JPH08221566A

JPH08221566A - 画像処理装置及びその方法

Info

Publication number: JPH08221566A
Application number: JP2289395A
Authority: JP
Inventors: Masaya Kikuta; 昌哉菊田; Norio Shimura; 典男志村; Mika Yamamoto; 美香山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】画像データを少ないメモリ容量で取り込み、
格納されたデータを元画像と同等な画質で再現可能な画
像処理装置及びその方法を提供する。【構成】図２の（ａ）で示されるように全て同一階調
で取り込まれたＲＧＢデータのうち、そのＲ成分２０１
ＲとＢ成分２０１Ｂについて階調変換を施し、図２の
（ｂ）に示すように１画素おきに高階調と低階調にし
て、格納する。そして、２０２Ｒ及び２０２Ｂにおける
低解像データは、周囲の高解像データを参照して高解像
データに変換することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置及びその方
法に関し、例えば、スキャナおよびビデオ入力機器等に
より入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して
画像処理を行う画像処理装置及びその方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像処理装置においては、例えば
スキャナやビデオ入力機器等の画像入力部から画像情報
をアナログ信号として入力し、該画像信号を構成する複
数の色について、各色とも同一階調でデジタル信号に変
換ていた。そして、得られたデジタル信号を、前記画像
入力部の解像度に合わせて、メモリ等の記憶部に格納し
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の画
像処理装置においては、上述したようにして複数色共に
同一階調のデジタル信号として記憶部に格納していたた
め、大容量の記憶部が必要であった。

【０００４】例えば、ＮＴＳＣ信号をＲＧＢ信号に変換
して、レッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の
各色信号をその基準周波数（３．５７９５ＭＨｚ）の４
倍の周波数（１４．３１８１ＭＨｚ）でサンプリング
し、各色ともに８ビット階調（２５５階調）でデジタル
データに変換した場合について考える。すると、該デジ
タルデータを格納するのに必要なメモリ容量は、一色あ
たり３５０Ｋバイトである。従って、ＲＧＢの３色を格
納するために必要なメモリ容量は、１Ｍバイトを越えて
しまっていた。

【０００５】従って、大容量の記憶部を必要とし、画像
処理装置の低コスト化を阻む一因となっていた。

【０００６】本発明は上述した従来技術における欠点を
除去するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、画像データを少ないメモリ容量で取り込み、格
納されたデータを元画像と同等な画質で再現可能な画像
処理装置を低コストにて提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明は以下の構成を備える。

【０００８】即ち、アナログ映像信号をデジタル信号に
変換して画像処理を行う画像処理装置であって、前記ア
ナログ映像信号を所定の階調のデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段により変換され
たデジタル信号を複数の階調に変換する複数階調変換手
段と、前記階調変換手段により変換された複数の階調の
デジタル信号を保持する保持手段と、前記保持手段に保
持された複数の階調のデジタル信号をより高階調に変換
する高階調変換手段と、を具備することを特徴とする。

【０００９】例えば、前記複数階調変換手段は、前記デ
ジタル信号を１画素おきに異なる階調に変換することを
特徴とする。

【００１０】例えば、前記デジタル信号はＲＧＢ信号で
あり、前記複数階調変換手段は、前記デジタル信号のＲ
成分とＢ成分について１画素おきに異なる階調に変換す
ることを特徴とする。

【００１１】例えば、前記複数階調手段は、前記デジタ
ル信号を各画素の色成分毎に異なる階調に変換すること
を特徴とする。

【００１２】例えば、前記デジタル信号はＲＧＢ信号で
あり、前記複数階調変換手段は、前記デジタル信号の各
画素毎にＲ成分とＢ成分とで異なる階調に変換すること
を特徴とする。

【００１３】例えば、前記デジタル信号はＲＧＢ信号で
あり、前記複数階調変換手段は、前記デジタル信号のＧ
成分を第１の階調に変換し、Ｒ成分とＢ成分を１画素お
きに前記第１の階調と該第１の階調より低い第２の階調
に変換することを特徴とする。

【００１４】例えば、前記複数階調変換手段は、前記デ
ジタル信号の各画素毎にＲ成分とＢ成分とで異なる階調
に変換することを特徴とする。

【００１５】例えば、前記第１の階調は少なくとも４階
調であり、前記第２の階調は少なくとも２階調であるこ
とを特徴とする。

【００１６】例えば、前記高階調変換手段は、前記高階
調以外の階調のデジタル信号を、該信号を挟む高階調デ
ータの変化率に等しくなるように高階調に変換すること
を特徴とする。

【００１７】例えば、前記高階調変換手段は、前記高階
調以外の階調のデジタル信号を、該信号を挟む高階調デ
ータの平均に基づいて高階調に変換することを特徴とす
る。

【００１８】例えば、前記高階調変換手段は、前記平均
値が所定範囲内であれば前記高階調以外の階調のデジタ
ル信号を前記平均値に変換し、前記平均値が所定範囲よ
り大きければ前記高階調以外の階調のデジタル信号を前
記所定範囲の最大値に変換し、前記平均値が所定範囲よ
り小さければ前記高階調以外の階調のデジタル信号を前
記所定範囲の最小値に変換することを特徴とする。

【００１９】例えば、前記所定範囲は、前記高階調以外
の階調のデジタル信号に前記高階調との階調比を乗じる
ことにより得られる階調が表現しうる高階調内における
階調範囲であることを特徴とする。

【００２０】例えば、前記高階調変換手段は、前記第２
の階調のデジタル信号の各画素のＲ成分及びＢ成分につ
いて、該画素を挟む画素のＧ成分と該画素のＧ成分との
変化率に基づいた基準値を算出し、前記基準値が所定範
囲内であれば前記第２の階調のデジタル信号を前記基準
値に変換し、前記基準値が所定範囲より大きければ前記
第２の階調のデジタル信号を前記所定範囲の最大値に変
換し、前記平均値が所定範囲より小さければ前記第２の
階調のデジタル信号を前記所定範囲の最小値に変換する
ことを特徴とする。

【００２１】例えば、前記所定範囲は、前記第２の階調
のデジタル信号に前記第１の階調との階調比を乗じるこ
とにより得られる階調が表現しうる前記第１の階調内の
階調範囲であることを特徴とする。

【００２２】

【作用】以上の構成により、画像データを複数階調で保
持できるため、全ての画像データを高階調で保持する必
要がなくなり、該保持した画像データを高階調に適切に
復元することも可能となるという特有の作用効果が得ら
れる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明に係る一実施例について図面を
参照して詳細に説明する。

【００２４】＜第１実施例＞図１は本発明を好適に説明
可能な画像処理装置の構成を示すブロック図である。図
１において、１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂはイメージ
データの入力部であり、ＲＧＢ信号のそれぞれレッド
（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）が入力される。
１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂはアナログ信号であるＲ
ＧＢ信号を入力してデジタル信号に変換するためのＡ／
Ｄコンバータである。本実施例におけるＡ／Ｄコンバー
タ１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂは８ビットにて変換を
行っている。１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３ＢはＡ／Ｄコ
ンバータ１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂにてデジタルデ
ータに変換されたＲＧＢ信号を格納するためのメモリで
ある。尚、以上説明した構成は、便宜上Ｒ，Ｇ，Ｂを区
別して記載したが、実際のメモリ内部には１画素毎のデ
ータとして、２バイト、又は３バイトの構成でＲ，Ｇ，
Ｂ連続で格納されている。また、メモリの種類として
は、書き込み及び読み出しが可能であり、サンプリング
時間が高速であればどのような種類のメモリでもかまわ
ない。本実施例では、サンプリング速度６０ｎＳｅｃ、
５１２ＫｂｙｔｅのＤＲＡＭを使用している。

【００２５】１０５はデジタルの画像データを入力して
画像を復元するためのイメージプロセッサであり、本実
施例におけるデータの復元、その他画質向上のための画
像処理を行なっている。

【００２６】メモリ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂに
は、バスラインでアドレス設定することにより、データ
を読み出す。１０４はアナログデータを変換してデジタ
ルイメージデータとしてメモリ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１
０３Ｂ書き込むために必要なアドレスを発生するアドレ
ス発生回路である。１０６は本実施例の画像処理装置に
おける画像処理結果を出力するための出力Ｉ／Ｆ回路で
ある。本実施例では、セントロニクス準拠の出力回路を
備えている。１０７はイメージプロセッサ１０５からメ
モリ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂに格納されているデ
ータをアクセスするためのアドレスバスラインである。
１０８はアドレスバスライン１０７で指定したアドレス
のデータをリード／ライトするためのデータバスライン
である。また、１０９は画像処理結果を出力するための
バスラインである。

【００２７】１１０は前記Ａ／Ｄコンバータ１０２Ｒ，
１０２Ｇ，１０２Ｂにてデジタルデータに変換されるデ
ータを選択するためのサンプリング信号を発生するサン
プリング信号発生回路であり、Ｒ、Ｇ、Ｂデータを同じ
サンプリング周期にてサンプリング可能な回路構成とな
っている。１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１ＢはＡ／Ｄコン
バータ１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂにより変換された
デジタルデータのメモリ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂ
へ入力する際の階調を制御する階調制御回路である。本
実施例においては、詳細は後述するが階調制御回路１１
１Ｒ，１１１Ｂを使用して、Ｒデータ及びＢデータを１
画素おきに８ビット，４ビットデータとしてメモリ１０
３Ｒ，１０３Ｂに格納する。

【００２８】図２に、上述した図１に示す構成において
入力される画像データの例を示す。図２の（ａ）は、Ａ
／Ｄコンバータ１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂにおいて
アナログ入力信号を各色共に同じ階調で、同じサンプリ
ング周期でＡ／Ｄ変換した例を２０１Ｒ，２０１Ｇ，２
０１Ｂとして示した図である。尚、図２の（ａ）におい
て、１個の丸印が１画素分のデータを示す。ここでは、
階調として各画素毎に８ビット（２５６階調）を用いる
のが一般的である。

【００２９】図２の（ｂ）に、本実施例において階調制
御回路１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂを介してメモリ１
０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂに格納される画像データの
例を、２０２Ｒ，２０２Ｇ，２０２Ｂに示す。図２の
（ｂ）において、黒丸は４ビット（１６階調）の低階調
でサンプリングされた画素を示し、白丸は８ビット（２
５６階調）の高階調でサンプリングされた画素を示して
いる。

【００３０】図２の（ｂ）によれば、２０２Ｇの画像デ
ータは従来と同様に全てのデータを８ビット（２５６階
調）でサンプリングしているが、２０２Ｒ，２０２Ｂの
画像データは、１画素おきに階調を変えてデータをサン
プリングしていることが分かる。即ち、本実施例におい
ては、色差を示すＲ，Ｂ成分についてその階調を１画素
毎に変化させて、それぞれメモリ１０３Ｒ，１０３Ｂに
格納する。尚、Ｇ成分については、画像の輝度レベルを
保つために、高階調（８ビット）のままでメモリ１０３
Ｇに格納する。

【００３１】従って、メモリ１０３Ｒ及び１０３Ｂにお
いては、全画素を８ビット階調で格納する場合と比べる
と３／４の容量で全画像データが格納可能となるため、
メモリ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂにおける全画像デ
ータに関するメモリ容量も、全画素を８ビット階調で格
納する場合と比較すると、約５／６で済むことになる。

【００３２】これは即ち、画像データを１画素おきにＮ
ビットとＭビット（Ｎ＜Ｍ）でメモリに格納する場合に
ついて考えると、画像データの横幅をＨとすると、例え
ばＲ成分等の１つの色成分について（Ｍ−Ｎ）×（Ｈ／
２）ビット分のデータ量削減が実現することになる。

【００３３】従って、従来のビデオ画像を格納するのに
必要なメモリ容量は、例えば縦４８０画素、横６４０画
素の場合について考えると９００Ｋバイトの容量が必要
であったが、本実施例のようにＲ，Ｂ成分について画素
毎に交互に階調数を変えてサンプリングすることによ
り、約７５０Ｋバイトの容量で格納可能となる。

【００３４】以下、本実施例において上述したようにサ
ンプリングされた画像データの復元について説明する。

【００３５】図３に、メモリ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０
３Ｂに階調数を変えて格納された画像データの例を示
す。図３において上段はＲ成分、中段はＧ成分、下段は
Ｂ成分を示し、白丸で示される画素は８ビット（２５６
階調）の高階調でサンプリングされた画素の濃度を示す
各色毎のデータであり、黒丸で示される画素は４ビット
（１６階調）の低階調でサンプリングされた画素の濃度
を示す各色毎のデータである。以下、図３に示す画像デ
ータを全て８ビット（２５６階調）に復元する方法を、
復元対象データとして３０２Ｒを例とし、図４を参照し
て説明する。

【００３６】図４の（ａ）に、１６階調空間で入力され
た１画素のＲ成分のデータ３０２Ｒを示す。この時、横
軸は３０２Ｒの横方向における画素配列位置を示してい
る。

【００３７】例えば、図４の（ａ）において、３０２Ｒ
の階調が「１０」であった場合について考える。この１
６階調において階調が「１０」である３０２Ｒを、２５
６階調空間のデータに単純に変換すると、階調の比率に
応じて階調「１０」の１６倍である「１６０」に変換さ
れる。これを図４の（ｂ）に示す２５６階調空間におい
て、３０２Ｒ′とする。これは、２５６階調を表わす８
ビットのうち、下位４ビットのデータが全て「０」に相
当するデータである。

【００３８】尚、図４の（ａ）は１６階調空間であるた
め、階調「１０」の次の階調としては、「１１」が考え
られ、これは図４の（ｂ）に示す２５６階調空間に単純
変換すると、１６倍である「１７６」となる。図４の
（ｂ）においては、上述した「１６０」と「１７６」と
の中間値をとる画素の存在も可能であるため、画素３０
２Ｒ′として取りうる範囲Ａは、実に１５階調の範囲と
なる。

【００３９】次に、図４の（ｂ）において、３０２Ｒ′
の前後にサンプリングされた３０１Ｒ，３０３Ｒについ
て考える。この３０１Ｒ，３０３Ｒは図３に示すように
８ビットデータである。本実施例では、これら前後の８
ビットデータの平均値を求め、前述した３０２Ｒ′の取
り得る階調の範囲が「１５」であることから、８ビット
データの平均値の下位４ビットを、８ビットに拡張され
た４ビットデータの下位４ビットにマスク（ビットＯ
Ｒ）することにより、８ビットデータの復元が行われ
る。このようにして復元された８ビットデータが、図４
の（ｂ）に示す３０２Ｒ″である。この復元を行う方法
を、以下の式に示す。

【００４０】３０２Ｒ″＝（３０２Ｒ＜＜４）｜
（（（３０１Ｒ＋３０３Ｒ）／２）＆０ｘ０Ｆ）尚、上式において、Ｍ＜＜ＮによりＭをＮビット左シフ
トすることを示す。

【００４１】即ち、低階調データを挟む２つの高階調デ
ータの変化率と等しくなるように、低階調データを高階
調に変換する。これにより、低階調データが変換される
高階調内で対応し得る幅を考慮した変換が可能となる。

【００４２】以上の変換方法を更に具体的に説明する
と、例えば３０２Ｒが「１０」、３０１Ｒが「１５
０」，３０３Ｒが「２００」である場合について考える
と、３０２Ｒ″の値は「１７５」となる。

【００４３】以上説明したような変換を、低階調の４ビ
ットデータの全てに施すことにより、全データを８ビッ
トの高階調に復元することが可能である。

【００４４】以上説明したように本実施例によれば、各
画素毎に低階調と高階調とを交互にサンプリングするこ
とにより、少ないメモリ容量で画像データを取り込むこ
とができ、また、該画像データを元画像と同等に高解像
度に復元することも可能となる。

【００４５】＜第２実施例＞以下、本発明に係る第２実
施例について説明する。

【００４６】第２実施例における画像処理装置の構成
は、上述した第１実施例に示した図１と同様であるた
め、説明を省略する。但し、第２実施例では階調制御回
路１１１Ｒ，１１１Ｂにおいて、Ｒデータ，Ｂデータの
低階調／高階調の入力タイミングを第１実施例とは異な
らせたことを特徴とする。第２実施例において、階調数
を変えてサンプリングされた画像データの例を図５に示
す。図５において上段はＲ成分、中段はＧ成分、下段は
Ｂ成分を示し、白丸で示される画素は８ビット（２５６
階調）でサンプリングされた画素の濃度を示す各色毎の
データであり、黒丸で示される画素は４ビット（１６階
調）でサンプリングされた画素の濃度を示す各色毎のデ
ータである。図５においては、ＲデータとＢデータとで
は、それぞれ低階調データと高階調データのサンプリン
グ位置が逆になっていることがわかる。即ち、第２実施
例においては上述した第１実施例とは異なり、１画素当
りの入力データ量は一定で、Ｒ，Ｇ，Ｂ合計で２０ビッ
トとなる。

【００４７】第２実施例においては、上述した図５に示
すようにサンプリングされるが、以下、第２実施例にお
いて全画像データを高解像（８ビット）データに復元す
る方法について説明する。

【００４８】第２実施例におけるデータ復元方法は、上
述した第１実施例とは異なり、前後にサンプリングされ
た高階調データのみでなく、輝度成分が多く含まれるＧ
データも使用することにより、Ｒデータ及びＢデータを
復元することを特徴とする。

【００４９】以下、復元対象データとして図５に示す５
０２Ｒに注目し、図６を参照して第２実施例における復
元方法について説明する。

【００５０】図６の（ｂ）に示す５０２Ｒ′は、上述し
た第１実施例と同様に、図５に示す４ビットデータ５０
２Ｒを８ビットデータに単純に変換したものである。図
６の（ａ）には、図５におけるＧデータを示す。５０２
Ｇは、５０２Ｒの対応する画素のＧ成分を示すデータで
あり、該５０２Ｇの前後にサンプリングされたデータが
５０１Ｇ，５０３Ｇである。

【００５１】ここで、５０１Ｇの値が「１００」，５０
２Ｇの値が「１１５」，５０３Ｇの値が「１５０」であ
る場合について考える。この場合、５０２Ｇはその前後
にサンプリングされたデータ（５０１Ｇ，５０３Ｇ）の
平均値である「１２５」よりも約８％マイナス方向に移
動した位置にあることがわかる。ここで、このマイナス
８％を、輝度差分とする。第２実施例においてはこの輝
度差分を利用して、図６の（ｂ）に示すようにしてＲデ
ータを生成する。

【００５２】５０２Ｇと同じ画素を形成する復元対象デ
ータ５０２Ｒ′について、その前後にサンプリングされ
たデータは、５０１Ｇ，５０３Ｇと同じ画素を形成する
５０１Ｒ，５０３Ｒである。まず、Ｇデータと同様に５
０１Ｒと５０３Ｒとの平均値をもとめる。ここで、５０
１Ｒの値が「１５０」，５０３Ｒの値が「２００」であ
る場合について考えると、その平均値は「１７５」とな
る。そして、該平均値に、輝度差分であるマイナス８％
を適用する。即ち、平均値は「１７５」をマイナス８％
した「１６１」となる。以降、輝度差分を適用して得ら
れたデータをＧ差分データと称する。そして、得られた
Ｇ差分データと、単純変換した５０２Ｒ′とを比較し、
Ｇ差分データが５０２Ｒ′以上であり、かつ、第２実施
例においては高階調データと低階調データとの階調の差
分は４ビットであるため、Ｇ差分データと５０２Ｒ′と
の差が「０」から「１５」の範囲内にある場合には、Ｇ
差分データをそのまま５０２Ｒ″として復元する（パタ
ーン１）。

【００５３】一方、Ｇ差分データが５０２Ｒ′より小さ
ければ５０２Ｒ″は５０２Ｒ′となる（パターン２）。

【００５４】また、Ｇ差分データが５０２Ｒ′より大き
く、かつ、Ｇ差分データと、単純変換した５０２Ｒ′と
の差が「１５」以上である場合には、５０２Ｒ″は５０
２Ｒ′に高階調データと低階調データとの階調の差分を
示す４ビットデータの最大値「１５」を加算した値とな
る（パターン３）。

【００５５】以上説明した第２実施例における８ビット
データの復元方法を、以下の式に示す。輝度差分をα，
Ｇ差分データをβとすると、 α＝５０２Ｇ／（（５０１Ｇ＋５０３Ｇ）／２） β＝（（６０１Ｒ＋６０３Ｒ）／２）×α ・パターン１：５０２Ｒ′＜＝β＜＝５０２Ｒ′＋１５
の場合、５０２Ｒ″＝β ・パターン２：５０２Ｒ′＞β の場合、５０２Ｒ″＝５０２Ｒ′ ・パターン３：５０２Ｒ′＋１５＜β の場合、５０２Ｒ″＝５０２Ｒ′＋１５以上説明したような変換を低階調の４ビットデータの全
てに施すことにより、第２実施例においても全データを
８ビットの高階調に復元することが可能である。

【００５６】以上説明したように第２実施例によって
も、上述した第１実施例と同様に、少ないメモリ容量で
画像データを取り込むことができ、該画像データを元画
像と同等に高解像度に復元することも可能となる。

【００５７】＜第３実施例＞以下、本発明に係る第３実
施例について説明する。

【００５８】第３実施例における画像処理装置の構成
は、上述した第１実施例に示した図１と同様であるた
め、説明を省略する。但し、第３実施例においては、上
述した第１実施例とはＡ／Ｄコンバータ１０２Ｒ，１０
２Ｇ，１０２Ｂ毎に変換する階調数が異なることを特徴
とする。即ち、上述した第１実施例においては８ビット
で示される２５６階調データに変換する例について説明
したが、第３実施例においては６ビット６４階調に変換
する例について説明する。

【００５９】階調制御回路１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１
Ｂは、上述した第２実施例と同様に、Ｇデータを全て高
階調（６ビット）として入力し、Ｒ，Ｂデータについて
は１画素おきに高階調（６ビット）データと低階調（４
ビット）データとして入力されるように制御する。ま
た、Ｒデータが高階調（６ビット）の場合にはＢデータ
は低階調（４ビット）になるように設定する。従って、
第３実施例においてサンプリングされて入力される画像
データは、上述した第１及び第２実施例とは異なり、各
画素毎に１６ビット、即ち２バイトで構成されている。

【００６０】第３実施例において、サンプリングされて
入力された画像データの例を図７に示す。図７において
上段はＲ成分、中段はＧ成分、下段はＢ成分を示し、白
丸で示される画素は６ビット（６４階調）の高階調でサ
ンプリングされた画素の濃度を示す各色毎のデータであ
り、黒丸で示される画素は４ビット（１６階調）の低階
調でサンプリングされた画素の濃度を示す各色毎のデー
タである。図７によれば、ＲデータとＢデータとでは、
それぞれ低階調データと高階調データのサンプリング位
置が逆になっていることがわかる。

【００６１】第３実施例においては、上述した図７に示
すようにサンプリングされるが、以下、第３実施例にお
いて全画像データを高解像（６ビット）データに復元す
る方法について説明する。

【００６２】以下、復元対象データとして図７に示す７
０２Ｒに注目し、図８を参照して第３実施例における復
元方法について説明する。

【００６３】図８において、７０２Ｒ′は４ビットの低
階調データである７０２Ｒに、不足階調分のビットを有
効データの下位データとして「０」を付加したものであ
る。即ち、上述した第１又は第２実施例と同様に、６ビ
ットデータに単純変換したものである。また、７０１
Ｒ，７０３Ｒは復元対象の７０２Ｒの前後にサンプリン
グされた６ビットの高階調データである。そして、第３
実施例においても復元対象である７０２Ｒの前後にサン
プリングされた高階調データ７０１Ｒと７０３Ｒの平均
値を求める。この平均値を、以降Ｃデータとする。

【００６４】ここで、７０１Ｒの値が「２０」，７０３
Ｒの値が「６０」である場合について考えると、Ｃデー
タの値は「４０」となる。そして、Ｃデータが７０２
Ｒ′以上であり、かつ、第３実施例の高階調データと低
階調データとの階調の差分は２ビットであるため、この
Ｃデータと７０２Ｒ′との差が「０」から「３」の範囲
内にある場合（パターン１）には、Ｃデータをそのまま
７０２″として復元する。

【００６５】一方、Ｃデータが７０２Ｒ′より小さい場
合（パターン２）には、７０２Ｒ″は７０２Ｒ′とな
り、逆にＣデータが７０２Ｒ′より大きく、かつ、Ｃデ
ータと７０２Ｒ′との差が「３」以上である場合（パタ
ーン３）には、７０２Ｒ″は７０２Ｒ′に高階調データ
と低階調データとの階調の差分である２ビットデータの
最大値「３」を加算した値になる。

【００６６】以上説明した第３実施例における６ビット
データの復元方法を、以下の式に示す。Ｃデータの値を
Ｃとすると、Ｃ＝（（７０１Ｒ＋７０３Ｒ）／２）・パターン１：７０２Ｒ′＜＝Ｃ＜＝７０２Ｒ′＋３
の場合、７０２Ｒ″＝Ｃ・パターン２：７０２Ｒ′＞Ｃの場合、７０２Ｒ″＝７０２Ｒ′ ・パターン３：７０２Ｒ′＋３＜Ｃの場合７０２Ｒ″＝７０２Ｒ′＋３以上の変換に従えば、上述の例において７０２Ｒ′が
「２８」であった場合、Ｃデータは「４０」であるか
ら、パターン３に従って７０２Ｒ″は「３１」となる。

【００６７】尚、第３実施例では高階調データを６ビッ
トデータとして取り扱っているが、図１に示すイメージ
プロセッサ１０５の性能によっては、８ビットへのビッ
ト拡張が必要になる場合が想定される。この場合、単純
に２ビット分「０」を付加するのではなく、２ビットの
中間値である「０１」を下位２ビットに付加する。この
場合の８ビットデータへの変換式を、上述したパターン
毎に以下に示す。Ｃデータの値をＣとすると、Ｃ＝（（７０１Ｒ＋７０３Ｒ）／２）・パターン１：７０２Ｒ′＜＝Ｃ＜＝７０２Ｒ′＋３
の場合、７０２Ｒ″＝（Ｃ＜＜２）｜０ｘ０２・パターン２：７０２Ｒ′＞Ｃの場合、７０２Ｒ″＝（７０２Ｒ′＜＜２）｜０ｘ０２・パターン３：７０２Ｒ′＋３＜Ｃの場合７０２Ｒ″＝（（７０２Ｒ′＋３）＜＜２）｜０ｘ０２以上説明したような変換を低階調の４ビットデータの全
てに施すことにより、第３実施例においても全データを
６ビットの高階調に復元することが可能である。また、
６ビットのデータを８ビットに変換することも可能であ
る。

【００６８】以上説明したように第３実施例によって
も、上述した第１実施例と同様に、少ないメモリ容量で
画像データを取り込むことができ、該画像データを元画
像と同等に高解像度に復元することも可能となる。

【００６９】尚、以上説明した第１〜第３実施例におい
ては、高階調データを８ビット又は６ビット、低階調デ
ータを４ビットとして説明を行ったが、この階調数は高
階調データが２ビット以上、低階調データが１ビット以
上であれば、いかなるビット数であっても同様の効果が
得られる。

【００７０】また、上述した各実施例において、メモリ
に格納した複数階調の画像データを高階調に復元する方
法について説明したが、本発明はこの例に限定されるも
のではない。例えば、注目画素を挟む２画素の平均値に
基づいて、変換値を決定するのみでなく、中央値を参照
することも可能であり、また、他の統計量を用いて決定
することも考えられる。また、Ｇ成分を参照して、Ｒ，
Ｂ成分の変換値を決定する例について説明したが、例え
ば、Ｇ成分の平均変化とＢ成分の平均変化とに基づい
て、Ｒ成分の変換値を決定するようにしてもよい。

【００７１】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
Ｒ，Ｂデータをメモリに格納する際に、その階調を高階
調、低階調交互に入力し、Ｇデータは全て高階調で格納
することにより、メモリに格納するデータを減少させる
ことができる。従って、メモリ容量が少なくて良く、製
品コストの低減が計れる。また、格納した画像を復元す
る際にも、より元画に近い画質を再現できる。

【００７３】従って本発明によれば低価格な画像メモリ
を構成することができるため、低価格の複写機や、ビデ
オプリンタ等の画像処理装置を提供することができる。

【００７４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例における画像処理装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例における画像データを説明するための
図である。

【図３】本実施例における復元対象データを説明するた
めの図である。

【図４】本実施例における画像データ復元方法を説明す
るための図である。

【図５】本発明に係る第２実施例における復元対象デー
タを説明するための図である。

【図６】第２実施例における画像データ復元方法を説明
するための図である。

【図７】本発明に係る第３実施例における復元対象デー
タを説明するための図である。

【図８】第３実施例における画像データ復元方法を説明
するための図である。

【符号の説明】

１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ入力部１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２ＢＡ／Ｄコンバータ１０３Ｒ，１０３Ｇ，１０３Ｂメモリ１０４アドレス発生回路１０５イメージプロセッサ１０６出力Ｉ／Ｆ回路１０７，１０８，１０９バス１１０サンプリング信号発生回路１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂ階調制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アナログ映像信号をデジタル信号に変換
して画像処理を行う画像処理装置であって、前記アナログ映像信号を所定の階調のデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタル信号を複
数の階調に変換する複数階調変換手段と、前記階調変換手段により変換された複数の階調のデジタ
ル信号を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された複数の階調のデジタル信号を
より高階調に変換する高階調変換手段と、を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記複数階調変換手段は、前記デジタル
信号を１画素おきに異なる階調に変換することを特徴と
する請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】前記デジタル信号はＲＧＢ信号であり、前記複数階調変換手段は、前記デジタル信号のＲ成分と
Ｂ成分について１画素おきに異なる階調に変換すること
を特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】前記複数階調手段は、前記デジタル信号
を各画素の色成分毎に異なる階調に変換することを特徴
とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項５】前記デジタル信号はＲＧＢ信号であり、前記複数階調変換手段は、前記デジタル信号の各画素毎
にＲ成分とＢ成分とで異なる階調に変換することを特徴
とする請求項４記載の画像処理装置。
【請求項６】前記デジタル信号はＲＧＢ信号であり、前記複数階調変換手段は、前記デジタル信号のＧ成分を
第１の階調に変換し、Ｒ成分とＢ成分を１画素おきに前
記第１の階調と該第１の階調より低い第２の階調に変換
することを特徴とする請求項４記載の画像処理装置。
【請求項７】前記複数階調変換手段は、前記デジタル
信号の各画素毎にＲ成分とＢ成分とで異なる階調に変換
することを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】前記第１の階調は少なくとも４階調であ
り、前記第２の階調は少なくとも２階調であることを特徴と
する請求項６記載の画像処理装置。
【請求項９】前記高階調変換手段は、前記高階調以外
の階調のデジタル信号を、該信号を挟む高階調データの
変化率に等しくなるように高階調に変換することを特徴
とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１０】前記高階調変換手段は、前記高階調以
外の階調のデジタル信号を、該信号を挟む高階調データ
の平均に基づいて高階調に変換することを特徴とする請
求項９記載の画像処理装置。
【請求項１１】前記高階調変換手段は、前記平均値が所定範囲内であれば前記高階調以外の階調
のデジタル信号を前記平均値に変換し、前記平均値が所定範囲より大きければ前記高階調以外の
階調のデジタル信号を前記所定範囲の最大値に変換し、前記平均値が所定範囲より小さければ前記高階調以外の
階調のデジタル信号を前記所定範囲の最小値に変換する
ことを特徴とする請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１２】前記所定範囲は、前記高階調以外の階
調のデジタル信号に前記高階調との階調比を乗じること
により得られる階調が表現しうる高階調内における階調
範囲であることを特徴とする請求項１１記載の画像処理
装置。
【請求項１３】前記高階調変換手段は、前記第２の階調のデジタル信号の各画素のＲ成分及びＢ
成分について、該画素を挟む画素のＧ成分と該画素のＧ
成分との変化率に基づいた基準値を算出し、前記基準値が所定範囲内であれば前記第２の階調のデジ
タル信号を前記基準値に変換し、前記基準値が所定範囲より大きければ前記第２の階調の
デジタル信号を前記所定範囲の最大値に変換し、前記平均値が所定範囲より小さければ前記第２の階調の
デジタル信号を前記所定範囲の最小値に変換することを
特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項１４】前記所定範囲は、前記第２の階調のデ
ジタル信号に前記第１の階調との階調比を乗じることに
より得られる階調が表現しうる前記第１の階調内の階調
範囲であることを特徴とする請求項１３記載の画像処理
装置。
【請求項１５】アナログ映像信号をデジタル信号に変
換して画像処理を行う画像処理装置における画像処理方
法であって、前記アナログ映像信号を所定の階調のデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換工程と、前記Ａ／Ｄ変換工程により変換されたデジタル信号を複
数の階調に変換する複数階調変換工程と、前記階調変換工程により変換された複数の階調のデジタ
ル信号を保持する保持工程と、前記保持工程に保持された複数の階調のデジタル信号を
より高階調に変換する高階調変換工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１６】前記複数階調変換工程は、前記デジタ
ル信号を１画素おきに異なる階調に変換することを特徴
とする請求項１５記載の画像処理方法。
【請求項１７】前記デジタル信号はＲＧＢ信号であ
り、前記複数階調変換工程は、前記デジタル信号のＲ成分と
Ｂ成分について１画素おきに異なる階調に変換すること
を特徴とする請求項１６記載の画像処理方法。
【請求項１８】前記複数階調工程は、前記デジタル信
号を各画素の色成分毎に異なる階調に変換することを特
徴とする請求項１６記載の画像処理方法。
【請求項１９】前記デジタル信号はＲＧＢ信号であ
り、前記複数階調変換工程は、前記デジタル信号の各画素毎
にＲ成分とＢ成分とで異なる階調に変換することを特徴
とする請求項１８記載の画像処理方法。
【請求項２０】前記デジタル信号はＲＧＢ信号であ
り、前記複数階調変換工程は、前記デジタル信号のＧ成分を
第１の階調に変換し、Ｒ成分とＢ成分を１画素おきに前
記第１の階調と該第１の階調より低い第２の階調に変換
することを特徴とする請求項１８記載の画像処理方法。
【請求項２１】前記複数階調変換工程は、前記デジタ
ル信号の各画素毎にＲ成分とＢ成分とで異なる階調に変
換することを特徴とする請求項２０記載の画像処理方
法。
【請求項２２】前記第１の階調は少なくとも４階調で
あり、前記第２の階調は少なくとも２階調であることを特徴と
する請求項２０記載の画像処理方法。
【請求項２３】前記高階調変換工程は、前記高階調以
外の階調のデジタル信号を、該信号を挟む高階調データ
の変化率に等しくなるように高階調に変換することを特
徴とする請求項１５記載の画像処理方法。
【請求項２４】前記高階調変換工程は、前記高階調以
外の階調のデジタル信号を、該信号を挟む高階調データ
の平均に基づいて高階調に変換することを特徴とする請
求項２３記載の画像処理方法。
【請求項２５】前記高階調変換工程は、前記平均値が所定範囲内であれば前記高階調以外の階調
のデジタル信号を前記平均値に変換し、前記平均値が所定範囲より大きければ前記高階調以外の
階調のデジタル信号を前記所定範囲の最大値に変換し、前記平均値が所定範囲より小さければ前記高階調以外の
階調のデジタル信号を前記所定範囲の最小値に変換する
ことを特徴とする請求項２４記載の画像処理方法。
【請求項２６】前記所定範囲は、前記高階調以外の階
調のデジタル信号に前記高階調との階調比を乗じること
により得られる階調が表現しうる高階調内における階調
範囲であることを特徴とする請求項２５記載の画像処理
方法。
【請求項２７】前記高階調変換工程は、前記第２の階調のデジタル信号の各画素のＲ成分及びＢ
成分について、該画素を挟む画素のＧ成分と該画素のＧ
成分との変化率に基づいた基準値を算出し、前記基準値が所定範囲内であれば前記第２の階調のデジ
タル信号を前記基準値に変換し、前記基準値が所定範囲より大きければ前記第２の階調の
デジタル信号を前記所定範囲の最大値に変換し、前記平均値が所定範囲より小さければ前記第２の階調の
デジタル信号を前記所定範囲の最小値に変換することを
特徴とする請求項２０記載の画像処理方法。
【請求項２８】前記所定範囲は、前記第２の階調のデ
ジタル信号に前記第１の階調との階調比を乗じることに
より得られる階調が表現しうる前記第１の階調内の階調
範囲であることを特徴とする請求項２７記載の画像処理
方法。