(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハーフトーン画像を走査することによって生成される、ピクセルの集まりに表れるモアレパターンを低減する方法であって、
（ａ）  第１の軸に沿った画像の第１の部分を連続ピクセル値に量子化する工程であって、該量子化は単位長さ当たりのピクセル数が一定である、固定の解像度で行われる、工程と、
（ｂ）  前記第１の軸のロケーションを選択される量だけシフトする工程と、
（ｃ）  該工程（ｂ）に引き続き、シフトされた前記第１の軸に沿った画像の第２の部分を連続ピクセル値に量子化する工程であって、該量子化は単位長さ当たりのピクセル数が一定である、固定の解像度で行われる、工程と、
（ｄ）  該工程（ｃ）に引き続き、前記選択される量の擬似ランダムな変化に基づいて前記選択される量を変化させる工程と、
（ｅ）  前記工程（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）を繰り返す工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
前記シフトする工程（ｂ）は、回転を許容し、かつ前記量子化された連続ピクセル値を、規則正しい間隔のピクセル格子上に位置するように偏位修正する工程（ｆ）をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ハーフトーン画像を走査するスキャナであって、
（ａ）  第１の軸に沿った画像の第１の部分をピクセル値にディジタル化する画像センサであって、該ディジタル化は単位長さ当たりのピクセル数が一定である、固定の解像度で行われる、画像センサと、
（ｂ）  前記画像センサに出力を提供して、擬似ランダムの手法で変化された選択される量だけ前記第１の軸のロケーションをシフトするコントローラと、
（ｃ）  前記擬似ランダムに変化される選択される量だけ前記第１の軸のロケーションがそれぞれシフトされた後に、前記画像の次の部分をピクセル値に繰り返してディジタル化する前記画像センサと、
を有することを特徴とするスキャナ。
【請求項４】
前記擬似ランダムに変化される選択される量を生成するための乱数生成器をさらに有することを特徴とする請求項３記載のスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハーフトーン画像の走査におけるモアレ干渉パターンの低減方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スキャナとは、画像をビューして、その画像を、それに沿ってピクセル位置が連続した多数のラインを隣接したものとして表現する装置である。各ピクセルロケーションにおける光学的コンテンツは、ディジタル値（たとえば、４または５ビット）で表現され、スキャナの出力は、走査済みのラインを表現する集まりに区切られた、またはグループ化された連続したディジタル値として、直列に編成されることが多い。このプロセスにおいて重要なパラメータは、一本のライン内の連続したディジタル値で表現される空間密度であり、これは、インチ（2.54cm）当たりのドット数、すなわちＤＰＩで表されることが多い。同様のパラメータは、隣接したラインの間の距離であり、これはインチ（2.54cm）当たりのライン数、すなわちＬＰＩと呼ばれることもある。大部分のスキャナでは、ＤＰＩおよびＬＰＩは、任意の所与の走査動作時に固定されているが、あるスキャナでは、走査時にＬＰＩ軸がＤＰＩ軸と直交しなくてもよい場合、ＬＰＩが複雑に変化しうる。別のシステムによる使用に備えた、グレースケールデータの準備に関連するファームウェアは、ハードウェアによって実際に実施されたよりも低い解像度で走査されたものとして現れるように、走査結果を再フォーマットすることがある。いずれの場合でも、スキャナシステムは通常、ピクセルロケーションの規則正しい格子にすでに従っているか、あるいはそれに従うよう調整されているものと予想されるピクセルデータを出力する。各種の異なる光感知センサの場合、この走査プロセスは良好な条件下で非常に優れたパフォーマンスが可能である。
【０００３】
光感知センサの性質に起因した、性能に影響を及ぼす多くの問題を考慮に入れなければ、非常に重要な問題の１つは、走査される原画像の性質に付随している。写真を初めとする多くの画像は、ハーフトーンとして再現される。ハーフトーンは、拡大すると、サイズが異なるドットの規則正しく間隔が空いたマトリクスとして見えてくる。このような（たとえば、拡大鏡による）観察により、暗いドットは実際には明るいドットよりも暗いのではなく、より大きいことがわかる。実際、隣接した暗いドットは、共に混じり合うほど大きくなってもよく、そのために介在する白色スペースがなくなってもよい。本当に明るいドットは、（何もないといっていい程度にまで）十分に小さく、介在する白色スペースが多くある。
【０００４】
ハーフトーンは、光路にスクリーンを導入することにより生成されることが多い。スクリーンの穴は、サイズの異なるドットを生成するアパーチャである。スクリーンのピッチ（すなわち、インチ（2.54cm）当たりの穴の数）によって、ハーフトーン再現におけるドットのマトリクスについての間隔が決定されるが（他の拡大縮小が行われない場合）、それは新聞や雑誌における写真の印刷画像であってもよい。スクリーンのピッチは、通常、両方向で均一である。新聞写真用に使用するスクリーンは、インチ（2.54cm）当たり８５ライン以下というほど粗いかもしれないが、高価な雑誌用に使用するスクリーンは、インチ（2.54cm）当たり１５０ライン以上だろう。
【０００５】
ハーフトーン化は、さもなくば非常に厄介な写真の再現におけるいくつかの問題を解決するものであり、広く普及している。コンピュータ用プリンタは、ハーフトーンプロセスを模倣して忠実度を増大させることが多く、このハーフトーンプロセスによって、通常のオフィス複写機が複写しやすい実線または「タイプ」（たとえば、フォントが一種類である１００％濃淡のない文字）以外の要素から構成される画像のプリンタ出力を再現することができる。
【０００６】
レーザプリンタについて考えてみる。レーザプリンタは、６００または１２００ＤＰＩの内部マイクロドット解像度を有することがあり、これは、サイズが異なるより大きなドットのグループを作成するために使用される。たとえばインチ（2.54cm）当たり１００ドットでピクセルのグレースケールデータを取得し、マイクロドットからたとえばインチ（2.54cm）当たり１００ドットでより大きな可変サイズのドットの画像を作成する様々な方法が知られている。これらプロセスのうちの１つは、「オーダードディザ」として知られ、様々な閾値のｎ×ｎマトリクスをアドレス指定するために、入ピクセルの「高精度位置」（ＸおよびＹ位置モジュロn）を用いる。入ピクセルのグレースケール値が閾値以上である場合、マイクロドットの対応するクラスタが生成される。このプロセスは、真っ白なフィールドについてはマイクロドットを全くせず、また真っ黒なべた一色であるフィールドについてはべた一色のマイクロドットを生成する。これら両極端の間のグレーのレベルについては、可変サイズのマイクロドットのクラスタがある。多くの場合、スクリーニングエージェントはプリンタ自体ではなくソフトウェアドライバであるが、これは、プリンタが各自の内部スクリーンを備えているようなものである。
【０００７】
モアレパターンは、ピッチの異なる２つの異なるスクリーンによってスクリーニングされたパターン等の、２つ（以上）の量子化方式を含む画像に亘って分布した暗い帯またはスポットのよく見られる規則的なパターンである。２つの方式（スクリーン）の相対的な向きは、生じるモアレパターンの形状に影響を及ぼす。２つの整合していない、または異なるスクリーンを通して画像を見ると、モアレパターンが画像濃度の規則的な乱れとして現れる。すなわち、スクリーンの２個のセルが良好に整合されている場合、対応する被作用物への「光」は、１つのスクリーンしかないかのように、「通過」するが、他の整合はいずれも、画像の伝送中に画像の忠実度にますます干渉してしまう。ここで、最も関心のあるケースは、第１のスクリーンですでにハーフトーン化した後、スクリーニングされていない原画像を（プリンタ内の）第２のスクリーンを通して見る（たとえば、印刷することで）ことに関する。第２のスクリーンに影響を与えるものが白色スペースで分離された、または白色スペースのフィールド上にある可変サイズのドットのパターンであることを考慮すれば、第１のスクリーンを省いてもよい。上記のように、領域におけるドットは、白色スペースをかき消すほど大きくてもよく、あるいは、その領域が完全に（または大部分）白色スペースとなるほど小さくてもよい。
【０００８】
したがって、第２のスクリーンが画像のハーフトーン化されたドットと完全に整合するか、あるいは特定領域において一時的に良好に整合する場合、良好に整合した領域内には、画像の伝送を妨害するアーティファクトがなく、画像のドットは、印刷されるマイクロドットの対応するクラスタを生成する。ここで、第２のスクリーンが画像のドットとかなりまたは完全に整合しないと仮定してみる。第２のスクリーンが第１のスクリーンと同じスクリーンであるが、最大整合から単に平行移動した（しかし、回転されない）場合、見掛けの暗さすなわち全ドットの有効サイズが均一に低減するため、画像全体が不整合に対応した量だけ均一に薄暗くなる。第２のスクリーンが異なるピッチを有するか、または回転した場合、良好な整合の間に不良整合の瞬間が周期的に発生する。整合があまり良好ではない領域において、画像は、（ａ）連続した小さめのドットが第２のスクリーンの連続したアパーチャ間のスペースに整合する（周期的に、オーダードディザの閾値を満たすことができない）ため、白っぽくなり始めるか、あるいは（ｂ）連続した大きめのドットが第２のスクリーンの連続したアパーチャの間に掛かってしまう（周期的に、オーダードディザの閾値を超える）ため、べた一色になる。（ａ）の場合では小さいドットがなくなる（かつ中間サイズのドットがより小さくなる）一方、（ｂ）の場合では中間サイズのドットがより大きなドットになる。ドットサイズに対するこれらの乱れが、目に見えるモアレパターンである。
【０００９】
前もって再現された画像を走査して、印刷することは、ますます一般的になってきている。不都合なことに、これには２つの望ましくない結果が伴う可能性がある。
【００１０】
ハーフトーン画像を単に走査するだけであると、走査結果のグレースケール値のデータに検出可能なモアレパターンアーティファクトが生じてしまう。これらのモアレパターンは、ＤＰＩ方向におけるハーフトーン化スクリーンの有効ピッチとスキャナのＤＰＩの間の差である第１の空間周波数でＤＰＩ方向に沿って現れる。該モアレパターンはまた、ＬＰＩ方向におけるハーフトーン化スクリーンの有効ピッチとスキャナのＬＰＩの間の差である第２の空間周波数でＬＰＩ方向に沿っても現れる。換言すれば、スキャナのハードウェアの解像度は、まるでスクリーンであるかのように作用する。よく考えてみた上で、これらを「スキャナ誘導」モアレパターンと呼ぶことが適当であることに賛同されるであろう。
【００１１】
「スキャナ誘導」モアレパターンよりも目立つのは、走査されたハーフトーン画像が、上述したように各自のハーフトーン表現を作成することによってグレースケールデータを処理するプリンタで印刷される際に発生するものである。その結果は完全に、原画像（スクリーニングされていない写真を考える）を２つの異なる任意に配置されたスクリーンを通して見るようなものである。これらのスクリーンの一方は、走査された文書上の画像のハーフトーン化に使用されたものである。他方は、プリンタによって使用されたスクリーニングプロセスである。これらのモアレパターンアーティファクトは、未処理のままであると、しばしば結果得られるものが使用困難か又は使用不可能であると見なされるほど見苦しいといった程度にまで、時に非常に顕著である。なお、「プリンタ誘導」モアレパターンと呼ばれるこの問題は、スキャナに責任があるわけではない。スキャナはむしろ、悪いニュースに対する責任を追求されるメッセンジャーといった立場にある。結局、一方の「スクリーン」のロケーションが走査されたデータ内にあり、他方の「スクリーン」がプリンタ内にあり、そしてスキャナは単にその２つの間にあるだけである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
モアレアーティファクトに対する従来の解決策は、走査データを後処理するというものである。これは、計算集約的であり、スキャナ、あるいはスキャナが生成したデータを使用すると予想される環境の複雑性をかなり付加してしまう。また、モアレパターンを平滑化するための代価として、画像の解像度が低減する可能性もある。
【００１３】
本明細書には、USP5,578,813号に記載された全体を引用することにより、本明細書の一部をなすものとするが、その'813号特許に記載されている走査機構等のハンドヘルド式走査機構を考えてみる。（明確に言えば、実際のスキャナであるＨＰ  Ｃ６３００Ａと、ＰＣ上で実行されるいくつかのソフトウェアとを両方とも含む、ヒューレット・パッカード社（Hewlett-Packard Co.）からのＣａｐＳｈａｒｅ９１０またはＣａｐＳｈａｒｅ９２０であってもよい）。該スキャナは、文書と接触する（文書と比較して）小型の窓（その背後に光学センサのアレイがある）を使用し、文書全体（または関心のある部分）が網羅されるまで、少なくともわずかに重なった任意のパターンで「スワイプ（swiping）」することによって移動される。スキャナは、スワイプ移動を追跡するための搭載型ナビゲーション機構と、相当な容量(fair amount)のメモリと、堂々たる量(impressive amount)の処理能力と、を備える。これは、偏位修正（ＤＰＩ軸とＬＰＩ軸を直角に保つ）および縫合（stitching：隣接したスワイプを組み合わせて、正しい順序のピクセルのラインにする）と呼ばれるプロセスを通して、スワイプされた画像を再構築し、たとえばフラットベッド式スキャナでデータを走査したかのように、再構築したものを出力する。実際の走査は、ラインに沿って３００ＤＰＩ×公称２００ＬＰＩであり、そして３００ＤＰＩ×３００ＬＰＩとなるように偏位修正されて縫合される。この結果を次にダウンサンプリングして、１５０ＤＰＩ×１５０ＬＰＩのグレースケールデータを生成する。スワイプは任意の形状（単に短く不規則な曲がり、ジグザグ、さらにはＵ字形）でよいため、サンプルピクセルのラインの一端は他端よりも高速に移動することが多く、かつ最も高速で移動する端によって、サンプリングのための初期または内部２００ＬＰＩ基準が導き出される。ハンドヘルド式スキャナは、ハーフトーン画像を含むマテリアル上で用いられることが多い。文書上のその動きに関係なく（殆ど真っ直ぐであるか、非常に短く曲がりくねっているかに係わらず）、偏位修正されて共に縫合された後であっても、走査しているハーフトーンマテリアルから小さなスキャナ誘導モアレアーティファクトが現れることが多い。走査移動がスキャナ誘導およびプリンタ誘導モアレパターンに何等影響をもたないとは言わない。走査移動は、「スクリーン」の見掛けの相対的位置を変化させることにより、確かに影響を持ちうる。しかし、走査移動はモアレパターンの根本的な原因ではない。フラットベッド式スキャナもまた、同じ難点を有する。
【００１４】
ハーフトーン画像の走査および印刷において、モアレパターンの影響を軽減する有効かつ経済的な方法、すなわち、スキャナからデータにおけるスキャナ誘導モアレパターンを、かつ印刷画像におけるプリンタ誘導モアレパターンを軽減する方法があれば望ましい。比較的単純な技術の１つが双方の影響を軽減することが特に望ましい。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハーフトーン画像を走査することによって生成される、ピクセルの集まりに現れるモアレパターンを低減する方法であって、（ａ）第１の軸に沿った画像の第１の部分を連続ピクセル値に量子化する工程であって、該量子化は単位長さ当たりのピクセル数が一定である、固定の解像度で行われる、工程と、（ｂ）前記第１の軸のロケーションを選択された量だけシフトする工程と、（ｃ）該工程（ｂ）に続き、シフトされた前記第１の軸に沿った画像の第２の部分を連続ピクセル値に量子化する工程であって、該量子化は単位長さ当たりのピクセル数が一定である、固定の解像度で行われる、工程と、（ｄ）該工程（ｃ）に続き、前記選択される量を変化させる工程と、（ｅ）前記工程（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）を繰り返す工程と、を含む方法を提供するものである。
スキャナ誘導およびプリンタ誘導モアレパターンが双方とも、ＬＰＩが連続的に変化するスキャナにおいてかなり抑制される。スキャナと文書の間の相対移動と異なる方向のＤＰＩは、通常、光学センサの固定された属性であるが、ＬＰＩ方向での連続したライン間の距離は最大距離から最小距離の範囲でランダムに変化させることができる。これは、モアレの影響を空間的に分散させ、通常認識可能な寸法パターンに集中して蓄積されないようにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
一般に、走査されたハーフトーン入力の印刷出力におけるモアレパターン要素の幅は数ピクセルであり、高さは数ラインである。象徴的には、このようなモアレパターン要素を整合したラインとして表現する。
(1)．．．ＯＯＯＯＯ／／／／／／／／／XXXXXX＼＼＼＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯ．．．
(2)．．．ＯＯＯＯＯＯ／／／／／／XXXXXXXX＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯＯ．．．
(3)．．．ＯＯＯＯＯＯ／／／／／／XXXXXXXX＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯＯ．．．
(4)．．．ＯＯＯＯＯ／／／／／／／／／XXXXXX＼＼＼＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯ．．．
【００１７】
この例において、スラッシュは、画像に従った公称（またはそれに非常に近い）値を有する（すなわち、知覚可能なアーティファクトなしで現れる）「出力ピクセル」（レーザプリンタの場合、オーダードディザによって生成される、ミクロドットと呼ばれるもののクラスタである）を表現する。Ｘは、実際の画像の正規部分ではない知覚可能な暗化を有するような出力ピクセルを表現し、Ｏは、実際の画像の正規部分ではない知覚可能な明化である。ライン（１）〜（４）におけるＸおよびＯのパターンは、２つのスクリーンの間の空間周波数の差から生じる。その見掛けの垂直方位は、通常互いに対して、かつＤＰＩ軸およびＬＰＩ軸にも平行であるが、互いにずれた２つのスクリーンからもたらされる。もちろん、これらの条件は特別な場合である。スクリーンは相対的に回転することもあり、これによって目に見えるモアレ要素の形状が他の幾何学的パターンで生成される。そうではあるが、ライン（１）〜（４）は、本明細書に記載したいと望む改良技術の一般的な効果を示すベースとしての役割を果たす。
【００１８】
次に、ＬＰＩ方向に沿ってＤＰＩラインのロケーションに到達すると、選択の余地なくスキャナの該ＤＰＩにそのラインをサンプリングする。そして、その結果がＤＰＩ方向に沿ったいくつかのスキャナ誘導モアレパターン要素を有する場合には、それを回避することはできない。しかし、次のラインに、そうでなければそれと同じモアレパターン要素の出力ピクセルの次の例となってしまうものが自動的に現れないようにすることはできることが多い。スキャナのＬＰＩを常に変化させることによって、ＤＰＩ方向の次に走査されたラインのロケーションが、原画像用のハーフトーンスクリーンがプリンタによって使用されるスクリーンを干渉しない（または、より少ない程度に干渉する）、文書内のロケーションに行き当たることが多いと予想することができる。
【００１９】
スキャナ誘導モアレパターンが続く限り、意図的なＬＰＩの変化によって、かかるいずれのモアレ要素にもわずかな局所的ぶれが生成される。ぶれは、走査ハードウェアの最高解像度で走査された偏位未修整ピクセルの一対一の印刷（プリンタのハーフトーン化なし）（時々行われる）においてさえも有益である空間分布であるだけでなく、ぶれ自体がプリンタのハーフトーンシミュレーション中に平均化される傾向がある。そのため、ぶれは、（ａ）スキャナ誘導モアレパターンが目に見える出力状況において有益である（ぶれは、各スキャナ誘導モアレパターンをより広い面積に亘って分散させて、より目立たなくする）一方、（ｂ）プリンタのハーフトーン化の使用中に、プリンタによるハーフトーン化に干渉（パン）しない。
【００２０】
プリンタ誘導モアレパターンの場合、意図的なスキャナＬＰＩの変化は、複数ラインのパターン要素を分散させる傾向がある。
（５）              ．．．ＯＯＯＯＯＯ／／／／／／ＸＸＸＸＸＸＸＸ＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯＯ．．．
（６）．．．ＯＯＯＯＯ／／／／／／／／／ＸＸＸＸＸＸ＼＼＼＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯ．．．
（７）        ．．．ＯＯＯＯＯＯ／／／／／／ＸＸＸＸＸＸＸＸ＼＼＼＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯＯ．．．
（８）    ．．．ＯＯＯＯＯ／／／／／／／／／ＸＸＸＸＸＸ＼＼＼＼＼＼＼＼＼ＯＯＯＯＯ．．．
【００２１】
確かに、これは、走査された原文書の見掛けのロケーションをＬＰＩ方向にある量だけシフトし、ＬＰＩが一定であると予想しているプリンタ（従来型であり、かつここで使用しようと計画したタイプのプリンタ）にその形態で伝送される場合に、偏位未修正の印刷画像は、ＬＰＩ方向での程度の小さな伸張圧縮を示す傾向がある。たとえば、公称では厚さ数ピクセルである対角線が、わずかに波打って太くなったり細くなったりすることがある。しかし、これは、ピクセル情報が必ずしも適切な場所にないというほどのことではない。プリンタのハーフトーン化では、オーダードディザまたはプリンタにおける他のスクリーニング機構が、プリンタでスクリーニングされたドットの作成の一部として、隣接するスキャナピクセルを組み合わせると予想することができる。オリジナルの情報は、ＬＰＩ方向にわずかに誤配置されてはいるが依然としてそこにあり、多くのラインからは、大部分またはすべてのモアレアーティファクトがなくなる。隣接しているが、変位されたスキャナピクセルを組み合わせることで生成されたプリンタのハーフトーン化により、わずかに焦点がずれているが他の点では正確な画像を生成する。
【００２２】
可変ＬＰＩ画像をプリンタに送信する前に、ハンドヘルド式または他のスキャナがすでに可変ＬＰＩ画像を偏位修正してしまっている場合、偏位修正プロセスはどのみちＬＰＩが一定であるとは決して予想しない（スワイピングに耐えている（put up with swiping）場合、どうすればそんなことができるのか）点から、正しい位置にないスキャナ生成ピクセルに関する状況は、いずれにしろ常に以前の状態のままである。さらに、偏位修正はスクリーニングではなく、本質的に情報の保存であり、情報を捨てない。偏位修正は、先行段落の偏位未修正の場合に焦点ずれとして現れる詳細を損失することなく、スキャナ生成ピクセルを公称としてそこにあったであろうロケーション（would-have-been location）に復位させる。しかし、走査ピクセルを各自のそこにあったであろうというロケーションに動かすことは、実際のロケーションおよびそこにあったであろうというロケーションが、走査しているハーフトーンドットを生成したスクリーンの存在に対して異なって応答するということを全体的に補償するわけではない。偏位修正プロセスは、ハーフトーンドットの基となる空間周波数の知識なしで、ピクセル値を補間する。結果生じるピクセル強度のばらつきは、ここで、偏位修正の補間プロセスの中心である平均化時に、その強度のばらつきを別個に保存しないことによって、ハーフトーン化の空間周波数を乱す混ぜられた量である。すなわち、画像のコンテンツは、実際のハーフトーン空間周波数のばらつきを「ならす（swamp）」ことができる。そのため、補間は、ＬＰＩおよび局所画像コンテンツの変更の両方に基づいて、非規則的にモアレパターンを乱すと予想することができる。これは、そうでなければ規則的なモアレパターン要素に空間的変位および平滑化をもたらし、モアレパターン要素を分散させてより目立たなくするというものである。これは、ハーフトーンドットを生成したスクリーンが動いており、かつわずかに焦点がずれているようなものである。
【００２３】
原画像の位置を１ハーフトーン周期だけ変更することにより、モアレパターンにおける１つの完全な周期が空間的に変位することを理解されたい。ここで、ハーフトーン画像は実際には移動しないが、スクリーンの見掛けのロケーションが移動する場合、同じことが起こり、これはもちろん、ＬＰＩが変化する際に起こることである。ＬＰＩは、ハーフトーン画像の生成に使用される殆どのスクリーンと対応するため、ＬＰＩを変化させる効果が際立つ。ちょうどどれくらいＬＰＩを変化させることが望ましいかを決定することが重要である。（もちろん、他方の走査軸におけるＤＰＩは固定されており、これを受け入れなければならない。すべてが等しい場合、高い方がよい）。
【００２４】
最も望ましい場合において、ＬＰＩの変化は、走査されるハーフトーンの空間周波数（ＤＰＩ単位で）の知識に基づく。各ドットが厳密に一度サンプリングされ、かつ各サンプルにおいて、ドットサイズを表現する強度値が生成されると想定するとともに、すべてのインクが均一に暗く（ドットサイズに係わらず）、用紙がすべて白色であるものと仮定する。原理において、このデータは、走査された画像を印刷するプリンタ内のスクリーンに起因する任意のモアレパターンの生成を含めて、画像の再構築に必要な情報をすべて有する。そのため、ハーフトーンドットの中心から中心の公称間隔の±５０％でＬＰＩを変化させると、モアレパターンを最大限に回避する（したがって、分散させる）ことができる。しかし、変化が±５０％未満であってもなお有効であるが、モアレパターンにおける１周期の回避を達成するために、複数のラインが必要でありうる。この事実により、広範なハーフトーンスクリーンサイズに対してモアレパターンを有効に回避する、ラインからラインのサンプリング距離（すなわち、ＬＰＩ方向に沿って）の変化を選ぶことができる。
【００２５】
一例を提供することが妥当である。１５０ＤＰＩハーフトーンとして印刷された写真を走査するものと想定する。モアレパターンを最大限に回避するために、１５０ＬＰＩサンプリングレートを±１／３００(×2.54)ｃｍ変化させることが好ましい。すなわち、２つの連続したラインの間の間隔が、１／３００(×2.54)ｃｍ〜３／３００＝１／１００(×2.54)ｃｍの間で変化する。この変化は、ライン毎に一定の量であってもよく、あるいはランダムであってもよい。変化における規則性はいずれも規則的に（したがって、認識可能な）回避されたモアレパターンとして現れる可能性を有するため、ランダムが好ましい。
【００２６】
このサンプルの変化量が、代わりに１００ＬＰＩでスクリーニングされたハーフトーンに対して用いられると、望ましい効果がなお生成されるが、成果を認識するには複数のラインが必要でありうる。
【００２７】
任意特定のシステムにおける実際的な関連事項により、選択および妥協が強いられる場合がある。スクリーンが１５０ＤＰＩであり、イメージセンサが、速度を低減せずには十分高速に（３００ＬＰＩ）サンプリングできないものと想定する。第１に、できる限り最善を尽くすことが妥当である。ＬＰＩの変化が最大５０％に達しない場合であっても、なお有効である。第２に、ハンドヘルドスキャナの場合、スクリーニングされたマテリアル上をゆっくりと動かすようユーザを教育することが可能である。（センサが１０(×2.54)ｃｍ／秒で用紙上を移動する場合、３００ＬＰＩは３０００サンプル／秒である。３０００サンプル／秒がハードウェア、またはそれに付随する演算に関して高すぎる場合には、速さにして半分だけである５(×2.54)ｃｍ／秒が可能であろう）。ハーフトーンＤＰＩが小さい、たとえば５０ＤＰＩである場合、別の関連事項が現れる。変位修正プロセスが１５０ＤＰＩの出力の生成を目的とし、かつ公称２００ＬＰＩの生データを予想すると想定する。ここで、可能な分離距離として、１／５０(×2.54)ｃｍに１／５０(×2.54)ｃｍの１／２（３／１００(×2.54)ｃｍ）を足したものを採用するよう求めると、以前よりもはるかに高い精度が求められることがあり、新規部分を設計する価値があるか否かという疑問が生じる（ハンドヘルド式スキャナにおいて、変位修正器はＩＣの大きなかたまりである）。上述したように、部分的な解決策は部分的になお有効であるため、答えは「ノー」であるかもしれないが、原理において、この実施が不可能である理由はなく、工学的または性能の観点から非実際的ではないことに留意する。
【００２８】
上記から、以下のヒューリスティックを提案する。すなわち、公称２００ＬＰＩで動作するよう変更されるとともに、変位修正器を備えたスキャナのハードウェアの場合、ラインからラインの距離（ＬＰＩの値）が、１／２００(×2.54)ｃｍ〜１／１５０(×2.54)ｃｍ（２００ＬＰＩ〜１５０ＬＰＩ）に亘って変化する（これは、４／６００−３／６００＝１／６００分の変化である）、８５〜１５０ＤＰＩのスクリーンが有効なモアレパターン抑制を有する。
【００２９】
ここで、１／６００(×2.54)ｃｍは変化だけの値ではなく、制限である。１／６００(×2.54)ｃｍが最大である変化の一群がある。この群には５〜１０のメンバがあると仮定することが妥当であり、これによって、特定のスキャナが１／１０００(×2.54)ｃｍよりもかなり低い端数の解像度で位置決めされたロケーションでサンプリングすることができるか否かという問題が生じる。機械的システムの場合、これはかなりの難題である。しかし、ハンドヘルド式スキャナは、解像度をソートすることができる光学ナビゲーション技術を使用する（親切にも）。増分位置情報を使用して速度を突き止めるが、関連する質量により、速度をあまり速く変更することはできない。これによって、要求される精度よりもはるかに精度よく測定し、作用することのできる時間間隔として、距離を正確に区切ることができる。そのため、吟味しようとするブロック図は、ライン間の公称間隔に加えられる「ランダムデルタ距離」に関して吟味される。しかし、このような説明は概念的に正確であるが、’８１３号特許の環境で実施される場合、これは、２００ＬＰＩがこの分だけランダムに変化する、１／６００(×2.54)ｃｍの端数の群を生成するよう作用する速度依存型可変時間間隔であることを理解されたい。
【００３０】
次に、可変ＬＰＩを組み込むよう適合された一般的なスキャナの簡略化されたブロック図である図１を参照する。スキャナは、解像度がおそらく３００ＤＰＩである、カラーまたはグレースケールの種類のＣＩＳ（接触型イメージセンサ）であってもよいイメージセンサ２を備える。最近、ＣＩＳは自身の搭載型ディジタイジングを備えることができ、サンプル信号３に応答して、かかるＣＩＳは、ここではライン４で示されるサンプリングされた画像ピクセルのライン全体についてのディジタル化したデータを生成する。位置センサ６から、またサンプル信号３の発生に応答して得られた、ライン７上の対応位置データを伴うが、このデータは生データメモリ５に進む。
【００３１】
生データメモリ５に蓄積されたデータは、変位修正器１７に送られ、ここから、本例では１５０ＤＰＩの画像のピクセル値としてライン１８上に現れる。
【００３２】
また、サンプル信号３は、出力が１／６００(×2.54)ｃｍという端数まで（上述した２００ＬＰＩおよび１５０ＬＰＩの間の変更）距離を表すようスケーリングされた疑似乱数である、ランダムΔＬＰＩジェネレータ９にも進む。出力値ΔＬＰＩ１０は、一方の入力として加算器１１に加えられる。加算器１１の他方の入力は、先にサンプリングされたラインの位置である値７をラッチしたものである。先行位置ラッチ８は、サンプル信号３に応答して値７を取り込んで、ラッチした値を加算器１１に加える。したがって、加算器１１の出力１２は、サンプルを取るべき次位置である。その位置の値は次位置ラッチ１３にラッチされ、この出力１４がコンパレータ／サンプルコントローラ１５に加えられる。コンパレータ／サンプルコントローラ１５は、位置センサ６から現在位置情報データ１６までを受け取る。ＬＰＩ軸に沿った現在位置が次位置ラッチ１３におけるものと適合すると、サンプル信号３の別のインスタンスが発行されて、プロセスが継続する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ハーフトーン画像の走査および印刷において、モアレパターンの影響を軽減する有効かつ経済的な方法を提供可能であり、スキャナからのデータにおけるスキャナ誘導モアレパターンを、かつ印刷画像におけるプリンタ誘導モアレパターンを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理に従って動作するよう構築された例示的なスキャナの簡略化したブロック図である。
【図１】
0003999455.tif 000002