JPH04367166A - 擬似階調処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は多階調のディジタル画
像データを階調性を有する２値画像データに変換するた
めの擬似階調処理装置に関し、ファクシミリ装置、電子
ファイリング装置等に応用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】多階調画像を２値画像に変換し、目の積
分作用を利用して擬似的に濃淡を知覚させる擬似階調表
示法としては、１画素を複数ドットで表現する濃度パタ
ーン法と１画素を１ドットで表現するディザ法とが知ら
れている。図６は、ディザ法の一種である誤差拡散法の
動作原理を示す図である。誤差拡散法は原画と結果との
濃度誤差を最小とするように２値化を行うもので、エラ
ーバッファメモリ１０に格納されているこれまでの誤差
データεｉｊに、重み付け係数発生部１１で重み係数α
ｉｊを掛けた値が規格化されて加算器１２で入力多値デ
ータｘｉｊに加算される。図７に重み係数αｉｊの一例
を示す。

【０００３】加算器１２から出力される加算データｘｉ
ｊ’は２値化回路１３で閾値ｔｈ　と比較され、２値化
データｙｉｊを出力する。演算器１４では、加算データ
ｘｉｊ’と２値化データｙｉｊとの差分を誤差データε
ｉｊとして出力し、エラーバッファメモリ１０の対応す
る画素位置に格納する。この処理を繰り返すことによっ
て入力多値画像データの２値化処理を実行する。

【０００４】誤差拡散法は原画の濃淡変化によく追随し
、階調性と解像度との両立性がよいので、一般に画質評
価がよい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の誤差
拡散法によると、濃度変化の少ない平坦な入力に対して
テクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）　と呼ばれる独特の繰り
返しパターンが生じ、また、文字などの直線状のエッジ
部分にはノッチ（ｎｏｔｃｈ）　と呼ばれる１画素程度
の大きさの凹凸が生じるという不都合がある。

【０００６】この発明は出力２値画像の階調性と解像度
とを両立させ、さらにテクスチャなど細かな構造をコン
トロールし、それにより周期的なテクスチャやノッチを
軽減することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明による擬似階調
処理装置は、入力多階調画像上の注目位置の画素濃度と
出力２値画像上の注目位置の近傍に有る既に２値化され
た画素の白黒配置パターンとに基づいて出力２値画像上
の注目位置の画素を黒とする確率を決定する確率決定手
段と、確率決定手段で決定した確率に基づいて出力２値
画像上の注目位置の画素値を決定する出力画素値決定手
段とを有する。

【０００８】

【作用】この発明においては、多階調画像を２値化して
擬似階調画像に変換する際に、確率決定手段で入力多階
調画像上の注目画素の濃度と既に２値化されている出力
２値画像上の参照画素の白黒配置パターンとに基づいて
出力２値画像上の注目画素を黒とする確率ｐを決定し、
確率ｐに基づいて出力画素値決定手段で出力２値画像上
の注目位置の画素値を決定する。

【０００９】確率決定手段における確率ｐの決定は、見
本となるサンプル画像を設定し、入力画素濃度と参照画
素パターンのそれぞれの組み合わせから出力画素を黒と
する確率を確率テーブルとして予め用意しておくことに
よる。

【００１０】

【実施例】図１は、この発明による擬似階調処理装置の
一実施例を示すブロック図で、確率決定部１、出力画素
値決定部２および出力バッファ３から構成される。確率
決定部１は入力多階調画像上の注目位置の画素濃度と出
力２値画像上の注目位置の画素近傍にあって２値化され
ている画素の白黒配置パターンとを用いて出力２値画像
上の注目位置の画素を黒画素とする確率ｐを決定する。

【００１１】例えば、入力として６４階調（６ビット）
の画像を用い、出力２値画像上の注目画素近傍で、図２
に示すような×印を付した８つの画素を参照すると、白
黒配置パターンは２５６（＝２８　）通りあるから入力
濃度と参照画素のパターンは合計１６３８４（＝６４×
２５６）通りあり、確率テーブルにそれぞれの場合の注
目画素を黒とする確率を入れておくことで確率ｐを決定
する。

【００１２】出力画素値決定部２は確率決定部１で得ら
れた確率ｐにしたがって、注目画素の値を決定する手段
である。この確率とは、例えば、確率０．３の画素が１
０個有れば、そのうちの３個が黒になり、７個が白にな
るといった意味である。このように、指定された確率か
らそれぞれの画素の値を決定するために、出力画素値決
定部２は、次のような構成を取る。

【００１３】すなわち、乱数発生部４から“０”〜“１
”の範囲の一様乱数を発生させ、比較部５で確率ｐと乱
数発生部４の出力とを比較し、乱数の方が大きい場合は
出力画素値を白とし、それ以外は黒とする。このように
して確率ｐに基づいて黒画素を発生させる。出力画素値
決定部２の出力は出力バッファ３に格納されて確率決定
部１にフィードバックされる。

【００１４】この擬似階調処理装置による２値化法の性
質は確率決定部１の確率テーブルの内容に大きく依存す
る。中間調を保存するために、確率決定部１の確率ｐは
大きな傾向として入力濃度に比例するように設定すれば
よい。これはランダムディザ法と呼ばれる２値化処理法
である。さらに、この擬似階調処理装置では、確率ｐを
決定するための情報として既に２値化された画素の配置
パターンを使うため、出力２値画像のテクスチャをコン
トロールすることができる。すなわち、このテーブルの
設定により様々な性質の２値化処理を実現することがで
きる。

【００１５】ここで、見本となるサンプル画像を設定し
、それと同様な性質を実現することを考える。そのため
にサンプル画像上で実際にテーブルの各エントリに相当
する事象が生起する確率を測定し、その値を用いてこの
テーブルを設定する。まず、サンプルとして一様濃度ｄ
の中間調画像とそれを誤差拡散法により２値化した画像
を用いる。これを第１サンプルと呼ぶ。そして、この第
１サンプルの２値画像の中で、図２と同じ８画素がある
配置パターンＸとなる場合のうち、注目位置の画素が黒
である確率を調べる。これでテーブルのうち入力濃度ｄ
、出力パターンＸのエントリの内容が求められる。全て
の濃度およびパターンについてこれを繰り返し、テーブ
ルの内容を決定する。

【００１６】あるサンプル画像中、一度も出現しない、
または出現頻度が低すぎて求められた確率の信頼度が低
いエントリも存在するが、それについては例外処理とし
て任意に決めることが出来る。例えば、出力パターンに
関わらず入力濃度ｄをそのまま確率ｐとする。このよう
にしてテーブルを設定することが出来る。このテーブル
を用いてこの発明による２値化処理を行った場合、一様
濃度またはなだらかな濃度変化の入力に対してサンプル
誤差拡散画像と同じようなテクスチャを持った２値画像
が得られる。

【００１７】また、第１サンプルを測定により設定した
テーブルを使っても、サンプル２値画像が周期的なテク
スチャを持っていると、やはり周期的なテクスチャを発
生しやすくなる。そこで、第２サンプルとして、多階調
画像としては第１サンプルと同じ一様濃度画像を取り、
２値画像として一様濃度画像に微小なランダムノイズを
加え、その後、誤差拡散法で２値化することにより周期
的なテクスチャをなくした２値画像を取る。この第２サ
ンプルによって設定した確率テーブルを使うと、より周
期性が軽減される。

【００１８】また、別のサンプルを取ることが出来る。 多階調画像として、図４（ａ）　に示すように、濃度変
化のなだらかな写真画像部分と、変化の激しい文字画像
部分の両方を持つ画像を取る。これに対して、図４（ｂ
）　に示すように、サンプル２値画像として写真画像部
分は誤差拡散法によって２値化し、文字画像部分はＭＴ
Ｆ補正後、固定閾値処理によって２値化したものを取る
。これを第３サンプルと呼ぶ。

【００１９】このとき得られる確率テーブルは第２サン
プルを用いたときとは異なる。とくに、図５に示すよう
な部分では違いが現れる。第２サンプルでは、このよう
なパターンはほとんど現れず、そのため前記の例外処理
により確率として入力濃度そのものが使われる。しかし
、第３サンプルでは、このようなパターンは文字のエッ
ジ部分に多く現れ、この注目画素は黒である確率が高い
。つまり、このような確率テーブルを用いた本方式では
、エッジ部分にノッチが少なく、また、エッジ部分以外
では誤差拡散処理と同様の２値画像を得ることが出来る
。

【００２０】

【発明の効果】この発明によれば、入力画素濃度と出力
画素パターンとから出力画素値の確率を決定するので、
設定により様々な性質を持つ２値化手法を実現すること
が可能となる。また、サンプル画像から確率テーブルを
求めるので、既に存在する２値画像と同様の結果を生じ
るための確率テーブルを作成することが可能となる。

【００２１】さらに、誤差拡散法と固定閾値法との両方
による２値化画像をサンプル画像とするので、階調性と
解像度の両立した２値画像を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】出力２値画像の参照画素を示す図である。

【図３】出力画素値決定手段のブロック図である。

【図４】第３サンプル画像を示す図である。

【図５】エッジ画像を示す図である。

【図６】誤差拡散法の動作原理図である。

【図７】重み係数の一例を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　確率決定部 ２　　　　出力画素値決定部 ３　　　　出力バッファ ４　　　　乱数発生部 ５　　　　比較部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力多階調画像上の注目位置の画素濃
   度と出力２値画像上の注目位置の近傍に有る既に２値化
   された画素の白黒配置パターンとに基づいて前記出力２
   値画像上の注目位置の画素を黒とする確率を決定する確
   率決定手段と、前記確率決定手段で決定した確率に基づ
   いて前記出力２値画像上の注目位置の画素値を決定する
   出力画素値決定手段とを有することを特徴とする擬似階
   調処理装置。
2. 【請求項２】　　請求項１において、前記確率決定手段
   は、あるサンプル多階調画像上の注目位置の特定の画素
   濃度と、前記サンプル多階調画像を所定の方法で２値化
   したサンプル２値画像上の注目位置の近傍にあって既に
   ２値化された画素の特定の白黒配置パターンの組み合わ
   せに対して前記サンプル２値画像上の注目位置の画素が
   黒となる確率を算出し、その確率を使用することを特徴
   とする擬似階調処理装置。
3. 【請求項３】　　請求項２において、前記サンプル画像
   として、写真画像およびその誤差拡散法による２値化画
   像、文字画像およびその周辺閾値を用いた２値化法によ
   る２値化画像の両方を含む画像を使用することを特徴と
   する擬似階調処理装置。