JP2006319975A - バイナリ・イメージ・データをコントーン・イメージ・データに拡張するための方法及びシステム - Google Patents

バイナリ・イメージ・データをコントーン・イメージ・データに拡張するための方法及びシステム Download PDF

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Abstract

【課題】シャープ・エッジのぼやけを防ぎ、実質的にエッジ・アーチファクトが存在しないような、高解像度バイナリ・イメージ・データのアナログへの変換を実施する。
【解決手段】出力イメージ部分５０３は、元のイメージ部分５０１のシャープ・エッジが、図３のゴースト・イメージ・アーチファクト３０７のない、イメージ部分５０８を有するシャープ・エッジ５０６へ変換された。元のイメージ部分５０１の「１」から「０」への推移をなすエッジ部分「Ｃ」及び「Ｂ」では、元の値「１」及び「０」がパススルーして、出力イメージ部分５０３のフィルタリング済みエッジ５０６は「１」から「０」への推移５０６を有し、エッジ・ピクセルでないことを示す「Ａ」においては、イメージ・データ合計値をイメージ・データ値として割り当てられて、イメージ部分５０８においてはアーチファクト（ゴースト）はない。
【選択図】図５

Description

本発明は、２値画像データすなわちバイナリ・イメージ・データを、連続階調画像データすなわちコントーン・イメージ・データに拡張するための方法及びシステムに関する。
従来のイメージ・パス電子技術は、バイナリ・イメージ・パスを用いることがある。このような状況においては、入力情報が十分に高い解像度でバイナリ形式で走査される場合には、走査されたイメージは、画質の感知可能な減損が殆ど又は全くなしに、出力側で再構成することが可能である。このような、２値化イメージをコントーン・イメージすなわち多値化して高諧調化イメージに拡張する技術が、特開平９−１４９２４２号公報に記載されている。本発明は、バイナリ・イメージ・データをコントーン・イメージ・データに拡張する技術における、エッジのシャープさを維持しゴーストイメージ等のアーチファクトのないイメージ出力を得ることを目標としている。
多くの従来技術による多機能デバイス、特にカラー出力を可能にする印刷エンジンを備えるデバイスの別のコンポーネントは、出力のためにアナログ変調方式を用いる。これらのデバイスにおいては、アナログ・データが、マルチ・ビット・ピクセルの形式で印刷出力デバイスの変調装置に与えられる。変調装置は、入力データ・バイトのアナログ等価物（アナログ信号）を周期的な鋸歯状波と比較する。そこからの出力が、レーザ像形成部材への信号であり、データ・ストリームによってパルス幅変調される。
解像度を広くカバーする一つの方法は、バイナリ・データを、二次元ローパス・フィルタのデジタル機器を通して受け渡すことである。二次元ローパス・フィルタのデジタル機器は、バイナリ・イメージにおける各ピクセルを、関心あるピクセルを中心とする或るウィンドウ内にある値の平均に置換することができる。そのようなシステムは、高解像度バイナリ・データをアナログ・データに変換する妥当な仕事をする一方、こうしたソリューションは、元のドキュメントにおけるシャープ・エッジを不鮮明にするという悪影響も有する。そうした影響は、特にテキスト及びライン画像を再生するときに好ましくない。
特開平９−１４９２４２号公報（米国特許第6130966号）
図１は、従来技術によるフィルタリング・プロセスの１つの例を、図式的に表す。この説明的な例においては、３×３ピクセルのフィルタが説明される。任意のサイズのフィルタも用いることができることに注意されたい。加えて、ピクセル・フィルタは、単純平均を行うこともでき、又はより複雑なフィルタ・カーネル（フィルタ機能中心部：本書では機能部中心部をカーネルという）から構成することもできる。フィルタのサイズ又は複雑性に関わりなく、単純な３×３ピクセル・フィルタの例の説明は、このフィルタの動作の原理の実証を提供するであろう。
図１においては、マトリクスの形態をとったイメージ部分１０１が示される。イメージ部分１０１においては、黒色から白色への垂直方向エッジの推移が示され、バイナリ数値「１」及び斜線のあるボックスで表される黒色領域は、イメージ部分１０１の最左端の３個の縦列を占め、バイナリ数値「０」及び斜線の無いボックスで表される白色領域は、中央及び最右端の縦列を占める。フィルタ・カーネル１０２は、フィルタ加重（フィルタの重み付け）の単純なマトリクスを提供し、出力ピクセルは、フィルタ・カーネル１０２によってカバーされる９つのピクセルの、均等に加重された平均値である。フィルタ１０４がフィルタリング処理を行った後で、出力イメージ部分１０３が生成される。
図１に示されたように、出力イメージ部分１０３は、元のイメージ部分１０１のシャープ・エッジが不鮮明になったことを実証している。より具体的には、元のイメージ部分１０１のエッジは、１つのピクセル幅で「１」から「０」への推移をなした。これに対し、出力イメージ部分１０３のフィルタリング済みエッジは、ここでは３つのピクセル幅にわたっている。
換言すれば、図１のイメージ部分１０１のピクセルＡがフィルタ１０４によって処理されたときには、出力イメージ部分１０３の出力ピクセルＡ´は、最右端に表示された列の右側の列が「０」値のみを含んでいたとすれば、この例では白色領域を表すゼロの値を有する。関心あるピクセルは、強調表示されたピクセル位置Ｆに関連付けされたフィルタ位置を有することに注目されたい。加えて、イメージ部分１０１のピクセルＢがフィルタ１０４によって処理されたときには、出力イメージ部分１０３の出力ピクセルＢ´は、この例ではグレイ領域を表す「１／３」の値を有する。更に、イメージ部分１０１のピクセルＣがフィルタ１０４によって処理されたときには、出力イメージ部分１０３の出力ピクセルＣ´は、この例ではグレイ領域を表す「２／３」の値を有する。最後に、図示されたように、最左端に表示された列の左側の２つの列が「１」の値のみを含み、且つイメージ部分１０１の中央ピクセルＤがフィルタ１０４によって処理されたときには、結果得られる出力イメージ部分１０３の出力ピクセルＤ´は、この例では黒色領域を表す「１」の値を有する。
図２は、図１に図示された上記のプロセスを実施するための従来技術によるデバイスのブロック図を示す。図２に示されたように、ビデオ(映像）イメージ・データ２０１は、デジタル・フィルタ・モジュール２０２に送られ、該モジュール２０２は、イメージ・データ及びフィルタ・カーネル・データ２０３を受け取って、イメージ・データをデジタル形式でフィルタリングする。デジタル・フィルタ・モジュール２０２の出力がイメージ出力端末装置（ＩＯＴ）２５０に送られ、該端末装置２５０が、イメージ・データをイメージのハード・コピーに変換する。
上で述べたように、出力エッジのぼやけは、イメージ・データと併せてタグ・データを用いることを通じて解決することが可能である。より具体的には、バイナリ・イメージ内の問題のピクセルが、該ピクセルはエッジ・ピクセルであることを示すタグ・ビットと合致した場合には、そのピクセルにはフィルタはかけられず、代わりに、バイナリ・イメージ・ビットは１かゼロであることから、高密度又は低密度に対応するアナログ・レベルが出力される。図３は、このタグ・データ統合プロセスの図示を提供する。
図３においては、マトリクスの形態をとったイメージ部分３０１が示される。イメージ部分３０１においては、黒色から白色への垂直方向エッジの推移が示され、バイナリ数値「１」及び斜線のあるボックスで表される黒色領域は、イメージ部分３０１の最左端の３個の縦列を占め、バイナリ数値「０」及び斜線の無いボックスで表される白色領域は、中央及び最右端の縦列を占める。フィルタ・カーネル３０２は、フィルタ加重の単純なマトリクスを提供し、出力ピクセルは、フィルタ・カーネル３０２によってカバーされる９つのピクセルの、均等に加重された平均値である。フィルタ３０４がフィルタリング処理を行った後で、出力イメージ部分３０３が生成される。
図３に示されたように、出力イメージ部分３０３は、元のイメージ部分３０１のシャープ・エッジが、ゴースト・イメージ・アーチファクト３０７を伴うシャープ・エッジ３０６へと変換されてしまったことを実証している。より具体的には、元のイメージ部分３０１のエッジは、１つのピクセル幅で「１」から「０」への推移をなした。これに対して、出力イメージ部分３０３のフィルタリング済みエッジ３０６は、１つのピクセル幅である「１」から「０」への推移３０６とゴースト・アーチファクト３０７を有する。
換言すれば、図３のイメージ部分３０１のピクセルＡがフィルタ３０４によって処理されたときには、出力イメージ部分３０３の出力ピクセルＡ´は、最右端に表示された列の右側の列が「０」値のみを含んでいたとすれば、この例ではゴースト・アーチファクト３０７を表す「１／４」の値を有する。関心あるピクセルは、強調表示されたピクセル位置Ｆに関連付けされたフィルタ位置を有することに注目されたい。イメージ部分３０１のピクセルＡはエッジとしてタグ付けされていなかったことから、イメージ部分３０１のピクセルＡに対するフィルタ値は、出力イメージ部分３０３の出力ピクセルＡ´に対する出力値として選択される。このフィルタ値の選択は、その出力値が残余のフィルタ値を含むことを意味し、従って、ゴースト・アーチファクト３０７を生成する。
加えて、イメージ部分３０１のピクセルＢがフィルタ３０４によって処理されたときには、イメージ部分３０１のピクセルＢがエッジとしてタグ付けされているので、イメージ部分３０１のピクセルＢに対するフィルタ値は出力イメージ部分３０３の出力ピクセルＢ´に対する出力値として選択されないが、イメージ部分３０１のピクセルＢの実値が出力イメージ部分３０３の出力ピクセルＢ´としてパススルーされることから、出力イメージ部分３０３の出力ピクセルＢ´は、この例では白色領域を表す「０」の値を有する。
更に、イメージ部分３０１のピクセルＣがフィルタ３０４によって処理されたとき、イメージ部分３０１のピクセルＣがエッジとしてタグ付けされているので、イメージ部分３０１のピクセルＣに対するフィルタ値は出力イメージ部分３０３の出力ピクセルＣ´に対する出力値として選択されないが、イメージ部分３０１のピクセルＣの実値が出力イメージ部分３０３の出力ピクセルＣ´としてパススルーされることから、出力イメージ部分３０３の出力ピクセルＣ´は、この例では黒色領域を表す「１」の値を有する。
最後に、最左端に表示された列の左側の２つの列が「１」の値のみを含み、且つイメージ部分３０１の中央ピクセルＤがフィルタ３０４によって処理されたときには、イメージ部分３０１のピクセルＤがエッジとしてタグ付けされていないので、イメージ部分３０１のピクセルＤに対するフィルタ値が出力イメージ部分３０３の出力ピクセルＤ´に対する出力値として選択されることから、結果得られる出力イメージ部分３０３の出力ピクセルＤ´は、この例では黒色領域を表す「１」の値を有する。
図４は、図３に図示された上記のプロセスを実施するための、従来技術によるデバイスのブロック図を示す。図４に図示されたように、ビデオ・イメージ・データ４０１は、２つのモジュールに送られる。第１のモジュール、即ちデジタル・フィルタ・モジュール４０２は、イメージ・データ及びフィルタ・カーネル・データ４０３を受け取ってイメージ・データをデジタル形式でフィルタリングする。第２のモジュール、即ち再マップ（「２５５／０」）モジュール４０４は、入力ピクセルが「１」の値を有するか又は「０」の値を有するかに応じて、２５５（全８ビットがＯＮ）か又は０（全８ビットがＯＦＦ）のどちらかを出力する。これら２つのモジュールの出力値は、セレクタ・モジュール４０５に送られる。タグ・データ・ストリーム４０６によって制御されるセレクタ・モジュール４０５の出力値が、イメージ出力端末装置（ＩＯＴ）４５０に送られ、該端末装置がイメージ・データをイメージのハード・コピーに変換する。タグ・ビットが１であった場合には、セレクタ出力値は、「２５５／０」モジュール４０４と同一となり、タグ・ビットが０であった場合には、セレクタ出力値は、デジタル・フィルタ・モジュール４０２の出力と同一となる。
しかしながら、上で実証されたように、従来技術によるエッジ再構成プロセスは、単一のフィルタリング処理によるぼけよりは問題が少ないものの、最終的なイメージの全体的な質に悪影響を及ぼすアーチファクトを生成するおそれがある。図７は、従来技術によるエッジ再構成プロセスが、どのようにして、アーチファクト、即ちゴースト・イメージ７１０を生成するかの例を示す。上記のように、イメージは、所望のイメージ７００を生成するように処理されるが、フィルタリング処理に起因して、アーチファクト即ちゴースト・イメージ７１０も生成される。アーチファクト即ちゴースト・イメージ７１０は、フィルタリング処理にエッジ・ピクセルが含まれることが原因で発生する。
幾つかの従来技術によるシステムは、フィルタによるエッジのぼけを最小にすることを試みたが、それでもなお、アーチファクトがアナログ出力のエッジ近辺に生成されうる。こうしたアーチファクトは、出力の感知される質を落とす。
従って、シャープ・エッジのぼやけを防ぎ、実質的にエッジ・アーチファクトが存在しないような、高解像度バイナリ・イメージ・データのアナログへの変換を実施するシステム又は方法を提供することが望ましい。
本発明は、エッジ・タグ付きイメージ・データ・ピクセルを、コントーン・イメージ・データ・ピクセルに変換するための方法を提供する。この方法は、
（ａ）予め定められた複数の隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって各々が関連付けされたイメージ値を有し且つ第１のイメージ・データ・ピクセルが第１のコントーン・イメージ・データ・ピクセルに関連付けされている前記イメージ・データ・ピクセルの各々についてタグ付け状態値を判定することと、
（ｂ）前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々が関連付けされたフィルタ加重値を有する、所定のセットのフィルタ加重値を用いて、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々であってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有するイメージ・データ・ピクセルの各々をフィルタリングして、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって且つエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルの各々についてフィルタリング済みイメージ値を生成することと、
（ｃ）前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルであることを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルの各々に、所定のフィルタリング済みイメージ値を割り当てることと、
（ｄ）前記予め定められた隣接ピクセルに関する、全てのフィルタリング済みイメージ値を合計して、イメージ・データ合計値を生成することと、
（ｅ）前記第１のイメージ・データ・ピクセルのタグ付け状態値が第１のイメージ・データ・ピクセルはエッジ・ピクセルでないことを示しているときに、前記イメージ・データ合計値を、第１のコントーン・イメージ・データ・ピクセルのイメージ・データ値として割り当てることと、を含む。
また、本発明は、エッジ・タグ付きイメージ・データ・ピクセルを、コントーン・イメージ・データ・ピクセルに変換するためのシステムを提供する。このシステムは、
予め定められた複数の隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって各々が関連付けされたイメージ値を有し且つ第１のイメージ・データ・ピクセルが第１のコントーン・イメージ・データ・ピクセルに関連付けされている前記イメージ・データ・ピクセルの各々についてタグ付け状態値を判定する選択回路と、
前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々が関連付けされたフィルタ加重値を有する、所定のセットのフィルタ加重値を用いて、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々であってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有するイメージ・データ・ピクセルの各々を、フィルタリングして、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって且つエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルの各々についてフィルタリング済みイメージ値を生成するフィルタ回路とを含み、前記選択回路は、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルであることを示すタグ付け状態値を有する各イメージ・データ・ピクセルについて、所定のフィルタリング済みイメージ値を選択する構成であり、また、前記選択回路は、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって、エッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有する各イメージ・データ・ピクセルについて、前記フィルタ回路から前記フィルタリング済みイメージ値を選択する構成であり、
更に、システムは、前記予め定められた隣接ピクセルに関する、全てのフィルタリング済みイメージ値を合計して、イメージ・データ合計値を生成するアキュムレータを含む。
元のオブジェクトの高解像度バイナリ表現からアナログ・イメージを再構成するための方法を説明するに当たり、以下の説明は、高解像度バイナリ・イメージは、バイナリ・イメージの各ピクセルが、イメージ中のビットが元のイメージの密度エッジに存在するピクセルを表しているかどうかを示す「タグ・ビット」と呼ばれるビットに合致していることを特徴とするパラレル・イメージを伴っていることを想定している。
従って、上述したように、図７のゴースト・イメージ・アーチファクト７１０を実質的になくすことが望ましい。このことは、エッジとしてタグ付けされたいずれのピクセルをもフィルタリング・プロセスから除外するようにフィルタリング・プロセスを修正することによって実現可能である。エッジとしてタグ付けされたいずれのピクセルをもフィルタリング・プロセスから除外することによって、図８に示されるように、出力８００は、アーチファクトを持たなくなる。エッジとしてタグ付けされたいずれのピクセルをもフィルタリング・プロセスから除外するようにフィルタリング・プロセスを修正する実際のプロセスは、以下でより詳細に説明される。
図５は、エッジとしてタグ付けされたいずれのピクセルをもフィルタリング・プロセスから除外するようにフィルタリング・プロセスを修正することの一例を示す。
図５においては、マトリクスの形態をとったイメージ部分５０１が示される。イメージ部分５０１においては、黒色から白色への垂直方向エッジの推移が示され、バイナリ数値「１」及び斜線のあるボックスで表される黒色領域は、イメージ部分５０１の最左端の縦列を占め、バイナリ数値「０」及び斜線の無いボックスで表される白色領域は、中央及び最右端の縦列を占める。フィルタ・カーネル５０２は、フィルタ加重の単純なマトリクスを提供し、出力ピクセルは、フィルタ・カーネル５０２によってカバーされる９つのピクセルの、均等に加重された平均値である。フィルタ５０４がフィルタリング処理を行った後で、出力イメージ部分５０３が生成される。なお、マトリックス形態で示す部分５０５は、イメージ部分５０１にある各ボックスをエッジピクセルであるかどうかを示すタグ付けされた（１がエッジピクセルであり、０がエッジピクセルでないことを示す）、イメージ部分５０１に対応するボックス群を示す。
図５に示されたように、出力イメージ部分５０３は、元のイメージ部分５０１のシャープ・エッジが、図３のゴースト・イメージ・アーチファクト３０７のない、イメージ部分５０８を有するシャープ・エッジ５０６へと変換されたことを実証している。より具体的には、元のイメージ部分５０１のエッジは、１つのピクセル幅で「１」から「０」への推移をなした。他方、出力イメージ部分５０３のフィルタリング済みエッジ５０６は、１つのピクセル幅である「１」から「０」への推移５０６を有し、イメージ部分５０８においてもゴースト・アーチファクトはない。
換言すれば、図５のイメージ部分５０１のピクセルＡがフィルタ５０４によって処理されたときには、出力イメージ部分５０３の出力ピクセルＡ´は、最右端に表示された列の右側列が「０」値のみを含んでいたとすれば、この例では、５０８においてゴースト・アーチファクトをもたないことを表す「０」の値を有する。関心あるピクセルは、強調表示されたピクセル位置Ｆに関連付けされたフィルタ位置を有することに注目されたい。イメージ部分５０１のピクセルＣに関連付けされたイメージ部分５０１の列に関連付けされたピクセルはエッジ・ピクセルとしてタグ付けされていた（部分５０５の対応ボックス部分参照）ことから、出力イメージ部分５０３の出力ピクセルＡ´の出力値は、「０」の値を有する。このピクセルがエッジ・ピクセルとしてタグ付けされているため、該ピクセルに関連付けされた値は、フィルタリング・プロセスには含まれない。フィルタリング・プロセスは、問題のピクセル即ちイメージ部分５０１のピクセルＡがエッジとしてタグ付けされていない（部分５０５の対応ボックス部分参照）ことに起因して用いられる。フィルタリング・プロセスは、通常はエッジに関連するピクセルを処理するものであるが、この特定のエッジ・ピクセル値は、フィルタリング・プロセスから個別に除外される。
加えて、イメージ部分５０１のピクセルＢがフィルタ５０４によって処理されたときには、イメージ部分５０１のピクセルＢがエッジとしてタグ付けされている（部分５０５の対応ボックス部分参照）ので、イメージ部分５０１のピクセルＢに対するフィルタ値は出力イメージ部分５０３の出力ピクセルＢ´に対する出力値として選択されないが、イメージ部分５０１のピクセルＢの実値が出力イメージ部分５０３の出力ピクセルＢ´としてパススルーされることから、出力イメージ部分５０３の出力ピクセルＢ´は、この例では白色領域を表す「０」の値を有する。
更に、イメージ部分５０１のピクセルＣがフィルタ５０４によって処理されるとき、イメージ部分５０１のピクセルＣがエッジとしてタグ付けされている（部分５０５の対応ボックス部分参照）ので、イメージ部分５０１のピクセルＣに対するフィルタ値は出力イメージ部分５０３の出力ピクセルＣ´に対する出力値として選択されず、イメージ部分５０１のピクセルＣの実値が出力イメージ部分５０３の出力ピクセルＣ´としてパススルーされることから、出力イメージ部分５０３の出力ピクセルＣ´は、この例では黒色領域を表す「１」の値を有する。
最後に、最左端に表示された列の左側の２つの列が「１」の値のみを含み、且つイメージ部分５０１の中央ピクセルＤがフィルタ５０４によって処理されたときには、イメージ部分５０１のピクセルＤがエッジとしてタグ付けされていないので、イメージ部分５０１のピクセルＤに対するフィルタ値が出力イメージ部分５０３の出力ピクセルＤ´に対する出力値として選択されることから、結果得られる出力イメージ部分５０３の出力ピクセルＤ´は、この例では黒色領域を表す「１」の値を有する。
図６は、図５に図示された上記のプロセスを実施するためのデバイスのブロック図を示す。図６に図示されたように、イメージ・データは、２つのモジュールに送信される。第１のモジュール、即ちデジタル・フィルタ・モジュール６０１は、ビデオ・イメージ・データ及びタグ・データを受け取って、イメージ・データをデジタル形式でフィルタリングする。第２のモジュール、即ち再マッピング「２５５／０」モジュール６０４は、入力ピクセルが「１」の値を有するか又は「０」の値を有するかに応じて、値２５５（全８ビットがＯＮ）か又は値０（全８ビットがＯＦＦ）のどちらかを出力する。これら２つのモジュールの出力値は、セレクタ・モジュール６０５に送られる。タグ・データ・ストリームによって制御されるセレクタ・モジュール６０５の出力値が、イメージ出力端末装置（ＩＯＴ）６５０に送られ、端末装置６５０がイメージ・データをイメージのハード・コピーに変換する。タグ・ビットが１であった場合には、セレクタ出力値は、再マッピング「２５５／０」モジュール６０４と同一となり、タグ・ビットが０であった場合には、セレクタ出力値は、デジタル・フィルタ・モジュール６０１の出力と同一となる。
図６の構成要素は、本質的には図４と同じであるが、デジタル・フィルタリング・モジュール６０１が、ビデオ・イメージ・ストリーム（YMCK)と並んでタグ・ビット・データ・ストリームからの入力値を含むように修正されている。図６のフィルタリング・プロセスは、フィルタ・ウィンドウ内のいかなるエッジ・ピクセルも平均化プロセスには含まれないことを要求する。そのようにすることによって、考慮されているピクセルの近辺にあるエッジ・ピクセルは、平均化プロセスから除外される。このことは、本質的に、再構成されたイメージから、エッジ・アーチファクトをなくす。
図６の実行は、以下の論理式
Figure 2006319975
によって記述可能である。
ここで、ｔxは、出力ピクセル、ｘijは、試験下にあるピクセルに関係する位置(i,j）の入力バイナリ・ピクセル、ｆijは、フィルタの加重（重み）であり、合計は、そのフィルタ・ウィンドウ内の全ピクセルについてものである。ｗ’ijは、タグ・マトリクスによって決まる加重（重み）値である。タグ・マトリクス中のピクセルｉｊが、そのピクセルがエッジ・ピクセルであることを示す１である場合には、ｗ’ijはゼロであり、バイナリ・イメージ中の対応するピクセルは、合計出力には含まれない。異なる実施形態においては、タグ・マトリクス中のピクセルｉｊが、そのピクセルがエッジ・ピクセルであることを示す１である場合には、ｗ’ijはゼロであり、且つその他の加重（重み）係数を修正して、残りの非ゼロ係数が合計されたときに確実に所定のフィルタ・カーネル・マトリクス値に等しくなるようにすることができる。更に別の実施形態においては、タグ・マトリクス中のピクセルｉｊが、そのピクセルがエッジ・ピクセルであることを示す１である場合には、ｗ’ijはゼロであり、且つ、その他の加重係数を、残りの非ゼロ係数が合計されたときに確実に所定のフィルタ・カーネル・マトリクス値１に等しくなるように修正することができる。こうした種々の実施形態においては、残りの非ゼロ係数又は加重値に関連付けされたフィルタ・カーネルの係数又は加重値は、フィルタ・カーネル・マトリクス値を正規化するように、更に修正される。図８は、フィルタ・ウィンドウ中にあるが考慮されているピクセルではないエッジ・ピクセルを除外することの効果を示す。
上記のように、このシステムに、代替構成として、幾つかの付加的特徴を付加することができる。例えば、通常は、フィルタ・マトリクス中の加重値又は係数の合計が正規化されて１になるように、デジタル・フィルタ・カーネルが実行される。加重値又は係数は、タグ付けされたピクセルと一致することから、このプロセスは、実行中にフィルタ・マトリクスを再正規化して、これらの使われない加重値又は係数を考慮に入れるように選択することができることに注目されたい。このことを実行する１つの方法は、図４のモジュールに、付加的な要素を付加することである。
図６は、デジタル・フィルタ６０１の出力値に対して階調再生カーブ動作を行う、階調再生カーブ回路６０８を更に示す。階調再生カーブ（「Tonal Reproduction Curve：ＴＲＣ」）回路６０８は、単一のテーブル・ルックアップ動作を行って、デジタル・フィルタ６０１の出力値を、フィルタ動作と一貫性のある新規の値のセットへ変形する。これは、デジタル・フィルタ６０１からの信号によって選択される複数のテーブルを含むことができる。信号は、デジタル・フィルタ６０１により、タグ付けされたピクセルを無視することによって除外されたフィルタ要素の個数の関数として、計算することができる。信号はまた、除外ピクセルの個数に基づくことができ、又は、カウントされないピクセルの加重値又は係数に基づいてフィルタ・カーネルを再正規化する、より複雑な計算によることもできる。
ＴＲＣ回路はまた、階調再生カーブはフィルタ動作とは無関係な因子に基づくという点で、通常のＴＲＣ回路として機能することもできる。例えば、階調再生カーブは、イメージ出力端末装置又は印刷エンジンの応答を補償することができる。階調再生カーブは、イメージ・コンテンツ、及び、システムの階調再生カーブを正規化する要望に基づいて、計算することができる。最後に、階調再生カーブはまた、例えば出力イメージのコントラスト又は明度／暗度を変えるためのユーザ入力に応答して変更することが可能である。言うまでもないが、こうした階調再生カーブのいずれも、フィルタリング動作を補償するための階調再生カーブと結び付けて、これら全ての目的を達成する単一の階調再生カーブを与えることが可能である。
上記のように、フィルタを適用するか否かを判定するためにタグ・ビットを用いることが可能であるが、タグ・ビットは、また、そのピクセルをフィルタリング済みピクセルの合計に使うかどうかを判定するために各々の個別のピクセル位置に対して用いることも可能である。このことは、出力イメージ上のテキスト回りのゴースト発生をなくす効果がある。
図９は、タグ・ビットをフィルタリング動作の一部として用いて、個別のピクセルをフィルタリング済み階調に含めるかどうかを判定することの別の図示を提供する。加えて、フィルタリング・プロセスは２次元プロセスであることが通例であるが、図９は簡略化のために１次元の実施例を用いる。この実施例においては、プロセスは、バイナリ・データをコントーン・データに拡張するプロセスである。
図９に図示されたように、バイナリ・データのコントーン拡張プロセスは、入力ピクセル値Ｐ（０，３）に標準的な畳み込み動作を用いて出力ピクセル値Ｐ´（０，３）を実現するフィルタリング・プロセスである。上記のように、従来技術によるプロセスに関連して、ピクセルＰ（０，３）がタグ付けされていない場合、即ち、Ｔ（０，３）がゼロに等しい場合には、Ｐ´（０，３）に対する出力ピクセル値は、積（Ｐij）（Ｆij）の総和である。これとは逆に、ピクセルＰ（０，３）がタグ付けされている場合、即ちＴ（０，３）が１に等しい場合には、Ｐ´（０，３）に対する出力ピクセル値は、Ｐ（０，３）に等しい。
ゴースト・アーチファクトをなくす、バイナリ・データのコントーン拡張プロセスに関連して、図９の図示を用いる１つの実施形態は、以下のように動作する。
ピクセルＰ（０，３）がタグ付けされていない場合、即ちＴ（０，３）がゼロである場合、Ｐ´（０，３）に対する出力ピクセル値は、積（Ｐij）（Ｆij）の総和である（ここで、積（Ｐij）（Ｆij）は、Ｔ（ｉ，ｊ）がゼロであるときにのみ計算される）。Ｔ（ｉ，ｊ）が１である場合、積（Ｐij）（Ｆij）は、全体の総和から除外されるか、又はゼロ値に設定される。これとは逆に、ピクセルＰ（０，３）がタグ付けされている場合即ちＴ（０，３）が１である場合、Ｐ´（０，３）に対する出力ピクセル値は、Ｐ（０，３）に等しい。
ゴースト・アーチファクトをなくす、バイナリ・データのコントーン拡張プロセスに関連して、別の実施形態は、図９の図示を用いて、以下のように動作することができる。
ピクセルＰ（０，３）がタグ付けされていない場合、即ちＴ（０，３）がゼロである場合、Ｐ´（０，３）に対する出力ピクセル値は、Ｔ（ｉ，ｊ）の値がゼロであり且つ（Ｐij）の値が１であるときにおける（Ｆij）の要素の総和である。Ｔ（ｉ，ｊ）の値が１に等しい場合、又は（Ｐij）の値が１に等しくない場合には、（Ｆij）は、全体の総和から除外されるか、又はゼロ値に設定される。これとは逆に、ピクセルＰ（０，３）がタグ付けされている場合、即ちＴ（０，３）が１に等しい場合には、Ｐ´（０，３）に対する出力ピクセル値は、Ｐ（０，３）に等しい。
図１０は、エッジ・タグ付きイメージ・データ・ピクセルを、コントーン・イメージ・データ・ピクセルに変換するためのシステムを図示する。図１０に図されたように、フィルタ９００は、ビデオ・イメージ・データ及びタグ・ビットの両方を受信する。
フィルタ９００は、予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々のタグ付け状態値を判定する。ここで、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々は、関連付けされたイメージ値を有し、前記予め定められた隣接ピクセル内にある一（第１）のイメージ・データ・ピクセルは、対応する（第１の）コントーン・イメージ・データ・ピクセルに関連付けされている。
フィルタ９００は、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々が関連付けされたフィルタ加重（重み）値を有する、フィルタ加重値の所定のセットを用いて、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々であってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有するイメージ・データ・ピクセルの各々をフィルタリングして、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって且つエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルの各々についてフィルタリング済みイメージ値を生成する。
フィルタ９００は、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルであることを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルの各々に、所定のフィルタリング済みイメージ値を割り当てる。
フィルタ９００は、前記予め定められた隣接ピクセルに関する、全てのフィルタリング済みイメージ値を合計して、イメージ・データ合計値を生成する。
セレクタ６０５は、前記予め定められた隣接ピクセル内にある第１のイメージ・データ・ピクセルに対するタグ値に基づいて、第１のイメージ・データ・ピクセルのタグ付け状態値が第１のイメージ・データ・ピクセルはエッジ・ピクセルでないことを示したとき、イメージ・データ合計値が第１のコントーン・イメージ・データ・ピクセルに対するイメージ・データ値として割り当てられるようにし、或いは、第１のイメージ・データ・ピクセルのイメージ・データ値が第１のコントーン・イメージ・データ・ピクセルに対するイメージ・データ値として割り当てられるようにする。所定のフィルタリング済みイメージ・データ値は、ゼロとなることもあることに注意されたい。このプロセスは、予め定められた隣接ピクセル内にある各イメージ・データ・ピクセルが、関連付けされたバイナリ・イメージ値を有するときにも、用いることが可能である。
図１１は、エッジ・タグ付きイメージ・データ・ピクセルを、コントーン・イメージ・データ・ピクセルに変換することを可能にする、フィルタ回路構成を図示する。図１１に図示されたように、フィルタ９００は、ピクセル・ウィンドウを格納するためのバッファ９１０を含む。このピクセル・ウィンドウは、２次元のイメージ・データ・マトリクスとすることができる。バッファ９１０内のイメージ・データはフィルタ９３０に送られる。フィルタ９３０はまた、フィルタ加重（重み）値バッファ即ちメモリ９２０からフィルタ加重値を受け取る。
イメージ・データ及びフィルタ加重値を受け取ると、フィルタ９３０は、各イメージ・データ値に、関連付けされたフィルタ加重値を乗算する。積はセレクタ９４０によって受信される。セレクタ９４０は、タグ・ビット・バッファ即ちメモリ９５０から受信したタグ・ビット・データに基づき、フィルタ９３０からの積か、又はゼロ値を選択する。より具体的には、積に関連付けされたピクセルが、非エッジ・ピクセルとしてタグ付けされていたときには、セレクタ９４０は、フィルタ９３０からの積を選択する。積に関連付けされたピクセルが、エッジ・ピクセルとしてタグ付けされていたときには、セレクタ９４０は、ゼロ値を選択する。選択された値は、アキュムレータ９６０によって受取られ、アキュムレータはコントーン・イメージのための非エッジ・イメージ・データを生成する。
図１２は、エッジ・タグ付きイメージ・データ・ピクセルを、コントーン・イメージ・データ・ピクセルに変換することを可能にする、別のフィルタ回路構成を示す。図１２に図示されたように、フィルタ９００は、ピクセル・ウィンドウを格納するためのバッファ９１０を含む。このピクセル・ウィンドウは、２次元のイメージ・データ・マトリクスとすることができる。バッファ９１０内のイメージ・データは、フィルタ・アキュムレータ９３５に送られる。フィルタ・アキュムレータ９３５はまた、フィルタ加重値修正回路９７０からフィルタ加重値を受信する。
イメージ・データ及びフィルタ加重値を受信すると、フィルタ・アキュムレータ９３５は、各イメージ・データ値に、関連付けされたフィルタ加重値を乗算する。その積は、コントーン・イメージのために生成された非エッジ・イメージ・データである。
図１２に図示されたように、フィルタ加重値修正回路９７０は、フィルタ加重値バッファ即ちメモリ９２０からフィルタ加重値を受取り、タグ・ビット・バッファ即ちメモリ９５０からタグ・ビット・データを受取る。フィルタ加重値修正回路９７０は、種々の方法でこのデータを用いて、フィルタ・アキュムレータ９３５によって用いられる修正したフィルタ加重値のマトリクスを生成する。
例えば、フィルタ加重値修正回路９７０は、予め定められた隣接ピクセル内にある各イメージ・データ・ピクセルのタグ付け状態値と、該予め定められた隣接ピクセル内にあってそのイメージ・データ・ピクセルはエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルの数Ｎを判定する。この例においては、フィルタ加重値修正回路９７０は、第１のイメージ・データ・ピクセルのタグ付け状態値が第１のイメージ・データ・ピクセルはエッジ・ピクセルでないことを示したときに、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々が関連付けされたフィルタ加重値を有する、該フィルタ加重値の所定のセットを修正して、該予め定められた隣接ピクセル内のイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルに関連付けされたフィルタ加重値の各々が１／Ｎに等しくなるようにするとともに、前記予め定められた隣接ピクセル内のイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルであることを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルに関連付けされたフィルタ加重値の各々は０に等しくなるようにする。
フィルタ加重値修正回路９７０はまた、第１のイメージ・データ・ピクセルのタグ付け状態値が第１のイメージ・データ・ピクセルはエッジ・ピクセルであることを示したときには、フィルタ加重値の所定のセットを修正して、第１のイメージ・データ・ピクセルに関連付けされたフィルタ加重値が１に等しくなり、予め定められた隣接ピクセル内にある第１のイメージ・データ・ピクセルでないピクセルに関連付けされた各フィルタ加重値が０に等しくなるようにする。
別の実施例においては、フィルタ加重値修正回路９７０は、予め定められた隣接ピクセル内にある各イメージ・データ・ピクセルのタグ付け状態値と、該予め定められた隣接ピクセル内にあってそのイメージ・データ・ピクセルはエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルに関連付けされたフィルタ加重値の所定のセット内にある全てのフィルタ加重値の合計Ｓを判定する。この例では、フィルタ加重値修正回路９７０は、第１のイメージ・データ・ピクセルのタグ付け状態値が第１のイメージ・データ・ピクセルはエッジ・ピクセルでないことを示したとき、予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々が関連付けされたフィルタ加重値を有する、そのフィルタ加重値の所定のセットを修正して、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルに関連付けされたフィルタ加重値の各々が、所定のフィルタ加重値と１／Ｓとの積に等しくなるようにするとともに、前記予め定められた隣接ピクセル内のイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルであることを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルに関連付けされたフィルタ加重値の各々は、０に等しくなるようにする。
フィルタ加重値修正回路９７０はまた、第１のイメージ・データ・ピクセルのタグ付け状態値が第１のイメージ・データ・ピクセルはエッジ・ピクセルであることを示したときには、フィルタ加重値の所定のセットを修正して、第１のイメージ・データ・ピクセルに関連付けされたフィルタ加重値が１に等しくなり、予め定められた隣接ピクセル内にある第１のイメージ・データ・ピクセルでないピクセルに関連付けされた各フィルタ加重値が０に等しくなるようにする。
フィルタ加重値を修正する別の代替方法は、除外ピクセルのフィルタ加重値の合計を使用するか、又は含められたピクセルのみのフィルタ加重値の合計を使用し、この値をルックアップ・テーブルへのエントリとして使用することであり、ルックアップ・テーブルの出力は、エッジでないことを示すタグ値を有しているピクセルに関連付けされた残りの非除外フィルタ加重値を乗算するための係数とすることができる。このことは、図１２の回路９７０におけるフィルタ加重値に内部的に適用することが可能であり、或いは又、加重値は、フィルタ加重値修正回路９７０から信号９６０として出力され、乗算器９８０への入力値として適用されて、そこでデジタル・フィルタの出力値を乗算することも可能である。
より具体的には、フィルタ加重値修正回路９７０は、予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルについて所定のフィルタ加重値の合計を生成することができる。フィルタ加重値修正回路９７０は、次いで、この合計をルックアップ・テーブルへの入力値として適用し、入力された合計に対応するルックアップ・テーブルの出力値を用いて、予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルについて所定のフィルタ加重値を修正することができる。
他方、フィルタ加重値修正回路９７０は、予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルであることを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルについても所定のフィルタ加重値の合計を生成することができる。フィルタ加重値修正回路９７０は、次いで、この合計を、ルックアップ・テーブルへの入力値として適用し、入力された合計に対応するルックアップ・テーブルの出力値を用いて、予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルについて所定のフィルタ加重値を修正することができる。
更に、フィルタ加重値修正回路９７０は、予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルに対する所定のフィルタ加重値の合計を生成することができる。フィルタ加重値修正回路９７０は、次いで、この合計を、ルックアップ・テーブルへの入力値として適用することができ、乗算器を用いてイメージ・データ合計値に、入力された合計に対応するルックアップ・テーブルの出力値を乗算し、該イメージ・データ合計値を修正することができる。
最後に、フィルタ加重値修正回路９７０は、予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルであることを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルに対する所定のフィルタ加重値の合計を生成することができる。フィルタ加重値修正回路９７０は、次いで、この合計を、ルックアップ・テーブルへの入力値として適用することができ、乗算器を用いて、イメージ・データ合計値に、入力された合計に対応するルックアップ・テーブルの出力値を乗算し、該イメージ・データ合計値を修正することができる。
従来技術による、バイナリ・イメージからコントーン・イメージへのデジタル・フィルタリング再構成の概略図である。 従来技術による、デジタル・フィルタリング・プロセスのブロック図である。 タグ・データを用いてエッジを認識する、従来技術による更に修正されたデジタル・フィルタリング再構成の概略図である。 タグ・データを用いる、別の従来技術によるデジタル・フィルタリング・プロセスのブロック図である。 エッジ・アーチファクトをなくすデジタル・フィルタリング・プロセスの概略図である。 図５のプロセスを用いて、階調再生カーブ・モジュールを組み込んだシステムのブロック図である。 従来技術によるデジタル・フィルタリング再構成プロセスを用いて生成された、ゴースト・アーチファクトを有するイメージの一例の図である。 図５のデジタル・フィルタリング・プロセスを用いて生成された、ゴースト・アーチファクトを有さないイメージの図である。 エッジ・アーチファクトをなくすデジタル・フィルタリング・プロセスの一次元的な概略図である。 エッジ・アーチファクトをなくすデジタル・フィルタリング・プロセスを用いたシステムのブロック図である。 エッジ・アーチファクトをなくすデジタル・フィルタリング・プロセスを用いたシステムのブロック図である。 エッジ・アーチファクトをなくすデジタル・フィルタリング・プロセスを用いたシステムのブロック図である。
符号の説明
６０１：フィルタ
６０４：再マッピング（０／２５５）モジュール
６０５：セレクタ
９００：フィルタ
９１０：ピクセル・ウィンドウ
９３０：フィルタ
９３５：フィルタ・アキュムレータ
９４０：セレクタ
９５０：タグ・ビット・ウィンドウ
９６０：アキュムレータ
９８０：乗算器

Claims (2)

  1. エッジ・タグ付きイメージ・データ・ピクセルを、コントーン・イメージ・データ・ピクセルに変換するための方法であって、
    （ａ）予め定められた複数の隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって各々が関連付けされたイメージ値を有し且つ第１のイメージ・データ・ピクセルが第１のコントーン・イメージ・データ・ピクセルに関連付けされている前記イメージ・データ・ピクセルの各々についてタグ付け状態値を判定することと、
    （ｂ）前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々が関連付けされたフィルタ加重値を有する、所定のセットのフィルタ加重値を用いて、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々であってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有するイメージ・データ・ピクセルの各々をフィルタリングして、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって且つエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルの各々についてフィルタリング済みイメージ値を生成することと、
    （ｃ）前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルであることを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルの各々に、所定のフィルタリング済みイメージ値を割り当てることと、
    （ｄ）前記予め定められた隣接ピクセルに関する、全てのフィルタリング済みイメージ値を合計して、イメージ・データ合計値を生成することと、
    （ｅ）前記第１のイメージ・データ・ピクセルのタグ付け状態値が第１のイメージ・データ・ピクセルはエッジ・ピクセルでないことを示しているときに、前記イメージ・データ合計値を、第１のコントーン・イメージ・データ・ピクセルのイメージ・データ値として割り当てることと、
    を含む方法。
  2. エッジ・タグ付きイメージ・データ・ピクセルを、コントーン・イメージ・データ・ピクセルに変換するためのシステムであって、
    予め定められた複数の隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって各々が関連付けされたイメージ値を有し且つ第１のイメージ・データ・ピクセルが第１のコントーン・イメージ・データ・ピクセルに関連付けされている前記イメージ・データ・ピクセルの各々についてタグ付け状態値を判定する選択回路と、
    前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々が関連付けされたフィルタ加重値を有する、所定のセットのフィルタ加重値を用いて、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルの各々であってエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有するイメージ・データ・ピクセルの各々を、フィルタリングして、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって且つエッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有しているイメージ・データ・ピクセルの各々についてフィルタリング済みイメージ値を生成するフィルタ回路と、
    前記選択回路は、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであってエッジ・ピクセルであることを示すタグ付け状態値を有する各イメージ・データ・ピクセルについて、所定のフィルタリング済みイメージ値を選択する構成であり、
    前記選択回路は、前記予め定められた隣接ピクセル内にあるイメージ・データ・ピクセルであって、エッジ・ピクセルでないことを示すタグ付け状態値を有する各イメージ・データ・ピクセルについて、前記フィルタ回路から前記フィルタリング済みイメージ値を選択する構成であり、
    更に、前記予め定められた隣接ピクセルに関する、全てのフィルタリング済みイメージ値を合計して、イメージ・データ合計値を生成するアキュムレータ、
    を含むシステム。
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