JP2000092323A

JP2000092323A - カラ―画像のディザ処理方法

Info

Publication number: JP2000092323A
Application number: JP11237942A
Authority: JP
Inventors: Doran Shaked; ドラン・シェイクドゥ; Izhak Baharav; イザーク・バハラブ; Qian Lin; キアン・リン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2000-03-31
Also published as: US20020101616A1; EP0984622A2; US6600573B2; EP0984622A3

Abstract

(57)【要約】【課題】カラー画像の印刷品質を向上させるための方法
を提供する。【解決手段】本発明の一実施例によれば、カラー画像は
カラープリンタによる表示のためのドットパターンに変
換される。画像は、シアン、マゼンタ、およびイエロー
のカラープレーンに分離される。ディザマトリックスが
シアンプレーンに適用され、ディザマトリックスの逆数
がマゼンタプレーンに適用され、ディザマトリックスま
たはディザマトリックスの逆数のどちらかがイエロープ
レーンに適用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般にディジタル
画像の表示に関する。より詳細には、本発明は、カラー
画像のディザ処理を実行する装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】２４ビットのカラー性能を有するコンピ
ュータモニタは、写実的な画像を表示することが可能で
ある。かかる高画質が達成可能となるのは、一部に、２
４ビットのカラー性能によりコンピュータモニタが表示
画像の１画素当たり個々に１６７０万もの離散カラー選
択を行うことが可能であるという理由による。

【０００３】一方、従来のインクジェットプリンタで
は、画像を印刷する際に１６７０万色もの選択はない。
従来のインクジェットプリンタは、紙面にカラーインク
のドットを付着させる。各ドット空間内では、従来のイ
ンクジェットプリンタはイエロー、シアンおよびマゼン
タの各インクを組み合わせて付着させ、シアン、イエロ
ー、マゼンタ、ブラック、ホワイト、レッド、グリーン
そしてブルーの８つのソリッドカラーのうちの１色を生
成することもできる。このように、従来のインクジェッ
トプリンタでは、１画素当たり印刷可能な色が８色とい
う選択である。

【０００４】インクジェットプリンタは、ディジタルハ
ーフトーン化方法を利用して、実際よりも広範囲の色で
印刷しているという知覚をもたらすことができる。カラ
ーパッチの印刷時に、プリンタは、異なる色のドットを
高周波パターン状に配置することが可能である。高周波
パターンを見ていると、人間の視覚系は、ローパスフィ
ルタを「適用」させ、該パターンにおけるドットの平均
カラーのみを知覚する。したがって、ブラックとホワイ
トの各ドットを含むドットパターンは、グレーの陰影と
して現れる。グレーの陰影は、該パターンにおけるブラ
ックとホワイトの各ドットの相対量に左右される。

【０００５】モノクロームディザ処理は、モノクロ画像
のグレー値をしきい値の配列と比較するハーフトーン化
方法である。インクドットは、画素値が対応しきい値以
下となる場所に配置される。標準（カルテジアン）カラ
ーディザ処理は、各々が１枚のカラープレーンに別個に
適用される３つのモノクロームディザ処理工程のオーバ
ーレイである。ハーフトーンカラーのパッチを印刷する
場合、８色すべてが使用される可能性がある。

【０００６】良好なカラーハーフトーンを生成するため
には、配置パターンが視覚的に目立たないようにカラー
ドットを配置する。さらに、ドットカラーは、該ドット
の局所平均カラーがカラーパッチの所望のカラーと一致
するように選択される。

【０００７】しかしながら、ハーフトーン化方法におい
て、特に最大６００ドット／インチ（「ｄｐｉ」）の印
刷解像度には問題がある。６００ｄｐｉのインクジェッ
トドットでは、依然として人間の眼で解像可能であるた
め、アーティファクトおよび他のタイプのノイズとして
知覚されてしまうおそれがある。ノイズは、印刷された
画像の画質を劣化させることがある。その結果、粒子の
粗いカラー画像となるおそれがある。

【０００８】１ドット当たりのカラー選択を増やすこと
によって、印刷画質を高めるための努力がなされてき
た。カラー選択は、各ドットに付着されるインク量を調
整することによって増大されてきた。インク量を変える
ことで、各ドットにおける彩度を調整することが可能で
ある。Hewlett-Packard Companyから入手可能なＨＰＤ
ｅｓｋＪｅｔ８５０Ｃインクジェットプリンタは、各
ドットに付着されるインク量を変えることで、１ドット
当たり最大６４色の異なる色とグレイスケールの選択を
印刷することが可能である。ディザパターンおよびハー
フトーンを平滑にすることで、画像の粗さは軽減される
ことになる。

【０００９】その他、より平滑なディザパターンおよび
ハーフトーンを生成するために、画像のノイズを最小に
するための努力がなされている。たとえば、ドットを配
置する最適パターンを決定しようとする努力がなされて
いる。また、各色毎に用いられるべき最適ドット数を決
定しようとする努力もなされている。また、カラーパッ
チをレンダリングするために用いられるカラーの組み合
わせにおいてコントラストを軽減しようとするための努
力もなされている。同一カラーパッチにおいて用いられ
るブラックとホワイトの各ドット数を最小にすることに
よって、カラーコントラストを最小限にすることができ
る。ホワイトの背景にブラックのドットを印刷するので
はなく、シアン、マゼンタおよびイエローの各ドットを
重ね合わせずにこれらを使用することで、グレーは印刷
される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、カラ
ー画像の印刷品質を向上させるための方法を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明により、カラーパ
ッチをレンダリングするために用いられるカラーの組み
合わせにおいてコントラストを軽減することが可能であ
る。カラー画像のシアンのカラープレーンに複数のしき
い値を適用し、カラー画像のマゼンタのカラープレーン
には、前記複数のしきい値の逆数を適用する。カラー画
像のイエローのカラープレーンも同様に処理する。この
ようにして、カラー画像がカラーパターンに変換され、
プリンタ等の画像形成装置によって表示される。

【００１２】本発明のその他の態様および利点について
は、添付図面を参照し、本発明の原理を例として図示す
る、以下の詳細な説明から明らかとなろう。

【００１３】

【発明の実施の形態】図示の目的で添付図面に示すよう
に、コンピュータおよびプリンタに関して本発明を説明
する。プリンタは、限定された範囲の表示カラーしか印
刷できない。しかしながら、グリーン／マゼンタ（「Ｇ
／Ｍ」）カラーディザ処理を用いて、より広範囲な表示
カラーを印刷しているという知覚をもたらすことができ
る。Ｇ／Ｍディザ処理により、印刷された画像において
カラーパッチをレンダリングするために用いられるカラ
ーの組み合わせにおいてコントラストが軽減される。さ
らに、一連のポイント動作として、Ｇ／Ｍディザ処理が
各カラープレーンにおいて実行される。その結果、Ｇ／
Ｍディザ処理は高速になる。

【００１４】図１は、コンピュータ１２およびプリンタ
１４を含むコンピュータシステム１０を示す。プリンタ
１４は、インクジェットプリンタであってもよい。単な
る例示の目的として、最大６００ｄｐｉの解像度で印刷
することが可能な８色プリンタに関して、プリンタ１４
を以下に説明する。白紙に空間があればそこに、プリン
タ１４は、シアン、マゼンタおよびイエローの各インク
を組み合わせて付着させ、ブラック（「Ｋ」）、ブルー
（「Ｂ」）、レッド（「Ｒ」）、グリーン（「Ｇ」）、
マゼンタ（「Ｍ」）、シアン（「Ｃ」）、イエロー
（「Ｙ」）そしてホワイト（「Ｗ」）の８色から任意の
色を生成することが可能である。

【００１５】コンピュータ１２には、プロセッサ１６お
よびコンピュータメモリ１８が含まれる。画像ファイル
２０は、コンピュータメモリ１８に格納されるか、また
はオンザフライで処理される。単なる例示の目的とし
て、画像ファイル２０は、単一画像を表す。この画像
は、ＲＧＢの色空間において２４ビットのワードにより
表される。２４ビットのワードは、画像の画素とそれぞ
れ対応する。各２４ビットのワードにおいて、第１群の
８ビットは、対応画素のレッド成分の彩度を表し、第２
群の８ビットはグリーン成分の彩度を表し、第３群の８
ビットはブルー成分の彩度を表す。各２４ビットのワー
ドにより、各画素当たり２²⁴（約１６７０万）の範囲の
色を表すことができる。

【００１６】画像を印刷するためには、コンピュータ１
２は、コンピュータメモリ１８に格納された画像ファイ
ル２０およびプリンタドライバ２２にアクセスする。プ
リンタドライバ２２には、実行可能な命令が複数含ま
れ、実行する際、プリンタの解像度（たとえば、１イン
チ当たり６００ドット）と一致するように必要に応じて
画像の補間を行うようプロセッサ１６に命令を送出し、
該補間画像を表すドットパターンのマップを作成し、こ
のドットマップをプリンタ１４に送信して印刷するよう
にする。

【００１７】プリンタ１４は、８色以内の色しか表示で
きないが、プリンタドライバ２２は、Ｇ／Ｍディザ処理
を用いてより広範囲な色を印刷しているような知覚をも
たらす。ソリッドカラーパッチを表す各ドットパターン
において、該ドットパターンにおけるドットカラーの局
所平均が、カラーパッチの所望のカラーに等しくなる。
ドットは、知覚能力を減退させるパターンに配置され
る。

【００１８】ソリッドカラーパッチにおいて輝度のばら
つきを減少させるために、ドットカラーもまた選択され
る。人間の視覚系は、平均するとより低周波になるクロ
ミナンスの変化に比べ、輝度の変化に対してより知覚可
能であり、ソリッドカラーパッチにおける輝度のばらつ
きを減少させることで、画像における知覚可能なノイズ
を最小限にすることができる。

【００１９】プリンタ１４は、ドットパターンを受信
し、紙面に画像を印刷する。プリンタ１４には、レール
に沿って移動可能なＣＭＹプリントヘッド２４と、プリ
ントヘッド２４の噴射とともにプリントヘッド２４の位
置をレールに沿って調整するためのサーボ機構とが含ま
れる。プリントヘッドサーボ機構は、内蔵プロセッサ２
６とメモリ２８とを含む。プリンタメモリ２８は、Ｇ／
Ｍディザ処理を実行するよう内蔵プロセッサ２６に命令
する実行可能な命令を含んでもよい。

【００２０】図２では、Ｇ／Ｍディザ処理をさらに詳細
に示す。プロセッサ１６は、画像ファイル２０の各画素
が印刷された画像のドットと対応するように、必要に応
じて画像ファイル２０を補間する（ブロック１００）。

【００２１】プロセッサ１６は、補間画像を３つの別個
のカラープレーンに分割する（ブロック１０２）。プリ
ントヘッド２４は、シアン、マゼンタおよびイエローの
各インクドットを付着させるので、画像は、シアン、マ
ゼンタおよびイエローの各カラープレーンに分割され
る。画像ファイル２０におけるワードがレッド、グリー
ンおよびブルーの各成分を表す場合、プロセッサ１６
は、シアン、マゼンタおよびイエローの各カラー成分へ
の変換も実行する。

【００２２】次に、プロセッサ１６は、メモリ１０８か
らのディザマトリックスＢ／Ｗにアクセスする（ブロッ
ク１０４）。ディザマトリックスＢ／Ｗは、しきい値の
配列を含み、プリンタドライバ２２の一部もまた形成す
る。ディザマトリックスＢ／Ｗが画像全体をカバーしな
い場合、画像全体がカバーされるまで画像中にタイルさ
れ得る(tile)。

【００２３】モノクロームディザスクリーンからディザ
マトリックスＢ／Ｗを取り出してもよい。これらのスク
リーンは、そのしきい値配置パターンに応じて分類する
ことができる。ディザマトリックスにおけるしきい値配
置パターンの選択は、整列ディザ（クラスタドットディ
ザか、あるいはスパースドットディザの何れかとして、
すでに下位分類されている）と、ブルーノイズディザ、
ボイドアンドクラスタディザ、超平滑ディザ等の確率デ
ィザとを含む。たとえば、T. MitsaおよびK.J.Parker、
「ブルーノイズマスクを用いたディジタルハーフトーン
化（Digital Halftoning using a Blue Noise Mas
k）」、IS&T/SPIE、１９９１、International Symposiu
m on Electronic Imaging: Science and Technology, S
an Jose, CA(1991)；R. Ulichney、「ディジタル配列生
成のためのボイドアンドクラスタ方法（The Void-and-C
luster Method for Dither Array Generation）」、IS&
T/SPIE、１９９３、International Symposium on Elect
ronic Imaging: Science andTechnology, San Jose, CA
(1993)；および「特殊フィルタを使用したハーフトー
ン画像（Halftone Images usig Special Filters）」と
題する、本発明の譲受人に譲渡された、Q. Linの米国特
許第５，３１７，４１８号を参照されたい。

【００２４】ディザマトリックスＢ／Ｗは、シアンプレ
ーンに適用され（ブロック１０６）、ディザマトリック
スＢ／Ｗの逆数がマゼンタプレーンに適用され（ブロッ
ク１０８）、イエロープレーンには、ディザマトリック
スＢ／Ｗが適用される（ブロック１１０）。ｍ×ｎの配
列の８ビットしきい値を有する逆ディザマトリックス、
バーＢ／Ｗは、以下のように計算される。バーＢ／Ｗ（ｉ，ｊ）＝２５５−Ｂ／Ｗ（ｉ，ｊ）（式中、ｉおよびｊは、ｉ＝０，１，・・・，ｍ；ｊ＝
０，１，・・・，ｎといった、ディザマトリックスＢ／
Ｗにおけるしきい値の座標である。）

【００２５】各カラープレーンは個別に処理される。各
プレーンにおける各画素は、対応しきい値と単純に比較
される。各カラープレーンにおいて、（ｉ，ｊ）番目の
ＲＧＢ空間値が、対応するＢ／Ｗ（ｉ，ｊ）番目のしき
い値を下回る（または、等しい）、（ｉ，ｊ）番目の場
所にインクを配置する。あるいは、各カラープレーンに
おいて、インクは、（ｉ，ｊ）番目のＣＭＹ空間値が、
対応するＢ／Ｗ（ｉ，ｊ）番目のしきい値を上回る、
（ｉ，ｊ）番目の場所に配置される。したがって、各プ
レーンにおけるマスキングは、一連のポイント動作とし
て実行される。

【００２６】３個のカラープレーンのマスキングから
は、３個のドットパターンプレーンが得られる。この３
個の別個のドットパターンのプレーンを組み合わせ、プ
リンタ１４に送信して印刷してもよく、あるいは、３個
のプレーンを別個にプリンタ１４に送信して印刷しても
よい（ブロック１１２）。

【００２７】任意の場所（ｉ，ｊ）におけるしきい値
を、３個のカラープレーンに対応する成分を有する三次
元点座標Ｔ（ｉ，ｊ）として、Ｔ（ｉ，ｊ）＝｛Ｂ／Ｗ
（ｉ，ｊ），バーＢ／Ｗ（ｉ，ｊ），Ｂ／Ｗ（ｉ，
ｊ）｝のように見ると、Ｔ（ｉ，ｊ）は、グリーンとマ
ゼンタの間のＲＧＢ立方体の対角線上に配置される。Ｇ
／Ｍ対角線に沿ってしきい値を均一に分布させること
で、カラーパッチを確実に保存することができる。

【００２８】したがって、本発明では、画像の輝度のば
らつきを減少させることを開示する。使用するディザマ
トリックスに関係なく、モノクロームドット配置パター
ンおよびディザマトリックスの周波数領域特性が維持さ
れる。人間の視覚系は、平均してより低周波になるクロ
ミナンスの変化に比べ、輝度の変化に対してより知覚可
能である。ソリッドカラーパッチにおける輝度のばらつ
きを減少させることで、画像における知覚可能なノイズ
を最小限にすることができる。

【００２９】一連のポイント動作として、Ｇ／Ｍディザ
処理が各カラープレーンの各画素において実行される。
したがって、Ｇ／Ｍディザ処理を高速で実行することが
可能である。

【００３０】本発明は、上述の特定の実施形態に限定さ
れるものではない。たとえば、図３は、逆ディザマトリ
ックス２１０をカラー画像２００のイエロープレーン２
０６に適用することができることを示す。また、ディザ
マトリックス２０８はシアンプレーン２０２に適用さ
れ、逆ディザマトリックス２１０はマゼンタプレーン２
０４に適用される。逆ディザマトリックス２１０をイエ
ロープレーン２０６に適用することにより、Ｇ／Ｍの対
角線ではなくレッド／シアンの対角線に沿ってディザ処
理を実行させる。レッド／シアンの対角線に沿ってディ
ザ処理を実行する際、画像２００の輝度のばらつきもま
た減少される。シアン、マゼンタおよびイエローに起因
するドットパターンは、プリンタ等のディスプレイ装置
２１２に送信される。

【００３１】本発明は、ディザマトリックスの使用に限
定されるものではない。コンピュータメモリにディザマ
トリックスを格納する代わりに、オンザフライでしきい
値を計算してもよい。グリーンプレーンの画素としきい
値を比較し、マゼンタプレーンの対応画素としきい値の
補数を比較する。使用後は、しきい値を破棄してもよ
い。Michael D. McGuireとRodney Shawによる１９９６
年１０月１０日付けで出願された米国特許出願第０８／
７２９，０８２号の、「マスクを伴うおよびマスクを伴
わないハーフトーンディザ処理(Halftone Dithering Wi
th and Without Mask)」と題する特許出願を参照された
い（本明細書中に参照として組み込む）。（ハーフトー
ン化された二値画像は、入力画像から画素の領域を取り
出し、この領域の画素毎にしきい値を計算することによ
ってグレイスケール画像から生成され、値が近いしきい
値の場所が反相関されたものとできるだけランダムに一
致するようになされている。）

【００３２】本発明は、プリンタに限定されるものでは
ない。本発明は、全範囲の色以下で表示するデバイスで
あれば何れにも適用され得る。

【００３３】したがって、本発明は、上述した特定の実
施形態に限定されるものではない。むしろ、本発明は、
添付の特許請求の範囲にしたがって解釈される。

【００３４】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。

【００３５】[実施態様１]複数の画素により表される画
像（２００）をカラーパターンに変換し、限定された表
示カラーのセットを有する画像形成装置（２１２）によ
って表示されるようにプロセッサ（１６または２６）を
使用する方法であって、前記画像（２００）のシアンの
カラープレーン（２０２）に複数のしきい値（２０８）
を適用するステップと、前記画像（２００）のマゼンタ
のカラープレーン（２０４）に前記複数のしきい値の逆
数（２１０）を適用するステップと、を備えて成る方
法。

【００３６】[実施態様２]前記画像（２００）のイエロ
ーのカラープレーン（２０６）に前記複数のしきい値
（２０８）を適用するステップをさらに備えて成り、こ
れにより、前記画像（２００）に対し、ＲＧＢカラー立
方体のグリーン／マゼンタ対角線に沿ってしきい値を分
布する、実施態様１に記載の方法。

【００３７】[実施態様３]前記画像（２００）のイエロ
ーのカラープレーン（２０６）に前記複数のしきい値の
前記逆数（２１０）を適用するステップをさらに備えて
成り、これにより、前記画像（２００）に対し、ＲＧＢ
カラー立方体のレッド／シアン対角線に沿ってしきい値
を分布する、実施態様１に記載の方法。

【００３８】[実施態様４]前記逆しきい値は対応しきい
値の補数であることを特徴とする、実施態様１に記載の
方法。

【００３９】[実施態様５]前記しきい値はポイント動作
として適用されることを特徴とする、実施態様１に記載
の方法。

【００４０】[実施態様６]前記複数のしきい値はディザ
マトリックス（２２）に格納され、前記ディザマトリッ
クスと前記ディザマトリックスの逆数とが、前記カラー
プレーン（２０２、２０４、２０６）に適用されること
を特徴とする、実施態様１に記載の方法。

【００４１】[実施態様７]前記しきい値はオンザフライ
で計算されることを特徴とする、実施態様１に記載の方
法。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより、カラー画像の印刷品質を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリンタおよびコンピュータの図
である。

【図２】本発明に係るＧ／Ｍディザ処理を実行する方法
の図である。

【図３】本発明に係るＧ／Ｍディザ処理を実行する代替
方法の図である。

【符号の説明】

１６：プロセッサ２６：プロセッサ２００：カラー画像２１２：ディスプレイ装置２０２：シアンプレーン２０４：マゼンタプレーン２０６：イエロープレーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｚ (72)発明者キアン・リンアメリカ合衆国カリフォルニア州サンタ・クララギルバート・アベニュー 159

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素により表される画像をカラーパ
ターンに変換し、限定された表示カラーのセットを有す
る画像形成装置によって表示されるようにプロセッサを
使用する方法であって、前記画像のシアンのカラープレーンに複数のしきい値を
適用するステップと、前記画像のマゼンタのカラープレーンに前記複数のしき
い値の逆数を適用するステップと、を備えて成る方法。