(57)【要約】【課題】ノイズ状のテクスチャが印刷に付加されるハーフトーンスクリーンを用いて印刷画像の一様性の外観を改良する。【解決手段】印刷可能な画像へ適用するためのノイズ状パターンを生成し、オリジナルのハーフトーンスクリーンに、前記のノイズ状パターンを適用することによって、該ハーフトーンスクリーンを修正し、この修正したハーフトーンスクリーンを含む画像を印刷することから成る。前記ノイズ状パターンは、画像印刷の外観を強調するテクスチャと、可視アーティファクトを導入せずにタイル化する能力とを含んでいる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷した画像の一様性の外観を、ハーフトーンスクリーンを操作することによって、改良する方法であって、
印刷可能な画像へ適用するためのノイズ状パターンを生成し、該ノイズ状パターンが、画像印刷の外観を強調するテクスチャと可視アーティファクトを導入せずにタイル化する能力とを有するノイズ状パターンを生成し、
オリジナルのハーフトーンスクリーンに、前記ノイズ状パターンを適用することによって、該オリジナルのハーフトーンスクリーンを修正し、
前記修正したハーフトーンスクリーンを含めて前記印刷可能な画像を印刷する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記修正したハーフトーンスクリーンは、スクリーン角度とドット形状については前記オリジナルのハーフトーンスクリーンと類似の外観であるが、前記オリジナルのハーフトーンスクリーンのドットサイズが前記ノイズ状パターンによって変調されている、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記オリジナルのハーフトーンスクリーンの修正は、前記ノイズ状パターンを前記オリジナルのハーフトーンスクリーンに適用している間、振幅制御関数を用いて実行される、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
印刷した画像の一様性の外観を、ハーフトーンスクリーンを操作することによって、改良する方法であって、
印刷可能な画像へ適用するためのノイズ状パターンを生成し、該ノイズ状パターンが、画像印刷の外観を強調するテクスチャと可視アーティファクトを導入せずにタイル化する能力とを含んでいる、ノイズ状パターンを生成し、
振幅制御関数を用いて前記ノイズ状パターンをオリジナルのハーフトーンスクリーンに適用して該オリジナルのハーフトーンスクリーンを修正し、該修正したオリジナルハーフトーンスクリーンの外観を、スクリーン角度とドット形状については前記オリジナルのハーフトーンスクリーンに類似の外観にするが前記オリジナルのハーフトーンスクリーンのドットサイズを前記ノイズ状パターンによって変調し、
前記修正したハーフトーンスクリーンを含めて前記印刷可能な画像を印刷する、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には画像処理に関し、デジタル画像データ印刷の分野に関し、更に、ハーフトーンスクリーンの操作であってノイズ状のテクスチャが印刷に付加されるハーフトーンスクリーンを用いて印刷画像の一様性（均一性ともいう）の外観を改良する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル印刷のための画像処理に多数の方法と装置が用いられてきた。グラフィックアート及び商業印刷マーケットによる静電印刷エンジンの受け入れは、これまで、受け入れ得る一様性の外観（とりわけ、中間濃度トーン範囲における一様性の外観）の欠如等のいくつかの課題によって阻害されてきた。電子的、写真−グラフィックシステムの画像形成装置において、減法混色の原色によって色分解されたカラー成分に対応する複数の画像形成ユニットの配列によって又は画像形成処理の繰り返しによってカラー画像を出力できる装置は、従前から実用的使用に供されている。
【０００３】
画像ノイズは、オフセット印刷と比較したとき、静電印刷についての上位の画像品質課題の１つである。高い空間周波数のノイズ及び低い空間周波数のノイズは、一般的には、可視周波数範囲内において粒子の粗い又はモトル（まだら模様）のあるものとして知られる。種々の空間周波数での画像ノイズ（すなわち、粒子及びモトル）は、本願において特に関心が高い。詳細には、本発明では、異なる空間周波数における画像ノイズの相対的振幅は、印刷の可視的一様性を最適にするように調整される。
【０００４】
理想的には、全ての周波数で画像ノイズをなくするのが望ましい。しかし、現在の静電印刷技術では、まだ、種々の周波数で顕著な量のノイズが残っていて、気にさわる粒子状やモトル（まだら模様）やしみ状の外観を生じている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
視覚的マスキングは、よく知られている現象であって、いくつかの視覚的効果として、いくつかのより視覚的に優勢な特徴の存在を目立たないようにする。いくつかの画像処理方法は、モアレ、帯状化及び輪郭化をマスキングするノイズを使用することによって、この現象の利点をもたらしている。別の特定の例として粒子によるモトルの視覚的マスキングがある：画像のモトル（低周波数の変化）の知覚は、画像の粒子が増加するにつれて改良する。従って、種々の空間周波数におけるノイズのレベルを調整することによって、全体の一様性（モトルと粒子との組合せ）を最適化するための機会がある。システムノイズを低下させるのは困難であるが、予め設定した空間周波数においてノイズレベルを増大させて所望の視覚的最適化を達成することは可能である
【０００６】
画像のモトルはいくつかののシステムで特に厄介である。視覚的マスキング原理に続いて、画像へノイズを付加すること、特に、粒子ノイズのような高周波数ノイズの付加は、画像のモトル（まだら模様）の外観を改良することが示されている。しかし、ノイズの不規則（ランダム）性によって、印刷へのノイズの付加は、ハーフトーン処理前の入力コントーン画像の操作によるデモンストレーションだけであった。
【０００７】
画像へノイズ付加することがモトルの外観を改良することを示しているけれど、かかる方法は、未だ未熟なものである。必要とされるのは、画像の一様性の外観を改良するための、より柔軟性のある方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特徴は、印刷した画像の一様性の外観を、ハーフトーンスクリーンを操作することによって、改良する方法にある。この方法は、印刷可能な画像へ適用するためのノイズ状パターンを生成し、オリジナルのハーフトーンスクリーンに、前記ノイズ状パターンを適用することによって、該ハーフトーンスクリーンを修正し、前記修正したハーフトーンスクリーンを含む前記印刷可能な画像を印刷する、ことから成る。前記ノイズ状パターンは、画像印刷の外観を強調するテクスチャと、可視アーティファクト（人工物）を導入せずにタイル化する能力と、を含んでいる。
【０００９】
前記した特徴、その他の目的及び利点が、本書に記載するように達成できる。ノイズ状テクスチャが、前記ハーフトーンスクリーンの前記操作によって文書印刷に付加できる。最初、ノイズパターンが生成される。このパターンが、印刷を外観を向上されるための最適のテクスチャを有するように生成され、可視アーティファクト（人工物）を導入せずにタイル化するのを可能にする。このノイズ状パターンと前記ノイズの振幅制御機能とが通常のハーフトーンスクリーンを修正するのに用いられる。修正されたそのスクリーンは、スクリーン角度とドット形状については前記オリジナルのハーフトーンスクリーンと類似の外観であるが、ドットサイズはそのテクスチャパターンによって変調される。画像は、このテクスチャパターンを用いて表示されると、前記スクリーン修正ステップにおいて埋込まれた前記ノイズ状パターンを示す。真（true）のノイズ（空間と時間においてランダムであるノイズ）と比較すると、ノイズ状テクスチャパターンは、実施の難題を減じ、ハーフトーンスクリーンによってノイズの付加を可能にする。
【００１０】
従って、ハーフトーンスクリーンは、テクスチャ化されたパターンによって、修正されるのが好ましい。このテクスチャ化パターンによって表示された画像は、オリジナル画像に前記テクスチャパターンを重ねたものとなる。そのテクスチャ化スクリーンが空間的形状と振幅との両方において最適化されると、出力印刷は、改良されたＩＱ外観を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、システム１００のブロック図が示されており、本発明の１実施形態が実施できる、改良された一様性の外観のための、テクスチャ化（テクスチャを加入するように処理すること）されたハーフトーン（ＨＴ）スクリーンの実施が示されている。画像入力装置１０２からの入力画像は、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）１０４によってインタフェースされ、粒子テクスチャ付きのハーフトーンスクリーン（ＨＴ）１０８に送られて、入出力ターミナル（ＩＯＴ）１０６に表示される。粒子テクスチャ付きハーフトーンスクリーンは、マーキング部１１４で形成される。ハーフトーンスクリーンをノイズレベル制御部１１０を用いて生成する迅速なやり方が要求されている。ノイズの振幅は、基本ハーフトーンのデザインなしに、容易に調整されることができ、例えば、トーンリプロダクションカーブ（ＴＲＣ）やカラールックアップテーブル（ＬＵＴ）等を用いるシステムインタラクションは殆どない。このスクリーンレベルノイズ変化は、マシンＩＱ調整サイクルを通して適用され得る。多数の印刷システムが、システム状態部１１２の変化に応答していくつかのＩＱ関連アクチュエータ変化を既に実施しており、デジタル生成プレスを形成するプリンタ１１６を用いることによって、印刷出力１１２を形成する。
【００１２】
図２を参照すると、本発明の好ましい実施形態が実施される、改良された一様性の外観のためのテクスチャ化ＨＴ（ハーフトーン）スクリーンの、ワークフローの高レベルフローチャート２００が示されている。ブロック２０２に示すように、初期化が行われる。次に、ブロック２０４に示すように、ノイズ状テクスチャが、ハーフトーンスクリーンの操作を通して印刷物に付加される。最初に、ノイズ状パターンが生成される。このパターンは、ブロック２０６に示すように、印刷の外観を向上するように最適なテクスチャを有する。それ故、そのパターンは、ブロック２０８に示すように、何らの可視アーティファクト（人工物）の導入なしに、タイル化できる。ブロック２１０に示すように、前記のノイズパターンと前記ノイズについての振幅制御関数とが、通常のハーフトーンスクリーンを修正するのに用いられる。その修正されたスクリーンは、ブロック２１２に示すように、スクリーン角度とドットの形状に関してオリジナルスクリーンに類似するが、そのドットのサイズは、テクスチャパターンによって修正される。このテクスチャ化されたスクリーンを用いて表示されたときの画像は、ブロック２１４に示すように、前記のスクリーン修正ステップの間に埋込まれたノイズ状パターンを示す。次に、ブロック２１６に示すように、ノイズ状パターンは、実施の課題を減じて、その後、ブロック２１８に示すように、ノイズの付加がハーフトーンスクリーンを通して可能にされる。
【００１３】
図３を参照すると、好ましい実施形態に従って改良した一様性の外観のためのテクスチャ化ＨＴ（ハーフトーン）スクリーンに含まれる詳細な処理を示す高レベルフローチャート３００が示されている。ブロック３０２に示されるように、初期化を開始する。次にブロック３０４に示されるように、ハーフトーンスクリーンの修正が続き、ブロック３０６に示されるように、Ｘ方向とＹ方向の両方で十分なサイズに達するように普通（正規）のハーフトーンスクリーンをタイル化する。テクスチャパターンが生成され最適化されるステップで最小のサイズが定められる（図４を参照して詳細に記載される）。スクリーンの特性（スクリーン角度及びスクリーン周波数）に依存して、セルが他の方向にタイル化される。得られるスーパータイルは、碁盤目模様に細分され得るに違いない。スーパーセルのハーフトーンスクリーンのため、スーパーセルのサイズは十分なものであるのがよく、タイル化が不要である。その後、最適なテクスチャパターンを生成するブロック３０８に示されるように、粒子状ノイズパターンが、画像処理によって生成される。その後、ブロック３１０に示されるように、ノイズ振幅制御カーブを生成して一様性の外観を最適にする。低濃度限界と高濃度限界とでのクリッピングを避けるため、ノイズ振幅が両限界でゼロに減じられる。次に、ブロック３１２に示されるように、スーパーセルが、空間パターンと振幅を用いることによって修正され、スーパーセルのしきい値を修正する。次に、得られたテクスチャ化スクリーンは、ブロック３１４に示されるように、画像表示のために用いられる。
【００１４】
図４を参照して、好ましい実施形態に従って改良した一様性の外観のためのテクスチャ化ＨＴ（ハーフトーン）スクリーンおける最適テクスチャパターンを生成するのに含まれる詳細な処理を示す高レベルフローチャート４００である。ブロック４０２に示されるように、最適テクスチャパターンの生成の初期化を開始する。次に、ブロック４０２に示されるように、ブロードバンドノイズ（ホワイト（白色）ノイズともいう）パターンが、印刷物から抽出され、あるいは、コンピュータによって生成される。ブロック４０６に示されるように、画像処理が適用されて、ブロック４０８に示されるように、高周波ノイズを除去する。高周波ノイズは、ハーフトーンスクリーンと混合した場合、予期しないエイリアシングノイズ生じるおそれがある。更に、高周波パターンは、ハーフトーンドットのフラグメンテーション（断片化）を生じて、ドットの強健性のポイントから望ましい結果にならない。一般に、ハーフトーン周波数より高い周波数は、ハーフトーンパターンから除去される。ブロック４１０に示されるように、その後、モトル（まだら）周波数（０．５ｍｍサイクル〜５ｍｍサイクル）以下の周波数を持つ画像ノイズも除去される。バンドパスフィルタ処理（低周波数成分の除去と高周波数成分の除去）の後、その残りのテクスチャは、ほぼ、２サイクル／ｍｍ〜７サイクル／ｍｍの周波数範囲を持っている。次に、ブロック４１２に示すように、パターンの１セクション（一部）が、２次元平面をシームレス（継ぎ目無し）に埋めるようにタイル化できる基本パターンとなるように、選択されて処理される。
【００１５】
操作のその後の処理が、ブロック４１４に示され、タイルのサイズが、印刷システムのメモリサイズの制限によって、ハーフトーンスクリーンのサイズの制約に適合するのに十分に小さく且つ多数の粒子を含むのに十分に大きさにされるべきである。いくつかのシステムでは、そのサイズの制限は、ほぼ、３．５ｍｍ×３．５ｍｍで十分である。ブロック４１６に示されるように、約３ｍｍ×３ｍｍのタイルサイズが、本実施形態において用いられる。基本パターンの選択の後、ブロック４１８に示されるように、エッジ周りのテクスチャが、タイルとタイルの遷移部分を除去するように修正された。次に、ブロック４２０に示されるように、基本テクスチャパターンが得られる。テクスチャパターンは、所望の出力を得るのに、多くのやり方で生成され得る。そのパターンは、ブロック４２２に示されるように、次の条件、すなわち、２〜７サイクル／ｍｍの周波数範囲：アーティファクトのないタイルの碁盤目状の細分化：基本タイルの寸法がハーフトーンスーパーセルのそれらとマッチングしていること：基本パターンのサイズがＸＹの両方向において多数のテクスチャ粒子に適合するのに十分であるべきであること：である。
【００１６】
図５の（Ａ）及び（Ｂ）を参照すると、好ましい実施形態に従って改良された一様性の外観のためのテクスチャパターンが重畳された未修正のハーフトーンセル５００とスーパーセル５０２とが示されている。基本ハーフトーンセル５００は、Ｘ方向及びＹ方向の両方においてタイル化に用いられて、約３ｍｍ×３ｍｍのサイズを持つスーパータイル／セルを形成することを示している。
【００１７】
図６の（Ａ）及び（Ｂ）を参照すると、好ましい実施形態に従って改良された一様性の外観を達成するための、テクスチャ化されたＨＴ（ハーフトーン）スクリーンの中の粒子状パターン６００及び６０２が示されている。基本タイル６００が、Ｘ方向及びＹ方向の両方において繰り返されて、シームレスの粒子状パターン６０２を用いて２次元平面全体をタイル化できる。
【００１８】
図７を参照すると、好ましい実施形態に従って改良された一様性の外観のためのテクスチャ化されたＨＴ（ハーフトーン）スクリーンにおける、ノイズ振幅制御カーブのグラフが表示されている。高濃度限界及び低濃度限界でのクリッピングを避けるため、高濃度限界及び低濃度限界でノイズ振幅がゼロに減少される。振幅は、モトルが厳しく最大量のテクスチャが要求される中間濃度トーンにおいて最大にされる。
【００１９】
図８を参照すると、修正されたスクリーン８００が示されている。好ましい実施形態に従って、図６に示された空間パターンを用いることと、テクスチャ化ＨＴスクリーンにノイズ振幅制御カーブを生成することとによって、改良された一様性の外観が達成される。図示の修正されたスクリーンは、通常のハーフトーンスクリーンをタイル化することによって生成されたスーパーセルを、Ｘ方向及びＹ方向の両方において十分なサイズに達するように修正することによって形成される。空間パターン及び振幅制御カーブが、ピクセル値及びスーパーセルのしきい値を修正するのに用いられる。図８は、修正されたしきい値を、誇張されたテクスチャの振幅とともに表示している。
【００２０】
ノイズパターンをハーフトーンスクリーンに適用する方法は多くある。記載されているのはやや直接的な加算又は減算アルゴリズムである。図５Ｂに示されるＨＴスーパーセル５０２は図６Ｂに示されるテクスチャパターン６０２と同じサイズである。オリジナルＨＴスーパーセルのしきい値をＴijとし、修正したスーパーセルのしきい値をＴ'ijとし、テクスチャパターン画像をＰijとする。Ｔij及びＰijは、０〜２５５の値をとる。図７に示される振幅制御カーブはＡ（Ｔ）とする。振幅制御カーブＡ（Ｔ）は、０〜２５５の範囲の値のしきい値入力をとる。ノイズパターンＰijが、１２８の回りで対称的に分布するとすると、スクリーンの修正処理が、次の式によって数学的に記載される。
Ｔ'ij＝Ｔij＋Ａ（Ｔij）×（Ｐij−１２８）
ノイズ振幅制御カーブＡ（Ｔ）を適切に選択することによって、新しいしきい値アレイの値Ｔ'ijが、０と２５５の間にあり、クリッピングが生じない。中間濃度トーンにおけるＡ（Ｔ）の大きさは、ノイズの注入の必要性によって最適にすべきである。
【００２１】
図９を参照すると、テクスチャかスクリーンを用いてスクリーン処理した後の中間濃度トーンレベルの２値出力９００が示されており、一様性の外観が改良されている。テクスチャパターンが、そのハーフトーンスクリーンに複製されている。
【００２２】
タイル（テクスチャパターンとハーフトーンセルの両方について共通の周期的ベースである）の概念は、本発明の実施の重要な特徴である。図示の例において、タイルがテクスチャパターンの基本単位であるが、ハーフトーンセルについてはスーパーセルである。スーパーセルが用いられる場合、タイルが、テクスチャパターンとハーフトーンの両方についての基本単位である。提案した設計工程の後、一定の周波数範囲内のテクスチャパターンは、プリンタによって忠実に複製されて、最終印刷物として注入される。この能力は、多くの印刷システム構成によって表示されている。印刷物が、ハーフトーンスクリーンにテクスチャを注入することによって、デジタルプリントで生成された。テクスチャパターンの特性及びそのパターンの振幅の両方が、最終印刷の外観にとって重要であった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の１実施形態が実施される、改良した一様性の外観のためのテクスチャ化されたＨＴスクリーンについての実施を示すシステムのブロック図である。
【図２】１実施形態に従う、改良した一様性の外観のためのテクスチャ化されたＨＴスクリーンの作業フローの高レベルフローチャートである。
【図３】１実施形態に従う、改良した一様性の外観のためのテクスチャ化されたＨＴスクリーンに含まれる詳細な方法の高レベルフローチャートである。
【図４】１実施形態に従う、改良した一様性の外観のためのテクスチャ化されたＨＴスクリーンにおける最適テクスチャパターンの生成に含まれる詳細な方法の高レベルフローチャートである。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、１実施形態に従って、テクスチャパターンが、改良した一様性の外観のために重ねられるベースＨＴスクリーンを示す図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、１実施形態に従って改良した一様性の外観のためのテクスチャ化されたＨＴスクリーンにおける空間パターンを示す図である。
【図７】１実施形態に従って改良した一様性の外観のためのテクスチャ化されたＨＴスクリーンにおけるノイズ振幅制御カーブのグラフである。
【図８】１実施形態に従って改良した一様性の外観のためのテクスチャ化されたＨＴスクリーンにおいて空間パターンを使用すること及びノイズ振幅制御曲線を生成することによって修正したスクリーンを示す図である。各ピクセルのグレイレベルは、そのピクセルのハーフトーンしきい値を表示している。
【図９】１実施形態に従って改良した一様性の外観のためのテクスチャ化されたスクリーンによってスクリーン処理した後の、中間濃度トーンレベルのバイナリ（２値）出力を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１００  システム
１０２  画像入力装置
１０４  グラフィカルユーザインタフェース
１０６  入出力ターミナル（ＩＯＴ）
１０８  ハーフトーン（ＨＴ）スクリーン
１１０  ノイズレベル制御部
１１２  システム状態部
１１４  マーキング部
１１６  プリンタ
１１８  印刷出力
【図１】
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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７】
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【図８】
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【図９】
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【図６】
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