JP6976758B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
まず、図1を参照して、AMスクリーンと画像の空間周波数、及びモアレの関係を説明する。図1に示すグラフの横軸は空間周波数を表し、縦軸は画像における当該周波数の成分の強度(パワー)を表している。なお、図1では、入力画像のサンプリング周波数(すなわち画像解像度)を「SpF」(Sampling Frequency)、AMスクリーンの周波数(すなわちスクリーン線数)を「ScF」(Screen Frequency)と略記している。
図3に、本実施形態のハーフトーン処理を行う画像処理装置の構成例を示す。
以下に、本実施形態に係る画像処理装置の詳細な構成を説明する。
(フィルターサイズ)
ここでは、LPF処理のフィルターサイズを具体的に説明する。図2を参照して説明したように、モアレの原因となる高周波数成分を除去するため、カットオフ周波数がScF/2付近となるサイズのフィルターが用いられる。図2に示すように、本実施形態においてScF/2は3.0cycles/mmであり、このようなフィルターは、1/(3.0cycles/mm×0.042mm/pixel)=7.9pixels/cycle以上となるような周波数成分を除去する。つまり、8×8サイズ程度の平均値フィルターであれば、カットオフ周波数がScF/2付近となる。本実施形態では、注目画素から上下左右で等距離を参照するように、一辺のサイズが奇数となる9×9サイズの平均値フィルターが用いられる。
本実施形態では、入力画像から、LPF処理部31で生成した低周波成分画像を減算することで、所定のカットオフ周波数よりも高い高周波成分を抽出した高周波成分画像を生成する。
図6に、第一の実施形態のスクリーン処理部34が使用するディザマトリクスのマトリクステーブルの一例を示す。図6に示すマトリクステーブルの各枠は画素に対応し、枠内の数値は閾値を表す。
(クリップ誤差発生)
図8は、低周波成分のスクリーン処理画像と高周波成分画像とを加算した加算画像と、加算画像に対してクリップ処理を行った画像を示す。以下では、図8を参照して、低周波成分にAMスクリーン処理を施した画像と高周波成分画像との加算、及びクリップ処理による濃度変動を説明する。
図9は、本実施形態における階調制限部36よって行われる階調制限処理を示したフローチャートである。階調制限部36は、画像データを構成する画素を読み出しながら階調制限処理を行う。
f(i,j+1)=f(i,j+1)+Err×α(1)
f(i+1,j−1)=f(i+1,j−1)+Err×α(2)
f(i+1,j)=f(i+1,j)+Err×α(3)
f(i+1,j+1)=f(i+1,j+1)+Err×α(4)
ここで、階調レンジを超えないで加算される加算量の期待値は、階調レンジを超えないで加算される確率と、階調レンジを超えないように補正した高周波成分画像データH’(i,j)との積で表すことができる。階調レンジを越えないで加算される確率は、オーバーフローしない確率と言いかえられ、1−Rによって表される。
(1−R)×H’(i,j)=H(i,j) (2)
H’(i,j)=H(i,j)/(1−R)
=H(i,j)/(1−L(i,j)/255)
=H(i,j)×255/(255−L(i,j)) (3)
R=1−L(i,j)/255 (4)
H’(i,j)=H(i,j)/(1−R)
=H(i,j)/(L(i,j)/255)
=H(i,j)×255/L(i,j) (5)
32 減算処理部
33 HPF処理部
34 スクリーン処理部
35 加算処理部
36 階調制限部
37 量子化処理部
Claims (10)
- 入力画像から低周波成分を抽出して低周波画像を生成する第1生成手段と、
前記入力画像から高周波成分を抽出して高周波画像を生成する第2生成手段と、
前記低周波画像に対してAMスクリーン処理してAMスクリーン画像を生成するスクリーン処理手段と、
前記AMスクリーン画像に前記高周波画像を加算して、加算画像を生成する加算処理手段と、
前記加算画像を補正する補正手段であって、前記加算画像において、所定の階調レンジ外の画素値を前記所定の階調レンジ内の画素値に置換し、前記所定の階調レンジ内の画素値による置換が行われた画素において生じる置換前の画素値と置換後の画素値との差分を、前記所定の階調レンジ内の画素値による置換が行われた画素以外の画素に分配する、補正手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。 - 前記第1生成手段は、前記入力画像から所定のカットオフ周波数より低い低周波成分を抽出し、
前記第2生成手段は、前記入力画像から前記所定のカットオフ周波数より高い高周波成分を抽出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記所定のカットオフ周波数は、前記スクリーン処理手段におけるAMスクリーン周波数の2分の1以下であることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記補正手段は、前記差分を前記加算画像における注目画素の周辺の画素に拡散することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記補正手段は、前記差分を前記周辺の画素に重みをつけて拡散することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記補正手段は、複数の画素を含む所定のブロック領域毎に、前記複数の画素のそれぞれの画素値と前記所定の階調レンジとの比較による差分の合計値を算出し、前記高周波画像の画素値に基づいて、前記合計値を前記所定のブロック領域に含まれる前記複数の画素に分配することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記補正手段は、
前記合計値が0より大きい場合、前記ブロック領域において画素値が前記所定の階調レンジの最大値よりも小さく、かつ、前記高周波画像の対応する画素の画素値が0より大きい画素に分配し、
前記合計値が0より小さい場合、前記ブロック領域において画素値が前記所定の階調レンジの最小値よりも大きく、かつ、前記高周波画像の対応する画素の画素値が0より小さい画素に分配することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。 - 前記補正手段は、加算処理後の画素値が前記所定の階調レンジ内にある状態で加算される加算量の期待値が、目標とする前記高周波画像の画素値と一致するように、前記低周波画像の画素値に基づいて、前記高周波画像の画素値を補正することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 画像処理装置によって実行される画像処理方法であって、
入力画像から低周波成分を抽出して低周波画像を生成する工程と、
前記入力画像から高周波成分を抽出して高周波画像を生成する工程と、
前記低周波画像に対してAMスクリーン処理してAMスクリーン画像を生成する工程と、
前記AMスクリーン画像に前記高周波画像を加算して、加算画像を生成する工程と、
前記加算画像を補正する工程であって、前記加算画像において、所定の階調レンジ外の画素値を前記所定の階調レンジ内の画素値に置換し、前記所定の階調レンジ内の画素値による置換が行われた画素において生じる置換前の画素値と置換後の画素値との差分を、前記所定の階調レンジ内の画素値による置換が行われた画素以外の画素に分配する、工程と
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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