KR20050011675A - 엑스-라벨을 이용하여 화상 평활도와 선명도를 유지하는적응성 하프톤 방법 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

복합 문서에 대해 적응성 하프톤 방법을 적용하여 에지 선명도를 유지하면서 렌더링을 평활화한다. 본 적응성 하프톤 방법은 문서 영역을 평활, 에지 또는 텍스처로 식별하는 단계를 포함한다. 그리고, 식별된 각 영역은 다음과 같이 처리된다. 평활 영역이 에지 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 평활 영역이 텍스처 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 다른 영역에 접하는 상기 평활 영역의 일부에 트랜지션 영역을 생성하고, 상기 트랜지션 영역에 스크리닝 하프톤 기술(SCN), 및 스크리닝 하프톤 기술을 갖는 오차 확산 기술(EDSCN)의 혼합을 적용하며, 상기 평활 영역의 잔부에 SCN을 적용하고, 상기 다른 영역이 에지 영역이라면 해당 영역에 ED를 적용하며, 텍스처 영역이라면 EDSCN 또는 SCN을 적용한다.

Description

엑스-라벨을 이용하여 화상 평활도와 선명도를 유지하는 적응성 하프톤 방법{ADAPTIVE HALFTONE SCHEME TO PRESERVE IMAGE SMOOTHNESS AND SHARPNESS BY UTILIZING X-LABEL}
본 발명은, 디지털 문서의 상이한 영역에 상이한 하프톤 기술을 적응성으로 적용하는 하프톤 방법/알고리즘에 관한 것이다. 본 발명의 방법/알고리즘은, 화상 평활도(smoothness)와 선명도(sharpness)를 둘 다 유지하기 위해 설계되었고, 컴퓨터 등의 장치, 또는 기계로 판독 가능한 매체에서 실시되는 명령어의 프로그램(예컨대 소프트웨어)으로서 실시될 수 있다.
클러스터-도트-정렬 (clustered-dot-ordered) 디더링, 분산-도트-정렬 (dispersed-dot-ordered) 디더링, 확률론적 스크리닝 (stochastic screening), 및 오차 확산 (error diffusion) 등의 다양한 형태의 하프톤 방법이 있다. 각각의 하프톤 방법은 자체의 강약도(strengths and weakness)를 갖고 있다. 인쇄에 이용되는 두 가지 널리 알려진 방법은 클러스터-도트-정렬 디더링과 오차 확산이다. 전자의 방법은 주로 레이저 프린터에서 이용되고, 후자는 잉크젯 프린터에서 대부분 이용된다.
문제점은, 많은 디지털 표현(digital representation)이 단지 한 형태의 하프토닝에만 적합한 것이 아니라는 것이다. 이들 표현은 평활 영역, 에지 영역 등을 포함하는 혼합 모드(mixed mode)이다. 이러한 문서에 클러스터-도트 스크리닝만을 적용하면 평활 영역의 외관은 향상될지도 모르지만, 에지를 블러링하는 경향이 있다. 오차 확산만을 적용한다면 정 반대의 결과를 얻게 되어, 에지의 선명도는 유지되지만 평활 영역은 열화하게 된다. 따라서, 혼합 모드 디지털 문서의 상이한 영역에 대해 상이한 하프톤 처리를 할 필요가 있다. 또한, 트랜지션을 신중하게 고려해야만 한다.
따라서, 본 발명의 목적은, 에지 선명도를 유지함과 동시에 평활화함으로써 복합 문서의 외관을 향상시킬 수 있는 적응성 하프톤 알고리즘/방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 추가적인 목적은, 필요하다면 트랜지션 영역을 선택적으로 생성하여 문서를 더욱 고품질 렌더링하는 것을 포함하는 영역-기반 하프톤 알고리즘/방법을 제공하는 것이다.
도 1(a), 1(b), 및 1(c)는 본 발명의 실시예에서 채택한 상이한 하프톤 기술의 램프 비교를 나타낸다.
도 2(a) 내지 2(d)는, 오리지널 텍스트 화상과, 그 화상에 적용된 도 1에 나타낸 상이한 하프톤 기술의 비교를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하프톤 마스크 선택 및 블렌딩 계수 결정을 나타내는 블록도이다.
도 4(a)는 스캔된 오리지널 화상을 나타내고, 도 4(b)는 평활 영역에 있어서의 노이즈를 나타내는, 당해 스캔된 이미지의 라벨링 결과를 나타낸다.
도 5(a) 내지 5(f)는 소 영역을 명암도가 유사하고 구조가 상이한 영역으로 교체하는 것에 의한 시각적인 아티팩트를 보여 주는 상이한 도트 패턴을 나타낸다.
도 6(a)는 변형되지 않은 하프토닝 마스크를 나타내고, 도 6(b)는 본 발명의 실시예에 따라 오차 확산 영역에 접하는 평활 영역에 트랜지션 영역이 생성되어 있는 변형된 마스크를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라서, 오차 확산 영역에 접하는 평활 영역의일부에 생성된 트랜지션 영역을 갖는 평활 영역 및 오차 확산 영역을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라서, 텍스처 영역에서의 밝은 톤 영역 결정을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 적응성 하프토닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시형태에 따라, 복합 문서의 디지털 표현에 대해 이용하기 위한 적응성 하프톤 방법이 제공된다. 본 방법은, 디지털 표현에 있어서 영역을 식별하는 단계로서, 식별된 각 영역은 제1 영역 또는 제2 영역으로 분류되는, 영역 식별단계; 및 식별된 각 영역을 처리하는 처리단계를 포함하고, 상기 처리 단계는,제1 영역이 제2 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 상기 제2 영역에 접하는 상기 제1 영역의 일부에 트랜지션 영역을 생성하고, 상기 트랜지션 영역에 제1 하프톤 기술과 제3 하프톤 기술의 혼합을 적용하며, 상기 제1 영역의 잔부에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 상기 제2 영역에 제2 하프톤 기술을 적용하며, 잔여 제1 영역 각각에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 잔여 제2 영역 각각에 제2 하프톤 기술을 적용한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 영역 식별단계에 있어서, 식별된 각 영역은 제1 영역, 제2 영역 또는 제3 영역으로 분류되고, 식별된 각 영역을 처리하는 상기 처리단계는, 제1 영역이 제3 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 상기 제3 영역에 접하는 상기 제1 영역의 일부에 트랜지션 영역을 생성하고, 상기 트랜지션 영역에 상기 제1 하프톤 기술과 상기 제3 하프톤 기술의 혼합을 적용하며, 상기 제1 영역의 잔부에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 상기 제3 영역에 상기 제1 또는 제3 하프톤 기술을 적용하며, 잔여 제3 영역 각각에 상기 제1 또는 제3 하프톤 기술을 적용하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 영역은 평활 영역이고, 상기 제2 영역은 에지 영역이며, 제2 실시예에 있어서, 제3 영역은 텍스처 영역인 것이 바람직하다.
양 실시예에 있어서, 상기 제1 하프톤 기술은 스크리닝이고, 상기 제2 하프톤 기술은 오차 확산이며, 상기 제3 하프톤 기술은 오차 확산과 스크리닝의 조합인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 각 트랜지션 영역의 각 픽셀에 대해, 블렌딩 계수를 결정하고, 결정된 상기 블렌딩 계수에 따라 해당 픽셀에 대해 상기 제1 및 제3 하프톤 기술을 적용한다. 보다 바람직하게는, 블렌딩 계수는 해당 픽셀과, 상기 인접한 제2 영역에서 가장 근접한 픽셀과의 사이의 거리에 기초하여 결정된다.
바람직하게는, 식별된 각 영역을 처리하는 상기 처리단계는, 제3 영역 각각에서 밝은 톤 검출을 수행하는 단계, 및 밝은 톤으로 식별된 각 서브 영역에 대해 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 밝은 톤이 아닌 것으로 식별된 각 서브 영역에 대해 상기 제3 하프톤 기술을 적용하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시형태에 있어서, 본 발명은 복합 문서의 디지털 표현에 대해 적응성 하프톤 방법을 수행하기 위한 장치를 포함한다. 본 장치는, 상술한 디지털 표현에 있어서 영역을 식별하는 모듈을 구비한다. 다른 모듈은 상술한 바와 같은 적절한 처리를 수행하도록 구성된다. 각 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어로 실시될 수 있다. 후자에 있어서, 이러한 모듈은, 명령어 기반 프로세서(예컨대, 중앙 처리 장치(CPU)), 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC), 디지털 신호 처리 회로, 또는 이들의 조합을 하나 이상 포함한다. 어떠한 실시에 있어서도 다수의 모듈을 적절하게 조합할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따라, 상술한 방법 또는 그 단계들은, 실행을 위해 컴퓨터 또는 기타 프로세서로 제어되는 장치에 기억되거나 이송되는 명령어의 프로그램(예컨대, 소프트웨어)으로 실시될 수 있다. 대안적으로, 본 방법 또는 그 단계들은 기능적으로 동등한 하드웨어(예컨대, ASIC, 디지털 신호 처리 회로 등) 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합을 이용하여 실시될 수 있다.
본 발명에 대한 완전한 이해와 함께 다른 목적 및 효과는, 첨부한 도면과 함께 다음의 설명 및 청구항을 참조하여 명확해지고 이해할 수 있게 된다.
도 1(a), 1(b) 및 1(c)는, 클러스터-도트 스크리닝(SCN), 오차 확산(ED), 및 클러스터-도트 스크리닝을 갖는 오차 확산(EDSCN)의 세 가지 하프톤 기술의 램프 비교를 나타낸다. ED에 있어서는, 단일의 고정 임계값을 이용하지만, EDSCN에 있어서는, 정렬된 디더 임계값 어레이 또는 스크린을 이용한다. 도 1(a)와 1(c)를 비교하면, EDSCN을 이용하여 생성한 램프가 SCN을 이용하여 생성한 것과 아주 크게 다르지는 않다는 것을 알 수 있다. 그러나, EDSCN을 이용한 경우에는 밝은 톤 영역에 약간의 물결(wavy) 패턴이 나타난다. 도 2(a)는 밝은 배경 상의 텍스트를 나타내고, 도 2(b) 내지 2(d)는 SCN, ED 및 EDSCN의 상이한 하프톤 기술을 각각 이용하여 그 텍스트 화상을 펄스폭변조한 하프톤 표현을 나타낸다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, SCN은 고르지 않은 텍스트를 생성하고, ED는 샤프한 텍스트를 생성한다. EDSCN은 상기 둘 사이에서 타협한다.
이러한 목적을 감안하여, 본 발명자들은 여기에서, 혼합 모드 또는 복합 디지털 표현, 예를 들어 디지털 문서의 상이한 영역에 상이한 하프톤 기술을 적응성으로 적용하여 문서의 전체 품질을 향상시키는 적응성 하프톤 알고리즘을 고안하였다. 기본 알고리즘은 일반적으로, 문서의 영역을 평활한 에지 또는 파인(fine) 텍스처로서 식별하는 단계를 포함한다(파인 텍스처는 솔트-앤-페퍼 형 노이즈 뿐 아니라 이전에 하프토닝된 데이터를 포함한다). 평활 영역이 에지 영역과 인접하는 곳은 어디에서나, 평활 영역이 텍스처 영역과 인접하는 곳은 어디에서나, 이러한인접 영역에 접하는 평활 영역에 트랜지션 영역이 생성된다. (i) 클러스터-도트 스크리닝 하프톤 기술(SCN) 및 (ii) 오차 확산과 스크리닝 하프톤 기술의 조합(EDSCN)의 혼합을, 이러한 트랜지션 영역의 각각에 대해 선택한다. 이러한 평활 영역의 나머지 부분, 및 에지 또는 텍스처 영역과 접하지 않는 다른 평활 영역에 대해서는, SCN을 선택한다. 에지 영역에 대해서는 ED를 선택하고, 텍스처 영역에 대해서는 EDSCN 또는 SCN을 선택한다.
복합(compound) 문서 내의 각 픽셀을 특정 영역에 속하는 것으로서 라벨링하는 적절한 라벨링 알고리즘을 이용하여 영역 식별 단계를 수행할 수 있다. 그리고 라벨링 결과를 이용하여 상술한 바와 같이 그 픽셀에 대한 하프톤 기술을 선택한다. 적용되는 실제 하프톤 기술은 이하에서 설명하는 어떠한 추가적인 제한에 의존한다. 바람직하게는, 라벨링 알고리즘은 각 픽셀을, 파인 에지, 코어스(coarse) 에지, 하프톤, 컨스턴트 톤 또는 기타의 다섯 가지 분류 중 하나로서 라벨링할 수 있다. 예를 들어, 2003년 7월 23일자로 공유로 출원되어 계류 중인 미국출원 제10/625,107호 "Method and Apparatus for Segmentation of Compound Documents" 에 개시된 X-라벨링 알고리즘을 이용하여 픽셀을 라벨링할 수 있다. 상기 출원의 내용은 참조되어 여기에 통합된다.
도 3은 본 발명의 적응성 하프톤 알고리즘의 내용을 설명하는 블록도이다. 파선 블록은 적절한 하프톤 마스크(기술)를 선택하고 블렌딩 계수를 결정하도록 구성된 하나 이상의 모듈을 구비하는 장치 또는 모듈(30)을 나타낸다. 파선 블록으로의 입력은, 적절한 라벨링 알고리즘이 적용된 컬러 신호(예컨대, CMYK 신호)이다. 최초에 지정된 라벨(X)에 근거하여, 모듈(31)로서 나타낸 바와 같이, 각 픽셀에 대해 적절한 하프톤 기술을 선택한다.
두 영역 사이에서 하프톤 기술을 갑자기 변경함으로써 발생하는 시각적인 교란의 생성을 회피하기 위해서, 특히 어떤 영역이 작고, 그 영역이 훨씬 더 큰 영역에 의해 둘러싸인 경우에는, 모듈(32)에 나타낸 바와 같이, 작은 영역(소 영역)은 제거된다. 작은 영역에 대한 하프톤 기술은, 더 큰 주위 영역에 대해 선택된 것으로 교체된다. 소 영역 제거 모듈(32)의 출력은 트랜지션 생성 모듈(33) 및 블렌딩 계수 결정 모듈(34) 양쪽으로 입력된다. 여기서, 트랜지션 영역은 각각의 평활 및 에지 영역 사이의 경계와 각각의 평활 및 텍스처 영역 사이의 경계에서 생성되고, 생성된 각 트랜지션 영역에 대해 블렌딩 계수를 결정한다.
그리고, 모듈(35)로 나타낸 바와 같이, 변형된 라벨(X')에 따른 적절한 하프톤 기술을 이용하여 화상 데이터(예컨대, CMYK 데이터)를 하프토닝하고, 하프토닝된 데이터는 트랜지션 영역(들)에서 블렌딩되어 하프톤 출력을 생성한다. 모듈(30)의 각 구성요소는 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.
하프톤 선택 모듈(31)은 최초 지정된 라벨에 근거하여 각 픽셀에 대한 하프톤 기술을 선택한다. 상기 참조 출원에 기재된 라벨링 알고리즘은 복합 문서에서의 각 픽셀을 다섯 가지 형태 중 하나로 라벨링할 수 있다. 이들 각 형태와 관련된 X-필드 정의는 다음 표 1에 주어진다.
픽셀 분류 X-필드 정의
파인 에지 논-하프톤 영역에서 검출된 에지 픽셀
코어스 에지 하프톤 영역에서 검출된 에지 픽셀
하프톤 검출된 논-에지 하프톤 픽셀
컨스턴트 톤 논-하프톤 영역에서 검출된 컨스턴트 톤 픽셀
기타 모든 잔여 픽셀
표 2는 픽셀 형태와 대응하는 하프톤 기술을 서로 관련시킨다. 이러한 상호관련성은 Epson AcuLaser C4000 프린터에서 출력된 출력물을 관찰하여, 이를 기초로 실험적으로 결정되었다.
<상이한 X-라벨에 대한 하프톤 기술>
파인 에지 & 코어스 에지 오차 확산(ED)
하프톤 클러스터-도트 스크리닝을 갖는 오차 확산(EDSCN)
컨스턴트 톤 & 기타 클러스터-도트 스크리닝(SCN)
상기 참조 출원의 라벨링 알고리즘은 경계의 텍스트 픽셀을 파인 또는 코어스 에지로서 라벨링한다. 내부의 텍스트 픽셀은 컨스턴트 톤 또는 기타로서 라벨링되고, 내부 영역은 좁다. 텍스트의 컬러 또는 명암도(intensity)는 보통 동종(homogeneous)이고 어둡다(dark). 균일하고 샤프한 텍스트 출력을 생성하기 위해서, 컨스턴트 톤 또는 기타로 라벨링된 좁은 영역에 대한 하프톤 기술은, 이러한 영역이 에지 픽셀로 둘러싸여 있다면, ED로 전환될 수 있다.
어떤 영역에서는 소정 하프톤 기술을 이용하고, 둘러싸여 있는 더 작은 영역에서는 상이한 하프톤 기술을 이용하게 되는, 잡음성 라벨링 문제를 회피하기 위해서, 소 영역 제거 모듈(32)이 채택된다. 도 4(a) 및 4(b)는 각각, 원본 화상과,라벨링 및 대응 하프토닝 결과를 갖는 동일 화상을 나타낸다. 도 4(a)에서 볼 수 있는 바와 같이 옷감을 나타내는 영역은 시각적으로 평활하다. 화상을 하프토닝했고 스캐너가 다른 잡음을 픽업했기 때문에, 도 4(b)에서 볼 수 있는 바와 같이 그 영역에서의 라벨링은 잡음성이다. 도 4(b)에 있어서 밝은 회색은 코어스 에지 픽셀을 나타내고, 어두운 회색은 하프톤 픽셀을 나타낸다. 상이한 회색 영역에 이들 상이한 하프톤 기술을 적용하면, 평활한(즉, 어두운 회색) 영역에서 교란된(disturbed) 결과를 발생시킨다. 도 5(a) 내지 5(f)는 본 문제점을 보여주고 있다. 도 5(a), 5(b), 5(d) 및 5(e)는 50% 회색의 도트 패턴 표현이다. 도 5(c)는 도 5(a)에서의 직사각형으로 둘러싸인 영역을, 도 5(b)에서의 대응하는 영역으로 대체한 결과이다. 도 5(c)의 도트 패턴은 도 5(a) 및 5(b)에서의 도트 패턴보다 더 어둡다. 도 5(f)는 도 5(d)에서의 직사각형으로 둘러싸인 영역을, 도 5(e)에서의 대응하는 영역으로 대체한 결과이다. 도 5(f)의 도트 패턴은 도 5(d) 및 5(e)에서의 도트 패턴보다 더 밝다. 도 5로부터 얻을 수 있는 또 다른 관찰결과는, 인간의 눈이 평활한 영역 내의 구조에 있어서 작은 변화를 용이하게 검출할 수 있다는 것이다.
트랜지션 영역 생성 모듈(33) 및 블렌딩 계수 결정 모듈(34)은, 에지 영역에서의 선명도를 유지하면서 평활한 영역에서의 평활도를 유지하기 위해 채택되어 있다. 에지 영역에서는 ED를 이용하여 선명도를 유지한다. 일반적으로 에지 영역 외부의 영역은 평활하여 SCN이 바람직하다. 도 5(c) 및 5(f)에서 볼 수 있는 바와 같이, 평활한 영역에서의 구조 변화(즉, 하프토닝으로부터의 도트 패턴 변화)는 교란된 결과를 생성할 수 있다. 도 1(a) 및 1(c)에 나타난 바와 같이, SCN 및 EDSCN으로부터의 도트 패턴은, 양 경우에 있어서 동일한 디더링 매트릭스를 이용한다면, 유사하다. 얻을 수 있는 다른 관찰결과는, 에지 영역 근처에서 EDSCN으로부터 ED로의 트랜지션이 귀찮은 아티팩트를 생성하지 않는다는 것이다. 따라서, 본 발명은, 필요하다면 급격한 트랜지션에 의해 야기되는 아티팩트를 회피하거나 최소화시킬수 있는 트랜지션 영역을 생성한다. 실험에 의하면 다음의 조건이 최상의 전반적인 결과를 도출시키는 것을 알 수 있다: 평활한 영역이 에지 영역 또는 텍스처 영역에 인접하고 있다면, 이들 사이에 SCN 및 EDSCN의 두 가지 하프톤 기술의 블렌딩을 이용하는 트랜지션 영역이 생성된다. 에지 영역이 텍스처 영역에 인접한다면, 트랜지션은 필요하지 않다.
도 6(a)는 하프토닝을 위한 오리지널 마스크를 나타내고 있고, 여기에서 밝은 회색은 평활 영역(61)을 나타내고 더 어두운 색은 에지 영역(62)을 나타낸다. 도 6(b)는 트랜지션 영역(63)의 생성을 나타내고 있고, 이는 에지 영역(62)의 외측에 생성되어 있다. 즉, 트랜지션 영역(63)은 바람직하게는 도 6(b)에 도시한 바와 같이 에지 영역(62)에 접하는 평활 영역(61)의 일부에서 생성된다. 트랜지션 영역(63)이 평활 영역(61) 상에 생성되기 때문에, 트랜지션 영역(63)에서는 SCN과 EDSCN의 블렌딩이 이용된다. 도 6(a) 및 6(b)는 에지 영역에 접하는 평활 영역의 부분에서의 트랜지션 영역의 생성을 나타내고 있지만, 평활 영역이 텍스처 영역에 접하는 경우에도 동일한 사상을 적용할 수 있다.
이들 두 가지 하프톤 기술의 블렌딩은 하프톤 표현에 관하여 기술될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 선형 블렌딩이 다음과 같이 이용된다:
PW(x,y) = (1-α) ×PW 1(x, y) + α×PW 2(x, y) (1)
여기에서,α는 블렌딩 계수이고,PW 1(x, y)와PW 2(x, y)는 각각 SCN과 EDSCN 하프톤 기술로부터의 하프톤 출력이다. 도 7은 블렌딩 계수α를 결정하는 방법을 나타내는 개략도이다. 본 예에 있어서, 영역 1은 평활 영역(71)을 나타내고 영역 2는 에지 영역(72)을 나타낸다. α를 결정하는 하나의 방법은 다음과 같다:
α= (W - d)/W
W는 도 7에 나타낸 바와 같이 트랜지션 영역(73)의 폭이고, d는 문제가 되는 픽셀 (x, y)에서 에지 영역(72) 내에서 가장 근접한 픽셀 (x*, y*)까지의 최단 거리, 즉 d = √((x-x*)2+ (y-y*)2) 이다.
하프톤 & 블렌딩 모듈(35)에 관한 더욱 상세한 내용은 다음과 같다. 우선, 각 픽셀에 관하여 하프톤 방법 X'가 결정되고, 그 픽셀이 트랜지션 영역 내에 있다면 블렌딩 계수 α를 연산한다. X'는, 영역 및/또는 적용할 특정 하프톤 기술, 예컨대 평활 영역/SCN 하프톤 기술, 에지 영역/ED 하프톤 기술, 또는 트랜지션 영역/SCN과 EDSCN 하프톤 기술의 블렌딩을 나타내는 값을 갖는다. X'에 따라 각 픽셀에 대해 적절한 하프톤 기술을 선택한다. 픽셀이 트랜지션 영역 내에 있다면, 식 (1)의 결과에 따라 SCN과 EDSCN을 블렌딩한다.
EDSCN은 평활한 밝은 톤 영역에 두드러진 물결 패턴을 생성할 수 있고, 이는바람직하지 않다. 이러한 아티팩트를 최소화하기 위해 EDSCN이 선택된 영역 내에서, 즉 텍스처 영역 내에서 밝은 톤(light-tone) 검출을 수행한다. 이러한 밝은 톤 검출은, 특정 픽셀 주위의 두 개의 이웃들 각각의 평균을 연산하고 일정 비교를 함으로써 수행될 수 있다. 이용할 수 있는 두 개의 이웃들의 일례를 도 8에 나타내고 있다. 좌측과 우측의 픽셀 이웃들(81, 82) 평균은 각각 다음과 같이 연산된다:
(2)
여기에서 L은 블록 사이즈이고 L = 2 ×l + 1이다. 대상 픽셀이 밝은 톤 영역 내에 있는지를 결정하기 위해 다양한 조건을 부과할 수 있다. 일 실시예에 있어서, μl및 μr양쪽이 임계값 T보다 작다면, f(x, y)는 밝은 톤 영역 내에 있는 것이다. 다른 실시예에 있어서, μl및 μr중 어느 하나가 T보다 작고 f(x, y) < T 라면, f(x, y)는 밝은 톤 영역 내에 있는 것이다. 바람직한 실시예에 있어서, 이들 두 조건을 분리적으로 적용할 수 있다. 즉, 하나 또는 다른 하나가 성립되면, f(x, y)가 밝은 톤 영역 내에 있는 것이다. 밝은 톤으로 검출된 각 영역에 대해서, EDSCN 대신에 SCN을 이용한다. 본 접근법은, 하프토닝된 화상에서 도트/라인 구조 사이의 갭이 밝은 톤으로 분류될 가능성을 감소시킨다. 본 밝은 톤 검출 방법은, 스캔된 화상에서 밝은 톤 영역 내의 작은 노이즈를 무시할 수 있기 때문에,강건(robust)하다. 원한다면 전체 하프토닝 알고리즘/방법(영역 결정 등)에 있어서 더 일찍 밝은 톤 검출을 수행할 수 있다. 그러나, 각 컬러 요소에 대해 별개의 X'가 필요하다.
도 9의 흐름도를 참조하여 전체적인 적응성 하프토닝 알고리즘/방법을 설명한다. 본 발명에 따라 처리될 복합 문서의 디지털 표현은, 예컨대 물리적인 문서를 스캐닝하거나 기억된 디지털 문서를 취출하는 등의 적절한 방법에 의해 획득한다. 본 알고리즘/방법은 디지털 표현에 있어서 각 픽셀을 라벨링함으로써 단계 901에서 개시한다. 단계 902에서, 라벨링 결과에 기초하여 각 픽셀에 대해 초기 하프톤 기술을 선택한다. 그 다음, 선택된 초기 하프톤 기술에 기초하여 디지털 표현에 있어서의 영역들을 평활, 에지 또는 텍스처로 분류한다(단계 903). 이들 식별된 영역 내에서, 더 큰 영역에 대해 초기에 선택된 각 하프토닝 기술과 초기에 선택된 하프톤 기술이 상이한 더 작은 영역을 식별한다.(단계 904). 평활 영역이 에지 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 평활 영역이 텍스처 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 트랜지션 영역이 인접 영역에 접하는 평활 영역의 일부에서 생성된다(단계 905). 각 트랜지션 영역에 대해서, 블렌딩 계수 α를 연산하여, 해당 트랜지션 영역에 적용될 SCN과 EDSCN의 적절한 블렌딩을 결정한다(단계 906). 단계 907에서, 각 텍스처 영역을 분석하여, 해당 영역 또는 그 일부가 밝은 톤 영역인지를 결정하고, 밝은 톤 영역이라면, 이러한 영역 또는 그 일부 각각은 밝은 톤 영역으로 재분류된다. 단계 907은 원한다면 더 일찍 수행될 수도 있다. 다음으로, 단계 908에서 다음과 같이 적응성 하프토닝이 수행된다:
각 트랜지션 영역에 대해, 연산된 α에 따라 SCN과 EDSCN의 블렌딩이 적용된다;
트랜지션 영역이 생성된 각 평활 영역의 잔부와 기타 모든 평활 영역에 대해, SCN이 적용된다;
각 에지 영역에 대해, ED가 적용된다;
밝은 톤이 아닌 텍스처 영역 각각에 대해, EDSCN이 적용된다; 그리고
밝은 톤 텍스처 영역 각각에 대해, SCN이 적용된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 적응성 하프톤 방법은 도 10에 도시한 형태의 화상 처리 시스템(100)에서 실행될 수 있는 소프트웨어에서 편리하게 실시될 수 있다. 본 화상 처리 시스템은 프린터를 포함하는 주변 장치를 갖는 컴퓨터에 관련하여 이하에서 설명한다. 이는 본 발명의 알고리즘을 적용할 수 있는 화상 처리 시스템의 일례일 뿐이다. 본 알고리즘은 다른 적절한 구성에 있어서도 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 알고리즘은 프린터에서 직접 실시될 수도 있다. 본 알고리즘은 처리 유닛을 포함하거나 이에 대한 액세스를 갖는 복사기에서도 실시될 수 있다.
도 10에 도시한 화상 처리 시스템은, 컴퓨팅 자원을 제공하고 시스템을 제어하는 중앙 처리 장치(CPU)(101)를 포함한다. CPU(101)는 마이크로프로세서 등으로 실시될 수 있고, 수학적 연산을 위한 부동 소수점 코프로세서를 포함할 수도 있다. CPU(101)는 또한 화상/그래픽, 비디오, 및 오디오 데이터를 처리하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, CPU(101)는 이러한 처리를 다룰 수 있도록 특별히설계된 하나 이상의 다른 칩을 포함할 수도 있다. 시스템(100)은 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 리드 온리 메모리(ROM) 형태의 시스템 메모리(102)를 더 포함한다.
이러한 시스템(100)은 일반적으로 도 10에 도시한 바와 같이 다수의 컨트롤러 및 주변 장치를 포함한다. 도시한 실시예에 있어서, 입력 컨트롤러(103)는 키보드, 마우스 또는 스타일러스 등의 하나 이상의 입력 장치(103)에 대한 인터페이스를 나타낸다. 스캐너(106) 또는 문서를 디지타이징하기 위한 동등한 장치와 통신하는 컨트롤러(105)도 있다. 기억 컨트롤러(107)는, 시스템을 동작시키는 명령어의 프로그램, 본 발명의 다양한 형태를 실시하는 프로그램 실시예를 포함하는 유틸리티 및 애플리케이션을 기록하기 위해 이용되는 마그네틱 테이프나 디스크, 또는 광학 매체 등의 기억 매체를 각각이 포함하는, 하나 이상의 기억 장치(108)와 인터페이스한다. 기억 장치(108)는 본 발명에 따라 처리되고 조작되는 데이터를 기억하기 위해 이용될 수도 있다. 디스플레이 컨트롤러(109)는 공지 형태의 소정 디스플레이 장치(111)에 대한 인터페이스를 제공한다.
본 발명에 따라, 프린터(113), 바람직하게는 레이저 프린터와 통신하기 위해 프린터 컨트롤러(112) 또한 제공된다. 본 발명의 처리는 프린터 컨트롤러(112), 예컨대 프린터 드라이버에서 실시될 수도 있다.
통신 컨트롤러(114)는, 인터넷, 로컬 에어리어 네트워크(LAN), 와이드 에어리어 네트워크(WAN) 등의 다양한 네트워크를 통해, 또는 적외선 신호 등의 적절한 전자기 캐리어 신호를 통해, 시스템(100)이 원격 장치와 접속할 수 있도록 하는 통신 장치(115)와 인터페이스한다.
설명한 시스템에 있어서, 모든 주요 시스템 구성요소는 하나 이상의 물리적 버스를 나타내는 버스(116)에 접속한다.
본 발명의 특정 애플리케이션에 따라, 다른 것에 대한 물리적 접근에 다양한 시스템 구성요소가 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 예를 들어, 입력 데이터(예컨대, 멀티-레벨 스크린을 생성하는데 이용되는 데이터 및/또는 매설될 데이터) 및/또는 출력 데이터(예컨대, 멀티-레벨 스크린 및/또는 매설된 데이터를 포함하는 화상 데이터)는 하나의 물리적 위치에서 다른 곳으로 원격 전송될 수 있다. 또한, 스크린 설계 또는 데이터 매설 처리의 다양한 형태를 실시하는 프로그램은 네트워크를 통해 원격 위치(예컨대, 서버)로부터 액세스될 수 있다. 이러한 데이터 및/또는 프로그램은 마그네틱 테이프, 디스크나 광디스크를 포함하는 다양한 기계로 읽을 수 있는 매체 , 네트워크 신호, 또는 적외선 신호를 포함하는 적절한 전자기 캐리어 신호 등을 통해 이송될 수 있다.
본 발명은 소프트웨어로 편리하게 실시되지만, 하드웨어 실시 또는 결합된 하드웨어/소프트웨어 실시 또한 가능하다. 하드웨어 실시는 예컨대 ASIC 디지털 신호 처리 회로 등을 이용하여 실현할 수 있다. 이와 같이, 청구항 언어 "기계로 읽을 수 있는 매체"는 소프트웨어-운반 매체 뿐 아니라, 자체에 배선으로 접속되어(hardwired) 필요한 처리를 수행하는 명령어를 갖는 하드웨어 및 하드웨어와 소프트웨어의 조합 또한 포함한다. 마찬가지로, 청구항 언어 "명령어의 프로그램"은 소프트웨어 및 하드웨어 상에 매설된 명령어를 둘 다 포함한다. 또한, 청구항에서 사용되는 언어 "수단"은 명령어 기반 프로세서(예컨대, CPU), ASIC, 디지털신호 처리 회로, 또는 그 조합 등의 적절하게 구성된 처리 장치를 모두 포함한다. 이러한 실시 대안을 고려하면, 도면 및 수반하는 설명은 당업자가 필요한 처리를 수행하기 위해서 프로그램 코드(즉, 소프트웨어)를 작성하거나 회로(즉, 하드웨어)를 제조하는데 필요한 기능적인 정보를 제공한다는 것을 알 수 있다.
상술한 설명이 나타내는 바와 같이, 본 발명은 평활 영역이 어떠한 형태의 영역에 접하는지에 따라 평활 영역의 외측 일부를 상이하게 취급하는 적응성 하프톤 방법을 제공한다. 이렇게 함으로써, 본 발명은 에지 선명도를 유지하면서 화상을 평활하게 한다.
본 발명은 몇몇 특정 실시예를 들어 설명했지만, 상술한 설명에 비추어 당업자에 대해서는 다양한 대안, 변형, 변동 및 응용이 명백하다. 따라서, 여기에 설명한 발명은 첨부한 청구항의 사상과 범위에 해당하는 이러한 모든 대안, 변형, 변동 및 응용을 포함하는 것이다. 미국 특허출원 제60/489,324호(2003년 7월 23일 출원)의 내용은 참조되어 여기에 통합된다.
본 발명에 따른 적응성 하프톤 알고리즘/방법에 따라, 에지 선명도를 유지함과 동시에 평활화함으로써 복합 문서의 외관을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 영역-기반 하프톤 알고리즘/방법에 따라, 필요하다면 트랜지션 영역을 선택적으로 생성하여 문서를 더욱 고품질 렌더링할 수 있는 효과가 있다.

Claims (25)

  1. 복합 문서의 디지털 표현에 대해 이용하기 위한 적응성 하프톤 방법으로서,
    디지털 표현에 있어서 영역을 식별하는 단계로서, 식별된 각 영역은 제1 영역 또는 제2 영역으로 분류되는, 영역 식별단계; 및
    식별된 각 영역을 처리하는 처리단계를 포함하고,
    상기 처리 단계는,
    제1 영역이 제2 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 상기 제2 영역에 접하는 상기 제1 영역의 일부에 트랜지션 영역을 생성하고, 상기 트랜지션 영역에 제1 하프톤 기술과 제3 하프톤 기술의 혼합을 적용하며, 상기 제1 영역의 잔부에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 상기 제2 영역에 제2 하프톤 기술을 적용하며,
    잔여 제1 영역 각각에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 잔여 제2 영역 각각에 제2 하프톤 기술을 적용하는 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영역 식별단계에 있어서, 식별된 각 영역은 제1 영역, 제2 영역 또는 제3 영역으로 분류되고,
    식별된 각 영역을 처리하는 상기 처리단계는,
    제1 영역이 제3 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 상기 제3 영역에 접하는 상기 제1 영역의 일부에 트랜지션 영역을 생성하고, 상기 트랜지션 영역에 상기제1 하프톤 기술과 상기 제3 하프톤 기술의 혼합을 적용하며, 상기 제1 영역의 잔부에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 상기 제3 영역에 상기 제1 또는 제3 하프톤 기술을 적용하며,
    잔여 제3 영역 각각에 상기 제1 또는 제3 하프톤 기술을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역은 평활 영역이고, 상기 제2 영역은 에지 영역인 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역은 평활 영역이고, 상기 제2 영역은 에지 영역이며, 상기 제3 영역은 텍스처 영역인 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 하프톤 기술은 스크리닝이고, 상기 제2 하프톤 기술은 오차 확산이며, 상기 제3 하프톤 기술은 오차 확산과 스크리닝의 조합인 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 하프톤 기술은 스크리닝이고, 상기 제2 하프톤 기술은 오차 확산이며, 상기 제3 하프톤 기술은 오차 확산과 스크리닝의 조합인 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    각 트랜지션 영역의 각 픽셀에 대해 블렌딩 계수를 결정하고, 결정된 상기 블렌딩 계수에 따라 해당 픽셀에 대해 상기 제1 및 제3 하프톤 기술을 적용하는 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    각 트랜지션 영역의 각 픽셀에 대해, 해당 픽셀과, 상기 인접한 제2 영역에서 가장 근접한 픽셀과의 사이의 거리에 기초하여, 해당 픽셀에 대한 상기 블렌딩 계수를 결정하는 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    각 트랜지션 영역의 각 픽셀에 대해 블렌딩 계수를 결정하고, 결정된 상기 블렌딩 계수에 따라 해당 픽셀에 대해 상기 제1 및 제3 하프톤 기술을 적용하는 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    각 트랜지션 영역의 각 픽셀에 대해, 해당 픽셀과, 상기 인접한 제2 또는 제3 영역에서 가장 근접한 픽셀과의 사이의 거리에 기초하여, 해당 픽셀에 대한 상기 블렌딩 계수를 결정하는 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  11. 제2항에 있어서,
    식별된 각 영역을 처리하는 상기 처리단계는, 제3 영역 각각에서 밝은 톤 검출을 수행하는 단계, 및 밝은 톤으로 식별된 각 서브 영역에 대해 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 밝은 톤이 아닌 것으로 식별된 각 서브 영역에 대해 상기 제3 하프톤 기술을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적응성 하프톤 방법.
  12. 복합 문서의 디지털 표현에 대해 적응성 하프톤 방법을 수행하기 위한 장치로서,
    상기 장치는,
    디지털 표현에 있어서 영역을 식별하도록 구성된 영역 식별 모듈로서, 식별된 각 영역은 제1 영역 또는 제2 영역으로 분류되는, 영역 식별 모듈; 및
    식별된 각 영역을 처리하도록 구성된 처리 모듈을 구비하고,
    상기 식별된 영역 처리 모듈은,
    제1 영역이 제2 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 상기 제2 영역에 접하는 상기 제1 영역의 일부에 트랜지션 영역을 생성하고, 상기 트랜지션 영역에 제1 하프톤 기술과 제3 하프톤 기술의 혼합을 적용하며, 상기 제1 영역의 잔부에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 상기 제2 영역에 제2 하프톤 기술을 적용하며,
    잔여 제1 영역 각각에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 잔여 제2 영역 각각에 상기 제2 하프톤 기술을 적용하는 것을 특징으로 하는 적응성 하프토닝 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    식별된 각 영역은 제1 영역, 제2 영역 또는 제3 영역으로 분류되고,
    상기 식별된 영역 처리 모듈은,
    제1 영역이 제3 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 상기 제3 영역에 접하는 상기 제1 영역의 일부에 트랜지션 영역을 생성하고, 상기 트랜지션 영역에 상기 제1 하프톤 기술과 상기 제3 하프톤 기술의 혼합을 적용하며, 상기 제1 영역의 잔부에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 상기 제3 영역에 상기 제1 또는 제3 하프톤 기술을 적용하며,
    잔여 제3 영역 각각에 상기 제1 또는 제3 하프톤 기술을 적용하는 처리를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 적응성 하프토닝 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 장치는, 컴퓨터, 프린터 또는 복사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 적응성 하프토닝 장치.
  15. 복합 문서의 디지털 표현에 대해 적응성 하프톤 방법을 수행하도록 기계에 지시하는 명령어의 프로그램을 갖는 기계로 읽을 수 있는 매체로서,
    상기 명령어의 프로그램은,
    디지털 표현에 있어서 영역을 식별하는 명령어로서, 식별된 각 영역은 제1 영역 또는 제2 영역으로 분류되는, 영역 식별 명령어; 및
    식별된 각 영역을 처리하는 처리 명령어를 포함하고,
    상기 식별된 영역 처리 명령어는,
    제1 영역이 제2 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 상기 제2 영역에 접하는 상기 제1 영역의 일부에 트랜지션 영역을 생성하고, 상기 트랜지션 영역에 제1 하프톤 기술과 제3 하프톤 기술의 혼합을 적용하며, 상기 제1 영역의 잔부에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 상기 제2 영역에 제2 하프톤 기술을 적용하며,
    잔여 제1 영역 각각에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 잔여 제2 영역 각각에 제2 하프톤 기술을 적용하는 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 영역 식별 명령어는, 식별된 각 영역을 제1 영역, 제2 영역 또는 제3 영역으로 분류하는 명령어를 더 포함하고,
    상기 식별된 영역 처리 명령어는,
    제1 영역이 제3 영역에 인접하는 곳은 어디에서나, 상기 제3 영역에 접하는 상기 제1 영역의 일부에 트랜지션 영역을 생성하고, 상기 트랜지션 영역에 상기제1 하프톤 기술과 상기 제3 하프톤 기술의 혼합을 적용하며, 상기 제1 영역의 잔부에 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 상기 제3 영역에 상기 제1 또는 제3 하프톤 기술을 적용하며,
    잔여 제3 영역 각각에 상기 제1 또는 제3 하프톤 기술을 적용하는 명령어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 영역은 평활 영역이고, 상기 제2 영역은 에지 영역인 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 영역은 평활 영역이고, 상기 제2 영역은 에지 영역이며, 상기 제3 영역은 텍스처 영역인 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 하프톤 기술은 스크리닝이고, 상기 제2 하프톤 기술은 오차 확산이며, 상기 제3 하프톤 기술은 오차 확산과 스크리닝의 조합인 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 하프톤 기술은 스크리닝이고, 상기 제2 하프톤 기술은 오차 확산이며, 상기 제3 하프톤 기술은 오차 확산과 스크리닝의 조합인 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
  21. 제15항에 있어서,
    각 트랜지션 영역의 각 픽셀에 대해 블렌딩 계수를 결정하는 명령어, 및 결정된 상기 블렌딩 계수에 따라 해당 픽셀에 대해 상기 제1 및 제3 하프톤 기술을 적용하는 명령어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
  22. 제21항에 있어서,
    각 트랜지션 영역의 각 픽셀에 대해 블렌딩 계수를 결정하는 상기 명령어는, 해당 픽셀과, 상기 인접한 제2 영역에서 가장 근접한 픽셀과의 사이의 거리에 기초하여, 상기 블렌딩 계수를 결정하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
  23. 제16항에 있어서,
    각 트랜지션 영역의 각 픽셀에 대해 블렌딩 계수를 결정하는 명령어, 및 결정된 상기 블렌딩 계수에 따라 해당 픽셀에 대해 상기 제1 및 제3 하프톤 기술을 적용하는 명령어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
  24. 제23항에 있어서,
    각 트랜지션 영역의 각 픽셀에 대해 블렌딩 계수를 결정하는 상기 명령어는, 해당 픽셀과, 상기 인접한 제2 또는 제3 영역에서 가장 근접한 픽셀과의 사이의 거리에 기초하여, 상기 블렌딩 계수를 결정하는 명령어를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
  25. 제16항에 있어서,
    식별된 각 영역을 처리하는 상기 명령어는, 제3 영역 각각에서 밝은 톤 검출을 수행하는 명령어, 및 밝은 톤으로 식별된 각 서브 영역에 대해 상기 제1 하프톤 기술을 적용하고, 밝은 톤이 아닌 것으로 식별된 각 서브 영역에 대해 상기 제3 하프톤 기술을 적용하는 명령어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계로 읽을 수 있는 매체.
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