JP2009514274A - マルチビット深度の画像装置でfm/am混在格子点及び格子点形状を制御する方法 - Google Patents
マルチビット深度の画像装置でfm/am混在格子点及び格子点形状を制御する方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
ステップ1) 装置のビット深度n を考慮して間隔[0,255] を2n-1階調に平均的に分割する
[0, R1], (R1, R2], … , (Ri-1, Ri], … (R2 n -2, 255]
但し、ビット出力のドット・マトリクスの対応する範囲は、
(0, Out1), (Out1, Out2), … , (Outi-1, Outi), … (Out2 n -2, 11…1)
であり、Outiはn-ビット深度の2進表示であり、
各階調の中心点の閾値Miは、階調のための閾値比較パラメータとしてサンプリングされる
ステップ2) 間隔[0,255] にn-ビット画像深度での出力確率閾値を設定する
但し、ステップ2)は以下を含む
2n-2個の整数L1,L2,…,Li,…,L2 n -2をn-ビット画像深度での出力確率閾値として設定する
装置の必要条件に基づき確率閾値を調整する
ステップ3) デュアルフィードバックの誤差拡散を用いたFM-AM 混在スクリーニング処理に基づき、2n-1階調(Ri-1,Ri) でドットを夫々処理し、詳細な処理として以下を含む
ステップ(a) 原画像での注目画素の最後の入力値g"(m,t) に対して閾値比較の操作T を実行し、その後、操作の結果を網点画像のための注目画素の対応する値b(m,t)に変換する
但し、ステップ(a) は原画像を走査するとき、双方向走査の処理を用い、ある行が左から右に走査されるとき、続いて次の行は右から左に走査される
ステップ(b) 画素の値b(m,t)を、同一画素の入力値g'(m,t) と比較して、b(m,t)とg'(m,t) との差を得る、但し、差は誤差値e(m,t)であり、入力値g'(m,t) は閾値を得るために用いられる
ステップ(c) 誤差値e(m,t)を、誤差拡散フィルタe により予め設定された重み付け分布係数と乗算して、その後、乗算結果を注目画素の周囲の未処理の画素に拡散する、但し、原画像の対応する画素の入力値g'(m,t) を得るために、注目画素の周囲の未処理の画素への各拡散結果を、原画像の対応する画素の原入力値g(m,t)に加重的に加算する
但し、誤差拡散フィルタe は以下に示す拡散原理と重み付け分布係数とを用いる
2×d1+4×d2+2×d3+2×d4+2×d5∈[0, 1]
ステップ(d) 注目画素を囲む対応する未処理の画素に処理結果を夫々拡散し、対応する画素の最後の入力値g"(m,t) を得るために、原画像の対応する画素の原入力値g(m,t)に、拡散された各処理結果を加重的に加算する、但し、処理結果は、拡散フィルタw を用いて注目画素の出力値b(m,t)に乗算操作を実行し、ディザリングアルゴリズムで乗算操作の結果を処理することにより得られ、ステップ(d) はステップ(b) 及び(c) と並行して実行される
但し、拡散フィルタw の拡散モードは以下に示すように設定される
wsum=(w0+w1+w2+w3)∈[0, 1]
ステップ(d) での拡散フィルタw のためのディザリングアルゴリズムは、以下に示す通りである
ステップ(e) ステップ(a)-(d) を、すべての画素の原入力値g(m,t)が処理されるまで繰り返す
ステップ4) 階調(Ri-1,Ri) での混在スクリーニングが達成されたとき、ドットの形状を制御するために、注目ドットの形状を制御するための確率閾値Fi及び蓄積された値ShapeCurを考慮して、隣接した出力グレーレベルでの公知の動的階調可変出力機構及び動的統計アルゴリズムを用いることによって、出力ドット・マトリクスデータを動的に算出する
但し、ステップ4)での動的階調可変出力機構は以下を含む
ShapeCurを考慮して注目ドットの偽似乱数値を生成する
Fi=random(ShapeCur) 式1
但し、偽似乱数関数randomは、コンパイル環境で自動的に生成され、Fi∈[0,255] であり、出力ドット・マトリクスデータは動的に算出される
ステップ(a) 装置の線形出力の特徴を考慮して、ドットの形状を制御するために調整されるべき密度ゾーンを決定する
ステップ(b) 装置でのパルス幅を調整するためのパラメータ、密度ゾーンでのドットの既存のランダム形状、及び装置の安定性に関する必要条件を考慮して、調整されるべきドットの形状を決定する
ステップ(c) ステップ(b) での調整されるべきドットの決定された形状、及び装置の画像の特徴を考慮して、ドットの所望の形状及び不要の形状を夫々決定する
ステップ(d) FM-AM 混在ドットの密度ゾーン及び既存の出力グレーレベル階調を考慮して、隣接した出力グレーレベルでの動的統計アルゴリズムを用いることによって注目ドットの周囲の制御されたドットを設定して、混在ドットの出力範囲パラメータを算出する
但し、ステップ(d) での動的統計アルゴリズムは以下を含む
ステップi) 注目ドットに先行するドットの出力グレーレベルをa とし、出力グレーレベルa のドットに先行するドットの出力グレーレベルをb とする
ステップii) 注目ドットの上にあるドットの出力グレーレベルをc とし、出力グレーレベルc のドットに先行するドットの出力グレーレベルをd とし、出力グレーレベルc のドットに続くドットの出力グレーレベルをe とする
ステップiii) 出力グレーレベルc のドットの上にあるドットの出力グレーレベルをf とする
ステップiv) 注目ドットの周囲の出力グレーレベルの統計パラメータを以下のように設定する
Sum1=a+c+d Sum2=a+b Sum3=c+f
但し、Sum1は、注目ドットの周囲の2×2マトリックスでの出力グレーレベルの重みが加えられた合計を表し、Sum2は、注目ドットに水平に先行する2ドットの出力グレーレベルの重みが加えられた合計を表し、Sum3は、注目ドットに垂直に先行する2ドットの出力グレーレベルの重みが加えられた合計を表す
更に、出力グレーレベルを動的に制御する以下の2処理がステップ4)で用いられるが、この2処理は、すなわち、動的階調可変出力の処理、及び隣接した出力グレーレベルでの動的統計処理である。2つの処理は両方とも不可欠である。
[0, 84], (84, 171] 及び (171, 255]
であり、ビット出力するドット・マトリクスの対応する範囲は、
(11, 10), (10, 01) 及び (01, 00)
である。
本実施形態での実際の出力では、黒一色は0と設定され、白一色は255 と設定される。
3階調の中心点の閾値Mi(M1=42,M2=127 及びM3=212) は、各階調のための閾値比較パラメータとしてサンプリングされる。
ランダム分布でのドットの走査方向及び周波数によって引き起こされる(一般に「モワレ」と呼ばれる)干渉現象を回避するために、本実施形態は原画素のデータを走査するために双方向走査方法を用いる。
(b) 注目画素の値b(m,t)を、注目画素の入力値g'(m,t) と比較して、差(つまりb(m,t)とg'(m,t) との誤差値e(m,t))を得る。
(c) 誤差値e(m,t)を拡散フィルタe によりある重み付け分布係数と乗算する。その後、乗算結果を注目画素の周囲の未処理の画素に拡散する。対応する画素の入力値g'(m,t) を得るために、注目画素の周囲の未処理の画素への各拡散結果を、原画像の対応する画素の原入力値g(m,t)に加重的に加算する。誤差拡散フィルタは以下に示す拡散原理と重み付け分布係数とを用いる。
d1=1/44, d2=2/44, d3=5/44, d4=4/44, d5=8/44
ステップ(b) 及び(c) は、第1拡散フィードバック操作を達成し、誤差拡散の基本原理を実施する。
(d) このステップはステップ(b) 及び(c) と並行して実行される。処理結果を、注目画素を囲む対応する未処理の画素に夫々拡散し、対応する画素の最後の入力値g"(m,t) を得るために、ステップ(b) 及び(c) での拡散された各処理結果及び誤差拡散の各パラメータを、原画像の対応する画素の原入力値g(m,t)に加重的に加算する、但し、処理結果は、第2拡散フィルタw を用いて注目画素の出力値b(m,t)に対する乗算操作を実行し、ディザリングアルゴリズムで乗算操作の結果を処理することにより得られる。第2拡散フィルタw の拡散モードは以下のように設定される。
wsum=(w0+w1+w2+w3)∈[0, 1]
本実施形態でのディザリングアルゴリズムは以下の式を用いる。
このステップ(d) は、第2拡散フィードバック操作を達成し、周波数変調スクリーンの振幅変調特性を実施する。
本実施形態では、係数は以下のように設定される。
w0=w2=0.175, w1=w3=0.025, その結果 wsum=0.4
cDither=0.2
スクリーニングの間、周波数変調ハーフトーンドットのサイズは、wsumを調整することにより変更され、周波数変調ハーフトーンドットの形状はw0〜w3の値を調整することにより制御される。
(e) ステップ(a)-(d)を、すべての画素の原入力値g(m,n)が処理されるまで繰り返す。
F=random(ShapeCur)
但し、偽似乱数関数randomは、コンパイル環境で自動的に生成することができる。(F∈[0,255])
出力ドット・マトリクスデータは、式2に基づいて動的に算出される。
出力ドット・マトリクスデータは隣接した出力グレーレベルに基づいてドットの形状を制御するために動的に算出される。詳細な処理を以下に示す。
a) ドットの形状を制御するために調整されるべき密度ゾーンを、マルチビット深度の画像装置での安定性及び線形出力の特徴に応じて決定する。
低密度ゾーン(171-255) 及び中密度ゾーン(84-171)が、本実施形態では調整されるべきであると決定される。
b) 調整されるべきドットの形状を、密度ゾーンでのドットの既存のランダム形状及び装置の出力安定性に関する必要条件に加えて、装置でのパルス幅を調整するための技術的なパラメータに応じて決定する。
本実施形態では、調整されるべき低密度ゾーン(171-255) でのドットの形状が図2に示され、調整されるべき中密度ゾーン(84-171)でのドットの形状が図3に示される。
c) ドットの所望の形状及び不要な形状を、ステップb)で決定されたドットの形状及び出力装置の画像の特徴によって夫々決定する。
この実施形態では、低密度ゾーンでのドットの目標形状が図4に示されており、但し、* は調整されるべき出力グレーレベルを表わす。* の値は1又は0に等しいことが必要である。中密度ゾーンでのドットの目標形状が、図5に示される。理想の条件では、2ビットのドットの中心にあるグレーレベルは3に等しい。
d) 最後に、隣接した出力グレーレベルでの動的統計アルゴリズムを用いることにより、マルチビット混在ドットの出力範囲パラメータを、ドットの密度ゾーン及び既存の出力グレーレベル階調を考慮して算定する。ステップ2及び3によって決定された目標形状に応じて、以下の擬似コードが本実施形態でのこのステップを実行するために用いられる。
隣接した出力グレーレベルでの動的統計アルゴリズムでは、制御されたドットを設定するための処理は以下を含む。
i) 注目ドットに先行するドットの出力グレーレベルをa とし、出力グレーレベルa のドットに先行するドットの出力グレーレベルをb とする
ii) 注目ドットの上にあるドットの出力グレーレベルをc とし、出力グレーレベルc のドットに先行するドットの出力グレーレベルをd とし、出力グレーレベルc のドットに続くドットの出力グレーレベルをe とする
iii) 出力グレーレベルc のドットの上にあるドットの出力グレーレベルをf とする
iv) 注目ドットの周囲の出力グレーレベルの統計パラメータを以下に示すように設定する
Sum1=a+c+d Sum2=a+b Sum3=c+f
但し、a,b,c,d,e,f ∈[0,3] (実際、2ビットのドットは4出力階調を有する)。典型的な分布を示す図1は、隣接した出力グレーレベルでの動的統計アルゴリズムの原理を示す図である。
以下の擬似コードは、2ビットのドットの統計アルゴリズムを論理的に実施する方法を示す。
{
IF (Sum1==9)
出力グレーレベルの2進範囲は [10, 01] である
ELSE IF (a!=0&&c!=0&&d!=0&& 入力画素の値 ∈[123,171])
出力グレーレベルの2進範囲は [00, 00] である
ELSE IF(Sum3 >=5 && 入力画素の値 ∈[123, 171])
出力グレーレベルの2進範囲は [00, 00] である
ELSE IF(Sum1 <3 && 入力画素の値 ∈[139, 171])
出力グレーレベルの2進範囲は [11, 00] である
ELSE IF(Sum2 ==6 && 入力画素の値 ∈[123, 171])
出力グレーレベルの2進範囲は [00, 00] である
ELSE IF(Sum1 >=7 && 入力画素の値 ∈[139, 171])
出力グレーレベルの2進範囲は [00, 00] である
ELSE
動的階調可変機構を考慮して出力する
}
IF (入力画素の値 ∈[171, 255]) 低密度ゾーン
{
IF (a==3 | | c==3)
{
IF ( (a==3 && c==3) | |
(a==3 && (c!=3 && c!=0)) | |
(a!=3 && a!=0) && c==3))
出力グレーレベルの2進範囲は [00, 00] である
ELSE
出力グレーレベルの2進範囲は [01, 00] である
}
ELSE IF (((a!=3 && a!=0) && (c!=3 && c!=0)) | |
(c!=3 && c!=0 && d==0 && e==0) | |
a!=3 && a!=0 && b== 3)
出力グレーレベルの2進範囲は [00, 00] である
ELSE
出力グレーレベルの2進範囲は [11, 00] である
}
Claims (10)
- マルチビット深度の画像装置でのFM-AM 混在ドットの形状を制御する方法において、
ステップ1) 前記装置のビット深度n を考慮して間隔[0,255] を2n-1階調に平均的に分割する
[0, R1], (R1, R2], … , (Ri-1, Ri], … (R2 n -2, 255]
但し、i は正の整数であり2n-2未満であり、ビット出力のドット・マトリクスの対応する範囲は、
(0, Out1), (Out1, Out2), … , (Outi-1, Outi), … (Out2 n -2, 11…1)
であり、Outiはn-ビット深度の2進表示であり、
各階調の中心点の閾値Miは、階調のための閾値比較パラメータとしてサンプリングされる
ステップ2) 間隔[0,255] にn-ビット画像深度での出力確率閾値を設定する
ステップ3) デュアルフィードバックの誤差拡散を用いたFM-AM 混在スクリーニング処理に基づき、2n-1階調(Ri-1,Ri) でドットを夫々処理する
ステップ4) 階調(Ri-1,Ri) での混在スクリーニングが達成されたとき、ドットの形状を制御するために、注目ドットの形状を制御するための確率閾値Fi及び蓄積された値ShapeCurを考慮して、隣接した出力グレーレベルでの公知の動的階調可変出力機構及び動的統計アルゴリズムを用いることによって、出力ドット・マトリクスデータを動的に算出する
を備えることを特徴とする方法。 - 前記ステップ2)は、
2n-2個の整数L1,L2,…,Li,…,L2 n -2をn-ビット画像深度での出力確率閾値として設定すること及び
前記装置の必要条件に基づき確率閾値を調整すること
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ステップ4)は、
ステップ(a) 前記装置の線形出力の特徴を考慮して、ドットの形状を制御するために調整されるべき密度ゾーンを決定する
ステップ(b) 前記装置でのパルス幅を調整するためのパラメータ、密度ゾーンでのドットの既存のランダム形状、及び前記装置の安定性に関する必要条件を考慮して、調整されるべきドットの形状を決定する
ステップ(c) 前記ステップ(b) での調整されるべきドットの決定された形状、及び前記装置の画像の特徴を考慮して、ドットの所望の形状及び不要の形状を夫々決定する
ステップ(d) FM-AM 混在ドットの密度ゾーン及び既存の出力グレーレベル階調を考慮して、隣接した出力グレーレベルでの動的統計アルゴリズムを用いることによって注目ドットの周囲の制御されたドットを設定して、混在ドットの出力範囲パラメータを算出する
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ステップ(d) での動的統計アルゴリズムは、
ステップi) 注目ドットに先行するドットの出力グレーレベルをa とし、出力グレーレベルa のドットに先行するドットの出力グレーレベルをb とする
ステップii) 注目ドットの上にあるドットの出力グレーレベルをc とし、注目ドットに先行するドットの出力グレーレベルをd とし、注目ドットに続くドットの出力グレーレベルをe とする
ステップiii) 出力グレーレベルc のドットの上にあるドットの出力グレーレベルをf とする
ステップiv) 注目ドットの周囲の出力グレーレベルの統計パラメータを以下のように設定する
Sum1=a+c+d Sum2=a+b Sum3=c+f
但し、Sum1は、注目ドットの周囲の2×2マトリックスでの出力グレーレベルの重みが加えられた合計を表し、Sum2は、注目ドットに水平に先行する2ドットの出力グレーレベルの重みが加えられた合計を表し、Sum3は、注目ドットに垂直に先行する2ドットの出力グレーレベルの重みが加えられた合計を表す
を含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記ステップ4)での動的階調可変出力機構は、
ShapeCurを考慮して注目ドットの偽似乱数値を生成することを含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の方法。
Fi=random(ShapeCur) 式1
但し、偽似乱数関数randomは、コンパイル環境で自動的に生成され、Fi∈[0,255] であり、出力ドット・マトリクスデータは動的に算出される
- 出力グレーレベルを動的に制御する以下の2処理が前記ステップ4)で用いられ、前記2処理は、すなわち、動的階調可変出力の処理、及び隣接した出力グレーレベルでの動的統計処理であることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記ステップ3)は、
ステップ(a) 原画像での注目画素の最後の入力値g"(m,t) に対して閾値比較の操作T を実行し、その後、操作の結果を網点画像のための注目画素の対応する値b(m,t)に変換する
ステップ(b) 画素の値b(m,t)を、注目画素の入力値g'(m,t) と比較して、b(m,t)とg'(m,t) との差を得る、但し、前記差は誤差値e(m,t)であり、前記入力値g'(m,t) は閾値を得るために用いられる
ステップ(c) 誤差値e(m,t)を、拡散フィルタe により予め設定された重み付け分布係数と乗算して、その後、乗算結果を注目画素の周囲の未処理の画素に拡散する、但し、原画像の対応する画素の入力値g'(m,t) を得るために、注目画素の周囲の未処理の画素への各拡散結果を、原画像の対応する画素の原入力値g(m,t)に加重的に加算する
ステップ(d) 注目画素を囲む対応する未処理の画素に処理結果を夫々拡散し、対応する画素の最後の入力値g"(m,t) を得るために、原画像の対応する画素の原入力値g(m,t)に、拡散された各処理結果を加重的に加算する、但し、処理結果は、拡散フィルタw を用いて注目画素の出力値b(m,t)に乗算操作を実行し、ディザリングアルゴリズムで乗算操作の結果を処理することにより得られ、前記ステップ(d) は前記ステップ(b) 及び(c) と並行して実行される
ステップ(e) 前記ステップ(a)-(d) を、すべての画素の原入力値g(m,t)が処理されるまで繰り返す
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ステップ(a) は、原画像を走査するとき、双方向走査の処理を用い、ある行が左から右に走査されるとき、続いて次の行は右から左に走査されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記誤差拡散フィルタe は以下に示す拡散原理と重み付け分布モードとを用いることを特徴とする請求項7又は8に記載の方法。
但し、**は注目画素の位置を表わし、他の位置での各算術比は、注目画素に対する拡散重み付け係数を表わし、拡散重み付け係数は[0,1] に属し、以下の式を満たす
2×d1+4×d2+2×d3+2×d4+2×d5∈[0, 1] - 前記拡散フィルタw の拡散モードは以下に示すように設定され、
但し、走査方向は左から右であり、**は注目画素の位置を表わし、他の位置での各パラメータは、注目画素に対する拡散重み付け係数を表わし、パラメータは[0,1] に属し、以下の式を満たす
wsum=(w0+w1+w2+w3)∈[0, 1]
前記ステップ(d) での拡散フィルタw のためのディザリングアルゴリズムは、以下に示す通りであることを特徴とする請求項9に記載の方法。
但し、fRand はディザリングを微調整するためのパラメータであり、R(m,t)は注目ドットを走査するためのランダム値でのパラメータであり、R_MAX はランダムパラメータR(i)の最大値であり、cDither は、ディザリングの振幅を調整するためのパラメータであり、dw0 〜dw3 は、ディザリング後の異なる方向での拡散フィルタw の拡散重み付け係数である
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