JPS5932037A - ハ−フト−ン閾値生成装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、単一走査されたグレイスケールの画像から、
ＣＲＴディスプレイのための低解像度でフリッカ−（ち
らつき）をなくしたハーフトーン出力と、事務用品質の
ハードコピーに通した高解像度のハーフトーン出力とを
含む数種のハーフトーン画像を生成する回路に関する。

画像やテキストを編集する印刷システムにおける一つの
一般的な手順は、データを走査し、ＣＲＴディスプレイ
を用い゛て資料を編集し、その編集結果を印刷するとい
うことである。入力データは、磁気媒体から読み出され
た文字符号化されたテキストや、ラスクー人力走査装置
（ｒａｓｔｅｒｔｎｐｕｔ　　５ｃａｎｎｅｒ＝ＲＩｓ
）を通して走査された連続色調あるいはハーフトーン画
像とすることができる。ＲＩＳ出力は、たとえば画素当
り８ビツトのグレイスケールデータとすることができる
。

ＣＲＴディスプレイ用とハードコピー印刷用には異なる
ハーフトーンパターンがある。ＣＲＴ用のハーフトーン
パターンには、白黒の画素が比較的均一に領域上に分布
され、例えばインチ当り８０画素というように解像度は
低い。ノ＼−Ｆコピー用としては、画素は多種の大きさ
の白と黒のド・ノドに分類され、例えばインチ当り４８
０画素というように解像度は高い。

これらの異なるハーフトーンの生成には、２つのプログ
ラム、あるいは高速の為には２つの回路が必要である。

本発明は、同一の走査された画像データヘースから効果
的に両バクーンを生成できる単一の回路を設けることを
一つの目的とするものである。

ＣＲＴハーフｌ−−ンパターンに関する他の問題は、そ
れが飛越ラスターを用いたＣ　ＲＴに、好ましくないフ
リッカ−をもたらすということである。

更に詳しく言えば、ここに述べるシステムにおいては、
全ＣＲＴディスプレイは１秒当り略１５デイスプレイで
生成されており、その割合では、はっきりとフリッカ−
が確認される。これを修正するために奇数のラスクーが
１つのディスプレイを生成するために用いられ、次のデ
ィスプレイを生成するために偶数のラスターが用いられ
ている。その結果、１秒間に３０デイスプレイの割合と
なりフリッカ−は生じない。

上記の構成は、白黒のテキストや線画には使用できるが
、ハーフトーン画像については、灰色色調を表すために
選ばれたビットが広範に奇数の（あるいは偶数の）ラス
ター上に位置付けされている場合、フリンカーが依然と
して生じることになる。この場合、ハーフトーン画像の
ある部分にはフリッカ−が生じる場合もある。この解決
策は、全てのグレイレベルについて奇数線と偶数線の上
の黒画素の数が略等しいことを保証するハーフ１−−ン
パーターンを使用することである。

以下、図面に添ってこれらの目的達成に使用される回路
とハーフトーンパターンについて述べる。

第１図は、ゼログラフインクプリントに適した二重渦巻
き型ハーフ１−−ンパターンである。

第２図は、先行技術のディザオーダード（ｄｉ−ｔｈｅ
ｒ　　ｏｒｄｅｒｅｄ）ハーフトーンパターンである。

第３図は、先行技術の２レベルオーダードデイザ（ｔｗ
ｏ　　１ｅｖｅｌ　　ｏｒｄｅｒｅｄ　　ｄｉ　−ｔ　
ｈ　ｅ　ｒ）ハーフトーンパターンである。

第４図は、ナイトツア（ｋｎｉｇｈｔ ｔｏｕｒ）ハーフトーンパターンである。

第５図は、ナイトオーダードディザ（ｋｎｔｇ−ｈ、ｔ
　　ｏｒｄｅｒｅｄ　　ｄｉ　ｔｈｅｒ）　バー７トー
ンパターンである。

第６図は、ナイト／ナイトディザ（ｋｎｉｇｈｔ／ｋｎ
ｉｇｈｔ　　ｄｉｔｈｅｒ）ハーフトーンパターンであ
る。

第７図は、これらのパターンを生成するための回路の概
念的ダイアグラムである。

第８図は、これらのバク−、ンを生成するための回路の
概略的ダイアグラムである。

第９図は、コントラストと密度の変化を示す色調表示曲
線群である。

第１０図は、第９図に示される曲線群を生成するための
閾レベルを生成するプログラムである。

テキストと画像データがボ査、あるいはシステムにロー
ドされた後、編集過程での次のステップは、画像とテキ
ストをディスプレイ上の第１ページに移し、その画像の
大きさ、位置、密度、コントラスト等を変え、そのペー
ジに表れる全てのテキストを位置付けることである。そ
のページが最終の形態をとった時、そのページはプリン
ト、ストア、伝送等の処理をすることができる。

スクリーンに画像データを表示し、それを印刷するには
、ハーフトーンパターンが必要となる。

このシステムにおいてプリントに使用されるパターンは
、第１図にも示されているように、０から６２まで変化
するグレイレベルを有した二重渦巻きの８×８マトリク
スである。周知のように、原稿の画像データが白から黒
になるにつれ、白い部分の大きさは小さくなり、黒い部
分は大きくなる。

このパターンはゼログラフインクプリンタには良い結果
を生じるけれども、画面領域にわたり、より均等に画素
を分散させるシステムの方がＣＲＴディスプレイには、
より適している。

フラットパネルに使用される先行技術のディザパターン
が第２図に示されている。この種のパターンは領域にわ
たり画素を分散させるが、充分なレベルを有していない
。

１６レベルを与えるためには、これらのディザパターン
の４個を結合して第３図のような２レベルオーダードデ
イザパターンとすることができる。

しかしこれは、一定の密度レベルになると、フリッカを
生じるためにＣＲＴに飛越ラスターを用いるシステムで
は用いることはできない。たとえば、密度レベル４を想
定した場合、画素の１．２，３゜４は黒で残りは白とな
る。偶数ラスターの全てのディスプレイには４つの黒の
画素（行Ｏと２１画素１．２，３．４）があるが、全て
の奇数ラスター（行１，３）では画素は全て白となる。

その結果フリンカーが確認される。

第４図に示すナイトツアハーフトーンパターンは第３図
のパターンのように均一配分の特徴を有してはいるが、
飛越ラスクーのＣＲＴディスプレイ上に、最小限のフリ
ッカ−を生じさせる。しかしながら、それは唯９個のレ
ベルしか有していない。

第５図に示すナイトオーダードディザパターンは、４つ
のナイトオーダードパターンを、３６レベルを含む６×
６マトリクスに結合したものである。

このパターンには、それぞれの３×３という４分割部分
の対応する画素を分離させる。３つの行があるので、偶
数と奇数の走査量の１マトリクスに対する黒画素の数の
差は決して１以上となることはない。

もっと多くのレベル数には、第６図に示すナイト／ナイ
トディザパターンが用いられる。これは、９個の３×３
ナイトツアセグメントからなる９×９マトリクスで、そ
の９個のセグメント自身が１つのナイトツアである（第
５図に示すようなオーダードディザではなく）。第６図
では、パターンを示すために最初の２９までのレベルを
記入している。この場合における不均衡は最小限（１３
対１６）にとどまり、領域にわたって充分に分散される
のでフリッカ−のないディスプレイが生成される。

このように、ナイトオーダードパターンには３つの有効
な特徴がある。それは、そのパターンがマｌ−リクスに
対して黒い画素を均一に分散させ、偶数と奇数の走査量
で画素のバランスを充分にとり、以下に説明するように
第１図に示すハードコピーパターンを生成するための回
路と同じ回路によって生成されるということである。

この両方のハーフトーンパターンを生成するための回路
は、第８図の概略図と第７図の概念図にそれぞれ示され
ている。

第７図に示すように、それぞれ８ビツト長の１６×１６
ワードの最大容量をもつランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）が、第５図全体あるいは第１図のマトリクスのいず
れかに対する闇値でロードされている。ここでは、第５
図の６×６マトリクスを想定すると、その場合、メモリ
の最初の６つの列の最初の６つの行がロードされる。つ
まり、設定位置の０．　１．　２．　３．　４．　５．
１６．１７．１８．１９゜２０、３２．３３等である。

また、両走査カウンタはモジューロの６にセントされる
。最終的にはハードウェアにおいて、“順方向走査カウ
ンタ”は各画素の後にインクリメントされ、“横断方向
走査カウンタ”は各々のラスクーのエンドでインクリメ
ントされ、各々の出力である“スクリーン閾データ”ワ
ードが、コンパレータにおける対応する“灰色画像デー
タ”に対して比較される。

この場合、第７図のロケーション０が第５図の０行０列
要素として値をもち、２１という閾レベルを示す。それ
からラスクーにおける一連の画素が比較されるに伴い、
ハーフトーン化された一連の二進ビットが“スクリーン
化画像データ”としてコンパレータから出力される。

６×６のナイトオーダードディザパターン生成から第１
図の８×８の二重渦巻きパターンへ操作変更するために
は、最初の８つの列の最初の８つの行が新しいパターン
に適する閾でロードされ、カウンタがモジューロ８に変
る。

ＲＡＭで適当な閾値をロードし、カウンタを適当値にリ
セフトすることにより、この回路が最高１６　Ｘ　１６
画素までの大きさからなる所望数のハーフトーンパター
ンを発生するために使用できることが、上述の説明から
明らかである。実際、１個の１×１マトリクスもまた使
用できる。これは、白黒のテキストや線画のための閾で
ある。使用に際しては、闇値が最初のロケーションでロ
ードされ、全画素がそれと比較される。

この回路の実際の概略ダイアダラムは第８図に示されて
いる。　〔−ロードスクリーンカウンタＯ〕の線によっ
て書込みが可能となった時に、横断方向走査カウンタ７
１は〔スクリーンサイズＯＯ〜０３〕の線を通して負の
値でロードされる。同カウンタ７１は、その時から０を
カウントアンプするまで作動し、０に達すると〔スクリ
ーンキャリ−０〕信号（オーバーフロー信号）を発生す
る。そのカウントの間、〔スクリーンアドレス００〜０
３）の４つの線の出力はスクリーンＲＡＭ７３をアドレ
スするために用いられる。カウンタ７２が、同様にもう
一方の４つのアドレスビットを発生するために作動し、
その結果全２５６ワードＲＡＭがアドレス可能となる。

動作中、順方向走査カウンタが各々の画素（クロック）
でインクリメントされ、各々のマトリクスのエンドで再
ロードされる。一方、横断方向走査カウンタは各々のラ
インのエンドでインクリメントされ、各々のマトリクス
のエンドで再ロードされる。

〔闇値００〜０７〕が〔スクリーン書込みクロックコラ
インによってロード可能となり、８つの出力〔閾００〜
０７〕が灰色画像データ〔灰色画素００〜０７〕と共に
コンパレータ７５．７６に接続される。コンパレータの
出力ラインは〔スクリーン化画素〕と称される。

ゲート７７により横断方向走査カウンタ７１は各々のエ
ンドでインクリメントするように動作する。

１ラインが終了し、最後のマトリクスの行が終了した場
合（これは、カウンタ７１がオーバーフローし、〔スク
リーンキャリ−０〕信号を発生する時である）にはマト
リクスの０行で、また各々のページのスタートで、ゲー
ト７８は横断方向走査カウンタ７１を再スタートさせる
。もしカウンタ７２がオーバーフローしたり、あるいは
スクリーンサイズ信号やライン変更が有る場合には０列
でゲート７９は、順方向走査カウンタ７２を再スター］
−させる。

これまでの説明で、閾レベルは入力の全範囲にわたり均
一に分散されるであろうことが判る。例えば、第５図は
閾レベルが１から３６までの均一な密度分布を呈してい
ることを想定させる。これは、第９図の曲線番号■の形
により表されている。第５図の閾番号１は、第９図の曲
線１で示されるようにグレイスケール値１を割り当てら
れ、閾番号２はグレイスケール値２を割り当てられる。

以下も同様である。このように、グレイスケール値は、
コンパレータにおいて平均に配分された一組の闇値に対
して比較され、コピーの出力密度及びコントラストは原
稿のそれと等しくなる。

更にこのシステムによれば、オペレータが対話式のソフ
トウェアを用いて多種の閾レベルを調節することができ
る。オペレータが、走査された画像が充分なコントラス
ト、密度等を有していないと判断した場合、その必要が
生じる。このソフトウェアにより、オペレータは、プリ
ントする前にこれらのパラメータを調節することができ
る。理想的には、ＣＲＴとプリンタが共に全く同一に変
化し、それによってオペレータがプリントに先立つて、
調節された画像を見ることができる。

例えば、第９図の曲線３に示されるように、コントラス
トを増すために８以下の全ての閾番号に０のグレイスケ
ール値が割り当てられ、２８以上の全ての閾番号に３６
の値が割り当てられる。その結果、通常の確率よりも高
い確率で真黒と真白の部分がコピー上に現れ、そうすれ
ば、コピーのコントラストは原稿のそれよりも強くなる
。同様に、平均密度は曲線１を左右にシフトすることに
より変えられる。実際に、どんな形の曲線も適当なソフ
トウェアで作ることができる。

第１０図はそのソフトウェアの一例を示すプログラムで
あり、これにより、第５図のナイトオーダードディザパ
ターンに対応する第９図に類似した曲線群を発生させる
。このプログラムは、ｐａｓ−ｃａｌの変形であるＭｅ
Ｓａで書かれ、ソフトウェアに提供することにより、オ
ペレータが対話用ヘーシス上の色調表示曲線を制御する
ようにすることができる。

第１０図のプログラムにより、オペレータは単一のパラ
メータ、即ちｐｉｃｐｔｒ、ｄｅｎｓｉｔｙを用いて第
９図の偏寄量と形の両方とも変えることができる。いく
つかの極所変数を決めた後、このプログラムでは、ハー
フトーンセル（ｓｃｒｅ−ｅｎＲｅｃｏｒｄ）が、適当
なフィラーで埋められた２次元アレイとなるように決め
る。次に、ｒｏｗＴａｂｌｅとｃ　ｏ　１　ｕｍｎＴａ
　ｂ　ｌ　ｅが決められる。Ｔａｂｌｅの中の、それぞ
れの対の行列要素の値は、ハーフトーンセルに於ける画
素の座標であり、ｒｏｗＴａｂｌａとｃｏｌｕｍｎ−”
Ｉ’　ａ　ｂ　ｌ　ｅにおける座標の順番は、増加しつ
つある値が第５図の６×６のナイトオーダードディザパ
ターンを作るためにセルに位置付げされるべき順番であ
る。

スクリーン値を計算するために、プログラムはｐｉｃｐ
ｔｒ、ｄｅｎｓｉｔｙにおける０値を最初にチェックす
る。（ｐｉｃｐｔｒ、ｄｅｎｓ　−１ｔｙは、第１０図
に示されていないが、０から７１の範囲の整数パラメー
タである。）これは、特別な場合であり、画像データは
線画として取り扱われ、ハーフトーン化されるよりむし
ろ、画一的に開化されることを示している。もし、ｐｉ
ｃｐ−ｔｒ、　　ｄｅｎ、ｓ　ｉ　ｊ、ｙが０の場合ば
、（ｓｃｒ−ｅｅｎＲｅｃｏｒｄ）は２０という単一値
としてロードされる。さもなくば、−１）　ｉｃｐ　ｔ
　ｒ、　　ｄｅ　−ｎｓｉｔｙは幾つかの０以外の正の
値を含み、ナイトオーダードディザセルが形成される。

もし、値が３６に等しいかまたはそれ以下の場合には、
連続する闇値間の増分はｐｉｃｐｔｒ、ｄＣｎｓｉ　−
ｔｙによって分割された実質的なｍ　ａ　ｘ　Ｇ　ｒ　
ａ　）’Ｖａｌｕｅとなる。閾をその正しいナイトオー
ダードディザ位置に位置付けるために、最初のＦＯＲル
ープは、ｃ　ｏ　ｌ　ｕｍｎＴａ　ｂ　ｌ　ｅとｒｏｗ
−Ｔ　ａ　ｂ　１　ｅを用いて、その連続する値をハー
フトーンセルに位置付ける。プロセスはθ値からスター
トして、最大値が［ｍａｘＧｒａｙＶａ　１ｕｅ−１］
に制限されるように閾の発生を実質的に終了させる。全
てのスクリーンアレイはＦＯＲループへの動作開始に先
立って全て１にプリセットされているので、ＦＯＲルー
プによってアドレスされていない全ての画素はそれぞれ
の最大値にセ・ノドされたままとなる。

ｐｉｃｐｔｒ、ｄｅｎｓｉｔｙが３６よりも大きい場合
のスクリーン値の発生ば、ｐｉｃｐｔｒ。

ｄｅｎｓｉｔｙが３６以下である時に値が決定される方
法とは対称的に行われる。連続する闇値間の増分は、ｍ
ａｘＧｒａｙＶａｌｕｅとｐｉｃｐ−ｔｒ、ｄｅｎｓｉ
ｔｙとの差によって分割される実質的なｍａｘＧｒａｙ
Ｖａ　１．ｕｅである。第２のＦＯＲループは、前回の
ようにｃｏｔ−ｕｍｎ７”　ａ　ｂ　Ｉ　ｅとｒｏｗＴ
ａｂｌｅとを用いて値を５ｃｒｅｅｎＲｅｃｏｒｄに位
置付ける。また、ＦＯＲループへの動作開始に先立って
５ｃｒｅ−ｅｎＲｅｃｏｒｄを全てＯにプリセントする
ことにより、ＦＯＲループによってアドレスされなかっ
たスクリーン中の低番号の画素は全て０となる。

本発明は特定の実施例に基いて説明してきたが、本発明
の発明思想の範囲を超えずに多種の変形を行ったり、そ
の構成要件を均等物によって置換することができるのは
当業者には自明であり、加えて本発明の趣旨から逸説し
ない範囲で多くの変更を行うことも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はゼログラフインクプリントに適した二重渦巻き
型ハーフト−ンパターン、第２図は先行技術のディザオ
ーダードハーフトーンパターン、第３図は先行技術の２
レベルオーダードデイザハーフトーンパターン、第４図
はナイトツァハーフトーンパターン、第５図はナイトオ
ーダードディザハーフトーンパターン、第６図はナイト
／ナイトディザハーフトーンパターン、第７図はこれら
のパターンを生成するための回路の概念的ダイアグラム
、第８図はこれらのパターンを生成するための回路の概
略的ダイアグラム、第９図はコントラストと密度の変化
を示す色調表示曲線群、第１０図は第９図に示される曲
線群を生成するための閾レベルを生成するプログラムで
ある。 ７１：横断方向走査カウンタ ７２：順方向走査カウンタ ７３．７４Ｆスクリ一ンＲＡＭ ７５．７６：コンパレータ ？７．７８．７９　：ゲート 特許出願人　　　ゼロフクス　コーポレーション代理人
　小堀　益（ほか２名） ＦＩＧ、　１ ０　　】　　２　３ ＦＩＧ、Ｊ ＦＩＧ、５ Ｈ６，６ グムイスγ−ル匡 Ｈ６，９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一時的に闇値を貯えるための、１ワード当りｎビッ
   トのｍ　ｘ　ｍワードＲＡＭと、あるマトリクス行に沿
   う闇値を含むＲＡＭでの位置を逐次アドレスするだめの
   第１のカウンタと、あるマトリクスラインから次のマト
   リクスラインに行値を変化させるために各ラインのエン
   ドでインクリメントする第２のカウンタとよりなる、上
   記ＲＡＭにアドレス情報を与えるための２つのモジュー
   ロｙカウンタと、グレイスケール入力であるそれぞれの
   入力に対する２進出力ビットを発生させるためにそれぞ
   れのｎビットグレイスケール画素をそれぞれの閾値と比
   較するためのコンパレークと、よりなるハーフトーン闇
   値生成装置。 ２、上記装置が複数のハーフトーンパターンを生成する
   ことを可能とするための制御手段を備え、この制御手段
   は、ｙを変化させる手段と、１組の異なる闇値で上記Ｒ
   ＡＭをロードさせる手段とよりなる、特許請求の範囲第
   １項記載のハーフトーン闇値生成装置。 ３、上記制御手段はコンピュータであり、そのコンピュ
   ータは更に、色調表示曲線を変化させるための対話式オ
   ペレータ制御によって上記闇値を再計算するためのプロ
   グラム手段を備えてなる、特許請求の範囲第２項記載の
   ハーフトーン闇値生成装置。 ４、ｍＸｍワードの最初のｙ列の最初のｙ行に、ｙ行ｙ
   列のハーフ）−−ンマトリクスの閾値をロードし、 受けたグレイスケール画素であるそれぞれの入力に対す
   る闇値を出力するために、それぞれの行を通してインク
   リメントすべく上記ＲＡＭをアドレスする第１のモジュ
   ーロｙカウンタを使用し、 それぞれのラインのエンドで、ある行から次の行へとア
   ドレス操作を変えるための第２のモジューロｙカウンク
   を使用し、 一連の２進ビツト出力を発生するためにそれぞれのダレ
   イスケール画素を関連の閾レベルと比較する、 というステップからなる、ハーフトーンパターン生成方
   法。 ５、更に、ｙの値を変えるステップと、異なるハーフト
   ーンパターンを発生ずるためにＲＡＭに１組の異なる闇
   値をロードするステップとを備えてなる特許請求の範囲
   第４項記載のハーフトーンパターン生成方法。 ６、更に、再計算とそれから上記ＲＡＭにもう１組の闇
   値をロードすることによって対話式に色調表示曲線を変
   化させるステップを備えてなる特許請求の範囲第５項記
   載のハーフトーンパターン生成方法。 ７、　次のステップからなる、闇値を３×３要素のハー
   フトーンマトリクスの各々の要素に割り当てる方法。 １組の９個の、数字的に増加又は減少する闇値を決定し
   、 上記マトリクスの各要素に１行ずつ、６，９゜４．３，
   １．．７，８，５．２というように番号を付け、 上記闇値の組を上記マトリクスに番号順に割り当てる。 ８、次のステップからなる、闇値を６×６要素のハーフ
   トーンマトリクスの各々の要素に割り当てる方法。 １組の３６個の、数字的に増加又は減少する闇値を決定
   し、 上記マトリクスの各要素に１行ずつ、２１，３３゜１３
   、２３．３５．１５．　９．　１．２５．１１．　３．
   ２７．２９゜１７、　５．３１．１９．　７．２４．３
   ６．１６．２２．３４．１４゜１２、　４．２８．１０
   ．　２．２６．３２．２０．　８．３０．１８゜６とい
   うように番号を付け、 上記闇値の組を上記マトリクスに番号順に割り当てる。 ９、　次のステップからなる、闇値を３×３要素のハー
   フトーンマトリクスの各々の要素に割り当てる方法。 １組の９個の、数字的に増加又は減少する闇値を決定し
   、 これらの値を上記マトリクスにナイトツアバクーンに従
   って割り当てる。 １０、次のステップからなる、闇値を６×６要素のハー
   フトーンマトリクスの各々の要素に割り当てる方法。 １組の３６個の、数字的に増加又は減少する闇値を決定
   し、 これらの値を上記マトリクスにナイトオーダードディザ
   パターンに従って割り当てる。 １１、次のステップからなる、闇値を９×９要素のハー
   フトーンマトリクスの各々の要素に割り当てる方法。 １組の８１個の、数字的に増加又は減少する闇値を決定
   し、 これらの値を上記マトリクスに、２レベルが組み入れら
   れたナイトツアパターンに従って割り当てる。