JPH10229496A

JPH10229496A - 多グレーレベルのハーフトーン画像にグレーレベルを追加する方法及び装置

Info

Publication number: JPH10229496A
Application number: JP10004186A
Authority: JP
Inventors: W Vance Richard; リチャード・ダブリュー・バンス
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1998-01-12
Publication date: 1998-08-25
Also published as: US5809217A

Abstract

(57)【要約】【課題】 Nレヘ゛ルのク゛レー画素値をnの見かけ上の画素グレ
ー値(N>n)を示すハーフトーン画像に変換する方法及び装置の
提供。ハーフトーン画像の画素の各々はレーサ゛ーにより、n-1個の
白でないク゛レーレヘ゛ルの１つにレンタ゛リンク゛される。【解決手段】テ゛ィサ゛マトリクスが画像上に順次論理的にタイリン
ク゛され、各画像画素のク゛レー値と論理的に重ねられたテ゛ィサ
゛マトリクス値との間の関係値が判定される。関係値の各々に
つき、各奇数タイル位置ではそれがn-1個のしきい値のどれ
を越えたかが判定され、中間値を越えるとき第1のク゛レー
変調値が画素に割り当てられる。各偶数タイル位置でも同
様に判定され、中間値を越えるとき第2のク゛レー変調値が
割り当てられる。その後、3つの順次のテ゛ィサ゛マトリクスタイル位
置に対応して配置された画素についてレーサ゛ー変調値が調
べられる。中間の対応画素に割り当てられたク゛レー変調値
は、隣接する画素に割り当てられたク゛レー変調値に応じて
スムーシ゛ンク゛され、レーサ゛ー印刷エンシ゛ンの制御に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のグレーレベ
ルを有する画素を用いてハーフトーン画像を供給する方
法及び装置に関し、より詳しくは、最小限のメモリを用
いて、かかる多レベルのハーフトーン画像を生成する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像及びグレー値画像はいずれも
画素（ピクセル）からなり、画素の各々は、色又はグレ
ーレベルを画定する多数のビットによって表わされる。
２レベル（白黒）のプリンタ上でこうした画像を表現す
るためには、画素データは、既にグレーレベルとなって
いるのでなければ、多ビット構成（例えば８ビット／画
素）のグレーレベルに変換される。個々のグレーレベル
の画素は次いで、スケーリング及びディザリング処理を
用いて、２値レベルの画素に変換される。ディザリング
処理では、画像の選択された領域に対し、グレー値の変
化が生じるように、テクスチャのようなハーフトーンが
供給される。

【０００３】ディザリング処理では、個々の画素値をし
きい値マトリクスと比較することによって、グレーレベ
ル値から適当な２レベルデータのパターンへの変換が制
御される。８ビットを用いる場合、かかるデジタル値に
よって256のグレーレベルを表現することができる。し
きい値マトリクスは、グレーレベル画素値から２レベル
画素値への変換を制御する、複数の行に配列されたグレ
ーレベル値からなる。基本的には、しきい値マトリクス
の各エントリはしきい値グレーレベル値であり、画像の
グレーレベル画素値がこれを越えると、そのグレーレベ
ルの画像画素は黒の画素に変換される。これに対して、
画像のグレーレベル画素値がそれに対応するしきい値マ
トリクスのグレーレベル値以下である場合、その画素値
は「白」の画素に変換される。

【０００４】ディザリング処理（即ちハーフトーン処
理）の間、このしきい値マトリクスは画像画素にタイリ
ングされ（tiled）、それによって各グレーレベル画像
画素を、対応するしきい値マトリクスの論理的に配置さ
れたグレーレベル値と比較することができる。

【０００５】以上の説明は主として、２レベルのプリン
タ及び複写機の機構へのディザリングの応用に関するも
のであったが、現在、各画素位置において「ｎ」（ｎは
２より大きい）個のグレーレベル（「白」を含む）を提
供することのできる装置が利用可能になってきている。
以下では、「グレー」という用語を用いる場合、それは
カラー画像と白黒画像の両方に適合するものであり、ま
たカラー画像について用いた場合には、０からＮ−１ま
でのスケールの色の強度に関するものであることが理解
されねばならない。なおこの場合、Ｎはその色の表現に
使用されるビット数から得ることのできる最大の値であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】レーザーによる画像化
システムが、ある色のＮ個のレベルをすべて生成するこ
とができる場合は、すべての「グレー」レベルがレンダ
リングにおいて完全に表現されるため、画像のハーフト
ーン処理を行なう必要がないことは明らかである。しか
しながら一方では、印刷バッファのサイズを縮小するこ
とに対する、コスト面からの要求がある。したがって、
ある１つの画素の表現に用いられるデータの量は、しば
しば１つの色中心面（color plane）あたり僅か２〜３
ビット／画素に制限される。カラープリンタにおいて、
各画像について３つの、多くの場合は４つの色中心面が
必要であることが認識されるとすれば、１画素あたりの
ビット数の低減によって、必要なバッファサイズは大幅
に低減される。これによって必然的に、各画素について
表現可能なグレーレベルの数は制限される。

【０００７】したがって、ホストプロセッサから受け取
った画像中のそれぞれの色を表現するのに１バイトを用
いる場合、レーザープリンタ／複写機において画素の色
中心面１つあたりに２又は３ビットを用いるとすると、
256の可能なグレーレベルのすべてを表現するためにレ
ーザー装置から得ることのできるのは、わずかに４から
８の変調レベルに過ぎない。したがって、受け入れ可能
な画像のグレーレベル表現を得るためには、やはりディ
ザリングが必要となる。しかしながら、得られる画像に
より多くの見かけ上の（apparent）グレーレベルがある
ほど、再生画像について知覚される品質は良好なものと
なることが知られている。

【０００８】従来の技術には、画像のグレーレベル数の
追加に関する手法は多数存在する。Liaoの米国特許4,03
2,977号には、オリジナルのグレーレベル画像の画素の
量子化が粗いために失われたグレーレベル情報を復元す
る技術が説明されている。ある画素とそのすぐ隣の画素
のグレーレベルが調べられ、所定の確率情報を用いて、
その画素の修正グレーレベルが計算される。この技術
は、追加のグレーレベル情報量を含まない画像から、追
加のグレーレベルを合成するものである。この技術では
所定の誤差を認識し、粗い量子化を通じてその誤差を生
じた、所期のグレーレベルを推定する。

【０００９】Hainsの米国特許5,321,525号には、クラス
タ化されたドットのハーフトーン処理中に、誤差項を繰
り越す技術が説明されている。誤差項は、画像の所期の
グレーレベルと、現在のハーフトーングレーレベルの差
を示し、後続のクラスタ化されたドットの生成に変更を
加えるのに用いられる。その結果得られるハーフトーン
画像は、より多い明らかなグレー値と、より大きな情報
量を有するが、誤差拡散処理によって望ましくないハー
フトーンのばらつき（即ちノイズ）が生じる。

【００１０】Hewlett-Packard Journal, Vol.46, No.
２, 51-59ページ（1995年）における、A.C. Barkensの
「HP Color Recovery Technology」と題する論文には、
カラーディザリング処理に起因するノイズに対する技術
が説明されている。この技術では、ディザリング領域内
のすべての画素の平均をとることでディザリングのノイ
ズに対処するが、その結果生じるローパスフィルター効
果によって、エッジのぼやけが発生する。このぼやけ効
果を防止するために、エッジ認識が用いられて、エッジ
では平均化を行なわないようにしている。

【００１１】本発明の目的は、プリンタ／複写機が、印
刷バッファのサイズを最小限に保ちながら、より多くの
見かけ上のグレー値を有する画像を出力することを可能
にする、多グレーレベルのプリンタ/複写機用のディザ
／ハーフトーン処理を提供することである。

【００１２】本発明の他の目的は、グレーレベル画素を
供給するための印刷エンジンの能力が大きく制限されて
いる場合に、グレーレベル画像のハーフトーン処理を行
なうための、改良された方法を提供することである。

【００１３】本発明の他の目的は、画像がスムーズなグ
レーレベルの変化を示すように、グレーレベル画像のハ
ーフトーン処理のための改良された方法を提供すること
である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】レーザープリンタ／複写
機において、Ｎ個の可能なレベルのグレー画素値をｎ個
の見かけ上の画素グレー値を示すハーフトーン画像に変
換する方法が実行される（Ｎ＞ｎ）。ハーフトーン画像
の各画素は、この方法を用いて、レーザーにより、ｎ−
１個の白でないグレーレベルの１つへとレンダリングさ
れる。この方法は、画像上にディザマトリクスを順次、
論理的にタイリングするステップと、各画像画素のグレ
ー値と論理的に重ねられたディザマトリクス値との間の
関係値を判定するステップとからなる。各奇数タイル位
置において、かかる関係値のそれぞれについて、それが
ｎ−１のしきい値のうちのどれを越えたかが判定され、
ｎ−１のしきい値のうちのある中間的な値を越えていた
場合、その画素には第１のグレー変調値が割り当てられ
る。各偶数タイル位置においては、かかる関係値のそれ
ぞれについて、それがｎ−１のしきい値のうちのどれを
越えたかが判定され、上記の中間的なしきい値を越えて
いた場合、その画素には第２の、ｎ−１のグレーレベル
変調値の別の１つが割り当てられる。その後、３つの順
次の（奇数／偶数／奇数あるいは偶数／奇数／偶数）デ
ィザマトリクスタイル位置に対応して配置された画素に
ついて、レーザー変調値が調べられる。次いで中間の対
応画素に割り当てられたグレー変調値が、それに隣接す
る対応画素に割り当てられたグレー変調値に応じて、グ
レー値の変化がなめらかになるように調整される（スム
ージング）。次に、このスムージングされたグレーレベ
ル値が、レーザー印刷エンジンの制御に適用される。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を実施したレーザ
ープリンタのブロック図である。以下の説明はレーザー
プリンタについて行なうが、本発明は、多グレーレベル
の画素を用いてハーフトーン画像をレンダリングする、
任意の装置に同様に適用可能であることが理解されねば
ならない。より具体的には、かかる装置としては、レー
ザープリンタ、複写機、ファクシミリ装置、プロッタ
ー、インクジェット型の装置等がある。

【００１６】レーザープリンタ10は、バス16を介して相
互接続された中央処理装置（ＣＰＵ）12とレーザー印刷
エンジン14とからなる。ハーフトーン専用集積回路（AS
IC）18はバス16に相互接続され、受け取った多レベルの
グレー画像の高速ハーフトーン処理の実行に必要なハー
ドウエア機能を供給する。ランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）20は、ＣＰＵ12による本発明のハーフトーン処理
機能の実行に必要なプロシージュア（手順）及びデータ
を保持する。より詳細には、ＲＡＭ20は、ハーフトーン
処理手順即ちプロシージュア22、ディザマトリクス及び
タイリング制御用の部分手順即ちサブプロシージュア2
4、及び本発明によってレーザー印刷エンジン14による
レンダリングに適したハーフトーンラスタ画像28に変更
すべき（図示しないホストプロセッサから受け取った）
グレー値画素画像26を保持する。ハーフトーンラスタ画
像28をバッファする代わりに、これをASIC 18から印刷
エンジン14に「オンザフライ」で直接に供給することも
できる。

【００１７】上述したプロシージュア及びデータは、本
明細書では説明の便宜からＲＡＭ20に保持されるものと
したが、その一部をプリンタ10の制御用ファームウェア
を記憶するリードオンリーメモリに保持することも可能
であることが理解されよう。

【００１８】グレー値画素画像26は周知のタイプのもの
であり、各画素は多ビットのグレー値で表わされる。グ
レー値画素画像がカラー画像である場合は、この画像は
（一般的には）４つの色中心面からなり、そのうち３つ
はシアン、マゼンタ及び黄の色値（あるいは赤、緑及び
青のカラープレーン）を表わす。各カラープレーンのそ
れぞれの色値は、８ビットで表わされる。黒を表わす第
４のカラープレーンは、各画素位置における単一のビッ
ト値からなり、かかる画素位置では、最終的にレンダリ
ングされる出力に黒い画像が現われる。したがって、グ
レー値画素画像26においては、１画素あたり合計で25ビ
ットがある。

【００１９】ハーフトーンプロシージャ22（及びディザ
マトリクス／タイリング制御サブプロシージュア24）の
目的は、グレー値画素画像26を、ハーフトーン処理され
たラスタ画像28に変換することである。しかしながらメ
モリの制約（例えば１色中心面について２ビット／画
素）のため、レーザー印刷エンジン14は限られた数の異
なるレーザービーム変調レベルしかレンダリングするこ
とができない。したがって、レーザー印刷エンジン14は
（例えば）その出力ビームに８つの変調レベルを供給す
ることができるが、各画素が２つのビットのみによって
表わされる（即ちｎ＝４）ため、それぞれの色について
媒体シート上にレンダリングすることができる白でない
画素値は３つに過ぎない（例えば、０／８、２／８、５
／８及び８／８といったレーザー変調値であり、ここで
最初の数字はレーザーがゲートオンされる変調時間８の
内の割合を表わしている）。第４の画素値は「白」であ
る（そのときレーザーは「オフ」状態に変調される）。

【００２０】図２は、しきい値のｐ×ｑ（例えば４×
８）のマトリクスからなる代表的ディザマトリクス30を
示す。それぞれのしきい値は、ラスタ画像28中の白でな
いハーフトーン画素によって表わすべき画像画素値に対
し、位置的に対応する画像画素値が越えなければならな
いレベルを表わす。ディザマトリクス30内のしきい値の
配列は周知である。図示する例では、それぞれの画素値
は次に高いしきい値とは値８だけ異なる。

【００２１】つまり、ディザマトリクス30内の最低のし
きい値はマトリクス位置32にあり、追加のしきい値がし
きい値マトリクス位置34までほぼ外に向かうらせんを描
きながら設けられる。その後、しきい値はマトリクス位
置36から内向きのらせんを描き、マトリクス位置38で終
了する。

【００２２】前述したように、それぞれのマトリクス値
は次に高いマトリクス値と、８グレーレベル値だけ異な
ることが見られる。その下に位置する画像画素値が、対
応するディザマトリクス位置に示すしきい値を越える場
合、その画素は画像のグレーレベル値としきい値との差
から決定されるレーザー変調レベルで印刷される。

【００２３】本発明の手順を詳細に説明する前に、図３
を参照すると、（ホストプロセッサから受け取った）画
素画像40は多数の画素を含み、各々の画素は例えば、そ
れぞれ８ビットの色値である、３つの色中心面41、42、
43内の対応する画素位置により表わされる。しきい値デ
ィザマトリクス30は、すべての色中心面がタイリングさ
れるまで、色中心面上を順次、ラスタ的に論理的に漸進
させることによって、画像40のそれぞれの色中心面全体
にタイリングされる。それぞれのタイル位置において、
しきい値ディザマトリクスは同様の大きさの「画素群」
の上に論理的に重ねられる。図３では、色中心面41上で
５つの連続する画素群の上に重ねられた５つの連続する
タイル位置が示されており、タイル１、３及び５は「奇
数」タイル位置であり、タイル位置２、４その他が「偶
数」タイル位置である。（以下の説明ではすべての色中
心面に対して１つのしきい値ディザマトリクスを説明す
るが、それぞれの色中心面に対して特別に構成された１
つのしきい値ディザマトリクスを設けることも可能であ
ることに注意しなければならない。）以下に明らかにするように、画像画素に割り当てられた
レーザー変調値は、しきい値と比較された後、その画素
が奇数ディザマトリクスタイル位置にあるか偶数ディザ
マトリクスタイル位置にあるかによって異なって来る。
したがって、グレー値44及び48（即ち画素Ａ及びＣ）が
それらと論理的に位置合わせされたディザマトリクスし
きい値と第１の差の値（即ち関係値）だけ異なり、画素
グレー値46（即ち画素Ｂ）がそれと論理的に位置合わせ
されたディザマトリクスしきい値とやはり同じ差の値だ
け異なる場合、画素Ａ、Ｂ及びＣにはそれぞれ異なるレ
ーザー変調値が割り当てられる。

【００２４】図２から図４を参照して、それぞれの色中
心面の画像画素への、２ビットのレーザー変調（ＬＭ）
コードの割り当てについて説明する。まず、しきい値マ
トリクス30を色中心面40（図３）にタイリングする場合
を想定する。さらに、画像画素Ａが50の色値を示し、そ
れと論理的に位置合わせされたディザマトリクス30のし
きい値が８であるとする。しきい値動作によって50の色
値から８を引くと42の差が得られる。

【００２５】図４は、（i）ディザマトリクス30が奇数
タイル位置にあるか偶数タイル位置にあるか、及び（i
i）論理的に位置合わせされたしきい値と画素のグレー
（色）値との差、に応じて色中心面の画像画素に割り当
てられるＬＭコードを概略的に示す。この差の値が２未
満である場合、00というＬＭコードが割り当てられるこ
とに注意されたい。同様に、画素の差の値が２以上４未
満である場合には、01というＬＭコードが割り当てられ
る。しかしながら、４という中間的な画素差の値におい
ては、ＬＭコードの割り当ては、しきい値ディザマトリ
クス30が奇数タイル位置にあるか偶数タイル位置にある
かによって変化する。

【００２６】しきい値ディザマトリクス30が奇数タイル
位置にあり、画素の差の値が４から７である場合、10と
いうＬＭコードが割り当てられる。これに対して、しき
い値ディザマトリクス30が偶数タイル位置にあり、画素
の差の値が４または５である場合は01というＬＭコード
が割り当てられ、画素の差の値が６または７である場合
は10というＬＭコードが割り当てられる。全ての場合に
ついて、画素の差の値が８以上である場合、11というＬ
Ｍコードが割り当てられる。

【００２７】説明の便宜のために、上記のハーフトーン
処理動作では、（画像グレーレベル値とディザマトリク
スしきい値との差として計算された）画素の差の値を用
い、その大きさによってその画素に割り当てられる２ビ
ットのＬＭコードが決定されるとしたが、ＬＭコードの
割り当ての生成には他のハーフトーン処理法の使用も可
能であることが理解されねばならない。例えば、１画素
あたり３つのしきい値を有し、それぞれのしきい値がＬ
Ｍコードの変化（即ち、00から01、01から10、10から1
1）が発生する画像グレーレベル値に等しいといったデ
ィザマトリクスの使用も可能である。かかるディザマト
リクスには、上述した奇数及び偶数のディザマトリクス
タイル位置の両方が含まれ、奇数及び偶数タイル位置に
適当な異なるしきい値が設けられている。

【００２８】上述したように、各画素時間中に、レーザ
ーは１／８画素のインクリメントで変調することができ
るものである。したがって、00のＬＭコードがある画素
に割り当てられた場合にレーザーはターンオフされる。
これに対して、01のＬＭコードが割り当てられた場合、
レーザーには２／８のＬＭ値が出力され、レーザーは画
素時間の２／８だけ起動される。10のＬＭコードが割り
当てられた場合は、レーザーには６／８のＬＭ値が出力
され、レーザーは画素時間の６／８だけ起動される。11
のＬＭコードが割り当てられた場合、レーザーには８／
８のＬＭ値が出力され、レーザーは全画素時間にわたっ
て起動される。

【００２９】４つのＬＭコードとそれらに対応するＬＭ
値のみが用いられているが、奇数及び偶数ディザマトリ
クスタイル位置に異なるＬＭコードを割り当てるため
に、５つの見かけ上のグレー値が得られることがわか
る。この追加の見かけ上のグレー値は、奇数及び偶数位
置にあるグレー値の平均値である。しかしながらこの処
理によって、奇数及び偶数タイル位置の間に望ましくな
いハーフトーンのばらつきが生じる。

【００３０】次に図５を参照して、（図１のハーフトー
ンASIC 18に含まれる）「スムージング」回路50の動作
を説明するが、これは初期ＬＭ値の割り当てを実行し、
またその後に補間／補外スムージング動作を実行して、
レーザー変調レベルの変更を確実なものとし、かくして
ハーフトーンのばらつきを除去し、なめらかなグレーレ
ベル画像を供給するものである。

【００３１】上述したように、このハーフトーン処理で
は、それぞれの画像画素及びそれに論理的に対応するデ
ィザマトリクス値が、比較論理／初期割り当てブロック
52に供給される。ブロック52では、ディザマトリクスし
きい値が画像画素グレー（色）値から差し引かれ、その
結果が画素の差のしきい値（図４参照）と比較される。
この差の値がいずれかの画素の差のしきい値を越える
と、対応するＬＭコードが割り当てられる。かかるＬＭ
コード及びそれに関連する初期ＬＭ値は、下の表１に示
すようにして割り当てられる。

【００３２】

【表１】

【００３３】２ビットのＬＭコードのそれぞれは、２ビ
ットの多位置レジスタ54に入れられる。図２に示すよう
な、４×８のディザしきい値マトリクスを用いるものと
すると、レジスタ54の長さは17ビット位置となり、ビッ
ト位置１、９及び17には、画像画素Ａ、Ｂ、Ｃ（それぞ
れ８画素位置だけ離れている）に割り当てられるＬＭコ
ードが保持される。したがって、レジスタ位置56には画
像画素ＡのＬＭコードが保持され、レジスタ位置58には
（画像画素Ａから８画素位置だけずれた）画像画素Ｂの
ＬＭコードが保持され、レジスタ位置60には（画像画素
Ｂから８画素位置だけずれた）画像画素ＣのＬＭコード
が保持される。

【００３４】画像画素Ａ、Ｂ、Ｃの物理的な位置は、図
３を参照して理解することができ、図３からそれらがし
きい値マトリクス30の３つの連続するタイル位置と同じ
画素位置に対応することがわかる。

【００３５】上述の手順では、画素Ａ、Ｂ及びＣへとＬ
Ｍコードをある種のパターンで割り当てた結果、最終的
にレンダリングされる画像に望ましくないグレーレベル
パターンが生じる場合がある。そこで、補間／補外論理
ブロック62によって、画素Ａ、Ｂ及びＣへのＬＭコード
の割り当てによって望ましくないハーフトーンのばらつ
きを生じさせるＬＭ値が発生しないかどうかを判定し、
発生する場合にはＬＭ値の調整を行なって滑らかなグレ
ーレベルの表現を可能とする論理が実行される。

【００３６】初期ＬＭ値の割り当てはレジスタ64に記憶
され、その後、補間／補外論理ブロック62の出力ととも
に、割り当て改訂ブロック66に渡される。割り当て改訂
ブロック66では、画素Bに割り当てられた初期ＬＭ値が
画素A、B及びCに割り当てられたＬＭコードに応じて改
訂される。より具体的には、画素Ｂに当初割り当てられ
た２／８又は６／８というＬＭ値が、画素Ａ、Ｂ及びＣ
のＬＭコードに応じて４／８のＬＭ値に改訂される。

【００３７】補間／補外論理ブロック62は、下の表２に
示す条件を実行するハードワイヤード論理を含む。

【００３８】

【表２】

【００３９】図４を表２の１行目とともに検討すると、
画素Ａ、Ｂ及びＣがそれぞれ01、10及び（00又は01）の
ＬＭコードを示す場合、偶数／奇数／偶数というタイル
位置によって、上述した割り当てとなったものと考えら
れることがわかる。この場合、より滑らかなハーフトー
ン表現を得るためには、画素Ｂ（奇数タイル位置）を６
／８の初期ＬＭ値から４／８のＬＭ値に減少させる。隣
接する画素Ａ及びＣは画素の差のしきい値（図４の左側
のコラムを参照）が６未満の画素の差の値を有するた
め、画素Ｂにおける画素の差の値もまた６未満であると
考えられ、かくして事実上、画素ＢのＬＭ値の上限が補
間される。画素ＣにおけるＬＭコードが00である可能性
（表２参照）から、画像のグレーレベルの変化（即ちエ
ッジ）が、均一なグレー領域の右側の境界部分で発生し
うることがわかり、上限が左側（画素Ａ）から補外され
る。

【００４０】表２の２行目は１行目の逆であり、割り当
て改訂ブロック66によって同じＬＭ値の変更が行なわれ
る。画素ＡにおけるＬＭコードが00であるの可能性（表
２参照）から、画像のグレーレベルの変化（即ちエッ
ジ）は、均一なグレー領域の左側の境界部分で発生しう
ることがわかり、上限は右側の画素（Ｃ）から補外され
る。

【００４１】表２の３行目に示すように、画素Ａ、Ｂ及
びＣにＬＭコード10、01及び11又は10がそれぞれ割り当
てられている場合、この画像画素の順序はディザマトリ
クス30の奇数／偶数／奇数のタイル位置からのものであ
ることがわかる。したがって、偶数タイル位置のＬＭコ
ード01に当初割り当てられていたＬＭ値２／８はＬＭ値
４／８に引き上げられ、スムージング効果がもたらされ
る。隣接する画素Ａ及びＢが有する画素の差の値は４以
上であるから（図４の左側のコラムを参照）、画素Ｂに
おける画素の差の値も４以上であると考えられ、かくし
て事実上、画素ＢのＬＭ値の下限が補間される。画素Ｃ
におけるＬＭコードが11である可能性（表２参照）か
ら、画像のグレーレベルの変化（即ちエッジ）が、均一
なグレー領域の右側の境界部分で発生しうることがわか
り、そこで下限が左側（画素Ａ）から補外される。

【００４２】表２の４行目は３行目の逆であり、当初割
り当てられたＬＭレベルに同様な変更が加えられる。画
素ＡにおけるＬＭコードが11である可能性から、画像の
グレーレベルの変化（即ちエッジ）が、均一なグレー領
域の左側の境界部分で発生しうることがわかり、そこで
下限が右側の画素（Ｃ）から補外される。

【００４３】以上においては本発明を２ビットのＬＭ符
号化の場合について説明したが、中間的ＬＭコードレベ
ル01及び10を分ける画素の差のしきい値についての偶数
／奇数タイルの配分、及びそれに続くスムージングは、
より多くのＬＭコードレベルに適用可能であることが明
らかである。ＬＭコードの記憶に３ビットが利用可能で
ある場合は、001、010、011、100、101及び110レベルを
分ける５つの画素の差のしきい値を偶数／奇数タイルに
配分することができ、それに続いてスムージングを行っ
て、知覚される滑らかなグレーレベルをさらに５つ生成
することができる。一般に、ｘビットのＬＭ符号化を行
なう場合、２^x−３の知覚されるグレーレベルを追加生
成することができる。

【００４４】

【発明の効果】かくして本発明は、知覚されるグレーレ
ベルのハーフトーン表現について、レベルが追加された
画像を得ることを可能にするだけではなく、利用可能な
ハーフトーンレベル数が制約されている場合に比べてよ
り優れたスムージング効果を得ることを可能にするもの
である。

【００４５】以上の説明は、本発明についての例示的な
ものに過ぎないことが理解されよう。当業者であれば、
本発明から逸脱することなしに、さまざまな代替や改変
を想起することが可能である。したがって、本発明は特
許請求の範囲内に含まれるこうした代替、改変及び修正
のすべてを含むことを意図するものである。

【００４６】以下に本発明の好ましい態様を列挙する。１．マーク生成レーザー装置（10）によって、画素の各
々がＮ個の可能なグレーレベルを表わしうるグレーレベ
ル画素画像を、ｎ個の見かけ上の白でない画素グレー値
（Ｎ＞ｎ）を有するハーフトーン画像に変換することを
可能とする方法であって、前記ハーフトーン画像のそれ
ぞれの画素がレーザーによってｎ−１個の白でないグレ
ーレベルの１つにレンダリング可能なものにおいて、前
記方法が、ａ）前記グレーレベル画素画像（26）のグレー画素値の
画像の色中心面（41、42、43）上に偶数タイル位置及び
奇数タイル位置を含むディザマトリクス（30）を順次論
理的にタイリングするステップと、ｂ）それぞれの奇数タイル位置において、各々の画像画
素とこれに論理的に重ねられたディザマトリクス値との
関係値に基づいて、それぞれの関係値について、それが
ｎ−１個のしきい値のどれを越えるかを判定し、関係値
が１つの中間的なしきい値のみを越える場合、その関係
値の判定の対象となった画素に第１のレーザー変調コー
ドを割り当てるステップと、ｃ）それぞれの偶数タイル位置において、各々の画像画
素とこれに論理的に重ねられたディザマトリクス値との
関係値に基づいて、それぞれの関係値について、それが
ｎ−１個のしきい値のどれを越えるかを判定し、関係値
が前記１つの中間的なしきい値のみを越える場合、その
関係値の判定の対象となった画素に第２のレーザー変調
コードを割り当てるステップと、ｄ）順次タイリングされた３つのディザマトリクス位置
に対応して配置された少なくとも第１、第２及び第３の
画素に割り当てられたレーザー変調コードを検討し、前
記第２の画素に割り当てられたレーザー変調値を前記第
１及び第３の画素に割り当てられたレーザー変調コード
に応じて調整するステップと、及びｅ）レーザー変調値を適用してレーザー印刷エンジン
（14）を制御するステップからなることを特徴とする方
法。

【００４７】２．ステップｄ）において、前記第２の画
素に割り当てられたレーザー変調値を調整して、滑らか
なハーフトーン表現を生成することを特徴とする、上記
１の方法。

【００４８】３．（i）ｎ＝４であり、（ii）レーザー
変調コードが00、01、10及び11であり、（iii）ステッ
プｅ）において、それぞれの画素についてレーザー印刷
エンジン（14）をｔ／Ｔという間隔の１つでターンオン
するように時間変調し（ｔは０からＴの範囲で変化し、
Ｔは画素の全印刷時間についての全オン値である）、
（iv）初期レーザー変調値が以下

【００４９】

【表３】

【００５０】のように対応することを特徴とする、上記
２の方法。

【００５１】４．第２の画素のレーザー変調コードが10
又は01である場合に、第２の画素に対してｔ₁／Ｔ又は
ｔ₂／Ｔである初期レーザー変調値が割り当てられ、ス
テップｄ）において第２の画素の初期レーザー変調値が
下の表

【００５２】

【表４】

【００５３】にしたがってｔ₁／Ｔからｔ₂／Ｔまでの間
の値に調整されることを特徴とする、上記３の方法。

【００５４】５．画素の各々がＮ個の可能なグレーレベ
ルを表わしうるグレーレベル画素画像を、ｎ個の見かけ
上の白でない画素グレー値（Ｎ＞ｎ）を有するハーフト
ーン画像に変換することを可能とするレーザー装置であ
って、前記ハーフトーン画像（40）のそれぞれの画素が
ｎ−１個の白でないグレーレベルの１つにレンダリング
可能なものにおいて、前記装置が、ａ）前記グレーレベル画素画像（26）のグレー画素値の
画像の色中心面（41、42、43）上に偶数タイル位置及び
奇数タイル位置を含むディザマトリクス（30）を順次論
理的にタイリングする手段（12、18、24）と、ｂ）それぞれの奇数タイル位置において動作し、各々の
画像画素とこれに論理的に重ねられたディザマトリクス
値との関係値に基づいて、それがｎ−１個のしきい値の
どれを越えるかを判定し、関係値が１つの中間的なしき
い値のみを越える場合、その関係値の計算の対象となっ
た画素に第１のレーザー変調コードを割り当てる手段
（12、18、22）と、ｃ）それぞれの偶数タイル位置において動作し、各々の
画像画素とこれに論理的に重ねられたディザマトリクス
値との関係値に基づいて、それがｎ−１個のしきい値の
どれを越えるかを判定し、関係値が前記１つの中間的な
しきい値のみを越える場合、その関係値の計算の対象と
なった画素に第２のレーザー変調コードを割り当てる手
段（12、18、22）と、ｄ）順次タイリングされた３つのディザマトリクス位置
に対応して配置された少なくとも第１、第２及び第３の
画素に割り当てられたレーザー変調コードを検討し、前
記第２の画素に割り当てられたレーザー変調値を前記第
１及び第３の画素に割り当てられたレーザー変調コード
に応じて調整する手段（52、62、64、66）と、及びｅ）レーザー変調値を適用してレーザー印刷エンジン
（14）を制御する手段と（12、16、18）からなることを
特徴とするレーザー装置。

【００５５】６．前記手段ｄ）（52、62、64、66）が、
前記第２の画素に割り当てられたレーザー変調値を調整
して滑らかなハーフトーン表現を生成することを特徴と
する、上記５のレーザー装置。

【００５６】７．（i）ｎ＝４であり、（ii）レーザー
変調コードが00、01、10及び11であり、（iii）手段
ｅ）（12、16、18）において、それぞれの画素について
レーザー印刷エンジン（14）をｔ／Ｔという間隔の１つ
でターンオンするように時間変調し（ｔは０からＴの範
囲で変化し、Ｔは画素の全印刷時間についての全オン値
である）、（iv）初期レーザー変調値が以下

【００５７】

【表５】

【００５８】のように対応することを特徴とする、上記
６のレーザー装置（10）。

【００５９】８．第２の画素のレーザー変調コードが10
又は01である場合に、第２の画素に対してｔ₁／Ｔ又は
ｔ₂／Ｔである初期レーザー変調値が割り当てられ、手
段ｄ）（52、62、64、66）において第２の画素の初期レ
ーザー変調値が下の表

【００６０】

【表６】

【００６１】にしたがってｔ₁／Ｔからｔ₂／Ｔまでの間
の値に調整されることを特徴とする、上記７のレーザー
装置（10）。

【００６２】９．マーク生成レーザー装置（10）によっ
て、画素の各々がＮ個の可能なグレーレベルを表わしう
るグレーレベル画素画像（26）を、ｎ個の見かけ上の白
でない画素グレー値（Ｎ＞ｎ）を有するハーフトーン画
像（28）に変換することを可能とする方法であって、前
記ハーフトーン画像のそれぞれの画素がレーザーによっ
てｎ−１個の白でないグレーレベルの１つにレンダリン
グ可能なものにおいて、前記方法が、ａ）前記グレーレベル画素画像（26）のグレー画素値の
画像の色中心面（41、42、43）上に偶数画素群位置及び
奇数画素群位置を含むようにディザマトリクス（30）を
順次論理的にタイリングするステップと、ｂ）それぞれの奇数画素群位置において、その各々の画
素についてｎ−１個のしきい値の１つに対し２つの関係
のうちの１つを決定し、前記２つの関係のうちの第１の
関係を示す画素の各々に対して第１の初期レーザー変調
コードを割り当てるステップと、ｃ）それぞれの偶数画素群位置において、その各々の画
素についてｎ−１個のしきい値の１つに対し２つの関係
のうちの１つを決定し、前記２つの関係のうちの第２の
関係を示す画素の各々に対して第２の初期レーザー変調
コードを割り当てるステップと、ｄ）３つの順次の画素群に対応して配置された、少なく
とも第１、第２及び第３の画素に割り当てられたレーザ
ー変調コードを検討し、前記第２の画素に割り当てられ
たレーザー変調値を前記第１及び第３の画素に割り当て
られたレーザー変調コードに応じて調整するステップ
と、及びｅ）前記レーザー変調値を適用してレーザー印刷エンジ
ン（14）を制御するステップとからなることを特徴とす
る方法。

【００６３】１０．ステップｄ）において、前記第２の
画素に割り当てられたレーザー変調値を調整して、滑ら
かなハーフトーン表現を生成することを特徴とする、上
記９の方法。

【００６４】１１．（i）ｎ＝４であり、（ii）レーザ
ー変調コードが00、01、10及び11であり、（iii）ステ
ップｅ）において、それぞれの画素についてレーザー印
刷エンジン（14）をｔ／Ｔという間隔の１つでターンオ
ンするように時間変調し（ｔは０からＴの範囲で変化
し、Ｔは画素の全印刷時間についての全オン値であ
る）、（iv）初期レーザー変調値が以下

【００６５】

【表７】

【００６６】のように対応することを特徴とする、上記
１０の方法。

【００６７】１２．第２の画素のレーザー変調コードが
10又は01である場合に、第２の画素に対してｔ₁／Ｔ又
はｔ₂／Ｔである初期レーザー変調値が割り当てられ、
ステップｄ）において第２の画素の初期レーザー変調値
が下の表

【００６８】

【表８】

【００６９】にしたがってｔ₁／Ｔからｔ₂／Ｔまでの間
の値に調整されることを特徴とする、上記１１の方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したレーザー印刷エンジンのブロ
ック図である。

【図２】しきい値ディザマトリクスの概略図である。

【図３】多レベルのグレー値画素を有する画像上への、
図２のしきい値ディザマトリクスの論理的タイリングを
示す概略図である。

【図４】グレーレベルの見かけ上の増大を達成するため
の、しきい値ディザマトリクスタイル位置に応じた、調
整されたレーザー変調値の割り当てを示す概略図であ
る。

【図５】知覚されるグレーレベルの変化を滑らかにする
ための、レーザー変調値の調整を行なうスムージング回
路のブロック図である。

【符号の説明】

10 レーザープリンタ 12 中央処理装置（CPU） 14 レーザー印刷エンジン 16 バス 18 ハーフトーン専用集積回路（ASIC） 20 ランダムアクセスメモリ（RAM） 22 ハーフトーンプロシージュア 24 ディザマトリクス及びタイリング制御サブプロシー
ジュア 26 グレー値画像画素 28 ハーフトーンラスタ画像 30 ディザマトリクス 32,34,36,38 マトリクス位置 40 画素画像 41,42,43 色中心面 44,46,48 グレー値 50 スムージング回路 52 比較論理／初期割り当てブロック 54 ２ビット多位置レジスタ 56,58,60 レジスタ位置 62 補間／補外論理ブロック 64 レジスタ 66 割り当て改訂ブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マーク生成レーザー装置（10）によって、
画素の各々がＮ個の可能なグレーレベルを表わしうるグ
レーレベル画素画像を、ｎ個の見かけ上の白でない画素
グレー値（Ｎ＞ｎ）を有するハーフトーン画像に変換す
ることを可能とする方法であって、前記ハーフトーン画
像のそれぞれの画素がレーザーによってｎ−１個の白で
ないグレーレベルの１つにレンダリング可能なものにお
いて、前記方法が、ａ）前記グレーレベル画素画像（40）のグレー画素値の
画像の色中心面（41、42、43）上に偶数タイル位置及び
奇数タイル位置を含むディザマトリクス（30）を順次論
理的にタイリングするステップと、ｂ）それぞれの奇数タイル位置において、各々の画像画
素とこれに論理的に重ねられたディザマトリクス値との
関係値に基づいて、それぞれの関係値について、それが
ｎ−１個のしきい値のどれを越えるかを判定し、関係値
が１つの中間的なしきい値のみを越える場合、その関係
値の判定の対象となった画素に第１のレーザー変調コー
ドを割り当てるステップと、ｃ）それぞれの偶数タイル位置において、各々の画像画
素とこれに論理的に重ねられたディザマトリクス値との
関係値に基づいて、それぞれの関係値について、それが
ｎ−１個のしきい値のどれを越えるかを判定し、関係値
が前記１つの中間的なしきい値のみを越える場合、その
関係値の判定の対象となった画素に第２のレーザー変調
コードを割り当てるステップと、ｄ）順次タイリングされた３つのディザマトリクス位置
に対応して配置された少なくとも第１、第２及び第３の
画素に割り当てられたレーザー変調コードを検討し、前
記第２の画素に割り当てられたレーザー変調値を前記第
１及び第３の画素に割り当てられたレーザー変調コード
に応じて調整するステップと、及びｅ）レーザー変調値を適用してレーザー印刷エンジン
（14）を制御するステップとからなることを特徴とする
方法。