图像处理设备和图像处理方法.pdf

公开了图像处理设备和图像处理方法。一种图像处理设备，用于对图像数据执行加网处理并基于其而形成图像，该图像处理设备包括：加网处理单元，用于通过使用子单元来执行加网处理，该子单元与多个像素相对应的并且在该子单元中根据各个像素的位置来确定第一阈值和第二阈值，其中加网处理单元获得阈值以输出恒定值Dmin、恒定值DMax、或这两个恒定值的内插值，并且其中子单元被确定以使得给定像素的第一阈值大于在先像素的第一阈值且小于在先像素的第二阈值，该在先像素的阈值被确定以使得比在给定像素中形成点更早地在先像素中形成点。

1.  一种图像处理设备，所述图像处理设备用于对图像数据执行加网处理并基于已被执行了加网处理的图像数据而形成图像，所述图像处理设备包括：
加网处理单元，用于通过使用子单元来执行加网处理，所述子单元与多个像素相对应并且在所述子单元中根据各个像素的位置来确定第一阈值和第二阈值，以使得满足第一阈值＜第二阈值的关系，
其中，所述加网处理单元根据所述子单元来获得与各个像素在图像中的位置相对应的第一阈值和第二阈值，以使得：在像素值小于第一阈值时，输出恒定值D_min；在像素值大于第二阈值时，输出恒定值D_Max；在像素值大于等于第一阈值且小于等于第二阈值时，输出两个恒定值D_min和D_Max的内插值，
并且其中，所述子单元被确定以使得所述子单元中的给定像素的第一阈值大于在先像素的第一阈值且小于所述在先像素的第二阈值，所述在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在所述给定像素中形成点更早地在所述在先像素中形成点。

2.  根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，在曝光时使用的激光的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下，所述加网处理单元执行使用子单元的加网处理。

3.  根据权利要求1所述的图像处理设备，其中，在曝光时使用的激光的束斑直径不大于可控的一个像素的尺寸并且激光的曝光量与在束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下的曝光量基本上相同的情况下，所述加网处理单元执行使用子单元的加网处理。

4.  根据权利要求1所述的图像处理设备，其中所述加网处理单元使用其中组合了z个子单元的超单元来执行加网处理，其中z满足z＞1，
并且其中，所述超单元中的至少z-1个像素被确定以使得所述至少z-1个像素中的任意一个的第一阈值大于所述在先像素的第一阈值且小于所述在先像素的第二阈值，所述在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在所述至少z-1个像素中的所述任意一个中形成点更早地在所述在先像素中形成点。

5.  根据权利要求1所述的图像处理设备，其中所述子单元中的至少3个像素被确定以使得所述至少3个像素中的任意一个的第一阈值大于所述在先像素的第一阈值且小于所述在先像素的第二阈值，所述在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在所述至少3个像素中的所述任意一个中形成点更早地在所述在先像素中形成点。

6.  根据权利要求1所述的图像处理设备，其中通过单调增加的直线或单调增加的曲线来表示用于输出恒定值D_Max和恒定值D_min的内插值的内插公式。

7.  根据权利要求1所述的图像处理设备，还包括第一γ校正单元，所述第一γ校正单元用于在所述加网处理之前变换图像中的比特数，使得输出比特数大于输入比特数。

8.  根据权利要求1所述的图像处理设备，还包括第二γ校正单元，所述第二γ校正单元用于在所述加网处理之后变换图像的像素值，使得位于高浓度区域中的像素的像素值被减小。

9.  一种图像处理设备中的图像形成方法，所述图像处理设备用于对图像数据执行加网处理并基于已被执行了加网处理的图像数据而形成图像，所述图像处理方法包括：
通过使用子单元来执行加网处理，所述子单元与多个像素相对应并且在所述子单元中根据各个像素的位置来确定第一阈值和第二阈值，使得满足第一阈值＜第二阈值的关系，
其中所述加网处理的执行包括：
根据所述子单元来获得与各个像素在图像中的位置相对应的第一阈值和第二阈值；以及
在像素值小于第一阈值时，输出恒定值D_min；在像素值大于第二阈值时，输出恒定值D_max；在像素值大于等于第一阈值且小于等于第二阈值时，输出两个恒定值D_min和D_max的内插值，
并且其中所述子单元被确定以使得所述子单元中的给定像素的第一阈值大于在先像素的第一阈值且小于所述在先像素的第二阈值，所述在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在所述给定像素中形成点更早地在所述在先像素中形成点。

10.  根据权利要求9所述的图像处理方法，其中，在曝光时使用的激光的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下，所述加网处理的执行执行使用子单元的加网处理。

11.  根据权利要求9所述的图像处理方法，其中，在曝光时使用的激光的束斑直径不大于可控的一个像素的尺寸并且激光的曝光量与在束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下的曝光量基本上相同的情况下，所述加网处理的执行执行使用子单元的加网处理。

12.  根据权利要求9所述的图像处理方法，其中所述加网处理的执行使用其中组合了z个子单元的超单元来执行加网处理，其中z满足z＞1，
并且其中，所述超单元中的至少z-1个像素被确定以使得所述至少z-1个像素中的任意一个的第一阈值大于所述在先像素的第一阈值且小于所述在先像素的第二阈值，所述在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在所述至少z-1个像素中的所述任意一个中形成点更早地在所述在先像素中形成点。

13.  根据权利要求9所述的图像处理方法，其中所述子单元中的至少3个像素被确定以使得所述至少3个像素中的任意一个的第一阈值大于所述在先像素的第一阈值且小于所述在先像素的第二阈值，所述在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在所述至少3个像素中的所述任意一个中形成点更早地在所述在先像素中形成点。

14.  根据权利要求9所述的图像处理方法，其中通过单调增加的直线或单调增加的曲线来表示用于输出恒定值D_Max和恒定值D_min的内插值的内插公式。

15.  根据权利要求9所述的图像处理方法，还包括在所述加网处理之前执行第一γ校正处理，以变换图像中的比特数，从而使得输出比特数大于输入比特数。

16.  根据权利要求9所述的图像处理方法，还包括在加网处理之后执行第二γ校正处理，以变换图像的像素值，从而使得位于高浓度区域中的像素的像素值被减小。

图像处理设备和图像处理方法
技术领域
本发明涉及图像处理设备和图像处理方法。
背景技术
电子照相方法是其中在光电导体上照射激光以形成静电潜像且将通过显影处理在光电导体上形成的调色剂图像转印到纸张上的打印方法。根据要形成的图像的像素值来控制激光的脉冲宽度调制(PWM)，从而改变激光的照射范围。
当通过电子照相方法来进行打印时，已使用多值抖动方法作为灰度级(gradation)的再现方法(例如参见日本专利4023095、以及非专利文献：Daniel L.Lau和Gonzalo R.Arce所著的“Modern Digital Halftoning”)。多值抖动方法是用于将图像的输入像素值变换为多个等级的输出像素值(即，变换为多值输出像素值)的方法。例如，使用子单元，其中在每个子单元中根据像素的位置设置两个阈值T1、T2(其中T1＜T2)，使得通过该子单元获得与图像中的各个像素的位置相对应的阈值T1、T2。接下来，将两个阈值T1、T2与像素值相比较，使得当像素值小于阈值T1时将像素值变换为恒定值D_min，且当像素值大于阈值T2时将像素值变换为恒定值D_Max。此外，当像素值处于大于等于阈值T1且小于等于阈值T2的范围内时，将该像素值变换为介于恒定值D_min和D_Max之间的内插值。
近年来，图像的分辨率已得到提高，因此可能存在激光的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况。例如，如图4所示，在高分辨率1200dpi下，一个像素的一个边的尺寸约为21μm，而激光的束斑直径更大，约为60μm。图14中的以虚线绘制的圆分别表示激光的照射范围。如图14所示，束斑直径具有覆盖多个像素的尺寸，因此照射到关注像素的激光也照射关注像素周围的像素，这导致产生点增大(dot gain)。
图15是描述点增大的图。
如图15所示，在关注像素的像素值具有最大值255且周围像素的像素值具有最小值0的图像的情况下，利用最大输出向具有最大值255的关注像素发射激光。当利用最大输出发射光时，由激光形成的潜像具有具备宽的基部的能量分布，因此要扩大形成潜像的各个点的尺寸。结果，虽然针对一个像素进行曝光，但是形成了覆盖多个像素的大的点，从而产生了过度的点增大。由于束斑直径超过了可控的一个像素的尺寸，因此在关注像素的像素值是128的中间色调的情况下也以相同的方式产生点增大，由此形成超过一个像素的尺寸的点，如图15所示。
这种点增大导致灰度级毁坏(gradation collapse)。这是因为即使当关注像素的像素值是中间色调时，在相邻像素具有近似于最大值的情况下，当相邻像素被曝光时，关注像素被曝光，由此相邻像素达到最大值。
这样，已由于产生点增大而降低了对原始图像中的灰度级的再现性。
当如日本专利4023095所示地通过其中使用被称为超单元(supercell)的、组合的多个子单元(subcell)以执行多值抖动处理来实现进一步的多灰度级的方法时，颗粒度可能由于点增大和灰度级毁坏而降低。超单元中的被分配有小的阈值的像素很可能达到最大值，由此产生点增大，使得在包括这种像素的子单元中形成大的网点(halftone dot)。另一方面，在被分配有大的阈值的像素中，输出具有最小值或中间色调的像素值，从而在包括这种像素的子单元中不产生点增大(或者如果产生点增大，则以小的程度产生点增大)，使得将形成小的网点。这样，即使在图像的浓度均匀时，该图像也由于在该图像中混合了大小不同的网点而给出了具有不均匀的颗粒度的印象。
当使用具有小于高分辨率下的一个像素的尺寸的束斑直径的激光时，可以解决上述问题，然而这种具有增强的性能的激光源是昂贵的，需要成本。
此外，即使在束斑直径不大于可控的一个像素的尺寸的情况下，当利用大的功率输出激光以使得给予一个像素的光量等于给予大于一个像素的束斑直径的光量时，也可能出现相同的问题。当功率大时，潜像中的能量分布相应地被扩大，这导致了要形成的点的尺寸的扩大。
发明内容
本发明的目的包括减小点增大和改善对灰度级的再现性。
为了实现上述目的中的至少一个目的，反映本发明的一方面的、用于对图像数据执行加网(screening)处理并基于已被执行了加网处理的图像数据而形成图像的图像处理设备包括：
加网处理单元，用于使用子单元来执行加网处理，子单元与多个像素相对应的并且在子单元中根据各个像素的位置来确定第一阈值和第二阈值，使得满足第一阈值＜第二阈值的关系，
其中加网处理单元根据子单元来获得与各个像素在图像中的位置相对应的第一阈值和第二阈值，以便：在像素值小于第一阈值时，输出恒定值D_min在像素值大于第二阈值时，输出恒定值D_max；在像素值大于等于第一阈值且小于等于第二阈值时，输出两个恒定值D_min和D_Max的内插值，
并且其中子单元被确定以使得子单元中的给定像素的第一阈值大于在先像素的第一阈值且小于该在先像素的第二阈值，该在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在该给定像素中形成点更早地在该在先像素中形成点。
为了实现上述目的中的至少一个目的，反映本发明的另一方面的、用于对图像数据执行加网处理并基于已被执行了加网处理的图像数据而形成图像的图像处理设备中的图像形成方法包括：
通过使用子单元来执行加网处理，子单元与多个像素相对应的并且在子单元中根据各个像素的位置来确定第一阈值和第二阈值，使得满足第一阈值＜第二阈值的关系，
其中加网处理的执行包括：
根据子单元来获得与各个像素在图像中的位置相对应的第一阈值和第二阈值；以及
在像素值小于第一阈值时，输出恒定值D_min；在像素值大于第二阈值时，输出恒定值D_Max；在像素值大于等于第一阈值且小于等于第二阈值时，输出两个恒定值D_min和D_Max的内插值，
并且其中子单元被确定以使得子单元中的给定像素的第一阈值大于在先像素的第一阈值且小于该在先像素的第二阈值，该在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在该给定像素中形成点更早地在该在先像素中形成点。
附图说明
从下面给出的详细描述和附图来看，将更充分地理解本发明的这些和其它的目的、优点和特征，因此本发明的这些和其它的目的、优点和特征并不旨在作为对本发明的范围的限定，其中：
图1是示出根据本实施例的图像处理设备的功能结构的图；
图2是示出图像处理部件和打印机部件的结构的部分的图；
图3A是示出正常使用的子单元的图；
图3B是示出针对图3A所示的子单元而设置的阈值表的图；
图4是示出针对单元编号k设置的第一阈值和第二阈值的图；
图5是示出其中使用子单元的加网处理的流程图；
图6A是示出在激光的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下使用的子单元的示例的图；
图6B是示出针对图6A所示的子单元设置的阈值表的示例的图；
图7A是示出在激光的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下使用的阈值表与输入像素值D_ex之间的关系的图；
图7B是示出其中使用图7A所示的阈值表的加网处理的结果的图；
图8A是示出正常使用的阈值表与输入像素值D_ex之间的关系的图；
图8B是示出其中使用图8A所示的阈值表的加网处理的结果的图；
图9是分别示出了在使用正常子单元的情况下的以及在当激光的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸时使用另一子单元的情况下的通过加网处理获得的图像、通过对其图像信号进行变换而获得的PWM信号、由激光形成的潜像中的能量分布、以及通过激光的曝光而形成的网点的图；
图10A是示出其中组合了四个子单元的超单元的示例的图；
图10B是示出针对图10A所示的超单元而设置的阈值表的示例的图；
图11A是示出通过其中以与图3A所示的阈值表相同的方式设置阈值的超单元而执行的加网处理的结果的图；
图11B是示出通过其中设置了图10B所示的阈值表的超单元而执行的加网处理的结果的图；
图12是示出在第二γ校正处理中使用的查找表(LUT)的输入-输出特性的图；
图13是其中对通过激光L1和激光L2形成的潜像中的能量分布进行比较的图，其中激光L1的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸，激光L2的束斑直径不大于可控的一个像素的尺寸，但激光L2的曝光量与激光L1的曝光量基本上相同；
图14是示出激光的束斑直径与一个像素的尺寸之间的关系的图；以及
图15是描述点增大的图。
具体实施方式
根据本发明的图像处理设备例如是打印机、复印机、传真机、这些机器的多功能外围设备(MFP)等，但是不限于这些设备，只要其是用于执行加网处理的图像处理设备即可，根据本发明的图像处理设备也可以是执行加网处理的个人计算机。
在本实施例中，包括其中从要复制的原稿读取图像的复制功能的图像处理设备被给出作为示例。下面参照附图描述本发明的实施例。
图1示出了本实施例中的图像处理设备1的主要功能配置。
如图1所示，图像处理设备1包括：图像读取部件11、操作部件12、显示部件13、触摸面板14、控制部件15、存储部件16、存储器控制部件17、图像存储器18、图像处理部件2以及打印机部件3。在该图中，连接各个部件的实线表示系统总线，虚线表示串行总线。
图像读取部件11包括光源、光学系统、电荷耦合器件(CCD)和模/数(A/D)变换器。图像读取部件11形成由光学系统从光源照射并扫描通过原稿的光的反射图像，并通过CCD进行光电变换，由此读取原稿图像。处于模拟信号的状态下的读取的图像被A/D变换器变换为数字信号的状态，以被输出到图像处理部件2。
操作部件12包括各种功能键，例如指示要开始打印的开始键、数字键等。当操作这些功能键或者触摸面板14时，操作部件12产生与其相对应的操作信号，以将所产生的操作信号输出到控制部件15。
显示部件13包括与触摸面板14一体化地形成的液晶显示器(LCD)，并在该LCD上显示用于执行打印操作的各种操作屏幕。
控制部件15包括中央处理器(CPU)和随机存取存储器(RAM)。控制部件15与存储在存储部件16中的程序相协作地执行诸如打印处理等的各种处理。在该处理中，控制部件15执行各种计算，并以集中的方式控制图像处理设备1中的各个部件的操作。
存储部件16存储要由控制部件15执行的程序以及执行这些程序所必需的文件和数据。可以使用例如硬盘作为存储部件16。
存储器控制部件17将图像写入图像存储器18中，以及读出存储在图像存储器18中的图像。
图像存储器18存储图像。可以使用例如动态随机存取存储器(DRAM)作为图像存储器18。
图像处理部件2对图像执行诸如阴影校正、颜色变换、放大或缩小、分辨率变换、γ校正处理、加网处理之类的各种图像处理。
图像读取部件11所读取的图像被图像处理部件2执行诸如颜色变换、分辨率变换等的必需的图像处理，然后被一次保存在图像存储器18中。当控制部件15指示进行打印时，从图像存储器18读出的要打印的图像被输入到图像处理部件2中，并且图像处理部件2执行诸如加网处理等的图像处理，以将处理后的图像输出到打印机部件3。
打印机部件3通过电子照相方法打印图像。打印机部件3包括曝光单元、显影单元、转印单元和定影单元。在进行打印时，曝光单元照射激光，以在感光鼓上形成静电潜像。显影单元执行显影处理，以形成其中通过调色剂使感光鼓上的静电潜像可视化的调色剂图像。转印单元将调色剂图像转印在纸张上，并且定影单元对被转印到纸张上的调色剂图像执行定影处理。
图2示出了在要打印的图像已被输入之后起作用的图像处理部件2的主要结构部分以及在曝光时起作用的打印机部件3的主要结构部分。这里描述其中将8比特的图像输入到图像处理部件2中的示例。
如图2所示，图像处理部件2包括第一γ校正单元21和加网处理单元22。加网处理单元22包括阈值处理部分22a和阈值选择部分22b。
第一γ校正单元21执行第一γ校正处理，以改变输入图像的浓度。预先准备的查找表(LUT)被用于第一γ校正处理。在考虑打印机特性的情况下利用输入-输出特性来确定LUT，使得打印之后的输出图像的浓度相对于原始输入图像的浓度的比率(即，γ值)为1。
第一γ校正单元21变换图像中的比特数，以使输出的比特数大于输入的比特数。例如，第一γ校正单元21设计要在上述的第一γ校正处理中使用的LUT的输入-输出特性，使得输入的比特数是8比特(256个灰度级)，而输出的比特数是10比特(1024个灰度级)，以使得能够通过LUT在浓度改变的同时执行比特变换。
加网处理单元22通过使用子单元对图像执行加网处理。
图3A示出了正常使用的子单元A的示例，图3B示出了针对子单元A设置的阈值表At的示例。子单元A是m×n个单元的组，一个单元对应于一个像素。在阈值表At中，根据子单元A中的各个单元的位置来确定阈值。使用子单元A通过加网处理来针对各个像素形成点，由此点的组使得形成一个网点。也就是说，子单元A是构成一个网点的像素组。
如图3A所示，子单元A是总共包括16个单元的正方形子单元，其中m＝4且n＝4。各个单元被设置有单元编号k(k＝1、...、16)。图3A所示的单元中的数字分别是单元编号k。以点形成被期望的程度的顺序来设置单元编号k。通过加网处理根据一个子单元形成一个网点，并且子单元A以从位于网点的中心的单元(第一单元)开始至位于第一单元周围的单元的顺序而被涡旋状地设置单元编号，从而网点形成了圆。
在阈值表At中，根据单元编号k确定各个单元的阈值。对所关注的编号k的单元的阈值给出说明。编号k的单元被设置有第一阈值T1(k)和第二阈值T2(k)，其满足T1(k)＜T2(k)，如图4所示。将两个阈值T1(k)和T2(k)设置为满足T1(k)＜T1(k+1)且T2(k)＜T2(k+1)，使得以单元编号k的顺序形成点。此外，将两个阈值T1(k)和T2(k)设置为使得编号k的单元的第一阈值T1(k)具有与编号(k-1)的单元的第二阈值T2(k-1)相同的值。
阈值表At也是表示要通过加网处理输出的输出像素值针对输入像素值的变换表。如图4所示，阈值表At表示：当位于编号k的单元处的像素的输入像素值小于第一阈值T1(k)时，输出恒定值D_min；当输入像素值大于第二阈值T2(k)时，输出恒定值D_Max；当输入像素值在大于等于第一阈值T1(k)且小于等于第二阈值T2(k)的范围之内时，输出介于恒定值D_min和D_Max之间的内插值作为输出像素值。恒定值D_min和D_Max可以被任意地设置，但是，这里在这种情况下，对于10比特的输入图像，将D_min设置为最小值0，将D_Max设置为最大值1024。
可以通过使用由两个阈值T1(k)和T2(k)定义的内插公式来获得介于恒定值D_min和D_Max之间的内插值。阈值表At中的连接两个阈值T1(k)和T2(k)的直线表示用于输出内插值的内插公式。如图3B所示，该内插公式可以是单调增加的直线，或者替代性地可以是单调增加的曲线(未示出)。
现在参照图5描述加网处理单元22通过使用子单元A而执行的加网处理。
如图5所示，加网处理单元22扫描输入图像，以获得关注像素的位置坐标和像素值(步骤S1)。阈值选择部分22b从子单元A的阈值表At中获得与所获得的像素的坐标位置相对应的阈值T1(k)和T2(k)(步骤S2)。
将图像中的各个像素的位置坐标表示为(x，y)，将子单元A中的单元的位置坐标表示为(i，j)。阈值选择部分22b根据由上述公式表示的关注像素的位置坐标(x，y)而指定子单元A中的与关注像素相对应的单元。顺便提及，在下面的公式中，a％b表示通过将“a”除以“b”来获得余数。
i＝x％m
j＝y％n
阈值选择部分22b从阈值表At获得与指定的单元的单元编号k相对应的两个阈值T1(k)和T2(k)。
例如，与具有位置坐标(3，2)的像素相对应的单元是位于(i，j)＝(3％4，2％4)＝(3，2)的位置处的编号为1的单元。因此，从图3B所示的阈值表At获得与编号为1的单元相对应的第一阈值T1(1)和第二阈值T2(1)。
所获得的第一阈值T1(k)和第二阈值T2(k)被输出到阈值处理部分22a。
阈值处理部分22a将关注像素的像素值(被称为输入像素值)与所获得的阈值T1(k)和T2(k)相比较，以输出与输入像素值相对应的输出像素值。也就是说，当输入像素值大于第二阈值T2(k)时(步骤S3；是)，恒定值D_Max＝1024被作为输出像素值而输出(步骤S4)。当输入像素值小于第一阈值T1(k)时(步骤S3；否，步骤S5；是)，恒定值D_min＝0被作为输出像素值而输出(步骤S6)。当输入像素值在大于等于第一阈值T1(k)且小于等于第二阈值T2(k)的范围之内时(步骤S3；否，步骤S5；否)，介于恒定值D_min和D_Max之间的内插值被计算以被作为输出像素值而输出(步骤S7)。
加网处理单元22通过使用上述的子单元A来正常地执行加网处理。然而，可能存在由于图像的分辨率变换而在打印机部件3中进行曝光时所使用的激光的束斑直径超过图像处理设备1可控的1个像素的尺寸的情况。在这种情况下，加网处理单元22使用图6A所示的子单元B来执行加网处理。以与子单元A中相同的方式进行单元配置和单元编号k的设置，并且使用子单元B的加网处理还具有与图5所示的处理内容相同的处理内容，然而，针对子单元B设置的阈值表与针对子单元A设置的阈值表不相同。图6B示出了针对子单元B设置的阈值表Bt。
在阈值表Bt中，针对单元编号k的第一阈值T1(k)被确定为大于第一阈值T1(k-1)且小于第二阈值T2(k-1)，其中第一阈值T1(k-1)和第二阈值T2(k-1)均针对编号为(k-1)的单元而被设置用于比编号k的单元更早地形成点。例如，在图6B所示的阈值表Bt中，针对单元编号2的第一阈值T1(2)相对于针对单元编号1的阈值而满足T1(1)＜T1(2)＜T2(1)的关系。由此，可以设计其中针对给定像素形成点的图像的浓度，使得被确定为在给定像素之前形成点的像素(被称为在先像素)的输出像素值不达到最大值。
顺便提及，优选地，在单个子单元B中存在至少三个或更多个单元，其中针对单元编号k的第一阈值T1(k)大于第一阈值T1(k-1)且小于第二阈值T2(k-1)，其中第一阈值T1(k-1)和第二阈值T2(k-1)均针对编号为(k-1)的单元而被设置用于在编号k的单元之前形成点。
例如，在针对具有4×4个像素的像素值D_ex的图像区域执行使用子单元B的加网处理的情况下，如图7A所示，输入像素值D_ex小于针对单元编号13的阈值T1(13)，因此仅针对编号1至12的单元形成点。在这种情况下针对第二像素形成点，但是，被确定为在编号2的单元之前形成点的编号为1的在先像素的输出像素值还未达到最大值1024。这同样适用于具有彼此相邻的单元编号的像素，例如第二像素和第三像素、第三像素和第四像素等。作为加网处理的结果，可以获得图7B所示的图像。在该图像中，在形成了点的情况下，不存在其中输出像素值已达到最大值的像素，并且单元编号为1至12的全部像素的输出像素值为中间色调。
在针对相同的图像区域使用正常的子单元A的情况下，如图8A所示，输入像素值D_ex小于针对单元编号8的第一阈值T1(8)，因此针对单元编号为1-7的像素形成点。在阈值表At中，针对单元编号k的第一阈值T1(k)具有与针对单元编号(k-1)的第二阈值T2(k-1)相同的值，因此在其中形成了点的第一至第七像素中，第一至第六像素的输出像素值达到最大值。在已被执行了加网处理的图像中，在全部的第一至第六像素中输出像素值都达到最大值，仅第七像素为中间色调，如图8B所示。
当与使用子单元A的情况相同地存在多个已达到最大值的像素时，如图9所示，在曝光时激光的光量增大，通过激光形成的潜像具有的具有宽的基部的能量分布，由此产生点增大。结果，与原始图像的浓度相比，通过由子单元A形成的网点而表示的浓度增大，因此图像的再现性降低。
另一方面，通过子单元B的阈值表Bt将达到最大值的像素中尽可能多的像素替代为中间色调的像素，由此要输出的激光减少，从而防止要形成的点的尺寸扩大，如图9所示。因此，即使在束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下，也尽可能地减小了潜像中的能量分布的扩展，因此也可以减小点增大。通过减小点增大，网点不会过大，因此可以再现原始图像的灰度级。
如上所述，除了针对单元编号k的第一阈值T1(k)被设计为相对于在先像素的阈值T1(k-1)和T2(k-1)而满足T1(k-1)＜T1(k)＜T2(k-1)的关系之外，阈值表Bt基本上具有与阈值表At相同的配置。例如，两个阈值T1(k)和T2(k)满足T1(k)＜T1(k+1)和T2(k)＜T2(k+1)。此外，可以通过单调增加的直线或曲线来表示用于输出介于恒定值D_min和D_Max之间的内插值的内插公式。
在激光的束斑直径超过具有高分辨率的图像中的一个像素的尺寸且通过超单元方法形成网点的情况下，例如可以使用其中组合了四个子单元C1至C4的超单元C，如图10A所示。在该四个子单元C1至C4中，分配单元编号k，使得以C1、C2、C3和C4的顺序在子单元C1至C4中的每个子单元中从中心向周围形成点。图10A中的单元中示出的编号表示单元编号k。
图10B示出了针对超单元C设置的阈值表Ct。除了其中被设置阈值T1(k)和T2(k)的单元的数量针对超单元C中的单元的数量增加到16×4个之外，阈值表Ct中的阈值T1(k)和T2(k)的设置方法与阈值表Bt相同。此外，以与通过图5描述的处理内容中相同的方式执行其中使用超单元C的加网处理的方法，因此这里省略对其的描述。
此外，在应用超单元方法的情况下，通过阈值表Ct，即使在在针对单元编号k的像素形成点时的图像浓度的条件下，单元编号为(k-1)的在先像素也未达到最大值。因此，可以以与使用单个子单元B的情况下相同的方式来减少达到最大值的像素的数量。
当针对超单元C应用与图3A所示的阈值表At中相同的方法作为阈值的设置方法时，各个单元的阈值满足T1(k)＝T2(k-1)。因此，像素以从第一像素开始的顺序达到最大值，以产生点增大，由此网点的尺寸可能以子单元C1、C2、C3和C4的顺序而变得更大。在子单元C1至C4中的每个子单元中，网点的尺寸是不相同的，因此已经过加网处理的图像给出了具有不均匀的颗粒度的印象，如图11A所示。
另一方面，在使用阈值表Ct的情况下，在子单元C1至C4中的每个子单元中形成多个网点，因此可以减小点增大。结果，由子单元C1至C4中的各个子单元形成的网点的尺寸的差别小，因此能够改善颗粒度。
如上所述，在通过超单元方法形成点的情况下，当将超单元中使用的子单元的数量表示为z(其中z是满足z＞1的整数)时，满足下面的关系的像素的数量可能是子单元中的像素中的至少z-1个像素，其中上述关系是针对像素编号k的第一阈值T1(k)大于第一阈值T1(k-1)且小于第二阈值T2(k-1)，其中第一阈值T1(k-1)和第二阈值T2(k-1)针对被确定为在编号为k的像素之前形成点的、编号为k-1的在先像素。当存在不少于z-1个像素时，能够防止在超单元中的各个子单元中形成的网点具有不同的尺寸，从而改善了颗粒度。
此外，同样在超单元C中，优选地，在一个子单元B中存在至少三个或更多个单元，其中针对像素编号k的第一阈值T1(k)大于第一阈值T1(k-1)且小于第二阈值T2(k-1)，其中第一阈值T1(k-1)和第二阈值T2(k-1)针对被确定为在编号为k的单元之前形成点的、编号为k-1的单元。
如上所述地已经过了加网处理的图像被输出到打印机部件3。
如图2所示，打印机部件3包括PWM变换单元31和激光驱动器(LD)32。
PWM变换单元31将从加网处理单元22输入的图像的图像信号变换为PWM信号。已预先被准备的LUT被用于该变换。在LUT中确定针对输入图像信号而要输出的PWM信号(％)。
PWM变换单元31在图像信号被变换为PWM信号的同时执行第二γ校正处理，以减小输入图像的高浓度区域中的像素值。
图12是示出在第二γ校正处理中使用的LUT的输入-输出特性的图。通常，如图12中的特性曲线P2所示，通过使用具有使得输出PWM信号相对于输入图像信号的比率可以为1的输入-输出特性的LUT来进行PWM变换。然而，在激光的束斑直径小于可控的一个像素的尺寸的情况下，PWM变换单元31使用其中输入-输出特性被确定以使得位于输入图像的高浓度区域中的像素值减小的LUT，如图12中的特性曲线P1所示。根据特性曲线P1的LUT被设计为使得在高浓度区域附近的PWM信号的输出值被减小。使得在其处可能产生点增大的高浓度区域(在最大值1024附近的浓度区域)中的PWM信号值小，由此激光的光量被尽可能地减小，并且点增大趋于减小。
LD驱动器32基于从PWM变换单元31输入的PWM信号而驱动激光源，以发射激光。
如上所述，根据本实施例，在激光的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下，加网处理单元22通过使用以下子单元来执行加网处理：该子单元被确定以使得该子单元中的给定像素的第一阈值T1(k)大于在先像素的T1(k-1)且小于在先像素的第二阈值T2(k-1)，其中针对该在先像素确定第一阈值和第二阈值以在该给定像素之前形成点。由此，可以减少其中输出像素值达到最大值的像素，还可以减小点增大。点增大的减小可以防止灰度级毁坏，并且可以改善对原始图像的再现性。
此外，第一γ校正单元21变换图像中的比特数，使得在执行加网处理之前输出比特数大于输入比特数。因此可以扩展经过加网处理的图像的灰度级，并且可以进一步改善对原始图像的灰度级的再现性。
此外，PWM变换单元31在将图像信号变换为PWM信号时变换图像的像素值，以减小位于高浓度区域中的像素的像素值。在其处可能达到最大值的高浓度区域的像素值被减小，从而可以进一步减小点增大。
顺便提及，上述实施例为优选示例，并且本发明不局限于此。
在上述实施例中已说明了其中在激光的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下使用阈值表Bt和Ct的示例。然而，即使在束斑直径不大于可控的一个像素的尺寸的情况下，当激光的输出功率大且因此当作为结果将获得的光量与激光的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下基本上相同时，也可能产生点增大。因此，在这种情况下，也可以执行通过其中设置阈值表Bt的子单元B的加网处理。
图13是其中对通过激光L1形成的潜像和通过激光L2形成的潜像中的能量分布进行比较的图，其中激光L1的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸，激光L2的束斑直径不大于可控的一个像素的尺寸。激光L1的曝光量相对于像素值1024、512和256(灰度级为0至1024)分别是90％、50％和20％。对于激光L2，其束斑直径小，但是其输出功率大，因此激光L2的曝光量分别是85％、45％和24％，其与激光L1的曝光量基本上相同。在这种情况下，在激光L2中，潜像中的能量分布具有宽的基部，如图13所示，在最大值1024时以超过一个像素的尺寸的状态进行曝光。此外，在具有中间色调512和256的像素值的情况下，尚未超过一个像素的尺寸，然而曝光量将大于针对原始图像的像素值而意图要输出的曝光量，从而导致缺乏再现性。因此，在这种情况下，通过使用其中设置阈值表Bt的子单元B来执行加网处理，从而可以通过简单的配置来减小点增大。
此外，在上述实施例中，已经说明了其中由PWM变换单元31执行用于减小高浓度区域中的像素值的第二γ校正处理的示例。替代性地，图像处理部件2可以包括第二γ校正单元，可以通过该第二γ校正单元对从加网处理单元22输出的图像执行第二γ校正处理。在PWM变换单元31中，通过使用如图12所示的特性曲线P2表示的LUT，可以将已经过第二γ校正处理的图像的图像信号变换为PWM信号。因此，不需要改变PWM变换单元31的设计。可以在加网处理之前执行第二γ校正处理。
此外，使用上述的子单元B或超单元C的加网处理可以被编程以使得可以通过该程序与诸如CPU等的硬件相协作的软件处理来实现该加网处理。作为这种程序的计算机可读介质，可以应用诸如ROM、闪存等的非易失性存储器以及诸如压缩盘只读存储器(CD-ROM)等的便携式记录介质。
此外，还可以应用载波作为用于通过通信线路提供程序的数据的介质。
根据本发明的优选实施例的一方面，提供了一种图像处理设备，用于对图像数据执行加网处理并基于已被执行了加网处理的图像数据而形成图像，该图像处理设备包括：
加网处理单元，用于通过使用子单元来执行加网处理，所述子单元与多个像素相对应并且在所述子单元中根据各个像素的位置来确定第一阈值和第二阈值，使得满足第一阈值＜第二阈值的关系，
其中加网处理单元根据子单元来获得与各个像素在图像中的位置相对应的第一阈值和第二阈值，以便：在像素值小于第一阈值时，输出恒定值D_min；在像素值大于第二阈值时，输出恒定值D_Max；在像素值大于等于第一阈值且小于等于第二阈值时，输出两个恒定值D_min和D_Max的内插值，
并且其中子单元被确定以使得子单元中的给定像素的第一阈值大于在先像素的第一阈值且小于该在先像素的第二阈值，该在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在该给定像素中形成点更早地在该在先像素中形成点。
根据本发明的优选实施例的另一方面，提供了一种图像处理设备中的图像形成方法，该图像处理设备用于对图像数据执行加网处理并基于已被执行了加网处理的图像数据而形成图像，该图像处理方法包括：
通过使用子单元来执行加网处理，所述子单元与多个像素相对应并且在所述子单元中根据各个像素的位置来确定第一阈值和第二阈值，使得满足第一阈值＜第二阈值的关系，
其中加网处理的执行包括：
根据子单元来获得与各个像素在图像中的位置相对应的第一阈值和第二阈值；以及
在像素值小于第一阈值时，输出恒定值Dmin；在像素值大于第二阈值时，输出恒定值DMax；在像素值大于等于第一阈值且小于等于第二阈值时，输出两个恒定值Dmin和DMax的内插值，
并且其中子单元被确定以使得该子单元中的给定像素的第一阈值大于在先像素的第一阈值且小于该在先像素的第二阈值，该在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在该给定像素中形成点更早地在该在先像素中形成点。
根据该图像处理设备和图像处理方法，可以减小点增大。此外，点增大的减小可以改善加网处理时对灰度级的再现性。
优选地，在曝光时使用的激光的束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下，加网处理单元执行使用子单元的加网处理。
优选地，在曝光时使用的激光的束斑直径不大于可控的一个像素的尺寸、且激光的曝光量与在束斑直径超过可控的一个像素的尺寸的情况下的曝光量基本上相同的情况下，加网处理单元执行使用子单元的加网处理。
优选地，加网处理单元使用其中组合了z个子单元的超单元来执行加网处理，其中z满足z＞1，
并且其中该超单元中的至少z-1个像素被确定以使得该至少z-1个像素中的任意一个的第一阈值大于在先像素的第一阈值且小于在先像素的第二阈值，该在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在该至少z-1个像素中的所述任意一个中形成点更早地在该在先像素中形成点。
优选地，该子单元中的至少3个像素被确定以使得该至少3个像素中的任意一个的第一阈值大于在先像素的第一阈值且小于该在先像素的第二阈值，该在先像素的第一阈值和第二阈值被确定以使得比在该至少3个像素中的所述任意一个中形成点更早地在该在先像素中形成点。
优选地，通过单调增加的直线或单调增加的曲线来表示用于输出恒定值D_Max和恒定值D_min的内插值的内插公式。
优选地，第一γ校正单元被包括用于在加网处理之前变换图像中的比特数，使得输出比特数大于输入比特数。
优选地，第二γ校正单元被包括用于在加网处理之后变换图像的像素值，使得位于高浓度区域中的像素的像素值被减小。
于2009年3月23日提交的日本专利申请2009-069773的全部公开(包括说明书、权利要求、附图和摘要)全部被通过引用包含于此。
虽然已经示出并描述了示例性实施例，但是本发明不限于此。因此，本发明的范围旨在仅由所附的权利要求的范围来限定。