JPH01256870A - 中間調画像再現方法 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は、所定の記録マトリックス内に出力ドツトを適
宜配置し、濃淡画像を２値化して再現する中間調画像再
現方法に関する。

（従来の技術） 従来より、中間調画像をハードコピー装置などにより再
現する方法として、組織デイザ法、平均誤差最小法、平
均値制限法、メツシュ内画素配分法などのデイザ法が知
られている。

しかし、周知のように平均誤差最小法、平均値制限法、
メツシュ内画素配分法は１つの画素の出力を決定するた
めに多くの計算を必要とし、処理能力の高い高価な制御
系が不可欠となり、処理に長時間を要する。

一方、組織デイザ法は、複数の画素からなる記録マトリ
ックスを想定し、その画素毎に定められた閾値と再現対
象である原画の濃度レベルとを比較して、濃度レベルが
閾値を上回るとき該画素に所定色のドツト（出力ドツト
）を表示する。これにより、再現する原画の濃度に応じ
て記録マトリックス内の各画素に表示される出力ドツト
の数が変化し、中間調画像の再現が可能となる。従って
、このＭｉ機織デイザ法よる中間調画像の再現には、画
素毎に定められた閾値と原画の濃度とを単純に比較する
だけでよく、簡易的な制御系により高速処理が可能であ
り、広く用いられている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記組織デイザ法にも次のような課題が残され
ていた。

組織デイザ法の疑似的な中間調の表現原理は、前記説明
より明らかなように、記録マトリックス内の出力ドツト
の表示される画素数を調整して行われる。換言するなら
ば、記録マトリックス内の出力ドツトの表示される画素
数が、再現可能な中間調の階調数となる。従って、組織
デイザ法では、多くの画素からなる大きな（広い）記録
マトリックスを定義することで、階調数を増加させるこ
とができる。

しかし、記録マトリックスは、原画の中間調を再現する
単位となるものであり、これを大きく（広く）定義する
ならば解像度が低下することになる。すなわち組織デイ
ザ法においては、階調数と解像度とが略逆比例の関係に
あるのである。

このため、十分な分解能を確保するように記録マトリッ
クスを定義すると原画には存在しない輪郭、いわゆる疑
似輪郭が再現画像に現れ、逆に階調数を十分に確保する
と中間調の再現が荒くなるという問題があった。

本発明の中間調画像再現方法は上記課題を解決するため
になされたもので、簡易的な制御系により高速処理が可
能であり、しかも如何なる原画であっても、十分な解像
度及び十分な階調数により忠実に再現することのできる
方法を提供することを目的としている。　　□ 発明の構成 （課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明の中間調画像再現方法の構成
は、複数の画素からなる記録マトリックスを想定し、該
記録マトリックスの各画素毎に異なる値の閾値が組織的
に定められ、該画素に定められた閾値とその画素の領域
に再現する原画の濃度とを比較し、その比較結果に応じ
てその画素に出力する出力ドツトを決定する中間調画像
再現方法において、前記複数の画素に対する出力ドツト
の決定が完了した記録マトリ・ンクスの再現する濃度と
該記録マトリックスにより再現する前記原画の濃度との
誤差を検出し、該誤差の検出された記録マトリックスの
近傍に位置する他の記録マトリックスの複数の画素毎に
定められた閾値を、前記検出した誤差に応じて増減補正
し、該増減補正された複数の画素の閾値を用いて前記他
の記録マトリックスに出力する出力ドツトを決定するこ
とを特徴とする。

（作用） 本発明の中間調画像再現方法によれば、記録マトリック
スの各画素には予めＭｉ織的に閾値が定められている。

しかし、この閾値は、出力ドツトの決定が完了した近傍
に位置する記録マトリックスが再現する濃度と原画の濃
度との誤差により、適宜増減補正されるものであり、不
変のものではない。

従って、増減補正された閾値を用いて画素に出力する出
力ドツトを決定すれば、各種の閾値により原画の濃度を
再現することが可能となり、より微細な濃度の表現、す
なわち階調数が増加する。

（実施例） 以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を挙
げて説明する。

第１図は、実施例である中間調画像再現方法により初期
において定義される記録マトリックスＫを拡大し、各画
素毎に設定される閾値と共に衷したものである。なお、
ここで閾値の値は、白を値「０」して濃度が高いほど大
きな数値となり、最高値である黒を値「１６」とする１
６段階で表示する場合について説明している。

図示するごと〈実施例の記録マトリックスには、画素を
４行４列に配置するマトリックスであり、各画素に設定
される閾値はそれぞれ異なり、１６階調表現が可能であ
る。また、その閾値の設定は、隣合う画素に設定される
閾値が大きく異なるように配慮される。従って、実施例
の記録マトリックスＫを用いて、該記録マトリックスに
の範囲について一様な種々の濃度を再現するならば、第
２図に示すようなパターンにより出力ドツトの配分がな
される。すなわち、ある濃度ｒＸＪを再現するときには
、その（ｆｉｒＸＪよりも小さい閾値Ｓ（くＸ）の画素
に出力ドツトを配分するのであり、例えば濃度が「８」
の画像を再現するには閾値Ｓが「７」までの画素（Ｓ＝
０〜７）に出力ドツトを配分する（第２図（８）参照）
。

第２図より明らかなように本実施例の記録マトリックス
には、濃度の上昇に伴って記録マトリックスに内に出力
ドツトが分散的に配置される、いわゆるド・ント分散型
であるＢａｙｅｒ型のように閾値が設定されている。な
お、この様なド・ント配置の傾向は、記録マトリックス
Ｋに再現する濃度が該記録マトリ・ンクスにの範囲につ
いて一様でなくとも、統計的に現れるものである。

以上のように、初期において定義される記録マトリック
スには、通常のＢａｙｅｒ形の組織デイザ法の記録マト
リックスと同一であるが、本実施例では更に次のような
処理により、画素毎に設定されている閾値の増減補正が
実行される。

記録マトリックス内の各画素に注目すれば、出力ドツト
の配置がなされなかった画素の再現する濃度は「白」レ
ベルの「０」であり、出力ドツトの配置された画素は「
黒」レベルの「１６」を再現する。この様に、出力ドツ
トの配置が完了した記録マトリックスの各画素の再現す
る濃度と該画素に再現することを要求された原画の濃度
Ｘとの間には多くの場合隔たりがあり、いわゆる量子化
誤差が発生する。

そこで、任意の記録マトリックスＫにおいて上記のごと
く発生した量子化誤差を、その近傍に位置する他の記録
マトリックスにおいて補償し、巨視的には上記量子化誤
差が発生しないようにするのである。このため、本実施
例では以下のごとくして閾値の増減補正を実行する。

まず、現在出力ドツトの配置を決定する処理が施される
記録マトリックス（以下、注目記録マトリ・ンクスとい
う）ＫＫを想定する。この記録マトリックスＫＫにより
巨視的に打ち消し得る量子化誤差は、近傍に位置する他
の記録マトリ・ンクスにであり、通電原画を順次走査し
て再現することから、第３図に示すように注目記録マト
リックスＫＫの上方及び左方に存在する。本実施例では
、これら複数の他の記録マトリックスに１〜に６にそれ
ぞれ発生した量子化誤差に重み付けを施し、より注目記
録マトリックスＫＫに近い他の記録マトリックスに３．
に６の量子化誤差を積極的に打ち消すように配慮してい
る。第３図中の他の記録マトリックスに１〜に６の内部
に記載される数値が、その重み付けの値である。

この様に、注目記録マトリックスＫＫの近傍の５つの他
の記録マトリックスＫにおてい、第４図に示すような値
の量子化誤差が発生していたとする。すなわち、記録マ
トリックスに２では量子化誤差α２、記録マトリックス
に３ではα３、・・・・・・であるとする。この各量子
化誤差に、第３図の重み付は数値を乗算し、次式により
最終的に補償したい量子化誤差αを得る。

α＝α１×０＋α２Ｘ（１／９） ＋α３ｘ　（３／９）＋α４Ｘ（１／９）＋α５Ｘ　（
１／９）＋α６ｘ　（３／９）こうして得られた量子化
誤差αは１７１６倍され、その値（α７１６）を注目記
録マトリックスＫＫの各画素に設定された閾値に加算し
、加算後の新たな閾値により注目記録マトリ・ンクスＫ
Ｋの出力ドツトの配置が決定される。

例えば、上記量子化誤差αが正の値であるとき、換言す
るならば原画の濃度に比較して記録マトリックスに１〜
に６の再現した濃度が高く、原画よりも澗い中間調を再
現しているときについて、定性的に説明する。この時に
は、上記閾値の増減補正により、注目記録マトリックス
ＫＫの各画素の閾値はα／１６だけ大きな値となる。従
って、注目記録マトリックスＫＫの全体的な閾値はαだ
け上方にシフトすることになり、出力ドツトの配置は増
減補正以前に比較して実行され難くなり、全体として原
画の濃度よりも低くなるように出力ドツトの配置が実行
される。このため、この注目記録マトリックスを含めた
巨視的な範囲の濃度を低下させることができ、近傍の記
録マトリックスに１〜に６により発生した量子化誤差を
補償することができるのである。

更に、上記実施例の中間調画像再現方法をより具体的に
、数値を挙げて説明する。なお、以下の説明については
、濃度及び閾値の数値を直感的に理解できるように、黒
レベルを「１」に正規化している。

例えば再現したい原画の濃度を、再現可能な各画素の面
積につき検出したとき、第５図（ａ）に示すような値に
なったとする。図において、各格子目が画素の面積に対
応し、その中に記載される数値が検出した原画の濃度で
ある。

また、（ａ）図の原画の中で、大実線により囲まれた範
囲の画像の再現は既に完了しており、（ｂ）図の大実線
により囲まれた範囲の記録マトリックスに１〜に６によ
り実現されている。

この（ａ）、（ｂ）図を比較し、量子化誤差は次のよう
に算出される。まず、大実線範囲の左上方の画素に再現
したい原画の濃度はｒＯ，８Ｊである（（ａ）図参照）
。この濃度を再現するために記録マトリックスに１の左
上方の画素には出力ドツトが配置され、黒レベルＮ、Ｏ
Ｊを再現している。従って、この１つの画素によりｒＯ
，２Ｊの量子化誤差が発生している。同様に、総ての画
素につき量子化誤差を算出し、各記録マトリックスに１
〜に６毎に加算した結果が（Ｃ）図である。

この（ｃ）図に示される値が、前述した記録マトリ・ン
クスにの量子化誤差α１〜α６である。従って、本例で
は最終的に補償しなければならない量子化誤差αは、上
記各記録マトリックスに１〜に６の量子化誤差α１〜α
６に第３図の重み付は値を乗算した後に、総和を取り、 α＝Ｑ、６ＸＯ＋　（−０，５）Ｘ　（１／９）＋０．
９Ｘ　（３／９）＋０．９Ｘ　（１／９）＋ＯＸ　（１
／９）＋　（−１，３）Ｘ　（３／９）＝０．　０８８ となる。

次に、この様にして求められた量子化誤差αにより注目
記録マトリックスＫＫ　（（ｂ）、（Ｃ）図における点
線で囲まれた範囲）の閾値を変更する。例えば、第６図
に示すように注目記録マトリ・ンクスＫＫの各画素の閾
値が定められているものであると、この値に（α／１６
）＝０．００５５をそれぞれ加算して、第７図のように
閾値の増減補正を実行するのである。そして、こうして
補正された新たな閾値と（ａ）図の点線範囲内に示す原
画の濃度とを大小比較し、原画の濃度が閾値を上回ると
き、出力ドツトを配置し、（ｂ）図に示すような出力ド
ツトの配置が決定される。

本例では量子化誤差αが正の数値であるから、第７図に
示すように閾値は大きな値に変更され、濃度の低い画像
の再現を実行し、巨視的な再現画像の濃度を原画の濃度
に近づけるのである。

以上のような中間調画像再現方法によれば、次のような
効果が明らかである。

本実施例の記録マトリックスにの閾値は、期間において
従来の組織デイザ法のように予め定めており、該閾値を
一定値だけシフトする簡単な計算を実行し、その後は閾
値と原画の濃度を比較する組織デイザ法と同様の制御を
実行するのみである。

従って、この方法を実現する制御装置は簡易的なもので
十分であり、かつ高速に中間調画像の再現が可能となる
。

しかも、本実施例の中間調画像再現方法によれば、巨視
的な量子化誤差を補償する方向に閾値を増減することが
可能となり、記録マトリックスＫを小さく定義して解像
度を高く設定しても、従来の組織デイザ法のごとく階調
数に不足を感じることなく、如何なる原画であっても、
十分な解像度及び十分な階調数により忠実に再現するこ
とができる。

なお、本発明の中間調画像再現方法は上記実施例に同等
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない各種の
態様により具現化されるものである。例えば、記録マト
リックスは４行４列に限定されるものでなく、任意の大
きさより実現される。

また、初期における記録マトリックスにの閾値の設定は
Ｂａｙｅｒ型に限定されず、その他のドツト分散分散型
であっても、あるいはＦａｔｔｅｎｉｎｇ型などのドツ
トｓ中型など適宜決定してもよい。

発明の効果 以上実施例を挙げて詳述したように本発明の中間調画像
再現方法は、記録マトリックス内の各画素に設定される
閾値を、巨視的な量子化誤差を補償するように一律に増
減補正することを特徴とする。

従って、従来の組織デイザ法と同等の比較的単純な処理
により出力ドツトの配置が決定され、簡略的で安価な制
御系により、高速処理が可能である。しかも、従来の組
織デイザ法に比較して閾値が巨視的な量子化誤差を補償
するように増減補正されために画像の再現性は格段に向
上し、如何なる原画であっても、十分な解像度、階調数
により忠実に再現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の記録マトリックスをその画素に初期に
おいて設定される閾値と共に表した拡大説明図、第２図
は同実施例の記録マトリックスによる階調表現パターン
の説明図、第３図は同実施例の注目記録マトリックスの
閾値の増減補正に使用する重み付は値の説明図、第４図
は同実施例の注目記録マトリックスの閾値の増減補正に
使用する量子化誤差の説明図、第５図（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、第６図及び第７図は同実施例を適用した閾値の
変更の過程を説明するための説明図、を示している。 ｋ・・・記録マトリックス ＫＫ・・・注目記録マトリックス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　複数の画素からなる記録マトリックスを想定し、該
   記録マトリックスの各画素毎に異なる値の閾値が組織的
   に定められ、該画素に定められた閾値とその画素の領域
   に再現する原画の濃度とを比較し、その比較結果に応じ
   てその画素に出力する出力ドットを決定する中間調画像
   再現方法において、 前記複数の画素に対する出力ドットの決定が完了した記
   録マトリックスの再現する濃度と該記録マトリックスに
   より再現する前記原画の濃度との誤差を検出し、 該誤差の検出された記録マトリックスの近傍に位置する
   他の記録マトリックスの複数の画素毎に定められた閾値
   を、前記検出した誤差に応じて増減補正し、 該増減補正された複数の画素の閾値を用いて前記他の記
   録マトリックスに出力する出力ドットを決定することを
   特徴とする中間調画像再現方法。