JPH05501341A - ベクトル式誤差拡散法を用いたカラー・ディジタル網点階調化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ベクトル式誤差拡散法を用いた カラー・ディジタル網点階調化処理方法関連出願のクロスレファレンス 本願の関連出願として、ジエームズーＲ−サリバン（Ｊａｍｅｓ　Ｒ，５ｕｌｌ ｉｖａｎ　）が１９８９年２月７日付で出願した、発明の名称を「誤差拡散法を 用いたディジタル網点階調化処理」とした、同時係属出願である米国特許出願第 ３０３２０５号が存在していることをここに言及しておく。

技街立野 本発明はディジタル画像処理の分野に関し、より詳しくは、色非独立式の誤差拡 散法を用いた、連続階調カラー画像を網点階調化するためのディジタル網点階調 化処理に関する。

茸量技術 ディジタル網点階調化処理は、ディジタル画像処理技法を用いて、連続階調の入 力画像から網点階調の出力画像を生成する技法である。カラー画像のディジタル 網点階調化処理方法においては、連続階調のカラー画像を例えばスキャナ等でサ ンプリングし、そのサンプル値をディジタル化した上でコンピュータに記憶させ るように“している。このディジタル化したサンプル値、即ちビクセルは、スキ ャンによって得られる、赤、緑、青の夫々の色値を表わす３つの２進表示値から 成るものとし、またそれらの色値は、典型的な例としては各々の色ごとに「０」 からｒ２５５Ｊまでの間の偵を取るものとしている。このサンプリングした画像 を、出力色の各１色ごとにただ１つの輝度を持つだけのドツトしか打ち出すこと ができないプリンタで、実際の画像として出力させるためには、その打出しドツ トを出力画像の中に適当に分布させることによって、多レベルの色の感覚を生じ させるようにする必要がある。このように打出しドツトを適当に分布させるとい うことは、３色式プリンタ（例えば、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナ −ないしインキを用−いるようにしたプリンタ等）にとっては、各々のビクセル ごとに、３つの多レベルのディジタル入力値から、８とおり（即ち２″とおり） の可能な出力値のうちの１つへの、写像を行なうということに等しい。同様に、 ブラックのトナーないしインキを使用している４色式プリンタには、可能な出力 値としては、１６とおり（即ち２４とおり）の値が存在している。従って、各出 力ビクセルごとに、３つの色ないし４つの色の、任意の２値的組合せを生成し得 るようになっている。従来のカラー画像のディジタル網点階調化処理法の１つに 、１色につき１枚ずつのクラスタ・ドツト式の網目スクリーンを用いるようにし 、夫々の入力色値を互いに独立的に閾値処理して２値的組合せの出力値を生成す るようにした方法がある。通常この方法を実行する際には、その前処理として、 赤と緑と青の色の入力値を、スクリーン処理に適したシアンとマゼンタとイエロ ーとブラックの色の連続階調の出力値へ変換するための、何らかの色処理を行な うようにしている。また、スクリーンには多くの種類があり、その中には、入力 信号に応じて変化するようにした適合性スクリーンもある。更に、スクリーンど うしを互いにずらし、或いは回転させることによって、均一画像領域における低 い周波数の色のハーモニクスであるモアレ・パタンを低減するための、様々な種 類の方法がある。高画質のグラフィックスであって、そのドツト密度が高く、例 えば１８００ドツト／インチ（約７１ドツト／ミリメートル）のドツト密度であ る場合等には、スクリーンの基本バタンは、補助具を使用しない裸眼には見えな い程の細かさである。しかしながら、コピー機や、中画質ないし低画質のプリン タの場合であって、例えばドツト密度が３００〜５００ドツト／インチ（約１２ 〜２０ドツト／ミリメートル）の場合等には、スクリーンの基本バタンか目立ち 、その場合に、スクリーンの周波数を高くしてその基本バタンを目立たなくしよ うとすると、それによって出力レベルの段階数が少なくなるため、出力画像中に 偽グラデーシコンや偽輪郭線が発生することになる。

更に別の従来の方法として、各色ごとに互いに独立して誤差拡散を施すようにし た方法もある。この方法は、各色の色信号を、色ごとに互いに独立した連続階調 の信号として処理するものであり、その処理の際には、誤差拡散法を用いて、２ 値化誤差を後続の複数のビクセルへ伝播させ、それらのビクセルによって複数出 力ビクセルとしての知覚を生じさせるというものである。この方法は、２値化雑 音の目立ち方の程度という点に関しては、スクリーンを使用した方法よりも優れ ているものの、出力される色の品質は良好なものとはいえず、その原因は、この 方法では、入力色情報を各ビクセルにおいて使用する際に、夫々の色の間の相互 影響を考慮していない上に、色信号に対する人の視覚系の空間応答性に関する研 究成果も利用していないということにある。

本発明の目的は、以上に述べた問題を解決する、改良した色誤差拡散式ディジタ ル網点階調化方法を提供することにある。

！咀Φ概要 本発明のこの目的は、次のようにして達成されている。即ち、入力色信号と出力 色信号とを適当な色空間内における３次元ベクトルで夫々に表わすようにし、そ して、各ビクセルにおいて、入力色ベクトルに過去の色誤差の重み付は合計値。

を加えたものに、ｐ−ノルム距離に関して最も近い出力色ベクトルを、そのビク セルの出力色として選択するようにしたことによって達成されている。この場合 の適当な色空間としては、入力色に関する色空間（例えばＲＧＢまたは三刺激値 ＸＹＺ等）でも良く、或いは、出力色に関する色空間（例えばＲＧＢまたはＣＭ ＹＫ等）でも良く、或いは、それらの色を線形変換または非線形変換した任意の 変換色空間（例えばＣＩＥＬＵＶ、ＣＩＥＬＡＢ、ＹＩＱ等）でも良く、また、 コーエンが開発した、均等エネルギ空間（ＥＥ空間）等の直交色空間（１９８８ 年２月刊、Ｊ−Ｂ・コーエンによる「色及び混合色のスカシ及びベクトルの基本 法則」　（Ｃｏ１ｏｒ　ａｎｄ　Ｃｏ１ｏｒ　Ｍｉｘｔｕｒｅ　５ｃａｌａｒ　 ａｎｄ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ″ｂｙＪAＢ。

Ｃｏｈｅｎ、　Ｖａｔ、　１３．　Ｎｏ、　１．　Ｆｅｂ、　１９８８　）を参 照されたい）であっても良い。この色空間に関する唯一の必要条件は、広い領域 に亙って連続する圧力色を、その色空間内のベクトルで表わし得るものでなけれ ばならないということだけである。

また更に、一般的に、スクリーナ（即ちスクリーン処理を行なう装置）を備えた システムでは、広い領域の全域に亙って校正可能であって、その校正により入力 三刺激値と出力三刺激値とを一致させることができなければならない。そして、 適当な色空間として選択した色空間が非線形色空間であった場合には、スクリー ン処理に先立って実行する色校正のための前処理の際に、プリンタの持つ非線形 性に加えて更に、その色空間の非線形性をも考慮に入れて、その前処理を行なう ようにしておかなければならない。そうするには、単に、ブ１ルタ並びに人間の 視覚の色変換に関する非線形性の逆特性を表わしたルックアップ−テーブルを構 成しておくようにするだけで良い。ビクセル（ｉ、ｊｌに対応した、その適当な 色空間内における距離の値であるｐ−ノルムは、次の式によって定義される。

１（Ｖ、、Ｊ＋ｄｌ−Ｗ″、、、ｌ’・１ｊｌｌ＋Ｊ−辺一、ｌｐこの式におい て、！１９、は入力ベクトル、δは過去の複数の誤差ベクトルの重み付は合計値 から成る誤差ベクトル、６１９．は誤差拡散を施したベクトル、Ｗ’、、。

は第ｎ番目の出力色ベクトル、そしてｋは色座標である。入力色の各色ごとに８ ビツトの精度を持たせた場合には、２２４とおりの互いに異なった入力色ベクト ルが存在することになる。ブラックのトナーを使用するか否かによって、出力色 ベクトルは、２３＝８とおりか或いは２’＝１６とおりかの、いずれかになる。

これについて、出力色ベクトルが８どおりである場合を、図２に模式的に示した 。

同図には、図を見易くするために、それら８とおりの出力色ベクトルうちの１つ だけ（Ｖｉ／’ｌ、Ｊ）を図示しである。この図２に関して説明すると、誤差拡 散を施した色ベクトルを、８とおりの可能な出力色ベクトル１ｉ”、、Ｊと比較 して、それらの出力色ベクトルのうちから、ｐ−ノルム距離が最小となる出力色 ベクトルを選択するようにしている。それらの出力色ベクトルは、シアン、マゼ ンタ、イエローについての、そして場合によっては更にブラックについての、２ 進僅のプリンタ制御信号を表わすものであるから、こうして選択した色ベクトル は、容易にプリンタの出力へ変換することができる。この方法が、色非独立式、 即ちチャネル非独立式という特質を持っているという意味は、出力色の選択を行 なう際に、３つの個々に独立したスカシ空間で選択するのではなく、１つの色ベ クトル空間で選択するようにしているということである。デジエネレイテイブな 場合（即ち動作モードが別でも結果が同一になる場合）が生じるのは、選択した 色空間内において、−可能な複数の出力色がその色空間の座標軸に対して平行な 面を有する直方体を形成する場合である。この場合には、チャネル非独立式の色 選択も、またチャネル独立式の色選択も、全く同一のものとなる。現在のあらゆ るディザ法並びに誤差拡散法の基礎となっているのは、プリンタの色空間である 、シアン、マゼンタ、イエローの色空間において行なうスクリーン処理であるが 、そのスクリーン処理もまた、デジエネレイティブな処理であって、従ってチャ ネル非独立式のスクリーン処理と、チャネル独立式のスクリーン処理との間には 差異はない。ただし、人の視覚系は、イエロー−白の変調と比べてシアン−白の 変調の方がより目立つことからも明らかなように、変調、雑音、色差等の知覚に 関して、シアンとマゼンタとイエローの情報を互いに同等に処理するものではな いため、シアン。

マゼンタ、イエローの色空間においてスクリーン処理を行なうことを基礎とした 現在のそれらの技法は、最適とは言えないものである。

本発明の、チャネル非独立式のベクトル式処理方法は、例えばＣＩＥＬＵＶ色空 間やＣｒＥＬＡＢ色空間等の、均等視覚色空間においても実行し得るものであり 、それによって、より最適に近い外観を呈する結果が得られるものである。これ について、図３には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（ｍ）、イエロー（ｙ）のドツト を打ち出すカラー・マーキング・エンジン（即ちカラー・プリンタ等）を用いて 、ＬＵＶ色座標系において網点階調化処理を行なう場合を図示した。打出し可能 な８とおりのマークを、図３では、白（即ち無色）はＷの記号で示し、シアンは Ｃで、シアン及びマゼンタはＣＭで、以下同様の記号で示しである。また、この ＬＵＶ空間の中に、誤差拡散を施したベクトルＵを描き込んであり、この誤差拡 散を施したベクトルＵに最も近いマーク（図示の場合はＣＭ）が、このときの所 与のビクセルにおける出力値として選択される。

本発明の更に他の特徴をも付加した構成として、各ビクセルにおける出力値の選 択のプロセスに人の視覚のにじみ関数を導入し、視覚に付随するローパス・フィ ルタ特性によって局所的空間平均化が行なわれるようにした構成がある。これに よって、後続のビクセルへ伝播させる色ベクトル誤差を、絶対誤差である２値化 色ベクトル誤差ではなく、にじみを含んだ知覚される色ペクト、ル誤差にしてい る。この方式では、知覚し得ない高い周波数の２値化誤差は無視され、影響力の 大基な空間周波数並びに方向性を持った２値化誤差が重要視されることになる。

これによって、従来の誤差拡散法における相関雑音即ち「ワーム（虫）」が低減 される。この構成は更に、合算独立的なにじみ関数によって、観察によって知ら れている人の視覚系の色変調特性に、より良く適合できるようにするものでもあ る。即ち、各ビクセルごとに、にじみ関数を用いて各々の色次元において過去に 選択した色の平均化を行ない、例えば可能な出力色が８とおりの場合であれば、 ８とおりの、知覚される出力色ベクトルを発生させるようにする。この平均化の プロセスによって、８とおりの可能な出力色ベクトルが、出力色を表わす立体の 内側へ、その立体の中心へ向かって移動させられ、これによって、ｐ−ノルム距 離の値に応じて選択される出力色が、にじみ関数を導入しなかった場合とは、異 なった出力色となる可能性が生じるようになっている。即ち、視覚的にじみ関数 を導入することによって、８とおりの出力色ベクトルが、各ビクセルごとに異な ったものとなる。これを図４に示す。このにじみ関数を用いた処理の重要な利点 は、知覚不可能な高い周波数の色度誤差を許容することによって、高い周波数の 輝度誤差を低下させることができるということである。更には、このにじみ関数 によって、プリンタの色空間内における、チャネル非独立的な誤差拡散とチャネ ル独立的な誤差拡散とのデジエネレイティプな性質を除去することができ、その 理由は、複数の出力色によって規定される六面体が、各ビクセルにおける歪みに よって平行六面体ではなくなるからである。

本発明の更に別の特徴を含んだ構成として、信号中に輝度エツジないし色度エツ ジが発見されたときに、２値化誤差ないし知覚誤差の拡散を停止するようにした 構成がある。これを行なうと良いという理由は、エツジは、例えばシャドウから ハイライトへ、或いは空から葉へ等々の、信号の種類の変化を表わすものであり 、しかも一般的には、その種の境界を越えて誤差を伝播させることは不適当だか らである。このような構成とするためには、例えばノベル・フィルタや勾配オペ レータ等の、標準的なエツジ検出法を用いれば良い。

本発明の更なる特徴を含んだ構成として、各ビクセルにおける各々の出力色の出 力レベルを、３段階以上の多レベルとすることのできるシステムに、本発明を適 用した構成がある。出力レベルが２段階のときには、図３と図４のいずれかのよ うになる構成も、このように出力が多レベルとなることによって、可能な出力色 は８とおりより多くなる。ただし、ｐ−ノルム距離に基づいて選択するプロセス 、にじみ演算プロセス、並びに誤差伝播プロセスについては、変わるところはな い。

２皿の墾星ｌ説亜 図１は、本発明を実施するためのシステムのブロック図である。

図２は、本発明の色ベクトル誤差拡散法を説明するための図である。

図３は、ＬＵＶ色空間内において実行する場合の、本発明の色ベクトル誤差拡散 法を説明するための図である。

図４は、各ビクセルごとに出力色を視覚的色にじみ関数で補正するようにした場 合の、本発明の色ベクトル誤差拡散法を説明するための図である。

図５は、視覚的にじみ処理を行なわない場合の、本発明の網点化処理方法の模式 的なブロック図である。

図６は、誤差拡散プロセスにおける誤差の拡散を説明するための図である。

図７は、視覚的にじみ処理及びエツジ検出処理を行なうようにした、本発明の実 施例における網点化処理方法の模式的なブロック図である。

図８は、本発明の実施例におけるエツジ検出処理のステップを図示した模式的な ブロック図である。

を　るた　の５ 図１は、本発明の網点階調化方法を実施するためのディジタル画像処理システム を模式的に示したものである。このディジタル画像処理システムは、連続階調の カラー画像１２をサンプリングしてそのサンプリングした値をディジタル化する ための、例えばスキャナや固体画像センサ等の、入力手段１０を含んでおり、こ のカラー画像１２は例えば写真や空中像（ａｅｒｉａｌ　ｉｏ＋ａｇｅ）等であ る。コンピュータ１４へは、３色の連続階調のディジタル画像信号ｃ＋、ａｆｋ ｌが供給される。それらのディジタル画像信号ｃ＋、ａ（ｋｌは、このコンピュ ータ１４内において本発明めの、３色或いは４色の２進値ディジタル画像信号す 、、Ｊ（ｋ＋が生成される。このプリンタ１６は、例えばインクジェット式、ド ツトマトリクス式、感熱式、或いはレーザ電子写真式等のプリンタである。また 、プリンタでプリントアウトする以外にも、その画像を、例えばＣＲＴ等の、ソ フト・ディスプレイ装置に表示させることも可能である。

入力ディジタル画像信号Ｃｉ、ｊｔｋ＋、並びにこれに続く全ての色信号は、こ の表記法でに＝１．２．３とすることにより、３つのモノクロのビクセル値を１ 組にしたもので表わすこともでき、また、３次元ベクトル距離９、によって表わ すこともできる。更にそれらの値はいずれも、Ｊビクセル×■ラインのアレイを 成すように配列され、このアレイの中の最後のライン上の最後のビクセルは、記 号（Ｉ、Ｊｌで表わされる。

次に、図５を参照しつつ、本発明の方法について説明する。入力ビクセル値、即 ち入力色ベクトルδ１９．ば、典型的な例としては、「０」からｒ２５５Ｊまで の値を取る８ビツトの整数を３つ組にしたもので表わすことのできるベクトルと する。この入力色ベクトルδ１，１を、一度にライン１本分ずつ、そのラインの 左から右へ、また、画像の上から下へ向かって、シーケンシャルに処理して行く ようにする。即ち、先ず、その入力色ベクトルを、適当な色空間（例えばＲＧＢ 、ＸＹＺ、ＣＩＥＬＵＶ、ＣＩＥＬＡＢ、ＹＩ釦或いはＣＭＹＫ等の色空間）の 中へ変換しく２０）、それによって新たな色ベクトル量、９、を得る。この色ベ クトル量、２．を、重み付けした過去の誤差ｄに、ベクトル的に加算しく２２） 、それによって誤差拡散を施した色ベクトルｕ　ｉ、、を得る。これは次の式で 表わすことができる。

ｊｌＥ　ｌｌｊ　＝　Ｏｌ＋ｊ＋品　（２）或いは、同じことを次のように表わ すこともできる。

ｕ　ｒ　＋　Ｊ（ｋｌ　＝ｖ　Ｉ＋　＝　ｆｋｔ　＋　ｅ　（ｋｌ、　ｋ＝ｔ、 ｚ、３（３）−こうして誤差拡散を施した色ベクトル６１９、を、８とおり（或 いは１６とおり）の出力色信号ｉｎ、、Ｊ、ｎ＝１．２．、、、．８（１６１と 、ｐ−ノルム距離に関して比較をする（２４）。これらの出力色信号ｗ”ｉ、Ｊ は、その適当な色空間における、２３とおり（或いは２４とおり）の色の２値的 組合せを表わすものであり、この比較によって、その誤差拡散を施した色ベクト ルｄ、９、に最も近い出力色信号Ｗ’（，４を選択する。これは次の式で表わす ことができる。

この式において、Ｄｎは、第ｎ番目のｐ−ノルム距離であり、次の式で与えられ る。

Ｄｎ　”　ｌｉＥ＋＋ＪＷ”＋＋＝Ｉ’この式において、ｐはベクトル距離の絶 対値をその数まで累乗するところの次数であり、例えば１．２、或いはそれ以上 の数である。このｐの値が大きくなるほど、ベクトル距離の最大成分が強調され る。以上のようにして選択した色を、その色に対応した３チヤネルないし４チヤ ネルの２進数のプリンタ信号Ｅｉ　ｌｌ　Ｊに変換して（２６）出力する。続い て、誤差拡散を施した色ベクトルｕ　ｔ　ＨＪから、出力色ベクトルΦ１１９． を減じることによって、誤差ベクトルＭ　ｌ　＋　Ｊを得る。これは次の式で与 えられる。

＋＋＋！ ｅｔ＋Ｊ＝ｌＪ、、、　−Ｗ　ｉ＋Ｊ　（６）この誤差ベクトルδｉ＋ｊを記憶 しく２８）、そして、過去の誤差と共に重み付けを施しく３０）、それによって 、後続のビクセルのための重み付けした誤差ベクトルδを得るようにしている。

図６は、４ビクセル形の誤差マトリクスを用いた場合の、近隣ビクセルへの誤差 の拡散の仕方と、その重み付は係数の好適な選択例とを図示したものである。こ の図においては、ビクセル（ｉ、ｊｌの、色ｋに対応した誤差ｅ＋、＋（ｋｌに 、重み付けを施した上で、それをビクセル（ｉ、ｊ＋１１　、ビクセル（ｉ＋Ｌ 　ｊ＋ｌｌ　、ビクセルｆｉｌｌ、Ｊｔ　、及びビクセル（ｉ＋ｌ、ｊ−１１へ 分配するようにしている。

更なる特徴を含んだ構成として、本発明を拡張して大の視覚系の色にじみ特性を 組み込むようにし、それによって、拡散誤差の知覚される量が最小となるような 網点階調化色出力を発生する構成とすることも可能である。それに関して、先ず 最初に、視覚の色にじみ関数をどのように評価するかについて説明し、その後に 、その色にじみ関数を本発明においてどのように利用するかについて説明するこ とにする。

人の視覚系の特性に関する多くの研究がこれまでになされている。重要な研究成 果のうちのかなりの量を広範に編集したものが、１９７５年１２月付のブース及 びファールによる「形象解釈装置設計ハンドブックＪ　（Ｄｅｓｉｇｎ　Ｈａｎ ｄｂｏｏｋ　ｆｏｒｒｒｎａｇｅｒｙ　Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ　Ｅｑｕ ｉｐｒｎｅｎｔ、　ｂｙ　Ｊ、Ｍ、　Ｂｏｏｔｈ　ａｎｄ　Ｒ，Ｊ、　Ｆａｒｒ ■撃戟A　Ｂｏｅｉｎｇ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｃｏｍｐａｎｙ、　０１８０−１９０６３−１．　Ｄｅｃ ｅｍｂｅｒ　１９７５）なる著作中に収められている。本発明に関係のある視覚 系の重要な特性は、視覚の２次元的色にじみ関数、ないしはその関数のフーリエ 変換である変調伝達関数（ＭＴＦ）であり、このＭＴＦは、超閾値信号に対する 視覚レスポンスを表わすものである。小信号変調に関しては、視覚系が線形性を 有するものであると仮定しく変調度が２０％以下のときにはこの仮定が成り立つ ことが、多くの研究者によって示されているン、また、シフト量が一定であり適 合性を呈さないものであるとすれば（これは通常の光強度の場合に成り立つこと が明らかにされている）、ＭＴＦは、一定のコントラスト感度関数（Ｃ５Ｆ）を 考察することによって、即ち、高輝度の閾値検圧についての考察を行なうことに よって、モデル化することができる。その考察に使用する関数式は以下のとおり である。

この式において、定数ａ、ｂ、ｃ、ｄの値は、モノクロ信号の水平方向及び垂直 方向の閾値変調データに、回帰的曲線当てはめ処理を行なうことによって算出す ることができ、そうして算出した値は、夫々、ｒ２．２Ｊ、ｒｏ、１９２Ｊ、「 ０．１１４」、及びｒｌ、ＩＪとなる。ｆｖは、［視角１°あたりのサイクル数 」で表わした視覚周波数である。Ｃ３Ｆデータに典型的に認められる低周波数側 における値の低下に関しては、関数の当てはめ処理の際のピーク周波数ｆｍａｘ より低い全ての周波数に対して、ＭＴＦの値を「１．０」に設定することによっ てその低下の影響を除去している。このように定めた関数ＭＴＦを、水平方向及 び垂直方向以外の、その他の方向に適用するためには、周知となっている水平及 び垂直以外の角度における視覚感度の低下をモデル化するようにすれば良く、そ のモデル化のためには、空間周波数軸ｆｖを角度の関数として非線形的に伸張さ せるようにすれば良い。この空間周波数軸の伸張は、ｆｖ−＋ｆｖ／ｓ（θ）で 表わすことができ、この式において、 であり、また、定数Ｗは、経験的データに基づいてその値をｒＯ，７Ｊに選択し た。この値とすることによって、４５°の角度において７０％という効果的な帯 域幅の低下が得られる。このように方向性を持たせたＭＴＦを画像領域に適用す るためには、視角を基準とした「サイクル／角度（°）」から、ドキュメント上 の「サイクル／ミリメートルＪへの変換が必要である。この変換は、幾何光学に 基づいた次の変換式を用いて行なうことができる。

この式において、ｄｉｓはｒミリメートル」で表わした視距離であり、またｆｉ とｆｊとは、「サイクル／ミリメートル」で表わした、夫々、水平方向のドキュ メント離散周波数と垂直方向のドキュメント離散周波数とであって、次の式で表 わされるものである。

この式において、ＮとＭとは、夫々、にじみ関数の水平方向のサンプル値の個数 と、垂直方向のサンプル値の個数とであり、例えばＮ＝Ｍ＝３２である。また、 Δはドキュメント上のサンプリング間隔である。以上に挙げた一連の式を、視距 離を２５４ミリメートルとし、また、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｗの各定数を上述の値と して適用することによって、サンプリングのピッチが１６サンプル／ミリメート ルである場合のモノクロ信号の離散視覚ＭＴＦが得られた。また更に、逆ＤＦＴ を用いることによって離散にじみ関数が得られた。７Ｘ７のビクセルのアレイの 中の、正規化した形ではないコーザル・セクション（ｃａｕｓａｌ　５ｅｃｔｉ ｏｎ）　、即ち、過去において処理の完了したビクセルだけを含んだセクション を、左から右へ、そして上から下へ並べたものを表１に示した。この表１は、７ ×７のビクセルのアレイの中の、最初の３行までのビクセルと、第４行の最初の ４個までのビクセルとを含んでいる。本明細書の「発明の概要」の項で説明した ように、視覚のにじみ関数は、色度信号におけるにじみ関数の方が、輝度信号に おけるにじみ関数よりも帯域幅が広いことが知られており、また、青−黄、青− 黒、ないしは黄−白の色度信号におけるにじみ関数の方が、緑−赤、緑−黒、な いしは赤−黒の色度信号におけるにじみ関数より帯域幅が広いことも知られてい る。これらの事実を本発明において利用するために、緑−赤のにじみ関数を算出 する際の等化視距離と、青−黄のにじみ関数を算出する際の等化視距離とを、夫 々、輝度信号のにじみ関数を算出する際の視距離の、２倍の距離と、４倍の距離 とにしている。これによって、表１の夫々の値に、然るべき倍率が乗じられるこ とになり、経験的な観察結果と略々一致する値が得られるようになる。次に、そ れらのにじみ関数を、本発明のカラー網点階調化処理方法にどのように利用する かについて説明をする。

表１＝人の視覚の輝度にじみ関数のコーザル・セクション−５，８−６，６２， ８１３，６２，８−６，６−５，８〜６．６　−１２．１　４，６　３３．２　 ４．６　−１２．１　−６．６−２．８　４．６　５１．８　１２４．０　５１ ．８　４．６　２．８１３．６　３３．２　１２４．０　２４０．４図７を参照 して説明すると、入力ビクセル値である色ベクトルさｉ＋Ｊは、典型的な例とし ては、各々が「０」からｒ２５５Ｊまでの間の値を取る８ビツトの整数を３つ組 にしたもので表わされるようにしたベクトルである。この入力色ベクトルδｌ＋ Ｊを、一度にライン１本分ずつ、そのラインの左から右へ、そして画像の上から 下へ向かってシーケンシャルに処理して行くようにする。即ち、先ず、その入力 色ベクトルを適当な色空間（例えばＲＧＢ、ＸＹＺ、ＣＩＥＬＵＶ、ＣＩＥＬＡ Ｂ、ＹＩＱ、或いはＣＭＹＫ等の色空間）の中へ変換しく４０）、それによって 新たな色ベクトル量、９．を得る。この色ベクトル量、１．を、重み付けした過 去の誤差δに、ベクトル的に加算しく４２）、それによって、誤差拡散を施した 色ベクトル■、１．を得る６以上は、式（２）及び式（３）に示したとおりであ る。こうして誤差拡散を施した色ベクトルを、その適当な色空間の中の８とおり （或いは１６とおり）の、にみし処理を加えた出力色信号ｙ”ｌｌＪ％　ｎ＝１ ，２．、、。

、＋１（１５）と、ｐ−ノルム距離に関して比較しく４４）、この比較によって 、その誤差拡散を施した色ベクトルに最も近い出力色信号ｗ’、、、を選択する 。これは次の式で表わされる。

この式において、Ｄｎは、第ｎ番目のｐ−ノルム距離であり、次の式で与えられ るものである。

Ｄｎ　”　ｌ　ｕ　ｉ＋　＝　−３’　ｌ＋　＝　ｌ’続いて、以上のようにし て選択した色を、その色に対応した３チヤネルないし４チヤネルの２進数のプリ ンタ信号５１，１に変換して（２６）出力する。出力色ベクトルの座標値Ｗ＋、 Ｊ（ｋ）、ｋ＝１．２，３　、の各々は、可能な８とおり（１６とおり）の出力 色信号の色の３座標値に対応した８つ（１６）の固有の値のうちの、最大の値を 持つものとなる可能性がある。その出力色ベクトルの座標値を、各々の出力色平 面における、ビクセル位置（ｉ、ｊｌ　に記憶させる（４８）ようにしている。

図中には、出力ビクセルの７×７のアレイのうちの現在算出処理中の部分を、記 憶データのブロック４８の中に描き込んで表わしてあり、また、それらの出力ビ クセルの中でも特に、最新に算出した出力ビクセルを「Ｘ」を付して表わしであ る。最も単純な場合である、プリンタのＣＭＹ色空間において網点階調化処理を 行なうようにした場合には、８とおりの可能な出力色信号によって立方体状の点 記列が形成され、即ち、（０００，ロロ１．．０１０．０１１．１００．１０１ ．１１０．１１１１　となり、また記憶する値は２レベルの値となる。そして、 各々の色平面における、後続のビクセル位置（ｉ、ｊ＋１１　には、各々の色ご とに互いに独立的に、可能な出力色の色座標値をロードし、また、各々の色ごと に互いに独立的に、該当する色にじみ処理用マトリクスで重み付けしく５０）、 それによって、その後続ビクセルに対応した、にじみ処理を施した色座標値：Ｊ ”＋、＝−１ｆｋｌ　、　ｋ＝１．２，３　、　ｎ＝１，２．、、、．８（１６ ）を得るようにしている。図７においては、幅広の線の横に数字の「８」を付し たものによって、８チヤネル（または１６チヤネル）のリンクを表わしている。

以上のにじみ算出処理は次の式で表わすことができる。

ｙ′′＋＋＝−＋（ｋｌ　＝ｈｏ＋ｏｆｋ１ｗ＋＋ｔ、＋（ｋ）＋ΣＸ　ｈａ、 ｔｆｋｌＷ’＋−＋＋、Ｊ−＋−ｔ（ｋｌ、ｋ＝１．２，３．ｎ４，２．、、、 ．８（１６１（１２）この式において、Ｎ　（ｋｌ　とＭ（ｋｌ　とは、各色ｋ における、にじみ関数の範囲を規定したものである。以上の関係式は、にじみ処 理を施した色ベクトルＪ＋＋ｊ＋＋で表わすこともできる。こうして選択した、 ビクセル（ｉ、ｊ）に対応した、にじみ処理を施した色ベクトル３”Ｌ＋Ｊを、 誤差拡散を施した色ベクトル凸、、ユから減じる（４４）ことによって、誤差ベ クトルδ、、４が得られ、これは次の式で与えられる。

ｅ　＋　＋　ｊ　”　ｕ　＋　＋　ｊ−ｙｉ　＋、　（１３）続いて、この誤差 ベクトルｉＥ　ｉ＋ｊを記憶しく５２）、そして過去の誤差で重み付けしく５４ ）、それによって、後続のビクセルのための、重み付けを施した誤差ベクトルδ を得るようにしている。

更に加えることのできる特徴としては、変換した色信号Ｖｌ、Ｊｆｋ＋に対して フィルタ処理を施す（５６）ことによって、エツジ該当ビクセルの検出を行ない 、そして、検出された色エツジに８いて誤差の重みをゼロに設定することによっ て、誤差の伝播をそこで打ち切るようにするという特徴がある。これによって、 各々の色平面において、エツジ境界を越えて誤差が拡散することを防止すること ができ、それによって、出力画像のエツジの先鋭度を向上させることができる。

図８に示すように、エツジ検出を行なうためには、例えば、図示の重み係数を有 する３×３のディジクル・フィルタ６０を用いた後に、閾値検出ステップ（６２ ）を実行するようにすれば良い。ｒ２５６Ｊのうちの「５」ないし「１０」をカ ウントする検出ステップを実行することによって、満足し得る結果が得られる。

本発明に係る網点階調化処理装置は、然るべくプログラムを施した、例えばマイ クロプロセッサ等の汎用コンピュータによって構成するようにしても良く、或い は、専用に設計したディジタル信号処理回路によっても構成するようにしても良 い。

出力画像の打出しには、例えばハードコピー・レーザ・レコーダやデジタル式コ ピー機等の、バイナリ式（２レベル式）のカラー記録装置を利用することができ る。ただし本発明は、各々の出力色ごとに２レベルより多い出力レベルを持つノ ン・バイナリ式のプリンタにも適応するように、容易に拡張することができる。

そのように拡張するためには、各ビクセルにおいてにじみ処理を施した量も近い 出力色ベクトルを選択する上記選択プロセスに、多レベルのベクトルを導入すれ ば良い。８段階の出力レベルを有するシステムでは、そのようにした場合には、 各ビクセルごとに、８”＝５１２回の比較を行なうことになる。

の１　口　び１壱 本発明の網点階調化処理方法は、連続階調のカラー人力画像ないしはコンピュー タ・グラフィクスから、２値化力ラー出力信号を発生させるシステムに有効に利 用し得るものである。本発明の利点は、均一信号領域における知覚可能な雑音と いう点に関して最適なものであること、そして、ディザ処理の周期的バタンも持 たず、誤差拡散に関する相関雑音も持たないことにある。本発明は、出力装置の 色空間内においてスクリーン処理を行なうようにしたシステムに対応する、免罪 独立的な網点階調化出力を発生させるための、最初の方法を提供するものである 。更に本発明は、標準的な誤差拡散法と比較して、装置を構成する上での利点を 有するものであり、その理由は、相関雑音、即ち「ワーム（虫）」の除去を、誤 差マトリクスのサイズを増大させることなく、即ち、４ビクセル形のマトリクス で行なうことができ、また、ディザ閾値やランダム雑音を付加することなく行な うことができるからである。

ＦＫθ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　４年　４月　７日 特許庁長官　深　沢　亘　殿　Ｄ前 １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ９０１０５４９１ 、発明の名称 ベクトル式誤差拡散法を用いたカラー・ディジタル網点階調化処理方法３、特許 出願人 住　所　アメリカ合衆国ニューヨーク州１４６５０．　ロチニスター。

ステート・ストリート　３４３ 名　称　イーストマン・コダック・カンパニー４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 電話（３２７０）　６６４１〜６６４６（１）　補正書の翻訳文　１通 請求の範囲 １．複数個の大力ビクセルから成る連続階調の入力カラー・ディジタル画像であ ってしかもそれら大力ビクセルがｎとおりのディジタル化色値を表わしている入 力ディジタル画像から、網点階調の画像３生成するための誤差拡散方法であって 、連続階調のカラー人カピクセルの各々に対し、各々の色値に対応した２値ビツ トを有する２値化出力ピクセルを誤差基準に従って選択する出力ビクセル選択ス テンプと、入力ビクセルの色値と出力ビクセルの色値との間の誤差を判定する誤 差判定ステップと、その判定した誤差を、互いに隣接した複数個の近傍入力ビク セルへ、前記誤差基準において利用するために分配する誤差分配ステップとを含 んでいる誤差拡散方法において、 前記入力ビクセル、前記出力とクセル、並びに前記誤差の夫々を、色空間内にお けるｎ次元のベクトルで表わすステップと、前記入力ビクセルに過去の誤差の値 の重み付けしたき計値を加えたものに、ｐ−ノルム距離に間して最も近い出力ビ クセルを選択するステップとを含んでいることを特徴とする誤差拡散方法。

２、前記色空間が均等視覚色空間であることを特徴とする請求項１記載の方法。

３、前記色空間がＣＩＥＬＵＶ空間であることを特徴とする請求項２記載の方法 。

４、隣接領域内の複数個の既に選択した出力ビクセルと、現在選択したばかりの 、人の視覚系のにじみフィルタによって重み付けした入力ビクセルとを、前記誤 差判定ステップにおいて使用される出力ビクセルとするステップを更に含んでい ることを特徴とする請求項１記載の方法。

５　前記隣接領域は、７×７のビクセル・アレイのうちの既に算出した部分であ り、前記人の視覚系のにじみフィルタは、−５，８−６，６２，８１３，６２， ８−６，５−５，８−６，６−１２，１４，６３３，２４，６−１２，１−６， ６２，８４，６５１，８１２４，０５１，８４，６２，８１３，６３３，２ｉ２ ．４　２４０．４という重み値企有するディジタル・フィルタであることを特徴 とする請求項４記載の方法。

国際調査報告　ＰＣＴ／ＩＩｓ　９０１０５４９１国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数個の入力ピクセルから成る連続階調の入力カラー・ディジタル画像であ ってしかもそれら入力ピクセルがｎとおりのディジタル化色値を表わしている入 力ディジタル画像から、網点階調の画像を生成するための誤差拡散方法であって 、連続階調のカラー入力ピクセルの各々に対し、各々の色値に対応した２値ビッ トを有する２値化出力ピクセルを誤差基準に従って選択する出力ピクセル選択ス テップと、入力ピクセルの色値と出力ピクセルの色値との間の誤差を判定する誤 差判定ステップと、その判定した誤差を、互いに隣接した複数個の近傍入力ピク セルヘ、前記誤差基準において利用するために分配する誤差分配ステップとを含 んでいる誤差拡散方法において、 前記入力ピクセル、前記出力ピクセル、並びに前記誤差の夫々を、色空間内にお けるｎ次元のベクトルで表わすステップと、前記入力ピクセルに過去の誤差の値 の重み付けした合計値を加えたものに、ｐ−ノルム距離に関して最も近い出力ピ クセルを選択するステップとを含んでいることを特徴とする誤差拡散方法。 ２．前記色空間が均等視覚色空間であることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．前記色空間がＣＩＥＬＵＶ空間であることを特徴とする請求項２記載の方法 。 ４．隣接領域内の複数個の既に選択した出力ピクセルと、現在選択したばかりの 、人の視覚系のにじみフィルタによって重み付けした入力ピクセルとを、前記誤 差判定ステップにおいて使用される出力ピクセルとするステップを更に含んでい ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ５．前記隣接領域は、７×７のピクセル・アレイのうちの既に算出した部分であ り、前記人の視覚系のにじみフィルタは、１５．８　　−６．６　　２．８　　 １３．６　　２．８　　−６．５　−５．８−６．６　−１２．１　　４．６　 　３３．２　　４．６　−１２．１　−６．６　２．８　　　４．６　５１．８ 　１２４．０　５１．８　　　４．６　　２．８という重み値を有するディジタ ル・フィルタであることを特徴とする請求項４記載の方法。