JPS6190194A - 中間調画像の表示方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念に記載の中
間調画像の表示方法に関する。

従来の技術および発明が解決しようとする問題点 電子データ処理に使用される再生装置の多くは、デジタ
ルディスプレイの群に属している。

これらディスプレイの個別再生素子は２つの状態、例え
ばオン状態−オフ状態、明状態−暗状態、反射状態−吸
収状態をとることができる。

この種の装置には、ＡＣ−プラズマパネル、ＬＣＤ表示
装置、ドツトプリンタ等がある。図形および英数字の再
生のだめに、デジタルディスプレイは適しているが、中
間調画像を再生するのは比較的煩雑である。というのは
すべての再生素子が同じ大きさを有しているからである
。

゛　　したがって中間調原画を再生するだめの可能性度
階調を発生することは、擬似中間調方法と称される。

この形式の、中間画像を表示するだめの擬似中間調方法
は、例えばドイツ連邦共和国特許第２９４３０１８号明
細書に記載されている。

擬似中間調方法においておのおのの再生素子に対してそ
の状態に関しての決定を行なわなければならない。この
ことは、再生すべき画素の信号レベルと閾値との間の比
較により行なわれる。信号レベルが閾値よシ大きければ
、再生素子は明状態をとシ、その他の場合には暗状態を
とる。閾値がどのように固定されているかに応じて、適
応形アルゴリズムと非適応形アルゴリズムとが区別され
る。

非適応形アルゴリズムにおいて、再生素子の閾値は、そ
の位置の関数として定められておりかつ再生すべき画像
または別の再生素子の既に決定された状態とは無関係で
ある。複数の再生素子の閾値は、１つのマトリクスにま
とめられる。マトリクスは、周期的に繰り返されて、全
体の文字面をおおう。その際非適応形アルゴリズムを用
いたラスタとして次のものが公知であル：組織的ディず
ラスタ、シングルスレジホールディング、デジタル中間
調および推計学的うスタ。

の形式の方法は、強制的アベレージ、オーバーフロー・
カウンティング、エラー分散およびダイナミック・スレ
シホールディングである。

適応形アルゴリズムは著しく大きなハードウェアコスト
を必要とする。その理由は、画素の輝度値および丁度そ
の時観察中の再生素子の周囲において行なわれた決定を
使用できるようにしなければならないからである。これ
らのデータから閾値を求めるためにも処理的にも時間的
にもコストが著しくかかる。非適応形アルゴリズムの方
が迅速でありしかも並列作動（複数行の同時処理）が可
能である。したがって原理的に、再生すべき輝度と閾値
との間の比較を実施するためには、簡単なハードウェア
回路で十分である。

適応形アルゴリズムと非適応形アルゴリズムによる複製
を比較すると、それらの間には若干の本質的な相異が認
められる。適応形アルゴリズムにおいては閾値の決定に
先行状態が関与しているので、同じディテールが周囲に
応じて一方においてよりよく再生され、一方においてよ
り劣って再生される。その上観察者は規則的なテクスチ
ャ（背景模様）を見逃す傾向にある。

しかしこのような規則的テクスチャは適応形アルゴリズ
ムの場合には一般に成立せずに、交互に現われる。色再
生の際、色分解版が必ずしもどこでも重ならないことが
障害として認められる。したがって−緒に混合色を発生
すべきである色素が重ね合わされたシ、並置されたりす
ることが多い。個別色素が認識されず、したがってテク
スチャが閾値以下であるときにのみ、紙上における減色
混合が実際にリニヤに行なわれる場合に限２て、適応形
アルゴリズムおよび非適応形アルゴリズムを用いた再生
は等価である。

しかしテクスチャが閾値に達するかまたは閾値を上回る
と、原画においては単一である領域においても再生まだ
は複写では粒状雑音により租表面全体にデラデラした印
象を与える付加的な不安定状態が生じる。他方において
適応形アルゴリズムにおいては、デジタル化によって惹
起される、再生すべき輝度との偏差は狭い領域では比較
的小さく、かつ明−暗移行部における側縁急峻度は規則
化される。

テクスチャが弁別閾値より上にある距離から、適応形ア
ルゴリズムを用いた再生を観察すると、個別には特別美
的な領域がある。テクスチャが明らかに認められるにも
拘わらず、そのテクスチャはこの個所においては種々異
なった輝度値に対して大体同じ波長および強度を有しか
っ色の重畳によってもモアレパターンが形成されない。

同じ大きさで、同じ形状の再生素子を用いたラスタの識
別の際、優先方向の概念が可成シ重要である。優先方向
とは、隣接する、相互に同じ間隔だけ離れている再生素
子が配置されているところの方向である。

優先方向の可能な数についての問題は、どのくらいの規
則的な多角形が平面を完全におおっているかという問題
に関わってくる。幾何学形状から、正三角形、正方形お
よび規則的な六角でおシ、その結果２つの、互いに垂直
な優先方向が生じる。三角形および六角形は、優先方向
に関して等価である。というのは六角形は正三角形から
構成されているからである。結果的に６つの隣接六角形
から、例えばドイツ連邦共和国特許第２９４３０１８号
明細書に詳細に記載されているように、相互に１２００
の角度を成す６つの優先方向が生じる。

２つの優先方向を有するラスク＆Ｊ正方形うスクと称さ
れ、６つの優先方向を有するラスタは六角形ラスタと称
される。

６つを上回る数の優先方向は、再生素子の配置によって
不可能である。非適応形アルゴリズムでは、輝度階調を
発生するために、複数の再生素子が、幾度も繰返され、
文字領域をおおうストラフチャ、画像ブロック（Ｂｔｘ
ａ　ｆｌｅｃｋ　）にまとめられる。優先方向の定義に
おいて隣接する画像ブロックの方向を含めると、正方形
ラスタにおいては２つ、４つまたは５つの優先方向を発
生することができ、六角形ラスタでは６つ、４つ、５つ
または６つの優先方向を発生することができる。２つま
たは６つの優先方向よの り多くの優先方向をつくるとｒ司゛能性は、今日の印刷
技術において殆んど使用されている、可変の大きさの画
素を有するラスタでは成立たない。カラー印刷の場合に
限って、新しい優先方向をつくるために、個々の印刷イ
ンキに対するラスタを相互にずらして配置することがで
きる。

複製の品質は、再生素子を小さく選択すればする程一層
良好になる。しかし同時に再生のために必要であるハー
ドウェアコストおよび時間が増大する。さらに方法次第
では、再生素子の最小の大きさを規定する物理的な限界
につき当たる。したがって再生素子の大きさが同じであ
るとして、再生の品質を数十パーセントだけ改善するこ
とになるラスタは著しい利点をもたらすことになる。擬
似中間調方法にしたがって画像を発生すべきであるラス
タについては数多くの要求が課せられる： 細かなディテールを再生できるようにすべきである。こ
の場合再生素子の大きさが絶対的な限界値を決定する。

しかしこの範囲内において再生素子の配列および画像ブ
ロック内の閾値の配分によって柚々異なった結果を得る
ようにすることができる。

白黒移行をシャープに複製しかつすシきれ現象を回避で
きる能力はディテールの再生と密接な関係にある。縁の
鮮鋭度は殊に線および文字において重要である。という
のはこの場合２つの移行が緊密に隣接しているからであ
る。

デジタル化によシ、再生の際原画には存在じないストラ
フチャが発生するという点にある、相互に似かよった２
つの更に別のノイズが生じる。この場合一方はモアレパ
ターンと呼ばれている。これは、規則的な原画の周波数
が再生素子の周波数の領域にくるときに発生する可能性
がある。

他方において中間調を再生素子の数を２つの状態に変形
することで発生する際に、一定の輝度を有する領域内に
テクスチャ（背景模様）が形成されることになる。すな
わちこのようなテクスチャの個別要素がもはや認識され
なくなるときようやく、観察者の視覚上、上記一定の輝
度を有する領域の一様な印象が生じる。その結果直ちに
次の結論が生じる。すなわちこの形式のテクスチャがラ
スタの再生品質に著しい影響を及ぼし、しかも既述の判
断基準をも左右する。

グレースケールのグレ一段階内のテクスチャの知覚認識
に対する尺度は、それが観察者にとって均一かつ一様に
現われしかもそのテクスチャが消失するその距離である
。したがってこの距離を以下消失距離と表わす。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法を、画素の大
きさが出来るだけ大きくかつ消失距離が極めて短く、シ
かも再生品質の高い中間調画像を表示できるように構成
することである。

問題点を解決するだめの手段 この課題は、冒頭に述べた形式の方法において特許請求
の範囲第１項の特徴事項に記載の構成によって解決され
る。本発明の有利な実施例は、特許請求の範囲の実旅態
様項に記載されている。

発明の作用および効果 ラスタを本発明によシ、正弦格子の認識能力に対して求
められた検知限・界に基いて決定するように構成したこ
とで、そのラスタを用いて、モアレパターンのような独
立した障害となるストラフチャを有しないグレースケー
ルが発生される。

本発明の有利な実施例において、この形式の検知整合さ
れたラスタは、画像ブロックの面を少なくとも６つの同
じ大きさの部分画像ブロックに分割し、それからこのよ
うにして成立した同じ大きさの部分画像ブロックにおい
て画素を直接隣接されて画点群として設定することによ
つて発生される。

最適な再生品質に対して、正方形のドツト配置の場合次
のようなラスタが使用される。すなわちその画像ブロッ
クが部分画像ブロックから組み合わされて成シかつ部分
画像ブロックが相互にずらされて配置されておシ、その
結果六角形に類似した印象が生じるラスタである。

実施例 次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説
明する。

人間の視覚系によるラスタおよびテクスチャの識別の説
明のために、変調伝達関数が重要な意味を持つ。この関
数を定めるだめの１つの可能性は、認識の閾値、いわい
る正弦格子の検知限界を測定することである。変調伝達
関数を定めるだめの技術的な光学系において一定の入力
信号の減衰度がその周波数に依存して測定される一方、
検知限界を定めるために、入力信号の変調度を変化させ
て、検知閾値に達する一定の出力信号を得ようとする。

その際第１図は、静的な正弦格子に対する検知限界の経
過を示す。その際縦座標には変調度ｍが示され、横座標
には単位ｃｙｃｌｅ　／　ｄｅｇの空間周波数が示され
ている。周波数および変調度が検知限界の上側にある正
弦格子が認識可能である。グレ一段階のドツトパターン
の輝度分布は、座標Ｘおよびｙの２値の空間関数である
、この関数をフーリエ変換すると、それは正弦および余
弦成分によってスペクトルに近似される。

中間調画像のグレ一段階内でのテクスチャの認識に対す
る尺度は、観察者にとってグレ一段階が均一かつ一様に
現われかつテクスチャが消失するところの間隔である。

この距離は、消失間隔と称される。この消失間隔を定め
るため、したがってラスタの品質の判定に対して、グレ
一段階のスペクトルおよび検知限界が最も重要な補助手
段である。

例えば、所定のラスタがそのテクスチャに関して認識可
能であるか否かを確定しようとするトキ、おのおのの輝
度段階に対してスペクトルが求められかつそれが相応の
縮尺において検知限界と比較される。最も簡単な場合ス
ペクトルが検知限界と一緒にグラフ内に書込まれる。

そこでスペクトルの個別成分が検知限界の上方の領域に
突出しているときに、テクスチャは認識可能である。

次にパターンのスペクトルを検出するだめの可能性を、
正方形のパターン、すなわちいわいる組織的デイヂラス
タに基いて詳細に説明する。

組織的ディプラスタでは、グレ一段階のドツトは画像ブ
ロックにわたって出来るだけ均一に分布されている。こ
のような分布によって、直線段階の基本振動が比較的高
い周波数にくるようにすることができる。組織的ディず
ラスタに対して、画像ブロックの辺の長さが２のべき乗
であることが前提になっている。この制限によって、組
織的ディずラスタを用いて正方形のラスタを実現するに
は所定の段階数しか可能でない。第２図に図示の組織的
ディずラスタは、画像ブロックが１６ドツトから組合わ
され、その結果この画像ブロックが白も含めて１７の輝
度段階を有するラスタである。その際ラスタの閾値は、
第２図の第１図表にて数字として図示されている。第２
図のその他の図は、画像ブロックの最初の５つの輝度段
階を表わす。

グレ一段階のドツトパターン（明暗パターン）は、ラス
タ構成に基いて（第２図）２次元において周期的である
。その結果として離散的スペクトルが生じる。更に、輝
度関数を計算機に入力することができるようにするには
、空間立体における離散化が必要である。この離散化に
より、スペクトルの周期的な連続性が生じる。空間立体
における輝度関数と同時にスペクトルも離散的な標本値
によって与えられるので、有限の信号表示が生じる。有
限の信号のスペクトルは、離散的なフーリエ変換（ＤＦ
Ｔ　）を用いて得られる。このフーリエ変換の変換式は
、２次元の場合次のように表わされる： 関数ｆ（σ、τ）は、その都度の標本値の輝度をあられ
す。その際理想的には白に対して関数ｆ（σ、τ）＝０
が成立ち、黒に対してｆ（σ、τ）＝１が成立ち、その
結果ｆ（σ、τ）は大体吸収率に相応する。周期当りの
標本値の総数は、Ｘ方向においてＭであシ、Ｘ方向にお
いてＮである。加算変数σおよびτは、次の式から得ら
れ、その際△ＸおよびΔＹは標本期間である。

Ｘ　　　　。

σ＝ｌｎｔ（）　ｐ　　τ＝＝　ｉｎｔ　（コヨ）△Ｘ
　　　　　　　　　　　　　　　　△Ｙ周波数空間にお
ける座標に対しては次の式が当嵌る： ｆｘ　　　、　　　　’　　　ユＬ μ＝　ｉｎｔ　（−）　＋　　ν＝　ｉｎｔ　（）△ｆ
ｘ　　　　　　　　　Δｆｙ Δｆｘおよび△ｆｙは、次の式に関して△ＸおよびΔＹ
に関連付けられているスペクトル標本期間を表わす。

△ｆｘ・△Ｘ−Ｍ＝１；　　△ｆｙ・ΔＹ−Ｎ＝１σ十
τ 係数（−１）　　　は、例えばこの場合におけるように
、周波数平面の原点を、計算されたスペクトルを含んで
いるマトリクスの真中に位置するようにするだめの正規
化係数を示しているにすぎない。この変換を既述の組織
的ディずラスタに適用する場合若干の簡略化取り決めを
実施することができる。一方において離散化と結びつい
ている、標本化定理の違反を少なくしかつ他方において
本来の計算過程において計算時間をコスト的に見合う大
きさに保持するために、標本期間△ＸおよびΔＹを、お
のおのの再生素子が４つの標本値によって捕捉される程
度の大きさに選択する。スペクトルの評価の際、極めて
低い周波数を有する成分のみが重要であり、このことは
比較的高い周波数の細板における検知限界の傾きが大き
いので生じる。しかしこの領域ではノイズは選択された
量子化によって殆んど目立たない。ところでＭおよびＮ
は、これによって定められる周期の長さが明暗パターン
の周期の長さと一致するように決められなければならな
い。既述の正方形のラスタでは、Ｘ方向およびＸ方向を
優先方向と一致させれば何らの困難も生じない。第５図
に例として、１７段階の組織的ディプラスタの第２の輝
度段階の変換すべきマトリクスが図示されている。

上記の式は、複素フーリエ成分である。それらについて
は値のみが重要でちる。というのは肉眼ではパワしか認
識することができないからである。

それから、ラスタのスペクトルを求めたら、このスペク
トルを相応の正規化後検知限界とともに第６図に相応す
る図に表わすことができる。

第６図に図示された図は、正方形のラスタ（組織的ディ
プラスタ）を有する１７段階のグＶ　−スケールの第１
段階のスペクトル表示である。

その際消失間隔は、観察間隔が、スペクトルの極めてノ
イズの多い成分が検知限界に接するＬ′うに選択された
とき、達せられる。これにより１視察間隔の変化に工り
、スペクトルは横座標方向においてシフトされることに
なる。したがって中間調画像の画質に対する尺度が、消
失間隔の大きさを形成する。

このようにして画質の秀れた中間調画像を得るために検
知に整合されたラスタを構成する可能性が生じる。この
目的のために、唯一の画素および前項って決められた画
素の大きさを有するラスタの段階の設定された消失間隔
においてラスタの構成は、選択されたラスタの全体の輝
度段階の空間周波数スペクトルの個別成分の振幅が検知
限界をもはや上回らないところまで、変化される。その
際唯−の画素を有する輝度段階の成分が丁度検知限界に
接する。

検知整合されたパターンを求めるための測定装置は、例
えば第１７図に図示されている：例えばＬＣＤディスプ
ＶプレイることができるディスプレイＤに、従来の制御
装置Ａｓを用いて、例えば第２図に相応する１７段階の
組織的ディプラスタが、種々の輝度段階１ないし１７に
よって連続的に表示される。そこでこのパターンは、標
本化装置Ａを介して標本化されないし制御回路Ａｓから
既に供給されている一制御信号が標本化装置Ａに供給さ
れかつ例えば６つの８ビツトワンチツプコンピユ一タＡ
ＭＣニー５ＫＯ３５（８０８５プロセツサ）から成るプ
ログラム制御される計算ユニットＤＶＡにおいて処理さ
れる。

この計算ユニットＤｖＡは、例えば文献：（キリイ、　
Ｄ、Ｈｏ；マグヌスキ、　Ｈ，Ｓ、　：パターン・ディ
チクジョン・アンド・デ・トウ・ｒイメンショナル−ツ
ー・リエトランスフオーム：サーキュラー・ターデツツ
。ケイジョン・リサーチ、第１５巻（１９７５年）、第
９１１頁〜第９１５頁）　（Ｋｅｌｌｙ、　Ｄ、Ｈｏ；
　Ｍａｇｎｕｓ）ｃｉ、　Ｈ，Ｓ、：Ｐａｔｔｅｒｎ　
　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　　ａｎａ　　ｔｈｅ　　ｔｗｏ
　　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓ
ｆｏｒｍ　：　ｃｉｒｃｕｌａｒ　ｔａｒｇｅｔ８．Ｖ
ｉｓｉｏｎＲｅＧｅａｒｃｈ、　Ｖｏ’１．１５　（１
９７５）、ｓ、９１１−９１５）；（ケルミツシュ、Ｄ
、；ロートリンペＰ、Ｇ、：フーリエ・スペクトラム・
オデ・ハーフトーン・イメージニス。ＪＯｕｒ、○ｐｔ
、　Ｓｏａ、Ａｍ、、第６５巻（１９７６年）、第７１
６頁〜第７２６Ｑ　）　　（Ｋｅｒｍｉｓｈ、　Ｄ　；
　Ｒｏｅｔｌｉｎｇ、　Ｐ、Ｃ）、：　　Ｆｏｕｒｉｅ
ｒｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｏｆ　ｈａｌｆｔｏｎｅ　ｉｍ２
Ｌｇｅｓ＋Ｊｐｕｒ、　Ｏｐｔ。

ｓｏｃ、　Ａｍ、　、　ＶＯＩ、　６５　（１９７６）
　３．７１６−７２３）；（プレイスウェル、Ｒｏ：デ
・フーリエトランスフオーム・アンド・イック・アプリ
ケイショア。第２版、Ｍｅ　Ｇｒａｗ　−Ｈｉｌｌ、１
９７８年）　（Ｂｒａｃｅｖｅｌｌ、　Ｒ１：　Ｔｈｅ
　Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄ　　ｉｔｓ
　　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　０２．ＡｕｆｌａｇｅＸ
　Ｍｃ　Ｇｒａｗ　−Ｈｌｌｌ、１９７８）に記載され
ているように、周波数スペクトルを求めるために２次元
フーリエ変換Ｆ（μ、ν）を実施する。

相応の正規化後ラスタのスペクトルは計ＸユニットＤＶ
ＡのラスタメモリＲ８に離散的に格納される。それから
、これもＤＶＡの部分でありかつ原理的にＤＶＡ内の１
つの計算ステップを表わす、こ〜では象徴的に示されて
いるにすぎないコンパレータＫを介して、ラスタメモリ
Ｒ８に記憶されているスペクトル（スペクトル線の振幅
）と、別のメモＩＪ　Ｄ　Ｓに記憶された検知限界（第
６図）２との比較が行なわれるラスタのスペクトルのス
ペクトル線が検知限界を上回ると、制御装置ＡＳを介し
てラスタの構成が、第６図に相応して空間周波数スペク
トルの個別成分の振幅が選択されたラスタの全体の輝度
段階、すなわち検知限界χもはや上回らなくなるまで、
変化される。このことが、選択されたラスタの全部の輝
度段階に対して行なわれると、ラスタは最適に整合され
かつこの場合唯一の画素のみを有する輝度段階の最も強
いスペクトル成分が丁度検知限界（第６図に接する。

それから既述の方法を考慮して、Ｐットプリント装置を
用いた再生に対する種々の公知のう、’、　夕）適性お
よびその際殊にデジタルディスプレイ、したがってドツ
トプリンタに対する適性を研究するとき、１つの段階の
画像ブロックが関数のドツトを有するかまたは奇数のド
ツトを有するかに応じて、組織的ディプラスタは消失間
隔の著しい変動を有することが認められている。その原
因は主に次の点にある。すなわち画像ブロックは、偶数
の段階の場合同形式のサブユニットに分割可能でちり、
これにより画像ブロックの生じる最大波長（＝辺長）が
低減さ−する。すなわちスペクトルの第１の成分は、比
較的高い、したがって比較的認識しにくい周波数に２い
てようやく発生する。スムーズな輝度移行の再生の際そ
の変動は、２つの連続する輝度段階の間の境界が著しく
認識可能である程に顕著になる（輪郭）。デジタル中間
調（第６図）は、すべてのラスタから最大の消失間隔を
有する。

差異は、真中の領域において約２０％の値をとる。デジ
タル中間調は、重畳されている要素の場合に対して提案
された。しかし測定結果が示すように、粗いテクスチャ
はこの利点が何の効果も奏さない。′その上ドツト群を
形成しようと試みることによって、ディーチル再生能力
が低下する。

測定疋よれば、４５°だけ回転された組織的ディプラス
タ（第２図）および六角形ラスタ（第４図）は、一様性
および消失間隔の大きさに関して２つの別のラスタより
優れている。六角形ラスタの比較的大きい一様性に、回
転された組織的ディプの僅かばかりの短い消失間隔が対
抗している。

それから周波数および振幅を考慮して、第１段階の消失
間隔を比較した場合、比較的高い段階数によって生じる
のだが、六角形ラスタの方の消失間隔が８％だけ大きい
。したがって上記の一点から見て、六角形ラスタの方が
ン子ましいといえる。

インキプリントの場合、滴粒が紙上に噴射され、じみが
後に残される。したがって再生素子は円形でありかつ面
をお−うために・；・ま重畳てれなければならない。同
じことは二−ドルフ０リンタおよびレーデゾリンタに対
しても当嵌る。ドツト配置に基いて、ラスタの２つの基
本タイプにおいてこの重畳度は異なった高さである。そ
の際第７図は、六角形ラスタのドツトの重畳を図示し、
第８図は正方形ラスタに２けるドツトの重畳関係を図示
する。

六角形ラスタにおいて、理想的な再生素子によって前項
って決められた面をお＼うためには、ドツト面の８６係
が用いられる。正方形のラスタでは、たった６４％であ
る。残りの１ット面が、重畳度を規定する。２つの優先
方向に２けるこのような比較的大きな重畳には、若干の
欠点が伴なう： まず、文字領域をおおうためにより多くのドツトが必要
である。インキの消費が増えるというばかりか、とりわ
け多色刷りの場合に紙の湿に り一問題が生じる可能性がある。

六角形ラスタのグレースケールは、一様な輝度階調を有
する。非直線性に対する原因は、ドツト面の重畳部分が
、本来は隣接ドツトによってお＼はれるべきである区域
に及んでいることである。したがってそのま−にしてお
く空間は、正方形ラスタにおいては、隣接ドツトの数に
依存して著しく低下する。更に、ドツト直径の変動に対
して比較的影響を受は易い。例として、ドツト直径が１
０％だけ大きくなっていると仮定される。隣接ドツトに
出来るだけ大きな数を有するドツトの被覆面は、正方形
のラスタの場合は４８％だけ低減され、六角形のラスタ
の場合２７％だけ低減される。

印刷工業において使用される、画像発生用ラスタは一般
に２つの優先方向を有する。したがってインキプリンタ
を用いてこの種の原画を再生する際、インキプリントに
おいて同じく正方形ラスタが使用されるとき軽いモアレ
効果が発生する。ラスタ幅（原画）と、最小ドツト山１
隔（インキプリント）との比が１と２の間にあるとき、
特に問題となる状態が生じる。インキプリンタに六角形
ラスタが使用される場合、モアレパターンは比較的小さ
な成分に分解され、したがって障害効果は減少する。

既述したように、ドツト重畳の影響を制限するために、
デジタル中間調ラスタが考案された。

その際このことに関連する、容易に認識可能なテクスチ
ャの発生を回避する可能性がある。

スケールの明るい段階に対して、画像ブロックにおける
ドツト数が２のべき乗数である段階に達する−まで、組
織的ディプラスタのスケールが利用される。この場合画
像ブロックは、同じ大きさのサブ単位に分割される。そ
の際部分画１１ｙブロツクにおいて読けてデジタル中間
調ラスタに相応して画素が設定される。そこでｌまドツ
ト群の形成によって基本振動の振福値は増大せずもて、
部分画像ブロックの辺長から生じる周波数を有する成分
が増大する。この周波数は、辺長が比較的短いため基本
振動より大きり、シかも、組織的ディプからデジタル中
間調への切換が行なわれた。４度段階からの根の係数だ
け分だけ大きい。周波数が比較的高ければ、成分が検知
！辰界を上回る以前に、比較的大きな値の振幅が許容さ
れる。したがってドツト群は部分画像ブロックの大きさ
が適当であればテクスチャの認識を劣化しない。

第９図には、ラスタの第１段階の１ツトを部分画像ブロ
ックを用いて設定する順序が例示されている。

全体の画像ブロックは、６４個のドツトから成る。最初
の４段階は、この画像ブロックに所属する組織的ディプ
ラスタに相応する。これににより４つの、４×４ドツト
の大きさの部分画像ドツトへの分割が行なわれる。次の
段階から、引続くドツトは既に存在しているドツトに隣
接して設定される。基本振動の振幅は０．０１５３であ
る。この値は、すベ−Ｃの奇数の段階において現われか
つ全部の組織的ディプラスタに対し同じ状態が維持さｊ
る。第４段階後デシタル中間調への切換が行なわれるの
で、段階５からはドツト群により基本振動の２倍の周波
数を有する成分が増えていく。

’ｌ　４　ａＢ　／　ｏａｔという検知限界の大きな傾
きのため振幅は、それが検知限界に達する前に１６倍に
もはね上ることになる。これら成分の最大の振幅値は、
０．１８２６を有する真中の譚度段階（段階３２）にお
いて、すなわち基本振動の相応の値の１２倍のところで
発生する。これにより検知に対して基準となる成分は、
まだ依然として検知限界より下にある（第１０図）。

その際第８図は、第９図のラスタに相応する部分画像ブ
ロックを有するラスタの第６２段階の基準となるスペク
トル成分を示す。すなわち部分画像ブロックにおけるド
ツト群は結果的ンこ、デジタル中間調ラスタにおける場
合と同じ効果を有しない。

六角形ラスタの場合も、それによりテクスチャの認識が
劣化されることなしに、部分画像ブロックの方法にしだ
がってドツトを設定することができる。

第１１図は、２２段階の六角ラスタの閾値を有する画像
ブロックを示し、第１２図はそこから導出される、第１
の８段階のドツトパターンを示す。基本周波数と、この
部分画像ブロック（て所属する周波数との比は７丁であ
り、そのためこの場合も９という許容される振幅比が生
じる。振幅値はこの値に達せず、その結果この場合もド
ツト群がテクスチャの検知を妨げず、しかも重畳に関し
て有利な、六角形ラスタの特性が更に一層改善される。

個々のドツトが明らかに区別可能である間隔からインキ
プリント複写を判定する場合、六角形ラスタ２用いた腹
写の方が一般に美しくかつ快適に段階けられかつテクス
チャは殆んど障害として知覚されない。これに対する基
本は確かに、ドツトの並列配置および画像ブロックによ
って生じる比較的大きな数の優先方向である。

部分画像ブロックの形成によって更に、第１２図から見
ることができるように６つの優先方向が実現される。こ
れにより、主・規約な視点による判定に２いて一層の改
良を行なうことができる。

実験から、ラスタシリンドを行なっての再生のためにラ
スタのうち、それがインキプリント、ニードルプリント
または別の形式によって発生されるかは無関係に、六角
形ラスタ、正方形ラスタが優れているという結論が導き
出される。

しかし機器の技術上の所与条件（例えばＡＣプラズマパ
ネル）または規格および指導要綱（例えばＣ０ＩＴＴ−
ファクシミリコード）に基いて、六角形のドツト配置か
り能でない場合がある。ところが行および列におけるド
ツト配置の場合でも、画像ブロックを適当なやり方で相
互にずらしてやれば、近似的に六角形の配置が可能にな
る。

第１３図は、画像ブロックをずらすことで正方形のドツ
ト配置においてどのように六角形に類似したラスタが生
じたかを示している。図示の図は、この形式の１７段階
のラスタの段階１を表示する。この場合も６つの優先方
向が発生することがわかる。水平線に対して傾いている
方向におけるドツト間隔が比較的太きいため、相応の周
波数は約１０９６だけ低減される。しかしこのネガティ
ブな効果は、傾きによって補償される。その理由は、振
幅値が低減されるからでちる。

再生画質について最適となるのは、正方形のＶット配置
において、画像ブロックが部分画像ブロックから組合わ
されておりかつ部分画像ブロックが相互にマ）　ＩＪク
スの％の辺長だけずらされているラスタを使用した場合
である。画像ブロックも相互にずらされている。第１４
図は、横細整合されたこの種のラスタを図示する。

図示のラスタは、正方形ラスタの６７段階の段１′４１
である。画像ブロックのうちいくつかはわかり易くする
ために、強調されており（一点鎖線）、いくつかの１！
？３分画像ブロックはハンチングを施して示しであるっ この形式の倹知衆合されたラスタ・みよってグレースケ
ールを発生する場合、第１５図Ｋ　ｙｒすような輝度段
階の経過が生じる。観察間隔が僅かな場合でもテクスチ
ャの生じない経過を申し分なく認めることができる。第
１５図に図示のグレースケールは、第１３図に略示さ九
だカラー複写機を用いて発生される。その際第１３図は
、この形式のカラー複写戟の基本構成を示す。

左側の部分には走査部が示されており、右側の部分には
再生部が示されている。両部の間には処理ユニットが設
けられている。基本装置として、以下説明する二うにカ
ラープリントおよび走査に拡張された、ヘル社製のテレ
ファックス装置ＨＦ２０５０が用いられる。走査装置Ａ
の課題は、画素の色合成信号？求めることである。対物
レンズは、再生すべき画素を順次６つのホト素子ｎ、Ｇ
、Ｂ上に形成する。これら素子の前に：ま、赤フィルタ
、緑フィルタないし青フィルタが設けられている。おの
おののフィルタは相応の補色をカットする。そのことが
ら減色混合の原色の存在が検出される。２回の増幅後、
色信号は処理ユニットに達する。簡単にする理由から走
査値と再生素子との間の１：１の対応で が選択された。複旗３　Ｏ’＝　調は、減色混合によっ
て生じる。したがってインキヘッド’ｔ３んでいる、走
査装置と同期して行毎に移動する相生プリンタ４は、と
−では図示されていない、透明な減色混合原色シアン、
マゼンタおよび黄を有するインキ容器を含んでいる。付
加的に、従来のプリント技術において通例であるように
、黒が第４の色として数多くの理由から加えられている
。個々のインキ容器は第１３図にはＣ！、Ｍ、Ｇ、Ｓに
よって間単に示されている。理想的なろ退行性を有する
インキの場合、色彩画の法則によれば、シアン、黄色お
よびマゼンタが重ねられるとき、黒が生じるということ
になっている。実際には色の混合により所望の深さの黒
は得られず、一般に濃いグレーが得られるにすぎない。

しだがって６原色の重畳に代わって黒インキが使用され
ろ。更にインキ量が節約されかつ紙上を多量のインキが
塗布されるという問題が回避さとしる。テレビジョンに
おけるシャープなルミネセンス画は（大きな帯域幅）に
類似して、黒は第４のカラーとしてシ・ヤープな印象（
“図形″）を高める。また、例えばグＶ−または茶色の
ような若干の色調は、黒なしでｌ・よ不満足にしか実現
されない。

走査装置Ａによって走査される色値は、輝度値を調整設
定するための増幅段■を通過する。

この増幅器ではオフセットおよび増幅係数は、後置接読
されだＡＤ変換に対して必要な層圧領域にくるように設
定されている。ＡＤ変換器Ａ／Ｄによつ−Ｃ６４段階に
分割された色信号は最終的に処理ユニット（中央ユニッ
トＣＵ）に達する。処理ユニットＣＵは６つの主要機能
を有する。第１機能として読み込まれた値の補正を実施
する。この処置は、主にアナログ部分において発生する
ノイズおよびドリフトを補償調整するために必要である
。この場合ノイズの最も大きな要因は、原画の照明によ
って惹起される温度１リフトである。

この補正として、２点調整が行なわれる。おの）のの行
の終わりにおいて、黒または白のバーから２つの基準値
が読み込まれる。これら２つの基準の間の領域が、ラス
タが必要とする数のみ度値に区分される。この区分によ
り、ドツト重畳により生じるグレースケールの非直線性
を補償する可能性が得られる。その０明るい段階は、暗
い段階より多くの輝度値を有している。

付加的にこの装置の範囲内において、複写におけるハイ
ライトおよび濃さを強調または弱めることができる。

処理ユニットの第２の機能は、光値、緑値および前値（
ＲＧＢ値）からプリントすべき減色混合の原色シアン、
マゼンタおよび黄色の成分を定めることである。補色対
赤−シアン、緑−マゼンタおよび青−黄色の直接的な対
応では、不満足な結果しか得られない。その理由は、カ
ラーフィールドの透過曲線が所望の帯域通過時１住を有
せずオーバーラツプしているからである。

したがっておのおのの印刷インキを決めるために、すべ
てうつの走査式れた犀度値が用いられなければならない
。

色計算と密接な関係にあるのは、ＲＧＢ値から黒成分を
決めろことである。カラー黒・、マ、計算されたシアン
、マセ゛ンタおよび黄色の直の最小値（最も明るい値）
（（配属される。

ろ番目の機能として処理ユニットは、ラスタによって設
定されている閾値をおのおののプリント可能なドツトに
対して使用でさるようにしなければならない。それから
処理ユニット）ま、計算された色１直との比較を実施し
かつドツトを設定すべきか否かを決定する。

処理ユニットは、６つの８ビツトワンチツプコンピユ一
タＡＭｃ−ｓＫｃ　８５　（８０８５プロセツサ）から
構成されている。６つの計算機への分配は、防用可能な
計算時間を考這した場合に有利である。色計算に対する
時間は、赤、緑および青のすべての組合せに対してシア
ン、マ゛ビンタおよび黄色から補正された値を計算しか
つ６次元のマトリクスに格納することによって、低減さ
れる。それから作動中にマトリクスから相応の値を呼び
だす必要があるだけである。その際必要に応じて、中央
ユニットｏＵに配属されているメモリが任意に拡張され
る。更に、計算機はドツトの走査された色値に対するシ
フトレジスタの役割を果たす。その理由は、走査色値は
ホト素子の配置によって規定されて、順次検出されるが
、補正のためには同時に、保持されなければならずかつ
他方においてプリント制御ユニットＤを介してインキ印
字ヘッド４に供給されるプリント命令に対して印字ヘッ
ド４におけるノズルの間隔を補償するために保持されな
ければならないからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、静的な正弦格子に対する検知限界を略示する
線図であり、第２図は、画像ブロックおよび１７段階の
組織的ディプラスタに対する最初の５段階のドツト配置
を示す図であり、第５図は、画像ブロックおよび１７段
階のデジタル中間調ラスタに対する最初の５段階のドツ
ト配置を示す図であり、第４図は、画像ブロックおよび
２０段階の六角形ラスタに対する最初の５つの段階のド
ツト配置を示す図であり、第５図は組織的ディプラスタ
の段階２の変換マトリクスを示す図であり、第６図は、
正方形ラスタを有する１７段階のグレースケールの段階
１のスペクトルを示す憩図であり、第７図は、六角形ラ
スタにおけるドツトの重畳を示す図であり、第８図は、
正方形ラスタにおけるドツトの重畳を示す図であり、第
９図は、部分；面像ブロックを有するラスタの第１段階
のドツトを設定する順序を説明する図であり、第１０図
は、第７図の画像ブロックの％を有するラスタの第６２
段階の基準となるスペクトル成分を示す線図であり、第
１１図は、部分画作ブロックを有する２２段階の六角形
ラスタの画像ブロックにおける閾値の配置を示す図であ
り、第１２図は、第１１図の部分画像ブロックを有する
２２段階の六角形ラスタの第１段階のドツトパターンを
示す図であり、第１３図は、画像ブロックなずらすこと
によって正方形のドツト配置において六角形に類似した
ラスタを発生した場合を示す図であり、第１′４図は、
検知整合された３７段階の正方形ラスタの段階１を示す
図であり、第１５図は、検知整合されたラスタを有する
６５段階のグンースケールを示す図であり、第１３図は
、カラー複写機の基本構成を示すブロック線図であり、
第１７図は、検知整合されたパターンを求めるための測
定装置のブロック回路図である。 １・・・原画、２・・・対物レンズ、３・・・複写紙、
４・−・印字ヘッド、Ａ・・・走査装置ないし標本化回
路、ＣｉＵ・・・処理ユニット、ＡＳ・・・制御回路、
ＤＶＡ・・・計算ユニット、ＤＳ・・・検知限界メモリ
、Ｒ８・・・ラスタメモリ、Ｋ・・・コンパ７−タ ＩＧ　Ｉ ＩＧ５ 閾値　　　　　　段階１　　　　段階２段階３　　　　
段階４　　　　　段階５ＦＩＧ　６ ｆ ＦＩＧ　７　　　　　　　　　　ＦＩＧ　８六角形ラス
タ　　　　　　　　　　　１方９５′″″ＩＧ９ 段階１　　　　段階２　　　　　段階３　　　　段階４
段階５　　　　段階６　　　　段階７　　　　　段階８
ωｏｌωｏｆ ｌＧ１１ 部分画像 ＦＩＧ　１２ 段階１　　　　段階２　　　　　段階３　　　　段階４
段階５　　　　段階６　　　　　段階７　　　　段階８
ＩＧ　１３ ＦＩｏ　１５ ＦＩｏ　１７ ＡＳ　、制御回路　　　　　　　　　ＤＳ、、、検知限
界メモリＤ０．　ディスプレイ　　　　　　　Ｒ９，、
、ラスタメモリＡ、　標太化回路　　　　　　　　　Ｋ
４．コンパレータＤＶＡ、、、計算ユニット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、輝度段階から形成される中間調画像を、前以つて決
   められたラスタ位置上に配置されている、同じ大きさの
   画素から発生し、その都度前以つて決められた数のラス
   タ位置を１つの画像ブロック（第２図）にまとめ、かつ
   １つの画像ブロック内の画素の数および画素のラスタ位
   置がその都度の輝度段階を決める、中間調画像（第１５
   図）の表示方法において、画像ブロックの画素のラスタ
   （第９図、第１２図）を、次のように構成する、すなわ
   ち振幅の空間周波数領域における正弦格子の認識能力に
   対して求められた検知限界の経過に基いて、画像ブロッ
   ク当り唯一のラスタドットでの輝度段階の前以つて決め
   られた消失間隔においてラスタの全部の輝度段階の空間
   周波数スペクトルの個別成分の振幅が検知限界（第１図
   、第６図）を上回らないように構成することを特徴とす
   る中間調画像の表示方法。 ２、画像ブロックの画素の２次元ラスタ、したがつて輝
   度段階に相応する信号列を、計算ユニットによつてフー
   リエ変換（第５図）を用いてラスタの空間周波数のスペ
   クトルに相応する信号列に変換し、かつそれからフーリ
   エ成分に相応する信号と、記憶された検知限界（第１図
   ）との比較を行なう特許請求の範囲第１項記載の中間調
   画像の表示方法。 ６、画像ブロックのラスタ構成を、比較過程に依存して
   最適化するために、ラスタの構成を検知限界を下回るま
   で変化させる特許請求の範囲第２項記載の中間調画像の
   表示方法。 ４、前以つて決められた数のラスタ位置を、画像ブロッ
   クに相応するマトリクスにまとめ、その際マトリクスの
   、ラスタ位置の数を再生すべき輝度段階の数に相応させ
   る（第１１図）特許請求の範囲第１項から第３項までの
   いずれか１項記載の中間調画像の表示方法。 ５、画像ブロックを少なくとも３つの同じ大きさの部分
   画像ブロック（第１１図）に分割しかつそれからこのよ
   うにして形成された同じ大きさの部分画像ブロックにお
   いて画素を直接隣接させて画素群として（第１２図）設
   定する特許請求の範囲第１項から第４項までのいづれか
   １項記載の中間調の表示方法。 ６、画像ブロックの構成の際正方形のマトリクスにおい
   て配置されたラスタ位置を使用する際六角形に類似した
   印象を発生するために、相互に並んだマトリクスないし
   部分マトリクスの連続するチェーンを、該マトリクスな
   いし部分マトリクスの１／２の辺長だけずらす（第１３
   図、第１４図）特許請求の範囲第１項から第５項までの
   いづれか１項記載の中間画像の表示方法。 ７、画像ブロックの構成の際六角形マトリクスにおいて
   配置されたラスタ位置を使用する際、部分画像ブロック
   の部分マトリクスが互いに接して並んでいる３つの方向
   が、画像ブロックのマトリクスが隣り合つて並んでいる
   ３つの方向とは異なるようにし、その結果出来るだけ数
   多くの種々異なつた優先方向が生じる（第１２図）よう
   にする特許請求の範囲第１項から第５項までのいづれか
   １項記載の中間調画像の表示方法。 ８、前以つて決められた図式において連続する輝度段階
   を発生するために画素を例えば順番に種々異なつた部分
   マトリクスに設定する （第１２図）特許請求の範囲第５項から第７項までのい
   づれか１項記載の中間調画像の表示方法。 ９、表示すべき中間調画像が、カラーの中間調画像であ
   る特許請求の範囲第１項から第８項までのいづれか１項
   記載の中間調画像の表示方法。