JP5464906B2 - Image processing apparatus and control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は画像をデジタル信号で処理する画像処理装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an image processing apparatus that processes an image with a digital signal and a control method thereof.
近年、デジタル処理の技術の発展により、これまでのアナログ画像処理装置に代わり、デジタル画像データを処理する装置が普及している。 In recent years, with the development of digital processing technology, devices for processing digital image data have become widespread in place of conventional analog image processing devices.
このデジタル画像処理装置は、中間調を再現するためディザ処理等のハーフトーン処理により階調再現を行う方法が一般にとられている。 This digital image processing apparatus generally employs a method of performing gradation reproduction by halftone processing such as dither processing in order to reproduce halftones.
ディザ処理による階調再現は、比較的濃度が平坦で高周波成分が少ない部分においては良好であるが、文字・細線部においてはジャギーと呼ばれる途切れが発生する。また、ディザの持つ周期が入力画像に含まれる高周波成分(特にディザの周期に近い周期的パターン)と干渉し、モアレ現象と呼ばれる周期的な縞模様が発生するという問題もある。 The gradation reproduction by the dither processing is good in the portion where the density is relatively flat and the high frequency component is small, but the character / thin line portion has a break called jaggy. There is also a problem that the period of the dither interferes with a high-frequency component (particularly, a periodic pattern close to the period of the dither) included in the input image, and a periodic striped pattern called a moire phenomenon occurs.
これに対し、ディザ処理以外の階調再現手法として誤差拡散法が知られている。この方法は入力画像データの画素濃度と出力画素濃度との画素毎の濃度差(量子化誤差)を演算し、この演算結果である量子化誤差を特定の重みづけを施した後に、着目画素の周辺画素に拡散させていく方法である(例えば、非特許文献1参照)。 On the other hand, an error diffusion method is known as a gradation reproduction method other than dither processing. This method calculates the density difference (quantization error) for each pixel between the pixel density of the input image data and the output pixel density, and after applying a specific weight to the quantization error resulting from the calculation, This is a method of diffusing to peripheral pixels (for example, see Non-Patent Document 1).
この誤差拡散法には周期性がなく、高解像度な出力画像を得られるため、モアレ現象や、文字・細線部のジャギーが発生しない。しかし、この誤差拡散処理には、出力画像に独特な縞パターン(テクスチャ)が生じることがある。この結果、電子写真においては画像のハイライト部やダーク部での粒状性ノイズが目立つ等の欠点があった。 This error diffusion method has no periodicity and can obtain an output image with high resolution, so that no moire phenomenon or jaggies of characters / thin lines occur. However, this error diffusion process may produce a unique stripe pattern (texture) in the output image. As a result, in electrophotography, there is a drawback that graininess noise is conspicuous in a highlight portion or a dark portion of an image.
ディザ処理や誤差拡散処理の欠点を除去し、高品位に且つ精細に画像を再現する方法として、入力画像に対して、ディザ処理と誤差拡散処理により階調再現を行い、画像の種類に基づいて、処理を切り替えて出力する方法がある(例えば、特許文献1参照)。 As a method to remove the defects of dither processing and error diffusion processing and reproduce images with high quality and fineness, tone reproduction is performed on the input image by dither processing and error diffusion processing, based on the type of image There is a method of switching and outputting the processing (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の手法にある、閾値によって、ディザ処理と誤差拡散処理を切り替える処理では、画像データのわずかな濃度変動によって、その閾値近傍の境界付近(判定値は閾値近傍となる部分)にて処理が頻繁に切り替わることがあり、画質劣化の原因となっていた。また、処理の切替え部にてドット構造が極端に変わるため、特に自然画においては違和感を覚える場合もあった。
However, in the process of switching between dither processing and error diffusion processing according to the threshold value in the method of
また別の画質劣化の原因として、入力画像に含まれる高周波成分(特にディザの周期に近い周期的パターン)の割合によって、モアレが目立つ箇所、目立たない箇所がある。 As another cause of image quality deterioration, there are a portion where moire is conspicuous and a portion where it is not conspicuous depending on the ratio of high-frequency components (particularly a periodic pattern close to the dither cycle) included in the input image.
本発明は、ディザ処理や誤差拡散処理の欠点を除去し、入力画像の高周波成分とのモアレを抑え、高階調高解像な画像を出力する技術を提供しようとするものである。 The present invention aims to provide a technique for eliminating the disadvantages of dither processing and error diffusion processing, suppressing moiré with high-frequency components of an input image, and outputting an image with high gradation and high resolution.
かかる課題を解決するため、例えば本発明の画像処理装置は、以下の構成を備える。すなわち、
多値画像データを出力装置用の画像データに変換する画像処理装置であって、
前記多値画像データを画素単位に入力する入力手段と、
入力した画素データを着目画素データとし、当該着目画素データをディザ処理するディザ処理手段と、
前記着目画素データを前記ディザ処理手段が用いたディザ処理とは異なるハーフトーン処理するハーフトーン処理手段と、
前記着目画素データを含み、前記着目画素から予め設定された距離内に位置する画素群で規定される空間における、画素値で表されるパターンの周期と、前記ディザ処理手段によりディザ処理で用いるディザマトリクスのサイズで規定されるディザの周期とに基づき、前記ディザ処理手段で得られた出力値と前記ハーフトーン処理手段で得られた出力値との混合比率を決定する混合比率決定手段と、
該混合比率決定手段で決定した混合比率に従って、前記着目画素データに対する、前記ディザ処理手段で得られた出力値と、前記ハーフトーン処理手段で得られた出力値とを混合して得られる前記出力装置用の画像データを、出力する混合処理手段とを備える。
In order to solve this problem, for example, an image processing apparatus of the present invention has the following configuration. That is,
An image processing device for converting multi-value image data into image data for an output device,
Input means for inputting the multi-value image data in units of pixels;
Dither processing means for setting the input pixel data as target pixel data and dithering the target pixel data;
Halftone processing means for performing halftone processing different from the dither processing used by the dither processing means for the pixel-of-interest data;
A cycle of a pattern represented by a pixel value in a space defined by a pixel group located within a predetermined distance from the target pixel , including the target pixel data, and a dither used in dither processing by the dither processing means A mixing ratio determining means for determining a mixing ratio between an output value obtained by the dither processing means and an output value obtained by the halftone processing means, based on a dither cycle defined by a matrix size ;
The output obtained by mixing the output value obtained by the dither processing unit and the output value obtained by the halftone processing unit for the pixel-of-interest data according to the mixing ratio determined by the mixing ratio determination unit. Mixing processing means for outputting image data for the apparatus.
本発明によれば、ディザ処理や誤差拡散処理の欠点を除去し、安定したドット形成を可能とし、高階調高解像の画像を提供することができる。さらに、入力画像が持つパターンとの干渉によるモアレを抑えた高品位な画像を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to eliminate the drawbacks of dither processing and error diffusion processing, enable stable dot formation, and provide an image with high gradation and high resolution. Furthermore, it is possible to provide a high-quality image in which moire due to interference with the pattern of the input image is suppressed.
以下、添付図面に従って本発明に係る実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態における画像処理装置のブロック構成図である。同図に示す構成は専用ハードウェアによって実現することも可能であり、また、ソフトウェアによって実現することも可能である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram of an image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The configuration shown in the figure can be realized by dedicated hardware, or can be realized by software.
図1において、101は画像処理装置、102はディザ処理部、103は誤差拡散処理部、104は周波数解析部、108は混合処理部、110は出力装置である。 In FIG. 1, 101 is an image processing device, 102 is a dither processing unit, 103 is an error diffusion processing unit, 104 is a frequency analysis unit, 108 is a mixing processing unit, and 110 is an output device.
以下の説明では出力装置110はレーザビームプリンタについて述べるが、本発明はLED発光により描画を行うLEDプリンタ、複写機、ファクシミリ機、プロッタ、インクジェットプリンタ、表示モニタといった出力装置などに適用可能である。
In the following description, the
外部入力装置(例えば、コンピュータ装置、コントローラ、原稿読取装置)より、入力端子111に多値画像データ(M値画像データ)が入力され、ディザ処理部102、誤差拡散処理部103、周波数成分解析部104にそれぞれ供給される。
Multi-value image data (M-value image data) is input to an
ディザ処理部102は、M値入力画像データに対し、周知のディザ処理により中間調処理されたN値(Nは整数かつN≦M)の画像データ105を出力する。誤差拡散処理103は、M値入力画像データに対し、周知の誤差拡散法により中間調処理されたL値(Lは整数かつL≦M)の画像データ106を出力する。周波数解析部104は、着目画素データの位置から予め設定された距離内に存在する複数の近傍画素群から、ディザ処理部102の出力データ105、誤差拡散処理部103の出力データ106の混合率を決定し、混合率指示情報107を混合処理部108に入力する。混合処理部108は、ディザ処理部102の出力データ105と、誤差拡散処理部103の出力データ106を、周波数解析部より出力される混合率指示情報107に従って画素単位に混合処理し、出力端子109より、出力装置用の画像データとして出力する。出力装置110は出力画像データ109に従って各画素の画像形成を行う。
The
以下、具体例としてM=256(8ビット)とし、N=L=5(3ビット)として説明する。 Hereinafter, a specific example will be described assuming that M = 256 (8 bits) and N = L = 5 (3 bits).
実施形態における周波数成分解析部104、混合処理部108の詳細を説明する。このとき入力画像の解像度を600DPI、ディザ処理部102は不図示のディザマトリクスを用いて155線ディザ処理を行なうものとする。
Details of the frequency component analysis unit 104 and the
[周波数解析部]
周波数解析部は混合処理部で混合する、着目画素データに対するディザ処理の出力値の割合、及び誤差拡散処理の出力値の割合を決定する。すなわち、周波数解析部104は、2つの処理結果の混合比率決定部として機能する。このときディザ処理の出力値の割合をα、誤差拡散処理の出力値の割合をβとすると、α、βの関係は以下の式(1)の通りになる。
α+β=1 …(1)
[Frequency analysis section]
The frequency analysis unit determines the ratio of the output value of the dither process and the ratio of the output value of the error diffusion process to the target pixel data to be mixed by the mixing processing unit. That is, the frequency analysis unit 104 functions as a mixing ratio determination unit for two processing results. At this time, if the ratio of the output value of the dither process is α and the ratio of the output value of the error diffusion process is β, the relationship between α and β is as shown in the following equation (1).
α + β = 1 (1)
混合処理部108へ出力する混合率情報107はディザ処理の出力値の混合率αと、誤差拡散処理の出力値の混合率βとの2種類を出力しても良いし、ディザ処理の出力値の混合率αのみを出力し、誤差拡散処理の出力値の混合率は、β=1−αによって求めても良い。逆に、誤差拡散処理の出力値の混合率βを出力しディザ処理の出力値の混合率αを求めても良い。次に混合率α、βの決定方法の説明する。
The
本実施形態は周波数解析部で2次元の画像データに対し2次元FFT(Fast Fourier Transform)を行い、2次元空間周波数空間のパワースペクトルに変換する。それから更にRAPSを使用する。 In this embodiment, the frequency analysis unit performs two-dimensional FFT (Fast Fourier Transform) on the two-dimensional image data to convert the data into a power spectrum in a two-dimensional spatial frequency space. Then further use of RAPS.
RAPSとは「T. Mitsa and K. J. Parker, “Digital Halftoning using a Blue Noise Mask”, Proc. SPIE 1452, pp.47-56(1991)」に記載のradially averaged power spectrum のことを示しており、着目画素の近傍複数画素の2次元空間周波数を極座標表示した上で画像スペクトルを1次元のパワースペクトルとして示す手法である。 RAPS refers to the radially averaged power spectrum described in “T. Mitsa and KJ Parker,“ Digital Halftoning using a Blue Noise Mask ”, Proc. SPIE 1452, pp. 47-56 (1991)”. This is a technique of displaying an image spectrum as a one-dimensional power spectrum after displaying two-dimensional spatial frequencies of a plurality of pixels near the pixel in polar coordinates.
図2(A)乃至(C)は入力画像のパターン例を示す。ここで説明する画像データの各画素は8ビットの画像データであり、画素値が“0”の場合は白を、“255”の場合は黒を示すものとする。つまり、画素値は濃度を示している。 2A to 2C show examples of input image patterns. Each pixel of the image data described here is 8-bit image data, and when the pixel value is “0”, it indicates white, and when it is “255”, it indicates black. That is, the pixel value indicates the density.
図2(A)乃至(C)のパターン例において白部は画素値が“0”、網掛け部は画素値“160”を示す。図2(A)は濃度値“160”で構成された300線相当のパターン画像を示す。図2(B)は濃度値“160”で構成された200線相当のパターン画像を示す。図2(C)は濃度値“160”で構成された150線相当のパターン画像を示す。図3に濃度値“16”のベタ画像に本実施形態の155線ディザ処理を行った画像のRAPSを示す。155線のディザは5.72[cycle/mm]、8.12[cycle/mm]、11.4[cycle/mm]、12.8[cycle/mm]の周波数成分を特に多く持っていることがわかる。入力画像のパターン(周波数成分)が上記の周波数成分に近いほど(周波数の差分が小さいほど)低周波の干渉が起こり、視覚上目立つようになる。 In the pattern examples of FIGS. 2A to 2C, the white portion indicates the pixel value “0” and the shaded portion indicates the pixel value “160”. FIG. 2A shows a pattern image corresponding to 300 lines composed of density values “160”. FIG. 2B shows a pattern image corresponding to 200 lines composed of density values “160”. FIG. 2C shows a pattern image corresponding to 150 lines composed of density values “160”. FIG. 3 shows the RAPS of the image obtained by performing the 155-line dither processing of the present embodiment on the solid image having the density value “16”. It can be seen that the 155-line dither has particularly many frequency components of 5.72 [cycle / mm], 8.12 [cycle / mm], 11.4 [cycle / mm], and 12.8 [cycle / mm]. The closer the input image pattern (frequency component) is to the above frequency component (the smaller the frequency difference), the lower the frequency interference will be and the more visually noticeable.
図2(A)乃至(C)のパターン画像のRAPSを求めたものが図4(A)乃至(C)である。すなわち、図4(A)は図2(A)のRAPSを示し、図4(B)は図2(B)のRAPSを示し、図4(C)は図2(C)のRAPSを示している。図4(A)乃至(C)より、図2(A)乃至(C)のそれぞれのパターン周期に主成分があり相関がとれていることがわかる。 FIGS. 4A to 4C show the RAPS of the pattern images shown in FIGS. 4A shows the RAPS in FIG. 2A, FIG. 4B shows the RAPS in FIG. 2B, and FIG. 4C shows the RAPS in FIG. 2C. Yes. 4A to 4C, it can be seen that there is a main component in each of the pattern periods of FIGS. 2A to 2C, and the correlation is obtained.
図5(A)乃至(C)は、図2(A)乃至(C)のパターン画像それぞれに、155線ディザ処理を行った画像例である。図5(A)は図2(A)に155線ディザ処理を行った画像例を示している。図5(B)は図2(B)に155線ディザ処理を行った画像例を示し、図5(C)は図2(C)に155線ディザ処理を行った画像の例を示している。図5(A)乃至(C)からわかるように、パターン画像にディザ処理を行うことによって、入力画像の画素値が0以外の箇所において出力画像の画素値が0になる部分があることがわかる。この影響によりパターン画像とディザは干渉する。 FIGS. 5A to 5C are examples of images obtained by performing 155-line dither processing on the pattern images of FIGS. 2A to 2C, respectively. FIG. 5A shows an example of an image obtained by performing 155-line dither processing in FIG. FIG. 5B shows an example of an image obtained by performing 155 line dither processing in FIG. 2B, and FIG. 5C shows an example of an image obtained by performing 155 line dither processing in FIG. . As can be seen from FIGS. 5A to 5C, by performing dither processing on the pattern image, it can be seen that there is a portion where the pixel value of the output image is 0 at a location where the pixel value of the input image is other than 0. . Due to this influence, the pattern image and the dither interfere.
図6(A)乃至(C)は、図2(A)乃至(C)のパターン画像それぞれに5値誤差拡散処理を行った画像例である。図6(A)は図2(A)に5値誤差拡散処理を行った画像例を示している。また、図6(B)は図2(B)に5値誤差拡散処理を行った画像例を示し、図6(C)は図2(C)に5値誤差拡散処理を行った画像例を示している。図6(D)は5値誤差拡散で出力される画素値例を示す。図6からわかるように、パターン画像に5値誤差拡散処理を行うことによって、入力画像のパターン画像のドット配置がほぼ保たれていることがわかる。 FIGS. 6A to 6C are examples of images obtained by performing quinary error diffusion processing on the pattern images of FIGS. 2A to 2C. FIG. 6A shows an image example in which the quinary error diffusion processing is performed in FIG. FIG. 6B shows an example of an image obtained by performing quinary error diffusion processing in FIG. 2B, and FIG. 6C shows an example of an image obtained by performing quinary error diffusion processing in FIG. Show. FIG. 6D shows an example of pixel values output by 5-value error diffusion. As can be seen from FIG. 6, it is understood that the dot arrangement of the pattern image of the input image is substantially maintained by performing the five-value error diffusion process on the pattern image.
図7(A)乃至(C)は図5(A)乃至(C)のパターン画像によって印刷した場合に発生するモアレの例を示している。図7(A)は図5(A)のパターン画像によって発生するモアレの例である。また、図7(B)は図5(B)のパターン画像によって発生するモアレの例、図7(C)は図5(C)のパターン画像によって発生するモアレの例を示している。図7(A)から図7(C)にかけて低周波のモアレが顕著に発生していることが分かる。 FIGS. 7A to 7C show an example of moire generated when printing is performed using the pattern images of FIGS. 5A to 5C. FIG. 7A shows an example of moire generated by the pattern image of FIG. FIG. 7B shows an example of moire generated by the pattern image of FIG. 5B, and FIG. 7C shows an example of moire generated by the pattern image of FIG. 5C. It can be seen from FIG. 7A to FIG. 7C that low-frequency moire occurs remarkably.
一般的に入力画像のパターン周期及びその逓倍周期とディザの周期が近い場合にモアレが発生しやすい。 In general, moire is likely to occur when the pattern period of an input image and its multiplication period are close to the dither period.
従って、本実施形態では、周波数解析部104から混合処理部108へ出力する混合率情報は入力画像のパターン周期がディザの周期に近い場合誤差拡散処理の混合率βを増やし、ディザの混合率αを減らす。そうでない場合はディザ処理の混合率αを増やし、誤差拡散処理の混合率βを減らす。図8(A)、(B)に混合率割合の例を示す。
Therefore, in the present embodiment, the mixing rate information output from the frequency analysis unit 104 to the mixing
図8(A),(B)はディザ処理の混合率αの推移グラフを表している。混合率βは以下の式(2)より算出すればよい。
β=1−α …(2)
8A and 8B show transition graphs of the mixing ratio α in the dither process. What is necessary is just to calculate mixing rate (beta) from the following formula | equation (2).
β = 1−α (2)
図8(A)の横軸は周波数を、縦軸はディザ処理の混合率αを示している。図8(A)に示すようにパターン周期及びその逓倍周期とディザ周期が近い程、干渉が発生するためパターン周期に応じて混合率を変化させる。図8(B)の横軸は干渉しやすい周波数成分の強度を、縦軸はディザ処理の混合率αを示している。図8Bに示すように同一パターンおいても濃度が異なる場合や、下地の濃度値に応じて周波数成分の強度に差が生じる。よって干渉を生じる周波数成分の強度に応じても混合率を変化させる。周波数成分及びその強度によって混合率を変えることによって画像の切替え部分などにおいて急激な変化を避けることが可能となり画質劣化を低減させる効果がある。なお、混合率の変化方法はこれだけによらず他の方法であっても良い。 In FIG. 8A, the horizontal axis indicates the frequency, and the vertical axis indicates the dither processing mixing rate α. As shown in FIG. 8A, the closer the pattern period and its multiplication period to the dither period, the more interference occurs, so the mixing ratio is changed according to the pattern period. In FIG. 8B, the horizontal axis indicates the intensity of frequency components that are likely to interfere, and the vertical axis indicates the dither processing mixing ratio α. As shown in FIG. 8B, even in the same pattern, the intensity of the frequency component varies depending on the density or the density value of the background. Therefore, the mixing rate is also changed according to the intensity of the frequency component that causes interference. By changing the mixing ratio according to the frequency component and its intensity, it is possible to avoid a sudden change in an image switching portion or the like, and there is an effect of reducing image quality deterioration. Note that the method of changing the mixing ratio is not limited to this, and other methods may be used.
上記周波数解析をラスタ順に実施し、1つの画素に着目する毎に混合率を決定する。 The frequency analysis is performed in raster order, and the mixing ratio is determined every time one pixel is focused.
以上のように、周波数解析部104はRAPSを用いて、パターン画像の主成分及びパターン画像の逓倍成分を解析し、ディザ処理及び誤差拡散処理の混合率情報を出力する。なお、本実施形態では周波数解析を行う手段にはRAPSを用いて説明したが、これに限らず、例えばDCT、DFT等の直交変換を用いた周波数解析を用いても良い。 As described above, the frequency analysis unit 104 analyzes the main component of the pattern image and the multiplication component of the pattern image using RAPS, and outputs the mixing ratio information of the dither processing and the error diffusion processing. In the present embodiment, the means for performing frequency analysis has been described using RAPS. However, the present invention is not limited to this, and frequency analysis using orthogonal transformation such as DCT or DFT may be used.
[混合率処理]
混合率処理では前述の周波数解析部より出力される混合率情報に基づいて、ディザ処理部と誤差拡散処理部の出力の混合処理を行う。混合処理は、出力データ109の出力画像濃度値Oを以下の式(3)に従って決定する。
O=α×D+β×E …(3)
ここで、Dは着目画素データにディザ処理を行った出力画像濃度値であり、Eは着目画素データに誤差拡散処理を行った出力画像濃度値である。上記の式によって、ディザ処理した画像データ105と誤差拡散処理した画像データ106が混合率に従って混合処理される。式(1)により、ディザ処理の混合率αと誤差拡散処理の混合率βの和は1であるため、混合処理を行っても画像の濃度は保存される。
[Mixing rate processing]
In the mixing rate processing, the mixing processing of the output of the dither processing unit and the error diffusion processing unit is performed based on the mixing rate information output from the frequency analysis unit. In the mixing process, the output image density value O of the
O = α × D + β × E (3)
Here, D is an output image density value obtained by performing dither processing on the target pixel data, and E is an output image density value obtained by performing error diffusion processing on the target pixel data. According to the above formula, the dithered
なお、実施形態における出力装置110は1画素当たり64階調(6ビット)で、PWM方式で画像を記録するものとしている。従って、上記式(3)における出力濃度値Oは、6ビットで演算することになる。或いは、混合率の計算は8ビットで行ない、その後で、出力装置110の再現できる階調数に量子化しても構わない。
Note that the
以上説明したように、本実施形態によれば、ディザ処理や誤差拡散処理の欠点を除去し、安定したドット形成を可能とし、高階調高解像の画像を提供することができる。また、入力画像が持つパターンとの干渉によるモアレを抑えた高品位な画像を提供することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to eliminate the drawbacks of dither processing and error diffusion processing, enable stable dot formation, and provide an image with high gradation and high resolution. In addition, it is possible to provide a high-quality image in which moire due to interference with the pattern of the input image is suppressed.
ここで、本実施形態における画像処理の流れについて、図9のフローチャートを用いて説明する。 Here, the flow of image processing in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
本実施形態では入力画素がラスタ順に入力される例を示す。まずステップS901において、ディザ処理・誤差拡散処理・周波数解析処理を行う。次にステップS902において、混合処理を行う。そして、ステップS903において、入力画像1枚分の処理が終了したかを判定する。ステップS903にて入力画像1枚分の処理が未終了の場合ステップS901に戻り処理を続け、入力画像1枚分の処理が終了の場合は処理を終了する。 In this embodiment, an example in which input pixels are input in raster order is shown. First, in step S901, dither processing, error diffusion processing, and frequency analysis processing are performed. Next, in step S902, a mixing process is performed. In step S903, it is determined whether processing for one input image has been completed. If the process for one input image is not completed in step S903, the process returns to step S901 to continue the process. If the process for one input image is completed, the process is terminated.
なお、本実施形態では入力画素をパイプライン的に処理する例を示したが、本発明おける処理単位はこの例に限定されず、例えば、各処理をページ単位、あるいはバンド単位に処理するようにしてもよい。 In this embodiment, an example in which input pixels are processed in a pipeline manner is shown. However, the processing unit in the present invention is not limited to this example, and for example, each processing is processed in a page unit or a band unit. May be.
[第2の実施形態]
図10は本発明の第2の実施形態における画像処理装置の構成例を示すブロック図である。同図に示す構成は専用ハードウェアによって実現することも可能であり、また、ソフトウェアによって実現することも可能である.
図10の構成で、図1と異なる点は、周波数解析部104に代えてパターン解析部1001を設けた点である。それ以外は、図1と同様であるものとし、その説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The configuration shown in the figure can be realized by dedicated hardware, or can be realized by software.
10 is different from FIG. 1 in that a
第1の実施形態では周波数解析部104に演算を用いていたのに対し、本第2の実施形態では、パターン解析部1001にてパターンマッチングを行ない、周波数解析及び混合率の決定を行うものである。
In the first embodiment, an operation is used for the frequency analysis unit 104. In the second embodiment, the
[パターン解析]
パターン解析部1001は混合処理部108で混合するディザ処理の出力値105の割合、及び誤差拡散処理の出力値106の割合を決定する。このときディザ処理の出力値の割合α、誤差拡散処理の出力値の割合βは先に示した式(1)と同じである。
[Pattern analysis]
The
混合処理部108へ出力する混合率情報1002はディザ処理の出力値の混合率αと、誤差拡散処理の出力値の混合率βとの2種類を出力しても良いし、ディザ処理の混合率αのみを出力し、誤差拡散処理の混合率は、先に示した式(2)によって求めても良い。また、誤差拡散処理の混合率βを出力しディザ処理の混合率αを求めても良い。次に混合率α、βの決定方法の説明する。
The
パターン解析部1001は、着目画素の近傍に位置する複数画素を参照しパターンマッチングを行い、マッチング度合が最大となったパターンで示される混合率を混合率処理部108に出力する。
The
このため、パターン解析部1001は、ディザ処理部102の持つディザと干渉しやすいパターンを複数個保持しておき、複数個のパターンと着目画素近傍の複数画素と比較し混合率情報1002を出力する。出力された混合率情報に応じて混合率処理部108は混合処理を行う。図11はパターンマッチングに使用するパターン例を示す。パターン例の白部はドットなし、黒部はドットありを示す。パターンに応じて混合率α、βの値を設定しておく。図12はパターンと混合率の関係を表す図である。パターンNoが大きくなるほど干渉しやすいパターンであるとする。図12のように干渉しやすいパターンはディザ処理の出力値の割合αを少なく、誤差拡散処理の出力値の割合βを増やし混合することによって、第1の実施形態と同様な効果が得られる。パターンマッチングを用いることにより、演算量が少なく軽い処理でパターンを解析することができる。
For this reason, the
以上説明したように、本発明の第2の実施形態では、保持するパターンのマッチングによって混合率を制御するので、入力画像における特定周波数成分以外の画像劣化要因の検知を行い、回避することが可能となる。 As described above, in the second embodiment of the present invention, since the mixing rate is controlled by matching the pattern to be held, it is possible to detect and avoid image deterioration factors other than the specific frequency component in the input image. It becomes.
ここで、本第2の実施形態における画像処理の流れについて、図13のフローチャートを用いて説明する。 Here, the flow of image processing in the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
本第2の実施形態では入力画素がラスタ順に入力される例を示す。まずステップS1301において、ディザ処理・誤差拡散処理・パターン解析処理を行い、次にステップS1302において、混合処理を行い、ステップS1303において、入力画像1枚分の処理が終了したかを判定する。ステップS1303にて入力画像1枚分の処理が未終了の場合ステップS1301に戻り処理を続け、入力画像1枚分の処理が終了の場合は処理を終了する。 The second embodiment shows an example in which input pixels are input in raster order. First, in step S1301, dither processing, error diffusion processing, and pattern analysis processing are performed. Next, in step S1302, mixing processing is performed. In step S1303, it is determined whether processing for one input image has been completed. If the process for one input image has not been completed in step S1303, the process returns to step S1301, and the process is continued. If the process for one input image is completed, the process is terminated.
なお、本実施形態では入力画素をパイプライン的に処理する例を示したが、本発明おける処理単位はこの例に限定されず、例えば、各処理をページ単位、あるいはバンド単位に処理するようにしてもよい。 In this embodiment, an example in which input pixels are processed in a pipeline manner is shown. However, the processing unit in the present invention is not limited to this example, and for example, each processing is processed in a page unit or a band unit. May be.
[第3の実施形態]
図14は本発明の第3の実施形態における画像処理装置のブロック構成図である。同図に示す構成は専用ハードウェアによって実現することも可能であり、また、ソフトウェアによって実現することも可能である。
[Third Embodiment]
FIG. 14 is a block diagram of an image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. The configuration shown in the figure can be realized by dedicated hardware, or can be realized by software.
図14において、1401は周波数解析部、1402はパターン解析部、1405は混合処理部であり、これ以外は上記第1,第2の実施形態と同様であり、その説明は省略する。本第3の実施形態における周波数解析部1401は第1の実施形態で説明した処理を行なう。そして、パターン解析部1402は第2の実施形態で説明した処理を行うものとする。そして、周波数解析部1401が第1の混合比率決定部として機能し、パターン解析部1402が第2の混合比率決定部として機能する。
In FIG. 14,
[混合処理]
本第3の実施形態の混合処理部1405は周波数解析部1401より出力される混合率情報1403及び、パターン解析部1402より出力される混合率情報1404に応じてディザ処理部102の出力106と、誤差拡散処理部103の出力107を混合処理する。本実施形態ではよりディザの干渉を低減させるために、混合率情報1403、1404の内、ディザの出力比率が少なくなる方を最終的な混合率として決定し、混合処理を行う。すなわち、混合処理部1405は、ディザ処理に対する周波数解析部1401より出力される混合率情報と、パターン解析部1402より出力される混合率情報とを比較し、小さい方を選択し、その選択したディザ処理用の混合比率として決定する。これによって、解析部の精度を向上させ、よりモアレを低減することが可能となる。
[Mixing process]
The mixing
[処理の流れ]
ここで、本第3の実施形態における画像処理の流れについて、図15のフローチャートを用いて説明する。
[Process flow]
Here, the flow of image processing in the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
本第3の実施形態では入力画素がラスタ順に入力される例を示す。まずステップS1501において、ディザ処理、誤差拡散処理、周波数解析処理、及び、パターン解析処理を行う。次にステップS1502において、混合処理を行い、ステップS1503において、入力画像1枚分の処理が終了したかを判定する。ステップS1503にて入力画像1枚分の処理が未終了の場合ステップS1501に戻り処理を続け、入力画像1枚分の処理が終了の場合は処理を終了する。 The third embodiment shows an example in which input pixels are input in raster order. First, in step S1501, dither processing, error diffusion processing, frequency analysis processing, and pattern analysis processing are performed. In step S1502, a mixing process is performed. In step S1503, it is determined whether the process for one input image has been completed. If the process for one input image is not completed in step S1503, the process returns to step S1501, and the process is continued. If the process for one input image is completed, the process ends.
なお、本第3の実施形態では入力画素をパイプライン的に処理する例を示したが、本発明おける処理単位はこの例に限定されず、例えば、各処理をページ単位、あるいはバンド単位に処理するようにしてもよい。 In the third embodiment, an example in which input pixels are processed in a pipeline manner has been described. However, the processing unit in the present invention is not limited to this example. For example, each processing is performed in page units or band units. You may make it do.
また、本第3の実施形態では混合率をディザの出力比率が少なくなる方に基づいて決定しているが、それに限らない。例えば、値が小さい方のディザの混合率が第一の閾値(A)以上の場合はディザの混合率が大きい方を選択し、値が小さい方のディザの混合率が第一の閾値(A)以上、値が大きい方のディザの混合率が第二の閾値(B)以下の場合は2つの平均値を選択し、値が大きい方のディザの混合率が第二の閾値(B)以上の場合はディザの混合率が大きい方を選択するようにしてもよい。この場合、干渉が少ないと思われる部分においてはディザの割合がより大きくなるように、どちらか一方が干渉が大きいと判断した時にはディザの割合がより少なくなるように制御されるため、画像全体のディザの割合を増加させることが可能となる。 In the third embodiment, the mixing ratio is determined based on the dither output ratio decreasing, but the present invention is not limited to this. For example, when the mixing ratio of the dither having the smaller value is equal to or greater than the first threshold (A), the larger dither mixing ratio is selected, and the mixing ratio of the dither having the smaller value is the first threshold (A ) Above, if the mixing ratio of the dither with the larger value is less than or equal to the second threshold (B), two average values are selected, and the mixing ratio of the dither with the larger value is equal to or more than the second threshold (B) In this case, the one having a larger dither mixing ratio may be selected. In this case, since the dither ratio is increased in a portion where interference is considered to be small, the dither ratio is controlled to be smaller when either of them is determined to have large interference. It is possible to increase the dither rate.
[他の実施形態]
以上本発明に係る実施形態を説明したが、上記実施形態における機能を、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置で実行するコンピュータプログラムでもって実現させても構わない。この場合、図1をはじめとする装置のブロック構成図の各処理部は、コンピュータプログラムにおける関数もしくはサブルーチンで実現することになる。
[Other Embodiments]
Although the embodiment according to the present invention has been described above, the functions in the above embodiment may be realized by a computer program executed by an information processing apparatus such as a personal computer. In this case, each processing unit in the block configuration diagram of the apparatus including FIG. 1 is realized by a function or a subroutine in a computer program.
また、通常、コンピュータプログラムは、CD−ROM等のコンピュータ可読記憶媒体に格納されており、それをコンピュータが有する読取り装置(CD−ROMドライブ等)にセットし、システムにコピーもしくはインストールすることで実行可能になる。従って、かかるコンピュータ可読記憶媒体も本発明の範疇に入ることも明らかである。 In addition, the computer program is usually stored in a computer-readable storage medium such as a CD-ROM, and is set in a reading device (CD-ROM drive or the like) that the computer has and copied or installed in the system. It becomes possible. Therefore, it is obvious that such a computer readable storage medium falls within the scope of the present invention.
Claims (14)
前記多値画像データを画素単位に入力する入力手段と、
入力した画素データを着目画素データとし、当該着目画素データをディザ処理するディザ処理手段と、
前記着目画素データを前記ディザ処理手段が用いたディザ処理とは異なるハーフトーン処理するハーフトーン処理手段と、
前記着目画素データを含み、前記着目画素から予め設定された距離内に位置する画素群で規定される空間における、画素値で表されるパターンの周期と、前記ディザ処理手段によりディザ処理で用いるディザマトリクスのサイズで規定されるディザの周期とに基づき、前記ディザ処理手段で得られた出力値と前記ハーフトーン処理手段で得られた出力値との混合比率を決定する混合比率決定手段と、
該混合比率決定手段で決定した混合比率に従って、前記着目画素データに対する、前記ディザ処理手段で得られた出力値と、前記ハーフトーン処理手段で得られた出力値とを混合して得られる前記出力装置用の画像データを、出力する混合処理手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 An image processing device for converting multi-value image data into image data for an output device,
Input means for inputting the multi-value image data in units of pixels;
Dither processing means for setting the input pixel data as target pixel data and dithering the target pixel data;
Halftone processing means for performing halftone processing different from the dither processing used by the dither processing means for the pixel-of-interest data;
A cycle of a pattern represented by a pixel value in a space defined by a pixel group located within a predetermined distance from the target pixel , including the target pixel data, and a dither used in dither processing by the dither processing means A mixing ratio determining means for determining a mixing ratio between an output value obtained by the dither processing means and an output value obtained by the halftone processing means, based on a dither cycle defined by a matrix size ;
The output obtained by mixing the output value obtained by the dither processing unit and the output value obtained by the halftone processing unit for the pixel-of-interest data according to the mixing ratio determined by the mixing ratio determination unit. An image processing apparatus comprising: mixing processing means for outputting image data for the apparatus.
前記着目画素から予め設定された距離内に位置する画素群の画素値から、周波数空間におけるパワースペクトルを前記着目画素に対応する前記パターンの周期として算出する手段と、
算出したパワースペクトルの周波数で示される前記パターンの周期が、前記ディザの周期に近いほど、前記ハーフトーン処理手段で得られた出力値よりも前記ディザ処理手段で得られた出力値の方が混合される割合が小さくなるような混合比率を決定する手段と
を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の画像処理装置。 The mixing ratio determining means includes
Means for calculating a power spectrum in a frequency space as a period of the pattern corresponding to the target pixel from a pixel value of a pixel group located within a preset distance from the target pixel;
The closer the period of the pattern indicated by the frequency of the calculated power spectrum is to the dither period , the more the output value obtained by the dither processing means is mixed than the output value obtained by the halftone processing means. The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a mixing ratio that determines a ratio to be reduced.
パターンマッチングするための複数のパターンと、各パターンに対応する前記ハーフトーン処理手段で得られた出力値と前記ディザ処理手段で得られた出力値との混合比率とを記憶する記憶手段と、
前記着目画素を含む予め設定された距離内に位置する画素群と該記憶手段に記憶された各パターンとのパターンマッチングを行ない、マッチングする度合が最大のパターンに対して設定された混合比率を決定するパターンマッチング手段と
を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の画像処理装置。 The mixing ratio determining means includes
Storage means for storing a plurality of patterns for pattern matching, and a mixing ratio of output values obtained by the halftone processing means corresponding to each pattern and output values obtained by the dither processing means;
Pattern matching is performed between a pixel group located within a preset distance including the pixel of interest and each pattern stored in the storage unit, and a mixture ratio set for a pattern having the maximum degree of matching is determined. 5. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: a pattern matching unit that performs:
前記第1の混合比率決定手段は、
前記着目画素から予め設定された距離内に位置する画素群の画素値から、周波数空間におけるパワースペクトルを前記パターンの周期として算出する手段と、
算出したパワースペクトルの周波数で示される前記パターンの周期が、前記ディザの周期に近いほど、前記ハーフトーン処理手段で得られた出力値よりも前記ディザ処理手段で得られた出力値の方が混合される割合が小さくなる混合比率を決定する手段とを含み、
前記第2の混合比率決定手段は、
パターンマッチングするための複数のパターンと、各パターンに対する前記混合比率とを記憶する記憶手段と、
前記着目画素を含む予め設定された距離内に位置する画素群と該記憶手段に記憶された各パターンとのパターンマッチングを行ない、マッチングする度合が最大のパターンに対して設定された混合比率を決定するパターンマッチング手段とを含む
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の画像処理装置。 The mixing ratio determining means is a first mixing ratio determining means for determining a first mixing ratio between an output value obtained by the halftone processing means and an output value obtained by the dither processing means, the halftone Second mixing ratio determining means for determining a second mixing ratio between the output value obtained by the processing means and the output value obtained by the dither processing means, and the first and second mixing ratio determining means Compare the mixing ratios determined in step 1, and the mixing ratio is smaller in the output value obtained in the dither processing means than in the output value obtained in the halftone processing means. Means for determining as the final mixing ratio,
The first mixing ratio determining means includes
Means for calculating a power spectrum in a frequency space as a period of the pattern from a pixel value of a pixel group located within a predetermined distance from the target pixel;
The closer the period of the pattern indicated by the frequency of the calculated power spectrum is to the dither period, the more the output value obtained by the dither processing means is mixed than the output value obtained by the halftone processing means. Means for determining a mixing ratio at which the ratio to be reduced is reduced,
The second mixing ratio determining means includes
Storage means for storing a plurality of patterns for pattern matching and the mixing ratio for each pattern;
Pattern matching is performed between a pixel group located within a preset distance including the pixel of interest and each pattern stored in the storage unit, and a mixture ratio set for a pattern having the maximum degree of matching is determined. 5. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising: a pattern matching unit that performs:
前記多値画像データを画素単位に入力する入力手段と、
入力した画素データを着目画素データとし、当該着目画素データをディザ処理して得られる第一の画素値と、前記着目画素データを前記ディザ処理とは異なるハーフトーン処理して得られる第二の画素値とを混合し、出力する混合処理手段とを有し、
前記混合処理手段は、前記着目画素データを含み、前記着目画素から予め設定された距離内に位置する画素群の空間における周波数に基づいて決定される前記第一の画素値と前記第二の画素値との混合比率に従って、前記出力装置用の出力値を決定することを特徴とする画像処理装置。 An image processing device for converting multi-value image data into image data for an output device,
Input means for inputting the multi-value image data in units of pixels;
The input pixel data is the target pixel data, the first pixel value obtained by dithering the target pixel data, and the second pixel obtained by subjecting the target pixel data to halftone processing different from the dither processing Mixing processing means for mixing and outputting values,
The mixing processing means includes the first pixel value and the second pixel that are determined based on a frequency in a space of a pixel group that includes the target pixel data and is located within a predetermined distance from the target pixel. An image processing apparatus, wherein an output value for the output device is determined according to a mixing ratio with the value.
入力手段が、前記多値画像データを画素単位に入力する入力工程と、
ディザ処理手段が、入力した画素データを着目画素データとし、当該着目画素データをディザ処理するディザ処理工程と、
ハーフトーン処理手段が、前記着目画素データを前記ディザ処理工程で用いたディザ処理とは異なるハーフトーン処理するハーフトーン処理工程と、
混合比率決定手段が、前記着目画素データを含み、前記着目画素から予め設定された距離内に位置する画素群で規定される空間における、画素値で表されるパターンの周期と、前記ディザ処理工程によりディザ処理で用いるディザマトリクスのサイズで規定されるディザの周期とに基づき、前記ディザ処理工程で得られた出力値と前記ハーフトーン処理工程で得られた出力値との混合比率を決定する混合比率決定工程と、
混合処理手段が、該混合比率決定工程で決定した混合比率に従って、前記着目画素データに対する、前記ディザ処理工程で得られた出力値と、前記ハーフトーン処理工程で得られた出力値とを混合して得られる前記出力装置用の画像データを、出力する混合処理工程と
を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。 An image processing apparatus control method for converting multi-value image data into image data for an output apparatus,
An input step in which the input means inputs the multi-value image data in units of pixels;
A dither processing step in which the dither processing means sets the input pixel data as target pixel data, and dithers the target pixel data;
A halftone processing step, wherein the halftone processing means performs a halftone processing different from the dither processing used in the dither processing step for the pixel-of-interest data;
A mixing ratio determining unit includes a cycle of a pattern represented by a pixel value in a space that includes the pixel-of-interest data and is defined by a pixel group located within a preset distance from the pixel of interest, and the dither processing step Based on the dither cycle defined by the dither matrix size used in the dither processing, the mixing determines the mixing ratio between the output value obtained in the dither processing step and the output value obtained in the halftone processing step. A ratio determination step;
The mixing processing means mixes the output value obtained in the dither processing step and the output value obtained in the halftone processing step for the pixel-of-interest data according to the mixing ratio determined in the mixing ratio determination step. And a mixing process step of outputting the image data for the output device obtained in this way.
入力手段が、前記多値画像データを画素単位に入力する入力工程と、
混合処理手段が、入力した画素データを着目画素データとし、当該着目画素データをディザ処理して得られる第一の画素値と、前記着目画素データを前記ディザ処理とは異なるハーフトーン処理して得られる第二の画素値とを混合し、出力する混合処理手段とを有し、
前記混合処理手段は、前記着目画素データを含み、前記着目画素から予め設定された距離内に位置する画素群の空間における周波数に基づいて決定される前記第一の画素値と前記第二の画素値との混合比率に従って、前記出力装置用の出力値を決定することを特徴とする画像処理装置の制御方法。 An image processing apparatus control method for converting multi-value image data into image data for an output apparatus,
An input step in which the input means inputs the multi-value image data in units of pixels;
The mixing processing means uses the input pixel data as the target pixel data, and obtains the first pixel value obtained by dithering the target pixel data and the target pixel data by halftone processing different from the dither processing. Mixing processing means for mixing and outputting the second pixel value to be output,
The mixing processing means includes the first pixel value and the second pixel that are determined based on a frequency in a space of a pixel group that includes the target pixel data and is located within a predetermined distance from the target pixel. An output value for the output device is determined according to a mixing ratio with the value.
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