JP3739835B2 - 誤差拡散方法及び誤差拡散システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グレーレベル減少プロセスから生成された誤差の分配に関する。さらに詳細には、本発明は、グレーレベル減少プロセス内の切捨て処理から生成された誤差の再分配に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
誤差拡散は、バイナリー出力デバイスにおいてグレースケール画像を処理するよく知られた方法である。誤差拡散における重要な要素の１つは、グレースケールのグレーレベル値を減少（バイナリー化）することにより生じる誤差を波及させる、即ち拡散する必要性である。従来のラスタオーダープロセス（raster order process）では、誤差の略半分がラインバッファに格納される。さらに、重み付け係数を用いて、格納される各誤差項の大きさは、入力グレーレベル値（典型的には８ビット）を越えないようにされる。
【０００３】
近年、典型的な誤差拡散方法に改良特性が付加されてきた。詳細には、アドレス可能度の高い誤差拡散を使用することが提起されてきた。高アドレス可能度誤差拡散を以下に手短に説明する。
【０００４】
高アドレス可能度（high addressability ）誤差拡散プロセス（又は処理）を説明するにあたって、ピクセル位置ｉ及びピクセル位置ｉ＋１における入力グレーレベルをそれぞれ、Ｖi 及びＶi+1 で表すものとする。ピクセル値は、説明の目的で、０が白を示し２５５が黒を示すという８ビット整数であると仮定する。上流のピクセルから下流のピクセル位置に受け渡される、より低い解像度のレンダリング誤差をｅi と示す。
【０００５】
高アドレス可能度の特徴には、ピクセル同士間における補間、即ちサブピクセルの生成が含まれるということに注目されたい。この補間は、高アドレス可能度誤差拡散処理に影響力を有する。さらに詳細にいえば、補間が行われる方法に依存して、高アドレス可能度誤差拡散処理を使用した多様な出力を得ることができる。補間処理のこのような方法の１つを以下に記載する。
【０００６】
まず、変更されるピクセル値Ｐ０i 及びＰ１i が、Ｐ０i ＝Ｖi ＋ｅi 、Ｐ１i ＝Ｖi+1 ＋ｅi と演算される。サブピクセルは、０〜（Ｎ−１）により示される（高アドレス可能度特性Ｎは４である）。補間されたサブピクセル値Ｂn は、ｎが０〜（Ｎ−１）に対して、Ｂn ＝Ｐ０＋ｎ（Ｐ１−Ｐ０）／Ｎとして演算される。補間されたサブピクセル値は次に、ビデオ値が０〜２５５の範囲にあると仮定すると、大抵の場合は１２８であるしきい値と比較される。
【０００７】
Ｂn が１２８以上である場合には、そのサブピクセルはオンとされ、そうでない場合にはそのサブピクセルはオフとされる。下流の位置にあるピクセルに波及される誤差は、所望の出力即ち（Ｐ０＋Ｐ１）／２から、実出力即ちｙ* ２５５／Ｎを引いて演算される。ｙは、オンとされたサブピクセルの数である。次に誤差は、１セットの重み付け係数を乗算され、第１バージョンにおけるものとして下流のピクセルに分配される。
【０００８】
さらに詳細には、入力された変更ビデオ信号は、Ｎ個のサブピクセルユニットに分割される。Ｐ０及びＰ１の値は上記の通り演算される。演算されたサブピクセル値は、しきい値即ち１２８と比較される。サブピクセル値がしきい値以上である場合には、サブピクセル値はオン状態に設定される。しかしながら、サブピクセル値がしきい値１２８未満である場合には、サブピクセル値はオフ状態に設定される。
【０００９】
全てのサブピクセル値の比較が完了すると、オンとされたサブピクセルの数が算定される。さらに、しきい値処理から生じた誤差は、その値がより低い元の空間的解像度を表すように計算される。誤差が計算されると、誤差は重み付け係数を乗算され、下流のピクセルに誤差が分配される。
【００１０】
この特徴の完全な説明は、本願に対応する米国特許出願と同時に米国に出願された米国特許出願第０８／２８５，３２６号（本願と同時に日本に出願される）でなされている。この特許出願の全体的な内容を参照して本文の記載の一部とす
る。
【００１１】
高アドレス可能度誤差拡散処理を実行するために使用される実際の回路の構造の一例は、本願に対応する米国特許出願と同時に米国に出願された米国特許出願第０８／２８５，５７２号（本願と同時に日本に出願される）で完全に示されている。この特許出願の全体的な内容を参照して本文の記載の一部とする。
【００１２】
高アドレス可能度は誤差拡散の汎用性を改良はするが、しかしながらこの特徴は、スポットオーバーラップ補償及び／又はエッジ強調と組み合わせられる場合に、下流のピクセルに波及される誤差成分の大きさを増大する傾向がある。
【００１３】
重複するドットの誤差拡散の一例は、米国特許第５，０８７，９８１号で十分に述べられている。この米国特許の全体的な内容を参照して本文の記載の一部とする。
【００１４】
エッジ強調の一例は、米国特許第５，０４５，９５２号で十分に述べられている。この米国特許の全体的な内容を参照して本文の記載の一部とする。
【００１５】
さらに、画質におけるさらなる要求は、走査され、処理され、そして格納される画像のグレーレベルを必然的に８ビットより増大させる。その結果、ラインバッファ、又は次の走査線のために分配誤差項を格納するために使用されるバッファのキャパシティーも増大されることが必要である。
【００１６】
画像のグレーレベルの数を増大することに応じて、ラインバッファ又はバッファのメモリ要求を減少する誤差拡散技術を開発することが望ましい。メモリ要求を減少することにより、マルチレベル若しくは複数レベルの誤差拡散方法を実行するシステムのコストを減少することができる。さらに詳細には、次の走査線上のピクセルに波及される誤差項を格納するためのキャパシティーの小さい先入れ先出しラインバッファ（ＦＩＦＯバッファ）のみを要求することにより、システムのコストを減少することができる。
【００１７】
図１及び図２は、各重み付け乗算を実行するために単一ビットシフトルーチンを使用することにより誤差項を拡散する典型的な重み付けスキームを示す。図１で示されるように、同一の走査線における次のピクセルに対する重み付け係数は１６分の８であり、次の走査線における隣接する３つのピクセルの重み付け係数は、１６分の２、１６分の４、そして１６分の２である。図２は、図１の重み付けスキームの実際の誤差分配を示す。さらに詳細には、図１のピクセルＸの処理から生じた誤差は、４つの隣接する下流のピクセルに分配される。同一走査線中の次のピクセルに分配される誤差は、図１のピクセルＸにおけるピクセルデータの処理において生じた誤差の１／２に等しい。次の走査線における次のピクセルに対する誤差は、図１のピクセルＸにおけるピクセルデータの処理から生じた誤差の１／８である。
【００１８】
図３〜図５は、次の走査線における１つのピクセルに対する典型的な誤差の合計を、ピクセル位置及び時間の関数として示す。さらに詳細には、図３は、時間Ｎ（ｔN ）において、ピクセルＺに分配され且つ集積された誤差を示す。図４は、時間Ｎ＋１（ｔN+1 ）において、ピクセルＺにおいて集積された誤差を示す。最後に図５は、時間Ｎ＋２（ｔN+2 ）において、ピクセルＺに集積された誤差を示す。各時刻において、前の結合でピクセルを処理することから新たな誤差が生成され、そしてその誤差は、処理されているピクセルの位置又は時刻に依存して、異なる重み付け係数の関数としてピクセルＺに分配されるということに注目されたい。
【００１９】
図６は、図３〜図５で示した結果を実現するために使用される合計回路に対応する典型的なハードウェアのブロック図を示す。図６では、８ビットデータワードである誤差は、誤差合計回路２０に供給される。誤差合計回路２０は、隣接するピクセルから多様な誤差を合計し、ＦＩＦＯバッファ３０に格納される８ビットデータワードを生成し、その結果、画像処理が或るピクセルまで進行すると、そのピクセルに関連する誤差が用いられて、処理前のビデオ信号を変更することができる。
【００２０】
図６はさらに、誤差合計回路２０の詳細図を示す。この詳細図では、過去の誤差値を格納するためにフリップフロップ（FF）３、９、１３、及び１５が使用される。例えば、フリップフロップ３は、１／４ＥｒｒN+1 という過去誤差値を格納し、フリップフロップ１５は、１／８ＥｒｒN+2 という過去誤差値を格納する。誤差合計回路２０はまた、シフト回路１、５、及び７を含み、それらの回路は、適切な重み付け係数によりスケーリングされる過去誤差を表す値を提供する。最後に、誤差合計回路２０の詳細図は、或る特定のピクセルに対する重み付け誤差の合計を生成するために、重み付け誤差を実際に合計する加算回路１１及び１２を含む。各フリップフロップは、１ピクセル遅延に対応するということに注目されたい。
【００２１】
上述のように、典型的な誤差拡散方法を変更するために用いられてきた新たな特徴は、ＦＩＦＯラインバッファのメモリ要求を増大させた。さらに詳細には、変更された高アドレス可能度誤差拡散（high addressability error diffusion ）方法においては、誤差成分の大きさが１２ビットにまで達するおそれがある。１２ビットのラインバッファは非標準的なものであるので、このような１２ビットの誤差を格納するためには、２つの８ビットＦＩＦＯラインバッファが必要となるであろう。２つの８ビットＦＩＦＯラインバッファを使用すれば、誤差拡散方法に対するメモリのコストは実質的に２倍となる。
【００２２】
従って、メモリコストを増大することなく、向上した誤差拡散処理のより大きいデータワードを扱うことのできる誤差拡散処理を実行することが望ましい。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、グレーレベル減少プロセスにより生成される誤差を拡散する方法である。この方法は、所定のグレーレベル数を有する或る走査線上の或るピクセルに対応する画像信号に対して、その所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するよう処理を行い、その処理から誤差を生成する。次の走査線上の所定のピクセルに誤差の部分が分配され、該次の走査線上の所定のピクセルが、所定の重み付け係数に基づいて誤差部分の部分を受け取る。次の走査線上の第１ピクセルに分配された全誤差部分が集積され、該第１ピクセルに対して集積された誤差部分の部分が切り捨てられる。切り捨てられた誤差部分は、高速走査方向において第１ピクセルに隣接する第２ピクセルに分配される。
【００２４】
本発明の第２の態様は、グレーレベル減少プロセスにより生成される誤差を拡散するシステムである。このシステムは、所定のグレーレベル数を有する或る走査線上の或るピクセルに対応する画像信号に対して、その所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するよう処理を行うと共に、その処理から誤差を生成する処理手段と、次の走査線上の所定のピクセルに前記誤差の部分を分配し、該次の走査線上の所定のピクセルが、所定の重み付け係数に基づいて前記誤差部分の部分を受け取る分配手段と、を含む。集積手段は、次の走査線上の第１ピクセルに分配される全ての誤差部分を集積し、また切捨て手段は、前記第１ピクセルに対して集積された誤差部分の部分を切り捨てる。再分配手段は、切り捨てられた誤差部分を、高速走査方向において第１のピクセルに隣接する第２のピクセルに分配する。
【００２５】
本発明の第３の態様は、グレーレベル減少プロセスにより生成された誤差を拡散する方法である。この方法は、所定のグレーレベル数を有する第１の走査線上の第１のピクセルに対応する第１の画像信号に対して、該所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するよう処理を行い、この第１の画像信号の処理から誤差を生成する。前記誤差の部分が第２の走査線上のピクセルに分配され、該第２の走査線上のピクセルは、所定の重み付け係数に基づいて前記誤差部分の部分を受け取る。次にこの方法は、所定のグレーレベル数を有する第１の走査線上の第２のピクセルに対応する第２の画像信号に対して、その所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するよう処理を行い、この第２の画像信号の処理から誤差を生成する。この誤差の部分は、所定の重み付け係数に基づいて前記第２の走査線上のピクセルに分配される。次に、所定のグレーレベル数を有する第１の走査線上の第３のピクセルに対応する第３の画像信号に対して、その所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するよう処理が行われる。第３の画像信号の処理から誤差が生成される。その誤差の部分は、所定の重み付け係数に基づいて前記第２の走査線上のピクセルに分配される。前記第２の走査線上のピクセルに分配された全ての誤差部分は集積され、前記第２の走査線上のピクセルに対して集積された誤差部分の部分が切り捨てられる。この切り捨てられた誤差部分は、高速走査方向において前記第２の走査線上のピクセルに隣接するピクセルに分配される。
【００２６】
本発明の第４の態様は、誤差拡散を使用して画像を印刷する方法である。この方法は、所定のグレーレベル数を有する或る走査線上の第１のピクセルに対応する画像信号を受け取り、この第１のピクセルの画像信号を処理して、その所定のグレーレベル数をより低いグレーレベル数に減少するようにする。このより低いグレーレベル数を用いて受け取り媒体上にマークが生成される。また、画像信号の処理から誤差が生成され、その誤差の部分が次の走査線上のピクセルに分配され、次の走査線上の各ピクセルは、所定セットの重み付け係数に基づいて誤差部分の部分を受け取る。次の走査線上の第１のピクセルに分配された全ての誤差部分は集積され、この第１のピクセルに対して集積された誤差部分の部分が切り捨てられる。この切り捨てられた誤差部分は、高速走査方向において第１のピクセルに隣接する第２のピクセルに分配される。
【００２７】
本発明のさらなる目的及び利点は、本発明の多様な実施の形態と特性を記載した以下の記述から明らかになるであろう。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。この記述及び図面では、同じ参照番号は、同一のデバイス、又は同一の回路、又は同一若しくは同等の機能を実行する等価回路を示す。
【００２９】
上述のように、現在のメモリ要求を維持しなお且つ新たな誤差拡散特性を実行することが可能であるためには、ビット数が減少されなければならない。誤差項におけるビット数を減少することにより、バッファを追加する必要が回避され得る。
【００３０】
ラインバッファを追加する必要を回避するための１つのアプローチは、誤差成分の最下位ビット（ＬＳＢ）を切り捨てて、最上位８ビット（８ＭＳＢ）のみ（８ビットバッファを使用すると仮定した場合）をＦＩＦＯラインバッファに送ることである。言い換えれば、高アドレス可能度誤差拡散方法により１２ビットの誤差成分が生成されている場合には、誤差成分の最下位４ビット（４ＬＳＢ）を切り捨て即ちクリッピングして、８ＭＳＢのみをＦＩＦＯバッファに送る。しかしながら、画像を高品質でレンダリング（render）するためには、完全な誤差が維持されて分配されるべきであるので、このアプローチは望ましくない。
【００３１】
ラインバッファを追加する必要をなくすための別のアプローチは、この場合も誤差成分のＬＳＢを切り捨てて、ＦＩＦＯラインバッファに８ＭＳＢ（８ビットバッファを使用すると仮定した場合）のみを送ることであるが、このアプローチでは、誤差成分の切り捨てられたＬＳＢが、同じ走査線又は異なる走査線における別の下流のピクセルの誤差成分に再分配される。
【００３２】
上述のように、画像を高品質でレンダリングするための重要な要件は、グレー入力ビデオをバイナリー画像に変換することから生じた誤差を維持し且つ分配することである。従って、次のピクセルに対して集積された誤差がＦＩＦＯラインバッファに送られる前に、次のピクセルの誤差集積プロセスに対する誤差合計回路の中に、格納される誤差のＬＳＢを再分配することにより、ＦＩＦＯラインバッファに送られる全ビット数がアプリケーションに依存して８ビット以下に制限されることができると共に、拡散される誤差が画像全体にわたって保持される。従って、画像は高い印刷品質でレンダリングされる。
【００３３】
図７〜図１０は、本発明の好適な実施の形態である上記第２のアプローチの誤差再分配技術を使用した、或るピクセルに対する誤差合計を示す。隣接する下流のピクセルに分配される誤差は、図２で示されたものと同じ係数を用いて重み付けされるということに注目されたい。しかしながら、使用されるアプリケーションに依存して、任意の重み付けスキームを使用することができるということに注目されたい。
【００３４】
図３と同じく、図８は、時間Ｎ（ｔN ）の間にピクセルＺに分配され且つ集積される誤差を示す。さらに図９は、図４と同じく、時間Ｎ＋１（ｔN+1 ）においてピクセルＺに集積される誤差を示す。図８及び図９で示されるように、集積された実際の誤差は、図３及び図４で集積された誤差と本質的に同じである。
【００３５】
図１０では、時間Ｎ＋２（ｔN+2 ）においてピクセルＺに集積される誤差は、図５で集積される誤差と同じ誤差に誤差項ＥｒｒR が追加されている。誤差項ＥｒｒR は、ピクセルＸ1 に対して合計された誤差項のＬＳＢを示す。言い換えれば、ｔN+2 においてピクセルＺに集積される誤差（ＥｒｒB ）は、４つの別個の誤差項を合計したものであり、そのうちの３つは、前走査線における３つのピクセルを処理して得られたものであり、誤差項の１つＥｒｒR は、同一走査線における前のピクセル、即ち図１０で示されるピクセルＸ1 の合計誤差項の切捨てにより得られたものである。
【００３６】
図１１は、本発明の誤差合計回路２００の一実施形態を示すブロック図である。図１１のブロック図は、２つの余分のフリップフロップ（FF）と１つの３入力加算回路とを追加されたことを除けば、図６で示された回路と実質的に同じである。さらに詳細には、誤差再分配回路２１０は、図６で示された誤差合計回路２０の２入力加算回路１２と置き換えられたものである。
【００３７】
この誤差再分配回路２１０では、典型的な誤差合計ルーチンからの多様な誤差成分が、加算回路２１１に入力される。さらに、前の誤差合計ルーチンの切り捨て処理から生じたＬＳＢが、加算回路２１１に入力される。この切捨て誤差（ＥｒｒR ）は、前誤差合計ルーチンからフリップフロップ２１５に格納される。合計の結果、加算回路２１１は、８ビットより大きい誤差成分を出力する。
【００３８】
図１１で示される例では、誤差成分は１２ビットから構成される。しかしながら本発明の重要な特徴は、誤差データワードの長さを減少し且つ次の誤差合計ルーチンに再分配する、誤差成分のＬＳＢの切捨て処理であるので、誤差成分のビット数は重要ではない。
【００３９】
従って、図１１の例において示されるように、加算回路２１１の１２ビット出力からの最下位４ビット（４ＬＳＢ）は、フリップフロップ２１５に入力される。残りの最上位８ビット（８ＭＳＢ）はフリップフロップ２１３に入力され、図６のＦＩＦＯラインバッファ３０に入力される前にフリップフロップ２１３に格納される。
【００４０】
図１２は、本発明の好適な実施の形態の誤差再分配回路３１０を示す。図１１で示されたように、前走査線において処理された３つのピクセルからの誤差項は、前誤差合計ルーチンからの再分配された誤差を表す５ビット同様、加算回路３１１に入力される。この誤差再分配回路では、加算回路３１１により生成される誤差成分の実際の符号が、誤差項のＬＳＢの再分配において使用される。
【００４１】
より詳細には、フリップフロップ（FF）３１５は、加算回路３１１により生成された誤差成分のＬＳＢを符号ビットと共に格納し、一方フリップフロップ３１３は、加算回路３１１により生成された誤差成分のＭＳＢを格納する。フリップフロップ３１５からの誤差成分のＬＳＢは、ＯＲゲート３０３に入力され、ＯＲ処理された結果は、ＡＮＤゲート３０１に入力される。フリップフロップ３１５からの符号（sign）ビットもＡＮＤゲート３０１に入力され、ＡＮＤ処理された結果は、加算回路３１１及び加算回路３０７に入力される。フリップフロップ３１５から出力されたＬＳＢがまた加算回路３１１に入力され、適切な誤差再分配を確実にすることにさらに注目されたい。
【００４２】
ＡＮＤゲート３０１からのＡＮＤ処理された結果は、フリップフロップ３１３に格納されたＭＳＢと加算され、この合計はマルチプレクサ（MUX ）３０５に入力される。フリップフロップ３１３のＭＳＢはまた、ゼロ値とともにマルチプレクサ３０５に入力される。フリップフロップ３１３のＬＳＢも、マルチプレクサ３０５に入力されて、或る状況において使用されることができるということに注目されたい。制御信号は、フリップフロップ３１３から受け取られたＭＳＢか、フリップフロップ３１３から受け取られたＬＳＢか、ゼロ値か、又は加算回路３０７から受け取られた合計か、のいずれかを選択するように、マルチプレクサを制御する。選択された値は次に、ＦＩＦＯバッファに入力される。
【００４３】
図１２に示される回路は、負のゼロ誤差（negative zero error）が再配分されることを防止する。さらに、ＬＳＢのいずれかが表明（assert）され、符号ビットが負の数を示す場合には、加算回路３０７は誤差再分配のために１を加算する。
【００４４】
マルチプレクサによる選択は、以下のパラメータに従って操作される。フリップフロップ３１３からのＭＳＢは、誤差成分が切り捨てられ且つ誤差の再分配が望まれない場合に選択される。利用可能であれば、誤差成分がＦＩＦＯバッファに格納されるのに十分に小さいことにより、誤差の再分配の必要が否定される場合［例えば、プロセスが大きな誤差値（８ビットを越える誤差値）を生成しない場合等］に、フリップフロップ３１３からの最下位８ビット（８ＬＳＢ）が選択される。さらに、ゼロ値は、誤差拡散が望まれない場合に選択される。加算回路３０７からの合計は、誤差の再分配を伴う誤差拡散が望まれる処理である場合に選択される。換言すれば、図１２で示される回路は、誤差拡散が実行されるか否かを、そして誤差拡散が実行される場合には、誤差拡散が本願に記載された誤差の再分配を伴って実行されるか又は伴わずに実行されるかを、画像処理モジュールが制御することを可能にする。これらの多様なオペレーションモードの選択は、従来の自動セグメンテーション又は画像セグメンテーションルーチンにより制御されることができる。
【００４５】
本発明は、典型的な誤差合計回路により生成された誤差成分を切り捨てる又は分割することにより、生成された誤差成分の一部のみをＦＩＦＯバッファに格納して、未来の画像処理ルーチンに使用する。誤差成分の切り捨てられた又は格納されない成分は、画質を保持するために誤差合計回路にフィードバックされる。従って本発明は、任意のサイズのデータワードに容易に適用可能であると共に、８ビットより大きい誤差成分を有するルーチンに必ずしも限定されない。
【００４６】
さらに、本発明はラインバッファのメモリ要求を減少すると共に、それと同時に、典型的な誤差拡散を介して処理された画像と比較した場合に同じレベルの画質を維持する。この誤差再分配技術は、上述の高アドレス可能度誤差拡散処理等の誤差拡散技術を使用する場合に重要性を増す。本発明の全体的な概念をカラー誤差拡散等の他の応用にも使用して、メモリ要求をさらに減少するが画質については同レベルを維持するようにすることができる。
【００４７】
本発明を高アドレス可能度誤差拡散処理に関連して説明したが、本発明は、処理のために大きいビット数を必要とする誤差拡散処理に対して容易に実施することができる。また、本発明は、良好な印刷品質を達成するために、処理のために大きいビット数を必要としない誤差拡散処理に対しても容易に実施することができる。例えば、スクリーニング／高アドレス可能度誤差拡散処理では、伝播誤差成分が８ビットを超えることはないから、本発明の誤差再分配処理が適用されないかも知れないが、本発明の誤差再配分処理を、適用すると、レンダリング（描画）される画像の白黒グラデーションが実際に改善されるのであり、この点に関しては、スクリーニング／高アドレス可能度誤差拡散処理について詳細に説明している米国特許第６３４７１５９号を参照されたい。
【００４８】
以上本発明を詳細に説明してきたが、本発明の主旨を逸脱することがなければ多様な変更を行うことが可能である。例えば、本発明の好適な実施の形態を印刷システムに関して述べたが、この誤差拡散再分配方法はディスプレイシステムにおいても容易に実行される。さらに、本発明の誤差拡散再分配方法がＡＳＩＣにおいて容易に実行されることができることにより、このプロセスをスキャナ、電子サブシステム、プリンタ、又はディスプレイデバイスにおいて配置することが可能となる。
【００４９】
さらに、本発明を０〜２５５のビデオ範囲に関して述べた。しかしながら、処理されるピクセルのグレーレベルを表す任意の適切な範囲をビデオ範囲とすることができるということが、本発明により意図される。さらに本発明は、必ずしもバイナリー出力デバイスである必要はなく、あらゆるレンダリングシステムに容易に適用されることができる。本発明の概念は、４レベル以上の出力ターミナルに容易に適用されることが可能であることが意図される。
【００５０】
最後に、本発明を単色即ち黒／白環境に関して述べてきた。しかしながら、本発明の概念は、カラー環境に対しても容易に適用可能である。即ち、本発明の誤差拡散再分配処理は、カラーピクセルを表す各色空間値にも適用されることができる。
【００５１】
要約すれば、本発明は、画像処理システムが、或るフォーマットの電子文書を、レンダリング解像度が誤差の解像度より高い別のフォーマットの電子文書に変換することを可能にする誤差拡散再分配方法及びモジュールを提供する。
【００５２】
本発明を前述の多様な実施の形態に関して述べてきたが、本発明は上記詳細な記載のみに結び付けられるべきでなく、特許請求の範囲内でなされるかかる変更又は変化をカバーするものと意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による典型的な誤差拡散スキームを示す図である。
【図２】従来技術による、典型的な誤差分配ルーチンにおける誤差の実際の分配を示す図である。
【図３】従来技術による、時間Ｎにおいて或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図４】従来技術による、時間Ｎ＋１において或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図５】従来技術による、時間Ｎ＋２において或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図６】従来技術による、誤差拡散プロセスにおいて使用される典型的な誤差合計回路を示す回路図である。
【図７】本発明による単一ピクセルの処理からの誤差の分配を示す図である。
【図８】本発明に従って時間Ｎにおいて或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図９】本発明に従って時間Ｎ＋１において或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図１０】本発明に従って時間Ｎ＋２において或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図１１】本発明の誤差再分配回路を示すブロック図である。
【図１２】マイナスゼロ値の再分配を防止するための回路を含む、本発明の誤差再分配回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
２００ 誤差合計回路
２１０ 誤差再分配回路
２１１ 加算回路
２１３、２１５ フリップフロップ
３０１ ＡＮＤゲート
３０３ ＯＲゲート
３０５ マルチプレクサ（MUX ）
３１０ 誤差再分配回路
３１１ 加算回路
３１３、３１５ フリップフロップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、グレーレベル減少プロセスから生成された誤差の分配に関する。さらに詳細には、本発明は、グレーレベル減少プロセス内の切捨て処理から生成された誤差の再分配に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
誤差拡散は、バイナリー出力デバイスにおいてグレースケール画像を処理するよく知られた方法である。誤差拡散における重要な要素の１つは、グレースケールのグレーレベル値を減少（バイナリー化）することにより生じる誤差を波及させる、即ち拡散する必要性である。従来のラスタオーダープロセス（raster order process）では、誤差の略半分がラインバッファに格納される。さらに、重み付け係数を用いて、格納される各誤差項の大きさは、入力グレーレベル値（典型的には８ビット）を越えないようにされる。
【０００３】
近年、典型的な誤差拡散方法に改良特性が付加されてきた。詳細には、アドレス可能度の高い誤差拡散を使用することが提起されてきた。高アドレス可能度誤差拡散を以下に手短に説明する。
【０００４】
高アドレス可能度（high addressability ）誤差拡散プロセス（又は処理）を説明するにあたって、ピクセル位置ｉ及びピクセル位置ｉ＋１における入力グレーレベルをそれぞれ、Ｖi 及びＶi+1 で表すものとする。ピクセル値は、説明の目的で、０が白を示し２５５が黒を示すという８ビット整数であると仮定する。上流のピクセルから下流のピクセル位置に受け渡される、より低い解像度のレンダリング誤差をｅi と示す。
【０００５】
高アドレス可能度の特徴には、ピクセル同士間における補間、即ちサブピクセルの生成が含まれるということに注目されたい。この補間は、高アドレス可能度誤差拡散処理に影響力を有する。さらに詳細にいえば、補間が行われる方法に依存して、高アドレス可能度誤差拡散処理を使用した多様な出力を得ることができる。補間処理のこのような方法の１つを以下に記載する。
【０００６】
まず、変更されるピクセル値Ｐ０i 及びＰ１i が、Ｐ０i ＝Ｖi ＋ｅi 、Ｐ１i ＝Ｖi+1 ＋ｅi と演算される。サブピクセルは、０〜（Ｎ−１）により示される（高アドレス可能度特性Ｎは４である）。補間されたサブピクセル値Ｂn は、ｎが０〜（Ｎ−１）に対して、Ｂn ＝Ｐ０＋ｎ（Ｐ１−Ｐ０）／Ｎとして演算される。補間されたサブピクセル値は次に、ビデオ値が０〜２５５の範囲にあると仮定すると、大抵の場合は１２８であるしきい値と比較される。
【０００７】
Ｂn が１２８以上である場合には、そのサブピクセルはオンとされ、そうでない場合にはそのサブピクセルはオフとされる。下流の位置にあるピクセルに波及される誤差は、所望の出力即ち（Ｐ０＋Ｐ１）／２から、実出力即ちｙ* ２５５／Ｎを引いて演算される。ｙは、オンとされたサブピクセルの数である。次に誤差は、１セットの重み付け係数を乗算され、第１バージョンにおけるものとして下流のピクセルに分配される。
【０００８】
さらに詳細には、入力された変更ビデオ信号は、Ｎ個のサブピクセルユニットに分割される。Ｐ０及びＰ１の値は上記の通り演算される。演算されたサブピクセル値は、しきい値即ち１２８と比較される。サブピクセル値がしきい値以上である場合には、サブピクセル値はオン状態に設定される。しかしながら、サブピクセル値がしきい値１２８未満である場合には、サブピクセル値はオフ状態に設定される。
【０００９】
全てのサブピクセル値の比較が完了すると、オンとされたサブピクセルの数が算定される。さらに、しきい値処理から生じた誤差は、その値がより低い元の空間的解像度を表すように計算される。誤差が計算されると、誤差は重み付け係数を乗算され、下流のピクセルに誤差が分配される。
【００１０】
この特徴の完全な説明は、本願に対応する米国特許出願と同時に米国に出願された米国特許出願第０８／２８５，３２６号（本願と同時に日本に出願される）でなされている。この特許出願の全体的な内容を参照して本文の記載の一部とす
る。
【００１１】
高アドレス可能度誤差拡散処理を実行するために使用される実際の回路の構造の一例は、本願に対応する米国特許出願と同時に米国に出願された米国特許出願第０８／２８５，５７２号（本願と同時に日本に出願される）で完全に示されている。この特許出願の全体的な内容を参照して本文の記載の一部とする。
【００１２】
高アドレス可能度は誤差拡散の汎用性を改良はするが、しかしながらこの特徴は、スポットオーバーラップ補償及び／又はエッジ強調と組み合わせられる場合に、下流のピクセルに波及される誤差成分の大きさを増大する傾向がある。
【００１３】
重複するドットの誤差拡散の一例は、米国特許第５，０８７，９８１号で十分に述べられている。この米国特許の全体的な内容を参照して本文の記載の一部とする。
【００１４】
エッジ強調の一例は、米国特許第５，０４５，９５２号で十分に述べられている。この米国特許の全体的な内容を参照して本文の記載の一部とする。
【００１５】
さらに、画質におけるさらなる要求は、走査され、処理され、そして格納される画像のグレーレベルを必然的に８ビットより増大させる。その結果、ラインバッファ、又は次の走査線のために分配誤差項を格納するために使用されるバッファのキャパシティーも増大されることが必要である。
【００１６】
画像のグレーレベルの数を増大することに応じて、ラインバッファ又はバッファのメモリ要求を減少する誤差拡散技術を開発することが望ましい。メモリ要求を減少することにより、マルチレベル若しくは複数レベルの誤差拡散方法を実行するシステムのコストを減少することができる。さらに詳細には、次の走査線上のピクセルに波及される誤差項を格納するためのキャパシティーの小さい先入れ先出しラインバッファ（ＦＩＦＯバッファ）のみを要求することにより、システムのコストを減少することができる。
【００１７】
図１及び図２は、各重み付け乗算を実行するために単一ビットシフトルーチンを使用することにより誤差項を拡散する典型的な重み付けスキームを示す。図１で示されるように、同一の走査線における次のピクセルに対する重み付け係数は１６分の８であり、次の走査線における隣接する３つのピクセルの重み付け係数は、１６分の２、１６分の４、そして１６分の２である。図２は、図１の重み付けスキームの実際の誤差分配を示す。さらに詳細には、図１のピクセルＸの処理から生じた誤差は、４つの隣接する下流のピクセルに分配される。同一走査線中の次のピクセルに分配される誤差は、図１のピクセルＸにおけるピクセルデータの処理において生じた誤差の１／２に等しい。次の走査線における次のピクセルに対する誤差は、図１のピクセルＸにおけるピクセルデータの処理から生じた誤差の１／８である。
【００１８】
図３〜図５は、次の走査線における１つのピクセルに対する典型的な誤差の合計を、ピクセル位置及び時間の関数として示す。さらに詳細には、図３は、時間Ｎ（ｔN ）において、ピクセルＺに分配され且つ集積された誤差を示す。図４は、時間Ｎ＋１（ｔN+1 ）において、ピクセルＺにおいて集積された誤差を示す。最後に図５は、時間Ｎ＋２（ｔN+2 ）において、ピクセルＺに集積された誤差を示す。各時刻において、前の結合でピクセルを処理することから新たな誤差が生成され、そしてその誤差は、処理されているピクセルの位置又は時刻に依存して、異なる重み付け係数の関数としてピクセルＺに分配されるということに注目されたい。
【００１９】
図６は、図３〜図５で示した結果を実現するために使用される合計回路に対応する典型的なハードウェアのブロック図を示す。図６では、８ビットデータワードである誤差は、誤差合計回路２０に供給される。誤差合計回路２０は、隣接するピクセルから多様な誤差を合計し、ＦＩＦＯバッファ３０に格納される８ビットデータワードを生成し、その結果、画像処理が或るピクセルまで進行すると、そのピクセルに関連する誤差が用いられて、処理前のビデオ信号を変更することができる。
【００２０】
図６はさらに、誤差合計回路２０の詳細図を示す。この詳細図では、過去の誤差値を格納するためにフリップフロップ（FF）３、９、１３、及び１５が使用される。例えば、フリップフロップ３は、１／４ＥｒｒN+1 という過去誤差値を格納し、フリップフロップ１５は、１／８ＥｒｒN+2 という過去誤差値を格納する。誤差合計回路２０はまた、シフト回路１、５、及び７を含み、それらの回路は、適切な重み付け係数によりスケーリングされる過去誤差を表す値を提供する。最後に、誤差合計回路２０の詳細図は、或る特定のピクセルに対する重み付け誤差の合計を生成するために、重み付け誤差を実際に合計する加算回路１１及び１２を含む。各フリップフロップは、１ピクセル遅延に対応するということに注目されたい。
【００２１】
上述のように、典型的な誤差拡散方法を変更するために用いられてきた新たな特徴は、ＦＩＦＯラインバッファのメモリ要求を増大させた。さらに詳細には、変更された高アドレス可能度誤差拡散（high addressability error diffusion ）方法においては、誤差成分の大きさが１２ビットにまで達するおそれがある。１２ビットのラインバッファは非標準的なものであるので、このような１２ビットの誤差を格納するためには、２つの８ビットＦＩＦＯラインバッファが必要となるであろう。２つの８ビットＦＩＦＯラインバッファを使用すれば、誤差拡散方法に対するメモリのコストは実質的に２倍となる。
【００２２】
従って、メモリコストを増大することなく、向上した誤差拡散処理のより大きいデータワードを扱うことのできる誤差拡散処理を実行することが望ましい。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、グレーレベル減少プロセスにより生成される誤差を拡散する方法である。この方法は、所定のグレーレベル数を有する或る走査線上の或るピクセルに対応する画像信号に対して、その所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するよう処理を行い、その処理から誤差を生成する。次の走査線上の所定のピクセルに誤差の部分が分配され、該次の走査線上の所定のピクセルが、所定の重み付け係数に基づいて誤差部分の部分を受け取る。次の走査線上の第１ピクセルに分配された全誤差部分が集積され、該第１ピクセルに対して集積された誤差部分の部分が切り捨てられる。切り捨てられた誤差部分は、高速走査方向において第１ピクセルに隣接する第２ピクセルに分配される。
【００２４】
本発明の第２の態様は、グレーレベル減少プロセスにより生成される誤差を拡散するシステムである。このシステムは、所定のグレーレベル数を有する或る走査線上の或るピクセルに対応する画像信号に対して、その所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するよう処理を行うと共に、その処理から誤差を生成する処理手段と、次の走査線上の所定のピクセルに前記誤差の部分を分配し、該次の走査線上の所定のピクセルが、所定の重み付け係数に基づいて前記誤差部分の部分を受け取る分配手段と、を含む。集積手段は、次の走査線上の第１ピクセルに分配される全ての誤差部分を集積し、また切捨て手段は、前記第１ピクセルに対して集積された誤差部分の部分を切り捨てる。再分配手段は、切り捨てられた誤差部分を、高速走査方向において第１のピクセルに隣接する第２のピクセルに分配する。
【００２５】
本発明の第３の態様は、グレーレベル減少プロセスにより生成された誤差を拡散する方法である。この方法は、所定のグレーレベル数を有する第１の走査線上の第１のピクセルに対応する第１の画像信号に対して、該所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するよう処理を行い、この第１の画像信号の処理から誤差を生成する。前記誤差の部分が第２の走査線上のピクセルに分配され、該第２の走査線上のピクセルは、所定の重み付け係数に基づいて前記誤差部分の部分を受け取る。次にこの方法は、所定のグレーレベル数を有する第１の走査線上の第２のピクセルに対応する第２の画像信号に対して、その所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するよう処理を行い、この第２の画像信号の処理から誤差を生成する。この誤差の部分は、所定の重み付け係数に基づいて前記第２の走査線上のピクセルに分配される。次に、所定のグレーレベル数を有する第１の走査線上の第３のピクセルに対応する第３の画像信号に対して、その所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するよう処理が行われる。第３の画像信号の処理から誤差が生成される。その誤差の部分は、所定の重み付け係数に基づいて前記第２の走査線上のピクセルに分配される。前記第２の走査線上のピクセルに分配された全ての誤差部分は集積され、前記第２の走査線上のピクセルに対して集積された誤差部分の部分が切り捨てられる。この切り捨てられた誤差部分は、高速走査方向において前記第２の走査線上のピクセルに隣接するピクセルに分配される。
【００２６】
本発明の第４の態様は、誤差拡散を使用して画像を印刷する方法である。この方法は、所定のグレーレベル数を有する或る走査線上の第１のピクセルに対応する画像信号を受け取り、この第１のピクセルの画像信号を処理して、その所定のグレーレベル数をより低いグレーレベル数に減少するようにする。このより低いグレーレベル数を用いて受け取り媒体上にマークが生成される。また、画像信号の処理から誤差が生成され、その誤差の部分が次の走査線上のピクセルに分配され、次の走査線上の各ピクセルは、所定セットの重み付け係数に基づいて誤差部分の部分を受け取る。次の走査線上の第１のピクセルに分配された全ての誤差部分は集積され、この第１のピクセルに対して集積された誤差部分の部分が切り捨てられる。この切り捨てられた誤差部分は、高速走査方向において第１のピクセルに隣接する第２のピクセルに分配される。
【００２７】
本発明のさらなる目的及び利点は、本発明の多様な実施の形態と特性を記載した以下の記述から明らかになるであろう。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明を詳細に説明する。この記述及び図面では、同じ参照番号は、同一のデバイス、又は同一の回路、又は同一若しくは同等の機能を実行する等価回路を示す。
【００２９】
上述のように、現在のメモリ要求を維持しなお且つ新たな誤差拡散特性を実行することが可能であるためには、ビット数が減少されなければならない。誤差項におけるビット数を減少することにより、バッファを追加する必要が回避され得る。
【００３０】
ラインバッファを追加する必要を回避するための１つのアプローチは、誤差成分の最下位ビット（ＬＳＢ）を切り捨てて、最上位８ビット（８ＭＳＢ）のみ（８ビットバッファを使用すると仮定した場合）をＦＩＦＯラインバッファに送ることである。言い換えれば、高アドレス可能度誤差拡散方法により１２ビットの誤差成分が生成されている場合には、誤差成分の最下位４ビット（４ＬＳＢ）を切り捨て即ちクリッピングして、８ＭＳＢのみをＦＩＦＯバッファに送る。しかしながら、画像を高品質でレンダリング（render）するためには、完全な誤差が維持されて分配されるべきであるので、このアプローチは望ましくない。
【００３１】
ラインバッファを追加する必要をなくすための別のアプローチは、この場合も誤差成分のＬＳＢを切り捨てて、ＦＩＦＯラインバッファに８ＭＳＢ（８ビットバッファを使用すると仮定した場合）のみを送ることであるが、このアプローチでは、誤差成分の切り捨てられたＬＳＢが、同じ走査線又は異なる走査線における別の下流のピクセルの誤差成分に再分配される。
【００３２】
上述のように、画像を高品質でレンダリングするための重要な要件は、グレー入力ビデオをバイナリー画像に変換することから生じた誤差を維持し且つ分配することである。従って、次のピクセルに対して集積された誤差がＦＩＦＯラインバッファに送られる前に、次のピクセルの誤差集積プロセスに対する誤差合計回路の中に、格納される誤差のＬＳＢを再分配することにより、ＦＩＦＯラインバッファに送られる全ビット数がアプリケーションに依存して８ビット以下に制限されることができると共に、拡散される誤差が画像全体にわたって保持される。従って、画像は高い印刷品質でレンダリングされる。
【００３３】
図７〜図１０は、本発明の好適な実施の形態である上記第２のアプローチの誤差再分配技術を使用した、或るピクセルに対する誤差合計を示す。隣接する下流のピクセルに分配される誤差は、図２で示されたものと同じ係数を用いて重み付けされるということに注目されたい。しかしながら、使用されるアプリケーションに依存して、任意の重み付けスキームを使用することができるということに注目されたい。
【００３４】
図３と同じく、図８は、時間Ｎ（ｔN ）の間にピクセルＺに分配され且つ集積される誤差を示す。さらに図９は、図４と同じく、時間Ｎ＋１（ｔN+1 ）においてピクセルＺに集積される誤差を示す。図８及び図９で示されるように、集積された実際の誤差は、図３及び図４で集積された誤差と本質的に同じである。
【００３５】
図１０では、時間Ｎ＋２（ｔN+2 ）においてピクセルＺに集積される誤差は、図５で集積される誤差と同じ誤差に誤差項ＥｒｒR が追加されている。誤差項ＥｒｒR は、ピクセルＸ1 に対して合計された誤差項のＬＳＢを示す。言い換えれば、ｔN+2 においてピクセルＺに集積される誤差（ＥｒｒB ）は、４つの別個の誤差項を合計したものであり、そのうちの３つは、前走査線における３つのピクセルを処理して得られたものであり、誤差項の１つＥｒｒR は、同一走査線における前のピクセル、即ち図１０で示されるピクセルＸ1 の合計誤差項の切捨てにより得られたものである。
【００３６】
図１１は、本発明の誤差合計回路２００の一実施形態を示すブロック図である。図１１のブロック図は、２つの余分のフリップフロップ（FF）と１つの３入力加算回路とを追加されたことを除けば、図６で示された回路と実質的に同じである。さらに詳細には、誤差再分配回路２１０は、図６で示された誤差合計回路２０の２入力加算回路１２と置き換えられたものである。
【００３７】
この誤差再分配回路２１０では、典型的な誤差合計ルーチンからの多様な誤差成分が、加算回路２１１に入力される。さらに、前の誤差合計ルーチンの切り捨て処理から生じたＬＳＢが、加算回路２１１に入力される。この切捨て誤差（ＥｒｒR ）は、前誤差合計ルーチンからフリップフロップ２１５に格納される。合計の結果、加算回路２１１は、８ビットより大きい誤差成分を出力する。
【００３８】
図１１で示される例では、誤差成分は１２ビットから構成される。しかしながら本発明の重要な特徴は、誤差データワードの長さを減少し且つ次の誤差合計ルーチンに再分配する、誤差成分のＬＳＢの切捨て処理であるので、誤差成分のビット数は重要ではない。
【００３９】
従って、図１１の例において示されるように、加算回路２１１の１２ビット出力からの最下位４ビット（４ＬＳＢ）は、フリップフロップ２１５に入力される。残りの最上位８ビット（８ＭＳＢ）はフリップフロップ２１３に入力され、図６のＦＩＦＯラインバッファ３０に入力される前にフリップフロップ２１３に格納される。
【００４０】
図１２は、本発明の好適な実施の形態の誤差再分配回路３１０を示す。図１１で示されたように、前走査線において処理された３つのピクセルからの誤差項は、前誤差合計ルーチンからの再分配された誤差を表す５ビット同様、加算回路３１１に入力される。この誤差再分配回路では、加算回路３１１により生成される誤差成分の実際の符号が、誤差項のＬＳＢの再分配において使用される。
【００４１】
より詳細には、フリップフロップ（FF）３１５は、加算回路３１１により生成された誤差成分のＬＳＢを符号ビットと共に格納し、一方フリップフロップ３１３は、加算回路３１１により生成された誤差成分のＭＳＢを格納する。フリップフロップ３１５からの誤差成分のＬＳＢは、ＯＲゲート３０３に入力され、ＯＲ処理された結果は、ＡＮＤゲート３０１に入力される。フリップフロップ３１５からの符号（sign）ビットもＡＮＤゲート３０１に入力され、ＡＮＤ処理された結果は、加算回路３１１及び加算回路３０７に入力される。フリップフロップ３１５から出力されたＬＳＢがまた加算回路３１１に入力され、適切な誤差再分配を確実にすることにさらに注目されたい。
【００４２】
ＡＮＤゲート３０１からのＡＮＤ処理された結果は、フリップフロップ３１３に格納されたＭＳＢと加算され、この合計はマルチプレクサ（MUX ）３０５に入力される。フリップフロップ３１３のＭＳＢはまた、ゼロ値とともにマルチプレクサ３０５に入力される。フリップフロップ３１３のＬＳＢも、マルチプレクサ３０５に入力されて、或る状況において使用されることができるということに注目されたい。制御信号は、フリップフロップ３１３から受け取られたＭＳＢか、フリップフロップ３１３から受け取られたＬＳＢか、ゼロ値か、又は加算回路３０７から受け取られた合計か、のいずれかを選択するように、マルチプレクサを制御する。選択された値は次に、ＦＩＦＯバッファに入力される。
【００４３】
図１２に示される回路は、負のゼロ誤差（negative zero error）が再配分されることを防止する。さらに、ＬＳＢのいずれかが表明（assert）され、符号ビットが負の数を示す場合には、加算回路３０７は誤差再分配のために１を加算する。
【００４４】
マルチプレクサによる選択は、以下のパラメータに従って操作される。フリップフロップ３１３からのＭＳＢは、誤差成分が切り捨てられ且つ誤差の再分配が望まれない場合に選択される。利用可能であれば、誤差成分がＦＩＦＯバッファに格納されるのに十分に小さいことにより、誤差の再分配の必要が否定される場合［例えば、プロセスが大きな誤差値（８ビットを越える誤差値）を生成しない場合等］に、フリップフロップ３１３からの最下位８ビット（８ＬＳＢ）が選択される。さらに、ゼロ値は、誤差拡散が望まれない場合に選択される。加算回路３０７からの合計は、誤差の再分配を伴う誤差拡散が望まれる処理である場合に選択される。換言すれば、図１２で示される回路は、誤差拡散が実行されるか否かを、そして誤差拡散が実行される場合には、誤差拡散が本願に記載された誤差の再分配を伴って実行されるか又は伴わずに実行されるかを、画像処理モジュールが制御することを可能にする。これらの多様なオペレーションモードの選択は、従来の自動セグメンテーション又は画像セグメンテーションルーチンにより制御されることができる。
【００４５】
本発明は、典型的な誤差合計回路により生成された誤差成分を切り捨てる又は分割することにより、生成された誤差成分の一部のみをＦＩＦＯバッファに格納して、未来の画像処理ルーチンに使用する。誤差成分の切り捨てられた又は格納されない成分は、画質を保持するために誤差合計回路にフィードバックされる。従って本発明は、任意のサイズのデータワードに容易に適用可能であると共に、８ビットより大きい誤差成分を有するルーチンに必ずしも限定されない。
【００４６】
さらに、本発明はラインバッファのメモリ要求を減少すると共に、それと同時に、典型的な誤差拡散を介して処理された画像と比較した場合に同じレベルの画質を維持する。この誤差再分配技術は、上述の高アドレス可能度誤差拡散処理等の誤差拡散技術を使用する場合に重要性を増す。本発明の全体的な概念をカラー誤差拡散等の他の応用にも使用して、メモリ要求をさらに減少するが画質については同レベルを維持するようにすることができる。
【００４７】
本発明を高アドレス可能度誤差拡散処理に関連して説明したが、本発明は、処理のために大きいビット数を必要とする誤差拡散処理に対して容易に実施することができる。また、本発明は、良好な印刷品質を達成するために、処理のために大きいビット数を必要としない誤差拡散処理に対しても容易に実施することができる。例えば、スクリーニング／高アドレス可能度誤差拡散処理では、伝播誤差成分が８ビットを超えることはないから、本発明の誤差再分配処理が適用されないかも知れないが、本発明の誤差再配分処理を、適用すると、レンダリング（描画）される画像の白黒グラデーションが実際に改善されるのであり、この点に関しては、スクリーニング／高アドレス可能度誤差拡散処理について詳細に説明している米国特許第６３４７１５９号を参照されたい。
【００４８】
以上本発明を詳細に説明してきたが、本発明の主旨を逸脱することがなければ多様な変更を行うことが可能である。例えば、本発明の好適な実施の形態を印刷システムに関して述べたが、この誤差拡散再分配方法はディスプレイシステムにおいても容易に実行される。さらに、本発明の誤差拡散再分配方法がＡＳＩＣにおいて容易に実行されることができることにより、このプロセスをスキャナ、電子サブシステム、プリンタ、又はディスプレイデバイスにおいて配置することが可能となる。
【００４９】
さらに、本発明を０〜２５５のビデオ範囲に関して述べた。しかしながら、処理されるピクセルのグレーレベルを表す任意の適切な範囲をビデオ範囲とすることができるということが、本発明により意図される。さらに本発明は、必ずしもバイナリー出力デバイスである必要はなく、あらゆるレンダリングシステムに容易に適用されることができる。本発明の概念は、４レベル以上の出力ターミナルに容易に適用されることが可能であることが意図される。
【００５０】
最後に、本発明を単色即ち黒／白環境に関して述べてきた。しかしながら、本発明の概念は、カラー環境に対しても容易に適用可能である。即ち、本発明の誤差拡散再分配処理は、カラーピクセルを表す各色空間値にも適用されることができる。
【００５１】
要約すれば、本発明は、画像処理システムが、或るフォーマットの電子文書を、レンダリング解像度が誤差の解像度より高い別のフォーマットの電子文書に変換することを可能にする誤差拡散再分配方法及びモジュールを提供する。
【００５２】
本発明を前述の多様な実施の形態に関して述べてきたが、本発明は上記詳細な記載のみに結び付けられるべきでなく、特許請求の範囲内でなされるかかる変更又は変化をカバーするものと意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による典型的な誤差拡散スキームを示す図である。
【図２】従来技術による、典型的な誤差分配ルーチンにおける誤差の実際の分配を示す図である。
【図３】従来技術による、時間Ｎにおいて或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図４】従来技術による、時間Ｎ＋１において或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図５】従来技術による、時間Ｎ＋２において或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図６】従来技術による、誤差拡散プロセスにおいて使用される典型的な誤差合計回路を示す回路図である。
【図７】本発明による単一ピクセルの処理からの誤差の分配を示す図である。
【図８】本発明に従って時間Ｎにおいて或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図９】本発明に従って時間Ｎ＋１において或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図１０】本発明に従って時間Ｎ＋２において或るピクセルに集積された誤差を示す図である。
【図１１】本発明の誤差再分配回路を示すブロック図である。
【図１２】マイナスゼロ値の再分配を防止するための回路を含む、本発明の誤差再分配回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
２００ 誤差合計回路
２１０ 誤差再分配回路
２１１ 加算回路
２１３、２１５ フリップフロップ
３０１ ＡＮＤゲート
３０３ ＯＲゲート
３０５ マルチプレクサ（MUX ）
３１０ 誤差再分配回路
３１１ 加算回路
３１３、３１５ フリップフロップ
Claims (3)
- グレーレベル減少プロセスにより生成された誤差を拡散する方法であって、
（ａ）所定のグレーレベル数を有する１つの走査線上の１つのピクセルに対応する画像信号を処理して、前記所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するようにするステップと、
（ｂ）前記（ａ）ステップにおける処理から誤差を生成するステップと、
（ｃ）次の走査線上の所定のピクセルに前記誤差の部分を分配し、前記次の走査線上の所定のピクセルが、所定の重み付け係数に基づいて、前記誤差部分の部分を受け取るステップと、
（ｄ）前記次の走査線上の第１のピクセルに分配された全誤差部分を加算して前記第１のピクセルに対する誤差合計を生成するステップと、
（ｅ）前記第１のピクセルに対する誤差合計に対して切り捨てプロセスを行い、切り捨てられた誤差合計値と残りの誤差部分値を生成するステップと、
（ｆ）前記切り捨てられた誤差合計値を、高速走査方向において前記第１のピクセルに隣接する第２のピクセルに分配するステップと、
を含む誤差拡散方法。 - グレーレベル減少プロセスにより生成された誤差を拡散するシステムであって、
所定のグレーレベル数を有する或る走査線上の或るピクセルに対応する画像信号を処理して、前記所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するようにし、その処理から誤差を生成する処理手段と、
前記誤差の部分を、次の走査線上の所定のピクセルに分配する分配手段であって、前記次の走査線上の所定のピクセルが、所定の重み付け係数に基づいて前記誤差部分の部分を受け取る、前記分配手段と、
前記次の走査線上の第１のピクセルに分配された全誤差部分を加算して前記第１のピクセルに対する誤差合計を生成する加算手段と、
前記第１のピクセルに対する誤差加算を切り捨てて、切り捨てられた誤差加算値と残りの誤差部分値を生成する切り捨て手段と、
前記切り捨てられた誤差加算値を、高速走査方向において前記第１のピクセルに隣接する第２のピクセルに分配する再分配手段と、
を含む誤差拡散システム。 - グレーレベル減少プロセスにより生成された誤差を拡散する方法であって、
（ａ）所定のグレーレベル数を有する第１の走査線上の第１のピクセルに対応する第１の画像信号を処理して、前記所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するようにするステップと、
（ｂ）前記（ａ）ステップにおける前記第１の画像信号の処理から誤差を生成するステップと、
（ｃ）前記誤差の部分を第２の走査線上のピクセルに分配するステップであり、該第２の走査線上のピクセルが、所定の重み付け係数に基づいて前記誤差部分の部分を受け取る、分配ステップと、
（ｄ）所定のグレーレベル数を有する第１の走査線上の第２のピクセルに対応する第２の画像信号を処理して、該所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するようにするステップと、
（ｅ）前記（ｄ）ステップにおける前記第２の画像信号の処理から誤差を生成するステップと、
（ｆ）前記第２の走査線上のピクセルに誤差の部分を分配するステップであり、前記第２の走査線上のピクセルが、所定の重み付け係数に基づいて誤差部分の部分を受け取る、分配ステップと、
（ｇ）所定のグレーレベル数を有する第１の走査線上の第３のピクセルに対応する第３の画像信号を処理して、該所定のグレーレベル数を出力システムによりレンダリング可能なグレーレベル数に減少するようにするステップと、
（ｈ）前記（ｇ）ステップにおける第３の画像信号の処理から誤差を生成するステップと、
（ｉ）前記第２の走査線上のピクセルに前記誤差の部分を分配し、前記第２の走査線上のピクセルが、所定の重み付け係数に基づいて誤差部分の部分を受け取るステップと、
（ｊ）前記第２の走査線上の第１のピクセルに分配された全誤差部分を加算して前記第１のピクセルに対する誤差合計を生成するステップと、
（ｋ）前記第２の走査線上のピクセルに対する誤差合計に対して切り捨てプロセスを行い、切り捨てられた誤差合計値と残りの誤差部分値を生成するステップと、
（ｌ）前記切り捨てられた誤差合計値を、高速走査方向において前記第２の走査線上のピクセルに隣接したピクセルに分配するステップと、
を含む誤差拡散方法。
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