JPH0789645B2 - 画像処理方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、写真のような中間調を含む画像を２値画像に
変換する画像処理方式の改良に関するものである。

（従来の技術） 写真のような中間調を含む入力画像を２値画像として再
現しようとする場合、まず、前記中間調を含む入力画像
を、ファクシミリやディジタル複写機のように画像を画
素単位に読取る装置を用いてディジタル化し、さらに組
織的ディザ法のような２値化手段を用いて２値化処理し
た後、これをドットプリントのような画素の集合によっ
て文字や図形を表示する記録装置に送出して、ハードコ
ピー化している。

しかしながら中間調を含む入力画像のうち、格子パター
ンや印刷物の網点写真のように、それ自体周期性を有す
る入力画像に対して、前述した組織的ディザ法のような
周期性を有する２値化手段を用いると、入力画像の周波
数とディザマトリクスの周波数との干渉により、入力画
像中には存在しなかった縞模様（モアレ）が２値画像中
に発生し、画像の品質を劣化させる場合があった。

このようなモアレの発生を低減させる従来の方式とし
て、特開昭59−111471号公報および米国特許4194221号
明細書に開示されているものがある。即ち、前者は入力
信号の自己相関を計算して入力画像の平均周期を算出
し、該平均周期に応じてモアレが最小となるディザマト
リクスのサイズを選択する方式であり、また、後者は入
力画像の自己相関を計算して入力画像の周期を算出し、
所定の周期よりも短い周期の網点領域はローパスフィル
タで網点周波数を除いて周期性をなくした後に電子的に
再網点する方式であった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら前者の方式では、画像の周期を求めるため
の自己相関の演算量が多く、さらに本来、階調性とのか
ねあいで最適に決定されるべきディザマトリクスのサイ
ズを切換えてしまうため、入力画像の周期によって再現
できる階調数が変わってしまうという問題点があり、ま
た、後者の方式では、前者同様、画像の周期を求めるた
めの自己相関の演算量が多く、さらに複数の種類の線数
の網点の基本波とその高周波とを一種類のローパスフィ
ルタで一様に除去するため、フィルタ処理後の再生画像
がエッジ部等のぼけた画像となってしまうという問題点
があった。

本発明は前記問題点を除去し、演算量が少なく、しかも
再生画像中にぼけを生ずることがほとんどなく、モアレ
の発生を低減し得る画像処理方式を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明では前記問題点を解決するため、中間調を含む入
力画像をディジタル化し、さらに２値画像化する画像処
理方式において、入力画像をディジタル化した多値の画
信号から該画信号の極値の位置（変化点）を検出する手
段と、隣接する前記画信号の変化点同士の間（区間）の
長さ（区間長）を演算する手段と、隣接する前記区間の
区間長の差の絶対値を演算する手段と、前記区間長が第
１の所定の範囲にあり且つ前記区間長の差の絶対値が第
２の所定の範囲にあれば、その区間内の各画素に第１の
符号を付与し、前記区間長が第１の所定の範囲にないか
又は前記区間長の差の絶対値が第２の所定の範囲になけ
れば、その区間内の各画素に第２の符号を付与する手段
と、前記区間の連続したｎ行分（ｎは２以上の整数）の
領域内に前記第１の符号を付与された画素が所定数以上
あれば区間の連続したｎ行分の領域の平均をとった後、
前記領域内の各画素の画信号をディザ法で２値化し、前
記区間の連続したｎ行分の領域内に第１の符号を付与さ
れた画素が所定数以上なければ前記領域内の各画素の画
信号をそのままディザ法で２値化する手段とを備えた画
像処理方式を提案する。

（作用） 本発明によれば、ディジタル化された画信号中より画信
号の極値、例えば極大点が検出され、隣接する極大点の
間の距離、即ち区間長を順次演算することにより入力画
像中の周期が順次検出され、さらに隣接する区間長の差
の絶対値が順次演算され、前記区間長、即ち周期が第１
の所定の範囲にあるか否かにより、その周期が検出すべ
き周期か否かが判定され、また、前記区間長の差の絶対
値が第２の所定の範囲にあるか否かにより、入力画像の
周期性が判定され、検出すべき周期であって且つ周期性
を有するものについてその区間内の各画素に第１の符号
が付与され、連続したｎ行分の領域内に前記第１の符号
を付与された画素が所定数以上あるか否かにより、入力
画像が周期性を有しているか否かが判定され、入力画像
が周期性を有していれば区間の連続したｎ行分の領域の
平均をとった後、ディザ法で２値化され、入力画像が周
期性を有していなければそのままディザ法で２値化処理
がなされる。

（実施例） 第１図は本発明の画像処理方式を実現する画像処理装置
の一実施例を示すもので、図中、101は読取装置、102は
マスタプロセッサ、103はシステムバス、104は画像メモ
リ、105はDMAコントローラ、106はワークメモリ、107は
スレーブプロセッサ、108はローカルバス、109は記録装
置である。また、第２図はマスタプロセッサ102の動作
の流れを示すもので、以下、これに従って、各部の構成
および動作について簡単に説明する。

読取装置101は入力画像を所定の画素単位に読取り、デ
ィジタル化するもので、入力画像を例えば、画素密度16
画素/mm、量子化数８ビット／画素（256階調）で画素分
解して読取る。該読取装置101はマスタプロセッサ102の
読取り指示命令により、例えば前記条件で画像を読取
り、読取った画像をシステムバス103を介して画像メモ
リ104に出力する（ステップ201）。

画像メモリ104内の画像はマスタプロセッサ102の指示に
より、所定の画素数毎にDMAコントローラ105によってワ
ークメモリ106に転送される（ステップ202）。

マスタプロセッサ102の指示により起動されたスレーブ
プロセッサ107は、ローカルバス108を介してワークメモ
リ106内の画信号に本発明の画像処理を行なう（ステッ
プ203）。

スレーブプロセッサ107による処理の終了後（ステップ2
04）、ワークメモリ106内の処理画像はDMAコントローラ
105によってシステムバス103を介して再び画像メモリ10
4に転送される（ステップ205）。前記ステップ202〜205
の処理は１画素分、実行される（ステップ206）。

処理画像はマスタプロセッサ102の指示により、画像メ
モリ104からシステムバス103を介して記録装置109に送
出され、ここで記録され、ハードコピー化される（ステ
ップ207）。記録装置109は例えば、レーザービームプリ
ンタやLEDプリンタのようなドット式のプリンタであ
る。

第３図は本発明の画像処理方式をプロセッサ（マイクロ
プロセッサ又はディジタルシグナルプロセッサ）で処理
する場合の処理手順を示すもので、第１図におけるスレ
ーブプロセッサ107の動作の流れを示す。

なお、以下に述べる実施例において、入力画像は画素密
度16画素/mmで読取ったものとし、また、主走査とは画
像の左から右への走査のことをいい、副走査とは画像の
上から下への走査のことをいい、さらに、画像の各行の
最も左に位置する画素の左側、および最も右側に位置す
る画素の右側にはそれぞれ仮想的に白の画素が一画素ず
つあるものとする。

以下、処理手順について詳述する。

第４図（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ文字，写
真，網点写真の画信号の特徴を示した図である。第４図
（ｃ）より網点写真の画信号レベルは網点周期に相当す
る間隔で極大値、極小値を呈する。本発明はこの画信号
の変化する位置を検出し、処理を行なうものである。

まず、網点写真を前述した16画素/mmで読取って得られ
る画信号の一例を第５図（ａ）に示す。第５図（ａ）に
おいて、横軸は主走査方向の画素位置であり、縦軸は各
画素毎の画信号レベルをプロットしたものである。

第５図（ａ）からも明らかなように、網点写真では網点
周期に相当する間隔Ｔで極大値501が現われる。しかし
ながら、入力画信号中には網点周期によらないノイズに
起因する極大値502を含まれている。この入力画信号か
ら網点領域と網点周期を良好に再現するため、まず、画
信号からこのノイズを除去する平滑化処理を行なう（ス
テップ301）。

この平滑化処理は次のような公知の方法により行なうこ
とができる。例えば、Ｃ（ｉ）をｉ番目の画素の画素濃
度とした場合、平滑化処理後の画信号レベルＣ′（ｉ）
は下記の（１）式により求められる。

Ｃ′（ｉ）＝Ｃ（ｉ）/2 ＋｛Ｃ（ｉ＋１）＋Ｃ（ｉ−１）｝/4 ……（１） この平滑化処理を行なう空間フィルタの特性は、第６図
に示すように高周波域を減衰させる特性を有する。平滑
化処理を行なった画像においては、第５図（ｂ）に示す
ように網点周期により生ずる極大値501はそのまま維持
され、ノイズに起因する極大値502は除去される。

次に平滑化された画信号から、画信号のレベルの変化す
る位置を求める。ここでは一例として、極大値を呈する
画素位置を用いる方法について述べる。

まず、画信号の濃度の増減を順次調べ、上昇から下降に
変化する点を極大点とする。いいかえると、注目画素の
画信号レベルＣ′（ｉ）と、注目画素から主走査方向に
一つ進んだ画素の画信号レベルＣ′（ｉ＋１）とから差
分Ｄ（ｉ）を下記（２）式より求め（ステップ302）、 Ｄ（ｉ）＝Ｃ′（ｉ＋１）−Ｃ′（ｉ） ……（２） この差分の符号が正から負に変わる（極大値の場合は、
負から正に変わる）画素位置を、極大値を呈する画素位
置（画信号の変化する位置）とする（ステップ303）。

第７図は画素単位に画信号レベルとその主走査方向の位
置との関係を示すもので、該第７図中、画素701,702,70
3,707が極大点である。

この時、画信号が量子化されているため、上昇、下降以
外に等値、即ち差分が零という状態がかなり頻繁に発生
する。このような場合には、等値の前後で差分Ｄ（ｉ）
の符号が正から負に変化する場合のみ、その等値の中央
を極大点とし（第７図における画素705）、差分の前後
で符号の変化の無い場合は極点としない（第７図におけ
る画素706）。

また、画像の明部、暗部、背景の白地等の部分では画信
号の増減がなく、変化点の間隔が長くなる場合がある。
このような場合、直前の極大点との間隔が予め設定した
閾値TH1となった時に、擬似的に極大点を挿入する（第
７図における画素704）。

また、各行の最も左側の画素と、最も右側の画素の一つ
右側の画素とは、予め極大点の画素と設定しておくもの
とする。

次に、注目している極大点の画素位置と、主走査方向の
右方向に進んだ際、次に現われる極大点の画素位置との
間を区間とし、この区間の長さ（以下、区間長と称
す。）ｌ（ｉ）を求める（ステップ304）。

区間長ｌ（ｉ）が前記閾値TH1に対して、下記（３）式
を満さない場合は第２の符号を区間内の各画素に付与す
る（ステップ305,309）。

ｌ（ｉ）＜TH1 ……（３） 前記（３）式を満す場合には、現在の区間の区間長ｌ
（ｉ）とその１つ前の区間の区間長ｌ（ｉ−１）との間
で、下記（４）式により区間長の差の絶対値Δｌ（ｉ）
を求める（ステップ306）。

Δｌ（ｉ）＝|l（ｉ）−ｌ（ｉ−１）｜ ……（４） 前記区間長の差の絶対値Δｌ（ｉ）が予め設定した閾値
TH2に対して、下記（５）式を満さない場合は第２の符
号を区間内の各画素に付与する（ステップ307,309）。

Δｌ（ｉ）≦TH2 ……（５） 前記（５）式を満す場合には区間内の各画素に第１の符
号を付与する（ステップ308）。

前記ステップ301〜308又は309までの処理が主走査方向
１ライン分終了したら、予め設定した副走査方向の処理
単位ｎ行に対する処理が全て終了したか否かを判定する
（ステップ310）。この際、終了していなければ、副走
査方向において、１行下に移動して前記処理を繰返す。

一方、終了していれば、例えば第ｎ行目の処理区間の間
隔ｌ（ｉ）を基準として、第１行目から第ｎ行目に亘る
ブロック内において、第１の符号の付与された画素数Ｓ
（ｉ）を、各区間毎に計数する（ステップ311）。

計数した画素数Ｓ（ｉ）と、前記ブロック内の画素数Ｂ
（ｉ）の所定の割合から求めた閾値TH3（ブロック内の
画素数は入力画像によって区間長ｌ（ｉ）が変わるた
め、固定ではない。）との間で、下記（６）式を満さな
い場合は、入力画像をそのままディザ処理し（ステップ
312,314）、（６）式を満す場合は、ブロック内の画素
を平均値でおきかえた後（ステップ313）、ディザ処理
する（ステップ314）。

Ｓ（ｉ）/B（ｉ）＞TH3 ……（６） 前記処理が終了すると、マスタプロセッサ102に対して
ｎ行分の処理が終了したことを知らせる。

ここで、ステップ305の判定は検出する網点周期の上限
を判定し、閾値TH1はその周期の上限を示す。また、ス
テップ307の判定は入力画像の周期性の判定を行なう。

前記各閾値TH1〜TH3は、入力画像を画素密度16画素/mm
で読取り、８ビット／画素で量子化し、65線程度の網点
まで検出して平滑化処理しようとした場合、以下のよう
に設定することにより、良好な再現画像が得られた。

TH1＝10画素 TH2＝１画素 TH3＝0.5 ここで、網点領域と判定されたブロックを平滑化する処
理は、前記入力画信号によって変わる区間長ｌ（ｉ）に
より形成されるｌ（ｉ）×ｎのブロックを平均化する他
に、周期Ｔ（＝ｌ（ｉ））を減衰させるようなディジタ
ルフィルタによっても可能である。

また、本実施例では画信号の変化する位置を極大点とし
たが、これは極小点でも良く、また、極大点および極小
点の両方を用いることも可能である。さらに画信号の読
取り画素密度、量子化数についても、実施例に示したも
のに限定されないことはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、画信号の自己相関
を求める必要がないため、演算量が少なくて済み、ま
た、多値の画信号から極値を検出しているため、細かい
網点部分も精度良く検出でき、また、隣接する極値間の
区間長および区間長の差の絶対値に基づいて第１又は第
２の符号を付与するとともに、連続したｎ行分の領域に
おける符号の付与状態から網点部分を検出し、さらに該
検出した網点部分の周期に応じて平均処理しているた
め、網点部分でない部分を検出したり、処理後の画像の
エッジ部等にぼけを生ずることもなく、モアレの発生を
低減した２値画像を得ることができるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像処理方式の一実施例を示す構成
図、第２図はマスタプロセッサの動作の流れ図、第３図
はスレーブプロセッサの動作の流れ図、第４図（ａ）
（ｂ）（ｃ）は各種の画像における画信号の特徴を示す
図、第５図（ａ）（ｂ）はディジタル化した画信号の一
例を示す図、第６図は平滑化処理を行なうフィルタの特
性図、第７図は画信号の変化する位置の検出のようすを
示す図である。 101……読取装置、102……マスタプロセッサ、103……
システムバス、104……画像メモリ、105……DMAコント
ローラ、106……ワークメモリ、107……スレーブプロセ
ッサ、108……ローカルバス、109……記録装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中間調を含む入力画像をディジタル化し、
   さらに２値画像化する画像処理方式において、 入力画像をディジタル化した多値の画信号から該画信号
   の極値の位置（変化点）を検出する手段と、 隣接する前記画信号の変化点同士の間（区間）の長さ
   （区間長）を演算する手段と、 隣接する前記区間の区間長の差の絶対値を演算する手段
   と、 前記区間長が第１の所定の範囲にあり且つ前記区間長の
   差の絶対値が第２の所定の範囲にあれば、その区間内の
   各画素に第１の符号を付与し、前記区間長が第１の所定
   の範囲にないか又は前記区間長の差の絶対値が第２の所
   定の範囲になければ、その区間内の各画素に第２の符号
   を付与する手段と、 前記区間の連続したｎ行分（ｎは２以上の整数）の領域
   内に前記第１の符号を付与された画素が所定数以上あれ
   ば区間の連続したｎ行分の領域の平均をとった後、前記
   領域内の各画素の画信号をディザ法で２値化し、前記区
   間の連続したｎ行分の領域内に第１の符号を付与された
   画素が所定数以上なければ前記領域内の各画素の画信号
   をそのままディザ法で２値化する手段とを備えた ことを特徴とする画像処理方式。
2. 【請求項２】画信号の極値の位置を検出する手段とし
   て、ｍ値（ｍは２以上の整数）のレベルを有する画信号
   の差分の符号の変化する位置を検出することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の画像処理方式。
3. 【請求項３】画信号の極値の位置を検出する手段とし
   て、下記（イ）〜（ハ）の条件を各々満す位置を検出す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像処
   理方式。 （イ）画信号の差分の符号の変化する位置。 （ロ）画信号の差分の零が複数連続し、その前後で差分
   の符号の変化があった時の該複数連続した画素の中央の
   位置。 （ハ）画信号の変化した画素位置から所定の長さとなっ
   た画素位置。
4. 【請求項４】画信号の極値の位置を検出する前に、入力
   画像に含まれる微小な画素ノイズを除去したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の画像処理方式。