JP2633394B2 - ディジタル画像データを再生する装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、２値画素のラスタの形式で画像を表わすデ
ィジタル画像データに基づいて画像を再生する装置及び
方法に関する。

この種の装置は広く知られている。かかる装置は、デ
ィジタル画像データを受ける入力手段と、用紙或いはビ
デオ表示装置のような再生媒体に相対的な関係で画素を
表示する再生ユニットとを設けられる。かかる場合、画
素は、例えば、白色又は黒色のような可能な２つの形式
の一方に再生される。

上記の再生において、白色と黒色の画像部分の境界が
画素間の分割線に正確に一致しない場合には、一つの画
素は同時に１つの形式にしか再生することができないの
で問題が生じる。このように、白色と黒色の画像部分の
境界は、画素間の分割線で再生装置に画像化される。こ
の影響の一つは、上記の分割線に平行な境界線は屡々幾
らか移動し、一方、画像にある角度で伸展する分割線は
段状の線として再生されることである。この影響は、
“エイリアシング”として当業者に周知である。

多くの再生ユニットにおいて、画素は、それらを別個
に識別できるような寸法を有する。これにより、上述の
偏りが再生媒体上に可視化されるので再生品質が低下す
る。

この点に関して、再生品質を明らかに改善し得る方法
は、画素ラスタの解像度を増加させることである。画素
が小さくなるにつれて、容易には識別写し得なくなるの
で、エイリアシングの影響も低減される。これにより、
画素数、即ち、処理演算の数は、解像度の増加の平方で
増加するが、エレクトロニクスの発展によって処理速度
は絶えず向上するので、処理時間を許容限界の範囲内に
保ち得る。

しかしながら、この解決方法の欠点は、通常の再生ユ
ニットよりも解像度の高い再生ユニットは、より複雑
で、高価なことである。とはいえ、この方法は、主とし
て一方向に適用される。再生画像は、順次の（水平方
向）ラインに表示される画素のラスタよって生成され
る。例えば、レーザプリンタは、充電され画像データの
画素値に応じて変調されたビームによって順次のライン
に露光される光伝導性媒体を含む。ライン間の距離の変
更は、このシステムに与える影響の大きな工程であるた
め、困難であり、かつ、費用がかかる。別の種類のプリ
ンタでは、光伝導性媒体は、直線状に配置されたLEDを
有する露光ヘッドにより発生された光によって露光され
る。LED間の距離は、プリンタの固定した特性であり、1
mm当たりのLEDの数の多い露光ヘッドは高価である。磁
気記録プリンタにおいて、ドラムの可磁化表面は、磁気
ヘッドアレイによって磁化され、磁気トナーを用いて現
像される。このプリンタは、例えば、米国特許第4,370,
661号明細書に記載されている。アレイ状の磁気ヘッド
の密度により、印刷される画像の解像度が定まる。米国
特許第4,704,621号明細書に記載されるような誘導型プ
リンタにおいて、回転可能なプロセスドラムはその表面
に多数の平行な薄膜電極を設けられ、この電極はドラム
の異同方向に延在し、誘電性層によって被覆されてい
る。ドラムに隣接して平行に取り付けられた磁気ローラ
ーは、電圧が電極に印加された時と場所でトナーを用い
てドラム面に現像する。かくして形成されたトナー画像
の軸方向の解像度は、電極の密度により定まる。装置構
成により画定される上記の解像度を以下では再生ユニッ
トの基本解像度と呼ぶ。

本発明の目的は、２値の画素よりなるディジタル画像
データに基づいて、元の画像の解像度よりも低い固有の
解像度を有する再生ユニットを使用して、元の画像によ
り表される画像の解像度よりも低くはない再生解像度が
知覚される画像を再生する装置及び方法を提供すること
である。

上記の目的は、ラスタの第１の主方向にn1画素/mmの
解像度と、ラスタの第２の主方向にm1画素/mmの解像度
で第１のラスタに配置された２値画素の値の形式で画像
を表わすディジタル画像データを受ける入力手段と；入
力手段に接続され、受けたディジタル画像データを、そ
のラスタの第１の主方向にn2画素/mmの解像度と、その
ラスタの第２の主方向にm2画素/mmの解像度で、n2はn1
よりも大きく、m2はm1よりも小さな第２のラスタに配置
された２値画素の形式で同一画像を表わす新しいディジ
タル画像データに変換する解像度変換ユニットと；解像
度変換ユニットに接続され、解像度変換ユニットから受
けた新しいディジタル画像データに基づいて再生媒体に
画像を表示する再生ユニットとを設けられている本発明
による装置により実行される。

実際上、一の方向の解像度は、他の方向の解像度を増
加させるため結果的に犠牲になる。この条件において、
元の画像データは再生ユニットの基本解像度よりも高い
解像度を有し、低下した解像度m2は再生ユニットにより
再生し得ることが想定される。

本発明は、通常の再生ユニットにおいても、装置構成
によって解像度が画定される方向に対して垂直な方向に
解像度を増加させることが屡々可能であるという事実を
利用する。上述の再生ユニットの例により、レーザプリ
ンタにおいて、１ライン内の別個の画素に対する制御信
号の周波数を高くすることは比較的簡単である。LEDプ
リンタにおいて、LEDの制御周波数は、丁度ラインに垂
直な方向、即ち、光伝導性媒体の移動方向に高くするこ
とが可能であるのでラインの周波数は増加する。磁気記
録プリンタ、或いは、誘導型印刷装置においても、個々
のヘッド或いは電極に夫々印加される制御信号の周波数
を高くすることが可能であり、これにより、ドラムの移
動方向の解像度が増加する。

この再生用の画素ラスタの一の方向の解像度の増加に
より、画素は伸長した形状をなし：解像度を変更できな
い方向の寸法はそのままに保たれ、一方、もう一方の方
向の寸法は縮小する。後者を補正するためには、勿論、
その方向の全画素数を増加させる必要がある。

再生ユニットにより表示される画像は、元の画像デー
タにより表わされる画像と形式で一致すべきことが意図
されているので、再生ユニットは、そのラスタの第１と
第２の主方向の画素の寸法が第１のラスタの画素の対応
する寸法の比の（n1＊m2）／（n2＊m1）倍の比である画
素ラスタに従って画像データを表示するように適合され
ている。この制限により、両方の方向に同時に増加或い
は減少させることが可能になる。

一の方向に解像度を増加させる段階を適用することに
より、それに垂直な方向の解像度の減少を補正し得るこ
とが明らかであり、その方向に有効な解像度は元の画像
データの解像度より低下することはなく、時には増加す
る。

実際、通常の再生ユニットにおいてさえ、この段階を
用いて増加する解像度は、再生装置がそれ以上緻密に画
素を再生し得ないほど高くなる。多くのレーザプリンタ
において、光スポットは露光された画素の周辺にある画
素がそのスポットにより被われるような寸法を有するの
で、光伝導性媒体は、実質的に低い空間周波数のパター
ンに従って露光される。CRT表示装置の場合、生成され
る光スポットは、隣接する画素に重なる寸法を有するの
で、知覚される画像も濾波される。誘導型印刷装置にお
いて、このような著しく解像度の高いパターンは、灰色
の領域として現像され、灰色のようには認識されなくと
も、そこに隣接する黒色の画像領域を拡張するように見
えることが分かる。画素が非常に小さくなり、通常の観
察ではもはや個別に認識し得ない場合に、幅の狭い画素
を正確に再生し得る再生ユニットを利用すると、濾波の
影響が人間の知覚にも生じる可能性がある。この影響に
より、完全に黒色の画像部分の境界に位置する解像度の
増加した方向の白色と黒色の画素のパターンは、そのよ
うには認識できない。しかし、これにより、黒色と白色
との間に知覚される境界線は移動する。この移動は移動
方向の画素の寸法よりは小さい。

同様に、黒色と白色の画素の周期的なパターンを使用
すると、白色と黒色の画素の分布が上記の分布とは異な
り解像度の増加した方向に、境界線が１画素よりは小さ
な別の距離で移動する。この影響により、解像度の増加
した方向に垂直な方向で解像度の効果的な増加が得られ
る。

元の画像データを新しい画像データに変換するとき、
局部的な平均画素値を実質的に等しく保つならば、即
ち、数画素よりなる小領域内おいて、新しい画像データ
における白色と黒色の画素の比が元の画像データのその
比に確実に実質的に等しくなるよう注意を払うならば、
上記のパターンは自動的に生起する。

より幅の狭い画素を使用することにより、ラスタの両
方の主方向、即ち、ラインの方向又は走査の方向と、ラ
インに垂直な方向又は副走査の方向に再生された画像の
解像度の増加が得られる。この影響の適用例は、国際特
許出願WO第91/07843号明細書に記載されている。この周
知の装置において、再生画素の値は、元の画像データに
表わされる外形の記述、即ち、白色と黒色の画像部分の
有の境界線の数学的な記述より算出される。上記の条件
における境界線上の画素の値は、境界線に沿って進みな
がら、境界線内に存在するかかる画素の領域片に基づい
て一つずつ算出される。この条件における打切り誤差
（画素は、完全な白色か、或いは、黒色からだけ作るこ
とができる。）は、未だ処理されていない次の画素の境
界線内の領域片に加算される。この累積値に基づいて、
次の画素に対する値が算出される。この方法は、画像部
分の外形を辿る必要があるので、冗長であり、画素を再
生するシーケンスにおける画素の値の決定には不適当で
ある。その上、この方法は、既に画素の値に打ち切られ
た画像データに対して、元の画像の値の算出時に負った
打切り誤差が正確に再生されるので尚更不適当である。
本発明による方法を使用すると、この誤差をある程度補
正することさえ可能である。

本発明の装置及び方法の一実施例によれば、Ａ＊Ｂ個
の元の画素の連続的なブロックは、同じ画像の部分を表
わすＣ＊Ｄ個の再生画素のブロックに毎回交換される
（Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは整数である）。例えば、２＊２個
の元の画素は４＊１個の再生画素に変換され、第１のブ
ロックに接するラインは第２のブロックに接するライン
と同一である。

上記の例は、種々の方法で実現することが可能であ
る。第１の実現手段は、Ａ＊Ｂ個の元の画素の値は、直
接的にＣ＊Ｄ個の新しい画素に転送される。この場合、
元の画素の位置と、その値を受け継ぐ新しい画素の位置
との間には、一定の関係があり、この関係はすべての画
素のブロックに対して同じである。例えば、２本の順次
の走査線に存在する隣接する２の元の画素は、全く同じ
走査線に存在し隣接する２つの新しい画素を含む同一寸
法のブロックに変換され、上側の元の画素の値は、最も
左側の新しい画素に常に転送され、その結果、下側の元
の画素の値は、最も右側の新しい画素に常に転送され
る。この実現手段において、変換ユニットの技術的な設
計は極めて簡単である。

第２の実現手段において、変換ユニットは、Ａ＊Ｂ個
の画素の値のパターンと、Ａ＊Ｂ個のパターンの各々に
対して対応するＣ＊Ｄ個の画素の値のパターンとが格納
されたルックアップテーブルを含むROM、或いは、同じ
機能を有する論理を含む回路よりなる。動作中に、Ａ＊
Ｂ個の元の画素の値は、ルックアップテーブル用のアド
レス信号として使用され、次いで、Ｃ＊Ｄ個の新しい画
素の値を出力する。この実現手段は、印刷装置の特性に
関して新しい画素のパターンを最適化する選択の幅をさ
らに与え、少なくとも２＊２個の元の画素のブロック
（これは４＊１個の新しい画素に変換されよう）に対し
て使用されるとき、特に有利になる。

上記の例において、第１のブロック内の画素数（Ａ＊
Ｂ）は、第２のブロック内の画素数（Ｃ＊Ｄ）に等しい
が、本発明はこれに限定されることはない。例えば、上
記の例における第２のブロックは、例えば、６＊１個或
いは８＊１個の再生画素を含むことも可能である。これ
により増加する解像度は、従来の再生装置の装置誤差を
吸収するために、或いは、画像をより正確に再生するた
めに利用することが可能である。後者の場合、画像に関
する情報は、２＊２個の元の画素から得られる以上に必
要とされる。従って、他の実施例において、変換される
べき画素の周辺にある多数の画素の値が、再生画素の値
の選択肢の中に含まれる。

最後に、本発明は、上述の装置に使用される種類の変
換ユニットにも関する。

以下に、同じ参照符号は同じ構成要素を示す図面を参
照して本発明を説明する。

図１は本発明による装置の概略図である。

図２は本発明による装置に使用される再生ユニットを
示す図である。

図３は図２の再生ユニットのレーザ光スポットの強度
分布を示す図である。

図4A乃至Ｈは、露光パターンと印刷結果とを示す図で
ある。

図5Aは本発明の第１実施例による解像度変換ユニット
を示す図である。

図5Bは図5Aによる変換ユニットに採用される変換系を
示す図である。

図5Cは別の変換系を示す図である。

図6Aは本発明の第２実施例による解像度変換ユニット
を示す図である。

図6Bは図6Aによる解像度変換ユニットに使用される変
換テーブルを示す図である。

図７は本発明の第３実施例による解像度変換ユニット
を示す図である。

図8A乃至8I及び図9A乃至9Gは、露光パターンと、図７
に示す解像度変換ユニットを使用する印刷結果を示す図
である。

図１は本発明による装置を概略的に示す図である。こ
の装置は、入力ライン１を介して、そこからディジタル
画像データを受けるための信号源３に接続され、信号源
３により出力される画像データを中間的に格納するメモ
リ２と、メモリ２に接続された解像度変換ユニット４
と、解像度変換ユニット４に接続された再生ユニット５
とにより構成される。

以下に詳述する実施例において、ディジタル画像デー
タは、水平と垂直方向に等しい解像度を有する画素のラ
スタに従って再生されるべき画像を表わす２値の画素の
値よりなる。例えば、信号源３は、事務用端末から印刷
されるべき画像情報を受け、その画像情報をプリンタに
屡々使用される類のラスタ画像に変換する回路である。
信号源３は、中間階調装置を有するスキャナーの形式で
も良く、この場合、本発明による装置は、信号源３と協
働してディジタル複写機を構成する。

ディジタル画像データは信号源３と解像度変換ユニッ
ト４の間でバッファとして機能するメモリ２に格納され
る。信号源３が解像度変換ユニットに適する時間割に従
って画像データを供給することが可能であれば、メモリ
２を省くことが可能である。

解像度変換ユニット４は、メモリからディジタル画像
データを読み出し、以下に記述する方法でデータを処理
し、再生ユニットがそのデータを表示する順序に対応す
る順序でデータを再生ユニット５に出力する。

再生ユニット５は、例えば、レーザプリンタ又はラス
タスキャンCRTである。連続的なラインに配置された画
素を集めて画像を構成することにより可視画像を生成
し、その画素が白色又は黒色、即ち、明るい又は暗い夫
々の何れかであり、ラインの方向の解像度は、そのライ
ンの方向に交差する解像度、即ち、空間的なラインの周
波数に一致する必要がないならば、他の再生ユニットを
使用しても良い。

ここに記載する実施例において、画像データは、600
＊600ドット／平方インチ（約24＊24ドット/mm²）の解
像度を有する正方形ラスタに従って画素の値の形式で信
号源３により供給され、解像度の変換後、再生ユニッ
ト、この実施例においてはレーザプリンタによって、30
0＊1200ドット／平方インチ（約12＊48ドット/mm²）の
非等方性のラスタに画像化され、ここで、最初の数は空
間的なラインの周波数に関連し、次の数はライン内の画
素解像度に関する。これは、１インチ当たり300ライン
（12ライン/mm）のライン周波数用に配置された従来の
プリンタを使用し得ることを利点とする。

本発明による装置に再生ユニットとして使用するのに
適当なレーザプリンタを図２に示す。

光伝導性素材のベルト10は、多数のローラー11、12、
13、14、15に亘って張られ、上記と同数の多数の処理ス
テーション16、17、18、19を介して運ばれる。ベルト10
には、充電ステーション16において表面電荷が与えら
れ、この電荷は、画像データのラスタパターンに応じて
ベルトの表面をビーム光20に露光させることにより、露
光ステーション17によって選択的に露光される。これ
は、レーザ21からのビーム光20を回転ミラー22を使用し
てベルト10の移動方向に関して横方向にベルトの表面に
亘って移動させることにより行われる。ビーム光20は、
実質的に円形又は流円形の光スポットを光伝導性ベルト
10の表面に形成し、この光ビームの移動により、光スポ
ットは連続的な走査線のパターンを描く。移動中にビー
ム光20を変調することにより、充電及び放電された位置
のラスタパターンがベルト表面に形成される。このパタ
ーンは、次いで、現像ステーション18において黒い粉、
即ち、トナーを用いて現像され、充電された位置にトナ
ーが供給される。

この処理は、電子写真技術により広く知られているの
で、ここで詳細な説明は行わない。ベルト10に形成され
るトナー画像は、転写ステーション19で画像担体23に転
写され、印刷工程が終了する。

上記のレーザプリンタにおいて、画像情報は非等方性
の画素ラスタに再生され、レーザビームの走査方向にお
ける画素の寸法は、それに垂直な方向よりも著しく小さ
く、その倍率は上記の例において４倍である。

光伝導性ベルト10上の光スポットの強度分布を図３に
示す。光スポットの中心からの距離の関数としての強度
Ｉは、半値幅がＨである実質的にガウス型の形状を有
し、この半値幅は、走査線に垂直な方向に走査線の幅と
同じ次数の大きさであり、走査線に平行な方向に幾らか
小さい。かくして、光スポットは、隣接する画素に部分
的に当たる。これは、画素ラスタの非等方性の特性のた
めに、特にレーザビームの走査線方向に隣接する画素に
当たる。従って、画素に当たる光の量は、画素自体の露
光と、隣接する画素の露光との和である。

このような光スポットの重なり合いにより、露光機能
は、レーザ制御信号に対してローパスフィルタとして作
用する。これにより、屡々別個の画素を別々に可視化で
きないことがある。しかしながら、かかる画素の存在は
白色と黒色の領域間の境界の移動の形で印刷された画像
に影響を及ぼす。このことを図4A乃至4Hを参照して以下
に説明する。

図4Aは、画像データに従ってレーザビームにより露光
することが必要とされる画素（白色）と、露光すべきで
はない画素（黒色）とをその中に含む画素ラスタの一部
分を示す。露光すべき領域と露光すべきではない領域の
間の境界上に、各々の場合に露光されるべき２個と、露
光されるべきではない２個を交互に含む画素のパターン
がある。

充電されたベルト表面が、図4Aのパターンに従って図
３の光スポットを用いて露光される場合、ベルト上に形
成される電荷パターンは、放電された領域と充電された
領域との間に徐々に移動し、鋸歯状の露光パターンが大
きな光スポットの平坦化作用に起因して微かに認められ
る。次いで、現像ステーションは、装置に印加可能な限
界値よりもベルト上の電場が大きな位置でトナー粉を用
いてベルトを被う。これにより、図4Bに示す如く、平均
して画素に沿って略中程に位置する僅かに波状の境界線
を有する可視画像が得られる。画素は非常に小さいの
で、通常の観察において、境界線は直線に見える。

従って、境界上の画素パターンによる影響は、印刷物
上の境界線が、レーザビームの走査方向に垂直な方向に
２分の１画素に亘って移動することである。他のパター
ンを用いると、印刷された境界線の位置は、１画素内の
異なる場所に存在するであろう。例えば、４画素毎に１
画素が露光されるパターンにより、印刷された境界線は
画素の高さの略3/4にみなされ（図4C乃至4D）、４画素
毎に３画素が露光されるパターンにより、境界線は画素
の高さの略1/4にみなされる（図4E乃至4F）。パターン
の組み合わせにより、曖昧な境界線を印刷物に形成する
ことも可能である（図4G乃至4H）。

この影響は、本質的に周知であり、“ハーフビッティ
ング”と呼ばれる。これにより、ライン周波数の増加を
必要とすることなく、走査方向に垂直な方向に解像度の
増加が減られるこの方法によれば、信号源により600＊6
00画素／平方インチ（24＊24画素/mm²）の解像度を有す
る画素値の形式で出力される画像は、レーザプリンタに
より細部を損失することなく300ライン／インチ（12ラ
イン/mm）の解像度で印際される。

以下に、本発明の第１の実施例を図5A乃至Ｃを参照し
て説明する。

元の画素値が新しい画素値に変換される系を図5Bに示
す。同図の左側には、元の２画素のブロックが示され、
番号１及び２が付されている。同図の右側には、新しい
２画素のブロックが示され、同様に番号１及び２が付さ
れている。変換時に、元の画素の値は、同じ番号を付さ
れた新しい画素に転送されるだけである。元の画素のブ
ロックは、新しい画素のブロックと同一の高さと幅の比
を有するが、画像を拡大或いは縮小する場合、大きさは
それとは異なっていても良い。

全体の変換は、元の画像を２画素ブロックに分割し、
上記の系に従ってこのブロックを新しい２画素のブロッ
クに変換する。これにより、同じ大きさ、或いは、少な
くとも元の画像と同じ寸法比を有する新しい画像が得ら
れる。

多数の他の系を使用することが可能であり、２以上の
走査線に亘る系も使用できる。その一例を図5Cに示す。

図5Aは上述の装置に使用し得る解像度変換ユニットを
示す概略図である。この実施例において、元の画像デー
タによる画像の２画素は、順次の２本の走査線において
一方が他方に重なり、いずれの画素も、図5Bの系に従っ
て再生ユニットの１本の走査線に存在する２画素に変換
される。

図5Aに示す回路は、メモリレジスタ151と、シフトレ
ジスタ152とにより構成される。レジスタ151は、その入
力によって、再生すべき画像の画素値をそこから受ける
メモリ２に接続され、一方、その出力は、シフトレジス
タ152の入力に接続される。レジスタ151とシフトレジス
タ152の最後のセル（152−１）は、スイッチング回路15
3を介してバッファ155に接続される。バッファメモリ15
5は、次いで、レーザ制御回路156に接続される。タイミ
ング回路157は、メモリ２と、レジスタ151と、シフトレ
ジスタ152と、スイッチング回路153と、バッファメモリ
155と、レーザ制御回路156とに接続される。

解像度変換ユニットは以下の如く動作する。タイミン
グ回路157からのクロックパルスに基づいて、再生すべ
き画像の（２値）画素の値は、メモリ２により、最初の
ラインの最初の画素から始めて、次いで、最初の画像ラ
インの次の画素、そして、最後の画像ラインの最後の画
素が出力されるまで、一つずつレジスタ151の入力に出
力される。シフトレジスタ152は、画像ラインの画素数
と丁度同数のセルを含むので、正確に１画像ラインがシ
フトレジスタに収まる。レジスタ151はシフトレジスタ1
52の最初のセルに接続され、各クロックパルスに基づい
て、レジスタ151の内容がレジスタ152に転送され、ここ
で、このレジスタ151の内容は、セル152−１に達するま
で、引き続く各クロックパルスに基づいて先に進められ
る。この形式は、セル151と152−１とが、一方が他方の
上に存在する画像の２つの画素の値を常に確実に含むよ
うに選ばれる。

最初の画像ラインの最初の値がセル152−１に達する
とき、画像の左上隅の２つの画素の値は、セル151と152
−１にある。同時に、スイッチング回路153はタイミン
グ回路157からの信号に応じて作動し、その２ビット
が、現在の走査線上の連続する２つの（再生）画素、即
ち、この例において、最初の走査線の最初の２画素の
（２進）値を構成するので、レーザ制御回路156の制御
信号を形成する２ビット符号を形成するためそのセル内
の２つの（２進）値を結合する。この２ビット符号は、
バッファメモリ155に出力され、このバッファメモリは
レーザ制御回路156がその２ビット符号を必要とするま
でその符号を保持する。

次のクロックパルスに基づいて、セル151と152−１が
最初と次の画像ラインの次の画素の値を含むように、画
素値はレジスタ151及びシフトレジスタ152内で一つ先に
進められる。次いで、スイッチング回路が再び作動さ
れ、上記セル内の値はバッファメモリに供給される。こ
れにより、画像の最初と次のラインは、レーザプリンタ
の最初の走査線に対する制御信号に変換される。

画像の次の画像ラインの最後の画素値がセル152−１
に達しレーザプリンタの最初の走査線の最後の２画素に
対する制御信号に処理されたとき、全部の画像ライン
は、走査線の制御信号を発生するため新しい２つのライ
ンが常に必要とされるので、スイッチング回路が作動さ
れることなくレジスタ151、152を介して先に進められ
る。一般に、スイッチング回路は、このように、奇数画
像ラインの画素がセル152−１に達するときと、次の画
像ラインの最後の画素がセル152−１に達するクロック
パルスを含み、かつ、そこまでの各クロックパルスに基
づいて、常に作動される。

レーザプリンタに対する正制御信号は、連続的に一定
の周波数でレーザ制御回路156に供給されるべきではあ
るが、その発生は連続的に生ずるものではないことは明
らであろう。従って、タイミング回路157は、素子155の
出力段と素子156に供給されるクロックパルスとは異な
るクロックパルスを素子２乃至153を含めて、回路の素
子155の入力段に供給する。上記の実現手段は、当業者
に周知の範囲内にあると想定されるので、これ以上詳細
な説明は行わない。

図5Cに示すような別の変換系の適用を可能にする回路
は、図5Aの一例と同様に容易に構成することが可能であ
る。

図6Aは、上述の装置に使用し得る解像度変換ユニット
の第２の実施例を概略的に示す図である。この実施例に
おいて、元の画像データに基づく画像の２＊２個の画素
は各々、再生ユニットの走査線上にある４個の画素に変
換される。上記の条件において、４個の再生画素は、２
＊２個の元の画素と同じ場所に存在する。この変換は、
２＊２個の画素の値各パターンに対して連続する４個の
画素の値の対応するパターンを含む所定の変換テーブル
に従う。上記の例において、このテーブルはROMに格納
される。この種のテーブルを図6Bに示す。図6Bは、各々
に、元の画素の２＊２個のパターン（左画）と、再生画
素の対応するパターン（右側）とを示す。４個の再生画
素のパターンは一方で、２＊２個の元の画素に含まれる
位置情報ができる限り保たれ、他方、印刷すべき画素は
できる限り隣接するように選ばれるので、レーザ制御電
子回路の帯域幅を制限することが可能である。

図6Aに示す回路は、２つのシフトレジスタ51と52より
なり、第１のレジスタ（51）は、その入力を介して再生
すべき画像の画素の値をそこから受けるメモリ２に接続
され、その出力は、第１のシフトレジスタ52の入力に接
続される。シフトレジスタ51の２つのセル51−１及び51
−２と、シフトレジスタ52の最後の２つのセル（52−１
及び52−２）とは、スイッチング回路53を介してROM54
のアドレス入力に接続され、ROM54の出力はバッファメ
モリ55に接続される。バッファメモリ55は、次いで、レ
ーザ制御回路56に接続される。タイミング回路57は、メ
モリ２と、シフトレジスタ51及び52と、スイッチング回
路53と、バッファメモリ55と、レーザ制御回路56とに接
続される。

上記の回路は以下の如く動作する。タイミング回路57
からのクロックパルスに基づいて、再生すべき画像の
（２進）値は、最初の画像ラインの最初の画素から始ま
り、最初の画像ラインの次の画素、そして、最終的に最
後の画像の最後の画素が出力されるまで、メモリ２より
シフトレジスタ51の入力に一つずつ出力される。シフト
レジスタ52は、画像ラインの画素数と丁度同数のセルを
含むので、１画素ラインは正確に上記のシフトレジスタ
に収まる。レジスタ51のセル（51−１）はレジスタ52の
最初のセルに接続されるので、各クロックパルスに基づ
いて、セル51−１の内容はレジスタ52に供給され、セル
52−１に達するまで引き続くクロックパルスに基づいて
先に進められる。この形式は、４つのセル51−１、51−
２、52−１、52−２が画像内に正方形状に存在する４つ
の画素の値を常に確実に含むように選ばれる。

最初の画像ラインの最初の画素の値がセル52−１に達
するとき、画像の左上隅の４個の画素の値は、セル51−
１、51−２、51−３、51−４にある。同時に、スイッチ
ング回路３はタイミング回路57からの信号に応じて作動
され、符号を形成するようにセル内の４個の（２進）値
を結合し、この符号をアドレス信号としてメモリ54に出
力する。４ビットが現在の走査線上の連続する４個の
（再生）画素、この場合、最初の走査線の最初の４画素
の（２進）値を形成するので、メモリ54の関連するアド
レスにはレーザ制御回路56に対する制御信号を形成する
４ビットの符号が事前に格納されている。メモリ54の内
容は図6Bに示すテーブルに一致する。

次のクロックパルスに基づいて、シフトレジスタ51及
び52において画素の値が一つ先に進められるので、セル
51−１、51−２、52−１、52−２は最初と次の画像ライ
ンの画素２と３を含むが、この場合、スイッチング回路
53は作動していないので、信号をメモリ54に出力しな
い。

次のクロックパルスに基づいて、画素の値はシフトレ
ジスタにより再び一つ先に進められ、最初の２つの画像
ラインの画素３と４の値は、セル51−１、51−２、52−
１、52−２に達する。スイッチング回路53は再び作動さ
れ、セルの値はメモリ54に出力され、メモリは最初の走
査線の次の４画素に関連する４ビット制御信号をバッフ
ァメモリ55に送出する。この方法により、画像の最初と
次の画像ラインは、レーザプリンタの最初の走査線に対
する制御信号に変換される。

画像の次の画像ラインの最後の画素の値がセル51−２
に達し、レーザプリンタの最初の走査線の最後の４画素
に対する制御信号に処理されたとき、走査線の制御信号
を生成するため新しい２つの画像ラインが常に必要とさ
れるので、全体の画像ラインは、スイッチング回路53が
作動されることなくシフトレジスタを介して先に進めら
れる。一般に、スイッチング回路は、このように、奇数
画像ラインの最初の画素の値がセル52−１に達すると
き、次の画像ラインの最後の画素がセル51−２に達する
クロックパルスを含み、かつ、そこまでの第２のクロッ
クパルスの各々に基づいて、常に作動される。

レーザプリンタに対する制御信号は、連続的に一定の
周波数でレーザ制御回路56に供給されるべきではある
が、その発生は連続的に生ずるものではないことは明ら
かであろう。従って、タイミング回路57は、素子55の出
力段と素子56に供給されるクロックパルスとは異なるク
ロックパルスを素子２乃至54を含めて、回路の素子55の
入力段に供給する。上記の実現手段は、当業者に周知の
範囲内にあると想定されるので、これ以上詳細な説明は
行わない。

解像度変換ユニットの第３の実施例を図７に示す。こ
の実施例では、先の実施例と同様に、画像の２＊２個の
画素のブロックは、元の画像データに従って、再生ユニ
ットの走査線上にある４画素に変換され、この４画素は
２＊２個の画素と同じ位置を占める。しかしながら、こ
の第３の実施例において、変換すべき２＊２個の画素の
周囲にある画素の値は、再生画素のパターンの決定に関
連する。この方法において、再生画素の適合されたパタ
ーンの選択により、より良好に記述された再生を実現す
ることが可能である。多数の図面を参照してこの点に関
して説明を行う。

図8Aに２画素の幅の線をそこに有する処理すべき画像
の一部分を示す。この線は、その幅が２＊２の入力画素
により２つに分割されるように置かれている。画像この
部分が図6Bのテーブルに従って再生画素に変換されると
き、図8Bに示すパターンが形成される。このパターン
は、互いに離れた画素のブロックよりなる。その印刷結
果を図8Cに示す。画素パターンのブロック構造により、
印刷された線に塊状の構造の生じることが明らかに認め
られる。

これは、変換すべき２＊２個の画素が中心を形成し、
上述の如くの不所望な影響が生じないように選ばれた再
生画素のパターンを含む４＊４個の入力画素によりアド
レス指定される変換テーブルを使用することにより防ぐ
ことが可能である。図8Aの場合に現われる２つの入力画
素のパターンを図8D及び図8Fに示す。これらのパターン
は、図8F及び図8G夫々に従って再生画素のパターンを出
力する。このテーブルを使用して、図8Aの線は、図8Hの
パターンに変換され、次いで図8Iに示す印刷結果が得ら
れる。同図において印刷された線の塊は小さい。

第２の例を図9A乃至9Gに示す。図9Aは、角のある構造
を有す入力画素のパターンを示す。図6Bに示すテーブル
の使用により、図9Bに示す如く再生画素のパターンが得
られ、図9Cに示す如く印刷される。同図において、角
は、角が存在する処理ブロック内に単独の画素を不適切
に置くことにより幾分丸められる。新しいテーブルは、
角（図9E）に適合された再生画素のパターンに対応する
入力画素（図9D）のパターンを含む。これにより、図9G
に示す印刷結果から明らかな如く、より良く角を再生す
る出力パターン（図9F）を形成することが可能である。

この実施例の他の例において、４＊４個の入力画素の
値は、走査線上の４個ではなく一連の８個の再生画素に
変換され、かかる画素は以下に説明する画素よりも幅が
狭いので、２＊２個の入力画素の空間を再び占有するこ
とはない。かくして、より良い重ね合わせの精度を得る
ことが可能である。電子写真処理の欠点は、かくして、
十分に暗くは再生されていない画素パターン内の余分な
再生画素を黒色にすることにより巧妙に補正される。

第３の実施例による回路（図７）は、直列的に４つの
シフトレジスタ61乃至64が存在する点で図6Aに示す回路
とは異なる。シフトレジスタ61の４個のセルと、シフト
レジスタ62、63、64の最後の４個のセルは、スイッチン
グ回路65に接続される。これにより、これらのセルの16
個の２進画素の値は、メモリ66をアドレス指定する符号
に結合され、このメモリには、４＊４の入力画素のパタ
ーンと、走査線上にある４個の再生画素の対応するパタ
ーンとを含むテーブルが格納されている。これらのパタ
ーンの例は、図8D/8Eと、図8F/8Gと、図9D/9Eに示され
たパターンである。メモリの代わりに、再生画素を生成
する論理回路を使用することも可能である。バッファメ
モリ67と、レーザ制御回路68と、タイミング回路69は、
図6Aの対応する素子の機能と同様な機能を果たす。

この回路の動作を以下に説明する。画像の全画素の交
換のためにその周辺の近傍画素が利用される。画像の縁
に位置する画素には、１又は２方面に近傍画素が存在し
ない。従って、処理に先立って、メモリ２の画像データ
は最初に解像度変換ユニットにより、画像の周囲に１画
素の幅の縁を形成し、値１を有する画素で拡張される。
この拡張された画像データは次いで、図７に示す回路に
より処理される。これは以下の如く行われる。タイミン
グ回路69からのクロックパルスに応じて、（拡張され
た）画素の値は、メモリ２から一つずつ読み出されてシ
フトレジスタ61に入力され、次いで、シフトレジスタ61
乃至64を介して先に進められる。シフトレジスタ62乃至
64も同様に各々、１ラインの入力画素と丁度同じ長さで
ある。最初の画像ラインの最初の画素がレジスタ64の最
後のセルに達するとき、スイッチング回路65は作動さ
れ、16ビット符号を形成するように、レジスタ61の４個
のセルと、レジスタ62、63、64の最後のエ４個のセル内
の16個の画素の値を結合し、この符号を用いてメモリ66
を制御し、このメモリはレーザ制御回路68に対する制御
信号をバッファメモリ67に出力する。タイミング回路69
は、４つの画像ラインの最後の画素がレジスタ61の最初
のセルに達するクロックパルスを含み、かつ、そこまで
の第２のクロックパルス各々に基づいてスイッチング回
路65を作動する。その時、再生画素の最初の走査線が形
成される。

スイッチング回路65は、従って、偶数画像ラインの最
初の画素がレジスタ64の最後のセルに達するとき、及
び、その後の一連の（Ｎ−２）個のクロックパルスの間
の第２のクロックパルスの各々に基づいて、常に作動さ
れ、ここで、Ｎは画像ラインの画素数である。

勿論、再生画素のパターンの選択に関連する入力画素
数は、元の画像の構造をより良く考慮し得るよう拡張す
ることが可能である。これにより、特に、上述の再生画
素数の増加に関連して印刷の品質が更に改良される。こ
のために必要とされる回路は、当業者により容易に設定
することが可能であるので、詳細には説明を行わない。

上述の方法及び装置は、上記画素パターンの解像度よ
りも低い基本解像度を有する再生ユニットを利用するこ
とにより、細部を損失することなく、画素パターンを再
生することが可能である。ある例においては、元の画素
パターンの打切り誤差を補正することさえ可能である。
元の画素パターンが4A、4C、4E及び4Gのようなハーフビ
ットパターンを含む場合でさえ、これらのパターンは新
しい画素ラスタにおいてハーフビットパターンに自動的
に変換され、これらのパターンで意図されている影響は
保持される。

本発明を上記の例を参照して説明したが、本発明はそ
の例に限定されることはない。他の実施例が請求の範囲
の目的の範囲内で可能であることは、当業者にとって明
らかであろう。

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像を表わすデジタル画像データを受ける
   入力手段と、該入力手段に接続され、該デジタル画像デ
   ータを処理する処理手段と、該処理手段に接続され、伸
   長した画素のラスタを使用して、該処理手段よりラスタ
   形式で受けた処理された画像データに基づいて該画像を
   再生媒体に表示する再生ユニットとからなる画像を再生
   する装置であって、 該入力手段は、ラスタの第１の主方向にn1画素/mmの解
   像度と、ラスタの第２の主方向にm1画素/mmの解像度で
   第１のラスタに配置された２値画素の値の形式を有する
   該デジタル画像データを受けるよう適合され； 該処理手段は、該デジタル画像データをラスタの第１の
   主方向にn2画素/mmの解像度と、ラスタの第２の主方向
   にm2画素/mmの解像度で第２のラスタに配置された２値
   画素の値の形式で同一画像を表わす処理された画データ
   に変換する解像度変換ユニットよりなり、ここでn2はn1
   より大きくm2はm1より小さく； 該再生ユニットは、比が該第１のラスタの該画素の対応
   する寸法の比の（n1＊m2）／（n2＊m1）倍に実質的に等
   しいラスタの第１と第２の主方向の寸法を有する画素の
   ラスタに従って、処理された画像データを表示するよう
   に適合されていることを特徴とする画像を再生する装
   置。
2. 【請求項２】前記解像度変換ユニットは、元の画像デー
   タを前記処理された画像データに変換する際に、局部的
   な平均画素の値を実質的に等しく保つように適合されて
   いることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】前記解像度変換ユニットは、前記元の画像
   データのＡ＊Ｂ個の画素の少なくとも１のブロックを記
   憶する記憶手段と、該記憶手段に接続され、該Ａ＊Ｂ個
   の画素のブロックを、該Ａ＊Ｂ個の画素のブロックと同
   一の画像部分を表わす前記処理されたデータのＣ＊Ｄ個
   の画素のブロックに変換する変換手段とを設けられてお
   り、ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは整数であることを特徴
   とする請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】前記変換手段は、一定のセルフリピーティ
   ング系に従って前記元の画像データの前記画素の値を前
   記処理された画像データの前記画素に転送する回路より
   なる請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】前記変換手段は、前記Ａ＊Ｂ個の画素の値
   により制御される際に、該値に対応するＣ＊Ｄ個の画素
   の値のパターンを出力する回路よりなる請求項３記載の
   装置。
6. 【請求項６】前記変換手段は、前記Ａ＊Ｂ個の画素と該
   画素の周辺にある多数の画素の値により制御される際
   に、該値に対応するＣ＊Ｄ個の画素の値のパターンを出
   力する回路よりなる請求項３記載の装置。
7. 【請求項７】Ａ＊ＢはＣ＊Ｄに等しい請求項３、５又は
   ６記載の装置。
8. 【請求項８】数値Ｃ及びＤの一方は１に等しく、その他
   方は１よりも大きい請求項３乃至６のうちいずれか１項
   記載の装置。
9. 【請求項９】請求項３乃至６のうちいずれか１項記載の
   装置に使用される解像度変換ユニット。
10. 【請求項１０】ディジタル画像データを処理し、伸長し
    た画素のラスタを使用して処理された画像に基づいて該
    画像を再生媒体に表示することよりなるディジタル画像
    データにより表わされた画像を再生する方法であって、
    該ディジタル画像データは、ラスタの第１の主方向にn1
    画素/mmの解像度と、ラスタの第２の主方向にm1画素/mm
    の解像度を有する第１のラスタに配置された２値画素の
    値の形式で該画像を表わし；前記処理は、元の画像デー
    タを、そのラスタの第１の主方向にn2画素/mmの解像度
    と、そのラスタの第２の主方向にm2画素/mmの解像度を
    有して第２のラスタに配置された２値画素の値の形式で
    同一画像データを表わす処理された画像データへ変換す
    ることよりなり、n2はn1よりも大きく、m2はm1よりも小
    さく、第２のラスタの該画素は、その比が第１のラスタ
    の画素の対応する寸法の比の（n1＊n2）／（n2＊m1）倍
    に実質的に等しいそのラスタの第１と第２の主方向の寸
    法を有することを特徴とする画像を再生する方法。
11. 【請求項１１】局部的な平均画素の値は、前記元の画像
    データを前記処理された画像データに変換する際に実質
    的に等しく保たれることを特徴とする請求項10記載の方
    法。
12. 【請求項１２】前記元の画像データのＡ＊Ｂ個の画素の
    ブロックは、毎回、該Ａ＊Ｂ個の画素のブロックと同じ
    画像の部分を表わす処理された画像データのＣ＊Ｄ個の
    画素のブロックに変換され、ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ
    は整数であることを特徴とする請求項11記載の方法。
13. 【請求項１３】前記元の画素の値は、一定のセルフリピ
    ーティング系に従って、前記処理された画像データの画
    素に１対１対応で割り当てられることを特徴とする請求
    項12記載の方法。
14. 【請求項１４】各パターンに対して少なくとも一つの対
    応するＣ＊Ｄ個の画素の値のパターンを伴うＡ＊Ｂ個の
    画素の値のパターンのテーブルを事前に作ることによ
    り、元の画像データを処理された画像データに変換する
    際に、該元の画像データのＡ＊Ｂ個の画素のブロックに
    対して毎回、該テーブル内の上記ブロックの該画素の値
    のパターンを探索し、該テーブルから対応するパターン
    に応じて、該処理された画像データのＣ＊Ｄ個の画素の
    対応するブロックの画素に値を割り当てることを特徴と
    する請求項12記載の方法。
15. 【請求項１５】２以上のＣ＊Ｄ個の画素の値のパターン
    がＡ＊Ｂ個の画素の値のパターンに対応する前記テーブ
    ルに記憶され、元の画素データを処理された画像データ
    に変換する間に、該Ａ＊Ｂ個の画素の周辺にある該元の
    画像データからの画素の値を参照して、前記元の画像デ
    ータのＡ＊Ｂ個の画素のブロックに対する前記Ｃ＊Ｄ個
    の画素の値の対応するパターンから選択される請求項14
    記載の方法。
16. 【請求項１６】各パターンに対して少なくとも一つのＣ
    ＊Ｄ個の画素の値の対応するパターンを伴うＥ＊Ｆ個の
    画素の値のパターンのテーブルを事前に作り、ここで、
    Ｅ及びＦは整数であり、Ｅ＊ＦはＡ＊Ｂよりも大きく、
    元の画像データを処理された画像データに変換する際
    に、該元の画像データのＥ＊Ｆ個の画素のブロックに対
    して毎回、該テーブル内の上記ブロックの該画素の値の
    パターンを探索し、該テーブルの対応するパターンに応
    じて、該Ｅ＊Ｆ個の画素のブロックに含まれる該元の画
    像データのＡ＊Ｂ個の画素のブロックに対応して、該処
    理された画像データのＣ＊Ｄ個の画素のブロックの画素
    に値を割り当てる請求項12記載の方法。
17. 【請求項１７】Ａ＊ＢはＣ＊Ｄに等しい請求項12、14、
    15又は16記載の方法。
18. 【請求項１８】数値Ｃ及びＤの一方は１に等しく、その
    他方は１よりも大きい請求項12乃至16のうちいずれか１
    項記載の方法。