JPH11331544A - ラスタ画像デ―タのレンダリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像形成装置の解像度に比較して低い解像度ソ
ース・データのラスタ画像を使用しながら、解像度を強
化したレンダリングを可能にする。 【解決手段】画像形成装置の所与のラスタ能力より低い
あるいはそれに等しい解像度で定義されるラスタ画像デ
ータを受け取り、合成テンプレートを使用して、画像形
成装置の所与のラスタ能力より高い解像度形式にラスタ
画像データを合成して増加解像度形式の画像データを作
成する。次に、増加解像度形式の画像データによって表
現される少なくとも１つのドットが画像形成装置の所与
のラスタ能力によって定義される走査行に対して間隙を
埋めて形成されるように、画像データをレンダリングす
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、一般的には、画像
処理システムおよび印刷解像度強化に関するもので、特
に、印刷のため低解像度デジタル・データの高解像度へ
の対応づけに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】媒体上に永久画像を生成するための電子
写真プロセスは周知であり、広く使用されている。一般
に使用されているプロセスは以下のステップを含む。す
なわち、(1)光伝導材を運ぶローラまたは連続ベルトの
ような光レセプタを荷電させるステップ、(2)荷電され
た領域を光に露出させて、画像の形状をした領域に静電
気電荷を生成するステップ、(3)現像材分子(トナー)が
画像の形状をした表面へ写し取られるように画像を運ぶ
光レセプタ表面に現像剤分子(すなわちトナー)を塗布す
るステップ、(4)画像の形状をした分子を光レセプタか
ら媒体へ写し取るステップ、(5)画像の形状をした分子
を媒体に対して溶解または固着するステップ、および、
(6)次の印刷に備えて光レセプタをクリーニングまたは
元に戻すステップ、である。レーザ・プリンタ、コピー
機およびファクシミリ機のような多くの画像形成装置
は、このような既知の電子写真印刷プロセスを利用す
る。

【０００３】レーザ・プリンタにおいては、画像は、典
型的には、後段における最終的出力画像へのレンダリン
グ処理に備えて、ラスタ化され、バイナリの画像ビット
マップとして記憶されるビット・パターンが形成され
る。画像ビットマップは、画素(すなわちピクセル)ラス
タ画像とも呼ばれる。(バイナリのビットマップを作成
する)ラスター化プロセスにおいて、連続線分(線画)お
よびテキスト文字輪郭のようなグラフィック・エレメン
トは、ソース画像形状に近似するピクセル・パターンに
変換される。写真データ(カラーおよびグレイ値画像)の
ような連続トーン・データもまたソース連続トーン画像
データに近似するピクセル・パターンに変換される。し
かし、連続トーン・データに関して効果的にオリジナル
のソース画像を描くためには、ソース画像の各ピクセル
は、カラーまたはグレイ・レベルを定義しまた後続のプ
ロセスにおいて典型的にはバイナリの画像ビットマップ
に変換される複数ビットによって表現されなければなら
ない。本明細書の以下の記述において、「グレイ」とい
う用語が使用される時それはカラーおよび黒/白画像に
適用され、カラー画像に適用されられる時、この用語
は、カラーの強度に関連するものであると理解されるべ
きである。

【０００４】従来、２レベル(すなわち白黒)プリンタ上
でグレイ・レベル画像を表現するためには、ピクセル・
データは、まだグレイ・レベルでない場合、グレイ・レ
ベルの多ビット構成に変換される。例えば、ピクセル当
たり８ビットという多ビット構成が使用される時、２５
６のグレイ・レベルがデジタル・ピクセル値によって表
現されることができる。個々のグレイ・レベル・ピクセ
ルは、ディザーリング・プロセスの使用を通して、バイ
ナリ・レベルのピクセル(すなわち後続のレンダリング
のための２レベル・データ)に変換される。空間ディザ
ーリング(またはデジタル・ハーフトーン化)は、(ソー
ス画像の)多ビット・ピクセル値を、対応するソース・
データの平均グレイ値に近似する固定サイズのバイナリ
多ピクセル・グループへ変換させるプロセスである。こ
のディザーリング・プロセスは、画像の選択された領域
にハーフトーン・テクスチャを与えてそこにグレイ値バ
リエーションを作成する。このように、例えば、バイナ
リ・ピクセルの場合、６×６多ピクセルグループは、理
論的には、３６レベルのグレイをシミュレーションし、
８×８グループは６４レベルをシミュレーションするこ
とができる。

【０００５】ディザーリング・プロセス(すなわちハー
フトーン化)は、グレイ・レベル値の適切なビット・レ
ベル・データのパターンへの変換を制御するため、(ソ
ース画像強度アレイによって指定される)個々のピクセ
ル値をしきい値マトリックス(ディザー・マトリックス
または装置最善しきい値アレイ)に対して比較する。説
明の目的のため、ソース画像における２５５というグレ
イ・レベル値は「白」とみなされ、０というグレイ・レ
ベル値は「黒」とみなされる。しきい値マトリックス
は、結果として生成されるページ・バッファ・アレイ
(ラスター)ビットマップに記憶される２レベル・ピクセ
ルへのグレイ・レベル・ピクセル値の変換を制御する複
数の行配列グレイ・レベル値を含む。ディザーリング・
プロセスの間、各グレイ・レベル画像ピクセルがしきい
値マトリックスの論理的に配置されたグレイ・レベル値
と比較されることができるように、しきい値マトリック
スが画像ピクセルにあてられる。要するに、しきい値マ
トリックスにおける各エントリは、しきい値グレイ・レ
ベル値であり、ソース画像のグレイ・レベル・ピクセル
値がこれを越えれば、グレイ・レベル画像ピクセルは
「白い」ピクセル(すなわち、本例では、電子写真プロ
セスにおけるレーザ変調目的のためにはバイナリの論
理"ゼロ")に変換されることを可能にするものである。
反対に、ソース画像のグレイ・レベル・ピクセル値がし
きい値マトリックスのグレイ・レベル値以下であれば、
グレイ・レベル画像ピクセルは「黒い」ピクセル(すな
わち、レーザ変調目的のためにはバイナリの論理"１")
に変換される。

【０００６】以上の記述はテキスト(または線画)のラス
タ化とハーフトーン画像の相違に焦点をあててきた。し
かしながら、いずれのケースでも、画像がテキストであ
れ線画であれハーフトーンであれ、一旦ソース画像から
ラスタ・ページ・バッファ・アレイのビットマップが生
成されれば、画像ページ・バッファ・アレイ・ビットマ
ップに記憶されたビット・パターンに従ってレーザを変
調することによって、所望の出力画像が作成される。感
光性ドラムの荷電された表面を横切って、ラスタ走査行
を連続的に進めながら、変調されたレーザ光線が走査さ
れる。各走査行は、ビットマップの解像度およびレーザ
のピッチによって画定されるピクセル領域に分割され
る。変調されたレーザ光線によって、ピクセル領域の一
部が光パルスに露出され、他の部分は露出されず、その
結果、各走査行上のドット・パターンが重ね合わされ
る。１つのピクセル領域(ドット)が照光される場合、感
光性ドラムは放電される。そのためトーンが強い場合、
トナーは放電された領域に付着し、なおも荷電されてい
る領域には付着しない。放電された領域に付着したトナ
ーは既知の方法で紙に写し取られ、固着する。

【０００７】一般的には、ソース・データに対する出力
画像の忠実度は、出力画像におけるピクセル(ドット)の
解像度に直接関係する。無限の解像度が使用されない限
り、任意のアナログ画像は必ずしもビットマップ・ラス
タによって厳密に再現されることができない。例えば、
画像のピクセル構成の結果として、ラスタ走査方向と平
行でないかまたはそれに垂直でない画像エッジは階段状
になる。これは特にテキストおよび線画において観察さ
れる。

【０００８】ラスタ・ビットマップの出力画像の品質を
改善するため種々の技術が開発されてきた。そのような
改善技術には、エッジ円滑化、細密線幅拡大、(ギザギ
ザのエッジを円滑にする)エイリアシング防止、および
レーザ・プリンタの解像度増加が含まれる。これらの改
善技術は、典型的には、レーザに対して信号を修正し
て、ピクセル中心から通常オフセットされるより一層小
さいドットを生成する、換言すれば、グレイ・スケール
・ドットを生成する。

【０００９】従来技術が種々の方法でテキストおよび線
画に関するピクセル画像エッジの階段の出現を克服する
ことを試みてきたが、比較的広く使用されている技術の
１つの例が米国特許第4,847,641号に記載されている。
この特許は、画像データのビットマップを生成して、そ
のビットマップを先入れ先出し(すなわちＦＩＦＯ)デー
タ・バッファへ入力する文字生成機構を開示している。
バッファに記憶されたビットの固定サブセットが、サン
プリング・ウインドウを形成し、このウインドウを通し
て、(例えば、切り落とされるエッジ・ピクセルを含む
９×９ピクセル・ブロックのような)選択されたビット
マップ画像データ・ブロックを観察することができる。
サンプリング・ウインドウは、ＦＩＦＯバッファを通し
て画像ビットの各シフト毎に変位する中心ビット・セル
を含む。データが逐次移るにつれ、サンプリング・ウイ
ンドウには、ウインドウの中心ビット・セルおよびその
周囲の隣接ビット・セルに位置する複数ピクセルによっ
て形成される連続ビット・パターンが視認される。中心
ビットおよびその隣接ビットによって形成される各ビッ
トは、事前記憶されたテンプレートと比較される。合致
すれば、それは、中心ビットが画像エッジに位置し、そ
れを表現するピクセルは画像の解像度を改善するため変
更することができることを意味するので、レーザ光線が
中心ピクセル構成を変えることができるように変調信号
が生成される。一般的に、中心ピクセルは標準の変更さ
れていないビットマップ・ピクセルより小さくされ、ピ
クセル・セルの境界の範囲内で移動される。ピクセル・
サイズの変更は、レーザ・プリンタの「レーザ印刷エン
ジン」に含まれるレーザを変調することによって実行さ
れる。上記引用特許の１つの欠点は、ピクセル・セルの
境界の範囲内で単一走査方向にレーザの変調をシフトさ
せることに頼ってピクセル変更が達成されることであ
る。上記特許によって教示されるシステムは現在一般に
解像度強化技術(Resolution Enhancement Technologyの
頭文字をとってＲＥＴ)と呼ばれ、実際の印刷エンジン
解像度能力以上にテキストおよび線画に関する大幅な画
像解像度改善を実現している。

【００１０】上記特許の限界は、米国特許第5,193,008
号および米国特許第5,134,495号によって克服されてい
る。一般的に、これら２つの特許は、画像における選択
されたピクセルに対するテンプレート比較に従ってレー
ザ・パルス露出時間を変えるエッジ円滑化技術を使用し
ている。重要な点であるが、これらのプロセスが利用す
る初期バイナリ画像の解像度レベル(例えば６００ＤＰ
Ｉ)は、該当プリンタが出力することができる解像度(例
えば３００ＤＰＩ)より高いこと(すなわち倍)である。
論理的ウインドウが、６００ＤＰＩで、画像平面全体を
横切って移動される。ウインドウの移動毎に、一層高い
解像度ピクセル配置が事前設定のテンプレートと比較さ
れ、合致すると、レーザ光線の変調が変更される。変調
されたレーザ光線は、光レセプタ上により低い解像度の
グレイ・レベル中心ピクセルを生成するだけではなく、
エッジ円滑効果を与える中間ピクセルを走査行間に(す
なわち走査方向に)作成するように隣接走査行による走
査が結合されることができるように中心ピクセルのエッ
ジの周囲に光レセプタを十分露出させる。

【００１１】より具体的に述べれば、中間ピクセル・ポ
イント(重なり合う隣接露出領域によって規定されるポ
イント)に適用されるエネルギーの総和がしきい値レベ
ルを越えるように隣接走査行上の複数ピクセルにエネル
ギーを与えることによって隣接水平走査行(すなわちプ
リンタ・ラスタ能力を規定する水平走査行)の間の中間
位置にピクセル・ドットが作成される。上記引用の後者
の２つの特許は、ソース・ビットマップのテンプレート
の観点に基づいた「ルックアップ・テーブル」を使用す
る。上記２つの特許はともに、相対的に高いレベルの解
像度で受け取られる初期画像データを用いて、画像平面
全体が相対的に高いレベルの解像度で作成されることを
教示するが、これは、大きなメモリ割り当てを必要とす
る。これら２つの特許の技術は、「解像度倍増」として
知られている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の解像度強化技術
は、所望の強化を達成するため、一般に、プリンタ解像
度の実際の能力より高い解像度形式の一層多くのソース
・デジタル・データを必要としている。しかしながら、
データ処理の観点からすれば、比較的高い解像度ソース
・データではなくむしろ比較的低い解像度ソース・デー
タで初めから処理することができれば、有益である。す
なわち、比較的高い解像度データではなく比較的低い解
像度データで処理すれば、(処理されるべきデータは少
ないので)所要処理時間を短く、また、(ハードウェアま
たはメモリ集約的ではないので)コストを低くすること
ができる。従って、宛先印刷エンジンの解像度と等しい
(またはそれより低い)解像度のソース・データを処理す
る場合の走査および処理両方向における解像度向上の達
成が必要とされている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、ソース
・データと同じ低い解像度(ラスタ走査)能力を有する出
力装置に対する後段でのレンダリング処理のため、相対
的に低い解像度のソース・データが相対的に高い解像度
形式に合成される。相対的に低い解像度のソース・デー
タが合成されるべき目標でる相対的に高い解像度形式で
複数のピクセル・データの構成を表現する合成テンプレ
ートを選択し使用することによって、合成が実行され
る。低解像度ソース・データから作業ピクセルすなわち
活動ピクセルが識別され、合成テンプレートが選択(ま
たは生成)され、次に、出力装置に関するレンダリング
のため、合成テンプレートのピクセル・データが作業ピ
クセルと置き換えられる。その後、合成されたデータに
よって表現されるドットが出力装置の所与の低ラスタ／
解像度能力に対して隙間を埋めて形成されるように、合
成された高い解像度のデータがレンダリングされる。

【００１４】本発明の別の側面に従って、相対的に低い
解像度データにおける作業ピクセルが、作業ピクセルに
隣接する複数のピクセル・データの構成を認識(すなわ
ち作業テンプレート照合)によって、識別される。作業
テンプレート照合から生成される合成テンプレートは、
比較的高い解像度形式でのピクセル配置に関して少なく
と２×２セル・マトリックスを含む。合成テンプレート
の複数のピクセルは、高解像度形式のピクセル・データ
が低解像度形式データの隣接ピクセル・データとマージ
されるように、組み合わされる。種々のレベルのレンダ
リングに関して、すなわち、例えば、合成およびレンダ
リングされるように評価される作業ピクセルの各々に関
して、各ページ片に関して、あるいは、レンダリングさ
れるべき各ページに関して、同じ合成テンプレートを選
択的に使用することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、印刷エンジン１４のラス
タ走査解像度に等しいかそれより低い解像度を持つソー
ス・ラスタ画像(データ)３０のレンダリング強化のため
本発明を取り入れたレーザ・プリンタ１０のブロック図
である。以下においてレーザ・プリンタが記述される
が、本発明がピクセル・データをレンダリングするその
他の装置にも等しく適用できることは理解されるべきで
ある。具体的には、そのような装置は、レーザ・プリン
タ、複写機、ファクシミリ装置、ディスプレイ・モニタ
等々を含む。更に、本発明は、バイナリまたは多ビット
・ピクセル・ソース画像データに関して等しく適用でき
る。また、本発明は、(例えば３００および６００ＤＰ
Ｉのような)多解像度機能のレーザ印刷エンジンにも等
しく適用できる。しかしながら、以下の記述において
は、印刷エンジンの最も高い解像度(ラスタ走査)能力に
等しい解像度で受け取られるソース画像データに焦点を
あて、印刷エンジン・ラスタ走査能力より高い解像度形
式にそのソース画像データを合成し、プリンタ上にソー
ス画像データをレンダリングして改善された解像度出力
を取得する手段を記述する。

【００１６】レーザ・プリンタ１０は、バス１６を介し
て相互に接続する中央処理装置(ＣＰＵ)１２およびレー
ザ印刷エンジン１４を含む。印刷エンジン１４は、所与
の解像度、例えば６００ＤＰＩで画像をラスタ走査する
能力を持つ。読み取り専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダム・
アクセス・メモリ(ＲＡＭ)や特定用途向け集積回路(Ａ
ＳＩＣ)２０もまたバス１６に接続されている。記述の
簡略化の目的から、ＲＯＭ／ＲＡＭ／ＡＳＩＣ２０は単
一ブロック装置として示されているが、当業者に明らか
なように、特定の機能性を提供するためそれらは独立し
た装置とすることもできる。また、プリンタ１０に関し
て、以下に記述するラスタ化、合成およびレンダリング
のプロシージャおよびデータは、伝統的ＲＯＭにおける
制御ファームウェアとして利用することも、高速ハード
ウェア機能性のためＡＳＩＣで実施することも、あるい
は、記憶およびバッファリングのためＲＡＭを用いて実
施することも可能である。これらはすべてＲＯＭ／ＲＡ
Ｍ／ＡＳＩＣ２０として図示されている。

【００１７】ＲＯＭ／ＲＡＭ／ＡＳＩＣ２０は、従来の
その他の機能とともに本発明のラスタ化、合成およびレ
ンダリング機能をＣＰＵ１２が実行するために必要なプ
ロシージャおよびなデータを含む。具体的には、ＲＯＭ
／ＲＡＭ／ＡＳＩＣ２０は、ハーフトーン・プロシージ
ャ２２、テキストおよび線画プロシージャ２４、ディザ
ー・マトリックスおよびタイル制御サブプロシージャ２
６、ソース・ラスタ画像３０に変更されるべき(レーザ
印刷エンジン１４によるレンダリングに適切な)グレイ
値ピクセル画像２８を含む。グレイ値ピクセル画像２８
は、印刷エンジン１４の解像度能力(本例では６００Ｄ
ＰＩ)に等しいかまたはそれより低い解像度でホスト・
プロセッサ(図示されていない)から受け取られる。

【００１８】ラスタ画像データ３０は、各ビットが少な
くとも１ビットで表現されるピクセル・データの２次元
アレイである。ラスタ画像３０は、ＲＡＭにバッファさ
れるか、あるいはＡＳＩＣから直接印刷エンジン１４へ
供給される。解像度倍増プロシージャ３２は、ドットが
印刷エンジン１４の所与のラスタ／解像度能力に対して
間隙を埋めて形成されるような形態のレンダリングを提
供する。合成テンプレートおよびプロシージャ３４は、
印刷エンジン１４の解像度より高い解像度の形式へのラ
スタ画像３０の合成を可能にする。

【００１９】グレイ値ピクセル画像２８は既知のタイプ
のいずれでもよく、例えば、各ピクセルが多ビットグレ
イ値によって表現される。グレイ値ピクセル画像２８が
カラー画像であれば、それは、シアン、マジェンタおよ
び黄色のカラー値(または赤、緑および青のカラー平面)
を表現する３つのカラー平面を持つ(一般的には)４つの
カラー平面を含む。更に、各平面の各カラー値は、あら
かじめ決められた数のビット、例えば８ビットによって
表現される。第４の平面は、黒を表現し、各ピクセル位
置での１つあるいは複数のビット値から構成され、黒ま
たはグレイスケール画像値が最終的に描画される出力上
に現れる。カラーが実施される場合、グレイ値ピクセル
画像２８にはピクセル当たり合計２５乃至３２ビットが
ある。一方、グレイ値ピクセル画像２８が非カラー画像
である場合、各ピクセルは、当業者に周知のように、例
えば、２５６レベルのグレイをを描写するため８ビット
で表現される。本発明において高忠実度印刷の場合のよ
うにその他のビット深度およびカラー平面を適用するこ
とができる点は当業者に明らかであろう。

【００２０】(ディザーリング・マトリックス/タイル制
御サブプロシージャ２６とともに)ハーフトーン・プロ
シージャ２２の目的は、グレー値ピクセル画像２８の範
囲内のいかなる連続トーン画像をもハーフトーン化され
たラスタ画像３０に変換することである。テキスト/線
画プロシージャ２４は、また、グレー値ピクセル画像２
８の範囲内のすべてのテキストおよび線画画像をラスタ
画像３０に変換する。これらは、当業界において既知の
従来プロシージャであろう。

【００２１】レーザ印刷エンジン１４は、その(印刷エ
ンジンの)所与のＤＰＩ解像度でラスタ画像３０をレン
ダリングする能力を持つ。ここでの説明の目的のため、
印刷エンジン１４は６００ＤＰＩエンジンである。本発
明の原理の下、ラスタ画像３０は、印刷エンジン１４の
解像度形式以下の解像度形式で記憶される。解像度は、
レンダリングの際、合成テンプレートおよびプロシージ
ャ３４を使用することによって改善される。合成テンプ
レートおよびプロシージャ３４は、印刷エンジン１４の
上のレンダリングに先立ち、ソース・ラスタ画像３０の
選択されたピクセルを(印刷エンジン１４のラスタ走査
能力によって規定されるものより)高い解像度形式の複
数ピクセルからなる構成に合成する。この合成された高
解像度形式データは、引き続いて、解像度倍増プロシー
ジャ３２を使用して、印刷エンジン１４に対してレンダ
リングされる。解像度倍増プロシージャ３２は、上記引
用米国特許第5,193,008号および米国特許第5,134,495号
に記載されている方法を含む。

【００２２】印刷エンジンの能力以上に解像度を増加さ
せ解像度倍増技術を使用してレンダリングするというス
テップによって、(ラスタ画像データ３０の解像度以上
である)印刷エンジン１４の所与の解像度能力において
さえラスタ画像３０のレンダリングが強化される。重要
な点であるが、上記のステップによって、ラスタ画像デ
ータ３０が(合成されたデータに比較して)低い解像度形
式で記憶され処理されることができるので、メモリ消費
および処理時間の顕著な節約が実現する。説明を簡単に
するため、印刷エンジン１４解像度能力およびソース・
ラスター画像３０に関連する解像度は、本明細書におい
て、「相対的に低いまたは比較的低い」解像度形式と呼
ばれる。これは、合成プロセス３４によって作成および
定義される「相対的に高いまたは比較的高い」解像度形
式と対比して相対的に呼ばれるものである。

【００２３】合成テンプレート３４は複数のユニークな
「テンプレート」を定義する。各テンプレートは、比較
的高い解像度の複数ピクセル・データからなる１つの構
成を表現する。比較的低い解像度形式の画像データ３０
の選択されたピクセルがこの構成へ合成される。代替的
に、各テンプレートが、例えば比較的低い解像度形式よ
りは高いが最終的な所望の解像度形式ほど必ずしも高く
はない解像度形式である中間解像度形式の複数ピクセル
データ構成を表現することもできる。合成またはレンダ
リングに先立ち、テンプレートが作成され、ＲＯＭ／Ｒ
ＡＭ／ＡＳＩＣ２０に記憶される。合成「テンプレー
ト」という用語は、記憶されたピクセル・データ構成や
同じものを表現することができるアルゴリズムを意味す
る。

【００２４】いずれのケースにおいても、「合成」は、
相対的に低い解像度ピクセルを複数の相対的に高い解像
度のユニークな構成に変換することを意味する。このユ
ニークな構成は、選択されたピクセルについて選択され
たピクセルの隣接ピクセル・データとの視覚的同一性を
表す。要するに、画像全体は相対的に高い解像度形式と
視覚的に見分けがつかないように見えるように、相対的
に低い解像度ピクセル・データが相対的に高い解像度形
式の複数ピクセルとマージされる。合成テンプレートの
ピクセル配置(すなわち視覚的同一化)は、作業ピクセル
のピクセル構成および相対に低い解像度形式データの隣
接ピクセル・データをシミュレートするように生成され
る典型的データとのテンプレート比較の経験的評価を通
して達成される。経験的な評価は、比較的高い解像度レ
ンダリングとの視覚上の同一性を向上させるため、精神
測定評価や人工知能訓練プログラム(アルゴリズム)によ
って調整される。

【００２５】「合成」とは対照的に、従来技術のスケー
リングは、相対的に低い解像度ピクセルおよびその周囲
のピクセル・データの文脈に関係なく、単一の低解像度
ピクセルを相対的に高い解像度ピクセルの完全ブロック
へ単純にブロック・マッピングすることによって達成さ
れる。例えば、１２００ＤＰＩに拡大されるべき６００
ＤＰＩピクセルは、(２つの水平および垂直ピクセルで
ある)４つの１２００ＤＰＩピクセルからなるブロック
に直接マップされる。従って、６００ＤＰＩデータが従
来の方法でスケール変更されるとすれば、１２００ＤＰ
Ｉレベルにおいて画像の完全性は減少するかもしれな
い。これは、今日の印刷標準の多くについて容認できな
いものである。一方、「合成」は、明らかに、視覚上の
同一性を作成するため精神測定コンポーネントを経験的
調整にに取り入れることによって画像品質を改善する。
(一般的スケーリング効果を達成する)従来のスケーリン
グまたは他の類似した変換技術が本発明の一般原理の下
で使用可能ではあるけれども、本発明にとって「合成」
が好ましい。

【００２６】図２の(Ａ)乃至(Ｐ)は、相対的に高い解像
度形式のピクセル配置のための典型的２×２セル・マト
リックス表現に関する１６の異なる合成テンプレートを
示している。図２の(Ａ)は、そこにピクセルがなにも含
まれていない２×２マトリックスを示す。図２の(Ｂ)−
(Ｐ)は、ピクセル９０に関するすべての可能な配置を示
す。２×２マトリックスが示されているけれども、他の
サイズも等しく適用できることは明らかである。使用さ
れるテンプレート・セル・マトリックスのサイズは、実
施されるべき解像度の増加の量によって決定される。こ
の例では、２という係数の解像度の増加が使用される
(すなわち６００ＤＰＩから１２００ＤＰＩへの合成が
行われる)ので、図２の(Ａ)−(Ｐ)という２×２セル・
マトリックス合成テンプレートが使用される。他方、６
００ＤＰＩ解像度データを係数４で解像度を増加(すな
わち２４００ＤＰＩへ増加)させることができるが、こ
の場合、４×４セル・マトリックス合成テンプレートが
使用されるであろう。

【００２７】代替的方法としては、選択されたピクセル
・データが複数回合成される。例えば、２×２セル・マ
トリックス・テンプレートを利用して２つの合成プロセ
スを縦続接続させ、先ず６００ＤＰＩから１２００ＤＰ
Ｉへ中間的合成を実行し、次に１２００ＤＰＩから２４
００ＤＰＩへの最終的合成を達成することも可能であ
る。この縦続接続シナリオにおいては、最終的合成ステ
ップが完了した後はレンダリングが実行されるだけであ
る。いずれにせよ、所与のテンプレートに関して異なる
ピクセル構成の数は、ｃをテンプレート・マトリックス
におけるセルの数であるとすれば、ｃ２である。

【００２８】図３は、レジスタ・アレイ１２０(評価ウ
インドウ)、ラスタ画像アレイ１２２、作業テンプレー
ト照合１２４およびレーザ・プリンタ１０の合成テンプ
レート照合１２６のブロック図である。これらは、本発
明に従った後続の解像度倍増プロセス１３４に対する相
対的に低い解像度データの合成システムおよび方法をも
説明している。レジスタ・アレイ１２０は、(この例で
は)５×５アレイであり、５行の６００ＤＰＩバッファ
１２８を経由してラスタ画像／ページ・バッファ・アレ
イ１２２からデータを従来技術の方法で受け取る。ラス
タ画像/ページ・バッファ・アレイ１２２は、６００Ｄ
ＰＩ形式でラスタ画像データ３０を保持する。レジスタ
・アレイ１２０を通してデータが順次シフトされるにつ
れてレンダリングの対象となる活動／作業セル／ピクセ
ルを示すため、レジスタ・アレイ１２０における中心セ
ル１３０が、"X"とマークされている。

【００２９】作業ピクセル１３０は、(米国特許第4,84
7,641号に記述されているような)既知の方法で事前に記
憶されたテンプレートに対してテンプレート照合され
る。作業テンプレート照合１２４を使用して、どのピク
セルが合成されるべきか識別される。例えば、典型的に
は、テキストまたは線画のエッジ・ピクセルが合成目的
のため識別される。しかしながら、代替的に、必要に応
じて連続トーン・データを合成するため照合を行うこと
もできる。いずれのケースでも、作業テンプレート合致
１２４が発生すると、本発明の原理の下、作業ピクセル
１３０は合成テンプレート照合１２６を使用して合成さ
れる。要するに、相対的に低い解像度の作業ピクセル１
３０が作業ピクセルに隣接する複数の隣接ピクセル・デ
ータ１３２の構成を認識すること(すなわちテンプレー
ト照合)によって、合成の候補として識別される。この
ようにして、作業ピクセル１３０を合成する合成テンプ
レート１２６が選択される(または作業テンプレート照
合１２４から識別あるいは生成される)。ラスタ画像デ
ータ３０(および作業ピクセル１３０)がバイナリ・デー
タである場合、合成テンプレート１２６の選択は直接作
業テンプレート照合１２４に基づいて行われるかもしれ
ない(すなわち合成テンプレート１２６は作業テンプレ
ート照合１２４の生成された出力である)。代替的に、
ラスタ画像データ３０(および作業ピクセル１３０)が多
ビット・データであれば、多ビット・データのサブセッ
トが、合成テンプレート１２６を識別するため符号化さ
れたデータを定義する(含む)かもしれない。例えば、４
ビットが作業ピクセル１３０を定義する場合、ビットの
うちの３つが、(例えば２×２セル合成テンプレートに
関して)使用されるべき１６の異なる可能な合成テンプ
レートの任意の１つを定義することができる。

【００３０】図３に示される例を参照すれば、２×２セ
ル合成テンプレート１２６が６００ＤＰＩ作業ピクセル
の１２００ＤＰＩへの倍増のため使用される。４倍の合
成スケール係数が要求される場合は、合成テンプレート
１２６が４×４セル・テンプレートであるか、または、
２×２セル合成テンプレート１２６を活用する２つの合
成プロセスが縦続接続され、先ず６００ＤＰＩから１２
００ＤＰＩへの合成次に１２００ＤＰＩから２４００Ｄ
ＰＩへの合成が実行される。どのような数の合成テンプ
レート１２６でも選択することができる。例えば、識別
される作業ピクセル１３０の各々毎に動的に合成テンプ
レートを選択することも可能である。

【００３１】すなわち、作業ピクセルがテキスト/線画
データとしてまたはハーフトーン・データとして既に識
別されていれば、合成テンプレートは、テキスト、線画
またはハーフトーン・データに最も合うように動的に選
択されることができる。

【００３２】一方、処理およびシステム構成/制約に応
じて、ページ片レベル、ページ・レベルまたはその他定
義されるレンダリング・レベルにおける使用のため、合
成テンプレートを前もって選択および定義することもで
きる。いずれのケースにおいても、この合成テンプレー
ト選択機能は、相対的に低い解像度プリンタ１０に対す
る後段の改善されたレンダリングのため相対的に低い解
像度データを相対的に高い解像度にマップする動的(プ
ログラム可能な)機能を提供する。

【００３３】どのような合成テンプレートが選択(生成)
されるとしても、相対的に低い解像度の出力装置(例え
ば印刷エンジン１４)に対するレンダリングのため、相
対的に高い解像度形式のピクセル・データのテンプレー
ト構成が作業ピクセル１３０と置き換えられる。相対的
に低い解像度の印刷エンジン１４は、「解像度倍増」手
法１３４に従って合成された画像データをレンダリング
する。「解像度倍増」手法に従って、相対的に高い解像
度の(合成された)画像データによって表現される少くと
も１ドットが、印刷エンジンの所与のラスタ能力(すな
わち相対的に低い解像度)に対し間隙を埋めるように形
成される。「解像度倍増」手法は、上記米国特許上記引
用米国特許第5,193,008号および米国特許第5,134,495号
にに記載されているので、これ以上の詳細な記述は不要
である。

【００３４】しかしながら、上記米国特許第5,193,008
号および米国特許第5,134,495号との関連で本発明を例
示するため、図４において、(ソース・ラスタ画像デー
タ３０を表す)相対的に低い解像度ピクセル１４８、１
５０、１５２、１５４および１５５および合成された相
対的に高い解像度ピクセル１５６、１５８および１６０
が露出された印刷エンジン１４の相対的に低い解像度走
査行１４２、１４４および１４６を示すピクセル・マッ
プが表されている。合成された相対的に高い解像度ピク
セル１６０が走査行１４２および１４４に対して間隙を
埋めるように置かれている点に注意する必要がある。上
記２つの引用特許、米国特許第5,193,008号および米国
特許第5,134,495号に教示されているように、(ピクセル
１６２は走査行１４２上に実際のドットを形成するよう
に完全に露出しないが)ピクセル１６２を部分的に露出
し、ピクセル１４８、１５０、１５６および１５８の露
出を重ね合わせることによって、間隙を埋める(中間)ピ
クセル１６０が作成(レンダリング)される。重要な点で
あるが、合成されたピクセル１５６、１５８および１６
０は、本発明の下で(ソース・ラスタ画像データ３０か
ら)印刷エンジンの解像度を越えるように生成され、上
記２つの特許、米国特許第5,193,008号および米国特許
第5,134,495号の手法を使用してレンダリングされてい
る。

【００３５】図５は、本発明の好ましい実施方法の流れ
図を示している。最初に、ステップ２１０において、ラ
スタ画像データ３０の比較的低い解像度と等しい(また
はそれより高い)ラスタ走査能力を持つ画像形成装置１
０上でのレンダリング処理のため、比較的低い解像度形
式のラスタ画像ピクセル・データ３０の走査行が識別さ
れる。この「識別」は、ページ・バッファ・アレイ１２
２からレジスタ・アレイ１２０へデータをコピーするこ
とによってまたはデータがすでにレジスタ・アレイ１２
０にあることを確認することによって、実施される。レ
ジスタ・アレイ１２０が１つの走査行いっぱいのピクセ
ル・データを保持していない場合、カウント・メカニズ
ムを使用して、処理されるピクセル・データがカウント
される。このような観点からすれば、ステップ２１０に
おけるピクセル・データの走査行の「識別」は仮想的で
あるということができる。

【００３６】次に、ステップ２１５において、(データ
がレジスタ・アレイ１２０を通して順次移されるにとも
なって)、ピクセル・データの走査行から作業(活動)ピ
クセル１３０が選択される。次に、作業ピクセルが相対
的に高い解像度形式に合成されるべきか否かが決定され
なければならない(ステップ２２０)。例えば、データが
テキストまたは線画として認識されるとすれば、また、
作業ピクセルがエッジ・ピクセルであれば、作業ピクセ
ルはエッジ強化のため合成されなければならない。ある
いは、データがハーフトーン・データであるとすれば、
ハーフトーン画像形成の強化のため、作業ピクセルは合
成されるかもしれない。

【００３７】いずれにしても、データがテキストであれ
線画であれ、あるいは、ハーフトーンであれ、本発明の
好ましい実施形態において、(図３の)作業テンプレート
照合１２４と連係する合成のため、作業ピクセルが識別
される。相対的に高い解像度形式のピクセル・データ
(合成テンプレート１２６)を相対的に低い解像度の作業
ピクセルに隣接するピクセル・データ１３２とマージさ
せるため、作業テンプレート照合１２４は合成テンプレ
ート１２６を識別(あるいは生成)する(ステップ２３
０)。

【００３８】ステップ２２０において、作業ピクセル１
３０が合成されるべきものでない場合(例えば、ピクセ
ルがテキストまたは線画データのエッジより内側にある
ためテンプレート合致がない場合)、その比較的低い解
像度データが後続のレンダリングのため使用される。反
対に、作業ピクセルが合成されるべきものと識別される
ならば、合成テンプレート１２６が識別または選択され
る(ステップ２３０)。上述のように、合成テンプレート
は、(例えばデータのページ片またはページに対して)前
もって選択されたテンプレートであることも、あるい
は、識別される作業ピクセルの各々に関して(例えばエ
ッジ強化または連続トーン強化のため)、ユニークな合
成テンプレートが選択される場合もある。また、バイナ
リのソース画像データ３０の場合、合成テンプレート１
２６は、作業テンプレート照合１２４の結果として直接
識別されることもできる。これとは対照的に、多ビット
・ソース画像データの場合、多ビット・ソース画像デー
タの範囲内に埋め込まれた多ビット符号化方式によって
(作業テンプレート照合１２４に基づいて)合成テンプレ
ート１２６を生成することもできる。

【００３９】いずれのケースにおいても、合成テンプレ
ートは、作業ピクセルを合成すべき比較的高い解像度形
式の複数ピクセル・データ構成を表現する(この場合、
比較的高い解像度形式とは、印刷エンジン１４のラスタ
走査能力より高い解像度を意味する)。ステップ２３０
において一旦合成テンプレートが選択されたならば、ス
テップ２３５において、レンダリングのため、合成テン
プレートが作業ピクセルと置き換えられる。換言すれ
ば、合成された相対的に高い解像度ピクセルが相対的に
低い解像度の作業ピクセルと置き換えられる。

【００４０】識別された走査行のすべてのピクセルが処
理されていなければ(ステップ２４５)、制御はステップ
２１５に戻り、その走査行の処理を続けるために次の作
業ピクセルが選択される。一方、すべての走査行ピクセ
ルが処理されたならば(ステップ２４５)、ステップ２５
０において、上記米国特許第5,193,008号および米国特
許第5,134,495号の手法に従ったレンダリングを行うた
めの十分な走査行が処理されたか否かが判断される。こ
の判断には、すべての合成された隙間のピクセル１６０
を適切にレンダリングするため(上記２つの特許に基づ
いて)変調されなければならない隣接ピクセル１４８お
よび１６２が識別されることができるように、典型的に
は、データの少なくとも１つの走査行１４２(図４)の
(例えばＲＡＭにおける)記憶が含まれる。走査行の数お
よび十分な走査行が処理されたか否かは、上記２つの特
許の技術において使用される「解像度倍増」処理ウィン
ドウのサイズに依存する。例えば、３列/４行処理ウイ
ンドウが使用されるとすれば、１走査行だけが記憶され
ればよい。最後に、十分な走査行が処理されたならば
(ステップ２５０)、上記２つの特許に基づいて、それら
走査行に対するレンダリングが実行される。

【００４１】以上、相対的に低い解像度のラスタ走査能
力を持つ出力装置に対するレンダリングのため相対的に
低い解像度から相対的に高い解像度へピクセル・データ
を合成するシステムおよび方法の好ましい実施形態を記
述した。合成された相対的に高い解像度ピクセル・デー
タを用いて、上記２つの特許に教示される隙間レンダリ
ング技術を使用して、相対的に低い解像度出力装置に対
するレンダリングが実行される。以上、本発明の特定の
実施形態を記述したが、本発明の理念を逸脱することな
くその他の代替的実施形態または種々の修正を適用する
ことが可能である点は明らかであろう。

【００４２】本発明には、例として次のような実施様態
が含まれる。

【００４３】（１）所与のラスタ能力を有する画像形成
装置に対してラスタ画像データをレンダリングする方法
であって、上記画像形成装置の所与のラスタ能力より低
いあるいはそれに等しい解像度で定義されるラスタ画像
データを受け取るステップ(a)と、上記画像形成装置の
所与のラスタ能力より高い解像度形式に上記ラスタ画像
データを変換して増加解像度形式の画像データを作成す
るステップ(b)と、上記増加解像度形式の画像データに
よって表現される少なくとも１つのドットが上記画像形
成装置の所与のラスタ能力によって定義される走査行に
対して間隙を埋めて形成されるように、上記増加解像度
形式の画像データを上記画像形成装置に対してレンダリ
ングするステップ(c)と、を含むラスタ画像データのレ
ンダリング方法。

【００４４】（２）上記画像形成装置の所与のラスタ能
力より高い解像度形式に上記ラスタ画像データを変換す
るステップがラスタ画像データを合成するステップを含
み、該合成ステップが、相対的に低い解像度形式で定義
されるラスタ画像データを相対的に高い解像度形式に合
成するため該ラスタ画像データから１つの作業ピクセル
を識別するサブステップ(a)と、上記作業ピクセルを合
成するため、相対的に高い画像形式で複数のピクセル・
データの構成を表す合成テンプレートを選択するサブス
テップ(b)と、後段のレンダリング処理に備えて、上記
合成テンプレートのピクセル・データを上記作業ピクセ
ルと置き換えるサブステップ(c)と、を含む、上記
（１）に記載のラスタ画像データのレンダリング方法。

【００４５】（３）上記作業ピクセルに隣接する複数の
ピクセル・データの構成を認識することによって上記相
対的に低い解像度データにおける作業ピクセルが識別さ
れる、上記（２）に記載のラスタ画像データのレンダリ
ング方法。

【００４６】（４）合成テンプレートのピクセル・デー
タを作業ピクセルと置き換える上記サブステップが、レ
ンダリングの目的または更なる合成のため、相対的に高
い解像度形式の複数ピクセル・データの構成のサブセッ
トを使用可能にすることを含む、上記（２）または
（３）に記載のラスタ画像データのレンダリング方法。

【００４７】（５）上記後続の処理が、上記ステップ
(c)に従って、上記画像形成装置上に合成テンプレート
・ピクセル・データをレンダリングするステップ(i)、
または、上記（１）のステップ(c)に従って出力装置に
対する最終的レンダリングを実行する前に相対的に低い
解像度形式データの合成が複数回段階的に実行されるよ
うに、相対的に低い解像度形式データと置き換えられる
以前に選択された合成テンプレート・ピクセル・データ
を用いて上記（３）のステップ(a)乃至ステップ(c)を反
復するステップのいずれかを含む、上記（２）、（３）
または（４）のいずれかに記載のラスタ画像データのレ
ンダリング方法。

【００４８】（６）上記画像形成装置が、プリンタ、フ
ァクシミリ装置またはディスプレイ・モニタのような表
示装置である、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載
のラスタ画像データのレンダリング方法。

【００４９】（７）上記増加解像度形式画像データが形
成される元のラスタ画像データによって表される１つの
ドット(i)、および／または、上記増加解像度形式画像
データが形成される元のラスタ画像データによって表さ
れるドットに隣接する選択された複数ドット(ii)を完全
にまたは部分的に露出することによって、上記増加解像
度形式の画像データによって表される少なくとも１つの
ドットが上記画像形成装置の所与のラスタ能力に対して
間隙を埋めるように形成される、上記（１）乃至（６）
のいずれかに記載のラスタ画像データのレンダリング方
法。

【００５０】（８）上記部分的に露出されたドットおよ
び／または隣接ドットがそれぞれの位置において視覚で
きるドットをレンダリングするには不十分ではあるが、
重ね合う領域においてそれらが組み合わせて露出するこ
とによって少なくとも１つのドットを視覚できるように
間隙に埋めるようにレンダリングされる、上記（７）に
記載のラスタ画像データのレンダリング方法。

【００５１】（９）所与のラスタ能力を有する画像形成
装置であって、上記画像形成装置の所与のラスタ能力よ
り低いあるいはそれに等しい解像度で定義されるラスタ
画像データを受け取る装置(a)と、上記画像形成装置の
所与のラスタ能力より高い解像度形式に上記ラスタ画像
データを合成して増加解像度形式の画像データを作成す
る装置(b)と、上記増加解像度形式の画像データによっ
て表現される少なくとも１つのドットが上記画像形成装
置の所与のラスタ能力によって定義される走査行に対し
て間隙を埋めて形成されるように、上記増加解像度形式
の画像データを上記画像形成装置に対してレンダリング
する装置(c)と、を備える画像形成装置。

【００５２】（１０）上記ラスタ画像データを合成する
装置が、相対的に低い解像度形式で定義されるラスタ画
像データを相対的に高い解像度形式に合成するため該ラ
スタ画像データから１つの作業ピクセルを識別する装置
(a)と、上記作業ピクセルを合成するため、相対的に高
い画像形式で複数のピクセル・データの構成を表す合成
テンプレートを選択する装置(b)と、後段のレンダリン
グ処理に備えて、上記合成テンプレートのピクセル・デ
ータを上記作業ピクセルと置き換える装置(c)と、を含
む、上記（９）に記載の画像形成装置。

【００５３】（１１）上記作業ピクセルに隣接する複数
のピクセル・データの構成を認識することによって上記
相対的に低い解像度データにおける作業ピクセルが識別
される、上記（１０）に記載の画像形成装置。

【００５４】（１２）上記画像形成装置が、プリンタ、
ファクシミリ装置またはディスプレイ・モニタのような
表示装置である、上記（９）乃至（１１）のいずれかに
記載の画像形成装置。

【００５５】（１３）合成される画像データが形成され
る元のラスタ画像データによって表される１つのドット
(i)、および／または、合成される画像データが形成さ
れる元のラスタ画像データによって表されるドットに隣
接する選択された複数ドット(ii)を部分的に露出する手
段を上記レンダリング装置が含む、上記（９）乃至（１
２）のいずれかに記載の画像形成装置。

【００５６】（１４）上記部分的に露出する手段が、部
分的または完全に露出される隣接するドットの重ね合う
領域の組み合わせの結果として少なくとも１つのドット
を視覚できるように間隙に埋めるようにレンダリングす
る、上記（１３）に記載の画像形成装置。

【００５７】

【発明の効果】従来の解像度強化技術は、所望の画像強
化を達成するため、プリンタ解像度の実際の能力より高
い解像度形式の一層多くのソース・デジタル・データを
必要としているが、本発明に従えば、画像データは、プ
リンタ解像度に比較して低い解像度ソース・データで初
めから処理されることができるので、処理量減少によっ
て所要処理時間は短くなり、ハードウェアまたはメモリ
必要容量の減少によってコストが低下する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を取り入れているレーザ・プリンタのブ
ロック図である。

【図２】典型的な合成テンプレートを示すブロック図で
ある。

【図３】レーザ・プリンタのレンダリング・プロセスに
おける本発明の合成テンプレート照合を示すブロック図
である。

【図４】相対的に低い解像度ピクセルおよび合成された
相対的に高い解像度ピクセルと相対的に低い解像度の印
刷エンジン走査行のピクセルの対応関係を示すブロック
図である。

【図５】本発明の好ましい実施方法を示す流れ図であ
る。

【符号の説明】

１０ 画像形成装置 １２２ ラスタ画像データ １２６ 合成テンプレート １３４ "解像度倍増"レンダリング手法 １４２、１４４、１４６ 画像形成装置のラスタ能力
(走査行) １６０ ドット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウェイン・イー・ブラッドバーン アメリカ合衆国83616アイダホ州イーグル、 イースト・ハイゲート・コート 1725 (72)発明者 アーリン・アール・ジョーンズ アメリカ合衆国83713アイダホ州ボイジー、 ガンスモーク・ストリート 11455

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所与のラスタ能力を有する画像形成装置に
   対してラスタ画像データをレンダリングする方法であっ
   て、 上記画像形成装置の所与のラスタ能力より低いあるいは
   それに等しい解像度で定義されるラスタ画像データを受
   け取るステップと、 上記画像形成装置の所与のラスタ能力より高い解像度形
   式に上記ラスタ画像データを変換して増加解像度形式の
   画像データを作成するステップと、 上記増加解像度形式の画像データによって表現される少
   なくとも１つのドットが上記画像形成装置の所与のラス
   タ能力によって定義される走査行に対して間隙を埋めて
   形成されるように、上記増加解像度形式の画像データを
   上記画像形成装置に対してレンダリングするステップ
   と、 を含むラスタ画像データのレンダリング方法。