JPH1070660A

JPH1070660A - 誤差拡散方法及び誤差拡散システム

Info

Publication number: JPH1070660A
Application number: JP9140429A
Authority: JP
Inventors: David J Metcalfe; ジェイ．メトカルフェデイビッド
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 1998-03-10
Also published as: US5822464A; EP0810771A3; EP0810771A2

Abstract

(57)【要約】【課題】プリントに使用できるグレイレベルを維持し
ながらハイブリッド画像処理操作のフルダイナミックレ
ンジを使用するための方法及び装置を提供する。【解決手段】画素を表すマルチレベル階調画素値のレ
ベル数を減少させ、レベル数の減少によって生じた誤差
を拡散する方法である。この方法は、第一解像度を有す
る画素を表すマルチレベルの階調画素値を受け取り、受
け取った画素の位置に基づいてスクリーン値を生成し、
受け取ったマルチレベル階調画素値の大きさに基づいて
緩衝スクリーンの重みを生成し、生成された緩衝スクリ
ーンの重みに基づいてスクリーン値を修正し、及び修正
されたスクリーン値を用いてスクリーン処理されたマル
チレベル階調画素値を生成する。スクリーン処理された
マルチレベル階調画素値のレベル数は減少され、これに
よって生成された誤差値は隣接する画素のマルチレベル
階調画素値に拡散される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチレベルの階
調画素値から減少されたレベル数の画素値への画像変換
に関する。更に詳細には、本発明は、拡張動的スクリー
ン処理及び誤差拡散を組み合わせた技術を使用した、マ
ルチレベルの階調画素値から減少されたレベル数の画素
値への画像変換に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像情報（カラー又は白黒）は、まず少
なくとも多数のレベル、例えば白黒であれば２５６レベ
ル、カラーであれば１６００万（２５６³）以上のレベ
ルを含むグレイレベルフォーマットで走査することによ
って一般に得られる。このマルチレベルフォーマット
は、標準のプリンタでは通常印刷不可能である。

【０００３】用語”グレイレベル”は、白黒及びカラー
の両方のアプリケーションのための上記のようなデータ
を表すために使用される。標準のプリンタは、２値画像
の場合はスポット若しくは非スポットのような限られた
レベル数で、又は例えば４値画像の場合はスポットに関
連する限られたレベル数で、プリントを行う。グレイレ
ベルの画像データは非常に大きな値によって表されるこ
とができるので、グレイレベルの画像データはプリント
できるように限られたレベル数に減少される必要があ
る。走査によって得られるグレイレベル画像情報の他
に、コンピュータ生成等のある処理技術は、このような
変換を要するグレイレベルの画素値を生成する。

【０００４】グレイレベルの画像データを２値レベルの
画素画像データに変換する一般的な方法の１つは、スク
リーン処理、ディザリング、又は中間調化を使用する方
法である。このような配置において、所与の領域にわた
り、この領域内の各グレイレベルの画素は、事前に選択
された異なる閾値のセットの内の１つと比較される。こ
の閾値のセットは閾値又は中間調セルのマトリックスか
らなる。

【０００５】図３０は一般的なスクリーン処理回路のブ
ロック図を表す。この回路において、修正されていない
画像又はビデオ信号が、中間調スクリーンマトリックス
からのスクリーン値とともに変調回路１内に供給され、
修正信号を生成する。この修正信号は次に、２値化（バ
イナリ化）回路３によって閾値処理されて２値出力を生
成する。この２値出力は、処理された画素のＯＮ又はＯ
ＦＦのどちらかの特性を表す。システムが閾値処理の前
にスクリーン値を加える必要のないように、画素ごとに
閾値が変わってスクリーンが形成されることができるこ
とに注意されたい。これらは同じシステムである。

【０００６】画素ビデオ信号Ｖからスクリーン変調信号
Ｖ_s ^'への変換は、図３２に表されている。固定ビデオ
信号Ｖの場合、スクリーン変調ビデオ信号Ｖ_s ^'は、ス
クリーン値Ｓが２５５から０の間で変化するときに、レ
ベルＡからレベルＢまでの間で変化する値を有する。従
って、２値化プロセス又は演算で使用される有効ホワイ
ト値及びブラック値は、例えばホワイト値、０、及びブ
ラック値、２５５である。

【０００７】上記のプロセスにおいて、サンプルされた
イメージ画像要素は１つの閾値と比較されて、ブラック
／ホワイトの決定がなされる。しかし、閾値関係は、画
像データをスクリーンデータに変調することによって修
正される。このスクリーンデータは、中間調セルの閾値
のセットとして画定された２次元マトリックスから順次
選択される。スクリーン値のセット及びその中の配置に
よって、階調の範囲、周波数、角度、及び中間調の絵画
像の他の特性が決められる。

【０００８】このような配置の効果は、画像がグレイで
ある領域では、マトリックス内の閾値の幾つかは超過さ
れるが、他の閾値は超過されないことである。２値ケー
スの場合、システムの仕様（ホワイト書込み（write wh
ite ）システム又はブラック書込み（write black ）シ
ステム）によって、閾値を超過するマトリックスの部分
又はセル要素はホワイトでプリントされる一方残りの要
素はブラックのままとなるか、又はその逆となる。例え
ば、あるシステム（ライトホワイト）では２５５はホワ
イトを表すが、他のシステム（ライトブラック）ではブ
ラックを表す。セルにブラック及びホワイトを分配する
と、人間の目から見て全体的にグレーに見える。

【０００９】しかし、典型的なスクリーン処理には、各
中間調セル内部の決まった数の要素のみが決まった数の
グレイレベルの再生を可能にするので、オリジナル画像
内のグレイの量が全領域に渡って正確に維持されないと
いう点で、問題がある。特定のセルにおける閾値と実際
のグレイレベル値との間の差異から生じる誤差は、通常
切り捨てられる。これは画像情報の欠如をもたらし、平
滑な画像領域に見られ得る縞模様（banding ）又は不正
確（false ）な輪郭等の、重大な画像アーチファクトを
生じさせる。縞模様では、画像入力グレイレベルは領域
全体で平滑に変化するが、中間調画像は１つの中間調ド
ット（グレイレベル）から他の中間調ドットへの変わり
目を作る。この移行は平滑な画像部分を通る縞又は輪郭
として明確に見られる。

【００１０】グレイ画像のスクリーン処理に関連する他
の問題は、スクリーン周波数と有効なグレイレベルの数
との間のトレードオフである。高周波スクリーンを使用
することが望ましいが、有効なグレイレベルの数はスク
リーン周波数が増大するとともに減少する。スクリーン
周波数が増大するとともにグレイレベルの数を増大させ
るために提案された１つの方法は、エッシュバッハ等に
与えられた米国特許第５，３１７，６５３号に記載され
ている。米国特許第５，３１７，６５３号の開示内容は
全て本明細書中に援用されて、本発明の一部とする。

【００１１】この方法で、グレイ画像は先ず少数のグレ
イレベルに減少されて誤差を拡散し、次に少数のグレイ
レベル及び高周波ラインスクリーンが使用される。スク
リーン処理プロセスから生じたあらゆる誤差は切り捨て
られる。この２つのステップによって画像を２値化す
る。

【００１２】図２２は、従来の誤差拡散技術を表す。こ
のプロセスのステップＳ１において、画素Ｘのビデオ信
号は以前の閾値処理プロセスからこの画素に拡散された
蓄積された誤差を含むように修正される。この修正ビデ
オ信号値Ｘは、ステップＳ２で値１２８と比較される
（ビデオ範囲は０〜２５５とする）。ステップＳ２で修
正ビデオ信号値Ｘが１２８以上であると決定した場合、
プロセスはＳ４に進み、こここで画素ＸをＯＮにするこ
とを示す値が出力される。このプロセスは、次に進んで
ステップＳ６で閾値処理プロセスに関連する誤差を算出
し、ここでこの誤差Ｙは、Ｘ−２５５として演算され
る。

【００１３】一方、ステップＳ２で修正ビデオ信号値Ｘ
が１２８未満であると決定した場合、Ｓ３で画素ＸがＯ
ＦＦにされるべきであることを示す信号が出力される。
このプロセスは次にステップＳ５に進み、ここで誤差Ｙ
は値Ｘに等しいものとして演算される。

【００１４】ステップＳ５又はＳ６で演算された誤差
は、ステップＳ７で重み付け係数で乗算され、下流の画
素に分配される。従って、閾値処理プロセスから生じた
誤差は、隣接する画素に拡散される。誤差を隣接する下
流の画素に拡散するのに通常使用される係数は、図２３
に図示されている。

【００１５】図２３において、Ｘは閾値処理されている
現在の画素を表す。この閾値処理プロセスより生じた重
み付け誤差は、事前に選択された係数に従って隣接する
下流画素に拡散される。例えば、同じ走査線中の次の画
素の重み付け係数は通常７／１６であるが、現在処理さ
れている画素から高速走査方向に１つ先で且つ低速走査
方向に１つ下の画素の係数は、１／１６である。

【００１６】誤差拡散プロセスについて述べるに当たっ
て、ビデオ値は０から２５５の範囲であるとする。しか
し、ビデオ信号の範囲はいかなる範囲を使用することも
できる。上記のように、従来の誤差拡散方法において、
画素の２値化又はそのグレイレベルの低減は、修正され
た入力を閾値と比較することによって決定される。この
修正された入力ビデオ信号は、（入力ビデオ信号Ｖ）＋
（先の画素の処理より決定された蓄積された誤差項
ｅ_i）である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法を実施するためには、プリントエンジン若しくはシス
テムはマルチレベル誤差拡散プロセス及びこれに続くス
クリーン閾値処理を要する。更に、スクリーン処理プロ
セスから生じた誤差は拡散されず、従って、縞模様及び
他の上記のアーチファクトはなお形成され得る。また、
全てのスクリーン処理プロセスは画像処理システムのフ
ルダイナミックレンジを活用しなければならない。従っ
て、プリントシステムの一般的な画像処理構造から逸脱
することなく、画像アーチファクトを大幅に低減してフ
ルダイナミックレンジを活用するスクリーン処理を提供
することが望ましい。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様は、
画素を表すマルチレベル階調画素値のレベル数を減少さ
せ、レベル数の減少によって生じた誤差を拡散する方法
である。この方法は、第一解像度を有する画素を表すマ
ルチレベルの階調画素値を受け取り、受け取った画素の
位置に基づいてスクリーン値を生成し、受け取ったマル
チレベル階調画素値の大きさに基づいて緩衝スクリーン
の重みを生成し、生成された緩衝スクリーンの重みに基
づいてスクリーン値を修正し、及び修正されたスクリー
ン値を用いてスクリーン処理されたマルチレベル階調画
素値を生成する。スクリーン処理されたマルチレベル階
調画素値のレベル数は減少され、これによって生成され
た誤差値は隣接する画素のマルチレベル階調画素値に拡
散される。

【００１９】本発明の第二の態様は、画素を表すマルチ
レベル階調画素値のレベル数を減少させ、レベル数の減
少によって生じた誤差を拡散するためのシステムであ
る。このシステムは、第一分解能を有する画素を表すマ
ルチレベルの階調画素値を受け取る手段と、受け取った
画素の位置に基づいてスクリーン値を生成する手段と、
及び受け取ったマルチレベル階調画素値の大きさに基づ
いて緩衝スクリーンの重みを生成する緩衝手段とを含
む。修正手段は生成された緩衝スクリーン重みに基づい
てスクリーン値を修正し、及びスクリーン処理手段は修
正されたスクリーン値に基づいてスクリーン処理された
マルチレベル階調画素値を生成する。減少手段は、スク
リーン処理されたマルチレベル階調画素値のレベル数を
減少させ、誤差手段は前記減少手段による減少プロセス
の解として誤差値を生成し、及び、拡散手段は誤差値を
隣接する画素のマルチレベル階調画素値に拡散する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明において示された図
面について詳細に説明する。各図面は、本発明を説明す
るためのものであり、従って、例示目的のためのみに提
示されたものであって、本発明の範囲を限定するもので
はない。

【００２１】一般に、プリントシステムの画像処理構造
は、スクリーン処理関数、閾値処理関数、又は誤差拡散
関数を使用する。閾値処理される画素のために、画素ビ
デオ信号Ｖから修正されたビデオ信号Ｖ_T’が算出され
る。修正されたビデオ信号Ｖ _T’は、２５６のグレイレ
ベルを有するシステムにおいてＶ_T’＝（Ｔ＋２５５−
Ｖ）／２として定義される。この定義において、Ｔは所
望の閾値レベルである。Ｔ及びＶが０から２５５の間で
ある場合、算出されたＶ’もまた０〜２５５の範囲内で
あることに注意されたい。

【００２２】スクリーン処理される画素のために、その
画素位置における画素ビデオ信号Ｖ及びスクリーン値Ｓ
より同様の修正ビデオ信号Ｖ_S’が算出される。スクリ
ーン処理プロセスのための修正されたビデオ信号Ｖ_S’
は、２５６のグレイレベルを有するシステムにおいてＶ
_S’＝（Ｔ＋２５５−Ｖ）／２として定義される。スク
リーン値Ｓは画素位置及び使用される中間調スクリーン
処理パターンにも依存する。ラインスクリーン又はドッ
トスクリーンのどちらでも使用することができることに
注意されたい。

【００２３】誤差拡散によって再現されるべき画素で
は、修正されたビデオ信号は単なる反転されたビデオ信
号である。更に詳細には、２５６のグレイレベルを有す
るシステムにおいて、修正されたビデオ信号はＶ_ED’＝
２５５−Ｖとして定義される。

【００２４】２値化の最終ステップにおいて、修正され
た全てのビデオ信号Ｖ_T’、Ｖ_S’、及びＶ_ED’は、１
２８と比較されて画素のＯＮ又はＯＦＦの特性を決め
る。即ち、修正ビデオ信号が１２８以上であれば画素は
ＯＦＦ（ブラック）であり、そうでなければＯＮ（ホワ
イト）である。これにより、ビデオＶ自体を閾値Ｔ又は
スクリーン値Ｓと比較するようなより一般的なアプロー
チと同じ結果が得られることに注意されたい。誤差拡散
の場合、先の画素から送られた適切な誤差が１２８と比
較する前にＶ’に加えられなければならず、下流の画素
に送られるべき誤差もまた後に算出されなければならな
い。

【００２５】しかし、先に述べたように、高周波数でビ
デオ信号をスクリーン処理しながらグレイレベルの有効
数を維持することが望ましい。このため、誤差拡散プロ
セスの前にスクリーン処理プロセスを行う画像処理シス
テムを使用することが提唱されてきた。さらに詳細に
は、このハイブリット誤差拡散プロセスは、２５６個の
グレイレベルを有するシステムにおいて先ず上記のスク
リーン処理方法を使用して修正ビデオ信号Ｖ_S’を算出
する。この演算は、小さな１次元スクリーンセルからの
スクリーン値を使用する。修正ビデオ信号Ｖ_S’を算出
した後、スクリーン処理された変調ビデオ信号Ｖ’は誤
差拡散プロセスによって処理される。ハイブリット誤差
拡散システムの好適な実施の形態において、この誤差拡
散プロセスは高アドレス可能度誤差拡散プロセスであ
る。

【００２６】このハイブリッドアプローチは走査された
画像の上質な再生を行うが、それでもまだハイブリッド
アプローチには幾つかの問題がある。例えば、上記のス
クリーン処理等式を使用したハイブリッドプロセスで生
じた分配誤差（スクリーン処理及び誤差拡散）は、スト
レートな誤差拡散プロセスと比較できない。これは、ホ
ワイトのリファレンスポイント及びブラックのリファレ
ンスポイントが両プロセスにおいて同じでないためであ
る。

【００２７】図３１は、８ビットの画像値でスクリーン
処理／誤差拡散プロセスを行う回路を図示しており、こ
の回路によってストレートなハイブリッドプロセスに関
する問題が低減される。図３１は、修正されていないビ
デオ若しくは画像信号がモジュレータ１によってスクリ
ーン処理され、好適な等式Ｖ_S’＝（Ｇ_L−Ｖ_i）＋
（Ｓ_i−Ｔｈ）を使用して修正信号Ｖ_S’を生成する。
ここでＳ_iは中間調スクリーンパターンより得られたス
クリーン値と等しく、Ｖ_iはグレイ入力ビデオであり、
Ｇ_Lはそのシステムにおける画素の最大グレイレベル値
であり、Ｔｈは２値化プロセスで使用される閾値であ
る。

【００２８】修正された信号Ｖ_S’は加算器５に供給さ
れ、そこでこの信号は上流の処理画素位置から送られた
誤差値を加えられて更に修正され、Ｖ_S”を生成する
（Ｖ_S”＝Ｖ_S’＋ｅ_i）。加算器５によって使用され
た誤差成分（ｅ_FIFO＋ｅ_FB）は、送られた誤差を格納す
る誤差バッファ７（ｅ_FIFO）及び２値化回路９（ｅ_FB）
より受け取られる。

【００２９】この更に修正された信号Ｖ_S”は２値化回
路９に供給され、この回路９によってマルチレベル修正
信号Ｖ_S”は誤差拡散／閾値処理プロセスを使用して２
値出力に変換される。このプロセスより生じた誤差（ｅ
_FB）の幾つかは、次に処理される画素に直接フィードバ
ックされるが、残り（ｅ_FIFO）は次の走査線で画素を処
理するために誤差バッファ７内に格納される。誤差は重
み付け係数に基づいて分配される。任意のセットの係数
が使用されることができる。本発明の好適な実施の形態
において、重み付け係数は米国特許第５，３５３，１２
７号に記載された係数である。米国特許第５，３５３，
１２７号の開示内容は全て本明細書中に援用されて、本
発明の一部とする

【００３０】この２値化プロセスにおいて、生じた誤差
は所望の出力と、マルチレベル画像データ値と、及び実
出力値との間の差異を表し、この実出力は画像データの
マルチレベルが８ビットで表されるならば２５５又は０
である。この誤差が拡散されることによって、可能な限
り多くのグレイレベル情報が維持される。

【００３１】図３１の回路を使用して、本発明は全８ビ
ット階調システムをフルに活用したハイブリッドビデオ
変換を行うことができる。このハイブリッドビデオ変換
は２５５のブラックリファレンスライン値及び０のホワ
イトリファレンスライン値を実現し、これによってハイ
ブリッド画像処理システムのダイナミックレンジを拡張
することができる。

【００３２】先に述べたように、好適な実施の形態にお
いて、誤差拡散プロセスは高アドレス可能度誤差拡散プ
ロセスであり、従ってスクリーン処理／高アドレス可能
度誤差拡散プロセスが以下により詳細に説明される。ま
ず、高アドレス可能度誤差拡散プロセスについて簡単に
述べる。

【００３３】先に述べたように、従来の誤差拡散プロセ
スを高アドレス可能度環境に拡張するために、２値化
（閾値処理）がより高い空間的分解能で実行されるが、
誤差の演算及び送信は、元の低い空間的分解能で行われ
る。プロセスをこのように分割することによって、孤立
したサブピクセルの数を削除又は減少させて、高画像品
質を維持する。本発明のこの高分解能／低分解能方法
は、以下に更に詳細に述べられる。

【００３４】高アドレス可能度誤差拡散プロセスを説明
するにあたって、画素位置ｉ及び画素位置ｉ＋１の入力
グレイレベルはＶ_i及びＶ_i+1でそれぞれ表され、
Ｖ_i’＝（Ｇ_L−Ｖ_i）＋（Ｓ_i−Ｔｈ）、及び
Ｖ_i+1’＝（Ｇ_L−Ｖ_i+1）＋（Ｓ_i+1−Ｔｈ）であ
る。上流画素から下流画素位置まで通過した、より低い
分解能で得られた誤差は、ｅ_iで示される。

【００３５】高アドレス可能度の特徴は、画素間の補
間、即ちサブピクセルの生成を含むことに注意された
い。この補間は高アドレス可能度誤差拡散プロセスに影
響を与える。更に詳細には、補間がなされる方法に基づ
いて、２つの異なる出力が本発明の高アドレス可能度誤
差拡散プロセスを使用して得られる。これらの異なる出
力の１つ１つが以下に記載される。

【００３６】第一補間スキームに関して、サブピクセル
のプリント又は再現を決定するためのステップは次のよ
うなものである。

【００３７】先ず、修正された画素値Ｐ０_i＝Ｖ_i＋ｅ
_i及びＰｌ_i＝Ｖ_i+1＋ｅ_iが演算され、Ｖ_i’＝（Ｇ
_L−Ｖ_i）＋（Ｓ_i−Ｔｈ）、及びＶ_i+1’＝（Ｇ_L−
Ｖ_i+ ₁）＋（Ｓ_i+1−Ｔｈ）である。サブピクセルは０
〜Ｎ−０で示され、高アドレス可能度指数部はＮであ
る。高アドレス可能度指数部は、画像処理システムの情
報処理量の帯域幅に比べてプリンタが生成することので
きるサブピクセルの数である。換言すると、高アドレス
可能度指数部は、画像出力端末が画像データの１つの画
素から再現できるサブピクセルの数として画定される。

【００３８】高アドレス可能度は、装置が１回の分解能
で且つ高分解能で画像データを処理できる場合に重要と
なる。このような場合、本発明は低分解能画像のために
設計された処理システム（低分解能は高速且つ低コスト
で処理されることができる）、及びレーザーパルス乗算
を介して高分解能で印刷できるプリント装置を利用する
ことができる。例えば、本発明の高アドレス可能度プロ
セスを使用して、画像は６００ｘ６００ｘ８で処理され
て２４００ｘ６００ｘ１で印刷されることができる。上
記の例において、高アドレス可能度指数部は４である。
画像が６００ｘ６００ｘ８で処理されて１２００ｘ６０
０ｘ１で処理されれば、高アドレス可能度指数部は２で
ある。

【００３９】補間サブピクセル値はＢ_n＝Ｐ０＋ｎ（Ｐ
１−Ｐ０）／Ｎで算出される（ｎ＝０〜Ｎ−１）。補間
サブピクセル値は次に（大抵の場合１２８である）閾値
と比較され、ビデオ値の範囲は０〜２５５であると仮定
する（Ｇ_Lは２５５に等しい）。Ｂ_nが１２８以上であ
れば、サブピクセルはＯＮになり、そうでなければサブ
ピクセルはＯＦＦになる。下流に送られる誤差は、所望
の出力（Ｐ０＋Ｐ１）／２−（実出力、即ちｙ^*２５５
／Ｎ））で演算され、ここでｙはＯＮになったサブピク
セルの数である。誤差は次に重み付け係数のセットによ
って乗算され、第一バージョンと同様に下流の画素に分
配される。

【００４０】更に詳細には、スクリーン処理された入力
修正ビデオ信号はＮ個のサブピクセルユニットに分割さ
れる。Ｐ０及びＰ１値は上記のように演算される。演算
されたサブピクセル値は閾値、即ち１２８と比較され
る。サブピクセル値が閾値以上であれば、サブピクセル
値はＯＮの状態にセットされる。しかし、サブピクセル
値が１２８未満であれば、サブピクセル値はＯＦＦの状
態にセットされる。

【００４１】サブピクセル値の比較が完了すると、ＯＮ
のサブピクセル数が算出される。更に、閾値プロセスか
らの誤差が算出され、この値は元の低空間的分解能を表
す。誤差を算出した後、この誤差は重み付け係数で乗算
されて、下流の画素に分配される。

【００４２】先に記したように、修正された画素値Ｐ０
_i＝Ｖ_i-1＋ｅ_i-1＝Ｐ１_i-1及びＰ１_i＝Ｖ_i＋ｅ_i
が、入力分解能に対応する２つの位置で算出される。こ
こでＶ_i＝（Ｇ_L−Ｖ_i）＋（Ｓ_i−Ｔｈ）であり、Ｖ
_i-1＝（Ｇ_L−Ｖ_i-1）＋（Ｓ_i-1−Ｔｈ）である。こ
の例は図２４に図示されており、サブピクセルは０〜Ｎ
−１で示されている。図２４において、高アドレス可能
度指数部Ｎは４に等しい。

【００４３】図２４に図示されたように、Ｐ０値とＰ１
値を結ぶラインが引かれている。（ｉの下付き文字は簡
潔化のために省略されている。）更に、閾値１２８を表
すために破線が引かれている。（ここでも、０〜２５５
がビデオ信号の範囲であるが、いかなる範囲及びいかな
る閾値が使用されてもよいことに注意されたい。）Ｐ０
値とＰ１値とを結ぶラインと、閾値１２８を表す破線と
の交点は、どのサブピクセルが再現される若しくは印刷
されるかを決める。交点の位置のＸ座標は、等式Ｘ＝Ｎ
（１２８−Ｐ０）／（Ｐ１−Ｐ０）によって決定され、
Ｎに正規化される。

【００４４】次に、どのサブピクセルがＯＮにされるか
決定される。Ｘが０以下であって、且つＰ１が１２８以
上であれば、全てのサブピクセルはＯＮになる。そうで
なければ、サブピクセルはＯＦＦになる。この決定は、
画素の完全な再現又は非再現を表す。全画素の部分的な
再現を決定するために、サブピクセルが解析されなけれ
ばならない。この場合、Ｘ値は個々のサブピクセル値と
比較されなければならない。

【００４５】図２４に図示されたように、Ｘの値は全部
の数若しくはサブピクセルまで必ずしも演算する必要は
なく、従ってすべての解析は断片的な構成要素を含むこ
とに注意されたい。これを避けるために、Ｘは全部の数
若しくはサブピクセル値に変換される。この変換のため
に、ｎはＸの切捨て整数値と等しくされる。次にこの値
ｎ及びＸは、どのサブピクセルがＯＮにされて、どのサ
ブピクセルがＯＦＦにされるかを決定するために使用さ
れることができる。更に詳細には、Ｘが０より大きくて
ｎより小さけく、且つＰ１が１２８より小さければ、０
〜ｎまでのサブピクセルのみがＯＮとなり、残りのサブ
ピクセルはＯＦＦになる。或いは、０〜ｎまでのサブピ
クセルのみがＯＦＦとなり、残りのサブピクセルはＯＮ
になる。Ｘがｎ以上で且つＰ０が１２８以上であれば、
全てのサブピクセルはＯＮとなり、或いは全てのサブピ
クセルはＯＦＦになる。

【００４６】この閾値処理プロセスによって誤差が生
じ、この誤差は下流の画素に送られる必要がある。更
に、先に記したように、この誤差は元の低分解能入力で
ある必要がある。元の分解能への変換は、所望の出力、
（Ｐ０＋Ｐ１）／２、及び実出力、即ちｂ^*２５５／ｎ
との間の差異を決定することによってなされ、ここでｂ
はＯＮにされたサブピクセルの数である。変換された誤
差は次に重み付け係数で乗算され、下流の画素に分配さ
れる。

【００４７】図２６は、上記の補間及び誤差分配プロセ
スを実施するのに使用される実際の方法を表している。
図２６において、ステップＳ１０では、修正されたスク
リーンビデオ入力信号はＮ個のサブピクセル値に分割さ
れる。ステップＳ２０で、Ｐ０_i及びＰ１_i値は先に述
べたように算出される。次に、ステップＳ３０で交点の
Ｘ座標は、１２８とＰ０の差を値Ｎで乗算して決定さ
れ、この積をＰ１及びＰ０の差で割って正規化される。
Ｓ４０で、正規化された値Ｘは値０と比較される。Ｘが
０以下であれば、ステップＳ５０は値Ｐ１を値１２８と
比較する。値Ｐ１が１２８以上であれば、全てのサブピ
クセルはＳ６０でＯＮの状態にセットされる。しかし、
Ｐ１が１２８未満であれば、ステップＳ７０は全てのサ
ブピクセルをＯＦＦの状態にセットする。

【００４８】一方、ステップＳ４０でＸが０より大きい
と決定すれば、ステップＳ９０はＸの整数値を決定し、
この整数値をＹと等しくセットする。ステップＳ１００
で、整数値Ｙは値０及びＮと比較される。値Ｙが０とＮ
との間であれば、ステップＳ１１０はＰ１値が１２８以
下であるがどうか決定する。Ｐ１値が１２８以下であれ
ば、ステップＳ１２０はサブピクセル０〜ＹをＯＮの状
態にセットし、セブピクセルＹ＋１〜ＮをＯＦＦ状態に
セットする。しかし、ステップＳ１１０でＰ１値が１２
８より大きいと決定すれば、ステップＳ１３０はサブピ
クセル０〜ＹをＯＦＦの状態に、及びサブピクセルＹ＋
１〜ＮをＯＮの状態にセットする。

【００４９】ステップＳ１００が、値Ｙは値０〜Ｎの間
でないと決定すれば、ステップＳ１４０はＰ１値が１２
８以上であるかどうかを決定する。Ｐ１値が１２８以上
であれば、ステップＳ１６０は全てのサブピクセルをＯ
Ｎの状態にする。しかし、ステップＳ１４０で、Ｐ１値
が１２８未満であると決定すれば。ステップＳ１５０は
全てのサブピクセルをＯＦＦの状態にセットする。

【００５０】ステップＳ６０、Ｓ７０、Ｓ１２０、Ｓ１
３０、Ｓ１５０、又はＳ１６０のどれかでの処理が完了
すると、本発明の誤差拡散方法は、ステップＳ１７０に
進む。ステップＳ１７０で、ＯＮのサブピクセルの数が
算出され、Ｚに等しくセットされる。次に、ステップＳ
１８０でこの誤差は下流の画素に送られ、演算される。
即ち、誤差は元の低空間的分解能を表すように演算され
る。ステップＳ１８０で誤差の演算をすると、ステップ
Ｓ１９０はこの誤差を重み付け係数で乗算し、この重み
付けされた誤差項を下流の画素に分配する。

【００５１】以下に、本発明の高アドレス可能度誤差拡
散方法の実施に関する第二の補間方法を述べる。

【００５２】第一の補間方法と同様に、修正された画素
値Ｐ０_i＝Ｖ_i＋ｅ_i及びＰ１_i＝Ｖ_i+1＋ｅ_iが演算
され、ここでＶ_i＝（Ｇ_L−Ｖ_i）＋（Ｓ_i−Ｔｈ）及
びＶ _i-1＝（Ｇ_L−Ｖ_i-1）＋（Ｓ_i-1−Ｔｈ）であ
る。図２５は、本発明の高アドレス可能度誤差拡散方法
の第二バージョンのためのＰ０及びＰ１値を表す。

【００５３】図２７は、本発明の高アドレス可能度誤差
拡散方法の第二補間バージョンで使用されるプロセスを
表す。図２６においてと同様、入力修正ビデオ信号は、
ステップＳ１０でＮ個のサブピクセルユニットに分割さ
れる。ステップＳ２００で、Ｐ０及びＰ１値は先に述べ
たように算出される。ステップＳ２１０で、Ｙ及びＺ値
は０と等しくセットされ、ここでＹはＯＮにされるサブ
ピクセルの数を表し、Ｚは高アドレス可能度係数を表
す。ステップＳ２２０でＺはＮと比較され、修正ビデオ
信号内の全てのサブピクセルが閾値処理されたかどうか
決定する。サブピクセルが閾値処理されたままであると
決定すれば、プロセスはステップＳ２３０に進み、ここ
で次のサブピクセル値が算出される。ステップＳ２４０
は次にこの算出されたサブピクセル値を閾値、即ち１２
８と比較する。このサブピクセル値がこの閾値以上であ
れば、ステップＳ２６０はこのサブピクセル値をＯＮの
状態にセットし、ステップＳ２７０はＯＮにされたサブ
ピクセルの数を表すＹ値をインクリメントする。しか
し、サブピクセル値が１２８未満であれば、ステップＳ
２５０はサブピクセル値をＯＦＦにセットする。

【００５４】ステップＳ２５０又はステップＳ２７０の
どちらかでの処理が完了すると、プロセスはステップＳ
２８０に進み、高アドレス可能度値Ｚがインクリメント
される。このサブルーチンは、修正ビデオ信号内の全て
のサブピクセル値が閾値と比較されるまで、繰り返され
る。全てのサブピクセル値の比較が完了すると、プロセ
スはステップＳ２９０に進み、ここでＯＮのサブピクセ
ルの数が算出される。ステップＳ３００で、閾値処理プ
ロセスより生じた誤差が算出され、この値は元の低空間
的分解能を表す。誤差を算出すると、ステップＳ３１０
はこの誤差を重み付け係数で乗算し、この誤差を下流の
画素に分配する。

【００５５】図２８は、高アドレス可能度誤差拡散方法
の第一補間バージョンを用いて、隣接する画素間の高ア
ドレス可能度関係を表す。更に詳細には、この画素のＰ
１値は、次の画素のＰ０値として使用されることに注意
されたい。

【００５６】一方、図２９は、高アドレス可能度誤差拡
散方法の第二補間バージョンを用いて、画素間の高アド
レス可能度関係を表す。この場合、先の画素のＰ１値と
現在の画素のＰ０値の間に連続性はない。従って、これ
らの２つの図から、高アドレス可能度誤差拡散方法の２
つのバージョンからの誤差出力は、異なることが分か
る。

【００５７】スクリーン処理プロセスに関連して使用さ
れる高アドレス可能度誤差拡散プロセスは、図３３に関
連して更に詳しく説明される。この説明において、ｅ_i
値は先の画素から現在のｉ番目の画素に送られた再現誤
差を表す。ｉ番目の画素の位置で、サブピクセル値はＰ
０＝Ｖ_s' _i＋ｅ_i＝Ｖ_s”_i及びＰ１＝Ｖ_s' _i+1＋
ｅ_i＝Ｖ_s”_i+1とし、ここでＶ_s' _i＝（Ｇ_L−
Ｖ_i）＋（Ｓ_i−Ｔｈ）及びＶ_s’_i+1＝（Ｇ_L−Ｖ
_i-1）＋（Ｓ_i-1−Ｔｈ）である。これらの値は図３３
に表されたように、Ｂ₀からＢ_N-1の補間値を得るため
に使用される。図３３に図示された高アドレス可能度標
数はＮ＝４であることに注意されたい。

【００５８】これらの補間値は次に１２８と比較され、
サブピクセルのＯＮ又はＯＦＦ特性を決定する。ブラッ
クで再現されたサブピクセルの数がｎで表されるとすれ
ば、現在の再現誤差は、（所望の出力）−（実出力）、
即ちｅ’_i＝（（Ｐ０＋Ｐ１）／２）−（ｎ（２５５）
／Ｎ）で表される。換言すると、実出力＝（所望の出力
（Ｐ０＋Ｐ０）／２）−（ＯＮのサブピクセルの数×ブ
ラック及びホワイトのリファレンス値との間の差異／高
アドレス可能度指数部）で、画定される。この新しい誤
差は次に重み付け係数のセットで乗算されて、下流の画
素に送られる。

【００５９】ＯＮ又はＯＦＦ特性を決定するために、サ
ブピクセル値は幾つかの比較ステップによって処理され
る。高アドレス可能度誤差拡散プロセスを実施するため
に使用される回路の実際の構造の例を次に記載する。

【００６０】図１〜図７は、特定の補間スキームを使用
した高アドレス可能度誤差拡散を行うために必要な演算
ステップを図示している。まず、図１に図示されたよう
に、画素値Ｖ_i及びＶ_i+1が得られ、ここでＶ_i＝（Ｇ
_L−Ｖ_i）＋（Ｓ_i−Ｔｈ）及びＶ_i-1＝（Ｇ_L−Ｖ
_i-1）＋（Ｓ_i-1−Ｔｈ）である。実画素値は図１にグ
ラフで表されており、画素値Ｖ_iはサブピクセル位置０
における画素値を表し、画素値Ｖ_i+1はＮ−１サブピク
セルにおける画素値を表す。図１において、処理される
べき画像データのマルチレベルグレイ値を表す通常の８
ビットのデータワードを使用した場合、画素値は０〜２
５５の範囲である。画像データのグレイレベル値を表す
ために任意の範囲、例えば０〜５１１、０〜１２７等の
範囲を使用することが可能である。

【００６１】最初の画素値Ｖ_i及びＶ_i+1を得た後、拡
散された誤差成分ｅ_i（先の画素の２値化プロセスから
蓄積された誤差）が画素値Ｖ_i及びＶ_i+1に加算され
る。誤差成分ｅ_iは２つの構成要素ｅ_FIFO及びｅ_FBから
成ることに注意されたい。ここでｅ_FIFOはラインバッフ
ァに格納された合計の誤差成分であり、及びｅ_FBはフィ
ードバック誤差成分である。誤差成分ｅ_iの加算は、図
２にグラフで表されている。

【００６２】拡散された誤差成分を加算した後、補間サ
ブピクセル値が図３に図示されたように算出される。例
えば、補間サブピクセル値はＢ_n＝Ｐ０_i＋ｎ（Ｐ１_i
−Ｐ０_i）／Ｎであり（ｎ＝１〜Ｎ−１）、Ｎは選択さ
れた高アドレス可能度指数部である。Ｐ０_iはＶ_i＋ｅ
_iに等しく、Ｐ１_iはＶ_i+1＋ｅ_iに等しいことに注意
されたい。

【００６３】補間サブピクセル値を算出した後、各補間
サブピクセル値は閾値レベルと比較される。図４に表さ
れた例において、閾値は１２８である。この閾値は、所
望の結果によって、画像データの範囲内のいかなる値で
もよい。この例において、１２８以上の値を有する各サ
ブピクセルはＯＮにセットされる。

【００６４】次に、所望の出力（Ｐ０_i＋Ｐ１_i）／２
が算出される。所望の出力のこの演算は、図５にグラフ
で表されている。所望の出力を算出した後、実出力が算
出される。この例において、実出力はｎ^*２５５／Ｎに
等しく、ｎは図１０に図示された比較の結果ＯＮにされ
たサブピクセルの数である。算出された実出力をグラフ
で表したものが図６に図示されている。いったん所望の
出力及び実出力が算出されると、誤差拡散方法は誤差を
算出し、この誤差は下流に送られる。この誤差は（所望
の出力）−（実出力）で算出される。この演算をグラフ
で表したものが図７に図示されている。

【００６５】図７に図示されたように、誤差はｅ_i+1＝
（Ｐ０_i＋Ｐ１_i）／２−（ｎ^*２５５／Ｎ）として算
出される。この場合、誤差ｅ_i+1は本発明の２値化プロ
セスより生じた誤差を表す。全ての従来の誤差拡散プロ
セスと同じように、２値化プロセスより生じた誤差は下
流の画素に分配される。下流画素への誤差ｅ_i+1の分配
は、図８に表されている。この例において、誤差の分配
は誤差拡散係数のセットを使用し、これによって簡単な
ビットシフトによる高速処理が可能になる。図８は各画
素位置に関する係数を表す。

【００６６】図９において、スクリーン処理された入力
ビデオ信号は分割され、ラッチ１０１内にラッチされ
て、スクリーン処理された画素値Ｖ０_i及びＶ１_iを生
成する。Ｖ０_iは上記のラッチされたスクリーン入力ビ
デオ信号Ｖ１_iを表し、Ｖ０_iは同じ走査線内のスクリ
ーン処理された画素値Ｖ１_iの直前のスクリーン処理さ
れた画素値を表す。スクリーン処理された画素値Ｖ０_i
は誤差成分ｅ_iと共に加算器１０３に供給される。更
に、誤差成分ｅ_iはスクリーン処理された入力信号Ｖ１
_iと共に加算器１０５に供給される。加算器１０３は出
力信号Ｐ０_iを生成し、この出力信号Ｐ０_iは２の補数
回路１０７に供給されて負のＰ０_iが生成される。負の
Ｐ０_iはＰl _i値と共に加算器１０９に供給されて、Ｐ
l _i−Ｐ０_iの値を生成する。負のＰ０_iは加算器１１
１にも供給されて閾値と合計される。この例では、閾値
は１２８である。

【００６７】加算器１１１からこの合計は乗算器１１５
に供給され、（１２８−Ｐ０_i）値が高アドレス可能度
指数部値Ｎで乗算される。この積は、次に除算回路１１
７によって加算器１０９からの合計で除算される。この
商はデコーダ１１９に供給される。デコーダ１１９の実
際の関数は図１０にグラフで表されている。

【００６８】更に詳細には、図１０に表されたように、
デコーダ１１９はＰ０_i／Ｐ１_iラインと値１２８との
交点を決定する。この交点の決定から、デコーダ１１９
はＯＮにされるサブピクセルの数ｎを決定する。デコー
ダ１１９からの解は２値化された出力としてプリンタエ
ンジン及び乗算器１２１に供給される。乗算器１２１は
デコーダ１１９からの出力に（−２２５／Ｎ）値を掛け
る。乗算器１２１の積は加算器１２３内で加算器１１３
によって生成された合計に加算される。加算器１１３は
値Ｐ０_iとＰ１_iを加算して値Ｐ１_i＋Ｐ０_iを生成す
る。

【００６９】加算器１２３の解は誤差成分ｅ_i+1を表
し、この誤差成分ｅ_i+1は簡単なビットシフト回路１２
５に供給されて様々な誤差値を生成し、この誤差値は分
配プロセスで使用される。ビットシフト回路１２５によ
って生成された誤差値は誤差分配回路１２７に供給さ
れ、ここで半分の誤差Ｅrr_Bは同じ走査線内の次の画素
に分配され、及び、誤差の残り半分Ｅrr_Aは誤差分配回
路１２７内に設定された重み付け係数に従って次の走査
線内の様々な画素に分配される。

【００７０】図１１は本発明で実施される２つの並列演
算を表す。更に詳細には、図１１はスクリーン処理され
た画素値Ｖ_i及びＶ_i+1が、一つのサブピクセルのため
の所望の出力演算の開始と平行して得られるところが表
されており、所望の出力は拡散された誤差成分ｅ_FIFO又
はｅ_FBを含まないで算出される。

【００７１】これらの並列演算が完了した後、本発明の
好適な実施の形態は、図３と同じように補間サブピクセ
ル値を算出する。しかし、補間サブピクセル値のこの演
算に平行して、所望の出力が誤差成分ｅ_FIFOを加算する
ことによって算出され続ける。これは図１２にグラフで
表されている。

【００７２】次に、誤差成分ｅ_FIFOは図１３に表された
ように、スクリーン処理された画素値Ｖ_i、Ｖ_i+1及び
補間サブピクセルに加算される。同時に（これと平行し
て）全ての可能な実サブピクセル出力が、拡散された誤
差成分ｅ_FBを含まないで所望の出力信号から減算され
る。換言すると、Ｎ個の可能な実際のサブピクセル出力
は、図１２で算出された所望の出力から減算されて、Ｎ
個の可能な誤差出力ｅ_pを生成する（所望の出力−実出
力＝誤差ｅ_p）。図１３に図示された演算は、図１４に
図示された演算と平行して行われる。

【００７３】誤差成分ｅ_FBはスクリーン処理された画素
値Ｖ_i、Ｖ_i+1及び図１５に表されたような様々な補間
サブピクセル値に加算される。フィードバック誤差成分
ｅ_FBが図１５で加算されると同時に、誤差成分ｅ_FBは図
１６に図示されたように全ての可能なサブピクセルの所
望の出力に加算される。換言すると、誤差成分ｅ_FBは図
１４に図示された演算より生じたＮ個全ての誤差解（ｅ
_p）に個々に加算される。

【００７４】これらの並列演算を完了した後、次のステ
ップは図１７、図１８及び図１９に図示された演算を含
む。前記次のステップにおいて、各補間サブピクセル値
は閾値１２８と比較され、閾値以上の値を有するサブピ
クセルはＯＮにされる。このプロセスは図１７及び図１
８にグラフで表されており、図１７は補間サブピクセル
値と閾値との比較を表し、図１８は閾値以上の値を有す
るサブピクセルをＯＮにしたところを表す。

【００７５】図１６に表された演算の結果として全ての
可能な誤差値が同時に使用可能になるので、下流に送ら
れるべき誤差はこれで即選択可能（即ち、ＯＮにされる
サブピクセルの数に基づいてマルチプレクサを介して）
になる。換言すると、図１９は、図１６に表された演算
によって生成された、同時に使用可能な様々な誤差値か
ら適切に選択された誤差値を表している。この選択され
た誤差値は次に、従来の誤差拡散技術を使用して下流の
画素に分配される。本発明の好適な実施の形態では、誤
差は上記の誤差拡散係数を使用して下流の画素に分配さ
れる。

【００７６】図２０は、本発明の好適な実施の形態に従
った、平行パイプライン高アドレス可能度誤差拡散回路
の機能的なブロック図を表す。図２０において、入力ス
クリーンビデオ信号は誤差演算回路１及びビデオ修正回
路３に供給される。誤差成分ｅ_FIFO（Ｅrr_B）及びｅ_FB
（Ｅrr_A）もまた誤差演算回路１に供給される。誤差演
算回路は、現在起こっている２値化プロセスより生じ得
る様々な可能な誤差値全てを演算する。誤差演算回路１
によって出力されるべき適切な誤差の選択は受け取った
誤差選択信号に基づいてなされ、これは以下更に詳細に
述べることとする。

【００７７】誤差演算回路１から選択された誤差値は係
数マトリックス回路５に供給され、この回路５は重み付
け係数のセットに基づいて誤差値を分配する。係数マト
リックス回路５は誤差値を２つの成分ｅ_FIFO（Ｅrr_B）
及びｅ_FB（Ｅrr_A）に分割する。先に述べたように、フ
ィードバック誤差Ｅrr_Aは係数マトリックス回路５から
ビデオ修正回路３及び誤差演算回路１にフィードバック
される。ビデオ修正回路３はまた、バッファ９からＥrr
_Bも受け取る。

【００７８】ビデオ修正回路３は、補間サブピクセルが
閾値と共に２値化回路７に供給される高アドレス可能度
誤差拡散方法のための補間サブピクセル値を生成する。
本発明の好適な実施の形態において、閾値は１２８であ
る。しかし、この閾値はいかなる値でもよいことに注意
されたい。

【００７９】２値化回路７は入力されたビデオデータを
２値化して、画像再現装置で使用するために２値化画像
データを出力する。２値化回路７はまた誤差選択信号を
生成し、この信号は誤差演算回路１によって係数マトリ
ックス回路５に供給されるべき正しい誤差値を選択する
ために使用される。この誤差選択信号は、２値化プロセ
スの間にＯＮにされる補間サブピクセルの数を表す。従
って、誤差演算回路１はこの選択を行うために乗算器を
含んでもよい。

【００８０】図２０に図示されたように、誤差演算回路
１はビデオ修正回路及び２値化回路に平行である。更
に、本発明の高アドレス可能度誤差拡散構造はＡＳＩＣ
上に実施され、これによって画像データが高速画像再現
装置の時間的制約及び情報処理量の仕様内で２値化され
るようにハードウェアを実施することが可能となる。

【００８１】図２１は本発明の好適な実施の形態の回路
の詳細なブロック図を表している。図２１に表されたよ
うに、図１１〜図１９に関して先に述べたような演算の
多くは、平行して行われる。

【００８２】スクリーン処理された画素値Ｖ_i及びＶ
_i+1は、２つの隣接する高速走査画素が処理可能である
ように、スクリーン処理されたビデオ信号をラッチする
ラッチ２０５を使用することによって得られる。このス
クリーン処理された画素値Ｖ_i及びＶ_i+1は加算器２０
６内で合計され、この合計は除算器２０７によって半分
に分割される。除算器２０７で演算された解は、誤差項
ｅ_FIFOと共に加算器２０８に供給される。この合計はプ
リンタへの所望の出力を表す。

【００８３】上記のプロセスに平行して、実出力生成回
路２００は高アドレス可能度指数部に基づいてプリンタ
への可能な出力全てを生成する。これらの値は、減算操
作のために加算器が使用されるため、負であることに注
意されたい。高アドレス可能度指数部がＮであれば、Ｎ
個の可能な実出力が生成される。また、上記のプロセス
に平行して、サブピクセル回路はスクリーン処理された
画素値Ｖ_i及びＶ_i+1に基づいて、全ての補間サブピク
セルを生成する。

【００８４】次に、誤差成分ｅ_FIFOは加算器２１０によ
って各補間サブピクセルに加算される。これと同時に
（これと平行して）、可能な実出力（負の値）のそれぞ
れが、加算器２０１によって所望の出力に個々に加算さ
れる。換言すると、Ｎ個の可能な実際のサブピクセル出
力が所望の出力から減算されて、Ｎ個の可能な誤差出力
が生成される。

【００８５】加算装置２１１及び２０２では、フィード
バック誤差項ｅ_FBが加算装置２１０及び２０１からの各
合計にそれぞれ加算される。これらの演算は平行して行
われる。これらの並列演算の完了後、加算装置２１１か
らの各補間サブピクセルは閾値回路２１２内で閾値と比
較される。閾値以上の値を有するサブピクセルはＯＮに
される。閾値回路はＯＮにされたサブピクセルの数を表
す数を出力する。この情報はデコード論理回路内に供給
され、該回路はこの情報から２値データを生成してこの
データがプリンタに送られる。

【００８６】更に、加算装置２０２からの誤差項はマル
チプレクサ２０３に供給され、このマルチプレクサ２０
３はどの誤差項を下流の画素に波及させるかを選択す
る。誤差項はデコード論理回路２１３から受け取った制
御信号に基づいて選択される。選択された誤差項は分配
回路２０４に供給され、この回路２０４は次のフィード
バック誤差を生成し、この誤差はバッファ内に格納され
て次の走査線の処理に使用される。

【００８７】本発明のスクリーン処理及び高アドレス可
能度誤差拡散再現を組み合わせたものは、図３４に表さ
れたシンプルな垂直ラインスクリーンパターンを用いて
利用されることができる。更に、本発明は図３５に表さ
れたような４５°のラインスクリーンを用いて使用され
ることが可能である。本発明は、ドットスクリーン又は
一定画面を用いて使用されることもできる。本発明の好
適な実施の形態において、ドットスクリーンが連続的な
トーン領域で使用され、及び一定画面がテキスト領域に
使用されることによって、単純な誤差拡散プロセスをエ
ミュレートする。これによって、バッファ内に格納され
た誤差が連続的トーン及びテキスト領域の両方で同じ範
囲内になるため、ウィンドウからウィンドウへの、又は
エフェクトからエフェクトへのより平滑な移行を生み出
す。

【００８８】上記の例において、画像はフル変調で処理
されると仮定された。ハイブリッド処理でのフル変調を
使用した画像の再現が境界アーチファクトである場合、
１つの問題がある。境界アチファクトは、入力−グレイ
ビデオ移行が突然起こる領域、例えばブラックからホワ
イト若しくはホワイトからブラックのテキスト又はライ
ンの境界領域等に見受けられる。フル変調を使用するこ
とによって起こる他の混乱は、背景サブピクセル現象と
呼ばれる。背景サブピクセル現象は、背景領域にサブピ
クセルが点在している領域に見受けられる。これらのア
ーチファクトは、１００％のハイブリット変調を使用し
て画像が生成されるときに通常起こる。

【００８９】これらのアーチファクトをより詳しく説明
するために、ホワイト背景及びその中心にべたブラック
ボックスを有する画像が例として使用される。このよう
な画像が１００％のハイブリッド変調を使用して生成さ
れる場合、ハワホワイト背景にブラックのサブピクセル
がランダムに配置されて点在する。ホワイト背景内での
ブラックのサブピクセルのランダムな拡散は、背景サブ
ピクセル現象によって起こる。更に、ホワイト領域のエ
ッジは、ホワイトからブラックへの若しくはブラックか
らホワイトへの移行によって生じたブラックサブピクセ
ルの均一パターンを有する。このブラックサブピクセル
の均一パターンは、境界アーチファクトを生じる。最後
に、ホワイト背景領域内のべたブラックボックス領域に
関して、ブラックボックス画像には背景サブピクセル現
象の結果、ホワイトサブピクセルがランダムに点在す
る。更に、ホワイト領域と同様、ブラックボックスのエ
ッジは境界アーチファクトを形成するホワイトサブピク
セルの均一パターンを含む。従って、これらのアーチフ
ァクトの存在は、画像の全体的な品質を低下させる。

【００９０】これらのアーチファクトを取り除く１つの
方法は、スクリーン振幅を１００％未満の変調に低減さ
せることである。しかし、スクリーン変調は（例えばコ
ントーン（contone ）としてラベル付けされた画素を再
現するとき）１００％であることが望ましい。なぜなら
フルハイブリッドダイナミックレンジが使用されるため
に、更に正確な誤差が生成されて下流の画素に送られる
からである。更に、画像品質に関する１００％のスクリ
ーン変調の利点は公知である通り、１００％のスクリー
ン変調は特に強調領域においてより平滑な領域を生成す
る。

【００９１】様々な強度の変調の例が、図３６、図３
７、及び図３８に表されている。更に詳細には、図３６
はスクリーン値及び０％変調の状態へのハイブリッドビ
デオ変換を表している。図３６に表されたスクリーン値
を０％変調のハイブリッドビデオ変換と共に使用するこ
とによって、ハイブリッド処理システムは、背景のサブ
ピクセルアーチファクトにおける境界を実質的に取り除
く。しかし、先の述べたように、絵画像又はコントーン
を再現するために０％変調を使用することは望ましくな
い。

【００９２】図３７は、５０％変調を使用する状況のた
めのハイブリッドビデオ変換におけるスクリーン値を表
している。上記のブラックボックス画像が図３７に表さ
れた５０％変調ハイブリッドプロセスを使用して再現さ
れれば、背景のサブピクセルアーチファクトにおける境
界は、実質的に減少される。しかし、これらのアーチフ
ァクトが実質的に低減されたとしても、アーチファクト
はテキスト画像又はラインアート画像の画像品質に重大
なインパクトを与えるであろう。

【００９３】最後に、図３８は、１００％変調を使用し
た場合のハイブリッドビデオ変換におけるスクリーン値
を表す。上記のブラックボックス画像が図３８に表され
た１００％変調ハイブリッドプロセスを使用して再現さ
れれば、背景のサブピクセルアーチファクトにおける境
界は、顕著に現れるであろう。

【００９４】フル変調（１００％変調）で背景及び境界
アーチファクトが起こる理由は、図３９を使用して定量
的に説明すると最も分かり易い。フル変調（１００％変
調）では、変換されたハイブリッドビデオはドキュメン
トのホワイト及びブラック領域において１２８に近く又
は等しくなることができる。誤差拡散プロセスでは、８
ビットの階調画像処理システムを使用する場合、閾値レ
ベルもまた１２８に等しい。従って、任意の量の誤差が
このビデオに付加されたとき、合計の画素値はこの閾値
（１２８）と交差してサブピクセルを生成する。

【００９５】この現象をより明確に説明するために、図
３９は仮の例を表す。図３９に表されたように、画素Ｎ
のビデオ値は１６５（（２５５−０）＋（３８−１２
８）＋０）に等しい〔（（ＧＬ−Ｖ_i）＋（Ｓｉ−Ｔ
ｈ）＋誤差）〕であり、画素Ｎ＋１は誤差成分（誤差）
１２８（（２５５−０）＋（１−１２８））を含まない
ビデオ値、〔（（ＧＬ−Ｖ_i）＋（Ｓｉ−Ｔｈ））〕を
有するとする。しかし、−４の合計拡散誤差成分を画素
Ｎ＋１のビデオ値に加算することによって、画素Ｎ＋１
は閾値１２８未満に落ち、これによってホワイトサブピ
クセルが生成される。このシナリオでは、画素Ｎ及び画
素Ｎ＋１の両方の入力グレイビデオは０（ブラック）に
なり、従って、入力グレイビデオがべたブラック領域を
表すのであれば、ホワイトサブピクセルは生成されない
と推定される。

【００９６】しかし、図３９に示したように、処理中の
先の画素から受け取った拡散誤差は、時折ビデオ値を閾
値レベル未満に下げ、ホワイトサブピクセルを生成す
る。このホワイトサブピクセルの生成によって、境界ア
ーチファクト又は背景サブピクセルアーチファクトを生
じる。更に、ブラックグレイビデオが受け取られた時の
ホワイトサブピクセルの生成に関する上記の影響はスク
リーンに依存し、より大きな要素スクリーンではよりシ
ビアになり得る。

【００９７】境界及び背景サブピクセルアーチファクト
を大幅に低減若しくは排除する為に、本発明は等式Ｖ’
＝（２５５−Ｖ_i）＋（Ｓ_i−１２８）^*Ｄｍｐ_viで表
されるハイブリッド変換を使用して、ゼロ変調の利点を
１００変調の利点と組み合わせる。このハイブリッド変
換において、Ｖ_iはグレイ入力ビデオであり、Ｓ_iはス
クリーン値、Ｄｍｐ_viは緩衝係数であり、Ｖ’は変換で
生じたハイブリッドビデオ信号である。この緩衝係数を
含むことによって、変調の量は入力ビデオ値Ｖ _iに基づ
いて制御されることが可能になる。換言すると、本発明
は中間トーン領域にフル変調を適用することによって、
ホワイト及びブラック領域の付近の変調を緩衝する。こ
の変換の例は図４０に表されている。

【００９８】図４０に表されたように、変調はビデオ値
０と１５及び２４０と２５５との間に緩衝される。図４
０は、８ビットの階調画像データのための画像処理変換
を表すが、このハイブリッド変換の概念は、画像データ
が処理される階調レベルの任意の大きさに簡単に等しく
することが可能であることに注意されたい。更に、図４
０は、１５から２４０の間の値を有するビデオ信号にフ
ル変調（１００％変調）が提供されたところを表してい
る。このようなハイブリッド変換の緩衝を使用して、境
界及び背景のサブピクセルアーチファクトは実質的に取
り除かれる。

【００９９】図４１は、ハイブリッド緩衝変換の実施の
例である。更に詳細には、ビデオ信号はフリップフロッ
プ２１に供給され、この出力信号がルックアップテーブ
ル２３に供給されて、入力ビデオ信号値に基づいて緩衝
係数Ｄｍｐ_viを生成する。この緩衝係数は他のフリップ
フロップ２５に供給されて、この出力信号が乗算器３３
に供給される。このプロセスと平行して、ビデオで表さ
れた画素の位置に関連するスクリーン値が第３フリップ
フロップ２７に供給される。このフリップフロップ２７
の出力はインバータ２９を使用して、（（スクリーン
値）−１２８）値に変換される。この新しい値は次に第
４フリップフロップ３１に供給された後、乗算器３３に
供給される。

【０１００】乗算器３３からの積はビットシフトレジス
タ３９に供給されて、（Ｓ_i−１２８）^*Ｄｍｐ_viに等
しい値を生成する。緩衝されたスクリーン値は次に第５
フリップフロップ４１に供給された後、加算器４３に供
給される。加算器４３では、この緩衝されたスクリーン
値は（２５５−Ｖ_i）と等しい値であるビデオ値に加算
され、ハイブリッド変換ビデオ値、（２５５−Ｖ_i）＋
（Ｓ_i−１２８）^*Ｄｍｐ_viを生成する。

【０１０１】本発明の好適な実施の形態において、緩衝
値はプログラム可能であり、入力ビデオは単にランダム
アクセスメモリのルックアップテーブルをアドレスする
ために使用され、該緩衝値は０．０〜１．０のルックア
ップテーブルの範囲内に格納される。しかし、メモリス
ペースを確保するために、より小さなランダムアクセス
メモリのルックアップテーブル（このルックアップテー
ブルは０〜１５及び２４０〜２５５の入力グレイレベル
にのみプログラムされる）が使用されることができるこ
とに更に注意されたい。１６〜２３９の入力グレイレベ
ルのための緩衝値は、１．０（非緩衝）のままである。

【０１０２】更に、本発明の好適な実施の形態におい
て、０〜１５及び２４０〜２５５までの緩衝値は、０％
〜１００％までの１次関数を表す。換言すると、ビデオ
値の各増大は、緩衝値が０〜１５までの範囲内であれ
ば、変調において６．２５％の増加率に相当し、及び２
４０から２５５までの範囲内では６．２５％の減少率に
相当する。

【０１０３】ハイブリッド画像処理に関する他の問題
は、２つの異なる区切られた（セグメント）領域間の移
行における画像の再現である。通常、これらの移行領域
における問題を解決するために、１つのセグメント領域
からもう１つの異なるセグメント領域へ再現処理を移行
する際、多重画面に切り換える。このようなプロセスを
実施するために、画像処理装置はその移行領域で画像を
処理する必要のある全ての別々のスクリーンを保存する
ために、大きなメモリを要する。これらの様々なスクリ
ーンを使用することは、大きなメモリスペースを要する
だけでなく、スクリーン数が多いために画像処理操作も
遅くなる。これは特に、１つのスクリーンが２，０００
個の要素をゆうに超えるセグメント領域を使用したカラ
ー環境において画像を再現するときに、特に重大であ
る。

【０１０４】このシナリオを避けるために、本発明はあ
る変調レベルを適用し、１つのセグメント領域がもう１
つのセグメント領域に移行する領域において同じスクリ
ーンを使用する。例えば、テキストとしてラベル付けさ
れた領域から中間調として指定された領域へ移行する
間、０％の変調を有するスクリーンがこのテキスト領域
に適用される。その後、中間調領域に交わる前のテキス
ト／中間調境界内にあるとき、本発明は２０％の増加率
で変調レベルをゆっくり拡大し、中間調領域で変調レベ
ルは１００％に達する。

【０１０５】先に述べたように、スクリーン処理のため
の変調の量は、境界及びサブピクセルアーチファクトを
両方とも排除するため、及びメモリスペースを減少させ
て情報処理速度を拡大させるために、制御される必要が
ある。スクリーン振幅もまた緩衝係数Ｄｍｐ_viによって
調整されるが、このビデオ依存緩衝係数は、１００％変
調を加えたときに存在する境界及び背景サブピクセルア
ーチファクトを排除するために使用される。従って、先
に述べたように、スクリーン振幅は、セグメント領域間
の移行領域を考慮して更に調整されなければならない。
この更なる修正は、ハイブリッド振幅変調を調整する他
の成分を加えることによって実現される。結果的なハイ
ブリッド変換は、等式Ｖ’＝（２５５−Ｖ_i）＋（Ｓ_i
−１２８）^*Ｄｍｐ_vi ^*Ｍｏｄ_effであり、ここでＭｏ
ｄ_effはエフェクトポインタに基づいた変調乗数であ
る。変調乗数は０．０〜１．０の範囲内の値を有する。

【０１０６】このハイブリッド処理変換を使用して、本
発明は別々のスクリーンを切り換えることなくスクリー
ン処理プロセスを効果的に変調することができる。更に
詳細には、同じスクリーンが移行周期の間ずっと使用さ
れるが、変調乗数は適切な変調を行うために変えられ
る。本発明の好適な実施の形態において、変調乗数によ
って、本発明は０．０６２５の増加率で最大１７個の異
なる変調乗数（０．０〜１．０）を使用することが可能
となる。

【０１０７】図４２は本発明のハイブリッドビデオ変換
プロセスを実施するハードウェアの１つの実施の形態の
ブロック図を表す。図４２に示されたように、ビデオ信
号は画像分類回路４０１に供給される。この画像分類回
路４０１はいかなる従来の画像セグメンテーション又は
自動セグメンテーション回路であってもよい。画像分類
回路４０１は、ビデオ信号に関連した画素の分類を表す
エフェクトポインタを生成する。このエフェクトポイン
タは、ビデオデータをどのように処理するかについて下
流の画像処理モジュールに指示する情報を含む。

【０１０８】画像分類回路４０１より生成されたエフェ
クトポインタ情報は、スクリーン変調係数回路４０２及
びスクリーン回路４０３に供給される。このスクリーン
回路４０３は、エフェクトポインタに基づいて画像に適
用されるべき正確なスクリーンを決定する。このスクリ
ーンは、コントーン画像を生成するための特定のスクリ
ーンであってもよいし、又はテキスト又はラインアート
の画像を再現するための一定画面であってもよい。その
スクリーンから選択された正確なスクリーン値は、ビデ
オストリーム内のビデオ（画素）の位置に基づく。スク
リーン回路４０３からの出力（Ｓ_i−１２８）は乗算器
４０６に供給される。このプロセスに平行して、スクリ
ーン変調係数回路４０２は、エフェクトポインタ値に基
づいて変調乗数Ｍ_effを決定する。

【０１０９】このプロセスと平行して、ビデオ緩衝係数
回路４０８は緩衝値Ｄ_effを生成する。この値の生成
は、ビデオ信号の値に依存する。好適な実施の形態にお
いて、この回路は図３９に図示されたプロファイルを有
するルックアップテーブルである。

【０１１０】スクリーン回路４０３からのスクリーン
値、スクリーン変調係数回路４０２からの変調乗数Ｍ
_eff、及びビデオ緩衝係数回路４０８からの緩衝値Ｄ
_effは、乗算器４０６に供給されて修正されたスクリー
ン信号（Ｓ_i＋Ｔｈ）^*Ｄ_eff ^*Ｍｏｄ_effを生成し、
このスクリーン信号は次に加算値４０７に供給されて、
修正されたビデオ信号Ｖ_S’＝（２５５−Ｖ_i）＋（Ｓ
_i＋Ｔｈ）^*Ｄ_eff ^*Ｍ_effを生成する。この修正スク
リーン信号は高アドレス可能度誤差拡散回路４０５に供
給されて更に処理される。

【０１１１】

【発明の効果】上記のハイブリッド方法を使用して、本
発明はプリントシステムによるプリントに使用できる多
数のグレイレベルを維持しながらハイブリッド画像処理
操作のフルダイナミックレンジを使用することができ
る。従って、本発明は制限されたグレイレベルのスクリ
ーン処理に一般的に見られる輪郭アーチファクトを低減
させ、プリントシステムの一般的な画像処理構造に影響
を与えずにこのような特徴を実現させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】境界サブピクセル値の獲得をグラフで表した図
である。

【図２】得られた境界サブピクセル値を誤差成分で修正
するところをグラフで表した図である。

【図３】修正された境界サブピクセル値間の補間サブピ
クセル値をグラフで表した図である。

【図４】補間サブピクセル値を閾値と比較してグラフで
表した図である。

【図５】所望の出力値の演算をグラフで表した図であ
る。

【図６】実出力値の演算をグラフで表した図である。

【図７】下流の画素に送られるべき誤差値の演算をグラ
フで表した図である。

【図８】一般的な誤差分配ルーチンにおける誤差の実際
の配分をグラフで表した図である。

【図９】高アドレス可能度誤差拡散プロセスを実施する
本発明の実施の形態を図示したブロック図である。

【図１０】図９に表されたデコードプロセスをグラフで
表した図である。

【図１１】所望の出力値の演算と平行した境界サブピク
セル値の獲得をグラフで表した図である。

【図１２】所望の出力を誤差成分で修正するのと平行し
て得られた境界サブピクセル値間のサブピクセル値の補
間をグラフで表した図である。

【図１３】得られた境界サブピクセル値間のサブピクセ
ルを誤差成分で修正するところをグラフで表した図であ
る。

【図１４】複数の部分的な可能誤差値の演算をグラフで
表した図である。

【図１５】図１１の修正されたサブピクセル値を他の誤
差成分で更に修正するところをグラフで表した図であ
る。

【図１６】複数の完全な可能誤差値の演算をグラフで表
した図である。

【図１７】更に修正されたサブピクセル値の閾値処理を
グラフで表した図である。

【図１８】閾値以上のサブピクセルの数の決定をグラフ
で表した図である。

【図１９】複数の可能な完全誤差値のうち１つの選択を
グラフで表した図である。

【図２０】図１１〜図１９に図示されたプロセスの実施
を表すブロック図である。

【図２１】図１１〜図１９に図示されたプロセスの回路
の実施を表すブロック図である。

【図２２】典型的な誤差拡散方法を表したフローチャー
トを表す。

【図２３】典型的な重み付け係数スキームを表す図であ
る。

【図２４】サブピクセルの補間をグラフで表した図であ
る。

【図２５】他のサブピクセル補間方法をグラフで表した
図である。

【図２６】図２４の補間スキームを用いた誤差拡散方法
をフローチャートで表した図である。

【図２７】図２５の補間スキームを使用した誤差拡散方
法をフローチャートで表した図である。

【図２８】図２４の補間スキームのためのサブピクセル
関係をグラフで表したものである。

【図２９】図２５の補間スキームのためのサブピクセル
関係をグラフで表したものである。

【図３０】一般的なスクリーン処理回路を表すブロック
図である。

【図３１】スクリーン処理／２値化プロセスを表すブロ
ック図である。

【図３２】一般的なスクリーン処理プロセスをグラフで
表した図である。

【図３３】補間及び２値化プロセスをグラフで表した図
である。

【図３４】垂直ラインスクリーンパターンをグラフで表
した図である。

【図３５】傾斜ラインスクリーンパターンをグラフで表
した図である。

【図３６】０％変調のためのスクリーン及びハイブリッ
ドビデオ変換をグラフで表した図である。

【図３７】５０％変調のためのスクリーン及びハイブリ
ッドビデオ変換をグラフで表した図である。

【図３８】１００％変調のためのスクリーン及びハイブ
リッドビデオ変換をグラフで表した図である。

【図３９】望ましくないホワイトサブピクセルの生成を
グラフで表した図である。

【図４０】好適な緩衝プロファイル及び０．８０の変調
乗数を使用したハイブリッドビデオ変換を表す。

【図４１】緩衝スクリーン処理ビデオ信号回路を表すブ
ロック図である。

【図４２】本発明の好適な実施の形態を表すブロック図
である。

【符号の説明】

１誤差演算回路３ビデオ修正回路５係数マトリックス回路７２値化回路９バッファ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素を表すマルチレベル階調画素値にお
けるレベル数を減少させてこのレベル数の減少により生
じた誤差を拡散させる方法であって、（ａ）第一分解能を有する画素を表すマルチレベル階調
画素値を受け取るステップを含み、（ｂ）受け取った画素の位置に基づいてスクリーン値を
生成するステップを含み、（ｃ）受け取ったマルチレベル階調画素値の強度に基づ
いて緩衝スクリーンの重みを生成するステップを含み、（ｄ）生成された緩衝スクリーンの重みに基づいてスク
リーン値を修正するステップを含み、（ｅ）修正されたスクリーン値を用いてスクリーン処理
されたマルチレベル階調画素値を生成するステップを含
み、（ｆ）スクリーン処理されたマルチレベル階調画素値に
おけるレベル数を減少させるステップを含み、（ｇ）前記ステップ（ｆ）での減少プロセスの解として
の誤差値を生成するステップを含み、及び、（ｈ）誤差値を隣接する画素のマルチレベル階調画素値
に拡散するステップを含む、誤差拡散方法。
【請求項２】画素を表すマルチレベル階調画素値にお
けるレベル数を減少させてこのレベル数の減少により生
じた誤差を拡散させるためのシステムであって、第一分解能を有する画素を表すマルチレベル階調画素値
を受け取る手段を含み、受け取った画素値の位置に基づいてスクリーン値を生成
するスクリーン手段を含み、受け取ったマルチレベル階調画素値の強度に基づいて緩
衝スクリーンの重みを生成する緩衝手段を含み、生成された緩衝スクリーンの重みに基づいてスクリーン
値を修正する修正手段を含み、修正されたスクリーン値に基づいてスクリーン処理され
たマルチレベル階調画素値を生成するスクリーン手段を
含み、スクリーン処理されたマルチレベル階調画素値における
レベル数を減少させる減少手段を含み、前記減少手段による減少プロセスの解としての誤差値を
生成する誤差手段を含み、及び、誤差値を隣接する画素のマルチレベル階調画素値に拡散
する拡散手段を含む、誤差拡散システム。