JPH02252360A - 中間調画像推定方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば中間調表示きれた２値画像からオリ
ジナルの中間調画像を良好に推定できるようにした中間
調画像推定方法に関する。

［発明の背景］ 現在、実用に供されている表示装置や印刷装置などの出
力装置は白と黒の２値でしか表わきれないものが多い。

このような出力装置を用いて擬似的に中間調画像を表現
する方法として面積階調法の一種であるディザ法が知ら
れている。

ディザ法とは第５図に示すように、オリジナル中間調画
像（同図（イ））に対して、同図（ロ）のような所定の
閾値と大きざ（８Ｘ８画素程度）を有する閾値マトリッ
クス（本例では、ベイヤ（Ｂａｙａｒ）型ディザマトリ
ックス）を用いて２値化して、同図（ハ）のような擬似
中間調画像であるディザ画像を作成するようにしたもの
である。

ところで、このようなディザ画像からオリジナルの中間
調画像を推定できれば、推定した中間調画像に基づいて
種々のデータ処理を行なうことができ、画像変換にも自
由度を持たせることができるようになって都合がよい。

ディザ画像から中間調画像を推定するには、所定の大き
ざのマトリックス（以下開口という）を用意し、この開
口内に存在する白若しくは黒の画素数と、所定の要件を
満たすことを条件として、注目すべき画素の中間調レベ
ルを推定し、これを各画素ごとに順次実行する。その際
、開口を行及び列方向に１画素ずつ移動させて推定し、
これを最後の画素まで実行してオリジナルの中間調画像
に対する擬似中間調画像を推定する。

このように走査開口を用いて中間調画像を推定する場合
、同一面積の走査開口を用いるよりは、元となるディザ
画像の周波数特性に応じて最も適した走査開口を選択し
、その画素の中間調画像（中間調レベル）を推定した方
がオリジナルの中間調画像に、より近い中間調画像を推
定できる。

これは、低空間周波数領域（画素レベル変化が少ない領
域）においては高い画素レベル階調判別能力を持ち、高
空間周波数領域（画素レベル変化が多い領域）において
は、低い画素レベル階調判別能力しかないという人間の
視覚特性を巧みに利用したもので、低空間周波数領域で
は大きな走査開口を用い、高空間周波数領域においては
小ざな走査開口を用いるように走査開口が選択される。

このような原理に基づいて中間調画像を推定する具体例
は、本出願人が既に提案しているので（例えば、特開昭
６３−２６７５７１号公報など）、その詳細な説明は省
略するが、第６図のように８種類の開口面積を持つ走査
開口Ａ−Ｇ及びＺが使用される。Ａ−Ｚの各開口中に示
した黒丸は、第５図（ハ）のディザ画像上を移動させる
ととの移動中心である。

走査開口Ｚは移動中心の左上に位置する画素に選んであ
るが、画素位置はこれ以外でもよく、左下、若しくは右
上、右下の画素としてもよい。このように画素位置を特
定することによって、推定画素位置も特定されることに
なる。

このような走査開口を使用して第５図（ハ）のディザ画
像から中間調画像を推定すると、第７図（イ）のような
中間調画像が得られる。これは、第５図（イ）に示した
オリジナルの中間調画像に非常に近くなる。

第７図（イ）の中間調画像を推定するときに使用した各
画素に関する走査開口を示すと、同図（ロ）のようにな
る。１行１列の画素は走査開口Ｄ、１行２列の画素は走
査開口り、１行３列の画素は走査開口Ｃが夫々使用され
るごとくである。

Ｅ発明が解決しようとする課Ｍ］ ざて、第７図（イ）に示す推定中間調画像のオリジナル
中間調画像は第５図（イ）である。第７図（イ）におけ
る推定中間調画像の１行１列目の画素の中間調レベルは
、第５図（イ）におけるオリジナル中間調画像の４行４
列目の画素の中間調レベルに対応する。

このように、推定中間調画像のサイズはオリジナルの中
間調画像のサイズより小きくなっている。

これは以下のような理由に基づく。

まず、オリジナルの中間調画像からディザ画像を形成す
るには、第８図のようにオリジナルの中間調画像のサイ
ズ（実線）に対し、鎖線の閾値マトリックスを対応させ
、１画素づつレベルを比較してその画素がディザ化され
る。したがって、オリジナル中間調画像の画素Ｏｆ、ｊ
が閾値マトリックスの画素Ｍｉ、ｊによってディザ化さ
れて画素Ｄｉ。

ｊのディザ画像が形成される。そのため、オリジナル中
間調画像のサイズとディザ画像のサイズとは１：１に対
応する。

これに対して、ディザ画像から中間調画像を推定する場
合には、第９図に示すようにディザ画像のサイズ（実線
図示）に対して最大の走査開口Ｇを対応させても、その
とき推定される画素は斜線で示す画素Ｄ４．４である。

これは、走査開口Ｇ全体の画素を使用して１つの画素を
推定するからである。そして、この推定画素Ｄ４，４が
推定中間調画像の１行１列目の画素となる。

その結果、第１０図に示すように推定中間調画像のサイ
ズＳＳはオリジナル中間調画像のサイズＳＯよりも小ざ
くなる。どの程度小きくなるかは使用する走査開口の最
大開口面積によって相違するが、第６図のような走査開
口を使用した場合には、上下３行分と、左右３列分だけ
小ざくなって、第１１図のように斜線領域だけ減少する
。

したがって、推定された中間調画像を再度利用しながら
、これに対し繰り返し所定の信号処理を施すと、推定中
間調画像のサイズＳＳは次第に小ざくなり、ついには１
画素のみとなってしまう。

そこで、この発明ではこのような課題を解決するように
したもので、ディザ画像などの２値画像から中間調画像
を推定してもそのサイズが小ざくならないようにしたも
のである。ざらに、この発明では、このサイズ減少防止
処理において推定画像への影響をできるだけ少なくでき
るように工夫したものである。

［課題を解決するための手段］ 上述の課題を解決するために、この発明においては、デ
ィザ画像などのｎ値画像（ｎ≧２）よりオリジナル中間
調画像を推定するに際し、上記ディザ画像の周辺部を所
定幅ｔこけ拡張した拡張領域を設定し、 この拡張領域を含めて上記オリジナル中間調画像の推定
処理を行なうと共に、上記拡張領域は白画素若しくはこ
れに近い画素をあてがうようにしたことを特徴とするも
のである。

［作　用］ 第４図のように、ディザ画像よりオリジナル中間調画像
を推定する場合、ディザ画像の周辺部を所定幅だけ拡張
した拡張領域ＳＲを設定し、この拡張領域ＳＲを含めて
オリジナル中間調画像の推定処理を行なう。

拡張領域ＳＲの太きざは、使用する走査開口の開口面積
によって決まる。最大走査開口の開口面積が８Ｘ８画素
の場合には、ディザ画像の周辺部が上下３行分、左右３
列分だけ拡張される。拡張領域ＳＲのディザ画像は白画
像とする。

このように拡張領域ＳＲを含めた状態で中間調画像を推
定すると、新しい中間調画像の最初の画素は、第４図の
ように０００からとなるため、推定中間調画像のサイズ
ＳＳはディザ画像のサイズ、したがってオリジナル中間
調画像のサイズＳＯと同一となる。

拡張領域は白画素若しくはこれに近い画素があてがわれ
ているので、領域拡張に伴う推定画像への影響が僅少と
なる。

［実　施　例］ 以下、この発明に係る中間調画像推定方法について、第
１図以下を参照して詳細に説明する。

この発明においては、ディザ画像よりオリジナル中間調
画像を推定する場合、第４図に示すようなディザ画像の
周辺部を所定幅だけ拡張した拡張領域ＳＲを設定する。

拡張領域ＳＲの大きざは、使用する走査開口の開口面積
によって決まる。以下の例では、従来と同様に、最大走
査開口がＧであり、その開口面積は８×８画素である。

したがって、ディザ画像の周辺部は上下３行分、左右３
列分にわたって夫々の方向に拡張される。ディザ画像の
最初の画素をＤＯＯとすると、拡張領域ＳＲの最初の画
素はＤ−３、−３となる。ここに、Ｄ　−３，−３とは
画素ＤＯＯを含めてこれよりも３行３列手前の画素を指
すものとする。

この拡張領域を含めたディザ画像によって中間調画像が
推定される。この領域拡張のため、水平有効走査４８号
は、第４図のようにＨ−ＶＡＬＩＤから卜ｖＡＬＩＤ＝
に変更される。同様に、垂直有効走査信号も、Ｖ−ＶＡ
ＬＩＤからＶ−ＶＡＬＩＤ−ニ変更きレル。

そして、拡張領域ＳＲを含んで走査開口を対応させると
きには、拡張領域ＳＲの部分の画素は白画像にディザ化
された２値画像として、通常のディザ画像と同様に扱わ
れる。白画像の拡張領域とすれば、領域を拡張してもこ
れによっては中間調画像の推定に影響が及ばないからで
ある。

このように拡張領域ＳＲを含めた状態で中間調画像を推
定すると、新しい中間調画像の最初の画素は、第４図の
ようにＤＯＯからとなるため、推定中間調画像のサイズ
ＳＳはディザ画像のサイズ、したがってオリジナル中間
調画像のサイズＳＯと同一となる。

第１図はこの発明をハード化したととの中間調画像推定
装置の具体例である。

同図において、画像読み取り装置１は原稿画像を読み取
って２値データに変換するものである。

原稿画像はＣＣＤなどの光電変換素子を用いて読み取ら
れて電気信号に変換される。変換された電気信号はデジ
タルデータに変換され、このデジタルデータにシェーデ
ィング補正（ＣＯＤ出力の均一化補正）を施したのち、
第５図（ハ）に示すような２値データ（ディザ画像を構
成する２値データ）に変換されるような一連のデータ処
理がなされる。

デジタル化された２値データは中間調画像推定手段２と
、必要に応じて画像メモリユニット６に供給される。中
間調画像推定手段２は既に２値化処理された２値データ
を再処理するときに使用する手段であって、画像読み取
り装置１からの２値デークの場合には、既にデジタル化
された段階で中間調データになっているので、特に処理
されないで後段に出力される。中間調画像推定手段２に
は、２値データの他に推定処理に必要なタイミング４８
号が供給される。

中間調画像信号はタイミング信号と共に、画像処理手段
３に供給されて拡大・縮小、フィルタリング処理など、
指定処理モードに対応した画像処理が実行される。

画像処理された中間調画像信号は２値化手段４に供給き
れて、閾値選択信号によって選択された閾値を用いて再
２値化処理が行なわれる。閾値選択信号はコントロール
ターミナルあるいはキーボードなどから指定される。

５は記録装置で、２値化手段４あるいは画像メモリユニ
ット６より出力された２値データに基づいて画像が再現
される。

記録装置５としては、レーザプリンタやＬＥＤプリンタ
などを使用することができる。画像メモリユニット６は
画像読み取り装置１より得られる２値データそのものも
記憶できるような構成となされている。

第２図は第１図を画像処理システムとして構成した場合
の一例を示すものである。

画像読み取り手段１、中間調画像推定手段２、画像処理
手段３．２値化手段４及び記録装置５は夫々、第１及び
第２のインターフェース１１．１２を介してコントロー
ルターミナル１３に接続される。また、画像メモリユニ
ット６はシステムパス１４を介して第１のインターフェ
ース１１と接続される構成となされているう１５は外部
装置を示す。

第３図は中間調画像推定手段２の一例である。

これも先に説明した公報に開示されている構成を一部流
用できるので、流用部分の詳細な説明は省略する。

端子２ａには画像読み取り装置１からの２値データが供
給される。２０は領域補正データ格納手段であって、こ
こに拡張領域ＳＲ用の２値データ（白データ）が格納さ
れている。

夫々の２値データは第１のセレクタ２１でその何れかが
選択される。どの２値データを使用するかは端子２２を
通じて供給される拡張制御Ｉ倍信号よって決まる。拡張
制御信号は第４図の拡張領域ＳＲの各ラインに対応した
ライン信号である。

第１のセレクタ２１によって選択された２値データは第
２のセレクタ２３を介してラインメモリ部２４に供給さ
れる。

ラインメモリ部２４は第２のセレクタ２５から送られて
くる２値データを受けて、１ラインごとの２値データを
記憶するためのもので、図に示すようにＬ１〜Ｌ９まで
の９個のラインメモリで構成される。そして、第２のセ
レクタ２３ではこれら９個のラインメモリＬ１〜Ｌ９の
夫々に、夫々のラインに対応した２値データが順次セレ
クトされて記憶される。

ここで、ラインメモリを９ライン分用意したのは、使用
する最大の走査開口Ｇの行数が８行であることと、リア
ルタイム処理を行なうために、もう１行のラインメモリ
が必要なためである。

そのため、第３のセレクタ２５において、９個のライン
メモリのうち現在の画像処理に必要な８個のラインメモ
リが選択される。ラインメモリを８個使用するときには
、これらとラッチ回路を組み合わせればよい。このとき
ラッチ回路には入力した２値データが供給される。こう
したとき、ラッチ回路出力と、現在書き込み中にあるラ
インメモリを除いた７個のラインメモリの出力とで８ラ
イン分の２値データを得ることができる。

選択された８個のラインメモリの各２値データは中間調
画像推定部２６に供給きれて、この２値データに基づい
て複数種の走査開口のうちから唯一の走査開口が選択さ
れる。

選択された走査開口を示すデータは選択回路２７に供給
されて、その走査開口内の画素レベルとゲインとによっ
て定まる中間調画像の値が推定される。ここに、ゲイン
とは、走査開口の面積比に対応するもので、走査開口Ｇ
のゲインを１としたとき、走査開口Ｅ、Ｆはゲイン２、
走査開口りはゲイン４、走査開口Ｂ、Ｃはゲイン８、走
査開口Ａはゲイン１６、そして走査開口Ｚはゲイン６４
となる。同図において、ａ　”’−ｇ　ｒ　Ｚは各走査
開口Ａ−Ｇ、Ｚでの白画素数を示す。

タイミング発生回路３０から得られた各種のタイミング
信号は、上述したセレクタ２１，２３゜２５を始めとし
て、ラインメモリ部２４、中間調画像推定部２６及び選
択回路２７に供給きれて、必要なタイミングでデータの
選択やアドレス送出の制御が行なわれる。

そのため、画像読み取り部１側からは同期クロック、水
平有効域信号Ｈ−ＶＡＬＩＤ及び垂直有効域信号Ｖ−ν
ＡＬＩＤなどのタイミング（＝号が、端子２２からは拡
張制御信号が夫々タイミング発生回路３０に供給され、
そのタイミングに基づいて水平有効域信号Ｈ−ＶＡＬＩ
Ｄ”、垂直有効域４８号Ｖ−ＶＡＬＩＤ”　すどの各種
のタイミング信号が生成される。

中間調画像推定部２６は次のような処理を行なうために
設けられたものである。

つまり、この推定部２６は、中間調レベルを推定する注
目画素を含む複数の走査開口を設定し、特定走査開口内
での白若しくは黒画素数を計数し、この特定走査開口の
計数結果に基づいて作成した２値画像と、この特定走査
開口のオリジナル走査開口の２値画像とを比較判定する
。

そして、判定結果が不成立の場合には、各走査開口につ
いて上述した計数及び比較判定を行なうことにより、唯
一の走査開口を決定する。

判定が成立しているときには、各走査開口内の白若しく
は黒画素数が所定の条件を満足するがどうかを判別し、
唯一の走査開口を決定する。

上述した例では、オリジナル画像として２値のディザ画
像を例示したが、２値ディザ画像の代りに、多値画像（
３値のディザ画像など）を使用し、その中間調画像レベ
ルを推定する場合にも、この発明を適用することができ
ることは、容易に理解でとよう。その場合には、拡張領
域内の画素は白画素若しくはこれに近いレベルである灰
色画素があてがわれる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明ではディザ画像の周辺部
を所定幅だけ拡張した拡張領域を設定し、この拡張領域
を含めてオリジナル中間調画像の推定処理を行なうと共
に、拡張領域の画素として白画素若しくは白画素に近い
画素をあてがうようにしたものである。

これによれば、中間調画像の推定処理を何度実行しても
オリジナルの中間調画像のサイズと同一のサイズをもっ
て中間調画像を推定できる。その結果、推定処理を繰り
返えすことによって生ずるサイズの減少を確実に回避で
きる特徴を有する。

ざらに、領域を拡張して中間調画像を推定しても拡張領
域内の画素は白画素若しくはこれに近い画素をあてがっ
ているので、推定画素への影響が少なく、推定中間調画
像の精度が低下しない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明に係る中間調画像推定方法
を具体化したときの一例を示す系統図、第３図は中間調
画像推定手段の系統図、第４図は中間調画像推定方法の
説明図、第５図はオリジナル中間調画像からディザ画像
を作成する場合の説明図、第６図は使用する走査開口の
一例を示す図、第７図は走査開口を選択したときに得ら
れる推定中間調画像の一例を示す図及びそのときに使用
した開口の選択例を示す図、第８図〜第１１図はこの発
明の説明に供する図である。 １・・・画像読み取り装置 中間調画像推定手段 ・画像処理手段 ２値化手段 ・記録装置 ２６　・ 中間調画像推定部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディザ画像などのｎ値画像（ｎ≧２）よりオリジ
   ナル中間調画像を推定するに際し、 上記ディザ画像の周辺部を所定幅だけ拡張した拡張領域
   を設定し、 この拡張領域を含めて上記オリジナル中間調画像の推定
   処理を行なうと共に、 上記拡張領域は白画素若しくはこれに近い画素があてが
   われるようにしたことを特徴とする中間調画像推定方法
   。