專利名稱：圖像形成裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理裝置，其通過將色分解后的多值圖像數(shù)據(jù)變換成各色的網(wǎng)點圖像，并使這些網(wǎng)點圖像疊加，來再現(xiàn)全色圖像。
背景技術(shù)：
作為使用了網(wǎng)屏(halftone screen)的灰度再現(xiàn)中的二值化技術(shù)，廣泛利用高頻振動(dithering)法。該情況下，周期地排列由多個象素構(gòu)成的矩陣來制作網(wǎng)板結(jié)構(gòu)。此外，通過比較高頻振動矩陣或稱作閾值矩陣等的變換表與輸入信號，來決定所述矩陣內(nèi)的各象素的ON/OFF，高頻振動矩陣記述了輸入圖像信號與輸出象素的ON/OFF的對應(yīng)關(guān)系。然后，通過ON/OFF多個鄰接象素來生成網(wǎng)點，根據(jù)其網(wǎng)點的大小進行灰度再現(xiàn)。然后，在彩色再現(xiàn)中，通過使各色的加網(wǎng)角度(screen angle)不同，來抑制因每種顏色版的伸縮和位置偏移而引起的顏色變化。但是，由于使其角度不同的各色網(wǎng)板的干涉，而引起視覺上容易識別的低頻莫爾條紋。
為了解決因上述這樣的網(wǎng)點結(jié)構(gòu)而引起的空間頻率上的問題，對于圖1所示的網(wǎng)點(halftone dot)配置，定義在非專利文獻1(A.Rosenfeld·A.C.Kak著、長尾真監(jiān)譯、“數(shù)字圖像處理”、近代科學社、P.71-73(4.1.2節(jié))(1976、Academic Press、美國、1978、近代科學社))中講解的基準矢量。該圖涉及在印刷領(lǐng)域中廣泛使用的、按大約30度間隔(M74°、C+16°、K+45°)的加網(wǎng)角度優(yōu)先配置M(magenta，品紅色)、C(cyan，青色)、K(black，黑色)，并將Y(黃色)配置為0°加網(wǎng)角度的這樣一種網(wǎng)板設(shè)置。圖1的例子示出各色的網(wǎng)板點配置為正方網(wǎng)格的情況。圖1示出各色的網(wǎng)板中鄰接的2×2個的網(wǎng)點100、102、104、106的配置和與其相對應(yīng)的基準矢量Y1、Y2、K1、K2、M1、M2、C1及C2。例如，Y的基準矢量Y1、Y2分別是從作為Y的網(wǎng)點結(jié)構(gòu)的網(wǎng)點100-0延伸到相鄰的網(wǎng)點100-1、100-2的矢量。
根據(jù)該基準矢量可以定義網(wǎng)點結(jié)構(gòu)的空間頻譜。若作為一般式記述，則對于基準矢量r1、r2，定義了空間頻率區(qū)域的相反基準矢量w1、w2，w1和w2滿足關(guān)系ri·wj＝0(i≠j時，其中，i、j是1或2)、ri·wj＝1(i＝j(luò)時)。若考慮到這些相反基準矢量w1、w2是從空間頻率平面的原點為起點的位置矢量，則相反基準矢量w1、w2的終點位置示出各方向的空間頻譜。關(guān)于這些基準矢量和空間頻譜，在非專利文獻1(A.Rosenfeld·A.C.Kak著、長尾真監(jiān)譯、“數(shù)字圖像處理”、近代科學社、P.71-73(4.1.2節(jié))(1976、AcademicPress、美國、1978、近代科學社))中詳細地進行了講解。再有，在下面的敘述中，將該文獻中的相反基準矢量叫作對于網(wǎng)屏的加網(wǎng)矢量。
圖2是繪制了與圖1的例子相同的4色加網(wǎng)設(shè)置的基準矢量的圖，是以2400dpi(Dot Per Inch，每英寸點數(shù))的解像度設(shè)計的1651pi(Lines Per Inch，即，每英寸行數(shù))左右的例子。在該圖中，一個網(wǎng)格的寬度與2400dpi的2個象素對應(yīng)。圖3是將根據(jù)該加網(wǎng)設(shè)置的基準矢量導出的空間頻譜分為基本頻譜(與基準矢量Y1、Y2、K1、K2、M1、M2、C1和C2對應(yīng)的空間頻譜)和二次頻譜(與用基準矢量的和或差表示的矢量對應(yīng)的空間頻譜)繪制的圖。
圖4中示出按圖2的基準矢量規(guī)定的M、C、Y、K各色的加網(wǎng)點陣圖形。圖5中示出重疊了這些各色的加網(wǎng)點陣圖形的狀態(tài)。在與圖2的基準矢量對應(yīng)的加網(wǎng)設(shè)置中，由于按大約30度間隔優(yōu)先配置單色的亮度反差大的M、C、K，故這些顏色之間的頻譜間隔變寬為大約84lpi，難以產(chǎn)生二次合成色(secondary color)莫爾條紋(參照(3)、(4))。此外，由于Y和K的加網(wǎng)矢量之間的間隔也寬，故難以發(fā)生莫爾條紋(參照(2))。對此，在加網(wǎng)矢量鄰近的Y、C的二次合成色G(綠色)和Y、M的二次合成色R(紅色)中產(chǎn)生稱作47lpi的低頻莫爾條紋，成為圖像質(zhì)量缺陷(參照(1))。從而，在重疊了這些Y、M、C的網(wǎng)板的情況下，也出現(xiàn)低頻莫爾條紋(參照(5))。
對于這樣的問題，以往在著重人的膚色再現(xiàn)的印刷物等中采用了替換K和M的空間頻譜來防止R的二次合成色莫爾條紋等方法(參照非專利文獻2(Peter·Fink著、“Postscript Screening”、印刷技術(shù)協(xié)會監(jiān)修、第4章(1992)))。但是，這僅替換了發(fā)生莫爾條紋的色，沒有解決本質(zhì)問題。
作為其他現(xiàn)有技術(shù)，已知有將M、C、Y、K的4色的基本頻譜在空間頻率上大致均等地配置(即，鄰接的加網(wǎng)矢量彼此之間按大致22.5°的間隔配置)的正方網(wǎng)格的加網(wǎng)設(shè)置。圖6示出按照該方式的2400dpi、170lpi的加網(wǎng)設(shè)置的基準矢量。圖7是將與圖6的加網(wǎng)設(shè)置對應(yīng)的空間頻譜分成基本頻譜和二次頻譜而繪制的圖。在該例中，由于將處理解像度設(shè)為2400dpi，故不能完全均等地劃分，但可以將Y-C之間、Y-M之間的莫爾條紋周期調(diào)整為63lpi，將M-K之間、C-K之間的莫爾條紋周期調(diào)整為71lpi。圖8A示出這時的網(wǎng)板點陣圖形例，圖8B示出重疊了這些網(wǎng)板時的莫爾條紋圖形。如圖8B的(1)、(2)、(3)所示，在2色的網(wǎng)板的疊加中，沒有出現(xiàn)明顯的低頻莫爾條紋。
這樣用圖6的基準矢量示出的現(xiàn)有加網(wǎng)設(shè)置中，2色間的莫爾條紋問題不明顯。但是，在數(shù)字圖像處理中，由于不能將網(wǎng)點配置完全地劃分均等，故有因3色間的網(wǎng)板周期的剩余成分而產(chǎn)生低頻莫爾條紋的問題。此外，在用圖2的基準矢量示出的現(xiàn)有加網(wǎng)設(shè)置中，也有同樣的3色疊加時產(chǎn)生低頻莫爾條紋的問題。參照圖9說明該問題。
圖9是繪制了圖2和圖6的加網(wǎng)設(shè)置中M、C、K成分的加網(wǎng)矢量關(guān)系的圖，(a)對應(yīng)于圖2，(b)對應(yīng)于圖6。例如，(a)中左側(cè)的矢量顯示示出圖3中示出的各色的加網(wǎng)矢量，右側(cè)的矢量顯示示出平行移動其中的K1、K2，使得接近M、C的加網(wǎng)矢量前端的狀態(tài)。(b)是對圖7的加網(wǎng)矢量進行了同樣顯示的圖。如圖9中用圓圈出的范圍所示，K的加網(wǎng)矢量比連結(jié)M、C的2個矢量的前端2點長。從而，在上述各現(xiàn)有方式中，M、C、K的3色的加網(wǎng)矢量不形成閉合三角形。象這樣3色的加網(wǎng)矢量沒有形成閉合三角形的情況下，且合成了3色的網(wǎng)板的情況下，由于超出三角形范圍的矢量成分(稱作剩余成分)，相互稍微不同的玫瑰圖形(rosette pattern)按緩慢的周期反復產(chǎn)生低頻莫爾條紋。圖5的(6)中示出與圖2的加網(wǎng)設(shè)置對應(yīng)的M-C-K的玫瑰圖形，圖8B的(4)中示出與圖6的加網(wǎng)設(shè)置對應(yīng)的M-C-K的玫瑰圖形。
對于這樣的3色合成問題，專利文獻1(特開平05-257268號公報(USP5,155,599))和專利文獻2(特開2000-050071號公報)中公開了通過在使3色的加網(wǎng)矢量成為閉合三角形，可以降低因3色間的加網(wǎng)矢量的剩余成分而產(chǎn)生的低頻莫爾條紋的技術(shù)。圖10示出該專利文獻1和專利文獻2方式的加網(wǎng)矢量的基準矢量，圖11示出加網(wǎng)矢量。該例子是2400dpi、170～190lpi的加網(wǎng)設(shè)置的例子。根據(jù)該方式，如圖12所示，M、C、K的3色的加網(wǎng)矢量形成閉合三角形，沒有超出三角形范圍的矢量的剩余成分。圖13A示出該加網(wǎng)設(shè)置中的點陣圖形的例子，圖13B示出重疊了這些網(wǎng)板時的莫爾條紋圖形。如圖13B中所示，在該方式中，網(wǎng)板疊加生成的莫爾條紋是高頻波，不出現(xiàn)顯眼的低頻莫爾條紋。
以上，是涉及使用了正方網(wǎng)格的網(wǎng)屏的彩色再現(xiàn)的現(xiàn)有技術(shù)。對此，在數(shù)字半調(diào)色(digital halftone)技術(shù)領(lǐng)域中，在用于單色灰度再現(xiàn)的網(wǎng)屏設(shè)計中，作為提高網(wǎng)點配置的自由度的方法，提出了使用斜交網(wǎng)格點的方案。(參照專利文獻3(美國專利第4185304號說明書)和非專利文獻3(ThomasM.Holladay，“An Optimum Algorithm for Halftone Generation for Displays andHard Copis”，Proceedings ofthe SID，Vol.21/2，1980，185-192))。
專利文獻1特開平05-257268號公報(USP5、155、599)；專利文獻2特開2000-050071號公報；專利文獻3美國專利第4185304號說明書；非專利文獻1A.Rosenfeld·A.C.Kak著、長尾真監(jiān)譯、“數(shù)字圖像處理”、近代科學社、P.71-73(4.1.2節(jié))(1976、Academic Press、美國、1978、近代科學社)；非專利文獻2Peter·Fink著、“Postscript Screening”、印刷技術(shù)協(xié)會監(jiān)修、第4章(1992)；非專利文獻3Thomas M.HoUaday，“An OptimumAlgorithm For Halftone Generation for Displays and Hard Copis”，Proceedings ofthe SID，Vol.21/2，1980，185-192。
專利文獻1(特開平05-257268號公報(USP5、155、599))和專利文獻2(特開2000-050071號公報)的方式是以3色版印刷(three color halftonepint)為對象，在將其擴展成4色版的情況下，就有第4色的配置問題。這些文獻中沒有言及第4色的加網(wǎng)配置。關(guān)于該第4色的配置，現(xiàn)有技術(shù)中使用例如(1)將Y配置成與K相同的加網(wǎng)角度的方式、(2)將Y配置成M和C的中間加網(wǎng)角度的方式。但是，(1)的方式中由于Y和K的網(wǎng)點圖形全部變成相同圖形，故有因這2色的配準(registration)誤差而引起的色調(diào)變化變明顯的問題。此外，(2)的方式與結(jié)果圖2的現(xiàn)有方式相同，存在包含Y色的二次合成色R、G的莫爾條紋顯眼的問題。
此外，專利文獻3(美國專利第4185304號說明書)和非專利文獻3(Thomas M.Holladay，“An Optimum Algorithm For Halftone Generation forDisplays and Hard Copis”，Proceedings ofthe SID，Vol.21/2，1980，185-192)暗示了使用了單色圖像中的斜交網(wǎng)格的網(wǎng)點設(shè)計法。上述文獻中沒有暗示關(guān)于疊加各色網(wǎng)格的彩色圖像中應(yīng)用斜交網(wǎng)格。若使用斜交網(wǎng)格，則雖然增加加網(wǎng)角度的設(shè)計自由度，但是在與基本頻譜的頻率成分相近的頻帶中產(chǎn)生因2個基本頻譜之間的和或差而產(chǎn)生的二次頻譜。從而，即使進行基本頻譜之間的低頻莫爾條紋少的網(wǎng)板設(shè)計，有時也因二次頻譜成分而產(chǎn)生低頻莫爾條紋。因此，沒有開發(fā)出在彩色再現(xiàn)中有效使用斜交網(wǎng)格系統(tǒng)的加網(wǎng)設(shè)置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的圖像形成裝置用由各色網(wǎng)屏構(gòu)成的加網(wǎng)設(shè)置來數(shù)字地再現(xiàn)彩色圖像，其特征在于，上述加網(wǎng)設(shè)置中的第1色網(wǎng)屏和第2色網(wǎng)屏，滿足下述關(guān)系，即，根據(jù)各自網(wǎng)點配置的兩個方向基準矢量規(guī)定的空間頻率區(qū)域的2個加網(wǎng)矢量中，第1矢量彼此平行，第2矢量彼此不平行。
此外，在本發(fā)明的最佳方式中，上述第1色網(wǎng)屏和第2色網(wǎng)屏進一步滿足上述第1矢量彼此的大小相等的關(guān)系。
另外，在最佳方式中，上述第1色網(wǎng)屏和第2色網(wǎng)屏中至少一方是斜交網(wǎng)格網(wǎng)板。


圖1是用于說明網(wǎng)點配置的基準矢量的圖。
圖2是示出現(xiàn)有的代表性4色加網(wǎng)設(shè)置的基準矢量群的圖。
圖3是示出與圖2的基準矢量對應(yīng)的空間頻率區(qū)域的基本頻譜和二次頻譜的圖。
圖4是示出根據(jù)圖2的基準矢量群規(guī)定的M、C、Y、K各色的網(wǎng)屏的圖。
圖5是用于說明使根據(jù)圖2的基準矢量群規(guī)定的網(wǎng)屏彼此疊加時的狀況的圖。
圖6是示出現(xiàn)有的4色加網(wǎng)設(shè)置的另外的例子的基準矢量群的圖。
圖7是示出與圖6的基準矢量對應(yīng)的空間頻率區(qū)域的基本頻譜和二次頻譜的圖。
圖8是示出根據(jù)圖6的基準矢量群規(guī)定的網(wǎng)屏和使這些網(wǎng)板疊加時的狀況的圖。
圖9是用于說明圖2和圖6的加網(wǎng)設(shè)置中3色合成時的問題的圖。
圖10是示出解決了3色合成時的三次合成色的低頻莫爾條紋的問題的現(xiàn)有的3色加網(wǎng)設(shè)置的基準矢量群的圖。
圖11是示出與圖10的基準矢量對應(yīng)的空間頻率區(qū)域的基本頻譜和二次頻譜的圖。
圖12是示出圖10的加網(wǎng)設(shè)置的網(wǎng)板頻譜構(gòu)成閉合三角形的圖。
圖13是示出根據(jù)圖10的基準矢量群規(guī)定的網(wǎng)屏和使這些網(wǎng)板疊加時的狀況的圖。
圖14是示出實施方式的加網(wǎng)設(shè)置的基本構(gòu)思的圖。
圖15是示出將基本構(gòu)思具體化的第一例的加網(wǎng)設(shè)置的基準頻譜群的圖。
圖16是示出構(gòu)成第一例的加網(wǎng)設(shè)置的M、C、Y、K各色的網(wǎng)板的網(wǎng)點圖形的圖。
圖17是示出第一例的加網(wǎng)設(shè)置的各色的網(wǎng)點結(jié)構(gòu)的空間頻譜的示圖的圖。
圖18是示出第一例的加網(wǎng)設(shè)置中的各色空間頻譜的共用關(guān)系和與這些各空間頻譜對應(yīng)的加網(wǎng)矢量彼此之間關(guān)系的圖。
圖19是示出第一例的加網(wǎng)設(shè)置中的各色網(wǎng)點圖形疊加狀態(tài)的圖。
圖20是示出與第一例加網(wǎng)設(shè)置的K色網(wǎng)板對應(yīng)的閾值表一例的圖。
圖21是示出使用了按照本實施方式設(shè)計的加網(wǎng)設(shè)置的打印機概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖22是示出第二例加網(wǎng)設(shè)置的各網(wǎng)屏的基準矢量的圖。
圖23是示出構(gòu)成第二例加網(wǎng)設(shè)置的M、C、Y、K各色網(wǎng)板網(wǎng)點圖形的圖。
圖24是示出第二例加網(wǎng)設(shè)置的各色網(wǎng)點結(jié)構(gòu)空間頻譜的示圖的圖。
圖25是示出第二例加網(wǎng)設(shè)置中的各色空間頻譜的共用關(guān)系和與這些各空間頻譜對應(yīng)的加網(wǎng)矢量彼此之間關(guān)系的圖。
圖26是示出第二例加網(wǎng)設(shè)置中的各色網(wǎng)點圖形疊加狀態(tài)的圖。
圖27是示出第三例加網(wǎng)設(shè)置的各網(wǎng)屏的基準矢量的圖。
圖28是示出構(gòu)成第三例加網(wǎng)設(shè)置的M、C、Y、K各色網(wǎng)板網(wǎng)點圖形的圖。
圖29是示出第三例加網(wǎng)設(shè)置的各色網(wǎng)點結(jié)構(gòu)空間頻譜的示圖的圖。
圖30是示出第三例加網(wǎng)設(shè)置中的各色空間頻譜的共用關(guān)系和與這些各空間頻譜對應(yīng)的加網(wǎng)矢量彼此之間關(guān)系的圖。
圖31是示出第三例加網(wǎng)設(shè)置中的各色的點圖形的疊加狀態(tài)的圖。
圖32是用于說明在相同方向上延伸的網(wǎng)點列的網(wǎng)點間距相同的網(wǎng)屏彼此疊加的問題的圖。
具體實施例方式
以下，基于附圖對本發(fā)明的實施的方式(以下稱作實施方式)進行說明。
參照圖14說明本實施方式的4色版加網(wǎng)設(shè)置的基本方案。
該方案的一點是，設(shè)定4色網(wǎng)屏中至少2個成為“各自的2個加網(wǎng)矢量中的一方平行，另一方不平行”這樣的關(guān)系。在此，加網(wǎng)矢量是與非專利文獻1中示出的相反基準矢量等價的矢量，與網(wǎng)屏中的網(wǎng)點配置的空間頻率成分對應(yīng)。
圖14的(a)中示出的網(wǎng)屏200a和(b)中示出的網(wǎng)屏200b滿足該關(guān)系。
(a)中示出的網(wǎng)屏200a具有網(wǎng)點(dot)210a的間距為Pa的正方網(wǎng)格網(wǎng)點排列。矢量ra1、ra2是該網(wǎng)點排列的兩個方向基準矢量，對于排列的各方向成為連接鄰接點之間的矢量。表示網(wǎng)點排列的空間頻率的加網(wǎng)矢量w1、w2，對于這些基準矢量r1、r2，滿足關(guān)系ri·wj＝0(i≠j時，其中，i、j是1或2)、ri·wj＝1(i＝j(luò)時)。從而，r1與w2相互垂直，|w2|＝1/{|r1|sinθ}(θ是基準矢量r1與r2所成的角)。r2與w1的關(guān)系也一樣。從而，(a)的網(wǎng)點排列的一個加網(wǎng)矢量wa2如圖所示，與基準矢量ra1垂直。
(b)中示出的網(wǎng)屏200b具有斜交網(wǎng)格網(wǎng)點排列。該網(wǎng)點排列的基準矢量rb1、rb2中，基準矢量rb1在網(wǎng)屏200b中的加網(wǎng)角度，以與網(wǎng)屏200a的基準矢量ra1平行的方式設(shè)定。從而，與基準矢量rb1垂直的加網(wǎng)矢量wb2就與網(wǎng)板200a的加網(wǎng)矢量wa2平行。對此，由于網(wǎng)板200b的基準矢量rb2與網(wǎng)板200a的基準矢量ra2不平行，故這些各自垂直的加網(wǎng)矢量wb1與wa2不平行。
若使4色的網(wǎng)屏中至少2色的網(wǎng)板滿足這樣的關(guān)系，就能夠在相同方向上重疊空間頻率區(qū)域中的4色的加網(wǎng)矢量(共計8個)中的至少2個。從而，可以使這些重疊的加網(wǎng)矢量以外的加網(wǎng)矢量彼此的角度間隔比圖3和圖9中示出的現(xiàn)有技術(shù)中的間隔寬。從而，根據(jù)本實施方式，可以比現(xiàn)有的4色加網(wǎng)設(shè)置擴寬4色網(wǎng)屏的空間頻譜之間的間隔。
本實施方式的第二點是，使?jié)M足“加網(wǎng)矢量中的一方平行，另一方不平行”這樣的關(guān)系的2個網(wǎng)屏，進一步滿足平行的加網(wǎng)矢量的大小相等的關(guān)系。即，在這兩個網(wǎng)板之間，一方加網(wǎng)矢量一致，另一方加網(wǎng)矢量不一致(不平行)。
所述圖14的網(wǎng)屏200a和200b也滿足該關(guān)系。即，加網(wǎng)矢量wa2和wb2為相等的矢量。該情況下，根據(jù)加網(wǎng)矢量的定義，成立下式|wa2|＝1/{|ra2|sinθa}＝1/|ra2| (θa＝90°)；|wb2|＝1/{|rb2|sinθb}，由于|wa2|＝|wb2|，故|ra2|＝|rb2|sinθb。這就意味著，在網(wǎng)屏200a與200b之間，與基準矢量ra1＝rb1平行的網(wǎng)點的排列，在基準矢量ra2的方向上按相同的間隔排列。即，在加網(wǎng)矢量wa2與wb2相等的情況下，若使這2個網(wǎng)屏200a與200b疊加，就成為如圖(c)中示出的疊加狀態(tài)。
如上，若使2色的網(wǎng)屏200a和200b滿足所謂的“加網(wǎng)矢量的一方一致，另一方不一致”這樣的關(guān)系，就成為這些網(wǎng)屏200a和200b的各自2個空間頻譜中的一方彼此一致，另一方彼此不一致的關(guān)系。由于滿足這樣的關(guān)系，可以比現(xiàn)有技術(shù)減少加網(wǎng)設(shè)置的基本頻帶中相互不同的空間頻譜的數(shù)量。這就意味著可以比現(xiàn)有技術(shù)增大各色間的空間頻譜的間隔(頻率差)。若能增大2色間的空間頻譜的頻率差，則可以提高重疊了這些2色的網(wǎng)板時的莫爾條紋的頻率，莫爾條紋就不易顯眼。
本實施方式的第三點是，在滿足“加網(wǎng)矢量的一方一致，另一方不一致”這樣的關(guān)系的2個網(wǎng)屏中，相同方向的網(wǎng)點排列的網(wǎng)點間距不同。圖14的例子也滿足該條件。即，網(wǎng)屏200a的矢量ra1方向的網(wǎng)點間距Pa與網(wǎng)屏200b的矢量rb1(＝ra1)方向的網(wǎng)點間距Pb不相等。
在使2個網(wǎng)屏的加網(wǎng)矢量彼此一致的情況下，如圖14(c)所示，二維矩陣狀網(wǎng)點排列的一方的列按相同周期平行地排列。這樣的情況下，2個網(wǎng)屏的網(wǎng)點排列若相同，則因配準誤差而產(chǎn)生的色調(diào)變化就變得明顯。對此，如第三點所述，在兩網(wǎng)板中若使在相同方向上延伸的網(wǎng)點列的網(wǎng)點間距不同，就可以緩和因配準誤差而產(chǎn)生的色調(diào)變化。
用圖15～圖19，對根據(jù)以上說明的本實施方式的構(gòu)思的具體網(wǎng)屏設(shè)置的第一例進行說明。
圖15是示出該加網(wǎng)設(shè)置的各網(wǎng)屏的基準矢量的示圖。該示圖中，將M、C、Y、K的每兩種色的基準矢量M1、M2、C1、C2、Y1、Y2、K1、K2的各起點，重合在原點(0、0)上進行排列。該加網(wǎng)設(shè)置是按2400dpi的解像度、基本頻帶為170～190lpi的4色網(wǎng)板設(shè)置。
所謂基本頻帶，指在與基準矢量對應(yīng)的空間頻譜(若是4色網(wǎng)板，就每1色兩個，共計8個)中，網(wǎng)板lpi數(shù)換算得到的從最大頻率至最小頻率的頻帶。該基本頻帶在再現(xiàn)的彩色圖像中成為主要頻率成分。以下，將與基準矢量對應(yīng)的空間頻譜稱作基本頻譜。在空間頻率示圖(參照圖17等)中，連結(jié)從原點到基本頻譜的示出點的矢量是上述的加網(wǎng)矢量。再有，在網(wǎng)點結(jié)構(gòu)的空間頻譜中，除上述的基本頻譜之外，存在用同色的加網(wǎng)矢量之間的和及差的各矢量表示的二次頻譜。
在圖15的示圖中，1個網(wǎng)格對應(yīng)2個象素，各點的坐標值是指設(shè)1個網(wǎng)格的寬度為1時的坐標值。從該基準矢量群的關(guān)系可知，在該加網(wǎng)設(shè)置中，Y和K的網(wǎng)屏是斜交網(wǎng)格，M和C的網(wǎng)屏為正方網(wǎng)格。此外，C的基準矢量C1與Y的基準矢量Y1平行，M的基準矢量M2與K的基準矢量K2平行。圖1 6的(1)～(4)示出構(gòu)成該加網(wǎng)設(shè)置的M、C、Y、K各色的網(wǎng)板網(wǎng)點圖形。
圖17是按圖15的基準矢量群規(guī)定的加網(wǎng)設(shè)置的、示出各色的網(wǎng)點結(jié)構(gòu)空間頻譜的示圖。圖17中示出的2個示圖中，左側(cè)示圖示出存在于基本頻帶內(nèi)的空間頻譜，右側(cè)示圖示出基本頻帶外的空間頻譜。在該圖中，M1、M2、C1、C2、Y1、Y2、K1、K2示出各色的加網(wǎng)矢量，這些各加網(wǎng)矢量的終點的坐標表示該加網(wǎng)設(shè)置的基本頻譜。此外，矢量M3是加網(wǎng)矢量M1和M2的和，矢量M4是加網(wǎng)矢量M1和M2的差。M1和M2的正負符號是為了將M4繪制在空間頻率空間的右側(cè)180度的區(qū)域中而設(shè)定的，在相反的情況下，成為180度逆向的矢量，但在物理上相同。對于C、Y、K也一樣。這些矢量M3、M4、C3、C4、Y3、Y4、K3、K4的終點坐標表示該加網(wǎng)設(shè)置的二次頻譜。再有，以下，為了易于表示空間頻率空間(u-v空間)中的矢量與空間頻譜的對應(yīng)關(guān)系，將與加網(wǎng)矢量M1對應(yīng)的空間頻譜稱作頻譜M1，用相同符號表示相互對應(yīng)的矢量和空間頻譜。此外，圖17中，在各矢量的符號的旁邊標出的、用反斜線“/”隔開的2個數(shù)值中，左側(cè)表示該矢量示出的頻譜的空間頻率，右側(cè)示出該矢量與u軸形成的角度。空間頻率用網(wǎng)板lpi數(shù)的單位示出。例如，頻譜Y1具有頻率為170lpi、方向為45°的空間頻率成分。
如圖17所示，在該第一例的加網(wǎng)設(shè)置中，頻譜M1與K1一致，頻譜C1與K3一致，頻譜M2與Y3一致，頻譜C2與Y2一致。圖18(a)示出該設(shè)置中4色間頻譜的共用關(guān)系。此外，在該設(shè)置中，二次頻譜中的M3、M4、C3、C4、Y4、K4的6個頻譜不在所述的170～190lpi的基本頻帶之內(nèi)。
該加網(wǎng)設(shè)置中，在基本頻帶內(nèi)，相互不同的空間頻譜僅有M1(＝K1)、Y1、C1(＝K3)、M2(＝Y(jié)3)、K2、C2(＝Y(jié)2)共計6個。與此相對，現(xiàn)有的4色加網(wǎng)設(shè)置如圖3和圖7所示，在基本頻帶內(nèi)存在8個空間頻譜。從而，在該第一例的加網(wǎng)設(shè)置中，在基本頻帶內(nèi)，可以比現(xiàn)有技術(shù)擴寬不同的空間頻譜之間的間隔，其結(jié)果，可以比現(xiàn)有技術(shù)更高地設(shè)定按2色間的加網(wǎng)矢量之間的距離決定的2色間莫爾條紋的頻率。
在該第一例的加網(wǎng)設(shè)置中，對于從4色選擇2色的全部的組合，2色間莫爾條紋的頻率全部為85lpi。該值比設(shè)定為相同的170lpi左右的lpi數(shù)的、圖3和圖7的現(xiàn)有加網(wǎng)設(shè)置的2色間莫爾條紋的頻率高。即，該第一例的加網(wǎng)設(shè)置與現(xiàn)有技術(shù)相比，其2色間莫爾條紋不顯眼。
此外，在該第一例的加網(wǎng)設(shè)置中，如圖18(c)所示，與基本頻譜對應(yīng)的8個加網(wǎng)矢量M1、M2、C1、C2、Y1、Y2、K1、K2構(gòu)成2個閉合的三角形。換言之，在與基本頻譜對應(yīng)的加網(wǎng)矢量中，沒有不包括在2個閉合的三角形中的。(c)的矢量圖是在(b)中示出的與圖17相同的矢量圖中使矢量K2和Y1平行移動而得到的。
如上，通過使與基本頻譜對應(yīng)的加網(wǎng)矢量全部包括在閉合的三角形中，利用與專利文獻1和專利文獻2的3色版的加網(wǎng)設(shè)置同樣的原理，可以緩和疊加3色的網(wǎng)板時的低頻莫爾條紋。即，在該第一例的加網(wǎng)設(shè)置中，在4色版中，對于從4色中選擇3色的全部組合，可將因這些3色間的頻率成分的剩余成分而引起的低頻莫爾條紋，降低到與專利文獻1和2中示出的3色板加網(wǎng)設(shè)置同等的程度。
圖19中示出該第一例加網(wǎng)設(shè)置中的各色網(wǎng)點圖形疊加狀態(tài)。從該圖可知，不論在疊加了2色的網(wǎng)板的情況下還是疊加了3色的網(wǎng)板的情況下，也不出現(xiàn)明顯的低頻莫爾條紋和玫瑰圖形。
此外，在該第一例的加網(wǎng)設(shè)置中，由于在M與K中和C與Y中，平行的基準矢量M2和K2、C1和Y1的長度不同，因此，在M-K中和C-Y中，在相同方向上延伸的網(wǎng)點列的網(wǎng)點間距不同。從而，可以緩和M-K之間和C-Y之間網(wǎng)板疊加時的因配準誤差而引起的色調(diào)變化。
相對于此，2個網(wǎng)板在相同方向上延伸的網(wǎng)點列的網(wǎng)點間距相同時，成為圖32中示出的關(guān)系。在圖32中，(1)示出該第一例加網(wǎng)設(shè)置的Y的網(wǎng)點圖形(基準矢量(10、-10)、(15、5))，(2)示出圖2的現(xiàn)有例的K的網(wǎng)點圖形(基準矢量(10、-10)、(10、10))。由于這兩個網(wǎng)點圖形作為空間頻譜，其170lpi且45°的成分一致，因此實現(xiàn)了頻譜共用。但是，由于同一直線上的網(wǎng)點間距相等，故在疊加了兩者的情況下，如(3)所示，-45°的掃描線每隔一條掃描線，兩網(wǎng)板的網(wǎng)點就完全重合，在其間的掃描線中，兩網(wǎng)板的網(wǎng)點完全偏置。象這樣的加網(wǎng)設(shè)置不僅在視覺上鮮明，而且使因網(wǎng)點的位置偏移引起的二次合成色的色調(diào)變化增加。
該第一例的4色的加網(wǎng)設(shè)置通過使用圖20A中示出的閾值表，可以安裝在數(shù)字圖像形成系統(tǒng)中。該閾值表與第一例加網(wǎng)設(shè)置的K色的網(wǎng)屏對應(yīng)。
與一個網(wǎng)屏對應(yīng)的閾值表中，只要決定其網(wǎng)屏的兩個方向的基準矢量，就可以使用非專利文獻3(Holladay)中示出的周知的方案制成。
例如，圖15中示出的第一例的加網(wǎng)設(shè)置的K色網(wǎng)板，將從原點(0、0)延伸到(15、-5)的矢量和從原點(0、0)延伸到(10、10)的矢量設(shè)為基準矢量。將用二維瓷磚的重復表現(xiàn)了該基準矢量的重復的部分稱作荷蘭瓷磚(Holladay Tile)或荷蘭循環(huán)矩陣，不管是正交網(wǎng)格系統(tǒng)還是斜交網(wǎng)格系統(tǒng)，幾乎都能用它表現(xiàn)所有的網(wǎng)點配置(參照非專利文獻3)。在圖20中示出的閾值表的情況下，通過用轉(zhuǎn)換系數(shù)15(即，每在副掃描方向上移動瓷磚高度5個象素部分，就在主掃描方向上移動15個象素)重復40×5的200象素的瓷磚300，來處理圖像全部區(qū)域(參照(b))。通過在該40×5象素的瓷磚的各象素中放入1～200的閾值，設(shè)輸入圖像數(shù)據(jù)比閾值大的象素為ON，其他象素為OFF，就可根據(jù)輸入圖像數(shù)據(jù)調(diào)制網(wǎng)點的面積。在圖20A中，畫了陰影線的象素群，在輸入圖像數(shù)據(jù)值為16的情況下成為OFF的象素。圖20B是輸入圖像數(shù)據(jù)值為16時的調(diào)制結(jié)果的網(wǎng)點圖形。
在此，由于輸入圖像數(shù)據(jù)一般為0～255(8位)，故實際閾值是在0～255的范圍內(nèi)標準化。此外，在必須使灰度數(shù)在256以上的系統(tǒng)中，與現(xiàn)有的高頻振動矩陣法相同，只要通過合成2個網(wǎng)點，組合表現(xiàn)2倍灰度的復合點法等就可以。
根據(jù)這樣的閾值處理的網(wǎng)點生成功能，可容易地以軟件的形式安裝。此外，該網(wǎng)點生成處理是從在存儲器中展開的閾值表中一次讀出一個像素的同時與輸入圖像數(shù)據(jù)進行比較，并進行ON/OFF的位輸出的簡單處理，因此，可以容易進行硬件電路化。
圖21是安裝了這樣的網(wǎng)點生成處理功能的打印機20的概略結(jié)構(gòu)圖。該打印機20中，色變換部22將從主機10輸入的圖像數(shù)據(jù)變換成在打印機20上使用的色空間表現(xiàn)，且進行與打印機20合并的色補償。顯示處理(screeningprocessor)部30通過利用上述閾值表的方法，將由色變換部22處理的圖像數(shù)據(jù)，變換成二值的網(wǎng)點圖像。在閾值表34中存儲著各色的閾值表，該閾值表是根據(jù)按圖15的基準矢量群定義的、第一例的各網(wǎng)屏利用Holladay方法制成的。比較電路32比較該閾值表的各象素的值與輸入圖像數(shù)據(jù)，將比較結(jié)果的二值數(shù)據(jù)寫入圖像緩存器24中。IOT(image output terminal即，圖像輸出終端)通過在規(guī)定用紙上依次形成在該圖像緩存器24中存儲的各色的網(wǎng)點圖像，而在規(guī)定用紙上印刷彩色圖像。在此，說明了打印機20，但本發(fā)明涉及的加網(wǎng)設(shè)置可適用于數(shù)字復印機、數(shù)字復合式機或顯示器裝置等各種各樣類型的圖像形成裝置。
下面，用圖22～圖26，說明根據(jù)本實施方式的構(gòu)思的具體網(wǎng)屏設(shè)置的第二例。
圖22是示出該加網(wǎng)設(shè)置的各網(wǎng)屏的基準矢量的示圖。該加網(wǎng)設(shè)置是按2400dpi的解像度、基本頻帶為141～170lpi的4色版的設(shè)置。圖23中示出該加網(wǎng)設(shè)置的各網(wǎng)屏的點陣圖形。從圖22和圖23可知，該加網(wǎng)設(shè)置由長方形網(wǎng)格配置的C色網(wǎng)板和斜交網(wǎng)格配置的Y、M、K色網(wǎng)板構(gòu)成。然后，其中的基準矢量M1與Y1平行，另外，基準矢量C2與Y2平行。
該第二例的加網(wǎng)設(shè)置的空間頻譜群成為如圖24示出的關(guān)系。如該圖所示，在第二例的加網(wǎng)設(shè)置中，頻譜C1和Y1一致，頻譜K2和Y3一致，頻譜M2和Y2一致。圖25(a)示出該設(shè)置中的4色間頻譜的共用關(guān)系。此外，在該設(shè)置中，二次頻譜中的M3、M4、C3、C4、Y4、K3、K4這7個頻譜不在所述的141～170lpi的基本頻帶之內(nèi)。
該第二例的加網(wǎng)設(shè)置中，基本頻帶內(nèi)的相互不同的空間頻譜的數(shù)量也是6個，少于現(xiàn)有的4色加網(wǎng)設(shè)置的8個。從而，與第一例相同，由于可以比現(xiàn)有技術(shù)更高地設(shè)定2色間莫爾條紋的頻率，故可以使2色間莫爾條紋比現(xiàn)有技術(shù)不顯眼。該加網(wǎng)設(shè)置的2色間的莫爾條紋周期是76～86lpi。就與基本頻帶比較而言，成為相當高的頻率。
此外，在該第二例中，在M與Y之間和C與Y之間，在相同方向上延伸的網(wǎng)點列的網(wǎng)點間距也不同。從而，可以緩和M-Y之間和C-Y間的網(wǎng)板疊加時因配準誤差而產(chǎn)生的色調(diào)變化。
此外，在該第二例的加網(wǎng)設(shè)置中，如圖25(c)所示，與第一例的情況相同，與基本頻譜對應(yīng)的8個加網(wǎng)矢量M1、M2、C1、C2、Y1、Y2、K1、K2構(gòu)成2個閉合三角形。其中，M2、C1、K2位于由Y1、Y2、Y3構(gòu)成的閉合三角形上。再有，(c)的矢量圖形是在(b)中示出的與圖24相同的矢量圖形中，使矢量C1、Y1、C2平行移動而得到的。如上，在該第二例中，由于使與基本頻譜對應(yīng)的加網(wǎng)矢量全部包括在閉合三角形中，故可以緩和疊加3色的網(wǎng)板時的低頻莫爾條紋。
圖26中示出該第二例加網(wǎng)設(shè)置中的各色網(wǎng)點圖形的疊加狀態(tài)。從該圖可知，不論在疊加了2色的網(wǎng)板的情況下，還是在疊加了3色的網(wǎng)板的情況下，都不出現(xiàn)明顯的低頻莫爾條紋和玫瑰圖形。
下面，用圖27～圖31說明根據(jù)本實施方式的構(gòu)思的具體網(wǎng)屏設(shè)置的第三例。
圖27是示出該加網(wǎng)設(shè)置的各網(wǎng)屏的基準矢量的示圖。該加網(wǎng)設(shè)置是按2400dpi的解像度、基本頻帶為150～186lpi的4色版的設(shè)置。圖28中示出該加網(wǎng)設(shè)置的各網(wǎng)屏的點陣圖形。從圖27和圖28可知，該加網(wǎng)設(shè)置由正方形網(wǎng)格配置的Y、K色網(wǎng)板和斜交網(wǎng)格配置的C、M色網(wǎng)板構(gòu)成。然后，其中的基準矢量M2與K2平行，另外，基準矢量C1與K1平行。
該第三例加網(wǎng)設(shè)置的空間頻譜群成為如圖29示出的關(guān)系。如該圖所示，在第三例加網(wǎng)設(shè)置中，頻譜M1和K1一致，頻譜C2和K2一致。圖30(a)示出該設(shè)置中的4色間的頻譜的共用關(guān)系。此外，在該設(shè)置中，二次頻譜中的M3、C3進入所述150～186lpi的基本頻帶內(nèi)。
在該第三例中，與上述的第一例和第二例不同，不能將與基本頻譜對應(yīng)的加網(wǎng)矢量M1、M2、C1、C2、Y1、Y2、K1、K2的全部組合成閉合的三角形(參照圖30(b))。因此，在該第三例中，殘留由3色合成時的三次合成色引起的低頻莫爾條紋。
另一方面，在該加網(wǎng)設(shè)置中基本頻帶內(nèi)的相互不同的基本頻譜的數(shù)量是6個，但叫作M3和C3的二次頻譜進入到基本頻帶內(nèi)，該頻帶內(nèi)的頻譜總數(shù)成為8個。但是，由于這8個不同的頻譜按大致均等的角度間隔配置，故這些二次頻譜與基本頻譜之間的2色莫爾條紋也不顯眼。實際上，該第三例的2色莫爾條紋的周期集中在從58lpi到79lpi的范圍內(nèi)。這就成為比圖2現(xiàn)有例的最低頻莫爾條紋周期47lpi高的頻率。該第三例設(shè)計成150～186lpi的網(wǎng)板lpi數(shù)，是比圖2現(xiàn)有例的165～171lpi的設(shè)計低的網(wǎng)板，但可以實現(xiàn)高于現(xiàn)有例的莫爾條紋頻率。
此外，在該第三例中，在使頻譜共用的M與K之間和C與K之間，在相同方向上延伸的網(wǎng)點列的網(wǎng)點間距也不同。從而，可以緩和M-K間和C-K間網(wǎng)板疊加時因配準誤差誤差引起的色調(diào)變化。
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置使用由各色網(wǎng)屏構(gòu)成的加網(wǎng)設(shè)置數(shù)字地再現(xiàn)彩色圖像，其特征在于，上述加網(wǎng)設(shè)置中的第1色網(wǎng)屏和第2色網(wǎng)屏，滿足以下關(guān)系由各自網(wǎng)點配置的兩個方向的基準矢量規(guī)定的空間頻率區(qū)域的2個加網(wǎng)矢量中，第1矢量彼此平行，第2矢量彼此不平行。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其特征還在于，所述第1色網(wǎng)屏和第2色網(wǎng)屏滿足上述第1矢量彼此大小相等的關(guān)系。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其特征在于，上述第1色網(wǎng)屏和第2色網(wǎng)屏中至少一方是斜交網(wǎng)格的網(wǎng)板。
4.如權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其特征還在于，上述加網(wǎng)設(shè)置中第3色網(wǎng)屏和第4色網(wǎng)屏的關(guān)系為，由各自的網(wǎng)點配置的兩個方向的基準矢量規(guī)定的空間頻率區(qū)域的2個加網(wǎng)矢量中，第2矢量彼此平行且大小相同，第1矢量彼此不平行。
5.如權(quán)利要求4所述的圖像形成裝置，其特征還在于，上述第1色網(wǎng)屏的上述第2矢量與用上述第4色網(wǎng)屏的2個加網(wǎng)矢量間的和或差表示的二次頻譜的一方一致，上述第3色網(wǎng)屏的上述第1矢量與用上述第2色網(wǎng)屏的2個加網(wǎng)矢量間的和或差表示的二次頻譜的一方一致。
6.如權(quán)利要求5所述的圖像形成裝置，其特征在于，上述第1色網(wǎng)屏的上述第1矢量、上述第3色網(wǎng)屏的上述第1矢量、上述第2色網(wǎng)屏的上述第2矢量形成閉合三角形，上述第1色網(wǎng)屏的上述第2矢量、上述第4色網(wǎng)屏的上述第1矢量、上述第3色網(wǎng)屏的上述第2矢量形成閉合三角形。
7.如權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其特征還在于，上述第1色網(wǎng)屏的上述第2矢量與上述加網(wǎng)設(shè)置的第3色網(wǎng)屏的2個加網(wǎng)矢量的一方一致。
8.如權(quán)利要求7所述的圖像形成裝置，其特征還在于，用上述第1色網(wǎng)屏的2個加網(wǎng)矢量之間的和或差表示的二次頻譜，與上述加網(wǎng)設(shè)置的第4色網(wǎng)屏的2個加網(wǎng)矢量的一方一致。
9.如權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其特征在于，上述加網(wǎng)設(shè)置由4色的網(wǎng)屏構(gòu)成，這些各色的網(wǎng)屏具有以下關(guān)系沒有剩余地使用各自的2個加網(wǎng)矢量，能夠形成2個閉合的三角形。
10.如權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其特征在于，在上述第1色網(wǎng)屏和上述第2色網(wǎng)屏之間，網(wǎng)點排列方向一致的情況下，在其一致的網(wǎng)點排列方向，這些各網(wǎng)屏的網(wǎng)點排列間隔不同。
11.如權(quán)利要求2所述的圖像形成裝置，其特征在于，上述加網(wǎng)設(shè)置由4色的網(wǎng)屏構(gòu)成，在分別與各色的加網(wǎng)矢量對應(yīng)的共計8個基本空間頻譜和與同色的加網(wǎng)矢量之間的和及差對應(yīng)的共計8個二次空間頻譜中，在上述8個基本空間頻譜的從最大頻率到最小頻率的頻帶中包含的相互不同的空間頻譜的數(shù)量不足8個。
12.如權(quán)利要求11所述的圖像形成裝置，其特征在于，上述加網(wǎng)設(shè)置由4色的網(wǎng)屏構(gòu)成，在分別與各色的加網(wǎng)矢量對應(yīng)的共計8個基本空間頻譜和與同色的加網(wǎng)矢量之間的和及差對應(yīng)的共計8個二次空間頻譜中，在從上述8個基本空間頻譜的最大頻率到最小頻率的頻帶中包含的相互不同的空間頻譜的數(shù)量是6個。
13.一種圖像形成方法，數(shù)字地再現(xiàn)彩色圖像，其特征在于，使用由多色網(wǎng)屏構(gòu)成的加網(wǎng)設(shè)置，根據(jù)輸入彩色圖像生成多個半色調(diào)圖像，其中，上述加網(wǎng)設(shè)置中的第1色網(wǎng)屏和第2色網(wǎng)屏，滿足以下關(guān)系由各自網(wǎng)點配置的兩個方向的基準矢量規(guī)定的空間頻率區(qū)域的2個加網(wǎng)矢量中，第1矢量彼此平行，第2矢量彼此不平行。使上述半色調(diào)圖像組合，再現(xiàn)上述輸入彩色圖像。
14.如權(quán)利要求13所述的圖像形成方法，其特征在于，所述第1色網(wǎng)屏和第2色網(wǎng)屏滿足上述第1矢量彼此大小相等的關(guān)系。
15.如權(quán)利要求14所述的圖像形成方法，其特征在于，上述第1色網(wǎng)屏和第2色網(wǎng)屏中至少一方是斜交網(wǎng)格的網(wǎng)板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像形成裝置及方法。在該圖像形成方法中，降低4色網(wǎng)板的二次合成色和三次合成色的低頻莫爾條紋。在4色的網(wǎng)屏中至少使兩個網(wǎng)屏(200a、200b)的各自兩個加網(wǎng)矢量中的一方(wa2、wb2)一致，而另一方不一致。網(wǎng)屏(200a)是正方網(wǎng)格的網(wǎng)板，加網(wǎng)矢量(wa2)與基準矢量(ra1)垂直。網(wǎng)屏(200b)是斜交網(wǎng)格的網(wǎng)板，加網(wǎng)矢量(wb2)與基準矢量(rb1)垂直。所謂加網(wǎng)矢量(wa2、wb2)一致，意味著與這些各矢量對應(yīng)的空間頻譜一致。這樣可以在2色間使一組的空間頻譜一致，故可以擴寬4色的殘余空間頻譜之間的間隔，因此，可以減少低頻莫爾條紋。
文檔編號H04N1/60GK1507263SQ200310104560
公開日2004年6月23日 申請日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月9日
發(fā)明者石井昭 申請人:富士施樂株式會社