JP4045015B2

JP4045015B2 - ラスタ画像の解像度向上方法

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Publication number: JP4045015B2
Application number: JP13867298A
Authority: JP
Inventors: リチャード・エッチ・ベニア; ジェームス・アール・ノッティンガム
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2018-05-20
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的には画像形成システムおよび印刷に関する解像度の向上に関し、特に画素当たり多ビットの画像を形成するカラープリンタに係るラスタ画像の解像度向上方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
媒体上に永久的な画像を生成する電子写真処理は周知であり、広く用いられている。一般的には、通常の処理では、（１）光導電性材料を持つローラ、あるいは連続ベルト等の光受容体を帯電させ、（２）この帯電領域を光画像に露光して、その帯電領域に光画像の形状の静電荷を生成し、（３）この静電潜像を持つ光受容体面に現像粒子（トナー）を供給して、光受容体面にそのトナーを静電潜像の形状で付着させ、（４）画像の形状を成すトナーを光受容体から媒体に転写し、（５）画像の形状を成すトナーを媒体に融着あるいは定着させ、（６）光受容体を清掃あるいは復元して、次の印刷サイクルに備えるといった動作を行なう。この周知の電子写真印刷技術は、レーザプリンタ、複写機およびファクシミリ機等の多くの画像形成装置に用いられている。
【０００３】
レーザプリンタにおいては、画像は通常画像ビットマップ（すなわちビットパターン）を形成するようにレンダリングされ、これが続いて印刷エンジンに転写され、ハードコピー出力が得られる。また、画像ビットマップはラスタ画像とも呼ばれ、画素当たり２値（以下、２値／画素と記す）の画像ビットマップあるいは画素当たり多ビット（以下、多ビット／画素と記す）の画像ビットマップとして記憶される。このレンダリング処理（すなわち画像ビットマップの形成）においては、連続線（ラインアート）およびテキスト文字アウトライン等の図形要素は、元の画像の形状を近似する画素パターンに変換される。写真データ（カラー画像およびグレー値画像の両方）等の連続階調データもまた、元の連続階調画像データを近似する画素パターンに変換される。
しかし、原画像から連続階調データを有効的に得るためには、原画像の各画素を色、あるいはグレーレベルを規定する複数のビットによって表現しなければならない。たとえば、８ビット／画素の多ビット構成が用いられる場合、デジタル画素値によって２５６のグレーレベルを表現することができる。カラー画像においては、通常２４ビットが用いられ、各色成分すなわち赤、緑、青（ＲＧＢ）等について８ビットが用いられる。以下、“グレー"という用語を用いるとき、これはカラー画像と白黒画像の両方に当てはまり、カラー画像に用いられる場合、その色の輝度に関係するものと理解されたい。
【０００４】
原画像からラスタページバッファアレー（raster page buffer array）（画像）ビットマップが生成されると、その原画像がテキスト、ラインアート、ベクトル図形あるいは連続階調画像のいずれであるかにかかわらず、レーザビームをラスタページバッファアレー画像ビットマップに記憶されたビットパターンに従って変調することによって、所望の出力画像を作成する。変調されたレーザビームは、感光体ドラムの帯電した面上を連続するラスタ走査線を成して走査される。各走査線は画像ビットマップの解像度とレーザ走査ピッチによって決まる画素領域に分割される。変調レーザビームによってある画素領域は光パルスに露光され、他の領域は露光されず、その結果、各走査線上に重複するドットのパターンが生じる。画素領域（ドット）が照射されると、感光体ドラムは放電し、続いて感光体ドラムがトナーにより着色されるとき、トナーが放電した領域に付着し、依然として帯電している領域からは反発される。放電した領域に付着したトナーは用紙に転写され、既知の態様で定着される。
【０００５】
一般的に、原画像に対する出力画像の忠実度は、出力画像中の画素（ドット）の解像度に直接的に関係している。いかなるアナログ画像も無限解像度を用いないかぎり、ラスタ化によるラスタビットマップ（raster bitmap）によって正確に再生することは不可能である。たとえば、画像の画素構成の結果としてラスタ走査方向に平行でもなく垂直でもないエッジは階段状に見える。これは、テキストおよびラインアートにおいて特に顕著である。
【０００６】
ラスタビットマップの出力画像の品質を改善するためにさまざまな技術が開発されてきた。このような画質向上技術には、エッジのスムージング、細線の線幅の増大、アンチ・エイリアス化（anti-aliasing）（ぎざぎざのエッジのスムージング）、およびレーザプリンタの解像度の増大がある。また、このような画質向上技術では、通常レーザへの信号を変更（変調）して、通常画素の中心からはずれたより小さなドットを生成する、すなわち多レベルドットを生成する。しかし、多くの画質向上技術は、データがラスタビットマップを形成するようにレンダリングされた後、したがって細部が失われてしまった後に、ビットマップデータを処理する。その結果、画質向上技術の多くはビットマップデータに対して、補間法を用いて原画像の“最良の"再生を行なう。さらに、多くの画質向上技術は、画像の仮想解像度を印刷エンジンの実際の解像度を超えて増大させようとするものである。
【０００７】
従来技術においてはテキストおよびラインアートのエッジが階段状に見える問題をさまざまな方法で解決しようとしてきており、参考として、広く知られる技術の一例がＴｕｎｇの米国特許４，８４７，６４１号に説明されている。Ｔｕｎｇは画像データの画像ビットマップを生成し、その画像ビットマップを先入れ先出し（ＦＩＦＯ）データバッファに入力する文字発生器を開示している。画像ビットが記録されているＦＩＦＯデータバッファのある固定された部分集合は、ビットマップデータの選択されたブロック（たとえば、エッジ画素を切り捨てた９×９画素ブロック）を見ることができるサンプリング窓を形成する。このサンプリング窓はＦＩＦＯデータバッファ内で、画像ビットがシフトされるたびに変化する中心ビットセルを含む。連続する画像データがシフトされるとこのサンプリング窓は、この窓の中心ビットセルとその近傍ビットセルに位置する画素によって形成される連続するビットパターンを見る。中心ビットとその近傍ビットによって形成される各ビットパターンが照合ネットワーク内で事前に記憶されたテンプレートと比較される。ビットパターンとこのテンプレートが一致する場合、このビットパターンは中心ビットが画像のエッジにあり、またその中心ビットが表わす画素をその画像の解像度が改善されるように変更可能であることを示しており、レーザビームにこの中心ビットで表される中心画素の構成を変更させる変調信号が生成される。一般に、中心画素は標準の未変更のビットマップ画素より小さく、またそのビットマップ画素セルの範囲内で動かされる場合がある。画素サイズの変更は、レーザプリンタの“レーザ印刷エンジン"内のレーザを変調することによって実行される。Ｔｕｎｇの開示したシステムをここでは一般的に解像度向上技術（ＲＥＴ）と呼び、この解像度向上技術はテキストおよびラインアートの画像解像度を、実際の印刷エンジンの解像度能力を超えて増大することを可能とする。ＲＥＴの目的は離散的ドットを有する連続的曲線あるいは斜線の印刷によって生じる、望ましくない視覚的影響を低減することである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の解像度向上技術の重大な問題点は、カラー画像形成に適していないことである。すなわち、ＲＥＴは２値データ／画素の画像ビットマップにのみ適用可能である。一方、カラー画像形成では多ビット／画素データを用いて所望のカラー画像を作成することにより、通常従来のＲＥＴでは処理されない。
【０００９】
カラー画像形成については、当該技術分野では多くの多ビット／画素色空間系が知られている。たとえば、ＲＧＢ（赤、緑および青）、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエローおよび黒）、ＹＣＣ（Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒ）、ＹＩＱおよびＹＥＳはそれぞれ異なるカラーモデルを表わし、従来例のごく一部を代表するものである。このようなカラーモデルは通常座標系で記述されるが、モデル毎にその表現する色データは異なる。たとえば、ＲＧＢシステムでは、ある画素の明暗（輝度、あるいはその色がどれだけ明かるく見えるかの測度）は３つの信号Ｒ、Ｇ、Ｂすべてからなる組み合わせに含まれる。しかし、（ＹＣＣ、ＹＩＱおよびＹＥＳを含む）他のシステムでは、“Ｙ"成分が輝度を表わし、他の成分（すなわちＣＣ、ＩＱおよびＥＳ）はそれぞれクロマ（すなわち色相および飽和度）を表わす。これらのすべてのモデルにおいて、各成分は一般的には８ビットのデータで表現される。参考として、色空間に関するより詳細な情報については、英国Fountain PressのD.R.W.G. Hunt著“Reproduction of Colour"第５版およびPrentice HallのAnil L. Jain著“Fundamentals of Digital Image Processing"に記載されている。
【００１０】
多ビット／画素のカラー画像形成および操作に関わる複雑性（すなわち処理すべきデータの総量、そのデータに対する記憶容量、処理負荷その他に関わる複雑性）から、従来のアンチ・エイリアス化のほとんどは（ＲＥＴおよびＴｕｎｇに関して説明したように）白黒画像を対象とするものであった。他の方法では、画素の元の配置およびその画素を固定されたグリッド内に制限する際の誤差（Ｍｏｃｈｉｚｕｋｉその他の米国特許５，２５３，３３５号参照）に関する知識が必要である。また他の方法はフォントアウトラインによって生成されるタイプフォントを対象とし、フォントの内外の知識を必要とする（Ｕｅｄａその他の米国特許５，３１７，６７９号参照）。これらの方法の問題点は、それらがすべてレンダリングすべきオブジェクトに関するなんらかの知識を必要とすることである。しかし、プリンタがその受け取る画像に対する制御を行わず、その画像を単にラスタファイルとして受け取るのみであることが多い。他の方法ではオブジェクトのエッジを緩和するためにエッジ画素を部分画素に細分化するものがあった（Ｓｕｚｕｋｉその他の米国特許５，２９９，３０８号参照）。この方法では、プリンタはドットマトリクス印刷に起因するエッジのぎざぎざを除去することによって、印刷される線をより良好に形成することができる。しかし、この方法の場合、プリンタがドットを原データより細かいピッチでレンダリングする能力を有することを必然的条件としている。これは、たとえば、プリンタは６００ドット／インチ（ｄｐｉ）の原画像をアンチ・エイリアスするためには、１２００ｄｐｉの画像をラスタ化する能力を必要とすることを意味する。
【００１１】
本発明は、上述のように多ビット／画素のカラー画像形成における複雑性に対し、本発明のラスタ画像の解像度の向上方法および装置によって、多ビット／画素データのラスタ画像中の動作画素の輝度データを修正することにより、輝度クロミナンス色空間内でそのラスタ画像に対してアンチ・エイリアス効果を達成可能とし、多ビット／画素のカラー・ラスタ画像およびグレースケール・ラスタ画像データの解像度を高めることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
一実施形態においては本発明の原理にしたがった方法および装置によってラスタ画像中のアンチ・エイリアスの対象となる動作画素（すなわち現在処理中の画素）を同定し、その動作画素の輝度データを輝度クロミナンス色空間内でそのラスタ画像に対してアンチ・エイリアス効果が達成されるように修正することによって、プリンタ内でカラー・ラスタ画像あるいはグレースケール・ラスタ画像の解像度を高める。前記のようなラスタ画像データの輝度成分は２値フォーマットに変換され、ＲＥＴテンプレート照合を用いて動作画素が同定される。輝度データの修正はグレースケール・ラスタ画像データに加えてカラー・ラスタ画像データにも適用可能である。
【００１３】
他の原理によれば、動作画素の輝度データは、近傍画素の輝度データを用いて新たな輝度値を生成し、これをその動作画素に割り当てることによって修正される。近傍画素の１つがラスタ画像内のオブジェクトのエッジを画成し、他の隣接画素がラスタ画像中のそのオブジェクトに隣接する領域のエッジを画成する。オブジェクトにクロマデータが関係する場合、クロマデータは修正された輝度データと組み合わせられ、また動作画素に割り当てられる。
【００１４】
本発明の他の目的、利点および機能は以下の説明からより明確になるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は多ビット／画素の原画像の輝度データを修正して、その解像度を高める本発明を用いたレーザプリンタ１０のブロック図である。より詳細には、本発明では原画像の画素データの輝度成分を輝度クロミナンス色空間内で修正して、アンチ・エイリアス効果を得るものである。
【００１６】
以下の説明ではレーザプリンタについて述べるが、本発明は多ビット／画素データをレンダリングし、ラスタ化する任意の装置に適用可能であることを指摘しておく。たとえば、その様な装置としては、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ機、プロッタ、インクジェット型装置、表示モニタ等がある。
【００１７】
レーザプリンタ１０はバス１６によって接続された中央処理装置（ＣＰＵ）１２およびレーザ印刷エンジン１４を有する。また、バス１６にはリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）および／またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および／または専用集積回路（ＡＳＩＣ）２０が接続されている。図示および説明を簡略化するため、ＲＯＭ／ＲＡＭ／ＡＳＩＣ２０は１つのブロック単位として示すが、当該技術分野で周知の通りこれらは一般的には特定の機能を得るための個別の装置である。また、ここで論じるレーザプリンタ１０のためのレンダリングおよびアンチ・エイリアス手順およびデータは任意の従来のＲＯＭ内の制御ファームウエアとして維持・使用および／または高速ハードウエア機能用のＡＳＩＣとして実施および／または記憶およびバッファ用のＲＡＭと連動して実施することが可能である。
【００１８】
ＲＯＭ／ＲＡＭ／ＡＳＩＣ２０はＣＰＵ１２によるレーザプリンタ１０の機能、および本発明の機能の実行を可能とするために必要な手順およびデータを保持する。より詳細には、ＲＯＭ／ＲＡＭ／ＡＳＩＣ２０はレーザ印刷エンジン１４によって処理して最終的なハードコピー出力を得るのに適したラスタ画像３０にレンダリングすべきグレー値画素画像２８を保持する。グレー値画素画像２８はホストプロセッサ（図示せず）から受け取られる。グレー値画素画像２８はカラー画像あるいはグレースケール画像を表わす。ラスタ画像３０はＲＡＭにバッファするか、あるいはＡＳＩＣからレーザ印刷エンジン１４に直接供給することができる。しきい値処理手順３１がラスタ画像３０の多ビット／画素の輝度成分を２値／画素の画像ビットマップに変換する。解像度向上技術（ＲＥＴ）手順３２が、本発明に係るアンチ・エイリアスの対象となる動作画素を同定する手段を提供し、さらにラスタ画像３０に記憶されたテキストおよびラインアートのエッジのスムージングを行なう。輝度およびクロミナンス手順３４が、以下により詳細に説明する本発明に係るアンチ・エイリアスの対象となる選択された画素に対する輝度およびクロミナンスの修正を行なう。
【００１９】
グレー値画素画像２８は既知のタイプのものであり、各画素は多ビットのグレー値あるいはカラーで表現される。グレー値画素画像２８がカラー画像である場合、これは一般的には４つの色平面からなり、そのうち３つの色平面はシアン、マゼンタおよびイエローの値を表わす（あるいは赤、緑および青の色平面）。さらに各色平面の各々の色の値は所定数のビット（たとえば１から８ビットまで）で表わすことができる。黒を表わす第４の色平面も同様に、各画素位置における１つあるいは複数のビット値からなるものとすることができ、各画素位置では黒あるいはグレースケール画像値が最終的出力に現われる。したがって、カラー画像の場合、グレー値画素画像２８は通常総計で４〜３２ビット／画素となる。一方、グレー値画素画像２８が非カラー画像である場合、各画素をたとえば当該技術分野で周知のように単に８ビットで表わして２５６のグレーレベルを表現することができる。高忠実度印刷等のようなこれ以外のビット深度および色平面についても、当業者には明らかなように本発明は同様に適用可能である。
【００２０】
レーザ印刷エンジン１４はラスタ画像３０を設計基準に応じて３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉあるいは１２００ｄｐｉ等の特定のｄｐｉ解像度でレンダリングすることができる。本明細書においては、レーザ印刷エンジン１４は１２００ｄｐｉエンジンである。本発明の原理によれば、ラスタ画像３０は輝度およびクロミナンス手順３４によって処理され、レーザ印刷エンジン１４上でのラスタ化が改善される。すなわち、ラスタ画像３０中のアンチ・エイリアスの対象となる各画素の輝度データ、および場合によってクロマデータが輝度およびクロミナンス手順３４によって修正される。
【００２１】
図２はしきい値処理手順３１およびＲＥＴ手順３２（図１）およびレーザプリンタ１０の他の局面と相関した本発明の輝度およびクロミナンス手順３４（図１）に係る装置およびデータ処理を示すブロック図である。図２には、本発明の輝度に基づく解像度向上と関係したＲＧＢカラーモデルを採用したカラーシステムを示す。しかし、他のモデルも同様に適用可能である。この場合、ＲＧＢ入力画素４０はまず輝度クロミナンスカラーモデル４２に変換される。この例では、輝度クロミナンスカラーモデルはＹＣＣであるが、同様な原理のもとに任意の輝度クロミナンスカラーモデルを同様に使用することができる。ＲＧＢ入力画素がＹＣＣカラーモデルに変換されると、輝度データ（Ｙ）４４がしきい値処理手順４６に渡される。しきい値処理手順４６は、多ビット／画素の輝度データ（Ｙ）の画像を可能なかぎり完全に、実物に近く保ちながら２値データ画像に変換することのできる当該分野で周知の任意の動作である。
【００２２】
しきい値処理手順４６は２値データを用いて（この場合、原画像のＹ成分のみを用い、それをＲＥＴ処理を行なうための２値フォーマットに変換することによって）原画像の従来のＲＥＴテンプレート照合４８を可能にするために実行される。ＲＥＴテンプレート照合４８は、ラスタ画像（あるいはオブジェクト）の全体的な見え方を改善するためにアンチ・エイリアスを行なう必要のある通常オブジェクトのエッジ上の画素を同定する、前記Ｔｕｎｇで述べられているような当該分野で知られる任意の手順である。この同定は一般的には動作画素の近傍の複数の画素データの構成を（テンプレート照合によって）認識することによって行なわれる。処理対象である任意の動作画素に関するテンプレートの一致が同定されると、（使用されたテンプレートに基づいて）スケールファクタ５０が生成され、輝度計算およびクロマ指定手順５２に送出される。このスケールファクタはテンプレートの作成および記憶時に各ＲＥＴテンプレートに割り当てられ、これは精神測定学的評価および／または知的トレーニングプログラムによって修正することができる。
【００２３】
輝度計算およびクロマ指定手順５２は元のＹＣＣデータ５４をＲＥＴテンプレート照合４８からのスケールファクタ５０と関連して取り出し、新たなＹ’Ｃ’Ｃ’データ５６を生成する。Ｙ’輝度データは動作画素の新たな輝度値を同定して、その動作画素が関係付けられた原画像、あるいはオブジェクトに対するアンチ・エイリアス効果を提供する。Ｃ’Ｃ’クロマデータは以下に説明するクロマの評価に応じて元のＣＣクロマデータと同じとすることができ、また同じでなくともよい。Ｙ’Ｃ’Ｃ’データが生成されると、これは変換によって、元となった（この場合）ＲＧＢカラーモデル５８に変換されて、レーザ印刷エンジン１４による後続の処理のためにＲＧＢの出力画素６０として送出される。
【００２４】
輝度計算およびクロマ指定手順５２は動作画素の近傍画素の輝度データを用いて新たなＹ’輝度値を計算する。詳細には、アンチ・エイリアスの対象となっているオブジェクトのエッジを画成するある近傍画素の輝度値が考察され、またラスタ画像のそのオブジェクト近傍領域のエッジを画成する近傍画素の輝度値が考察される。これらの値が決定されると、さまざまな数学的計算を用いて動作画素に対して、最良のアンチ・エイリアスを実行することができる。しかし、好適な計算としては、単純にこれら隣接画素の輝度値の平均を取り、それをある係数で割るというものがある。一実施形態では、この係数はＲＥＴテンプレート照合４８のスケールファクタ５０である。この場合、スケールファクタの値が１の時は動作画素に対して同定された近傍画素の平均輝度を有するＹ’輝度値を生成し、それによって“平均輝度"アンチ・エイリアス効果を提供する。一方、スケールファクタの値を徐々に大きくしていくと、Ｙ’輝度値は徐々に小さくなり、より適切なアンチ・エイリアス効果が得られる。ＲＥＴテンプレート照合４８に用いるテンプレートによってスケールファクタはプログラム可能に調整可能である。
【００２５】
輝度計算およびクロマ指定手順５２によって生成されるＣ’Ｃ’クロマデータ５６について説明すると、動作画素には新たなＹ’輝度値とともに適当な色（色相および飽和度）を割り当てねばならない。動作画素がアンチ・エイリアス以前にオブジェクトの一部を成す場合、クロマデータＣ’Ｃ’はクロマデータＣＣと等しい（すなわち修正は行なわれない）。基本的には、動作画素はすでにアンチ・エイリアスを行なうべきオブジェクトのエッジの一部であるため修正されず、したがって同じままであるため、クロマは修正されない。一方、動作画素がアンチ・エイリアス以前にオブジェクトの一部を成さない場合、新たなクロマデータＣ’Ｃ’がオブジェクトの一部を成し、動作画素に隣接する画素のクロマデータとして指定される。これによって、アンチ・エイリアスの対象となる動作画素は常にその動作画素と関係するアンチ・エイリアスの対象となるオブジェクトと同じ色のままである。Ｃ’Ｃ’クロマ成分が生成されると、これらのクロマ成分はＹ’輝度成分と組み合わせられ、動作画素に割り当てられ、続いて出力画素６０として、元のＲＧＢカラーモデルへの変換５８および処理される。
【００２６】
さらに図２において制御手順６２は当該分野において周知の通り、上述したさざままな手順／動作間でのタイミングおよびデータ転送を可能とする。データ経路６４は上述したアンチ・エイリアス手順に対するオプションを示す。したがって制御手順６２により形成されるマルチプレクサ（ｍｕｘ）６６の設定に応じて、画素データはアンチ・エイリアス手順４６、４８、５２および、ｍｕｘ６６を介して処理されて出力画素となるか、あるいは画素データはデータ経路６４を通ってこれらの手順全体を迂回する。
【００２７】
ここまでは本発明のアンチ・エイリアス方法および装置との関連においてカラーデータを説明してきた。しかし、輝度はカラーデータだけでなくグレースケールデータにも同様に適用可能な用語である。グレースケールデータの場合にも、色がないだけで輝度はやはり複数のビット（通常８ビット）によって表わされ、画素の明暗の変化を示す。したがって、本発明の利点はカラーデータと同様にグレースケールデータのアンチ・エイリアスが可能であることである。すなわち、グレースケール入力画素６８は輝度クロミナンスモデルにおけるＹ輝度成分と同様にアンチ・エイリアス手順４６、４８および５２によって処理される。あるいは、グレースケール入力画素６８はデータ経路７０を介してアンチ・エイリアス手順を迂回することができる。したがって、入力画素として、カラー画素データとグレースケール画素データのいずれを受け取るかにかかわりなく、輝度データは本発明にしたがってアンチ・エイリアス効果を提供すべく適当に修正される。
【００２８】
図３は、本発明のラスタ画像の解像度を向上する方法を示すフローチャートである。まず、処理される画像が輝度クロミナンス色空間にない場合（１０２）（たとえば、原画像がＲＧＢ色空間にある場合）、動作画素（すなわち現在処理中の画素）はＹＣＣ等の輝度クロミナンス色空間に変換される（１０４）。続いて、動作画素の輝度成分が、ＲＥＴテンプレート照合、あるいは他の同様なアンチ・エイリアス検出機構を用いてＲＥＴ処理（１０８）可能なように、しきい値に基づいて２値フォーマットに変換される（１０６）。ＲＥＴテンプレートと一致しない場合（１１０）、アンチ・エイリアスステップは迂回され、画素は単純に出力画素として出力される（１１６）。入力画素が始めに輝度クロミナンス色空間になかった場合、画素は出力される前に元の色空間に変換される（１１６）。
【００２９】
動作画素がＲＥＴテンプレートと一致する場合（１１０）、（図２を参照してより詳細に説明したように）近傍画素の輝度データに基づいてその輝度データが修正される（１１２）。動作画素がアンチ・エイリアスの対象となっているオブジェクトの一部として検出された場合（１１４）、動作画素は必要に応じて単純に元の色空間に変換され、輝度成分が修正され、クロマ成分は元のままの状態で出力される（１１６）。一方、動作画素がアンチ・エイリアスの対象となっているオブジェクトの一部でない場合（１１４）、（図２を参照してより詳細に説明したように）その画素のクロマ値がアンチ・エイリアスの対象となっているオブジェクトのクロマ値に基づいて修正される（１１８）。続いて、動作画素は（必要であれば）元の色空間に変換され、輝度成分およびクロマ成分が修正された状態で出力される（１１６）。
【００３０】
本発明は、カラーおよび／またはグレースケールおよび／または２値画素データのアンチ・エイリアスの効率的な装置および方法を提供する。さらに、アンチ・エイリアスの適用の度合は容易に調整可能である（すなわち、スケールファクタを用いてプログラム可能である）。さらに、いかなるオブジェクト生成に関する知識も不要であり、かかる装置および方法は高速処理用のハードウエアで容易に実施され、他のアンチ・エイリアス法で一般的に見られるカラー・アーティファクトが発生しない。
【００３１】
最後に、以上の説明は多ビット／画素のカラー画素データおよび／またはグレースケール画素データの輝度成分を修正することによってそのアンチ・エイリアスする装置および方法の実施態様を説明したものである。本発明を具体的実施形態を参照して説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく他の代替的実施形態および実施方法あるいは変更態様の採用が可能であることは明らかであろう。
【００３２】
以下に本発明の実施の形態を要約する。
１．画素当たり多ビットのラスタ画像の解像度を向上する方法であって、
（ａ）前記画素当たり多ビットのラスタ画像の輝度データを画素当たり２値データに変換し（４６、１０６）、
（ｂ）前記２値データから動作画素を同定し（４８、１０８、１１０）、
（ｃ）前記動作画素の輝度データを前記ラスタ画像に対してアンチ・エイリアス効果が達成されるように修正する（５２、１１２）こと
を特徴とするラスタ画像の解像度向上方法。
【００３３】
２．前記動作画素は、前記ラスタ画像中で前記動作画素の近傍にある複数の画素データの構成を認識することによって同定される（４８、１０８、１１０）上記１記載のラスタ画像の解像度向上方法。
【００３４】
３．（ａ）前記ラスタ画像がカラー画像である場合、前記輝度データは前記動作画素に関係した色の明かるさを示し、
（ｂ）前記ラスタ画像がグレースケール画像である場合、前記輝度データは前記動作画素に関係したグレースケール値を示す
上記１または２記載のラスタ画像の解像度向上方法。
【００３５】
４．前記動作画素の輝度データの修正において、近傍画素の輝度データを用いて新たな輝度値を生成し（１１２）、前記新たな輝度値を前記動作画素に割り当てる上記１、２または３記載のラスタ画像の解像度向上方法。
【００３６】
５．前記ラスタ画像はその内部にアンチ・エイリアスの対象となる少なくとも１つのオブジェクトを画成し、前記近傍画素の１つは前記オブジェクトのエッジを画成し、前記近傍画素の他の１つは前記ラスタ画像中の前記オブジェクトの近傍領域のエッジを画成する上記４記載のラスタ画像の解像度向上方法。
【００３７】
６．前記ラスタ画像はその内部にアンチ・エイリアスの対象となる少なくとも１つのオブジェクトを画成し、前記オブジェクトがクロマデータを有する場合、前記クロマデータの一部を前記修正された輝度データと組み合わせ（１１４）、前記組み合わせられたデータを前記動作画素に割り当てる上記１、２、３、４または５記載のラスタ画像の解像度向上方法。
【００３８】
７．（ａ）前記動作画素がアンチ・エイリアス前に、前記オブジェクトの一部を画成する場合、前記クロマデータの一部は前記動作画素のクロマデータであり（１１４、１１６）、
（ｂ）前記動作画素がアンチ・エイリアス前に前記オブジェクトの一部を画成しない場合、前記クロマデータの一部は前記オブジェクトの一部を画成し、前記動作画素の近傍画素のクロマデータである（１１４、１１８）
上記６記載のラスタ画像の解像度向上方法。
【００３９】
８．画素当たり多ビットのラスタ画像の解像度を高める解像度向上装置であって、
（ａ）前記画素当たり多ビットのラスタ画像の輝度データを画素当たり２値データに変換する変換装置（３４、４６）、
（ｂ）前記２値データ中のアンチ・エイリアスの対象となる動作画素を同定する画素同定装置（３２、４８）、および
（ｃ）前記動作画素の輝度データを修正し、前記ラスタ画像に対する前記動作画素のアンチ・エイリアス効果を達成する輝度修正装置（３２、５２）
を有することを特徴とするラスタ画像の解像度向上装置。
【００４０】
９．前記輝度修正装置（３２、５２）は、前記動作画素の近傍画素の輝度データを用いて新たな輝度値を生成し、さらに前記新たな輝度値を前記動作画素に割り当てる上記８記載のラスタ画像の解像度向上装置。
【００４１】
１０．前記近傍画素の１つは前記ラスタ画像中のオブジェクトのエッジを画成し、前記近傍画素の他の１つは、前記ラスタ画像中の前記オブジェクトの近傍領域のエッジを画成する上記９記載のラスタ画像の解像度向上装置。
【００４２】
１１．前記ラスタ画像はその内部にアンチ・エイリアスの対象となる少なくとも１つのオブジェクトを画成し、前記オブジェクトにクロマデータがある場合、前記クロマデータの一部を前記修正された輝度データと組み合わせ、前記組み合わせられたデータを前記動作画素に割り当てるクロマ修正装置（５２）を含む上記８、９または１０記載のラスタ画像の解像度向上装置。
【００４３】
１２．（ａ）前記動作画素がアンチ・エイリアス前に前記オブジェクトの一部を画成する場合、前記クロマデータの一部は前記動作画素のクロマデータであり、
（ｂ）前記動作画素がアンチ・エイリアス前に前記オブジェクトの一部を画成しない場合、前記クロマデータの一部は前記オブジェクトの一部を画成し、前記動作画素の近傍画素のクロマデータである
上記８、９、１０または１１記載のラスタ画像の解像度向上装置。
【００４４】
【発明の効果】
本発明のラスタ画像の解像度の向上方法および装置によって、ラスタ画像中のアンチ・エイリアスの対象となる動作画素を同定し、その動作画素の輝度データを輝度クロミナンス色空間内で、そのラスタ画像に対してアンチ・エイリアス効果が達成されるように修正する。この修正により、カラー・ラスタ画像およびグレースケール・ラスタ画像データの解像度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多ビット／画素の原画像の輝度データを修正して、その解像度を高める本発明を用いたレーザプリンタのブロック図である。
【図２】しきい値処理手順、ＲＥＴ手順およびレーザプリンタの他の局面と相関した本発明の輝度およびクロミナンス手順に係る装置およびデータ処理を示すブロック図である。
【図３】本発明のラスタ画像の解像度を向上する方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
４０ＲＧＢ入力画素
４２ＲＧＢをＹＣＣへ変換
４４輝度データ（Ｙ）
４６しきい値処理手順
４８ＲＥＴテンプレート照合
５０スケールファクタ
５２輝度計算およびクロマ指定手順
５４ＹＣＣデータ
５６Ｙ’Ｃ’Ｃ’データ
５８ＹＣＣをＲＧＢへ変換
６０ＲＧＢまたはグレースケール出力画素
６２制御手順
６４，７０データ経路
６６マルチプレクサ（ｍｕｘ）
６８グレースケール入力画素

Claims

画素当たり多ビットのラスタ画像の解像度を向上する方法であって、
（ａ）前記画素当たり多ビットのラスタ画像の輝度データを画素当たり２値データに変換し、
（ｂ）前記２値データから動作画素を同定し、
（ｃ）前記動作画素の輝度データを前記ラスタ画像に対してアンチ・エイリアス効果が達成されるように修正し、
前記ラスタ画像は、その内部にアンチ・エイリアスの対象となる少なくとも１つのオブジェクトを画成し、
さらに、前記オブジェクトがクロマデータを有する場合、前記クロマデータの一部を前記修正された輝度データと組み合わせ、前記組み合わせられたデータを前記動作画素に割り当てることを特徴とするラスタ画像の解像度向上方法。
前記動作画素は、前記ラスタ画像中で前記動作画素の近傍にある複数の画素データの構成を認識することによって同定されることを特徴とする請求項１に記載のラスタ画像の解像度向上方法。
（ａ）前記ラスタ画像がカラー画像である場合、前記輝度データは前記動作画素に関係した色の明るさを示し、
（ｂ）前記ラスタ画像がグレースケール画像である場合、前記輝度データは前記動作画素に関係したグレースケール値を示す、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のラスタ画像の解像度向上方法。
前記動作画素の輝度データを修正することが、近傍画素の輝度データを用いて新たな輝度値を生成し、次いで前記新たな輝度値を前記動作画素に割り当てることを含むことを特徴とする請求項１、２または３に記載のラスタ画像の解像度向上方法。
前記ラスタ画像はその内部にアンチ・エイリアスの対象となる少なくとも１つのオブジェクトを画成し、
前記近傍画素の１つは前記オブジェクトのエッジを画成し、
前記近傍画素の他の１つは、前記オブジェクトの近傍に存する、前記ラスタ画像中の領域のエッジを画成することを特徴とする請求項４に記載のラスタ画像の解像度向上方法。
（ａ）前記動作画素が、アンチ・エイリアス処理をされる前の段階で前記オブジェクトの一部を画成する場合、前記クロマデータの一部は、前記動作画素のクロマデータであり、
（ｂ）前記動作画素が、アンチ・エイリアス処理をされる前の段階で前記オブジェクトの一部を画成しない場合、前記クロマデータの一部は、前記オブジェクトの一部を画成しかつ前記動作画素の近傍に存する画素のクロマデータである、
ことを特徴とする請求項１に記載のラスタ画像の解像度向上方法。
画素当たり多ビットのラスタ画像の解像度を高める解像度向上装置であって、
（ａ）前記画素当たり多ビットのラスタ画像の輝度データを画素当たり２値データに変換する変換装置と、
（ｂ）前記２値データ中のアンチ・エイリアスの対象となる動作画素を同定する画素同定装置と、
（ｃ）前記動作画素の輝度データを修正し、前記ラスタ画像に対する前記動作画素のアンチ・エイリアス効果を達成する輝度修正装置とを有し、
前記ラスタ画像は、その内部にアンチ・エイリアスの対象となる少なくとも１つのオブジェクトを画成し、
さらに、前記オブジェクトにクロマデータがある場合、前記クロマデータの一部を前記修正された輝度データと組み合わせ、前記組み合わせられたデータを前記動作画素に割り当てるクロマ修正装置を含むことを特徴とするラスタ画像の解像度向上装置。
前記輝度修正装置は、前記動作画素の近傍画素の輝度データを用いて新たな輝度値を生成し、さらに前記新たな輝度値を前記動作画素に割り当てることを特徴とする請求項７に記載のラスタ画像の解像度向上装置。
前記近傍画素の１つは前記ラスタ画像中のオブジェクトのエッジを画成し、前記近傍画素の他の１つは、前記オブジェクトの近傍に存する、前記ラスタ画像中の領域のエッジを画成することを特徴とする請求項８に記載のラスタ画像の解像度向上装置。
（ａ）前記動作画素が、アンチ・エイリアス処理をされる前の段階で前記オブジェクトの一部を画成する場合、前記クロマデータの一部は、前記動作画素のクロマデータであり、
（ｂ）前記動作画素が、アンチ・エイリアス処理をされる前の段階で前記オブジェクトの一部を画成しない場合、前記クロマデータの一部は、前記オブジェクトの一部を画成しかつ前記動作画素の近傍に存する画素のクロマデータである、
ことを特徴とする請求項７から請求項９までのいずれか１項に記載のラスタ画像の解像度向上装置。