JPH09107480A - 画像符号化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】拡張解像度ハーフトーン画像の符号化および復
号方法を提供する。 【解決手段】画像は、複数のサブピクセルを含む複数の
ピクセルによって表現される。符号化プロセスにおい
て、先ず、複数ピクセルから１つのピクセル集合を選択
し、該集合内の多くとも１つのピクセルが特定の値にセ
ットされたサブピクセル部分集合を有するように上記ピ
クセル集合を統合する。該集合の完全オンおよび完全オ
フのピクセルがビットマップに記憶される。サブピクセ
ルの半分を越えるサブピクセルがオンにセットされてい
る場合対応するビットをビットマップに記憶する。次
に、部分ピクセルの位置がメモリに記憶される。最後
に、上記対応するビットとの組み合わせで、上記多くと
も１つのピクセル内で上記特定の値にセットされている
サブピクセルの数を示す識別子を上記メモリに記憶す
る。復号は符号化の逆動作で実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続階調グレイス
ケール画像のデジタル・ハーフトーン化および印刷に関
するもので、特に、ハーフトーン化された画像を表すデ
ジタル情報を効率的に符号化し記憶する方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】連続階調グレイスケール画像のデジタル
・ハーフトーン化および印刷のプロセスにおいて、ハー
フトーン解像度と生成される階調数の間でトレードオフ
が一般的に存在する。より大きな辺細部を達成するため
解像度を増大すれば、使用可能な階調度数は減少し、輪
郭の深みおよび円滑性がそれに応じて劣化する。例え
ば、６００ｄｐｉ印刷装置について、１インチ当たり７
０行（＠４５度）の古典的スクリーンから１インチ当た
り１０６行スクリーンへ変更すれば、非ゼロの階調度数
は７２から３２へ減少する。ハーフトーン化技術に関す
る詳細情報は、 R.Ulichney氏著"Digital halftoning"
(ISBN 0-262-21009-6)に記載されている。

【０００３】最も直接的な解決方法は、印刷装置の解像
度を増加させることである。例えば、６００ｄｐｉから
１２００ｄｐｉの印刷装置へ変更することによって、使
用可能階調度数は４倍となる。しかしながら、より高い
解像度のための印刷メカニズムのコスト増および４倍に
増加したビットマップのためのメモリ容量の増加という
問題が派生する。

【０００４】インクジェットおよびレーザ印刷装置のよ
うなハードコピー・ラスタ出力装置は、プリント・ヘッ
ドまたはレーザ走査方向の装置解像度を拡張することに
よって階調度の増加を達成することがきる。この拡張解
像度方式におけるハーフトーン化された画像の品質は最
高である。しかし、その結果のハーフトーンは、メモリ
および記憶のための圧縮動作を相応に必要とする。６０
０×２４００ｄｐｉ装置として使用されるレーザ印刷装
置は、所与のハーフトーン画面について４倍の階調度数
を印刷することができる。しかし、ビットマップのメモ
リ要求容量は、１２００ｄｐｉに関する場合と同様に４
倍増大する。

【０００５】拡張解像度を使用するためのビットマップ
・メモリ増大を回避するため、画像をリアルタイムでハ
ーフトーン化し、ビットマップ・メモリでの中間記憶を
省略して印刷装置へ直接送ることができる。しかし、テ
キストや図形のような非画像エレメントが印刷ページに
含まれていることがある。それらのエレメントは、ハー
フトーン画像に上重ねされたり、マスクしたり、または
ハーフトーン画像に論理的動作を行ってハーフトーンン
画像と共にメモリに記憶されている場合がある。データ
圧縮が、ハーフトーン画像に適用され、必要なビットマ
ップ・メモリ容量を減らし、リアルタイムで伸張された
出力が印刷装置へ送られる。しかし、非画像ページ・エ
レメントに関する動作が、頻繁な伸張、修正および再圧
縮を必要として、このため処理性能が顕著に劣化する。
加えて、両面ページ印刷は、ビットマップを逆順にアク
セスすることが多いのでほとんどの伸張方式を使用でき
ない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、必要メモリ容
量の増加に比較してハーフトーン画像の階調度数が飛躍
的に拡大する効率的画像符号化方法および装置が必要と
される。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像を符号化
する方法である。画像は、複数のピクセルによって表現
され、各ピクセルは多数のサブピクセルを含む。最初
に、複数ピクセルから１つのピクセル集合が定義され
る。該集合の中の多くとも１つのピクセルが第１の値に
設定された複数のサブピクセル部分集合を持つように、
該ピクセル集合は統合される。（このように第１の値に
設定された複数のサブピクセルを持つピクセルを本明細
書では部分集合と呼ぶ）。上記第１の値に設定されたサ
ブピクセルのすべてを持つ該集合中の部分ピクセル、お
よび、上記第１の値に設定されてないサブピクセルのす
べてを持つ該集合中のピクセルが、メモリ上のビットマ
ップに記憶される。最後に、部分ピクセルがメモリ上で
符号化される。

【０００８】符号化プロセスを実行するため、第１に、
部分ピクセルが、設定されたサブピクセルの半分以上を
持つ場合、ビットマップの対応するビットがオンに設定
され、当該部分ピクセルが、設定されたサブピクセルの
半分以上を持っていない場合には、ビットマップの対応
するビットはゼロにされる。次に、部分ピクセルの位置
がメモリに記憶される。最後に、識別子がメモリに記憶
される。この識別子は、対応するビットとの組み合わせ
で、当該部分ピクセル中のオンにセットされたサブピク
セルの数を記述する。

【０００９】発明の課題を解決する手段として、本発明
は、複数のサブピクセルを各々が含む複数のピクセルに
よって表現される画像を符号化するため、上記複数のピ
クセルから１つのピクセル集合を定義し、当該ピクセル
集合の中の多くとも１つのピクセルが第１の値にセット
されたサブピクセルの部分集合を有するように、上記ピ
クセル集合を統合し、上記第１の値にセットされたすべ
てのサブピクセルを持つピクセルを第１の識別子によっ
てメモリ上で表し、第２の値にセットされたすべてのサ
ブピクセルを持つピクセルを第２の識別子によって表
し、上記多くとも１つのピクセルが存在すればそのピク
セルを符号化する画像符号化方法を含む。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、拡張解像度を使用し
て、所与のハーフトーン・スクリーンに関して、通常使
用可能なものより７倍の階調度を提供することによっ
て、ハーフトーン化された画像品質を劇的に改善する。
しかも、本発明は、圧縮を行わずに通常の場合に比較し
てわずかに２倍のビットマップ・メモリを必要とするに
すぎない。また、本発明は、テキストおよび図形のよう
な非画像エレメントに対して完全な互換性を持つ。

【００１１】本発明の核心は、以下に記述するように、
通常のビットマップ・メモリと同サイズの２次メモリに
ある。通常のビットマップ・メモリは、テキストと図形
のような非画像エレメントと共に、通常解像度のハーフ
トーン画像を含む。２次メモリは、通常解像度のハーフ
トーン画像とその対応する拡張解像度のハーフトーン画
像の間の差分の情報を含む。印刷時に、この情報を使用
して通常の解像度画像を補正することによって、画像が
印刷される場合、拡張解像度が復元される。

【００１２】本発明の好ましい実施形態に関する以下の
記述において、「部分ピクセル符号化」方法は、通常の
６００ｄｐｉビットマップ・メモリおよび６００×４２
００ｄｐｉ拡張解像度ハーフトーン画像を記憶する２次
メモリを使用する。

【００１３】部分ピクセル符号化の基本が図１に示され
ている。拡張解像度（６００×４２００ｄｐｉ）ドット
群の高解像度情報は、その辺における部分ピクセルに含
まれ、その他のピクセルは、粗めの解像度で表される。
部分ピクセル符号化は、ハーフトーン画像を２つのコン
ポーネントに分割する。第１は、通常の出力装置解像度
（６００ｄｐｉ）の画像の粗め表示、すなわち図１の
(Ｂ)である。該ページの非画像エレメントとともにそれ
は通常のビットマップ・メモリに収納される。第２のコ
ンポーネントは、粗め表示と拡張解像度画像の間の部分
ピクセル差、すなわち図１の(Ｃ)であり、これは２次メ
モリ内に符号化される。

【００１４】部分ピクセル符号化は、１次元（行）プロ
セスであり、１度に６００ｄｐｉピクセルの連続する４
個の位置（本明細書でこれを１つの集合と呼ぶ）に対し
て作用する。２次元の適用も可能であるが、（ハーフト
ーン化を含む）ほとんどの画像処理および記憶は行単位
で行われる。図２は、図１の（Ａ）のドット群の最上行
を符号化する場合の最初のステップを示す。完全オン
（７／７）および完全オフ（０／７）ピクセルが通常ビ
ットマップ・ニブルに記憶され、正確に表現される。
（注：以下の記述において、上記完全オンおよび完全オ
フのピクセルを完全ピクセル、その両者の間(１／７−
６／７)のハーフトーン・ピクセルを部分ピクセルと呼
称する）。

【００１５】図３は、部分ピクセル符号化を示す。各ピ
クセルは、７つのサブピクセルに分割されるので、１２
８種類の組み合わせが可能である。しかし、部分ピクセ
ルは、１／７から６／７の範囲の総体的平均階調度とし
て解釈される。従って、部分ピクセル符号化は６段階だ
けの符号化を必要とする。符号化は、先ず、サブピクセ
ル・セットの数に基づいて対応する粗めのピクセルを設
定する。サブピクセル・セットの数が３を超えていれ
ば、通常のビットマップ・ニブルの中の対応する粗めピ
クセルはオン（すなわち１）にセットされる。反対に、
サブピクセル・セットの数が３以下であれば、通常のビ
ットマップ・ニブルの中の対応する粗めピクセルはリセ
ットされる（すなわち０にセットされる）。図３の場合
ピクセル３００はサブピクセルを３個有している。部分
ピクセル３００のサブピクセルは４未満であるので、対
応する粗めピクセル３０３はリセットされる(すなわち
ゼロとされる)。

【００１６】次に、粗めピクセルと部分ピクセルの間の
誤差が、符号化されたニブルにおける誤差ビット・ペア
によって表現され、符号化される。部分ピクセル３００
とピクセル３０３の間の誤差は、(粗めピクセル)−(部
分ピクセル)＝０−３＝−３のように定義される。次の
表１は、上記誤差値を誤差ビット・ペアに符号化する際
に使用される参照テーブルである。

【００１７】

【表１】サブピクセル 粗めピクセル 誤差 誤差ビット・ペア ０／０ 白 ０ ００ １／７ 白 −１ ０１ ２／７ 白 −２ １０ ３／７ 白 −３ １１ ４／７ 黒 ＋３ １１ ５／７ 黒 ＋２ １０ ６／７ 黒 ＋１ ０１ ７／７ 黒 ０ ００

【００１８】表１を参照すると、誤差−３はビット・ペ
ア"１１"で表される。この符号化されたビット・ペア
が、図３の誤差ビット・ペア３０７および３０８に記憶
される。

【００１９】最後に、部分ピクセルの位置が符号化ニブ
ルに記憶される。最左端ピクセル位置を０、最右端位置
を３と仮定して、ピクセル位置は２ビットの２進数で表
すことができ、その２ビットを符号化ニブルの最初の２
ビットに記憶する。図３の例を完成させるには、ビット
・ペアに符号化された部分ピクセルの元は、ピクセル位
置２から出たものであるので、２進数"２"(すなわち１
０)が、位置３０５および３０６に符号化される。

【００２０】符号化ニブルの値がゼロであればそれは誤
差ゼロすなわち部分ピクセルが存在しないことを示すこ
とに注意する必要がある。従って、テキストのような非
画像エレメントは（符号化ニブルがゼロに初期化されて
いると仮定して）符号化を必要とせず、通常ビットマッ
プで正確に表現される。

【００２１】図４および５は、復号プロセスを示す。復
号プロセスの間、通常ビットマップは無修正で渡され
る。従って、テキストのような非画像エレメントは、正
確に通常ビットマップで表されているので、復号を必要
としない。非ゼロに符号化されたニブルについて、部分
ピクセルのピクセル位置が、左側ビット・ペアによって
示される。その他の３つのピクセルは、定義によって完
全ピクセルであって、図４に示されるように無修正のま
ま渡される。

【００２２】図５は、部分ピクセル復号化を示す。部分
ピクセルのサブピクセルの数が、通常ビットマップ・ニ
ブルの粗めピクセルおよび符号化ニブルの誤差ビット・
ペアを基に決定される（すなわち上述の符号化の際の対
応付けの逆操作である）。部分ピクセルの原形に関連す
る失われた情報が復元された点に注意する必要がある。
部分ピクセルは、ドット群の仮定に基づいて、この情報
を取り戻すことを試行する。復号器は、ビットマップ・
ニブル中の隣接する完全ピクセルの状態に基づいて、サ
ブピクセルを左また右側に配列して、粗め画像の辺を拡
張する。隣接する粗め画像の辺が検出されない場合は、
デフォルトの配列が使用される。

【００２３】上記の部分ピクセル符号化方法は、対象と
なる４つの連続するピクセル部分においてただ１つの部
分ピクセルの発生しかサポートしない点は当業者に理解
されるであろう。しかし、４つのピクセル区間における
複数の部分ピクセル発生は、拡張解像度ハーフトーン方
式で処理することができる。複数部分ピクセル発生は、
(1)ハーフトーンしきい値(ディザ)アレイの設計、(2)連
続階調ソース画像における強度勾配という２つの理由を
持つ。

【００２４】図６の(Ａ)および(Ｂ)は、互換性のあるし
きい値アレイおよびそれらの部分ピクセル・コンポーネ
ントによってそれぞれ生成されるドット群を示し、一
方、図６の(Ｃ)および(Ｄ)は、互換性のないしきい値ア
レイおよびそれらの部分ピクセル・コンポーネントによ
って生成されるドット群を示す。

【００２５】部分ピクセル符号化と互換性のあるハーフ
トーンしきい値アレイを設計することができる。唯一の
制約は、任意の一定の階調度に関して、結果として生ず
るハーフトーン・ドット群の部分ピクセルは、処理する
（行）でそれらを分離する少くとも３つの完全ピクセル
を持つ点である。このような制約があっても、（６００
ｄｐｉの通常の解像度を仮定して）＠４５度の１インチ
当たり２１２行までの中間調スクリーン頻度のための互
換しきい値アレイを生成することができる。

【００２６】互換しきい値アレイを用いても、なお、ソ
ース画像の強度勾配によって複数の部分ピクセルが発生
することがある。解決策は、符号化の前の部分ピクセル
統合フィルタの使用である。複数の部分ピクセルが存在
する場合、フィルタは、最隣接の部分ピクセルを犠牲に
して最大部分ピクセルを「成長」させ、その最大ピクセ
ルが全体ピクセルまたは唯一の残存ピクセルのいずれか
になるまで続ける。フィルタ処理は、１つ以上の部分ピ
クセルが残っていない状態になるまで繰り返される。

【００２７】部分ピクセル統合は、許容できぬほどハー
フトーン画像品質を劣化させない。複数部分ピクセルを
発生させる程に大きい強度勾配に関しては、強度は、し
きい値アレイの区間にわたって大幅にに変化し、従っ
て、どのようにしても正確に表現することはできないの
で、部分ピクセル統合が付加する影響は無視できるほど
のものである。

【００２８】４つのピクセルすべてを統合することは可
能であるが、本発明の好ましい実施形態は、１度に２つ
のピクセルに作用する。このようなアプローチは、２つ
の部分ピクセルは、より大きい部分ピクセルをそれが完
全オンになるまで増加させ、一方、より小さい部分ピク
セルをそれが完全オフになるまで減少させることによっ
て、１つに「凝縮する」ことができるという理解に基づ
いている。統合の詳細が図１１に示されている。統合動
作に使用される凝縮サブルーチンが図１２に示されてい
る。部分ピクセルが等しい場合、デフォルトとして、ｂ
が大きい方として選択される。また、いずれのピクセル
も部分ピクセルでなければ凝縮動作は作用しない。

【００２９】統合フィルタは、左側ピクセル・ペアおよ
び右側ピクセル・ペアを凝縮して、２つの部分ピクセル
を生成する。２つの部分ピクセルが残っているならば、
フィルタはそれらを凝縮して１つの部分ピクセルを生成
するかまたは部分ピクセルをなくす。その時点で、統合
は完了し、符号化が実行される。逐次的処理として記述
しているが、統合フィルタは、組み合わせ論理回路、ハ
ードウェアＲＯＭまたはソフトウェア照合テーブルを用
いる単一パスで実行することができる。

【００３０】改めて図１１を参照して説明すれば、最初
に、左のピクセル・ペア（位置０、位置１）が凝縮され
る（ステップ１２０２）。次に、右のピクセル・ペア
（位置２、位置３）が凝縮される（ステップ１２０
３）。これら２つの初期ピクセル・ペアが凝縮された
後、残る部分ピクセルは多くとも２つである。１つ以上
の部分ピクセルが残っているか否かを判断するため、位
置０が部分ピクセルであるか否かを判断するため、位置
０が調べられる（ステップ１２０４）。ピクセル０が部
分ピクセルであると仮定して、それは残りの部分的ピク
セルと凝縮される。先ず、位置２が部分ピクセルである
か否かを判断するため、位置２が調べられる（ステップ
１２０５）。ピクセル２が部分ピクセルでなければ、ピ
クセル０がピクセル３と凝縮される（ステップ１２０
６）。ステップ１２０５でピクセル２が部分ピクセルで
あれば、ピクセル０とピクセル２が凝縮される（ステッ
プ１２０７）。ステップ１２０４でピクセル０が部分ピ
クセルでなかった場合、ピクセル１は部分ピクセルと仮
定され、位置２が部分ピクセルであるか否かを判断する
ため、位置２が調べられる（ステップ１２０５）。ピク
セル２が部分ピクセルでないとすれば、ピクセル１がピ
クセル３と凝縮される（ステップ１２１０）。ステップ
１２０８でピクセル２が部分ピクセルであると判断され
れば、ピクセル１とピクセル２が凝縮される（ステップ
１２０９）。

【００３１】このように、本発明の好ましい実施形態に
おいて、４つのピクセルは先ず２つのグループに分割さ
れる。各グループは以下に述べる凝縮サブルチーンに渡
される。凝縮サブルチーンは、多くとも１つの部分ピク
セルを戻す。最初の２つのピクセル・ペアを凝縮した
後、部分ピクセルであるか否かを判断するため各ピクセ
ルが調べられる。いずれの部分ピクセルも再び凝縮サブ
ルーチンへ渡され、残りの部分ピクセルが凝縮される。

【００３２】図１２を参照して説明すれば、先ず、凝縮
プロシージャの結果、１つの完全ピクセルが生成される
かまたは１つの空のピクセルが生成されるか判断される
（ステップ１１０２）。７個を越えるサブピクセルが存
在するので１つの完全ピクセルが生成されたと仮定し
て、次にどちらのピクセルのサブピクセルの数が多いか
が判断される（ステップ１１０３）。

【００３３】ピクセルａがピクセルｂよりサブピクセル
を多数持っているとすれば、ｂ=(ａ＋ｂ）−７のサブピ
クセルとされ（ステップ１１０４）、ａは完全オンとさ
れる（ステップ１１０５）。要約すれば、ピクセルａを
完全ピクセルにする十分なサブピクセルがピクセルｂか
らピクセルａへ移される。同様の方法で、ステップ１１
０３で、ピクセルｂのサブピクセルがサブピクセルａよ
り多いと判断されると、ピクセルｂを完全ピクセルにす
る十分なサブピクセルがピクセルａからピクセルｂへ移
される。

【００３４】最初のステップ１１０２が少くとも１つの
空のピクセルが生成されたと判断すると、どちらのピク
セルのサブピクセルの数が多いかが判断される（ステッ
プ１１０８）。ピクセルａがサブピクセルを多数有して
いると判断されると、ｂのサブピクセルのすべてがピク
セルａへ移され（ステップ１１０９）、ｂのサブピクセ
ルのすべては削除される（ステップ１１１０）。ステッ
プ１１０８でピクセルｂがサブピクセルを多数有してい
ると判断されると、ａのサブピクセルのすべてがピクセ
ルｂへ移され（ステップ１１１１）、ａのサブピクセル
のすべては削除される（ステップ１１１２）。

【００３５】図７を使用して、本発明の統合手順の１例
を示す。図７に示されるように、ピクセル位置７０１は
空であり、位置７０２は５個のサブピクセルを持ち、位
置７０３は７個のサブピクセルを持ち、ピクセル７０４
は３個のサブピクセルを持つ。本発明がこのグループを
符号化することを試みる場合、ピクセル７０３は完全に
占められるているので、ビットマップで完全に表現され
る。しかし、２つの部分ピクセル（７０２、７０４）が
残る。図６に関連して上述したように、本発明は、１グ
ループにつき２つ以上の部分ピクセルを符号化すること
ができない。従って、図７のグループは統合されなけれ
ばならない。

【００３６】図１１の統合プロセスを図７の（Ａ）に適
用すれば、最初に、ピクセル７０１および７０２が、凝
縮サブルーチン１２０２へ渡される。図１２に示されて
いるように、ピクセル７０１および７０２が７個未満の
サブピクセルを有しているかが先ず判断される（ステッ
プ１１０２）。持っていないので、次にどちらのピクセ
ルのサブピクセルが多いかが判断される（ステップ１１
０８）。ここで、ピクセル７０２は５つのサブピクセル
を有しているので、ｂ（７０２）はａ（７０１）よりサ
ブピクセルの数が多い。ステップ１１１１でピクセル７
０１および７０２の内容が結合されピクセルｂに記憶さ
れる。また、ピクセルａ（７０２）はゼロにセットされ
る（ステップ１１１２）。サブルチーンからの戻りに際
して、ピクセル７０１および７０２のサブピクセルの内
容は不変である点は当業者に理解されるであろう。次
に、ピクセル７０３および７０４が凝縮サブルーチン１
２０３に渡される。図１２の凝縮サブルチーンの論理に
従って、ピクセル７０１および７０２のサブピクセルの
内容もまた不変である点は当業者に理解されるであろ
う。

【００３７】次に図１１に戻って、位置０が部分ピクセ
ルであるか否かを判断するためテストされる。本例にお
いては、位置０(７０１)は、サブピクセルを全く有して
いないので、ステップ１２０４の判断は偽（すなわちＮ
Ｏ）である。次に、ステップ１２０８で、位置２(７０
３)が部分ピクセルであるか否かを判断するためテスト
される。ここではピクセル２は完全ピクセルであるの
で、ピクセル１(７０２)およびピクセル３(７０４)が凝
縮サブルーチンへ渡される(ステップ１２１０)。図１２
の凝縮サブルーチンにおいて、渡された２つのピクセル
のサブピクセルの和が７個より大であるか否かが先ず判
断される(ステップ１１０２)。次に、どちらのピクセル
のサブピクセル数が多いかが判断される(ステップ１１
０３)。この例では、ピクセルａ(７０２)のサブピクセ
ルの数がピクセルｂより多いので、ピクセルｂはステッ
プ１１０４の方程式に従って埋められ、ピクセルａは７
個のサブピクセルで完全に埋められる。図７の(Ｂ)は、
図１１の統合プロセスの終了結果を示す。

【００３８】図７に示されている統合プロセスはかなり
単純な構成を表す。図８に示されるような一層複雑な構
成も処理可能である。図８の（Ａ）に示されるように、
ピクセル８０１が２つのサブピクセルを含み、ピクセル
８０２が１つのサブピクセルを含み、ピクセル８０３が
４つのサブピクセルを含み、ピクセル８０４が３つのサ
ブピクセルを含む。図１１の処理プロセスに従えば、ピ
クセル８０１および８０２が先ず凝縮サブルーチン１２
０２へ渡される。サブルーチンから戻されると、ピクセ
ル８０１は３つのサブピクセルを含みピクセル８０２は
空となる。次に、ピクセル８０３および８０４がステッ
プ１２０３で凝縮される。その結果、ピクセル８０３は
完全オンを形成する７つのサブピクセルを含み、ピクセ
ル８０４は空となる。凝縮ルーチンから戻された後、図
８のピクセル８０３が完全オンとなっているが更に処理
が必要か否かを判断するチェックは、図１１の実施形態
では行われていない。

【００３９】そのようなチェックを行うように図１１の
実施形態を修正することは当業者によって容易に実施す
ることができよう。図１１の実施形態の処理を継続すれ
ば、位置２(８０３)が７つのサブピクセルを含むので、
位置０(８０１)および位置３(８０４)が凝縮サブルーチ
ン１２０６へ渡される。位置３は空であるので変更は行
われず、かくしてピクセル集合は図８の（Ｂ）に示され
るように完全に統合される。

【００４０】上記の処理を逐次的に記述したが、上記フ
ィルタ・プロセスを組み合わせ論理回路またはソフトウ
ェア照合テーブルを用いて１回パスで実施することは可
能である。部分ピクセル統合および後続の符号化は、そ
の入力オペランドとして４つのピクセルの総和階調度
(すなわち０／７ないし７／７）を使用する。従って、
上記２つの機能を１回パスで実施する場合、１２ビット
入力照合テーブルまたは組合せ論理回路が使用されるで
あろう。部分ピクセル復号機能は、その入力オペランド
のため２つのニブルを持っているので、８ビット入力照
合テーブルまたは組合せ論理回路で実施することができ
る。

【００４１】図９には、本発明を実現する典型的ハード
ウェア実施形態が示されている。７つのサブピクセルを
含むピクセルの各々が加算器９０２−９０５に提示され
る。７ビット数は通常１２８の可能な組合せを表現する
ことができるが、図９に示される実施形態では、各ピク
セルが順次成長するので各ピクセルは８つの可能な組合
せだけを持つ。例えば、加算器９０２は、７個の到来ビ
ットをサブピクセル・セットの数を表現する２進数に変
換する。従って、加算器９０２は、セットされた３つの
サブピクセルがあるので、２進数３を出力する。同じよ
うに、加算器９０３は２進数７を、加算器９０４は２進
数４を、加算器９０５は２進数２をそれぞれ出力する。

【００４２】加算された出力の各々が３ビットの２進数
で８個の可能な入力を正確に表現することができること
は当業者に理解されることであろう。このようにして、
加算器９０２−９０５が結合されると、合計１２ビット
が生成される。次に、この１２ビット数、ＲＯＭ９０６
におけるアドレスとして使用される。ピクセル集合９０
１のデータを使用すると、加算器９０５が下位有効ビッ
トを出力すると仮定すれば、この１２ビット数は、（１
６進数表記で）０７Ｅ２である。最後に、ＲＯＭ９０６
は、２個のニブルを含む１バイトを出力する。第１のニ
ブルは通常のビットマップ情報を含み、第２のニブル
は、前述のように、対応する符号化情報を含む。上記の
例は最終的に、ＲＯＭ９０６の位置０７Ｅ２は、６（す
なわち０１１Ｏビット）が通常のビットマップで、２
（すなわち００１Ｏビット）が部分ピクセル符号化であ
る１６進数６２を含む。図１０は、最初に集合９０１の
統合、次に部分ピクセル情報の符号化という離散的ステ
ップを示す。

【００４３】図１４は、本発明を実行するために使用さ
れる論理ステップを示す。特定のピクセル集合が与えら
れ(ステップ１４０１）、この集合が上述のように統合
される（ステップ１４０２）。次に、完全ピクセルがビ
ットマップ・メモリに無修正で記憶される（ステップ１
４０３）。最後に、残りの部分ピクセルが符号化され、
メモリ１４０４に記憶される。

【００４４】部分ピクセルの復号化はそのオペランドの
ため２つのニブルを使用するので、符号化に用いられた
ものと同じ８ビット入力照合テーブルまたは組合せ論理
回路で実施することができる。２ビットを追加して、復
号される４個のピクセルの個々のピクセルにアクセスす
るように構成することも可能である。図１３は、復号器
のための１つの可能な実施形態である。データ・メモリ
１３０１が、最初のニブルにビットマップ（０１００）
を、第２ニブルにサブピクセル符号化(１０１１)を含む
８ビット数を出力する。１０２４×７のマトリックスと
して示されているＲＯＭ１３０２は２５６×２８とする
こともできるが、アプリケーションによっては、個々の
ピクセルへのアクセスを一層制御された形態で行うこと
を必要とする。従って、図１３の実施形態は、個々のピ
クセルの内容にアクセスできるように２ビットを追加使
用する。０１００１０１１ビットの入力を所与とすれ
ば、各ピクセルの内容は図１３の１３０３−１３０６に
示される通りである。

【００４５】本明細書に例示していないが、図９および
図１３のハードウェアと同等に動作するソフトウェア・
プログラムを当業者が生成することができるであろう。
また、そのようなプログラムを使用して、４０９６の可
能な統合／符号化入力の組み合わせおよび２５６の可能
な復号入力の組み合わせに対処できる照合テーブルを作
成することも可能である点は明らかであろう。そのよう
な照合テーブルは、ハードウェア実施形態の場合はＲＯ
Ｍに、あるいは、ソフトウェア実施形態の場合はプログ
ラムの一部として、記憶されることができる。

【００４６】画像品質の点である程度の妥協を許容する
ことによって、当業者が本発明の統合プロセスを修正し
て単純化することは可能であろう。例えば、最大値に関
する誤差および位置情報だけを符号化し、最大値以外の
情報を破棄することによって、ある１つの集合の中の複
数の部分ピクセルを処理することもできるであろう。ま
た別の例として、ある１つの集合内に複数の部分ピクセ
ルがある場合すべての部分ピクセル情報を破棄すること
もできよう。

【００４７】更に、ピクセルのより大きい集合のサブセ
ットである複数の部分ピクセルを符号化することも可能
であろう。例えば、１２ビット（各４ビットで２つの位
置を符号化し、２つの誤差ビット・ペアの計１２ビッ
ト）を使用して、１６個のピクセルからなる集合が２つ
の部分ピクセルを含むこともできる。２つ以上の部分ピ
クセルが残っていない場合対応する部分ピクセル統合プ
ロセスは終了する。そのような修正の１例が図１５に示
されている。オリジナルの１６個のピクセル１５０１
が、ビットマップ１５０２に先ず符号化される。位置１
にある最初の部分ピクセルの位置が、４ビット（１５０
４）に記憶される。第２の部分ピクセルの位置(７)は４
ビット(１５０３)に記憶される。各部分ピクセルに関す
る２つの誤差ビット・ペアが１５０５および１５０６に
記憶される。

【００４８】本発明の特定の実施形態を以上記述した
が、本発明の精神を逸脱することなく上記実施形態に種
々の変更を行うことができる点は当業者に明らかであろ
う。

【００４９】本発明には、例として次のような実施様態
が含まれる。 （１）複数のサブピクセルを各々が含む複数のピクセル
によって表現される画像を符号化する方法であって、上
記複数のピクセルから１つのピクセル集合を定義するス
テップと、当該ピクセル集合の中の多くとも１つのピク
セルが第１の値にセットされたサブピクセルの部分集合
を有するように、上記ピクセル集合を統合するステップ
と、上記第１の値にセットされたすべてのサブピクセル
を持つピクセルを第１の識別子によってメモリ上で表
し、第２の値にセットされたすべてのサブピクセルを持
つピクセルを第２の識別子によって表すステップと、上
記多くとも１つのピクセルが存在すればそのピクセルを
符号化するステップと、を含む画像符号化方法。 （２）上記メモリに記憶されている上記多くとも１つの
ピクセルを復号し、上記１つのピクセル集合を取り出す
ステップを含む、上記（１）に記載の画像符号化方法。 （３）上記ピクセルを識別子によって表すステップが上
記集合のビットマップ値をメモリに記憶することを含
み、上記ピクセルを符号化するステップが、上記部分集
合が上記複数のサブピクセルの半数と等しい場合、上記
ビットマップの対応するビットを上記第１の値にセット
し、上記部分集合が上記複数のサブピクセルの半数を越
えている場合、上記ビットマップの対応するビットを上
記第１の値にセットし、上記部分集合が上記複数のサブ
ピクセルの半数未満の場合、上記ビットマップの対応す
るビットを上記第２の値にセットするステップと、上記
メモリに上記集合の上記多くとも１つのピクセルの位置
を記憶するステップと、上記対応するビットとの組み合
わせで、上記多くとも１つのピクセル内で上記第１の値
にセットされているサブピクセルの数を示す第３の識別
子を上記メモリに記憶するステップと、を更に含む、上
記（１）に記載の画像符号化方法。 （４）上記ピクセルを識別子によって表すステップが上
記集合のビットマップ値をメモリに記憶することを含
み、上記ピクセルを符号化するステップが、上記部分集
合が上記複数のサブピクセルの半数を越えている場合、
上記ビットマップの対応するビットを上記第１の値にセ
ットし、上記部分集合が上記複数のサブピクセルの半数
と等しい場合、上記ビットマップの対応するビットを上
記第２の値にセットし、上記部分集合が上記複数のサブ
ピクセルの半数未満の場合、上記ビットマップの対応す
るビットを上記第２の値にセットするステップと、上記
メモリに上記集合の上記多くとも１つのピクセルの位置
を記憶するステップと、上記対応するビットとの組み合
わせで、上記多くとも１つのピクセル内で上記第１の値
にセットされているサブピクセルの数を示す第３の識別
子を上記メモリに記憶するステップと、を更に含む、上
記（１）に記載の画像符号化方法。

【００５０】（５）複数のサブピクセルを各々が含む複
数のピクセルによって表現される画像を符号化および復
号化する方法であって、上記複数のピクセルから１つの
ピクセル集合を選択するステップと、第１の値にセット
されたすべてのサブピクセルを持つ上記集合内のピクセ
ルをメモリ上で第１の識別子によって表し、第２の値に
セットされたすべてのサブピクセルを持つ上記集合内の
ピクセルを第２の識別子によって表すステップと、上記
第１の値にセットされた上記複数のサブピクセルの部分
集合を持つ部分ピクセルが存在する場合その部分ピクセ
ルについて上記第１の値にセットされたサブピクセルの
位置および数を符号化して上記メモリに記憶するステッ
プと、上記メモリに記憶されている上記部分ピクセルを
復号するステップと、ピクセルの上記集合を取り出すス
テップと、を含む画像符号復号方法。 （６）上記ピクセル集合がＭ個のピクセルを含み、 上
記画像符号復号方法が、ＮがＭより小であるとして、多
くともＮ個のピクセルが残るように上記ピクセル集合を
統合するステップを更に含み、上記符号化ステップが上
記Ｎ個の部分ピクセルのみを符号化することを含む、上
記（５）に記載の画像符号復号方法。 （７）上記画像符号復号方法が、１個の部分ピクセルが
残るように上記ピクセル集合を統合するステップを更に
含み、上記符号化ステップが上記１個の部分ピクセルの
みを符号化することを含む、上記（５）に記載の画像符
号復号方法。 （８）上記符号化ステップが、上記集合内の上記部分ピ
クセルの位置および上記第１の値にセットされた上記サ
ブピクセル数を上記メモリに記憶するステップと、を含
む上記（７）に記載の画像符号復号方法。

【００５１】（９）上記ピクセルを識別子によって表す
ステップが上記集合のビットマップ値をメモリに記憶す
ることを含み、上記ピクセルを符号化するステップが、
上記部分集合が上記複数のサブピクセルの半数を越えて
いる場合、上記ビットマップの対応するビットを上記第
１の値にセットし、上記部分集合が上記複数のサブピク
セルの半数未満である場合、上記ビットマップの対応す
るビットを上記第２の値にセットし、上記メモリに上記
集合の上記部分ピクセルの位置を記憶するステップと、
上記対応するビットとの組み合わせで、上記部分ピクセ
ル内で上記第１の値にセットされているサブピクセルの
数を示す第３の識別子を上記メモリに記憶するステップ
と、を更に含む、上記（７）に記載の画像符号復号方
法。

【００５２】（１０）上記ピクセルを識別子によって表
すステップが上記集合のビットマップ値をメモリに記憶
することを含み、上記ピクセルを符号化するステップ
が、Ｎ個の部分ピクセルの各々毎に、上記部分集合が上
記複数のサブピクセルの半数を越えている場合、上記ビ
ットマップの対応するビットを上記第１の値にセット
し、上記部分集合が上記複数のサブピクセルの半数未満
である場合、上記ビットマップの対応するビットを上記
第２の値にセットし、上記メモリに上記集合の上記Ｎ個
の部分ピクセルの位置を記憶するステップと、上記対応
するビットとの組み合わせで、上記Ｎ個の部分ピクセル
の各々において上記第１の値にセットされているサブピ
クセルの数を示す第３の識別子を上記メモリに記憶する
ステップと、を更に含む、上記（６）に記載の画像符号
復号方法。

【００５３】

【発明の効果】本発明は、拡張解像度を使用して、所与
のハーフトーン画像に関して、通常使用可能なものより
７倍の階調度を提供することによって、ハーフトーン化
された画像品質を大幅に改善し、しかも、通常の場合に
比較してわずかに２倍のビットマップ・メモリを必要と
するにすぎないという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】拡張解像度ハーフトーンのドットの処理様態を
示す図式である。

【図２】完全ピクセルの情報の記憶形態を示す図式であ
る。

【図３】ビットマップ・ニブル、サブピクセル誤差およ
び部分ピクセル位置を含む部分ピクセル符号化を示す図
式である。

【図４】復号プロセスにおける無修正の完全ピクセルの
処理を示す図式である。

【図５】部分ピクセル情報が復号される形態を示す図式
である。

【図６】互換性のある拡張解像度ドットの処理様態を示
す図式である。

【図７】単純な部分ピクセル統合を示す図式である。

【図８】複雑な部分ピクセル統合を示す図式である。

【図９】本発明の実施形態の符号化部分を実行するハー
ドウェア実施形態のブロック図である。

【図１０】統合および符号化プロセスとその結果の値が
ＲＯＭに記憶される形態を示す図式である。

【図１１】統合プロセスに関する実施形態を示す流れ図
である。

【図１２】図１１の実施形態によって使用されるサブル
ーチンの流れ図である。

【図１３】本発明の復号化部分を実行するハードウェア
実施形態のブロック図である。

【図１４】本発明に従う好ましい実施形態を示す流れ図
である。

【図１５】代替実施形態のための、ビットマップ・ニブ
ル、サブピクセル誤差および部分ピクセル位置を含む部
分ピクセル符号化を示す図式である。

【符号の説明】

３００、７０２、７０４、８０１、８０２、８０３、８
０４ 部分ピクセル ３０１、３０２、３０４、７０１、７０３ 完全ピクセ
ル ３０３ 粗めピクセル ３０５、３０６、１５０３、１５０４ 部分ピクセル位
置 ３０７、３０８、１５０５、１５０６ 誤差ビット・ペ
ア ９０１、１５０１ ピクセル集合 ９０２、９０３、９０４、９０５ 加算器 ９０６、１３０２ ＲＯＭ １３０１ データ・メモリ １５０２ ビットマップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のサブピクセルを各々が含む複数のピ
   クセルによって表現される画像を符号化する方法であっ
   て、 上記複数のピクセルから１つのピクセル集合を定義する
   ステップと、 当該ピクセル集合の中の多くとも１つのピクセルが第１
   の値にセットされたサブピクセルの部分集合を有するよ
   うに、上記ピクセル集合を統合するステップと、 上記第１の値にセットされたすべてのサブピクセルを持
   つピクセルを第１の識別子によってメモリ上で表し、第
   ２の値にセットされたすべてのサブピクセルを持つピク
   セルを第２の識別子によって表すステップと、 上記多くとも１つのピクセルが存在すればそのピクセル
   を符号化するステップと、 を含む画像符号化方法。