JP3221997B2

JP3221997B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP3221997B2
Application number: JP31941793A
Authority: JP
Inventors: 崇行澤田; 忠信神山
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 2001-10-22
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: JPH0779352A; US5430555A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像情報を符号化して
記憶媒体に格納し、また、記憶媒体から読み出した符号
化画像データを復号化し、表示装置あるいは印刷装置等
に出力する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像ファイリングシステムやファクシミ
リ等の画像処理装置では、高能率符号化処理が画像デー
タを効率よく蓄積し伝送するために行われる。この高能
率符号化処理として様々な方式が存在するが、いずれも
文字あるいは線画で構成される文書画像データを効果的
にデータ圧縮することができる。これは文書画像データ
の冗長性が高いためである。

【０００３】写真のような原稿の濃淡画像は疑似中間調
処理により２値化されるが、これにより得られる画像デ
ータの冗長性は低い。これは、原稿中で一様な中間調濃
度値を持つ領域に対応する２値化データが意図的に白黒
階調の変化を生じるように設定されるためである。この
ような濃淡画像データでは、文書画像データのように高
いデータ圧縮効果を得ることができない。それどころ
か、データ圧縮を図る符号化が逆にデータ量を増大させ
る結果となる場合がある。

【０００４】疑似中間調処理による２値化の代表的な方
式としては、ドット集中型組織的ディザ法（以下集中型
ディザ法と記す）および誤差拡散法が従来から知られ
る。集中型ディザ法は濃度の高さに比例して黒画素を集
中させ、この黒画素のかたまりの大きさにより階調を表
現する。このため、解像度は集中型ディザ法において低
下する。これに対し、誤差拡散法は注目画素の単純２値
化誤差を隣接画素に分散することにより黒画素をできる
だけ散在させ、その局所的な密度により階調を表現す
る。このため、誤差拡散法は良好な解像度を維持でき
る。

【０００５】ところで、イメージスキャナが階調性およ
び解像度を維持できる誤差拡散法で原稿の濃淡画像を２
値化することは、イメージスキャナから得られる画像デ
ータを光ディスクなどの記憶媒体に蓄積し保存する場合
に何ら問題を生じない。しかし、記憶媒体から読出され
た画像データをこのイメージスキャナよりも低い解像性
の例えばＣＲＴのような再生出力装置に出力する場合、
階調の再現性に問題が生じる。すなわち、白黒階調がき
め細かく変化しなくてはならない領域がすべて黒で表示
されてしまうことがある。

【０００６】入力装置と異なる解像度の出力装置で画像
再生を行う場合に、従来から、解像度変換に伴う集中型
ディザ画像におけるモアレ発生などの画質劣化を防止す
るため、画像を一旦多値化した後に解像度変換を行い、
変換後に再２値化する方法がある。しかしながら、再２
値化の際の疑似中間調処理の方式を適応的に選択できな
いため、例えば誤差拡散画像の再生表示をすべきところ
が集中型ディザによる表示になってしまうという問題が
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、写真
のような原稿の濃淡画像は疑似中間調処理により２値化
されるが、これにより得られる画像データの冗長性は低
く、さらに、データ圧縮を図る符号化が逆にデータ量を
増大させる場合があるという問題があった。また、低い
解像性の再生出力装置に出力する場合、白黒階調がきめ
細かく変化しなくてはならない領域がすべて黒で表示さ
れてしまうというような階調の再現性が悪いという問題
があった。

【０００８】そこで、この発明は、疑似中間調処理によ
り冗長性が低下した画像データの圧縮効率を向上し、疑
似中間調処理で得た画像データをより低い解像性の再生
出力装置に出力する際の再現性を向上することのできる
画像処理装置を提供することを目的とする。

【０００９】また、入力装置と異なる解像度の出力装置
で画像再生を行う場合に、従来から、解像度変換に伴う
集中型ディザ画像におけるモアレ発生などの画質劣化を
防止するため、画像を一旦多値化した後に解像度変換を
行い、変換後に再２値化する方法がある。しかしなが
ら、再２値化の際の疑似中間調処理の方式を適応的に選
択できないため、例えば誤差拡散画像の再生表示をすべ
きところが集中型ディザによる表示になってしまうとい
う問題があった。

【００１０】そこで、この発明は、疑似中間調画像の圧
縮率を向上し、疑似中間調画像を再生出力する際の解像
度変換に伴う画質低下を少なくし、疑似中間調画像の取
扱いに適した画像処理装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、画像データ
の濃度を予測する濃度予測手段と、この濃度予測手段で
予測された濃度に基づき、高解像度の画像データにおけ
る近傍画素間の相関を強くするように画素の並びを入換
える入換手順が制御回路から与えられ、この制御回路か
ら与えられた入換手順に基づいて、高解像度の画像デー
タにおける画素の並びを入換える画素入換手段と、この
画素入換手段により入換えられた画像データの解像度を
前記高解像度の画像データより低い解像度に変換する画
素密度変換手段とを備える画像処理装置により達成され
る。

【００１２】また、この発明は、画像データの画素の並
びを入換えて冗長形式にする第１画素入換手段と、この
第１画素入換手段から供給される画像データを符号化す
る符号化手段と、この符号化手段で符号化された画像デ
ータを記憶する記憶手段と、この記憶手段から供給され
る画像データを復号化する復号化手段と、この復号化手
段から供給される画像データの画素の並びを入換えて前
記第１画素入換手段によって入換えられる前の形式に戻
す第２画素入換手段と、画像データの濃度を予測する濃
度予測手段と、この濃度予測手段で予測された濃度に基
づき、高解像度の画像データにおける近傍画素間の相関
を強くするように画素の並びを入換える入換手順が制御
回路から与えられ、この制御回路から与えられた入換手
順に基づいて、高解像度の画像データにおける画素の並
びを入換える第３画素入換手段と、この第３画素入換手
段により入換えられた画像データの解像度を前記高解像
度の画像データより低い解像度に変換する画素密度変換
手段とを備える画像処理装置により達成される。

【００１３】また、この発明は、画像データの濃度を予
測する濃度予測手段と、この濃度予測手段で予測された
濃度に基づいた画素入換え関数を出力する画素入換え関
数出力手段と、この画素入換え関数出力手段からの画素
入換え関数に基づいて、前記画像データの画素の並びを
入換えて冗長形式にする第１画素入換手段と、この第１
画素入換手段から供給される画像データを符号化する符
号化手段と、この符号化手段で符号化された画像データ
と前記画素入換え関数を記憶する記憶手段と、この記憶
手段から供給される画像データを復号化する復号化手段
と、この復号化手段から供給される画像データを前記記
憶手段に記憶されている画素入換え関数に基づいて画素
の並びを入換えて前記第１画素入換手段によって入換え
られる前の形式に戻す第２画素入換手段とを備える画像
処理装置により達成される。

【００１４】また、画像データの２値化方式を識別する
２値化方式識別手段と、前記画像データを多値化する多
値化手段と、この多値化手段で多値化された画像データ
の画素密度を変換する画素密度変換手段と、この画素密
度変換手段で画素密度を変換された画像データを複数の
２値化方式で再び２値化する再２値化手段と、この再２
値化手段の複数の２値化方式で２値化された複数の画像
データのうち、前記２値化方式識別手段で識別した２値
化方式に基づいて２値化された画像データに切換える切
換手段と、この切換手段で切換えられた画像データを表
示する表示手段とをさらに備える画像処理装置により達
成される。

【００１５】

【作用】この発明に係る画像処理装置は、画像データの
濃度を予測し、この予測された濃度に基づき、高解像度
の画像データにおける近傍画素間の相関を強くするよう
に画素の並びを入換える入換手順が制御回路から与えら
れ、この制御回路から与えられた入換手順に基づいて、
高解像度の画像データにおける画素の並びを入換え、こ
の入換えられた画像データの解像度を前記高解像度の画
像データより低い解像度に変換するようにしたものであ
る。

【００１６】また、この発明に係る画像処理装置は、画
像データの画素の並びを入換えて冗長形式にし、この画
像データを符号化し、この符号化された画像データを記
憶手段に記憶し、上記記憶手段から供給される画像デー
タを復号化し、この復号化した画像データの画素の並び
を入換えて画素の並びが冗長形式に入換えられる前の形
式に戻し、画像データの濃度を予測し、この予測された
濃度に基づき、高解像度の画像データにおける近傍画素
間の相関を強くするように画素の並びを入換える入換手
順が制御回路から与えられ、この制御回路から与えられ
た入換手順に基づいて、高解像度の画像データにおける
画素の並びを入換え、この入換えられた画像データの解
像度を前記高解像度の画像データより低い解像度に変換
するようにしたものである。

【００１７】また、この発明に係る画像処理装置は、画
像データの濃度を予測し、この予測された濃度に基づい
た画素入換え関数を出力し、この画素入換え関数に基づ
いて、前記画像データの画素の並びを入換えて冗長形式
にし、この画像データを符号化し、この符号化された画
像データと前記画素入換え関数を記憶手段に記憶し、前
記記憶手段から供給される画像データを復号化し、この
復号化された画像データを前記記憶手段に記憶されてい
る画素入換え関数に基づいて画素の並びを入換えて画素
の並びが冗長形式に入換えられる前の形式に戻すように
したものである。

【００１８】また、この発明に係る画像処理装置は、画
像データの２値化方式を２値化方式識別手段で識別し、
前記画像データを多値化し、この多値化された画像デー
タの画素密度を変換し、この画素密度が変換された画像
データを複数の２値化方式で再び２値化し、複数の２値
化方式で２値化された複数の画像データのうち、前記２
値化方式識別手段で識別した２値化方式に基づいて２値
化された画像データに切換え、この切換えられた画像デ
ータを表示するようにしたものである。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図２は、第１実施例の画像処理装置に係る
画像ファイリング装置の基本構成を示すものである。こ
の画像ファイリング装置は、ＣＰＵ１０、外部メモリイ
ンターフェース１２、メインメモリ１４、画像メモリ１
６、ディスプレイインターフェース１８、画像処理モジ
ュール２０、スキャナインターフェース２２、プリンタ
インターフェース２４、キーボード２６、磁気ディスク
装置２８、光ディスク装置３０、ＣＲＴディスプレイ３
２、イメージスキャナ３４、プリンタ３６、システムバ
スＳＢ、および画像バスＩＢによって構成されている。

【００２０】ＣＰＵ１０は、画像の記憶、検索および編
集処理等のための各種制御を行なうために用いられる。
このＣＰＵ１０はキーボード２６に直接的に接続され、
外部メモリインターフェース１２を介して磁気ディスク
装置２８および光ディスク装置２８に接続され、スキャ
ナインターフェース２２を介してイメージスキャナ３４
に接続され、プリンタインターフェース２４を介してプ
リンタ３６に接続される。イメージスキャナ３４は、原
稿（文書）上をレーザビーム光で２次元的に走査するこ
とにより、原稿の画像に応じた画像データを出力する。
光ディスク装置３０は、光ディスクを記憶媒体として有
し、イメージスキャナ３４から得られた原稿の画像デー
タを順次格納すると共に検索コードに対応した画像デー
タを検索する。キーボード２６は、光ディスク装置３０
に格納された画像データに対応する固有の検索コードお
よび記憶、検索、編集処理等の各種動作指令などを入力
するために用いられる。磁気ディスク装置２８は、記憶
媒体として磁気ディスクを有し、キーボード２６から入
力された検索コードとこの検索コードに対応する画像デ
ータが記憶される光ディスクの格納アドレス、画像サイ
ズ等からなる検索データ（検索情報）を格納する。メイ
ンメモリ１４は、ＣＰＵ１０の制御プログラムおよび管
理情報等を記憶し、画像メモリ１６は画像処理モジュー
ル２０で処理される画像データのワークエリアであり、
光ディスクに格納すべき画像データおよびこの光ディス
クから読出された画像データを一時的に格納する。ディ
スプレイインターフェース１８はイメージスキャナ３４
から得られた画像データ並びに光ディスク装置３０から
得られた画像データを一時的に格納するディスプレイメ
モリ１８Ａを含み、ディスプレイメモリ１８Ａに格納さ
れた画像データを表示するＣＲＴディスプレイ３２に接
続される。プリンタ３６は、イメージスキャナ３４から
得られた画像データ、光ディスク装置３０から得られた
画像データまたはＣＲＴディスプレイ３２に表示された
画像データを印刷するために用いられる。システムバス
ＳＢは、各種装置の制御信号用のバスであり、ＣＰＵ１
０、外部メモリインターフェース１２、メインメモリ１
４、画像メモリ１６、ディスプレイインターフェース１
８、画像処理モジュール２０、スキャナインターフェー
ス２２、およびプリンタインターフェース２４を相互接
続する。画像バスＩＢは画像データ専用のバスであり、
画像メモリ１６、ディスプレイインターフェース１８、
および画像処理モジュール２０を相互接続する。

【００２１】画像処理モジュール２０は、図１に示すよ
うに画像メモリ１６から光ディスク装置３０に供給され
る画像データを圧縮する圧縮回路５０と、光ディスク装
置３０から画像メモリ１６に供給される画像データを伸
長する伸長回路６０と、画像メモリ１６からＣＲＴディ
スプレイ３２に供給される画像データをＣＲＴディスプ
レイ３２の解像度に適合させる変換処理を行なう解像度
変換回路７０とを備える。ここで、イメージスキャナ３
４は原稿から読取った原稿画像を誤差拡散処理により２
値化する入力装置であり、ＣＲＴディスプレイ３２は低
解像性画像出力装置であり、プリンタ３６は高解像性画
像出力装置である。

【００２２】圧縮回路５０は画像メモリ１６から読出さ
れる画像データの画素の並びを規則的に入換えて冗長形
式にする第１画素入換部５２と、第１画素入換部５２か
ら得られる画像データに対して高能率符号化処理を行な
い画像ファイルとして光ディスク装置３０に格納させる
符号化器５４とで構成される。復号回路６０は光ディス
ク装置３０から読出された画像データを復号化する復号
化器６２と、復号化器６２によって復号化された画像デ
ータの画素の並びを規則的に入換えて元の形式に戻す第
２画素入換部６４とで構成される。解像度変換回路７０
は画像メモリ１６から読出される画像データの画素の並
びを規則的に入換えて冗長形式にする第３画素入換部７
２と、この第３画素入換部７２から得られる画像データ
を縮小処理する画素密度変換部７４とで構成される。

【００２３】次に、電子ファイルシステムの動作を概略
的に説明する。画像データがイメージスキャナ３４から
入力されると、ＣＰＵ１０がこの画像データを画像メモ
リ１６に格納する。この画像データは、光ディスク装置
３０にファイルする場合に画像メモリ１６から読出され
第１画素入換部５２に供給される。第１画素入換部５２
はこの画像データの画素の並びを規則的に入換えて冗長
形式にし、これを符号化器５４に供給する。符号化器５
４は第１画素入換部５２から供給される画像データを符
号化し、画像ファイルとして光ディスク装置３０に格納
させる。この画像データは、画像処理を行なう場合に光
ディスク装置３０から読出され、復号化器６２に供給さ
れる。復号化器６２は光ディスク装置３０から供給され
た画像データを復号化し、これを第２画素入換部６４に
供給する。第２画素入換部６４は復号化器６２から供給
される画像データの画素の並びを規則的に入換えて元の
形式に戻し、これを画像メモリ１６に格納させる。第２
画素入換部６４において、画素の入換えは冗長形式を元
の形式に戻すために第１画素入換部５２と完全に逆の手
順で実行される。これにより、画像メモリ１６は入力装
置１０によって入力されたときと同様の画像データを得
る。この画像データは、ＣＲＴディスプレイに出力する
場合に画像メモリ１６から読出され第３画素入換部７２
に供給される。第３画素入換部７２は画像メモリ１６か
ら読出される画像データの画素の並びを規則的に入換え
て冗長形式にし、これを画素密度変換部７４に供給す
る。画素密度変換部７４は第３画素入換部７２から供給
される画像データの画素密度を縮小処理によりＣＲＴデ
ィスプレイ３２の解像度に適合させ、ＣＲＴディスプレ
イ３２に供給する。ただし、第３画素入換部７２および
画素密度変換部７４は画像データがイメージスキャナと
同等の解像性を持つプリンタ３６に出力する場合に上述
した処理を行わない。すなわち、画像データの出力装置
がイメージスキャナよりも解像性の低いＣＲＴディスプ
レイであるような場合、第３画素入換部７２が画像デー
タの画素の並びを入換え、画素密度変換部７４が第３画
素入換部７２から得られる画像データの画素密度を縮小
処理する。

【００２４】ここで、第１画素入換部５２、第２画素入
換部６４および第３画素入換部７２についてさらに説明
する。これらの画素入換処理は、いずれも画像データを
ｍ×ｎ画素のブロック単位に分割し、各ブロック内の画
素を図３の（Ａ）から（Ｃ）に示すように入換える。図
３の（Ａ）は２×２のブロック内で行われる第１パター
ンの画素入換え例を示し、図３の（Ｂ）は２×４のブロ
ック内で行われる第２パターンの画素入換え例を示し、
図３の（Ｃ）は４×４のブロック内で行われる第３パタ
ーンの画素入換え例を示す。こうした入換えは、予め設
定される入換規則情報に従って行われる。この入換規則
情報は各ブロック内で行われる画素入換えのために入換
えるべき画素とその入換え順序とを定義する。尚、図４
は画像データが第２パターンの入換えのために２×４ブ
ロック単位に分割された状態を示す。

【００２５】第１画素入換部５２、第２画素入換部６４
および第３画素入換部７２は例えば図５に示すような共
通な回路構成を有する。すなわち、これらの各々はライ
ンバッファを含む画像メモリ側インターフェースＩＦ
１、Ｉ／Ｏポートを有しこのＩ／Ｏポートを介して供給
される入換規則情報を格納する入換規則情報メモリＩ
Ｍ、この入換規則情報に従って画素の入換えを行なう画
素入換ロジック部ＩＬ、およびラインバッファを含む入
出力装置側インターフェースＩＦ２とで構成される。ラ
インバッファは画素の入換えブロックサイズをｍ×ｎと
してｎラインの主走査でアクセスする情報を画素入換え
の前段と後段とで内部的に保持する必要が有るために設
けられる。画素入換ロジック部ＩＬはＣＰＵ１０等（制
御回路）によって入換規則情報メモリＩＭに設定される
入換規則情報によりプログラムされる。

【００２６】図６は第１画素入換部５２の入換規則情報
メモリＩＭに設定された入換規則情報を含む画素入換管
理情報の例を示す。この管理情報は符号化器５４から得
られた画像データに付加され光ディスク装置３０に格納
される。また、この画素入換管理情報は光ディスク装置
３０から画像データと共に読出され、その入換規則情報
は第１画素入換部５２で行なわれる入換手順と逆の手順
にして第２画素入換部６４の入換規則情報メモリＩＭに
設定される。

【００２７】図７は画素入換ロジック部ＩＬの構成例を
示す。この構成例では、簡単化のために２×２のブロッ
ク単位を想定し、このブロックにおいて最大４画素の入
換えが行なわれる。画素入換ロジック部ＩＬは４つの画
素値Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤに対応して画素値Ａ’Ｂ’
Ｃ’およびＤ’を出力する。画素入換ロジック部ＩＬは
全４画素にそれぞれ対応して設けられる４個の第１セレ
クタＳＥＬ１からＳＥＬ４、ブロックバッファＢＬ、お
よび第２セレクタＳＥＬ５、Ｄ型フリップフロップＦＦ
を備える。セレクタＳＥＬ１からＳＥＬ４はセレクト信
号として順次入力される入換規則情報の各入換ステップ
で４画素のうちの１画素をそれぞれ選択し、第１セレク
タＳＥＬ１からＳＥＬ４の選択結果を例えば４個のＤ型
フリップフロップで構成されるブロックバッファＢＬに
供給する。これら選択結果は入換ステップ毎に入力され
るシーケンスクロックに応答してブロックバッファＢＬ
に格納され、対応入換ステップの中間結果としてセレク
タＳＥＬ５の第２入力に供給される。画素値Ａ、Ｂ、
Ｃ、およびＤはセレクタＳＥＬ５の第１入力に供給され
る。セレクタＳＥＬ５はクリア信号がＤ型フリップフロ
ップＦＦに入力される初期状態において画素値Ａ、Ｂ、
Ｃ、およびＤを選択し、その後中間結果を選択する。中
間結果が選択される間、中間結果は４個のセレクタＳＥ
Ｌ１からＳＥＬ４の入力端に戻される。

【００２８】次に、画素入換処理の実例について述べ
る。図８は誤差拡散処理による疑似中間調の白画素と黒
画素の分布パターンを示す。これらは、濃度０を白、濃
度１を黒としたときの中間の濃度を一様に持つ原画像を
イメージスキャナ３４で読取って誤差拡散処理した結果
を示す。図８の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は濃度０．７、
０．５、および０．３の場合をそれぞれ示す。誤差拡散
処理による疑似中間調表現では、黒画素をできるだけラ
ンダムに分散させるようにしており、その分布密度が濃
度を表す。しかし、黒画素を分散させたため、図８の画
素はいずれも隣接ライン同士の相関が低くなっている。

【００２９】そこで、図３の（Ａ）に示す第１パターン
の入換えを行うと、図９に示すようになり、ライン間相
関が明らかに増大する。図３の（Ｂ）に示す第２パター
ンの入換えを行うと、図１０の（Ａ）および（Ｃ）に示
すようになり、ライン間の相関が図９に示す以上に強め
られる。従って、第１画素入換部５２においてこのよう
な入換処理を行なうことにより、符号化の際の圧縮効率
が向上する。復号化の際には第２画素入換部６４におい
てこれと逆手順の入換処理を行なうことによりもとの入
力画像が得られる。

【００３０】一方、図３の（Ｃ）に示す第３パターンの
入換えを行うと、図１１の（Ｃ）に顕著に示されるよう
に市松状パターンが縦横２倍の荒さになり、２×２の近
傍画素間の相関が強くなる。例えば、４００ｐｐｉの分
解能で入力された画像を２００ｐｐｉの解像度で表示す
る場合、画素密度を１／２に変換してから表示すること
になるが、このように２×２画素の相関が高ければ、画
素密度変換後の黒画素分布密度の変動を抑え、表示再現
性を維持することができる。

【００３１】図１２は図８の入力画像を縦横１／２に画
素密度変換（縮小）した結果を示し、図１３は図１１に
示した画素の入換え後に画像データを１／２に縮小した
結果を示す。図１４は図８、図１２、図１３の画像の黒
画素分布密度、すなわち濃度の一覧を示す。図１２の結
果はいずれも中間調の再現性が悪く、特に（Ｂ）では本
来なら濃度０．５を表すべきところが、濃度０の白画素
のみが残る結果となる。しかし、図１３では（Ａ）、
（Ｂ）、および（Ｃ）のどれもが黒画素分布密度が図８
の入力画像とほぼ等しくなっている。従って、第３パタ
ーンの画素入換処理を第３画素入換部７２で行なうこと
により、低解像性の出力装置において中間調の再現性を
良好に維持できる。

【００３２】以上説明したように上記第１実施例によれ
ば、疑似中間調画像のライン間相関を強制的に高めてか
ら符号化が行われるため、高能率符号化による圧縮効率
が向上する。さらに、近傍画素間の相関を強制的に高め
てから解像度変換（画素密度変換）が行われるため、疑
似中間調の表示再現性が良好に維持される。また、ライ
ン間相関および近傍画素間相関を高めるための画素入換
処理の手順がプログラマブルであるため、さまざまな画
像に対して上述のような２つの効果がえられるように最
適な処理手順を設定することが可能である。

【００３３】次に、第２実施例について説明する。第２
実施例の画像処理装置に係る画像ファイリング装置の基
本構成は、図２で説明したので省略するが、第１実施例
の画像処理モジュール２０と構成が異なっている。

【００３４】図１５は、第２実施例における画像処理モ
ジュール８０の概略構成を示すものである。すなわち、
画像処理モジュール８０は、画像メモリ１６から光ディ
スク装置３０に供給される画像データを圧縮する圧縮回
路９０と、光ディスク装置３０から画像メモリ１６に供
給される画像データを伸長する伸長回路100 と、画像メ
モリ１６からＣＲＴディスプレイ３２に供給される画像
データをＣＲＴディスプレイ３２の解像度に適合させる
変換処理を行なう解像度変換回路110 とを備える。

【００３５】圧縮回路９０は、画像メモリ１６から読出
される画像データを一時記憶するバッファ９１、バッフ
ァ９１からの画像データの濃度予測値を計数する濃度予
測部９２、濃度予測部９２からの濃度予測値に応じてバ
ッファ９１からの画像データの画素の並びを規則的に入
換えて冗長形式にする第１画素入換部９３、第１画素入
換部９３から得られる画像データを一時記憶するバッフ
ァ９４、バッファ９４からの画像データに対して高能率
符号化処理を行ない画像ファイルとして光ディスク装置
３０に格納させる符号化器９５とで構成される。

【００３６】伸長回路100 は、光ディスク装置３０から
読出された画像データを復号化する復号化器101 、復号
化器101 からの画像データを一時記憶するバッファ102
、バッファ102 からの画像データの濃度予測値を計数
する濃度予測部103 、濃度予測部103 からの濃度予測値
に応じてバッファ102 からの画像データの画素の並びを
規則的に入換えて元の形式に戻す第２画素入換部104 、
第２画素入換部104 からの画像データを一時記憶するバ
ッファ105 とで構成される。

【００３７】解像度変換回路110 は，画像メモリ１６か
ら読出される画像データを一時記憶するバッファ111 、
バッファ111 からの画像データの中間調処理方式（２値
化方式）の判別を行う２値化方式識別部112 、バッファ
111 からの画像データを多値化する多値化部113 、多値
化部113 からの画像データを縮小処理する画素密度変換
部114 、画素密度変換部114 からの画像データを複数の
方式で再２値化する再２値化部115 、再２値化部115 か
らの複数種類の方式で再２値化された複数の２値化デー
タを２値化方式識別部112 の判別結果としてのセレクト
信号により１種類の方式による２値化データ出力に切換
える２値化方式切換部116 とで構成される。

【００３８】再２値化部115 は、多値データを２値化す
るための相異なる方式の疑似中間調処理部の複数（例え
ば、集中型ディザ、誤差拡散法等）で構成される。本実
施例の場合は、相異なる方式の疑似中間調処理部117 と
疑似中間調処理部118 とで構成される。

【００３９】２値化方式切換部116 は、２値化方式識別
部112 のセレクト信号が入力されるパラメータレジスタ
119 、パラメータレジスタ119 にセットされた選択パラ
メータによって１種類の方式による２値化データだけを
選択するセレクタ120 とで構成される。また、パラメー
タレジスタ119 へは、ＣＰＵ１０のＩ／Ｏ出力によって
任意の値をセットすることもでき、再２値化方式を、原
画像の２値化方式に関わらず任意に設定することも可能
である。

【００４０】次に、電子ファイルシステムの動作を概略
的に説明する。画像データがイメージスキャナ３４から
入力されると、ＣＰＵ１０がこの画像データを画像メモ
リ１６に格納する。この画像データは、光ディスク装置
３０にファイルする場合に画像メモリ１６から読出され
バッファ９１を介して第１画素入換部９３に供給され
る。第１画素入換部９３はこの画像データの画素の並び
を規則的に入換えて冗長形式にし、これをバッファ９４
を介して符号化器５４に供給する。符号化器５４は第１
画素入換部９３から供給される画像データを符号化し、
画像ファイルとして光ディスク装置３０に格納させる。

【００４１】この画像データは、画像処理を行なう場合
に光ディスク装置３０から読出され、復号化器101 に供
給される。復号化器101 は光ディスク装置３０から供給
された画像データを復号化し、これをバッファ102 を介
して第２画素入換部104 に供給する。第２画素入換部10
4 は復号化器101 から供給される画像データの画素の並
びを規則的に入換えて元の形式に戻し、これを画像メモ
リ１６に格納させる。第２画素入換部104 において、画
素の入換えは冗長形式を元の形式に戻すために画素入換
部９３と完全に逆の手順で実行される。これにより、画
像メモリ１６は入力装置１０によって入力されたときと
同様の画像データを得る。

【００４２】この画像データは、ＣＲＴディスプレイに
出力する場合に画像メモリ１６から読出され、バッファ
111 を介して２値化方式識別部112 と多値化部113 とに
供給される。２値化方式識別部112 は、バッファ111 か
らの画像データの中間調処理方式（２値化方式）の判別
を行う。多値化部113 は画像バッファ111 からの画像デ
ータを多値化し、これを画素密度変換部114 に供給す
る。画素密度変換部114は多値化部113 からの画像デー
タを縮小処理し、再２値化部115 に供給する。再２値化
部115 は画素密度変換部114 からの画像データを複数の
方式で再２値化し、これを２値化方式切換部116 に供給
する。２値化方式切換部116 は、再２値化部115 からの
複数種類の方式で再２値化された複数の２値化データを
２値化方式識別部112 の判別結果としてのセレクト信号
により１種類の方式による２値化データ出力に切換え、
これをＣＲＴディスプレイ３２に出力する。

【００４３】ここで、第１画素入換部９３、第２画素入
換部104 の画素入換えの定義について説明する。これら
の画素入換部は、いずれも画像データをｍ画素×ｎライ
ンからなるサブブロックに分割し、各サブブロック毎に
画素の入換えを行う。本実施例では、サブブロックの大
きさを８×８とする。１番目のサブブロック内の入れ換
え前の８×８＝６４個の画素からなる６４行１列の行列
をＰｉ、入換え後の６４行１列の行列をＱｉ、サブブロ
ック毎の濃度予測値をｄとして画素入換えの演算を、Ｑｉ＝Ｆ（ｄ）・Ｐｉと定義する。ただし、Ｆは予測濃度値ｄに応じて決まる
６４×６４の行列の関数で、各行各列ともにただ１個の
成分だけが「１」で残り６３個の成分が「０」である。

【００４４】次に圧縮回路９０と伸長回路100 における
画素入換え処理の方法を説明する。まず、注目サブブロ
ックは、まずブロックバッファに読み込まれ、濃度予測
部によってブロックバッファ内の黒（または白）画素数
を計数され、その計数値が濃度予測値となる。従って、
濃度予測部の構成はｍ×ｎ個の画素を入力してその中の
黒（または白）画素数を計数し、計数値ｄを出力する構
成となっていれば良い。

【００４５】図１６は、圧縮回路９０における第１画素
入換部９３、伸長回路100 における第２画素入換部104
の概略構成を示すもので、関数Ｆ記憶部131 、濃度予測
値入力／変換部132 と、関数Ｆ選択部133 と、入換処理
部134 とから構成される。

【００４６】関数Ｆ記憶部131 は、４個の記憶テーブル
（６ビット）131a〜131dで構成されている。すなわち、
関数Ｆは上記のようにｍｎ×ｍｎ行列であり、１列ｍｎ
個の成分の中のただ１個だけが「１」でそれ以外は全て
「０」である。１行分の情報はその何番目の成分が
「１」であるかを表せば十分であるので、取り得る値
は、ｍｎ通りであるからlog ₂ （ｍｎ）ビットの情報量
があれば良い。従って、記憶テーブル（131a〜131d）
は、１個の関数Ｆを記憶するためにlog ₂ （ｍｎ）ビッ
ト×ｍｎ行を備える。さらに、濃度予測値ｄに応じて関
数Ｆを変化させるためには、前記記憶テーブル（131a〜
131d）を最大（ｍｎ＋１）個備えれば良い。本実施例で
は、簡単にするために（ｍｎ＋１）＝６５通りの濃度予
測値を４種類に分類し、各分類毎に関数Ｆを選択するこ
とにしている。従って、本実施例の関数Ｆ記憶部131 で
は、４個の記憶テーブル131a〜131dを用いる。

【００４７】関数Ｆ選択部133 は、６４（＝ｍｎ）個の
６ビット４to１のセレクタ133s，…で構成されている。
各々のセレクタ133sは、関数Ｆの１行分のデータに関し
て４個の記憶テーブル131a〜131dの同一番号のデータの
中から選択を行う。選択のためのセレクト信号は、当然
全てのセレクタ133sに共通である。

【００４８】セレクト信号は、濃度予測部９２から与え
られる予測値ｄから、濃度予測値入力／変換部132 によ
って生成される。濃度予測値入力／変換部132 は、図１
６に示すようにＸオアゲート132aとＸオアゲート132bと
から構成されている。図１７に、この場合の濃度予測値
ｄとセレクト信号の関係を示す。

【００４９】入換処理部134 は、６４個の１ビット６４
to１のセレクタ134s，…から構成されている。各セレク
タ134sへは共通に行列Ｐの６４個の成分が入力される
が、セレクト信号はセレクタ134s毎に異なる。第ｊ番目
のセレクタ134sのセレクト信号には、前段の関数Ｆ選択
部133 において第ｊ番目の４to１のセレクタ133sから選
択出力された入換え関数Ｆの第ｊ行のデータが用いられ
る。これにより、入換え後の画素列データである行列Ｑ
の第ｊ番、すなわち、第ｊ番目の画素の値が出力され
る。このようにして、第１画素入換部９３、または第２
画素入換部104 により、画素入換えの演算を上記Ｑｉ＝
Ｆ（ｄ）・Ｐｉと定義した式の行列のかけ算が実行され
る。

【００５０】次に、画素入換処理の実例について述べ
る。サブブロック毎の濃度予測値ｄは、図１７に示すよ
うに４つのクラス<a> <b><c> <d> に分類する。図１７
においては、濃度が中間値から同程度離れている場合に
濃度の高低に関わらず同一クラスに分類されるように設
定されている。

【００５１】図１８〜図２１は、各クラス毎に定義した
画素入換えの模式図を示すものである。クラス<a> は、
図１８に示すように無変換（画素の入換えを行わない）
であるので、図１８の（ａ）における仮に０〜６３の番
号を付した画素の入換えが行われず、図１８の（ｂ）に
入換えを行わない画素の番号を記入せずに示すと全ての
画素の番号が記入されない。

【００５２】クラス<b> は、図１９の（ａ）における仮
に０〜６３の番号を付した画素の入換えが行われ、図１
９の（ｂ）に入換え後の画素の位置を示す（ただし、入
換えを行わなかった画素の番号は記入しない）。例え
ば、画素番号９と画素番号４９、画素番号５１と画素番
号１１等の入換えが行われる。

【００５３】クラス<c> は、図２０の（ａ）における仮
に０〜６３の番号を付した画素の入換えが行われ、図２
０の（ｂ）に入換え後の画素の位置を示す（ただし、入
換えを行わなかった画素の番号は記入しない）。

【００５４】クラス<d> は、図２１の（ａ）における仮
に０〜６３の番号を付した画素の入換えが行われ、図２
１の（ｂ）に入換え後の画素の位置を示す（ただし、入
換えを行わなかった画素の番号は記入しない）。

【００５５】図２２，図２３は、図１８〜図２１に示し
た画素入換えを行う関数Ｆ（６４×６４行列）を示すも
のである。図２４は、誤差拡散処理による疑似中間調画
像の白画像と黒画像の分布パターンを示すものである。
これらは、中間調濃度を一様に持つ原画像を誤差拡散法
によって疑似中間調表現した結果であり、（Ａ）は濃度
値７、（Ｂ）は濃度値１５、（Ｃ）は濃度値２３、
（Ｄ）は濃度値３１、（Ｅ）は濃度値３２、（Ｆ）は濃
度値４０、（Ｇ）は濃度値４８、（Ｈ）は濃度値５６を
それぞれ示している。ただし、濃度の最小値を「０」、
最大値を「６４」とする。誤差拡散処理による疑似中間
調表現では、黒画素をできるだけランダムに分散させる
ようにしており、その分布密度が濃度を表している。し
かし、黒画素を分散させたために図２４の画像は、いず
れも近傍画素間相関が低くなっている。

【００５６】そこで、図２２，図２３に示す入換え関数
Ｆによる画素入れ換えを行った際の分布パターンを図２
５に示し、（Ａ）は濃度値７、（Ｂ）は濃度値１５、
（Ｃ）は濃度値２３、（Ｄ）は濃度値３１、（Ｅ）は濃
度値３２、（Ｆ）は濃度値４０、（Ｇ）は濃度値４８、
（Ｈ）は濃度値５６をそれぞれ示している。この結果、
近傍画素間相関が増大する。

【００５７】従って、第１画素入換部９３においてこの
ような入換え処理を行うことにより、符号化の際の圧縮
効率の向上を図ることができる。復号化の際には、第２
画素入換部104 を用いて第１画素入換部９３における入
換え処理の逆変換を行えば、元の画像データが得られ
る。

【００５８】なお、符号化データには、その画像に対し
て第１画素入換部９３で行った入換えの際のサブブロッ
クサイズを表すｍおよびｎと、関数Ｆの逆関数Ｆ^-1＝Ｆ
が管理情報として付加されている。すなわち、復号化時
に付加されている管理情報の関数ＦがＣＰＵ１０によっ
て第２画素入換部104 の画素入換えの関数Ｆ記憶部131
にセットされる。

【００５９】次に、解像度の変換について説明する。疑
似中間調画像の解像度変換は、多値化→画素密度変換→
再２値化の順に実行される。

【００６０】解像度変換回路110 における多値化では、
濃度予測をサブブロック単位ではなく画素単位に行う。
具体的には、例えば特開平４−０６３８０９記載の方法
を用いることができる。すなわち、画素密度変換部114
では、多値化部113 から出力された多値の画素値をもと
に、線形補間によって多値の変換画素を求める。再２値
化部115 は、画素密度変換部114 で求めた多値データを
２値化するための相異なる方式の疑似中間調処理部117
と疑似中間調処理部118 とで２つの再２値化データが２
値化方式切換部116 に出力される。２値化方式切換部11
6 のパラメータレジスタ119 にセットされた選択パラメ
ータによって、１種類の方式による２値化結果だけがＣ
ＲＴディスプレイ３２に選択出力される。

【００６１】一方、多値化前の原疑似中間調画像の中間
調処理方式（２値化方式）の判別が、２値化方式識別部
112 において行われる。識別の方式としては、例えば、
画像電子学会誌第２２巻第２号「領域判別を用いた２値
画像からの多値画像復元」記載の方法を用いる。この判
別結果はセレクト信号として２値化方式切換部116 のパ
ラメータレジスタ119 に与えられる。再２値化方式選択
のパラメータが、原画像の疑似中間調処理方式と同等の
方式を選択するような値にセットされることにより、解
像度変換後においても原画像のもつ疑似中間調表現上の
特徴を良好に保存し、違和感のない再生出力画像が得ら
れる。

【００６２】また、パラメータレジスタ119 へはＣＰＵ
１０のＩ／Ｏ出力によって任意の値をセットすることも
でき、再２値化方式を、原画像の２値化方式に関わらず
任意に設定することも可能である。

【００６３】以上説明したように上記第２実施例によれ
ば、疑似中間調画像の近傍画素間相関を強制的に高くし
てから符号化するので、高能率符号化による圧縮効率が
向上する。さらに、近傍画素間の相関を高めるための画
素入れ換えの変換関数は、画像の局所濃度に基づく黒画
素の分布傾向に適応して動的に変化するので、一様な入
換え規則に従う場合に比べて圧縮率の改善効果を高くす
ることができる。

【００６４】また、解像度変換および部分的な拡大縮小
を伴う疑似中間調画像の再生出力では、入力の際の疑似
中間調処理の方式と同じ方式を用いて再２値化が行われ
ることにより、違和感のない高品位な出力画像を得るこ
とができる。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
疑似中間調処理により冗長性が低下した画像データの圧
縮効率を向上し、疑似中間調処理で得た画像データをよ
り低い解像性の再生出力装置に出力する際の再現性を向
上することのできる画像処理装置を提供することができ
る。

【００６６】また、疑似中間調画像の圧縮率を向上し、
疑似中間調画像を再生出力する際の解像度変換に伴う画
質低下を少なくし、疑似中間調画像の取扱いに適した画
像処理装置を提供するすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る画像ファイリングシ
ステムの基本構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示す画像ファイリングシステムの構成を
詳細に示すブロック図である。

【図３】図２に示す画像処理モジュールで行われる画素
入換え例を示す図である。

【図４】図３に示す第２パターンの入換えのために画像
データが２×４ブロック単位に分割された状態を示す図
である。

【図５】図１に示す第１、第２、および第３画素入換部
に共通な回路構成を示すブロック図である。

【図６】図１に示す第１画素入換部の入換規則情報メモ
リに設定された入換規則情報を含む画素入換管理情報の
例を示す図である。

【図７】図５に示す画素入換ロジック部の回路構成例を
示す図である。

【図８】誤差拡散処理により得られる疑似中間調画像を
示す図である。

【図９】図８の画像について第１パターンの画素入換え
を行なった結果を示す図である。

【図１０】図８の画像について第２パターンの画素入換
えを行なった結果を示す図である。

【図１１】図８の画像について第３パターンの画素入換
えを行なった結果を示す図である。

【図１２】図８の画像について１／２の画素密度変換を
行なった結果を示す図である。

【図１３】図１１の画像について１／２の画素密度変換
を行なった結果を示す図である。

【図１４】図８、図１２、図１３の画像の黒画素分布密
度の一覧を示す図である。

【図１５】本発明の第２実施例に係る画像ファイリング
システムの基本構成を示すブロック図である。

【図１６】図１５に示す画像入換え部の概略構成を示す
図である。

【図１７】図１６に示す濃度予測値の分類例を示す図で
ある。

【図１８】画素入換えを説明するための模式図である。

【図１９】画素入換えを説明するための模式図である。

【図２０】画素入換えを説明するための模式図である。

【図２１】画素入換えを説明するための模式図である。

【図２２】図１７に示す濃度予測値の分類毎に定義した
画素入換え関数Ｆの例を示す図である。

【図２３】図１７に示す濃度予測値の分類毎に定義した
画素入換え関数Ｆの例を示す図である。

【図２４】誤差拡散画像の黒画素の分布を説明するため
の図である。

【図２５】図２４の画像に対して、画素入換えを行った
結果の黒画素の分布を説明するための図である。

【符号の説明】

１６…画像メモリ、２０，８０…画像処理モジュール、
３０…光ディスク装置、３２…ＣＲＴディスプレイ、３
４…イメージスキャナ、３６…プリンタ、５２，９３…
第１画素入換部、５４，９５…符号化器、６２，101 …
復号化器、６４，104 …第２画素入換部、７２…第３画
素入換部、７４，114 …画素密度変換部、９２，103 …
濃度予測部、112 …２値化方式識別部、113 …多値化
部、115 …再２値化部、116 …２値化方式切換部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き審査官松永稔 (56)参考文献特開平５−75841（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−866（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−93880（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/41 - 1/419 G09G 5/00 H04N 1/387 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データの濃度を予測する濃度予測手
段と、この濃度予測手段で予測された濃度に基づき、高解像度
の画像データにおける近傍画素間の相関を強くするよう
に画素の並びを入換える入換手順が制御回路から与えら
れ、この制御回路から与えられた入換手順に基づいて、
高解像度の画像データにおける画素の並びを入換える画
素入換手段と、この画素入換手段により入換えられた画
像データの解像度を前記高解像度の画像データより低い
解像度に変換する画素密度変換手段とを備えることを特
徴とする画像処理装置。
【請求項２】画像データの画素の並びを入換えて冗長
形式にする第１画素入換手段と、この第１画素入換手段
から供給される画像データを符号化する符号化手段と、
この符号化手段で符号化された画像データを記憶する記
憶手段と、この記憶手段から供給される画像データを復
号化する復号化手段と、この復号化手段から供給される
画像データの画素の並びを入換えて前記第１画素入換手
段によって入換えられる前の形式に戻す第２画素入換手
段と、画像データの濃度を予測する濃度予測手段と、こ
の濃度予測手段で予測された濃度に基づき、高解像度の
画像データにおける近傍画素間の相関を強くするように
画素の並びを入換える入換手順が制御回路から与えら
れ、この制御回路から与えられた入換手順に基づいて、
高解像度の画像データにおける画素の並びを入換える第
３画素入換手段と、この第３画素入換手段により入換え
られた画像データの解像度を前記高解像度の画像データ
より低い解像度に変換する画素密度変換手段とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】前記第１、第２、および第３画素入換手
段の各々は、ｍ×ｎ画素単位に分割された画像データの
各矩形ブロック内で画素の入換えを行なう画素入換ロジ
ック手段を有し、さらに、前記画素入換ロジック手段
は、前記制御回路から与えられる画素の入換手順で画素
の入換えを行うように設定するプログラミング手段を有
することを特徴とする請求項２の画像処理装置。
【請求項４】画像データの濃度を予測する濃度予測手
段と、この濃度予測手段で予測された濃度に基づいた画素入換
え関数を出力する画素入換え関数出力手段と、この画素
入換え関数出力手段からの画素入換え関数に基づいて、
前記画像データの画素の並びを入換えて冗長形式にする
第１画素入換手段と、この第１画素入換手段から供給さ
れる画像データを符号化する符号化手段と、この符号化
手段で符号化された画像データと前記画素入換え関数を
記憶する記憶手段と、この記憶手段から供給される画像
データを復号化する復号化手段と、この復号化手段から
供給される画像データを前記記憶手段に記憶されている
画素入換え関数に基づいて画素の並びを入換えて前記第
１画素入換手段によって入換えられる前の形式に戻す第
２画素入換手段とを備えることを特徴とする画像処理装
置。
【請求項５】画像データの２値化方式を識別する２値
化方式識別手段と、前記画像データを多値化する多値化
手段と、この多値化手段で多値化された画像データの画
素密度を変換する画素密度変換手段と、この画素密度変
換手段で画素密度を変換された画像データを複数の２値
化方式で再び２値化する再２値化手段と、この再２値化
手段の複数の２値化方式で２値化された複数の画像デー
タのうち、前記２値化方式識別手段で識別した２値化方
式に基づいて２値化された画像データに切換える切換手
段と、この切換手段で切換えられた画像データを表示す
る表示手段とをさらに備えることを特徴とする請求項４
の画像処理装置。
【請求項６】画像データの２値化方式を指示する指示
手段と、画像データを多値化する多値化手段と、この多値化手段
で多値化された画像データの画素密度を変換する画素密
度変換手段と、この画素密度変換手段で画素密度を変換
された画像データを複数の２値化方式で再び２値化する
再２値化手段と、この再２値化手段の複数の２値化方式
で２値化された複数の画像データのうち、前記指示手段
で指示される２値化方式に基づいて２値化された画像デ
ータに切換える切換手段と、この切換手段で切換えられ
た画像データを表示する表示手段とをさらに備えること
を特徴とする請求項４の画像処理装置。