JPH0654168A - ビットマップ画像の分解能変換方法 - Google Patents

ビットマップ画像の分解能変換方法

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JPH0654168A
JPH0654168A JP5114686A JP11468693A JPH0654168A JP H0654168 A JPH0654168 A JP H0654168A JP 5114686 A JP5114686 A JP 5114686A JP 11468693 A JP11468693 A JP 11468693A JP H0654168 A JPH0654168 A JP H0654168A
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JP5114686A
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Ruis D Mayou
ディ．マユ ルイ
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Xerox Corp
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    • G—PHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 第１の分解能で生成されたビットマップ画像
を第２の分解能に変換することによって制御された拡大
を提供することを目的とする。 【構成】 複数の画素によって表現された画像分解能を
第１分解能から第２拡大分解能に変換する方法である。
画像部分を表現する画素部分を第１記憶域に格納し、中
央画素と中央画素取囲み画素とからなる画素構成を含む
画像一部分の画素区画を分離し、中央画素を第２の拡大
された分解能で対称的に独特な画素アレイに展開し、各
対称的に独特な画素の位置に対して１組の状態決定規則
に従って２値の画素状態を決定し、ここに、状態決定規
則は画素構成に基づいており、状態決定規則は構成の中
央画素を含めた隣接する画素の制御領域が第２状態であ
れば状態の遷移を有する画像の部分にて第２状態より第
１状態を優先して、第１状態で画像領域の制御された膨
張を提供する２値の画素状態を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には、ビットマッ
プ画像を第１の分解能から第２の分解能に変換するため
のシステムに関し、より詳細には、その第２の分解能は
線分を細くするプリンター技術を用いて印刷される。さ
らに詳細には、本発明は、高分解能白書き込みプリンタ
ー(write-white printer) でのビットマップ画像の分解
能変換による反転印刷とグラフィック表現とのための改
善された技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】予め定義された出力分解能（画素密度ま
たはラスター密度）でディジタル入力画像を出力するの
に先立ってそのディジタル入力画像の分解能を変換する
ことはある種のコンピュータグラフィック出力装置に対
する一般に良く知られた要求である。特に、画像データ
および（または）キャラクターデータを印刷することの
できるプリンターシステムが幅広く使用されるようにな
った。さらに、この種のプリンターシステムは現在では
高い分解能、例えば、多くの場合に利用できる入力分解
能より高い 600スポット／インチ(spi) の出力機能を提
供する。このことはプリンターの性能が最大限に用いら
れない事態を生みだすこととなる。例えば、多くの現存
の入力スキャナーおよびパーソナルコンピュータのソフ
トウェアパッケージは 300spi の中間画像分解能で動作
し、その結果として、より高い分解能のプリンターと互
換性がなくなるか、あるいは高い分解能のプリンターの
出力機能を十分に利用しないことになる。
【０００３】これらの理由で現在の技術は、ある分解能
の画像データを第２の分解能の画像へ変換するための手
段に注意が集中されている。画素の倍増化のような、単
純画素(simple pixel)およびラスターレベル操作によっ
てこの種の変換を実現することは一般に良く知られた慣
用的な手段である。別の方法として、この種の変換を容
易にするためにより手の込んだ方法が開発されている。
【０００４】Takanoらによる米国特許第4,632,579 号
は、プリンターの出力分解能を増加させるために、連続
する印刷処理段階(printing pass) の間に用紙に関して
印刷ヘッドの相対的な位置を機械的に変更することによ
ってピンマトリックスプリンターのための印刷分解能を
増加させる方法を開示する。また、関連するキャラクタ
ーまたはパターンのためのメモリーに包含される主ドッ
トマトリックスパターンに基づいた補助ドットマトリッ
クスパターンを組み立てるための補間方式に基づくマイ
クロプロセッサを使用して印刷ピンの起動を制御する手
段を開示する。
【０００５】Nakajimaらによる米国特許第4,841,375 号
は、画像データの画素密度を変換するための画像分解能
変換装置を示唆する。
【０００６】”黒を書き込む”という用語は、結果とし
ての転写のために複写基体に黒のトナーを引き付けるで
あろう画像構成部分がレーザのような露光装置によって
放電される電子写真印刷プロセスを意味する。対照的
に、”白を書き込む”という用語は、トナーを受け取ら
ないであろう画像構成部分が露光装置によって放電され
る電子写真印刷プロセスを意味する。
【０００７】このように、例えば、画像は、光学的入力
が画素の幅より大きな幅を有するために線分を太くする
傾向がある黒を書き込むプリンター技術に対して最適化
されてもよく、そして、それに続いてその画像が、線分
領域に近接する放電領域が線分の範囲内に広がるために
線分を細くする傾向がある白を書き込むプリンターに伝
達される。予想される黒の書き込みプリンターに対する
修正が画像の線分を細くするので、そのような画像は、
不都合に、より明るく見えるであろう。それどころか、
そのような修正された画像が白を書き込むプリンターに
送出されると、結果は細すぎる線分となる。単一画素の
線分は見分けにくい傾向がある。最適化された画像に現
れるもう１つの影響はハーフビット化(halfbit) される
ことであり、それはより高い分解能の画像には必要とさ
れないであろう。
【０００８】Maillouxによる米国特許出願第07/588,125
号は、２値画像データを例えば2X、3X、4Xなどのような
プリンターの機能に依存する整数倍のより高い分解能で
の典型的な２値画像データに変換する方法を開示する。
最初により低い分解能で生成されそして特定のプリンタ
ー技術に対して最適化される２値画像データの変換の方
法において、線分を太くするまたは膨張させる総量が提
供され、白を書き込むプリンターのようなその総量が線
分を細くする特性を有するプリンターでの再生に対する
ビットマップを修正する。その膨張機能は、線分を太く
することを優先する拡大化に対して２値状態規則を適用
することによってなされる。Maillouxによって記述され
るような2X方法によって例示される拡大を拡張していく
方法は、細い線分を印刷することを改善はするが、反転
印刷を明るくするとともに影領域を満たす傾向がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】最初に第１の分解能で
生成されそして特定のプリンター技術に対して最適化さ
れたビットマップ画像を異なった特性を有するプリンタ
ーに対する第２の分解能に変換することによって制御さ
れた膨張を提供することが本発明の目的であり、その制
御は繊細な線分およびグラフィック画像の認識すること
のできる特徴を維持することを助けるのである。
【００１０】本発明によれば、最初に第１の分解能で生
成され特定のプリンター技術に対して最適化された２値
画像データを整数倍のより高い分解能での典型的な２値
画像データに変換する方法が提供される。分解能の変換
には、異なった再生特性を有するプリンターでの再生に
対する出力を修正する方法と、グラフィック画像および
反転印刷の描写を改善する方法とが含まれる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】画像の分解能を第１の分
解能から第２の拡大された分解能に変換する方法は、画
像の一部分を表現する画素構成部分を記憶し、中央の画
素とそれを取り囲む画素とからなる区画を分離すること
によって開始される。展開された対称的に独特な画素の
アレイが中央の画素に対して第２の分解能で生成され、
１組の２値状態決定規則が使用されて拡大された分解能
のアレイにある対称的に独特な画素のそれぞれの２値状
態を決定する。２値状態決定規則は分離された区画の画
素の構成に基づいており、分離された区画の画素の構成
が一定の条件を満たすならば、ある特定の状態を優先す
る。
【００１２】本発明の一態様によれば、分解能の変換方
法が提供され、最初により低い分解能で生成され特定の
プリンター技術に対して最適化された２値画像データを
整数倍のより高い分解能での典型的な２値画像データに
変換する方法において、線分を細くする特性を有するプ
リンターでの再生に対するビットマップを修正するため
にその変換方法は線分を太くするまたは”膨張させる”
総量を提供する。グラフィック画像の認識することので
きる特徴が保存されるようにその方法はさらに制御する
制限を包含する。制御された膨張機能は、線分を太くす
ることを優先する拡大方法に２値状態規則を適用するこ
とによってなされてもよい。規則は拡大される画素に関
して非対称的であってもよい。拡大方法に対する制限が
規則に付加されることによって、影の描写と前述の方法
を通しての反転印刷とを改善する。
【００１３】
【実施例】ここで図面を参照すると、図１は画像データ
の典型的なセグメントを示す。詳細には、セグメントは
複数の２値画像の画素位置２０からなり、一般的には水
平に配列されて行または走査ライン２２になる。加え
て、画像画素のアドレス指定できるマトリックスを形成
するように、画素２０は垂直に配置されて画素の列２４
になる。以下では、画像画素の２値状態に関するすべて
の参照は画素の白または黒を意味するものとする。
【００１４】本発明によれば、画像の拡大すなわち分解
能の変換は隣接する画像画素に基づいて画素ごとに実行
される。画素Ａ〜画素Ｉとしてアルファベットで指示さ
れる図１の元の画像画素の３画素による３走査ライン(3
×3)のアレイに関して、中央の画素Ｅは隣接する画素
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、およびＩの相対的な２値
状態に基づいて整数倍で拡大されてもよい。出力画素に
対する省略時の２値状態の解釈は中央画素Ｅの２値状態
によって決定される。省略時の２値状態の解釈の変更
は、隣接する画素の２値状態と、隣接する画素のサブグ
ループの間の黒および白の画素の数と位置を含む関係と
に基づく。 3×3 の元の画像アレイの限定は、中央画素
Ｅから生成されるすべての画素に対称的に適用される特
定の規則を生成することを可能にする。
【００１５】図２は、 2×4Wの拡大操作の出力の対称的
に独特な拡大画素を表現するための重ね合わせられた４
つの対称的に独特な拡大された出力画素Ｚ1 、Ｚ2 、Ｚ
3 、およびＺ4 を拡大した図１の中央の”親”画素Ｅを
示す。対称的に独特な拡大画素のそれぞれの２値状態の
決定は、元の画素Ｅの２値状態と元の取り囲んでいる画
素とに基づいてなされる。
【００１６】2×4Wの拡大の２値状態決定規則は、以下
で記述されるように、より大きな拡大の程度にまで広げ
ることができる。 2×4Wの拡大の場合には、規則は、も
し修正される中央画素が白であれば、中央画素を含めた
少なくとも４つの隣接する画素の”制御領域”もまた黒
にされるべきいかなる拡大された画素Ｚ1 、Ｚ2 、
Ｚ 3 、およびＺ4 に対しても白であることが要求され
る。白の親画素から黒の拡大画素を得ることが、効果的
にエッジをスムージングし、すなわち黒の領域を膨張さ
せて白の書き込み印刷を補償する。２つあるいはそれ以
上の黒の領域がお互いに近接する場合に白の画素の制御
領域を要求することによって膨張に必要な条件を制御す
ることが、小さいあるいは細い白の領域の描写を効果的
に改善し、したがって、黒または白の画素の識別するこ
とのできる領域が拡大された画像において効果的に表現
される。規則はまた黒の親画素に対する拡大画素がエッ
ジをスムージングするのに必要な白にされることを可能
にする。
【００１７】2×4Wの拡大に対しては、対称的に独特な
出力画素Ｚ1 、Ｚ2 、Ｚ3 、またはＺ4 の２値状態は次
の２値状態決定規則の適用に従って作成される。Ｚ1 に
対しては、 if 画素(A,B,C,D,F) are 白 and 画素(E,G,H,I) are
黒 ; or if 画素(G,D,A,H,B) are 白 and 画素(E,I,F,C) are
黒 ; or if 画素(I,H,G,F,D) are 黒 and 画素(E,C,B,A) are
白 ; or if 画素(C,F,I,B,H) are 黒 and 画素(E,A,D,G) are
白 ; 出力画素(Z1)を白にする。; or if 画素(C,F,I,B,A) are 黒 and 画素(E,H,D,G) are
白 ; or if 画素(H,I,D,G) are 黒 and 画素(E,F,B,C) are 白
; or if 画素(A,B,C,D,G) are 黒 and 画素(E,F,H,I) are
白 ; or if 画素(A) is 黒 and 画素(C,E,F,G,H,I) are 白 ;
or if 画素(B) is 黒 and 画素(E,G,H,I) are 白 ; or if 画素(D) is 黒 and 画素(E,C,F,I) are 白 ; or if 画素(C,E,F,A,B) are 白 and 画素(H,I,D,G) are
黒 ; or if 画素(B,D,E,F,G,H,I) are 白 and 画素(A,C) are
黒 ; or if 画素(A,G) are 黒 and 画素(B,C,D,E,F,H,I) are
白 ; 出力画素(Z1)を黒にする。 ; otherwise Z1 = E ;
【００１８】Ｚ2 に対しては、 if 画素(C,F,I,B) are 黒 and 画素(E,H,D,G) are 白
; or if 画素(C,F,I,B,H) are 黒 and 画素(E,A,D,G) are
白 ; or if 画素(A,B,C,D,G) are 黒 and 画素(E,F,H,I) are
白 ; or if 画素(I,D,E,G,H) are 白 and 画素(A,B,F) are 黒
; or if 画素(A,D,E,G,H) are 白 and 画素(B,F,I) are 黒
; or if 画素(C,E,F,H,I) are 白 and 画素(A,B,D,G) are
黒 ; or if 画素(C,E,F,H,I) are 白 and 画素(B,D,G) are 黒
; or if 画素(B,D,E,F,G,H,I) are 白 and 画素(A,C) are
黒 ; or if 画素(B) is 黒 and 画素(E,G,H,I) are 白 ; or if 画素(G,D,A,H,B) is 黒 and 画素(E,I,F,C) are
白 ; 出力画素(Z2)を黒にする。; or if 画素(A,B,C,D,F) are 白 and 画素(E,G,H,I) are
黒 ; or if 画素(G,D,A,H,B) are 白 and 画素(E,I,F,C) are
黒 ; 出力画素(Z2)を白にする。; otherwise Z2 = E ;
【００１９】Ｚ3 に対しては、 if 画素(H,I,D,G) are 黒 and 画素(E,F,B,C) are 白
; or if 画素(E,F,G,H,I) are 白 and 画素(A,B,C,D) are
黒 ; or if 画素(C,E,F,A,B) are 白 and 画素(H,I,D,G) are
黒 ; or if 画素(G,D,A,H,B) are 白 and 画素(E,I,F,C) are
黒 ; or if 画素(A,B,C,D,G) are 黒 and 画素(E,F,H,I) are
白 ; or if 画素(I,H,G,F,D) are 黒 and 画素(E,C,B,A) are
白 ; or if 画素(A,G) are 黒 and 画素(B,C,D,E,F,H,I) are
白 ; or if 画素(D) is 黒 and 画素(E,C,F,I) are 白 ; or if 画素(A,B,C,D,F) are 黒 and 画素(E,G,H,I) are
白 ; 出力画素(Z3)を黒にする。; otherwise Z3 = E ;
【００２０】Ｚ4 に対しては、 if 画素(A,B,C,D,F) are 黒 and 画素(E,G,H,I) are
白 ; or if 画素(I,H,G,F,D) are 黒 and 画素(E,C,B,A) are
白 ; or if 画素(G,D,A,H,B) are 黒 and 画素(E,I,F,C) are
白 ; or if 画素(C,F,I,B,H) are 黒 and 画素(E,A,D,G) are
白 ; or if 画素(B,D) are 黒 and 画素(I,E) are 白, and
画素(C,F) are 白and 画素(G,H) are 白 ; or if 画素(B,F) are 黒 and 画素(D,E,G,H) are 白,
and 画素(I) is白 and 画素(A) is 白 ; or if 画素(D,H) are 黒 and 画素(E,C) are 白, and
画素(A,B) are 白and 画素(F,I) are 白 ; or if 画素(F,H) are 黒 and 画素(E,A) are 白, and
画素(D,G) are 白and 画素(F,I,B,C) are 白 ; 出力画素(Z4)を黒にする。; otherwise Z4 = E ;
【００２１】ここで、入力画像および出力画像のそれぞ
れの例である図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照する
と、図３（Ａ）は入力画像の典型的な構成部分１００を
図示するものであり、おそらくサンプルの両端を越えて
伸長する細い黒の垂直の線分である。図３（Ｂ）は、本
発明による 2×4Wの拡大後の結果としての出力画像１０
２を図示する。分解能の変換に一般に用いられる単純な
ビット２倍化ルーチン(bit doubling routine)は２画素
の太さの線分を４画素の太さにしようとするが、本発明
による新規性のある分解能の変換方法は、白を書き込む
方法のために黒を書き込む処理に対して最適化された画
像を印刷するときに指示される細線化を考慮し、そして
追加的な画素の幅だけ画像を太くすることに注意された
い。ビット２倍化方法によって変換される黒を書き込む
プリンターに対して最適化された画像は、白を書き込む
プリンターで印刷されるときには外見が洗い取られる傾
向があるが （なぜなら、印刷される線分は比較的によ
り細いので）、本発明の膨張方法の結果として生じる太
くされた線分はそれらの黒い外観を維持する。ビットマ
ップの太さは、少なくともその増加が白を書き込む印刷
で指示される細線化を補償する部分では約25％だけ増加
する。
【００２２】図４（Ａ）および図４（Ｂ）はともに、２
値状態の遷移を有する画像における区画での本発明によ
る分解能変換技術のスムージング機能の例を例示する。
影付けされた画素２００は黒から白への遷移領域での曲
がりながら進むエッジを形成する。上述したように、こ
の形態のエッジの分解能の変換は、もしスムージングが
適用されなければエッジに沿った”ギザギザ”を形成す
る結果となる。このギザギザは曲がりながら進むエッジ
の持って生まれた階段状の表現の拡大の直接の結果であ
る。ギザギザをより高い分解能の画像から完全に取り除
くことは不可能であるが、ギザギザの視覚的な印象はよ
り容認できる程度にまで減少させられる。図４（Ｂ）の
画素２０２は、本発明による変換係数 2×4Wを用いた図
４（Ａ）の入力画像の変換された出力を表現する。変換
された画像構成部分は、拡大された元の親画素が白であ
るのでそうでなければ白であるであろう黒を詰められた
いくつかの拡張された画素を有する。図４（Ｂ）の黒か
ら白への遷移に見られる結果としての階段は、提供され
た寸法では目立ったものであるが、現在の大きさのほぼ
半分で提供されれば先天的により目立たないものであ
る。換言すると、もし図４（Ｂ）が図４（Ａ）の元の画
像面積と同じ寸法を保持するようなやり方で 2×4Wのよ
り高い分解能で提供されたなら、黒から白に遷移するエ
ッジの階段の高さは図４（Ａ）の元の画像で見ることの
できる階段の高さの半分である。その効果は黒と白の領
域の間での２値状態の遷移すなわちエッジを滑らかにす
ることである。繰り返すと、白を書き込む印刷を補償す
るために黒の画素領域を太くすることもまた変換で実現
される。
【００２３】図５（Ａ）、図５（Ｂ）、および図５
（Ｃ）は、本発明のもう１つの側面を例示する。図５
（Ａ）ではビットマップ３００の一部分が示される。影
付けされた画素がビットマップにおける黒の画素領域３
０１、３０２、および３０４を形成する。図５（Ａ）に
示されるような黒の領域の構成は中間調画像のようなグ
ラフィック画像において見いだすことができる。図５
（Ｂ）は、 2×方法によって変換された図５（Ａ）から
の入力画像の変換された出力を示す。もし図５（Ｂ）が
図５（Ｂ）に示される分解能で図５（Ａ）の元も画像領
域と同じ寸法を保持するようなやり方で提供されたなら
ば、図５（Ａ）に示される領域の形状は検出することが
困難であり、かつ画素領域３０６から離れた画素領域３
０８の単一の画素の分離した状態が不鮮明であり、その
結果、領域が全体的に黒として観察されるであろう。
【００２４】図５（Ｃ）は、本発明による 2×4Wの制御
された膨張変換を用いて図５（Ａ）の入力画像の変換さ
れた出力を表す。他の黒の領域に近接する黒の領域の膨
張を制御することによって、黒の領域の形状の描写が改
善される。もし図５（Ｃ）が図５（Ｃ）に示される分解
能で図５（Ａ）の元の画像領域と同じ寸法を保持するよ
うなやり方で提供されたならば、図５（Ａ）に示される
領域３０１、３０２、および３０４の形状は図５（Ｃ）
の領域３１０、３１２、および３１４として認識できる
であろう。例えば、影の描写が図示される本発明の方法
によって改善される。
【００２５】本発明が２つの形態のレーザプリンターに
関して定義されたが、他の印刷方法が、第２の方法とい
くぶん異なったやり方で第１の方法が第２の方法におけ
る印刷に対して最適化されたビットマップを印刷する本
発明の範囲内に完全に存在することは明らかである。
【００２６】さらに、２値状態決定規則は特定の用途の
要求に適合するように作り変えてもよく、それによって
所望される異なった機能が提供される。加えて、ここで
提供された例としての 2×4W変換は、記述されたものと
同じ原理を用いて拡大の他の整数の程度に拡張すること
ができる。 90 °の増分による規則の回転は完全に本発
明の範囲内に存在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】入力ラスター画像の典型的な部分を例示する。
【図２】本発明の 2×4W拡大方法の詳細な例示する。
【図３】図３（Ａ）および図３（Ｂ）はそれぞれ、入力
画像の一部分の例と、本発明による図３（Ａ）によって
表される画像の結果としての 2×4Wの拡大とを示す。
【図４】図４（Ａ）および図４（Ｂ）はそれぞれ、もう
１つの入力画像の一部分の例と、本発明による図４
（Ａ）によって表される画像の結果としての 2×4Wの拡
大とを示す。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）、および図５（Ｃ）は
それぞれ、ビットマップグラフィック画像の一部分のよ
うな入力画像の一部分の例と、従来の変換方法による図
５（Ａ）によって表される画像の結果としての 2×の拡
大と、本発明による図５（Ａ）によって表される画像の
結果としての 2×4Wの拡大とを示す。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）、および図６（Ｃ）は
それぞれ、反転印刷キャラクターのような入力画像の一
部分のもう１つの例と、従来の変換方法による図６
（Ａ）によって表される画像の結果としての 2×の拡大
と、本発明による図６（Ａ）によって表される画像の結
果としての 2×4Wの拡大とを示す。
【符号の説明】
２０・・・画素の位置 ２２・・・画素の行 ２４・・・画素の列 １００・・・画像の構成部分 １０２・・・出力画像 ２００、２０２・・・画素 ３００・・・ビットマップ ３０１、３０２、３０４、３０６、３０８・・・画素領
域 ３１０、３１２、３１４・・・画素領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の画素によって表現された画像の分
    解能を第１の分解能から第２の拡大された分解能に変換
    する方法であって、 画像の一部分を表現する画素の構成部分を第１の記憶域
    に格納する段階と、 中央画素と前記中央画素を取り囲む画素とから構成され
    る画素構成を含む前記画像の一部分の画素の区画を分離
    する段階と、 前記中央画素を第２の拡大された分解能で対称的に独特
    な画素のアレイに展開する段階と、 それぞれの前記対称的に独特な画素の位置に対して、１
    組の状態決定規則に従って２値の画素状態を決定する段
    階であって、前記状態決定規則は前記画素構成に基づい
    ており、さらに前記状態決定規則はもし前記構成の前記
    中央画素を含めた隣接する画素の制御領域が第２の状態
    であれば状態の遷移を有する画像の部分において第２の
    状態より第１の状態を優先し、それによって、前記第１
    の状態で画像領域の制御された膨張を提供する、前記２
    値の画素状態を決定する段階と、 を含む上記分解能変換方法。
JP5114686A 1992-05-28 1993-05-17 ビットマップ画像の分解能変換方法 Pending JPH0654168A (ja)

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