JP2954317B2

JP2954317B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2954317B2
Application number: JP2284247A
Authority: JP
Inventors: 達也村上; 英一羽田野; 雅章藤縄; 浩道藤澤; 和憲木下
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-10-24
Filing date: 1990-10-24
Publication date: 1999-09-27
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: JPH04159863A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、画像、特に写真など濃淡情報を含む文書な
どの画像を２値のデータとして入力、蓄積、あるいは受
信し、ディスプレイやプリンタなどに多値の中間調画像
で出力する機能を有する画像処理システムに係る。

〔従来の技術〕

FAXや電子ファイリングシステムなど、文書情報を画
像データとして扱う装置においては、一般的に画像は白
と黒の２値データとして扱われることが多い。この場
合、写真など濃淡画像にはディザと呼ばれる網点処理を
施す。このディザ法に関しては、例えば組織的ディザ法
や、平均誤差最小法など多数の方式が既に広く知られて
いる。（例えば、「ディザ法」画像電子学会誌第10巻
第５号 388頁から397頁）しかしながら、ディザ画像は出力時に網点の形状が顕
著に目立つ。そこで、出力時には再び多値の画像データ
に再変換を行ない、多値の中間調画像を出力する方式が
検討され、例えば（「二値画像から中間調画像への復元
技術について」画像ラボ 1990年３月号 19頁から24
頁）など、いくつかの具体的方式が提案されている。

しかしながら、これらの方式は、ディザ画像のうち組
織的ディザにより２値化された画像を対象としているた
め、近年利用が広まりつつある平均誤差最小法を初めと
するランダムディザ画像に適用することは考慮されてい
ない。

これに対して、特開平２−90377では、ディザの方式
にかかわらず、２値画像より中間調画像を再生する方式
を示している。しかし、この方式は、再生された画像は
再度２値化して出力することを目的としているため、再
生された画像自体の画質は考慮されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ランダムディザも含めたディザ画像から中間調画像を
再現する場合、従来の方式では以下の課題が存在した。

２値のディザ画像から多値の中間調画像を再生する処
理は、低域通過フィルタを用いたフィルタリング処理の
一種である。ここで、ある領域中の白画素数を数え、こ
の値を輝度とする方式は、フィルタが一定範囲中で完全
にフラットであることを意味し、再生された画像は高域
成分が除かれ画像のボケが生じる。

また、ランダムディザ画像においては、黒画素の分布
密度はマクロ的には領域の平均輝度に一致するが、局所
的な分布密度は場所により異なる。

組織的ディザ法を対象とした方式の多くは、白と黒画
素の出現頻度が周期的であることを前提としているた
め、ランダムディザ法には適さない。

一方、（特開平２−90377）など参照窓中のディザ画
像と、ガウス関数などの特定の空間周波数特性を有する
フィルタの畳み込みにより、輝度を算出する方式におい
ては、最適なフィルタ係数の決定が課題となる。

また、対象がカラー画像の場合については全く考慮さ
れていない。

さらに、輝度の極めて低い部分と高い部分では、白画
素および黒画素がそれぞれ孤立して生じる。例えば、も
ととなる中間調画像が256段階の階調を有する場合に、1
/256の輝度を有する領域においては、平均でも256画素
中１画素のみが白画素となる。この画像を微小な参照窓
で走査した場合、大半は窓中のすべての画素が黒画素で
あり、まれに１または複数の白画素が含まれる状態とな
る。この画像を単一のフィルタで再生した場合、領域中
の一部分に輝度が集中する。

第２図に一例を示す。（ａ）のような低輝度領域にデ
ィザ処理を施した場合、白画素は（ｂ）に示すように極
めてまれに発生する。このディザ画像に対して、（ｄ）
のフィルタを用いて中間調画像の再生を行なうと、出力
される画像は（ｃ）に示す値を取る。この画像では、輝
度の平均値こそ（ａ）とほぼ同等であるが、値は一部の
画素に集中して存在する。そのため、画像では粒状のノ
イズとして画質劣化の原因となる。

〔課題を解決するための手段〕

上記の各課題を解決するため、本発明では、ディザ画
像と、あらかじめ定めた空間周波数特性を有するフィル
タとの畳み込みにより、多値データを算出する。そのた
め、ディザ画像データを一定サイズの参照窓で走査する
手段と、該窓中の２値データに対して一定の係数行列を
積和する手段を有する。さらに、白や黒の画素の孤立す
る領域に対しては、帯域の低いフィルタを用いることに
より、再生された画像中に発生する粒状ノイズのピーク
を抑制する。そのため、本発明は帯域の異なる複数のフ
ィルタとディザ画像を畳み込む手段と、参照窓中のディ
ザ画像のパターンの特徴からフィルタを選択する手段
と、選択結果に基づき複数のフィルタを用いて算出され
た複数の中間調出力から１つを選択し、出力する手段を
有する。

〔作用〕

上記の課題解決手段における各部の作用について説明
する。

人間は白と黒の網点の集合であるディザ画像によっ
て、濃淡を認識することができる。これは人間の視覚が
一種の低域通過フィルタとして機能するためである。し
たがって、ディザ画像より人間の視覚に合った中間調画
像を算出するためには、これと同様の方式を用いること
ができる。

具体的には、１画素ごとに近傍のディザ画像と人間の
視覚特性に応じたフィルタの積和演算により１画素ごと
に多値の画像データを算出する。

一方、白黒画素の発生頻度が著しく偏っている場合
に、粒状のノイズが発生する点は、白黒の分布状態に応
じてフィルタの係数を切り替えることにより抑制するこ
とができる。

係数の切り替えは、中間調画像の再生時に参照する窓
中の白画素数を用いることにより簡便な構成により有効
な選択を行なうことができる。

一方、カラー画像を対象とした場合、画像はR,G,B3色
の組合せで表現される。したがって、ディザ画像もR,G,
B3枚のディザ画像として表現される。ここで、中間調画
像を復元する場合、彩度の高い画像に対して粒状ノイズ
が生じる問題は、色別に係数を独立して決めるのではな
く、３枚のディザ画像の画素の分布状態を同時に参照
し、その相互関係も含めて係数を決定することにより解
決できる。

また、テキストイメージ等、元々白と黒の２値で表現
されている画像では、２値画像の白黒をそのまま多値デ
ータとして表現する。この場合、中心画素の白黒のみを
参照すれば、ボケなく表示することができる。したがっ
て、文字など線図形の混在する画像にも本発明を適用す
ることができる。この場合、ディザ画像と線図形との識
別子を特徴量として用い、係数の切り替えを実行する。

該識別子の入力手段は、画像データと同時に外部より
入力するか、２値画像の入力時に識別処理を施しその結
果を用いることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図を用いて詳細に説明する。第１
図に本発明の構成を表す機能ブロック図を示す。図中、
10,20,30は既知の方式により２値の画像データを入力す
るための手段、40,50は本発明により出力される多値の
画像データを出力する表示および出力装置である。

まず初めに全体の処理の流れを説明し、その後に各部
の詳細な構成と動作を説明する。

まず、既知の手段により得られた２値画像データが、
入力バス60より画像メモリ910へ一度蓄積される。画像
メモリ910は本発明で施される処理のタイミングと、入
力バス60より入力されるタイミングの違いを吸収する機
能を有する。したがって、両者の動作タイミングの同期
を図ることにより、画像データを入力しつつ、処理を施
すこともできる。蓄積された２値画像データは、走査線
に沿って逐次、復元処理部800中の画像データバッファ1
00に転送される。

この時転送方法は、例えばパラレル−シリアル変換機
などを用いて、複数の画素を同時に転送することもでき
る。

画像データバッファ100は、一画素分づつ転送されて
くる画像データを部分的に蓄積し、畳み込みに必要な範
囲のデータを順次、畳み込み処理部500へ出力するもの
である。

次に、第３図を用いて、画像復元で用いるデータにつ
いて説明する。第３図（ａ）は入力される２値画像、
（ｂ）は出力される多値画像を表す。ここで変数Ｐ（i,
j）は座標（i,j）の２値データ、Ｆ（i,j）は同じく多
値データの値を示す。

ここで、座標（x,y）の多値データＦ（x,y）を求める
場合、畳み込みの範囲を５×５画素とすると、畳み込み
で用いる２値データの座標は（m,n）は以下の［式−
１］の範囲となる。

ｘ−２≦ｍ≦ｘ＋２ｙ−２≦ｎ≦ｙ＋２［式−１］Ｆ（x,y）は、ここで得られる25画素分の２値データ
Ｐ（m,n）と第３図（ｃ）に示す係数行列ａの積和演算
により得られる。

積和演算の例を［式−２］に示す。

この25画素分のデータを順次供給するものが第１図の
100に示す画像データバッファである。

画像データバッファ100へ１画素入力されるごとに、2
5画素分のデータが畳み込み処理部500と白画素数検出部
200へ出力される。

白画素数検出部200では、入力された25画素分の２値
画像データ中の白画素の数をカウントする。

なお、本実施例では、２値の画像データが“白”を
“1"で、“黒”を“0"で記述する。この場合、白画素の
数は入力された25画素分の２値データを加算することに
より簡単に求められる。白画素数検出部200より出力さ
れた白画素数の値は、復元係数選択部300へ転送され
る。

係数選択部300は入力された白画素数の値により、図
中に示した３種類の復元係数のうち１つを選択し、当該
係数による演算結果のみを出力するようセレクタ400へ
制御信号FLGを送る。

一方、畳み込み処理部500は、入力された25画素分の
２値データを、与えられた３種類の係数行列と積和演算
を行う。なお、この３種類の係数行列は、それぞれ独立
に演算処理され、独立の値を出力する。この係数に関し
ては後に詳しく述べる。

積和演算の結果得られた多値データは、それぞれ変換
テーブルを経て出力される。この変換テーブルでは、積
和演算の出力とシステム全体の出力範囲の違い等を吸収
するためのもので、両者が一致する場合除去することも
できる。

出力された３種類の多値データから、前述のセレクタ
400にて最終的な出力が選択され、出力バス70を経て、
表示部40やプリンタ50など出力装置、あるいは多値デー
タメモリ920へと出力される。

この多値データメモリ920は、復元処理部800と各種出
力装置の同期をとるとともに、演算結果である多値画像
データを蓄積しておく機能も有する。

また、出力バス70に例えば光ディスクなど大容量のデ
ータ蓄積部を接続し、復号処理部800の出力を蓄積する
ことも可能である。

次に適応形復元処理部800中の各部の構成および動作
について詳細に説明する。

第４図は、画像データバッファ部の一構成例である。
図中110,120,130,140は走査線１本分の画像データを蓄
積するラインバッファ、101から105,111から115などは
１画素分のデータを一時蓄積するフリップフロップなど
のラッチ機構である。これは５段以上のシフトレジスタ
によっても実現できる。

いま、入力バス60より座標（ｘ＋3,y＋２）の２値画
像データＰ（ｘ＋3,y＋２）が入力されたとすると、ラ
ッチ101から105には、それぞれＰ（ｘ＋2,y＋２）,P
（ｘ＋1,y＋２）,P（x,y＋２）,P（ｘ−1,y＋２）,P
（ｘ−2,y＋２）の値が保持され、出力されている。

一方、４個所のラインバッファ110から140にはそれぞ
れ走査線１本分ずつのデータが蓄積される。

そこで、この時点で各バッファは、それぞれＰ（ｘ＋
3,y＋１）,P（ｘ＋3,y）,P（ｘ＋3,y−１）,P（ｘ＋3,y
−２）を出力する。また、各ラインバッアファに接続さ
れたラッチは、前述のラッチ101から105と同様に、逐次
１画素分ずつのデータを保持し出力する。

この結果Ｐ（ｘ＋3,y＋２）が入力された時点で、画
像データバッファ100からは、25画素分のデータＰ（m,
n）〔ただしｘ−２≦ｍ≦ｘ＋2,y−２≦ｎ≦ｙ＋２〕が
出力される。

ここで図中では、次の部分和算出部510の入力に合わ
せて、25本分の信号線を６つのグループに分ける。

畳み込み処理で掛けられる係数は、中心から等距離の
画素の間では同一であるという制約を付けた場合、第５
図に示すB,C,D,E,Fは、それぞれ同一の係数を用いる。
そこで、各グループをまとめてカウントすることができ
る。

そのため、例えば第５図Ｂで示された４画素の和を
Ｂ、同様にC,D,E,Fを定める。復元対象の中心となる画
素Ａは独立して係数が与えられることもあるため、独立
して転送される。

続いて、畳み込み処理部500の内部構成を説明する。
入力された２値画像データは、まず部分和算出部510に
てＡからＦの各ブロックごとの白画素の和として算出さ
れる。第６図に部分和算出部510の一構成例を示す。図
中の５個所のビット計数回路511から515は、入力された
各ブロックごとの２値画像データ中の白画素数を検出
し、それぞれCNT（Ｂ）からCNT（Ｆ）として出力する。
部分和算出部510より出力された６種類のデータCNT
（Ａ）からCNT（Ｆ）は、続いて３個所の計数積算部
〔１〕600,同〔２〕630,同〔３〕670、にそれぞれ入力
される。この係数積算部では、それぞれあらかじめ定め
られた係数と入力されたデータの畳み込み処理を実行す
る。

本実施例では、積和演算を行う係数として、第７図に
示す３種類の係数を用いる場合を例に説明を行う。この
３種類のデータは注目画素近傍での係数の傾きが異なっ
た値の例で、（ａ）は最も傾きが急俊、（ｃ）は完全に
フラットな場合である。

ここで、係数積算部〔１〕600にて（ａ），同630にて
（ｂ），同670にて（ｃ）を、それぞれ用いる場合につ
いて説明を行う。

係数（ａ）を用いる場合、係数積算部〔１〕600の出
力G1（x,y）は以下の式より求められる。

G1（x,y）＝CNT（Ａ）×16＋CNT（Ｂ）×８＋CNT（Ｃ）×４＋CNT（Ｄ）×４＋CNT（Ｅ）×２＋CNT（Ｆ）×１この式を実行するための係数積算部〔１〕600の内部
構成の一部を第８図に示す。

図中601から604は入力値を２倍にするシフトレジスタ
であり、611から615は２種類の多値入力データを加算す
る加算器である。

この結果、係数積算部〔１〕600は、多値の積和演算
結果G1（x,y）を出力する。

第７図（ｂ）に示した係数を用いる場合についても同
様である。この場合出力値G2（x,y）は以下の式より求
められる。

G2（x,y）＝CNT（Ａ）×８＋CNT（Ｂ）×８＋CNT（Ｃ）×８＋CNT（Ｄ）×４＋CNT（Ｅ）×４＋CNT（Ｆ）×４この式を実行するための係数積算部〔２〕630の内部
構成の一例を第９図に示す。

図中631,632は、それぞれ入力値を２倍および４倍に
するシフトレジスタであり、641から643は２種類の多値
入力データを加算する加算器である。この結果、係数積
算部〔２〕630は、積和演算結果G2（x,y）を出力する。

第７図（ｃ）の係数を用いる場合は、白画素数を加算
した後、全体を４倍とする。この実現方法は自明であ
る。

復元の結果得られた３種類の多値データG1（x,y）,G2
（x,y）,G3（x,y）は、それぞれ変換テーブル〔１〕70
0,同〔２〕730,同〔３〕770に送られる。変換テーブル
は、入力された多値データＧ（x,y）を、あらかじめ定
められた式に基づいて変換し、多値データＦ（x,y）を
出力するものである。

変換の内容としては、データの取りうる範囲の調整
や、出力装置の特性の補正などがある。

ここで、データの取りうる範囲の調整とは、例えば本
実施例における係数を用いた場合、係数積算器〔１〕の
出力の範囲は、０から100となる。

一方、本システムが８ビットの多値データを扱う場
合、その最大値は255である必要がある。

そこで、変換テーブル〔１〕700にて定数を掛けるこ
とにより、この違いを調整することである。また、出力
装置の特性の補正としては、γ変換など既知の方式が多
数存在する。

続いて３種類の多値データF1,F2,F3、より最終的な出
力Ｆ（x,y）を選択する手順について詳細に説明する。

選択は白画素の分布密度により判断する。ディザ画像
の復原時に従来課題となっていた孤立点の扱いは、白画
素あるいは黒画素の分布密度が著しく低い場合に、復原
値のゆらぎが少ない、フラットな係数を利用することで
改善できる。

そのため、本実施例では前述したように復原時に参照
する５×５画素中の白画素数を検出する。

白画素検出部200はCNT（Ａ）よりCNT（Ｆ）の６種類
の多値データの和を求めることにより実現できる。６種
類の多値データの和は、既知の加算器の組合せにより実
現できる。

今、座標（x,y）に対して復元を行っている場合、白
画素数検出部200の出力をCNT（x,y）とする。

ここで、復元係数選択部300はCNT（x,y）より、セレ
クタ駆動信号FLG（x,y）を定め出力する。

この復元係数選択部300の動作例を第10図に示す。

この場合、白画素数と黒画素数の比によりFLGを決定
している。復元係数選択部300は実際にはROM（Read Onl
y Memory:リードオンリーメモリ）により実現でき
る。

復元係数選択部300の出力FLG（x,y）により、セレク
タ400は入力された３種類の多値データF1（x,y）,F2
（x,y）,F3（x,y）より１つを選択し、信号線70を通じ
て出力する。この値がＦ（x,y）となる。

本実施例では、第７図に示した３種類の係数を用いた
場合について説明したが、他の任意の係数についても同
様に実現できる。

また、係数のサイズについても、本実施例では５×５
画素としたが、画素データバッファ100の構成を変える
ことにより、任意のサイズとすることができる。さら
に、復元係数行列の一部に０を用いることにより、条件
によって係数行列のサイズを変えるのと同様の効果を得
ることもできる。

画像の条件に応じて演算結果を切り替える方法として
は、前述のように係数積算部600,630,670自体を複数持
つ他に、係数行列を複数蓄積し、条件に応じて１つの係
数行列を選択して積和演算で用いることでも実現でき
る。

第11図に、係数行列を複数蓄積する場合の一構成例を
示す。図中第１図との相違点としては係数積算部600お
よび変換テーブル700がそれぞれ１個である点である。
係数積算部600は単独であるが、係数テーブルファイル5
50によって、各種の係数行列を用いた演算処理が実現で
きる。

図中、係数テーブルファイル550は、３種類の係数テ
ーブル、係数テーブル〔１〕551,同〔２〕552,同〔３〕
553を有する。今、仮に第１図と同じ積和演算を実現す
る場合、各係数テーブルの内容は第12図に示すものとな
る。蓄積された係数テーブルは、復元係数選択部〔１〕
300の出力により、セレクタ400にて選択され、うちの１
種のみが係数積算部600へ転送される。

第11図では、係数テーブルファイル550を説明のため
各機能ごとのブロックに分けて記載したが、実際の装置
においては、係数テーブルファイル自体を１個のROMで
構成することもできる。

続いて本発明の応用例について説明する。第13図は係
数行列を切り替える際の特徴量として、領域中の単純な
白画素数ではなく、その分布パターンを用いる場合の例
である。

ディザ画像を一定のサイズの窓で走査し白画素数を検
出した場合、白画素のピッチと窓の幅から、白画素密度
が異なる画像に対しても、部分的に同一の白画素数が検
出される場合が生じる。

第14図は、ディザ画像を簡単のために１次元で表示し
た例である。図中、横軸の目盛は１画素を表し、（ａ）
の白画素の発生密度は25％、（ｂ）では50％である。

一方、この２枚の画像を幅５画素の走査窓で観察した
場合、窓中の白画素数の変化は、（ｃ）および（ｄ）に
示す値を取る。ここで、図中（ｃ）上の８や、（ｄ）上
の９の点では、ともに近傍５画素中に２個所の白画素が
存在する。この両者を区別するため、窓中の白画素の分
布パターンを利用する。

例えば、（ａ）の場合、１または２画素が白画素とな
る画像であるため、その間隔は比較的広い。したがっ
て、窓中に白画素が２画素存在する場合でも、それらの
画素は窓の両側に離れた配置となる。

一方、（ｂ）の場合、２または３画素が白画素となる
画像であるため、その間隔は比較的狭い。

そのため、２画素が窓中に存在する場合、中央付近に
まとまって存在する。

したがって、白画素分布検出部210では、白画素数に
加えて、中心部分での白画素数等を検出することによ
り、この第14図（ａ）と（ｂ）の区別をはかる。

第13図に示した構成例は、そのために第１図中の白画
素数検出部200のかわりに、白画素分布検出部210を接続
する。また、復元係数選択部〔１〕300に変り復元係数
選択部〔２〕310を用いる。この復元係数選択部〔２〕3
10は、出力は復元係数選択部〔１〕300と同一である
が、判定の基準となる特徴量を白画素分布検出部210の
出力に合わせ、中心近傍の白画素数を独立して入力する
機能を有する。

第15図に白画素分布検出部210の一構成例を示す。こ
の例の場合、白画素分布検出部210は、中心１画素、中
央３×３の９画素、全体25画素の、それぞれに属する白
画素数を独自に出力する。この値をそれぞれ、BCNT（CE
NT）,BCNT（MID）,BCNT（ALL）とする。

この場合、前述の白画素数検出部200では、BCNT（AL
L）のみを出力していたとみなすことができる。

一方、復元係数選択部〔２〕310では、１画素ごとに
検出部210からの３種類の特徴量より、復元係数行列を
決定する。

判断基準は任意に決定できる。第16図に復元係数選択
部〔２〕310の動作の一例を示す。

この判断基準は、前述の復元係数選択部〔１〕300と
同様の手法で、白画素数による判断を下し、判断が微妙
な場合、つまり、出力値FLGの変わる点近傍において、B
CNT（CENT）およびBCNT（MID）を参照する方式である。

上記構成により、より細かい判断が実現できる。ま
た、同様の手法により、各種の特徴量を用いて係数を切
り替える方式を実現できる。

一方、白画素数などの特徴量を用いて、復元画像の値
を切り替える手段として、変換テーブルの関数も切り替
えることができる。その場合の一構成例を第17図に示
す。

ここでは、簡単のため、ディザ画像の復元で用いる係
数を２種類としたが、第１図と同様に３種類以上とする
こともできる。

この図では係数切り替えの特徴量として、第１図に示
した実施例と同様に白画素数を用いる場合を例としてい
るが、第11図や第13図に示した実施例にも適用できるこ
とは勿論である。

復元係数選択部300の出力は、セレクタ400の他、可変
変換テーブル〔１〕710および、同〔２〕740に入力され
る。可変変換テーブル〔１〕710は、前述の変換テーブ
ル〔１〕700と同様にROM（リードオンリーメモリ）
により実現できる。この場合、可変変換テーブル〔１〕
700の容量を増やし、アドレス上位として、復元係数選
択部300の出力を入力する。

第18図に可変変換テーブルの一例を示す。この図は入
力値の取りうる範囲が０から100、出力値が取る範囲が
０−255の場合を示す。

この図は、復元係数選択部300の出力FLGが２未満の場
合、出力は入力値に対して線形的に変化し、２以上の場
合定数となるテーブルを用いる場合を示す。FLGが２以
上の場合、出力値を定数とすることで、復元画像の粒状
ノイズを抑制する。

なお、本実施例では、復元係数積算部が複数存在する
場合を例として説明しているが、変換テーブルを可変と
する場合には、復元係数積算部は１個として、復元係数
選択部300の出力で変換テーブルを切り替えるだけで
も、出力の切り替えは実現できる。また、この場合、セ
レクタ400は除去することもできる。

次に、カラー画像を対象とした場合について説明す
る。カラーのディザ画像は一般に赤，青，緑あるいはイ
エロー，マゼンタ，シアンなど複数のディザ画像を重ね
あわせることにより表現される。

次の実施例では、赤，青，緑の３枚のディザ画像から
色を表現する場合を例に説明する。

第19図にカラー画像を対象とした復元処理部の一構成
例を示す。

図中、画像復元部810,820,830は、それぞれ第１図の
画像復元部800と、ほぼ同様の構成からなる。相違点
は、第１図の画像復元部800が、係数選択部300の出力に
より、直接セレクタ400を駆動していたのに対し、第19
図では、係数選択部350を３つの画像復元部と独立に有
し、各色ごとの係数選択部301,及び図示しない同303か
らの信号で、最終的な係数を選択することにある。

この係数選択部350の出力FLGXは、各色とも同一の値
としても、色ごとに異なる値FLGXr,FLGXg,FLGXbとして
もよい。

第20図に、係数選択部350の動作の一例を示す。ただ
し、ここで、FLGr,FLGg,FLGbはそれぞれ、R,G,B3個所の
色別係数選択部301,302,303の出力を表す。

なお、本実施例は簡単のため係数選択の特徴量とし
て、走査窓中の白画素数、つまり各色が“ON"となって
いる画素の数を用いたが、その他の特徴量、例えば前述
した白画素の分布状態などを用いた場合も、同様の構成
で実現できる。また、復元処理部に接続する信号線は、
本実施例においてはR,G,Bそれぞれ独立としたが、時系
列的にずらすことにより、共通としてもよい。

画像のうちでも特に文書画像においては、写真などの
濃淡画像と、文字や図など線で描かれた線画像が混在す
る場合が多い。

このような画像の場合、一般的には濃淡画像の部分は
ディザ処理で、線画像の部分は固定閾値もしくは浮動閾
値による２値化が施される。

この混在画像を復元する場合、線画像部分はボケを防
ぐため、中間濃度を含まない白と黒からなる画像とする
必要がある。

本明細書において、これまで、説明してきた方式は、
ディザ画像を復元することを目的としていたが、混在画
像においては、線画像部分を復元することが不可欠であ
る。

第21図に、線図形の混在する画像を対象とする場合の
構成の一例を示す。図中250は、逐次入力される２値の
画像データより、既知の方式によって当該画素が２値領
域に属するか、ディザ画像領域に属するかを判定し、識
別符号を出力する手段である。

一方、２値復元部690は、入力された２値データを、
多値データの最大値または最小値を出力する。具体的に
は、例えば出力データが８ビットとした場合、入力値が
“0"の場合は“0"を、“1"の場合は“255"を、それぞれ
出力する。

この場合、２値復元部690は、入力信号を８本の出力
信号線より出力するなど、簡便な手段により実現でき
る。

第21図において、セレクタ450は係数選択部300と、２
値／ディザ判定部250の出力FLG_Dより、３種類の入力値
のうち１つを選択し出力する。

ここで、セレクタ450は、２値／ディザ判定部250が２
値画像と判断した場合は、係数選択部300の出力とは無
関係に、２値復元部690の出力を選択することが特徴で
ある。

なお、本実施例も簡単のため、ディザ画像の復元で用
いる係数を２種類としたが、第１図と同様に３種類以上
とすることも可能である。

さらに、線図形と前述したカラー写真の混在する画像
を対象とする場合の一構成例を第22図に示す。但し、図
では画像復元部800としては、Ｒ画像に対する画像復元
部のみを図示し、G,B画像の復元部は省略してある。

第16図及び第21図で説明した係数選択部310及び２値
／ディザ判定部250を有する他、パターン識別部150を有
する点が特徴である。

パターン識別部150は、R,G,B各色の画像データバッフ
ァ100（101,102,103）より送られる各25画素ずつの２値
データを入力し、３枚のデータの相関を取る機能を有す
る。R,G,B3枚のデータが、完全に一致しているか否かを
判断し出力する。この判断手段は既知である。

セレクタ450は、係数選択部300（310）、２値／ディ
ザ判定部250、パターン識別部150の出力FLG_Pを用いて
出力データの選択を行う。

セレクタ450の、動作の一例を第23図に示す。この場
合、写真などと文字の混在するカラー画像においては、
文字など線画像であってもカラーの部分は、色彩を表現
するため畳み込み処理を施す処理を表している。

モノクロ画像の場合、近傍の画素はR,G,B間で同一で
ある。したがって、パターン識別部150の出力FLG_Pによ
り、当該画素がカラー部分かモノクロ部分かを判断する
ことができる。

そのため、パターン識別部150の出力がモノクロの場
合にのみ、２値／ディザ判定部250の出力を参照する。

パターン識別部150の出力FLG_Pがモノクロを表し、２
値／ディザ判定部250の出力FLG_Dが２値を示した場合、
セレクタ450は２値復元部690の出力を選択し、その他の
場合、係数選択部300の出力により、２個所の係数積算
部600,630から変換テーブル700,730の出力の一方を選択
する。

以上の構成および処理手順によって、各種のディザ画
像もしくは線画像とディザ画像の混在するデータより、
多値の画像データを復元することができる。

さて、これまで説明してきた復元処理部をシステムに
組み込むことにより、２値の画像データを多値の出力装
置で表示することができる。

そこで、例えばカラー写真の混在する文書画像を、２
値データとして蓄積し、上述した復元処理部による処理
を施して、出力することが可能である。

第24図に、画像を蓄積し出力する手順を説明する図を
示す。図中（ａ）は、文書を画像データとして読み込む
装置である。画像入力部30は既知の手段で文書を多値の
画像データとして読み込み、ディザを含む２値化処理を
施し、２値の画像データを出力する装置である。ここ
で、文書中の写真など中間調部分にのみディザ処理を施
し、他の領域には通常の２値化処理を施す手段は既知で
ある。

２値化された画像データは、内部の画像メモリ910に
一時蓄積された後、例えば光ディスクなどの画像蓄積部
20中に記録される。

一方、蓄積された画像を表示、出力する装置の一構成
例を（ｂ）に示す。図中20は、前記の入力装置で画像デ
ータを記録した光ディスクなどの画像蓄積部である。こ
の場合、画像蓄積部20は可搬型である場合を例としてい
る。この画像蓄積部20のかわりに、通信端末を用い、２
値の画像データを転送する場合も同様である。

画像蓄積部20より読みだされた２値の画像データは、
２値画像メモリ911に一時蓄積された後、上述した復元
処理部800にて多値化され、多値画像メモリ920中に蓄積
される。この間の復元処理部800の構成および処理内容
は、これまで説明した通りである。

多値化された画像データは、信号線70を経て、多種の
出力装置より、表示または印字される。

以上の画像データ加工方法を用いることにより、カラ
ーも含めて中間調画像を２値データの形で蓄積しておく
ことが可能となる。また、２値データの形で転送するこ
とも可能であるため、既存のFAX回線を用いて転送した
画像を多値化して表示、出力することも可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一度２値化され、ディザ画像として
記録されたデータを多値の画像として出力することがで
きる。また、２値化処理時に施されたディザ方式を問わ
ず、高い画質の出力画像が得られる画像処理装置が実現
できる。

さらに、本発明を用いることにより、カラーを含む濃
淡画像を２値データとして蓄積あるいは転送することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本構成を説明する図、第２図は、
従来の課題であった粒状ノイズの発生原因を説明する
図、第３図は、本発明の特徴である復元処理の方法と、
入出力データの記号を説明する図、第４図は、画像デー
タバッファの一構成例を示す図、第５図は、２値データ
のブロックを説明する図、第６図は、部分和算出部の内
部構成の一例を示す図、第７図は、係数行列群の一例を
示す図、第８図は、係数積算部の内部構成の一例を示す
図、第９図は、第８図とは別の係数を用いた場合の係数
積算部の内部構成の一例を示す図、第10図は、復元係数
選択部の動作の一例を示す図、第11図は、係数行列のみ
を複数蓄積することにより係数切り替えを実現する場合
の構成図、第12図は、係数行列ファイルの内部構成を説
明する図、第13図は、係数選択のための特徴量として、
白画素の分布状態を用いた場合の構成を説明する図、第
14図は、白画素の分布状態を特徴量とする目的を説明す
るための図、第15図は、白画素分布検出部の構成を説明
する図、第16図は、白画素の分布状態を特徴量とした場
合の、係数選択部の動作を説明する図、第17図は、画像
に応じて変換テーブルの変換を行う場合の構成を説明す
る図、第18図は、可変変換テーブルの内容を説明する
図、第19図は、カラー画像を対象とした場合の装置の構
成を説明する図、第20図は、カラー画像を対象とした場
合の係数選択部の動作を説明する図、第21図は、文字と
写真の混在する画像を対象とした場合の、装置の構成を
説明する図、第22図は、カラー／モノクロ、文字／写真
の混在する画像を対象とした装置の構成を説明する図、
第23図は、第22図における係数選択部の動作を説明する
ための図、第24図は、復元処理部を用いた画像データの
蓄積方法を説明するための図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤澤浩道東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者木下和憲神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献特開平１−312671（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２値のデジタル画像データを入力もしくは
蓄積し、多値の画像を出力する装置において、入力され
た画像データをあらかじめ定めたｍ×ｎ画素の窓にて走
査する手段と、該窓中のデータとあらかじめ定められた
係数行列を演算する複数の演算手段と、該窓中の白画素
数をカウントする手段と、該カウントされた白画素数に
よって上記複数の演算手段により出される複数の演算結
果から１つを選択する手段と、該選択された演算結果を
多値データとして出力する手段とを有することを特徴と
する画像処理装置。
【請求項２】２値のデジタル画像データを入力し、多値
の画像を表示し、もしくは出力する装置において、入力
された画像データをあらかじめ定めたｍ×ｎ画素の窓に
て走査する手段と、該窓中の白画素数をカウントする手
段と、複数の係数行列を蓄積する手段と、該カウントさ
れた白画素数によって蓄積された複数の係数行列より演
算で用いる係数行列を選択する手段と、該窓中のデータ
と該選択された係数行列を積和演算する手段と、該演算
結果を多値データとして出力する手段とを有することを
特徴とする画像処理装置。
【請求項３】２値のデジタル画像データを入力もしくは
蓄積し、多値の画像を出力する装置において、入力され
た画像データをあらかじめ定めたｍ×ｎ画素の窓にて走
査する手段と、該窓中のデータとあらかじめ定められた
係数行列を演算する複数の演算手段と、該窓中の白画素
数をカウントする手段であって、該自画素の分布パター
ンとして、走査窓中の白画素数と走査窓中のあらかじめ
定めた一部分の自画素数をほぼ同時に出力するものと、
該出力された自画素の分布パターンによって上記複数の
演算手段より出される複数の演算結果から１つを選択す
る手段と、該選択された演算結果を多値データとして出
力する手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】２値のデジタル画像データを入力し、多値
の画像を表示もしくは出力する装置において、入力され
た画像データをあらかじめ定めたｍ×ｎ画素の窓にて走
査する手段と、該窓中の自画素数をカウントする手段で
あって、該白画素の分布パターンとして、走査窓中の自
画素数と走査窓中のあらかじめ定めた一部分の自画素数
をほぼ同時に出力するものと、複数の係数行列を蓄積す
る手段と、該カウントされた白画素数によって蓄積され
た複数の係数行列より演算で用いる係数行列を選択する
手段と、該窓中のデータと該選択された係数行列を積和
演算する手段と、該演算結果を多値データとして出力す
る手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか１つの画
像処理装置において、更に、上記多値データとして出力された値を入力し、多値の数
値変換を行う変換テーブル手段を複数個有し、それらの
出力が、前記白画素数をカウントする手段より得られる
白画素数により切り替えられることを特徴とする画像処
理装置。
【請求項６】２値のデジタル画像データを入力もしくは
蓄積し、多値の画像を出力する装置において、入力され
た画像データをあらかじめ定めたｍ×ｎ画素の窓にて走
査する手段と、該窓中の白画素数をカウントする手段
と、上記窓中のデータとあらかじめ定められた係数行列
を用いて演算を行う複数の演算手段と、それら複数の演
算結果を入力し１つの演算結果を選択する手段であっ
て、上記カウントされた白画素数によって、上記１つの
演算結果の選択を行う手段とを有することを特徴とする
画像処理装置。
【請求項７】２値のデジタル画像データを入力もしくは
蓄積し、多値の画像を出力する装置において、入力され
た画像データをあらかじめ定めたｍ×ｎ画素の窓にて走
査する手段と、該窓中の白画素数をカウントする手段で
あって、該自画素の分布パターンとして、走査窓中の白
画素数と走査窓中のあらかじめ定めた一部分の自画素数
を出力するものと、上記窓中のデータとあらかじめ定め
られた係数行列を用いて演算を行う複数の演算手段と、
それら複数の演算結果を入力し１つの演算結果を選択す
る手段であって、上記カウントされた白画素の分布パタ
ーンによって、上記１つの演算結果の選択を行う手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】請求項７記載の画像処理装置において、白
画素の分布パターンとして、走査窓中の白画素数と走査
窓中のあらかじめ定めた一部分の白画素数をほぼ同時に
出力する手段を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】２値のデジタル画像データを入力もしくは
蓄積し、多値の画像を出力する装置において、複数の２
値画像データより構成されるカラーの画像データを、あ
らかじめ定めたｍ×ｎ画素の窓にて走査する手段と、該
窓中の白画素数をカウントする手段と、上記複数のカラ
ーの画像データことに上記カウントする手段からの出力
に基づいて係数を出力する色別係数選択部と、これらの
色別係数選択部からの出力により最終的な係数を選択す
る係数選択部と、上記窓中のデータとあらかじめ定めら
れた係数行列を演算する複数の演算手段と、上記係数選
択部からの出力によって上記複数の演算手段より出され
る複数の演算結果から１つを選択する手段と、該選択さ
れた演算結果を多値データとして出力する手段とを有す
ることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】２値のデジタル画像データを入力もしく
は蓄積し、多値の画像を出力する装置において、複数の
２値画像データより構成されるカラーの画像データを、
あらかじめ定めたｍ×ｎ画素の窓にて走査する手段と、
該窓中の白画素数をカウントする手段であって、該白画
素の分布パターンとして、走査窓中の白画素数と走査窓
中のあらかじめ定めた一部分の白画素数をほぼ同時に出
力するものと、上記複数のカラーの画像データごとに、
その特徴を検出して係数を出力する色別係数選択部と、
これらの色別係数選択部からの出力により最終的な係数
を選択する係数選択部と、上記窓中のデータとあらかじ
め定められた係数行列を演算する複数の演算手段と、上
記係数選択部からの出力によって上記複数の演算手段よ
り出される複数の演算結果から１つを選択する手段と、
該選択された演算結果を多値データとして出力する手段
とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】請求項９又は請求項10記載の画像処理装
置において、上記複数の２値画像データより構成される
カラーの画像データを、あらかじめ定めたｍ×ｎ画素の
窓にて走査する手段は、時系列的に上記複数の２値画像
データを入力し、時系列的に出力することで上記あらか
じめ定めたｍ×ｎ画素の窓にて走査を行うことを特徴と
する画像処理装置。