KR100727958B1 - 모아레（ｍｏｉｒｅ） 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계방법 및 장치 - Google Patents

모아레（ｍｏｉｒｅ） 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법 및 장치가 개시된다. 이 방법은 설정된 스크린 주파수, 스크린 각도 및 해상도에 상응하는 스크린 파라미터를 검출하는 단계; 다수의 마이크로 닷(micro dot)이 군을 형성한 클러스터 닷(cluster dot)들 각각의 중심이 되는 닷 센터(dot center)들의 좌표들을 검출하는 단계; 상기 닷 센터들이 온(on) 되는 순서를 나타내는 닷 센터 순서를 결정하는 단계; 및 모아레(moire) 패턴에 대한 인간 시각의 인식 특성을 정량화 한 평가함수를 사용하여, 상기 마이크로 닷(micro dot)들의 온(on) 되는 순서를 나타내는 마이크로 닷 순서를 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 인간의 시각 특성에 기반한 평가함수를 사용하여 마이크로 닷의 순서를 결정함으로써, 모아레 패턴 및 화상형성의 품질을 저하시키는 패턴들의 발생을 방지하도록 한다.

Description

모아레（ｍｏｉｒｅ） 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법 및 장치{Method and apparatus for designing a screen decreasing moire pattern}
도 1은 본 발명에 의한 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 2는 도 1에 도시된 제16 단계를 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 3은 닷 센터를 중심으로 하는 클러스터 반경의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 닷 센터가 정수좌표 및 실수좌표를 갖는 스크린을 이용하여 단일 계조의 화상을 이진화 한 화상을 나타내는 도면이다.
도 5는 이레션얼 탄젠트 스크린(irrational tangent screen)을 사용한 이진 화상을 나타내는 도면이다.
도 6은 스크린을 사용해 단일 계조의 화상을 이진화한 화상 및 이진 화상을주파수 영역으로 변환한 화상을 나타내는 도면이다.
도 7은 이진 화상에 대한 평가함수를 화상으로 표현한 것이다.
도 8은 종래의 기술과 본 발명에 의해 설계한 스크린에 대한 평가함수의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 8의 세 스크린을 이용하여 단일 계조 화상을 이진화 한 화상을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.
도 11은 도 10에 도시된 마이크로 닷 순서 결정부를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.
<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>
100: 파라미터 검출부 110: 닷 센터 좌표 검출부
120: 닷 센터 순서 결정부 130: 마이크로 닷 순서 결정부
200: 클러스터 반경 설정부 210: 후보닷 선택부
220; 평가함수 산출부 230: 횟수 검사부
240: 순서 결정부 250: 스크린 검사부
본 발명은 화상형성에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크리닝 기법을 사용하여 연속 계조 영상을 이진 영상으로 변환하는 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 멀티 레벨(multi-level)을 갖는 화상 장치와 다르게 화상형성장치는 닷(dot)의 출력 유무에 따른 두 가지 상태의 바이너리 레벨(binary-level)을 갖는다. 멀티 레벨의 입력 화상을 바이너리 레벨로 인쇄하는 방법을 하프토닝(halftoning)이라 한다. 하프토닝은 크게 오차확산 방법, 스크리닝 방법 등이 있다.
오차 확산 방법은 주어진 화소에서 이진화에 따른 오차를 미리 정의된 커널값(kernel value)에 의해 앞으로 이진화 될 주위 화소들에 일정 비율씩 확산시키는 방법이다. 스크리닝 방법은 이진화 되어야 할 화소의 계조(gray level)값을 미리 정해진 스크린(문턱치 배열)과 비교하여 이진화 하는 방법이다. 스크리닝 방법은 오차확산 방법에 비해 구현 속도는 빠르나 낮은 해상도에서는 상대적으로 좋지 않은 화질을 갖는다. 또한, 오차확산 방법은 닷(dot)의 위치 및 크기가 일정하지 않은 레이저 프린터장치에는 적합하지 않기 때문에 스크리닝 방법이 레이저 프린터에 널리 사용되고 있다.
스크린은 닷의 구성방법에 따라 AM(Amplitude modulated) 스크린과 FM(frequency modulated) 스크린으로 구분된다. AM 스크린은 닷을 클러스터(cluster)하게 출력하기 때문에 FM 스크린에 비해 더 안정적으로 닷을 출력하게 된다. 이와 같은 이유로 대부분의 레이저 프린팅 장치는 AM 스크린을 사용하고 있다. AM 스크린은 클러스터 닷(cluster dot)의 배열에 따라 AM 오더드(ordered) 스크린과 AM 스토케스틱(stochastic) 스크린으로 구분된다. AM 오더드 스크린은 클러스터 닷의 배열이 주기성을 갖으며, AM 스토케스틱 스크린은 클러스터 닷의 배열이 주기성을 갖지 않는다.
AM 오더드 스크린에서 사용하는 용어는 마이크로 닷(micro dot), 클러스터 닷(cluster dot), 닷 센터(dot center), 오더(order), 스크린 주파수(lpi), 스크린 각도 등이 있다. 마이크로 닷은 화상형성 단위로 픽셀을 의미한다. 클러스터 닷은 여러 개의 마이크로 닷이 모여서 군(group)을 이룬 닷 패턴을 의미한다. 닷 센터는 클러스터 닷의 중심이 되는 마이크로 닷을 의미한다. 오더는 마이크로 닷을 온(on) 시키는 순서를 의미한다. 스크린 주파수는 단위 길이당 클러스터 닷의 개수를 의미하고, 스크린 각도는 클러스터 닷 배열의 회전된 각도를 의미한다.
AM 오더드 스크린의 대표적인 설계 방법으로 스크린 주파수, 스크린 각도 및 해상도가 설정되면 스크린 파라미터와 닷 센터의 좌표를 계산한다. 스크린 파라미터는 설정된 스크린 주파수와 스크린 각도를 갖는 스크린 크기를 계산하기 위해 사용된다. 닷 센터의 좌표가 결정된 후 닷 센터의 오더를 결정한다. 닷 센터의 오더가 결정된 후 오더에 따라 닷 센터 주변의 마이크로 닷을 성장시킨다. 마이크로 닷의 성장(growth)은 스팟 함수(spot function)에 의해 최소값을 갖는 마이크로 닷에 오더를 부여함으로써 이루어진다. 일반적으로 스팟 함수는 닷 센터를 중심으로 주변 마이크로 닷과의 거리를 사용한다.
그런데, 종래에는 닷 센터의 좌표에 대해 정수 좌표를 사용함으로써, 모아레 패턴이 검출되는 문제점이 있다. 이러한 모아레 패턴을 제거하기 위해 닷 센터의 실수 위치와 가까운 몇 개의 후보 정수좌표를 설정하여 닷 센터의 좌표를 렌덤(random)하게 분포시킨다. 종래 기술은 모아레 패턴을 저감하기 위해 닷 센터의 ㅇ위치를 렌덤하게 분포시키지만, 이러한 AM 오더드 스크린 설계 방법은 어두운 계조 영역(shadow range)에서 화질이 저하되는 출력 결과를 가져올 수 있는 또 다른 문 제점을 야기한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인간의 시각 특성에 기반한 평가함수를 사용하여 마이크로 닷의 순서를 결정하는 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기의 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법은 설정된 스크린 주파수, 스크린 각도 및 해상도에 상응하는 스크린 파라미터를 검출하는 단계; 다수의 마이크로 닷(micro dot)이 군을 형성한 클러스터 닷(cluster dot)들 각각의 중심이 되는 닷 센터(dot center)들의 좌표들을 검출하는 단계; 상기 닷 센터들이 온(on) 되는 순서를 나타내는 닷 센터 순서를 결정하는 단계; 및 모아레(moire) 패턴에 대한 인간 시각의 인식 특성을 정량화 한 평가함수를 사용하여, 상기 마이크로 닷(micro dot)들의 온(on) 되는 순서를 나타내는 마이크로 닷 순서를 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 모아레(moire) 패턴을 저감α하기 위한 스크린 설계 장치는 설정된 스크린 주파수, 스크린 각도 및 해상도에 상응하는 스크린 파라미터를 검출하는 파라미터 검출부; 다수의 마이크로 닷(micro dot)이 군을 형성한 클러스터 닷(cluster dot)들 각각의 중심이 되는 닷 센터(dot center)들의 좌표들을 검출하는 닷 센터 좌표 검출부; 닷 센터들이 온(on) 되는 순서를 나타내는 닷 센터 순서를 결정하는 닷 센터 순서 결정부; 및 모아레 (moire) 패턴에 대한 인간 시각의 인식 특성을 정량화 한 평가함수를 사용하여, 마이크로 닷(micro dot)들의 온(on) 되는 순서를 나타내는 마이크로 닷 순서를 결정하는 마이크로 닷 순서 결정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
먼저, 설정된 스크린 주파수, 스크린 각도 및 해상도에 상응하는 스크린 파라미터를 검출한다(제10 단계).
스크린 파라미터를 위한 수학식 1은 다음과 같다.
α= arctan(A/B)
여기서, α는 설정된 스크린 각도를 의미하고, A 및 B는 구하고자 하는 스크린 파라미터이다.
전술한 수학식 1을 사용해 스크린 파라미터 A, B를 구한다.
이때, 다음의 코딩을 통해 정수에 해당하는 파라미터 A, B를 구할 수 있다.
[코딩 방식 1]
"Do until "arctan(A/B)" approximates "input screen angle" sufficiently close
{
For A=1:Max
B = round(A/tan(input screen angle))
}"
예를 들어, 사용자가 스크린 각도를 56.3˚로 입력하면 입력 각도와 가장 가까운 56.30993247˚로 스크린 각도를 다시 설정하고 스크린 파라미터 A와 B는 정수 값 3과 2를 갖는다.
한편, 스크린 파라미터는 설정된 주파수와 각도를 갖는 스크린 크기를 계산하는데도 사용된다. 다음의 수학식 2는 스크린 크기를 계산하기 위한 식이다.
Figure 112005041291488-pat00001
여기서, f는 설정된 스크린 주파수를 의미하고, R은 설정된 해상도를 의미하고, TS는 스크린의 한 변의 길이를 의미한다.
제10 단계 후에, 다수의 마이크로 닷(micro dot)이 군을 형성한 클러스터 닷(cluster dot)들 각각의 중심이 되는 닷 센터(dot center)들의 좌표들을 검출한다(제12 단계).
닷 센터들의 좌표들은 실수 좌표들을 검출하는 것을 특징으로 한다.
닷 센터들의 좌표들은 다음의 수학식 3을 사용하여 검출한다.
Xi +1 = i×P×cos(α)×R
Yi +1 = i×P×sin(α)×R , For i=0:N-1
여기서, Xi +1 및 Yi +1 는 i번째 닷 센터의 수평 방향과 수직 방향의 좌표를 의미하고, P 는 스크린 주파수의 역수 즉, 스크린 주기를 의미하고, α는 설정된 스크린 각도를 의미하고, R은 설정된 해상도를 의미한다.
제12 단계 후에, 닷 센터들이 온(on) 되는 순서를 나타내는 닷 센터 순서(order)를 결정한다(제14 단계). 닷 센터의 순서는 기준이 되는 닷 센터로부터 가장 먼 닷 센터의 순으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
제14 단계 후에, 모아레(moire) 패턴에 대한 인간 시각의 인식 특성을 정량화 한 평가함수를 사용하여, 마이크로 닷(micro dot)들의 온(on) 되는 순서를 나타내는 마이크로 닷 순서를 결정한다(제16 단계).
도 2는 도 1에 도시된 제16 단계를 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
먼저, 닷 센터들을 중심으로 한 클러스터 반경(cluster radius)을 설정한다(제30 단계). 클러스터 반경은 마이크로 닷 순서의 후보들이 될 닷 센터 주변의 마이크로 닷들에 대한 범위를 의미한다.
클러스터 반경은 다음의 수학식 4를 사용해 설정하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112005041291488-pat00002
여기서, CR은 클러스터 반경을 의미하고, k는 소정의 상수를 의미하고, n은 마이크로 닷들에 대한 소정 개수를 의미하고, π는 원주율을 의미한다.
도 3은 닷 센터를 중심으로 하는 클러스터 반경의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 3에서 보는 바와 같이, 닷 센터들의 중심을 기준으로 하는 클러스터 반경을 수학식 3을 사용해 검출할 수 있다.
제30 단계 후에, 각각의 닷 센터들을 중심으로 하는 클러스터 반경 내의 마이크로 닷들 중 온(on) 될 소정 개수의 후보 닷들을 임으로 선택한다(제32 단계). 마이크로 닷들 중 온 될 후보 닷들은 렌덤하게 선택된다. 즉, 정해진 특정한 규칙에 따라 선택되는 것이 아니라 임의로 선택된다.
제32 단계 후에, 선택된 후보 닷들에 대한 평가함수를 산출한다(제34 단계).
평가함수는 모아레 패턴을 정량화하기 위한 도구로 사용한다. 모아레 패턴을 정량화하기 위해 먼저 두 실험을 통해 모아레 패턴의 특성을 확인한다.
도 4는 닷 센터가 정수좌표 및 실수좌표를 갖는 스크린을 이용하여 단일 계조의 화상을 이진화한 화상을 나타내는 도면이다. 도 4a는 닷 센터가 정수좌표를 갖는 스크린을 이용하여 단일 계조를 이진화한 화상이고 도 4b는 닷 센터가 실수좌표를 갖는 스크린을 이용하여 이진화한 화상이다. 이 경우, 도 4b에서 모아레 패턴이 발생하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 닷 센터가 정수 좌표를 갖을 경우 모아레 패턴은 발생하지 않는다. 도 4a에서 사용된 스크린을 레션얼 탄젠트 스크린(rational tangent screen)이라 한다. 그러나, 레션얼 탄젠트 스크린은 스크린의 주파수와 각도가 정해져 있기 때문에 스크린이 원하는 특성을 갖도록 설계하기 어렵다. 도 4b에 사용된 스크린을 이레션얼 탄젠트 스크린(irrational tangent screen)이라 한다.
도 5는 이레션얼 탄젠트 스크린(irrational tangent screen)을 사용한 이진 화상을 나타내는 도면이다. 도 5의 이레션얼 탄젠트 스크린의 경우 모두 동일한 스크린 주파수, 스크린 각도를 갖으며, 같은 닷 센터와 닷 센터 순서를 갖는다. 도5a는 종래의 닷 센터 주변에 가장 가까운 마이크로 닷을 닷 센터 순서와 동일한 순서로 온 시키는 경우이고, 도 5b는 종래의 닷 센터 주변에 가장 가까운 마이크로 닷을 닷 센터 순서와 다른 순서로 온 시키는 경우이다. 도 5c는 닷 센터 주변의 일정 영역에서 렌덤하게 마이크로 닷을 선택한 후, 닷 센터 순서와 동일한 순서로 온 시키는 경우이고, 도 5d는 닷 센터 주변의 일정 영역에서 렌덤하게 마이크로 닷을 선택한 후, 닷 센터 순서와 다른 순서로 온 시키는 경우이다.
도 5c와 도 5d로부터 도 5a와 도 5b에 비해 모아레 패턴이 저감되었음을 확인할 수 있다. 특히, 도 5d는 모아레 패턴의 저감하기 위해 평가함수를 이용하여 마이크로 닷들의 온 될 순서를 정하여 마이크로 닷들을 온 시킨 경우이다. 그러나, 도 5c 및 5d의 경우 모아레 패턴이 저감되지만 지저분한 화상이 출력된다. 이와 같은 이유는 마이크로 닷의 온 되는 순서가 지나치게 렌덤하게 결정되었기 때문이다. 본 발명은 이러한 지저분한 결과를 방지하기 위해 평가함수를 이용하여 마이크로 닷의 온 될 순서를 결정한다.
도 6은 스크린을 사용해 단일 계조의 화상을 이진화한 화상 및 이진 화상을주파수 영역으로 변환한 화상을 나타내는 도면이다. 도 6a는 일정한 스크린 주파수(150lpi)와 스크린 각도(40°)를 갖는 스크린을 사용해 단일 계조(204)의 화상을 이진화한 화상을 나타낸다. 도 6b는 도 6a의 이진 화상을 주파수 변환한 것이다. 도 6b에서 보는 바와 같이, 저주파 성분이 존재함을 확인할 수 있으며, 이와 같은 특성은 도 6a에서 모아레 패턴으로 나타난다. 즉, 도 6을 통해 모아레 패턴은 저주파 특성을 갖는다는 것을 확인할 수 있다.
모아레 패턴을 정량화하기 위한 저주파 영역의 주파수 분포를 확인하기 위해 다음의 수학식 5를 사용한다.
Figure 112005041291488-pat00003
여기서, C는 저주파 영역의 주파수 분포를 의미하고, MTF(Modulation transfer function)는 인간의 식각 특성을 주파수 영역으로 표현하는 함수이고, X(u, v)는 주파수 영역으로 변환된 화상의 복소수 값을 의미하고, X＊(u, v)는 X(u, v)의 켤레 복소수를 의미한다. X(u,v)×X*(u,v)는 이진 화상의 파워 스펙트럼(power spectrum)을 나타낸 것이다.
MTF((Modulation transfer function)는 저주파 영역에 가중치를 주기 위해 사용하였다.
MTF를 구체적으로 표현한 식이 다음의 수학식 6이다.
Figure 112005041291488-pat00004
여기서,
Figure 112005041291488-pat00005
는 레이디얼 스페이셜 프리퀀시(radial spatial frequency)를 의미하고,
Figure 112005041291488-pat00006
는 레이디얼 스페이셜 프리퀀시 상에서 방향에 따른 최대값을 갖는 프리퀀시를 의미하고, a, b, c, d는 상수로서, a=2.2, b=0.192, c=0.114, d=1.1를 의미한다.
평가함수에 해당하는 수식을 얻기 위해 전술한 저주파 영역의 주파수 분포 C에 밴드 리젝션 필터를 곱한다.
인간 시각 특성은 특정 패턴의 주파수 성분이 저주파에 가깝고 크기가 클수록 더 잘 인지하게 된다. 저주파 성분은 고주파 성분에 비해 잘 인지되므로 저주파 성분은 큰 C를 갖는다. 종래의 FM 스크린 설계방법으로 스크린이 고주파 특성을 갖도록 하기 위해 MTF를 사용하였다. 그러나 본 발명은 종래 기술의 MTF를 사용하게 되면, MTF 영역 안에 스크린 주파수가 있기 때문에 모아레 패턴의 정도에 따라 저주파 영역의 주파수 분포 C의 차이를 확인할 수 없다. 즉, MTF 영역 안에서 스크린 주파수의 크기가 모아레 패턴의 주파수 크기보다 매우 크기 때문이다. 이와 같은 이유로 스크린 주파수 성분이 저주파 영역의 주파수 분포 C의 계산에 포함되지 않도록 하기 위해, 다음의 수학식 7을 사용하여 평가함수를 계산한다.
Figure 112005041291488-pat00007
여기서, EF는 평가함수를 의미하고, MTF는 인간의 식각 특성을 주파수 영역으로 표현하는 함수이고, X(u, v)는 주파수 영역으로 변환된 화상의 복소수 값을 의미하고, X＊(u, v)는 X(u, v)의 켤레 복소수를 의미하고, BandR(u, v)는 스크린 주파수 성분을 제거하기 위한 밴드 리젝션 필터(band rejection filter)를 의미한다.
밴드 리젝션 필터는 다음의 수학식 8로 표현될 수 있다.
Figure 112005041291488-pat00008
BandR(u, v)=0 , if 및 arctan(v/u)=α
BandR(u, v)=1 , else
여기서, f는 스크린 주파수를 의미하고, α는 스크린 각도를 의미한다.
도 7은 이진 화상에 대한 평가함수를 화상으로 표현한 것이다. 도 7a는 이진 화상을 나타내고, 도 7b는 이진 화상의 파워 스펙트럼(power spectrum)을 나타내고, 도 7c는 MTF×BandR을 나타낸다. 도 7c에서 보는 바와 같이, 밴드 리젝션 필터에 의해 저주파 성분에 해당하는 부분(①, ②, ③, ④)이 제거된다.
도 8은 종래의 기술과 본 발명에 의해 설계한 스크린에 대한 평가함수의 추이를 나타내는 그래프이다. 스크린의 주파수(150.15lpi), 각도(39.47°), A(14), B(17), TS(88)는 모두 동일하다.
도 8의 ①, ②는 종래의 스크린 설계 방법에 의해 설계된 스크린에 대한 평가함수의 변화 추이이고, 도8의 ③은 본 발명으로 설계한 스크린에 대한 평가함수의 변화 추이다. 도 8의 ③에서 보는 바와 같이, 본 발명에 의할 경우에 스크린에 대한 평가함수가 낮음을 알 수 있다.
도 9는 도 8의 세 스크린을 이용하여 단일 계조 화상을 이진화 한 화상을 나타내는 도면이다.
도9(a)는 도8의 ①에 의한 스크린을 이용하여 이진화 한 화상을 나타내고, 도9(b)는 도8의 ②에 의한 스크린을 이용하여 이진화 한 화상을 나타내고, 도9(c)는 도8의 ③에 의한 스크린을 이용하여 이진화 한 화상을 나타낸다.
도9(c)에서 보듯이 저주파 성분을 갖는 모아레 패턴 및 지저분한 화상의 저감을 확인할 수 있다.
제34 단계 후에, 평가함수를 산출한 횟수가 소정 횟수를 초과하였는가를 검사한다(제36 단계). 만일, 평가함수를 산출한 횟수가 소정 횟수를 초과하지 않았다면, 전술한 제32 단계로 진행하여 전술한 과정을 반복한다.
그러나, 평가함수를 산출한 횟수가 소정 횟수를 초과하였다면, 산출된 총 평가함수들 중 평가함수의 값이 가장 작은 평가함수를 갖는 후보 닷들의 마이크로 닷 순서를 결정한다(제38 단계).
예를 들어, 평가함수를 산출한 횟수를 4000회로 정하였을 경우, 4000회에 걸쳐 얻어진 4000개의 평가함수들 최소값을 갖는 평가함수를 검출할 수 있고, 이렇게 최소값을 갖는 평가함수를 얻을 수 있었던 후보 닷들에 대한 마이크로 닷 순서를 결정한다.
후보 닷들에 대한 마이크로 닷 순서를 결정할 때에 닷 센터들 중 기준이 되는 닷 센터(즉, 닷 센터 순서 중 첫번째 순서에 해당하는 닷 센터)로부터 가장 먼 후보 닷부터 마이크로 닷 순서로 결정하는 것을 특징으로 한다.
제38 단계 후에, 스크린의 모든 마이크로 닷들에 대한 마이크로 닷 순서가 결정되었는가를 검사한다(제40 단계).
만일, 스크린의 모든 마이크로 닷들에 대한 마이크로 닷 순서가 결정되지 않았다면, 전술한 제30 단계로 진행한다.
제40 단계 후에, 스크린의 모든 마이크로 닷들에 대한 마이크로 닷 순서가 결정되지 않아서 전술한 제30 단계로 진행하면, 제30 단계에서 새로운 클러스터 반경을 설정하고 전술한 과정을 반복한다. 새로운 클러스터 반경은 원래 설정되었던 클러스터 반경보다 큰 반경을 설정한다.
또한, 제32 단계는 전술한 과정을 거치면서 이미 마이크로 닷 순서가 결정된 마이크로 닷들을 제외한 마이크로 닷들 중에서 후보 닷들을 선택한다.
한편, 상술한 본 발명의 방법 발명은 컴퓨터에서 읽을 수 있는 코드/명령들(instructions)/프로그램으로 구현될 수 있고, 매체, 예를 들면 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 코드/명령들/프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는 마그네틱 저장 매체(예를 들어, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크, 마그네틱 테이프 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장 매체를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드를 내장하는 매체(들)로서 구현되어, 네트워크를 통해 연결된 다수개의 컴퓨터 시스템들이 분배되어 처리 동작하도록 할 수 있다. 본 발명을 실현하는 기능적인 프로그램들, 코드들 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 쉽게 추론될 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명에 의한 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도로서, 파라미터 검출부(100), 닷 센터 좌표 검출부(110), 닷 센터 순서 결정부(120) 및 마이크로 닷 순서 결정부(130)로 구성된다.
파라미터 검출부(100)는 설정된 스크린 주파수, 스크린 각도 및 해상도에 상응하는 스크린 파라미터를 검출하고, 검출한 결과를 닷 센터 좌표 검출부(110)로 출력한다. 파라미터 검출부(100)는 전술한 수학식 1을 사용하여 검출한다.
닷 센터 좌표 검출부(110)는 다수의 마이크로 닷(micro dot)이 군을 형성한 클러스터 닷(cluster dot)들 각각의 중심이 되는 닷 센터(dot center)들의 좌표들을 검출하고, 검출한 결과를 닷 센터 순서 결정부(120)로 출력한다.
닷 센터 좌표 검출부(110)는 닷 센터들의 좌표들을 전술한 수학식 3을 사용하여 검출한다.
닷 센터 좌표 검출부(110)는 닷 센터(dot center)들의 실수 좌표들을 검출하는 것을 특징으로 한다.
닷 센터 순서 결정부(120)는 닷 센터들이 온(on) 되는 순서를 나타내는 닷 센터 순서를 결정하고, 결정한 결과를 마이크로 닷 순서 결정부(130)로 출력한다.
닷 센터 순서 결정부(120)는 기준이 되는 닷 센터로부터 가장 먼 닷 센터의 순으로 상기 닷 센터 순서를 결정하는 것을 특징으로 한다.
마이크로 닷 순서 결정부(130)는 모아레(moire) 패턴에 대한 인간 시각의 인식 특성을 정량화 한 평가함수를 사용하여, 마이크로 닷(micro dot)들의 온(on) 되는 순서를 나타내는 마이크로 닷 순서를 결정한다.
도 11은 도 10에 도시된 마이크로 닷 순서 결정부(130)를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도로서, 클러스터 반경 설정부(200), 후보 닷 선택부(210), 평가함수 산출부(220), 횟수 검사부(230), 순서 결정부(240), 스크린 검사부(250)로 구성된다.
클러스터 반경 설정부(200)는 닷 센터들을 중심으로 한 클러스터 반경을 설정하고, 설정한 결과를 후보 닷 선택부(210)로 출력한다. 클러스터 반경 설정부(200)는 전술한 수학식 4를 사용해 클러스터 반경을 설정하는 것을 특징으로 한다.
후보 닷 선택부(210)는 설정된 클러스터 반경 내의 마이크로 닷들 중 온(on) 될 소정 개수의 후보 닷들을 임으로 선택하고, 선택한 결과를 평가함수 산출부(220)로 출력한다. 후보 닷 선택부(210)는 마이크로 닷들 중 온 될 후보 닷들은 렌덤하게 선택한다.
평가함수 산출부(220)는 선택된 후보 닷들에 대한 평가함수를 산출하고, 산출한 결과를 횟수 검사부(230)로 출력한다. 평가함수 산출부(220)는 전술한 수학식 7을 사용해 평가함수를 산출하는 것을 특징으로 한다. 이때, 밴드 리젝션 필터는 전술한 수학식 8로 표현한다.
횟수 검사부(230)는 평가함수를 산출한 횟수가 소정 횟수를 초과하였는가를 검사하고, 검사한 결과를 순서 결정부(240) 및 클러스터 반경 설정부(200)로 출력한다.
횟수 검사부(230)는 평가함수를 산출한 횟수가 소정 횟수를 초과하였다면, 검사결과를 순서 결정부(240)로 출력하고, 평가함수를 산출한 횟수가 소정 횟수를 초과하지 않았다면, 검사결과를 후보 닷 선택부(210)로 출력한다.
순서 결정부(240)는 횟수 검사부(230)의 검사 결과에 응답하여, 산출된 총 평가함수들 중 평가함수의 값이 가장 작은 평가함수를 갖는 후보 닷들의 마이크로 닷 순서를 결정하고, 결정한 결과를 스크린 검사부(250)로 출력한다.
순서 결정부(240)는 가장 작은 평가함수를 갖는 후보 닷들의 마이크로 닷 순서를 기준이 되는 닷 센터로부터 가장 먼 후보 닷의 순으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
스크린 검사부(250)는 스크린의 모든 마이크로 닷들에 대한 마이크로 닷 순서가 결정되었는가를 검사하고, 검사 결과를 출력 단자 OUT1을 통해 출력한다. 특히, 스크린 검사부(250)는 스크린의 모든 마이크로 닷들에 대한 마이크로 닷 순서가 결정되지 않았다는 검사 결과를 클러스터 반경 설정부(200)로 출력한다.
이러한 본원 발명인 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 의한 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법 및 장치는 인간의 시각 특성에 기반한 평가함수를 사용하여 마이크로 닷의 순서를 결정함으로써, 모아레 패턴 및 화상형성의 품질을 저하시키는 패턴들의 발생을 방지하도록 하는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. (a) 설정된 스크린 주파수, 스크린 각도 및 해상도에 상응하는 스크린 파라미터를 검출하는 단계;
    (b) 다수의 마이크로 닷(micro dot)이 군을 형성한 클러스터 닷(cluster dot)들 각각의 중심이 되는 닷 센터(dot center)들의 좌표들을 검출하는 단계;
    (c) 상기 닷 센터들이 온(on) 되는 순서를 나타내는 닷 센터 순서를 결정하는 단계; 및
    (d) 모아레(moire) 패턴에 대한 인간 시각의 인식 특성을 정량화 한 평가함수를 사용하여, 상기 마이크로 닷(micro dot)들의 온(on) 되는 순서를 나타내는 마이크로 닷 순서를 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    닷 센터(dot center)들의 실수 좌표들을 검출하는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    기준이 되는 닷 센터로부터 가장 먼 닷 센터의 순으로 상기 닷 센터 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계는
    (d1) 상기 닷 센터들을 중심으로 한 클러스터 반경을 설정하는 단계;
    (d2) 상기 설정된 클러스터 반경 내의 마이크로 닷들 중 온(on) 될 소정 개수의 후보 닷들을 임의로 선택하는 단계;
    (d3) 상기 선택된 후보 닷들에 대한 평가함수를 산출하는 단계;
    (d4) 상기 평가함수를 산출한 횟수가 소정 횟수를 초과하였는가를 검사하는 단계;
    (d5) 상기 평가함수를 산출한 횟수가 소정 횟수를 초과하였다면, 산출된 총 평가함수들 중 평가함수의 값이 가장 작은 평가함수를 갖는 후보 닷들의 마이크로 닷 순서를 결정하는 단계; 및
    (d6) 상기 스크린의 모든 마이크로 닷들에 대한 마이크로 닷 순서가 결정되었는가를 검사하는 단계를 구비하고,
    상기 (d4) 단계에서 평가함수를 산출한 횟수가 소정 횟수를 초과하지 않았다면, 상기 (d2) 단계로 진행하고, 상기 (d6) 단계에서 상기 스크린의 모든 마이크로 닷들에 대한 마이크로 닷 순서가 결정되지 않았다면, 상기 (d1) 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 (d1) 단계는
    상기 클러스터 반경을 다음의 수학식 1을 사용해 설정하는 것을 특징으로 하 는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112005041291488-pat00009
    여기서, CR은 클러스터 반경을 의미하고, c는 소정의 상수를 의미하고, n은 마이크로 닷들에 대한 상기 소정 개수를 의미하고, π는 원주율을 의미한다.
  6. 제4항에 있어서, 상기 (d3) 단계는
    상기 평가 함수를 다음의 수학식 2를 사용해 산출하는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법.
    [수학식 2]
    Figure 112005041291488-pat00010
    여기서, EF는 평가함수를 의미하고, MTF는 인간의 식각 특성을 주파수 영역으로 표현하는 함수이고, X(u, v)는 주파수 영역으로 변환된 화상의 복소수 값을 의미하고, X＊(u, v)는 X(u, v)의 켤레 복소수를 의미하고, BandR(u, v)는 스크린 주파수 성분을 제거하기 위한 밴드 리젝션 필터를 의미한다.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (d3) 단계는
    상기 밴드 리젝션 필터가 다음의 수학식 3으로 표현되는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법.
    [수학식 3]
    BandR(u, v)=0 , if
    Figure 112005041291488-pat00011
    및 arctan(v/u)=α
    BandR(u, v)=1 , else
    여기서, f는 스크린 주파수를 의미하고, α는 스크린 각도를 의미한다.
  8. 제4항에 있어서, 상기 (d5) 단계는
    상기 가장 작은 평가함수를 갖는 후보 닷들의 마이크로 닷 순서를 기준이 되는 닷 센터로부터 가장 먼 후보 닷의 순으로 결정하는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  10. 설정된 스크린 주파수, 스크린 각도 및 해상도에 상응하는 스크린 파라미터를 검출하는 파라미터 검출부;
    다수의 마이크로 닷(micro dot)이 군을 형성한 클러스터 닷(cluster dot)들 각각의 중심이 되는 닷 센터(dot center)들의 좌표들을 검출하는 닷 센터 좌표 검출부;
    상기 닷 센터들이 온(on) 되는 순서를 나타내는 닷 센터 순서를 결정하는 닷 센터 순서 결정부; 및
    모아레(moire) 패턴에 대한 인간 시각의 인식 특성을 정량화 한 평가함수를 사용하여, 상기 마이크로 닷(micro dot)들의 온(on) 되는 순서를 나타내는 마이크로 닷 순서를 결정하는 마이크로 닷 순서 결정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 닷 센터 좌표 검출부는
    닷 센터(dot center)들의 실수 좌표들을 검출하는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 닷 센터 순서 결정부는
    기준이 되는 닷 센터로부터 가장 먼 닷 센터의 순으로 상기 닷 센터 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 마이크로 닷 순서 결정부는
    상기 닷 센터들을 중심으로 한 클러스터 반경을 설정하는 클러스터 반경 설정부;
    상기 설정된 클러스터 반경 내의 마이크로 닷들 중 온(on) 될 소정 개수의 후보 닷들을 임의로 선택하는 후보 닷 선택부;
    상기 선택된 후보 닷들에 대한 평가함수를 산출하는 평가함수 산출부;
    상기 평가함수를 산출한 횟수가 소정 횟수를 초과하였는가를 검사하는 횟수 검사부;
    상기 횟수 검사부의 검사 결과에 응답하여, 산출된 총 평가함수들 중 평가함수의 값이 가장 작은 평가함수를 갖는 후보 닷들의 마이크로 닷 순서를 결정하는 순서 결정부; 및
    상기 스크린의 모든 마이크로 닷들에 대한 마이크로 닷 순서가 결정되었는가를 검사하는 스크린 검사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 클러스터 반경 설정부는
    상기 클러스터 반경을 다음의 수학식 1을 사용해 설정하는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112005041291488-pat00012
    여기서, CR은 클러스터 반경을 의미하고, c는 소정의 상수를 의미하고, n은 마이크로 닷들에 대한 상기 소정 개수를 의미하고, π는 원주율을 의미한다.
  15. 제13항에 있어서, 상기 평가함수 산출부는
    상기 평가 함수를 다음의 수학식 2를 사용해 산출하는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 장치.
    [수학식 2]
    Figure 112005041291488-pat00013
    여기서, EF는 평가함수를 의미하고, MTF는 인간의 식각 특성을 주파수 영역으로 표현하는 함수이고, X(u, v)는 주파수 영역으로 변환된 화상의 복소수 값을 의미하고, X＊(u, v)는 X(u, v)의 켤레 복소수를 의미하고, BandR(u, v)는 스크린 주파수 성분을 제거하기 위한 밴드 리젝션 필터를 의미한다.
  16. 제15항에 있어서, 상기 평가함수 산출부는
    상기 밴드 리젝션 필터가 다음의 수학식 3으로 표현되는 것을 특징으로 하는 모아레 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 장치.
    [수학식 3]
    BandR(u, v)=0 , if
    Figure 112005041291488-pat00014
    및 arctan(v/u)=α
    BandR(u, v)=1 , else
    여기서, f는 스크린 주파수를 의미하고, α는 스크린 각도를 의미한다.
  17. 제13항에 있어서, 상기 순서 결정부는
    상기 가장 작은 평가함수를 갖는 후보 닷들의 마이크로 닷 순서를 기준이 되는 닷 센터로부터 가장 먼 후보 닷의 순으로 결정하는 것을 특징으로 하는 모아레(moire) 패턴을 저감하기 위한 스크린 설계 장치.
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