JPH0364256A - 疑似中間調画像処理装置 - 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、写真などの連続階調を持つ画像と網点写真
や文字などの２値画像との混在した画像を適応的に２値
化する疑似中間調画像処理装置に関する。

〔従来の技術〕

連続階調を含んだ画像を疑似的に表現する手段として網
点化処理は広く用いられているが、網点乙 写真をファクシミリ等から入力するモワレが生じる事が
ある。これは入力画像の網点周期と画像入力装置のサン
プル周期が近いか、整数倍の関係にある時に顕著に現わ
れる。モワレは入力画像には全く存在しない縞模様とし
て現われるので利用者に当惑を与え、また場合によって
大きな妨害となりうる。このモワレの原因は、入出力画
像における平均輝度レベルの不一致であり１ジエイ・エ
ム・ホワイト（Ｊ、Ｍ、Ｗｈｉｔｅ）によりジャーナル
・オアリング（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ
　Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｘ”’ｎｇｉｎｅｅｒ　
ｉｎｇ　）　１９８０年４月号に発表されたリースント
・アドバンスイズ・イン・スレッショルディング・テク
ニックス・フォー・ファクシミリ（Ｒｅ−ｃｅｎｔ　Ａ
ｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ　Ｔ
ｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　／ｏｒ　ｆａｃｓｉｍｉ　Ｉｅ　
）に詳述されテイル。

この不都合を避けるための一つの方法として、誤差拡散
方式（Ｅｒｒｏｒ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　）がエム・ア
ール・シェロー・ダー（Ｍ　、　Ｒ、Ｓ　ｃｈｒｏｅｄ
ｅｒ　）によって提唱され、この方式が「イメージズ・
フロム・コｙビューターズ、アイ・イー・イー・イー　
スペクトラム、１９６９年第６巻」（１ｍａｇｅｓ　ｆ
ｒｏｍ　Ｃｏｍ　−ｐｕｔｅｒｓ　”　ＩＥＥＥ　Ｓｐ
ｅｃｔｒｕｍ、　ｖｏｌ　、６．１９６９　）に詳述さ
れている。この方式は、注目画素の周囲画素を２値化し
た時の入出力間の誤差を保存してかき、注目画素を２値
化する時にその誤差を反映し、入出力画像間の平均輝度
レベルを一致させてモワレを軽減しようとするものであ
る。

画像の２値化という操作は入力画素のレベルに応じて自
重たは黒を代表するレベルを割す当てることである。モ
ワレの原因はこの時に入出力画像の平均輝度レベルに差
が生じることにある。そこで誤差拡散方式にかいては、
入力画素レベルに応じて白筐たは黒を代表するレベルを
ゎｂあてることによって、その画素に対してどれだけの
誤差を発生したかを記憶しておき、その画素の周囲の画
素を２値化する時にさきの誤差を注目画素レベルに加算
して２値化することにより注目画素の近傍における入出
力画像の平均レベルを一致させ、モワレを抑圧する。

また、以上に説明したことからもわかるように、入出力
画像間の平均輝度レベルを一致させるために、誤差拡散
方式は通常の写真のように連続階調を持つ画像にたいし
ても有効な疑似中間調化方式％式％ 〔発明が解決しようとする課題〕 このように、誤差拡散方式は、モワレを軽減し、すぐれ
た疑似中間調画像を出力するという意味では効果のある
方式であるが、誤差拡散方式にょって作られた２値画像
は出現するドツトパターンがほとんどランダムになり、
従来の２ンレングス符号化や予測変換符号化では効率的
なデータ圧縮が出来ないという欠点を有していた。

本発明の目的は上記不都合を取シ除き、網点写真を入力
してもモワレの発生が少なく、シかもデータ圧縮に適し
た２値画像を出力する疑似中間調画像処理装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、連続階調を持った画像と２値画像との混在し
た画像を入力画像として、談入力画像を適応的に２値化
する疑似中間調画像処理装置において、注目画素と該注
目画素の周辺画素の輝度を用いて２値化スレツシヲルド
を設定する手段と、既に２値化された複数の周囲画素に
おける入力画像と２値出力画像とのレベル差に基づく誤
差の加重和をとる手段と、該スレッショルド設定手段に
より設定されたスレッショルドにより該注目画素を２値
化し２値画像信号を出力する手段と、該２値画像信号と
該注目画素との誤差を計算する手段と、該計算された誤
差を該加重和をとる手段に帰還する手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

〔作用〕

本発明にシいては、写真などの連続階調を持つ画像と網
点写真や文字などの２値画像の混在した画像とを適応的
に２値化することを目的としている。

従来の誤差拡散方式にかいてはスレッシ１ルドとして固
定の値が使われることが多かった。この場合、出力画像
のドツトパターンはほとんどランダムになるが、このス
レッショルドを網点型デイザパターンのように周期的に
変動するようにすると、この網点に従ったパターンが出
力画像に現れる。この場合でも、入出力画像の平均輝度
レベルは一致するので、モワレは現れない。ただ、文字
などの線画の場合には網点パターンにより解像度が劣化
する。そこで、連続階調画像の場合には誤差拡散方式の
スレッショルドとして網点型デイザパターンを与え、文
字などのもともと２値の画像には固定の値を設定すれば
、網点型のパターンと文字型のパターンしか現れないた
め、従来の予測変換によるデータ圧縮方式によう実用的
な圧縮率が得られることにｉる。また、網点写真を入力
した場合には、これはもともとは２値の画像であるので
、固定の値が誤差拡散方式のスレッショルドとして設定
される。この場合、入力画像の網点の形状が出力画像に
おいても再生されるため、同じく効率的なデータ圧縮が
可能になる。

〔実施例〕

以下に図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の疑似中間調画像処理装置の第一の実施
例の一例を示すブロック図である。入力画像信号は端子
１０１から入力される。入力画像信号はスレッショルド
設定回路１１に供給され、修正スレッショルド（詳細は
後述）が設定される。

誤差格納メモリー１７には注目画素の周囲での誤差が格
納されておシ、注目画素の周囲における誤差の加重和が
加重回路１２にかいて計算される。

この誤差の加重和は加算器１３で入力画像信号との和が
とられる。次に比較器１４で、スレッショルド設定回路
１１によって設定されたスレッショルドと、誤差の加算
された入力画像信号とが比較され、その結果の２値画像
信号が端子１０２に出力される。それと同時にこの２値
画像信号はマルチプレクサ−１５に供給される。マルチ
プレクサ−１５は比較器１４の出力に応じて、端子１０
３と端子１０４からそれぞれ与えられる白及び黒の代表
レベルを選択する。減算器１６は、加算器１３で計算さ
れた周囲画素に訃ける誤差の和と、マルチプレクサ−１
６で選択された白又は黒の代表レベルとの差、即ち注目
画素に）ける誤差を算出する。注目画素における誤差は
誤差格納メモリー１７に格納され、加重和回路１２にシ
いてそれぞれの位置に応じた係数が乗算され総和がとら
れる。

第２図は本発明の疑似中間調画像処理装置の第二の実施
例を示すブロック図である。動作は第１図に示したもの
とほとんど同じである。ただし、スレッショルド設定回
路２１には加重和回路１２の出力である注目画素の周囲
における誤差が入力され、修正スレッシ蔚ルド（詳細は
後述）が設定される。入力画像信号は端子１０１から入
力される。メモリー１７には注目画素の周囲での誤差が
格納されて”Ｌ注目画素の周囲における誤差の加重和が
加重和回路１２にかいて計算される。この誤差の加重和
は加算器１３で入力画像信号との和がとられる。次に比
較器１４で、スレッショルド設定回路１１によって設定
されたスレッショルドと、誤差の加算された入力画像信
号とが比較され、その結果の２値画像信号が端子１０２
に出力される。それと同時にこの２値画像信号はマルチ
プレクサ−１５に供給される。マルチプレクサ−１５は
比較器１４の出力に応じて、端子１０３と端子１０４か
らそれぞれ与えられる白及び黒の代表レベルを選択する
。減算器２６は加算器２３で計算された周囲画素におけ
る誤差の和と、マルチプレクサ−１６で選択された白又
は黒の代表レベルとの差、即ち注目画素における誤差を
算出する。

注目画素における誤差は誤差格納メモリー１７に格納さ
れ、加重和回路１２にかいてそれぞれの位置に応じた係
数が乗算され総和がとられる。

第３図はスレッシ１ルド設定回路１１のブロック図であ
る。端子１０１から入力された入力画像信号はラインメ
モリ３１で１ライン分の遅延をうけ減算器３２Ａに入力
される。減算器３２Ａは注目画素とその直前のラインの
画素との差の絶対値を計算する。同様に１画素メモリ３
３と減算器３２Ｂを用いて注目画素と同一ライン上の直
前の画素との差の絶対値も計算する。加算器３４はライ
ン間、ライン内の差分値の絶対値の和を計算する。

この結果を注目画素のコントラストを示す値Ｎとする。

端子３０２には、図示はしていないクロック発生器から
画素毎のクロック供給され、画素カウンタ３５Ａを駆動
する。端子３０３には同様に図示していないクロック発
生器からライン毎のクロックが供給されラインカラ／り
３５Ｂを駆動する。この２つのカウンタの値をアドレス
としてスレッシ胃ルドテーブルＲＯＭ（読みだし専用メ
モリ）３６は第４図に一例を示した網点型ディザマトリ
クスによるスレッショルドを出力する。但し、ここでは
スレッショルドＴ（経験的に決められる）をその”ｔｔ
ＲＯＭ３６に書いてかくのではなく、網点写真や文字な
どを２値化するための固定のスレッショルドＴ１をＴか
ら差し引いた値（Ｔ−ＴＩ）を書いてかく。次に割シ算
器３７にむいて（Ｔ−ＴＩ）／Ｎを得る。次に、加算器
３８にかいてＴ１を加え、端子３０４に（Ｔ　　Ｔ　ｓ
　）／　Ｎ　十Ｔ　Ｉを出力する。これが前述した修正
スレッショルドである。

第４図に一般的な網点型ディザマ）　ＩＪクスを示す。

通常のデイザ法ではこのマトリクスで決定されるスレッ
ショルドを入力画像に繰り返し適用して入力画像を２値
化することにより疑似中間調画像を得る。入力画像の大
きさをＩＸＪとし、ある入力画素信号をＰ（Ｉ。、Ｊｏ
）で表す。一方、ディザマトリクスの大きさをｉｘｊと
して、ディザマトリクス内のあるスレッショルド値をＺ
（ｉｏ。

ｊｏ）で表すとする。このとき、出力画像信号Ｓ（Ｉ。

。 Ｊｏ）は以下の様に決定される。

Ｓ（Ｉ。、Ｊ、）＝１ Ｐ（Ｉ。、Ｊｏ）＜Ｚ（ｔ’　ｅｊ’）のときただし、
ｉ’　＝ｍｏｄ　（Ｉ（１、ｉ　）つ−Ｉｌ、をｉで割
りた余すである。

ｊ　　＝ｍｏｄ（Ｊｏ＋ｊ　） つ壕りＪｏをｊで割った余りである。

Ｓ　（１，、Ｊ、）＝Ｏ Ｐ　（ＩＯ−Ｊｏ）≧Ｚ（ｉ’、　ｊ’　）のときただ
し、ｉ’　＝ｍｏｄ　（Ｉ　６　、　ｉ）つまｎｏをｉ
で割った余シである。

ｊ’　＝ｍｏｄ　（Ｊｏ　＋　ｊ　） つ渣りＪｏをｊで割った余うである。

こうすることにより、出力画像でばｉｘｊの間隔で白画
素の集合と黒画素の集合が繰う返され、疑似中間調画像
となる。ただし、この方式では前述したようにモワレが
発生することが多い。そこで、本発明にかいては以下の
ようにディザマトリクス内のスレッショルド値を修正す
る。

網点写真や文字などの画像の場合にはエツジ部分におい
てＮが大きくなるので（Ｔ−ＴＩ）／Ｎの値が小さくな
シ第４図の網点型ディザマトリクスのどの位置において
も修正スレッショルドはＴ！に近づき固定のスレッショ
ルドのようになる。反対に写真などのエツジが少なくな
だらかに階調がこのＴは第４図に示したように画素の位
置に応じて変化するので普通の網点型ディザマトリクス
が修正スレッショルドとなる。

第５図はスレッショルド設定回路２１のブロック図であ
る。端子３０２には、図示はしていないクロック発生器
から画素毎のクロックが供給され、画素カウンタ５１を
駆動する。端子３０３には、同様に図示していないクロ
ック発生器からライン毎のクロックが供給され２インカ
ウンタ５２を駆動する。この２つのカウンタの値をアド
レスとしてスレッシ曹ルドテーブルＲＯＭ（読みだし専
用メモリ）５３は第４図に一例を示した網点型スレッシ
ョルドを出力する。端子５０４には注目画素の周囲にお
ける誤差の和が入力される。この値は外部から端子５０
５に供給ｉれる値と比較器５４で比較される。マルチプ
レクサ５５は、比較器５４の出力に応じて、網点型ディ
ザマトリクスのスレッショルドと、端子５０３から供給
される固定のスレッショルドとの一方を選択して端子５
０６に出力する。注目画素の周囲における誤差の和が端
子５０５から与えられる値よりも大きい場合は網点写真
や文字などのエツジが多い画像であると考えられるので
固定のスレッショルドを選択し、誤差の和が小さい場合
には写真のようになだらかな画像であると考えられるの
で網点型ディザマトリクスのスレッショルドを選択する
。

第６＠は誤差格納メモリー１７のブロック図である。減
算器１６筐たは２６で計算された注目画素における誤差
は端子６０１から供給され、図に示す様に１ラインよう
２画素少ない遅延素子６２Ａ＞よび６２Ｂと１画素遅延
素子６１Ａから６１Ｊとからなるメモリーによって遅延
され、端子６０２から６１３に出力される。これらの端
子に出力される誤差は第８図に示す斜線の注目画素の周
囲に端子番号をつけて図示した位置関係になっている。

第７図は加重和回路１２＞よび２２のブロック図である
。誤差格納メモ’）−１７またば２７から出力される周
囲画素における誤差は端子６０２から６１３を介して入
力される。それぞれの位置に対応する係数３１からｓ！
２　が乗算器７１人から７１Ｌで乗算され、加算器７２
Ａから７２にで総和がとられ端子７０１に出力される。

ここで用いる係数には、たとえば ５ｌ＝０．０３　、５２＝０．０６　、５３＝０．１０
　、　ｓ４　＝０．０６　、７７↓ ５＝０．０３，５６＝０．０６，５７＝０．１０，５８
＝０．１５，５９＝０．１０，５１０＝０．０６，５１
１＝０．ＩＯ，５１２＝０．１５１などを用いる。なお
、これらの係数は経験的に求めるものである。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明による疑似中間調画像処理
装置は、誤差拡散方式の利点を生かしながら、予測変換
によるデータ圧縮が可能な疑似中間調画像を出力するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示すブロック図、第２
図は本発明の第二の実施例を示すブロック図、第３図は
第１図中のスレッショルド設定回路のブロック図、第４
図は第３図中のスレッシ百ルドテープルＲＯＭにおける
網点型ディザマトリクスの一例を示す図、第５図は第２
図中のスレッショルド設定回路のブロック図、第６図は
第１図。 第２図中の誤差格納メモリーのブロック図、第７図は第
１図、第２図中の加重和回路のブロック図、第８図は第
６図の誤差格納メモリーによって得られる注目画素と周
囲画素との位置関係を示す図である。 １１・・・・・・スレッシ菖ルド設定回路、１２・・・
・・・加重和回路、１３−−−−−・加算器、１４・・
・・・・比較器、１５・・・・・・マルチプレクサ−１
６・・・・・・減算器、１７・・・・・・誤差格納メモ
リー ｐ　　ノ　　”０ ／ｉ−一・スレッＬｑ）し’？’言え３Ａヨｇ　　　／
２−一一万Ｕ童本ロゼ丁哀シ１３−　加腎巻　／４−　
比校番

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続階調を持った画像と２値画像との混在した画
   像を入力画像として、該入力画像を適応的に２値化する
   疑似中間調画像処理装置において、注目画素と該注目画
   素の周辺画素の輝度を用いて２値化スレッショルドを設
   定する手段と、既に２値化された複数の周囲画素におけ
   る入力画像と２値出力画像とのレベル差に基づく誤差の
   加重和をとる手段と、該スレッショルド設定手段により
   設定されたスレッショルドにより該注目画素を２値化し
   ２値画像信号を出力する手段と、該２値画像信号と該注
   目画素との誤差を計算する手段と、該計算された誤差を
   該加重和をとる手段に帰還する手段とを備えたことを特
   徴とする疑似中間調画像処理装置。
2. （２）前記スレッショルド設定手段が、注目画素の輝度
   値と該注目画素の周辺画素の輝度値との差分値の絶対値
   を計算し、該差分値の絶対値が小さい場合には予め与え
   られたディザマトリクス内スレッショルドの変動が小さ
   くなるようにし、該差分値の絶対値が大きい場合には該
   ディザマトリクス内スレッショルドの変動が大きくなる
   ように該ディザマトリクスの値を計算し直してスレッシ
   ョルドを設定することを特徴とする請求項（１）記載の
   疑似中間調画像処理装置。
3. （３）前記スレッショルド設定手段が、該入力画像と２
   値出力画像のレベル差に基づく誤差の加重和をとる手段
   の出力である誤差加重和の値が外部から指定された値よ
   りも小さい場合に予め与えられたディザマトリクスのス
   レッショルドをそのまま新たに設定されたスレッショル
   ドとし、該加重和が該外部から指定された値よりも大き
   い場合には外部から与えられる固定のスレッショルドを
   新たに設定されたスレッショルドとして出力することを
   特徴とする請求項（１）記載の疑似中間調画像処理装置
   。