JPH10191042A - 画像処理方法及びその装置 - Google Patents

画像処理方法及びその装置

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JPH10191042A
JPH10191042A JP34430796A JP34430796A JPH10191042A JP H10191042 A JPH10191042 A JP H10191042A JP 34430796 A JP34430796 A JP 34430796A JP 34430796 A JP34430796 A JP 34430796A JP H10191042 A JPH10191042 A JP H10191042A
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Nobuyuki Shigee
伸之 重枝
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間調画像及び文字線画像のいずれに対して
も良好な画質を得ることができるデジタルPWMを実施
できる画像処理方法及びその装置を提供する。 【解決手段】 入力した多値画像データの画素が、中間
調画像領域か文字線画像領域のいずれに属するかを像域
判定部509で判定し、文字線画像であると判定される
とデジタルPWM回路502より、その画素の濃度に対
応するAドットパターンを出力し、中間調画像であると
判定されるとデジタルPWM回路502より、その画素
の濃度に対応するAドットパターンとBドットパターン
とを交互に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多値(多階調)画
像データを入力し、前記多値画像データの各画素を複数
のドットで構成されるドットパターンに変換する画像処
理方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、多階調の画像をプリントするため
には、1ドット(画素)で階調表現が可能な多値プリン
タを用いる方法と、2値プリンタを用いる場合には、そ
の2値プリンタにより印刷されるドットサイズをその多
値画像データの値に応じて制御し、擬似的に階調表現す
る方法(Pulse Width Modulation(パルス幅変調);以
下、PWM)がある。この内、多値プリンタには、イン
ク濃度を変えて印刷することにより多階調を表現する方
法や、画素のドット径を制御し、面積階調によって、印
刷される画像濃度を制御する方法がある。前者の多値プ
リンタにはインクジェットプリンタ等があり、後者の多
値プリンタには、レーザビームプリンタ等(以下、LB
P)がある。
【0003】一方、2値プリンタの場合、インクジェッ
ト・プリンタではインク濃度は1種類のみであり、ま
た、LBPの場合では、記録される画素のドット径は固
定である。そのため、2値プリンタを使用した場合で
は、1ドットのみで階調性を表現することはできない。
そこで、画像データの濃度に対応させて複数のドットを
配置することで擬似的に階調表現する方法(以下、デジ
タルPWM、もしくはDPWM)が用いられている。こ
のような手法は、プリンタの制御が簡易であり低コスト
等の利点があるため、デジタル複写機をはじめとして、
ファクシミリ及びマルチメディア複合機など多くのマル
チメディア機器で用いられている。
【0004】図2は、このような階調表現の原理を多値
プリンタ、及び2値プリンタの場合のそれぞれの場合で
説明した図である。
【0005】図2(A)は、面積階調を用いた多値プリ
ンタによる印字例を示す図であり、図2(B)は、2値
プリンタによる印字例を示す図である。いずれの場合
も、入力画素の解像度は400dpiを想定してある。
多値プリンタの場合では、入力画素の濃度に応じてドッ
ト径が変化し、図2(A)の102〜105で示すよう
に、濃度が低くなるにつれてドット径も小さくなってお
り、これによって濃度表現を行っている。これに対し図
2(B)に示すように、2値プリンタの例では、最小ド
ットは入力画素の解像度よりも高く、図2(B)の例で
は400dpiの画素に対し、その3倍の1200dp
iのドットで印刷することができる。この場合、400
dpi画素を構成するドットは(1ラインで表現する場
合)最大3ドットで、112〜115で示すように、表
現できる階調数は最大4階調(0〜3)までとなる。
【0006】ここで例えば、1画素8ビットで256階
調の多値画像データが入力され、これを多値プリンタと
2値プリンタのそれぞれに出力する場合を想定する。多
値プリンタの場合は、印刷するドット径を制御するだけ
で階調表現できるため、直接256階調での印刷が可能
である。これに対し2値プリンタの場合は、256階調
を表現するためには、先に説明した原理(1ラインでド
ット径を制御する方法)からすれば、1画素を255個
のドットで表現する必要がある。この時、1画素400
dpiとすれば、1ドットの大きさは102000dp
iの解像度が必要となり、現実にはプリンタの解像性能
を遙かに上回ることとなり階調表現は不可能である。
【0007】そこで、特に2値プリンタの場合はデジタ
ルPWMによる印刷を行う前に、画素処理による階調変
換が必要となる。従来より、階調変換方法として誤差拡
散法や平均濃度法等が用いられ、1画素8ビット、25
6階調の画像を階調変換し、1画素2ビットで4階調の
擬似中間調画像を作成し、更にデジタルPWMにより印
刷する方法が実用化されている。
【0008】ところで、このような2値プリンタへの多
値画像記録方法としては、例えば、固定閾値法、ディザ
法、2階調出力の誤差拡散法、及び平均濃度法等があ
る。いずれも多値画像データを直接2値画像データに変
換する方法で、画質や処理の軽重等にそれぞれ差異があ
る。しかしこれらの方法は高解像度プリンタを用いてよ
り高精細でかつ高画質な印刷を可能にするためには、高
倍率による解像度変換を行うか、若しくは読取り解像度
を記録系解像度に合わせて大きくする必要がある。この
場合、処理系が肥大化すると共に、コストもかかり、低
コストで製品化することが難しい。このことから、近
年、上述した4値階調変換方法とデジタルPWMを用い
る製品が増えてきている。
【0009】図3は、デジタルPWMを詳しく説明した
図である。図中、301は奇数画素、及び302は偶数
画素における、それぞれの階調での出力ドットパターン
を示している。ここで入力は4諧調で、303は階調3
(濃度255)、304は階調2(濃度170)、30
5は階調1(濃度85)、306は階調0(濃度0)を
それぞれ示している。画素データは、ライン単位でデジ
タルPWMブロックに入力され、画素データごとに図3
で示す処理が行われる。
【0010】ここで、入力される画素データの奇数画素
(ODD)と偶数画素(EVEN)で、出力するドット
パターンを反転させている(以下、トグル処理)。即
ち、入力画素データごとに出力パターンが必ず反転す
る。これは、出力パターンのドット列を隣同士の画素で
寄せ集めることを目的としている。ここで入力画像デー
タの1画素分の大きさが400dpiであるのに対し、
印刷されるドットの大きさは隣接する2画素がくっつい
て、図に示すごとく200dpi相当の大きさとなる。
このようにすることによって、画像に重畳している高周
波成分を除去する効果があり、特に4値誤差拡散法によ
って発生する擬似輪郭を目立たなくすることが可能であ
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述したデジタルPW
Mは、低い読取り解像度でも高解像度の2値プリンタを
用いて、画像を劣化させることなく印刷することが可能
であり、比較的低いコストで製品化が可能であった。特
に、2値プリンタを用いて中間調(写真)画像を印刷す
る際に、極めて良好な効果が得られる。
【0012】しかし一方で、文字や線画像に対しては解
像度が低くなり、却って輪郭部分にギザギザ(ジャギ
ー)が発生したり、直線が途切れてしまったりする欠点
があった。これはデジタルPWMの処理において奇数画
素と偶数画素の出力パターンを反転させ、隣接する出力
パターンをつなげ、黒ドット若しくは白ドットが大きく
なるように出力したためである。
【0013】図4は、デジタルPWMにおけるトグル処
理をオフにして、奇数画素及び偶数画素ともに同じドッ
トパターンが出力されるようにした場合の模式図であ
る。同図のごとく、トグル処理を中止して400dpi
相当のデジタルPWMを行えば、文字や線画像に対して
も良好な印刷が可能である。しかし、今度はこの場合、
文字線画像に中間調濃度を共有する部分が含まれていた
場合、ここに擬似輪郭等の不具合が発生する虞れがあっ
た。
【0014】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、中間調画像及び文字線画像のいずれに対しても良好
な画質を得ることができるデジタルPWMを実施できる
画像処理方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
【0015】また本発明の目的は、一つのアルゴリズム
であらゆる種類の画像に対し共通してデジタルPWMが
処理できるようにした画像処理方法及びその装置を提供
することにある。
【0016】また本発明の目的は、文字線画像は高い解
像度で、中間調画像はそれよりも低い解像度で出力する
ことにより、画像の劣化を少なくして2値プリンタで印
刷できるようにした画像処理方法及びその装置を提供す
ることにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像処理装置は以下のような構成を備える。
即ち、多値画像データを入力し、前記多値画像データの
各画素を複数のドットで構成されるドットパターンに変
換する画像処理装置であって、前記多値画像データの各
画素が中間調画像域か線画像域のいずれに存在するかを
判別する判別手段と、前記判別手段による各画素の属す
る像域の判別結果に基づいて、線画領域に属している時
は、前記入力画素データの濃度に応じたドットパターン
を出力するとともに、中間調画像領域に属している時
は、前記入力画素データの濃度に応じたドットパターン
と、当該ドットパターンの対称パターンとを交互に出力
する変換手段とを有することを特徴とする。
【0018】上記目的を達成するために本発明の画像処
理方法は以下のような工程を備える。即ち、多値画像デ
ータを入力し、前記多値画像データの各画素を複数のド
ットで構成されるドットパターンに変換する画像処理方
法であって、前記多値画像データの各画素が中間調画像
域か線画像域のいずれに存在するかを判別する判別工程
と、前記判別工程により、当該画素が文字画像領域に属
している時は、前記入力画素データの濃度に応じたドッ
トパターンを出力し、中間調画像領域に属している時
は、前記入力画素データの濃度に応じたドットパターン
と、当該ドットパターンの対称パターンとを交互に出力
する変換工程と、を有することを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0020】図1は、記録解像度が1200dpiの2
値プリンタ206を用いて、読取り解像度が400dp
iの画像データを処理して印刷する画像処理の流れを示
した図である。
【0021】図中、201は、読取り解像度が400d
piのスキャナであり、ここで多値画像を読取り、デジ
タル信号への変換及びシェーディング補正も行ってい
る。202は、スキャナ201により読み取った多値画
像データをフィルタリング処理し、例えば原画像と読取
り解像度の整合性から生ずるモワレを除去したり、画像
のエッジを強調したりする。更に、ここで輝度データを
濃度データに変換すると共に、記録系や視覚系のガンマ
特性に合わせ、ガンマ補正もなされる。
【0022】図1において、205は2値化ユニットを
示し、多値画像データを2値画像データに変換してい
る。この2値化ユニット205は、4値誤差拡散ブロッ
ク203及びデジタルPWMブロック204とを備えて
いる。4値誤差拡散ブロック203では、1画素8ビッ
トで256階調の画像データに誤差拡散法の原理を適用
し、濃度保存を行いつつ階調変換を施す。この4値誤差
拡散ブロック203の出力は、1画素が2ビットで4階
調になり、微視的には濃度保存されないが、広い領域を
見れば濃度が保存されるようになっている。こうして1
画素2ビットで4階調の画像データは、その後、本実施
の形態に係るデジタルPWM204により2値化され、
記録密度1200dpiの2値プリンタに出力される。
一方、これらの画像処理はライン単位で行われる。
【0023】図5は、本実施の形態に係るデジタルPW
M204の構成を示すブロック図である。
【0024】図中、501は多値画素データ入力部であ
る。前段の4値誤差拡散ブロック203における処理に
より、256階調の画素データを4階調(2ビット/画
素)まで変換した低階調画像を画素毎に入力する。ここ
で、4階調データの“3”(図5の503)が256階
調濃度における濃度“255”に相当し、“2”(図5
の504)が濃度“170”に、“1”(図5の50
5)が濃度“85”に、及び“0”(図5の506)が
濃度“0”にそれぞれ相当している。尚、本実施の形態
では簡単のため、4値誤差拡散処理を行うことを想定し
ているが、必ずしも4値でなくとも本発明を実施するこ
とは可能である。例えば、8値画像入力に対し、8値デ
ジタルPWMなどが考えられる。
【0025】次に、この4値階調に変換された画像デー
タは、PWM変換部502に画素単位で入力される。こ
の入力された多値画素データは、それぞれの画素の濃度
に対応するドットパターンに変換されて出力される。こ
こで入力画素データの濃度に対応する出力ドットパター
ンは、図中、503〜506で示す通りである。この場
合、入力画素データの解像度が400dpiであるのに
対して、出力ドットパターンを構成する1ドットは12
00dpiである。したがって、出力画素クロックは、
入力画素クロックの周波数の3倍の周波数が必要とな
り、また1ラインの画素数(主走査方向の画素数)も3
倍になる。但し、出力ドットパターンを構成する1ドッ
ト(1200dpi)は、入力1画素(400dpi)
の3分の1の大きさである。
【0026】509は像域判定部で、処理中の多値画像
データの数ライン分のデータを記憶するための専用のラ
インバッファ510が用意されており、現在処理中のラ
インを含めて、その前の数ライン分のデータを蓄積して
おくことが可能である。これによって、現在処理中の画
素が如何なる領域(文字画像か中間画像域)に含まれて
いるかの判定を2次元的に行うことができる。尚、この
像域判定部509における領域判定のアルゴリズムは、
従来の周知の方法を用いるものとする。この像域判定
は、入力画素データに同期して行われ、その判定結果
を、その画素毎にスイッチ回路512に出力する。51
1は、画素データの入力に同期した同期信号であり、各
処理ブロックへ送られて処理の同期が取られている。
【0027】スイッチ回路512は、像域判定部509
からの判定結果を受け、デジタルPWMブロック502
の出力パターンを切り換えている。この出力ドットパタ
ーンの切り換えは、Aパターン及びBパターンの2通り
である。像域判定部509からの信号で、処理対象の画
素が文字線画像に含まれる場合は、スイッチ回路512
はAパターンを選択し、入力画素濃度に対応した階調の
ドットパターンを出力する。以後、文字線画像に含まれ
る画素が入力された場合も、切り替わることなく同様に
処理される。従って、デジタルPWM502の出力は4
00dpi相当の高解像度パターンとなる。
【0028】一方、処理対象の画素が中間調(写真)画
像領域に含まれる場合は、スイッチ回路512はBパタ
ーンを選択し、入力画素濃度に対応したドットパターン
を出力する。また、次の入力画素の判定結果が、中間調
画像領域に含まれていると判定された場合、その出力パ
ターンが反転され、今度はAパターンが選択されて出力
される。以降、入力画素が中間調画像領域であると判定
されると、パターンA及びパターンBが交互に出力さ
れ、200dpi相当のデジタルPWM処理が行われ
る。
【0029】AパターンとBパターンが交互に出力さ
れ、ドットパターンの向きが反転した場合、直前画素と
現画素のデジタルPWM変換ドット列は、図3に示すご
とく200dpiの低解像度となる。しかし、ドットパ
ターンの向きが反転せずに、例えばAパターンが連続し
て出力される状態では、直前画素と現画素のドット列
は、図4に示すように、400dpiの高解像度のまま
となる。このような出力ドットパターン解像度の切り換
えは、入力する多値画像データの属性に依存して行われ
る。
【0030】以上のようにして、入力画素データが含ま
れる画像域の属性に適応したデジタルPWM処理が実現
され、文字線画像及び中間調画像が混在する画像に対し
ても良好なデジタルPWM処理が可能となる。こうして
適応型PWM変換された1200dpiの画素データ
は、出力ドットパターンとして2値プリンタ206に出
力される。ここで2値プリンタ206は、例えば、12
00dpiの高解像度LBPである(不図示)。尚、本
実施の形態で示した画像処理装置は、例えばデジタル複
写機、ファクシミリ、更にはマルチメディア機器の画像
処理アプリケーション等の画像処理システム等にそれぞ
れ応用することができる。
【0031】図6は本実施の形態のデジタルPWM回路
204の一例を示すブロック図で、ここではCPU60
1と、CPU601により実行されるソフトウェアによ
り実現する場合で示しているが、本発明はこれに限定さ
れるものでなく、例えばハードウェアにより実現しても
良い。
【0032】CPU601は、プログラムメモリ611
に記憶された制御プログラムに従って、このデジタルP
WM回路204全体の動作を制御している。602は、
主メモリとして機能しているRAMで、後述フラグF6
10やCPU601により実行される制御プログラムや
各種データを記憶しているプログラムメモリ611等を
備えている。尚、このプログラムメモリ611に記憶さ
れる制御プログラムは、例えば図示しないフロッピィデ
ィスク等からダウンロードされたプログラムであっても
良い。603は、本実施の形態のデジタルPWMを実現
しているルックアップテーブルテーブル(LUT)で、
アドレスとして2ビットの画素データを入力し、CPU
601から出力される信号605がハイレベルのときに
Aパターンを、ロウレベルのときにBパターンというよ
うに、その入力した画素データに対応するドットパター
ンを出力する。604はプリンタインターフェース(I
/F)で、2値プリンタ206との間でのインターフェ
ースを制御している。像域判定部509及びラインバッ
ファ510のそれぞれは、図5に示した構成と同様であ
る。尚、この像域判定処理は、CPU601により実行
されるプログラムにより行なわれても良い。
【0033】図7は本実施の形態のCPU601により
実行される制御処理を示すフローチャートで、この処理
を実行する制御プログラムは前述のプログラムメモリ6
11に記憶されている。尚、この処理に実行前には、ラ
インバッファ510に既に数ライン分の画像データが記
憶されているものとする。
【0034】まずステップS1で、RAM602のフラ
グF610をオフにし、ステップS2で画素データを入
力する。ステップS3では、像域判定部509により、
当該画素に相当する画像領域が文字画像に相当している
か、或は中間調画像に相当しているかを判断する。文字
が像に相当している時はステップS5に進み、信号60
5をハイレベルにして、LUT603よりAパターンを
出力する。
【0035】一方、文字画像でない時はステップS4か
らステップS6に進み、フラグF610がオンかどうか
をみる。オンであればステップS7に進み、フラグF6
10をオフにするとともに、ステップS8で、信号60
5をハイレベルにして、LUT603からAパターンを
出力する。
【0036】またフラグF610がオンでないときはス
テップS9に進み、フラグFをオンにし、ステップS1
0で信号605をロウレベルにして、LUT603から
Bパターンを出力する。
【0037】なお、本発明は、複数の機器(例えばホス
トコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリン
タなど)から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置
など)に適用してもよい。
【0038】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPU
やMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても達成される。
【0039】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
【0040】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM,CD
−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROMな
どを用いることができる。
【0041】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれる。
【0042】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれる。
【0043】以上説明したように本実施の形態によれ
ば、入力画素が含まれる画像域の属性(文字線画領域、
又は中間調画像領域)を判定し、適応的に出力ドットパ
ターンを切り換えて反転させるように制御するため、中
間調画像及び文字線画像いずれに対しても共通して良好
な画質を保ちつつ2値プリンタによる印刷が可能とな
る。特に、文字線画像と中間調画像の混在する画像入力
に対し、良好なデジタルPWM処理を施すことが可能と
なる。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
間調画像及び文字線画像のいずれに対しても良好な画質
を得ることができる。
【0045】また本発明によれば、一つのアルゴリズム
であらゆる種類の画像に対し共通してデジタルPWMが
処理できる。
【0046】また本発明によれば、文字線画像は高い解
像度で、中間調画像はそれよりも低い解像度で出力する
ことにより、画像の劣化を少なくして2値プリンタで印
刷できるという効果がある。
【0047】
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態の画像処理装置における画像処理
の流れを示すブロック図である。
【図2】多値プリンタと2値プリンタによる多値画像デ
ータの記録例を説明する図である。
【図3】デジタルPWMによるドットの記録例を示す図
で、奇数画素と偶数画素とで交互にドットパターンを切
り換えて記録する例を示す図である。
【図4】デジタルPWMによるドットの記録例を示す図
で、奇数画素と偶数画素とに拘らず常に同じドットパタ
ーンで記録する例を示す図である。
【図5】本実施の形態のデジタルPWM処理を説明する
ための図である。
【図6】本実施の形態のデジタルPWM処理回路の構成
を示す図である。
【図7】本実施の形態のデジタルPWM処理回路の動作
を示すフローチャートである。
【符号の説明】
203 4値誤差拡散部 206 2値プリンタ 502 デジタルPWM回路 509 像域判定部 512 スイッチ回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多値画像データを入力し、前記多値画像
    データの各画素を複数のドットで構成されるドットパタ
    ーンに変換する画像処理装置であって、 前記多値画像データの各画素が中間調画像域か線画像域
    のいずれに存在するかを判別する判別手段と、 前記判別手段による各画素の属する像域の判別結果に基
    づいて、線画領域に属している時は、前記入力画素デー
    タの濃度に応じたドットパターンを出力するとともに、
    中間調画像領域に属している時は、前記入力画素データ
    の濃度に応じたドットパターンと、当該ドットパターン
    の対称パターンとを交互に出力する変換手段と、を有す
    ることを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記変換手段で変換されたドットパター
    ンに基づいて画像を形成する画像形成手段を更に有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】 前記変換手段は、前記多値画像データの
    解像度よりも高い解像度のドットパターンに変換するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  4. 【請求項4】 多値画像データを入力し、前記多値画像
    データの各画素を複数のドットで構成されるドットパタ
    ーンに変換する画像処理方法であって、 前記多値画像データの各画素が中間調画像域か線画像域
    のいずれに存在するかを判別する判別工程と、 前記判別工程により、当該画素が文字画像領域に属して
    いる時は、前記入力画素データの濃度に応じたドットパ
    ターンを出力し、中間調画像領域に属している時は、前
    記入力画素データの濃度に応じたドットパターンと、当
    該ドットパターンの対称パターンとを交互に出力する変
    換工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。
  5. 【請求項5】 前記変換工程で変換されたドットパター
    ンに基づいて画像を形成する工程を更に有することを特
    徴とする請求項4に記載の画像処理方法。
  6. 【請求項6】 前記変換工程では、前記多値画像データ
    の解像度よりも高い解像度のドットパターンに変換する
    ことを特徴とする請求項4に記載の画像処理方法。
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