JP4068181B2 - マルチレベル階調画素値のレベル数減少方法及びシステム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチレベルの階調画素値から減少されたレベル数の画素値への画像変換に関する。更に詳細には、本発明は、拡張動的スクリーン処理及び誤差拡散を組み合わせた技術を使用した、マルチレベルの階調画素値から減少されたレベル数の画素値への画像変換に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像情報(カラー又は白黒)は、まず少なくとも多数のレベル、例えば白黒であれば256レベル、カラーであれば1600万(2563 )以上のレベルを含むグレイレベルフォーマットで走査することによって一般に得られる。このマルチレベルフォーマットは、標準のプリンタでは通常印刷不可能である。
【0003】
用語”グレイレベル”は、白黒及びカラーの両方のアプリケーションのための上記のようなデータを表すために使用される。標準のプリンタは、2値画像の場合はスポット若しくは非スポットのような限られたレベル数で、又は例えば4値画像の場合はスポットに関連する限られたレベル数で、プリントを行う。グレイレベルの画像データは非常に大きな値によって表されることができるので、グレイレベルの画像データはプリントできるように限られたレベル数に減少される必要がある。走査によって得られるグレイレベル画像情報の他に、コンピュータ生成等のある処理技術は、このような変換を要するグレイレベルの画素値を生成する。
【0004】
従来の誤差拡散は品質画像を再現するが、このプロセスはセグメント画像に使用されるときに問題がある。更に詳細には、セグメント文書において、異なる画像処理再現、例えばスクリーン処理又は閾値処理等が望まれる数々の非誤差拡散領域がある。これらの”非誤差拡散”領域において、誤差拡散演算は、通常生成されない。しかし、このような状況は、誤差拡散領域の境界域に入るときに平滑な移行を再現しようとする場合は、導入不可能である。なぜなら、使用されるべき誤差は、この領域を囲む画像コンテクストに基づくからである。換言すると、画素に送られた誤差は、誤差を算出するときの包囲ビデオ情報に常に依存しなければならない。一般に、この状況に対面するときに、誤差拡散領域に入るときに使用されるべき誤差情報は、純粋なOFFページ”ホワイト背景”に基づくと推定されるが、この推定は、非誤差拡散領域及び誤差拡散領域の境界領域に望ましくないアーチファクトを再現する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、非誤差拡散領域内の誤差が算出及び格納されることによって、これらの2つの画像処理技術をミックスしたセグメント文書の画像品質を向上させる方法を、提案する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様は、画素を表すマルチレベル階調画素値のレベル数を減少させる方法である。この方法は、第一分解能のマルチレベル階調画素値に画像分類を割当て、マルチレベル階調画素の画像分類に基づいてマルチレベル階調画素値を修正し、画素が誤差拡散領域に分類される場合に処理された隣の画素から生成された誤差を修正画素値に加算し、及び画素が非誤差拡散領域に分類される場合は修正画素値に誤差が加算されず、割り当てられた画像分類に基づいて修正されたマルチレベル階調画素値を処理してマルチレベル階調画素値のグレイレベル数を減少し、修正されたマルチレベル階調画素値の処理に基づいて誤差を生成し、この誤差の一部を主走査方向の隣の画素に拡散し、及びこの誤差の残りの部分を副走査方向に拡散する。
【0007】
本発明の第二の態様は、画素を表すマルチレベル階調画素値のレベル数を減少させるためのシステムである。このシステムは、第一分解能のマルチレベル階調画素値に画像分類を割当てるためのセグメント手段を含み、処理された画素によって生成された誤差及びマルチレベル階調の画像分類に基づいてマルチレベル階調画素値を修正するための修正手段を含み、割り当てられた画像分類に基づいて修正されたマルチレベル階調画素値を処理してマルチレベル階調画素値のグレイレベル数を減少する画像処理手段を含み、修正されたマルチレベル階調画素値の処理に基づいて誤差を生成する誤差手段を含み、及びこの誤差の一部を主走査方向の隣の画素に拡散し、及びこの誤差の残りの部分を副走査方向に拡散する拡散手段を含む。修正手段は、画素が誤差拡散領域として処理されるものと分類される場合に、処理された隣の画素によって生成された誤差を画素に加算し、画素が非誤差拡散領域として処理されるものと分類される場合には誤差を画素に加算しない。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明において示された図面について詳細に説明する。各図面は、本発明を説明するためのものであり、従って、例示目的のためのみに提示されたものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【0009】
好適な実施の形態において、誤差拡散プロセスは、高アドレス可能度誤差拡散プロセスであり、従って、スクリーン処理/高アドレス可能度誤差拡散プロセスは、以下により詳細に述べられる。先ず、高アドレス可能度誤差拡散プロセスについて簡単に述べる。
【0010】
先に述べたように、従来の誤差拡散プロセスを高アドレス可能度環境に拡張するために、2値化(閾値処理)がより高い空間的分解能で実行されるが、誤差の演算及び送信は、元の低い空間的分解能で行われる。プロセスをこのように分割することによって、孤立したサブピクセルの数を削除又は減少させて、高画像品質を維持する。本発明のこの高分解能/低分解能方法は、以下に更に詳細に述べられる。
【0011】
高アドレス可能度誤差拡散プロセスを説明するにあたって、画素位置i及び画素位置i+1の入力グレイレベルはVi 及びVi+1 でそれぞれ表され、Vi '=(GL −Vi )+(Si −Th)、及びVi+1 '=(GL −Vi+1 )+(Si+1 −Th)である。ここで、G L は、最大グレイレベル値、S i は、ピクセル位置iでのスクリーン値である。上流画素から下流画素位置まで通過した、より低い分解能で得られた誤差は、ei で示される。
【0012】
高アドレス可能度の特徴は、画素間の補間、即ちサブピクセルの生成を含むことに注意されたい。この補間は高アドレス可能度誤差拡散プロセスに影響を与える。更に詳細には、補間がなされる方法に基づいて、2つの異なる出力が本発明の高アドレス可能度誤差拡散プロセスを使用して得られる。これらの異なる出力の1つ1つが以下に記載される。
【0013】
第一補間スキームに関して、サブピクセルのプリント又は再現を決定するためのステップは次のようなものである。
【0014】
先ず、修正された画素値P0i =Vi +ei 及びPli =Vi+1 +ei+1 が演算され、Vi ’=(GL −Vi )+(Si −Th)、及びVi+1 ’=(GL −Vi+1 )+(Si+1 −Th)である。サブピクセルは0〜N−1で示され、高アドレス可能度指数部はNである。高アドレス可能度指数部は、画像処理システムの情報処理量の帯域幅に比べてプリンタが生成することのできるサブピクセルの数である。換言すると、高アドレス可能度指数部は、画像出力端末が画像データの1つの画素から再現できるサブピクセルの数として画定される。
【0015】
高アドレス可能度は、装置が1回の分解能で且つ高分解能で画像データを処理できる場合に重要となる。このような場合、本発明は低分解能画像のために設計された処理システム(低分解能は高速且つ低コストで処理されることができる)、及びレーザーパルス乗算を介して高分解能で印刷できるプリント装置を利用することができる。例えば、本発明の高アドレス可能度プロセスを使用して、画像は600x600x8で処理されて2400x600x1で印刷されることができる。上記の例において、高アドレス可能度指数部は4である。画像が600x600x8で処理されて1200x600x1で処理されれば、高アドレス可能度指数部は2である。
【0016】
補間サブピクセル値はBn =P0+n(P1−P0)/Nで算出される(n=0〜N−1)。補間サブピクセル値は次に(大抵の場合128である)閾値と比較され、ビデオ値の範囲は0〜255であると仮定する(GL は255に等しい)。Bn が128以上であれば、サブピクセルはONになり、そうでなければサブピクセルはOFFになる。下流に送られる誤差は、所望の出力(P0+P1)/2−(実出力、即ちy* 255/N))で演算され、ここでyはONになったサブピクセルの数である。誤差は次に重み付け係数のセットによって乗算され、下流の画素に分配される。
【0017】
更に詳細には、スクリーン処理された入力修正ビデオ信号はN個のサブピクセルユニットに分割される。P0及びP1値は上記のように演算される。演算されたサブピクセル値は閾値、即ち128と比較される。サブピクセル値が閾値以上であれば、サブピクセル値はONの状態にセットされる。しかし、サブピクセル値が128未満であれば、サブピクセル値はOFFの状態にセットされる。
【0018】
サブピクセル値の比較が完了すると、ONのサブピクセル数が算出される。更に、閾値プロセスからの誤差が算出され、この値は元の低空間的分解能を表す。誤差を算出した後、この誤差は重み付け係数で乗算されて、下流の画素に分配される。
【0019】
上記のハイブリッド高アドレス可能度誤差拡散プロセスの例について簡単に述べる。この例において、P0i 値及びP1 i 値は先に述べたように演算される。次に、P0i とP1i を結ぶラインと閾値を表すラインとの交点のX座標は、128とP0の差に値Nを乗じ、この積をP1とP0の差で割って決定及び正規化される。この整数値Xは値0と比較される。Xが0以下であれば、プロセスは値P1を値128と比較する。値P1が128以上であれば、全てのサブピクセルはONの状態にセットされる。しかし、P1が128未満であれば、全てのサブピクセルはOFFの状態にセットされる。
【0020】
一方、Xが0より大きいと決定されれば、Xの整数値が決定され、この整数値をYに等しくする。この整数値Yは値0及びNと比較される。値Yが0〜Nの間であれば、このプロセスは値P1が128以下であるかどうか決定する。値P1が128以下であれば、プロセスはサブピクセル0〜YをONの状態にセットし、サブピクセルY+1〜NをOFFの状態にセットする。しかし、値P1が128より大きいと決定されれれば、プロセスはサブピクセル0〜YをOFFの状態に、及びサブピクセルY+1〜NをONの状態にする。
【0021】
値Yが0〜Nの間でなければ、値P1が128以上であるかどうかが決定される。値P1が128以上であれば、プロセスは全てのサブピクセルをONの状態にセットする。しかし、P1が128未満であると決定されれば、プロセスはすべてのサブピクセルをOFFの状態にセットする。
【0022】
サブピクセルの設定プロセスが完了すると、下流の画素に送られる誤差が算出される。つまり、誤差は元の低空間的分解能を表すように算出される。この誤差を算出すると、この誤差は重み付け係数で乗じられ、この重み付けされた誤差項は下流画素に分配される。
【0023】
本発明の高アドレス可能度誤差拡散方法の実施に関する第二補間方法を下記に記す。
【0024】
この第二補間方法において、修正された画素値P0i =Vi +ei 及びP1i =Vi+1 +ei が演算される。ここでVi =(GL −Vi )+(Si −Th)及びVi+1 =(GL −Vi+1 )+(Si+1 −Th)である。この例において、P0及びP1値は、上記の様に比較される。次に、値Y及びZは0に等しくセットされ、ここでYはONにセットされるべきサブピクセルの数を示し、Zはセブピクセルカウンタである。次に、ZはNと比較されて、修正ビデオ信号内の全てのサブピクセルが閾値化されたがどうかを決定する。サブピクセルが閾値化されたままであると決定されれば、次のサブピクセルが算出される。次にプロセスは算出されたサブピクセル値を閾値、即ち128と比較する。このサブピクセル値が閾値以上であれば、プロセスはこのサブピクセル値をONの状態にセットし、値Yはインクリメントされて、ONにセットされるサブピクセルの数を表す。しかし、サブピクセル値が128未満であれば、サブピクセル値はOFFにセットされる。
【0025】
上記の過程を完了すると、プロセスはカウンタZをインクリメントする。このサブルーチンは、修正ビデオ信号内の全てのサブピクセル値が閾値と比較されるまで、繰り返される。全てのサブピクセル値の比較が完了すると、ONのサブピクセルの数がYとして与えられる。次に、閾値化プロセスより生じた誤差は、その値が元の低空間的分解能を表すように、演算される。誤差を算出すると、プロセスはこの誤差を重み付け係数で乗じて、この誤差を下流画素に送る。
【0026】
図1〜図7は、特定の補間スキームを使用した高アドレス可能度誤差拡散を行うために必要な演算ステップを図示している。まず、図1に図示されたように、画素値Vi 及びVi+1 が得られ、ここでVi =(GL −Vi )+(Si −Th)及びVi-1 =(GL −Vi-1 )+(Si-1 −Th)である。実画素値は図1にグラフで表されており、画素値Vi はサブピクセル位置0における画素値を表し、画素値Vi+1 はN−1サブピクセルにおける画素値を表す。図1において、処理されるべき画像データのマルチレベルグレイ値を表す通常の8ビットのデータワードを使用した場合、画素値は0〜255の範囲である。画像データのグレイレベル値を表すために任意の範囲、例えば0〜511、0〜127等の範囲を使用することが可能である。
【0027】
最初の画素値Vi 及びVi+1 を得た後、拡散された誤差成分ei (先の画素の2値化プロセスから蓄積された誤差)が画素値Vi 及びVi+1 に加算される。誤差成分ei は2つの構成要素eFIFO及びeFBから成ることに注意されたい。ここでeFIFOはラインバッファに格納された合計の誤差成分であり、及びeFBはフィードバック誤差成分である。誤差成分ei の加算は、図2にグラフで表されている。
【0028】
拡散された誤差成分を加算した後、補間サブピクセル値が図3に図示されたように算出される。例えば、補間サブピクセル値はBn =P0i +n(P1i −P0i )/Nであり(n=1〜N−1)、Nは選択された高アドレス可能度指数部である。P0i はVi +ei に等しく、P1i はVi+1 +ei に等しいことに注意されたい。
【0029】
補間サブピクセル値を算出した後、各補間サブピクセル値は閾値レベルと比較される。図4に表された例において、閾値は128である。この閾値は、所望の結果によって、画像データの範囲内のいかなる値でもよい。この例において、128以上の値を有するの各サブピクセルはONにセットされる。
【0030】
次に、所望の出力(P0i +P1i )/2が算出される。所望の出力のこの演算は、図5にグラフで表されている。所望の出力を算出した後、実出力が算出される。この例において、実出力はn* 255/Nに等しく、nは図10に図示された比較の結果ONにされたサブピクセルの数である。算出された実出力をグラフで表したものが図6に図示されている。いったん所望の出力及び実出力が算出されると、誤差拡散方法は誤差を算出し、この誤差は下流に送られる。この誤差は(所望の出力)−(実出力)で算出される。この演算をグラフで表したものが図7に図示されている。
【0031】
図7に図示されたように、誤差はei+1 =(P0i +P1i )/2−(n* 255/N)として算出される。この場合、誤差ei+1 は本発明の2値化プロセスより生じた誤差を表す。全ての従来の誤差拡散プロセスと同じように、2値化プロセスより生じた誤差は下流の画素に分配される。下流画素への誤差ei+1 の分配は、図8に表されている。この例において、誤差の分配は誤差拡散係数のセットを使用し、これによって簡単なビットシフトによる高速処理が可能になる。図8は各画素位置に関する係数を表す。
【0032】
図9において、スクリーン処理された入力ビデオ信号は分割され、ラッチ101内にラッチされて、スクリーン処理された画素値V0i 及びV1i を生成する。V0i は上記のラッチされたスクリーン入力ビデオ信号V1i を表し、V0i は同じ走査線内のスクリーン処理された画素値V1i の直前のスクリーン処理された画素値を表す。スクリーン処理された画素値V0i は誤差成分ei と共に加算器103に供給される。更に、誤差成分ei はスクリーン処理された入力信号V1i と共に加算器105に供給される。加算器103は出力信号P0i を生成し、この出力信号P0i は2の補数回路107に供給されて負のP0i が生成される。負のP0i はPl i 値と共に加算器109に供給されて、Pl i −P0i の値を生成する。負のP0i は加算器111にも供給されて閾値と合計される。この例では、閾値は128である。
【0033】
加算器111からこの合計は乗算器115に供給され、(128−P0i )値が高アドレス可能度指数部値Nで乗算される。この積は、次に除算回路117によって加算器109からの合計で除算される。この商はデコーダ119に供給される。デコーダ119の実際の関数は図10にグラフで表されている。
【0034】
更に詳細には、図10に表されたように、デコーダ119はP0i /P1i ラインと値128との交点を決定する。この交点の決定から、デコーダ119はONにされるサブピクセルの数nを決定する。デコーダ119からの解は2値化された出力としてプリンタエンジン及び乗算器121に供給される。乗算器121はデコーダ119からの出力に(−225/N)値を掛ける。乗算器121の積は加算器123内で加算器113によって生成された合計に加算される。加算器113は値P0i とP1i を加算して値P1i +P0i を生成する。
【0035】
加算器123の解は誤差成分ei+1 を表し、この誤差成分ei+1 は簡単なビットシフト回路125に供給されて様々な誤差値を生成し、この誤差値は分配プロセスで使用される。ビットシフト回路125によって生成された誤差値は誤差分配回路127に供給され、ここで半分の誤差ErrB は同じ走査線内の次の画素に分配され、及び、誤差の残り半分ErrA は誤差分配回路127内に設定された重み付け係数に従って次の走査線内の様々な画素に分配される。
【0036】
図11は本発明で実施される2つの並列演算を表す。更に詳細には、図11はスクリーン処理された画素値Vi 及びVi+1 が、一つのサブピクセルのための所望の出力演算の開始と平行して得られるところが表されており、所望の出力は拡散された誤差成分eFIFO又はeFBを含まないで算出される。
【0037】
これらの並列演算が完了した後、本発明の好適な実施の形態は、図3と同じように補間サブピクセル値を算出する。しかし、補間サブピクセル値のこの演算に平行して、所望の出力が誤差成分eFIFOを加算することによって算出され続ける。これは図12にグラフで表されている。
【0038】
次に、誤差成分eFIFOは図13に表されたように、スクリーン処理された画素値Vi 、Vi+1 及び補間サブピクセルに加算される。同時に(これと平行して)、図14に表されたように、全ての可能な実サブピクセル出力が、拡散された誤差成分eFBを含まないで所望の出力信号から減算される。換言すると、N個の可能な実際のサブピクセル出力は、図12で算出された所望の出力から減算されて、N個の可能な誤差出力ep を生成する(所望の出力−実出力=誤差ep )。図13に図示された演算は、図14に図示された演算と平行して行われる。
【0039】
誤差成分eFBはスクリーン処理された画素値Vi 、Vi+1 及び図15に表されたような様々な補間サブピクセル値に加算される。フィードバック誤差成分eFBが図15で加算されると同時に、誤差成分eFBは図16に図示されたように全ての可能なサブピクセルの所望の出力に加算される。換言すると、誤差成分eFBは図14に図示された演算より生じたN個全ての誤差解(ep )に個々に加算される。
【0040】
これらの並列演算を完了した後、次のステップは図17、図18及び図19に図示された演算を含む。前記次のステップにおいて、各補間サブピクセル値は閾値128と比較され、閾値以上の値を有するサブピクセルはONにされる。このプロセスは図17及び図18にグラフで表されており、図17は補間サブピクセル値と閾値との比較を表し、図18は閾値以上の値を有するサブピクセルをONにしたところを表す。
【0041】
図16に表された演算の結果として全ての可能な誤差値が同時に使用可能になるので、下流に送られるべき誤差はこれで即選択可能(即ち、ONにされるサブピクセルの数に基づいてマルチプレクサを介して)になる。換言すると、図19は、図16に表された演算によって生成された、同時に使用可能な様々な誤差値から適切に選択された誤差値を表している。この選択された誤差値は次に、従来の誤差拡散技術を使用して下流の画素に分配される。本発明の好適な実施の形態では、誤差は上記の誤差拡散係数を使用して下流の画素に分配される。
【0042】
図20は、本発明の好適な実施の形態に従った、平行パイプライン高アドレス可能度誤差拡散回路の機能的なブロック図を表す。図20において、入力スクリーンビデオ信号は誤差演算回路1及びビデオ修正回路3に供給される。誤差成分eFIFO(ErrB )及びeFB(ErrA )もまた誤差演算回路1に供給される。誤差演算回路は、現在起こっている2値化プロセスより生じ得る様々な可能な誤差値全てを演算する。誤差演算回路1によって出力されるべき適切な誤差の選択は受け取った誤差選択信号に基づいてなされ、これは以下更に詳細に述べることとする。
【0043】
誤差演算回路1から選択された誤差値は係数マトリックス回路5に供給され、この回路5は重み付け係数のセットに基づいて誤差値を分配する。係数マトリックス回路5は誤差値を2つの成分eFIFO(ErrB )及びeFB(ErrA )に分割する。先に述べたように、フィードバック誤差ErrA は係数マトリックス回路5からビデオ修正回路3及び誤差演算回路1にフィードバックされる。ビデオ修正回路3はまた、バッファ9からErrB も受け取る。
【0044】
ビデオ修正回路3は、補間サブピクセルが閾値と共に2値化回路7に供給される高アドレス可能度誤差拡散方法のための補間サブピクセル値を生成する。本発明の好適な実施の形態において、閾値は128である。しかし、この閾値はいかなる値でもよいことに注意されたい。
【0045】
2値化回路7は入力されたビデオデータを2値化して、画像再現装置で使用するために2値化画像データを出力する。2値化回路7はまた誤差選択信号を生成し、この信号は誤差演算回路1によって係数マトリックス回路5に供給されるべき正しい誤差値を選択するために使用される。この誤差選択信号は、2値化プロセスの間にONにされる補間サブピクセルの数を表す。従って、誤差演算回路1はこの選択を行うために乗算器を含んでもよい。
【0046】
図20に図示されたように、誤差演算回路1はビデオ修正回路及び2値化回路に平行である。更に、本発明の高アドレス可能度誤差拡散構造はASIC上に実施され、これによって画像データが高速画像再現装置の時間的制約及び情報処理量の仕様内で2値化されるようにハードウェアを実施することが可能となる。
【0047】
図21は本発明の好適な実施の形態の回路の詳細なブロック図を表している。図21に表されたように、図11〜図19に関して先に述べたような演算の多くは、平行して行われる。
【0048】
スクリーン処理された画素値Vi 及びVi+1 は、2つの隣接する主走査画素が処理可能であるように、スクリーン処理されたビデオ信号をラッチするラッチ205を使用することによって得られる。このスクリーン処理された画素値Vi 及びVi+1 は加算器206内で合計され、この合計は除算器207によって半分に分割される。除算器207で演算された解は、誤差項eFIFOと共に加算器208に供給される。この合計はプリンタへの所望の出力を表す。
【0049】
上記のプロセスに平行して、実出力生成回路200は高アドレス可能度指数部に基づいてプリンタへの可能な出力全てを生成する。これらの値は、減算操作のために加算器が使用されるため、負であることに注意されたい。高アドレス可能度指数部がNであれば、N+1個の可能な実出力が生成される。また、上記のプロセスに平行して、サブピクセル回路209はスクリーン処理された画素値Vi 及びVi+1 に基づいて、全ての補間サブピクセルを生成する。
【0050】
次に、誤差成分eFIFOは加算器210によって各補間サブピクセルに加算される。これと同時に(これと平行して)、可能な実出力(負の値)のそれぞれが、加算器201によって所望の出力に個々に加算される。換言すると、N個の可能な実際のサブピクセル出力が所望の出力から減算されて、N+1個の可能な誤差出力が生成される。
【0051】
加算装置211及び202では、フィードバック誤差項eFBが加算装置210及び201からの各合計にそれぞれ加算される。これらの演算は平行して行われる。これらの並列演算の完了後、加算装置211からの各補間サブピクセルは閾値回路212内で閾値と比較される。閾値以上の値を有するサブピクセルはONにされる。閾値回路はONにされたサブピクセルの数を表す数を出力する。この情報はデコード論理回路内に供給され、該回路はこの情報から2値データを生成してこのデータがプリンタに送られる。
【0052】
更に、加算装置202からの誤差項はマルチプレクサ203に供給され、このマルチプレクサ203はどの誤差項を下流の画素に波及させるかを選択する。誤差項はデコード論理回路213から受け取った制御信号に基づいて選択される。選択された誤差項は分配回路204に供給され、この回路204は次のフィードバック誤差を生成し、この誤差はバッファ内に格納されて次の走査線の処理に使用される。
【0053】
上記に述べたように、セグメント文書を処理するとき、異なる画像再現、例えばスクリーン処理又は閾値化等が望まれるが、誤差は生成されない数々の非誤差拡散領域が存在し得る。更に詳細には、その領域に対して実施される画像処理ルーチンのタイプに対応する領域に画像を区切ることは一般的である。これは、米国特許番号5,513,282号に記載されたような従来の画像処理システムを使用して実施することが可能である。米国特許番号5,513,282号の開示内容は全て本明細書中に援用されて、本発明の一部とする。
【0054】
しかし、従来のセグメンテーションルーチンを使用するとき、画像処理ルーチンにおいて変化が起こるため、領域の境界に様々なアーチファクトが現れることがある。例えば、誤差拡散を使用して画像を適切に処理するために、包囲画素の処理より生じた誤差は、望ましくないアーチファクトを発生させないでこの領域を処理する必要がある。残される領域が非誤差拡散領域であれば、誤差拡散プロセスに誤差は使用されないため、再現された画像にアーチファクトが起こるであろう。以下は、このようなアーチファクトの例である。
【0055】
非連続性は、非誤差拡散領域と誤差拡散領域との境界に生じる1つのアーチファクトである。更に詳細には、誤差拡散ウィンドウの第一走査線を処理するときに使用される、バッファから通常送られる誤差(副走査方向からの誤差)がゼロである場合、ドキュメントの誤差拡散セグメント領域と非誤差拡散セグメント領域との間に非連続性がみられる場合がある。例えば、スクリーン処理や閾値処理等の何らかの非誤差拡散処理方法によってトップモストハーフ(top most half)が再現されるグレイ領域を再現するとき、この領域の強調領域に見られる起動エフェクトは、誤差拡散ウィンドウの立ち上げで使用可能な副走査誤差情報がないことによって起こる。この起動エフェクトは、シャープなエッジが期待される場合に画像の丸みとして現れる。誤差がこれらの領域内の安定状態値に達し、最終的に円滑な定期的出力を再現するには何本もの走査線が必要である。
【0056】
図22は、誤差拡散領域と非誤差拡散領域との間の境界に発生する起動エフェクトを実質的に排除する、本発明の回路の好適な実施の形態を表す。図22に表されたように、演算の多くは、図11〜図19に関して先に述べたように、平行して実施される。
【0057】
スクリーン処理された画素値Vi 及びVi+1 は、2つの隣接する主走査画素が処理可能になるように、スクリーン処理されたビデオ信号をラッチするラッチ205を使用することによって得られる。スクリーン処理の必要がなければ、ビデオ信号に加えられたスクリーン値は0又は予め決められた他の一定値である。このスクリーン処理された画素値Vi 及びVi+1 は加算器206内で合計され、この合計は除算器207によって半分に分割される。除算器207からの解は誤差項eFIFOと共に加算器208内に供給される。この合計はプリンタへの所望の出力を表す。
【0058】
上記の処理に平行して、実出力生成回路200は高アドレス可能度特性に基づいてプリンタへの全ての可能な出力を生成する。除算操作のために加算器が使用されるため、これらの値は負であることに注意されたい。高アドレス可能度特性がNであれば、N+1個の可能な実出力が生成される。また、上記のプロセスに平行して、サブピクセル回路はスクリーン処理された画素値Vi 及びVi+1 に基づいて全ての補間サブピクセルを生成する。
【0059】
次に、加算器210によって誤差成分eFIFOが補間サブピクセルのそれぞれに加算される。これと同時に(これと平行して)、各可能な実出力(負の値)は加算器201によって所望の出力に個々に加算される。換言すると、N+1個の可能な実サブピクセル出力は所望の出力より減算されて、N+1個の可能な誤差出力を生成する。
【0060】
加算器211及び202内で、加算器210及び201からの各合計にフィードバック誤差項eFBがそれぞれ加算される。加算器211に関して言えば、フィードバック誤差項eFBは乗算器217から送られる。この乗算器217は実フィードバック誤差及びゼロの間を選択する。この選択はウィンドウのビットの値に基づいて行われる。このウィンドウビットは、画像セグメンテーションプロセスより決定されたように画素分類に適した2値化プロセスに依存する。このウィンドウビットがアクティブであるとき(誤差拡散及びハイブリッド誤差拡散処理が所望の処理ルーチンであるとき)、実誤差フィードバック値が選択される。一方、ウィンドウビットがアクティブでないとき(閾値処理、グレイ閾値処理、スクリーン処理、セルTRC処理、又はバイパスモードが所望の処理ルーチンであるとき)、ゼロの値が選択される。これらの演算は平行して行われる。
【0061】
これらの平行演算が完了したあと、加算器211からの補間サブピクセルのそれぞれは、閾値回路212内で閾値と比較される。閾値以上の値を有するサブピクセルはONにセットされる。閾値回路は、ONにされたサブピクセルの数を表す数を出力する。この情報はデコード論理回路243に供給され、このデコード論理回路243はこの情報から2値化情報を生成して、プリンタに送る。これらの閾値プロセスに平行して、Vi +EFIFO+EFBは、比較器221によって閾値と比較される。この比較の結果はデコード論理回路243に供給される。
【0062】
更に、加算器202からの誤差項は乗算器203に供給され、この乗算器203はどの誤差項を下流の画素に送るか選択する。この誤差項はデコード論理回路243より受け取った制御信号に基づいて選択される。選択された誤差項は分配回路204に供給され、この回路204は次のフィードバック誤差を生成し、この誤差はバッファ内に格納されて、次の走査線の処理に使用される。
【0063】
乗算器203によって選択された誤差は、デコード論理回路243からの出力に基づく。ウィンドウビット(ウィンドウビットはデコード論理回路243に供給される)がアクティブであれば(誤差拡散及びハイブリッド誤差拡散処理)、デコード論理回路は信号を生成し、この信号によって乗算器はONにされたサブピクセルの数に基づいて適切な誤差を選択できる。一方、ウィンドウがアクティブでなければ(誤差拡散及びハイブリッド誤差拡散処理が所望の処理ルーチンでなければ)、デコード論理回路は信号を生成し、この信号によって乗算器は、比較器が値Vi +EFIFO+eFBが閾値未満であると決定した時に最大誤差値(図22に表されたような回路202と203との間の可能誤差値のトップチャネル)を、及び比較器が値Vi +EFIFO+eFBが閾値より大きいと決定した時に最少誤差値(図22に表されたような回路202と203との間の可能誤差値のボトムチャネル)を、選択できる。
【0064】
上記の例において、背景誤差拡散演算は、従来の誤差拡散回路と同じ方法、即ち高アドレス可能度1で行われる。1より大きい高アドレス可能度を有する非誤差拡散領域として指定されたセグメント領域において、背景誤差拡散演算は、この回路を使用すると正確さに劣る。しかし、これによって非誤差拡散領域内の画素を含む画像内の全ての画素に、連続的な誤差演算を提供する。更に、誤差拡散領域において、誤差演算は、選択された高アドレス可能度ビットの数に等しい。
【0065】
【発明の効果】
本発明の背景誤差拡散を使用することにより、強調領域内のグレイ領域にみられるアーチファクトは、大幅に低減される。さらに詳細には、背景誤差拡散を使用すると、ウィンドウのインターフェース領域の周りの起動エフェクトは、実質的に低減される。従って、本発明は背景誤差拡散を使用する方法を提供し、これによって2つのセグメント領域間のインターフェースがはるかに円滑になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】境界サブピクセル値の獲得をグラフで表した図である。
【図2】得られた境界サブピクセル値を誤差成分で修正するところをグラフで表した図である。
【図3】修正された境界サブピクセル値間の補間サブピクセル値をグラフで表した図である。
【図4】補間サブピクセル値を閾値と比較してグラフで表した図である。
【図5】所望の出力値の演算をグラフで表した図である。
【図6】実出力値の演算をグラフで表した図である。
【図7】下流の画素に送られるべき誤差値の演算をグラフで表した図である。
【図8】一般的な誤差分配ルーチンにおける誤差の実際の配分をグラフで表した図である。
【図9】高アドレス可能度誤差拡散プロセスを実施する本発明の実施の形態を図示したブロック図である。
【図10】図9に表されたデコードプロセスをグラフで表した図である。
【図11】所望の出力値の演算と平行した境界サブピクセル値の獲得をグラフで表した図である。
【図12】所望の出力を誤差成分で修正するのと平行して得られた境界サブピクセル値間のサブピクセル値の補間をグラフで表した図である。
【図13】得られた境界サブピクセル値間のサブピクセルを誤差成分で修正するところをグラフで表した図である。
【図14】複数の部分的な可能誤差値の演算をグラフで表した図である。
【図15】図11の修正されたサブピクセル値を他の誤差成分で更に修正するところをグラフで表した図である。
【図16】複数の完全な可能誤差値の演算をグラフで表した図である。
【図17】更に修正されたサブピクセル値の閾値処理をグラフで表した図である。
【図18】閾値以上のサブピクセルの数の決定をグラフで表した図である。
【図19】複数の可能な完全誤差値のうち1つの選択をグラフで表した図である。
【図20】図11〜図19に図示されたプロセスの実施を表すブロック図である。
【図21】図11〜図19に図示されたプロセスの回路の実施を表すブロック図である。
【図22】本発明の1つの実施の形態に従った背景誤差拡散を使用したハイブリッド高アドレス可能度誤差拡散回路を表すブロック図である。
【符号の説明】
1 誤差演算回路
3 ビデオ修正回路
5 係数マトリックス回路
7 2値化回路
9 バッファ
Claims (2)
- 画素を表すマルチレベル階調画素値のレベル数を減少させる方法であって、
(a)画像分類を、第一分解能のマルチレベル階調画素値に割り当てるステップを含み、
(b)マルチレベル階調画素の画像分類に基づいてマルチレベル階調画素値を修正するステップを含み、
(c)画素が誤差拡散領域に分類される場合には処理された隣接する画素から生じた誤差を修正された画素値に加え、画素が非誤差拡散領域に分類される場合には修正された画素値に誤差を加えない、ステップを含み、
(d)割り当てられた画像分類に基づいて修正されたマルチレベル階調画素値を処理してマルチレベル階調画素値のグレイレベル数を減少させるステップを含み、
(e)修正されたマルチレベル階調画素値の処理に基づいて誤差を生成するステップを含み、
(f)主走査方向に向かって次の画素に誤差の一部を拡散するステップを含み、及び、
(g)副走査方向の画素に誤差の残りの部分を拡散するステップを含む、
マルチレベル階調画素値のレベル数減少方法。 - 画素を表すマルチレベル階調画素値のレベル数を減少させるためのシステムであって、
画像分類を第一分解能のマルチレベル階調画素値を割り当てるためのセグメンテーション手段を含み、
処理された画素によって生成された誤差及びマルチレベル階調画素の画像分類に基づいてマルチレベル階調画素値を修正するための修正手段を含み、
割当てられた画像分類に基づいて修正されたマルチレベル階調画素値を処理してマルチレベル階調画素値のグレイレベル数を減少するための画像処理手段を含み、
修正されたマルチレベル階調画素値の処理に基づいて誤差を生成するための誤差手段を含み、
主走査方向に向かって次の画素に誤差を一部を拡散し、副走査方向の画素に誤差の残りの部分を拡散するステップを含み、
前記修正手段が、画素が誤差拡散領域として処理されるように分類される場合には処理された隣接する画素によって生成された誤差を加え、画素が非誤差拡散領域として処理されるように分類される場合には画素に誤差を加えない、
マルチレベル階調画素値のレベル数減少システム。
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