JPH05225331A - 画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偽凹凸が見る人に認識できないように画像を
処理することである。 【構成】 エッジに対応する黒画素に隣接するある数の
画素を濃淡レベルに設定する。これらの画素の濃淡レベ
ルへの設定は画素ブロック内のサブパターンを検出する
ことによってこの画素ブロックにパターンを検出するス
テップを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエッジを有する画像の処
理方法、特に、画像にエッジを与える偽凹凸(false gra
nularity) を減少させる画像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ等の画像複写機は、代表的に
は、画像を画素と呼ばれる画像要素に区画する。各画素
は固定形状及びサイズを有し、特定画素内の領域は一様
の濃度を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、画像構造は画素形状に対応した形状を有していな
い。理想的には、画素サイズは十分小さくして画像品質
を良くすべきであり、また、プリンタによって生成され
る画像の見る人は個々の画素を知覚できない。利用でき
る画素サイズは代表的には固定されているので、与えら
れた画素サイズに対して達成される画像品質の改良の必
要性がある。

【０００４】発明者Kitamuraの米国特許第４，１０３，
３６３号公報は凹凸した境界線をなめらかにして画像品
質を改良する装置に関する。一般的に関連するその他公
報は、発明者Todaの米国特許第４，８６６，５３４号公
報、発明者Nakanishi の米国特許第４，８０６，０３３
号公報、発明者Liaoの米国特許第４，２５９，６９４号
公報、及び発明者Ito et al の米国特許第４，６９８，
７７８号公報を含む。

【０００５】本発明の目的は、偽凹凸が見る人に認識で
きないように画像を処理することである。本発明の他の
目的及び利点は以下の説明に記載され、また、その説明
から容易でありもしくは本発明の実施によって教示され
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的及び利点を達
成するために、複数の入力画素を有する入力画像を処理
して複数の出力画素を有する出力画像を発生する画像処
理方法であって、前記入力画像の各入力画素に対して、
該入力画素の回りの第１セットの入力画素の濃度から第
１の値を形成し、該第１の値が第１セットの値の一要素
か否かを判別し、前記第１の値が前記第１セットの値の
一要素であるときに、前記入力画素の濃度に従って該入
力画素に対応する出力画素の濃度を設定し、前記第１の
値が前記第１セットの値の一要素でないときに、第２の
セットの入力画素の濃度から第２の値を形成し、該第２
の値に従って前記入力画素に対応する出力画素の濃度を
設定する画像処理方法が提供される。また、本発明の他
の形態によれば、複数の入力画素を有する入力画像を処
理して複数の出力画素を有する出力画像を発生する画像
処理システムであって、前記入力画像の各入力画素に対
して、該入力画素の回りの第１セットの入力画素の濃度
から第１の値を形成する第１の形成手段と、該第１の値
が第１セットの値の一要素か否かを判別する判別手段
と、前記第１の値が前記第１セットの値の一要素である
ときに、前記入力画素の濃度に従って該入力画素に対応
する出力画素の濃度を設定する第１の設定手段と、前記
第１の値が前記第１セットの値の一要素でないときに、
第２のセットの入力画素の濃度から第２の値を形成する
第２の形成手段と、該第２の値に従って前記入力画素に
対応する出力画素の濃度を設定する第２の設定手段とを
具備する画像処理システムが提供される。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の好ましい一実施例に係るシス
テムにおける装置間のデータフローを示す。図形ワーク
ステーション１０１０はキーボード及びビデオスクリー
ンを含み、ユーザはプログラムをランさせて画像データ
を発生できる。画像データは記憶装置１０２０に格納で
きる。図形ワークステーション１０１０によりユーザは
記憶装置１０２０に格納されている画像をプリンタ１０
３０に印刷できる。

【０００８】プリンタ１０３０はイオングラフィックプ
リンタである。プリンタ１０３０は画像プロセッサ１０
３５を含み、このプロセッサ１０３５はネットワーク１
０１５を介して送られる画像データを受け取る。イオン
グラフィック印刷の特徴はイオンを紙シート上に画像構
成でデポジットするものである。与えられた画素領域に
対する濃度レベルはその画素領域上にデポジットされる
イオンの量によって決定される。

【０００９】図２は図１の画像プロセッサ１０３５のブ
ロック図である。図中においては、同一構成については
同一の参照番号を付してある。画像プロセッサ１０３５
は一度に１つの入力画素を変換することによって画像を
処理する。ネットワーク１０１５からの画像データは画
像バッファ２０１０に供給される。入力画素は入力画素
の値及びその入力画素を囲む画素の値を基に出力画素に
変換される。読出しアドレスレジスタ２０１５はアドレ
スを画像バファに供給して画像におけるどの入力画素が
現に変換されているかを決定する。

【００１０】図３は単一入力画素の変換に関する５×５
の画素グループを示す。図３において、“Ｘ”は現に変
換されている入力画素を示す。画像バッファ２０１０は
入力画素の１ビット値をライン２０２０を介して画素ト
ランスレータ２０５０に送る。“Ｉ”は入力画素を直接
囲む８個の内部小域画素(inner local pixel) のグルー
プを示す。画像バッファ２０１０はこの８個の画素グル
ープに対応する８ビット値をライン２０３０を介して画
素トランスレータ２０５０に送る。“Ｏ”は内部小域画
素を囲む１６個の外部小域画素(outer local pixel) の
グループに属する画素を示す。画像バッファ２０１０は
１６個の外部小域画素に対応する１６ビット値をバス２
０４０を介して画素トランスレータ２０５０に送る。

【００１１】図４は図２の画素トランスレータ２０５０
の詳細を示す。バス２０２０は内部小域画素の値を関連
テーブル（ＰＲＯＭ）４０１０に送る。関連テーブル４
０１０の出力を用いてマスクテーブル（ＰＲＯＭ）４０
２０、４０３０、４０４０のアドレスとする。マスクテ
ーブル４０２０の１６ビット出力は１６個の外部小域画
素とビット対応で論理ブロック４０５０においてアンド
論理演算される。同様に、マスクテーブル４０３０の１
６ビット出力は１６個の外部小域画素とビット対応で論
理ブロック４０６０においてアンド論理演算され、ま
た、マスクテーブル４０４０の１６ビット出力は１６個
の外部小域画素とビット対応で論理ブロック４０７０に
おいてアンド論理演算される。

【００１２】各論理ブロック４０５０−４０７０はアン
ド論理演算結果を０と比較し、アンド論理演算結果が０
のときに信号を発生する。論理ブロック４０５０−４０
７０によって発生した信号はゲート４０８０、４０９０
によって処理され、その処理結果は８ビットマルチプレ
クサ４１００の制御入力に送られる。マルチプレクサ４
１００がその制御入力に０を受けると、マルチプレクサ
４１００は“０”と表示された第１の入力上の８ビット
信号をその８ビット出力とする。マルチプレクサ４１０
０がその制御入力に１を受けると、マルチプレクサ４１
００は“１”と表示された第２の入力上の８ビット信号
をその８ビット出力とする。

【００１３】バス４２１０の８ビットは各々１ビット入
力画素に接続されている。言い換えると、１ビット入力
画素は８ビットの０もしくは８ビットの１の８ビット濃
度レベルに変換される。和及び正規化回路４３００はバ
ス２０３０上の８個の内部小域画素に基づいて濃淡レベ
ルを発生する。和及び正規化回路４１００は８個の内部
小域画素を加算し、次に、この加算結果を濃淡レベルに
変換する。加算結果はこの結果を用いて濃淡レベルテー
ブルに索引することによって濃淡に変換される。

【００１４】好ましい実施例においては、和及び正規化
回路４１００への入力ビット幅はその出力ビット幅と同
一であるが、これは偶然の一致に過ぎない。たとえば、
画像出力デバイスが好ましい実施例のプリンタの２５６
ビットレベルの代わりに１６ビットの濃淡レベルしかを
有していなければ、和及び正規化回路４３００の出力は
４ビット幅にしか過ぎない。

【００１５】画像プロセッサ１０３５の反エイリアシン
グ(anti-aliasing) 処理は５×５画素のグループ内にお
いて２つのパターンを検出することによってその５×５
画素のグループにおけるエッジを検出するものとして概
念化できる。図３において、“Ｉ”と表された画素は内
側パターンとして概念化でき、また、“Ｏ”と表された
画素は外側パターンとして概念化できる。内側パターン
を用いて付随する外部パターンを含むかもしくは５×５
個の画素のグループが無関係パターンを構成することを
示すデータを含むテーブルを索引する。

【００１６】特に、画像プロサッセ１０３５の反エイリ
アシング処理は処理されている５×５個の画素のグルー
プ内において表された画像領域においてエッジを検出す
るものとして概念化できる。このエッジは５×５画素領
域への入口及び出口を有する。エッジが５×５画素領域
の中央画素位置の画素内を通過したときに、このエッジ
は関連する(relevant)とされる。エッジが５×５画素領
域を通過したか否かを判別するために２つのテストが実
行される。第１のテストは５×５画素領域の内側３×３
画素部分にのみに関する。この９画素領域の２進値の満
たし方には、５１２通りのみの組合せが可能である。５
×５画素領域は３３５０万（２の２５乗）個のパターン
で満たすことができる。始めに３×３画素領域を用いる
スクリーニングは５×５画素パターンの関連を判別する
ために必要とされる比較回数を大きく減少させる。３×
３画素領域における５１２パターンのうち、ほぼ５０個
のパターンが関連する。

【００１７】第２のパターンつまり外側パターンを用い
てエッジの５×５画素領域の入口及び出口を検出する。
入口及び出口のためのテストは論理ブロック４０５０、
４０６０によって実行される１６ビットアンド論理演算
によって具体化される。論理ブロック４０７０は求めら
れているエッジを伴っていない付加的画素を含むパター
ンを排除し、これにより、画像の細部を保存する。

【００１８】図５は図１の画像プロセッサ１０３５の反
エイリアシング処理を示す。図５の処理は各画素に対し
て実行される。ステップ５０１０では、現に処理されて
いる入力画素を直接囲む画素から第１の値を形成する。
ステップ５０２０では、第１の値があるセット（第１セ
ット）の値の１つか否かを判別する。第１の値がこの第
１セットの値の１つでないときには、ステップ５０３０
にて入力画素を用いて出力画素を設定する。第１の値が
第１セットの値の１つであるときには、ステップ５０４
０にて入力画素を囲む第２セットの画素から第２の値を
形成する。好ましい実施例においては、第２セットの画
素は第１セットの画素を含まず、第１セットの画素を囲
んでいる。最後に、ステップ５０５０にて第２の値に従
って出力画素を設定し、処理は画像の次の入力画素に進
む。

【００１９】図６は図５のステップ５０５０の処理の詳
細を示すフローチャートである。始めに、ステップ６０
１０にて、第１の値を用いて外側パターンを選択する。
ステップ６０２０では、第２の値が選択された外側パタ
ーンに実質的に一致しているか否かを判別する。第２の
値が選択された外側パターンに実質的に一致していない
ときには、ステップ６０３０にて入力画素を濃淡レベル
に変換し、ステップ６０５０にてこの濃淡レベルを用い
て出力画素を設定する。第２の値が選択された外側パタ
ーンに実質的に一致しているときには、ステップ６０４
０にて第１の値を濃淡レベルに変換し、ステップ６０５
０にてこの濃淡レベルを用いて出力画素を設定する。

【００２０】図７は図６の第２の値が外側パターンに実
質的に一致しているか否かを判別するステップ６０２０
の詳細を示すフローチャートである。ステップ７０１０
では、第１の値を用いて第１のマスクを選択する。ステ
ップ７０２０では、第２の値と第１のマスク値とが同一
位置に１を有するか否かを判別する。第２の値と第１の
マスク値とが、同一位置で１を有しないときには、第２
の値は選択された外側パターンに実質的に一致していな
い。ステップ７０３０、７０４０では、同様の処理が第
２のマスクに対して実行される。ステップ７０５０で
は、第１の値を用いて第３のマスクを選択する。ステッ
プ７０６０では、第２の値と第３のマスク値とが同一位
置に１を有するか否かを判別する。第２の値と第３のマ
スク値とが同一位置で１を有しないときには、第２の値
は選択された外側パターンに実質的に一致していなし、
第２の値と第３のマスク値とが同一位置で１を有すると
きには、第２の値は選択された外側パターンに一致して
いる。

【００２１】次に、好ましい実施例が図５−図７に記載
の処理を実行する状態を説明する。図２の読出しアドレ
スレジスタ２０１５が増分して新しい値を画像バッファ
２０１０に送ると、画像バッファ２０１０はメモリのあ
る場所から入力画素を読出してその入力画素の値をライ
ン２０２０を介して画素トランスレータ２０５０に送
る。また、画像バッファ２０１０は入力画素を囲む内側
小域画素に対応する８個の記憶装置の記憶場所を読み出
してその８個の値をバス２０３０を介して画素トランス
レータ２０５０に送る（図５のステップ５０１０）。同
様に、画像バッファ２０１０は外側小域画素に対応する
１６個の記憶装置の記憶場所を読み出してその１６個の
値をバス２０３０を介して画素トランスレータ２０５０
に送る（図５のステップ５０４０）。

【００２２】図４から分かるように、内側小域画素の各
値及び入力画素の値を用いて関連テーブル４０１０をア
ドレスする。入力画素の値と内側小域画素の値との組合
せは無関係パターンに対応する。たとえば、オール１も
しくはオール０のパターンは、エッジを含んでいないの
で、無関係パターンである。無関係パターンに対応する
関連テーブル４０１０における記憶場所は空値パターン
のパターン番号を含む。１６個の外側小域画素が実質的
に空値パターンに一致することは後述のごとく不可能で
ある。テーブル(PROM)４０２０−４０４０が空値パター
ンのパターン番号でアドレスされると、テーブル４０２
０−４０４０は値を発生してアンドゲート４０９０がマ
ルチプレクサ４１００の制御入力に０を供給し、これに
より、マルチプレクサ４１００はバス４２１０の信号を
出力バス４５００に送出する（図５のステップ５０２
０、５０３０）。特に、テーブル４０２０、４０３０に
おいて空値パターンに対応するマスクはオール０であ
り、テーブル４０４０において空値パターンに対応する
マスクはオール１であるので、アンドゲート４０９０の
少なくとも１つの入力は偽（０）である。

【００２３】入力画素の値と８個の内側小域画素との組
合せが無関係パターンに対応していないときには、関連
テーブル４０１０は空値パターン番号以外のパターンで
各テーブル４０２０−４０４０をアドレスする（図６の
ステップ６０１０）。テーブル４０２０によって発生し
た値は、論理ブロック４０５０において、外側小域画素
の各値とアンド論理演算され、そのアンド論理演算結果
は０に対してテストされる（図７のステップ７０１０、
７０２０）。同様に、テーブル４０３０によって発生し
た値は、論理ブロック４０６０において、外側小域画素
の各値とアンド論理演算され、そのアンド論理演算結果
は０に対してテストされる（図７のステップ７０３０、
７０４０）。テーブル４０４０の出力は、論理ブロック
４０７０において、外側小域画素の各値とアンド論理演
算され、論理ブロック４０７０の出力はインバータ４０
８０によって反転される（図７のステップ７０５０、７
０６０）。

【００２４】言い換えると、８個の内側小域画素の値が
第１の値であれば、好ましい方法は第１の値が第１セッ
トの値の１つか否かを判別する。この第１の値を用いて
第１のテーブルのある記憶場所を読出し、その場所が空
値パターンのパターン番号以外のパターンを含んでいる
ときに第１の値を第１セットの値の１つと判別すること
によって出力画素を設定する。さらに、好ましい方法は
第１の値を用いて第２のテーブルにおける複数の記憶場
所を読み出して複数のマスクを生成し、第２の値及びこ
の複数のマスクに従って出力画素の濃度を設定する。

【００２５】複数のマスクは第２セットの画素における
各画素に対応する桁を有する第１、第２、第３のマスク
を含み、第２の設定ステップは、第２の値を第１のマス
クと比較するサブステップ、第２の値を第２のマスクと
比較するサブステップ、第２の値の第３のマスクと比較
するサブステップ、第１の値を用いて第３のテーブルに
おける記憶場所を読出してこれら比較ステップの結果に
応じて出力画素用の値を発生するサブステップを含む。

【００２６】図８はあるパターンと各第１、第２、第３
のマスクとの対応を示す。図８の（ａ）は“Ｘ”で表さ
れた入力画素の回りの１６個の外側小域に対応するパタ
ーンを示す。一般に、２グループの画素があり、各グル
ープは少なくとも１つの画素がオンとなるべき１つ画素
もしくは近接した２つ以上の画素を含む。図８の（Ａ）
においてオンとなるべき画素は“Ｙ”で表されている。

【００２７】各画素がオフとなるべき画素グループがあ
る。オフとなるべき画素は“Ｎ”で表されている。オ
ン、オフのいずれでもよい画素つまりドントケア画素は
“？”で表されている。図８の（ｂ）は各３つのマスク
の桁と出力パターンとの対応のマップである。図８の
（ｃ）は図８の（ａ）に対応する３つのマスクの２進表
現を示す。マスク１、２は図８の（ａ）の２つの“Ｙ”
に対応する。マスク３は図８の（ａ）“Ｎ”のグループ
に対応する。

【００２８】図９、図１０、図１１はパターンとマスク
との対応の他の例を示す。図１２はクモ状パターンにお
いて本発明の好ましい実施例の処理結果を示す。黒画素
は元の未処理パターンを示す。図１３は従来利用できる
技術を用いてエッジを再生する方法を示す。点線１０５
０は実際のエッジである。図１３で分かるように、点線
１０５０は画像においてオンとなる画素を示す。エッジ
を与えるこの従来方法については、画像を画素で再生さ
れた偽凹凸(false granularity) つまりエイリアシング
は画素サイズが十分小さくなければ見る人に認識され
る。

【００２９】図１４、図１５は漢字について好ましい実
施例の処理結果を示す。複雑な漢字を処理する場合、好
ましい実施例の処理はストローク間の区別を保存するよ
うにすべきである。図１６はハーフビッティング(half-
bitting)である画像の処理結果を示す。このハーフビッ
ティングは垂直方向に１つ置きの画素をオンにすること
によって水平方向の半画素幅をシュミレートする技術で
ある。好ましい実施例のこの処理は分解され凹凸したエ
ッジを与える１つ置きの画素の問題に言及している。

【００３０】図１２、図１４、図１５、図１６は上述の
ハードウエアのソフトウエアシュミレーションから導か
れた。一般に、好ましい実施例の処理は用いられている
特殊の画像技術に対してなされるべきである。関連テー
ブルの値を選択してアルゴリズムが印刷ラインの幅を増
大させることも減少させることもでき、これにより、一
定のライン幅を維持できる。あるいは、用いられている
プリンタが狭いラインをなそうとしているときは、マス
ク及び関連テーブルを選択して常にライン幅を増大する
ことができる。

【００３１】細部と滑らかな部分との間には機能分担が
存在する。図１２のクモ状の図においては、細部に対す
る滑らかな部の機能分担はラインが収束している中心部
近傍において明らかである。テーブル４０４０が処理さ
れているラインに他のラインのエッジが近づいたときに
濃淡画素の付加を禁止しているので、中心部近傍でのラ
インのエッジの近くでは濃淡画素は存在しない。この特
殊な機能分担は黒画素の近傍に白画素もしくは濃淡画素
を与えるより大きな能力を有する技術に対しては適当で
ない。

【００３２】このように、本発明の好ましい実施例はエ
ッジに対応する５×５画素パターンが反エイリアシング
処理に無関係か否かを判別する。好ましい実施例は関係
するパターンは５×５画素のグループ内の少ない数のサ
ブセットのパターンであることに着目している。矩形画
素グループの場合、エッジは北−南、東西、北東−南
西、北西−南東に対応する４つの方向のいずれか１つに
おいて３×３画素領域を通過するので、好ましい実施例
において用いられるパターンは４重軸対称となってい
る。これらの方向のいずれか３つに対するマスクは残り
の方向からビットシフトによって導くことができる。言
い換えると、関係するパターンのセットは４つの要素を
有するクラスに区分するものとして概念化できる。最適
化する一方法はバイトラベル付けである。各クラスの４
つの対照的に関係する要素を介してデータサイクルの１
バイトについて２ビット回転する。好ましい実施例のパ
ターンマッチングはこの対称性を利用することなく遂行
できる。

【００３３】当業者においては他の利点及び変更を容易
に可能である。従って、本発明はその広い面において、
図示及び上述した特殊の詳細な説明、代表的な装置、例
に限定されない。従って、本発明者の一般的な発明概念
の精神あるいは範囲から離れることなく、上述の詳細な
説明から変更が可能である。たとえば、２５６レベルシ
ステムについて説明したが、他のレベル（たとえば、３
レベル、４レベル、６レベル等）も考慮できる。

【００３４】さらに、プリンタはイオングラフィックプ
リンタである必要はなく、濃淡レベルを再生する他の装
置でもよい。１つの可能性は濃淡レベルがレーザの強度
によって決定される現像可能な潜像再生システムであ
る。矩形画素グループを図示したが、画素グループはプ
リンタ技術に適切な他の形状でもよい。画像エッジ近傍
で画素の存在を決定するのに用いる領域に対しては、長
方形、八角形、矩形が他の可能な形状である。

【００３５】このように、当業者においては、種々の変
更、修正が本発明の範囲もしくは精神から離れることな
く本発明に対して可能であり、また、本発明に特許請求
の範囲及びこれに均等な範囲内に入る変更、修正をも含
むものである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、偽
凹凸が見る人に認識できないように画像を処理できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい一実施例に係るプリンタシス
テムを示す図である。

【図２】図１の部分詳細図である。

【図３】単一入力画素の変換を説明する図である。

【図４】図２の部分詳細図である。

【図５】本発明の第１の実施例の処理を示すフローチャ
ートである。

【図６】図５の１ステップの詳細を示すフローチャート
である。

【図７】図６の１ステップの詳細を示すフローチャート
である。

【図８】画素パターンとこのパターンを検出するのに用
いるマスクとの対応を示す図である。

【図９】他の画素パターンとこのパターンを検出するの
に用いるマスクとの対応を示す図である。

【図１０】さらに他の画素パターンとこのパターンを検
出するのに用いるマスクとの対応を示す図である。

【図１１】さらに他の画素パターンとこのパターンを検
出するのに用いるマスクとの対応を示す図である。

【図１２】本発明の好ましい実施例によって達成された
結果を示す高倍率に拡大された図である。

【図１３】従来利用できる技術によって達成された結果
を示す高倍率に拡大された図である。

【図１４】２つの漢字について本発明の好ましい実施例
の処理の結果を示す高倍率に拡大された図である。

【図１５】他の２つの漢字について本発明の好ましい実
施例の処理の結果を示す高倍率に拡大された図である。

【図１６】ハーフビッティングである文字についての本
発明の好ましい実施例の処理の結果を示す図である。

【符号の説明】

１０１０…図形ワークステーション １０１５…ネットワーク １０２０…記憶装置 １０３０…プリンタ １０３５…画像プロセッサ ２０１０…画像バッファ ２０１５…読出しアドレスレジスタ ２０４０…バス ２０５０…画素トランスレータ ４０１０…関連テーブル ４０２０、４０３０、４０４０…マスクテーブル ４０５０、４０６０、４０７０…論理ブロック ４１００…マルチプレクサ ４３００…和及び正規化回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１ Ｅ 9068−5Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の入力画素を有する入力画像を処理
   して複数の出力画素を有する出力画像を発生する画像処
   理方法であって、前記入力画像の各入力画素に対して、 該入力画素の回りの第１セットの入力画素の濃度から第
   １の値を形成し、 該第１の値が第１セットの値の一要素か否かを判別し、 前記第１の値が前記第１セットの値の一要素であるとき
   に、前記入力画素の濃度に従って該入力画素に対応する
   出力画素の濃度を設定し、 前記第１の値が前記第１セットの値の一要素でないとき
   に、第２のセットの入力画素の濃度から第２の値を形成
   し、該第２の値に従って前記入力画素に対応する出力画
   素の濃度を設定する画像処理方法。