JP3301770B2

JP3301770B2 - 改良された誤差拡散制御で１以上のカラー面に印刷を行う方法

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Publication number: JP3301770B2
Application number: JP22282091A
Authority: JP
Inventors: シー・エス・チャン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1990-09-12
Filing date: 1991-09-03
Publication date: 2002-07-15
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: EP0474985A3; JPH04281672A; DE69127599T2; DE69127599D1; EP0474985A2; US5140432A; EP0474985B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は一般にインクジェット
印刷と電子写真印刷あるいはレーザー印刷の両分野にお
けるモノクロ及びカラー印刷に関する。より詳細にはこ
の発明は、インクジェット印刷と電子写真印刷の両方に
用いる新しい画素割当の方法及び誤差拡散とグレースケ
ールのマッチング方法に関し、これらの印刷法によって
得られるハードコピー出力の解像度と印刷品質を向上さ
せることを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】上記のモノクロ及びカラー印刷の分野に
おいては、グレースケール印刷技術が用いられてきてお
り、そこでは２５６のレベルの完全なグレースケールが
通常１６あるいは３２のレベルのグレーテーブルに細分
化される。これらの細分化されたグレーレベルは走査さ
れた画像の情報を複数の画素に印刷し、１つあるいはそ
れ以上のカラー面に再生画像を形成する過程を制御する
のに用いられてきた。選択されたグレーテーブルの印刷
可能なグレーレベルの値とスキャナで読み取った画像の
実際の走査された画素値との間の剰余差は、走査された
ばかりの画素あるいは超画素を取り囲む１つあるいはそ
れ以上の画素に誤差拡散される。これらの誤差拡散処理
は私の以下の同時係属中の申請と発行済み特許に様々に
説明されており、これらはすべて本譲渡人に譲渡された
ものであり、ここにはすべて参考として掲げるものであ
る。

【０００３】１．１９９０年５月２日発行の米国特許
４，９３０，０１８号は「Method and System for Enha
ncing the Quality of Both Color and BlacK and Whit
e Images Produced by Ink Jet Printers（インクジェ
ットプリンタにより生成されたカラー画像及び白黒画像
の双方の画質を向上させるための方法及びシステム）」
と題する。

【０００４】２．１９８９年５月１７日出願の米国特
許出願３５３，８５９号は「Methodand System for Pro
viding Closed Loop Color Control Between a Scanned
Color Image and the Output of a Color Printer（被
走査カラー画像とカラープリンタ出力の間の閉ループカ
ラー制御を行うための方法及びシステム）」と題する。

【０００５】３．１９９０年２月２５日出願の米国特
許出願４８４，７１３号は「Methodand System for Rep
roducing Monochromatic and Color Images UsingOrder
edDither and Error Diffusinon（順序付けディザ及び
誤差拡散を用いたモノクロ及びカラー画像再生方法及び
システム）」と題する。

【０００６】４．１９９０年４月２７日出願の米国特
許出願５１５，９４６号は「Methodand System for Enh
ancing the Quality of Both Color and Black and Whi
teImages Produced by Ink Jet and Electrophotograph
ic Printers（インクジェットプリンタ及び電子写真式
プリンタにより生成されたカラー画像及び白黒画像の双
方の画質を向上させるための方法及びシステム）」と題
する。

【０００７】上記の同時係属中の特許出願はすべてモノ
クロ及びカラー印刷の両分野における新しくまた有用な
改良を開示し、特許請求するものであり、この発明が有
用である型の画素割当及び誤差拡散印刷処理を説明して
いる。これらの同時係属中の特許出願に説明する誤差拡
散処理は、とりわけフロイド（Floyd）とシュタインバ
ーグ（Steinberg）の４ポイントアルゴリズムとシュツ
ッケ（Stucke）の１２ポイントアルゴリズムを走査され
たばかりの画素あるいは超画素を取り囲み、かつ印刷可
能なグレースケールの個々のレベル画素値とスキャナに
よって変換された実際の入力画像のグレースケール画素
データとの誤差に対応する隣接する画素への誤差拡散を
制御するのに有用なものとして引用している。これらの
アルゴリズムは、上記の誤差剰余ドットが一定の割り当
てられた重みで拡散される走査されたばかりの画素ある
いは超画素を取り囲む画素の正確な位置をあらかじめ決
めるような方法で誤差拡散処理中の画素の割り当てを制
御するのに用いることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明の広義の目的
と主たる対象は、たとえば特定の画素位置に特定かつ一
定の誤差剰余値を割り当てるための特定のアルゴリズム
を採用するもののような、上記のフロイド（Floyd）と
シュタインバーグ（Steinberg）、シュツッケ（Stuck
e）その他の誤差拡散画素割当法の従来技術に関して、
新規のそれらに代わる方法と改良された誤差拡散処理を
提供することである。この発明による新規の方法と装置
は多数の記憶された誤差拡散点のセットの内の１つを精
密に一致させ、ここで走査されたばかりの超画素（supe
r pixel）を取り囲む「局部領域」と定義する、前に走
査された多数の画素あるいは超画素の上に発現するグレ
ースケールのプロファイルあるいは輪郭に複合誤差拡散
プロファイルを定義するのに用いることができる。

【０００９】ここで「プロファイル」及び「輪郭」とい
う用語は、(1) 所定の数の画素あるいは超画素からなる
既知の大きさの前に走査された領域内に発現するグレー
レベルと階調、(2) 走査されたばかりの超画素の誤差余
剰数が再分割される誤差拡散「ポイント」のセットのそ
れぞれの位置と相対的な重み、の両方を定義するために
同義的に用いられる。「階調」という用語はここではプ
ロファイル線に直交する方向の発現するグレーレベルの
輪郭あるいはプロファイル線の傾斜を意味する。ポイン
トの「セット」内のそれぞれの誤差拡散ポイントは位置
Ｌと相対的なグレーレベルの重みＷによって規定され、
これらは具体的に選択された誤差拡散セットのプロファ
イルあるいは輪郭を規定する。

【００１０】この発明の他の目的によれば、またこの新
しい誤差拡散法を用いれば、走査変換され、印刷された
画像の解像度を著しく向上させ、また画像中の「ウォー
ム（worms）」の発達を最小限とするような方法で誤差
拡散画素割当処理が実行される。この解像度の向上によ
ってモノクロあるいはカラープリンタのハードコピー出
力の印刷品質が向上する。

【００１１】この発明のもう１つの目的は、印刷されて
いる画像中の印刷される誤差拡散プロファイルの誤差拡
散輪郭とグレーレベル階調全体を精密に制御するために
極めて簡便なデータ記憶とデータ比較信号処理が行われ
る、上述したタイプの新しい、改良された画像変換、誤
差拡散、カラー及びモノクロ印刷処理法を提供すること
である。

【００１２】この発明のさらに別の目的は、誤差拡散が
非常に高い演算効率で実行される、上述したタイプの新
しい、改良された画像変換及び印刷処理法を提供するこ
とである。

【００１３】この発明の新規の特徴は、走査された画像
のグレースケール画素値と選択されたグレーテーブル内
の印刷可能なグレーレベル値の余剰差に等しい誤差拡散
された値が走査されたばかりのあるいは処理されたばか
りの超画素を取り囲む超画素に分配される、上述したタ
イプの適応性のある誤差拡散処理が提供されることであ
る。この誤差剰余差は、予め選択された位置と相対的な
重みを有するプロファイル、あるいは誤差拡散ポイント
で周囲の超画素に分配される。これらのポイントは現在
処理中の超画素の局部領域内のグレースケール輪郭を精
密に一致させる誤差拡散プロファイルあるいは輪郭を規
定する。この局部領域は所定の数の前に走査された画素
あるいは超画素からなり、この局部領域の大きさは画素
あるいは超画素の大きさ及び上記の処理されたグレース
ケール階調に応じて変えることができる。

【００１４】この発明の他の特徴は誤差拡散値Ｒを発生
する手段と所定数の前に走査された画素のグレースケー
ルプロファイルを精密に一致させる誤差拡散プロファイ
ルあるいは輪郭を規定する相対的な重みと位置を有する
選択された誤差拡散ポイントのセットに従ってＲを再分
割する手段を含む閉ループ誤差拡散制御手段を含む、上
述したタイプの画像変換及び印刷装置を提供することで
ある。再分割された誤差拡散セットのそれぞれの出力情
報は誤差拡散すべき位置と相対的な重みを規定する。こ
れらの予め選択された誤差拡散ポイントのセットを用い
ることによって、実時間計算あるいは「オンザフライ」
式計算のいずれか、及び前に走査された超画素のグレー
スケールプロファイルの発現に対する実際の値に基づい
たＲの分配に必要とされた計算と比較して、このシステ
ムの計算速度を増すことができる。「オンザフライ」式
計算とはここでは、走査及び計算のペースあるいは速度
を実時間以外で制御できることを指し、ここで「実時
間」とは画像変換読み出しが画像スキャナと同じ速度で
行われなければならないことを意味する。

【００１５】この発明の他の特徴はインクジェット印刷
あるいは電子写真印刷のいずれかとともに用いることの
できる、上述したタイプの適応性のある誤差拡散処理を
提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的や特徴を達成
するために、この発明の方法は各誤差拡散ステップの前
に、印刷画像の形成に用いられる１つあるいは複数のカ
ラー面のそれぞれにおいて発現しつつある空間的グレー
スケールプロファイルを判定するために、走査される領
域内で発現する所定数の前に走査された超画素の走査さ
れたグレーレベル値を検査するように動作する。従っ
て、それぞれの誤差拡散は走査されたばかりの局部領域
の相対グレーレベルに比例する相対的重みとその局部領
域内のグレーレベル階調に反比例する拡散長（位置）で
分配される。このように、走査される画像中に発現する
変わっていくグレースケールプロファイルの方向に誤差
剰余Ｒを拡散することによって、方向的に重み付けさ
れ、また制御された誤差拡散の配置はハードコピー出力
に変換された画像の周波数応答特性と全体的な解像度及
び印刷品質を向上させるという所望の効果をもたらす。

【００１７】一般的に、１つあるいはそれ以上のカラー
面における印刷に用いることのできるこの発明による新
規の方法には以下のステップが含まれる。

【００１８】a. 選択されたグレーテーブル内の個々の
グレーレベル値に等しい複数の画素あるいは超画素のそ
れぞれにドットローディングを印刷するステップ。

【００１９】b. 印刷可能なグレーレベル値と画像スキ
ャナ等で変換された入力画像画素データの間の誤差剰余
差に対応する誤差剰余ドットローディングを発生するス
テップ。

【００２０】c. 上記ステップ(a)の走査されたばかり
の画素あるいは超画素を取り囲む超画素あるいは画素
に、所定数の前に走査された画素あるいは超画素によっ
て規定される領域内に発現するグレースケールプロファ
イルによって定まる方向に誤差拡散ドットローディング
を拡散するステップ。このようにして、誤差拡散の輪郭
が連続的に変わる走査画像のプロファイルに一致するよ
うに連続的に適合される。この発明のより具体的な請
求項によれば、この処理は１つあるいはそれ以上のカラ
ー面内の走査変換された画像画素値と選択されたグレー
テーブルの複数のレベルのうちの１つに対応する印刷可
能なグレーレベル値との間の誤差剰余差を分配する方法
を意図したものである。この処理にはまずある与えられ
た走査された領域内に複数の列と行を成す一連の超画素
を走査するステップを含む。各超画素内のすべての値が
合計され、信号処理装置の１つの段に記憶され、次にす
べての副超画素が、和信号Ｓ、グレーレベル出力信号
Ｇ、及び誤差剰余信号Ｒを発生するために別の段で合計
される。Ｒの値は実際にはスキャナによって読み取られ
る１つあるいはそれ以上のカラー面の走査変換された画
像データとグレーテーブルの複数の異なるレベルに対応
する印刷可能なグレースケールの分割された、あるいは
商の値Ｇとの間の差に等しい。

【００２１】この発明の実施例によれば、所定数の記憶
された誤差拡散プロファイルを有する誤差拡散プロファ
イル記憶段が設けられる。それぞれのプロファイルは誤
差拡散ポイントの多数の異なる利用可能な誤差拡散出力
セットを含み、それぞれのセットは局部の前に走査され
たグレースケールプロファイルあるいは輪郭に精密に一
致している。

【００２２】ある与えられたより大きな超画素内の前に
走査された各副超画素内の合計され、記憶された値は発
現するグレースケールプロファイルを得るために測定さ
れ、このグレースケールプロファイルは次に最も近い利
用可能な誤差拡散ポイントのセットに整合される。これ
は特定の誤差拡散ポイントのセットＥを選択するために
行われ、このセットは前に走査された局部画素領域内に
発現しているグレーススケールプロファイルに最も精密
に一致した数の位置と相対的重みを有する。

【００２３】次に、上記のように求められた誤差拡散セ
ットＥは各カラー面の前に走査されたすべての走査画素
について予め合計され、記憶されたデータと組み合わさ
れ、値Ｅは多数の誤差拡散位置に、誤差拡散プロファイ
ル記憶段から選択された誤差拡散ポイントのセットによ
って規定される相対的重みと位置関係で分配される。こ
のようにして、誤差拡散Ｅは走査されたばかりの超画素
を取り囲む超画素に、上記のように規定された局部領域
内に発現するグレースケール輪郭あるいはプロファイル
に最もよく一致した誤差拡散輪郭となるよう分配され
る。

【００２４】以下に説明するこの発明は方法の形式と、
電子写真プリンタとインクジェットプリンタ、及びモノ
クロプリンタとカラープリンタの両方に用いることので
きる新しいデータ処理装置と信号処理法を定義する手段
及び機能システムの形式の両方で特許請求するものであ
る。

【００２５】この発明の他の様々な利点及び特徴は添付
図面についての以下の説明を参照してよりよく理解され
るであろう。

【００２６】

【実施例】図１について説明すると、典型的な電子写真
あるいはインクジェットカラープリンタは赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、及び青（Ｂ）のフォーマット変換段12を駆動す
るように接続された入力走査変換段あるいはスキャナ10
を有し、フォーマット変換段12はシアン（Ｃ）、マゼン
タ（Ｍ）、黄（Ｙ）、及び黒（Ｋ）のカラー変換段14を
駆動するように接続されている。ＲＧＢ−ＣＭＹＫカラ
ー変換段14の出力信号はこの発明に従って構成された適
応型誤差拡散段あるいはシステム16に入力データを提供
するように接続されている。適応型誤差拡散システム16
からの出力データはカラーインクジェットプリンタある
いは電子写真プリンタ18を駆動するように接続されてい
る。スキャナ10、ＲＧＢフォーマット変換段12、ＣＭＹ
Ｋ変換段14及びカラープリンタ18の上述したシステム構
成の接続と動作をより詳しく説明するために、カラー走
査変換及び印刷装置のこれらの構成要素の様々な側面や
一般的な動作を説明する前述した同時係属中の出願や発
行済み特許のいずれか、あるいはすべてを参照すること
がある。

【００２７】図２について説明すると、スキャナ10によ
って走査される画像領域は通常５つの列と４つの行の超
画素からなり、説明の目的から各超画素20はさらに３つ
の列と３つの副超画像22に細分化されている。それぞれ
の副超画素22は２×２の配列の画素24に細分化されてお
り、ここで画素をアドレス指定可能な最小の走査領域と
定義する。従って、スキャナ10の解像度が３００ドット
／インチ(dpi)である場合、画素の幅は１／３００イン
チである。

【００２８】図２において超画素20はスキャナ10によっ
て処理された最新の領域を表し、隣接する斜線を施した
超画素は前に処理された超画素を表す。「処理された」
とはここでは画素割当と誤差拡散のステップを説明する
のに用い、これらのステップにはスキャナ10による実時
間走査、あるいは組み合わせの走査を行い、続いて走査
された情報をメモリに記憶する過程が含まれる。この用
語はまた走査された画像のハードコピー出力上での実際
の印刷あるいはＣＲＴディスプレー等での画像の表示を
指す。従って、「処理された」とはグレーレベル割当値
とそれに対応する誤差拡散値の両方がすでにこの信号及
びデータ処理装置とここに説明する方法によって決定さ
れていることを意味する。このように、超画素20を処理
する前に超画素28、30、32、34、36、38、40、42及び44
は左から右の順に処理済みであり、他の超画素46、48、
50、52、54、56、58、60、62及び64は、図２に示す４×
５の超画素走査マトリックスの全走査領域を完成するた
めに走査されねばならない。

【００２９】上述した同時係属中の申請と発行された米
国特許４，９３０，０１８号の詳細に説明し、参照した
シュツッケ（Stucke）、フロイド（Floyd）あるいはシ
ュタインバーグ（Steinberg）によって開発されたもの
のような従来の誤差拡散処理によれば、領域20のよう
な処理されたばかりの超画素に対しては、誤差剰余拡散
Ｒはあるアルゴリズムに従ってそれを取り囲む超画素4
6、50、52及び54に行われ、このアルゴリズムは単にこ
れらの周囲の超画素にそれぞれゼロの値、あるいは所定
の整数値及び上記のアルゴリズムか他のよく用いられ、
知られているアルゴリズムに従って得られた誤差剰余値
Ｒの細分化したものを割り当てるだけである。しかし、
これらのアルゴリズムによる誤差拡散割当では全体的な
誤差拡散プロファイル（あるいは輪郭）を得られない。
また、走査変換と印刷処理の解像度を最適化し、それに
よって印刷品質を最適化する関連のグレースケール階調
も得られない。前に述べたように、この発明が目的とす
るのはこの問題の解決であり、この解像度と印刷品質の
最適化である。

【００３０】図３について説明すると、適応型誤差拡散
段あるいはシステム16は入力超画素スキャナ段10と出力
カラーあるいはモノクロプリンタ段18の間に位置する各
種の構成要素を囲む点線によって表される。適応型誤差
拡散システム16は入力総和及びメモリ段66を含み、この
段はスキャナ10からの１つの入力68を介して副超画素デ
ータを受け取るように接続されており、それぞれのより
大きな超画素20内のそれぞれの副超画素（図２の22）内
のすべてのグレースケール値の総和を取り、記憶する動
作をする。総和及びメモリ段66からの出力データはライ
ン70を介して第２の総和段72への入力として加えられ、
この第２の総和段72ではスキャナ10によって実際に走査
されたすべての総和された副超画素情報が出力ライン74
に発生し、分割段76に与えられる。分割段76はライン74
上の総和された出力データＳをライン76上の個々のグレ
ーテーブルとグレーレベルデータＧに分割するように動
作し、これが出力ライン80に見えるように次に詳しく説
明する調整制御段82に与えられる。このグレーレベルデ
ータＧはたとえば周知のグレースケールの２５６の全レ
ベルを表し、デジタル化するグレーテーブルの１６ある
いは３２の細分化されたレベルのうちの１つにある。

【００３１】総和されたデータＳとグレーレベルデータ
Ｇはそれぞれライン84及びライン86を介して剰余計算段
88に追加され、そこで誤差剰余信号Ｒの絶対値がライン
90上に生成され、誤差拡散プロファイル比較選択段92へ
の入力ラインの１つとして加えられる。プロファイル比
較選択段92は総和及び記憶メモリ段66と誤差拡散プロフ
ァイル記憶段（あるいはルックアップテーブル−ＬＵＴ
段）98からそれぞれ接続された２つの追加入力94及び96
を有し、この誤差拡散プロファイル記憶段（あるいはル
ックアップテーブル−ＬＵＴ段）98は選択された誤差剰
余入力データＥを処理されたばかりの超画素20に隣接す
る図２の複数の超画素への分配を制御するための複数の
異なる予め選択された誤差拡散セットを記憶する働きを
する。従って、より大きな超画素20内の所定数の走査さ
れた副超画素のそれぞれにおいて発現するグレースケー
ル階調はライン94を介してプロファイル比較選択段92に
与えられ、そこで誤差拡散プロファイル記憶段98にある
利用可能なすべての拡散セットと比較される。この動作
は現在総和及び記憶段66において連続的に合計され記憶
されている発現中の超画素に輪郭一致させる上で最も近
い割り当てられた重みと位置を有する誤差拡散ポイント
のセットを選択するために行われる。

【００３２】このように、上に定義した局部領域中で走
査されているすべての副超画素のグレースケールプロフ
ァイルに最もよく一致するルックアップテーブル98中の
特定の誤差拡散セットが、分配された誤差剰余信号Ｒの
拡散位置と相対的重みを制御するために誤差拡散データ
Ｅを発生する手段として、プロファイル比較選択段92で
選択される。プロファイル比較選択段92を通過するこの
信号Ｒは、次にフィードバック結合100 を介して第２入
力あるいは誤差拡散信号Ｅとして総和及び記憶段66に与
えられる。ここに説明する方法と装置は予め記憶された
誤差拡散セットのデータを用い、このようなデータが走
査される画像の発現中のグレースケールのセットに正確
に比例して実時間で連続的に生成されることを要しない
ため、非常に高い計算速度で稼動することができる。

【００３３】このように、データ総和及び記憶段66はこ
の修正された誤差拡散データＥを高い計算速度で走査さ
れたばかりの超画素データに連続的に追加し、Ｒは分解
され、所定の誤差拡散位置と割り当てられた相対的重み
に細分化され、これらの隣接する超画素誤差拡散位置は
走査されたばかりの超画素の位置に対して決定される。

【００３４】従って、図３のライン78に発生し、ライン
80を介して調整制御段82に与えられるグレーレベル情報
Ｇは走査された超画素20のそれぞれについて連続的に更
新されることは容易に理解されよう。このようにして、
ライン80上の全情報Ｇは分割されたグレーレベルデータ
（Ｇ）と連続的に更新される方向付け及び重み付けされ
た誤差剰余データ要素Ｅの両方を含む。調整制御段82に
与えられる連続的に更新される情報（Ｇ更新）はそこで
修正され、続いて図示するようにカラーあるいはモノク
ロプリンタ18を駆動するよう接続されたオーダーディザ
リング出力段84に加えられる。

【００３５】オプションの調整制御段82はある超画素領
域に印刷される総ドット数が印刷品質の管理の目的上許
容可能な最大値を越えないようにするよう動作する。オ
プションのオーダーディザー段84は全体的解像度を最適
化し、画像変換システムの計算効率を向上させるために
より大きな画素あるいは超画素20内の画素あるいは副超
画素22の画素選択と画素印刷順序を制御するのに用いら
れる。上述したタイプのオーダーディザリング動作は電
子写真印刷やインクジェット印刷の分野では一般によく
知られており、従ってここでは詳述しない。しかし、調
整制御段82とオーダーディザリング段84の制御と動作は
ここに参考として掲げる前述の１９９０年２月２６日出
願の同時係属中の米国特許出願４８４，７１３号で少し
詳しく説明している。

【００３６】図４の（Ａ）から（Ｃ）を説明すると、図
４の（Ａ）には走査領域102を示し、この領域では輪郭
あるいはグレーレベルプロファイルが走査された超画素
の列を垂直方向に下に２列半進む間に徐々に密集してく
る。この状態のため、密集していくグレーレベル輪郭線
104の階調は矢印106に直交し、従って画素拡散の方向は
階調の矢印106の方向に垂直にしなければならない。

【００３７】同様に、図４の（Ｂ）に示す階調はグレー
レベル輪郭線108に示すように厳密に水平方向に進んで
いるため、誤差拡散の方向は矢印110の水平方向に従っ
たものでなければならない。図４の（Ｃ）において、走
査された領域のグレーレベル輪郭の方向がグレーレベル
輪郭線112に示すように斜め方向に進む場合、誤差拡散
は階調の矢印114の方向に行わなければならない。しか
し、図４の（Ａ）から（Ｃ）は単に方向の原理とこの発
明を実施するに際して用いられる考え方を説明するため
に用いたものであり、走査された画像の、図４の（Ａ）
から（Ｃ）の104、108及び112に示すようなグレーレベ
ル輪郭あるいはプロファイル線は、土地の地図上を伸長
する地形学上の等高プロファイルと似通っている。すな
わち、ある土地の平面高低図上のこれらの高低のプロフ
ァイルは画像変換処理中の走査される領域内のグレース
ケール及びグレーレベルプロファイルに似通っている。
この地形学的なグレーレベル輪郭は図５の（Ａ）及び
（Ｂ）に示す複数の輪郭線によってさらに次のように規
定される。

【００３８】まず図５の（Ａ）を見ると、処理されたば
かりの、あるいは走査されたばかりの超画素が126で示
され、それに隣接する斜線を付けた超画素は前に処理さ
れたものであり、白の領域は未処理である。従って、４
つの黒い矢印134、136、138、及び140はこの発明に従っ
て行われる誤差拡散の重み（Ｗ）と位置（Ｌ）を表す。
図５の（Ａ）と（Ｂ）の両方を見たとき、図５の
（Ｂ）には４つの隣接する超画素126、128、130、及び1
32の領域を横切り、等しいグレーレベル値を有する複数
の輪郭線116、118、120、及び122を示す。実際の副超画
素グレーレベル値の例を、４つの隣接する超画素126、1
28、130及び132のそれぞれの副超画素４分区間のそれぞ
れについて図５に示す。従って、図５の（Ｂ）を左から
右に見ていくと、５つの隣合う画像輪郭線116、118、12
0、122はそれぞれ75から80、90と大きくなるグレーレベ
ル値を有し、最後にはこの図の右側の100グレーレベル
の輪郭線にいたる。図５の（Ｂ）のこの進行するプロフ
ァイルとグレーレベル輪郭は、例えばそれぞれ位置の値
Ｌ₁からＬ₄及びグレースケールの重み付けされた値Ｗ₁
からＷ₄を有する４つの拡散ポイント134、136、138及び
140によって発生する。図５の（Ｂ）に示す例では、Ｗ₃
はＷ₂より大きくＷ₂はＷ₁より大きくＷ₁はＷ₄より大き
く、これらの相対的重みは図５のグレーレベル輪郭線の
この集団の強さあるいは「高低」レベルに対応する。図
５の（Ｂ）を時計回りに進むと、このグレーレベル輪郭
線の集団の階調によって決まる拡散長はＬ₄（の長さ）
がＬ₃より大きく、Ｌ₃がＬ₂より大きく、Ｌ₂がＬ₁より
大きい。

【００３９】一般に、グレーレベル輪郭線116、118、12
0及び122の集団の階調の傾斜は処理されたばかりの超画
素からの位置の値Ｌ₁からＬ₄の拡散長に比例する。すな
わちこの階調の傾斜が急峻であるほど、拡散長Ｌ₁から
Ｌ₄は短い。また一般に細分化された誤差拡散数あるい
はＲの小部分は発現中のプロファイルあるいは輪郭線の
グレーレベル強度に比例する。従ってグレーレベル輪郭
線の集団に直交する階調が急峻であるほど処理されたば
かりの超画素から位置Ｌ₁からＬ₄までの拡散長は短くな
る。そして、対象となる前に処理された領域の上に発現
中のグレーレベルプロファイルあるいは輪郭線の集団の
（土地の地形学的地図上の高低に対応する）グレーレベ
ルの強度が高いほど、対応する誤差拡散位置Ｌ₁からＬ₄
のそれぞれに対して割り当てられる重みＷ₁からＷ₄は大
きくなる。

【００４０】また誤差剰余を相対的な重みＷ₁からＷ
₄（ここでＷ₁＋Ｗ₂＋Ｗ₃＋Ｗ₄＝1.0）によって定まるパ
ーセンテージで１つ以上の画素上にあるいは１つ以上の
画素中に分配することもこの発明の範囲に含まれる。例
えば、ある相対的な重みの群についてＷ₁＝0.4、Ｗ₂＝
0.50、Ｗ₃＝0.10、Ｗ₄＝０である場合、40％の誤差拡散
をいくつかの隣接する画素上にＬ₁の方向に拡げること
ができ、50％の誤差拡散をいくつかの隣接する画素上に
Ｌ₂の方向に拡げることができ、10％の誤差拡散をいく
つかの隣接する画素上にＬ3 の方向に拡げることがで
き、重みの配分は隣接する画素間で異なるものとするこ
とができる。

【００４１】この発明の精神と範囲から逸脱することな
く上述の実施例に様々な変更を加えることができる。例
えば、画素、副超画素、超画素といった関連用語の使用
については制約や限定的な解釈はない。それはこれらの
用語は例としてのみ用いられる関連用語であるためであ
る。さらに、ここに特許請求する新しい誤差分配及び拡
散処理を説明し実行するための図３に具体的に示した閉
ループ制御システムは、この適応性のある誤差拡散法を
採用することのできるいくつかの利用可能な画像処理及
び変換システムのうちの１つに過ぎない。

【００４２】また、固定した重みＷ₁からＷ₄のセットを
変更可能な位置の値Ｌ₁からＬ₄のセットと組み合わせて
用いることができる、あるいは逆に固定した位置の値Ｌ
₁からＬ₄のセットを連続的に変化する誤差拡散重みＷ₁
からＷ₄のセットと組み合わせて用いることのできる誤
差拡散アルゴリズムを採用することもこの発明の範囲に
含まれる。いずれの場合も、両方のパラメータを同時に
変化させず、ＷあるいはＬのいずれかを連続的に変化さ
せるだけで、ＷとＬの値の両方が常に所定のアルゴリズ
ムに従って一定の値とされるシュツッケ（Stucke）、フ
ロイド（Floyd）あるいはシュタインバーグ（Steinber
g）等の従来の誤差拡散法に対して重要な改善となるも
のである。さらに、ＷとＬの値のいずれか一方だけを連
続的に更新し、同時に両方を更新しないことで、この装
置と方法の計算効率を著しく向上させることができる。

【００４３】また、ＣＲＴ型の読み出しディスプレーを
採用したり、変換中の画像のハードコピー出力を生成す
ることもこの発明の範囲に含まれる。

【００４４】従って、これらの変更、あるいは他の自明
の設計及び方法上の変更は添付特許請求の範囲に含まれ
る。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、たとえ
ば特定の画素位置に特定かつ一定の誤差剰余値を割り当
てるための特定のアルゴリズムを採用する誤差拡散画素
割当法の新規かつ改良された誤差拡散処理方法が提供さ
れる。

【００４６】さらに、本発明によれば、走査変換され、
印刷された画像の解像度を著しく向上させ、また画像中
の「ウォーム（worms）」の発達を最小限とするような
方法で誤差拡散画素割当処理が実行可能であり、この解
像度の向上によってモノクロあるいはカラープリンタの
ハードコピー出力の印刷品質が向上する。

【００４７】さらに、本発明によれば、印刷されている
画像中の印刷される誤差拡散プロファイルの誤差拡散輪
郭とグレーレベル階調全体を精密に制御するために極め
て簡便なデータ記憶とデータ比較信号処理が行われる、
上述したタイプの新しい、改良された画像変換、誤差拡
散、カラー及びモノクロ印刷処理法を提供することが可
能である。

【００４８】さらに、本発明によれば、誤差拡散が非常
に高い演算効率で実行可能な、上述したタイプの新し
い、改良された画像変換及び印刷処理法を提供すること
が可能であるである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられるインクジェットプリンタ又
は電子写真式プリンタの主な機能を示す機能的ブロック
図である。

【図２】複数の超画素の平面図であり、各超画素はより
小さな副超画素から構成され、さらに副超画素は、画像
変換スキャナにより読み出される所定の数の行及び列か
らなる個別の画素にさらに分割されている。

【図３】本発明に基づく適応型誤差拡散システムの機能
的ブロック図であり、走査画像をハードコピー出力に変
換するプロセスで生成される誤差剰余拡散に関する相対
的重みと位置の数を決定するために用いられる。

【図４】それぞれ、グレーレベル階調及び輪郭線が垂
直、水平及び対角線方向にそれぞれ処理される場合の誤
差拡散の方向を示す平面図である。

【図５】（Ａ）は、前に処理された超画素のグレーレベ
ルプロファイルが隣接するほぼＵ字形状の階調線の集合
と共に発現する場合に、誤差拡散プロファイルが形成さ
れる方法を示す平面図であり、（Ｂ）は、図４の（Ａ）
の直前に走査された超画素とそれに最も近接する３つの
前に走査された超画素の拡大平面図であり、選択された
「局所」領域を規定しており、本発明に基づくプロファ
イル整合された誤差拡散プロセスを説明している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献米国特許4878125（ＵＳ，Ａ) 米国特許4654721（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開264302（ＥＰ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像変換処理の間に誤差拡散プロファイ
ルを制御するための方法であって： (a) 複数の誤差拡散セットをメモリ内に記憶するステッ
プであって、各誤差拡散セットは多くの個々の誤差拡散
ポイントにより画定され、各誤差拡散ポイントは相対的
グレーレベル重みと前に処理された超画素に隣接する位
置を割当てられているステップと； (b) 前記前に処理された超画素に隣接する超画素の前に
処理された領域内に発現するグレースケールのプロファ
イルを前記複数の誤差拡散セットと比較するステップ
と； (c)前記前に処理された超画素に隣接する画像の前に走
査された領域内の前記グレースケールの前記発現するプ
ロファイルに最もよく一致する全てのプロファイルを備
えた誤差拡散セットを誤差拡散に関して選択するステッ
プと；からなることを特徴とする方法。
【請求項２】画像変換処理の間に誤差拡散プロファイ
ルを制御するためのシステムであって： (a) 複数の誤差拡散セットをメモリ内に記憶するための
手段であって、各誤差拡散セットが多くの個々の誤差拡
散ポイントにより画定され、個々の誤差拡散ポイントが
相対的グレーレベル重みと前に処理された超画素の位置
に関連する位置Ｌを割当てられる手段と； (b) 前記メモリに接続され、処理されたばかりの超画素
に隣接する多くの前に処理された超画素内の発現するグ
レースケールのプロファイルを前記複数の誤差拡散セッ
トと比較し、それによって、走査された画像内の前記前
に処理された超画素内の前記発現するグレースケールの
プロファイルに最もよく一致する全てのプロファイルを
備える前記誤差拡散セットを選択するための手段と；を含むことを特徴とするシステム。
【請求項３】誤差剰余値Ｒを選択された印刷領域に拡
散するための方法であって： (a) 発現する走査された画像グレースケールのプロファ
イルを複数の予め画定された誤差拡散セットと比較する
ステップであって、各誤差拡散セットが、選択して割当
てられた誤差拡散位置及び相対的なグレースケール重み
に対応する多くの有効な拡散ポイントを有するステップ
と； (b) 前記走査された画像グレースケールのプロファイル
に最もよく一致するプロファイルを備える誤差拡散セッ
トを、Ｒの誤差拡散制御に関して選択するステップと；からなることを特徴とする方法。
【請求項４】誤差剰余値Ｒを選択された印刷領域に拡
散するためのシステムであって： (a) 発現する走査された画像グレースケールのプロファ
イルを複数の予め画定された誤差拡散セットと比較する
手段であって、各誤差拡散セットが、割当てられた位置
及び相対的なグレースケール重みを備える多くの有効な
拡散ポイントを有する手段と； (b) 前記走査された画像グレースケールのプロファイル
に最もよく一致するプロファイルを備える誤差拡散セッ
トを、Ｒの誤差拡散制御に関して選択するための、前記
比較する手段内の手段もしくは前記比較する手段に接続
される手段と；を含むことを特徴とするシステム。
【請求項５】グレーレベル及び誤差剰余データのグレ
ースケール印刷に関して、１以上のカラー面で走査され
た画像をハードコピー出力に変換する方法であって； (a) ドットローディングを複数の超画素の各々に、選択
されたグレーテーブルのレベル内の別個のグレーレベル
値に等しく印刷するステップと； (b) 前記別個のグレーレベル値とスキャナーによって変
換された入力画像データとの間の誤差の差に対応する誤
差剰余ドットローディングを発生するステップと； (c) 上記ステップ(a)の走査されたばかりの、もしくは
処理されたばかりの超画素を取り囲む超画素に前記誤差
剰余ドットローディングを拡散するステップであって、
該拡散するステップは、所定の数の、前に印刷された超
画素によって画定される領域内に発現するグレースケー
ルのプロファイル及び階調によって定まる方向に及び相
対的な重みでもって拡散し、それによって変換画像の全
解像度が向上するステップと；からなることを特徴とする方法。
【請求項６】前記誤差拡散の重み及び方向が、前記グ
レースケールのプロファイルをメモリ内に記憶されたル
ックアップテーブルの記憶された誤差拡散データに対し
て比較することによって決められる、請求項５記載の方
法。
【請求項７】前記誤差拡散の重み及び方向プロファイ
ルが、変換される画像の所定の走査領域内で、予め選択
された数の、前に走査されたもしくは処理された超画素
内に発現するグレースケールのプロファイルに一致する
ように、メモリ内に記憶された前記ルックアップテーブ
ルから選択される、請求項６記載の方法。
【請求項８】１以上のカラー面の走査変換画像と選択
されたグレーテーブルの複数のレベルの内の１つに対応
する印刷可能なグレースケール値との間の誤差剰余差を
分配するための方法であって； (a) 副超画素を含む一連の超画素を連続処理によって走
査するステップであって、該副超画素が、選択された走
査領域を画定する複数の行及び列を形成するステップ
と； (b) 各超画素を画定する、走査された副超画素内の全て
の値を合計して記憶するステップと； (c) 各超画素内の全ての走査された副超画素値を合計し
て分割し、それによって総和信号Ｓ及びグレーレベル信
号Ｇが発生し、さらに該総和信号Ｓ及びグレーレベル信
号Ｇを処理して誤差剰余信号Ｒを発生するステップと； (d) 所定数の誤差拡散セットを含む誤差拡散プロファイ
ル記憶ルックアップテーブルをメモリ内に準備するステ
ップであって、各誤差拡散セットが多数の誤差拡散ポイ
ントに関して位置及び相対的な重みを画定するステップ
と； (e) 各々のより大きな超画素の行及び列の走査に際し
て、前に走査された及び処理された各副超画素の合計値
及び記憶された値を測定し、それによって多数の超画素
内の全ての、前に合計された副超画素に関して発現する
グレースケールのプロファイルを得るステップと； (f) 上記ステップ(e)の前記グレースケールのプロファ
イルを前記ルックアップテーブル内の有効な誤差拡散セ
ットの全てと比較し、それによって上記ステップ(e)で
発現する前記グレースケールのプロファイルに最もよく
一致する拡散ポイントの位置及び相対的な重みの数を有
する特定の誤差拡散セットを選択するステップと； (g) 上記ステップ(f)で得られた選択された誤差拡散セ
ットＥを上記ステップ(b)で合計されて記憶された副超
画素データと組み合わせるステップと；からなることを特徴とする方法。
【請求項９】１以上のカラー面の走査変換画像と選択
されたグレーテーブルの複数のレベルの１つに対応する
印刷可能なグレースケールの商の値との間の誤差剰余差
を分配するためのシステムであって； (a) 連続処理によって一連の副超画素を走査するための
手段であって、該副超画素が、選択された走査領域を画
定する超画素の複数の行及び列を形成して画定する手段
と； (b) 前記走査手段に接続され、各超画素内の全ての走査
された副超画素値を合計して記憶するための手段と； (c) 前記合計して記憶する手段に接続され、全ての走査
された副超画素値を合計して分割し、それによって総和
信号Ｓ及びグレーレベル信号Ｇが発生し、さらに該総和
信号Ｓ及びグレーレベル信号Ｇを処理して誤差剰余信号
Ｒを発生するための手段と； (d) 所定数の誤差拡散セットを含む誤差拡散プロファイ
ル記憶ルックアップテーブルを提供するための手段であ
って、各誤差拡散セットが、誤差拡散に関して位置及び
相対的なグレーレベルの重みを割当てられる各ポイント
を備える多数のポイントを有する手段と； (e) 多数のより大きな超画素の行及び列の走査に際し
て、前に走査された及び処理された各副超画素の合計値
及び記憶された値を測定し、それによって全ての予め合
計された副超画素に関して発現するグレースケールのプ
ロファイルを得るための、前記合計して記憶する手段内
の手段と； (f) 前記測定手段と前記プロファイル記憶手段に接続さ
れ、さらに上記ステップ(e)の前記グレースケールのプ
ロファイルを前記ルックアップテーブルの有効な誤差拡
散セットの全てと比較するために、前記誤差剰余信号Ｒ
を受け取るように接続され、それによって上記ステップ
(e)で発現する前記グレースケールのプロファイルに最
もよく一致する位置及び相対的な重みの数を有する特定
の誤差拡散セットを選択する手段と； (g) 上記ステップ(f)の誤差拡散セットＥを上記ステッ
プ(b)で合計されて記憶されたデータと組み合わせるた
めに、前記比較手段と前記合計して記憶する手段との間
に接続される手段であって、それによって誤差拡散セッ
トの前記ルックアップテーブルの使用が、相対的に高速
演算速度で、効率良く、データ記憶メモリの必要を最小
限として実行される前記誤差拡散処理を可能とする手段
と；からなることを特徴とするシステム。
【請求項１０】誤差拡散剰余値Ｒをより広い走査領域
の処理されたばかりの超画素を取り囲む領域内に分配す
るための方法であって： (a) メモリ内に複数の予め選択された誤差拡散セットを
記憶するステップであって、各誤差拡散セットが割当て
られた位置と相対的な重みを備える多数の拡散ポイント
を有するステップと； (b) 多数の前に処理された超画素の発現するグレースケ
ールのプロファイルのプロファイルに最もよく一致する
プロファイルを備える前記誤差拡散セットの１つを選択
するステップと； (c) 前記誤差剰余Ｒを選択された誤差拡散セットの前記
プロファイルにしたがって前記処理されたばかりの超画
素に隣接する超画素に分配するステップと；からなることを特徴とする方法。
【請求項１１】誤差拡散剰余値Ｒをより広い走査領域
の処理されたばかりの超画素を取り囲む領域内に分配す
るためのシステムであって： (a) メモリ内に複数の誤差拡散セットを記憶するための
手段であって、各誤差拡散セットが割当てられた位置と
相対的な重みを備える多数の誤差拡散ポイントを有する
手段と； (b) 前記記憶手段に接続され、多数の前に処理された超
画素の発現するグレースケールのプロファイルに最もよ
く一致するプロファイルを備える前記誤差拡散セットの
１つを選択するための比較手段と； (c) 前記比較手段に接続され、誤差剰余Ｒを選択された
誤差拡散セットの前記プロファイルにしたがって前記処
理されたばかりの超画素に隣接する領域に分配するため
の手段と；を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１２】処理されたばかりの画素もしくは超画
素に隣接する画素もしくは超画素に誤差剰余値を分配す
るための方法であって、選択された誤差拡散受容画素が
相対的な重み値Ｗ及び前記処理されたばかりの画素もし
くは超画素からの拡散長もしくは位置の値Ｌを受容し、
その方法が： (a) 複数の選択された及び前に処理された画素もしくは
超画素のグレーレベル強度に基づくＷの値を割当てるこ
と； (b) 前記前に処理された画素もしくは超画素内のグレー
スケール輪郭もしくはプロファイル線の集団に対して垂
直である階調の傾斜に基づくＬの値を割当てること；からなることを特徴とする方法。
【請求項１３】処理されたばかりの画素もしくは超画
素に隣接する画素もしくは超画素に誤差剰余値を分配す
るためのシステムであって、選択された誤差拡散受容画
素が相対的な重み値Ｗ及び前記処理されたばかりの画素
もしくは超画素からの拡散長もしくは位置の値Ｌを受容
し、そのシステムが： (a) 複数の選択された及び前に処理された画素もしくは
超画素のグレーレベル強度に基づくＷの値を割当てるた
めの手段と； (b) 前記前に処理された画素もしくは超画素内のグレー
スケール輪郭もしくはプロファイル線の集団に対して垂
直である階調の傾斜に基づくＬの値を割当てるための手
段と；を含むことを特徴とするシステム。