除する位置からドットを削除して、前記第三のドットパターンのドットを再配置し、再配置された前記第三のドットパターンに対するドット分散性評価値を下記の数式(2)で表わされる評価値MSE(n)に基づいて算出し、再配置された前記第三のドットパターンのドット分散性評価値に基づいて、再配置後のMSE(n)が再配置前のMSE(n−1)よりも小さい場合は、前記ドットパターン評価値の算出、前記均一度評価値の算出、新たにドットを配置する位置及びドットを削除する位置の決定、前記第三のドットパターンのドットの再配置及び前記ドット分散性評価値の算出を繰り返し、再配置後のMSE(n)が再配置前のMSE(n−1)以上である場合は、繰り返さないようにして、繰り返すか否かを判定し、繰り返すと判定された場合は再配置された前記第三のドットパターンを前記第二のドットパターンとすることを特徴とする。
ここで、gは階調値、xは記録素子配列方向の画素の座標、yは記録メディアの搬送方向の画素の座標、p’(x,y,g)は、前記第二のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したパターンに対して逆フーリエ変換を適用して算出された実空間パターンである。
ここで、nはドット再配置の繰り返し回数、ERR(x,y,g)におけるp’(x,y,g)は、前記第三のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したパターンに対して逆フーリエ変換を適用して算出された実空間パターンである。
The invention according to claim 11, the recording medium immediately interlinked conveying direction to the recording element array direction in which the recording elements are arranged, when the relative conveyance to the recording element, the recording from the recording element A threshold value matrix generating device for generating a threshold value matrix used for quantizing an input image in an image forming device for forming an image by attaching a material on the recording medium, wherein a predetermined size pixel region has a predetermined size Based on the first dot pattern having the number of dots, the first dot ratio is within a range from 0 to 1 indicating a ratio of the number of pixels in which dots are formed with respect to all the pixels included in the pixel region . A second dot pattern in which the number of dots in the dot pattern is increased or decreased is generated, and a third dot in which the dots included in the second dot pattern are rearranged is generated. Control that repeats the generation of the second dot pattern and the process of obtaining the third dot pattern using the third dot pattern as the first dot pattern until a dot pattern having a desired number of dots is obtained. In the process of obtaining the third dot pattern, the control unit performs a predetermined filtering process on the second dot pattern in order to realize the second dot pattern and a desired spatial frequency. The dot pattern evaluation value based on the difference between the applied dot pattern and the error matrix ERR (x, y.g) represented by the following formula (1) is calculated corresponding to each position in the threshold matrix. Uniformity evaluation value indicating the uniformity of the number of dots in each small section for a plurality of small sections obtained by dividing the pixel region of the predetermined size along the transport direction Wherein said matrix AVE representing the excess or deficiency of the number of dots cubicle each for the number of dots the small sections each to be generated when a dot is to be formed for each small section is all equal (a, b) (where , A corresponds to the integer value of the quotient when x is divided by the number of pixels in the X direction of the small section, and b corresponds to the integer value of the quotient when y is divided by the number of pixels in the Y direction of the small section) calculated, in the re-arrangement of the dot and not dot is formed, and the AVE (a, b) the value obtained by multiplying a predetermined coefficient with respect ERR (x, y, g) to The pixel having the smallest added value is determined as a position where a new dot is to be arranged, and a value obtained by multiplying the AVE (a, b) by a predetermined coefficient when the dot is formed. Position at which the dot is deleted from the pixel having the maximum value added to (x, y, g) The dot is arranged at the position where the newly determined dot is arranged and the dot is deleted from the position where the dot is deleted, the dot of the third dot pattern is rearranged, and the rearranged The dot dispersibility evaluation value for the third dot pattern is calculated based on the evaluation value MSE (n) represented by the following formula (2), and the dot dispersibility evaluation value of the rearranged third dot pattern is calculated. If the MSE (n) after rearrangement is smaller than the MSE (n-1) before rearrangement, the dot pattern evaluation value is calculated, the uniformity evaluation value is calculated, and a new dot is placed. position and determination of the position to remove the dots, the third repeat calculation of relocation and the dot dispersion evaluation value of the dot of the dot pattern, after relocation of MSE (n) is pre-relocation MSE (n If it is 1) or more, so as not repeated, it is judged whether or not the, that said second dot pattern the third dot pattern when it is determined rearranged and repeated repeated Features.
Here, g is a gradation value, x is a pixel coordinate in the recording element array direction, y is a pixel coordinate in the recording medium conveyance direction, and p ′ (x, y, g) is the second dot pattern. It is a real space pattern calculated by applying inverse Fourier transform to a pattern subjected to a predetermined filter process.
Here, n is the number of repetitions of dot rearrangement, and p ′ (x, y, g) in ERR (x, y, g) is a pattern obtained by applying a predetermined filter process to the third dot pattern. It is a real space pattern calculated by applying an inverse Fourier transform.

請求項12に記載の発明は、記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際に、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置において入力画像を量子化するために用いられる閾値マトリクスであって、前記閾値マトリクスは、複数のドットパターンを、各々のドットパターンを構成する画素毎に足し合わせることによって生成された閾値マトリクスであって、前記複数のドットパターンは、それぞれが複数の画素から構成される所定の画素領域において当該画素領域に含まれる全画素に対してドットが形成される画素数の割合を示すドット率に対応した数のドットを有するドットパターンであって、かつ、所定のドット率を有する初期ドットパターンよりもドット率を大きくする場合、初期ドットパターンにあるドット配置については変更せずに追加のドットを付加し、初期ドットパターンよりもドット率を小さくする場合、初期ドットパターンにあるドットが形成されない画素の配置については変更せずにドットを削除してドットが形成されない画素を増やす条件下で作成された0から所定の値までの各々の前記ドット率に対応する各々のドットパターンであり、前記所定の画素領域は、前記記録素子配列方向及び前記搬送方向に沿って配置された複数の画素を有する画素領域であり、前記各々のドットパターンのうち少なくともドット率が0.5に対応したドットパターンは、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素幅を有する複数の第一の小区画に分割したときに各々の第一の小区画に含まれるドット数の差異が、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有する複数の第二の小区画に分割したときに各々の小区画に含まれるドット数の差異に比して小さいことを特徴とする。 The invention according to claim 12, the to the recording element array direction in which the recording elements are arranged recording medium immediately intersects the transport direction, when the relative conveyance to the recording element, from the recording element A threshold value matrix used for quantizing an input image in an image forming apparatus that forms an image by attaching a recording material onto the recording medium, wherein the threshold value matrix includes a plurality of dot patterns for each dot. A threshold value matrix generated by adding together for each pixel constituting the pattern, wherein the plurality of dot patterns are applied to all the pixels included in the pixel region in a predetermined pixel region each composed of a plurality of pixels. A dot pattern having a number of dots corresponding to the dot rate indicating the ratio of the number of pixels on which dots are formed, and , When increasing the dot rate than the initial dot pattern having a predetermined dot rate, the dot arrangement in the initial dot pattern adds additional dot without changing, to reduce the dot rate than the initial dot pattern The arrangement of the pixels in which the dots in the initial dot pattern are not formed is not changed, and the dot ratio from 0 to a predetermined value created under the condition that the dots are deleted and the number of pixels in which the dots are not formed is increased. Each of the corresponding dot patterns, and the predetermined pixel region is a pixel region having a plurality of pixels arranged along the recording element array direction and the transport direction, and at least a dot of each of the dot patterns The dot pattern corresponding to the rate of 0.5 is the same as the dot pattern in the pixel area of the dot pattern. When dividing into a plurality of first small sections having a predetermined pixel width smaller than the total number of pixels along the recording element array direction and having the total pixel width along the transport direction of the pixel area The difference in the number of dots contained in each first sub-compartment has the entire pixel width along the recording element arrangement direction of the pixel area of the dot pattern, and the conveyance of the pixel area When divided into a plurality of second small sections having a predetermined pixel width smaller than the total number of pixels along the direction, the difference is smaller than the difference in the number of dots included in each small section.

請求項13に記載の発明は、記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際に、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置において入力画像を量子化する量子化装置であって、閾値マトリクスを記憶する記憶部と、前記入力画像データの画素値と前記憶部に記憶された閾値マトリクスの閾値とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて前記出力画像データを生成して出力する出力部とを有し、前記閾値マトリクスは、複数のドットパターンを、各々のドットパターンを構成する画素毎に足し合わせることによって生成された閾値マトリクスであって、前記複数のドットパターンは、それぞれが複数の画素から構成される所定の画素領域において当該画素領域に含まれる全画素に対してドットが形成される画素数の割合を示すドット率に対応した数のドットを有するドットパターンであって、かつ、所定のドット率を有する初期ドットパターンよりもドット率を大きくする場合、初期ドットパターンにあるドット配置については変更せずに追加のドットを付加し、初期ドットパターンよりもドット率を小さくする場合、初期ドットパターンにあるドットが形成されない画素の配置については変更せずにドットを削除してドットが形成されない画素を増やす条件下で作成された0から所定の値までの各々の前記ドット率に対応する各々のドットパターンであり、前記所定の画素領域は、前記記録素子配列方向及び前記搬送方向に沿って配置された複数の画素を有する画素領域であり、前記各々のドットパターンのうち少なくともドット率が0.5に対応したドットパターンは、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素幅を有する複数の第一の小区画に分割したときに各々の第一の小区画に含まれるドット数の差異が、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有する複数の第二の小区画に分割したときに各々の小区画に含まれるドット数の差異に比して小さいことを特徴とする。 The invention according to claim 13, the to the recording element array direction in which the recording elements are arranged recording medium immediately intersects the transport direction, when the relative conveyance to the recording element, from the recording element A quantization device that quantizes an input image in an image forming apparatus that forms an image by attaching a recording material onto the recording medium, the storage unit storing a threshold matrix, and the pixel value of the input image data It has a comparison unit for comparing the threshold of the threshold matrix stored in the front term memory unit, and an output section which generates and outputs the output image data based on the comparison result of the comparison unit, the threshold matrix A threshold value matrix generated by adding a plurality of dot patterns for each pixel constituting each dot pattern, wherein the plurality of dot patterns are A dot pattern having a number of dots corresponding to a dot rate indicating a ratio of the number of pixels in which dots are formed with respect to all pixels included in the pixel area in a predetermined pixel area composed of a plurality of pixels. If the dot ratio is larger than the initial dot pattern having a predetermined dot ratio, additional dots are added without changing the dot arrangement in the initial dot pattern, and the dot ratio is higher than the initial dot pattern. In the initial dot pattern, each pixel from 0 to a predetermined value created under the condition that the dots are not formed and the dots are not formed and the number of pixels in which the dots are not formed is increased is not changed . Each of the dot patterns corresponding to the dot rate, and the predetermined pixel area in the recording element array direction and the transport direction A dot region corresponding to at least a dot ratio of 0.5 among the dot patterns, the dot pattern being the recording element of the pixel region of the dot pattern. Each divided into a plurality of first subdivisions having a predetermined pixel width smaller than the total number of pixels along the arrangement direction and having a total pixel width along the transport direction of the pixel area. The difference in the number of dots included in the first small section is that the dot pattern has a total pixel width along the recording element arrangement direction of the pixel area of the dot pattern, and in the transport direction of the pixel area. When divided into a plurality of second small sections having a predetermined pixel width smaller than the total number of pixels along, the difference is smaller than the difference in the number of dots included in each small section.

請求項14に記載の発明は、記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際に、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置であって、閾値マトリクスを記憶する記憶部と、前記入力画像データの画素値と前記憶部に記憶された閾値マトリクスの閾値とを比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて前記出力画像データを生成して出力する出力部とを有し入力画像を量子化する量子化装置と、前記量子化装置によって出力された出力画像データに基づいて画像を記録媒体上に形成する画像形成部とを有し、前記閾値マトリクスは、複数のドットパターンを、各々のドットパターンを構成する画素毎に足し合わせることによって生成された閾値マトリクスであって、前記複数のドットパターンは、それぞれが複数の画素から構成される所定の画素領域において当該画素領域に含まれる全画素に対してドットが形成される画素数の割合を示すドット率に対応した数のドットを有するドットパターンであって、かつ、所定のドット率を有する初期ドットパターンよりもドット率を大きくする場合、初期ドットパターンにあるドット配置については変更せずに追加のドットを付加し、初期ドットパターンよりもドット率を小さくする場合、初期ドットパターンにあるドットが形成されない画素の配置については変更せずにドットを削除してドットが形成されない画素を増やす条件下で作成された0から所定の値までの各々の前記ドット率に対応する各々のドットパターンであり、前記所定の画素領域は、前記記録素子配列方向及び前記搬送方向に沿って配置された複数の画素を有する画素領域であり、前記各々のドットパターンのうち少なくともドット率が0.5に対応したドットパターンは、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素幅を有する複数の第一の小区画に分割したときに各々の第一の小区画に含まれるドット数の差異が、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有する複数の第二の小区画に分割したときに各々の小区画に含まれるドット数の差異に比して小さいことを特徴とする。 The invention according to claim 14, the to the recording element array direction in which the recording elements are arranged recording medium immediately intersects the transport direction, when the relative conveyance to the recording element, from the recording element an image forming apparatus for forming an image by depositing the recording material on the recording medium, threshold matrix storage unit, stored in the pixel value before Symbol storage unit of the input image data for storing the threshold matrix A quantization unit for comparing an input image with the comparison unit, an output unit for generating and outputting the output image data based on a comparison result of the comparison unit, and the quantization device And an image forming unit that forms an image on a recording medium based on the output image data output by the threshold value matrix, and the threshold value matrix forms a plurality of dot patterns. A threshold value matrix generated by adding elements together, wherein the plurality of dot patterns have dots for all the pixels included in the pixel area in a predetermined pixel area each composed of a plurality of pixels. When the dot pattern has a number of dots corresponding to the dot rate indicating the ratio of the number of pixels to be formed and the dot rate is larger than the initial dot pattern having a predetermined dot rate, the dot pattern is in the initial dot pattern When adding additional dots without changing the dot arrangement and making the dot rate smaller than the initial dot pattern, delete the dots without changing the arrangement of the pixels where the dots in the initial dot pattern are not formed. the dot rate of each of the 0 that was created under conditions to increase the pixel in which no dot is formed to a predetermined value Each of the corresponding dot patterns, and the predetermined pixel region is a pixel region having a plurality of pixels arranged along the recording element array direction and the transport direction, and at least a dot of the dot patterns. The dot pattern corresponding to the rate of 0.5 has a predetermined pixel width smaller than the total number of pixels along the recording element arrangement direction of the pixel area of the dot pattern, and the pixel area The difference in the number of dots contained in each of the first small sections when divided into a plurality of first small sections having a total pixel width along the transport direction of And a plurality of second pixels having a predetermined pixel width smaller than the total number of pixels along the transport direction of the pixel region. It is characterized by being smaller than the difference in the number of dots contained in each of the small sections when divided into small sections.

本発明によれば、記録素子が配列された方向に対して略直交する方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置に対して用いられる閾値マトリクスを提供するにあたり、搬送方向に沿った方向に区切られた小区画のドット発生頻度を記録素子配列方向に対して均一化することができ、引いては記録素子の寿命を延ばし、着弾ズレによるスジムラの発生を軽減することができる。   According to the present invention, when the recording medium is transported relative to the recording element in a direction substantially perpendicular to the direction in which the recording elements are arranged, the recording material is transferred from the recording element onto the recording medium. In providing a threshold matrix used for an image forming apparatus that forms an image by adhering, the dot generation frequency of the small sections divided in the direction along the transport direction is made uniform with respect to the recording element arrangement direction. As a result, the life of the recording element can be extended, and the occurrence of unevenness due to landing deviation can be reduced.

第一実施形態による閾値マトリクス生成方法を用いた処理を行う閾値マトリクス生成装置1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the threshold value matrix production | generation apparatus 1 which performs the process using the threshold value matrix production | generation method by 1st embodiment. 初期ドットパターンの生成処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the production | generation process of an initial dot pattern. 小区画によって区切られた閾値マトリクスの一例を示すイメージ図である。It is an image figure which shows an example of the threshold value matrix divided | segmented by the small division. フィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理の流れを示すサブフローである。It is a subflow which shows the flow of the optimization process of the pattern based on the filtering process and the average value of a small division. ブルーノイズフィルタの周波数の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the frequency of a blue noise filter. グリーンノイズフィルタの周波数の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the frequency of a green noise filter. ドット配置転換処理の流れを示すサブフローである。It is a subflow which shows the flow of a dot arrangement change process. 行列AVE(a,b)の値の一例を各小区画に当てはめたイメージ図である。It is an image figure which applied an example of the value of matrix AVE (a, b) to each subdivision. 初期ドットパターンの生成処理によって生成された初期ドットパターンに基づく閾値マトリクスの生成処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the production | generation process of the threshold value matrix based on the initial dot pattern produced | generated by the production | generation process of the initial dot pattern. 閾値マトリクスTh(x,y)の一部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a part of threshold value matrix Th (x, y). 各階調値のドットパターンに応じた0/1の加算による閾値マトリクスの生成メカニズムを例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the production | generation mechanism of the threshold value matrix by the addition of 0/1 according to the dot pattern of each gradation value. 第一実施形態による閾値マトリクス生成方法により生成された50%ドット率のドットパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the dot pattern of the 50% dot rate produced | generated by the threshold value matrix production | generation method by 1st embodiment. 図12に示すドットパターンの所定の一方向(y方向)におけるドットの発生確率を当該所定の一方向に直交する他方向(x方向)に沿って示したグラフである。13 is a graph showing the probability of dot generation in a predetermined direction (y direction) of the dot pattern shown in FIG. 12 along another direction (x direction) orthogonal to the predetermined direction. 図12に示すドットパターンの所定の他方向(x方向)におけるドットの発生確率を所定の一方向(y方向)に沿って示したグラフである。13 is a graph showing the probability of dot occurrence in a predetermined other direction (x direction) of the dot pattern shown in FIG. 12 along a predetermined one direction (y direction). 図12で示すドットパターンにおける2次元空間周波数分布を示す図である。It is a figure which shows the two-dimensional spatial frequency distribution in the dot pattern shown in FIG. 図12に示すドットパターンに対応するRAPSD(ラジアル平均パワースペクトル密度、Radial Average Power Spectral Density)を表すグラフである。13 is a graph showing RAPSD (Radial Average Power Spectral Density) corresponding to the dot pattern shown in FIG. 第二実施形態における階調値gと係数αとの関係の一例を示す図である。図17(A)は、第二実施形態における階調値gと係数αとの関係の一例を示すグラフである。図17(B)はαを0.00から0.05まで変化させたときのg=0.1、g=0.3、g=0.5のときのドット分散性評価結果を示す表である。It is a figure which shows an example of the relationship between the gradation value g and coefficient (alpha) in 2nd embodiment. FIG. 17A is a graph showing an example of the relationship between the gradation value g and the coefficient α in the second embodiment. FIG. 17B is a table showing dot dispersibility evaluation results when g = 0.1, g = 0.3, and g = 0.5 when α is changed from 0.00 to 0.05. 第三実施形態における階調値gと各小区画のX方向の画素幅mとの関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the gradation value g in 3rd embodiment, and the pixel width m of the X direction of each small division. 第四実施形態における階調値gと係数αとの関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the gradation value g and coefficient (alpha) in 4th embodiment. 量子化装置200の構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a quantization device 200. 画像形成装置300の構成を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus 300. FIG. 係数α=0.01である場合の50%ドット率のドットパターンの所定の一方向(y方向)におけるドットの発生確率を当該所定の一方向に直交する他方向(x方向)に沿って示したグラフである。A graph showing the probability of dot occurrence in a predetermined direction (y direction) of a dot pattern having a 50% dot rate when the coefficient α is 0.01 along the other direction (x direction) orthogonal to the predetermined direction It is. 従来のStacking Constraint条件下での閾値マトリクス生成処理のイメージ図である。It is an image figure of the threshold value matrix production | generation process on the conventional Stacking Constraint conditions. 従来のStacking Constraint条件下での閾値マトリクス生成処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the threshold value matrix production | generation process on the conventional Stacking Constraint conditions. 従来の空間フィルタ法によるドット率50%のドットパターンを示す図である。It is a figure which shows the dot pattern of the dot rate 50% by the conventional spatial filter method. 図25に示すドットパターンの所定の一方向(y方向)におけるドットの発生数を当該所定の一方向に直交する他方向(x方向)に沿って示したグラフである。FIG. 26 is a graph showing the number of dots generated in a predetermined direction (y direction) of the dot pattern shown in FIG. 25 along another direction (x direction) orthogonal to the predetermined direction. 図25のドットパターンの2次元空間周波数分布を示す図である。It is a figure which shows the two-dimensional spatial frequency distribution of the dot pattern of FIG. ラインヘッドプリンタのプリントヘッド付近の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the print head vicinity of a line head printer. 一列分のプリントヘッドを下方から見た場合の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure at the time of seeing the print head for one row from the downward direction.

以下、図を参照して本発明の実施の形態の例を詳細に説明する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第一実施形態)
まず、本発明の第一実施形態について説明する。
図1に、第一実施形態による閾値マトリクス生成方法を用いた処理を行う閾値マトリクス生成装置1の構成を示す。閾値マトリクス生成装置1は、記録素子が配列された記録素子配列方向に対して略直交する搬送方向に記録メディアを、記録素子に対して相対的に搬送する際、記録素子から記録材を記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置において入力画像を量子化するために用いられる閾値マトリクスを生成する。
閾値マトリクス生成装置1は、CPU11、RAM12、ROM13及びストレージデバイス14を備える。CPU11、RAM12、ROM13及びストレージデバイス14は、バス15によって接続される。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a configuration of a threshold matrix generation apparatus 1 that performs processing using the threshold matrix generation method according to the first embodiment. The threshold value matrix generation device 1 transfers a recording material from a recording element to a recording medium when conveying the recording medium in a conveyance direction substantially orthogonal to the recording element arrangement direction in which the recording elements are arranged. A threshold value matrix used to quantize an input image is generated in an image forming apparatus that forms an image by being deposited on the threshold value matrix.
The threshold matrix generation device 1 includes a CPU 11, a RAM 12, a ROM 13, and a storage device 14. The CPU 11, RAM 12, ROM 13 and storage device 14 are connected by a bus 15.

CPU11は、ROM13、ストレージデバイス14等の記憶装置からプログラムやデータ等を読み出して実行し、所定の処理を行う。
RAM12は、CPU11が読み出したプログラムやデータ、またCPU11が行った処理によって生じた一時的なパラメータ等を記憶する記憶装置である。
ROM13は、CPU11が読み出すプログラムやデータ等を書き換え不可能な状態で記憶する記憶装置である。
ストレージデバイス14は、CPU11が読み出すプログラムやデータ、またCPU11が行った処理によって生じたデータ等を書き換え可能な状態で記憶する記憶装置である。ストレージデバイス14は、複数回又は予め定められた所定回数のみ書き換え可能な媒体及び当該媒体にデータを書き込む装置等に置き換えてもよいし、ネットワーク等の接続を介して外部の記憶装置や媒体との間でデータを送受信するようにしてもよい。
The CPU 11 reads out and executes a program, data, and the like from a storage device such as the ROM 13 and the storage device 14, and performs predetermined processing.
The RAM 12 is a storage device that stores programs and data read by the CPU 11, temporary parameters generated by processing performed by the CPU 11, and the like.
The ROM 13 is a storage device that stores programs and data read by the CPU 11 in a non-rewritable state.
The storage device 14 is a storage device that stores a program and data read by the CPU 11 and data generated by processing performed by the CPU 11 in a rewritable state. The storage device 14 may be replaced with a medium that can be rewritten a plurality of times or a predetermined number of times, a device that writes data to the medium, and the like, or may be connected to an external storage device or medium via a connection such as a network. You may make it transmit / receive data between.

閾値マトリクス生成装置1は、上述のようにCPU11、RAM12、ROM13等を有するコンピュータであり、所謂ソフトウェア処理により閾値マトリクスを生成する。第一実施形態では、ROM13は閾値マトリクス生成プログラム16を記憶し、CPU11が閾値マトリクス生成プログラム16を読み出して実行することにより閾値マトリクスの生成が行われる。なお、後述するローパスフィルタ等、閾値マトリクス生成プログラム16の実行に伴い読み出される各種のデータはROM13又はストレージデバイス14に記憶されている。   The threshold value matrix generation device 1 is a computer having the CPU 11, the RAM 12, the ROM 13, and the like as described above, and generates a threshold value matrix by so-called software processing. In the first embodiment, the ROM 13 stores a threshold matrix generation program 16, and the threshold matrix is generated when the CPU 11 reads and executes the threshold matrix generation program 16. Note that various data read out along with the execution of the threshold matrix generation program 16 such as a low-pass filter described later is stored in the ROM 13 or the storage device 14.

閾値マトリクスの生成は、初期ドットパターンの生成処理と、当該初期ドットパターンの生成処理によって生成された初期ドットパターンに基づく閾値マトリクスの生成処理とを含む。   The threshold matrix generation includes an initial dot pattern generation process and a threshold matrix generation process based on the initial dot pattern generated by the initial dot pattern generation process.

まず、初期ドットパターンの生成処理について、図2のフローチャートを用いて説明する。
まず、CPU11は閾値マトリクスのサイズを決定する(ステップS1)。第一実施形態では、直交する二方向(X方向及びY方向)について、X方向に256画素、Y方向に256画素を並べた方形状のマトリクスサイズである256×256[画素]を、決定された閾値マトリクスのサイズとして用いる。X方向は記録素子配列方向に対応し、Y方向は搬送方向に対応する。閾値マトリクスのサイズは、256×256[画素]に限らず、任意のM×N[画素] (M、Nは自然数)を設定することができる。M、N は、64以上であることが望ましい。MとNは同一の自然数であってもよいし、異なる自然数であってもよい。
First, the initial dot pattern generation process will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the CPU 11 determines the size of the threshold matrix (step S1). In the first embodiment, for two orthogonal directions (X direction and Y direction), 256 × 256 [pixels], which is a rectangular matrix size in which 256 pixels in the X direction and 256 pixels in the Y direction are arranged, is determined. This is used as the size of the threshold matrix. The X direction corresponds to the recording element arrangement direction, and the Y direction corresponds to the transport direction. The size of the threshold matrix is not limited to 256 × 256 [pixels], and any M × N [pixels] (M and N are natural numbers) can be set. M and N are preferably 64 or more. M and N may be the same natural number or different natural numbers.

次に、CPU11は小区画のサイズを決定する(ステップS2)。第一実施形態では、閾値マトリクスのマトリクスサイズである256×256[画素]を、複数の小区画に区切る。
図3に、小区画によって区切られた閾値マトリクスの一例をイメージ図で示す。図3に示すように、256×256[画素]の閾値マトリクスは、Y方向に沿った複数の小区画に区切られる。なお、第一実施形態では、一つの小区画のX方向の画素幅mを1としており、256の小区画が設けられる。
Next, the CPU 11 determines the size of the small section (step S2). In the first embodiment, 256 × 256 [pixels], which is the matrix size of the threshold matrix, is divided into a plurality of small sections.
FIG. 3 is an image diagram showing an example of a threshold matrix divided by small sections. As shown in FIG. 3, the 256 × 256 [pixel] threshold matrix is divided into a plurality of small sections along the Y direction. In the first embodiment, the pixel width m in the X direction of one small section is 1, and 256 small sections are provided.

次に、CPU11は、閾値マトリクス内においてドット形成を行う画素を選択決定する。第一実施形態では、ドット形成を行う画素として選択決定された画素の、閾値マトリクス内の全画素に対する割合を階調値gで示す。そして、閾値マトリクス内の全画素がドット形成を行う画素として選択決定される場合を階調値g=1、閾値マトリクス内のいずれの画素もドット形成を行う画素として選択決定されない場合を階調値g=0とする。例えば、階調値g=0.5の場合、閾値マトリクス内の全画素のうち半分の画素がドット形成を行う画素として選択決定される。第一実施形態では、初期ドットパターンの階調値gは、0.5に設定されており、CPU11は階調値g=0.5に基づいて画素を選択決定する。   Next, the CPU 11 selects and determines a pixel on which dot formation is performed within the threshold value matrix. In the first embodiment, the gradation value g indicates the ratio of the pixels selected and determined as pixels for dot formation to all the pixels in the threshold matrix. The gradation value g = 1 when all the pixels in the threshold matrix are selected and determined as pixels that perform dot formation, and the gradation value when any pixel in the threshold value matrix is not selected and determined as a pixel that performs dot formation. Let g = 0. For example, when the gradation value g = 0.5, half of all the pixels in the threshold value matrix are selected and determined as pixels for dot formation. In the first embodiment, the gradation value g of the initial dot pattern is set to 0.5, and the CPU 11 selects and determines a pixel based on the gradation value g = 0.5.

そして、CPU11は、ドット形成を行う画素として選択決定された画素を1、ドット形成を行う画素として選択決定されなかった画素を0として表すマトリクスパターンp(x,y,g)を生成する(ステップS3)。p(x,y,g)は、階調値gのマトリクスパターンpを示す行列であり、xはX方向の座標、yはY方向の座標を示す。   Then, the CPU 11 generates a matrix pattern p (x, y, g) representing 1 as a pixel selected and determined as a pixel for performing dot formation and 0 as a pixel not selected and determined as a pixel for performing dot formation (step) S3). p (x, y, g) is a matrix indicating the matrix pattern p of the gradation value g, where x is a coordinate in the X direction and y is a coordinate in the Y direction.

次に、CPU11は、行列BANinit(x,y)の初期値を全て0に設定する(ステップS4)。行列BANinit(x,y)の値は、交換禁止行列BAN(x,y)の初期値として用いるものである。交換禁止行列BAN(x,y)は、後述するドット配置転換処理において用いる。 Next, the CPU 11 sets all initial values of the matrix BAN init (x, y) to 0 (step S4). The value of the matrix BAN init (x, y) is used as the initial value of the exchange prohibition matrix BAN (x, y). The exchange prohibition matrix BAN (x, y) is used in a dot arrangement changing process described later.

次に、CPU11はフィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理を行う(ステップS5)。
フィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理について、図4のサブフローを用いて説明する。
Next, the CPU 11 performs filter processing and pattern optimization processing based on the average value of the small sections (step S5).
The filter processing and the pattern optimization processing based on the average value of the small sections will be described with reference to the subflow of FIG.

まず、CPU11は変数nを初期値0で設定する(ステップS11)。
次に、CPU11は、パターンp(x,y,g)に対してフーリエ変換を適用したパターンP(u,v,g)を算出する(ステップS12)。u,vはそれぞれX方向、Y方向の周波数空間を示す。
First, the CPU 11 sets a variable n with an initial value 0 (step S11).
Next, the CPU 11 calculates a pattern P (u, v, g) obtained by applying Fourier transform to the pattern p (x, y, g) (step S12). u and v represent frequency spaces in the X direction and the Y direction, respectively.

次に、CPU11は、パターンP(u,v,g)に対してフィルタ処理を施したパターンP’(u,v,g)を算出する(ステップS13)。ステップS13においてフィルタ処理に用いられるフィルタは例えばブルーノイズフィルタやグリーンノイズフィルタ等のローパスフィルタがある。ブルーノイズフィルタやグリーンノイズフィルタは、少なくとも低周波成分を通過させる周波数フィルタである。
図5にブルーノイズフィルタの一例を、図6にグリーンノイズフィルタの一例を示す。
ブルーノイズフィルタやグリーンノイズフィルタ等のローパスフィルタは、方向に依存しない等方フィルタとして適用される。図5、図6において、半径方向の周波数の単位を[cycle/pixel]としている。
Next, the CPU 11 calculates a pattern P ′ (u, v, g) obtained by filtering the pattern P (u, v, g) (step S13). Examples of the filter used for the filter process in step S13 include a low-pass filter such as a blue noise filter and a green noise filter. The blue noise filter and the green noise filter are frequency filters that pass at least a low frequency component.
FIG. 5 shows an example of a blue noise filter, and FIG. 6 shows an example of a green noise filter.
A low-pass filter such as a blue noise filter or a green noise filter is applied as an isotropic filter independent of direction. 5 and 6, the unit of the frequency in the radial direction is [cycle / pixel].

次に、CPU11は、パターンP’(u,v,g)に対して逆フーリエ変換を適用してパターンp’(x,y,g)を算出する(ステップS14)。   Next, the CPU 11 calculates a pattern p ′ (x, y, g) by applying inverse Fourier transform to the pattern P ′ (u, v, g) (step S14).

次に、CPU11は、下記の式(1)により、階調値gからのズレを示す誤差行列ERR(x,y,g)を算出する(ステップS15)。
ERR(x,y,g)は、パターンp’(x,y,g)と階調値gのドットパターンとの間の差分に基づくドットパターン評価値として機能する。誤差行列ERR(x,y,g)の行列に含まれる各値は、閾値マトリクスを生成するためのドットパターンであるパターンp’(x,y,g)の各画素位置に対応する。つまり、CPU11は、誤差行列ERR(x,y,g)を閾値マトリクス内の各位置に対応させて算出する。
Next, the CPU 11 calculates an error matrix ERR (x, y, g) indicating a deviation from the gradation value g by the following equation (1) (step S15).
ERR (x, y, g) functions as a dot pattern evaluation value based on the difference between the pattern p ′ (x, y, g) and the dot pattern of the gradation value g. Each value included in the matrix of the error matrix ERR (x, y, g) corresponds to each pixel position of the pattern p ′ (x, y, g) that is a dot pattern for generating a threshold matrix. That is, the CPU 11 calculates the error matrix ERR (x, y, g) corresponding to each position in the threshold matrix.

次に、CPU11は、下記の式(2)により、評価値MSE(n)(Mean Square Error)を算出する(ステップS16)。
MSE(n)は、パターンp’(x,y,g)のパターン偏差値であり、ドット分散性評価値として機能する。
Next, the CPU 11 calculates an evaluation value MSE (n) (Mean Square Error) by the following equation (2) (step S16).
MSE (n) is a pattern deviation value of the pattern p ′ (x, y, g) and functions as a dot dispersibility evaluation value.

次に、CPU11は、nが0でないか否かを判定する(ステップS17)。nが0でない場合(ステップS17:YES)、CPU11はMSE(n)がMSE(n−1)よりも小さいか否かを判定する(ステップS18)。   Next, the CPU 11 determines whether n is not 0 (step S17). When n is not 0 (step S17: YES), the CPU 11 determines whether MSE (n) is smaller than MSE (n-1) (step S18).

ステップS1においてnが0である場合(ステップS17:NO)又はステップS1においてMSE(n)がMSE(n−1)よりも小さい場合(ステップS18:YES)、CPU11はドット配置転換処理を行う(ステップS19)。
ドット配置転換処理について、図7のサブフローを用いて説明する。
When n is 0 in step S1 7 (Step S17: NO) or if in step S1 8 MSE (n) is smaller than the MSE (n-1) (Step S18: YES), CPU11 is a dot arrangement conversion process Perform (step S19).
The dot arrangement changing process will be described with reference to the subflow of FIG.

まず、CPU11は、交換画素数を管理するための変数SWAPNUMを所定の初期値で設定
する(ステップS31)。所定の初期値は、1以上の整数である。
次に、CPU11は交換禁止行列BAN(x,y)を設定し、その値としてBANinit(x,y)の値をコピーする(ステップS32)。
First, the CPU 11 sets a variable SWAPNUM for managing the number of exchanged pixels with a predetermined initial value (step S31). The predetermined initial value is an integer of 1 or more.
Next, the CPU 11 sets the exchange prohibition matrix BAN (x, y) and copies the value of BAN init (x, y) as the value (step S32).

次に、CPU11は各小区画のドットの均一度を示す行列AVE(a,b)を算出する(ステップS33)。ここでaはxを小区画のX方向の画素数で除算したときの商の整数値、bはyを小区画のY方向の画素数で除算したときの商の整数値に対応する。
図8に、行列AVE(a,b)の値の一例を各小区画に当てはめたイメージ図を示す。
行列AVE(a,b)の値は、各小区画に形成されるドットが全て均等である場合に発生すべき各小区画のドット数に対する各小区画のドット数の過不足分を示す。
例えば、階調値g=0.5のマトリクスパターンの場合、各小区画に形成されるドットが全て均等である場合に発生すべき各小区画のドット数は、128個(1×256×0.5=128)となる。行列AVE(a,b)の値は、例えば図8に示すように、各小区画のドット数の過不足分を示す。このように、行列AVE(a,b)の値は、各小区画のドット数の均一度を示す均一度評価値として機能する。
Next, the CPU 11 calculates a matrix AVE (a, b) indicating the uniformity of dots in each small section (step S33). Here, a corresponds to the integer value of the quotient when x is divided by the number of pixels in the X direction of the small section, and b corresponds to the integer value of the quotient when y is divided by the number of pixels in the Y direction of the small section.
FIG. 8 shows an image diagram in which an example of the value of the matrix AVE (a, b) is applied to each small section.
The value of the matrix AVE (a, b) indicates the excess or deficiency of the number of dots in each small section with respect to the number of dots in each small section to be generated when all the dots formed in each small section are equal.
For example, in the case of a matrix pattern with a gradation value g = 0.5, the number of dots in each small section to be generated when all dots formed in each small section are equal is 128 (1 × 256 × 0.5). = 128). The value of the matrix AVE (a, b) indicates the excess or deficiency of the number of dots in each small section, for example, as shown in FIG. Thus, the value of the matrix AVE (a, b) functions as a uniformity evaluation value indicating the uniformity of the number of dots in each small section.

次に、CPU11は、変数SWAPNUMの値が0を超えるか否か判定する(ステップS34)。変数SWAPNUMの値が0を超える場合(ステップS34:YES)、CPU11は、新たにドットを配置する位置及びドットを削除する位置を決定する処理を行う。   Next, the CPU 11 determines whether or not the value of the variable SWAPNUM exceeds 0 (step S34). When the value of the variable SWAPNUM exceeds 0 (step S34: YES), the CPU 11 performs a process of determining a position where a dot is newly arranged and a position where a dot is deleted.

具体的には、CPU11は、p(x,y,g)=0でBAN(x,y)=0を満たし、かつ、その中でERR(x,y,g)+αAVE(a,b)が最小となる画素の座標(x1,y1)と、p(x,y,g)=1でBAN(x,y)=0を満たし、かつ、その中でERR(x,y,g)+αAVE(a,b)が最大となる画素の座標(x2,y2)とを検出する(ステップS35)。   Specifically, the CPU 11 satisfies BAN (x, y) = 0 with p (x, y, g) = 0, and ERR (x, y, g) + αAVE (a, b) is included therein. The minimum pixel coordinate (x1, y1) and p (x, y, g) = 1 satisfy BAN (x, y) = 0, and ERR (x, y, g) + αAVE ( The coordinates (x2, y2) of the pixel where a, b) are maximized are detected (step S35).

ここで、p(x,y,g)=0であるということは、その画素ではドットが形成されないことを示す。対して、p(x,y,g)=1であるということは、その画素ではドットが形成されることを示す。
また、BAN(x,y)=0を満たすということは、その画素はドットの再配置を行うことが許可されていることを示す。対して、BAN(x,y)=1の場合、その画素はドットの再配置を行うことが許可されていないことを示す。
また、ERR(x,y,g)が最小であるということは、その画素を含む周辺位置にドットが形成されない隙間(void)があることを示す。対して、ERR(x,y,g)が最大であるということは、その画素を含む周辺位置にドットの集合(Cluster)があることを示す。第一実施形態では、ERR(x,y,g)の大小に加えて、各小区画のドット数の過不足分を示す値AVE(a,b)に所定の係数α(α>0)をかけた値の加算による補正を行っている。各小区画のドット数の過不足分を示す値AVE(a,b)に所定の係数α(α>0)をかけた値αAVE(a,b)は、その小区画のドット数が平均を上回る場合(AVE(a,b)>0)、ERR(x,y,g)+αAVE(a,b)を大きくするように働く。一方、その小区画のドット数が平均を下回る場合(AVE(a,b)<0)、αAVE(a,b)は、ERR(x,y,g)+αAVE(a,b)を小さくするように働く。
第一実施形態では、α=0.05としているが、これに限るものではない。
Here, p (x, y, g) = 0 indicates that no dot is formed in the pixel. On the other hand, p (x, y, g) = 1 indicates that a dot is formed in the pixel.
Further, satisfying BAN (x, y) = 0 indicates that the pixel is permitted to perform dot rearrangement. On the other hand, when BAN (x, y) = 1, it indicates that the pixel is not permitted to perform dot rearrangement.
In addition, the fact that ERR (x, y, g) is the minimum indicates that there is a gap (void) where dots are not formed at the peripheral position including the pixel. On the other hand, the fact that ERR (x, y, g) is maximum indicates that there is a cluster of dots (Cluster) at the peripheral position including the pixel. In the first embodiment, in addition to the magnitude of ERR (x, y, g), a predetermined coefficient α (α> 0) is added to the value AVE (a, b) indicating the excess or deficiency of the number of dots in each small section. Correction is performed by adding the multiplied values. A value AVE (a, b) obtained by multiplying a value AVE (a, b) indicating the excess or deficiency of the number of dots in each small section by a predetermined coefficient α (α> 0) is the average number of dots in the small section. When exceeding (AVE (a, b)> 0), it works to increase ERR (x, y, g) + αAVE (a, b). On the other hand, when the number of dots in the small section is below the average (AVE (a, b) <0), α AVE (a, b) is set so as to reduce ERR (x, y, g) + α AVE (a, b). To work.
In the first embodiment, α = 0.05, but the present invention is not limited to this.

つまり、p(x,y,g)=0でBAN(x,y)=0を満たし、かつ、その中でERR(x,y,g)+αAVE(a,b)が最小となる画素の座標(x1,y1)であるということは、その画素でドットが形成されず、その画素についてドットの再配置を行うことが許可されており、かつ、その画素を含む周辺位置にドットが形成されない隙間(void)があることを示す。ここで、ERR(x,y,g)+αAVE(a,b)が最小であることから、その画素を含む小区画はドットが平均を下回っている可能性が相対的に高い。
一方、p(x,y,g)=1でBAN(x,y)=0を満たし、かつ、その中でERR(x,y,g)+αAVE(a,b)が最大となる画素の座標(x2,y2)であるということは、その画素でドットが形成され、その画素についてドットの再配置を行うことが許可されており、かつ、その画素を含む周辺位置にドットの集合(Cluster)があることを示す。ここで、ERR(x,y,g)+αAVE(a,b)が最大であることから、その画素を含む小区画はドットが平均を上回っている可能性が相対的に高い。
このように、ERR(x,y,g)+αAVE(a,b)による評価を行うことで、局所的なドット配置の均一さとマスク全体におけるドット配置の均一さの両方を加味した評価に基づいてドット再配置を行う画素を決定することができる。
That is, the coordinates of the pixel that satisfies BAN (x, y) = 0 when p (x, y, g) = 0 and ERR (x, y, g) + αAVE (a, b) is the smallest among them. (X1, y1) means that a dot is not formed in the pixel, the dot rearrangement is permitted for the pixel, and a dot is not formed in a peripheral position including the pixel. (Void) is present. Here, since ERR (x, y, g) + αAVE (a, b) is the smallest, there is a relatively high possibility that the small section including the pixel has a dot below the average.
On the other hand, the coordinates of the pixel that satisfies BAN (x, y) = 0 with p (x, y, g) = 1, and in which ERR (x, y, g) + αAVE (a, b) is maximum. (X2, y2) means that a dot is formed at the pixel, and it is permitted to rearrange the dots for the pixel, and a set of dots (Cluster) at a peripheral position including the pixel. Indicates that there is. Here, since ERR (x, y, g) + αAVE (a, b) is the maximum, there is a relatively high possibility that the small section including the pixel has a dot exceeding the average.
As described above, by performing the evaluation using ERR (x, y, g) + αAVE (a, b), based on the evaluation that takes into consideration both the uniformity of the local dot arrangement and the uniformity of the dot arrangement in the entire mask. Pixels for dot rearrangement can be determined.

そして、前述のように特定された画素(x1,y1)及び画素(x2,y2)に対して、CPU11は、p(x1,y1,g)=1、p(x2,y2,g)=0とすることでドットの配置交換を行う(ステップS36)。つまり、再配置前にその画素でドットが形成されず、その画素についてドットの再配置を行うことが許可されており、かつ、その画素を含む周辺位置にドットが形成されない隙間(void)があった画素(x1,y1)にドットが配置され、再配置前にその画素でドットが形成され、その画素についてドットの再配置を行うことが許可されており、かつ、その画素を含む周辺位置にドットの集合(Cluster)があった画素(x2,y2)からドットが削除される。   Then, for the pixel (x1, y1) and the pixel (x2, y2) specified as described above, the CPU 11 determines that p (x1, y1, g) = 1 and p (x2, y2, g) = 0. Thus, the dot arrangement is exchanged (step S36). In other words, the dot is not formed in the pixel before the rearrangement, the dot rearrangement is permitted for the pixel, and there is a gap (void) where the dot is not formed in the peripheral position including the pixel. A dot is placed at the pixel (x1, y1), a dot is formed at that pixel before the rearrangement, and it is permitted to rearrange the dots for that pixel, and at a peripheral position including that pixel. A dot is deleted from the pixel (x2, y2) where the dot cluster (Cluster) was present.

ステップS36の処理後、CPU11は、ドットの再配置が行われた画素を含む小区画のAVE(a,b)の値を変更する。具体的には、CPU11は、画素(x1,y1)を含む小区画のドット過不足分を示す値AVE(c,d)に1を加算し、画素(x2,y2)を含む小区画のドット過不足分を示す値AVE(e,f)から1を減算する(ステップS37)。ここで、c,eは、小区画のX方向の画素数が1の場合はxの値そのものにより、x1,x2を小区画のX方向の画素数(例えば1)で除算した商の整数値により求めることができ、d,fはy1,y2を小区画のY方向の画素数(例えば256)で除算した商の整数値により求めることができる。   After the processing in step S36, the CPU 11 changes the value of AVE (a, b) of the small section including the pixel on which the dot rearrangement has been performed. Specifically, the CPU 11 adds 1 to the value AVE (c, d) indicating the dot excess / deficiency of the small section including the pixel (x1, y1), and the dot of the small section including the pixel (x2, y2). 1 is subtracted from the value AVE (e, f) indicating the excess / deficiency (step S37). Here, c and e are integer values of quotients obtained by dividing x1 and x2 by the number of pixels in the X direction of the small section (for example, 1) by the value of x when the number of pixels in the X direction of the small section is 1. D and f can be obtained from integer values of quotients obtained by dividing y1 and y2 by the number of pixels in the Y direction of the small section (for example, 256).

次に、CPU11は、ドットの再配置が行われた画素について、さらなる再配置を行うことを禁止する処理を行う。具体的には、CPU11は、BAN(x1,y1)及びBAN(x2,y2)の値を1とする(ステップS38)。   Next, the CPU 11 performs processing for prohibiting further rearrangement of the pixels on which the dot rearrangement has been performed. Specifically, the CPU 11 sets the values of BAN (x1, y1) and BAN (x2, y2) to 1 (step S38).

次に、CPU11は、変数SWAPNUMの値から1を減算する(ステップS39)。ステップS39の処理後、ステップS34の判定に戻る。
ステップS34において、変数SWAPNUMの値が0を超えない場合(ステップS34:NO)、CPU11は図4のステップS19及び図7のサブフローにより示すドット配置転換処理を終了する。
Next, the CPU 11 subtracts 1 from the value of the variable SWAPNUM (step S39). After the process of step S39, the process returns to the determination of step S34.
In step S34, when the value of the variable SWAPNUM does not exceed 0 (step S34: NO), the CPU 11 ends the dot arrangement conversion process shown by step S19 in FIG. 4 and the subflow in FIG.

つまり、ドット配置転換処理において、CPU11は、変数SWAPNUMの初期値として設定された回数だけ、その画素でドットが形成されず、その画素についてドットの再配置を行うことが許可されており、かつ、その画素を含む周辺位置にドットが形成されない隙間(void)がある画素と、その画素でドットが形成され、その画素についてドットの再配置を行うことが許可されており、かつ、その画素を含む周辺位置にドットの集合(Cluster)がある画素との間でドットの配置交換を行う。配置交換を行うドットの決定においては、各小区画のドット数の過不足分に基づく補正が行われる。そして、再配置が行われたドットについては更なる再配置が禁止される。   In other words, in the dot arrangement conversion process, the CPU 11 is permitted to perform dot rearrangement for the pixel, with no dots formed for that pixel, the number of times set as the initial value of the variable SWAPNUM, and A pixel having a void (void) where a dot is not formed at a peripheral position including the pixel, a dot formed with the pixel, and dot rearrangement for the pixel being permitted, and including the pixel The dot arrangement is exchanged with a pixel having a cluster of dots at the peripheral position. In determining the dots to be replaced, correction is performed based on the excess or deficiency of the number of dots in each small section. Further, further rearrangement is prohibited for the dots that have been rearranged.

図7のサブフロー及び図4のサブフローのステップS19に示すドット配置転換処理の終了後、CPU11は変数nの値に1を加算する(ステップS20)。その後、ステップS12の処理に戻る。   After completion of the dot arrangement changing process shown in step S19 of the subflow of FIG. 7 and the subflow of FIG. 4, the CPU 11 adds 1 to the value of the variable n (step S20). Thereafter, the process returns to step S12.

ステップS20の処理後にステップS12に戻ることで、ドット配置転換処理後のマトリクスパターンに対して、ステップS12のフーリエ変換の適用、ステップS13のフィルタ処理、ステップS14の逆フーリエ変換の適用、ステップS15の誤差行列の算出、ステップS16のMSEの算出が行われる。そして、一度以上ドット配置転換処理が行われると、変数nは1以上となるので、ステップS17の判定においてnが0でない場合に該当し(ステップS17:YES)、ステップS18の判定、即ちMSE(n)がMSE(n−1)よりも小さいか否かの判定が行われる。なお、nの初期値は0なので、最低一度はドット配置転換処理が行われる。   By returning to step S12 after the process of step S20, the application of the Fourier transform of step S12, the filtering process of step S13, the application of the inverse Fourier transform of step S14 to the matrix pattern after the dot arrangement conversion process, Error matrix calculation and MSE calculation in step S16 are performed. When the dot arrangement conversion process is performed once or more, the variable n becomes 1 or more, so this corresponds to the case where n is not 0 in the determination in step S17 (step S17: YES), and the determination in step S18, that is, MSE ( A determination is made whether n) is less than MSE (n-1). Since the initial value of n is 0, the dot arrangement conversion process is performed at least once.

ステップS18において、MSE(n)がMSE(n−1)よりも小さい間は、ステップS12からの処理が繰り返される(ステップS18:YES)。
ステップS18において、MSE(n)がMSE(n−1)以上である場合(ステップS18:NO)、CPU11は図のステップS5及び図4のサブフローにより示すフィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理を終了し、図に示す初期ドットパターンの作成処理を終了する。初期ドットパターンは、pinit(x,y)として生成され、ストレージデバイス14に記憶される。
In step S18, while MSE (n) is smaller than MSE (n-1), the processing from step S12 is repeated (step S18: YES).
In step S18, when MSE (n) is equal to or greater than MSE (n-1) (step S18: NO), the CPU 11 is based on the filtering process shown in step S5 of FIG. 2 and the subflow of FIG. The pattern optimization process ends, and the initial dot pattern creation process shown in FIG. 2 ends. The initial dot pattern is generated as p init (x, y) and stored in the storage device 14.

次に、初期ドットパターンの生成処理によって生成された初期ドットパターンに基づく閾値マトリクスの生成処理について説明する。
閾値マトリクスの生成処理は、積層束縛(Stacking Constraint)条件下で行う。具体的には、初期ドットパターンの階調値gに基づいて、変化させる階調値変化量δgに応じたドットの増減を施す。このとき、階調値変化量δgによって階調値が大きくなる場合、元の初期ドットパターンにあるドット配置については変更しない。即ち、ドットを増やす場合、元の初期ドットパターンを維持し、かつ、追加のドットを付加する。また、階調値変化量δgによって階調値が小さくなる場合、元の初期ドットパターンにあるドットが形成されない画素の配置については変更しない。即ち、ドットを減らす場合、元の初期ドットパターンにおいてドットが形成されない画素についてはドットが形成されないままとし、ドットを削除してドットが形成されない画素を増やす。このようにして、閾値マトリクス生成装置1は、各々のドット率に対応した256×256[画素]で構成された各々のドットパターンを生成する。
Next, threshold value matrix generation processing based on the initial dot pattern generated by the initial dot pattern generation processing will be described.
The threshold value matrix generation process is performed under a stacking constraint condition. Specifically, based on the gradation value g of the initial dot pattern, the number of dots is increased or decreased according to the gradation value change amount δg to be changed. At this time, when the gradation value becomes large due to the gradation value change amount δg, the dot arrangement in the original initial dot pattern is not changed. That is, when increasing the number of dots, the original initial dot pattern is maintained and additional dots are added. Further, when the gradation value is decreased by the gradation value change amount δg, the arrangement of the pixels where the dots in the original initial dot pattern are not formed is not changed. That is, when the number of dots is reduced, the pixels where dots are not formed in the original initial dot pattern are left without being formed, and the dots are deleted to increase the number of pixels where dots are not formed. In this way, the threshold value matrix generation device 1 generates each dot pattern composed of 256 × 256 [pixels] corresponding to each dot rate.

また、初期ドットパターンの階調値gに基づいて、変化させる階調値変化量δgに応じたドットの増減を施した階調値g+δgのドットパターンを生成した後、階調値g+δgのドットパターンに基づいてさらに階調値変化量δgに応じたドットの増減を施す場合には、その直前に生成された階調値g+δgのドットパターンを初期ドットパターンとして扱う。
例えば、変化させる階調値変化量δg=0.01である場合、階調値g=0.5のドットパターンに基づいて階調値g+δg=0.51のドットパターンと、階調値g−δg=0.49のドットパターンが生成される。そして、次の処理においては階調値0.51のドットパターン及び階調値0.49のドットパターンを初期ドットパターンとして、階調値0.52及び階調値0.48のドットパターンが生成される。以後、同様の処理が繰りかえされ、各階調値に応じたドットパターンが生成されて閾値マトリクスが生成される。
閾値マトリクスは、行列Th(x,y)として生成され、ストレージデバイス14に記憶される。
Further, after generating a dot pattern of gradation value g + δg in which dots are increased or decreased according to the gradation value change amount δg to be changed based on the gradation value g of the initial dot pattern, the dot pattern of gradation value g + δg is generated. When the number of dots is increased or decreased according to the gradation value change amount δg based on the above, the dot pattern of the gradation value g + δg generated immediately before is treated as the initial dot pattern.
For example, when the change amount δg of the gradation value to be changed is 0.01, the dot pattern having the gradation value g + δg = 0.51 based on the dot pattern having the gradation value g = 0.5, and the gradation value g− A dot pattern of δg = 0.49 is generated. In the next processing, a dot pattern having a gradation value of 0.52 and a gradation value of 0.48 is generated using a dot pattern having a gradation value of 0.51 and a dot pattern having a gradation value of 0.49 as an initial dot pattern. Is done. Thereafter, the same processing is repeated, and a dot pattern corresponding to each gradation value is generated to generate a threshold matrix.
The threshold matrix is generated as a matrix Th (x, y) and stored in the storage device 14.

以下、初期ドットパターンの生成処理によって生成された初期ドットパターンに基づく閾値マトリクスの生成処理について、図9のフローチャートを用いて説明する。   The threshold matrix generation process based on the initial dot pattern generated by the initial dot pattern generation process will be described below with reference to the flowchart of FIG.

まず、CPU11は、初期ドットパターンpinit(x,y)を読み出す(ステップS41)。第一実施形態における初期ドットパターンpinit(x,y)の階調値ginitは0.5である。ここで、以後用いる階調値gの初期値をginitとする。
第一実施形態では、初期ドットパターンpinit(x,y)の階調値ginitは0.5であるが、0〜1のどの値であってもよい。初期ドットパターンの生成処理において、0〜1の間の任意の階調値gの初期ドットパターンを生成し、閾値マトリクスの生成処理に用いることができる。
First, the CPU 11 reads the initial dot pattern p init (x, y) (step S41). The gradation value g init of the initial dot pattern p init (x, y) in the first embodiment is 0.5. Here, the initial value of the gradation value g to be used hereinafter is g init .
In the first embodiment, the gradation value g init of the initial dot pattern p init (x, y) is 0.5, but may be any value from 0 to 1. In the initial dot pattern generation process, an initial dot pattern having an arbitrary gradation value g between 0 and 1 can be generated and used for the threshold matrix generation process.

次に、CPU11は閾値マトリクスを生成するためのマトリクスパターンを示す行列q(x,y,g)を設定し、q(x,y,g)に初期ドットパターンpinit(x,y)の値をコピーする(ステップS42)。 Next, the CPU 11 sets a matrix q (x, y, g) indicating a matrix pattern for generating a threshold matrix, and sets the value of the initial dot pattern p init (x, y) to q (x, y, g). Is copied (step S42).

次に、CPU11は交換禁止行列ban(x,y)を設定し、ban(x,y)にq(x,y,g)の値をコピーする(ステップS43)。ここで、交換禁止行列banの値は、交換禁止行列BANと同様に機能する。つまり、ban(x,y)=1の場合、ドットの再配置を行うことが許可されていないことを示す。ここで、交換禁止行列ban(x,y)にはq(x,y,g)の値がコピーされるので、ドットが形成される画素(値=1)に対応する交換禁止行列ban(x,y)の値には1が設定されることとなり、初期ドットパターンで既にドットがある画素についてはドットの再配置が禁止され、その画素からドットが削除されることはない。   Next, the CPU 11 sets the exchange prohibition matrix ban (x, y) and copies the value of q (x, y, g) to ban (x, y) (step S43). Here, the value of the exchange prohibition matrix ban functions similarly to the exchange prohibition matrix BAN. That is, when ban (x, y) = 1, it indicates that dot rearrangement is not permitted. Here, since the value of q (x, y, g) is copied to the exchange prohibition matrix ban (x, y), the exchange prohibition matrix ban (x) corresponding to the pixel (value = 1) where the dot is formed. , Y) is set to 1, and the rearrangement of dots is prohibited for pixels that already have dots in the initial dot pattern, and dots are not deleted from the pixels.

次に、CPU11は階調値gに対して変化させる階調値δgを加算し、変化させる階調値δgに応じた数のドットをq(x,y,g)に対して追加する(ステップS44)。ドット追加後のドットパターンは新たなq(x,y,g)としてRAM12又はストレージデバイス14に格納される。ドットの追加はドットを追加する前のq(x、y、g)においてドットが形成されていない位置の中から所定の乱数処理に基づいて行われる。   Next, the CPU 11 adds the gradation value δg to be changed to the gradation value g, and adds a number of dots corresponding to the gradation value δg to be changed to q (x, y, g) (step). S44). The dot pattern after the dot addition is stored in the RAM 12 or the storage device 14 as a new q (x, y, g). The addition of dots is performed based on predetermined random number processing from positions where dots are not formed in q (x, y, g) before adding dots.

次に、CPU11は、フィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理を行う(ステップS45)。ステップS45のフィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理は、図4に示すサブフローにおけるパターンp(x,y,g)をq(x,y,g)に、交換禁止行列BAN(x,y)を交換禁止行列ban(x,y)に置き換える点を除いて初期ドットパターンの生成処理におけるステップS5と同様である。 Next, the CPU 11 performs a filter process and a pattern optimization process based on the average value of the small sections (step S45). In the filtering process in step S45 and the pattern optimization process based on the average value of the small blocks, the pattern p (x, y, g) in the subflow shown in FIG. 4 is changed to q (x, y, g), and the exchange prohibition matrix BAN. Except for replacing (x, y) with an exchange prohibition matrix ban (x, y), this is the same as step S5 in the initial dot pattern generation process.

つまり、CPU11は、パターンq(x,y,g)に対して、ステップS12のフーリエ変換の適用、ステップS13のフィルタ処理、ステップS14の逆フーリエ変換の適用、ドットパターン評価値として機能する誤差行列ERR(x,y,g)の算出を行うステップS15の処理、ドット分散性評価値として機能するMSEの算出を行うステップS16の処理、図7に示すドット配置転換処理等の各種処理を施す。
そして、ドット配置転換処理において、CPU11は、各小区画のドットの過不足分即ち均一度を示す評価値として機能する行列AVE(a,b)を算出するステップS33の処理、誤差行列ERR(x,y,g)及び行列AVE(a,b)を用いて新たにドットを配置する位置及びドットを削除する位置を決定するステップS35の処理、ドット配置転換を行って新たなドットパターンを生成するステップS36の処理等を行う。
そして、ステップS18において、ドット分散性評価値が所定の条件を満たす、即ち、MSE(n)がMSE(n−1)よりも小さい間は、CPU11はドット配置転換処理を含むフィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理を繰り返す。
That is, the CPU 11 applies the Fourier transform of Step S12, the filtering process of Step S13, the application of the inverse Fourier transform of Step S14, and the error matrix that functions as the dot pattern evaluation value to the pattern q (x, y, g). Various processes such as the process of step S15 for calculating ERR (x, y, g), the process of step S16 for calculating MSE functioning as a dot dispersibility evaluation value, and the dot arrangement changing process shown in FIG. 7 are performed.
In the dot arrangement changing process, the CPU 11 calculates the matrix AVE (a, b) that functions as an evaluation value indicating the excess or deficiency of the dots in each small section, that is, the uniformity, and the error matrix ERR (x , Y, g) and the matrix AVE (a, b), a new dot pattern is generated by performing the process of step S35 for determining a position where a dot is newly arranged and a position where a dot is deleted, and changing the dot arrangement. The process of step S36 is performed.
In step S18, while the dot dispersibility evaluation value satisfies a predetermined condition, that is, as long as MSE (n) is smaller than MSE (n-1), the CPU 11 performs filtering processing and small sections including dot arrangement conversion processing. The pattern optimization process based on the average value is repeated.

ステップS45に示すフィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理後、CPU11は、閾値マトリクスを示す行列Th(x,y)に最適化処理後のq(x,y,g)を加える(ステップS46)。
次に、CPU11は、gが1以上であるか否かを判定する(ステップS47)。gが1以上でない場合(ステップS47:NO)、ステップS43の処理に戻る。
After the filtering process shown in step S45 and the pattern optimization process based on the average value of the small sections, the CPU 11 sets q (x, y, g) after the optimization process to the matrix Th (x, y) indicating the threshold matrix. Add (step S46).
Next, the CPU 11 determines whether g is 1 or more (step S47). If g is not 1 or more (step S47: NO), the process returns to step S43.

ステップS47において、gが1以上である場合(ステップS47:YES)、階調値gに初期ドットパターンpinit(x,y)の階調値ginitを代入する(ステップS48)。 In step S47, the case g is 1 or more (step S47: YES), substitutes the gradation value g init of the initial dot pattern p init (x, y) to the gray scale value g (step S48).

次に、CPU11はパターンq(x,y,g)に初期ドットパターンpinit(x,y)の値をコピーする(ステップS49)。 Next, the CPU 11 copies the value of the initial dot pattern p init (x, y) to the pattern q (x, y, g) (step S49).

次に、CPU11は交換禁止行列ban(x,y)に(1−q(x,y,g))の値をコピーする(ステップS50)。ここで、交換禁止行列ban(x,y)には(1−q(x,y,g))の値がコピーされるので、ドットが形成されない画素(値=0)に対応する交換禁止行列ban(x,y)の値には1が設定されることとなり、初期ドットパターンでドットがない画素についてはドットの再配置が禁止され、その画素に新たにドットが配置されることはない。   Next, the CPU 11 copies the value of (1-q (x, y, g)) to the exchange prohibition matrix ban (x, y) (step S50). Here, since the value of (1-q (x, y, g)) is copied to the replacement prohibition matrix ban (x, y), the replacement prohibition matrix corresponding to the pixel (value = 0) in which no dot is formed. The value of ban (x, y) is set to 1, and the rearrangement of dots is prohibited for a pixel having no dot in the initial dot pattern, and no new dot is arranged for that pixel.

次に、CPU11は階調値gから変化させる階調値変化量δgを減算し、変化させる階調値変化量δgに応じた数のドットをq(x,y,g)から削除する(ステップS51)。ドット削除後のドットパターンは新たなq(x,y,g)としてRAM12又はストレージデバイス14に格納される。ドットの削除はドットを削除する前のq(x、y、g)においてドットが形成されている位置の中から所定の乱数処理に基づいて行われる。   Next, the CPU 11 subtracts the tone value change amount δg to be changed from the tone value g, and deletes the number of dots corresponding to the tone value change amount δg to be changed from q (x, y, g) (step). S51). The dot pattern after dot deletion is stored in the RAM 12 or the storage device 14 as a new q (x, y, g). The deletion of dots is performed based on a predetermined random number process from the positions where dots are formed in q (x, y, g) before deleting the dots.

次に、CPU11は、フィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理を行う(ステップS52)。ステップS52のフィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理は、ステップS45の処理と同様である。   Next, the CPU 11 performs a filter process and a pattern optimization process based on the average value of the small sections (step S52). The filter process in step S52 and the pattern optimization process based on the average value of the small sections are the same as the process in step S45.

ステップS52に示すフィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理後、CPU11は、閾値マトリクスTh(x,y)に最適化処理後のq(x,y,g)を加える(ステップS53)。
次に、CPU11は、gが0未満であるか否かを判定する(ステップS54)。gが0未満でない場合(ステップS54:NO)、ステップS50の処理に戻る。
After the filter process shown in step S52 and the pattern optimization process based on the average value of the small sections, the CPU 11 adds q (x, y, g) after the optimization process to the threshold matrix Th (x, y) (step S52). S53).
Next, the CPU 11 determines whether or not g is less than 0 (step S54). If g is not less than 0 (step S54: NO), the process returns to step S50.

ステップS54において、gが0未満である場合(ステップS54:YES)、CPU11は初期ドットパターンの生成処理によって生成された初期ドットパターンに基づく閾値マトリクスの生成処理を終了する。   In step S54, when g is less than 0 (step S54: YES), the CPU 11 ends the threshold matrix generation process based on the initial dot pattern generated by the initial dot pattern generation process.

ステップS44のドットの追加及びステップS51のドットの削除は、所定の乱数処理以外の方法に基づいて行ってもよい。他の方法として、例えば、誤差拡散を用いる方法が挙げられる。このとき、追加又は削除された後のドットパターンのドットの分布が所望のパターンに近いほどフィルタ処理及び小区画の平均値に基づくパターンの最適化処理及びドット配置転換処理の繰り返しを早く終えることができる。   The addition of dots in step S44 and the deletion of dots in step S51 may be performed based on a method other than the predetermined random number process. Another method includes, for example, a method using error diffusion. At this time, as the distribution of the dots in the dot pattern after addition or deletion is closer to the desired pattern, the repetition of the filter optimization and the pattern optimization process based on the average value of the small sections and the dot arrangement change process may be completed earlier. it can.

このように、第一実施形態の閾値マトリクス作成処理の工程は、
所定サイズの画像において所定のドット数を有する第一のドットパターン(初期ドットパターン)に基づいて第一のドットパターンのドット数を増加又は減少させた第二のドットパターン(q(x,y,g))を生成する新ドットパターン生成工程(ステップS44、ステップS51)と、
第二のドットパターンに含まれるドットを再配置した第三のドットパターンを得る再配置工程(ステップS45、ステップS52)と、
所望のドット率に基づくドット数のドットパターンを得るまで第三のドットパターンを第一のドットパターンとして新ドットパターン生成工程及び再配置工程を繰り返す繰り返し工程(ステップS43〜S47、ステップS50〜S54)と、を有し、
再配置工程は、
第二のドットパターンと、所望の空間周波数を実現するために第二のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したドットパターンとの間の差分に基づくドットパターン評価値として機能する誤差行列ERR(x,y,g)を閾値マトリクス内の各位置に対応させて算出するドットパターン評価値算出工程(ステップS12〜S15)と、
所定サイズ内をY方向に沿って区切って得られた複数の小区画について、各小区画のドット数の均一度を示す均一度評価値として機能する行列AVE(a,b)を算出する均一度評価値算出工程(ステップS33)と、
ドットパターン評価値及び第一均一度評価値に基づいて、ドットの再配置において新たにドットを配置する位置及びドットを削除する位置を決定するドット再配置位置決定工程(ステップS35)と、
ドット再配置位置決定工程により決定された新たにドットを配置する位置及びドットを削除する位置に基づいて前記第三のドットパターンを再配置する再配置パターン生成工程(ステップS36)と、
再配置された前記第三のドットパターンに対するドット分散性評価値として機能するMSE(n)を算出するドット分散性評価値算出工程(ステップS16)と、
再配置された前記第三のドットパターンのドット分散性評価値が所定の条件を満たすまでドットパターン評価値算出工程、第一均一度評価値算出工程、ドット再配置位置決定工程、再配置パターン生成工程及びドット分散性評価値算出工程を繰り返すか否かを判定する再配置繰り返し判定工程(ステップS18)と、
再配置繰り返し判定工程において繰り返すと判定された場合、再配置された第三のドットパターンを第二のドットパターン(q(x,y,g))とする工程(ステップS19、S20後のステップS12)と、を有する。
Thus, the threshold matrix creation process of the first embodiment includes
A second dot pattern (q (x, y,) in which the number of dots of the first dot pattern is increased or decreased based on a first dot pattern (initial dot pattern) having a predetermined number of dots in an image of a predetermined size. g)) a new dot pattern generation process (step S44, step S51);
A rearrangement step (step S45, step S52) for obtaining a third dot pattern in which dots included in the second dot pattern are rearranged;
Repeat step (steps S43 to S47, steps S50 to S54) of repeating the new dot pattern generation step and the rearrangement step using the third dot pattern as the first dot pattern until a dot pattern having the number of dots based on a desired dot rate is obtained. And having
The relocation process
An error matrix ERR (x that functions as a dot pattern evaluation value based on a difference between the second dot pattern and a dot pattern obtained by subjecting the second dot pattern to a predetermined filter process in order to realize a desired spatial frequency , Y, g) corresponding to each position in the threshold matrix, a dot pattern evaluation value calculating step (steps S12 to S15);
Uniformity for calculating a matrix AVE (a, b) that functions as a uniformity evaluation value indicating the uniformity of the number of dots in each small partition for a plurality of small partitions obtained by dividing the predetermined size along the Y direction. An evaluation value calculating step (step S33);
Based on the dot pattern evaluation value and the first uniformity evaluation value, a dot rearrangement position determination step (step S35) for determining a position for newly arranging a dot and a position for deleting a dot in the rearrangement of dots;
A rearrangement pattern generation step (step S36) for rearranging the third dot pattern based on a position for newly arranging a dot and a position for deleting a dot determined by the dot rearrangement position determination step;
A dot dispersibility evaluation value calculating step (step S16) for calculating MSE (n) that functions as a dot dispersibility evaluation value for the rearranged third dot pattern;
Dot pattern evaluation value calculation step, first uniformity evaluation value calculation step, dot rearrangement position determination step, rearrangement pattern generation until the dot dispersibility evaluation value of the rearranged third dot pattern satisfies a predetermined condition A rearrangement repetition determination step (step S18) for determining whether to repeat the step and the dot dispersibility evaluation value calculation step;
If it is determined to repeat in the rearrangement repetition determination step, the step of setting the rearranged third dot pattern as the second dot pattern (q (x, y, g)) (step S12 after steps S19 and S20) And).

なお、第一の実施形態では、実現されるドットパターンの空間周波数分布は入力ドットパターンp(x,y,g)にフーリエ変換を施したP(u,v,g)(ステップS12)に空間フィルタ処理を施した(ステップS13)後の周波数成分P’(u,v,g)を取り除くことで実現できる。
ここでP’(u,v,g)を取り除く処理は、逆フーリエ変換によりパターンp’(x,y,g)をもとめた後(ステップS14)、階調値gとの差をERR(x,y,g)として求め(ステップS15)、そのばらつきをドット配置転換処理(ステップS19)で除去する処理として実現している。
そこで、“所望のパターン”=“低周波成分を除去されているパターン”だとすると、所望の空間周波数分布に対応するドットパターンを実現するための誤差の算出は、入力ドットパターンp(x,y,g)から不要な低周波成分を抽出するためのフィルタ処理(ステップS12〜S14)と、抽出した不要な低周波成分を除去するための誤差行列ERR(x,y,g)の算出(ステップS15)とを経て行われる。
In the first embodiment, the spatial frequency distribution of the dot pattern to be realized is a space in P (u, v, g) (step S12) obtained by performing Fourier transform on the input dot pattern p (x, y, g). This can be realized by removing the frequency component P ′ (u, v, g) after the filtering process (step S13).
Here, the process of removing P ′ (u, v, g) is obtained by obtaining the pattern p ′ (x, y, g) by inverse Fourier transform (step S14), and then calculating the difference from the gradation value g by ERR (x , Y, g) (step S15), and the variation is realized as a process of removing the variation by the dot arrangement conversion process (step S19).
Therefore, assuming that “desired pattern” = “pattern from which low-frequency components have been removed”, the error calculation for realizing the dot pattern corresponding to the desired spatial frequency distribution is calculated using the input dot pattern p (x, y, g) Filter processing for extracting unnecessary low-frequency components (steps S12 to S14) and calculation of error matrix ERR (x, y, g) for removing the extracted unnecessary low-frequency components (step S15) )

図10に、閾値マトリクスTh(x,y)の一部の一例を示す。図11に、各階調値のドットパターンに応じた0/1の加算による閾値マトリクスの生成メカニズムを例示する。
第一実施形態の閾値マトリクスTh(x,y)は、256×256[画素]に対応する行列として生成され、閾値マトリクスTh(x,y)の値として各画素の閾値が設定されている。各画素の値として設定される閾値マトリクスTh(x,y)の値は、各階調値のドットパターンに応じた0/1の積算によって決定された行列値を反転して得られる。
つまり、閾値マトリクスは、積層束縛条件下で作成された各々のドット率に対応したM×N画素(例えば本実施形態の256×256[画素])で構成された各々のドットパターンを、各々のドットパターンを構成する画素毎に足し合わせた後反転することによって生成される。
FIG. 10 shows an example of a part of the threshold matrix Th (x, y). FIG. 11 illustrates a threshold matrix generation mechanism by adding 0/1 according to the dot pattern of each gradation value.
The threshold value matrix Th (x, y) of the first embodiment is generated as a matrix corresponding to 256 × 256 [pixels], and the threshold value of each pixel is set as the value of the threshold value matrix Th (x, y). The value of the threshold matrix Th (x, y) set as the value of each pixel is obtained by inverting the matrix value determined by the integration of 0/1 according to the dot pattern of each gradation value.
In other words, the threshold matrix includes each dot pattern composed of M × N pixels (for example, 256 × 256 [pixel] in the present embodiment) corresponding to each dot rate created under the stacking constraint condition. It is generated by adding each pixel constituting the dot pattern and then inverting it.

図11に示すように、ある二の階調値に応じたドットパターンを示す0/1の行列値を加算すると、当該二の行列の双方においてドットが形成される「1」の画素は、加算されることによって「2」になる。同様に、二の行列の一方のみにおいてドットが形成される画素は「1」になる。また、当該二の行列の双方においてドットが形成されない「0」の画素は、加算後も「0」である。このように、多くの階調値においてドットが形成される画素ほど、その閾値は積算によって相対的に大きくなり、逆に多くの階調値においてドットが形成されない画素ほど、その閾値は相対的に小さくなる。閾値マトリクスTh(x,y)の各画素に対応する閾値は、このように、各階調値のドットパターンに応じた0/1の積算によって決定される。   As shown in FIG. 11, when a matrix value of 0/1 indicating a dot pattern corresponding to a certain second gradation value is added, a pixel “1” in which dots are formed in both of the two matrices is added. As a result, it becomes “2”. Similarly, a pixel in which a dot is formed in only one of the two matrices is “1”. Further, “0” pixels in which no dot is formed in both of the two matrices are also “0” after addition. As described above, the threshold value of a pixel in which dots are formed at a large number of gradation values is relatively increased by integration. Conversely, the threshold value of a pixel in which dots are not formed at a large number of gradation values is relatively large. Get smaller. Thus, the threshold value corresponding to each pixel of the threshold value matrix Th (x, y) is determined by the integration of 0/1 according to the dot pattern of each gradation value.

なお、第一実施形態では変化させる階調値δgを0.01とした例について記載している。マトリクスパターンのサイズは256×256=65,536[画素]であり、階調値0のときドット形成される画素が0[画素]、階調値1のときドット形成される画素が65,536[画素]となる。したがって、変化させる階調値δg=0.01刻みでの各階調値間のドット数の差異は、平均655.36[画素]となる。ここで、画素は整数値である必要があるため、各階調値間のドット数の差異は、655[画素]又は656[画素]となる。各階調値間のドット数の差異が655[画素]又は656[画素]のいずれになるかは任意に決定することができるが、階調値0のときドット形成される画素が0[画素]、階調値1のときドット形成される画素が65,536[画素]となるように調整される。階調値gの範囲や変化させる階調値δgの値、マトリクスパターンのサイズが第一実施形態と異なる場合であっても同様の処理に基づく。   In the first embodiment, an example in which the gradation value δg to be changed is set to 0.01 is described. The size of the matrix pattern is 256 × 256 = 65,536 [pixel]. When the gradation value is 0, the dot formation pixel is 0 [pixel], and when the gradation value is 1, the dot formation pixel is 65,536 [pixel]. Become. Therefore, the difference in the number of dots between the gradation values at the gradation value δg = 0.01 increments to be changed is an average of 655.36 [pixels]. Here, since the pixel needs to be an integer value, the difference in the number of dots between the gradation values is 655 [pixel] or 656 [pixel]. Whether the difference in the number of dots between the gradation values is 655 [pixels] or 656 [pixels] can be determined arbitrarily, but when the gradation value is 0, the number of dots formed is 0 [pixels]. When the gradation value is 1, the pixel in which dots are formed is adjusted to 65,536 [pixels]. Even if the range of the gradation value g, the value of the gradation value δg to be changed, and the size of the matrix pattern are different from those of the first embodiment, the same processing is performed.

図12に、第一実施形態による閾値マトリクス生成方法により生成された50%ドット率のドットパターンの一例を示す。
図13は、図12に示すドットパターンの所定の一方向(y方向)におけるドットの発生確率を当該所定の一方向に直交する他方向(x方向)に沿って示したグラフである。x方向は記録素子配列方向に対応し、y方向は搬送方向に対応する。
図14は、図12に示すドットパターンの所定の他方向(x方向)におけるドットの発生確率を所定の一方向(y方向)に沿って示したグラフである。
図13に示すように、第一実施形態による閾値マトリクス生成方法により生成された50%ドット率のドットパターンは、その所定の一方向(y方向)におけるドットの発生確率がほぼ均等になる。これは、図12に示すx方向×y方向=256×256[画素] のドットパターンを、1×256[画素]の領域に区切った場合における各領域のドットの発生確率がほぼ均等であることを示す。各領域のドットの発生確率がほぼ均等であるということは、各領域間のドット数の差異が極めて小さいことを示す。そして、図12に示すドットパターンに基づく値を積算して得られた閾値マトリクスを用いて得られた50%のドットパターンは、図12と同様の傾向を示す。このため、第一実施形態による閾値マトリクス生成方法により生成された閾値マトリクス生成方法によるドットパターンをラインヘッドプリンタ等の画像形成装置により記録メディアへ形成するとき、x方向と記録素子の配列方向が一致するように適用した閾値マトリクスを用いて量子化することで各記録素子間で記録素子の使用頻度がほぼ均等になる。これによって、従来の空間フィルタ法により生成された閾値マトリクスによるドットパターンに起因して発生していた記録素子の消耗の度合いの大幅なばらつきを抑制することができる。つまり、使用頻度の高い一部の記録素子が早期に消耗することによって画像形成装置の故障を生じさせることがあった従来の問題点を解決することができる。加えて、記録素子の消耗の度合いが各記録素子間でばらつくことで生じていたスジムラ等の画像形成品質の低下を抑制することができる。
FIG. 12 shows an example of a dot pattern with a 50% dot rate generated by the threshold matrix generation method according to the first embodiment.
FIG. 13 is a graph showing the dot generation probability in the predetermined one direction (y direction) of the dot pattern shown in FIG. 12 along the other direction (x direction) orthogonal to the predetermined one direction. The x direction corresponds to the recording element arrangement direction, and the y direction corresponds to the transport direction.
FIG. 14 is a graph showing the probability of dot occurrence in a predetermined other direction (x direction) of the dot pattern shown in FIG. 12 along a predetermined one direction (y direction).
As shown in FIG. 13, the dot occurrence probability of 50% dot rate generated by the threshold matrix generation method according to the first embodiment has substantially the same dot generation probability in one predetermined direction (y direction). This is because the dot generation probability in each region when the dot pattern of x direction × y direction = 256 × 256 [pixel] shown in FIG. 12 is divided into 1 × 256 [pixel] regions is almost equal. Indicates. The fact that the occurrence probability of dots in each region is almost equal indicates that the difference in the number of dots between the regions is extremely small. A 50% dot pattern obtained using a threshold matrix obtained by integrating values based on the dot pattern shown in FIG. 12 shows the same tendency as in FIG. Therefore, when a dot pattern generated by the threshold matrix generation method generated by the threshold matrix generation method according to the first embodiment is formed on a recording medium by an image forming apparatus such as a line head printer, the x direction coincides with the arrangement direction of the recording elements. By quantizing using the threshold value matrix applied as described above, the frequency of use of the printing elements becomes almost uniform among the printing elements. As a result, it is possible to suppress a large variation in the degree of consumption of the printing elements that has occurred due to the dot pattern by the threshold value matrix generated by the conventional spatial filter method. That is, it is possible to solve a conventional problem that may cause a failure of the image forming apparatus due to early consumption of some of the frequently used recording elements. In addition, it is possible to suppress deterioration in image formation quality such as uneven stripes, which has occurred due to the degree of consumption of the recording elements varying between the recording elements.

加えて、他方向(x方向)におけるドットの発生確率は、図14に示すように、ばらつきを示す。これは、図12に示すx方向×y方向=256×256[画素] のドットパターンを、256×1[画素]の領域に区切った場合における各領域のドットの発生確率がばらつきを示す。各領域のドットの発生確率がばらつきを示すということは、各領域間のドット数の差異が大きいことを示す。つまり、図13及び図14のグラフは、図12に示すx方向×y方向=256×256[画素] のドットパターンを、1×256[画素]の領域に区切った場合における各領域のドット数の差異が、256×1[画素]の領域に区切った場合における各領域のドット数の差異に比して小さいことを示す。   In addition, the dot generation probability in the other direction (x direction) shows variation as shown in FIG. This shows variation in the dot generation probability in each region when the dot pattern of x direction × y direction = 256 × 256 [pixel] shown in FIG. 12 is divided into 256 × 1 [pixel] regions. That the occurrence probability of dots in each region shows variation indicates that the difference in the number of dots between the regions is large. That is, the graphs of FIGS. 13 and 14 show the number of dots in each region when the dot pattern of x direction × y direction = 256 × 256 [pixel] shown in FIG. 12 is divided into 1 × 256 [pixel] regions. This difference is smaller than the difference in the number of dots in each area when divided into 256 × 1 [pixel] areas.

図13、図14では、50%ドット率のドットパターンにおける各方向のドットの発生確率を例示しているが、本実施形態における閾値マトリクスの50%以上のドット率を有するドットパターンは同様の傾向を示す。また、図13、図14では、256×256[画素] のドットパターンを、1×256[画素]の領域に区切った場合と、256×1[画素]の領域に区切った場合について例示しているが、ドットパターンを構成する画素領域をM×N[画素]で表すと、ドットパターンをh×N[画素]の小区画に区切った場合と、ドットパターンをM×hの小区画に区切った場合についても同様のことが成り立つ(ただし、h<Mかつh<Nを満たすものとする)。つまり、閾値マトリクスを生成するための各々のドット率に対応するドットパターンのうち少なくともドット率が0.5に対応したM×N[画素]のドットパターンは、ドットパターンをh×N[画素]の小区画に区切った場合における各小区画間のドット数の差異が、ドットパターンをM×hの小区画に区切った場合における各小区画間のドット数の差異に比して小さい。   13 and 14 exemplify the probability of occurrence of dots in each direction in a dot pattern with a 50% dot rate. However, dot patterns having a dot rate of 50% or more of the threshold matrix in this embodiment have the same tendency. Indicates. 13 and 14 exemplify a case where a 256 × 256 [pixel] dot pattern is divided into 1 × 256 [pixel] areas and a case where it is divided into 256 × 1 [pixel] areas. However, when the pixel area constituting the dot pattern is expressed by M × N [pixel], the dot pattern is divided into h × N [pixel] small sections, and the dot pattern is divided into M × h small sections. The same holds true for the case where h <M and h <N are satisfied. In other words, among dot patterns corresponding to each dot rate for generating a threshold matrix, a dot pattern of M × N [pixel] corresponding to at least a dot rate of 0.5 is represented by h × N [pixel]. The difference in the number of dots between the small sections when divided into small sections is smaller than the difference in the number of dots between the small sections when the dot pattern is partitioned into M × h small sections.

図15に、図12で示すドットパターンにおける2次元空間周波数分布を示す。図13の中心oはDC成分と、u方向は図12のx方向の周波数成分と、v方向は図12のy方向の周波数成分と対応する。
図15に示すように、第一実施形態による閾値マトリクス生成方法により生成された閾値マトリクスによる50%ドット率のドットパターンは、空間周波数分布においてu方向に沿う直線であって中心oを通る直線に重なる周辺のエリア(図15に示す破線の楕円で囲んだ辺りのエリア)の成分が図27のパターンに比べて抑制されている(つまり表示上黒くなる)。空間周波数分布においてv=0の成分はそれに対応する実空間における各x値
におけるy方向のドット発生率の平均値の分布を表しているので、この成分が抑制されているということは、所定の一方向(Y方向)のドット発生数がほぼ均一化されていることを示している。
このように、v=0の成分を再配置工程でなくすことによって、ドットパターンの所定の一方向(y方向)におけるドットの発生確率をほぼ均等にすることができる。このため、ドット形成時に、各記録素子間で記録素子の使用頻度をほぼ均等にすることができ、記録素子の消耗の度合いのばらつきを良好に抑止して、プリントヘッドHの寿命を大幅に長くすることができる。加えて、他方向(x方向)におけるドットの発生確率は、ばらつきを示すので、ドットパターンにおける見た目のドットの分散を確保することができる。つまり、従来のドットパターンと見た目をほぼ変えることなく、一方向(y方向)におけるドットの発生確率をほぼ均等にすることができる。
FIG. 15 shows a two-dimensional spatial frequency distribution in the dot pattern shown in FIG. The center o in FIG. 13 corresponds to the DC component, the u direction corresponds to the frequency component in the x direction in FIG. 12, and the v direction corresponds to the frequency component in the y direction in FIG.
As shown in FIG. 15, a dot pattern with a 50% dot rate by the threshold value matrix generated by the threshold value matrix generation method according to the first embodiment is a straight line along the u direction and passing through the center o in the spatial frequency distribution. The components in the overlapping peripheral area (the area surrounded by the dashed ellipse shown in FIG. 15) are suppressed as compared with the pattern in FIG. 27 (that is, the display is black). The component of v = 0 in the spatial frequency distribution represents the distribution of the average value of the dot occurrence rate in the y direction at each x value in the corresponding real space. It shows that the number of dots generated in one direction (Y direction) is almost uniform.
In this way, by eliminating the component of v = 0 in the rearrangement step, it is possible to make the dot generation probability in a predetermined one direction (y direction) of the dot pattern substantially equal. For this reason, when the dots are formed, the frequency of use of the recording elements can be made almost uniform among the recording elements, and the variation in the degree of consumption of the recording elements can be suppressed well, and the life of the print head H can be greatly prolonged. can do. In addition, since the occurrence probability of dots in the other direction (x direction) shows variation, it is possible to ensure the apparent dot dispersion in the dot pattern. That is, the dot generation probability in one direction (y direction) can be made substantially equal without substantially changing the appearance of the conventional dot pattern.

図16に、図12に示すドットパターンに対応するRAPSD(ラジアル平均パワースペクトル密度、Radial Average Power Spectral Density)を表すグラフを示す。図16には、比較例として、従来の空間フィルタ法で生成した50%ドット率のドットパターンに対応するRAPSDを表すグラフを破線で示している。
図16に示すように、第一実施形態による閾値マトリクス生成方法により生成された閾値マトリクスによる50%ドット率のドットパターンに対応するRAPSDは、従来の空間フィルタ法で生成した50%ドット率のドットパターンに対応するRAPSDと波形や周波数のピーク位置がほぼ同等である。これは、第一実施形態による閾値マトリクス生成方法により生成された閾値マトリクスによるドットパターンのノイズ感が、従来とほぼ同等であることを示す。
また、図15と図27に示す2次元空間周波数分布からも、第一実施形態による閾値マトリクス生成方法により生成された閾値マトリクスによるドットパターンの周波数分布が、空間周波数分布においてu方向に沿う直線であって中心oを通る直線に重なる周辺のエリアを除き、従来とほぼ同等であることが示されている。
FIG. 16 shows a graph representing RAPSD (Radial Average Power Spectral Density) corresponding to the dot pattern shown in FIG. In FIG. 16, as a comparative example, a graph representing RAPSD corresponding to a dot pattern with a 50% dot rate generated by the conventional spatial filter method is indicated by a broken line.
As shown in FIG. 16, RA PSD corresponding to a dot pattern having a 50% dot rate by the threshold matrix generated by the threshold matrix generating method according to the first embodiment is a 50% dot rate generated by the conventional spatial filter method. The waveform and frequency peak positions are almost equivalent to RA PSD corresponding to the dot pattern. This indicates that the noise sensation of the dot pattern by the threshold value matrix generated by the threshold value matrix generation method according to the first embodiment is almost equivalent to the conventional one.
Also, from the two-dimensional spatial frequency distributions shown in FIGS. 15 and 27, the frequency distribution of the dot pattern by the threshold matrix generated by the threshold matrix generation method according to the first embodiment is a straight line along the u direction in the spatial frequency distribution. It is shown that it is almost the same as the prior art except for the peripheral area that overlaps the straight line passing through the center o.

以上、第一実施形態によれば、誤差行列ERR(x,y,g)による評価値と、Y方向に沿って区切られた各小区画のドット数の均一度を示す行列AVE(a,b)に基づく補正値に基づいてドット配置交換を行う2画素を決定し、ドット配置交換を行うので、Y方向に沿って設けられた各小区画間でほぼ均一なドット配置を有するドットパターンを生成することができる。このため、各階調値について、Y方向に沿って設けられた各小区画間でほぼ均一なドット配置を有するドットパターンによる閾値マトリクスTh(x,y)を生成することができる。つまり、どのような階調値gであってもY方向に沿って設けられた各小区画間でそのドット配置がほぼ均一となる。このように、第一実施形態によれば、所定の一方向(Y方向)についてドットの発生確率のばらつきを抑制することができる閾値マトリクスを提供することができる。
第一実施形態の閾値マトリクス生成方法により生成された閾値マトリクスで生成されたドットパターンは、Y方向に沿って設けられた各小区画間でほぼ均一なドット配置を有するので、使用頻度の高い一部の記録素子が早期に消耗することによって画像形成装置の故障を生じさせることがあった従来の問題点を解決することができる。加えて、記録素子の消耗の度合いが各記録素子間でばらつくことで生じていたスジムラ等の画像形成品質の低下を抑制することができる。しかも、第一実施形態の閾値マトリクス生成方法による閾値マトリクスを用いることで、特許文献3の技術のように画像を記録素子列方向にずらす回路を設けた画像形成装置でなくとも使用頻度の高い一部の記録素子が早期に消耗することによって画像形成装置の故障を生じさせることがあった従来の問題点を解決することができる。加えて、記録素子の消耗の度合いが各記録素子間でばらつくことで生じていたスジムラ等の画像形成品質の低下を抑制することができる。さらに、画像をずらす処理にかかる時間の浪費もなくなり、画像形成装置の処理性能を大幅に向上させることができる閾値マトリクスを提供することができる。
As described above, according to the first embodiment, the matrix AVE (a, b) indicating the evaluation value based on the error matrix ERR (x, y, g) and the uniformity of the number of dots in each small section partitioned along the Y direction. ) Is determined based on the correction value based on (2), and the dot arrangement exchange is performed, so that a dot pattern having a substantially uniform dot arrangement is generated between the small sections provided along the Y direction. can do. For this reason, for each gradation value, a threshold value matrix Th (x, y) can be generated with a dot pattern having a substantially uniform dot arrangement among the small sections provided along the Y direction. That is, regardless of the gradation value g, the dot arrangement is almost uniform between the small sections provided along the Y direction. Thus, according to the first embodiment, it is possible to provide a threshold matrix that can suppress variation in the probability of occurrence of dots in a predetermined one direction (Y direction).
The dot pattern generated by the threshold value matrix generated by the threshold value matrix generation method of the first embodiment has a substantially uniform dot arrangement among the small sections provided along the Y direction. It is possible to solve the conventional problems that may cause a failure of the image forming apparatus due to the early consumption of the recording elements. In addition, it is possible to suppress deterioration in image formation quality such as uneven stripes, which has occurred due to the degree of consumption of the recording elements varying between the recording elements. In addition, by using the threshold value matrix generated by the threshold value matrix generation method of the first embodiment, even if the image forming apparatus is not an image forming apparatus provided with a circuit that shifts the image in the direction of the printing element array as in the technique of Patent Document 3, it is frequently used. It is possible to solve the conventional problems that may cause a failure of the image forming apparatus due to the early consumption of the recording elements. In addition, it is possible to suppress deterioration in image formation quality such as uneven stripes, which has occurred due to the degree of consumption of the recording elements varying between the recording elements. Furthermore, it is possible to provide a threshold value matrix that can eliminate the waste of time for the process of shifting the image and can greatly improve the processing performance of the image forming apparatus.

(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態について説明する。第一実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
第二実施形態では、新たにドットを配置する位置及びドットを削除する位置を決定する処理(ステップS35)におけるERR(x,y,g)+αAVE(a,b)の算出で用いる係数α(α>0)の値を階調値gに応じて異なる値とする。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the second embodiment, the coefficient α (α used in the calculation of ERR (x, y, g) + αAVE (a, b) in the process of determining the position where a new dot is to be placed and the position where the dot is to be deleted (step S35). > 0) is set to a different value depending on the gradation value g.

図17(A)、(B)を用いて、第二実施形態における階調値gと係数αとの関係の一例を示す。図17(A)は、第二実施形態における階調値gと係数αとの関係の一例を示すグラフである。図17(B)はαを0.00から0.05まで変化させたときのg=0.1、g=0.3、g=0.5のときのドット分散性評価結果を示す表である。
図17(A)に示すように、第二実施形態では、階調値gの値がg=0.5に近いほど係数αの値は大きくなり、g=0又はg=1に近いほど係数αの値は小さくなる。階調値g=0.5のときに係数αの値を最大(例えばα=0.05)とし、ドット率50%における各小区画のドットの発生確率を均一化させるための補正値を最大とする。一方、階調値gが0または1のとき、係数αの値を最小(例えばα=0)とし、各小区画のドットの発生確率を均一化させるための補正値を最小とする。係数αはドットの分散性を確保できる最大の値を各ドット率でプロットしたものである。評価の基準はドット分散性と各ノズルの使用頻度の均一性の2つで、判定には2つの評価基準の所定比率の和を用いている。図17(B)において○は十分に分散性が確保されかつ各ノズルの使用頻度の均一性が取れている、×はどちらか、もしくは両方の評価基準が満たされていないことを意味する。このような評価をg=0.1から0.9までのドット率においてαを離散的に変化させることで図17(A)のグラフが導かれる。
An example of the relationship between the gradation value g and the coefficient α in the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 17A is a graph showing an example of the relationship between the gradation value g and the coefficient α in the second embodiment. FIG. 17B is a table showing dot dispersibility evaluation results when g = 0.1, g = 0.3, and g = 0.5 when α is changed from 0.00 to 0.05.
As shown in FIG. 17A, in the second embodiment, the value of the coefficient α increases as the gradation value g is closer to g = 0.5, and the coefficient is closer to g = 0 or g = 1. The value of α becomes smaller. When the gradation value g = 0.5, the value of the coefficient α is maximized (for example, α = 0.05), and the correction value for equalizing the occurrence probability of dots in each small section at a dot rate of 50% is maximized. . On the other hand, when the gradation value g is 0 or 1, the value of the coefficient α is minimized (for example, α = 0), and the correction value for making the occurrence probability of dots in each small section uniform is minimized. The coefficient α is obtained by plotting the maximum value that can ensure the dispersibility of dots at each dot rate. There are two evaluation criteria: dot dispersibility and uniformity of usage frequency of each nozzle, and the sum of a predetermined ratio of the two evaluation criteria is used for the determination. In FIG. 17B, ◯ means that the dispersibility is sufficiently secured and the usage frequency of each nozzle is uniform, and x means that either or both of the evaluation criteria are not satisfied. The graph of FIG. 17A is derived by discretely changing α in such an evaluation at a dot rate from g = 0.1 to 0.9.

ドット分散性評価値として機能するMSE(n)は、n回目のドット配置転換を施されたドットパターンにおけるドットの配置がどれだけ均等に分散しているかを評価するための評価値として機能する。そして、ドット配置転換においてドット配置を入れ替える2画素の決定において用いられるERR(x,y,g)はドットパターン内におけるドットの集合や隙間の有無に基づく評価を行う指標として機能し、αAVE(a,b)は各小区画間のドットの均一性に基づく評価を行う指標として機能する。   The MSE (n) functioning as the dot dispersibility evaluation value functions as an evaluation value for evaluating how evenly the dot arrangement in the dot pattern subjected to the nth dot arrangement change is distributed. Then, ERR (x, y, g) used in determining two pixels for replacing the dot arrangement in the dot arrangement conversion functions as an index for performing an evaluation based on the presence of a set of dots or a gap in the dot pattern, and αAVE (a , B) function as an index for performing evaluation based on the uniformity of dots between the small sections.

ここで、係数αの値を大きしすぎると、各小区画間のドットの均一性に基づく評価であるAVE(a,b)による評価値の影響を大きくしすぎることになり、ERR(x,y,g)の値に基づくドットパターン内におけるドットの集合や隙間の有無に基づく評価の影響が相対的に小さく扱われる。この場合、大きすぎる係数αは、結果として生成されるドットパターンにドットの集合や隙間を生じさせることとなる。係数αの値の大きさによる影響度は、階調値gが0又は1に近いほど大きくなる。   Here, if the value of the coefficient α is too large, the influence of the evaluation value by AVE (a, b), which is an evaluation based on the uniformity of dots between the small sections, becomes too large, and ERR (x, The influence of evaluation based on the presence or absence of dots in the dot pattern based on the value of y, g) is handled relatively small. In this case, a coefficient α that is too large will cause a set of dots or gaps in the resulting dot pattern. The degree of influence due to the magnitude of the coefficient α increases as the gradation value g approaches 0 or 1.

これは、ドットの配置転換を行うに際して「既にドットがある画素」と「ドットがない画素」の双方が必要となるためである。
例えば、階調値g(例えば階調値=0.5)のとき、即ちドットパターンの全画素に対してドット数が半分となる場合、「既にドットがある画素」と「ドットがない画素」が均等となる。このとき、ドットの配置転換の自由度が最大となり、ドットの配置転換による均一性の確保が容易となる。
これに対し、「既にドットがある画素」と「ドットがない画素」の差が大きい階調値g(例えば階調値g=0又は階調値g=1)のドットパターンでは、ドット再配置の自由度が低く、「既にドットがある画素」と「ドットがない画素」が均等である場合に比して均一性の確保が難しくなる。つまり、ドットの配置転換の自由度は、ドットパターンに含まれるドット数に影響される。
This is because both the “pixels that already have dots” and the “pixels that do not have dots” are required when changing the arrangement of dots.
For example, when the gradation value is g (for example, gradation value = 0.5), that is, when the number of dots is halved with respect to all pixels of the dot pattern, “pixels that already have dots” and “pixels that do not have dots” Are even. At this time, the degree of freedom in changing the arrangement of dots is maximized, and it becomes easy to ensure uniformity by changing the arrangement of dots.
On the other hand, in a dot pattern having a gradation value g (for example, gradation value g = 0 or gradation value g = 1) having a large difference between “a pixel already having dots” and “a pixel having no dots”, dot rearrangement is performed. The degree of freedom is low, and it is difficult to ensure uniformity compared to the case where “pixels with dots” and “pixels without dots” are equal. That is, the degree of freedom of dot rearrangement is affected by the number of dots included in the dot pattern.

そこで、第二実施形態では、図17に示すように、ドットの配置転換の自由度が高い階調値g及びその付近の階調値において係数αを大きくして各小区画間のドットの均一性に基づく評価値であるAVE(a,b)の影響を相対的に大きくする。これによって、ドットパターン内におけるドットの集合や隙間を解消し、かつ、各小区画間のドットを均一にするドットの配置転換を実現する。一方、ドットの配置転換の自由度が低い階調値g及びその付近の階調値において係数αを小さくして各小区画間のドットの均一性に基づく評価値であるAVE(a,b)の影響を相対的に小さくする。これによって、各小区画間のドットの均一性の確保を優先させすぎた場合にドットパターン内におけるドットの集合や隙間が生じる可能性を低減させ、ドット配置のムラを低減させた均一なドットパターンを実現する。   Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 17, the coefficient α is increased in the gradation value g having a high degree of freedom of dot rearrangement and the gradation values in the vicinity thereof, so that the dots are uniformly distributed between the small sections. The influence of AVE (a, b), which is an evaluation value based on sex, is relatively increased. This eliminates dot collection and gaps in the dot pattern and realizes dot rearrangement that makes the dots uniform between the small sections. On the other hand, AVE (a, b), which is an evaluation value based on the uniformity of the dots between the small sections by reducing the coefficient α in the gradation value g having a low degree of freedom of dot rearrangement and the gradation values in the vicinity thereof. The influence of the is made relatively small. This makes it possible to reduce the possibility of dot collection and gaps in the dot pattern when priority is given to ensuring the uniformity of the dots between each sub-compartment, and to reduce uneven dot placement. To realize.

以上、第二実施形態について記載した内容以外については、第二実施形態の構成及び処理内容は第一実施形態と同様である。   As mentioned above, except the content described about 2nd embodiment, the structure and process content of 2nd embodiment are the same as that of 1st embodiment.

第二実施形態によれば、階調値gの値に応じて係数αの値を変化させて、ドットの配置転換における各小区画間のドットの均一性に基づく評価を行う指標の影響度を調節する。これにより、階調値gの値に関わらず、ドット配置のムラを低減させた均一なドットパターンを生成することができる。   According to the second embodiment, the value of the coefficient α is changed according to the value of the gradation value g, and the influence degree of the index for performing the evaluation based on the uniformity of the dots between the small sections in the dot rearrangement is determined. Adjust. Accordingly, a uniform dot pattern with reduced dot arrangement unevenness can be generated regardless of the gradation value g.

(第三実施形態)
次に、本発明の第三実施形態について説明する。第一実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第三実施形態では、各小区画のX方向の画素幅mを、階調値gの値に応じて異ならせる。
図18に、第三実施形態における階調値gと各小区画のX方向の画素幅mとの関係の一例を示す。
図18に示すように、第三実施形態では、階調値gの値がg=0.5に近いほど各小区画のX方向の画素幅mは小さくなり、g=0又はg=1に近いほど各小区画のX方向の画素幅mは大きくなる。階調値g=0.5のとき、各小区画のX方向の画素幅mは最小(例えばm=1)である。一方、階調値gが0または1のとき、各小区画のX方向の画素幅mは最(例えばm=256)である。
In the third embodiment, the pixel width m in the X direction of each small section is made different according to the value of the gradation value g.
FIG. 18 shows an example of the relationship between the gradation value g and the pixel width m in the X direction of each small section in the third embodiment.
As shown in FIG. 18, in the third embodiment, as the gradation value g is closer to g = 0.5, the pixel width m in the X direction of each small section becomes smaller, and g = 0 or g = 1. The closer it is, the larger the pixel width m in the X direction of each small section. When the gradation value g = 0.5, the pixel width m in the X direction of each small section is the minimum (for example, m = 1). On the other hand, when the gradation value g is 0 or 1, pixel width m in the X direction of each small section is maximum (e.g. m = 256).

前述の第二実施形態において説明したように、階調値gの値、すなわち「既にドットがある画素」と「ドットがない画素」とのバランスに応じてドットパターン内におけるドットの集合及び隙間を低減させるドットの配置転換と各小区画間のドット配置の均一性とのバランスを取る必要がある。そこで、第三実施形態では、階調値gに応じて各小区画のX方向の画素幅mを異ならせることにより、各小区画間のドットの配置転換の容易性を調節する。各小区画のX方向の画素幅mが大きいほど、各小区画内でのドットの配置の自由度は大きくなる。このため、各小区画のX方向の画素幅mが大きいほど、各小区画間のドットの均一性の確保は容易となる。   As described in the second embodiment, the set of dots and the gaps in the dot pattern are determined according to the value of the gradation value g, that is, the balance between “pixels that already have dots” and “pixels that do not have dots”. It is necessary to balance the rearrangement of the dots to be reduced and the uniformity of the dot arrangement between the small sections. Therefore, in the third embodiment, the ease of dot rearrangement between the small sections is adjusted by varying the pixel width m in the X direction of each small section in accordance with the gradation value g. The greater the pixel width m in the X direction of each small section, the greater the degree of freedom of dot arrangement within each small section. For this reason, the larger the pixel width m in the X direction of each small section, the easier it is to ensure the uniformity of dots between the small sections.

このように、第三実施形態によれば、階調値gに応じて各小区画のX方向の画素幅mの値を異ならせることにより、階調値gの値によらずドットパターン内におけるドットの集合や隙間を解消し、かつ、各小区画間のドットを均一にするドットの配置転換を実現することができる。   As described above, according to the third embodiment, by varying the value of the pixel width m in the X direction of each small section in accordance with the gradation value g, the dot pattern in the dot pattern is independent of the value of the gradation value g. It is possible to realize a dot rearrangement that eliminates a set of dots and gaps and makes the dots between the small sections uniform.

なお、各小区画のX方向の画素幅mは、1又はマトリクスパターンのX方向の画素幅の約数の何れかをとる。これは、ドット配置が画素単位で行われるため、ドット配置の均一性を確保するための各小区画は整数の画素幅を有する必要があるためである。このため、例えば256×256[画素]のマトリクスパターンの場合、各小区画のX方向の画素幅mが取りうる値は、1、2、4、8、16、32、64、128又は256の何れかとなる。   In addition, the pixel width m in the X direction of each small section is either 1 or a divisor of the pixel width in the X direction of the matrix pattern. This is because dot placement is performed in units of pixels, and each small section for ensuring uniformity of dot placement needs to have an integer pixel width. For this reason, for example, in the case of a 256 × 256 [pixel] matrix pattern, the possible values of the pixel width m in the X direction of each subdivision are 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, or 256. Either.

以上、第三実施形態について記載した内容以外については、第三実施形態の構成及び処理内容は第一実施形態と同様である。   As described above, except for the contents described in the third embodiment, the configuration and processing contents of the third embodiment are the same as those in the first embodiment.

(第四実施形態)
次に、本発明の第四実施形態について説明する。第一実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
第四実施形態では、新たにドットを配置する位置及びドットを削除する位置を決定する処理(ステップS35)におけるERR(x,y,g)+αAVE(a,b)の算出で用いる係数α(α>0)の値を階調値gに応じて異なる値とする。第四実施形態では、第二実施形態と異なり、係数αが相対的に大きな値を取る階調度は、画像形成装置によりドットパターンを記録メディアに形成したときにスジムラを生じやすい階調度となる。つまり、係数αは、ドットパターンにより形成された画像におけるスジムラの顕在化の可能性の大小に応じて異なる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
In the fourth embodiment, the coefficient α (α used in the calculation of ERR (x, y, g) + αAVE (a, b) in the process of determining the position where a dot is newly placed and the position where a dot is deleted (step S35). > 0) is set to a different value depending on the gradation value g. In the fourth embodiment, unlike the second embodiment, the gradation at which the coefficient α takes a relatively large value is a gradation that easily causes unevenness when a dot pattern is formed on a recording medium by the image forming apparatus. That is, the coefficient α varies depending on the possibility of the occurrence of uneven stripes in the image formed by the dot pattern.

図19に、第四実施形態における階調値gと係数αとの関係の一例を示す。
ラインヘッドプリンタ等のインクジェットプリンタは、一般的に解像度に対応する画素サイズよりも大きいドットを形成する。例えば、1200×1200[dpi]の解像度の場合、各画素のサイズは約20×29[μm]となる。これに対し、インクジェットプリンタによるドットサイズは、φ=33〜36[μm]である。インクジェットプリンタは、画像の解像度に対する画素サイズより大きなドットサイズをとることで、形成されるドットが各画素を確実に内包するようにしている。
FIG. 19 shows an example of the relationship between the gradation value g and the coefficient α in the fourth embodiment.
Ink jet printers such as line head printers generally form dots larger than the pixel size corresponding to the resolution. For example, when the resolution is 1200 × 1200 [dpi], the size of each pixel is about 20 × 29 [μm]. On the other hand, the dot size by the ink jet printer is φ = 33 to 36 [μm]. The ink jet printer takes a dot size larger than the pixel size with respect to the resolution of the image, so that the formed dots surely contain each pixel.

このようなインクジェットプリンタのドットサイズの傾向は、前述の着弾ずれによるスジムラの生じやすさとドットパターンの階調値gとの相関に影響する。ドットパターンを形成したときに着弾ずれによりスジムラを生じやすい階調値gは各画像形成装置の記録素子の取り付け具合等の各種要素により異なる。ここで、各小区画間のドットパターンの均一性を確保することは、各記録素子間の使用頻度を均一化し、着弾ずれを生じさせる一部の記録素子の使用頻度が高くなることにより発生しやすくなるスジムラを低減させる効果を奏する。そこで、第四実施形態では、スジムラを生じやすい階調値gのときに係数αを大きくして各小区画間のドットの均一性の確保を優先する。図19では、階調値g=0.4のときに最もスジムラを生じやすい画像形成装置に対応した閾値マトリクス生成処理のための係数αを例示しているが、係数αの値は、画像形成装置がスジムラを生じやすい階調値gに応じる。   Such a tendency of the dot size of the ink-jet printer affects the correlation between the above-described unevenness due to landing deviation and the tone value g of the dot pattern. The gradation value g that is likely to cause unevenness due to landing deviation when a dot pattern is formed differs depending on various factors such as the mounting condition of the recording element of each image forming apparatus. Here, ensuring the uniformity of the dot pattern between the small sections is caused by equalizing the frequency of use between the recording elements and increasing the frequency of use of some of the recording elements that cause landing deviation. There is an effect of reducing the uneven streaks. Therefore, in the fourth embodiment, priority is given to ensuring the uniformity of dots between the small sections by increasing the coefficient α when the gradation value g is likely to cause unevenness. FIG. 19 illustrates the coefficient α for threshold matrix generation processing corresponding to an image forming apparatus that is most likely to cause unevenness when the gradation value g = 0.4. The apparatus responds to a gradation value g that is likely to cause uneven stripes.

以上、第四実施形態について記載した内容以外については、第四実施形態の構成及び処理内容は第一実施形態と同様である。   As mentioned above, except the content described about 4th embodiment, the structure and process content of 4th embodiment are the same as that of 1st embodiment.

第四実施形態によれば、スジムラを生じやすい階調値gの値に応じて係数αの値を変化させて、ドットの配置転換における各小区画間のドットの均一性に基づく評価を行う指標の影響度を調節する。これにより、スジムラを生じやすい階調値gに対応するドットパターンの生成に際して各小区画間のドット配置の均一性が高いドットパターンを生成することができ、スジムラの発生を好適に抑制することができる。   According to the fourth embodiment, the index α is changed based on the uniformity of the dots between the small sections in the dot rearrangement by changing the value of the coefficient α in accordance with the gradation value g that is likely to cause unevenness. Adjust the degree of influence. This makes it possible to generate a dot pattern with high uniformity of dot arrangement between the small sections when generating the dot pattern corresponding to the gradation value g that is likely to cause unevenness, and to suitably suppress the occurrence of unevenness. it can.

なお、スジムラの発生を抑止するために、第三実施形態で示した階調値gに応じて各小区画のX方向の画素幅mの値を異ならせることによる各小区画間のドット配置の均一性の強度調節を行ってもよい。つまり、スジムラを生じやすい階調値gのときに各小区画のX方向の画素幅mの値を小さくして各記録素子に対応する各小区画間のドット配置の均一性が高いドットパターンを生成することで、スジムラの発生を好適に抑制することができる。   In order to suppress the occurrence of uneven stripes, the dot arrangement between the small sections is made different by changing the value of the pixel width m in the X direction of each small section in accordance with the gradation value g shown in the third embodiment. The intensity of uniformity may be adjusted. In other words, when the gradation value g is likely to cause uneven stripes, the value of the pixel width m in the X direction of each small section is reduced to form a dot pattern with high uniformity of dot arrangement between the small sections corresponding to each recording element. By generating, generation | occurrence | production of a stripe unevenness can be suppressed suitably.

(量子化装置)
次に、前述の閾値マトリクス生成装置又は/及び閾値マトリクス生成方法により生成された閾値マトリクスを用いて量子化を行う量子化装置200について説明する。量子化装置200は、原画を構成する各画素におけるm(m≧3の整数)値の階調データをn値(m>nを満たす整数)に量子化する際に用いられる量子化装置である。また、量子化装置200は、記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、記録素子に対して相対的に搬送する際に、記録素子から記録材を記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置において入力画像を量子化する量子化装置である。
図20に、量子化装置200の構成をブロック図で示す。
量子化装置200は、入力部201、記憶部202、比較部203及び出力部204を有する。
(Quantizer)
Next, the quantization apparatus 200 that performs quantization using the threshold matrix generated by the threshold matrix generation apparatus and / or the threshold matrix generation method described above will be described. The quantizing device 200 is a quantizing device that is used when quantizing m-value (m ≧ 3) gradation data in each pixel constituting an original image into n values (an integer satisfying m> n). . The quantization device 200 records a recording material from the recording element when the recording medium is conveyed relative to the recording element in the conveying direction orthogonal to the recording element arrangement direction in which the recording elements are arranged. This is a quantizing device that quantizes an input image in an image forming apparatus that forms an image by being attached to a medium.
FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of the quantization apparatus 200.
The quantization device 200 includes an input unit 201, a storage unit 202, a comparison unit 203, and an output unit 204.

入力部201は、量子化処理を施す対象となる画像データを比較部203へ入力する。
記憶部202は、量子化画像としてのドットパターンを形成するための閾値マトリクスを記憶する。記憶部202が記憶する閾値マトリクスは、前述の閾値マトリクス生成方法を用いて生成された閾値マトリクスである。例えば、記憶部202が記憶する閾値マトリクスとして、前述の第一〜第四実施形態により生成された閾値マトリクスを用いることができる。
比較部203は、入力部201を介して入力された画像データの画素値と記憶部202に記憶された閾値マトリクスの閾値とを比較する。
出力部204は、比較部の比較結果に基づいて量子化画像データを生成出力する。
The input unit 201 inputs image data to be subjected to quantization processing to the comparison unit 203.
The storage unit 202 stores a threshold matrix for forming a dot pattern as a quantized image. The threshold value matrix stored in the storage unit 202 is a threshold value matrix generated using the threshold value matrix generation method described above. For example, as the threshold value matrix stored in the storage unit 202, the threshold value matrix generated according to the first to fourth embodiments described above can be used.
The comparison unit 203 compares the pixel value of the image data input via the input unit 201 and the threshold value matrix threshold value stored in the storage unit 202.
The output unit 204 generates and outputs quantized image data based on the comparison result of the comparison unit.

量子化装置200によれば、y方向に沿って設けられた各小区画間でほぼ均一なドット配置を有するドットパターンを生成することができる。このため、使用頻度の高い一部の記録素子が早期に消耗することによって画像形成装置の故障を生じさせることがあった従来の問題点を解決することができる。加えて、記録素子の消耗の度合いが各記録素子間でばらつくことで生じていたスジムラ等の画像形成品質の低下を抑制することができる。さらに、画像をずらす処理にかかる時間の浪費もなくなり、画像形成装置の処理性能を大幅に向上させることができる。   According to the quantization apparatus 200, it is possible to generate a dot pattern having a substantially uniform dot arrangement among the small sections provided along the y direction. For this reason, it is possible to solve a conventional problem that may cause a failure of the image forming apparatus due to early consumption of some frequently used recording elements. In addition, it is possible to suppress deterioration in image formation quality such as uneven stripes, which has occurred due to the degree of consumption of the recording elements varying between the recording elements. Furthermore, time is not wasted for the process of shifting the image, and the processing performance of the image forming apparatus can be greatly improved.

(画像形成装置)
次に、上述の量子化装置200を有する画像形成装置300について説明する。画像形成装置300は、原画を構成する各画素におけるm(m≧3の整数)値の階調データを入力画像データとし、当該入力画像データに基づいてn値(m>nを満たす整数)の階調を有する出力画像データを生成し、該出力画像データに基づいて画像を記録媒体上に形成する画像形成装置である。本実施形態の画像形成装置300の出力画像データは、量子化装置200が出力する量子化画像データである。
図21に、画像形成装置300の構成を示す。
図21に示すように、画像形成装置300は、量子化装置200、画像形成部301、搬送部302及び動作制御部303を有する。
画像形成部301は、量子化装置200から出力された量子化画像データに基づいて画像を記録媒体上に形成する。画像形成部301は、例えば図28に示すようなラインヘッドプリンタのプリントヘッドHを有する。
搬送部302は、例えば図28に示すような搬送ベルトBを有し、画像形成部301が有するプリントヘッドHの記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、記録素子に対して相対的に搬送する。
動作制御部303は、画像形成装置300の各部の動作を制御する。
画像形成装置300は、画像形成部301のプリントヘッドHの記録素子から記録材を記録メディア上に付着させることによって画像を形成する。量子化装置200によって出力される量子化画像データにおいて、少なくともドット率が0.5に対応した、x方向(記録素子配列方向)×y方向(搬送方向)=M×N[画素]のドットパターンは、ドットパターンをh×N[画素]の小区画に区切った場合における各小区画間のドット数の差異が、ドットパターンをM×hの小区画に区切った場合における各小区画間のドット数の差異に比して小さい。
(Image forming device)
Next, an image forming apparatus 300 having the above-described quantization apparatus 200 will be described. The image forming apparatus 300 uses, as input image data, m (m ≧ 3) gradation data in each pixel constituting the original image, and has n values (an integer satisfying m> n) based on the input image data. An image forming apparatus that generates output image data having gradation and forms an image on a recording medium based on the output image data. The output image data of the image forming apparatus 300 of this embodiment is quantized image data output from the quantization apparatus 200.
FIG. 21 shows the configuration of the image forming apparatus 300.
As illustrated in FIG. 21, the image forming apparatus 300 includes a quantization device 200, an image forming unit 301, a transport unit 302, and an operation control unit 303.
The image forming unit 301 forms an image on a recording medium based on the quantized image data output from the quantizing device 200. The image forming unit 301 includes a print head H of a line head printer as shown in FIG. 28, for example.
The conveyance unit 302 has a conveyance belt B as shown in FIG. 28, for example, and a recording medium is arranged in a conveyance direction orthogonal to the recording element arrangement direction in which the recording elements of the print head H included in the image forming unit 301 are arranged. The sheet is conveyed relative to the recording element.
The operation control unit 303 controls the operation of each unit of the image forming apparatus 300.
The image forming apparatus 300 forms an image by attaching a recording material from a recording element of the print head H of the image forming unit 301 onto a recording medium. In the quantized image data output by the quantization device 200, a dot pattern of x direction (printing element array direction) × y direction (transport direction) = M × N [pixel] corresponding to at least a dot rate of 0.5. Is the difference in the number of dots between each small section when the dot pattern is partitioned into h × N [pixel] small sections, and the dot between the small sections when the dot pattern is partitioned into M × h small sections. Small compared to the number difference.

本実施形態の画像形成装置300によれば、y方向に沿って設けられた各小区画間でほぼ均一なドット配置を有するドットパターンによる画像形成を行うことができる。このため、使用頻度の高い一部の記録素子が早期に消耗することによって画像形成装置の故障を生じさせることがあった従来の問題点を解決することができる。加えて、記録素子の消耗の度合いが各記録素子間でばらつくことで生じていたスジムラ等の画像形成品質の低下を抑制することができる。さらに、画像をずらす処理にかかる時間の浪費もなくなり、画像形成装置の処理性能を大幅に向上させることができる。   According to the image forming apparatus 300 of the present embodiment, it is possible to perform image formation with a dot pattern having a substantially uniform dot arrangement among the small sections provided along the y direction. For this reason, it is possible to solve a conventional problem that may cause a failure of the image forming apparatus due to early consumption of some frequently used recording elements. In addition, it is possible to suppress deterioration in image formation quality such as uneven stripes, which has occurred due to the degree of consumption of the recording elements varying between the recording elements. Furthermore, time is not wasted for the process of shifting the image, and the processing performance of the image forming apparatus can be greatly improved.

本発明の実施の形態は、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments of the present invention should be considered that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

例えば、閾値マトリクスの生成処理において、必ずしも、g=0からg=1までのドットパターンを積層する必要はない。たとえば、ドットパターンを形成する画像形成装置の物理的制約に基づき、量子化装置においての出力制限がg=Q(Q<1)であれば、メモリに保持しておく閾値も0<g≦Qまでの数値で構成された閾値のみで十分処理が可能となる。
この場合、g=0からg=Qまでをη階調分作成すると、閾値マトリクスの作成はg=0からg=Q−1/ηのドットパターンを積層すれば事足りる。
例えば、本実施形態の閾値マトリクス生成装置では、階調値g=0.5とし、階調値変化量δgによる階調値の加減算により0〜1の階調値に対応する各々のドットパターンを生成しているが、生成される各々のドットパターンの階調値は、0から所定の値Q(0.5≦Q≦1)までの範囲で任意に設定することができる。
For example, in the threshold matrix generation process, it is not always necessary to stack dot patterns from g = 0 to g = 1. For example, if the output limit in the quantizer is g = Q (Q <1) based on the physical restrictions of the image forming apparatus that forms the dot pattern, the threshold stored in the memory is also 0 <g ≦ Q. Sufficient processing can be performed with only the threshold value composed of the numerical values up to.
In this case, when g = 0 to g = Q are created for η gradations, it is sufficient to create a threshold matrix by stacking dot patterns from g = 0 to g = Q−1 / η.
For example, in the threshold value matrix generation device of this embodiment, the tone value g = 0.5, and each dot pattern corresponding to the tone value of 0 to 1 is added or subtracted by the tone value change amount δg. Although generated, the gradation value of each generated dot pattern can be arbitrarily set in a range from 0 to a predetermined value Q (0.5 ≦ Q ≦ 1).

また、前述の各実施形態の説明では、各小区画間のドットの均一性に基づく評価値であるAVE(a,b)に所定の係数αを乗算することにより、ドットパターン内におけるドットの集合及び隙間の解消と各小区画間のドットの均一性の確保とのバランスを取っているが、ドットパターン内におけるドットの集合及び隙間の有無に基づく評価を行う指標であるERR(x,y,g)に係数を掛けてドット配置転換におけるドットパターン内におけるドットの集合及び隙間の解消と各小区画間のドットの均一性の確保とのバランスを取ってもよい。ERR(x,y,g)とAVE(a,b)の双方に係数を掛けるようにしてもよい。つまり、少なくとも一方に対する係数によりドットパターン内におけるドットの集合及び隙間の解消と各小区画間のドットの均一性の確保とのバランスを取ることができれば足りる。   In the description of each embodiment described above, a set of dots in the dot pattern is obtained by multiplying AVE (a, b), which is an evaluation value based on the uniformity of dots between the small sections, by a predetermined coefficient α. And the elimination of the gap and the ensuring of the uniformity of the dots between the small sections, but ERR (x, y, g) may be multiplied by a coefficient to balance the collection of dots and gaps in the dot pattern in the dot arrangement change and ensuring the uniformity of the dots between the small sections. A coefficient may be applied to both ERR (x, y, g) and AVE (a, b). In other words, it is sufficient that a balance between elimination of a set of dots and gaps in the dot pattern and securing of uniformity of dots between the small sections can be achieved by a coefficient for at least one.

係数αが固定である各実施形態において、α=0.05以外の値をとってもよい。
図22は、係数α=0.01である場合の50%ドット率のドットパターンの所定の一方向(y方向)におけるドットの発生確率を当該所定の一方向に直交する他方向(x方向)に沿って示したグラフである。
図22に示すように、α=0.05の場合に限らず、本発明は各小区画間のドットの均一性を高める効果を奏する。また、係数αに対して階調値gやスジムラの生じやすさとの相関を持たせない場合であっても、係数αの値を適宜調節することにより、ドットパターン内におけるドットの集合及び隙間の解消と各小区画間のドットの均一性の確保とのバランスを取ることができる。
In each embodiment in which the coefficient α is fixed, a value other than α = 0.05 may be taken.
FIG. 22 shows the dot generation probability in a predetermined direction (y direction) of a dot pattern having a 50% dot rate when the coefficient α = 0.01 along another direction (x direction) orthogonal to the predetermined direction. It is the graph shown.
As shown in FIG. 22, the present invention is not limited to the case of α = 0.05, and the present invention has an effect of increasing the uniformity of dots between the small sections. Even if the coefficient α is not correlated with the gradation value g or the occurrence of uneven stripes, by appropriately adjusting the value of the coefficient α, a set of dots and gaps in the dot pattern can be obtained. It is possible to balance the elimination and ensuring the uniformity of the dots between the small sections.

前述の各実施形態ではコンピュータによるソフトウェア処理によって閾値マトリクスの生成処理を行っているが、専用の装置により行ってもよい。
また、閾値マトリクスの生成処理を行うコンピュータは、閾値マトリクスの生成処理以外の処理を行うこともできる。例えば、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータにより閾値マトリクスを生成してもよいし、MFP(Multifunction Peripheral)等の機器が備えているCPU等が行う一処理として閾値マトリクスの生成処理を行うようにしてもよい。
量子化装置200の各構成をコンピュータによるソフトウェア処理により実現してもよい。
In each of the above-described embodiments, the threshold matrix generation processing is performed by software processing by a computer, but may be performed by a dedicated device.
Further, a computer that performs threshold matrix generation processing can also perform processing other than threshold matrix generation processing. For example, a threshold matrix may be generated by a general-purpose computer such as a personal computer, or threshold matrix generation processing may be performed as one processing performed by a CPU or the like provided in a device such as an MFP (Multifunction Peripheral). .
Each configuration of the quantization device 200 may be realized by software processing by a computer.

また、ドット分散性評価値にMSE以外を用いてもよい。例えば、RAPSDに視覚感度曲線を掛け合わせ、周波数で積分したノイズ値を算出し、そのノイズ値が所定条件を満たす(例えば所定値未満となる等)場合にドットの配置交換を終了させるようにしてもよい。   Moreover, you may use other than MSE for a dot dispersibility evaluation value. For example, by multiplying RAPSD by a visual sensitivity curve and calculating a noise value integrated by frequency, the dot arrangement exchange is terminated when the noise value satisfies a predetermined condition (for example, less than a predetermined value). Also good.

11 CPU
12 RAM
13 ROM
14 ストレージデバイス
11 CPU
12 RAM
13 ROM
14 Storage devices

Claims (14)

記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置において入力画像を量子化するために用いられる閾値マトリクスを生成する閾値マトリクス生成方法であって、
所定サイズの画素領域において所定のドット数を有する第一のドットパターンに基づいて、前記画素領域に含まれる全画素に対してドットが形成される画素数の割合を示すドット率が0から1までの範囲内で前記第一のドットパターンのドット数を増加又は減少させた第二のドットパターンを生成する新ドットパターン生成工程と、
前記第二のドットパターンに含まれるドットを再配置した第三のドットパターンを得る再配置工程と、
所望のドット数のドットパターンを得るまで前記第三のドットパターンを前記第一のドットパターンとして前記新ドットパターン生成工程及び前記再配置工程を繰り返す繰り返し工程と、を有し、
前記再配置工程は、
前記第二のドットパターンと、所望の空間周波数を実現するために前記第二のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したドットパターンとの間の差分に基づくドットパターン評価値を、下記の数式(1)で表わされる誤差行列ERR(x,y,g)を前記閾値マトリクス内の各位置に対応させて算出するドットパターン評価値算出工程と、
前記所定サイズの画素領域を前記搬送方向に沿って区切って得られた複数の小区画について、各小区画のドット数の均一度を示す均一度評価値を前記小区画毎に形成されるドットが全て均一である場合に発生すべき前記小区画毎のドット数に対する前記小区画毎のドット数の過不足分を表す行列AVE(a,b)(ここで、aはxを小区画のX方向の画素数で除算したときの商の整数値、bはyを小区画のY方向の画素数で除算したときの商の整数値に対応)に基づいて算出する均一度評価値算出工程と、
ットの再配置において、ドットが形成されておらず、かつ、前記AVE(a,b)に対して所定の係数を乗算した値を前記ERR(x,y,g)に対して加算した値が最小となる画素を新たにドットを配置する位置に決定し、ドットが形成されていて、かつ、前記AVE(a,b)に対して所定の係数を乗算した値を前記ERR(x,y,g)に対して加算した値が最大となる画素をドットを削除する位置に決定するドット再配置位置決定工程と、
前記ドット再配置位置決定工程により決定された新たにドットを配置する位置にドットを配置するとともにドットを削除する位置からドットを削除して、前記第三のドットパターンのドットを再配置する再配置パターン生成工程と、
再配置された前記第三のドットパターンに対するドット分散性評価値を下記の数式(2)で表わされる評価値MSE(n)に基づいて算出するドット分散性評価値算出工程と、
再配置された前記第三のドットパターンのドット分散性評価値に基づいて、再配置後のMSE(n)が再配置前のMSE(n−1)よりも小さい場合は、前記ドットパターン評価値算出工程、前記均一度評価値算出工程、前記ドット再配置位置決定工程、前記再配置パターン生成工程及び前記ドット分散性評価値算出工程を繰り返し、再配置後のMSE(n)が再配置前のMSE(n−1)以上である場合は、繰り返さないようにして、繰り返すか否かを判定する再配置繰り返し判定工程と、
前記再配置繰り返し判定工程において繰り返すと判定された場合、再配置され前記第三のドットパターンを前記第二のドットパターンとする工程と、
を有することを特徴とする閾値マトリクス生成方法。
ここで、gは階調値、xは記録素子配列方向の画素の座標、yは記録メディアの搬送方向の画素の座標、p’(x,y,g)は、前記第二のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したパターンに対して逆フーリエ変換を適用して算出された実空間パターンである。
ここで、nはドット再配置の繰り返し回数、ERR(x,y,g)におけるp’(x,y,g)は、前記第三のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したパターンに対して逆フーリエ変換を適用して算出された実空間パターンである。
The recording element to the recording element array direction arranged recording medium immediately intersects the transport direction, when the relative conveyance to the recording element, to attach the recording material onto the recording medium from the recording element A threshold value matrix generation method for generating a threshold value matrix used for quantizing an input image in an image forming apparatus that forms an image by:
Based on a first dot pattern having a predetermined number of dots in a pixel area of a predetermined size, the dot rate indicating the ratio of the number of pixels in which dots are formed with respect to all the pixels included in the pixel area is from 0 to 1 A new dot pattern generation step of generating a second dot pattern in which the number of dots of the first dot pattern is increased or decreased within the range of
A rearrangement step of obtaining a third dot pattern in which dots included in the second dot pattern are rearranged;
And repeating the new dot pattern generation step and the rearrangement step with the third dot pattern as the first dot pattern until a dot pattern with a desired number of dots is obtained, and
The rearrangement step includes
A dot pattern evaluation value based on a difference between the second dot pattern and a dot pattern obtained by applying a predetermined filter process to the second dot pattern to realize a desired spatial frequency is expressed by the following formula ( A dot pattern evaluation value calculating step for calculating the error matrix ERR (x, y, g) represented by 1) corresponding to each position in the threshold value matrix;
For a plurality of small sections obtained by dividing the pixel area of the predetermined size along the transport direction, dots formed for each of the small sections have a uniformity evaluation value indicating the uniformity of the number of dots in each small section. A matrix AVE (a, b) representing the excess / deficiency of the number of dots per sub-compartment with respect to the number of dots per sub-compartment to be generated when all are uniform (where a is x in the X direction of the sub-compartment) A uniformity evaluation value calculating step of calculating based on an integer value of a quotient when dividing by the number of pixels of b, and b corresponding to an integer value of a quotient when y is divided by the number of pixels in the Y direction of the small section ,
In rearrangement of dot and not dot is formed, and, by adding the AVE (a, b) the value obtained by multiplying a predetermined coefficient to the ERR (x, y, g) with respect to A pixel having a minimum value is determined as a position where a new dot is to be arranged, and a value obtained by multiplying the AVE (a, b) by a predetermined coefficient when the dot is formed and the ERR (x, a dot rearrangement position determination step of determining a pixel having a maximum value added to y, g) as a position to delete dots;
Rearrangement that rearranges dots in the third dot pattern by arranging dots at positions where new dots are to be arranged determined by the dot rearrangement position determination step and deleting dots from positions where dots are deleted A pattern generation process;
A dot dispersibility evaluation value calculating step of calculating a dot dispersibility evaluation value for the rearranged third dot pattern based on an evaluation value MSE (n) represented by the following mathematical formula (2) ;
Based on the dot dispersibility evaluation value of the rearranged third dot pattern, when the MSE (n) after the rearrangement is smaller than the MSE (n−1) before the rearrangement, the dot pattern evaluation value The calculation step, the uniformity evaluation value calculation step, the dot rearrangement position determination step, the rearrangement pattern generation step, and the dot dispersibility evaluation value calculation step are repeated, and the MSE (n) after rearrangement is before the rearrangement. If it is greater than or equal to MSE (n-1), a rearrangement repetition determination step for determining whether or not to repeat without repeating,
If the is determined repeatedly in relocation repetition determining step, and the rearranged third dot pattern step of said second dot pattern,
A threshold value matrix generation method characterized by comprising:
Here, g is a gradation value, x is a pixel coordinate in the recording element array direction, y is a pixel coordinate in the recording medium conveyance direction, and p ′ (x, y, g) is the second dot pattern. It is a real space pattern calculated by applying inverse Fourier transform to a pattern subjected to a predetermined filter process.
Here, n is the number of repetitions of dot rearrangement, and p ′ (x, y, g) in ERR (x, y, g) is a pattern obtained by applying a predetermined filter process to the third dot pattern. It is a real space pattern calculated by applying an inverse Fourier transform.
前記MSE(n)の算出において、前記第三のドットパターンに対して適用される空間フィルタは、少なくとも低周波成分を通過させる空間周波数フィルタであることを特徴とする請求項1に記載の閾値マトリクス生成方法。 2. The threshold matrix according to claim 1 , wherein in the calculation of MSE (n), the spatial filter applied to the third dot pattern is a spatial frequency filter that passes at least a low-frequency component. Generation method. 前記MSE(n)の算出において、前記第三のドットパターンに対して適用される空間フィルタは、低周波成分を通過させる空間周波数フィルタであり、当該空間周波数フィルタを前記第三のドットパターンに対して適用して全周波数成分に対して積分することを特徴とする請求項1に記載の閾値マトリクス生成方法。 In the calculation of MSE (n), the spatial filter applied to the third dot pattern is a spatial frequency filter that passes a low-frequency component, and the spatial frequency filter is applied to the third dot pattern. The threshold value matrix generating method according to claim 1, wherein the threshold value matrix is integrated for all frequency components . 前記所定の係数は、前記ドットパターンに含まれるドット数によって異なることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の閾値マトリクス生成方法。4. The threshold value matrix generation method according to claim 1, wherein the predetermined coefficient differs depending on the number of dots included in the dot pattern. 5. 前記所定の係数は、前記ドットパターンに含まれるドット数が当該ドットパターンの画素数の半分であるときに最大となることを特徴とする請求項4に記載の閾値マトリクス生成方法。5. The threshold value matrix generation method according to claim 4, wherein the predetermined coefficient is maximized when the number of dots included in the dot pattern is half of the number of pixels of the dot pattern. 前記所定の係数は、前記ドットパターンにより形成された画像におけるスジムラの顕在化の可能性が大きいほど大きくなるように設定され、スジムラの顕在化の可能性の大小に応じて異なることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の閾値マトリクス生成方法。The predetermined coefficient is set so as to increase as the possibility of the occurrence of stripe unevenness in the image formed by the dot pattern increases, and varies depending on the possibility of the occurrence of stripe unevenness. The threshold value matrix production | generation method as described in any one of Claim 1 to 3. 前記小区画の前記一方向に直交する他方向に沿った画素幅は、前記ドットパターンのドット率が0.5で最小で0又は1に近いほど大きくなるように設定され、前記ドットパターンのドット率によって異なることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の閾値マトリクス生成方法。The pixel width along the other direction orthogonal to the one direction of the small section is set so as to increase as the dot rate of the dot pattern is 0.5 and as close to 0 or 1 as possible. The threshold value matrix generation method according to claim 1, wherein the threshold value matrix generation method varies depending on a rate. 前記小区画の前記一方向に直交する他方向に沿った画素幅は、前記ドットパターンに含まれるドット数が当該ドットパターンの画素数の半分であるときに最小となることを特徴とする請求項7に記載の閾値マトリクス生成方法。The pixel width along another direction orthogonal to the one direction of the small section is minimum when the number of dots included in the dot pattern is half of the number of pixels of the dot pattern. 8. The threshold value matrix generation method according to 7. 前記小区画の前記一方向に直交する他方向に沿った画素幅は前記ドットパターンにより形成された画像におけるスジムラの顕在化の可能性が大きいほど小さくなるように設定され、スジムラの顕在化の可能性の大小に応じて異なることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の閾値マトリクス生成方法。The pixel width along the other direction orthogonal to the one direction of the small section is set so as to be smaller as the possibility of the occurrence of the stripe unevenness in the image formed by the dot pattern is increased, and the occurrence of the stripe unevenness is possible. The threshold value matrix generation method according to claim 1, wherein the threshold value matrix generation method varies depending on the magnitude of the sex. 前記小区画の前記一方向に直交する他方向に沿った画素幅は1又はドットパターンの他方向の幅の約数であることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の閾値マトリクス生成方法。The pixel width along the other direction orthogonal to the one direction of the small section is 1 or a divisor of the width of the dot pattern in the other direction, according to any one of claims 1 to 9. Threshold matrix generation method. 記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置において入力画像を量子化するために用いられる閾値マトリクスを生成する閾値マトリクス生成装置であって、When a recording medium is transported relative to the recording element in a transport direction orthogonal to the recording element array direction in which the recording elements are arrayed, a recording material is attached to the recording medium from the recording element. A threshold value matrix generating device for generating a threshold value matrix used for quantizing an input image in an image forming device that forms an image by:
所定サイズの画素領域において所定のドット数を有する第一のドットパターンに基づいて、前記画素領域に含まれる全画素に対してドットが形成される画素数の割合を示すドット率が0から1までの範囲内で前記第一のドットパターンのドット数を増加又は減少させた第二のドットパターンを生成し、前記第二のドットパターンに含まれるドットを再配置した第三のドットパターンを得、所望のドット数のドットパターンを得るまで前記第三のドットパターンを前記第一のドットパターンとして前記第二のドットパターンの生成及び前記第三のドットパターンを得る処理を繰り返す制御部を有し、Based on a first dot pattern having a predetermined number of dots in a pixel area of a predetermined size, the dot rate indicating the ratio of the number of pixels in which dots are formed with respect to all the pixels included in the pixel area is from 0 to 1 Generating a second dot pattern in which the number of dots of the first dot pattern is increased or decreased within the range, obtaining a third dot pattern in which the dots included in the second dot pattern are rearranged, A controller that repeats the generation of the second dot pattern and the process of obtaining the third dot pattern using the third dot pattern as the first dot pattern until a dot pattern having a desired number of dots is obtained;
前記第三のドットパターンを得る処理において、前記制御部は、前記第二のドットパターンと、所望の空間周波数を実現するために前記第二のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したドットパターンとの間の差分に基づくドットパターン評価値を、下記の数式(1)で表わされる誤差行列ERR(x,y.g)を前記閾値マトリクス内の各位置に対応させて算出し、前記所定サイズの画素領域を前記搬送方向に沿って区切って得られた複数の小区画について各小区画のドット数の均一度を示す均一度評価値を前記小区画毎に形成されるドットが全て均等である場合に発生すべき前記小区画毎のドット数に対する前記小区画毎のドット数の過不足分を表す行列AVE(a,b)(ここで、aはxを小区画のX方向の画素数で除算したときの商の整数値、bはyを小区画のY方向の画素数で除算したときの商の整数値に対応)に基づいて算出し、ドットの再配置において、ドットが形成されておらず、かつ、前記AVE(a,b)に対して所定の係数を乗算した値を前記ERR(x,y,g)に対して加算した値が最小となる画素を新たにドットを配置する位置に決定し、ドットが形成されていて、かつ、前記AVE(a,b)に対して所定の係数を乗算した値を前記ERR(x,y,g)に対して加算した値が最大となる画素をドットを削除する位置に決定し、決定された新たにドットを配置する位置にドットを配置するとともにドットを削除する位置からドットを削除して、前記第三のドットパターンのドットを再配置し、再配置された前記第三のドットパターンに対するドット分散性評価値を下記の数式(2)で表わされる評価値MSE(n)に基づいて算出し、再配置された前記第三のドットパターンのドット分散性評価値に基づいて、再配置後のMSE(n)が再配置前のMSE(n−1)よりも小さい場合は、前記ドットパターン評価値の算出、前記均一度評価値の算出、新たにドットを配置する位置及びドットを削除する位置の決定、前記第三のドットパターンのドットの再配置及び前記ドット分散性評価値の算出を繰り返し、再配置後のMSE(n)が再配置前のMSE(n−1)以上である場合は、繰り返さないようにして、繰り返すか否かを判定し、繰り返すと判定された場合は再配置された前記第三のドットパターンを前記第二のドットパターンとすることを特徴とする閾値マトリクス生成装置。In the process of obtaining the third dot pattern, the control unit includes the second dot pattern, a dot pattern obtained by performing a predetermined filter process on the second dot pattern to achieve a desired spatial frequency, The dot pattern evaluation value based on the difference between the two is calculated by associating the error matrix ERR (x, y.g) represented by the following formula (1) with each position in the threshold matrix, When the dots formed for each of the small sections are even for a plurality of small sections obtained by dividing the pixel area along the transport direction, the uniformity evaluation value indicating the uniformity of the number of dots in each of the small sections Matrix AVE (a, b) representing the excess or deficiency of the number of dots for each small section with respect to the number of dots for each small section to be generated in (where a is x divided by the number of pixels in the X direction of the small section When An integer value of the quotient, b is calculated based on the integer value of the quotient when y is divided by the number of pixels in the Y direction of the small section), and dots are not formed in the rearrangement of dots, and Then, a pixel obtained by adding a value obtained by multiplying the AVE (a, b) by a predetermined coefficient to the ERR (x, y, g) is determined as a position where a new dot is to be arranged. A pixel having a maximum value obtained by adding a value obtained by multiplying the AVE (a, b) by a predetermined coefficient to the ERR (x, y, g) in which a dot is formed. Is determined at the position to delete, the dot is arranged at the determined position to newly arrange the dot, the dot is deleted from the position to delete the dot, the dots of the third dot pattern are rearranged, Dosage for the arranged third dot pattern The dispersibility evaluation value is calculated based on the evaluation value MSE (n) represented by the following formula (2), and after the rearrangement based on the dot dispersibility evaluation value of the rearranged third dot pattern If the MSE (n) of the image is smaller than the MSE (n−1) before the rearrangement, the dot pattern evaluation value is calculated, the uniformity evaluation value is calculated, and the position and dot at which the dot is newly arranged are deleted. When position determination, dot rearrangement of the third dot pattern, and calculation of the dot dispersibility evaluation value are repeated, and MSE (n) after rearrangement is greater than or equal to MSE (n-1) before rearrangement Determines whether or not to repeat without repeating, and if it is determined to repeat, the rearranged third dot pattern is used as the second dot pattern. apparatus.
ここで、gは階調値、xは記録素子配列方向の画素の座標、yは記録メディアの搬送方向の画素の座標、p’(x,y,g)は、前記第二のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したパターンに対して逆フーリエ変換を適用して算出された実空間パターンである。Here, g is a gradation value, x is a pixel coordinate in the recording element array direction, y is a pixel coordinate in the recording medium conveyance direction, and p ′ (x, y, g) is the second dot pattern. It is a real space pattern calculated by applying inverse Fourier transform to a pattern subjected to a predetermined filter process.
ここで、nはドット再配置の繰り返し回数、ERR(x,y,g)におけるp’(x,y,g)は、前記第三のドットパターンに所定のフィルタ処理を施したパターンに対して逆フーリエ変換を適用して算出された実空間パターンである。Here, n is the number of repetitions of dot rearrangement, and p ′ (x, y, g) in ERR (x, y, g) is a pattern obtained by applying a predetermined filter process to the third dot pattern. It is a real space pattern calculated by applying an inverse Fourier transform.
記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際に、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置において入力画像を量子化するために用いられる閾値マトリクスであって、When a recording medium is transported relative to the recording element in a transport direction orthogonal to the recording element array direction in which the recording elements are arrayed, a recording material is attached to the recording medium from the recording element. A threshold value matrix used to quantize an input image in an image forming apparatus that forms an image,
前記閾値マトリクスは、複数のドットパターンを、各々のドットパターンを構成する画素毎に足し合わせることによって生成された閾値マトリクスであって、The threshold matrix is a threshold matrix generated by adding a plurality of dot patterns for each pixel constituting each dot pattern,
前記複数のドットパターンは、それぞれが複数の画素から構成される所定の画素領域において当該画素領域に含まれる全画素に対してドットが形成される画素数の割合を示すドット率に対応した数のドットを有するドットパターンであって、かつ、所定のドット率を有する初期ドットパターンよりもドット率を大きくする場合、初期ドットパターンにあるドット配置については変更せずに追加のドットを付加し、初期ドットパターンよりもドット率を小さくする場合、初期ドットパターンにあるドットが形成されない画素の配置については変更せずにドットを削除してドットが形成されない画素を増やす条件下で作成された0から所定の値までの各々の前記ドット率に対応する各々のドットパターンであり、  The plurality of dot patterns is a number corresponding to a dot rate indicating a ratio of the number of pixels in which dots are formed with respect to all pixels included in the pixel region in a predetermined pixel region each composed of a plurality of pixels. When the dot pattern is a dot pattern and the dot ratio is larger than the initial dot pattern having a predetermined dot ratio, additional dots are added without changing the dot arrangement in the initial dot pattern. When the dot rate is made smaller than the dot pattern, the pixel arrangement in which the dots in the initial dot pattern are not formed is not changed, and the dot is deleted, and the predetermined value is set from 0 created under the condition that the number of pixels in which dots are not formed is increased. Each dot pattern corresponding to each dot rate up to a value of
前記所定の画素領域は、前記記録素子配列方向及び前記搬送方向に沿って配置された複数の画素を有する画素領域であり、The predetermined pixel region is a pixel region having a plurality of pixels arranged along the recording element array direction and the transport direction,
前記各々のドットパターンのうち少なくともドット率が0.5に対応したドットパターンは、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素幅を有する複数の第一の小区画に分割したときに各々の第一の小区画に含まれるドット数の差異が、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有する複数の第二の小区画に分割したときに各々の小区画に含まれるドット数の差異に比して小さいことを特徴とする閾値マトリクス。A dot pattern corresponding to at least a dot rate of 0.5 among the respective dot patterns has a predetermined pixel width that is smaller than the total number of pixels along the recording element arrangement direction in the pixel area of the dot pattern. And the difference in the number of dots included in each of the first subsections when divided into a plurality of first subsections having the entire pixel width along the transport direction of the pixel area, A plurality of dot patterns having a total pixel width along the recording element arrangement direction of the pixel area of the dot pattern and a predetermined pixel width smaller than the total number of pixels along the transport direction of the pixel area The threshold value matrix characterized by being small compared with the difference of the number of dots contained in each small division when it divides | segments into this 2nd small division.
記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際に、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置において入力画像を量子化する量子化装置であって、When a recording medium is transported relative to the recording element in a transport direction orthogonal to the recording element array direction in which the recording elements are arrayed, a recording material is attached to the recording medium from the recording element. A quantization apparatus that quantizes an input image in an image forming apparatus that forms an image,
閾値マトリクスを記憶する記憶部と、A storage unit for storing a threshold matrix;
前記入力画像データの画素値と前記記憶部に記憶された閾値マトリクスの閾値とを比較する比較部と、A comparison unit that compares a pixel value of the input image data with a threshold value of a threshold value matrix stored in the storage unit;
前記比較部の比較結果に基づいて前記出力画像データを生成して出力する出力部とを有し、An output unit that generates and outputs the output image data based on a comparison result of the comparison unit;
前記閾値マトリクスは、複数のドットパターンを、各々のドットパターンを構成する画素毎に足し合わせることによって生成された閾値マトリクスであって、The threshold matrix is a threshold matrix generated by adding a plurality of dot patterns for each pixel constituting each dot pattern,
前記複数のドットパターンは、それぞれが複数の画素から構成される所定の画素領域において当該画素領域に含まれる全画素に対してドットが形成される画素数の割合を示すドット率に対応した数のドットを有するドットパターンであって、かつ、所定のドット率を有する初期ドットパターンよりもドット率を大きくする場合、初期ドットパターンにあるドット配置については変更せずに追加のドットを付加し、初期ドットパターンよりもドット率を小さくする場合、初期ドットパターンにあるドットが形成されない画素の配置については変更せずにドットを削除してドットが形成されない画素を増やす条件下で作成された0から所定の値までの各々の前記ドット率に対応する各々のドットパターンであり、  The plurality of dot patterns is a number corresponding to a dot rate indicating a ratio of the number of pixels in which dots are formed with respect to all pixels included in the pixel region in a predetermined pixel region each composed of a plurality of pixels. When the dot pattern is a dot pattern and the dot ratio is larger than the initial dot pattern having a predetermined dot ratio, additional dots are added without changing the dot arrangement in the initial dot pattern. When the dot rate is made smaller than the dot pattern, the pixel arrangement in which the dots in the initial dot pattern are not formed is not changed, and the dot is deleted, and the predetermined value is set from 0 created under the condition that the number of pixels in which dots are not formed is increased. Each dot pattern corresponding to each dot rate up to a value of
前記所定の画素領域は、前記記録素子配列方向及び前記搬送方向に沿って配置された複数の画素を有する画素領域であり、The predetermined pixel region is a pixel region having a plurality of pixels arranged along the recording element array direction and the transport direction,
前記各々のドットパターンのうち少なくともドット率が0.5に対応したドットパターンは、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素幅を有する複数の第一の小区画に分割したときに各々の第一の小区画に含まれるドット数の差異が、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有する複数の第二の小区画に分割したときに各々の小区画に含まれるドット数の差異に比して小さいことを特徴とする量子化装置。A dot pattern corresponding to at least a dot rate of 0.5 among the respective dot patterns has a predetermined pixel width that is smaller than the total number of pixels along the recording element arrangement direction in the pixel area of the dot pattern. And the difference in the number of dots included in each of the first subsections when divided into a plurality of first subsections having the entire pixel width along the transport direction of the pixel area, A plurality of dot patterns having a total pixel width along the recording element arrangement direction of the pixel area of the dot pattern and a predetermined pixel width smaller than the total number of pixels along the transport direction of the pixel area A quantization apparatus characterized by being smaller than the difference in the number of dots contained in each small section when divided into the second small sections.
記録素子が配列された記録素子配列方向に対して直交する搬送方向に記録メディアを、前記記録素子に対して相対的に搬送する際に、前記記録素子から記録材を前記記録メディア上に付着させることによって画像を形成する画像形成装置であって、When a recording medium is transported relative to the recording element in a transport direction orthogonal to the recording element array direction in which the recording elements are arrayed, a recording material is attached to the recording medium from the recording element. An image forming apparatus for forming an image by
閾値マトリクスを記憶する記憶部と、A storage unit for storing a threshold matrix;
前記入力画像データの画素値と前記記憶部に記憶された閾値マトリクスの閾値とを比較する比較部と、A comparison unit that compares a pixel value of the input image data with a threshold value of a threshold value matrix stored in the storage unit;
前記比較部の比較結果に基づいて前記出力画像データを生成して出力する出力部とを有し入力画像を量子化する量子化装置と、A quantizing device that quantizes an input image having an output unit that generates and outputs the output image data based on a comparison result of the comparing unit;
前記量子化装置によって出力された出力画像データに基づいて画像を記録媒体上に形成する画像形成部とを有し、An image forming unit that forms an image on a recording medium based on output image data output by the quantization device;
前記閾値マトリクスは、複数のドットパターンを、各々のドットパターンを構成する画素毎に足し合わせることによって生成された閾値マトリクスであって、The threshold matrix is a threshold matrix generated by adding a plurality of dot patterns for each pixel constituting each dot pattern,
前記複数のドットパターンは、それぞれが複数の画素から構成される所定の画素領域において当該画素領域に含まれる全画素に対してドットが形成される画素数の割合を示すドット率に対応した数のドットを有するドットパターンであって、かつ、所定のドット率を有する初期ドットパターンよりもドット率を大きくする場合、初期ドットパターンにあるドット配置については変更せずに追加のドットを付加し、初期ドットパターンよりもドット率を小さくする場合、初期ドットパターンにあるドットが形成されない画素の配置については変更せずにドットを削除してドットが形成されない画素を増やす条件下で作成された0から所定の値までの各々の前記ドット率に対応する各々のドットパターンであり、The plurality of dot patterns is a number corresponding to a dot rate indicating a ratio of the number of pixels in which dots are formed with respect to all pixels included in the pixel region in a predetermined pixel region each composed of a plurality of pixels. When the dot pattern is a dot pattern and the dot ratio is larger than the initial dot pattern having a predetermined dot ratio, additional dots are added without changing the dot arrangement in the initial dot pattern. When the dot rate is made smaller than the dot pattern, the pixel arrangement in which the dots in the initial dot pattern are not formed is not changed, and the dot is deleted, and the predetermined value is set from 0 created under the condition that the number of pixels in which dots are not formed is increased. Each dot pattern corresponding to each dot rate up to a value of
前記所定の画素領域は、前記記録素子配列方向及び前記搬送方向に沿って配置された複数の画素を有する画素領域であり、The predetermined pixel region is a pixel region having a plurality of pixels arranged along the recording element array direction and the transport direction,
前記各々のドットパターンのうち少なくともドット率が0.5に対応したドットパターンは、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素幅を有する複数の第一の小区画に分割したときに各々の第一の小区画に含まれるドット数の差異が、当該ドットパターンを当該ドットパターンの画素領域の前記記録素子配列方向に沿った全画素幅を有し、かつ、当該画素領域の前記搬送方向に沿った全画素数よりも小さい所定の画素幅を有する複数の第二の小区画に分割したときに各々の小区画に含まれるドット数の差異に比して小さいことを特徴とする画像形成装置。A dot pattern corresponding to at least a dot rate of 0.5 among the respective dot patterns has a predetermined pixel width that is smaller than the total number of pixels along the recording element arrangement direction in the pixel area of the dot pattern. And the difference in the number of dots included in each of the first subsections when divided into a plurality of first subsections having the entire pixel width along the transport direction of the pixel area, A plurality of dot patterns having a total pixel width along the recording element arrangement direction of the pixel area of the dot pattern and a predetermined pixel width smaller than the total number of pixels along the transport direction of the pixel area An image forming apparatus characterized by being smaller than the difference in the number of dots contained in each of the small sections when divided into the second small sections.
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