阈值矩阵、图像处理装置、成像装置和打印机驱动器制造方法及图纸

一种域值矩阵，用于将多级图像数据转换成复数级图像数据，复数级图像数据用小于多级图像数据的浓淡度等级数表示点图案，并包括仅仅用点图案来表示点同时对于所有半色调等级保持相同的主色调的域值。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体而言涉及域值矩阵、图像处理装置、成像装置和打印机驱动器，具体地说涉及用于半色调处理的域值矩阵，使用该域值矩阵的图像处理装置、成像装置和打印机驱动器。
技术介绍
在传统的成像装置(或图像记录装置)例如打印机、传真机和复印机中，形成的数字图像数据是由“1”和“0”或具有ON或OFF状态的点构成的二级图像。但是，由于成像引擎的发展和为了实现高质量的需求，形成表示多个浓淡度等级中各个像素的复数级(多级)图像数据变得更普遍。在本说明书中，“复数级”类似于通常所用的术语“多级”和“二级”，但是，复数级图像数据包括的信息量大于二级图像数据的信息量，小于或等于多级图像数据的信息量。通常，在进行图像处理时，用作输入图像数据的多级图像数据具有大约8比特(256个值)每像素数量级的信息量。但是，在实际上基于输入图像数据形成图像的成像装置的情况下，只能表示大约1-3比特每像素，图像数据具有比“二级”更多的级，但是，只有少数的级为“多级”，因此，称为“复数级图像数据”。例如，在喷墨打印机中，改变墨水色调的色调调制方法，使用不同尺寸点的点尺寸调制方法，和既使用色调调制方法又使用点尺寸调制方法的方法在目前使用最普遍。在喷墨打印机中，用在热喷墨情况下产生气泡的热电阻、在压电喷墨情况下的压电元件、在静电喷墨情况下的静电元件，形成喷墨头的压力生成装置。通过控制施加在该压力生成装置电极上的驱动电压的振幅、脉冲宽度、脉冲数等来控制点尺寸。但是，由于墨等的扩散，仅在最满意复制性的四个状态实现点尺寸控制，即，大点、中点、小点和无点。图1A-1C是解释在进行普通二级处理和复数级处理时使用的点布局图案的示图。图1A示出在进行二级处理情形的点复制，图1B示出在进行复数级处理(色调调制)情形的点复制，图1C示出在进行复数级处理(点尺寸调制)情形的点复制。在图1A-1C中，黑色圆形标记表示点，具有阴影的圆形标记表示比黑色圆形标记表示的点更低色调的点。另外，在图1A-1C中，左侧的点图案表示低(亮)色调，中间的点图案表示中色调，右侧的点图案表示表示高(暗或最高)色调。根据图1A-1C所示的点复制，基本上通过可控制点尺寸来确定信息量。信息量随着可控制点尺寸数的增加而增加，由此能复制接近原始图像数据的高质量图片。但是，如上所述，在多数喷墨打印机的状况下，可控制点尺寸数仅仅为1-3级(或4级，如果包括0)。通过组合点尺寸调制方法和色调调制方法，有可能将图片质量提高到一定程度，然后，在彩色试剂(染料)和记录单元上加负荷，以便达到期望的图片质量。因此，由于成像装置的成本和尺寸限制，既使将点尺寸调制方法和色调调制方法组合，最多也只能将图像质量提高两倍。为了补偿每像素信息量的不足，通常使用称为半色调处理的伪灰度显示用作控制每单位面积点数的技术。伪灰度显示表示作为色调排列的点数，表示通过改变点密度的很多浓淡度等级。半色调方法包括抖动法和误差分散法。抖动法普遍用于伪灰度显示，一般的抖动法是系统抖动法和随机抖动法。系统抖动法设定由n×n域值构成的子矩阵(或抖动矩阵)，并用输入图像重叠这个抖动矩阵，以比较各个像素的色调等级与抖动矩阵中相应的域值。如果输入图像的像素值大于或等于相应的域值，通过设定值“1”(黑)构成二级显示，如果输入图像的像素值小于相应的域值，设定值“0”(白)。如果n×n像素的处理结束，重复进行上述处理形成图像，同时连续地将抖动矩阵移动到下一个n×n像素的位置。图2A、2B和2C是解释系统抖动法的示图。例如，对于如图2A所示的输入多级图像数据，与如图2B所示通过预定方法产生的n×n抖动矩阵作比较。因此，仅仅具有大于或等于相应域值的值的输入图像像素用如图2C所示的点来代替。当然，可能仅仅具有小于相应域值的值的输入图像像素用点来代替。图2C示出点是二级的状况，即，点具有ON状态或OFF状态。但是，通过将可复制灰度区域分成如图3所示的小点、中点、和大点，可以使点具有复数级。图3是表示尺寸调制点和抖动掩码(mask)之间对应的示图。在这种情况下，对应点尺寸的域值矩阵用于每个小点、中点和大点，这时与输入图像数据比较，代替点。如图4A、4B和4C是分别表示小点、中点和大点域值矩阵的示图。另一方面，随机抖动方法相对各个输入图像像素产生随机值并使用产生的值作为域值。但是，使用随机抖动法形成的图像一般不是非常平滑，并且与系统抖动相比不适于提高图象质量。还可以通过误差分散法来构成伪灰度显示。但是，误差分散法与抖动法相比需要相当复杂的过程。图5是解释二级误差分散技术的示图。在图5中，步骤ST1进行所示的误差分散处理。黑色圆形标记表示具有ON状态点的像素，用点划线表示的圆形标记表示具有OFF状态点的像素，数字表示还没有处理的像素。步骤ST2进行所示的域值处理。exy表示通过域值产生的误差，※表示下一个误差分散处理目标的目标像素。步骤ST3，误差权重矩阵EWM乘以处理的外围像素的误差值，并且通过将误差权重矩阵EWM与下一个处理目标像素值相加，计算校正的像素值CPV。※表示下一个误差分散处理目标的目标像素。步骤ST4将固定(或可变)域值与校正像素值CPV比较，计算点的ON状态和OFF状态以及误差值(exy)，其中非片段图像是用“255”表示，并且纯色用“0”表示。因此，误差分散法对各个像素进行域值处理并保存误差，同时以预定比率将误差反映到后面的计算中。因此，即使信息量在抖动处理中要被迫放弃，误差分散法可以反馈到输出图像，由此，就分辨率等来看，可能获得提高的图像质量超过抖动图像。正在进行开发以进一步提高分辨率，同时，通过上述的抖动法和误差分散法获得高质量图片。这是因为分辨率变高时，单个点尺寸和点的分离变小，通过抖动或误差分散法产生的图案变得难以辨认。如果点图案用人眼不能辨认，这等于用1个像素构成多级显示。在目前已经开发的喷墨打印机中，分辨率已经达到2880dpi。尽管通过提高分辨率来提高图片质量，记录装置的成本增加而记录(打印)速度减小。为了实现高分辨率，除了要求形成小于传统使用的点的点之外，要求高精度控制来保持点位置高精度。结果，成像装置的成本不可避免地变高。此外，当使用相同的记录装置时，记录更高的分辨率要花费更多的时间，因为对于更高的分辨率每点覆盖面积变得更小。但实际上，有高质量图片优选超过记录速度和成本的情况，也有优选期望记录速度和成本的情况，只要可获得高于预定质量的图片质量。换句话说，并非总是要求高图片质量的情况。但是，到目前为止，所有重点放在通过硬件进一步提高点形成速度和进一步提高记录装置安装密度上，同时保持高分辨率。换句话说，重点放在增加为高图片质量设计的成像装置的成像速度上，而没有放在提高低分辨率的便宜成像装置的图片质量上。当增加为高图片质量设计的成像装置的记录速度时，因为成本的限制和安装面积的限制，不可能在记录速度方面实现显著的提高，除非修改记录顺序本身。此外，当修改记录顺序时，不可能应用高分辨率的图像处理，除非也修改图像处理本身。结果，需要根据修改的记录顺序修改图像处理。但是，在传统的成像装置中，仅仅应用简单的图像处理，不用费劲就能确实地提高图片质量。
技术实现思路
因此，本专利技术的大体目的是提供一种新颖和有用的域值矩阵、图像处理装置、成像装置和打印机驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种域值矩阵，用于将多级图像数据转换成复数级图像数据，复数级图像数据用小于多级图像数据的浓淡度等级数表示点图案，该矩阵包括：域值，其仅仅用点图案来表示点，同时对于所有半色调等级保持相同的主色调。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平野政德，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]