(57)【要約】  デジタル画像中の各画素について、ａ）重み付き誤差拡散値を初期化するステップ、ｂ）各画素の第１値（２２０）を第２値（９１６）に変換するステップ、ｃ）各画素の第２値を変換して第３値（９２０）を生成するステップ、ｄ）誤差拡散値（２１６）を付加することにより各画素の第３値を変換して第４値（２２４）を生成するステップ、ｅ）少なくとも一つの閾値を用いることによりデジタル画像の各画素について量子化値を生成するステップ、ｆ）画素マスクにより画定される指定エリアの画素を設定するため第１画素マスク（１６０４）および第２画素マスクを使用して第１量子化空間（９２４）で幾何学的な分配を実施するステップ、および、ｇ）デジタル画像の画素すべてが処理されるまで誤差拡散値を更新してステップ（ｂ）へ進むステップを含む、誤差拡散スクリーニングを用いてデジタル画像の印刷品質を改良するための方法。
2013514042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤差拡散スクリーニングを用いてデジタル画像の印刷品質を改良するための方法であって、
ａ）重み付き誤差拡散値を初期化するステップと、
ｂ）前記デジタル画像の各画素の第１値を第２値に変換するステップであって、階調を向上させるために前記第１値と少なくとも同じ数のビットで前記第２値が表現されるステップと、
ｃ）前記デジタル画像の各画素の前記第２値を変換して第３値を生成するステップであって、プロセッサの精度限界又は物理的挙動によるデジタル量子化中の非単調挙動を平滑化するために前記第２値と少なくとも同じ数のビットで前記第３値が表現されるステップと、
ｄ）前記誤差拡散値を付加することにより前記デジタル画像の各画素の前記第３値を変換して第４値を生成するステップと、
ｅ）少なくとも一つの閾値を用いて前記デジタル画像の各画素の前記第４値に量子化を実施することにより、前記デジタル画像の各画素について第１量子化値を生成するステップと、
ｆ）空間内で前記第１量子化値の空間で幾何学的な分配を実施するステップであって、
第１画素マスクおよび第２画素マスクにより指定される近傍量子化値の位置および値を解析するステップと、
前記第１量子化値を持つ画素が前記第１画素マスクにより指定されるエリアに出現するか、又は前記第２画素マスクにより指定されるエリアに第２量子化値が出現する場合に、ステップ（ｇ）へ進むステップと、
前記第１量子化値を持つ画素が前記第１画素マスクにより指定されるエリアに出現せず、且つ前記第２画素マスクにより指定されるエリアに第２量子化値が出現しない場合に、前記第１画素マスクにより指定される前記エリアの画素を前記第１量子化値に設定するステップと、
を含むステップと、
ｇ）前記デジタル画像の前記画素すべてが処理されるまで、前記誤差拡散値を更新してステップ（ｂ）へ進むステップと、
ｈ）処理から抜けるステップと、
を包む方法。
【請求項２】
少なくとも一次元の画素アレイの構造として前記第１画素マスクが定義される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第４値の内容に従って前記第１画素マスクが選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも一次元の画素配列の構造として前記第２画素マスクが定義される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第４値の内容に従って前記第２画素マスクが選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
量子化処理に先立って前記第４値にノイズが付加される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記物理的挙動が、異なるドットサイズである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１値、前記第２値、前記第３値、および前記第４値によるグループのうち少なくとも一つの値に従って前記第１マスクが選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも一つのマスクライブラリの複数の画素マスクから前記第１画素マスクおよび前記第２画素マスクが選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのマスクライブラリからの各ライブラリが特定のライブラリタイプにより分類される、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアルタイムシステムのためのマルチレベル誤差拡散スクリーニングを用いてマルチレベル印刷を平滑化するための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチレベル印刷による単一ドットを生成する能力を持つ印刷システムは、達成可能なグレー階調数を２階調システムと比較して増加させる。誤差拡散に基づくマルチレベルハーフトーン処理メカニズムは、２以上の複数のレベルを備える装置で画像を表現するのに用いられる。マルチレベル誤差拡散アルゴリズムは、高周波ノイズ（ブルーノイズ）と視覚的に好ましいドットパターンとを持つドット分布を生成する。他のブルーノイズディザアルゴリズムと比べて良好な画像品質を一般的に提供する誤差拡散アルゴリズムは、リアルタイム目的でプロセッサへ容易に埋め込むことができるため、広く研究および使用されてきた。
【０００３】
二次元マルチレベル「誤差拡散」アルゴリズムは、入力画像値に応じて異なる空間周波数コンテンツを持つパターンを作成するのに閾値重み付き誤差フィードバックを用いる適応アルゴリズムである。図２に概略図示されたプロセスは、入力画像上のシングルパスで構成される。前に算出された重み付き誤差を付加することにより、連続トーン値２２０（ＳＹＳＶＡＬ０１）を持つ各画素が最初に修正されて、値２２４（ＳＹＳＶＡＬ０２）を生成する。値２２４が閾値計算コンポーネント２０４へ入力されて、図４に図示されたメタプログラムにより指示されるように値２２４を第１閾値３０４（ＴＨＲ０１）と比較することにより、出力値２２８（ＳＹＳＶＡＬ０３）を生成する。出力値２２８は、２レベルシステムにおいて第１量子化値３０８（ＱＵＡＮＴ０１）と最終量子化値３１２（ＱＵＡＮＴ０２）の一方を取り得る量子化値である。例えば、図３は、８ビットの連続階調画像について、第１閾値３０４が１２７に設定されて量子化値３０８，３１２がそれぞれ０と２５５であることを示している。印刷装置に関しては、第１量子化値３０８はプリンタドットＯＦＦ（用紙上にドットなし）として定義可能であり、最終量子化値３１２はドットＯＮに設定されるだろう。出力値２２８と修正入力値２２４との差分が計算されて誤差２１２を生成する。誤差２１２が重み付き誤差フィードバックコンポーネント２０８へ入力されて、重み付き誤差値２１６を生成する。図５に示された誤差分布行列を用いて、まだ処理されていない近傍画素へ重み付き誤差値２１６が図２に示されているように伝えられる。誤差拡散カーネル行列５０４は、幾何学的に定義されてこの場合には３列に配列される１２個の係数で構成されるとよい。概して、これらの係数は総和が１に等しくなるように正規化される。
【０００４】
マルチレベル誤差拡散アルゴリズムは、マルチレベルシステムのための２レベル誤差拡散アルゴリズムを自然に一般化したものである。マルチレベルシステムは、ドットタイプごとのインク量によってプリンタドットサイズおよび滴下量の制御が行われることを意味する。この場合、図６に示されているように、閾値計算コンポーネント２０４がマルチレベル量子化コンポーネント６０４で置き換えられる。この例では、図７および図８に示されているように、４レベルシステムについて、画素の修正入力値２２４が第１閾値３０４（ＴＨＲ０１）、第２閾値７０４（ＴＨＲ０２）、および第３閾値７０８（ＴＨＲ０３）と比較されて、四つの量子化システム値の一つ、つまり第１量子化値３０８（ＱＵＡＮＴ０１）、第３量子化値７１２（ＱＵＡＮＴ０２）、第４量子化値７１６（ＱＵＡＮＴ０３）、最終量子化値３１２（ＱＵＡＮＴ０４）となる。
【０００５】
マルチレベル誤差拡散アルゴリズムの欠点の一つは、「ワームパターン」などのテクスチャアーチファクト１０４（後述）、および量子化レベル付近の不連続部および輪郭表示である（図１Ｂ参照）。非特許文献１は、量子化レベルで誤差が発生していない時にこの作用が現れると説明している。同じ理由から、２階調システムについては、「ワーム」パターンおよび不連続部は、ハイライトおよびシャドウトーンで現れる。２階調システムについてハイライトおよびシャドウトーンを平滑化するための解決法が提案されている。そのうちいくつかは、非特許文献２のように入力画素値にノイズを付加することを提案している。非特許文献３および特許文献１には、誤差拡散閾値項に修正を加えることによりハイライトおよびシャドウパターンを分断することが提案されている。修正は、「実際距離」と「既定予想」距離との差分に基づいている。この距離は、実際画素（対象となる画素）と最近傍の点灯画素との間の距離として定義される。「既定予想」距離は、入力画素値と相関関係にある。Ｌｅｖｉｎは、上述の距離パラメータに基づいた閾値の修正がやはり提案されている追加論文の非特許文献４において、マルチレベル誤差拡散の問題に短く触れている。
【０００６】
マルチレベルシステムについて、ＳｕｇｉｕｒａおよびＭａｋｉｔａは、入力画素にノイズを加えることにより量子化移行を平滑化することを提案している。特許文献２と特許文献３は、周期的閾値アレイに基づいて誤差拡散技術をディザリング技術と組み合わせることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，９１７，６１４号明細書（Ｌｅｖｉｅｎ）
【特許文献２】米国特許第６，２７１，９３６号明細書（Ｙｕ  ｅｔ  ａｌ．）
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０１９５４３８号（Ｃｏｕｗｅｎｈｏｖｅｎ  ｅｔ  ａｌ．）
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＳｕｇｉｕｒａおよびＭａｋｉｔａによる「マルチレベル誤差拡散方法の改良」：画像形成科学技術ジャーナル  １９９５年、第３９巻第６号  ４９５〜５０１ページ
【非特許文献２】ＭａｓａｋｅおよびＨｉｒｏａｋｉによる「ハイライトおよびシャドウにおける平滑分散ドットによる修正誤差拡散」：Ｊａｐａｎ  Ｈａｒｄｃｏｐｙ‘９８  １９９８年  ３７９〜３８２ページ
【非特許文献３】Ｒａｐｈ  Ｌｅｖｉｅｎによる論文「誤差拡散ハーフトーン処理における出力依存フィードバック」：ＩＳ＆Ｔ第４６回年次会議、１９９３年５月  １１５〜１１８ページ
【非特許文献４】「カラーインクジェットハーフトーン処理の実際的問題」：ＩＳ＆Ｔ電子画像形成、ＳＰＩＥ  第５００８巻、１９９３年  ５３７〜５４１ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、量子化エリア周辺の量子化ドット値の密度および位置を制御するとともに誤差拡散の良好なドット分布を維持することにより量子化値の移行平滑性を改良することに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
簡潔に述べると、本発明の一態様によれば、
デジタル画像の各画素において、
ａ）重み付き誤差拡散値を初期化するステップと、
ｂ）デジタル画像の各画素の第１値を第２値に変換するステップであって、階調を向上させるために第１値と少なくとも同じ数のビットで第２値が表現されるステップと、
ｃ）デジタル画像の各画素の第２値を変換して第３値を生成するステップであって、プロセッサの精度限界又は物理的挙動によるデジタル量子化時の非単調挙動を平滑化するために第２値と少なくとも同じ数のビットで第３値が表現されるステップと、
ｄ）誤差拡散値を付加することによりデジタル画像の各画素の第３値を変換して第４値を生成するステップと、
ｅ）少なくとも一つの閾値を用いてデジタル画像の各画素の第４値に量子化を実施することによりデジタル画像の各画素について量子化値を生成するステップと、
ｆ）第１画素マスクおよび第２画素マスクにより指定される近傍量子化値の位置および値を解析するステップと、第１量子化値を持つ画素が画素マスクにより指定されるエリアに出現するか、または第２量子化値が第２画素マスクにより指定されるエリアに出現する場合に、ステップ（ｇ）に進み、第１量子化値が第１画素マスクにより指定されるエリアに出現せず且つ第２量子化値が第２画素マスクにより指定されるエリアに出現しない場合に、第１画素マスクにより指定されるエリアの画素を第１量子化値に設定するステップと、を含む、空間内で量子化値の幾何学的な分配を実施するステップと、
ｇ）デジタル画像の画素すべてが処理されるまで、誤差拡散値を更新してステップ（ｂ）へ進むステップと、
を含む、誤差拡散スクリーニングを用いてデジタル画像の印刷品質を改良するための方法が提供される。
【００１１】
発明の例示的実施形態が図示および説明された図面とともに以下の詳細な説明を読むと、本発明の以上および他の目的、特徴、および効果が当業者に明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】先行技術による連続階調原画像である。
【図１Ｂ】先行技術による４レベル誤差拡散画像である。
【図１Ｃ】先行技術によるオーバーラップを含まない補正後の誤差拡散画像である。
【図１Ｄ】先行技術によるオーバーラップを含む補正後の誤差拡散画像である。
【図１Ｅ】先行技術によるオーバーラップおよびデジタル校正を含む補正後の誤差拡散画像である。
【図２】先行技術による誤差拡散基本技術を示す。
【図３】二つの量子化レベルを示す先行技術である。
【図４】２レベル量子化フレームワークを示す先行技術である。
【図５】誤差拡散カーネルを示す先行技術である。
【図６】マルチレベル誤差拡散を示す先行技術である。
【図７】四つの量子化レベルを示す先行技術である。
【図８】四つのレベルのための量子化モジュールを示す先行技術である。
【図９】概略的な方法の説明を示す。
【図１０】ＸＬＵＴ曲線のサンプルを示す。
【図１１Ａ】量子化レベルでの誤差拡散不連続部および「ワーム」パターンのサンプルを示す。
【図１１Ｂ】量子化レベルでの誤差拡散不連続部のサンプルを示す。
【図１１Ｃ】量子化レベルでの不連続部および「ワーム」パターンを含まない誤差拡散のサンプルを示す。
【図１２】システム値と相関させたデジタルドット密度を示す。
【図１３】２５６個の増加レベルに対する２５６個のラスタグレースケール画像パッチを示す。
【図１４】サンプルＨＬＵＴ曲線を示す。
【図１５】グレースケールラスタ画像のハーフトーン処理後ラスタ画像を示す。
【図１６Ａ】システム値についての制約条件として使用可能であるマスクの例を示す。
【図１６Ｂ】システム値についての制約条件として使用可能であるマスクの例を示す。
【図１６Ｃ】システム値についての制約条件として使用可能であるマスクの例を示す。
【図１６Ｄ】システム値についての制約条件として使用可能であるマスクの例を示す。
【図１７】マスクおよび画像の比較方式を示す。
【図１８】マスクおよび画像の比較方式を示す。
【図１９Ａ】システム値とマスク数の相関関係を示す。
【図１９Ｂ】システム値とマスク数の相関関係を示す。
【図１９Ｃ】システム値とマスク数の相関関係を示す。
【図２０】デジタルドット密度を示す。
【図２１】補正後のデジタルドット密度を示す。
【図２２】ハイライトでのドット分布を示し、ドットは２５５（ドットなし）と１７０（１／３ドット）の量子化値を持つ。
【図２３】任意のシステム値についての理論的ハーフトーンドット分布を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
マルチレベルハーフトーン処理のための方法に基づく本発明（図９に図示）は、画素ごとにＮｉｍａｇｅ個の連続階調レベルを持つｍ×ｎ個の画素で構成される入力デジタル画像値２２０と、画素ごとにＮｏｕｔｐｕｔ個の量子化レベルを持つｍ×ｎ個の画素で構成される出力ハーフトーン画像値９２４とを有する。ハーフトーン処理プロセスは印刷目的でデジタルレベルの数を減少させるメカニズムであるため、出力画像の量子化レベルの数は入力画像の量子化レベルの数より少ない（２≦Ｎｏｕｔｐｕｔ＜Ｎｉｍａｇｅ）。Ｎｏｕｔｐｕｔ＝２である場合は、２値印刷システムに相当する。本発明は、出力量子化レベルの数Ｎｏｕｔｐｕｔが２より大きいマルチレベルハーフトーン処理を中心とするが、ハイライトおよびシャドウに出現するワームパターンが消滅する２階調システムにも適用可能である。この説明では、出力量子化値がＱＵＡＮＴ０１＝０、ＱＵＡＮＴ０２＝８５、ＱＵＡＮＴ０３＝１７０、およびＱＵＡＮＴ０１＝２５５である４レベル（２ビット）印刷システム（Ｎｏｕｔｐｕｔ＝４）についての例および図面が提示される。画素ごとに２５６レベル（８ビット）の入力デジタル画像値２２０（Ｎｉｍａｇｅ＝２５６）が仮定される。上記の方法は、いかなる量子化レベル（４レベルのみでなく）およびいかなる画像入力レベルにも適用可能である。
【００１４】
図９には、５個の主要コンポーネント、つまりＸＬＵＴコンポーネント９０４、ＨＬＵＴコンポーネント９０８、量子化器コンポーネント６０４、制約条件コンポーネント９１２、および重み付き誤差フィードバックコンポーネント２０８が見られる。入力システム値２２０は一次元ルックアップテーブル９０４を通過して、変換後システム値９１６を生成する。付加的ＨＬＵＴルックアップテーブル９０８が使用されてＨＬＵＴ変換９２０の後の値を生成する。前に算出された重み付き誤差フィードバック２１６を現在システム値９２０へ付加して修正入力値２２４を生成した後、マルチレベル量子化モジュール６０４は実際の入力値２２４を可能な量子化値（３０８，３１２，７１２，７１６）の一つまで減少させて出力値２２８を生成する。出力値２２８は制約条件コンポーネント９１２へ入って、最終出力システム値９２４を生成する。
【００１５】
最終段階では、誤差値２１２が生成される（“２１２”＝“２２４”−“９２４”）。すでに説明されたように出力値２２８に付加される重み付き誤差フィードバック２１６を提供する標準的な誤差拡散メカニズムにしたがって、誤差値２１２が近傍入力画素に拡散される。
【００１６】
図９に示されているように、ルックアップテーブル９０４（ＸＬＵＴ）が入力デジタル画像２２０の画素値に適用される。このルックアップテーブルは、入力精度より高い精度を持つ同数のエントリおよび同数の出力で構成される。言い換えると、表現されるＸＬＵＴ変換９１６の後の値のレベル数は入力画像のレベル数より高く、印刷レベル同士の間により高い差異をもたらす。８ビット画像については、ルックアップテーブル９０４の入力レベルの数は２５６であるのに対して、出力は１２ビットと規定され、弁別されるべき異なるレベルの数は“９１６”＝４０９６であることを意味する。図１０は、ルックアップテーブル９０４（ＸＬＵＴ）を表す曲線１００４の例を示す。入力ＸＬＵＴ値１００８は、ＸＬＵＴ曲線１００４のＸ軸上に表されている。出力値１０１２（既知の目標の測定密度値）は、ＸＬＵＴ曲線１００４のＹ軸上に表されている。
【００１７】
ＸＬＵＴルックアップテーブル９０４は、校正目的で使用してもよい。密度測定値および既定の密度目標に従って、入力画素システム値と相関させたドット密度に関する既定のプリンタ応答関数（既定の密度目標）を得るためにルックアップテーブル９０４を作成してもよい。ＸＬＵＴルックアップテーブル９０４は、特定の印刷システムのドット利得応答を補正するため画像画素値２２０に適用される「トーン再生曲線」として見ることが可能である。このタイプのルックアップテーブルは、ハーフトーン処理システムが生成できるレベル数（１２ビットシステムについて４０９６レベル）と比較して少ない数の点（１０〜３０）に基づいて生成される。
【００１８】
これは、値９２４（ＳＹＳＶＡＬ０６）の量子化レベルを用いて値９１６（ＳＹＳＶＡＬ０２）の印刷レベルを生成してＮＳＹＳＶＡＬ０２レベルのシステムを９２４の印刷システムに縮小するというハーフトーン処理メカニズムの役割である。これらのＮＳＹＳＶＡＬ０２レベルは、固有の単位面積当たり量子化値により出力画素の数を決定すること（ハーフトーン処理メカニズム）により達成される。これから、所与のシステム値を持つ一定エリアについて、デジタルドット密度が以下のように定義される。
【数１】
2013514042.tif 000003
ここでＤｐａｔｃｈ（ＳｙｓｔｅｍＶａｌｕｅ）は、画素値ＳｙｓｔｅｍＶａｌｕｅを持つ一定面積単位ごとのデジタルインク密度を表す。ＱＵＡＮＴｐｉｘｅｌは現在画素の量子化値であり、ＰａｔｃｈＡｒｅａは一定のシステム値を持つ対象の原領域に含まれる画素の数である。
【００１９】
このことは図１３および図１５に説明されている。図１３は、値０（黒色）から値２５５（白色）まで１ずつ単調に増加するシステム値を持つｐ×ｐ個の画素で各パッチが構成される２５６個のラスタグレースケール画像パッチ１３０４で構成される入力８ビットデジタル画像を示す。各パッチは、８ビット画像の入力システム値を表す。本書で説明されるマルチレベル誤差拡散メカニズムをパッチ１３０４に適用すると、図１５に示されているようにハーフトーン生成パッチ１５０４で構成される画像が得られるだろう。出力画像は、ＮＳＹＳＶＡＬ０６の異なる量子化値を持つ画素を含む。この例においてＮＳＹＳＶＡＬ０６＝４および量子化値は、それぞれ０，８５，１７０，２５５である。
【００２０】
図２２はハイライトパッチ２２０４の画素分布を示し、２５５の量子化値を持つ画素が画像の白色背景を表して、１７０に等しい量子化値を持つ画素が、用紙に印刷されるドット分布を表している。
【００２１】
式（Ｅｑ．１）は、図１５に表された各パッチについて、入力システム値１２０４（ＳｙｓｔｅｍＶａｌｕｅ）ごとのデジタルドット密度１２０８を算出するのに使用される。結果的に得られるグラフ１２１２が、図１２に示されている。ここでデジタルドット密度の線形な挙動が得られる。この平滑で単調な線形挙動は、例えば入力システム値と相関した用紙上インク密度の平滑かつ単調な増加挙動を保証するものと捉えてもよい。制約条件コンポーネント９１２または量子化値移行時の物理的ドット利得挙動に関連する物理的作用、そして異なるサイズの液滴の間の相互作用によって、この平滑で単調な挙動がデジタル外乱を受けることがある。これらの作用は局所的な作用であって、移行範囲のいくつかのレベルで発生することを意味する。補正には、利用可能レベルをすべて含む曲線が必要とされる。
【００２２】
再び図９を参照すると、付加的なＨＬＵＴルックアップテーブル９０８が適用される。ＨＬＵＴは、不連続部１１０４およびワームパターン１１０８を生じないマルチレベル誤差拡散メカニズムを保証する付加的メカニズムを適用した後で平滑で単調な挙動が確実に維持されるようにする方法を提供する。図１４は、やはり二つの不連続点１４１６および１４２０を示すＨＬＵＴルックアップテーブル９０８を表すＨＬＵＴ曲線１４０４を示す。ＨＬＵＴルックアップテーブル９０８の入力システム値エントリ１４０８の数は、修正入力値９１６のレベル数と等しい。このＨＬＵＴルックアップテーブル９０８は、その入力レベル数と等しい出力レベル数を有していてもよいが、ＨＬＵＴ出力システム値１４１２の精度の方が高くてもよい（入力時には１２ビットで出力時には１６ビットなど）。この場合、例えば１６ビットから１２ビットまで低下するように、出力レベルの精度を低下させるメカニズムを追加するべきであり、この場合誤差拡散メカニズムは、１２ビットの精度を持つ値を生成する。
【００２３】
ＨＬＵＴルックアップテーブル９０８は、例えば等式（Ｅｑ．１）を用いることによりデジタル校正を実施することで生成可能である。または、量子化移行点でのシステム値を表すパッチが測定される実験的な校正手順が考案されてもよい。
【００２４】
マルチレベル誤差拡散フレームワークに従って、図８に示されているような量子化器モジュールが適用されて、“９１６”レベルから“２２８”量子化レベルまでシステムを縮小する（つまり４レベルシステムについて、ＱＵＡＮＴ０１，ＱＵＡＮＴ０２，ＱＵＡＮＴ０３，およびＱＵＡＮＴ０４）。次に図９に従って、制約条件モジュール９１２の後で、誤差が算出されて、やはり標準的な誤差拡散フレームワークに適合する近傍画素に拡散される。
【００２５】
制約条件コンポーネント９１２は、不連続部１１０４およびワームパターン１１０８を生じない総合的誤差拡散メカニズムを確実にする。制約条件のない上記のマルチレベル誤差拡散メカニズムを、図１Ａに示された連続トーンビネット画像１００に適用すると、結果としてハーフトーン画像が得られる。図１Ｂに示されている結果では、アーチファクト１０４、つまりテクスチャアーチファクト、または「ワーム」パターン（図１１Ａの１１０４参照）および不連続部（図１１Ａの１１０８参照）が量子化移行点に含まれる。
【００２６】
本特許の目的は、「ワーム」パターンおよび不連続部を生じない良好なドット分布を持つスクリーンデータを生成して平滑単調現象のトーン曲線を保つメカニズムを提案することである。この目標は、図９に示された制約条件モジュールを適用することによって達成可能である。提案される解決法は、特定の量子化レベルについて画素密度または位置の制御を行い、誤差拡散メカニズムをバイパスする。
【００２７】
図２３は、同じ量子化値に対応するドットの、理論的に高い均一性を持つテクスチャ分布を示す。ドット構成２３０８は、均一な入力システム値を持つエリアについての確率的ハーフトーン処理メカニズムから理論的に予想されるように、空間的に一様に分配された分布となっている。
【００２８】
この均質ドット分布は、「ワーム」パターンを含まない量子化移行レベルで理論的に必要とされるドット分布である。図１Ｃに示されているように、「ワーム」パターンを解決しても量子化レベルでの平滑な移行（遷移）は保証されない。異なる量子化値を持つ画素が隣接して出現すると、急峻な移行部または不連続性１１０４をやはり発生させる。図１１Ｂを参照すること。この例では、移行量子化値は１７０（背景色）であって、２５５（白色点）と等しい量子化値を持つドットが移行量子化値１７０の上側に現れる。量子化移行部の下側には、量子化値８５（濃色点）を持つドットが現れ始める。この急峻な移行部は、図１Ｄに示されているように量子化レベルの周囲に異なる量子化値を持つドットを移動および混在させることによって平滑化される。ここで量子化値２５５，１７０，８５を持つドットは、図１１Ｃに示されているように量子化レベル１７０の混在領域１１１２である。
【００２９】
本発明では、量子化器モジュールにより結果的に生成される量子化値を（必要に応じて）変化させるいくつかの制約条件を適用するため、「凸状マスク」と呼ばれるマスクが使用される。図２３に示されているように、所与のシステム値での理論的に均一なドット分布のため、対象画素の周囲を取り囲むドット群によって凸状エリアが画定される。これらのドットは、一つのドットを包囲する凸状の包絡線を形成する。この点集合により囲まれるエリアが本書では「凸状マスク」と呼ばれる。指定の量子化値に設定される画素を既定の「凸状マスク」のエリアへ入れると、特定の量子化値についてのスクリーンデータの均一ドット分布を保証するだろう。既定の「凸状」マスク１６０４は、図１６Ａに示されている。特定の量子化値に設定される画素を表す格子が、二つの部分１６０８，１６１２に分割されている。白色画素部１６０８は、特定の量子化値に設定されるようにすでに処理済みの画素１６２０を、計算される必要のある画素群からなる灰色部１６１２と対比して示す。検討対象の画素すなわち実際の画素１６１６が、既定の「凸状マスク」１６０４の中央にある格子中心に現れている。マスクの上部１６２４でマスクに現れている画素（図１６Ｂ）のみが、制約条件モジュールについての比較に使用されるだろう。従って、既定の「凸状マスク」のライブラリは、図１６Ｂ〜１６Ｄに示されているように規定されるとよい。これらのマスクは、（画素を単位とする）マスク面積に従って順序付けされ、特定の入力システム値と関連付けられるようにしてもよい。例えば、１２ビットシステムについては、面積および幾何学形状の異なる４０９５個の異なるマスクをこのようなライブラリが含み得る。また図１９Ａに示されているように、必要に応じてシステム値ごとに異なるマスクを使用するため、特定の入力システム値に対してマスクライブラリからのマスク数が関連付けられるとよい。
【００３０】
本発明は、任意のタイプの制約条件と関連性を持つ多数の既定「凸状マスク」１６０４の使用を提案するもので、複数のライブラリが使用可能であり、各ライブラリは異なるマスク集合を含有する。加えて、図１９Ｂおよび図１９Ｃに示されているように、各移行量子化値について異なる関連性曲線が使用されるとよい。
【００３１】
「凸状マスク」は、以下のように制約条件とともに使用することが可能である。「特定量子化値１」を持つ画素が既定の「凸状マスク１」に出現しない場合には、「特定量子化値１」に設定される（図１７参照）。加えて、別の「特定量子化値２」の画素が、別の「凸状マスク２」により指定される別の対象領域に現れる場合には、メカニズムが実際の画素を前の「指定量子化値１」に強制的に設定することはしない（図１８参照）。図１７および１８に示されているように、発生するかもしれない周期的なパターンを分断するためにノイズメカニズムが追加されてもよい。
【００３２】
図１Ｃは、入力システム値との「凸状マスク」関係が図１９Ｂにより規定されているときに結果として得られるスクリーンデータを示す。ここでは、異なる量子化値を持つ画素の移動は認められていない。「ワーム」パターンが消滅するが、量子化値移行部には不連続部１０８が残る。
【００３３】
図１９Ｃに示されているように「凸状マスク」関係を適用することにより、図１Ｄに示されているような量子化領域の間のオーバーラップが現れる。この場合、ワームパターンも不連続パターン１１２も観察されない。
【００３４】
制約条件は、好ましい誤差拡散パターンを妨害しないように適用される。図２０に示されているように、局所的な非単調現象をこの制限が誘発することがある。ここでは、局所的で非平滑かつ単調なデジタルドット密度上昇曲線２００４が見られる。これは図２１の２１０４で補正され、図１４に示されたＨＬＵＴルックアップテーブルが適用された後に補正された関数２１０４が示されている。その結果、より平滑なハーフトーン処理後ビネット画像１１６が得られる（図１Ｅに図示）。
【符号の説明】
【００３５】
１００  連続階調ビネット画像
１０４  テクスチャアーチファクト（ワームおよび不連続部）
１０８  不連続作用のみ
１１２  ワームおよび不連続パターンが見られない
１１６  平滑器ハーフトーン処理後ビネット画像
２０４  閾値計算コンポーネント
２０８  重み付き誤差フィードバックコンポーネント
２１２  誤差値
２１６  重み付き誤差値
２２０  連続トーン入力値（ＳＹＳＶＡＬ０１）
２２４  修正後入力値（ＳＹＳＶＡＬ０２）
２２８  出力値（ＳＹＳＶＡＬ０３）
３０４  第１閾値（ＴＨＲ０１）
３０８  第１量子化値（ＱＵＡＮＴ０１）
３１２  最終量子化値（ＱＵＡＮＴ０２）
５０４  誤差拡散カーネル行列
６０４  マルチレベル量子化コンポーネント
７０４  第２閾値（ＴＨＲ０２）
７０８  第３閾値（ＴＨＲ０３）
７１２  第３量子化値（ＱＵＡＮＴ０３）
７１６  第４量子化値（ＱＵＡＮＴ０４）
９０４  ＸＬＵＴルックアップテーブル
９０８  ＨＬＵＴルックアップテーブル
９１２  制約条件コンポーネント
９１６  ＸＬＵＴ変換後の値
９２０  ＨＬＵＴ変換後の値
９２４  制約条件コンポーネント変換後の出力値
１００４  ＸＬＵＴ曲線
１００８  入力ＸＬＵＴ値
１０１２  既知目標を表す測定密度値
１１０４  不連続パターン
１１０８  「ワーム」パターン
１１１２  混在領域
１２０４  システム値入力
１２０８  測定ドット密度出力
１２１２  １２０４との相関による１２０８の応答関数
１３０４  増加する２５６個のレベルについての２５６個のラスタグレースケール画像パッチ
１４０４  ＨＬＵＴ曲線
１４０８  ＨＬＵＴ入力システム値
１４１２  ＨＬＵＴ出力システム値
１４１６  第１不連続部
１４２０  第２不連続部
１５０４  グレースケールラスタ画像のハーフトーンラスタ画像
１６０４  凸状マスク
１６０８  白色画素部
１６１２  灰色画素部
１６１６  実際の画素
１６２０  前に処理した画素
１６２４  上部マスク
２００４  非単調平滑性を持つ局所点
２１０４  補正後の非単調点
２２０４  ハイライトでのドット分布：２５５（ドットなし）および１７０（１／３ドット）の量子化値を持つドット
２３０８  ドット構成
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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