JPH10257321A

JPH10257321A - 画像処理方法

Info

Publication number: JPH10257321A
Application number: JP10051888A
Authority: JP
Inventors: Yidong Chen; イーダン・チェン; Steven O Miller; スティーブン・オー・ミラー
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1998-09-25
Also published as: EP0863661A2; KR19980079985A

Abstract

(57)【要約】【課題】誤差拡散法を用いた高速高品質ハーフトーン化
をおこなう。【解決手段】まず、（１）各画像画素に、所定の強度レ
ベルと誤差項の和により決定される合成強度レベルを与
え、青色雑音方式で変調される閾値系列を与える。つぎ
に、（２）１つの画像画素の合成強度レベルを青色雑音
閾値の１つと比較し、合成強度レベルが閾値を超えた場
合１ドットを、合成強度レベルが閾値より低い場合ドッ
トなしとなる2進強度レベルを与える。２進強度レベル
と合成強度レベルとの差を２分割しそれぞれを２つの隣
接画素に拡散する。これらの処理を画像の各行の各画像
画素に閾値を順次使用しつつ、隣接した行の処理方向を
変更して折り返し処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理方法に関
する。詳細には、閾値が青色雑音で変調され、画素行が
折り返し方式で処理される２項誤差拡散を使用する方法
に関する。

【０００２】

【技術背景】海図、図面、絵のような画像は画素（ピク
セル）の２次元行列として、電子技術により表現され
る。各画素に対する空間分解能および強度レベルは使用
される特定の出力装置に対応して選ばれる。たとえば、
典型的なコンピュータ・モニタは１インチ（２５．４ミ
リメートル）あたり７５ドット（ＤＰＩ）で画像を表示
し、各色に対し２５６の強度レベルを有している。この
モニタは加法混色の３原色、すなわち、赤、緑、青（Ｒ
ＧＢ）を使用しており、この３色が組み合わされて、何
万色および黒を作ることができる。

【０００３】通常のハードコピー出力装置（インクジェ
ット・プリンタのような）は２進装置であって、この出
力装置は印刷媒体上の各画素位置に対し、２つのレベ
ル、すなわち、オン・オフで印刷できるに過ぎないこと
を意味する。したがって、モニタ表示画像（各色につき
２５６の強度レベルを有する）を２進画像（各色につき
２レベルのみ）に変換する手段が提供なければならな
い。このための変換方法は普通ハーフトーン化と呼ばれ
る。ハーフトーン化方法は、Ｕｌｉｃｈｎｅｙ著のＤｉ
ｇｉｔａｌＨａｌｆｔｏｎｉｎｇ（ＴｈｅＭＩＴ
Ｐｒｅｓｓ，１９８７）に記述されている。

【０００４】ハーフトーン化には２つの基本手法、すな
わちディザ法と誤差拡散法とがある。ディザ法は、各画
素に対し１ドット印刷するか否かを決定するので「点」
処理と呼ばれる。この決定は画像内の他の画素と無関係
である。ディザ法では、前もって選んだ閾値の2次元行
列が画像を覆うように敷き詰められる。その画像の各点
において画像画素の強度がディザ化セル内の対応する閾
値と比較される。画像画素強度が閾値より大きい場合
は、１ドットが印刷される。画像画素強度が閾値より小
さい場合は、ドットは印刷されない。

【０００５】ディザ化セルは記憶装置に記憶され、通常
のその大きさ（画素数）は２ⁿので、たとえば、整数ｎ
＝３、４、６、７に応じて８、１６、６４、１２８画素
を有する。セルは画像画素が潜在的に採りうる最低強度
から最高強度までの範囲の閾値を採りうる。後述の「青
色雑音」を使用して生成される閾値を半無作為に組み合
わせた１組の閾値を使用する技術が公知である。ディザ
化セル技法の利点は、実際に使用されるディザ化セル依
存するが、高速でかつ良い結果をもたらすことである。

【０００６】ハーフトーン化のため他の有力な手法は、
誤差拡散法である。ディザ法と異なり、誤差拡散法は点
操作ではなく近傍操作である。ドットを印刷するか、し
ないかの決定は、その画素の画像画素強度に依る他、そ
れ以前に処理された画素の処理結果にも依存する。本発
明は誤差拡散法を指向している。

【０００７】誤差拡散法においては、各点で画像画素強
度が前もって選ばれた閾値と比較される。画像画素強度
が閾値より大きい場合は、１ドット（強度１００％）が
この画素に割り当てられる。画像画素強度が閾値より大
きくない場合は、０ドット（強度０％）がこの画素に割
り当てられる。どちらの場合も、割り当てられた強度値
価とその点の画像画素強度との差が算出され、この差が
その後に処理される他の画素に「拡散」される誤差にな
る。引き続く画素処理において、この誤差は他の画素の
画像画素強度に加えられ、この和である合成画像画素強
度が誤差拡散閾値と比較される。通常のこの閾値は最大
理論画像画素強度の５０％である。たとえば、１画素あ
たり２５６（０から２５５まで）の強度レベルがある場
合、レベル１２８が閾値として選ばれる。

【０００８】公知の誤差拡散法は、Ｒ．フロイドとＬ．
スタインバーグの共著「空間グレー・スケールのための
適応アルゴリズム（ＡｄａｐｔｉｖｅＡｌｇｏｒｉｔ
ｈｍｆｏｒＳｐａｔｉａｌＧｒｅｙＳｃａｌ
ｅ）」ＳＩＤＩｎｔ’ｌＳｙｍ．Ｄｉｇｅｓｔｏ
ｆＴｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ，ｐｐ．３６−３７（１９
７５）に記述されている。フロイドとスタインバーグの
誤差拡散法は図５に図示するように、誤差を１組４個の
周囲画素内に拡散する。誤差が隣接した画素に拡散され
る割合は図に示すように、各画素に対してそれぞれ７／
１６、1／１６、５／１６、３／１６である。この割合
で誤差が４成分に分割され、４個の異なった画素に分配
されるので、４項誤差拡散法と呼ばれる。４項より多い
項を使用する誤差拡散法も使用することができる。

【０００９】誤差拡散法についての１つの問題は、誤差
拡散が計算機にとって計算集約的、すなわち長時間を要
するということである。閾値比較ステップと、誤差の分
割・周囲画素への加算とを、画像全体についておこなう
には、４項誤差拡散法であるフロイド・スタインバーグ
の手法を使用する場合でさえ、許容し難い長時間を要す
る。

【００１０】標準の誤差拡散法についてのもう１つの問
題は、可視パターンが印刷出力に、特に明るい部分を含
む領域において、現われ易いことである。この可視パタ
ーンは、誤差が画像を介して「縦続」し印刷ドットの曲
線を生成するために生じる。この異常は、これが画像の
なかの小さい細い虫に似ていることから、しばしば
「虫」と呼ばれる。

【００１１】誤差拡散法についてのさらにもう１つの問
題は、「始動欠陥」と呼ばれる。前述の方法において、
１２８（最大２５６の５０％）の閾値について、合成強
度レベル（元の画像強度に誤差項を加算した強度レベ
ル）が１２８より大きいとき、１ドットが印刷される。
したがって低い強度レベル、たとえば最大２５６のとき
強度レベルが１６である画像では、「合成」画像画素強
度が閾値を越えてドットを印刷するのに充分な誤差を蓄
積するまでにいくつかの画素を処理しなければならな
い。実際の画像において、このため画像の左上隅（処理
方向が左から右へと仮定して）に明るい、すなわち、白
い領域を生じる。

【００１２】本願出願人に譲渡された米国特許第５，３
１３，２８７号（「バートン」特許）明細書（参照：特
開平７−５７０８１号公報）には前述の問題のいくつか
を解決するための誤差拡散法が開示されている（以下に
おいて、該明細書に記載の発明を「バートン法」と総称
する。）。該明細書には複数の画像画素を含む画素行を
成分とする列行列の画像行の処理方向を「青色雑音」で
無作為化する技法を開示する。言い換えると、画像の各
行を左から右へ、もしくは右から左へ一方向処理するの
ではなく、該方向を半無作為に選んでいる。処理方向が
全く無作為に選ばれた場合、無作為化は「白色雑音」と
呼ばれるものに基づくはずである。青色雑音は「高域ろ
波された」白色雑音である。バートン法では、青色雑音
フィルタにより、同一方向で連続処理される行はせいぜ
い３行までとされている。白色雑音が良くない理由は、
白色雑音が結果の「群発」を可能にするからである。こ
のことは直観的に明らかではないけれども、許容される
１組の数の中から純粋に無作為な選択をおこなうと、同
じ数が密集して繰り返される。たとえば、処理方向の純
粋に無作為な選択により、一つの行が何度も同一方向に
処理され、その結果印刷画像内に目に見えるアーティフ
ァクトが現れるという結果をもたらす。

【００１３】バートン法の別の態様では同じ閾値を画像
全体に使用しないということである。その代わりに、青
色雑音閾値の系列が使用される。この閾値系列内では閾
値が許容範囲内で無作為化され、フィルタにより同じ閾
値を近傍で２度使用されないようにしている。たとえ
ば、閾値１０が１度使用されると、青色雑音フィルタ
は、他の閾値が使用されるまで再度この閾値が使用され
るのをさけ、間隔をあけるようにしている。閾値を１組
の許された閾値から純粋に無作為化に選出した場合、白
色雑音が発生するはずである。白色雑音は結果として群
発を生じる可能性があるので、望ましくない。すなわ
ち、同じ閾値の群発で同じ閾値が接近して２度以上使用
され、印刷画像内に虫もしくは他のアーティファクトを
生じる可能性が高いからである。

【００１４】閾値の変調に加えて、バートン法では比較
的低い閾値の使用を開示する。低い閾値の使用によりド
ットが早く印刷されるので、比較的低い閾値の使用によ
って起動欠陥が減少する。言い換えると、画素が閾値を
越えるために充分な合成強度値に達するまでに蓄積する
誤差は少なくてすむ。最後に、バートン法は３項誤差拡
散法を使用している。これは古典的フロイドとスタイン
バーグの誤差拡散法より１項少ない。誤差拡散法で１項
減らすだけでも処理速度を上げられることが判った。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】２進プリンタの現在の
市場は非常に競争が激しく、画像の品質および速度が競
争の重要な要素である。プリンタ開発者はより速い処理
速度を達成するためディザ法を使ったハーフトーン化に
依存しがちである。しかし、開発者はまた誤差拡散法を
使用して達成し得る優れた画像品質をも求めている。優
れた画像品質を達成すると同時に、一方ではより速い処
理速度を可能にする誤差拡散法が必要とされている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の強度レ
ベルを有する各画像画素から構成される画像を処理する
方法を提供する。この方法はディジタル出力装置の出力
について画像を処理するために誤差拡散法を使用する。
この方法は次のステップから構成される：（ａ）各画像
画素に、所定の強度レベルと誤差項の和により決定され
る合成強度レベルを与えるステップ；（ｂ）青色雑音方
式で変調される一連の閾値を与えるステップ；（ｃ）１
つの画像画素の合成強度レベルを青色雑音閾値の１つと
比較するステップ；（ｄ）合成強度レベルが閾値を超え
た場合、該画像画素に対し１ドットの２進強度レベル
（強度１００％）を割り当て、合成強度レベルが閾値よ
り低い場合、ドット無しの２進強度レベル（強度０％）
を割り当てるステップ；（ｅ）２進強度レベルと合成強
度レベルとの差を見出すステップ；（ｆ）この差を２つ
の誤差項に分割し、誤差項を２つの隣接した画素に拡散
し、誤差項を隣接した画素の合成強度レベルに加算する
ステップ；（ｇ）画像の各行の各画像画素に（ｃ）から
（ｆ）までのステップを実行することにより各画像画素
を処理し（閾値を直列的に使用して）、これにより隣接
した行の処理方向を変更して折り返し処理するステッ
プ。

【００１７】本発明は、処理速度の向上を達成すると同
時に、すでに公知の誤差拡散法より優れた画像品質を提
供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の印刷システムの概
略図である。このシステムにはホスト・コンピュータ１
０と、コンピュータ・モニタ（ＣＲＴ）１２と、プリン
タ１４とが含まれている。プリンタ１４には、プリンタ
制御器１６と印刷カートリッジ１８と２０とが含まれて
いる。開示された実施例において、印刷カートリッジ１
８および２０は走査式印刷カートリッジである。言い換
えると、このカートリッジは印刷媒体（たとえば紙）の
上にわたっている印刷スウォースを横切って前後に駆動
され、印刷媒体はプリンタによって駆動される。このよ
うにして、頁の全体の印刷領域には、この領域をテキス
トすなわちグラフィックスで満たすために番地を付ける
ことができる。印刷カートリッジ１８は、３つのタイプ
のインク、すなわち、シアン（Ｃ）と、マゼンタ（Ｍ）
と、黄色（Ｙ）とが含まれている１インチ（２５．４ミ
リメータ）当たり３００ドット（ＤＰＩ）の３インク室
カートリッジである。印刷カートリッジ２０もまた３０
０ＤＰＩで印刷し、黒（Ｋ）インクが含まれている。

【００１９】図２はコンピュータ１０からプリンタ１４
までの画像情報の標準の流れを示す。ある画像が最初に
作られる、すなわち、コンピュータ１０の記憶装置のな
かに導入される。コンピュータ・モニタ１２上に表示す
るために、この画像は加法混色３原色ＲＧＢ色空間のな
かに表現される。モニタ・スクリーン上の各画素は、強
度が２５６（０から２５５まで）レベルのいずれかのレ
ベルで、それぞれ赤色と、緑色と、青色の各色が発光す
る。これら３色は、各画素に１６００万以上の色を与え
うるように、各色が２５６レベルの範囲で組み合わされ
る。２５６レベル（２⁸＝２５６）を表すためには、８
ビット必要である。３原色のそれぞれの色は８ビットを
必要とするので、ＲＧＢカラー・モニタは普通２４ビッ
ト色（３×８＝２４）を作ると言われる。この画像はモ
ニタ固有の空間分解能で表される。通常のモニタは、垂
直および水平両方向において１インチ（２５．４ミリメ
ートル）当たり７５個の画素（７５ＤＰＩ）を有する。

【００２０】ステップ３０において、モニタ１２上に表
示可能なように、２４ビットのＲＧＢカラー画像がコン
ピュータ１０の記憶装置に格納される。ステップ３２に
おいて、該画像はプリンタの分解能で２４ビットのＲＧ
Ｂ画像に変換写像される。通常のインクジェット・プリ
ンタは１インチ（２５．４ミリメートル）当たり３００
ドットの分解能を有する。しかし、幾つかのインクジェ
ット・プリンタは６００ＤＰＩもしくは１２００ＤＰＩ
の分解能を有する。プリンタは通常はＣＭＹすなわちＣ
ＭＹＫ減算混色で印刷するけれども、プリンタをＲＧＢ
装置であると考えることは、ステップ３２の画像処理の
目的のためには都合がよい。これは、装置の色空間を記
述するためには3次元で充分であり、カラー・モニタＲ
ＧＢ値に直接等色できるＣＭＹＫの組合せは多数あるか
らである。しかし、等色する組合わせすべてが同じ画像
品質を作り出すとは限らない。いくつかの選択が他の選
択よりも可視雑音を含む一方で、他の選択では画像のハ
ーフトーン化において望ましくない不連続性を生じるか
もしれない。

【００２１】ステップ３４において、プリンタ用ＲＧＢ
カラー・画像をＣＭＹＫ色空間に変換する。ステップ３
６において、画像を１色当たり４平面8ビット／色から
４平面ディジタル・カラーに変換するため、画像はハー
フトーン化される。ステップ３８において、画像は、通
常効率的な通信手段、たとえば、米国ヒューレット・パ
ッカード社のプリンタ制御言語（ＰＣＬ）で使用される
エスケープ・シーケンスを使用してプリンタに送られ
る。ステップ３６において作り出された画像には、その
頁の各画素に印刷される各色のドット数についてのすべ
ての情報が含まれている。プリンタ制御器はこのドット
が何時印刷されるか、すなわち、単一パスか、もしくは
多重パスかを決定する。インクジェト印刷の性質上、単
一パスより多重パスでドットを置き、また個々のパスを
ある種類のチェッカー模様もしくは他のまばらなパター
ンで印刷すると有利であることが多い。スワス間で起き
うるアーティファクトを隠すために、この間挿パターン
でパスを部分的に覆うこともまた有利である。ドットが
置かれるパスおよびパターンを決定するこの手順は「印
刷モード」と呼ばれる。

【００２２】次にハーフトーン化ステップ３６を説明す
る。図１において１画素当たりの最大理論画像強度は２
５５である。したがって、表現できる２５６、すなわち
０から２５５までの異なった強度が利用できる。そのよ
うな画像を２進プリンタ上のハードコピー印刷出力に翻
訳する際の問題は、１画素当たり２５６の強度レベルか
ら１画素当たりたったの２レベルに画像を書き取る方法
である。ハーフトーン化はこの翻訳を行うために使用さ
れる技法のことを言う。ハーフトーン化は２つに、すな
わち、ディザ法および誤差拡散法に大別される。ディザ
法は、すでに簡単に説明した。本発明は、誤差拡散法に
関する。

【００２３】プリンタによって決まるが、図２に関して
議論された種々の機能がホスト・コンピュータもしくは
プリンタにおいて実行されることが、理解されるであろ
う。たとえば、「スマート」プリンタにおいては、ステ
ップ３２からステップ３８までは、すべてプリンタのな
かで実行することができる。他方では、プリンタの記憶
装置コストを節約するために、「スリーク」プリンタに
おいては、機能３０から機能３８までのすべて、もしく
は一部をホスト・コンピュータ１０のなかで実行するこ
とができる。

【００２４】図３および図４はコンピュータ１０の記憶
装置内に記憶されたある画像の一部分を示す。この画像
はグラフ、もしくは海図、もしくは絵、もしくはテキス
トであるかもしれない。図に示す画像の部分は、たとえ
ば、画素４０に示すように均一の強度レベル１７５を有
する。図４は、非常に明るいトーンの均一強度レベル１
６を有する別の部分を示す。前述のように、画像は通常
はコンピュータ・モニタ上に加算混合の原色、赤と、緑
と、青との（ＲＧＢ）形式で表示される。示された強度
レベルは表現される特定の色の強度である。個々の色に
ついてについて別々の画像表現が記憶される。したがっ
て、画像は３つの平面（別々の平面が個々の色を有して
いる）のなかにあると言える。本開示において、単一強
度のみが議論されることになるが、他の色に対しても同
じ手順に従うことを理解されよう。実際に、単色、たと
えば黒の画像化システムにこの方法を使用することが可
能である。

【００２５】誤差拡散法は各点に対しハードコピー出力
装置が印刷するものと実際の画像画素強度との間に通常
は差があることを認めようとする。そのような誤差が無
いのは、画像画素強度が正確に２５５（１ドットが印刷
されるべきである）か０（０ドットが印刷されるべきで
ある）である場合のみである。しかし、そのような状況
はまれである。したがって、通常は誤差がある。１ドッ
トが印刷された場合、および強度レベルが２５５以下で
ある場合、誤差は正である。すなわち、画像画素により
実際に要求されるよりも多くの調子レベルが印刷された
ことになる。ドットが印刷されない場合、および画像画
素がゼロより大きい場合、誤差は負である。すなわち、
画像画素により要求されるよりも低い調子レベルが印刷
されたことになる。誤差拡散法はこの誤差を隣接した画
素に散布しようとする。

【００２６】図５は古典的なフロイドとスタインバーグ
の誤差拡散法を図示する。各小正方形は画像内の１画素
を表す。画素５０は目下処理中の画素である。この点に
おいて、この方法は実際の画像強度を閾値強度レベルと
比較する。普通の閾値は１２８であり、これは２５６の
レベル強度システムの５０％強度である。画像画素強度
がこの閾値よりも高い場合、１ドットがこの画素に割り
当てられる。言い換えれば、プリンタはこの点において
１ドットを結局は印刷する。（勿論、この段階におい
て、コンピュータもしくはプリンタが画像を処理中であ
る。印刷はこの後に行われる。）画像画素強度が閾値よ
り低い場合、ドットは印刷されない。どちらの場合も、
画像画素強度とこの画素において実際に実行された結果
の間には恐らく誤差があるであろう。たとえば、統一強
度レベルを１７５と仮定すると（図３に示すように）、
この強度は１２８の閾値を超えるので、１ドットが画素
５０のなかに印刷される。１ドットの印刷は２５５の強
度（強度１００％）が、実際にこの画素に割り当てられ
ることを意味する。実際の画像画素強度と割り当てられ
た値（２進強度）との間の誤差は、−８０（１７５−２
５５＝−８０）である。

【００２７】−８０のこの誤差は、図に示すように、そ
の後で処理される隣接した画素の間に散布される。画素
５２はこの誤差の７／１６を受け取り、画素５４は３／
１６を受け取り、画素５６は５／１６を受け取り、画素
５８は１／１６を受け取る。すなわち、画素５２は−３
５（７／１６×（−８０）＝−３５）の量の誤差項を受
け取る。この誤差項はこの画素の実際の画像強度に加算
される。画素５２に対する画像強度もまた１７５である
から、この方法は割り当てられた誤差項を加算して画素
５２に１４０（１７５−３５＝１４０）の合成強度とな
る。誤差項なしでも、１ドットが印刷されるはずであ
る。しかし、この場合、以前に印刷されたドットからの
誤差項が合成画像強度レベルを減少し、ついにはドット
が印刷されないという結果に到る。このようにして、こ
の技法は印刷装置の２進性を補償しようとする。画像内
の各画素は、画像が完全に処理されてしまうまで、この
ように処理される。

【００２８】この誤差拡散法は、画像が、画像の各行に
おいて左から右へ処理されると仮定している。この処理
方法は、結果として「起動欠陥」として公知の問題を生
じる。画像が、図４に示す１６の均一レベルのような低
い強度レベルを有する場合、１６は１２８より少ないの
で、処理される最初の画素（画素５０）は０ドット印刷
（強度０％）という結果になるはずである。誤差は、
１６−０＝１６ということになる。この誤差の７／１６
が次の画素５４に加算され、画素５４に２３（１６＋７
＝２３）の合成強度が与えられる。画素５２が処理され
るとき、依然としてドットは印刷されないで、誤差は２
３（２３−０＝２３）である。この誤差の７／１６(＝
１０．０６)が、次の画素６０に加算され、総合成画素
強度２６．６（１６＋１０．６＝２６．６）になる。想
像できるように、合成画素強度が閾値１２８を超えるよ
うに、充分な誤差を蓄積するためにはいくつかのドット
が必要である。これは、画像行の左側にはドットが印刷
されないと言う結果になる。この始動欠陥は印刷画像の
上左隅に白、すなわち明るい領域を生じることは公知の
ことである。

【００２９】標準の誤差拡散法の別の問題は可視パター
ンが印刷出力のなかに、特に明るい領域いっぱいの領域
のなかに出現する可能性があるということである。この
パターンは、ドットが印刷されるところに曲線が生成す
るように誤差が画像を通して「縦続」し得るのが原因で
起きる。この異常は、これが画像全体にわたり小さな細
い虫に似ているので、しばしば「虫」と呼ばれる。ま
た、誤差拡散法は計算機にとって負荷が重く、したがっ
て、時間がかかる。依然として、最近のプリンタ市場は
より高速なプリンタを要求しているのに。

【００３０】図６は、前述のバートン法での３項誤差拡
散法を図示する。この技法は誤差拡散法に通常関連する
問題のいくつかを回避しようとする。現在の画素（画素
６８）を処理することから誘導された任意の誤差が、図
示のように、隣接した３つの画素に拡散される。誤差の
８／１６が後続の水平隣の画素７０に、５／１６が垂直
隣の画素７６に、３／１６が斜め隣の画素７４に拡散さ
れる。４項誤差拡散法とは違って、３項誤差拡散法の使
用により、処理時間が短縮される。

【００３１】その上、上述のバートン法は画像の処理方
向を無作為化する。画像を常に左から右に処理しない
で、長期的には画像行のほぼ半分を左から右へ、残り半
分を右から左へ処理するような半無作為の処理方向が有
利である。この無作為化により、始動遅れすなわち始動
欠陥の発生、および虫の問題が避けられる。

【００３２】無作為化には、「白色雑音」ではなく「青
色雑音」が使用される。処理方向は無作為化されるが、
青色雑音ろ波器によって引き続く３行以上が同一方向か
ら処理されることのないようになっている。純粋な無作
為化は白色雑音を生じることになる。直観に反するかも
しれないが、白色雑音によってある量の「クランピン
グ」が起きる可能性がある。これは同じ結果が時間的
に、もしくは空間的に短い間隔をなして存在する可能性
があることを意味する。純粋の無作為化は、同一の、も
しくは極めて類似した結果が分散されることを保証しな
い。青色雑音は「高周波ろ波された」本質的には白色の
雑音であるが、クランピングが起きないことを保証す
る。

【００３３】その上、バートン法は比較的低い閾値レベ
ルを使用し、閾値もまた青色雑音を使用して無作為化さ
れる。閾値が低いので、低い画像強度の領域内で、閾値
を越えて１ドットを印刷するために蓄積する誤差を少な
くできる。したがって、始動欠陥が減少する。閾値レベ
ルは虫および他の印刷異常回避を助けるためにも、無作
為化される。

【００３４】図７は本発明の誤差拡散法を図示する。想
像できるように、この技法は２項誤差拡散を使用する。
処理中の画素（たとえば、画素８０）から誘導されたど
の誤差も後続の水平隣の画素８２、および垂直隣の画素
８４に拡散される。拡散される誤差の割合は、この隣接
した画素のそれぞれに対し８／１６（５０％）である。

【００３５】画像の各画素行が処理される度に、次の画
素行の処理方向が逆にされる。言い換えると、開示され
た方法は純粋の折り返し処理システムを使用する。前記
バートン法を開示する米国特許第5313287号明細書に
は、折り返し処理が「方向性ヒステリシス」を回避する
方法として提案されたが、折り返し処理は表現画像のな
かに普通なら存在しないはずの可視パターンもしくは異
常を導入する可能性があることが記載されている（第1
欄、３８−５１行目参照）。その解決策として、青色雑
音変調ラスターが提案された。本発明者らは、バートン
の教えとは反対に、折り返しラスターは本発明の他の特
性と共に使用して極めて良い画像品質の印刷出力を得る
こと、それと同時に極めて高速の誤差拡散法を提供する
ことを見出した。

【００３６】開示された方法において、閾値レベルは比
較的低く選ばれ、青色雑音により変調される。低レベル
閾値は始動遅れを減少し、変調閾値は付加的に全ての虫
を破壊する。閾値変調は２５６要素の線形アレイもしく
は全体で６４レベルの５から６８までの範囲の無作為閾
値の系列である。次に示す表１に、使用した閾値レベル
が含まれている。

【表１】

【００３７】この表は２次元配列ではないが、ある時に
使用された閾値のリスト、すなわち系列である。この系
列が使い果たされると、前述の折り返し処理方法を使用
して、この系列を必要なだけ繰り返し、画像内の各画素
に比較閾値を提供する。この数値は全て５と６８との間
にあり、各数値は４回繰り返される。

【００３８】使用される閾値の実際の数は閾値の数が画
像内の画像画素の数と同期しないように選ばれることが
望ましい。言い換えると、使用される画素の数が画素の
数について繰り返し周期を持たない。この非同期関係
が、望ましくない異常が画像内に導入されないことを保
証するのに役立つ。この２５６の閾値レベルの組は、２
５６と非同期であるどの画像画素にも作用するはずであ
る。たとえば、１９５０ドット（３００ＤＰＩで６．５
インチ［１６．５センチメートル］）の画素幅を有する
画像は２５６と非同期であるはずである。

【００３９】この閾値の平均強度レベルは、比較的低く
なるように選ばれ、始動欠陥を軽減する。この閾値の平
均強度レベルは３６．５であって、これは最大許容レベ
ル２５６の約１４％である。閾値の好ましい平均強度レ
ベルは約２０％以下である。閾値のより好ましい平均強
度レベルは約１５％以下である。

【００４０】以下に、本発明の実施態様を例示し、本発
明の実施に役立てたい。（実施態様１）所定の強度レベルを有する画像画素の行
の列行列から構成される画像をディジタル出力装置上に
出力するために誤差拡散を使用して前記画像を処理する
方法であって、（ａ）前記各画像画素に、前記所定の強
度レベルと誤差項の和で決定される合成強度レベルを与
えるステップと、（ｂ）青色雑音方式で変調される一連
の青色雑音閾値を提供するステップと、（ｃ）前記画像
画素のうちの一つの画素の合成強度レベルを前記青色雑
音閾値のうちの一つと比較するステップと、（ｄ）前記
合成強度レベルが前記閾値を超える場合は、前記画素に
対して１ドットの２進強度レベル（強度１００％）を割
り当て、前記合成強度レベルが前記閾値より低い場合
は、前記画素に対してドット無しの２進強度レベル（強
度０％）を割り当てるステップと、（ｅ）前記２進強度
レベルと前記合成強度レベルとの差を見出すステップ
と、（ｆ）前記差を２つの誤差項に分割し、前記誤差項
を２つの隣接する画素に拡散させて、前記隣接する画素
の合成強度レベルに加算するステップと、（ｇ）前記画
像の各行の前記各画像画素上にステップ（ｃ）からステ
ップ（ｆ）までを（一連の前記青色雑音閾値を使用し
て）実行することによって前記画像の各画像画素を処理
し、これにより折り返し方式で前記行を処理するために
隣接した行の処理方向を変更するステップと、を備えた
画像処理方法。

【００４１】（実施態様２）前記誤差が処理方向にある
隣接した水平方向画素に対して拡散され、また目下処理
中の画素の下方に隣接した垂直方向画素に対して拡散さ
れることを特徴とする実施態様１に記載の画像処理方
法。（実施態様３）前記誤差が前記隣接した水平方向画素に
対して1／２拡散され、また前記隣接した垂直方向画素
に対して１／２拡散されることを特徴とする実施態様２
に記載の画像処理方法。（実施態様４）前記閾値が前記画像画素のために利用で
きる全強度レベルの２０％以下の平均値を有することを
特徴とする実施態様１に記載の画像処理方法。（実施態様５）前記閾値が前記画像画素のために利用で
きる全強度レベルの１５％以下の平均値を有することを
特徴とする実施態様４に記載の方法。（実施態様６）前記閾値の数が前記閾値の数と非同期で
あることを特徴とする実施態様１に記載の方法。

【００４２】（実施態様７）誤差拡散を使用して画像を
処理する方法であって、（ａ）画像強度を有する画像画
素の行の列行列から構成された画像を用意するステップ
と、（ｂ）前記画像画素のそれぞれに前記画像強度レベ
ルと誤差項から構成された合成強度レベルを与えるステ
ップと、（ｃ）青色雑音方式で変調された閾値系列を用
意するステップと、（ｄ）前記合成強度レベルを、前記
閾値系列の次の閾値と比較することにより、前記画像の
各行の各画素を水平順番で処理するステップと、（ｅ）
前記合成強度が前記閾値を超えた場合、前記画素に強度
１００％の出力強度レベルを割り当て、前記合成強度が
前記閾値を超えない場合、強度０％の出力強度レベルを
割り当てるステップと、（ｆ）前記出力強度レベルと前
記合成強度レベルとの差を決定するステップと、（ｇ）
前記差を２つの誤差項に分割し、前記誤差項を隣接した
水平画素および垂直画素に２項誤差拡散法で拡散するス
テップと、（ｈ）前記行を折り返し方式で処理するため
に、前記行にそった水平処理方向を変更して、ステップ
（ｄ）からステップ（ｇ）までを実行することによって
前記画像の前記行を処理するステップとを含む画像処理
方法。

【００４３】（実施態様８）前記誤差が処理方向にある
隣接した水平方向画素と、目下処理中の画素の下の隣接
した垂直方向画素に対し拡散されることを特徴とする実
施態様７に記載の画像処理方法。（実施態様９）前記誤差が前記隣接した水平方向画素に
対し1／２拡散され、前記隣接した垂直方向画素に対し
１／２拡散されることを特徴とする実施態様８に記載の
画像処理方法。（実施態様１０）前記画像画素が最大理論値を有するこ
とを特徴とし、前記閾値が前記理論最大値の約２０％よ
り低い平均強度レベルを有することを特徴とする実施態
様９に記載の画像処理方法。（実施態様１１）前記画像画素が最大理論値を有するこ
とを特徴とし、前記閾値が前記最大理論値の約１５％よ
り低い平均強度レベルを有することを特徴とする実施態
様１０に記載の画像処理方法。（実施態様１２）前記閾値系列が前記画像の前記行中の
画像画素の数の繰り返し周期を有しないことを特徴とす
る実施態様１１に記載の画像処理方法。

【００４４】

【発明の効果】したがって、本発明では、２項誤差拡散
だけを使用して、優れた画像品質を提供し、始動欠陥お
よび虫のような、普通誤差拡散に付き物の印刷欠陥を最
小にするきわめて高速な誤差拡散法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷システムの概略図である。

【図２】通常の画像処理システムの処理の流れ図であ
る。

【図３】均一強度レベル１７５を有する画像の一部を示
す図である。

【図４】均一強度レベル１６を有する画像の一部を示す
図である。

【図５】フロイドとスタインバーグの誤差拡散法を説明
するための図である。

【図６】バートン法での誤差拡散法を説明するための図
である。

【図７】本発明の誤差拡散法を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１０ホスト・コンピュータ１２コンピュータ・モニタ（ＣＲＴ）１４プリンタ１６プリンタ制御器１８印刷カートリッジ（ＣＭＹ）２０印刷カートリッジ（Ｋ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の強度レベルを有する画像画素の行
の列行列から構成される画像をディジタル出力装置上に
出力するために誤差拡散を使用して前記画像を処理する
方法であって、（ａ）前記各画像画素に、前記所定の強
度レベルと誤差項の和で決定される合成強度レベルを与
えるステップと、（ｂ）青色雑音方式で変調される一連
の青色雑音閾値を提供するステップと、（ｃ）前記画像
画素のうちの一つの画素の合成強度レベルを前記青色雑
音閾値のうちの一つと比較するステップと、（ｄ）前記
合成強度レベルが前記閾値を超える場合は、前記画素に
対して１ドットの２進強度レベル（強度１００％）を割
り当て、前記合成強度レベルが前記閾値より低い場合
は、前記画素に対してドット無しの２進強度レベル（強
度０％）を割り当てるステップと、（ｅ）前記２進強度
レベルと前記合成強度レベルとの差を見出すステップ
と、（ｆ）前記差を２つの誤差項に分割し、前記誤差項
を２つの隣接する画素に拡散させて、前記隣接する画素
の合成強度レベルに加算するステップと、（ｇ）前記画
像の各行の前記各画像画素上にステップ（ｃ）からステ
ップ（ｆ）までを（一連の前記青色雑音閾値を使用し
て）実行することによって前記画像の各画像画素を処理
し、これにより折り返し方式で前記行を処理するために
隣接した行の処理方向を変更するステップと、を備えた
画像処理方法。