JPH04213774A

JPH04213774A - イメージ処理の方法及びシステム

Info

Publication number: JPH04213774A
Application number: JP2415182A
Authority: JP
Inventors: Arthur Appel; アーサー・アピール
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1992-08-04
Also published as: DE69028385D1; EP0440912A3; US5134668A; EP0440912B1; EP0440912A2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、グレースケール・イ
メージをバイナリ・イメージに変換するイメージ処理の
方法及びシステムに関し、特に、バイナリ出力デバイス
上のグレースケール・イメージの表示を改良するために
、バイナリ・イメージ・スライスを独自のマスクと組み
合わせる処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報をバイナリ・フォーマットで表示す
るデータ出力デバイスは数多い。すなわちデータは、黒
（オフ）か白（オン）の画素（ピクセル）であらわされ
る。かかるデバイスには、プリンタ、コンピュータ・デ
ィスプレイ、ファクシミリなどがある。線やキャラクタ
などのバイナリ・データのディスプレイは、バイナリ出
力デバイスと互換性があり、表示上は何ら問題はない。問題になるのは、写真などのグレースケール・イメージ
をバイナリ出力デバイスに表示するときである。グレー
スケール・イメージは、黒や白ではなくグレーの濃淡が
様々な階調／中間調の領域が連続している。グレースケ
ール・イメージを表示できるデバイスは、通常は０ない
し２５６の強度レベルでそれらを各ピクセルに表示でき
る。強度レベルは、８ビットすなわち１バイトのコンピ
ュータ・メモリによって決まるのが普通である。バイナ
リ出力デバイスが各ピクセルに表示できるのは、２つの
強度レベルのいずれかであり、１ピクセル１ビットのメ
モリによる。そのため、黒か白のピクセルしか表示でき
ないデバイスでは、グレーの濃淡を表示するのが難しい
。

【０００３】グレースケール・イメージをバイナリ出力
デバイスに表示するためには、イメージを１ピクセル１
ビットに変換しなければならない。この変換を行う手法
は従来からいくつか考案されている。たとえば、しきい
値処理（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｇ）という手法では、
各ピクセルの強度レベルと所定の強度しきい値との関係
を基に、イメージからバイナリ・ビデオ・スライスが生
成される。スライス・ピクセルは、元のイメージの対応
するピクセル位置の光強度値が、ある特定の値よりも大
きい場合には、オンまたは白になる。同様に、対応する
ピクセル位置の光強度値がしきい値より小さい場合は、
スライス・ピクセルがオフまたは黒になる。これはしき
い値処理法として基本的なものであるが、元のグレース
ケール・イメージの連続した階調を表示するには難があ
る。米国特許第４６７２６８２号明細書（Ｎａｒｕｓｅ
他）は、この基本的なしきい値処理法を改良するために
、スライスのしきい値を連続的に増加させて、ビデオ走
査デバイスで各ピクセルを表示するのに最適なしきい値
を決定することによって、走査時の温度変化などの減光
効果を補正する方法を提案している。

【０００４】もう１つ、グレースケール・イメージをバ
イナリ変換する手法にディザ法がある。この手法では、
元のグレースケール・イメージ・ピクセルの強度に対応
するローカル・グレー・スポットを形成するために、ピ
クセルのグループが選択される。白にセットされるグレ
ー・スポットのピクセル数は、グレースケール値に比例
する。ディザ処理されたイメージの滑らかさと鮮明さを
改良するためにいろいろな技法が考えられている。米国
特許第４５１７６０６号明細書（Ｙｏｋｏｍｉｚｏ他）
は、キャラクタ用および中間調をもつイメージ用に２つ
のディザ・パターンを利用する方法を提示している。パ
ターンごとに異なるしきい値レベルが選択される。米国
特許第４７０９２７４号明細書　（Ｔｉｏｋａ）は、こ
の２つのディザ・パターンを用いた方法の改良に向けら
れている。元のイメージの非中間調領域と中間調領域の
選択方法を工夫してバイナリ・グレースケール・イメー
ジを生成するために、ＡＮＤ演算とＯＲ演算が利用され
る。元のグレースケール・レベルを近似するのにディザ
・パターンを生成または計算するには、実行にかなり時
間のかかるプログラムを要し、このプログラムは、ウォ
ーム（ｗｏｒｍｓ）、ステアケーシング　（ｓｔａｉｒ
ｃａｓｉｎｇ）、クォンティタティブ・レジデュ（ｑｕ
ａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ｒｅｓｉｄｕｅ）　など従来か
らの独特なエラーが生じやすい。

【０００５】このほか、ディザ法を改良した手法に誤差
の拡散がある。グレー・スポットの計算によるグレース
ケール・レベルの近似誤差は、隣接する数個のピクセル
に拡散できる。誤差の拡散では、領域のグレースケール
が混合され、不自然な輪郭が少なくなるが、表示値には
ウォームやハーモニック・パターンなどの好ましくない
効果が残る。誤差拡散法についての説明は、Ｆｌｏｙｄ
他による記事Ｐｒｏｃ．Ｓ．Ｉ．Ｄ．Ｖｏｌ．１７（１
９７６）、にみられる。さらに、Ｊａｒｖｉｓ他による
記事ＣＧＩＢ　　５（１９７６）では、グレースケール
・イメージをバイナリ・デバイスに表示するための様々
な手法が検討されている。

【０００６】アプリケーションによっては、元の連続し
た階調イメージを、バイナリ出力デバイスに表示すると
きに圧縮する必要がある。これまでのグレースケール・
イメージの圧縮は困難な処理であるが、バイナリ・イメ
ージは、ＩＥＥＥＰｒｏｃ．６８（１９８０）の中でＫ
ｎｏｗｌｔｏｎが示しているように、比較的圧縮しやす
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、マスク・
ビデオ・スライスを利用してグレースケール・イメージ
を２レベル出力デバイスに表示するイメージ処理の方法
及びシステムを対象とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の方法の第１ス
テップでは、２値しきい値処理法によって、イメージか
らＮ個のビデオ・スライスが形成される。各スライスを
得るためのしきい値は、Ｎ個のスライスの各々によって
、最大輝度から最小輝度までのレベルでイメージが表示
されるように、異なる強度レベルにある。各スライスに
対するしきい値レベルは、最終的なピクチャ情報が最も
包括的になるように選択する必要がある。本発明の方法
に従って、Ｎ個のビデオ・マスクも形成される。これは
、オン・ピクセルとオフ・ピクセルの所定パターンＮ個
の１つである。各パターン内のオン・ピクセルは、イメ
ージのピクセルに対応づけて選択される。Ｎ個のマスク
すべてのオン・ピクセルを各々１つのマトリクスとして
組み合わせた場合に、イメージ全体が表示されるのが望
ましい。Ｎ個のビデオ・マスクと、イメージ・スライス
のうち対応する１個とのＡＮＤがとられて、Ｎ個のマス
ク・ビデオ・スライスが生成される。マスク・ビデオ・
スライスは互いに組み合わせられ、バイナリ出力デバイ
スに表示可能な、元のイメージのグレースケール・イメ
ージが生成される。

【０００９】しきい値処理したビデオ・スライスは、デ
ジタル化されコンピュータ・メモリに格納されたイメー
ジを処理することによって、または従来の光学式走査デ
バイスによって、形成できる。こうした手法では、最適
しきい値レベルは、ヒストグラム平坦化によって得られ
る。また、ビデオ・スライスは、ビデオ・デジタル化ス
キャナによってリアルタイムに生成することもでき、そ
の場合しきい値レベルは、ビデオ・カメラ・レンズの調
整によって得られる。そしてビデオ・スライス相互の差
分が最も均一になった一組のビデオ・スライスが得られ
るまで走査を繰り返すことによって、自動的に最適ビデ
オ・スライスが得られる。スキャナを使用する場合、ス
ライスは、ビデオ走査デバイスから直接、メモリに格納
される。

【００１０】ビデオ・マスクは、ビデオ・スライスを形
成するピクセルのマトリクスと、個数、サイズが一致し
たピクセルのグリッドまたはマトリクスである。マスク
は、ピクセルのサブパターンがＮ個反復したものから成
り、サブパターンは各々、連続なピクセルのグループ（
Ｎ個のピクセルが望ましい）から成る。オン・ピクセル
とオフ・ピクセルの配置は、ピクセルのサブパターンご
とに異なる。サブパターンは各々、すべてのパターンと
の論理ＡＮＤがとられた場合に、元のイメージがグレー
スケールを伴わずに表示されるように選択される。ここ
で論理ＡＮＤをとるとは、ピクセルは、対応するピクセ
ルが、ＡＮＤのとられたビデオ・グリッドの両方で表示
されときにのみ、出力イメージとして表示されるか、ま
たはオンになる、という意味である。論理ＯＲをとった
場合、ピクセルは、組み合わせられたグリッドの一方ま
たは両方で、対応するピクセルがオン状態にあるときに
オンとなる。したがって、すべてのマスクの論理ＯＲが
とられると、イメージの全体が表示される。各ビデオ・
マスクもメモリに格納される。

【００１１】論理ＡＮＤ演算プロセスでは、Ｎ個のビデ
オ・スライスとＮ個のビデオ・マスクが組み合わせられ
て、Ｎ個のマスク・ビデオ・スライスが形成される。論
理ＡＮＤ演算を上記のように定義すると、マスク・スラ
イスは、対応するピクセルが、マスクとスライスのいず
れにおいてもオンのときにのみピクセル上に表示される
。マスク・ビデオ・スライスは、メモリに格納されてか
ら、論理ＯＲ演算プロセスで連続的に組み合わせられ、
１つのグレースケール・イメージが形成される。グレー
スケール・イメージはそこでバイナリ出力デバイスに表
示できる。

【００１２】

【実施例】図１に、この発明の、グレースケール・イメ
ージをバイナリ出力デバイスに表示するイメージ処理シ
ステムを示す。イメージ処理システム１０は、イメージ
１４の複数のビデオ・スライスをしきい値処理によって
生成する手段１２を含む。しきい値処理プロセスでは、
イメージのある点の光強度と、光強度のしきい値が比較
され、その結果を基に、対応するピクセルとスライスが
黒または白となる。代表例では、ある特定の位置の光強
度がしきい値レベルよりも大きい場合は、ピクセルとス
ライスは白に、その位置での光強度がしきい値レベルよ
りも小さい場合、ピクセルは黒になる。

【００１３】イメージ１４は、ある実施例では、イメー
ジをグレーの濃淡であらわす写真などの媒体のイメージ
である。スライスを生成する手段１２は、所定の強度し
きい値レベルでビデオ・スライスを生成する従来の一般
的な光学式デジタル処理コンポーネントから構成できる
。従来のスライス生成システムでは、写真などの媒体が
光線によって照らされ、反射光線が電気信号に変換され
る。この信号は、しきい値と比較されて、対応するスラ
イス・ピクセルが黒か白かが決定される。このようにし
て、バイナリ・スライスが完成するまでイメージの全域
が走査される。

【００１４】また、しきい値処理された元のグレースケ
ール・イメージは、デジタル化されメモリに格納された
イメージでもよい。その場合、各ピクセルの様々な強度
レベルが数値であらわされる。各ピクセルのデジタル値
は、デジタルしきい値と比較され、ピクセルがオンかオ
フかが決定される。

【００１５】この発明の手段１２は、同じイメージにつ
いて複数のビデオ・スライスを生成する。各スライスは
、複数のしきい値レベルのいずれかで生成されメモリに
格納される。図１に示すように、Ｎ個のビデオ・スライ
スが生成されて、Ｎ個のメモリ・ロケーションに対応づ
けて格納される。しきい値レベルは、人手によって、ま
たはスライスの生成に用いられるシステムを制御するソ
フトウェアによって選択できる。

【００１６】スライス生成手段１２には、別の実施例で
は、テレビ・カメラなど、スライスをビデオ・カメラか
らリアルタイムに生成できるビデオ・デジタル化スキャ
ナが使用できる。ビデオ・デジタル化スキャナ・システ
ムでは、人手によりカメラ・レンズのＦナンバを調節す
るか、またはシステム制御用ソフトウェアによってデジ
タル強度しきい値を自動調整することによって、様々な
スライスしきい値レベルを選択できる。一般に利用でき
る走査システムは、Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ　ＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄのＦＧ−１００−ＡＴ
システムである。ＦＧ−１００−ＡＴシステムなどのビ
デオ・デジタル化スキャナは、デジタル出力デバイスに
表示するために、ビデオ入力信号を受信してデジタル化
し、コンピュータ・メモリに入力する。したがってビデ
オ・デジタル化スキャナは、強度レベルの異なる複数の
ビデオ・スライスをリアルタイムに生成するのに使用で
きる。

【００１７】図３は、あるイメージの８個のビデオ・ス
ライスを示す。ここでは説明の便宜上、元のイメージの
グレースケール強度レベルが０ないし２５６とすると、
各スライスのしきい値レベルは、（ａ）が３０、（ｂ）
が６０、（ｃ）が９０、（ｄ）が１２０、（ｅ）が１５
０、（ｆ）が１８０、（ｇ）が２１０、（ｈ）が２４０
となる。ここで分かるように、しきい値レベルが３０か
ら２４０へ連続的に増加するとき、しきい値レベルより
も大きいという要件を満たすピクセルは少なくなり、よ
って、生成されるビデオ・スライスは明るい方から暗い
方へ連続的に変化する。ここで注意しておきたいが、図
３に示したイメージは、黒い線で示されているが、イメ
ージは、実際には、普通にディスプレイ・スクリーンに
表示されるときのように、背景が黒に、イメージをつく
る線が白になる。

【００１８】代表例では、８個のビデオ・スライスから
、画質を高めるのに充分な解像度が得られるが、生成す
るスライス数は任意である。ただし、最小限の表示品質
を得るには、通常は少なくとも４個のスライスがあれば
充分であることが分かっている。

【００１９】上記のしきい値レベルの一例では、レベル
相互の間隔が等しい。さらに、元のイメージが異常に明
るいか異常に暗い場合、しきい値レベルの間隔を等しく
するのは好ましくないことが確かめられている。ビデオ
・スライスに差分がない場合は、コントラストが問題に
なるので、その場合には、間隔が不均一なしきい値と強
度値を選ぶ必要がある。ヒストグラム平坦化によって選
択されたしきい値レベルを選ぶのは、特に有益な手順で
ある。ヒストグラム平坦化を用いた例は、Ｐａｖｌｉｄ
ｉｓのＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ｆｏｒ　Ｇｒａｐｈｉｃ
ｓ　ａｎｄ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（Ｃｏ
ｍｐｕｔｅｒ　ＳｃｉｅｎｃｅＰｒｅｓｓ、ｐｐ．５０
−５３（１９８２））、にみられる。ヒストグラム平坦
化のプロセスは基本的に、イメージのダイナミック・レ
ンジが拡大するように、使用可能な平坦化レベルの再割
当を伴う。ビデオ・デジタル化スキャナを使用するとき
は、ビデオ・スライス相互の差分が最も均一になる一組
のビデオ・スライスが生成されるまで走査を繰り返すこ
とによって、最適なビデオ・スライスが自動的に得られ
る。

【００２０】この発明で生成されるビデオ・スライスは
、バイナリ・フォーマットであり、１ピクセル１ビット
のモードで格納される。元のイメージの代表的な入力イ
メージの情報は、ピクセル当たり１バイトである。１ピ
クセル・イメージ１バイトを１ピクセル・イメージ１ビ
ットに変換する前には、ローカル差分とピクセルの強度
を大きくし、ピクセル値の範囲もイメージ全体にわたっ
て拡大することによって、元のイメージの質を高めるの
が通例である。前者のプロセスはハイ・パス・フィルタ
リング、後者のプロセスはリアレンジングという。明ら
かな解像度の不足を補正する際には、いずれのプロセス
も、本発明の方法及びシステムに任意に利用できる。

【００２１】このほか、本発明の方法の範囲内で利用で
きるプロセスに、ビデオ・スライス・イメージの圧縮が
ある。ビデオ入力イメージを１ピクセル１バイトから１
ピクセル１ビットに変換する操作に加えて、イメージを
圧縮してピクセル数を少なくしなければならないケース
も多い。イメージの圧縮は周知の技法であり、ランレン
グス符号化法などによって行える。ビデオ・スライスは
本来がバイナリであるので、グレースケール・イメージ
よりもはるかに圧縮しやすい。これまでの圧縮技法の解
説は、ＫｎｏｗｌｔｏｎのＩＥＥＥ　　Ｐｒｏｃ．６８
（７）１９８０、にみられる。圧縮は、従来のデジタル
処理システムまたはソフトウェアによって行える。図１
に示した圧縮手段１８は、スライス１６を圧縮して、圧
縮された各スライスをそのメモリ・ロケーションにリス
トアする。

【００２２】本発明では、Ｎ個のビデオ・イメージ・ス
ライスの生成に加えて、これに対応する個数のビデオ・
マスクも生成しなければならない。図１に示したように
、マスク生成手段２０は、Ｎ個のビデオ・マスクを生成
する。このマスクも、システム１０のメモリ内の各ロケ
ーションに格納される。マスク２２は各々、各ビデオ・
スライスを形成するピクセルの個数と等しいピクセルの
グリッドから成る。グリッドの一例を図４に示した。これは５１２×５１２のピクセル２１から成る。マスク
は、グリッドに、オン・ピクセルとオフ・ピクセルの所
定のパターンを設定することによって生成される。Ｎ個
のマスク２２は各々、他のマスクとは異なる独自のパタ
ーンをもつ。パターンは、代表例では、連続なピクセル
のサブパターンを繰り返すことによって形成される。図
４の例では、ピクセルのサブパターン２３は、垂直に２
個、水平に４個を並べた四角形のピクセル・グループか
ら成る。オン・ピクセルとオフ・ピクセルのサブパター
ン２３を形成する際、各サブパターン２３の所定個数の
ピクセルがオン、所定個数がオフとなる。各サブパター
ン２３は、グループ内の個々のピクセルが１つのマスク
でのみオンとなり、どのマスクでもオーバラップするピ
クセルがないように選択するのが望ましい。このような
配置の例を図５に示した。これは各グループ（サブパタ
ーン）２３内のオンになったピクセルを示す。図５の斜
線は、そのピクセルがオン状態であり、グループの他の
ピクセルはオフ状態であることを示している。つまり（
ａ）では、ピクセル２１ａだけがオンで、（ｂ）ではピ
クセル２１ｂだけがオンということである。したがって
、図４のグリッドのように形成された第１マスクでは、
ピクセル・グループ２３の構成は各々、図５（ａ）のも
のと同一である。第２マスクでは、ピクセル・グループ
２３の構成は各々、図５（ｂ）と同一になる。他のマス
ク（８個目のマスクまで）のピクセル構成は、図５の（
ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）のよう
になる。一例として、図５（ａ）ないし（ｈ）のいずれ
かの構成をもつマスクの全体を図６に示した。

【００２３】マスクとサブパターンの形状は重要ではな
い。ピクセルのサブパターンは、四角形のほか、正方形
、円形など他の形状でもよい。オン・ピクセルとオフ・
ピクセルのパターンも主観的なものであり、得られるい
ｍに様々な効果を与えるように選択あるいは調整できる
。たとえばマスクの全体は、必要に応じて、特別な形状
、デザインなどにできる。図７に、マスク全体を円形に
デザインした例を示す。この例の各種スライス用マスク
は各々、オン・ピクセルの円形パターンの直径が異なる
。どのような構成も適用できるが、各スライスに独自の
マスクを用意することが唯一の条件である。

【００２４】生成・格納されたＮ個のビデオ・スライス
と生成・格納されたＮ個のビデオ・マスクが組み合わせ
られてＮ個のマスク・ビデオ・スライスが得られる。マ
スクとスライスの組み合わせは論理ＡＮＤ演算プロセス
による。これは従来のデジタル処理やソフトウェアで実
現可能な手段２４によって行われる。Ｎ個のスライスは
各々、組み合わせ手段２４によってＮ個のマスクの１つ
と組み合わせられ、Ｎ個のマスク・ビデオ・スライス２
６が得られる。論理ＡＮＤ演算プロセスでは、スライス
の各ピクセルと、マスク内の対応ピクセルとのＡＮＤが
とられ、マスク・ビデオ・スライスにより、対応ピクセ
ルがスライスとマスクの両方でオン状態のときにのみオ
ン・ピクセルが表示される。図１に示したとおり、ビデ
オ・スライス１は、マスク１と組み合わせられて、マス
ク・スライス１が生成される。このプロセスはスライス
１ないしＮに対して継続される。マスク・ビデオ・スラ
イス２６はメモリに格納され、組み合わせ手段２８によ
って組み合わせられて、バイナリ出力ディスプレイ手段
３２上に表示するのに適したグレースケール・イメージ
３０が得られる。

【００２５】組み合わせ手段２８は、論理ＯＲ演算を行
い、Ｎ個のマスク・スライスの各々を順次に組み合わせ
る。手段２８はまた、従来のデジタル処理やソフトウェ
アによっても実現できる。ＯＲ演算プロセスの実施例と
しては、すべてのマスク・スライスを形成してメモリに
格納することができる。その後マスク・スライス１はマ
スク・スライス２と組み合わせられて、ピクセルがオン
状態にあり、マスク１またはマスク２の対応ピクセルも
オン状態にある第１中間イメージが得られる。次にマス
ク・スライス３が、同じようにＯＲ演算プロセスで第１
中間イメージと組み合わせられ、第２中間イメージが形
成される。マスク・スライスは各々、Ｎ個のマスク・ス
ライスがすべて組み合わせられて最終イメージが形成さ
れるまで、同じように順次に組み合わせられていく。

【００２６】図２に示した別の実施例では、Ｎ個のスラ
イスがメモリ１１のＮ個のロケーションに、Ｎ個のマス
クがメモリ１３のＮ個のロケーションに格納される。次
に最初のスライスとマスクがＡＮＤ演算手段１５で組み
合わせられ、第１中間イメージとしてイメージ・ストレ
ージ１７に格納される。それからｉ個目が各々、対応す
るｉ個目のマスクと組み合わせられる前に、（ｉ−１）
個目のマスク・スライスがＯＲ手段２１で、（ｉ−１）
個目の中間イメージと組み合わせられてｉ個目の中間イ
メージが形成されメモリ１７に格納される。カウンタ１
９は、生成されたマスク・スライスの個数をカウントす
る。後続のマスク・スライスは各々、前に格納された中
間イメージとのＯＲがとられてから格納され、これが最
終グレースケール・イメージが生成されるまで続けられ
る。

【００２７】別の実施例では、Ｎ個のスライスが生成さ
れてメモリ１１のＮ個のロケーションに格納される。各
マスクは、生成されると、組み合わせ手段１５において
対応スライスと直接組み合わせられる。次に上述のよう
に、マスク・スライスがカウンタ１９においてカウント
され、手段２１で組み合わせられて、手段１７に格納さ
れる。

【００２８】この発明に従って生成された代表的なグレ
ースケール・イメージ３０を、バイナリ・ディスプレイ
・デバイス３２に表示した状態で図８に示す。図８のイ
メージは、４×４ピクセルのサブパターンを用い、元の
写真から１６個のスライスを生成・組み合わせて得られ
たものである。図９は、８個のスライスを、図７のよう
な円形パターンのマスクと組み合わせて生成した代表的
なグレースケール・イメージである。

【００２９】図１０は、ソフトウェアとして実現された
システム１０について図１とあわせて説明した処理のフ
ローチャートである。ここではビデオ・イメージ・スラ
イスがすでに作成され、メモリに格納されているとする
。本発明の方法に従って、開始モジュール３４が提供さ
れる。このモジュールにより、プロセスの最初の処理（
ブロック３６）が実行され、グラフィック・メモリが、
本発明の方法に用いられるようクリアされる。第２の処
理（フローチャートのブロック３８）では、Ｎ個のマス
クが、ピクセルに求められるサブパターンに従って生成
される。次の処理では（ブロック４０）、前のステップ
で生成されたＮ個のマスクが、呼び出して使用できるよ
うに、所定の一組のメモリ・ロケーションにロードまた
は移動される。次の処理では（ブロック４２）、変数Ｋ
が初期化される。これはマスクと組み合わせられたスラ
イスの個数を記録しておくカウンタ変数として用いられ
る。次の処理では（ブロック４４）、カウンタ変数Ｋが
１だけインクリメントされる。次のブロック４６は、判
断モジュールで、ビデオ・イメージ・スライスの個数が
マスクの個数を超えるかどうかの判定をあらわす。Ｋが
Ｎよりも大きい場合、プログラムは終了し、終了モジュ
ール４８がプログラムを停止させる。スライス数がマス
ク数を超えない場合、プログラムは実行を続ける。次の
処理では（ブロック５０）、カウンタ変数Ｋによって判
定された特定のビデオ・イメージ・スライスが特定のメ
モリ領域にロードされる。次の処理では（ブロック５２
）、特定のマスクと、対応するビデオ・イメージ・スラ
イスとのＡＮＤがとられる。次のブロック５４は第２の
判断モジュールで、マスク数がビデオ・イメージ・スラ
イス数と等しいかどうかの判定をあらわす。ＫがＮと等
しくない場合、ＡＮＤ演算ステップ５２によって生成さ
れた現在または中間のディスプレイ・イメージと、先に
（ブロック５６によって）格納されていたイメージとの
ＯＲがとられる。次に、現在のイメージがブロック５８
によって格納される。マスク数がビデオ・イメージ・ス
ライス数と等しくない限り、ＡＮＤ演算とＯＲ演算が、
ブロック４４、４６、５０、５２、５４、５６、５８に
よるループの中で継続される。マスク数とビデオ・イメ
ージ・スライス数が等しいときは、ブロック５８によっ
て格納された現在のイメージが最終イメージとなる。次
に、判断ブロック４６においてＫがＮと等しくなり、プ
ログラムが終了する。

【００３０】表１は、図１０のフローチャートのプロシ
ージャを適用するために用いられるソフトウェア・プロ
グラム例の一部である。このプログラムは、パーソナル
・コンピュータ上で実行されるＢＡＳＩＣＡで書かれて
いる。プログラムは、ＢＬＯＡＤ、ＧＥＴ、およびＰＵ
Ｔの並びだけで構成されているので、きわめて高速に実
行される。ハードウェアまたは他のプログラミング言語
で実現した場合でもすべての処理を非常に高速に行える
。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１の部分リストは、カラー・グラフィッ
ク・アダプタ／ディスプレイ、拡張グラフィック・アダ
プタ／ディスプレイ、Ｈｅｒｃｕｌｅｓグラフィック・
アダプタ、ビデオ・グラフィック・アレイなどＩＢＭの
パーソナル・コンピュータ・ディスプレイを対象にした
ものである。

【００３３】以下に、プログラム・リストを読むときの
参考として、特定のビットマップ・コマンドの定義を挙
げる。

【００３４】ＧＥＴ（Ｘ１、Ｙ１）−（Ｘ２、Ｙ２）、
Ｃ（ステップ２４）は、（Ｘ１、Ｙ１）と（Ｘ２、Ｙ２
）との間の四角形内のサブイメージを取得して、変数ア
レイＣにセーブすることを示す。

【００３５】Ｐｕｔ（Ｘ、Ｙ）、Ｃ、ＨＯＷは、変数ア
レイＣに格納されたイメージを、ＨＯＷによって記述さ
れたとおりにロケーションＸ、Ｙから再描画することを
示す。ＨＯＷの意味は次のいずれかである。

【００３６】ＰＲＥＳＥＴ−−イメージを描画する際に
白黒反転を行う。

【００３７】ＰＳＥＴ−−イメージを格納されたとおり
に再描画する。

【００３８】ＡＮＤ−−イメージをＡＮＤモードで再描
画する。すなわちピクセルが白になっている場合にのみ
ピクセルをオン（白）にする（他の場合ピクセルは黒の
まま）。

【００３９】ＯＲ−−イメージをＯＲモードで再描画す
る。すなわち変数アレイＣに格納されたイメージ内のピ
クセルがオン（白）であれば、それを白として再描画す
る。前のピクセルが白で、スクリーンも白なら、それを
白のまま残す。これはイメージを別のイメージに追加す
る１方法である。

【００４０】ＤＥＦ　　ＳＥＧ＝＆ＨＢ８００：ＢＬＯ
ＡＤ“ＦＩＬＥＮＡＭＥ”、Ｏは、“ＦＩＬＥＮＡＭＥ
”で格納されたイメージを取得し、グラフィック・メモ
リにロードすることを示す。スクリーンはそこでこの新
しいイメージのみとなる。

【００４１】ＳＣＲＥＥＮ　　２は、ディスプレイを６
４０×２００の白黒モードにセットすることを示す。

【００４２】ＳＵＢ　　２００は、モノクロ・ディスプ
レイ上でのみ描画することを示す。

【００４３】ＳＵＢ　　３００は、カラー・グラフィッ
ク・ディスプレイ上でのみ描画することを示す。後者の
２ステップは２スクリーン・システム上でのみ有効であ
る。

【００４４】ＬＩＮＥ（Ｘ、Ｙ）−（Ｕ、Ｖ）、３は、
白線Ｘ，ＹからＵ，Ｖを描画することを示す。代表的な
線（１０、Ｊ）−（３５２、Ｊ）は水平線である。ＬＩ
ＮＥ（Ｉ、１０）−（Ｉ、１９９）は垂直である。

【００４５】表１に示したプログラム・リストでは、ス
テートメント１０ないし２５の結果として、１９０×３
４１のドット・マトリクスが描画されてマスクが形成さ
れる。ステートメント２６は、このドット・マトリクス
をサブピクチャＣとしてセーブする。ステートメント３
０は先に格納されていたビデオ・スライスをロードする
。ステートメント３１はこのスライスとドット・マトリ
クス（マスク）とのＡＮＤをとり、結果をサブピクチャ
Ｄにセーブする。

【００４６】ステートメント３２は先に格納されていた
別のビデオ・スライスをロードする。ステートメント３
３はこのスライスと、別の位置（開始位置の新しいロケ
ーションに注意）にあるマスクとのＡＮＤをとり、結果
を先のサブピクチャＤに追加して、その結果を新しいサ
ブピクチャＤとしてセーブする。後続のステートメント
は、ビデオ・スライスとマスクの新しい位置とのＡＮＤ
をとって結果をサブピクチャＤに追加するこの簡単なサ
イクルを繰り返す。このプログラムから、図８に示した
イメージと同じようなグレースケール・イメージが表示
される。

【００４７】

【発明の効果】この発明の方法では、簡単に記録された
ビデオ・スライスが利用され、簡単に形成されたシンプ
ルなビデオ・マスクがビデオ・スライスと組み合わせら
れて、バイナリ出力デバイスに表示可能なグレースケー
ル・イメージが形成される。本発明では、イメージを生
成する速度のほか、マスク・パターンの形状は、所望の
結果を得るために任意に設定・選択できるという融通性
を備える。また、ビデオ・スライスがバイナリであって
、従来の技法によって簡単に圧縮できるので、データの
圧縮が促進される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイメージ処理システムをあらわすブロ
ック図である。

【図２】本発明の別のイメージ処理システムの一部をあ
らわすブロック図である。

【図３】しきい値処理され、各々のしきい値レベルを変
えて形成されたビデオ・スライスの例をあらわす図であ
る。

【図４】ビデオ・マスクを形成するためのメモリ・アレ
イの図である。

【図５】８個のビデオ・マスクを形成するためのピクセ
ル・サブパターンの１シーケンスをあらわす図である。

【図６】四角形のピクセル・サブパターンをもつ実際の
マスクをあらわす図である。

【図７】全体が円形のピクセル・パターンをもつ実際の
マスクをあらわす図である。

【図８】図６に示したマスクを使用して、バイナリ出力
デバイスに表示した実際のグレースケール・イメージを
あらわす図である。

【図９】図７に示したマスクを使用して、バイナリ出力
デバイスに表示した実際のグレースケール・イメージを
あらわす図である。

【図１０】本発明の方法のフローチャートを示す図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イメージのしきい値を、連続して増加する
Ｎ個の光強度値でＮ回設定し、よって各々がイメージ・
スライスをあらわす、しきい値処理されたＮ個のバイナ
リ出力を生成するステップと、各々がオン・ピクセルと
オフ・ピクセルのＮ個の所定パターンの１つから成るＮ
個のビデオ・マスクを形成するステップと、上記Ｎ個の
ビデオ・マスクと、上記Ｎ個のイメージ・スライスのう
ち対応する１つとのＡＮＤをとって、Ｎ個のマスク・ビ
デオ・スライスを生成するステップと、上記Ｎ個のマス
ク・ビデオ・スライスの各々について順次にＯＲをとり
、グレースケール・イメージを生成するステップと、上
記グレースケール・イメージをバイナリ出力デバイスに
表示するステップとを含む、イメージ処理方法。
【請求項２】請求項１に記載の方法であって、Ｎ個の所
定ピクセル・パターンが各々、反復するＮ個のサブパタ
ーンの１つを複数個含み、該サブパターンが各々、連続
なＮ個のピクセルを含む、イメージ処理方法。
【請求項３】請求項２に記載の方法であって、連続なＮ
個のピクセルの各サブパターンが１個のオン・ピクセル
とＮ−１個のオフ・ピクセルとを含む、イメージ処理方
法。
【請求項４】請求項３に記載の方法であって、Ｎ個のサ
ブパターンの各々が、他のどのサブパターンとも異なる
オン・ピクセルをもつ、イメージ処理方法。
【請求項５】請求項４に記載の方法であって、Ｎ個のサ
ブパターンの各々の連続なＮ個のピクセルが、四角形、
正方形、および円形のピクセル・アレイのうち１つを含
む、イメージ処理方法。
【請求項６】グレースケール・イメージをバイナリ出力
デバイスに表示するイメージ処理方法であって、（ａ）
強度レベルが、しきい値処理されたＮ個の強度レベルの
１つに等しいかまたはより大きいイメージのピクセルに
のみ、オン・ピクセルが対応し、他のピクセルがすべて
オフであるＮ個のバイナリ・ビデオ・スライスを、表示
対象のイメージから形成するステップと、（ｂ）上記Ｎ
個のバイナリ・ビデオ・スライスをメモリに格納するス
テップと、（ｃ）各々がオン・ピクセルとオフ・ピクセ
ルのＮ個の所定パターンの１つから成るバイナリ・ビデ
オ・マスクをＮ個形成するステップと、（ｄ）上記Ｎ個
のバイナリ・ビデオ・マスクを各々メモリに格納するス
テップと、（ｅ）上記Ｎ個のビデオ・スライスの各々を
上記Ｎ個のビデオ・マスクのうち対応する１つと組み合
わせてＮ個のマスク・ビデオ・スライスを生成するステ
ップと、（ｆ）上記Ｎ個のマスク・ビデオ・スライスを
メモリに格納するステップと、（ｇ）上記Ｎ個のマスク
・ビデオ・スライスを組み合わせて１つのグレースケー
ル・イメージを生成するステップと、（ｈ）上記１つの
グレースケール・イメージをバイナリ出力デバイスに表
示するステップとを含む、イメージ処理方法。
【請求項７】請求項６に記載の方法であって、Ｎ個のバ
イナリ・ビデオ・スライスによって表示されるイメージ
が第１のスライスからＮ個目のスライスまで、最大輝度
から最小輝度へ連続的に変化するように、しきい値を定
めた強度レベルが、最下位レベルから最上位レベルまで
連続的に選択される、イメージ処理方法。
【請求項８】請求項６に記載の方法であって、Ｎ個のバ
イナリ・ビデオ・スライスがビデオ・スキャナによって
生成される、イメージ処理方法。
【請求項９】請求項６に記載の方法であって、Ｎ個のバ
イナリ・ビデオ・スライスがコンピュータ手段によって
、先に格納されていたグレースケール・イメージから生
成される、イメージ処理方法。
【請求項１０】請求項６に記載の方法であって、しきい
値処理されたＮ個の強度レベルが、イメージ強度レベル
０から最大の間でランダムに選択される、イメージ処理
方法。
【請求項１１】請求項６に記載の方法であって、しきい
値処理されたＮ個の強度レベルが、イメージ強度レベル
０から最大の間で等間隔になるように選択される、イメ
ージ処理方法。
【請求項１２】請求項６に記載の方法であって、しきい
値処理されたＮ個の強度レベルが、ヒストグラム平坦化
によって選択される、イメージ処理方法。
【請求項１３】請求項６に記載の方法であって、Ｎが４
以上である、イメージ処理方法。
【請求項１４】請求項６に記載の方法であって、Ｎ個の
所定ピクセル・パターンが、反復するＮ個のサブパター
ンの１つを複数個含み、該サブパターンが、連続なＮ個
のピクセルを含む、イメージ処理方法。
【請求項１５】請求項１４に記載の方法であって、連続
なＮ個のピクセルのサブパターンが各々、１個のオン・
ピクセルとＮ−１個のオフ・ピクセルとを含む、イメー
ジ処理方法。
【請求項１６】請求項１５に記載の方法であって、Ｎ個
のサブパターンが各々、他のどのサブパターンとも異な
るオン・ピクセルをもつ、イメージ処理方法。
【請求項１７】請求項１６に記載の方法であって、Ｎ個
のサブパターンの各々の連続なＮ個のピクセルが、四角
形のピクセル・アレイを含む、イメージ処理方法。
【請求項１８】請求項１６に記載の方法であって、Ｎ個
のサブパターンの各々の連続なＮ個のピクセルが、正方
形のピクセル・アレイを含む、イメージ処理方法。
【請求項１９】請求項１６に記載の方法であって、Ｎ個
のサブパターンの各々の連続なＮ個のピクセルが、円形
のピクセル・アレイを含む、イメージ処理方法。
【請求項２０】請求項１７に記載の方法であって、Ｎが
８に等しい、イメージ処理方法。
【請求項２１】請求項６に記載の方法であって、Ｎ個の
ビデオ・スライスとＮ個のビデオ・マスクを組み合わせ
るステップが、該スライスの各ピクセルと、該マスクの
対応するピクセルとの論理ＡＮＤをとるステップを含み
、該スライスと該マスクとが１対１に対応し、マスク・
ビデオ・スライスが、対応するピクセルが該スライスと
該マスクの両方でオンの場合にのみオン・ピクセルをも
つ、イメージ処理方法。
【請求項２２】請求項６に記載の方法であって、Ｎ個の
マスク・ビデオ・スライスを組み合わせて１つのグレー
スケール・イメージを生成するステップが、該マスク・
スライスの各々の対応ピクセルの論理ＯＲをとるステッ
プを含み、該マスク・スライスの各々についてピクセル
が１対１で対応し、該グレースケール・イメージがオン
・ピクセルをもち、該ピクセルにおいて、該マスク・ス
ライスの少なくとも１つの対応ピクセルがオンである、
イメージ処理方法。
【請求項２３】請求項６に記載の方法であって、各ビデ
オ・スライスとビデオ・マスクとのＡＮＤがとられる前
に、各ビデオ・スライスによって表示されるイメージを
、ピクセル数が圧縮前の各ビデオ・スライスのピクセル
数よりも少なくなるように圧縮するステップを含む、イ
メージ処理方法。
【請求項２４】連続して増加するＮ個の光強度値でイメ
ージのしきい値をＮ回設定し、よって各々がイメージ・
スライスをあらわす、しきい値処理されたＮ個のバイナ
リ出力を生成する手段と、各々がオン・ピクセルとオフ
・ピクセルのＮ個の所定パターンの１つから成るＮ個の
ビデオ・マスクを形成する手段と、上記Ｎ個のビデオ・
マスクと、上記Ｎ個のイメージ・スライスのうち対応す
る１つとのＡＮＤをとって、Ｎ個のマスク・ビデオ・ス
ライスを生成する手段と、上記Ｎ個のマスク・ビデオ・
スライスの各々について順次にＯＲをとり、グレースケ
ール・イメージを生成する手段と、上記グレースケール
・イメージをバイナリ出力デバイスに表示する手段とを
含む、イメージ処理システム。
【請求項２５】請求項２４に記載のシステムであって、
Ｎ個の所定ピクセル・パターンが各々、反復するＮ個の
サブパターンの１つを複数個含み、該サブパターンが各
々、連続なＮ個のピクセルを含む、イメージ処理システ
ム。
【請求項２６】請求項２５に記載のシステムであって、
連続なＮ個のピクセルの各サブパターンが１個のオン・
ピクセルとＮ−１個のオフ・ピクセルとを含む、イメー
ジ処理システム。
【請求項２７】請求項２６に記載のシステムであって、
Ｎ個のサブパターンの各々が、他のどのサブパターンと
も異なるオン・ピクセルをもつ、イメージ処理システム
。
【請求項２８】請求項２７に記載のシステムであって、
Ｎ個のサブパターンの各々の連続なＮ個のピクセルが、
四角形、正方形、および円形のピクセル・アレイのうち
１つを含む、イメージ処理方法。
【請求項２９】グレースケール・イメージをバイナリ出
力デバイスに表示するイメージ処理システムであって、
（ａ）各々が、しきい値処理されたＮ個の強度レベルの
１つに強度レベルが等しいかまたはより大きいイメージ
のピクセルを表示する、Ｎ個のバイナリ・ビデオ・スラ
イスを、表示対象のイメージから形成する手段と、（ｂ
）上記Ｎ個のバイナリ・ビデオ・スライスをメモリに格
納する手段と、（ｃ）各々がオン・ピクセルとオフ・ピ
クセルのＮ個の所定パターンの１つから成るバイナリ・
ビデオ・マスクをＮ個形成する手段と、（ｄ）上記Ｎ個
のバイナリ・ビデオ・マスクを各々メモリに格納する手
段と、（ｅ）上記Ｎ個のビデオ・スライスの各々を上記
Ｎ個のビデオ・マスクのうち対応する１つと組み合わせ
てＮ個のマスク・ビデオ・スライスを生成する手段と、
（ｆ）上記Ｎ個のマスク・ビデオ・スライスをメモリに
格納する手段と、（ｇ）上記Ｎ個のマスク・ビデオ・ス
ライスを組み合わせて１つのグレースケール・イメージ
を生成する手段と、（ｈ）上記１つのグレースケール・
イメージをバイナリ出力デバイスに表示する手段とを含
む、イメージ処理システム。
【請求項３０】請求項２９に記載のシステムであって、
Ｎ個のバイナリ・ビデオ・スライスによって表示される
イメージが１個目のスライスからＮ個目のスライスまで
、最大輝度から最小輝度へ連続的に変化するように、し
きい値処理された強度レベルが最下位レベルから最上位
レベルまで連続的に選択される、イメージ処理システム
。
【請求項３１】請求項２９に記載のシステムであって、
Ｎ個のバイナリ・ビデオ・スライスがビデオ・スキャナ
によって生成される、イメージ処理システム。
【請求項３２】請求項２９に記載のシステムであって、
Ｎ個のバイナリ・ビデオ・スライスがコンピュータ手段
によって生成される、イメージ処理システム。
【請求項３３】請求項２９に記載のシステムであって、
Ｎ個のしきい値強度レベルが、イメージ強度レベル０か
ら最大の間でランダムに選択される、イメージ処理シス
テム。
【請求項３４】請求項２９に記載の方法であって、Ｎ個
のしきい値強度レベルが、イメージ強度レベル０から最
大の間で等間隔になるように選択される、イメージ処理
システム。
【請求項３５】請求項２９に記載のシステムであって、
Ｎ個のしきい値強度レベルが、ヒストグラム平坦化によ
って選択される、イメージ処理システム。
【請求項３６】請求項２９に記載のシステムであって、
Ｎ個の所定ピクセル・パターンの各々が、反復するＮ個
のサブパターンの１つを複数個含み、該サブパターンが
、連続なＮ個のピクセルを含む、イメージ処理システム
。
【請求項３７】請求項３６に記載のシステムであって、
連続なＮ個のピクセルのサブパターンが各々、１個のオ
ン・ピクセルとＮ−１個のオフ・ピクセルとを含む、イ
メージ処理方法。
【請求項３８】請求項３７に記載のシステムであって、
Ｎ個のサブパターンが各々、他のどのサブパターンとも
異なるオン・ピクセルをもつ、イメージ処理システム。
【請求項３９】請求項３８に記載のシステムであって、
Ｎ個のサブパターンの各々の連続なＮ個のピクセルが、
四角形、正方形、および円形のピクセル・アレイのうち
１つを含む、イメージ処理システム。
【請求項４０】請求項２９に記載のシステムであって、
Ｎ個のビデオ・スライスとＮ個のビデオ・マスクを組み
合わせる手段が、該スライスの各ピクセルと、該マスク
の対応ピクセルとの論理ＡＮＤをとる手段を含み、該ス
ライスと該マスクとが１対１に対応し、マスク・ビデオ
・スライスが、対応するピクセルが該スライスと該マス
クの両方でオンの場合にのみオン・ピクセルをもつ、イ
メージ処理システム。
【請求項４１】請求項２９に記載のシステムであって、
Ｎ個のマスク・ビデオ・スライスを組み合わせて１つの
グレースケール・イメージを生成する手段が、該マスク
・スライスの各々の対応ピクセルの論理ＯＲをとる手段
を含み、該マスク・スライスの各々についてピクセルが
１対１で対応し、該グレースケール・イメージがオン・
ピクセルをもち、該ピクセルにおいて、該マスク・スラ
イスの少なくとも１つの対応ピクセルがオンである、イ
メージ処理システム。
【請求項４２】請求項２９に記載のシステムであって、
各ビデオ・スライスとビデオ・マスクとのＡＮＤがとら
れる前に、各ビデオ・スライスによって表示されるイメ
ージを、ピクセル数が圧縮前の各ビデオ・スライスのピ
クセル数よりも少なくなるように圧縮する手段を含む、
イメージ処理システム。
【請求項４３】オン・ピクセルとオフ・ピクセルのＮ個
の所定パターンのうち第１パターンから成る第１ビデオ
・マスクを形成するステップと、上記第１ビデオ・マス
クと第１イメージ・スライスとのＡＮＤをとって第１マ
スク・ビデオ・スライスを生成するステップと、上記第
１マスク・ビデオ・スライスをメモリに格納するステッ
プと、オン・ピクセルとオフ・ピクセルの上記Ｎ個の所
定パターンのうち第２パターンから成る第２ビデオ・マ
スクを形成するステップと、上記第２ビデオ・マスクと
第２イメージ・スライスとのＡＮＤをとって第２マスク
・ビデオ・スライスを生成するステップと、上記第２マ
スク・ビデオ・スライスと、格納された上記マスク・ビ
デオ・スライスとのＯＲをとって表示イメージを生成す
るステップと、上記表示イメージをメモリに格納するス
テップと、上記形成とＡＮＤ演算のステップをＮ−２回
繰り返し、繰り返しのたびに、上記マスク・ビデオ・ス
ライスと先に格納されていた上記表示イメージとのＯＲ
をとってバイナリ・グレースケール・イメージを生成す
るステップと、上記バイナリ・グレースケール・イメー
ジをバイナリ出力デバイスに表示するステップとを含む
、イメージ処理方法。
【請求項４４】請求項４３に記載の方法であって、Ｎ個
の所定ピクセル・パターンの各々が、反復するＮ個のサ
ブパターンの１つを複数個含み、該サブパターンが、連
続なＮ個のピクセルを含む、イメージ処理方法。
【請求項４５】請求項４４に記載の方法であって、連続
なＮ個のピクセルのサブパターンが各々、１個のオン・
ピクセルとＮ−１個のオフ・ピクセルとを含む、イメー
ジ処理方法。
【請求項４６】請求項４５に記載の方法であって、Ｎ個
のサブパターンが各々、他のどのサブパターンとも異な
るオン・ピクセルをもつ、イメージ処理方法。
【請求項４７】請求項４６に記載の方法であって、Ｎ個
のサブパターンの各々の連続なＮ個のピクセルが、四角
形、正方形、および円形のピクセル・アレイのうち１つ
を含む、イメージ処理方法。