JPH07219496A - 統計的に生成したルックアップテーブルを使用した非整数画像解像度変換方法 - Google Patents

統計的に生成したルックアップテーブルを使用した非整数画像解像度変換方法

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JPH07219496A
JPH07219496A JP6312226A JP31222694A JPH07219496A JP H07219496 A JPH07219496 A JP H07219496A JP 6312226 A JP6312226 A JP 6312226A JP 31222694 A JP31222694 A JP 31222694A JP H07219496 A JPH07219496 A JP H07219496A
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Robert P Loce
ロバート・ピー・ロシュ
Michael S Cianciosi
マイケル・エス・シアンシオーシ
R Victor Klassen
アール・ビクター・クラッセン
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  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】入力解像度と出力解像度の間に非整数関係があ
る場合に、ディジタル画像の解像度をオリジナルないし
入力解像度から印刷に適した出力解像度に変換して印刷
文書の外観を向上させる。 【構成】本発明方法は、複数のルックアップテーブルを
形成し、各々の前記ルックアップテーブルは前記第１と
第２の解像度ビットマップ間の独自のフェーズ関係を示
し、各々のルックアップテーブル項目は画素観測ウィン
ドウ内の入力画素の特定パターンに対応してルックアッ
プテーブルにより生成される結果的な出力を示し、画素
観測ウィンドウの位置の関数として出力ビットマップ内
の出力画素のフェーズ関係を判定し、前記フェーズ関係
と前記画素観測ウィンドウ内の入力画素のパターンに対
応して、出力画素の映像信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に印刷文書の外観を
向上する方法と装置に関し、特に入力解像度と出力解像
度の間に非整数関係がある場合に、ディジタル画像の解
像度をオリジナルないし入力解像度から印刷に適した出
力解像度に変換するためのテンプレート突合せ過程の使
用に関する。
【０００２】
【従来の技術】数々の文書及びデータ様式を取り扱う情
報システムは、異なる装置を互いに結び付けて顧客のニ
ーズに対する解決法を提供するオープンシステムに向か
っている。そのようなオープンシステムの鍵となる要因
は、顧客が異なる出力装置で印刷されたバージョン間に
何の差も見ることがないほどに電子文書の印刷を可能に
することである。そこで完全な装置独立性を達成するた
めに、その技術を利用して画像解像度を正確に変更し、
強化を行う効率的な方法が要求されている。従って第１
の出力装置用に形成されたビットマップを第２の出力装
置で印刷可能なように変換するラスタ変換技術がオープ
ンシステム技術の重要な側面となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は画素当り複数
ビットの統計的に生成したルックアップテーブルを使用
して文書の外観を向上し、更により基本的にはもとの解
像度からその印刷装置のものと等しい出力解像度に変換
することで文書の印刷を可能にすることである。そこで
生じる画像信号を用いて、入力画像内の空間的に敏感な
特徴に影響を与えずに出力解像度で装置を駆動すること
ができる。本発明は走査ビームがそれを制御するのに使
用するパルスに従って強度や持続時間が変化する場合
に、その走査ビームを制御するのに利用することができ
る。例えば、レーザビームをプリンタ内で感光体上の区
域を選別的に露光するのに使用することができる。ビー
ムの露光により感光体上に形成された静電潜像は、潜像
電荷レベルに比例して現像トナーを引き付けて画像を現
像する。別の例として、陰極管は電子ビームを用いて蛍
光スクリーンを走査するが、電子ビームの強度や持続時
間を変化させて情報を蛍光スクリーンに正確に表示する
ことができる。両例で、画素当り複数ビット画像信号に
対応するパルス形成回路を用いて映像パルスを生成し、
各々のビームの強度や作動時間を制御することができ
る。
【０００４】以下の開示はそれに関連したものである。
【０００５】ワルシュ(Walsh) らに対する米国特許第
４，４３７，１２２号は、低解像度画像を高い解像度の
画像に変換する改善方法を教示している。
【０００６】ナカジマらに対する米国特許第４，８４
１，３７５号は、所定の画素密度を有する画像データを
プリンタのものに合致する画素密度に変換する画像解像
度変換装置を開示している。
【０００７】ラング(Lung)に対する米国特許第５，０２
９，１０８号は、ドットマトリックス素子用のエッジ強
化方法と装置を教示している。
【０００８】ロング(Long)らに対する米国特許第５，１
５０，３１１号は、ハードコピー印刷装置を駆動するの
に適したプリントドットデータを生成するシステムを開
示している。
【０００９】フレジア(Frazier) らに対する米国特許第
５，１９３，００８号は更に、印刷する画像をプリンタ
の２倍の解像度でラスタ化する能力を含むものとして解
像度強化装置を記述している。
【００１０】シムラらに対する米国特許第５，２０６，
７４１号は、印刷装置で出力する画像データを処理する
画像処理装置を開示している。
【００１１】「マトリックス印刷用の文字エッジ円滑化
(Character Edge Smoothing for Matrix Printing)」ゼ
ロックス開示ジャーナル(Xerox Disclosure Journal)、
６巻１号、１９８１年１、２月号１９頁でドナルドＬ．
オート(Donald L. Ort) は印刷文字の品質を向上する方
法を記述している。
【００１２】「技術概観：レーザプリンタ用解像度強化
技術(Technology Overview: Resolution Enhancement T
echnologies for Laser Printers) 」レーザマスタ社(L
aserMaster Corp.)でＬ．ステイデル(L. Steidel)は、
垂直解像度強化のための３つの現在可能な実施を検討し
ている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明では、ビットマッ
プ画像を描くのに適したシステムで、第１の解像度を有
する入力ビットマップを第２の再現可能な解像度を有す
る出力ビットマップ画像に変換し、第２の解像度は第１
の解像度の非整数倍数であり、（ａ）複数のルックアッ
プテーブルを形成し、各々のルックアップテーブルは第
１と第２の解像度ビットマップ間の独自のフェーズ関係
を示し、各々のルックアップテーブル項目は画素観測ウ
ィンドウ内の入力画素の特定パターンに対応してルック
アップテーブルにより生成される結果的な出力を示し、
（ｂ）画素観測ウィンドウの位置の関数として出力ビッ
トマップ内の出力画素のフェーズ関係を判定し、（ｃ）
フェーズ関係と画素観測ウィンドウ内の入力画素のパタ
ーンに対応して、出力画素の映像信号を生成するステッ
プからなる方法を提供する。
【００１４】本発明の別の態様では、第１の解像度を有
するビットマップ画像の解像度を変換して、一連のパル
ス幅、位置変調信号に対応して第２の解像度の画像を生
成できる電子複写システムで印刷出力を生成可能にし、
第２の解像度は第１の解像度の非整数倍数であり、
（ａ）ビットマップ画像内で目標画素位置を選択し、
（ｂ）目標画素位置に関して、ビットマップ画像にスー
パーインポーズした画素観測ウィンドウ内の１組の画素
を観測し、（ｃ）１組の画素の小集合の関数としてイン
デックスポインタを生成し、（ｄ）ビットマップ画像内
の画素観測ウィンドウの位置の関数として画素観測ウィ
ンドウのフェーズを判定し、（ｅ）インデックスポイン
タおよび画素観測ウィンドウのフェーズの関数として電
子複写システムで再生する出力画素を生成するステップ
からなる方法を提供する。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の実施例を示すディジタルプリ
ンタのブロック図である。映像信号、画像信号といった
用語はここで使用する場合、それがその表示、印刷ある
いは送信であれ、ビットマップ画像内の画素を示すのに
用いる任意の形のディジタル信号の記述を意図したもの
である。図示するように、低解像度ビットマップ画像１
０を印刷出力を生成するためにディジタルプリンタ１２
に与える。本発明を使用したディジタルプリンタ内に
は、入力ビットマップを強化ビットマップ画像１６に変
換する強化フィルタ１４がある。強化ビットマップ画像
は次に、低解像度ビットマップ画像１０のものとは異な
る解像度で強化出力プリント２０を生成するため、図３
に関して後に説明するように、露光及び現像を行うため
にマーキングエンジン１８に送る。ここに説明する本実
施例は電子印刷システムであるが、本発明はコンピュー
タディスプレイのように非整数解像度変換が要求される
他のシステムにも適用することができる。
【００１６】図２は図３、４、５と共に、図１でブロッ
ク１２で示した画像解像度強化フィルタの動作を示す図
である。まずステップ３０では、図１の低解像度ビット
マップ画像１０を検索する。次にステップ３２で目標位
置を入力ビットマップ内で識別する。ここで目標位置
は、解像度強化された目標画素のグループが生成される
位置を示す。解像度強化目標画素は次の動作で生成す
る。すなわちステップ３３で、目標位置が与えられると
その位置ないしより詳しくは、画素観測ウィンドウのそ
のフェーズの当該ルックアップテーブルを選択するため
にインデックスポインタを生成する。ステップ３４では
「画素観測ウィンドウ」と称するものを通して目標画素
を囲むないし近傍の１組の画素の「オン」ないし「オ
フ」状態（即ち本実施例のバイナリ入力画像）を観測す
る。実際上、画素状態を観測するステップは、１組の画
素内の各々の画素のバイナリ画像信号レベルを検索する
ことに相当する。更に１組の画素を図７、８に関して後
述するように、テンプレートベースフィルタの設計の関
数として決定する。
【００１７】ステップ３４で目標画素について観測ウィ
ンドウ内で画素状態を観測した後、ステップ３６でその
状態を用いて、好ましくはアドレスレジスタに格納する
一連の２進値のインデックスポインタを生成する。イン
デックスポインタを生成すると、ステップ３８でそれを
用いて、目標位置のフェーズに従って選択された記憶装
置ないし好ましくはルックアップテーブル内の位置にア
クセスすることができる。ルックアップテーブルの特定
位置にアクセスすると、データ値ないしそこに格納され
た値はデータバスに乗せられてステップ４０に示すよう
にマーキングエンジンに出力される。目標位置に対する
強化出力の生成の完了後、ステップ４２での判定で出力
画像対する生成する追加の画素（更なる目標位置）が残
っていればこの過程を繰り返す。出力画像内の全ての画
素が生成されれば、ステップ４４で過程を完了する。
【００１８】次に図３、４、５について、強化フィルタ
の上述の動作を実行できるアーキテクチャを説明する。
図３は本発明を実施するために使用するハードウエア回
路の詳細を示す単純化した機能的ブロック図である。
【００１９】１組の走査線バッファ５０は十分なライン
の入力ビットマップ１０（図１）を格納して、好ましく
は５×５ウィンドウ（図では図式を簡略にするため別の
３×３ウィンドウを例示していることに留意）の強化動
作で使用する観測ウィンドウを支援する。走査線バッフ
ァは画素クロック速度（この場合、高い解像度／早いク
ロック）でロードし、画素クロック位置カウンタ５２に
よりアドレス指定される。ライン同期位置カウンタ５４
に対応するマルチプレクサ制御論理ブロック５６はマル
チプレクサ５８を制御し、マルチプレクサ５８は走査線
バッファ出力を画素観測ウィンドウを実施する当該シフ
トレジスタ６４ないし６６、６８にルート化する。ｎ番
目のライン毎（５×５ウィンドウの実施例では５番目の
ライン）に、マルチプレクサ制御論理によりマルチプレ
クサアドレスが保持され、それによりそのマトリックス
の集合を繰り返し、処理（低速走査）方向の複数の集合
の出力を可能にする。１組のシフトレジスタないし相当
するアラインメント回路はシフトレジスタ制御論理回路
６２に対応してバッファした映像データをルックアップ
テーブル８０（図４では１０７、１０９、１１１、１１
３として示す）の入力と突き合わせて結果的なパルス
幅、パルス変調（ＰＷＰＭ）コードを生成する。ｎ番目
の画素クロック毎、あるいはこの５×５例では５番目の
画素毎に、シフトレジスタ制御論理によりシフトレジス
タはシフトをスキップし、ルックアップテーブル出力は
画素クロックにより刻時され、それにより複数画素をそ
の位置により示されるマトリックスに対して出力され
る。ルックアップテーブルの出力は画素クロック速度で
刻時された画素状態レジスタ１０１（図４）によりラッ
チされる。更に図９Ａ−９Ｄ、１２Ａ−１２Ｄ、１３Ａ
−１３Ｐに関して説明するように、独立した各々のルッ
クアップテーブルが入力及び出力ビットマップ画像間の
別々のフェーズ関係を示す、複数のルックアップテーブ
ルから実施例で選択するのに用いることのできるフェー
ズ制御論理ブロックが含まれている。
【００２０】ここで説明するように、ルックアップテー
ブル８０の内容は行う強化動作にしたがって事前に定め
られている。例えばルックアップテーブルは形態学的な
いしテンプレートベース突合せフィルタを実施して画像
を所望のように変更ないし強化することができる。実施
例では、使用するフィルタは出力画像の平均絶対誤差な
いし出力画像と理想的に変換した画像間の画素カウント
差を最小にしようとする。
【００２１】図４、５に示すように、それぞれ画素当り
ｎビット（本実施例ではｎは８）の一連のデータ語を画
素状態レジスタ１０１からパルス変調器に入力するが、
その中の値は目標画素（図２のステップ３６）と関連し
た観測ウィンドウ内の画素状態の関数である。一連のデ
ータ語は、異なる色に対して映像情報の同様の処理を行
うカラー印刷などの並列処理のため、映像拡大ポート１
０３を通して他のパルス変調器（図示せず）に送ること
ができる。
【００２２】以下の説明に関して、パルス幅パルス位置
映像回路を使用せず、画素当り単一ビット出力が所望さ
れる別の実施例（図示せず）に関しては、映像電子技術
を大きく簡略にすることができることに留意する。ルッ
クアップテーブル８０からのルックアップ出力は当該映
像駆動回路にラッチされる単一ビットである。
【００２３】フェーズ制御論理ブロック６０（図３）
は、通常の刻時及びシフト期間に、特定の組のルックア
ップテーブルがアドレス指定されるという点で上述の画
素シフト保持及びマルチプレクサライン保持機能の延長
である。シフト保持ないしライン保持期間中、異なる組
のルックアップテーブルをアドレス指定して生じる映像
出力パルスの特性を更に強化できる。本発明は更に変換
手段、分割手段、パルス形成手段、生成手段を含んでい
る。図４、５のパルス変調器では、一連のデータ語から
のデータ語はＲＡＭアドレスマルチプレクサ１０５を通
して変換手段に送られる。ここに具体化したように、変
換手段は４つのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）ルッ
クアップテーブル１０７、１０９、１１１、１１３から
なっている。各々のデータ語は４つのＲＡＭルックアッ
プテーブル１０７、１０９、１１１、１１３内のアドレ
スを示している。実施例では、１対の２５６×４ ＥＣ
ＬＲＡＭルックアップテーブルを用いて制御しようとす
る各々のパルス属性のパルス属性語を生成する。
【００２４】パルス属性には立上がり遅延、立下がり遅
延、形成するパルスの振幅及び画素選択当りの反転ない
し複数パルスなどのその他の特殊な特徴を含めることが
できる。代わりに１つの２５６×８ ＥＣＬ ＲＡＭル
ックアップテーブルを用いて各々のパルス属性語を生成
することができる。図４の実施例では、立上がり遅延と
立下がり遅延の２つのパルス属性に対応する２つの対の
２５６×４ ＲＡＭルックアップテーブル１０７、１０
９及び１１１、１１３を示している。パルス変調器は所
望されるパルス属性があるだけ多くの対の２５６×４
ＲＡＭルックアップテーブルに対応する。例えば第３の
対の２５６×４ ＲＡＭルックアップテーブルを用いて
形成するパルスの振幅を制御することができる。代わり
にルックアップテーブル内の一連のＲＡＭアドレスを割
り当てて反転パルスを生成することができる。例えばア
ドレス６４−１２７は、それらのテーブル位置から出力
されたデータに対応して生成されるパルスが反転される
ように復号される。更に反転パルスを生成するためによ
り多くのあるいは少ない数のアドレスを使用ないし割り
当てることができる。
【００２５】各々のＲＡＭルックアップテーブル内のア
ドレスに画素状態レジスタからのデータ語でアクセスす
れば、各々のＲＡＭルックアップテーブルは小量（４ビ
ット）の情報を生成する。従ってＲＡＭルックアップテ
ーブルの各々の対は制御しようとするパルス属性に対応
するパルス属性語（８ビット）を生成する。８ビットの
実施が好ましいが、それは限界ではなくパルス属性語は
幾つのビット（即ち４、６、８、１０、１２など）でも
よい。
【００２６】パルス変調器で制御しようとするパルス属
性を示す特性データは、ルックアップテーブル・ダウン
ロードインターフェイス１１５からＲＡＭルックアップ
テーブル１０７、１０９、１１１、１１３にダウンロー
ドすることができる。ルックアップテーブル・ダウンロ
ードインターフェイス１１５があるＲＡＭルックアップ
テーブルのアドレスにアクセスすると、小量のパルス属
性データをルックアップテーブル・ダウンロードインタ
ーフェイス１１５からルックアップテーブルデータバス
１１７を通してＲＡＭルックアップテーブルにロードす
ることができる。それにより異なる印刷特性（即ちフォ
ントの円滑化、図形など）に対して同一パルス変調器内
で異なるマッピング機能が可能となり、更にシステムの
構成部分が旧くなっても印字品質の維持が容易になる。
ＲＡＭルックアップテーブル１０７、１０９、１１１、
１１３にロードした後、ルックアップテーブル・ダウン
ロードインターフェイス１１５はＲＡＭアドレスマルチ
プレクサ１０５に映像データバス１１９からデータを受
け取るように指示する。
【００２７】図４の実施例で、４つのＲＡＭルックアッ
プテーブル１０７、１０９、１１１、１１３は図２のス
テップ３８と４０で示す、入力データ語を２つのパルス
属性語に変換してパルスの形成を制御するマッピング機
能を行う。図４で、冒頭の２つのＲＡＭルックアップテ
ーブル１０７、１０９は、合成して形成するパルスの立
上がり遅延のパルス属性語を形成する別々の小量のパル
ス属性情報を生成する。下の２つのＲＡＭルックアップ
テーブル１１１、１１３は、合成して形成するパルスの
立下がり遅延のパルス属性語を形成する別々の小量のパ
ルス属性情報を生成する。
【００２８】図５に示すように各々のパルス属性語は、
マルチプレクサとラッチブロック１２１、１２３からな
る各々の分割手段に送られる。実施例では、各々のマル
チプレクサとラッチブロックは、それぞれフェーズ１及
びフェーズ２バスに対して１つの、２つのラッチを含ん
でいる。データ語からＲＡＭルックアップテーブル１０
７、１０９、１１１、１１３内で生成された２つのパル
ス属性語は、フェーズ１映像クロック１３５からのパル
スの立上がり区間でそれらの各々のマルチプレクサ１２
１、１２３によりフェーズ１バスにラッチされる。
【００２９】それらの各々のフェーズ１バス１２５、１
２７にラッチされた２つのデータ語は更にパルス形成手
段で別々のチャネル上で各々のチャネルに対応して処理
される。図示するように、パルス形成手段は別々の立上
がり及び立下がり遅延パルスを形成する遅延論理ブロッ
ク１２９と映像パルス形成論理ブロック１３１からな
る。生成手段を含む映像パルス形成論理ブロック１３１
は立上がり及び立下がり遅延パルスから単一のパルスを
形成する。映像パルス形成論理ブロック１３１で第１な
いし通常のパルスを生成した後、パルスは合成論理ブロ
ック１４９の制御下で反転することができる。
【００３０】図５の実施例に示すように、映像合成論理
ブロック１４９は、映像パルス形成論理ブロック１３１
からの映像信号を、反転制御ライン上に論理０が存在す
れば、変更無しに通過させる。他方、映像パルス反転論
理ブロック１４５が反転制御ライン上で論理１を生成す
る場合は、ブロック１３１からの映像パルス信号出力は
反転されて１対の映像パルスを形成する。
【００３１】単一フェーズの映像クロック及び対応する
フェーズのバスの集合を有するだけの一般的な走査シス
テムの速度は、その遅延及びパルス形成論理ブロック１
２９、１３１がパルス属性語に対して作動でき、次にリ
セットして新しいパルス属性語を受けることのできる速
度で制限されることに留意する。図５に示す実施例で
は、フェーズ１映像クロック１３５とフェーズ１バス１
２５、１２７だけで、遅延及びパルス形成論理ブロック
１２９、１３１はパルス変調器の処理速度を制限するこ
とができる。特に第１のデータ語に対応する２つのパル
ス属性語は遅延及びパルス形成論理ブロック１２９、１
３１により処理されるが、第２のデータ語に対応する第
２の対のパルス属性語は既に形成され、フェーズ１バス
１２５、１２７にラッチされ、遅延及びパルス形成論理
ブロック１２９、１３１により処理されるのを各々のマ
ルチプレクサ及びラッチブロック１２１、１２３で待っ
ている。
【００３２】図６で、図５の合成論理ブロック１４９か
ら出力された映像を受け取ると、ラスタ出力スキャナ
（ＲＯＳ）２１８の形のマーキングエンジンを用いて強
化ビットマップの映像信号を印刷することができる。Ｒ
ＯＳ２１８にはフライングスポット及びパルス化イメー
ジングの２つの共通タイプがある。両方で、レーザ２２
２から放射されたレーザビーム２２０は変調器２２５を
含めることのできる調整光学装置２２４を通過する。Ｒ
ＯＳ２１８に供給される映像信号に対応して決定される
正確な期間、変調器２２５はレーザビームを遮断ないし
偏向、あるいはビームに調整光学装置を通過させて回転
ポリゴン２２８のファセット２２６を照射する。レーザ
２２２はヘリウムーネオンレーザないしレーザダイオー
ドとすることができる。後者の場合、映像データは変調
器２２５よりもレーザを直接的に変調できる。更に本発
明を実施する際、１つ以上のレーザ源２２２及びビーム
２２０を使用することができる。
【００３３】ファセット２２６で反射した後、レーザビ
ーム２２０は調整光学素子２３０を通過して感光画像面
２３２上にレーザスポット２２１を形成する。回転ファ
セットによりレーザスポット２２１は線２３４内の画像
面に渡って走査する。線２３４は矢印２３６で示す高速
走査方向と一般に呼ばれるものの中にある。更にファセ
ット２２６が回転すると、画像面２３２は矢印２３８で
示すように高速走査方向とは実質的に垂直な低速走査方
向に移動する。低速走査方向への移動は、連続的な走査
線２３４に対するポリゴンの連続的に回転するファセッ
トが低速走査方向で互いにオフセットしたものとなる。
露光に続いて、感光画像面２３２上に残っている静電潜
像を公知の電荷増幅現像手法を用いて現像し、出力媒体
に転写可能な現像画像を生成する。
【００３４】各々の走査線２３４は１行の画素２４０か
らなり、画素はレーザスポット２２１が画像面に渡って
走査するときにレーザビームの変調により生成される。
ビーム２２０が走査線に渡って走査するとき、レーザス
ポット２２１はＲＯＳに与えられた映像信号にしたがっ
て個々の画素を照射したりしなかったりする。一般に映
像信号は直列パルスストリームとして特徴付けることが
でき、論理１ないしパルスはビームが表面を照射するこ
とを示し、論理０ないしパルス無しは照射を生じない。
【００３５】両タイプのＲＯＳで、画素２４０の幅はＲ
ＯＳ２１８に供給される映像信号の対応する論理１パル
スの周期ないし持続時間に依存する。走査スポットＲＯ
Ｓでは、パルス変調器２２５はパルスの立上がり区間で
レーザビーム２２０を画像面に通過させる。パルスの持
続時間に楕円形のレーザスポット２２１は画像面２３２
に渡って走査され、走査線２３４内の少なくとも１つの
アドレス指定された画素２４０を照射する。高速走査方
向の照射領域の幅はこのように映像パルスの持続時間並
びにレーザスポット２２１の幅及び走査速度に依存す
る。一般にレーザスポットの寸法は、低速走査方向の幅
が高速走査方向の幅よりも２、３倍広くなっている。例
えば、インチ当り６００スポット、毎分１３５ページ、
二重ビームプリンタでは、最大強度の半分のレーザスポ
ットは低速走査方向では約４３ミクロンの幅であるが、
高速走査方向では２０ミクロンであり、スポットが１つ
の画素２４０の幅を走査するのに必要な時間は約１４ナ
ノ秒である。
【００３６】一般にＲＯＳを駆動するのに使用する映像
データは、各々の画素が露光される期間（以下、画素ク
ロック期間と称する）が同一となるように刻時される。
更に変調器を駆動する映像信号パルスを生成するのに使
用する映像データはＲＯＳ２１８と低速走査方向の画像
面２３２の移動と同期化して、それにより映像データの
特定ビットが画像面２３２の当該部分をアドレス指定で
きるようにする。映像データ、それから生成される映像
信号パルス、ＲＯＳ、画像面の同期化は、画素を画像面
に露光する速度に相当するシステムクロックの使用を通
して達成する。クロックが早ければ映像パルスストリー
ム内で大きな解像度を可能にするが、周波数が高いと映
像処理経路内の高速ハードウエアのコストも増大するこ
とになる。
【００３７】本実施例では、パルス幅、位置及び振幅変
調器（パルス変調器）を利用して、印刷する画像を示す
映像データに対応して映像信号パルスを形成する。以下
の記述は１色出力に対するものであるが、これは説明を
単純化するためであり、本発明の応用をそのように制限
することを意図したものではないことに留意する。
【００３８】本発明のハードウエアの実施例を詳細に説
明したが、ここで注目をハードウエアの実施例で使用す
る解像度強化フィルタの設計に使用する過程の実施例に
向けることにする。図７、８は解像度強化フィルタ設計
過程２４８の様々な段階を示すブロック図である。強化
フィルタを１組のルックアップテーブルとして実施する
と、個々のルックアップテーブル記憶位置に記憶された
情報は、ビットマップのトレーニングセットから得られ
る条件的予想の形式を用いて判定される。図７に示すよ
うに、１組のトレーニング文書が最初に、プリンタによ
り一般に印刷され画像にディジタル化する印刷内容を示
すものとして選ばれる。続いてその画像はブロック２５
２で１対のビットマップ２５６、２５８に分解される。
入力ビットマップ２５６は最初のビット解像度（Ｍ、１
とは等しくない）での画像を示すのに対し、出力ビット
マップ２５８はプリンタのビット解像度（Ｎ）での画像
を示す。ここで本発明はＭ対Ｎの解像度の強化を生成す
る。更に出力ビットマップ２５８の解像度はアナモルフ
ィック出力解像度とすることができる。例えば高速走査
解像度は入力解像度の非整数倍数であるが、低速走査解
像度は２つのビットマップで同一とすることができる。
【００３９】この過程を更に例示するため、以下を考察
する。インチ当り３００×３００スポット（ｓｐｉ）、
１ビット／画素ビットマップ［３００×３００×１］を
生成するため、２００×２００ｓｐｉ、１ビット／画素
ビットマップ［２００×２００×１］を強化するルック
アップテーブル解像度強化フィルタを設計する際に、文
書画像のトレーニングセットは２００×２００×１入力
画像と３００×６００×１出力画像に分解される。これ
により図９Ａ−９Ｄに示すように、ビットマップ間のフ
ェーズ関係に依存して１、２ないし４つの出力画素に対
するパルス幅、パルス変調（ＰＷＰＭ）変調器に出力す
る映像信号を生成するのに用いる元のビットマップ内の
各々のウィンドウ目標位置が生成される。図９Ａ−９Ｄ
に示すのは、所望の出力を生成するのに使用する４つの
可能なフェーズ関係である。特に図９Ａ−９Ｄはそれぞ
れフェーズＰ1 −Ｐ4 を示している。
【００４０】代表的な入力及び出力ビットマップを得る
ためにトレーニング文書を分解した後、領域２６０、２
６２で示すその個々の同一位置に配置されたウィンドウ
された部分を見て、それぞれ抽出されウィンドウ化され
た画素２６４、２６６を生成する。それらの抽出部分は
次にブロック２７０で分析して統計を得られるようにす
る。統計は、おもに入力画像からの画素の抽出されたウ
ィンドウ内の特定パターンの画素の目標画素同位置につ
いて所与の出力パターン（例：目標画素のＰＷＰＭコー
ド）が生じる回数を記録するものである。３×３入力ウ
ィンドウ領域を図７に示すが、本発明はその特定の大き
さに限定するものではない。
【００４１】ブロック２７０で統計が得られると、情報
はフィルタ設計ブロック２７４に送られ、そこで情報は
分析されて、観測された入力画素の各々の構成について
最も頻繁に生じる出力パターン（目標画素のＰＷＰＭコ
ード）を求める。最も頻繁に生じる出力パターンを次に
選択して、パターン２７８で示す入力画素バイナリパタ
ーンに対応するアドレス位置でルックアップテーブルに
記憶する。図８に示すように、設計過程２４８でディジ
タルプリンタ１２で適用される１組の統計的に設計され
た強化フィルタを生成する。
【００４２】ここで図９Ａ−９Ｄ，１０Ａ−１０Ｅ、１
１Ａ−１１Ｅで、２対３解像度強化動作の更なる詳細を
説明する。図から分かるように、観測ウィンドウＷは入
力ビットマップを通して出力ビットマップについて生成
する出力目標画素Ｔに関連した目標位置に送られる。任
意の１つの観測ウィンドウで生成する画素数は、図で小
さい４角形Ｉで示す入力ビットマップと図で小さい画素
Ｏとして示す出力ビットマップ間のフェーズ関係に依存
する。図９Ａ−９Ｄから分かるように、４つのフェーズ
Ｐ1 −Ｐ4 はそれぞれインチ当り３００スポットの出力
画像サンプリングに関して生じ得る。
【００４３】例えば、所与のラスタ線Ｎについて、フェ
ーズＰ1 とＰ2 が生じる。前述したように、対応する例
えばＲＡＭルックアップテーブルのルックアップテーブ
ルＬ1 、Ｌ2 を用いて出力画素を生成する。図１０Ａ−
１０Ｅに示す２対３変換例では、単一出力目標画素Ｔ1
はラスタ線Ｎに沿ってフェーズＰ1 が検出される度に生
成され、１対の目標画素Ｔ1 、Ｔ2 はフェーズＰ2 が検
出される度に生成される。従って３つの出力画素Ｏが水
平方向に沿って２つの入力画素Ｉ毎に生成される。観測
ウィンドウＷを連続した走査線に下げると、フェーズＰ
3 、Ｐ4 関係を用いて同様の過程が行われ、垂直方向に
複数の出力画素を生成する。図１１Ａ−１１Ｅに示す例
を取ると、出力画素Ｔ1 、Ｔ2 は入力ビットマップと出
力ビットマップ間でフェーズＰ3 関係が検出される度に
生成される（図１１Ａ，１１Ｃ，１１Ｅ）。同様に、出
力画素Ｔ1 −Ｔ4 は例えば図１１Ｂ、１１Ｃに示すよう
に、入力ビットマップと出力ビットマップ間でフェーズ
Ｐ4 関係が検出される度に生成される。
【００４４】図９Ａ−９Ｄに示す４つのフェーズに関し
て２対３解像度変換動作を説明したが、別の画素生成方
式を使用することもできる。例えば図１２Ａ−１２Ｄ
は、それぞれ４つのフェーズＰ1 −Ｐ4 で使用すること
のできる１つの別の出力画素の集合を示している。統計
的な理由からこの組が好ましいが、ハードウエアの実施
及び映像タイミングの単純化のためには、図９の集合な
いし同様の集合が好ましい。図１２の集合の統計的な利
点は、ウィンドウ化データから４つの画素の全グループ
を生成するため、フィルタを設計する必要がないと云う
ことである。図から分かるように、観測ウィンドウＷ
は、出力ビットマップについて生成される目標出力画素
Ｔに関して入力ビットマップを通過して送られる。入力
ビットマップＩと出力ビットマップＯ間のフェーズ関係
に依存して、各々のフェーズで観測ウィンドウの中央の
目標画素について２ないし３つの画素が生成される。変
換過程の実行は、図９Ａ−９Ｄに例示した画素生成方式
に関してさきに説明した過程と同一となる。
【００４５】更に明確にするため、図１３Ａ−Ｈ、図１
４Ｉ−Ｐに４対５解像度変換に関係したフェーズについ
て１６の可能なフェーズ関係Ｐ1 −Ｐ16をそれぞれ示
す。例えばそのような変換を用いて、今日通常にある６
００ｓｐｉディジタルプリンタで印刷するため、４８０
ｓｐｉビットマップを変換できる。そのような変換をハ
ードウエアで実施する際、先述したように、入力及び出
力ビットマップ間の全てのフェーズ関係を示すために一
連の１６のルックアップテーブルが必要になる。一般に
Ｍ対Ｎ非整数解像度変換には、Ｍ２フェーズが存在し、
合計Ｎ２画素を生成する必要がある。各々のフェーズの
出力目標画素の位置は、いくつかの方法で最適化するこ
とができる。例えばそれらを最適化して映像アーキテク
チャを簡略化することができたり、統計的ないし位相的
視点から最適化して理想的ビットマップの最良の表現を
もたらすことができる。
【００４６】図１の強化フィルタ１４内でＭ対Ｎ非整数
変換を達成する別の方法では、共通解像度中間画像を使
用することができる。特に変換過程は最初に、入力及び
出力解像度の最小共通倍数である共通解像度Ｋへの整数
変換と見なすことができる。例えばＭ＝４８０ｓｐｉで
Ｎ＝６００ｓｐｉの場合、高い解像度Ｋは２４００ｓｐ
ｉである。テンプレートベースフィルタを用いてビット
マップを２４００×２４００ｓｐｉに変換した後、それ
を６００×６００ｓｐｉに整数サブサンプルすることが
できる。整数サブサンプリングは画像が生成すると行う
ことができるので、余分なメモリは必要でなく、あるい
はその一部を必要になるまで格納することができる。
【００４７】そのような別の変換方法には、Ｍ対Ｋ変換
を行うため、統計ベースのルックアップテーブルの設計
及びＭ対Ｋ変換テーブルをサブサンプリングハードウエ
アを共に使用して非整数解像度変換を行う別の方法が含
まれる。この別の方法は、早い処理速度とそれに対応し
て高い解像度画像を生成するために（しかしそれをサブ
サンプルするためではない）早いハードウエアを必要と
するが、論理的な実施の簡略性から有利となる。特にパ
ルス幅、位置変調回路が必要でない単純なバイナリ出力
の実施では、整数から整数の変換の性質から、映像デー
タのはるかに単純な刻時が可能になる。
【００４８】また繰り返し手法を用いて本発明で達成さ
れる画像強化を更に向上することができる。
【００４９】
【発明の効果】要約すると、本発明はビットマップ画像
の解像度を変換する方法と装置であり、特に印刷用ない
し類似の表現方法のディジタル画像の解像度を変更する
ためにテンプレート突合せ過程を使用するものである。
本発明はルックアップテーブルを用いて実施した統計的
に生成されたテンプレートを用いて、オリジナルないし
入力空間解像度から装置に依存した出力空間解像度に変
換することにより出力された文書の外観を向上する。こ
こで入力及び出力解像度間には非整数関係がある。生じ
る画素画像信号を利用して、走査ビームがそれを制御す
るのに使用するパルスに従って強度や持続時間が変化す
る場合に走査ビームを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を用いたディジタルプリンタの実施例
のブロック図である。
【図２】 本発明の画像解像度強化を行うのに必要な過
程段階を示す流れ図である。
【図３】 本発明の画像解像度強化を行うための好まし
いハードウエア装備の単純化した機能的ブロック図であ
る。
【図４】 本発明の実施例のパルス変調器の図式的なブ
ロック図である。
【図５】 本発明の実施例のパルス変調器の図式的なブ
ロック図である。
【図６】 感光画像面部分を示すラスタ出力スキャナ
（ＲＯＳ）を図式的に示した図である。
【図７】 本発明で使用する解像度強化フィルタを設計
するのに使用する過程の様々な段階を示すブロック図で
ある。
【図８】 本発明で使用する解像度強化フィルタを設計
するのに使用する過程の様々な段階を示すブロック図で
ある。
【図９】 Ａ−Ｄは、本発明で２対３解像度変換を行う
ために利用する各々の目標画素に向けた画素観測ウィン
ドウが下層のビットマップ画像に関して占めることので
きる４つのフェーズ関係を例示的に示した図である。
【図１０】 Ａ−Ｅは、図８Ａ、８Ｂで示した２つのフ
ェーズ関係に従って単一ラスタラインに適用した本発明
の解像度変換過程を例示する図である。
【図１１】 Ａ−Ｅは、図８Ｃ、８Ｄで示した残りの２
つのフェーズ関係に従って単一ラスタラインに適用した
本発明の解像度変換過程を例示する図である。
【図１２】 Ａ−Ｄは、本発明で２対３解像度変換を行
うために利用する画素観測ウィンドウが下層のビットマ
ップ画像に関して占めることのできる４つのフェーズ関
係に対する目標画素の別の集合を例示的に示した図であ
る。
【図１３】 Ａ−Ｈは、本発明で４対５解像度変換を行
うために利用する画素観測ウィンドウが下層のビットマ
ップ画像に関して占めることのできる１組の１６の可能
なフェーズ関係のうちの８つを例示的に示した図であ
る。
【図１４】 Ｉ−Ｐは、本発明で４対５解像度変換を行
うために利用する画素観測ウィンドウが下層のビットマ
ップ画像に関して占めることのできる１組の１６の可能
なフェーズ関係のうちの残りの８つを例示的に示した図
である。
【符号の説明】
１０：入力低解像度ビットマップ、１４：強化フィル
タ、１６：強化ビットマップ、１８：マーキングエンジ
ン、２０：強化プリント、５０：走査線バッファ、５
２：画素クロック位置カウンタ、５４：ライン同期位置
カウンタ、５６：マルチプレクサ制御論理、５８：マル
チプレクサ、６０：フェーズ制御論理（ＬＵＴ選択）、
６４，６６，６８：シフトレジスタ、８０：ＲＡＭルッ
クアップテーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｔ 5/20 Ｇ０９Ｇ 5/06 9471−5Ｇ Ｈ０４Ｎ 1/409 Ｇ０６Ｆ 15/68 ４００ Ａ Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１ Ｄ (72)発明者 マイケル・エス・シアンシオーシ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14622 ロチェスター ラッセルアベニュー 39 (72)発明者 アール・ビクター・クラッセン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウエブスター ブルックスボロドライブ 293

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビットマップ画像を描くのに適したシス
    テムで、第１の解像度を有する入力ビットマップを前記
    第１の解像度の非整数倍数の解像度をもつ第２の再現可
    能な解像度を有する出力ビットマップ画像に変換する、
    次のステップを含む方法： （ａ）複数のルックアップテーブルを形成し、各々の前
    記ルックアップテーブルは前記第１と第２の解像度ビッ
    トマップ間の独自のフェーズ関係を示し、各々のルック
    アップテーブル項目は画素観測ウィンドウ内の入力画素
    の特定パターンに対応してルックアップテーブルにより
    生成される結果的な出力を示し、（ｂ）画素観測ウィン
    ドウの位置の関数として出力ビットマップ内の出力画素
    のフェーズ関係を判定し、（ｃ）前記フェーズ関係と前
    記画素観測ウィンドウ内の入力画素のパターンに対応し
    て、出力画素の映像信号を生成する。
  2. 【請求項２】 第１の解像度を有するビットマップ画像
    の解像度を変換して、一連のパルス幅、位置変調信号に
    対応して、前記第１の解像度の非整数倍数の解像度をも
    つ第２の解像度の画像を生成できる電子複写システムで
    印刷出力を生成可能にする、次のステップを含む方法： （ａ）ビットマップ画像内で目標画素位置を選択し、
    （ｂ）前記目標画素位置に関して、ビットマップ画像に
    スーパーインポーズした画素観測ウィンドウ内の１組の
    画素を観測し、（ｃ）前記１組の画素の小集合の関数と
    してインデックスポインタを生成し、（ｄ）前記ビット
    マップ画像内の前記画素観測ウィンドウの位置の関数と
    して画素観測ウィンドウのフェーズを判定し、（ｅ）前
    記インデックスポインタおよび前記画素観測ウィンドウ
    のフェーズの関数として電子複写システムで再生する出
    力画素を生成する。
JP6312226A 1993-12-17 1994-12-15 統計的に生成したルックアップテーブルを使用した非整数画像解像度変換方法 Withdrawn JPH07219496A (ja)

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