专利名称：图像处理装置、图像处理方法和图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理装置，该图像处理装置用于当形成图像时将多值图像信息转换成二进制图像信息。
背景技术：
一般来说，例如复印机或打印机等使用电子照相系统或喷墨技术的图像形成装置通过将输入的多值图像数据转换成二进制图像数据，来执行用于表现半色调的图像处理。作为用于将多值图像数据转换成二进制图像数据的图像处理方法，已知一种二值化处理(半色调网点处理)，其用于形成具有与输入的多值图像数据对应的尺寸的半色调网点(着色点)，以便通过着色点的尺寸明显再现半色调图像的密度(也称作“浓度”)。
例如，利用电子照相系统形成彩色图像的彩色图像形成装置相继将黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)(也称作“青色”)和黑色(K)四种颜色的各调色剂图像打印和叠加在用作记录介质的纸张上，从而形成彩色图像。在此时，利用前述二值化处理将每一颜色的调色剂图像的密度再现为一组大量的精细半色调网点。
这里，以使用电子照相系统的彩色复印机为实例详细说明根据现有技术的二值化处理。图13A是示意性示出根据现有技术的二值化处理的实例的视图。图13B是示出通过二值化处理生成的半色调网点(半色调网点图像)的实例的视图。如图13A所示，为了形成彩色原稿的图像，首先以各个具有预定尺寸的像素为单位检测彩色原稿中的图像密度，以便生成具有用于表示图像密度(4位的16个等级中的密度级“8”作为实例在图13A中示出)的预定位数的多值数据作为输入图像信号。然后，比较器将输入图像信号(多值数据)和预定网目图案数据(阈值矩阵中的各阈值数据)比较。这样，使彩色原稿中的每一像素的多值数据二值化，从而生成二值化记录信号。
生成的二值化记录信号输出到曝光装置。曝光装置基于二值化记录信号控制曝光光束(例如激光束)的ON/OFF状态，以便用曝光光束扫描图像载体(例如感光鼓)并使该图像载体在曝光光束下曝光。这样，在图像载体上形成根据曝光光束的ON/OFF状态的静电潜像。用每一颜色的调色剂显影静电潜像。这样，形成各颜色的调色剂图像。各颜色的调色剂图像转印并定影到纸张上，以便形成彩色图像。在此时，纸张上的彩色图像的图像密度用各个具有与图13B所示的图像密度对应的尺寸的半色调网点表示。
顺便提及，在使用电子照相系统的图像形成装置中使用半色调网点的情况下，当各颜色的图像转印到纸张上时，通常层压一种或两种(平均约1.5种)调色剂。为此，在定影调色剂图像时，调色剂图像的层厚达到十几微米。根据再现最大密度的必要性来确定这样的调色剂量。然而，如此确定的调色剂量容易在再现半色调的半色调网点中供给过量。特别是在高亮色调区域(低密度区域)中，由于每一半色调网点的尺寸变小，所以调色剂供给过量的趋势更加明显。
为此，在转印时容易在中间密度范围内出现例如图像扰动等图像质量劣化。也就是说，由于调色剂的分散随调色剂层变厚而变得强烈，所以容易在转印时出现例如图像扰动等图像质量劣化。特别是在将要再现彩色图像的情况下，由于多重转印各颜色的调色剂图像，所以容易在转印时出现图像劣化。尽管从以上观点来看，调色剂图像形成为薄层是比较理想的，但是调色剂图像的厚度减小会引起最大密度的降低。
此外，调色剂过量会在中间密度范围内引起不充分的颜色再现。也就是说，当转印各颜色的调色剂图像时，具有十几微米厚度的调色剂图像通过定影压缩到几微米的层厚。然而，当定影到纸张上的调色剂吸收具有预定波长的光时，出现基于调色剂的颜色再现。为此，为了提高光吸收效率，有必要使调色剂层形成为较薄。然而，由于如上所述用于表现半色调的调色剂层变得过厚，所以颜色可再现性容易变得不充分。
此外，中间密度范围内的调色剂过量会在显影处理中引起调色剂的浪费性消耗。
因此，有必要在以下条件下执行二值化处理，即抑制中间密度范围内的调色剂过量，同时保证最大密度。
日本专利No.3347411(见第3至第5页，与美国专利No.5,646,670对应)披露了用于抑制中间密度范围内的调色剂过量的技术。具体来说，日本专利No.3347411披露了下述技术，即通过以规则间隔减少一部分输入彩色图像信号，来执行用于减小该输入彩色图像信号的密度的低密度转换处理；基于像素到像素判断输入彩色图像信号的密度级；以及当输入彩色图像信号的密度级判断为低于预定水平时，即使在图像信号将要从其减少的位置，也阻止该减少处理(thinning-out process)。
此外，JP 2005-26987A(见第4至第5页)披露了一种与用于印刷中的印刷半色调网点相关的技术。具体来说，JP 2005-26987A披露了其基本单元或最小单元具有中空结构的印刷半色调网点。
尽管日本专利No.3347411可以抑制调色剂消耗，但是由于一部分输入彩色图像信号以规则间隔减少，所以会破坏图像密度或彩色调色剂的可再现性。
此外，由于JP 2005-26987A采用中空结构，图像会在高亮色调区域(低密度区域)中不连续，并且会降低图像可再现性。JP2005-26987A披露了针对此现象的对策。具体来说，JP 2005-26987A披露了下述技术准备与面积比对应的多个半色调网点矩阵；以及基于该面积比选择半色调网点矩阵，以便仅仅在特定密度区域内形成中空结构。即使利用此方法，由于半色调网点结构的不连续性而出现转换半色调网点矩阵的密度范围边界中的等级(灰度)空隙，也会破坏图像等级(灰度)特性。
如上所述，尽管日本专利No.3347411和JP 2005-26987A可以抑制在中间密度范围内使用过多的调色剂，但是会使图像质量劣化。
发明内容
鉴于上述情况做出本发明，并且本发明实现一种二值化处理，该处理可以抑制在中间密度范围内使用过多的调色剂，同时将最大密度保持在较高水平。
根据本发明的一方面，一种图像处理装置包括输入部分和二值化处理部分。所述输入部分输入多值图像数据。所述二值化处理部分使所述多值图像数据二值化，以生成表示各个具有中空结构的半色调网点的输出图像数据。所述二值化处理部分根据所输入的多值图像数据，优先沿预定方向扩大所述半色调网点。
术语“中空结构”包括以下情况在半色调网点的轮廓部分内部形成具有小于该轮廓部分的密度的像素点的情况；不在半色调网点的轮廓部分内部形成像素点的情况；以及在半色调网点的像素点(输出点)的聚集体内部形成至少一个非像素点(非输出点)的情况。此规定适用于下述内容。
此外，当所输入的多值图像数据的密度变大时，所述二值化处理部分可以使所述半色调网点优先沿预定方向变大。
此外，当所述多值图像数据的数值在预定范围内时，所述二值化处理部分可以生成输出图像数据，所述输出图像数据表示具有基本上为线性结构(以下称为“线形网目结构”)的半色调网点图案。
此外，所述输入部分可以输入多个颜色成分的多条多值图像数据。所述二值化处理部分生成多条输出图像数据。每一所述输出图像数据表示中空结构的半色调网点图案，所述半色调网点图案优先沿预定角度的方向扩大。并且各个颜色成分的所述预定角度彼此不同。
此外，所述二值化处理部分可以生成所述输出图像数据，以便在所述半色调网点图案内部形成的中空部分扩大，直到所述多值图像数据的数值达到预定范围，并且当所述多值图像数据的数值超过预定范围时，所述中空部分减小。
此外，所述二值化处理部分可以包括第一图像数据生成部分、第二图像数据生成部分和算术处理部分。所述第一图像数据生成部分生成表示像素点集合的第一图像数据，所述像素点根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值，优先沿预定角度的方向扩大。所述第二图像数据生成部分生成表示非像素点集合的第二图像数据，所述非像素点集合位于用所述第一图像数据表示的所述像素点集合的内部。所述非像素点集合根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值，优先沿预定角度的方向扩大或减小。所述算术处理部分基于由所述第一图像数据生成部分生成的所述第一图像数据和由所述第二图像数据生成部分生成的所述第二图像数据，生成所述输出图像数据。
此外，当从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值大于或等于预定值时，所述第二图像数据生成部分可以生成所述第二图像数据。
此外，所述第二图像数据生成部分可以生成所述第二图像数据，以便所述非像素点集合不与所述像素点集合的轮廓部分重叠。
根据本发明的另一方面，一种用于使多值图像数据二值化以生成用于以伪方式再现半色调的输出图像数据的图像处理方法包括输入多值图像数据；生成表示中空结构的半色调网点图案的输出图像数据，所述半色调网点图案根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据，优先沿预定角度的方向扩大；以及输出所生成的输出图像数据。
此外，所述输出图像数据的生成步骤包括生成表示像素点集合的第一图像数据，所述像素点根据所述输入的多值图像数据的数值，优先沿预定角度的方向扩大；生成表示非像素点集合的第二图像数据，所述非像素点集合位于用所述第一图像数据表示的所述像素点集合的内部，所述非像素点集合根据所述输入的多值图像数据的数值，优先沿预定角度的方向扩大或减小；以及基于所生成的第一图像数据和所生成的第二图像数据，生成所述输出图像数据。
根据本发明的又一方面，一种图像形成装置包括输入部分、二值化处理部分和图像形成部分。所述输入部分输入多值图像数据。所述二值化处理部分使所述多值图像数据二值化，以生成表示各个具有中空结构的半色调网点的输出图像数据。所述二值化处理部分根据所输入的多值图像数据，优先沿预定方向扩大所述半色调网点。所述图像形成部分基于由所述二值化处理部分生成的所述输出图像数据，形成半色调图像。
此外，当所述多值图像数据的数值在预定范围内时，所述二值化处理部分可以生成输出图像数据，所述输出图像数据表示具有基本上为线性结构的半色调网点图案。
此外，所述输入部分可以输入多个颜色成分的多条多值图像数据。所述二值化处理部分生成多条输出图像数据。每一所述输出图像数据表示中空结构的半色调网点图案，所述半色调网点图案优先沿预定角度的方向扩大。并且各个颜色成分的所述预定角度彼此不同。
此外，所述二值化处理部分包括第一图像数据生成部分、第二图像数据生成部分和算术处理部分。所述第一图像数据生成部分生成表示像素点集合的第一图像数据，所述像素点根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值，优先沿预定角度的方向扩大。所述第二图像数据生成部分生成表示非像素点集合的第二图像数据，所述非像素点集合位于用所述第一图像数据表示的所述像素点集合的内部。所述非像素点集合根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值，优先沿预定角度的方向扩大或减小。所述算术处理部分基于由所述第一图像数据生成部分生成的所述第一图像数据和由所述第二图像数据生成部分生成的所述第二图像数据，生成所述输出图像数据。
此外，所述图像形成部分可以将着色剂施加在记录介质上，以形成所述半色调图像。所述图像形成部分基于由所述第二图像数据生成部分生成的所述第二图像数据，控制所施加的着色剂的数量。
此外，所述图像形成部分可以将着色剂施加在记录介质上，以形成所述半色调图像。所述图像形成部分基于由所述第二图像数据生成部分生成的所述第二图像数据，阻止施加所述着色剂。
根据本发明的还一方面，在记录介质上利用半色调网点以伪方式再现半色调图像。所述半色调图像由各个具有中空结构的所述半色调网点形成。所述半色调网点根据所述半色调图像的密度，优先沿预定角度的方向扩大。
此外，在每一半色调网点内部形成的中空部分可以这样形成即，使得所述中空部分的密度小于形成所述半色调网点的轮廓部分的区域。
根据以上结构，可以形成富有图像密度可再现性和颜色可再现性的高质量图像。也可以抑制调色剂消耗。
图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的图像形成装置的总体结构的简图；图2A至2H是示出在6位的64个等级中表示的半色调网点的实例的视图；图3A和3B是用于说明用于通过二值化处理部分形成空隙的阈值数据的特性的曲线图；图4是示出二值化处理部分的结构的框图；图5是示出二值化处理部分中的半色调网点处理过程的概况的流程图；图6(图6(A)～(E))是示出利用二值化处理部分中的半色调网点处理的环状半色调网点的生成过程的视图；图7A和7B是示出通过二值化处理部分中的半色调网点处理生成的半色调网点图像和通过根据现有技术的二值化处理生成的半色调网点图像；图8是示出根据第二示例性实施例的图像形成装置的总体结构的简图；图9是示出二值化处理部分的结构的框图；图10是示出调制控制部分的结构的框图；图11是示出图像处理部分中的半色调网点处理过程的概况的流程图；图12(图12(A)～(D))是示出利用图像处理部分中的半色调网点处理的环状半色调网点的生成过程的视图；以及图13A是示意性示出根据现有技术的二值化处理的实例的视图；并且图13B是示出通过二值化处理生成的半色调网点的实例的视图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细说明本发明的示例性实施例。
第一示例性实施例图1是示出根据第一示例性实施例的图像形成装置1的总体结构的简图。图1所示的图像形成装置1包括颜色分离信号生成部分10、二值化处理部分20、二进制数据存储部分30、标印引擎部分(marking engine section)40和控制部分60。颜色分离信号生成部分10是用于输入图像数据的输入部分的实例。颜色分离信号生成部分10对输入的图像数据执行例如映射等处理。二值化处理部分20通过执行网目处理(screen processing)以将多值图像数据转换成二进制图像数据。二进制数据存储部分30存储由二值化处理部分20生成的二进制图像数据。标印引擎部分40用作图像打印部分(图像形成部分)，将图像打印在用作记录介质的纸张上。控制部分60通常控制图像形成装置1的操作。这里，颜色分离信号生成部分10、二值化处理部分20和二进制数据存储部分30形成图像处理部分(图像处理装置)100，该图像处理部分执行用于将多值图像数据转换成二进制图像数据的二值化处理过程。
根据例如R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)等颜色成分并具有预定位数(例如8到10位)的图像数据Din_R、Din_G和Din_B(以下简称为Din)从通过网络等连接的个人计算机(PC)3或例如扫描仪等图像读取器4输入到颜色分离信号生成部分10中。颜色分离信号生成部分10由所获得的根据以上颜色成分的图像数据Din_R、Din_ G和Din_B生成例如根据与用于标印引擎部分40的处理中的调色剂颜色对应的C(蓝绿色)、M(品红色)、Y(黄色)和K(黑色)颜色成分的图像数据DMV_C、DMV_M、DMV_Y和DMV_K(以下简称为DMV)。也就是说，颜色分离信号生成部分10执行映射处理，该映射处理用于将具有预定位数的多值RGB颜色系统图像数据Din_R、Din_G和Din_B转换成预定位数的多值CMYK颜色系统图像数据DMV_C、DMV_M、DMV_Y和DMV_K。
顺便提及，在颜色分离信号生成部分10中，除了映射处理之外，同时执行例如底色去除、可变倍率处理、对比度控制(密度控制)、颜色校正、过滤、TRC(色调再现控制)校正(也称为灰度较正)等预定图像处理。
二值化处理部分20通过对从颜色分离信号生成部分10输入的颜色成分的各多值图像数据DMV_C、DMV_M、DMV_Y和DMV_K执行网目处理，以生成二进制数据(1位图像数据)。也就是说，二值化处理部分20利用称为“半色调网点”的着色点的尺寸以伪方式由作为具有密度等级的多值图像信息的图像数据DMV_C、DMV_M、DMV_Y和DMV_K生成表示半色调图像的密度的二进制记录信号Dout。
二进制数据存储部分30存储由二值化处理部分20生成的二进制记录信号Dout。
标印引擎部分40从二进制数据存储部分30读取二进制记录信号Dout，并利用二进制记录信号Dout在纸张上打印图像。可以在标印引擎部分40中使用各种方法，例如利用使用调色剂作为色材的电子照相系统的方法、利用使用油墨作为色材的喷墨技术的方法、利用用于制造印刷板并通过利用该印刷板将油墨转印到记录纸张上的刻版印刷技术(例如平版印刷技术)等。在根据此示例性实施例的图像形成装置1中，以使用利用电子照相系统的情况为实例。
下面说明用于此示例性实施例中的电子照相式标印引擎部分40。如图1所示，此示例性实施例中的标印引擎部分40具有以规则间隔并排设置的四个图像形成单元46Y、46M、46C和46K。各个图像形成单元46Y、46M、46C和46K具有以下部件感光鼓41，其用于形成静电潜像并承载调色剂图像；充电辊42，其用于以预定电位均匀地给感光鼓41的表面静电充电；显影器43，其用于显影感光鼓41上形成的静电潜像；以及鼓清洁器44，其用于在转印之后清洁感光鼓41的表面。用于曝光感光鼓41的激光曝光装置45Y、45M、45C和45K设置为分别与图像形成单元46Y、46M、46C和46K对应。
除了容纳在各个显影器43中的调色剂之外，图像形成单元46Y、46M、46C和46K具有基本上相同的结构。图像形成单元46Y、46M、46C和46K分别形成黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的调色剂图像。
标印引擎部分40还具有以下部件中间转印带50，其用于多重转印由图像形成单元46Y、46M、46C和46K的感光鼓41形成的各颜色调色剂图像；第一转印辊47，其用于在第一转印部分T1连续将图像形成单元46Y、46M、46C和46K的各颜色调色剂图像(一次转印)转印到中间转印带50上；第二转印辊48，其用于在第二转印部分T2共同将转印到中间转印带50上的叠加调色剂图像(二次转印)转印到作为记录介质(记录纸)的纸张P上；以及定影装置54，其用于将二次转印的图像定影到纸张P上。
从二进制数据存储部分30读取的二进制记录信号Dout提供给标印引擎部分40的激光曝光装置45Y、45M、45C和45K。各个激光曝光装置45Y、45M、45C和45K生成根据从二进制数据存储部分30获得的二进制记录信号Dout调制的激光。例如，在黄色(Y)图像形成单元46Y中，利用由激光曝光装置45Y生成的激光扫描以预定电位均匀静电充电的感光鼓41的表面，并使该感光鼓41的表面在激光下曝光，以便在感光鼓41上形成静电潜像。如此形成的静电潜像由显影器43显影，以便在感光鼓41上形成Y的调色剂图像。同样在图像形成单元46M、46C和46K中，以与上面所述相同的方式形成M、C和K的各颜色调色剂图像。
由图像形成单元46Y、46M、46C和46K形成的各颜色调色剂图像通过第一转印辊47连续静电吸附到沿图1中的箭头A的方向旋转的中间转印带50上。这样，在中间转印带50上形成互相叠加的调色剂图像。随着中间转印带50的移动，叠加调色剂图像输送到设有第二转印辊48的第二转印部分T2。当叠加调色剂图像输送到第二转印部分T2时，根据将调色剂图像输送到第二转印部分T2的时间(或时刻)，纸张P从纸盒53输送到第二转印部分T2。叠加调色剂图像基于在第二转印部分T2通过第二转印辊48形成的转印电场共同静电转印到所输送的纸张P上。
然后，在其上已经静电转印有叠加调色剂图像的纸张P与中间转印带50分离，并由输送带51和52输送到定影装置54。已经转印到输送到定影装置54的纸张P上但是尚未定影的调色剂图像通过定影装置54在热量和压力下经过定影处理，从而将调色剂图像定影到纸张P上。其上已经形成定影有图像的纸张P输送到设置在图像形成装置的排纸部分中的排纸堆叠部分(未示出)上。
接下来说明设置在根据此示例性实施例的图像形成装置1中的二值化处理部分20。
此示例性实施例的二值化处理部分20利用称为“半色调网点”的着色点的尺寸以伪方式由从颜色分离信号生成部分10输入并具有各颜色成分的密度等级的多值图像数据DMV生成表示各个半色调图像的密度的二进制记录信号Dout。在此时，此示例性实施例的二值化处理部分20生成二进制记录信号Dout，以便中空结构(环状)的半色调网点在内部包含中间密度范围(半色调范围)内的空隙。
图2A是示出半色调网点的实例的视图，当输入图像的密度在中间密度范围内时，形成半色调网点(以下可以称为“在中间密度范围内形成的半色调网点”)。如图2A所示，在单位半色调网点区域(在此示例性实施例中为8像素×8像素的区域)中形成各个半色调网点。如图2B所示，单位半色调网点区域的中心设置在第一组平行线(例如包括直线PQ和直线SR)和第二组平行线(例如包括直线QR和直线PS)之间的交点上。第一和第二组平行线中的一条(例如图2B中的直线PQ)和垂直线之间的角度θ称为“网目角”。
半色调网点包括输出点(可以称为“着色点”、“像素点”或“黑点”)的单一聚集体。形成半色调网点的轮廓部分(最外部分)的输出点称为“轮廓点”。当半色调网点包括由非输出点(可以称为“非像素点”或“白点”)形成的空隙时，所有非输出点由输出点包围。换言之，非输出点不会形成半色调网点的轮廓。
二值化处理部分20生成中间密度区域内的半色调网点，以便半色调网点沿网目角方向线性连续，以便形成如图2C所示的线网目(基本上为线形结构)。应该注意到，图2B和2C与输入图像的不同密度对应。
回到图2A，二值化处理部分20生成在中间密度范围内形成的半色调网点，以便用于形成空隙的白点(非输出点)设置在用于形成半色调网点轮廓的轮廓点(输出点)中。具体来说，此示例性实施例的二值化处理部分20生成在中间密度范围内形成的半色调网点，以便半色调网点具有沿例如网目角θ等预定角度的方向延伸的形状。换言之，二值化处理部分20根据多值图像信号DMV的密度，沿网目角θ的方向扩大像素点。顺便提及，图2A至2H示出了可以用6位表达64个等级的半色调网点的实例。
图3A和3B是用于说明阈值数据的特性的曲线图，当此示例性实施例的二值化处理部分20生成二进制记录信号Dout时，该阈值数据用于形成空隙(见图2)。如图3A所示，此示例性实施例可以使用阈值数据，该阈值数据使空隙尺寸轮廓在预定密度范围(中间密度范围)内形成的半色调网点中形成具有预定区域(例如b0)的空隙。或者，如图3B所示，此示例性实施例可以使用阈值数据，该阈值数据使空隙尺寸轮廓在预定密度范围(中间密度范围)内形成的半色调网点中形成具有区域的空隙，该区域可以根据多值图像数据DMV的密度而变化。
图3A和3B中所示的第一密度C1和C3是在开始形成空隙的低密度侧的密度。图3A和3B所示的第二密度C2和C4是开始形成空隙的高密度侧的密度。图3B所示的密度Ccnt是用于形成最大数目的空隙(非输出点)的密度。换言之，密度Ccnt是用于使空隙数目从增大转变为减小的密度，并且可以称为“转变密度Ccnt”。具体来说，以如下方式设定转变密度Ccnt。即，如果表示输入图像的多值图像数据DMV的强度(与输入图像的密度对应)从低强度侧改变，则所有表示由第一比较部分211(在图4中示出，在后面说明)输出的半色调网点的二进制数据首先在转变密度Ccnt成为输出点。
尽管转变密度Ccnt在这里说明为单密度值，但是空隙数目最大的区域可以设在预定密度范围内。这样的设定可以包括在本发明的此实施例中。
顺便提及，设定在开始形成空隙的低密度侧的第一密度C1和C3的原因在于，在保持由黑点(输出点)集合形成的半色调网点的轮廓作为黑点的同时，第一密度C1和C3在该半色调网点的内部设置白点(非输出点)中是不可避免的。另一方面，由于第二密度C2和C4用以仅仅在中间密度范围(半色调范围)内将白点设置在半色调网点中，所以在开始形成空隙的高密度侧的第二密度C2和C4并非是必须的。也就是说，从在开始形成空隙的低密度侧的第一密度C1和C3到最大密度Cmax的图像密度可以是白点设置在着色点的内部的处理目标密度范围。
图4是示出根据此示例性实施例的二值化处理部分20的结构的框图。如图4所示，此示例性实施例的二值化处理部分20包括阈值矩阵存储部分29、比较部分21和二进制算术处理部分25。阈值矩阵存储部分29存储与单位半色调网点区域(见图2)中的像素矩阵的各坐标值对应的阈值作为阈值矩阵。比较部分21通过参照从颜色分离信号生成部分10输入的各个颜色成分的多值图像数据DMV和存储在阈值矩阵存储部分29中的阈值矩阵，执行用于二值化的比较处理。二进制算术处理部分25对从比较部分21输出的二进制数据执行逻辑算术处理。
阈值矩阵存储部分29具有半色调网点轮廓存储部分291和空隙轮廓存储部分292。半色调网点轮廓存储部分291存储用作用于形成半色调网点的基础的存储轮廓数据(见图2)。空隙轮廓存储部分292存储轮廓数据，以限定与输入图像的密度对应的空隙尺寸，即限定使空隙形成的输入图像的密度。
半色调网点轮廓存储部分291存储作为轮廓数据的第一阈值矩阵MTX1，以限定与输入图像的密度对应的半色调网点尺寸，即限定使空隙形成的输入图像的密度。第一阈值矩阵MTX1还给出半色调网点尺寸的轮廓，该轮廓由在半色调网点形成过程中使用的用于形成半色调网点的阈值数据集合形成。基本上，这样设定第一阈值矩阵MTX1即，使得可以输出与根据现有技术的半色调网点增长相似的网点图案。此外，此示例性实施例设定第一阈值矩阵MTX1，以便(i)当输入图像的密度从0一直增加到转变密度Ccnt时，输出点数优先沿单位半色调网点区域中的预定角度(例如网目角θ)方向逐渐增加，并且(ii)当输入图像的密度大于或等于转变密度Ccnt时，所有单位半色调网点区域中的网点形成为输出点。
术语“优先”意味着当输入图像的密度从0增加到转变密度Ccnt时，沿预定角度(例如网目角θ)方向的单位半色调网点区域中的输出点数的增加量大于沿与预定角度方向垂直的方向的相应增加量。
具体来说，参照图2D，术语“优先”可以表示当输入图像的密度从0增加到转变密度Ccnt时，半色调网点增长，以便虚线之间的区域中的输出点数(或输出点的面积)大于双点划线之间的区域中的输出点数。通过将线AA’旋转±预定角度(例如±30度)来获得虚线，线AA’具有网目角θ，并穿过单位半色调网点区域的中心。此外，通过将线BB’旋转±预定角度(例如±30度)来获得双点划线，线BB’与线AA’垂直，并穿过单位半色调网点区域的中心。应该注意到，旋转角度不局限于±30度，而是可以适当选择。
或者，术语“优先”可以如图2E所示具体限定。也就是说，在图2E中，单位半色调网点区域由X和Y轴划分成四个象限。术语“优先”可以表示当输入图像的密度从0增加到转变密度Ccnt时，半色调网点这样增长，即在包括具有网目角θ并穿过单位半色调网点区域的中心的直线的象限(例如第二和第四象限)中的输出点数大于其它象限(例如第一和第三象限)中的输出点数。
再或者，术语“优先”可以用图2F和2G所示的“增长矢量”来限定。“增长矢量”限定为连接单位半色调网点区域的中心和距该中心最远的半色调网点的轮廓点的矢量。图2F和2G所示的实矢量是增长矢量的实例。如果半色调网点相对于单位半色调网点区域的中心对称增长，则可以从单个单位半色调网点区域获得两个增长矢量(图2F所示的实矢量和虚矢量)。在下列说明中，使用增长矢量的上面一个。以从0到半色调网点的轮廓点到达单位半色调网点区域的轮廓的密度的各个密度计算增长矢量(如图2G所示)。然后，计算增长矢量的平均值，该平均值称为“平均增长矢量”。平均增长矢量表示其中半色调网点增长(扩大)的方向。“半色调网点优先沿预定方向扩大”的表述可以表示半色调网点这样扩大即，使得具有网目角的直线(例如图2C所示的直线PQ)和平均增长矢量之间的角度在预定范围(例如±30度)内。
空隙轮廓存储部分292存储第二和第三阈值矩阵MTX2和MTX3，以给出由用于此示例性实施例的空隙形成过程中的空隙形成阈值数据集合形成的空隙尺寸轮廓。
存储在空隙轮廓存储部分292中的第二阈值矩阵MTX2主要为从颜色分离信号生成部分10输入的多值图像数据DMV限定在中间密度范围的低密度侧的空隙尺寸。第三阈值矩阵MTX3主要为多值图像数据DMV限定在中间密度范围的高密度侧的空隙尺寸。通过合成由第二阈值矩阵MTX2限定的空隙尺寸和由第三阈值矩阵MTX3限定的空隙尺寸，来限定在多值图像数据DMV的整个中间密度范围上的空隙尺寸。在此时，形成空隙，以便空隙形成点(白点)的数目以与半色调网点轮廓存储部分291(第一阈值矩阵MTX1)的情况相同的方式，优先沿预定角度(网目角θ)的方向逐渐增加(空隙形成点扩大)或减少(空隙形成点减小)。
具体来说，如图2D所示，当输入图像的密度从0增加到转变密度Ccnt时，空隙增长，以便虚线之间的区域中形成该空隙的非输出点数(或形成该空隙的非输出点的面积)大于双点划线之间的区域中的非输出点数。此外，当输入图像的密度从转变密度Ccnt增加到Cmax时，该空隙从在转变密度Ccnt处形成的最大尺寸空隙退回(回归)，以便在虚线之间的区域中从非输出点变为输出点的点数大于双点划线之间的区域中的相应点数。
或者，如图2E所示，假定单位半色调网点区域由X和Y轴划分成四个象限。在这种情况下，当输入图像的密度从0增加到转变密度Ccnt时，在包括具有网目角θ并穿过单位半色调网点区域的中心的直线的象限(例如第二和第四象限)中的形成空隙的非输出点数大于其它象限(例如第一和第三象限)中的非输出网点数。此外，当输入图像的密度从转变密度Ccnt增加到Cmax时，该空隙从最大尺寸空隙退回，以便在包括该直线的区域(例如第二和第四象限)中从非输出点变为输出点的点数大于其它区域(例如第一和第三象限)中的相应点数。
再或者，术语“优先”可以用“空隙增长矢量”来限定。“空隙增长矢量”限定为连接单位半色调网点区域的中心和距该中心最远的空隙的点的矢量。图2H所示的实矢量是空隙增长矢量的实例。如果空隙相对于单位半色调网点区域的中心对称增长，则可以从单个单位半色调网点区域获得两个空隙增长矢量。在下列说明中，使用空隙增长矢量的上面一个。从第一密度(C3)到第二密度(C4)计算空隙增长矢量。然后，计算空隙增长矢量的平均值，该平均值称为“平均空隙增长矢量”。平均空隙增长矢量表示其中空隙增长(扩大或减小)的方向。“空隙形成点的数目优先沿预定角度的方向逐渐增加或减少”的表述可以表示空隙这样扩大或减小即，使得具有网目角的直线(例如图2C所示的直线PQ)和平均空隙增长矢量之间的角度在预定范围(例如±30度)内。
顺便提及，术语“合成”意味着通过比较部分21和二进制算术处理部分25参照第二和第三阈值矩阵MTX2和MTX3，作为比较结果的逻辑合成。
存储在此示例性实施例的空隙轮廓存储部分292中的第二和第三阈值矩阵MTX2和MTX3具有如图2A、3A和3B所示的空隙尺寸轮廓特性。也就是说，第二和第三阈值矩阵MTX2和MTX3这样构造，即当输入密度超过预定密度时，形成半色调网点的黑点(可以称为“输出点”或“像素点”)部分用白点(可以称为“非输出点”或“非像素点”)代替以形成空隙。因此，可以减少整个半色调网点部分上的着色剂(在此示例性实施例中为调色剂)的数量。
在某种程度上将开始形成空隙的点(例如图3A和3B所示的点C1和C3)处的密度设为较高，以便在输出密度超过预定密度之前无法形成空隙。从而，不会在紧密结合(聚集)的半色调网点中形成空隙。因此，当在其中网点尺寸较小的高亮色调区域中形成空隙时，可以防止使半色调网点可再现性降低。
具体来说，如图2A所示，当有助于形成半色点网点的轮廓的最外周围部分的垂直、水平和倾斜输出点(可以称为“轮廓点”)即半色调网点的外周保持为单位半色点网点区域中的输出点时，轮廓点内部的网点部分用非输出点代替以形成空隙。因此，当半色调网点的轮廓部分上的着色剂的数量保持为预定量时，与该预定量相比较，半色调网点内的着色剂数量可以适当减少。为此，尽管着色剂的数量较少，仍然可以有效地提高着色剂的光吸收效率，因此，可以提高颜色可再现性和密度可再现性。
如果当在轮廓点内部形成非输出点时，在轮廓点中隔离非输出点，则存在以下可能性，即可能会降低将半色调网点的着色剂形成为薄层的效果。这是由于半色调网点内部的变薄的非输出点得到分散的缘故。如果输出点进一步存在于非输出点的聚集体中，则难以进行有效的光吸收。这是由于输出点是分散的缘故。因此，可以这样形成空隙即非输出点不彼此隔离，而是形成为聚集体。此外，从保持轮廓的观点来看，非输出点的聚集体的形状可以与半色调网点的轮廓相似。
另外，在此示例性实施例的二值化处理部分20中形成的半色调网点形成有沿网目角θ的方向颜色延伸的形状。也就是说，如图2A至2C所示，存储在半色调网点轮廓存储部分291中的第一阈值矩阵MTX1和存储在空隙轮廓存储部分292中的第二和第三阈值矩阵MTX2和MTX3这样设定即，将要形成的半色调网点的轮廓点(输出点)和用于形成空隙的白点(非输出点)沿例如网目角θ等预定角度延伸。因此，特别是当输入图像的密度在中间密度范围(见图2B、2C和7A)内时，此示例性实施例的二值化处理部分20形成这样的线形网目(几乎为线性结构)，其中沿预定角度(网目角θ)的方向延伸的直线设置一系列半色调网点。
如果电子照相技术用于此示例性实施例的标印引擎部分40的图像打印部分中，则由于用于驱动电子照相处理的各部分的驱动系统的扰动、施加在激光曝光装置45Y、45M、45C和45K(见图1)上的振动等，在所形成的图像中容易出现称为“条带化(banding)”的沿副扫描方向的密度不均匀性。相反，此示例性实施例的二值化处理部分20利用半色调网点沿副扫描方向设置的线形网目在条带化特别显著的低密度范围到中间密度范围内形成图像。为此，在此示例性实施例中，在这样的密度范围内抑制了条带化的出现，因此，可以形成密度不均匀性几乎不显著的高质量图像。
第一、第二和第三阈值矩阵MTX1、MTX2和MTX3可以包括彼此不同的各颜色成分(Y、M、C、K)的阈值矩阵。例如，第一、第二和第三阈值矩阵MTX1、MTX2和MTX3可以这样构造，即由二值化处理部分20基于从颜色分离信号生成部分10输入的各颜色成分的多值图像数据DMV_C、DMV_M、DMV_Y和DMV_K形成的半色调网点可以分别用具有不同网目角的线形网目表示。具体来说，颜色成分(Y、M、C、K)的半色调网点可以形成为分别用具有网目角θ_C、θ_M、θ_Y和θ_K的线形网目表示。
类似地，颜色成分(Y、M、C、K)的半色调网点也可以形成为分别用具有不同预定密度(线数)的线形网目表示。
当这样形成在第一、第二和第三阈值矩阵MTX1、MTX2和MTX3中设定的阈值矩阵时，可以防止当彩色调色剂图像在标印引擎部分40中叠加时，所有颜色的调色剂图像由于标印引擎部分40中的前述振动、扰动等而沿预定方向移动，因此，可以抑制彩色图像中的颜色可再现性的降低。
在此示例性实施例中生成半色调网点的轮廓点(输出点)集合根据输入图像的密度，沿预定角度(例如网目角θ)的方向增加输出点数，以便具有基本上为平行四边形形状，该平行四边形具有与该密度对应的尺寸(例如见图2A至2C和图6)。半色调网点内部具有基本上为平行四边形的性状的输出点减少，以便形成空隙，该空隙也具有基本上为平行四边形形状。也就是说，非输出点数从半色调网点的中心逐渐增加，以便非输出点集合具有基本上为平行四边形形状。这样，整个得到的“具有空隙的半色调网点”由具有基本上为平行四边形形状的环状轮廓的输出点形成。
在这种情况下，空隙轮廓存储部分292可以例如根据图3A所示的固定空隙尺寸方式和图3B所示的可变空隙方式的任何一个或两个来存储轮廓数据。图3A中的空隙尺寸b0的数值仅仅是一个实例。空隙轮廓存储部分292可以存储具有空隙尺寸b0的各种值的多个轮廓。类似的，图3B中的特性曲线是一个实例。空隙轮廓存储部分292可以存储具有特性曲线的各种变化特性(包括最大值)的多个轮廓。也就是说，只要可以在输入图像密度和空隙尺寸之间设定预定的对应关系，就可以使用任何空隙轮廓。
当空隙轮廓存储部分292存储这样的多个轮廓时，设置用于在存储在阈值矩阵存储部分29中的阈值矩阵之间切换的轮廓切换指令部分70。在这种情况下，提供操作面板(未示出)，用于接受来自用户的指令信号，以便可以使用根据轮廓切换指令部分70的用途选择的空隙轮廓中的任何一个。当将要使用的空隙轮廓这样变化时，可以容易地生成具有可变特性的空隙的半色调网点图像。
在“固定空隙尺寸方式”中，当多值图像数据DMV的密度值在中间密度范围的预定范围(从第一密度C1到第二密度C2)内时，在半色调网点的大致中心形成具有固定尺寸b0的空隙。另一方面，在“可变空隙尺寸方式”中，用图3B中的实线曲线表示的空隙尺寸根据多值图像数据DMV的密度值动态变化(几乎连续)，以便当多值图像数据DMV的密度值在中间密度范围的预定范围(从第一密度C3到第二密度C4)内时，空隙尺寸逐渐增大，然后在空隙尺寸达到最大值之后，逐渐减小。
当使用固定空隙尺寸方式时，由于仅需要为中间密度范围的预定范围(从第一密度C1到第二密度C2)指定一种空隙尺寸b0，所以可以提供简单的轮廓结构。然而，存在以下可能性，即可能通过伪轮廓的生成机理在空隙生成位置中生成伪轮廓。在这种情况下，可以使用根据密度指定不同空隙尺寸的可变空隙尺寸方式来消除伪轮廓。
如果在相对较小的半色调网点中形成相对较大的空隙(但是小于半色调网点)，使得半色调网点内部减少的白点数太大，则存在以下趋向性，即将半色调网点部分的着色剂形成为薄层的功能变得很强。因此，在从开始形成空隙的低密度侧的第一密度C1、C3到转变密度Ccnt的密度范围内，在上升时轻微增加空隙尺寸对于空隙尺寸变化特性是有效的。
顺便提及，在图3B用实线曲线表示的空隙尺寸变化特性中，特性曲线表示为几乎连续变化的光滑曲线。为了在半色调网点中形成空隙，由于根据是否在具有预定尺寸的单位半色调网点区域中的坐标位置中形成点来确定空隙尺寸，所以实际上提供阶梯状的变化特性。
如图3B中用虚线曲线所示，以下方式可以用作固定空隙方式和可变空隙方式之间的中间方式即，其中空隙尺寸根据密度阶梯状变化，以便当多值图像数据DMV的密度值在中间密度范围的预定范围内时，空隙尺寸逐渐增大，然后在密度达到最大值之后，逐渐减小。
比较部分21具有第一比较部分211、第二比较部分212和第三比较部分213。第一比较部分211将从颜色分离信号生成部分10输入的各个颜色成分的多值图像数据DMV与存储在半色调网点轮廓存储部分291中的第一阈值矩阵MTX1进行比较，并生成二进制数据Do1。第二比较部分212将多值图像数据DMV与存储在空隙轮廓存储部分292中的第二阈值矩阵MTX2进行比较，并生成二进制数据Do2。第三比较部分213将多值图像数据DMV与存储在空隙轮廓存储部分292中的第三阈值矩阵MTX3进行比较，并生成二进制数据Do3。
二进制算术处理部分25具有第一二进制算术处理部分251和第二二进制算术处理部分252。第一二进制算术处理部分251在从第二比较部分212输出的二进制数据Do2和从第三比较部分213输出的二进制数据Do3之间执行预定逻辑算术处理，具体来说是差分运算。第二二进制算术处理部分252将从第一比较部分211输出的二进制数据Do1处理为第一位图数据BM1，并将从第一二进制算术处理部分251输出的逻辑算术处理结果处理为第二位图数据BM2。第二二进制算术处理部分252在第一位图数据BM1和第二位图数据BM2之间执行预定逻辑算术处理，具体来说是差分运算，从而生成二值化记录信号Dout。
由二进制算术处理部分25生成的二值化记录信号Dout暂时存储在二进制数据存储部分30中。然后，二值化记录信号Dout用于由标印引擎部分40执行的图像记录处理。具体来说，标印引擎部分40基于二值化数据的二值化记录信号Dout打印图像，以便由第二二进制算术处理部分252生成的轮廓点的内部部分形成为实际非输出点。
接下来，说明由此示例性实施例的二值化处理部分20执行的二值化处理过程(半色调网点处理)。假定在此示例性实施例的半色调网点处理中，空隙轮廓存储部分292存储图3B所示的可变空隙尺寸系统的空隙尺寸轮廓数据。
图5是示出由此示例性实施例的二值化处理部分20执行的半色调网点处理过程的概况的流程图。图6(A)至6(E)是示出在由此示例性实施例的二值化处理部分20执行的半色调网点处理中环状半色调网点的生成过程的视图。图6(A)示出了从第一比较部分211输出的二进制数据Do1的实例，即第一位图数据BM1的实例。图6(B)示出了从第二比较部分212输出的二进制数据Do2的实例。图6(C)示出了从第三比较部分213输出的二进制数据Do3的实例。图6(D)示出了从第一二进制算术处理部分251输出的第二位图数据BM2的实例。图6(E)是示出了第二二进制算术处理部分252输出的二值化记录信号Dout的实例。
首先，在各功能部分执行的处理组织为由此示例性实施例的二值化处理部分20执行的半色调网点处理的先决条件。首先，第一比较部分211将从颜色分离信号生成部分10输入的各个颜色成分的多值图像数据DMV与存储在半色调网点轮廓存储部分291中的第一阈值矩阵MTX1进行比较。如上所述，设定第一阈值矩阵MTX1，以输出这样的半色调网点图案，即半色调网点的尺寸根据输入图像信息(多值图像数据DMV)的密度沿预定角度(例如网目角θ)增长，直到该密度达到转变密度Ccnt。第一比较部分211输出这样的半色调网点图案作为二进制数据Do1，即作为第一位图数据(第一图像数据BM1)(见图6(A))。因此，半色调网点轮廓存储部分291和第一比较部分211用作第一图像数据生成部分。
第二比较部分212将从颜色分离信号生成部分10输入的各个颜色成分的多值图像数据DMV与存储在空隙轮廓存储部分292中的第二阈值矩阵MTX2进行比较。如上所述，设定第二阈值矩阵MTX2，以输出这样的空隙图案即，当多值图像数据DMV的密度在从开始形成空隙的低密度侧的密度(第一密度)C3到转变密度Ccnt的密度范围内时，在保持二进制数据Do1(＝第一位图数据BM1)的点的网点中的轮廓点(轮廓)的同时，根据输入图像信息(多值图像数据DMV)的密度，白点的尺寸基本上沿与半色调网点图案的输出点通过第一阈值矩阵MTX1增长的方向相同的角度(例如网目角θ)增长。此外，设定第二阈值矩阵MTX2，以便当密度大于或等于转变密度Ccnt时，保持转变密度Ccnt处的空隙图案。第二比较部分212输出这样的空隙网点图案，作为二进制数据Do2(见图6(B))。
第三比较部分213将从颜色分离信号生成部分10输入的各个颜色成分的多值图像数据DMV与存储在空隙轮廓存储部分292中的第三阈值矩阵MTX3进行比较。设定第三阈值矩阵MTX3，以便当多值图像数据DMV的密度大于用以给出最大空隙数目的密度(转变密度)Ccnt时，网点增长而具有这样的图案，即二进制数据Do2的网点的内部从基本上与半色调网点图案通过第一阈值矩阵MTX1增长的网点增长方向相同的角度(例如网目角θ)侧向内填充。第三比较部分213输出这样的网点图案作为二进制数据Do3(见图6(C))。
第一二进制算术处理部分251通过在从第二比较部分212输出的二进制数据Do2和从第三比较部分213输出的二进制数据Do3之间执行“Do2-Do3”的二进制算术处理(逻辑相减处理)，生成图6(D)所示的第二位图数据BM2(＝Do2-Do3，第二图像数据)。因此，空隙轮廓存储部分292及第二和第三比较部分212和213用作第二图像数据生成部分。
第二二进制算术处理部分252通过在从第一比较部分211输出的第一位图数据BM1和从第一二进制算术处理部分251输出的第二位图数据BM2之间执行“BM1-BM2”的二进制算术处理(逻辑相减处理)，生成图6(E)所示的二值化记录信号Dout。因此，第二二进制算术处理部分252用作算术处理部分。
接下来，参照图5说明由此示例性实施例的二值化处理部分20执行的半色调网点处理过程。首先，第一图像数据生成部分(第一比较部分211)从颜色分离信号生成部分10获取各个颜色成分的多值图像数据DMV(S101)。然后，第一图像数据生成部分(第一比较部分211)将多值图像数据DMV与存储在半色调网点轮廓存储部分291中的第一阈值矩阵MTX1进行比较，并生成图6(A)所示的第一位图数据BM1(S102)。
第二图像数据生成部分(第二比较部分212和第三比较部分213)从颜色分离信号生成部分10获取各个颜色成分的多值图像数据DMV(S101)，并判断所获取的多值图像数据DMV的密度是否大于或等于第一密度C3(在开始形成空隙的低密度侧的密度)(S103)。当多值图像数据DMV的密度小于第一密度C3(在S103为否)，第二图像数据生成部分(第二比较部分212、第三比较部分213和第一二进制算术处理部分251)生成第二位图数据BM2，以便第二位图数据BM2的所有网点变为OFF(即第二位图数据BM2的所有网点都是白点/非输出点，见图6(D)中顶部的网点图案)(S104)。
当所获取的多值图像数据DMV的密度大于或等于第一密度C3(在S103为是)时，第二图像数据生成部分(第二比较部分212和第三比较部分213)判断多值图像数据DMV的密度是否大于或等于转变密度Ccnt(给出最大空隙数的密度)(S105)。当多值图像数据DMV的密度大于或等于第一密度C3并小于转变密度Ccnt(在S105为否)时，第二图像数据生成部分(第二比较部分212、第三比较部分213和第一二进制算术处理部分251)生成第二位图数据BM2，以便根据大于或等于第一密度C3的密度值，使某些网点变为ON(即某些网点是黑点/输出点)(S106，见图6(D)中从顶部开始位于第二到第四个位置的网点图案)。
当所获取的多值图像数据DMV的密度大于或等于转变密度Ccnt(在S105为是)时，第二图像数据生成部分(第二比较部分212和第三比较部分213)判断多值图像数据DMV的密度是否大于或等于第二密度C4(在开始形成空隙的高密度侧的密度)(S107)。当密度大于或等于使第一位图数据BM1的所有网点变为ON(即第一位图数据BM1的所有网点是黑点/输出点)的转变密度Ccnt并小于第二密度C4(在S107为否)时，第二图像数据生成部分(第二比较部分212、第三比较部分213和第一二进制算术处理部分251)根据大于转变密度Ccnt的多值图像数据DMV的密度，相继使第二位图数据BM2的ON状态的像素(黑点/输出点)变为OFF(白点/非输出点)(S108，见图6(D)中从顶部开始位于第五和第六个位置的网点图案)。在这种情况下，相继使像素变为OFF的方向可以是网目角θ的方向。
当多值图像数据DMV的密度大于第二密度C4时，第二图像数据生成部分(第二比较部分212、第三比较部分213和第一二进制算术处理部分251)使第二位图数据BM2的所有网点变为OFF(零→白点/非输出点)(S109，见图6(D)中底部的网点图案)。
根据此处理，在作为第一二进制算术处理部分251的输出结果的第二位图数据BM2中，当多值图像数据DMV的密度在中间密度范围的预定范围(从第一密度C3到第二密度C4)内时，黑点沿预定角度(例如网目角θ)逐渐增加，这如图6(D)所示。在当多值图像数据DMV的密度为转变密度Ccnt时黑点数达到最大值之后，生成第二位图数据BM2，以便黑点沿预定角度(例如网目角θ)逐渐减少。因此，通过由第一二进制算术处理部分251之后的第二二进制算术处理部分252执行的处理，与空隙(非输出点)对应的网点可以根据多值图像数据DMV的密度动态变化。
也就是说，第二图像数据生成部分(第二和第三比较部分212和213及第一二进制算术处理部分251)生成第二位图数据BM2，同时表示为输出点集合的非输出点设定为二值化数据，该二值化数据与从第一密度C3到第二密度C4的密度范围内的多值图像数据DMV的强度(等同于输入图像的密度)动态对应。
具体来说，在此示例性实施例中，在使用可变空隙尺寸方式时，仅仅在中间密度范围内在半色调网点中形成空隙。因此，非输出点数在第一位图数据BM1全部为“1”的转变密度Ccnt处最大，并且非输出点数在转变密度Ccnt之前和之后，即在从第一密度C3到转变密度Ccnt的密度范围内和在从转变密度Ccnt到第二密度C4的密度范围内从最大值逐渐减少。这样，非输出点数根据输入图像的密度动态变化。
然后，第二二进制算术处理部分252通过在从第一图像数据生成部分(第一比较部分211)输出的第一位图数据BM1(＝二进制数据Do1)和从第二图像数据生成部分(第一二进制算术处理部分251)输出的第二位图数据BM2之间执行“BM1-BM2＝Do1-(Do2-Do3)”的二进制算术处理(逻辑相减处理)，生成图6(E)所示的二值化记录信号Dout(S110)。
如图6(E)所示，当多值图像数据DMV的密度在中间密度范围内时，从第二二进制算术处理部分252输出的二值化记录信号Dout用作其中空隙设置在半色调网点内部的二进制数据。也就是说，二值化处理部分20在作为表示半色调网点的电子数据的二值化记录信号Dout上将轮廓点内部的一部分网点转换成非输出点。
顺便提及，当使用固定空隙尺寸方式时，不需要此示例性实施例的步骤105中关于转变密度Ccnt的判断过程和根据该判断结果的过程。也就是说，当从颜色分离信号生成部分10输入的各个颜色成分的多值图像数据DMV的密度小于第一密度C1(见图3A)时，使第二位图数据BM2的所有网点变为OFF(白点/非输出点)。当多值图像数据DMV的密度大于或等于第一密度C1并小于第二密度C2时，生成第二位图数据BM2，以便使与空隙尺寸b0对应的数目的网点变为ON(黑点/输出点)。当多值图像数据DMV的密度大于第二密度C2时，使第二位图数据BM2所有网点变为OFF(白点/非输出点)。
图7A示出了通过由此示例性实施例的二值化处理部分20执行的半色调网点处理生成的半色调网点图像的实例。图7B示出了通过根据现有技术的二值化处理生成的半色调网点图像的实例。
如上所述，当由此示例性实施例的二值化处理部分20执行半色调网点处理时，可以在半色调网点的内部可靠地生成其中空隙具有与半色调网点的轮廓相同形状的二值化记录信号Dout，同时可以保持沿预定角度(例如网目角θ)的半色调网点的轮廓形状。为此，由于在半色调网点内部的数据上的空隙，所以可以在输出图像中消除着色剂(在此示例性实施例中为调色剂)在半色调网点的内部区域上的施加。此外，可以减小着色剂的层厚。因此，可以提高着色剂的转印特性，以便可以提供高质量的图像。此外，可以增加有助于光吸收的着色剂的数量，以便可以减少着色剂的消耗，同时可以保持颜色可再现性和密度可再现性。
另外，在此示例性实施例的二值化处理部分20中，这样设定阈值矩阵即，将要形成的半色调网点的轮廓点(输出点)和用于形成空隙的白点(非输出点)成形为沿例如网目角θ的预定角度延伸。为此，特别是在中间密度范围内形成线形网目，以便半色调网点沿预定角度(网目角θ)的方向线性设置。
当电子照相系统用于此示例性实施例的标印引擎部分40中所说明的图像打印部分中时，由于用于驱动电子照相过程的各部分的驱动系统的扰动、施加在激光曝光装置45Y、45M、45C和45K(见图1)上的振动等，在所形成的图像中容易出现称为“条带化”的沿副扫描方向的密度不均匀性。相反，此示例性实施例的二值化处理部分20利用半色调网点沿副扫描方向设置的线形网目在条带化特别显著的低密度范围到中间密度范围内形成图像。为此，在此示例性实施例中，在这样的密度范围内抑制了条带化的出现，因此，可以形成密度不均匀性几乎不显著的高质量图像。
特别是可以这样进行构造，即关于来自颜色分离信号生成部分10的各颜色成分的多值图像数据DMV_C、DMV_M、DMV_Y和DMV_K，在二值化处理部分20中形成的半色调网点分别由具有不同预定角度的线形网目形成。具体来说，可以这样进行构造，即颜色成分(Y、M、C、K)的半色调网点分别由具有网目角θ_C、θ_M、θ_Y和θ_K的线形网目形成。类似地，可以这样进行构造，即颜色成分(Y、M、C、K)的半色调网点分别由具有不同预定密度(线数)的线形网目形成。
通过这种结构，可以防止当彩色调色剂图像在标印引擎部分40中叠加时，所有颜色的调色剂图像由于标印引擎部分40中的前述振动、扰动等而沿预定方向移动。为此，可以抑制彩色图像中的颜色可再现性的降低。
此外，由于可以调整用于形成半色调网点内部的空隙的像素的数目和结构，所以可以进行这样的设置，即不在半色调网点的周围边缘部分形成空隙。为此，可以抑制半色调网点尺寸的减小，以便可以实现较好的密度可再现性。
此外，由于进行这样的设置，即使得当输入密度大于第一密度C3时，半色调网点内部的着色剂的数量减少，所以，根据图6(E)可以容易地理解，可以设定紧密结合(聚集)的半色调网点，以便半色调网点内部的网点不会减少。为此，可以防止半色调网点部分中的网点再现由于着色像素区域变得太小而变得不稳定。也就是说，可以在高亮区域中保持颜色可再现性和密度可再现性的同时，可以节省调色剂的消耗。具体来说，当可变空隙尺寸方式用于实现空隙尺寸的最优化时，可以提高图像质量和调色剂消耗节省效果，同时可以在空隙生成位置抑制伪轮廓的出现。
此外，首先生成表示半色调网点和空隙的两个图像。逻辑合成两个图像，从而在半色调网点中形成空隙。这样，减少了半色调网点内部的着色剂的数量。从而获得这样的优点，即可以通过数字信号处理相对简单地在半色调网点中形成空隙。
此外，用于限定与输出图像的密度对应的空隙尺寸的轮廓数据(即阈值数据)存储在空隙轮廓存储部分292中。多值图像数据DMV与阈值数据比较，从而生成空隙。因此，在一个处理装置中，可以改变轮廓。为此，可以生成具有容易变化特性空隙的半色调网点图像。即使在空隙尺寸和空隙生成密度变化的情况下，也没有必要重新设计用于二值化处理的参数。因此，可以有效地设计用于生成空隙的参数。
第二示例性实施例第一实施例示出了由每一半色调网点再现半色调的情况，该半色调网点成形为沿预定角度(例如网目角θ)延伸，并包含具有与半色调网点内部的半色调网点轮廓相同形状的空隙(白点)，同时保持半色调网点的轮廓形状。第二示例性实施例示出了半色调网点再现半色调的情况，在该半色调网点中，设置通过小于用于形成轮廓点的记录能量的记录能量形成的网点，而不是空隙(白点)。顺便提及，省略与第一实施例相同结构的详细说明。
图8是示出第二示例性实施例所适用的图像形成装置2的总体结构的简图。图8所示的图像形成装置2与图1所示根据第一实施例的图像形成装置1不同之处在于图像处理部分100的二值化处理部分90和设置在二进制数据存储部分30后部的调制控制部分80的结构。
图9是示出此示例性实施例的二值化处理部分90的结构的框图。如图9所示，此示例性实施例的二值化处理部分90在结构上与第一实施例的二值化处理部分20的不同之处在于未设置第二二进制算术处理部分252。为此，在此示例性实施例的二值化处理部分90中，由第一比较部分211生成的二进制数据Do1，即第一位图数据BM1和由第一二进制算术处理部分251生成的第二位图数据BM2(＝Do2-Do3)按照原样输出。如此输出的第一和第二位图数据BM1和BM2存储在二进制数据存储部分30中。
此示例性实施例的调制控制部分80根据存储在二进制数据存储部分30中的第一和第二位图数据BM1和BM2，生成用于控制从标印引擎部分40的激光曝光装置45Y、45M、45C和45K发射的激光的ON/OFF状态和输出值(激光强度)。
图10是示出此示例性实施例的调制控制部分80的结构的框图。如图10所示，调制控制部分80包括ON/OFF控制信号生成部分81和输出调制控制信号生成部分82。ON/OFF控制信号生成部分81由第一位图数据BM1生成激光ON/OFF控制信号。输出调制控制信号生成部分82由第二位图数据BM2生成用于调制激光强度的输出调制控制信号。也就是说，输出调制信号DEX包含激光ON/OFF控制信号和输出调制控制信号。
顺便提及，当喷墨系统用于标印引擎部分40中时，输出调制信号DEX用于控制将要喷出的墨滴的数量的油墨量控制信号。
接下来，说明由此示例性实施例的图像处理部分100执行的二值化处理(半色调网点处理)。
图11是示出由此示例性实施例的图像处理部分100执行的半色调网点处理过程的概况的流程图。图12(A)至12(D)是示出利用由此示例性实施例的图像处理部分100执行的半色调网点处理的环状半色调网点的生成过程的视图。图12(A)示出了从二值化处理部分90的第一比较部分211输出的二进制数据Do1的实例，即第一位图数据BM1的实例。图12(B)示出了从二值化处理部分90的第二比较部分212输出的二进制数据Do2的实例。图12(C)示出了从二值化处理部分90的第三比较部分213输出的二进制数据Do3的实例。图12(D)示出了从第一二进制算术处理部分251输出的第二位图数据BM2的实例。
首先，第一比较部分211从颜色分离信号生成部分10获取各个颜色成分的多值图像数据DMV(S201)。然后，第一比较部分211将多值图像数据DMV与存储在半色调网点轮廓存储部分291中的第一阈值矩阵MTX1进行比较，并生成图12(A)所示的第一位图数据BM1(S202)。
在所生成的第一位图数据BM1暂时存储在二进制数据存储部分30中之后，第一位图数据BM1输出到调制控制部分80的ON/OFF控制信号生成部分81。ON/OFF控制信号生成部分81由第一位图数据BM1生成用于控制激光的ON/OFF状态的ON/OFF控制信号(S210)。
在第二和第三比较部分212和213及第一二进制算术处理部分251中，根据与第一实施例相同的步骤(S201至S209)生成第二位图数据BM2，以便形成与具有根据所获取的多值图像数据DMV的密度的尺寸的空隙对应的半色调网点。
在如此生成的第二位图数据BM2暂时存储在二进制数据存储部分30中之后，第二位图数据BM2输出到调制控制部分80的输出调制控制信号生成部分82。输出调制控制信号生成部分82由第二位图数据BM2生成用于调制激光强度的输出调制控制信号(S211)。
此外，调制控制部分80将作为输出调制信号DEX的ON/OFF控制信号和输出调制控制信号输出到标印引擎部分40(S212)。
在此时，在图12(A)所示的第一位图数据BM1中画阴影线的像素点位置，在步骤210中生成的ON/OFF控制信号用作用于使激光变为ON的信号(“1”)。在图12(A)所示的第一位图数据BM1中涂有白色的像素点位置，ON/OFF控制信号用作用于使激光变为OFF的信号(“0”)。标印引擎部分40的激光曝光装置45Y、45M、45C和45K基于ON/OFF控制信号，使激光变为ON/OFF。
在图12(D)所示的第二位图数据BM2中涂有白色的像素点位置，在步骤211中生成的输出调制控制信号用作用于将激光的输出强度设定为100％的信号(“0”)。在图12(D)所示的第二位图数据BM2中画阴影线的像素点位置，例如输出调制控制信号用作用于将激光的输出强度设定为50％的信号(“1”)。标印引擎部分40的激光曝光装置45Y、45M、45C和45K基于输出调制控制信号，控制激光的输出强度。
这样，由于以较低的激光输出强度进行曝光，所以第二位图数据BM2(＝输出调制控制信号)为“1”处的网点基本上可以形成为非输出点。顺便提及，由第一实施例中的不输出激光的实际非输出点和此示例性实施例中的实质非输出点形成半色调网点中的“中空结构”。
由于可以通过与第一实施例中的二值化处理相同的处理计算第二位图数据BM2(＝输出调制控制信号)，所以如果仅当第一位图数据BM1(＝ON/OFF控制信号)为ON时进行曝光，则可以获得第一实施例中图6(E)所示在中间密度范围内在半色调网点内部具有空隙的半色调网点图案作为结果。
因此，基本上可以获得与第一实施例相同的半色调网点输出图像。减少了半色调网点图像内部的激光输出(曝光)，以便可以从半色调网点的内部消除着色剂，或者可以在输出图像中减小着色剂的层厚。因此，可以提高着色剂的转印特性，以便可以提高图像质量。此外，由于可以增加有助于光吸收的着色剂数量，所以可以节省着色剂的消耗。
另外，将要在此示例性实施例的图像处理部分100中形成的半色调网点成形为沿网目角θ延伸。也就是说，在存储在二值化处理部分90的半色调网点轮廓存储部分291中的第一阈值矩阵MTX1和存储在空隙轮廓存储部分292中的第二和第三阈值矩阵MTX2和MTX3中设定阈值矩阵，该阈值矩阵用以形成半色调网点，以便半色调网点中的轮廓点(输出点)和用于形成空隙的白点(非输出点)沿例如网目角θ的预定角度延伸，这如图2所示。为此，同样在此示例性实施例的图像处理部分100中，特别是在中间密度范围内形成这样的线形网目，即半色调网点沿预定角度(网目角θ)的方向线性连接。
如果电子照相技术用于此示例性实施例的标印引擎部分40中所说明的图像打印部分中，则由于用于驱动电子照相过程的各部分的驱动系统的扰动、施加在激光曝光装置45Y、45M、45C和45K(见图1)上的振动等，在所形成的图像中容易出现称为“条带化”的沿副扫描方向的密度不均匀性。相反，在此示例性实施例的图像处理部分100中，各半色调网点沿副扫描方向连接，以便表示为特别在条带化显著的范围内，即从低密度区域到中间密度范围的范围内的线形网目。为此，在这样的密度范围内抑制了条带化的出现，因此，可以形成密度不均匀性几乎不显著的高质量图像。
在此示例性实施例的图像处理部分100中，当第二位图数据BM2(＝输出调制控制信号)为“1(图12(D)所示的阴影网点部分)”时，可以控制激光输出(曝光)。因此，尽管有必要设置调制控制部分80，但是存在这样的优点，即可以随意调整空隙的密度。由于此优点，当半色调网点中的着色剂形成为薄层时，可以调整层厚的减小程度，而将要在半色调网点内部减少的像素数不会有任何变化。
顺便提及，在第一和二实施例中，当生成图6(D)或图12(D)所示表示空隙的网点图案时，准备用于主要限定低密度侧的空隙尺寸的第二阈值矩阵MTX2和用于主要限定高密度侧的空隙尺寸的第三阈值矩阵MTX3，以便合成第二和第三阈值矩阵MTX2和MTX3，来限定多值图像数据DMV的整个中间密度范围上的空隙尺寸。
然而，本发明并不局限于此。例如，可以在空隙轮廓存储部分292中准备用于给出图6(D)或图12(D)所示的半色调网点图案的空隙阈值矩阵(例如在一个坐标中设定低密度侧和高密度侧的两个阈值)，以便可以限定多值图像数据DMV的整个中间密度范围上的空隙尺寸。此外，可以使用空隙阈值矩阵，以便由第一二进制算术处理部分251执行二值化处理。通过此结构，可以减少要使用的阈值矩阵的数目，以便可以实现装置成本的降低。
第一和第二实施例中说明的半色调网点处理不仅可以由硬件处理电路形成，而且也可以基于用于实现半色调网点处理功能的程序代码，利用计算机以软件形式来实现。
在这种情况下，当用于执行这种半色调网点处理的程序安装在专用硬件嵌入式计算机(例如嵌入式微型计算机等)上、具有在芯片上安装的CPU(中央处理单元)、逻辑电路、存储装置等的功能的SOC(片上系统)上、或者当安装各种程序时能够执行各种功能的通用个人计算机上时，可以实现这种半色调网点处理。
为了解释和说明起见，已经提供了对于本发明示例性实施例的前述说明。本发明并非意在穷举或将本发明限制在所披露的具体形式。显然，许多修改和变型对于所属领域的技术人员而言是显而易见的。实施例的选取和说明是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使所属领域的其他技术人员能够理解本发明适用于各种实施例，并且具有各种变型的本发明适合于所设想的特定用途。本发明旨在用下列权利要求书及其等同内容限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种图像处理装置，包括输入部分，其输入多值图像数据；以及二值化处理部分，其使所述多值图像数据二值化，以生成表示各个具有中空结构的半色调网点的输出图像数据，所述二值化处理部分根据所输入的多值图像数据，优先沿预定方向扩大所述半色调网点。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，当所输入的多值图像数据的密度变大时，所述二值化处理部分使所述半色调网点优先沿预定方向变大。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述多值图像数据的数值在预定范围内时，所述二值化处理部分生成输出图像数据，所述输出图像数据表示具有基本上为线性结构的半色调网点图案。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述输入部分输入多个颜色成分的多条多值图像数据，所述二值化处理部分生成多条输出图像数据，每一所述输出图像数据表示中空结构的半色调网点图案，所述半色调网点图案优先沿预定角度的方向扩大，并且各个颜色成分的所述预定角度彼此不同。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述二值化处理部分生成所述输出图像数据，以便在所述半色调网点图案内部形成的中空部分扩大，直到所述多值图像数据的数值达到预定范围，并且当所述多值图像数据的数值超过预定范围时，所述中空部分减小。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述二值化处理部分包括第一图像数据生成部分，其生成表示像素点集合的第一图像数据，所述像素点根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值优先沿预定角度的方向扩大；第二图像数据生成部分，其生成表示非像素点集合的第二图像数据，所述非像素点集合位于用所述第一图像数据表示的所述像素点集合的内部，所述非像素点集合根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值优先沿预定角度的方向扩大或减小；以及算术处理部分，其根据由所述第一图像数据生成部分生成的所述第一图像数据和由所述第二图像数据生成部分生成的所述第二图像数据，生成所述输出图像数据。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，当从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值大于或等于预定值时，所述第二图像数据生成部分生成所述第二图像数据。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第二图像数据生成部分生成所述第二图像数据，以便所述非像素点集合不与所述像素点集合的轮廓部分重叠。
9.一种图像处理方法，其用于使多值图像数据二值化，以生成用于以伪方式再现半色调的输出图像数据，所述方法包括输入多值图像数据；生成表示中空结构的半色调网点图案的输出图像数据，所述半色调网点图案根据从输入部分输入的所述多值图像数据，优先沿预定角度的方向扩大；以及输出所生成的输出图像数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述输出图像数据的生成步骤包括生成表示像素点集合的第一图像数据，所述像素点根据所述输入的多值图像数据的数值优先沿预定角度的方向扩大；生成表示非像素点集合的第二图像数据，所述非像素点集合位于用所述第一图像数据表示的所述像素点集合的内部，所述非像素点集合根据所述输入的多值图像数据的数值优先沿预定角度的方向扩大或减小；以及根据所生成的第一图像数据和所生成的第二图像数据，生成所述输出图像数据。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述二值化处理部分根据所输入的多值图像数据扩大每一半色调网点，以使具有网目角的直线和矢量平均值之间的角度在预定范围内，所述矢量连接所述半色调网点的中心和距所述中心最远的所述半色调网点的轮廓点。
12.一种图像处理装置，包括输入部分，其输入多值图像数据；以及二值化处理部分，其包括第一图像数据生成部分，其生成表示像素点集合的第一图像数据，所述像素点根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值优先沿预定角度的方向扩大；第二图像数据生成部分，其生成表示非像素点集合的第二图像数据，所述非像素点集合位于用所述第一图像数据表示的所述一组像素点集合的内部，所述非像素点集合根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值优先沿预定角度的方向扩大或减小；以及算术处理部分，其根据由所述第一图像数据生成部分生成的所述第一图像数据和由所述第二图像数据生成部分生成的所述第二图像数据，生成所述输出图像数据。
13.一种图像形成装置，包括输入部分，其输入多值图像数据；二值化处理部分，其使所述多值图像数据二值化，以生成表示各个具有中空结构的半色调网点的输出图像数据，所述二值化处理部分根据所输入的多值图像数据，优先沿预定方向扩大所述半色调网点；以及图像形成部分，其根据由所述二值化处理部分生成的所述输出图像数据，形成半色调图像。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，当所述多值图像数据的数值在预定范围内时，所述二值化处理部分生成输出图像数据，所述输出图像数据表示具有基本上为线性结构的半色调网点图案。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述输入部分输入多个颜色成分的多条多值图像数据，所述二值化处理部分生成多条输出图像数据，每一所述输出图像数据表示中空结构的半色调网点图案，所述半色调网点图案优先沿预定角度的方向扩大，并且各个颜色成分的所述预定角度彼此不同。
16.根据权利要求13所述的装置，其中，所述二值化处理部分包括第一图像数据生成部分，其生成表示像素点集合的第一图像数据，所述像素点根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值，优先沿预定角度的方向扩大；第二图像数据生成部分，其生成表示非像素点集合的第二图像数据，所述非像素点集合位于用所述第一图像数据表示的所述像素点集合的内部，所述非像素点集合根据从所述输入部分输入的所述多值图像数据的数值，优先沿预定角度的方向扩大或减小；以及算术处理部分，其根据由所述第一图像数据生成部分生成的所述第一图像数据和由所述第二图像数据生成部分生成的所述第二图像数据，生成所述输出图像数据。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述图像形成部分将着色剂施加在记录介质上，以形成所述半色调图像，并且所述图像形成部分根据由所述第二图像数据生成部分生成的所述第二图像数据，控制所施加的着色剂的数量。
18.根据权利要求16所述的装置，其中，所述图像形成部分将着色剂施加在记录介质上，以形成所述半色调图像，并且所述图像形成部分根据由所述第二图像数据生成部分生成的所述第二图像数据，阻止施加所述着色剂。
19.一种记录介质，在所述记录介质上利用半色调网点以伪方式再现半色调图像，其中，所述半色调图像由各个具有中空结构的所述半色调网点形成，所述半色调网点根据所述半色调图像的密度优先沿预定角度的方向扩大。
20.根据权利要求18所述的记录介质，其中，在每一半色调网点内部形成的中空部分这样形成即，使得所述中空部分的密度小于形成所述半色调网点的轮廓部分的区域。
全文摘要
本发明公开一种图像处理装置，该图像处理装置包括输入部分和二值化处理部分。所述输入部分输入多值图像数据。二值化处理部分使所述多值图像数据二值化，以生成表示各个具有中空结构的半色调网点的输出图像数据。所述二值化处理部分根据所输入的多值图像数据优先沿预定方向扩大所述半色调网点。
文档编号G03G15/00GK101025588SQ200710000269
公开日2007年8月29日 申请日期2007年1月18日 优先权日2006年2月22日
发明者石井昭, 美齐津亨, 武部佳文 申请人:富士施乐株式会社