JPH0740295B2

JPH0740295B2 - 階調デ−タ拡張装置

Info

Publication number: JPH0740295B2
Application number: JP60268927A
Authority: JP
Inventors: 登村山; 浩志村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1985-11-29
Filing date: 1985-11-29
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPS62128368A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の分野〕本発明は、２次元分布画像の画素それぞれの濃度を、第
１の階調分類に従ったｍ≧３なるｍ階調データ（例え
ば、濃度を16の階調に分けた４ビットのデータ：以下、
これをｍ階調データ又は原階調データという）を、第１
の階調分類より高次の（階調数が多い）第２の階調分類
に属するｎ＞ｍなるｎ階調データ（例えば、濃度を64の
階調に分けた６ビットのデータに等価の、６ビットのデ
ータ：以下、これをｎ階調データ又は拡張階調データと
いう）に変換する装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、原稿を、300×300dot/inch²（ドット・パー・
スクウェアインチ）の密度で読み取り（この読み取り単
位を画素という）、読み取り画素の濃度レベルを16段階
（階調,m＝16）に分類して（例えば、濃度レベルを、白
レベルから黒レベルの間を16等分したレベルに分類す
る）16階調（ｍ＝16）の階調データ（情報ビットは４ビ
ットとなる）を生成し、該階調データにディザ法，濃度
パターン法，サブマトリクス法等の中間調画像処理を施
して２値データを作成し、該２値データに応じた記録／
非記録パターンで原稿のコピーを作成するデジタル複写
装置がある。この種の複写装置では、原稿における写
真，絵画等の中間調画像の濃度の連続的変化が、コピー
においては、16段階に分類された濃度変化としてのみ与
え得るので、不連続な段階的変化となることが避けられ
ない。

例えば、この種の装置で人物写真をコピーすると顔の部
分等に不自然な地図模様が現われて見にくくなる。この
地図模様は、本来（原稿で）、連続的である濃度変化が
段階的に表現されたために生じたものであり、したがっ
て、32階調ｎ＝32）あるいは64階調（ｎ＝64）というよ
うに、より多い階調数ｎの階調データを用いることによ
り、目立たなくなる。

ところで、原稿の読み取りには、ふつうCCDのような、
光の強弱を電気信号の強弱に変換する光電変換素子アレ
イを使用する。つまり、照明ランプにより原稿を照明
し、その反射光を各光電素子で受光し、各画素の濃度を
表わす電気信号を得ている。しかしながら、このような
光電変換素子アレイには、各素子間の特性のバラツキが
あり、また照明ランプ自体も照明の非均一性を有するた
め、同一濃度の原稿読み取りにおいても、各素子より得
る電気信号が異なり、なかにはその誤差が白−黒レベル
間の25％程度の値（±）になるものもある。この誤差
は、多い階調数の階調データを生成するときほど大きな
影響を受けるが、誤差の少ない光電変換素子アレイは歩
留りが悪く、歩留りを高くするため誤差の大きい光電変
換素子アレイを用いる場合には、誤差の精密な測定およ
び厳密な補正を行なわなければならない。一般にこれは
非常に複雑な手順を要する。したがって、従来はこの種
の光電変換素子アレイからは16階調の階調データを得る
のが一般であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように、16階調の階調データより64階調の階調デ
ータを使用した方が中間調画像の再生画質が数段向上
し、しかも64階調表現が充分なプリンタ（例えば、レー
ザプリンタ）が実用化されているにもかかわらず、多く
は16階調の階調データで画像処理を行ない、実際に64階
調の階調データが使用されることは少ない。そこで、例
えば、16階調の階調データを64階調の階調データに変換
するなどの、階調データの拡張が望まれる。

本発明は、粗い階調数のｍ階調データを、円滑な階調表
示可能な密な階調数のｎ階調データに変換することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明においては、x,y2次元
分布の画素のそれぞれに対応付けられる、ｍ≧３なるｍ
階調データのそれぞれを摘出し、摘出したｍ階調データ
が対応する注目画素に隣接する隣接画素に対応付けられ
るｍ階調データを摘出する階調データ摘出手段；該摘出したｍ階調データを重み付け加算しｍ階調データ
のビット数よりも多いビット数の、ｎ＞ｍなるｎ階調デ
ータを得る重み付け加算手段；注目画素対応のｍ階調データの内容と、該注目画素に隣
接する画素対応のｍ階調データの内容の差分が設定範囲
内にあるか否かを検出する範囲検出手段；および、該差分が設定範囲内のときは重み付け加算手段の加算デ
ータを、該差分が設定範囲を上側に外れているときには
最大値を示すデータを、該差分が設定範囲を下側に外れ
ているときには最小値を示すデータを、ｎ階調データと
して出力する出力手段；を備える。

〔作用〕

これによればまず、注目画素対応の原階調データすなわ
ちｍ階調データおよび注目画素に隣接する隣接画素対応
のｍ階調データとを重み付け加算して拡張階調データす
なわちｎ階調データを求めているので、写真，絵画等の
中間調画像特有の２次元的な広がりを持つ濃度変化の表
現が可能になり、比較的生成が容易な、低次の（階調数
が少ない）階調分類によるｍ階調データから、画質の良
い、高次の（階調数が多い）階調分類によるｎ階調デー
タを生成することができる。

たとえば、ｍ階調データを記録する第１プリンタの１ド
ット面積をDmとし、ｎ階調データを記録する第２プリン
タの１ドット面積をDnとして、Dn＝（m/n）・Dmなる関
係がある場合、すなわち、第２プリンタの分解能が第１
プリンタのn/mの場合、本発明によれば、第１プリンタ
に用いるｍ階調データが、第２プリンタに用いるｎ階調
データに変換され、第２プリンタで、第１プリンタの１
ドットをn/mドットに分割した精細な階調記録が可能と
なる。

一方、文字，線図等（以下単に文字等と称す）の、白／
黒境界が明瞭な画像は、ｎ階調データに変換しても、そ
れによる記録画像において白／黒境界が明瞭な画像とな
るべきであるが、ｍ階調からｎ階調への拡張は、これに
反して境界部分をなるべく自然にぼかす処理であるの
で、文字等の解像度が劣化してしまう。多階調データに
基づいて、注目画像領域が文字画像であるか中間調画像
であるかを判定して、文字画像と判定すると多階調デー
タを各画素一律に所定レベルで２値化（単純２値化）
し、中間調画像と、判定するとディザ処理等により多階
調データを画像領域（画）全体として階調を表わす記録
／非記録画素分布に２値化（中間調表現２値化）するこ
とにより、文字等の画像のエッジを鮮明に表現し、中間
調画像は円滑な階調を表現する処理が知られている（例
えば、特開昭59−204378号公報および特開昭60−52163
号公報）。しかし、この処理をｎ階調データに基づいて
行なうと、階調数が多い（データビット数が多く、か
つ、所定面積当りのドット数が多い）のに加えて、画素
間の濃度差が低下しているので、文字領域か中間調領域
かの判定が複雑となり、処理時間が長くなる。

ところが本発明では、範囲検出手段が、注目画素対応の
原階調データすなわちｍ階調データの内容と、該注目画
素に隣接する画素対応のｍ階調データの内容の差分が設
定範囲内にあるか否かを検出し、出力手段が、該差分が
設定範囲内のときは重み付け加算手段の加算データを、
該差分が設定範囲を上側に外れているときには最大値を
示すデータを、該差分が設定範囲を下側に外れていると
きには最小値を示すデータを、ｎ階調データとして出力
する。すなわち、原階調データすなわち、ｍ階調データ
に基づいて文字領域か中間調領域かの判定をして、文字
領域のときには出力ｎ階調データを単純２値化相当の最
大値又は最小値を示すデータとし、中間調領域のときに
は出力ｎ階調データを中間調データとする。例えばその
後このｎ階調データにより画像記録を行なうとき、例え
ば該ｎ階調データをそのままディザ処理すると、最大値
又は最小値を示すデータは例えば１（黒）又は０（白）
に２値化（上述の単純２値化と同等）され、最大値と最
小値の間のデータは、画像領域（面）全体として階調を
表わす記録／非記録画素分布に２値化（中間調表現２値
化）される。文字領域か中間調領域かの判定が、階調数
が少いｍ階調データに基づいて行なわれるので、階調数
が多いｎ階調データが出力されるにもかかわらず、文字
領域か中間調領域かの判定は簡単であり、処理時間が短
い。

本発明によれば上述のように、出力ｎ階調データがすで
に文字等の境界を明確にする処理を施したものであるの
で、出力ｎ階調データに、上述の特開昭59−204378号公
報等に提示されている、文字等の画像のエッジを鮮明に
表現するための処理を施す必要はない。

本発明の好ましい実施例では、重み付け加算は、注目画
素対応のｍ階調データ（ｍ＝16）の内容の２倍と、該注
目画素にｙ方向で（例えば上側に）隣接する画素対応の
ｍ階調データの内容と、該注目画素にｘ方向で（例えば
下側に）隣接する画素対応のｍ階調データの内容の加算
とする。つまり、注目画素対応のｍ階調データの内容を
Ｄ、該注目画素にｙ方向で隣接する画素対応のｍ階調デ
ータの内容をDu、該注目画素にｘ方向で隣接する画素対
応のｍ階調データの内容をD_Lとして式で示すと、Ｄ′＝２×Ｄ＋（D_L＋Du） ……（１）なるＤ′を拡張階調データすなわちｎ階調データ（ｎ＝
64）とする。

この実施例では、画像のｘ方向とｙ方向の濃度変化を考
慮して、拡張階調データすなわちｎ階調データを求めて
いるので、中間調画像特有の２次元の広がりを持つなだ
らかな濃度変化を拡張階調データにおいて実現し得る。
つまり、一般的に多く使用されている比較的生成容易な
16階調の原階調データから、容易に画質の優れた64階調
の拡張階調データを生成し得る。ここで、画像の、濃度
変化を画素単位で観察すると、中間調画像（例えば写
真）においては濃度変化が緩やかであるゆえに、注目画
素とそれに隣接する画素の間の濃度変化は非常にわずか
なものとなる。これに対して文字等の画像では、エッジ
部に注目した場合には、たとえ画素単位で観察しても、
その濃度変化は大きな値となる。これについて、第5a
図，第5b図，第5c図および第5d図を参照して説明する。
これらにおいて、実線は画像成分あり画素（黒）を、破
線は画像成分なし画素（白）を示し、画像成分あり画素
対応の原階調データすなわちｍ階調データの内容を等し
くｂとし、画像成分なし画素（白）対応のｍ階調データ
の内容を等しく０とする。

まず、第5a図に示す如く画像成分の左上画素に注目する
場合、2D−（D_L＋Du）＝2bとなり、第5b図に示す如く画
像成分の右上画素に注目する場合、2D−（D_L＋Du）＝−
ｂとなり、第5c図に示す如く画像成分の左下画素に注目
する場合、2D−（D_L＋Du）＝ｂとなり、第5d図に示す如
く画像成分の右上画素に注目する場合、2D−（D_L＋Du）
＝−ｂとなる。したがって、2D−（D_L＋Du）の値がｂ以
上であれば、第（１）式による拡張処理を行なわずに、
最大値の拡張階調データを設定し、その値が−ｂ以下で
あれば、（１）式による拡張処理を行なわずに、最小値
の拡張階調データを設定することにより、２値画像のエ
ッジを強調することができる。そこで、本発明の好まし
い実施例においては、 δ＝２×Ｄ−（D_L＋Du） ……（２）なるδが、第１の閾値T₁に対して、δ＞T₁であれば、64
階調の階調データの最大値（すなわち階調63）を、出力
するｎ階調データとし、該δが、第２の閾値T₂に対し
て、δ＜T₂であれば、64階調の階調データの最小値（す
なわち階調０）を、出力するｎ階調データとして、文字
等の２値画像のエッジを強調し、解像度を高くしてい
る。

本発明の他の目的および特徴は、以下の図面を参照する
実施例説明により明らかになろう。

〔実施例〕

第１図に、本発明の一実施例の階調データ拡張装置１の
電気構成を示す。第１図を参照すると、階調データ拡張
装置１は、１ラインバッファ５および画像処理プロセッ
サVPP等により構成されている。１ラインバッファ５
は、１ラインの画素数＋１の長さを有するシフトレジス
タを、４個パラレルに配置したものと考えられたい。画
像処理プロセッサVPPは、ラッチ6₁,6₂,6₃、バイナリフ
ルアダー（以下ADD）7,8,9、デジタルコンパレータ（以
下CMP）10,11、コントロールバッファ12₁,12₂,12₃、ア
ンドゲートAND、オアゲートおよびインバータ等よりな
るLSIである。

タイミング信号は、制御ラインの、図示を省略している
が、１ラインバッファ５のシフトタイミングおよび画像
処理プロセッサVPPの入出力タイミングを制御するもの
である。

この階調データ拡張装置１は、16階調の原階調データす
なわちｍ階調データ（ｍ＝16,4ビットデータ）の入力ご
とに、64階調の拡張階調データすなわちｎ階調データ
（ｎ＝64,6ビットデータ）を出力する。以下、動作を説
明するが、便宜上、原階調データは画像の左から右に、
上から下にラスタスキャンの要領に対応して遂次入力さ
れるものとする。

１ラインバッファ５は、１ラインの小領域数をｍとすれ
ば、ｍ＋１の長さを有するので、パラレル配置の各第
（ｍ＋１）ビットに注目小領域対応の原階調データ
（Ｄ）が格納されると、各第ｍビットに該注目小領域の
左隣小領域対応の原階調データ（D_L）が格納され、各第
１ビットに該注目小領域の真上小領域対応の原階調デー
タ（Du）が格納される。

注目小領域の左隣小領域対応の原階調データ（D_L）およ
び、注目小領域の真上小領域対応の原階調データ（Du）
は、ラッチ6₁およびラッチ6₂を介してADD7に与えられ
る。

ADD7では、原階調データD_LとDuとを加算する。すなわ
ち、ADD7で前述の第（１）式および第（２）式におけ
る、（D_L＋Du）なる演算がなされる。原階調データD_Lお
よびDuは、ともに４ビットデータであるので、ADD7の出
力は５ビットとなる。

ADD7の出力端子は、そのままADD8の入力端子に、および
分岐してインバータを介して（全ビット反転）ADD9に接
続されている。

ラッチ6₃は５ビットのラッチであり、第１ビットから第
４ビットの入力端子に注目小領域対応の原階調データＤ
が入力し、第５ビットの入力端子はアースされている。
つまり、ラッチ6₃において前述の第（１）式および第
（２）式の２×Ｄの演算がなされる。

ラッチ6₃の出力端子は、そのままADD8の入力端子に、お
よび分岐して第５ビットのみインバータを介して（第５
ビット反転）ADD9に接続されている。

ADD8においては、ADD7の出力、すなわち（D_L＋Du）と、
ラッチ6₃出力、すなわち２×Ｄとを加算する。ADD7の出
力、およびラッチ6₃出力はともに５ビットであるので、
ADD8の出力は６ビットとなる。つまり、ADD8において前
述第（１）式の演算：Ｄ′＝２×Ｄ＋（D_L＋Du）がなされ、ADD8の出力端子から64階調の拡張階調データ
（６ビット）としてコントロールバッファ12₁の入力端
子に与えられる。

一方、ADD9においては、ADD7の出力の反転値と、ラッチ
6₃の出力の第５ビットのみ反転した値とが、加算され
る。ラッチ6₃の第５ビット出力は常時０であるので、AD
D9において、２×Ｄなる演算値と、（D_L＋Du）なる演算
値の反転と、１と、が加算される。

すなわち、ADD9における演算は、２×Ｄなる演算値に、
（D_L＋Du）なる演算値の２の補数を加算するに等しく、
これにおいて、前述の第（２）式の演算： δ＝２×Ｄ−（D_L＋Du）がなされ、値δが出力される。

この値δは、符号ビットを含めて６ビットのデータとな
る。

ADD9の出力端子はCMP10および11に接続されている。

CMP11には、さらに第１閾値T₁が入力する。この閾値T₁
は、ディップスイッチ等により適宜設定できるようにな
っているが、本実施例では、この値を２（000010）とし
ている。CMP11では、ADD9の出力、つまり値δと第１閾
値T₁とを比較して、値δが閾値T₁を超えると“1"を出力
し、値δが閾値T₁以下であれば“0"を出力する。この出
力は、インバータを介してアンドゲートANDの１入力端
子およびコントロールバッファ12₂のコントロール入力
に与えられる。コントロールバッファ12₂の入力には64
階調の階調データの最大値MAX、すなわち63（111111）
が与えられている。なお、この最大値MAXは、ディップ
スイッチ等により適宜設定できるようになっている。

CMP10には、さらに第２閾値T₂が入力する。この閾値T₂
は、ディップスイッチ等により適宜設定できるようにな
っているが、本実施例では、この値を−２（100010）と
している。CMP10では、ADD9の出力、つまり値δと第２
閾値T₂とを比較して、値δが閾値T₂を下まわると“1"を
出力し、値δが閾値T₂以上であれば“0"を出力する。こ
の出力は、インバータを介してアンドゲートANDのもう
１つの入力端子およびコントロールバッファ12₃のコン
トロール入力に与えられる。コントロールバッファ12₃
の入力には64階調の階調データの最小値MIN、すなわち
０（000000）が与えられている。なお、この最小値MIN
は、ディップスイッチ等により適宜設定できるようにな
っている。

アンドゲートANDの出力端子はコントロールバッファ12₁
のコントロール入力に接続されている。

コントロールバッファ12₁,12₂および12₃は、コントロー
ル入力が“0"のときイネーブルに、コントロール入力が
“1"のときディスエーブルになる。したがって、CMP11
およびCMP10の出力が“0"のとき、すなわち、値δが閾
値T₂以上で閾値T₁以下（T₁≧δ≧T₂）であるとき、コン
トロールバッファ12₁がイネーブル，かつコントロール
バッファ12₂および12₃がディスエーブルとなるので、コ
ントロールバッファ12₁およびオアゲートを介して、ADD
8出力、すなわち前述の第（１）式による拡張階調デー
タが出力される。CMP11の出力が“1"でCMP10の出力が
“0"のとき、すなわち、値δが閾値T₁を超える（δ＞
T₁）とき、コントロールバッファ12₂がイネーブル，か
つコントロールバッファ12₁および12₃がディスエーブル
となるので、コントロールバッファ12₂およびオアゲー
トを介して、最大値MAXとされた拡張階調データが出力
される。また、CMP11の出力が“0"でCMP10の出力が“1"
のとき、すなわち、値δが閾値T₂を下まわる（δ＜T₂）
とき、コントロールバッファ12₃がイネーブル，かつコ
ントロールバッファ12₁および12₂がディスエーブルとな
るので、コントロールバッファ12₃およびオアゲートを
介して、最小値MINとされた拡張階調データが出力され
る。

第２図は、第１図に示した階調データ拡張装置１を含む
画像処理装置の一例である。第２図を参照すると、この
画像処理装置は、マイクロプロセッサ（CPU）2,バスコ
ントローラ3,ROM13,RAM14,DAM15,フロッピーディスクコ
ントローラ（FDC）16,CRTコントローラ（CRTC）18,CRT
ドライバ20,CRT21,操作＆表示ボード23,階調データ拡張
装置1,16階調用のフレームメモリ24,64階調用のフレー
ムメモリ25,プリンタ27,スキャナ29,および通信モデム
等により構成されている。CPU2は、操作＆表示ボード23
を介してのオペレータとの対話によりこれら構成各部を
制御し、例えば、スキャナ29（16階調）→階調データ拡
張装置１（64階調）→プリンタ27,スキャナ29→フレー
ムメモリ24,フレームメモリ24→階調データ拡張装置１
→フレームメモリ25,モデム31（16階調）→フレームメ
モリ24→階調データ拡張装置１→フレームメモリ25→CR
T21,等々のデータの流れを適宜設定して画像処理を行な
う。

第3a図は、第２図の画像処理装置の実装例の概略を示す
ブロック図である。第3a図の装置は、スキャナユニット
100,レーザプリンタユニット200,および画像編集ユニッ
ト300等による構成されており、この他に通信モデム,CR
T等が接続される。これにおいて、光学信号を１点鎖線
で、電気信号を実線で、記録紙の流れを破線で示してい
る。

簡単に説明すると、スキャナユニット100では、証明ラ
ンプによる原稿反射光をミラーを介してCCD101に導き、
原稿DOCを読み取る（スキャナ29）。CCD101において読
み取った各画素（＝小領域）の濃度を示す電気信号は、
階調処理部102に与えられ、まず、16階調の原階調デー
タが発生される。階調処理部には階調データ拡張装置が
含まれており、ここで64階調の拡張階調データに変換さ
れる。この拡張階調データは、中間調画像処理が施され
て２値データに変換され、画像編集ユニット300に与え
られる。

画像編集ユニット300では、スキャナユニット100より与
えられた２値データを取捨選択し、および固定パターン
を付加して画像編集処理を行ない、レーザプリンタユニ
ット200に転送する。この画像編集処理は、例えば、第
４図に示すように、原稿DOCの領域Ａの画像をコピーCOP
の領域Ｄに、原稿DOCの領域Ｂの画像をコピーCOPの領域
Ｃに、固定パターンをコピーCOPの領域Ｅに、プリント
する如く２値データを編集する処理である。

レーザプリンタブロック200では、画像編集ブロック300
より与えられた編集処理後の２値データでレーザ光学系
201を付勢し（レーザビームをオン／オフ変調し），感
光体ドラム202上に静電潜像を形成し、これを現像器203
を通る間に現像し、該像を給紙トレー204より給紙され
た記録紙に転写し、該記録紙を定着器205において定着
して排紙トレー206に排紙する。

第3b図は以上の信号の流れを示すブロック図である。

次に、本発明の別な実施例を説明する。第７図を参照さ
れたい。第７図に示した装置は、システムコントローラ
51を中心とし、イメージスキャナ58および通信装置59等
の入力系,CPU50および大容量のフレームメモリ56＆57等
で構成される画像処理系，およびレーザプリンタ61およ
び通信装置等62の出力系，により構成されている。シス
テムコントローラは、操作＆表示ボード60からの指示
で、これら構成各部を制御する。すなわち、この装置で
は、オペレータの指示に応じて、イメージスキャナ58に
より読み取った原稿の階調データ（16階調），あるいは
通信装置59を介して受信した階調データ（16階調）をフ
レームメモリ57にストアし、画像編集処理を行なってレ
ーザプリンタ61によりプリントアウトし，あるいは通信
装置62を介して送信し，または、フレームメモリ57の16
階調の階調データを原階調データとして64階調の拡張階
調データを作成してフレームメモリ56にストアし、レー
ザプリンタ61によるプリントアウト等の処理を行なう。

第７図に示した装置の処理動作において、CPU50が、シ
ステムコントローラ51よりの指示で、フレームメモリ57
にストアしている16階調の階調データを原階調データと
して64階調の拡張階調データを作成し、フレームメモリ
56にストアする場合の処理動作を、第8a図および第8b図
に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下
の説明ではステップ番号を“Ｓ−−”で示すものとし
（フローチャートではＳを省略している），画像の横方
向（例えば、第４図のDOCの横方向に相当する）の小領
域数をm,縦方向（例えば、第４図のDOCの縦方向に相当
する）のライン数をｎとする。また、メモリ56および57
のアドレスは（p,q）で示されるものとし（第ｐライン
第ｑの小領域に対応する:pの値は画像において上から下
に大きくなり,qの値は画像において左から右に大きくな
る）、フレームメモリ57のアドレス（p,q）の原階調デ
ータはD₁₆（p,q），フレームメモリ56のアドレス（p,
q）の拡張階調データはD₆₄（p,q）で示されるものとす
る。

第8a図を参照すると、S101でフレームメモリ56（64階調
用）を初期化（オール０）し、レジスタA,B,C等をクリ
ア（０）する。

S102でレジスタｐおよびｑの値を０にセットした後、S1
03でレジスタｑの値を１インクリメントし、S104でフレ
ームメモリ57の、データD₁₆（p,q）を０にセットする。
S103およびS104をレジスタｑの値がｍになるまで繰り返
す。つまり、レジスタｐの値は０のままであるので、S1
04から引出して図示した如く〔これにおいて、1₁,2₁,・
・・・・，は、D₁₆（1,1）,D₁₆（2,1），・・・・，の
意味：以下同じ〕、第０ライン第１小領域〜第ｍ小領域
対応のダミーデータ（0000）をセットする。

レジスタｑの値がｍになり、S105からS103−S104−S105
−S103−・・・，なるループを抜けると、S106でレジス
タｑの値を０にセットした後、S107でレジスタｐの値を
１インクリメントし、S108でフレームメモリ57の、デー
タD₁₆（p,q）を０にセットする。S107およびS108をレジ
スタｐの値がｎになるまで繰り返す。つまり、レジスタ
ｑの値は０のままであるので、S108から引出して図示し
た如く、第１ライン〜第ｎラインの第０小領域対応のダ
ミーデータ（0000）をセットする。

レジスタｐの値がｎになり、S109からS107−S108−S109
−S107−・・・，なるループを抜けると、S110でレジス
タｐの値を０にセットする（つまり、この時点でｐ＝0,
q＝０）。

以上が前処理であり、フレームメモリ57の状態は、第６
図に示したようになる。

S111ではレジスタｐを１インクリメントし、S112ではレ
ジスタｑを１インクリメントする。

S113では、フレームメモリ57から読み出した第ｐライン
第ｑ小領域（つまり、注目小領域）対応の原階調データ
D₁₆（p,q）を２倍した値をレジスタＡにロードする。

S114では、フレームメモリ57から読み出した第（ｐ−
１）ライン第ｑ小領域（つまり、注目小領域の真上小領
域）対応の原階調データD₁₆（ｐ−1,q）と第ｐライン第
（ｑ−１）小領域（つまり、注目小領域の左隣小領域）
対応の原階調データD₁₆（p,q−１）とを加算した値をレ
ジスタＢにロードする。これらの原階調データの２次元
的な位置関係をS113およびS114より引出して図示した。

S115では、レジスタＣに、レジスタＡの値よりレジスタ
Ｂの値を減じた値をロードする。つまり、レジスタＣの
値には、前述の第（２）式の値δがロードされる。

第8b図に進み、S116においてレジスタＣの値と第１閾値
T₁とを比較する。レジスタＣの値が第１閾値T₁を超える
場合には、S117に進み、拡張階調データD₆₄（p,q）に64
階調の最大値MAXを設定し、フレームメモリ56のアドレ
ス（p,q）の領域にストアする。なお、本実施例では第
１閾値T₁の値を２とし、最大値MAXを（111111）として
いる。

レジスタＣの値が第１閾値T₁以下の場合には、S118に進
み、レジスタＣの値と第２閾値T₂とを比較する。このと
き、レジスタＣの値が第２閾値T₂を下まわる場合には、
S119に進み、拡張階調データD₆₄（p,q）に64階調の最小
値MINを設定し、フレームメモリ56のアドレス（p,q）の
領域にストアする。なお、本実施例では第２閾値T₂の値
を−２とし、最小値MINを（000000）としている。

S118において、レジスタＣの値が第２閾値T₂以上の場
合、すなわち、レジスタＣの値が第１閾値T₁以下、第２
閾値T₂以上の場合には（２≧δ≧−２）、S120に進み、
拡張階調データD₆₄（p,q）に、レジスタＡの値とレジス
タＢの値を加算〔前述の第（１）式の演算〕した値を設
定し、フレームメモリ56のアドレス（p,q）の領域にス
トアする。

S117から,S119から，またはS120からS121に進むと、こ
こでレジスタｑの値を吟味する。レジスタｑの値は、画
像の横方向の小領域数に一致しているので、ｑ≠ｍ（ｑ
＜ｍ）であれば、第8a図に示したフローのS112に戻り、
レジスタｑを１インクリメントして（つまり、注目小領
域を１つ右に移して）以上の処理を繰り返す。ｑ＝ｍで
あれば、そのライン（第ｐライン）の拡張処理を終了し
たことになるので、S122でレジスタｑの値をクリア
（０）し、S123でレジスタｐの値を吟味する。レジスタ
ｐの値は画像の縦方向のライン数に一致しているので、
ｐ≠ｎ（ｐ＜ｎ）であれば、第8a図に示したフローのS1
11に戻り、レジスタｐを１インクリメントして（つま
り、１ライン分下に移動して）左端の小領域から注目し
て以上の処理を繰り返す。ｐ＝ｎであれば、画像の全拡
張処理を終了したことになるので、図示しないメインル
ーチンにリターンする。

以上の、第７図に示した実施例装置によっても、前述し
た第１図の実施例装置に全く同一の効果を得ることがで
きる。

なお、以上２つの実施例においては、16階調の原階調デ
ータを64階調の拡張階調データに拡張しているが、本発
明はこれに限るものではない。例えば、16階調（ｍ＝1
6）の、注目画素対応の原階調データを８倍し、それに
注目画素の左上画素対応の原階調データ，注目画素の真
上画素対応の原階調データ，注目画素の右上画素対応の
原階調データ，注目画素の左隣画素対応の原階頼デー
タ，注目画素の右隣画素対応の原階調データ，注目画素
の左下画素対応の原階調データ，注目画素の真下画素対
応の原階調データおよび注目画素の右下画素対応の原階
調データ、を加えて、256階調の拡張階調データを作成
するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によればまず、注目画素対応の原階
調データすなわちｍ階調データおよび注目画素に隣接す
る隣接画素対応のｍ階調データとを重み付け加算して拡
張階調データすなわちｎ階調データを求めているので、
写真，絵画等の中間調画像特有の２次元的な広がりを持
つ濃度変化の表現が可能になり、比較的生成が容易な、
低次の（階調数が少ない）階調分類によるｍ階調データ
から、画質の良い、高次の（階調数が多い）階調分類に
よるｎ階調データが生成され、例えば、第１プリンタに
用いるｍ階調データが、第２プリンタに用いるｎ階調デ
ータに変換され、第２プリンタで、第１プリンタの１ド
ットをn/mドットに分割した精細な階調記録が可能とな
る。

加えて、本発明では、範囲検出手段が、注目画素対応の
原階調データすなわちｍ階調データの内容と、該注目画
素に隣接する画素対応のｍ階調データの内容の差分が設
定範囲内にあるか否かを検出し、出力手段が、該差分が
設定範囲内のときは重み付け加算手段の加算データを、
該差分が設定範囲を上側に外れているときには最大値を
示すデータを、該差分が設定範囲を下側に外れていると
きには最小値を示すデータを、ｎ階調データとして出力
するので、例えば該ｎ階調データをそのままディザ処理
すると、最大値又は最小値を示すデータは例えば１
（黒）又は０（白）に２値化（上述の単純２値化と同
等）され、最大値と最小値の間のデータは、画像領域
（面）全体として階調を表わす記録／非記録画素分布に
２値化（中間調表現２値化）される。文字領域か中間調
領域かの判定が、階調数が少いｍ階調データに基づいて
行なわれるので、階調数が多いｎ階調データが出力され
るにもかかわらず、文字領域か中間領域かの判定は簡単
であり、処理時間が短かい。出力ｎ階調データがすでに
文字等の境界を明確にする処理を施したものであるの
で、出力ｎ階調データに、文字等の画像のエッジを鮮明
に表現するための処理を必ずしも施す必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の階調データ拡張装置の電
気回路構成を示すブロック図である。第２図は、第１図に示した階調データ拡張装置を含んで
構成される画像処理装置の構成を示すブロック図であ
る。第3a図は、第２図に示した装置の実装例を示すブロック
図，第3b図は第3a図に示した装置の信号の流れを示すブ
ロック図である。第４図は第3a図に示す装置の行なう画像編集処理の一例
を示す平面図である。第5a図，第5b図，第5c図および第5d図は２値画像のエッ
ジを２次元的に示す平面図である。第６図は前処理後のフレームメモリ57の状態を示す平面
図である。第７図は本発明の別の実施例の構成を示すブロック図で
ある。第8a図および第8b図は第７図に示したCPU50の動作例を
示すフローチャートである。 1:階調データ拡張装置 2:マイクロプロセッサ 3:バスコントローラ 5:1ラインバッファ 6₁,6₂,6₃:ラッチ 5,6₁,6₂,6₃:（階調データ摘出手段） 7,8,9:バイナリフルアダー 7,8:（重み付け加算手段） 10,11:デジタルコンパレータ 9,10,11:（範囲検出手段） 12₁,12₂,12₃:コントロールバッファ AND:アンドゲート 12₁,12₂,12₃,AND:（出力手段） VPP:画像処理プロセッサ 13,52:ROM 14,53:RAM 15:DMA、21:CRT 16:フロッピーディスクコントローラ 17:フロッピーディスク 18:CRTコントローラ 20:CRTドライバ 22,26,28,30:インターフェイス 23,60:操作＆表示ボード 24,25,56,57:フレームメモリ 27,61:プリンタ 29,58:スキャナ 31:モデム 50:マイクロプロセッサ（階調データ摘出手段，重み付
け加算手段，範囲検出手段，出力手段） 51:システムコントローラ 59,62:通信装置 100:スキャナユニット 101:CCD、102:階調処理部 200:レーザプリンタユニット 201:レーザ光学系、202:感光体ドラム 203:現像器、204:給紙トレー 205:定着器、206:排紙トレー 300:画像編集ユニット DOC:原稿、COP:コピー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】x,y2次元分布の画素のそれぞれに対応付け
られる、ｍ≧３なるｍ階調データのそれぞれを摘出し、
摘出したｍ階調データが対応する注目画素に隣接する隣
接画素に対応付けられるｍ階調データを適出する階調デ
ータ摘出手段；該摘出したｍ階調データを重み付け加算しｍ階調データ
のビット数よりも多いビット数の、ｎ＞ｍなるｎ階調デ
ータを得る重み付け加算手段；注目画素対応のｍ階調データの内容と、該注目画素に隣
接する画素対応のｍ階調データの内容の差分が設定範囲
内にあるか否かを検出する範囲検出手段；および、該差分が設定範囲内のときは重み付け加算手段の加算デ
ータを、該差分が設定範囲を上側に外れているときには
最大値を示すデータを、該差分が設定範囲を下側に外れ
ているときには最小値を示すデータを、ｎ階調デートと
して出力する出力手段；を備える階調データ拡張装置。
【請求項２】重み付け加算は、注目画素対応のｍ階調デ
ータの内容の２倍と、該注目画素にｙ方向で隣接する画
素対応のｍ階調データの内容と、該注目画素にｘ方向で
隣接する画素対応のｍ階調データの内容の加算である前
記特許請求の範囲第（１）項記載の階調データ拡散装
置。
【請求項３】差分は、注目画素対応のｍ階調データの内
容の２倍より、該注目画素にｙ方向で隣接する画素対応
のｍ階調データの内容と、該注目画素にｘ方向で隣接す
る画素対応のｍ階調データの内容とを減算した値である
前記特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の階
調データ拡張装置。