JP2001169061A

JP2001169061A - ハーフトーン画像の走査におけるモアレ干渉パターンの低減方法

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Publication number: JP2001169061A
Application number: JP2000326720A
Authority: JP
Inventors: Brian L Hastings; ブライアン・エル・ヘイスティングス; Dan L Dalton; ダン・エル・ダルトン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2001-06-22
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: US6376834B1; DE60037494D1; EP1096784A3; EP1096784A2; JP3999455B2; TW474099B; DE60037494T2; EP1096784B1

Abstract

(57)【要約】【課題】モアレパターンの影響を軽減する有効かつ
経済的な方法として、スキャナからのデータにおけるス
キャナ誘導モアレパターンを、かつ印刷画像におけるプ
リンタ誘導モアレパターンを軽減する方法を提供する。【解決手段】ハーフトーン画像を走査することによっ
て生成される、ピクセルの集まりに現れるモアレパター
ンを低減する方法であって、第１の軸に沿った画像の第
１の部分を連続ピクセル値に量子化する工程と、第１の
軸のロケーションを選択された量だけシフトする工程
と、シフトされた前記第１の軸に沿った画像の第２の部
分を連続ピクセル値に量子化する工程と、前記選択され
る量を変化させる工程と、前記工程を繰り返す工程と、
を含む方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハーフトーン画像
の走査におけるモアレ干渉パターンの低減方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】スキャナとは、画像をビューして、その
画像を、それに沿ってピクセル位置が連続した多数のラ
インを隣接したものとして表現する装置である。各ピク
セルロケーションにおける光学的コンテンツは、ディジ
タル値（たとえば、４または５ビット）で表現され、ス
キャナの出力は、走査済みのラインを表現する集まりに
区切られた、またはグループ化された連続したディジタ
ル値として、直列に編成されることが多い。このプロセ
スにおいて重要なパラメータは、一本のライン内の連続
したディジタル値で表現される空間密度であり、これ
は、インチ（2.54cm）当たりのドット数、すなわちＤＰ
Ｉで表されることが多い。同様のパラメータは、隣接し
たラインの間の距離であり、これはインチ（2.54cm）当
たりのライン数、すなわちＬＰＩと呼ばれることもあ
る。大部分のスキャナでは、ＤＰＩおよびＬＰＩは、任
意の所与の走査動作時に固定されているが、あるスキャ
ナでは、走査時にＬＰＩ軸がＤＰＩ軸と直交しなくても
よい場合、ＬＰＩが複雑に変化しうる。別のシステムに
よる使用に備えた、グレースケールデータの準備に関連
するファームウェアは、ハードウェアによって実際に実
施されたよりも低い解像度で走査されたものとして現れ
るように、走査結果を再フォーマットすることがある。
いずれの場合でも、スキャナシステムは通常、ピクセル
ロケーションの規則正しい格子にすでに従っているか、
あるいはそれに従うよう調整されているものと予想され
るピクセルデータを出力する。各種の異なる光感知セン
サの場合、この走査プロセスは良好な条件下で非常に優
れたパフォーマンスが可能である。

【０００３】光感知センサの性質に起因した、性能に影
響を及ぼす多くの問題を考慮に入れなければ、非常に重
要な問題の１つは、走査される原画像の性質に付随して
いる。写真を初めとする多くの画像は、ハーフトーンと
して再現される。ハーフトーンは、拡大すると、サイズ
が異なるドットの規則正しく間隔が空いたマトリクスと
して見えてくる。このような（たとえば、拡大鏡によ
る）観察により、暗いドットは実際には明るいドットよ
りも暗いのではなく、より大きいことがわかる。実際、
隣接した暗いドットは、共に混じり合うほど大きくなっ
てもよく、そのために介在する白色スペースがなくなっ
てもよい。本当に明るいドットは、（何もないといって
いい程度にまで）十分に小さく、介在する白色スペース
が多くある。

【０００４】ハーフトーンは、光路にスクリーンを導入
することにより生成されることが多い。スクリーンの穴
は、サイズの異なるドットを生成するアパーチャであ
る。スクリーンのピッチ（すなわち、インチ（2.54cm）
当たりの穴の数）によって、ハーフトーン再現における
ドットのマトリクスについての間隔が決定されるが（他
の拡大縮小が行われない場合）、それは新聞や雑誌にお
ける写真の印刷画像であってもよい。スクリーンのピッ
チは、通常、両方向で均一である。新聞写真用に使用す
るスクリーンは、インチ（2.54cm）当たり８５ライン以
下というほど粗いかもしれないが、高価な雑誌用に使用
するスクリーンは、インチ（2.54cm）当たり１５０ライ
ン以上だろう。

【０００５】ハーフトーン化は、さもなくば非常に厄介
な写真の再現におけるいくつかの問題を解決するもので
あり、広く普及している。コンピュータ用プリンタは、
ハーフトーンプロセスを模倣して忠実度を増大させるこ
とが多く、このハーフトーンプロセスによって、通常の
オフィス複写機が複写しやすい実線または「タイプ」
（たとえば、フォントが一種類である１００％濃淡のな
い文字）以外の要素から構成される画像のプリンタ出力
を再現することができる。

【０００６】レーザプリンタについて考えてみる。レー
ザプリンタは、６００または１２００ＤＰＩの内部マイ
クロドット解像度を有することがあり、これは、サイズ
が異なるより大きなドットのグループを作成するために
使用される。たとえばインチ（2.54cm）当たり１００ド
ットでピクセルのグレースケールデータを取得し、マイ
クロドットからたとえばインチ（2.54cm）当たり１００
ドットでより大きな可変サイズのドットの画像を作成す
る様々な方法が知られている。これらプロセスのうちの
１つは、「オーダードディザ」として知られ、様々な閾
値のｎ×ｎマトリクスをアドレス指定するために、入ピ
クセルの「高精度位置」（ＸおよびＹ位置モジュロ_n）
を用いる。入ピクセルのグレースケール値が閾値以上で
ある場合、マイクロドットの対応するクラスタが生成さ
れる。このプロセスは、真っ白なフィールドについては
マイクロドットを全くせず、また真っ黒なべた一色であ
るフィールドについてはべた一色のマイクロドットを生
成する。これら両極端の間のグレーのレベルについて
は、可変サイズのマイクロドットのクラスタがある。多
くの場合、スクリーニングエージェントはプリンタ自体
ではなくソフトウェアドライバであるが、これは、プリ
ンタが各自の内部スクリーンを備えているようなもので
ある。

【０００７】モアレパターンは、ピッチの異なる２つの
異なるスクリーンによってスクリーニングされたパター
ン等の、２つ（以上）の量子化方式を含む画像に亘って
分布した暗い帯またはスポットのよく見られる規則的な
パターンである。２つの方式（スクリーン）の相対的な
向きは、生じるモアレパターンの形状に影響を及ぼす。
２つの整合していない、または異なるスクリーンを通し
て画像を見ると、モアレパターンが画像濃度の規則的な
乱れとして現れる。すなわち、スクリーンの２個のセル
が良好に整合されている場合、対応する被作用物への
「光」は、１つのスクリーンしかないかのように、「通
過」するが、他の整合はいずれも、画像の伝送中に画像
の忠実度にますます干渉してしまう。ここで、最も関心
のあるケースは、第１のスクリーンですでにハーフトー
ン化した後、スクリーニングされていない原画像を（プ
リンタ内の）第２のスクリーンを通して見る（たとえ
ば、印刷することで）ことに関する。第２のスクリーン
に影響を与えるものが白色スペースで分離された、また
は白色スペースのフィールド上にある可変サイズのドッ
トのパターンであることを考慮すれば、第１のスクリー
ンを省いてもよい。上記のように、領域におけるドット
は、白色スペースをかき消すほど大きくてもよく、ある
いは、その領域が完全に（または大部分）白色スペース
となるほど小さくてもよい。

【０００８】したがって、第２のスクリーンが画像のハ
ーフトーン化されたドットと完全に整合するか、あるい
は特定領域において一時的に良好に整合する場合、良好
に整合した領域内には、画像の伝送を妨害するアーティ
ファクトがなく、画像のドットは、印刷されるマイクロ
ドットの対応するクラスタを生成する。ここで、第２の
スクリーンが画像のドットとかなりまたは完全に整合し
ないと仮定してみる。第２のスクリーンが第１のスクリ
ーンと同じスクリーンであるが、最大整合から単に平行
移動した（しかし、回転されない）場合、見掛けの暗さ
すなわち全ドットの有効サイズが均一に低減するため、
画像全体が不整合に対応した量だけ均一に薄暗くなる。
第２のスクリーンが異なるピッチを有するか、または回
転した場合、良好な整合の間に不良整合の瞬間が周期的
に発生する。整合があまり良好ではない領域において、
画像は、（ａ）連続した小さめのドットが第２のスクリ
ーンの連続したアパーチャ間のスペースに整合する（周
期的に、オーダードディザの閾値を満たすことができな
い）ため、白っぽくなり始めるか、あるいは（ｂ）連続
した大きめのドットが第２のスクリーンの連続したアパ
ーチャの間に掛かってしまう（周期的に、オーダードデ
ィザの閾値を超える）ため、べた一色になる。（ａ）の
場合では小さいドットがなくなる（かつ中間サイズのド
ットがより小さくなる）一方、（ｂ）の場合では中間サ
イズのドットがより大きなドットになる。ドットサイズ
に対するこれらの乱れが、目に見えるモアレパターンで
ある。

【０００９】前もって再現された画像を走査して、印刷
することは、ますます一般的になってきている。不都合
なことに、これには２つの望ましくない結果が伴う可能
性がある。

【００１０】ハーフトーン画像を単に走査するだけであ
ると、走査結果のグレースケール値のデータに検出可能
なモアレパターンアーティファクトが生じてしまう。こ
れらのモアレパターンは、ＤＰＩ方向におけるハーフト
ーン化スクリーンの有効ピッチとスキャナのＤＰＩの間
の差である第１の空間周波数でＤＰＩ方向に沿って現れ
る。該モアレパターンはまた、ＬＰＩ方向におけるハー
フトーン化スクリーンの有効ピッチとスキャナのＬＰＩ
の間の差である第２の空間周波数でＬＰＩ方向に沿って
も現れる。換言すれば、スキャナのハードウェアの解像
度は、まるでスクリーンであるかのように作用する。よ
く考えてみた上で、これらを「スキャナ誘導」モアレパ
ターンと呼ぶことが適当であることに賛同されるであろ
う。

【００１１】「スキャナ誘導」モアレパターンよりも目
立つのは、走査されたハーフトーン画像が、上述したよ
うに各自のハーフトーン表現を作成することによってグ
レースケールデータを処理するプリンタで印刷される際
に発生するものである。その結果は完全に、原画像（ス
クリーニングされていない写真を考える）を２つの異な
る任意に配置されたスクリーンを通して見るようなもの
である。これらのスクリーンの一方は、走査された文書
上の画像のハーフトーン化に使用されたものである。他
方は、プリンタによって使用されたスクリーニングプロ
セスである。これらのモアレパターンアーティファクト
は、未処理のままであると、しばしば結果得られるもの
が使用困難か又は使用不可能であると見なされるほど見
苦しいといった程度にまで、時に非常に顕著である。な
お、「プリンタ誘導」モアレパターンと呼ばれるこの問
題は、スキャナに責任があるわけではない。スキャナは
むしろ、悪いニュースに対する責任を追求されるメッセ
ンジャーといった立場にある。結局、一方の「スクリー
ン」のロケーションが走査されたデータ内にあり、他方
の「スクリーン」がプリンタ内にあり、そしてスキャナ
は単にその２つの間にあるだけである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】モアレアーティファク
トに対する従来の解決策は、走査データを後処理すると
いうものである。これは、計算集約的であり、スキャ
ナ、あるいはスキャナが生成したデータを使用すると予
想される環境の複雑性をかなり付加してしまう。また、
モアレパターンを平滑化するための代価として、画像の
解像度が低減する可能性もある。

【００１３】本明細書には、USP5,578,813号に記載され
た全体を引用することにより、本明細書の一部をなすも
のとするが、その'813号特許に記載されている走査機構
等のハンドヘルド式走査機構を考えてみる。（明確に言
えば、実際のスキャナであるＨＰＣ６３００Ａと、Ｐ
Ｃ上で実行されるいくつかのソフトウェアとを両方とも
含む、ヒューレット・パッカード社（Hewlett-Packard
Co.）からのＣａｐＳｈａｒｅ９１０またはＣａｐＳｈ
ａｒｅ９２０であってもよい）。該スキャナは、文書と
接触する（文書と比較して）小型の窓（その背後に光学
センサのアレイがある）を使用し、文書全体（または関
心のある部分）が網羅されるまで、少なくともわずかに
重なった任意のパターンで「スワイプ（swiping）」す
ることによって移動される。スキャナは、スワイプ移動
を追跡するための搭載型ナビゲーション機構と、相当な
容量(fair amount)のメモリと、堂々たる量(impressive
amount)の処理能力と、を備える。これは、偏位修正
（ＤＰＩ軸とＬＰＩ軸を直角に保つ）および縫合（stit
ching：隣接したスワイプを組み合わせて、正しい順序
のピクセルのラインにする）と呼ばれるプロセスを通し
て、スワイプされた画像を再構築し、たとえばフラット
ベッド式スキャナでデータを走査したかのように、再構
築したものを出力する。実際の走査は、ラインに沿って
３００ＤＰＩ×公称２００ＬＰＩであり、そして３００
ＤＰＩ×３００ＬＰＩとなるように偏位修正されて縫合
される。この結果を次にダウンサンプリングして、１５
０ＤＰＩ×１５０ＬＰＩのグレースケールデータを生成
する。スワイプは任意の形状（単に短く不規則な曲が
り、ジグザグ、さらにはＵ字形）でよいため、サンプル
ピクセルのラインの一端は他端よりも高速に移動するこ
とが多く、かつ最も高速で移動する端によって、サンプ
リングのための初期または内部２００ＬＰＩ基準が導き
出される。ハンドヘルド式スキャナは、ハーフトーン画
像を含むマテリアル上で用いられることが多い。文書上
のその動きに関係なく（殆ど真っ直ぐであるか、非常に
短く曲がりくねっているかに係わらず）、偏位修正され
て共に縫合された後であっても、走査しているハーフト
ーンマテリアルから小さなスキャナ誘導モアレアーティ
ファクトが現れることが多い。走査移動がスキャナ誘導
およびプリンタ誘導モアレパターンに何等影響をもたな
いとは言わない。走査移動は、「スクリーン」の見掛け
の相対的位置を変化させることにより、確かに影響を持
ちうる。しかし、走査移動はモアレパターンの根本的な
原因ではない。フラットベッド式スキャナもまた、同じ
難点を有する。

【００１４】ハーフトーン画像の走査および印刷におい
て、モアレパターンの影響を軽減する有効かつ経済的な
方法、すなわち、スキャナからデータにおけるスキャナ
誘導モアレパターンを、かつ印刷画像におけるプリンタ
誘導モアレパターンを軽減する方法があれば望ましい。
比較的単純な技術の１つが双方の影響を軽減することが
特に望ましい。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハーフトーン
画像を走査することによって生成される、ピクセルの集
まりに現れるモアレパターンを低減する方法であって、
（ａ）第１の軸に沿った画像の第１の部分を連続ピクセ
ル値に量子化する工程であって、該量子化は単位長さ当
たりのピクセル数が一定である、固定の解像度で行われ
る、工程と、（ｂ）前記第１の軸のロケーションを選択
された量だけシフトする工程と、（ｃ）該工程（ｂ）に
続き、シフトされた前記第１の軸に沿った画像の第２の
部分を連続ピクセル値に量子化する工程であって、該量
子化は単位長さ当たりのピクセル数が一定である、固定
の解像度で行われる、工程と、（ｄ）該工程（ｃ）に続
き、前記選択される量を変化させる工程と、（ｅ）前記
工程（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）を繰り返す工程と、
を含む方法を提供するものである。スキャナ誘導および
プリンタ誘導モアレパターンが双方とも、ＬＰＩが連続
的に変化するスキャナにおいてかなり抑制される。スキ
ャナと文書の間の相対移動と異なる方向のＤＰＩは、通
常、光学センサの固定された属性であるが、ＬＰＩ方向
での連続したライン間の距離は最大距離から最小距離の
範囲でランダムに変化させることができる。これは、モ
アレの影響を空間的に分散させ、通常認識可能な寸法パ
ターンに集中して蓄積されないようにする。

【００１６】

【発明の実施の形態】一般に、走査されたハーフトーン
入力の印刷出力におけるモアレパターン要素の幅は数ピ
クセルであり、高さは数ラインである。象徴的には、こ
のようなモアレパターン要素を整合したラインとして表
現する。 (1)．．．ＯＯＯＯＯ／／／／／／／／／XXXXXX＼＼＼
＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯ．．． (2)．．．ＯＯＯＯＯＯ／／／／／／XXXXXXXX＼＼＼＼
＼＼ＯＯＯＯＯＯ．．． (3)．．．ＯＯＯＯＯＯ／／／／／／XXXXXXXX＼＼＼＼
＼＼ＯＯＯＯＯＯ．．． (4)．．．ＯＯＯＯＯ／／／／／／／／／XXXXXX＼＼＼
＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯ．．．

【００１７】この例において、スラッシュは、画像に従
った公称（またはそれに非常に近い）値を有する（すな
わち、知覚可能なアーティファクトなしで現れる）「出
力ピクセル」（レーザプリンタの場合、オーダードディ
ザによって生成される、ミクロドットと呼ばれるものの
クラスタである）を表現する。Ｘは、実際の画像の正規
部分ではない知覚可能な暗化を有するような出力ピクセ
ルを表現し、Ｏは、実際の画像の正規部分ではない知覚
可能な明化である。ライン（１）〜（４）におけるＸお
よびＯのパターンは、２つのスクリーンの間の空間周波
数の差から生じる。その見掛けの垂直方位は、通常互い
に対して、かつＤＰＩ軸およびＬＰＩ軸にも平行である
が、互いにずれた２つのスクリーンからもたらされる。
もちろん、これらの条件は特別な場合である。スクリー
ンは相対的に回転することもあり、これによって目に見
えるモアレ要素の形状が他の幾何学的パターンで生成さ
れる。そうではあるが、ライン（１）〜（４）は、本明
細書に記載したいと望む改良技術の一般的な効果を示す
ベースとしての役割を果たす。

【００１８】次に、ＬＰＩ方向に沿ってＤＰＩラインの
ロケーションに到達すると、選択の余地なくスキャナの
該ＤＰＩにそのラインをサンプリングする。そして、そ
の結果がＤＰＩ方向に沿ったいくつかのスキャナ誘導モ
アレパターン要素を有する場合には、それを回避するこ
とはできない。しかし、次のラインに、そうでなければ
それと同じモアレパターン要素の出力ピクセルの次の例
となってしまうものが自動的に現れないようにすること
はできることが多い。スキャナのＬＰＩを常に変化させ
ることによって、ＤＰＩ方向の次に走査されたラインの
ロケーションが、原画像用のハーフトーンスクリーンが
プリンタによって使用されるスクリーンを干渉しない
（または、より少ない程度に干渉する）、文書内のロケ
ーションに行き当たることが多いと予想することができ
る。

【００１９】スキャナ誘導モアレパターンが続く限り、
意図的なＬＰＩの変化によって、かかるいずれのモアレ
要素にもわずかな局所的ぶれが生成される。ぶれは、走
査ハードウェアの最高解像度で走査された偏位未修整ピ
クセルの一対一の印刷（プリンタのハーフトーン化な
し）（時々行われる）においてさえも有益である空間分
布であるだけでなく、ぶれ自体がプリンタのハーフトー
ンシミュレーション中に平均化される傾向がある。その
ため、ぶれは、（ａ）スキャナ誘導モアレパターンが目
に見える出力状況において有益である（ぶれは、各スキ
ャナ誘導モアレパターンをより広い面積に亘って分散さ
せて、より目立たなくする）一方、（ｂ）プリンタのハ
ーフトーン化の使用中に、プリンタによるハーフトーン
化に干渉（パン）しない。

【００２０】プリンタ誘導モアレパターンの場合、意図
的なスキャナＬＰＩの変化は、複数ラインのパターン要
素を分散させる傾向がある。（５）．．．ＯＯＯＯＯＯ／／／／／／
ＸＸＸＸＸＸＸＸ＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯＯ．．．（６）．．．ＯＯＯＯＯ／／／／／／／／／ＸＸＸＸＸ
Ｘ＼＼＼＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯ．．．（７）．．．ＯＯＯＯＯＯ／／／／／／ＸＸＸ
ＸＸＸＸＸ＼＼＼＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯＯ．．．（８）．．．ＯＯＯＯＯ／／／／／／／／／ＸＸＸ
ＸＸＸ＼＼＼＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯ．．．

【００２１】確かに、これは、走査された原文書の見掛
けのロケーションをＬＰＩ方向にある量だけシフトし、
ＬＰＩが一定であると予想しているプリンタ（従来型で
あり、かつここで使用しようと計画したタイプのプリン
タ）にその形態で伝送される場合に、偏位未修正の印刷
画像は、ＬＰＩ方向での程度の小さな伸張圧縮を示す傾
向がある。たとえば、公称では厚さ数ピクセルである対
角線が、わずかに波打って太くなったり細くなったりす
ることがある。しかし、これは、ピクセル情報が必ずし
も適切な場所にないというほどのことではない。プリン
タのハーフトーン化では、オーダードディザまたはプリ
ンタにおける他のスクリーニング機構が、プリンタでス
クリーニングされたドットの作成の一部として、隣接す
るスキャナピクセルを組み合わせると予想することがで
きる。オリジナルの情報は、ＬＰＩ方向にわずかに誤配
置されてはいるが依然としてそこにあり、多くのライン
からは、大部分またはすべてのモアレアーティファクト
がなくなる。隣接しているが、変位されたスキャナピク
セルを組み合わせることで生成されたプリンタのハーフ
トーン化により、わずかに焦点がずれているが他の点で
は正確な画像を生成する。

【００２２】可変ＬＰＩ画像をプリンタに送信する前
に、ハンドヘルド式または他のスキャナがすでに可変Ｌ
ＰＩ画像を偏位修正してしまっている場合、偏位修正プ
ロセスはどのみちＬＰＩが一定であるとは決して予想し
ない（スワイピングに耐えている（put up with swipin
g）場合、どうすればそんなことができるのか）点か
ら、正しい位置にないスキャナ生成ピクセルに関する状
況は、いずれにしろ常に以前の状態のままである。さら
に、偏位修正はスクリーニングではなく、本質的に情報
の保存であり、情報を捨てない。偏位修正は、先行段落
の偏位未修正の場合に焦点ずれとして現れる詳細を損失
することなく、スキャナ生成ピクセルを公称としてそこ
にあったであろうロケーション（would-have-been loca
tion）に復位させる。しかし、走査ピクセルを各自のそ
こにあったであろうというロケーションに動かすこと
は、実際のロケーションおよびそこにあったであろうと
いうロケーションが、走査しているハーフトーンドット
を生成したスクリーンの存在に対して異なって応答する
ということを全体的に補償するわけではない。偏位修正
プロセスは、ハーフトーンドットの基となる空間周波数
の知識なしで、ピクセル値を補間する。結果生じるピク
セル強度のばらつきは、ここで、偏位修正の補間プロセ
スの中心である平均化時に、その強度のばらつきを別個
に保存しないことによって、ハーフトーン化の空間周波
数を乱す混ぜられた量である。すなわち、画像のコンテ
ンツは、実際のハーフトーン空間周波数のばらつきを
「ならす（swamp）」ことができる。そのため、補間
は、ＬＰＩおよび局所画像コンテンツの変更の両方に基
づいて、非規則的にモアレパターンを乱すと予想するこ
とができる。これは、そうでなければ規則的なモアレパ
ターン要素に空間的変位および平滑化をもたらし、モア
レパターン要素を分散させてより目立たなくするという
ものである。これは、ハーフトーンドットを生成したス
クリーンが動いており、かつわずかに焦点がずれている
ようなものである。

【００２３】原画像の位置を１ハーフトーン周期だけ変
更することにより、モアレパターンにおける１つの完全
な周期が空間的に変位することを理解されたい。ここ
で、ハーフトーン画像は実際には移動しないが、スクリ
ーンの見掛けのロケーションが移動する場合、同じこと
が起こり、これはもちろん、ＬＰＩが変化する際に起こ
ることである。ＬＰＩは、ハーフトーン画像の生成に使
用される殆どのスクリーンと対応するため、ＬＰＩを変
化させる効果が際立つ。ちょうどどれくらいＬＰＩを変
化させることが望ましいかを決定することが重要であ
る。（もちろん、他方の走査軸におけるＤＰＩは固定さ
れており、これを受け入れなければならない。すべてが
等しい場合、高い方がよい）。

【００２４】最も望ましい場合において、ＬＰＩの変化
は、走査されるハーフトーンの空間周波数（ＤＰＩ単位
で）の知識に基づく。各ドットが厳密に一度サンプリン
グされ、かつ各サンプルにおいて、ドットサイズを表現
する強度値が生成されると想定するとともに、すべての
インクが均一に暗く（ドットサイズに係わらず）、用紙
がすべて白色であるものと仮定する。原理において、こ
のデータは、走査された画像を印刷するプリンタ内のス
クリーンに起因する任意のモアレパターンの生成を含め
て、画像の再構築に必要な情報をすべて有する。そのた
め、ハーフトーンドットの中心から中心の公称間隔の±
５０％でＬＰＩを変化させると、モアレパターンを最大
限に回避する（したがって、分散させる）ことができ
る。しかし、変化が±５０％未満であってもなお有効で
あるが、モアレパターンにおける１周期の回避を達成す
るために、複数のラインが必要でありうる。この事実に
より、広範なハーフトーンスクリーンサイズに対してモ
アレパターンを有効に回避する、ラインからラインのサ
ンプリング距離（すなわち、ＬＰＩ方向に沿って）の変
化を選ぶことができる。

【００２５】一例を提供することが妥当である。１５０
ＤＰＩハーフトーンとして印刷された写真を走査するも
のと想定する。モアレパターンを最大限に回避するため
に、１５０ＬＰＩサンプリングレートを±１／３００
(×2.54)ｃｍ変化させることが好ましい。すなわち、２
つの連続したラインの間の間隔が、１／３００(×2.54)
ｃｍ〜３／３００＝１／１００(×2.54)ｃｍの間で変化
する。この変化は、ライン毎に一定の量であってもよ
く、あるいはランダムであってもよい。変化における規
則性はいずれも規則的に（したがって、認識可能な）回
避されたモアレパターンとして現れる可能性を有するた
め、ランダムが好ましい。

【００２６】このサンプルの変化量が、代わりに１００
ＬＰＩでスクリーニングされたハーフトーンに対して用
いられると、望ましい効果がなお生成されるが、成果を
認識するには複数のラインが必要でありうる。

【００２７】任意特定のシステムにおける実際的な関連
事項により、選択および妥協が強いられる場合がある。
スクリーンが１５０ＤＰＩであり、イメージセンサが、
速度を低減せずには十分高速に（３００ＬＰＩ）サンプ
リングできないものと想定する。第１に、できる限り最
善を尽くすことが妥当である。ＬＰＩの変化が最大５０
％に達しない場合であっても、なお有効である。第２
に、ハンドヘルドスキャナの場合、スクリーニングされ
たマテリアル上をゆっくりと動かすようユーザを教育す
ることが可能である。（センサが１０(×2.54)ｃｍ／秒
で用紙上を移動する場合、３００ＬＰＩは３０００サン
プル／秒である。３０００サンプル／秒がハードウェ
ア、またはそれに付随する演算に関して高すぎる場合に
は、速さにして半分だけである５(×2.54)ｃｍ／秒が可
能であろう）。ハーフトーンＤＰＩが小さい、たとえば
５０ＤＰＩである場合、別の関連事項が現れる。変位修
正プロセスが１５０ＤＰＩの出力の生成を目的とし、か
つ公称２００ＬＰＩの生データを予想すると想定する。
ここで、可能な分離距離として、１／５０(×2.54)ｃｍ
に１／５０(×2.54)ｃｍの１／２（３／１００(×2.54)
ｃｍ）を足したものを採用するよう求めると、以前より
もはるかに高い精度が求められることがあり、新規部分
を設計する価値があるか否かという疑問が生じる（ハン
ドヘルド式スキャナにおいて、変位修正器はＩＣの大き
なかたまりである）。上述したように、部分的な解決策
は部分的になお有効であるため、答えは「ノー」である
かもしれないが、原理において、この実施が不可能であ
る理由はなく、工学的または性能の観点から非実際的で
はないことに留意する。

【００２８】上記から、以下のヒューリスティックを提
案する。すなわち、公称２００ＬＰＩで動作するよう変
更されるとともに、変位修正器を備えたスキャナのハー
ドウェアの場合、ラインからラインの距離（ＬＰＩの
値）が、１／２００(×2.54)ｃｍ〜１／１５０(×2.54)
ｃｍ（２００ＬＰＩ〜１５０ＬＰＩ）に亘って変化する
（これは、４／６００−３／６００＝１／６００分の変
化である）、８５〜１５０ＤＰＩのスクリーンが有効な
モアレパターン抑制を有する。

【００２９】ここで、１／６００(×2.54)ｃｍは変化だ
けの値ではなく、制限である。１／６００(×2.54)ｃｍ
が最大である変化の一群がある。この群には５〜１０の
メンバがあると仮定することが妥当であり、これによっ
て、特定のスキャナが１／１０００(×2.54)ｃｍよりも
かなり低い端数の解像度で位置決めされたロケーション
でサンプリングすることができるか否かという問題が生
じる。機械的システムの場合、これはかなりの難題であ
る。しかし、ハンドヘルド式スキャナは、解像度をソー
トすることができる光学ナビゲーション技術を使用する
（親切にも）。増分位置情報を使用して速度を突き止め
るが、関連する質量により、速度をあまり速く変更する
ことはできない。これによって、要求される精度よりも
はるかに精度よく測定し、作用することのできる時間間
隔として、距離を正確に区切ることができる。そのた
め、吟味しようとするブロック図は、ライン間の公称間
隔に加えられる「ランダムデルタ距離」に関して吟味さ
れる。しかし、このような説明は概念的に正確である
が、’８１３号特許の環境で実施される場合、これは、
２００ＬＰＩがこの分だけランダムに変化する、１／６
００(×2.54)ｃｍの端数の群を生成するよう作用する速
度依存型可変時間間隔であることを理解されたい。

【００３０】次に、可変ＬＰＩを組み込むよう適合され
た一般的なスキャナの簡略化されたブロック図である図
１を参照する。スキャナは、解像度がおそらく３００Ｄ
ＰＩである、カラーまたはグレースケールの種類のＣＩ
Ｓ（接触型イメージセンサ）であってもよいイメージセ
ンサ２を備える。最近、ＣＩＳは自身の搭載型ディジタ
イジングを備えることができ、サンプル信号３に応答し
て、かかるＣＩＳは、ここではライン４で示されるサン
プリングされた画像ピクセルのライン全体についてのデ
ィジタル化したデータを生成する。位置センサ６から、
またサンプル信号３の発生に応答して得られた、ライン
７上の対応位置データを伴うが、このデータは生データ
メモリ５に進む。

【００３１】生データメモリ５に蓄積されたデータは、
変位修正器１７に送られ、ここから、本例では１５０Ｄ
ＰＩの画像のピクセル値としてライン１８上に現れる。

【００３２】また、サンプル信号３は、出力が１／６０
０(×2.54)ｃｍという端数まで（上述した２００ＬＰＩ
および１５０ＬＰＩの間の変更）距離を表すようスケー
リングされた疑似乱数である、ランダムΔＬＰＩジェネ
レータ９にも進む。出力値ΔＬＰＩ１０は、一方の入力
として加算器１１に加えられる。加算器１１の他方の入
力は、先にサンプリングされたラインの位置である値７
をラッチしたものである。先行位置ラッチ８は、サンプ
ル信号３に応答して値７を取り込んで、ラッチした値を
加算器１１に加える。したがって、加算器１１の出力１
２は、サンプルを取るべき次位置である。その位置の値
は次位置ラッチ１３にラッチされ、この出力１４がコン
パレータ／サンプルコントローラ１５に加えられる。コ
ンパレータ／サンプルコントローラ１５は、位置センサ
６から現在位置情報データ１６までを受け取る。ＬＰＩ
軸に沿った現在位置が次位置ラッチ１３におけるものと
適合すると、サンプル信号３の別のインスタンスが発行
されて、プロセスが継続する。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、ハーフトーン画像の走
査および印刷において、モアレパターンの影響を軽減す
る有効かつ経済的な方法を提供可能であり、スキャナか
らのデータにおけるスキャナ誘導モアレパターンを、か
つ印刷画像におけるプリンタ誘導モアレパターンを軽減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理に従って動作するよう構築された
例示的なスキャナの簡略化したブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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） (72)発明者ダン・エル・ダルトンアメリカ合衆国コロラド州80634，グリーリー，ウェスト・トゥエンティセブンス・ストリート 5725

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハーフトーン画像を走査することによっ
て生成される、ピクセルの集まりに現れるモアレパター
ンを低減する方法であって、（ａ）第１の軸に沿った画像の第１の部分を連続ピクセ
ル値に量子化する工程であって、該量子化は単位長さ当
たりのピクセル数が一定である、固定の解像度で行われ
る、工程と、（ｂ）前記第１の軸のロケーションを選択された量だけ
シフトする工程と、（ｃ）該工程（ｂ）に続き、シフトされた前記第１の軸
に沿った画像の第２の部分を連続ピクセル値に量子化す
る工程であって、該量子化は単位長さ当たりのピクセル
数が一定である、固定の解像度で行われる、工程と、（ｄ）該工程（ｃ）に続き、前記選択される量を変化さ
せる工程と、（ｅ）前記工程（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）を繰り返
す工程と、を含む、方法。
【請求項２】前記工程（ｄ）は、前記選択される量を
周期的に増減することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】前記工程（ｄ）は、前記選択される量を
疑似ランダムに増減することを含む、請求項１記載の方
法。
【請求項４】前記シフトする工程（ｂ）は、回転を許
容し、かつ前記量子化された連続ピクセル値を、規則正
しい間隔のピクセル格子上に位置するように偏位修正す
る工程（ｆ）をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】前記工程（ｄ）は、前記選択される量を
周期的に増減することを含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】前記工程（ｄ）は、前記選択される量を
疑似ランダムに増減することを含む、請求項４記載の方
法。