JP3844808B2

JP3844808B2 - 遅延型のアンチエイリアシングのための符号化方法

Info

Publication number: JP3844808B2
Application number: JP12513096A
Authority: JP
Inventors: マーガレット・モタムッド; ジェフリー・エヌ・ケルマン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1996-05-20
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2016-05-20
Also published as: JPH0927026A; US5646751A; BR9602473A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色空間変換ステップの前に、２の係数によって画素の数を減らすように符号化することにより、異なった色空間の画像を含むページの印刷の間の色変換の速度を増加する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低解像度を有する印刷システムにおいて、テキスト文字またはコンピュータ生成グラフィックとバックグラウンドカラーの間の境界は、ぎざぎざになる場合がある。これは、「エイリアシング(aliasing)」と呼ばれる。他方、連続階調(contone)画像は、通常、より滑らかな輪郭を持っている。そして、エイリアシングは問題ではない。この理由のために、テキストとグラフィックは、連続階調より高い解像度でしばしば供給される。
【０００３】
印刷するために一つのページにテキストと連続階調を結合するときに、二つの異なった画素密度を、それらが発生するときには、等しくして画質を維持する必要がある。それは、テキスト画素密度の密度まで典型的には増加される連続階調画素密度である。このように、例えば、もし連続階調が、単位領域につきＡ×Ｂ画素の密度を有しており、そして、テキストが２Ａ×２Ｂ画素の密度を有していれば、連続階調画素は結合される前に画素を複製することによって、２Ａ×２Ｂまで増加される。結果として生じる画像が常に最適であるとは限らないので、ある種のフィルタリング或いは画像強調がこの段階で通常適用される。
【０００４】
これでページを印刷することができるが、しかし、しばしばプリンタが印刷することができる画素密度が、処理されている密度以下であることが生じるので、画素密度は減らされなければならない。上記の例を続けるために、２Ａ×２Ｂセットの画素に組み立てられたページは、Ａ×Ｂの密度で今度は印刷されなければならない。この減数を成し遂げる場合の基本的な課題は、画像品質におけるどのような損失も最小にし、エイリアシングが再発生することを防止することである。これを行うための一般的なプロセスが、図１に示される。最初に、画像１０を、整列された２×２ブロックの「副画素(subpixel)」１１に分けることができ、そこでは、整列されたブロックは、一つのオリジナルの連続階調画素から生成された連続階調の四つの画素を含むか、或いは、テキストかグラフィックかバックグラウンドの四つの画素を含む。これらは、最後の画像１３として印刷することができる「全画素(full pixel)」１２を計算するために平均される。
【０００５】
プリンタがフルカラー（ＣＹＭＫと仮定する）で印刷することができる状況では、全てのカラー画像を一つの共通の色空間に変換するための色変換ステップがなければならない。異なった色空間の画素は平均することができないので、これは必要である。このように、例えば、もし画像１０の中の領域のいずれかがＲＧＢであり、いずれかがＣＹＭＫならば、図１の副画素を平均する前に、ＲＧＢでシステムへ走査された全ての画像は、ＣＹＭＫに変換されなければならない。高密度副画素レベルにおける平均化ステップの前に達成されなければならないこの色変換ステップは、高い密度で多数の副画素があるので時間を要し、また、補正が行われない場合には、システムのスループットが低下する。要求されるのは、高速色変換プロセスである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最初に、画像は一度に一つの走査線の割合で色変換器に提示されるということを考慮しなければならない。このように、先行技術においては、２×２の副画素の整列されたブロックを平均するために、第２の走査の提示及び平均化処理の完了の前に、第１の走査の間に四つの副画素の整列されたセットの最初の二つの副画素を平均して、各ブロック毎に部分的な結果を格納しなければならない。これは、高解像度画像１０からの副画素１１の整列された対が平均されて、第１の走査半画素１４を形成する図２に示される。第２の走査の間、第２の走査半画素１５が計算され、両方の半画素が平均されて全画素１２が形成される。この状況においては、二つの副画素が平均される前に、色変換が生じなければならない。このように、副画素がシステムにおいて依然対で提示されている状況において、どのようにして色変換処理を高速化することができるかという問題が一層明確になる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
解決策は、ほとんど全ての画像にかなりの量の冗長性があるという概念に基づいており、損失の可能性は幾分かはあるが、その損失は見る人が殆ど知覚出来ないという処理を利用できる。
【０００８】
ほとんどの画像に冗長性がある。例えば、フルカラー画像のバックグラウンドの上にベタの(solid)カラーテキストがある一般的なケースでは、テキスト部分の冗長性は明らかである。すなわち、テキスト文字輪郭の内部のどの画素も他のものと同じである。画像部分の内部においても、殆どの画素は同じであるか、隣接画素と殆ど同じである。このように、色変換されなければならない二つの副画素が、一つの画素と、平均化処理において使用することができる他の画素を指し示すタグにより置換される場合には、色変換は（タグを有する）単一の画素について行うことができ、タグ指定画素を発見して、それらを平均化処理において使用することにより後で平均化処理が行われる。結果は、色変換処理が実行される前に、画素の数が２から１に減らされ、後で平均化ステップのために２に拡張して戻されることになる。
【０００９】
この場合の各画素毎のタグは、数ビット、本実施例では２ビットしか必要でない。タグ指定された画素についての候補のセットは、それゆえに小さく、本実施例においては、前後の半画素に制限されるが、使用することができる隣接画素がある。更に、システムは、同じ色を有する隣接するものがない所においてのみ損失が生じ、そして、これは、もし小さな局所の内部に多くの異なった色がある場合にのみ発生する。これは、比較的にまれであり、また、小さな局所的領域の内部に多くの異なった色がある一つの画素についての誤った色の再現は殆ど視聴者に知覚されず、特に、アンチエイリアシングによって達成された画像品質質改善の後ではそうである。
【００１０】
単純化された数値的な例の使用によって、上記の全てを要約するために、二つの副画素を色変換して平均しなければならないと仮定する。色変換して平均すべき第１の副画素は、６（いくつかの６が先行する）の値を有し、そして、第２のものは、８（９が後続する）値を有する。平均すべき（６と８）二つの副画素の平均値は、それゆえに７である。色変換処理を高速化するために、本発明は第１の副画素を削除し、そして、代わりにタグを使用する。このタグは、平均化処理において、先行の疑似半画素（６の値を有する）が使用されるべきであることを示す。したがって、二つの副画素は、一つの画素（第２の画素）とタグに変換され、色変換はその一つの画素に適用される。
【００１１】
色変換の後に、タグによって指定された画素（６の値を有する先行の疑似半画素）は、タグと置換される、平均化により（６及び８の入力から）平均７が生成される。これは、オリジナルの二つの副画素で生成されるものと同様な結果であり、この色変換処理は、他の方法で行う場合の半分の時間しかかからない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、図３に示されるように、図２の２×２アンチエイリアシングシステムのライン毎の実施に対する改良である。オリジナルのライン毎の解決法と同様に、それは隣接副画素Ｔ、Ｕの整列された対を、開始画像の同じラスタ走査線から取得することによって開始する。上述されたように、次のステップは色変換であり、もしここで単一の副画素の流れまで副画素対の流れを減らすことができれば望ましく、これにより計算のオーバーヘッドを５０％減らすことになる。これは、順々に各々の一対を、一つの副画素と別の疑似半画素を指し示すタグとを有する単一の疑似半画素に減らすことによって行われる。これを達成するためのいくつかの明らかな方法は、すぐに判る。例えば、もし現在の副画素の対が同じ色ならば、一つだけが必要であり、タグは、後の平均化ステップで同じ画素が二つの副画素へ二重化されることを特定することができる。別の単純なケースは、副画素の一つが以前に処理された疑似半画素と一致している場合である。この場合は、結果は、一つの副画素と、平均化ステップにおける他の副画素が先行の疑似半画素からコピーされるべきであることを示すタグになる。どの副画素が疑似半画素のために使用されるべきか、そして、どの他の疑似半画素がタグの目的のために使用されるべきかを決定するための完全なアルゴリズムは、図４に示される。
【００１３】
現在の疑似半画素Ｓｉの計算が開始される前に、疑似半画素．．．．．Ｓ_i-3、Ｓ_i-2、及び、Ｓ_i-1のストリングが、副画素．．．Ｔ_i-3、Ｔ_i-2、Ｔ_i-1、及び．．．Ｕ_i-3、Ｕ_i-2、及び、Ｕ_i-1から既に生成されていると仮定している。
【００１４】
第１のステップは、二つの副画素が同じであるかどうかを決定することである。すなわち、Ｔ_i＝Ｕ_iであるかどうかチェックする。もしそうであれば、タグは、一つの副画素を使用することができ、そして、他の副画素が同じであることを示す。すなわち、Ｔａｇ_i＝ＣｕｒｒＣｏｌｏｒとする。
【００１５】
もし二つの副画素が同じでなければ、Ｔ_i＝Ｓ_i-1であるかどうかを見るために検査をする。すなわち、現在の副画素Ｔ_iが以前生成された疑似半画素Ｓ_i-1と同じであるかどうかチェックする。もしそうであれば、副画素Ｕ_iは、疑似半画素Ｓ_iと、先行の疑似半画素を指し示すタグとして使用される。すなわち、Ｓ_i＝Ｕ_iとされＴａｇ_i＝ＰｒｅｖＣｏｌｏｒとされる。
【００１６】
もしＴ_iがＵ_i-1に等しくなければ、Ｕ_iが先行の疑似半画素と同じであるかどうか、すなわち、Ｕ_i＝Ｓ_i-1であるかどうかが試験される。もしそうであれば、Ｔ_iは先行の疑似半画素Ｓ_iと疑似半画素を指し示すタグとして使用される。上記の全ての結果は、もし副画素が同じであれば、それらの一つを疑似半画素として使用することができ、そして、もしそれらの一つが先行の疑似半画素と同じならば、先行の疑似半画素をタグにより指し示すことができ、他の副画素を疑似半画素として使用することができることを意味する。
【００１７】
もし上記のいずれの選択事項も利用することができなければ、アルゴリズムは現在の副画素を後続の対と比較することを始める。もしＴ_i＝Ｔ_i+1でありＴ_i＝Ｕ_i+1ならば、後続の二つの副画素は同じであり、現在のタグは、後続の疑似半画素を参照することができる。すなわち、Ｔａｇ_i＝ＮｅｘｔＣｏｌｏｒとされる。これは、後続の疑似半画素が副画素Ｔ_iに等しいからである。
【００１８】
図４に示されるように、アルゴリズムの残りは進み続ける。全ての場合において、疑似半画素Ｓ_iは、現在の副画素Ｔ_i或いはＵ_iの一つの色に合わせられ、（もし両方の副画素が同じならば）タグは、先行の疑似半画素の色、或いは、後続の疑似半画素の色のいずれかの現在の色を示すように設定される。
【００１９】
図５は、同じ情報を異なった様式で示す。文字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、及び、ｆは、任意の６つの異なった色を表し、＊は何でもよい。このように、テーブルの第１のラインの上で、副画素の先行の及び後続の対の色にかかわらず、もし現在の二つの副画素が同じ色ならば、現在の疑似半画素は同じ色を有することになり、「タグ(Tag)」は「現在の色(Current Color)」になり、これは、平均する前に他の副画素を形成するために、副画素が単に二重化されることを意味する。
【００２０】
第２のラインは、後続の副画素対の色にかかわらず、もし二つの先行の副画素と副画素Ｔ_iが同じ色ならば、Ｕｉは現在の疑似半画素の色として使用され、「タグ(Tag)」は先行の疑似半画素の色を指し示すことになる。他の起こり得る選択事項の全ては、後で列記される。
【００２１】
テーブルのライン６から９において、もし試験が失敗すれば、先行の副画素はｃとｄであると見做され、テーブルの最後の九つのラインが使用されることに注意すべきである。
【００２２】
図３に戻って参照すると、各々の疑似半画素Ｓ及びタグが、第１のラインに形成され、各々の疑似半画素の色は共通の色空間に変換される。次いで、タグは他の副画素を発生させるために使用され、二つを平均して半画素Ｘを形成することができる。先行の、現在の、及び、後続の疑似半画素が、色変換されたので、たとえ副画素の一つだけが実際に変換されたとしても、タグが使用された後で平均化の前に、両方の副画素は変換された色空間内に存在することになることに注意すべきである。これが本発明のポイントである。
【００２３】
処理は、次の走査線に進み半画素Ｙを生成し、Ｘ及びＹは新しい全画素Ｚを生産するために平均される。
【００２４】
上述されたように、色変換の後に、現在の疑似半画素が、平均化のために二つの画素の一つとして使用され、一方、タグが、他の副画素を得るために使用される。図６は、このアルゴリズムを示す。もし二つの副画素が同じ色（ＣｕｒｒＣｏｌｏｒ）だったならば、平均はいずれの副画素とも等しいので、他の何も必要とされない。もしタグがＰｒｅｖＣｏｌｏｒならば、先行の疑似半画素の色が使用される。そうでない場合には、後続の疑似半画素の色が使用される。この動作は、一つの色変換された疑似半画素を、二つの色変換された副画素に変換する。
【００２５】
結果として生じるシステムが、図７に示される。コンピュータ２３は、文字ジェネレータ２０、コンピュータ生成グラフィックを生成する端末２１、及び、画像を走査するスキャナ２２からフルカラー画像データを受信する。コンピュータは、画像の上にテキスト或いはグラフィックを含むデータの任意の組み合わせを有するビットマップ２４の形態のページを構成する。ビットマップは、単位領域につき２Ａ×２Ｂ画素であり、一度に一つの走査線の割合で出力されると仮定する。各々の走査線の中で、二つの副画素の各々の整列されたセットは、符号化器２５で、ここで述べられた処理に従って一つの疑似半画素に符号化され、必要ならば色変換されたもの２６である、単位領域につきＡ×Ｂ画素の密度を生じる。復号器２７は、次いで、各々の疑似半画素を二つの副画素の拡張して戻し、これらは２８で平均されて、ラスタ出力スキャナ２９で印刷される最終画像を形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】単純化された先行技術のアンチエイリアシング処理の図である。
【図２】処理がどのように二つの直列な走査の処理に分割されるかを示す図１の先行技術の処理の図である。
【図３】本発明の処理が色変換ステップの間にどのように疑似半画素を使用するかを示す説明図である。
【図４】疑似コードで本発明の符号化アルゴリズムを記述する説明図である。
【図５】本発明の符号化処理の結果のテーブルである。
【図６】本発明の復号処理において半画素が疑似半画素からどのように生成されるかを示す説明図である。
【図７】結果として生じるシステムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１０画像、１１副画素、１２全画素、１３最後の画像、１４半画素、１５半画素、２０文字ジェネレータ、２１端末、２２スキャナ、２３コンピュータ、２４ビットマップ、２５符号化器、２７復号器、２８平均器、２９出力スキャナ

Claims

画素が複数の入力色空間内に複数の入力画素密度で存在する画像を走査して、先行の、現在の、及び、後続の画素を含む走査線を生成し、前記走査線を単一の出力色空間内に単一の出力画素密度で表示する方法であって、各々の現在の画素の処理が、
前記画像を走査して複数の入力色空間内に複数の入力画素密度で前記画素の走査線を生成するステップと、
前記画像を複製し再サンプリングして前記単一の画素密度で副画素の整列された対の走査線を生成するステップと、
各々の前記副画素の整列された対を、一つの副画素を削除し、先行の、現在の、及び、後続の疑似半画素のいずれかを識別するタグを付加することにより疑似半画素に変換するステップと、
前記疑似半画素を前記単一の出力色空間に変換するステップと、
変換された疑似半画素と前記タグにより識別された疑似半画素を平均し、半画素を生成するステップと、
前記半画素を表示するステップと
を含む方法。