JPH11164146A - 画像データ処理システム及び画像データ処理方法 - Google Patents
画像データ処理システム及び画像データ処理方法Info
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- JPH11164146A JPH11164146A JP10261779A JP26177998A JPH11164146A JP H11164146 A JPH11164146 A JP H11164146A JP 10261779 A JP10261779 A JP 10261779A JP 26177998 A JP26177998 A JP 26177998A JP H11164146 A JPH11164146 A JP H11164146A
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- H04N1/405—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
- H04N1/4051—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size
- H04N1/4052—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size by error diffusion, i.e. transferring the binarising error to neighbouring dot decisions
- H04N1/4053—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size by error diffusion, i.e. transferring the binarising error to neighbouring dot decisions with threshold modulated relative to input image data or vice versa
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Abstract
混乱が生じるような領域においてのみ閾値の摂動を行
う。 【解決手段】 ノイズジェネレータ回路10がノイズルッ
クアップテーブル13を含み、テーブル13は、ルックアッ
プテーブルにより受け取られるグレイレベル情報に対応
する係数の出力を行う。テーブル13は、入力グレイレベ
ルの1つの関数として、閾値又は画像信号に加えられる
ランダムノイズの振幅をプログラム又は調整する。テー
ブル13は、Nビットの小数、係数(入力グレイレベルの
1つの関数として)を含み、これらはランダムノイズジ
ェネレータ11により生成されるランダムノイズ(数)を
乗ぜられ、閾値又は画像信号値の一方に加算される。ノ
イズプロファイルはルックアップテーブルにロードさ
れ、不都合なパターンの定期性を崩壊させるために、閾
値置換の位置と大きさを選択的に変化させる。
Description
ステム及び画像データ処理方法に関する。
ムのフローチャートを示す。このプロセスのステップS
1において、画素Xのビデオ信号はそれより前の閾値処
理プロセスからこの画素に拡散された、蓄積された誤差
を含むよう変更される。この変更ビデオ信号値Xは、ス
テップS2で値128と比較される(ビデオ範囲は0〜
255とする)。ステップS2で変更ビデオ信号値Xが
128以上であると決定した場合、プロセスはステップ
S4に進み、ここで画素XをONにすることを示す値が
出力される。このプロセスは、次に進んでステップS6
で閾値処理プロセスに関連する誤差を算出し、ここでこ
の誤差Yは、X−255として計算される。
が128未満であると決定した場合、ステップS3で画
素XがOFFにされるべきであることを示す信号が出力
される。このプロセスは次のステップS5に進み、ここ
で誤差Yは値Xと同値であるものとして計算される。
は、ステップS7で重み付け係数で乗算され、下流の画
素に分配される。従って、閾値処理プロセスから生じた
誤差は、隣接する画素に拡散される。係数は、誤差を隣
接する下流の画素に拡散するのに通常使用される。
ッド高アドレス可能度誤差拡散プロセスも同様に用いる
ことができる。これに関し、以下に簡単に説明を行う。
スクリーン処理関数、閾値処理関数、及び誤差拡散関数
のいずれかを使用する。スクリーン処理される画素のた
めに、画素位置において画素ビデオ信号V及びスクリー
ン値Sから同様の変更ビデオ信号VS ’が算出される。
従来のスクリーン処理で用いられる変更ビデオ信号
V S ’は、256のグレイレベルを有するシステムにお
いてVS ’=(S+255−V)/2として定義され
る。スクリーン値Sは、用いられているハーフトーンス
クリーン処理パターン及び画素位置に従って変わる。ラ
インスクリーン及びドットスクリーンのいずれかが使用
可能であることに注意されたい。
オ信号Vs は128と比較されて画素のON又はOFF
の特性を決める。即ち、変更ビデオ信号が128以上で
あれば画素はOFF(ブラック)であり、そうでなけれ
ばON(ホワイト)である。図2は、スクリーン値がモ
ジュレータ1によりビデオ信号に加えられ、比較装置3
が変更ビデオ信号を閾値と比較する、スクリーン処理を
実行するための一般的な回路を示す。この例は、閾値を
用いる代わりにビデオV自体をスクリーンと比較する、
より一般的なアプローチの場合と同じ結果をもたらすこ
とに注意されたい。
た画素値P0i =Vi-1 +ei-1 =P1i-1 及びP1i
=Vi +ei が入力分解能に対応する2つの位置で算出
される。式中、Vi =(GL −Vi )+(Si −Th)
であり、Vi-1 =(GL −V i-1 )+(Si-1 −Th)
である。これに関する1つの例が図17に示されてお
り、サブピクセルは0〜N−1で示されている。図17
において、高アドレス可能度指数部Nは4に等しい。
を結ぶラインが引かれている。(iの下付き文字は簡潔
化のために省略されている。)更に、閾値128を表す
ために破線が引かれている。(ここでは、0〜255が
ビデオ信号の範囲であるが、いかなる範囲及びいかなる
閾値が使用されてもよいことに注意されたい。)P0値
とP1値とを結ぶラインと、閾値128を表す破線との
交点により、どのサブピクセルがレンダリングされるも
しくは印刷されるかが決定される。交点の位置のX座標
は、式X=N(128−P0)/(P1−P0)によっ
て決定され、Nに正規化される。
が決定される。Xが0以下であって、且つP1が128
以上であれば、全てのサブピクセルはONになる。そう
でなければ、全てのサブピクセルはOFFになる。この
決定は、画素の完全なレンダリング又は非レンダリング
を表す。全画素の部分的なレンダリングを決定するため
に、サブピクセルの解析がなされなければならない。こ
の場合、X値は個々のサブピクセル値と比較されなけれ
ばならない。
数もしくはサブピクセルまで必ずしも演算する必要はな
く、従って全ての解析は小数部を含むことに注意された
い。これを避けるために、図17に示されるようにXは
整数もしくはサブピクセル値に変換される。この変換の
ために、nはXの切捨て整数値と等しくされる。次にこ
れらの値n及びXは、どのサブピクセルがONにされ
て、どのサブピクセルがOFFにされるかを決定するた
めに使用され得る。更に詳細には、Xが0より大きくて
nより小さく、且つP1が128より小さければ、0〜
nまでのサブピクセルのみがONとなり、その他のサブ
ピクセルはOFFになる。そうでなければ、0〜nまで
のサブピクセルがOFFとなり、その他のサブピクセル
はONになる。Xがn以上で且つP0が128以上であ
れば、全てのサブピクセルはONとなり、そうでなけれ
ば全てのサブピクセルはOFFになる。
じ、この誤差は下流の画素に送られる必要がある。更
に、先に記したように、この誤差は元の低分解能入力で
ある必要がある。元の分解能への変換は、所望の出力、
即ち(P0+P1)/2、及び実出力、即ちb* 255
/Nの間の差異を決定することによってなされ、ここで
bはONにされたサブピクセルの数である。変換された
誤差は次に重み付け係数のセットで乗算され、下流の画
素に分配される。
法の実施に関して、第二補間方法は、第二の実施の場合
には変更された画素値がP0i =Vi +ei 及びP1i
=V i+1 +ei (式中、Vi =(GL −Vi )+(Si
−Th)であり、Vi-1 =(GL −Vi-1 )+(Si-1
−Th)である。)の式に従って算出されるという点を
除いて第一の実施と同じである。この2つの実施の相違
に関しては、図18及び図19に示す。
の第一補間バージョンを用いた場合の、隣接する画素同
士間の高アドレス可能度関係を表す。更に詳細には、現
在処理されている画素のP1値は、次の画素のP0値と
して利用されることに注意されたい。
散方法の第二補間バージョンを用いた場合の、画素間の
高アドレス可能度関係を表す。この場合、先の画素のP
1値と現在の画素のP0値との間に連続性はない。従っ
て、これらの2つの図から、ハイブリッド高アドレス可
能度誤差拡散方法の2つのバージョンからの誤差出力は
異なることが分かる。
に、一般的な誤差拡散プロセス又はハイブリッド高アド
レス可能度誤差拡散プロセスの利用に関連して生じる問
題の1つに、定期的に繰り返されるパターンの発生があ
る。これらのパターンは、画像データのグレイレベルを
表すために8ビットのデータワードを用いる場合、グレ
イレベルが85、128、及び170のときに最もはっ
きりと発生する。例えば、グレイレベル入力が128で
あるとき、2値化された画像はチェスボードパターンと
垂直ラインパターンとを交互に繰り返して現れることが
ある。プリンタのスポットサイズ及びそのスポットがマ
ッピングされるグレイレベルにより、チェスボードパタ
ーンと比較して垂直ラインパターンはより薄く現れ、そ
のために不都合なアーチファクトを引き起こす。
視覚的に認識される、規則的で決定的な性質をもつアー
チファクトを克服するため、ディザリング、又は閾値の
摂動の付加という概念が利用されてきた。例えば、ロバ
ート・ユリクニー(Robert Ulichney) による論文「デジ
タルハーフトーニング」の中で、画像全体にわたり、誤
差重みのエレメント又は閾値にランダムノイズを加え、
上記の視覚的に認識されるアーチファクトを克服するこ
とが提案されている。しかしながら、画像の全領域にわ
たりノイズを加えることは、画像の品質を低下させ、強
調領域及び影の領域において確立されたドットパターン
を破壊する傾向がある。
の発生により混乱が生じるような領域においてのみ閾値
の摂動を行うことが好ましい。更に詳細には、パターン
の中の1つの発生率を極度に低下させることにより、パ
ターンシフトアーチファクトを除去することが好まし
い。他方で、パターン間の移行がより頻繁に起こるよう
にし、それによりレギュラーパターンを崩壊させること
により、このアーチファクトをマスキングすることが好
ましい。
素を表すマルチレベルグレイスケール画素値のレベル数
を減少させ、このレベル数の減少により生じた誤差を拡
散するシステムである。このシステムは、第一の分解能
を有する画素を表すマルチレベルグレイスケール画素値
を受け取る手段を含む。減少手段はマルチレベルグレイ
スケール画素値のレベル数を減少させる。誤差手段は、
前記減少手段による減少プロセスの結果として誤差値を
生成する。また、拡散手段は誤差値を隣接する画素のマ
ルチレベルグレイスケール画素値に拡散する。摂動手段
は、マルチレベルグレイ信号の画像分類に従って閾値と
マルチレベルグレイ信号との関係を摂動させ、それによ
り減少手段からの出力に影響を与える。
ベルグレイスケール画素値のレベル数を減少させ、この
レベル数の減少により生じた誤差を拡散する方法であ
る。この方法は、第一の分解能を有する画素を表すマル
チレベルグレイスケール画素値を受け取る。マルチレベ
ルグレイスケール画素値のレベル数は減少されて誤差値
を生成し、この誤差値は隣接する画素のマルチレベルグ
レイスケール画素値に拡散される。閾値とマルチレベル
グレイ信号との関係はマルチレベルグレイ信号の画像分
類に従って摂動され、それにより出力を行う。
べる本発明の種々の態様及び本発明の特性を示す特色に
関する説明により、明らかにされる。
明を行う。この説明においては、図面に関しても同様で
あるが、同一の参照番号は装置、回路、又は同一或いは
同等の機能を有する回路を表す。
アドレス可能度誤差拡散変更ビデオへの付加、ハイブリ
ッド高アドレス可能度誤差拡散2値化システムにおける
閾値信号へのランダムノイズの付加、ランダムノイズの
ビデオ信号への付加、或いはランダムノイズのビデオ信
号を変更する際に用いられる誤差信号への付加、のいず
れかにより変更ビデオ画像信号と閾値信号との関係を摂
動する、一つの実施の形態を表す。
理/誤差拡散プロセスを行う回路を図示している。示さ
れるように、変更されていないビデオもしくは画像信号
がモジュレータ1によってスクリーン処理され、好適な
式VS ' =(GL −Vi )+(Si −Th)を用いて変
更信号VS ' を生成する。式中、Si はハーフトーンス
クリーンパターンより得られたスクリーン値と等しく、
Vi はグレイ入力ビデオであり、GL はそのシステムに
おける画素の最大グレイレベル値であり、Thは2値化
プロセスで使用される閾値である。
れ、そこでこの信号は上流の処理画素位置から送られた
誤差値を加えられて更に変更され、VS ”を生成する
(VS”=VS ' +ei )。加算装置5によって使用さ
れる誤差成分(eFIFO+eFB)は、送られた誤差を格納
する誤差バッファ7(eFIFO)及び2値化回路9
(eFB)より受け取られる。
路9に送られ、この回路9によってマルチレベル変更信
号VS ”は誤差拡散/閾値処理プロセスを使用して2値
出力に変換される。このプロセスより生じた誤差
(eFB)の中には、次に処理される画素に直接フィード
バックされるものもあるが、それ以外(eFIFO)は次の
走査線の画素を処理するために誤差バッファ7中に格納
される。誤差は重み付け係数に基づいて分配される。任
意のセットの係数が使用され得る。好適な実施の形態に
おいて、重み付け係数は米国特許第5,353,127
号に記載された係数である。米国特許第5,353,1
27号の開示内容は全て参照として本明細書中に援用さ
れる。
は所望の出力と、マルチレベル画像データ値と、及び実
出力値との間の差異を表し、この実出力は画像データの
マルチレベルが8ビットで表されるならば255又は0
である。この誤差が拡散されることによって、可能な限
り多くのグレイレベル情報が維持される。スクリーン処
理及び高アドレス可能度誤差拡散レンダリングを組み合
わせたものは、図6に表されたシンプルな垂直ラインス
クリーンパターンを用いて使用され得る。更に、該プロ
セスは図7に示されたような45°のラインスクリーン
を用いて使用され得る。該プロセスは、ドットスクリー
ン又は定数(constant)スクリーンを用いて使用されるこ
ともできる。好適な実施の形態において、ドットスクリ
ーンが連続トーン領域で使用され、及び定数スクリーン
がテキスト領域で使用されることによって、単純な誤差
拡散プロセスをエミュレートする。これによって、バッ
ファ中に格納された誤差が連続的トーン及びテキスト領
域の両方で同じ範囲内になるため、ウィンドウからウィ
ンドウへの、又はエフェクト(影響)からエフェクト(e
ffect-to-effect)へのより平滑な移行を生み出す。
VS ’への変換は、図4に表されている。固定ビデオ信
号Vの場合、スクリーン変調ビデオ信号VS ’は、スク
リーン値Sが0から255の間で変化するときに、レベ
ルAからレベルBまでの間で変化する値を有する。従っ
て、誤差拡散プロセス又は演算で使用される有効ホワイ
ト値及びブラック値は、この例ではホワイト値が64、
及びブラック値が192である。この値は、ホワイト値
がV’=0、及びブラック値がV’=255である一般
的な誤差拡散値とは異なっている。
れる高アドレス可能度誤差拡散プロセスは、図5に関連
して更に詳細に説明される。この説明において、値ei
は先の画素から現在のi番目の画素に送られたレンダリ
ング誤差を表す。i番目の画素位置において、サブピク
セル値はP0=VS ’i +ei =VS ”i 及びP1=V
S ’i+1 +ei =VS ”i+1 とする。これらの値は図5
に示されたように、B 0 からBN-1 の補間値を得るため
に使用される。図5に示された高アドレス可能度ファク
タはN=4であることに注意されたい。
サブピクセルのON又はOFF特性を決定する。ブラッ
クでレンダリングされるサブピクセルの数がnで表され
るとすれば、現在のレンダリング誤差は、(所望の出
力)−(実出力)、即ち、e’ i =((P0+P1)/
2)−64−(n(192−64)/N)で表される。
換言すると、実出力は、(所望の出力、即ち(P0+P
1)/2)−64−(ONのサブピクセルの数×ブラッ
ク及びホワイトのリファレンス値との間の差/高アドレ
ス可能度指数部)で定義される。この新しい誤差は次に
重み付け係数のセットで乗算され、この重み付けされた
誤差が下流の画素に送られる。
加算装置5か、又は閾値を変更するための閾値回路のい
ずれかに送られるノイズを生成するノイズ回路10を表
す。閾値回路は2値化回路9によって実行される2値化
プロセスに用いられる閾値を生成する。ノイズ生成回路
10の更に詳細な図示が図9においてなされている。
ランダムノイズジェネレータを表す。ランダムノイズジ
ェネレータ回路10は、乗算装置15に送られるランダ
ムノイズ信号を生成するランダムノイズジェネレータ1
1を含む。好適な実施の形態では、ランダムノイズジェ
ネレータ11により生成されたランダム数は、1400
万以上の期間で−255又は+255の間に均一に分配
される。
クアップテーブル13を更に含み、該ノイズルックアッ
プテーブル13は、ルックアップテーブルにより受け取
られるグレイレベル情報に対応する係数の出力を行う。
ルックアップテーブル13は、入力グレイレベルの1つ
の関数として、閾値又は画像信号に加えられるランダム
ノイズの振幅をプログラムし、又は調整する。ノイズル
ックアップテーブル13は、Nビットの小数、係数(入
力グレイレベルの1つの関数として)を含み、これらは
ランダムノイズジェネレータ11により生成されるラン
ダムノイズ(数)を乗ぜられ、次いで閾値又は画像信号
値のいずれかに加算される。あらゆるノイズプロファイ
ルはルックアップテーブルにロードされ、あらゆる不都
合なパターンの定期性を崩壊させるために、閾値置換の
位置及び大きさを選択的に変化させる。
いる。図15では、グラフがノイズ係数とグレイレベル
値との関係を示す。例えば、一つの実施の形態におい
て、グレイレベル値が128のときノイズ振幅係数は
0.375であり、グレイレベル値が64及び192の
ときノイズ振幅係数は0.125である。これらの値は
印刷装置の個々の特性を反映して調整され得る。更に、
パターンは3つのピークパターンに限定されるものでは
ない。パターンは多数のピークを有していてもよい。
係数は乗算装置15に送られ、そこで係数と、ランダム
ノイズジェネレータ11で生成されたノイズ信号とが乗
算される。この乗算の積が実ランダムノイズ信号であ
り、この信号が図3の加算装置5又は閾値回路12に送
られる。
デオ信号に加えることにより変更ビデオ画像信号と閾値
信号との間の閾値関係を摂動する、もう一つの実施の形
態を示す。この実施の形態では、誤差拡散変更ビデオ信
号に射出されるパターンは、後に示す表1及び表2に表
されたチェスボードパターン或いは表3及び表4に表さ
れた垂直ラインパターンのいずれかである。
は、ノイズジェネレータ回路10により生成されるノイ
ズの代わりに、図3で用いられた上記の1つのパターン
を生成する。換言すると、図8のパターンジェネレータ
回路10は図3のノイズジェネレータ回路10を置き換
えたものである。このパターンはルックアップテーブル
に記憶され、このルックアップテーブルにおいて誤差拡
散変更ビデオ信号、画素クロック信号、及びライン同期
(linesync)信号のグレイレベル値により正確なパターン
値が決定される。このようにして適切なパターン値が入
力されるビデオ信号の正確な画素と突合される。
ベルにおける閾値関係を摂動するために本発明により用
いられる全般的な概念上の方法を表す。例えば図20
は、ハイブリッド高アドレス可能度誤差拡散プロセスの
ために上記の第一補間方法を用いる際の、閾値/信号関
係の摂動を表す。
おいて、閾値処理される画像のグレイレベルが1/4、
1/3、又は1/2のいずれかと同値であるか否かが決
定される。画像データがこれらのグレイレベルのいずれ
かと同値であった場合は、ステップS2において閾値/
信号関係が摂動される。ステップS2で閾値信号関係が
摂動された後、又は画像データが1/4、1/3、又は
1/2のいずれかと同値でない場合、ステップS10に
おいてビデオデータの画素がN個のサブピクセルに分割
される。
i 値は先に述べた方法で算出される。次にステップS3
0において、交点のX座標が128とP0の差をN値で
乗算し、この積をP1とP0との差で割ることにより決
定されて正規化される。ステップS40で、正規化され
た値Xは値0と比較される。Xが0以下であれば、ステ
ップS50は値P1を値128と比較する。値P1が1
28以上であれば、ステップS60において全てのサブ
ピクセルがONの状態にセットされる。しかし、P1が
128未満であれば、ステップS70は全てのサブピク
セルをOFFの状態にセットする。
と決定すれば、ステップS90はXの整数値を決定し、
この整数値をYと等しくセットする。ステップS100
で、整数値Yは値0及びNと比較される。値Yが0とN
との間であれば、ステップS110はP1値が128以
下であるか否かを決定する。P1値が128未満であれ
ば、ステップS120はサブピクセル0〜YをONの状
態にセットし、サブピクセルY+1〜NをOFF状態に
セットする。しかし、ステップS110でP1値が12
8以上であると決定すれば、ステップS130はサブピ
クセル0〜YをOFFの状態に、及びサブピクセルY+
1〜Nをオンの状態にセットする。
にはないと決定すれば、ステップS140はP1値が1
28以上であるか否かを決定する。P1値が128以上
であれば、ステップS160は全てのサブピクセルをO
Nの状態にする。しかし、ステップS140がP1値が
128未満であると決定すれば、ステップS150は全
てのサブピクセルをOFFの状態にセットする。
30、S150、及びS160のいずれかで処理が完了
すると、誤差拡散方法はステップS170に進む。ステ
ップS170で、ONのサブピクセルの数が算出され、
Zに等しくセットされる。次に、ステップS180で下
流の画素に送られる画素が算出される。即ち、誤差は元
の低空間的分解能を表すように演算される。ステップS
180で誤差の演算が行われるとステップS190はこ
の誤差を重み付け係数で乗算し、この重み付けされた誤
差項を下流の画素に分配する。
差拡散プロセスにおいて上記の第二補間方法を用いる際
の、閾値/信号関係の摂動を表す。
おいて、閾値処理される画像のグレイレベルが1/4、
1/3、又は1/2のいずれかと同値であるか否かが決
定される。画像データがこれらのグレイレベルのいずれ
かと同値であった場合は、ステップS2において閾値/
信号関係が摂動される。ステップS2で閾値信号関係が
摂動された後、又は画像データが1/4、1/3、又は
1/2のいずれかと同値でない場合、ステップS10に
おいてビデオデータの画素はN個のサブピクセルに分割
される。
値が先に述べたように算出される。ステップS210
で、Y値及びZ値は0と等しくセットされる。ここでY
はONにされるサブピクセルの数を表し、Zは高アドレ
ス可能度係数を表す。ステップS220でZはNと比較
され、変更ビデオ信号内の全てのサブピクセルが閾値処
理されたか否かを決定する。サブピクセルが閾値処理さ
れていない状態にあると決定すれば、プロセスはステッ
プS230に進み、ここで次のサブピクセル値が算出さ
れる。次にステップS240はこの算出されたサブピク
セル値を閾値、即ち128と比較する。このサブピクセ
ル値がこの閾値以上であれば、ステップS260はこの
サブピクセル値をONに状態にセットし、ステップS2
70はONにされたサブピクセルの数を表すY値を増分
する。しかし、サブピクセル値が128未満であれば、
ステップS250はサブピクセル値をOFFにセットす
る。
いずれかでの処理が完了すると、プロセスはステップS
280に進み、ここで高アドレス可能度値Zが増分され
る。このサブルーチンは、変更ビデオ信号内の全てのサ
ブピクセル値が閾値と比較されるまで繰り返される。全
てのサブピクセル値の比較が完了すると、プロセスはス
テップS290に進み、ここでONのサブピクセルの数
が算出される。ステップS300で、閾値処理プロセス
より生じた誤差が算出され、この値は元の低空間分解能
を表す。誤差を算出すると、ステップS310はこの誤
差を重み付け係数で乗算し、この誤差を下流の画素に分
配する。
ップS1が3つのグレイレベル値に関しての決定を行う
ことを示しているが、ステップS1は3つの値を決定す
る状態から画像信号の実グレイレベル値に関する決定を
行う状態へと変更されてもよいことに注意されたい。こ
の変更がなされると、ステップS1からステップS10
への直接の分岐が削除され、ステップS2、S21、S
22、S23、及びS24において、異なる値毎の各画
素の閾値/信号関係の摂動が行われる。このようにして
画像の全領域にわたり閾値/信号関係の摂動がなされ、
その領域において各可能グレイレベルは図8に示された
個々の摂動パターン値或いは図9に示された個々の係数
値が割り当てられる。
ト及びブラック画素で周期的に現れる可能性のあるパタ
ーンはチェスボード、垂直ライン、又は水平ラインであ
る。一般には、画像は画像処理操作の重み付け係数及び
境界状態に応じてこれらの段階のうちの1つに設定され
る。しかしながら、均整という観点から考えると、誤差
拡散プロセスにおける閾値がある方法で摂動された場
合、閾値処理プロセスによる出力はある状態を有する2
値の出力にロック(lock)され得る。このロックは結果と
して、先に述べたパターンシフトアーチファクトを低減
させることにより、画像の最終的な外観に影響を与え
る。
されるとき1/2に相当するグレイレベル、即ち128
で生じるパターンシフトアーチファクトを示す。121
に相当するセクションにおいてパターンは垂直ラインパ
ターンの1つであり、一方セクション122におけるパ
ターンはチェスボードパターンであることに注意された
い。更に、画像がセクション123に進むと、パターン
は垂直ラインパターンへとシフトバックする。それは、
画像の実外観を混乱させる可能性のあるパターンシフト
アーチファクトを生成する、中間調領域(最大可能な2
55のうち128のグレイレベルを有する領域)におけ
るパターンシフトである。
される画像のブラック画素を表し、又、図10において
影を付けていない正方形は、再現される画像のホワイト
画素を表すことに注意されたい。この約束ごとは図1
1、図12、図13及び図14においても同様に用いら
れる。本発明がカラー装置で用いられる場合には、図1
2の影を付けた正方形は特定の色空間(トナー又はイン
ク)で印刷された画素をあらわし、図12の影を付けて
いない正方形は、特定の色空間(トナー又はインク)で
印刷されない画素を表す。
領域(1/2即ち128グレイレベル)で、パターンシ
フトアーチファクトがない場合を示す。更に詳細には、
図11に示される画像は128で固定閾値を用いてレン
ダリングされ、128の固定閾値は20の振幅でチェス
ボードパターン或いはスキームに変調される。更に詳細
には、2値化回路で利用するために生成された実閾値は
以下の表1に示されるパターンにより表されている。
する際にチェスボードパターンを実行するために画像信
号に加えられた値のパターンを表している。
領域(1/2即ち128グレイレベル)で、パターンシ
フトアーチファクトがない場合を示す。更に詳細には、
図12に示される画像は128の固定閾値を用いてレン
ダリングされている。128の固定閾値は20の振幅で
垂直パターン或いはスキームに変調される。更に詳細に
は、2値化回路で利用するために生成された実閾値は以
下の表3に示されるパターンにより表されている。
する際に垂直ラインパターンを実行するために画像信号
に加えられた値のパターンを表している。
子走査方向を表し、一方で列は低速走査方向又は機械走
査方向を表すことに注意されたい。
タバイトで128即ち1/2に相当するグレイレベル)
におけるもう1つのパターンシフトアーチファクトの画
素の図である。図13において、セクション170は主
として水平ラインパターンがみられる領域である。更
に、セクション270も主として水平ラインパターンを
有する領域を表している。従って、高速走査方向に移動
するとき、パターンはセクション170における水平ラ
インパターンからチェスボードパターンへ移行し、さら
に270で水平ラインパターンに戻ることに注意された
い。このパターンシフトアーチファクトは図14では実
質上低減される。
1/2グレイレベル)はランダムノイズを付加して閾値
/信号関係を摂動することによりレンダリングされる。
画像のレンダリングにおいて、水平ラインパターンはセ
クション171及びセクション172がセクション17
0と重なり合う領域、又はセクション270とセクショ
ン271、272及び273とが重なり合う部分に相当
する領域に限定されている。特定のグレイレベルにラン
ダムノイズを加えることにより、パターンシフトアーチ
ファクトが実質上低減された画像をレンダリングするこ
とが可能となる。
y) を共にプログラム可能にすることの更なる有利な点
は、正確な量の摂動ノイズを、誤差拡散の適用に先立っ
て、事前処理されたあらゆるタイプの画像へ適切に適用
するための柔軟性である。事前処理操作はグレイスケー
ル再生曲線(TRC:tonal reproduction curve))入力
マッピング、ゲイン及びオフセットの調整、スポットオ
ーバーラップ補償、などを含む。これらの事前処理操作
は全て、定期的に繰り返される不都合なパターンを、従
来期待されていた入力グレイレベル位置以外の位置に変
換させる傾向がある。
にプログラムされることができ、上記のいかなる状況に
も対応する良好な品質の画像をレンダリングするよう最
適化される。更に詳細には、TRC入力マッピング、ゲ
イン及びオフセットの調整を利用して画像の事前処理が
なされた場合、パターンシフトのアーチファクトはほぼ
入力グレイレベル220を中心とすることができる。そ
れ故に、パターンシフトアーチファクトがある異なった
入力グレイレベルを中心としていることを知ることで、
画像信号がほぼ新たなパターンシフトグレイレベルのグ
レイレベルであるとき、ノイズルックアップテーブルが
閾値/ビデオ信号関係にランダムノイズを射出するよう
プログラムされ得る。従って、ノイズルックアップテー
ブルをプログラムすることができるため、本発明は印刷
のあらゆる状況に容易に適用され得る。
つの問題は、定期的に繰り返されるパターンの発生であ
る。従来は、不都合なパターンを生む可能性を潜在的に
有するとみなされたいくつかのグレイレベルにおいての
み、誤差拡散閾値レベルの摂動が行われていた。しかし
ながら、ビデオ信号のグレイレベルに基づく誤差拡散閾
値レベルを摂動するだけでは不都合なパターンを除去で
きない場合もある。更に、従来技術の摂動システムは静
的なものであるため、システムが必要に応じて誤差拡散
閾値レベルの動的な摂動を行うことを妨げる。
は、多くのファクタに基づいて摂動の適用を制御するこ
とにより、画像のあらゆる部分の不都合なパターンを除
去することができる。更に詳細には、誤差拡散閾値レベ
ルの摂動は幾つかのノイズプロファイルを利用すること
ができ、あるグレイレベルに加えて、ウィンドウエフェ
クトポインタ又は画像分類に基づいて画素毎に自動分割
ルーチンから動的に選択されることができる。この誤差
拡散閾値レベルの摂動の動的な側面は、所定のウィンド
ウ領域の各々が異なったノイズプロファイル要求をもつ
ことを可能とする。
的摂動システムにおいて利用可能な種々のノイズプロフ
ァイルを示す。例えば、図22はいかなるグレイレベル
又はいかなるウィンドウエフェクトポインタにおいても
誤差拡散閾値レベルが摂動されない場合のノイズプロフ
ァイルを示す。一方、図23はビデオ信号のグレイレベ
ル及び処理される画素に関連するウィンドウエフェクト
ポインタに基づいて選択され得るノイズプロファイルを
示す。図24はノイズが過度に増幅されている図23の
ノイズプロファイルを変更したものを示す。
ファイルを割り当て、誤差拡散閾値レベルを摂動するた
めにビデオ信号のグレイレベルに単に依存することは、
必ずしもレンダリングされた画像の不都合なアーチファ
クトを全て除去することにはならない。例えば、画像が
指定のTRC、指定数の高アドレス可能度ビット、又は
ある外観に合わせて特に調整されたスポットオーバーラ
ップルックアップテーブルを用いて処理されている場
合、不都合なパターンは入力グレイレベルに関連して同
一の場所に存在するとは限らない。このような状況にお
いて、不都合な2値出力レベルは他の入力グレイレベル
にシフトされ得る。従って、ノイズプロファイルの選択
は受け取られるビデオ信号のグレイレベルのみに基づい
て行われるのではなく、ビデオ信号を処理するのに利用
されるウィンドウエフェクトポインタ又は他の画像分類
情報にも基づいてなされる。ウィンドウエフェクトポイ
ンタは、関連画素の画像分類に関する情報を含むデータ
ワードであり、これによりその画素において適切な画像
処理操作が行われる。この情報は従来のあらゆる画像分
割ルーチン又は自動分割ルーチンにより引き出される。
ウィンドウエフェクトポインタ及び画像分類情報を生じ
るプロセスの例が米国特許第5,513,282号に開
示されている。米国特許第5,513,282号の全内
容は参照として本明細書中に援用される。
レス可能度ビット、又は所定の外観に合わせて特に調整
されたスポットオーバーラップルックアップテーブルを
用いて画像を処理するために、ほぼ入力グレイレベル2
28を中心としたノイズプロファイルを示す。このノイ
ズプロファイルは画素のウィンドウエフェクトポインタ
及び画素のグレイレベルに基づいて、又はノイズプロフ
ァイルが画素のグレイレベルからプログラム可能なプロ
グラム可能ルックアップテーブルから生成される場合は
単にウィンドウエフェクトポインタに基づいて選択され
る。
ファイル回路のブロック図を示す。図26に示すよう
に、レジスタ401及び403は誤差拡散及びハイブリ
ッド誤差拡散に関連する一定のノイズプロファイルをそ
れぞれ含む。図26はプログラム可能なノイズルックア
ップテーブル402を更に示し、該ノイズルックアップ
テーブル402においては、ルックアップテーブル40
2により出力されたノイズプロファイルはビデオ信号の
入力グレイレベルに従う。レジスタ401及び403、
ルックアップテーブル402はマルチプレクサ406に
送られ、ここにおいて復号回路405より出力される復
号情報に基づいて誤差拡散閾値レベルの摂動に用いられ
るノイズプロファイルが選択される。
するウィンドウエフェクトビットに基づいて適切なノイ
ズプロファイルを選択する信号並びにノイズオプション
を利用するべきか抑制するべきかを表示するノイズオプ
ション信号を生成する。マルチプレクサ406から出力
されるノイズプロファイルは乗算装置407に送られ、
ここでノイズプロファイルはノイズジェネレータ404
において生成された信号を乗算され、誤差拡散閾値レベ
ルを摂動するのに用いられるノイズ信号を生成する。こ
のノイズ信号は加算装置408に送られ、ここでノイズ
信号は閾値と入力されるビデオ信号との関係を摂動する
ために閾値に加算される。図26では、ノイズが閾値信
号に加算されることを示しているが、このノイズはビデ
オ信号、誤差信号、又は拡散された誤差信号により変更
された後のビデオ信号に直接加算されてもよい。いずれ
の状況においても、ノイズはビデオ信号と閾値信号との
関係を摂動している。
ウエフェクトポインタに基づいて幾つかのノイズプロフ
ァイルルックアップテーブルへのアクセス及びノイズプ
ロファイルルックアップテーブルの選択を可能とする包
括的方式を提供することができる。この拡張の例は図2
7に示される。図27に示されているように、複数のプ
ログラム可能なノイズルックアップテーブル4021、
4022、4023、……402Nがマルチプレクサ4
060に接続される。マルチプレクサ4060は、一定
のノイズ及びノイズオプションが抑制された場合に選択
される入力0を有するレジスタ4030に更に接続され
る。復号回路4050は、ウィンドウエフェクトポイン
タビットに基づき、即ち処理される画素の画像分類に基
づき、どのプログラム可能なノイズプロファイルがマル
チプレクサ4060より出力されるかを決定する。図2
6に示すように、マルチプレクサ4060より出力され
るノイズ乗数は乗算装置407に送られ、ノイズジェネ
レータ404によって生成されたノイズが乗算される。
又はアーチファクトの位置は、スポットオーバーラップ
ルックアップテーブルの変更、及び/又はスクリーン変
調の量の変化が起こる度に変わってもよい。このこと
は、各ウィンドウ領域がそのオブジェクトの分類及び特
徴に基づいて摂動を行うための特定の異なるテクスチャ
ーを有する、即ちオブジェクトのヒストグラム及び全ウ
ィンドウ分割統計より決定される、自動ウィンドウ環境
において特に重要性が高い。従って各オブジェクトは、
動的に査定され、ウィンドウエフェクトポインタに基づ
いて選択される、独特のノイズプロファイルを用いて処
理される。
のみを必要とするため、各ノイズプロファイルを格納す
るのに外部メモリを用いた別の方式を示す。この例にお
いて、図27の種々のプログラム可能なノイズルックア
ップテーブルが外部メモリ4020中に格納され、外部
メモリ4020は所望のノイズプロファイルをマルチプ
レクサ4061に出力する。ウィンドウエフェクトポイ
ンタ及びグレイレベルビデオ値は、ランダムアクセスメ
モリアドレス復号回路501を介して外部ランダムアク
セスメモリバンクを復号し、それへアクセスする際に使
用される。ウィンドウエフェクトポインタは復号回路4
050において、マルチプレクサ4061がどの値を乗
数として乗算装置407へ出力するかを決定するのに更
に用いられる。この例で利用されるノイズプロファイル
の数は、単により多くのメモリを外部メモリ4020に
加えることにより、容易に拡張することができる。
トを示す。
ある。
を行う、一つの実施の形態を表すブロック図である。
した図である。
ある。
た図である。
た図である。
号を摂動する、従来技術の一つの態様を表すブロック図
である。
ネレータを表すブロック図である。
期的に繰り返されるチェスボードラインパターン及び垂
直ラインパターンのアーチファクトを示す、画素を表し
た図である。
的にチェスボードパターンにレンダリングすることによ
り図10のアーチファクトを除去した、画素を表した図
である。
ターンに現れるようにすることにより図10のアーチフ
ァクトを除去することを示す、画素を表した図である。
の画素を表した図である。
す、画素を表した図である。
ル値との好ましい関係をグラフで表した図である。
る。
る。
ラフで表したものである。
ラフで表したものである。
トを示す。
トを示す。
明の概念に従ったノイズプロファイルを示す。
閾値関係にノイズを加えない、本発明の概念に従ったノ
イズプロファイルを示す。
閾値関係に増幅したノイズを加えた、本発明の概念に従
ったノイズプロファイルを示す。
グレイレベルを中心としたビデオ/閾値関係にノイズを
加えた、本発明の概念に従ったノイズプロファイルを示
す。
くノイズプロファイルを選択する回路のブロック図を示
す。
像処理分類に基づくノイズプロファイルを動的に選択す
る回路のブロック図を示す。
を格納する外部RAMを用いて、処理される画素の画像
処理分類に基づくノイズプロファイルを動的に選択する
回路のブロック図を示す。
表すフローチャートを示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 第1の数のグレイレベルを有するマルチ
レベルグレイ信号を含む画像データを処理するシステム
であって、 第一の分解能を有する画素を表すマルチレベルグレイス
ケール画素値を受け取る手段と、 閾値を生成するための閾値処理手段と、 マルチレベルグレイスケール画素値のレベル数を減少さ
せる減少手段と、 前記減少手段による減少プロセスの結果として誤差値を
生成する誤差手段と、 誤差値を隣接する画素のマルチレベルグレイスケール画
素値に拡散する拡散手段と、 マルチレベルグレイスケール画素値の画像分類に従って
閾値とマルチレベルグレイ信号との関係を摂動し、それ
により前記減少手段からの出力に影響を与える摂動手段
と、を含む、 画像データ処理システム。 - 【請求項2】 第1の数のグレイレベルを有するマルチ
レベルグレイ信号を含む画像データを処理する方法であ
って、 (a)第一の分解能を有する画素を表すマルチレベルグ
レイスケール画素値を受け取るステップと、 (b)マルチレベルグレイスケール画素値のレベル数を
減少させるステップと、 (c)前記ステップ(b)の減少プロセスの結果として
誤差値を生成するステップと、 (d)誤差値を隣接する画素のマルチレベルグレイスケ
ール画素値に拡散するステップと、 (e)マルチレベルグレイスケール画素値の画像分類に
従って閾値とマルチレベルグレイ信号との関係を摂動す
るステップと、を含む、 画像データ処理方法。
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