JPH10108022A - ハーフトーン・イメージ・データ獲得方法と装置およびハーフトーン印刷方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】グレースケールイメージデータのハーフト
ーン処理に、各注目ピクセルの局所的階調勾配の分析を
基にして行われる複数ディザマトリックスからのいずれ
かのマトリックスを選択する処理を含ませる。複数のデ
ィザマトリックスでしかも相互に互換性があるディザマ
トリックスを定義し、グレースケールイメージデータに
含まれる各注目ピクセルごとに、色調の局所的な階調勾
配を計算する。計算した階調に従っていずれかのディザ
マトリックスを選択し、選択したディザマトリックスを
使用して注目ピクセルのしきい値を求める。 【効果】階調をスムーズに、自然イメージに現れる「バ
ンディング」または「輪郭」効果を緩和し、ビジネス・
グラフィックの表示および安定性を向上させる。これら
は、複雑なイメージ内に実グラフィックとコンピュータ
生成ビジネス・グラフィッとを混在させる場合に、特に
顕著である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は印刷および表示の目
的でディジタル・イメージ・データを再生する技術に関
し、特に、ディザ・マトリックス技法を使用してディジ
タル・ハーフトーン・イメージを生成する方法に関す
る。具体的には、本発明によるハーフトーン技法は個々
の注目ピクセルにハーフトーン処理を施す場合、注目ピ
クセルの階調勾配を基に幾つかのディザ・マトリックス
から選択することでハーフトーン処理を行う。本発明に
よる技法は、インクジェット・プリンタなどのバイナリ
の物質的な出力装置に特に有効である。

【０００２】

【従来の技術】通常、ディジタル・コンピュータは、イ
メージの各ピクセルのイメージ・データが０から２５５
（つまり、８ビット・システム）などの範囲の値で構成
されるグレー・スケール値を有するように、ビットマッ
プ形式でイメージを記憶する。各グレー・スケール値
は、純粋な黒の値と純粋な白の値との中間におけるグレ
ーの増分値を表している。カラー・イメージの場合、各
色にイメージの各ピクセルのグレー・スケール値が含ま
れている三色分解により、各色に８ビット使用する場合
は、最大２８ｘ２８ｘ２８＝１６,７７７,２１６の異な
ったカラー（通常は、「２４ビット・カラー」と呼ばれ
る）を表すことができるようになっている。

【０００３】このようなイメージ作成方法の例として
は、通常の連続階調写真を走査してディジタル・コンピ
ュータに取り込み、特定のピクセル解像度（３００ドッ
ト／インチまたは６００ドット／インチなど）によるビ
ットマップ・イメージ作成などがある。このようにして
作成されたビットマップ・イメージ・データは、その
後、各種標準イメージ圧縮技法（“ＪＰＥＧ”または
“ＧＩＦ”など）を使用して圧縮できる。ただし、使用
する前には、圧縮イメージを伸張してビットマップ・イ
メージ形式に戻す必要がある。

【０００４】グレー・スケール・イメージ・データによ
るピクセルで構成されたビットマップ・イメージは、コ
ンピュータのモニタ上の各ピクセルをグレー・スケール
値に合せることができるため、モニタ上では簡単に表示
することができる。しかし、既存のプリンタでは単一の
濃度値（あるいは、せいぜい幾つかの限られた濃度値）
しか各ピクセルごとに印刷できないため、これらのイメ
ージは印刷不能である。たとえば、従来のレーザ・ビー
ム・プリンタまたはインクジェット・プリンタでは、各
ピクセルごとに次のいずれかしか実施できない。（１）
着色剤（黒またはカラー・トナーあるいはインク）で着
色し、すべてを塗り潰す。つまり黒のピクセルにする。
または（２）着色剤で着色せず、完全な白のピクセルに
する。元のイメージ・データの各ピクセルには最大２５
６のグレー・レベルが割り当てられているため、各ピク
セルごとに黒または白の値しか印刷できない場合は、印
刷プロセス時に大量の情報が失われることが分かる。

【０００５】最近では、各ピクセルごとに可変サイズの
ドットを印刷できるプリンタもあるが、ドットの可変量
は幾つかのレベルに限られていて、例えば、せいぜい４
種類である。従って、最新型のプリンタを使用しても、
色分解された各色の面をグレー・スケール・イメージで
表しているグレー・スケール・イメージまたはカラー・
イメージの印刷時には、大量の情報が失われる。

【０００６】様々なハーフトーン処理が提案されてい
て、印刷時に失われる情報を極力少なくしたり、グレー
・スケール・イメージの印刷イメージを見易くしたりす
る努力が払われてきた。「ハーフトーン処理」とは、ビ
ットマップ・イメージに含まれるピクセルのグレー・ス
ケール・イメージ・データを従来のプリンタで印刷でき
るように、バイナリ・イメージ・データのピクセルに変
換する処理のことである。（勿論、各ピクセルごとに複
数レベルの濃度で印刷できるプリンタの場合は、「ハー
フトーン処理」はグレー・レベル・ピクセルを対応する
Ｎ進値に変換し、このような複数レベル濃度プリンタで
印刷できるようにする処理のことを指す。）現在最も普
及しているハーフトーン処理は、組織的ディザ法(order
ed dithering)を使用するハーフトーン処理であろう。
組織的ディザ法は、しきい値で構成されるディザ・マト
リックスを使用し、出力装置上で密ドットまたは疎ドッ
トを反復させたバイナリ（白黒の２値）パターンの空間
的なディザ処理(spatial dithering)を実現している。
良く知られているように、ディザ・マトリックス法は、
ディザ・マトリックスでイメージ面をおおった後、ビッ
トマップ・イメージのグレー・スケール・イメージ・デ
ータとディザ・マトリックスに記憶されているしきい値
とをピクセル単位で比較する。比較の結果、グレー・ス
ケール・イメージ・データの方がしきい値より大きい場
合はピクセルを印刷し、しきい値の方が小さい場合は印
刷しないことで、バイナリ・ハーフトーンを出力する
（やり方によってはその逆もある）。組織的ディザ法で
作成されるイメージは、一般的には見栄えが良く、バイ
ナリ装置でイメージを印刷する時でもスムーズに連続し
ているような錯覚を与える。さらに、ディザ・マトリッ
クス法はソフトウェアでも容易に実現できる。このた
め、ディザ技法は広範囲に普及している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】単純ディザ・マトリッ
クス技法には幾つかの利点はあるが、重大な欠点もあ
る。それは、所謂「バンディング（縞模様）」効果また
は、「輪郭」効果である。この効果は、従来のディザ処
理で使用される基本画面要素の面積が限られているこ
と、つまり、ディザ・マトリックスの面積が限られ、そ
れに対応してディザマトリクスにより再生できるグレー
・レベルの数が限られていることに関連している。図１
のハーフトーン・イメージは、バンディングの問題を図
示している。図１のハーフトーン・イメージを作成する
ために使用されたグレー・スケール・イメージ・データ
は、次の３種類の要素で構成したものである。最初の要
素は垂直に示されている一様なグレー・スケール勾配
で、純粋の黒から純粋の白へとスムーズに変化してい
る。これは、ハーフトーン・イメージの左上部分の１１
０に示されている。２番目の要素はコンピュータ生成ビ
ジネス・グラフィック１２０で、ハーフトーン・イメー
ジの下部に示されている。３番目の要素は実イメージ
（走査された写真）で、１３０に示されている。図１の
ハーフトーン・イメージは、図３（ａ）で示されている
単純ディザ・タイル１０を使用して作成したものであ
る。これは、図３（ｂ）に示されているようにイメージ
面を繰り返しおおった従来のディザ技法で、この分野に
精通している人には良く知られている技法である。この
ディザ・マトリックス１０の面積は１０である。従っ
て、公知の規則によれば、この技法では１１種類のグレ
ー濃淡を忠実に再現することが知られている。これは、
グレー・スケール勾配１１０を参照することで、簡単に
確認できる。「バンディング」効果は、実イメージ１３
０の幾つかの部分にはっきりと見ることができる。例え
ば、人物の額の部分および肩の１４５の部分である。ま
た、コンピュータ生成ビジネス・グラフィック１２０に
は、これといった欠点は見つからない。

【０００８】この分野では、バンディングの効果の問題
に対処するために、幾つかの方法が開発されている。バ
ンディング効果に対処する代表的な方法であるスーパー
セル方法では、幾つかの小さなマトリックスを張り合わ
せて大きなディザ・マトリックスを定義し、セル間が分
散するのに応じて各セルのしきい値を分散させている。
スーパーセル方法を採用することで、グレーの濃淡数は
大幅に向上する。例としてスーパー・マトリックス１２
を図４に示している。このマトリックスは、論文“Repr
oduction Couleur Par Trames Irregulieres et Semi-R
egulieres”，Ecole Polytechnique Federal De Lausan
ne（１９９５）の出願人により開発された“Combiscree
n”と呼ばれる技法を基にして作成されたものである。
図２は、この分野に精通している人に良く知られている
従来のディザ技法に従い、図４のスーパーセルを使用し
て作成されたハーフトーンを示している。このスーパー
セル・ディザ・タイルの面積は、４０である。従って、
この技法では４１個のグレー濃淡を忠実に再現できる。

【０００９】図２のサンプルでは、図１のイメージに比
べ、バンディング効果が解消されていることが分かる。
しかし、不都合な欠点もある。それは、サンプル・イメ
ージのコンピュータ生成ビジネス・グラフィックの２２
５と２３５の部分の表示の目が粗くなっていることであ
る。見る人にとってはこの部分が強調されているように
見えるため（つまり、極端に暗いか明るい）、注意がそ
の部分に向けられる。

【００１０】図５から８は図１から４と同じであるが、
図１から４の長方形のディザ・タイルの代わりに、六角
形のディザ・タイルが使用されている点が異なってい
る。図５を見ると、六角形の基本ディザ・タイルを使用
してもバンディング効果が解消されていないことが分か
る。図５の２値レベル・イメージは、図７（ａ）に示さ
れている単純ディザ・タイル１４を使用し、図７（ｂ）
に示されているように従来のディザ技法でイメージ面を
おおって作成したものである。ディザ・タイル１４の面
積は１０である。従って、この技法では１１個のグレー
濃淡を忠実に再現できる。図５のサンプルには、図１の
欠点がそのまま表われている。つまり、グレー・スケー
ル勾配５１０および自然イメージ５３０、ことに５４５
など、本来は滑らかに階調が変化する部分である個所に
バンディング効果がはっきり表われている。

【００１１】図６の２値レベル・イメージは、スーパー
セル技法を使用してバンディング効果を緩和させる様子
を示している。このイメージは、図８（ｂ）のスーパー
セル・ディザ・マトリックス（図８（ａ）の３０個のセ
ルの六角形マトリックス１５を基に作成されたもの）を
使用して作成されたものである。これは、この分野に詳
しい人であれば良く知っている従来のディザ技法を使用
している。このスーパーセル・ディザ・タイルの面積は
９０である。従って、この技法では９１個のグレー濃淡
を忠実に再現できる。図６のサンプルは、図５のイメー
ジと比べて、バンディング効果を小さくした様子を示し
たものである。しかし、サンプル・イメージのコンピュ
ータ生成ビジネス・グラフィックの６２５および６３５
の部分には、きめの粗い部分がはっきりと見える。

【００１２】ディザ法に関連する先行技術の特許にはHo
lladayに対する米国特許第４,１４９,１９４号および
４,１８５,３０４号がある。これは、電子ハーフトーン
・スクリーニング・システムを記述したもので、一般的
なケースについてディザ・タイルの記憶問題に関する最
善の解決方法であると考えられる。これらの特許は、画
面の任意の方向について、ディザタイルでおおう処理に
関するすべての情報を含む最小の長方形の検出方法を開
示している。

【００１３】単純ディザ・マトリックスを使用する従来
の解決方法は幾つか提案されていて、W.F. Schreiber,F
undamentals of Electonic Imaging Systems,Springer-
Verlag,1993およびR. Ulichney,Digital Halftoning,MI
T Pres,1987などで紹介されている。このような単純技
法の利点も幾つかあるが、バンディング効果または輪郭
効果については対処していない。

【００１４】この技術分野では、バンディング効果の問
題に対処する幾つかの方法が知られている。上記の出願
人の論文で報告されているCombiScreenと呼ばれる方法
では、適切な方向とサイズの画面要素を幾つか組み合せ
てディザ・タイルを構成することができる。しきい値を
ディザ・タイルのすべてのセル間で分散し、個別画面要
素の密ドットの属性を保ったまま、広範囲なグレー値を
扱うことができる。漸増輝度でイメージを表示する時、
この新しい方法を使用すると、輪郭効果およびその他の
不自然な表示は殆どなくなる。

【００１５】この方法は、二次、長方形、平行四辺形、
および六角形の形をした画面要素にも有効である。結果
として得られるディザ・タイルは、通常は、平行四辺形
か六角形である。CombiScreen方法を使用すると、画面
の単位面積当たりドット数または方向を、グレー・レベ
ル数に関係なく選択できる。CombiScreen方法は、P.Fin
k,PostScript Screening: Adobe Accurate Mountain Vi
ew,CA,Adobe Press,1992など、この技術分野では良く知
られているスーパーセル・ディザ技法の類に属する。

【００１６】幾つかの特許は、イメージ処理およびハー
フトーン処理（あるいはその両方）の適応機能について
開示している。

【００１７】Eschbach に対する米国特許第５,０４５,
９５２号は、誤差拡散アルゴリズムのしきい値レベルの
動的な調整方法を開示している。これは、符号化出力の
エッジ強調度を適切に制御するためのアルゴリズムであ
る。しきい値レベルはピクセル単位で選択的に修正さ
れ、出力ディジタル・イメージのエッジ強調度の調整に
使用できる。これは、連続階調入力イメージの本来の詳
細度と鮮明度をより正確に表現するものと言われてい
る。

【００１８】Levienに対する米国特許第５,０５５,９４
２号は、ディジタル・ハーフトーン処理を使用して、調
整可能な粒度でイメージを選別する写真イメージ再生装
置を開示していている。低解像度の印刷装置(marking d
evices)に関する写真イメージのスクリーン処理された
ハーフトーンの生成では、従来のスクリーン技法は粗す
ぎ、適応ディザ技法は細か過ぎる。Levienは適応ディザ
技法の利点を生かし、調整可能な粒度でスクリーンパタ
ーンの作成を試みている。スクリーン処理されたイメー
ジに含まれるドット・サイズを変化させるために、以前
は再帰技法を固定ドット・パターンによる適応スクリー
ン処理に使用していたが、上記の方法ではヒステリシス
定数を適用している。これにより、ヒステリシス定数を
調整することで、イメージ粒度を調整できるようになっ
たと言われている。

【００１９】Eschbachに対する米国特許第５,２４５,６
７８号は、減衰適応誤差拡散によるイメージ変換を開示
している。イメージに含まれるグレー・レベル・ピクセ
ル値（各ピクセル値はｃレベルで表されている）は、次
の２段階で量子化される。まず、イメージに含まれる各
ピクセル値にしきい値レベルを適用し、ｄレベルのピク
セル値を作成する。次に、ピクセル値としきい値との差
（「誤差」）の値の重み付き部分を、隣接ピクセルの所
定の集合に適用する。誤差の項が適用される所定集合中
のそれぞれの隣接ピクセルについて、隣接ピクセルの値
と、正しい(legal)出力と考えられる各値とを比較す
る。所定の隣接ピクセルの集合のピクセル値と正しい出
力値のいずれかとが等しい場合は、誤差の項はその項に
は適用されず、残りの正しくない(non-legal)出力値に
適用される。すべての隣接ピクセルの値が正しい場合
は、先読み隣接ピクセル（僅かな誤差割付けを判別する
ために使用されるピクセルの集合）を基に、誤差の項を
廃棄するか保存するかを決定する。最も単純なケースで
は、先読み隣接ピクセルは誤差分散隣接ピクセル（僅か
な誤差を配布できるピクセルのセット）と同一で、隣接
ピクセルのすべての出力値が正しい時は、誤差の項は廃
棄される。より一般的なケースでは、先読み隣接ピクセ
ルは誤差隣接ピクセルより大きな領域にまたがり、追加
基準が満たされた時だけ、たとえば、先読み隣接ピクセ
ルに含まれるすべてのピクセルの値が正しい時は、誤差
の項は廃棄されるだけである。

【００２０】Eschbachに対する米国特許第５,２７８,６
７０号は、カラー・ドキュメントの内容の解像度変換を
開示している。印刷ドキュメントを作成するためのイメ
ージ処理システムは、特定のプリンタでは出力できない
第１の解像度の画像とテキストを含むドキュメント・イ
メージを受け取る。このようなシステムでは、各色およ
びすべての色の間で、ドキュメントの一部について一定
のグレー・レベルの有無を判別する仕組みが備わってい
る。このような判別処理に続き、この判別の結果を表す
制御信号が作成され、解像度変換機能を選択する。これ
らの機能では、グレー濃度を保存するものもあり、保存
しないものもある。

【００２１】上記では、滑らかに階調が変化する領域に
おける「バンディング」または「輪郭」効果の問題に対
処する方法を説明したが、この問題は、階調がない領
域、特に強調領域に作成される有害で不自然な構造と相
互に関連していることが分かる。したがって、これらを
さらに改善する必要がある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来のディザ
・マトリックス・ハーフトーン処理技法を改善するもの
である。このために、複数のディザ・マトリックスを用
意し、少なくとも第１のマトリックスは階調勾配がない
ハーフトーン・イメージ領域に適合させ、少なくとも第
２のマトリックスは滑らかに階調の変化するハーフトー
ン・イメージ領域に適合させる。更に、注目ピクセルの
色調の階調分析を基に、注目ピクセルのハーフトーン処
理のために１つのディザ・マトリックスを選択する。こ
れら複数のディザ・マトリックスは「相互に互換性があ
る(reciprocally-compatible)」ことが望ましい。これ
については以下に定義する。

【００２３】具体的に述べると、本発明は印刷または表
示（あるいはその両方）の目的で使用するディジタル・
イメージ・データの表現に関し、特に、複数のマトリッ
クス適応ディザ技法を使用したディジタル・ハーフトー
ン・イメージの生成方法に関する。この技法には、次の
ような特長がある。（ａ）ラスタライズされるイメージ
はハーフトーン処理フェーズの前に分析され、イメージ
の各注目ピクセルごとに、隣接ピクセルに関するその注
目ピクセルの勾配のクラスを決定し、（ｂ）ハーフトー
ン処理フェーズでは、複数の異なったディザ・マトリッ
クスではあるが相互に互換性があるディザ・マトリック
スを使用する。フェーズ（ａ）のイメージの分析の結
果、更に具体的には、検出された局所的な勾配のクラス
の値に従い、相互に互換性がある複数のディザ・マトリ
ックスのいずれかをフェーズ（ｂ）で選択する。ディザ
・マトリックス（または対応するディザ・タイル）の
「相互に互換性がある」とは、次の事を意味する。
（１）この方法で使用するすべてのスーパーセル・ディ
ザ・タイルは、同じ基本タイルを基に作成されている、
（２）すべてのディザ・タイルの相対フェーズは同じで
ある（つまり、参照点が同じ）、（３）スーパータイル
の正規化された相対タイル間差はすべて、基本タイルに
おける正規化されたピクセル間の差より小さい。本発明
は、インクジェット・プリンタまたは同様の装置など、
物質的出力装置に特に有効である。

【００２４】本発明により改善されたディザ法の出力の
例を、図９と１０に示す。ここで、図９は平行四辺形の
相互互換ディザ・マトリックスに対応していて（図１お
よび２と比較されたい）、図１０は六角形の相互に互換
性のあるディザ・マトリックスに対応している（図５お
よび６と比較されたい）。

【００２５】図９では、階調勾配が検出されないイメー
ジの領域（下部のコンピュータ生成ビジネス・グラフィ
ックの部分９２０）については、図３（ａ）に示されて
いる単純ディザ・タイル１０が適用されている。グレー
・スケール勾配９１０および自然イメージ９３０などの
階調勾配が含まれる部分では、図４に示されているスー
パーセル・ディザ・タイル１２が適用されている。これ
らの箇所には両方とも、特別に不自然な箇所は少ない。
つまり、単一色の部分では構成上の不自然な箇所はな
く、また、階調勾配が含まれている部分にもバンディン
グ効果は見られない。図１０を見ると、図７（ａ）に示
されている単純六角形ディザ・タイル１４と図８（ｂ）
に示されている六角形のスーパーセルの両方を組み合わ
せると、不自然な箇所が殆どない満足すべき結果が得ら
れることが分かる。

【００２６】このように、本発明により提案される１つ
の態様によれば、ハーフトーン・イメージ・データが、
対応するグレー・スケール・イメージ・データから取り
出される。これは次のように行われる。先ず、グレー・
スケール・イメージ・データの注目ピクセルに関する階
調勾配を計算する。この場合、階調勾配は、注目ピクセ
ルのグレー・スケール・イメージ・データと注目ピクセ
ルの隣接ピクセルのグレー・スケール・イメージ・デー
タとの比較に基づいて計算される。次に、階調勾配に基
づいて複数のディザ・マトリックスから１つのディザ・
マトリックスを選択する。その後、選択されたディザ・
マトリックスを使用して、注目ピクセルのグレー・スケ
ール・イメージ・データのしきい値を決め、注目ピクセ
ルのハーフトーン・イメージ・データを入手する。複数
のディザ・マトリックスは、相互に互換性があることが
望ましい。これは次のことを意味する。（１）基本ディ
ザ・タイルを低勾配エリアに使用し、基本ディザ・タイ
ルから取り出されたスーパーセル・ディザ・タイルを高
勾配エリアに使用する、（２）すべてのディザ・タイル
の相対フェーズが同じである（つまり、同じ参照点）、
および（３）スーパーセル・タイルにおける正規化され
た相対タイル間差はすべて、基本タイルに含まれる正規
化されたピクセル間の差より小さい。本発明の実施例の
内でディザ・マトリックスを２つしか使用しないもので
は、注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・デー
タとすべての隣接ピクセルのグレー・スケール・イメー
ジ・データとを比較するだけで階調勾配を計算すること
が望ましい。この場合、隣接ピクセルすべてが注目ピク
セルと同じである場合は基本ディザ・マトリックス・タ
イルを選択し、隣接ピクセルのいずれかが注目ピクセル
と異なる場合はスーパーセル・ディザ・マトリックス・
タイルを選択する。マトリックスの選択を円滑に移行さ
せるためには、２つより多くのディザ・マトリックスを
使用する。ディザ・マトリックスが３種の場合は、階調
勾配はマトリックスの数に対応するクラス数に分類さ
れ、この場合は「無勾配」、「低勾配｝、および「高勾
配」などになる。

【００２７】本発明の本質をすぐに理解できるように、
簡単な要約を示した。本発明は、以下に示す好ましい実
施態様と添付図面とを参照することで更に詳細に理解で
きる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１１は、本発明の拡張誤差拡散
を組み込んだ代表的なコンピュータ装置の外観を示した
ものである。図１１には、マイクロソフト社のウインド
ウズ・オペレーティング・システムなどのウィンドウ方
式のオペレーティング・システムが備わったIBM PCまた
はその互換機などのコンピュータ装置２０が示されてい
る。コンピュータ装置２０には表示画面２２を持つ表示
モニタ２３が装備されていて、コンピュータ装置２０は
ユーザーに対するイメージをその画面上に表示する。コ
ンピュータ装置２０には、更に、取外し可能なフロッピ
ィ・ディスク媒体の読取りまたは書込みに使用されるフ
ロッピィ・ディスク・ドライブ２４、データ・ファイル
およびアプリケーション・プログラム・ファイルを記憶
するための固定ディスク・ドライブ２５、テキスト・デ
ータの入力に使用したり表示画面２２に表示するオブジ
ェクトの操作に使用したりするキーボード２６、および
表示画面２２のオブジェクトの操作に使用するマウスな
どのポインティング装置２７が装備されている。白黒ま
たはカラー・レーザ・ビーム・プリンタまたは、インク
を加熱して沸騰させ、その圧でインク液滴を吐出させる
方式のインク・ジェット・プリンタなどの従来のプリン
タ３０も接続されている。また、ネットワーク３１また
は通常の電話回線３２への接続も可能で、それらを介し
て、カラー・イメージ・データ、およびコンピュータ装
置２０の操作のためのプログラム命令シーケンスが組み
込まれたファイルなどの送受信を行うことができる。

【００２９】本実施形態では、インク・ジェット・プリ
ンタが使用されているが、本発明の実施にはいかなるプ
リンタも適しており、好ましくは、カラー・レーザ・ビ
ーム・プリンタまたはカラー熱転写ワックス・プリンタ
など、対応するカラー要素値により決められた量の着色
剤を混ぜ合せることでフルカラー・イメージを作成する
カラー・プリンタが適している。

【００３０】オペレーターの指示に従いまたウィンドウ
方式のオペレーティング・システムの制御の下で、グラ
フィック・アプリケーション・プログラム、描画アプリ
ケーション・プログラム、およびデスクトップ・パブリ
ッシング・アプリケーション・プログラムなどの記憶さ
れたアプリケーション・プログラムが、データを処理す
るために必要に応じて起動される。また、オペレーター
の指示および記憶されているアプリケーション・プログ
ラムに従い、モニタ２３上にイメージを表示するコマン
ドおよびモニタ２３に表示されるイメージを印刷するコ
マンドが出される。これらのイメージは、以下に詳しく
説明するようにプリンタ３０で印刷される。

【００３１】図１２は、コンピュータ装置２０の内部構
造を示す詳細なブロック図である。図１２に示されるよ
うに、コンピュータ装置２０にはコンピュータ・バス４
１とのインターフェースを持っているプログラマブル・
マイクロプロセッサなどの中央処理装置（ＣＰＵ）４０
が含まれている。また、コンピュータ・バス４１には、
ディスプレイ・インターフェース４４、ネットワーク３
１とのインターフェースを司るネットワーク・インター
フェース４５、電話３２とのインターフェースを司るフ
ァックス／モデム／電話インターフェース４６、プリン
タ・インターフェース４７、およびフロッピィ・ディス
ク・ドライブ・インターフェース４９が接続されてい
る。

【００３２】ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）な
どのメイン・メモリ５１がコンピュータ・バス４１に接
続されていて、ＣＰＵ４０がメモリ記憶域にアクセスで
きるようにしている。特に、ディスク２５に記憶されて
いるアプリケーション・プログラムに関連する、記憶さ
れたアプリケーション・プログラム命令シーケンスを実
行する時は、ＣＰＵ４０はこれらの命令シーケンスをデ
ィスク２５（あるいはネットワーク３１を介してアクセ
スする媒体、あるいはフロッピィ・ディスク・ドライブ
２４などの他の記憶媒体）からメイン・メモリ５１へロ
ードし、これらの記憶されたプログラム命令シーケンス
をメイン・メモリ５１から実行する。

【００３３】ＲＯＭ（読取専用メモリ）５２は、起動命
令シーケンスまたはキーボード２６の操作のための基本
入出力オペレーティング・システム（ＢＩＯＳ）シーケ
ンスなどの不変な命令シーケンスを記憶するために用意
されている。

【００３４】図１２に示されているように、また既に説
明したように、フロッピィ・ディスク２５には、ウィン
ドウ型のオペレーティング・システムのためのプログラ
ム命令シーケンス、およびグラフィック・アプリケーシ
ョン・プログラム、描画アプリケーション・プログラ
ム、およびデスクトップ・パブリッシング・アプリケー
ション・プログラムなどの各種アプリケーション・プロ
グラムのためのプログラム命令シーケンスが記憶されて
いる。さらに、指定されたアプリケーション・プログラ
ムの制御の下でモニタ２３に表示されるかまたはプリン
タ３０に印刷されるカラー・イメージ・ファイルも、固
定ディスク２５に記憶されている。また、固定ディスク
２５には、ディスプレイ・インターフェース４４へＲＧ
Ｂ三原色を渡す方法を制御するモニタ・ドライバ３３、
およびプリンタ・インターフェース４７へＣＭＹＫカラ
ー要素値を渡す方法を制御するカラー管理システム３４
も記憶されている。本発明の本実施例では、本発明の、
階調勾配に基づいたディザマトリクスの選択を用いた拡
張ディザ法は、カラー管理システム３４に常駐してい
る。他のディバイス・ドライバも固定ディスク２５に記
憶されていて、コンピュータ装置２０に接続されている
各種装置（ネットワークなど）へ適当な信号を送信して
いる。

【００３５】通常、アプリケーション・プログラムおよ
びドライバをディスク２５に格納するためには、ユーザ
はまず、プログラムおよびドライバが最初に記憶されて
いるコンピュータ可読媒体からそれらをディスク２５へ
インストールする必要がある。例えばユーザーは、カラ
ー管理システム３４が記憶されているフロッピィ・ディ
スクまたは他のコンピュータ可読媒体を購入するのが普
通である。次に、ユーザーはカラー管理システム３４を
ディスク２５にインストールする。このためには、購入
したフロッピィ・ディスクをフロッピィ・ディスク・ド
ライブ２４に挿入し、フロッピィ・ディスクからディス
ク２５へカラー管理システム３４をコピーするようにＣ
ＰＵ４０に対し命令を出す。また、ユーザーは電話３２
とモデム・インターフェース４６を介し、あるいはネッ
トワーク３１とネットワーク・インターフェース４５を
介し、ドライバを以前にアップロードしてあるコンピュ
ータの掲示板からカラー管理システム３４をダウンロー
ドすることもできる。

【００３６】図１３は、コンピュータ２０とモニタ２３
およびプリンタ３０とのインターフェースの様子を示し
た機能ブロック図である。図１３には、モニタ・ドライ
バ３３、カラー管理システム３４、ＣＰＵ４０、ＲＡＭ
５１、およびＲＯＭ５２が備わったコンピュータ２０が
示されているが、これらは図１２でその構造を示したの
に対し、機能を中心に配列されている。

【００３７】上記で説明したように、オペレーターはキ
ーボード２６を使用して、記憶プログラム命令を実行す
るようにＣＰＵ４０に対し指示を出すことができる。Ｃ
ＰＵ４０はこの指示を受け取ると、メモリに記憶されて
いるプログラム命令を実行する。これらの命令は、モニ
タ２３にカラー・イメージを表示し、対応するカラー・
イメージをカラー・プリンタ３０に印刷する。具体的に
は、ＣＰＵ４０はディスク２５に記憶されているアプリ
ケーション・プログラムの記憶されたプログラム命令と
連係し、各三原色のグレー・スケール・イメージ・デー
タで構成されているカラー・イメージを取り出し、モニ
タ２３に表示する。ＣＰＵがグレー・スケール・イメー
ジ・データをモニタ・ドライバ３３へ渡すと、ドライバ
はモニタ２３の各ピクセルについてグレー・レベルＲＧ
Ｂ値を取り出す。ＲＧＢ値は、表示インターフェース４
４を介して、これらの値が表示されるモニタ２３へ渡さ
れる。モニタ２３は連続階調アナログ装置であるため、
取り出されたＲＧＢ値からモニタ２３に表示されるカラ
ー・イメージは、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの値のグ
レー・レベルを基本にした連続階調イメージである。

【００３８】ＣＰＵ４０は要求を受け取ると、カラー管
理システム３４へもカラー・イメージを渡し、カラー・
プリンタ３０で印刷できるようにする。カラー管理シス
テム３４は、ＣＰＵ４０から送られてくるカラー三原色
のそれぞれのグレー・スケール・イメージ・データを基
に、カラー・イメージの各ピクセルについてバイナリＣ
ＭＹＫ値を取り出す。カラー管理システム３４では処理
を選択できるようになっていて、通常はユーザーが選択
するが、場合によってはＣＰＵ４０が自動的に選択する
こともある。この場合選択の対象になるのは、どのハー
フトーン処理を、誤差拡散ハーフトーン処理またはディ
ザ・マトリックス・ハーフトーン処理のいずれを使用し
て行うか、および複数のレンダリング・モード、ここで
は知覚レンダリング・モード、色度測定レンダリング・
モード、またはビジネス・グラフィック・レンダリング
・モードのどれを使用するか、である。しかし、複数の
カラー・レンダリング・モードのどれを使用するにして
も、カラー管理システム３４の究極の目的は、ＣＰＵ４
０から与えられる各カラー原色のグレー・スケール・イ
メージ・データについて、バイナリＣＭＹＫ値を獲得す
るため、およびプリンタ３０へバイナリＣＭＹＫ値を渡
して印刷するため、ハーフトーン処理を実行することで
ある。

【００３９】具体的に述べると、カラー管理システム３
４はモニタ２３のイメージの各ピクセルについて、ピク
セルのグレー・レベルＲＧＢ値を、プリンタ３０で印刷
されるＣＭＹＫカラー要素のそれぞれのバイナリ・ハー
フ・トーン値へ変換する。たとえば、モニタ２３のイメ
ージの各ピクセルが２４ビットＲＧＢ値（つまり、Ｒに
８ビット、Ｇに８ビット、およびＢに８ビット）で表さ
れている場合、カラー管理システム３４はディジタル・
ハーフトーン値を取り出す。このディジタル・ハーフト
ーン値は各ＣＭＹＫカラー要素を、各カラー要素のドッ
トを対応するピクセル位置にプリンタ３０で印刷するか
どうかを示す１ビットで表わしたものである。

【００４０】その後、カラー管理システム３４はＣＭＹ
Ｋ値をプリンタ・インターフェース４６を介してプリン
タ３０へ渡す。プリンタ３０では、その中のビットマッ
プ・メモリ３７でこれらの値を記憶する。ビットマップ
・メモリ３７は印刷対象イメージの全ビットマップ・イ
メージを記憶することもあり、帯状のビット・マップ・
イメージまたは部分ビットマップ・イメージしか記憶し
ないこともある。ビットマップ・メモリ３７に十分なカ
ラー・データ、つまり、２値のハーフトーンＣＭＹＫデ
ータが記憶されると、カラー・プリント・ヘッド３６は
１枚の用紙に接したプラテンの上で往復運動する。プリ
ント・ヘッド３６は、４列×８行のパターンで構成され
る３２個のインクジェット・ノズルを含むような構成が
考えられる。最初の列のノズルはすべてシアンのインク
を吐出し、２番目の列のノズルはすべてマゼンタのイン
クを吐出し、３番目の列のノズルはすべて黄色のインク
を吐出し、４番目の列のノズルはすべて黒のインクを吐
出する。これらのノズルは、プリント・ヘッド３６がプ
ラテンの上を１往復する間に８行のピクセルが印刷され
るように、ビットマップ・メモリ３７に含まれるカラー
・データにより独立して制御される。

【００４１】図１４は、カラー管理システム３４の機能
的な配置を示したものである。図１４に示されているカ
ラー管理システムには複数のカラー・レンダリング・モ
ードが含まれていて、各モードを調整してＣＰＵ４０か
らのカラー・イメージ・データを修正し、特定のカラー
目標を満たしている。図１４に示されているように、カ
ラー管理システム３４は、実カラー・イメージに最適な
知覚レンダリング・プロセス・ステップ６１と、特定の
カラーと一致させるのに最適な色度測定レンダリング・
プロセル・ステップ６２と、高彩度グラフィック・イメ
ージに最適なビジネス・グラフィック・レンダリング・
プロセス・ステップ６３とで構成されている。更に、カ
ラー管理システム３４には、カラー管理システムの複数
のレンダリング・モードのいずれかを選択するレンダリ
ング・モード・セレクタ６０が含まれている。できれ
ば、レンダリング・モード・セレクタ６０は、ユーザー
が操作可能なグラフィカル・ユーザー・インターフェー
スで構成するようにする。これは、ユーザーがイメージ
印刷コマンドを出した後に複数のレンダリング・モード
から特定のモードを選択し、カラー管理システム３４が
そのレンダリング処理をイメージに対し実行できるよう
にするためである。また、レンダリング・モード・セレ
クタ６０をＣＰＵ４０の制御の下で自動的に作動可能に
することもできる。この場合、ＣＰＵ４０が正しいレン
ダリング・モードを自動的に選択する。このような自動
選択処理は、イメージを生成するアプリケーション・ソ
フトウェア・タイプ、データまたはイメージ・タイプ、
データ構造、ヒストグラムあるいはイメージのカラー分
配の他の分析、などをベースに行うことができる。例え
ば、ビットマップ(.BMP)タイプのデータすべてに対し知
覚レンダリング・モードを自動的に選択するようにし、
ベクトル・グラフィックについてはビジネス・グラフィ
ック・レンダリング・モードを自動的に選択できるよう
にすることができる。

【００４２】カラー管理システム３４にはハーフトーン
・モード・セレクタ６４を組み込むことも可能で、これ
により、誤差拡散処理ステップによるハーフトーン処理
とディザ処理ステップ６６によるハーフトーン処理のい
ずれかを選択できるようになる。ディザ処理ステップ６
６については、後で詳しく説明する。誤差拡散処理ステ
ップ６５には該当する任意の誤差拡散技法が可能で、例
えば、基本Floyd-Steinberg誤差拡散の各種修正版など
がある。

【００４３】各三原色のグレー・スケール・イメージ・
データ（ＣＰＵ４０から読み込まれ、６０により選択さ
れたカラー・レンダリング・モードによりすでに修正済
み）は、ハーフトーン・モード・セレクタ６４が選択し
たモードに従い、選択されているいずれかのハーフトー
ン・モードの処理へ渡され、そこで、プリンタのバイナ
リＣＭＹＫ着色剤値を生成する処理が実行される。

【００４４】図１５は、本発明による複数マトリックス
・ディザ処理を実行するための装置の簡単なブロック図
である。図１５に示されている装置は有形の装置として
実現することもできるが、できれば、図１５の装置はデ
ィザ・マトリックス・ハーフトーン・ステップ６６と関
連したソフトウェア・ステップとして実現した方が良
い。

【００４５】図１５に示されているように、本発明によ
る拡張ディザ法の処理には、カラー・イメージの３つの
カラー要素のそれぞれに関するグレー・スケール値を記
憶するための入力グレー・スケール・イメージ記憶部１
１０が含まれている。パス生成部１００は、ｘ−ｙピク
セル・アドレス１０５を生成する。このアドレスは、曲
線状の走査パス、走査ライン走査パス、ブルー・ノイズ
修正走査パスなどの、記憶部１１０に含まれるイメージ
・データの走査パスを生成するために使用される。この
ように生成されたそれぞれのピクセル・アドレスごと
に、入力グレー・スケール記憶部１１０からの注目ピク
セルが階調勾配分析部１２０へ送られる。この分析部で
は、階調勾配の分析に基づき、少なくとも２つの勾配ク
ラスのいずれかに属する領域を入力イメージの中から検
出する。たとえば、勾配クラスが２つの場合、階調勾配
分析部１２０は、階調勾配の有無を区別するだけであ
る。勾配クラスが３つの場合、階調勾配分析部１２０
は、局所的な階調勾配のない領域、局所的な階調勾配の
小さな領域、および局所的な階調勾配の大きな領域を識
別できる。階調勾配分析部１２０は、注目ピクセルに隣
接するピクセルのグレー・スケール・データ値など、階
調勾配分析一時記憶部１３０に記憶されている幾つかの
内部データ構造に依存することがある。この階調勾配関
連情報および入力イメージは、ラスタライザ部１５０へ
送信される。ラスタライザは、階調勾配分析部１２０で
入手された階調勾配関連情報を使用し、従来のハーフト
ーン処理技法のいずれかを適用する。できれば、ラスタ
ライザ部１５０では、ディザ・マトリックスに記憶され
ているしきい値を使用するディザ技法を使用する様にす
るとよい。この場合、複数のしきい値ディザ・マトリッ
クス１４０がラスタライザ部１５０で使用される。ラス
タライザ部１５０では、階調勾配情報に従ってどのディ
ザ・マトリックスを使用するかを、各注目ピクセルごと
に選択する。ラスタライザ部１５０で作成されたバイナ
リ・イメージは、出力装置インターフェース１６０へ送
られる。

【００４６】ラスタライザ部１５０は、階調勾配分析部
１２０から与えられた局所的な階調勾配を基に、どのデ
ィザ・マトリックス１４０を使用するかを各注目ピクセ
ルごとに選択する。好ましい実施形態では、階調勾配分
析部１２０は処理時間の都合上大まかな局所的な階調勾
配の評価しか行わないため、各ディザ・マトリックス１
４０を「相互に互換性がある」ように選択している。マ
トリックスの相互互換性とは、（ａ）すべてのスーパー
セル・ディザ・タイルが同じ基本タイルから作成され
る、（ｂ）それらのタイルは同じ相対フェーズを持つ
（参照ポイントが同じ）、および（ｃ）スーパータイル
における正規化された相対タイル間差が基本タイルにお
ける正規化されたピクセル間の差より小さい、というこ
とを意味する。

【００４７】図３（ａ）および図４のディザ・マトリッ
クス１０および１２は、ディザ・マトリックス１２が基
本タイルである１０から作成されていて、ディザ・マト
リックス１０および１２の相対フェーズが同じで、スー
パーセル・タイル間の正規化された相対タイル間差が、
基本タイルの正規化されたピクセル間の差より小さいた
め、両方ともお互いに「相互互換性がある」と言える。
これについては、以下に詳しく説明する。

【００４８】以下の説明の前提知識を説明するために、
図１６（ａ）および１６（ｂ）にはスーパーセルを構築
する場合の主な原理が図示してある。図１６（ａ）で
は、任意ディザ・マトリックス５０にｎ個の異なったし
きい値が含まれていて、その範囲はｓ(０)からｓ(ｎs-
1)である。図１６（ｂ）は、出力面を塗り潰すために使
用される単一のスーパーセル５１を作成するために、ｎ
d個の基本ディザ・セル５０をどのように組み合わせる
かを示したものである。図１７は、スーパーセルに含ま
れる個別セルを正方形に分布させる１つの方法を示した
もので、図１７に示した分布は通常はＢａｙｅｒ分布と
呼ばれる。個別セルを膨張させて図１７に示されている
スーパーセルを作成する方法を、多角形または長方形の
タイルの膨張に容易に適応させることは、この分野に精
通した人であれば理解できるであろう。これについて
は、上記で参照した出願人の論文で詳しく説明してあ
る。

【００４９】図１８は、スーパーセルに含まれる個別セ
ルを六角形に分布させる１つの方法を示したもので、上
記の説明を十分に理解できるように、ここに示してあ
る。

【００５０】これらの前提知識があれば、ディザ・マト
リックス１０とディザ・マトリックス１２とが相互に互
換性があることが理解できる。ディザ・マトリックス１
２は、ディザ・マトリックス１０と同じ基本タイルを基
に作成されている。従って、ディザ・マトリックス１０
と１２は、相互互換性の最初の基準を満たしている（つ
まり、すべてのスーパーセル・ディザ・タイルが同じ基
本タイルを基に作成されている）。図１９（ａ）では、
ポイント５２ａをディザ・タイル１０の原点として任意
に指定している。従ってディザ・マトリックス１０のフ
ェーズはベクトル５４ａと５５ａとで定義される。これ
らのベクトル（従って、そのフェーズ）は、図１９
（ｂ）のディザ・マトリックス１２の対応するベクトル
５４ｂと５５ｂと同じであることが分かる。従って、デ
ィザ・マトリックス１０と１２は、相互互換性の２番目
の基準を満たしている（つまり、これらのマトリックス
の相対フェーズが同じである）。

【００５１】相互互換性の３番目の基準については、ス
ーパーセル・ディザ・マトリックス１２における正規化
された相対タイル間差が,基本ディザ・マトリックスに
おける正規化されたピクセル間の差より小さいことが分
かる。たとえば、図１９（ｂ）でスーパーセル・ディザ
・タイルを構成している基本ディザ・タイル５６ａ、５
６ｂ、５６ｃ、および５６ｄについて考えてみる。しき
い値“１６”、“１７”、“１８”、および“１９”は
すべて基本タイルの同じ相対位置であり、これらのしき
い値の正規化された相対値は１６／４０、１７／４０、
１８／４０、１９／４０である。従って、これらの正規
化された相対値間の最大の差は３／４０（つまり、１９
／４０−１６／４０）である。また、ディザ・タイル５
６ｄなどの任意の基本ディザ・タイル内では、正規化さ
れたピクセル間の差はすべて４／４０である（つまり、
３／４０、７／４０、１１／４０などの相互間の差で、
これらはディザ・タイル５６ｄにおける正規化されたし
きい値である）。従って、図１９（ｂ）のスーパーセル
・ディザ・タイル１２については、正規化された相対タ
イル間差（３／４０以下）はすべて、基本ディザ・タイ
ルの正規化されたピクセル間の差（４／４０）より小さ
い。従って、スーパーセル・ディザ・マトリックス１２
は、３番目の基準を満たしている。

【００５２】ディザ・マトリックス１０と１２は相互に
互換性があるため、階調勾配分析部１２０が２種類の異
なった階調koubaiレベルを識別している場合は、これら
の２つのマトリックスをディザ・マトリックス記憶部１
４０に格納しておくと良い。実際、上記で説明したよう
に、図９のサンプル・ハーフトーン・イメージは、これ
らの２つの相互互換性のあるディザ・マトリックスを使
用して作成されたものである。

【００５３】また、図７（ａ）、８（ａ）、および８
（ｂ）に示されている六角形のディザ・マトリックス１
４、１５、および１６はすべてお互いに相互互換性があ
るため、階調勾配分析部１２０が３種類の異なった勾配
クラスを識別している場合は、これらのマトリックスを
ディザ・マトリックス記憶部１４０に格納しておくと良
い。また、階調勾配分析部１２０が２種類の異なった勾
配クラスを識別している場合は、これら３つのディザ・
マトリックスの内の２つだけを使用することもできる。
実際、上記で説明したように、代表的なハーフトーン・
イメージである図１０は、階調勾配分析部１２０が２種
類の異なった勾配エリアを識別した場合にディザ・マト
リックス記憶部１４０に格納されていたディザ・タイル
１４と５０を使用して作成されたものである。

【００５４】階調勾配分析部１２０は、次のアクション
を実行することで階調勾配を検出する。すべての注目ピ
クセルについて、ピクセルのグレー・スケール輝度レベ
ルとその隣接ピクセルすべてのグレー・スケール輝度レ
ベルとを比較する。すべての比較で差がなかった場合
は、その注目ピクセルのフラグは「勾配なし」になる。
そうでない場合、つまりいずれかの隣接ピクセルが注目
ピクセルと異なっている場合は、フラグは「勾配あり」
になる。

【００５５】ここで説明している基本的な技法は、処理
されるピクセルの周りの、非常に局所的なエリアに関す
る「近視」的な見方である。しかし、この実施例で使用
するマトリックスには相互互換性があるため、この技法
で階調勾配の有無を間違って検出した場合でも、これら
の２つ変形マトリックスを使用した場合の視覚上の差は
大きくない。従って、以前の階調勾配データ検出処理の
結果が階調勾配分析一時記憶部１３０に記憶されている
場合などはこの階調勾配検出技法は高速で効率的に実施
できるため、この実施例は好ましい。

【００５６】図２０は、６６（図１４）のディザ・マト
リックス・ハーフトーン処理ステップの一部を構成する
処理ステップを示すフロー図である。大まかに述べる
と、図２０の処理ステップでは、グレー・スケール・イ
メージ・データの注目ピクセルについて階調勾配を計算
し、複数のディザ・マトリックスへアクセスし、階調勾
配に従ってディザ・マトリックスのいずれかを選択し、
選択されたディザ・マトリックスを使用して注目ピクセ
ルのグレー・スケール・イメージ・データのしきい値を
決定し、注目ピクセルのハーフトーン・イメージ・デー
タを獲得している。

【００５７】さらに詳しく説明すると、ステップＳ２０
０１で、注目ピクセル（ｘ，ｙ）のグレー・スケール・
イメージ・データをイメージ記憶部１１０から取り出
す。ステップＳ２００２では、上で説明したように、注
目ピクセルの局所的な階調勾配を計算する。階調勾配
は、勾配なしまたは勾配ありのいずれかに分類され、そ
の分類に従い、ステップＳ２００３ではディザ・マトリ
ックス１０などの基本ディザ・マトリックス（ステップ
Ｓ２００４）あるいはマトリックス１４などの相互に互
換性のあるスーパーセル・ディザ・マトリックス（ステ
ップＳ２００５）のいずれかを選択する。ステップＳ２
００６では選択されたディザ・マトリックスを使用し、
注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・データと
選択されたディザ・マトリックスに含まれるしきい値と
を比較することで、注目ピクセル（ｘ，ｙ）にハーフト
ーン処理を施す。Ｓ２００６のハーフトーン処理ステッ
プでは、注目ピクセルの入力グレー・スケール値に従
い、対応するハーフトーン・イメージにピクセルを印刷
するかどうかに従い、２進値１または０を獲得する。ス
テップＳ２００７では更にピクセルを処理しなければな
らないかどうかを判別し、すべて処理した場合はハーフ
トーン・イメージを印刷する（ステップＳ２００８）。

【００５８】階調勾配分析部１２０では、更に高度な階
調勾配検出処理を実行することもできる。クラス数は２
でも、３でも、またはそれより多くても良い。たとえ
ば、３つのクラスを使用する実施方法では（つまり３マ
トリックス・ディザ法）、３つの異なったクラスには
「勾配なし」「小勾配」「大勾配」のようなラベルを付
けることができる。ラスタライザ部１５０は、階調勾配
分析部１２０により与えられる勾配クラスに従い、相互
に互換性のある３種類の異なったしきい値マトリックス
間で切替えを行う。

【００５９】ここで説明した複数ディザ・マトリックス
技法は、従来の（単一マトリックス）ハーフトーン処理
法に比較し、次のような効果がある。（１）従来の小サ
イズの密ドット・ディザに比較し、イメージの階調勾配
はスムーズになり、自然イメージに現れるバンディング
効果または輪郭効果を緩和する。（２）この技術分野で
知られているスーパーセル・ディザ技法について、ビジ
ネス・グラフィック・イメージの表示を向上し、安定性
を増している。ここで開示した技法は、同じ印刷ページ
に自然イメージとコンピュータ生成ビジネス・グラフィ
ック・イメージとが混在する複雑なイメージの時に、真
価を発揮する。

【００６０】上記で説明したシステムには、本発明の主
旨から逸脱することなく、変更が可能である。この開示
に含まれる内容または図面に示される内容は例示に過ぎ
ず、限定的に解釈してはならない。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、従来の
小サイズの密ドット・ディザに比較し、イメージの階調
勾配はスムーズになり、自然イメージに現れるバンディ
ング効果または輪郭効果を緩和するとともに、ビジネス
・グラフィック・イメージの表示を向上し、安定性を増
し、同じ印刷ページに自然イメージとコンピュータ生成
ビジネス・グラフィック・イメージとが混在する複雑な
イメージの場合には特に、両方のイメージを高品質に出
力できるという効果を奏する。

【００６２】

【図面の簡単な説明】

【図１】 代表的なハーフトーン・イメージで、輪郭効
果を示す図である。

【図２】 スーパーセル使用時に現れる構造上の不自然
な表示を示す図である。

【図３】 基本ディザ・マトリックス（ａ）と、基本デ
ィザ・マトリックスを使用したイメージ面をおおう処理
（ｂ）を示す図である。

【図４】 図３（ａ）のディザ・マトリックスをもとに
作成されたスーパーセル・ディザ・マトリックスの図で
ある。

【図５】 六角形のディザタイルを使用したハーフトー
ン・イメージで、輪郭効果を示す図である。

【図６】 六角形のディザタイルを使用したスーパーセ
ル使用時に現れる構造上の不自然な表示を示す図であ
る。

【図７】 六角形のディザタイルを使用した基本ディザ
・マトリックス（ａ）と、基本ディザ・マトリックスを
使用したイメージ面をおおう処理（ｂ）を示す図であ
る。

【図８】 図７（ａ）のディザ・マトリックスをもとに
作成されたスーパーセル・ディザ・マトリックスの図で
ある。

【図９】 長方形のディザ・マトリックス・タイルを使
用した時の効果を示す図である。

【図１０】 六角形のディザ・マトリックス・タイルを
使用した時の効果を示す図である。

【図１１】 本発明の拡張ディザ法を組み込んだ典型的
なコンピュータ装置の外観図である。

【図１２】 図１１の内部構成を示す詳細なブロック図
である。

【図１３】 図１２のブロック図の一部の要素の機能接
続性を重点的に示す機能ブロック図である。

【図１４】 本発明の拡張ディザ法を組み込んだカラー
管理システムの機能図である。

【図１５】 本発明の拡張ディザ法を実行する装置を示
すブロック図である。

【図１６】 基本ディザ・マトリックス・タイル、およ
びスーパーセルを作成するための基本ディザ・マトリッ
クス・タイルのグループ方法を示した図である。

【図１７】 正方形の個別セル分布からスーパーセルを
作成する方法を示した図である。

【図１８】 六角形の個別セル分布からスーパーセルを
作成する方法を示した図である。

【図１９】 相互互換性を説明する図である。

【図２０】 本発明の拡張ディザ法を説明するフロー図
である。

【符号の説明】

１００…パス生成部、 １０５…ＸＹアドレス、 １１０…入力グレイ・スケール・イメージ記憶部、 １２０…階調勾配分析部、 １３０…階調一時記憶部、 １４０…ディザ・マトリックス記憶部、 １５０…ラスタライザ部、 １６０…出力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スマダー ネハブ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94306 パロアルト ウィルキーウエイ 4020

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イメージ内のピクセルを表しイメージの
   強調部分と中間色調の両方を表す値を任意に含んでいる
   対応するグレー・スケール・イメージ・データからハー
   フトーン・イメージ・データを獲得する方法であって、 少なくとも注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ
   ・データと注目ピクセルに隣接するピクセルのグレー・
   スケール・イメージ・データとの比較を基に、注目ピク
   セルのグレー・スケール・イメージ・データの局所的階
   調勾配を計算し、 各ディザ・マトリックスが他のディザ・マトリックスと
   異なるしきい値を含む複数のディザ・マトリックスか
   ら、計算された階調勾配を基に１つのディザ・マトリッ
   クスを選択し、 選択されたディザ・マトリックスを使用して注目ピクセ
   ルのグレー・スケール・イメージ・データにしきい値処
   理を実行して、注目ピクセルのハーフトーン・イメージ
   ・データを獲得することを特徴とするハーフトーン・イ
   メージ・データ獲得方法。
2. 【請求項２】 前記複数のディザ・マトリックスは相互
   に互換性があることを特徴とする請求項１のハーフトー
   ン・イメージ・データ獲得方法。
3. 【請求項３】 前記複数のディザ・マトリックスは、す
   べて共通の基本ディザ・マトリックスから作成され、共
   通の相対フェーズを持ち、スーパーセル・ディザ・マト
   リックス中の正規化された相対タイル間の差が基本ディ
   ザ・マトリックス中の正規化されたピクセル間の差より
   小さくなるように少なくとも１つのスーパーセル・ディ
   ザ・マトリックスと基本ディザ・マトリックスとを含む
   ことを特徴とする請求項２のハーフトーン・イメージ・
   データ獲得方法。
4. 【請求項４】 前記複数のディザ・マトリックスは第１
   と第２のディザ・マトリックスで構成され、階調勾配
   は、注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・デー
   タとすべての隣接ピクセルのグレー・スケール・イメー
   ジ・データとを比較することで計算し、すべてのグレー
   ・スケール・イメージ・データが同じ場合は第１のディ
   ザ・マトリックスを選択し、いずれかのグレー・スケー
   ル・イメージ・データが異なっている場合は２番目のデ
   ィザ・マトリックスを選択することを特徴とする請求項
   １のハーフトーン・イメージ・データ獲得方法。
5. 【請求項５】 前記複数のディザ・マトリックスは第
   １、第２、および第３のディザ・マトリックスで構成
   し、局所的階調勾配は、大勾配、無勾配、および少なく
   とも１つの中間勾配を識別することで計算され、大勾配
   が識別された場合は第１のディザ・マトリックスを選択
   し、無勾配が識別された場合は２番目のディザ・マトリ
   ックスを選択し、中間勾配が識別された場合は第３のデ
   ィザ・マトリックスを選択することを特徴とする請求項
   １のハーフトーン・イメージ・データ獲得方法。
6. 【請求項６】 グレー・スケール・イメージに対応する
   ハーフトーン・イメージを印刷するハーフトーン印刷方
   法であって、 誤差拡散法によりまたはディザ法によりハーフトーン処
   理を行う選択を受付け、 誤差拡散法によるハーフトーン処理を行う選択を選択し
   た場合は誤差拡散によりハーフトーン処理を行い、 ディザ法によるハーフトーン処理を行う選択を選択した
   場合はディザ法によりハーフトーン処理を行うステップ
   で構成され、 ディザ法によるハーフトーン処理を選択した場合は
   （ａ）注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・デ
   ータの局所的階調勾配は、少なくとも注目ピクセルのグ
   レー・スケール・イメージ・データと注目ピクセルに隣
   接するピクセルのグレー・スケール・イメージ・データ
   との比較を基に計算し、（ｂ）各ディザ・マトリックス
   が他のディザ・マトリックスと異なるしきい値を含む複
   数のディザ・マトリックスから、計算された階調勾配を
   基に１つのディザ・マトリックスを選択し、（ｃ） 選
   択されたディザ・マトリックスを使用して注目ピクセル
   のグレー・スケール・イメージ・データにしきい値処理
   を実行して注目ピクセルのハーフトーン・イメージ・デ
   ータを獲得することを特徴とするハーフトーン印刷方
   法。
7. 【請求項７】 前記複数のディザ・マトリックスは相互
   に互換性があることを特徴とする請求項６のハーフトー
   ン印刷方法。
8. 【請求項８】 前記複数のディザ・マトリックスは、す
   べて共通の基本ディザ・マトリックスから作成され、共
   通の相対フェーズを持ち、スーパーセル・ディザ・マト
   リックスの正規化された相対タイル間の差が基本ディザ
   ・マトリックスの正規化されたピクセル間の差より小さ
   くなるように少なくとも１つのスーパーセル・ディザ・
   マトリックスと基本ディザ・マトリックスとを含むこと
   を特徴とする請求項７のハーフトーン印刷方法。
9. 【請求項９】 前記複数のディザ・マトリックスは第１
   と第２のディザ・マトリックスで構成され、階調勾配は
   注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・データと
   すべての隣接ピクセルのグレー・スケール・イメージ・
   データとを比較することで計算され、すべてのグレー・
   スケール・イメージ・データが同じ場合は第１のディザ
   ・マトリックスを選択し、いずれかのグレー・スケール
   ・イメージ・データが異なっている場合は２番目のディ
   ザ・マトリックスを選択することを特徴とする請求項６
   のハーフトーン印刷方法。
10. 【請求項１０】 前記複数のディザ・マトリックスは第
    １、第２、および第３のディザ・マトリックスで構成さ
    れ、階調勾配は大勾配、無勾配、および少なくとも１つ
    の中間勾配を識別することで計算され、大勾配が識別さ
    れた場合は第１のディザ・マトリックスを選択し、無勾
    配が識別された場合は２番目のディザ・マトリックスを
    選択し、中間勾配が識別された場合は第３のディザ・マ
    トリックスを選択することを特徴とする請求項６のハー
    フトーン印刷方法。
11. 【請求項１１】 イメージ内のピクセルを表しイメージ
    の強調部分と中間色調の両方を表す値を任意に含んでい
    る対応するグレー・スケール・イメージ・データからハ
    ーフトーン・イメージ・データを獲得するハーフトーン
    ・イメージ・データ獲得装置であって、 コンピュータ実行可能処理ステップを格納するととも
    に、 各ディザ・マトリックスが他のディザ・マトリッ
    クスと異なるしきい値を含む複数のディザ・マトリック
    スを格納するメモリと、前記メモリに格納されている処
    理ステップを実行する処理装置とを備え、前記処理ステ
    ップは（ａ） 注目ピクセルのグレー・スケール・イメ
    ージ・データの局所的階調勾配を計算する場合、階調勾
    配は、少なくとも注目ピクセルのグレー・スケール・イ
    メージ・データと注目ピクセルに隣接するピクセルのグ
    レー・スケール・イメージ・データとの比較を基に計算
    し、（ｂ）複数のディザ・マトリックスから、計算され
    た階調勾配を基に１つのディザ・マトリックスを選択
    し、（ｃ） 選択されたディザ・マトリックスを使用し
    て注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・データ
    にしきい値処理を実行して注目ピクセルのハーフトーン
    ・イメージ・データを獲得するステップを含むことを特
    徴とするハーフトーン・イメージ・データ獲得装置。
12. 【請求項１２】 前記複数のディザ・マトリックスは相
    互に互換性があることを特徴とする請求項１１のハーフ
    トーン・イメージ・データ獲得装置。
13. 【請求項１３】 前記複数のディザ・マトリックスは、
    すべて共通の基本ディザ・マトリックスから作成され、
    共通の相対フェーズを持ち、スーパーセル・ディザ・マ
    トリックス中の正規化された相対タイル間差が基本ディ
    ザ・マトリックス中の正規化されたピクセル間の差より
    小さくなるように、少なくとも１つのスーパーセル・デ
    ィザ・マトリックスと基本ディザ・マトリックスとを含
    むことを特徴とする請求項１２のハーフトーン・イメー
    ジ・データ獲得装置。
14. 【請求項１４】 前記複数のディザ・マトリックスは第
    １と第２のディザ・マトリックスで構成され、階調勾配
    は注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・データ
    とすべての隣接ピクセルのグレー・スケール・イメージ
    ・データとを比較することで計算され、すべてのグレー
    ・スケール・イメージ・データが同じ時は第１のディザ
    ・マトリックスを選択し、いずれかのグレー・スケール
    ・イメージ・データが異なっている時は２番目のディザ
    ・マトリックスを選択することを特徴とする請求項１１
    のハーフトーン・イメージ・データ獲得装置。
15. 【請求項１５】 前記複数のディザ・マトリックスは第
    １、第２、および第３のディザ・マトリックスで構成さ
    れ、階調勾配は大勾配、無勾配、および少なくとも１つ
    の中間勾配を識別することで計算され、大勾配が識別さ
    れた場合は第１のディザ・マトリックスを選択し、無勾
    配が識別された場合は２番目のディザ・マトリックスを
    選択し、中間勾配が識別された場合は第３のディザ・マ
    トリックスを選択することを特徴とする請求項１１のハ
    ーフトーン・イメージ・データ獲得装置。
16. 【請求項１６】 グレー・スケール・イメージに対応す
    るハーフトーン・イメージを印刷するハーフトーン印刷
    装置であって、 誤差拡散法により、またはディザ法によりハーフトーン
    処理を行う選択を受け付ける受付け手段と、 誤差拡散法によるハーフトーン処理を行う選択をした場
    合は、誤差拡散法によりハーフトーン処理を行う誤差拡
    散ハーフトーン処理手段と、 ディザ法によるハーフトーン処理を行う選択を選択した
    場合は、ディザ法によりハーフトーン処理を行うディザ
    法ハーフトーン処理手段とを備え、 ディザ法によるハーフトーン処理を選択した場合は、
    （ａ）注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・デ
    ータの局所的階調勾配を計算する際には、階調勾配は、
    少なくとも注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ
    ・データと注目ピクセルに隣接するピクセルのグレー・
    スケール・イメージ・データとの比較を基に計算し、
    （ｂ）計算された階調勾配を基に１つのディザ・マトリ
    ックスを選択し、（ｃ）選択されたディザ・マトリック
    スを使用して注目ピクセルのグレー・スケール・イメー
    ジ・データにしきい値処理を実行して注目ピクセルのハ
    ーフトーン・イメージ・データを獲得することを特徴と
    するハーフトーン印刷装置。
17. 【請求項１７】 前記複数のディザ・マトリックスは相
    互に互換性があることを特徴とする請求項１６のハーフ
    トーン印刷装置。
18. 【請求項１８】 前記複数のディザ・マトリックスは、
    すべて共通の基本ディザ・マトリックスから作成され、
    共通の相対フェーズを持ち、スーパーセル・ディザ・マ
    トリックス中の正規化された相対タイル間差が基本ディ
    ザ・マトリックス中の正規化されたピクセル間の差より
    小さくなるように、少なくとも１つのスーパーセル・デ
    ィザ・マトリックスと基本ディザ・マトリックスとを含
    むことを特徴とする請求項１７のハーフトーン印刷装
    置。
19. 【請求項１９】 前記複数のディザ・マトリックスは第
    １と第２のディザ・マトリックスで構成され、階調勾配
    は、注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・デー
    タとすべての隣接ピクセルのグレー・スケール・イメー
    ジ・データとを比較することで計算し、すべてのグレー
    ・スケール・イメージ・データが同じ場合は第１のディ
    ザ・マトリックスを選択し、いずれかのグレー・スケー
    ル・イメージ・データが異なっている場合は２番目のデ
    ィザ・マトリックスを選択することを特徴とする請求項
    １６のハーフトーン印刷装置。
20. 【請求項２０】 前記複数のディザ・マトリックスは第
    １、第２、および第３のディザ・マトリックスで構成さ
    れ、階調勾配は大勾配、無勾配、および少なくとも１つ
    の中間勾配を識別することで計算され、大勾配が識別さ
    れた場合は第１のディザ・マトリックスを選択し、無勾
    配が識別された場合は２番目のディザ・マトリックスを
    選択し、中間勾配が識別された場合は第３のディザ・マ
    トリックスを選択することを特徴とする請求項１６のハ
    ーフトーン印刷装置。
21. 【請求項２１】 イメージ内のピクセルを表し、イメー
    ジの強調部分と中間色調の両方を表す値を任意に含んで
    いる対応するグレー・スケール・イメージ・データから
    ハーフトーン・イメージ・データを獲得するコンピュー
    タ実行可能処理ステップを含むコンピュータ読み取り可
    能媒体であって、前記処理ステップは、 注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・データの
    局所的階調勾配を計算する時は、階調勾配は少なくとも
    注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・データと
    注目ピクセルに隣接するピクセルのグレー・スケール・
    イメージ・データとの比較を基に計算するステップと、 各ディザ・マトリックスが他のディザ・マトリックスと
    異なるしきい値を含む複数のディザ・マトリックスか
    ら、計算された階調勾配を基に１つのディザ・マトリッ
    クスを選択するステップと、 選択されたディザ・マトリックスを使用して注目ピクセ
    ルのグレー・スケール・イメージ・データにしきい値処
    理を実行するステップとを備えていることを特徴とする
    コンピュータ読取可能媒体。
22. 【請求項２２】 前記複数のディザ・マトリックスは相
    互に互換性があることを特徴とする請求項２１のコンピ
    ュータ読取可能媒体。
23. 【請求項２３】 前記複数のディザ・マトリックスはす
    べて共通の基本ディザ・マトリックスから作成され、共
    通の相対フェーズを持ち、スーパーセル・ディザ・マト
    リックスの正規化された相対タイル間差が基本ディザ・
    マトリックスの正規化されたピクセル間の差より小さく
    なるように、少なくとも１つのスーパーセル・ディザ・
    マトリックスと基本ディザ・マトリックスとを含むこと
    を特徴とする請求項２２のコンピュータ読取可能媒体。
24. 【請求項２４】 前記複数のディザ・マトリックスは第
    １と第２のディザ・マトリックスで構成され、階調勾配
    は注目ピクセルのグレー・スケール・イメージ・データ
    とすべての隣接ピクセルのグレー・スケール・イメージ
    ・データとを比較することで計算し、すべてのグレー・
    スケール・イメージ・データが同じ場合は第１のディザ
    ・マトリックスを選択し、いずれかのグレー・スケール
    ・イメージ・データが異なっている場合は２番目のディ
    ザ・マトリックスを選択することを特徴とする請求項２
    １のコンピュータ読取可能媒体。
25. 【請求項２５】 前記複数のディザ・マトリックスは第
    １、第２、および第３のディザ・マトリックスで構成さ
    れ、階調勾配は大勾配、無勾配、および少なくとも１つ
    の中間勾配を識別することで計算し、大勾配が識別され
    た場合は第１のディザ・マトリックスを選択し、無勾配
    が識別された場合は２番目のディザ・マトリックスを選
    択し、中間勾配が識別された場合は第３のディザ・マト
    リックスを選択することを特徴とする請求項２１のコン
    ピュータ読取可能媒体。