KR20060053446A - 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙집중형 도트 스크린 설계방법 - Google Patents

Abstract

인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계방법이 개시된다. 본 발명에 따른 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계방법은 소정 방식에 의해 다수의 도트 클러스터 센터의 초기 위치를 결정하는 단계 및 클러스터 센터들의 초기 위치 정보와 갱신된 위치 정보와 인간의 시각 특성 및 프린터 모델 특성이 고려된 수정된 DBS 알고리즘을 이용하여 클러스터 센터 주위에 소정 서브 도트들을 형성시켜 스크린을 설계하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면, 각각의 그레이 레벨에 대한 이진패턴 설계시, 클러스터 센터들이 위치가 이동되므로 클러스터 센터들이 일정한 각도와 주기성을 갖지 않으며, 이에 의해 출력화상에서 시각적으로 거슬리는 패턴이 줄어드는 장점이 있다.

하프토닝, 스크리닝, 그레이 레벨, 계조, 이진 패턴

Description

인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계방법{The method of designing stochastic clustered-dot screen based on the human visual characteristics and the printer model}

도 1은 미국특허 US 5859955에 개시된 불규칙 집중형 도트 스크린 (Stochastic Clustered-dot screen)을 설계하는 방법에 관한 흐름도,

도 2a는 종래의 방법으로 설계된 141 LPI(Line Per Inch), 45도 스크린의 해프토닝 결과를 도시한 도면이며, 도 2b는 212 LPI, 45도 스크린의 해프토닝 결과를 도시한 도면,

도 3은 본 발명을 수행하기 위한 스크린 설계 장치의 구성을 도시한 블럭도,

도 4는 본 발명에 따른 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 집중형 도트 스크린 설계방법의 설명에 제공되는 흐름도,

도 5는 도 4의 S600 단계를 상세하게 표현한 흐름도,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수정된 DBS 알고리즘을 설명하기 위한 도면, 그리고

도 7은 본 발명에 의해 설계된 스크린을 이용하여 이진영상을 출력하는 화상형성장치를 포함하는 인쇄시스템의 블럭도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *

300: 집중형 도트 스크린 설계장치

310: 클러스터 센터 초기 위치 설계부

320: 이진패턴 설계부 325: 클러스터 센터 위치 갱신부

330: 카운터 340: 비교기

350: 저장부 360: 이진패턴 합성부

370: 스크린 설계부 710: 호스트

712: 키입력부 714: 프린터 드라이버부

716: 출력부 720: 프린터 인터페이스부

730: 메모리 740: 이미지 처리부

750: 마이콤 760: 인쇄부

770: 화상형성장치 1000:인쇄시스템

본 발명은 스크린 설계 방법에 관한 것으로, 특히 변형된 DBS 알고리즘을 이용하여 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린을 설계하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 프린터, 복사기, 이진출력 LCD 등과 같은 이진출력장치에서는 실질적으로 흑과 백 두가지 색만으로 다양한 색감을 전달하게 된다. 예를 들어, 흑백 디지털 프린터의 경우, 모니터에서 보여지는 흑백영상을 흑과 백의 두 값 으로만 표시한다. 이 때, 모니터에서 표시된 다양한 밝기의 흑백영상을 흑백 프린터로 출력하기 위해서는 프린터 또는 PC에서는 입력영상을 이진영상으로 변환하기 위한 일련의 과정이 요구된다. 즉, 각 픽셀이 갖는 색을 0에서 255 사이의 밝기 값으로 나타낸 그레이 스케일의 이미지로 변환하는 과정과, 그레이 스케일의 이미지를 이진영상으로 변환하는 과정이 요구된다. 여기서, 0(흑색)에서 255(백색) 사이의 밝기 값을 갖는 영상을 계조영상이라 하며, 이 계조영상을 이진영상으로 변환하는 과정을 하프토닝(Halftoning)이라 한다.

이러한, 하프토닝 기술에서는 잉크젯 프린터 및 복합 프린터(Multi-function printer)에 주로 사용되는 오차확산법(error diffusion)과 레이저 프린터에 주로 사용되는 스크리닝(screening) 방법이 보편적으로 이용되고 있다.

오차확산법은 연속계조영상을 이진계조영상으로 변환하는 과정에서 생기는 오차를 인접한 화소들에 분배하여 이진영상에서의 평균오차를 최소화함으로써 연속계조영상의 재현능력 뿐만 아니라 우수한 경계보존성을 가진다.

스크리닝은 본래 사진과 같은 연속 화상을 화상의 농담을 나타내기 위해 망점(dot)이라고 하는 아주 작은 점의 크기로 바꾸는 방법을 의미하며,‘망걸기’라고도 한다

스크리닝 방법은 이진 하프톤 도트들이 최대한 가깝게 형성되는 집중 도트형 스크리닝(Clustered-dot screening)과, 이진 하프톤 도트들이 최대한 떨어져 형성되는 분산 도트형 스크리닝(Dispersed-dot screening)으로 분류된다. 집중 도트형 스크리닝은 분산 도트형 스크리닝에 비해 화상의 디테일한 성분을 표시하는 성능이 좋지 않은 반면, 계조재현성(tone reproduction)이 좋고, 레이저 프린터의 결점에 강하다는 장점이 있다. 반면, 분산 도트형 스크리닝은 프린터의 결점(defect)에는 약하지만, 화상의 디테일한 성분을 잘 표현해주는 장점이 있기 때문에, 디스플레이 장치나 잉크젯 프린터에서 선호된다.

한편, 스크리닝 방법의 다른 분류로서, 일정한 LPI(lines per inch) 및 앵글(angle)에 따라 규칙성을 가지면서 이진 하프톤 도트들이 형성되는 순차적 도트 스크리닝(Ordered-dot screening), 이진 하프톤 도트들이 규칙성 없이 형성되는 불규칙 도트 스크리닝(Stochastic-dot screening)이 있다. 순차적 도트 스크리닝에 비하여 불규칙 도트 스크리닝의 결과는 눈에 띄는 패턴이 적게 나타나므로 화질면에서 우수한 장점이 있으나, 스크리닝 결과 해프토닝 영상의 압축률은 순차적 도트 스크리닝이 훨씬 우수하다.

또한, 최근에는 인간의 시각 특성과 프린터 모델의 특성을 고려하여, 보다 우수한 하프토닝 영상을 출력하는 "Model-based halftoning"에 대한 관심이 증대되고 있다.

도 1은 미국특허 US 5859955에 개시된 불규칙 집중형 도트 스크린 (Stochastic Clustered-dot screen)을 설계하는 방법에 관한 흐름도이다.

미국특허 US 5859955에는 불규칙 도트 스크리닝과 집중형 도트 스크리닝을 접목시킨 해프토닝 방법이 개시되어 있다. 이는, 일정한 방향과 주기성이 없는 다수의 중심 도트(cluster center)를 설계(S10)한 후, 각각의 중심 도트 주변에 형성되는 도트의 순서를 소정의 비용 함수(cost function)에 의해 결정(S20)하는 시스 템이다.

이와 유사한 하프톤 영상을 출력하는 스크린을 제작하는 방법으로서 미국특허 US 6335989에 도넛 필터를 이용한 하프토닝 프린팅 방법(Halftoning printing Using Donut Filters)이 개시되어 있다. 이는, 상기 시스템과는 상이한 비용 함수를 사용하여 스크린을 제작하지만, 일정한 방향과 주기성이 없는 중심 도트들 주위에 주변 도트들이 형성되는 점에서 상당한 유사성이 있다.

도 2a는 종래의 방법으로 설계된 141 LPI(Line Per Inch), 45도 스크린의 해프토닝 결과를 도시한 도면이며, 도 2b는 212 LPI, 45도 스크린의 해프토닝 결과를 도시한 도면이다.

한편, 상술한 종래의 기술은 불규칙 도트 스크리닝의 장점을 이용하여, 출력 하프톤 영상에서 눈에 띄는 패턴을 감소시켜 높은 화질을 얻고자 하였다. 또한, 집중형 도트 스크리닝의 기술을 접목시켜 레이저 프린터와 같은 불완전한 출력기기에서 안정된 출력을 얻을 수 있도록 하였다.

그러나, 이러한 종래의 하프토닝 시스템들은 중심 도트 주변의 도트를 최적으로 형성하기 위한 비용함수로서 momentum과 distance penalty function을 이용하였는데, 이 비용함수들은 인간의 시각 특성 및 프린터 모델 특성은 전혀 고려하지 않은 것이므로, 최적의 하프톤 영상을 얻기에는 부족한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 불규칙 집중형 도트(clustered dot) 스크린을 설계시, 수정된 DBS 알고리즘을 이용하여 최적의 해프토닝 결과가 도출되도록 하는 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계방법을 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계방법은 (a) 소정 방식에 의해 다수의 도트 클러스터 센터의 초기 위치를 결정하는 단계; 및 (b) 클러스터 센터들의 초기 위치 정보와 갱신된 위치 정보와 인간의 시각 특성 및 프린터 모델 특성이 고려된 수정된 DBS 알고리즘을 이용하여 클러스터 센터 주위에 소정 서브 도트들을 형성시켜 스크린을 설계하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, (b) 단계는, 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성, 클러스터 센터들의 초기 위치정보 및 갱신된 위치정보에 기초하여 1부터 254 계조의 그레이 레벨에 대한 각각의 이진 패턴을 설계하여 저장하는 단계; 및 저장된 각 그레이 레벨에 대한 이진 패턴을 합성하여 스크린을 설계하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 각각의 그레이 레벨에 대한 이진패턴의 설계시, 클러스터 센터의 위치는 갱신된다.

바람직하게는, 갱신되는 클러스터 센터의 위치는, 다음과 같은 수학식에 의해 산출된다.

여기서, 상기 1)에서 x_b[m],y_b[m](m=0,1,…,M-1)은 갱신되는 블랙 클러스터 센터들의 x좌표, y좌표를 나타내며, Σx는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 블랙도트로 표시되는 화소들의 x좌표를 합산한다는 의미이며, Σy는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 블랙 도트로 표시되는 화소들의 y좌표를 합산한다는 의미이며, n은 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 블랙도트로 표시되는 화소의 개수를 의미한다. 또한, 상기 2)에서, x_w[m],y_w[m](m=0,1,…,M-1)은 갱신되는 화이트 클러스터 센터들의 x좌표, y좌표를 나타내며, Σx는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 화이트 도트로 표시되는 화소들의 x좌표를 합산한다는 의미이며, Σy는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 화이트 도트로 표시되는 화소들의 y좌표를 합산한다는 의미이며, n은 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 화이트 도트로 표시되는 화소의 개수를 의미한다.

또한, 수정된 DBS 알고리즘은, 다음의 수식에 의하여 표현되는 비용함수가 최소가 되도록 하는 것이 바람직하다.

x_b[m], y_b[m] (m = 0, …, M-1)은 각각 다수의 블랙 클러스터 센터들의 x좌표, y좌표를 나타내고, x_w[m], y_w[m] (m = 0, …, M-1)은 각각 다수의 화이트 클러 스터 센터들의 x좌표, y좌표를 나타내며, 좌표들의 집합인 G0와 G1은 각각 클러스터 센터 주위에 형성되는 블랙 서브 도트들 및 화이트 서브 도트들의 좌표 집합을 의미한다.

이하에서는 예시된 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.

도 3은 본 발명을 수행하기 위한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계장치의 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 본 불규칙 집중형 도트 스크린 설계장치(300)는 크게 클러스터 센터 초기위치 설계부(310) 및 스크린 설계부(370)를 포함한다. 스크린 설계부(370)는 이진패턴 설계부(320), 클러스터 센터 위치 갱신부(325), 카운터(330), 비교기(340), 저장부(350), 및 이진패턴 합성부(360)를 포함한다.

클러스터 센터 초기위치 설계부(310)는 순차적 도트 스크리닝 방법이나 불규칙 도트 스크리닝 방법 등을 이용하여 다수의 집중형 도트 중심(cluster center: 이하 '클러스터 센터'라 함)의 위치를 결정한다.

스크린 설계부(370)는 클러스터 센터들의 위치 정보와 인간의 시각 특성 및 프린터 모델 특성을 고려한 수정된 Direct Binary Search(이하 "DBS"라 함) 알고리즘을 이용하여 최적화된 방법으로 스크린을 설계한다. 스크린 설계부(370)를 이루는 이진패턴 설계부(320), 클러스터 센터 위치 갱신부(325), 카운터(330), 비교기 (340), 저장부(350), 및 이진패턴 합성부(360)에 대해서는 후술하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 인간의 시각적 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 클러스터 센터 초기 위치 설계부(310)는 소정 방 식에 의하여 다수의 집중형 도트 중심(cluster center: 이하 '클러스터 센터'라 함)의 초기 위치를 설계한다(S400).

클러스터 센터들의 초기 위치는 일정한 각도와 LPI를 갖도록 순차적 도트 스크리닝 방법으로 설계되거나, 일정한 방향성이나 LPI를 가지지 않도록 불규칙 스크리닝 방법으로 설계될 수 있다.

순차적 도트 스크리닝 방식에 의해 클러스터 센터의 초기 위치를 설계하는 방법의 예로는 미국특허 US4149194에 개시된 "Holladay Algorism"을 예로 들 수 있다. 한편, 불규칙 도트 스크리닝 방식에 의해 클러스터 센터의 초기 위치를 설계하는 방법의 예로는 "Void and Cluster method"(Robert Ulichney, "The Void-and Cluster Method for Dither Array Generation", IS&T/SPIE Symposium on Electronic Imaging : Science and Technology, San Jose, CA, 1993)이 있다.

이와 같은 방식에 의해 S400 단계에서, 다수의 클러스터 센터들의 초기 위치가 결정되면, 스크린 설계부(370)는 클러스터 센터들의 초기 위치 정보 및 갱신된 위치 정보와 인간의 시각 특성 및 프린터 모델 특성을 고려한 수정된 DSB 알고리즘을 이용하여 최적화된 방법으로 스크린을 설계한다(S500).

도 5는 도 4의 S500 단계를 상세하게 표현한 흐름도이다.

도 3 및 도 5를 참조하면, 먼저, 이진 패턴 설계부(320)는 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성 및 클러스터 센터 초기 위치 설계부(310)에서 제공된 클러스터 센터들의 초기 위치정보 및 클러스터 센터 위치 갱신부(325)에서 제공된 클러스터 센터의 갱신된 위치정보에 기초하여 1부터 254 계조의 그레이 레벨에 대한 각각 의 이진 패턴을 설계하여 저장부(350)에 저장한다(S510). 이에 대해, 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 카운터(330)는 임의의 변수 K를 1로 설정한다(S511).

이진 패턴 설계부(320)는 수정된 DBS 알고리즘을 이용하여 그레이 레벨이 255-K인 계조영상에 대해 이진 패턴을 설계하여 저장부(350)에 저장한다(S512). 즉, 그레이 레벨이 254인 계조영상에 대해 이진 패턴이 설계되며, 이 때, 처음으로 제작된 이진 패턴은 클러스터 센터 초기 위치 설계부(310)에서 제공된 클러스터 센터의 초기 위치정보에 기초하여 만들어진다. 수정된 DBS 알고리즘에 대해서는 후술하기로 한다.

그 후, 카운터(330)는 변수 K의 값에 1을 가산하여, K를 증가시킨다(S513).

비교기(340)는 임의의 변수 K가 255가 되었는지 확인한다(S514). K가 255보다 작은 경우, 클러스터 센터 위치 갱신부(325)는 현재 클러스터의 센터의 위치를 새롭게 갱신한다(S515). 갱신되는 클러스터 센터의 위치는 다음과 같은 수학식에 의해 산출된다.

수학식 1 및 수학식 2에서, x_b[m],y_b[m](m=0,1,…,M-1)은 각각 갱신되는 블 랙 클러스터 센터들의 x좌표와 y좌표, x_w[m],y_w[m](m=0,1,…,M-1)은 갱신되는 화이트 클러스터 센터들의 x좌표와 y좌표를 나타낸다. 또한, 수학식 1에서, Σx는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 블랙도트로 표시되는 화소들의 x좌표를 합산한다는 의미이며, Σy는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 블랙 도트로 표시되는 화소들의 y좌표를 합산한다는 의미이며, n은 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 블랙도트로 표시되는 화소의 개수를 의미한다. 마찬가지로, 수학식 2에서, Σx는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 화이트 도트로 표시되는 화소들의 x좌표를 합산한다는 의미이며, Σy는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 화이트 도트로 표시되는 화소들의 y좌표를 합산한다는 의미이며, n은 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 화이트 도트로 표시되는 화소의 개수를 의미한다.

임의의 변수 K가 255가 된 경우, 1부터 254 계조의 그레이 레벨에 대한 각각의 이진 패턴이 설계되었으므로, 비교기(340)는 모든 그레이 레벨을 갖는 계조영상에 대해 이진 패턴의 설계가 완료되었음을 나타내는 정보를 이진 패턴 합성부(360)에 제공한다(S520).

이진 패턴 합성부(360)는 저장부(350)에 저장된 각 그레이 레벨에 대한 이진 패턴을 합성하여 스크린을 설계한다(S530).

한편, 위와 같은 방식에 의하면, 먼저, 그레이 레벨이 254인 계조 영상에 대해 이진 패턴이 설계되고, 그 후, 253 / 252 / … / 128 / 127 / … / 2 / 1 의 그레이 레벨을 갖는 이진 패턴이 설계된다.

한편, 그레이 레벨에 따른 이진 패턴의 제작 순서는 본 발명의 일실시예에 한정되는 것은 아니며, 역순 즉, 그레이 레벨이 1인 계조영상부터 그레이 레벨이 254인 계조 영상의 순서로 이진 패턴이 설계되어도 무방하다.

위와 같은 이진 패턴의 설계는 다수의 클러스터 센터 주위에 블랙 도트 및 화이트 도트(이하에서는 다수의 클러스터 센터 주위에 형성되는 도트들을 '서브 도트'라 한다.)들을 형성시킴으로써 제작된다. 이 때, 서브 도트들의 위치는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수정된 DBS 알고리즘에 의하여 형성된다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수정된 DBS 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 수정된 DBS 알고리즘에서는 클러스터 센터들의 위치 정보와 인간의 시각 특성 및 프린터 모델 특성 모두가 고려된다.

수정된 DBS 알고리즘의 핵심은 이진 패턴(g[i,j])의 반복적인 수정을 통해 입력영상(f(i,j))과 이진 패턴(g(i,j))과의 비용함수(Ф)가 최소가 되는 이진 패턴을 구하는 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수정된 DBS 알고리즘에 사용되는 비용함수(Ф)는 다음과 같다.

수학식 3 및 수학식 4에서, (x_b[m], y_b[m]), m = 0, …, M-1은 다수의 블랙 클러스터 센터들의 좌표를 나타내고, (x_w[m], y_w[m]), m = 0, …, M-1은 다수의 화이트 클러스터 센터들의 좌표를 나타낸다.

좌표들의 집합인 G0와 G1은 클러스터 센터 주위에 형성되는 서브 도트들의 좌표의 집합을 의미하며, 각각 G0={(i,j)｜g[i,j]=0}, G1= {(i,j)｜g[i,j]=1}으로 정의된다. 즉, G0는 블랙 서브도트들의 좌표의 집합을 의미하며, G1은 화이트 서브도트들의 좌표의 집합을 의미한다.

수학식 3 및 수학식 4에서, 비용함수(Ф)의 첫 번째 항은 도 8에 도시된 원입력영상인 f[i,j]를 눈으로 본 결과치와 이진 패턴인 g[i,j]를 프린터로 출력한 후, 눈으로 본 결과치의 차이값이므로, 비용함수(Ф)가 최소가 되기 위해서는 수학식 3 및 수학식 4의 첫 번째 항이 최소가 되도록 유도한다. 이와 같이, 비용함수의 첫 번째 항이 최소화되도록 하는 것은 클러스터 센터에서 동일한 거리에 있는 서브 도트들 중에서는 인간의 시각차가 가장 적은 도트들부터 형성되도록 하기 위한 것이다.

한편, 수학식 3은 그레이 레벨이 128보다 큰 경우, 즉 밝은 영역에 적용되는 수식이다. 수학식 3에서 비용함수(Ф)의 두 번째 항을 참조하면, 비용함수(Ф)가 최소가 되기 위해, g[i,j]=0인 블랙 서브도트들은 클러스터 센터에서 최대한 가깝게 위치되도록 형성되어야 한다.

또한, 수학식 4는 그레이 레벨이 128보다 작은 경우, 즉 어두운 영역에 적용되는 수식이다. 수학식 4에서 비용함수(Ф)의 두 번째 항을 참조하면, 비용함수(Ф)가 최소가 되기 위해 g[i,j]=1인 화이트 서브도트들은 클러스터 센터에서 최대한 멀리 떨어져 위치되도록 형성되어야 한다.

상술한 바와 같이, 이진패턴 설계부(320)에서 수정된 DBS 알고리즘에 의해 최적화되어 설계된 이진 패턴은 설계된 순서대로 저장부(350)에 저장되며, 저장된 이진 패턴은 새로운 이진 패턴을 설계시 스태킹 제한(Stacking Constraint)으로 작용한다. 스태킹 제한이란 스크리닝 기술 분야에서 일반적으로 사용되고 있는 기술 용어로서, 임의의 계조를 갖는 이진 패턴에 형성된 블랙 도트는 그보다 더 어두운 계조를 갖는 이진 패턴들에서는 반드시 동일한 위치에 있어야 한다는 제약을 말한다.

도 7은 본 발명에 의해 설계된 스크린을 이용하여 이진영상을 출력하는 화상형성장치를 포함하는 인쇄시스템의 블럭도이다. 도 7을 참조하면, 본 인쇄 시스템 (1000)은 크게 호스트(710)와 화상형성장치(770)를 포함하며, 호스트(710)와 화상형성장치(770)는 네트워크를 통해 상호 통신가능하게 된다.

호스트(710)는 사용자의 각종 키조작을 위한 키입력부(712), 입력영상의 각 픽셀이 갖는 색을 0에서 255 사이의 밝기 값으로 나타낸 그레이 스케일의 계조영상으로 변환하는 프린터 드라이버부(714), 및 다양한 영상을 디스플레이하기 위한 출력부(716, ex: 모니터)를 포함한다.

화상형성장치(770)는 화상형성장치(770)와 호스트(710)를 인터페이스하는 프 린터 인터페이스부(720), 프린터 드라이버부(714)로부터 입력받은 계조영상을 이진영상으로 변환처리하는 이미지 처리부(740), 설계된 스크린을 저장하는 메모리 (730), 이미지 처리부(740)에서 출력되는 이진영상신호에 응답하여 인쇄부를 제어하는 마이컴(750), 및 마이컴(750)의 제어에 따라 인쇄작업을 수행하는 인쇄부(760) 등을 포함한다. 이 때, 메모리(730)에 저장되는 스크린은 본 발명에 따른 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 집중형 도트 스크린 설계방법에 의해 설계된다.

프린터 드라이버부(714)부터 0에서 256 사이의 밝기값을 갖는 계조영상이 이미지 처리부(740)에 입력되면, 이미지 처리부(740)는 메모리(730)에 저장된 스크린과 입력받은 계조영상의 비교를 통해 이진영상신호를 생성하여 마이콤(750)으로 출력한다. 이와 같은 이진영상신호의 생성과정은 널리 알려진 공지기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

마이콤(750)은 이미지 처리부(740)로부터 입력받은 이진영상신호가 '1'인 경우 화이트 도트로 인쇄되도록 인쇄부(760)를 제어하고, 입력받은 이진영상신호가 '0'인 경우 블랙 도트로 인쇄되도록 인쇄부(760)를 제어한다.

본 실시예에서는 디자인된 스크린이 화상형성장치(770)의 메모리(730)에 저장되어 이진영상신호를 얻는데 이용되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 디자인된 스크린이 호스트(710)의 프린터 드라이버부(714)에 룩업-테이블로 저장되어 이진영상신호를 얻는데 이용될 수 있다. 이를 호스트-기반 하프토닝(host-basd halftoning)이라 하며, 이 경우에는 호스트(710)의 프린터 드라이버부(714)를 통해 이진영상화가 수행된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 각각의 그레이 레벨에 대한 이진패턴 설계시, 클러스터 센터들이 위치가 이동되므로 클러스터 센터들이 일정한 각도와 주기성을 갖지 않으며, 이에 의해 출력화상에서 시각적으로 거슬리는 패턴이 줄어드는 장점이 있다.

또한, 클러스터 센터 주위의 점들이 커져가는 순서를 인간의 시각특성과 프린터 모델의 특성에 따라서 최적화된 방법으로 설계를 하여 프린터 출력화상에서 최적의 화질을 갖게 하고, 클러스터 센터를 중심으로 도트들이 뭉쳐서 형성되므로 프린터 디펙에 강한 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 집중형 도트 스크린 설계방법에 의해 제작된 스크린의 해프토닝 결과는 종래의 해프토닝 결과보다 훨씬 눈에 띄는 패턴이 적어서, 종래의 방식에 의한 경우보다 화질이 우수한 장점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (5)

1. (a) 소정 방식에 의해 다수의 도트 클러스터 센터의 초기 위치를 결정하는 단계; 및

   (b) 상기 클러스터 센터들의 초기 위치 정보와 갱신된 위치 정보와 인간의 시각 특성 및 프린터 모델 특성이 고려된 수정된 DBS 알고리즘을 이용하여 상기 클러스터 센터 주위에 소정 서브 도트들을 형성시켜 스크린을 설계하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

   인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성, 클러스터 센터들의 초기 위치정보 및 갱신된 위치정보에 기초하여 1부터 254 계조의 그레이 레벨에 대한 각각의 이진 패턴을 설계하여 저장하는 단계; 및

   저장된 각 그레이 레벨에 대한 이진 패턴을 합성하여 스크린을 설계하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 각각의 그레이 레벨에 대한 이진패턴의 설계시,

   상기 클러스터 센터의 위치는 갱신되는 것을 특징으로 하는 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 갱신되는 클러스터 센터의 위치는,

   다음과 같은 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 불규칙 집중형 도트 스크린 설계방법:

   

   

   상기 1)에서 x_b[m],y_b[m](m=0,1,…,M-1)은 각각 갱신되는 블랙 클러스터 센터들의 x좌표, y좌표를 나타내며, Σx는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 블랙도트로 표시되는 화소들의 x좌표를 합산한다는 의미이며, Σy는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 블랙 도트로 표시되는 화소들의 y좌표를 합산한다는 의미이며, n은 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 블랙도트로 표시되는 화소의 개수를 의미하며, 상기 2)에서, x_w[m],y_w[m](m=0,1,…,M-1)은 각각 갱신되는 화이트 클러스터 센터들의 x좌표, y좌표를 나타내며, Σx는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 화이트 도트로 표시되는 화소들의 x좌표를 합산한다는 의미이며, Σy는 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 화이트 도트로 표시되는 화소들의 y좌표를 합산한다는 의미이며, n은 m번째 클러스터 센터에 해당하는 화소 중 화이트 도트로 표시되는 화소의 개수를 의미한다.
5. 제1항에 있어서, 상기 수정된 DBS 알고리즘은,

   다음의 수식에 의하여 표현되는 비용함수가 최소가 되도록 하기 위한 것을 특징으로 하는 인간의 시각 특성과 프린터 모델 특성에 기초한 집중형 도트 스크린 설계방법:

   

   

   

   x_b[m], y_b[m] (m = 0, …, M-1)은 각각 다수의 블랙 클러스터 센터들의 x좌표, y좌표를 나타내고, x_w[m], y_w[m] (m = 0, …, M-1)은 다수의 화이트 클러스터 센터들의 x좌표, y좌표를 나타내며, 좌표들의 집합인 G0와 G1은 각각 클러스터 센터 주위에 형성되는 블랙 서브 도트들 및 화이트 서브 도트들의 좌표 집합을 의미한다.

Images