(57)【特許請求の範囲】
【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、
マルチレベルグレイスケール画素の値を受け取る手段と、
閾値を生成する閾値処理手段と、
相互に異なり、前記マルチレベルグレイスケール画素の値にもとづいて相互に異なるノイズ乗数を決定する複数のノイズ乗数決定手段と、
前記マルチレベルグレイスケール画素を含む画像の画像分類に従って、前記複数のノイズ乗数決定手段の一つを選択する選択手段と、
ノイズを生成するノイズ生成手段と、
前記ノイズ生成手段により生成されたノイズに、前記選択手段により選択されたノイズ乗数決定手段によって決定されたノイズ乗数を乗じてノイズ乗算結果を取得する乗算手段と、
前記ノイズ乗算結果に前記閾値を加算してノイズ加算閾値を取得する加算手段と、
前記ノイズ加算閾値にもとづいて、前記グレイレベルの第１の数より小さい第２の数のグレイレベルを有するように、前記マルチレベルグレイスケール画素の値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に拡散する拡散手段と、
を含み、
前記画像分類は、少なくとも連続トーン、テキストの一つを含む、
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）  画素を表すマルチレベルグレイスケール画素の値を受け取るステップと、
（ｂ）  閾値を生成するステップと、
（ｃ） 前記マルチレベルグレイスケール画素を含む画像の画像分類に従って、複数のノイズ乗数決定手段の一つを選択するステップと、
（ｄ）  ノイズを生成するステップと、
（ｅ）  （ｄ）において生成されたノイズに、（ｃ）により選択されたノイズ乗数決定手段によって決定されたノイズ乗数を乗じてノイズ乗算結果を取得するステップと、
（ｆ）  前記ノイズ乗算結果に前記閾値を加算してノイズ加算閾値を取得するステップと、
（ｇ）  前記ノイズ加算閾値にもとづいて、前記グレイレベルの第１の数より小さい第２の数のグレイレベルを有するように、前記マルチレベルグレイスケール画素の値を減少させるステップと、
（ｈ）  （ｇ）による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、
（ｉ）  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に拡散するステップと、
を含み、
前記画像分類は、少なくとも連続トーン、テキストの一つを含み、
前記複数のノイズ乗数決定手段は相互に異なり、前記マルチレベルグレイスケール画素の値にもとづいて相互に異なるノイズ乗数を決定する、
画像データ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データ処理システム及び画像データ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、一般的な誤差拡散２値化システムのフローチャートを示す。このプロセスのステップＳ１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。
【０００３】
一方、ステップＳ２で変更ビデオ信号値Ｘ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。
【０００４】
ステップＳ５又はＳ６で計算された誤差は、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。
【０００５】
上記の一般的な誤差拡散の他に、ハイブリ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。
【０００６】
一般に、印刷システムの画像処理方式は、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ＶS ’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。
【０００７】
２値化の最終ステップにおいて、変更ビデオ信号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。
【０００８】
高アドレス可能度環境において、変更された画素値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 −Ｖi-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。
【０００９】
図１６に示されたように、Ｐ０値とＰ１値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。
【００１０】
次に、どのサブピクセルがＯＮにされるかが決定される。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。
【００１１】
図１６に示されたように、Ｘの値は全部の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。
【００１２】
この閾値処理プロセスによって誤差が生じ、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。
【００１３】
ハイブリッド高アドレス可能度誤差拡散方法の実施に関して、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 ＝Ｖi+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。
【００１４】
図１８は、高アドレス可能度誤差拡散方法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。
【００１５】
一方、図１９は、高アドレス可能度誤差拡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Ｐ１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。
【００１６】
画像をドキュメントにレンダリングする際に、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。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては、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。
【００１８】
それ故に、定期的に繰り返されるパターン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。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明のある態様は、画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。
【００２０】
本発明の別の態様は、画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。
【００２１】
本発明の更なる目的及び利点は、以下に述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。
【発明の実施の形態】
【００２２】
以下、本発明を表す図面に関する詳細な説明を行う。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。
【００２３】
図３は、ランダムノイズのハイブリッド高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。
【００２４】
図３は、８ビットの画像値のスクリーン処理／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。
【００２５】
変更された信号ＶS ' は加算装置５に送られ、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。
【００２６】
この更に変更された信号ＶS ”は２値化回路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５，３５３，１２７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。
【００２７】
この２値化プロセスにおいて、生じた誤差は所望の出力と、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(effect-to-effect)へのより平滑な移行を生み出す。
【００２８】
画素ビデオ信号Ｖからスクリーン変調信号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。
【００２９】
スクリーン処理プロセスに関連して使用さ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＝ＶS ’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、Ｂ0 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。
【００３０】
これらの補間値は次に１２８と比較され、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＋Ｐ１）／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。
【００３１】
更に、図３はビデオ信号を変更するために加算装置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。
【００３２】
図９は好適な実施の形態で利用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１１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。
【００３３】
ノイズジェネレータ回路１０はノイズルックアップテーブル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。
【００３４】
あるパターン又は関係が図１５に示されている。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。
【００３５】
ルックアップテーブル１３より出力された係数は乗算装置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。
【００３６】
図８は、所定のパターンを誤差拡散変更ビ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。
【００３７】
図８においてパターンジェネレータ１７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。
【００３８】
図２０及び図２１は、いくつかのグレイレ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。
【００３９】
図２０に示されるように、ステップＳ１において、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。
【００４０】
ステップＳ２０において、Ｐ０i 及びＰ１i 値は先に述べた方法で算出される。次にステップＳ３０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１２８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。
【００４１】
一方、ステップＳ４０がＸは０より大きいと決定すれば、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１２８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。
【００４２】
ステップＳ１００が、値Ｙが値０〜Ｎの間にはないと決定すれば、ステップＳ１４０はＰ１値が１２８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ＯＮ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。
【００４３】
ステップＳ６０、Ｓ７０、Ｓ１２０、Ｓ１３０、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Ｓ１８０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。
【００４４】
図２１はハイブリッド高アドレス可能度誤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。
【００４５】
図２１に示されるように、ステップＳ１において、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。
【００４６】
ステップＳ２００において、Ｐ０及びＰ１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Ｓ２７０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。
【００４７】
ステップＳ２５０又はステップＳ２７０のいずれかでの処理が完了すると、プロセスはステップＳ２８０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。
【００４８】
図２０及び図２１に示された方法ではステップ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、Ｓ２２、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。
【００４９】
画像の中間調領域において、同数のホワイ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。
【００５０】
図１０は、画像信号が８ビットバイトで表されるとき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２５５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。
【００５１】
図１０において影を付けた正方形は、再現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１１、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１２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。
【００５２】
図１１は図１０に示したものと同じ中間調領域（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。
【００５３】
【表１】
0004121631.tif 000002
【００５４】
一方、表２は、システムが画像信号を変更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。
【００５５】
【表２】
0004121631.tif 000003
【００５６】
図１２は図１０に示したものと同じ中間調領域（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。
【００５７】
【表３】
0004121631.tif 000004
【００５８】
一方、表４は，システムが画像信号を変更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。
【００５９】
【表４】
0004121631.tif 000005
【００６０】
上の表において、行は高速走査方向又は電子走査方向を表し、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。
【００６１】
図１３は、中間調領域（８ビット画像データバイトで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。
【００６２】
図１４において、中間調領域（１２８即ち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１７０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。
【００６３】
閾値関係の摂動の位置及び強度(intensity) 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。
【００６４】
更に、ノイズルックアップテーブルは独自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。
【００６５】
前に触れたように、誤差拡散に関連する１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。
【００６６】
ノイズプロファイル（図２６〜２８に示されるレジスタおよびルックアップテーブル）の摂動は、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。
【００６７】
図２２〜図２４は本発明の概念に従った動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。
【００６８】
上に示したように、用いられるノイズプロ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。
【００６９】
図２５は、指定のＴＲＣ、指定数の高アドレス可能度ビット、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２２８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。
【００７０】
図２６は本発明の概念に従ったノイズプロ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４０２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。
【００７１】
復号回路４０５は、処理される画素に関連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。
【００７２】
図２６の回路は更に拡張されて、ウィンド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２７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４０６０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２６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。
【００７３】
先に述べたように、不都合なテクスチャー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。
【００７４】
図２８は、各画素毎にただ１つのノイズ値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４０５０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。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な誤差拡散プロセスを表すフローチャートを示す。
【図２】従来技術のスクリーン処理回路のブロック図である。
【図３】ランダムノイズを加えることにより閾値の摂動を行う、一つの実施の形態を表すブロック図である。
【図４】一般的なスクリーン処理プロセスをグラフで表した図である。
【図５】補間及び２値化プロセスをグラフで表した図である。
【図６】垂直ラインスクリーンパターンをグラフで表した図である。
【図７】傾斜ラインスクリーンパターンをグラフで表した図である。
【図８】所定のパターンを生成することにより閾値／信号を摂動する、従来技術の一つの態様を表すブロック図である。
【図９】従来技術の一つの態様で使用されるノイズジェネレータを表すブロック図である。
【図１０】ある特定のグレイレベル画像領域において定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。
【図１１】ある特定のグレイレベルにおける画像を強制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。
【図１２】特定のグレイレベルを強制的に垂直ラインパ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。
【図１３】閾値置換を行っていない、あるグレイレベルの画素を表した図である。
【図１４】図１３の画像上で閾値置換を行った結果を示す、画素を表した図である。
【図１５】ノイズ振幅係数と、ビデオ信号のグレイレベル値との好ましい関係をグラフで表した図である。
【図１６】サブピクセルの補間をグラフで表した図である。
【図１７】サブピクセルの補間をグラフで表した図である。
【図１８】補間スキームのためのサブピクセル関係をグラフで表したものである。
【図１９】補間スキームのためのサブピクセル関係をグラフで表したものである。
【図２０】ビデオ／閾値関係の摂動を表すフローチャートを示す。
【図２１】ビデオ／閾値関係の摂動を表すフローチャートを示す。
【図２２】ビデオ／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。
【図２３】３つのグレイレベル値を中心としたビデオ／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。
【図２４】３つのグレイレベル値を中心としたビデオ／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。
【図２５】処理される画素の画像分類に基づいた１つの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。
【図２６】本発明の概念に従って画像処理モードに基づ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。
【図２７】本発明の概念に従って、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。
【図２８】本発明の概念に従って、ノイズプロファイルを格納する外部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。
【図２９】本発明の概念に従った、閾値／信号の摂動を表すフローチャートを示す。
【符号の説明】
１  モジュレータ
５  加算装置
７  誤差バッファ
９  ２値化回路
１０  ノイズ回路
１１  ランダムノイズジェネレータ
１２  閾値回路
１３  ノイズルルックアップテーブル
１５  乗算装置
１７  パターンジェネレータ
【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】
0004121631.tif 000010
【図６】
0004121631.tif 000011
【図７】
0004121631.tif 000012
【図８】
0004121631.tif 000013
【図９】
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【図１０】
0004121631.tif 000015
【図１１】
0004121631.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
0004121631.tif 000018
【図１４】
0004121631.tif 000019
【図１５】
0004121631.tif 000020
【図１６】
0004121631.tif 000021
【図１７】
0004121631.tif 000022
【図１８】
0004121631.tif 000023
【図１９】
0004121631.tif 000024
【図２０】
0004121631.tif 000025
【図２１】
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【図２２】
0004121631.tif 000027
【図２３】
0004121631.tif 000028
【図２４】
0004121631.tif 000029
【図２５】
0004121631.tif 000030
【図２６】
0004121631.tif 000031
【図２７】
0004121631.tif 000032
【図２８】
0004121631.tif 000033
【図２９】
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