JPS63502151A - 画像記録方法 - 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】 画像記録方法 発明の分野 この発明は画像の記録に間し、特にビクセル分割画像の記録ここ関する。

１囲ｈ１１ コンピュータによる処理のため画像をデジタルの形へ変えろのに、あるいはコン ピュータが表示のためここ画像を発生するのに、各々が１つのカラー値かまたは 単色の輝度値によって表されろ多数の画素（ビクセル）に分割するのは通常行わ れでいる。画像が表示されるとき、これらのビクセルは、見ろ人の目によって分 解できないほと充分ｊこ小さくされなければ、あるいはその後の光学的処理また は表示系における画像の劣化の結果失われなければ、見分けられるものとなる。

コンピュータによって発生される画像の場合、シャープなビクセルの墳雰は、意 図する像がビクセルの境界と一致しない急峻なエツジを含み、矩形に配列された ビクセルにおいてぎざぎざした“段階状″の人為的歪みを生じるとき二二、特に 見分けられ易い。この１効果は一般に“エイリアシング（ａｌ　ｉａｓｓｉｎｇ ）”　と呼ばれている。

ビクセルが口々に区別して見えない：テど小さくても、ビクセル化。

のプロセスが池の結果をもたらすことがある。つまり、ビクセルがスペース内； こ（例えば矩形グリッドのように）規則正しく分布されると、サンプリング異常 を生じる可能性がある。この問題は、再生すべき画像が、ビクセルの間隔によフ て決まるニキスト（Ｎぎ□ｑｕｉｓｔ、）周波数（ビクセル間隔の逆数の半分の 周波数）を越える空間周波数を持フた嶽細部を含んでいろとき；こ起きる。この 場合、サンプリング理論から周知なよう二こ、ニキスト周波数を越える空間周波 数成分は低い空間周波数で現４する。゛エイリアシング゛という形での目視上の 影Ｗ：：ｌ、　゛°パンＦ′及びその池のハツキリ見分けられる人為的歪みを導 入する。

上記の影響を最小限とするため、ビクセルを出来るだけ小さくするのが明らかＬ こ望ましい。しかし、画像を処理またＺ才発生するのｌこ必要な計算時間はビク セルの数已こ比例し、この点から：よビクセルの数が最小限とされるへきである 。現在使われている画像再生システムでは、通常両者間で妥協が成されている。

ここで用いる°“画像再生°“という用語；よ、既存画像のディスプレイ上への 再生だけでなく、例えば１筐の座標を定義するデータによるコンピュータへの画 像入力、数学的に発生されろ形状及びパターン等コンピュータ内で合成されろ画 像、あるいは既存画像から得られるビクセルデータを処理した結果の画像など、 コンピュータ処理の結果である画像の再生も意味する。

移動する画像のコンピュータ処理では、画像領域を、連続するフレーム上の同じ 場所に現れろビクセルへ固定細分割することが現在行われている。この結果、− フレームから次のフレームへと強調されるので、移動画像のビクセル構造を目で 認知できる。つまり、エイリアシングの人為的歪みは連続する像の同一場所で同 じように再生され、顕著に認知されろ。

解像度の高められた記録画像を与えることここよって、エイリアシングの影響を 減少できるようなシステムを提供することが望まれている。

発旦３とｌ丘 本発明の一特融によれば、画＠を記録する方法において：第１刊のビクセルー二 間達したビクセルデータを用いて第１画像フレームを発生するステップ； 第２組のビクセルに間違したビクセルデータを用いて第２画像フレームを発生す るステップで、第１および第２組のビクセルｉｉ　−第１絹の全てまたはほぼ全 てのビクセルが画像中己こおいて第２組のビクセルとオーバラップするが一致し ・ないようにされろ：および前記第１および第２画像フレームを記録媒体上に、 第１および第２組内ｔこおける各ビクセルの目視像に対する位置がそれらのビク セルの再生すべき画像に対する各々の位置と実質上同一となる重ね合わせて第１ および第２画像フし−ムが目視されるように前記記録媒体を表示可能な相対的位 置間係で記録するステップ：を含む方法が提供される。

再生すべき画像は静止画はでもよく、この場合画はフレームは同一画像を表すか 、もし・くは画像の異なった成分を表すことができる。

あるいは、画像は移動する画像でもよく、この場合画像フレームは逐次目視され るとき、移動画像の効果を与える異なった画像を表すことができる。

明らかに、２つより多いこのような画像を重ね合わせて静止画像を再生してもよ い。

発明の好ましい実施例においては、一定数のビクセルで形成された画像を表示す る出力装置が、記録媒体上に記録されるように発生される各画像フレームを表示 する。連続する画像フレームの出力装置上への表示の間隔中に、フィルムと出力 装置の相対位置が機械的に調整され、画像信号の複雑な電子的処理の必要を回避 する。またこの簡単な機１受的調整二こよって、一定数のビクセルによって得ら れろ出力装置の解像度と比へ、記録画像の解像度を向上させることができる。例 えば、２つの画はフし−ムの場合、解ｆ客席は線形１次元；こおいて実質上倍加 され、また４つの画像フレームの場合、解（客席は直交する線形２次元の各々２ 二おいて実質上倍加される。

本発明の別の特撮によれば、酉＠を記録する装置ミニおいて：第１絹のビクセル ；二関連し・たビクセルデータを用いて第１画像フレームを発生する手段： 第２絹のビクセルに関連したビクセルデータを用いて第２画像フレームを発生す る手段で、第１および第２組のビクセルは、第１組の全てまたほぼ；よ全でのビ クセルが画は中において第２組のビクセルとオーバラップするが一致し・ないよ うにされる：および前記第１および蒸２画像フレームを記録媒体上に、第１およ び第２組内−二おけろ各ビクセルの目視像に対する位置がそれらのビクセルの再 生すべき画像；こ対する各々の位置と実質上同一となる重ね合わせて第１および 第２画像フレームが目視されるよう：こ前記記録媒体を表示可能な相対的位置間 係で記録する手段；を備えた装置が提供される。

一実施例；こおいて、各組のビクセルは、ビクセルの境界が各フレーム内の異な った箇所二二くるようここ、ビクセルの矩形グリッドを１ビクセルの分数倍（ま たはビクセルの非ＨＦｌ＠）だけＸおよびｙ両軸に沿って並進移動させ、各フレ ームが対応した並進移動により目視されるようになすことによってフレーム毎に 変えられる。他の実施例では、ビクセルの形状および／またはその池サイズなど の特性を変えてもよい。

本発明の更に別の特徴によれば、記録媒体が表示されるとき、画像を与える目視 すべき複数の画像フレームが記録されており、各画像フレームがそのフレーム内 に記録すべき画像を形成する１刊のビクセル２二開運したピクセルデータを用い て発生され、少なく七も２つの画像フレームがそれぞれ異なった組のビクセルに 関連したビクセルデータを用いて発生され、且つそれぞれの組内の全てまたはほ ぼ全てのビクセルがオーバラップするが一致しない重ね合わせて前記画像フレー ムか目視されるように記録媒体を表示可能な位置間係で記録媒体上ここ記録され た記録媒体が提供されろ。

記録媒体は写真フィ、ルムとし・得、該フィルム上に移動する画像を逐次与えろ 目視すべき複数の画はフレームが記録されており、隣接する画像フレームがそれ ぞれ異なった朝のビクセルに関連したビクセルデータを用いて発生され、且つ逐 次目視されろとき、隣接する画像フレーム内の全てまたはほぼ全てのビクセルが オーバラップするが一致しない重ね合わせを持って認知されるようにフィルム上 に配置されている。

記録媒体は′°静止画像”、つまり少なくとも２つの画像フレームが同一画像を 表し、一方を他方に実質上重ね合わせて記録された写真フィルムあるいはその他 の記録媒体ともし得る。

移動する画像己こおける複数のフレームの場合、各組のビクセルのフレーム毎の 変化パターンは、ランダムでもよいし・、あるいは固定パターンに従ってもよい 。何れにせよ、移動画像の単一フレームはピクセル値のマツプと、該当フレーム に適用される特定のピクセル分割（ビクセルの各組）を定義する充分な数の追加 パラメータ（矩形並進移動の場合２）と合わせて記述される。

本発明のより明瞭な理解のため、また本発明が如何に実施可能かを示すため、以 下添付の図面を例示として参照する。

区■夏呈星皇盈１ 第１図は本発明の一実施例による装置を概略的に示す；および第２図は第１図の 装置で使われる一部のビクセルを概略的に示す。

ナ　い　１　ｇ　ε 第１図を参照すると、照明器ｌＯからの光が映画フィルム１１上に記録された画 像を通過し、レンズ１２！こよって画像デジタイザ１３の像形成面に集束される 。適切な画はデジタイザは、−態様において、光感知素子の２改元アレイと、各 光感知素子におけろ光の強度を逐次測定し、デジタルの形−二変換した後、プロ セッサ２０などのプロセッサに送る集積電子回路との組合せからなる電荷結合素 子（ＣＣＤ）アレイを含む。画像デジタイザの別の適切な態８Ｉｉは、像形成面 を横切って機緘的ビこ走査され、画像のデジタル表示を生じるような線形ＣＣ’ 　Ｄアレイから成る。

いずれの場合にも、こ杵らの画像デジタイザによって発生された各デジタル値が 、小さい矩形領域（−ビクセル）に渡る元のフィルム画像の平均濃度の大きさと なり、画像全体が第２図に示すように、Ｘおよび７両方向（相互に且つ光学軸に 直交）に沿って規則正しくルの濃度を与える数置アレイとして表されろ。あるい は、重み平均を含むビクセル値が形成される（例えばとクセルの中心に向か）で ビーク化される）ような画像デジタイザを用いることもてき、ビクセルは同様な 重みを含む再生画像として表示される。このような重みｉ去；よ、Ｃ，Ｍ、　５ ｅｑｕｉｎ　に）論文、　１εＥＥ　ＴｒａｎＳ、　ＥＤ−２０ｐｐ　５３５− ５４０て論じられている。これては、重みｒＰ５数の連切な選択とおそらく隣接 するビクセルの応答間における一部のオーバラップとが、ビクセル構造を見分げ られないよう；こすると共；こ再生画像中−二おける微細部の再生画質を高めな がら、再生画（象の一様な領域の再生を可能としている。

画像デジタイザ１３は、　（１ピクセルより）小さい正確な位置の変位がＸおよ び７両方向に沿って可能となるようここ、並進移動ステージ１４上に装着されて いる。これらの変位は、プロセッサ２０によって制御されるスデツブモータ１７ ．１８でそれぞれ回転される親ネジ１５．１６によって発生される。

画像ヲ表すデジタル値はプロセッサによってストアされ、そこで変更されるか、 あるいは池のデジタル止面はと組み合わされた後、周テロの手段−二よって陰極 線管（ＣＲＴ）３０を制御する出力装置に送られ、Ｈのビクセル、この場合；こ は矩形のピクセルアレイで表される画像が発光スクリーン３５上ミこ再生される 。

この画像がレンズ３１によって写真フィルム３２上ここ集束され、そこで画１象 か再記録される。

ＣＲＴは並進移動装置３３、３４を備え、これらによりスクリーンがＸおよびｙ ｉこ対応した方向に小さい増分で移動可能である。並進移動装置３３．３４はプ ロセッサによって、画像デジタイザ１３され、出力フィルム３３上の最終画像の 位置が増分−こよって影響を受けないように制御される。しかし１５画像を形成 する各ビクセルの位置は、入力装置の並進移動に従って変化する。こめ影響につ いては、後で更に詳しく説明する。

動作吟、画像デジタイザ１３はフィルム１１上の画１象に対して第１の位置２こ 保持され、その画像を形成している第１頴のビクセル；こ関連したデータをコン ピユーター２与えろ。プロセッサ２０はこのデータと共２こ、デジタイザ１３の 位置に間するデータも受け取る。次に、デジタイザＩ３が並進移動ステージ１４ によって第２の位置へとＸおよびシ・両方向にわずかな孟移動され、この量はビ クセルのサイズより小さい。第２の位置において、デジタイザ１３は画像を形成 する第２朝のビクセルこ２閏するデータを発生し、このデータがデジタイザの第 ２位置に関連したデータと共にプロセッサ・２０に導かれる。デジタイザ１３を Ｘおよび１両方向にそのようにわずかな距離だけ移動することここよって、第１ および第２組のビクセルはオーバラップするが、第２組のビクセルは第１組のビ クセルと完全ここは一致しないことが明らかであろう。

次に、プロセッサ２０からのデータはＣＲＴ３０！こ送られ、第１組のビクセル がＣＲＴ上に再生されるようにそのデータを制御することここよって、ＣＲＴで 形成された増がフィルム３２上に記録される。その後、ＣＲＴが第２の位置へと デジタイザ１３の並進移動に応じた量だけ移動される。第２の位置では、第２組 のビクセルがＣＲＴ３０上に再生され、第１画像かられずかに変位した画像をフ ィルム３２上に形成し、記録された画像における第１および第２朝内のビクセル の相対位置は、記録すべき画像におけるそれらビクセルの各位置と実質上同一で ある。

本発明の上記した実施例は、画像のピクセル分割によって通常生じる影響の一部 を取り除くよう２二作動する。移動する画像について見れば、移動画像の認クロ されるＮ鋭度と粒度は日々のフレームの画質と比へ著し・く改善されていること が通常の映画撮影法Ｖ）ら周知である。目は個々のフレーム；こおける人為的な 歪みを許容し、平均された印象：こ応答する。本発明ではこの効果が、異なるビ クセルの刊の重ね合わされたフレームを用いて画像を再生することによって利用 されている。例えば、Ｘおよび１両方向における並進移動がビクセルの半分のサ イズに等し・いサイズであれば、矩形にビクセル分割された画像における対角状 の直線によって生じるいわゆる°゛段階伏パ効果は、特に認知される゛′ジグザ グ“がより小さいピッチになって目で見分は難くなるため、大幅に減少されろ。

尚、並進移動装置はデジタイザとＣＲ；ｒにそれぞれ設けなくともよく、レンズ またはフィルムを並進移動させるか、もしくはその他の光学的手段によっても同 等の結果が得られろことに留意すべきである。

あるいは、ＣＲＩこ間する機械的な並進移動装置を省略し、その代わりに画像を スクリーンに対し・て電子的に移動させることも可能である。つまり、モノクロ ＣＲＴのスクリーンは実質上均質なので、適切なアナログ信号をＣＲＴの偏向電 子系に印加すれば、その上の任意の位置にビクセルを表示できる。しかしながら 、機械的かまたは光学的な変位を選択した方が、スクリーン上におけるわずかな 欠陥、すなわち蛍光体コーティングの粒度によフて生じるパノイズ″が画６　Ｈ 二対して移動させられ、そうしない場合よりもノイズを認知し難くする。

上記の方法で写真フィルムを再生する隊には、連続する各フレームのデジタル化 前に、Ｘおよび１両方向における異なった対の変位が選択８ユ定される。Ｘおよ びき・両方向の変位は、ランダムにか、あるいはビクセルの境界が画像に対して 阿れかの優先的な位置にくる明らかな傾向が平均して生じないよう′に、少なく ともｌピクセルと同じ大きさの範囲内での固定パターンに従って選定される。

画像がプロセッサによフてストアされる場合、選定された距離の値は、画像が出 力されろとき正確に設定可能なように、各々の画像フレートと一緒；こストアさ れる。移動する画像の場合には、必要なフレームの重ね合わせが目の網膜上にお けろ保持効果によって達成される。

また、各々が比較的低い解像度とこおいてだが画像フレーム毎に変化するビクセ ル分割で計算された成分を表す鰻つかの画像を重ね合わせて１つの画像を形成す ることによって、改善された静止画像を発生または再生することもできる。特己 ここの構成は、゛°エイリアシングの問題を極めて満足でき且つ簡単な方法で解 消できる。多数のかかる成分（例えば下位画像または部分画像）が朝み合わされ て１つの画像を形成する場合には、関連のビクセルの各組がオーバラップするよ うに、各画像毎の下位画像フレームは同じ変位値でデジタル化されねばならない 。

静止画像におけるこの方式の効果は、計算の何れか１つの段階で画像フレームを 形成するビクセルの数を減少し、それによって必要なハードウェアの童を最小限 とすると共に、そのハードウェアを同一画ｆ象の連続通過において反復使用し最 終画像の画質を向上させる点にある。かかるプロセスは、画像をビクセルに分割 することによって生じる人為的な歪みが所定の程度に抑制されるまで継続できる （但し・　ピクセルサイズに関連した解像度２二は越えられない限界がある）。

本装置は、前述したように、それだけとしてか出力されるかあるいは既乙こ入力 されている池の画像と組み合わされる画像の発生；こも使える。この場合に：よ 、発生すべき画像の作図がビクセルへの特定の細分割を前提とし・ない形で、コ ンピュータによって計算されるかまたはコンピュータに人力される必要がある０ 例えば、線は最終的な各点の絶対座標として定義されねばならない。従って、ビ クセル値の形での表示は個々の各フレーム毎に選択される並進移動の増分；こ応 じて変化し得、さらＬこ各種表示の重ね合わせ（映画フィルムでは時間的、また 静止画像の場合は複数露光による）は、　°゛アンチエリアシング°つまり前述 した擾々な人為的歪みを抑制する効果を持ち得る。

以上の説明ミよ、モノクロ画はの再生に間するものであった。カラー画像も、例 えば当該分野では周知なように、デジタル化系と出力光学系の両方に介設された カラー分離フィルタに各画像を３回通すことここよって、容易に再生できる。

所望の効果を得るためには、ビクセルの変化を饅つかの方法で実施できることが 理解されよう。例えば、各ビクセルをＸおよびｙ両軸乙こ沿って４つの小区画に 概念上細分割し、１６の可能なビクセル分割を与えてもよい。これら１６の可能 性は、移動画像の連続するそれぞれのフレームについて、ａ）各可能性に平均し て等しい重みを与える、およびｂ）散らしている時間的パターンが見ている人に 明かとなるような短い時間尺度では繰り返さない、適切なパターンにし・達が他 順序で選ばれる。勿論、これより多いまたは少ない細分割も可能で、状況によっ てはより短い反復時間の方が適することもある。

このような概念上のビクセルの細分割は静止画像についても可能で、フレームの 重ね合（つせＢ、を移動する画像巳こおけるよう；こ見る人の目においててなく 、記録媒体またはディスプレイ上で生じる。

移動する画像の場合も、静止画像りこついて前述したように２つ以上の画像フレ ームを重ね合わせることによって、移動シーケンス中の各画像を再生することが できる。必要なら、移動画像の連続するフレーム毎にビクセル分割を変えること によって、移動画像を更ここ改善可能である。

第１および第２刊のビクセルは、それらのビクセルが再生すべきパ画像゛の同じ 画像領域を実質上カバーするようｔこオーバラップすべきである：かっ）る゛画 像“′は同一画像、静止画像の異なった画像成分、または前述し・たような移動 する画像の効果を与える異なった画像と成り得る。しかし、第１組内のビクセル は第２組内のビクセルと一致すべきてない。これは、第１および第２朝のビクセ ルを一致ではなく、オーバラップさせろことによって達成されろ。

上記の実施例はビクセルの分数倍だけの画像フレームの移動に間するが、移動全 体がビクセルの整数倍でなければ、１ビクセルより大きい移動も使えることも明 らかであろう。この方法は特に、ＣＲＴ上における蛍光体スクリーンの欠陥を抑 制するのに通する。

上記した矩形ビクセルの可能な代替として、任意の形状のビクセルを使え、ビク セルの形状またはサイズは画像フレーム開で変更し得る。

叫　１ 国際調査報告 Ｉ＋１曜・す＋ＩむＤ１１１＾−−一唱自−１ｏ−ｈコＰＣＴ／ＧＢ８６１００ ７４８

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．画像を記録する方法において： 第１組のピクセルに関連したピクセルデータを用いて第１画像フレームを発生す るステップ； 第２組のピクセルに関連したピクセルデータを用いて第２画像フレームを発生す るステップで、第１および第２組のピクセルは、第１組の全てまたはほぼ全ての ピクセルが画像中において第２組のピクセルとオーバラップするが一致しないよ うにされる；および前記第１および第２画像フレームを記録媒体上に、第１およ び第２組内における各ピクセルの目視像に対する位置がそれらのピクセルの再生 すべき画像に対する各々の位置と実質上同一となる重ね合わせで第１および第２ 画像フレームが目視されるように前記記録媒体を表示可能な相対的位置関係で記 録するステップ；を含む方法。
2. ２．前記第１および第２画像フレームが映画フィルム上に相互に隣接して記録さ れ、これらの画像フレームが適切な速度で目視されるとき、一方のフレームの画 像が見ている人の目の網膜上に保持されている間に、他方の画像フレームが目視 される請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．前記第１および第２画像フレームが同一画像を表し、一方を他方に実質上重 ね合わせて写真フィルム上に記録された請求の範囲第１項記載の方法。
4. ４．記録すべき画像が画像検知手段によって検知され、第１画像フレームが画像 に対する第１の位置に前記画像検知手段によって発生され、第２画像フレームが 画像に対する第２の位置に前記画像検知手段によって発生され、更に前記第１お よび第２画像フレームがそれぞれ前記第１および第２位置に対応した位置で目視 されるように前記記録媒体上に記録される前記請求の範囲何れか１項記載の方法 。
5. ５．記録すべき画像が： 各画像フレーム毎の１組のピクセル；および各画像フレーム内のピクセルについ てのピクセル値；を定義するデータの形で処理手段に入力される前記請求の範囲 何れか１項記載の方法。
6. ６．記録媒体が表示されるとき、画像を与える目視すべき複数の画像フレームが 記録されており、各画像フレームがそのフレーム内に記録すべき画像を形成する １組のピクセルに関連したピクセルデータを用いて発生され、少なくとも２つの 画像フレームがそれぞれ異なった親のピクセルに関連したピクセルデータを用い て発生され、且つそれぞれの組内の全てまたはほぼ全てのピクセルがオーバラッ プするが一致しない重ね合わせで前記画像フレームが目視されるように記録媒体 を表示可能な位置関係で記録媒体上に記録された記録媒体。
7. ７．前記記録媒体が写真フィルムで、該フィルム上に移動する画像を逐次与える 目視すべき複数の画像フレームが記録されており、隣接する画像フレームがそれ ぞれ異なった組のピクセルに関連したピクセルデータを房いて発生され、且つ逐 次目視されるとき、隣接する画像フレーム内の全てまたはほぼ全てのピクセルが オーバラップするが一致しない重ね合わせを持って認知されるように前記フィル ム上に配置された請求の範囲第６項記載の記録媒体。
8. ８．少なくとも２つの画像フレームが同一画像を表し、一方を他方に実質上重ね 合わせて記録された請求の範囲第６項記載の記録媒体。
9. ９．画像な記録する装置において： 第１組のピクセルに関連したピクセルデータを用いて第１画像フレームを発生す る手段； 第２組のピクセルに関連したピクセルデータを用いて第２画像フレームを発生す る手段で、第１および第２組のピクセルは、第１組の全てまたはほぼ全てのピク セルが画像中において第２組のピクセルとオーバラップするか一致しないように される；および前記第１および第２画像フレームを記録媒体上に、第１および第 ２組内における各ピクセルの目視像に対する位置がそれらのピクセルの再生すべ き画像に対する各々の位置と実質上同一となる重ね合わせで第１および第２画像 フレームが目視されるように前記記録媒体を表示可能な相対的位置関係で記録す る手段；を備えた装置。
10. １０．前記第１および第２画像フレームを発生する手段が光感知素子のアレイを 有する画像検知装置と、該画像検知装置の第１および第２相対位置と記録すべき 画像との間に相対移動を与える手段を備えた請求の範囲第９項記載の装置。