專利名稱：圖像處理設(shè)備和圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理設(shè)備和圖像處理方法。
背景技術(shù)：
電子照相方法是其中在光電導(dǎo)體上照射激光以形成靜電潛像且將通過顯影處理 在光電導(dǎo)體上形成的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到紙張上的打印方法。根據(jù)要形成的圖像的像素值來 控制激光的脈沖寬度調(diào)制(PWM)，從而改變激光的照射范圍。當(dāng)通過電子照相方法來進(jìn)行打印時，已使用多值抖動方法作為灰度級 (gradation)的再現(xiàn)方法(例如參見日本專利4023095、以及非專利文獻(xiàn)Daniel L. Lau和 Gonzalo R. Arce所著的“Modern Digital Halftoning”)。多值抖動方法是用于將圖像的 輸入像素值變換為多個等級的輸出像素值(即，變換為多值輸出像素值)的方法。例如，使 用子單元，其中在每個子單元中根據(jù)像素的位置設(shè)置兩個閾值T1、T2 (其中Tl < T2)，使得 通過該子單元獲得與圖像中的各個像素的位置相對應(yīng)的閾值Tl、T2。接下來，將兩個閾值 T1、T2與像素值相比較，使得當(dāng)像素值小于閾值Tl時將像素值變換為恒定值Dmin，且當(dāng)像素 值大于閾值T2時將像素值變換為恒定值DMax。此外，當(dāng)像素值處于大于等于閾值T1且小于 等于閾值T2的范圍內(nèi)時，將該像素值變換為介于恒定值D-和DMax之間的內(nèi)插值。近年來，圖像的分辨率已得到提高，因此可能存在激光的束斑直徑超過可控的一 個像素的尺寸的情況。例如，如圖4所示，在高分辨率1200dpi下，一個像素的一個邊的尺 寸約為21 iim，而激光的束斑直徑更大，約為60 iim。圖14中的以虛線繪制的圓分別表示激 光的照射范圍。如圖14所示，束斑直徑具有覆蓋多個像素的尺寸，因此照射到關(guān)注像素的 激光也照射關(guān)注像素周圍的像素，這導(dǎo)致產(chǎn)生點增大(dot gain)。圖15是描述點增大的圖。如圖15所示，在關(guān)注像素的像素值具有最大值255且周圍像素的像素值具有最小 值0的圖像的情況下，利用最大輸出向具有最大值255的關(guān)注像素發(fā)射激光。當(dāng)利用最大 輸出發(fā)射光時，由激光形成的潛像具有具備寬的基部的能量分布，因此要擴(kuò)大形成潛像的 各個點的尺寸。結(jié)果，雖然針對一個像素進(jìn)行曝光，但是形成了覆蓋多個像素的大的點，從 而產(chǎn)生了過度的點增大。由于束斑直徑超過了可控的一個像素的尺寸，因此在關(guān)注像素的 像素值是128的中間色調(diào)的情況下也以相同的方式產(chǎn)生點增大，由此形成超過一個像素的 尺寸的點，如圖15所示。這種點增大導(dǎo)致灰度級毀壞(gradation collapse)。這是因為即使當(dāng)關(guān)注像素的 像素值是中間色調(diào)時，在相鄰像素具有近似于最大值的情況下，當(dāng)相鄰像素被曝光時，關(guān)注 像素被曝光，由此相鄰像素達(dá)到最大值。這樣，已由于產(chǎn)生點增大而降低了對原始圖像中的灰度級的再現(xiàn)性。當(dāng)如日本專利4023095所示地通過其中使用被稱為超單元(supercell)的、組合 的多個子單元(subcell)以執(zhí)行多值抖動處理來實現(xiàn)進(jìn)一步的多灰度級的方法時，顆粒度 可能由于點增大和灰度級毀壞而降低。超單元中的被分配有小的閾值的像素很可能達(dá)到最大值，由此產(chǎn)生點增大，使得在包括這種像素的子單元中形成大的網(wǎng)點(halftone dot)。另一方面，在被分配有大的閾值的像素中，輸出具有最小值或中間色調(diào)的像素值，從而在包括 這種像素的子單元中不產(chǎn)生點增大(或者如果產(chǎn)生點增大，則以小的程度產(chǎn)生點增大)，使 得將形成小的網(wǎng)點。這樣，即使在圖像的濃度均勻時，該圖像也由于在該圖像中混合了大小 不同的網(wǎng)點而給出了具有不均勻的顆粒度的印象。當(dāng)使用具有小于高分辨率下的一個像素的尺寸的束斑直徑的激光時，可以解決上 述問題，然而這種具有增強(qiáng)的性能的激光源是昂貴的，需要成本。此外，即使在束斑直徑不大于可控的一個像素的尺寸的情況下，當(dāng)利用大的功率 輸出激光以使得給予一個像素的光量等于給予大于一個像素的束斑直徑的光量時，也可能 出現(xiàn)相同的問題。當(dāng)功率大時，潛像中的能量分布相應(yīng)地被擴(kuò)大，這導(dǎo)致了要形成的點的尺 寸的擴(kuò)大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的包括減小點增大和改善對灰度級的再現(xiàn)性。為了實現(xiàn)上述目的中的至少一個目的，反映本發(fā)明的一方面的、用于對圖像數(shù)據(jù) 執(zhí)行加網(wǎng)(screening)處理并基于已被執(zhí)行了加網(wǎng)處理的圖像數(shù)據(jù)而形成圖像的圖像處 理設(shè)備包括加網(wǎng)處理單元，用于使用子單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理，子單元與多個像素相對應(yīng)的并 且在子單元中根據(jù)各個像素的位置來確定第一閾值和第二閾值，使得滿足第一閾值 < 第二 閾值的關(guān)系，其中加網(wǎng)處理單元根據(jù)子單元來獲得與各個像素在圖像中的位置相對應(yīng)的第一 閾值和第二閾值，以便在像素值小于第一閾值時，輸出恒定值Dmin在像素值大于第二閾值 時，輸出恒定值Dmax ；在像素值大于等于第一閾值且小于等于第二閾值時，輸出兩個恒定值 Dmin和DMax的內(nèi)插值，并且其中子單元被確定以使得子單元中的給定像素的第一閾值大于在先像素的 第一閾值且小于該在先像素的第二閾值，該在先像素的第一閾值和第二閾值被確定以使得 比在該給定像素中形成點更早地在該在先像素中形成點。為了實現(xiàn)上述目的中的至少一個目的，反映本發(fā)明的另一方面的、用于對圖像數(shù) 據(jù)執(zhí)行加網(wǎng)處理并基于已被執(zhí)行了加網(wǎng)處理的圖像數(shù)據(jù)而形成圖像的圖像處理設(shè)備中的 圖像形成方法包括通過使用子單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理，子單元與多個像素相對應(yīng)的并且在子單元中根 據(jù)各個像素的位置來確定第一閾值和第二閾值，使得滿足第一閾值 < 第二閾值的關(guān)系，其中加網(wǎng)處理的執(zhí)行包括根據(jù)子單元來獲得與各個像素在圖像中的位置相對應(yīng)的第一閾值和第二閾值；以 及在像素值小于第一閾值時，輸出恒定值Dmin ；在像素值大于第二閾值時，輸出恒定 值DMax;在像素值大于等于第一閾值且小于等于第二閾值時，輸出兩個恒定值Dmin和DMax的 內(nèi)插值，并且其中子單元被確定以使得子單元中的給定像素的第一閾值大于在先像素的第一閾值且小于該在先像素的第二閾值，該在先像素的第一閾值和第二閾值被確定以使得 比在該給定像素中形成點更早地在該在先像素中形成點。


從下面給出的詳細(xì)描述和附圖來看，將更充分地理解本發(fā)明的這些和其它的目 的、優(yōu)點和特征，因此本發(fā)明的這些和其它的目的、優(yōu)點和特征并不旨在作為對本發(fā)明的范 圍的限定，其中圖1是示出根據(jù)本實施例的圖像處理設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)的圖；圖2是示出圖像處理部件和打印機(jī)部件的結(jié)構(gòu)的部分的圖；圖3A是示出正常使用的子單元的圖；圖3B是示出針對圖3A所示的子單元而設(shè)置的閾值表的圖；圖4是示出針對單元編號k設(shè)置的第一閾值和第二閾值的圖；圖5是示出其中使用子單元的加網(wǎng)處理的流程圖；圖6A是示出在激光的束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸的情況下使用的子單 元的示例的圖；圖6B是示出針對圖6A所示的子單元設(shè)置的閾值表的示例的圖；圖7A是示出在激光的束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸的情況下使用的閾值 表與輸入像素值之間的關(guān)系的圖；圖7B是示出其中使用圖7A所示的閾值表的加網(wǎng)處理的結(jié)果的圖；圖8A是示出正常使用的閾值表與輸入像素值Dex之間的關(guān)系的圖；圖8B是示出其中使用圖8A所示的閾值表的加網(wǎng)處理的結(jié)果的圖；圖9是分別示出了在使用正常子單元的情況下的以及在當(dāng)激光的束斑直徑超過 可控的一個像素的尺寸時使用另一子單元的情況下的通過加網(wǎng)處理獲得的圖像、通過對其 圖像信號進(jìn)行變換而獲得的PWM信號、由激光形成的潛像中的能量分布、以及通過激光的 曝光而形成的網(wǎng)點的圖；圖10A是示出其中組合了四個子單元的超單元的示例的圖；圖10B是示出針對圖10A所示的超單元而設(shè)置的閾值表的示例的圖；圖11A是示出通過其中以與圖3A所示的閾值表相同的方式設(shè)置閾值的超單元而 執(zhí)行的加網(wǎng)處理的結(jié)果的圖；圖11B是示出通過其中設(shè)置了圖10B所示的閾值表的超單元而執(zhí)行的加網(wǎng)處理的 結(jié)果的圖；圖12是示出在第二、校正處理中使用的查找表(LUT)的輸入_輸出特性的圖；圖13是其中對通過激光L1和激光L2形成的潛像中的能量分布進(jìn)行比較的圖，其 中激光L1的束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸，激光L2的束斑直徑不大于可控的一個 像素的尺寸，但激光L2的曝光量與激光L1的曝光量基本上相同；圖14是示出激光的束斑直徑與一個像素的尺寸之間的關(guān)系的圖；以及圖15是描述點增大的圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備例如是打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、這些機(jī)器的多功能外 圍設(shè)備(MFP)等，但是不限于這些設(shè)備，只要其是用于執(zhí)行加網(wǎng)處理的圖像處理設(shè)備即可， 根據(jù)本發(fā)明的圖像處理設(shè)備也可以是執(zhí)行加網(wǎng)處理的個人計算機(jī)。在本實施例中，包括其中從要復(fù)制的原稿讀取圖像的復(fù)制功能的圖像處理設(shè)備被 給出作為示例。下面參照附圖描述本發(fā)明的實施例。圖1示出了本實施例中的圖像處理設(shè)備1的主要功能配置。如圖1所示，圖像處理設(shè)備1包括圖像讀取部件11、操作部件12、顯示部件13、 觸摸面板14、控制部件15、存儲部件16、存儲器控制部件17、圖像存儲器18、圖像處理部件 2以及打印機(jī)部件3。在該圖中，連接各個部件的實線表示系統(tǒng)總線，虛線表示串行總線。圖像讀取部件11包括光源、光學(xué)系統(tǒng)、電荷耦合器件(CCD)和模/數(shù)(A/D)變換 器。圖像讀取部件11形成由光學(xué)系統(tǒng)從光源照射并掃描通過原稿的光的反射圖像，并通過 CCD進(jìn)行光電變換，由此讀取原稿圖像。處于模擬信號的狀態(tài)下的讀取的圖像被A/D變換器 變換為數(shù)字信號的狀態(tài)，以被輸出到圖像處理部件2。操作部件12包括各種功能鍵，例如指示要開始打印的開始鍵、數(shù)字鍵等。當(dāng)操作 這些功能鍵或者觸摸面板14時，操作部件12產(chǎn)生與其相對應(yīng)的操作信號，以將所產(chǎn)生的操 作信號輸出到控制部件15。 顯示部件13包括與觸摸面板14 一體化地形成的液晶顯示器(IXD)，并在該IXD上 顯示用于執(zhí)行打印操作的各種操作屏幕?？刂撇考?5包括中央處理器(CPU)和隨機(jī)存取存儲器(RAM)?？刂撇考?5與存 儲在存儲部件16中的程序相協(xié)作地執(zhí)行諸如打印處理等的各種處理。在該處理中，控制部 件15執(zhí)行各種計算，并以集中的方式控制圖像處理設(shè)備1中的各個部件的操作。存儲部件16存儲要由控制部件15執(zhí)行的程序以及執(zhí)行這些程序所必需的文件和 數(shù)據(jù)?？梢允褂美缬脖P作為存儲部件16。存儲器控制部件17將圖像寫入圖像存儲器18中，以及讀出存儲在圖像存儲器18 中的圖像。圖像存儲器18存儲圖像?？梢允褂美鐒討B(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)作為圖像存 儲器18。圖像處理部件2對圖像執(zhí)行諸如陰影校正、顏色變換、放大或縮小、分辨率變換、 Y校正處理、加網(wǎng)處理之類的各種圖像處理。圖像讀取部件11所讀取的圖像被圖像處理部件2執(zhí)行諸如顏色變換、分辨率變換 等的必需的圖像處理，然后被一次保存在圖像存儲器18中。當(dāng)控制部件15指示進(jìn)行打印 時，從圖像存儲器18讀出的要打印的圖像被輸入到圖像處理部件2中，并且圖像處理部件 2執(zhí)行諸如加網(wǎng)處理等的圖像處理，以將處理后的圖像輸出到打印機(jī)部件3。打印機(jī)部件3通過電子照相方法打印圖像。打印機(jī)部件3包括曝光單元、顯影單 元、轉(zhuǎn)印單元和定影單元。在進(jìn)行打印時，曝光單元照射激光，以在感光鼓上形成靜電潛像。 顯影單元執(zhí)行顯影處理，以形成其中通過調(diào)色劑使感光鼓上的靜電潛像可視化的調(diào)色劑圖 像。轉(zhuǎn)印單元將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印在紙張上，并且定影單元對被轉(zhuǎn)印到紙張上的調(diào)色劑圖像 執(zhí)行定影處理。
圖2示出了在要打印的圖像已被輸入之后起作用的圖像處理部件2的主要結(jié)構(gòu)部 分以及在曝光時起作用的打印機(jī)部件3的主要結(jié)構(gòu)部分。這里描述其中將8比特的圖像輸 入到圖像處理部件2中的示例。如圖2所示，圖像處理部件2包括第一、校正單元21和加網(wǎng)處理單元22。加網(wǎng) 處理單元22包括閾值處理部分22a和閾值選擇部分22b。第一 Y校正單元21執(zhí)行第一、校正處理，以改變輸入圖像的濃度。預(yù)先準(zhǔn)備的查 找表(LUT)被用于第一、校正處理。在考慮打印機(jī)特性的情況下利用輸入-輸出特性來確定 LUT，使得打印之后的輸出圖像的濃度相對于原始輸入圖像的濃度的比率(即，Y值)為1。第一 Y校正單元21變換圖像中的比特數(shù)，以使輸出的比特數(shù)大于輸入的比特數(shù)。 例如，第一、校正單元21設(shè)計要在上述的第一、校正處理中使用的LUT的輸入-輸出特 性，使得輸入的比特數(shù)是8比特(256個灰度級)，而輸出的比特數(shù)是10比特(1024個灰度 級)，以使得能夠通過LUT在濃度改變的同時執(zhí)行比特變換。加網(wǎng)處理單元22通過使用子單元對圖像執(zhí)行加網(wǎng)處理。圖3A示出了正常使用的子單元A的示例，圖3B示出了針對子單元A設(shè)置的閾值 表At的示例。子單元A是mXn個單元的組，一個單元對應(yīng)于一個像素。在閾值表At中， 根據(jù)子單元A中的各個單元的位置來確定閾值。使用子單元A通過加網(wǎng)處理來針對各個像 素形成點，由此點的組使得形成一個網(wǎng)點。也就是說，子單元A是構(gòu)成一個網(wǎng)點的像素組。如圖3A所示，子單元A是總共包括16個單元的正方形子單元，其中m = 4且n =
4。各個單元被設(shè)置有單元編號k(k= 1.....16)。圖3A所示的單元中的數(shù)字分別是單元
編號k。以點形成被期望的程度的順序來設(shè)置單元編號k。通過加網(wǎng)處理根據(jù)一個子單元 形成一個網(wǎng)點，并且子單元A以從位于網(wǎng)點的中心的單元(第一單元)開始至位于第一單 元周圍的單元的順序而被渦旋狀地設(shè)置單元編號，從而網(wǎng)點形成了圓。在閾值表At中，根據(jù)單元編號k確定各個單元的閾值。對所關(guān)注的編號k的單元 的閾值給出說明。編號k的單元被設(shè)置有第一閾值Tl(k)和第二閾值T2(k)，其滿足Tl(k) < T2 (k)，如圖4所示。將兩個閾值T1 (k)和T2 (k)設(shè)置為滿足T1 (k) < T1 (k+1)且T2 (k) <T2(k+l)，使得以單元編號k的順序形成點。此外，將兩個閾值Tl(k)和T2(k)設(shè)置為使 得編號k的單元的第一閾值Tl(k)具有與編號(k-1)的單元的第二閾值T2(k-1)相同的值。閾值表At也是表示要通過加網(wǎng)處理輸出的輸出像素值針對輸入像素值的變換 表。如圖4所示，閾值表At表示當(dāng)位于編號k的單元處的像素的輸入像素值小于第一閾 值Tl(k)時，輸出恒定值Dmin;當(dāng)輸入像素值大于第二閾值T2(k)時，輸出恒定值DMax ；當(dāng)輸 入像素值在大于等于第一閾值Tl(k)且小于等于第二閾值T2(k)的范圍之內(nèi)時，輸出介于 恒定值Dmin和DMax之間的內(nèi)插值作為輸出像素值。恒定值Dmin和DMax可以被任意地設(shè)置，但 是，這里在這種情況下，對于10比特的輸入圖像，將Dmin設(shè)置為最小值0，將DMax設(shè)置為最大 值 1024?？梢酝ㄟ^使用由兩個閾值Tl(k)和T2(k)定義的內(nèi)插公式來獲得介于恒定值Dmin 和DMax之間的內(nèi)插值。閾值表At中的連接兩個閾值Tl(k)和T2(k)的直線表示用于輸出 內(nèi)插值的內(nèi)插公式。如圖3B所示，該內(nèi)插公式可以是單調(diào)增加的直線，或者替代性地可以 是單調(diào)增加的曲線(未示出)。現(xiàn)在參照圖5描述加網(wǎng)處理單元22通過使用子單元A而執(zhí)行的加網(wǎng)處理。
如圖5所示，加網(wǎng)處理單元22掃描輸入圖像，以獲得關(guān)注像素的位置坐標(biāo)和像素 值(步驟Si)。閾值選擇部分22b從子單元A的閾值表At中獲得與所獲得的像素的坐標(biāo)位 置相對應(yīng)的閾值Tl (k)和T2 (k)(步驟S2)。將圖像中的各個像素的位置坐標(biāo)表示為(X，y)，將子單元A中的單元的位置坐標(biāo) 表示為(i，j)。閾值選擇部分22b根據(jù)由上述公式表示的關(guān)注像素的位置坐標(biāo)(x，y)而指 定子單元A中的與關(guān)注像素相對應(yīng)的單元。順便提及，在下面的公式中，a%b表示通過將 “a”除以“b”來獲得余數(shù)。i = x% mj = y% η 閾值選擇部分22b從閾值表At獲得與指定的單元的單元編號k相對應(yīng)的兩個閾 值 Tl(k)和 T2(k)。例如，與具有位置坐標(biāo)(3，2)的像素相對應(yīng)的單元是位于(i，j) = (3% 4,2% 4) =(3,2)的位置處的編號為1的單元。因此，從圖3B所示的閾值表At獲得與編號為1的 單元相對應(yīng)的第一閾值Tl (1)和第二閾值T2 (1)。所獲得的第一閾值Tl (k)和第二閾值T2(k)被輸出到閾值處理部分22a。閾值處理部分22a將關(guān)注像素的像素值(被稱為輸入像素值)與所獲得的閾值 Tl(k)和T2(k)相比較，以輸出與輸入像素值相對應(yīng)的輸出像素值。也就是說，當(dāng)輸入像素 值大于第二閾值T2(k)時(步驟S3;是)，恒定值DMax= 1024被作為輸出像素值而輸出(步 驟S4)。當(dāng)輸入像素值小于第一閾值Tl (k)時(步驟S3;否，步驟S5;是)，恒定值Dmin = O 被作為輸出像素值而輸出(步驟S6)。當(dāng)輸入像素值在大于等于第一閾值Tl (k)且小于等 于第二閾值T2(k)的范圍之內(nèi)時(步驟S3;否，步驟S5;否)，介于恒定值Dmin和DMax之間的 內(nèi)插值被計算以被作為輸出像素值而輸出(步驟S7)。加網(wǎng)處理單元22通過使用上述的子單元A來正常地執(zhí)行加網(wǎng)處理。然而，可能存 在由于圖像的分辨率變換而在打印機(jī)部件3中進(jìn)行曝光時所使用的激光的束斑直徑超過 圖像處理設(shè)備1可控的1個像素的尺寸的情況。在這種情況下，加網(wǎng)處理單元22使用圖6A 所示的子單元B來執(zhí)行加網(wǎng)處理。以與子單元A中相同的方式進(jìn)行單元配置和單元編號k 的設(shè)置，并且使用子單元B的加網(wǎng)處理還具有與圖5所示的處理內(nèi)容相同的處理內(nèi)容，然 而，針對子單元B設(shè)置的閾值表與針對子單元A設(shè)置的閾值表不相同。圖6B示出了針對子 單元B設(shè)置的閾值表Bt。在閾值表Bt中，針對單元編號k的第一閾值Tl (k)被確定為大于第一閾值 Tl(k-l)且小于第二閾值T2(k-1)，其中第一閾值Tl(k-l)和第二閾值T2(k-1)均針對編 號為(k-Ι)的單元而被設(shè)置用于比編號k的單元更早地形成點。例如，在圖6B所示的閾 值表Bt中，針對單元編號2的第一閾值Tl (2)相對于針對單元編號1的閾值而滿足Tl(I) <T1⑵<T2(1)的關(guān)系。由此，可以設(shè)計其中針對給定像素形成點的圖像的濃度，使得被 確定為在給定像素之前形成點的像素(被稱為在先像素)的輸出像素值不達(dá)到最大值。順便提及，優(yōu)選地，在單個子單元B中存在至少三個或更多個單元，其中針對單元 編號k的第一閾值Tl (k)大于第一閾值Tl(k-l)且小于第二閾值T2(k-1)，其中第一閾值 Tl(k-l)和第二閾值T2(k-1)均針對編號為(k-ι)的單元而被設(shè)置用于在編號k的單元之 前形成點。
例如，在針對具有4X4個像素的像素值Dra的圖像區(qū)域執(zhí)行使用子單元B的加網(wǎng) 處理的情況下，如圖7A所示，輸入像素值Dex小于針對單元編號13的閾值Tl (13)，因此僅針 對編號1至12的單元形成點。在這種情況下針對第二像素形成點，但是，被確定為在編號 2的單元之前形成點的編號為1的在先像素的輸出像素值還未達(dá)到最大值1024。這同樣適 用于具有彼此相鄰的單元編號的像素，例如第二像素和第三像素、第三像素和第四像素等。 作為加網(wǎng)處理的結(jié)果，可以獲得圖7B所示的圖像。在該圖像中，在形成了點的情況下，不存 在其中輸出像素值已達(dá)到最大值的像素，并且單元編號為1至12的全部像素的輸出像素值 為中間色調(diào)。在針對相同的圖像區(qū)域使用正常的子單元A的情況下，如圖8A所示，輸入像素值 Dex小于針對單元編號8的第一閾值Tl⑶，因此針對單元編號為1-7的像素形成點。在閾值 表At中，針對單元編號k的第一閾值Tl (k)具有與針對單元編號(k-Ι)的第二閾值T2(k-1) 相同的值，因此在其中形成了點的第一至第七像素中，第一至第六像素的輸出像素值達(dá)到 最大值。在已被執(zhí)行了加網(wǎng)處理的圖像中，在全部的第一至第六像素中輸出像素值都達(dá)到 最大值，僅第七像素為中間色調(diào)，如圖8B所示。當(dāng)與使用子單元A的情況相同地存在多個已達(dá)到最大值的像素時，如圖9所示，在 曝光時激光的光量增大，通過激光形成的潛像具有的具有寬的基部的能量分布，由此產(chǎn)生 點增大。結(jié)果，與原始圖像的濃度相比，通過由子單元A形 成的網(wǎng)點而表示的濃度增大，因 此圖像的再現(xiàn)性降低。另一方面，通過子單元B的閾值表Bt將達(dá)到最大值的像素中盡可能多的像素替 代為中間色調(diào)的像素，由此要輸出的激光減少，從而防止要形成的點的尺寸擴(kuò)大，如圖9所 示。因此，即使在束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸的情況下，也盡可能地減小了潛像中 的能量分布的擴(kuò)展，因此也可以減小點增大。通過減小點增大，網(wǎng)點不會過大，因此可以再 現(xiàn)原始圖像的灰度級。如上所述，除了針對單元編號k的第一閾值Tl (k)被設(shè)計為相對于在先像素的閾 值Tl (k-Ι)和T2 (k-Ι)而滿足Tl (k-1) < Tl (k) < T2 (k_l)的關(guān)系之外，閾值表Bt基本上 具有與閾值表At相同的配置。例如，兩個閾值Tl (k)和T2(k)滿足Tl(k) < Tl(k+1)和 T2(k) <T2(k+l)。此外，可以通過單調(diào)增加的直線或曲線來表示用于輸出介于恒定值Dmin 和DMax之間的內(nèi)插值的內(nèi)插公式。在激光的束斑直徑超過具有高分辨率的圖像中的一個像素的尺寸且通過超單元 方法形成網(wǎng)點的情況下，例如可以使用其中組合了四個子單元Cl至C4的超單元C，如圖 IOA所示。在該四個子單元Cl至C4中，分配單元編號k，使得以C1、C2、C3和C4的順序在 子單元Cl至C4中的每個子單元中從中心向周圍形成點。圖IOA中的單元中示出的編號表 示單元編號k。圖IOB示出了針對超單元C設(shè)置的閾值表Ct。除了其中被設(shè)置閾值Tl (k)和 T2(k)的單元的數(shù)量針對超單元C中的單元的數(shù)量增加到16X4個之外，閾值表Ct中的閾 值Tl(k)和T2(k)的設(shè)置方法與閾值表Bt相同。此外，以與通過圖5描述的處理內(nèi)容中相 同的方式執(zhí)行其中使用超單元C的加網(wǎng)處理的方法，因此這里省略對其的描述。此外，在應(yīng)用超單元方法的情況下，通過閾值表Ct，即使在在針對單元編號k的像 素形成點時的圖像濃度的條件下，單元編號為(k-Ι)的在先像素也未達(dá)到最大值。因此，可以以與使用單個子單元B的情況下相同的方式來減少達(dá)到最大值的像素的數(shù)量。 當(dāng)針對超單元C應(yīng)用與圖3A所示的閾值表At中相同的方法作為閾值的設(shè)置方法 時，各個單元的閾值滿足Tl (k) =T2(k-l)。因此，像素以從第一像素開始的順序達(dá)到最大 值，以產(chǎn)生點增大，由此網(wǎng)點的尺寸可能以子單元C1、C2、C3和C4的順序而變得更大。在子 單元Cl至C4中的每個子單元中，網(wǎng)點的尺寸是不相同的，因此已經(jīng)過加網(wǎng)處理的圖像給出 了具有不均勻的顆粒度的印象，如圖IlA所示。另一方面，在使用閾值表Ct的情況下，在子單元Cl至C4中的每個子單元中形成 多個網(wǎng)點，因此可以減小點增大。結(jié)果，由子單元Cl至C4中的各個子單元形成的網(wǎng)點的尺 寸的差別小，因此能夠改善顆粒度。如上所述，在通過超單元方法形成點的情況下，當(dāng)將超單元中使用的子單元的數(shù) 量表示為Z (其中Z是滿足Z > 1的整數(shù))時，滿足下面的關(guān)系的像素的數(shù)量可能是子單元 中的像素中的至少z-1個像素，其中上述關(guān)系是針對像素編號k的第一閾值Tl (k)大于第 一閾值Tl(k-l)且小于第二閾值T2(k-1)，其中第一閾值Tl(k-l)和第二閾值T2(k-1)針對 被確定為在編號為k的像素之前形成點的、編號為k-Ι的在先像素。當(dāng)存在不少于z-1個 像素時，能夠防止在超單元中的各個子單元中形成的網(wǎng)點具有不同的尺寸，從而改善了顆 粒度。此外，同樣在超單元C中，優(yōu)選地，在一個子單元B中存在至少三個或更多個單元， 其中針對像素編號k的第一閾值Tl (k)大于第一閾值Tl(k-l)且小于第二閾值T2(k-1)，其 中第一閾值Tl(k-l)和第二閾值T2(k-1)針對被確定為在編號為k的單元之前形成點的、 編號為k-Ι的單元。如上所述地已經(jīng)過了加網(wǎng)處理的圖像被輸出到打印機(jī)部件3。如圖2所示，打印機(jī)部件3包括PWM變換單元31和激光驅(qū)動器(LD) 32。PWM變換單元31將從加網(wǎng)處理單元22輸入的圖像的圖像信號變換為PWM信號。 已預(yù)先被準(zhǔn)備的LUT被用于該變換。在LUT中確定針對輸入圖像信號而要輸出的PWM信號)。PWM變換單元31在圖像信號被變換為PWM信號的同時執(zhí)行第二、校正處理，以減 小輸入圖像的高濃度區(qū)域中的像素值。圖12是示出在第二 Y校正處理中使用的LUT的輸入-輸出特性的圖。通常，如 圖12中的特性曲線P2所示，通過使用具有使得輸出PWM信號相對于輸入圖像信號的比率 可以為1的輸入-輸出特性的LUT來進(jìn)行PWM變換。然而，在激光的束斑直徑小于可控的 一個像素的尺寸的情況下，PWM變換單元31使用其中輸入-輸出特性被確定以使得位于輸 入圖像的高濃度區(qū)域中的像素值減小的LUT，如圖12中的特性曲線Pl所示。根據(jù)特性曲 線Pl的LUT被設(shè)計為使得在高濃度區(qū)域附近的PWM信號的輸出值被減小。使得在其處可 能產(chǎn)生點增大的高濃度區(qū)域(在最大值1024附近的濃度區(qū)域)中的PWM信號值小，由此激 光的光量被盡可能地減小，并且點增大趨于減小。LD驅(qū)動器32基于從PWM變換單元31輸入的PWM信號而驅(qū)動激光源，以發(fā)射激光。如上所述，根據(jù)本實施例，在激光的束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸的情況 下，加網(wǎng)處理單元22通過使用以下子單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理該子單元被確定以使得該子單 元中的給定像素的第一閾值Tl (k)大于在先像素的Tl (k-Ι)且小于在先像素的第二閾值T2(k-1)，其中針對該在先像素確定第一閾值和第二閾值以在該給定像素之前形成點。由 此，可以減少其中輸出像素值達(dá)到最大值的像素，還可以減小點增大。點增大的減小可以防 止灰度級毀壞，并且可以改善對原始圖像的再現(xiàn)性。此外，第一 Y校正單元21變換圖像中的比特數(shù)，使得在執(zhí)行加網(wǎng)處理之前輸出比 特數(shù)大于輸入比特數(shù)。因此可以擴(kuò)展經(jīng)過加網(wǎng)處理的圖像的灰度級，并且可以進(jìn)一步改善 對原始圖像的灰度級的再現(xiàn)性。此外，PWM變換單元31在將圖像信號變換為PWM信號時變換圖像的像素值，以減 小位于高濃度區(qū)域中的像素的像素值。在其處可能達(dá)到最大值的高濃度區(qū)域的像素值被減 小，從而可以進(jìn)一步減小點增大。順便提及，上述實施例為優(yōu)選示例，并且本發(fā)明不局限于此。在上述實施例中已說明了其中在激光的束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸的 情況下使用閾值表Bt和Ct的示例。然而，即使在束斑直徑不大于可控的一個像素的尺寸 的情況下，當(dāng)激光的輸出功率大且因此當(dāng)作為結(jié)果將獲得的光量與激光的束斑直徑超過可 控的一個像素的尺寸的情況下基本上相同時，也可能產(chǎn)生點增大。因此，在這種情況下，也 可以執(zhí)行通過其中設(shè)置閾值表Bt的子單元B的加網(wǎng) 處理。圖13是其中對通過激光Ll形成的潛像和通過激光L2形成的潛像中的能量分布 進(jìn)行比較的圖，其中激光Ll的束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸，激光L2的束斑直徑不 大于可控的一個像素的尺寸。激光Ll的曝光量相對于像素值1024、512和256(灰度級為0 至1024)分別是90%、50%和20%。對于激光L2，其束斑直徑小，但是其輸出功率大，因此 激光L2的曝光量分別是85%、45%和24%，其與激光Ll的曝光量基本上相同。在這種情 況下，在激光L2中，潛像中的能量分布具有寬的基部，如圖13所示，在最大值1024時以超 過一個像素的尺寸的狀態(tài)進(jìn)行曝光。此外，在具有中間色調(diào)512和256的像素值的情況下， 尚未超過一個像素的尺寸，然而曝光量將大于針對原始圖像的像素值而意圖要輸出的曝光 量，從而導(dǎo)致缺乏再現(xiàn)性。因此，在這種情況下，通過使用其中設(shè)置閾值表Bt的子單元B來 執(zhí)行加網(wǎng)處理，從而可以通過簡單的配置來減小點增大。此外，在上述實施例中，已經(jīng)說明了其中由PWM變換單元31執(zhí)行用于減小高濃度 區(qū)域中的像素值的第二 Y校正處理的示例。替代性地，圖像處理部件2可以包括第二 γ 校正單元，可以通過該第二 Y校正單元對從加網(wǎng)處理單元22輸出的圖像執(zhí)行第二 γ校正 處理。在PWM變換單元31中，通過使用如圖12所示的特性曲線P2表示的LUT，可以將已 經(jīng)過第二 Y校正處理的圖像的圖像信號變換為PWM信號。因此，不需要改變PWM變換單元 31的設(shè)計?？梢栽诩泳W(wǎng)處理之前執(zhí)行第二 Y校正處理。此外，使用上述的子單元B或超單元C的加網(wǎng)處理可以被編程以使得可以通過 該程序與諸如CPU等的硬件相協(xié)作的軟件處理來實現(xiàn)該加網(wǎng)處理。作為這種程序的計 算機(jī)可讀介質(zhì)，可以應(yīng)用諸如ROM、閃存等的非易失性存儲器以及諸如壓縮盤只讀存儲器 (CD-ROM)等的便攜式記錄介質(zhì)。此外，還可以應(yīng)用載波作為用于通過通信線路提供程序的數(shù)據(jù)的介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一方面，提供了一種圖像處理設(shè)備，用于對圖像數(shù)據(jù) 執(zhí)行加網(wǎng)處理并基于已被執(zhí)行了加網(wǎng)處理的圖像數(shù)據(jù)而形成圖像，該圖像處理設(shè)備包括加網(wǎng)處理單元，用于通過使用子單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理，所述子單元與多個像素相對應(yīng)并且在所述子單元中根據(jù)各個像素的位置來確定第一閾值和第二閾值，使得滿足第一 閾值 < 第二閾值的關(guān)系，其中加網(wǎng)處理單元根據(jù)子單元來獲得與各個像素在圖像中的位置相對應(yīng)的第一 閾值和第二閾值，以便在像素值小于第一閾值時，輸出恒定值Dmin ；在像素值大于第二閾 值時，輸出恒定值DMax ；在像素值大于等于第一閾值且小于等于第二閾值時，輸出兩個恒定 值Dmin和DMax的內(nèi)插值，并且其中子單元被確定以使得子單元中的給定像素的第一閾值大于在先像素的 第一閾值且小于該在先像素的第二閾值，該在先像素的第一閾值和第二閾值被確定以使得 比在該給定像素中形成點更早地在該在先像素中形成點。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的另一方面，提供了一種圖像處理設(shè)備中的圖像形成方 法，該圖像處理設(shè)備用于對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行加網(wǎng)處理并基于已被執(zhí)行了加網(wǎng)處理的圖像數(shù)據(jù) 而形成圖像，該圖像處理方法包括通過使用子單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理，所述子單元與多個像素相對應(yīng)并且在所述子單 元中根據(jù)各個像素的位置來確定第一閾值和第二閾值，使得滿足第一閾值 < 第二閾值的關(guān) 系，

其中加網(wǎng)處理的執(zhí)行包括根據(jù)子單元來獲得與各個像素在圖像中的位置相對應(yīng)的第一閾值和第二閾值；以 及在像素值小于第一閾值時，輸出恒定值Dmin;在像素值大于第二閾值時，輸出恒 定值DMax ；在像素值大于等于第一閾值且小于等于第二閾值時，輸出兩個恒定值Dmin和 DMax的內(nèi)插值，并且其中子單元被確定以使得該子單元中的給定像素的第一閾值大于在先像素 的第一閾值且小于該在先像素的第二閾值，該在先像素的第一閾值和第二閾值被確定以使 得比在該給定像素中形成點更早地在該在先像素中形成點。根據(jù)該圖像處理設(shè)備和圖像處理方法，可以減小點增大。此外，點增大的減小可以 改善加網(wǎng)處理時對灰度級的再現(xiàn)性。優(yōu)選地，在曝光時使用的激光的束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸的情況下， 加網(wǎng)處理單元執(zhí)行使用子單元的加網(wǎng)處理。優(yōu)選地，在曝光時使用的激光的束斑直徑不大于可控的一個像素的尺寸、且激光 的曝光量與在束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸的情況下的曝光量基本上相同的情況 下，加網(wǎng)處理單元執(zhí)行使用子單元的加網(wǎng)處理。優(yōu)選地，加網(wǎng)處理單元使用其中組合了 ζ個子單元的超單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理，其 中ζ滿足ζ > 1，并且其中該超單元中的至少Z-I個像素被確定以使得該至少Z-I個像素中的任意 一個的第一閾值大于在先像素的第一閾值且小于在先像素的第二閾值，該在先像素的第一 閾值和第二閾值被確定以使得比在該至少z-1個像素中的所述任意一個中形成點更早地 在該在先像素中形成點。優(yōu)選地，該子單元中的至少3個像素被確定以使得該至少3個像素中的任意一個 的第一閾值大于在先像素的第一閾值且小于該在先像素的第二閾值，該在先像素的第一閾值和第二閾值被確定以使得比在該至少3個像素中的所述任意一個中形成點更早地在該 在先像素中形成點。優(yōu)選地，通過單調(diào)增加的直線或單調(diào)增加的曲線來表示用于輸出恒定值DMax和恒 定值Dmin的內(nèi)插值的內(nèi)插公式。優(yōu)選地，第一 Y校正單元被包括用于在加網(wǎng)處理之前變換圖像中的比特數(shù)，使得 輸出比特數(shù)大于輸入比特數(shù)。優(yōu)選地，第二 Y校正單元被包括用于在加網(wǎng)處理之后變換圖像的像素值，使得位 于高濃度區(qū)域中的像素的像素值被減小。于2009年3月23日提交的日本專利申請2009-069773的全部公開(包括說明書、權(quán)利要求、附圖和摘要)全部被通過引用包含于此。雖然已經(jīng)示出并描述了示例性實施例，但是本發(fā)明不限于此。因此，本發(fā)明的范圍 旨在僅由所附的權(quán)利要求的范圍來限定。
權(quán)利要求
一種圖像處理設(shè)備，所述圖像處理設(shè)備用于對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行加網(wǎng)處理并基于已被執(zhí)行了加網(wǎng)處理的圖像數(shù)據(jù)而形成圖像，所述圖像處理設(shè)備包括加網(wǎng)處理單元，用于通過使用子單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理，所述子單元與多個像素相對應(yīng)并且在所述子單元中根據(jù)各個像素的位置來確定第一閾值和第二閾值，以使得滿足第一閾值＜第二閾值的關(guān)系，其中，所述加網(wǎng)處理單元根據(jù)所述子單元來獲得與各個像素在圖像中的位置相對應(yīng)的第一閾值和第二閾值，以使得在像素值小于第一閾值時，輸出恒定值Dmin；在像素值大于第二閾值時，輸出恒定值DMax；在像素值大于等于第一閾值且小于等于第二閾值時，輸出兩個恒定值Dmin和DMax的內(nèi)插值，并且其中，所述子單元被確定以使得所述子單元中的給定像素的第一閾值大于在先像素的第一閾值且小于所述在先像素的第二閾值，所述在先像素的第一閾值和第二閾值被確定以使得比在所述給定像素中形成點更早地在所述在先像素中形成點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中，在曝光時使用的激光的束斑直徑超過 可控的一個像素的尺寸的情況下，所述加網(wǎng)處理單元執(zhí)行使用子單元的加網(wǎng)處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中，在曝光時使用的激光的束斑直徑不大 于可控的一個像素的尺寸并且激光的曝光量與在束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸的 情況下的曝光量基本上相同的情況下，所述加網(wǎng)處理單元執(zhí)行使用子單元的加網(wǎng)處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述加網(wǎng)處理單元使用其中組合了ζ個 子單元的超單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理，其中ζ滿足ζ > 1，并且其中，所述超單元中的至少z-1個像素被確定以使得所述至少z-1個像素中的任 意一個的第一閾值大于所述在先像素的第一閾值且小于所述在先像素的第二閾值，所述在 先像素的第一閾值和第二閾值被確定以使得比在所述至少z-1個像素中的所述任意一個 中形成點更早地在所述在先像素中形成點。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中所述子單元中的至少3個像素被確定以 使得所述至少3個像素中的任意一個的第一閾值大于所述在先像素的第一閾值且小于所 述在先像素的第二閾值，所述在先像素的第一閾值和第二閾值被確定以使得比在所述至少 3個像素中的所述任意一個中形成點更早地在所述在先像素中形成點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中通過單調(diào)增加的直線或單調(diào)增加的曲線 來表示用于輸出恒定值DMax和恒定值Dmin的內(nèi)插值的內(nèi)插公式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，還包括第一Y校正單元，所述第一 Y校正單 元用于在所述加網(wǎng)處理之前變換圖像中的比特數(shù)，使得輸出比特數(shù)大于輸入比特數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，還包括第二Y校正單元，所述第二 Y校正單 元用于在所述加網(wǎng)處理之后變換圖像的像素值，使得位于高濃度區(qū)域中的像素的像素值被 減小。
9.一種圖像處理設(shè)備中的圖像形成方法，所述圖像處理設(shè)備用于對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行加網(wǎng) 處理并基于已被執(zhí)行了加網(wǎng)處理的圖像數(shù)據(jù)而形成圖像，所述圖像處理方法包括通過使用子單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理，所述子單元與多個像素相對應(yīng)并且在所述子單元中 根據(jù)各個像素的位置來確定第一閾值和第二閾值，使得滿足第一閾值 < 第二閾值的關(guān)系，其中所述加網(wǎng)處理的執(zhí)行包括根據(jù)所述子單元來獲得與各個像素在圖像中的位置相對應(yīng)的第一閾值和第二閾值；以及在像素值小于第一閾值時，輸出恒定值Dmin;在像素值大于第二閾值時，輸出恒定值在像素值大于等于第一閾值且小于等于第二閾值時，輸出兩個恒定值0_和D_的內(nèi) 插值，并且其中所述子單元被確定以使得所述子單元中的給定像素的第一閾值大于在先像 素的第一閾值且小于所述在先像素的第二閾值，所述在先像素的第一閾值和第二閾值被確 定以使得比在所述給定像素中形成點更早地在所述在先像素中形成點。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其中，在曝光時使用的激光的束斑直徑超過 可控的一個像素的尺寸的情況下，所述加網(wǎng)處理的執(zhí)行執(zhí)行使用子單元的加網(wǎng)處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其中，在曝光時使用的激光的束斑直徑不大 于可控的一個像素的尺寸并且激光的曝光量與在束斑直徑超過可控的一個像素的尺寸的 情況下的曝光量基本上相同的情況下，所述加網(wǎng)處理的執(zhí)行執(zhí)行使用子單元的加網(wǎng)處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其中所述加網(wǎng)處理的執(zhí)行使用其中組合了z 個子單元的超單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理，其中z滿足z > 1，并且其中，所述超單元中的至少z-1個像素被確定以使得所述至少z-1個像素中的任 意一個的第一閾值大于所述在先像素的第一閾值且小于所述在先像素的第二閾值，所述在 先像素的第一閾值和第二閾值被確定以使得比在所述至少z-1個像素中的所述任意一個 中形成點更早地在所述在先像素中形成點。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其中所述子單元中的至少3個像素被確定以 使得所述至少3個像素中的任意一個的第一閾值大于所述在先像素的第一閾值且小于所 述在先像素的第二閾值，所述在先像素的第一閾值和第二閾值被確定以使得比在所述至少 3個像素中的所述任意一個中形成點更早地在所述在先像素中形成點。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其中通過單調(diào)增加的直線或單調(diào)增加的曲 線來表示用于輸出恒定值DMax和恒定值Dmin的內(nèi)插值的內(nèi)插公式。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，還包括在所述加網(wǎng)處理之前執(zhí)行第一、校 正處理，以變換圖像中的比特數(shù)，從而使得輸出比特數(shù)大于輸入比特數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，還包括在加網(wǎng)處理之后執(zhí)行第二Y校正處 理，以變換圖像的像素值，從而使得位于高濃度區(qū)域中的像素的像素值被減小。
全文摘要
公開了圖像處理設(shè)備和圖像處理方法。一種圖像處理設(shè)備，用于對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行加網(wǎng)處理并基于其而形成圖像，該圖像處理設(shè)備包括加網(wǎng)處理單元，用于通過使用子單元來執(zhí)行加網(wǎng)處理，該子單元與多個像素相對應(yīng)的并且在該子單元中根據(jù)各個像素的位置來確定第一閾值和第二閾值，其中加網(wǎng)處理單元獲得閾值以輸出恒定值Dmin、恒定值DMax、或這兩個恒定值的內(nèi)插值，并且其中子單元被確定以使得給定像素的第一閾值大于在先像素的第一閾值且小于在先像素的第二閾值，該在先像素的閾值被確定以使得比在給定像素中形成點更早地在先像素中形成點。
文檔編號H04N1/52GK101848310SQ20101014557
公開日2010年9月29日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者吉澤將則 申請人:柯尼卡美能達(dá)商用科技株式會社