JP4202395B2 - 画像変換方法、変換画像生成方法、および画像補正装置 - Google Patents

画像変換方法、変換画像生成方法、および画像補正装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4202395B2
JP4202395B2 JP2007028468A JP2007028468A JP4202395B2 JP 4202395 B2 JP4202395 B2 JP 4202395B2 JP 2007028468 A JP2007028468 A JP 2007028468A JP 2007028468 A JP2007028468 A JP 2007028468A JP 4202395 B2 JP4202395 B2 JP 4202395B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
value
correction
gradient
derivative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007028468A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007215188A (ja
Inventor
エドワード ドーラン ジョン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of JP2007215188A publication Critical patent/JP2007215188A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4202395B2 publication Critical patent/JP4202395B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/40075Descreening, i.e. converting a halftone signal into a corresponding continuous-tone signal; Rescreening, i.e. combined descreening and halftoning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Description

本発明は、デジタル画像の網点除去のための方法およびシステムに関するものである。
多くの印刷物が、ドットパターンを対比色の背景に配した1ビット画像である網点画像を含んでいる。そのような画像は通常、新聞紙のような明るい色の媒体に黒のドットが印刷されたものである。人間の目は1ビットの網点画像から階調画像を認識する。網点ドットパターンにより、デジタル画像のビット深度を削減しながらも観察者に階調画像を認識させることができるが、量子化画像の場合、その特性は連続階調画像または階調画像とは大きく異なっている。
網点画像がスキャンその他の方法でデジタル画像に変換された場合、画像処理による画像特性の強化や、保存用あるいは送信用に画像圧縮による画像ファイルのサイズの削減が有効であることが多い。しかし、フィルタリング、間引き、シャープニングなどの画像処理は、網点画像ではうまく効果が得られない。網点画像における高周波数のドットの分布が、階調画像ではうまく行える多くの画像処理の網点画像への適用を妨げている。
網点ドット変調は、スキャンされた画像を圧縮、処理、再印刷する際に、悪影響をもたらしてしまう。階調画像処理アルゴリズムや圧縮方法の多くが網点画像に対してはうまく使えないため、網点画像を階調画像に変換する必要がある。この処理を、逆網点化あるいは網点除去という。
既存の網点除去方法の中には、低域通過フィルタリングを利用するものがある。しかし、網点画像における高周波数パターンを十分にスムージングし得るような低域通過フィルタリングだと、文字や線画のエッジなど画像の詳細部分が再現されない。画像構成における重要部分のエッジを再現できることが望まれるが、この画像構成の再現という目標はシンプルなスムージング技術の採用とは両立しがたい。
さらに、低域通過フィルタリングにより、画像の粒子が目立ったり、画像がぼやけたりすることが多い。
他の既存の方法では、網点から階調への変換にニューラル・ネットワークを使用するものがある。この方法の場合、ニューラル・ネットワークのトレーニングが必要であり、また網点技術の多くに対して最適とはいえない。該方法は、既に知られているようなアプリオリな制限や網点マスクの性質を通常考慮していない。
既存の網点除去方法のなかには、各ウェーブレット帯から有用な情報を選択することを可能にするウェーブレット表示を利用するものがある。この場合、非直交で過剰完全なウェーブレット変換を網点画像に対して行うことによってウェーブレット表示がなされる。高域通過ウェーブレット画像は網点青色ノイズで覆われており、その出力は周波数とともに上昇する。続いて適応フィルタリングを実行して画像の詳細部分を網点変調から分離する必要がある。このようなフィルタは、空間と周波数帯との両方に適用可能である。
また、特許文献1には、エッジ部分はそのままを保持するように2値化処理し、エッジ部分以外にはローパスフィルタによるディスクリーニングを行い、イメージデータを変換する方法が記載されている。
特開2005−268916号公報(2005年9月29日公開)
上記の既存の方法それぞれがパフォーマンスあるいは複雑さの点で問題を抱えている。そのため、ニューラル・ネットワークやウェーブレット法のような複雑さを持たない、よりシンプルなフィルタリング方法によって高いパフォーマンスを実現することを可能にする、網点除去方法が望まれる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、網点除去を簡易に行うことができる画像変換方法、および画像補正装置を実現することにある。
本発明に係る画像変換方法は、画像を変換する画像変換方法において、
(a)上記入力画像の第一方向での勾配強度である第一画像勾配強度を決定するステップと、
(b)上記入力画像の第二方向での勾配強度である第二画像勾配強度を決定するステップと、
(c)上記第一方向での上記画像の二次微分値を決定するステップと、
(d)上記第二方向での上記画像の二次微分値を決定するステップと、
(e)第一乗算倍率と第一加算係数とにより上記第一画像勾配強度を調整して、第一調整勾配係数を生成するステップと、
(f)第二乗算倍率と第二加算係数とにより上記第二画像勾配強度を調整して、第二調整勾配係数を生成するステップと、
(g)上記第一調整勾配係数で第一方向での上記二次微分値を割り、第一補正値を生成するステップと、
(h)上記第二調整勾配係数で第二方向での上記二次微分値を割り、第二補正値を生成するステップと、
(i)上記入力画像を上記第一補正値と第二補正値とを用いて変換することにより、変換された画像を生成するステップと、を含むことを特徴としている。
上記方法によると、入力画像に対して、第一方向および第二方向の勾配強度を求め、それぞれ乗算倍率および加算係数を用いて、第一方向および第二方向の勾配強度の調整値を求める。また、入力画像に対して、第一方向および第二方向の二次微分値を求める。そして、第一方向の二次微分値を第一方向の勾配強度の調整値で割った第一補正値と、第二方向の二次微分値を第二方向の勾配強度の調整値で割った第二補正値とを用いて、入力画像を補正するとして補正する。これにより、簡易に、網点除去を行え、網点画像を階調画像に変換することができる。
本発明に係る画像変換方法では、上記方法に加え、画素ごとに上記(a)から(i)までのステップが遂行されてもよい。このようであると、注目画素ごとに変換することができる。
ここで、上記第一方向は入力画像の水平方向であり、第二方向は入力画像の垂直方向であってもよい。このようになっていると、容易に方向を決定することができる。もちろん、第一方向が垂直方向で、第二方向が水平方向であってもかまわない。
また、本発明に係る画像変換方法では、上記第一乗算倍率および上記第二乗算倍率は、同じ値であってもよい。同じ値であると勾配強度の調整のための算出を容易に行うことができる。ここで、水平・垂直方向の画像解像度が同一の場合、同じ係数を用いることが一般的である。同じ係数を用いると、水平方向の解像度に最適化した係数が、垂直方向にもそのまま適用できるため、調整の算出が1度で済む。
また、本発明に係る画像変換方法では、上記第一加算係数および上記第二加算係数は、同じ値であってもよい。同じ値であると勾配強度の調整のための算出を容易に行うことができる。つまり、上記と同様、調整の算出が1度で済む。
また、本発明に係る画像変換方法では、上記方法に加え、上記二次微分値は二次微分の近似値であり、当該近似は、上記二次微分の方向に合わせて、上記画像の画素を中心に置いたカーネルを伴う畳み込み演算により構成されていてもよい。
上記構成によると、画素値を基にして、その周辺の画素値を表す2次曲面を算出して二次微分計算を行うよりも、その近似計算として前出の方向性を考慮したカーネルを用いた畳み込み演算を用いる。よって、計算量が少なくて済む。そのため、計算機の回路規模が少なくて済む。また、高速に処理が可能である。ここで、上記カーネルは、[−1 2 1]を含んでいてもよい。
また、本発明に係る画像変換方法では、上記方法に加え、上記画像勾配は勾配(gradient)を示す関数の近似であり、当該近似は、上記画像の画素を中心に置いたカーネルを伴う畳み込み演算により構成されてもよい。この構成により、計算量が少なくて済む。そのため、計算機の回路規模が少なくて済む。また、高速に処理が可能である。ここで、上記カーネルは、[−1 −6 −14 −14 0 14 14 6 1]を含んでいてもよい。
また、本発明に係る画像変換方法は、外形画像特性を保持する間に、変換した画像を生成する変換画像生成方法であって、注目画像について、複数のステップが反復して行われ、上記複数のステップは、
(a)上記注目画像の第一方向での第一画像勾配強度を決定するステップと、
(b)上記注目画像の第二方向での第二画像勾配強度を決定するステップと、
(c)上記第一方向での上記注目画像の二次微分値を決定するステップと、
(d)上記第二方向での上記注目画像の二次微分値を決定するステップと、
(e)第一乗算倍率と第一加算係数とにより上記第一画像勾配強度を調整して、第一調整勾配係数を生成するステップと、
(f)第二乗算倍率と第二加算係数とにより上記第二画像勾配強度を調整して、第二調整勾配係数を生成するステップと、
(g)上記第一調整勾配係数で第一方向での上記二次微分値を割り、第一補正値を生成するステップと、
(h)上記第二調整勾配係数で第二方向での上記二次微分値を割り、第二補正値を生成するステップと、
(i)上記注目画像を上記第一補正値と第二補正値とを用いて変換することにより、変換された次の画像を生成するステップと、を含むことを特徴としている。
上記方法によると、注目画像に対して、第一方向および第二方向の勾配強度を求め、それぞれ乗算倍率および加算係数を用いて、第一方向および第二方向の勾配強度の調整値を求める。また、注目画像に対して、第一方向および第二方向の二次微分値を求める。そして、第一方向の二次微分値を第一方向の勾配強度の調整値で割った第一補正値と、第二方向の二次微分値を第二方向の勾配強度の調整値で割った第二補正値とを用いて、入力画像を補正するとして補正する。これらが繰り返される。これにより、簡易に、網点除去を行え、網点画像を階調画像に変換することができる。
本発明に係る画像変換方法では、上記方法に加え、画素ごとに上記(a)から(i)までのステップが遂行されてもよい。このようになっていると、注目画素ごとに変換することができる。
本発明に係る画像変換方法では、上記方法に加え、上記複数のステップの反復は、所定の回数行われてもよい。このようになっていると、必要な回数、上記ステップの反復を行うことができる。ここで、上記所定の回数は、1であってもよい。
本発明に係る画像変換方法では、上記方法に加え、上記次の画像が画質閾値を超えると、上記反復が終了してもよい。また、上記次の画像が、上記注目画像を参照した差の閾値より小さくなっている場合、上記反復が終了してもよい。これらのようになっていると、適切な回数で反復を終了くさせることができる。
上記第一乗算倍率および上記第二乗算倍率は、上記複数のステップの反復である反復処理ごとに変更されてもよい。
ここで、上記第一方向は画像の水平方向であり、第二方向は画像の垂直方向であってもよい。このようになっていると、容易に方向を決定することができる。もちろん、第一方向が垂直方向で、第二方向が水平方向であってもかまわない。
本発明に係る画像補正装置は、上記課題を解決するために、画像勾配計算手段、二次微分値計算手段、および画像勾配強度調整手段を含み、補正信号を生成する補正計算手段と、上記補正信号に基づき、画像を補正する補正手段と、を備えることを特徴としている。
上記構成によると、画像勾配計算手段が、入力画像に対して、第一方向および第二方向の勾配強度を求め、画像勾配強度調整手段が、それぞれ乗算倍率および加算係数を用いて、第一方向および第二方向の勾配強度の調整値を求める。また、二次微分値計算手段が、入力画像に対して、第一方向および第二方向の二次微分値を求める。そして、第一方向の二次微分値を第一方向の勾配強度の調整値で割った第一補正値と、第二方向の二次微分値を第二方向の勾配強度の調整値で割った第二補正値とを用いて、入力画像を補正するとして補正する。これにより、簡易に、網点除去を行え、網点画像を階調画像に変換することができる。
なお、本発明は、デジタル画像の網点除去方法およびシステムを含む。さらに、スキャン等によるデジタル網点画像データの網点ドット変調を除去するあるいは減少させる方法およびシステムを含む。
本発明の上記および他の目的、特長、および利点は、以下の発明の詳細な説明を添付の図面から直ちに理解することができるであろう。
本発明に係る画像変換方法は、以上のように、
(a)上記画像の第一方向での第一画像勾配強度を決定するステップと、
(b)上記画像の第二方向での第二画像勾配強度を決定するステップと、
(c)上記第一方向での上記画像の二次微分値を決定するステップと、
(d)上記第二方向での上記画像の二次微分値を決定するステップと、
(e)第一調整勾配係数を生成するために、第一乗算倍率と第一加算係数とにより上記第一画像勾配強度を調整するステップと、
(f)第二調整勾配係数を生成するために、第二乗算倍率と第二加算係数とにより上記第二画像勾配強度を調整するステップと、
(g)第一補正値を生成するために、上記第一調整勾配係数により第一方向での上記二次微分値を分割するステップと、
(h)第二補正値を生成するために、上記第二調整勾配係数により第二方向での上記二次微分値を分割するステップと、
(i)上記画像を上記第一補正値と第二補正値とを用いて上記画像を変換することにより、変換された画像を生成するステップと、
を含む。
上記方法によると、簡易に、網点除去を行え、網点画像を階調画像に変換することができる。
本発明の実施形態について図1〜図7に基づいて説明すると以下の通りである。
本発明の実施形態は図面を参照することで最もよく理解できる。各図面において同じ部材には同じ番号が一貫して付されている。図面は以下の詳細な説明に明示的に組み込まれている。
図面で説明、図解されていることから、本発明の各構成要素が様々な形態をとりうることは直ちに理解できるであろう。このことから、以下に示す方法およびシステムの詳細な説明は、本発明の範囲を限定するものではなく、現下好ましい発明の一実施形態を示すものに過ぎない。
本発明の実施形態における各要素は、ハードウェア、ファームウェア、および/またはソフトウェアとして具体化することができる。実施形態の各例ではこのうちの一つのみが記述されていることもあるが、本発明の範囲内で、各要素をどの形態でも具現化することが可能であることは、当業者にとって自明である。
本発明のいくつかの実施形態を、図1を参照しながら説明する。これらの実施形態では、補正画像12を生成する補正計算部16を含んでいる。入力画像(元画像)10の補正後画像14は、補正画像12を入力画像10と組み合わせることによって生成される。図1は、補正画像12と入力画像10とを加算して組み合わせる処理を示している。加算の結果として補正後画像14が生成される。他の実施形態は、補正画像12と入力画像10とを加算せず組み合わせる処理を行う。本発明の実施形態には、入力画像10が網点画像であり、補正後画像14が入力画像10に網点除去を施したものも含む。
実施形態の一例において、スムージングされた補正後画像14は、入力画像10から補正画像12を除算することで生成される。実施形態によっては入力画像10が輝度画像であることもある。輝度画像は、輝度とクロミナンスチャネルデータとを含む完成画像からなる輝度チャネルデータを含んでもよい。他の実施形態では、入力画像10はクロミナンスチャネルデータまたは他の画像チャネルからのデータを含んでもよい。
実施形態によっては、補正画像12が、入力画像10の特性に応じて補正計算部16によって算出されることもある。実施形態によっては、入力画像の勾配(gradient)と二次微分値とを入力画像10の特性として、補正計算部16が補正画像12を算出してもよい。他の実施形態では、補正画像12の算出に入力画像の上記以外の特性を用いてもよい。
実施形態によっては、補正画像12が画素ごとに設定・適用される。他の実施形態では、補正計算部16は、画素ごとの計算なしで補正画像12を生成するための、アレイ・プロセッサまたは他の処理手段を含む。
本発明の実施形態を、図2を参照して説明する。この実施形態では、スムージングされた画像画素24の値は、入力画像10内の対応する画素20(例えば同じ空間的位置の画素)と、画素補正計算部26によって該画素20のために算出された画素補正項22との差によって決められる。他の実施形態では、上記以外の方法によって画素補正項22が画素20と組み合わされる。
本発明の実施形態を、図3を参照して説明する。この実施形態において、画素補正項22を生成するために、画素補正計算部26は、入力画像10での画素20の画素値と、周囲のいくつかの画素31−48の値とを利用する。他の実施形態では、画素補正の計算に、他の画素および/または他の画像特性を利用する。
実施形態によっては、画素20、31、35の画像値(それぞれν20、ν31、ν35とする)が、垂直方向(y方向)における入力画像の画素20での入力画像10の二次微分値を概算するために使われる。また、画素20、41、45の画像値(それぞれν20、ν41、ν45とする)が、水平方向(x方向)における入力画像の画素20での入力画像10の二次微分値を概算するために使われる。
実施形態によっては、x方向における入力画像の画素20での二次微分値の近似値が、−ν45+2ν20−ν41で導出され、D2xで示される。
実施形態によっては、y方向における入力画像の画素20での二次微分値の近似値が、−ν31+2ν20−ν35で導出され、D2yで示される。
他の実施形態では、不可分フィルタあるいはその他の方法を用いて二次微分値の近似値を算出してもよい。
実施形態によっては、画素31−38の画像値(それぞれν31、ν32、ν33、ν34、ν35、ν36、ν37、ν38とする)は、垂直方向(y方向)における入力画像の画素20での入力画像10の勾配の近似値を算出するために用いられる。画素41−48の画像値(それぞれν41、ν42、ν43、ν44、ν45、ν46、ν47、ν48とする)は、水平方向(x方向)における入力画像の画素20での入力画像10の勾配の近似値を算出するために用いられる。
x方向における入力画像の画素20での勾配の近似値は、1/64(−ν48−6ν47−14ν46−14ν45+14ν41+14ν42+6ν43+ν44)で与えられ、Gxで示される。
y方向における入力画像の画素20での勾配の近似値は、1/64(−ν38−6ν37−14ν36−14ν35+14ν31+14ν32+6ν33+ν34)で与えられ、Gyで示される。
他の実施形態では、不可分フィルタあるいはその他の方法を用いて二次微分値の近似値を算出してもよい。
実施形態によっては、入力画像の画素20用の画素補正項22は、以下の式(1)によって求められる。式(1)では、S(第一乗算倍率)=1、k(第一加算係数)=5となっている。
Figure 0004202395
なお、画素補正項22を求める際には、第一乗算倍率(S)と第一加算係数(k)とにより第一画像勾配強度(Gx)を調整して、第一調整勾配係数(S|Gx|+k)を生成し、第二乗算倍率(S)と第二加算係数(k)とにより第二画像勾配強度(Gy)を調整して、第二調整勾配係数(S|Gy|+k)を生成し、第一調整勾配係数で第一方向での二次微分値(D2x)を割り、第一補正値を生成し、第二調整勾配係数で第二方向での二次微分値(D2y)を割り、第二補正値を生成している。
実施形態によっては、画素補正計算部26は、図3に示すように、入力画像10内の画素20の画素値と、いくつかの隣接する画素の値とを利用する。実施形態によっては、隣接する画素が画像領域外にある場合、画像領域内にある最も近い画素の値を、領域外の隣接する画素の値に代わって画素補正計算部26による計算に用いる。また、実施形態によっては、画素補正計算部26が必要とする隣接画素が全て領域内に入っている画素のみが補正される場合もある。
本発明の実施形態は反復処理を含み、該反復処理では、反復を行うたびに、反復画像または入力画像が、この反復画像または入力画像の特性に基づいて補正される。この実施形態を、図4を参照して説明する。この実施形態では、反復(反復処理)をいつ終了するかを決定する反復ターミネータ60をさらに含んでいる。該実施形態は、さらに、反復された反復画像54を記憶し、別の反復処理を実行すべく反復画像54を補正計算部56に供給する、画像バッファ68をさらに含んでもよい。
図4に示すように、実施形態によっては、画像合成部53が、補正画像52と、入力画像50または反復画像51とを加算して組み合わせる。他の実施形態では、補正画像52と、入力画像50または反復画像51とが、非加算で組み合わされる。実施形態によっては、入力画像50は一回目では網点画像であり、更新された変換画像(反復画像)54は、入力画像50に対して網点除去したものあるいは部分的に網点除去したものである。
実施形態の一例では、変換画像(反復画像)54は、各反復処理において、一回目は補正画像52を入力画像50から減算し、以降の反復処理では補正画像52を反復した変換画像54から減算することによって、生成される。変換画像54が生成された後、反復ターミネータ60により反復(反復処理)終了状態がチェックされる。反復終了状態が満たされていない場合(62)、変換画像54は、次の反復の入力である反復画像51となる。反復終了状態が満たされると(64)、反復(反復処理)を終了する(66)。
補正画像52は、入力画像50または反復画像51の特性に応じて、補正計算部56によって算出される。実施形態によっては、図5に示すように、補正画像52は、画素補正計算部76を使って画素ごとに決定される。他の実施形態では、画素補正計算部76は、画素単位の計算を要せずに補正画像52を生成するための、アレイ・プロセッサやその他の手段を有する。
図5に示す実施形態では、変換画像画素74の値は、入力画像50または処理後の反復画像54内の対応する画素を補正することによって得られる。実施形態によっては、この補正は、入力画像50または反復画像54内の対応する画素70(つまり、同じ空間位置の画素)と、該画素について算出した画素補正項72との差をとることによってなされる。
実施形態によっては、画素補正計算部76は、入力画像50または反復画像54内の画素70の画素値と、一つ以上の隣接する画素の値とを利用する。実施形態によっては、図6に示すように、隣接画素81−88と隣接画素91−98は、処理される画素70の直接上、下、右、左の画素である。他の実施形態では、画素補正の計算用に上記以外の画素も用いることがある。
実施形態によっては、画素70、81、85の画像値(それぞれν70、ν81、ν85とする)は、垂直方向(y方向)における反復入力画像画素70での反復入力画像50の二次微分値の近似値を算出するために使われる。画素70、91、95の画像値(それぞれν70、ν91、ν95とする)は、水平方向(x方向)における反復入力画像画素70での反復入力画像50の二次微分値の近似値を算出するために使われる。
実施形態によっては、x方向における反復入力画像画素70での二次微分値の近似値は、−ν95+2ν70−ν91で与えられ、d2xで示される。
実施形態によっては、y方向における反復入力画像画素70での二次微分値の近似値は、−ν81+2ν70−ν85で与えられ、d2yで示される。
他の実施形態では、不可分フィルタを用いて二次微分値の近似値が算出される。
実施形態によっては、画素81−88の画像値(それぞれν81、ν82、ν83、ν84、ν85、ν86、ν87、ν88とする)は、垂直方向(y方向)における反復入力画像画素70での反復入力画像50の勾配の近似値を算出するのに使われる。画素91−98の画像値(それぞれν91、ν92、ν93、ν94、ν95、ν96、ν97、ν98とする)は、水平方向(x方向)における反復入力画像画素70での反復入力画像50の勾配の近似値を算出するのに使われる。
実施形態によっては、x方向における反復入力画像画素70での勾配の近似値が、1/64(−ν98−6ν97−14ν96−14ν95+14ν91+14ν92+6ν93+ν94)で求められ、gxで示される。
実施形態によっては、y方向における反復入力画像画素70での勾配の近似値が、1/64(−ν88−6ν87−14ν86−14ν87+14ν81+14ν82+6ν83+ν84)で求められ、gyで示される。
他の実施形態では、不可分フィルタを用いて勾配が算出される。
実施形態によっては、反復入力画像画素70用の画素補正項72は以下の式(2)で表され、式(2)において、S=1,k=5である。
Figure 0004202395
なお、S,k共に、反復処理のそれぞれにおいて同一の値であることが望ましいが、Sの値は、反復処理ごとに変化させてもよい。
ここで、画素補正項72を求める際には、第一乗算倍率(S)と第一加算係数(k)とにより第一画像勾配強度(gx)を調整して、第一調整勾配係数(S|gx|+k)を生成し、第二乗算倍率(S)と第二加算係数(k)とにより第二画像勾配強度(gy)を調整して、第二調整勾配係数(S|gy|+k)を生成し、第一調整勾配係数で第一方向での二次微分値(d2x)を割り、第一補正値を生成し、第二調整勾配係数で第二方向での二次微分値(d2y)を割り、第二補正値を生成している。
実施形態の一例において、画素補正計算部76は、入力画像50または反復画像54内の画素の画素値と、図6に示すような隣接する画素の値とを利用する。実施形態によっては、隣接する画素が画像領域外にある場合、画像領域内の最も近い画素の値を画素補正計算部76が利用する。本発明の実施形態によっては、画素補正計算部76が必要とする隣接画素全てが画像内に存在する画素に対してのみ、補正を行うものもある。
本発明の実施形態によっては、ハイストップフィルタを用いて網点領域を有するデジタル画像をスムージングする。実施形態によっては、ハイストップフィルタが反復して用いられ、一回目では元網点画像に、それ以降の反復(反復処理)では前回の反復(反復処理)の結果であるフィルタ処理後の画像にハイストップフィルタがそれぞれ用いられる。実施形態によっては、ハイストップフィルタのゲインが空間的に調整される。このゲインを増減してもよく、実施形態によっては局部的な勾配の概算値に反比例して増減される。効率を考慮して、実施形態によっては、可分フィルタによって、勾配と高周波数成分とが方向性をもって測定される。実施形態によっては、代数的単純化や単チャネル勾配概算によって、さらなる効率化が図られる。
本発明の実施形態によっては、入力画像は、輝度チャネルデータ、一つ以上のクロミナンスチャネルからのクロミナンスチャネルデータ、および他のデータを含んでいる。他の実施形態では、画像のチャネル全てのサブセットから得たデータが用いられる。実施形態によっては、入力画像は画像の輝度チャネルのデータを含んでいる。実施形態によっては、画像の明度チャネルを入力画像として用いる。本発明の実施形態のなかには、画像データの複数のチャネルに対して反復を行う反復処理を実行するものがある。
本発明の実施形態のなかには、入力画像中のデータを画像データの特性に応じて補正する処理を含むものがある。画像データの特性は、実施形態によっては、二次微分値と画像データの勾配とを含む。この処理を行う、本発明に係る画像補正装置の一例を、図7に示す。
図7に示される画像補正装置では、補正画像112は補正計算部(補正計算手段)115によって算出される。この例示の補正計算部115は、補正画像112を、入力画像110の二次微分値111と、修正後の画像勾配強度113とから算出する。補正後画像114は、補正画像112と入力画像110とから求められる。
上記実施形態において、補正計算部115は、画像勾配を算出する画像勾配計算部(画像勾配計算手段)120を有する。実施形態によっては、画像勾配計算部120は、複数の方向についての勾配を算出する。該実施形態はさらに画像勾配強度計算部122を含んでいてもよく、画像勾配強度計算部122は、実施形態によっては、複数の方向における画像勾配強度を計算する。該実施形態はさらに、画像勾配強度を調整する画像勾配強度調整部(画像勾配強度調整手段)124を含んでいてもよい。画像勾配強度調整部124は、実施形態によっては、倍率あるいはオフセットによって画像勾配強度を調整する。上記実施形態はさらに、一つ以上の方向での一つ以上の画素位置における画像の二次微分値を算出する、二次微分値計算部(二次微分値計算手段)126を含んでいてもよい。これらの計算部120、122、124、126は、補正値計算部128へ入力を行う。補正値計算部128は計算部120、122、124、126の出力を処理して画像の補正を行う補正信号を出力し、補正部(補正手段)130では、補正信号に基づいて補正画像112を算出する。補正画像112をさらに入力画像110と組み合わせることで、補正後画像114が生成されてもよい。
実施形態によっては、画像の変換が、複数方向における画像特性に基づいて行われる。実施形態によっては上記複数方向は2方向である。実施形態によっては、この2方向は画像の水平方向と垂直方向とである。
本発明の実施形態のなかには、反復画像または入力画像から、反復画像または入力画像の二次微分値に比例する補正信号を減算することで、画像の修正を行うものがある。実施形態によっては、補正信号は、反復画像または入力画像の勾配の概算値に反比例して、増減される。反復画像は、次の反復(反復処理)の際に入力画像または反復画像となり、これがさらに修正されて次の反復の入力となる。
実施形態によっては、反復(反復処理)は、一回で終了するか、あるいは所定の回数行われる。実施形態によっては、終了基準が満たされた後に反復処理を終了する。本発明の実施形態によっては、終了基準は反復画像から測定した画質計測の基準であってもよい。本発明の実施形態によっては、終了基準は、反復−入力画像と反復画像との間での変化から計測した基準であってもよい。
本発明の実施形態によっては、終了基準は画像データの複数チャネル間から測定した基準であってもよい。本発明の実施形態によっては、終了基準は、現在のチャネルデータと、多数のデータチャネルにおける次のチャネルデータとの間の変化から測定した基準であってもよい。
本発明の実施形態によっては、二次微分値の近似値が、補正信号を算出するのに用いられ、たとえば水平・垂直の各方向に対する畳み込みカーネル[−1 2 −1]によって算出される。あるいは、他の例として二次微分値の近似値は、水平・垂直の各方向に分割されていないカーネル(2次元のカーネル)を用いて算出してもよい。
ここで、各方向(1次元)のフィルタ演算は、座標値Px,yの結果Vx,yとして、水平方向に
x方向:Vx,y = (-1) × Px-1,y+ (2) × Px,y + (-1) × Px+1,y ・・・(3)
と表される。この結果を用いて垂直方向に結果Fx,yとすると、
y方向:Fx,y = (-1) × Vx,y-1+ (2) × Vx,y + (-1) × Vx,y+1 ・・・(4)
となる。
1次元に分割しない場合は、2次元のカーネルを用いて、座標値Pから直接演算結果Fを求める。以下の〔数3〕に示すカーネルを該当する画素に対して行えば、上記式(3)、(4)による結果と一致する。
Figure 0004202395
上記カーネルは着目画素(i,j)の濃度値をf(i,j)としたときの連続曲面のラプラシアン(2次の偏微分)を意味し、その近傍8画素からなる離散近似に相当する。ここで、近似を用いずに計算する場合の一例を挙げる。着目画素ごとに、その画素自身と周辺の8画素の値を用いて、曲面の方程式を求める。例えば、曲面が一般的によく用いられる以下の式(5)により表現されるとする。
Figure 0004202395
ここで、着目画素および上下左右の5つの画素と、その他の中で着目画素に最も近い値の1画素の計6画素の値を以って、連立方程式を解き、a0〜a5の係数を求めることで、以下の式(6)に示すラプラシアンを計算することが可能である。
Figure 0004202395
近似を用いた方が計算に要する処理の軽減あるいは、高速化が容易であることは明らかである。
本発明の実施形態によっては、畳み込みカーネル[−1 −6 −14 −14 0 14 14 6 1]を用いて、方向性をもって勾配の近似値が算出される。実施形態によっては、勾配の近似値は正規化のために増減される。本発明の実施形態によっては、勾配の近似値は水平・垂直の各方向に分割されていないカーネル(2次元のカーネル)を用いて算出される。
本明細書でここまで使われてきた用語や表現は、発明を記述するためのものであり、発明を限定するものではない。また、少なくとも部分的にでも説明、記述した特徴の均等物を排除する意図を持たず、本発明の範囲は以下の請求項によってのみ定義され限定されるものである。
つまり、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
最後に、補正計算部16、画素補正計算部26、補正計算部56、補正計算部115の各ブロック、は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
すなわち、補正計算部16、画素補正計算部26、補正計算部56、補正計算部115は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである補正計算部16、画素補正計算部26、補正計算部56、補正計算部115の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記補正計算部16、画素補正計算部26、補正計算部56、補正計算部115に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。
また、補正計算部16、画素補正計算部26、補正計算部56、補正計算部115を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
本発明は、デジタル画像の網点除去を行うための方法、装置、システムに適用することができる。
補正計算部を含む本発明の実施形態の一例を示す図である。 画素補正計算部を含む本発明の実施形態の他の一例を示すものである。 本発明の実施形態の一例に係る、画素の補正値を計算するための画像画素を示す図である。 反復処理を含む本発明の実施形態の一例を示すものである。 画素補正計算器を含む本発明の実施形態の他の一例を示すものである。 本発明の実施形態の一例に係る、反復用画素の補正値を計算するための画像画素を示すものである。 補正計算器と画像補正器とを含む本発明の実施形態の一例を示すものである。
符号の説明
16 補正計算部
26 画素補正計算部
53 画像合成部
56 補正計算部
76 画素補正計算部
110 入力画像
111 二次微分値
112 補正画像
113 画像勾配強度
114 補正後画像
115 補正計算部(補正計算手段)
120 画像勾配計算部(画像勾配計算手段)
122 画像勾配強度計算部
124 画像勾配強度調整部(画像勾配強度調整手段)
126 二次微分値計算部(二次微分値計算手段)
128 補正値計算部
130 補正部(補正手段)

Claims (19)

  1. デジタル網点画像を含む入力画像を変換する画像変換方法において、
    (a)上記入力画像の第一方向での勾配強度である第一画像勾配強度Gxを決定するステップと、
    (b)上記入力画像の第二方向での勾配強度である第二画像勾配強度Gyを決定するステップと、
    (c)上記第一方向での上記画像の二次微分値D2xを決定するステップと、
    (d)上記第二方向での上記画像の二次微分値D2yを決定するステップと、
    (e)第一乗算倍率 と第一加算係数 とにより上記第一画像勾配強度Gxを調整して、第一調整勾配係数 |Gx|+k を生成するステップと、
    (f)第二乗算倍率 と第二加算係数 とにより上記第二画像勾配強度Gyを調整して、第二調整勾配係数 |Gy|+k を生成するステップと、
    (g)上記第一調整勾配係数 |Gx|+k で第一方向での上記二次微分値D2xを割り、第一補正値を生成するステップと、
    (h)上記第二調整勾配係数 |Gy|+k で第二方向での上記二次微分値D2yを割り、第二補正値を生成するステップと、
    (i)記第一補正値と第二補正値とを加算した値を補正項とし、上記入力画像から減算することにより、変換された次の入力画像を生成するステップと、
    を含み、
    上記(a)〜(i)のステップを所定回数反復することを特徴とする画像変換方法。
  2. 画素ごとに上記(a)から(i)までのステップが遂行されることを特徴とする請求項1に記載の画像変換方法。
  3. 上記第一方向は入力画像の水平方向であることを特徴とする請求項1に記載の画像変換方法。
  4. 上記第二方向は入力画像の垂直方向であることを特徴とする請求項1に記載の画像変換方法。
  5. 上記第一乗算倍率および上記第二乗算倍率は、同じ値であることを特徴とする請求項1に記載の画像変換方法。
  6. 上記第一加算係数および上記第二加算係数は、同じ値であることを特徴とする請求項1に記載の画像変換方法。
  7. 上記二次微分値は二次微分の近似値であり、当該近似は、上記二次微分の方向に合わせて、上記画像の画素を中心に置いたカーネルを伴う畳み込み演算により構成されることを特徴とする請求項1に記載の画像変換方法。
  8. 上記カーネルは、[−1 2 1]を含むことを特徴とする請求項7に記載の画像変換方法。
  9. 上記画像勾配は勾配(gradient)を示す関数の近似であり、当該近似は、上記画像の画素を中心に置いたカーネルを伴う畳み込み演算により構成されることを特徴とする請求項1に記載の画像変換方法。
  10. 上記カーネルは、[−1 −6 −14 −14 0 14 14 6 1]を含むことを特徴とする請求項9に記載の画像変換方法。
  11. 外形画像特性を保持する間に、デジタル網点画像を含む注目画像を変換した画像を生成する変換画像生成方法であって、
    注目画像について、
    (a)上記注目画像の第一方向での第一画像勾配強度Gxを決定するステップと、
    (b)上記注目画像の第二方向での第二画像勾配強度Gyを決定するステップと、
    (c)上記第一方向での上記注目画像の二次微分値D2xを決定するステップと、
    (d)上記第二方向での上記注目画像の二次微分値D2yを決定するステップと、
    (e)第一乗算倍率 と第一加算係数 とにより上記第一画像勾配強度Gxを調整して、第一調整勾配係数 |Gx|+k を生成するステップと、
    (f)第二乗算倍率 と第二加算係数 とにより上記第二画像勾配強度Gyを調整して、第二調整勾配係数 |Gy|+k を生成するステップと、
    (g)上記第一調整勾配係数 |Gx|+k で第一方向での上記二次微分値D2xを割り、第一補正値を生成するステップと、
    (h)上記第二調整勾配係数 |Gy|+k で第二方向での上記二次微分値D2yを割り、第二補正値を生成するステップと、
    (i)記第一補正値と第二補正値とを加算した値を補正項とし、上記注目画像から減算することにより、変換された次の注目画像を生成するステップと、
    を含み、
    上記(a)〜(i)のステップを所定回数反復することを特徴とする変換画像生成方法。
  12. 画素ごとに上記(a)から(i)までのステップが遂行されることを特徴とする請求項11に記載の変換画像生成方法。
  13. 上記所定の回数は、1であることを特徴とする請求項11に記載の変換画像生成方法。
  14. 上記次の注目画像が画質閾値を超えると、上記複数のステップの反復が終了することを特徴とする請求項11に記載の変換画像生成方法。
  15. 上記次の注目画像が、上記注目画像を参照した差の閾値より小さくなっている場合、上記反復が終了することを特徴とする請求項11に記載の変換画像生成方法。
  16. 上記第一乗算倍率および上記第二乗算倍率は、上記複数のステップの反復である反復処理ごとに変更されることを特徴とする請求項11に記載の変換画像生成方法。
  17. 上記第一方向は画像の水平方向であることを特徴とする請求項11に記載の変換画像生成方法。
  18. 上記第二方向は画像の垂直方向であることを特徴とする請求項11に記載の変換画像生成方法。
  19. デジタル網点画像を含む入力画像を補正する画像補正装置において、
    上記入力画像の第一方向での勾配強度である第一画像勾配強度Gxおよび上記入力画像の第二方向での勾配強度である第二画像勾配強度Gyを決定する画像勾配計算手段、
    上記第一方向での上記画像の二次微分値D2xおよび上記第二方向での上記画像の二次微分値D2yを決定する二次微分値計算手段、および
    第一乗算倍率S と第一加算係数k とにより上記第一画像勾配強度Gxを調整して、第一調整勾配係数S |Gx|+k を生成し、かつ、第二乗算倍率S と第二加算係数k とにより上記第二画像勾配強度Gyを調整して、第二調整勾配係数S |Gy|+k を生成する画像勾配強度調整手段を含み、
    上記第一調整勾配係数S |Gx|+k で第一方向での上記二次微分値D2xを割り、第一補正値を生成し、上記第二調整勾配係数S |Gy|+k で第二方向での上記二次微分値D2yを割り、第二補正値を生成し、上記第一補正値と第二補正値とを加算した値を算出する補正計算手段と、
    上記第一補正値と第二補正値とを加算した値を補正項とし、上記入力画像から減算して上記入力画像を補正する補正手段と、
    を備え
    上記補正手段にて補正された補正画像を上記入力画像として、上記補正計算手段および上記補正手段での処理を所定回数反復することを特徴とする画像補正装置。
JP2007028468A 2006-02-07 2007-02-07 画像変換方法、変換画像生成方法、および画像補正装置 Expired - Fee Related JP4202395B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/349,999 US7595911B2 (en) 2006-02-07 2006-02-07 Methods and systems for descreening a digital image

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007215188A JP2007215188A (ja) 2007-08-23
JP4202395B2 true JP4202395B2 (ja) 2008-12-24

Family

ID=38333752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007028468A Expired - Fee Related JP4202395B2 (ja) 2006-02-07 2007-02-07 画像変換方法、変換画像生成方法、および画像補正装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7595911B2 (ja)
JP (1) JP4202395B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8064726B1 (en) * 2007-03-08 2011-11-22 Nvidia Corporation Apparatus and method for approximating a convolution function utilizing a sum of gaussian functions
TWI383332B (zh) * 2009-05-08 2013-01-21 Chunghwa Picture Tubes Ltd 影像處理裝置及其方法
US9292769B1 (en) * 2014-09-11 2016-03-22 Hewlett-Packard Indigo B.V. Iterative calibration omitting first corrections from a next iteration
RU2595635C2 (ru) * 2014-12-12 2016-08-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Система обработки изображений и способ устранения растровой структуры изображения через разреженное представление сканированных печатных копий

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06317436A (ja) 1993-05-08 1994-11-15 Oyo Corp 斜面の安定度診断方法
JP2001186353A (ja) * 1999-12-27 2001-07-06 Noritsu Koki Co Ltd 画像処理方法および画像処理プログラムを記録した記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007215188A (ja) 2007-08-23
US7595911B2 (en) 2009-09-29
US20070182995A1 (en) 2007-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1397780B1 (en) Image enhancement methods and apparatus therefor
JP4492704B2 (ja) エッジ強調処理装置、出力装置、エッジ強調処理方法およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP4804660B2 (ja) デジタルイメージ処理のためのカラー情報を使用したノイズ低減方法
US8248492B2 (en) Edge preserving and tone correcting image processing apparatus and method
US6856704B1 (en) Method for enhancing a digital image based upon pixel color
JP4431607B2 (ja) 画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法、コンピュータプログラム及び記録媒体
US7570829B2 (en) Selection of alternative image processing operations to maintain high image quality
US20070086671A1 (en) Image processing apparatus
JP3700804B2 (ja) 画像処理方法および装置
JP2001527305A (ja) 画像中ノイズの周波数依存度およびグレーレベル依存度の推定
JP2008227759A (ja) 画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法、画像処理プログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2008511048A (ja) 画像処理方法、及び画像処理用コンピュータソフトウェア
US20070086650A1 (en) Method and Device for Color Saturation and Sharpness Enhancement
JP4202395B2 (ja) 画像変換方法、変換画像生成方法、および画像補正装置
JP3738791B2 (ja) 画像処理方法および装置
JP3783116B2 (ja) 放射線画像強調処理方法および装置
Zhang et al. Image inverse halftoning and descreening: a review
JP2002074356A (ja) 画像処理方法および装置並びに記録媒体
JP4161141B2 (ja) エッジ強調処理装置、エッジ強調処理方法およびエッジ強調処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP3669452B2 (ja) 画像処理方法および装置
JP4067538B2 (ja) 画像処理方法、画像処理装置、画像形成装置、コンピュータプログラム、及び記録媒体
JPH09153132A (ja) 多重解像度変換方法および装置
Kadmin Enhancement of Digital Stereo Vision Images based on Histogram and Gamma Correction Strategy
US7085015B2 (en) Inverse halftoning for multi-level halftones
JP2004326493A (ja) 信号処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080715

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080905

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081007

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081008

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4202395

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131017

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees