JPH08235367A

JPH08235367A - グレーマスキング技術によるアンチエリアシング方法

Info

Publication number: JPH08235367A
Application number: JP7314977A
Authority: JP
Inventors: Steven J Harrington; ジェイハーリントンスティーヴン; Victor Classen R; ヴィクタークラーセンアール
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1995-12-04
Publication date: 1996-09-13
Also published as: US5737455A

Abstract

(57)【要約】【課題】グレーマスキング技術を用いて合成像の縁を
アンチエリアシングする方法を提供する。【解決手段】グレーレベルの再現装置で印刷又は表示
するためにアンチエリアシングされた縁を合成する方法
であって、ピクセルが、それらの隣接ピクセルのシェー
ド値及びマスク値に基づいて決定された値を有するよう
な方法が提供される。シェード値は、各ピクセルを、そ
のピクセルを形成するサブピクセルに関して処理するこ
とにより決定される。複数のサブピクセルの各々に、そ
のピクセルにおける及び最も近い隣接ピクセルに対する
それらの位置に基づきマスク値及びシェード値が指定さ
れる。それにより得られる各サブピクセルの値は平均化
されて、ピクセルに対する最終出力値が決定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、背景及び前景像を
合成する方法に係り、より詳細には、グレーマスキング
技術を用いて合成像の縁をアンチエリアシングする方法
に係る。

【０００２】

【従来の技術】あるプリンタ及びディスプレイは、黒の
み又は黒以外をプリントする一般のプリンタに比して多
数のグレーレベルを再現することができる。このような
グレーレベルプリンタは、染料拡散を用いたもの、直接
静電プリンタ、あるグレープリントインクジェット装
置、及び例えば、「超先鋭なプリンタにおけるインター
レースフォーマッティング(Interlace Formatting in a
Hyperacuity Printer) 」と題する米国特許出願０８／
１４５，００９号に開示された超先鋭なプリンタを含
む。更に、連続階調入力を受けるプリンタは、次いでそ
の入力をハーフトーン化するプリンタであっても、特に
像入力の解像度よりも高い解像度でハーフトーン化が生
じる場合には、連続階調とみなされる。このようなプリ
ンタは、連続階調像を直接再現するように動作するのに
対して、例えば、２進プリンタは、白と黒をプリントす
るように動作し、通常の距離から見たときにグレーに見
える像を形成するためにはハーフトーン入力を必要とす
る。又、グレープリンタは、適当なマーキング材料が与
えられると共に、異なるマーキング材料の分離を重畳で
きる構成が設けられたときには、連続階調の多色像を再
現することができる。従って、グレープリンタは、約２
レベル以上のグレーをプリントし、好ましくは１６ない
し２５６レベルのグレーをプリントする種類のプリンタ
と称される。

【０００３】ラスタ像を構成するプロセスは、一連の入
力プリミティブ（文字、多角形及び走査像等）を入力と
して受け、これらは、既存の背景像（概念的には、少な
くとも、現在背景カラーを各々含んだピクセル又は像信
号のアレーであると考えられる）の上に順次に描かれ
る。背景像は、空白で始まり、一連の全ての入力プリミ
ティブが描かれると、所望のラスタ像を含むことにな
る。次いで、ラスタ像は、表示されるか又はラスタ出力
プリンタへ送信される。各入力プリミティブには、色と
形状が組み合わされる。プリミティブを記述する１つの
方法は、形状をマスク又はステンシルと考え、そして色
を、マスクを通して配されるインクと考えることであ
る。マスクは一般にデジタルで表され、値０は不透明
（非透過性）を表しそして値１は透明（透過性）を表
す。入力プリミティブ（前景像）が背景像と合成される
ときには、マスク値が１である各ピクセルごとに、背景
像の対応ピクセルは、その値がインク（前景カラー）の
値に置き換えられる。

【０００４】ほとんどのデジタルプリント方法では、グ
ラフィックオブジェクト及びテキストの形状が２進マス
クによって指令される。オブジェクトを形成する各ピク
セルは、オブジェクトの一部であるかそうでないかのい
ずれかである。従って、プリント装置の高速走査又は低
速走査の処理指令と厳密に整列しない縁の表示は、鋭い
ぎざぎざがあるか又は鋸歯状の縁（エリアシングした
縁）であることを特徴とし、図１に示すように、ピクセ
ル境界において縁を近似する試みを表している。例え
ば、このような線がいかに形成されるかについて述べた
フォーリ氏等の「コンピュータグラフィックの原理及び
慣例(Computer Graphics Principles and Practice) 」
第７２−９１頁（１９９０年）を参照されたい。この構
造の１つの望ましい特徴は、２つのオブジェクトを横に
並んで配置したときに縁を互いに当接させて複雑な像を
形成できるようにすることである。しかしながら、エリ
アシングした縁は、露出されると、魅力的なものでない
ことが殆どで、像の質を減じることになる。それ故、エ
リアシングは、理想的な（サンプリングされない）像に
は存在しないがサンプリング速度の欠陥として実際の像
に生じる（サンプリングされた）像の低周波成分が導入
されることを意味する。理想的な像におけるサンプリン
グ速度の半分より上の周波数は、サンプリング速度より
低い周波数として「エリアシング」して見える。

【０００５】この問題を解決する１つの解決策は、ぎざ
ぎざの縁が微細なものとなって１つに繋がって良好に見
えるように解像度を高めることである。しかしながら、
解像度を高めることは、再現装置のコスト増加を招く。

【０００６】ＣＲＴディスプレイにおけるエリアシング
の問題を軽減するためにグラフィック技術の分野で知ら
れている別の方法は、「アンチエリアシング」と称する
ものである。アンチエリアシング技術は、像に現れる高
い周波数を除去するか、又は理想的な像に一致し易いも
のにそれらを制限する試みである。このプロセスは、オ
ブジェクトの縁にグレーピクセルを配置して、図２に示
すように、前景と背景との間の移行をなだらかにするも
のである。通常、各縁ピクセルには、前景及び背景レベ
ルの重み付けされた平均値であるグレー値が与えられ、
これら重みは、理想的なオブジェクトの縁が通過する位
置に基づくものである。例えば、Ｃｏｍｍ．ＡＣＭ、第
２０巻、第１１号、１９７７年１１月、Ｆ．クロー著、
第７９９−８０５ページに掲載された「コンピュータで
形成される陰影付きの像におけるエリアシングの問題(T
he Aliasing Problem in Computer-Generated Shaded I
mages)」と題する論文；コンピュータグラフィックス、
第２５巻、第４号、１９９１年７月、Ａ．シリング著の
「サブピクセルマスクによる新規な簡単且つ効率的なア
ンチエリアシング(A New Simple and Efficient Antial
iasing with Subpixel Masks) 」と題する論文；及び
「アンチエリアシングした多角形をレンダリングする方
法及び装置(Method and Apparatus for Redering Anti-
Aliased Polygons) 」と題するウェル氏等のＷＯ９１／
１４９９５号を参照されたい。又、「グラフィックアプ
リケーションのための整相した第Ｎビッティング方法(M
ethod for Phase Aligned Nth Bitting for Graphics A
pplications)」と題するクラッセン氏の米国特許第５，
３３３，２４９号も参照されたい。

【０００７】アンチエリアシングをインク／マスクモデ
ルに適用するときは、マスクはもはや２進ではなく、０
と１との間の値が縁に沿って使用され、ピクセルの部分
的な範囲がマスクによって表される。通常は、新たなプ
リミティブが背景像に描かれるときには、背景値とイン
クとの重み付けされた平均値が新たな背景値として用い
られる。特に、マスクの値はインクの値で乗算される一
方、１マイナスマスク値が背景値で乗算され、そして２
つが加算されて、新たな背景値を与える。例えば、オブ
ジェクトの内部では、マスク値が１であり、従って、イ
ンクカラーがそれ自身に使用されるが、外部では、値が
０であり、従って、背景は不変のままである。縁のピク
セルについては、マスクの半分がピクセルをカバーする
場合に、ピクセルと背景は等しく重み付けされる。この
解決策は、この分野においてアルファ・ブレンディング
として知られている（アルファは不透明度即ちマスク値
である）。例えば、ウェルズ氏等のＷＯ９１／１４９９
５Ａ１、及びＳＩＧＧＲＲＡＰＨ ’８４、コンピュ
ータグラフィックス、第１８巻、第３号、１９８４年７
月、第２５３−２５９ページに掲載されたポータ氏等の
「デジタル像の構成(Composing Digital Images)」を参
照されたい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】不都合なことに、この
ようなアンチエリアシングは、１つのアンチエリアシン
グされたオブジェクトが別のオブジェクトの上又はその
近くに配置されるときに像のエラーを導入する（１つの
考えられる欠陥を示した図３を参照されたい）。問題
は、グレーピクセルが実際は背景及び前景エリアの混合
又は組合せを表し、そしてアンチエリアシングされた前
景ピクセルがオブジェクトによるピクセルの部分重畳を
表すことである。アルファ・ブレンディングは、平均値
のみに正しく作用し、ある一般的な場合には、何も存在
するはずのない場所に目に見える境界を残す。従って、
領域を適切にレンダリングするためには、これら領域の
形状を知って、いかに多くの背景領域を前景オブジェク
トでカバーするかをアルゴリズムが判断できるようにし
なければならない。グレー値が表す領域の形状が分かっ
た場合には、それにより生じるピクセルの平均シェード
を決定できる。しかしながら、この情報は得られない。
アンチエリアシングに使用される単一のブレンディッグ
プロセスは、あたかも背景及び前景の両方の領域が単一
の（おそらくは部分的に透明の）オブジェクトによって
カバーされるかのようにピクセルを処理する。これは、
オブジェクトが横に並んで配置された図３の像について
は当てはまらないので、誤った境界が形成される。

【０００９】２つの同様の解像度の場合に生じる上記の
問題に加えて、前景オブジェクトが背景像に合成される
ときにその一方又は他方が異なる解像度で見つかった場
合には、更に別のアンチエリアシングの問題が生じる。
このような場合に、公知のアンチエリアシング解決策で
は、ユーザの要求を満たすことができない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、オブジェクト
を１つの像に合成する方法に関する。

【００１１】本発明の１つの特徴によれば、低解像度の
グレー像表示から導出された高解像度の縁情報を用いて
前景オブジェクトを背景像に合成する改良された方法が
提供される。低解像度の背景及び／又は前景情報が与え
られると、オブジェクトの縁又は背景の縁に対する高解
像度の縁情報が、単一ピクセルとして導出され、周囲の
像エリアを参照することにより近似される。高解像度の
縁情報は、ピクセルに対する新たなグレー値を導出する
のに使用できる。

【００１２】前景オブジェクト又は背景像のいずれか
（又は両方）が低解像度のグレーとして表されるとき
に、像を改善する多数の機会が与えられる。例えば、
１）前景オブジェクトが高解像度の２進像として受け取
られ、システムは、背景を、前景オブジェクトと合成す
るための適合表示に変換することが要求される。このよ
うな処理は、アルファ・ブレンディングを用いて前景オ
ブジェクトをグレー表示に再フォーマットする場合より
も多くの情報を保存する。２）前景と背景が異なる解像
度であり（グレーであるが）、システムは、背景の解像
度に合成及び減少するための共通の解像度（２進）を決
定することが要求される。３）前景と背景が同じ低い解
像度で受け取られ、最終的な出力像に合成するために両
方とも高い解像度へ上昇しなければならない。

【００１３】本発明の１つの特徴によれば、連続階調の
前景及び背景像を合成する方法において、１）複数のサ
ブピクセルを含む当該ピクセルの高解像度バージョンを
用意し、２）各サブピクセルに、当該ピクセルにおける
その位置と、当該ピクセルの最も近くに隣接するものの
値とに基づいて値を指定し、そして３）当該ピクセルに
おける各サブピクセルに指定された値を合成して当該ピ
クセルの最終出力値を決定するという段階を備えた方法
が提供される。このとき、最初に受け取った像の解像度
に基づいて、段階２）の機能は、その周りのピクセルを
無視する。

【００１４】本発明の別の特徴によれば、連続階調の前
景及び背景像を合成する改良された方法であって、前景
及び背景像が共通の解像度で受け取られるような方法が
提供される。このような場合に、受け取った像のピクセ
ルは、それに隣接するピクセルのシェード値及びマスク
値に基づいて決定されたシェード値を有する。シェード
値は、背景及び前景の両方における各ピクセルを、その
ピクセルを形成するサブピクセルに関して処理すること
により決定される。複数のサブピクセルエリアの各々に
は、そのピクセルにおける及びその最も近くの隣接ピク
セルに対するその位置に基づいてマスク値及びシェード
値が指定される。これにより得られる各サブピクセルの
値は、ピクセルの最終出力値を決定するように平均化さ
れる。

【００１５】本発明の更に別の特徴によれば、連続階調
の前景及び背景像を合成するための改良された方法であ
って、前景及び背景像が相対的に低い異なる解像度で受
け取られるような方法が提供される。最終的な像は、共
通の解像度の背景及び前景をもたねばならない。このよ
うな場合に、像のピクセルは、それらの隣接ピクセルの
シェード値及びマスク値に基づいて決定されたシェード
値を有する。従って、各当該ピクセルは、共通の高い解
像度のサブピクセルに分割される。シェード値は、背景
及び前景の両方における各ピクセルを、そのピクセルを
形成するサブピクセルに関して処理することにより決定
される。複数のサブピクセルエリアの各々には、そのピ
クセルにおける及びその最も近くの隣接ピクセルに対す
るその位置に基づいてマスク値及びシェード値が指定さ
れる。これにより得られる各サブピクセルの値は、共通
の低い解像度におけるピクセルの最終出力値を決定する
ように平均化される。

【００１６】本発明の更に別の特徴によれば、２進又は
連続階調の前景及び背景像を合成するための改良された
方法であって、前景及び背景像の一方が比較的高い解像
度で受け取られ、そしてその他方の像が比較的低い解像
度で受け取られるような方法が提供される。このような
場合に、高い解像度の像は２進又は連続階調であり、そ
して低い解像度の像は、連続階調である。低い解像度の
像は、合成のために所与の高い解像度の像と同じ解像度
に上昇され、その結果が背景像の解像度（高くても低く
てもよい）で記憶される。

【００１７】本発明の更に別の特徴によれば、多数のグ
レーレベルで表示又は印刷可能な像を処理しそしてこの
ようなデータにおける縁をアンチエリアシングする方法
において、ａ）像における当該ピクセル及び複数の隣接
ピクセルに対し、アンチエリアシングされる縁をもつ像
を表すマスク値及びシェード値を受け取り、ｂ）当該ピ
クセルを所定数のサブピクセルに細分化し、ｃ）当該ピ
クセルのマスクデータから、透過性となるべき多数ｐの
サブピクセルを決定し、ｄ）各サブピクセルの透過値
を、当該ピクセルのマスク値、その少なくとも１つの隣
接ピクセルのマスク値、及び当該ピクセル及び少なくと
も１つの隣接ピクセルにおけるサブピクセルの相対的な
位置とに基づいて決定し、ｅ）上記決定された透過値を
大きさで分類しそしてｐ個の最大の大きさをもつサブピ
クセルを透過性と識別し、ｆ）当該ピクセル及び複数の
隣接ピクセルに対し、最小のシェード値及び最大のシェ
ード値を決定し、ｇ）当該ピクセルのシェード値から、
背景となるべき多数ｑのサブピクセルを決定し、ｈ）各
サブピクセルのシェード値を、当該ピクセルのシェード
値、その少なくとも１つの隣接ピクセルのシェード値、
及び当該ピクセル及び少なくとも１つの隣接ピクセルに
おけるサブピクセルの相対的な位置に基づいて決定し、
ｉ）上記決定されたシェード値を大きさで分類し、ｑの
最大のシェード値をもつサブピクセルに最大シェード値
を指定しそして残りのサブピクセルに最小シェード値を
指定し、ｊ）透過性と識別された各サブピクセルに対
し、サブピクセルのシェード値をオブジェクトのシェー
ドに等しくリセットし、そしてｋ）全てのサブピクセル
のシェード値を平均化して、ピクセルのアンチエリアシ
ング値を得る、という段階を備えた方法が提供される。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を一例として示
すもので、本発明をこれに限定するものではない添付図
面を参照すれば、図４ないし７は、本発明の原理を示し
ている。本発明によれば、新たなオブジェクトによって
カバーされるピクセルの領域の推定値と、背景シェード
の各々が合成されて、各ピクセルの現在値が与えられ
る。これは、現在ピクセルとその８個の隣接ピクセル
を、ピクセル内の像の振る舞いに対するモデルとして取
り上げることにより行われる。図４は、ピクセルＸと、
それに隣接するピクセルＡ−Ｈを示している。本発明
は、じかに隣接するピクセルについて述べるが、これよ
り多い又は少ない数の隣接ピクセルを使用するよう本発
明を拡張することができる。「ピクセル」とは、像の特
定位置に関連した像信号であって、白と黒との間のシェ
ードをもつ信号を指すものとする。従って、ピクセル
は、輝度（又は濃度）と位置とによって定義される。こ
こで使用する「グレー」という用語は、特に指示のない
限りカラーを指すものではない。むしろ、この用語は、
像信号が使用されるいかなる分離のカラーにも係わりな
く、最大と最小との間で変化する像信号を指すものであ
る。ここで使用する「像」とは、原稿文書を文書スキャ
ナ、電子カメラ等で走査することにより、又はコンピュ
ータグラフィックス形成プログラムに基づいて動作され
るコンピュータにより、或いは原稿ソースを参照せずに
メモリから得た像信号の順序付けされた集合である。

【００１９】又、ここで使用する「前景」とは、最終像
の構成中に像に付加される新たなオブジェクトを指す。
「背景」とは、新たな前景オブジェクトが付加される前
の時点における既存の像の状態を指す。背景は、現在の
当該オブジェクトの前に像に付加されたオブジェクトを
含んでもよい。又、ここで使用する「シェード」は、背
景におけるオブジェクトの当該前景オブジェクトのよう
なオブジェクトのカラー又は輝度を指す。又、ここで使
用する「マスク」は、オブジェクトの形状の記述を指
す。オブジェクトを記述するためには、その形状と色
（即ちそのマスクとシェード）の両方を指示しなければ
ならない。像にオブジェクトを追加するプロセスは、ス
テンシルを通して背景像にインクを塗るものとして考え
ることができる。ステンシルは、形状を与え、マスクと
して働く。インクは、シェードを与える。形状を定める
ステンシルは、インクの通過を許す開いたエリアと、イ
ンクの流れを阻止する他のエリアとを有している。この
類似性に基づき、前景シェードが背景にとって代わるこ
とが許される領域を「透過性」と称する。背景が保たれ
るエリアは、透過性でないマスクの領域に対応する。

【００２０】受け取られる像情報は、多数のフォーマッ
トをとり得る。ＰＤＬ記述により受け取られる像のクラ
スにおいては、像が解像度に係わりない項で記述され、
従って、任意の又は有用な解像度の像エレメントに分解
することができる。像は、所与のプリンタにおいてプリ
ンタの解像度でレンダリングされるよう予め準備されて
受け取られる。又、合成されるべき像エレメントは、多
数の解像度で受け取られてもよいが、これは、必要に応
じて共通の解像度への変換を必要とする。

【００２１】最初に、ＰＤＬ記述像について考えると、
これは最初にビットマップに分解されるので、前景オブ
ジェクトは、シェード及び背景を混合するために、その
オブジェクトを形成する各ピクセルにおいてシェード値
ｉ及びマスク値Ｍを有する。マスク値は、オブジェクト
によってピクセルのいかに多くがカバーされるかを表
す。像のある位置においては、混合は生じず、ピクセル
の値は、オブジェクトのシェード又は背景のシェードで
あることが明らかである。しかしながら、他の位置で
は、マスク値は、オブジェクト又は背景によりピクセル
が部分的にカバーされることを表す。問題は、ピクセル
境界内のオブジェクトの形状を、ピクセルのマスク値及
び隣接ピクセルのマスク値から推定することである。ピ
クセル内のオブジェクトの形状は、ピクセル内の領域即
ちサブピクセルの増加即ち超解像度の格子に関して定め
られる。

【００２２】図５を参照すれば、ピクセルＸは、Ｓ個の
サブ領域即ちサブピクセルに分割される。ここに示す実
施形態では、計算の目的でサブピクセルの便利な数とし
て、Ｓ＝２５が選択されたが、１より大きな数であれ
ば、それより小さくても大きくても除外されるものでは
ない。サブピクセルの数が少ないと、ピクセルエリアに
わたるマスクの変化を正確に特徴付けることができず、
一方、その数が多いと、処理時間が増大する。又、サブ
ピクセルは、便宜上、同じサイズの領域に対応するもの
として示されている。これは、必ずしも必要ではない。

【００２３】前景及び／又は背景は、異なる解像度で受
け取られることがある点を認識されたい。前景及び背景
が、比較的低い異なる解像度である場合には、サブピク
セルの数が、受け取られる各解像度の共通の倍数に基づ
いて選択される。受け取られた像の一方が解像度の高い
像である場合には、その解像度の高い像を特定の仕方で
処理する必要はない。背景像は、解像度Ｎで処理され
る。以下の例において、前景及び背景は共通の解像度で
あると仮定する。

【００２４】決定すべきは、どのサブピクセルを透過性
としそしてどれを不透明とするかである。鋭い縁がマス
クによって表されるという仮定のもとでは、サブピクセ
ルが完全に不透明とされるか又は完全に透過性とされ
る。透過性であるサブピクセルの一部分は、そのピクセ
ルのマスクの値Ｍに一致しなければならない。換言すれ
ば、８ビットシステムにおいて、考えられる表示又はプ
リントレベルの数Ｎが２５６（０を含む）に等しい場合
に、マスク値Ｍが次のように与えられ、０≦Ｍ≦２５５そしてサブピクセルの数がＳであれば、透過性のサブピ
クセルの数ｐは、次のように表される。ｐ＝ＭＳ／Ｎ＝２５Ｍ／２５５

【００２５】各サブピクセルの分数透過パラメータＰ
は、マスク値を隣接ピクセルで補間することにより（例
えば、線型補間を用いて）決定され、これらは、図４及
び５に示された例示的ピクセル及びその隣接ピクセルに
対し、図６に示されている。次いで、最も高い分数透過
値Ｐをもつｐ個のサブピクセルが選択される。重要なこ
とは、明らかに、ピクセルＸと、このピクセルＸに隣接
するピクセルとのマスク値の相対的な関係を表すサブピ
クセルマスク値が導出されることである。このような関
係を記述し且つここに述べる線型補間関数にとって代わ
り得る多数の潜在的な関数がある。

【００２６】図６のアレーを参照すれば、ほとんどの透
過性サブピクセルは、論理的な分類関数により得られ
る。分類技術は公知であり、多数の方法を使用できる
が、ヒープ分類技術（例えば、ナス氏の論文を参照され
たい）が特に適している。というのは、次に最も大きい
値を各々必要に応じて計算するからである。これは、部
分的な分類リストのみが必要とされるときに必要な計算
量を最小にすることを意味する。この場合は、ｐ個の最
も大きさ値（又はＳ−ｐ個の最も小さな値）が必要とさ
れ、それらが識別されると、分類計算を停止することが
できる。これについては、ジ・アート・オブ・コンピュ
ータプログラミング、第３巻、第１４５−１４９ペー
ジ、アディソン・ウェスレー・パブ社、１９７３年に掲
載されたナス氏の「分類及び探索(Sorting and Searchi
ng) 」を参照されたい。このヒープ分類機能は、サブピ
クセルを分類し、そして最大の浸透値をもつサブピクセ
ルを選択することができる。全てのサブピクセルの完全
な分類を実行する必要がなく、せいぜいその半分でよ
い。というのは、ｐ又はＳ−ｐの領域（５ｘ５の場合に
せいぜい１２）を行うだけだからである。ｐがサブピク
セルの半分より大きい場合には、ヒープ分類機能を用い
て、（Ｓ−ｐ）個の小さな値の領域を発見し、そしてそ
の補数を決定して、最も大きな値の領域を得ることがで
きる。これは、分類を常に入力のリスト全体の半分未満
で終了できることを意味する。

【００２７】背景の分析は、マスクの分析に類似してい
る。ピクセルは、２つのシェードの混合であると仮定
し、従って、２つのシェードの一方又は他方がサブピク
セルの各々に指定され、全ての領域の平均が全ピクセル
シェードに一致するようにされる。第１のステップは、
２つのシェードのいずれを使用するかを決定することで
ある。これらは、次のように、ピクセル及びその８個の
隣接ピクセルに対するシェード値の最大及び最小として
計算される。ＭＸ＝Ｍａｘ（Ｘ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）ＭＮ＝Ｍｉｎ（Ｘ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）

【００２８】サブピクセルの背景値は、図６においてマ
スクの計算に用いた同じ式に基づきピクセル及びその８
個の隣接ピクセルの背景値として計算することができ
る。しかしながら、選択すべきサブピクセルの数ｑは、
次のように計算される。ｑ＝Ｓ（Ｘ−ＭＮ）／（ＭＸ−ＭＮ）ＭＸ＝ＭＮの場合には、背景が均一シェードであり、以
下に述べる特殊な場合としてピクセルの合併を行うこと
ができる。

【００２９】又、マスクの透過度を決定するのに使用さ
れるある分類手順を用いて、ｑ個の最も大きな背景値の
サブピクセルを決定することができる。あるサブピクセ
ルが選択された場合に、それにシェードＭＸが指定され
る。残りのサブピクセルにはシェードＭＮが指定され
る。

【００３０】各サブピクセルに対し透過度及び背景シェ
ードが決定されると、次のステップは、各サブピクセル
に対する新たなシェードを決定することである。サブピ
クセルマスク値が透過性であると決定された場合には、
シェードは、前景オブジェクトのシェードとなる。さも
なくば、サブピクセルには、背景サブピクセルの値ＭＸ
又はＭＮが指定される。

【００３１】最後のステップは、ピクセルの全てのサブ
ピクセルに対しシェードを平均化することである。それ
により得られる平均値が、ピクセルに対する新たなシェ
ード値となる。

【００３２】上記の分析は、ピクセルごとのベースで効
率的に行うのは若干複雑である。好都合なことに、ほと
んどの一般的な場合には、このようなプロセスを必要と
しない。マスク値が０（非透過性を指示する８ビットシ
ステムにおける最小値）の場合には、ピクセルシェード
が背景値Ｘ_bにセットされ、即ちピクセル値は不変であ
る。マスク値が２５５（透過性を指示する８ビットシス
テムにおける最大値）の場合には、その結果が前景オブ
ジェクトのシェードｉにセットされる。背景値が白又は
黒（２５５又は０）であるか、又は最大値が最小値に一
致する（ＭＸ＝ＭＮ）場合には、背景が均一であると考
えられ、そして次のようなアルファ・ブレンディング式（Ｘ_Mi＋（Ｎ−Ｘ_M）Ｘ_b）／Ｎを、得られるピクセル値として使用することができる。

【００３３】図７を参照すれば、文書処理システム１０
２を含む基本的な文書処理システムが示されている。こ
の像処理システム１０２は、入力装置インターフェイス
１０３又はネットワークインターフェイス１０４を経て
像情報を受け取る。この実施形態において、入力装置イ
ンターフェイス１０３はスキャナ１０５に接続され、該
スキャナは、定められた巾ｘ、長さｙ、濃度レベル数ｄ
をもつ像１０Ｉ（ｘ、ｙ、ｄ）を発生する。例えば、Ｐ
ｉｘｅｌｃｒａｆｔ７６５０のような一般のスキャナ
が、多くの目的に対して受け入れられる解像度において
ｄ＝２５６を与える８ビット／ピクセルデータを発生す
る。カラー像は、複数のビットマップによって定めるこ
とができる。或いは又、ネットワーク１０６からネット
ワークインターフェイス１０４を経て受け取られた像情
報は、遠隔スキャナ、ファイルサーバ又はページ記述言
語（ＰＤＬ）ドライバ（図示せず）のような装置から送
信することができる。ネットワークインターフェイス１
０４を経て受け取られた情報は、定められた巾、長さ及
び深さを有するラスタ像の形態で部分像又は全像情報を
含むことができる。

【００３４】ラスタ像がスキャナ１０５から文書処理シ
ステム１０２によって受け取られると、像Ｉ（ｘ、ｙ、
ｄ）は、システムコントローラ１１１により指示される
ように接続１０８又はデータバス１０９のいずれかを経
て像メモリ１０７へ送信される。像情報がインターフェ
イス１０３及び１０４を経て同時に受け取られた場合に
は、コントローラ１１１は、ネットワーク１０６からの
像情報をデータバス１０９を経て二次記憶装置即ちハー
ドディスク１１３へ送り、そして入力装置又はスキャナ
１０５からの像情報を接続１０８を用いて一次記憶装置
即ち像メモリ１０７へ送る。像Ｉ（ｘ、ｙ、ｄ）のよう
な像情報が受け取られてメモリ１０７に記憶されると、
ビデオディスプレイ等で操作されるユーザインターフェ
イス１１０を経てプログラムされたように、像プロセッ
サ１１２がコントローラ１１１によって呼び出される。
像Ｉ（ｘ、ｙ、ｄ）を処理して、アンチエリアシングさ
れた像情報を形成した後に、メモリ１０７に記憶された
像が、接続１１４及び出力インターフェイス１１８を経
て出力装置即ちプリンタ１１９上に再現されるか、或い
は二次記憶装置１１３、又はデータバス１０９を経てネ
ットワーク１０６に接続された遠隔装置へ送信される。
本発明は、主として、像を合成する場合に適用され、例
えば、ＰＤＬファイルにより定められた形状が走査像を
オーバープリントするときに適用されることに注意され
たい。

【００３５】本発明を、１組のステップに関して説明す
る。図８を参照すれば、最初に、ステップ２０２におい
て、シェード値及びマスク値を表す像信号が前景像の当
該ピクセル（Ｘ）及びその隣接ピクセルＡ−Ｈに対して
得られる。ステップ２０４において、ピクセルＸに対応
する１組のＳ個のサブピクセル（上記実施形態では、Ｓ
＝２５サブピクセル）が識別される。識別されたサブピ
クセルの数及びＸのマスク値に基づき、ステップ２０６
では、ピクセルＸにおいて（完全に）透過性であるべき
サブピクセルの数を表す数値ｐが導出される。ステップ
２０８では、各サブピクセルの分数透過値Ｐが、Ｓ個の
値のアレーにおけるサブピクセルの位置と、隣接ピクセ
ルＡ−Ｈのマスク値と、ピクセルＸのマスク値の関数と
して計算される。ステップ２１０は、この関数が好まし
くは図６に示した値を返送する線型補間プロセスである
ことを示唆している。周囲のピクセルに基づいて各サブ
ピクセルの相対的な値を導出する他の関数も使用でき
る。

【００３６】ステップ２１２において、サブピクセルが
分数透過値Ｐによって分類され、従って、ステップ２１
４において、最も大きな分数透過値Ｐをもつサブピクセ
ルを識別することができる。ステップ２１６において、
サブピクセルが、最も大きな分数透過値Ｐをもつサブピ
クセルの組内にある場合は、そのサブピクセルに対して
フラグがセットされ、それが「透過性」であることを指
示する。さもなくば、フラグは、サブピクセルが透過性
でないことを指示する（ステップ２２０）。

【００３７】図９を参照すれば、最初に、ステップ３０
２において、背景像のピクセルＸ及びＡ−Ｈに対して受
け取った１組のシェード値から最小シェード値ＭＮ及び
最大シェード値ＭＸが決定される。値ＭＮ及びＭＸそし
てＸが分かると、ステップ３０４において、最大の背景
シェードをもつべきサブピクセルの数を表す値ｑが導出
される。ステップ３０６では、各サブピクセルのシェー
ド値が、Ｓ個の値のアレーにおける位置、隣接ピクセル
Ａ−Ｈのシェード値及びピクセルＸのシェード値の関数
として計算される。ステップ３０８は、この関数が、好
ましくは、図６に示す値を返送する線型補間プロセスで
あることを示唆する。周囲のピクセルに基づいて各サブ
ピクセルの相対的な値を導出する他の関数を使用するこ
ともできる。

【００３８】ステップ３１０において、決定されたシェ
ード値によりサブピクセルが分類され、従って、ステッ
プ３１２において、最も大きなシェード値をもつサブピ
クセルを識別することができる。ステップ３１４におい
て、サブピクセルが、最も大きなシェード値をもつサブ
ピクセルの組内にある場合には、そのサブピクセルが値
ＭＸにセットされる。さもなくば、サブピクセルは値Ｍ
Ｎにセットされる（ステップ３１６）。

【００３９】この点において、前景マスク及び背景シェ
ードが高い解像度で得られる。前景シェードが高い解像
度で直接得られない場合には、背景シェードについて述
べたようにスケーリング関数により得ることができる。
（通常、これはオブジェクト内では一定である。）

【００４０】プロセスの他の部分の間に、隣接ピクセル
において生じるものから導出されたサブピクセルに関す
る情報を用いて、ピクセルＸに対するシェード値及びマ
スク値が決定される。ステップ３２０において、各サブ
ピクセルに対するフラグが検討され、それが透過性であ
るかどうか調べられる。ステップ３２２では、フラグが
透過性を指示するようにセットされた場合に、サブピク
セルシェードはオブジェクトシェードにセットされる。
さもなくば、ステップ３２４において、サブピクセル
は、それに値ＭＮが指定されたかＭＸが指定されたかに
基づいて背景シェードのいずれかにセットされる。ステ
ップ３３０では、サブピクセルのシェード値が平均化さ
れる。ステップ３３２では、ピクセルシェードは、ステ
ップ３３０で決定された平均シェード値にセットされ
る。次いで、プロセスは、次のピクセルに対して再開さ
れる。

【００４１】ここに開示する方法は、種々のコンピュー
タ又はワークステーションハードウェアプラットホーム
に使用できるポータブルソースコードを与えるオブジェ
クト指向のソフトウェア開発環境を用いてソフトウェア
で容易に実施できる。或いは又、ここに開示した像処理
システムは、標準論理回路を用いたハードウェアにおい
て又は特にＶＬＳＩ設計を用いた単一チップにおいて部
分的に又は完全に実施できる。このシステムを実施する
のにソフトウェアを用いるかハードウェアを用いるか
は、システムの速度及び効率要求に基づくと共に、特定
の機能及び特定のソフトウェア又はハードウェアシステ
ムに基づいて変化する。しかしながら、像処理システム
は、当業者であれば、ここに開示した機能の説明に鑑
み、コンピュータ技術の一般的な知識で容易に開発する
ことができよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】エリアシング又はぎざぎざの問題を示す図であ
る。

【図２】オブジェクトの境界にグレーピクセルを用いた
アンチエリアシングを示す図である。

【図３】２つのアンチエリアシングされるオブジェクト
が横に並んで配置されたときに注目すべき欠陥を示す図
である。

【図４】周囲のピクセル情報を用いて各ピクセルのマス
ク値を導出する本発明の原理を示す図である。

【図５】周囲のピクセル情報を用いて各ピクセルのマス
ク値を導出する本発明の原理を示す図である。

【図６】周囲のピクセル情報を用いて各ピクセルのマス
ク値を導出する本発明の原理を示す図である。

【図７】本発明が使用される例示的なシステムを示す図
である。

【図８】本発明のプロセスを示すフローチャートであ
る。

【図９】本発明のプロセスを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０２文書処理システム１０３入力装置インターフェイス１０４ネットワークインターフェイス１０５スキャナ１０６ネットワーク１０７像メモリ１０８接続１０９データバス１１１システムコントローラ１１２像プロセッサ１１３二次記憶装置１１８出力装置インターフェイス１１９プリンタ

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｇ０９Ｇ 5/36 ５２０Ｇ０６Ｆ 15/66 ４５０ (72)発明者アールヴィクタークラーセンアメリカ合衆国ニューヨーク州 14580 ウェブスターブルックスボロドライヴ 293

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マスク値及びシェード値が各々指定され
たピクセルで構成される連続階調の前景及び背景像を合
成する方法において、１）シェード値を有するピクセルを含む背景像と、マス
ク値及びシェード値を有するピクセルを含む少なくとも
１つの前景像とを用意し、２）上記前景像及び背景像における当該ピクセルの高解
像度バージョンであって、複数のサブピクセルを含む高
解像度バージョンを用意し、３）各サブピクセルに、当該ピクセルにおけるその位置
と、当該ピクセルの最も近くに隣接するピクセルの値と
に基づいてマスク値及びシェード値を指定し、そして４）当該ピクセルにおける各サブピクセルに指定された
値を合成して当該ピクセルの最終出力値を決定し、これ
により、合成された像が前景像と背景像との間に改良さ
れた縁をもつようにすることを特徴とする方法。
【請求項２】約２より大きな多数のグレーレベルＧで
表示又は印刷可能な像を処理しそしてこのような像の縁
をアンチエリアシングする方法において、ａ）像における当該ピクセル及び複数の隣接ピクセルに
対し、アンチエリアシングされる像の縁のためのマスク
値及びシェード値を受け取り、ｂ）当該ピクセルを所定数のサブピクセルに細分化し、ｃ）当該ピクセルのマスク値から、透過性となるべき多
数ｐのサブピクセルを決定し、ｄ）各サブピクセルの分数透過値を、当該ピクセルのマ
スク値、その少なくとも１つの隣接ピクセルのマスク
値、及び当該ピクセル及び少なくとも１つの隣接ピクセ
ルにおけるサブピクセルの相対的な位置とに基づいて決
定し、ｅ）上記決定された分数透過値を大きさで分類しそして
ｐ個の最大の大きさをもつサブピクセルを透過性と識別
し、ｆ）当該ピクセル及び複数の隣接ピクセルに対し、最小
の背景シェード値及び最大の背景シェード値を決定し、ｇ）当該ピクセルのシェード値から、最大の背景シェー
ドデータとなるべき多数ｑのサブピクセルを決定し、ｈ）各サブピクセルのシェード値を、当該ピクセルのシ
ェード値、その少なくとも１つの隣接ピクセルのシェー
ド値、及び当該ピクセル及び少なくとも１つの隣接ピク
セルにおけるサブピクセルの相対的な位置とに基づいて
決定し、ｉ）上記決定されたシェード値を大きさで分類し、ｑ個
の最大のシェード値をもつサブピクセルに最大シェード
値を指定しそして残りのサブピクセルに最小シェード値
を指定し、ｊ）透過性と識別された各サブピクセルに対し、サブピ
クセルのシェード値をオブジェクトシェードに等しくリ
セットし、そしてｋ）全てのサブピクセルのシェード値を平均化して、ピ
クセルのアンチエリアシング値を得る、という段階を備
えたことを特徴とする方法。
【請求項３】グレーレベルの再現装置において像を印
刷又は表示するために縁をアンチエリアシングする方法
において、ａ）マスク値及びシェード値を有するピクセルに関して
定められ、アンチエリアシングされる縁を有する前景像
を、シェード値を有するピクセルに関して定められた背
景像と合成するために、像における当該ピクセル及び複
数の隣接ピクセルを受け取り、ｂ）当該ピクセルを所定数のサブピクセルに細分化し、ｃ）各サブピクセルにマスク値及びシェード値を、ピク
セルにおける及び隣接ピクセルに対するサブピクセルの
位置と、その各々のマスク及びシェード値とに基づいて
指定し、ｄ）サブピクセルが透過性を表すマスク値を有する場合
にサブピクセルをオブジェクトシェードにセットし、ｅ）残りのサブピクセルを隣接ピクセルの最小及び最大
シェード値の一方にセットし、そしてｆ）当該ピクセルを全てのサブピクセルの平均シェード
値に等しくセットするという段階を備えたことを特徴と
する方法。