JPH0322756A - 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、特に推定された中間調画像信号と、推
定処理後に使用されるタイミング信号との同期を取るよ
うにした中間調画像推定装置に関する。

［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値でしか表わされないものが多い。

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（口）のような所定の
閾値と大きさ（８×８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戒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
さのマトリックス（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ｒｊＪ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ＷＪ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
小さ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
６３−２６７５７　１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８ｍ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の各走査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きの移動中心である。走査
開口２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（口）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
走査間口Ｄ，１行３列の画素は走査開口Ｃが夫々使用ざ
れるごとくである。

さて、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ｒＩ４ｍ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さくなっている。

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（’＋４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、ＩＷＪ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
Ｏｔ．ｊ（ｉは行方向、ｊは列方向）が閾値マトリック
スの画素Ｍｉ，ｊによってディザ化きれて画素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よりも小さ
くなる。どの程度小さ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
小さくなって、第１１図のように斜線領域だけ減少する
。

［発明が解決しようとする課題］ そのため、中間調画像を推定する処理系で使用した水平
有効域信号などの推定処理用タイミング信号を、そのま
ま准定処理後のタイミング信号として使用することがで
きない。それは、水平有効域輻や、その開始タイξング
などが相違するからである。

また、中間調画像の推定処理を行なうと、その処理に伴
って伝送時間の遅れが生ずる。この時間の遅れを無視す
ると、上述したと同じく推定された中間調画像信号と、
推定処理後に使用されるタイミング信号との間で時間的
なずれが発生してしまう。

そこで、この発明ではこの点を考慮したものであって、
推定された中間調画像信号と、推定処理後に使用される
タイミング信号との同期をとるようにしたものである。

［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、白
画素と黒画素からなる２値画像内に推定すべき中間調画
像の各画素ごとに少なくとも、１画素×１画素の大きさ
のものを含む複数種の走査開口を設定し、 各走査開口内の２値画像と、この走査開口内の白画素と
黒画素の比率に基づいた推定値から作成した２値画像と
を各走査開口ごとに比較し、推定すべき中間調画像の１
画素ごとに最適な走査開口の推定値を求め、この推定値
に基づいて中間調画像を作成するようにした中間調画像
推定装置において、 推定された中間調画像信号と、推定処理後に使用される
タイミング信号との同期を取るようにしたものである。

［作　用〕 第３図に示すタイミング信号発生回路２５では、入力タ
イミング信号に対して、所定時間の遅延を持たせると共
に、その有効領域幅などを変更する。

この変更後のタイミング信号を出力タイミング信号とし
てこのタイミング４８号発生回路２５から出力させる。

遅延時間は、どの程度まで推定中間調画像のサイズが減
少するかによっても相違するが、この減少分に見合った
遅延時間に、中間調画像推定手段２の推定処理によって
発生する時間の遅れ分を加えた時間に選定される。

このように遅延時間を設定すれば、中間調画像推定手段
２より出力された中間調画像信号と、出力タイミング信
号との時間関係が同期するので、この出力タイξング信
号を利用して、後段の画像処理を実現できる。

［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。

この発明においては、第４図に示すように、ディザ画像
よりオリジナル中間調画像を推定することによって生ず
る領域の減少に見合った分だけタイミング信号の有効領
域を減少させると共に、これに中間調画像推定手段２（
第３図）の遅延時間を考慮して、出力タイミング信号の
最終的な遅延時間が決定される。

仮に、推定処理によって生ずる領域の減少分と中間調画
像推定手段の遅延時間を合わせた時間が、第４図のよう
に主走査方向に対してはＤＬｈであり、副走査方向に対
してはＤＬｖであったときには、タイミング信号発生回
路２５（第３図）の入出力関係は第４図のようになる。

図は、タイミング信号として特に、水平有効域信号｝１
−ＶＡＬＩＤト垂直有効域｛ａ号Ｖ−ＶＡＬＩＤ　ト！
例示してある。Ｈ●ＶＡＬＩＤ″が遅延時間を調整した
後の水平有効域信号であり、Ｖ−ＶＡＬＩＤ＝が同じく
遅延時間を調整した後の垂直有効域信号である。

上述した処理を実現した中間調画像推定装置の具体例を
第１図以下に示す。

第１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＃！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エー
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
構或する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。

デジタル化されな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
を再処理する時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。タイミング信号の
詳細は後述する。

推定された中間調画ｆｇＪ｛ｇ号は、これと同期が取ら
れた出力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に供給さ
れて、閾値選択イε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。

画像処理手段３での信号処理において、時間の遅れが発
生したときには、この画像処理手段３カ・ら得られる中
ｒｇＪ調画像４３号とタイミングを合わせて出力タイミ
ング信号が出力されるようになされている。

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
きれる。

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、ｚ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と接続される構或となされている。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。

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。

第１のセレクタ２１によって選択された２値データはラ
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。

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ばゲイン２、走査開口Ｄ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．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
信号（出力タイミング信号）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。

そのため、画像読み取り部１　｛ＩＩからは同期クロツ
ク、水平有効域信号！１・ＶＡＬＩＤ及び垂直有効域信
号Ｖ・ＶＡＬＩＤなどのタイミング信号（入力タイミン
グ｛８号）が供給され、これらに対して所定の遅延時間
と有効領域などの補正が施される。

遅延時間は、どの程度まで推定中間調画像のサイズが減
少するかによっても相違するが、上述したようにこの減
少分に見合った遅延時間に、中間調画像推定手段２の推
定処理によって発生する時間の遅れ分を加えた時間に選
定される。

また有効領域の補正とは、第４図に示すように、推定処
理によって生ずる画像領域の減少分に合うように、水平
有効域信号Ｈ−ＶＡＬＩＤ　，垂直有効域信号Ｖ−ＶＡ
ＬＩＤなどの領域補正をいう。すなわち、水平有効域信
号｝１−ＶＡＬＩＤハＨ−ＶＡＬｒＤ”ノヨウニ、ＩＵ
有効域償号Ｖ−ＶＡＬＩＤｔ．ｔＶ−ＶＡＬＩＤ”　（
７）ように夫々ノ有効領域輻が補正される。

同期クロックはタイミングのみ調整される。

このように中間調画像推定手段２の推定処理を考慮して
遅延時間などを設定すれば、中間調画像推定手段２より
出力された中間調画像信号と、出カタイミング信号との
時間関係が同期するので、この出力タイミング信号をそ
のまま利用して、後段の画像処理を実現できる。

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。

ところで、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、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推定する
処理系において、推定された中間調画像信号と、推定処
理後に使用されるタイミング信号との同期を取るように
したものである。

これによれば、中間調画像推定手段以降の信号処理に対
してもこの出力タイミング信号を利用できるため、タイ
ミング信号発生回路の共用化を達成できる実益を有する
。

【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ｆＬ’［画像推定
装置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１
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。 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 ラインメモリ部 タイミング発生回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）白画素と黒画素からなる２値画像内に推定すべき
   中間調画像の各画素ごとに少なくとも、１画素×１画素
   の大きさのものを含む複数種の走査開口を設定し、 各走査開口内の２値画像と、この走査開口内の白画素と
   黒画素の比率に基づいた推定値から作成した２値画像と
   を各走査開口ごとに比較し、推定すべき中間調画像の１
   画素ごとに最適な走査開口の推定値を求め、この推定値
   に基づいて中間調画像を作成するようにした中間調画像
   推定装置において、 推定された中間調画像信号と、推定処理後に使用される
   タイミング信号との同期を取るようにしたことを特徴と
   する中間調画像推定装置。