JPH02252362A - 中間調画像推定装置 - 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］ この発明は、例えば中間調表示された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
調画像推定装置に関し、特に推定処理に必要な画像デー
タを簡単な構成で得られるようにしたものである。

［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イザ法が知ら
れている。

デイザ法とは第３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
閾値と大きさ（８Ｘ８画素程度）を有する閾値マトリッ
クス（本例では、ベイヤ（Ｂ　ａｙａｒ　）型デイザマ
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イザ画像を作成するようにした
ものである。

ところで、このようなデイザ画像が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。

デイ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（以下走査開口という）を用意し、こ
の走査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、走査開口を行及び列方向に１画素ずつ移動き
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、元となるデイザ
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４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が使用きれる。

Ａ−Ｚの各走査開口中に示した黒丸は、第３図（ハ）の
デイザ画像上を移動させるときの移動中心である。走査
開口Ｚは移動中心に対して左上の画素に選定されている
が、左下、右上あるいは右下の何れの位置に選定しても
よい。このように走査開口の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。

このような走査開口を使用して第３図（ハ）のデイザ画
像から中間調画像を推定すると、第５図（イ）のような
中間調画像が得られる。これは、第３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。

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、第５図（ロ）のようになる。１行１列
の画素は走査開口り、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。

このような推定処理を達成するための具体例を第６図以
降に示す。

第６図において、画像読み取り装置１は原稿画像を読み
取フて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３図（ハ）に示すような２値データ（デイザ画像を構
成する２値データ）に変換き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
を画像メモリユニット６から読み取って再処理するとき
に使用する手段である。画像読み取り装置１からの２値
データの場合には、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信号が供給される。

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きれた閾値を用いて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。２値
データは後述するセレクタ７を介して記録装置５に供給
されたり、画像メモリユニット６に供給されてメモリき
れる。

セレクタ７は画像メモリユニット６にメモリされた２値
データを使用して中間調画像の推定及び画像処理を行な
って再２値化した２値データを記録したりあるいはメモ
リしたりする場合に使用される。

すなわち、再２値化すると、そのままでは画像サイズが
減少するため、その場合には減少分だけ再２値化のため
に使用した画像メモリユニット６内の２値データを使用
して補充きれる。本例では、上下３行分、左右３列分だ
け画像メモリユニット６内に格納きれたオリジナルデイ
ザ画像の２値データが、再２値化された２値データとし
て再使用される。

第７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きれている。１５は外部
装置を示す。

第８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流用で
きるので、そ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。２値データは第１のセレクタ２１を介してラ
インメモリ部２２に供給される。

ラインメモリ部２２は第１のセレクタ２１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１のセ
レクタ２１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
クトされて記憶きれる。

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２のセレクタ２３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３０に供給されて、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２４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２はゲイン６４
となる。同図において、ａ”−ｇ、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２５から得られた各種のタイミング
４８号は、上述したセレクタ２１．２３を始めとして、
ラインメモリ部２２、中間調画像推定部３０及び選択回
路２４に供給されて、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。

タイミング信号とは、同期クロック、水平有効域信号Ｈ
−ＶΔＬＩＤ、垂直有効域信号Ｖ−ＶＡＬＩＤなどを指
す。

中間調画像推定部３０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３０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かどうかを判別し、
唯一の走査開口を決定する。

［発明が解決しようとする課題］ ざて、中間調画像の推定処理においては、最大８ライン
分の画像データが必要である。そして、１行シフトする
たびに１ライン分だけ最新の画像データと交換する必要
がある。したがって、ラインメモリに格納された画像デ
ータと、その推定処理において使用するラインとの関係
は第９図のようになる。

図は走査開口Ｇが選択されたととの例であって、初期状
態（１回目の行方向への走査）として、１〜８ラインの
画像データを使用して推定処理が実行きれるものとする
と、このときは１〜９ライン分の画像データが対応する
ラインメモリＬ１〜Ｌ９に格納されている。そして、こ
のときに使用する画像データは１〜８ラインの画像デー
タである。

次に、１行シフトさせて行なう２回目の行方向への推定
処理においては、そのときの使用画像データは２〜９ラ
インの画像データである（斜線図示、以下同様）。そし
て、推定処理に関与しないラインメモリＬ１には、この
推定処理実行中に１０ライン目の画像データが格納され
る。

このような処理が走査開口を１行移動させる度に実行さ
れる。

一方、第８図に示す第２のセレクタ２３は以下のような
選択処理が行なわれる。

まず、１回目の行方向への推定処理では、走査開口Ｇの
第１行目にくる画像データはラインメモリＬ１からの画
像データでなげればならない。したがって、第８図に示
すようにセレクタ出力ｏ１はラインメモリＬ１からの画
像データであるから、以下セレクタ出力０２〜０８はラ
インメモリＬ２〜Ｌ８の画像データとなる。

次に、２回目の行方向への推定処理では、走査開口Ｇの
第１行目にくる画像データはラインメモリＬ２からの画
像データでなければならないから、セレクタ出力０１〜
０８はラインメモリＬ２〜Ｌ９の画像データとなる。２
ラインシフトした３回目の行方向への推定処理では、ラ
インメモリＬ３からの画像データが第１行目の画像デー
タであって、セレクタ出力０１〜０８はラインメモリＬ
３〜Ｌ９及びＬｌからの画像データでなければならない
。以下同様に、順に１ラインずつずれた状態で画像デー
タを出力させる必要がある。

このように第２のセレクタ２３においては、上述したよ
うな画像データの選択を各ラインごとに実行する必要が
あり、セレクタ出力０１には常に走査開口の最初の行が
位置するラインからの画像データであるように制御する
必要がある。これを実現するにはカウンタと比較的複雑
な論理回路とが必要になるため、第２のセレクタ２３の
構成が複雑化する欠点を有する。

そこで、この発明ではこのような課題を解決したもので
、簡単な構成によって初期の目的を達成できる中間調画
像推定装置を提案するものである。

［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、複
数の画素からなるマトリックス状の走査開口を、行及び
列方向に１画素ずつ順次移動させてその中心画素のレベ
ルを推定する中間調画像推定装置において、 ｎ個（ｎは整数）のラインメモリを有し、これらには各
ラインの画像データがメモリされると共に、上記ライン
メモリの出力を選択する選択手段が設けられ、 この選択手段は、夫々ｎ段にわたり入力切り換えが可能
なｎ個のセレクタで構成され、上記ラインメモリの出力
をｎ個のセレクタに供給するに際し、各セレクタに設け
られた入力端子には夫々のメモリ出力が１ビットずつ順
次ずらした状態で供給きれるようになされたことを特徴
とするものである。

［作　用］ ラインメモリ２２部の出力をｎ個のセレクタ２３に供給
するに際し、各セレクタに設けられた入力端子には夫々
のメモリ出力が１ビットずつ順次ずらした状態で供給さ
れるようじなされる。

説明の便宜上、４ラインメモリを使用する場合を例示す
ると、その場合のラインメモリ部２２とセレクタ２３と
の結線は、第１図のようになる。

各セレクタ２３に設けられた入力端子Ｏ〜３はスイッチ
ングパルスによって共通に選択される。

選択された入力端子Ｏ〜３とセレクタ出力０１〜０３と
の関係は第２図のようになる。

こうすれば、走査開口の移動位置に拘らず、セレクタ出
力０１からは、走査開口が位置する最初の行に対応した
ラインメモリからの画像データが常に出力されることに
なる。

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

この発明では、複数の画素からなるマトリックス状の走
査開口を、行及び列方向に１画素ずつ順次移動させてそ
の中心画素のレベルを推定する場合、中間調画像推定手
段２に設けられた第２のセレクタ２３が以下のように構
成される。

すなわち、最大走査開口に対応してｎ個（ｎは整数）の
ラインメモリ部２２が設けられ、これらには各ラインの
画像データがメモリきれると共に、ラインメモリ部２２
の出力を選択する選択手段（セレクタ）２３が設けられ
る。

この選択手段２３は、夫々ｎ段にわたり入力切り換えが
可能なｎ個のセレクタ２３Ａ〜２３Ｎで構成され、ライ
ンメモリ部２２の出力をｎ個のセレクタ２３Ａ〜２３Ｎ
に供給するに際し、各セレクタ２３Ａ〜２３Ｎに設けら
れた入力端子には、夫々のメモリ出力が１ビットずつ順
次ずらした状態で供給されるようになされる。

説明の便宜上、ラインメモリを４個使用した場合の具体
例を第１図を参照して説明する。上述したようにリアル
タイム処理を実現するには、ラインメモリの数はセレク
タの数よりも１だけ多い。

したがって、３個のセレクタ２３Ａ〜２３Ｃが使用され
る。

各セレクタ２３Ａ〜２３Ｃは、夫々使用ラインメモリ数
分の入力を切り換える機能を有する。本例では、４つの
入力が切り換えられるセレクタが使用される。

そして、初段のセレクタ２３Ａの入力端子Ｏ〜３にあっ
て、入力端子０にはラインメモリＬ１からの画像データ
が入力し、入力端子１にはラインメモリＬ２からの画像
データが入力し、入力端子２にはラインメモリＬ３から
の画像データが入力し、最後の入力端子３にはラインメ
モリＬ３からの画像データが入力する。

次のセレクタ２３Ｂには、セレクタ２３Ａへの入力状態
を１ピツトシフトした状態で各ラインメモリＬ１〜Ｌ４
からの画像データが入力する。したかって、入力端子Ｏ
〜２にはラインメモリＬ２〜Ｌ４の画像データが入力す
ると共に、入力端子３にはラインメモリＬ１の画像デー
タが入力する。

次のセレクタ２３Ｃに対しても同様であって、セレクタ
２３Ｂへの入力状態をざらに１ピツトシフトした状態で
各ラインメモリＬ１〜Ｌ４からの画像データが入力する
。

入力端子Ｏ〜３はスイッチングパルスによって共通に切
り換えられる。そのため、選択入力端子と、それによっ
て選択きれるセレクタ出力との関係は第２図のようにな
る。

１回目の行方向への推定処理は入力端子０を選択した状
態と同じで、このとぎは走査開口の１行目がセレクタ出
力０１の出力（ラインメモリＬ１の画像データ）となる
。２回目の行方向への推定処理は、入力端子１を選択し
たモードと同じであり、このときは走査開口の１行目に
当たるセレクタ出力０１はラインメモリＬ２からの画像
データとなる。

そして、３回目の行方向への推定処理は、入力端子２を
選択したモードと同じであり、このときは走査開口の１
行目に当たるセレクタ出力ｏ１はラインメモリＬ３から
の画像データとなる。

このように、走査開口が１行シフトするごとにセレクタ
出力０１から得られる画像データも、それに追随して１
行シフトした状態で得られる。

実際には、９個のラインメモリと８個のセレクタが使用
されているが、その結線は第１図と全く同じであり、セ
レクトされる各ラインメモリからの画像データとの関係
も同じであるので、その詳細な説明は省略する。

上述した例では、オリジナル画像として２値のデイザ画
像を例示したが、２値デイザ画像の代りに、多値画像（
３値のデイザ画像など）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と
ることは、容易に理解できよう。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明では走査開口を行及び列
方向に１画素ずつ順次移動させてその中心画素のレベル
を推定する場合で、ラインメモリの出力をｎ個のセレク
タに供給するに際し、各セレクタに設けられた入力端子
には、夫々のメモリ出力が１ビットずつ順次ずらした状
態で供給されるようにしたものである。

これによれば、非常に簡単な結線で、走査開口が１行シ
フトするごとにセレクタ出力から得られる画像データも
、それに追随して１行シフトした状態で得られる。その
ため、複雑な論理回路やカウンタを使用してラインメモ
リからの画像データをセレクトする必要がなくなり、こ
の種の中間調画＠推定装置を安価に提供できる実益を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る中間調画像推定装置の要部の一
例を示す構成図、第２図は選択入力端子とセレクタ出力
との関係を示す図、第３図はオリジナル中間調画像から
デイザ画像を作成する場合の説明図、第４図は使用する
走査開口の一例を示す図、第５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６図及び第７
図は中間調画像推定装置の具体例を示す系統図、第８図
は中間調画像推定手段の系統図、第９図はラインメモリ
と使用ラインとの関係を示す図である。 ・・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 １ラインメモリ （２３Ａ〜２３Ｃ） トセレクタ ２４・・・選択回路 ３０・・・中間調画像推定部 １　・ ２　・ ３　・ ５・ ２２　・ （４つイ）メモリのと　き） 第１図 第２図 （イ）オリジナル中間調画像 （ハ）デイザ画作 第５図（イ）の領域 （ロ） 閾値マトリックス 第３図 １２″１６ ５２５゜ ｏ　４８ （イ） ４゜ ４゜ ４゜ ４゜ 走査開口例 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の画素からなるマトリックス状の走査開口を
   、行及び列方向に１画素ずつ順次移動させてその中心画
   素のレベルを推定する中間調画像推定装置において、 ｎ個（ｎは整数）のラインメモリを有し、これらには各
   ラインの画像データがメモリされると共に、上記ライン
   メモリの出力を選択する選択手段が設けられ、 この選択手段は、夫々ｎ段にわたり入力切り換えが可能
   なｎ個のセレクタで構成され、 上記ラインメモリの出力をｎ個のセレクタに供給するに
   際し、各セレクタに設けられた入力端子には、上記夫々
   のメモリ出力が１ビットずつ順次ずらした状態で供給さ
   れるようになされたことを特徴とする中間調画像推定装
   置。