JP2004529438A - 適応可能なエラー拡散を利用するレンダリング画像 - Google Patents

Abstract

デジタル画像とフィルタリングされた画像との間の差が、ピクセル毎を基本としてシステムに導入される、適応性のある中間調方法。この方法では、各入力差ピクセルは、加算ノードで入力値に加えられた以前のピクセルの対応するエラー値を有し、結果として、修正された画像差データを生じる。修正された画像差データは、閾値比較器に通され、ここで、修正された画像差データは、閾値と比較される。この閾値は、適正な出力レベルを決定するためにデジタル画像の性質にしたがって変動する。出力レベルは、修正された画像差値から減算されて、エラーフィルタへの入力を生成する。エラーフィルタの出力は、デジタル画像の性質にしたがって変動する適応係数によって乗算され、続く入力ピクセルのエラーレベルを発生する。そして、ピクセルの循環処理は、入力データの終了が達成されるまで継続される。
【選択図】図１ａ

Description

【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、デジタル画像データのレンダリングに関し、より詳細には、プリントまたは表示目的のための画像のバイナリまたはマルチレベルの表現に関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景説明）
画像は、情報を通信する効果的な手段を構成するので、画像表示は、テキスト表示と同程度に好都合であるべきである。しかしながら、レーザおよびジェットプリンタ等の多くの表示デバイスは、バイナリ様式でのみプリントする。さらに、いくつかの画像フォーマット規格は、バイナリ画像のみを許容する。例えば、ＷＡＰ１．１（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコル仕様は、１つのグラフィックフォーマットであるＷＢＭＰ（ＢＭＰ（ビットマップ）フォーマットの１ビットバージョン）のみを許容する。バイナリ画像のみを許容する他に、いくつかの画像フォーマット標準およびいくつかの表示は、制限された数のピクセルの画像のみを許容する。ＷＡＰ１．１規格では、ＷＢＭＰ画像は、１５０×１５０ピクセルより大きいべきではない。いくつかのＷＡＰデバイスは、ピクセル数の点で非常に制限された画面を有する。例えば、１つのＷＡＰデバイスは、９６ピクセル幅×６５ピクセル高さの画面を有する。バイナリ出力デバイスを用いてデジタル化された連続的色調入力画像を表現するために、画像は、バイナリ画像に変換さればければならない。
【０００３】
デジタル化された連続色調画像をバイナリ画像に変換して、そのバイナリ画像が連続的な色調画像に見えるようにするプロセスは、デジタル中間調化として既知である。
【０００４】
デジタル中間調化プロセスの一つのタイプでは、ディザ（ｄｉｔｈｅｒ）デジタル中間調化が指示されて、入力デジタル化連続色調画像がピクセル毎を基本として、閾値アレイから引き出された閾値と比較される。多くの指示されたディザデジタル中間調法は、低周波数人為産物（アーティファクト）（ａｒｔｉｆａｃｔ）を受ける。人の視覚システムは、低周波数でより大きな感度を有する（１２ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅ未満）ので、このような低周波数アーティファクトは、非常に目立つ。
【０００５】
指示されたディザデジタル中間調化法における低周波数アーティファクトの視感度は、大部分のより高い周波数コンテンツ（ｃｏｎｔｅｎｔ）を有するパワースペクトルを有するバイナリ画像を製造する方法、いわゆる「ｂｌｕｅ ｎｏｉｓｅ法」の開発につながる。
【０００６】
大部分の周波数を用いる「ｂｌｕｅ ｎｏｉｓｅ法」は、エラー拡散法である。エラー拡散中間調化システムでは、入力デジタル画像Ｉ_ｎ（デジタル化された連続色調画像）は、ピクセル毎を基本としてシステムに導入される。ここで、ｎは、入力画像ピクセル数を表わす。各入力ピクセルは、対応するエラー値Ｅ_ｎ−１を有する。ここで、Ｅ_ｎ−１は、前のピクセル（ｎ−１）のエラー値であり、加算ノードで入力値Ｉ_ｎに加えられ、結果として、修正された画像データを生じる。修正された画像データである、入力値と前のピクセルのエラー値の加算（Ｉ_ｎ＋Ｅ_ｎ−１）は、閾値比較器に通される。修正された画像データは、一定の閾値Ｔ_・０と比較されて、適切な出力レベルＯ_ｎを決定する。一旦、出力レベルＯ_ｎが決定されると、修正された画像値から減算されて、エラーフィルタへの入力を生成する。エラーフィルタは、適切な重み付け方式に基づいて続くピクセルに入力Ｉ_ｎ−Ｏ_ｎを割り当てる。種々の重み付け技術が、続く入力ピクセルのためのエラーレベルＥ_・ｎを発生させるために用いられ得る。ピクセルの循環処理が入力データの終了に達するまで継続される。（エラー拡散のより完全な説明のためには、例えば、Ｒｏｂｅｒｔ Ｕｌｉｃｈｎｅｙによる「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ」，ＭＩＴ Ｐｒｅｓｓ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，Ｍａｓｓ．ａｎｄ Ｌｏｎｄｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ，１９９０，ｐｐ２３９−３１９を参照）。
【０００７】
エラー拡散法は、多くの指示ディザ法を超える改善を提示するが、アーティファクトは依然として存在する。エラー拡散法では固有のエッジ拡張がある。エラー拡散法によって生成される他の既知のアーティファクトは、「ワーム（ｗｏｒｍ）」および「スノープローリング（ｓｎｏｗｐｌｏｗｉｎｇ）」と呼ばれるアーティファクトを含み、これらは、画像品質を低下させる。
【０００８】
米国特許第５，０４５，９５２号において、Ｅｓｈｂａｃｈは、出力デジタル画像のエッジ拡張を増加または低下させるためにピクセル毎を基本として閾値レベルを選択的に修正することを開示する。Ｅｓｈｂａｃｈによって開示された改善は、エラー高周波数部分を制御することによるエッジ拡張の制御を可能にしない。また、Ｅｓｈｂａｃｈによって開示された改善は、特定の出力デバイスでの最高の知覚品質の画像を生成するために選択され得るパラメータを導入しない。
【０００９】
米国特許第５，７５７，９７６号において、Ｓｈｕは、所定の色調の領域における隣接ピクセル間でエラーフィルタの入力を拡散し、平滑な画像品質を達成するために閾値に「ノイズ」を加えるために異なるサイズを有するエラーフィルタのセットを利用することを開示する。Ｓｈｕによって開示された改善は、特定の出力デバイスでの最高の知覚品質の画像を生成するために選択され得るパラメータを導入しない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（発明の要旨）
本発明の主たる目的は、結果として生じる中間調画像の局所的なコントラストの調整を提供し、アーティファクトを最小にし、容易に実施される、デジタル化された連続色調入力画像から中間調画像を発生するための方法を提供することである。
【００１１】
本発明の目的はまた、特定の出力デバイスでの最高品質の画像を生成するために選択され得るパラメータを有する中間調画像を発生するための方法を提供することである。
【００１２】
本発明の目的を達成するために、本発明の一局面は、デジタル画像とフィルタリングされたデジタル画像との間の差が、ピクセル毎を基本としてシステムに導入される、適応可能な中間調方法を含む。対応するエラー値を有する各入力差ピクセルは、前のピクセルから発生され、合計ノードで入力値に加えられ、修正された画像差データを生じる。修正された画像差データは、閾値比較器に通され、ここで、修正された画像差データが、デジタル画像の性質にしたがって変動する閾値と比較され、適切な出力レベルを決定する。出力レベルは、修正された画像差値から減算され、エラーフィルタへの入力を生成する。エラーフィルタの出力は、適応係数（ここで、適応係数は、デジタル画像の性質にしたがって変動する）によって乗算され、続く入力ピクセルのためのエラーレベルを発生する。そして、ピクセルの循環的な処理が入力データの終了が達成されるまで継続される。
【００１３】
本発明の別の局面では、上記方法において、画像上でヒストグラム修正が行われ、ヒストグラム修正デジタル画像とフィルタリングされたデジタル画像と間の差がピクセル毎を基本としてシステムに導入される。
【００１４】
本発明のさらに別の局面では、上記方法において、ヒストグラム修正は、画像とヒストグラム修正だれたデジタル画像とフィルタリングされたデジタル画像との間の差について行われ、ヒストグラム修正差は、ピクセル毎を基本としてシステムに導入される。
【００１５】
本発明のさらなる局面では、上記方法において、適応係数を選択的に変更する工程は、ピクセルでの値と、ピクセルにおいてフィルタリングされた値との間の差をピクセルにおいてフィルタリングされた値によって除算する工程と、除算の結果の絶対値を第一のパラメータと乗算する工程と、乗算の結果に第二のパラメータを加え、その結果、係数を得る工程とを包含する。
【００１６】
本発明のさらに別の局面では、上記方法において、閾値計算は、ピクセルでフィルタリングされた値を第三のパラメータで乗算する工程を包含する。
【００１７】
本発明のさらなる局面では、上記に記載され、２つ前のパラグラフにおいて計算された適応係数および閾値を含む方法において、フィルタは、有限範囲のフィルタであり、第一のパラメータに、第二のパラメータおよび第三のパラメータが、特定の出力デバイスで最高の知覚品質の画像を生成するように選択される。
【００１８】
本発明の方法、システムおよびコンピュータ読み出し可能なコードは、ディスプレイおよびプリンタ上でレンダリングされた場合に最高の知覚品質の画像を得るために中間調画像を発生するために用いられ得る。本発明の方法、システムおよびコンピュータ読み出し可能なコードはまた、ホログラムを発生するコンピュータの設計のためおよび連続的な色調入力データを符号化するために用いられ得る。
【００１９】
本発明の特徴と考えられる新規な特徴が、添付の特許請求の範囲において特別に説明される。しかしながら、本発明自体は、系統化および動作方法の両方に関し、他の目的および利点と共に、添付の図面と関連して読まれた場合に図示された実施形態の以下の説明から最良に理解される。
【００２０】
（詳細な説明）
デジタル化された連続色調画像から中間調画像を発生するための方法およびシステムであって、結果として得られる中間調画像の局所的なコントラストの調整を提供し、アーティファクトを最小にし、容易に実施され、輝度、ダイナミックレンジ、およびピクセル数のようなデバイス特性を基本として選択され得るパラメータを含み、特定の出力デバイスで最高の知覚品質の画像を生成する、方法およびシステムが開示される。
【００２１】
デジタル化された連続色調入力画像（デジタル画像とも呼ばれる）から中間調画像を発生するための本発明のシステムの実施形態の選択されたコンポーネントのブロック図が図１ａに示される。図１ａを参照すると、画像入力ブロック１０が、ピクセル毎を基本として入力デジタル画像Ｉ_ｎをシステムに導入する。ここで、ｎは、入力ピクセル数を表わす。入力画像はまた、フィルタリングブロック２０を提供する。フィルタリングブロック２０の出力は、以下の形式を有する。
【００２２】
ＡＶ_ｎ＝ｈ（．．，Ｉ_ｋ，．．Ｉ_ｎ，．．．） （１）
ここで、ｈは、多数のピクセルにわたる関数形式である。入力デジタル画像１０は、ピクセル値の２次元アレイであり得ることおよびアレイは、ラスタ表現または蛇行（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ）表現のようなアプローチを用いることによって線形アレイとして表わされ得るは明らかであるべきである。ピクセルの値２次元アレイに対して、フィルタ２０も、フィルタ係数の２次元アレイであり、線形アレイとしても表され得る。関数形式は、説明を容易にするため１次元形式示される。
【００２３】
一実施形態では、フィルタリングブロック２０の出力は、下記の形式を有する。
【００２４】
【数１】

フィルタリングブロック２０が線形フィルタを含む場合、ＡＶｎは、項の合計によって与えられる。各項は、フィルタ係数によって乗算された入力画像ピクセル値の積を含む。
【００２５】
画像の境界におけるピクセルに特別の考慮が与えられなければならないことが明らかであるべきである。例えば、計算は、式（２）における境界からＮピクセルから開始され得る。この場合には、計算された中間調画像は、入力画像より小さい。別の場合では、画像は、境界に連続され、連続するピクセルは、境界ピクセルと同一の値を有する。境界の効果を考慮に入れる他の方法が用いられ得ることが明らかであるべきである。
【００２６】
フィルタリングブロック２０の出力ＡＶ_ｎは、ノード２５で入力デジタル画像Ｉ_ｎから減算され、結果として、異なる値Ｄ_ｎを生じる。ヒストグラム修正が含まれる実施形態では、Ｄ_ｎは、加算ノード７０への入力である。加算ノード７０では、対応するエラー値Ｅ_ｎ−１（ここで、Ｅ_ｎ−１は、前のピクセルから蓄積されるエラー値である）が入力値Ｄ_ｎに加えられ、結果として、修正された入力基準（ｄａｔｕｍ）を生じる。修正された画像データＤ_ｎ＋Ｅ_ｎ−１は、閾値比較器４０において閾値計算ブロック３０の出力と比較され、中間調出力Ｏ_ｎを生成する。（バイナリ出力デバイスの場合、修正された画像データが閾値を超えていれば、出力レベルは、白色レベルである。閾値を超えていない場合には、出力レベルは、黒色レベルである。）一旦、出力レベルＯ_ｎが決定されると、修正された画像値から減算されて、エラーフィルタブロック５０への入力を生成する。エラーフィルタ５０は、適切な重み付け方式に基づいてその入力Ｄ_ｎ＋Ｅ_ｎ−１−Ｏ_ｎを続くピクセルに割り当てる。エラーフィルタブロック５０入力の重み付けされた寄与は格納され、次の入力ピクセルへの全ての寄与は加算され、エラーフィルタブロック５０の出力であるエラー値を生成する。エラーフィルタブロック５０の出力であるエラー値は、ブロック６０において適応係数によって乗算され、続く入力ピクセルのためのエラーレベルＥ_ｎを発生する。以下にさらに記載されるようなピクセルの循環的な処理が、入力データの終了が達成されるまで継続される。
【００２７】
再度、図１を参照すると、入力画像はまた、閾値計算ブロック３０に提供される。閾値計算ブロック３０の出力は、以下の形式を有する。
【００２８】
ｔ（．．，Ｉ_ｋ，．．，Ｉ_ｎ，．．．） （３）
ここで、ｔは、多数のピクセルにわたる関数形式である。式（３）における形式は、デジタル画像の性質による閾値を変動させることを許容する。
【００２９】
一実施形態では、
【００３０】
【数２】

別の実施形態では、閾値計算ブロックの出力は、項の一次結合であり、各項は、係数によって乗算された入力画像ピクセル値の積を含む。この実施形態も関数時間のパラメータとして表現され得ること明らかであるべきである。
閾値計算ブロック３０の出力は、閾値である。
【００３１】
処理されるべき最初のピクセル値Ｉ_０は、加算ノード２５から差値Ｄ_０を生成し、加算ノード７０からＤ０の値を生成する（Ｅ_−１は０に等しいので）。次いで、Ｄ_０は、Ｏ_０の出力を生成する閾値と比較される。加算ノード４５では、Ｏ_０は、Ｄ_０から減算されて、エラーフィルタ５０への入力を生成する。エラーフィルタ５０は、どれだけ現在の入力が各続くピクセルに寄与するかを決定する適切な重み付け方式に基づいてその入力Ｄ_０−Ｏ_０を続くピクセルに割り当てる。種々の重み付け技術が用いられ得る（例えば、Ｒｏｂｅｒｔ Ｕｌｉｃｈｎｅｙによる「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ」，ＭＩＴ Ｐｒｅｓｓ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，Ｍａｓｓ ａｎｄ Ｌｏｎｄｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ，１９９０，ｐｐ．２３９−３１９を参照）。エラーフィルタ５０の出力は、適応係数６０によって乗算される。適応係数６０は、係数計算ブロック８０の出力である。一実施形態では、係数計算ブロック８０の出力は、以下の形式を有する。
【００３２】
【数３】

ここで、ｆおよびｇは、多数のピクセルにわたる関数形式である。式（５）の形式は、デジタル画像の局所的性質による係数の選択的な変更を可能にする。Ｃ１およびＣ２および閾値表現におけるパラメータは、特定の出力デバイスで最高の知覚品質の画像を生成するように選択され得る。
【００３３】
別の実施形態では、係数計算ブロック８０の出力は、下記の形式を有する。
【００３４】
【数４】

エラーフィルタブロック５０の入力は、重み付け係数によって乗算され、格納される。格納された重み付け値から次のピクセルへの全寄与が加算されて、エラーフィルタブロック５０の出力を生成する。エラーフィルタブロック５０の出力は、適応係数６０によって乗算される。遅延ブロック６５は、適応係数６０とエラーフィルタブロック５０の出力との積の結果を格納する。（一実施形態では、Ｆｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇフィルタにより、エラーフィルタへの入力が、フィルタの重み（ｗｅｉｇｈｔ）にしたがって、処理中のラインにおける次のピクセルおよび次のラインにおける隣接するピクセルに分配される。）遅延ブロック６５の出力は、Ｅ_ｎ−１であり、１ピクセルによって遅延される。（最初のピクセルが処理される場合、遅延Ｅ_０の出力は、続く差Ｄ_１に加えられる。）
エラーフィルタブロック５０および適応係数ブロック６０の配列順序は、類似の結果で交換され得ることが明らかであるべきである。適応係数６０が修正された画像基準（ｄａｔｕｍ）と出力レベルと間の差を乗算する実施形態では、図１ｃに示されるように、遅延ブロック６５は、エラーフィルタブロックの出力を格納する。
【００３５】
次のピクセルＩ_１が画像入力ブロック１０からシステムに導入される場合、加算ノード２５から差値Ｄ_１を生成し、加算ノード７０から（Ｄ_１＋Ｅ_０）の値を生成する。
【００３６】
上記工程は、デジタル画像内の各続くピクセル毎に繰り返し、これにより、中間調画像である配列Ｏ_０，Ｏ_１，．．．．．．．．．，Ｏ_ｎを生成する。閾値レベルおよび適応係数の修正は、エッジ拡張の量の制御を可能にし、アーティファクトを低減する機会を提供する。
【００３７】
加算ノード２５の後にヒストグラム修正が含まれる実施形態では、Ｄ_ｎは、ヒストグラム修正ブロック７５への入力であり、ヒストグラム修正ブロック７５の出力は、加算ノード７０への入力である。Ｄｎがヒストグラム修正ブロック７５の出力によって置き換えられれば上記説明に従う。ヒストグラム修正は、差画像全体上で動作すること明らかであるべきである。（ヒストグラム修正は、当業者に周知である。ヒストグラム修正の議論のために、例えば、Ｗｉｌｌｉａｍ Ｋ．Ｐｒａｔｔ，Ｊｏｈｎ ＷｉｌｅｙおよびＳｏｎによるＤｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，１９７８，ＩＳＢＮ ０−４７１−０１８８８−０，ｐｐ．３１１−３１８を参照。ヒストグラム等化、ヒストグラム修正の形式の議論のためには、例えば、Ｒ．Ｃ．ＧｏｎｚａｌｅｚおよびＰ．ＷｉｎｔｚによるＤｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ａｄｄｉｔｉｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，１９７７，ＩＳＢＮ ０−２０１−０２５９６−３，ｐｐ．１１９−１２６を参照）
画像入力ブロック１０の後にヒストグラム修正が含まれる実施形態では、Ｄ_ｎは、ヒストグラム修正ブロック７１（図１ｂ）の出力とフィルタリングされた画像との間の差である。Ｉ_ｎがヒストグラム修正ブロックの出力によって置き換えられれば、上記説明に従う。
【００３８】
上記に記載された方法は、適切な出力レベルを決定するために、デジタル画像の代わりにシステムへの入力としてデジタル画像とフィルタリングされたデジタル画像との間の差を利用することによって、適応係数（ここで、適応係数はデジタル画像の性質にしたがって変動する）によってエラーフィルタの出力を乗算することによって、およびデジタル画像の性質にしたがって変動する閾値を用いることによってエラーフィルタ方法の改善を生み出す。
【００３９】
（実例の実施形態）
図２に示される特定の実施形態では、フィルタリングブロック２０の出力ＡＶ_ｎは、式（２）によって与えられる。閾値計算ブロック３０は、フィルタリングブロック２０の出力の関数であり、下記によって与えられる。
【００４０】
ｔ（．．，Ｉ_ｋ，．．Ｉ_ｎ，．．．）＝Ｃ_０ＡＶ_ｎ （７）
フィルタリングブロック２０の出力ＡＶ_ｎが式（２）によって与えられる場合、これは、式４と同一の関数である。係数計算ブロック８０の出力は、フィルタリングブロック２０の出力ＡＶ_ｎおよび差Ｄ_ｎに依存し、下記によって与えられる。
【００４１】
Ｃ_１＋Ｃ_２｛ａｂｓ（（Ｄ_ｎ−ＡＶ_ｎ）／Ａｖ_ｎ）｝ （８）
フィルタリングブロック２０の出力Ａｖ_ｎが式（２）によって与えられる場合、式（８）は、式（６）と同一である。
【００４２】
ヒストグラム等化は、加算ノード２５の後に含まれる。入力画像ピクセル１０の処理は、前のセクションに記載されたように発生する。
【００４３】
式（２）（フィルタの範囲）におけるＮの値Ｃ_０、Ｃ_１およびＣ_２（第一、第二のパラメータおよび第三パラメータ）は、特定の出力デバイスで最高の知覚品質の画像を生成するように選択され得る。特定の単色の移動電話のディスプレイ上のＷＢＭＰ画像のために、Ｆｌｏｙｄ−Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇエラーフィルタを利用して、以下のパラメータが、最高の知覚品質の画像を産生する。
【００４４】
Ｎ＝７
Ｃ_０＝−２０
Ｃ_１＝０．０５
Ｃ_２＝１
図２ａに示される別の実施形態では、エラーフィルタブロック５０および適応係数ブロック６０の配列順序が交換される。適応係数６０が、修正された画像基準と出力レベルとの間の差を乗算する図２ａの実施形態では、遅延ブロック６５は、エラーフィルタブロックの出力を格納する。
【００４５】
本明細書に記載された実施形態はまた、カラー画像（ここで、各カラー成分は、アルゴリズムによって個々に扱われ得る）等の合成（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）画像を含むように拡張され得る。カラー入力画像の場合には、式（２）（フィルタの範囲）におけるＮの値Ｃｏ、Ｃ１、およびＣ２（第一、第二パラメータおよび第三パラメータ）が、その位置における輝度に関する任意の効果を維持しながらカラー遷移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）での色差を制御するために選択され得る。これら実施形態の他の可能な用途は、コンピュータが発生するホログラムの設計および連続色調データの符号化を含む。
【００４６】
本明細書に記載された実施形態は、バイナリ出力デバイスに対して最も容易に理解されるが、本明細書に記載された実施形態はまた、画像におけるグレイレベルの数がレンダリングデバイスにおける取得可能な数を超える場合に出力画像をレンディングすることを含むように拡張され得る。本明細書に記載された実施形態はＭアレイディスプレイまたはＭアレイレンダリングデバイスにどのように拡張するかは明らかであるべきである（例えば、Ｒｏｂｅｒｔ Ｕｌｉｃｈｎｅｙによる「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈａｌｆｔｏｎｉｎｇ」，ＭＩＴ Ｐｒｅｓｓ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ．，ａｎｄ Ｌｏｎｄｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ，１９９０，ｐ．３４１参照）。
【００４７】
上記に記載された種々の実施形態が例示目的のためにのみ提供され、本発明の制限を構成しないことが認識されるべきである。むしろ、種々の他の実施形態も、添付の請求の範囲の範囲内である。フィルタ２０は、差の所望の機能的挙動を連絡するように選択され得る。フィルタ２０は、例えば、ＤＣ持続フィルタであり得る。閾値４０および適応係数６０はまた、画像の所望の特徴を連絡するように選択され得る。
【００４８】
式（４）および（５）は、調整され得るパラメータを有する関数表現の例示形式であることが明らかであるべきである。閾値および適応係数に対する関数表現（ここで、この表現は、調整され得るパラメータを含む）は、本発明の目的を満足する。
【００４９】
一般に、上記に記載された技術は、例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせにおいて実施され得る。上記に記載された技術は、プロセッサ、プロセッサによって読み出し可能な格納媒体（例えば、揮発および不揮発メモリおよび／または格納エレメントを含む）、少なくとも１つの入力デバイス、および少なくとも１つの出力デバイスを含むプログラム可能なコンピュータ上で実行する１以上のコンピュータプログラムにおいて実施され得る。プログラムコードは、上記の関数を行うためおよび出力情報を発生するための入力デバイスを用いて入力されたデータに適用され得る。出力情報は、１以上の出力デバイスに適用され得る。
【００５０】
本明細書に記載されたエレメントおよびコンポーネントは、さらなるコンポーネントにさらに分割されるか、同一の機能を行うためにより少ないコンポーネントを形成するために一緒に接合され得る。
【００５１】
添付の特許請求の範囲内の各コンピュータプログラムは、アセンブリ言語、マシン語、ハイレベル手続き型言語、または、オブジェクト指向プログラミング言語等の任意のプログラミング言語にてインプリメントされ得る。プログラミング言語は、コンパイルまたはインタープリタされた言語であり得る。各コンピュータプログラムは、コンピュータプロセッサによる実行のための機械読み出し可能な格納デバイスにおいて明白に具体化されたコンピュータプログラムプロダクツにおいてインプリメントされ得る。本発明の方法の工程は、入力上で動作し、出力を発生することによって本発明の機能を行うためのコンピュータ読み出し可能な媒体上で明白に具体化されたプログラムを実行するコンピュータプロセッサによって行われ得る。
【００５２】
中間調画像の発生は、レンダリングプリンタまたはディスプレイから離れた位置において発生し得る。ソフトウェアにおいて行われる動作は、コンピュータ読み出し可能な媒体に格納されたインストラクション（「コード」）を利用し、コンピュータ読み出し可能な媒体における結果および中間工程を格納する。
【００５３】
コンピュータ読み出し可能な媒体の共通の形式は、例えば、フロッピー（Ｒ）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、または任意の他の磁気媒体、ＣＤＲＯＭ、任意の他の光学媒体、パンチカード、ペーパーテープ、穴のパターンを有する任意の他の物理的な媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、以降に記載されるような搬送波、またはコンピュータが読み出し得る任意の他の媒体を含む。種々のタイプの情報を表わすデジタルデータストリームを運ぶ電気的、電磁気的または光学信号は、情報を輸送する搬送波の例示形態である。
【００５４】
記載された実施形態の組み合わせ、付加、変形および他の改変を含む本発明の他の実施形態は、当業者に明らかであり、添付の特許請求の範囲の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１ａ】図１ａは、デジタル化された連続色調入力画像から中間調画像を発生するための本発明のシステム実施形態の選択されたコンポーネントのブロック図を示し、ここでは、ヒストグラム修正ブロックは、加算ノードの後に含まれる。
【図１ｂ】図１ｂは、デジタル化された連続色調入力画像から中間調画像を発生するための本発明のシステムの実施形態の選択されたコンポーネントのブロック図を示し、ここでは、ヒストグラム修正ブロックは、加算ノードの前に含まれる。
【図１ｃ】図１ｃは、デジタル化された連続色調入力画像から中間調画像を発生するための本発明のシステムの実施形態の選択されたコンポーネントのブロック図を示し、ここでは、適応係数は、エラーフィルタブロックへの入力を乗算する。
【図２】図２は、デジタル化された連続色調入力画像から中間調画像を発生する本発明のシステムの別の実施形態の選択されたコンポーネントのブロック図を示す。
【図２ａ】図２ａは、デジタル化された連続色調入力画像から中間調画像を発生するための本発明のシステムの別の実施形態の選択されたコンポーネントのブロック図を示し、ここでは、適応係数は、エラーフィルタブロックへの入力を乗算する。

Claims (32)

1. 入力デジタル画像から中間調画像を発生する方法であって、該デジタル画像は、非常に多数のピクセルによって表わされ、各ピクセルは、所与の値を有し、該値は、メモリに格納される方法であって、該方法は、
   （Ａ）該入力デジタル画像をフィルタリングする工程であって、該フィルタリング工程は、各ピクセルにおいて出力としてフィルタリングされた値を有する、工程と、
   （Ｂ）該ピクセルにおける該値と該ピクセルにおいてフィルタリングされた値との間の差を取得する工程であって、該差は、閾値入力である、工程と、
   （ｃ）閾値に対する該閾値入力の該値の関係に応じて該ピクセルの出力状態を発生する工程と、
   （Ｄ）エラー値を生成する工程であって、該エラー値は、該出力状態からの該閾値入力の偏差の指標である、工程と、
   （Ｅ）係数で該エラー値を乗算する工程であって、該乗算の結果は、格納される、工程と、
   （Ｆ）該格納された値を、次のピクセルと次のフィルタリングされた値との間の該差と結び付けて、新しい閾値入力を生成する工程と、
   （Ｇ）該デジタル画像における各ピクセルごとに工程（Ｃ）〜（Ｆ）を繰り返し、これにより、中間調画像を生成する工程と、
   該デジタル画像の性質に応じて該閾値を変動させる工程と、
   該デジタル画像の局所的な性質に応じて工程（Ｅ）における該係数を選択的に変更する工程と
   を包含する、方法。
2. 工程（Ａ）の前に、前記画像ピクセルのヒストグラム修正を行う工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
3. 工程（Ｃ）の前に、記ピクセルにおける前記値と該ピクセルにおける前記フィルタリングされた値との間の差のヒストグラム修正を行う工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
4. 前記係数を前記選択的に変更する工程は、
   前記デジタル画像の前記局所的な値の第一の関数を、該デジタル画像の該局所的な値の第二の関数によって除算する工程と、
   第一のパラメータで、該除算の結果の絶対値を乗算する工程と、
   第二のパラメータを、該乗算の結果に加え、その結果、該係数を取得する工程と
   を包含する、請求項１に記載の方法。
5. 前記第一の関数は、前記ピクセルにおける前記値と該ピクセルにおける前記フィルタリングされた値との間の差であり、前記第二の関数は、該ピクセルにおける該フィルタリングされた値である、請求項４に記載の方法。
6. 前記閾値は、前記デジタル画像の前記局所的な値の第三の関数である、請求項１に記載の方法。
7. 前記第三の関数は、前記デジタル画像の局所的値の線形関数である、請求項６に記載の方法。
8. 前記閾値は、前記デジタル画像の前記局所的値の第三の関数である、請求項４に記載の方法。
9. 前記第三の関数は、前記デジタル画像の前記局所的な値の線形関数である、請求項８に記載の方法。
10. 前記閾値は、第三のパラメータによって乗算された、前記ピクセルにおいて前記フィルタリングされた値である、請求項４に記載の方法。
11. 前記工程（Ａ）における前記フィルタは、有限範囲のフィルタであり、該フィルタ、第一、第二パラメータおよび第三パラメータの範囲は、特定の出力デバイスで最高の知覚品質の画像を生成するように選択される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記工程（Ｃ）の前に前記ピクセルにおける前記値と該ピクセルにおける前記フィルタリングされた値との間の差のヒストグラム修正を行う工程をさらに包含する、請求項１０に記載の方法。
13. 前記入力デジタル画像は、単色画像である、請求項１に記載の方法。
14. 前記入力デジタル画像は、カラー画像である、請求項１に記載の方法。
15. 入力デジタル画像から中間調画像を発生するためのシステムであって、該デジタル画像は、非常に多数のピクセルによって表わされ、各ピクセルは、所与の値を有し、該値は、メモリに格納され、該装置は、
    該ピクセル値を取り出すための手段と、
    該入力デジタル画像をフィルタリングするための手段であって、該フィルタリングするための手段は、出力として、各ピクセルにおけるフィルタリングされた値を有する、手段と、
    該ピクセルにおける該値と該ピクセルおける該フィルタリングされた値との間の差を取得するための手段であって、該差は、閾値入力である、手段と、
    エラー値を提供するための手段であって、該エラー値は、出力状態からの該閾値入力の偏差の指標である、手段と、
    適応係数で該エラー値を乗算して、拡散された値を得るための手段と、
    該拡散された値を格納し、該格納された値を１ピクセルだけ遅延させるための手段と、
    該格納され遅延され、拡散された値を、該ピクセル値と該フィルタリングされた値との間の差に結び付けるための手段と、
    該デジタル画像の性質に応じて該閾値を該ピクセル値に変動させるための手段と、
    該デジタル画像の該局所的性質に応じて該適応係数を選択的に変更するための手段と
    を含む、システム。
16. 前記画像ピクセルのヒストグラム修正を行う手段をさらに含む、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記ピクセルにおける前記値と該ピクセルにおける該フィルタリングされた値との間の差のヒストグラム修正を行うための手段をさらに含む、請求項１５に記載のシステム。
18. 前記適応係数を選択的に変更するための手段は、
    前記デジタル画像の前記局所的な値の第一の関数を、該デジタル画像の該局所的な値の第二の関数によって除算するための手段と、
    第一のパラメータで該除算の結果の絶対値を乗算するための手段と、
    第二のパラメータを乗算の結果に加える手段であって、その結果、該係数を取得する、手段と
    を含む、請求項１５に記載のシステム。
19. 入力デジタル画像から中間調画像を発生するために具体化されたコンピュータ読み出し可能なコードを有するコンピュータ使用可能な媒体であって、該デジタル画像は、非常に多数のピクセルによって表わされ、各ピクセルは、所与の値を有し、該値は、メモリに格納され、該コードは、コンピュータシステムが、
    該ピクセル値を取り出すことと、
    該デジタル画像をフィルタリングすることであって、該フィルタリングすることは、出力としてフィルタリングされた値を各ピクセルに有する、フィルタリングすることと、
    該ピクセルにおける該値と該ピクセルにおける該フィルタリングされた該値との間の差を取得することであって、該差は、閾値入力である、取得することと、
    エラー値を生成することであって、該エラー値は、出力状態からの該閾値入力の偏差の指標である、生成することと、
    適応係数で該エラー値を乗算して、拡散された値を取得することと、
    該拡散された値を格納して、該格納された値を１ピクセルだけ遅延することと、
    該格納された遅延された拡散された値を、該ピクセル値と該フィルタリングされた値との間の差と結び付けることと、
    該デジタル画像の性質に応じて、該閾値を該ピクセル値に変動させることと、
    該デジタル画像の該局所的性質に応じて適応係数を選択的に変更することと
    をするようにさせる、コンピュータプログラムプロダクツ。
20. 前記コンピュータ読み出し可能なコードは、さらに、コンピュータシステムに、前記画像ピクセルのヒストグラム修正を行うことをさせる、請求項１９に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
21. 前記コンピュータ読み出し可能なコードは、さらに、前記コンピュータシステムに、前記ピクセルにおける前記値と該ピクセルにおける該フィルタリングされた値との間の差のヒストグラム修正を行うことをさせる、請求項１９に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
22. コンピュータシステムに、前記適応係数を選択的に変更することをさせる場合に、前記コンピュータ読み出し可能なコードは、コンピュータシステムに、
    前記デジタル画像の局所的な値の第一の関数を、該デジタル画像の該局所的値の第二の関数によって除算することと、
    該除算の結果の絶対値を、第一のパラメータで乗算することと、
    第二のパラメータを、該乗算の結果に加え、その結果、該係数を得ることと
    をさらにさせる、請求項１９に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
23. 前記第一の関数は、前記ピクセルにおける前記値と該ピクセルにおいて前記フィルタリングされた値との間の差であり、前記第二の関数は、該ピクセルにおいて該フィルタリングされた値である、請求項２２に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
24. 前記閾値は、前記デジタル画像の前記局所値の第三の関数である、請求項１９に記載のコンピュータプログラムコードプロダクツ。
25. 前記第三の関数は、前記デジタル画像の前記局所的値の線形関数である、請求項２４に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
26. 前記閾値は、前記デジタル画像の前記局所的値の第三の関数である、請求項２２に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
27. 前記第三の関数は、前記デジタル画像の前記局所的値の線形関数である、請求項２６に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
28. 前記閾値は、第三のパラメータによって乗算された、前記ピクセルにおける前記フィルタリングされた値である、請求項２３に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
29. 前記デジタル画像をフィルタリングするために用いられたフィルタは、有限範囲のフィルタであり、該フィルタ、前記第一、第二のパラメータおよび第三のパラメータの範囲は、特定の出力デバイスで最高の知覚品質の画像を生成するように選択される、請求項２８に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
30. 前記コンピュータ読み出し可能なコードは、前記コンピュータシステムに、前記ピクセルにおける前記値と該ピクセルにおける前記フィルタリングされた値との間の差のヒストグラム修正を行うことをさせる、請求項２８に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
31. 前記入力デジタル画像は、カラー画像である、請求項１９に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。
32. 前記入力デジタル画像は、単色画像である、請求項１９に記載のコンピュータプログラムプロダクツ。

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