JPH01115272A - 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】 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。

（１）の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　ａｎｄ
　　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。

〔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
述従来技術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、画像
データを多値デイザで量子化する第１の量子化手段と、
画像データを誤差拡散法により量子化する第２の量子化
手段とを設け、エツジ検出手段にてエツジ部と検出する
と上記第１の量子化手段で量子化を行い、エツジ検出手
段にて非エツジ部と検出すると上記第２の量子化手段で
量子化を行うものである。

これにより、エツジ部ではエツジを強調できるとともに
非エツジ部では疑似輪郭の発生を防止し良好な中間調画
像を再現することができる。

〔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。

ＣＣＤ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１ｏ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８ｂｉｔ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、多値
デイザ回路１４、多値誤差拡散回路１５に入力される。

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１０２を出力する。ま
た多値デイザ回路１４では後述するデイザ法で再量子化
した信号１０３を出力する。また誤差拡散回路１５では
、後述する誤差拡散法で再量子化した信号１０４を出力
する。信号１０３と信号１０４はエツジ信号１０２によ
りスイッチ１６で切り換える。スイッチ１６はエツジ無
の時は信号１０３を、エツジ有の時は信号１０４を選択
する。次に選択された信号１０５は多値プリンタ１７に
入力される。多値プリンタとは、２値プリンタがドツト
の０Ｎ１０ＦＦ（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つを選択しデー夕の読み出しを行う。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ｍｉｎという）検出回路２４に送られ
る。次に、ｍ　ａ　ｘ　２０５、ｍ　ｉ　ｎ　２０６は
減算器２５でｍ　ａ　ｘ　２０５−　ｍ　ｉ　ｎ　２０
６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、Ｔ１より大きい時はエツジ部と判断
し１を、小さい時は非エツジ部と判断しＯの出力信号１
０２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ｍ　ａ　ｘ検出器２３、ｍｊｎ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３０　ａ　〜３０　ｃ　、　３１　ａ　〜３
１　ｃ　、　３２　ａ　〜３２　ｃ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３４ａの出力は、ｌラインの
連続する３画素のｍ　ａ　ｘまたはｍ　ｉ　ｎ値になる
。次に比較選択器３５は、ｌライン目と２ライン目のｍ
ａｘ、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ｍ　ｉ　ｎ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ｍｉｎ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ｍａｘ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４ｏおよびラッチ４１゜４２に
、それぞれ出力される。比較器４ｏではＡ＞Ｂの時は、
比較器４０の出力は１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、　Ｂ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）１ 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、０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図の多値デイザ回路１４の詳細を示したブ
ロック図である。

デイザマトリクス６１．６２はカウンタ６ｏからの４ｂ
ｉｔ信号により、画像データと対応するタイミングでデ
イザしきい値を切り換えて比較器６３．　６４に出力す
る。比較器６３．　６４は画像信号１００とデイザしき
い値と比較し、しきい値より大きい時はそれぞれ出力ｆ
を出す。エンコーダ６５では比較器の出力に応じて、多
値プリンタ用の３レベルの信号１０３を出力する。

第８図はデイザしきい値の一例である。第８図（ａ）は
ディザマトリクス１〜６１同図（ｂ）はデイザマトリク
ス２〜６２のしきい値である。

第７図は第１図の誤差拡散回路の実施例である。

画像信号１００は加算器７０で後述する補正データ１１
４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１７
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ａ−１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Ｘｌｌ、補正データＸ’
　＋い再量子化データＹ　ｉｊ、重み係数αｋｌ、誤差
εりとすると である。重み付は係数の一例を第９図に示す。

第１０図は本発明をカラー画像可成装置に適用した実施
例を示したブロック図である。

図示しないカラー原稿は、カラー人カセンサ８０にて、
読み取られ、ＲＧＢ信号として出力される。

この信号は、Ａ／Ｄ変換器８１にて８ｂｉｔのデジタル
信号に変換される。次に補正回路８２では、読み取り系
の光源の不均一性や、センサーの感度ムラを補正するシ
ェーディング補正や、階調補正がなされる。次に色変換
回路８３では、ＲＧＢ信号からカラープリンタでのイン
ク量に相当する。Ｙ（イエロー）１Ｍ（マゼンタ）、Ｃ
（シアン）、Ｂｋ（墨）信号に変換される。Ｙ、Ｍ、Ｃ
，Ｂｋ信号はそれぞれ多値ディザ回路８５ａ〜８５ｄ多
値誤差拡散回路８６ａ〜８６ｄに入り再量子化処理をさ
れ、スイッチ８７ａ〜８７ｄで、両者のどちらか一方が
選択される。この結果の信号は、多値カラープリンタ８
８に入り、ここでカラー画像の再現がされる。

一方、エツジ検出回路８４では、色変換回路から送られ
るて（る代表色信号を用いて、第１実施例の第１図１３
で示したと同様なエツジ検出手段を用いて、カラー原稿
中のエツジを検出し、スイッチ８７ａ〜８７ｄを切り換
える信号を送る。

色変換回路８３から出力される代表色信号としては、 （１）補正回路から送られてくるＧ信号（３）　ＲＧＢ
−４ＣＩＥのｘｙｚ色変換したＹ信号（４）ＲＧＢ−Ｃ
ＩＥのＬ＊ａ＊ｂ１色変換したＬ”信号などがあり、い
ずれを使ってもエツジを検出することができる。

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
量子化出力を選択するのでデイザ処理によりエツジが切
れ切れになる事を防止し、実質的にエツジを強調する事
ができる。又、非エツジ部では多値デイザ処理による再
量子化出力を選択するので多値プリンタで問題となって
いた疑似輪郭の発生を防止し、良好な中間調を再現でき
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る再
量子化出力を選択し、−吉兆エッジ部では多値デイザで
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、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・選択器を示した図、 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図は多値デイザ回路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内のしきい値を示した図、 第９図は誤差拡散回路の重み係数値を示した図、第１０
図は本発明をカラー画像再現装置に適用した第２実施例
を示した図、 １０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は多値デイザ回路、
１５は多値誤差拡散回路、１６は切換スイッチ、１７は
多値プリンタである。

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、画像データを多値デイザで量子化する第１の量子化
   手段と、画像データを誤差拡散法で量子化する第２の量
   子化手段を有し、上記エッジ検出手段にて非エッジ部と
   検出すると上記第１の量子化手段で量子化を行い、上記
   エッジ検出手段にてエッジ部と検出すると上記第２の量
   子化手段で量子化を行うことを特徴とする画像処理装置
   。