JP2004201302A

JP2004201302A - 画像の解像度変換方法

Info

Publication number: JP2004201302A
Application number: JP2003410083A
Authority: JP
Inventors: Fritz F Ebner; エフエブナーフリッツ; Donald J Curry; ドナルド　ジェイ　カリー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2004-07-15
Also published as: US20040114832A1; US7139442B2

Abstract

【課題】解像度変換をドキュメントのマルチラスタコンテンツ（ＭＲＣ）表現のセレクタプレーンに適用する方法を提供する。
【解決手段】画像の解像度変換方法は、マルチラスタコンテンツファイルにおけるデータを読み出し（２０，２２）、マルチラスタコンテンツファイルからのマルチラスタコンテンツファイルデータを、１つのプレーンが１セレクタプレーンである、複数のセレクタプレーンに分離し（２２）、マルチラスタコンテンツのセレクタプレーンに解像度変換を適用する（２４）、ことからなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般に、デジタル走査されたドキュメントを２つ又はそれ以上のプレーンにセグメント化する方法及びシステムに関し、より具体的には、ドキュメントのマルチラスタコンテンツ（ＭＲＣ）表現のセレクタプレーンに解像度変換を適用する方法及びシステムに関する。

ドキュメントのＭＲＣ（マルチラスタコンテンツ）表現は汎用性がある。これは、カラー画像、及びカラーテキスト又はモノクロテキストのいずれをも表す能力を提供する。このＭＲＣ表現は、ドキュメント内容を表すために、マルチ「プレーン」を用いることを可能にする。ＭＲＣ表現は、市場においてますます重要になってきている。

ＭＲＣ表現において、画像は１つ以上の画像プレーンにより表される。ドキュメントのＭＲＣ表現の主要な利点は、大きなデジタルカラードキュメントを格納し、送信し、及び操作するための効果的な方法を提供することである。この方法は、コントラストの高い縁がある場合には小さなカラー変化を識別する能力が大幅に低減する、という人間の視覚システムの特性を利用するものである。縁の情報は、通常、滑らかに変化するカラー情報から分けられ、セレクタプレーンと呼ばれるプレーンの１つにおいてコード化される。慎重な分離に続き、種々のプレーンを良好な圧縮及び高い品質をもつ標準的な圧縮方式（ＪＰＥＧ及びＧ４のような）を用いて独立して圧縮することができる。ＭＲＣ表現の利点を完全に利用して、画像を効率的に一組のプレーンに分離する方法及びシステムが以下に述べられる。

本願において、画像信号を一組の画像プレーンに分離する方法及びシステムが開示される。本発明のシステムは、パターン置換によるテンプレートマッチングを用いることにより、合成イメージ又は走査イメージの両方について、低解像度から高解像度のバイナリ画像に解像度変換を実行する方法を含む。より具体的には、本発明は、混合（ミックス）ラスタコンテンツ画像のセレクタプレーンに、解像度変換を適用する。縁が（領域分類に対して）コード化されたセレクタプレーンにおいて、テンプレートマッチング／パターン置換がうまく作用し、それらはこの画像においてはコード化されないために、ハーフトーン化領域に悪影響を及ぼさない。

図１は、一般的なＭＲＣ（マルチラスタコンテンツ）表現を示す。この表現は、フォアグラウンド（ＦＧ）、バックグラウンド（ＢＧ）、セレクタ（ＳＥＬ）、及びレンダリングヒント（ＨＩＮＴ）という４つの独立したプレーンを含む。最も一般的な場合においては、より高レベルの場合、マルチフォアグラウンド及びセレクタの対があり得る。しかしながら、多くの適用例においては、この表現は、３つ又は４つのプレーンに限定される。バックグラウンドプレーンは、典型的には、ピクチャ及び／又は滑らかに変化する背景カラーのような連続階調情報を格納するために用いられる。セレクタプレーンは、通常は、他の縁情報（例えば線画図）と併せてテキスト画像（バイナリ）を保持する。フォアグラウンドプレーンは、通常は、対応するテキスト及び／又は線画のカラーを保持する。しかしながら、ＭＲＣ表現は、プレーン、及びそれに関連する圧縮方法のみを指定する。それは、他の方法によりプレーンの各々のコンテンツを制限したり実行したりはしない。プレーンの各々のコンテンツは、ＭＲＣ表現の実行により適切に定義することができる。

ＭＲＣ構造は、さらに、ドキュメントのコンテンツについての付加的な情報を伝達するために用いられる４番目のプレーン、レンダリングヒント（ＨＩＮＴ）プレーンを考慮する。例えば、レンダリングヒントプレーンは、ページ上の種々の対象に最適なカラー整合方法を識別するＩＣＣ（国際カラーコンソーシアム）のカラーヒントを実行することができる。

フォアグラウンド及びバックグラウンドプレーンは、２つのフルカラー（Ｌ、ａ、ｂ）プレーンと定義される。セレクタプレーンは、バイナリ（１ビットの深さ）プレーンと定義される。レンダリングヒントプレーンは、典型的には、１又は８ビットプレーンのいずれかに制限される。１つの例示的なＭＲＣ表現は、フォアグラウンド及びバックグラウンドがＪＰＥＧ圧縮されるように、しかもセレクタプレーンは、ＩＴＵ−Ｇ４圧縮（標準グループ４ファクシミリ圧縮）されるように指定する。レンダリングヒントプレーンは、任意であると考えられるが、それが用いられる場合には、Ｌｅｍｐｅｌ−Ｚｉｖ−Ｗｅｌｃｈ方式と同様の圧縮方式をその圧縮に用いることができる。一般に、フォアグラウンド、バックグラウンド、セレクタ、及びレンダリングヒントプレーンは全て異なる解像度であってよく、それらはオリジナルのソース入力解像度を維持する必要はない。

「セグメント化(分離）された」ＭＲＣ画像を、その構成要素（例えばプレーン）から戻すように組立てる方法は、フォアグラウンドカラーを、セレクタプレーンの「マスク」を通してバックグラウンドプレーンの上に「注ぎ(Pour)」、これにより、これらの位置において、該バックグラウンドプレーンの前のコンテンツに上書きするようにすることによるものである。換言すると、この組み立ては、セレクタプレーンのバイナリ制御信号に基づいて、ピクセル毎に、フォアグラウンド情報及びバックグラウンド情報の間で多重化することにより達成される。例えば、セレクタの値が１である場合には、フォアグラウンドのコンテンツが用いられ、そうでない場合（すなわち、セレクタの値＝０の場合）には、バックグラウンドのコンテンツが用いられる。多重化（マルチプレクシング）行程は、全ての出力ピクセルが定義されるまで、ピクセル毎に繰り返される。

ドキュメントのＭＲＣ表現の主要な利点は、大きなデジタルカラードキュメントを格納し、送信し、及び操作するための効果的な方法を提供することである。この方法は、コントラストの高い縁がある場合には小さなカラー変化を識別する能力が大幅に低減される、という人間の視覚システムの特性を利用するものである。縁の情報は、通常、滑らかに変化するカラー情報から分けられ、セレクタプレーンにおいて（多分、ソースピクセル当たり１セレクタサンプルより高い解像度で）コード化される。慎重な分離に続き、種々のプレーンを良好な圧縮及び高い品質をもつ標準的な圧縮方式（ＪＰＥＧ及びＧ４のような）を用いて独立して圧縮することができる。

図２を参照すると、本発明のシステムのブロック図が示されている。第１のモジュール２０は、ＭＲＣリーダＤＸＲであり、これはＭＲＣファイルを読み出し、それをアンパック（パックされたデータの復元）し、ＭＲＣデータ１０を個々のプレーンに分離する役割のものである。第１モジュール２０は、圧縮されたＭＲＣデータを読み込み、圧縮したプレーンであるフォアグラウンド（ＦＧＣ）、セレクタ（ＳＬＣ）、バックグラウンド（ＢＧＣ）、及びヒント情報（ＨＮＣ）を生成する。出力されたプレーンは、依然として圧縮されている。一例として、フォアグラウンド及びバックグラウンドはＪＰＥＧ圧縮され、セレクタ及びヒント（存在する場合）は、ＩＴＵ−４圧縮又はＬＺＷ圧縮される。圧縮解除モジュール（ＭＲＤ）２２は、種々のＭＲＣプレーンを圧縮解除する。それは、ＭＲＣリーダとしての第１モジュール２０から圧縮されたプレーン（ＦＧＣ、ＳＬＣ、ＢＧＣ、及びＨＮＣ）を読み込む。

圧縮解除モジュール（ＭＲＤ）２２は、圧縮が解除された出力（ＦＧＤ１４、ＳＥＬ１２、ＢＧＤ１６、及びＨＮＴ１８のそれぞれ）をマージスケールモジュール３０に供給する。各々のプレーンは、適当な圧縮解除アルゴリズムを用いて独立して圧縮解除される。さらに、圧縮解除モジュール２２は、９０度の倍数（直交回転）だけ入ってくるプレーンを回転させて、所望の印刷方向に整合させるようにする能力を有する。回転機構は、大きな記憶メモリを必要とすることなく、回転行程のインラインが達成されるように、ファイル構造（例えばタイル又はストライプ）を利用することができる。

図５を参照すると、セレクタ入力画像を、図２に示す解像度変換器２４（ＲＣ）に対して処理するためのフローチャートが図示されている。入力画像１２は、バイナリマトリックスのフォーマットであり、横の列すなわち行及び縦の列すなわち列のピクセル値を用いてインデックス（指し示）される。最初の段階において、列及び行の数は、３×３又は５×５といったマトリックス値に初期化される。一例として、段階４５に示され、図３で図示されるように、列は３つの値を有し、行も３つの値を有する。従って、図３は、各々の列及び行が、それぞれ１から８までの数字が付されたピクセル位置により示される３×３マトリックスのピクセル画像を示す。次の段階４６において、ポインタが入力画像について初期化され、列及び行の数により示されたピクセル値が０の値に設定される。次に、再び図３を参照すると、段階４８において、中心ピクセル４０（図３において４０として示される）の周りの各々の隣接する列及び行のピクセル値が、全ての列及び行のピクセル位置０、１、２、３、５、６、７、及び８のそれぞれについて収集される。全ての列及び行のピクセル値は、関連するバイナリビットのデータ（０又は１のいずれか）により表示されることに着目されたい。

次に段階５０において、画像における種々の位置に集められたビットが互いに鎖状に連結されて、段階５０においてルックアップテーブル２６（ＬＵＴ：図２）と併せて用いられるように、図４に示されるバイナリアドレス４２が生成される。より具体的には、アルゴリズムは、図８に図示のように、中心ピクセルに隣接する８つの最も近いピクセルを用いる。図８は、また、ピクセルパターンの１例を示す「収集ピクセル」のためのテンプレートを示す。図９は、図８のテンプレートによって生成されたアドレスを示す。一例として、ピクセルパターンは、図９のピクセルボックステンプレートに示される、００１０１１１１１（十進法の９５）のバイナリアドレスをなす。このアドレスは、ルックアップテーブル２６における置換ビット値を見出すために用いられる。より好ましい実施形態においては、解像度がセレクタプレーンの２倍である場合には、置換ビット値は、図６の中心ピクセル（ピクセル４）に位置する２×２ブロックのピクセルを表示する。図７は、解像度変換の１例を示しており、ここでは、ブロック６８が、ソース画像の１例（ＭＲＣ画像表現のセレクタプレーン）となっている。ブロック７０は、解像度変換されたピクセルパターンの１例であり、結果画像においてぎざぎざが見える可能性を減じている。この処理は、図５の段階４８〜６０（６２）に示すように、画像の各ピクセルごとに、繰り返される。また、その処理が段階６２で完了するまで、段階５８及び６０において、一時に１行ずつ、そして、各行の中では、段階５４及び５６において１時に１列ずつ、画像を通してサイクルする。

再び図２に戻ると、マージスケールタグモジュール３０（ＭＳＴ）は、複数のＭＲＣプレーンを単一画像に戻るように合体（マージ）させ、それを所望のデバイス解像度のスケールにする役割のものである。マージスケールモジュール３０（ＭＳＴ）からの出力は、デバイス解像度において再構成されたフルカラーのＬａｂ画像を含む。さらに、マージスケールモジュール３０は、同様にデバイス解像度において一組のデバイスタグ８０を生成する。これらのタグ８０を用いて、ＩＯＴデバイスとも呼ばれるレンダリングエンジンを導くことができる。例えば、タグ８０を用いて、（高精度）縁の正確な位置をレンダリングエンジンに伝達することができる。タグ８０はＩＯＴ性能の幾つかを駆動させるために用いられるが、実際の表現は極めて一般的であり、可能な限りデバイスとは独立したものであるということに着目することは重要である。

上記のタグ８０に加えて、マージスケールタグモジュール（ＭＳＴ）３０はさらに、プリンタカラー補正３４及びレンダ３６モジュールに供給されるバイナリのレンダリングモード信号（ＲＭＤ）８２を生成する。バイナリのレンダリングモード信号（ＲＭＤ）８２は、典型的には、異なるレンダリングスクリーンにおける切り換え、及び対応するカラー表における切り換えのために用いられる。レンダリングモード信号８２はさらに、所望のデバイス解像度のスケールにされる。

再び図２を参照して、マージスケールモジュール３０の後の後段パイプラインの残りについて、以下に説明する。ガマット（色域）マッピングモジュール３２（ＧＭＴ）は、３つの独立した階調再現曲線（ＴＲＣ）を、入力画像のカラーコンポーネントの各々に適用する。この実行は、３つの独立した完全にプログラム可能な１Ｄのルックアップテーブル（図示せず）により行われる。ガマットマッピングモジュールに対する入力は、マージスケールタグモジュール３０からの合体された出力ＭＲＧ８４である。出力は、ガマットマップ信号８６ＧＭＴである。

プリンタカラー変換（カラー補正）モジュール３４は、ガマットマッピングモジュール３２（ＧＭＴ）からの出力のカラー空間を、内部Ｌａｂ表現からデバイスＣＭＹＫ着色剤に変換する。プリンタカラー変換モジュール３４は、３Ｄから４Ｄの空間において４面体補間を適用し、それに続いて、デバイス線形化のために、４つの１Ｄのルックアップテーブルを適用する。さらに、上に示されたように、マージスケールタグモジュール３０からのレンダリングモード信号（ＲＭＤ）８２を用いて、ピクセル毎に、その場でカラー表を切り換えることができる。

最後に、レンダリングモジュール（レンダ）３６は、プリンタカラー変換モジュール３４からのコントーンＣＭＹＫ入力を、ファックス又はプリンタのような特定のマーキングデバイスを駆動させるのに必要なバイナリデータに変換する。明らかに、レンダリングモジュール３６は、特定のマーキングエンジンを駆動させるために必須のデバイス専用のものである。マージスケールタグ３０からのレンダリングモード信号（ＲＭＤ）８２を用いて、異なるレンダリングスクリーン（しきい値アレイ）間で切り換えることができ、タグ８０により生成されたタグにおいては、マージスケールタグモジュール３０を用いて高精度の縁にすることができることに注目されたい。

ドキュメントのマルチラスタコンテンツ（ＭＲＣ）構造を示す図。本発明のシステムのブロック図。本発明により用いられるテンプレートのウインドウを示す図。本発明により用いられるテンプレートのピクセルパターンを示す図。本発明により解像度変換をセレクタプレーンに適用するフローチャート。ピクセルウインドウの中心ピクセルに対応する４配置ピクセルを示す図。３×３隣接ピクセルを基礎とする、置換２×２ピクセルパターンの例を示す図。テンプレートウインドウの１例を示す図。図８のテンプレートウインドウに対応する、９ビットアドレスの１例を示す図。

符号の説明

ＦＧ：フォアグラウンド
ＢＧ：バックグラウンド
ＳＥＬ：セレクタ
ＨＩＮＴ：レンダリングヒント
１０：ＭＲＣデータ
１２：入力画像
２０：ＭＲＣリーダ
２２：圧縮解除モジュール
２４：解像度変換器
２６：ルックアップテーブル
３０：マージスケールタグモジュール
３２：ガマットマッピングモジュール
３４：プリンタカラー変換モジュール
３６：レンダリングモジュール

Claims

画像の解像度変換方法であって、
マルチラスタコンテンツファイルにおけるデータを読み出し、
前記マルチラスタコンテンツファイルからの前記マルチラスタコンテンツファイルデータを、１つのプレーンがセレクタプレーンである、複数のプレーンに分離し、
前記マルチラスタコンテンツの前記セレクタプレーンに解像度変換を適用する、
ことからなる方法。
画像の解像度変換方法であって、
１のマルチラスタコンテンツのデータファイルからセレクタプレーンを検索し、前記マルチラスタコンテンツの前記セレクタプレーンに解像度変換を適用する、
ことからなる方法。
画像の解像度変換方法であって、
マルチラスタコンテンツファイルにおけるデータを読み出し、
前記マルチラスタコンテンツのデータを、バックグラウンドプレーンと、フォアグラウンドプレーンと、セレクタプレーンとに分離し、
前記マルチラスタコンテンツの前記セレクタプレーンに解像度変換を適用する、
ことからなる方法。