JPS5952423B2 - ハ−フト−ン複写方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、像を複写するための電子式ハーフトーン方式
に関し、特に、詳細部のコントラストと全体領域のコン
トラストとの両方を相互に独立に制御するハーフトーン
方式に関する。

しばしば゛スクリーニング（ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ）″と
呼ばれているハーフトーン技術は一般に、連続色調像の
灰色測定値を黒色領域又は白色領域のいずれかの領域の
変化のみを用いて表わす必要のあるような像の複写から
成つている。

電子式ハーフトーン技術としては種々のものが知られて
いる。電子式ハーフトーン技術においては、像情報を表
現する信号をハーフトーン・スクリーンと組合せて電子
的に弁別し、その出力電子信号を２進法で表わしている
。この技術は、像記録方法の弁別の制御という点におい
てその方式の信頼度を減少さす傾向にある。けれども、
その弁別に用いる閾値レベルについてはなお、相当有効
なものである。従来の好ましい電子式ハーフトーン技術
によれば、写真方式のシミユレーシヨンは、電子的手段
によつて与えられる。各電子的ハーフトーン・ドツトは
、個々別々に点滅する多数のサブセル（Ｓｕｂｃｅｌｌ
ｓ）から発生する。高品質のハーフトーン像を得るため
には各サブドツト素子の点滅を決めるのに、複写すべき
像の個々のサンプル（ピツケル（Ｐｉｘｅｌ）とも呼ぶ
）を用いる。この方法で，は、ハーフトーン・スクリー
ン関数（即ち、像の詳細部には無関係な周期的関数）と
像情報に相当する電子信号とを組合せるにれは、一般に
はその両者を加え合せることにより行われる）。次いで
この組合せ信号を一定の閾値と比較してスポツ，トの点
滅を決める。一般には上述の閾値以上のレベルは、複写
中で泊色となり、閾値以下のレベルは黒色となる。勿論
この関係は任意の関係であり、逆となつても良い。従つ
て、色調が連続的な原画像は、印刷に適した２進像とな
る。デジタル，的処理では、スタリーン関数と画像関数
との信号をサンプリングする。一般には、２次元スクリ
ーン関数の１周期に相当する領域内に１６個以上のサン
プルがある。種々の寸法のドツトは、灰色のレベルを示
す。また、ハーフトーン・スクリーン周期よりも細かい
詳細な像を示すようにその形、位置及び寸法を考えるこ
とができる。この方法は例へば、雑誌ＲＣＡ／Ｒｅｖｉ
ｅｗｌ９７Ｏ年９月号のゞ電子的ハーフトーン画面（Ｅ
ｌｅｃｔｒＯｎｉｃａＩＩｙｇｅｎｅｒａｔｅｄｈａｌ
ｆｔＯｎｅｐｉｃｔｕｒｅｓ）７著者クレンシ・アール
・ジエ（Ｋｌｅｎｓｃｈ，Ｒ．Ｊ．）及び雑誌１ＥＥＥ
Ｉｎｔｅｍａｔｉ０ｎａ１Ｃ０ｎｆｅｒｅｎｃｅ０ｎＣ
０ｍｍｕｎｉｃａｔｉ０ｎ，Ｖ０１．１，１９７３の７
連続色調画面の２レベル変換のための方法（０ｎ０ｐｔ
ｉｍｕｎ１Ｍｅｔｈａｄｆ０ｒＴｗ０−ＬｅｖｅｌＲｅ
ｖｎｉｔｉＯｎＯｆＣＯｎｔｉｎｕＯｕｓ−ＴＯｎｅＰ
ｉｃｔｕｒｅｓ）、著者バイア・ビ一・イ一（Ｂａｙｅ
ｒＢ．Ｅ）に記載されている。従来の電子式ハーフトー
ン技術は満足できるものではなかつた。

例へば、スクリーン法は、全灰色領域にわたつて良好な
色調の複写を得るよう調節は出米るが、一般にこの方式
は、文書の場合コントラストが極めて強いものでない限
り、文書の複写は良くない。また、原画に非常に細かい
詳細部がある場合には灰色段階にエラーを生じ、灰色段
階の正しい複写が行われない。そして、原画それ自身が
ハーフトーン像であるような、像の詳細部がスクリーン
に非常に似たものであればあるだけ、灰色段階の複写は
悪くなり、通常、再スクリーン像中に好ましからざるモ
アレ （ＭＯｉｒ６）パターンを生ずるに到る。従来の
電子式ハーフトーン方法での更に別の欠点は、像を同時
にシヤープにすることができないことである。本発明の
１つの目的は、上述の欠点を回避し、好ましい特徴を得
ることにある。

本発明の別の目的は、新規な電子式ハーフトーン方式を
提供することにある。

本発明の別の目的は、像の詳細部のコントラストと全体
のコントラストとを相互独立に制御できる電子式ハーフ
トーン方式を提供することにある。

本発明の別の目的は、原画のシヤープさを同時に出すこ
とのできる電子式ハーフトーン方式を提供することであ
る。

本発明の別の目的は、スタリーンの網目より細かい像を
複写できると共にその像の詳細部に灰色段階の領域を複
写できる能力をもつた電子式ハーフトーン方式を提供す
ることである。

本発明の別の目的は、それ自身がハーフトーン像である
原画の複写中にモアレ（ＭＯｉｒ′ｅ）パターンを発生
しないようにすることである。

本発明におけるこれら及びその他の目的は、本発明によ
れば、ハーフトーン・スタリーン関数を一般的に加算法
により画面情報と組合せて和の関数を得ることから成る
電子的ハーフトーン複写方式により達成される。

第２チヤンネル内において、画面信号は、ハーフトーン
・スクリーン関数の１周期に相当する領域にわたつて平
均化され、そしてこの平均化した信号を、ハーフトーン
・ドツト内の白色に変えるべき領域の割合を決めるのに
利用する。これは、和の関数を閾値で弁別し、ハーフト
ーンの各周期ごとのこの閾値を、白色割合が平均的画面
信号と一致するように動的に調節することにより達成さ
れる。複写における所望灰色段階が原画のそれと異る実
施例においては、平均画面信号は、所定の方法で調節す
ることができ、白色領域の割合をこの調節信号に一致さ
せる。デジタル的処理においては、この結果は、和の関
数の最大値を備えたサンプル位置においてスタートしか
つサブドツトを正しい領域が白色となるまで泊色にセツ
トすることにより達成される。全ての工程は、ハーフト
ーンの各周期にわたつて繰返される。即ちこの方式によ
ると、各ハーフトーン・ドツトの閾値弁別工程は、一定
の閾値レベルとの比較ではなく可変数値との比較によつ
て行われる。各ハーフトーン・ドツトのために使用した
閾イ直レベルは、ハーフトーン・ドツト内で゛は全ての
サブセルについて一定であるが、１つのハーフトーン・
ドツトからの別のハーフトーン・ドツトへ移る場合は変
化する。閾値は、フイードバツクにより調節される。従
つて、１周期内のドツト領域における全透過率又は反射
率は、１つのハーフトーン周期にわたる原画入力像の全
透過率又は反射率の個々の測定値と一致している。本発
明の更に別の目的、特徴は、以下の実施例についての詳
細な説明から明らかとなろう。

まず第１Ａ図においては、２次元スクリーン関数の１周
期をカバーするハーフトーン・ドツト領域内にある情報
の灰色段階領域のデジタル表示を説明している。このハ
ーフトーン・ドツト周期は、例へば、５×５個の個々の
要素に分割してあれば良いが、勿論一般には、各ハーフ
トーン・ドツト周期はもつと多くの要素に分割されてい
る。しかし、ここでは説明の都合上、第１図全体を通じ
て１個のハーフトーン周期を１８個の要素に分割した状
態で説明してある。第１Ａ図の″３″は、原画の暗い領
域を、数字ゝ１２″は明るい領域を示す。勿論この数字
ど明暗との関係は全く任意なものである。第１Ｂ図は、
原画像をスタリーニングするのに使用するハーフトーン
・スタリーンのハーフトーン・ドツト周期のデジタル化
した表示である。ここでも小さい数字は暗い所を大きい
数字は明るい所を示すと仮定するが、この数字と明暗の
関係も勿論任意である。しかし、そこには、ハーフトー
ンドツト周期内にある要素と同じ個数の数字が含まれて
いるべきである。第．１Ｃ図は、第１Ａ図の画面情報と
第１Ｂ図のハーフトーン・スクリーン関数とを加え合せ
て得た和の関数のデジタル表示である。本発明によると
、デジタル化した画面情報の和をコンピユータで計算し
、ハーフトーンドツト周期内のサブセルの数に分割して
、その領域の平均反射率を得る。

ここに示す実施例では、デジタル化した画面情報の和は
、この周期において１０８であり、この和の値は１８に
分割されている。ハーフトーンドツト周期内の個々分割
要素の数は、６ビツトは白に転するべきことを示してお
り、従つて、複写ハーフトーンドツトは、ハーフトーン
ドツト周期にわたつて原画入力像の全反射率又は全透過
率と正確に一致するであろう。従つて、和の関数は、こ
の結果を得るのに適当な閾値レベル（この例では１９．
５）で弁別され、第１Ｄ図に示す黒白のパターンを与え
る。これは、和の関数の最大値のサンプル箇所でスター
トし、正しい領域が白となるまで゛サブドツトをセツト
することにより行われる。この工程は、各ハーフトーン
周期ごとに全原画像にわたつて繰返される。この方式の
最も重要な利点は、全体に亘る大領域のコントラストを
詳細部のコントラストとは無関係に制御できることであ
る。

大領域コントラストと灰色段階とは、閾値を、原画像の
灰色レベルを複写するように必要に応じて選択すること
によつて制御される。また、灰色の正確な複写以外の複
写を得たい場合には、各ハーフトーンドツトにわたつて
所望の大領域の灰色が得られるまで、閾値を変えれば良
い。詳細部のコントラストは、画面表示とハーフトーン
・スクリーン表示との相対コントラストにより決まる。
詳細部は、ドツト形状により大きい効果を有しており、
従つて、もしハーフトーン・スクリーンのために選択し
た値の範囲が、画面の値の範囲と比較して小さいと詳細
部のコントラストを強くする。即ち、この方式は、ハー
フトーン・スクリーン周期に比較して細かい詳細部を複
写する能力と、そのような細かい詳細部の存在下でなお
灰色段階を正しく複写する能力とを有している。本発明
の方式の別の特徴は、複写内に好ましくないモアレ（Ｍ
Ｏｉｒ′ｅ）パターンを生じないことである。即ち、入
力像それ自身がハーフトーンイ象で゛ある所のようなハ
ーフトーン・スクリーンに似た細かい詳細部を入力像に
含むようなパターンを生じないことである。更に、この
方式は、大領域のコントラストと詳細部コントラストと
を独立に制御できるので、入力像の周縁部を強調して、
文章部分を含むような像の被写像をシヤープな像とする
ことができる。本発明のハーフトーン像複写方法は、ハ
ーフトーン・スクリーンが原画に対し４５゜の角度を成
す実施例について説明したけれども、このスクリーン角
度は任意の角度で良い。一般には、写真技術においては
スクリーン角度としては４５゜が用いられるのが普通で
あるので、ここでも説明の都合上４５゜のスクリーン角
度を用いた。更にここに示す．実施例では、ハーフトー
ンドツトの１個のサブセルを制御するのに１個の画面要
素、即ちピタセル（Ｐｉｘｅｌ）を用いる。しかし１個
以上のサブセルの制御のために１個のピタセル（Ｐｉｘ
ｅｌ）を用いても良い。例へば、もし像を２．５４ｃｍ
（１インチ）当１り６００ラインで走査し、１ハーフト
ーンドツト当り３６個のサブセルが必要である場合には
、ハーフトーン・スクリーンは約４０ライン／Ｃｍ（約
１００ライン／インチ）である。網目が約８０ライン／
Ｃｍ（２００ライン／インチ）のハーフトーン・スクリ
一，ンは、４８０ライン／Ｃｍ（１２００ライン／イン
チ）で走査するか、或はサブセルの２本のラインを発生
するのに２４０ライン／Ｃｍ（６００ライン／インチ）
の走査方法を用いることにより得られる。先にも述べた
ように、一般にまた好ましくは、ハーフトーン・スクリ
ーン関数と画面情報とを加算的に組合せて、和の関数を
得る。勿論この和の関数は、乗算でも得ることができる
。本発明は、ハーフトーンドツト領域の中間平均である
信号を提供する実施例に関して説明したけれども、他の
方法で信号を得ることによつても実施できる。

例へば、この信号は連続色調像を低域フイルタに通すか
、或は１個又は数個のハーフトーンドツトの領域にわた
る種々の加重平均を取るかによつて得られる。多くの場
合に、これらの技術が得られた像の品質は向上する。こ
の種の像をフイルタにかける技術は公知である。この出
願においては、「原画の平均灰色段階を表示する電子信
号を与える」という表現は、一般に、そのようにするた
めの適当な技術及び上述の特定の技術の全てを含むこと
を意向した表現である。さて、本発明に係る電子式ハー
フトーン像複写方式の概略プロツクダイヤグラムを示す
第２図を参照する、走査手段１０は、シヤフト１３を中
心に回転するドラム１２の周面に取付けた原画を順次照
射する。

勿論、この原画は、透明、不透明いずれでも良い。走査
手段］０は、カバーしたハーフトーン周期当り１ミリ秒
以下の速度で回転する。勿論実際の速度は、そこに用い
られている光ノ学的要素及び電子的要素により影響され
る。

走査手段１０で照射された原画の各ハーフトーンドツト
周期の像を像形成レンズ１４によつて、例へばホトダイ
オード群のような感光素子１６上へと順次投影する。こ
の感光要素は、１個づつがハーフトーン周期領域に対応
した多数の光検知子を含んでいる。このハーフトーン領
域は通常、５×５個の小さい要素に分割されている。感
光素子］６に当る光の強さは、原画の色調の濃さによつ
て変化する。この光線は、ホトダイオード群１６によつ
てアナログ電気信号に変換される。ホトダイオード群１
６内の各光検知子からのアナログ電気信号は、加算回路
１８へ送られ、そこで加算されて、ハーフトーンドツト
周期により反射された全光線量に応じた信号を得る。ま
た別の方法として、像形成レンズ１４とホトダイオード
群１６との間にビーム分割器を介挿して、１本のビーム
中の一部の光線を単一の光検知子のみを有する個々別々
のホトダイオードへと向けても良い。この場合、光線は
ハーフトーンドツト周期により反射された全光線量を表
わす単一の電子信号に変換され、この電子信号が、回路
１８の出力に変る。第２図の実施例は、可動走査手段１
０、回転ドラム］２、レンズ１４及び走査手段と共に移
動するホトダイオード群１６を備えたものであるが、こ
れらの構成要素の配列構成は適当で良い。例へば、走査
手段を固定し、回転ドラムのシヤフト１３をリードネジ
によつて移動させて、ドラムを回転につれて横方向へ移
動するようにしても良い。次いで、ホトダイオード群１
６内の各光検知子からの電子信号を個々の加算回路へと
与えて、そこでこの信号にハーフトーン・スクリーン関
数を表示する基準電圧を加える。

説明の都合上、図面では、ホトダイオード群１６内の２
個の光検知子からの信号だけを示すが、各検知子からの
電子信号は全て同じように処理される。Ｖ１とＶｊで示
す電圧を、それぞれ、加算回路２０，２２によつてホト
ダイオード群１６の各検知子からの出力信号に加えられ
る。なお、先にも述べたように、詳細部のコントラスト
を制御するためには、基準電圧値を変化させれば良い。
次いで加算回路からの信号をそれぞれ、サンプル及び保
持回路２４，２６へと送る。

このサンプル及び保持回路は、信号をサンプルし、その
サンプル値を保持する機能を有する。これらのサンプル
及び保持回路は、原画像を非常にゆつくりと走査する場
合には必要がない。しかし、これらの回路は、像を電子
的に走査する、即ち、ハーフトーン周期当り１ミリ秒以
下の速度で走査することができるので、設けることが好
ましい。この点での各電子信号は、サブセルの画面情報
とハーフトーン・スクリーン関数との和の関数を表示し
ている。各サブセルの和の関数を、次いで、単一のラン
プ（Ｒａｍｐ）信号発生器２８により供給される全ての
サブセルに共通の動的に調節された振幅可変電圧信号に
加える。次いで各電気信号をそれぞれ一定の閾値レベル
で弁別するようになつた弁別回路３０，３２を介して、
発光ダイオード群３８へと向ける。なお、この発光ダイ
オード群は、ホトダイオード１６の先検知子の数と同じ
数の発光ダイオードを含んでいる。この発光ダイオード
は、それらを制御するホトダイオード群１６の光検知子
と同じパターンに配列されている。加算回路２０，２２
から信号をサンプリングすために、サンプル及び保持回
路２４，２６にれらにはサンプル開始のためのトリが信
号が必要である）をトリがして一連の動作をスタートす
るのはタイミング機構であるが、この機構は特に図示し
ていない。

しかしこの機構は公知の素子から成るものである。この
タイミング機構により、ランプ信号発生器２８を始動し
、動的可変閾値を増大させ有効な閾値を作る。この閾値
による弁別回路３０，３２の出力は、回路３４に送られ
、ここで゛加算される。この和を表示する信号を、回路
３４，からの電気信号と回路１８からの電気信号とを比
較する回路３６へと送る。そして、２個の電圧信号が一
致した時に、回路３６が、パルスを発し、このパルスで
ランプ信号発生器２８からの電圧信号の増大を停止させ
る。動作に際しては、最大値．を有する和の関数を表示
する電気信号によつて、発光ダイオード群３８の任意の
発光ダイオードを作動させ、この作動状態は、全光出力
が、検査中のハーフトーン領域内の原画により反射され
る全光線量と一致するまで続く。残りの発光ダイオータ
ドは付勢されない。これらの作動後の短時間にタイミン
グ機構によつて瞬間的にシヤツタ４０を開き、付勢され
た発光ダイオードをレンズ４４を介して受光体４２に露
光する。この受光体４２は、写真用フイルム又は帯電し
たゼログラフイ一部材のような感光体であれば良い。好
ましい実施例では、図面のように、受光体は、シヤフト
１３を中心に回転するゼログラフイ一帯電ドラムから成
り、このドラムが原画を取付けてあるドラム１２と同期
回転する。また別の方法としては、受光体４２を、走査
手段１０と同じような別の走査手段によつてこれと一致
移動させるようにしても良い。受光体の露光後にタイマ
ーで装置中の各回路をりセツトして次の作動サイクルに
備える。この作動順序を原画の各ハーフトーン周期ごと
に反復する。第２図に示したとは別の素子を用いること
もできる。

例へば、回路３４を取り除いて、ビーム分割器４６とホ
トセル４８とを追加する。この実施例では、ビーム分割
器４６は、発光ダイオード群３８からの全光出力の一部
をホトセル４８に向けるよう配置してある。このホトセ
ル４８は、発光ダイオード群３８からの光をアナログ電
気信号に変換し、このアナログ電気信号を、回路３６に
入力し、ここで回路］８からの電子信号と比較する。上
述のように、これら信号が一致すると、回路３６がパル
スを発し、このパルスでランプ信号発生器２８からの電
圧信号の増大を停止する。本発明の別の実施例によると
、原画像の灰色段階とは異なる灰色段階の複写を得るこ
｝が可能となる。これは、回路１８からの電気信号を非
直線増巾器５０で所定の方法により調節する。すなわち
、検査中の原画像のハーフトーン周期からの平均反射率
を効果的に変えることにより行われる。従つて、複写像
の灰色段階は、原画像のそれと変えることができると共
に、原画の詳細部コントラストを複写するよう連続的と
して、周縁部を強調した複写像を得る能力を提供するこ
とができる。本発明の方法を以下特定の実施例について
説明したが、本発明は勿論これに限定されるものではな
く、特許請求の範囲記載の要旨を逸脱しない設計変更を
含むものである。例へば、第２図に示す電子的素子を用
いる代りにコンピユータ一を用いても同じ関数を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、原画像のハーフトーンの１周期内に現われ
た典型的灰色段階のデジタル表示を示す図面、第１Ｂ図
は、ハーフトーン・スクリーンの１ハーフトーンドツト
周期のデジタル表示を示す図面、第１Ｃ図は、第１Ａ図
のデジタル表示ハーフトーン・スクリーンと第１Ｂ図の
デジタル表示ハーフトーン・スクリーンとの和の関数の
デジタル表示を説明する図面、第１Ｄ図は、第１Ａ図に
示す原画像の１ハーフトーン周期にわたるハーフトーン
像複写のデ゛ジタル表示の説明図、第２図は、本発明に
よる電子式ハーフトーン像複写の実施例のプロツクダイ
ヤグラムである。 １０・・・・・・走査手段、１２，４２・・・・・・ド
ラム、１４・・・・・・像形成レンズ、１６・・・・・
・ホトダイオード、２０，２２・・・・・・加算回路、
３８・・・・・・発光ダイオード、４２・・・・・・受
光体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一枚の表面上に原画のハーフトーン複写を形成する
   方法において、（ａ）１つのハーフトーンドット周期に
   わたり原画の平均的灰色段階を表示する電気信号を作り
   、（ｂ）上記ハーフトーンドット周期にわたり上記原画
   の詳細部を表示する複数の電気信号を作り、（ｃ）ハー
   フトーン・スクリーン関数を電気信号で作り、（ｄ）上
   記（ｃ）のハーフトーン・スクリーン信号と上記（ｂ）
   の原画の詳細部の信号とを組合せて複数の和の関数を作
   り、（ｅ）上記和の関数を閾値で弁別し、上記（ａ）か
   らの電気信号を利用して、その閾値並びに上記表面上に
   おけるハーフトーン・サブドットの発生を制御し上記原
   画像のハーフトーン・ドット周期を再現すること、から
   成る方法。 ２ 上記（ｂ）からの原画像信号と上記（ｃ）からのハ
   ーフトーン・スクリーン関数とを加算することにより組
   合せる特許請求の範囲第１項による方法。 ３ 上記（ｂ）からの原画像信号と上記（ｃ）からのハ
   ーフトーン・スクリーン関数とを乗算することにより組
   合せる特許請求の範囲第１項による方法。 ４ 上記原画像の１つの画像素子を、ハーフトーン・ド
   ット周期の１つのサブセルを制御するのに利用する特許
   請求の範囲第１項による方法。 ５ 上記原画像の１つの画像素子を、ハーフトーン・ド
   ット周期の１個以上のサブセルを制御するのに利用する
   特許請求の範囲第１項による方法。 ６ 上記表面が、ゼログラフィー部材である特許請求の
   範囲第１項による方法。 ７ 上記（ａ）、（ｂ）の工程を、走査部を含む手段に
   より行う特許請求の範囲第１項による方法。 ８ 上記工程（ａ）が、電気信号を所定の方法で調節す
   ることを含み、調節された信号を工程（ｅ）において利
   用して、上記表面上のハーフトーン・サブドットの閾値
   と発生とを制御して、複写ハーフトーン・ドット周期の
   灰色段階が原画像のハーフトーン・ドット周期の灰色段
   階と異つている特許請求の範囲第１項による方法。