JP2870934B2 - 画像信号処理装置 - Google Patents
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- JP2870934B2 JP2870934B2 JP2043014A JP4301490A JP2870934B2 JP 2870934 B2 JP2870934 B2 JP 2870934B2 JP 2043014 A JP2043014 A JP 2043014A JP 4301490 A JP4301490 A JP 4301490A JP 2870934 B2 JP2870934 B2 JP 2870934B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、階調画像を含む画像情報を数階調程度の濃
度表現できる記録系や表示系に対して多値再生する機能
を備えた画像信号処理装置に関するものである。
度表現できる記録系や表示系に対して多値再生する機能
を備えた画像信号処理装置に関するものである。
従来の技術 近年事務処理の機械化や画像通信の急速な普及に伴っ
て、従来の白黒２値原稿のほかに、階調画像や印刷画像
の高品質画像再生要望が高まってきている。特に、階調
画像の２値画像による擬似階調再現は、表示装置や記録
装置との適合性がよく多くの提案がなされている。
て、従来の白黒２値原稿のほかに、階調画像や印刷画像
の高品質画像再生要望が高まってきている。特に、階調
画像の２値画像による擬似階調再現は、表示装置や記録
装置との適合性がよく多くの提案がなされている。
これらの擬似階調再現の１つの手段として、ディザ法
が最もよく知られている。この方法は、予め定められた
一定面積において、その面積内に再現するドットの数に
よって階調を再現するもので、ディザマトリクスに用意
したしきい値と入力画情報を１画素毎に比較しながら２
値化処理を行っている。この方法は、階調特性と分解能
特性がディザマトリックスの大きさに直接依存し、互い
に両立出来ない関係にある。又、印刷画像等に用いた場
合、再現画像におけるモアレ模様の発生はさけがたい。
が最もよく知られている。この方法は、予め定められた
一定面積において、その面積内に再現するドットの数に
よって階調を再現するもので、ディザマトリクスに用意
したしきい値と入力画情報を１画素毎に比較しながら２
値化処理を行っている。この方法は、階調特性と分解能
特性がディザマトリックスの大きさに直接依存し、互い
に両立出来ない関係にある。又、印刷画像等に用いた場
合、再現画像におけるモアレ模様の発生はさけがたい。
上記階調特性と高分解能が両立し、且つモアレ模様の
発生抑制効果の大きい方法として、誤差拡散法（文献：
〔アール・フロイド アンド エルスティンバーグ“ア
ン アダプティブ アルゴリズム フォー スペシャル
グレー スケール”エスアイディー75 ダイジェスト
36〜37頁〕R.FLOYD ＆ L.STEINBERG,“An Adaptive A
logorithm for Spatial Gray Scale",SID75DIGEST、pp3
6〜37）が提案されている。
発生抑制効果の大きい方法として、誤差拡散法（文献：
〔アール・フロイド アンド エルスティンバーグ“ア
ン アダプティブ アルゴリズム フォー スペシャル
グレー スケール”エスアイディー75 ダイジェスト
36〜37頁〕R.FLOYD ＆ L.STEINBERG,“An Adaptive A
logorithm for Spatial Gray Scale",SID75DIGEST、pp3
6〜37）が提案されている。
第７図は、上記誤差拡散法を実現するための要部ブロ
ック図である。原画像における注目画素の座標を（x,
y）とするとき、701は誤差記憶手段、702は誤差配分係
数マトリックスの示す注目画素の周辺の未処理画素領
域、703は座標（x,y）における集積誤差SXYの記録位
置、704は座標（x,y）における入力レベルIxyの入力端
子、705はIxy（＝Ixy＋Sxy）の入力補正手段、706は出
力レベル０またはＲの２値レベルPxyの出力端子、707は
一定閾値R/2を印加する信号端子、707は入力信号Ixyと
一定閾値R/2を比較してIxy≧R/2の時Pxy＝Ｒを、そのほ
かの場合はPxy＝０を出力する２値化手段、709はE
xy（＝Ixy−Pxy）の注目画素に対する２値化誤差を求め
る差分演算手段である。
ック図である。原画像における注目画素の座標を（x,
y）とするとき、701は誤差記憶手段、702は誤差配分係
数マトリックスの示す注目画素の周辺の未処理画素領
域、703は座標（x,y）における集積誤差SXYの記録位
置、704は座標（x,y）における入力レベルIxyの入力端
子、705はIxy（＝Ixy＋Sxy）の入力補正手段、706は出
力レベル０またはＲの２値レベルPxyの出力端子、707は
一定閾値R/2を印加する信号端子、707は入力信号Ixyと
一定閾値R/2を比較してIxy≧R/2の時Pxy＝Ｒを、そのほ
かの場合はPxy＝０を出力する２値化手段、709はE
xy（＝Ixy−Pxy）の注目画素に対する２値化誤差を求め
る差分演算手段である。
さて、注目画素に対する集積誤差Sxyは第（１）、
（２）式で表される。
（２）式で表される。
Sxy＝ΣKij・Ex-j+2,y-i+1 ……（１） （但し、i,jは誤差配分係数マトリックス内の座標を
示す。） この誤差配分係数Kijは誤差Exyの注目画素の周辺画素
への配分の重み付けをするもので前記文献では を例示している。
示す。） この誤差配分係数Kijは誤差Exyの注目画素の周辺画素
への配分の重み付けをするもので前記文献では を例示している。
第７図の構成では、上記の演算は注目画素に対する２
値化誤差Exyに、未処理の周辺未処理画素領域702内の各
画素Ａ〜Ｄに対応する配分係数を乗算し、誤差記憶手段
701内の値に加算し再び該当位置へ記憶させる誤差配分
演算手段710によって実現している。ただし、誤差記憶
手段701の画素位置Ｂの集積誤差は予め０にクリアされ
ている。
値化誤差Exyに、未処理の周辺未処理画素領域702内の各
画素Ａ〜Ｄに対応する配分係数を乗算し、誤差記憶手段
701内の値に加算し再び該当位置へ記憶させる誤差配分
演算手段710によって実現している。ただし、誤差記憶
手段701の画素位置Ｂの集積誤差は予め０にクリアされ
ている。
更に本方式を数階調誤差の記録系や表示系に対して適
応するときは複数の固定閾値で複数レベルを出力する多
値化誤差拡散法（例えば、特願昭62-235121号）がとら
れる。
応するときは複数の固定閾値で複数レベルを出力する多
値化誤差拡散法（例えば、特願昭62-235121号）がとら
れる。
発明が解決しようとする課題 さて、上記誤差拡散法は既に述べたように組織的ディ
ザ法に比較して、階調特性や分解能の点で優れており、
また印刷物画像の再生時においてもモアレ模様の抑制効
果が大きい等の特徴を有する。しかしながら誤差領域の
構造や重み付け係数によって独特の縞模様やテクスチャ
が発生する。特にハイライト領域やダーク領域での誤差
のヒステリシスによる独特なドット模様は、視覚的に異
和感をもたせ、画像品質を低下させる要因になってい
る。また誤差領域の構造を大きく取って誤差を出来るだ
け平均的に小さくし、滑らかな階調特性を得ようとする
と分解能が悪くなる。この様な構造は、演算も多く画素
の処理速度も遅くなると言う問題点を有している。
ザ法に比較して、階調特性や分解能の点で優れており、
また印刷物画像の再生時においてもモアレ模様の抑制効
果が大きい等の特徴を有する。しかしながら誤差領域の
構造や重み付け係数によって独特の縞模様やテクスチャ
が発生する。特にハイライト領域やダーク領域での誤差
のヒステリシスによる独特なドット模様は、視覚的に異
和感をもたせ、画像品質を低下させる要因になってい
る。また誤差領域の構造を大きく取って誤差を出来るだ
け平均的に小さくし、滑らかな階調特性を得ようとする
と分解能が悪くなる。この様な構造は、演算も多く画素
の処理速度も遅くなると言う問題点を有している。
本発明は、上記誤差拡散法の問題点を注目画素位置の
集積誤差とその周辺の誤差を加算することによって小さ
な誤差領域で実質大きな領域の役割をする誤差領域とす
ることで階調特性を改善させ、そして新たな誤差を注目
画素と積算誤差から演算し等濃度関係を満足させる。
集積誤差とその周辺の誤差を加算することによって小さ
な誤差領域で実質大きな領域の役割をする誤差領域とす
ることで階調特性を改善させ、そして新たな誤差を注目
画素と積算誤差から演算し等濃度関係を満足させる。
更に、数階調程度の記録又は表示系については多値化
誤差拡散法の固定閾値レベルをｎ×ｎと前記固定閾値を
中心レベルとした他のディザ閾値をｎ×ｎと組み合せ配
列したＮ×Ｎの複数のディザマトリックス閾値とするこ
とによって、ディザ成分の周期性と誤差拡散法のランダ
ム性を融合させてテクスチャを改善し、しかも網点画像
再生時のモアレ模様の発生も比較的抑制できる。また入
力濃度レベルに応じてディザマトリックスを選択するこ
とによりハイライト及びダーク領域の画質を改善し、高
品位な再生画像が得られる画像信号処理装置を提供する
ものである。
誤差拡散法の固定閾値レベルをｎ×ｎと前記固定閾値を
中心レベルとした他のディザ閾値をｎ×ｎと組み合せ配
列したＮ×Ｎの複数のディザマトリックス閾値とするこ
とによって、ディザ成分の周期性と誤差拡散法のランダ
ム性を融合させてテクスチャを改善し、しかも網点画像
再生時のモアレ模様の発生も比較的抑制できる。また入
力濃度レベルに応じてディザマトリックスを選択するこ
とによりハイライト及びダーク領域の画質を改善し、高
品位な再生画像が得られる画像信号処理装置を提供する
ものである。
課題を解決するための手段 本発明は画素単位でサンプリングした多階調の画像信
号レベルを数レベル出力するディジタル画像信号処理の
際に、入力画素の濃度レベルに応じて検出信号を出力
し、前記検出信号に応じて、前記入力画素の濃度レベル
または０レベル信号とを切り替え入力レベルとして出力
する濃度検出手段と、注目画素の多値化誤差をその周辺
の画素位置に対応させて記憶する誤差記憶手段と、前記
誤差記憶手段内の注目画素位置に対応した集積誤差とそ
の周辺の誤差とを加算演算し、誤差補正レベルを出力す
る補正誤差演算手段と、前記誤差補正レベルと前記入力
レベルとを加算し、第１の入力補正レベルを出力する第
１の入力補正手段と、前記第１の入力補正レベルと前記
入力画素の濃度レベルを入力し、前記検出信号に応じて
前記第１の入力補正レベルと前記入力画素の濃度レベル
を切替えると共に、前記検出信号の出力に応じて設けた
ディザマトリックスを選択しながら複数のディザマトリ
ックスの閾値と比較し、多値化信号を出力し、前記多値
化信号に対応する多値化出力レベルまたは０レベル信号
を前記検出信号に応じて選択出力する多値化手段と、前
記入力レベルと前記集積誤差と加算し、第２の補正レベ
ルを出力する第２の入力補正手段と、前記第２の入力補
正レベルと多値化レベルまたは０レベルとの差分である
多値化誤差を求める差分演算手段と、前記多値化誤差と
誤差配分係数から注目画素周辺の未処理画素に対応する
誤差配分値を算出し、前記誤差配分値を前記誤差記憶手
段内の対応する画素位置の集積誤差とを加算し再び記憶
させる誤差配分更新手段とを具備した画像信号処理装置
であって、特に補正誤差演算手段は注目画素に対応しこ
集積誤差とその周辺の誤差の総和のそれぞれに係数1/2n
または１−1/2n（ｎは正の整数）を乗算して加算演算し
誤差補正レベルを求め、また前記第１の入力補正レベル
を入力したときの複数のディザマトリックスは多値化誤
差拡散法の固定閾値レベルをｎ×ｎと、この固定閾値レ
ベルを中心閾値レベルとして他のディザ閾値をｎ×ｎ配
列したＮ×Ｎのディザマトリックスより構成することに
より、上記目的を達成するものである。
号レベルを数レベル出力するディジタル画像信号処理の
際に、入力画素の濃度レベルに応じて検出信号を出力
し、前記検出信号に応じて、前記入力画素の濃度レベル
または０レベル信号とを切り替え入力レベルとして出力
する濃度検出手段と、注目画素の多値化誤差をその周辺
の画素位置に対応させて記憶する誤差記憶手段と、前記
誤差記憶手段内の注目画素位置に対応した集積誤差とそ
の周辺の誤差とを加算演算し、誤差補正レベルを出力す
る補正誤差演算手段と、前記誤差補正レベルと前記入力
レベルとを加算し、第１の入力補正レベルを出力する第
１の入力補正手段と、前記第１の入力補正レベルと前記
入力画素の濃度レベルを入力し、前記検出信号に応じて
前記第１の入力補正レベルと前記入力画素の濃度レベル
を切替えると共に、前記検出信号の出力に応じて設けた
ディザマトリックスを選択しながら複数のディザマトリ
ックスの閾値と比較し、多値化信号を出力し、前記多値
化信号に対応する多値化出力レベルまたは０レベル信号
を前記検出信号に応じて選択出力する多値化手段と、前
記入力レベルと前記集積誤差と加算し、第２の補正レベ
ルを出力する第２の入力補正手段と、前記第２の入力補
正レベルと多値化レベルまたは０レベルとの差分である
多値化誤差を求める差分演算手段と、前記多値化誤差と
誤差配分係数から注目画素周辺の未処理画素に対応する
誤差配分値を算出し、前記誤差配分値を前記誤差記憶手
段内の対応する画素位置の集積誤差とを加算し再び記憶
させる誤差配分更新手段とを具備した画像信号処理装置
であって、特に補正誤差演算手段は注目画素に対応しこ
集積誤差とその周辺の誤差の総和のそれぞれに係数1/2n
または１−1/2n（ｎは正の整数）を乗算して加算演算し
誤差補正レベルを求め、また前記第１の入力補正レベル
を入力したときの複数のディザマトリックスは多値化誤
差拡散法の固定閾値レベルをｎ×ｎと、この固定閾値レ
ベルを中心閾値レベルとして他のディザ閾値をｎ×ｎ配
列したＮ×Ｎのディザマトリックスより構成することに
より、上記目的を達成するものである。
作用 本発明は上記構成により、注目画素に注目画素位置に
対応する集積誤差とその周辺の集積誤差をも考慮した入
力補正レベルを複数のディザマトリックスのしきい値で
多値化し、新たな多値化誤差を注目画素と集積誤差との
和と多値化出力との差分で求め階調特性を改善し、ディ
ザマトリックス閾値を誤差拡散法閾値レベルとディザの
閾値レベルとの組み合せ配列によって、また入力濃度ノ
ベルに応じてディザマトリックスを選択によって高品位
な再生画像を可能とし、誤差配分係数を1/2nとすること
によって高速処理をも可能としたものである。
対応する集積誤差とその周辺の集積誤差をも考慮した入
力補正レベルを複数のディザマトリックスのしきい値で
多値化し、新たな多値化誤差を注目画素と集積誤差との
和と多値化出力との差分で求め階調特性を改善し、ディ
ザマトリックス閾値を誤差拡散法閾値レベルとディザの
閾値レベルとの組み合せ配列によって、また入力濃度ノ
ベルに応じてディザマトリックスを選択によって高品位
な再生画像を可能とし、誤差配分係数を1/2nとすること
によって高速処理をも可能としたものである。
また、前記補正誤差演算手段によって演算係数を適当
に選択することによって画質を制御できるようにしたも
のである。
に選択することによって画質を制御できるようにしたも
のである。
実施例 第１図は本発明の１実施例における画像信号処理装置
の要部ブロック構成を示したものである。
の要部ブロック構成を示したものである。
第１図において、原画像における注目画素の座標を
（x,y）とするとき、１は誤差記憶手段、２は誤差配分
係数マトリックスの示す注目画素の周辺の未処理画素領
域、３は座標（x,y）における集積誤差Sxyの記憶装置、
４は座標（x,y）における入力レベルIxyの入力端子、５
は入力レベルIxyと補正誤差演算手段12からの出力であ
る補正誤差レベルexyを入力して第１の入力補正レベルI
ixyを出力する第１の入力補正手段、６は多値化信号P
axyの出力端子、７は第１の入力補正レベルと入力レベ
ルIxyとディザマトリックスを後述する濃度検出手段13
の検出信号に応じて切替え複数のしきい値で比較して多
値信号Pa（x,y）として出力すると同時に多値出力信号
に対応する多値化レベルを選択し差分演算手段８へ出力
する多値化手段、101は原画の入力レベルIxyと集積誤差
Sxyを入力して第２の入力補正レベルを出力する第２の
入力補正手段、８は前記第２の入力補正レベルと多値化
レベルとの差分である多値化誤差Ea（x,y）を出力する
差分演算手段、11は注目画素の周辺の未処理画素に対応
する誤差配分係数と多値化誤差を演算した結果と周辺画
素領域２の此れ迄の集積誤差を加算した新たな集積誤差
を再び誤差記憶手段１内の画素位置Ａ〜Ｄに記憶させる
誤差配分更新手段、12は注目画素位置３に対応する集積
誤差Sxyと周辺未処理画素領域内の集積誤差とを入力し
誤差補正レベルexyを出力する補正誤差演算手段、13は
入力画素の濃度レベルIxyに応じて検出信号D1を出力す
ると同時に入力信号を切替えて出力する濃度検出手段で
ある。
（x,y）とするとき、１は誤差記憶手段、２は誤差配分
係数マトリックスの示す注目画素の周辺の未処理画素領
域、３は座標（x,y）における集積誤差Sxyの記憶装置、
４は座標（x,y）における入力レベルIxyの入力端子、５
は入力レベルIxyと補正誤差演算手段12からの出力であ
る補正誤差レベルexyを入力して第１の入力補正レベルI
ixyを出力する第１の入力補正手段、６は多値化信号P
axyの出力端子、７は第１の入力補正レベルと入力レベ
ルIxyとディザマトリックスを後述する濃度検出手段13
の検出信号に応じて切替え複数のしきい値で比較して多
値信号Pa（x,y）として出力すると同時に多値出力信号
に対応する多値化レベルを選択し差分演算手段８へ出力
する多値化手段、101は原画の入力レベルIxyと集積誤差
Sxyを入力して第２の入力補正レベルを出力する第２の
入力補正手段、８は前記第２の入力補正レベルと多値化
レベルとの差分である多値化誤差Ea（x,y）を出力する
差分演算手段、11は注目画素の周辺の未処理画素に対応
する誤差配分係数と多値化誤差を演算した結果と周辺画
素領域２の此れ迄の集積誤差を加算した新たな集積誤差
を再び誤差記憶手段１内の画素位置Ａ〜Ｄに記憶させる
誤差配分更新手段、12は注目画素位置３に対応する集積
誤差Sxyと周辺未処理画素領域内の集積誤差とを入力し
誤差補正レベルexyを出力する補正誤差演算手段、13は
入力画素の濃度レベルIxyに応じて検出信号D1を出力す
ると同時に入力信号を切替えて出力する濃度検出手段で
ある。
以下、上記構成の動作について４値化出力を例にとっ
て詳細に述べる。
て詳細に述べる。
第１の入力補正手段５によって出力される第１の入力
補正レベルは補正誤差演算手段12によって注目画素位置
に対応する集積誤差Sxyに係数Kaを乗算した結果と、更
に注目画素位置３の周辺画素領域のA,B,C,Dに対応する
それぞれの集積誤差SA,SB,SC,SDをそれぞれ加算しその
結果に係数Kbを乗算した結果とを加算して誤差補正レベ
ルexyを出力する。前記誤差補正レベルexyを入力レベル
Ixyと第１の入力補正手段５によって加算し第１の入力
補正レベルを出力する。
補正レベルは補正誤差演算手段12によって注目画素位置
に対応する集積誤差Sxyに係数Kaを乗算した結果と、更
に注目画素位置３の周辺画素領域のA,B,C,Dに対応する
それぞれの集積誤差SA,SB,SC,SDをそれぞれ加算しその
結果に係数Kbを乗算した結果とを加算して誤差補正レベ
ルexyを出力する。前記誤差補正レベルexyを入力レベル
Ixyと第１の入力補正手段５によって加算し第１の入力
補正レベルを出力する。
次に、多値化手段と差分演算手段について第２図にて
説明する。
説明する。
第１の入力補正手段５からの出力である第１の入力補
正レベルI1xyと入力レベルIxyを後述する濃度検出手段
の検出信号D1によりセレクタ209で切替えた信号を比較
器201,202,203に入力する。このとき、同時に検出信号D
1により、ディザマトリックス205と208もセレクタ210選
択され比較器201の閾値となる。また検出信号D1により
多値化出力信号と他の なる信号をセレクタ211で選択し多値信号レベルRnを検
出する。本実施例では、ディザマトリックス205,206,20
7はそれぞれ誤差拡散法のしきい値を中心とする閾値配
列でそれぞれT1＜T2＜T3なる条件よりなる。ディザマト
リックス208はT0＜T1の条件で動作する閾値配列に設定
される。今D1＝１、即ち、入力レベルIxyが後述する濃
度レベル検出器の閾値Ｔより以下のとき（Ixy＜Ｔ）、
セレクタ209により入力レベルIxyが選択され、セレクタ
210によりディザマトリックス208が選択され、更にセレ
クタ211により なる信号が選択され多値化信号レベルRnを出力する。
正レベルI1xyと入力レベルIxyを後述する濃度検出手段
の検出信号D1によりセレクタ209で切替えた信号を比較
器201,202,203に入力する。このとき、同時に検出信号D
1により、ディザマトリックス205と208もセレクタ210選
択され比較器201の閾値となる。また検出信号D1により
多値化出力信号と他の なる信号をセレクタ211で選択し多値信号レベルRnを検
出する。本実施例では、ディザマトリックス205,206,20
7はそれぞれ誤差拡散法のしきい値を中心とする閾値配
列でそれぞれT1＜T2＜T3なる条件よりなる。ディザマト
リックス208はT0＜T1の条件で動作する閾値配列に設定
される。今D1＝１、即ち、入力レベルIxyが後述する濃
度レベル検出器の閾値Ｔより以下のとき（Ixy＜Ｔ）、
セレクタ209により入力レベルIxyが選択され、セレクタ
210によりディザマトリックス208が選択され、更にセレ
クタ211により なる信号が選択され多値化信号レベルRnを出力する。
即ちIxy≧Ｔのときは、入力補正レベルI1xy、ディザマ
トリックス205、多値化出力信号Pnが選択され出力され
る。以上のような選択条件で出力された信号により、そ
れぞれ比較器201,202,203により比較され多値化信号A,
B,Cを出力する。
トリックス205、多値化出力信号Pnが選択され出力され
る。以上のような選択条件で出力された信号により、そ
れぞれ比較器201,202,203により比較され多値化信号A,
B,Cを出力する。
多値化信号A,B,Cは第１の入力補正レベルI1xy（又は
入力レベルIxy）がしきい値T1（又はT0）より小さいと
きそれぞれＡ＝Ｂ＝Ｃ＝“0"、閾値T1（又はT0）と等し
いか又は大きくかつT2より小さい時はＡ＝“1"、Ｂ＝Ｃ
＝“0"、閾値T2と等しいか又は大きくかつT3より小さい
時はＡ＝Ｂ＝“1"、Ｃ＝“0"、閾値T3より等しいか又は
大きい時Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝“1"をそれぞれ出力する。
入力レベルIxy）がしきい値T1（又はT0）より小さいと
きそれぞれＡ＝Ｂ＝Ｃ＝“0"、閾値T1（又はT0）と等し
いか又は大きくかつT2より小さい時はＡ＝“1"、Ｂ＝Ｃ
＝“0"、閾値T2と等しいか又は大きくかつT3より小さい
時はＡ＝Ｂ＝“1"、Ｃ＝“0"、閾値T3より等しいか又は
大きい時Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝“1"をそれぞれ出力する。
このように得られた多値化出力信号は第２図（ｂ）に
示す変調器215に入力し、４値の振幅変調信号かパルス
幅変調信号に変調し記録系216へ入力する。さて、多値
化信号A,B,Cは次の差分演算を行なうため出力レベル選
択器204に入力され、予め設定された多値化出力レベルR
aを前記多値化信号によって選択し出力する。例えば、
多値化出力信号A,B,Cがすべて“0"のとき多値化出力レ
ベルR0＝０を、“1"、“0"、“0"のときR1＝85、“1"、
“1"、“0"のときR2＝170、“1"、“1"、“1"のときR3
＝255を出力する。
示す変調器215に入力し、４値の振幅変調信号かパルス
幅変調信号に変調し記録系216へ入力する。さて、多値
化信号A,B,Cは次の差分演算を行なうため出力レベル選
択器204に入力され、予め設定された多値化出力レベルR
aを前記多値化信号によって選択し出力する。例えば、
多値化出力信号A,B,Cがすべて“0"のとき多値化出力レ
ベルR0＝０を、“1"、“0"、“0"のときR1＝85、“1"、
“1"、“0"のときR2＝170、“1"、“1"、“1"のときR3
＝255を出力する。
差分演算手段８は第２の入力補正手段101によって注
目画素３に対応する位置の集積誤差Sxyと入力レベルIxy
（又はI0）とを加算して得られた第２の入力補正レベル
から前記多値化出力レベルRaを差分し多値化誤差Ea（x
y）＝I2xy−Raを出力する。此処で得られた多値化誤差
は更に誤差配分更新手段11によって周辺未処理画素領域
２の各位置に対応する記憶装置に記憶されているそれま
での画素処理過程における集積誤差SA′，SC′，SD′を
読みだし新たな集積誤差SA,SB,SC,SDを演算する。そし
て新たな集積誤差を誤差記憶手段１内の画素位置Ａ〜Ｄ
に対応する記憶装置に記憶させる更新処理をする。
目画素３に対応する位置の集積誤差Sxyと入力レベルIxy
（又はI0）とを加算して得られた第２の入力補正レベル
から前記多値化出力レベルRaを差分し多値化誤差Ea（x
y）＝I2xy−Raを出力する。此処で得られた多値化誤差
は更に誤差配分更新手段11によって周辺未処理画素領域
２の各位置に対応する記憶装置に記憶されているそれま
での画素処理過程における集積誤差SA′，SC′，SD′を
読みだし新たな集積誤差SA,SB,SC,SDを演算する。そし
て新たな集積誤差を誤差記憶手段１内の画素位置Ａ〜Ｄ
に対応する記憶装置に記憶させる更新処理をする。
第２図（ｃ）は濃度検出手段の具体例で、入力画素レ
ベルIxyを一定の閾値で比較器130で比較し、Ixy＜Ｔの
とき検出信号D1＝１を出力する。このとき検出信号D1を
セレクタ131に入力して入力画素レベルI0を選択し出力
する。
ベルIxyを一定の閾値で比較器130で比較し、Ixy＜Ｔの
とき検出信号D1＝１を出力する。このとき検出信号D1を
セレクタ131に入力して入力画素レベルI0を選択し出力
する。
濃度検出信号D1が のときの一画素処理の過程を、第１の入力補正レベルI
1xy、第２の入力補正レベルI2xy、画信号の多値レベルR
aとして式で表すと、 I1xy＝Ixy＋exy ＝Ixy＋Ka・Sxy＋Kb（SA＋SC＋SD） ……（３） （但し、０＜Ka＜1,0＜Kb＜１） I1xy≧Ta…………Pxy＝Ra I1xy＜Ta…………Pxy＝Ra-1 となる。
1xy、第２の入力補正レベルI2xy、画信号の多値レベルR
aとして式で表すと、 I1xy＝Ixy＋exy ＝Ixy＋Ka・Sxy＋Kb（SA＋SC＋SD） ……（３） （但し、０＜Ka＜1,0＜Kb＜１） I1xy≧Ta…………Pxy＝Ra I1xy＜Ta…………Pxy＝Ra-1 となる。
次に、入力補正レベルI1xy、多値化誤差Exyについて
詳細に述べる。
詳細に述べる。
今、周辺画素領域の各位置に対応する誤差配分係数KA
〜KDを１、係数Ka＝Kb＝１とすると、入力レベルIxyに
補正される補正誤差レベルexyは、第３図に示すように
これまでの過程の誤差の集積がそれぞれ と表すことができるので、 exy＝Sxy＋（Ｓ′Ａ＋Ｓ′Ｃ＋Ｓ′Ｄ） ＝1/4（Ex-1y-1＋2Exy-1＋2Ex+1y-1 ＋3Ex-1y＋Ex+2y-1＋Ex-2y） ……（７） となる。従って注目画素と集積誤差との相関において
第４図に示すような注目画素の周辺領域、即ち誤差フィ
ルタ構造を形成する。このような相関にもとづいて形成
された誤差フィルタによって入力補正レベルIxyを補正
することは、注目画素を含む周辺の誤差成分を平均的に
補正することを意味しておりきめの細かい再生画像を得
ることができる。
〜KDを１、係数Ka＝Kb＝１とすると、入力レベルIxyに
補正される補正誤差レベルexyは、第３図に示すように
これまでの過程の誤差の集積がそれぞれ と表すことができるので、 exy＝Sxy＋（Ｓ′Ａ＋Ｓ′Ｃ＋Ｓ′Ｄ） ＝1/4（Ex-1y-1＋2Exy-1＋2Ex+1y-1 ＋3Ex-1y＋Ex+2y-1＋Ex-2y） ……（７） となる。従って注目画素と集積誤差との相関において
第４図に示すような注目画素の周辺領域、即ち誤差フィ
ルタ構造を形成する。このような相関にもとづいて形成
された誤差フィルタによって入力補正レベルIxyを補正
することは、注目画素を含む周辺の誤差成分を平均的に
補正することを意味しておりきめの細かい再生画像を得
ることができる。
次に、本発明の特徴の一つである新たな多値化誤差
は、入力レベルIxyに集積誤差Sxyを加算して得られた第
２の入力補正レベルI2xyから前述した入力補正レベルI
1xyの２値化した結果を減算して求める。この理由は、
本発明における入力レベルIxyに補正される誤差レベルe
xyは注目画素とその周辺の誤差との相関から生成された
誤差成分の一部を重畳したものであり濃度保存系を満足
するものではない。従って濃度保存系を維持するための
新たな誤差Exyは注目画素と誤差配分係数の総和が１に
なるような系での集積誤差、即ち、Sxy＝ΣKij・E
x-j+2y-i+1と入力レベルIxyとの加算値より求める。
は、入力レベルIxyに集積誤差Sxyを加算して得られた第
２の入力補正レベルI2xyから前述した入力補正レベルI
1xyの２値化した結果を減算して求める。この理由は、
本発明における入力レベルIxyに補正される誤差レベルe
xyは注目画素とその周辺の誤差との相関から生成された
誤差成分の一部を重畳したものであり濃度保存系を満足
するものではない。従って濃度保存系を維持するための
新たな誤差Exyは注目画素と誤差配分係数の総和が１に
なるような系での集積誤差、即ち、Sxy＝ΣKij・E
x-j+2y-i+1と入力レベルIxyとの加算値より求める。
次に誤差補正レベルexyを求める場合に、集積誤差Sxy
に乗算される係数Kaと周辺画素領域の集積誤差SA,SB,SD
の総和に乗算される係数Kbを説明の便宜上Ka＝Kb＝１と
したが、Ka,Kbをそれぞれ０＜Ka＜1,0＜Kb＜１の範囲で
小さくするとディザ成分の強調された出力画像が得られ
る。
に乗算される係数Kaと周辺画素領域の集積誤差SA,SB,SD
の総和に乗算される係数Kbを説明の便宜上Ka＝Kb＝１と
したが、Ka,Kbをそれぞれ０＜Ka＜1,0＜Kb＜１の範囲で
小さくするとディザ成分の強調された出力画像が得られ
る。
これらの係数は1/2n（ｎは整数）または１−1/2nにす
ることにより論理演算が容易で高速処理が可能となる。
ることにより論理演算が容易で高速処理が可能となる。
次に、本実施例におけるディザマトリクス閾値につい
て後述する。
て後述する。
第５図（ａ）は本実施例のディザマトリックス205,20
6,207に応用した90°ディザパターン、同図（ｂ）は45
°ディザパターン、同図（ｃ）は同図（ａ）を展開した
ときのパターン、そして同図（ｄ）〜（ｆ）は同図
（ａ）の基本形の４値ディザパターン例である。又、同
図（ｇ）は通常よく使用される渦巻き型のディザパター
ンである。
6,207に応用した90°ディザパターン、同図（ｂ）は45
°ディザパターン、同図（ｃ）は同図（ａ）を展開した
ときのパターン、そして同図（ｄ）〜（ｆ）は同図
（ａ）の基本形の４値ディザパターン例である。又、同
図（ｇ）は通常よく使用される渦巻き型のディザパター
ンである。
さて、ディザパターンの閾値の組み合せと配置による
ドットパターンについて述べる。同図（ｇ）のパターン
を本装置のディザマトリクス閾値として適応すると、ド
ットパターンはディザ成分の強調された画像となり、ま
た小さなマトリクスサイズの為ディザで表現される階調
レベルは低く、そのレベルの間を誤差で補正するため画
品質が悪い。このようなパターンはディザ成分が極めて
強いため、網点画像再生時にはモアレ模様の発生が顕著
に現れる。ディザマトリックスを大きくすると分解能は
劣化する。同図（ａ）はこれらの問題点を解決するもの
である。
ドットパターンについて述べる。同図（ｇ）のパターン
を本装置のディザマトリクス閾値として適応すると、ド
ットパターンはディザ成分の強調された画像となり、ま
た小さなマトリクスサイズの為ディザで表現される階調
レベルは低く、そのレベルの間を誤差で補正するため画
品質が悪い。このようなパターンはディザ成分が極めて
強いため、網点画像再生時にはモアレ模様の発生が顕著
に現れる。ディザマトリックスを大きくすると分解能は
劣化する。同図（ａ）はこれらの問題点を解決するもの
である。
第５図（ａ）の斜線部分を誤差拡散法で処理する固定
閾値で配列し、その閾値が４×４マトリックスの中心閾
値となるように１〜８までの閾値レベルを決定し配列す
る。このような配列とすることにより同図（ｃ）の展開
図に示すように２×２のディザと２×２の誤差拡散法の
閾値の周期的なパターン構造となる。従って、誤差拡散
法の閾値領域はランダム特性のドットパターン構造とな
り、この誤差拡散法の領域で発生する伝搬誤差は周期性
の強いディザパターンで吸収される為、誤差拡散法独特
の縞模様のパターンは発生しにくくなる。再生画像は周
期的なドットとランダムなドットの融合した画像とな
る。このようなドットパターンは網点画像再生時のモア
レパターを抑制する効果がある。同図（ｄ）の４値化方
式の場合のD1,D2,D3の閾値レベルは、多値化誤差拡散法
の固定閾値レベルで設定される。即ち、出力レベルをR0
＝０、R1＝85、R2＝170、R3＝255とすると、D1＝（０＋
85）/2＝43、D2＝（85＋170）/2＝128、D3＝（170＋25
5）/2＝213となる。これらの閾値レベルをそのマトリッ
クスの中心閾値として閾値配分する第６図は第５図の配
分順位に従って閾値配列した実際の４値ディザパターン
例である。
閾値で配列し、その閾値が４×４マトリックスの中心閾
値となるように１〜８までの閾値レベルを決定し配列す
る。このような配列とすることにより同図（ｃ）の展開
図に示すように２×２のディザと２×２の誤差拡散法の
閾値の周期的なパターン構造となる。従って、誤差拡散
法の閾値領域はランダム特性のドットパターン構造とな
り、この誤差拡散法の領域で発生する伝搬誤差は周期性
の強いディザパターンで吸収される為、誤差拡散法独特
の縞模様のパターンは発生しにくくなる。再生画像は周
期的なドットとランダムなドットの融合した画像とな
る。このようなドットパターンは網点画像再生時のモア
レパターを抑制する効果がある。同図（ｄ）の４値化方
式の場合のD1,D2,D3の閾値レベルは、多値化誤差拡散法
の固定閾値レベルで設定される。即ち、出力レベルをR0
＝０、R1＝85、R2＝170、R3＝255とすると、D1＝（０＋
85）/2＝43、D2＝（85＋170）/2＝128、D3＝（170＋25
5）/2＝213となる。これらの閾値レベルをそのマトリッ
クスの中心閾値として閾値配分する第６図は第５図の配
分順位に従って閾値配列した実際の４値ディザパターン
例である。
更に、ディザマトリックス208はハイライト領域の画
質を改善するためのパターンである。例えば８×８のマ
トリックスサイズで４値出力用に合せた閾値配列が効果
的である。
質を改善するためのパターンである。例えば８×８のマ
トリックスサイズで４値出力用に合せた閾値配列が効果
的である。
なお、本実施例では低濃度レベルの改善を示したが、
ディザマトリックスを複数個用意し、各濃度レベルに応
じてディザマトリックスを選択し、多値化することも可
能である。
ディザマトリックスを複数個用意し、各濃度レベルに応
じてディザマトリックスを選択し、多値化することも可
能である。
発明の効果 以上のように本発明では、入力画素の濃度レベルを検
出し、検出信号に応じてディザマトリックスを選択し多
値化処理を行なうことを特徴とするものである。注目画
素に注目画素位置に対応する集積誤差の一部とその周辺
の集積誤差の総和の一部とを加算して補正した入力補正
レベルを複数のディザマトリックスしきい値と比較して
多値化し、新たな多値化誤差を注目画素と注目画素位置
の集積誤差とを加算した補正レベルより前記の多値化信
号に対応した多値化レベルを減算することにより求め、
更に複数のディザマトリックス閾値に多値化誤差拡散法
の閾値レベルを中心とした他のディザ閾値と組合せ配列
することにより、誤差拡散法独特の縞模様であるテクチ
ャを改善し、網点画像再生時のモアレ模様を抑制でき
る。更に、ハイライト領域の画質を改善するため、一定
濃度レベル以下のとき最適なディザパターンを選択し多
値化を行なう。このようにして滑らかな階調特性の再生
画像が得られることを可能とした。また補正誤差レベル
exyの係数Ka、Kbを適当に選択することにより画質の制
御が可能であり、係数を1/2nまたは１−1/2nにすること
により高速演算が可能である。
出し、検出信号に応じてディザマトリックスを選択し多
値化処理を行なうことを特徴とするものである。注目画
素に注目画素位置に対応する集積誤差の一部とその周辺
の集積誤差の総和の一部とを加算して補正した入力補正
レベルを複数のディザマトリックスしきい値と比較して
多値化し、新たな多値化誤差を注目画素と注目画素位置
の集積誤差とを加算した補正レベルより前記の多値化信
号に対応した多値化レベルを減算することにより求め、
更に複数のディザマトリックス閾値に多値化誤差拡散法
の閾値レベルを中心とした他のディザ閾値と組合せ配列
することにより、誤差拡散法独特の縞模様であるテクチ
ャを改善し、網点画像再生時のモアレ模様を抑制でき
る。更に、ハイライト領域の画質を改善するため、一定
濃度レベル以下のとき最適なディザパターンを選択し多
値化を行なう。このようにして滑らかな階調特性の再生
画像が得られることを可能とした。また補正誤差レベル
exyの係数Ka、Kbを適当に選択することにより画質の制
御が可能であり、係数を1/2nまたは１−1/2nにすること
により高速演算が可能である。
誤差配分係数（重み付け係数）を一律に等しくしても
従来の誤差拡散のようなテクスチャや独特の縞模様も発
生せず緻密で滑らかな而も分解能の高い多値再生画像を
得ることが出来る。
従来の誤差拡散のようなテクスチャや独特の縞模様も発
生せず緻密で滑らかな而も分解能の高い多値再生画像を
得ることが出来る。
第１図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
ブロック結線図、第２図（ａ），（ｂ）は同装置の要部
における同多値化手段のブロック結線図、第２図（ｃ）
は濃度検出手段のブロック結線図、第３図は同補正誤差
演算手段によって形成される周辺誤差領域の概念図、第
４図は同装置における注目画素と集積誤差との相関にお
いて誤差フィルタ構造を示す概念図、第５図は同装置に
おけるディザパターンを示す図、第６図は実際に閾値配
列した４値ディザパターンを示す図、第７図は従来の誤
差拡散法を実現する装置のブロック結線図である。 １……誤差記憶手段、２……周辺画素領域、３……注目
画素位置、４……入力端子、５……第１の入力補正手
段、６……多値化信号出力端子、７……多値化手段、８
……差分演算手段、101……第２の入力補正手段、11…
…誤差配分更新手段、12……補正誤差演算手段、131,20
9,210,211……セレクタ、130,201,202,203……比較器、
204……出力レベル選択器、205,206,207,208……ディザ
マトリックス、215……変調器、216……記録系。
ブロック結線図、第２図（ａ），（ｂ）は同装置の要部
における同多値化手段のブロック結線図、第２図（ｃ）
は濃度検出手段のブロック結線図、第３図は同補正誤差
演算手段によって形成される周辺誤差領域の概念図、第
４図は同装置における注目画素と集積誤差との相関にお
いて誤差フィルタ構造を示す概念図、第５図は同装置に
おけるディザパターンを示す図、第６図は実際に閾値配
列した４値ディザパターンを示す図、第７図は従来の誤
差拡散法を実現する装置のブロック結線図である。 １……誤差記憶手段、２……周辺画素領域、３……注目
画素位置、４……入力端子、５……第１の入力補正手
段、６……多値化信号出力端子、７……多値化手段、８
……差分演算手段、101……第２の入力補正手段、11…
…誤差配分更新手段、12……補正誤差演算手段、131,20
9,210,211……セレクタ、130,201,202,203……比較器、
204……出力レベル選択器、205,206,207,208……ディザ
マトリックス、215……変調器、216……記録系。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409
Claims (3)
- 【請求項１】画素単位でサンプリングした多階調の画像
信号レベルを数レベル出力するディジタル画像信号処理
の際に、入力画素の濃度レベルに応じて検出信号を出力
し、前記検出信号に応じて、前記入力画素の濃度レベル
または０レベル信号とを切り替え入力レベルとして出力
する濃度検出手段と、注目画素の多値化誤差をその周辺
の画素位置に対応させて記憶する誤差記憶手段と、前記
誤差記憶手段内の注目画素位置に対応した集積誤差とそ
の周辺の誤差とを加算演算し、誤差補正レベルを出力す
る補正誤差演算手段と、前記誤差補正レベルと前記入力
レベルとを加算し、第１の入力補正レベルを出力する第
１の入力補正手段と、前記第１の入力補正レベルと前記
入力画素の濃度レベルを入力し、前記検出信号に応じて
前記第１の入力補正レベルと前記入力画素の濃度レベル
を切替えると共に、前記検出信号の出力に応じて設けた
ディザマトリックスを選択しながら複数のディザマトリ
ックスの閾値と比較し、多値化信号を出力し、前記多値
化信号に対応する多値化出力レベルまたは０レベル信号
を前記検出信号に応じて選択出力する多値化手段と、前
記入力レベルと前記集積誤差と加算し、第２の補正レベ
ルを出力する第２の入力補正手段と、前記第２の入力補
正レベルと多値化レベルまたは０レベルとの差分である
多値化誤差を求める差分演算手段と、前記多値化誤差と
誤差配分係数から注目画素周辺の未処理画素に対応する
誤差配分値を算出し、前記誤差配分値を前記誤差記憶手
段内の対応する画素位置の集積誤差とを加算し再び記憶
させる誤差配分更新手段とを具備した画像信号処理装
置。 - 【請求項２】補正誤差演算手段は、注目画素に対応した
集積誤差とその周辺の誤差の総和にそれぞれ係数1/2n又
は１−（1/2n）（ｎは正の整数）を乗算して加算演算
し、誤差補正レベルを求める請求項１記載の画像信号処
理装置。 - 【請求項３】第１の入力補正レベルに切替えられ選択さ
れた複数のディザマトリックスの閾値は多値化誤差拡散
法の固定閾値レベルをｎ×ｎと、前記多値化誤差拡散法
の固定閾値レベルを中心閾値レベルとして他のディザ閾
値をｎ×ｎ配列したＮ×Ｎ（Ｎはｎの偶数倍）のディザ
マトリックスである請求項１記載の画像信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2043014A JP2870934B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 画像信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2043014A JP2870934B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 画像信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03245672A JPH03245672A (ja) | 1991-11-01 |
| JP2870934B2 true JP2870934B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=12652128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2043014A Expired - Fee Related JP2870934B2 (ja) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | 画像信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870934B2 (ja) |
-
1990
- 1990-02-23 JP JP2043014A patent/JP2870934B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03245672A (ja) | 1991-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |