JPH09284564A - スクリーンされたマルチ・レベル画像圧縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷のため、スクリーンされた画像データを
圧縮する方法。 【解決手段】 データは、複数の画素を有する画像をタ
イル状にすることによって生成される。任意の一つのセ
ル内の画素は、よりうまく圧縮に適合するように、再ス
キャンされることもあり、又は再スキャンされないこと
もある。この方法は、２つの圧縮パス、損失のないパス
（２４）又は損失性パス（２６）から選択できる。デー
タが圧縮されると、その情報はバッファ（１６）にスト
アされ、その後露光モジュールに送られる。損失性方式
が選択される場合、フィードバック信号（１８，２０）
に基いて、量子化係数（１４）が圧縮に用いられ、圧縮
を増減させるよう調整され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は印刷プロセスに関し、更
に詳細には印刷される画像のスクリーニング・プロセス
に関連する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】印刷技術には、電子写真、
ダイ昇華（dyesublimation）、インクジェット、オフセ
ットなど、種々の技術がある。ダイ昇華技術は、認識で
きる画素当りのグレー・レベルがかなり多いが、その他
の技術はより少ない数しか認識しない。例えば、空間光
変調に基く電子写真プリンタが認識することができるグ
レー・レベルは、画素当り１６−３２の間である。これ
らのプリンタで、連続した階調（コントーン）の出現を
シミュレーションするためには、マルチ・レベル・スク
リーニングと呼ばれる方法を用いる必要がある。マルチ
レベルとは、これらのプリンタによって認識されるグレ
ーシェードの複数のレベルを意味するが、レベルの数
は、連続した階調のデータを再生するのに一般的に必要
とされる２５６よりずっと少ない。

【０００３】マルチ・レベル・プリントの一例として、
１６グレー・レベル（４ビット）のみを再生することが
可能な６００ドット・パー・インチ（ｄｐｉ）のプリン
タに印刷される画像を想定する。この画像を有するペー
ジは、横４画素、縦４画素のブロック（セル）に論理的
に分割され、そのページを完全にタイル状にし得る。セ
ル内の各画素は１６のシェードの１つを表し、セル自体
は、全体で２４１［（１６−１）×４×４＋１］個のグ
レースケールをシミュレーションできる。例えば、一つ
の画素をレベル１５で、他の画素をレベル１０で満たす
と、２５のシミュレーションされたグレーシェードとな
る。セル内の画素が満たされる順序を決めるために、幾
つかの技術を用いることができる。デジタルデータ圧縮
は、使用できるメモリに又はバンド幅に制約があるとき
に、システム（プリンタを含む）に用いられる技術であ
る。典型的に、デジタル圧縮方法は、連続階調データに
有効（work on ）である。プリンタでは、１ページを印
刷する時に必要とされるフレーム・バッファ・メモリの
量を減少させるために、圧縮方法を用いることができ
る。プリンタへの入力はページ記述言語（ポストスクリ
プト、ＰＣＬ等）であり、ラスター・イメージ・プロセ
ッサ（ＲＩＰ）と呼ばれるプロセッサによって、フレー
ム・バッファの画素マップに変換される。

【０００４】使用できるメモリが限られているとき、出
力ビットマップは一度に一バンド生成され、圧縮され
る。例えば、８．５インチ×１１インチ、画素当り４ビ
ットの６００×６００ｄｐｉプリンタ、及び４つのカラ
ー・プレーンに対し、必要とされる総メモリは６４メガ
バイトである。しかし、ＲＩＰが０．５インチのバンド
を一度に生成し、係数８で圧縮しそれをストアする場
合、必要とされる有効メモリは、６４／８＋１バンド当
りのメモリで、８＋１１×６００×６００×４／８、つ
まり８．９５メガバイトに等しい（１バンドは、幅１１
インチ、高さ０．５インチであると仮定する）。これは
フル・フレーム・バッファ・システムに必要とされるメ
モリよりもずっと少ない。

【０００５】更に、フル・フレーム・バッファ・システ
ムにおいて、メモリからマーキング・エンジンへのデー
タリンクが限られたバンド幅である場合、圧縮が必要と
される。しかし、今のところマルチ・レベル・データを
圧縮する効果的な方法はなく、その必要性は明らかであ
る。

【０００６】

【課題を達成するための手段及び作用】本発明の一つの
利点は、印刷のため、スクリーンされた画像を圧縮する
方法を提供することである。スクリーンされた画像にお
いて、画像はスクリーン・セル又はタイル状に分割され
る。各セル内の画素は、他の画素との関係に基いて、再
スキャンされることもあり、再スキャンされないことも
ある。さらに、データは予めストアされた順序に基いて
再スキャンされ得る。その後、データは２つの任意の圧
縮方式のいずれか一つで圧縮される。データは圧縮され
た後、バッファに蓄積され、その後、露光モジュールに
送られ、印刷される。

【０００７】この方法の一実施例では、損失性（lossy
）圧縮が用いられる。この圧縮方式では量子化係数が
用いられ、フィードバック信号に基いて調節される。こ
の方法の更なる利点は、プロセッサと露光モジュールと
の間の通信に必要なバンド幅を減少できる点である。更
に、この方法の利点は、フル・フレーム・バッファ・シ
ステムよりも必要とされるメモリが少ない点である。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。図１ａは画像をスクリーニングするために用いられ
得る５×５セルの例を示す。画像は、これらの多数のセ
ルでタイル状にされる。各セル内に、画素のクラスがこ
の例のために示されている。画素のクラスは、そのセル
の中心からの垂直方向の距離に基く。１度画素がクラス
分けされると、画素の各クラスの入力と出力の関係は、
階調曲線によって定められる。

【０００９】図１ｂでは、図１ａの画素の階調曲線を示
す。これらの階調曲線は、クラスタ・ドット・スクリー
ニングになる。クラスタされたドット・スクリーンは、
番号のより小さいクラスの画素を先ず満たす。これによ
り、セルの中心には高密度の画素のグループができる。
別のタイプの階調曲線も用いられるが、２５クラス及び
２５階調曲線を有する５×５セルが最も一般的なケース
である。

【００１０】圧縮のため、画像はＸ及びＹ方向に整数個
のセルを有する四角形の画素ブロックである、マクロセ
ルに分割される。例えば、図１ａの１０×１０ブロック
は、Ｘ及びＹ方向の２セルでマクロセルを形成すること
ができる。マクロセルに基くＲＩＰから得られる情報
は、各マクロセルの圧縮方式に適合するように用いられ
得る。

【００１１】ＲＩＰは、ポストスクリプト、ＰＣＬ等の
ようなページ記述言語を、テキスト、ポリゴン・フィル
（polygon fill）、イメージ等のようなグラフィックス
・プリミティブのシーケンスに分解する。これらのグラ
フィックス・プリミティブはその後、フレーム・バッフ
ァ上にスキャン変換され、出力画素マップを生成する。
本発明のこの実施例において、ＲＩＰは、画素毎のスキ
ャン変換を行なうだけでなく、マクロブロック毎のクラ
ス生成も行なう。

【００１２】各マクロブロックは、マクロブロックに描
画されているオブジェクトに基き、テキスト、グラフィ
ック・フィル、コントーンその他としてマーク(mark)さ
れる。クラス生成がスキャン変換より解像度が低いため
（例えば、１０×１０マクロブロックは、画素解像度６
００ｄｐｉと比べ、６０／１０、即ち解像度６０ｄｐｉ
に対応する）、オーバーヘッドは最小である。このクラ
ス情報は、圧縮方法に適合するように用いることができ
る。

【００１３】隣接する画素間の相関性を増加させるた
め、セル内の画素は再スキャンされる。これによりデー
タをより簡単に圧縮することができる。再スキャンの順
序は、マルチ・レベル・スクリーニングに用いられるセ
ル・ポピュレーション・アプローチに基いて選択され
る。このタイプの再スキャンの例を図２ａ−ｃに示す。

【００１４】更に、再スキャンの順序は、例えば図２ａ
に示すようなルック・アップ・テーブル等の２次元アレ
イに予めストアされ得る。この新規の順序は、予めスト
アされた順序として参照され得る。

【００１５】図１ａの画素のクラスを用い、これらのク
ラスに基き、図示した順で図２ａの画素が再スキャンさ
れる。このスキャン順序は、ほぼ実質上円である。デー
タが再スキャンされると、それは１，２，３，４，５…
…２５のように１次元でストアすることができる。ある
いは、図２ｂに示すように、２次元でストアすることも
可能である。

【００１６】別の例では、セルからセルへクラス毎に画
素を再スキャンすることもできる。同じクラスの全画素
が、各セルから再スキャンされる。この場合、スキャン
・シーケンスは次の通りである。 再スキャン・シーケンス１： １，２，３，４……
（セルの最後の列まで） 再スキャン・シーケンス２： a,b,c,d,e,f,g,h,i,
j,k,l,m,n,o,p ……セルの最後の列まで 再スキャン・シーケンス３： A,B,C,D,E,F,G,H,I,
J,K,L,M,N,O,P ……セルの最後の列まで

【００１７】一度画素が再スキャンされると、これらの
セル内の画素からのデータは圧縮される。圧縮は、２つ
の異なる方法、無損失性（lossless）圧縮又は損失性
（lossy ）圧縮のいずれかに基く。無損失性圧縮は、画
像をオリジナルと同等まで戻す。損失性圧縮は、画像が
オリジナルと同等には戻らない。損失性圧縮方法は、変
換方法、ベクトル量子化などを含む。無損失性方法に
は、例として、辞書ベース圧縮方式、無損失性の差分パ
ルスコード変調（ＤＰＣＭ）がある。図３に、パス２６
の損失性圧縮及びパス２４の無損失性圧縮の両方のフロ
ーチャートの例を示す。

【００１８】これらの方法のいずれも、再スキャンされ
た画素に適用できる。更に、圧縮技術を組み合わせるこ
ともできる。例えば、損失性方法をコントーン領域に、
無損失性方法をテキストとグラフィック領域に用いるこ
とができる。損失性圧縮には、レート制御技術（ＭＰＥ
Ｇ（Motion Pictures Expert Group）に用いられるよう
な技術）が用いられ得る。例えば、セルの再スキャン・
データは、ステップ１２で離散コサイン変換（ＤＣＴ）
を用いて変換され、１４で量子化され、ラン（共通グレ
ー・スケールを有する連続画素である）が決定され、結
果のデータはエントロピー・コード化される。その後、
出力バッファが満たされたかが監視され、量子化スケー
ル係数（factor）を制御するためにバッファ・フルネス
・メジャー１８が用いられ、出力ビット・レートを調整
する。更に、出力圧縮係数２０が監視され得る。これが
目標圧縮率を超えると、量子化スケール係数が減少さ
れ、画像品質が改良され、目標圧縮レシオに近い圧縮レ
シオが維持される。

【００１９】コード化されたビット・ストリームは、圧
縮されており、完全なフレーム・バッファよりずっと少
ない蓄積領域を占有するため、システムのコストが節約
される。更に、マーキング・モジュールへ送られるデー
タのバンド幅も減少される。しかし、バンド幅の減少に
より、マーキング・モジュールのディコンプレッサ（de
compressor）の提供が犠牲になる。この方式は、シア
ン、マジェンタ、黄色、及び黒の、典型的な４色のいず
れに用いることも可能である。

【００２０】損失性圧縮方式は、更に、種々の画像内容
の種々の方法において用いることもできる。例えば、あ
る損失性圧縮例は、画像及びベタ（solid ）領域にはよ
り有効であり、テキストには別のものがより有効である
場合もある。

【００２１】画像及びベタ領域のための損失性圧縮の一
実施例は、セルの有効なグレー・レベルが個別のセル全
ての合計として計算され得る。例えば、マクロセル内の
３つのセルが１５のレベルを有し、他の６つが０のレベ
ルを有する３×３セルでは、４５（１５＋１５＋１５）
のレベルが転送される。

【００２２】テキストのための損失性圧縮の一実施例
は、テキスト領域が１５又は０である典型的なクラス分
けを用いる。黒い点は１５に白い点は０に対応する。画
素当り４ではなく１ビットのみが転送される。更なる圧
縮を達成するため、ある小さなビット・パターンが予め
ストアされ、インデックスのみが転送され得る。例え
ば、３×３セルは、２⁹ ＝５１２のビットマップの組合
せを有し得る。しかし、６４の１セットがストアされ
得、最も近いマッチングが転送され、それにより係数８
のビット数が減少される。

【００２３】前述の通り、損失性技術は無損失性技術と
組み合わせることもでき、又は別々に用いることもでき
る。無損失性又は損失性のいずれでもよい技術の一つの
例は、ＤＰＣＭである。ＤＰＣＭにおいて、現在の画素
は先行の画素に基いて予測され、実際の値と予測の値の
差信号が量子化され、コード化される。量子化係数が１
である場合はコード化は無損失性であり、１より大きい
場合はコード化は損失性である。

【００２４】予測には様々な方法が用いられ得る。これ
らには、先行の画素、又は近くの画素グループの何かし
らの平均を用いることが含まれる。この実施例におい
て、ＤＰＣＭ圧縮予測は、あるスクリーニング方法に用
いられる。例えば、マルチ・レベル・スクリーニング方
法を１６出力レベルのプリンタで用いることを想定す
る。プリンタは、図４ａに示す様なセル構造及び図４ｂ
に示す様な階調曲線を有する。

【００２５】図４ａに示すように、画素が交互に満たさ
れるこのようなスクリーニング方法は、マルチ・レベル
のプリントに用いられる。以下の予測方式はこの場合に
有効である。

【数１】 Ａ_i は、セル内のｉ番目の画素の予測である。ａ_i は、
画素ｉの出力グレー・レベルである。“ｇ”は、先行セ
ルの平均出力レベルである。

【００２６】画素ａ_i-1 が完全に満たされる場合、画素
が互いに連続して満たされるため、ａ_i が満たされる確
率はかなり高い。ａ_i-1 が部分的に満たされる場合、ａ
_i がゼロである確率はかなり高い。このことにより前述
の予測方式が導かれる。実際の値と予測の値の差は、量
子化され、エントロピー・コード化される。

【００２７】別の予測方式は、先行セルの平均出力レベ
ルｇを用いて、セル内の全ての画素の予測された出力レ
ベルを生成する。例えば、ｇ＝５０の場合、Ａ₀ ＝１
５，Ａ ₁ ＝１５，Ａ₂ ＝１５，Ａ₃ ＝５，Ａ₆ ＝０……
Ａ_s ＝０である。

【００２８】他の代替例は、プロセスのある工程にあ
る。例えば、再スキャン工程は、必ずしも必要ではな
い。一つの代替例において、平均値は、各セルで示され
る。この平均は、オリジナルの画像から得られるか、あ
るいは複数階調の画像の整数の周期数での平均をとるこ
とによっても同じ様に得られる。全体のセルは、各セル
が同じ平均値であると仮定し、セルをスクリーニングす
ることによるこの平均値に基いて予測される。その後、
これが画素毎に実際のスクリーニングされた値から差引
かれ、差画像が得られる。差画像は、その後、任意の損
失性又は無損失性方式によってコード化される。平均値
は各セルで送られなければならないため、いくらかのオ
ーバーヘッドを必要とする。

【００２９】再スキャンのための別の代替例において、
スクリーニング・アルゴリズムの周期に対応する周波数
で、用いる工程をより少なくするため、オリジナル画像
ＤＣＴをとり、量子化マトリクスを形作ることができ
る。

【００３０】このように、印刷のために、スクリーンさ
れた画像を圧縮する方法の特定の実施例が説明された
が、本発明の範囲がこのような特定の実施例に限定され
ることを意味するものではない。

【００３１】以上の説明の関して更に次の項を開示す
る。 （１） スクリーンされた画像データを圧縮する方法で
あって、画素間の関係に基き前記スクリーンされたデー
タを再スキャンし、所定の内容のデータを受取り、前記
スクリーンされたデータの前記内容に基き、圧縮のため
少なくとも２つの代替パスのいずれかを選択し、選択さ
れたデータパスで前記データを圧縮し、前記圧縮された
データを復号化し、前記圧縮されたデータをストアし、
露光モジュールに前記データを送ることを含む方法。 （２） 第１項に記載の方法であって、前記再スキャン
する工程は、前記セルの中心に対するセルの画素位置に
基いて行われる方法。 （３） 第１項に記載の方法であって、前記再スキャン
する工程は、予めストアされた順序に基いて行われる方
法。 （４） 第３項に記載の方法であって、前記再スキャン
する工程は、セル中行われる方法。 （５） 第１項に記載の方法であって、前記圧縮工程は
無損失性であり、先行のセルの画素の値に基く画素の予
測値を用いることを含む方法。 （６） 第１項に記載の方法であって、前記圧縮工程は
損失性であり、先行画素のグレースケールの合計に基く
予測を用いることを含む方法。 （７） 第１項に記載の方法であって、前記損失性圧縮
工程は、データを圧縮する変換技術を用いる方法。 （８） 第７項に記載の方法であって、前記変換技術は
更に、差分パルスコード変調を含む方法。 （９） 第１項に記載の方法であって、前記圧縮工程は
損失性であり、圧縮率を決定する量子化係数を用いるこ
とを含む方法。 （１０） 第１項に記載の方法であって、前記圧縮工程
は損失性であり前記圧縮率を調整するフィードバック信
号を生成する工程を含む方法。

【００３２】（１１） 第１０項に記載の方法であっ
て、前記フィードバック信号は、前記バッファのステー
タスを示すバッファ・フィル信号を含む方法。 （１２） 第１０項に記載の方法であって、前記フィー
ドバック信号は、実際の圧縮値を所望の圧縮値と比較す
る圧縮率信号を含む方法。 （１３） 第１項に記載の方法であって、前記再スキャ
ンする工程を除く方法。 （１４） 第１項に記載の方法であって、前記スクリー
ンされたデータの前記内容がグラフィック・フィルであ
る方法。 （１５） 第１項に記載の方法であって、前記スクリー
ンされたデータの前記内容がテキストである方法。 （１６） 第１項に記載の方法であって、前記スクリー
ンされたデータの前記内容が連続階調データである方
法。

【００３３】（１７） データは、複数の画素を有する
画像をタイル状にすることによって生成される。任意の
一つのセル内の画素は、よりうまく圧縮に適合するよう
に、再スキャンされることもあり、又は再スキャンされ
ないこともある。この方法は、２つの圧縮パス、損失の
ないパス２４又は損失性パス２６から選択できる。デー
タが圧縮されると、その情報はバッファ１６にストアさ
れ、その後露光モジュールに送られる。損失性方式が選
択される場合、フィードバック信号１８，２０に基い
て、量子化係数１４が圧縮に用いられ、圧縮を増減させ
るよう調整され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ａは画像のスクリーニングに用いられるセルの
一例を示す図。ｂは画像のスクリーニングに用いられる
セルに関する階調曲線の一例を表すグラフ。

【図２】更に効率のよい圧縮のためにデータを再フォー
マットする例を示す図。

【図３】スクリーンデータを圧縮する方法のフローチャ
ート。

【図４】ａはスクリーンデータ圧縮方式の一実施例のセ
ル構造を示す図。ｂはスクリーンデータ圧縮方式の一実
施例の階調曲線を表すグラフ。

【符号の説明】

１４ 量子化 １６ バッファ １８ バッファ・フルネス・メジャー ２０ 出力圧縮率 ２４ 無損失性パス ２６ 損失性パス

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【手続補正書】

【提出日】平成９年３月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正内容】

【図３】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーンされた画像データを圧縮する
   方法であって、画素間の関係に基き前記スクリーンされ
   たデータを再スキャンし、所定の内容のデータを受取
   り、前記スクリーンされたデータの前記内容に基き、圧
   縮のため少なくとも２つの代替パスのいずれかを選択
   し、選択されたデータパスで前記データを圧縮し、前記
   圧縮されたデータを復号化し、前記圧縮されたデータを
   ストアし、露光モジュールに前記データを送ることを含
   む方法。