JP4080627B2 - エイリアスが除去された画素を含む画像の処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野及び従来の技術】
テキストを含む線及び多角形のエッジ上のジャギー(jaggie)の軽減又は除去を含むいくつかの理由のため、線画及び一定の図形画像構造のディジタル化のコンテキストにおけるエイリアシング除去は、中間レベルの強度を用い、エッジのサブピクセル位置を達成する方法として最もよく知られる。本明細書において用いられるように、用語、エイリアスが除去されるとは、画像に適用されるエイリアシング除去操作により作用される画像の部分又は領域（例えば、線画又はテキストのエッジに沿ってグレーの画素をもたらす画像処理操作又は物理的プロセス）を示すことが意図される。ジャギーは、主に水平又は垂直に近づく斜めの線のエッジにおいて見られる。用語、エイリアシング除去とは、通常、サンプリング率が低すぎる場合に、高周波数信号のサンプリングからもたらされる低周波数の存在を表すアナログ用語、エイリアシングを連想させる。
【０００２】
垂直に近い（又は水平に近い）線のセグメントを考える。プリントされた媒体に完全に複写されるために、エッジの位置を表す位相はセグメントの長さに沿って連続的に変化しなければならない。バイレベルディスプレイ又は印刷された出力の固有のサンプリングによって位相は不連続性を示す。そのため、エイリアシングは、その構造がジャギーと呼ばれるぎざぎざの態様の誘発をもたらす。サンプル画像内において、あらゆる図形のオブジェクトは、最終的に多角形又は多角形の集合に近似する。これらの多角形は、そのうちのいくつかがエイリアシング（ジャギー及び他の配置欠陥）を示すであろうまっすぐなエッジを有する。例えば、図１は、２つのディメンションでエイリアシングを図示する。図１の上部の三角形がラスタライズされる際、図１の下部に図示される三角形に複写されるようにエッジがエイリアシングされる。特に、底部エッジに沿った位置は、図１の下部の画像に左から右に見られるようにコラム（縦列）からコラムにわずかに上向きに移動すべきである。しかしながら、例示されるように、位置は量子化され、三角形の底部に沿ってぎざぎざの態様を作り出す。更にサンプリングの結果、エイリアスが除去された画像の可視性は、ジャギーの規則正しい特質によって増加する。
【０００３】
エイリアスが除去された画素を利用するために、以下のシステム及びそれらの能力又は不能力性を考慮する。例えば、ゼロックス(Xerox) のドキュカラー(Docucolor) ４０は、エイリアスが除去された画素を付与するために高周波数アナログラインスクリーンを用いるが、それはいくつかの製品又はマークされたセグメントのための選択事項ではない。レンダリングモジュールにおいて従来のスクリーン（例えば、約130-150 ＣＰＩドットに等しい）が用いられる際、エイリアスが除去された画素はハーフトーンにされて印刷され、文字のエッジに沿って位置付けされる好ましくないハーフトーンドットをもたらす。例えば、Curry, et al. によって米国特許第５，１３８，３３９号及び米国特許第５，４８５，２８９号に述べられる超鮮鋭（ｈｙｐｅｒａｃｕｉｔｙ）プリント技術は、強化された線画において、同時にドットスクリーンハーフトーンをプリントすることが両立可能なエイリアスが除去された画素のレンダリングを提供することができる。しかしながら、これらの技術はエイリアスが除去された画素をエイリアスが除去された線画として識別するためにタグの使用を必要とする。本発明に関して述べられる好ましい実施形態において、両画像タイプを適切に処理するために、レンダリングのアーキテクチャは、テキスト／線画をコントーン画像と区別する。本明細書に述べられるように、アルゴリズム又は方法はレンダリングモジュール又はレンダリングデバイスの他の構成装置において用いられ、グレーのエイリアスが除去された画素をゼログラフィックプリントに好適な形態に変換することができる。
【０００４】
最終又は所望の出力解像度よりも高い解像度において画像を捕捉し、平均プロセスを用いてサブサンプリングすることにより画像の解像度を低下させることによって、エイリアスが除去された画像を生成することができる。
【０００５】
例えば、連続する階調画像をシミュレートするためにハーフトーニングプロセスを用いる多くのゼログラフィック又はインクジェットシステムなどのバイナリプリントシステムにおいて、これらのエイリアスが除去されたエッジの画素は、非常に高周波数のセル、理想的には最終的な出力画像の解像度を有するセルと共に、付与されるべきである。標準システムのハーフトーンドットが用いられる場合、エイリアスが除去されたエッジは、標準のハーフトーン周波数において鋸歯状又はぎざぎざであろう。このレンダリングはエイリアシング除去を介して得られるあらゆる値を低下させるか、又は無効にしさえもする。エイリアスが除去された画像の全域にわたる非常に高い周波数のスクリーンの使用は、エイリアスが除去された画素を適切に付与するが、画像全体で階調曲線をとがらし、プリント品質の欠陥を引き起こしがちである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、本発明は、エイリアスが除去されたテキスト又はライン領域のレンダリング用に設計されたアーキテクチャ内に、エイリアスが除去されたレンダリングタグを生成するための論理ベースの方法に関し、また、それにより、画像の連続的な階調部分に適用される画素とは区別可能な方法で、エイリアスが除去された画素が付与されることを可能にする。
【０００７】
これまでに、若干の特許及び刊行物がエイリアシング除去に関連する情報を開示した。その関連部分が以下に簡潔に要約されるであろう。
【０００８】
１９９７年７月８日にMotamed et al.に対して発行された米国特許第５，６４６，７５１号は、画素のタグ付けを用いて色の変換操作の速度を向上させる方法を教示する。
【０００９】
"A Comparison of Antialiasing Techniques," IEEE CG&A, Vol. 1, No. 1,１９８１年１月、４０−４８ページにおいて、F. Crow はプレフィルターリングは計算処理上エイリアシング除去に有効な技術であることを教示する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によって、エイリアスが除去された画素を含む画像を処理する方法が提供される。該方法は、目標の画素がエイリアスを除去されたか否かを決定するステップ、目標の画素がエイリアスを除去されたか否かをタグによって示唆するステップ、及びタグの機能としてそれぞれの目標画素に適切なレンダリング技術を決定するステップ、を有する。
【００１１】
本発明の１つの態様は、特にテキスト及び線画領域のエイリアスが除去された画像のレンダリングにおける基本的な問題に関し、エイリアスが除去された領域を識別し、次にそのエイリアスが除去された領域をレンダリングするために好適な技術を識別し、許容可能なエッジの品質を得ることに関する。この態様は、更に、この問題を緩和する技術の発見に基づく。この技術は、画像タイプ（バイナリテキスト又はラインと、連続的な階調）を区別するレンダリングアーキテクチャを用い、与えられた画素がエイリアスを除去されたか否かを決定し、またそれに従ってレンダリング操作を指示する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
用語、「データ」は本明細書において情報を示唆又は含む物理的な信号を表す。「画像」、即ち、物理的な光のパターンは、文字、単語、及びテキスト並びにグラフィックなどの他の特徴を含みうる。画像は「セグメント」に分けられ、その各々そのものが画像である。画像のセグメントは、画像全体までのあらゆる大きさ、及び画像全体を含み得る大きさであり得る。
【００１３】
画像における各位置は、「画素」と呼ばれてもよい。各画素の値は、画像の「バイナリ形態」のビットで、グレースケールの値は画像の「グレースケール形態」であるか、又は画像の「カラー座標形態」の１セットのカラースペースの座標であり、バイナリ形態、グレースケール形態、及びカラー座標形態は、それぞれが画像を定義する２次元アレイである。本明細書に連続的な階調処理として述べられるが、本発明は、各分離がグレースケール又は連続的な階調画像として効果的に処理されるカラー画像の処理にも同様に適用される。従って、本明細書における連続的な階調（コントーン）又はグレースケール画像の処理に関する参照は、カラー画像分解の処理を同様に含むことが意図される。操作は、画像の一部に関連するデータのアイテム上で動作する際に「画像処理」を行う。
【００１４】
「画像入力デバイス」は画像を受像でき、画像のバージョンを定義するデータのアイテムを提供できるデバイスである。「スキャナ」は、ドキュメントを走査することによるなどの走査オペレーションによって画像を受像する画像入力デバイスである。
【００１５】
「画像出力デバイス」は、画像を定義するデータのアイテムを受けられ、出力として画像を提供又は付与することができるデバイスである。「ディスプレイ」とは、人間が目視可能な形態で出力画像を提供する画像出力デバイスである。
【００１６】
ここで、図２に移り、好ましいディジタル画像形成システムの実施形態が記述される。システム２０において、画像ソース３０は、画像処理システムに供給される画像データを生成するために用いられ、該画像処理システムは、当該技術においてデジタルフロントエンド（ＤＦＥ）４０として知られるシステムを組み込むことができ、プリントエンジン５０によってレンダリング用のバイナリデータを作り出す。例えば、画像ソース３０は、スキャナ３２、コンピュータ３４、ネットワーク３６又は類似の又は同等のあらゆる画像入力ターミナルを含みうる。出力エンドプリンタエンジン５０はゼログラフィックエンジンであるのが好ましいが、エンジン５０はインクジェットなどのような同等の代替物を含みうる。本発明は、図２に記述される画像プロセッサ４０の態様に関する。特に、本発明の意図は、それによって入力画像のエイリアスが除去された領域に沿って生成されたそれらの画素を識別及び処理することである。
【００１７】
ここで、図３を参照して、本発明の１つの実施形態におけるデータフローを記述する詳細図が図示される。システム４０は、連続的な階調（コントーン）／デジタルデータを処理された出力データに変換する方法を含む。図３では、コントーン／デジタル画像データ１００が画像処理システム４０の一部に設けられる。特に、図３のデータフローは、ラスタ画像データを処理したディジタルフロントエンド（ＤＦＥ）システムから受け取られるデータの一部を記述し、従って、図の最も左側に示唆されるように、ここで、コントーンデータ（１００）が供給される。コントーンデータ１００は、エイリアスが除去されたタグ付けブロック１０２、エイリアスが除去されたレンダリングブロック１０８、及びハーフトーニングブロック１１２に供給される。
【００１８】
エイリアスが除去されたタグ付けブロック１０２の出力は、問題の画素がＤＦＥ内でエイリアスが除去されたか否かの決定を示唆するタグである。タグの出力はエイリアスが除去されたレンダリングブロック１０８に供給され、エイリアスが除去されたレンダリングブロック１０８内の処理を制御し、更にマルチプレクサー１１８内のセレクト信号としても用いられる。更に重要なことに、タグは本明細書に記述されるように複数のビットタグで、本明細書の中の様々なビットはタグデータを受け取る種々のサブプロセスによって用いられることができる。図に記述されるように、代替的な実施形態は、更なる情報、例えば、画素タイプ（線画、テキスト、画像、ハーフトーン、エイリアス除去済など）を提供する入力タグ（他のタグ）１０１を組み込むこともできる。他のタグは、操作１０４によって示されるようなタグの組合せ機能内でエイリアスが除去されたタグと組み合わせられることができる。ある実施形態において、ＤＦＥは、与えられた画素又は画素の群のいくつかの属性を示唆する「他のタグ」を出力しうる。そのタグは、エイリアスが除去されたタグ付けブロック１０２によって作り出されたタグと組み合わせられ、特定の画素及びそれがどのように付与されるべきかの更なる情報又はより正確な情報を所有するレンダリングタグを生成し得る。１０４において実行される組合せ操作は、ルックアップテーブルによって達成され、次に得られたタグは、エイリアスが除去されたレンダリングを指示するために用いられ得る。エイリアスが除去されたレンダリングブロック１０８及びハーフトーニングブロック１１２の出力は共にマルチプレクサー１１８に対する入力として供給され、この２つの入力のうちの１つの選択を用いてマルチプレクサー１１８からの出力であるプロセスバイナリプリントデータを作り出す。代わりに、選択操作は、生成された出力信号の集合のうちの１つを選択するよりもむしろどのレンダリング方法を行うかを選択するために用いられ得る。
【００１９】
ブロック１０２で実行されるエイリアスが除去されたタグ付け操作の様々な実施形態及びブロック１０８におけるエイリアスが除去されたレンダリングが、以下の説明に述べられる。エイリアスが除去された画像処理アルゴリズムの全体は概念的に（以下の）いくつかの部分から成ると見られる。
ａ．所定の画素がエイリアス除去操作によってエイリアスを除去又は影響されたか否かを決定し、
ｂ．高アドレス指定能力出力画素（又はパルス幅の位置が変換された（ＰＷＰＭ）パルス位置）の位置付け命令を決定し、また
ｃ．出力する高アドレス指定画素の数（又はＰＷＰＭパルスの長さ）を決定する。
ステップｂ及びｃは、高解像度ハーフトーニング又は高解像度パターンの置換えの形態として考えられ得る。いずれの場合においても、それらは、エイリアスが除去されたレンダリング信号を選択するための、タグの情報、画素値情報、及びマーキングプロセス特性を用いる。
【００２０】
図４は、本発明の態様に従って適用されるプロセス（タグ付け及びレンダリング）における様々なステップの略図であり、図３に図示されるアーキテクチャの代替的な表示である。特に、アルゴリズムはエイリアスが除去されたと決定された際、画素処理に集中する。図４を参照すると、ブロック１３０において目標の画素に隣接するか又は目標の画素を囲む画素の群が分析される。テストブロック１３２において、目標の画素がエイリアスを除去されたか否かに関する決定がなされる。ブロック１３４によって表される否定の判定は、可能性としてハーフトーニングである従来の処理が用いられ、高アドレス指定、パルス幅の位置が変換された（ＰＷＰＭ）か又は高解像度ハーフトーン出力画素がブロック１３６において生成されることを示唆する。ブロック１３２における肯定の判定は、高アドレス指定画素事象用の位置付け順序を決定するための次の操作をもたらす。ブロック１３２において、画素が一定の基準に見合っている場合、画素はエイリアスが除去されたと考えられる。基準の一例は、（ａ）グレー（コントーン）であるか、（ｂ）少なくとも白の隣接画素を１つ及び黒の隣接画素を１つ所有するかであり得る。代わって、エイリアスが除去された画素であることを示唆するために前以てタグ付けされている場合、肯定的に識別されるエイリアスが除去された画素であるとして通過する。画素及びその隣接画素の審査は、画素バイトマップ値にブール論理演算を用いることによって行われる。先に示したようにブロック１４０は高アドレス指定能力の画素事象のための位置付け順序を決定する。ブロック１４０は、画素事象が左に向って移動すべきか、右に向かって移動すべきか、又は画素周期の中心付近に位置される／位置付けされるべきか否かを決定するために、隣接する画素の情報及びマーキングプロセス情報を用いることが好ましい。位置付けは以下の方法のうちの１つ又はそれ以上によって決定され得る。
ａ．隣接する黒及び白の画素の重心を用いて、エッジが垂直又は水平に向かう傾向にあるか、エイリアスが除去された画素がエッジの左、右、上又は下にあるか、垂直又はほぼ垂直なエッジがエッジに向かって移動する画素事象を必要とするか、水平又はほぼ水平なエッジが中央に向かって移動する画素事象を必要とするか、を決定する。
ｂ．隣接するグレーの画素の情報を用いて、パルスをグレーの画素から離れて移動させる（例えば、この場合、水平エッジが左右にグレーの隣接画素を有する場合、画素の中心にパルスを位置する）を用いる。
ｃ．テンプレート又はルックアップテーブルを用いて特定のパターン及びそれらの各々の出力の位置付けを識別する。
【００２１】
ブロック１４０における位置付け順序の決定後、並行処理１４２及び１４６が実行される。ブロック１４２は、エイリアスが除去された画像のマーキングプロセスの特性を示す。マーキング特性を用いることに関して、エイリアスが除去された画素を付与するために用いられる信号は、出力画像内に何らかの作用を有し、その作用は生成された暗色の量、エッジに得られた移動、又は得られたラインの太さとして考えられ得る。可能な出力信号は、出力信号が生成する作用を特徴付けるために較正されなければならない。次にそれらの作用を知った上で、与えられた信号が最も適切な画像構造の設定において用いられることができる。この較正プロセスは、一定の入力用の一定の密度を達成するために、ハーフトーンパターンを較正することに、いくらか類似する。本プロセスは、一定の信号による一定のラインエッジの位置付けを生成することに関する。ブロック１４６は、高アドレス指定画素事象の数を決定する。ブロック１４６によって提供される位置付け順序の情報は、ブロック１４２において識別されるマーキングプロセスの特性の関数として、高アドレス指定又はパルス幅位置変換画素出力１５０に提供される。
【００２２】
要約すると、レンダリングステップ（ブロック１４０、１４２、１４６）は、所望のエッジ作用を生成するレンダリング信号を出力する単一の機能又は手段として考えられ得る。ブロックに対する入力情報は画素値、隣接画素値、タグ値、及びマーキングプロセスの特性である。ブロックは、パターン置換え操作又は高解像度ハーフトーニングの形態として動作することができる。
【００２３】
本発明のためのアーキテクチャを全般的に記述してきたが、以下の説明はエイリアスが除去されたレンダリング（ＡＡＲ）タグを上述のアーキテクチャ内に生成するための論理ベースの実施形態を更に特徴付ける。記述されたアルゴリズムは、可能な実施形態の例としてみなされる。エイリアスが除去された画素を識別する２つのタグ付け方法が、述べられる。１つめは、ハイコントラストのエッジに隣接するグレーのエイリアスが除去された画素を識別するよう設計された方法である。２つめは、エイリアシング除去により、グレーとなった細いラインを識別するための方法を表す。方法は、別々に又は互いに協調して用いられ得る。本発明の実施に種々の大きさ及び形状のウィンドウが用いられ得ることが理解されるであろうが、１つめの方法は、３×３のウィンドウのコンテキストを用いて特によく作用し、また２つめの方法は少なくとも５×５のウィンドウを必要とすると思われる。
【００２４】
概念で１つの操作に融合され得るが、エイリアスが除去された画素の充填命令(fill order)の決定及び適用は、エイリアスが除去された画素の識別とは概念的に区別される。最後に、領域の充填命令を決定するために用いられ得る方法が述べられる。充填命令のアルゴリズムは、画素の識別に用いられる更に大きなウィンドウのサブセットである３×１の画素ウィンドウを用いる。
【００２５】
以下に説明される論理の実行は、低レベルの形態において表され、また、タグ付けアルゴリズムの一定の部分も同等のルックアップテーブル又はテンプレート照合フィルターにおいて実行され得る。画像品質のためにアルゴリズムを最適化するのと同様に、個々のアルゴリズムの形態は、それらをよりプログラマブルに、またダウンローディングを促進し、論理表現又はアルゴリズムパラメータのダウンローディングを促進するために、更に最適化され得る。本明細書において述べられる概念は、ソフトウェアにおいて実行されるが、特定の実行の詳細は異なり得る。プリントテストは、その方法が、テストされたほとんどの場合において高品質の線画レンダリングを行うことを示した。
【００２６】
１．ハイコントラストの隣接画素を有するグレーの画素のタグ付け
１．１ アルゴリズム概念
エイリアシング除去の平均的な特質によって、いくつかの画像処理システム、又は画像処理システムが用いる方法は、少なくともいくつかの飽和されたストロークのエッジにおいてグレーの画素を作り出す。ハイコントラスト隣接画素法は、これらの画素を識別するために隣接画素の画素の値を用いる。概念的に、タグ付けアルゴリズムは以下のように動作する。
１）目標の画素付近に観測ウィンドウ（例えば、３×３）を位置する。
２）目標の画素がそのウィンドウ内に両タイプの飽和された隣接画素（黒及び白）を所有するか否かを決定する。
３）両方の飽和された隣接画素が存在する場合、エイリアスが除去されたレンダリングのためにその画素をタグ付けする。そうでなければデフォルトタグがシステムハーフトーンドットを用いることを特定する。
論理ベースの実行が次に説明される。次に様々なステップの論理出力が組み合わされ、エイリアスが除去されたレンダリング（ＡＡＲ）タグを作り出す。
【００２７】
１．２ Ｍ×Ｎウィンドウを用いた論理ベースのタグ付けの実行
Ｂ1 ，Ｂ2 ，．．．，Ｂ9 を、図５に示されるようにタグ付け演算用の目標画素である値Ｂ5 を有する目標の画素付近が中心におかれる３×３の画素ウィンドウ内のバイト値にする（図の目的は、Ｍ＝３及びＮ＝３である）。方法が、３×３のウィンドウに制限されないことに留意する。
【００２８】
ｘi,1 ，ｘi,2 ，．．．，ｘi,8 に、画素のバイト値を構成するビットを意味させる。ｘi,8 を数の大きいビットにさせる。つまり、Ｂi は２進数ｘi,8 ｘi,7 ．．．ｘi,1 によって表されることができる１０進数である。
【００２９】
目標の画素がグレーであるか否かの決定
ＡＡＲ又は従来のハーフトーニングのいずれかが黒及び白の画素を適切に処理することができるため、画素がグレーであるか否かの決定をＡＡＲを用いて処理する必要はない。グレー決定ステップは、いくつかのＡＡＲアーキテクチャのために有益であり得る周辺情報としてのみここで説明される。論理的な変数Ｇを定める。ここで、画素がそれぞれグレーであるか又は飽和されている場合、Ｇは１又は０である。
【００３０】
Ｇ＝（χ5,1 χ5,2 Λχ5,8 ）Δ（χ5,1 ＋χ5,2 ＋Λ＋χ5,8 ） （１）
とする。
ここで、掛け算は論理積を意味し、「＋」は論理和を、Δは対称差（排他的論理和）を意味する。画素が十分にグレー（０又は２５５から十分に離れている）でなければならない場合、（単数又は複数の）最も低い命令ビットが演算から除外されるか又は他のいくつかの閾値関数が用いられることができる。
【００３１】
目標の画素が黒の隣接画素を有するか否かの決定
論理的変数Ｎk を定める。ここで、黒の隣接画素が存在するか否かの場合、Ｎk は、それぞれ１又は０である。以下の積の論理和を形成する。
【００３２】
【数１】
積（論理和）は、バイト内のビットを演算し、積の結果は論理和演算される。隣接する画素が厳密に飽和された黒（２５５）であるかわりに、十分に黒（十分に２５５に近い）でなければならない場合、（単数又は複数の）最も低い命令ビットは演算から除外されるか又は代替的な閾値関数が用いられることができる。
【００３３】
目標の画素が白の隣接画素を有するか否かの決定
論理変数Ｎw を定める。ここで、白の隣接画素が存在するか否かの場合、Ｎw は、それぞれ１又は０である。以下の論理和を実行する。
【００３４】
【数２】
和（論理和）はバイト内のビットを演算し、和の結果（反転される。これは「c 」によって示される）が算出され、次に論理和演算がなされる。隣接する画素が厳密に飽和された白（０）であるかわりに、十分に白（０に十分に近い）でなければならない場合、（単数又は複数の）最も低い命令ビットは演算から除外されるか又は代替的な閾値方法が用いられることができる。
【００３５】
画素がＡＡＲによって処理されるべきか否かの決定
論理変数ＡＡＲ1 を定める。ここで、エイリアスが除去されたレンダリングが適用されるか否かの場合、ＡＡＲ1 は、それぞれ１又は０である。以下の論理積を形成する。
【００３６】
ＡＡＲ1 ＝ＧＮk Ｎw （４）
【００３７】
論理変数Ｇは、ほとんどのＡＡＲアーキテクチャによって必要とされないであろうことに再度留意されたい。
【００３８】
上述の論理ベースの実行のために可能な１つの実施形態が、図６に例示される。図示されるように、グレーエッジの画素アルゴリズムは、閾値の結果に適用される次のルックアップ工程（ＬＵＴ）と協同して、閾値操作を用いて、飽和された又はほぼ飽和された隣接画素によってグレーレベルの画素に実行される。特に、観測Ｗウィンドウ内の画素は、第１のステップ１６０Ａ、１６０Ｂにおいて、観測される画像の値に基づいて順応式に選択され得る異なる閾値（それぞれ、低閾値及び高閾値）によって閾値処理されてもよい。高閾値は、黒又は黒ではないウィンドウ化されたパターンを作り出すが、低閾値は白又は白ではないウィンドウ化されたパターンを作り出す。閾値操作（目標の画素として８ビットのベクトルが含まれないことが好ましい）の結果は、テンプレートベースのルックアップテーブル１６４Ａ又は１６４Ｂを介して「フィルター」され、次にいくつかの組合せ論理１７０（又は小さなルックアップテーブル）を用いて更に処理され、２ビットのタグを生成する一対の２ビットの出力を作り出す。ルックアップテーブル法は、テーブルエントリが特定の必要性に従って変化されることができる単純でプログラマブルなアーキテクチャを許容する。上述の論理は、直送論理操作を用いてルックアップテーブル形態に減らされることができることに留意されたい。
【００３９】
２．細いグレーのエイリアスが除去されたラインのタグ付け
２．１ アルゴリズムの概念
ラスタ画像プロセッサ（ＲＩＰ）における無制限のエイリアシング除去は、ＰＤＬのストローク幅が、２よりも小さく色は飽和された黒である、２つの画素の幅のグレーのラインを作り出すことができる。例えば、この作用は、垂直及び水平なストローク及び位置を、本来の画素解像度（600spi）ではなく超解像度画素グリッド（例えば、2400spi ）にスナップする超解像度ラスタリゼーション法によって起こる。エイリアシング除去プロセスにおいて、2400spi に分解された細い黒のラインは２つの600spiラスタに部分的にまたがり(straddle)、従ってそれらのラスタの両方の平均値をグレー値に下げることができる。細線検知法は背景／無背景の遷移に依存してタグ付けを実行する。概念的に、タグ付けアルゴリズムは以下のように動作するのが好ましい。
１）目標の画素（ｔ）付近にウィンドウ（例えば、５×５）を位置する。
２）ウィンドウの各画素が背景を所有するか又は無背景値を所有するか否かを決定する。ユーザによって樹立される設定か又は可能性としてディジタル画像処理の技術において知られる自動背景検知技術の利用のいずれかによって、背景の画素値が（例えば、０付近又は２５５付近に）前以て定められる。
３）図９に示されるようなウィンドウ内の様々なカット（角度、アーク（弧）又は複合曲線）に沿った、好ましくは中央の縦列１９２、中央の横列１９６、又は両方の斜めのライン１９４及び１９８に沿った背景／無背景の遷移を探す。
４）それぞれの方向に沿って遷移の数をカウントする。（単数又は複数の）既定のカットに沿って所定の数（好ましくは２つ）又はそれ以上の遷移がある場合、ＡＡＲ処理のために目標の画素（ｔ）がタグ付けされる。
５）次に、タグを論理和演算することにより、この方法によるタグをハイコントラスト隣接画素法を用いて生成されたタグと組み合わせる。又は、代わりに小さなルックアップテーブルを介してタグを組み合わせる。
【００４０】
タグ付けの誤りを防ぐために追加のテストが組み込まれ得ることに留意するべきである。例えば、識別されるグレーの構造がストロークの一部であることを更に確実にするために、検査が施され、無背景の画素が少なくとも一方向において一定であるか否かを決定する。
【００４１】
２．２ Ｍ×Ｎのウィンドウ用のタグ付けの実行
以下に述べられる方法は図７に示されるような５×５のウィンドウに制限されない。しかしながら、５×５が細いグレーのラインの検知に必要とされる最低限の大きさであることが経験的に決定されている。
【００４２】
背景と無背景の画素との区別
論理変数Ｆn を定める。ここで、ウィンドウの画素内のｎ番目の画素が背景の画素又はそうでない場合、Ｆn は、それぞれ１又は０である。０として定められる背景において、次の式で表される。
【００４３】
Ｆn ＝（χn,1 ＋χn,2 ＋Λχn,8 ）c （５）
【００４４】
ウィンドウ内の２５個の画素全てのそれぞれのＦn 値を決定する。
【００４５】
各方向における遷移の数を求める
４つの４ビット論理変数ベクトルＨ、Ｖ、ＤL 、及びＤR を定める。ここで、Ｈは、水平方向における背景／無背景の遷移を表し、Ｖは垂直方向における遷移を表し、ＤL は上部左から下部右への遷移を表し、並びにＤR は上部右から下部左への遷移を表す。遷移があるか又は否かの場合、これらの４−ビットベクトルにおける各ビットはそれぞれ１又は０である。
【００４６】
【数３】
【００４７】
方向につき２つ以上の遷移があるか否かの決定
論理変数Ｔp を定める。ここで、Ｐ方向において少なくとも２つの遷移がある場合、Ｔp は１、そうでない場合は０である。
【００４８】
【数４】
とする。
【００４９】
画素がＡＡＲによって処理されるべきか否かの決定
論理変数Ｔを定める。ここで、中央の縦軸に沿って２つの遷移又は中央の横軸に沿って２つの遷移、又は各斜線に沿って２つの遷移がある場合、Ｔは１である。
【００５０】
Ｔ＝ＴH ＋ＴV ＋（ＴDLＴDR） （14）
【００５１】
背景のフィールド内のグレーのラインを識別するために他の背景／無背景の遷移もまた、用いられてもよい。例えば、代替的な基準は、単に以下の方程式によって表されるようなあらゆる２つのカットのそれぞれに沿った２つの遷移を必要とし得る。
【００５２】
【数５】
【００５３】
論理変数ＡＡＲ2 を定める。ここで、エイリアスが除去されたレンダリングが適用されるか否かの場合、ＡＡＲ2 はそれぞれ１又は０である。
【００５４】
ＡＡＲ2 ＝ＧＴ （15）
【００５５】
ここで、エイリアスが除去された画素の完全なタグ付けを得るために、ハイコントラスト隣接画素法及び細線検知法は共に組み合わせられることができる。
【００５６】
【００５７】
３．ＡＡＲの充填オリエンテーション（指向方位）の決定
充填オリエンテーションの決定
タグ付けされたそれぞれの画素は適切なセルに付与される（ハーフトーンにされる）であろう。エイリアスが除去された画素として認識されない画素は、システムドットを用いてハーフトーンにされるが、エイリアスが除去された画素には高解像度のドット（例えば、600cpi）が用いられるであろう。ハーフトーンにするエイリアスが除去された画素のために、左、右、分割、又は中央充填パターンの所望の用途を示唆する４つの論理変数（タグ）Ｌ、Ｒ、Ｓ、Ｃをそれぞれ定める。当業者は、更に、より少数の、又は代替的な充填パターンが用いられてもよいことを認識するであろうことが留意される。充填命令タグを決定するために、ウィンドウ内の画素はまず閾値処理される。閾値処理された値から以下の方程式が得られる。
【００５８】
【数６】
ここで、ｔi は３×３ウィンドウの閾値処理された画素の値であり、「c 」はコンプリメント（反転）を意味し、ｔ4 は中央の左の閾値処理された画素であり、ｔ6 は中央の右の閾値処理された画素である。中央の値又は目標の画素が演算に必要とされないことに留意する。また、文字「Ｙ」及び「Ｖ」に見られるような構造の内側の角度を適切に処理するために、分割充填(split fill) が必要とされることが理解されるであろう。ここで、方程式（１７）−（２０）に見られる単一の論理の代わりにルックアップテーブル又はテンプレートが上述の方法に類似した方法で用いられてもよい。ルックアップテーブル、論理、又はテンプレートは、左、右、中央、又は分割(split) から充填する決定をなすためにより多くの隣接画素を用いてもよい。例えば、３×３ウィンドウ内のコーナ画素は、斜めのラインの輪郭をとるグレーの画素の充填のオリエンテーションを選択するのに有益であることが分かった。図４及び６に示されるようなタグ付けのアーキテクチャが、当業者によって理解されるであろうが、充填のオリエンテーションを選択するためにより多くの隣接画素が用いられてもよい。
【００５９】
全体的なタグ付けの概要
可能な５つの画素付与方法（４つのＡＡＲ法及び１つのシステムハーフトーンドット）用のタグが以下の情報から形成されることができる：
ＡＡＲ用の左充填： （ＡＡＲ）（Ｌ） （21）
ＡＡＲ用の右充填： （ＡＡＲ）（Ｒ） （22）
ＡＡＲ用の分割充填： （ＡＡＲ）（Ｓ） （23）
ＡＡＲ用の中央充填： （ＡＡＲ）（Ｃ）及び （24）
システムハーフトーン： （ＡＡＲ）c （25）
【００６０】
タグが２ビットの情報のみに制限されなければならない場合、分割充填又は中央充填のいずれかの利用は省かれる可能性がある。タグが限定されるが単一のビットである場合、レンダリングの選択をシステムハーフトーンドット及び中央充填又は分割充填ＡＡＲハーフトーンに限定することが好まれる。図８は、本発明の１つのレンダリングの実施形態（例えば、４×高アドレス指定、高速スキャン解像度）において作り出されることが可能な１セットの画像形成ドットの図である。例示されるように、例えば、左充填ＡＡＲ状況において画素の位置は、画素又は画像のドットが完全に充填されるまで累進的に（目標の画素のコントーンレベルに依存して）より幅広の露光パルスを用いて左から充填される。代替的な充填命令及び／又はより高い画素パルス解像度が同様に用いられ得ることが更に理解されるであろう。
【００６１】
図１０及び１１に移り、ここで表示されるのは文字「０」を有する画像の非常に拡大された態様である。図１０は、飽和された画素２０２及びエイリアスが除去された画素２０４を用いた文字を示す。上述を読むことで理解されるように、エイリアスが除去された画素は、（グレーを用いて）画像の付与を向上させるために用いられるが、バイナリ画像形成装置において容易に複写されることはできない。従って、エイリアスが除去された画素を識別（タグ付け）し、次に、好ましくは高アドレス指定能力又は高周波数ハーフトーニング技術で画素を付与するために、本明細書に述べられた処理方法を用いて、図１０のエイリアスが除去された画素の位置に対応する画素は、パルス「上の」画素の大きさ及び位置が上記に特徴付けられるように制御される高アドレス指定能力出力を有するとして図１１に見られることができる。例えば、領域２１２及び２１４における出力は、それぞれ、中心に置かれ、移動する部分的な画素のパルスを図示する。
【００６２】
総括して、本発明はエイリアスが除去されたレンダリング（ＡＡＲ）の方法である。第１に、エイリアスが除去された画素を識別するためのタグ付け方法が述べられ、該方法は、別々に又は互いに協調して用いられる。エイリアスが除去された画素を識別した後、充填命令は、好ましくは画素の識別に用いられるより大きなウィンドウのサブセットである画素のウィンドウを用いる充填命令アルゴリズムを用いて決定及び適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル化されたドキュメント画像において可能なエイリアシングの影響を示す平面図である。
【図２】本発明の１つ又はそれ以上の態様に好適なシステム−レベルの実施形態を全般的に示すブロック図である。
【図３】本発明の１つの実施形態の汎用データのフロー図である。
【図４】図３に図示されるアーキテクチャの代替のフロー図である。
【図５】本発明の実施形態によって用いられるような例示的３×３画素ウィンドウの平面図である。
【図６】飽和された又はほぼ飽和されたエッジに沿って発生するエイリアスを除去された画素をタグ付けするためのあるルックアップテーブルの実施形態を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態によって用いられるような例示的５×５画素ウィンドウの平面図である。
【図８】エイリアスが除去されたとしてタグ付けされる画素のための可能なレンダリング信号の１つの集合を示す平面図である。
【図９】エイリアシング除去によってグレーである細いグレーのラインのタグ付けの概要を示す平面図である。
【図１０】エイリアスが除去されたゼロ（０）を示す平面図である。
【図１１】エイリアシング除去レンダリング信号によって処理された後の図１０のエイリアスが除去された画像を示す平面図である。
【符号の説明】
１００ コントーン／ディジタル画像データ
１０２ エイリアスが除去されたタグ付け
１０８ エイリアスが除去されたレンダリング
１１２ ハーフトーニング
１１８ マルチプレクサー
【発明の属する技術分野及び従来の技術】
テキストを含む線及び多角形のエッジ上のジャギー(jaggie)の軽減又は除去を含むいくつかの理由のため、線画及び一定の図形画像構造のディジタル化のコンテキストにおけるエイリアシング除去は、中間レベルの強度を用い、エッジのサブピクセル位置を達成する方法として最もよく知られる。本明細書において用いられるように、用語、エイリアスが除去されるとは、画像に適用されるエイリアシング除去操作により作用される画像の部分又は領域（例えば、線画又はテキストのエッジに沿ってグレーの画素をもたらす画像処理操作又は物理的プロセス）を示すことが意図される。ジャギーは、主に水平又は垂直に近づく斜めの線のエッジにおいて見られる。用語、エイリアシング除去とは、通常、サンプリング率が低すぎる場合に、高周波数信号のサンプリングからもたらされる低周波数の存在を表すアナログ用語、エイリアシングを連想させる。
【０００２】
垂直に近い（又は水平に近い）線のセグメントを考える。プリントされた媒体に完全に複写されるために、エッジの位置を表す位相はセグメントの長さに沿って連続的に変化しなければならない。バイレベルディスプレイ又は印刷された出力の固有のサンプリングによって位相は不連続性を示す。そのため、エイリアシングは、その構造がジャギーと呼ばれるぎざぎざの態様の誘発をもたらす。サンプル画像内において、あらゆる図形のオブジェクトは、最終的に多角形又は多角形の集合に近似する。これらの多角形は、そのうちのいくつかがエイリアシング（ジャギー及び他の配置欠陥）を示すであろうまっすぐなエッジを有する。例えば、図１は、２つのディメンションでエイリアシングを図示する。図１の上部の三角形がラスタライズされる際、図１の下部に図示される三角形に複写されるようにエッジがエイリアシングされる。特に、底部エッジに沿った位置は、図１の下部の画像に左から右に見られるようにコラム（縦列）からコラムにわずかに上向きに移動すべきである。しかしながら、例示されるように、位置は量子化され、三角形の底部に沿ってぎざぎざの態様を作り出す。更にサンプリングの結果、エイリアスが除去された画像の可視性は、ジャギーの規則正しい特質によって増加する。
【０００３】
エイリアスが除去された画素を利用するために、以下のシステム及びそれらの能力又は不能力性を考慮する。例えば、ゼロックス(Xerox) のドキュカラー(Docucolor) ４０は、エイリアスが除去された画素を付与するために高周波数アナログラインスクリーンを用いるが、それはいくつかの製品又はマークされたセグメントのための選択事項ではない。レンダリングモジュールにおいて従来のスクリーン（例えば、約130-150 ＣＰＩドットに等しい）が用いられる際、エイリアスが除去された画素はハーフトーンにされて印刷され、文字のエッジに沿って位置付けされる好ましくないハーフトーンドットをもたらす。例えば、Curry, et al. によって米国特許第５，１３８，３３９号及び米国特許第５，４８５，２８９号に述べられる超鮮鋭（ｈｙｐｅｒａｃｕｉｔｙ）プリント技術は、強化された線画において、同時にドットスクリーンハーフトーンをプリントすることが両立可能なエイリアスが除去された画素のレンダリングを提供することができる。しかしながら、これらの技術はエイリアスが除去された画素をエイリアスが除去された線画として識別するためにタグの使用を必要とする。本発明に関して述べられる好ましい実施形態において、両画像タイプを適切に処理するために、レンダリングのアーキテクチャは、テキスト／線画をコントーン画像と区別する。本明細書に述べられるように、アルゴリズム又は方法はレンダリングモジュール又はレンダリングデバイスの他の構成装置において用いられ、グレーのエイリアスが除去された画素をゼログラフィックプリントに好適な形態に変換することができる。
【０００４】
最終又は所望の出力解像度よりも高い解像度において画像を捕捉し、平均プロセスを用いてサブサンプリングすることにより画像の解像度を低下させることによって、エイリアスが除去された画像を生成することができる。
【０００５】
例えば、連続する階調画像をシミュレートするためにハーフトーニングプロセスを用いる多くのゼログラフィック又はインクジェットシステムなどのバイナリプリントシステムにおいて、これらのエイリアスが除去されたエッジの画素は、非常に高周波数のセル、理想的には最終的な出力画像の解像度を有するセルと共に、付与されるべきである。標準システムのハーフトーンドットが用いられる場合、エイリアスが除去されたエッジは、標準のハーフトーン周波数において鋸歯状又はぎざぎざであろう。このレンダリングはエイリアシング除去を介して得られるあらゆる値を低下させるか、又は無効にしさえもする。エイリアスが除去された画像の全域にわたる非常に高い周波数のスクリーンの使用は、エイリアスが除去された画素を適切に付与するが、画像全体で階調曲線をとがらし、プリント品質の欠陥を引き起こしがちである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、本発明は、エイリアスが除去されたテキスト又はライン領域のレンダリング用に設計されたアーキテクチャ内に、エイリアスが除去されたレンダリングタグを生成するための論理ベースの方法に関し、また、それにより、画像の連続的な階調部分に適用される画素とは区別可能な方法で、エイリアスが除去された画素が付与されることを可能にする。
【０００７】
これまでに、若干の特許及び刊行物がエイリアシング除去に関連する情報を開示した。その関連部分が以下に簡潔に要約されるであろう。
【０００８】
１９９７年７月８日にMotamed et al.に対して発行された米国特許第５，６４６，７５１号は、画素のタグ付けを用いて色の変換操作の速度を向上させる方法を教示する。
【０００９】
"A Comparison of Antialiasing Techniques," IEEE CG&A, Vol. 1, No. 1,１９８１年１月、４０−４８ページにおいて、F. Crow はプレフィルターリングは計算処理上エイリアシング除去に有効な技術であることを教示する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によって、エイリアスが除去された画素を含む画像を処理する方法が提供される。該方法は、目標の画素がエイリアスを除去されたか否かを決定するステップ、目標の画素がエイリアスを除去されたか否かをタグによって示唆するステップ、及びタグの機能としてそれぞれの目標画素に適切なレンダリング技術を決定するステップ、を有する。
【００１１】
本発明の１つの態様は、特にテキスト及び線画領域のエイリアスが除去された画像のレンダリングにおける基本的な問題に関し、エイリアスが除去された領域を識別し、次にそのエイリアスが除去された領域をレンダリングするために好適な技術を識別し、許容可能なエッジの品質を得ることに関する。この態様は、更に、この問題を緩和する技術の発見に基づく。この技術は、画像タイプ（バイナリテキスト又はラインと、連続的な階調）を区別するレンダリングアーキテクチャを用い、与えられた画素がエイリアスを除去されたか否かを決定し、またそれに従ってレンダリング操作を指示する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
用語、「データ」は本明細書において情報を示唆又は含む物理的な信号を表す。「画像」、即ち、物理的な光のパターンは、文字、単語、及びテキスト並びにグラフィックなどの他の特徴を含みうる。画像は「セグメント」に分けられ、その各々そのものが画像である。画像のセグメントは、画像全体までのあらゆる大きさ、及び画像全体を含み得る大きさであり得る。
【００１３】
画像における各位置は、「画素」と呼ばれてもよい。各画素の値は、画像の「バイナリ形態」のビットで、グレースケールの値は画像の「グレースケール形態」であるか、又は画像の「カラー座標形態」の１セットのカラースペースの座標であり、バイナリ形態、グレースケール形態、及びカラー座標形態は、それぞれが画像を定義する２次元アレイである。本明細書に連続的な階調処理として述べられるが、本発明は、各分離がグレースケール又は連続的な階調画像として効果的に処理されるカラー画像の処理にも同様に適用される。従って、本明細書における連続的な階調（コントーン）又はグレースケール画像の処理に関する参照は、カラー画像分解の処理を同様に含むことが意図される。操作は、画像の一部に関連するデータのアイテム上で動作する際に「画像処理」を行う。
【００１４】
「画像入力デバイス」は画像を受像でき、画像のバージョンを定義するデータのアイテムを提供できるデバイスである。「スキャナ」は、ドキュメントを走査することによるなどの走査オペレーションによって画像を受像する画像入力デバイスである。
【００１５】
「画像出力デバイス」は、画像を定義するデータのアイテムを受けられ、出力として画像を提供又は付与することができるデバイスである。「ディスプレイ」とは、人間が目視可能な形態で出力画像を提供する画像出力デバイスである。
【００１６】
ここで、図２に移り、好ましいディジタル画像形成システムの実施形態が記述される。システム２０において、画像ソース３０は、画像処理システムに供給される画像データを生成するために用いられ、該画像処理システムは、当該技術においてデジタルフロントエンド（ＤＦＥ）４０として知られるシステムを組み込むことができ、プリントエンジン５０によってレンダリング用のバイナリデータを作り出す。例えば、画像ソース３０は、スキャナ３２、コンピュータ３４、ネットワーク３６又は類似の又は同等のあらゆる画像入力ターミナルを含みうる。出力エンドプリンタエンジン５０はゼログラフィックエンジンであるのが好ましいが、エンジン５０はインクジェットなどのような同等の代替物を含みうる。本発明は、図２に記述される画像プロセッサ４０の態様に関する。特に、本発明の意図は、それによって入力画像のエイリアスが除去された領域に沿って生成されたそれらの画素を識別及び処理することである。
【００１７】
ここで、図３を参照して、本発明の１つの実施形態におけるデータフローを記述する詳細図が図示される。システム４０は、連続的な階調（コントーン）／デジタルデータを処理された出力データに変換する方法を含む。図３では、コントーン／デジタル画像データ１００が画像処理システム４０の一部に設けられる。特に、図３のデータフローは、ラスタ画像データを処理したディジタルフロントエンド（ＤＦＥ）システムから受け取られるデータの一部を記述し、従って、図の最も左側に示唆されるように、ここで、コントーンデータ（１００）が供給される。コントーンデータ１００は、エイリアスが除去されたタグ付けブロック１０２、エイリアスが除去されたレンダリングブロック１０８、及びハーフトーニングブロック１１２に供給される。
【００１８】
エイリアスが除去されたタグ付けブロック１０２の出力は、問題の画素がＤＦＥ内でエイリアスが除去されたか否かの決定を示唆するタグである。タグの出力はエイリアスが除去されたレンダリングブロック１０８に供給され、エイリアスが除去されたレンダリングブロック１０８内の処理を制御し、更にマルチプレクサー１１８内のセレクト信号としても用いられる。更に重要なことに、タグは本明細書に記述されるように複数のビットタグで、本明細書の中の様々なビットはタグデータを受け取る種々のサブプロセスによって用いられることができる。図に記述されるように、代替的な実施形態は、更なる情報、例えば、画素タイプ（線画、テキスト、画像、ハーフトーン、エイリアス除去済など）を提供する入力タグ（他のタグ）１０１を組み込むこともできる。他のタグは、操作１０４によって示されるようなタグの組合せ機能内でエイリアスが除去されたタグと組み合わせられることができる。ある実施形態において、ＤＦＥは、与えられた画素又は画素の群のいくつかの属性を示唆する「他のタグ」を出力しうる。そのタグは、エイリアスが除去されたタグ付けブロック１０２によって作り出されたタグと組み合わせられ、特定の画素及びそれがどのように付与されるべきかの更なる情報又はより正確な情報を所有するレンダリングタグを生成し得る。１０４において実行される組合せ操作は、ルックアップテーブルによって達成され、次に得られたタグは、エイリアスが除去されたレンダリングを指示するために用いられ得る。エイリアスが除去されたレンダリングブロック１０８及びハーフトーニングブロック１１２の出力は共にマルチプレクサー１１８に対する入力として供給され、この２つの入力のうちの１つの選択を用いてマルチプレクサー１１８からの出力であるプロセスバイナリプリントデータを作り出す。代わりに、選択操作は、生成された出力信号の集合のうちの１つを選択するよりもむしろどのレンダリング方法を行うかを選択するために用いられ得る。
【００１９】
ブロック１０２で実行されるエイリアスが除去されたタグ付け操作の様々な実施形態及びブロック１０８におけるエイリアスが除去されたレンダリングが、以下の説明に述べられる。エイリアスが除去された画像処理アルゴリズムの全体は概念的に（以下の）いくつかの部分から成ると見られる。
ａ．所定の画素がエイリアス除去操作によってエイリアスを除去又は影響されたか否かを決定し、
ｂ．高アドレス指定能力出力画素（又はパルス幅の位置が変換された（ＰＷＰＭ）パルス位置）の位置付け命令を決定し、また
ｃ．出力する高アドレス指定画素の数（又はＰＷＰＭパルスの長さ）を決定する。
ステップｂ及びｃは、高解像度ハーフトーニング又は高解像度パターンの置換えの形態として考えられ得る。いずれの場合においても、それらは、エイリアスが除去されたレンダリング信号を選択するための、タグの情報、画素値情報、及びマーキングプロセス特性を用いる。
【００２０】
図４は、本発明の態様に従って適用されるプロセス（タグ付け及びレンダリング）における様々なステップの略図であり、図３に図示されるアーキテクチャの代替的な表示である。特に、アルゴリズムはエイリアスが除去されたと決定された際、画素処理に集中する。図４を参照すると、ブロック１３０において目標の画素に隣接するか又は目標の画素を囲む画素の群が分析される。テストブロック１３２において、目標の画素がエイリアスを除去されたか否かに関する決定がなされる。ブロック１３４によって表される否定の判定は、可能性としてハーフトーニングである従来の処理が用いられ、高アドレス指定、パルス幅の位置が変換された（ＰＷＰＭ）か又は高解像度ハーフトーン出力画素がブロック１３６において生成されることを示唆する。ブロック１３２における肯定の判定は、高アドレス指定画素事象用の位置付け順序を決定するための次の操作をもたらす。ブロック１３２において、画素が一定の基準に見合っている場合、画素はエイリアスが除去されたと考えられる。基準の一例は、（ａ）グレー（コントーン）であるか、（ｂ）少なくとも白の隣接画素を１つ及び黒の隣接画素を１つ所有するかであり得る。代わって、エイリアスが除去された画素であることを示唆するために前以てタグ付けされている場合、肯定的に識別されるエイリアスが除去された画素であるとして通過する。画素及びその隣接画素の審査は、画素バイトマップ値にブール論理演算を用いることによって行われる。先に示したようにブロック１４０は高アドレス指定能力の画素事象のための位置付け順序を決定する。ブロック１４０は、画素事象が左に向って移動すべきか、右に向かって移動すべきか、又は画素周期の中心付近に位置される／位置付けされるべきか否かを決定するために、隣接する画素の情報及びマーキングプロセス情報を用いることが好ましい。位置付けは以下の方法のうちの１つ又はそれ以上によって決定され得る。
ａ．隣接する黒及び白の画素の重心を用いて、エッジが垂直又は水平に向かう傾向にあるか、エイリアスが除去された画素がエッジの左、右、上又は下にあるか、垂直又はほぼ垂直なエッジがエッジに向かって移動する画素事象を必要とするか、水平又はほぼ水平なエッジが中央に向かって移動する画素事象を必要とするか、を決定する。
ｂ．隣接するグレーの画素の情報を用いて、パルスをグレーの画素から離れて移動させる（例えば、この場合、水平エッジが左右にグレーの隣接画素を有する場合、画素の中心にパルスを位置する）を用いる。
ｃ．テンプレート又はルックアップテーブルを用いて特定のパターン及びそれらの各々の出力の位置付けを識別する。
【００２１】
ブロック１４０における位置付け順序の決定後、並行処理１４２及び１４６が実行される。ブロック１４２は、エイリアスが除去された画像のマーキングプロセスの特性を示す。マーキング特性を用いることに関して、エイリアスが除去された画素を付与するために用いられる信号は、出力画像内に何らかの作用を有し、その作用は生成された暗色の量、エッジに得られた移動、又は得られたラインの太さとして考えられ得る。可能な出力信号は、出力信号が生成する作用を特徴付けるために較正されなければならない。次にそれらの作用を知った上で、与えられた信号が最も適切な画像構造の設定において用いられることができる。この較正プロセスは、一定の入力用の一定の密度を達成するために、ハーフトーンパターンを較正することに、いくらか類似する。本プロセスは、一定の信号による一定のラインエッジの位置付けを生成することに関する。ブロック１４６は、高アドレス指定画素事象の数を決定する。ブロック１４６によって提供される位置付け順序の情報は、ブロック１４２において識別されるマーキングプロセスの特性の関数として、高アドレス指定又はパルス幅位置変換画素出力１５０に提供される。
【００２２】
要約すると、レンダリングステップ（ブロック１４０、１４２、１４６）は、所望のエッジ作用を生成するレンダリング信号を出力する単一の機能又は手段として考えられ得る。ブロックに対する入力情報は画素値、隣接画素値、タグ値、及びマーキングプロセスの特性である。ブロックは、パターン置換え操作又は高解像度ハーフトーニングの形態として動作することができる。
【００２３】
本発明のためのアーキテクチャを全般的に記述してきたが、以下の説明はエイリアスが除去されたレンダリング（ＡＡＲ）タグを上述のアーキテクチャ内に生成するための論理ベースの実施形態を更に特徴付ける。記述されたアルゴリズムは、可能な実施形態の例としてみなされる。エイリアスが除去された画素を識別する２つのタグ付け方法が、述べられる。１つめは、ハイコントラストのエッジに隣接するグレーのエイリアスが除去された画素を識別するよう設計された方法である。２つめは、エイリアシング除去により、グレーとなった細いラインを識別するための方法を表す。方法は、別々に又は互いに協調して用いられ得る。本発明の実施に種々の大きさ及び形状のウィンドウが用いられ得ることが理解されるであろうが、１つめの方法は、３×３のウィンドウのコンテキストを用いて特によく作用し、また２つめの方法は少なくとも５×５のウィンドウを必要とすると思われる。
【００２４】
概念で１つの操作に融合され得るが、エイリアスが除去された画素の充填命令(fill order)の決定及び適用は、エイリアスが除去された画素の識別とは概念的に区別される。最後に、領域の充填命令を決定するために用いられ得る方法が述べられる。充填命令のアルゴリズムは、画素の識別に用いられる更に大きなウィンドウのサブセットである３×１の画素ウィンドウを用いる。
【００２５】
以下に説明される論理の実行は、低レベルの形態において表され、また、タグ付けアルゴリズムの一定の部分も同等のルックアップテーブル又はテンプレート照合フィルターにおいて実行され得る。画像品質のためにアルゴリズムを最適化するのと同様に、個々のアルゴリズムの形態は、それらをよりプログラマブルに、またダウンローディングを促進し、論理表現又はアルゴリズムパラメータのダウンローディングを促進するために、更に最適化され得る。本明細書において述べられる概念は、ソフトウェアにおいて実行されるが、特定の実行の詳細は異なり得る。プリントテストは、その方法が、テストされたほとんどの場合において高品質の線画レンダリングを行うことを示した。
【００２６】
１．ハイコントラストの隣接画素を有するグレーの画素のタグ付け
１．１ アルゴリズム概念
エイリアシング除去の平均的な特質によって、いくつかの画像処理システム、又は画像処理システムが用いる方法は、少なくともいくつかの飽和されたストロークのエッジにおいてグレーの画素を作り出す。ハイコントラスト隣接画素法は、これらの画素を識別するために隣接画素の画素の値を用いる。概念的に、タグ付けアルゴリズムは以下のように動作する。
１）目標の画素付近に観測ウィンドウ（例えば、３×３）を位置する。
２）目標の画素がそのウィンドウ内に両タイプの飽和された隣接画素（黒及び白）を所有するか否かを決定する。
３）両方の飽和された隣接画素が存在する場合、エイリアスが除去されたレンダリングのためにその画素をタグ付けする。そうでなければデフォルトタグがシステムハーフトーンドットを用いることを特定する。
論理ベースの実行が次に説明される。次に様々なステップの論理出力が組み合わされ、エイリアスが除去されたレンダリング（ＡＡＲ）タグを作り出す。
【００２７】
１．２ Ｍ×Ｎウィンドウを用いた論理ベースのタグ付けの実行
Ｂ1 ，Ｂ2 ，．．．，Ｂ9 を、図５に示されるようにタグ付け演算用の目標画素である値Ｂ5 を有する目標の画素付近が中心におかれる３×３の画素ウィンドウ内のバイト値にする（図の目的は、Ｍ＝３及びＮ＝３である）。方法が、３×３のウィンドウに制限されないことに留意する。
【００２８】
ｘi,1 ，ｘi,2 ，．．．，ｘi,8 に、画素のバイト値を構成するビットを意味させる。ｘi,8 を数の大きいビットにさせる。つまり、Ｂi は２進数ｘi,8 ｘi,7 ．．．ｘi,1 によって表されることができる１０進数である。
【００２９】
目標の画素がグレーであるか否かの決定
ＡＡＲ又は従来のハーフトーニングのいずれかが黒及び白の画素を適切に処理することができるため、画素がグレーであるか否かの決定をＡＡＲを用いて処理する必要はない。グレー決定ステップは、いくつかのＡＡＲアーキテクチャのために有益であり得る周辺情報としてのみここで説明される。論理的な変数Ｇを定める。ここで、画素がそれぞれグレーであるか又は飽和されている場合、Ｇは１又は０である。
【００３０】
Ｇ＝（χ5,1 χ5,2 Λχ5,8 ）Δ（χ5,1 ＋χ5,2 ＋Λ＋χ5,8 ） （１）
とする。
ここで、掛け算は論理積を意味し、「＋」は論理和を、Δは対称差（排他的論理和）を意味する。画素が十分にグレー（０又は２５５から十分に離れている）でなければならない場合、（単数又は複数の）最も低い命令ビットが演算から除外されるか又は他のいくつかの閾値関数が用いられることができる。
【００３１】
目標の画素が黒の隣接画素を有するか否かの決定
論理的変数Ｎk を定める。ここで、黒の隣接画素が存在するか否かの場合、Ｎk は、それぞれ１又は０である。以下の積の論理和を形成する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
目標の画素が白の隣接画素を有するか否かの決定
論理変数Ｎw を定める。ここで、白の隣接画素が存在するか否かの場合、Ｎw は、それぞれ１又は０である。以下の論理和を実行する。
【００３４】
【数２】
【００３５】
画素がＡＡＲによって処理されるべきか否かの決定
論理変数ＡＡＲ1 を定める。ここで、エイリアスが除去されたレンダリングが適用されるか否かの場合、ＡＡＲ1 は、それぞれ１又は０である。以下の論理積を形成する。
【００３６】
ＡＡＲ1 ＝ＧＮk Ｎw （４）
【００３７】
論理変数Ｇは、ほとんどのＡＡＲアーキテクチャによって必要とされないであろうことに再度留意されたい。
【００３８】
上述の論理ベースの実行のために可能な１つの実施形態が、図６に例示される。図示されるように、グレーエッジの画素アルゴリズムは、閾値の結果に適用される次のルックアップ工程（ＬＵＴ）と協同して、閾値操作を用いて、飽和された又はほぼ飽和された隣接画素によってグレーレベルの画素に実行される。特に、観測Ｗウィンドウ内の画素は、第１のステップ１６０Ａ、１６０Ｂにおいて、観測される画像の値に基づいて順応式に選択され得る異なる閾値（それぞれ、低閾値及び高閾値）によって閾値処理されてもよい。高閾値は、黒又は黒ではないウィンドウ化されたパターンを作り出すが、低閾値は白又は白ではないウィンドウ化されたパターンを作り出す。閾値操作（目標の画素として８ビットのベクトルが含まれないことが好ましい）の結果は、テンプレートベースのルックアップテーブル１６４Ａ又は１６４Ｂを介して「フィルター」され、次にいくつかの組合せ論理１７０（又は小さなルックアップテーブル）を用いて更に処理され、２ビットのタグを生成する一対の２ビットの出力を作り出す。ルックアップテーブル法は、テーブルエントリが特定の必要性に従って変化されることができる単純でプログラマブルなアーキテクチャを許容する。上述の論理は、直送論理操作を用いてルックアップテーブル形態に減らされることができることに留意されたい。
【００３９】
２．細いグレーのエイリアスが除去されたラインのタグ付け
２．１ アルゴリズムの概念
ラスタ画像プロセッサ（ＲＩＰ）における無制限のエイリアシング除去は、ＰＤＬのストローク幅が、２よりも小さく色は飽和された黒である、２つの画素の幅のグレーのラインを作り出すことができる。例えば、この作用は、垂直及び水平なストローク及び位置を、本来の画素解像度（600spi）ではなく超解像度画素グリッド（例えば、2400spi ）にスナップする超解像度ラスタリゼーション法によって起こる。エイリアシング除去プロセスにおいて、2400spi に分解された細い黒のラインは２つの600spiラスタに部分的にまたがり(straddle)、従ってそれらのラスタの両方の平均値をグレー値に下げることができる。細線検知法は背景／無背景の遷移に依存してタグ付けを実行する。概念的に、タグ付けアルゴリズムは以下のように動作するのが好ましい。
１）目標の画素（ｔ）付近にウィンドウ（例えば、５×５）を位置する。
２）ウィンドウの各画素が背景を所有するか又は無背景値を所有するか否かを決定する。ユーザによって樹立される設定か又は可能性としてディジタル画像処理の技術において知られる自動背景検知技術の利用のいずれかによって、背景の画素値が（例えば、０付近又は２５５付近に）前以て定められる。
３）図９に示されるようなウィンドウ内の様々なカット（角度、アーク（弧）又は複合曲線）に沿った、好ましくは中央の縦列１９２、中央の横列１９６、又は両方の斜めのライン１９４及び１９８に沿った背景／無背景の遷移を探す。
４）それぞれの方向に沿って遷移の数をカウントする。（単数又は複数の）既定のカットに沿って所定の数（好ましくは２つ）又はそれ以上の遷移がある場合、ＡＡＲ処理のために目標の画素（ｔ）がタグ付けされる。
５）次に、タグを論理和演算することにより、この方法によるタグをハイコントラスト隣接画素法を用いて生成されたタグと組み合わせる。又は、代わりに小さなルックアップテーブルを介してタグを組み合わせる。
【００４０】
タグ付けの誤りを防ぐために追加のテストが組み込まれ得ることに留意するべきである。例えば、識別されるグレーの構造がストロークの一部であることを更に確実にするために、検査が施され、無背景の画素が少なくとも一方向において一定であるか否かを決定する。
【００４１】
２．２ Ｍ×Ｎのウィンドウ用のタグ付けの実行
以下に述べられる方法は図７に示されるような５×５のウィンドウに制限されない。しかしながら、５×５が細いグレーのラインの検知に必要とされる最低限の大きさであることが経験的に決定されている。
【００４２】
背景と無背景の画素との区別
論理変数Ｆn を定める。ここで、ウィンドウの画素内のｎ番目の画素が背景の画素又はそうでない場合、Ｆn は、それぞれ１又は０である。０として定められる背景において、次の式で表される。
【００４３】
Ｆn ＝（χn,1 ＋χn,2 ＋Λχn,8 ）c （５）
【００４４】
ウィンドウ内の２５個の画素全てのそれぞれのＦn 値を決定する。
【００４５】
各方向における遷移の数を求める
４つの４ビット論理変数ベクトルＨ、Ｖ、ＤL 、及びＤR を定める。ここで、Ｈは、水平方向における背景／無背景の遷移を表し、Ｖは垂直方向における遷移を表し、ＤL は上部左から下部右への遷移を表し、並びにＤR は上部右から下部左への遷移を表す。遷移があるか又は否かの場合、これらの４−ビットベクトルにおける各ビットはそれぞれ１又は０である。
【００４６】
【数３】
方向につき２つ以上の遷移があるか否かの決定
論理変数Ｔp を定める。ここで、Ｐ方向において少なくとも２つの遷移がある場合、Ｔp は１、そうでない場合は０である。
【００４８】
【数４】
【００４９】
画素がＡＡＲによって処理されるべきか否かの決定
論理変数Ｔを定める。ここで、中央の縦軸に沿って２つの遷移又は中央の横軸に沿って２つの遷移、又は各斜線に沿って２つの遷移がある場合、Ｔは１である。
【００５０】
Ｔ＝ＴH ＋ＴV ＋（ＴDLＴDR） （14）
【００５１】
背景のフィールド内のグレーのラインを識別するために他の背景／無背景の遷移もまた、用いられてもよい。例えば、代替的な基準は、単に以下の方程式によって表されるようなあらゆる２つのカットのそれぞれに沿った２つの遷移を必要とし得る。
【００５２】
【数５】
論理変数ＡＡＲ2 を定める。ここで、エイリアスが除去されたレンダリングが適用されるか否かの場合、ＡＡＲ2 はそれぞれ１又は０である。
【００５４】
ＡＡＲ2 ＝ＧＴ （15）
【００５５】
ここで、エイリアスが除去された画素の完全なタグ付けを得るために、ハイコントラスト隣接画素法及び細線検知法は共に組み合わせられることができる。
【００５６】
３．ＡＡＲの充填オリエンテーション（指向方位）の決定
充填オリエンテーションの決定
タグ付けされたそれぞれの画素は適切なセルに付与される（ハーフトーンにされる）であろう。エイリアスが除去された画素として認識されない画素は、システムドットを用いてハーフトーンにされるが、エイリアスが除去された画素には高解像度のドット（例えば、600cpi）が用いられるであろう。ハーフトーンにするエイリアスが除去された画素のために、左、右、分割、又は中央充填パターンの所望の用途を示唆する４つの論理変数（タグ）Ｌ、Ｒ、Ｓ、Ｃをそれぞれ定める。当業者は、更に、より少数の、又は代替的な充填パターンが用いられてもよいことを認識するであろうことが留意される。充填命令タグを決定するために、ウィンドウ内の画素はまず閾値処理される。閾値処理された値から以下の方程式が得られる。
【００５８】
【数６】
【００５９】
全体的なタグ付けの概要
可能な５つの画素付与方法（４つのＡＡＲ法及び１つのシステムハーフトーンドット）用のタグが以下の情報から形成されることができる：
ＡＡＲ用の左充填： （ＡＡＲ）（Ｌ） （21）
ＡＡＲ用の右充填： （ＡＡＲ）（Ｒ） （22）
ＡＡＲ用の分割充填： （ＡＡＲ）（Ｓ） （23）
ＡＡＲ用の中央充填： （ＡＡＲ）（Ｃ）及び （24）
システムハーフトーン： （ＡＡＲ）c （25）
【００６０】
タグが２ビットの情報のみに制限されなければならない場合、分割充填又は中央充填のいずれかの利用は省かれる可能性がある。タグが限定されるが単一のビットである場合、レンダリングの選択をシステムハーフトーンドット及び中央充填又は分割充填ＡＡＲハーフトーンに限定することが好まれる。図８は、本発明の１つのレンダリングの実施形態（例えば、４×高アドレス指定、高速スキャン解像度）において作り出されることが可能な１セットの画像形成ドットの図である。例示されるように、例えば、左充填ＡＡＲ状況において画素の位置は、画素又は画像のドットが完全に充填されるまで累進的に（目標の画素のコントーンレベルに依存して）より幅広の露光パルスを用いて左から充填される。代替的な充填命令及び／又はより高い画素パルス解像度が同様に用いられ得ることが更に理解されるであろう。
【００６１】
図１０及び１１に移り、ここで表示されるのは文字「０」を有する画像の非常に拡大された態様である。図１０は、飽和された画素２０２及びエイリアスが除去された画素２０４を用いた文字を示す。上述を読むことで理解されるように、エイリアスが除去された画素は、（グレーを用いて）画像の付与を向上させるために用いられるが、バイナリ画像形成装置において容易に複写されることはできない。従って、エイリアスが除去された画素を識別（タグ付け）し、次に、好ましくは高アドレス指定能力又は高周波数ハーフトーニング技術で画素を付与するために、本明細書に述べられた処理方法を用いて、図１０のエイリアスが除去された画素の位置に対応する画素は、パルス「上の」画素の大きさ及び位置が上記に特徴付けられるように制御される高アドレス指定能力出力を有するとして図１１に見られることができる。例えば、領域２１２及び２１４における出力は、それぞれ、中心に置かれ、移動する部分的な画素のパルスを図示する。
【００６２】
総括して、本発明はエイリアスが除去されたレンダリング（ＡＡＲ）の方法である。第１に、エイリアスが除去された画素を識別するためのタグ付け方法が述べられ、該方法は、別々に又は互いに協調して用いられる。エイリアスが除去された画素を識別した後、充填命令は、好ましくは画素の識別に用いられるより大きなウィンドウのサブセットである画素のウィンドウを用いる充填命令アルゴリズムを用いて決定及び適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタル化されたドキュメント画像において可能なエイリアシングの影響を示す平面図である。
【図２】本発明の１つ又はそれ以上の態様に好適なシステム−レベルの実施形態を全般的に示すブロック図である。
【図３】本発明の１つの実施形態の汎用データのフロー図である。
【図４】図３に図示されるアーキテクチャの代替のフロー図である。
【図５】本発明の実施形態によって用いられるような例示的３×３画素ウィンドウの平面図である。
【図６】飽和された又はほぼ飽和されたエッジに沿って発生するエイリアスを除去された画素をタグ付けするためのあるルックアップテーブルの実施形態を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態によって用いられるような例示的５×５画素ウィンドウの平面図である。
【図８】エイリアスが除去されたとしてタグ付けされる画素のための可能なレンダリング信号の１つの集合を示す平面図である。
【図９】エイリアシング除去によってグレーである細いグレーのラインのタグ付けの概要を示す平面図である。
【図１０】エイリアスが除去されたゼロ（０）を示す平面図である。
【図１１】エイリアシング除去レンダリング信号によって処理された後の図１０のエイリアスが除去された画像を示す平面図である。
【符号の説明】
１００ コントーン／ディジタル画像データ
１０２ エイリアスが除去されたタグ付け
１０８ エイリアスが除去されたレンダリング
１１２ ハーフトーニング
１１８ マルチプレクサー
Claims (3)
- エイリアスが除去された画素を含む画像の処理方法であって、
該方法が、
目標の画素がエイリアスを除去されたか否かを決定するステップを含み、
目標の画素がエイリアスを除去されたか否かをタグによって示唆するステップを含み、
各目標画素のための適切なレンダリング技術をタグの関数として決定するステップを含み、
目標の画素がエイリアスを除去されたか否かを決定するステップが、ハイコントラストの隣接画素を有するグレーの画素である目標の画素にタグ付けするステップを含み、
前記タグ付けするステップが、目標の画素付近の観測ウィンドウを位置付けするステップを含み、
目標の画素が前記ウィンドウ内に、白黒の隣接画素を所有するか否かを決定するステップを含み、
白黒の隣接画素が存在する場合、エイリアスを除去されたレンダリングのために目標画素をタグ付けするステップを含む、
エイリアスが除去された画素を含む画像の処理方法。 - 前記観測ウィンドウがＭ×Ｎであり、ここで、Ｍ及びＮは２より大きい整数の値である、
請求項１に記載の方法。 - エイリアスが除去された画素を含む画像の処理方法であって、
該方法が、
目標の画素がエイリアスを除去されたか否かを決定するステップを含み、
目標の画素がエイリアスを除去されたか否かをタグによって示唆するステップを含み、
各目標画素のための適切なレンダリング技術をタグの関数として決定するステップを含み、
目標の画素がエイリアスを除去されたか否かを決定するステップが、細い、グレーのエイリアスが除去されたライン内の目標画素をタグ付けするステップを含み、
前記タグ付けするステップが、目標画素付近に観測ウィンドウを位置付けし、前記観測ウィンドウが目標画素の隣接画素を定めるステップを含み、
前記観測ウィンドウの各画素が背景又は無背景の値を所有するか否かを決定するステップを含み、
ここで、背景の画素値は白又は黒に近い既定のレベルであり、
前記観測ウィンドウを通して角度、弧又は複合曲線に沿って背景／無背景の遷移を識別するステップを含み、
ここで、遷移が背景の画素と無背景の画素との間の変化を表し、
複数の角の方向の各々に沿って遷移の数をカウントするステップを含み、
カットに沿った遷移が少なくとも所定の数ある場合、次にエイリアスを除去されたレンダリングのために目標の画素をタグ付けするステップを含む、
エイリアスが除去された画素を含む画像の処理方法。
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