JPH10224603A - 画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記憶容量が少なく安価かつ簡単な構成で画像
認識を行なう画像処理方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る画像処理方法によるテンプ
レートマッチング解像度向上アーキテクチャにおいて、
第１の解像度の入力データは、パターンマッチングフィ
ルタ６０と６２に与えられる。パターンマッチングフィ
ルタ６０、６２では、中心ピクセル回りに位置された複
数のピクセルのためのデータが予め定義されたパターン
と比較されて、一致（マッチ）を識別する。一致が検出
されるときは、解像度が向上したピクセルの組や中心ピ
クセル及びそれを囲むピクセルに対する向上されたピク
セル信号を出力する。マルチプレクサ６４は、より大き
くより特定的なパターンマッチングフィルタ（５ｘ５の
パターンマッチング部６２）からの一致信号を入力する
と、そちらからの認識結果を優先させてプリンタへ送
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、一般的にデジタル
画像処理のための階層的に構成されたフィルタに関し、
特に、コストと計算的効率の点から解像度を改善するた
めに階層的に構成されたテンプレートマッチングフィル
タの使用に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明以外では、ゼログラフィック光受
容体（例えば感光体）に露光される画素（“ピクセ
ル”）のサイズ、位置、数をより正確に制御してビット
マップ画像を形成するテンプレートマッチング技術が提
案されている。これまで、解像度を向上させる方法や階
層テンプレートマッチングについては多数の特許と文献
で開示されている。

【０００３】例えば、ウォルシュ他（Walsh et al.）に
よるUS-A-4,437,122では、ビデオディスプレイピクセル
情報を受信してハードコピー出力を行うシステムで解像
度を向上させる方法について開示している。

【０００４】タング（Tung）によるUS-A-4,847,641で
は、所定の格納されたテンプレートのパターンとビット
マップの部分毎のマッチングを行い、予め選ばれたビッ
トマップ特徴の発生を検出することによってビットマッ
プ画像の印刷を改良することを教唆している。

【０００５】デンバー（Denber）によるUS-A-5,365,251
では、さまざまなサイズのテンプレートとマッチング処
理する階層パターンを開示している。

【０００６】カリー（Curry）によるUS-A-5,329,599で
は、階層テンプレートマッチングによって再生された画
像の忠実度を向上させることを教唆している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、マッ
チングアルゴリズムにおいて複数のパターンを使用する
あらゆるシステムで、テンプレートマッチングを適用す
ることができる。幾つかの共通的な用途としては、デジ
タル文書の改良、デジタル文書の解像度変換とその改
良、美化目的の画像修復、マンマシン認識（例えば、Ｏ
ＣＲや他の特徴認識）等がある。テンプレートマッチン
グを効率的に行うことで、粗いために画像のより高い空
間周波成分を正確に表現できない入力データに関するサ
ンプリングエラーのいくつかを克服することができる。
その密度の低さ（粗さ）は、画像の情報内容を完全には
表現できないサンプリング方法に起因することに注意さ
れたい。ここで、そのサンプリング方法には、粗い空間
サンプリング処理（例えば、スポット数／インチ）と粗
い量子化処理（例えば、８ビット／ピクセルに対して１
ビット／ピクセル）が含まれる。

【０００８】電子印刷の画像の改善に本発明を使うこと
ができる。電子印刷では、デジタル文字の特徴がしばし
ば認識され、その認識結果と画像書き込み要素（部材）
の性能に基づいて、さまざまな種類の改良されたピクセ
ル信号が生成され、それを使って最終の印刷画像や表示
画像を形成する。その改良された信号は、拡張された量
子化範囲（２値信号をグレイスケールへ変換、これは一
般的にアンチエイリアシング（antialiasing）と呼ばれ
る）をもち、書き込みスポットをそのスポット自体より
狭い距離にわたって制御する高度にアドレス可能な信号
と、通常のピクセル区間（期間）より短いある好ましい
長さ（時間長）で書き込み要素（例えば、レーザ）を作
動するパルス制御信号を含む。

【０００９】高度にアドレッシング可能なプリンタは、
スキャンパターンに従って、高ガンマ特性の感光記録媒
体を１つかそれ以上の強度変調されたスキャンスポット
でスキャンすることによって動作する。ここで、そのス
キャンパターンによって、そのスポットや複数のスポッ
トを記録媒体上に変位された複数の離散露光を重畳させ
る。高いアドレッシング能力とは、典型的には、書き込
みスポットのサイズや画像形成システムの名目上の解像
度より細かく空間的にインクリメントして、画像書き込
み要素（例えば、レーザ）をアドレッシングする能力で
ある。高いアドレッシング能力のあるシステムは実質的
に線形エッジ位置応答をもつため、予め選択された値に
従って変調されたピクセル信号は、副ピッチ（書き込み
スポットより小さい）の精度で形成される画像に含まれ
る変わり目（変化）を空間的に位置決めするシステムで
使われる。人間の視角系は、画像パターン中で特に尖っ
たエッジの変わり目に対して敏感であることがよく知ら
れている。ここで、この敏感さは副尺視力と呼ばれる。
この高いアドレッシング能力のおかげで可能となったエ
ッジ配置の精密さは、粗いサンプリングによって引き起
こされるぎざぎざ画像を抑制するように働く。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のピクセ
ルによって表現された画像を再生する際の輪郭（コンタ
ー）の忠実度を向上する方法であって、画像のセグメン
トを表現するピクセル値をメモリに格納する工程を有
し、前記画像のセグメントの複数のピクセル領域を分離
して、複数のウインドーを形成する工程を有し、各ウイ
ンドーは異なる寸法をもつと共に、中心ピクセルと前記
中心ピクセルを囲む複数のピクセルを含み、前記複数の
ウインドー内の少なくとも２つのピクセル領域と前記複
数のウインドーの各々に対する１組の標準ピクセルパタ
ーンを比較する工程を有し、前記複数のウインドーの各
々内でマッチングするピクセルパターンを識別する工程
を有し、前記中心ピクセルが前記複数のウインドーのう
ちの唯１つのウインドーの中で訂正可能な位置にあると
き前記中心ピクセルを改良し、前記中心ピクセルが前記
複数のウインドーの複数のウインドー内の訂正可能な位
置にあるとき前記中心ピクセルを改良する工程とを有
し、前記改良は、前記複数のウインドーの１つのウイン
ドーに関連する改良に従って実行され、また、前記複数
のウインドーに対する所定の階層構造に従ってその改良
がなされる。

【００１１】フィルタウインドーが共通の中心ピクセル
を備えるものとして説明されたが、その概念は複数の共
通ピクセルを含むウインドーにまで即座に拡張可能であ
ることが当業者は理解できることに注意されたい。複数
の共通ピクセルの使用は、エリア（領域）マッピングと
呼ばれる。

【００１２】本発明の一つの態様は、改良された忠実度
の高い露光部分を光受容体やその他の記録媒体に与える
（レンダリングする）ために利用される高いアドレッシ
ング能力をもつ従来の印刷方法での問題を認識したこと
に基づく。通常、高い忠実度の情報源は、サンプリング
された画像や高い解像度のビットマップである。しか
し、多くのラスターデータ源は、３００や４００ビット
／インチの低解像度のビットマップを提供するが、これ
は、階段を登るような情報の粗さによって誘引される不
要な人工物を削除するためには十分な解像度ではない。
そのようなレンダリングを改良するために解像度を向上
させることがよく知られているが、本発明では、これを
計算量的にかつコスト効率がよいテンプレートマッチン
グによる方法で実現する。

【００１３】本発明の階層的デザインにより構成が簡単
になるため、それを実施する際のコストと複雑さを低減
することができる。パターンテンプレートは１組の階層
的ウインドーで実施される。ここで、マッチ（一致）を
受け取るより特定のパターンは、より小さくより一般的
なパターンよりも優先権を有する。さらに、一層特定の
パターンを実施するために必要な記憶容量を削減するた
めに、パターンはそのパターンサイズに従って配列され
る。

【００１４】上述の技術は、テンプレートベースの解像
度を向上させるシステムで必要となる記憶容量を効率的
に削減する一方で、非常に特定的なテンプレートパター
ンを認識する能力を維持できるので有利である。本発明
の結果として、階層テンプレートマッチング技術を使っ
た解像度の向上を、削減されたテンプレートパターンの
記憶容量で実現することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の概要の理解のために複数
の図を参照する。それらの図中では、同じ参照番号が同
一の要素を示すために使われる。本発明を説明するため
に以下の用語が使われる。

【００１６】“画像”は物理的な光パターンである。画
像は、文字、単語、テキスト及び写真を含むグラフィク
ス等の要素等を含む。画像は“セグメント”に分割さ
れ、その分割された各々自体は画像である。画像のセグ
メントはどんなサイズでも可能であり、また、全体画像
を含むことができる。

【００１７】データ項目が画像を構成するのに十分な情
報を含むとき、そのデータ項目は画像を“定義”する。
例えば、２次元配列（アレイ）が画像の全体かまたはそ
の一部を定義することができる。ここで、その配列中の
各データ項目は、画像のそれぞれの位置の色を示す値を
提供する。

【００１８】画像中の各位置は“ピクセル”と呼ばれ
る。画像を定義する配列中（この中でデータの各項目が
値を提供する）で、ある位置での色を示す値を“ピクセ
ル値”と呼ぶ。各ピクセル値は、画像の“２値形式”の
１ビット、あるいは“グレイスケール形式”のグレイス
ケール値、あるいは、“色座標形式”の１組の色空間座
標であり、２値形式、グレイスケール形式、色座標形式
の画像を定義する２次元配列である。“中心ピクセル”
は文字どおりのある領域の中心のピクセルではなく、む
しろ、複数のテンプレートウインドーの共通の目標（タ
ーゲット）ピクセルである。画像全体の改良（向上）処
理中に、多くのピクセルまたは全ピクセルが“中心”即
ち“目標”ピクセルとなることは理解される。

【００１９】“高度のアドレッシング能力のある”ピク
セルとは、そのピクセルに対して与えられるマークの位
置とサイズが、そのピクセルの解像度よりも高い解像度
で制御することのできるピクセルである。例えば、高度
のアドレッシング能力のあるピクセルは、その中にある
複数の副ピクセルによって表現される。各副ピクセル
は、黒や白（カラー、非カラー）として与えられる（レ
ンダリングされる）。高度のアドレッシング性能による
出力を行う他の方法は、使用されるマーキングエンジン
に依存し、また、この高度のアドレッシング性能が副ピ
クセル画像形成技術に必ずしも制限を与えるものではな
いことは、当業者に理解される。“解像度の向上”は、
画像のピクセルを処理して、同じ空間領域に対してより
多くのピクセルを生成するか、または、高度のアドレッ
シング性能のピクセルを同数生成するプロセスである。

【００２０】“近傍操作”は、画像の一部に関するデー
タを使って画像の別の部分に関するデータを得る画像処
理操作である。

【００２１】ピクセル間に他のピクセルがないときか、
または、もしピクセルが適当な近傍の評価基準に合致す
るならば、そのピクセルは“近傍”、即ち、画像内で
“近傍に”ある。例えば、連接の評価基準に基づいて、
もしピクセルが矩形であり、行と列にあるならば、各ピ
クセルは４つの強い近傍、４つの弱い近傍、または合計
８つの近傍ピクセルをもつ。

【００２２】ゼログラフィック（静電写真）印刷のため
に開発された画像出力装置の１つである“ラスタ出力ス
キャナー”（ＲＯＳ）は、一つの強度変調光ビームを出
力する単一ビームレーザ光源又は２つ以上の強度変調光
ビームを出力するマルチビームレーザ光源を使用すると
共に、この又はこれらの変調光ビームを高速（主）走査
方向に光受容体を横切るように周期的に偏向するための
（ポリゴンスキャナのような）スキャナを有し、光受容
体は高速走査方向と直交する処理方向へ同時に前進させ
られる。実際上、各レーザビームは、光受容体表面かそ
の近傍に焦点が合され、実際に焦点が合った“スキャン
スポット”が得られる。そのスキャンスポットにより、
所定のスキャン（走査）パターンに従って光受容体がス
キャンされる。何故なら、レーザビームまたは複数のビ
ームの高速スキャン偏向は、光受容体のプロセス（処
理）方向での動きとベクトル的に合計されるからであ
る。以下の記述は、説明の便宜上、単一ビーム／単一ス
キャンスポットＲＯＳの特徴を述べたものであるが、本
発明は、単一のビームやマルチビームのＲＯＳ、画像バ
ー、または他の画像書き込み装置を使ったプリンタや他
のディスプレイ手段にも適用できる。

【００２３】図１には、ゼログラフィック印刷エンジン
（不図示）の従来構成の光学系１０が描かれており、そ
こで本発明を使うことができる。フライングスポット
（flying spot ）ＲＯＳは、所定のラスタースキャンパ
ターンに従って、ゼログラフィック光受容体１４上にデ
ータ変調光ビームをスキャンさせる。そして、ＲＯＳ
は、複数のほぼ同一なミラー状外側壁、即ち、“ファセ
ット”２０を有するポリゴン１８と共に、スペクトルの
可視帯域か非可視（例えば、赤外線）帯域の光ビーム１
２を射出するレーザダイオード１６を備える。

【００２４】また、システム１０の一部には、矢印２４
で示されるように、ポリゴン１８をその中心軸でほぼ一
定角速度で回転させるモータ２２がある。ポリゴン１８
は、レーザ１６と光受容体１４間に光学的に位置合わせ
されるので、その回転によりレーザビーム１２が遮ら
れ、次から次へポリゴンファセット２０で反射される。
そして、その結果、ビーム１２が光受容体１４を高速走
査方向に周期的に走査する。他方、光受容体１４は、矢
印２６で示されるように、一般的に直交プロセス方向に
ほぼ一定の線形的速度で同時に前進させる（不図示の手
段によって）。そのため、レーザビーム１２は、レーザ
スキャンパターンに基づいて光応答（感光）面１４を走
査する。図示されているように、光応答面１４は回転ド
ラム２８上にコーティングされているが、これはベルト
や他の適当な基体によっても実現可能であることは明ら
かである。

【００２５】典型的には、ＲＯＳは、レーザビーム１２
を光応答面１４に近接するほぼ円形焦点に送るためと、
スキャナーのぐらつき（ウォブル）とその他の光学的な
不規則さを補償するために必要な光学的補正を行うた
め、プレスキャン光学部３０とポストスキャン光学部３
２を含む。好適には、ＲＯＳの光学的開口は、レーザビ
ーム１２が過度に切り捨てられることを避けるために十
分に大きなサイズをもつ。何故ならば、一般的にビーム
１２は、ガウシアン強度プロファイルをもつ円形焦点か
楕円焦点になるからである。しかしながら、本発明のよ
り広い態様は、あらゆる特定のスキャンスポットの幾何
学様式や強度プロファイルに制限されない。

【００２６】好適には、連続するマルチビットのデジタ
ルデータ値に基づいてレーザビーム１２の振幅、デュー
ティサイクル、及び／又はパルス幅が変調される（ここ
では、“強度変調”と集合的に呼ぶことにする）。これ
らのデータ値は、ラスタスキャンパターン内でビットマ
ップ位置からビットマップ位置へスキャンスポットがス
キャンされることに時間同期するデータクロックパルス
に応答して、データ源３６から連続してクロックアウト
される。従って、データクロック周波数は、高速のスキ
ャン方向とプロセス方向で同じ倍率かまたは異なる倍率
を使用して、望ましい倍率でデータをラスタースキャン
パターン上にマッピングするように図示しない手段によ
って選択され得る。以下で説明するが、ハーフトーン画
像、グラフィクス、及び／又はその他のタイプのライン
アートを印刷するために本発明の態様に従ってこのデー
タが前処理される。それにより、データ源３６は、一般
的に、レーザビーム１２を強度変調するために適するラ
スターデータ源を示す。一つの実施の形態では、レーザ
ダイオード１６に対する駆動電流は、データ源３６から
クロックアウトされたデータ値に対応して、変調器３８
によって連続的に変調される。それによって、これらの
データ値に従ってデータクロックレートで、レーザビー
ム１２が強度変調される。

【００２７】必要ならば、例えば、ポリゴン１８と面２
０の角速度の変動（ばらつき）と、ポリゴン１８と所定
のスキャンラインの空間的に異なるセグメントとの幾何
学的関係の局所的変動によって引き起こされる傾向のあ
る位置決め誤差を補償するために、データクロックの周
波数を動的に調整することによって、印刷エンジン１０
の高速スキャン位置決め精度を上げることができる。さ
らに、スキャンスポット自体より細かいインターバルで
そのスキャンスポットを空間的アドレッシングできる速
度でレーザに対する信号を制御するために、そのクロッ
クを使うことができる。この高いアドレッシング性能の
１つの主要な用途は、形成される画像のエッジを正確に
位置決めすることである。

【００２８】また、本発明は、さまざまな画像改良（向
上）システムでの特定用途、例えば、１９９５年１０月
１１日に出願されたリン他（Lin et al.）の米国特許出
願No.08/540,998の“テキストとラインアートを含むグ
レイスケール画像の解像度を向上させる方法と装置”で
開示された解像度向上システムに使われる。尚、この文
献はそれを教唆するための文献として本明細書に組み込
まれる。

【００２９】図２は、図１に示されたデータ源３６の構
成要素を描いたブロック図を示す。画像入力装置（例え
ば、スキャナー）、大容量記憶装置、ネットワーク（ロ
ーカル、イントラネット、インターネット）を含む多く
のデータ源が使われ、ページ記述言語（ＰＤＬ）で記述
されたデジタル文書を提供できることが当業者には理解
される。ＰＤＬの例としては、インタープレス、ＰＣ
Ｌ，ポストスクリプトがあり、その他のＰＤＬやその他
のフォーマットで表現される文書も含まれる。ＰＤＬ文
書５０が印刷システムによって受け取られ、それに関連
するメモリに格納されると、その文書はデコンポーザ
（分解部）５２によって分解や圧縮解除され、少なくと
もその文書の一部のデジタル画像が生成される。

【００３０】ＰＤＬデコンポーザ５２の出力は、特定の
解像度、例えば、６００ｘ６００ｘ１、のビットマップ
画像である。しかしながら、本発明が意図する高いアド
レッシング性能のシステムを駆動するために、デコンポ
ーザの出力は好適には解像度向上部（エンハンサ）５４
でさらに処理される。ここで、デジタル画像データの解
像度が少なくとも１要素（一つの次元）分上げられる。
一つの実施の形態では、画像データピクセル当たり４ビ
ットを必要とする高いアドレッシング性能の印刷システ
ムを駆動するために適した出力を生成するために、その
解像度向上部が使われる。そして、図２に示されている
ように、ＰＤＬ分解部の出力を、６００ｘ６００ｘ１か
ら２４００ｘ６００ｘ１（即ち、６００ｘ６００ｘ４）
に変換する。その他の向上された解像度と改良されたピ
クセル信号も可能であり、また、解像度に関してここで
使われた例が本発明を制限するものではないことは理解
される。上述されたように、解像度が向上したデジタル
データは、解像度が向上した出力を行うように副ピクセ
ルや高いアドレッシング性能に基づいてレーザ光源の変
調を制御するために使用される。

【００３１】本発明に係る実施の形態の概要を説明する
ために、図３と図４を参照する。ここでは、本発明に関
して使われるテンプレートマッチング解像度向上アーキ
テクチャの様々な態様が詳細に描かれている。図３は、
解像度向上部（エンハンサ）の階層特性を示したブロッ
ク図の一例である。第１の解像度で入力データを受け取
ると、そのデータは一対のテンプレート、即ち、パター
ンマッチングフィルタ６０と６２に与えられる。好適な
実施の形態では、解像度向上アーキテクチャでの性能を
維持するために、図３と図４に描かれているように、階
層パターンマッチング部（matcher ：マッチャー）を互
いに並列に使うことができる。

【００３２】パターンマッチングフィルタ６０、６２で
は、中心ピクセル回りに位置された複数のピクセルのた
めのデータが予め定義されたパターンと比較されて、一
致（マッチ）を識別する。一致が検出されるときはいつ
でも、それらのパターンマッチング部は、解像度が向上
したピクセルの組や中心ピクセル及びそれを囲むピクセ
ルに対する向上されたピクセル信号を出力する。しかし
ながら、マッチング部６０、６２内の両方のパターンマ
ッチングフィルタが似たパターンを検出するときはいつ
でも、争いの可能性を避けるために階層システムが必要
となる。ここで使われるシステムは、より大きいパター
ンマッチングブロックでの一致を示す選択線を介して制
御されるマルチプレクサ６４を使い、より大きくより特
定的なパターンマッチングフィルタ（この例では、５ｘ
５のパターンマッチング部）を優先するものである。

【００３３】さらに、図３の階層パターンマッチングシ
ステムでの処理を示すために、図５と図６を簡単に参照
する。ここでは、ビットマップの例が描かれている。図
５では、３ｘ３と５ｘ５のパターンウインドーが互いに
重なり、両方とも中心ピクセルＣを中心とする様子が示
されている。当業者によって理解されるように、５ｘ５
のパターンウインドーは、より小さなウインドーよりも
かなり多くの画像内容を備える。観察されたエッジの傾
斜（スロープ）をよりよく推定するために、より大きな
ウインドーでの追加の情報を使うことができる。その傾
斜が推定されると、高くアドレッシング可能な信号が生
成される。この信号は、画像を向上するのに適してお
り、正確な傾斜をもち尖った変わり目のない画像を形成
できる。この傾斜のよりよい推定により、外見をより向
上させることが可能となる。この傾斜の推定処理は、テ
ンプレートデザインの手続きでは暗黙のものである。し
かしながら、５ｘ５のウインドーで可能な全てのパター
ンを格納するにはかなり大きな記憶装置が必要であり、
後者に対して２²⁵、また前者に対して２⁹ であることが
知られている。従って、本発明では、より小さな組の３
ｘ３のパターンにコンテクストを追加する必要がある場
所だけに対して、５ｘ５のパターンを用いる。

【００３４】図６に、その一例が示されている。そこで
は、垂直な輪郭、即ち、垂直なエッジに沿った変わり目
にたまたまある中心ピクセルＣを含む入力ビットマップ
１００が示されており、画像の変わり目を滑らかに改良
する必要がある。特に、例えば、画像セグメント１０２
に描かれているように、多数のピクセル上の垂直輪郭に
沿った変わり目を改良することが必要である。３ｘ３パ
ターンでマッチング処理されるセグメント１０２では、
その変わり目が正確に識別されて、中心ピクセルＣに対
する露光を、露光された１ピクセルレベルの約半分に減
らすことにより補償がなされる。これにより、より滑ら
かな変わり目となることは明らかである。しかしなが
ら、５ｘ５のパターンマッチングを使ってビットマップ
１０４の変わり目を制御する場合に得られる改良結果と
比較すると、その変わり目は、さらに長い垂直のピクセ
ルの範囲（例えば、ピクセルＣ-1、Ｃ、Ｃ+1）に渡って
広がることは明らかである。

【００３５】関連するパターンが識別されるときはいつ
でも５ｘ５のパターンマッチング部が好適な出力を生成
することが認識されると、階層的関係が構築される。図
３に示されているように、パターンマッチング部６２
は、認識されたパターンに対応して生成された改良（向
上）されたピクセルデータだけでなく、一致（マッチン
グ）を示す信号も出力する。その一致信号を２つの入力
マルチプレクサ６４で選択信号として使うことで、一致
するときはいつでも５ｘ５の出力を選ぶことができる。

【００３６】図３のパターンマッチングデザインでは、
５ｘ５のパターンマッチング部が２ ²⁵通りの可能な全パ
ターンを備える必要はない。それは、多数のパターン
が、３ｘ３のパターンマッチング部によって適切に認識
され処理されるパターンの複製物であるからである。従
って、認識するパターン数を削減するために、ロセ（Lo
ce et al. ）のUS-A-5,359,423とUS-A-5,387,985で開示
された統計的手法を用いてパターンマッチング部６２を
最適化することができる。それによって、そのシステム
のパターン記憶量を減らすことができる。

【００３７】解像度向上部５４の別の実施の形態が図４
に描かれている。ここでは、入力画像内の特定のパター
ンを認識して向上する能力をさらに拡張するために追加
された階層パターンマッチング部が描かれている。例え
ば、一対の直交するテンプレートマッチング部７０、７
２が図３の装置に対してさらに加えられている。３ｘ９
と９ｘ３のパターンマッチング部は、例えば、図６のビ
ットマップ１０６で描かれているように、より長い水平
及び垂直方向の輪郭の変わり目を識別する場合に特に役
に立つ。さらに、本発明は、ＮｘＮのパターンマッチン
グ部８０で示される多数の他のフィルタディメンション
（寸法）を使う別の実施の形態も含む。さらに追加可能
なパターンマッチング部や、その他のパターンマッチン
グ部では、７ｘ７、９ｘ９、７ｘ３、３ｘ７、７ｘ５、
５ｘ７、９ｘ５、５ｘ９を含む。図４に示されている
が、各パターンマッチング部は、一致に対応して改良さ
れた出力ピクセルを生成するだけでなく、一致信号も生
成する。直交的に対をなすパターンマッチング部の一致
信号は、好適には相互に排他的であり、単一の論理回路
７４によって統合されるので、単一の一致信号だけがそ
の対で生成される。例えば、好適な組は、３ｘ３、（５
ｘ３、３ｘ５）、（７ｘ３、３ｘ７）、（９ｘ３、３ｘ
９）でよい。

【００３８】パターンマッチング部を追加したため、選
択制御論理部６８をマルチプレクサ６４に追加する必要
がある。選択制御論理部６８では、テンプレートマッチ
ングフィルタの階層を反映するように予めプログラミン
グされる。好適な実施の形態では、選択論理部の階層で
は、より高いレベルでより特定のフィルタを使い、より
低いレベルでより一般的なフィルタを使って改良を行
う。例えば、直交ペアの７ｘ３、３ｘ７と５ｘ３、３ｘ
５よりも、また、より小さい正方形ウインドー３ｘ３、
５ｘ５、７ｘ７のパターンマッチング部よりも、９ｘ３
や３ｘ９のパターンマッチング部が選ばれる。好適な実
施の形態では、パターンマッチング部は、共通の中心ピ
クセルに対応して改良された出力を同時に生成するため
に並列に動作する。さらに、本システムは、好適には、
改良された画像データを印刷システム１０にその処理速
度で提供するために十分なデータ速度かそれ以上で動作
する。

【００３９】要約すると、本システムは、画像セグメン
トを表現するピクセル値をメモリに格納し、前記画像セ
グメントの複数のピクセル領域を分離することによって
中心ピクセルとその中心ピクセルを囲む複数のピクセル
を含む複数のウインドーを構成することにより、複数の
ピクセルによって表現される画像の輪郭の忠実度を向上
させる方法と装置である。そして、ウインドー内の少な
くとも２つのピクセル領域と各ウインドーに対する１組
の標準ピクセルパターンを比較し、各ウインドー内で一
致するピクセルパターンを識別する。一致するパターン
が見つけられると、複数のウインドー中の訂正可能な位
置に中心ピクセルがあるとき、訂正可能な位置にある１
つかそれ以上のピクセルを改良する。ここで、その改良
は、それらのウインドーの１つに関連する改良に従って
達成され、また、複数のウインドーに対する所定の階層
構造に従ってその改良がなされる。

【００４０】本発明の階層フィルタリング方法の範囲を
よく理解するために、パターンマッチングは２値画像に
制限されないことに注意されたい。グレイスケールのパ
ターンマッチングとカラー画像のパターンマッチングも
本発明によって理解される。さらに、“パターンの一致
（pattern match ）”の意味は、理想的な１対１の対応
に制限されないことに注意されたい。むしろ、画像領域
分類と統計的意思決定とその他の方法の各分野で知られ
る幾つかの意志決定評価基準に基づいて決められるある
程度の一致に委ねられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザプリンタの一般的機能を示す図である。

【図２】図１で示されたデータ源の構成要素を描くブロ
ック図である。

【図３】本発明に係る解像度向上のための階層テンプレ
ートマッチングデザインの実施の形態を示す図である。

【図４】本発明に係る解像度向上のための階層テンプレ
ートマッチングデザインの実施の形態を示す図である。

【図５】本発明で使われる２つのテンプレートウインド
ーの例を示す図である。

【図６】本発明に従って実行されるさまざまな処理結果
を表現する様々な画像セグメントの例を示す図である。

【符号の簡単な説明】

１０ 光学系 １２ 光ビーム １４ ゼログラフィック光受容体 １８ ポリゴン ２０ ファセット ２８ 回転ドラム １００ 入力ビットマップ １０２ 画像セグメント １０４、１０６ ビットマップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ブランチフォルテ アメリカ合衆国 14606 ニューヨーク州 ロチェスター クロス ゲーツ ロード 18

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のピクセルによって表現される画像
   を向上する画像処理方法であって、 画像のセグメントを表現するピクセル値をメモリに格納
   する工程を有し、 前記画像の複数のピクセル領域を分離して、複数のウイ
   ンドーを形成する工程を有し、各ウインドーは異なる寸
   法をもつと共に、中心ピクセルと前記中心ピクセルを囲
   む複数のピクセルを含み、 前記複数のウインドー内の少なくとも２つのピクセル領
   域と前記複数のウインドーの各々に対する１組の標準ピ
   クセルパターンを比較する工程を有し、 前記複数のウインドーの各々内でマッチングするピクセ
   ルパターンを識別する工程を有し、 前記中心ピクセルが前記複数のウインドーのうちのただ
   １つのウインドーの中の訂正可能な位置にあるとき前記
   中心ピクセルを改良し、前記中心ピクセルが前記複数の
   ウインドーの複数のウインドー内の訂正可能な位置にあ
   るとき前記中心ピクセルを改良する工程とを有し、前記
   改良は前記複数のウインドーの１つのウインドーに関連
   する改良に従って達成され、また、前記複数のウインド
   ーに対する所定の階層構造に従ってその改良がなされる
   ことを特徴とする画像処理方法。