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マルチサイトFMスクリーンドットを同時に生成する方法及び装置

国内特許コード P150011723
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2009-527680
公表番号 特表2010-504007
登録番号 特許第5113174号
出願日 平成19年9月17日(2007.9.17)
公表日 平成22年2月4日(2010.2.4)
登録日 平成24年10月19日(2012.10.19)
国際出願番号 CN2007002729
国際公開番号 WO2008040162
国際出願日 平成19年9月17日(2007.9.17)
国際公開日 平成20年4月10日(2008.4.10)
優先権データ
  • 200610113131.6 (2006.9.15) CN
発明者
  • チェン,ファン
  • リュー,チーホン
  • ウェン,シャオフイ
  • チュー,ウェイ
出願人
  • 北大方正集▲団▼有限公司
  • 北京大学
  • 北京北大方正▲電▼子有限公司
発明の名称 マルチサイトFMスクリーンドットを同時に生成する方法及び装置
発明の概要 本発明は、マルチサイトFMスクリーンドットを同時に生成する方法及び装置に関する。本発明による方法は、毎回同じ行内の多数の近隣の画素を同時に処理し、マルチサイトスクリーンドットを生成させることができ、本発明による方法は、誤差行メモリの多数の位置の誤差蓄積値を同時に更新することができる。本発明による装置は、誤差行メモリ、誤差行メモリ制御回路、誤差割当/蓄積レジスタファイル、誤差割当/蓄積レジスタファイル制御回路、及びスクリーンドット生成回路からなっている。本発明による方法及び装置は、多数の近隣の画素を毎回処理する間に、誤差行メモリの1回の読取/書込動作のみが必要であるので、FMスクリーンドットの生成速度を格段に改善できる。

【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要



誤差拡散は、最も一般的に使用されるFMスクリーニング方法である。この方法によると、ソース画像の各画素点のグレーレベルを、スクリーンドットを生成させる閾値と比較し、画素点のグレーレベルと閾値の誤差がその画素点の周辺の画素点に拡散される。例えば、256グレーレベルの画像で閾値が127であり、特定の画素点のグレーレベルが150である場合、閾値との比較の結果、その画素点は白色スクリーンドット(白色スクリーンドットのグレーレベルは255である)として記録されなければならない。実際にはこの画素点は本当の白色ではないから、本当の白色に対して105の誤差値を有し、105の誤差は何らかの方法でこの画素点の周りの画素点に拡散される。一般的な誤差拡散方法としては、Floyd-Steinbergアルゴリズム、及びJarvisアルゴリズムがある。





Floyd-Steinbergアルゴリズムは、1つの画素の誤差を、この画素を囲む4つの画素点に割り当てることを言う。即ち、誤差の7/16が現在の画素点の右側にある第1の画素点に加えられ、誤差の5/16が現在の画素点に対して次の行で同一位置にある第2の画素点に加えられ、誤差の3/16が第2の画素点の左側にある第3の画素点に加えられ、誤差の1/16が第2の画素点の右側にある画素点に加えられる。この過程は、繰り返し行なわれ、グレーレベル及びハーフトーニングの同じ修正が画像内の各画素点に対して行なわれる。





Jarvisアルゴリズムでは、図1(A)に示すように、現在の画素Xの誤差を12個の近隣の(neighboring)画素に割り当てる。12個の画素位置のうちのいくつかの位置の画素に対する誤差割り当て比が同一であり、従って4種の異なる誤差割り当て比のみが必要であり、現在の画素Xの誤差を画素位置D~Dに対して各々、D=1/48、D=3/48、D=5/48、及びD=7/48の比で割り当てる。Jarvis誤差拡散方法に基づく画像ハーフトーニング処理は、誤差拡散の範囲を拡大することによってより優れた効果を達成することができるが、この方法による誤差拡散は、より多くの行及びより多くの画素点が関係するので記憶容量の増加及び処理速度の低下につながり、従ってリアルタイム要求を満たすことができず、応用分野は限られる。





加えて、上記アルゴリズムを使用した誤差拡散の最中に、ソース画像が常に単方向スキャンのみにより処理される場合、各スキャン行の誤差は次の行に単純に加算され、出力パターンにおける画像の駆動傾向(driving_tendency)によって示される誤差蓄積につながる。従って、スキャン方法としては、S字形スキャンを通常採用する。即ち、奇数行に対しては図1(A)に示すような誤差割り当て比を用いて左から右へスキャンし、偶数行に対しては図1(B)に示すような誤差割り当て比を用いて右から左へのスキャン(又は、その逆)する。スキャンは、最終行までこのように繰り返される。





特許文献1は、高速でFMスクリーンドットを生成する方法を開示しており、この方法はメモリの操作回数を減少できるが、画像を1時に1個ごとしか処理できないので、多数の画素を同時に処理できず、従って多数のスクリーンドットを同時に生成できない。





特許文献2は、誤差拡散の並列処理方法を開示している。この方法は複数の画素点を同時に処理できるが、メモリ上で多数の読取/書込操作を行なう必要がある一方、S字形画像スキャンをソース画像上で実行できないので、スクリーンドットの生成速度に影響し、その結果、誤差蓄積により生じる駆動効果の排除がうまく行かなくなる。

産業上の利用分野



本発明は、デジタル画像ハーフトーニング(half-toning)の分野のスクリーンドット生成方法及び装置に関し、より詳細には、マルチサイト周波数変調(FM)スクリーンドットを同時に生成する方法及び装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
マルチサイトFMスクリーンドットを同時に生成する方法であって、
画素点の最終誤差蓄積値及び中間誤差蓄積値を記憶するように構成された誤差行メモリを初期化するステップと、
誤差割当/蓄積レジスタファイルを初期化するステップと、
行・列をなす画素の各行ごとに、及び各行内のN個の近隣の画素からなるグループごとに、前記画素のオリジナルグレーレベル(ソース画素値)を取得し、前記誤差行メモリ及び前記誤差割当/蓄積レジスタファイルに記憶された値に従って前記N個の画素のスクリーンドットを生成するステップであって、N≧2であるステップと、
1つの前記グループ内のN個の近隣の画素が処理される毎に、前記誤差行メモリ及び前記誤差割当/蓄積レジスタファイル内の値を更新するステップと、を含み、
前記現在のN個の画素のオリジナルグレー値(レベル)、並びに、前記誤差行メモリ及び前記誤差割当/蓄積レジスタファイル内に記憶された値に従って前記N個の画素のスクリーンドットを生成する方法がさらに、
前記誤差行メモリから、前記現在のN個の近隣の画素に対応するN個の最終誤差蓄積値を読み取り、前記誤差割当/蓄積レジスタファイルによってN個の合計誤差割当値を取得するステップであって、前記N個の合計誤差割当値は、前記現在のN個の画素と同じ行内にあって、前記現在のN個の画素に先立って処理された全ての画素から得られる誤差割当値を合計することによって作り出されるステップと、
前記N個のオリジナルグレー値、前記N個の最終誤差蓄積値、及び前記N個の合計誤差割当値に従って、前記現在のN個の近隣の画素の最終グレー値を順次算出し、前記最終グレー値を用いて、前記Nサイトスクリーンドットを生成すると共に、周辺画素に対する前記現在のN個の画素からの誤差割当値を算出するステップと、を含む方法であって、
前記現在のN個の画素のいずれか1つが処理された後に、前記周辺画素のうち前記N個の画素の内の引き続いて処理すべき画素点に対して生成された誤差割当値が、前記引き続いて処理すべき画素点の最終グレー値を算出するために使用される、ことを特徴とする方法。

【請求項2】
前記誤差割当/蓄積レジスタファイルは、誤差割当レジスタファイル及び誤差蓄積レジスタファイルを含んでおり、前記誤差割当レジスタファイルは、フォローアップ誤差処理で使用するために、現在処理されている画素の前に処理された現在の行内の画素からの誤差割当値を記憶するように構成されており、前記誤差蓄積レジスタファイルは、前記誤差行メモリから読み取られた画素点の中間誤差蓄積値をキャッシングするように構成されて
いる、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。

【請求項3】
前記誤差行メモリから、前記N個の近隣の画素に対応するN個の最終誤差蓄積値を読み取ると共に、前記N個の近隣の画素に対して後続する行内の対応するN個の近隣の画素の中間誤差蓄積値を読み取る、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。

【請求項4】
前記誤差行メモリ内のデータを更新する方法は、
前記現在の行内のN個の近隣の画素Pi,j~Pi,j+N-1を処理した後に、前記誤差割当/蓄積レジスタファイルに記憶された中間誤差蓄積値及び現在の行内の先行して処理された画素からの誤差割当値に従って、現在の行iの次の行(i+1)内のN個の近隣の画素Pi+1,j-N~Pi+1、j-1の最終誤差蓄積値、及び現在の行の2つ先の行(i+2)内の対応するN個の近隣の画素Pi+2、j~Pi+2、j-1の中間誤差蓄積値を得るステップを含んでいる、ことを特徴とする請求項に記載の方法。

【請求項5】
前記誤差割当/蓄積レジスタファイル内のデータを更新する方法は、
前記誤差割当レジスタファイル内の各N個の近隣の画素の誤差割当値を全て列としてとるステップと、N個の近隣の画素の次の列の誤差割当値となるようにN個の近隣の画素の前の列の誤差割当値を更新するステップと、現在のN個の近隣の画素の誤差割当値となるようにN個の近隣の画素の最終列の誤差割当値を更新するステップと、現在のN個の近隣の画素に対応する次の行(i+1)のN個の近隣の画素Pi+1、j~Pi+1、j+N-1の中間誤差蓄積値となるように誤差蓄積レジスタファイル内のオリジナルのN個の近隣の画素Pi+1,j-N~Pi+1,j-1の中間誤差蓄積値を更新するステップとを含む、ことを特徴とする請求項2に記載の方法。

【請求項6】
ソース画素のオリジナルグレー値はスキャンによって得られ、スキャンはS字形である、即ち偶数行では左から右に、奇数行では右から左へ、又はその逆のスキャンである、ことを特徴とする請求項に記載の方法。

【請求項7】
誤差行メモリのバス幅がN×W×(H-1)であり、Nは現在同時に処理されている画素の数のことであり、Wは誤差行メモリ内の1つの位置でのデータ幅であり、Hは現在処理されている画素が置かれる行を含む、1つの画素の誤差を拡散することができる行の数である、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。

【請求項8】
マルチサイトFMスクリーンドットを同時に生成する装置(1)であって、
誤差行メモリ(2)、及びこれに接続された誤差行メモリ制御回路(4)と、
誤差割当/蓄積レジスタファイル(3)、及びこれに接続された誤差割当/蓄積レジスタファイル制御回路(5)と、
グレー生成回路(7)、並びに、それぞれ、前記グレー生成回路の出力端部に接続された閾値比較回路(8)及び誤差生成回路(9)からなり、1つの画素の最終スクリーンドット、及びこの画素から周辺画素への誤差割当値を生成するように構成されている、複数のスクリーンドット生成回路(10)とを備えた装置であって、
前記スクリーンドット生成回路(10)それぞれの誤差生成回路(9)の出力端部が、前記スクリーンドット生成回路(10)に後続するスクリーンドット生成回路(10)内のグレー生成回路(7)の入力端部に接続されていると共に、前記誤差行メモリ制御回路(4)及び前記誤差割当/蓄積レジスタファイル制御回路(5)の入力端部に接続されており、
前記誤差行メモリ制御回路(4)及び前記誤差割当/蓄積レジスタファイル制御回路(5)の出力端部が、前記各スクリーンドット生成回路(10)内の前記グレー生成回路(7)の入力端部に接続されており、
前記誤差行メモリ制御回路(4)は、読取アドレスレジスタ、書込アドレスレジスタ、読取/書込制御回路、及び書込データ生成回路を備えており、前記読取アドレスレジスタ及び前記書込アドレスレジスタは、現在処理されている画素のうちの第1の画素の列数(アドレス)に合わせて生成され、前記書込データ生成回路は加算器からなり、前記加算器の入力は、前記誤差蓄積値、現在の画素全てを処理した後に生成された前記誤差割当値、及び前記誤差割当レジスタファイルに記憶された関連する誤差割当値からもたらされる、ことを特徴とする装置。

【請求項9】
前記誤差割当/蓄積レジスタファイル(3)は、トリガからなるレジスタアレイによって達成され、誤差割当レジスタファイル及び誤差蓄積レジスタファイルを備えており、前記誤差割当レジスタファイルは、フォローアップ誤差処理に有用であり、現在処理されている画素に先行して処理された現在の行内の画素からの誤差割当値を記憶するように構成されており、前記誤差蓄積レジスタファイルは前記誤差行メモリから読み取った画素点の中間誤差蓄積値をキャッシングするように構成されている、ことを特徴とする請求項に記載の装置。

【請求項10】
前記誤差行メモリ制御回路(4)は、前記誤差行メモリの読取/書込アドレス、読取/書込制御信号、及び読取/書込データを生成するために前記誤差行メモリ(2)に接続されており、前記誤差行メモリ制御回路(4)の入力は、現在処理されている画素のうちの第1の画素の座標(アドレス)、前記誤差割当/蓄積レジスタファイル制御回路(5)の出力、及び前記スクリーンドット生成回路(10)の各グループの前記誤差生成回路(9)の出力を含んでいる、ことを特徴とする請求項に記載の装置。

【請求項11】
前記誤差割当/蓄積レジスタファイル制御回路(5)は、前記誤差割当/蓄積レジスタファイル(3)のデータを更新及び初期化するために、前記誤差割当/蓄積レジスタファイル用の制御信号を生成する複数のマルチプレクサを備えている、ことを特徴とする請求項に記載の装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009527680thum.jpg
出願権利状態 登録
分野
  • 電気
  • 物理学
  • 処理操作;運輸
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