JPH01115271A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像をデジタル的に処理するデジタル複写機
およびデジタルファクシミリ等の画像処理装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

一般にＣＣＤセンサ等により画像をサンプリングし、デ
ジタル化したデータをレーザビームプリンタ等のデジタ
ルプリンタから出力し、画像を再現するデジタル複写装
置は、デジタル機器の発展により従来のアナログ複写装
置に代わり広く普及しつつある。

このデジタル複写装置は、中間調画像を再現するための
デイザ法や濃度パターン法により階調再現を行う方式が
一般にとられている。しかしかかる方法に於いては以下
の問題があった。

（１）　　原稿が印刷等の網点画像の場合、複写された
画像に原稿には無い周期的な縞模様が生じる。

（２）　　原稿に線画・文字等が入っている場合には、
デイザ処理によりエツジが切れ切れになり画質が低下す
る。

上記縞模様の発生する現象はモアレ現象と呼ばれ、その
発生原因は、 Ａ）網点原稿と入力サンプリングによるビートＢ）網点
原稿とデイザしきい値マトリクスとのビート が挙げられる。

特に（Ｂ）の現象は、一般にデイザのしきい値がドツト
集中型で配列される時、出力画像も疑似網点構造をして
おり、これが入力原稿との間にビートを生じ、モアレ現
象を生じさせるものである。

これに対し、他の２値化手法として誤差拡散法がある。

この方法は原稿の画像濃度と出力画像濃度の画素ごとの
濃度差を演算し、この演算結果である誤差分を周辺画素
に、特定の重みづけを施した後に分散させていく方法で
ある。これについては、文献Ｒ，Ｗ、ＦＩｏｙｄ　　ａ
ｎｄ　　Ｌ、Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ、　ＳＩＤ。

１７、ＰＰ７５〜７７　（１９７６）で発表がなされて
いる。

この方法は、原稿の濃度を保存できるとともに周期性が
無いのでデイザ処理に比べ網点画像に対しモアレが発生
しない。また画像の解像度もデイザに比べ優れていると
う特徴がある。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら上
記従来例における誤差拡散法の場合、写真等の濃淡変化
の少ない画像では、出力画像に独特の縞パターンが生じ
たり、画像のハイライト部、シャドウ部では、粒状性ノ
イズが目立つなどの欠点があった。

この対策として、多値プリンタを用いて、中間濃度によ
りノイズおよび縞パターンを目立たなくさせる方法が考
えられている。この場合誤差拡散の出力レベルを３値以
上の多値レベルにする方法が考えられるが、単純に多値
レベルにした場合疑似輪郭が生じやすいという欠点があ
った。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、上
述従来例の欠点を除去することを目的とし、画像データ
より画像のエツジを検出するエツジ検出手段と、デイザ
信号を発生するデイザ信号発生手段と、誤差拡散法で量
子化する量子化手段を設け、エツジ検出手段にて非エツ
ジ部と検出すると、画像データにデイザ信号を付加した
信号を量子化し、エツジ部と検出すると画像データを量
子化するようにしたものである。

〔実施例〕

以下図面を参照し本発明の一実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

ＣＯＤ等の光電変換素子およびこれを走査する駆動系か
ら構成される入力センサ部１０で読み取られた画像デー
タは、Ａ／Ｄ変換器１１に送られる。

Ａ／Ｄ変換器１１では各画素のデータを８ｂｔｔのデジ
タルデータに変換する。これにより２５６レベルの階調
数をもつデータに量子化することができる。

次に８ｂｉｔに量子化されたデジタルデータは補正回路
１２に送られ、ここではセンサーの感度ムラや照明光源
による照度ムラを補正するためのシェーディング補正等
をデジタル演算処理で行う。

次にこの補正信号１００は、エツジ検出回路１３、加算
器１５に送られる。エツジ検出回路１３では、画像のも
つエツジ成分を検出し、エツジの有無に対応した信号１
０２を付加データ設定器１４に出力する。

付加データ設定器１４では、画像の性質に適した付加デ
ータ１０８を加算器１５に供給する。加算器１５では補
正信号１００と付加データ１０８を加算し、この加算さ
れた信号１０３を誤差拡散回路１６に出力する。誤差拡
散回路１６では、多値プリンタ１６の出力レベルに応じ
た量子化数で信号１０３を再量子化し、この再量子化さ
れた信号１０１を多値プリンタ１７へ出力する。

多値プリンタ１７とは、２値プリンタがドツトの０Ｎ１
０ＦＦ　（黒と白）の２つの状態しか表現できないのに
対し、中間レベルであるグレー（灰色）を、例えばイン
ク量を制御することにより表現するものである。グレー
が１段階のものを３値プリンタ、グレーが２段階とれる
ものを４値プリンタという。

多値プリンタ１７では１画素毎にインク量をコントロー
ルし、これを所定の用紙に出力することにより画像形成
を行う。

第２図は、第１図のエツジ検出回路１３の詳細を示した
ブロック図である。補正回路１２で補正後の画像データ
１００はセレクタ２０により選択され、ラインバッファ
メモリ２１ａ〜２１ｄに送られる。セレクタ２０はこの
ラインバッファ２１ａ〜２１ｄのうち１つを選択しデー
タの書き込みを行う。セレクタ２２は残りの３のライン
バッファの１つを選択しデータの読み出しを行う。画像
データは、第１のラインバッファ２１ａに書き込みが終
わると、次のデータを第２のラインバッファ２１ｂに書
き込む。これを順次第３．第４のラインバッファ２１ｃ
、　２１ｄにデータを書き込む。第４のラインバッファ
２１ｄへの書き込みが終了すると第１のラインバッファ
２１ａに戻ってデータの書き込みを行う。

これによりラインバッファには現在書き込み中の画像デ
ータラインより以前の３つの連続するラインデータが記
録されており、これをセレクタ２２により選択し読み出
すことになる。次に、このラインデータは、ｍ　ａ　ｘ
最大値（以下ｍ　ａ　ｘという）検出回路２３、ｍ　ｉ
　ｎ最小値（以下ｍ　ｉ　ｎという）検出回路２４に送
られる。次に、ｍａｘ２０５、ｍ　ｉ　ｎ　２０６は減
算器２５でｍａｘ２０５−ｍｉｎ２０６の値が演算され
る。この値は、比較器２６で特定の閾値Ｔ１と比較され
、Ｔｌより大きいい時はエツジ部と判断しｌを、小さい
時は非エツジ部と判断しＯの出力信号１０２を得る。こ
の信号１０２は後述する第６図のセレクタ６２に入力さ
れる。

第３図は、第２図のｍａｘ検出器２３、ｍ　ｉ　ｎ検出
器２４の詳細を示したブロック図である。セレクタ２２
で選ばれたラインの画像データ２０２．２０３．２０４
は、ラッチ３０ａ〜３０ｃ、３１ａ〜３１ｃ、３２ａ〜
３２Ｃで１画素ずつ遅延される。比較選択器３３ａでは
、ラッチ３１ａ、３２ａの出力を比較するが、これはあ
る画素とその１つ先の画素のデータを比較することにな
る。同様に比較器３４ａでは３３ａの出力結果と２つ先
の画素のデータを比較することになる。したがって３４
ａの出力は、１ラインの連続する３画素のｍａｘまたは
ｍｉｎになる。次に比較選択器３５は、ｌライン目と２
ライン目のｍ　ａ　ｘ　、またはｍ　ｉ　ｎの検出をし
、比較選択器３６は、この結果と３ライン目のｍａｘま
たはｍｉｎの検出を行う。以上の結果、比較選択器３６
の出力は、３×３画素ブロック内のｍ　ａ　ｘ又はｍｉ
ｎとなる。ここでｍ　ａ　ｘ　、　　ｍ　ｉ　ｎは以下
説明する比較選択器の構成により求められる。

第４図にｍ　ａ　ｘを検出する際の比較選択器の構成を
示す。入力ＡとＢは、比較器４０およびラッチ４１゜４
２に、それぞれ出力される。比較器４０ではＡ＞Ｂの時
は、比較器４０の出力はｌとなり、この信号は、反転器
４３を通して、ラッチ４１のイネーブル端子に入る。ラ
ッチ４１．４２は負論理とすると、出力４５はＡの値と
なる。

逆にＡ≦Ｂの時は出力４５はＢの値となる。これにより
Ａ、　　Ｈの大きい方の値が４５に出力されることにな
る。

一方ｍ　ｉ　ｎ検出器は、反転器４３ラツチ４２側に入
れることにより容易に実現出来る。

第５−１図は、第１図、第２図のエツジ検出出力１０２
を得るための別の実施例を示す図である。セレクタ２２
からの３ライン分のデータにおいて、中心画素を５０ｃ
また周辺画素５０ａ、　　５０ｂ、　　５０ｄ。

５０ｅとする。中心画素は乗算器５１で定数倍され、こ
の結果は減算器５３に入力される。一方周辺画素は、加
算器５２で総和が演算され、次に減算器５３に入る。こ
の結果、減算器５３の出力は、出力５３＝定数ｘ　（５
０ｃ）　−（（５０ａ）　＋　（５０ｂ）＋　（５０ｄ
）　＋　（５０ｅ）） となる。これは第５−２図（ａ）に示したラプラシアン
演算に相当する。（但し定数＝４）次に減算器５３の出
力は、比較器５４で閾値Ｔ４と比較され、ここでは、閾
値Ｔ４より大きいときはエツジ部とし１、逆に小さいと
きは非エツジ部としＯを得るようにすることにより出力
１０２を得る。

同様に、第５−２図（ｂ）、　　（Ｃ）に示したような
係数のラプラシアン係数を用いても同様の結果が得られ
る。

第６図は第１図の付加データ設定器１４の詳細を示した
ブロック図である。デイザマトリクス回路６０からの出
力１０６は、乗算器６１である定数でに倍され信号１０
７を得る。また信号１０５は固定値で例えば０である。

そして固定値１０５と信号１０７は、エツジ検出信号１
０２によりセレクタ６２において切り換えられ、信号１
０８を得る。つまり、セレクタ６２はエツジの時は信号
１０５　（＝０）を、非エツジの時は信号１０７を選択
する。これにより画像データ１００に付加されるデータ
値１０８が決定される。

デイザマトリクス６０においては、例えば第８図（ａ）
のような−８〜＋８までの値をもつ係数値を画素ブロッ
クに同期して順次繰り返して出力する。同図では、４×
４マトリクスを示したが、入力される画像データの１ラ
イン目では−８，４，−１，−５の順に、２ライン目で
は、−４，８，７，３の順に係数値１０６を出力する。

また同図（ｂ）のように１次元方向のみ信号値を変化さ
せても同様の効果が得られる。

第７図は第１図の誤差拡散回路１６の詳細を示したブロ
ック図である。

画像データ１００は加算器７０で後述する補正データ１
１４と加算され、補正信号１０９となる。この信号は、
再量子化器７２で多値レベルに量子化される。

ここでは、３値（０，１２８，２５５）に再量子するこ
とを例とすると ここでＴ、、Ｔ２はしきい値設定器７１の設定に基づき
設定信号１１２により再量子化器７２に設定される。

出力信号１１０は、出力バッファ７３で多値プリンタ１
７のタイミングとの調整がなされ、多値プリンタ１７に
送られる信号１０１に変換される。

一方、信号１１０と信号１０９は減算器７４で減算され
、これが誤差データ１１１として、エラーバッファメモ
リ７５のｍに対応する場所に記憶される。

エラーバッファメモリには、再量子化で生じた誤差デー
タが、現ラインおよび２ライン前まで計３ライン分蓄え
られている。

補正データ１１４は、現在処理を行う注目画素位置をエ
ラーバッファメモリ７５のｍの位置とすると、その周辺
画素の誤差データＢ−ｉｆの１２画素のデータ１１３を
、所定の重み付は演算およびその和を重み付は演算回路
２６で演算処理された信号である。

これを式で書くと、画像データＸｌｉ、補正データＸ′
１１、再量子化データ７１３９重み係数αｋｌ、誤差ε
１１とすると である。重み付は係数の一例を第９図に示す。

第１０図は本発明の別の実施例を示した図である。

補正回路１２からの出力１００は付加データ設定器１４
からの出力１０８をα倍（０≦α≦１）シた値と混合器
９０で混合される。

このαは、エツジ検出器からの出力１２０（第２図）、
または出力１２１（第５−１図）を混合比決定回路９１
に入力し、その出力を第１１図に相当する関数により出
力１２３として混合器９０に出力される。

第１１図のカーブは実験的に決定され、出力１２０゜１
２１が小さい時は非エツジ部としα＝１とし、付加信号
が原信号にすべて加算されることになる。

逆に出力１２０，１２１が大きい時つまりエツジ量が大
きい場合は、α＝０となり付加信号がなくなり、原信号
のみ混合器９０から出力されることになる。

このように、エツジ成分の大小に応じて原信号に付加す
る信号の割合を変化させることにより、網点画像ではエ
ツジ成分が大きいので付加信号の割合が小さくなり、画
素の連続する画像ではエツジ成分が小さいので付加信号
の割合が大きくなる。

これにより、網点画像では誤差拡散法によりモアレの発
生を防止することができ、画素の連続する画像では多値
プリンタの欠点である疑似輪郭の発生を防止することが
できる。

この様に、前述実施例によればエツジ検出手段により画
像のエツジを検出し、エツジ部では誤差拡散法による再
量子化出力を選択し、一方非エッジ部では、原データに
デイザ信号を付加したデータを誤差拡散法で再量子化し
た出力を選択するように切り換え手段を設けることによ
り、誤差拡散法によるエツジの強調及び高解像度を維持
できるとともに、多値プリンタで出力する際問題となっ
ていた画像の疑似輪郭の発生を防止し、高画質な画像を
得ることができる。

〔効　果〕

以上説明したように、本発明ではエツジ検出手段により
画像エツジを検出し、エツジ部では誤差拡散法により量
子化し、非エツジ部では画像データにデイザ信号を付加
したデータを誤差拡散法で量子化することにより、画像
の疑似輪郭の発生を防止し、高画質な画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
最大値、最小値を用いたエツジ検出回路を示した図、 第３図は最大値、最小値検出回路を示した図、第４図は
比較／選択回路を示した図、 第５−１図はラプラシアン法を用いたエツジ検出回路を
示した図、 第５−２図はラプラシアンフィルタの一例を示した図、 第６図は付加データ設定器の詳細を示したブロック図、 第７図は誤差拡散回路の詳細を示したブロック図、第８
図はデイザマトリクス回路内の係数値を示した図、 第９図は誤差拡散回路の拡散マトリクスおよび重み係数
値を示した図、 第１０図は本発明の第２実施例を示したブロック図、 第１１図は係数αを決定するための説明図、ＩＯは入力
センサ部、１１はＡ／Ｄ変換器、１２は補正回路、１３
はエツジ検出回路、１４は付加データ設定器、１５は加
算器、１６は誤差拡散回路、１７は多値プリンタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画像データより画像のエッジを検出するエッジ検出手段
   と、デイザ信号を発生するデイザ信号発生手段と、誤差
   拡散法で量子化する量子化手段を有し、上記エッジ検出
   手段にて非エッジ部と検出すると画像データに上記デイ
   ザ信号発生手段からのデイザ信号を付加した信号を上記
   量子化手段にて量子化し、上記エッジ検出手段にてエッ
   ジ部と検出すると画像データを上記量子化手段にて量子
   化することを特徴とする画像処理装置。