JP3247737B2 - 画像内画素値量子化方法 - Google Patents
画像内画素値量子化方法Info
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- H04N1/405—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
- H04N1/4055—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a clustered dots or a size modulated halftone pattern
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Description
【０００１】
【従来の技術】通常、グレーレベルフォーマットにおけ
るビットマップは、標準プリンターでは印刷不可能であ
る。標準プリンターは、２進法では、スポット（点）又
はノンスポットのいずれかの限定された数のレベルで、
又は、例えば、４進法では、四つのスポットと協働する
限定された数のレベルでのみ印刷することができる。従
って、グレーレベルの画像が印刷されるためには、グレ
ーレベルの画像のデータを限定された数のレベルまで縮
小することが必要である。走査によって導出されるグレ
ーレベル情報のほかに、いくつかの処理技術により、一
つの限定されたセットの「規定」値又は出力値への変換
を必要とするグレーレベルの画素値が生成される。
るビットマップは、標準プリンターでは印刷不可能であ
る。標準プリンターは、２進法では、スポット（点）又
はノンスポットのいずれかの限定された数のレベルで、
又は、例えば、４進法では、四つのスポットと協働する
限定された数のレベルでのみ印刷することができる。従
って、グレーレベルの画像が印刷されるためには、グレ
ーレベルの画像のデータを限定された数のレベルまで縮
小することが必要である。走査によって導出されるグレ
ーレベル情報のほかに、いくつかの処理技術により、一
つの限定されたセットの「規定」値又は出力値への変換
を必要とするグレーレベルの画素値が生成される。
【０００２】グレーレベル画素画像データを２値レベル
の画素画像データへ変換する一つの標準的な方法は、デ
ィザープロセス又はハーフトーンプロセスを使用するこ
とによる。この種の装置（アレンジメント）において、
内部に多数のグレー画素を有する所与の領域上で、この
領域内のグレーレベル画素の配列の各画素は、一セット
の予め選択されたしきい値（ハーフトーン（中間調）セ
ル）の１つと比較される。この種の装置の効果は、画像
がグレーの領域では、ハーフトーンセル内のいくつかの
しきい値は超過されるが、他のしきい値は超過されない
ことにある。２進法では、しきい値が超過される画素又
はセル素子は、白として印刷されるが、残りの素子は黒
のままであることが可能である。セル上の黒と白の分布
の効果は、人間の目にはグレーレベルとして統合される
ことにある。しかしながら、このディザープロセスやハ
ーフトーンプロセスは、オリジナル画像内のグレーの量
が領域上で保持されない、即ち、しきい値と、任意の特
定セルにおける実際のグレーレベルと、の差から生ずる
エラーが簡単に放棄されるという問題を呈する。これに
よって、画像情報にロスが生じる。特にディザープロセ
スは、シーン（画面）が殆ど変化しない画像領域におい
て目に見える、きめの荒い量子化の欠陥を導くことにな
る。これは「バンディング」（縞模様）としても知られ
ている。
の画素画像データへ変換する一つの標準的な方法は、デ
ィザープロセス又はハーフトーンプロセスを使用するこ
とによる。この種の装置（アレンジメント）において、
内部に多数のグレー画素を有する所与の領域上で、この
領域内のグレーレベル画素の配列の各画素は、一セット
の予め選択されたしきい値（ハーフトーン（中間調）セ
ル）の１つと比較される。この種の装置の効果は、画像
がグレーの領域では、ハーフトーンセル内のいくつかの
しきい値は超過されるが、他のしきい値は超過されない
ことにある。２進法では、しきい値が超過される画素又
はセル素子は、白として印刷されるが、残りの素子は黒
のままであることが可能である。セル上の黒と白の分布
の効果は、人間の目にはグレーレベルとして統合される
ことにある。しかしながら、このディザープロセスやハ
ーフトーンプロセスは、オリジナル画像内のグレーの量
が領域上で保持されない、即ち、しきい値と、任意の特
定セルにおける実際のグレーレベルと、の差から生ずる
エラーが簡単に放棄されるという問題を呈する。これに
よって、画像情報にロスが生じる。特にディザープロセ
スは、シーン（画面）が殆ど変化しない画像領域におい
て目に見える、きめの荒い量子化の欠陥を導くことにな
る。これは「バンディング」（縞模様）としても知られ
ている。
【０００３】局所的濃度を保持すべく、グレー画像を２
値又は他の数値のレベル画像へ変換するアルゴリズムが
存在しており、かつこのアルゴリズムは、例えば、ＳＩ
Ｄ１７／２、７５−７７（１９７６）の公報に記載のフ
ロイドとステンバーグ（Floyd & Steinberg)による“An
Adaptive Algorithm for Spatial Greyscale”（空間
的グレースケールの応用アルゴリズム）に教示されてい
るように、とりわけ、エラー拡散を含んでいる。
値又は他の数値のレベル画像へ変換するアルゴリズムが
存在しており、かつこのアルゴリズムは、例えば、ＳＩ
Ｄ１７／２、７５−７７（１９７６）の公報に記載のフ
ロイドとステンバーグ（Floyd & Steinberg)による“An
Adaptive Algorithm for Spatial Greyscale”（空間
的グレースケールの応用アルゴリズム）に教示されてい
るように、とりわけ、エラー拡散を含んでいる。
【０００４】エラー拡散は、画素毎に、グレー画素を２
値又は他のレベルの画素へ変換することによってグレー
を保持しようとする。この方法は、しきい値について各
画素毎に検査し、次いでグレーレベル画素値と出力値と
の差が「重み付け」技術によって隣接する画素の選択さ
れた群又はセットへと送られる。
値又は他のレベルの画素へ変換することによってグレー
を保持しようとする。この方法は、しきい値について各
画素毎に検査し、次いでグレーレベル画素値と出力値と
の差が「重み付け」技術によって隣接する画素の選択さ
れた群又はセットへと送られる。
【０００５】標準エラー拡散アルゴリズムの使用によっ
て生じる問題は、多くのタイプのプリンタによっては印
刷することができない大量の隔離画素を発生することに
ある。
て生じる問題は、多くのタイプのプリンタによっては印
刷することができない大量の隔離画素を発生することに
ある。
【０００６】エラー拡散のためのしきい値としてのドッ
ト又はディザパターンの導入を最初に始めたのは、Bill
otet-Hoffmann & Bryngdahl(バイロッテ・ホフマンとブ
リングガール) であり、ＳＩＤの会報、２４／３号（１
９８３）、２５３ー２５８ページに最初に提案された。
これは、エラー拡散アルゴリズムで生成される不必要な
パターンを破壊することを目的としている。
ト又はディザパターンの導入を最初に始めたのは、Bill
otet-Hoffmann & Bryngdahl(バイロッテ・ホフマンとブ
リングガール) であり、ＳＩＤの会報、２４／３号（１
９８３）、２５３ー２５８ページに最初に提案された。
これは、エラー拡散アルゴリズムで生成される不必要な
パターンを破壊することを目的としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、ドッ
ト毎にハーフトーンとエラー拡散を組合せることによっ
て、グレーレベル画素を量子化するための方法が提供さ
れる。
ト毎にハーフトーンとエラー拡散を組合せることによっ
て、グレーレベル画素を量子化するための方法が提供さ
れる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様は、
複数の画素によって形成される画像において画素値を量
子化する方法であって、各画素が、画像内の所定位置で
前記画像の光学濃度を表し、かつハーフトーン又はディ
ザープロセスによる一つの所望の出力セットの“ｄ”個
の光学濃度値より大きな多数のメンバを有する、一セッ
トの“ｃ”個のオリジナル光学濃度値の一つから選択さ
れた画素値を有している。画像は、ハーフトーン又はデ
ィザープロセスによって処理される。これによって生じ
るハーフトーンドットは、ハーフトーンドットが完全
（フル）ドットか又は部分ドットかを決定するために一
セットの規定又は完全ハーフトーンドットと比較され
る。部分ドットならば、さらなる処理をせずに出力へ向
けられる。完全ドットならば、ハーフトーンプロセスに
おいて生じるエラーが、ハーフトーンセル上の入力グレ
ーレベルを出力ハーフトーンドットと比較することによ
って導出される。前のドット処理から導出されたエラー
は、エラー導出へ加算され、グレー出力のレベルはこの
様にして導出されたトータルエラーによって変化され
る。完全ドットの出力において生じるエラーは、一セッ
トの隣接するドットへとパスされる。
複数の画素によって形成される画像において画素値を量
子化する方法であって、各画素が、画像内の所定位置で
前記画像の光学濃度を表し、かつハーフトーン又はディ
ザープロセスによる一つの所望の出力セットの“ｄ”個
の光学濃度値より大きな多数のメンバを有する、一セッ
トの“ｃ”個のオリジナル光学濃度値の一つから選択さ
れた画素値を有している。画像は、ハーフトーン又はデ
ィザープロセスによって処理される。これによって生じ
るハーフトーンドットは、ハーフトーンドットが完全
（フル）ドットか又は部分ドットかを決定するために一
セットの規定又は完全ハーフトーンドットと比較され
る。部分ドットならば、さらなる処理をせずに出力へ向
けられる。完全ドットならば、ハーフトーンプロセスに
おいて生じるエラーが、ハーフトーンセル上の入力グレ
ーレベルを出力ハーフトーンドットと比較することによ
って導出される。前のドット処理から導出されたエラー
は、エラー導出へ加算され、グレー出力のレベルはこの
様にして導出されたトータルエラーによって変化され
る。完全ドットの出力において生じるエラーは、一セッ
トの隣接するドットへとパスされる。
【０００９】本発明の他の態様によれば、各ドット毎に
おいて導出された局所的エラーと、前の複数のドットの
上で導出されたトータルエラーとが、各々、ドットが完
全ドットであるかどうかにかかわらず、画像の領域が、
ドット毎のエラー拡散がないハーフトーン処理が量子化
プロセスにおいて十分な画質を生成することを示す外見
的特徴を有するかどうかを決定するように基準値と比較
される。
おいて導出された局所的エラーと、前の複数のドットの
上で導出されたトータルエラーとが、各々、ドットが完
全ドットであるかどうかにかかわらず、画像の領域が、
ドット毎のエラー拡散がないハーフトーン処理が量子化
プロセスにおいて十分な画質を生成することを示す外見
的特徴を有するかどうかを決定するように基準値と比較
される。
【００１０】部分ドットは、画像のエッジ及び動きの多
い領域において発生する傾向にある。従って、部分ドッ
トが発生するポイントにおいて、画像はきめの荒い量子
化の欠陥に比較的無感応である。しかしながら、完全ド
ットが使用される画像部分では、ハーフトーンプロセス
とともにエラー拡散処理も行われ、通常は、ハーフトー
ン処理に付随するバンディングよりもむしろ、スムーズ
な転換が行われる。
い領域において発生する傾向にある。従って、部分ドッ
トが発生するポイントにおいて、画像はきめの荒い量子
化の欠陥に比較的無感応である。しかしながら、完全ド
ットが使用される画像部分では、ハーフトーンプロセス
とともにエラー拡散処理も行われ、通常は、ハーフトー
ン処理に付随するバンディングよりもむしろ、スムーズ
な転換が行われる。
【００１１】本発明のさらに他の態様は、ドットのグレ
ーレベルが判っている場合、ドットが部分ドットか又は
完全ドットかを決定するためのパターン整合技術が効果
的に利用されることができる。このように、グレーレベ
ルがハーフトーンセルに現れるべきパターンが何である
かを定義付ける。画像パターンがこのグレーレベルが予
想したパターンと一致しない場合は、いかなるパターン
であろうと部分ドットであると認められる。
ーレベルが判っている場合、ドットが部分ドットか又は
完全ドットかを決定するためのパターン整合技術が効果
的に利用されることができる。このように、グレーレベ
ルがハーフトーンセルに現れるべきパターンが何である
かを定義付ける。画像パターンがこのグレーレベルが予
想したパターンと一致しない場合は、いかなるパターン
であろうと部分ドットであると認められる。
【００１２】本発明のさらに他の態様は、複数の画素に
よって形成される画像内の画素値を量子化する方法であ
って、各画素値が、画像内の所定位置における前記画像
のグレーレベルである光学濃度値を表し、かつ一つの所
望の出力セットを構成する“ｄ”個の光学濃度値より大
きな数のメンバを有する“ｃ”個のオリジナル光学濃度
値のセットの中の一つのオリジナル光学濃度値から選択
された画素値を有しており、前記画像の領域を表す画素
値の配列を記憶するステップと、出力画素値を導出する
ために、ハーフトーンスクリーンセルによって設定され
た好適しきい値レベルにより、出力ドットパターンとし
て表示され得る前記配列の前記画素値のしきい値処理を
行うステップと、前記出力ドットパターンが完全ドット
出力パターンか又は部分ドット出力パターンかを決定す
るために、前記出力ドットパターンを、一セットの増分
変化するグレーレベルを表す一セットの完全ドット出力
パターンと比較するステップと、部分ドット出力パター
ンの場合は、前記出力画素値の配列を出力へ向け、完全
ドット出力パターンの場合は、しきい値処理前の前記配
列の画素値の和と、しきい値処理後の前記配列の画素値
の和との差である、局所的エラー値を決定するステップ
と、トータルエラーを導出するために、前回の処理によ
って求められたトータルエラーと前記予め選択された増
分値との差である、剰余バッファ内に記憶されている剰
余エラーを前記局所的エラー値に加算するステップと、
前記トータルエラーが、前記出力ドットパターンを変化
させるのに十分な大きさを有する値であるかどうかを決
定するために、該トータルエラーを所定の基準値と比較
するステップと、前記比較に応答して、前記トータルエ
ラーが十分な大きさであると決定された場合には、前記
完全ドット出力パターンを、予め選択された増分値だけ
変化させるステップと、今回の処理によって求められた
トータルエラーと前記予め選択された増分値との差であ
る剰余エラーを決定し、かつ前記剰余バッファに該剰余
エラーを記憶するステップと、前記変化された完全ドッ
ト出力パターンを形成する出力画素値の配列を出力へ向
けるステップと、を備えている。
よって形成される画像内の画素値を量子化する方法であ
って、各画素値が、画像内の所定位置における前記画像
のグレーレベルである光学濃度値を表し、かつ一つの所
望の出力セットを構成する“ｄ”個の光学濃度値より大
きな数のメンバを有する“ｃ”個のオリジナル光学濃度
値のセットの中の一つのオリジナル光学濃度値から選択
された画素値を有しており、前記画像の領域を表す画素
値の配列を記憶するステップと、出力画素値を導出する
ために、ハーフトーンスクリーンセルによって設定され
た好適しきい値レベルにより、出力ドットパターンとし
て表示され得る前記配列の前記画素値のしきい値処理を
行うステップと、前記出力ドットパターンが完全ドット
出力パターンか又は部分ドット出力パターンかを決定す
るために、前記出力ドットパターンを、一セットの増分
変化するグレーレベルを表す一セットの完全ドット出力
パターンと比較するステップと、部分ドット出力パター
ンの場合は、前記出力画素値の配列を出力へ向け、完全
ドット出力パターンの場合は、しきい値処理前の前記配
列の画素値の和と、しきい値処理後の前記配列の画素値
の和との差である、局所的エラー値を決定するステップ
と、トータルエラーを導出するために、前回の処理によ
って求められたトータルエラーと前記予め選択された増
分値との差である、剰余バッファ内に記憶されている剰
余エラーを前記局所的エラー値に加算するステップと、
前記トータルエラーが、前記出力ドットパターンを変化
させるのに十分な大きさを有する値であるかどうかを決
定するために、該トータルエラーを所定の基準値と比較
するステップと、前記比較に応答して、前記トータルエ
ラーが十分な大きさであると決定された場合には、前記
完全ドット出力パターンを、予め選択された増分値だけ
変化させるステップと、今回の処理によって求められた
トータルエラーと前記予め選択された増分値との差であ
る剰余エラーを決定し、かつ前記剰余バッファに該剰余
エラーを記憶するステップと、前記変化された完全ドッ
ト出力パターンを形成する出力画素値の配列を出力へ向
けるステップと、を備えている。
【００１３】
【実施例】本発明の好ましい実施例を説明するために示
されており、かつその範囲に限定されない。図１は、画
像Ｉ（ｎ，ｌ）を処理する本発明のプロセスのステップ
を示すフローチャートである。画像Ｉ（ｎ，ｌ）は、ｌ
（エル）数の走査線に配置されているｎ個の画素から構
成されており、各画素は出力のために所望されるより大
きい一セットの“ｃ”個の値の１つである値を有する。
“ｃ”の数は、画素が定義されるグレーレベルの数によ
って決定され、グレーレベルのデジタル表示を形成する
こともあるビット数としばしば一致している。従って、
各ビットがｎビットのグレーレベル値で定義付けられる
場合は、ビット“ｃ”は２n 個の値の１つであってもよ
い。或いは、画素は最初にアナログ値を有することもあ
り、Ａ／Ｄ変換器の要求に応じて、アナログ値がマルチ
ビットデジタル値に変換されることもある。図１のブロ
ック１０の入力画像Ｉ（ｎ，ｌ）は、それ以上のハーフ
トーンセルが処理されるべきかどうかを決定する決定ス
テップ１２へ向けられる。さらなるハーフトーンセルが
処理される必要がないならば、処理は終了する。さらな
るセルが処理されるべき場合は、処理ステップ１４で処
理される。ステップ１６では、処理されたセルが出力へ
向けられる。処理ステップ１６に続いて処理は決定ステ
ップ１２へ戻る。本明細書に使用されている「ハーフト
ーンセル」又は「セル」は、ディザーマトリクスが適用
される領域を称する。処理された出力は、時に「ドッ
ト」と呼ばれ、複数の画素から構成されている。ハーフ
トーンセル内の各位置即ち各セル素子は一つの画素を処
理する。多数の異なるディザープロセス及びセルがある
が、ハーフトーンプロセスやディザープロセスは周知で
ある。選択された実際のハーフトーンプロセス又はディ
ザープロセスはあまり重要ではないので、本明細書では
限定された説明のみが行われている。ハーフトーンセル
の出力は、“ｄ”が出力装置で入手可能な出力状態の数
によって通常は決定される“ｄ”個のメンバを有する一
セットの出力値、又は規定値の一メンバである値を有す
る一セット又は一列の画素である。
されており、かつその範囲に限定されない。図１は、画
像Ｉ（ｎ，ｌ）を処理する本発明のプロセスのステップ
を示すフローチャートである。画像Ｉ（ｎ，ｌ）は、ｌ
（エル）数の走査線に配置されているｎ個の画素から構
成されており、各画素は出力のために所望されるより大
きい一セットの“ｃ”個の値の１つである値を有する。
“ｃ”の数は、画素が定義されるグレーレベルの数によ
って決定され、グレーレベルのデジタル表示を形成する
こともあるビット数としばしば一致している。従って、
各ビットがｎビットのグレーレベル値で定義付けられる
場合は、ビット“ｃ”は２n 個の値の１つであってもよ
い。或いは、画素は最初にアナログ値を有することもあ
り、Ａ／Ｄ変換器の要求に応じて、アナログ値がマルチ
ビットデジタル値に変換されることもある。図１のブロ
ック１０の入力画像Ｉ（ｎ，ｌ）は、それ以上のハーフ
トーンセルが処理されるべきかどうかを決定する決定ス
テップ１２へ向けられる。さらなるハーフトーンセルが
処理される必要がないならば、処理は終了する。さらな
るセルが処理されるべき場合は、処理ステップ１４で処
理される。ステップ１６では、処理されたセルが出力へ
向けられる。処理ステップ１６に続いて処理は決定ステ
ップ１２へ戻る。本明細書に使用されている「ハーフト
ーンセル」又は「セル」は、ディザーマトリクスが適用
される領域を称する。処理された出力は、時に「ドッ
ト」と呼ばれ、複数の画素から構成されている。ハーフ
トーンセル内の各位置即ち各セル素子は一つの画素を処
理する。多数の異なるディザープロセス及びセルがある
が、ハーフトーンプロセスやディザープロセスは周知で
ある。選択された実際のハーフトーンプロセス又はディ
ザープロセスはあまり重要ではないので、本明細書では
限定された説明のみが行われている。ハーフトーンセル
の出力は、“ｄ”が出力装置で入手可能な出力状態の数
によって通常は決定される“ｄ”個のメンバを有する一
セットの出力値、又は規定値の一メンバである値を有す
る一セット又は一列の画素である。
【００１４】図２は、ステップ１４が本図のフローチャ
ートに示されているステップを含んでいることを示して
いる。第１のステップ１１０では、各画素が、使用され
るハーフトーンセルによって設定された好適しきい値レ
ベルに対してしきい値演算される。このステップ、又は
すぐ次のステップ１１２において、そのドットが完全ド
ットか、又は部分ドットかを決定するために、画素が位
置するドットについて検査される。部分ドットは、画像
のグレーレベルでの急速な変化として定義付けられるこ
ともある画像のエッジ又は境界における領域にわたるハ
ーフトーンプロセスの結果生成される。部分ドットはそ
の急激な変化を反映し、これによって、ドットの一部分
が第１のグレーレベルにあるが、ドットの他の部分は第
２のグレーレベルにある。一つの特筆すべき特徴は、所
与のディザマトリクスでは、しきい値演算がセル領域全
体にわたって一致しないこと、即ち、セル内の一つの画
素では高レベルのしきい値を越えられるのに、そのセル
内の他の画素では低レベルのしきい値を越えられないこ
とにある。従って、部分ドットは、本当に均一なグレー
レベルを反映する一セットの所定のパターンの１つと一
致しないパターンとして検出される。そのドット上には
均一なグレーレベルがないので、従って、このドットは
二つのグレーレベルとして扱われることもある。これに
よって、図４の（Ａ）については、第１のマトリクスＡ
は、均一のグレー領域内に全体が位置している。第２の
マトリクスＢは、エッジを含む均一ではないグレーレベ
ル領域内に位置している。各マトリクスのハーフトーン
プロセスの結果、即ち各マトリクスに対して生成される
ハーフトーンドットは、図４の（Ｂ）に別に示されてい
る。図５は、図６の（Ｂ）のように配列された値のセッ
トから生じる単純なハーフトーンマトリクス出力、即ち
完全ドットのセットが示されており、この場合、値１〜
１６は、全黒と全白との間の出力を生成するように選択
されたしきい値を示すと仮定される。図４の（Ｂ）に示
されている出力Ｂのパターンを、図５のハーフトーン出
力セットと比較すると、出力Ｂがセットのメンバではな
く、これにより部分ドットであることを示している。し
かしながら、出力Ａは、図５のハーフトーンマトリクス
出力セットのメンバであり、これにより、完全ドットで
あることが示されている。
ートに示されているステップを含んでいることを示して
いる。第１のステップ１１０では、各画素が、使用され
るハーフトーンセルによって設定された好適しきい値レ
ベルに対してしきい値演算される。このステップ、又は
すぐ次のステップ１１２において、そのドットが完全ド
ットか、又は部分ドットかを決定するために、画素が位
置するドットについて検査される。部分ドットは、画像
のグレーレベルでの急速な変化として定義付けられるこ
ともある画像のエッジ又は境界における領域にわたるハ
ーフトーンプロセスの結果生成される。部分ドットはそ
の急激な変化を反映し、これによって、ドットの一部分
が第１のグレーレベルにあるが、ドットの他の部分は第
２のグレーレベルにある。一つの特筆すべき特徴は、所
与のディザマトリクスでは、しきい値演算がセル領域全
体にわたって一致しないこと、即ち、セル内の一つの画
素では高レベルのしきい値を越えられるのに、そのセル
内の他の画素では低レベルのしきい値を越えられないこ
とにある。従って、部分ドットは、本当に均一なグレー
レベルを反映する一セットの所定のパターンの１つと一
致しないパターンとして検出される。そのドット上には
均一なグレーレベルがないので、従って、このドットは
二つのグレーレベルとして扱われることもある。これに
よって、図４の（Ａ）については、第１のマトリクスＡ
は、均一のグレー領域内に全体が位置している。第２の
マトリクスＢは、エッジを含む均一ではないグレーレベ
ル領域内に位置している。各マトリクスのハーフトーン
プロセスの結果、即ち各マトリクスに対して生成される
ハーフトーンドットは、図４の（Ｂ）に別に示されてい
る。図５は、図６の（Ｂ）のように配列された値のセッ
トから生じる単純なハーフトーンマトリクス出力、即ち
完全ドットのセットが示されており、この場合、値１〜
１６は、全黒と全白との間の出力を生成するように選択
されたしきい値を示すと仮定される。図４の（Ｂ）に示
されている出力Ｂのパターンを、図５のハーフトーン出
力セットと比較すると、出力Ｂがセットのメンバではな
く、これにより部分ドットであることを示している。し
かしながら、出力Ａは、図５のハーフトーンマトリクス
出力セットのメンバであり、これにより、完全ドットで
あることが示されている。
【００１５】ドットが部分ドットの場合は、画像のその
部分は単純に出力へパスされる。しかしながら、ドット
が完全ドットである場合は、局所的エラーＥL 、即ち、
全体のドットにわたって発生するエラー値が計算され
る。ステップ１１６では、局所的エラーの絶対値（エラ
ーが決定される方法に従って、エラーが正、負のいずれ
でもよいことが確実に評価される）が、一定基準値Ｅよ
り大きいかどうかを見るように決定される。局所的エラ
ーＥL の絶対値がこの基準値より大きいならば、この特
定ドットについてさらなる処理は行われない。基準値Ｅ
は、大きな基準値Ｅが、非常に動きが多く、かつ急激に
変化する画像を表すように選択される。従って、画像の
この種の部分では、ディザープロセスのみが使用可能で
あって、従って、画素のさらなるエラー処理の必要性は
なくなる。
部分は単純に出力へパスされる。しかしながら、ドット
が完全ドットである場合は、局所的エラーＥL 、即ち、
全体のドットにわたって発生するエラー値が計算され
る。ステップ１１６では、局所的エラーの絶対値（エラ
ーが決定される方法に従って、エラーが正、負のいずれ
でもよいことが確実に評価される）が、一定基準値Ｅよ
り大きいかどうかを見るように決定される。局所的エラ
ーＥL の絶対値がこの基準値より大きいならば、この特
定ドットについてさらなる処理は行われない。基準値Ｅ
は、大きな基準値Ｅが、非常に動きが多く、かつ急激に
変化する画像を表すように選択される。従って、画像の
この種の部分では、ディザープロセスのみが使用可能で
あって、従って、画素のさらなるエラー処理の必要性は
なくなる。
【００１６】局所的エラーＥLの絶対値が基準値Ｅより
大きくない場合は、次のステップ１１８でトータルエラ
ーＥTが計算される。トータルエラーＥTは、局所的エラ
ーＥLと、一つのドットラインに生じているエラーを記
憶する剰余エラーバッファからパスされた剰余エラーと
の和に等しい。本明細書に使用されているように、ドッ
トラインは、複数のドット又は複数のハーフトーンセル
のラインを称する。ステップ１２０では、トータルエラ
ーＥTの絶対値は、トータルエラーＥTが補正可能である
かどうかを決定するために選択される値よりも大きいか
どうかを決定するための基準値と比較される。トータル
エラーＥTが小さすぎて補正が不可能ならば、トータル
エラーＥTは、ステップ１２４での隣接ドットへ拡散さ
れる。ステップ１２２では、しかしながら、トータルエ
ラーＥTがリーズナブルな範囲内にあるならば、ハーフ
トーンプロセスで生成された出力ドットパターンを一つ
のグレーレベルだけインクリメント（増分）することに
よって出力ドットが変更され、次いで、トータルエラー
はエラーの更新によって更新される。次いで、ステップ
１２４では、トータルエラーの剰余分が隣接ドットに拡
散される。
大きくない場合は、次のステップ１１８でトータルエラ
ーＥTが計算される。トータルエラーＥTは、局所的エラ
ーＥLと、一つのドットラインに生じているエラーを記
憶する剰余エラーバッファからパスされた剰余エラーと
の和に等しい。本明細書に使用されているように、ドッ
トラインは、複数のドット又は複数のハーフトーンセル
のラインを称する。ステップ１２０では、トータルエラ
ーＥTの絶対値は、トータルエラーＥTが補正可能である
かどうかを決定するために選択される値よりも大きいか
どうかを決定するための基準値と比較される。トータル
エラーＥTが小さすぎて補正が不可能ならば、トータル
エラーＥTは、ステップ１２４での隣接ドットへ拡散さ
れる。ステップ１２２では、しかしながら、トータルエ
ラーＥTがリーズナブルな範囲内にあるならば、ハーフ
トーンプロセスで生成された出力ドットパターンを一つ
のグレーレベルだけインクリメント（増分）することに
よって出力ドットが変更され、次いで、トータルエラー
はエラーの更新によって更新される。次いで、ステップ
１２４では、トータルエラーの剰余分が隣接ドットに拡
散される。
【００１７】図３では、ブロック図形式で、概括的なシ
ステムについて説明されている。図３の上左手コーナに
おいて、“ｃ”個のレベルにおいて定義付けられている
画像Ｉ（ｎ，ｌ）が、ドットＭ（ｎ，ｌ）が記憶される
ドット記憶バッファ２０２に向けられている。ドット
は、単一のハーフトーンマトリクスによって処理される
複数の画素の一つのグループとして定義付けられる。印
刷されると、完全ドットは、画像Ｉ（ｎ，ｌ）に対する
グレーレベル画像のフォーメーション内にドットとして
現れる。記憶バッファ２０２は、この記憶バッファ２０
２内で、画像Ｉ（ｎ，ｌ）をいかにして記憶すべきかを
決定するように、（単線で示されている）画素クロック
及び走査線クロックからの情報も提供されている。ハー
フトーンセルしきい値即ちしきい値に対する情報は、ハ
ーフトーンマトリクス記憶装置２０４に記憶される。ハ
ーフトーンマトリクス記憶装置２０４は、多数の周知の
手続きに従って、単一セット又は複数セットのしきい値
がロードされることもあり、若しくは、多数の外部ソー
スから再ロードされることもある。ハーフトーンマトリ
クス記憶装置２０４もセル内の位置決めのための正確な
しきい値をしきい値演算ステップへ供給するために、画
素クロック及び走査線クロック（単線で示されている）
からの情報が供給される。ドット記憶バッファ２０２に
記憶されている各画素は、しきい値装置２０６におい
て、ハーフトーンマトリクス記憶装置２０４に記憶され
る対応するしきい値によってしきい値演算される。その
出力は、プリンタ、ディスプレイスクリーン、又は他の
出力装置で再生される、画素を表す単一規定出力値であ
る。２値プリンタでは、この種の値は０か１（ノンスポ
ット又はスポット）である。４値プリンタや他のタイプ
のプリンタにおいては、当然、規定出力の数や値は異な
ることもある。しかしながら、値がどうであろうと、規
定値は、出力装置によって出力され得る可能性のある値
である。限定されたセットの“ｄ”個の出力又は規定値
へと縮小された、今度はＢ（ｎ，ｌ）と呼ばれる画像
は、ハーフトーンドットＭ’（ｎ，ｌ）記憶バッファ２
０８に記憶される。ハーフトーンドットは、ハーフトー
ンプロセスによって得られる出力値のセットによって定
義付けられるドットのパターンが、このハーフトーンド
ットが、部分ドットか、又は完全ドットかを決定するた
めに、メモリ内に記憶されている一セットのパターンと
比較されるように、このバッファ内に記憶される。この
場合、パターン比較装置又はプロセスが提供され、特定
のグレーレベルを有するドットがドットパターン（例え
ば、図５のセット）の予め選択されたセットの中のどの
ドットパターンかを決定するプロセス（１）と、実際の
ドットが規定パターンに対応しているかどうかを決定す
るためにドットパターンと実際のドットを比較するプロ
セス（２）とを実行する。実際のドットが規定パターン
に一致しないならば、このドットは部分ドットであっ
て、完全ドットではないことを示す決定が行われる。こ
の決定は、部分ドット決定２１２へ指令される。部分ド
ット決定２１２の出力は、部分ドットが出力２１４へ向
けられる信号である。他の全ての場合において、以下の
説明に従って完全ドットは出力２１４へ向けられる。
ステムについて説明されている。図３の上左手コーナに
おいて、“ｃ”個のレベルにおいて定義付けられている
画像Ｉ（ｎ，ｌ）が、ドットＭ（ｎ，ｌ）が記憶される
ドット記憶バッファ２０２に向けられている。ドット
は、単一のハーフトーンマトリクスによって処理される
複数の画素の一つのグループとして定義付けられる。印
刷されると、完全ドットは、画像Ｉ（ｎ，ｌ）に対する
グレーレベル画像のフォーメーション内にドットとして
現れる。記憶バッファ２０２は、この記憶バッファ２０
２内で、画像Ｉ（ｎ，ｌ）をいかにして記憶すべきかを
決定するように、（単線で示されている）画素クロック
及び走査線クロックからの情報も提供されている。ハー
フトーンセルしきい値即ちしきい値に対する情報は、ハ
ーフトーンマトリクス記憶装置２０４に記憶される。ハ
ーフトーンマトリクス記憶装置２０４は、多数の周知の
手続きに従って、単一セット又は複数セットのしきい値
がロードされることもあり、若しくは、多数の外部ソー
スから再ロードされることもある。ハーフトーンマトリ
クス記憶装置２０４もセル内の位置決めのための正確な
しきい値をしきい値演算ステップへ供給するために、画
素クロック及び走査線クロック（単線で示されている）
からの情報が供給される。ドット記憶バッファ２０２に
記憶されている各画素は、しきい値装置２０６におい
て、ハーフトーンマトリクス記憶装置２０４に記憶され
る対応するしきい値によってしきい値演算される。その
出力は、プリンタ、ディスプレイスクリーン、又は他の
出力装置で再生される、画素を表す単一規定出力値であ
る。２値プリンタでは、この種の値は０か１（ノンスポ
ット又はスポット）である。４値プリンタや他のタイプ
のプリンタにおいては、当然、規定出力の数や値は異な
ることもある。しかしながら、値がどうであろうと、規
定値は、出力装置によって出力され得る可能性のある値
である。限定されたセットの“ｄ”個の出力又は規定値
へと縮小された、今度はＢ（ｎ，ｌ）と呼ばれる画像
は、ハーフトーンドットＭ’（ｎ，ｌ）記憶バッファ２
０８に記憶される。ハーフトーンドットは、ハーフトー
ンプロセスによって得られる出力値のセットによって定
義付けられるドットのパターンが、このハーフトーンド
ットが、部分ドットか、又は完全ドットかを決定するた
めに、メモリ内に記憶されている一セットのパターンと
比較されるように、このバッファ内に記憶される。この
場合、パターン比較装置又はプロセスが提供され、特定
のグレーレベルを有するドットがドットパターン（例え
ば、図５のセット）の予め選択されたセットの中のどの
ドットパターンかを決定するプロセス（１）と、実際の
ドットが規定パターンに対応しているかどうかを決定す
るためにドットパターンと実際のドットを比較するプロ
セス（２）とを実行する。実際のドットが規定パターン
に一致しないならば、このドットは部分ドットであっ
て、完全ドットではないことを示す決定が行われる。こ
の決定は、部分ドット決定２１２へ指令される。部分ド
ット決定２１２の出力は、部分ドットが出力２１４へ向
けられる信号である。他の全ての場合において、以下の
説明に従って完全ドットは出力２１４へ向けられる。
【００１８】再度、しきい値装置２０６に戻って、しき
い値の出力もエラー決定ブロック２２０へ送られる。エ
ラー決定ブロック２２０は、入力Ｂ（ｎ，ｌ）とＩ
（ｎ，ｌ）とを有する差分関数であり、これによってエ
ラー決定、即ち入力画像と出力画像の間の差が、画素毎
のエラー決定から形成される。エラーバッファ２２２で
は、ハーフトーンセルＭにおける画素エラーＥ（ｎ，
ｌ）の和である、局所的エラー決定が行われる。次い
で、局所的エラーＥL の絶対値は、コンパレータ２２６
において、局所的エラーＥL がこの基準エラーより大き
いかどうかを決定するために、基準エラーＥと比較され
る。局所的エラーＥL が基準エラーＥより大きい場合
は、部分ドット決定が選択され、このドットは部分ドッ
トとして処理され、出力２１４へ向けられる。或いは、
基準エラーＥより大きい場合、局所的エラーＥL がある
数値だけクリップ（削減）される。
い値の出力もエラー決定ブロック２２０へ送られる。エ
ラー決定ブロック２２０は、入力Ｂ（ｎ，ｌ）とＩ
（ｎ，ｌ）とを有する差分関数であり、これによってエ
ラー決定、即ち入力画像と出力画像の間の差が、画素毎
のエラー決定から形成される。エラーバッファ２２２で
は、ハーフトーンセルＭにおける画素エラーＥ（ｎ，
ｌ）の和である、局所的エラー決定が行われる。次い
で、局所的エラーＥL の絶対値は、コンパレータ２２６
において、局所的エラーＥL がこの基準エラーより大き
いかどうかを決定するために、基準エラーＥと比較され
る。局所的エラーＥL が基準エラーＥより大きい場合
は、部分ドット決定が選択され、このドットは部分ドッ
トとして処理され、出力２１４へ向けられる。或いは、
基準エラーＥより大きい場合、局所的エラーＥL がある
数値だけクリップ（削減）される。
【００１９】局所的エラーＥL が基準エラーより大きく
ない場合は、新たなトータルエラーを算出するために、
トータルエラーバッファ２３０内に記憶されている前も
って決定されたトータルエラーＥT が、加算器２３２に
おいて局所的エラーＥL に加算される。画像内のエラー
を補償するかどうかを決定するために、コンパレータ２
３４で、トータルエラーＥT の絶対値は第２の基準値
（１／２）と比較される。トータルエラーＥT の絶対値
が基準エラーより大きい場合は、ブロック２３６でドッ
ト値は、（エラーに依存して）ドット値±１になるよう
変更され、またトータルエラーＥT は、（ドット値変化
に依存して）±１だけ変更される。即ち、トータルエラ
ーＥT は、トータルエラーＥT と、ドット値が変化する
インクリメント（増分）との差と等しくなるようにセッ
トされる。この場合のドット値は、グレーレベルに対す
る選択パターンであり、次のグレーレベルへとインクリ
メント又はディクリメント（減分）される。トータルエ
ラーＥT の絶対値が１／２より大きくない場合、エラー
は補償されない。次いで、ブロック２３８では、トータ
ルエラーＥT が、恐らく、例えば、ドットライン上の次
のドット、又は、これまでに未処理の隣接ドット等のよ
うな分布パターンに従って、予め定められた隣接ドット
へと拡散される。
ない場合は、新たなトータルエラーを算出するために、
トータルエラーバッファ２３０内に記憶されている前も
って決定されたトータルエラーＥT が、加算器２３２に
おいて局所的エラーＥL に加算される。画像内のエラー
を補償するかどうかを決定するために、コンパレータ２
３４で、トータルエラーＥT の絶対値は第２の基準値
（１／２）と比較される。トータルエラーＥT の絶対値
が基準エラーより大きい場合は、ブロック２３６でドッ
ト値は、（エラーに依存して）ドット値±１になるよう
変更され、またトータルエラーＥT は、（ドット値変化
に依存して）±１だけ変更される。即ち、トータルエラ
ーＥT は、トータルエラーＥT と、ドット値が変化する
インクリメント（増分）との差と等しくなるようにセッ
トされる。この場合のドット値は、グレーレベルに対す
る選択パターンであり、次のグレーレベルへとインクリ
メント又はディクリメント（減分）される。トータルエ
ラーＥT の絶対値が１／２より大きくない場合、エラー
は補償されない。次いで、ブロック２３８では、トータ
ルエラーＥT が、恐らく、例えば、ドットライン上の次
のドット、又は、これまでに未処理の隣接ドット等のよ
うな分布パターンに従って、予め定められた隣接ドット
へと拡散される。
【００２０】図６の（Ａ）及び（Ｂ）では、本発明の一
例が示されている。図６の（Ａ）では、例えば、画像の
グレー部分が、一例として、グレーレベル値１３６／２
５６を有しており、一方、画像の他の部分が２５６／２
５６の値を有すると仮定している。セルＡのために適切
なハーフトーンパターンを選択すると、１２８／２５６
のグレーレベル値を正確に表すパターンが選択される。
図６の（Ｂ）のハーフトーンスクリーンによれば、八つ
の画素が黒色となる。セル内の入力値の合計を８．５と
して、出力値８をとると、局所的エラーＥL は０．５と
なり、基準値Ｅ（この例ではＥは０．５にセットされ
る）より大きくないと言える。トータルエラーＥT の初
期値が０とすると、ＥL 値とＥT 値の和は０．５とな
る。従って、この例では出力ディザーパターンを変える
必要はない。セルＢでは、再び、１３６／２５６のグレ
ーレベル値を正確に表す１２８／２５６のパターンが選
択される。図６の（Ｂ）のハーフトーンスクリーンによ
れば、八つの画素が黒とされる。セルにおける入力値の
和を８．５として、出力値の８をとると、局所的エラー
ＥL は０．５となり、これは基準値Ｅより小さい。従っ
て、元のトータルエラーが０．５なので、ＥL とＥT の
値の和は１．０となる。これにより、セルＢのディザー
パターンは、九つの画素の増加したグレーレベル値を反
映するように変更される。全体のエラー項は関数Ｌ＋１
によって使用されたので、トータルエラーＥT が０とな
るべく変更される。しかしながら、次のセルＣは部分ド
ットにすぎない。部分ドットからエラーは得られない。
特定の場合においては、エラーはセルＣへパスされな
い。
例が示されている。図６の（Ａ）では、例えば、画像の
グレー部分が、一例として、グレーレベル値１３６／２
５６を有しており、一方、画像の他の部分が２５６／２
５６の値を有すると仮定している。セルＡのために適切
なハーフトーンパターンを選択すると、１２８／２５６
のグレーレベル値を正確に表すパターンが選択される。
図６の（Ｂ）のハーフトーンスクリーンによれば、八つ
の画素が黒色となる。セル内の入力値の合計を８．５と
して、出力値８をとると、局所的エラーＥL は０．５と
なり、基準値Ｅ（この例ではＥは０．５にセットされ
る）より大きくないと言える。トータルエラーＥT の初
期値が０とすると、ＥL 値とＥT 値の和は０．５とな
る。従って、この例では出力ディザーパターンを変える
必要はない。セルＢでは、再び、１３６／２５６のグレ
ーレベル値を正確に表す１２８／２５６のパターンが選
択される。図６の（Ｂ）のハーフトーンスクリーンによ
れば、八つの画素が黒とされる。セルにおける入力値の
和を８．５として、出力値の８をとると、局所的エラー
ＥL は０．５となり、これは基準値Ｅより小さい。従っ
て、元のトータルエラーが０．５なので、ＥL とＥT の
値の和は１．０となる。これにより、セルＢのディザー
パターンは、九つの画素の増加したグレーレベル値を反
映するように変更される。全体のエラー項は関数Ｌ＋１
によって使用されたので、トータルエラーＥT が０とな
るべく変更される。しかしながら、次のセルＣは部分ド
ットにすぎない。部分ドットからエラーは得られない。
特定の場合においては、エラーはセルＣへパスされな
い。
【００２１】上記の方法が他の説明が行い得ることは明
かである。この種の説明の一つにおいて、全てのドット
に対して画素毎のエラーが決定されてもよい。このよう
な場合において、部分ドットで導出されたエラーは無視
され得るが、完全ドットにおいて、エラーは、画像の領
域の上にグレーが保持されるように処理される。
かである。この種の説明の一つにおいて、全てのドット
に対して画素毎のエラーが決定されてもよい。このよう
な場合において、部分ドットで導出されたエラーは無視
され得るが、完全ドットにおいて、エラーは、画像の領
域の上にグレーが保持されるように処理される。
【図１】本発明の基本プロセスを示すフローチャートで
ある。
ある。
【図２】本発明のプロセスを示すフローチャートであ
る。
る。
【図３】本発明の方法が使用されるシステムを示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】（Ａ）と（Ｂ）は、画素レベルにおけるプロセ
スの図である。
スの図である。
【図５】図４の（Ｂ）のスクリーンの完全ドットのセッ
ト例の図である。
ト例の図である。
【図６】（Ａ）はプロセスの一例を示す図であり、
（Ｂ）はハーフトーンスクリーンの一例を示す図であ
る。
（Ｂ）はハーフトーンスクリーンの一例を示す図であ
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の画素によって形成される画像内の
画素値を量子化する方法であって、各画素値が、画像内
の所定位置における前記画像のグレーレベルである光学
濃度値を表し、かつ一つの所望の出力セットを構成する
“ｄ”個の光学濃度値より大きな数のメンバを有する
“ｃ”個のオリジナル光学濃度値のセットの中の一つの
オリジナル光学濃度値から選択された画素値を有してお
り、 前記画像の領域を表す画素値の配列を記憶するステップ
と、 出力画素値を導出するために、ハーフトーンスクリーン
セルによって設定された好適しきい値レベルにより、出
力ドットパターンとして表示され得る前記配列の前記画
素値のしきい値処理を行うステップと、 前記出力ドットパターンが完全ドット出力パターンか又
は部分ドット出力パターンかを決定するために、前記出
力ドットパターンを、一セットの増分変化するグレーレ
ベルを表す一セットの完全ドット出力パターンと比較す
るステップと、 部分ドット出力パターンの場合は、前記出力画素値の配
列を出力へ向け、完全ドット出力パターンの場合は、し
きい値処理前の前記配列の画素値の和と、しきい値処理
後の前記配列の画素値の和との差である、局所的エラー
値を決定するステップと、 トータルエラーを導出するために、前回の処理によって
求められたトータルエラーと前記予め選択された増分値
との差である、剰余バッファ内に記憶されている剰余エ
ラーを前記局所的エラー値に加算するステップと、前記トータルエラーが、 前記出力ドットパターンを変化
させるのに十分な大きさを有する値であるかどうかを決
定するために、該トータルエラーを所定の基準値と比較
するステップと、 前記比較に応答して、前記トータルエラーが十分な大き
さであると決定された場合には、前記完全ドット出力パ
ターンを、予め選択された増分値だけ変化させるステッ
プと、今回の処理によって求められた トータルエラーと前記予
め選択された増分値との差である剰余エラーを決定し、
かつ前記剰余バッファに該剰余エラーを記憶するステッ
プと、 前記変化された完全ドット出力パターンを形成する出力
画素値の配列を出力へ向けるステップと、 を備えている画像内画素値量子化方法。 - 【請求項２】 前記局所的エラー値がエラー基準値より
大きい画素の配列を、部分ドットパターンとして認識す
るステップを含む請求項１記載の画像内画素値量子化方
法。 - 【請求項３】 前記局所的エラー値がエラー基準値より
大きくない画素の配列を、部分ドットパターンとして認
識するステップを含む請求項１記載の画像内画素値量子
化方法。 - 【請求項４】 トータルエラーが基準値より大きくない
ことを決定した上で、前記予め選択された増分値を０に
セットする請求項１記載の画像内画素値量子化方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US775201 | 1991-10-11 | ||
| US07/775,201 US5226096A (en) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | Digital halftoning with selectively applied dot-to-dot error diffusion |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05219377A JPH05219377A (ja) | 1993-08-27 |
| JP3247737B2 true JP3247737B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=25103643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28953692A Expired - Fee Related JP3247737B2 (ja) | 1991-10-11 | 1992-10-02 | 画像内画素値量子化方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5226096A (ja) |
| JP (1) | JP3247737B2 (ja) |
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| US5353127A (en) * | 1993-12-15 | 1994-10-04 | Xerox Corporation | Method for quantization gray level pixel data with extended distribution set |
| US5703621A (en) * | 1994-04-28 | 1997-12-30 | Xerox Corporation | Universal display that presents all image types with high image fidelity |
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| JP3444094B2 (ja) * | 1995-10-06 | 2003-09-08 | セイコーエプソン株式会社 | 画像処理方法及びその装置 |
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