JPH088638B2

JPH088638B2 - 画像処理方式

Info

Publication number: JPH088638B2
Application number: JP61214852A
Authority: JP
Inventors: 博上野; 知夫荒木
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1986-09-11
Filing date: 1986-09-11
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPS6369376A

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タ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。

ここで、入力画像の網点の周期をTa、ディザマトリク
スの周期をTdとすると、発生するモアレの周期Tmは下記
（１）式のようになる。

Tm＝1/|1/Ta−1/Td| …（１）前記（１）式で周期TaとTdとが接近していると、周期Tm
の値が大きくなり、顕著なモアレとして知覚される。

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、米国特許4194221号明細書
および特開昭60-130265号公報（以下、それぞれ従来例
1,2および３と称す。）に開示されているものがある。

即ち、従来例１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、従来例２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り、さら
にまた、従来例３は読取った画像を（Ｍ×Ｎ）のブロッ
クに分割し、ブロック毎に平均濃度を求め、隣接するブ
ロック間の平均濃度の差から文字部分と写真部分とを判
別し、各々の領域を別々の２値化処理で行なう方式であ
った。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら従来例１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、従来例２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調波とを一種類のロ
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
いう問題点があり、さらにまた、従来例３では写真部分
のエッジ部等も検出でき、エッジ部分の処理を切替えら
れるため、そのぼけを少なくすることができるが、固定
サイズのブロックで平均濃度を検出しているので、ブロ
ックサイズよりも周期の長い網点画像では、該ブロック
サイズと網点のモアレの周期との関係により、エッジ部
が充分に検出できなくなる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
もどのような入力画像に対して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、前記区間の画
信号の濃度の平均値（平均濃度）を演算する手段と、隣
接する区間の平均濃度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前記区間長の差の
絶対値が第２の所定の範囲にあり且つ前記平均濃度の差
の絶対値が第３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
の範囲にないか又は前記平均濃度の差の絶対値が第３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
１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、また、隣接する区間長の
差の絶対値が順次演算され、さらに各区間内の平均濃度
が演算され、隣接する区間同士の間の平均濃度の差の絶
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、さらに前記平均濃度の差の絶対値が第３
の所定の範囲にあるか否かにより、エッジ部が含まれて
いるか否かが判定され、検出すべき周期であって周期性
を有し且つエッジ部を有しない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
およびエッジ部が含まれているか否かが判定され、入力
画像が周期性を有し且つエッジ部を含んでいなければ区
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い又はエ
ッジ部を含んでい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204）、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104に転送される（ステップ205）。前記ステップ202
〜205の処理は１画像分、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も含まれている。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（２）式により求められる。

Ｃ′（ｉ）＝Ｃ（ｉ）/2 ＋｛Ｃ（ｉ＋１）＋Ｃ（ｉ−１）｝/4 ……
（２）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
る画素信号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（３）式より求め（ステップ30
2）、Ｄ（ｉ）＝Ｃ′（ｉ＋１）−Ｃ′（ｉ） ……（３）この差分の符号が正から負に変わる（極小値の場合は、
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,
703,707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、次のステップでの平均濃度の差
（平均濃度差）の演算が充分に行えなくなるので、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70
4）。

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
を右方向に進んだ際、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（４）
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305,312）。

ｌ（ｉ）＜TH1 ……（４）前記（４）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（５）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）｜ ……（５）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（６）式に満さない場合は第２の
符号を区間内の各画素に付与する（ステップ307,31
2）。

Δｌ（ｉ）≦TH2 ……（６）前記（６）式を満す場合には、区間の平均濃度Ａ
（ｉ）を下記（７）式から求める（ステップ308）。

次に前記区間の平均濃度Ａ（ｉ）とその直前の区間の
平均濃度Ａ（ｉ−１）との差（平均濃度差）の絶対値Δ
Ａ（ｉ）を下記（８）式より求める（ステップ309）。

ΔＡ（ｉ）＝|A（ｉ）−Ａ（ｉ−１）｜ ……（８）前記平均濃度差ΔＡ（ｉ）が予め設定した閾値TH3に
対して下記（９）式を満さない場合には、第２の符号を
区間の各画素に付与する（ステップ310,312）。

ΔＡ（ｉ）＜TH3 ……（９）前記（９）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311）。

前記ステップ301〜311又は312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313）。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314）。

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TH4（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（10）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
315,317）、（10）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316）、ディザ処理
する（ステップ317）。

Ｓ（ｉ）/B（ｉ）＞TH4 ……（10）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。さらにステップ310の判定はエッジの検出の判定を
行なっている。

前記各閾値TH1〜TH4は、入力画像を画素密度16画素/m
m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＝20 TH4＝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並びに平均濃度の差の
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、特にエッジ部を正確に検出できずに処理後の
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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｆ 15/68 ３２０Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記区間の画信号の濃度の平均値（平均濃度）を演算す
る手段と、隣接する区間の平均濃度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前記区間長の差の
絶対値が第２の所定の範囲にあり且つ前記平均濃度の差
の絶対値が第３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
の範囲にないか又は前記平均濃度の差の絶対値が第３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１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。
【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。
【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。
【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。