JPH04211569A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH04211569A
JPH04211569A JP3012539A JP1253991A JPH04211569A JP H04211569 A JPH04211569 A JP H04211569A JP 3012539 A JP3012539 A JP 3012539A JP 1253991 A JP1253991 A JP 1253991A JP H04211569 A JPH04211569 A JP H04211569A
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JP3012539A
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Tetsuo Fujisawa
哲夫 藤沢
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置に係り、特
に、誤差拡散法を用いて中間調を得る方式の画像処理装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】入力多階調画像データを中間調処理し、
プリンタなどの出力装置を駆動するための2値(画素を
出力する、出力しない)化データを得るに際しては、一
般に、ディザ処理が用いられる。このディザ処理は、入
力画像データとディザマトリクスパターンを比較し、そ
の大小関係から1画素の2値出力を決定するものである
が、解像度と階調性を両立できないという問題がある。
【0003】これに対して、比較的良好に解像度及び階
調性を得ることのできる中間調処理として誤差拡散法が
ある。この誤差拡散法は、2値化処理の際に生じる濃度
誤差を保存しておき、これを周辺画素の処理の際に用い
、階調処理後の画像においても濃度の保存が行えること
を特徴とする処理である。この種の技術に関するものと
して、例えば、R.Wフロイド及びL.スタインバーグ
「グレイスケール用アルゴリズム」SID75ダイジェ
スト(R.W. Floyed and L.Stei
nberg “An Adaptive Algori
thm for Special Gray Scal
e” SID 75 Digest) 及びテレビジョ
ン学会誌 Vol,40,No.4(1986)320
頁「ハーフトーンのデジタル化」に記載がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の中間調処理にあっては、1画素に多値の階調を割り当
てるプリンタなどの出力装置に適用した場合、従来から
の2値化処理用の誤差拡散法を単純に多値化して用いる
と、出力装置の1画素単位での画素再現が良くないため
に、濃度変化の少ない部分で擬似輪郭が生じたり、滑ら
かな階調性が得られないという問題があった。
【0005】また、1画素のプリント出力にレーザ露光
時間を制御して濃淡を可変する方式の出力装置にあって
は、1画素単位での画素濃度の制御が難しく、このため
プリンタの濃度記録特性を制御データに対して比例させ
ることが難しかった。
【0006】本発明の目的は、擬似輪郭を生じさせるこ
となく滑らかな階調性が得られ、かつ濃度制御が容易な
画像処理装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、多階調を有する画像データに対し誤差拡
散処理を施して階調処理し、1画素を1ドットの濃淡を
変化させることにより表現する画像処理装置において、
連続する2画素の画像データを用いて2ドット内の一方
のドットの濃淡の制御を行う制御手段を有する第1の手
段を設けている。そして、前記濃淡の制御は、2画素の
画像データとプリント出力画像の濃度とが比例するよう
に行うことにより達成される。
【0008】また、上記目的は、多階調を有する画像デ
ータに対し誤差拡散処理を施して階調処理し、1画素を
1ドットの濃淡を変化させることにより表現する画像処
理装置において、連続する2画素のうちの先行画素を一
時的に記憶する記憶手段を備え、前記連続する2画素の
画素データ間で演算を行う第2の手段によっても達成さ
れる。そして、前記演算手段は、先行画素の値が後行画
素の値より優先的に大きくなるように前記2画素の画素
データ間で行う演算を実行することで達成される。
【0009】
【作用】上記第1の手段によれば、露光時間の制御が、
連続する2画素の画像データを用いて行われるので、2
画素単位で誤差拡散処理が行われる。この結果、1画素
単位の制御に比べ安定した画素の再現ができ、露光時間
に対して極端な濃度変化を生じることがなくなり、濃度
制御が容易になる。また、上記第2の手段によれば、連
続する2画素のうちの先行する画素が一時的に記憶され
、連続する2画素毎の単位で画像処理が行われる。この
結果、1画素単位での画素の再現性が悪い出力装置であ
っても、安定した画素の再現ができ、濃度変化の少ない
部分において擬似輪郭を発生せず、滑らかな階調性を得
ることができる。そして、先行画素の値が、後行画素の
値より優先的に大きくなる演算を行うことにより、先行
画素が安定して再現される。したがって、高品質なプリ
ント画像を得ることができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図1は本発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。実施例の説明の前に図2〜図5を用いて本
発明の原理を説明する。図2はプリンタで出力される1
画素の従来の理論モデルを示している。露光時間が増加
するにつれて画素の出力される面積(斜線部)が増え、
プリント濃度が増加する。しかし、実際の画素の再現性
は、理論モデルより大きい場合も小さい場合もあり、そ
の結果濃度ばらつきが生じる。
【0011】図3は図2の理論モデルに基づいて1ドッ
トの濃淡(露光時間)を変化させることにより、実際に
出力装置によって出力した画像を測定して得られた濃淡
変化とプリント濃度の関係を示す特性図である。本図よ
り明らかなように、露光時間とプリント濃度は比例せず
、また、1.2以下の濃度は変化が大きいため、この部
分での濃度制御は難しい。
【0012】図4は本発明による理論モデルを示す説明
図である。本発明では、連続する2画素の画素単位で2
ドットの内の一方のドットの濃淡及び2画素の画素デー
タにより2ドットで表現された画像の濃度が制御される
。ここで、1ドットは点線で区切られた1つの枠を表し
ている。この例では、1画素分の面積を露光するのに8
0nSがかかるので、2画素では2倍の160nSを必
要とする。
【0013】図5は図4の理論モデルに基づいて1ドッ
トの濃淡を制御し、実際に出力装置によって出力した画
像を測定して得られた露光時間とプリント濃度の関係を
示す特性図である。本発明では、2画素単位で制御を行
っているため、1画素単位の制御よりも画素を安定に再
現でき、図4に示すように露光時間に対し、極端に濃度
変化が大きくなることはなく、濃度制御も容易になる。
【0014】次に、図1に示す本発明による画像処理装
置の構成を説明する。読み取った画像データを出力する
スキャナ101には、その出力データに対しγ補正を施
すためのγ補正処理部102が接続されている。このγ
補正処理部102に対し、多値誤差拡散処理部103、
2画素単位処理部104及びプリンタ105が順次接続
されている。この構成では、まず、スキャナ101で読
み取られた画像データがγ補正処理部102でγ補正さ
れ、多値誤差拡散処理部103で数階調の誤差拡散処理
が施される(因みに、従来は2値の誤差拡散処理が行わ
れていた)。この誤差拡散処理結果に対し、2画素単位
処理部104によって出力装置の駆動に最適な2値デー
タに変換され、この2値データに基づいてプリンタ10
5が駆動される。
【0015】図6は多値誤差拡散処理部103の詳細構
成を示すブロック図である。加算器201はγ補正処理
部102からの7ビットのデータSDと後記する拡散マ
トリクス作成部204からの誤差量G1=との加算処理
を行うもので、この加算器201に多値化処理部202
a及び誤差算出部202bを含むROM202が接続さ
れている。ROM202は、8ビット×256程度の容
量を有し、アドレス入力に対応して処理結果の多値コー
ドID1を3ビット、処理誤差G2を5ビットのデータ
として出力する。ROM202は、図7のようにアドレ
スに対応するデータがセットされている。本例では、多
値化レベルを5値としているので、多値誤差拡散処理後
の多値データID1は0〜4の値になり、これが2画素
単位処理部104へ送出される。また、誤差算出部20
2bから出力される処理誤差G2は、エラーバッファメ
モリ203に保持されると共に拡散マトリクス作成部2
04へ送出され、以後の画素の処理に用いられる。エラ
ーバッファメモリ203、拡散マトリクス作成部204
及び重み付け加算器205は、入力画素に加算する誤差
量G1を計算する。ここでは、処理の対象になる入力画
素と距離が近いほど拡散マトリクスデータを大きくし、
周辺画素の誤差に重みを付け、入力画素への影響が強く
なるようにしている。
【0016】図8は2画素単位処理部104の詳細構成
を示すブロック図である。多値誤差拡散処理部103で
処理されたデータID1は、2つのラッチ回路301,
302に入力され、ラッチ回路302の一方の入力端子
Dはラッチ回路301の出力端子Qに接続される。また
、ラッチ回路302にはクロックCK2が入力されてい
る。ラッチ回路301は、画素クロックCK1によって
動作するため、入力されるデータの全てを次々にラッチ
する。これに対してラッチ回路302は画素クロックC
K1の1/2の周波数のクロックCK2で動作するため
、入力画素データを1画素おきにラッチする。このラッ
チ回路301の出力データはラッチ回路302にラッチ
される。これにより、ラッチ回路302からは、連続す
る2画素データの先行画素ID10及び後行画素ID2
0が同時に出力される。
【0017】データ変換RAM303は、テーブル変換
方式で連続する先行画素ID10と後行画素ID20の
間の演算を行う。カウンタ304は画素クロックCK1
で動作する主走査方向のカウンタであり、最下位ビット
(LSB)がデータ変換RAM303に入力される。こ
のデータ変換RAM303は、カウンタ304のLSB
信号を用い、データ変換後のIDを異なるデータに変換
する。カウンタ304は、ライン同期信号LSYNCで
クリアされ、各ラインの始まりには常に0になる。
【0018】図9はデータ変換RAM303に予め書き
込まれる演算用変換テーブルを示し、図10は変換後の
データID2と露光時間の関係を示すテーブル内容を示
している。この演算は、プリンタの記録特性に応じて調
節することが可能で、ここでは先行画素ID10′が先
に出力され、後行画素ID20′が次に出力されるよう
にしている。図9の変換は、次のようになる。 (ID10′,ID20′)=CONV(ID10+I
D20)ここで、ID2はカウンタ304のLSB信号
XOが“L”レベルの時にID10′を表し、“H”レ
ベルの時にID20′を表す。なお、図11はCONV
変換、すなわちID10+ID20とID10′,ID
20′の関係を示すテーブルである。
【0019】次に、多値誤差拡散処理後の連続する2画
素の画素データを用いて行うレーザ露光時間の制御につ
いて、2画素の画素データ及びプリント出力画像の濃度
に比例させた場合について説明する。図12は図5から
得られた露光時間と濃度の関係を示している。ここで、
図13のテーブルに示すように、露光時間とID10′
及びID20′を対応させ、これに基づいて制御を行い
、図14に示すような変換テーブルCONVを用いると
、濃度は次のように表される。 (濃度)=0.17×ID×0.06 (ID)=(ID10+ID20) すなわち、2画素の画像データとプリント出力画像を比
例させる制御が可能になる。
【0020】図15は本発明による多値誤差拡散処理部
の他の動作例を示す処理説明図である。この実施例にお
いては、ROM202は、8ビット×256程度の容量
を有し、アドレス入力に対応して処理結果の多値コード
ID2を4ビット、処理誤差G2を4ビットのデータと
して出力する。本例では、多値化レベルを5値としてい
るので、多値誤差拡散処理後の多値データID2は0〜
4の値になり、これが2画素単位処理部104へ送出さ
れる。また、誤差算出部202bから出力される処理誤
差G2は、エラーバッファメモリ603に保持されると
共に拡散マトリクス作成部204へ送出され、以後の画
素の処理に用いられる。
【0021】ここで、多値誤差拡散処理部103により
13値画像データ(0〜12)を得る場合を例に、図1
5(加算値及びしきい値に対する多値化処理後データI
D2を示すもので、この処理が多値化処理部202aに
よって実行される)を参照して多値誤差拡散処理部10
3の動作を説明する。まず、入力画像データID1(γ
補正処理部102の出力信号)が、周辺画素を誤差拡散
処理した際に生じた誤差の重みづけ総和G1と加算され
る。この加算結果は、複数のしきい値と比較され、多値
化が行われる。ここでは9値の多値化を行っているため
、しきい値の数は8つになる。多値化処理後データID
2は、(ID1+G1)がしきい値1以上の時は“1”
、しきい値2以上の時は“2”、以下同様にしてしきい
値8以上の時は“8”のようになる。また、(ID1+
G1)がしきい値1未満の時、多値化処理後データID
2は“0”になる。上記したように、図15の処理は多
値化処理部202aによって実行されるのであるが、こ
こでは、しきい値を1〜8にとり、そのしきい値間隔を
均等にしている(なお、プリンタなどの多値出力記録特
性に合わせて、しきい値間隔は調整可能である)。
【0022】図15の関係をROM202内に設定した
テーブルが図16であり、(ID1+G1)のアドレス
に対し、ID2及びG2が割り当てられている。一方、
多値化処理部202aによる処理に並行して誤差算出部
202bによる処理誤差の算出が行われる。この処理誤
差は、入力の(ID1+G1)と、それが越えた最も大
きいしきい値に対応する(ID1+G1)の値との差に
なる。 例えば、入力の(ID1+G1)が74のとき、しきい
値4の(ID1+G1)である64を越える(図15参
照)が、しきい値5の(ID1+G1)である80を越
えないので、処理誤差は(74−64)=10になる。 処理誤差は、エラーバッファメモリ203に書き込まれ
、以後の画素の処理の際に読み出される。
【0023】図17及び図18は本実施例で用いる誤差
拡散処理の拡散マトリクス係数の例を示すものである。 拡散マトリクスのサイズは主走査方向が4画素、副走査
方向が3画素で構成されており、図中、◎印は処理画素
(注目画素)を表している。マトリクス係数は◎印の位
置に近いほど大きく、かつ2のべき乗数になっている。 これにより、加算器201の構成が簡略化される。
【0024】図19はエラーバッファメモリ203及び
拡散マトリクス作成部204の詳細構成を示すブロック
図である。エラーバッファメモリ203は、FIFO(
ファーストイン・ファースアウト)メモリが用いられ、
2ライン分の誤差G2を記憶する。このFIFOメモリ
は内部にアドレスカウンタを有しており、RCK(リー
ドクロック)、WCK(ライトクロック)によってデー
タの読み出し、書き込み、アドレスカウンタの更新など
を行う。また、アドレスカウンタのリセット用にRST
R(リセットリードカウンタ)及びRSTW(リセット
ライトカウンタ)を備え、これらクロック端子及びカウ
ンタ端子にはシフトレジスタ409が接続されている。
【0025】本実施例では、RSTRとRSTWのタイ
ミングを変えることにより、誤差の重み付け演算を行う
ための誤差データのマトリクス作成を容易にしている。 すなわち、FIFOメモリのDout端子にラッチ回路
401,402,403,404,405,406及び
407を接続すると共に誤差算出部202bにラッチ回
路408を接続し、これらに一時記憶されるデータが図
18に示す誤差データAから誤差データHに対応するよ
うに、シフトレジスタ409によりRSTRに対してR
STWを3画素クロック分だけ遅らせてFIFOメモリ
に与えるようにしている。
【0026】図20は重み付け加算器205の詳細構成
を示すブロック図である。誤差データA,B,C,G,
D,F,E,Hに対し、AとBに加算器501、CとG
に加算器502、DとFに加算器503、DとFに加算
器504、EとHに加算器505の各々が接続されてい
る。加算器501及び加算器502の出力には加算器5
05が接続され、この加算器505の出力と加算器50
3の出力に加算器506が接続されている。さらに、加
算器506の出力と加算器504の出力には加算器50
7が接続され、この加算器507の出力が処理誤差G2
になる。
【0027】この回路においては、誤差データA〜Hに
対し図17の拡散マトリクスに基づいて重み付け加算を
行う。本実施例では、重み付け係数が2のべき乗数であ
るので、加算器間の接続のビット位置をずらすことによ
り重み付けを行っている。加算器501〜504の隣接
間では2倍の重みの差があるため、加算器501の6ビ
ット出力の内、LSBを使わずに上位から5ビットを加
算器806に入力する。加算器507の6ビット出力の
内、上位4ビットが重み付け誤差G2となり、これが図
6の加算器201へ送出される。
【0028】図21は図8のデータ変換RAM303に
予め書き込まれる演算用変換テーブルを示し、また、図
22は変換後のデータID2と露光時間の関係を示すテ
ーブル内容を示している。この演算は、プリンタの記録
特性に応じて調節することが可能で、ここでは先行画素
ID10′が先に出力され、後行画素ID20′が次に
出力されるようにしている(なお、逆に後行画素ID2
0′が先行画素ID10′よりも優先的に大きくなる演
算を行うこともできる)。図21の変換は、前記した式
と同様で、次のようになる。 (ID10′,ID20′)=CONV(ID10+I
D20)ここで、ID2はカウンタ904のLSB信号
XOが“L”レベルの時にID10′を表し、“H”レ
ベルの時にID20′を表す。なお、図22はCONV
変換、すなわちID10+ID20とID10′,ID
20′の関係を表すテーブルを示している。
【0029】
【発明の効果】本発明は上記の通り構成されているので
、次に記載する効果を奏する。 請求項1記載の画像処理装置においては、多階調を有す
る画像データに対し誤差拡散処理を施して階調処理し、
1画素を1ドットの濃淡を変化させることにより表現す
る画像処理装置において、連続する2画素の画像データ
を用いて2ドットの内の一方のドットの濃淡の制御を行
う制御手段を有するようにしたので、1画素単位の画素
再現性が悪い出力装置でも濃度変化の少ない部分でも擬
似輪郭を生ぜず、滑らかな階調性を得ることができる。 また、2画素単位で濃度制御が行われるため、濃度制御
が容易になる。 請求項2記載の画像処理装置においては、前記濃淡の制
御は、2画素の画像データとその画像によって2ドット
で表現された画像の濃度とが比例するように行うことに
より、濃度制御を容易に行うことが可能になる。 請求項3記載の画像処理装置においては、誤差拡散処理
後の連続する2画素のうちの先行画素を一時的に記憶す
る記憶手段を備え、前記連続する2画素の画素データ間
で演算を行うようにしたので、1画素単位での画素の再
現性が良くない出力装置でも、濃度変化の少ない部分に
擬似輪郭を生じさせず、滑らかな階調性を得ることがで
きる。 請求項4記載の画像処理装置においては、2画素の画素
データ間で行う演算が、先行画素の値が後行画素の値よ
り優先的に大きくなるようにしたので、先行画素が安定
して再現され、高品質な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】プリンタで出力される1画素の従来の理論モデ
ルを示す説明図である。
【図3】図2の理論モデルに基づいて露光時間を制御し
、実際に出力装置によって出力した画像を測定して得ら
れたドット濃淡変化とプリント濃度の関係を示す特性図
である。
【図4】本発明による理論モデルを示す説明図である。
【図5】図4の理論モデルに基づいて濃淡変化を制御し
、実際に出力装置によって出力した画像を測定して得ら
れたドット濃淡変化とプリント濃度の関係を示す特性図
である。
【図6】多値誤差拡散処理部の詳細構成を示すブロック
図である。
【図7】ROMのアドレスとデータの関係を示すテーブ
ル図である。
【図8】第8図は2画素単位処理部の詳細構成を示すブ
ロック図である。
【図9】データ変換RAMに予め書き込まれる内容を示
す演算用変換テーブル図である。
【図10】変換後のデータID2と露光時間の関係を示
すテーブル図である。
【図11】データID10+ID20とデータID10
′,ID20′の関係を示すテーブル図である。
【図12】図5で得られた露光時間と濃度の関係を示す
テーブル図である。
【図13】露光時間とデータID10′及びデータID
20′の関係を示すテーブル図である。
【図14】濃度制御例に対応するID10+ID20と
ID10′,ID20′各データの関係を示すテーブル
図である。
【図15】本発明の他の実施例における加算値及びしき
い値に対する多値化処理後データID2を示す処理説明
図である。
【図16】図15の関係をROMに設定したテーブル図
である。
【図17】誤差拡散処理の拡散マトリクス係数の一例を
示す説明図である。
【図18】図17の拡散マトリクス係数と誤差データA
,B,C,G,D,F,E,Hの対応を示す説明図であ
る。
【図19】図6のエラーバッファメモリ及び拡散マトリ
クス作成部の詳細構成を示すブロック図である。
【図20】図6の重み付け加算器の他の詳細構成を示す
ブロック図である。
【図21】データ変換RAMに予め書き込まれる演算用
変換テーブル図である。
【図22】第11図は変換後のデータID2と露光時間
の関係を示すテーブルである。
【符号の説明】
101  スキャナ 102  γ補正処理部 103  多値誤差拡散処理部 104  2画素単位処理部 105  プリンタ 201  加算器 202  ROM 202a  多値化処理部 202b  誤差算出部 203  エラーバッファメモリ 204  拡散マトリクス作成部 205  重み付け加算器 401  ラッチ回路 402  ラッチ回路 403  ラッチ回路 404  ラッチ回路 405  ラッチ回路 406  ラッチ回路 407  ラッチ回路 408  ラッチ回路 409  シフトレジスタ 501  加算器 502  加算器 503  加算器 504  加算器 505  加算器 506  加算器 507  加算器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  多階調を有する画像データに対し誤差
    拡散処理を施して階調処理し、1画素を1ドットの濃淡
    を変化させることにより表現する画像処理装置において
    、連続する2画素の画像データを用いて2ドットの内の
    一方のドットの濃淡の制御を行う制御手段を有すること
    を特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】  前記濃淡の制御は、2画素の画像デー
    タとその画像によって2ドットで表現された画像の濃度
    とが比例するように行うものであることを特徴とする請
    求項1記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】  多階調を有する画像データに対し誤差
    拡散処理を施して階調処理し、1画素を1ドットの濃淡
    を変化させることにより表現する画像処理装置において
    、連続する2画素のうちの先行画素を一時的に記憶する
    記憶手段を備え、前記連続する2画素の画素データ間で
    演算を行うことを特徴とする画像処理装置。
  4. 【請求項4】  前記2画素の画素データ間で行う演算
    は、先行画素の値が後行画素の値より優先的に大きくな
    るように行うことを特徴とする請求項3記載の画像処理
    装置。
JP3012539A 1990-04-24 1991-01-11 画像処理装置 Pending JPH04211569A (ja)

Priority Applications (2)

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JP3012539A JPH04211569A (ja) 1990-04-24 1991-01-11 画像処理装置
US07/893,094 US5339171A (en) 1990-04-24 1992-06-04 Image processing apparatus especially suitable for producing smooth-edged output multi-level tone data having fewer levels than input multi-level tone data

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7222928B2 (en) 2001-10-24 2007-05-29 Seiko Epson Corporation Printer control unit, printer control method, printer control program, medium storing printer control program, printer, and printing method

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