JPH0352383A - Picture binarizing system - Google Patents

Picture binarizing system

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Publication number
JPH0352383A
JPH0352383A JP1186123A JP18612389A JPH0352383A JP H0352383 A JPH0352383 A JP H0352383A JP 1186123 A JP1186123 A JP 1186123A JP 18612389 A JP18612389 A JP 18612389A JP H0352383 A JPH0352383 A JP H0352383A
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JP
Japan
Prior art keywords
gradation
image
change
degree
dither
Prior art date
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Pending
Application number
JP1186123A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Asami
俊宏 浅見
Tomoyoshi Takebayashi
知善 竹林
Satoshi Okuyama
敏 奥山
Yoshihisa Mizuno
嘉久 水野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH0352383A publication Critical patent/JPH0352383A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the picture quality of the entire binarizing picture by discriminating the degree of a change in the gradation from the size of gradation change to select the threshold level pattern used for organizing dither processing thereby balancing the gradation and the resolution in response to the level of the gradation change. CONSTITUTION:The system is provided with a gradation change extraction means 4 calculating a change in gradation of a multi-gradation picture, a gradation change discrimination means 5 discriminating the degree of a change in the gradation depending on the level of gradation change calculated by the gradation change extraction means 4 and a dither pattern switching means 6 switching the threshold level pattern adaptively used for the organic dither processing based on the result of discrimination by the gradation change discrimination means 5. Then the dither threshold level matrix emphasizing the resolution and the dither threshold level matrix emphasizing the gradation are used depending on the situation. Thus, a binary picture satisfying both the resolution and gradation is obtained and the picture quality as the entire binary picture is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概  要〕 多階調の画像を二値画像出力装置に出力するため、多値
画像を解像度および階調性が良好な二値画像に変換する
画像二値化方式に関し、階調変化の大きさに応して階調
性と解像度のつりあいを変化可能とし、二値化画像全体
の画質を向上させることを目的とし、 多値画像入力装置から入力した多階調の画像を二値画像
出力装置に出力するために組織的ディザ法によって多階
調画像を二値化する画像処理システムにおいて、多階調
画像の階調の変化度を算出する階調変化度抽出手段と、
前期階調変化度抽出手段によって算出した階調変化度の
値の大きさから階調の変化の度合いを判定する階調変化
度判定手段と、前期階調変化判定手段の判定結果に基づ
いて組織的ディザ化に用いるしきい値パターンを適応的
に切り換えるディザパターン切り換え手段とを有するよ
うに構成する. 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多階調の画像を二値画像出力装置に出力する
ため、多値画像を解像度および階調性が良好な二値画像
に変換する画像二値化方式に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] An image binarization method that converts a multi-level image into a binary image with good resolution and gradation in order to output a multi-level image to a binary image output device. The purpose of this technology is to improve the image quality of the entire binarized image by making it possible to change the balance between gradation and resolution according to the magnitude of the gradation change. In an image processing system that binarizes a multi-tone image using a systematic dither method in order to output the image to a binary image output device, tone change degree extraction calculates the degree of change in tone of a multi-tone image. means and
A gradation change degree determining means for determining the degree of gradation change from the value of the gradation change degree calculated by the first gradation change degree extraction means; and dither pattern switching means for adaptively switching the threshold pattern used for digital dithering. [Industrial Application Field] The present invention relates to an image binarization method for converting a multi-level image into a binary image with good resolution and gradation in order to output a multi-level image to a binary image output device. Regarding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

画像を出力する装置のなかには明暗の2値の表示しかで
きないものがたくさんある。一定寸法の黒ドットを印字
するドットプリンタや、一定の大きさの表示セルをマト
リクス状に配列した液晶ディスプレイやプラズマディス
プレイ等である。これらの出力装置から写真のような中
間調のある多値画像を出力するためには、多値の画像デ
ータを二値のデータに変換する画像二値化処理が必要で
ある。
Among the devices that output images, there are many that can only display binary values of light and dark. These include dot printers that print black dots of a fixed size, and liquid crystal displays and plasma displays that have display cells of a fixed size arranged in a matrix. In order to output multivalued images with halftones such as photographs from these output devices, image binarization processing is required to convert multivalued image data into binary data.

従来、多階調の画像を二値画像に変換する画像二値化方
式として組織的ディザ法が頻繁に使われている。
Conventionally, a systematic dither method has been frequently used as an image binarization method for converting a multi-gradation image into a binary image.

第6図は、組織的ディザ法を実現するシステムの構成例
である. マイクロブロセサを例とするCPU6 1を中心とし、
その外部バスにROM6 2、RAM6 3、ディスク
装置等の外部記憶装置64、および二値画像に変換済み
の画像データを出力する感熱プリンタ等の画像出力装置
65を接続した構成である。
Figure 6 shows an example of the configuration of a system that implements the systematic dithering method. Centering on CPU61, which is an example of a microprocessor,
The external bus is connected to a ROM 62, a RAM 63, an external storage device 64 such as a disk device, and an image output device 65 such as a thermal printer that outputs image data converted into a binary image.

まず多値の原画像を外部記憶装置64に格納しておき、
その原画像データをCPU6 1で処理して二値画像に
変換する。ここで、ROM6 2にはCPU6 1実行
用のB I O S (basic input ou
tputsystem)等が、またRAM63にはオペ
レーティング・システムや組織的ディザ法の処理プログ
ラム、処理データ等が格納される。そして、変換した二
値画像を画像出力装置65に出力する。
First, a multivalued original image is stored in the external storage device 64,
The original image data is processed by the CPU 61 and converted into a binary image. Here, the ROM 6 2 includes a BIO S (basic input out) for executing the CPU 6 1.
tputsystem), etc., and the RAM 63 stores an operating system, a systematic dither method processing program, processing data, and the like. Then, the converted binary image is output to the image output device 65.

画像二値化処理は、第7図の動作フローチャートに沿っ
て実行される。
The image binarization process is executed according to the operation flowchart shown in FIG.

CPU6 1は、まず、外部記憶装置64から多値画像
データを読み出しRAM62に格納する(S71)。次
に、RAM62に格納した多値画像を順次ディザ化する
(S72)。組織的ディザ化については後述する。そし
て、最後にディザ化によって二値化した画像を画像出力
装置65に出力する(S73)。
The CPU 61 first reads multivalued image data from the external storage device 64 and stores it in the RAM 62 (S71). Next, the multivalued images stored in the RAM 62 are sequentially dithered (S72). Systematic dithering will be described later. Finally, the image binarized by dithering is output to the image output device 65 (S73).

ディザ法は、原画像の階調を画素ごとにしきい値と比較
し、その結果、しきい値よりも階調が大きければオン(
例えば“1゛)、小さければオフ(例えば“0゜)とい
うように二値化する手法である。そのとき、しきい値の
大きさは画素ごとにランダムな値をとるように設定する
。ランダム化することにより、画像を低ビットで量子化
する際に生じる擬輪郭雑音の空間的相関性を除き、視覚
的に画質が向上する手法である。ディザ化では、どのよ
うな規則で閾値をランダム化するかにより、いくつかの
方法があるが、現在は画質も比較的良好で、処理も単純
な組織的ディザ法が広く用いられている。組織的ディザ
法のしきい値はnXnのマトリクスとし、このしきい値
マトリクス(ディザマトリクス)と原画像のnXn画素
とを原画像の隅から順に比較し、各画素ごとにしきい値
よりも大きければオン、小さければオフというように二
値化する。nXnのディザマトリクスの各要素はOから
n2−1までの整数で、各要素ごとに異なる整数をとる
ように設定する。これによってn2+1階調が表現でき
ることになる。すなわち、2×2のディザマトリクスな
らば4個のしきい値をもち、5階調を表現でき、また、
4×4のディザマトリクスならば16個のしきい値をも
ち、17階調を表現できることになる。
The dither method compares the gradation of the original image with a threshold value for each pixel, and if the gradation is larger than the threshold value, it is turned on (
For example, the value is "1", and if it is smaller, it is turned off (for example, "0"). At this time, the threshold value is set to take a random value for each pixel. This randomization method visually improves image quality by removing the spatial correlation of pseudo-contour noise that occurs when images are quantized using low bits. There are several methods for dithering, depending on the rules used to randomize the threshold values, but systematic dithering is currently widely used as it has relatively good image quality and simple processing. The threshold value of the systematic dither method is an nXn matrix, and this threshold matrix (dither matrix) is compared with the nXn pixels of the original image in order from the corner of the original image, and if each pixel is larger than the threshold value, then It is binarized so that it is on, and if it is small, it is off. Each element of the nXn dither matrix is an integer from O to n2-1, and each element is set to be a different integer. This makes it possible to express n2+1 gradations. In other words, a 2×2 dither matrix has 4 thresholds and can express 5 gradations, and
A 4×4 dither matrix has 16 threshold values and can express 17 gradations.

ディザマトリクスの横戒方法は種々検討されている。n
Xnのディザマトリクスは原画像のn×n画素と繰り返
し比較されるので、この繰り返しの周期性に起因する背
景模様(texture )がどうしても発生する。こ
の背景模様をできるだけ目立たせないようなディザマト
リクスが最適である。
Various methods of dithering the dither matrix have been studied. n
Since the Xn dither matrix is repeatedly compared with the n×n pixels of the original image, a background texture is inevitably generated due to the periodicity of this repetition. A dither matrix that makes this background pattern as inconspicuous as possible is optimal.

第8図は、一般に使われているディザしきい値マトリク
スの説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a commonly used dither threshold matrix.

同図(a)はBayer型しきい値マトリクスである。FIG. 5A shows a Bayer type threshold matrix.

背景模様の空間的周波数スペクトラムのなかの最低の周
波数戒分を高いところに設定し、背景模様を目立たせな
いように配慮したしきい値マトリクスである。通常、4
×4(同図(a−1))か2×2(同図(a−2))の
どちらかのしきい値マトリクスを固定的に用いる。
This is a threshold matrix in which the lowest frequency in the spatial frequency spectrum of the background pattern is set at a high level so as not to make the background pattern stand out. Usually 4
Either a x4 ((a-1) in the same figure) or a 2×2 ((a-2) in the same figure) threshold matrix is used fixedly.

一方、同図(b)はうずまき型しきい値マトリクスで、
マトリクスの中心部のしきい値が小さな値をとり、うず
まき状に外側に向かって大きな値をとるように設定され
ている。同図(b−1)が4×4、同図(b−2)が2
×2のうずまき型マトリクスである。このしきい値マト
リクスの場合、マトリクスの中心部は、原画像の階調が
低くても比較的黒く二値化されることになる。
On the other hand, the figure (b) shows a spiral threshold matrix.
The threshold value in the center of the matrix is set to take a small value, and the value increases toward the outside in a spiral pattern. The figure (b-1) is 4x4, the figure (b-2) is 2
This is a ×2 spiral matrix. In the case of this threshold matrix, the central part of the matrix is binarized relatively black even if the gradation of the original image is low.

従来の方式では、第8図のマトリクスを例とするしきい
値マトリクスのなかから一つを選択し、これを固定的に
原画像に適用して二値化している.すなわち、4×4の
Bayer型しきい値マトリクスを選択すれば、一つの
多値原画像全体にそのしきい値マトリクスが固定的に適
用される。
In the conventional method, one of the threshold matrices, for example the matrix in FIG. 8, is selected and fixedly applied to the original image for binarization. That is, if a 4×4 Bayer type threshold matrix is selected, that threshold matrix is fixedly applied to the entire one multivalued original image.

しきい値パターンの次数nによって表現できる階調数が
n2  1に決まるので、一般的に、しきい値マトリク
スが大きいほど階調の違いが表現できる.しかし、しき
い値の繰り返しパターンが大きくなるために解像度は低
下する.モして2×2のように小さなしきい値マトリク
スの場合は、階調の表現能力は低いが繰り返しパターン
が小さいので解像度は良い。しきい値マトリクスの選択
の際には、このような特性を考慮し、用途に応じて選択
する必要があった。すなわち、階調変化が比較的小さい
自然画等には大きなしきい値マトリクスを使い、線画や
文字の画像の場合には小さなしきい値マトリクスを使用
する.文字や線は基本的には2値画像で表現可能なので
階調レベル数を多くする必要がなく、また、階調レベル
数が少ない方が同じ階調の画素を異なる二値表現に符号
化することにより生じるドットの欠落が抑えられるから
である。
Since the number of gradations that can be expressed is determined by the order n of the threshold pattern, n2 1, generally speaking, the larger the threshold matrix, the more differences in gradation can be expressed. However, the resolution decreases because the repeating pattern of the threshold increases. In the case of a small threshold matrix such as 2×2, the gradation expression ability is low, but the repeating pattern is small, so the resolution is good. When selecting a threshold matrix, it was necessary to take such characteristics into consideration and select it according to the application. In other words, a large threshold matrix is used for natural images with relatively small gradation changes, and a small threshold matrix is used for line drawings and character images. Characters and lines can basically be expressed as binary images, so there is no need to increase the number of gradation levels, and a smaller number of gradation levels allows pixels of the same gradation to be encoded into different binary expressions. This is because the missing dots caused by this can be suppressed.

一方、解像度の低下をできるだけ抑えるために、組織的
ディザ法を適用する前に原画像に対して輪郭強調等の処
理を施す方法も使われている。
On the other hand, in order to suppress the decrease in resolution as much as possible, a method is also used in which processing such as contour enhancement is performed on the original image before applying the systematic dithering method.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、従来の方式は、原画像の種類によっては
、依然として解像度や階調性の面で二値化画像の画質が
不良になるという問題点を有している。ここで問題とな
るのは、特に、自然画や顔の画像のように階調の変化が
緩やかな部分と、文字や線などのように階調の変化の激
しい部分が混在した画像の組織的ディザ化である. 一般に、自然画や顔の画像のように階調変化のゆるやか
な画像では、階調数を多く表現した方が視覚的に自然に
見える。すなわち、しきい値マトリクスのnの値をある
程度大きくとる方がよい。
However, the conventional method still has the problem that the image quality of the binarized image is poor in terms of resolution and gradation depending on the type of the original image. The problem here is particularly in images that have a mixture of areas with gradual gradation changes, such as natural images and facial images, and areas with rapid gradation changes, such as characters and lines. This is dithering. Generally, images with gradual gradation changes, such as natural images or facial images, look more natural visually when expressed with a large number of gradations. That is, it is better to set the value of n in the threshold matrix to a certain degree.

しかし、その画像の一部分に文字や線がある場合には、
輪郭強調等の処理を施してから組織的ディザ法で二値化
しても、文字や線の一部が欠け゜てしまうのである.こ
れは、しきい値マトリクスの大きさが文字等の細かい部
分を表現するには大きいすぎることによって生じる.そ
こで、しきい値マトリクスの大きさを例えば2×2のよ
うに小さくしたとする.すると、文字や線の欠けはなく
なるが、画像全体としての自然さ、画質は落ちることに
なる。
However, if there are characters or lines in part of the image,
Even if you perform processing such as edge enhancement and then binarize using systematic dithering, parts of the characters and lines will still be missing. This occurs because the size of the threshold matrix is too large to represent fine details such as characters. Therefore, suppose that the size of the threshold matrix is reduced to, for example, 2×2. This will eliminate missing characters and lines, but the naturalness and quality of the image as a whole will deteriorate.

本発明は、階調変化の大きさに応じて階調性と解像度の
つりあいを変化可能とし、二値化画像全体の画質を向上
させることを目的とする.〔課題を解決するための手段
〕 第1図は、本発明の機能ブロック図である。本発明は、
多値画像入力装置lで入力した多値画像を画像処理シス
テム2で組織的ディザ法を基本とする手法で二値化し、
二値画像出力装置3に出力することを前提とする。
The present invention aims to improve the image quality of the entire binarized image by making it possible to change the balance between gradation and resolution depending on the magnitude of gradation change. [Means for Solving the Problems] FIG. 1 is a functional block diagram of the present invention. The present invention
A multivalued image inputted by a multivalued image input device 1 is binarized by an image processing system 2 using a method based on a systematic dither method,
It is assumed that the image is output to the binary image output device 3.

階調変化度抽出手段4は、多値画像入力装置lで入力し
た多値画像を適当な画素数(例えば4×4画素)ごとに
部分画像として取り出し、その範囲内での階調の変化の
大小を表す階調変化度を算出する。
The gradation change degree extraction means 4 extracts the multi-valued image inputted by the multi-valued image input device 1 as a partial image for each appropriate number of pixels (for example, 4×4 pixels), and extracts the gradation change within that range as a partial image. Calculate the degree of gradation change representing magnitude.

階調変化度判定手段5は、該部分画像ごとに、前もって
定めた階調変化度に関するしきい値と、前期階調変化度
抽出手段4によって抽出した階調変化度とを大小比較し
、該部分画像内の階調変化が大きいか小さいかを判定す
る. ディザパターン切り換え千段6は、前期階調変化度判定
手段5の結果に基づき、Ill調変化が大きいと判定し
た場合には、その部分画像に対して、階調性よりも解像
度を優先したディザしきい値パターンを適用し、一方、
階調変化が小さいと判定した場合には、解像度よりも階
調性を優先したディザしきい値パターンを通用して、組
織的ディザ法による画像二値化を実行し、二値画像を二
値画像出力装置3に出力する。
The gradation change degree determining means 5 compares, for each partial image, a predetermined threshold value regarding the gradation change degree with the gradation change degree extracted by the previous gradation change degree extraction means 4, and Determine whether the tone change in a partial image is large or small. In the dither pattern switching step 6, if it is determined that the Ill tone change is large based on the result of the former tone change degree determining means 5, the dither pattern switching step 6 performs dithering that prioritizes resolution over tone quality for that partial image when it is determined that the Ill tone change is large based on the result of the former tone change degree determining means 5. Applying a threshold pattern, while
If it is determined that the gradation change is small, image binarization is performed using a systematic dither method using a dither threshold pattern that prioritizes gradation over resolution, and the binary image is converted into a binary image. Output to the image output device 3.

〔作  用〕[For production]

まず、多値画像入力装置lから多値、例えば1画素25
6階調の原画像を画像処理システム2に読み込む。読み
込んだ原画像データは、適当な画素数の部分画像(例え
ば4×4画素)ごとに階調変化度抽出千段4に入力され
る。
First, from the multi-value image input device 1, a multi-value image, for example 25 pixels per pixel
The original image with six gradations is read into the image processing system 2. The read original image data is input to the gradation change degree extraction stage 4 for each partial image of an appropriate number of pixels (for example, 4×4 pixels).

階調変化度抽出手段4は、部分画像の階調データが入力
される都度、隣接する画素の階調変化を算出し、それら
の階調変化を累積することによって該部分画像内での階
調変化度を算出する。算出した該部分画像の階調変化度
は、階調変化度判定手段5に送る。
The gradation change degree extraction means 4 calculates the gradation changes of adjacent pixels each time the gradation data of a partial image is input, and accumulates these gradation changes to determine the gradation level within the partial image. Calculate the degree of change. The calculated degree of tone change of the partial image is sent to the degree of tone change determination means 5.

該部分画像の階調変化度の入力を受けて、階調変化度判
定千段5は階調変化度と、予め設定した階調変化度のし
きい値との大小比較を行ない、その結果をディザパター
ン切り換え手段6に送る。
Upon receiving the input of the degree of gradation change of the partial image, the 1000-step gradation change degree judgment 5 compares the degree of gradation change with a preset threshold value for the degree of gradation change, and compares the result. It is sent to the dither pattern switching means 6.

ディザパターン切り換え手段6は、階調変化度判定手段
5からの判定結果を受け、その判定結果に応じて、適切
なディザしきい値パターンを選択し、画像の二値化処理
を実行する。すなわち、該部分画像の階調変化度がしき
い値よりも大きい場合には、該部分画像内に文字や線等
の高解像度を要する要素が含まれていると判断し、階調
性よりも解像度を重視した次数の小さいディザしきい値
マトリクスを該部分画像に適用し、その部分画像を二値
化する。一方、該部分画像の階調変化度がしきい値より
も小さいならば、解像度よりも階調性を重視した次数の
大きいディザしきい値マトリクスを適用して、該部分画
像を二値化する。二値化した画像は、二値画像出力装置
3に出力する。
The dither pattern switching means 6 receives the determination result from the gradation change degree determination means 5, selects an appropriate dither threshold pattern according to the determination result, and executes image binarization processing. In other words, if the degree of gradation change of the partial image is greater than the threshold, it is determined that the partial image contains elements that require high resolution, such as characters or lines, and the gradation is A low-order dither threshold matrix with emphasis on resolution is applied to the partial image, and the partial image is binarized. On the other hand, if the degree of gradation change of the partial image is smaller than the threshold value, a dither threshold matrix with a large order that emphasizes gradation rather than resolution is applied to binarize the partial image. . The binarized image is output to the binary image output device 3.

〔実  施  例〕〔Example〕

以下、第2図乃第5図を参照しながら実施例を説明する
Examples will be described below with reference to FIGS. 2 to 5.

第2図は、本発明の一実施例のシステム構或図である. 本実施例は、例えば、パーソナル・コンピュータやワー
クステーション等のコンピュータ・システムを使って構
或することが可能である。すなわち、マイクロプロセサ
を例とするCPU2 1を中心としてシステムを+I戒
し、CPU2 1の外部バスにROM22およびRAM
23のメモリ群と、ハードディスク24を接続したコン
ピュータ・システムである。また、多値の画像をコンピ
ュータ・システムに取り込むための画像ディジタイザ2
5と、二値画像を出力するための二値感熱プリンタ26
をCPU2 1の外部バスに接続する。画像ディジタイ
ザ25には、画像を採取するためのTVカメラ27が接
続される。
FIG. 2 is a system configuration diagram of an embodiment of the present invention. This embodiment can be implemented using a computer system such as a personal computer or a workstation. In other words, the system is built around the CPU 2 1, which is an example of a microprocessor, and the ROM 22 and RAM are connected to the external bus of the CPU 2 1.
This is a computer system in which 23 memory groups and a hard disk 24 are connected. Also, an image digitizer 2 for importing multivalued images into the computer system.
5, and a binary thermal printer 26 for outputting a binary image.
Connect to the external bus of CPU21. A TV camera 27 for capturing images is connected to the image digitizer 25.

ROM22には、例えばBIOSのように、CPU2 
1の処理実行に不可欠な、基本的、また固定的システム
・プログラムやデータが格納され、またRAM23には
、OSのほか、本発明の画像二値化方式の処理プログラ
ムやデータが格納される。ハードディスク24は、画像
ディジタイザ25で多値のディジタル・データとして採
取した画像データや、二値化後の画像データ等を格納す
る。
The ROM22 contains the CPU2, such as the BIOS.
The RAM 23 stores basic and fixed system programs and data that are essential for executing the processing of step 1. In addition to the OS, the RAM 23 also stores processing programs and data for the image binarization method of the present invention. The hard disk 24 stores image data collected as multivalued digital data by the image digitizer 25, image data after binarization, and the like.

次にこのシステムの動作を説明する。Next, the operation of this system will be explained.

ユーザは、TVカメラ27を使って二値化したい写真等
の原画像を撮影する。撮影した原画像のNTSC信号は
、画像ディジタイザ25に入力され、コンピュータ・シ
ステムで処理可能な多値の画像データに符号化される。
The user uses the TV camera 27 to take an original image such as a photograph that he or she wants to binarize. The NTSC signal of the photographed original image is input to the image digitizer 25 and encoded into multi-valued image data that can be processed by a computer system.

すなわち、画像デイジタイザ25は、NTSC信号を、
例えばNETEC−22H方式等で符号化し、多値の画
像データに変換する。この符号化で、例えば、l画素8
ビット(256階調)、512X512 i#素/原画
像の多値画像データが得られる。そして符号化された多
値画像データはハードディスク24にいったん格納され
る。
That is, the image digitizer 25 converts the NTSC signal into
For example, it is encoded using the NETEC-22H method or the like and converted into multivalued image data. With this encoding, for example, l pixels 8
Bit (256 gradation), 512×512 i# element/original image multivalued image data is obtained. The encoded multivalued image data is then temporarily stored in the hard disk 24.

多値画像データがハードディスク24に格納されると、
CPU2 1は、RAM23およびROM22に格納さ
れた処理プログラムに沿って、ハードディスク24から
読み出した多値画像データを順次、組織的ディザ法に基
づいた方式で二値化し、二値化した画像データをRAM
23やハードディスク24に格納する。最後に、CPU
2 1はRAM23またはハードディスク24から二値
画像データを読み出し、二値感熱プリンタ26に出力す
る。以上の動作によって、TVカメラ27によって取り
込まれた中間調の画像を二値画像出力装置である二値感
熱プリンタ26に出力することが可能になる。
When the multivalued image data is stored in the hard disk 24,
The CPU 2 1 sequentially binarizes the multivalued image data read from the hard disk 24 in accordance with the processing programs stored in the RAM 23 and ROM 22 using a method based on the systematic dither method, and stores the binarized image data in the RAM.
23 or hard disk 24. Finally, the CPU
2 1 reads binary image data from the RAM 23 or hard disk 24 and outputs it to the binary thermal printer 26 . Through the above operations, it becomes possible to output the halftone image captured by the TV camera 27 to the binary thermal printer 26, which is a binary image output device.

次に、一実施例における画像二値化処理プログラムの動
作を第3図の動作フローチャートに沿って説明する。
Next, the operation of the image binarization processing program in one embodiment will be explained along the operation flowchart of FIG.

まず、多値に符号化した原画像データ、例えばl画面5
12X512画素、1画素8ビットのデータを画像ディ
ジタイザ25からハードディスク24に読み込み(Sl
−1)、さらに二値化処理を施すために、ハードディス
ク24からRAM23に読み込む(St−2)。
First, the original image data encoded into multi-values, for example l screen 5
Data of 12 x 512 pixels, 8 bits per pixel is read from the image digitizer 25 to the hard disk 24 (Sl
-1), and then read from the hard disk 24 into the RAM 23 for further binarization processing (St-2).

RAM23に読み込んだ多値画像データから適当な大き
さの部分画像、例えば4×4画素を順次取り出し、その
部分画像のなかでの階調変化の度合いを示す尺度Vを算
出する(S2).本実施例では部分画像内の隣接する画
素間での階調の差の総和を階調変化度Vとする。4×4
画素の部分領域内の階調変化度Vの算出方法を第4図に
沿って説明する。
Partial images of an appropriate size, for example, 4×4 pixels, are sequentially extracted from the multivalued image data read into the RAM 23, and a scale V indicating the degree of gradation change in the partial images is calculated (S2). In this embodiment, the degree of change in tone V is the sum of differences in tone between adjacent pixels in a partial image. 4×4
A method for calculating the degree of gradation change V in a partial region of a pixel will be explained with reference to FIG.

4×4の計16個の画素の階調をg▲J(1%J=1、
2、3、4)としたとき、この部分画像内の階調変化度
Vを、 とする。この式の第1項は、4×4画素の横方向に隣接
する画素の階調差を累積しており、また第2項は縦方向
に隣接する画素の階調差を累積している。この式によっ
て、4×4画素の部分画像に含まれる全ての隣接画素の
階調差を合計し、階調変化度Vを求める。部分画像が例
えば顔の画像の一部のような場合は、隣接する画素の階
調差は少なく、■は小さな値をとると考えられる。一方
、部分画像内に線や文字の一部が含まれる場合には、部
分画像内の1画素ごとの階調が大きく異なり、■の値が
大きくなると考えられる。
The gradation of a total of 16 pixels (4×4) is expressed as g▲J (1%J=1,
2, 3, and 4), the degree of gradation change V in this partial image is as follows. The first term of this equation accumulates the tone differences between horizontally adjacent pixels of the 4×4 pixels, and the second term accumulates the tone differences between vertically adjacent pixels. Using this formula, the gradation differences of all adjacent pixels included in the 4×4 pixel partial image are summed, and the gradation change degree V is determined. When the partial image is, for example, a part of a face image, the difference in gradation between adjacent pixels is small, and ■ is considered to take a small value. On the other hand, if the partial image includes a part of a line or character, the gradation of each pixel in the partial image will differ greatly, and the value of ■ will become large.

部分画像の階調変化度Vが算出されると、次に、■の値
をしきい値tと比較する(S3)。このしきい値tは、
階調変化度Vが大きいか否か、すなわち、部分画像のな
かで階調が大きく変化しているか否かを判定する基準と
なる値で、予め値を設定しておく。
Once the gradation change degree V of the partial image is calculated, the value of ■ is compared with the threshold value t (S3). This threshold value t is
A value is set in advance as a reference value for determining whether the degree of gradation change V is large, that is, whether the gradation changes significantly in a partial image.

この判定(S3)の結果に従って、異なるデイザしきい
値パターンを用いたディザ化(デイザ化1、ディザ化2
)を実行する(S4およびS5)。
According to the result of this determination (S3), dithering using different dither threshold patterns (dithering 1, dithering 2)
) is executed (S4 and S5).

すなわち、S3で部分画像内の階調変化度Vがしきい値
tよりも大きい場合(YES)には第5図(a)のしき
い値パターンを使ってデイサ化し(S4)、また階調変
化度Vがしきい値tよりも小さい場合(NO)には同図
(6)のしきい値パターンを使ってディザ化する(S5
)。
That is, if the degree of gradation change V in the partial image is larger than the threshold value t in S3 (YES), the threshold pattern of FIG. If the degree of change V is smaller than the threshold t (NO), dithering is performed using the threshold pattern (6) in the same figure (S5
).

第5図(a)のしきい値パターンは、2×2のBaye
r型しきい値パターン51を4×4画素の部分画像に適
用するために4個並べて4×4画素にしたもので、階調
変化度Vが大きい場合に適用する(S4).このしきい
値パターンによれば、2×2のしきい値パターンの特性
である高解像度を生かしたディザ化が実行でき、文字、
線等の細かい画像要素が欠けるという画質の劣下が防げ
る。
The threshold pattern in FIG. 5(a) is a 2×2 Baye
In order to apply the r-type threshold pattern 51 to a partial image of 4 x 4 pixels, four pieces are arranged to form 4 x 4 pixels, and it is applied when the degree of gradation change V is large (S4). According to this threshold pattern, it is possible to perform dithering that takes advantage of the high resolution characteristic of the 2×2 threshold pattern.
This prevents deterioration in image quality due to the loss of fine image elements such as lines.

一方、第5図(ロ)のしきい値パターンは通常の4×4
型Bayer型しきい値マトリクスで、階調変化度■が
大きくない部分画像に適用する(S5)。
On the other hand, the threshold pattern in Figure 5(b) is a normal 4x4
A Bayer type threshold matrix is applied to a partial image in which the degree of gradation change ■ is not large (S5).

2×2のしきい値パターンよりも解像度は低いが、階調
性に優れた特性のしきい値パターンであり、顔の画像や
自然画等の階調変化が比較的小さい画像部分に適用する
ことによって視覚的に画質のよい2値画像が得られる。
Although the resolution is lower than the 2×2 threshold pattern, it is a threshold pattern with excellent gradation characteristics, and is applied to image parts where gradation changes are relatively small, such as facial images and natural images. As a result, a binary image with visually high quality can be obtained.

S4、S5のディザ化が完了し、二値画像が得られたら
、二値感熱プリンタ26からその二値画像を出力し(S
6)、処理を終了する。
When the dithering in S4 and S5 is completed and a binary image is obtained, the binary image is output from the binary thermal printer 26 (S
6), end the process.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、原画倣内での階調変化度の大小に合わせて、
解像度を重視したディザしきい値マトリクスと階調性を
重視したディザしきい値マトリクスを使い分けて適用す
ることにより解像度および階調性の両者を満足する二値
画像を得ることを可能にし、二値画像全体としての画質
を向上する。
According to the degree of gradation change within the original copy, the present invention
By selectively applying a dither threshold matrix that emphasizes resolution and a dither threshold matrix that emphasizes gradation, it is possible to obtain a binary image that satisfies both resolution and gradation. Improve the overall image quality.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の機能ブロック図、 第2図は一実施例のシステム構成図、 第3図は一実施例の動作フローチャート、第4図は階調
変化の度合いの尺度の説明図、第5図は一実施例で使用
するBayer型しきい値マトリクスを示す図、 第6図はシステム構成図(従来方式)、第7図は従来方
式の動作フローチャート、第8図はしきい値マトリクス
の説明図である。 l・・・多値画像入力装置、 2・・・画像処理しきい値、 3・・・二値画像出力装置、 4・・・階調変化度抽出手段、 5・・・階調変化度判定手段、
Fig. 1 is a functional block diagram of the present invention, Fig. 2 is a system configuration diagram of one embodiment, Fig. 3 is an operation flowchart of one embodiment, Fig. 4 is an explanatory diagram of the scale of the degree of gradation change, Figure 5 is a diagram showing the Bayer type threshold matrix used in one embodiment, Figure 6 is a system configuration diagram (conventional system), Figure 7 is an operation flowchart of the conventional system, and Figure 8 is a diagram of the threshold matrix. It is an explanatory diagram. 1... Multivalued image input device, 2... Image processing threshold value, 3... Binary image output device, 4... Gradation change degree extraction means, 5... Gradation change degree determination means,

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)多値画像入力装置(1)から入力した多階調の画像
を二値画像出力装置(3)に出力するために組織的ディ
ザ法によって多階調画像を二値化する画像処理システム
(2)において、 多階調画像の階調の変化度を算出する階調変化度抽出手
段(4)と、 前期階調変化度抽出手段(4)によって算出した階調変
化度の値の大きさから階調の変化の度合いを判定する階
調変化度判定手段(5)と、前期階調変化判定手段(5
)の判定結果に基づいて組織的ディザ化に用いるしきい
値パターンを適応的に切り換えるディザパターン切り換
え手段(6)とを有することを特徴とする画像二値化方
式。 2)前期ディザパターン切り換え手段(6)は、前期階
調変化判定手段(5)によって階調変化が大きいと判定
された場合には階調性重視の特性をもつしきい値パター
ンを選択し、また階調の変化が小さいと判定された場合
には階調性よりも解像度を重視する特性をもつしきい値
パターンを選択することを特徴とする請求項1記載の画
像二値化方式。
[Claims] 1) In order to output the multi-gradation image input from the multi-level image input device (1) to the binary image output device (3), the multi-gradation image is converted into a binary image by a systematic dither method. In the image processing system (2), the gradation change degree extraction means (4) calculates the degree of gradation change of a multi-tone image, and the gradation change degree calculated by the former gradation change degree extraction means (4). gradation change degree determining means (5) for determining the degree of gradation change from the magnitude of the degree value;
) A dither pattern switching means (6) for adaptively switching a threshold pattern used for systematic dithering based on the determination result of (6). 2) The early dither pattern switching means (6) selects a threshold pattern having a characteristic of emphasizing gradation when the early gradation change determining means (5) determines that the gradation change is large; 2. The image binarization method according to claim 1, further comprising selecting a threshold pattern having a characteristic that emphasizes resolution rather than gradation when it is determined that the change in gradation is small.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6253072A (en) * 1985-09-02 1987-03-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Area gradation generating circuit

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6253072A (en) * 1985-09-02 1987-03-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Area gradation generating circuit

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