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マルチビット深度の画像装置でFM/AM混在格子点及び格子点形状を制御する方法

国内特許コード P150011635
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2008-536907
公表番号 特表2009-514274
登録番号 特許第4499176号
出願日 平成18年4月29日(2006.4.29)
公表日 平成21年4月2日(2009.4.2)
登録日 平成22年4月23日(2010.4.23)
国際出願番号 CN2006000857
国際公開番号 WO2007048290
国際出願日 平成18年4月29日(2006.4.29)
国際公開日 平成19年5月3日(2007.5.3)
優先権データ
  • 200510116636.3 (2005.10.26) CN
発明者
  • 李 海峰
  • ▲揚▼ 斌
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 マルチビット深度の画像装置でFM/AM混在格子点及び格子点形状を制御する方法
発明の概要 【解決手段】本発明は、マルチビット深度の画像装置でのFM/AM 混在格子点及び格子点形状を制御する方法を開示する。先行技術では、様々な階調レベルでの格子点形状の再生が、ランダム誤差拡散の理論に完全に基づいており、マルチビット格子点の動的制御出力方法によって影響を受けるので、ある階調レベルでの格子点形状の可制御性を保証するのは困難である。本発明は、先行技術に基づいて、隣接した出力階調での動的統計アルゴリズムを導入しており、格子点形状の可制御性を保証して、誤差拡散の不均一性による格子点形状の変更のランダムさを解決する。本発明の方法を採用すると、公知のマルチビットのFM/AM 混在グリッド方法に基づき、画像装置の格子点の要望に応じて、マルチビットの画像装置の特性が完全に発揮され、制御された格子点形状の変更のFM/AM 混在ハーフトーングリッド効果を低解像度で与えることができ、実際の出力での混在ハーフトーン格子点の粒状感の問題が解決されて、階調レベルの滑らかさの効果が保証される。
従来技術、競合技術の概要



画像の複写のためのハードコピーは、一般的にプリンタ、及び改良された印刷及び製版装置のためのスクリーニング及び製版技術に関する。ハードコピーで画像を複写するために用いられるスクリーニング技術は、デジタル画像ハーフトーン技術とも呼ばれる。デジタル画像ハーフトーン技術は、振幅変調(AM)スクリーニングと周波数変調(FM)スクリーニングとを備える。振幅変調スクリーニング技術は、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色のついた点が、ドットと呼ばれるカラー領域のクラスタを形成すべく、ペアで幾何学的に集められることを特徴とする。この技術は、原画像のグレーレベルを表わすためにドットのサイズを制御するので、ドットは振幅変調ドットと呼ばれる。





先行技術にはFM及びAMスクリーンに基づいた混在スクリーニング技術について、本出願者は、中国特許出願「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ニングのための方法」(2005年9月14日に公開された出願番号No.200510068127.8 )を出願しており、開示された技術は、主にシングルビット又はマルチビット深度の画像装置でドットを生成するための一般的なアルゴリズムに基づいている。実際の装置を用いたドットの出力中では、従来の方法を用いた様々な階調でのドットの形状の再生が、ランダム誤差拡散の理論に絶対的に基づいているので、ある階調でのドットの形状の可制御性を保証するのは困難である。更に、マルチビットのドットの形状について、マルチビット深度の画像装置ではマルチビットのドットのための動的制御出力機構の影響により制御するのは困難であるので、出力マルチビットのドットの形状及び特徴は、階調の増加する均一性等、マルチビットのドットが有すべき特徴を有していない。実際の出力中では、(ドットのサイズの不一致及び全体画像での粒状感等)いくつかの問題が出力画像の質に不利な影響を与える。





マルチビット深度の画像装置によって出力されたFM-AM 混在ハーフトーンドットは、AMドットのサイズの特徴を有するので、様々な階調でのドットのサイズの変更は、AMドットと類似している。すなわち、ドットのサイズは階調の増加につれて増大する。低密度ゾーンでは、ドットは独立して、互いに離れている。中密度ゾーンでは、ドットのサイズは増大し、独立したドット及び重なるドットが共存するように、ドットの内のいくつかは互いに重なっている。不均一性は、異なるドットの形状には異なる特徴をもたらし、出力ドットの質に関する一連の問題になるので、2つの密度ゾーンでのドットの特徴に不利な影響を与える。従って、マルチビット混在ドットの質に関して、主な問題は、低密度及び中密度ゾーンでドットの形状の適合性をいかに制御するかである。

【特許文献1】

国特許出願公開第2004/130753号明細書

産業上の利用分野



本発明は、画像の複写のため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、特にマルチビット深度の画像装置でFM-AM 混在ドットの形状を制御する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
マルチビット深度の画像装置でのFM-AM 混在ドットの形状を制御する方法において、
ステップ1) 前記画像装置のビット深度n を考慮して間隔[0,255] を2n-1階調に平均的に分割する
[0, R1], (R1, R2], … , (Ri-1, Ri], … (R2n-2, 255]
但し、i は正の整数であり2n-2未満であり、ビット出力のドット・マトリクスの対応する範囲は、
(0, Out1), (Out1, Out2), … , (Outi-1, Outi), … (Out2n-2, 11…1)
であり、Outiはn-ビット深度の2進表示であり、
各階調の中心点の閾値Miは、階調のための閾値比較パラメータとしてサンプリングされる
ステップ2) 間隔[0,255] にn-ビット画像深度での任意の出力確率閾値Liを設定する
ステップ3) デュアルフィードバックの誤差拡散を用いたFM-AM 混在スクリーニング処理に基づき、2n-1階調(Ri-1,Ri) でドットを夫々処理する
ステップ4) 階調(Ri-1,Ri) での混在スクリーニングが達成されたとき、前記誤差拡散を用いた処理結果が蓄積されて得られ、注目ドットの形状を制御するための値ShapeCurと、前記出力確率閾値Liを考慮して、隣接した出力グレーレベルで、動的階調可変出力機構及び動的統計アルゴリズムを用いることによって、出力ドット・マトリクスデータを動的に算出する
を備えることを特徴とする方法。

【請求項2】
前記ステップ2)は、
2n-2個の整数L1,L2,…,Li,…,L2n-2をn-ビット画像深度での出力確率閾値として設定すること及び
前記装置の必要条件に基づき確率閾値を調整すること
を含む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4)は、
ステップ(a) 前記装置の線形出力の特徴を考慮して、ドットの形状を制御するために調整されるべき密度ゾーンを決定する
ステップ(b) 前記装置でのパルス幅を調整するためのパラメータ、密度ゾーンでのドットの既存のランダム形状、及び前記装置の安定性に関する必要条件を考慮して、調整されるべきドットの形状を決定する
ステップ(c) 前記ステップ(b) での調整されるべきドットの決定された形状、及び前記装置の画像の特徴を考慮して、ドットの所望の形状及び不要の形状を夫々決定する
ステップ(d) FM-AM 混在ドットの密度ゾーン及び既存の出力グレーレベル階調を考慮して、隣接した出力グレーレベルでの動的統計アルゴリズムを用いることによって注目ドットの周囲の制御されたドットを設定して、混在ドットの出力範囲パラメータを算出する
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。

【請求項4】
前記ステップ(d) での動的統計アルゴリズムは、
ステップi) 注目ドットに先行するドットの出力グレーレベルをa とし、出力グレーレベルa のドットに先行するドットの出力グレーレベルをb とする
ステップii) 注目ドットの上にあるドットの出力グレーレベルをc とし、出力グレーレベルc のドットに先行するドットの出力グレーレベルをd とし、出力グレーレベルc のドットに続くドットの出力グレーレベルをe とする
ステップiii) 出力グレーレベルc のドットの上にあるドットの出力グレーレベルをf とする
ステップiv) 注目ドットの周囲の出力グレーレベルの統計パラメータを以下のように設定する
Sum1=a+c+d Sum2=a+b Sum3=c+f
但し、Sum1は、注目ドットの周囲の2×2マトリックスでの出力グレーレベルの重みが加えられた合計を表し、Sum2は、注目ドットに水平に先行する2ドットの出力グレーレベルの重みが加えられた合計を表し、Sum3は、注目ドットに垂直に先行する2ドットの出力グレーレベルの重みが加えられた合計を表す
を含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。

【請求項5】
前記ステップ4)での動的階調可変出力機構は、
前記値ShapeCurを考慮して注目ドットの偽似乱数値Fi以下の式1にて生成し、
生成した偽似乱数値Fi及び前記閾値Liを用いた以下の式2に基づき出力ドット・マトリクスデータを動的に算出する請求項1乃至4のいずれかに記載の方法。
Fi=random(ShapeCur) 式1
但し、偽似乱数関数randomは、コンパイル環境で自動的に生成され、Fi∈[0,255] であ
【数1】



【請求項6】
出力グレーレベルを動的に制御する以下の2処理が前記ステップ4)で用いられ、前記2処理は、すなわち、動的階調可変出力の処理、及び隣接した出力グレーレベルでの動的統計処理であることを特徴とする請求項5に記載の方法。

【請求項7】
前記ステップ3)は、
ステップ(a) 原画像での注目画素の最後の入力値g"(m,t) に対して閾値比較の操作T を実行し、その後、操作の結果を網点画像のための注目画素の対応する値b(m,t)に変換する
ステップ(b) 画素の値b(m,t)を、注目画素の入力値g'(m,t) と比較して、b(m,t)とg'(m,t) との差を得る、但し、前記差は誤差値e(m,t)であり、前記入力値g'(m,t) は閾値を得るために用いられる
ステップ(c) 誤差値e(m,t)を、拡散フィルタe により予め設定された重み付け分布係数と乗算して、その後、乗算結果を注目画素の周囲の未処理の画素に拡散する、但し、原画像の対応する画素の入力値 g'(m,t) を得るために、注目画素の周囲の未処理の画素への各拡散結果を、原画像の対応する画素の原入力値g(m,t)に加重的に加算する
ステップ(d) 注目画素を囲む対応する未処理の画素に処理結果を夫々拡散し、対応する画素の最後の入力値g"(m,t) を得るために、原画像の対応する画素の原入力値g(m,t)に、拡散された各処理結果を加重的に加算する、但し、処理結果は、拡散フィルタw を用いて注目画素の出力値b(m,t)に乗算操作を実行し、ディザリングアルゴリズムで乗算操作の結果を処理することにより得られ、前記ステップ(d) は前記ステップ(b) 及び(c) と並行して実行される
ステップ(e) 前記ステップ(a)-(d) を、すべての画素の原入力値g(m,t)が処理されるまで繰り返す
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。

【請求項8】
前記ステップ(a) は、原画像を走査するとき、双方向走査の処理を用い、ある行が左から右に走査されるとき、続いて次の行は右から左に走査されることを特徴とする請求項7に記載の方法。

【請求項9】
前記誤差拡散フィルタe は以下に示す拡散原理と重み付け分布モードとを用いることを特徴とする請求項7又は8に記載の方法。
【数2】


但し、**は注目画素の位置を表わし、他の位置での各算術比は、注目画素に対する拡散重み付け係数を表わし、拡散重み付け係数は[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10】
前記拡散フィルタw の拡散モードは以下に示すように設定され、
【数3】


但し、走査方向は左から右であり、**は注目画素の位置を表わし、他の位置での各パラメータは、注目画素に対する拡散重み付け係数を表わし、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]
前記ステップ(d) での拡散フィルタw のためのディザリングアルゴリズムは、以下に示す通りであることを特徴とする請求項9に記載の方法。
【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であり、R(m,t)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であり、R_MAX はランダムパラメータR(i)の最大値であり、cDither は、ディザリングの振幅を調整するためのパラメータであり、dw0 ~dw3 は、ディザリング後の異なる方向での拡散フィルタw の拡散重み付け係数である
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008536907thum.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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