JPS62159571A - 擬似ハ−フト−ン画像を生成する方法と装置 - 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、原画像を走査し、かつ一組の少なくとも部分
的に異なったしきい値に対して、所定の位置の所定の数
の隣接画素より常に１フィールドの画素の走査信号を比
較することからオーダードダイザ法に従ってその２進画
素値が復元されている画素より擬似ハーフトーン画像を
生成する方法であって、フィールドの各画素はそれにし
きい値の組からそれ自身のしきい値を制光て、かつ隣接
フィールドは何の間隙も無くお互に隣接するものに関連
し、またこの方法を実行する回路装置にも関連している
。

オーダードダイザ（Ｏｒｄｅｒｅｄ　Ｄｉｔｈｅｒ）法
は、例エバ、「ベル　システム　テクニカル　ジャーナ
ル」（Ｂｅｌｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈ、Ｊｏｕｒｎ
ａｌ）第４８号、１９６９年、第２５５５〜２５８２頁
に記載されており、マトリクスプリンタあるいは寸法と
強度が等しい画素だけを表示できるスクリーン表示装置
を用いて、良好なハーフトーン印象を与える擬似ハーフ
トーン画像を記録するのに使用されている。この既知の
方法を第１図を参照して詳細に説明する。こ３で画像セ
クション２０は４×４画素の寸法を有する走査されたハ
ーフトーン画像の一部を示し、これらの画素に示されて
いる数は関連する画素の明るさの値または灰色の値を示
している。その値が高いほど画素が暗いことを意味して
いる。従って、この画像セクション２０では左下隅から
右上隅に向う対角線上でとられた画素が次第に暗くなっ
てゆくことが分る。これから２進擬似ハーフトーン画像
を生成するためには、画素から組立てられた画像セクシ
ョン２０はしきい値マトリクス２１と比較される。

画素の明るさの値または灰色の値がマＩ−ＩＪクス２１
の対応する画素位置に示されたしきい値を越えるとドツ
トが記録される。こうして得られた２進画素が画像セク
ション２２に示されている。実際には、画像セクション
２０または２２は小さく、擬似ハーフトーン画像では正
規の視距離から観察した時に個々の画素が混り合って、
灰色の印象が得られる。

これは各画像セクション２２内の黒い画素の数に依存し
ている。

前の刊行物に記載されているオーダードダイザ法により
得られた２進擬似ハーフトーン画像は今度は転送または
記憶される。同じ分解能を有する装置によってこの再生
が行なわれる。すなわち、画像寸法を保つことが必要な
場合は、ｍｍ当り同数の画素が再生される。

分解能が異なる装置でこのような転送または記憶されて
いる画像を再生したい場合、　なわち、画（象寸法を同
じに保ったま’＞ｍｍ当りの画素の数を異ならせたい場
合、分解能を高くするには画素を増し、分解能を下げる
には画素を減らさなければならない。これを行なうと、
均一に間隔をとられていた画像ラインおよび画像コラム
が、分解能を高めたいかあるいは低めたいかに依存して
、抑圧されるかあるいは重複され、不完全な光学的印象
が、少なくとも分解能の変化の所与の比率および所与の
寸法またはマトリクス２１でのしきい値の配列で与えら
れる。さらに特定すると、画像ラインとコラムが省略さ
れると、対応するハーフトーンを失なうそれらのライン
とコラムが常に含まれるようになる。加えて、いくつか
のフレームを重ね合わせて分解能を変えると、構造が著
しく粗くなる。

従って、本発明は擬似ハーフトーン画像が生成できる冒
頭のパラグラフで規定されたタイプの方法を与えること
を目的とし、こ５ではハーフトーンの平均分布を変化す
ることなく、擬似ノ＼−フトーン画像のラインとコラム
が省略あるいは重複でき、そして得られた新しい擬似ハ
ーフトーンはその光学的印象について以前に利用可能な
擬似ハーフトーン画像から実質的に異なっている。

本発明によると、走査された画像の画素から組立てられ
たフィールドが画像ラインおよび画像コラムの方向にお
互にシフトされ、基本的には各画像ラインおよび画像コ
ラムにおいでフィールドの同数の異なったラインとコラ
ムが利用可能になる。

本発明は次の認識に基いている。すなわち、画像のライ
ンから組立てられたフィールドあるいはしきい値の組に
おけるしきい値の形状は必ずしも矩形あるいは正方形で
ある必要はなく、あるいは走査信号の大きさが最大しき
い値に特に適応されるように、所与のフレーム上の異な
ったしきい値の数が自由に選択可能でなくてはならぬと
言う認識である。特に実際の慣例では、走査信号がｎビ
ットの２進数の形デジタル値として利用可能なら、表現
できる最高のしきい値が走査信号によって越えられぬと
言う理由によって、２１″−１のしきい値あるいはその
倍数が必要とされ、従って走査信号とは関係なぐ比較の
間中、常に同じ２進値が現われ、かつこの値は画像につ
いてのどんな情報も表現していない。しかし、このこと
は正方形フィールドと多くの矩形フィールドもまた理想
的に適応されぬことを意味している。非正方形であり、
かつ隣接フィールドに対し等距離に配列された正方形ラ
スタを使用することが実際に知られており、これは［ハ
ーフトーン画像のデジタル再生における走査の知覚の研
究（Ｕｎｔｅｒｓｕｃｈｕｎｇｅｎ　ｄｅｒ　Ｗａｈｒ
ｎｅｈｍｂａｒｋｅｉｔ　　ｖｏｎ　　Ｒａｓｔｅｒｕ
ｎｇｅｎ　　ｂｅｉ　　ｄｉｇｉｔａｌｅｒ　　Ｗｉｅ
ｄｅｒｇａｂｅ　ｖａｎ　Ｈａｌｂｔｏｎｂｉｌｄｅｒ
ｎ）　Ｊと題するクラウス・コツホ（Ｋｌａｕｓ　Ｋｏ
ｃｈ）の１９２８年５月２８月ミュンヘン工業大学（Ｔ
ＲＩ　Ｍｉｉｎｃｈｅｎ）の学位論文、あるいはまた６
角ラスクのフィールドの使用について述べている西ドイ
ツ特許公報第２９４３０１８号に開示されているが、こ
れは記録された要素のスタガー配列を必要としている。

種々の形のフィールドが可能であり、これは基本的にフ
ィールド中の同じ数の異なったラインを有する各ライン
の要件を満足し、これはまたコラムについても適用され
る。さらに特定すると、正方形から導かれているフィー
ルドが使用でき、こ＼でフィールドが間隔無しにつなぎ
合わされ、従って画像の各画素がフィールド中に位置さ
れる限りでは、若干の画素は一隅で失なわれる。特別に
簡単な形は、本発明の方法の実施態様に従って、隣接フ
ィールドが１ラインあるいは１コラムを通してお互に常
にシフトされていることを特徴としている。そのような
フィールドは矩形あるいは正方形をしており、そこで画
素は一隅で失なわれている。唯一の異なったしきい籟が
しきい値の組で利用可能であり、値の数は完全に正方形
の場合より１だけ少ない。

本発明による方法を実行する装置は、連続する画素の走
査信号およびしきい値信号が印加され、それらがアドレ
シング装置によってアドレスされてしきい値メモリ中に
蓄積される比較器を含み、その比較器は走査信号の値が
同時に印加されたしきい１直を越える場合に、１つの値
の２進出力信号を生成するものにおいて、アドレシング
装置は走査１言号の印加と同期している計数クロックが
印加されているカウンタを含み、かつしきいイ直メモリ
中のすべてのしきい値を次々とアドレスしかつ読出し、
かつ新しい各画像ラインの始まりでしきい値メモリを新
しいアドレスでアドレスすることを特徴としている。従
前の技術では、フィールドはライン方向とコラム方向で
お互に隣合わせかつお互に下に配列されているから、ラ
イン内では１ラインのしきい値のみが常に読取られる。

しかし、フィールドはお互にシフトされていると言う事
実により、すべてのしきい値は画像ライン内でシーケン
シャルに読取られ、これは今後詳細に説明されよう。

新しい各画像のラインの始まりでしきい値メモリを常に
新しいアドレスでアドレシングを始めることに対し、新
しい各ラインにおいて生起するラインクロックで、スタ
ーティングアドレスメモリから読取られたスターティン
グアドレスにカウンタを設定するのが適当であり、これ
はラインクロックによって増大されるラインカウンタに
よってアドレスされている。スターティングアドレスメ
モリを使用すると言う理由で、お互に対するフィールド
のシフトは考慮に入れることができる。

２の整数ベキに等しい長さの側面を有する正方形から得
られたフィールドに対し、スターティングアドレスメモ
リはラインカウンタそれ自身であることは特に適切であ
り、そのカウンタ出力は反転された意味でカウンタに瞬
時スターティングアドレスを供給する。かくして別々の
スターティングアドレスメモリは省略できる。

次に実施例を挙げて図面につき本発明の詳細な説明する
。

第２図では、１５個の異なるしきい値の組に対する１５
個の画素を有するフィールドが使用されているが、これ
は、例えば、第１図のマ）　ＩＪクス２１の形で配置で
きる。右下隅の最高のしきい値だけは省略しである。こ
の状態で走査信号の１６個の異なる値を微分でき、これ
は走査信号をデジタル化し、４ビツト２進数の形で表わ
した場合に得られる。

実際には、これは通常の値である。しかし、第２図に示
したフィールドの数は、しきい値自体を表わさず、下記
の説明を明確にするために、各フィールド内の画素のナ
ンバリングのモードを示している。

第２図では、例えば、フィールド２９がその左上隅によ
りフィールド２６の欠損部に突出するようにお互に配置
されている。この結果、フィールド２７はフィールド２
６に対し１ライン分上方にシフトさせられ、そしてフィ
ールド２８はフィールド２６に対し１コラム分左ヘシフ
トさせられる。同じようなことが他のフィールド全てに
つき成立する。

第２図において、画像ラインの順次番号がボックス２４
に示されている。これに加えて、画像の最初のラインが
４個のフィールドにわたってボックス２５によって目立
って示されている。明らかにこのラインではフィールド
の全ての画零部が存在し、すなわち、しきい値の組の全
しきい敏がボックス２５で考慮に入れられている。これ
に加えて、明らかに、この例では、ラインシーケンシャ
ルしきい値が同時にボックス２５で活性化される。この
しきい値のシーケンスは画像ラインで巡回的に繰り返さ
れる。さて、分解能を変える目的で、例えば一ラインが
省略されると、明らかに２個の隣接する画像ラインで全
てのしきい値が連続的に考慮に入れられ、従って画像ラ
インの省略は、若干の詳細さが失なわれることを別とし
て、はとんど光学的印象のすべてに変化を生じない。こ
れは分解能が減少される場合に不可避である。分解能を
上げる目的で、１ラインが２重化されると、全てのしき
い値が２重ラインで同じように同時に考察される。

これはコラム方向についても同程度に成立する。

こうして、画像の分解能は画像ラインを省略あるいは追
加することにより容易に変えられる。

これらの特性を有する擬似ハーフトーン画像を生成する
ためには、記載した例では、第１画素の走査信号は、例
えばアドレス　ゼロにあるしきい値メモリに蓄積された
第１しきい値と比較される。

引続いて走査された画素値がアドレス１のしきい１直と
比較される等々である。複数個のしきい値を含むしきい
値メモリはこの結果、巡回的かつシーケンシャルに次々
と全ての記憶位置でアドレスされる。次の画像ラインに
対しては、すなわち、画像ライン１に対しては、第２図
に示すように、この操作のシーケンスが繰り返されるが
、アドレス４でスタートする。それに対応して、ライン
２はアドレス８でスタートする等々である。この結果、
個々のアドレスは巡回的に繰り返されるシーケンスであ
るが、新しい各画像ラインに対して、異なるスターティ
ングアドレスでスタートするようにしきい値メモリはア
ドレスされなければならない。

このようなアドレシングシーケンスを実行する装置をブ
ロック回路で第３図に示す。この装置は、人力３１を介
してデジタイズされた走査信号と、入力３５を介してし
きい値が印加される２進比較器３２を含んでいる。もし
走査信号がしきい１直を越える場合には、出力３３に２
進擬似ハーフトーン画像の黒画素に対応する信号が生成
され、これは高い値を有する走査信号が走査された暗い
画素に対応することを仮定している。接続３５を介して
比較器３２に印加されたしきい値はしきい値メモリ３４
からのデジタルイ直として読み出され、これ（しきいイ
直メモリ３４）は接続３７を介してアドレシング装置３
６によりアドレスされる。

アドレシング装置３６は人力３９を介して画素と同期し
た計数クロック信号を受信するカウンタ４０を含んでい
る。しきい値メモリ３４をアドレシングする接続３７は
カウンタ４０の計数ステージの出力を含んでいる。この
結果、しきい値メモリ３４の全てのアドレスは巡回的か
つシーケンシャルに制御され、関連するしきい値が接続
３５を介して供給される。

カウンタ４０が接続３７上の正しいアドレスで新らしい
各画像ラインの開始時にスタートできるようにするため
に、ライン４１上で新しい各画像ラインの開始時点で生
ずるラインクロック信号は接続４３を介してスターティ
ングアドレスメモリ４２から供給される適当なスターテ
ィングアドレスにロードされる。このスターティングア
ドレスメモリ４２は接続４５を介してラインカウンタ４
４によりアドレスされ、ラインカウンタ４４には特にそ
の計数人力にライン４１上のラインクロック信号もまた
印加される。従って、新しい各画像ラインにおいてこの
カウンタは１位置だけ増大され、その結果、スターティ
ングアドレスメモリ４２から対応するスターティングア
ドレスが読出される。第１ラインにおいて、所定のスタ
ーティングアドレスでスタートするために、カウンタ４
４はライン４７上の信号により所定のスターティング値
にリセットできる。ライン４７上の信号は擬似ハーフト
ーン画像の生成開始時に現われる。しかし、これは絶対
的な要件ではない。

第３図に示された回路は、第２図に示された比率あるい
はフィールドに対して使用するのに適しているだけでな
く、任意のオプションのフィールド形状および寸法にも
適している。この時はカウンタ４０のサイクル持続時間
ならびにメモリ３４および４２の内容、および可能なら
比較器３２の大きさを適合させるだけでよい。

しかし、第２図に示されたフィールドあるいは一般に２
の整数ベキに対応する長さの縁を有する正方形に基づく
フィールドを、−隅の１個の画素だけを省いてスターテ
ィング点として用いる場合には、第３図に示された装置
は簡易化できる。第２図の個々の画像ライン内のスター
ティングアドレスのシーケンスから明らかなように、こ
のスターティングアドレスは値４だけシフトさせられる
。

すなわち、スターティングアドレスに対応して、フィー
ルドの縁の長さにわたるだけである。従って、ラインカ
ウンタ４４が新しい各画像ラインの前に３個の付加的計
数クロックパルスを受信する時、これはカウンタ４０の
新しいスターティングアドレスを直接示すから、スター
ティングアドレスメモリ４２は省くことができる。しか
し、代案として、ラインカウンタ４４の第１計数ステー
ジの出力をカウンタ４０の第１ステージのセツティング
人力に接続することにより何時も４個のユニットを通る
シフトが達成される。と言うのは、２進数における２つ
の位置のシフトは４を乗算することに対応するからであ
る。しかし、本例では厳密に言って乗算が存在せず、常
に４つの位置のシフトがあるから、ラインカウンタ４４
の別の出力は均一なシフトてカウンタ４０の入力に接続
されず、第４図に示されたような形態をとる。この結果
、ラインカウン夕４４のクロック入力に最も近い第１ス
テージの出力はカウンタ４０の第３ステージのロード入
力に接続され、ラインカウンタ４４の第２ステージの出
力は、カウンタ４０の第４ステージのロード入力に接続
され、ラインカウンタ４４の第３出力はカウンタ４０の
第１ステージのロード入力に接続され、かつラインカウ
ンタ４４の第４ステージの出力はカウンタ・１０の第２
ステージのロード入力端子に接続される。この時、もち
ろん２個のカウンタ４０および４４は等しいサイクル長
、さらに特定すると、第２図に示されたように、１５位
誼（０〜１４）の計数サイクルを有する必要がある。こ
の結果、アドレシンク゛装置３６は適当なシーケンスで
しきい値メモリ３４に対する全てのアドレスを生成する
。

第３図の回路の別の簡易化は、■ライン上の画素の数が
第２図のボックス２５によって１サイクルの整数倍プラ
ス１フィールドの縁の長さとする場合に与えられる。こ
の場合は、第２図から明らかなように、ボックス３０に
よって画像ラインが終了した時、適当なスターティング
アドレスで正確に到達するに従って第３のカウンタ４０
が連続的にカウントできる。この場合、スターティング
アドレスメモリ什だけでなく、ラインカウンタ４４も第
３図に示された装置で余分となる。この簡易化はまたさ
らに、異なるライン長、すなわち、１ライン当りの画素
の数が異なる場合でも、１画素ラインの終了后、新しい
ラインの開始前に、対応する数の付加的クロック信号が
この条件を満足するために、カウンタ４０に加えること
ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、従来技術の説明図、 第２図は、何時も１ラインおよび１コラムだけお互にシ
フトさせられているいくつかのフィールドの配列を示す
説明図、 第３図は、擬似ハーフトーン画像の画素値を生成する装
置の回路ブロック図、 第４図は、画素値を生成する簡易化された装置のブロッ
ク図である。 ２０□２２・・・画像セクション ２１・・・しきい１直マトリクス ２４、２５・・・ボックス　　　２６〜２９・・・フィ
ールド３０・・・ボックス　　　　　３１・・・人力３
２・・・（２進）比較器　　３３・・・出力３４・・・
しきい値メモリ ３５・・・接続（あるいは入力端子） ３６・・・アドレシング装置　３７・・・接続３９・・
・入力　　　　　　　４０・・・カウンタ４１・・・ラ
イン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原画像を走査し、かつ一組の少なくとも部分的に異
   なったしきい値に対して、所定の位置の所定の数の隣接
   画素より常に１フィールドの画素の走査信号を比較する
   ことからオーダードダイザ法に従ってその２進画素値が
   復元されている画素より擬似ハーフトーン画像を生成す
   る方法であって、フィールドの各画素はそれにしきい値
   の組からそれ自身のしきい値を割当て、かつ隣接フィー
   ルドが何の間隙も無くお互に隣接するものにおいて、 走査された画像の画素から組立てられたフ ィールドは、基本的に各画像ラインおよび画像コラムに
   おいて同数の異なったラインとフィールドのコラムが利
   用可能なように、画像ラインと画像コラム方向にお互に
   シフトされていることを特徴とする方法。 ２、隣接フィールドがラインあるいはコラムを通してお
   互に常にシフトされていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。 ３、ア、原画像を走査し、かつ一組の少なくとも部分的
   に異なったしきい値に対して、所定の位置の数の隣接画
   素より常に１フィールドの画素の走査信号を比較するこ
   とからオーダードダイザ法に従ってその２進画素値が復
   元されている画素より擬似ハーフトーン画像を生成する
   方法であって、フィールドの各画素はそれにしきい値の
   組からそれ自身のしきい値を割当て、かつ隣接フィール
   ドが何の間隙も無くお互に隣接するものにおいて、 走査された画像の画素から組立てられたフ ィールドは、基本的に各画像ラインおよび画像コラムに
   おいて同数の異なったラインとフィールドのコラムが利
   用可能なように、画像ラインと画像コラム方向にお互に
   シフトされていることを特徴とする方法、あるいは イ、隣接フィールドがラインあるいはコラ ムを通してお互に常にシフトされていることを特徴とす
   るア項に記載の方法のいずれかを実行する装置であって
   、連続する画素の走査信号としきい値信号が印加され、
   これらはアドレシング装置によってアドレスされたしき
   い値メモリ中に蓄積され、走査信号の値が同時に印加さ
   れたしきい値を越える場合に、この比較器が１つの値を
   有する２進出力信号を生成するものにおいて、 アドレシング装置（３６）は走査信号の印加と同期して
   いる計数クロックを受信するカウンタを含み、かつしき
   い値メモリ（３４）中のすべてのしきい値を次々とアド
   レスしかつ読出し、かつ新しい各画像ラインの始まりで
   しきい値メモリ（３４）を新しいアドレスでアドレスす
   ることを特徴とする装置。 ４、新しい各ラインで生起するラインクロックがカウン
   タ（４０）を、ラインカウンタ（４４）によってアドレ
   スされるスターテイングメモリ（４２）によって読取ら
   れるスターテイングアドレスに設定し、このラインカウ
   ンタはラインクロックによって増大されていることを特
   徴とする、特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ５、スターテイングメモリがラインカウンタ（４０）そ
   れ自身であり、そのカウンタ出力（４１）は変化した意
   味を持つカウンタに対する同時スターテイングアドレス
   を供給することを特徴とする、特許請求の範囲第４項に
   記載の装置。