用于生成二值化图像的图像处理装置和方法

摘要

一种图像处理装置，包括处理器和用于获取图像的扫描器，该处理器使用多个抖动矩阵而根据图像中的灰度值来改变多个点图案的面积，且基于所述多个点图案来生成二值图像。所述面积中的每一者的变化率彼此不同。所述多个抖动矩阵包括第一抖动矩阵和第二抖动矩阵。基于第一抖动矩阵形成的多个第一点图案的第一面积的第一变化率不同于基于第二抖动矩阵形成的多个第二点图案的第二面积的第二变化率。

权利要求

1.一种图像处理装置，包括：

用于获取图像的扫描器；以及

处理器，其用于：

使用多个抖动矩阵、根据所述图像中的灰度值来改变多个点图案的面积，以及基于所述多个点图案来生成二值图像，其中，所述面积中的每一者的变化率彼此不同，其中，所述多个抖动矩阵包括第一抖动矩阵和第二抖动矩阵，以及其中，基于所述第一抖动矩阵形成的多个第一点图案的第一面积的第一变化率不同于基于所述第二抖动矩阵形成的多个第二点图案的第二面积的第二变化率。

2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，在所述二值图像中，所述多个第一点图案和所述多个第二点图案交替布置。

3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其中，在所述二值图像中，所述多个第一点图案或所述多个第二点图案的布置基本呈45度分开。

4.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述二值图像包括其中形成有所述第一点图案的第一单元和其中形成有所述第二点图案的第二单元；以及其中，所述第一单元和所述第二单元在所述二值图像中在行方向和列方向上交替布置。

5.根据权利要求4所述的图像处理装置，其中，在所述二值图像中，

所述第一点图案从所述第一单元的中心区域扩大到所述第一单元的周围区域；以及所述第二点图案从所述第二单元的周围区域扩大到所述第二单元的中心区域。

6.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，与所述图像的亮度相关的指标值的范围包括：第一范围，其中所述指标值等于或大于第一预定值，第二范围，其中所述指标值等于或小于第二预定值，所述第二预定值小于所述第一预定值，以及中间范围，其中所述指标值在所述第一预定值和所述第二预定值之间，以及其中，在所述图像中所包含的预定区域中，当所述指标值从所述中间范围变化到所述第二范围时，所述第一面积的增长率小于所述第二面积的增长率。

7.根据权利要求6所述的图像处理装置，其中，随着所述预定区域的灰度从所述第一范围变化到所述第二范围，所述第一面积和所述第二面积单调增加。

8.根据权利要求7所述的图像处理装置，其中，在由用于指示所述图像的每个区域的灰度的横轴和用于指示点图案面积的竖轴定义的二维笛卡尔坐标系统中，i)所述第一面积近似于向上凸出的曲线，以及ii)所述第二面积近似于向下凸出的曲线。

9.根据权利要求8所述的图像处理装置，其中，所述灰度与所述第一面积和第二面积的平均值或总和成比例关系。

说明书

用于生成二值化图像的图像处理装置和方法

技术领域

[0001] 本发明总体涉及一种用于生成二值化图像(binarized imgae)(也被称为二值二值图像(binary imgae))的图像处理装置。

背景技术

[0002] 作为一种在打印机中以伪方式表达连续灰度(gradation)的手段，已知有例如采用抖动方法的半色调处理。在这种采用抖动方法的半色调处理中，通过用具有对应于灰度值的面积的点图案(dot pattern)来代替多灰度原始图像的每个部分，从而生成具有大量半色调点的二值化图像(例如，参见专利文献1)。

[0003] 点图案是一组各自在位于二值化图像中的矩阵中的多个单元中形成的点，点图案也被称为半色调点。“点”是在两个灰度(例如白色和黑色)当中的阴影侧(例如黑色)具有一灰度的图像元素。

[0004] 由于这种半色调处理是通过改变点图案的面积而不是改变点图案的数量来以伪方式表达连续灰度，因此半色调处理也被称为AM(幅度)调制半色调处理。

[0005] 在传统的半色调处理中，在原始图像的预定区域中所包含的所有图像元素的每个灰度值从高亮侧到阴影侧变化的情况下，形成二值化图像的大量点图案中的每一个在特定步骤期间从单元的中心区域向周围区域发展。

[0006] 专利文献1：JP 2007-67984A

[0007] 然而，在上述传统的半色调处理中，由于不能有利地表达二值化图像的灰度，因此图像质量可能会劣化。

发明内容

[0008] 本发明的一个或更多个实施例提供一种图像处理装置，当将多灰度的原始图像转换为二值化图像时，该图像处理器装置可提高二值化图像的图像质量。

[0009] 根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置可包括生成单元和用于获取图像的获取单元。该生成单元用于基于多个抖动矩阵来从获取的图像生成二值化图像。对于基于所述多个抖动矩阵形成的多个点图案的每一个而言，面积变化率是不同的。

[0010] 在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，在多个点图案中，相对于原始图像的灰度变化的面积变化率彼此不同。因此，可通过组合所述多个点图案来表示原始图像的灰度变化，且可在二值化图像中以高精度表示原始图像的灰度。

[0011] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，多个抖动矩阵可包括第一抖动矩阵和第二抖动矩阵，且基于所述第一抖动矩阵形成的多个第一点图案的面积的变化率不同于基于所述第二抖动矩阵形成的多个第二点图案的面积的变化率。

[0012] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，在二值图像中，多个第一点图案和多个第二点图案可以交替布置。

[0013] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，在二值图像中，多个第一点图案或多个第二点图案的布置可基本呈45度分开。

[0014] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，二值图像可包括其中形成有第一点图案的第一单元和其中形成有第二点图案的第二单元，且所述第一单元和所述第二单元可在二值图像中的行方向和列方向上交替布置。

[0015] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，其中形成有第一点图案的第一单元和其中形成有第二点图案的第二单元可布置在矩阵中，在行方向和列方向上交替对齐。因此，可以避免由第一点图案和第二点图案的不均匀分布造成的二值化图像的灰度波动，且可在二值化图像中更高精度地表示原始图像的灰度。

[0016] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，在二值图像中，第一点图案可从第一单元的中心区域扩大到第一单元的周围区域且第二点图案可从第二单元的周围区域扩大到第二单元的中心区域。

[0017] 在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，可使相邻的点图案呈彼此不同的形状，且可抑制由于相同形状的点图案以相同距离相邻地布置在二值图像中而产生的可感知的粗糙度。

[0018] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，与图像的亮度相关的指标值的范围包括其中指标值等于或大于第一预定值的第一范围、其中指标值等于或小于第二预定值(第二预定值小于第一预定值)的第二范围、以及其中指标值在第一预定值和第二预定值之间的中间范围；并且，在包含在图像中的预定区域中，当指标值从中间范围变化到第二范围时，包含在二值图像中的第一点图案的面积的增长率可小于第二点图案的面积的增长率。

[0019] 在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，当原始图像的指标值从中间范围变化到阴影侧上的第二范围时，第一点图案的面积变化率可保持为低于第二点图案的面积变化率。换言之，在阴影侧，可使用第一点图案高分辨率地表示灰度。

[0020] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，随着预定区域的灰度从第一范围变化到第二范围，第一点图案和第二点图案的各自面积可单调地增加。

[0021] 在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，随着原始图像的每个区域的灰度从高亮侧(第一范围)变化到阴影侧(第二范围)，第一点图案和第二点图案的各自面积可单调增加。因此，可避免相对于原始图像的灰度变化的点图案面积的不自然改变，且可在二值图像中更高精度地表示原始图像的灰度。

[0022] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，在由用于指示图像的每个区域的灰度的横轴和用于指示点图案面积的竖轴定义的二维笛卡尔坐标系统中，i)第一点图案的面积可近似于向上凸出的曲线，且ii)第二点图案的面积可近似于向下凸出的曲线。

[0023] 在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，第一点图案的面积和第二点图案的面积可近似于向上凸出的曲线和向下凸出的曲线。因此，点图案的面积可相对于原始图像的灰度变化而平滑地变化，且可在二值图像中更高精度地表示原始图像的灰度。

[0024] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，灰度可与第一点图案的面积和第二点图案的面积的平均值或总和成比例关系。

[0025] 举例而言，根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，生成单元可将噪声分量叠加到多个抖动矩阵上。

[0026] 在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，可将噪声分量叠加到多个矩阵上，且可在二值图像中更高精度地表示原始图像的灰度。

[0027] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，对于图像中的每个区域，生成单元可将根据该每个区域的噪声分量叠加到多个抖动矩阵上。

[0028] 在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，对于每个区域，可将根据该每个区域的噪声分量叠加到抖动矩阵上。因此，可增加点图案类型，且可在二值化图像中更高精度地表示原始图像的灰度。

[0029] 举例而言，在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，噪声分量可以是均匀随机数。而且，噪声分量可以是正态随机数。

[0030] 在根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置中，可使用均匀随机数或正态随机数作为噪声分量，可在二值化图像中更高精度地表示原始图像的灰度，且可容易地将噪声分量叠加到抖动矩阵上。

[0031] 本发明的一个或更多个实施例不仅仅可实现为包括如此特征的处理单元的图像处理装置，还可实现为图像处理方法。在该图像处理方法中，以步骤方式提供由包含在图像处理装置中的特征处理单元所执行的过程。而且，还可实现为用于使计算机如包含在图像处理装置中的特征处理单元一样工作的程序或者用于使计算机执行包含在图像处理方法中的特征步骤的程序。此外，毋庸置疑的是可通过计算机可读、非瞬时记录媒体(例如只读光盘驱动器(CD-ROM))或诸如互联网的通信网络来分布这样的程序。

[0032] 根据本发明的一个或更多个实施例，图像处理装置可包括处理器和用于获取图像的扫描器。该处理器使用多个抖动矩阵根据图像中的灰度值来改变多个点图案的面积，且基于多个点图案来生成二值图像。所述面积中的每一者的变化率彼此不同。

[0033] 根据本发明的一个或更多个实施例，用于在图像处理装置中生成二值化图像的方法可包括：由图像处理装置的扫描器来获取图像；由图像处理装置的处理器使用多个抖动矩阵，根据图像中的灰度值，以面积的变化率来改变所述多个点图案的面积；以及由处理器基于多个点图案来生成二值图像。所述这些变化率彼此不同。

[0034] 根据本发明的一个或更多个实施例的图像处理装置可提高二值化图像的图像质量。

附图说明

[0035] 图1是示出根据本发明第一实施例的打印机的功能配置的方框示意图。

[0036] 图2A-2B是示出根据本发明第一实施例的打印机的半色调处理示例的示意图；

[0037] 图3A是示出根据本发明第一实施例的第一抖动矩阵示例的示意图；

[0038] 图3B是示出根据本发明第一实施例的第二抖动矩阵示例的示意图；

[0039] 图4A-4F是示出根据本发明第一实施例的第一点图案发展的示意图；

[0040] 图5A-5F是示出根据本发明第一实施例的第二点图案发展的示意图；

[0041] 图6A是示出根据本发明第一实施例的打印机的处理流程的流程图；

[0042] 图6B是示出根据本发明第一实施例的打印机的半色调处理细节的流程图；

[0043] 图7A是示出根据本发明第一实施例在具有灰度值为“200”的均匀浅灰原始图像上通过执行半色调处理而生成的二值化图像示例的示意图；

[0044] 图7B是示出根据本发明第一实施例在具有灰度值为“100”的均匀稍深灰原始图像上通过执行半色调处理而生成的二值化图像示例的示意图；

[0045] 图7C是示出根据本发明第一实施例在具有灰度值为“72”的均匀深灰原始图像上通过执行半色调处理而生成的二值化图像示例的示意图；

[0046] 图7D是示出根据本发明第一实施例在其中灰度图案的灰度值从“0”连续变化到“255”的原始图像上通过执行半色调处理而生成的二值化图像示例的示意图；

[0047] 图8A是示出根据本发明第一实施例的变型示例的整合抖动矩阵的示意图；

[0048] 图8B是示出根据本发明第一实施例的变型示例的打印机的半色调处理细节的流程图；

[0049] 图9是示出根据本发明第二实施例的打印机的功能配置的方框示意图；

[0050] 图10A-10B是示出根据本发明第二实施例的打印机的半色调处理示例的示意图；

[0051] 图11A是示出根据本发明第二实施例的第一抖动矩阵示例的示意图；

[0052] 图11B是示出根据本发明第二实施例的第二抖动矩阵示例的示意图；

[0053] 图12是示意性地示出根据本发明第二实施例的第一点图案和第二点图案发展的示意图；

[0054] 图13是示出在原始图像中的每个区域的灰度和二值化图像中的点图案的面积之间的关系的曲线图；

[0055] 图14A是示出原始图像示例的示意图；

[0056] 图14B是示出在相当的示例中的二值化图像示例的示意图；

[0057] 图14C是示出根据本发明第二实施例的二值化图像示例的示意图；

[0058] 图15是示出根据本发明第三实施例的打印机的功能配置的方框示意图；

[0059] 图16是示出根据本发明第四实施例的打印机的功能配置的方框示意图；以及[0060] 图17是示出根据本发明第四实施例的打印机的半色调处理细节的流程图。

具体实施方式

[0061] 以下将参考附图详细描述本发明的实施例。在下面的本发明实施例的描述中，呈现多个特定的细节以提供对本发明更加全面的理解。但是，对本领域的技术人员而言显而易见的是，没有这些特定的细节也可以实现本发明。在其它情况中，没有详细描述众所周知的特征以避免使得本发明含糊不清。

[0062] (第一实施例)

[0063] (1-1.打印机的功能配置)

[0064] 首先，参考图1至图3B，以下将描述根据本发明第一实施例的打印机2的功能配置。图1是示出根据本发明第一实施例的打印机2的功能配置的方框示意图。图2A-2B是示出根据本发明第一实施例的打印机2的半色调处理示例的示意图。图3A是示出第一抖动矩阵24的示例的示意图。图3B是示出第二抖动矩阵26的示例的示意图。在图3A和图3B中，为了隐藏多个阈值(thresholds)，对第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26中的部分区域施加影线。

[0065] 根据本发明第一实施例的打印机2(图像处理装置的示例)例如是用于在纸张6上打印二值化图像4的打印机。如图1所示，打印机2包括获取单元8(扫描器)、生成单元10、存储单元12(存储器)以及打印单元14。打印机2可通信地连接到外部终端设备(例如个人电脑；未示出)。而且，纸张6例如是标准纸张等。举例而言，生成单元10和打印单元14可以由打印机的处理器来实现。

[0066] 获取单元8获取从例如外部终端设备发送的原始图像16。原始图像16是具有例如8比特灰度值(“0”到“255”)的多灰度的灰度图像。如图2A-2B所示，原始图像16具有布置于矩阵中的多个像素18。在图2A所示的示例中，原始图像16包括具有16×16大小的像素阵列的总共256个像素18。这多个像素18中的每一个具有“0”到“255”中的任意一个像素值。此处，具有像素值“255”的像素18是具有在高亮侧最远灰度值的像素(即，灰度值为“255”)，且具有像素值“0”的像素18是具有在阴影侧最远灰度值的像素(即，灰度值为“0”)。这里的灰度值是与亮度相关的指标值的示例。

[0067] 生成单元10把原始图像16划分为多个区域19(19a，19b，19c，19d)，且为每个区域19执行半色调处理。多个区域19中的每一个包括例如具有8×8大小的像素阵列的总共64个像素18。生成单元10执行半色调处理且从而生成二值化图像4。该二值化图像4具有各自包括用于形成点的一个或多个像素的多个点图案(第一点图案20和第二点图案22)。举例而言，半色调处理是使用存储在存储单元12中的第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26中任意一个的采用抖动方法的AM调制半色调处理。

[0068] 如图2B所示，二值化图像4是具有1比特灰度值的半色调图像，且该二值化图像4具有布置于矩阵中的多个像素28。在图2B所示的示例中，二值化图像4，同原始图像16一样，也包括具有16×16大小的像素阵列的总共256个像素28。这多个像素28中的每一个具有在“0”到“255”(二进制)中的任意一个像素值。

[0069] 此处，具有像素值“255”的像素28是其中没有形成点的白色像素，且具有像素值“0”的像素28是其中形成有点的黑色像素。

[0070] 此外，在对负-正倒像施加图像中转换白色和黑色的处理的情况下，以上的相反面也是可以设想的。但是，甚至是在二值化负-正倒像的情况下，仅仅切换左右位置的单元30能生成基本相同的图像。因此，在本发明的一个或更多个实施例中没有必要考虑这种情况。

[0071] 而且，多个单元30二维地布置在二值化图像4上。该多个单元30包括具有使用第一抖动矩阵24生成的第一点图案20的单元30a和30d(第一单元)，还包括具有使用第二抖动矩阵26生成的第二点图案22的单元30b和30c(第二单元)。多个单元30中的每一个对应于原始图像16的多个区域19。换言之，在图2A-2B所示的示例中，单元30a、30b、30c、30d分别对应于区域19a、19b、19c、19d。此外，多个单元30布置在两行两列的矩阵中，且每个单元30包括例如具有8×8大小的像素阵列的总共64个像素28。如下所述，在其中包含在原始图像16的区域19中的所有像素18的每个灰度值从高亮侧变化到阴影侧的情况下，第一点图案20和第二点图案22以相互不同的方面(aspect)发展。下面将详细描述第一点图案20和第二点图案22的生成方法。

[0072] 存储单元12是用于存储第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26的存储器。如图3A所示，第一抖动矩阵24是例如8×8大小的抖动矩阵，其用于将多灰度原始图像的区域转换为具有第一点图案20的第一单元。同时，如图3B所示，第二抖动矩阵26是例如8×8大小的抖动矩阵，其用于将多灰度原始图像的区域转换为具有第二点图案22的第二单元。下面将详细描述第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26。

[0073] 打印单元14在纸张6上打印由生成单元10生成的二值化图像4。打印单元14通过在纸张6上固定黑色调色剂或者黑色墨水而在纸张6上形成大量的第一点图案20和第二点图案22。通过以此种方式在纸张6上形成大量的第一点图案20和第二点图案22来在纸张6上打印二值化图像4。

[0074] (1-2.第一点图案和第二点图案的生成方法)

[0075] 此处，参照图2A-2B来描述由生成单元10来生成第一点图案20和第二点图案22的生成方法。

[0076] 当在原始图像16上执行半色调处理时，生成单元10交替地在原始图像16的行方向(图2A-2B的水平方向)和列方向(图2A-2B的竖直方向)上使用第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26。

[0077] 具体地，生成单元10将包含在区域19a(位于图2A所示的原始图像16的左上方)中的具有8×8大小的像素阵列的总共64个像素18中的每个像素值与对应于包含在第一抖动矩阵24中的该像素18的第一阈值相比较。举例而言，生成单元10将图2A中区域19a的左上角中的像素的像素值与图3A中第一抖动矩阵的左上角中的第一阈值“15”相比较。通过该比较，在其中原始图像16的像素18的像素值等于或大于对应于第一抖动矩阵24的第一阈值的情况下，生成单元10将该像素值转换为“255”，且在其中原始图像16的像素18的像素值低于对应于第一抖动矩阵24的第一阈值的情况下，生成单元10将该像素值转换为“0”。换言之，通过使用第一抖动矩阵24来执行半色调处理，包含在原始图像16中的像素18的像素值被二值化为“255”到“0”中的任一值。借此，在图2B所示的二值化图像4的左上方中的单元30a中，形成了具有对应于原始图像16左上方中区域19a的灰度值的面积的第一点图案20。

[0078] 相似地，当在原始图像16上执行半色调处理时，生成单元10将包含在区域19b(位于图2A所示的原始图像16的右上方)中的具有8×8大小的像素阵列的总共64个像素18中的每个像素值与对应于包含在第二抖动矩阵26中的该像素18的第二阈值相比较。通过该比较，在其中原始图像16的像素18的像素值大于对应于第二抖动矩阵26的第二阈值的情况下，生成单元10将该像素值转换为“255”，且在其中原始图像16的像素18的像素值等于或低于对应于第二抖动矩阵26的第二阈值的情况下，生成单元10将该像素值转换为“0”。换言之，通过使用第二抖动矩阵26来执行半色调处理，包含在原始图像16中的像素18的像素值被二值化为“255”到“0”中的任一值。借此，在图2B所示的二值化图像4的右上方中的单元30b中，形成了具有对应于原始图像16右上方中的区域19b的灰度值的面积的第二点图案
22。

[0079] 相似地，当在原始图像16上执行半色调处理时，生成单元10将包含在区域19c(位于图2A所示的原始图像16的左下方)中的具有8×8大小的像素阵列的总共64个像素18中的每个像素值与对应于包含在第二抖动矩阵26中的该像素18的第二阈值相比较。借此，在图2B所示的二值化图像4的左下方中的单元30c中，形成了具有对应于原始图像16左下方中的区域19c的灰度值的面积的第二点图案22。

[0080] 相似地，当在原始图像16上执行半色调处理时，生成单元10将包含在区域19d(位于图2A所示的原始图像16的右下方)中的具有8×8大小的像素阵列的总共64个像素18中的每个像素值与对应于包含在第一抖动矩阵24中的该像素18的第一阈值相比较。借此，在图2B所示的二值化图像4的右下方中的单元30d中，形成了具有对应于原始图像16右下方中的区域19d的灰度值的面积的第一点图案20。

[0081] 如图2B所示，通过执行上述半色调处理，第一点图案20和第二点图案22形成为在多个单元30的行方向(图2A-2B的水平方向)上交替地对齐布置，且在多个单元30的列方向(图2A-2B的竖直方向)上交替地以多个的形式对齐布置。此外，如图2A-2B所示，一对相邻的第一点图案20在分别从多个单元30的行方向和列方向倾斜45度的方向上对齐布置。相似地，一对相邻的第二点图案22在分别从多个单元30的行方向和列方向倾斜45度的方向上对齐布置。此外，由图2B所示，四个单元30a、30b、30c和30d以点对称形式布置。

[0082] [1-3.第一抖动矩阵和第二抖动矩阵]

[0083] 然后，参照图3A至图5F来描述第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26。图4A-4F是示出根据本发明第一实施例的第一点图案20发展的示意图。图5A-5F示出根据本发明第一实施例的第二点图案22发展的示意图。

[0084] 如图3A和图3B所示，第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26分别具有多个第一阈值和多个第二阈值。此外，第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26具有彼此不同的阈值布置。

[0085] 具体地，如图4A-4F所示，在其中包含在原始图像16的区域19中的所有像素18的每个灰度值的亮度从高亮侧的最远值(参见图4A)变化到阴影侧的最远值(参见图4F)的情况下，第一抖动矩阵24具有其中第一点图案20在特定时间段从单元30的内侧发展向外侧的阈值布置。换言之，当原始图像16的每个区域19中的灰度值从高亮侧变化到阴影侧时，第一点图案20从第一单元(此处为单元30a，30d)的中心区域扩大到第一单元的周围区域。此时，在第一抖动矩阵24中，位于中心区域的第一阈值较位于周围区域中的第一阈值而言在高亮侧具有更大的值。

[0086] 在本说明书中，“第一点图案20发展”指的是形成第一点图案20的面积以递增地从0个像素28的面积(参见图4A)变化到64个像素28的面积(参见图4F)。如图4C-4E所示，第一点图案20的形状大致是圆形。

[0087] 同时，如图5A-5F所示，在其中包含在原始图像16的区域19中的所有像素18的每个灰度值的亮度从高亮侧的最远值(参见图5A)变化到阴影侧的最远值(参见图5F)的情况下，第二抖动矩阵26具有其中第二点图案22在特定时间段从单元30的外侧发展向内侧的阈值布置。换言之，当原始图像16的每个区域19中的灰度值从高亮侧变化到阴影侧时，第二点图案22从第二单元(此处为单元30b，30c)的周围区域扩大到第二单元的中心区域。此时，在第二抖动矩阵26中，位于中心区域的第二阈值较位于周围区域中的第二阈值而言在阴影侧具有更大的值。

[0088] 在本说明书中，“第二点图案22发展”指的是第二点图案22的面积递增地从0个像素28的面积(参见图5A)变化到64个像素28的面积(参见图5F)。如图5C-5E所示，其中没有形成第二点图案22的区域的形状大致是圆形。

[0089] (1-4.打印机的处理流程)

[0090] 然后，参照图6A和图6B来描述根据本发明第一实施例的打印机2的处理流程(图像处理方法)。图6A是示出根据本发明第一实施例的打印机2的处理流程的流程图。

[0091] 如图6A所示，首先，获取单元8获取例如从外部终端设备发送的原始图像16(S1)。然后，生成单元10在原始图像16上依次执行梯度特征转换(γ曲线)(S2)和空间过滤处理(S3)。然后，在其中打印模式是预定的打印模式的情况下(即，使用本发明的一个或更多个实施例的抖动矩阵的打印模式)(在S4处为“是”)，选择本发明的一个或更多个实施例中的抖动矩阵(S5)。具体地，选择第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26两者。然后，通过使用本发明的一个或更多个实施例中的抖动矩阵在原始图像16上执行半色调处理，生成单元10从原始图像16中生成二值化图像4(S6)。然后，打印单元14在纸张6上打印由生成单元10生成的二值化图像4(S7)。

[0092] 回到步骤S4的描述，在其中打印模式不是预定的打印模式的情况下(在S4处为“否”)，选择通用抖动矩阵(S8)。通用抖动矩阵是抖动矩阵的一种类型。举例而言，只从第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26中选择一个。然后，通过使用通用抖动矩阵在原始图像16上执行半色调处理，生成单元10从原始图像16中生成二值化图像(S9)。然后，类似于以上来执行步骤S7。

[0093] 此处，参照图6B对步骤S6处的半色调处理细节进行描述。图6B是示出根据本发明第一实施例的打印机2的半色调处理细节的流程图。在图6B中，Ix和Iy代表原始图像的大小，其分别代表在原始图像行方向(水平方向)和列方向(竖直方向)上的像素计数。Dx和Dy代表抖动矩阵的大小，其分别代表在抖动矩阵(第一抖动矩阵和第二抖动矩阵)的行方向和列方向上的像素计数。i和j代表在目标像素的行方向和列方向上的位置。此处，i和j是0或大于0的整数。Dpx和Dpy代表在抖动矩阵行方向和列方向上的参考位置。％是代表模运算的运算符且还可表示为“mod”。

[0094] 首先，生成单元10获取原始图像的大小(Ix，Iy)(S61)。而且，生成单元10获取抖动矩阵的大小(Dx，Dy)(S62)。然后，初始化目标像素的位置(i，j)(S63)。目标像素是待处理的像素且还可被称为当前像素。

[0095] 然后，生成单元10确定j是否小于Iy(S64)。换言之，生成单元10确定目标像素在竖直方向上的位置是否位于原始图像中。通过该分支处理，在原始图像的竖直方向上执行循环处理。

[0096] 此处，在其中j等于或大于Iy的情况下(在S64处为“否”)，结束处理。

[0097] 同时，在其中j小于Iy的情况下(在S64处为“是”)，生成单元10确定i是否小于Ix(S65)。换言之，生成单元10确定目标像素在水平方向上的位置是否在原始图像中。通过该分支处理，在原始图像的水平方向上执行循环处理。

[0098] 此处，在其中i等于或大于Ix的情况下(在S65处为“否”)，将i初始化为0，j递增1(S69)，且流程回到步骤S64。

[0099] 同时，在其中i小于Ix的情况下(在S65处为“是”)，生成单元10从多个抖动矩阵中选择一个抖动矩阵(S66)。举例而言，生成单元10根据抖动矩阵的类型号码DN和两个整数部分之和来计算余数({int(i/Dx)+int(j/Dy)}％DN)，其中一个整数部分是i除以Dx的结果(int(i/Dx))，另一个整数部分是j除以Dy的结果(int(j/Dy))，并且生成单元10基于计算结果来选择抖动矩阵。举例而言，如果(Dx,Dy)＝(8,8)，(i,j)＝(25,30)且DN＝2，则生成单元10选择由0(＝(3+3)％2)识别的抖动矩阵(例如，第一抖动矩阵24)。而且，例如，如果(Dx,Dy)＝(8,8)，(i,j)＝(25,33)且DN＝2，则生成单元选择由1(＝(3+4)％2)识别的抖动矩阵(例如，第二抖动矩阵26)。

[0100] 生成单元10计算所选择的抖动矩阵的参考位置(S67)。具体地，生成单元10计算i根据Dx的余数以作为在水平方向上的参考位置Dpx(Dpx＝i％Dx)。而且，生成单元10计算j根据Dy的余数以作为在竖直方向上的参考位置Dpy(Dpy＝j％Dy)。

[0101] 举例而言，如果(Dx,Dy)＝(8,8)且(i,j)＝(25,30)，则生成单元10计算得到Dpx＝1(＝25％8)且Dpy＝6(＝30％8)。

[0102] 然后，生成单元10执行目标像素的二值化处理(S68)。具体地，将目标像素(i，j)的值与所选择的抖动矩阵的参考像素(Dpx，Dpy)的值相比较，且根据比较结果来二值化目标像素的值。

[0103] 然后，i递增1(S69)且流程回到步骤S65。

[0104] 经由以上，使用第一抖动矩阵24或第二抖动矩阵26为原始图像16中的每个像素执行了半色调处理，且生成了二值化图像4。

[0105] 此处，说明了根据本发明第一实施例的由半色调处理而生成的二值化图像4的特定示例。图7A是示出根据本发明第一实施例在具有灰度值为“200”的均匀浅灰原始图像16上通过执行半色调处理而生成的二值化图像示例的示意图。图7B是示出根据本发明第一实施例在具有灰度值为“100”的均匀稍深灰原始图像16上通过执行半色调处理而生成的二值化图像示例的示意图。图7C是示出根据本发明第一实施例在具有灰度值为“72”的均匀深灰原始图像16上通过执行半色调处理而生成的二值化图像示例的示意图。图7D是示出根据本发明第一实施例在其中灰度图案的灰度值从“0”连续变化到“255”的原始图像上通过执行半色调处理而生成的二值化图像示例的示意图。

[0106] 根据分别在图7A至图7C中示出的二值化图像4，不同类型的单元在行方向和列方向上相邻布置，且相同类型的单元布置在分别从行方向和列方向倾斜45度的方向上。而且，根据图7A到图7B中示出的布置，多个单元以点对称形式布置。此外，在图7A至图7C中，多个单元具有相同的大小并且由相同数量的像素组成。该多个单元包括其中黑色图像元素(点)在中心区域的密度相对高于周围区域的密度的第一单元，还包括其中黑色图像元素在周围区域的密度相对高于中心区域的密度的第二单元。第一单元和第二单元在二值化图像4的行方向和列方向上交替地相邻布置。换言之，第一单元和第二单元布置在矩阵中，在二值化图像4的行方向和列方向上交替地对齐。

[0107] 从图7A至图7D中可以清楚地看出，在二值化图像4中，在其中包含在原始图像16的区域19中的所有像素18的每个灰度值从高亮侧变化到阴影侧的情况下，形成大量的以相互不同方面发展的两种类型的点图案(第一点图案20和第二点图案22)。

[0108] 在本发明的第一实施例中，可以获得以下的一个或更多效果。可以发现，随着二值化图像4中的点图案之间的距离增加，在二值化图像4中出现的可感知的粗糙度也增加。在二值化图像4中出现的可感知的粗糙度增加是因为在传统的半色调处理中，在其中大量的点图案中的每一个在一段特定的步骤中从单元30的中心区域发展到周围区域的情况下，二值化图像4中的点图案之间的距离变得相对较大。

[0109] 相反地，如上所述，在根据本发明第一实施例的打印机2中，彼此以不同方面发展的第一点图案20和第二点图案22形成在二值化图像4中。借此，如图2A-2B所示，可以改变在二值化图像4中的相邻点图案之间的距离D。因此，可以抑制在二值化图像4中出现的可感知的粗糙度，且可以提高二值化图像4的图像质量。

[0110] 此外，如图2A-2B所示，由于不同形状的第一点图案20和第二点图案22交替地布置在多个单元30的行方向和列方向上，因此可以降低由硬件产生的抖动噪声。“抖动噪声”指的是出现在图像中的水平带状图案。

[0111] (第一实施例的变型示例)

[0112] 本发明的第一实施例中的半色调处理仅仅为示例，且不限于图6B所示的处理。在本变型示例中，将描述半色调处理的另一示例。以下将围绕不同于本发明第一实施例的点对本变型示例进行描述。

[0113] 在本变型示例中，在半色调处理中使用由整合多个抖动矩阵而获得的整合抖动矩阵。图8A是示出本发明第一实施例的变型示例中的整合抖动矩阵25的示意图。整合矩阵25具有例如交替布置的第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26。具体地，整合抖动矩阵25是由4个抖动矩阵(两个第一抖动矩阵24和两个第二抖动矩阵26)来配置的。

[0114] 然后，将描述使用整合抖动矩阵的半色调处理的细节。图8B是示出根据本发明第一实施例的变型示例的打印机2的半色调处理细节的流程图。具体地，图8B示出图6A中步骤S6处的半色调处理的细节。此处，CDx和CDy代表整合抖动矩阵的大小，且CDpx和CDpy代表整合抖动矩阵在行方向和列方向上的参考位置。在图8B中，采用相同的附图标记来标注相同于或类似于图6B中的步骤，且视情况省略描述。

[0115] 首先，获取单元10获取整合抖动矩阵的大小(CDx，CDy)(S62A)。举例而言，在其中整合抖动矩阵包括两个第一抖动矩阵24和两个第二抖动矩阵26的情况下，获取(CDx，CDy)＝(16,16)。

[0116] 然后，执行步骤S63至步骤S65。在其中步骤S65处i小于Ix的情况下(S65处为“是”)，生成单元10计算整合抖动矩阵的参考位置(S67A)。具体地，生成单元10计算i根据CDx的余数以作为在水平方向上的参考位置CDpx(CDpx＝i％CDx)。此外，生成单元10计算j根据CDy的余数以作为在竖直方向上的参考位置CDpy(CDpy＝j％CDy)。

[0117] 举例而言，如果(CDx，CDy)＝(16,16)且(i,j)＝(25,30)，则生成单元10计算得到CDpx＝9(＝25％16)且CDpy＝14(＝30％16)。

[0118] 然后，生成单元10执行目标像素的二值化处理(S68A)。具体地，将目标像素(i，j)的值与整合抖动矩阵的参考像素(CDpx，CDpy)的值相比较，且根据比较结果来二值化目标像素的值。

[0119] 经由以上，使用第一抖动矩阵24或第二抖动矩阵26中为原始图像16中的多个区域中的每一个执行了半色调处理，且生成了二值化图像4。

[0120] 如上，根据本变型示例的打印机2，通过使用整合抖动矩阵，当使用多个抖动矩阵中的任一个执行半色调处理时，可省略对抖动矩阵的选择。因此，可减轻半色调处理的处理负荷且提高处理速度。

[0121] 图8A所示的整合抖动矩阵25仅为示例且本发明不限于此。举例而言，包含在整合抖动矩阵25中的第一抖动矩阵24和第二抖动矩阵26的总数可以大于4。例如，如果整合抖动矩阵的大小大于输入图像的大小，则因为整合抖动矩阵的参考位置(CDpx，CDpy)与目标像素(i，j)的位置匹配，也可省略步骤S67A处的余数计算。

[0122] (第二实施例)

[0123] 然后，以下将描述本发明的第二实施例。本发明的第二实施例与本发明的第一实施例的不同之处在于：相对于原始图像的灰度变化的第一点图案的面积的变化率与相对于原始图像的灰度变化的第二点图案的面积的变化率不同。换言之，本发明第二实施例与本发明第一实施例的不同之处在于半色调处理中所使用的抖动矩阵。以下将围绕不同于本发明第一实施例的点对本发明的第二实施例进行描述。采用相同的附图标记对与本发明第一实施例基本相同的部件进行标注，且省略其描述。

[0124] (2-1.打印机的功能配置)

[0125] 参照图9和图10A-10B来描述根据本发明第二实施例的打印机2A的功能配置。图9是示出根据本发明第二实施例的打印机2A的功能配置的方框示意图。图10A-10B是示出根据本发明第二实施例的打印机2A的半色调处理示例的示意图。

[0126] 如图9所示，根据本发明第二实施例的打印机2A包括获取单元8、生成单元10A、存储单元12A以及打印单元14。

[0127] 生成单元10A使用包括有第一抖动矩阵24A和第二抖动矩阵26A的多个抖动矩阵中的任一个、通过在原始图像16中的多个区域19中的每一个上执行半色调处理来从原始图像16生成二值化图像4A。

[0128] 举例而言，生成单元10A使用第一抖动矩阵24A和第二抖动矩阵26A中的任一个、在图10A所示的原始图像16中的4个区域19a、19b、19c、19d中的每一个上执行半色调处理。具体地，生成单元10A通过使用第一抖动矩阵24A在区域19a和19d上执行半色调处理来生成形成有第一点图案20A的单元30Aa和30Ad。而且，生成单元10A通过使用第二抖动矩阵26A在区域19b和19c上执行半色调处理来生成形成有第二点图案22A的单元30Ab和30Ac。

[0129] 第一点图案20A和第二点图案22A在多个单元30A的行方向和列方向上交替地对齐布置。换言之，将第一抖动矩阵24A和第二抖动矩阵26A交替地施加到在行方向和列方向上对齐的多个区域19上。因此，如图10B所示，一对相邻的第一点图案20A在分别从多个单元30A的行方向和列方向上倾斜45度的方向上对齐布置。相似地，一对相邻的第二点图案22A在分别从多个单元30A的行方向和列方向上倾斜45度的方向上对齐布置。

[0130] 存储单元12A存储用于形成第一点图案20A的第一抖动矩阵24A以及用于形成第二点图案22A的第二抖动矩阵26A。第一抖动矩阵24A具有多个第一阈值作为矩阵元素。而且，第二抖动矩阵26A具有多个第二阈值作为矩阵元素。

[0131] [2-2.第一抖动矩阵和第二抖动矩阵]

[0132] 此处，参照图11A和图11B来描述第一抖动矩阵24A和第二抖动矩阵26A。图11A是示出根据本发明第二实施例的第一抖动矩阵24A的示例的示意图。图11B是示出根据本发明第二实施例的第二抖动矩阵26A的示例的示意图。在图11A和图11B中，为了隐藏多个阈值，对第一抖动矩阵24A和第二抖动矩阵26A中的部分区域施加影线。

[0133] 如图11A和图11B所示，根据第一抖动矩阵24A和第二抖动矩阵26A两者，位于中心区域的阈值相较于位于周围区域的阈值而言在高亮侧具有更大的值。借此，当包含在原始图像16的区域19中的所有像素18的每个灰度值从高亮侧的最远值变化到阴影侧的最远值时，第一点图案20A和第二点图案22A从单元30A的中心区域扩大到周围区域。

[0134] 第一抖动矩阵24A的中心区域中的第一阈值的变化小于第二抖动矩阵26A的中心区域中的第二阈值的变化。相反地，第一抖动矩阵24A的周围区域中的第一阈值的变化大于第二抖动矩阵26A的周围区域中的第二阈值的变化。换言之，当包含在第一抖动矩阵24A中的多个第一阈值和包含在第二抖动矩阵26A中的多个第二阈值分别顺序地从高亮侧到阴影侧对齐时，i)在中间灰度的高亮侧上第一阈值的变化小于第二阈值的变化，且ii)在中间灰度的阴影侧上第一阈值的变化大于第二阈值的变化。

[0135] 举例而言，在图11A中，当第一阈值从高亮侧向阴影侧对齐时，第一阈值对齐成“…,19,14,9,3,1”。而且，例如在图11B中，当第二阈值从高亮侧向阴影侧对齐时，第二阈值对齐成“…,11,8,5,3,1”。此时，在中间灰度的阴影侧上，第一阈值的变化(例如，相邻阈值之间的总差异：18＝(19-14)+(14-9)+(9-3)+(3-1))大于第二阈值的变化(例如，相邻阈值之间的总差异：10＝(11-8)+(8-5)+(5-3)+(3-1))。阈值中的变化可以不由相邻阈值之间的差异而由另一统计数值(例如分布或标准偏差)来评估。

[0136] 中间灰度是在高亮侧最远灰度范围(第一范围)和阴影侧最远灰度范围(第二范围)之间的中间范围中的灰度。举例而言，中间灰度可以是高亮侧最远灰度和阴影侧最远灰度中间的灰度(例如8比特形式的127和128)，也可以是从该中间灰度转向高亮侧或阴影侧的灰度(例如8比特形式的100、150等等)。第一范围是灰度值等于或大于第一预定值的范围(例如8比特形式的192)。此外，第二范围是灰度值等于或小于第二预定值且小于第一预定值的范围(例如8比特形式的64)。

[0137] [2-3.第一点图案和第二点图案]

[0138] 然后，参照图12和图13来描述第一点图案20A和第二点图案22A。图12是示意性地示出根据本发明第二实施例的第一点图案20A和第二点图案22A发展的示意图。图13是示出原始图像中每个区域的灰度与二值化图像中点图案的面积之间的关系的曲线图。

[0139] 如图12和图13所示，相对于原始图像16的每个区域中的灰度值变化的第一点图案20A的面积的变化率不同于相对于该灰度值变化的第二点图案22A的面积的变化率。具体地，当在原始图像16的每个区域中的灰度值从高亮侧的灰度变化到中间灰度时，第一点图案20A的面积的增长率大于第二点图案22A的面积的增长率。相反地，当在原始图像16的每个区域中的灰度值从中间灰度变化到阴影侧的灰度时，第一点图案20A的面积的增长率小于第二点图案22A的面积的增长率。

[0140] 由于第一抖动矩阵24A和第二抖动矩阵26A之间的差异会产生第一点图案20A和第二点图案22A的面积增长率之间的差异。具体地，由于位于第二抖动矩阵26A的中心区域中的高亮侧上的阈值变化相对较大，因此当原始图像16的每个区域中的灰度值从高亮侧的灰度变化到中间灰度时，第二点图案22A的面积增长率变得小于第一点图案20A的面积增长率。相反地，由于位于第一抖动矩阵24A的周围区域中的阴影侧上的阈值变化相对较大，因此当原始图像16的每个区域中的灰度值从中间灰度变化到阴影侧的灰度时，第一点图案24A的面积增长率变得小于第二点图案22A的面积增长率。

[0141] 如图13所示，随着原始图像16的每个区域的灰度值从高亮侧变化到阴影侧，第一点图案20A和第二点图案22A的面积都单调增加。此处，面积的单调增加表示面积没有减少。

[0142] 此外，在由用于指示原始图像16的每个区域的灰度的横轴和用于指示点图案面积的竖轴定义的二维笛卡尔坐标系统中，i)第一点图案20A的面积近似于向上凸出的曲线，且ii)第二点图案的面积近似于向下凸出的曲线。

[0143] 举例而言，如果原始图像16的灰度乘以a(a为任意值)以与原始图像的灰度保持一致，则第一点图案20A的面积和第二点图案22A的面积的平均值或总和可乘以a。换言之，原始图像16的灰度与所述第一点图案20A的面积和第二点图案22A的面积的平均值或总和成比例关系。例如，如图13所示，第一点图案的面积和第二点图案的面积的平均值由穿过其灰度值为255的点和其灰度值为0的点的直线表示，其中，灰度值为255的点在高亮侧的最远端且对应面积为0，是最小值，且灰度值为0的点在阴影侧的最远端且对应面积为Smax，是最大值。

[0144] 在本发明的第二实施例中，可以获得以下一个或更多个效果，如上，根据本发明的一个或更多个实施例的打印机2A，相对于原始图像16的灰度变化的面积的变化率在第一点图案20A和第二点图案22A之间存在不同。因此，可由第一点图案20A和第二点图案22A的组合来表示原始图像16的灰度变化，且可在二值化图像中高精度地表示原始图像16的灰度。

[0145] 此外，根据本发明的一个或更多个实施例的打印机2A，当原始图像16从高亮侧的灰度变化到中间灰度时，可使第二点图案22A的面积的变化率小于第一点图案20A的面积的变化率。换言之，在高亮侧，可使用第二点图案22A高分辨率地表示灰度。同时，当原始图像16从中间灰度变化到阴影侧的灰度时，可使得第一点图案20A的面积的变化率小于第二点图案22A的面积的变化率。换言之，在阴影侧，可使用第一点图案22A高分辨率地表示灰度。
因此，通过结合第一点图案20A和第二点图案22A，可在宽范围中从高亮侧到阴影侧高分辨率地表示灰度，且可在二值化图像中以更高精度表示原始图像16的灰度。

[0146] 举例而言，图14A是示出原始图像的示例的示意图。图14B是示出在相当的示例中的二值化图像示例的示意图。换言之，图14B是使用任意一种类型的抖动矩阵通过执行半色调处理从原始图像生成的二值化图像的示例。图14C是示出根据本发明第二实施例的二值化图像示例的示意图。显然，图14C的区域132中的灰度较图14B的区域131而言更优。从放大的示意图中可以清楚的看出，在图14B中的灰度是由一种类型的点图案来表示而图14C中的灰度是由具有不同面积变化率的两种类型的点图案的结合来表示，这具有一个或更多个效果。

[0147] 此外，根据本发明的一个或更多个实施例的打印机2A，随着原始图像16的每个区域的灰度从高亮侧变化到阴影侧，第一点图案20A和第二点图案22A各自的面积可单调地增加。因此，可以避免点图案的面积相对于原始图像16的灰度变化而不自然的改变，且可以在二值化图像中更高精度地表示原始图像16的灰度。

[0148] 此外，根据本发明的一个或更多个实施例的打印机2A，第一点图案20A的面积和第二点图案22A的面积可近似于向上凸出的曲线和向下凸出的曲线。因此，点图案的面积可相对于原始图像16的灰度变化而平滑的变化，且可以在二值化图像中更高精度地表示原始图像16的灰度。

[0149] 根据本发明的一个或更多个实施例的打印机2A，当原始图像从高亮侧的灰度变化到中间灰度时，第二点图案22A的面积变化率可保持为低于第一点图案20A的面积变化率。换言之，在高亮侧，可使用第二点图案22A以高分辨率表示灰度。同时，当原始图像从中间灰度变化到阴影侧的灰度时，第一点图案20A的面积变化率可保持为低于第二点图案22A的面积变化率。换言之，在阴影侧，可使用第一点图案20A以高分辨率表示灰度。因此，通过结合第一点图案20A和第二点图案22A，可在宽范围内从高亮侧到阴影侧以高分辨率表示灰度，且可在二值化图像中更高精度地表示原始图像的灰度。

[0150] 此外，根据本发明的一个或更多个实施例的打印机2A，其中形成有第一点图案20A的第一单元和其中形成有第二点图案22A的第二单元可布置于矩阵中，在行方向和列方向上交替对齐。因此，可以避免由于第一点图案20A和第二点图案22A的不均匀分布造成的二值化图像的灰度波动，且可在二值化图像中更高精度地表示原始图像的灰度。

[0151] (第三实施例)

[0152] 然后，以下将描述本发明的第三实施例。本发明的第三实施例与本发明的第一和第二实施例的不同之处在于：在抖动矩阵上叠加了噪声分量。以下将围绕与本发明第一和第二实施例不同的点来描述本发明的第三实施例。采用相同的附图标记对与本发明第一和第二实施例基本相同的部件进行标注，且可省略其描述。

[0153] (3-1.打印机的功能配置)

[0154] 然后，以下将参考图15来描述根据本发明第三实施例的打印机2B的功能配置。图15是示出根据本发明第三实施例的打印机2B的功能配置的方框示意图。

[0155] 如图15所示，根据本发明第三实施例的打印机2B包括获取单元8、生成单元10B、存储单元12B以及打印单元14。

[0156] 生成单元10B使用包括第一抖动矩阵24B和第二抖动矩阵26B的多个抖动矩阵中的任意一个、通过在原始图像16的多个区域19中的每一个上执行半色调处理来从原始图像16中生成二值化图像4B。

[0157] 存储单元12B存储第一抖动矩阵24B和第二抖动矩阵26B。第一抖动矩阵24B和第二抖动矩阵26B是叠加了噪声的本发明第二实施例中的第一抖动矩阵24A和第二抖动矩阵26A。换言之，第一抖动矩阵24B是将噪声值添加到包含在第一抖动矩阵24A中的多个第一阈值上。而且，第二抖动矩阵26B是将噪声值添加到包含在第二抖动矩阵26A中的多个第二阈值上。

[0158] 噪声分量例如是均匀随机数。换言之，噪声分量是根据连续均匀分布而给出的随机数。具体地，噪声分量是在中心附近间隔中相同概率下的随机数，例如0(例如，不小于-2且不大于2)。

[0159] 此外，噪声分量可以是正态随机数。换言之，噪声分量是根据正态分布而给出的随机数。具体地，噪声分量是根据例如由平均值μ(例如，μ＝0)和分布σ2(例如，σ2＝1)定义的正态分布N(μ,σ2)在某概率下的随机数。

[0160] 如上，根据本发明的一个或更多个实施例的打印机2B，可在半色调处理中使用叠加有噪声分量的多个抖动矩阵，且可在二值化图像中更高精度地表示原始图像16的灰度。

[0161] 举例而言，在其中其灰度从0灰度到255的灰度图像(原始图像)是使用一种类型的抖动矩阵进行半色调处理的情况下，原始图像和二值化图像之间的平均误差值是80.82。同时，在其中如本发明第二实施例一样使用两种类型的抖动矩阵来执行半色调处理的情况下，原始图像和二值化图像之间的平均误差值改进到80.11。然后，在其中如本发明一个或更多个实施例一样使用叠加有均匀随机数的两种类型的抖动矩阵来执行半色调处理的情况下，原始图像和二值化图像之间的平均误差值进一步改进到80.07。此外，在其中使用叠加有正态随机数的两种类型的抖动矩阵来执行半色调处理的情况下，原始图像和二值化图像之间的平均误差值进一步改进到80.05。此处，通过将原始图像和二值化图像之间相应像素之间的绝对值之差的总和除以像素计数来计算平均误差值。

[0162] (第四实施例)

[0163] 然后，以下将描述本发明的第四实施例。本发明第四实施例与本发明第一至第三实施例之间的不同之处在于：根据原始图像的每个区域的噪声分量被叠加到在该区域的半色调处理中使用的抖动矩阵上。以下将围绕不同于本发明第一至第三实施例的点来描述本发明的第四实施例。使用相同的附图标记来对与本发明第一至第三实施例中基本相同的部件进行标注，且省略其描述。

[0164] (4-1.打印机的功能配置)

[0165] 然后，将参照图16来描述根据本发明第四实施例的打印机2C的功能配置。图16是示出根据本发明第四实施例的打印机2C的功能配置的方框示意图。

[0166] 如图16所示，打印机2C包括获取单元8、生成单元10C、存储单元12A以及打印单元14。

[0167] 生成单元10C使用包括第一抖动矩阵和第二抖动矩阵的多个抖动矩阵中的任意一个、通过在原始图像16的多个区域19中的每一个上执行半色调处理来从原始图像16中生成二值化图像4C。此时，对于原始图像16中的每个区域，生成单元10C将根据该每个区域的噪声分量叠加到在该每个区域的半色调处理中使用的抖动矩阵上。因此，在半色调处理中对于每个区域使用叠加有噪声分量的抖动矩阵。

[0168] (4-2.根据打印机的处理流程)

[0169] 此处，参考图17来描述本发明的一个或更多个实施例中的在图6A中的步骤S6处的半色调处理的细节。图17是示出根据本发明第四实施例的打印机2C的半色调处理细节的流程图。在图17中，采用相同的附图标记来标注与图6B基本相同的步骤，且省略其描述。

[0170] 首先，当在步骤S66出计算完抖动矩阵的参考位置(Dpx，Dpy)之后，生成单元10C将噪声分量叠加到该参考位置的抖动矩阵的值上(S161)。举例而言，生成单元10C将使用i与j之和作为随机种子而得到的噪声分量添加到该参考位置的抖动矩阵的值上。噪声分量例如是均匀随机数、正态随机数等等。

[0171] 使用叠加有噪声分量的抖动矩阵，在目标像素上执行二值化处理(S67)。

[0172] 如上，根据本发明第四实施例的打印机2C，可将噪声分量叠加到多个抖动矩阵上，且可在二值化图像中更高精度地表示原始图像的灰度。

[0173] 此外，根据本发明第四实施例的打印机2C，对于每个区域，可将根据该每个区域的噪声分量叠加到抖动矩阵上。因此，可以增加点图案类型的数量，且可在二值化图像中更高精度地表示原始图像的灰度。

[0174] 此外，根据本发明第四实施例的打印机2C，可使用均匀随机数或正态随机数作为噪声分量，可在二值化图像中更高精度地表示原始图像的灰度，且可容易地在抖动矩阵上叠加噪声分量。

[0175] (其它实施例)

[0176] 以上描述了根据本发明一个或更多个实施例的作为图像处理装置示例的打印机，但本发明不限于此。例如，可视情况组合本发明的第一至第四实施例。

[0177] 举例而言，可组合本发明的第一实施例和本发明第二至第四实施例中的任一个。具体地，在本发明的第二至第四实施例中，当原始图像的每个区域中的灰度值从高亮侧变化到阴影侧时，第二点图案可从第二单元的周围区域扩大到第二单元的中心区域。因此，可降低二值化图像中的可感知的粗糙度且改进灰度。

[0178] 举例而言，可将本发明第一实施例的变型示例应用到本发明第二至第四实施例中的任何一个上。具体地，在本发明的第二至第四实施例中，可使用由整合第一抖动矩阵和第二抖动矩阵而得到的整合抖动矩阵来执行半色调处理。

[0179] 举例而言，在上述每个实施例中，打印机是激光打印机但不限于此，其也可以是例如喷墨打印机、多功能外围/打印机(MFP)等等。在当打印机2是MFP的情况下，获取单元8可获取由扫描器读取的原始图像16。此外，在当打印机是MFP的情况下，打印单元14可通过在合适的时间点将黑色墨水从记录头释放向纸张6上同时使记录头(未示出)在基本垂直于纸张6传送方向的方向上往复运动来在纸张6上形成大量的点图案。

[0180] 此外，在本发明的第一至第四实施例中，描述了其中图像处理装置是打印机的情况，但本发明不限于此。图像处理装置可以是诸如智能手机或平板电脑的移动终端。在这种情况下，生成的二值化图像可输出到打印机或显示在显示单元上。

[0181] 举例而言，在本发明的第一至第四实施例中，在二值化图像4中形成两种类型的点图案，但本发明不限于此；例如还可形成三种或更多种类型的点图案。换言之，可使用三个或更多个抖动矩阵来执行半色调处理。

[0182] 举例而言，在本发明的第一至第四实施例中，一对相邻的第一点图案在分别从多个单元的行方向和列方向倾斜45度的方向上对齐布置，但本发明不限于此。这些点图案可以在以任何角度(例如，30度)倾斜的方向上对齐布置。相似地，对于第二点图案而言，它们可以在从多个单元的行方向和列方向倾斜任何角度(例如，30度)的方向上对齐布置。

[0183] 此外，以上的图像处理装置可配置为具体由微处理器、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、显示单元、键盘、鼠标等配置的计算机系统。计算机程序存储在ROM或硬盘驱动器上。图像处理装置通过微处理器根据计算机程序的操作来获取其功能。此处，计算机程序由多个指令代码的组合来配置，该代码组合用于向计算机指示指令以获得预定的功能。

[0184] 此外，用于配置上述图像处理装置的部件的一部分或整体可由一系统大规模集成电路(LSI)来配置。系统LSI是通过将多个配置单元集成到一个芯片上而生产的超级-多功能LSI，且其包括配置有例如微处理器、ROM、RAM等的计算机系统。在这种情况下，计算机程序存储在ROM中。该系统LSI通过微处理器根据计算机程序的操作来获取其功能。

[0185] 此外，在LSI产品后，集成电路可以使用可对其编程的现场可编程门阵列(FPGA)。

[0186] 此外，用于配置上述图像处理装置的部件的一部分或整体可由独立的模块或可从图像处理装置移除的智能(IC)卡来配置。IC卡或模块是由微处理器、ROM、RAM等配置的计算机系统。IC卡或模块可包括上述的超级-多功能LSI。IC卡或模块通过微处理器根据计算机程序的操作来获取其功能。这种IC卡或模块可具有抗干扰性。

[0187] 此外，本发明的一个或更多个实施例可以是上述的方法。此外，本发明的一个或更多个实施例可以是通过含有上述计算机程序的计算机或数字信号来实现该方法的计算机程序。

[0188] 此外，本发明的一个或更多个实施例可以是上述计算机程序和上述数字信号在计算机可读、非瞬时记录媒体(例如软盘、硬盘、只读光盘驱动器(CD-ROM)、磁光盘(MO)、数字化视频光盘(DVD)、数字只读光盘存储器(DVD-ROM)、数字随机光盘存储器(DVD-RAM)、蓝光光盘(BD，注册商标)或半导体存储器)上的记录。此外，本发明的一个或更多个实施例可以是记录在如此非瞬时记录媒体上的上述数字信号。

[0189] 此外，本发明的一个或更多个实施例可以是通过网络(由电信线路、无线或有线通信线路和互联网表示)、数字广播等传送的上述计算机程序或上述数字信号。

[0190] 此外，本发明的一个或更多个实施例可以是包括微处理器和存储器的计算机系统，其中上述存储器存储有上述计算机程序且上述微处理器根据上述计算机程序进行操作。

[0191] 此外，还可以通过将上述程序或上述数字信号记录到上述非瞬时记录媒体上、且通过由上述网络等来传送该媒体或传送上述程序或上述数字信号来由另一独立的计算机系统实现。

[0192] 尽管仅仅参照有限数量的实施例描述了本发明，但受益于本发明的本领域的技术人员将了解在不脱离本发明范围的情况下可设计其它各种实施例。因此，本发明的范围应该仅仅受限于所附权利要求。

[0193] 2,2A,2B,2C 打印机

[0194] 4,4A,4B,4C 二值化图像

[0195] 6 纸张

[0196] 8 获取单元

[0197] 10,10A,10B,10C 生成单元

[0198] 12,12A,12B 存储单元

[0199] 14 打印单元

[0200] 16 原始图像

[0201] 18,28 像素

[0202] 19 区域

[0203] 20,20A 第一点图案

[0204] 22,22A 第二点图案

[0205] 24,24A,24B 第一抖动矩阵

[0206] 25 整合抖动矩阵

[0207] 26,26A,26B 第二抖动矩阵

[0208] 30,30A 单元