JPH0129349B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフアクシミリ電送装置などのように、
一度画像を走査分解した後、再度画像を構成する
一般の画像走査・記録装置または画像走査・表示
装置、例えば、網点写真などを含む新聞紙面の電
送システム等に用いられる画信号処理装置に関す
るものである。

画像信号を二値データに変換して、再び記録す
ると、原画像そのものがもつている濃淡周期と、
原画像を走査して標本化する周期の干渉によつて
原画像にない濃淡模様、即ちモアレ縞の記録画像
が出現し、記録画像の品質を著しく損ねる事があ
る。

近年フアクシミリの活用分野は益々拡大し、電
送すべき画像が単なる文字画像ばかりでなく、階
調や周期性絵柄模様を含む、広範な画像の電送が
望まれるに至つている。特に原稿画像に、比較的
細かい画像周期を有する画像、例えば網点写真や
格子縞模様の服地の図案などは、画像の周期と、
原画を走査する周期の干渉によるモアレ縞が発生
し、画像品質の著しい劣化を招き、フアクシミリ
の活用範囲を限定させたり、またこの対策のため
に、高い走査線密度で画像を走査したり、複数の
走査線密度を装着せしめた高価な装置を提供した
りしている。以下モアレ縞の最も発生しやすい原
稿として、新聞フアクシミリで問題となつている
網点写真原稿を代表例にし従来例を説明する。

モアレ縞として見えるのは、原画の網点の大き
さが同程度で分布していても、再生された網点の
大きさが周期的に変化していくことによる。

第１図は画像の二値化により原画の網点が面積
変調を受けて再生される様子を示している。１，
２は原画の中の同じ面積を有する網点である。５
の格子は、原画を走査して画素データとする領域
分割、または画素データから再生画像を得るため
の領域分割を示している。網点の周期と領域分割
の周期のズレがあると、原画の網点は格子５によ
り、ある所では網点１のように、別の所では網点
２のように領域分割されることになる。各画素デ
ータを白または黒に二値化するため、１つの格子
内の黒の面積が50％以下の時はその格子全体を白
とし、他を黒とすると、網点１は網点３のよう
に、網点２は網点４のように変換される。この例
では、再生された網点の面積が４対１にも変化し
ている。第１図の例のように、変換された網点の
面積が、再生された画像上で周期的に変動してい
くと、視覚的に濃度の変化（モアレ縞）として感
じられることになる。次に、モアレ縞発生の様子
を更に具体的に調べることにする。

第２図は網点の量子化の様子を示している。網
点の面積は全て同じ大きさであり、円の内側を
黒、円の外側を白とする。今、同図に示すよう
に、四角の格子で区切りながら黒の面積を量子化
していくと、図に示すような数値が得られたとす
る。量子化の数値は10進数で、１個の四角内が全
て黒のときを100とし、全て白のときを０として
いる。（第２図では０の数値を略して空白のまま
である。）第２図の量子化数に対して、50以下を
白、51以上を黒として表わすと、第３図の再生さ
れた網点の二値化画像のようになる。第３図を見
ると、再生された黒の網点は１個から４個の画素
まで様々である。本来は、原画像の網点は全て同
じ面積であるから、再生された黒の網点は一定の
個数の画素で表わされるべきである。１網点の画
素の個数が異なるということはその網点周辺の平
均濃度が異なることを意味する。第３図のように
１網点の画素の個数が平面的にゆるやかに変動
し、周期性をもつてくると、これがモアレ縞とし
て人間の視覚に感じられることになる。そこで、
モアレ縞を視覚的に感じられなくするには、原画
の網点面積が一定のときには再生される網点の面
積を一定にすれば良いことになる。

モアレ縞の発生をおさえるには、対象とする網
点の線数に比較して相当細かい走査線を用い、網
点の変形を少なくするとよい。たとえば第１図や
第２図の格子の大きさを1/10位に細かくすると、
変換された網点の面積変動が非常に小さくなり、
モアレ縞としては感じなくなる。しかしながら、
走査線を細かくするということは、画像データ数
が走査線数の二乗に比例して増大することになる
ため、画像データの処理時間の増大、装置製造上
の複雑化、電送回線の利用費増加、全画像データ
を記憶するシステムでは記憶装置の容量の増大な
どその他多くの問題が発生する。そこで、モアレ
縞は生じているが、モアレ縞の目立ちにくい適当
な走査線密度を選ぶ、などの工夫がなされてい
る。たとえば第１図や第２図の例で、原画の網点
の中心と格子の位置関係がズレたことにより、再
生された網点どうしの面積に違いが生じたことを
考えると、原画の網点周期の整数分の１の間隔で
格子の周期を決定し、網点の配列方向と格子の方
向を揃えることにすれば、上記ズレが無くなり、
再生される網点どうしの面積を同じにすることも
可能となる。しかしながら一般的に使われている
写真の網点は、形状、線数とも各種各様であり、
この方法で完全に対応することは困難である。

したがつて、本発明の目的とするところは、上
述したように高密度での画像走査をすることな
く、かつ原画の網点形状や線数の種類などに左右
されずにモアレ縞の発生しない画像データを得る
ことのできる画信号処理装置を提供することであ
る。

以下に本発明を実施例に基いて説明する。

本発明の基本は入力画信号列に対して閾値処理
を施す、いわゆる二値化処理するときの誤差を少
なくするために、網点周辺を含む画像に対する量
子化数を合計し、その合計した値に相当する黒の
画素を新たに再生することにより、元の網点面積
に、より忠実に網点面積を再生しようとするもの
である。次に誤差の考え方を説明する。第２図の
網点６〜１１に対して、各網点周辺の量子化数の
合計をすると、それぞれ312である。１個の画素
内が全て黒のときは量子化値を100としたので、
第３図で再生するときの１個の黒も100の値と考
える。再生側では二値であるから中間値をもた
ず、全て０か100で表わされることになる。第２
図の網点８の例でみると、量子化数が83のところ
は黒で再生されるから17だけ余分に黒となり、量
子化数41の所は白で再生されるから41だけ白くな
りすぎる。従つて前者の誤差を17、後者を−41と
誤差を定義する。このようにして第２図の網点８
全体に対しての誤差を調べると、再生された黒は
３画素で300となり、原網点に対しての誤差は−
12と言うことになる。二値で再生するには、原網
点に対しての面積で±1/2画素以内の違いは必ず
発生する。量子化値に直すと±50である。第２図
の各網点は量子化数合計がそれぞれ312であるか
ら、誤差の最も少ない再生網点は300となり、３
個の黒で再生されるのが最も良いことになる。第
３図の再生網点を第２図の網点と対応させてみる
と、網点８，９は丁度よく、網点１０は１個黒が
多く、網点６，１１は１個黒が少なく、網点７は
２個黒が少なく再生されていることになる。

次に、本発明の原理について、第４図ａおよび
第４図ｂと共に手順を追つて説明する。

手順(1) 原画像を走査分解して得られた画信号列
を、主走査方向および副走査方向に従い、入力
画信号記憶部Ｇに記憶し、入力画信号記憶部Ｇ
内の各画素P_i,j（ｉ＝１〜Ｉ、ｊ＝１〜Ｊ）の画
信号レベルをL_i,jと定義し、 手順(2) 出力画信号記憶部G′内の各画素P′_i,jの画
信号レベルL′_i,jに、入力画信号記憶部Ｇ内の各
画素P_i,jの画信号レベルL_i,jと同一の値を記憶
し、 手順(3) 画素の集まり P_i,j…P_i,j+o 〓 〓 P_i+n,j…P_i+n,j+o を囲む入力走査窓W_i,jと、 画素の集まり P′_i,j…P′_i,j+o 〓 P′_i+n,j…P′_i+n,j+o を囲む出力走査窓W′_i,jとを設定し、 手順(4) 出力走査窓W′_i,jの各画素P′_i+u,j+v（ｕ＝
ｏ
〜ｍ、ｖ＝ｏ〜ｎ）の画信号レベルL′_i+u,j+vに
対して、_o 〓^v=o _n 〓^u=o L′_i+u,j+v＝Ｃ×Ｎ＋Ａ ただしＣは出力信号最大値 Ｎは整数 ＡはＯ≦Ａ＜Ｃ なるＮおよびＡを求め、 手順(5) 入力走査窓W_i,j内の各画素P_i+u,j+vの画信
号のレベルL_i+u,j+vの降順値をＫ（P_i+u,j+v）と定
め、 手順(6) 出力走査窓W′_i,j内の各画素P′_i+u,j+vに対
して降順値Ｋ（P_i+u,j+v）を用いて、 Ｋ(P_i+u,j+v)≦Ｎの時L′_i+u,j+v＝Ｃ Ｋ(P_i+u,j+v)＝Ｎ＋１の時L′_i+u,j+v＝Ａ Ｋ(P_i+u,j+v)＞Ｎ＋１の時L′_i+u,j+v＝Ｏ なる置換を施し、 手順(7) 主走査方向に対し、ｉが１から（Ｉ−
ｍ）まで、手順(3)、手順(4)、手順(5)、手順(6)を
繰り返し、 手順(8) 副走査方向に対し、ｊが１から（Ｊ−
ｎ）まで、手順(3)、手順(4)、手順(5)、手順(6)、
手順(7)を繰り返す。

上述の処理説明は、入力走査窓W_i,jおよび出力
走査窓W′_i,jが矩形の場合について述べたが、これ
は、円、だ円、三角形等の任意の形についても可
能である。

また、Ｃを出力信号最大値と定義したが、これ
は、入力画信号レベルの最大値あるいは、その近
傍の値でも良い。

また手順(5)および手順(6)において、降順値を用
いて説明したが、昇順値を用いて置換する事も可
能である。

また、手順(7)および手順(8)の処理において、主
走査方向および副走査方向について、走査の周期
が１画素周期で説明しているが、走査の周期、走
査の方向共に任意の周期と方向でも可能である。

なお、以上の説明では画信号列全てを一旦入力
画信号記憶部Ｇおよび出力画信号記憶部G′の双
方に記憶させ、入力画信号記憶部Ｇの内容は順位
付処理（手順(5)）のみに供し、一方出力画信号記
憶部G′の内容はデータ加算処理（手順(4)）に供
して再配分処理を実施する構成として説明した
が、後述する第８図を用いた実施例の構成の如
く、このデータ加算処理（手順(4)）は、あらかじ
め画信号列全てを一旦入力画信号記憶部Ｇのみに
記憶させておいて、今、処理を実施しようとして
いる画素の画信号レベルを入力画信号記憶部Ｇか
ら、また既に処理が実施された画素の画信号レベ
ルを出力画信号記憶部G′から入力するように構
成しても良い。次に具体的な数値を用いて本発明
について説明する。

第５図ａは第２図の６と同じ網点であり、第５
図ａで示す範囲が原画像の全てであるとする。第
５図ａの量子化数を全て加算すると312であり、
３個の100と１個の12と等価である。この３個の
100と１個の12を原画像の量子化数が大きい順に
配分していくと、第５図ｂまたは同図ｃのように
配置することができる。ここで、100に満たない
端数の12は最後に配置している。原画像の量子化
数に同じ値が存在するときには、同じ値に対して
あらかじめ定められた順序、たとえば大小比較の
ために調べていく順序で順位を付けていくとよ
い。第５図ｂまたは同図ｃの値に対して51以上を
黒、50以下を白とすると３個の黒が再生されるこ
とになる。

ここで前述の手順(4)での式における定数Ｃの性
格を調べてみる。定数Ｃを最大量子化数と同じに
設定する理由は、原画像の網点面積に対して再生
画像の網点面積を可能な限り近ずけるためであ
る。しかしながら目的によつては、原画像より大
きな網点で、または小さな網点で再生網点を作り
たい場合も考えられる。この場合には、前者の場
合Ｃを最大量子化数より小さく、後者は最大量子
化数より大きく設定することにより操作できる。
例えば、第５図ａにおいて、Ｃ＝85にすると、再
配分された値は３個の85と１個の57を得ることが
でき、50以下を白、51以上を黒とすると４個の黒
が再生されることになる。同様にＣ＝135にする
と、再配分された値は２個の135と１個の42を得
ることができ、50以下を白、51以上を黒とすると
２個の黒が再生されることになる。

さて、第５図ａ〜ｃの説明では原画像全体に対
して一度に画像の再配分を行なう例を示したが、
一般的に実際の画像データは第５図ａに示すよう
な少ない数ではなく、桁違いの膨大な数であり、
このような処理は非現実的である。そこで本発明
では後述するマトリクス走査法の考え方を用いて
実用的な画像処理を行つている。マトリクスの大
きさについては画像処理の複雑さや、効果との兼
合いで決定すべき問題であるため、ここでは一例
として３×３のマトリクスサイズについて画像処
理の動作を説明する。第６図ａ〜ｊはマトリクス
走査と画像の再配分を説明する図である。同図ａ
は原画像データで、第２図６の網点と同じ数値デ
ータである。原画像データは図の太枠１２で示す
３×３マトリクスで右に主走査、下に副走査され
る。このマトリクス走査につれて、画像の再配分
された結果が同図ｂから順次同図ｊまで得られて
いくことになる。始めに、同図ａの太枠内のデー
タに関して第５図ａ〜ｃで説明した画像の再配分
を行なう。その結果は第６図ｂの点線枠１３に示
すように同図ａのデータと変わらない。次に同図
ｂの太枠１２に示すようにマトリクスを主走査方
向に１画素移す。それにともない同図ａの原デー
タから同図ｂに新データを取込む。次に同図ｂの
太枠１２内のデータを再配分するのであるが、こ
の場合、総和は同図ｂの太枠１２内のデータで行
ない、再配分は同図ｂの太枠１２のマトリクス位
置に対応する同図ａのデータで行なう。言いかえ
ると、総和は前の再配分処理結果と新データで行
ない、再配分の順序は原データに基ずいて行なう
ことになる。以下の再配分はこのように行なわれ
ている。同図ｂの太枠１２の再配分結果は同図ｃ
の点線枠１３に示すようになる。

この後同図ｃの太枠１２のようにマトリクスを
移動して同様の処理を行なうのであるが、データ
は61以外０であるから同図ｄの点線枠１３のよう
に再配分結果は変化しない。以下主走査方向にマ
トリクスを移動しても新データは０のみであるた
め再配分結果は変わらない。主走査方向のマトリ
クス移動と再配分が終了すると、同図ｄの太枠１
２に示すようにマトリクスを主走査の始めに戻し
副走査方向に１画素移動する。以下同図ｄの太枠
１２の再配分結果が同図ｅの点線枠１３に、同図
ｅの太枠１２の再配分結果が同図ｆの点線枠１３
に、同図ｆの太枠１２の再配分結果が同図ｇの点
線枠１３に、同図ｇの太枠１２の再配分結果が同
図ｈの点線枠１３に示すようにデータ変換されて
いく。同図ｇの以降、マトリクスを主走査方向に
移動しても新データは０のみであるため再配分結
果は変わらない。主走査方向のマトリクス移動が
終了すると、マトリクスは同図ｈの太枠１２に示
すように再び主走査の始めに戻り、副走査方向に
１画素分移動する。同図ｈの太枠１２の再配分結
果は同図ｉの点線枠１３に示すように、同図ｉの
太枠１２の再配分結果は同図ｊの点線枠１３に示
すようにデータ変換される。以下は再配分による
データ変換を繰返しても再配分結果は変わらず、
最終的に同図ｊのデータが得られる。ここで、ｉ
の太枠１２から同図ｊの点線枠１３への再配分順
位付において、原データに同じ値の36がある。本
例では同じ値の場合の順位付では、第一に副走査
方向の値を優先し、第２に主走査方向の値を優先
させて順位を決定している。その理由は、同じ値
の場合マトリクスの移動方向に再配置しておく
と、さらに繰返しデータ変換が行なわれて、大き
な数値に変換されていく可能性があるためであ
る。

第７図は第２図の原画像データに対して、３×
３のマトリクス走査による画像データの再配分を
行つた後、51以上を黒、50以下を白の二値化処理
を行つた再生画像である。ただし、図の中の数値
は原画像データの数値であり、再配分結果の数値
ではない。

以下、第８図を用いて、上記概念の具体的な実
施例を説明する。第８図は本発明の一実施例にお
ける画信号処理装置のブロツク結線図である。原
画像を走査して得るアナログ画像信号１４はＡ／
Ｄ変換器１５によりデジタル画像信号となり、ゲ
ート回路１６を通つて画像データ記憶装置１７に
記憶される。記憶装置１７は原画像の主走査方向
複数ライン分（本発明のデータ変換を３×３のマ
トリクスで処理するのであれば３ライン分）の画
像データを記憶できる記憶容量をもつ。画像デー
タの記憶番地はアドレス制御回路１８により指定
される。すなわち、前述の入力走査窓、及び出力
走査窓は実際の装置上ではこのような１つのアド
レス制御回路１８により実現される。よつて、入
力および出力走査窓は１つの走査窓と考えること
ができる。アドレス制御回路１８の番地指定はタ
イミング信号発生回路１９により制御される。記
憶装置２０は記憶装置１７の画像データに対して
再配分された結果の画像データを記憶する記憶装
置で、記憶装置１７と同じ記憶容量をもつ。

ゲート回路１６とゲート回路２１はタイミング
信号発生回路１９とアドレス制御回路１８の制御
により、それぞれ、記憶装置１７と記憶装置２０
にデータを読み書きする番地指定を行なう。再配
分のデータ変換処理が全て完了したデータは記憶
装置２０からゲート回路２１を通して読出され、
二値化回路２２を通り、画像記録装置で記録され
る出力画像信号２３となる。データ加算回路２４
は、データの再配分を行なうマトリクス位置の全
データの内、処理を実施しようとする処理画素に
対応する位置に隣接する、既に処理が終了した処
理済画素の当該画素信号レベル、すなわちすでに
再配分された結果のデータに関しては記憶装置２
０からゲート回路２１を通して得、前述の処理を
実施しようとする処理画素、すなわち新しいデー
タに関しては記憶装置１７からゲート回路１６を
通して得、マトリクス位置データの総和を求める
ところである。入力データ順位付回路２５は、前
記処理画素の当該画信号レベル、及び前記処理済
画素における処理前の当該画信号レベル、すなわ
ち記憶装置１７のマトリクス位置に該当するデー
タをゲート回路１６を通して得、データの大きい
順に、記憶装置２０の対応するマトリクス位置の
データ番地を全て決定し、アドレス制御回路１８
に通知する。再配分回路２６は、加算回路２４で
得た総和から変換データを作成し、アドレス制御
回路１８で指定された記憶装置２０の番地に、ゲ
ート回路２１を通して、順次、変換データを書込
んでいく。なお、本実施例では第８図に示すよう
に、データ加算回路２４に対するデータは、今、
処理を実施しようとしている処理画素の画信号レ
ベルを記憶装置１７から、また既に処理が実施さ
れた処理済画素の画信号レベルを記憶装置２０か
ら入力している。しかし、前述の如く、Ａ／Ｄ変
換器１５から入力画像信号をあらかじめ記憶装置
１７、及び２０に供給する構成を取つた際には、
記憶装置２０は記憶している入力画像信号を処理
の実施が終了した画信号に置換していけば良く、
このような場合にはデータ加算回路２４に対する
データ供給は記憶装置２０からのみで可能であ
り、記憶装置１７の入力画像信号のデータは入力
データ順位付回路２５の順位付処理のみに供され
るものとなる。

以上説明してきたように、網点写真など、濃度
の周期性をもつ原画を走査し、二値化された画像
データを得るに際して、本発明のようにマトリク
ス走査と画像データの再配分を行つた後二値化す
ることにより、モワレ縞の無い良質の二値化画像
データを得ることができる。従つて、モワレ除去
を目的とし、必要以上に高密度の走査や、原画の
網点線数の違いにより走査線密度を変化させるな
どの必要が無くなり、装置製作や運用時の経済性
と操作性の改善を計ることができる。また本発明
は、文字や線画の中の細線に対しても線のつなが
りを良くする効果をもつ。さらに本発明の画像処
理を中間濃度をもつ原画に対して適用すると、周
辺の画素も含めて平均的に中間濃度を表わす二値
化画像データを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像の二値化による面積変調の説明
図、第２図は網点の量子化を示す図、第３図は従
来方式で再生された網点の二値化画像を示す図、
第４図ａ，ｂは本発明の概念による入力画信号記
憶部および出力画信号記憶部の概略構成を示す
図、第５図ａ〜ｃは本発明の概念による再配分の
説明図、第６図ａ〜ｊは本発明の概念であるマト
リクス走査と画像の再配分の様子を示す図、第７
図は本発明の概念による画像再配分後の二値化画
像を示す図、第８図は本発明の画信号処理装置の
一実施例を示すブロツク図である。 １，２……原画の網点、３，４……面積変調を
受けた網点、５……領域分割の格子、６〜１１…
…黒の網点と量子化数、１２……再配分前のマト
リクス枠の位置、１３……再配分後のマトリクス
枠の位置、１４……入力アナログ画像信号、１５
……Ａ／Ｄ変換器、１６……ゲート回路、１７…
…原画像データの記憶装置、１８……アドレス制
御回路、１９……タイミング信号発生回路、２０
……再配分結果の画像データ記憶装置、２１……
ゲート回路、２２……二値化回路、２３……出力
画像信号、２４……データ加算回路、２５……入
力データ順位付回路、２６……再配分回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 処理を実施しようとする処理画素の当該画信
   号レベル、前記処理画素に対応する位置に隣接す
   る、既に処理が終了した処理済画素の当該画信号
   レベル、及び前記処理済画素における処理前の当
   該画信号レベルを選択する走査窓と、 前記走査窓により選択された前記処理画素及び
   前記処理済画素とよりなるＭ個（Ｍは自然数）の
   画素の画信号レベルの総和を求めるデータ加算手
   段と、 前記処理画素の当該画信号レベル、及び前記処
   理済画素における処理前の当該画信号レベルより
   なるＭ個の画素を降順又は昇順に順位付けする順
   位付手段と、 Ｓ＝Ｃ×Ｎ＋Ａ （但し、Ｃは所定の画信号レベルで定数、Ｎは整
   数、Ａは０≦Ａ＜Ｃ） なるＮとＡを求めるとともに、前記降順の時、１
   番目からＮ番目の前記画素は画信号レベルとして
   Ｃを、（Ｎ＋１）番目の前記画素は画信号レベル
   としてＡを、（Ｎ＋２）番目からＭ番目の前記画
   素は画信号レベルとして０を割り当てる置換を施
   し、一方前記昇順の時、１番目から（Ｍ−Ｎ−
   １）番目の前記画素は画信号レベルとして０を、
   （Ｍ−Ｎ）番目の前記画素は画信号レベルとして
   Ａを、（Ｍ−Ｎ＋１）番目からＭ番目までの前記
   画素は画信号レベルとしてＣを割り当てる置換を
   施す再配分手段とを具備する画信号処理装置。