JPH06180758A - ラスタ化図形画像を生成するシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、図形画像をビットマップとして描
示する装置及び方法を提供する。 【構成】 システムはデジタル入力指令を受信する入力
端子と、入力指令を解釈し、それらをシステム内部で使
用するのに適する指令に変換する指令インタプリタと、
いくつかの入力バッファ及び出力バッファとを含む。ハ
ーフトーンスクリーニングセクションと描示セクション
は、ラスタ表示又はマーキングエンジンが使用するのに
適するデータを出力する。機械の反復中、システムは複
数の出力画素を、通常はクロックサイクルごとに４画素
ずつ描出することができる。また、システムは１つの画
像にハーフトーンスクリーン又はグレイ充填を適用し
て、クロックサイクルごとに複数の画素を描出すること
もできる。好ましい実施例は単一チップ図形コプロセッ
サ（ＧＣＰ）である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明のシステムは、自動植字
機、イメージセッタ、カラープリンタ及び高スループッ
トプリンタで使用される高性能、高品質表示装置のため
の単一チップ制御装置であるのが好ましい。システム
は、図形出力、特に黒色、白色又は選択されたグレイハ
ーフトーンパターンを使用して充填したソース画像、充
填図形、ハーフトーンスクリーン及び文字の形態をとる
図形出力を発生するために、入力コードを解釈し且つ入
力命令を変換するのに有用である。

【０００２】

【従来の技術】本発明は数多くの図形コプロセッサにお
いて有用である。システムは、多くの適用用途で、特
に、所望の出力を幾何学的要素を使用して一部記述する
ことができる場合に、ラスタ画像の形成を改善するため
に使用できる。多くの印刷装置は、Ａｄｏｂｅ Ｓｙｓ
ｔｅｍｓのポストスクリプト（商標）言語、Ｈｅｗｌｅ
ｔｔ ＰａｃｋａｒｄのＰＣＬ，ＣａｎｏｎのＬＩＰ
Ｓ，ＮＥＣのＮＰＤＬ及び京セラやＸｅｒｏｘによる他
の言語を含むページ記述言語により制御される。

【０００３】好ましい一実施例では、システムを使用し
てＡｄｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍｓのポストスクリプト指令
を実現する。Ａｄｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍｓは本発明の譲
受人である。ポストスクリプトシステムは、デジタルレ
ーザープリンタへ高レベル図形情報を通信する目的で開
発された。これは図形領域の表現と、一般プログラミン
グ言語の実行の双方に対して融通性に富み、コンパクト
でパワフルな言語である。本発明のシステムの好ましい
実施例はポストスクリプトプリンタ、自動植字機又はイ
メージセッタに関連して説明される。ポストスクリプト
言語及びその利用法と用途は、Ａｄｏｂｅ Ｓｙｓｔｅ
ｍｓＩｎｃ．が刊行した「ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ Ｌａ
ｎｇｕａｇｅ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｍａｎｕａｌ」
（第２版）及び「ＰｏｓｔＳｃｒｉｐｔ Ｌａｎｇｕａ
ｇｅ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｄｅｓｉｇｎ」などのいくつか
の本に詳細に記載されている。ポストスクリプト言語及
び関連するページ記述言語は自動植字機、イメージセッ
タ、カラープリンタ、高スループットプリンタ並びに高
分解能ビデオ表示装置又は他の表示装置と組合わせると
有用である。

【０００４】印刷装置、ビデオ表示装置及び他のそのよ
うな装置はマーキング装置又はマーキングエンジンと呼
ばれることもある。マーキングエンジンと関連するラス
タ画像プロセッサ（ＲＩＰ）は入力情報及び入力指令
を、関連する出力装置で表示するのに適するラスタ化
（ビットマップ化）領域に変換する。市販の装置にはＡ
ｐｐｌｅ Ｌａｓｅｒ Ｗｒｉｔｅｒ（商標），Ｌｉｎ
ｏｔｒｏｎｉｃ（商標）１００及び３００，Ａｄｏｂｅ
Ａｔｌａｓ ＲＩＰ並びにＥｍｅｒａｌｄ ＲＩＰが
ある。マーキングエンジンは垂直又は水平の走査線を使
用すれば良いのであるのが、ここでは、便宜上、水平の
走査線のみを説明する。垂直の走査線にも同一の又は同
様の方法や装置を使用することができる。

【０００５】ラスタ画像プロセッサの中には、図形加速
装置チップを使用するものがある。そのようなチップの
１つが日立のＡＲＣＴＣチップであり、このチップは単
純な矩形や円形の充填、単純な線の描出、ビットブリッ
ティング及びそれらの機能の数多くのブール組合わせを
実現することができる。ＮＥＣの７２２０チップも良く
知られているが、複雑な幾何学的形状を描出することは
不可能である。Ｈｙｈｅｎは図形コプロセッサチップを
発表しているが、その装置は解析すべく公に利用できる
ようにはなっていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は図形画像を描
出する新規なシステム及び方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のシステムは、図
形画像の１領域を記述する又はその領域を充填するモー
ドを指定する指令を含めたデジタル入力指令を受信する
入力セクションを含む。入力セクションに結合する指令
インタプリタは、入力指令を解釈すると共に、それらの
指令をシステムの内部で使用するための内部指令に変換
する。入力セクションと、指令インタプリタとに結合す
るスクリーニングセクションは、システム反復のたび
に、図形画像の選択された１領域の複数の画像をハーフ
トーンスクリーンパターンによってスクリーニングする
（スクリーニング済画像を生成する）。指令インタプリ
タと、スクリーニングセクションとに結合する描出セク
ションは、ラスタ装置のための装置画素データを処理
し、出力する。スクリーニングセクションに結合し、ハ
ーフトーン閾値アレイに値を記憶する閾値メモリを組込
むことにより、システムを改善できる。機械の反復のた
びに、通常はクロックサイクルごとに４個ずつ、システ
ムは複数の装置画素を描出することができる。充填モー
ドの中には、システムがクロックサイクルごとに３２個
の装置画素を描出できるものもある。

【０００８】本発明の方法は、図形画像の１領域を記述
する第１のデジタル入力指令を受信し、特定のラスタ装
置に対応する装置画素データによってその領域を充填す
るモードを指定する第２のデジタル入力指令を受信し且
つそれら第１及び第２のデジタル入力指令を別の内部指
令と並行して実行すべき少なくとも１つの内部指令に変
換することにより、ラスタ表示装置又はラスタマーキン
グエンジンに表示するのに適するラスタ化図形画像を生
成する。ラスタ装置画素のそれぞれについて、ほぼ同時
に、領域を選択されたグレイレベルで充填すべき場合に
は、その１つのラスタ装置画素を、ハーフトーンスクリ
ーンパターンにおける画素のアレイに対応する閾値の基
準アレイの中の１つの対応する閾値と相関させ、次に、
選択されたグレイレベルを対応する閾値と比較し、その
ラスタ装置画素に関する装置画素データをそれに対応す
る閾値と、選択されたグレイレベルと、第２のデジタル
入力指令とに従って設定することにより領域を描出し、
それにより、領域を装置画素データで充填してハーフト
ーンスクリーンパターンを形成する。あるいは、領域を
一様な色によって充填すべき場合には、その１つのラス
タ装置画素についてその一様な色を表わすべき装置画素
データを設定し且つ装置画素データをラスタ表示装置又
はラスタマーキングエンジンに適する形態で出力するこ
とにより、領域を描出する。

【０００９】本発明のシステムはスクリーニングした領
域を毎秒５０００万画素の持続速度、毎秒８０００万画
素までのバースト画素で描出することができる。これは
市販のＡｔｌａｓ ＲＩＰにおける毎秒約５０万画素又
はＥｍｅｒａｌｄ ＲＩＰにおける毎秒約２５０万画素
の描出速度とは対照的である。別の見かたをすれば、Ｇ
ＣＰを使用した場合、スクリーニングを伴う１２００ｄ
ｐｉの自動植字機用ＲＩＰで８″×１０″の大きさの３
００ｄｐｉの走査ソース画像を描出するのに要する時間
は約１．４秒であった。これは従来の装置又はシステム
と比べておよそ１０倍の改善であった。

【００１０】

【実施例】本発明のシステムは、全ての描示機能を実行
するためにホストＣＰＵを必要とせずに、ラスタマーキ
ングエンジンにおいて詳細な高品質の画像を描出するコ
プロセッサを提示するように設計されている。本発明の
システムでは、分解能の低い画像を描出するときはホス
トＣＰＵ又はコプロセッサから多くの時間を要しないで
あろうが、高分解能の画像を描出するときには長い時間
を要すると考えることができる。本発明のシステム及び
方法を使用して高分解能の画像がより高速で得られる。

【００１１】本発明のシステムは、コプロセッサアーキ
テクチャ、特に単一チップの形態をとるアーキテクチャ
で使用するものとして設計されている。便宜上、本発明
の好ましい実施例を図形コプロセッサ、略して「ＧＣ
Ｐ」と呼ぶ。ＧＣＰは通常表示リスト命令の形態をとる
入力指令について動作し、ＧＣＰ内部の、並列して動作
し、クロックサイクルごとに出力画像の複数の画素を描
示することができる複数の装置に様々な描出機能を割当
てる。出力はＧＣＰ内部のバッファに記憶されるか、あ
るいは、関連する又は接続するメモリに記憶されても良
く、もしくは、記憶装置へ送信されるか又は直接にマー
キングエンジンへ送信されても良い。

【００１２】多数の走査線を表示する高分解能マーキン
グエンジンは、一度に一定の数の走査線しか描示できな
い。それは、一度に非常に多くの数の画素をメモリに記
憶しなければならず、メモリの動作速度や価格を含めた
制約条件によって、描出すべき図形の何れかの部分につ
いて利用できるメモリの量が限定されてしまうためであ
る。約２４００ｄｐｉを越える分解能を有する装置の場
合、典型的なバンドは通常の大文字の高さより小さい。
従って、マーキングエンジンと関連する処理装置は１行
分の文字であっても、一連のバンドとして描出しなけれ
ばならないのである。現在バンドをバッファに記憶して
おくことが多いので、そのバッファをバンドバッファと
呼ぶ。

【００１３】好ましい実施例では、本発明のシステムは
単一の相対的に複雑な特定用途向集積回路（ＡＳＩＣ）
から構成される。ここでは、便宜上、４メガバイト以下
の高速支援スタティックＲＡＭに接続する図形コプロセ
ッサ（ＧＣＰ）として設計しているが、必要に応じてＲ
ＡＭの数を増減させても良い。あるいは、支援ＲＡＭを
ＡＳＩＣと同一のチップに組込んでも良い。システムの
主要な機能は、白黒、グレイ又はカラーの走査ソース画
像又は合成ソース画像を高速品質スクリーニング方式を
使用してＲＩＰのフレームバッファ、すなわち、バンド
バッファに描示することである。

【００１４】本発明のシステム及び方法は、合成画像や
自然画像を含めたハーフトーン画像を処理し且つ出力す
るときに特に有用する。本発明のシステムと方法を使用
して実現できるようなハーフトーン化方式の１つは、本
発明と同一の譲受人に譲渡され、本明細書にも参考とし
て取り入れられているＳｔｅｐｈａｎ Ｓｃｈｉｌｌｅ
ｒによる１９８９年１１月８日出願、名称「Ｍｅｔｈｏ
ｄ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｈａｌｆｔｏｎｅ Ｉ
ｍａｇｅｓ」の同時係属出願第４３４，９２４号に記載
され且つ特許請求されている。その出願の中に記載され
ている「ユタ・タイル」ハーフトーン化方式によれば、
ほぼ全てのスクリーン角度と周波数をきわめて高い精度
で表示することができる。その方式は、表示すべき領域
を参照するものとして、複数の選択された値から成る閾
値アレイを使用しても良い。従来の４プロセスカラース
クリーン角度などの他のハーフトーン化方式を本発明の
システム及び方法により実現することも可能である。そ
の結果得られる印刷領域には、モアレパターンはほとん
ど現れない。

【００１５】ＧＣＰでは、セットアップ情報及び構成情
報を含めて、１つの特定の図形演算に固有のものである
全ての指令と引数は直接メモリアクセス（ＤＭＡ）を介
して渡されるが、一部の初期設定データは、たとえば、
パワーアップ中に、プログラム入出力の下にＧＣＰハー
ドウェア内部のレジスタへ渡される。ＤＭＡ転送の完了
はポーリングを経て又は中央処理装置（ＣＰＵ）に対す
る割込みを経て検出できる。

【００１６】図１を参照して説明する。本発明のシステ
ムであるＧＣＰ１０は、主メモリシステム１３に保持で
きる表示リスト構造により駆動されるＲＩＰ中のホスト
ＣＰＵ１１に対して、コプロセッサとして使用可能であ
る。ＧＣＰ１０は主メモリシステム１３に対する直接メ
モリアクセス（ＤＭＡ）を利用して、様々な動作、たと
えば、ハーフトーン化により走査ソース画像を描示す
る、図形基本領域充填を実行する、主メモリシステム１
３に含まれていても良いメモリの任意フレームバッフ
ァ、すなわち、バンドバッファへ文字マスクを転送する
などの動作について必要に応じてデータを検索し、記憶
する。図１は、命令キャッシュ１及びデータキャッシュ
２を含む従来の素子と、ＣＰＵ１１並びにメモリアドレ
スバス４及びメモリデータバス５との接続を示す。主メ
モリシステム１３はメモリアドレスバス４及びメモリデ
ータバス５に接続している。ＧＣＰ１０はスクリーンデ
ータバス１４と、スクリーンアドレスバス１５とを介し
てスクリーンランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２に
接続している。ＧＣＰ１０はＣＰＵ１１と、メモリデー
タバス５とにも接続し、さらに主メモリアドレスラッチ
３を介してメモリアドレスバス４に接続している。ＧＣ
Ｐ１０は外部メモリとして主メモリシステム１３又は他
のメモリ（図示せず）を使用しても良い。

【００１７】本発明のシステム及び方法は台形、ランア
レイ及びマスク（圧縮マスクを含む）を描示することが
でき、それらは、それぞれ、黒色、白色又は選択された
１つのグレイレベルで充填可能である。典型的なフレー
ムバッファ、すなわち、バンドバッファに要する表示リ
スト全体を、ホストＣＰＵが次のバンドの表示リストを
ディスクから取り出す又は次のページを処理するなどの
他の動作を並列して実行している間に、ＧＣＰ１０を１
回呼び出す間に描示しても良い。

【００１８】本発明のシステムは、１つ又は複数の選択
されたスクリーニング方式を実行するために要求される
１つ又は複数の閾値アレイを保持する、スクリーンＲＡ
Ｍ１２を含めたＲＩＰ内部の他のハードウェアにより支
援される。一実施例では、スクリーンＲＡＭ１２は２５
６Ｋ×３２ビットとして構成されている。別の実施例に
おいては、スクリーンＲＡＭ１２は６４Ｋ×３２ビット
又は他の構成をとっても良く、設計に際しては、装置の
デザイン及び製造コストと、スクリーニング品質との兼
ね合いを考慮することができる。

【００１９】ポストスクリプトシステムを使用して、１
つの充填領域を複数の図形表示要素に分割し、それらの
要素を出力として表示することになる。図３は、輪郭線
４１及び４２により境界を限定される任意の領域４０を
示す。一般に、輪郭線を表示すべき領域の辺を規定する
一連の線又は曲線として記述することができる。相対的
に分解能の低い表示の場合は線又は曲線の分解能をより
低く設定し、より微細な詳細を描示すべきときには分解
能を高く設定できる。描示すべき各充填領域の画像を、
複数の台形、ランアレイ又は他の適切な幾何学形状を形
成して、１つの完成した領域を構成するように、１本の
輪郭線の複数のほぼまっすぐな辺により境界を規定され
た複数のセグメント、たとえば、水平セグメントに分割
できる。

【００２０】基本要素として台形を使用することは、水
平走査線を追跡することにより出力領域を構成するラス
タ表示装置の場合に特に有用である。台形はその平行な
辺が走査線の方向に向いているようなものであるのが好
ましい。図３を参照すると、１つの領域の複数の部分を
複数の台形、たとえば、台形４３，４４，４５及び４７
として描出することができる。詳細部については、１本
又は複数本の個別の走査線、たとえば、走査線４６，４
８を使用して描出できる。記憶及び処理により好都合で
あるように、一連の走査線セグメントをランアレイとし
て記憶することができる。ランアレイは、たとえば、関
連するそれぞれのランの開始点と長さにより指定される
ランのアレイ、すなわち、アセンブリであるにすぎな
い。ポストスクリプトプロセッサは台形に関する情報を
ラスタマーキングエンジンにおける又はそれに関わる出
力領域、典型的には出力領域の完全ビットマップの形態
をとる出力に変換する。本発明のシステム及び方法と組
み合わせると有用である典型的なポストスクリプトプロ
セッサは、出力として各走査線を準備し、その出力を構
成すべきその走査線上の画素の１つ又は複数の範囲を確
定する。

【００２１】好ましい実施例における図形演算は台形の
充填、ランアレイ充填、マスク充填及びソース画像の演
算を含む。ソース画像の演算は、台形又はランアレイに
基づく装置領域によるイメージングを含む。好ましい一
実施例では、表示要素を描出するために要求される全て
の指令とパラメータは、表示リストと呼ばれる主メモリ
ベースデータ構造においてパスされる。この表示リスト
のフォーマットと、代表的指令の詳細な動作について
は、以下に説明する。

【００２２】好ましい一実施例では、ＧＣＰ１０は必要
な値を記憶する複数のレジスタを含む。それらの値には
基準点、たとえば、装置座標空間の始まりを表わす記憶
場所と、現在描出中であるバンド内の第１の記憶場所
と、いくつかの画素座標と、現在描出中である走査線
と、その他の情報とが含まれると考えて良い。ＧＣＰ１
０は、それぞれの入力に従って特定のタスクを実行する
ように設計された複数の状態機械をさらに含む。

【００２３】好ましい一実施例では、データ又は指令は
主メモリの３２ビット境界で始まるものと仮定する。デ
ータ型は主メモリアドレスと、整数と、装置画素座標
と、ポインタと、文字マスクと、圧縮文字マスクと、表
示リストオペレータ演算コードとを含む。いくつかのフ
ィールドは不定であり、ホストＣＰＵにより０に設定さ
れるべきフィールドである。画素座標はメモリの装置座
標空間の開始アドレスに対して装置座標空間における絶
対座標であることができる。その開始アドレスは、イメ
ージング動作の開始に先立って、レジスタにロードされ
る。整数画素座標は問題となっている理想化装置画素の
左下角を参照し、固定小数点画素座標は装置画素内の任
意の点を参照することができる。固定小数点座標は周知
の１６ビット整数＋１６ビット小数座標の形態で表現で
きる。当業者には、本発明のシステム及び方法と共に使
用可能である追加のデータ構造及びサイズや、代替デー
タ構造及びサイズが認められるであろう。

【００２４】装置座標空間の基底アドレスを記憶するの
は装置座標基底（ＤＣＢ）レジスタである。本発明の装
置の出力を使用する適切なマーキングエンジンは、通
常、主メモリに全装置座標空間より小さいバッファが同
時に存在するような高分解能バンド装置であるので、実
行される画素アドレス指定計算がメモリの現在バンドバ
ッファの中にあるアドレスを発生させるように、ＤＣＢ
レジスタは負の２の補数を記憶している場合が多い。ま
た、多くのマーキングエンジンは１つ又は複数の次元に
沿って２¹⁶より多くの画素を含む装置座標空間を有する
ので、ＤＣＢレジスタを装置座標空間の中に十分含まれ
ている点、すなわち、記憶場所へ任意にバイアスしても
良い。好ましい実施例では、装置座標空間の中で「拡張
アドレス指定」を実行するために、ＤＣＢレジスタ内部
のバイアスアドレス利用を支援する。

【００２５】本発明は、高性能ＲＩＰ環境の中での４種
類のイメージング・図形描出作業に特に有用である。そ
れらの作業とは、 １） 走査写真画像の「ハーフトーン化」のためのスク
リーニング； ２） スクリーニングを必要とするカラー又はグレイス
ケールレベルによる領域充填； ３） 全て白色又は全て黒色の値による領域充填（通常
は線）；及び ４） マスクの下での描出（通常は文字ビットマップ） の４つである。

【００２６】所期の環境におけるホストＣＰＵは、主メ
モリの帯域幅に近い帯域幅で全て白色又は全て黒色の領
域充填を実行することができる高速プロセッサであるの
が好ましいが、本発明のシステム及び方法にホストとは
無関係に充填動作を実行させることにより、ＲＩＰシス
テムレベル性能をさらに向上できる。このコプロセッサ
アーキテクチャでは、本発明のシステムが所定のバンド
バッファについて表示リストを描出している間に、ホス
トは表示リスト処理、ポストスクリプト言語プログラム
処理、ディスクファイル入出力処理又は他のタスクを実
行することができる。

【００２７】スクリーニングする必要のある領域をグレ
イスケールレベル又はカラーレベルによって充填すると
きには、大半のスクリーニング方式が複雑であるため、
本発明のシステムと方法はホストベースの充填と比較し
て決定的な利点を有するのである。従来、単一のグレイ
レベルを要求する充填領域は、「グレイブリック」、す
なわち、現在スクリーンに対してスクリーニングされる
現在グレイレベル設定に基づいている画素の小さなパタ
ーンを事前に計算することにより、より迅速に充填可能
である。たとえば、５０％のグレイが交互に現れる白と
黒の画素から構成されていると考えられるならば、９０
％のグレイは平均して１０個の画素（２次元）の中に１
個の白を含むものと考えられるであろう。ブリックは、
ハーフトーン化の間に一定のグレイレベルでターンオン
すべき装置画素を表わす単純なビットの反復パターンに
よって装置アドレス空間を「タイリング」するために使
用される。グレイレベルは一定であるので、１つ又は少
数のハーフトーンセルについてのみこの機能を実行し、
続いて、問題となっている領域を充填するときにそのよ
うにして得たビットマップを複製することにより、閾値
計算の大部分を省略できる。最新の精巧なハーフトーン
スクリーニング方式では、より基本的な有利スクリーニ
ング方式とは異なり、限定されたサイズ（典型的には６
４Ｋバイト以下）の０と１から成る単純な反復パターン
を確定することは、通常、不可能である。これは、一部
のスクリーンが所定の走査線に沿ったいずれかのパター
ンの周期性を走査単位何十個又は何百個分の長さにさせ
る角度だけ回転されるためである。１走査単位は、１つ
又は複数のソース画像画素又は出力領域装置画素に対応
する１つのコンピュータ語であり、通常はホストプロセ
ッサの固有語サイズの大きさである。

【００２８】充填方法は、装置画素ごとにスクリーン閾
値比較の結果を個別に確定しなければならない。グレイ
パターンの周期性がイメージング可能面積より著しく小
さかったとしても、本発明のシステム及び方法を使用す
ると、１つの「グレイブリック」の計算は通常のスクリ
ーニング方式と比較して依然として非常に遅いといえ
る。これは、ＧＣＰ１０を使用してハーフトーン化プロ
セスが進行する速度が主メモリの帯域幅によって限定さ
れるだけであるためである。

【００２９】〔組織的設計最適化〕本発明は、幾分特殊
な制御装置環境の中である範囲の高分解能マーキングエ
ンジンの型について最大の性能を提供するように設計さ
れている。加えて、本発明の目標となる設計は多くのし
ばしば利用される型の図形演算又はイメージング演算
と、その大半の共通するパラメータとについて最適化さ
れる。

【００３０】他の環境においても、本発明のシステムは
従来の装置と比べて性能の向上をもたらすが、理想の条
件の下でのＧＣＰ１０の性能ほど大きな改善ではない。
たとえば、回転画像が提示される場合、ソース画像サン
プルを得なければならず、そのために、典型的なソース
分解能と宛先分解能を想定して、３つ又は４つの描出さ
れる装置画素から成るブロックごとに主メモリアドレス
を計算する時間とコストが必要である。その計算のたび
にＧＣＰ１０で命令パイプラインを停止させるためにメ
モリオーバヘッドがさらに要求されるので、その結果、
イメージング性能は二分の一以上に低下してしまう。

【００３１】〔動作理論〕 〔主な機能装置及びデータ経路〕好ましい一実施例で
は、ＧＣＰ１０を以下に示すような主な機能装置に分割
する。それらの機能装置の大部分は、１つの領域の様々
な部分を処理又は計算するために並行して機能すること
ができる独立した状態機械として動作する。主な機能装
置の大半は内部バスに結合している。それらの機能装置
と相互接続部を図２に示す。

【００３２】 装置名 機能 ＳＴＦ３０ スクリーン閾値フェッチャ ＳＦ２９Ａ ソースフェッチャ ＳＩ２９Ｂ ソース入力装置 ＳＦＵ２９ ソースフェッチャ装置 ＰＩＸ２８ 画素アセンブラ ＭＣＳ２０ 主制御シーケンサ ＭＲＨ２６ メモリ要求ハンドラ ＤＬ ＦＩＦＯ２３ 表示リスト先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファ ＤＩ ＦＩＦＯ２４ 宛先入力ＦＩＦＯ ＤＯ ＦＩＦＯ２５ 宛先出力ＦＩＦＯ ＳＩ ＦＩＦＯ２７ ソース入力ＦＩＦＯ スクリーンＲＡＭ１２

【００３３】それぞれの機能装置は図形描出プロセスに
おいて並行性をさらに高度にすると共に、問題となって
いる状態機械によりサーブされているバッファ又はメモ
リ領域のアドレス指定構造を隔離する働きをする。機能
装置は並行して動作して、動作を同期させるために装置
間で通信信号を使用しながら、クロックサイクルごとに
状態を１つずつ進めてゆく。各機能装置は、その装置に
関わるメモリバッファが必要な場合にのみ組込まれ、そ
の機能装置と直接に関連して、多くの場合にその装置の
設計をさらに単純にするように設計されている。

【００３４】ＧＣＰ１０は標準の市販のセルライブラリ
を使用する単一のチップとして形成され、所望の機能性
を提供するように選択され且つ相互接続されたものであ
った。チップはカリフォルニア州サンホセのＶＬＳＩ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙで製造された。ＧＣＰ１０を形成
するために使用したマスクは、本出願の出願と同時に、
マスク作業保護用として登録中である。本明細書にもそ
れらのマスクは参考として取り入れられており、本明細
書の付録として登録情報の写しを添付する。標準セルラ
イブラリを知っている当業者であれば、それらのマスク
を参照せずに本発明のシステムを実現できる。

【００３５】ＧＣＰ１０は、クロックサイクルごとに、
グレイ充填又はイメージングの動作を実行するときに、
４つの装置画素を同時に描出できる。従って、２５ＭＨ
ｚのクロック速度では、主メモリの装置フレームバッフ
ァ、すなわち、バンドバッファに１億画素／秒までの総
速度を導入することになる。走査線の方向に著しく長い
大形のオブジェクトとして編成されている最適の表示リ
スト要素の場合、典型的な表示リストについての総描出
速度が８千万画素／秒に近づくように、実際に十分な長
さの期間にわたってこの描出速度を達成した。

【００３６】このような性能を得るために、ＧＣＰ１０
は各クロックサイクルの間に数多くの動作を並行して実
行する、それはパイプライン設計技法による機能装置の
並行性がもつ利点である。所定の表示要素を描出してい
る間、大部分の時間についてクロックごとに４画素とい
う描出速度を達成するように、一連の「ハードワイヤー
ド」状態機械によりパイプラインの各段階における実際
の画素ごとの処理を施す。

【００３７】〔表示リスト〕好ましい一実施例では、Ｇ
ＣＰ１０に対する第１の入力はソース画像、領域、選択
された充填特性及び文字特性、特定すれば、ランアレ
イ、台形及びマスクに関する情報を含む表示リストであ
る。表示リストは、選択されたマーキングエンジンに関
して既に計算されているのが好ましい。従って、本発明
のシステムは表示リストを設定した分解能でメモリ内の
ビットマップ化出力に変換することしかしない。たとえ
ば、目標のマーキングエンジン、例を挙げれば、７２ｄ
ｐｉで１０２４×１０２４画素の表示を伴うビデオスク
リーンについて、ＣＰＵ１１（図１）により何らかの表
示リストを計算できるであろう。高分解能プリンタ、た
とえば、白色のスペースを設定した分解能、例を挙げれ
ば１２００ｄｂｉで選択された黒色ドットで充填するこ
とができるプリンタへほぼ同じ出力を出力するために、
関連してはいるが異なる表示リストは有用であろう。典
型的な表示リストは複数の演算コード（ｏｐコード）
と、それぞれのｏｐコードが要求する関連パラメータと
を含む。

【００３８】好ましい一実施例では、何らかの大きさ、
たとえば、１Ｋバイトのブロックとして表示リストを準
備し、必要に応じてブロックを後続するブロックに連係
させる。表示リストは、たとえば、パターン充填などに
関する複数のサブルーチンを含んでおり、親表示リスト
の出発点に戻るサブルーチン戻り指令を伴う。別の好ま
しい実施例においては、複数レベルのサブルーチンを実
現する。

【００３９】有用なｏｐコードの１つは、台形を充填す
るために使用されるＦｉｌｌＴｒａｐ命令である。幾何
学的にいえば、台形は周辺に沿って結ばれた４つの点に
より表わされる。実際には、２つの水平の辺と、２つの
傾いた辺とによって台形を計算するのが好ましい。描出
すべき水平走査線の本数は描出すべき台形によって決ま
り、たとえば、ソース画像又は充填領域が非常に狭い場
合の非常に少ない本数から、大きく規則的な幾何学形状
を高分解能で表示すべき場合の非常に多い本数まで様々
であろう。好ましい一実施例では、ＦｉｌｌＴｒａｐ演
算コードは水平の下辺と、水平の上辺と、水平の下辺及
び上辺のそれぞれに沿った始まりと終わりの点との座標
を含む。この命令は、描出の時点で傾きを計算すること
を回避するために、好ましくは事前に計算された各斜辺
の傾きをさらに含んでいても良い。

【００４０】ＧＣＰ１０では、台形の内側と辺をあらか
じめ選択した白色、黒色又はグレイレベル、さらには走
査画像などのスクリーニング済ソース画像によって充填
する。充填特性は演算コードと関連するデータの中で指
定されるか、あるいは、１つの記憶場所に維持しておく
ことが可能である。

【００４１】垂直の辺を１つ又は２つ以上を含む平行四
辺形又は台形をイメージングするという特殊なケースに
備えて追加の演算コードを定義しても良いが、大形で強
力な命令のセットと、小形ではあるが高速の命令のセッ
トとの兼ねあいを考慮していることは当業者には認めら
れるであろう。

【００４２】もう１つの演算コードはＲｕｎＡｒｒａｙ
Ｆｉｌｌ命令である。この命令はアレイの寸法に関する
情報を含み、その情報自体は充填すべき選択された線に
沿った複数の水平領域に関する情報を含んでいる。たと
えば、その情報は包含される走査線の上下の境界と、そ
の後に続く走査線ごとの情報、すなわち、充填すべきそ
の走査線上の水平領域の数及びそのような水平領域それ
ぞれの始まりと終わりの点を含む情報とを含んでいても
良い。

【００４３】表示リストではいくつかの他の演算コード
も有用であることは当業者には認められるであろう。そ
れらの演算コードには、設計者が実現すべきものとして
選択した所定のレジスタの様々なアクセスのモード、タ
スク又は画像に関する情報、もしくは１つの領域を表示
するために要求される他の情報などが含まれると考えら
れる。有用な演算コードの中には、指定の記憶場所から
１つの領域を選択するため又は指定された座標を使用し
て領域を作成するための命令がある。その他の演算コー
ドは、指定グレイレベルをもつハーフトーンスクリーン
によって領域を充填するための命令；指定の色をもつ少
なくとも１つのハーフトーンスクリーンによって領域を
充填するための命令；黒色画素を使用して領域を充填す
るための命令；白色画素を使用して領域を充填するため
の命令；不透明画素を使用して領域を充填するための命
令；及びマスクを使用して領域を充填するための命令な
どである。尚、そのマスクについては、メモリの指定さ
れた記憶場所で見出すか又は所定の情報を使用して生成
することができる。ソース画像を操作又は使用するのに
有用であるさらに別の演算コードもあり、それらの演算
コードはソース画像を定義するための命令；ソース画像
を基準化するための命令；ソース画像を回転させるため
の命令；ソース画像をシヤリングするための命令；ソー
ス画像をフリッピングするための命令；ソース画像をク
リッピングするための命令；画像マスクを定義するため
の命令；及び領域を画像によって充填するための命令を
含む。

【００４４】〔主制御シーケンサ（ＭＣＳ）〕図２を参
照すると、ＭＣＳ２０はシステム全体に対する中央制御
装置であり、チップの機能を調整して、タスクを適切な
処理装置に割り当てる。好ましい一実施例では、ＭＣＳ
２０はインテリジェントではあるが頻繁ではない介入を
要求するあらゆる動作を実行する。ＭＣＳ２０はプログ
ラム可能マイクロコード化シーケンサを中心として編成
されており、汎用算術演算論理装置（ＡＬＵ）がＭＣＳ
を支援する。

【００４５】好ましい一実施例では、ＭＣＳ２０はシス
テムがスレーブモードになるか又はマスターモードにな
るかを制御する。ＧＣＰ１０はスレーブモードでパワー
アップする。ＭＣＳ２０は、たとえば、システムのレジ
スタをロードするため又は領域の描出を開始するため
に、ホストＣＰＵなどの外部装置（ＧＣＰ１０の外部）
が本発明のシステムのアテンションをシークしている時
点を認識する。そこで、外部装置は状態ビットと制御レ
ジスタをセットすることができ、要求されている他のど
のような初期設定も実行できるのである。外部装置は開
始メモリアドレスをバスを介して又はその他の方法によ
りＭＣＳ２０へ送信することができる。そこで、ＭＣＳ
２０はその記憶場所をアクセスし、いくつかの情報バイ
トをバッファへ転送して、その後の処理に備える。典型
的な情報は先に説明した表示リストの形態をとる。典型
的な表示リストは初期設定情報も含んでいて良い。

【００４６】ＧＣＰ１０に領域の描出を開始することを
命令すると、ＧＣＰ１０はマスターモードに入り、表示
リスト及びメモリの情報をアクセスするために、必要に
応じて、主アドレスバスと、主データバスなどの１つ又
は複数の外部バスを制御する。別の実施例では、ＧＣＰ
１０はソース画像又は出力領域の情報を転送するために
１つ又は複数の外部バスを使用しても良い。ＭＣＳ２０
は様々なレジスタと、ＧＣＰ１０内部にある又はＧＣＰ
１０と密接に関連する記憶領域との間の内部における情
報の交換を管理する。

【００４７】表示リストＦＩＦＯ（ＤＬ ＦＩＦＯ）２
３はＧＣＰ１０の内部バスに接続しており、ＭＣＳ２０
により制御される。ＤＬ ＦＩＦＯ２３は１６以上の語
を保持するように構成されているのが好ましいメモリバ
ッファである。命令に応じて又は必要に応じて、ＭＣＳ
２０は表示リストをＤＬ ＦＩＦＯ２３にロードする。
次に、ＭＣＳ２０は表示リストを解析し、それぞれの命
令を演算コードと、それに関連するオペランドとに分解
し、続いて、その命令又は関連情報をＧＣＰ１０の適切
な装置へ渡して、後の処理に備える。ＭＣＳ２０は後続
する表示リスト命令を読取ることができ、それらの命令
に対して動作するか又はそれらの命令をＧＣＰ１０の適
切な装置に渡すことができる。領域をさらに迅速に描出
するために、可能なときにはいつでも、ＧＣＰ１０の各
装置は並行して情報を処理していることが可能であり、
事実、そのようにするのが望ましい。

【００４８】ＭＣＳ２０は、以下で説明する必要なメモ
リアクセス及び他の支援機能の実行に備えて、データを
提供すると共にレジスタをセットする。たとえば、Ｆｉ
ｌｌＴｒａｐ命令が現れると、ＭＣＳ２０は台形の中で
最初に描出すべき点（走査線及び走査線上の位置）に関
する装置画素アドレスを見出し、次に、その画素アドレ
スの座標をレジスタにロードする。ＦｉｌｌＴｒａｐ表
示リスト命令は走査線上の表示すべき正しい終端画素の
場所をさらに含み、ＭＣＳ２０は所定の走査線に沿った
介在画素の数を計算し、その情報をレジスタにロードす
るのが好ましい。さらに、ＭＣＳ２０は次のレジスタパ
ラメータセット、たとえば、次の走査線又は領域の始ま
りと終わりの画素、あるいは、始まりの画素と描出すべ
き画素の数を計算し、後の処理のためにそれらのパラメ
ータをＧＣＰ１０の他の装置へ移動できるようになるま
で、パラメータを「ファントム」レジスタに保持する。
ＧＣＰ１０の適切な装置は、情報が必要になったとき
に、それらのファントムレジスタの内容をコピーするこ
とができる。通常、ＭＣＳ２０はファントムレジスタが
いつ読出されるかを知らないので、ファントムレジスタ
に関わる次の値を計算して、記憶する。ＧＣＰ１０の別
の装置（通常はＰＩＸ２８）がそれらのレジスタをアク
セスしたときには、ファントムレジスタを更新すること
ができるように、その装置はＭＣＳ２０へも信号で報知
する。この技法を使用すると、レジスタ更新の多くをパ
イプライン化できる。

【００４９】好ましい一実施例では、ＭＣＳ２０は表示
リスト中の１つの台形を完了して始めて、次の台形を処
理する。ＧＣＰ１０の様々な装置がそれぞれの動作を適
切に完了するように、１つの台形の処理中、動作によっ
てはＧＣＰ１０内部のインタロックを要求するものもあ
る。インタロックは、様々に異なるタイミング状況に際
して様々に異なるロック方式とアンロック方式を使用し
て、ＧＣＰ１０の様々な状態機械により処理される。イ
ンタロックを実現するいくつかの方法は当業者には良く
知られている。

【００５０】ＤＬ ＦＩＦＯ２３はＭＣＳ２０により現
在状態に保持され、必要に応じてメモリ要求ハンドラ
（ＭＲＨ）２６により充填される。ＭＣＳ２０はＤＬ
ＦＩＦＯ２３に何が入っているかと、どの情報が有効で
あるかと、バッファをいつフラッシング又は再充填すべ
きであるかを特殊なハードウェアの使用によって追跡す
る。好ましい一実施例では、ＭＣＳ２０又はＭＲＨ２６
はそれらの転送をバーストモード又はページモードで外
部バスを使用しながら実行し、それにより、バスをより
効率良く利用できる。ＭＲＨ２６の論理は外部メモリか
らどの情報をどれだけ獲得すべきかを制御する。そのス
テップは、基本的には、関心ある画素又は第１の表示リ
スト命令を含む関連メモリアドレスを識別することと、
通常は外部バスを介する直接メモリアクセスによってデ
ータを獲得することと、そのデータを適切なＦＩＦＯに
ロードすることとを含む。

【００５１】基本要素オブジェクトを描出する正規の過
程が境界条件により中断されるたびに、一般にＭＣＳ２
０は介入してその条件を処理し、次にハードウェア速度
で描出を再開する。それらの境界条件の例としては、新
たなソース画像画素サンプルの行の始まりがあり、そこ
で、ＭＣＳ２０は新たな行の始まりに関するメモリアド
レスを計算し、現在行番号を増分する。別の境界条件
は、現在描出動作が現在画面における現在行の終わりに
達したときに起こり、そこで、ＭＣＳ２０は開始スクリ
ーンタイル番号と、行番号と、そのスクリーンタイル中
の開始画素位置とを計算する。ＭＣＳ２０、ＰＩＸ２８
又はＧＣＰの別の装置は関連する条件を処理し、要求さ
れた新たなデータ又はアドレス情報を適切なハードウェ
アレジスタに挿入する。１つの３２ビットソース語から
次に続く語へのソース画像データのオーバフロー、又は
１つの３２ビット装置バッファ語から次に続く語へのオ
ーバフローなどの頻繁に起こる境界条件は、関連する状
態機械により直接に処理される。従って、ＭＣＳ２０の
性能は、通常、全体的な描出性能について重大な要因と
はならない。

【００５２】〔出力描出〕ＧＣＰの主な描出用構成要素
は宛先入力ＦＩＦＯ（ＤＩ ＦＩＦＯ）２４と、宛先出
力ＦＩＦＯ（ＤＯ ＦＩＦＯ）２５と、画素アセンブラ
（ＰＩＸ）２８である。ＧＣＰ１０のこの装置は選択し
た領域を選択した充填画像又はソース画像で充填する。
ＦＩＦＯはＧＣＰ１０の内部バスに接続する、好ましく
は高速のメモリ装置である。メモリ要求ハンドラ（ＭＲ
Ｈ）２６はＦＩＦＯを維持し、入力ＦＩＦＯ（ＤＩ Ｆ
ＩＦＯ）２４をほぼ一杯の状態（ＤＬ ＦＩＦＯ２３と
同じ）に保持すると共に、出力ＦＩＦＯ（ＤＯ ＦＩＦ
Ｏ）２５をほぼ空の状態に保持する。ＰＩＸ２８は状態
機械であり、データを比較器にロードしたり、装置画素
を出力したりするための関連装置を含む。

【００５３】ＤＩ ＦＩＦＯ２４は、既存の出力バンド
バッファデータ、すなわち、出力フレームバッファデー
タがもしあれば、それをバンド、すなわちフレームの１
単位だけ保持するのに使用される。一般に、ページモー
ドのＤＭＡ転送では画素を外部メモリに記憶し、アクセ
スするのであるが、他の形態のメモリ又は転送も使用可
能である。好ましい一実施例においては、ランダム状態
で始めるのではなく、バンドバッファの全てのビットを
所定の初期状態に設定する。たとえば、バッファの全て
のビットを多くの場合に白色である背景印刷色に設定す
ることができる。ＭＣＳ２０は、係属中の動作について
メモリからの関心画素に関わるデータによってＤＬ Ｆ
ＩＦＯ２４を充填することをＭＲＨ２６に命令する。場
合によっては、１つの走査線領域の始まりと終わりの画
素をＦＩＦＯ２４にロードするだけで十分である。たと
えば、領域を全て黒色又は全て白色の装置画素で充填す
べきであり、既存の介入情報は無関係であるときには、
そのようにすると有用である。

【００５４】ＭＣＳ２０は、座標と、選択した充填動作
に関する情報とを含む演算コード、すなわち、表示リス
ト情報をＰＩＸ２８に渡す。表示リスト命令又は充填命
令はＰＩＸ２８に「不透明充填」を実行すること、すな
わち、選択した出力領域を不透明、たとえば、白色又は
黒色の画素、あるいは、選択したグレイ又はハーフトー
ンソース画像によって充填することを命令でき、それに
より、先のソース画像情報をカバーする。あるいは、Ｐ
ＩＸ２８は「マスクによって充填」、すなわち、現在の
黒色、白色又はグレイの充填をマスクに比して試験して
も良い。マスクが空部分を含む場合、その部分に関わる
既存のソース画像情報は全く変化しないので、既存のソ
ース画像又は出力領域の複数の選択された部分を現在充
填を通して見ることができる。

【００５５】ＰＩＸ２８はある１領域の中の選択された
走査線を選択された開始画素から選択された終端画素ま
で選択されたマスク又は充填によって充填する。尚、領
域によっては、１走査単位（複数の出力領域画素に対応
する１つのコンピュータ語）の中に完全に入ってしまう
少数の画素を含むものもある。不透明黒色又は白色をペ
イントするという単純なケースでは、クロックサイクル
ごとに相対的に多数の画素（好ましい一実施例において
は３２個）を充填することができる。

【００５６】ＰＩＸ２８はＤＯ ＦＩＦＯ２５へ関連画
素を出力する。ＰＩＸ２８とＭＲＨ２６はさらにＤＯ
ＦＩＦＯ２５を管理し、ＤＯ ＦＩＦＯ２５の内容を外
部メモリ、たとえば、バンドバッファへ適宜コピーす
る。ＤＩ ＦＩＦＯ２４とＤＯＦＩＦＯ２５は、通常、
それぞれの走査線の終端でフラッシングされる。

【００５７】〔スクリーン閾値フェッチャの動作〕ＰＩ
Ｘ２８は、充填がグレイであるか又は画像ハーフトーン
パターンであるときに呼び出される閾値比較器を含む。
図４を参照して説明すると、基準化し、１つ又は複数の
グレイレベルで充填すべき領域５４は、スクリーンＲＡ
Ｍ１２から得た閾値アレイデータを使用して計算した一
連のハーフトーンセル５３として描出される。ＰＩＸ２
８の閾値比較器はソース画像中の各画素（ソース画素）
を閾値アレイの幾何学的に対応する値と比較し、ソース
画素が閾値を越えていれば、第１の２進値をもつ装置画
素を出力し、越えていなければ、他方の２進値をもつ装
置画素を出力し、それにより、領域５５のような領域を
充填する。

【００５８】そのような１種のスクリーニングの理論
は、先に挙げた同時係属出願第４３４，９２４号に記載
されている。この方法はハーフトーン又はスクリーンを
適用する場合に特に有用である。簡単にいえば、「ユタ
・タイル」はそれ自体が通常は一連のより小形のタイル
である「スーパータイル」である。典型的なユタ・タイ
ルは「Ａ」形矩形、たとえば、矩形５１と、「Ｂ」形矩
形、たとえば、矩形５２の中のいくつかのハーフトーン
セルを含む。ＧＣＰ１０は他の閾値アレイも同様に含む
ことができる。一般に所望のハーフトーンスクリーンの
間隔と等しい周期をもって相対的になめらかに変化して
ゆく関数として、閾値アレイを事前に計算し、記憶して
おくことができる。

【００５９】ＭＣＳ２０がスクリーニングを要求する演
算コードを解釈すると、ＭＣＳ２０はスクリーン閾値フ
ェッチャ（ＳＴＦ）３０を起動する。ＭＣＳ２０は、閾
値アレイ中のどの画素がソース画像又は充填領域の中の
開始画素に対応するかを識別する。閾値アレイは高速ハ
ーフトーン化ＲＡＭ、すなわち、スクリーンＲＡＭ１２
に記憶される。ＳＴＦ３０はスクリーンＲＡＭ１２の適
切な開始アドレスを識別し、ＰＩＸ２８へのデータの転
送を開始する。好ましい一実施例では、ハーフトーン閾
値アレイは一連の８ビット値から構成されており、デー
タ経路は３２ビット幅である。そのため、４つの出力画
素に対する閾値をクロックサイクルごとに送り出すこと
ができる。ＳＴＦ３０は１つの閾値アレイ走査線の縁に
到達した時点と、次のソース画素比較のためにどの対応
する閾値アドレスを使用すべきかを確定する。ＳＴＦ３
０は、バスで有効な閾値データを利用できるようになる
まで待機することを比較器に信号で報知できる。新たな
閾値走査線は２クロックサイクルで供給可能である。

【００６０】ＳＴＦ３０は、閾値アレイの縁が語境界に
ないときにデータを整列させる働きもする。ポストスク
リプトは所定のページ上にある全てのオブジェクトに対
して絶対スクリーン位相（原点に対して）を維持する。
これにより、オブジェクトは互いに継ぎ目なく整列で
き、また、一層重要な点であるが、１つの領域の複数の
部分を同じ領域の別の部分とは別個に描出して、継ぎ目
なし最終出力を発生させることができる。Ｈｅｗｌｅｔ
ｔ ＰａｃｋａｒｄのＰＣＬやＭａｃｉｎｔｏｓｈ（商
標）Ｑｕｉｃｋｄｒａｗなどのいくつかの表示モデルは
絶対スクリーン位相を維持しないが、他のモデルは維持
する。ＳＴＦ３０は描出すべき領域の画素を正しいスク
リーン位相と、スクリーン閾値アレイ中の対応する開始
点とに従って整列させる。ＰＩＸ２８は、宛先語として
整列された、ＤＯ ＦＩＦＯ２５内部でニブル整列され
ている複数のビット（１ニブル）、たとえば、１ニブル
中４ビットを生成する。そのニブルの各ビットは８ビッ
ト閾値を要求する比較器から生成される。ＳＴＦ３０は
バイトシフタを使用して、スクリーンＲＡＭ１２から入
力された閾値データの各バイトを適切な比較器へシフト
させる。そこで、ＰＩＸ２８はあらかじめ整列させ、シ
フトさせた閾値語を使用することができる。また、閾値
走査線の終端に到達し、新たな閾値走査線を取り出すと
きには、ＳＴＦ３０は再整列を実行する。

【００６１】このメカニズムを使用すると、領域を均一
にスクリーニングされたグレイレベルで充填することが
できる。事前に設定したグレイレベルをレジスタに記憶
しておき、それぞれの閾値画素値と比較して、先に述べ
たのと同じように走査線を整列することが可能である。
グレイレベルが閾値レベルより低ければ、出力画素は黒
色にマークされる。グレイレベルが０（暗）に等しい場
合、各出力画素は黒色にマークされ、グレイレベルがＦ
Ｆ（明）に等しい場合には、各出力画素は白色にマーク
される。適切な出力装置で暗色と明色との関係をいかに
選択すべきかは当業者には認められるであろうし、当業
者はこの方法を適切に利用できる。好ましい一実施例で
は、出力画素が論理値１であるとき、ＧＣＰ１０を「白
色」又は「黒色」のいずれかを出力するように設定する
ことができる。従って、単に１つのフラグを変化させる
だけで、領域全体又は領域の一部を黒から白へ又は白か
ら黒へ反転させることができる。

【００６２】好ましい一実施例では、ＰＩＸ２８は、１
クロックサイクルの中で比較できる画素の夫々について
１つずつ、複数の、たとえば４つの比較器装置を有す
る。実現されている命令に従って、ソース画素と閾値画
素を適宜シフトさせ、マスクする。その結果得られた値
も装置座標空間について要求される通りにシフトさせ、
ＤＯ ＦＩＦＯ２５に導入する。比較器は、描出中の領
域の第１の走査単位と、最終単位とに対応する左辺と右
辺の双方を追跡することができる。

【００６３】２レベル出力装置はグレイスケール能力を
もたず、「黒色」又は「白色」を表示することしかでき
ない。ＰＩＸ２８はサイクルごとに４回の比較の結果を
出力するので、ＤＯ ＦＩＦＯ２５の１つの走査単位を
充填するためには８サイクルが必要である（８サイクル
×４画素＝３２ビット語１つ）。領域を垂直方向に混合
された又は徐々に変化するグレイレベル又はカラーレベ
ルによって充填するときには、表示リストはその領域を
それぞれが適切なグレイレベルをもつ多数の細い台形と
して符号化することができる。

【００６４】〔マスキング〕ある種の領域、特に文字又
はテキストを描出するときにはマスクは有用である。典
型的な文字は輪郭線により規定又は表示される。描出の
時点で、文字の輪郭線は通常は出力に必要である適切な
分解能と大きさでビットマップに既に変換され、メモリ
に記憶されている。文字に関わる典型的な表示リスト命
令は、単に、文字マスクの開始メモリ座標と、文字を配
置すべき装置座標空間内の開始座標とを指定する。好ま
しい一実施例では、ＭＣＳ２０は外部メモリから必要な
情報を獲得し、マスクをソース画像ＦＩＦＯ（ＳＩ Ｆ
ＩＦＯ）２７に導入する。

【００６５】時によっては、出力の一部を描出するとき
に使用するためにマスクをクリップしても良い。クリッ
ピング経路はまっすぐな左辺のような直線的なものであ
っても良いが、画像マスクの場合のように任意の経路を
たどっても良い。この方法は、非クリッピングマスクと
非圧縮マスクについて最も有用である。たとえば、ラン
長さ符号化を使用することにより圧縮されているマスク
を、非圧縮形態でアクセスすることができるように、好
ましくは圧縮解除し、メモリの一部に導入すべきであ
る。たとえば、典型的なメモリ構成を使用すると、マス
キングエンジンへの転送に先立って約２５６本の走査線
がバンドバッファに導入されることになる。２４００ｄ
ｐｉの分解能をもつ高分解能自動植字機の場合には、そ
の本数はわずか０．１インチに相当し、典型的な大文字
の高さに満たない。従って、テキストの典型的な１行は
２つ以上のバンドと交わる。ＧＣＰ１０は、たとえば、
特定の１つのバンドを描出するために文字マスクのいず
れかの垂直範囲のみを取り上げながら、文字を「オンザ
フライ」方式でクリッピングする。あるいは、たとえば
テキストの１行の下三分の一を描出するために拡張表示
リストを使用し、続いて中央の三分の一、上三分の一を
描出してゆくことも可能であろう。

【００６６】マスク全体をＳＩ ＦＩＦＯ２７に読込ん
だ後、開始走査線上の最も左側のｘ値の関数としてマス
クをビットごとに装置バッファ出力と整列させる。典型
的な充填は「マスク下充填」であるが、その場合、ＤＩ
ＦＩＦＯ２４からの適切な走査単位を入力マスクと整
列させ且つ併合しなければならない。

【００６７】好ましい一実施例は、ソース画素ごとに１
つの装置画素を描出する特殊な演算子であるＲｅｎｄｅ
ｒＩｍａｇｅＭａｓｋ命令を含む。これはマスクと同様
に処理可能であるが、現在充填色が黒色又は白色である
場合には、画素アセンブラでクロックサイクルごとに３
２ビットをアセンブルすることができる。

【００６８】〔ソースフェッチャ装置（ＳＦＵ）〕ＳＦ
Ｕ２９は任意の座標空間（ソース座標空間）におけるソ
ース画像から装置座標空間へのマッピングを実行する。
多くの場合、マッピングは非スカラーであり、装置分解
能は通常はソース画像分解能より高い。マッピングは
１：１であっても良く、ソース画像分解能より低い装置
分解能に合わせたものであっても良いが、装置分解能が
ソース画像分解能より高いときには現在の方法が最も有
益である。一般的な例の１つはソース入力３００ｄｐｉ
に対して装置出力２４００ｄｐｉの状況である。好まし
い一実施例では、ＧＣＰ１０は３つの特殊なケース、す
なわち、ソース画像を単純にマスクとして取り扱う単位
スカラー及び０°回転の場合と、回転はないが任意のス
ケールで描出がなされる０°回転と、任意のスケールで
の任意回転（たとえば１５°）とに対して特殊な備えを
している。

【００６９】０°回転、任意スケールの特殊なケースで
は、定義上、入力データは連続しており、出力領域を部
分ごとに準備することができるので、ＧＣＰ１０はＳＩ
ＦＩＦＯ２７を一杯の状態に保持することができる。
ＭＣＳ２０は、どの出力画素が描出中であるかを追跡す
る必要がない。ＳＩ ＦＩＦＯ２７のどこでソース画素
を見出すべきかをＰＩＸ２８に命令するだけで十分であ
る。ソース画素が１つ描出されるたびに増分可能である
ソースアドレスポインタとして、レジスタを取っておく
ことができる。典型的なソース画像はチャネルごと、画
素ごとに８つのビットを有すると思われる（色分離の場
合、色成分ごとに２５６レベルのグレイスケール）。

【００７０】図５を参照して説明すると、ＵとＶはソー
ス画像空間における単位ベクトルであり、ＸとＹは装置
座標空間における単位ベクトルである。単位ベクトルＵ
及びＶが単位ベクトルＸ及びＹからある角度だけ回転し
ているとき、距離ｄｘ＿ｄｕ及びｄｘ＿ｄｖ（それぞ
れ、デルタｕ，デルタｖからデルタｘまで）を容易に確
定できる。

【００７１】従来のポストスクリプト装置は選択した装
置画素又は出力画素から始動し、対応する１つ又は複数
のソース画素を探索する。ソース画素ごとに多数の装置
画素を描出するときには、ソース画素座標のわずかな差
を計算しなければならないので、時によっては計算が不
正確になり、誤りが累積してしまう。従来の実現形態で
は、出力装置の分解能を増せば、誤りの可能性も大きく
なっていた。

【００７２】これに対し、ＧＣＰ１０（図２）はソース
画素から始めて、対応する装置画素を描出するために増
分ベクトルを計算する。その結果はスケールとは無関係
である。増分ベクトルはきわめて正確であり、倍精度数
を使用した場合でもこれを実現できる。本発明のシステ
ム及び方法を使用すると、出力画像の分解能は向上し、
ソース画像をより正確に描出することができる。

【００７３】〔画像取り出し方法〕ポストスクリプトに
より規定される画像は描出ハードウェアの装置座標空間
に関して任意に基準化、回転されている。この基準化と
回転はマトリクス乗算を使用するマトリクス変換により
実行される。装置座標空間の中の任意の点（ｘ，ｙ）を
次のマトリクス乗算によりソース画像空間の中の１点
（ｕ，ｖ）に変換することができる。

【００７４】

【数１】

【００７５】このマトリクス乗算によって次の方程式が
得られる。 u = ax + cy + tx v = bx + dy + ty

【００７６】装置座標空間の値を定義するマトリクス
［a b c d tx ty］ はＧＣＰ１０の内部で利用可能であ
る。それらの値は浮動小数点数であって、画像描出方法
により使用するための３２ビット固定小数点表示に変換
される。３２ビット固定小数点値は１６ビットを使用し
て整数部分を表わし、１６ビットを使用して小数部を表
わす。

【００７７】描出すべき画像の記述（上記の変換マトリ
クスを含む）は、装置座標空間における１つ（又は複
数）の図形オブジェクトと共に、画像描出セクションに
渡される。この図形オブジェクトは、走査線の方向に向
いた描出すべき一連の線分を規定する。１つの線分は２
つの点（ｘ１，ｙ）及び（ｘｇ，ｙ）の間の１本の線と
して記述できる。尚、ｘ１は選択された走査線に沿った
最小の（下方の）ｘ値であり、ｘｇはその走査線上の最
大の（大きいほうの）ｘ値である。それら２つの点は等
しいｙ値を有する。通常、図形オブジェクトは複数の線
分を有し、それぞれの線分は様々に異なるｙ，ｘ１及び
ｘｇの値を有すると思われる。

【００７８】〔従来の方法〕画像描出方法の１つは図形
オブジェクトごとに次のようにして実行される。 １．初期点（x1,y）を（u,v）に変換する。（x1,y）を
（oldX, oldY）としてセーブする。 ２．（u,v）の整数部（IntPart 0）を（oldU.oldV） に
セーブする。（oldU,oldV） を使用して、画像データに
対する初期ポインタを計算する。 ３．新たな線分（x1,y）ごとに （deltaX,deltaY）＝（x1-oldX,y-oldY） （u,v）＝（oldU + a^*deltaX + c^*deltaY,oldV + b^*del
taX + d^*deltaY） IntPart（u）!＝oldU, であれば、画像ポインタを調整
する oldU ＝IntPart（u） IntPart（v）!＝oldV, であれば、画像ポインタを調整
する oldV ＝IntPart（v） （oldX,oldY）＝（x,y） ４．線分の中の残る画素（x1,y）−＞（xg,y）について 定義上、（deltaX,deltaY）＝（1,0） （u,v）＝（oldU + a,oldV + b） IntPart（u）!＝oldU であれば、画像ポインタを調整す
る oldU ＝IntPart（u） IntPart（v）!＝oldV であれば、画像ポインタを調整す
る oldV ＝IntPart（v） （oldX,oldY）＝（x,y） この従来の方法はどの変換マトリクスにも使用可能であ
る。ところが、回転のない一般的なケースの多くについ
て、ｂとｃの値は０であり、上述の方法はさらに最適化
されるのである。

【００７９】〔本発明の方法〕従来の方法では、装置画
素ごとに（ｕ，ｖ）を計算し直さなければならない。Ｇ
ＣＰ１０は複数の画素をハーフトーン閾値スクリーンを
介して描出することができるので、各装置画素の（ｕ，
ｖ）座標を計算しなくとも済むような新しい方法を開発
した。この新たな方法によれば、ソース画像画素ごと
に、同じソース画像座標を使用してどれほどの数の装置
画素を描出できるかを確定する。また、次の（ｕ，ｖ）
ソース画像画素が何になるかを確定する。この新たな方
法では、ソース画像画素を画像スケールによって複数の
装置画素にマッピングするとき、反復のたびに、複数の
装置画素を描出するために使用されるデータを発生す
る。これによって、ＧＣＰ１０は装置反復ごとに複数の
装置画素を描出することができる。

【００８０】本発明の方法は、画像ごとに、単一の画像
については一定であるいくつかの変数を計算する。図５
を参照してそれらの変数を説明する。 ｄｘ＿ｄｕ＝１／ａ 走査線の方向（ｘ）に見た水平
の（ｕ）画像画素の間の装置画素の数 ｄｘ＿ｄｖ＝１／ｂ 走査線の方向（ｘ）に見た垂直
の（ｖ）画像画素の間の装置画素の数 ｄｙ＿ｄｕ＝１／ｃ 垂直方向（ｖ）に見た水平の
（ｕ）画像画素の間の装置画素の数 ｄｙ＿ｄｖ＝１／ｄ 垂直方向（ｙ）に見た垂直の
（ｖ）画像画素の間の装置画素の数 ｄｘｙ＿ｄｕ＝ｄｘ＿ｄｕ／ｄｙ＿ｄｕ＝ｃ／ａ １つの装置画素を垂直方向（ｙ）に移動させるときの次
の水平画像画素（ｕ）までのシフトイン走査線距離 ｄｘｙ＿ｄｖ＝ｄｘ＿ｄｖ／ｄｙ＿ｄｖ＝ｄ／ｂ １つの装置画素を垂直方向（ｙ）に移動させるときの次
の垂直画像画素（ｖ）までのシフトイン走査線距離 尚、ａ，ｂ，ｃ又はｄが０である（直交画像の場合は０
になる）とき、いくつかの変数は無限になるので、計算
は不可能である。以下に詳細に説明する変形方法はその
ようなケースと、回転を伴うあらゆるケースとで使用さ
れる。

【００８１】〔非直交回転〕ＧＣＰ１０は図形オブジェ
クトごとに、全ての回転画像についてこの方法に従って
動作する。本明細書において（−）はその上の文字の上
のバーを示す。 ０．dx_du ＝ Fix（1.0/a）； dx_dv ＝ Fix（1.0/b）； dxy_du ＝ Fix（c/a）； dxy_dv ＝ Fix（d/b）； を計算する。 この計算は画像ごとに一度しか実行されない。

【００８２】１．初期点（ｘ１，ｙ）（図５の７０）を
浮動小数点数（ｕ，ｖ）に変換する。（ｕ，ｖ）を固定
小数点数に変換する。ＩｎｔＰａｒｔ（ｕ），ＩｎｔＰ
ａｒｔ（ｖ）を使用して、画像データに対する初期ポイ
ンタを計算する。ｒｕ，ｒｖを次のようにして計算す
る。 ｒｕ＝−ｄｘ＿ｄｕ^* ＦｒａｃＰａｒｔ（ｕ） （ｒｕ＜０（−））であれば （ｄｘ＿ｄｕ＞０且つＦｒａｃＰａｒｔ（ｕ）！＝０の
場合のみ） ｒｕ＋＝ｄｘ＿ｄｕ； ｒｕは次の水平の（ｕ）画像画素までの装置画素数とし
ての残る走査線距離である。 ｒｖ＝−ｄｘ＿ｄｖ^* ＦｒａｃＰａｒｔ（ｖ） （ｒｖ＜０（−））であれば （ｄｘ＿ｄｖ＞０且つＦｒａｃＰａｒｔ（ｖ）！＝０の
場合のみ） ｒｖ＋＝ｄｘ＿ｄｖ； ｒｖは次の垂直の（ｖ）画像画素までの装置画素数とし
ての残る走査線距離である。 （oldX,oldY）＝（x,y） （oldRu,oldRv）＝（ru,rv） oldPointer ＝ pointer ステップ３へ進む

【００８３】２．新たな線分ごとに（x1,y）−＞（xg,
y） （deltaX,deltaY）＝（x1-oldX, y-oldY） （ru,rv）＝（oldRu,oldRv）- （deltaX + dxy_du^*deltaY,deltaX + dxy_dv^*deltaY） pointer ＝ oldPointer （ru < 0）である間 ru ＝ ru + ｜dx_du｜ pointer ＝ pointer + （符号（dx_du）^*サイズ（画像画素）） （ru >＝ ｜dx_du｜である間 ru ＝ ru - ｜dx_du｜ pointer ＝ pointer - （符号（dx_du）^*サイズ（画像画素）） （rv < 0）である間 rv ＝ rv + ｜dx_dv｜ pointer ＝ pointer + （符号（dx_dv）＋画像の幅） （rv > ＝ ｜dx_dv｜である間 rv ＝ rv - ｜dx_dv｜ pointer ＝ pointer - （符号（dx_dv）^*画像の幅） （oldX,oldY）＝（x,y） （oldRu,oldRv）＝（ru,rv） oldPointer ＝ pointer

【００８４】３．線分ごとに（x1,y）−＞（xg,y） （たとえば、距離が５．ｘｘ画素であるとき、６つの画
素を生成させるためにｒｕ及びｒｖを１だけ増分する） （ru,rv）＝（ru,rv）＋（Fix（１），Fix（１）） len ＝ xg - x1 （len ＞０）である間 imglen = min（IntPart（ru）,IntPart（rv）） （imglen ! = 0）であれば、len imglen へのポインタ
で画像を描出する len = len - imglen （ru,rv）=（ru,rv）-（Fix（imglen）,Fix（imgle
n）） （ru < Fix（1））であれば、 水平の（u）画像画素と交わった ru = ru + ｜dx_du｜ pointer = pointer + （符号（dx_du）^*サイズ（画像画素）） （rv < Fix（１））であれば、 垂直の（v）画像画素と交わった rv = rv + ｜dx_dv｜ pointer = pointer + （符号（dx_dv）^*画像の幅）

【００８５】〔直交回転〕直交画像（０度、９０度、１
８０度又は２７０度の回転）を取り扱うときには、変数
ａ又はｂは０になる。双方の変数が０であれば、描出す
べき画像は走査線の方向に幅をもたない。ｂ及びｄが０
である場合、描出すべき画像は高さをもたない。それら
２つのケースは不当であるので、描出すべきではない。
以下に示す方法はｂが０である（回転が０度又は１８０
度である）場合に備えて変形されている。ａが０である
（回転が９０度又は２７０度である）ときにも同様の方
法を使用することができる。

【００８６】０．dx_du ＝ Fix（1.0/a）； dx_dv ＝ Fix（1.0/b）； dxy_du ＝ Fix（c/a）； を計算する。 この計算は画像ごとに一度だけ実行される。

【００８７】１．初期点（ｘ１，ｙ）を（ｕ，ｖ）に変
換する。ＩｎｔＰａｒｔ（ｕ），ＩｎｔＰａｒｔ（ｖ）
を使用して、画像データに対する初期ポインタを計算す
る。ｒｕ，ｒｖを次のようにして計算する。 ｒｕ＝−ｄｘ＿ｄｕ^* ＦｒａｃＰａｒｔ（ｕ） （ｒｕ＜０（−））であれば、 （ｄｘ＿ｄｕ＞０且つＦｒａｃＰａｒｔ（ｕ）！＝０の
場合のみ） ｒｕ＋＝ｄｘ＿ｄｕ； ｒｕは次の水平の（ｕ）画像画素までの装置画素単位に
よる残り走査線距離である。 ｒｖ＝−ｄｙ＿ｄｖ^* ＦｒａｃＰａｒｔ（ｖ） （ｒｖ＜０（−））であれば （ｄｙ＿ｄｖ＞０且つＦｒａｃＰａｒｔ（ｖ）！＝０の
場合のみ） ｒｖ＋＝ｄｙ＿ｄｖ； ｒｖは次の垂直の（ｖ）画像画素までの装置画素単位に
よる残り垂直方向（走査線に対して９０°）距離であ
る。 （oldX,oldY）＝（x,y） （oldRu,oldRv）＝（ru,rv） oldPointer ＝ pointer ステップ３へ進む

【００８８】２．新たな線分ごとに（x1,y）−＞（xg,
y） （deltaX,deltaY）＝（x1-oldX, y-oldY） （ru,rv）＝（oldRu,oldRv）- （deltaX + dxy_du^*deltaY,deltaY） pointer ＝ oldPointer （ru < 0）である間 ru ＝ ru + ｜dx_du｜ pointer ＝ pointer + （符号（dx_du）^*サイズ（画像画素）） （ru > ＝ ｜dx_du｜である間 ru ＝ ru - ｜dx_du｜ pointer ＝ pointer - （符号（dx_du）^*サイズ（画像画素）） （rv < 0）である間 rv ＝ rv + ｜dy_dv｜ pointer ＝ pointer + （符号（dy_dv）＋画像の幅） （rv > ＝ ｜dy_dv｜である間 rv ＝ rv - ｜dy_dv｜ pointer ＝ pointer - （符号（dy_dv）^*画像の幅） （oldX,oldY）＝（x,y） （oldRu,oldRv）＝（ru,rv） oldPointer ＝ pointer

【００８９】３．線分ごとに（x,y）−＞（xg,y） （たとえば、距離が５．ｘｘ画素であるとき、６つの画
素を生成させるためにｒｕを１だけ増分する） ru＝ru＋Fix（１） len ＝ xg - x （len ＞０）である間 imglen = IntPart（ru） （imglen ! = 0）であれば、len imglen へのポインタ
で画像を描出する len = len - imglen ru = FracPart（ru）+ ｜dx_du｜ pointer = pointer +（符号（dx_du）^*サイズ（画像画
素））

【００９０】この方法と、先の方法との主な相違点は、
ｒｖがここでは次の画像画素までの垂直方向距離を表わ
し、線分を表わすために使用されないことである。ｒｕ
は、走査線を変化させるときに、垂直方向に見て新たな
ソース画像画素が描出されているか否かを判定するため
に使用される。

【００９１】いくつかの特殊なケースでは、描出をさら
に高速にさせることができる。ｄｘ＿ｄｕが４より大き
い（ソース画素ごとの装置画素の数が４以上である）０
°回転の場合には、パイプラインは現在画像値と、次の
画像値の双方を含むことができる。現在装置画素が次の
ソース画素値から４装置画素（１ニブル）未満しか離れ
ていない場合には、比較器はニブルの残りが次の画像値
に属すると仮定することができる。これにより、アセン
ブラはクロックサイクルごとに４つの装置画素を出力す
ることができる。

【００９２】〔誤りの差〕本発明の方法のもう１つ利点
は、固定小数点の利用により生じる誤りが従来の方法を
使用したときに生じる誤りより小さいということであ
る。詳細にいえば、従来の方法を使用したときに生じる
誤りは、装置の分解能が倍増したとき、必ず４倍に増し
ていた。本発明の方法による誤りは、分解能が２倍にな
ったときに二分の一に減少する。従来の方法は変換マト
リクスを固定小数点に変換し、装置画素ごとに固定小数
点値を加算するので、その結果として生じる誤りは、ほ
ぼ、ラウンドオフエラーＸ装置画素数に限定される。本
発明の方法は固定小数点に変換した変換マトリクスの逆
を使用し、画像画素ごとにそれらの値を加算するので、
その結果、誤りはほぼラウンドオフエラーＸソース画像
画素数となる。

【００９３】３００ｄｐｉの画像を３００ｄｐｉの装置
に転送する場合、変換マトリクスはスカラーである（す
なわち、［１．０００，１．０００］）。従来の方法と
本発明の方法は共に整数（１．０及び１．０の逆）の表
示に１６ビットの正確さを示し、ラウンドオフエラーは
等しい。さらに、装置画素と画像画素の数は同じであ
る。従って、累積した誤りはほぼ同じである。

【００９４】同じ３００ｄｐｉの画像を１２００ｄｐｉ
の装置へ転送する場合、変換マトリクスは［０．２５０
０，０．２５００］になる。従来の方法は１４ビットの
正確さをもつ固定小数点数（０．２５）を使用するが、
本発明の方法は１８ビットの正確さをもつ固定小数点数
（１／０．２５＝４．０）を使用する。本発明の方法を
使用すると、ラウンドオフエラーに１６倍高い正確さが
得られる。さらに、同じ数のソース画像画素に対して装
置画素の数は４だけ増加する。従って、従来の方法を使
用すると、総累積誤りは６４倍の大きさになる。

【００９５】他方の方向を基準化するとき（すなわち、
３００ｄｐｉ画像−＞７５ｄｐｉ装置）にも同様の計算
を実行することができるが、その場合、本発明の方法は
従来の方法の６４分の１より低い正確さしか示さない。
ところが、ダウンスケーリングであるために、画像画素
を飛び越しているときに方法が装置画素を正しい画像画
素にマッピングすることは重要ではない。

【００９６】〔入力＋変換関数としての出力〕ＧＣＰ１
０はさらに任意の変換関数を実現することもできる。典
型的な適用用途では、ソース画像で利用可能な分解能に
類似する分解能をもたせるために、所定のグレイレベル
を選択する。たとえば、８ビットソースを描出するとき
には８ビットグレイレベルを使用する。場合によって
は、複数の異なるマーキングエンジンを使用するときな
どに、グレイレベルを調整することが必要である。図２
に示すＳＩ２９Ｂに含まれている専用ＲＡＭ（たとえ
ば、２５６×８）を使用して、ルックアップテーブルを
準備することができる。ＰＩＸ２８において、ソース画
像値又はルックアップテーブルからのグレイレベルを使
用して出力画像を組合わせる。表示リスト命令に従っ
て、外部メモリからルックアップテーブルをダウンロー
ドすることができる。

【００９７】〔エイリアス除去発生器の動作〕スクリー
ニングは、複製に最も適する画像を生成する。スクリー
ニングにはいくつかの種類があり、ハーフトーンスクリ
ーニングはその１種であるにすぎない。ハーフトーンス
クリーニングは本発明のシステム及び方法において実現
される。

【００９８】スクリーン周波数が高いとき、１つのハー
フトーンセルは２５６個未満の画素を含んでいても良い
が、その場合、スクリーンは２５６レベルグレイスケー
ルを正確に表示できない。ハーフトーンセルが１０×１
０画素であれば、そのセルは１０１のグレイレベルしか
示すことができない。不連続の索引付きグレイレベル相
互間の不連続は明確な「帯」として現れてしまうので、
これは混合（グレイ又はカラー）の場合に特に大きな制
限となる。この帯の発生は、グレイスクリーニングとカ
ラースクリーニングの双方で、特に、混合が徐々に進行
してゆく空や壁の複数の部分のようにグレイ値又はカラ
ー値がゆっくりと変化する領域において、きわめて良く
起きることである。

【００９９】従来の方法を使用して、ハーフトーンセル
ごとにグレイレベルに誤り項が導入されると、隣接する
セルは名目上は同一のグレイレベルを有しているはずの
隣のセルよりわずかに暗くなるか又は明るくなる。これ
により、グレイレベルは多くなるが、見かけは「雑音を
多く」含む。誤り項をあらかじめ計算しておけば、最終
画像の中で一定の雑音パターンを認識できるであろう。

【０１００】本発明のシステム及び方法は、各ソース画
像をそれぞれの閾値レベルと比較するときに様々に異な
る量の雑音を導入することにより、よりランダムな雑音
パターンを作成でき、出力装置の分解能でランダムな画
素の中に２ビットまでの雑音（最下位ビット）を発生す
る。スクリーン比較器のそれぞれについて、４つの別個
の、互いに相関しない擬似ランダム雑音発生器を使用す
る。各雑音発生器はクロックサイクルごとに新たな雑音
サンプルを発生し、これを振幅に関して０〜２ビットに
基準化することができる。擬似ランダム雑音発生器は選
択的にオン、オフできる。これは固定グレイレベル充填
又は画像充填並びに混合に使用可能である。

【０１０１】実際、帯発生の問題は印刷装置の分解能が
高くなるにつれて深刻になる。従来のスクリーン周波数
は１３３本又は１５０本／インチ（ｌｐｉ）であるが、
最新の高品質の印刷機は１７５〜２５０ｌｐｉで印刷で
き、印字装置や印刷機を操作するときには、利用しうる
最大の分解能を使用することが好ましい。イメージセッ
タも改良されつつある。ところが、２５４０ｄｐｉを印
刷できるイメージセッタは２００ｌｐｉのスクリーンを
１２×１２のハーフトーンセルとして印刷し、これはわ
ずか１４５のグレイレベルしか表示できないということ
になる。本発明のシステム及び方法はその帯発生を相当
に減少させる。

【０１０２】以上、本発明を使用するシステム及び方法
並びに本発明の好ましい一実施例を一般的に説明した。
当業者であれば、説明した方法と装置について、本発明
の教示の中に包含される変形を認識するであろうし、そ
のような変形を追加して実施することができるであろ
う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＧＣＰシステムと、図形処理システム
の他の構成要素との接続を示すブロック線図。

【図２】本発明の好ましい一実施例の主要な構成要素を
示す図。

【図３】複数の台形に分割された任意の領域を示す図。

【図４】任意の領域を表示するために使用されるハーフ
トーンスクリーンタイルの一実施例を示す図。

【図５】角のあるソース画像と、ソース画像から装置画
素への変換とを示す図。

【符号の説明】

３ 主メモリアドレスラッチ ４ メモリアドレスバス ５ メモリデータバス １０ 図形コプロセッサ（ＧＣＰ） １２ スクリーンＲＡＭ １４ スクリーンデータバス １５ スクリーンアドレスバス ２０ 主制御シーケンサ（ＭＣＳ） ２３ 表示リストＦＩＦＯバッファ（ＤＬ ＦＩＦＯ） ２４ 宛先入力ＦＩＦＯ ２５ 宛先出力ＦＩＦＯ（ＤＯ ＦＩＦＯ） ２６ メモリ要求ハンドラ（ＭＲＨ） ２７ ソース入力ＦＩＦＯ（ＳＩ ＦＩＦＯ） ２８ 画素アセンブラ（ＰＩＸ） ２９ ソースフェッチャ装置（ＳＦＣ） ２９Ａ ソースフェッチャ（ＳＦ） ２９Ｂ ソース入力装置（ＳＩ） ３０ スクリーン閾値フェッチャ（ＳＴＦ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル・ジェイ・クラーク アメリカ合衆国 95032 カリフォルニア 州・ロス ガトス・ジョンソン アヴェニ ュ・202 (72)発明者 ジェイムズ・マックルー アメリカ合衆国 94028 カリフォルニア 州・ポートラ ヴァレイ・コールマイン ビュー・17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の装置画素を含み、領域をハーフト
   ーンスクリーンパターンで充填するための命令を含めた
   １つ又は複数のデジタル入力指令により記述される前記
   領域から構成されるラスタ化図形画像を生成するシステ
   ムにおいて、 前記ラスタ化図形画像の１領域を記述する指令と、前記
   領域を充填するモードを指定する指令とを含むデジタル
   入力指令を受信する入力セクションと；前記入力セクシ
   ョンに結合し、前記デジタル入力指令を解釈すると共
   に、前記デジタル入力指令を前記システム内部で使用す
   るための内部指令に変換する指令インタプリタと；前記
   入力セクションと、前記指令インタプリタとに結合し、
   システムの反復中に、前記ラスタ化図形画像の選択され
   た領域に含まれている複数の装置画素をハーフトーンス
   クリーンパターンによってスクリーニングするスクリー
   ニングセクションと；前記指令インタプリタと、前記ス
   クリーニングセクションとに結合し、前記選択された複
   数の装置画素について、ラスタ装置で表示するのに適す
   る装置画素データを描出し且つ出力する描示セクション
   とを具備するシステム。
2. 【請求項２】 複数の装置画素を含み、領域をハーフト
   ーンスクリーンパターンによって充填するための命令を
   含めた１つ又は複数のデジタル入力指令により記述され
   るような前記領域から構成されて、ラスタ表示装置又は
   ラスタマーキングエンジンで表示するのに適するラスタ
   化図形画像を生成する方法において、 前記領域を記述する第１のデジタル入力指令を受信する
   過程と；前記領域を装置画素データで充填するモードを
   指定する第２のデジタル入力指令を受信する過程と；前
   記第１のデジタル入力指令及び前記第２のデジタル入力
   指令を第２の内部指令と並行して実行されるべき少なく
   とも１つの内部指令に変換する過程と；複数の前記装置
   画素のそれぞれについて、ほぼ同時に、 前記領域を選択されたグレイレベルで充填すべきである
   場合には、 各装置画素を、ハーフトーンスクリーンパターンにおけ
   る画素のアレイに対応する閾値の基準アレイの中の１つ
   の対応する閾値と相関させ、 前記選択されたグレイレベルを前記対応する閾値と比較
   し、且つ前記対応する閾値と、前記選択されたグレイレ
   ベルと、前記第２のデジタル入力指令とに従って装置画
   素ごとに装置画素データを設定することにより、各装置
   画素を描出し；前記領域を１つの一様な色で充填すべき
   場合には、 前記一様な色と、前記第２のデジタル入力指令とに従っ
   て装置画素ごとに装置画素データを設定することによ
   り、各装置画素を描出し、且つ前記装置画素データをラ
   スタ表示装置又はラスタマーキングエンジンに適する形
   態で出力し、それにより、前記領域を装置画素データで
   充填して、ハーフトーンスクリーンパターン又は一様な
   色を形成する過程とから成る方法。
3. 【請求項３】 複数の装置画素を含み、領域をハーフト
   ーンスクリーンパターンで充填するための命令を含めた
   １つ又は複数のデジタル入力指令により記述されるよう
   な前記領域から構成されて、ラスタ表示装置又はラスタ
   マーキングエンジンで表示するのに適するラスタ化図形
   画像を生成する方法において、 前記領域を記述する第１のデジタル入力指令を受信する
   過程と；前記領域を装置画素データで充填するモードを
   指定する第２のデジタル入力指令を受信する過程と；前
   記第１のデジタル入力指令及び前記第２のデジタル入力
   指令を第２の内部指令と並行して実行されるべき少なく
   とも１つの内部指令に変換する過程と；複数のソース画
   像画素から構成され、スケーリング及び回転によって変
   更されており、前記ソース画像画素のそれぞれは複数の
   対応する装置画素にマッピングされ、ソース画像に対応
   する装置画像を表示するために描出されるべきであるよ
   うなソース画像を使用する過程と；前記ソース画像画素
   の１つについて対応する装置画素を計算する過程と；前
   記１つのソース画像画素について、前記１つのソース画
   像画素を使用して描出できる装置画素の数を確定する過
   程とから成る方法。