JPH11164146A - 画像データ処理システム及び画像データ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定期的に繰り返されるパターンの発生により
混乱が生じるような領域においてのみ閾値の摂動を行
う。 【解決手段】 ノイズジェネレータ回路10がノイズルッ
クアップテーブル13を含み、テーブル13は、ルックアッ
プテーブルにより受け取られるグレイレベル情報に対応
する係数の出力を行う。テーブル13は、入力グレイレベ
ルの１つの関数として、閾値又は画像信号に加えられる
ランダムノイズの振幅をプログラム又は調整する。テー
ブル13は、Ｎビットの小数、係数（入力グレイレベルの
１つの関数として）を含み、これらはランダムノイズジ
ェネレータ11により生成されるランダムノイズ（数）を
乗ぜられ、閾値又は画像信号値の一方に加算される。ノ
イズプロファイルはルックアップテーブルにロードさ
れ、不都合なパターンの定期性を崩壊させるために、閾
値置換の位置と大きさを選択的に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データ処理シ
ステム及び画像データ処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、一般的な誤差拡散２値化システ
ムのフローチャートを示す。このプロセスのステップＳ
１において、画素Ｘのビデオ信号はそれより前の閾値処
理プロセスからこの画素に拡散された、蓄積された誤差
を含むよう変更される。この変更ビデオ信号値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で変更ビデオ信号値Ｘが
１２８以上であると決定した場合、プロセスはステップ
Ｓ４に進み、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として計算される。

【０００３】一方、ステップＳ２で変更ビデオ信号値Ｘ
が１２８未満であると決定した場合、ステップＳ３で画
素ＸがＯＦＦにされるべきであることを示す信号が出力
される。このプロセスは次のステップＳ５に進み、ここ
で誤差Ｙは値Ｘと同値であるものとして計算される。

【０００４】ステップＳ５又はＳ６で計算された誤差
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。係数は、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。

【０００５】上記の一般的な誤差拡散の他に、ハイブリ
ッド高アドレス可能度誤差拡散プロセスも同様に用いる
ことができる。これに関し、以下に簡単に説明を行う。

【０００６】一般に、印刷システムの画像処理方式は、
スクリーン処理関数、閾値処理関数、及び誤差拡散関数
のいずれかを使用する。スクリーン処理される画素のた
めに、画素位置において画素ビデオ信号Ｖ及びスクリー
ン値Ｓから同様の変更ビデオ信号Ｖ_S ’が算出される。
従来のスクリーン処理で用いられる変更ビデオ信号
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 ’＝（Ｓ＋２５５−Ｖ）／２として定義され
る。スクリーン値Ｓは、用いられているハーフトーンス
クリーン処理パターン及び画素位置に従って変わる。ラ
インスクリーン及びドットスクリーンのいずれかが使用
可能であることに注意されたい。

【０００７】２値化の最終ステップにおいて、変更ビデ
オ信号Ｖ_s は１２８と比較されて画素のＯＮ又はＯＦＦ
の特性を決める。即ち、変更ビデオ信号が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。図２は、スクリーン値がモ
ジュレータ１によりビデオ信号に加えられ、比較装置３
が変更ビデオ信号を閾値と比較する、スクリーン処理を
実行するための一般的な回路を示す。この例は、閾値を
用いる代わりにビデオＶ自体をスクリーンと比較する、
より一般的なアプローチの場合と同じ結果をもたらすこ
とに注意されたい。

【０００８】高アドレス可能度環境において、変更され
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。式中、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。これに関する１つの例が図１７に示されてお
り、サブピクセルは０〜Ｎ−１で示されている。図１７
において、高アドレス可能度指数部Ｎは４に等しい。

【０００９】図１６に示されたように、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。（ここでは、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
交点により、どのサブピクセルがレンダリングされるも
しくは印刷されるかが決定される。交点の位置のＸ座標
は、式Ｘ＝Ｎ（１２８−Ｐ０）／（Ｐ１−Ｐ０）によっ
て決定され、Ｎに正規化される。

【００１０】次に、どのサブピクセルがＯＮにされるか
が決定される。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、全てのサブピクセルはＯＦＦになる。この
決定は、画素の完全なレンダリング又は非レンダリング
を表す。全画素の部分的なレンダリングを決定するため
に、サブピクセルの解析がな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。

【００１１】図１６に示されたように、Ｘの値は全部の
数もしくはサブピクセルまで必ずしも演算する必要はな
く、従って全ての解析は小数部を含むことに注意された
い。これを避けるために、図１７に示されるようにＸは
整数も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
れらの値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
めに使用され得る。更に詳細には、Ｘが０より大きくて
ｎより小さく、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、その他のサブ
ピクセルはＯＦＦになる。そうでなければ、０〜ｎまで
のサブピクセルがＯＦＦとなり、その他のサブピクセル
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、そうでなけれ
ば全てのサブピクセルはＯＦＦになる。

【００１２】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、
即ち（Ｐ０＋Ｐ１）／２、及び実出力、即ちｂ^* ２５５
／Ｎ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のセットで乗算され、下流の画
素に分配される。

【００１３】ハイブリッド高アドレス可能度誤差拡散方
法の実施に関して、第二補間方法は、第二の実施の場合
には変更された画素値がＰ０_i ＝Ｖ_i ＋ｅ_i 及びＰ１_i
＝Ｖ _i+1 ＋ｅ_i （式中、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。）の式に従って算出されるという点を
除いて第一の実施と同じである。この２つの実施の相違
に関しては、図１８及び図１９に示す。

【００１４】図１８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た場合の、隣接する画素同
士間の高アドレス可能度関係を表す。更に詳細には、現
在処理されている画素のＰ１値は、次の画素のＰ０値と
して利用されることに注意されたい。

【００１５】一方、図１９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た場合の、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Ｐ
１値と現在の画素のＰ０値との間に連続性はない。従っ
て、これらの２つの図から、ハイブリッド高アドレス可
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。

【００１６】画像をドキュメントにレンダリングする際
に、一般的な誤差拡散プロセス又はハイブリッド高アド
レス可能度誤差拡散プロセスの利用に関連して生じる問
題の１つに、定期的に繰り返されるパターンの発生があ
る。これらのパターンは、画像データのグレイレベルを
表すために８ビットのデータワードを用いる場合、グレ
イレベルが８５、１２８、及び１７０のときに最もはっ
きりと発生する。例えば、グレイレベル入力が１２８で
あるとき、２値化された画像はチェスボードパターンと
垂直ラインパターンとを交互に繰り返して現れることが
ある。プリンタのスポットサイズ及びそのスポットがマ
ッピングされるグレイレベルにより、チェスボードパタ
ーンと比較して垂直ラインパターンはより薄く現れ、そ
のために不都合なアーチファクトを引き起こす。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
視覚的に認識される、規則的で決定的な性質をもつアー
チファクトを克服するため、ディザリング、又は閾値の
摂動の付加という概念が利用されてきた。例えば、ロバ
ート・ユリクニー(Robert Ulichney) による論文「デジ
タルハーフトーニング」の中で、画像全体にわたり、誤
差重みのエレメント又は閾値にランダムノイズを加え、
上記の視覚的に認識されるアーチファクトを克服するこ
とが提案されている。しかしながら、画像の全領域にわ
たりノイズを加えることは、画像の品質を低下させ、強
調領域及び影の領域において確立されたドットパターン
を破壊する傾向がある。

【００１８】それ故に、定期的に繰り返されるパターン
の発生により混乱が生じるような領域においてのみ閾値
の摂動を行うことが好ましい。更に詳細には、パターン
の中の１つの発生率を極度に低下させることにより、パ
ターンシフトアーチファクトを除去することが好まし
い。他方で、パターン間の移行がより頻繁に起こるよう
にし、それによりレギュラーパターンを崩壊させること
により、このアーチファクトをマスキングすることが好
ましい。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明のある態様は、画
素を表すマルチレベルグレイスケール画素値のレベル数
を減少させ、このレベル数の減少により生じた誤差を拡
散するシステムである。このシステムは、第一の分解能
を有する画素を表すマルチレベルグレイスケール画素値
を受け取る手段を含む。減少手段はマルチレベルグレイ
スケール画素値のレベル数を減少させる。誤差手段は、
前記減少手段による減少プロセスの結果として誤差値を
生成する。また、拡散手段は誤差値を隣接する画素のマ
ルチレベルグレイスケール画素値に拡散する。摂動手段
は、マルチレベルグレイ信号の画像分類に従って閾値と
マルチレベルグレイ信号との関係を摂動させ、それによ
り減少手段からの出力に影響を与える。

【００２０】本発明の別の態様は、画素を表すマルチレ
ベルグレイスケール画素値のレベル数を減少させ、この
レベル数の減少により生じた誤差を拡散する方法であ
る。この方法は、第一の分解能を有する画素を表すマル
チレベルグレイスケール画素値を受け取る。マルチレベ
ルグレイスケール画素値のレベル数は減少されて誤差値
を生成し、この誤差値は隣接する画素のマルチレベルグ
レイスケール画素値に拡散される。閾値とマルチレベル
グレイ信号との関係はマルチレベルグレイ信号の画像分
類に従って摂動され、それにより出力を行う。

【００２１】本発明の更なる目的及び利点は、以下に述
べる本発明の種々の態様及び本発明の特性を示す特色に
関する説明により、明らかにされる。

【発明の実施の形態】

【００２２】以下、本発明を表す図面に関する詳細な説
明を行う。この説明においては、図面に関しても同様で
あるが、同一の参照番号は装置、回路、又は同一或いは
同等の機能を有する回路を表す。

【００２３】図３は、ランダムノイズのハイブリッド高
アドレス可能度誤差拡散変更ビデオへの付加、ハイブリ
ッド高アドレス可能度誤差拡散２値化システムにおける
閾値信号へのランダムノイズの付加、ランダムノイズの
ビデオ信号への付加、或いはランダムノイズのビデオ信
号を変更する際に用いられる誤差信号への付加、のいず
れかにより変更ビデオ画像信号と閾値信号との関係を摂
動する、一つの実施の形態を表す。

【００２４】図３は、８ビットの画像値のスクリーン処
理／誤差拡散プロセスを行う回路を図示している。示さ
れるように、変更されていないビデオもしくは画像信号
がモジュレータ１によってスクリーン処理され、好適な
式Ｖ_S ' ＝（Ｇ_L −Ｖ_i ）＋（Ｓ_i −Ｔｈ）を用いて変
更信号Ｖ_S ' を生成する。式中、Ｓ_i はハーフトーンス
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。

【００２５】変更された信号Ｖ_S ' は加算装置５に送ら
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変更され、Ｖ_S ”を生成する
（Ｖ_S”＝Ｖ_S ' ＋ｅ_i ）。加算装置５によって使用さ
れる誤差成分（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。

【００２６】この更に変更された信号Ｖ_S ”は２値化回
路９に送られ、この回路９によってマルチレベル変更信
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）の中には、次に処理される画素に直接フィード
バックされるものもあるが、それ以外（ｅ_FIFO）は次の
走査線の画素を処理するために誤差バッファ７中に格納
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得る。好適な実施の形態に
おいて、重み付け係数は米国特許第５，３５３，１２７
号に記載された係数である。米国特許第５，３５３，１
２７号の開示内容は全て参照として本明細書中に援用さ
れる。

【００２７】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。スクリーン処
理及び高アドレス可能度誤差拡散レンダリングを組み合
わせたものは、図６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使用され得る。更に、該プロ
セスは図７に示されたような４５°のラインスクリーン
を用いて使用され得る。該プロセスは、ドットスクリー
ン又は定数(constant)スクリーンを用いて使用されるこ
ともできる。好適な実施の形態において、ドットスクリ
ーンが連続トーン領域で使用され、及び定数スクリーン
がテキスト領域で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
ファ中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（影響）からエフェクト(e
ffect-to-effect)へのより平滑な移行を生み出す。

【００２８】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４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０から２５５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、誤差拡散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、この例ではホワイト値が６４、
及びブラック値が１９２である。この値は、ホワイト値
がＶ’＝０、及びブラック値がＶ’＝２５５である一般
的な誤差拡散値とは異なっている。

【００２９】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５に関連
して更に詳細に説明される。この説明において、値ｅ_i
は先の画素から現在のｉ番目の画素に送られたレンダリ
ング誤差を表す。ｉ番目の画素位置において、サブピク
セル値はＰ０＝Ｖ_S ’_i ＋ｅ_i ＝Ｖ_S ”_i 及びＰ１＝Ｖ
_S ’_i+1 ＋ｅ_i ＝Ｖ_S ”_i+1 とする。これらの値は図５
に示されたように、Ｂ ₀ からＢ_N-1 の補間値を得るため
に使用される。図５に示された高アドレス可能度ファク
タはＮ＝４であることに注意されたい。

【００３０】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
クでレンダリングされるサブピクセルの数がｎで表され
るとすれば、現在のレンダリング誤差は、（所望の出
力）−（実出力）、即ち、ｅ’ _i ＝（（Ｐ０＋Ｐ１）／
２）−６４−（ｎ（１９２−６４）／Ｎ）で表される。
換言すると、実出力は、（所望の出力、即ち（Ｐ０＋Ｐ
１）／２）−６４−（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／高アドレ
ス可能度指数部）で定義される。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、この重み付けされた
誤差が下流の画素に送られる。

【００３１】更に、図３はビデオ信号を変更するために
加算装置５か、又は閾値を変更するための閾値回路のい
ずれかに送られるノイズを生成するノイズ回路１０を表
す。閾値回路は２値化回路９によって実行される２値化
プロセスに用いられる閾値を生成する。ノイズ生成回路
１０の更に詳細な図示が図９においてなされている。

【００３２】図９は好適な実施の形態で利用されている
ランダムノイズジェネレータを表す。ランダムノイズジ
ェネレータ回路１０は、乗算装置１５に送られるランダ
ムノイズ信号を生成するランダムノイズジェネレータ１
１を含む。好適な実施の形態では、ランダムノイズジェ
ネレータ１１により生成されたランダム数は、１４００
万以上の期間で−２５５又は＋２５５の間に均一に分配
される。

【００３３】ノイズジェネレータ回路１０はノイズルッ
クアップテーブル１３を更に含み、該ノイズルックアッ
プテーブル１３は、ルックアップテーブルにより受け取
られるグレイレベル情報に対応する係数の出力を行う。
ルックアップテーブル１３は、入力グレイレベルの１つ
の関数として、閾値又は画像信号に加えられるランダム
ノイズの振幅をプログラムし、又は調整する。ノイズル
ックアップテーブル１３は、Ｎビットの小数、係数（入
力グレイレベルの１つの関数として）を含み、これらは
ランダムノイズジェネレータ１１により生成されるラン
ダムノイズ（数）を乗ぜられ、次いで閾値又は画像信号
値のいずれかに加算される。あらゆるノイズプロファイ
ルはルックアップテーブルにロードされ、あらゆる不都
合なパターンの定期性を崩壊させるために、閾値置換の
位置及び大きさを選択的に変化させる。

【００３４】あるパターン又は関係が図１５に示されて
いる。図１５では、グラフがノイズ係数とグレイレベル
値との関係を示す。例えば、一つの実施の形態におい
て、グレイレベル値が１２８のときノイズ振幅係数は
０．３７５であり、グレイレベル値が６４及び１９２の
ときノイズ振幅係数は０．１２５である。これらの値は
印刷装置の個々の特性を反映して調整され得る。更に、
パターンは３つのピークパターンに限定されるものでは
ない。パターンは多数のピークを有していてもよい。

【００３５】ルックアップテーブル１３より出力された
係数は乗算装置１５に送られ、そこで係数と、ランダム
ノイズジェネレータ１１で生成されたノイズ信号とが乗
算される。この乗算の積が実ランダムノイズ信号であ
り、この信号が図３の加算装置５又は閾値回路１２に送
られる。

【００３６】図８は、所定のパターンを誤差拡散変更ビ
デオ信号に加えることにより変更ビデオ画像信号と閾値
信号との間の閾値関係を摂動する、もう一つの実施の形
態を示す。この実施の形態では、誤差拡散変更ビデオ信
号に射出されるパターンは、後に示す表１及び表２に表
されたチェスボードパターン或いは表３及び表４に表さ
れた垂直ラインパターンのいずれかである。

【００３７】図８においてパターンジェネレータ１７
は、ノイズジェネレータ回路１０により生成されるノイ
ズの代わりに、図３で用いられた上記の１つのパターン
を生成する。換言すると、図８のパターンジェネレータ
回路１０は図３のノイズジェネレータ回路１０を置き換
えたものである。このパターンはルックアップテーブル
に記憶され、このルックアップテーブルにおいて誤差拡
散変更ビデオ信号、画素クロック信号、及びライン同期
(linesync)信号のグレイレベル値により正確なパターン
値が決定される。このようにして適切なパターン値が入
力されるビデオ信号の正確な画素と突合される。

【００３８】図２０及び図２１は、いくつかのグレイレ
ベルにおける閾値関係を摂動するために本発明により用
いられる全般的な概念上の方法を表す。例えば図２０
は、ハイブリッド高アドレス可能度誤差拡散プロセスの
ために上記の第一補間方法を用いる際の、閾値／信号関
係の摂動を表す。

【００３９】図２０に示されるように、ステップＳ１に
おいて、閾値処理される画像のグレイレベルが１／４、
１／３、又は１／２のいずれかと同値であるか否かが決
定される。画像データがこれらのグレイレベルのいずれ
かと同値であった場合は、ステップＳ２において閾値／
信号関係が摂動される。ステップＳ２で閾値信号関係が
摂動された後、又は画像データが１／４、１／３、又は
１／２のいずれかと同値でない場合、ステップＳ１０に
おいてビデオデータの画素がＮ個のサブピクセルに分割
される。

【００４０】ステップＳ２０において、Ｐ０_i 及びＰ１
_i 値は先に述べた方法で算出される。次にステップＳ３
０において、交点のＸ座標が１２８とＰ０の差をＮ値で
乗算し、この積をＰ１とＰ０との差で割ることにより決
定されて正規化される。ステップ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１
２８以上であれば、ステップＳ６０において全てのサブ
ピクセルが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。

【００４１】一方、ステップＳ４０がＸは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
下であるか否かを決定する。Ｐ１値が１２８未満であれ
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、サブピクセル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以上であると決定すれば、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をオンの状態にセットする。

【００４２】ステップＳ１００が、値Ｙが値０〜Ｎの間
にはないと決定すれば、ステップＳ１４０はＰ１値が１
２８以上であるか否かを決定する。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が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。

【００４３】ステップＳ６０、Ｓ７０、Ｓ１２０、Ｓ１
３０、Ｓ１５０、及びＳ１６０のいずれかで処理が完了
すると、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Ｓ１８０で下
流の画素に送られる画素が算出される。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Ｓ
１８０で誤差の演算が行われるとステップ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。

【００４４】図２１はハイブリッド高アドレス可能度誤
差拡散プロセスにおいて上記の第二補間方法を用いる際
の、閾値／信号関係の摂動を表す。

【００４５】図２１に示されるように、ステップＳ１に
おいて、閾値処理される画像のグレイレベルが１／４、
１／３、又は１／２のいずれかと同値であるか否かが決
定される。画像データがこれらのグレイレベルのいずれ
かと同値であった場合は、ステップＳ２において閾値／
信号関係が摂動される。ステップＳ２で閾値信号関係が
摂動された後、又は画像データが１／４、１／３、又は
１／２のいずれかと同値でない場合、ステップＳ１０に
おいてビデオデータの画素はＮ個のサブピクセルに分割
される。

【００４６】ステップＳ２００において、Ｐ０及びＰ１
値が先に述べたように算出される。ステップＳ２１０
で、Ｙ値及びＺ値は０と等しくセットされる。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、変更ビデオ信号内の全てのサブピクセルが閾値処
理されたか否かを決定する。サブピクセルが閾値処理さ
れていない状態にあると決定すれば、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。次にステップＳ２４０はこの算出されたサブピク
セル値を閾値、即ち１２８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に状態にセットし、ステップＳ２
７０はＯＮにされたサブピクセルの数を表すＹ値を増分
する。しかし、サブピクセル値が１２８未満であれば、
ステップＳ２５０はサブピクセル値をＯＦＦにセットす
る。

【００４７】ステップＳ２５０又はステップＳ２７０の
いずれ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、ここで高アドレス可能度値Ｚが増分され
る。このサブルーチンは、変更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。

【００４８】図２０及び図２１に示された方法ではステ
ップＳ１が３つのグレイレベル値に関しての決定を行う
ことを示しているが、ステップＳ１は３つの値を決定す
る状態から画像信号の実グレイレベル値に関する決定を
行う状態へと変更されてもよいことに注意されたい。こ
の変更がなされると、ステップＳ１からステップＳ１０
への直接の分岐が削除され、ステップＳ２、Ｓ２１、Ｓ
２２、Ｓ２３、及びＳ２４において、異なる値毎の各画
素の閾値／信号関係の摂動が行われる。このようにして
画像の全領域にわたり閾値／信号関係の摂動がなされ、
その領域において各可能グレイレベルは図８に示された
個々の摂動パターン値或いは図９に示された個々の係数
値が割り当てられる。

【００４９】画像の中間調領域において、同数のホワイ
ト及びブラック画素で周期的に現れる可能性のあるパタ
ーンはチェスボード、垂直ライン、又は水平ラインであ
る。一般には、画像は画像処理操作の重み付け係数及び
境界状態に応じてこれらの段階のうちの１つに設定され
る。しかしながら、均整という観点から考えると、誤差
拡散プロセスにおける閾値がある方法で摂動された場
合、閾値処理プロセスによる出力はある状態を有する２
値の出力にロック(lock)され得る。このロックは結果と
して、先に述べたパターンシフトアーチファクトを低減
させることにより、画像の最終的な外観に影響を与え
る。

【００５０】図１０は、画像信号が８ビットバイトで表
されるとき１／２に相当するグレイレベル、即ち１２８
で生じるパターンシフトアーチファクトを示す。１２１
に相当するセクションにおいてパターンは垂直ラインパ
ターンの１つであり、一方セクション１２２におけるパ
ターンはチェスボードパターンであることに注意された
い。更に、画像がセクション１２３に進むと、パターン
は垂直ラインパターンへとシフトバックする。それは、
画像の実外観を混乱させる可能性のあるパターンシフト
アーチファクトを生成する、中間調領域（最大可能な２
５５のうち１２８のグレイレベルを有する領域）におけ
るパターンシフトである。

【００５１】図１０において影を付けた正方形は、再現
される画像のブラック画素を表し、又、図１０において
影を付けていない正方形は、再現される画像のホワイト
画素を表すことに注意されたい。この約束ごとは図１
１、図１２、図１３及び図１４においても同様に用いら
れる。本発明がカラー装置で用いられる場合には、図１
２の影を付けた正方形は特定の色空間（トナー又はイン
ク）で印刷された画素をあらわし、図１２の影を付けて
いない正方形は、特定の色空間（トナー又はインク）で
印刷されない画素を表す。

【００５２】図１１は図１０に示したものと同じ中間調
領域（１／２即ち１２８グレイレベル）で、パターンシ
フトアーチファクトがない場合を示す。更に詳細には、
図１１に示される画像は１２８で固定閾値を用いてレン
ダリングされ、１２８の固定閾値は２０の振幅でチェス
ボードパターン或いはスキームに変調される。更に詳細
には、２値化回路で利用するために生成された実閾値は
以下の表１に示されるパターンにより表されている。

【００５３】

【表１】

【００５４】一方、表２は、システムが画像信号を変更
する際にチェスボードパターンを実行するために画像信
号に加えられた値のパターンを表している。

【００５５】

【表２】

【００５６】図１２は図１０に示したものと同じ中間調
領域（１／２即ち１２８グレイレベル）で、パターンシ
フトアーチファクトがない場合を示す。更に詳細には、
図１２に示される画像は１２８の固定閾値を用いてレン
ダリングされている。１２８の固定閾値は２０の振幅で
垂直パターン或いはスキームに変調される。更に詳細に
は、２値化回路で利用するために生成された実閾値は以
下の表３に示されるパターンにより表されている。

【００５７】

【表３】

【００５８】一方、表４は，システムが画像信号を変更
する際に垂直ラインパターンを実行するために画像信号
に加えられた値のパターンを表している。

【００５９】

【表４】

【００６０】上の表において、行は高速走査方向又は電
子走査方向を表し、一方で列は低速走査方向又は機械走
査方向を表すことに注意されたい。

【００６１】図１３は、中間調領域（８ビット画像デー
タバイトで１２８即ち１／２に相当するグレイレベル）
におけるもう１つのパターンシフトアーチファクトの画
素の図である。図１３において、セクション１７０は主
として水平ラインパターンがみられる領域である。更
に、セクション２７０も主として水平ラインパターンを
有する領域を表している。従って、高速走査方向に移動
するとき、パターンはセクション１７０における水平ラ
インパターンからチェスボードパターンへ移行し、さら
に２７０で水平ラインパターンに戻ることに注意された
い。このパターンシフトアーチファクトは図１４では実
質上低減される。

【００６２】図１４において、中間調領域（１２８即ち
１／２グレイレベル）はランダムノイズを付加して閾値
／信号関係を摂動することによりレンダリングされる。
画像のレンダリングにおいて、水平ラインパターンはセ
クション１７１及びセクション１７２がセクション１７
０と重なり合う領域、又はセクション２７０とセクショ
ン２７１、２７２及び２７３とが重なり合う部分に相当
する領域に限定されている。特定のグレイレベルにラン
ダムノイズを加えることにより、パターンシフトアーチ
ファクトが実質上低減された画像をレンダリングするこ
とが可能となる。

【００６３】閾値関係の摂動の位置及び強度(intensit
y) を共にプログラム可能にすることの更なる有利な点
は、正確な量の摂動ノイズを、誤差拡散の適用に先立っ
て、事前処理されたあらゆるタイプの画像へ適切に適用
するための柔軟性である。事前処理操作はグレイスケー
ル再生曲線（ＴＲＣ:tonal reproduction curve)）入力
マッピング、ゲイン及びオフセットの調整、スポットオ
ーバーラップ補償、などを含む。これらの事前処理操作
は全て、定期的に繰り返される不都合なパターンを、従
来期待されていた入力グレイレベル位置以外の位置に変
換させる傾向がある。

【００６４】更に、ノイズルックアップテーブルは独自
にプログラムされることができ、上記のいかなる状況に
も対応する良好な品質の画像をレンダリングするよう最
適化される。更に詳細には、ＴＲＣ入力マッピング、ゲ
イン及びオフセットの調整を利用して画像の事前処理が
なされた場合、パターンシフトのアーチファクトはほぼ
入力グレイレベル２２０を中心とすることができる。そ
れ故に、パターンシフトアーチファクトがある異なった
入力グレイレベルを中心としていることを知ることで、
画像信号がほぼ新たなパターンシフトグレイレベルのグ
レイレベルであるとき、ノイズルックアップテーブルが
閾値／ビデオ信号関係にランダムノイズを射出するよう
プログラムされ得る。従って、ノイズルックアップテー
ブルをプログラムすることができるため、本発明は印刷
のあらゆる状況に容易に適用され得る。

【００６５】前に触れたように、誤差拡散に関連する１
つの問題は、定期的に繰り返されるパターンの発生であ
る。従来は、不都合なパターンを生む可能性を潜在的に
有するとみなされたいくつかのグレイレベルにおいての
み、誤差拡散閾値レベルの摂動が行われていた。しかし
ながら、ビデオ信号のグレイレベルに基づく誤差拡散閾
値レベルを摂動するだけでは不都合なパターンを除去で
きない場合もある。更に、従来技術の摂動システムは静
的なものであるため、システムが必要に応じて誤差拡散
閾値レベルの動的な摂動を行うことを妨げる。

【００６６】ダイナミックノイズプロファイルの摂動
は、多くのファクタに基づいて摂動の適用を制御するこ
とにより、画像のあらゆる部分の不都合なパターンを除
去することができる。更に詳細には、誤差拡散閾値レベ
ルの摂動は幾つかのノイズプロファイルを利用すること
ができ、あるグレイレベルに加えて、ウィンドウエフェ
クトポインタ又は画像分類に基づいて画素毎に自動分割
ルーチンから動的に選択されることができる。この誤差
拡散閾値レベルの摂動の動的な側面は、所定のウィンド
ウ領域の各々が異なったノイズプロファイル要求をもつ
ことを可能とする。

【００６７】図２２〜図２４は本発明の概念に従った動
的摂動システムにおいて利用可能な種々のノイズプロフ
ァイルを示す。例えば、図２２はいかなるグレイレベル
又はいかなるウィンドウエフェクトポインタにおいても
誤差拡散閾値レベルが摂動されない場合のノイズプロフ
ァイルを示す。一方、図２３はビデオ信号のグレイレベ
ル及び処理される画素に関連するウィンドウエフェクト
ポインタに基づいて選択され得るノイズプロファイルを
示す。図２４はノイズが過度に増幅されている図２３の
ノイズプロファイルを変更したものを示す。

【００６８】上に示したように、用いられるノイズプロ
ファイルを割り当て、誤差拡散閾値レベルを摂動するた
めにビデオ信号のグレイレベルに単に依存することは、
必ずしもレンダリングされた画像の不都合なアーチファ
クトを全て除去することにはならない。例えば、画像が
指定のＴＲＣ、指定数の高アドレス可能度ビット、又は
ある外観に合わせて特に調整されたスポットオーバーラ
ップルックアップテーブルを用いて処理されている場
合、不都合なパターンは入力グレイレベルに関連して同
一の場所に存在するとは限らない。このような状況にお
いて、不都合な２値出力レベルは他の入力グレイレベル
にシフトされ得る。従って、ノイズプロファイルの選択
は受け取られるビデオ信号のグレイレベルのみに基づい
て行われるのではなく、ビデオ信号を処理するのに利用
されるウィンドウエフェクトポインタ又は他の画像分類
情報にも基づいてなされる。ウィンドウエフェクトポイ
ンタは、関連画素の画像分類に関する情報を含むデータ
ワードであり、これによりその画素において適切な画像
処理操作が行われる。この情報は従来のあらゆる画像分
割ルーチン又は自動分割ルーチンにより引き出される。
ウィンドウエフェクトポインタ及び画像分類情報を生じ
るプロセスの例が米国特許第５，５１３，２８２号に開
示されている。米国特許第５，５１３，２８２号の全内
容は参照として本明細書中に援用される。

【００６９】図２５は、指定のＴＲＣ、指定数の高アド
レス可能度ビット、又は所定の外観に合わせて特に調整
されたスポットオーバーラップルックアップテーブルを
用いて画像を処理するために、ほぼ入力グレイレベル２
２８を中心としたノイズプロファイルを示す。このノイ
ズプロファイルは画素のウィンドウエフェクトポインタ
及び画素のグレイレベルに基づいて、又はノイズプロフ
ァイルが画素のグレイレベルからプログラム可能なプロ
グラム可能ルックアップテーブルから生成される場合は
単にウィンドウエフェクトポインタに基づいて選択され
る。

【００７０】図２６は本発明の概念に従ったノイズプロ
ファイル回路のブロック図を示す。図２６に示すよう
に、レジスタ４０１及び４０３は誤差拡散及びハイブリ
ッド誤差拡散に関連する一定のノイズプロファイルをそ
れぞれ含む。図２６はプログラム可能なノイズルックア
ップテーブル４０２を更に示し、該ノイズルックアップ
テーブル４０２においては、ルックアップテーブル４０
２により出力されたノイズプロファイルはビデオ信号の
入力グレイレベルに従う。レジスタ４０１及び４０３、
ルックアップテーブル４０２はマルチプレクサ４０６に
送られ、ここにおいて復号回路４０５より出力される復
号情報に基づいて誤差拡散閾値レベルの摂動に用いられ
るノイズプロファイルが選択される。

【００７１】復号回路４０５は、処理される画素に関連
するウィンドウエフェクトビットに基づいて適切なノイ
ズプロファイルを選択する信号並びにノイズオプション
を利用するべきか抑制するべきかを表示するノイズオプ
ション信号を生成する。マルチプレクサ４０６から出力
されるノイズプロファイルは乗算装置４０７に送られ、
ここでノイズプロファイルはノイズジェネレータ４０４
において生成された信号を乗算され、誤差拡散閾値レベ
ルを摂動するのに用いられるノイズ信号を生成する。こ
のノイズ信号は加算装置４０８に送られ、ここでノイズ
信号は閾値と入力されるビデオ信号との関係を摂動する
ために閾値に加算される。図２６では、ノイズが閾値信
号に加算されることを示しているが、このノイズはビデ
オ信号、誤差信号、又は拡散された誤差信号により変更
された後のビデオ信号に直接加算されてもよい。いずれ
の状況においても、ノイズはビデオ信号と閾値信号との
関係を摂動している。

【００７２】図２６の回路は更に拡張されて、ウィンド
ウエフェクトポインタに基づいて幾つかのノイズプロフ
ァイルルックアップテーブルへのアクセス及びノイズプ
ロファイルルックアップテーブルの選択を可能とする包
括的方式を提供することができる。この拡張の例は図２
７に示される。図２７に示されているように、複数のプ
ログラム可能なノイズルックアップテーブル４０２１、
４０２２、４０２３、……４０２Ｎがマルチプレクサ４
０６０に接続される。マルチプレクサ４０６０は、一定
のノイズ及びノイズオプションが抑制された場合に選択
される入力０を有するレジスタ４０３０に更に接続され
る。復号回路４０５０は、ウィンドウエフェクトポイン
タビットに基づき、即ち処理される画素の画像分類に基
づき、どのプログラム可能なノイズプロファイルがマル
チプレクサ４０６０より出力されるかを決定する。図２
６に示すように、マルチプレクサ４０６０より出力され
るノイズ乗数は乗算装置４０７に送られ、ノイズジェネ
レータ４０４によって生成されたノイズが乗算される。

【００７３】先に述べたように、不都合なテクスチャー
又はアーチファクトの位置は、スポットオーバーラップ
ルックアップテーブルの変更、及び／又はスクリーン変
調の量の変化が起こる度に変わってもよい。このこと
は、各ウィンドウ領域がそのオブジェクトの分類及び特
徴に基づいて摂動を行うための特定の異なるテクスチャ
ーを有する、即ちオブジェクトのヒストグラム及び全ウ
ィンドウ分割統計より決定される、自動ウィンドウ環境
において特に重要性が高い。従って各オブジェクトは、
動的に査定され、ウィンドウエフェクトポインタに基づ
いて選択される、独特のノイズプロファイルを用いて処
理される。

【００７４】図２８は、各画素毎にただ１つのノイズ値
のみを必要とするため、各ノイズプロファイルを格納す
るのに外部メモリを用いた別の方式を示す。この例にお
いて、図２７の種々のプログラム可能なノイズルックア
ップテーブルが外部メモリ４０２０中に格納され、外部
メモリ４０２０は所望のノイズプロファイルをマルチプ
レクサ４０６１に出力する。ウィンドウエフェクトポイ
ンタ及びグレイレベルビデオ値は、ランダムアクセスメ
モリアドレス復号回路５０１を介して外部ランダムアク
セスメモリバンクを復号し、それへアクセスする際に使
用される。ウィンドウエフェクトポインタは復号回路４
０５０において、マルチプレクサ４０６１がどの値を乗
数として乗算装置４０７へ出力するかを決定するのに更
に用いられる。この例で利用されるノイズプロファイル
の数は、単により多くのメモリを外部メモリ４０２０に
加えることにより、容易に拡張することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な誤差拡散プロセスを表すフローチャー
トを示す。

【図２】従来技術のスクリーン処理回路のブロック図で
ある。

【図３】ランダムノイズを加えることにより閾値の摂動
を行う、一つの実施の形態を表すブロック図である。

【図４】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５】補間及び２値化プロセスをグラフで表した図で
ある。

【図６】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７】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８】所定のパターンを生成することにより閾値／信
号を摂動する、従来技術の一つの態様を表すブロック図
である。

【図９】従来技術の一つの態様で使用されるノイズジェ
ネレータを表すブロック図である。

【図１０】ある特定のグレイレベル画像領域において定
期的に繰り返されるチェスボードラインパターン及び垂
直ラインパターンのアーチファクトを示す、画素を表し
た図である。

【図１１】ある特定のグレイレベルにおける画像を強制
的にチェスボードパターンにレンダリングすることによ
り図１０のアーチファクトを除去した、画素を表した図
である。

【図１２】特定のグレイレベルを強制的に垂直ラインパ
ターンに現れるようにすることにより図１０のアーチフ
ァクトを除去することを示す、画素を表した図である。

【図１３】閾値置換を行っていない、あるグレイレベル
の画素を表した図である。

【図１４】図１３の画像上で閾値置換を行った結果を示
す、画素を表した図である。

【図１５】ノイズ振幅係数と、ビデオ信号のグレイレベ
ル値との好ましい関係をグラフで表した図である。

【図１６】サブピクセルの補間をグラフで表した図であ
る。

【図１７】サブピクセルの補間をグラフで表した図であ
る。

【図１８】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１９】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２０】ビデオ／閾値関係の摂動を表すフローチャー
トを示す。

【図２１】ビデオ／閾値関係の摂動を表すフローチャー
トを示す。

【図２２】ビデオ／閾値関係にノイズを加えない、本発
明の概念に従ったノイズプロファイルを示す。

【図２３】３つのグレイレベル値を中心としたビデオ／
閾値関係にノイズを加えない、本発明の概念に従ったノ
イズプロファイルを示す。

【図２４】３つのグレイレベル値を中心としたビデオ／
閾値関係に増幅したノイズを加えた、本発明の概念に従
ったノイズプロファイルを示す。

【図２５】処理される画素の画像分類に基づいた１つの
グレイレベルを中心としたビデオ／閾値関係にノイズを
加えた、本発明の概念に従ったノイズプロファイルを示
す。

【図２６】本発明の概念に従って画像処理モードに基づ
くノイズプロファイルを選択する回路のブロック図を示
す。

【図２７】本発明の概念に従って、処理される画素の画
像処理分類に基づくノイズプロファイルを動的に選択す
る回路のブロック図を示す。

【図２８】本発明の概念に従って、ノイズプロファイル
を格納する外部ＲＡＭを用いて、処理される画素の画像
処理分類に基づくノイズプロファイルを動的に選択する
回路のブロック図を示す。

【図２９】本発明の概念に従った、閾値／信号の摂動を
表すフローチャートを示す。

【符号の説明】

１ モジュレータ ５ 加算装置 ７ 誤差バッファ ９ ２値化回路 １０ ノイズ回路 １１ ランダムノイズジェネレータ １２ 閾値回路 １３ ノイズルルックアップテーブル １５ 乗算装置 １７ パターンジェネレータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の数のグレイレベルを有するマルチ
   レベルグレイ信号を含む画像データを処理するシステム
   であって、 第一の分解能を有する画素を表すマルチレベルグレイス
   ケール画素値を受け取る手段と、 閾値を生成するための閾値処理手段と、 マルチレベルグレイスケール画素値のレベル数を減少さ
   せる減少手段と、 前記減少手段による減少プロセスの結果として誤差値を
   生成する誤差手段と、 誤差値を隣接する画素のマルチレベルグレイスケール画
   素値に拡散する拡散手段と、 マルチレベルグレイスケール画素値の画像分類に従って
   閾値とマルチレベルグレイ信号との関係を摂動し、それ
   により前記減少手段からの出力に影響を与える摂動手段
   と、を含む、 画像データ処理システム。
2. 【請求項２】 第１の数のグレイレベルを有するマルチ
   レベルグレイ信号を含む画像データを処理する方法であ
   って、 （ａ）第一の分解能を有する画素を表すマルチレベルグ
   レイスケール画素値を受け取るステップと、 （ｂ）マルチレベルグレイスケール画素値のレベル数を
   減少させるステップと、 （ｃ）前記ステップ（ｂ）の減少プロセスの結果として
   誤差値を生成するステップと、 （ｄ）誤差値を隣接する画素のマルチレベルグレイスケ
   ール画素値に拡散するステップと、 （ｅ）マルチレベルグレイスケール画素値の画像分類に
   従って閾値とマルチレベルグレイ信号との関係を摂動す
   るステップと、を含む、 画像データ処理方法。