JP2000032266A - ハ―フト―ンハイブリッドスクリ―ン生成装置 - Google Patents

ハ―フト―ンハイブリッドスクリ―ン生成装置

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JP2000032266A
JP2000032266A JP11126527A JP12652799A JP2000032266A JP 2000032266 A JP2000032266 A JP 2000032266A JP 11126527 A JP11126527 A JP 11126527A JP 12652799 A JP12652799 A JP 12652799A JP 2000032266 A JP2000032266 A JP 2000032266A
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W Jacobs Timothy
ダブリュー.ジェイコブズ ティモシー
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/405Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタル画像の最大画像ディテールを維持し
つつ、最大画像コントラスト、ハイライト、影及び色の
忠実度を可能にする。 【解決手段】 ハーフトーンハイブリッドスクリーン生
成装置は、グレースケールピクセルデータ214に対応
するビデオ信号を受信し、このデータにより識別された
属性に応答するタグ値216を供給するハーフトーンセ
レクタ210と、ピクセルデータ214及びタグ値21
6をセレクタ210から受信し、ピクセルデータ214
をハーフトーンデータ221へ変換し、且つピクセルデ
ータ又はハーフトーンデータを渡す、タグ値216に応
答するハーフトーナー220と、そのデータをハーフト
ーナー220から受信し、画像出力端末用ビデオパルス
232を生成するパルス幅変調器230と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、再生画像を改善す
るためにパルス幅パルス位置変調技法を複数のハーフト
ーン(中間調)処理と組み合わせて利用することによっ
て成される画像信号の処理に関する。
【0002】
【従来の技術】組織的ディザ法は、より濃い又はより淡
いパターンをもたらすように配置されたドットのクラス
タにより連続階調を表すハーフトーン技法である。入力
値は固定サイズのスクリーンと比較され、ドットがディ
ザ格子に追加されて、グレー(濃度)レベルが高くな
る。組織的ディザ技法は、白色雑音、クラスタドット及
び離散ドットを含む。組織的ディザアルゴリズムの不利
な点は、非常にきめの細かいディテール(細部)の損失
及び周期的な人為構造の導入を含む。R.ユーリックニ
ー(R. Ulichney)による「デジタルハーフトーニング(D
igital Halftoning)」(マサチューセッツ州ケンブリッ
ジ、MITプレス、1987年)を参照のこと。
【0003】主な組織的ディザ技法は、クラスタ型ドッ
トディザ及び離散型ドットディザ技法である。確率的ハ
ーフトーン処理も可能であるが、それに関しては後に言
及する。クラスタ型ドットは電子写真及び類似の静電式
のプリント技術によってきれいに再生されるので、2つ
の技法の内、クラスタ型ドットがはるかに多く使用され
る。これらの両技法とも、固定サイズのしきい値アレイ
パターンに基づく。例えば、6×6のしきい値アレイ
が、デジタル入力値と比較され得る。この入力デジタル
値がアレイパターンの数値より大きい場合は1となり、
アレイパターンの数値より小さい場合は値0が割り当て
られる。何れかの技法を使用して表され得るレベル数
は、アレイのサイズに依存する。例えば、6×6のアレ
イは、36のユニークなレベルをもたらすことができ
る。しかし、アレイが大きいほど、走査周波数は低くな
り、従って画像細部における損失は大きくなる。
【0004】2進電子写真プリンタの品質を評価する場
合には、2つの測定値、即ちハーフトーン周波数(即
ち、直線1インチ当りのハーフトーンセル数)及び識別
可能なグレーステップ数が重要である。許容可能程度の
ハーフトーンのきめの細かさで画像のコピーを作り出す
には、そのページの対角線に沿って測定される1インチ
当りに少なくとも65個のハーフトーンセルを必要とす
る。良質のハーフトーンは約100セル/インチを必要
とし、高品質のマガジンは通常150セル/インチ以上
のハーフトーンを使用する。絵画的画像(写真)のコピ
ーにおいて必要な明確に区別されるグレーステップ数
は、近接して配置されたグレーを識別する目の能力に依
存する。印刷業界における経験則では、許容範囲の画像
は約65のグレーステップを含まなければならない。良
好な品質のためには、100以上のステップが好まし
い。しかし2進プリンタでは、出力グレーステップの最
大数はハーフトーンセル当りのピクセル数(p)に1を
加えた数に制限される。従って、典型的な8×4の矩形
のハーフトーンセルの場合は、出力グレーステップの最
大数は、p+1=33出力グレーステップである。ハー
フトーン周波数が高いほど、セル当りのピクセル数は少
なくなり、従ってより少ないグレーステップを作り出
す。これは、2進プリンタの基本的な制限である。
【0005】より多くのレベルが、より大きいパターン
で達成され得るが、レベル間の転換点を識別する能力は
より粗いピッチであるので実効解像度は減少される。複
写機及びレーザープリンタの平均的なピクセルレートで
ある、1インチ当り約300乃至600のピクセルレー
トで、人為構造のパターンは4×4より大きいスクリー
ンパターンでは見ることができ、16レベルは典型的な
連続階調像にとって十分な精度を提供しないので、通
常、準最適解像度が得られる。
【0006】ラインスクリーニングは、また別のハーフ
トーン技法である。パルス幅変調(PWM)技法と共に
ラスタ出力走査(ROS)手法を利用することにより、
ラインスクリーンは優れたディテール解像度及びモアレ
問題からの解放を享受する。これは、パルス幅パルス位
置変調技法(PWPM)を用いて高アドレス指定能力
(HA:high addressability)にまで拡張された場合に
特に当てはまる。高アドレス指定能力は、サブピクセル
のアドレス指定能力を有するシステムに特有である。こ
れは、ピクセルよりかなり小さいスポットサイズを有す
るレーザーを使用して、またレーザーパルスをピクセル
のサブインクリメントで開始及び停止することが可能な
位置決め回路を使用して、PWPMによって達成され
る。これは更に、システムの細部の解像度を向上させ
る。
【0007】しかし、ラインスクリーン及びPWPMに
よる、連続階調の原画像の忠実な又は満足な再現にはま
だ難点がある。光伝導体の一般的な放電特性及び電子写
真現像システムのソリッド(べた)領域の現像性が組み
合わされ、急スロープ且つ狭い幅を有する階調再現曲線
(TRC)をもたらす。グレースケールスペクトルの一
端には、現像され得る最少電荷量の限界及び、その電荷
に付着すると予想され得るトナーの最少量の付着限界が
存在する。グレースケールスペクトルの他方の端には、
現像されたトナーが未現像の小領域を浸漬するポイント
が存在する。その結果は、色が流されたハイライトと、
現像過多の影とを有するコピーとなる。
【0008】この問題に適用される1つの技法が、アラ
イ(Arai)他への米国特許第5,587,772号により教示され
ている。この特許で開示されたのは、ラインタイプのハ
ーフトーナー(ハーフトーン生成器)のためのクロック
周波数が2つの周波数の間でトグル切換えされるパルス
幅変調システムであり、このシステムはコストの問題を
改善し、且つキャラクタ画像の品質を犠牲にすることな
く改良された自然画像品質を提供するために低周波数の
ラインタイプを利用する。識別装置は、画像濃度信号が
ライン画像に又は画像の自然画像部分に属しているか否
かを判断する。この識別装置は、2つの画像濃度変換装
置から適する方を選択するための信号を供給する。第1
の画像濃度変換装置は、低濃度部分を除く大部分の画像
濃度範囲に適用される画像変換特性を有する。第2の画
像濃度変換装置は、第1の変換特性とは異なる第2の変
換特性を有し、低濃度部分に対応する範囲の画像濃度信
号を変換するために用いられる。パルス幅変調装置は、
第1及び第2の画像濃度変換装置から出力された変換信
号を変調し、パルス幅変調信号を供給する。パルス幅変
調信号周期変更装置は、パルス幅変調器から出力された
パルス幅変調信号の周期を変更するために、そして画像
濃度信号識別装置から出力された識別信号に従って、選
択される周期を変更するために備えられる。この装置の
主な目的は、静電潜像が現像されない部分に対応する範
囲内の値を出力する1つの変換手段の特性により、ライ
ンの減少を実現することである。
【0009】確率的スクリーンは、更に別のハーフトー
ン技法である。確率的ハーフトーンセルは、ハーフトー
ン画像にランダムに現れるパターンを作り出す大きいし
きい値アレイである。確率的、即ち非周期的スクリーニ
ングの周期的スクリーニングに勝る利点の1つは、モア
レの抑制である。しかし確率的スクリーニングは、例え
ばクラスタ型ドットよりもきめが粗く見える画像をもた
らすより多くの画像ノイズを有するので望ましくない画
像品質となる。米国特許第5,673,121号は、全ての基調
色のドット(黒又は白)が一様に分布されることによっ
て特徴付けられた理想的な確率的スクリーンを開示して
いる。この発明は、スクリーンマトリックスにおけるし
きい値レベルの対を繰り返し選択し、理想的な確率的ス
クリーンへの接近度を測定することによって、この最適
化に近づける方法を追求している。しきい値はその後、
所定の位置にスワップされ、そのスワップが測定値を改
善するか否かが判断される。スワップにより測定値が改
善される場合、スワップは維持される。この処理は、目
標結果が得られるまで繰り返される。確率的スクリーン
は、本明細書に参考文献として組み入れられるノックス
(Knox)の米国特許第5,734,752号が教示しているような
電子透かし(デジタルウォーターマーク)の実現に非常
に望ましいことに留意すべきである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述の議論から認識さ
れるように、多数のハーフトーン技法が存在するが、そ
れら全ては長所及び短所を有する。従って、各技法に付
随する長所が画像内の適切なセグメントに対応して適用
されるように、異なる所定のハーフトーン技法の組合せ
を可能にする方法及び装置を有することが好ましいであ
ろう。
【0011】本発明は、デジタル画像における最大画像
ディテールを維持しながら、最大画像コントラスト、ハ
イライト、影及び色の忠実度を可能にするための装置及
び方法を提供することを目標とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明では、次の何れか
又は全てが単一のデジタル画像内で使用され、限定はさ
れないが確率的、ラインスクリーン、及びクラスタ型ド
ットタイプを含む複数のハーフトーンタイプの混合によ
ってハイブリッドスクリーニングを可能にする方法及び
装置を提供する。
【0013】本発明では、最大画像ディテール解像度を
可能にするが、電子透かしの含有も可能にする方法及び
装置を提供する。
【0014】より詳細には、本発明は、セレクタ回路及
び高アドレス指定能力ハーフトーン変換回路の組合せに
関する。各ハーフトーン変換回路は、明確に異なるタイ
プのハーフトーン変換を実行する。ハーフトーン変換
は、1ピクセル毎に実行される。セレクタ回路は、どの
ハーフトーン変換がデータの所定ピクセルのために使用
されるべきかを決定する。実施の一形態では、セレクタ
回路の決定は所定のピクセルデータ値に依存する。別の
実施の一形態では、その決定はセグメンテーションアル
ゴリズムの出力によりもたらされる。
【0015】本発明の一態様では、ハーフトーンハイブ
リッドスクリーンを生成するための装置が、グレースケ
ールピクセルデータに対応するビデオ信号を受信し、こ
の受信ピクセルデータにより識別された属性に応答する
タグ値を供給するハーフトーンセレクタと、グレースケ
ールピクセルデータ及びタグ値をハーフトーンセレクタ
から受信し、グレースケールピクセルデータをハーフト
ーンデータへ変換し、且つグレースケールピクセルデー
タ又はハーフトーンデータを渡す、タグ値に応答するハ
ーフトーナーと、そのデータをハーフトーナーから受信
し、画像出力端末用のビデオパルスを生成するパルス幅
変調器と、を備える。他の一態様では、前記パルス幅変
調器が、ラインスクリーンハーフトーンを作り出す。更
に別の一態様では、前記ハーフトーナーがクラスタ型ド
ットハーフトーンを作り出す。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の総合的な理解のために図
面を参照する。図面では、同一の要素を示すために同様
の参照番号が一貫して使用される。図1は、ソース(図
示せず)によって作り出されたビデオ信号をプリントす
るために使用され得るラスタ出力スキャナ(ROS)を
示す。ROS18には、2つの一般的なタイプ、即ちフ
ライングスポットROS及びパルス画像形成ROSがあ
る。両ROSにおいて、レーザー22から放射されるレ
ーザービーム20は、変調器25を含む調光装置24に
進む。ROS18に供給されるビデオ信号に応答して決
定される精密な期間のために、変調器25はレーザービ
ームを遮断或いは偏向するか、又はビームが回転多面鏡
28のファセット26を照射するように調光装置(光学
系)を通過することを可能にする。レーザー22は、ヘ
リウムネオンレーザー又はレーザーダイオードであって
もよい。後者の場合、変調器25ではなくてビデオデー
タが直接、レーザーを変調するであろう。更に、複数の
レーザー源22又はビーム20が、本発明を実施するた
めに使用されてもよい。
【0017】ファセット26から反射された後に、レー
ザービーム20は、調光装置30を通過し、感光性の画
像平面32上にスポット21を形成する。回転ファセッ
トは、レーザースポット21が画像平面全体を直線34
方向に走査することをもたらす。直線34は、矢印36
で表される一般に高速走査方向と称される方向に位置す
る。更に、ファセット26が回転すると、画像平面32
は矢印38により表される、高速走査方向に実質的に垂
直である低速走査方向に移動する。低速走査方向への動
作は、多面鏡の連続する回転ファセットが、低速走査方
向に互いにオフセットされる順次の走査線34を形成す
るような動作である。
【0018】各走査線34は1行の複数ピクセル40を
含み、レーザースポット21が画像平面全体にわたって
走査すると、これらのピクセルがレーザービームの変調
によって作り出される。ビーム20が走査線全体を走査
すると、ピクセルスポット21は、ROSに供給された
ビデオ信号に応じて個々のピクセルを照射する、又は照
射しない。一般に、ビデオ信号は2進パルスのシリアル
ストリーム(直列のデータの流れ)として特徴付けら
れ、そこにおいて論理1、即ちパルスはビームが表面を
照射すべきことを示し、論理0、即ちパルス無しは照射
をもたらさない。
【0019】両タイプのROSで、ピクセル40の幅
は、ROS18に供給されたビデオ信号内の対応する論
理1パルスの期間又は持続時間によって決定される。ス
ポット走査において、ROSはパルス変調器25の先端
でレーザービーム20を通過させて、画像平面に到達す
ることを可能にする。パルスの持続時間中、及び楕円形
状のレーザースポット21が画像平面32全体にわたっ
て走査される間、走査線34内の少なくとも1つのアド
レス指定されたピクセル40が照射される。従って、高
速走査方向に照射される領域の幅は、レーザースポット
21の幅及び走査速度、並びにビデオパルスの持続時間
に依存する。通常、レーザースポットの寸法は、レーザ
ースポットの高速走査方向の幅よりも低速走査方向に2
から3倍長いような寸法である。例えば、600sp
i、135ppmのデュアルビームプリンタでは、レー
ザースポットは高さが約43μmで幅が20μmであ
り、単一のピクセル40の幅全体を走査するスポットの
ために必要な時間は約15ナノ秒である。
【0020】以後ピクセルクロック周期と呼ばれる各ピ
クセルが露光される期間が等しいように、通常、ROS
を駆動するために使用されるビデオデータはクロッキン
グされる。更に、変調器を駆動するビデオ信号パルスを
生成するために使用されるビデオデータは、ROS18
及び低速走査方向への画像平面32の動作と同期がとら
れ、それによって、ビデオデータの特定のビットが画像
平面32の該当部分をアドレス指定することを可能にし
ている。ビデオデータ、ビデオデータから作り出される
ビデオ信号パルス、ROS、及び画像平面の同期は、ピ
クセルが画像平面上で露光されなければならない速度と
等しいシステムクロックの使用により達成される。その
他のものなしに、この装置は、ビデオデータの特定ビッ
トを選択されたピクセル位置へアドレス指定する能力を
制限する。これは、固有アドレス指定能力と称される。
システムクロック周波数は、実効ピクセル周波数と同じ
である。実効ピクセル周波数よりも高い周波数で動作し
ているシステムクロックの使用は、サブピクセルのアド
レス指定を可能にする。このような能力が存在するなら
ば、高アドレス指定能力(HA:High Addressabilit
y)と称される。より速いクロックはビデオパルススト
リーム内でより優れた解像度を可能にする一方で、より
高い周波数はまた、ビデオ処理経路内のより高速なハー
ドウェアのために高いコストをもたらす。より高速なハ
ードウェアを必要とせずにHAを可能にする技法が、パ
ルス幅パルス位置変調である。
【0021】以下の実施の形態では、パルス幅及び位置
変調器(PWPM)が、プリントされるべき画像を表す
ビデオデータに応答して、ビデオ信号パルスを形成する
ために利用される。PWPM技法は、当該技術において
公知である。PWPM技法の例は、どちらも本件に参考
文献として組み入れられる米国特許第5,184,226号及び
米国特許第5,504,462号で提供されている。本発明は、
PWPMシステムがビデオデータに応答しながら、単一
の画像内で様々なハーフトーンタイプを提供することを
可能にすることを目的としている。このような方法で、
異なるハーフトーンタイプの最も優れた属性が併用さ
れ、画像ディテール並びにハイライト、影、及び画像に
おける色忠実度の全てを最大にするデジタル画像を可能
する。以下の記載は単一色の出力に関するが、本発明を
そのような方法に制限する意図はない点に留意すべきで
ある。
【0022】ここで図2を参照すると、本発明の好まし
い実施の形態であるパイプライン方式が示されている。
ハーフトーンセレクタ210は、入力ピクセルクロック
212、及びピクセルデータ214を受信する。ピクセ
ルデータ214の新しいバイトのそれぞれは、ピクセル
クロック212の各トグル(切換り)と共に、ハーフト
ーンセレクタ210にラッチされる。ピクセルデータ2
14の1バイトは、次にハーフトーンセレクタ210で
検査される。好ましい実施の一形態において、ピクセル
データ214のバイトの検査は、その数値を経験的に導
かれた2つのしきい値と比較することを含む。第1のし
きい値以下の数値を有するピクセルデータ214のあら
ゆるバイトは、ユニークなタグ値を割り当てられる。第
2のしきい値以上の数値を有するピクセルデータ214
のあらゆるバイトは、同一のタグ値を割り当てられる。
2つのしきい値の間の値を有するピクセルデータ214
の他の全てのバイトは、代替のタグ値を受信する。好ま
しい実施の一形態において、しきい値は、目標グレース
ケール範囲の約12.5%と87.5%とに設定され
る。これは、最も淡い及び最も濃い(即ち最低濃度及び
最高濃度)範囲が中間のグレースケール範囲とは明確に
区別されるようにタグを付けられることを可能にする。
【0023】代替の好ましい実施の一形態では、セグメ
ンテーション技法は、ピクセルデータ214の検査で、
ハーフトーンセレクタ210により利用される。画像形
成技術におけるセグメンテーション技法は、一般に周知
であり実践されている。セグメンテーションは、関心対
象の形状、エッジ、及び他の副区域の画像データの識
別、並びに画像情報からのテキストの分化を可能にす
る。一例は、その開示内容が本件に参考文件として組み
入れられる米国特許第5,327,262号に示されている。こ
の特許に含まれている教義は、画像に見られるノイズへ
の対処に関する。しかし、同様の技法を、ハイライト領
域及び影領域を分離するためにも使用することができ
る。
【0024】本発明でのセグメンテーション技法の使用
の魅力は、所定の画像内の非常に低濃度及び非常に高濃
度の副区域の識別を可能にすることである。このような
画像副区域は、低周波クラスタドットタイプのハーフト
ーンの適用に非常によく対応し、それらのタイプに起因
するグレースケールハーフトーンの改良された範囲及び
改良された色調忠実度から利益を得るであろう。この方
法により、モノクロ(単色)画像における明度及び暗度
が極端な領域、又は有彩画像における色飽和が極端な領
域が強調される。ユニークなタグ値が、セグメンタ(セ
グメント生成装置)により識別されるような画像副区域
に位置するピクセルデータ214に割り当てられ、残り
の全てのピクセルデータ214には代替のタグ値が割り
当てられる。
【0025】当業者には明らかな更なる代替形態は、ハ
ーフトーンセレクタ210の演算に使用され得る。また
更に別の例として、所望の芸術的又は視覚的効果を実現
することができるように、タグ生成が、特定のハーフト
ーンタイプが選択されるグラフィックソフトウェアによ
り行なわれてもよい。しかし、しきい値タイプ又はセグ
メンタタイプを含むハーフトーンセレクタ210のあら
ゆる態様で、適切なタグ216がピクセルデータ214
の各バイトごとに生成される。
【0026】ピクセルクロック212の次のトグルで
は、ピクセルデータ214及びタグ216が利用可能で
あり、ハーフトーナー及びコントローラ220にラッチ
される。好ましい実施の一形態において、ハーフトーナ
ーは高アドレス指定能力のクラスタ型ドットタイプのハ
ーフトーナーである。コントローラの機能は、データの
再マッピング、パルスの位置決め、及び反転信号の生成
を含む。
【0027】一例において、ハーフトーナー及びコント
ローラ220は、上限しきい値と下限しきい値との間の
値であるピクセルデータを示すタグ216を提示される
と、関連ピクセルをラインスクリーニングする。ライン
スクリーニングは、位置決めパルス222を完全に左詰
め、次に完全に右詰め、再度左詰め、のように交互に替
え、ピクセルデータをPWPM装置230のデータライ
ンに送り込むことによって実行される。ピクセルデータ
値が直接パルス幅になる所では、トグル切り換えされた
位置決めパルス222は、ビデオパルス位置を完全に左
詰め及び完全に右詰めのいずれかに設定する。これは、
ラインスクリーンを画像出力端末(IOT)の1インチ
当りのスポットの半分の周波数即ち半分のピクセルクロ
ック速度で生成する。これは、例えば、線周波数が30
0であるラインスクリーンが1インチ当り600スポッ
トのピクセルデータから生成され得ることを意味するで
あろう。実行にあたっては、これはピクセルデータ21
4が変更されずに直接PWPM230に取り込まれる
が、生成されトグル切り換えされた位置決めパルス22
2と結合されることを意味する。更なる例において、同
一のタグ216の値を有するすぐ次のピクセルデータ2
14は、ハーフトーナー及びコントローラ220のほぼ
同一の応答を引き起こす。この例でも、ピクセルデータ
214は、トグル切り換えされた位置決めパルス222
と共に直接PWPM230に取り込まれる。しかし、ト
グル位置決めパルス222は、ここでは交互の位置決め
値を示し、従ってビデオパルス232に適用される位置
調整は、場合場合に応じて完全な右詰めから完全な左詰
めに、又は左から右にシフトし、どの場合もその直前の
位置調整から交互に替えられる。
【0028】代替例では、ハーフトーナー及びコントロ
ーラ220は、下限しきい値未満又は上限しきい値を超
えるピクセルデータを示すタグ216を提示され、従っ
て上述のラインスクリーニング技法とは異なる方法で、
グレースケールハーフトーン技法がピクセルデータ21
4に適用される。適用されることが可能な多数の異なる
グレースケール技法が存在する。表1は、パルス幅変調
技法を利用して、また特定のPWPMで、如何にして多
数の異なるグレースケール技法を使用可能にできるかを
示す一例である。
【表1】
【0029】議論の目的のために、表1に示されるハー
フトーナーからの許容可能なピクセルデータ出力例は、
16通りの組合せ可能な4ビット幅に限定される。これ
らはゼロ、即ちビデオパルス無しから、ピクセルクロッ
クの期間全体にわたってオンであるビデオパルス幅に等
しい15に及ぶ。表1の第1列は16通りの可能な組合
せを一覧表示する。ここでは、これらの組合せがピクセ
ルクロック期間の4分の1にあたるパルス幅を処理し、
それらをあらゆる1/4ピクセルにアドレスするため、
これらの組合せは高アドレス指定能力のハーフトーンデ
ータとみなされる。
【0030】表1の第2列は、第1列に列挙されたハー
フトーナー出力に関するPWPMの解釈を示す。PWP
Mは、上向きのエッジに下向きのエッジが続いて構成さ
せる単一のパルスを標準的に出力できるだけである。パ
ルス幅は、表1の例では、ピクセルの1/4、1/2、
3/4又は全幅であり得る。これらのパルス幅は、PW
PMへの入力のために再度マッピングされると、それぞ
れ(10進表記で示される)64、128、192及び
255のピクセルデータ値に対応する。これは、表1の
第4列に示される。1/4、1/2、3/4のパルス例
は、表1の第5列に列挙されるような2ビットの位置決
めデータによって決定されるように、左(L)、右
(R)、又は中央(C)に位置調整され得る。PWPM
は通常、上向きパルスエッジ及びそれに続く下向きパル
スエッジの生成のみに制限される。従って、PWPMが
提供不可能な幾つかの組合せが存在する。しかし、組合
せ例9、11、及び13は、表1に示される再度マッピ
ングされたピクセルデータ及び位置決めデータと併せて
使用されると、PWPMの出力にもたらされるように、
選択可能なアナログインバータ回路をトグル切換えする
ことによって達成され得る。最後に、表に列挙されるパ
ルス幅と位置の組合せの内、PWPMが実行不可能な組
合せが2つ、即ち例5及び10が存在する。何故なら
ば、これらの組合せは、従来のPWPMが実行不可能
な、少なくとも3つのパルスエッジを必要とするからで
ある。このような組合せが通常のハーフトーナーから要
求されることはありそうもないが、もし必要な場合に
は、それらの組合せは表1の括弧内に示されるようにP
WPMパルスによって概算され得る。
【0031】ここで図2及び、ハーフトーナー及びコン
トローラ220が、受信ピクセルデータ214に異なる
グレースケールハーフトーン技法を適用すべきことを示
すタグ216を提示される代替例に戻る。ハーフトーナ
ー及びコントローラ220のハーフトーナー部分はここ
では、ピクセルデータ214を単に通過させるのではな
く、グレースケール技法によりハーフトーンデータに変
換しなければならない。好ましい実施の一形態におい
て、ピクセルデータ214に適用されるグレースケール
技法は、クラスタドットハーフトーンである。クラスタ
ドットハーフトーングレースケール技法は、画像形成技
術において一般的且つ周知である。その例は、どちらも
本件に参考文献として組み入れられる米国特許第4,149,
194号及び第4,185,304号において示されている。ピクセ
ルデータのグレーレベル値は、メモリに格納されたしき
い値アレイにあるしきい値と比較される。結果に応じ
て、適切なハーフトーンデータが提供される。好ましい
実施の一形態では、これは表1の第1列に列挙されるよ
うに、4ビットニブルである。この4ビットニブルは、
ハーフトーナー及びコントローラ220のコントローラ
部分に渡される。コントローラはこの4ビットニブル
を、それぞれ表1の第4列及び第5列に示されるよう
な、適切なPWPM230への入力データ221及び位
置決めデータ222に再度マッピングする。更に、必要
に応じて、ハーフトーナー及びコントローラ220のコ
ントローラ部分は、アナログインバータ回路240のた
めの反転信号224を生成する。
【0032】タグ216のトグル位置に関する上述の何
れの例でも、PWPM230はデータ221及び位置決
めデータ222を次のクロックパルス212でラッチす
る。次にPWPMは、インバータ240に送信されるビ
デオデータ232を生成する。アナログインバータ24
0の出力は、最終ビデオパルス242である。
【0033】図3は、好ましい実施の一形態の手法を適
用した結果を、画像平面32上の画像濃度が変化する様
子として描写する。矢印36は高速走査方向を表し、矢
印38は低速走査方向を表す。複数のピクセル40は行
状に配列され、それによって走査線34を形成する。テ
ィックマーク(目盛)341は、ピクセル格子の印とし
て、またピクセルの行列配列を正確にもたらす助けとし
て提供される。好ましい実施の一形態において、ハーフ
トーンタイプの転換は、約12.5%の画像濃度点で生じ
る。理解を助けるために、転換点の印がここでは線34
2によって与えられる。線342より上のハーフトーン
データは、ラインスクリーニング技法を利用して表示さ
れる。線342より下に見られるハーフトーンデータ
は、好ましい実施の一形態のクラスタ型ドット技法を利
用して表示される。
【0034】好ましい実施の一形態のクラスタ型ドット
ハーフトーンセル344を示すために、点線が提供され
る。ハーフトーンセル344は、4つのピクセル40か
ら成る幅と6つのピクセル40から成る高さのマトリッ
クスである。クラスタ化は、第1行の中央から始まり、
1行ずつ積み上げられる。これは、ゼロ濃度と好ましい
実施の一形態の12.5%濃度のしきい値との間に、6段階
の色調グラデーション(階調)をもたらす。クラスタ型
ドットの結果346は、この実施の形態における最小濃
度及びサイズのドットの例である。クラスタ型ドットの
結果346は、約2%で実行されている画像濃度を示し
ている。このドットは、表1の例1及び8を使用して形
成され、4分の1幅を右詰め及び左詰めに位置調整され
たPWPMパルスR1/4及びL1/4をもたらす。R
1/4パルスは第1行の第2ピクセル位置に配置され、
L1/4パルスは第1行の第3ピクセル位置に配置され
る。これは、図3に示されるように、効果的に中央揃え
された1/2幅パルスのクラスタ型ドットの結果346
をもたらす。画像濃度における増加は更に、クラスタ型
ドットの結果348、350、352、354、及び最
終的に約12.5%の濃度が達成される356によりもたら
される。ここで使用されるクラスタ型ドット技法は、こ
のような好ましい実施の一形態においては、より高濃度
でも可能であるが、より高い濃度はハーフトーンセレク
タ210によって導かれるようなラインスクリーンハー
フトーン技法によって表示されるであろう。従って、よ
り幅が広いクラスタ型ドットの結果は適用されない。し
かし、クラスタドットの結果350が、クラスタドット
の結果356が完了した所から直ちに開始されることに
より、結果として外見的により大きなドットを生成する
ことに留意すべきである。
【0035】上述のクラスタ型ドットハーフトーン技法
を利用することの利点は、画像ハイライト及び影の表示
が改善されることである。これは、非常に小さい領域を
現像し、非常に少量のトナーを感光画像平面32に付着
させる(又は反対に濃度スペクトルの反対端で、非常に
小さい領域にトナーを付着させないことで非常に小さい
領域を未現像状態で残す現像の)必要性をそのシステム
から排除することによって達成される。トナー領域はよ
り大きいが、トナー領域の非トナー領域に対する比率は
より小さい。目は、領域の比率を混合し、色調濃度の軽
減感を知覚するであろう。これはほとんどディテールを
伴わない、又はグレースケールにおける段階的なシフト
のみを伴う画像セグメントにおいて特に有効である。ま
た、フランスの画家スーラ(Seurat)が彼の点描画法の
絵画作品で非常によく表しているような、目がカラート
ナーから成る複数の小領域を混合するカラーシステムで
特に役立つ。このように、三原色間の意図された比率が
より良く維持されるので、このシステムはより高い色忠
実度をもたらしているように見えるであろう。
【0036】当業者によって理解されるように、異なる
利点が異なるハーフトーン技法を利用することによって
実現され得る。例えば更なる好ましい実施の一形態とし
て、2つの可能な改良をもたらすために確率的ハーフト
ーン技法を使用してもよい。確率的スクリーンは、値を
電子透かしで示される。本発明により、画像ディテール
から成る領域ではラインスクリーン手法が維持され得る
一方で、ハーフトーンを変更して、他の影を有する領域
は電子透かしをもたらされることが可能である。第2
に、確率的ハーフトーン化は、原画像へのより高い忠実
度感を与えるために、カラー画像の白黒変換に使用され
る。これはまた、機械的な図及び他のタイプの作成され
た図を表示するグラフィックデザインシステムにおい
て、特別の価値を有し得る。ここに含まれる教義によっ
て提案される上述、並びに他の代替の組合せ及び変形の
全ては、本発明に包含されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】感光性の画像平面の一部を例示している、ラス
タ出力スキャナ(ROS)の概略図である。
【図2】本発明の好ましい実施の一形態の概略図であ
る。
【図3】しきい値との比較が成されたことによる画像濃
度の推移及び結果として生じるハーフトーンタイプの変
化を表す感光性の画像平面の一部の概略図である。
【符号の説明】
210 ハーフトーンセレクタ 214 ピクセルデータ 216 タグ 220 ハーフトーナー及びコントローラ 230 パルス幅パルス位置変調器 232 ビデオパルス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハーフトーンハイブリッドスクリーンを
    生成するための装置であって、 グレースケールピクセルデータに対応するビデオ信号を
    受信し、前記受信ピクセルデータにより識別された属性
    に応答するタグ値を供給するハーフトーンセレクタと、 前記グレースケールピクセルデータ及び前記タグ値を前
    記ハーフトーンセレクタから受信し、前記グレースケー
    ルピクセルデータをハーフトーンデータへ変換し、且つ
    前記グレースケールピクセルデータ又は前記ハーフトー
    ンデータを渡す前記タグ値に応答するハーフトーナー
    と、 前記データを前記ハーフトーナーから受信し、画像出力
    端末用のビデオパルスを生成するパルス幅変調器と、 を備える、ハーフトーンハイブリッドスクリーン生成装
    置。
  2. 【請求項2】 前記パルス幅変調器が、ラインスクリー
    ンハーフトーンを作り出す、請求項1に記載のハーフト
    ーンハイブリッドスクリーン生成装置。
  3. 【請求項3】 前記ハーフトーナーがクラスタ型ドット
    ハーフトーンを作り出す、請求項2に記載のハーフトー
    ンハイブリッドスクリーン生成装置。
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