JP6056433B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は画像処理装置に関し、特にハーフトーニング技術に関する。

従来、プリンター、ファクシミリ、複写機、複合機等の印刷機能を備えた画像処理装置におけるハーフトーニング技術が知られている。ハーフトーニングでは、インク滴のサイズを制御する信号や感光体に潜像を形成するレーザーのパルス幅を制御する信号としての出力階調値に入力階調値を変換する。出力階調値の階調数は入力階調値の階調数よりも少ないため、所定面積の連続領域を用いることで出力階調値の階調数よりも多い階調数が擬似的に表現される。例えば、特許文献１、２に記載されているように、所定面積の連続領域内の座標毎に、入力階調値から出力階調値への変換パターンを異ならせることにより、ドットごとの出力階調数よりも多い階調数を擬似的に表現することができる。

特開２００２−３６９００１号公報 特開２００３−１６２７１７号公報

ところで入力階調値を出力階調値に変換する処理は、一般に、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の高速な専用回路によってなされる。また入力階調値を出力階調値に変換するためのデータテーブルはＳＲＡＭ等の高速に読み出し可能なメモリに格納される。階調を擬似的に表現する連続領域の面積と変換パターンの種類を増やすほど、擬似的に表現可能な階調数は増大するが、入力階調値を出力階調値に変換するためのデータテーブルの容量も大きくなる。また、機種毎にハーフトーニングの仕様とメモリサイズを最適化するために、機種毎にハーフトーニングのための専用回路を用意すると、専用回路の開発製造コストが増大するという問題がある。

本発明は、所定面積の連続領域内の座標毎に入力階調値から出力階調値への変換パターンを異ならせることによりドットごとの出力階調数よりも多い階調数を擬似的に表現するハーフトーニングのための専用回路を、出力階調値の階調数が異なる機種間で共通化しつつ、機種毎に最適化することを目的の１つとする。

（１）上記目的を達成するための画像処理装置は、所定面積の連続領域を構成するスクリーン内の各座標について、対応する階調変換パターンを示すインデックスをハーフトーンレベル毎に保持するとともに、各出力階調値に対応する入力階調値の閾値の集合を、前記インデックス毎、前記ハーフトーンレベル毎に保持する第一記憶手段と、複数の前記ハーフトーンレベルのいずれかを取得するハーフトーンレベル取得手段と、前記第一の記憶手段より高速に読み出し可能な第二記憶手段と、前記第二記憶手段の互いに異なる前記スクリーン内座標に対応するそれぞれのアドレス領域に、前記取得したハーフトーンレベルに対応する前記インデックスを格納するとともに、前記第二記憶手段に、前記取得したハーフトーンレベルに対応する前記入力階調値の閾値の集合を格納するテーブル設定手段と、印刷対象画像データを構成する画素毎に前記入力階調値を取得する入力階調値取得手段と、前記入力階調値を取得した前記画素の位置に対応する前記インデックスを前記第二記憶手段から取得するインデックス取得手段と、前記第二記憶手段の前記取得したインデックスに対応する前記入力階調値の閾値の集合に基づいて、前記取得した入力階調値を、対応する前記出力階調値に変換する階調変換手段と、を備え、対応する前記出力階調値の階調数が相対的に少ない前記ハーフトーンレベルである低階調レベルに対応する場合、前記インデックスの数を相対的に多くする。

本発明によると、階調数が相対的に少ない出力階調値を入力とする印刷手段が備わる場合と、階調数が相対的に多い出力階調値を入力とする印刷手段が備わる場合とにおいて、ハーフトーニングのための専用回路を共通化することができる。また本発明によると、階調数が相対的に少ない出力階調値を入力とする印刷手段が備わる場合には、階調変換パターンの数が相対的に多くなり、階調数が相対的に多い出力階調値を入力とする印刷手段が備わる場合には、階調変換パターンの数が相対的に少なくなるため、ハーフトーニングのための専用回路を機種毎に最適化することができる。具体的には、階調数が相対的に多い出力階調値を入力とする印刷手段が備わる場合には、入力階調値の閾値の数がインデックス毎に相対的に多くなる一方でインデックスの数が相対的に少なくなる。したがって、階調数が相対的に多い出力階調値を入力とする印刷手段が備わる場合には、入力階調値の閾値の数の全体としての増加分を、インデックス毎の入力階調値の閾値の数の増加分よりも、抑制することができる。また、階調数が相対的に少ない出力階調値を入力とする印刷手段が備わる場合には、入力階調値の閾値の数がインデックス毎に相対的に少なくなる一方でインデックスの数が相対的に多くなる。したがって、階調数が相対的に少ない出力階調値を入力とする印刷手段が備わる場合でも、入力階調値の閾値の数の全体としての増加分を、インデックスの数の増加分よりも、抑制することができる。その結果、入力階調値の閾値を保持する第二記憶手段を機種毎に効率よく利用することができる。

（２）例えば画像と文字のように、印刷対象画像データの画像種別毎に異なる階調値の変換パターンを適用すると、印刷画質を向上させることができる一方で、画像種別毎に入力階調値の閾値を保持するための第二記憶手段の容量が増大する。

そこで、上記目的を達成するための画像処理装置において、前記印刷対象画像データの画像種別を取得する手段をさらに備え、前記第一記憶手段は、前記画像種別毎に前記インデックスの集合を保持するとともに、前記低階調レベルについては、各出力階調値に対応する入力階調値の閾値の集合を、前記インデックス毎、前記画像種別毎に保持し、前記テーブル設定手段は、前記ハーフトーンレベルとして前記低階調レベルを取得した場合、前記画像種別毎に異なる前記第二記憶手段のアドレス領域に、前記インデックスの集合と、前記低階調レベルに対応する前記入力階調値の閾値の集合とを格納し、前記インデックス取得手段は、前記入力階調値を取得した前記画素に対応する前記インデックスを前記第二記憶手段の前記取得した画像種別に対応するアドレス領域から取得し、前記階調変換手段は、前記ハーフトーンレベルとして前記低階調レベルを取得した場合、前記第二記憶手段の前記取得したインデックスと前記取得した画像種別に対応するアドレス領域に格納された前記入力階調値の閾値の集合とに基づいて、前記取得した入力階調値を、対応する前記出力階調値に変換してもよい。

この構成を採用することにより、階調数が相対的に少ない出力階調値を入力とする印刷手段が備わる場合には、入力階調値の閾値の数が画像種別毎に相対的に少なくなる一方で画像種別に応じた階調変換パターンを適用することができる。したがって、階調数が相対的に少ない出力階調値を入力とする印刷手段が備わる場合でも、画質を向上させることができる。

（３）上記目的を達成するための画像処理装置において、前記階調変換手段は、前記出力階調数が相対的に多く前記インデックスの数が相対的に少ない前記ハーフトーンレベルである高階調レベルに対応する前記入力階調値の閾値の集合のそれぞれと前記入力階調値とを比較する第一比較器と、前記低階調レベルに対応する前記入力階調値の閾値の集合のそれぞれと前記入力階調値とを比較する第二比較器と、前記取得したハーフトーンレベルに応じて前記第一比較器の出力と前記第二比較器の出力のいずれかを選択するセレクタと、を備えてもよい。

（４）上記目的を達成するための画像処理装置において、前記テーブル設定手段は、前記第二記憶手段の互いに異なる前記インデックスに対応するそれぞれのアドレス領域に、前記取得したハーフトーンレベルに対応する前記入力階調値の閾値の集合を格納し、前記階調変換手段は、前記第二記憶手段の前記取得したインデックスに対応するアドレス領域に格納された前記入力階調値の閾値の集合に基づいて、前記取得した入力階調値を、対応する前記出力階調値に変換してもよい。

なお、請求項に記載された各手段の機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、又はそれらの組み合わせにより実現される。また、これら各手段の機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。さらに、本発明は方法の発明としても、コンピュータープログラムの発明としても、コンピュータープログラムの記録媒体の発明としても成立する。むろん、そのコンピュータープログラムの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体であってもよい。

本発明の実施形態にかかるブロック図。 本発明の実施形態にかかる模式図。 本発明の実施形態にかかる模式図。 本発明の実施形態にかかるブロック図。 本発明の実施形態にかかるブロック図。 本発明の実施形態にかかるブロック図。 本発明の実施形態にかかるブロック図。 本発明の実施形態にかかるデータ構造図。 本発明の実施形態にかかるデータ構造図。 本発明の実施形態にかかるフローチャート。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
１．画像処理装置の概要
図１に本発明の一実施例としての画像処理装置１の構成を示す。画像処理装置１は、レーザー方式の印刷部１９を備えるプリンターである。

インタフェース１１は、図示しないＬＡＮ等を介してＰＣ（Personal Computer）等の情報端末と通信することにより、印刷対象画像データを取得してＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）１３に格納する。

第一記憶手段としてのＲＯＭ１２には、図示しないＯＳ（Operating System）と印刷制御プログラム１２ｂの他、後述するハーフトーニング処理部１７を設定するための初期設定プログラム１２ａと各種のデータが格納されている。ハーフトーニング処理部１７を設定するためのデータには、高階調画像インデックステーブル値１２ｃ、高階調文字インデックステーブル値１２ｄ、低階調画像インデックステーブル値１２ｅ、低階調文字インデックステーブル値１２ｆ、高階調閾値テーブル値１２ｇ、低階調画像閾値テーブル値１２ｈおよび低階調文字閾値テーブル値１２ｉが含まれる。これらのテーブル値の詳細は後述する。

ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４は、印刷制御プログラム１２ｂを実行することにより印刷制御手段として機能し、初期設定プログラム１２ａを実行することによりハーフトーンレベル取得手段およびテーブル設定手段として機能する。
操作部１６は、ＣＰＵ１４がハーフトーンレベル取得手段、テーブル設定手段および印刷制御手段として機能するときにユーザーからの指示を入力するための各種のキーを備えている。
表示部１５は、ＣＰＵ１４が初期設定手段および印刷制御手段として機能するときにＵＩを表示するためのＦＤＰ（Flat Display Panel）を備えている。

入力階調値取得手段、インデックス取得手段および階調変換手段としてのハーフトーニング処理部１７は、第二記憶手段としてのＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）１７ａを含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。ＳＲＡＭ１７ａは、高階調画像インデックステーブル値１２ｃおよび高階調文字インデックステーブル値１２ｄ、あるいは、低階調画像インデックステーブル値１２ｅおよび低階調文字インデックステーブル値１２ｆが格納されるアドレス領域であるインデックステーブル１７１と、高階調閾値テーブル値１２ｇ、あるいは、低階調画像閾値テーブル値１２ｈおよび低階調文字閾値テーブル値１２ｉが格納されるアドレス領域である閾値テーブル１７４とを含む。ハーフトーニング処理部１７は、ＤＲＡＭ１３に格納された印刷対象画像データから画素毎に入力階調値と座標（位置）を取得し、取得した入力階調値を、インデックステーブル１７１および閾値テーブル１７４を用いて、出力階調値に変換して出力する。

印刷部１９は、ハーフトーニング処理部１７から出力される出力階調値を入力として、出力階調値に対応するパルス幅のレーザーを感光体に照射することにより感光体に静電潜像を形成する。また印刷部１９は、感光体の静電潜像にトナーを付着させ、感光体に付着したトナーを印刷媒体に転写することにより画像を形成する。画像処理装置１においては、レーザーのパルス幅の段階数（出力階調値の階調数）が互いに異なる複数種類の印刷ユニットのいずれかで印刷部１９を構成することができる。本実施例では、レーザーのパルス幅の段階数が１６である低階調印刷ユニット、レーザーのパルス幅の段階数が６４である高階調印刷ユニットのいずれかが実装されるものとする。

２．ハーフトーニング部の概要
ハーフトーニング処理部１７は、ハーフトーンレベルに応じたモードで作動する。図２は、レーザーのパルス幅の段階数が６４である高階調印刷ユニットが印刷部１９として実装される場合におけるハーフトーニング処理部１７の作動概要を説明するための模式図である。図３はレーザーのパルス幅の段階数が１６である低階調印刷ユニットが印刷部１９として実装される場合におけるハーフトーニング処理部１７の作動概要を説明するための模式図である。図２、図３においては、インデックステーブル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのスクリーンサイズ（後述）と、それぞれ異なるインデックスに対応する閾値テーブル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉの数がハーフトーニング処理部１７において扱うものよりも小さく示されているが、ここでは理解を容易にするために、図２、図３に示されたインデックステーブルのスクリーンサイズと閾値テーブルの数を用いてハーフトーニング処理部１７の作動概要を説明する。

インデックステーブル２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、所定面積の連続領域であるスクリーンを構成する座標（スクリーン内座標）毎に異なるアドレス領域に、対応する階調変換パターンを示すインデックスを保持したデータテーブルである。すなわちインデックステーブルは、特定のスクリーン内座標に対応するアドレス領域に当該スクリーン内座標に対応するインデックスを保持している。階調変換パターンは、出力階調値毎に、対応する入力階調値の閾値を定めた閾値テーブル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉによって規定されている。ここで、インデックス「１」から「６」の実体はＳＲＡＭ１７ａの閾値テーブル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉとしてのアドレス領域を示すアドレスそのものであるが、それらのアドレスを特定可能な識別子であってもよい。

図２に示す高階調画像用インデックステーブル２１ａおよび高階調文字用インデックステーブル２２ｂは３×３の連続領域を構成する９個のスクリーン内座標のそれぞれについて１、２または３のインデックスを保持している。図３に示す低階調画像用インデックステーブル２１ｃおよび高階調文字用インデックステーブル２１ｄは、５×５の連続領域を構成する２５個のスクリーン内座標のそれぞれについて１、２、３、４、５または６のインデックスを保持している。画像用インデックステーブル２１ａ、２２ｃにおいては、階調ジャンプによる画質低下を抑制するようにスクリーン内座標のそれぞれについてインデックス（すなわち閾値テーブルによって決まる階調変換パターン）が定められている。また文字用インデックステーブル２１ｂ、２１ｄにおいては、輪郭のにじみによる画質低下を抑制するようにスクリーン内座標のそれぞれについてインデックス（すなわち閾値テーブルによって決まる階調変換パターン）が定められている。

ここでインデックステーブルに対応するスクリーン内座標の数、すなわちインデックステーブルに対応する連続領域の面積をスクリーンサイズというものとする。インデックステーブルのスクリーンサイズよりも、当該インデックステーブルが保持するインデックスの数は少ない。インデックスの数（すなわち階調変換パターンを規定する閾値テーブルの数）とスクリーンサイズを増やすほどきめ細かな階調表現が可能となるが、スクリーンサイズよりインデックスの数を低減することにより、閾値テーブル１７４のデータサイズを低減することができる。そして、特開２００２−３６９００１等に記載されているように、スクリーンサイズよりインデックスの数をある程度まで低減しても、スクリーンサイズと同数のインデックスを用いる場合とほぼ同等の階調を表現することができる。すなわち、スクリーンサイズと同数の階調変換パターンを用いて階調を変換する場合にはインデックステーブルは不要となるが、インデックステーブルを利用することによって、階調表現の品質を維持しつつ階調変換パターンを規定する閾値テーブルの容量を抑制することができるのである。そして、閾値テーブル１７４の容量に比べてインデックステーブル１７１の容量ははるかに小さくできるため、インデックステーブル１７１と閾値テーブル１７４とを保持するＳＲＡＭ１７ａの記憶容量を抑制することができる。

閾値テーブル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉは、出力階調値毎に、対応する入力階調値の閾値を保持したデータテーブルである。すなわち、階調変換パターンは閾値テーブル２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉに保持される入力階調値の閾値によって定まる。閾値テーブルは、特定のインデックスが示すアドレス領域に当該インデックスに対応する入力階調値の閾値のセット（集合）を保持している。それぞれの閾値は互いに異なる出力階調値に対応するアドレス領域に格納されている。各アドレス領域から取り出された閾値を入力階調値と比較することによって、入力階調値に対応する出力階調値を特定することができる。

高階調用閾値テーブル２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、高階調印刷ユニットが実装された状態において、印刷対象画像データの画像種別が画像である場合と文字である場合の両方で用いられる。高階調印刷ユニットの階調数が６４であるため、高階調用閾値テーブル２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、入力階調値の閾値としてそれぞれ６４の値を持つ。入力階調値およびその閾値が８ビットワードだとすると、高階調用の閾値テーブル２２ａ、２２ｂ、２２ｃには、それぞれ５１２（６４×８）ビットのアドレス領域が必要である。したがって、高階調用の閾値テーブル２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、ＳＲＡＭ１７ａにおいて１５３６（５１２×３）ビットの容量を占める。

低階調画像用の閾値テーブル２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉは、低階調印刷ユニットが実装された状態において、印刷対象画像データの画像種別が画像である場合に用いられる。低階調印刷ユニットの階調数が１６であるため、低階調画像用の閾値テーブル２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉは、入力階調値の閾値としてそれぞれ１６の値を持つ。入力階調値およびその閾値が８ビットワードだとすると、高階調用の閾値テーブル２２ａ、２２ｂ、２２ｃには、それぞれ１２８（１６×８）ビットのアドレス領域が必要である。したがって、低階調画像用の閾値テーブル２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉは、ＳＲＡＭ１７ａにおいて７６８（１２８×６）ビットの容量を占める。

そして低階調印刷ユニットが実装された状態において、印刷対象画像データの画像種別が文字である場合には、低階調画像用の閾値テーブル２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、２２ｉと同様の図示しない６つの閾値テーブルが用いられる。したがって、画像用と文字用とを合わせると、低階調印刷ユニットが実装された状態において、閾値テーブルは、ＳＲＡＭ１７ａにおいて１５３６（７６８×２）ビットの容量を占める。

すなわち、高階調印刷ユニットが実装された状態でも、低階調印刷ユニットが実装された状態でも、ＳＲＡＭ１７ａにおいて閾値テーブルが占める容量は等しく１５３６ビットである。

以上、簡略化したテーブルを用いて説明したように、本実施例では、対応する出力階調値の階調数（すなわち、入力階調値の閾値の数）が相対的に少ないハーフトーンレベルである低階調レベルに対応するインデックスの数を相対的に多くすることで、出力階調数が少なくなることによる階調表現品質の低下を抑制する。そして、対応する出力階調値の階調数（すなわち、入力階調値の閾値の数）が相対的に多いハーフトーンレベルである高階調レベルに対応するインデックスの数を相対的に少なくすることで、出力階調数が多くなることによる閾値テーブル１７４の容量増大を抑制する。さらに、個々の閾値テーブルの容量が小さい低階調レベルでは、画像種別ごとに閾値テーブルを用意することで、出力階調数が少ない実装状態での階調表現品質を高める。そして、高階調印刷ユニットが実装される場合と低階調印刷ユニットが実装される場合とで必要とされる閾値テーブルの容量を一致させることで、ＳＲＡＭ１７ａの利用効率を最大化する。すなわち本実施例では、ＳＲＡＭ１７ａの利用効率を最大化することにより、ハーフトーニングのための専用回路であるハーフトーニング処理部１７を、出力階調値の階調数が異なる機種間で共通化しつつ、機種毎に最適化する。

３．ハーフトーニング処理部の構成
図４、図５、図６、図７に示すように、ハーフトーニング処理部１７は、インデックステーブル１７１と閾値テーブル１７４を保持するＳＲＡＭ１７ａのほかに、セレクタ１７２、１７３、１７６、１７８、比較器１７７、ラッチ用のレジスタ１７５、図示しない出力部等を備えている。

図８は高階調印刷ユニットが印刷部１９として実装される場合に、ＳＲＡＭ１７ａが４分割して保持する高階調用の閾値テーブルの構造を示している。図９は低階調印刷ユニットが印刷部１９として実装される場合にＳＲＡＭ１７ａが４分割して保持する低階調用の閾値テーブルである。本実施例において入力階調値の階調数は、ハーフトーンレベルに関わらず２５６であるため、高階調用の閾値テーブルでも低階調用の閾値テーブルでも、入力階調値の閾値は８ビットで表現される。ＳＲＡＭ１７ａは３２ビットを１ワードとしてデータを読み出すため、閾値テーブルはアドレスごとに４つの入力階調値の閾値を保持する。

図８に示す高階調用の閾値テーブルは、１２８あるインデックス毎（階調変換パターン毎）に６４段階の入力階調の閾値を保持する。つまり高階調印刷ユニットが印刷部１９として実装される場合、ＳＲＡＭ１７ａは、高階調用の閾値テーブルの値として、８１９２（＝１２８×６４）個の閾値を４つのアドレス領域１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄに分割して保持する。

一方、図９に示す低階調用の閾値テーブルは、画像と文字のそれぞれについて２５６ずつあるインデックス毎に１６段階の入力階調値の閾値を保持する。したがって、低階調印刷ユニットが印刷部１９として実装される場合にも、ＳＲＡＭ１７ａは、低階調用の閾値テーブルの値として、８１９２（＝２×２５６×１６）個の閾値を４つのアドレス領域１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄに分割して保持する。すなわち、高階調印刷ユニットが印刷部１９として実装される場合も、低階調印刷ユニットが印刷部１９として実装される場合も、閾値テーブルを保持するために必要なＳＲＡＭ１７ａの容量は同じ６５５３６（＝８１９２×８）ビットである。

高階調用の閾値テーブルには、既に述べたように６４ある出力階調値の階調毎の閾値がインデックス数の１２８セット分だけ保持される。また低階調用の閾値テーブルには、１６ある出力階調値の階調毎に画像用の閾値と文字用の閾値とがそれぞれインデックス数の２５６セット分だけ、合計５１２セットが保持される。そして、このように構造が異なる閾値テーブルが、ＳＲＡＭ１７ａの４つのアドレス領域１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄにわたって格納される。したがって、入力階調値の閾値のセットを読み出すべきＳＲＡＭ１７ａのアドレス領域をハーフトーンレベルに応じて切り替える必要がある。

セレクタ１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ、１７３ｄは、この切り替え機能を担う。そして、ＳＲＡＭ１７ａは、４つのアドレス領域１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄから各１セットの入力階調値の閾値を読み出すが、第二比較器１７７ｂは４セットの入力階調値の閾値を一度に入力階調値と比較することができないため、いずれのアドレス領域１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄから読み出された閾値を第二比較器１７７ｂに入力するかを、インデックスとしてのアドレスの上位ビットに応じてセレクタ１７６によって切り替える。そして、低階調印刷ユニットが実装されている場合も、高階調印刷ユニットが実装されている場合も、第一比較器１７７ａ、第二比較器１７７ｂの両方から入力階調値の閾値が出力されるため、いずれの比較器から出力された閾値を出力部に出力するかをセレクタ１７８によって切り替える。

このように、ハーフトーンレベルに応じて変わる閾値テーブル１７４の構造に応じてセレクタの動作を切り替えるため、次に述べるように、初期設定プログラム１２ａがハーフトーニング処理部１７にハーフトーンレベルに応じたモードを設定する。

４．初期設定プログラムの作動
図１０は、初期設定プログラム１２ａを実行することによりテーブル設定手段として機能するＣＰＵ１４の処理の流れを示すフローチャートである。初期設定プログラム１２ａは、画像処理装置１が起動されると起動し、以下のようにＣＰＵ１４を作動させる。

まず、ＣＰＵ１４は、ハーフトーンレベルを取得してハーフトーンレベルを判定する（Ｓ１０１）。ハーフトーンレベルはユーザーインターフェースを介して取得してもよいし、印刷部１９に実装された低階調印刷ユニット、高階調印刷ユニットのいずれかからそれらの識別子をハーフトーンレベルを示す値として初期設定プログラム１２ａが取得してもよい。

ハーフトーンレベルが高階調レベルである場合、すなわち、高階調印刷ユニットが印刷部１９として実装されている場合、ＣＰＵ１４は、高階調画像インデックステーブル値１２ｃ、高階調文字インデックステーブル値１２ｄおよび高階調閾値テーブル値１２ｇをＲＯＭ１２からＤＲＡＭ１３に読み込む（Ｓ１０２）。

次にＣＰＵ１４は、高階調画像インデックステーブル値１２ｃをＳＲＡＭ１７ａのアドレス領域１７１ａに、高階調文字インデックステーブル値１２ｄをＳＲＡＭ１７ａのアドレス領域１７１ｂに格納する。さらに、ＣＰＵ１４は、高階調閾値テーブル値１２ｇをＳＲＡＭ１７ａのアドレス領域１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄに４分割して格納する（Ｓ１０３）。

次にＣＰＵ１４は、ハーフトーニング処理部１７のモードを高階調レベルに設定する（Ｓ１０４）。その結果、ハーフトーニング処理部１７は、上述したように、高階調画像インデックステーブル値１２ｃと高階調文字インデックステーブル値１２ｄを保持するインデックステーブル１７１と、高階調閾値テーブル値１２ｇを保持する閾値テーブル１７４とを用いて８ビットの入力階調値を６ビットの出力階調値に変換する専用回路として設定される。

ハーフトーンレベルが低階調レベルである場合、すなわち、低階調印刷ユニットが印刷部１９として実装されている場合、ＣＰＵ１４は、低階調画像インデックステーブル値１２ｅ、低階調文字インデックステーブル値１２ｆ、低階調画像閾値テーブル値１２ｈおよび低階調文字閾値テーブル値１２ｉをＲＯＭ１２からＤＲＡＭ１３に読み込む（Ｓ１０５）。

次にＣＰＵ１４は、低階調画像インデックステーブル値１２ｅをＳＲＡＭ１７ａのアドレス領域１７１ａに、低階調文字インデックステーブル値１２ｆをＳＲＡＭ１７ａのアドレス領域１７１ｂに格納する。さらに、ＣＰＵ１４は、低階調画像閾値テーブル値１２ｈをＳＲＡＭ１７ａのアドレス領域１７４ａ、１７４ｂに２分割して格納し、低階調文字閾値テーブル値１２ｉをＳＲＡＭ１７ａのアドレス領域１７４ｃ、１７４ｄに２分割して格納する（Ｓ１０６）。

次にＣＰＵ１４は、ハーフトーニング処理部１７のモードを低階調レベルに設定する（Ｓ１０７）。その結果、ハーフトーニング処理部１７は、上述したように、低階調画像インデックステーブル値１２ｅおよび低階調文字インデックステーブル値１２ｆを保持するインデックステーブル１７１と、低階調画像閾値テーブル値１２ｈおよび低階調文字閾値テーブル値１２ｉを保持する閾値テーブル１７４とを用いて８ビットの入力階調値を４ビットの出力階調値に変換する専用回路として設定される。

５．印刷実行時の作動
以下、図４、図５、図６、図７に基づいて、印刷実行時における画像処理装置１の作動を説明する。なお、図４では、高階調印刷ユニットが実装された状態で画像種別が画像である印刷対象画像データについて階調変換するときに、各セレクタで選択されるデータの流れを実線で示し、各セレクタで選択されないデータの流れを破線で示している。図５では、高階調印刷ユニットが実装された状態で画像種別が文字である印刷対象画像データについて階調変換するとき、各セレクタで選択されるデータの流れを実線で示し、各セレクタで選択されないデータの流れを破線で示している。図６では、低階調印刷ユニットが実装された状態で画像種別が画像である印刷対象画像データについて階調変換するとき、各セレクタで選択されるデータの流れを実線で示し、各セレクタで選択されないデータの流れを破線で示している。図７では、低階調印刷ユニットが実装された状態で画像種別が文字である印刷対象画像データについて階調変換するとき、各セレクタで選択されるデータの流れを実線で示し、各セレクタで選択されないデータの流れを破線で示している。

印刷制御プログラム１２ｂを実行するＣＰＵ１４は、印刷対象画像データを取得するたびに、ハーフトーニング処理部１７に画像種別を出力する。すなわち、印刷対象画像データの種別に応じて、利用するインデックステーブルと閾値テーブルとを画像用、文字用のいずれかに切り替えるために、印刷制御プログラム１２ｂは、印刷対象画像データの種別を判定し、判定結果としての画像種別をハーフトーニング処理部１７に出力する。

ハーフトーニング処理部１７は、印刷実行時において、印刷対象画像データから注目画素の位置と階調値（入力階調値）を取得し、印刷制御プログラム１２ｂから画像種別として画像または文字を取得して、次のように作動する。

はじめにハーフトーニング処理部１７は、取得した注目画素の位置に対応する高階調画像用インデックステーブルおよび高階調文字用インデックステーブル、あるいは、低階調画像用インデックステーブルおよび低階調文字用インデックステーブルのスクリーン内座標を特定する。具体的には注目画素の位置を表す座標を変換することにより、高階調画像用インデックステーブルが格納されているＳＲＡＭ１７１の２つのアドレス領域１７１ａ、１７１ｂにおいてスクリーン内座標に対応するアドレスを各１つ導出する。ＳＲＡＭ１７ａは、特定されたアドレスから、スクリーン内座標に対応するインデックスとしてのアドレスを出力する。高階調モードでは、高階調画像用インデックステーブルおよび高階調文字用インデックステーブルに格納されたインデックスとしてのアドレスがテーブルごとに１つ出力される。低階調モードでは、低階調画像用インデックステーブルおよび低階調文字用インデックステーブルに格納されたインデックスとしてのアドレスがテーブルごとに１つ出力される。その結果、注目画素の位置とハーフトーンレベルとに対応するアドレス領域１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄ内のアドレスが特定される。

ＳＲＡＭ１７ａのアドレス領域１７１ａ、１７１ｂから読みだされたインデックスとしてのアドレスはそれぞれセレクタ１７２、１７３に入力される。また、アドレスの上位ビットはセレクタ１７６に入力される。各セレクタ１７２は、画像種別に応じて、入力された２つのアドレスの一方を選択して各セレクタ１７３に出力する。各セレクタ１７３は、ハーフトーンレベルに応じて、入力された２つのアドレスの一方を選択する。その結果、注目画素の位置とハーフトーンレベルと画像種別とにいずれかが対応する４つのアドレス領域１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄの各１つのアドレスが特定される。

ＳＲＡＭ１７ａは、選択されたアドレスに格納されている入力階調値の閾値を４つのアドレス領域１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄから１セットずつ読み出し、第一比較器１７７ａとセレクタ１７６に出力する。

セレクタ１７６は、ハーフトーンレベルと画像種別とインデックスとしての２つのアドレスの上位ビットとに応じて、アドレス領域１７４ａ、１７４ｂ、１７４ｃ、１７４ｄから読みだされた入力階調値の閾値のいずれか１つを選択する。その結果、低階調モードにおいては、注目画素の位置とハーフトーンレベルと画像種別とに対応するものとして選択すべき入力階調値の閾値の１セットが第二比較器１７７ｂに入力される。

第一比較器１７７ａおよび第二比較器１７７ｂは、それぞれ、印刷対象画像データから読み込まれた入力階調値と入力階調値の閾値のセットとを比較して、入力階調値に対応する入力階調値の閾値を特定し、特定された入力階調値に対応する入力階調値の閾値をセレクタ１７８に出力する。

セレクタ１７８は、第一比較器１７７ａおよび第二比較器１７７ｂから入力された２つの入力階調値の閾値のうち、ハーフトーンレベルに対応する一方を選択する。その結果、注目画素の位置と、注目画素の階調値（入力階調値）と、ハーフトーンレベルと、画像種別とに応じた入力階調値の閾値が特定される。

図示しない出力部は、ハーフトーンレベルが高階調の場合、セレクタ１７８から出力された入力階調値の閾値（８ビット）の下位２ビットを切り捨ててレーザーのパルス幅を示す６ビットの出力階調値に変換し、レーザーパルスの立ち上あがり位置を制御する２ビットを付加して印刷部１９に出力する。また出力部は、ハーフトーンレベルが低階調の場合、セレクタ１７８から出力された入力階調値の閾値（８ビット）の下位４ビットを切り捨ててレーザーのパルス幅を示す４ビットの出力階調値に変換し、レーザーパルスの立ち上あがり位置を制御する２ビットと冗長な２ビットを付加して印刷部１９に出力する。

６．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、当業者であれば自明であるプロセスの追加やプロセスの実行順序の入れ替えや、回路要素については説明が省略されている。

上記実施形態で示したインデックステーブルのスクリーンサイズ、インデックスの数、画像種別の数、ならびに、入力階調値および出力階調値の階調数はあくまで例示である。たとえば低階調レベルでは、出力階調値の階調数を３２とし、画像と文字とで閾値テーブルを共通としてもよい。この場合も、低階調レベルで用いられる閾値テーブルのデータサイズは、６５５３６（＝２５６×３２×８）ビットとなる。なお、ハーフトーンレベルごとの閾値テーブルの容量を等しくすることにより、ＳＲＡＭ１７ａの利用効率を最大化することができるが、ハーフトーンレベルごとに閾値テーブルの容量は異なっていてもよい。ハーフトーンレベルごとの閾値テーブルの容量を等しくするためには、すべての画像種別分のインデックスの総和と出力階調数との積が一定になるように、インデックスの数と階調数を設定すればよい。

また、上述の実施例では第一比較器と第二比較器とをハーフトーニング処理部に設けたが、第一比較器を省略し、第二比較器で一時に比較できるワード数を省略される第一比較器と同数にしてもよい。
また、上述の実施例では、閾値テーブルを４分割してＳＲＡＭ１７ａの４つのアドレス領域に格納し、アドレス領域ごとに２段のセレクタを設けてアドレスを選択したが、閾値テーブルを２分割してＳＲＡＭ１７ａの２つのアドレス領域に格納し、アドレス領域ごとに２段のセレクタを設けてアドレスを選択してもよい。

また、上述の実施例では、矩形のスクリーンを例示したが、同一形状のスクリーンを隙間なく配列できる形状であればスクリーンの形状は矩形でなくてもよい。
また、上述の実施例では、画像種別として文字と画像の２種類を例示したが、画像種別を１種類とみなしてインデックステーブルおよび閾値テーブルを構成してもよいし、３種類以上とみなしてインデックステーブルおよび閾値テーブルを構成してもよい。

また、上述の実施例では、第一記憶手段としてＲＯＭ、第二記憶手段としてＳＲＡＭを例示したが、第一記憶手段、第二記憶手段として用いる記憶媒体の組み合わせは、第二記憶手段の方が高速に読み出しできる記憶媒体である限りにおいて、どのような組み合わせであってもよい。たとえば、第一記憶手段としてハードディスク装置、第二記憶手段としてＲＡＭを用いてもよい。

１１…インタフェース、１２…ＲＯＭ、１３…ＤＲＡＭ、１４…ＣＰＵ、１２ａ…初期設定プログラム、１２ｂ…印刷制御プログラム、１２ｃ…高階調画像インデックステーブル値、１２ｄ…高階調文字インデックステーブル値、１２ｅ…低階調画像インデックステーブル値、１２ｆ…低階調文字インデックステーブル値、１２ｇ…高階調閾値テーブル値、１２ｈ…低階調画像閾値テーブル値、１２ｉ…低階調文字閾値テーブル値、１５…表示部、１６…操作部、１７…ハーフトーニング処理部、１９…印刷部、２１ａ…高階調画像用インデックステーブル、２１ｃ…低階調画像用インデックステーブル、２１ｄ…高階調文字用インデックステーブル、２２ａ…高階調用閾値テーブル、２２ｂ…高階調文字用インデックステーブル、２２ｄ…閾値テーブル、１７１…インデックステーブル、１７１ａ…アドレス領域、１７１ｂ…アドレス領域、１７２…セレクタ、１７３…セレクタ、１７４ａ…アドレス領域、１７４ａ…閾値テーブル、１７４ｃ…アドレス領域、１７５…レジスタ、１７６…セレクタ、１７７ａ…第一比較器、１７７ｂ…第二比較器、１７８…セレクタ

Claims (4)

1. 所定面積の連続領域を構成するスクリーン内の各座標について、対応する階調変換パターンを示すインデックスをハーフトーンレベル毎に保持するとともに、各出力階調値に対応する入力階調値の閾値の集合を、前記インデックス毎、前記ハーフトーンレベル毎に保持する第一記憶手段と、
   高階調レベルのハーフトーンレベルと低階調レベルの前記ハーフトーンレベルのいずれかを取得するハーフトーンレベル取得手段と、
   前記第一記憶手段より高速に読み出し可能な第二記憶手段と、
   前記第二記憶手段の互いに異なる前記スクリーン内座標に対応するそれぞれのアドレス領域に、前記取得したハーフトーンレベルに対応する前記インデックスを格納するとともに、前記第二記憶手段に、前記取得したハーフトーンレベルに対応する前記入力階調値の閾値の集合を格納するテーブル設定手段と、
   印刷対象画像データを構成する画素毎に前記入力階調値を取得する入力階調値取得手段と、
   前記入力階調値を取得した前記画素の位置に対応する前記インデックスを前記第二記憶手段から取得するインデックス取得手段と、
   前記第二記憶手段の前記取得したインデックスに対応する前記入力階調値の閾値の集合に基づいて、前記取得した入力階調値を、対応する前記出力階調値に変換する階調変換手段と、
   を備え、
   前記変換した出力階調値の階調数が前記高階調レベルのハーフトーンレベルに対応する出力階調値の階調数より相対的に少ない階調数であって、前記低階調レベルのハーフトーンレベルに対応する階調数である場合、前記インデックスの数を前記高階調レベルのハーフトーンレベルに対応するインデックスの数より相対的に多くする、
   画像処理装置。
2. 前記印刷対象画像データの画像種別を取得する手段をさらに備え、
   前記第一記憶手段は、前記画像種別毎に前記インデックスの集合を保持するとともに、前記低階調レベルについては、各出力階調値に対応する入力階調値の閾値の集合を、前記インデックス毎、前記画像種別毎に保持し、
   前記テーブル設定手段は、前記ハーフトーンレベルとして前記低階調レベルを取得した場合、前記画像種別毎に異なる前記第二記憶手段のアドレス領域に、前記インデックスの集合と、前記低階調レベルに対応する前記入力階調値の閾値の集合とを格納し、
   前記インデックス取得手段は、前記入力階調値を取得した前記画素の位置に対応する前記インデックスを前記第二記憶手段の前記取得した画像種別に対応するアドレス領域から取得し、
   前記階調変換手段は、前記ハーフトーンレベルとして前記低階調レベルを取得した場合、前記第二記憶手段の前記取得したインデックスと前記取得した画像種別に対応するアドレス領域に格納された前記入力階調値の閾値の集合とに基づいて、前記取得した入力階調値を、対応する前記出力階調値に変換する、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記階調変換手段は、
   前記出力階調値の階調数が前記低階調レベルのハーフトーンレベルに対応する出力階調値の階調数より相対的に多く前記インデックスの数が前記低階調レベルのハーフトーンレベルに対応するインデックスの数より相対的に少ない前記高階調レベルの前記ハーフトーンレベルに対応する前記入力階調値の閾値の集合のそれぞれと前記入力階調値とを比較する第一比較器と、
   前記低階調レベルに対応する前記入力階調値の閾値の集合のそれぞれと前記入力階調値とを比較する第二比較器と、
   前記取得したハーフトーンレベルに応じて前記第一比較器の出力と前記第二比較器の出力のいずれかを選択するセレクタと、
   を備える請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記テーブル設定手段は、前記第二記憶手段の互いに異なる前記インデックスに対応するそれぞれのアドレス領域に、前記取得したハーフトーンレベルに対応する前記入力階調値の閾値の集合を格納し、
   前記階調変換手段は、前記第二記憶手段の前記取得したインデックスに対応するアドレス領域に格納された前記入力階調値の閾値の集合に基づいて、前記取得した入力階調値を、対応する前記出力階調値に変換する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の画像処理装置。

Images