JPS63209843A - 画像再生装置及び画像デ−タの処理方法 - 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】 （発明の背景） テレビジョン、ディスプレイパネルの上に再生される画
像又はプリンティングシステムによって再生される像の
品質は、トーンスケール、画像の鮮鋭度（ｓｈａｒｐｎ
ｅｓｓ）及び粒状性（ｇｒａｉｎｉｎｅｑｓ）の３つの
特性から判断される。ディスプレイパネル、テレビジョ
ンモニター及びドツトマトリックスプリンター等のデジ
タル式の画像再生装置の場合、これらの特性は再生装置
システムのパラメータによって直接左右される。トーン
スケールの画像品質は、原図から再生画像へのグレース
ケールの変換を規定するそのシステムのトーン再生曲線
と、そのシステムが再生することのできるグレーレベル
の数との両者に依存する。鮮鋭度のファクターは、再生
装置のＸ及び７分解能による影響を直接受ける。分解能
が高い装置では、−ａ的にＭ細なデテールをよりよく再
生することができ、これによってより鮮鋭な画像を作る
ことができる１粒状性はこれら画像のノイズに関するも
ので、通常は処理と関連するもので、元の画像の部分と
は関係ｈイフ５・Ｌｌ イメージ処理、すなわち画像処理の目的は、各ピクセル
の位置において、幾つかあるサイズドツトの一つをディ
スプレイ又はプリントすべきか否かを決めることにあり
、このようにして再構成された画像が原図に近づく様に
する。シュン　オキャとユキエ　ｌ・クナガはジャーナ
ル　サブ　イメージングテクノロジー、】９８４年４月
発行、第１０巻、ＮＯ１２、「サーマルインク転写の画
像形成方法を用いたブレーンペーパへのグレースケール
プリンティング」の中で、画像再生のために３つのレベ
ルの画像処理アルゴリズムを行なうことを記載している
。

その他２値が固定されたサイズプリントドツト又はディ
スプレイスポットにデジタル画像処理アルゴリズムを用
いることは知られている。これらは、幾つかの画像の種
類、例えばテキスト描画、ライン描図、連続したトーン
画像、及びハーフトーン絵等のタイプの像については、
うまく再生することができる。１７かし、これらは全て
のタイプの画像について、うまく再生するということば
できない、現在のプリンターやディスプレイでは、ドブ
ｌ−分解能が不十分であるため、印刷産業のハーフトー
ン技術については模写精度に劣る。従って、プリンター
やディスプレイのこれら欠点を克服し、あらゆる種類の
画像を高品質に再生できれば非常に有利なものとなるで
あろう。

（発明の要約） 本発明においては、入力画像データはスキャニングされ
た画像データでもよいし、或は又数学的に規定された物
体から計算した画像データのいずれでもよく、該画像デ
ータは後の演算処理のなめに、先ず更に適当な数単位に
変換される。変換はルックアップテーブルを通じて行な
われる。このテーブルは所定のどんなトーンレベルのエ
ンハンスメントをも包含するように作られている０次に
、画像データの１頁が先ずピクセルの連結ブロックに分
割（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）され、各ブロックは更にもっ
と小さなザブブロックに分割され、これは】、ピクセル
の最も小さ−なサブブロックになるまで続けられる。

各ブロックに対して、スクリー・・ン機能が変換された
画像データに加えられて処理が行なわれる。

スクリーン機能は一定のグレーレベルの領域（ａｒｅａ
３）に対して所定のハーフト・−・ンスクリーン模様を
形成できるように構成したものであるが、鮮鋭なグレー
レベルのコントラストをもった、高い空間周波数の領域
には影響を与えない。画像処理の計算はエラー最小化（
ｅｒｒｏｒ　ｍｉｎｉｍｉｚａＬｉｏｎ）の概念に基づ
いて繰り返し行なわれ、続いて行なわれるステップにお
いては各ステップを追加させて先のステップの画像デー
タの近似精度を向」−させていくのである。

第１のステップにおいて、各ピクセルの画像データにつ
いて、出力デバイスの中で幾つかの利用しうるプリント
可能なレベルの最も近い二つと関連させて計算が行なわ
れる。一般的には一方はオーバープリンティングを表わ
し、他方はγンダープリンティングを表わす。画像デー
タに近い方のプリント可能なレベルが第１近似として選
択される０次のステップにおいて、小さなサブブロック
を構成する幾つかの連結ピクセルを一緒に検索して、そ
のサブブロックの画像データ近似のエラー和を最小化さ
せるやこれは、あるピクセル位置における第１のプリン
ト可能な選択を、別のものと交換することによって行な
われ、それら位置における画像データ近似のエラーは大
きくなるが、サブブロック全体の画像データエラーの合
計は集められて小さくなる。

次のステップにおいて、幾つかの小さなサブブロックを
隣り合せで連結し更に大きなサブブロックを形成し、こ
の大きなザブブロックが一緒に検索されその画像データ
近似のエラー和の最小化が行なわれる。この処理では、
まず小さなサブブロックのどれか一つが決められ、次に
サブブロックの中のどのピクセル位置において、プリン
ト可能な選択を別のものと交換するべきかが決められる
。

この処理はより大きなサブブロックのトータルエラー和
が最小になるまで繰り返される。ピクセルから構成され
る前記のより大きなサブブロックに対するエラー最小化
の手続きが続けられてゆき、最大のブロックのエラー最
小化が実行され、ブロック全体のトータル画像データプ
リントエラー和が得られるや 本発明の新規な特徴は特許請求の範囲に規定される。し
かしながら、本発明は、添付の図面を参照しながら記載
する以下の実施例の詳細な説明によって最もよく理解す
ることができる。

（実施例の詳細な説明） 第１図に於て、再生装置は画像ディスプレイ、即ち画像
支持装置（１０）の上に画像を含んでいる。

ディスプレイ（１０）は光〈１２）によって照明されて
いる。像はＣＣＤスキャナー（１４）によって走査され
、グレースケール値（１６）の画像データが作られる。

ＣＣＤスキャナーは、一般的には分解能の高い電子デジ
タル式カメラを用いることができ、例えばデータコピー
モデル６１０、或はエイコニクススキャン７７／９９Ｍ
のデジタル画像処理ビジコンカメラ等が挙げられる。

予め描かれであるトーン再生曲線（１８）に基づいて、
画像はプロセッサー（２０）の中で濃度値（ｄｅｎｓｉ
ｔｙ　ｖａｌｕｅｓ）　　（１９）のデータセットに変
換される。

プロセッサーは、以下に記載する指令に基づいて、コー
ドで表された像をデコーダ（２１）に出力する。

この像の１・−タルアレイレベルに於ける濃度エラーは
最小である。デコーダ（２１）によってドロップオン式
のインク　ジエツ１−（２２）がコントロールされ、媒
体（２４）の上に再生画像（２３）が形成される。

本発明は上記装置との関連において説明するが、当該分
野の専門家であれば、マイクローストラクヂャー制御技
術に於て用いられる一般的な処理アルゴリズムは、グラ
フィックアート、コンピュータグラフィックス及び画像
のファクシミリ転送においても多く適用できることは理
解されるであろう。テキストグラフィックスやラインゲ
ラフィックスの場合、適当な入力ピクセル（ｐｉｘｅｌ
）データは、テキスト又はラインゲラフィックスの像が
占めるパーセントピクセル領域である。本発明をテキス
ト及びラインゲラフィックス画像データ処理に適用する
と、別名が付けられることな（（ａｎｔｉ−ａｌｉａｓ
ｉｎｇ）、補正されたプリントデータが自動的に作られ
る。これは、中間のグレープリンｌ−濃度又は色強度（
ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）　Ｉ／ベベル計算手続きが行なわ
れ、最適なプリントデータを作ることができるからであ
る。

より具体的には、本発明は電子広告システムに於ける非
衝撃式のプリンターに適用することができる。更に又、
コンピュータディスプレイ及びファクシミリ装置にも応
用するごとができる。カラー印刷は、３つの単色画像７
を１、シアン、マゼンタ、イエローの３原色に重ね合わ
せたものとして見られることができる。本発明は、ハー
フトーンが異なりドツトがランダムに配置された模様を
用いて、これらの単色画像を作ることができるから、単
一色の像を重ね合わせてもモアレ模様を呈することはな
い。本発明は又、コンピュータの操作システムの中にグ
ラフィックスオペレータとして内蔵させ、スキャニング
された画像やテキスト及びラインゲラフィックスを自動
的に演算処理することができる。

再生装置は、入力画像データを、計算処理に適当な単位
への変換を行なうルックアップテーブル機能（１８）を
含み、さらにその上に、画像処理アルゴリズムを実行す
る画像処理指令手段と、マイクロースドラクチャ−制御
を行なう技術を含んでいる。

胆ツクアＬ工孟：ゴθＬｌ）韮−戊〜 入力画像データはスキャナーによって作られた色強度の
データでもよいし、テキスト又はラインゲラフィックス
の場合のように数学的に計算して得られた幾何学形状か
らのデータでもよい。前者の場合、色強度単位の測定値
から得られる入力データを、所定のトーンレベルのエン
ハンスメント（ｅｎｈａｎｃｅ…ｅｎｔｓ）を内蔵した
画像処理計算装置の中で使われる単位の入力データに変
換する必要がある。このような変換を実行する手続きに
ついては、第２図をもとに以下に説明する。後者のデー
タの処理については自明であるからここでの記載は省略
する。

第２図の（ａ）乃至（ｄ）は色強度の入力データを実際
の画像処理計算に使用されるドツト濃度単位のデータに
変換する主なステップを示している。第２図（ａ）は強
度から濃度へ変換される入力画像データ（ｉｎｐｕｔ　
ｉｍａｇｅ　ｄａｔａ）を示している。第２図（ｅ）は
、実際のプリンタデータについて、ドツト濃度と測定さ
れたトーン濃度との関係を示している。

これは、一定のドツト濃度値を入力として用い、画像処
理の出力に基づいてプリントされた領域のトーン濃度測
定値から得られる。第２図（ｂ）は入力トーン濃度から
出力トーン濃度へのトーン濃度変換曲線であり、使用者
はこの曲線から所望の画像エンハンスメント効果を得る
ことができる。これら３つの曲線を組み合わせて得られ
た複合的な関数を第２図（ｄ）に示しており、これによ
って、入力された所定の色強度をドツト濃度に変換する
ことができる。それはプロセッサー（２０）のメモリー
の中に内蔵させるため、−ａ的にはルックアップテーブ
ルの形で与えられる。

コンピュータディスプレイの場合、同じようにして、濃
度単位よりはむしろ色強度についてルックアップテーブ
ルを作ることが出来る。最後に、テキストフォント（ｆ
ｏｎｔｓ）やラインゲラフィックスの場合、自然の入力
単位はグラフィックストロークが占めるパーセントピク
セル領域（ｐｅｒ　ｃｅｎｔｐｉｘｅｌ　ａｒｅａ）の
範囲である。ルックアップテーブルは同じようにして、
パーセントピクセル領域範囲とドツト濃度値のそれとの
関係をセットアツプすることができる。

環アルゴリズム 入力画像データの画像処理計算を行なう前に、先ずドツ
ト濃度単位に変換される。このドツト濃度単位は計算の
ために選ばれた単位である。例えば、ドツト濃度は０と
１の範囲内にある標準化された理論濃度値として通訳さ
れる。なお、０はプリントされたドツトがない場合、１
は黒くプリントされたドツトの場合に相当する。プリン
ターは多数のプリント濃度レベル（又は不連続なドツト
サイズ）が可能であると仮定し、これらはドツト濃度単
位の中にｄ。、ｄｌ、・・・ｄｎの値が割り当てられる
。ｎ＋１はプリントレベルの番号であり、その最小値は
２進数の場合は２である。現在の規約（ｃｏｎｖｅｎｔ
ｉｏｎ）によれば、プリントレベルｄ０とｄｎは、標準
化されたドツト濃度値０と１に夫々相当する。

中間値ｄ１・・・ｄｎ−１の割当ては白と黒の間におけ
るそれらプリント濃度のグレイレベルに従って決められ
る。

ドツト濃度単位に於ける画像データのページは、連結さ
れた画像データのブロック（第５図（ａ）乃至（ｅ））
に分割される。このように選択できるブロックはたくさ
んある。最も単純な形は正方形（第５図（ｄ）及び第５
図（ｅ））、即ち矩形のマトリックス画像データブロッ
クである０画像データブロックの他の形態としてダイヤ
モンド型（第５図（ａ））にすることもできる、その基
準は、画像ページの各画像データ及び全ての画像データ
が、選択された分割画像データブロックの一つ及びただ
一つの中に含まれていなければならないこととする０次
に、適当に選択された小さな数値（第５図（Ｃ）及び第
５図（ｅ））からなるスクリーン機能が画像データブロ
ック（第３図（、）及び第６図（ａ））に加えられる。

小さな数値は画像のトーンレベルを実質的に変えるもの
でないが、それらは配置されるドツトの配列に影響を与
え、その結果、ハーフトーンの模様は一定した濃度の画
像領域上に自動的に形成される。

画像の処理計算において、画像データの各ブロックは個
々に処理される。画像データの各ブロックはサブブロッ
クに分割され、各サブブロックは更に小さなサブブロッ
クに分割されていき、一つ一つがピクセルとなる最も小
さなサブブロックに分割される。計算の目的は、各ピク
セル位置におけるプリント濃度レベルの一つを、そこで
の画像データに対する近似値として選択することにある
。

どの近似値を選択するかは、エラーの最小化原理を、最
初は１個のピクセルに、次に更に大きなサブブロックレ
ベルへと繰り返し適用していくものであって、このよう
にしてブロック全体に対する個々のプリントエラーの和
が最小化されるのである。

計算の手順は次のとおりである。

第１に、全ての画像データは白と黒の間にあらねばなら
ず、従って対応するドツト濃度値は全てｄｏとｄｎの間
にあらねばならない。ブロックの各画像データには、一
般的には二つの連続したプリント濃度レベルがあり、与
えられた画像データをグループ分けされる。これら二つ
のプリント濃度レベル値だけが、その画像データ値に対
する近似値として選択が許容される。即ち、次の計算の
全てにおいて、これら二つの値のどちらか１つがその画
像データに近いものとして選択される、別のプリント濃
度レベルのものはその目的のためには全く使用されない
。画像データがプリント濃度レベルの一つとピッタリ一
致する特別の場合、プリント濃度レベル＋１の、別の適
当な選択が許容される近似候補（ａｐｐｒｏｘｉ請ａｔ
ｉｏｎ　ｃａｎｄｉｄａｔｅ）となる。

別の選択を行なっても計算結果にはどんな影響も与えな
いから、同じプリント濃度レベルのものを再び選択して
もよいし、或は又その次のものを選択してもよい。

第２番目として、上記にて行なった二つの選択の間では
、どちらか一方の値が、与えられた画像データにより近
いのが一般的である。この近さは、画像データと近似候
補との間での違いの大きさとして測定される。最初の計
算イタレーションを通じて、画像データにより近い方の
値が第１選択として選ばれ、他方は第２選択として選ば
れる。この画像データに対する近さが２つの選択値の間
で全く等しい場合、いずれか一方が第１選択として選ば
れる。この第１選択は、−個のピクセルプリントエラー
の大きさを最小のものにする選択値を表すという点にお
いて重要であり、選ばれた第１選択のプリント濃度レベ
ル値を画像データ値から引いたものとして規定される。

第１選択は画像データのドツト濃度値より大きいもので
もよいし、小さいものでもよい。従って、−個のピクセ
ルプリントエラーは正のものでもよいし、負のものでも
よい。画像データ値と第２選択の値との差は、二つの許
容し得る選択によって画像データがグループ分けされる
ため、符号を反対にする必要がある。もう一つの考え方
として、第１選択が画像データのオーバプリントを表わ
す場合、第２ｉ１！択がアンダープリントを表わすこと
もできるし、第１選択と第２Ｊ１！択を入れ替えること
もできる。近似値の第１選択と第２選択を選ぶ計算は、
個々のピクセルプリントエラーの計算と同じように、検
索中のブロックの全ての画像データに対して実行される
。

３番目として、前述の計算は個々のピクセルプリントエ
ラーを最小にするプリント濃度レベルを選ぶのに対し、
このステップでは個々のピクセルプリントエラーが近い
ものを相殺していくことにより、各サブブロックに対す
る平均プリントエラーを最小にすることを目的とする。

そうすることにおいて、最も小さなサブブロックのプリ
ントエラー和を得ることと引き換えに、最も良いピクセ
ルプリント近似値をある程度犠牲にせねばならない。各
サブブロックに対するプリントエラーの和を最小にする
手順は次のとおりである。先ず、サブブロックの中の個
々のプリントエラーの和を計算しその符号を決める。次
に、サブブロックの中で、同一符号の最も大きなプリン
トエラーを有する１個のピクセルの位置が求められる。

第１選択のピクセル位置と第２！！択のピクセル位置が
切り換えられ、次に１個のプリントエラーとサブブロッ
クプリントエラーが再び計算される。この切換えによっ
てサブブロックのプリントエラー和の大きさが小さくな
ると、次にこれがアクセプトされ、同じ手順が何度も繰
り返されてサブブロックのプリントエラーの和は更に小
さくなっていく。このイタレーションは、ピクセル位置
の切換えによってサブブロックのプリントエラー和が小
さくならなくなると終了し、リジェクトされる。サブブ
ロックのプリントエラー和を小さくするための計算は、
与えられた画像データブロックの全てのサブブロックに
対して検索が実行されるべきである。

４番目として、その次に大きなサブブロックの各々に対
するプリントエラーの和が最小にされる。

このサブブロックの各々は、先のセクションの中で構成
される幾つかの小さなサイズのサブブロックを隣り合せ
て連結して構成される。再び、目下検索中のサブブロッ
クのプリントエラーの和が計算されその符号が決められ
る。その後、次に小さなサイズのサブブロックは、符号
が同一で最も大きなプリントエラー和のものの位置が求
められ、その中で符号が同一の最も大きなプリントエラ
ーをもった１個のピクセルについても、その位置が求め
られる。近似値の第１選択のピクセルと第２選択のピク
セルは、位置の切換えが行なわれ、全てのプリントエラ
ーの値は再び計算される。前記の切換えによっても、目
下検索中のサブブロックのプリントエラーの相が小さく
ならなくなると、アクセプトされてエラー値が更新され
る。この計算は、同じサブブロックに対して何度も繰り
返し行なわれ、プリントエラーの和がもうそれ以上小さ
くならなくなるまで行なわれる。終了条件は、再び、プ
リント近似値の第１選択と第２！！択との切換えのりジ
ェツトによって決められ、この時プリントエラーの和は
最小のものが得られている。

最後に、画像データブロック内でサイズが更に大きなサ
ブブロックについても、同じようにエラーの最小化が繰
り返し実行され、検索中のサブブロックが、与えられた
画像データブロックそのものとなるまで行なわれる。計
算終了時において、そのブロックのプリントエラー和の
絶対値は、プリント濃度レベルの増加量の最大の値より
も小さくあるべきである。もし小さくなければ、繰り返
し行なわれたエラー最小化の計算は終了すべきでなかっ
たからである。平均化されたパーセントプリント濃度レ
ベルのエラーの予測は、プリント濃度レベルの最大増加
量を、ブロック内のピクセルのトータル数で割り、それ
に全てのプリントドツト濃度範囲を掛けることによって
得られる。この誤差の予測は画像の処理計算を行なうた
めの分割ブロックの適切なサイズを選択するのに有用で
ある。

プロセッサー（２０）の作用の一例を第４図（ａ）及び
第４図（ｂ）のフローチャートに示している。プロセッ
サーの入力パラメータによってブロックのサイズが設定
される。この実施例では、６×６ピクセルマトリツクス
がデータブロック（３０）（第３図（ａ））を形成して
いる。プロセッサーのパラメータによって、ブロックを
サブブロックに分割し、各サブブロックを単一のピクセ
ルからなるサブブロックに分割する、分割サイズが決め
られる。このようにして、選択によって、６×６ブロツ
クは４つの３×３サブブロツク（３２）　（３４）　（
３６）　（３８）に分割され、各サブブロックは９個の
ピクセルサブブロック（４０）に分割される。尚、画像
データのブロックサイズをこのように選択し、サブブロ
ックに分割することは、発明の理解を容易にするための
例示であることは理解されるべきである。

スタート（１００）　（第４図（ａ））によって、指令
（１０２）が発せられ、画像データブロック（３０）（
第３図（ａ））を形成しメモリーの中に記憶する。画像
データブロック（３０）は、第２図で得られ且つメモリ
ーの中に記憶されたルックアップテーブルに基づいてス
キャニングしたデータの対応する入力から得られる０本
発明のドツト位置の特徴を以下に明らかにするための実
施例において、画像データブロックは一定の濃度ブロッ
クの代表サンプルとして同一のピクセル値０．７から構
成している。

次に、指令（１０４）が発せられ、ブロック（３０）（
第３図（ａ））のピクセルの値を、メモリーの中に記憶
されたプリント濃度レベルのテーブル（４２）　（第３
（ｂ）図）と比較し、ブロック（３０）に対応させ、ピ
クセル（４０）の近似値として第１ブロツク（４４）　
（第３図（Ｃ））と第２ブロツク（４６）（第３図（ｆ
））を作る。

これらの値も又、メモリーの中に記憶される。プロセッ
サーは、プリント濃度レベルを決めてピクセル（４０）
の値をグループ分けし、第１近似値として０．５を選択
する。これは、０．７のピクセル値に対して、０．５の
方が第２近似値として選択される１、０よりも近いから
である。

次に、指令（１０８）が発せられ、第１近似ブロツク（
４４）（第３図（Ｃ〉）のピクセル値を、画像データブ
ロック（３０）（第３図（ａ））のピクセル値から代数
学的演算によって減じ、対応するブロック（４８）のピ
クセルプリントエラー（第３図〈ｄ））を決めてメモリ
ーの中に記憶させる。３×３サブブロツクのピクセルプ
リントエラー和の各位（第３図〈ｄ））が加えられて、
ブロック（５０）（第３図（ｅ））の３×３サブブロツ
クのエラー和を作り、メモリーに記憶する。各３×３プ
リントエラー和のブロックは、＋１．８（９Ｘ０．２）
の値となる。

第２のイタレーション（１０８）　（第４図（ａ））で
は、３×３プリントエラー和（第３図（ｅ））は第１の
１Ｘ４区画部であるブロック（３２）が先ず最小化され
る。この最小化手続きは一度に一つのピクセルずつ、繰
り返し行なわれる。次に指令（１１０）が発せられ、検
索中の１Ｘ４区画部の３×３プリントエラー和の符号が
決められ、正（＋）（第３図（ｅ））であることが分か
る０次に、指令（１１２）が発せられ、同じ１Ｘ４区画
部（３２）の中で、同一符号（＋）の中の最大のプリン
トエラーをもったピクセルが探し出される。ここで、ピ
クセルのプリントエラー値は全て等しいため、選択は処
理順序によって行なわれる。通常の処理順序は行（ｒｏ
ｗｓ）毎に行なわれ、各行の中では左から右に向かって
処理される。従って、最初に処理される要素は第１行、
第１列（Ｃ０１ｕｍｎ）のものである０次に、指令（１
１４）が発せられ、当該ピクセル位置における第１近似
値と第２近似値（第３図（ｅ）及び第３図（ｆ））とが
入れ替えられ、１個のピクセルプリントエラーを先ず再
計算し、次にその１／４区画部の新たな３×３エラー和
を計算し、全ての結果をメモリーに記憶させる。このと
き、第１行第１列の位置にあるピクセルは第１近似値が
１、第２近似値が０．５、ピクセルプリントエラーが−
０，３、そして第１の１／４区画部のプリントエラー和
は１．３である。１／４区画部の３×３プリントエラー
和の新たな値は明らかに小さくなっている０次に指令（
１１６）が発せられ、計算完了後の値が先の３×３プリ
ントエラー和を小さくしたかどうか判断される。先の３
×３プリントエラー和を小さくしたものであるとき、指
令（１１０）に戻り、指令（１１０）乃至（１１６）が
繰り返されて第１の１／４区画部の３×３プリントエラ
ー和が最小値になるまで小さくしていく。

本発明の実施例では、２回目の指令（１１０）乃至（１
１６）が実行されると、第１行第２列のピクセル位置で
別の切換えが行なわれ、３×３プリントエラー和は更に
小さくなって０．８となる。再び、（１１６）の指令に
よって、更に指令（１１０）乃至（１１６）が繰り返し
実行されて３×３プリントエラー和は更に小さくなる。

この繰返しを４回実行した後、第１の１／４区画部の中
の最初の４つのピクセルは全て第３図＜ｇ）および第３
図（ｋ）に示すように切り替えられ、それらのプリント
エラーは−０，３（第３図（ｈ））に変わり、３×３プ
リントエラー和は一〇、２（第３図（ｉ））に変わる。

４回目の実行によってもまだ３×３プリントエラー和が
先の値から小さくなっているときは、（１１８）の指令
を受けて、指令（１１０）以下が再び実行される。しか
しながら、このときに得られる新たな３×３プリントエ
ラー和は大きくなる。従って、（１１６）からの指令は
ノーとなり、指令（１１８）が発せられて最後の切換え
をリジェクトし、全ての近似値は先の切換え値に戻され
る。これによってその１／４区画部の３×３プリントエ
ラー和の最小化は終了する。

次に、判断（１１９）によって３×３プリントエラー和
の最小化は全て終了したかどうか決められる。

ノーの場合、指令（ｔＯＳ）に戻り、（１０Ｂ）乃至（
１１Ｂ）のステップが繰り返される。これは、１／４区
画部の中に残っている３×３プリントエラー和が同じよ
うに最小化されるまで行なわれる。全ての３×３プリン
トエラー和が最小化されると、第１近似ブロツク（５２
）（第３図（ｇ））、第２近似ブロツク（５４）（第３
図（ｋ））、ピクセルプリントエラーブロック（５６）
（第３図（ｈ））は全てブロック（５８）（第３図（ｉ
））の４つの３×３プリントエラー和を最小化した値で
あると判断される０判断（１１９）によって、全ての３
×３プリントサブブロツクが最小化されたものと判断さ
れると、指令（１２０）が発せられ、画像データブロッ
ク（３０）の６×６プリントエラー和（第３図（ｊ））
を、最も新しい３×３プリントエラー和の値として作成
し、第３のイタレーションによって６×６プリントエラ
ー和の最小化が始められる。

第３のイタレーション（１２２）にて、指令（１２４）
が発せられ現在の６×６プリントエラー和のブロック（
６０）（第３図（ｊ））の符号が最小化されているかど
うかを決める。次に、指令（１２６）が発せられ、間１
′、＃暑の中て・どの１／４区画部が最大の３×３プリ
ントエラー和を有するかを決める６本発明の実施例では
、それらは全て等しいため、第１番目の１／４区画部が
選択される０次に指令（１２８）が発せられ、ブロック
（５８）（第３図（ｈ））の第１番目の１／４区画部の
中で同じ符号（−）の内最大のプリントエラーをもった
ピクセルが探し出される。

ここで、第１行、第１列の位置にある第１のピクセルが
選択される。指令（１３０）が発せられ、その位置にお
ける第１の近似値と第２の近似値とをスイッチし、その
位置における新たなピクセルプリントエラーを計算しく
第３図（１）、第３図（ｐ）および第３図（ｍ））と、
第１の１／４区画部（第３図（ｎ））の新たな３×３プ
リントエラー和が計算される。

得られた新たな６×６プリントエラー和は−０，３とな
る。次に、判断（１３２）が発せられ、新たな６×６プ
リントエラー和が先の値よりも小さいかどうか決められ
る。イエスの場合、指令（１２４）に戻され、６×６エ
ラー和が最小になるまで指令＜１２４）乃至（１３２）
が繰り返し実行される。実施例において、２回目の繰り
返しによって、第２の１／４区両部の中の第１のピクセ
ル位置で切換えが行なわれる。このようにして、第１近
似ブロツク（６２）（第３図〈１））、第２近似ブロツ
ク（６４）（第３図（ｐ））およびピクセルプリントエ
ラーブロック（６６Ｎ第３図（ｍ））が新たな３×３プ
リントエラー相ブロツク（６８）（第３図（ｎ））と新
たな６×６プリントエラー和（第３図（０））を生ずる
。しかしながら、第２の繰り返しによって先の６×６プ
リントエラー和は更に小さくなるため、再び指令（１２
２）に戻され、指令（１２４）乃至（１３２）がもう一
度繰り返される。しかしながら、今度は切換えによって
新たな６×６プリントエラー和は大きくなるから、リジ
ェクトされ、その判ＩｔＩｒ（１３２）はノーとなる。

判断（１３２）がノーの場合、指令（１３４）が発せら
れ、全ての値は先の切換え時の値に戻され、出口（１３
８）に指令される。

指令（１３６）から出ていくと、画像データブロックの
最小の６×６プリントエラー和が決められる。

最終の第１近似ブロツク（６２）（第３図（１））がデ
ータとして記憶され、それに基づきプリント指令が発せ
られ、デコーダ（２２）の中をデコードし、元の画像デ
ータブロックを再生する。

上記の処理アルゴリズムによって、全体の画像データブ
ロック（３０）に対し、平均化されたプリントエラーは
実質的に小さくなる。しかしながら、この技術から得ら
れるドツト配置模様は、それでも、例えばＴＶデジタル
ディスプレイに必要とされる精細なプリント品質を得る
ことができない。

その理由は、第３図（ａ）乃至第３図（ｏ）の実施例で
用いられるような比較的一定した画像濃度の中では、画
像の内容よりはむしろ実行順序によってドツトの配置が
決まるからである。従って、以下に記載するマイクロス
トラクチャーのコントロール機構が用いられる。

マイ　ロストラフ　ヤーコントロール 濃度が一定の画像領域の中では、ドツトの配置は各ピク
セルの濃度値よりはむしろ、その位置による影響の方が
大きい。即ち、最初にプロセッサーによって探索された
これらのピクセル位置がドツトをゲットする。より優れ
た画像品質を得るために、ドツトの配置が重要であり、
これは特に選択されたハーフトーン又はなめらかなラン
ダム模様のどちらかをフォローしていかなければならな
いことが分かった。−従って、濃度が比較的一定した画
像領域に対しては、ある程度なめらかに見えるＰＡ様に
ドツトを割り当てることが望ましい。一方濃度変化が急
な画像領域に対しては、ドツトは画像内容の変化を反映
できるように割り当てるべきである。この目的を達成す
るため、二つの新規な技術を以下に記載する。先ず第１
は、ドツトの配置に作用するスクリーン機能を追加して
画像データブロックを予め処理し、濃度が比較的一定し
た画像領域だけに特定の模様を形成するのである。

これは、平均化された局部濃度を変えないで行なわれる
。第２は、なめらかなランダムドツト模様を得るために
計算ステップに変更（ｍｏｄｉｆｙ）を加えることであ
る。

第５図（ｂ）は、画像データが一定濃度の領域を表わす
とき、ハーフトーンの中にドツトを配置す計算は、先ず
１の位置、次に２の位置というようにしてプリントされ
たドツトを与えていくことが望ましい。ハーフトーンに
与えられるドツトのトータル数がそこでのセルの数より
も小さい場合、大きな番号でマークされたこれらのセル
はブランクのままで残される。

スクリーン機能によって、画像データブロックのエント
リーはすべてが略同じであるかどうかが＠開される。こ
のシナリオの中では、プロセッサーによって特定のピク
セル位置にドツトが与えられるチャンスは、その値を別
のものよりも人為的に大きくすることによって高められ
る。同じようにして、画像データ値が小さくなると、そ
のピクセル位置におけるドツトをゲットするチャンスが
少なくなる。従って、第５図（ｃ）のようなスクリーン
機能が画像データに加えられると、第５図（ｂ）に示す
様にハーフトーンセルの中心からスター１〜する優先順
序に基づいてプリントドツトが割り当てられていく。

：ゴ　■Ｉ　　ｈ　ｌ　）　＼　ｔｘ　　、１＋　Ｊｅ
　　＋−τ　ｈ〜　ｔｈ　ｆ、−令　ｈ　　　　　ｗ　
　ｈ　　ｌ↓々ＭＡ図（ａ）及び第４図（ｂ）の処理ア
ルゴリズムによるドツト配置のオーダに影響を与えるこ
とのみを目的として選択されるもので、各ピクセル位置
における画像濃度を実質的に変えるのに十分な大きさの
値であっては決してならない。デルタとして選択される
望ましい値はスキャナーのノイズレベルと略同じである
。従って、本発明のスクリーン機能と、従来のスクリー
ン機能との間には、本発明のスクリーン機能の数値が比
較的小さな数値であり、開示された処理アルゴリズムと
共に用いられたときにだけ有効なものとなって一定濃度
のエントリーをもった画像データブロックのドツト配置
に影響を及ぼす点において、本質的な相異がある。濃度
エントリーの変動が大きな画像データブロックの場合、
ドツトは画像データ濃度値に基づいて配置されるが、こ
れはスクリーン機能の数値が十分に小さくどんな変化も
生じさせる大きさではないからである。従って、スクリ
ーン機能と演算アルゴリズムを組み合わせることによっ
て、一定濃度の画像領域の上にハーフトーンセルの模様
を作ることができるし、又濃度値を大きく変えることに
よって鮮鋭なエッチを表わし細かな画像デテールを作る
こともできる。

計算の便宜を図るためには、ダイヤモンド型のデータブ
ロック（第５図（Ｃ））よりはむしろ、第６図（ａ）乃
至第６図（ｐ）の６×６画像データブロックを用いるこ
とがより容易である。ここでは、各６×６ブロツクは１
つのハーフトーンのセル（７２）と、該セルに隣接した
４つのハーフトーンのセルの要素を含んでいる。６×６
ブロツク（７４）（第５図（ｅ））のスクリーン機能は
第５図（ｃ）と第５図（ｄ）を組み合わせて得られたも
のである。第５図（ｃ）及び第５図（ｅ）は両方共すべ
てのエントリーの和はＯであることは認識されねばなら
ない、即ち、スクリーンａ！能を画像データに加えても
画像データブロック内のプリントされたドツトの数を変
えることにはならない、従って、スクリーン８１能は画
像データブロックの平均化されたプリント濃度を変えな
い。

この実施例において、プロセッサーへのパラメータ入力
は、第５図（ｅ）の１個のピクセル値を有するスクリー
ン機能ブロックを含んでおり、ここでデルタ値は＋０．
０１である。指令（１０２）　（第４図（ａ））は、ス
キャニングして得られたデータを対応する入力信号とし
、該入力信号から画像データブロック（３０）　（第３
図（ａ））を作成し、これをメモリーの中に記憶させる
ものであるが、この指令（１０２）にはスクリーン機能
ブロック（第５図（ｅ））を代数学的に加算し、変更さ
れた画像データブロック（３０’　）（第６図（ａ））
を作ることを含んでいる。

フローチャートの残りの指令は同じである。これは第６
図（ａ）乃至（ｐ＞に関する説明によっても明らかなも
のとなるであろう、第１近似ブロツク（４４’　＞（第
６図（Ｃ））と第２近似ブロツク（４Ｂ’　）（第６図
（ｂ））の値は対応するブロック（４４）（４６）（第
３図（ｃ）及び第３図（ｆ））の近似値と同じであるが
、ピクセルプリントエラーブロック（４８’　）はスク
リーン機能ブロックの影響を受けて異なることは理解さ
れるであろう、さらに、ブロック（５０’　）、６図（
０））の３×３プリントエラー和と、６×６プリントエ
ラーブロツク（６０’　）及び（７０’）（第６図（ｋ
）及び第６図（ｐ））の値は、対応するブロック（５０
）、（５８）、及び（６８”Ｉ及び（６０）及び（７０
）　（第２（ｅ＞図、第２図（ｉ）、第２図（ｎ）、及
び第２図（ｊ）及び第２図（ｏ））の値と同じである。

しかしながら、最終的なドツト配置模様（第６図（１）
）は第２図（Ｉ゛）のものと異なっている。にもかかわ
らず、ブロックのドツト数とブロックのプリントエラー
和は、同じままである。　第５図（ｅ）の実施例は同じ
画像ページからなる画像ブロックの全てに用いられるも
のであるが、スクリーン機能の概念は変化しうるちので
あって可変性のスクリーン機能を含むものである。従っ
て、スクリーン機能によって一つの画像データブロック
から別の画像データブロックに変えることもできる。こ
れは、角度が任意なハーフトーンのスクリーン模様が望
ましいときに必要となることがある０画像ページ内にあ
ける各画像データブロックに対しては、異なったスクリ
られ、画像処理を行なう前に指令（１０２）によって画
像データに加えられる。このように構成したことによっ
て、画像データブロック内におけるドツト配置の順序が
決められ、この設定されたドツト配置順序に基づいて、
順番に小さくなる数値がブロックに割り当てられていく
。

マイクロストラクチャーの制御に関する第２の技術の一
実施例を第７図（ａ）乃至第７図（Ｖ）に示している。

これは、なめらかでランダムに一定の間隔を空けて設け
たドツト模様を形成するための技術であり、例えば、画
像データの４本のライン（２００）を含み、その処理は
４Ｘ１ピクセルのブロック（２０２）の中で実行され、
第７図（ａ）に示すように、画像ページの左端から右の
方に向かって行なわれる。後の計算において、４×１ブ
ロツクは、先ず、二つの２×１サブブロツクに分割され
、各２×１サブブロツクは更に二つのピクセルブロック
に分割される。このピクセルブロックは最小のサブブロ
ックである。

この実施例の計算に於て、主な変更点は、行の累積エラ
ーを本発明のプリントエラーに加えてプリントエラーを
変更させ、その後エラーの最小化計算を行なうことにあ
る。従って、最初は左端位置における累積エラー和は全
て０である。

次に前述のフローチャートと同じように、指令が発せら
れて画像データブロック（２０４）（第７図（ｂ））が
形成され、画像データ（第７図（ｂ））の値に累積され
た行エラー和（２０６）（第７図（ｄ）〉を加え、変更
された画像データブロック（２０８）（第７図（ｅ））
を作るのである０次の指令によって画像データブロック
（２０４）（第７図（ｂ））のデータと、プリント濃度
レベル（２１０）（第７図（Ｃ））のテーブルと比較が
行なわれ、第１及び第２近似プリント濃度レベルの候補
を選択し、各画像データ値のグループ分けを行なう、変
更された画像データに近い方の候補が、ブロック（２１
２）（第７図（ｆ））に示すように、第１プリント近似
値として選択される。もう一つの選択は、ブロック（２
１４）（第７図（ｇ））に示す第２近似値となる。

次の指令が発せられて、変更画像データ（第７図（ｅ）
）から第１近似データ（第７図（ｆ））が代数学的に減
じられ、ピクセルプリントエラーブロック（２１６）（
第７図（ｈ））を形成する。第１のイタレーションを終
了させるため、指令が発せられて２×１ブロツク（２１
８）　（２２０）を形成し、その値を加えて２×１エラ
ー和（第７図（ｉ））のブロックを形成する。

２×１プリントエラー和（２１８）及び（２２０）（第
７図（ｉ））を最小化するための第２のイタレーション
が実行され矢印で示すごとく進んでいく。ブロック（２
０８）　（第７図（ｅ））の変更画像データを形成する
ために、累積された行のエラーを画像データに加えると
、値がプリントできる範囲から外れることもあるため、
切換えを行なうピクセルの候補は更に追加の条件に従わ
なければならないことが必要になる。即ち、そのピクセ
ル位置において、第１近似値から第２近似値を差し引い
て得られる数値の符号はサブブロックのエラー和の符号
と反対であらねばならない、もしそうでなければ、ピク
セルは候補としてリジェクトされ、別のピクセルが−和
がこのようにして最小化されると、次に４×１エラー和
のブロック（２２２）が決められる。第３のイタレーシ
ョンが実行されて、４×１エラー和（第７図（０））が
最小化される。実施例では、最小化された値そのままが
ブロック（２２４）　（第７図（Ｕ））の中に記載され
ている。そうでなければ、イタレーションは、最小の４
×１エラー和が決められるまで、第２近似値を選択的に
取り替えながら続けられる。

最後に、ブロック（２２６）　（第７図（Ｓ））の最新
のピクセルプリントエラーがブロック（２２８）（第７
図（ｐ＞）の変更画像データとブロック（２３０）（第
７図（ｑ））の最新の第１近似データの差として得られ
る。ブロック（２２８）（第７図〈Ｓ））のピクセル値
は新たに累積された行エラー和のブロック（２３２）　
（第７図（Ｖ））を形成し、次の画像データブロックの
計算に用いられる。

本発明の実施例では、４×１画像データブロックを用い
たが、各ブロックが更にネスティングされたサブプロ・
ツクに分割されるのて′訊ｈ　ｊｆ　　羊搏きはイメデ
ィエイトゼネラリゼーション（ｉｍｍｅｄｉａＬｅ　ｇ
ｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ）によってＭＸＮピクセル
ブロックにすることもできる。ピクセルは行が多く列の
少ないもの、例えば８行×１列又は９行×２列のものを
用いるのが望ましい。

当該分野の専門家であれば次の点は理解されるであろう
。即ち、カラー印刷は三つの単色像（シアン、マゼンタ
、イエロー）を重ね合わせることにより見られるもので
あるが、本発明は異なるハーフトーン及びランダムドツ
ト配置模様を用いてこれら単色像を作るために用いるこ
とができるから、重ね合わされた単色像はモアレ模様を
呈しない。

本発明の幾つかの実施例について説明したが、当該分野
の専門家であれば、本発明の範囲から逸脱することなく
、図示した構造及び説明の詳細について種々の変形を加
えることはできるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像再生装置を示すブロック図、第２図は初期
のスキャナーによる色強度データから計算のために運択
した単位に変換を行なう画像データの説明図、第３図は
本発明の計算手順を示す図、第４図はプロセッサーの作
用を示すフローチャート図、第５図はスクリーン機能の
構成を示す図、第６図は第２図と同じ画像データのドツ
ト配置にスクリーン機能が及ぼす影響を示す図、第７図
はランダムドツト模様の計算手順を示す図である。 （１０）・・・ディスプレイ　　　（１２）・２．光（
１４）・・・ＣＣＤスキャナー　（２０）・・・プロセ
ッサー（２２）・・・インクジェット　　（２３〉・・
・再生画像（２４）・・・媒体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］（ａ）１シーンの画像データの各ピクセルに対す
   るグレースケールのピクセル値を作る ための画像データ手段と、 （ｂ）ドット位置を決めるためのマイクロストラクチャ
   ー制御手段及び、グレースケー ルのピクセル値に応答して不連続なハーフ トーン像の各ピクセルのプリンティングドット信号を選
   択的に作り画像のグレースケー ル再生を向上させるためのプリンティング ドット信号発生手段を含んだデータ画像処 理手段、 とを備えていることを特徴とする画像再生装置。 ［２］１シーンのスキャニングを行ない、そのシーンを
   表わす色強度データを作る手段と、 色強度データを、白と黒の間のプリント濃度グレーレベ
   ルを表わすドット濃度単位に変換させる手段と、 スクリーン機能を画像データに加える手段及び、該スク
   リーン機能によつて変更されたグレースケールピクセル
   値に応答して不連続のハーフトーン像の各ピクセルのド
   ット信号を選択的に作り画像のグレースケール再生を向
   上させるための手段を含む処理手段と、 処理されたドット濃度値をシーンを表わす色強度データ
   に変換させるためのデコーディング手段と、 シーンを表わす色強度データに応答して画像を再生する
   手段、 を備えていることを特徴とする画像再生装置。 ［３］画像データブロックの各ピクセルの第１プリント
   濃度レベルと第２プリント濃度レベルを決め、前記第１
   及び第２プリント濃度レベルはピクセルの濃度レベルの
   上下範囲内にあり、ピクセルの値に最も近いものを第１
   プリント濃度レベルとしており、 データ画像のピクセルと、ブロックの対応する第１近似
   ピクセルプリント濃度値との間のエラー値を用いてデー
   タ画像ピクセルプリントエラーブロックを形成し個々の
   ピクセルプリントエラーを最少化し、 最も小さなグループのサブブロックの各々に対し、サブ
   ブロックの中の個々のプリントエラーの和と符号を決め
   、そのサブブロックの中で符号が同じでプリントエラー
   が最大である１個のピクセルの位置を決め、対応する第
   ２近似値と入れ換え、そのプリントエラーとサブブロッ
   クのプリントエラー和を再び計算し、サブブロックのプ
   リントエラー和が最小になるまで繰り返すことにより、
   平均のプリントエラーを最小化し、及び 画像データブロックと任意の中間サブブロックからなる
   グループの平均プリントエラーを同じように最小化し、
   画像データブロックのピクセルエラー和を最小化させる
   、 ステップから構成されることを特徴とする改良された画
   像データブロックを作る方法。 ［４］各ピクセルデータはドットとしてプリント又はデ
   ィスプレイされ、各ドットが複数の不連続なプリント濃
   度（又は強度）値の一つにプログラミングすることがで
   きる画像データを処理する方法において、該方法は、 （ａ）隣り合わせに並べたアレイの中に画像データを分
   割し、各ピクセルの画像データは アレイの一つ及び唯一の中に含まれており、（ｂ）トー
   ンレベルを高めプリントドット模様のマイクロストラク
   チャーをコントロール するために画像データの各アレイを前処理 し、 （ｃ）各画像データを複数の不連続なプリント濃度値と
   比較し、画像データをグループ分 けするプリント近似値の二つの候補をその 中から選択し、 （ｄ）各画像データの選択を行ない、二つの候補の内近
   い方を第１プリント近似値として選択し、第２候補を第
   ２プリント近似値として選択し、 （ｅ）プリントエラーのアレイを、画像データアレイか
   ら第１プリント値の近似アレイを 引いた差として計算し、 （ｆ）第１プリント値の近似アレイを調節し、プリント
   エラーの和を減じ、独自なエラー サブアレイの各和をエラーアレイの中に形 成する、 ステップから構成されることを特徴とする画像データの
   処理方法。 ［５］ステップ（ｆ）は、 （１）画像データアレイ、一次プリント値近似アレイ、
   二次プリント値近似アレイ及びプリントエラーアレイを
   、複数の互いにエクスクルーシブなサブアレイに分割し
   、 （２）各サブアレイのプリントエラー和を計算し、その
   符号（＋又は−）を決め、 （３）各サブアレイのプリントエラー和の大きさを最小
   化させ、これはプリントエラー和が更に小さくならなく
   なるまで繰り返し続けられ、該最小化方法は、 （ｉ）検索中のサブアレイ内のより小さな複数のサブア
   レイの中で前記の（２）のステップで決められた符号が
   同じで最大のプリ ントエラー和をもったものを選択し、こ の手続きは新たに選択されたサブアレイ に対し、ネスチングされたオペレーショ ンが単一のピクセルである最小のサブア レイを決定するまで繰り返し続けられ、 （ｉｉ）前記ステップ（ｉ）で見付けられたピクセル位
   置の第１プリント近似値と第２プ リント近似値とを互いに交換し、その交 換によって得られた全てのプリントエラ ー値を再計算することにより、プリント エラー和の大きさを最小化し、 （ｉｉｉ）前記ステップ（ｉ）と（ｉｉ）を、繰り返し
   、この繰返しはステップ（ｉｉｉ）での交換によってプ
   リントエラー和が小さくなるという よりはむしろ大きくなるときまで続けら れ、このとき交換によって得られた全て の値は交換前の先の値に戻され、イタレ ーションは終了し、 （４）画像データ、第１プリント値近似アレイ、第２プ
   リント値近似アレイ及びプリントエ ラーアレイを、次に大きな複数のサブアレ イに再び分割し、各々が先のサイズのサブ アレイを幾つか含んでおり、 （５）ステップ（２）と（３）を繰り返し実行し、（６
   ）ステップ（４）と（５）を、前記次に大きなサブアレ
   イが画像データアレイとなるまで繰 り返し実行し、次にステップ（３）を画像データアレイ
   そのものになるまで繰り返し実行 し、 （７）最終の第１プリント値近似アレイをデータとして
   記憶させ、該データに基づいて対 応する位置にある画像データアレイに対し 出力デバイスへのプリント指令が発せられ る、 ステップを含んでいる特許請求の範囲第４項に記載の方
   法。 ［６］ステップ（ｂ）は、 （１）スキャナーによって得られた画像データを前処理
   し該データを計算に適したドット 濃度単位に変換し、この変換には色強度か ら濃度への変換、使用者が指定したトーン 再生曲線及び出力プリント濃度とドット濃 度単位との間における計算用の相関関数を 含んでおり、 （２）使用者が設計したスクリーン機能を各画像データ
   アレイに加えることにより画像デ ータをドット濃度単位に変更し、スクリー ン機能は、ドット配置に影響を与え一定濃 度の画像領域に対して所定のハーフトーン 模様を形成するが画像領域のドット配置を 変更させない程度に十分に小さな数値のア レイから構成され、精細な局部画像デテー ルはコントラストの大きい画像データアレ イ値によって表わされている、 特許請求の範囲第４項に記載の方法。