JP2899304B2 - ディザ画像拡大縮小処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、組織的ディザに従って生成されるディザ画
像を拡大縮小するディザ画像拡大縮小処理装置に関し、
特に、拡大縮小処理に伴う画質の劣化の問題点を解決で
きるようにするディザ画像拡大縮小処理装置に関するも
のである。

解像度の異なる画像入出力機器間でディザ画像の送受
信を行う場合や、画像編集装置でディザ画像を処理する
場合には、ディザ画像を指定の倍率に拡大したり縮小し
たりするディザ画像拡大縮小処理装置が用いられること
になる。このようなディザ画像拡大縮小処理装置の実用
性を高めていくためには、拡大縮小されたディザ画像の
画質が劣化しないような手段を講じていく必要がある。

〔従来の技術〕

文字や線画等に使用される拡大縮小方法として、SPC
法、論理和法、九分割分割法、高速投影法、距離反比例
法等がある。しかし、これらの拡大縮小法をディザ画像
に適用すると、原画像の階調情報が失われたり、モアレ
縞が発生してしまい画質の劣化を招くことになる。

そこで、位置変換により求まる変換画素の近傍領域に
ある原画素群を参照画素として選択するとともに、その
選択された参照画素の２値化パターンから変換画素の濃
度を求めて組織的ディザで２値化するという方法に従っ
てディザ画像の拡大縮小を実行するという技術が開示
（特開昭62−216476号公報）されてきた。すなわち、こ
の従来技術では、指定された変換倍率に応じた位置変換
処理により変換画素が求まると、第11図に示すように、
各々の変換画素（図中の「×」の画素）に対して16個の
原画素群を参照画素として選択して、その16個の参照画
素の内の黒画素の個数を変換画素の濃度として特定する
とともに、この求められた変換画素の濃度を組織的ディ
ザにより２値化していくことでディザ画像の拡大縮小を
実行することになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この従来技術を用いると、ディザ画像
の拡大縮小に対して、確かにSPC法等の適用で生じてい
た画質の劣化の問題点は改善されるようにはなるもの
の、拡大処理にあたって、同じ原画素群を参照画素とし
て用いる変換画素については、同じ濃度をもつものとし
て扱われることになることから、原画像のディザ画像中
に含まれるエッジ部分がぼかされてしまうことになると
いう欠点がでてくることになる。例えば、第12図（ａ）
に示す４倍拡大例にあって、４つの原画素により区切ら
れるブロック内の変換画素が、同一の原画素群を参照画
素として選択することを想定すると、これらの変換画素
が全く同一の濃度をもつものとして扱われることになる
ことから、拡大することでエッジ部分が不鮮明になって
しまうのである。そして、このような理由により、第12
図（ｂ）に示すように、濃度が変化する部分でのブロッ
ク間の境界部分が強調されてしまうことになるという欠
点もでてくることになる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
組織的ディザに従って生成されるディザ画像を拡大縮小
するためのディザ画像拡大縮小処理装置にあって、拡大
縮小処理に伴う画質の劣化の問題点を解決できるように
する新たなディザ画像拡大縮小処理装置を提供すること
を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成図である。

図中、１はディザ処理装置であって、スキャナ等によ
り読み取られる多値原画像データを第１の組織的ディザ
に従って２値化するディザ処理手段11と、この２値化さ
れた原画像データを格納する画像メモリ12とを備えるも
の、２は本発明を実装するディザ画像拡大縮小処理装
置、21は変換画素算出手段であって、画像メモリ12に格
納されている原画像の画素位置を基準にして、指定され
た変換倍率に応じた位置変換処理を施すことで、変換画
素の画素位置を算出するもの、22は参照画素選択手段で
あって、変換画素算出手段21により求められる変換画素
の近傍領域に含まれる第１の組織的ディザと同じ大きさ
の原画素群を参照画素として選択して、画素メモリ12か
らその参照画素の２値化パターンを読み出すもの、23は
開口管理手段であって、第１の組織的ディザを切り出す
複数の開口を定義して、それらの開口により第１の組織
的ディザから切り出される階調パターンを管理するも
の、24は開口特定手段であって、開口管理手段23の定義
する開口の内の１つを特定するもの、25は変換画素濃度
算出手段であって、開口特定手段24により特定された開
口に従って変換画素の濃度情報を算出するもの、26はデ
ィザ処理手段であって、第２の組織的ディザに従って変
換画素濃度算出手段25により求められた濃度情報を２値
化するもの、27は濃度微小変化手段であって、変換画素
濃度算出手段25により算出される変換画素の濃度をラン
ダムに微小変化させるものである。

〔作用〕

本発明では、開口管理手段23は、第１の組織的ディザ
を切り出す複数の開口を定義することで、この開口に従
って第１の組織的ディザから切り出されることになる階
調パターンを管理することになる。第１の組織的ディザ
が例えば16画素から構成されるときには、この16画素が
持つ閾値に従って第１の組織的ディザから17種類の階調
パターンが生成されることになるので、開口管理手段23
により管理される開口に従って、17種類の階調パターン
（同じものもあるので、実際の数はこれより少ないもの
もある）が切り出されることになる。

開口特定手段24は、参照画素選択手段22に従って参照
画素が選択されたときに、参照画素の２値化パターン
と、これらの開口に従って第１の組織的ディザから切り
出される階調パターンとを比較することで、両パターン
間での整合性が成立する開口を特定する。続いて、変換
画素濃度算出手段25は、開口特定手段24により特定され
た開口により規定される参照画素の２値化パターンと、
その特定された開口の大きさとから変換画素の濃度情報
を算出する。そして、ディザ処理手段26は、このように
して求まる変換画素の濃度情報を第２の組織的ディザで
２値化することで、ディザ画像の拡大縮小処理を終了す
る。

このように、本発明では、例えばエッジ部分のよう
に、第１の組織的ディザによりディザ処理された原画像
データ中に、局所的にみて第１の組織的ディザそのもの
から生成される階調パターンでないものが現れても、開
口処理に従ってそれに対応した階調パターンが求められ
ることで変換画素の濃度情報が求められるようになる。
これから、ディザ画像を拡大縮小していくときにあって
画質の劣化を招くようなことがない。

また、本発明では、濃度微小変化手段27に従って変換
画素の濃度情報にゆらぎが加えられ、ディザ処理手段26
は、このゆらぎの加わった濃度情報をディザ処理してい
く。これから、一様な濃度分布のところでもランダムに
僅かに変化するようになるので、隣接する組織ディザの
境界部分が強調されるということがなくなる。

〔実施例〕

以下、実施例に従って本発明を詳細に説明する。

第２図に、本発明の実施例構成を示す。図中、30は４
ビット構成のシフトレジスタ31を４個備えることで構成
される参照画素入力回路であって、第１図で説明した図
示しないディザ処理装置１から送られてくる原価像（第
１の組織的ディザに従って２値化されている）の入力回
路となるもの、40はゲートで構成される変換画素濃度算
出回路であって、参照画素入力回路30から入力される参
照画素の２値化パターンから指定された変換画素の濃度
情報を算出するもの、50は加算回路から構成される濃度
変換回路であって、変換画素濃度算出回路40により算出
された変換画素の濃度情報に、例えば“1"や“0"や“−
1"といったような微小値をランダムに加算するもの、60
は比較回路から構成されるディザ２値化回路であって、
第２の組織的ディザに従って濃度変換回路50から出力さ
れる変換画素の濃度情報を２値化するもの、70はディザ
画像拡大縮小制御回路であって、変換画素の座標情報
と、原画像の変換倍率と、第１の組織的ディザのディザ
型情報とを受け取って、参照画素入力回路30、変換画素
濃度算出回路40、濃度変換回路50及びディザ２値化回路
60を制御していくもの、71はシフトレジスタ制御回路で
あって、処理対象の変換画素の座標情報と変換倍率とに
基づいて、処理対象となる変換画素についての参照画素
がシフトレジスタ31に入力されることになるようシフト
レジスタ31を制御するもの、72は参照画素位置情報発生
回路であって、参照画素の行単位及び列単位での組み換
えについての位置情報を変換画素濃度算出回路40に送出
するもの、73はディザ型転送回路であって、第１の組織
的ディザの種別情報を変換画素濃度算出回路40に送出す
るもの、74はランダム信号発生回路であって、変換画素
の濃度情報にランダムに加算することになる微小値を発
生して濃度変換回路50に送出するもの、75はディザ閾値
発生回路であって、第２の組織的ディザの閾値情報をデ
ィザ２値化回路60に送出するものである。

本発明も基本的には従来技術と同様に、拡大縮小の位
置変換により求まる変換画素の近傍領域にある原画素群
を参照画素として選択するとともに、その選択された参
照画素の２値化パターンから変換画素の濃度を求めて組
織的ディザで２値化するという方法に従ってディザ画像
の拡大縮小を実行することになる。この参照画素の選択
は、処理対象の原画像のディザ処理に用いた第１の組織
的ディザと同じ大きさのマトリクス形状に従い、変換画
素との間の距離が最も近いものとなる形式に従って原画
素の中から選択されることになる。これから、第１の組
織的ディザとして４×４画素のものを用いた場合には、
16個の参照画素が選択される。第３図に、後述する説明
のために用いることになるこの16個の参照画素の識別名
（Ａ〜Ｐ）と、行マトリクス（L1〜L2）と列マトリクス
（P1〜P2）の識別名の定義を示すことにする。なお、図
中の「×」の画素は、第11図と同様に変換画素を表して
いる。

この16個の参照画素がシフトレジスタ31を介して変換
画素濃度算出回路40に入力されることで変換画素の濃度
情報が求められるのであるが、従来技術では、この入力
される参照画素の黒画素の個数を計数することで変換画
素の濃度情報としていたのに対して、本発明では、第１
図でも説明したように、新たに複数の開口を設けて、そ
の開口により切り出される参照画素の２値化パターン
と、その開口により切り出される第１の組織的ディザの
階調パターンとの比較処理を実行して局所的に一致する
ものを見つけ出して、その一致する参照画素の２値化パ
ターンの黒画素の個数を計数することで変換画素の濃度
情報を求めるようにするものである。

この２つのパターン間での比較処理は、変換画素濃度
算出回路40がゲートによって実行することになる。従っ
て、変換画素濃度算出回路40は、実質的に、第１の組織
的ディザを切り出す複数の開口を管理するとともに、こ
の開口に従って第１の組織的ディザから切り出されるこ
とになる階調パターンを管理することになる。

第４図に、変換画素濃度算出回路40により管理される
ことになる開口の一例を図示する。第４図（ａ）の開口
１は、シフトレジスタ31に入力されてくる16個の参照画
素のすべてを処理対象の画素とする開口であり、第４図
（ｂ）の開口２は、入力されてくる参照画素の内の第３
図に示した「A,B,C,D,E,F,I,J」を処理対象の画素とす
る開口であり、第４図（ｃ）の開口３は、第３図に示し
た参照画素の「A,B,C,D,G,H,K,L」を処理対象の画素と
する開口であり、第４図（ｄ）の開口４は、第３図に示
した参照画素の「A,B,C,D」を処理対象の画素とする開
口である。

第５図に、変換画素濃度算出回路40により管理される
ことになる第１の組織的ディザの階調パターンを図示す
る。この組織的ディザは、Bayer型と呼ばれているもの
であり、第５図（ａ）の閾値マトリクスをもつことで、
第５図（ｂ）に示すような17種類の階調パターンを生成
する。例えば、濃度“9"の一様な濃度部分では、No.9の
階調パターンが生成されることになる。

変換画素濃度算出回路40は、この第１の組織的ディザ
の階調パターンを管理することで、この階調パターンか
ら切り出されることになる各々の開口が取る階調パター
ンを管理することになる。すなわち、第４図の開口２の
例で説明するならば、第６図に示すような、開口の階調
パターンを管理するのである。

以下の説明では、第１の組織的ディザとしてBayer型
と呼ばれているものを使用することを想定するが、組織
的ディザには、その他にも、第７図に示す網点型や、第
８図に示す渦巻型といったものがある。変換画素濃度算
出回路40は、これらの各種の組織的ディザを管理するよ
う構成して、ディザ型転送回路73が外部装置からのディ
ザ型の指定情報を変換画素濃度算出回路40に通知するこ
とで、原画像のディザ処理に用いた第１の組織ディザの
階調パターンを選択できるよう構成することになる。

次に、このように構成される本発明の動作処理につい
て説明する。

シフトレジスタ制御回路71の制御処理に従って、指定
された変換画素についての16個の参照画素がシフトレジ
スタ31を介して入力されてくると、変換画素濃度算出回
路40は、用意されている開口により切り出される参照画
素の２値化パターンと、その開口により切り出される第
１の組織的ディザの階調パターンとの比較処理を実行す
ることで、一致する２値化パターンを見つけ出す処理を
行う。この比較処理は、先ず最初に、最も画素数の多い
開口１を選択して、その開口１に従って実行されること
になる。

この比較処理にあたって、一致する２値化パターンが
見つからないときには、参照画素位置情報発生回路72
は、参照画素の行単位及び列単位での組み換えについて
の位置情報を変換画素濃度算出回路40に送出すること
で、入力されてきた参照画素のマトリクスの組み換えを
指示する。この指示に従って、行マトリクスの組み換え
で説明するならば、参照画素のマトリクスが、最初、第
３図に示すように下から順番に L1→L2→L3→L4 と並べられていたものが、次には、 L4→L1→L2→L3 といったように並べ変えられることになる。そして、変
換画素濃度算出回路40は、この組み換えられた参照画素
に従って、再び、開口１による比較処理を実行する。

以上の組み換え処理を行っても一致する２値化パター
ンが見つからなかったときには、変換画素濃度算出回路
40は、続いて、次に画素数の多い開口２を選択して、そ
の開口２に従って比較処理を実行していく。このように
して、変換画素濃度算出回路40は、開口の大きい順番で
ある、 開口１→開口２→開口３→開口４ の順序に従って、一致する２値化パターンを見つけ出し
ていく処理を実行することになる。

このようにして、一致する２値化パターンが特定でき
たときには、変換画素濃度算出回路40は、その２値化パ
ターン中の黒画素の個数を計数するとともに、その計数
値に一致する２値化パターンをもたらした開口の大きさ
に合わせた係数を乗算することで、変換画素の濃度とす
る処理を行う。この係数は開口の大きさの違いを吸収す
るためのもので、具体的には、開口１のときには“1"で
あり、開口２と開口３のときには“2"であり、開口４の
ときには“4"となる。

第９図（ａ）に示す例は、開口１に従って比較処理を
実行しているときにあって、入力されてきた参照画素の
２値化パターンでは一致しなかった場合に、最下段の行
マトリクスを最上段に組み換えていくことで、参照画素
の２値化パターンが、第５図に示す第１の組織的ディザ
のNO.9の階調パターン（開口１を用いているので、第１
の組織ディザの階調パターンそのものが比較処理の対象
となる）と一致した例を示している。この例では、黒画
素の個数は“9"で、開口１の係数は“1"であることか
ら、変換画素の濃度は“9"と算出されることになる。

また、第９図（ｂ）に示す例は、開口１では一致する
２値化パターンが見つからないことで開口２に従って比
較処理を実行していくときに、第６図に示す開口のNO.3
の階調パターンと一致した例を示している。この例で
は、黒画素の個数は“3"で、開口２の係数は“2"である
ことから、変換画素の濃度は“6"と算出されることにな
る。従来であれば、参照画素の２値化パターンと第１の
組織的ディザの階調パターンとが一致しなくても、黒画
素の個数である“8"としていたものに対して、本発明で
は、参照画素の２値化パターンと第１の組織的ディザの
階調パターンとが一致しないような画像部分（濃度が一
様でないエッジ部分等がこれに相当する）については、
開口に従って局所的に一致する２値化パターンを求め
て、その２値化パターンから変換画素の濃度を求めるこ
とになるのである。

このようにして、変換画素濃度算出回路40が変換画素
の濃度を求めて出力すると、濃度変換回路50は、ランダ
ム信号発生回路74が発生する微小値を変換画素の濃度に
加算していくよう処理する。この処理により、第10図に
示すように、変換画素の濃度が一様な部分でも、その濃
度にゆらぎを持たせることができることになる。なお、
この図では、変換画素の階調パターンへの微小値の印加
が総和で“0"となるようなものを開示したが、必ずしも
“0"でなければならないというものではない。

そして、最後に、ディザ２値化回路60が、ディザ閾値
発生回路75により発生される第５図（ａ）に示すような
閾値マトリクスに従って、濃度変換回路50からの出力を
２値化していくことで、ディザ画像の拡大縮小処理を実
現することになる。ここで、このディザ２値化回路60が
実行するディザ処理は、必ずしも第１の組織的ディザと
同一種類の組織的ディザに従って実行される必要はな
く、第１の組織的ディザでBayer型を用いて、このディ
ザ２値化回路60では網点型の組織ディザを用いるという
ようにしてもよいのである。

このように、本発明では、開口を導入することで参照
画素の２値化パターンと第１の組織的ディザの階調パタ
ーンとの一致を求めて、変換画素の濃度を求めていくよ
うにするとともに、一様な濃度部分にも僅かな濃度のゆ
らぎを加えるよう構成するのである。

以上、図示実施例について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではない。例えば、変換画素濃度算出
回路40は、開口毎に参照画素の組み換え処理を実行して
いくもので開示したが、すべての開口の比較処理を実行
してから、参照画素の組み換え処理を実行して、再びす
べての開口の比較処理を実行していくよう構成するとと
もに、最後に、最も大きな開口によりもたらされる一致
する２値化パターンを特定していくよう構成するもので
あってもよいのである。また、回路構成をソフトウェア
手段で実装することも可能である。

〔発明の効果〕

このように、本発明では、例えばエッジ部分のよう
に、第１の組織的ディザによりディザ処理された原画像
データ中に、局所的にみて第１の組織的ディザそのもの
から生成される階調パターンでないものが現れても、開
口処理に従ってそれに対応した変換画素の濃度情報が求
められるようになる。これから、ディザ画像を拡大縮小
していくときにあって画質の劣化を招くようなことがな
いのである。

そして、変換画素の濃度情報にゆらぎが加えてディザ
処理していくので、一様な濃度分布のところでもランダ
ムに僅かに変化するようになって、隣接する組織ディザ
の境界部分が強調されるということもなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明の実施例構成図、 第３図は参照画素の記号についての説明図、 第４図は開口に一実施例、 第５図は第１の組織的ディザの説明図、 第６図は開口２により切り出される階調パターンの説明
図、 第７図及び第８図は組織的ディザの説明図、 第９図は本発明による変換画素の濃度情報の算出処理の
説明図、 第10図は濃度変換回路の処理の説明図、 第11図は従来技術の処理内容の説明図、 第12図は従来技術の問題点の説明図である。 図中、１はディザ処理装置、２はディザ画像拡大縮小処
理装置、11はディザ処理手段、12は画像メモリ、21は変
換画素算出手段、22は参照画素選択手段、23は開口管理
手段、24は開口特定手段、25は変換画素濃度算出手段、
26はディザ処理手段、27は濃度微小変化手段、30は参照
画素入力回路、31はシフトレジスタ、40は変換画素濃度
算出回路、50は濃度変換回路、60はディザ２値化回路、
70はディザ画像拡大縮小制御回路である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の組織的ディザで２値化された原画像
   の画素位置を基準にして変換倍率の指す変換画素の画素
   位置を算出し、該変換画素の近傍領域に含まれる第１の
   組織的ディザと同じ大きさの原画素群を参照画素として
   選択して、該参照画素の２値化パターンに従って該変換
   画素の濃度情報を算出し、それを第２の組織的ディザで
   ２値化することで、ディザ画像の拡大縮小を実行するデ
   ィザ画像拡大縮小処理装置において、 第１の組織的ディザを切り出す複数の開口を定義して、
   それらの開口により第１の組織的ディザから切り出され
   る階調パターンを管理する開口管理手段（23）と、 上記開口管理手段（23）の定義する開口により切り出さ
   れる上記参照画素の２値化パターンと、上記開口管理手
   段（23）の管理する該開口の指す階調パターンとを比較
   することで、上記開口管理手段（23）の定義する開口の
   中から、両パターン間での整合性の成立する開口を特定
   する開口特定手段（24）と、 上記開口特定手段（24）の特定する開口により切り出さ
   れる上記参照画素の２値化パターンと、該開口の大きさ
   とから、上記変換画素の濃度情報を算出する変換画素濃
   度算出手段（25）とを備えることを、 特徴とするディザ画像拡大縮小処理装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のディザ画像拡大縮小処理装
   置において、 変換画素濃度算出手段（25）により算出される変換画素
   の濃度情報をランダムに微小変化させる濃度微小変化手
   段（27）を備えることを、 特徴とするディザ画像拡大縮小処理装置。