JP2646598B2 - 階調補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は階調補正装置に関するものであり、特に、黒
寄り、または白寄りに濃度が偏り、階調性が損なわれて
いる画情報の階調を補正する階調補正装置に関するもの
である。

（従来の技術） 写真等の中間調画情報を有する原稿の濃度分布は、一
般には一様でなく、黒寄りまたは白寄りに濃度が偏って
いるものが多い。このような原稿情報を、イメージセン
サを用いて読取り、そして記録すると、黒または白の近
傍における微妙な階調変化が記録濃度の変化とならない
場合があり、この結果、記録画のコントラストが悪くな
るという欠点がある。

この欠点を解消するために、特開昭61-144973号公報
には、読み取られた画情報の濃度の偏り、つまり画情報
が黒寄りであるか白寄りであるかを検出し、この検出結
果に応じて画情報を階調補正する技術が示されている。

この公報に記載された技術を用いれば、例えば黒寄り
の画情報に対しては黒近傍の濃度変化に対する階調表現
が強調され、また白寄りの画情報に対しては白近傍の濃
度変化に対する階調表現が強調される。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有してい
た。

（１）前記公報に記載された技術においては、読み取ら
れた画情報の濃度の偏りの検出が非常に面倒である。

すなわち、前記公報においては、注目画素の画素レベ
ル（濃度）を、予め設定された複数の基準値と比較する
と共に、この画素の周辺画素の画素レベルを、予め設定
された複数の基準値と比較することにより、前記注目画
素の濃度の偏りを検出し、該画素に濃度の偏りがあれ
ば、該画素の階調補正を行うようにしている。

このように前記公報においては、読み取られた画情報
の各画素すべてについて濃度の偏りを検出しなければな
らず、またこの注目画素の濃度の偏りは、注目画素およ
び該画素の周辺画素の濃度を検出することにより行われ
るので、濃度の偏りを検出する手段、ひいては当該階調
補正装置の構成が複雑になり、また階調補正に時間がか
かる。

（２）読取られた画情報のデジタル信号（入力信号）
は、複数ビットによる多値信号であるが、この画情報を
プリンタ等の２値信号出力用機器に出力する場合は、該
入力信号を２値信号に変換しなければならない。

ところが、前記技術においては、階調補正後の画情報
が多値信号であるために、階調補正後の画情報を２値信
号に変換する必要がある。つまり、画情報の濃度の偏り
を検出し、階調補正を行った時間だけ、階調補正を行わ
ない画像読取装置に比較して画情報の出力に時間がかか
る。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたも
のである。

（問題点を解決するための手段および作用） 前記の問題点を解決するために、本発明は、全画情報
のうちの指定された複数画情報を、あらかじめ設定され
た複数の基準値と比較することにより画情報全体の濃度
の偏りを検出し、濃度の偏りが検出された場合は、該濃
度の偏りに応じてそのしきい値が変更されたディザパタ
ーンを選択し、該ディザパターンを用いて画情報全体を
ディザ処理するという手段を講じた点に特徴がある。

これにより、比較的簡単な構成で、かつ短時間で画情
報の濃度の偏りの検出を行うことができ、また、読取り
信号を階調補正と同時に２値信号化できるので、画情報
の読取りから出力に要する時間がさらに短縮されるとい
う作用効果を達成することができる。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例の概略ブロック図である。

第２図において、イメージセンサ１により読取られる
画情報は、A/D変換器２に出力される。前記A/D変換器２
によりA/D変換される画情報は、画像メモリ３に記憶さ
れる。

マイクロコンピュータ20は、前記イメージセンサ１、
A/D変換器２、および画像メモリ３に接続されていて、
それらの制御を行うと共に、後述する手法により、画像
メモリ３内に記憶された画情報をその濃度の偏りに応じ
て階調補正し、プリンタ等に出力する。

このマイクロコンピュータ20は、周知のように、CPU2
1、ROM22、RAM23、入出力インターフェース24、および
それらを接続する共通バス25により構成されている。

第１図は本発明の一実施例の機能ブロック図である。
第１図において、第２図と同一の符号は、同一または同
等部分をあらわしている。

第１図において、イメージセンサ１はA/D変換器２
に、該A/D変換器２は画像メモリ３に接続されている。
前記画像メモリ３には、階調が黒寄りまたは白寄りに偏
っているか否かを判定するために抽出される画素の記憶
エリアが、予め複数個（Ｎ個）指定されている。以下の
説明においては、これらの記憶エリアを指定エリアと言
う。

前記画像メモリ３は、画素抽出手段４に接続されてい
る。この画素抽出手段４は、前記指定エリアの第１番目
のものに記憶された一画素分の画情報から第Ｎ番目のも
のに記憶された一画素分の画情報までを、順次抽出す
る。

前記画素抽出手段４は、Ｒ＜ｘ判定手段５、およびＲ
＞ｙ判定手段６に接続されている。前記Ｒ＜ｘ判定手段
５およびＲ＞ｙ判定手段６は、前記画素抽出手段４によ
り抽出された一画素分の画情報のレベル（濃度）Ｒが、
所定レベルｘを下回っているか、あるいは所定レベルｙ
を上回っているか否かを判定する。ここで、一画素がｂ
ビットである場合、前記レベルx,yは第１式のように設
定される。

０＜ｘ＜ｙ＜（2^b−１） …（１） つまり、画像メモリ３に記憶される画情報の、一画素
分のデータが４ビットであるとすると、そのレベルは０
〜15の整数値（すなわち2⁴レベルの範囲内）で設定さ
れ、そして、前記レベルｘおよびｙは、０＜ｘ＜ｙ＜15
に設定される。

前記Ｒ＜ｘ判定手段５は、抽出さた一画素分の画情報
のレベルＲがｘを下回っている場合は、その旨を示す信
号を出力し、これによりDwカウンタ７が１だけカウント
アップされる。同様に、前記Ｒ＞ｙ判定手段６は、抽出
された一画素分の画情報のレベルＲがｙを超えている場
合は、その旨を示す信号を出力し、これによりDbカウン
タ８が１だけカウントアップされる。

前記Ｒ＜ｘ判定手段５およびＲ＞ｙ判定手段６は、レ
ベル比較手段31を構成している。また、前記Dwカウンタ
７およびDbカウンタ８は、カウンタ手段32を構成してい
る。

階調判定手段９は、前記Dwカウンタ７およびDbカウン
タ８に接続されている。この階調判定手段９は、前記Dw
カウンタ７のカウント値が所定値Ｍを超えていれば、前
記画像メモリ３に記憶された画情報を白寄りの階調であ
ると判定し、また前記Dbカウンタ８のカウント値がＭを
超えていれば、前記画像メモリ３に記憶された画情報を
黒寄りの階調であると判定する。ここで、前記Ｍは、第
２式のように設定される。

０＜（N/2）≦Ｍ＜Ｎ …（２） ディザ処理手段11は、前記階調判定手段９、およびデ
ィザパターン記憶手段10に接続されている。前記ディザ
パターン記憶手段10には、そのしきい値が均一に変化す
る通常のディザパターン、および第３図の曲線Ｗおよび
Ｂで示されるようにそのしきい値が変更されたディザパ
ターンが記憶されている。

ディザパターンは、入力された画情報が例えば４ビッ
ト、16レベルの情報である場合に、通常は、均一に変化
する16種類のしきい値をもつ４×４のマトリクスで表さ
れる。４×４のディザパターンの一例を第５図に示す。
このディザパターンは、いわゆるベイヤー（Bayer）型
のパターンである。

また、第３図の曲線ＷおよびＢで示されるように変更
されたしきい値の一例を第４図に示す。このしきい値
は、入力された画情報が４ビット、16レベルの情報であ
る場合のものである。

ディザパターンが１×ｍのマトリクスである場合に
は、第４図に示されたしきい値は、例えば次のように表
現される。

通常のしきい値:0,1,2,3,… …,1×ｍ−3,1×ｍ−2,1×ｍ−１ Ｂのしきい値 :0,0,1,1,… …,1×ｍ−5,1×ｍ−3,1×ｍ−１ Ｗのしきい値 :0,2,4,… …,1×ｍ−2,1×ｍ−2,1×ｍ−1,1×ｍ−１ 第５図に示されたディザパターンを、第４図のＢのし
きい値で置換えたものを第６図に示す。同様に、第５図
に示されたディザパターンを、第４図のＷのしきい値で
置換えたものを第７図に示す。

以下の説明においては、Ｂのしきい値で変更したディ
ザパターンをディザパターンＢといい、Ｗのしきい値で
変更したディザパターンをディザパターンＷという。

第７図に示されたディザパターンＷは、白寄りの画情
報に対して白近傍の画素レベルを黒寄りにして、白近傍
の濃度変化に対する階調表現を強調するためのものであ
る。すなわち、ディザパターンＷは、白近傍の画素レベ
ルを黒寄りにして、多値信号を２値信号化するディザパ
ターンである。

同様に、第６図に示されたディザパターンＢは、黒寄
りの画情報に対して黒近傍の画素レベルを白寄りにし
て、黒近傍の濃度変化に対する階調表現を強調するため
のものである。すなわち、ディザパターンＢは、黒近傍
の画素レベルを白寄りにして、多値信号を２値信号化す
るディザパターンである。

前記ディザ処理手段11は、前記階調判定手段９より出
力される情報（すなわち画像メモリ３内に記憶された画
情報が白寄りの階調であるか、もしくは黒寄りの階調で
あるか、または階調に偏りがないか、を示す情報）に応
じて、前記ディザパターン記憶手段10に記憶されたディ
ザパターンＷおよびＢ、ならびに通常のディザパターン
のいずれかを選択し、該ディザパターンに応じて、画像
メモリ３内に記憶された各画情報のレベルをディザ処理
する。このようにディザ処理された画情報は、その後、
プリンタ等の２値信号出力装置に出力される。

第８図は本発明の一実施例の動作を示すフローチャー
トである。

第８図において、まずステップS1においては、ｎが
１、DbおよびDwが０に設定される。前記DbはDbカウンタ
８のカウント値、前記DwはDwカウンタ７のカウント値を
示している。

ステップS2においては、イメージセンサ１により、画
情報が１ライン分読み取られる。

ステップS3においては、読み取られた画情報が、A/D
変換器２によりA/D変換される。

ステップS4においては、A/D変換された画情報が、画
像メモリ３に記憶される。

ステップS5においては、画情報の読み取りが１ページ
分終了したか否かが判定される。１ページ分終了してい
なければステップS2に戻り、１ページ分終了していれば
ステップS6に移行する。

ステップS6においては、画像メモリ３内に予め指定さ
れたＮ個の画素エリア、すなわちＮ個の指定エリアのう
ちの、第ｎ画素を抽出する。この抽出は、画素抽出手段
４により行われる。

ステップS7においては、抽出された一画素分の画情報
のレベル（濃度）Ｒが、所定レベルｘを下回っているか
否かが、Ｒ＜ｘ判定手段５において判定される。下回っ
ていれば、ステップS9において、Dwカウンタ７のカウン
ト値Dwを、１だけカウントアップし、その後、ステップ
S11に移行する。

抽出された一画素分の画情報のレベルＲがｘを下回っ
ていない場合は、ステップS8において、抽出された一画
素分の画情報のレベルＲが、所定レベルｙを超えている
か否かが、Ｒ＞ｙ判定手段６において判定される。超え
ていれば、ステップS10において、Dbカウンタ８のカウ
ント値Dbを、１だけカウントアップし、その後、ステッ
プS11に移行する。

ステップS11においては、ｎがＮであるか否か、すな
わち指定エリアの抽出がＮ個分すべて終了したか否かが
判定される。終了していなければ、ステップS12におい
てｎに１が加算され、ステップS6に戻る。ｎがＮであれ
ば、当該処理はステップS13に移行する。

ステップS13においては、Dwカウンタ７のカウント値D
wが、Ｍを超えているか否かが判定される。この判定
は、階調判定手段９において行われる。Ｍを超えていれ
ば、ステップS15において、ディザパターンＷ（第3,4,7
図参照）が選択される。前記ディザパターンＷは、ディ
ザパターン記憶手段10に記憶されている。

そしてステップS18において、前記ディザパターンＷ
を用いて、画像メモリ３内に記憶された全画情報に対し
てディザ処理を行う。この変換は、ディザ処理手段11に
おいて行われる。その後、ステップS19において、この
ディザ処理された画情報（２値信号）が白黒２値出力用
のプリンタ等に出力される。

前記ステップS13において、カウント値DwがＭを超え
ていないと判定された場合は、ステップS14において、D
bカウンタ８のカウント値DbがＭを超えているか否かが
判定される。この判定は、階調判定手段９において行わ
れる。Ｍを超えていれば、ステップS16において、ディ
ザパターンＢ（第3,4,6図参照）が選択される。前記デ
ィザパターンＢも、ディザパターン記憶手段10に記憶さ
れている。

そしてステップS18において、前記ディザパターンＢ
を用いて、画像メモリ３内に記憶された全画情報に対し
てディザ処理を行う。この変換は、ディザ処理手段11に
おいて行われる。その後、ステップS19において、この
ディザ処理された画情報が出力される。

前記ステップS14おいて、カウント値DbがＭを超えて
いないと判定された場合は、ステップS17において、通
常のディザパターン（第4,5図参照）が選択される。こ
のディザパターンも、ディザパターン記憶手段10に記憶
されている。

そしてステップS18において、前記ディザパターンを
用いて、画像メモリ３内に記憶された全画情報に対して
ディザ処理を行う。この変換は、ディザ処理手段11にお
いて行われる。その後、ステップS19において、このデ
ィザ処理された画情報（２値信号）が出力される。

さて、前述の説明においては、指定エリア内の各画像
データのレベルは、予め規定された２種類のレベルx,y
（一画素がｂビットである場合、０＜ｘ＜ｙ＜（2^b−
１））と比較され、その結果、画像が偏っていると判断
された場合は、そのしきい値が予め変更された２種類の
ディザパターンＷおよびＢのいずれかが選択されるもの
とした。しかし、本発明は特にこれのみに限定されるこ
とはなく、３種類以上のレベルを予め設定し、画像が偏
っていると判断された場合は、そのレベルと同種類だけ
しきい値が変更されたディザパターンのいずれかを選択
してディザ処理を行うようにしても良いことは当然であ
る。

また、前述の説明においては、ベイヤー型のディザパ
ターンを用いて、ディザパターンＷおよびＢを構成する
ものとして説明したが、本発明は特にこれのみに限定さ
れることはなく、渦巻型、網点型等のいかなるタイプの
ディザパターンを用いて構成するようにしても良いこと
は当然である。

さらに、そのしきい値が変更されたディザパターン
を、しきい値が変更されていない通常のディザパターン
と異なるパターンにより構成しても良い。

また、ディザパターンは４×４のマトリクスであるも
のとして説明したが、３×３以下、あるいは５×５以上
のマトリクスであっても良く、さらに、ディザパターン
は、縦横同数だけしきい値を並べた正方形のマトリクス
のみに限定されず、長方形のマトリクス、あるいはマト
リクス以外の形状でも良い。

さらに、画像メモリ３内には予め複数個の指定エリア
が設定されていて、画素抽出手段４は、この指定エリア
より画素情報を一画素ずつ順次抽出するものとして説明
したが、本発明は特にこれのみに限定されることはな
い。すなわち、例えばイメージセンサ１による正規の画
情報読取り前にプリスキャンを行って、１ラインおき、
あるいは複数ラインおきに画情報を読取り、画素抽出手
段４でこの画素情報を一画素ずつ抽出するようにしても
良い。

さらにまた、画情報の偏りを判定し、画情報の階調補
正をする各手段（画素抽出手段４、レベル比較手段31、
カウンタ手段32、階調判定手段９、ディザパターン記憶
手段10、およびディザ処理手段11）は、マイクロコンピ
ュータ20において実行されるものとして説明したが、本
発明は特にこれのみに限定されることはなく、ハード的
に前記各手段を構成するようにしても良いことは当然で
ある。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、全
画情報のうちの指定された複数画情報を、あらかじめ設
定された基準値と比較することにより画情報全体の濃度
の偏りを検出し、濃度の偏りが検出された場合は、その
しきい値が変更されたディザパターンを選択し、濃度の
偏りが検出されない場合は、通常のディザパターンを選
択し、そして該ディザパターンを用いて画情報全体をデ
ィザ処理するようにしたので、次のような効果が達成さ
れる。

（１）読取られた画情報のすべての画素について基準値
と比較することなく、画情報全体の濃度の偏りを検出す
ることができる。したがって、濃度の偏りの検出に要す
る時間が短縮され、階調補正に要する時間が短縮され
る。この結果、当該階調補正装置が適用される画像読み
取り装置の画像読み取り時間を短縮することができる。

また、比較的簡単な構成で画情報の濃度の偏りの検出
を行うことができるようになるので、当該階調補正装置
の製作を容易に、かつ安価に行うことができる。

（２）読取り信号を階調補正と同時に２値信号化できる
ので、画情報の読取りから出力に至るまでに要する時間
がさらに短縮され、また当該階調補正装置の構成がさら
に簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の機能ブロック図である。 第２図は本発明の一実施例の概略ブロック図である。 第３図はディザパターンのしきい値の変更を説明するた
めのグラフである。 第４図は変更されるディザパターンのしきい値の具体例
を示す表である。 第５図は通常のディザパターンの一例を示す図である。 第６図は黒寄りの画情報をディザ処理するためのディザ
パターンの一例を示す図である。 第７図は白寄りの画情報をディザ処理するためのディザ
パターンの一例を示す図である。 第８図は本発明の一実施例の動作を示すフローチャート
である。 １……イメージセンサ、２……A/D変換器、３……画像
メモリ、４……画素抽出手段、５……Ｒ＜ｘ判定手段、
６……Ｒ＞ｙ判定手段、７……Dwカウンタ、８……Dbカ
ウンタ、９……階調判定手段、10……ディザパターン記
憶手段、11……ディザ処理手段、20……マイクロコンピ
ュータ、31……レベル比較手段、32……カウンタ手段

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】A/D変換された画情報の階調を補正する階
   調補正装置であって、 そのしきい値が均一に変化する通常のディザパターン、
   およびそのしきい値が変更された少なくとも２種類のデ
   ィザパターンが記憶されたディザパターン記憶手段と、 A/D変換された画素情報を蓄積する画像メモリと、 前記画像メモリに蓄積された画素情報を複数個順次抽出
   する画素抽出手段と、 抽出された画素情報のレベルを少なくとも２種類のレベ
   ルと比較し、その結果をそれぞれ出力するレベル比較手
   段と、 前記レベル比較手段の各出力に応じて、それぞれカウン
   トアップを行うカウンタ手段と、 前記カウンタ手段より出力される各カウントアップ値に
   応じて、前記画像メモリに記憶された全画情報の階調の
   偏りを判定する階調判定手段と、前記階調判定手段の判
   定に応じて、前記ディザパターン記憶手段から所定のデ
   ィザパターンを選択し、A/D変換された全画情報のディ
   ザ処理を行うディザ処理手段とを具備したことを特徴と
   する階調補正装置。
2. 【請求項２】前記階調判定手段は、前記カウンタ手段よ
   り出力される各カウントアップ値が所定値を超えている
   か否かに応じて、前記画像メモリに記憶された全画情報
   の階調の偏りを判定することを特徴とする前記特許請求
   の範囲第１項記載の階調補正装置。
3. 【請求項３】前記画素抽出手段は、画像メモリより複数
   個の画素情報を順次抽出することを特徴とする前記特許
   請求の範囲第１項あるいは第２項記載の階調補正装置。
4. 【請求項４】前記画素抽出手段は、画情報読取り手段の
   プリスキャンにより得られた複数個の画素情報を順次抽
   出することを特徴とする前記特許請求の範囲第１項ある
   いは第２項記載の階調補正装置。