JPH0563982A - 疑似中間調処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】データの精度を維持したままで二値化すること
ができる方式の疑似中間調処理回路を実現する。 【構成】濃度変換回路４を除去し、局所平均濃度算出回
路１０４は局所平均濃度値Ｘを算出し、これを受けて補
正限界値算出回路１０５は上下限値ＹU ，ＹL を算出
し、閾値算出回路１０８は閾値Ｆを動的に算出する。補
正値修正回路１０６は補正された値Ｄを上下限値ＹU ，
ＹL の範囲以内に修正し、誤差算出回路１０９は、上下
限値ＹU ，ＹL も用いて二値化誤差Ｇを算出する。そし
て、上下限値ＹU ，ＹL によりγ補正対応の作用を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、疑似中間調処理回路
に関し、詳しくは、ＦＡＸや複写機等の画像データ処理
回路に用いられ、入力された画像の濃淡を空間的な分布
に置き換えることにより、疑似的に中間調が表示できる
二値化方式を具現する疑似中間調処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の疑似中間調処理回路の構
成を説明するためのブロック図であり、この回路は、原
画像１の対象画素（＊）の濃淡を読み取って濃度アナロ
グ値Ａを生成する画像入力装置の具体例としてのイメー
ジスキャナ２と，Ａ／Ｄ変換回路３，濃度変換回路４，
補正値算出回路５，比較回路６，誤差算出回路９，誤差
メモリ１０，係数行列１１を備えている。

【０００３】Ａ／Ｄ変換回路３は、濃度アナログ値Ａを
（ｎ＋１）ビットの濃度デジタル値Ｂに変換するもので
ある。ここで、ｎの値は通常６程度であり、高速処理を
要することから、回路３には並列比較形の回路構成が用
いられることが多い。濃度変換回路４は、人間のもつ対
数関数的特性の輝度に対する視覚感度に合わせて、いわ
ゆるγ補正を行う回路であり、濃度デジタル値Ｂを対数
変換して濃度デジタル値Ｃを生成するものである。この
ときの変換が非線形であるために情報量が半減し、濃度
デジタル値Ｃは濃度デジタル値Ｂより１ビット少ないｎ
ビットのデータとして生成される。

【０００４】補正値算出回路５は、先ず、既に二値化の
終了している画素に対する二値化誤差を記憶している誤
差メモリ１０から、二値化しようとしている対象画素
（＊）に対応する記憶セル（＊）の周辺のｍ個の二値化
誤差からなる誤差局所行列Ｈを選出する。そして、予め
定められたｍ個の重み付け係数からなる係数行列Ｊと選
出された誤差局所行列Ｈとの積和により補正量Ｋを演算
し、この補正量Ｋで濃度デジタル値Ｃを補正して補正さ
れた値Ｄを算出する。

【０００５】比較回路６は、固定値８を閾値Ｆとして受
けており、補正された値Ｄと閾値Ｆとの大小を比較する
ことで二値化された値Ｅを生成するものである。この二
値化された値Ｅが出力画像７の対応する画素（＊）の値
として出力される。誤差算出回路９は、二値化された値
Ｅと補正された値Ｄとの差を演算して二値化誤差を算出
し、誤差メモリ１０の記憶セル（＊）へ出力するもので
ある。

【０００６】このような構成の疑似中間調処理回路にあ
っては、二値化しようとしている対象画素（＊）の濃度
値を、既算出の二値化誤差を用いて補正してから二値化
し、さらに、補正された値Ｄと二値化された値Ｅとから
二値化誤差Ｇを算出して後の処理に供するので、原画像
１の濃淡の情報が二値化誤差を介して空間的に伝搬拡散
される。その結果、出力画像７は、二値の画像でありな
がらも、原画像１の濃淡の情報を空間的分布に保持して
おり、疑似的に中間調を表示することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように濃淡情報
を保持した二値の画像が出力されるので、多値の場合よ
り、その後のデータ処理における回路規模が小さくて済
み、コスト低減，装置の小形化等に適していることか
ら、この疑似中間調処理回路はＦＡＸや複写機等に応用
されつつある。特に、ＦＡＸに対しては通信量の面から
も適している。しかし、従来の構成の疑似中間調処理回
路には、濃度変換回路４が行うγ補正によって情報量が
半減するので、Ａ／Ｄ変換回路で処理されたデータ精度
に対し、その後の二値化の回路でのデータ精度が粗いと
いう不整合がある。

【０００８】単に１ビットの桁落ちとはいえ、このこと
は、回路構成上、ＩＣ化に不適で製造歩留りの悪いアナ
ログ処理回路つまりＡ／Ｄ変換回路の占める割合が必要
以上に大きくしかも高速になることを意味し、好ましく
ない。この発明の目的は、このような従来技術の問題点
を解決するためのものであって、デジタル回路での処理
方式を改良して、データの精度を維持したまま二値化す
ることで回路構成上の精度の不整合を解決し、生産歩留
りが高くて低価格，高性能，装置小形化に貢献するＩＣ
化に適した，しかも滑らかで緻密な階調特性を有する疑
似中間調処理回路を実現することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
のこの発明の疑似中間調処理回路の構成は、従来例とし
て説明された構成の回路に対し、濃度変換回路が除去さ
れている。そして、新たに局所平均濃度算出回路と補正
限界値算出回路と閾値算出回路と補正値修正回路とが設
けられ、誤差算出回路は、補正された値の代わりに修正
された値を受け、さらに、上限値と下限値が入力され
る。

【００１０】局所平均濃度算出回路は、Ａ／Ｄ変換回路
から対象画素の濃度デジタル値を受け、この対象画素及
びその周辺の画素の濃度デジタル値の平均値を演算し
て、局所平均濃度値を算出する。補正限界値算出回路
は、この局所平均濃度値を受け、この局所平均濃度値を
指数関数的に変換することで、上限値及び下限値を算出
する。この上限値及び下限値は、補正値算出回路により
算出される補正された値が採る許容される限界値を定め
る。閾値算出回路は、上限値と下限値とが入力され、こ
れらに線形の演算を施すことで動的に閾値を算出し、比
較回路へ出力する。

【００１１】補正値修正回路は、補正された値と上限値
と下限値とが入力され、補正された値が上限値以上の場
合は上限値に、補正された値が下限値以下の場合は下限
値に、補正された値を修正し、この修正された値を比較
回路へ出力する。比較回路は、この値と前記閾値とを比
較して二値化して出力する。さらに、誤差算出回路は、
修正された値と上限値との差、または、修正された値と
下限値との差どちらか一方を、二値化された値に応じて
二値化誤差とし、これを誤差メモリに出力する。

【００１２】

【作用】以上のような構成の疑似中間調処理回路にあっ
ては、二値化しようとしている対象画素の濃度値を、γ
補正せずに、つまり情報量を減ずることなく、既算出の
二値化誤差を用いて補正する。さらに、補正された値を
上限値及び下限値を用いて修正する。そして、上限値と
下限値とから算出される閾値に対して、この修正された
値が、比較されて二値化される。このとき、上限値，下
限値及びそれに従う閾値は、対象画素の濃度値に対しほ
ぼ指数関数形の値を採るので、二値化された値はγ補正
されたものと同等の結果となる。しかも、γ補正をしな
いので、Ａ／Ｄ変換情報に対して情報の欠落することが
ない。

【００１３】さらに、原画像の濃淡の情報を空間的に伝
搬拡散させるための二値化誤差の値にもγ補正と同等の
効果を与えるために、修正された値と上限値との差、ま
たは、修正された値と下限値との差が算出されて、誤差
メモリに記憶される。このように、上限値，下限値を用
いることで、γ補正と同等の効果を維持しながら、処理
の最後まで、情報量を減ずることがなくて済む。その結
果、Ａ／Ｄ変換回路で処理されたデータ精度と、その後
の二値化の回路でのデータ精度とが一致し、回路構成上
の整合がとれるので、同一規模の回路で、より原画像に
忠実な中間調の出力画像を生成することができる。しか
も、上限値，下限値を局所平均濃度値から算出している
ので、この画像は滑らかで緻密な階調特性を有するもの
となる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の一実施例について、図面を
参照して詳細に説明する。図１はこの発明の疑似中間調
処理回路の一実施例のブロック図であり、従来例の図２
と同一の構成，同様の構成は同一の符号で示し、その説
明を割愛する。濃度変換回路４が削除されて、従来より
１ビット粗い精度のＡ／Ｄ変換回路１０３は、濃度アナ
ログ値Ａをｎビットの濃度デジタル値Ｂ′に変換する。
濃度デジタル値Ｃの代わりに、この値Ｂ′が補正値算出
回路５によって受け取られ、補正された値Ｄが算出され
る。

【００１５】局所平均濃度算出回路１０４は、具体的に
は数行分の濃度デジタル値を記憶するＲＡＭと加算器，
（割り算器）とからなり、対象画素（＊）の濃度デジタ
ル値Ｂ′を受けてＲＡＭに記憶するとともに、対象画素
（＊）の周辺の画素の濃度デジタル値をＲＡＭから読み
出し、これらの値から局所平均濃度値Ｘを算出する。こ
のとき、減算器とレジスタとを用いて加算器の個数及び
加算回数を減らしたり、画素数を２のべき乗個として割
り算器を省くのは、常套手段である。補正限界値算出回
路１０５は、具体的には２ｎ×ｎビットのメモリ（ＲＯ
Ｍ又はＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，レジス
タ）を主体として構成され、局所平均濃度値Ｘから上限
値ＹU ，下限値ＹL （上下限値ＹU ，ＹL ）を算出す
る。このように、メモリで構成されているので、ＩＣ化
に適しており、実験結果に基づいて後から関数形を微調
することも容易である。閾値算出回路１０８は、上下限
値ＹU ，ＹL を受けこれに応じて閾値Ｆを動的に算出す
る。具体的には、加算器を主体に構成され、（上限値＋
下限値）／２等の線形演算を行うものである。なお、前
記の演算結果に、さらに、定数を付加することもある。

【００１６】補正値修正回路１０６は、比較器とセレク
タを主体に構成され、補正された値Ｄを上下限値ＹU ，
ＹL の範囲以内に修正する。さらに、誤差算出回路１０
９は、誤差算出回路９にセレクタ等が付加されて、減算
器（又は加算器）とセレクタを主体に構成され、修正さ
れた値Ｄ′と上限値ＹU との差、及び、修正された値
Ｄ′と下限値ＹL との差を演算し、これらの差が比較さ
れ、その結果に応じて正しい方の一方が選択された二値
化誤差Ｇを、誤差メモリ１０へ出力する。

【００１７】その後、補正算出回路が誤差メモリ１０に
記憶された値を用いて後の画素の値を補正することで、
濃淡の情報が空間的に伝搬拡散され、疑似中間調が表示
されるのは従来と同様である。なお、この実施例では、
製造歩留りが悪く調整も困難なアナログ回路を有するＡ
／Ｄ変換回路のビット幅を（ｎ＋１）からｎに１ビット
減らし、ＩＣ化したときに製造容易なデジタル回路のビ
ット幅ｎを維持することで、回路構成上の整合性が達成
された利点を、回路に具現化している。

【００１８】具体的に示すと、１ビット精度を粗くでき
るのでｎを通常の６として、このＡ／Ｄ変換回路が、並
列比較形であれば、６４組の誤差１パーセント未満の高
精密抵抗と比較器が不要となる。逐次比較形であれば、
半分の精度の濃度アナログ値を、半分の速度でゆっくり
変換すればよいので、回路設計が容易になり、製造歩留
りが上がりコスト的にも有利になる。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明にあって
は、γ補正をせずにデータの精度を維持したままで、動
的に算出される閾値と上限値，下限値に応じて二値化す
る回路を設けることにより、製造歩留りが高くて低価
格，高性能，装置小形化に貢献する，しかも滑らかで緻
密な階調特性を有する疑似中間調処理回路を１チップＩ
Ｃとして提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の疑似中間調処理回路の一実施例のブ
ロック図である。

【図２】従来の疑似中間調処理回路の構成の一例を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１…原画像、２…イメージスキャナ、３…Ａ／Ｄ変換回
路、４…濃度変換回路、５…補正値算出回路、６…比較
回路、７…出力画像、８…固定値、９…誤差算出回路、
１０…誤差メモリ、１１…係数行列、１０３…Ａ／Ｄ変
換回路、１０４…局所平均濃度算出回路、１０５…補正
限界値算出回路、１０６…補正値修正回路、１０８…閾
値算出回路、１０９…誤差算出回路Ａ…濃度アナログ
値、Ｂ…濃度デジタル値、Ｃ…濃度デジタル値、Ｄ…補
正された値、Ｅ…二値化された値、Ｆ…閾値、Ｇ…二値
化誤差、Ｈ…誤差局所行列、Ｊ…係数行列、Ｋ…補正
量、Ｂ′…濃度デジタル値、Ｄ′…修正された値、Ｘ…
局所平均濃度値、ＹU …上限値、ＹL …下限値

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像の濃淡を読み取った値を入力してデジ
   タル値に変換し、誤差メモリに記憶されている既算出の
   二値化誤差に係数を乗じた値で前記デジタル値を補正
   し、この補正された値を閾値と比較し二値化して出力す
   るとともに、この二値化された値と前記補正された値と
   から二値化誤差を算出して前記誤差メモリに記憶する疑
   似中間調処理回路において、 前記デジタル値を入力しこれとこの周辺の画素のデジタ
   ル値とから局所平均濃度値を算出する局所平均濃度算出
   回路と、前記補正された値が採りうる上限値及び下限値
   を前記局所平均濃度値に従って算出する補正限界値算出
   回路と、これらの上限値と下限値に応じて前記閾値を算
   出する閾値算出回路と、前記補正された値を前記上限値
   と下限値の範囲以内の値に修正する補正値修正回路とを
   設け、この修正された値を前記閾値と比較し二値化して
   出力し、この二値化された値に応じて、前記修正された
   値と前記上限値との差、または、前記修正された値と前
   記下限値との差どちらか一方を二値化誤差として前記誤
   差メモリに記憶することを特徴とする疑似中間調処理回
   路。
2. 【請求項２】上限値と下限値とはγ補正の特性に対応す
   る値が選択されることを特徴とする請求項１記載の疑似
   中間調処理回路。