JPH11331577A

JPH11331577A - 連続ト―ン画像出力方法

Info

Publication number: JPH11331577A
Application number: JP11066910A
Authority: JP
Inventors: Zhigang Fan; ファンジーガン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 1999-11-30
Also published as: US6101285A

Abstract

(57)【要約】【課題】ハーフトーンデジタル画像データから連続ト
ーン画像を出力する方法を提供する。【解決手段】この方法は、ハーフトーンデジタル画像
データを得るステップと、ハーフトーン画像を２方向に
フィルタリングして２次元のフィルタ出力を生成するス
テップと、２次元のフィルタ出力から連続トーン出力を
生成するステップとを含む。これにより、画像は平坦領
域ではスムージングされる一方、画像のエッジに沿った
スムージングを低減し、リッジ及びバレー部分ではスム
ージングを取り除くことができる。これにより、標準の
フィルタリング技術ではしばしば失われる細部を失うこ
となく画像品質を大幅に向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハーフトーンデジ
タル画像データを処理して対応する連続トナー画像を生
成する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばハロゲン化銀フォトグラフィー又
は標準のリソグラフィー法によって得られるハードコピ
ー画像は、通常は連続トーン形式で提供される。しか
し、多くの画像はハーフトーン形式で提供され、即ち新
聞又は雑誌の記事に含まれる写真及びコンピュータのメ
モリに記憶される複数タイプの画像ファイルで提供され
る。ハーフトーン画像とは、オン又はオフのいずれかの
状態にされるピクセルを有するバイナリ画像である。画
像は、各ピクセルの出力に対応するコピーシート上の位
置にインクを付着させるか又は付着させないかによって
プリントされる。あいにく、走査又は類似の方法などに
よって得られるハーフトーン画像の直接的なプリントは
通常は望まれない。スケーリング、強調及び再度のハー
フトーン処理のような画像処理がハーフトーン画像に対
して行われると、モアレ、歪み及び他のアーチファクト
（人工生成物）が取り込まれることがしばしばある。こ
のために、ハーフトーン画像は通常連続トーン画像に変
換され、適切な画像処理が施され、そしてハーフトーン
画像に再び変換されてプリントされる。

【０００３】これらの変換及び再変換の要求を満たし、
連続トーン画像に対して一般に利用可能な多様な強調ア
ルゴリズムのうちのいずれかによる処理を可能とするた
めに、複写システムにおいてプリンタと共に使用される
画像処理システムは通常ハーフトーン画像を連続トーン
画像に変換する能力を必要とする。これらの処理は本質
的にある程度の情報を損失する推定処理である。なぜな
ら、これらの処理を正確にリバースし、元の画像に正確
に対応する画像を生成することができないからである。
しかし、ハーフトーン又はディザリング（dither) され
たデジタル画像がグレーの視覚的印象を与えるように、
再構築方法を用いて元の連続トーンデジタル画像に近づ
けることができる。

【０００４】連続トーンデジタル画像に近づけるために
デジタルハーフトーン処理をリバースすることは、一般
的に既知の手順である。ハーフトーン処理をリバースす
る１つの従来の方法は、低域フィルタをバイナリ画像デ
ータに適用するものである。一般に、低域フィルタ法は
元の画像に含まれるエッジ情報の忠実度を維持すること
ができず、実際にエッジをぼんやりさせ、連続トーン出
力画像にアーチファクトを取り込む可能性がある。

【０００５】以下の開示内容は本発明の態様に関連しう
る。

【０００６】ストフェル（Stoffel)の米国特許第４，１
９４，２２１号（１９８０年３月１８日発行）は、ピク
セルのストリームに存在しうる高周波数のハーフトーン
画像入力、連続トーン画像入力、低周波数のハーフトー
ン画像入力及びライン画像入力を自動的に検出し、画像
ピクセルのストリームから分離する画像データ処理シス
テムを開示している。まず、画像ピクセルは所定のアル
ゴリズムに従って自己相関され、高周波数のハーフトー
ン画像データが存在するか否かを検出する。見つけられ
たこのタイプのデータはまずスクリーニング解除され、
次に低周波数で再びスクリーニングされてバイナリレベ
ルのピクセルが提供される。このピクセルストリーム
は、連続トーン画像データが存在するか否か分析され
る。データが見つけられた場合、このようなデータはテ
ンプレートスクリーニング処理によって処理され、バイ
ナリレベルのピクセルが提供される。低周波数のハーフ
トーン及びラインコピー画像データを含む残りのピクセ
ルはしきい値処理され、バイナリレベルのピクセルが提
供される。

【０００７】ロートリング（Roetling) の米国特許第
４，６３０，１２５号（１９８６年１２月１６日発行）
は、ブラック及びホワイトのスポットのハーフトーン画
像に変換されたグレースケール値の連続トーン画像を再
構築する方法を開示している。デジタルハーフトーン画
像のスポットへの変換は、連続トーングレースケール画
像の各ピクセルを周期的なスクリーンパターンと比較
し、この比較に基づいてブラック又はホワイトのスポッ
トのいずれかを提供することによって行われる。特に、
ハーフトーン画像から連続トーングレースケール画像を
再構築するために、ハーフトーン画像の各スポットは近
辺の周囲のスポットと分離される。各近辺のスポット毎
に、ホワイトスポットを生成する最大のスクリーンパタ
ーン値はブラックスポットを生成する最小スクリーン値
と比較される。ブラックスポットを生じる最小スクリー
ン値がホワイトスポットを生じる最大スクリーン値より
も大きい場合、分離されたスポットのグレースケールピ
クセル値は最大スクリーン値と最小スクリーン値の平均
値である。ブラックスポットを生じる最小スクリーン値
がホワイトスポットを生じる最大スクリーン値よりも小
さい場合、分離されたスポットから最も遠い最大又は最
小スクリーン値を含む近辺の周囲のスポット部分を削除
した後にこの処理が繰り返される。

【０００８】ヒラツカら（Hiratsuka et al.) の米国特
許第４，８４１，３７７号（１９８９年６月２０日発
行）は、バイナリ画像の連続画像推定方法を開示してい
る。この方法では、ディザーマトリックスから形成され
るディザー画像における複数の各種走査開口から、連続
画像の各ピクセルに対する所定の条件を満たす走査開口
が１つだけ推定され、この連続画像は、選択された走査
開口におけるホワイト又はブラックのピクチャーエレメ
ントの数に基づいて推定される。所定の条件とは、階調
表現は低空間周波数域ではより大きな走査開口を用いて
行われ、高空間周波数域ではより小さな走査開口を用い
て行われるということと、走査開口におけるディザー画
像のパターンと、走査開口におけるホワイト又はブラッ
クのピクチャーエレメントの数に基づいて形成された連
続画像からディザーマトリックスを用いてバイナリにさ
れたバイナリ画像のパターンとが一致するということで
ある。これらのパターンは、各開口のディザー画像とバ
イナリ画像を比較することによって得られる。

【０００９】ファン（Fan)の米国特許第５，０２７，０
７８号（１９９１年６月２５日発行）は、デジタルで生
成されるハーフトーン画像をスクリーニングせずに連続
トーン画像を再構築する方法を開示している。この方法
は、ハーフトーン画像を生成するために使用されるハー
フトーンスクリーンのパラメータを決定するステップ
と、ハーフトーン画像を論理的にフィルタリングして近
似連続トーンレベルを決定するステップと、必要に応じ
て、再構築された画像の連続トーンレベルをスムージン
グして初めのスクリーニング又はディザリング処理の際
に取り込まれた量子化誤差を最小にするステップを含
む。

【００１０】ファンの米国特許第５，２４３，４４４号
（１９９３年９月７日発行）は、スクリーニングされて
いない画像及び他のハーフトーン画像を連続トーン画像
に変換する画像処理システムを開示している。データ値
が、スクリーニングされた又はスクリーニングされてい
ないハーフトーン画像の連続ピクセルに対して連続的に
生成される。各画像ピクセルは、所定のフィルタパラメ
ータのセットを用いてシグマフィルタリングされる。こ
れらのパラメータには、フィルタのウィンドウサイズ
と、平均ウィンドウピクセル値を決定する際にフィルタ
ウィンドウ内のどのピクセルが算定されるかを決定する
ために適用されるシグマ差分域（difference range) が
含まれる。シグマフィルタリングされたピクセルを含む
連続トーン画像出力が生成されて記憶され、及び／又は
ハーフトーンコピーもしくはプリント処理される。

【００１１】ファンの米国特許第５，３３９，１７０号
（１９９４年８月１６日発行）は、スクリーン構築ハー
フトーン画像を連続トーン画像に変換する画像処理シス
テムを開示している。ハーフトーン画像の連続ピクセル
に対してデータ値が連続的に生成される。ハーフトーン
画像内の各ピクセルを第１の所定のフィルタに従って画
像水平方向に連続的にフィルタリングし、中間フィルタ
リング画像を生成するために、平均化フィルタが提供さ
れる。次に、パターン照合フィルタが中間フィルタリン
グ画像内の各ピクセルを垂直方向に連続的にフィルタリ
ングし、ハイブリッドのフィルタリング画像を生成す
る。次に、このハイブリッドフィルタ構成は、更なる３
つの直交方向のセットに対して反復的に作動される。即
ち、垂直方向及び水平方向、第１の直交方向及び第２の
直交方向、並びに第２及び第１の直交方向である。最良
のハイブリッド画像が連続トーン画像出力として生成さ
れて記憶され、及び／又はハーフトーンコピーもしくは
プリント処理される。

【００１２】ロートリングの米国特許第５，３４３，３
０９号（１９９４年８月３０日発行）は、ハーフトーン
画像を連続トーン画像に変換する画像処理システムを開
示している。これは、入力されたハーフトーン画像内の
連続ピクセルを処理する適応フィルタを用いる。適応フ
ィルタは、各々が複数のフィルタを有する複数のフィル
タセットからフィードバック制御下で選択されるフィル
タを用いる。また、ハーフトーン画像は第１の近似画像
（ＦＡＩ）を生成するために低域フィルタリングされ
る。ＦＡＩ内の各ピクセルに対して空間階調度の値（sp
atial gradient value) が計算される。制御部は適応フ
ィルタを作動させ、関連するピクセルの空間階調度の関
数として所定のフィルタのうちの１つを現在のピクセル
に適用する。そしてフィルタリング手順の第１の反復に
おける適応フィルタからの出力画像は適応フィルタの入
力に適用され、第２の適応フィルタリング反復を行うこ
とができる。第２の反復のためのピクセル階調度は、第
１の反復からの画像出力から計算される。所定数の反復
が行われ、最後の反復からの画像出力はシステム出力用
の連続トーン画像である。

【００１３】ミセリ（Micelli, C.M.)及びパーカー(Par
ker, J.)、Inverse Halftoning、Journal of Electroni
c Imaging 、Vol. 1、 No. 2、pp. 143-151 、1992年４
月。

【００１４】シュヴァイツァー（Schweizer, S.)及びス
ティーヴンソン（Stevenson, R.)、Bayesian Approach
to Inverse Halftoning 、Proc. of SPIE Conf. on Hum
an Vision 、Vis. Proc. and Dig. Display IV、Proc.
SPIE 1913 、pp. 282-292 、1993年。

【００１５】キム（Kim, Y.)、アース（Arce, G.R.) 及
びグラボウスキ（Grabowski, N.)、Inverse Halftoning
Using Binary Permutation Filters 、Proc. IEEE Tra
ns.、Image Processing、Vol. 4、pp. 1296-1311 、199
5年９月。

【００１６】チェン（Chen, L.M.) 及びハン（Hang, H.
M.) 、An Adaptive Inverse Halftoning Algorithm、IE
EE Trans. on Image Processing 、Vol. 6、No. 8 、p
p. 1202-1209 、1997年。

【００１７】ウォン（Wong, P.W.) 、Inverse Halftoni
ng and Kernel Estimation for Error Diffusion、IEEE
Trans. 、Image Processing、Vol. 4、No. 4 、pp. 48
6-498 、1995年４月。

【００１８】本明細書中に引用される参考文献は全て、
その教示のために本発明に援用される。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従って、既知の装置及
び方法はそれらの意図する目的には好適であるが、これ
らはハーフトーンデジタル画像データを連続トーンデー
タに変換する簡潔で効率的な方法及び装置ではない。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様に従
って、ハーフトーンデジタル画像データから連続トーン
画像を生成する方法が提供される。この方法は、ハーフ
トーンデジタル画像データを得るステップと、ハーフト
ーン画像を２方向にフィルタリングして２次元のフィル
タ出力を生成するステップと、該２次元のフィルタ出力
から連続トーン出力画像を出力するステップを含む。

【００２１】本発明の別の態様に従って、ハーフトーン
デジタル画像データから連続トーン画像を生成する方法
が提供される。この方法は、ハーフトーンデジタル画像
データを得るステップと、ハーフトーン画像を第１の方
向にフィルタリングして第１のフィルタ出力画像を生成
するステップと、該第１のフィルタ出力画像を第２の方
向にフィルタリングして第２のフィルタ出力を生成する
ステップと、該第２のフィルタ出力から連続トーン出力
画像を出力するステップを含む。

【００２２】本発明の更に別の態様に従って、ハーフト
ーンデジタル画像データから連続トーン画像を生成する
装置が提供される。この装置は、ハーフトーンデジタル
画像データを得る手段と、ハーフトーン画像を第１の方
向にフィルタリングして第１のフィルタ出力画像を生成
する手段と、該第１のフィルタ出力画像を第２の方向に
フィルタリングして第２のフィルタ出力を生成する手段
と、該第２のフィルタ出力から連続トーン出力画像を出
力する手段を含む。

【００２３】本発明は、デジタル画像処理システムにお
ける共通の問題、即ち、モアレを減少させると同時に画
像の細部におけるスムージングを防止することに関する
ものである。本発明はフィルタを含み、このフィルタ
は、その出力を設定するためにフィルタが作動するコン
テクストを検出する。従って、スクリーンはモアレが最
も可視である画像の「平坦領域」においてのみ除去さ
れ、そうでない領域におけるスムージングは防止され
る。

【００２４】本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明
が進むにつれて及び図面を参照して明らかになるであろ
う。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明は、ハーフトーンデジタル
画像データを処理し、画像を２方向にフィルタリングす
ることによって対応する連続トーン画像をプリンタ、コ
ンピュータ記憶装置、ディスプレイモニタ又は他の出力
デバイスに出力する方法及び装置に関する。これによ
り、画像はその中に含まれる細部を失わずにスムージン
グされることが可能になる。

【００２６】ここで、本発明の１つの実施の形態を制限
するためではなくこれを説明するために示される図面を
参照すると、図９は本発明と共に用いられうる画像形成
システム８００の一例を示している。システム８００
は、３つの主な部分から構成される。即ち、スキャナ
ー、ＰＤＬ（記述言語、即ち PostScript)ファイルのソ
ース又は同様の画像収集デバイスを含みうる画像ソース
８０２、様々な画像処理動作を行う画像処理ユニット
（ＩＰＵ）８０４、及びＩＰＵからデータを受け取り可
視画像又は画像の用紙コピーを生成する出力デバイス８
０６である。本発明はスキャナーを画像ソース８０２と
して、及びプリンタを出力デバイス８０６として用いて
説明されるが、他の入力源及び出力デバイスを用いるこ
とも本発明の請求の範囲内で可能である。実際に、本発
明は、プリントシステム、画像メモリ記憶システム及び
他のデバイスと結合したカラースキャナーを含む広範囲
のコピー及びプリントシステムでの使用にも同様に好適
であり、従って本明細書中に示される特定のシステムに
その用途を制限されないことが下記の説明から明らかに
なるであろう。

【００２７】図１は、本発明の方法の主な処理ブロック
を示すブロック図を含んでいる。示されるように、ま
ず、ブロック１２に示されるようにハーフトーンデジタ
ル画像データが画像ソース８０２（図９）から得られる
ことが必要である。本発明が好適に使用されることを示
す１つの態様は、新聞又は雑誌から得られるような元の
ハーフトーン画像が画像ソース８０２によって得られる
場合である。しかしながら、本発明は、連続トーン画像
を取得しこれをデジタル化することによってハーフトー
ン画像データが得られる場合にも使用することができ、
本発明はこの実施の形態に制限されない。

【００２８】次に、ブロック１４に示されるように、画
像に対するハーフトーンスクリーンパラメータが得られ
る。本発明を用いてハーフトーンデジタル画像を適切に
処理するのに必要とされるハーフトーンスクリーンパラ
メータには、前述のスクリーン周波数、ハーフトーンセ
ルの２方向のディメンション、シフトパラメータ及びハ
ーフトーンドットのしきい値が含まれる。これらのパラ
メータは本発明の実施前に既知であってもよいし、又は
ストフェルの米国特許第４，１９４，２１１号もしくは
インら（Yin et al.) の米国特許第４，８１１，１１５
号に開示されるような既知の技術を用いて動作中に推定
されてもよい。本発明の１つの実施の形態では、画像は
２〜５ピクセル／ドットのスクリーン周波数を有した。
しかし、本発明はこの範囲に制限されず、多数の他の値
を使用することができる。Ｔ_x×Ｔ_y（ｘ及びｙはそれ
ぞれ水平方向及び垂直方向の距離を示す）の寸法の矩形
が、単一のスクリーン周期を説明するのに使用される。

【００２９】ブロック１６に示されるように、本発明は
ハーフトーン画像をフィルタリングして２次元のフィル
タ出力を生成する。ブロック１８に示されるように、こ
の２次元出力は連続トーン画像を生成するのに用いられ
る。図２を参照すると、フィルタリングの際、ハーフト
ーン画像は元の連続トーンピクセルの近似を可能にする
ようにピクセルレベルに分解され、分析される。好適な
実施の形態では、ブロック１６の２次元フィルタ出力
は、まず、ブロック１０４に示されるようにハーフトー
ンデジタル画像データに対して１次元フィルタを一方向
に作動させ、次に、ブロック１０６に示されるようにこ
のフィルタの出力に対して１次元フィルタを第２の方向
に作動させる。これらの２つの方向はしばしば「水平」
及び「垂直」と呼ばれるが、これらの用語は元の画像の
形状とフィルタリング方向との間の所要の関係を意味す
るものではないことを理解すべきである。フィルタ方向
がしばしば直交することも必須ではない。更に、提供さ
れる画像のフィルタリングはどちらの方向から始めても
よい。即ち、画像はまず水平方向にフィルタリングさ
れ、次にこの結果が垂直方向にフィルタリングされても
よく、又は、画像はまず垂直方向にフィルタリングさ
れ、次にこれらの結果が水平方向にフィルタリングされ
てもよい。更に、出力画像は常に２次元であるが、両方
向における実際のフィルタリングは不要である。従っ
て、いずれかの方向における最終出力がその入力に等し
くなるように、その方向におけるフィルタリング処理を
行わなくてもよい。本発明を用いて生成される２方向の
フィルタ出力により、連続トーン出力画像をプリンタ又
はコンピュータモニタなどの出力デバイスで複写した
り、コンピュータメモリに記憶させたりすることができ
る。

【００３０】ここで図３〜図６を参照して、２方向フィ
ルタの動作の２つの実施の形態を説明する詳細なフロー
チャートが説明される。画像がいずれの方向にもフィル
タリングされていない場合、図３又は図４を参照して説
明される実施の形態において述べられるように、この処
理はフィルタ１０４を適用することによって始まる。ま
ず図３を参照すると、走査線カウンタｎがステップ２０
２において初期化される。走査線ｎ内の各ピクセル毎に
グレーレベル値を含むハーフトーン画像データが、ステ
ップ２０４に示されるように入力される。関数ｘ（ｍ，
ｎ）及びｙ（ｍ，ｎ）は、ピクセル（ｍ，ｎ）における
フィルタの入力及び出力を定義する。

【００３１】ここで図８（Ａ）を参照すると、本発明を
実施するために、まず、仮想又は「疑似」ウィンドウ７
０２が走査線の各ピクセル７０４の周りに描かれる。各
疑似ウィンドウ７０２は、幅Ｔ_xと、１つのピクセルの
高さに等しい高さを有し、ピクセル７０４を中心として
いる。

【００３２】図３に戻ると、ブロック２０６に示される
ように、ピクセル７０４を取り囲む各疑似ウィンドウ７
０２に対し、平均グレーレベル入力値ｘ^*（ｍ，ｎ）が
計算される。次に、ブロック２０８に示されるように、
近接するピクセルの平均入力値間の差が計算される。即
ち、選択されたピクセル（ｍ，ｎ）に対し、同一走査線
内でピクセル（ｍ，ｎ）に近接する各ピクセルに１つず
つ、合計で２つの差分値を得る必要がある。ｄｉｆ０＝ｘ^*（ｍ−Ｔ_x，ｎ）−ｘ^*（ｍ，ｎ）ｄｉｆ１＝ｘ^*（ｍ，ｎ）−ｘ^*（ｍ＋Ｔ_x，ｎ）

【００３３】次に、ブロック２１０に示されるように、
双方の差の絶対値がしきい値σと比較される。しきい値
パラメータσは、後に画像に適用されるエッジ強調の尺
度である。これはしばしばユーザによって設定される
が、これは各単一画像の処理の際に一定のままである。
σが小さい場合、画像内の細部のかなりの部分が保持さ
れる。しかし、しばしば、代わりに多量のハーフトーン
ノイズが画像内に残る。σが大きい場合はハーフトーン
ノイズの量が低減されるが、スムージングや細部の損失
も生じてしまう。差ｄｉｆ０及びｄｉｆ１の絶対値が共
にしきい値σよりも小さい場合、σは比較的大きい値を
有し、ピクセル（ｍ，ｎ）が画像の平坦領域内にあるこ
とを示す。これらの状況下ではスムージングが望まれる
ため、ブロック２１２に示されるように、出力ｙ（ｍ，
ｎ）は疑似ウィンドウ入力の平均値であるｘ^*（ｍ，
ｎ）に等しくなるよう設定される。

【００３４】これらの差の絶対値が共にσよりも大きい
場合、ピクセル７０４はリッジ（ridge)、バレー（vall
ey) 又はエッジ（edge) 上にある。本発明の１つの実施
の形態では、これらのピクセルに対してフィルタは単に
オフにされ、ブロック２１４に示されるように出力ｙ
（ｍ，ｎ）はｘ（ｍ，ｎ）に等しくなるよう設定され
る。別の実施の形態では、「非平坦領域」のピクセル、
即ちエッジ、バレー／リッジのより正確な位置を決定す
ることができ、その出力はその位置によって設定され
る。この実施の形態は図４に示されており、詳しく後述
される。

【００３５】更に図３を参照して、出力ｙ（ｍ，ｎ）が
疑似ウィンドウにわたる平均値（平坦領域）又は入力値
（非平坦領域）と等しくなるように設定されると、ブロ
ック２１８に示されるように、ハーフトーン画像内の全
ての走査線がフィルタリングされたか否かが決定され
る。フィルタリングが完了していない場合、走査線カウ
ンタは増分され、ブロック２０４に示されるように次の
ラインのハーフトーン画像データが入力される。全ての
走査線の出力値が得られるまで、これらのステップが繰
り返される。最後の走査線ｎが第１の方向に処理される
と、第１方向のフィルタの出力は第２方向に処理するた
めのフィルタ１０６に伝えられる。

【００３６】ここで図４を参照すると、前述のように、
フィルタ１０４は、画像の非平坦領域に位置するピクセ
ルの出力のためのより正確な設定を行うために用いるこ
ともできる。ブロック３１０に示されるように、ｄｉｆ
０及びｄｉｆ１の絶対値が共にしきい値σよりも大きい
と決定された場合、ブロック３１３に示されるように、
ｄｉｆ０及びｄｉｆ１が同一の符号を有するか否かを決
定する。双方の差分値が同一符号を有する場合、ピクセ
ル（ｍ，ｎ）はリッジ又はバレーにある。これらの位置
ではスムージングは望まれず、ブロック３１４に示され
るように、出力ｙ（ｍ，ｎ）はそのピクセルの入力ｘ
（ｍ，ｎ）に等しくなるように設定される。ｄｉｆ０及
びｄｉｆ１が共にσよりも大きく、かつ同一符号をもた
ない場合、ピクセル（ｍ，ｎ）は画像のエッジ上にあ
る。ここではある程度のスムージングが望ましいが、こ
れは一定形式のエッジ強調を伴う必要がある。ブロック
３１６に示されるように、エッジピクセルの出力値ｙ
（ｍ，ｎ）は、ピクセル（ｍ，ｎ）の入力値ｘ（ｍ，
ｎ）、ピクセル（ｍ，ｎ）が位置する疑似ウィンドウの
平均値ｘ^*（ｍ，ｎ）並びに近接ピクセルの平均値ｘ^*
（ｍ−Ｔ_x，ｎ）及びｘ^*（ｍ＋Ｔ_x，ｎ）の一定の関
数に等しくなるように設定される。図７（Ａ）に示され
るように、本発明の１つの実施の形態では、エッジピク
セルの出力値は下記式に等しくなるように設定された。

【００３７】

【数１】式中、αはエッジが識別された場合に適用すべきエッジ
強調の量を表す０と１との間の値である。αが０に等し
い場合、エッジ強調は生じない。αが１又はほぼ１であ
る場合、エッジは大幅に強調される。

【００３８】図４に示される処理の残りは、図３を参照
して説明した通りである。従って、画像内の全ての走査
線が処理されるまで走査線カウンタは増分され、フィル
タ１０４からのデータの完全なセットは第２のフィルタ
１０６に伝えられる。

【００３９】フィルタ１０４及び１０６の動作は非常に
類似している。これらの違いは、フィルタ１０６に入力
されるハーフトーンデータがフィルタ１０４から出力さ
れたものであることと、フィルタ１０６による処理の後
に連続トーン画像が実際に出力される、ということであ
る。ここでは、別個のソフトウェアを用いてフィルタ１
０４及び１０６を実施する必要がないということに注目
すべきである。ここで図１０を参照すると、最後の走査
線がステップ９１８で処理された後、ブロック９２２に
示されるように、両方の方向が処理されたか否かという
照会がなされる。処理された場合は、画像処理を停止し
て連続トーン画像を出力する。両方の方向が処理されて
いない場合、ブロック９２４に示されるように画像は指
定された角度だけ回転させられることができ、この角度
は前述のように９０°でもよいし９０°でなくてもよ
い。次に、走査線カウンタｎは再び初期化されて新しい
方向で処理され、走査線カウンタは指定された方向に傾
いたピクセルの垂直列又はセグメントをカウントするの
に使用される。

【００４０】図１０を参照して説明された本発明の実施
の形態により、ブロック９２２における照会を、画像が
所定回数フィルタリングされたか否かを決定する照会と
取り替えるだけで、画像を２回よりも多くフィルタリン
グすることができることも当業者は認識するであろう。
また、画像の特性に基づいて必要とされる最適数のフィ
ルタリングを決定し、この情報を用いて画像を最適な回
数でフィルタリングする技術を加えることもできる。本
発明はこれらの及び他の類似した代わりの方法を含むよ
うに意図されており、本明細書中に述べられる実施の形
態に制限されない。また、図１０は図３及び図５の説明
に含まれる本発明の実施の形態を明白に示しているが、
図４及び図６を参照して説明される実施の形態及び他の
可能な態様を用いて実施することができることを当業者
は認識するであろう。

【００４１】ここで図５を参照すると、ブロック４０１
に示されるように、フィルタ１０４からの出力はフィル
タ１０６によって受け取られる。ステップ４０２に示さ
れるように、画像の第１列において処理が始まるように
カウンタｎは再び初期化されなくてはならない。ステッ
プ４０４に示されるように、フィルタ１０４と同様に、
走査線ｎの各ピクセルのグレーレベル値を含むハーフト
ーン画像データが入力される。関数ｘ（ｍ，ｎ）及びｙ
（ｍ，ｎ）はここでもピクセル（ｍ，ｎ）におけるフィ
ルタの入力及び出力を定義する。

【００４２】ここで図８（Ｂ）を参照すると、再び、疑
似ウィンドウ７０６が、今回はもう一方の方向の列内の
各ピクセル７０８の周りに描かれる。各疑似ウィンドウ
７０６は１つのピクセルの幅に等しい幅と高さＴｙを有
し、ピクセル７０８を中心としている。当業者が認識す
るように、図５の残りのステップは図３の対応するステ
ップと非常に類似している。ブロック４０６に示される
ように、各疑似ウィンドウ７０８の平均グレーレベル値
が画像内の全ての列に対して計算され、ブロック４０８
に示されるように近接ピクセルの差分値が計算される。
しかし、図８（Ｂ）が示すように、この処理のこの部分
では、差分値は選択されたピクセルとその両側のピクセ
ルとの間のものではなく、その上下のピクセルとの間の
ものである。従って、ブロック４０８に示されるよう
に、差分値は下記式に等しい。ｄｉｆ０＝ｘ^*（ｍ，ｎ−Ｔ_y）−ｘ^*（ｍ，ｎ）ｄｉｆ１＝ｘ^*（ｍ，ｎ）−ｘ^*（ｍ，ｎ＋Ｔ_y）

【００４３】ブロック４１０に示されるように、ここで
もまた、これらの差の絶対値が提供されるしきい値と比
較される。ピクセル（ｍ，ｎ）が画像の平坦領域内にあ
る場合、即ち差ｄｉｆ０及びｄｉｆ１の絶対値が共にし
きい値σよりも小さい場合、ブロック４１２に示される
ように、出力ｙ（ｍ，ｎ）は疑似ウィンドウ入力の平均
値であるｘ^*（ｍ，ｎ）と等しくなるように設定され
る。

【００４４】これらの差の絶対値がσよりも大きい場
合、ピクセル７０８はリッジ、バレー又はエッジ上のい
ずれかにある。前述のように、本発明の１つの実施の形
態は、ブロック４１４に示されるように単に全くスムー
ジングを行わず、出力ｙ（ｍ，ｎ）をｘ（ｍ，ｎ）と等
しくなるように設定することを含む。別の実施の形態で
は、「非平坦領域」ピクセル、即ちエッジ、バレー／リ
ッジのより正確な位置を決定することができ、その出力
をその位置に応じて設定することができる。本発明のこ
の実施の形態は図６に示されている。

【００４５】更に図５を参照すると、出力ｙ（ｍ，ｎ）
がｘ^*（ｍ，ｎ）又はｘ（ｍ，ｎ）と等しくなるように
設定されると、ブロック４１８に示されるように、ここ
でもまた、ハーフトーン画像内の全ての列が処理された
か否かを決定する。処理されていない場合、走査線カウ
ンタｎ（本明細書では、列カウンタｎとしてより適切に
言及される）が増分され、ブロック４０４に再び示され
るように次の列のハーフトーン画像データが入力され
る。この処理は、画像内の最後の列の出力値が得られる
まで続く。この時点で、出力値は２方向にフィルタリン
グされており、図５及び図６にも示されるブロック１８
に示されるように、２次元の連続トーン画像を適切な出
力デバイスに出力するのに使用することができる。

【００４６】ここで図６を参照すると、前述のように、
フィルタ１０６の１つの実施の形態は、非平坦領域のピ
クセルの出力を、その位置に依存する値に設定する。当
業者は認識するように、この処理のこの部分は図４を参
照して説明したものと非常に類似している。まず、ブロ
ック５１３に示されるように、ｄｉｆ０及びｄｉｆ１が
同一の符号を有するか否かを決定する必要がある。これ
らが同一の符号を有する場合、ピクセル（ｍ，ｎ）はリ
ッジ又はバレーのいずれかにあり、ブロック５１４に示
されるように、出力ｙ（ｍ，ｎ）はそのピクセルの入力
ｘ（ｍ，ｎ）と等しくなるように設定される。ｄｉｆ０
及びｄｉｆ１の絶対値が共にσよりも大きく、かつｄｉ
ｆ０及びｄｉｆ１が共に同一の符号をもたない場合、ピ
クセル（ｍ，ｎ）は画像のエッジ上にある。ブロック５
１６に示されるように、エッジピクセルの出力値ｙ
（ｍ，ｎ）は、入力値ｘ（ｍ，ｎ）、平均値ｘ^*（ｍ，
ｎ）、並びに近接ピクセルの平均値ｘ^*（ｍ，ｎ−
Ｔ_y）及びｘ^*（ｍ，ｎ＋Ｔ_y）の一定の関数である。
この処理の残りは図５を参照して説明されるように続
き、画像全体が処理されるまでカウンタを増分し、次
に、２方向にフィルタリングされた出力を連続トーン画
像として生成する。

【００４７】図７（Ｂ）に示されるように、本発明の好
適な実施の形態は、下記の式に等しくなるようにエッジ
ピクセルの出力値を設定することを含む。

【数２】ここでもまた、式中αは、エッジが識別された場合に適
用すべきエッジ強調の量を表す０と１との間の値であ
る。

【００４８】図３を参照して説明された第１のフィルタ
１０４の実施の形態を、図５を参照して説明された第２
のフィルタ１０６と併用してもよいし、図４を参照して
説明された第１のフィルタ１０４の実施の形態を、図６
を参照して説明された第２のフィルタ１０６と併用して
もよいが、これらの組み合わせは本発明の実施に必須で
はないことを理解すべきである。図３の第１のフィルタ
１０４は、図６の第２のフィルタ１０６又は本発明のあ
らゆる他の可能な実施の形態と組み合わせることができ
る。図４の第１のフィルタ１０４に関しても同様であ
る。

【００４９】本発明の出力は、プリンタ又はモニタのよ
うな他の好適な出力デバイスにおいて出力画像を生成す
るのに使用することができる。出力画像をコンピュータ
メモリに記憶させることもできる。

【００５０】従って、前述の目的及び利点を完全に満た
す、ハーフトーンデータから連続トーン画像を生成する
方法及び装置が本発明により提供されたことが明らかで
ある。本発明は特定の実施の形態に関連して説明された
が、多くの代替物、変更物及び変形物が当業者に明らか
であろう。従って、本発明は、請求の範囲の趣意及び広
い範囲内に係る全ての代替物、変更物及び変形物を含む
ものと意図される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を使用するのに必要なステップを示す一
般化ブロック図である。

【図２】本発明と共に含まれる２次元フィルタの使用を
示す一般化ブロック図である。

【図３】図２に示されるフィルタの第１部分を実施する
のに用いられうるステップの１つの実施の形態を示す詳
細なブロック図である。

【図４】図２に示されるフィルタの第１部分を実施する
のに用いられうるステップの第２の実施の形態を示す詳
細なブロック図である。

【図５】図２に示されるフィルタの第２部分を実施する
のに用いられうるステップの１つの実施の形態を示す詳
細なブロック図である。

【図６】図２に示されるフィルタの第２部分を実施する
のに用いられうるステップの別の実施の形態を示す詳細
なブロック図である。

【図７】（Ａ）は、図３及び図４に示される２次元フィ
ルタの第１部分の１つの実施を示す図である。（Ｂ）
は、図５及び図６に示される２次元フィルタの第２部分
の１つの実施を示す図である。

【図８】（Ａ）は、ピクセル及び疑似ウィンドウ位置を
示す典型的な走査線の一部分を示す図である。（Ｂ）
は、データのためのピクセル及び疑似ウィンドウ位置を
示す典型的な走査線の一部分を示す図であり、これは
（Ａ）の方向に対して直交方向にスクリーニングされ
る。

【図９】本発明が使用されうる画像形成システムの構成
要素を概略的に示す略図である。

【図１０】本発明の１つの実施の形態を示す図であり、
フィルタリングは単一のハードウェア実施を用いて少な
くとも２方向に生じている。

【符号の説明】

７０２、７０６疑似ウィンドウ７０４、７０８ピクセル８００画像形成システム８０２画像ソース８０４ＩＰＵ８０６出力デバイス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハーフトーンデジタル画像データから連
続トーン画像を出力する方法であって、ａ）前記ハーフトーンデジタル画像データを得るステッ
プと、ｂ）ハーフトーン画像を２方向にフィルタリングして２
次元のフィルタ出力を生成するステップと、ｃ）前記２次元のフィルタ出力から連続トーン出力を生
成するステップと、を含む、連続トーン画像出力方法。
【請求項２】前記フィルタリングのステップが、ａ）前記ハーフトーンデジタル画像データに対して１次
元フィルタを第１の方向に作動させて連続トーンの第１
フィルタ出力を生成するステップと、ｂ）前記連続トーンの第１フィルタ出力に対して１次元
フィルタを第２の方向に作動させて連続トーンの第２フ
ィルタ出力を生成するステップと、を更に含む、請求項１に記載の連続トーン画像出力方
法。
【請求項３】前記第１の方向にフィルタを作動させる
ステップが、ａ）ライン上のピクセルのグレーレベル値信号を入力す
るステップと、ｂ）しきい値信号を入力するステップと、ｃ）ピクセルを選択し、選択されたピクセルを略中心と
する選択されたピクセルの疑似ウィンドウを生成するス
テップであって、前記選択されたピクセルの疑似ウィン
ドウが前記選択されたピクセルに近接する少なくとも１
つのピクセルを含むステップと、ｄ）前記選択されたピクセルの疑似ウィンドウ内の全て
のピクセルに対して平均グレーレベル信号を決定するス
テップと、ｅ）前記選択されたピクセルに近接するピクセルを略中
心とする近接ピクセルの疑似ウィンドウを生成し、前記
近接ピクセルの疑似ウィンドウの平均グレーレベル値信
号を決定するステップと、ｆ）少なくとも第１、第２の差分値信号を計算するステ
ップであって、前記第１の差分値信号は前記選択された
ピクセルの疑似ウィンドウのグレーレベル平均値信号と
第１の近接ピクセルの疑似ウィンドウのグレーレベル平
均値信号との間の差を示し、前記第２の差分値信号は前
記選択されたピクセルの疑似ウィンドウのグレーレベル
平均値信号と第２の近接ピクセルの疑似ウィンドウのグ
レーレベル平均値信号との間の差を示すステップと、ｇ）前記差分値信号を前記しきい値信号と比較するステ
ップと、ｈ）前記しきい値との比較に基づいて連続トーン出力値
を前記ピクセルに割り当てるステップと、を更に含む、請求項２に記載の連続トーン画像出力方
法。