JPH0681257B2 - 画像信号処理装置 - Google Patents

画像信号処理装置

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JPH0681257B2
JPH0681257B2 JP61304198A JP30419886A JPH0681257B2 JP H0681257 B2 JPH0681257 B2 JP H0681257B2 JP 61304198 A JP61304198 A JP 61304198A JP 30419886 A JP30419886 A JP 30419886A JP H0681257 B2 JPH0681257 B2 JP H0681257B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、階調画像を含む画像情報を2値再生する機能
を備えた画像信号処理装置に関するものである。
従来の技術 近年事務処理の機械化や画像通信の急速な普及に伴っ
て、従来の白黒2値原稿の他に、階調画像や印刷画像の
高品質での画像再現に対する要望が高まっている。
特に、階調画像の2値画像による擬似階調再現は、表示
装置や記録装置との適合性が良く多くの提案がなされて
いる。
これらの擬似階調再現の1つの手段として、ディザ法が
最もよく知られている。この方法は、予め定められた一
定面積において、その面積内に再現するドットの数によ
って階調を再現しようとするもので、ディザマトリック
スに用意した閾値と入力画情報を1画素毎に比較しなが
ら2値化処理を行っている。この方法は階調特性と分解
能がディザマトリクスの大きさに直接依存し、互いに両
立できない関係にある。また印刷画像などに用いた再現
画像におけるモアレ模様の発生は避けがたい。
上記階調特性と高分解能が両立し、かつモアレ模様の発
生抑制効果の大きい方法として、誤差拡散法(文献:ア
ール・フロード アンド エル・ステインバーグ,アン
“アダプティブ アルゴリズム フォー スペーシャル
グレー スケール",エスアイデイ75 ダイジェスト
(R.FLOYD&L.STEINBERG,“An Adaptive Algorithm for
Spatial Grey Scale",SID 75 DIGEST,pp36−37)が提
案されている。
第3図は上記誤差拡散法を実現するための装置の要部ブ
ロック図である。
原画像における注目画像の座標を(x,y)とするとき、
1は誤差記憶手段、2は誤差配分係数マトリクスの示す
注目画素の周辺の未処理画素領域、3は座標(x,y)に
おけるSxyの記憶位置、4は座標(x,y)における入力レ
ベルIxyの入力端子、5はI″xy(=Ixy+Sxy)の入力
補正手段、6は出力レベル0またはRの2値信号Pxyの
出力端子、7は一定閾値R/2を印加する信号端子、8は
入力信号I″xyと一定閾値R/2を比較してI″xy>R/2の
時Pxy=Rを、その他の場合はPxy=0を出力する2値化
手段、9はExy(=I″xy−Pxy)の注目画素に対する2
値誤差を求める差分演算手段である。
さて、注目画素に対する集積誤差Sxyは第(1),
(2)式で表される。
Sxy=ΣKij・Ex-j+2.y-i+1 ……(1) (但し、j,jは誤差配分係数マトリクス内の座標を示
す) この誤差配分係数Kijは誤差Exyの注目画素の周辺画素へ
の配分の重み付けをするもので前記文献では を例示している。
第3図の構成では、上記の演算は注目画素に対する2値
化誤差Exyに、未処理の周辺画素領域2内の各画素A〜
Dに対応する配分係数を乗算し、誤差記憶手段1内の値
に加算し再び該当位置へ記憶させる誤差配分演算手段10
によって実現している。ただし、誤差記憶手段1の画素
位置Bの集積誤差は予め0にクリアされている。
発明が解決しようとしている問題点 さて上記の誤差拡散法は、ディザ法に比して階調特性や
分解能の点で優れた性能を持ち、印刷画像の再現時にお
いてもモアレ模様の出現は極めて少い。しかし、濃度変
化の少い画像や計算機で生成された均一な濃度の画像な
どでは方式特有の模様(テクスチャ)を作るため、ほと
んど普及していない。このテクスチャの発生の主たる原
因は、注目画素の周辺画素に対する2値化誤差の配分の
割合が注目画素と常に一定の相対的位置関係に保持され
ているためである。
本発明は上記の誤差拡散法におけるテクチャの発生を抑
制し、階調特性・分解能に優れ、かつ印刷画像の再生時
にもモアレ模様の極めて少い画像信号処理装置を提供す
るものである。
問題点を解決するための手段 本発明は原画像を画素単位でサンプリングした多階調の
濃度レベルを2値化する際に、原画像における各画素の
濃度レベルに、原画像の濃度レベルと異なる濃度レベル
を重畳し、注目画素の入力レベルとする濃度付加手段
と、注目画素の2値化誤差をその周辺の画素位置に対応
させて記憶するための誤差記憶手段と、注目画素の入力
レベルと前記誤差記憶手段内の注目画素位置に対応した
集積誤差を加算し補正レベルを出力する入力補正手段
と、前記補正レベルを予め定められた閾値と比較し注目
画素の2値化レベルを決定する2値化手段と、前記補正
レベル2値化レベルの差分である2値化誤差を求める差
分演算手段と、前記2値化誤差を注目画素の周辺の未処
理画素に配分する配分係数を、予め定められた変更周期
で、1組の配分係数セットの対応する画素位置を無作意
に変更しながら発生させる配分係数発生手段と、前記差
分演算手段からの差分と前記配分係数発生手段からの複
数の配分係数から注目画素周辺の未処理画素に対応する
誤差配分値を算出し、前記誤差配分値を前記誤差記憶手
段内の対応する画素位置の集積誤差とを加算し新な集積
誤差とし再び記憶させる誤差配分・更新手段とを設ける
ことにより、上記目的を達成しようとするものである。
作用 本発明は上記構成により、注目画素の周辺画素に対する
2値化誤差の配分割合を、1組の配分係数セットの注目
画素との相対的画素位置を画差の処理とともに無作意に
変更する前記配分係数発生手段によって、2値化誤差の
配分量が注目画素と一定の相対的位置関係に偏らないよ
うにし、さらに、濃度付加手段によって、原画像の各画
素の濃度レベルに、これと異なる濃度レベルを重畳し
て、それを注目画素の入力レベルとすることにより、処
理された出力画像にテクスチャ模様が発生しないように
したものである。
実施例 第1図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
要部ブロック構成図である。
同図において1〜9の各ブロックの構成と作用は第3図
の従来の誤差拡散法のものと同様である。以下、第3図
の構成と異なる誤差配分・更新手段11と配分係数発生手
段12と濃度付加手段15について以下に詳細に述べる。
まず濃度付加手段15は、同期信号入力端子13よりx方向
ないしはy方向の画素処理周期に同期した同期信号14を
得て、原画像の画素に同期した二次元(例えば8×8)
の周期的な付加濃度を原画像の濃度レベルに重畳し、注
目画素の入力レベルI′xyを出力する。
本実施例では、原画像の濃度を巨視的に保存するため、
付加濃度レベルとして正、負両極性の値をもち、かつ周
期的な二次元の領域内では、その総和が零となるレベル
を設定した。
なおこの濃度付加手段15は、付加濃度レベルを記憶して
おくROM(リード・オンリー・メモリ),RAM(ランダム
・アクセス・メモリ)、あるいはシフトレジスタ等の記
憶手段と、前記記憶手段から原画像の画素に同期して周
期的に付加濃度レベルを出力させるための同期信号およ
びアドレスカウンター等と、前記付加濃度レベルと原画
像の濃度レベルを加算する加算器で簡単に構成できる。
配分係数発生手段12は、注目画素周辺の未処理画素に対
する1組の配分係数セットを予め用意し、前記同期信号
14を得て周辺画素領域2内の画素位置A〜Dに対する2
値化差Exyの配分係数KA〜KDを前記1組の配分係数セッ
トより無作意に選択し誤差配分・更新手段11へ出力す
る。前記誤差配分・更新手段11は前記同期信号14に同期
しながら、前記配分係数KA〜KDとともに差分演算手段9
からの注目画素に対する2値化誤差Exyおよび誤差記憶
手段1の周辺画素領域2内の画素位置A,C,Dに対応する
記憶装置に記憶されている。それ以前の画素処理課程に
おけるS′A,S′C,S′読み出し、新たな集積誤差SA
SBを第(3)式により求める。
SA=S′+KA×Exy SB=KB×Exy SC=S′+KC×Exy SD=S′+KD×Exy …(3) さらに誤差配分・更新手段11は新たな集積誤差SA〜SD
誤差記憶手段1内の画素位置A〜Dに対応する記憶装置
に書込む更新処理を行う。
これら誤差配分・更新手段11と配分係数発生手段12の具
体的構成を第2図に示す。同図において配分係数発生手
段12は1組の配分係数セットK1〜K4を予め格納するため
に記憶手段16を設け前記係数セットを画素処理の開始に
先だって収納する。またランダム信号発生器17は同期信
号入力端子13から与えられるxないしy方向の画素処理
周期に対応した同期信号14の入力によりセレクト信号18
を出力する。
ランダム信号発生器17はマキシムレングス・カウンタ回
路の複数のビット信号を用いれば用意に構成でき、不規
則性の高いセレクト信号が得られる。セレクタ19は4入
力4出力構成でセレクト信号18をセレクト信号として用
い、前記記憶装置15内に格納されている配分係数K1〜K4
をKA〜KDに無作意に選択し接続する。すなわち配分係数
K1〜K4と誤差記憶手段1の周辺画素領域2内の画素位置
A〜Dに対応した配分係数KA〜KDの接続の仕方は16通り
存在し、これらを選択するためにセレクト信号18は4ビ
ット構成を採用している。誤差配分・更新手段11は同期
信号14に同期しながら、配分係数発生手段12から入力さ
れた配分係数KA〜KDと差分演算手段9から入力された2
値化誤差Exyを乗算し誤差配分値20〜23を生成する。誤
差配分値20と誤差記憶手段1より読込んだ画素位置Aに
対応する集積誤差S′を加算し次の画素処理における
集積誤差Sxyとして使用するため内部レジスタ24(RA
に一時記憶する。画素位置Bに対する集積画素は注目画
素3の処理において初て生ずるため、誤差配分値21をそ
のまま画素位置Bに対応する集積誤差(SB)として内部
レジスタ25(RB)に一時記憶する。誤差配分値21と前画
素処理において一時記憶している内部レジスタ25(RB
のデータを加算し画素位置Cの集積誤差(SC)として内
部レジスタ26(RC)のデータと加算し画素位置Dの集積
誤差(SD)として誤差記憶手段1の画素位置Dに対応す
る記憶装置に記憶させる。このような誤差配分・更新手
段11により、誤差記憶手段1内の記憶装置へのアクセス
は、画素位置Aに対応する読込みアクセスと画素位置D
に対応する書込みアクセスのみとなり容易に実現可能な
構成となる。
発明の効果 以上のように本発明では、注目画素の周辺画素に対する
2値化誤差の配分比率を一定とせず、画素処理とともに
1組の配分係数セットから周辺画素位置に対応した複数
の配分係数を無作意に選択して利用することにより、従
来の誤差拡散法に見られた偽画像(テクスチャ)を大幅
に抑制することが可能となった。さらに、原画像におけ
る各画素の濃度レベルに原画像の濃度レベルと異なる濃
度レベルを重畳することにより、濃度変化の少ない画像
や計算機で生成された均一な濃度の画信号に対しても、
従来の誤差拡散法に見られた偽画像(テクスチャー)を
大幅に抑制することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
要部ブロック構成図、第2図は第1図の要部である誤差
配分・更新手段と配分係数発生手段の詳細回路図、第3
図は従来の誤差拡散法要部ブロック構成図である。 1……誤差記憶手段、11……誤差配分・更新手段、15…
…濃度付加手段、16……記憶装置、17……ランダム信号
発生器、19……セレクタ、24〜26……内部レジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒沢 俊晴 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 丸山 祐二 神奈川県川崎市多摩区東三田3丁目10番1 号 松下技研株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原画像を画素単位でサンプリングした多階
    調の濃度レベルを2値化する際に、原画像における各画
    素の濃度レベルに、原画像の濃度レベルと異なる濃度レ
    ベルを重畳し注目画素の入力レベルとして出力する濃度
    付加手段と、注目画素の2値化誤差をその周辺の画素位
    置に対応させて記憶するための誤差記憶手段と、注目画
    素の入力レベルと前記誤差記憶手段内の注目画素位置に
    対応した集積誤差を加算し補正レベルを出力する入力補
    正手段と、前記補正レベルを予め定められた閾値と比較
    し注目画素の2値化レベルを決定する2値化手段と、前
    記補正レベルと2値化レベルの差分である2値化誤差を
    求める差分演算手段と、前記2値化誤差を注目画素の周
    辺の未処理画素に配分する配分係数を、予め定められた
    変更周期で、1組の配分係数セットの対応する画素位置
    を無作意に変更しながら発生させる配分係数発生手段
    と、前記差分演算手段からの複数の配分係数から注目画
    素周辺の未処理画素に対応する誤差配分値を算出し、前
    記誤差配分値を前記誤差記憶手段内の対応する画素位置
    の集積誤差とを加算し再び記憶させる誤差配分・更新手
    段から成ることを特徴とする画像信号処理装置。
  2. 【請求項2】濃度付加手段は、有限個の正、負電極性の
    値を持つ重畳信号をくり返し原画像の画素に同期して、
    前記原画像の各画素の濃度レベルに重畳することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の画像信号処理装置。
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