JPH1075376A - マルチチャンネルディジタルカラー画像をハーフトーン化する方法 - Google Patents

マルチチャンネルディジタルカラー画像をハーフトーン化する方法

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JPH1075376A
JPH1075376A JP9144014A JP14401497A JPH1075376A JP H1075376 A JPH1075376 A JP H1075376A JP 9144014 A JP9144014 A JP 9144014A JP 14401497 A JP14401497 A JP 14401497A JP H1075376 A JPH1075376 A JP H1075376A
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    • H04N1/4051—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ハーフトーンパターン可視性に最
適な外観を与えるマルチチャンネルディジタルカラー画
像のハーフトーン化方法の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の方法は、（ａ）ディジタルカラ
ー画像の各カラーチャンネルに対し、可視性コスト関数
を最小限に抑えるため２個以上が併合的に設計されたデ
ィザー値のマトリックスを与える段階と、（ｂ）各カラ
ーチャンネルに対し、アドレス指定されたディザー値を
得るため、ディザー値のマトリックスをディジタルカラ
ー画像中の画素の場所でモジュール的にアドレス指定す
る段階と、（ｃ）各カラーチャンネルに対し出力ハーフ
トーン画像値を決めるため、各カラーチャンネルに対し
アドレス指定されたディザー値を対応するカラーチャン
ネルに対する画素値と比較する段階と、（ｄ）ディジタ
ルカラー画像中の各画素に対し、段階（ｂ）及び（ｃ）
を繰り返し行う段階とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にディジタ
ル画像処理の分野に係わり、特に、カラー出力装置用の
ディジタルカラー画像をハーフトーン化する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ハーフトーン化とは、２色の色素レベル
（即ち、黒又は白）しか利用できないときに、中間トー
ンの外観を作成するためディジタル画像化で一般的に使
用される技術である。ハーフトーン化法は、観察する人
の目が一部の画像の局部領域に亘り空間的に平均化を行
うため、ある小さい領域内で画素の一部を「オン状態」
に変え、画素の一部を「オフ状態」に変えることによ
り、中間トーンレベルが作成され得るという事実に依存
する。オン状態に変えられた画素の断片部が外観の灰色
レベルを決定する。一般的なハーフトーン化技術の例に
は、順序付けられたディザー及び誤差拡散が含まれる。
【０００３】順序付けられたディザー技術は、典型的
に、画像全体に亘ってタイル張りされたＭx ×Ｍy 個の
要素を有するディザーマトリックスを形成することによ
り実現される。ディザーマトリックスの要素は、期待さ
れる入力色調値の範囲の全体に分布するので、色調のフ
ルレンジが再生される。この方法の基本的なフローチャ
ートを図１に示す。画像中の所定の画素は、行(column)
アドレスｘ及び列(row)アドレスｙと、入力画素値Ｉ
（ｘ，ｙ）とを有する。モジュロ演算器１０は、ディザ
ーマトリックス１２をアドレス指定するため使用される
指数ｘd 及びｙd を決めるため使用される。モジュロ演
算器１０は、画素アドレスｘ又はｙがディザーマトリッ
クス次数Ｍx 又はＭy によりそれぞれ除算されたときの
剰余を判定することにより値ｘd 又はｙd を計算する。
この処理は、ディザーマトリックスを「モジュール的に
アドレス指定する(modularly addressing)」と称され
る。このアドレスでディザーマトリックスに格納された
ディザー値ｄ（ｘd ，ｙd ）は、比較器１４を用いて入
力画素値Ｉ（ｘ，ｙ）と比較される。入力画素値がディ
ザー画素値よりも小さい場合に、出力画素値Ｏ（ｘ，
ｙ）は「オフ状態」に設定され、入力画素値がディザー
画素値よりも大きい場合に、出力画素値Ｏ（ｘ，ｙ）は
「オン状態」に設定される。
【０００４】上記の基本的な技術の第２の実現例を図２
に示す。この場合、ディザー値ｄ（ｘd ，ｙd ）は、加
算器２４を用いて入力画素値Ｉ（ｘ，ｙ）と結合され
る。閾値演算器２６は、出力画素値Ｏ（ｘ，ｙ）を決め
るため結合された値を閾値処理するため使用される。合
成された値が閾値よりも小さいならば、画素は「オフ状
態」に設定され、合成された値が閾値よりも大きいなら
ば、画素は「オン状態」に設定される。
【０００５】基本的な技術の他の実現例を図３に示す。
この場合、ｋ枚のディザービットマップ３２の集合は、
ディザーマトリックスが各入力レベルｋで閾値処理され
たとき形成されたハーフトーンパターンに対応して形成
される。入力画素値Ｉ（ｘ，ｙ）は、次に、各画素に対
し使用されるべきディザービットマップを選定するため
使用される。モジュロ演算器３０は、選定されたディザ
ービットマップをアドレス指定すべく使用される指数ｘ
d 及びｙd を決定するため使用され、これにより、出力
画素値Ｏ（ｘ，ｙ）が決められる。この実現例の利点
は、各画素を処理するため僅かな計算しか必要とされな
いことである。図１及び図２の方法を用いて実現され得
る全てのディザーパターンは、図３の方法を用いても実
現し得ることに注意する必要がある。しかし、他の方法
を用いて実現することができない図３の方法のためのデ
ィザービットマップの集合を定義することが可能であ
る。その理由は、図１及び２に示されたディザーマトリ
ックスの実現例において、ある画素がディザー値に対応
した入力値でオン状態に変えられたとき、その画素はよ
り高い入力値に対しオン状態を維持するからである。図
３に示されたディザービットマップ法を用いた場合に、
この制約は存在しない。例えば、ある画素は、１５０の
入力値に対し「オフ状態」であり、１５１の入力値に対
し「オン状態」であり、かつ、１５２の入力値に対し再
び「オフ状態」である。
【０００６】従来、多様な異なるディザーマトリックス
が使用され、異なる視覚特性を伴う結果画像が生成され
ている。一般的なタイプには、ランダムディザーマトリ
ックス、クラスタドット状ディザーマトリックス、ベイ
ヤ（分散ドット状）ディザーマトリックスが含まれる。
サリバン(Sullivan)とミラー(Miller)の米国特許第4,92
0,501 号には、最小視覚変調を有するディザービットマ
ップを設計する技術が紹介されている。上記パターン
は、「ブルーノイズ」パターンと称される場合がある。
これらのパターン魅力は、生成されたパターンが観察者
に対し最小の可視性しかないので、その結果として生成
された画像は、他のパターンを用いて生成された画像よ
りも視覚的に好ましい点である。上記パターンの作成に
係る基本手続きは、ハーフトーンパターンの周波数成分
を人間の視覚感度関数で重み付けることに基づくある種
のコスト関数を最小化するマトリックス要素の配置を決
めるため、統計的アニーリングのような最適化手法を使
用することである。サリバンとレイ(Ray) は、更に、米
国特許第5,214,517 号において、各灰色レベルのビット
マップが、ディザーマトリックスを用いて実現され得る
ように相関させられることを保証する上記の方法の改良
を提案している。上記の基本的な解決法に対する他の拡
張には、レイによる米国特許出願第07/848,779号に記載
された全ての灰色レベルを同時に最適化する方法、及
び、スポルディング(Spaulding) とレイによる米国特許
出願第08/331,246号に記載されたマルチレベル出力装置
と共に使用するためのブルーノイズディザーマトリック
スを設計する方法が含まれる。
【０００７】パーカー(Parker)とミッツァ(Mitsa) によ
る米国特許第5,111,310 号と、リン(Lin) による米国特
許第5,317,418 号及び第5,469,515 号には、ディザーパ
ターンの設計法が提案されている。上記引例で使用され
ている実際の最適化手法は幾分相違するが、結果として
得られたパターンは、サリバン他による特許に記載され
た方法を用いて作成されたパターンと非常に類似してい
る。
【０００８】２値出力装置にカラー画像を生成すると
き、各カラーチャンネルをハーフトーン化する必要があ
る。典型的に、カラー平面は、シアン、マゼンタ及び黄
色（ＣＭＹ）、又は、シアン、マゼンタ、黄色、ブラッ
ク（ＣＭＹＫ）である。同一のハーフトーンパターンが
各カラーチャンネルに使用されるならば、これは、「ド
ット・オン・ドット」印刷として知られている。この方
法は、実際上、非常に高レベルのルミナンス変調を発生
し、更に、カラー再生特性が位置合わせ誤差に対し非常
に高感度になるので、殆ど使用されない。非常に高レベ
ルのルミナンス変調により、ハーフトーンパターンは、
単独で印刷された一つのカラーチャンネルよりも非常に
目立つようになる。位置合わせ誤差に対する感度が増加
することにより、再生されたカラーは、印刷装置の位置
合わせ特性が変化すると共に、ページとページとの間
で、場合によっては１ページ内でドリフトするようにな
る。グラフィックアートの分野において、好ましい解決
法は、典型的に、ハーフトーンパターンを異なる「画面
角」に回転させることによりハーフトーンパターンの相
関を除くことである。通常のグラフィックアートのハー
フトーン法の場合に、この回転は、光学的又はディジタ
ル的に行われる。
【０００９】例えば、米国特許第5,341,228 号に記載さ
れているように、順序付けられたディザーのため使用さ
れるハーフトーンパターンの相関を除く多数の技術が提
案されている。上記の技術の中には、各カラーチャンネ
ルに対し独立に得られたディザーマトリックスを使用
し、各カラー平面のディザーマトリックスを基準ディザ
ーマトリックスに対し空間的にシフトし、少なくとも１
個のカラーチャンネルに対し逆ディザーマトリックスを
使用することが含まれる。上記の各技術は、異なるカラ
ーチャンネルに対するハーフトーンパターンの相関が除
かれるので、その結果として得られたハーフトーン画像
は、公称のドット・オン・ドット印刷の場合よりも、生
成されるルミナンス変調の量及び位置合わせ誤差に対す
る感度の量が少なくなる点が有利である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の技術
は、特に、ハーフトーンパターンの可視性に関して最適
な外観を与える画像を生成しない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ため本発明により提供されるカラー画素値のｘ、ｙ配列
を有するマルチチャンネルディジタルカラー画像をハー
フトーン化する方法は、ディジタルカラー画像の各カラ
ーチャンネルに対し、可視性コスト関数を最小限に抑え
るため２個以上が併合的に構成されたディザー値のマト
リックスを与える段階と、各カラーチャンネルに対し、
アドレス指定されたディザー値を得るため、ディザー値
のマトリックスをディジタルカラー画像中の画素の場所
でモジュール的にアドレス指定する段階と、各カラーチ
ャンネルに対し出力ハーフトーン画像値を決めるため、
各カラーチャンネルに対しアドレス指定されたディザー
値を、対応するカラーチャンネルに対する画素値と比較
する段階と、ディジタル画像中の各画素に対し、上記ア
ドレスを指定する段階と、上記比較する段階とを繰り返
し行う段階とからなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、ディザーマトリックス
を使用して発生されたハーフトーンパターンの可視性を
最小限に抑えるべく、カラー画像化装置用のディザーマ
トリックスの集合を計算する方法からなる。以下の実施
例において、画像化装置は、シアン、マゼンタ、及び黄
色のカラーチャンネルを有する場合を想定するが、本発
明の技術は、ＲＧＢ装置又はＣＭＹＫ装置のような他の
タイプの画像化システムに対し容易に一般化し得る点に
注意する必要がある。
【００１３】図４に示された本発明の一実施例におい
て、シアン入力画像４０Ａと、マゼンタ入力画像４０Ｂ
と、黄色入力画像４０Ｃとを有するマルチチャンネル入
力カラー画像が、対応するシアン出力画像４８Ａと、マ
ゼンタ出力画像４８Ｂと、黄色出力画像４８Ｃとを有す
るマルチチャンネル出力カラー画像を形成するため処理
される。モジュロ演算器４２Ａ、４２Ｂ及び４２Ｃは、
画像行アドレスｘ及び画像列アドレスｙを夫々有する入
力画素に対し、ディザーマトリックスの行アドレスｘd
及び列アドレスｙd を決めるため使用される。ディザー
マトリックスの行アドレス及び列アドレスは、シアンデ
ィザー値ｄc （ｘd ，ｙd ）、マゼンタディザー値ｄm
（ｘd ，ｙd ）及び黄色ディザー値ｄy （ｘd ，ｙd ）
を夫々決めるため、シアンカラーチャンネル、マゼンタ
カラーチャンネル及び黄色カラーチャンネルに対し、本
発明に従って併合的に最適化された最適ディザーマトリ
ックス４４Ａ、４４Ｂ及び４４Ｃを併合的にアドレス指
定するため使用される。アドレス指定されたディザー値
は、次に、出力画素値Ｏc （ｘ，ｙ）、Ｏm （ｘ，ｙ）
及びＯy （ｘ，ｙ）を決めるため、比較器４６Ａ、４６
Ｂ及び４６Ｃを用いて対応するカラーチャンネルに対す
る入力画素値Ｉc （ｘ，ｙ）、Ｉm （ｘ，ｙ）及びＩy
（ｘ，ｙ）と比較される。入力画像値がアドレス指定さ
れたディザー値よりも大きいならば、比較器は、出力画
素値を「オン状態」に変える。逆に、入力画素値がアド
レス指定されたディザー値よりも小さいならば、比較器
は出力画素値を「オフ状態」に変える。
【００１４】図４に示された方法は、本発明の最適化さ
れたディザーマトリックスと共に、コンピュータ読み出
し可能な磁気又は光記憶媒体のようなコンピュータ記憶
媒体、或いは、プログラマブル記憶装置又はカスタム集
積回路のような固体記憶装置を含むコンピュータプログ
ラム製造物として実現され、カラー出力装置を駆動する
ためディジタルコンピュータと共に利用される。コンピ
ュータプログラム製造物は、ディジタルカラー出力装置
に組み込んでもよく、ディジタルカラー出力装置用のド
ライバに組み込んでもよく、或いは、別個のソフトウェ
ア製造物として販売してもよい。かかるコンピュータプ
ログラムの疑似コード実行例を以下のテーブル１に示
す。
【００１５】 テーブル１ for y = 1 to number of rows in image （画像の列数） for x = 1 to number of columns in image （画像の行数） ｛ xd = x mod Mx yd = y mod My DC = dc (xd , yd ) DM = dm (xd , yd ) DY = dy (xd , yd ) if (Ic (x, y) < DC) Oc (x, y) = 0 else Oc (x, y) = 1 if (Im (x, y) < DM) Om (x, y) = 0 else Om (x, y) = 1 if (Iy (x, y) < DY) Oy (x, y) = 0 else Oy (x, y) = 1 ｝ 併合的に最適化されたディザーマトリックス４４Ａ、４
４Ｂ及び４４Ｃは、ハーフトーンパターンを有する出力
画像が、観察する人から最も見えにくくなる（観察者に
最小可視性を与える）ように構成される。本発明の好ま
しい一実施例において、全てのカラーチャンネルは、ハ
ーフトーンパターンの可視性を併合的に計算するため使
用される。しかし、ある種の場合には、可視性コストを
最小限に抑える処理中にカラーチャンネルの部分集合だ
けを使用することが望ましい。例えば、シアン及びマゼ
ンタのカラーチャンネル用のハーフトーンパターンは、
併合的に最適化され得るが、一方、全体的なパターン可
視性に与える寄与分が少ない黄色カラーチャンネル用の
ハーフトーンパターンは、独立に決めることが可能であ
る。
【００１６】本発明の好ましい実施例によれば、ハーフ
トーンパターンの可視性は、可視性ルミナンス変調を最
小限に抑えるディザーマトリックスを決めることにより
最小限に抑えられる。これが屡々適当である理由は、人
の視覚系は、クロミナンス変調よりもルミナンス変調に
対する感度が高いからである。しかし、ここに開示する
方法は、ルミナンス変調と共にクロミナンス変調の可視
性を反映する項がコスト関数に含まれるよう容易に拡張
することが可能である。
【００１７】観察する人に対し最小の可視性を有するカ
ラーハーフパターンを設計するため、第１に、所定のハ
ーフトーンパターンの集合に対する可視性を計算するコ
スト関数を定義する必要がある。ハーフトーンパターン
可視性のルミナンス成分だけが考慮される場合に、第１
の段階は、カラーハーフトーンパターンの集合から空間
ルミナンス分布を計算する。空間ルミナンス分布を判定
し得る一つの方法は、個別の各色素（例えば、シアン、
マゼンタ及び黄色）が使用されたとき得られるルミナン
ス値と、色素の実現可能な組合せ（例えば、赤＝マゼン
タ＋黄、緑＝シアン＋黄、青＝シアン＋マゼンタ、及
び、黒＝シアン＋マゼンタ＋黄）に対し得られるルミナ
ンス値とを測定することにより行われる。各カラーチャ
ンネルに対するハーフトーンパターンは重ね合わされ、
結果として得られる色素の組合せに対応するルミナンス
値は、結果として得られる空間ルミナンス分布を決める
ため、各画素の場所に割り当てられる。
【００１８】空間ルミナンス分布ｌ（ｘ，ｙ）を決める
ため使用可能な他の方法は、個々のハーフトーンパター
ンの加重和を計算することにより空間ルミナンス分布の
値を評価する。
【００１９】
【数１】
【００２０】式中、Ｏi （ｘ，ｙ）は、ｉ番目のカラー
チャンネルに対する出力画像ビットマップであり、Ｎは
カラーチャンネル数であり、ｗi は各チャンネルの加重
係数である。加重係数は、一般的に、各チャンネルのル
ミナンス信号に対する相対的な寄与度に影響を与える。
典型的に、黄色は最小の寄与度を有し、マゼンタは次第
の寄与度を有する。典型的な加重の例は、シアン、マゼ
ンタ及び黄色に対し、夫々、ｗc ＝０．３、ｗm ＝０．
６及びｗy ＝０．１である。
【００２１】候補ハーフトーンパターンの集合に対する
ルミナンス分布ｌ（ｘ，ｙ）が計算された後、ルミナン
ス変調の可視性を計算する一つの方法は、ルミナンスス
ペクトルＬ（ｆx ，ｆy ）を計算するため、ルミナンス
分布をフーリエ変換することである。ルミナンススペク
トルは、次に、加重ルミナンススペクトルを計算するた
め、空間周波数Ｖ（ｆx ，ｆy ）の関数として人の視覚
系感度により重み付けされる。ハーフトーンパターンの
可視性の評価であるコスト値は、加重ルミナンススペク
トルの関数を全ての周波数に関して積分することにより
計算される。使用することが可能なコスト関数の一つの
具体的な形式は、
【００２２】
【数２】
【００２３】により表わされ、式中、ＬCMX （ｆx ，ｆ
y ）は、特定のカラー値ＣＭＹに対するハーフトーンパ
ターンに対応するルミナンススペクトルであり、ｃｏｓ
ｔCMYは、このカラー値に対し計算された結果的に得ら
れるコスト値である。ルミナンス分布は、典型的に、離
散的な画素値の集合に対し指定されるので、上記のコス
ト関数の離散形式
【００２４】
【数３】
【００２５】を用いて作業することが屡々有効であり、
式中、ＬCMX,ijは、特定のＣＭＹカラー値に対するルミ
ナンス分布の離散フーリエ変換の（ｉ，ｊ）番目の要素
であり、Ｖijは要素（ｉ，ｊ）に対応する周波数に対す
る人の視覚系感度である。低コントラスト写真光学的な
人の視覚系を近似するため利用し得る一つの関数は、
【００２６】
【数４】
【００２７】により表わされ、式中、定数ａ、ｂ、ｃ、
及びｄは、実験データから２．２、０．１９２、０．１
１４及び１．１であることが計算され、
【００２８】
【外１】
【００２９】は、視覚的な水平(subtense)のサイクル／
度単位の正規化されたラジアル空間周波数であり、ｆ
max は加重指数がピークをとる周波数である。人の視覚
機能感度の変化を考慮するため、正規化されたラジアル
空間周波数は、角度依存性スケール関数
【００３０】
【数５】
【００３１】を用いて、実際のラジアル空間周波数から
計算され、式中、
【００３２】
【数６】
【００３３】であり、かつ、ｓ（θ）は、
【００３４】
【数７】
【００３５】により与えられ、ｗは対称性パラメータで
あり、
【００３６】
【数８】
【００３７】である。人の視覚系感度を表わすため、ガ
ウス近似のような他の関数形式を使用してもよい。屡
々、コスト関数の値は、ルミナンス分布を周波数域に変
換するのではなく、むしろ、空間域で計算する方が都合
がよい。この場合、周知のパーシバルの定理を式（１）
に適用することにより、コスト値は、以下の式
【００３８】
【数９】
【００３９】により計算されることが分かる。式中、＊
はコンボリューション演算を表わし、ｌCMY （ｘ，ｙ）
は特定のカラー値ＣＭＹに対するルミナンス分布であ
り、ｖ（ｘ，ｙ）は人の視覚系感度のフーリエ逆変換で
あり、人の視覚系の点拡がり関数であると考えられる。
上記コスト関数の離散形式は、
【００４０】
【数１０】
【００４１】であり、式中、（ｌCMY ＊ｖ）ijは、特定
のＣＭＹカラー値に対するルミナンス分布を人の視覚機
能系の点拡がり関数と離散的なコンボリューションを行
うことにより与えられた認知されたルミナンス分布の
（ｉ，ｊ）番目の要素である。順序付けられたディザー
過程により発生されたルミナンス分布は周期性があるの
で、離散コンボリューションは、周囲のディザー配列か
らの寄与分を包含することにより、その事実を考慮しな
ければならない点に注意する必要がある。
【００４２】多数の方法により、ハーフトーンパターン
と関係した可視性コストを最小限に抑えることが可能で
ある。一実施例において、全ての画素値に対するビット
パターンが同時に最適化される。この例の場合、総コス
ト値は、ＣＭＹカラー値の個々のコスト値の結合により
計算される。最小総コスト値を生成するビットパターン
を決めるため、非線形最適化法を使用してもよい。
【００４３】利用可能な総コストの一形式は、個々のコ
スト値の加重和
【００４４】
【数１１】
【００４５】であり、式中、ｗCMY は加重係数であり、
総和は、所定のＣＭＹカラー値の集合に亘って計算され
る。特定のＣＭＹカラー値の部分集合、並びに各カラー
値に割り当てられた加重の選択は、最適化過程中に、色
空間の種々の部分の相対的な重要度を決める。例えば、
特定の印刷応用に対しに、中性色が最も重要なカラー値
であると考えられるならば、等量のシアン、マゼンタ及
び黄色を有するＣＭＹカラー値の集合を総和に含めるこ
とが可能である。中性色の全てが同程度に重要であるな
らば、加重係数は、個々のコスト値が同様の大きさを有
するように個々の値を正規化するため定義される。ＣＭ
Ｙカラー値の集合に入れることができる他のカラー値
は、一つのカラーチャンネルがその全域を通じて変更さ
れ、他のカラーチャンネルが零に設定される一次カラー
系列である。皮膚の色調、空の色及び草の色のような特
に重要なカラーに対するＣＭＹカラー値を取り入れても
よい。使用することが可能な他のＣＭＹカラー値の集合
は、異なるカラーチャンネルに対し許容可能なカラー値
の実現可能な全組合せである。
【００４６】個々のコスト値の集合から総コストを計算
するため、他の式を使用する方が望ましい場合がある。
例えば、式（１１）は、個々のコスト関数の各項に、べ
き乗関数を適用するため、以下の式
【００４７】
【数１２】
【００４８】のように変形してもよく、式中、ｐは正定
数である。典型的なｐの値は、１乃至１０の範囲にあ
る。ｐの値が大きくなると、個々のコスト値をより重く
加重する影響が増大する。一般的にいうと、ディザーマ
トリックス内で実現可能なディザー値の配置の数は非常
に多いので、最小の総コスト値を与える変化を見つける
ため、全ての変化に対しコストを計算することは実際的
ではない。コスト関数を最小限に抑えることが可能な周
知の最適化手法の一つは、統計的アニーリング法であ
る。図５を参照して、このアルゴリズムの一実施例に含
まれる段階を説明する。
【００４９】１．ディザーマトリックスの初期集合が定
義され、対応する初期総コスト値が計算される（ステッ
プ５０）。１個のディザーマトリックスは、各カラーチ
ャンネルと関連する。初期ディザーマトリックスは、無
作為的に形成され、或いは、他のディザーマトリックス
を使用してもよい。初期総コストは、「以前の総コス
ト」として一時的に知ることができる。
【００５０】２．ディザーマトリックス内のディザー値
のペアは、無作為的に選択され、新しいディザーマトリ
ックスの集合を形成するため交換される（ステップ５
１）。ある種の場合に、ディザー値の単一ペアがディザ
ーマトリックスの中の一つから選択される。或いは、１
個以上のディザー値のペアを各ディザーマトリックスか
ら選択してもよい。
【００５１】３．新しい総コスト値が新しいディザーマ
トリックスの集合に対し計算される（ステップ５２）。 ４．式
【００５２】
【数１３】
【００５３】により与えられるボルツマンテスト統計量
ｑと、０乃至１のランダム数ｚとが計算され（ステップ
５３）、式中、 Δｃｏｓｔ＝（新しいコスト）−（以前のコスト） であり、パラメータＴは、 Δｃｏｓｔ＞０ の場合でも、新しいディザーマトリックスの大部分、例
えば、８０％が以下の段階で許容されるように初期設定
される。
【００５４】５．次に、ｑの値はｚと比較される（ステ
ップ５４）。 ｑ＞ｚ であるならば、新しいディザーマトリックスが維持さ
れ、上記の段階３で計算された「新しい総コスト」は、
「以前の総コスト」のように名称が変わる。 ｑ≦ｚ であるならば、ディザーマトリックスは直前の状態に戻
される（ステップ５６）。
【００５５】６．上記の段階２乃至５の多数回、例え
ば、１０００回の繰り返しの後、ｋがｋ＜１、例えば、
ｋ＝０．９５と表わされるとき、パラメータＴをｋＴま
で低下させる（ステップ５７）。 ７．連続的なＴの値で総コストが著しく変化しなくなる
程度までＴが十分に小さいとき、或いは、固定回数、例
えば、５００回の変更がＴに対し行われた後、この過程
は終了し（ステップ５８）、最終的なディザーマトリッ
クスがメモリに記憶される（ステップ５９）。
【００５６】遺伝的アルゴリズムと称されるような他の
タイプの組合せ最適化手法を最適ディザーマトリックス
を決めるため使用してもよい。上記アルゴリズムの一般
的な説明については、デビッド イー ゴールドバーグ
(David E. Goldberg) 著の“探索、最適化、及び機械学
習における遺伝的アルゴリズム(Genetic Algorithmsin
Search, Optimization, and Machine Learning)”、Add
ison-Wesley出版社、1989年発行、並びに、グレゴリー
ジェー イー ローリングズ(Gregory J. E.Rawling
s)著の“遺伝的アルゴリズムの基礎(Foundations of Ge
netic Algorithms) ”、Morgan Kaufmann Publishers、
1991年発行を参照のこと。
【００５７】本発明の好ましい一実施例において、各入
力レベルに対するハーフトーンパターンは、同時ではな
く、むしろ、逐次的に決められる。この例の場合、第１
の入力レベルに対するハーフトーンパターンが最初に決
められ、次に、残りの入力レベルに対するハーフトーン
パターンが一つずつ決められる。残りのパターンは、連
続的なシーケンス、又は、他のタイプのシーケンスを用
いて決めてもよい。例えば、最初に決められた第１の入
力レベルが（２５６通りの実現可能な入力レベルの中
の）レベル１２８である場合を想定する。連続的なシー
ケンスは、入力レベルが以下の順序：127, 126, ...,
1, 0, 129, 130, ..., 254, 255 で最適化される場合
に使用可能である。或いは、２値トリー：64, 192, 32,
96, 140, 224, ...に基づくシーケンスのような多数の
他のシーケンスが実現可能である。
【００５８】本発明は、カラー画像の各チャンネルに供
給され得るように、併合的に最適化されたマトリックス
を取り扱うので、各カラーチャンネルに対し各入力レベ
ルでハーフトーンパターンを決める必要がある。本発明
の一実施例において、各カラーチャンネルに対する所定
の入力レベルのハーフトーンパターンは、同時に最適化
される。しかし、他の配置を実現することが可能であ
る。例えば、ある入力レベルに対するシアンハーフトー
ンパターンを決め、次に、その入力レベルに対するマゼ
ンタハーフトーンパターン及び黄色ハーフトーンパター
ンを計算しても構わない。各カラーチャンネルに対する
ハーフトーンパターンが上記のレベルについて決められ
たとき、次のレベルが考慮される。或いは、一つのカラ
ーチャンネルの各入力レベルに対するハーフトーンパタ
ーンを最初に決めてもよい。第１のカラーチャンネルに
対するハーフトーンパターンが全て決められたとき、残
りのカラーチャンネルを逐次的に最適化してもよい。
【００５９】各入力レベルに対するハーフトーンパター
ンが、同時ではなく、逐次的に最適化されるとき、最適
化過程を僅かに変更する必要がある。この場合、通常、
ハーフトーンパターンを発生させるため使用されるディ
ザーマトリックスではなく、むしろ、各入力レベルに対
応したハーフトーンパターンによって中間結果を指定す
る方が便宜である。全てのハーフトーンパターンが最適
化された後、結果として得られたハーフトーンパターン
は、等価なディザーマトリックスに変換され得る。逐次
的なハーフトーンパターンの最適化手法の一実施例を表
わすフローチャートが図６に示される。この方法の基本
的な段階を以下に説明する。
【００６０】１．初期入力レベルに対するハーフトーン
パターンを決定する（ステップ６０）。 ２．最適化されるべきシーケンス中の次の入力レベルを
決定する（ステップ６１）。上記の如く、連続的シーケ
ンス又は２値トリーシーケンスのような多数の異なるシ
ーケンスを使用することが可能である。
【００６１】３．ハーフトーンパターンの要素の中で変
更可能な要素を決定する（ステップ６２）。一般的に、
これは、既に最適化された現在の入力レベルよりも低い
最近傍の入力レベルに対応するハーフトーンパターンの
中で「オフ状態」であり、並びに、既に最適化された現
在の入力レベルよりも高い最近傍の入力レベルに対応す
るハーフトーンパターンの中で「オン状態」である画素
を検出することにより行われる。
【００６２】４．可視性コストを最小限に抑えるため、
変更可能な要素の中で変更すべき要素を決定する（ステ
ップ６３）。これにより、可視性コスト関数で定義され
るような最小の可視性を有するハーフトーンパターンが
生成される。 ５．各カラーチャンネルの各入力レベルに対し、上記の
段階２乃至４を繰り返す。
【００６３】６．各レベルに対し得られたハーフトーン
パターンを各カラーチャンネルに対し対応するディザー
マトリックスに結合する（ステップ６４）。 ７．最終的なディザーマトリックスをディジタルメモリ
に記憶する（ステップ６５）。初期入力レベルに対しハ
ーフトーンパターンを決定する段階（ステップ６０）
は、幾つかの態様で実現することが可能である。本発明
の一実施例によれば、第１のハーフトーンパターンの集
合は、無作為的に形成される。ハーフトーンパターン
は、次に、図５に示された過程と類似した統計的アニー
リング過程を用いて最適化される。上記過程と図５の過
程との相違点は、ハーフトーンパターンの要素がディザ
ーマトリックスの要素の代わりに交換され、かつ、カラ
ー値の集合からのコストを結合する総コストではなく、
むしろ、単一のカラー値に対するコストが計算されるこ
とに限られる。
【００６４】本発明の好ましい実施例において、初期ハ
ーフトーンパターンは、上記の如くの従来技術の手法を
用いて最小可視性ハーフトーンパターンを生成するよう
設計されたモノクロディザーマトリックスから形成され
る。初期ハーフトーンパターンを形成する一つの方法を
疑似コードで表わす。 for channel = 0 to num＿chnnels for each i, j ｛ if ((d(i,j)>=channel*level) and (d(i,j)<(channel+1)*level)) pattern channel (i,j)=1 else pattern channel (i,j)=0 ｝ 上記の疑似コードにおいて、num ＿channel は、カラー
チャンネル数であり、i 及びｊは、配列指数の値であ
り、d() は、モノクロディザーマトリックスであり、pa
ttern channel () は、カラーチャンネルに対する初期
ハーフトーンパターンであり、level は、初期ハーフト
ーンパターンに対する入力レベルである。初期ハーフト
ーンパターンに対する入力レベルは、カラーチャンネル
数で除算されたモノクロディザーマトリックス内のレベ
ル数以下でなければならない点に注意する必要がある。
従って、２５６個の異なるレベルを有するモノクロディ
ザーマトリックスと、３個のカラーチャンネルを有する
システムとに対し、入力レベルは８５以下に制限され
る。
【００６５】初期ハーフトーンパターンが上記の手法を
用いて形成されたならば、得られたパターンは、重なり
合いが無く、モノクロディザーマトリックスの基本空間
周波数分布特性に影響を与える。上記の特性は共に望ま
しいが、得られたパターンはコスト関数のグローバルミ
ニマムに対し最適ではない可能性がある。そのため、上
記の方法を用いてパターンを形成し、そのパターンを、
上記の統計的アニーリング法のような最適化手法のため
の初期パターンとして使用することが望ましい。
【００６６】可視性コストを最小限に抑えるため、変更
可能な要素の中で変更すべき要素を決定する段階（ステ
ップ６３）は、幾つかの態様で実行される。本発明の一
実施例によれば、図５に示された統計的アニーリング処
理と類似した処理が使用される。両者の相違点は、ステ
ップ６２において変更可能であると判定されたハーフト
ーンパターンの要素が、ディザーマトリックスの要素の
代わりに交換されることである。コスト値は、単一のカ
ラー値（典型的に、現時に最適化された入力値に対応す
る中性カラー値）から計算され、或いは、カラー値の集
合のコスト値の結合でも構わない。コスト値の結合を使
用することにより、色空間の一方の部分でカラー値に対
し生成されたハーフトーンパターンの可視性の最適化が
行われる際に色空間の他の部分を犠牲にしないことが保
証される。有用であると判定されたコスト値の一つの結
合は、中性カラー値に対するコスト値と、１個以上の各
カラーチャンネルに対するカラー値との加重平均を計算
することである。例えば、入力値１００のシアンチャン
ネルのビットマップが最適化されたならば、結合された
コスト値は、シアン、マゼンタ、及び黄色が１００の値
を有する中性色のコストと、シアンが１００の値を有し
マゼンタ及び黄色が零であるカラーに対するコストとの
加重平均でも構わない。同様に、結合されたコスト値に
他のカラーを取り入れ得ることは明らかである。
【００６７】遺伝的アルゴリズム、又は、パーカー(Par
ker)他により使用された凸面集合への射影タイプのアル
ゴリズムのような他の最適化手法は、最小可視性ハーフ
トーンパターンを決めるため使用される。大きいディザ
ーマトリックスが最適化されるとき、上記の手法の中の
殆どの手法は、非常に強力なコンピュータを用いたとし
ても実行するために大量の処理時間を要することが分か
った。そのため、たとえ、最終的な解の最適化が速度の
遅い手法により見つけられる解よりも僅かに劣るとして
も、より高速に収束する他の最適化手法を用いる方が望
ましい場合がある。
【００６８】かかる高速収束技術の中の一つは、新しい
コスト関数の形式を定義する。特定の入力値に対する最
低ハーフトーンパターンに関してルミナンス分布ｌCMY
（ｘ，ｙ）が上記の方法を用いて計算された場合を想定
する。認知されたルミナンス分布は、ルミナンス分布を
人の視覚系の点拡がり関数の近似で畳み込むことによ
り、ｌCMY （ｘ，ｙ）＊ｖ（ｘ，ｙ）として計算され
る。シーケンス内の次の入力値に対し最適ハーフトーン
パターンを決定することが望まれるならば、ハーフトー
ンパターンから適当な数のドットを追加（又は差し引
く）必要がある。上記のドットは、上記の最適化処理を
用いて追加又は差し引かれる。上記の最適化処理によ
り、ドットは、典型的に、認知されたルミナンス分布が
高い画素位置に追加され、或いは、逆に、認知されたル
ミナンス分布が低い画素位置から差し引かれる。従っ
て、最大の認知ルミナンス値を有する画素位置に画素を
追加し、或いは、最小の認知ルミナンス値を有する画素
位置で画素を差し引くことにより、略同一の結果を得る
ことが可能である。２個以上のドットを追加又は差し引
く必要があるならば、ドットは、一般的に、同時に追加
又は差し引かれるべきであり、認知されたルミナンス分
布は各段階の後に再計算される。この過程は、本質的
に、認知されたルミナンス分布に大きいピーク及び谷を
ペナルティーとして適用する新しいコスト関数の定義と
等価である。
【００６９】この方法は、中性色に加えて、他の色に対
する認知されたルミナンス分布からの寄与分を取り入れ
るように拡張しても構わない。それを行うための一つの
方法は、結合された認知ルミナンス分布
【００７０】
【数１４】
【００７１】を計算することである。式中、ｗCMY は、
加重係数であり、 lp,CMY (x,y)=l CMY (x,y)*v(x,y)
は、あるＣＭＹカラー値に対する認知されたルミナンス
分布であり、総和は、ＣＭＹカラー値の集合全体に対し
計算される。結合された認知ルミナンス分布が計算され
た後、ドットは、最小値又は最大値を夫々見つけること
により追加又は差し引かれる。
【００７２】ルミナンス変調の可視性に関係する項に加
えて、クロミナンス変調の可視性に関係する項を含む他
のタイプのコスト関数を使用してもよい。このタイプの
コスト関数は、全体的なハーフトーンパターン可視性を
正確に反映させるため使用される。しかし、殆どの場合
に、最適化処理に加えられた複雑さを正当化し得る程度
まで最終的な結果は改良されない。
【００７３】上記の開示された実施例に対し、略等価的
な結果を生じ得る多数の変形が存在することは、当業者
にとって明らかである。コスト関数には、特に、観察す
る人に非常に見えやすいハーフトーンパターンにペナル
ティーを科すよう定義された多数の変形がある。更に、
与えられたコスト関数を最小化するため利用可能な多数
の異なるタイプの最適化手法がある。上記の具体的な実
施例の範囲内でも、ハーフトーンパターンが最適化され
る順序のような細部に亘る無数の変形が存在する。
【００７４】上記のモノクロハーフトーン化の例と同様
に、併合的に最適化されたハーフトーンパターンを用い
て画像を処理するため使用される多数の異なる方法があ
る。図４に示されたその中の一つの方法において、ハー
フトーンパターンは、併合的に最適化されたディザーマ
トリックス４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃに結合され、入力画
像値を閾値処理するため使用される。
【００７５】併合的に最適化されたディザーマトリック
スをカラー画像に適用する第２の方法は図７に示され
る。この場合に、ディザー値ｄc （ｘd ，ｙd ）、ｄm
（ｘd，ｙd ）及びｄy （ｘd ，ｙd ）は、加算器７５
Ａ、７５Ｂ、７５Ｃを用いて、入力画素値Ｉc （ｘ，
ｙ）、Ｉm （ｘ，ｙ）及びＩy （ｘ，ｙ）と結合され
る。閾値演算器７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃは、出力画素値
Ｏc （ｘ，ｙ）、Ｏm （ｘ，ｙ）及びＯy （ｘ，ｙ）を
決めるため、結合された値を閾値処理するため使用され
る。
【００７６】基本的な技術の他の実現例は図８に示され
る。この例の場合に、併合的に最適化されたハーフトー
ンパターンは、併合的に最適化されたディザーマトリッ
クスを形成するため結合されない。その代わりに、ハー
フトーンパターンは、入力カラー画像８０Ａ、８０Ｂ、
８０Ｃのカラーチャンネルをハーフトーン化する際に使
用するためのディジタルメモリに直接記憶される。入力
画素値Ｉc （ｘ，ｙ）、Ｉm （ｘ，ｙ）及びＩy （ｘ，
ｙ）は、併合的に最適化されたハーフトーンパターン８
４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃの中から、各カラーチャンネル及
び各画素に対し使用されるべきハーフトーンパターンを
選択するため使用される。モジュロ演算器８２Ａ、８２
Ｂ、８２Ｃは、カラー出力画像８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ
の各カラーチャンネルに対する出力画素値Ｏc （ｘ，
ｙ）、Ｏm （ｘ，ｙ）及びＯy （ｘ，ｙ）を決めるよう
選択されたディザービットマップをアドレス指定すべく
使用される指数ｘd 及びｙd を決めるため用いられる。
この実現例は、ディザーパターンの記憶のための大記憶
容量を犠牲にして、各画素を処理するため必要とされる
計算量が少ないという利点がある。
【００７７】上記の最適化方法は、最適化されたハーフ
トーンパターンと共に画像を生成するため使用される出
力装置によって完全に位置合わせされた重なり合いのな
いドットを伴う理想的な画像が生成されることを仮定す
る。殆どの装置に対し、上記の仮定は、十分に現実に即
しているので、結果として得られるハーフトーンパター
ンは略最適である。他の装置の場合に、ハーフトーンパ
ターンの可視性と関係した計算されたコスト値は不正確
であるため、出力画像の特性の正確なモデル化の失敗に
より、準最適な性能が得られる。この欠点を補正するた
め、上記の方法は、ハーフトーンパターンの可視性を計
算する段階の間に、実際の装置特性をより正確に反映す
るように変更し得る。コスト関数は、ハーフトーンパタ
ーンの可視性を非常に正確に反映するため多数の態様に
変形され得る。
【００７８】非常に正確なコスト関数の一例は、実際の
ドット形状／寸法、及び／又は、近傍のドットとの相互
作用とを考慮するため、より洗練されたハーフトーンド
ットモデルを使用する。この例の場合に、コスト計算の
間に計算されたルミナンス分布は、出力装置上に生成さ
れた実際のドットパターンを非常に正確に反映する。例
えば、図９は、理想的なドットパターンと、現実的なド
ットパターンとの差を表わす図であり、同図の（Ａ）の
理想的なドットパターン９０は重なり合いが無く、同図
の（Ｂ）の出力装置の装置特性をより正確に反映する現
実的なドットパターン９２は、重なり合い、相互に作用
する。最も正確な装置モデルは、カラーチャンネル間と
共に、カラーチャンネル内のドット相互作用を考慮す
る。
【００７９】ハーフトーンパターンの可視性に影響を与
える物理的装置特性の他の例は、出力装置のドット配置
精度である。ハーフトーンパターンの可視性が完全に位
置合わせされたパターンに対し最小限に抑えられると
き、最適化処理は、絶対的に必要とされない限り、別の
カラードットを互いの上に置くことを回避する傾向があ
る。しかし、カラーチャンネルの中の一つが他のカラー
チャンネルに対し誤って位置合わせされたならば、多数
のドットが重なり合う。実際上、各チャンネルに対する
ハーフトーンパターンが無関係に決定されたならば重な
り合ったであろうドットの数よりも実質的に多数のドッ
トが重なり合う。ある種の場合には、最小の可視性を有
するハーフトーンパターンを決めるため、コスト関数の
計算にドットは位置統計量を考慮するモデルを導入する
必要がある。多数の方法によりこれを実現することが可
能である。本発明の一実施例において、平均可視性コス
ト値は、多数のドット配置誤差の変化に対応した可視性
コスト値の集合を結合することにより計算される。ドッ
ト配置の変化は、特定の出力装置に対し期待されるドッ
ト配置統計量を反映するよう選択される。例えば、カラ
ーチャンネル内のドット配置が非常に正確であり、カラ
ーチャンネルの相互の位置合わせがある種の既知の分布
に従って変化するならば、認知されたルミナンス分布の
集合は、既知の分布から選択された位置合わせ誤差を用
いて計算される。平均可視性コスト値は、認知されたル
ミンナンス分布の集合の各分布と関係した可視性コスト
値を平均化することにより、
【００８０】
【数１５】
【００８１】に従って計算される。式中、Ｎr は集合内
の位置合わせ変化の数であり、ｃｏｓｔCMY,r は特定の
位置合わせ変化と関係したコストである。本発明の方法
は、カラーチャンネルの一部又は全部に対し、３個以上
の出力レベルを有するカラー出力装置にも拡張される。
かかる出力装置は、屡々、マルチレベル出力装置と称さ
れる。屡々、マルチレベル出力装置が生成し得る出力レ
ベルの数は、外観上連続的な色調である画像を生成する
ため必要とされる出力レベルの数よりも少ない。例え
ば、インクジェットプリンタは、全ての与えられた画素
に対し、各カラーチャンネルの３通りの異なるドット寸
法の中から一つのドット寸法を生成するよう適合され
る。同様に、ビデオ表示装置は、所定の画素位置で、８
個の異なる赤色及び緑色の強度レベルの中から１個を生
成し、４個の異なる青色強度の中から１個を生成する。
平均強度レベルが画像の局部的な領域で維持されるよう
にかかる装置への表示のため、連続的な色調画像を生成
するよう設計されたアルゴリズムは、一般的に、マルチ
レベルハーフトーン化方法、又は、場合によっては、マ
ルチトーン化方法と称される。
【００８２】マルチレベルハーフトーン化方法の一つの
一般的なタイプは、マルチレベルディザーである。スポ
ールディングとレイは、発明の名称が“マルチレベル出
力装置用のハーフトーンパターンの発生方法及び装置(M
ethod and Apparatus for Generating a Halftone Patt
ern for a Multi-Level Output Device)”である米国特
許出願第08/331,246号に、観察する人に対し最小の可視
性を有するハーフトーン化パターンを生成するモノクロ
画像用のマルチレベルディザー方法を開示している。こ
の方法は、２値カラー出力装置に対し説明した方法と同
様の態様でマルチレベルカラー出力装置に拡張され得
る。図１０は、本発明のマルチレベルハーフトーン化方
法の好ましい一実施例を表わす図である。この方法は、
閾値演算器７６Ａ、７６Ｂ、７６Ｃが量子化器１０６
Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃにより置き換えられ、併合的に
最適化されたディザーマトリックス４４Ａ、４４Ｂ、４
４Ｃがマルチトーン化ディザーマトリックス１０４Ａ、
１０４Ｂ、１０４Ｃにより置き換えられた点を除いて、
図７に示された方法と非常に類似している。量子化器
は、指定された量子化間隔の範囲内で修正された入力値
を対応する出力値に割り当てる。好ましい実施例におい
て、量子化器は量子化ルックアップテーブルとして実現
される。利用可能な量子化器の別の形式は、割り算器及
び２進ビットシフト演算器を含む。
【００８３】入力画素値Ｉc （ｘ，ｙ）、Ｉm （ｘ，
ｙ）及びＩy （ｘ，ｙ）に加えられる随意的なルックア
ップテーブル（ＬＵＴ）１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ
を更に有することが望ましい場合がある。ルックアップ
テーブルは、印刷過程のトーンスケールを成形し、更
に、入力値が最適化されたトーン化ディザーマトリック
スに記憶された値の大きさと適合するように入力値の大
きさをスケール処理するため使用される。本発明の好ま
しい実施例において、入力画素値の大きさ及びディザー
マトリックス値は、ディザーマトリックス値の範囲が量
子化間隔の寸法と一致するようにスケール処理される。
これにより、結果として得られたマルチレベルハーフト
ーンパターンと関係した変調は、最小の実現可能な振幅
を有することが保証される。
【００８４】出力レベルの個数と、入力値及びディザー
値のスケーリングとに依存して、併合的に最適化された
マルチトーン化ディザーマトリックス１０４Ａ、１０４
Ｂ、１０４Ｃは、図７に示された併合的に最適化された
ディザーマトリックス４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃと一致し
てもよく、又は、単に上記のマトリックスのスケール処
理されたバージョンでも構わない。或いは、併合的に最
適化されたマルチトーン化ディザーマトリックスは、特
に、マルチレベル構成のため計算してもよい。この場
合、併合的に最適化されたディザーマトリックスを計算
する上記の方法は、ルミナンス分布が２値ハーフトーン
パターンではなくマルチレベルハーフトーンパターンか
ら計算される点を除いて、この例に直接適用してもよ
い。
【００８５】２値出力装置の場合のように、最適化され
たディザーパターンは、多様な方法を用いて画像に適用
される。例えば、使用可能な他の構造は図１１に示され
る。単一のカラーチャンネルに対する基本的な処理方法
は、ミラー(Miller)による米国特許第5,291,311 号に記
載されたモノクロ画像データと共に使用するための方法
と類似している。この例の場合、基本的な処理方法が各
カラーチャンネルに別々に適用され、適用されたディザ
ーパターンは、マルチレベルハーフトーン化パターンの
観察する人に対する可視性を最小限に抑えるため、併合
的に設計される。図１１を参照するに、シアン入力画像
１１０Ａと、マゼンタ入力画像１１０Ｂと、黄色入力画
像１１０Ｃとを有するマルチチャンネル入力カラー画像
は、対応するシアン出力画像１１８Ａと、マゼンタ出力
画像１１８Ｂと、黄色出力画像１１８Ｃとを有するマル
チチャンネル出力カラー画像を形成するよう処理され
る。モジュロ演算器１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃは、
画像行アドレスｘ及び画像列アドレスｙを夫々有する入
力画素に対し、ディザールックアップテーブル選択行ア
ドレスｘd 及び列アドレスｙd を夫々決めるため使用さ
れる。ディザールックアップテーブル選択行及び列アド
レスは、各カラーチャンネルに対し併合的に最適化され
たディザールックアップテーブル１１６Ａ、１１６Ｂ、
１１６Ｃの集合の中から一つを選択すべく、ディザール
ックアップテーブル選択器１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４
Ｃをアドレス指定するため使用される。１個のディザー
ルックアップテーブルは、各カラーチャンネルに対し、
Ｍx ×Ｍy 形のディザーセル内の各場所に記憶される。
各チャンネルに対する入力画素値Ｉc （ｘ，ｙ）、Ｉm
（ｘ，ｙ）及びＩy （ｘ，ｙ）は、出力画素値Ｏ
c （ｘ，ｙ）、Ｏm （ｘ，ｙ）及びＯy （ｘ，ｙ）を決
めるよう対応するカラーチャンネルに対し選択されたデ
ィザールックアップテーブルをアドレス指定するため使
用される。この過程はカラー入力画像中の各画素に対し
繰り返し行われる。一実施例によれば、ディザールック
アップテーブルは、図１０に示された構成と同一の結果
が得られるように作成することが可能である。この場
合、図１１に示された方法は、併合的に最適化されたデ
ィザールックアップテーブルの記憶のため大量の記憶容
量が必要とされることを犠牲として、図１０に示された
構成よりも必要とされる計算量が少ないという利点が得
られる。しかし、図１１の方法は、実際的に非常に柔軟
性があるので、併合的に最適化されたディザールックア
ップテーブルを適切に設計することにより、図１０の方
法を用いて発生させ得ないマルチレベルハーフトーンパ
ターンを発生させることが可能である。
【００８６】上記の如く、好ましい実施例を参照して本
発明を説明した。しかし、当業者であれば、本発明の範
囲を逸脱することなく、種々の変形及び置換を行い得る
ことが認められる。
【００８７】
【発明の効果】本発明は、カラーチャンネル間の相互作
用を考慮するため、併合的に最適化されたハーフトーン
パターンを使用する点で、最小可視性ディザーパターン
をカラー画像に加える従来の方法よりも有利である。そ
の結果として、観察する人に対する可視性が低いハーフ
トーンパターンを有するカラーハーフトーン画像を生成
することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の順序付けられたディザー技術の説明図で
ある。
【図２】従来の他の順序付けられたディザー技術の説明
図である。
【図３】従来の他の基本的な技術の説明図である。
【図４】本発明の一実施例の説明図である。
【図５】統計的アニーリング法の一実施例の説明図であ
る。
【図６】逐次的なハーフトーンパターンの最適化法を実
現する一つの方法を表わすフローチャートである。
【図７】併合的に最適化されたディザーマトリックスを
カラー画像に適用する第２の方法の説明図である。
【図８】基本的な技術の他の実現例の説明図である。
【図９】理想的なドットパターンと実際的なドットパタ
ーンとの間の差を表わす図である。
【図１０】本発明のマルチレベルハーフトーン化方法の
好ましい一実施例を表わす図である。
【図１１】本発明のマルチレベルハーフトーン化方法の
他の実施例を表わす図である。
【符号の説明】
１０，３０，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，８２Ａ，８２
Ｂ，８２Ｃ，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ モジュ
ロ演算器 １２，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ ディザーマトリック
ス １４，４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ 比較器 ２４，７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃ 加算器 ２６，７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ 閾値演算器 ３２，８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ ディザービットマッ
プ ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，１
１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ 入力画像 ４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ，１１８Ａ，１１８Ｂ，１１８
Ｃ 出力画像 １０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ ルックアップテーブ
ル １０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ マルチトーン化ディ
ザーマトリックス １０６Ａ，１０６Ｂ，１０６Ｃ 量子化器 １１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ ディザールックアッ
プテーブル選択器 １１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃ ディザールックアッ
プテーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｂ (72)発明者 ジェイ エス シルドクラウト アメリカ合衆国，ニューヨーク 14625, ロチェスター，ペンフィールド・ロード 619

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カラー画素値のｘ、ｙ配列を有するマル
    チチャンネルディジタルカラー画像をハーフトーン化す
    る方法であって、 （ａ）ディジタルカラー画像の各カラーチャンネルに対
    し、可視性コスト関数を最小限に抑えるため２個以上が
    併合的に設計されたディザー値のマトリックスを与える
    段階と、 （ｂ）各カラーチャンネルに対し、アドレス指定された
    ディザー値を得るため、ディザー値のマトリックスをデ
    ィジタルカラー画像中の画素の場所でモジュール的にア
    ドレス指定する段階と、 （ｃ）各カラーチャンネルに対し出力ハーフトーン画像
    値を決めるため、各カラーチャンネルに対しアドレス指
    定されたディザー値を対応するカラーチャンネルに対す
    る画素値と比較する段階と、 （ｄ）ディジタルカラー画像中の各画素に対し、段階
    （ｂ）及び（ｃ）を繰り返し行う段階とからなる方法。
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