JP3025714B2 - Pseudo gradation processor - Google Patents

Pseudo gradation processor

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JP3025714B2 JP3143130A JP14313091A JP3025714B2 JP 3025714 B2 JP3025714 B2 JP 3025714B2 JP 3143130 A JP3143130 A JP 3143130A JP 14313091 A JP14313091 A JP 14313091A JP 3025714 B2 JP3025714 B2 JP 3025714B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は多階調のディジタル画
像データを階調性を有する2値画像データに変換するた
めの擬似階調処理装置に関し、ファクシミリ装置、電子
ファイリング装置等に応用して好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pseudo gradation processing apparatus for converting multi-gradation digital image data into binary image data having gradation, and is applied to a facsimile apparatus, an electronic filing apparatus and the like. It is suitable.

【0002】[0002]

【従来の技術】多階調画像を2値画像に変換し、目の積
分作用を利用して擬似的に濃淡を知覚させる擬似階調表
示法としては、1画素を複数ドットで表現する濃度パタ
ーン法と1画素を1ドットで表現するディザ法とが知ら
れている。図6は、ディザ法の一種である誤差拡散法の
動作原理を示す図である。誤差拡散法は原画と結果との
濃度誤差を最小とするように2値化を行うもので、エラ
ーバッファメモリ10に格納されているこれまでの誤差
データεijに、重み付け係数発生部11で重み係数αij
を掛けた値が規格化されて加算器12で入力多値データ
ijに加算される。図7に重み係数αijの一例を示す。
2. Description of the Related Art As a pseudo-gradation display method for converting a multi-tone image into a binary image and perceiving density in a simulated manner by utilizing the integration of eyes, a density pattern in which one pixel is represented by a plurality of dots is used. A method and a dither method of expressing one pixel by one dot are known. FIG. 6 is a diagram showing the operation principle of the error diffusion method, which is a kind of the dither method. The error diffusion method performs binarization so as to minimize the density error between the original image and the result. The error data ε ij stored in the error buffer memory 10 is weighted by the weighting coefficient generator 11. Coefficient α ij
Are normalized and added by the adder 12 to the input multi-valued data x ij . FIG. 7 shows an example of the weight coefficient α ij .

【0003】加算器12から出力される加算データ
ij’は2値化回路13で閾値th と比較され、2値化
データyijを出力する。演算器14では、加算データx
ij’と2値化データyijとの差分を誤差データεijとし
て出力し、エラーバッファメモリ10の対応する画素位
置に格納する。この処理を繰り返すことによって入力多
値画像データの2値化処理を実行する。
The added data x ij ′ output from the adder 12 is compared with a threshold value th by a binarizing circuit 13 to output binarized data y ij . In the arithmetic unit 14, the addition data x
The difference between ij ′ and the binarized data y ij is output as error data ε ij , and stored at the corresponding pixel position in the error buffer memory 10. By repeating this process, binarization of input multi-valued image data is executed.

【0004】誤差拡散法は原画の濃淡変化によく追随
し、階調性と解像度との両立性がよいので、一般に画質
評価がよい。
[0004] The error diffusion method follows a change in the density of an original image well and has good compatibility between gradation and resolution, so that image quality evaluation is generally good.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の誤差
拡散法によると、濃度変化の少ない平坦な入力に対して
テクスチャ(texture) と呼ばれる独特の繰り返しパター
ンが生じ、また、文字などの直線状のエッジ部分にはノ
ッチ(notch) と呼ばれる1画素程度の大きさの凹凸が生
じるという不都合がある。
According to the above-described error diffusion method, a unique repetitive pattern called a texture is generated for a flat input with a small density change, and a linear pattern such as a character is generated. There is an inconvenience in that the edge portion has unevenness called a notch having a size of about one pixel.

【0006】この発明は出力2値画像の階調性と解像度
とを両立させ、さらにテクスチャなど細かな構造をコン
トロールし、それにより周期的なテクスチャやノッチを
軽減することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to achieve both gradation and resolution of an output binary image, and to control fine structures such as textures, thereby reducing periodic textures and notches.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明による疑似階調
処理装置は、入力多階調画像データを2値画像データに
変換して出力する疑似階調処理装置であって、 変換され
た前記2値画像データを格納する出力バッファと、 注目
画素の多階調値および周辺の出力画素位置の2値パター
ンに対応して予め前記注目画素の黒または白の発生率を
記録した確率テーブルと、 入力された画像データを前記
注目画素に対応させ、該入力された画像データの多階調
値および前記出力バッファに格納されている前記注目画
素の周辺の出力画素位置の2値画像データを読出して前
記確率テーブルを参照し、黒または白の発生確率を決定
する確率決定手段と、 前記確率決定手段で決定され確率
で黒または白の2値画像データを発生させる出力画素値
決定手段と、を備える。
A pseudo gradation processing apparatus according to the present invention converts input multi-gradation image data into binary image data.
A pseudo halftone processing unit for converting and outputting, is converted
An output buffer for storing the binary image data, attention
Binary pattern of pixel multi-tone values and peripheral output pixel positions
In advance, the black or white occurrence rate of the pixel of interest is
The recorded probability table and the input image data are
Multi-gradation of the input image data corresponding to the target pixel
The value and the image of interest stored in the output buffer.
Read the binary image data at the output pixel position around the element and
Refer to the probability table to determine the probability of black or white occurrence
Means for determining the probability of occurrence and the probability determined by the means for determining probability
Output pixel value that generates black or white binary image data at
Determining means.

【0008】[0008]

【作用】この発明においては、多階調画像を2値化して
擬似階調画像に変換する際に、確率決定手段で入力多階
調画像上の注目画素の多階調値と既に2値化されてバッ
ファに記録されている注目画素の周辺の出力画素位置の
2値画像データに対する黒または白を発生させる確率を
確率テーブルより読出し、出力画素値決定手段は読出し
た確率で黒または白の2値画像データを発生させる。
According to the present invention, when the multi-tone image is binarized and converted into a pseudo-tone image, the probability determining means determines whether the multi-tone image has already been binarized with the multi-tone value of the pixel of interest on the input multi-tone image. It has been backed
Of the output pixel position around the pixel of interest recorded in the
Probability of generating black or white for binary image data
Read from probability table, output pixel value determination means read
Then, black or white binary image data is generated with the given probability.

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【実施例】図1は、この発明による擬似階調処理装置の
一実施例を示すブロック図で、確率決定部1、出力画素
値決定部2および出力バッファ3から構成される。確率
決定部1は入力多階調画像上の注目位置の画素濃度と出
力2値画像上の注目位置の画素近傍にあって2値化され
ている画素の白黒配置パターンとを用いて出力2値画像
上の注目位置の画素を黒画素とする確率pを決定する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a pseudo gradation processing apparatus according to the present invention, which comprises a probability determining unit 1, an output pixel value determining unit 2, and an output buffer 3. The probability determining unit 1 uses the pixel density at the target position on the input multi-tone image and the black-and-white arrangement pattern of binarized pixels near the pixel at the target position on the output binary image. The probability p that the pixel at the position of interest on the image is a black pixel is determined.

【0011】例えば、入力として64階調(6ビット)
の画像を用い、出力2値画像上の注目画素近傍で、図2
に示すような×印を付した8つの画素を参照すると、白
黒配置パターンは256(=28 )通りあるから入力濃
度と参照画素のパターンは合計16384(=64×2
56)通りあり、確率テーブルにそれぞれの場合の注目
画素を黒とする確率を入れておくことで確率pを決定す
る。
For example, 64 gradations (6 bits) as input
2 in the vicinity of the pixel of interest on the output binary image
Referring to the eight pixels marked with a cross as shown in FIG. 7, there are 256 (= 2 8 ) black-and-white arrangement patterns, so that the pattern of the input density and the reference pixels is 16384 (= 64 × 2) in total.
56), and the probability p is determined by putting the probability of setting the target pixel in each case to black in the probability table.

【0012】出力画素値決定部2は確率決定部1で得ら
れた確率pにしたがって、注目画素の値を決定する手段
である。この確率とは、例えば、確率0.3の画素が10
個有れば、そのうちの3個が黒になり、7個が白になる
といった意味である。このように、指定された確率から
それぞれの画素の値を決定するために、出力画素値決定
部2は、次のような構成を取る。
The output pixel value determining unit 2 is a means for determining the value of the pixel of interest according to the probability p obtained by the probability determining unit 1. The probability is, for example, 10 pixels with a probability of 0.3
If there are, it means that three of them become black and seven become white. As described above, in order to determine the value of each pixel from the designated probability, the output pixel value determination unit 2 has the following configuration.

【0013】すなわち、乱数発生部4から“0”〜
“1”の範囲の一様乱数を発生させ、比較部5で確率p
と乱数発生部4の出力とを比較し、乱数の方が大きい場
合は出力画素値を白とし、それ以外は黒とする。このよ
うにして確率pに基づいて黒画素を発生させる。出力画
素値決定部2の出力は出力バッファ3に格納されて確率
決定部1にフィードバックされる。
That is, from the random number generator 4, “0” to
A uniform random number in the range of “1” is generated, and the probability
Is compared with the output of the random number generation unit 4. If the random number is larger, the output pixel value is set to white, and the other values are set to black. Thus, a black pixel is generated based on the probability p. The output of the output pixel value determining unit 2 is stored in the output buffer 3 and fed back to the probability determining unit 1.

【0014】この擬似階調処理装置による2値化法の性
質は確率決定部1の確率テーブルの内容に大きく依存す
る。中間調を保存するために、確率決定部1の確率pは
大きな傾向として入力濃度に比例するように設定すれば
よい。これはランダムディザ法と呼ばれる2値化処理法
である。さらに、この擬似階調処理装置では、確率pを
決定するための情報として既に2値化された画素の配置
パターンを使うため、出力2値画像のテクスチャをコン
トロールすることができる。すなわち、このテーブルの
設定により様々な性質の2値化処理を実現することがで
きる。
The nature of the binarization method by the pseudo gradation processing device largely depends on the contents of the probability table of the probability determining unit 1. In order to preserve the halftone, the probability p of the probability determination unit 1 may be set as a large tendency to be proportional to the input density. This is a binarization processing method called a random dither method. Furthermore, in this pseudo gradation processing device, since the binarized pixel arrangement pattern is used as information for determining the probability p, the texture of the output binary image can be controlled. That is, binarization processing of various properties can be realized by setting this table.

【0015】ここで、見本となるサンプル画像を設定
し、それと同様な性質を実現することを考える。そのた
めにサンプル画像上で実際にテーブルの各エントリに相
当する事象が生起する確率を測定し、その値を用いてこ
のテーブルを設定する。まず、サンプルとして一様濃度
dの中間調画像とそれを誤差拡散法により2値化した画
像を用いる。これを第1サンプルと呼ぶ。そして、この
第1サンプルの2値画像の中で、図2と同じ8画素があ
る配置パターンXとなる場合のうち、注目位置の画素が
黒である確率を調べる。これでテーブルのうち入力濃度
d、出力パターンXのエントリの内容が求められる。全
ての濃度およびパターンについてこれを繰り返し、テー
ブルの内容を決定する。
Here, it is considered that a sample image serving as a sample is set and the same properties are realized. For that purpose, the probability that an event corresponding to each entry of the table actually occurs on the sample image is measured, and this table is set using the value. First, a halftone image having a uniform density d and an image obtained by binarizing the halftone image by an error diffusion method are used as samples. This is called a first sample. Then, in the binary image of the first sample, in the case where the same eight pixels as in FIG. 2 are in the arrangement pattern X, the probability that the pixel at the target position is black is examined. Thus, the contents of the entry of the input density d and the output pattern X in the table are obtained. This is repeated for all densities and patterns to determine the contents of the table.

【0016】あるサンプル画像中、一度も出現しない、
または出現頻度が低すぎて求められた確率の信頼度が低
いエントリも存在するが、それについては例外処理とし
て任意に決めることが出来る。例えば、出力パターンに
関わらず入力濃度dをそのまま確率pとする。このよう
にしてテーブルを設定することが出来る。このテーブル
を用いてこの発明による2値化処理を行った場合、一様
濃度またはなだらかな濃度変化の入力に対してサンプル
誤差拡散画像と同じようなテクスチャを持った2値画像
が得られる。
In a sample image, it never appears,
Alternatively, there is an entry whose appearance frequency is too low and the reliability of the obtained probability is low, but this can be arbitrarily determined as an exception process. For example, the input density d is directly set as the probability p regardless of the output pattern. In this way, the table can be set. When the binarization processing according to the present invention is performed using this table, a binary image having the same texture as the sample error diffusion image can be obtained for a uniform density or a gradual density change input.

【0017】また、第1サンプルを測定により設定した
テーブルを使っても、サンプル2値画像が周期的なテク
スチャを持っていると、やはり周期的なテクスチャを発
生しやすくなる。そこで、第2サンプルとして、多階調
画像としては第1サンプルと同じ一様濃度画像を取り、
2値画像として一様濃度画像に微小なランダムノイズを
加え、その後、誤差拡散法で2値化することにより周期
的なテクスチャをなくした2値画像を取る。この第2サ
ンプルによって設定した確率テーブルを使うと、より周
期性が軽減される。
Even if a table in which the first sample is set by measurement is used, if the sample binary image has a periodic texture, the periodic texture is likely to be generated. Therefore, as the second sample, the same uniform density image as the first sample is taken as the multi-tone image.
A small random noise is added to the uniform-density image as a binary image, and then a binary image without periodic texture is obtained by binarization by an error diffusion method. When the probability table set by the second sample is used, the periodicity is further reduced.

【0018】また、別のサンプルを取ることが出来る。
多階調画像として、図4(a) に示すように、濃度変化の
なだらかな写真画像部分と、変化の激しい文字画像部分
の両方を持つ画像を取る。これに対して、図4(b) に示
すように、サンプル2値画像として写真画像部分は誤差
拡散法によって2値化し、文字画像部分はMTF補正
後、固定閾値処理によって2値化したものを取る。これ
を第3サンプルと呼ぶ。
Another sample can be taken.
As shown in FIG. 4A, an image having both a photographic image portion having a gradual change in density and a character image portion having a sharp change is taken as a multi-tone image. On the other hand, as shown in FIG. 4B, a photographic image portion is binarized by an error diffusion method as a sample binary image, and a character image portion is binarized by fixed threshold processing after MTF correction. take. This is called a third sample.

【0019】このとき得られる確率テーブルは第2サン
プルを用いたときとは異なる。とくに、図5に示すよう
な部分では違いが現れる。第2サンプルでは、このよう
なパターンはほとんど現れず、そのため前記の例外処理
により確率として入力濃度そのものが使われる。しか
し、第3サンプルでは、このようなパターンは文字のエ
ッジ部分に多く現れ、この注目画素は黒である確率が高
い。つまり、このような確率テーブルを用いた本方式で
は、エッジ部分にノッチが少なく、また、エッジ部分以
外では誤差拡散処理と同様の2値画像を得ることが出来
る。
The probability table obtained at this time is different from that when the second sample is used. In particular, a difference appears in the portion as shown in FIG. In the second sample, such a pattern hardly appears. Therefore, the input density itself is used as a probability by the above-described exception processing. However, in the third sample, such patterns frequently appear at the edge portion of the character, and the pixel of interest has a high probability of being black. That is, in the present method using such a probability table, a notch is small in an edge portion, and a binary image similar to that in the error diffusion process can be obtained in other portions than the edge portion.

【0020】[0020]

【発明の効果】この発明によれば、入力画素濃度と出力
画素パターンとから出力画素値の確率を決定し、決定さ
れた確率で黒または白の2値画像データを出力させるよ
うにしたので、テクスチャやノッチを軽減させることが
できる。
Effect of the Invention] The present invention, to determine the probability of the output pixel value from the input pixel density and the output pixel pattern, is determined
Output black or white binary image data
To reduce textures and notches.
it can.

【0021】[0021]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】出力2値画像の参照画素を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating reference pixels of an output binary image.

【図3】出力画素値決定手段のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of an output pixel value determining unit.

【図4】第3サンプル画像を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a third sample image.

【図5】エッジ画像を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an edge image.

【図6】誤差拡散法の動作原理図である。FIG. 6 is an operation principle diagram of the error diffusion method.

【図7】重み係数の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a weight coefficient.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 確率決定部 2 出力画素値決定部 3 出力バッファ 4 乱数発生部 5 比較部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probability determination part 2 Output pixel value determination part 3 Output buffer 4 Random number generation part 5 Comparison part

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力多階調画像データを2値画像データ
に変換して出力する疑似階調処理装置であって、 変換された前記2値画像データを格納する出力バッファ
と、 注目画素の多階調値および周辺の出力画素位置の2値パ
ターンに対応して予め前記注目画素の黒または白の発生
率を記録した確率テーブルと、 入力された画像データを前記注目画素に対応させ、該入
力された画像データの多階調値および前記出力バッファ
に格納されている前記注目画素の周辺の出力画素位置の
2値画像データを読出して前記確率テーブルを参照し、
黒または白の発生確率を決定する確率決定手段と、 前記確率決定手段で決定され確率で黒または白の2値画
像データを発生させる出力画素値決定手段と、を備えた
ことを特徴とする疑似階調処理装置。
An input multi-tone image data is converted to a binary image data.
A pseudo halftone processing unit for converting and outputting the output buffer for storing the converted the binary image data
And the binary value of the multi-tone value of the pixel of interest and the peripheral output pixel position.
Black or white occurrence of the target pixel in advance corresponding to the turn
A probability table in which the rate is recorded and the input image data are made to correspond to the pixel of interest, and
Multi-tone value of input image data and output buffer
Of the output pixel position around the pixel of interest stored in
Reading the binary image data and referring to the probability table,
A probability determining means for determining the probability of occurrence of black or white; and a binary image of black or white determined by the probability determined by the probability determining means.
A pseudo-grayscale processing device comprising: output pixel value determining means for generating image data .
【請求項2】 前記出力画素値決定手段は0から1の範
囲の一様乱数を発生させ、前記確率決定手段で決定され
た確率と比較して黒または白の2値画像データを発生さ
せるようにしたことを特徴とする請求項1記載の疑似階
調処理装置。
2. The method according to claim 1, wherein said output pixel value determining means is in a range of 0 to 1.
A uniform random number is generated and determined by the probability determining means.
Black or white binary image data is generated
The pseudo gradation processing device according to claim 1 , wherein the pseudo gradation processing device is configured to perform the processing.
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