圖像形成裝置及方法
2023-04-27 15:38:41
專利名稱：圖像形成裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種圖像處理裝置，其通過將色分解後的多值圖像數據變換成各色的網點圖像，並使這些網點圖像疊加，來再現全色圖像。
背景技術：
作為使用了網屏(halftone screen)的灰度再現中的二值化技術，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成的矩陣來製作網板結構。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的對應關係。然後，通過ON/OFF多個鄰接象素來生成網點，根據其網點的大小進行灰度再現。然後，在彩色再現中，通過使各色的加網角度(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，由於使其角度不同的各色網板的幹涉，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點結構而引起的空間頻率上的問題，對於圖1所示的網點(halftone dot)配置，定義在非專利文獻1(A.Rosenfeld·A.C.Kak著、長尾真監譯、「數字圖像處理」、近代科學社、P.71-73(4.1.2節)(1976、Academic Press、美國、1978、近代科學社))中講解的基準矢量。該圖涉及在印刷領域中廣泛使用的、按大約30度間隔(M74°、C+16°、K+45°)的加網角度優先配置M(magenta，品紅色)、C(cyan，青色)、K(black，黑色)，並將Y(黃色)配置為0°加網角度的這樣一種網板設置。圖1的例子示出各色的網板點配置為正方網格的情況。圖1示出各色的網板中鄰接的2×2個的網點100、102、104、106的配置和與其相對應的基準矢量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的網點結構的網點100-0延伸到相鄰的網點100-1、100-2的矢量。
根據該基準矢量可以定義網點結構的空間頻譜。若作為一般式記述，則對於基準矢量r1、r2，定義了空間頻率區域的相反基準矢量w1、w2，w1和w2滿足關係ri·wj＝0(i≠j時，其中，i、j是1或2)、ri·wj＝1(i＝j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。關於這些基準矢量和空間頻譜，在非專利文獻1(A.Rosenfeld·A.C.Kak著、長尾真監譯、「數字圖像處理」、近代科學社、P.71-73(4.1.2節)(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於網屏的加網矢量。
圖2是繪製了與圖1的例子相同的4色加網設置的基準矢量的圖，是以2400dpi(Dot Per Inch，每英寸點數)的解析度設計的1651pi(Lines Per Inch，即，每英寸行數)左右的例子。在該圖中，一個網格的寬度與2400dpi的2個象素對應。圖3是將根據該加網設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的空間頻譜)繪製的圖。
圖4中示出按圖2的基準矢量規定的M、C、Y、K各色的加網點陣圖形。圖5中示出重疊了這些各色的加網點陣圖形的狀態。在與圖2的基準矢量對應的加網設置中，由於按大約30度間隔優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，難以產生二次合成色(secondary color)莫爾條紋(參照(3)、(4))。此外，由於Y和K的加網矢量之間的間隔也寬，故難以發生莫爾條紋(參照(2))。對此，在加網矢量鄰近的Y、C的二次合成色G(綠色)和Y、M的二次合成色R(紅色)中產生稱作47lpi的低頻莫爾條紋，成為圖像質量缺陷(參照(1))。從而，在重疊了這些Y、M、C的網板的情況下，也出現低頻莫爾條紋(參照(5))。
對於這樣的問題，以往在著重人的膚色再現的印刷物等中採用了替換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」、印刷技術協會監修、第4章(1992)))。但是，這僅替換了發生莫爾條紋的色，沒有解決本質問題。
作為其他現有技術，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，鄰接的加網矢量彼此之間按大致22.5°的間隔配置)的正方網格的加網設置。圖6示出按照該方式的2400dpi、170lpi的加網設置的基準矢量。圖7是將與圖6的加網設置對應的空間頻譜分成基本頻譜和二次頻譜而繪製的圖。在該例中，由於將處理解析度設為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整為63lpi，將M-K之間、C-K之間的莫爾條紋周期調整為71lpi。圖8A示出這時的網板點陣圖形例，圖8B示出重疊了這些網板時的莫爾條紋圖形。如圖8B的(1)、(2)、(3)所示，在2色的網板的疊加中，沒有出現明顯的低頻莫爾條紋。
這樣用圖6的基準矢量示出的現有加網設置中，2色間的莫爾條紋問題不明顯。但是，在數字圖像處理中，由於不能將網點配置完全地劃分均等，故有因3色間的網板周期的剩餘成分而產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有加網設置中，也有同樣的3色疊加時產生低頻莫爾條紋的問題。參照圖9說明該問題。
圖9是繪製了圖2和圖6的加網設置中M、C、K成分的加網矢量關係的圖，(a)對應於圖2，(b)對應於圖6。例如，(a)中左側的矢量顯示示出圖3中示出的各色的加網矢量，右側的矢量顯示示出平行移動其中的K1、K2，使得接近M、C的加網矢量前端的狀態。(b)是對圖7的加網矢量進行了同樣顯示的圖。如圖9中用圓圈出的範圍所示，K的加網矢量比連結M、C的2個矢量的前端2點長。從而，在上述各現有方式中，M、C、K的3色的加網矢量不形成閉合三角形。象這樣3色的加網矢量沒有形成閉合三角形的情況下，且合成了3色的網板的情況下，由於超出三角形範圍的矢量成分(稱作剩餘成分)，相互稍微不同的玫瑰圖形(rosette pattern)按緩慢的周期反覆產生低頻莫爾條紋。圖5的(6)中示出與圖2的加網設置對應的M-C-K的玫瑰圖形，圖8B的(4)中示出與圖6的加網設置對應的M-C-K的玫瑰圖形。
對於這樣的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色的加網矢量成為閉合三角形，可以降低因3色間的加網矢量的剩餘成分而產生的低頻莫爾條紋的技術。圖10示出該專利文獻1和專利文獻2方式的加網矢量的基準矢量，圖11示出加網矢量。該例子是2400dpi、170～190lpi的加網設置的例子。根據該方式，如圖12所示，M、C、K的3色的加網矢量形成閉合三角形，沒有超出三角形範圍的矢量的剩餘成分。圖13A示出該加網設置中的點陣圖形的例子，圖13B示出重疊了這些網板時的莫爾條紋圖形。如圖13B中所示，在該方式中，網板疊加生成的莫爾條紋是高頻波，不出現顯眼的低頻莫爾條紋。
以上，是涉及使用了正方網格的網屏的彩色再現的現有技術。對此，在數字半調色(digital halftone)技術領域中，在用於單色灰度再現的網屏設計中，作為提高網點配置的自由度的方法，提出了使用斜交網格點的方案。(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、長尾真監譯、「數字圖像處理」、近代科學社、P.71-73(4.1.2節)(1976、Academic Press、美國、1978、近代科學社)；非專利文獻2Peter·Fink著、「Postscript Screening」、印刷技術協會監修、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色的加網配置。關於該第4色的配置，現有技術中使用例如(1)將Y配置成與K相同的加網角度的方式、(2)將Y配置成M和C的中間加網角度的方式。但是，(1)的方式中由於Y和K的網點圖形全部變成相同圖形，故有因這2色的配準(registration)誤差而引起的色調變化變明顯的問題。此外，(2)的方式與結果圖2的現有方式相同，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格的網點設計法。上述文獻中沒有暗示關於疊加各色網格的彩色圖像中應用斜交網格。若使用斜交網格，則雖然增加加網角度的設計自由度，但是在與基本頻譜的頻率成分相近的頻帶中產生因2個基本頻譜之間的和或差而產生的二次頻譜。從而，即使進行基本頻譜之間的低頻莫爾條紋少的網板設計，有時也因二次頻譜成分而產生低頻莫爾條紋。因此，沒有開發出在彩色再現中有效使用斜交網格系統的加網設置。
發明內容
本發明的圖像形成裝置用由各色網屏構成的加網設置來數字地再現彩色圖像，其特徵在於，上述加網設置中的第1色網屏和第2色網屏，滿足下述關係，即，根據各自網點配置的兩個方向基準矢量規定的空間頻率區域的2個加網矢量中，第1矢量彼此平行，第2矢量彼此不平行。
此外，在本發明的最佳方式中，上述第1色網屏和第2色網屏進一步滿足上述第1矢量彼此的大小相等的關係。
另外，在最佳方式中，上述第1色網屏和第2色網屏中至少一方是斜交網格網板。
圖1是用於說明網點配置的基準矢量的圖。
圖2是示出現有的代表性4色加網設置的基準矢量群的圖。
圖3是示出與圖2的基準矢量對應的空間頻率區域的基本頻譜和二次頻譜的圖。
圖4是示出根據圖2的基準矢量群規定的M、C、Y、K各色的網屏的圖。
圖5是用於說明使根據圖2的基準矢量群規定的網屏彼此疊加時的狀況的圖。
圖6是示出現有的4色加網設置的另外的例子的基準矢量群的圖。
圖7是示出與圖6的基準矢量對應的空間頻率區域的基本頻譜和二次頻譜的圖。
圖8是示出根據圖6的基準矢量群規定的網屏和使這些網板疊加時的狀況的圖。
圖9是用於說明圖2和圖6的加網設置中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有的3色加網設置的基準矢量群的圖。
圖11是示出與圖10的基準矢量對應的空間頻率區域的基本頻譜和二次頻譜的圖。
圖12是示出圖10的加網設置的網板頻譜構成閉合三角形的圖。
圖13是示出根據圖10的基準矢量群規定的網屏和使這些網板疊加時的狀況的圖。
圖14是示出實施方式的加網設置的基本構思的圖。
圖15是示出將基本構思具體化的第一例的加網設置的基準頻譜群的圖。
圖16是示出構成第一例的加網設置的M、C、Y、K各色的網板的網點圖形的圖。
圖17是示出第一例的加網設置的各色的網點結構的空間頻譜的示圖的圖。
圖18是示出第一例的加網設置中的各色空間頻譜的共用關係和與這些各空間頻譜對應的加網矢量彼此之間關係的圖。
圖19是示出第一例的加網設置中的各色網點圖形疊加狀態的圖。
圖20是示出與第一例加網設置的K色網板對應的閾值表一例的圖。
圖21是示出使用了按照本實施方式設計的加網設置的印表機概略結構的圖。
圖22是示出第二例加網設置的各網屏的基準矢量的圖。
圖23是示出構成第二例加網設置的M、C、Y、K各色網板網點圖形的圖。
圖24是示出第二例加網設置的各色網點結構空間頻譜的示圖的圖。
圖25是示出第二例加網設置中的各色空間頻譜的共用關係和與這些各空間頻譜對應的加網矢量彼此之間關係的圖。
圖26是示出第二例加網設置中的各色網點圖形疊加狀態的圖。
圖27是示出第三例加網設置的各網屏的基準矢量的圖。
圖28是示出構成第三例加網設置的M、C、Y、K各色網板網點圖形的圖。
圖29是示出第三例加網設置的各色網點結構空間頻譜的示圖的圖。
圖30是示出第三例加網設置中的各色空間頻譜的共用關係和與這些各空間頻譜對應的加網矢量彼此之間關係的圖。
圖31是示出第三例加網設置中的各色的點圖形的疊加狀態的圖。
圖32是用於說明在相同方向上延伸的網點列的網點間距相同的網屏彼此疊加的問題的圖。
具體實施例方式
以下，基於附圖對本發明的實施的方式(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色版加網設置的基本方案。
該方案的一點是，設定4色網屏中至少2個成為「各自的2個加網矢量中的一方平行，另一方不平行」這樣的關係。在此，加網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，與網屏中的網點配置的空間頻率成分對應。
圖14的(a)中示出的網屏200a和(b)中示出的網屏200b滿足該關係。
(a)中示出的網屏200a具有網點(dot)210a的間距為Pa的正方網格網點排列。矢量ra1、ra2是該網點排列的兩個方向基準矢量，對於排列的各方向成為連接鄰接點之間的矢量。表示網點排列的空間頻率的加網矢量w1、w2，對於這些基準矢量r1、r2，滿足關係ri·wj＝0(i≠j時，其中，i、j是1或2)、ri·wj＝1(i＝j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的關係也一樣。從而，(a)的網點排列的一個加網矢量wa2如圖所示，與基準矢量ra1垂直。
(b)中示出的網屏200b具有斜交網格網點排列。該網點排列的基準矢量rb1、rb2中，基準矢量rb1在網屏200b中的加網角度，以與網屏200a的基準矢量ra1平行的方式設定。從而，與基準矢量rb1垂直的加網矢量wb2就與網板200a的加網矢量wa2平行。對此，由於網板200b的基準矢量rb2與網板200a的基準矢量ra2不平行，故這些各自垂直的加網矢量wb1與wa2不平行。
若使4色的網屏中至少2色的網板滿足這樣的關係，就能夠在相同方向上重疊空間頻率區域中的4色的加網矢量(共計8個)中的至少2個。從而，可以使這些重疊的加網矢量以外的加網矢量彼此的角度間隔比圖3和圖9中示出的現有技術中的間隔寬。從而，根據本實施方式，可以比現有的4色加網設置擴寬4色網屏的空間頻譜之間的間隔。
本實施方式的第二點是，使滿足「加網矢量中的一方平行，另一方不平行」這樣的關係的2個網屏，進一步滿足平行的加網矢量的大小相等的關係。即，在這兩個網板之間，一方加網矢量一致，另一方加網矢量不一致(不平行)。
所述圖14的網屏200a和200b也滿足該關係。即，加網矢量wa2和wb2為相等的矢量。該情況下，根據加網矢量的定義，成立下式|wa2|＝1/{|ra2|sinθa}＝1/|ra2| (θa＝90°)；|wb2|＝1/{|rb2|sinθb}，由於|wa2|＝|wb2|，故|ra2|＝|rb2|sinθb。這就意味著，在網屏200a與200b之間，與基準矢量ra1＝rb1平行的網點的排列，在基準矢量ra2的方向上按相同的間隔排列。即，在加網矢量wa2與wb2相等的情況下，若使這2個網屏200a與200b疊加，就成為如圖(c)中示出的疊加狀態。
如上，若使2色的網屏200a和200b滿足所謂的「加網矢量的一方一致，另一方不一致」這樣的關係，就成為這些網屏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係。由於滿足這樣的關係，可以比現有技術減少加網設置的基本頻帶中相互不同的空間頻譜的數量。這就意味著可以比現有技術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「加網矢量的一方一致，另一方不一致」這樣的關係的2個網屏中，相同方向的網點排列的網點間距不同。圖14的例子也滿足該條件。即，網屏200a的矢量ra1方向的網點間距Pa與網屏200b的矢量rb1(＝ra1)方向的網點間距Pb不相等。
在使2個網屏的加網矢量彼此一致的情況下，如圖14(c)所示，二維矩陣狀網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個網屏的網點排列若相同，則因配準誤差而產生的色調變化就變得明顯。對此，如第三點所述，在兩網板中若使在相同方向上延伸的網點列的網點間距不同，就可以緩和因配準誤差而產生的色調變化。
用圖15～圖19，對根據以上說明的本實施方式的構思的具體網屏設置的第一例進行說明。
圖15是示出該加網設置的各網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。該加網設置是按2400dpi的解析度、基本頻帶為170～190lpi的4色網板設置。
所謂基本頻帶，指在與基準矢量對應的空間頻譜(若是4色網板，就每1色兩個，共計8個)中，網板lpi數換算得到的從最大頻率至最小頻率的頻帶。該基本頻帶在再現的彩色圖像中成為主要頻率成分。以下，將與基準矢量對應的空間頻譜稱作基本頻譜。在空間頻率示圖(參照圖17等)中，連結從原點到基本頻譜的示出點的矢量是上述的加網矢量。再有，在網點結構的空間頻譜中，除上述的基本頻譜之外，存在用同色的加網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個網格對應2個象素，各點的坐標值是指設1個網格的寬度為1時的坐標值。從該基準矢量群的關係可知，在該加網設置中，Y和K的網屏是斜交網格，M和C的網屏為正方網格。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)示出構成該加網設置的M、C、Y、K各色的網板網點圖形。
圖17是按圖15的基準矢量群規定的加網設置的、示出各色的網點結構空間頻譜的示圖。圖17中示出的2個示圖中，左側示圖示出存在於基本頻帶內的空間頻譜，右側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示出各色的加網矢量，這些各加網矢量的終點的坐標表示該加網設置的基本頻譜。此外，矢量M3是加網矢量M1和M2的和，矢量M4是加網矢量M1和M2的差。M1和M2的正負符號是為了將M4繪製在空間頻率空間的右側180度的區域中而設定的，在相反的情況下，成為180度逆向的矢量，但在物理上相同。對於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設置的二次頻譜。再有，以下，為了易於表示空間頻率空間(u-v空間)中的矢量與空間頻譜的對應關係，將與加網矢量M1對應的空間頻譜稱作頻譜M1，用相同符號表示相互對應的矢量和空間頻譜。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個數值中，左側表示該矢量示出的頻譜的空間頻率，右側示出該矢量與u軸形成的角度。空間頻率用網板lpi數的單位示出。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，在該第一例的加網設置中，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)示出該設置中4色間頻譜的共用關係。此外，在該設置中，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。
該加網設置中，在基本頻帶內，相互不同的空間頻譜僅有M1(＝K1)、Y1、C1(＝K3)、M2(＝Y3)、K2、C2(＝Y2)共計6個。與此相對，現有的4色加網設置如圖3和圖7所示，在基本頻帶內存在8個空間頻譜。從而，在該第一例的加網設置中，在基本頻帶內，可以比現有技術擴寬不同的空間頻譜之間的間隔，其結果，可以比現有技術更高地設定按2色間的加網矢量之間的距離決定的2色間莫爾條紋的頻率。
在該第一例的加網設置中，對於從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。該值比設定為相同的170lpi左右的lpi數的、圖3和圖7的現有加網設置的2色間莫爾條紋的頻率高。即，該第一例的加網設置與現有技術相比，其2色間莫爾條紋不顯眼。
此外，在該第一例的加網設置中，如圖18(c)所示，與基本頻譜對應的8個加網矢量M1、M2、C1、C2、Y1、Y2、K1、K2構成2個閉合的三角形。換言之，在與基本頻譜對應的加網矢量中，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的加網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色版的加網設置同樣的原理，可以緩和疊加3色的網板時的低頻莫爾條紋。即，在該第一例的加網設置中，在4色版中，對於從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餘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色板加網設置同等的程度。
圖19中示出該第一例加網設置中的各色網點圖形疊加狀態。從該圖可知，不論在疊加了2色的網板的情況下還是疊加了3色的網板的情況下，也不出現明顯的低頻莫爾條紋和玫瑰圖形。
此外，在該第一例的加網設置中，由於在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點列的網點間距不同。從而，可以緩和M-K之間和C-Y之間網板疊加時的因配準誤差而引起的色調變化。
相對於此，2個網板在相同方向上延伸的網點列的網點間距相同時，成為圖32中示出的關係。在圖32中，(1)示出該第一例加網設置的Y的網點圖形(基準矢量(10、-10)、(15、5))，(2)示出圖2的現有例的K的網點圖形(基準矢量(10、-10)、(10、10))。由於這兩個網點圖形作為空間頻譜，其170lpi且45°的成分一致，因此實現了頻譜共用。但是，由於同一直線上的網點間距相等，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，兩網板的網點就完全重合，在其間的掃描線中，兩網板的網點完全偏置。象這樣的加網設置不僅在視覺上鮮明，而且使因網點的位置偏移引起的二次合成色的色調變化增加。
該第一例的4色的加網設置通過使用圖20A中示出的閾值表，可以安裝在數字圖像形成系統中。該閾值表與第一例加網設置的K色的網屏對應。
與一個網屏對應的閾值表中，只要決定其網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製成。
例如，圖15中示出的第一例的加網設置的K色網板，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)的矢量設為基準矢量。將用二維瓷磚的重複表現了該基準矢量的重複的部分稱作荷蘭瓷磚(Holladay Tile)或荷蘭循環矩陣，不管是正交網格系統還是斜交網格系統，幾乎都能用它表現所有的網點配置(參照非專利文獻3)。在圖20中示出的閾值表的情況下，通過用轉換係數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)重複40×5的200象素的瓷磚300，來處理圖像全部區域(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，設輸入圖像數據比閾值大的象素為ON，其他象素為OFF，就可根據輸入圖像數據調製網點的面積。在圖20A中，畫了陰影線的象素群，在輸入圖像數據值為16的情況下成為OFF的象素。圖20B是輸入圖像數據值為16時的調製結果的網點圖形。
在此，由於輸入圖像數據一般為0～255(8位)，故實際閾值是在0～255的範圍內標準化。此外，在必須使灰度數在256以上的系統中，與現有的高頻振動矩陣法相同，只要通過合成2個網點，組合表現2倍灰度的複合點法等就可以。
根據這樣的閾值處理的網點生成功能，可容易地以軟體的形式安裝。此外，該網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據進行比較，並進行ON/OFF的位輸出的簡單處理，因此，可以容易進行硬體電路化。
圖21是安裝了這樣的網點生成處理功能的印表機20的概略結構圖。該印表機20中，色變換部22將從主機10輸入的圖像數據變換成在印表機20上使用的色空間表現，且進行與印表機20合併的色補償。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處理的圖像數據，變換成二值的網點圖像。在閾值表34中存儲著各色的閾值表，該閾值表是根據按圖15的基準矢量群定義的、第一例的各網屏利用Holladay方法製成的。比較電路32比較該閾值表的各象素的值與輸入圖像數據，將比較結果的二值數據寫入圖像緩存器24中。IOT(image output terminal即，圖像輸出終端)通過在規定用紙上依次形成在該圖像緩存器24中存儲的各色的網點圖像，而在規定用紙上印刷彩色圖像。在此，說明了印表機20，但本發明涉及的加網設置可適用於數字複印機、數字複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，說明根據本實施方式的構思的具體網屏設置的第二例。
圖22是示出該加網設置的各網屏的基準矢量的示圖。該加網設置是按2400dpi的解析度、基本頻帶為141～170lpi的4色版的設置。圖23中示出該加網設置的各網屏的點陣圖形。從圖22和圖23可知，該加網設置由長方形網格配置的C色網板和斜交網格配置的Y、M、K色網板構成。然後，其中的基準矢量M1與Y1平行，另外，基準矢量C2與Y2平行。
該第二例的加網設置的空間頻譜群成為如圖24示出的關係。如該圖所示，在第二例的加網設置中，頻譜C1和Y1一致，頻譜K2和Y3一致，頻譜M2和Y2一致。圖25(a)示出該設置中的4色間頻譜的共用關係。此外，在該設置中，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。
該第二例的加網設置中，基本頻帶內的相互不同的空間頻譜的數量也是6個，少於現有的4色加網設置的8個。從而，與第一例相同，由於可以比現有技術更高地設定2色間莫爾條紋的頻率，故可以使2色間莫爾條紋比現有技術不顯眼。該加網設置的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點列的網點間距也不同。從而，可以緩和M-Y之間和C-Y間的網板疊加時因配準誤差而產生的色調變化。
此外，在該第二例的加網設置中，如圖25(c)所示，與第一例的情況相同，與基本頻譜對應的8個加網矢量M1、M2、C1、C2、Y1、Y2、K1、K2構成2個閉合三角形。其中，M2、C1、K2位於由Y1、Y2、Y3構成的閉合三角形上。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，由於使與基本頻譜對應的加網矢量全部包括在閉合三角形中，故可以緩和疊加3色的網板時的低頻莫爾條紋。
圖26中示出該第二例加網設置中的各色網點圖形的疊加狀態。從該圖可知，不論在疊加了2色的網板的情況下，還是在疊加了3色的網板的情況下，都不出現明顯的低頻莫爾條紋和玫瑰圖形。
下面，用圖27～圖31說明根據本實施方式的構思的具體網屏設置的第三例。
圖27是示出該加網設置的各網屏的基準矢量的示圖。該加網設置是按2400dpi的解析度、基本頻帶為150～186lpi的4色版的設置。圖28中示出該加網設置的各網屏的點陣圖形。從圖27和圖28可知，該加網設置由正方形網格配置的Y、K色網板和斜交網格配置的C、M色網板構成。然後，其中的基準矢量M2與K2平行，另外，基準矢量C1與K1平行。
該第三例加網設置的空間頻譜群成為如圖29示出的關係。如該圖所示，在第三例加網設置中，頻譜M1和K1一致，頻譜C2和K2一致。圖30(a)示出該設置中的4色間的頻譜的共用關係。此外，在該設置中，二次頻譜中的M3、C3進入所述150～186lpi的基本頻帶內。
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的加網矢量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，在該加網設置中基本頻帶內的相互不同的基本頻譜的數量是6個，但叫作M3和C3的二次頻譜進入到基本頻帶內，該頻帶內的頻譜總數成為8個。但是，由於這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的範圍內。這就成為比圖2現有例的最低頻莫爾條紋周期47lpi高的頻率。該第三例設計成150～186lpi的網板lpi數，是比圖2現有例的165～171lpi的設計低的網板，但可以實現高於現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點列的網點間距也不同。從而，可以緩和M-K間和C-K間網板疊加時因配準誤差誤差引起的色調變化。
權利要求
1.一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置使用由各色網屏構成的加網設置數字地再現彩色圖像，其特徵在於，上述加網設置中的第1色網屏和第2色網屏，滿足以下關係由各自網點配置的兩個方向的基準矢量規定的空間頻率區域的2個加網矢量中，第1矢量彼此平行，第2矢量彼此不平行。
2.如權利要求1所述的圖像形成裝置，其特徵還在於，所述第1色網屏和第2色網屏滿足上述第1矢量彼此大小相等的關係。
3.如權利要求2所述的圖像形成裝置，其特徵在於，上述第1色網屏和第2色網屏中至少一方是斜交網格的網板。
4.如權利要求2所述的圖像形成裝置，其特徵還在於，上述加網設置中第3色網屏和第4色網屏的關係為，由各自的網點配置的兩個方向的基準矢量規定的空間頻率區域的2個加網矢量中，第2矢量彼此平行且大小相同，第1矢量彼此不平行。
5.如權利要求4所述的圖像形成裝置，其特徵還在於，上述第1色網屏的上述第2矢量與用上述第4色網屏的2個加網矢量間的和或差表示的二次頻譜的一方一致，上述第3色網屏的上述第1矢量與用上述第2色網屏的2個加網矢量間的和或差表示的二次頻譜的一方一致。
6.如權利要求5所述的圖像形成裝置，其特徵在於，上述第1色網屏的上述第1矢量、上述第3色網屏的上述第1矢量、上述第2色網屏的上述第2矢量形成閉合三角形，上述第1色網屏的上述第2矢量、上述第4色網屏的上述第1矢量、上述第3色網屏的上述第2矢量形成閉合三角形。
7.如權利要求2所述的圖像形成裝置，其特徵還在於，上述第1色網屏的上述第2矢量與上述加網設置的第3色網屏的2個加網矢量的一方一致。
8.如權利要求7所述的圖像形成裝置，其特徵還在於，用上述第1色網屏的2個加網矢量之間的和或差表示的二次頻譜，與上述加網設置的第4色網屏的2個加網矢量的一方一致。
9.如權利要求2所述的圖像形成裝置，其特徵在於，上述加網設置由4色的網屏構成，這些各色的網屏具有以下關係沒有剩餘地使用各自的2個加網矢量，能夠形成2個閉合的三角形。
10.如權利要求2所述的圖像形成裝置，其特徵在於，在上述第1色網屏和上述第2色網屏之間，網點排列方向一致的情況下，在其一致的網點排列方向，這些各網屏的網點排列間隔不同。
11.如權利要求2所述的圖像形成裝置，其特徵在於，上述加網設置由4色的網屏構成，在分別與各色的加網矢量對應的共計8個基本空間頻譜和與同色的加網矢量之間的和及差對應的共計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量不足8個。
12.如權利要求11所述的圖像形成裝置，其特徵在於，上述加網設置由4色的網屏構成，在分別與各色的加網矢量對應的共計8個基本空間頻譜和與同色的加網矢量之間的和及差對應的共計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量是6個。
13.一種圖像形成方法，數字地再現彩色圖像，其特徵在於，使用由多色網屏構成的加網設置，根據輸入彩色圖像生成多個半色調圖像，其中，上述加網設置中的第1色網屏和第2色網屏，滿足以下關係由各自網點配置的兩個方向的基準矢量規定的空間頻率區域的2個加網矢量中，第1矢量彼此平行，第2矢量彼此不平行。使上述半色調圖像組合，再現上述輸入彩色圖像。
14.如權利要求13所述的圖像形成方法，其特徵在於，所述第1色網屏和第2色網屏滿足上述第1矢量彼此大小相等的關係。
15.如權利要求14所述的圖像形成方法，其特徵在於，上述第1色網屏和第2色網屏中至少一方是斜交網格的網板。
全文摘要
本發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色的網屏中至少使兩個網屏(200a、200b)的各自兩個加網矢量中的一方(wa2、wb2)一致，而另一方不一致。網屏(200a)是正方網格的網板，加網矢量(wa2)與基準矢量(ra1)垂直。網屏(200b)是斜交網格的網板，加網矢量(wb2)與基準矢量(rb1)垂直。所謂加網矢量(wa2、wb2)一致，意味著與這些各矢量對應的空間頻譜一致。這樣可以在2色間使一組的空間頻譜一致，故可以擴寬4色的殘餘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 優先權日2002年12月9日
發明者石井昭 申請人:富士施樂株式會社