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デュアルフィードバックに基づく誤差拡散を用いた周波数変調スクリーンのための方法

国内特許コード P150011632
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2008-508051
公表番号 特表2008-539615
登録番号 特許第4480782号
出願日 平成17年11月2日(2005.11.2)
公表日 平成20年11月13日(2008.11.13)
登録日 平成22年3月26日(2010.3.26)
国際出願番号 CN2005001826
国際公開番号 WO2006114031
国際出願日 平成17年11月2日(2005.11.2)
国際公開日 平成18年11月2日(2006.11.2)
優先権データ
  • 200510068127.8 (2005.4.27) CN
発明者
  • 李 海峰
  • ▲楊▼ 斌
  • ▲馬▼ 世雄
出願人
  • 北大方正集▲団▼有限公司
  • 北京北大方正▲電▼子有限公司
  • 北京大学
発明の名称 デュアルフィードバックに基づく誤差拡散を用いた周波数変調スクリーンのための方法
発明の概要 【解決手段】本発明は、画像のハードコピーの分野でハーフトーン・ドットを作成する方法に関し、特にデュアルフィードバックに基づく誤差拡散を用いた周波数変調スクリーンのための方法に関する。公知の周波数変調及び振幅変調スクリーン技術では、低解像度(600dpi)での出力装置を用いて高品質の網点画像を出力することが困難であり、原画像の階調を詳細に示し、原画像の滑らかさを保持する十分な効果が達成され得ない。誤差拡散の基本的なアルゴリズムに基づくデュアルフィードバック技術により、本発明の方法は、従来の周波数変調スクリーン及び振幅変調スクリーンの有機的な組み合わせを実現し、混合されたスクリーンの効果を達成する。本発明の方法は、高品質及び全階調の網点画像を出力するために、低解像度での出力装置でドットの階調を失う問題を効果的に解決することができ、ランダム分布特性によって引き起こされるモアレを低減することができる。
従来技術、競合技術の概要



画像のハードコピーは、一般的にプリンタのスクリーン及び製版技術及び改良された印刷及び製版装置に関する。画像のハードコピーに用いられるスクリーン技術はデジタル画像網点の技術とも呼ばれる。デジタル画像網点の技術には、振幅変調スクリーン及び周波数変調スクリーンがある。振幅変調スクリーンの技術は集められたドットの配列ディザリングとも呼ばれ、作成された網点画像のカラードットは、ドットと呼ばれるカラー領域群を形成すべく、ペアで幾何学的に集められることを特徴とする。その技術は、原画像の階調を示すためにドットの面積を制御するため、ドットは振幅変調ドットと呼ばれる。





他方では、周波数変調網点画像は、画像の作成処理でカラードットが幾何学的に集められることを避ける。この技術は、単位面積でのカラードットの数を制御することにより原画像の階調を示す。周波数変調網点画像でのカラードットは集まりの形式で分布されないので、原画像の異なる階調はドット間の異なる平均距離に相当する。デジタル画像処理では画像の周波数は可変である。このようにしてこの技術は周波数変調スクリーンと呼ばれる。





印刷の分野では、振幅変調及び周波数変調の技術が画像のハードコピー処理に対して夫々利点と不利点とを有する。振幅変調ドットは、ドットの配置に対してある寸法(すなわち網点総数)と特定の規定角度(すなわち網点角度)とを有するので、表された画像のトーンは、実際の網点画像処理の間、何の質感を発生させることなく非常に一定である。このようにして、印刷された内容を有する対象物は「鮮明」に見える。しかしながら、実際の処理では、異なる角度及びわずかに異なる総数の網点画像が重ね合わされると、視覚的な干渉現象が総数及び角度の特性により一般的に生じる。この現象は印刷分野では「モアレ」と呼ばれる。更に、振幅変調ハーフトーン・ドットは、ドットの形状の特性をも有する。それゆえ、ドットの形状は、ジャンプの現象及び連続階調の損失を発生させるために、連続階調の変更の間ドットのサイズの変更と共に変更されるだろう。よく知られている「モアレ」及び階調のジャンプの現象は、実際の利用では避けられるべき又は抑制されるべきであるので、処理が改良される必要がある。従来の振幅変調スクリーンは参考文献:ポール エー.デラバスティータ(Paul A. Delabastita)著,「スクリーン技術:4カラー印刷でのモアレ(Screen Techniques: Moire in Four Color Printing)」,ティーエージーエー プロシーディングス(TAGA Proceedings),1992年,1:44-66に開示されている。





反対に、周波数変調ハーフトーン・ドットのサイズは不変であり(サイズは一般的に出力装置の画素のサイズに等しく、総数は存在しない)、ドットの分布はランダムディザリングの特性を有する(角度は存在しない)。それゆえ、振幅変調ドットでの「モアレ」及び階調のジャンプは完全に避けられる。しかしながら、ランダムドットの分布の特性により他の問題が生じる。周波数変調ハーフトーン・ドットの分布は完全にランダムであり、画像をはっきりさせるので、ランダム効果による質感は一般的に連続階調画像の中間階調に生じ、「暖かい」質感は一般的に淡い階調及び濃い階調に生じる。質感はランダム特性のために避け難い。更に、周波数変調ハーフトーン・ドットのサイズは、一般的に物理的装置の単一ドットのサイズに等しい。このようにして、物理的出力装置の状態が良くない場合、一般的に数ドットを失う。更に、周波数変調スクリーンは、一般的に処理の間特に淡い階調及び濃い階調で階調を失うので、画像が高品質で表され得ない。従来の誤差拡散アルゴリズムは、参考文献:ティー.エヌ.パパス及びディー.エル.ノイホ(T. N. Pappas and D. L. Neuho)著,「プリンタモデル及び誤差拡散(Printer Models and Error Diffusion)」,アイイーイーイー トランザクションズ オン イメージ プロシーディング(IEEE Transactions on Image Processing),1995年1月,第4巻 p.66-79に開示されている。





印刷及び製版の分野では、画像のハードコピーに用いられる出力装置は、一般的にレーザ写植機、レーザプリンタ、レーザインクジェットプリンタ等である。2タイプのハーフトーン・ドットは処理によって限定されるので、主として、振幅変調ドットがバックエンド印刷(back-end printing)でのレーザ写植機の分野で用いられ、周波数変調ドットがレーザプリンタ、インクジェットプリンタ等のデスクトップ型事務用機器の分野での装置に用いられる。全体として、周波数変調ハーフトーン・ドットのサイズは不変であり、あまりにも小さいので、周波数変調ハーフトーン・ドットの適用範囲は振幅変調ハーフトーン・ドットほど広くない。このようにして、物理的出力装置の精度、インクの吸着力及び印刷された内容を有する対象物が必要条件を満たしていない場合、周波数変調ハーフトーン・ドットによって作成されて表された画像の効果は、振幅変調ハーフトーン・ドットによって作成された画像とはほど遠い。その理由は、振幅変調ハーフトーン・ドットのサイズが、十分なインクが印刷された内容を有する対象物に確実に吸着されるように異なる階調で変更されているためである。





誤差拡散技術に基づく周波数変調ハーフトーン・ドットの効果は詳細には振幅変調ハーフトーン・ドットより良い。振幅変調ハーフトーン・ドットの適用は上述した不利点のため限定され、改良されるべきである。

【特許文献1】

国特許出願公開第2004/0190071号明細書

産業上の利用分野



本発明は、画像のハードコピーの分野でのハーフトーン・ドットを作成する方法に関し、特にデュアルフィードバックに基づく誤差拡散を用いた周波数変調スクリーンのための方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
デュアルフィードバックに基づく誤差拡散を用いた周波数変調スクリーンのための方法において、
(1)原画像の画素に拡散処理を行なって得られる入力値g″(m,n)閾値の比較操作Tを実行し、前記操作の結果網点画像の前記画素の対応する出力値b(m,n)に変換
(2)前記画素の前記出力値b(m,n)と同一画素の入力値g′(m,n)とを比較して、b(m,n)とg′(m,n)との誤差値e(m,n)を得る
(3)誤差拡散フィルタeを介して前記誤差値e(m,n)に予め設定された重量分布係数を乗じ、その後結果を注目画素の周囲の未処理の画素に拡散し、画素に拡散された誤差値を、前記原画像の前記画素の値g(m,n)に加重的に加えて前記原画像の前記画素の新たな入力値g′(m,n)を得る
(4)拡散フィルタwを用いて注目画素の前記出力値b(m,n)に基づき乗算処理を実行した結果をディザリングアルゴリズムで周囲の対応する未処理の画素に拡散した処理結果を、前記画素に対応して得られた前記新たな入力値g′(m,n)に加重的に加えて前記画素の前記入力値g″(m,n)を得る
記ステップ(4)は前記ステップ(2)及び(3)と平行に操作され、
前記拡散フィルタwの前記ディザリングアルゴリズムは以下の処理を用いる
【数4】


但し、
fRandはディザリングを微調整するためのパラメータ、
R(m,n)は注目ドットを走査するためのランダム値でのパラメータ、
R_MAXはランダムパラメータR(i)の最大限度、
cDitherはディザリングの振幅を調整するためのパラメータ、
dw

0

-dw

3

はディザリング後の異なる方向での前記拡散フィルタwの拡散重量係数である
(5)全ての画素の前記入力値g(m,n)が処理されるまで前記ステップ(1)-(4)を繰り返す
の各ステップを備えることを特徴とする方法。

【請求項2】
前記ステップ(1)は、前記原画像が走査されるとき双方向の走査処理を用い、前記原画像の連続して走査される各列に対して、ある列が左から右に走査される場合、その後次の列が右から左に走査され、残りは前記列の全てが完全に走査されるまで類推によって推定されることを特徴とする請求項1に記載の方法。

【請求項3】
前記ステップ(3)での前記誤差拡散フィルタeは以下の拡散の原理及び重量分布モードを用いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の方法。
【数1】


但し、**は前記注目画素の位置を示し、他の位置での算術比は夫々前記注目画素に対する拡散重量係数を示し、該拡散重量係数は[0,1]に属し、以下の式を満たす
2×d1 +4×d2 +2×d3 +2×d4 +2×d5 ∈[0,1]

【請求項4】
前記ステップ(4)での前記拡散フィルタwの拡散モードは以下のように設定されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の方法。
【数2】


但し、走査方向は左から右であり、**は前記注目画素の位置を示し、他の位置でのパラメータは夫々前記注目画素に対する拡散重量係数を示し、前記パラメータは[0,1]に属し、以下の式を満たす
wsum=(w0 +w1 +w2 +w3 )∈[0,1]

【請求項5】
前記ステップ(4)での前記拡散フィルタwの拡散モードは以下のように設定されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【数3】


但し、走査方向は左から右であり、**は前記注目画素の前記位置を示し、前記他の位置での前記パラメータは夫々前記注目画素に対する前記拡散重量係数を示し、前記パラメータは[0,1]に属し、以下の式を満たす
wsum=(w0 +w1 +w2 +w3 )∈[0,1]
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008508051thum.jpg
出願権利状態 登録
分野
  • 電気
  • 物理学
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