JPH09205558A - Image processor - Google Patents

Image processor

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JPH09205558A
JPH09205558A JP8012329A JP1232996A JPH09205558A JP H09205558 A JPH09205558 A JP H09205558A JP 8012329 A JP8012329 A JP 8012329A JP 1232996 A JP1232996 A JP 1232996A JP H09205558 A JPH09205558 A JP H09205558A
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image
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section
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Takashi Nagao
隆 長尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently eliminate a pseudo medium tone pattern and to excellently restore gradation while suppressing a fogged image in the case of estimating original gradation information from image data subjected to limited gradation. SOLUTION: Image data are received by an image input section 1 and stored in an image storage section 2. A feature value computing section 11 reads an image of a prescribed area including an attentional picture element from the image storage section 2 and calculates its featured value for each picture element in the vicinity areas set around the picture element of interest. A weight setting section 12 sets a weight of each picture element based on the featured value obtained by the featured value arithmetic section 11. A mean value calculation section 13 conducts arithmetic mean processing based on the weight and each picture element set by a weight setting section 12 to obtain a decoded value of the picture element of interest. The obtained decoded value is fed sequentially to an image output section 3, from which the value is outputted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル化された
画像を処理する画像処理装置に関するものであり、特に
限定階調処理された画像から元の階調情報を推定して画
像を復元する画像処理装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus for processing a digitized image, and in particular, an image for restoring original image by estimating original tone information from the image subjected to limited tone processing. The present invention relates to a processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】デジタル中間調画像を蓄積/伝送する際
に、記憶装置の容量や伝送時間を削減するため、256
値などの多階調で表現された画像を、例えば、ディザ法
や誤差拡散法などの擬似中間調処理で2値や4値などの
少ない階調数に変換する場合がある。しかし、このよう
な擬似中間調画像は、拡大や縮小処理を行なうとモアレ
と呼ばれる原画に無いパターンを生じることがある。ま
た、出力時に多値記録可能な出力装置を用いる場合、そ
の出力装置の性能を生かせないなどの問題もある。そこ
で、これらの問題を解決する手段の1つとして、擬似中
間調画像から元の階調情報を復元する方法が研究されて
いる。
In order to reduce the capacity of the storage device and the transmission time when storing / transmitting a digital halftone image, 256
An image expressed in multiple gradations such as values may be converted into a small number of gradations such as binary or quaternary by a pseudo halftone process such as a dither method or an error diffusion method. However, such a pseudo-halftone image may generate a pattern called moire, which is not included in the original image, when the image is enlarged or reduced. Further, when using an output device capable of multi-value recording at the time of output, there is a problem that the performance of the output device cannot be utilized. Therefore, as one of means for solving these problems, a method of restoring the original gradation information from the pseudo halftone image has been studied.

【0003】従来、限定階調処理された画像から原画像
を復元する方法としては、例えば、特公平5−1146
5号公報などに記載されているように、固定サイズの開
口を用いて画像を平滑化するのが最も一般的である。し
かし、このような方法では、開口が大きいとエッジなど
の濃度変化のある部分までもが一様に平滑化されて、画
像がぼけてしまう。また、開口を小さくすると擬似中間
調パターンが残ったり、復元後の階調数が不十分とな
る。例えば、2値画像を3x3の大きさの開口で処理し
ても、たかだか10値にしか復元できない。
Conventionally, as a method for restoring an original image from an image subjected to limited gradation processing, for example, Japanese Patent Publication No. 5-1146.
As described in Japanese Patent Publication No. 5 and the like, it is most common to smooth an image by using a fixed size aperture. However, in such a method, if the opening is large, even an area where density changes, such as an edge, is uniformly smoothed, and the image is blurred. Further, if the aperture is made small, a pseudo halftone pattern remains, or the number of gradations after restoration becomes insufficient. For example, even if a binary image is processed with an opening having a size of 3 × 3, it can be restored to at most 10 values.

【0004】そこで、特公平6−24006号公報、特
公平4−31466号公報、特開平2−76370号公
報等に記載されているように、複数の開口を用意してさ
まざまな条件で開口を選択する方法や、電子情報通信学
会技術研究報告,IE93−13,「擬似中間調画像か
らの中間調画像推定」等に記載されているように、近傍
領域の平均値から回帰直線を求めて復元する方法などが
提案されている。
Therefore, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-24006, Japanese Patent Publication No. 4-31466, Japanese Patent Publication No. 2-76370, etc., a plurality of apertures are prepared and the apertures are opened under various conditions. As described in the selection method, IEICE Technical Research Report, IE93-13, “Estimation of Halftone Image from Pseudo Halftone Image”, etc., a regression line is obtained from the average value of the neighborhood area and restored. The method of doing is proposed.

【0005】しかしながら、複数の開口を選択する方法
では、エッジや擬似中間調パターンの揺らぎなどで小さ
な開口が選択されて擬似中間調パターンが除去されなか
ったり、複数開口の切り替わり部分で画質が急激に変化
することにより、画像が不自然になる場合がある。さら
に、基本的には開口による平滑化であるため、復元後の
階調数が十分に取れないという問題もある。また、回帰
直線を用いる方法は、直線による推定であるため急激な
濃度変化に追従しにくく、また注目画素の周囲8または
4方向の回帰直線から別々に復元値を求めて平均を取る
ため、その平均化によりぼけを生じてしまう場合があっ
た。
However, in the method of selecting a plurality of apertures, a small aperture is not selected and the pseudo-halftone pattern is not removed due to an edge or fluctuation of the pseudo-halftone pattern, or the image quality is abruptly changed at the switching portion of the plurality of apertures. Due to the change, the image may become unnatural. Further, since the smoothing is basically performed by the opening, there is a problem that the number of gradations after restoration cannot be sufficiently obtained. Further, the method using the regression line is an estimation by a straight line, so that it is difficult to follow a sharp change in density, and the reconstructed values are separately obtained from the regression lines in the 8 or 4 directions around the pixel of interest, and the average is taken. Blurring may occur due to averaging.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した既
存方式の問題に鑑みてなされたもので、限定階調化され
た画像データから元の階調情報を推定する際に、擬似中
間調パターンを十分に除去することができ、かつ画像の
ぼけを抑えた良好な階調の復元が可能な画像処理装置を
提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the existing method, and when estimating the original gradation information from the limited gradation-converted image data, the pseudo halftone is used. An object of the present invention is to provide an image processing device capable of sufficiently removing a pattern and capable of restoring good gradation while suppressing blurring of an image.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、画像処理装置において、入力画像中の各画素の特徴
量を求める特徴量演算手段と、該特徴量演算手段で求め
られた特徴量に基づき注目画素とその近傍画素に対する
加重値を求める加重値設定手段と、前記注目画素ならび
にその近傍画素に対応した画素値と加重値とから加重平
均値を求める平均値計算手段を備え、与えられた画像中
の各画素を注目画素として前記特徴量演算手段、前記加
重値設定手段および前記平均値計算手段により階調復元
処理を行なうことを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, in an image processing apparatus, a characteristic amount calculating means for obtaining a characteristic amount of each pixel in an input image, and a characteristic obtained by the characteristic amount calculating means. Weighted value setting means for obtaining a weighted value for the pixel of interest and its neighboring pixels based on the amount, and mean value calculation means for obtaining a weighted average value from the pixel values and weighted values corresponding to the pixel of interest and its neighboring pixels It is characterized in that each pixel in the obtained image is used as a pixel of interest, and gradation restoration processing is performed by the feature amount calculation means, the weight value setting means, and the average value calculation means.

【0008】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の画像処理装置において、前記加重値設定手段は、各近
傍画素と注目画素との相対位置に応じて予め定められた
閾値に基づいて、前記特徴量演算手段により求められた
注目画素と近傍画素の特徴量の差と該閾値との比較結果
に基づいて加重値を求めることを特徴とするものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, the weight value setting means is based on a threshold value determined in advance according to the relative position between each neighboring pixel and the target pixel. Then, the weight value is obtained based on the comparison result of the feature amount difference between the target pixel and the neighboring pixel obtained by the feature amount calculating means and the threshold value.

【0009】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の画像処理装置において、前記加重値設定手段は、各近
傍画素と注目画素との相対位置に応じて予め定められた
値と、前記特徴量演算手段により求められた各近傍画素
の特徴量とを用いた演算により各画素の加重値を求める
ことを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, the weight value setting means has a value predetermined according to the relative position between each neighboring pixel and the target pixel, It is characterized in that the weighted value of each pixel is obtained by an operation using the feature amount of each neighboring pixel obtained by the feature amount calculating means.

【0010】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の画像処理装置において、前記特徴量演算手段は、前記
入力画像の2次微分値ないしは2次微分値を平滑化した
値を元に出力値を生成することを特徴とするものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, the feature amount computing means is based on a second derivative value of the input image or a value obtained by smoothing the second derivative value. It is characterized in that an output value is generated in.

【0011】請求項5に記載の発明は、請求項1に記載
の画像処理装置において、前記特徴量演算手段は、前記
入力画像の1次微分値ないしは1次微分値を平滑化した
値を元に出力値を生成することを特徴とするものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, the feature amount computing means is based on a first derivative value of the input image or a value obtained by smoothing the first derivative value. It is characterized in that an output value is generated in.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の画像処理装置の
実施の一形態を示すブロック図である。図中、1は画像
入力部、2は画像記憶部、3は画像出力部、4は階調復
元処理部、5は制御部、11は特徴量演算部、12は加
重値設定部、13は平均値計算部である。画像入力部1
は、伝送または蓄積された画像データを入力する。入力
される画像データは、限定階調により表現された画像で
ある。画像記憶部2は、画像入力部1から入力された画
像データを記憶する。画像出力部3は、処理結果を出力
する。階調復元処理部4は、階調復元処理を行なう。制
御部5は、各部を制御する。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is an image input unit, 2 is an image storage unit, 3 is an image output unit, 4 is a gradation restoration processing unit, 5 is a control unit, 11 is a feature amount calculation unit, 12 is a weight value setting unit, and 13 is This is an average value calculation unit. Image input unit 1
Inputs the transmitted or accumulated image data. The input image data is an image represented by limited gradation. The image storage unit 2 stores the image data input from the image input unit 1. The image output unit 3 outputs a processing result. The gradation restoration processing unit 4 performs gradation restoration processing. The control unit 5 controls each unit.

【0013】階調復元処理部4は、特徴量演算部11と
加重値設定部12と平均値計算部13を有する。特徴量
演算部11は、注目画素とその近傍画素の特徴量を計算
する。加重値設定部12は、特徴量演算部11で計算さ
れた画素ごとの特徴量に基づき、注目画素と各近傍画素
の加重値を設定する。平均値計算部13は、注目画素と
近傍画素の画素値と、加重値設定部12で設定された各
画素に対応する加重値に基づき、加重平均化処理を行な
って注目画素の復元値を求める。
The tone restoration processing unit 4 has a feature amount calculation unit 11, a weight value setting unit 12, and an average value calculation unit 13. The feature amount calculation unit 11 calculates the feature amounts of the pixel of interest and its neighboring pixels. The weight value setting unit 12 sets the weight value of the target pixel and each neighboring pixel based on the feature amount of each pixel calculated by the feature amount calculation unit 11. The average value calculation unit 13 performs a weighted averaging process on the basis of the pixel values of the target pixel and neighboring pixels and the weight values corresponding to each pixel set by the weight value setting unit 12 to obtain the restored value of the target pixel. .

【0014】図1において、限定階調により表現された
画像データは、画像入力部1から入力されて画像記憶部
2に格納され、階調復元処理部4へ読み出される。階調
復元処理部4では、読み出した画像データを特徴量演算
部11に入力し、各画素を順に注目画素として、注目画
素とその周辺の近傍画素の特徴量を計算する。この特徴
量は加重値設定部12に送られ、その値をもとに注目画
素ならびに各近傍画素の加重値が計算される。注目画素
ならびに各近傍画素の画素値と加重値は平均値計算部1
3に送られる。平均値計算部13は、これら複数の画素
値と加重値とから加重平均値を求め、この加重平均値を
注目画素の復元値として出力する。階調復元処理部4で
得られた復元値は、処理された順に画像出力部3へ送ら
れて出力される。
In FIG. 1, image data represented by limited gradation is input from the image input unit 1, stored in the image storage unit 2, and read out to the gradation restoration processing unit 4. In the gradation restoration processing unit 4, the read image data is input to the feature amount calculation unit 11, and each pixel is sequentially set as a target pixel, and the feature amount of the target pixel and its neighboring pixels is calculated. This feature amount is sent to the weight value setting unit 12, and the weight value of the target pixel and each neighboring pixel is calculated based on the value. The pixel value and weight value of the pixel of interest and each neighboring pixel are calculated by the average value calculation unit 1
Sent to 3. The average value calculation unit 13 obtains a weighted average value from the plurality of pixel values and the weighted value, and outputs the weighted average value as the restored value of the pixel of interest. The restoration values obtained by the tone restoration processing unit 4 are sent to the image output unit 3 and output in the order of processing.

【0015】図2は、本発明の画像処理装置の実施の一
形態における階調復元処理部4の処理の流れの一例を示
すフローチャートである。なお、図2では、画像の幅と
高さをW画素×Hラインとし、画像の左上を(0,
0)、右下を(W−1,H−1)とする。S21におい
て、注目画素を入力画像の左上の画素に設定し、階調復
元処理を開始する。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the processing flow of the gradation restoration processing unit 4 in the embodiment of the image processing apparatus of the present invention. In FIG. 2, the width and height of the image are W pixels × H lines, and the upper left of the image is (0,
0) and the lower right is (W-1, H-1). In S21, the target pixel is set to the upper left pixel of the input image, and the gradation restoration process is started.

【0016】S22において、画像記憶部2から特徴量
演算部11に注目画素を中心としたp×q画素分の画像
データを読み込む。読み込みを行なうp×q画素分の画
像データの領域は、注目画素とその周囲の近傍画素を含
む領域を近傍領域とするとき、その近傍領域中の各画素
の特徴量を計算するのに必要な画素を含む十分な大きさ
である必要がある。例えば、近傍領域として注目画素を
中心とした5×5画素を用い、特徴量として後述する図
4(A)に示す9×9画素の開口による2次微分値を使
用する場合には、p=q=13となる。特徴量演算部1
1では、近傍領域中の各画素について特徴量を計算して
出力する。
In step S22, the image data of p × q pixels centering on the pixel of interest is read from the image storage unit 2 into the feature amount calculation unit 11. The area of the image data of p × q pixels to be read is necessary for calculating the feature amount of each pixel in the neighboring area when the area including the target pixel and the neighboring pixels around the target pixel is set as the neighboring area. It must be large enough to contain pixels. For example, if 5 × 5 pixels centered on the pixel of interest are used as the neighborhood area and the secondary differential value due to the opening of 9 × 9 pixels shown in FIG. q = 13. Feature calculation unit 1
In 1, the feature amount is calculated and output for each pixel in the neighborhood area.

【0017】S23において、S22で求めた複数個の
特徴量を加重値設定部12に転送し、加重値設定部12
で各画素ごとの加重値を求める。加重値の設定方法につ
いては、後述する。
In S23, the plurality of feature amounts obtained in S22 are transferred to the weight value setting unit 12, and the weight value setting unit 12
The weighted value for each pixel is calculated with. The method of setting the weight value will be described later.

【0018】S24において、S23で求めた各画素ご
との加重値を平均値計算部13に転送し、各画素値と加
重値とから加重平均化演算を行ない、注目画素の復元値
を計算する。そして、S25において、S24で求めた
注目画素の復元値を画像出力部3に送り、多値プリンタ
などに順次出力する。
In step S24, the weighted value for each pixel obtained in step S23 is transferred to the average value calculation unit 13, and a weighted averaging operation is performed from each pixel value and the weighted value to calculate the restored value of the pixel of interest. Then, in S25, the restoration value of the pixel of interest obtained in S24 is sent to the image output unit 3 and sequentially output to a multi-value printer or the like.

【0019】S26において、1ラインの画素について
の処理が終了したか否かを判定し、当該ラインの処理中
である場合には、S27において注目画素を現在の画素
の右の画素に変更し、S22に戻る。もし当該ラインの
処理が終了、すなわち現在の注目画素が最右端ならば、
S28において最終ラインまで処理を行なったか否かを
判定する。最終ラインでない場合には、S29において
1ライン下の最左端の画素を注目画素とし、S22へ戻
る。最終ラインの処理が終了した場合には、階調復元処
理部4の処理を終了する。
In S26, it is determined whether or not the process for one line of pixels has been completed. If the line is being processed, the pixel of interest is changed to the pixel to the right of the current pixel in S27, Return to S22. If the processing of the line is completed, that is, if the current pixel of interest is the rightmost edge,
In S28, it is determined whether the processing has been performed up to the final line. If it is not the final line, the leftmost pixel one line below is taken as the pixel of interest in S29, and the process returns to S22. When the processing of the final line is completed, the processing of the gradation restoration processing unit 4 is completed.

【0020】以下、具体例をもとに本発明の画像処理装
置の実施の一形態における動作の一例を説明する。以下
の説明では2値データを256値に復元する場合を例に
説明を行なうが、入力として3値以上のデータが入力さ
れる場合でも、また、出力データの階調が256値以外
の場合でも同様に処理可能である。
An example of the operation of the embodiment of the image processing apparatus of the present invention will be described below based on a specific example. In the following description, the case where binary data is restored to 256 values will be described as an example. However, even when data of three or more values is input as input, and when the gradation of output data is other than 256 values, It can be processed similarly.

【0021】図3は、近傍領域の一例の説明図である。
図3において、中心の太枠で示されている画素が注目画
素である。ここでは、図3に示す5×5画素領域を近傍
領域として設定する。ここで、5×5画素の近傍領域中
の各画素の画素値をp00〜p44と称することにする。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of the neighborhood area.
In FIG. 3, the pixel indicated by the thick frame at the center is the pixel of interest. Here, the 5 × 5 pixel area shown in FIG. 3 is set as the neighboring area. Here, the pixel values of the respective pixels in the 5 × 5 pixel neighborhood area will be referred to as p 00 to p 44 .

【0022】図4は、特徴量演算の一例の説明図であ
る。図中、太線で囲んだ画素が特徴量を演算する画素で
ある。また、係数値はハッチングを異ならせて示してい
る。特徴量演算部11は、図3に示す5×5画素領域中
の各画素について、その周囲の9×9画素の画素値を用
いて、図4(A)や(B)に示す係数マトリクスを用い
た演算を行なう。図4(A)に示す係数マトリクスを用
いた演算では、注目画素からの距離に従った2次微分処
理を行なうことができる。係数としては、例えば、白抜
きの画素については8、右下がりのハッチングを施した
画素については−1とすることができる。また、図4
(B)に示す係数マトリクスを用いた演算では、縦方
向、横方向の方向別の微分処理を行なうことができる。
係数としては、例えば、右下がりのハッチングを施した
画素を−1、クロスハッチングの画素を2とすることが
できる。ここでは、図4(A)に示すような係数マトリ
クスを用いて2次微分処理を行い、その絶対値をそれぞ
れの画素の特徴量として出力するものとする。ここで、
5×5画素の近傍領域中の各画素の特徴量をk00〜k44
と称することにする。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of the characteristic amount calculation. In the figure, pixels surrounded by thick lines are pixels for calculating the feature amount. The coefficient values are shown with different hatching. The feature amount calculation unit 11 uses the pixel values of the surrounding 9 × 9 pixels for each pixel in the 5 × 5 pixel area shown in FIG. 3 to generate the coefficient matrix shown in FIG. 4 (A) or (B). Perform the calculation used. In the calculation using the coefficient matrix shown in FIG. 4A, it is possible to perform the secondary differential processing according to the distance from the pixel of interest. The coefficient can be set, for example, to 8 for a blank pixel and -1 for a pixel hatched to the lower right. FIG.
In the calculation using the coefficient matrix shown in (B), it is possible to perform the differential processing for each of the vertical and horizontal directions.
As the coefficient, for example, a pixel hatched to the lower right can be −1, and a pixel having cross hatching can be 2. Here, it is assumed that the second-order differential processing is performed using a coefficient matrix as shown in FIG. 4A, and the absolute value thereof is output as the feature amount of each pixel. here,
The feature amount of each pixel in the neighborhood area of 5 × 5 pixels is set to k 00 to k 44.
I will call it.

【0023】図5は、加重値設定部12で使用される閾
値マトリクスならびに加重値マトリクスの一例の説明図
である。特徴量演算部11で求めた25個の特徴量k0
0〜k44は、加重値設定部12に転送される。加重値
設定部12には、例えば、図5(A)に示すような閾値
マトリクスが定義されている。注目画素の特徴量k22
各近傍画素の特徴量kij(i=0〜4,j=0〜4)の
差の絶対値が図5(A)の閾値以下の場合には、図5
(B)に示すマトリクスの当該位置(i,j)の値が加
重値となり、閾値よりも大きい場合には加重値として0
が設定される。ここで、各画素の加重値をw00〜w44
称することにする。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of the threshold value matrix and the weight value matrix used in the weight value setting unit 12. 25 feature quantities k0 calculated by the feature quantity calculation unit 11
0 to k44 are transferred to the weight value setting unit 12. In the weight value setting unit 12, for example, a threshold matrix as shown in FIG. 5 (A) is defined. If the absolute value of the difference between the feature amount k 22 of the pixel of interest and the feature amount k ij (i = 0 to 4, j = 0 to 4) of each neighboring pixel is less than or equal to the threshold value of FIG.
The value at the position (i, j) in the matrix shown in (B) is a weighted value, and when the value is larger than the threshold value, the weighted value is 0.
Is set. Here, the weighted values of each pixel will be referred to as w 00 to w 44 .

【0024】加重値設定部12で求められた25個の加
重値w00〜w44は、平均値計算部13に転送される。平
均値計算部12では、画素値p00〜p44と加重値w00
44から次に示す(1)式により加重平均値を求め、そ
の結果を注目画素の復元値として画像出力部3に出力す
る。 (復元値)=(w00×p00+w01×p01+…+w43×p43+w44×p44)/( w00+w01+…+w43+w44)×(255/25) −(1)
The 25 weight values w 00 to w 44 obtained by the weight value setting unit 12 are transferred to the average value calculation unit 13. In the average value calculation unit 12, the pixel values p 00 to p 44 and the weight values w 00 to
The weighted average value is obtained from w 44 by the following equation (1), and the result is output to the image output unit 3 as the restored value of the pixel of interest. (Reconstruction value) = (w 00 × p 00 + w 01 × p 01 + ... + w 43 × p 43 + w 44 × p 44) / (w 00 + w 01 + ... + w 43 + w 44) × (255/25) - ( 1)

【0025】このようにして注目画素の画素値を復元す
ることによって、注目画素と近傍画素との間で特徴量の
差が少ない場合には、2つの画素は同じ濃度変化領域に
属している可能性が高いと考えられるので、平滑化を行
なうことで滑らかな多値復元ができる。また、特徴量の
差が大きい場合には、2つの画素は異なる濃度変化領域
に属している可能性が高いと考えられるので、その近傍
画素を平滑化に用いないようにすることでエッジが保存
される。このように、各画素の特徴量に応じて近傍の1
画素単位に加重値を制御した平滑化を行なうことで、良
好な復元が実現できる。
By restoring the pixel value of the target pixel in this way, two pixels can belong to the same density change region when the difference in feature amount between the target pixel and neighboring pixels is small. Since it is considered that the property is high, smooth multilevel restoration can be performed by performing smoothing. Further, when the difference between the feature amounts is large, it is considered that the two pixels are likely to belong to different density change regions. Therefore, the neighboring pixels are not used for smoothing to save the edge. To be done. In this way, the neighboring 1
Good restoration can be realized by performing the smoothing in which the weight value is controlled for each pixel.

【0026】なお、この例では図3に示す5×5の近傍
領域を用いて、図4(A)に示す係数マトリクスにより
特徴量を求め、図5(A)に示す閾値と図5(B)に示
す加重値マトリクスを用いて処理を行っているが、同様
の結果をもたらす範囲でこれらを変形した構成を用いる
こともできる。例えば、特徴量を求めるために用いた図
4(A)のフィルタの代わりに図4(B)に示すように
方向別に複数のフィルタを用意し、各フィルタ出力のう
ちから絶対値が最大のものを出力とすることで、図4
(A)のフィルタよりもより細かい特徴量を得ることが
できる。また、2次微分フィルタは雑音に対しての反応
が鋭いため、これを抑えるための平滑化を行って出力と
するなどの変形も考えられる。
In this example, the characteristic amount is obtained by the coefficient matrix shown in FIG. 4A using the 5 × 5 neighborhood area shown in FIG. 3, and the threshold value shown in FIG. Although the processing is performed using the weighted value matrix shown in), it is also possible to use a configuration in which these are modified within a range that produces a similar result. For example, instead of the filter of FIG. 4 (A) used to obtain the feature amount, a plurality of filters are prepared for each direction as shown in FIG. 4 (B), and each filter output has the largest absolute value. Is output as shown in FIG.
It is possible to obtain a finer feature amount than the filter of (A). Further, since the second derivative filter has a sharp reaction to noise, a modification such as smoothing to suppress it and outputting it may be considered.

【0027】また、その他の変形として、この例では特
徴量の差の絶対値が閾値よりも大きい場合には加重値と
して0を設定したが、加重値マトリクスの当該位置の値
の1/2を設定する、または特徴量の差の絶対値に逆比
例した値を加重値マトリクスの当該位置の値に乗じるな
ど、種々の加重値を設定する構成も考えられる。
Further, as another modification, in this example, when the absolute value of the difference between the feature amounts is larger than the threshold value, 0 is set as the weight value, but 1/2 of the value at the position of the weight value matrix is set. A configuration in which various weighting values are set, such as setting or multiplying the value of the position in the weighting value matrix by a value that is inversely proportional to the absolute value of the difference between the feature amounts, is also conceivable.

【0028】以下、別の具体例をもとに本発明の画像処
理装置の実施の一形態における動作の一例を説明する。
上述の具体例では、注目画素と各近傍画素との特徴量の
差の絶対値を閾値と比較して、加重値を設定した。ここ
では、各近傍画素の特徴量と加重値マトリクスとの演算
により加重値を変更する方法を説明する。
An example of the operation of the embodiment of the image processing apparatus of the present invention will be described below based on another specific example.
In the above-described specific example, the weighted value is set by comparing the absolute value of the difference in feature amount between the target pixel and each neighboring pixel with the threshold value. Here, a method of changing the weight value by calculating the feature amount of each neighboring pixel and the weight value matrix will be described.

【0029】図6は、特徴量を求めるための1次微分フ
ィルタの係数マトリクスの一例の説明図である。図中、
太線で囲んだ画素が特徴量を求める画素である。特徴量
演算部11では、図6(A),(B)に示す各係数マト
リクスを用いて横方向および縦方向の1次微分値を求め
る。係数としては、例えば、右下がりのハッチングを施
した画素を1、白抜きの画素を0、クロスハッチングを
施した画素を−1とすることができる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of a coefficient matrix of the first-order differential filter for obtaining the characteristic amount. In the figure,
Pixels surrounded by thick lines are pixels for which the feature amount is obtained. The feature amount calculation unit 11 obtains the first-order differential values in the horizontal and vertical directions using the coefficient matrices shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B). As the coefficient, for example, the pixel hatched to the lower right may be 1, the blank pixel may be 0, and the cross-hatched pixel may be -1.

【0030】図7は、1次微分フィルタの出力の絶対値
を変換する変換テーブルの一例の説明図である。特徴量
演算部11は、図6に示すような係数マトリクスを用い
て得られた1次微分値の絶対値のうちから最大のものを
求め、その値で図7に示すような関数関係を有する変換
テーブルを引く。そして、得られた変換結果を出力とす
る。限定階調化された画像のフィルタリング結果は、原
画の濃度変化に加えて限定階調化の影響によるゆらぎが
生じる場合が多いため、図7に示すような変換テーブル
を用いた処理によって、出力の最大値/最小値付近の細
かいゆらぎを抑えることができる。図中のTh1ならび
にTh2は、このような細かい揺らぎを抑えることがで
きるように、予め適当に定められる。また、大小関係を
反転させているのは、平坦な領域ほど出力値が大きくな
るように特徴量を変換し、次に述べる加重値設定部12
での処理を行なうためである。もちろん図7に示すよう
な変換テーブルを用いずに構成することも可能である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a conversion table for converting the absolute value of the output of the primary differential filter. The feature amount calculation unit 11 obtains the maximum of the absolute values of the first-order differential values obtained using the coefficient matrix as shown in FIG. 6, and has the functional relationship as shown in FIG. Draw the conversion table. Then, the obtained conversion result is output. The filtering result of the limited gradation image often has a fluctuation due to the influence of the limited gradation in addition to the density change of the original image. Therefore, the output using the conversion table shown in FIG. It is possible to suppress fine fluctuations near the maximum / minimum values. Th1 and Th2 in the figure are appropriately determined in advance so that such a fine fluctuation can be suppressed. Further, the magnitude relationship is inverted because the feature amount is converted so that the output value becomes larger in a flatter region, and the weight value setting unit 12 described next.
This is for performing the processing in. Of course, it is also possible to configure without using the conversion table as shown in FIG.

【0031】この具体例でも図3に示す近傍領域を用い
るとすると、特徴量演算部11では25個の特徴量k00
〜k44が計算され、加重値設定部12に出力される。
尚、この例では後述のように注目画素の特徴量は加重値
の設定に用いないので、特徴量演算部11では必要に応
じて注目画素の特徴量k22の計算を省略してもよい。
If the neighborhood area shown in FIG. 3 is used also in this specific example, the 25 feature quantities k 00
~ K 44 is calculated and output to the weight value setting unit 12.
In this example, since the feature amount of the target pixel is not used for setting the weight value as described later, the feature amount calculation unit 11 may omit the calculation of the feature amount k 22 of the target pixel as necessary.

【0032】図8は、加重値マトリクスの別の例の説明
図である。加重値設定部12では、図8(A)に示すよ
うに予め設定された加重値マトリクスと、対応する特徴
量とを乗算し、図8(B)に示すように、各近傍画素に
対する加重値w00〜w44を求める。なお、注目画素の加
重値は、ここでは128に固定されている。
FIG. 8 is an explanatory diagram of another example of the weight matrix. The weight value setting unit 12 multiplies the weight value matrix set in advance as shown in FIG. 8A by the corresponding feature amount, and as shown in FIG. 8B, the weight value for each neighboring pixel. seek w 00 ~w 44. The weight value of the pixel of interest is fixed at 128 here.

【0033】加重値設定部12で求められた加重値w00
〜w44は、平均値計算部13に転送される。平均値計算
部12では、注目画素を含む近傍領域の画素値p00〜p
44と加重値w00〜w44から、前述の(1)式により加重
平均値を求め、その結果を注目画素の復元値として画像
出力部3に出力する。
Weight value w 00 obtained by the weight value setting section 12
~ W 44 is transferred to the average value calculation unit 13. In the average value calculation unit 12, the pixel values p 00 to p of the neighboring area including the target pixel are calculated.
44 and a weighted value w 00 to w 44, obtains a weighted average value by the above equation (1), and outputs to the image output unit 3 the result as the restored value of the pixel of interest.

【0034】平均値計算部13では、上述の(1)式を
用いて加重平均値を求めるほか、同様の結果をもたらす
範囲でこれらを変形した構成を用いることもできる。例
えば、上述の各具体例では、平均値計算部13で加重値
の総和による正規化や、出力値の範囲を0〜255にす
るための乗算を行なっているが、この部分を加重値設定
部12で行なうこともできる。具体的には、加重値設定
部12では加重値w00〜w44を求めた後に wij' =wij/(w00+w01+…+w43+w44)×(255/25)(i, j=0〜4) −(2) の演算を行なって各加重値wijに変換し、平均値計算部
13では、 (復元値)=w00’×p00+w01’×p01+…+w43’×p43+w44’×p44 −(3) により復元値を求めるように構成しても、(1)式と同
じ結果を得ることができる。
In the average value calculation unit 13, besides the weighted average value is obtained by using the above-mentioned formula (1), it is also possible to use a configuration in which these are modified within a range that produces a similar result. For example, in each of the specific examples described above, the average value calculation unit 13 performs normalization based on the sum of weight values and multiplication for setting the output value range to 0 to 255. It can also be done at 12. Specifically, the weight value setting unit 12 obtains the weight values w 00 to w 44, and then w ij ′ = w ij / (w 00 + w 01 + ... + w 43 + w 44 ) × (255/25) (i, j = 0 to 4)-(2) is calculated and converted into each weighted value w ij , and the average value calculation unit 13 calculates (restored value) = w 00 '× p 00 + w 01 ' × p 01 + ... Even if the reconstruction value is obtained by + w 43 ′ × p 43 + w 44 ′ × p 44 − (3), the same result as the equation (1) can be obtained.

【0035】図9は、1次微分フィルタの係数マトリク
スの別の例の説明図である。上述の具体例では、図6に
示すような縦方向、横方向の濃度境界を検出する1次微
分フィルタを用いたが、例えば、図9に示すような斜め
方向に対応したフィルタや、あるいはサイズの異なるフ
ィルタなどを付加することもできる。このようなフィル
タを用いることによって、さらに細かい特徴量の検出を
行ない、加重値を制御することにより、さらに良好な復
元画像を得ることが可能である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of another example of the coefficient matrix of the primary differential filter. In the above-described specific example, the first-order differential filter for detecting the density boundaries in the vertical direction and the horizontal direction as shown in FIG. 6 is used. However, for example, a filter corresponding to the oblique direction as shown in FIG. Different filters can be added. By using such a filter, a finer feature amount can be detected and the weight value can be controlled to obtain a better restored image.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、注目画素とその近傍画素の特徴量に応じた加
重値を用いて平均化処理を行なって階調値の復元を行な
うので、従来の単純な平均化と比べてエッジ部のぼけを
抑えた良好な階調復元が可能となる。また、加重平均化
処理であるため、単純平均化による復元と比べて十分な
階調再現が可能な画像処理装置を実現することができる
という効果がある。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the averaging process is performed using the weighted values corresponding to the feature amounts of the target pixel and its neighboring pixels to restore the gradation value. Therefore, as compared with the conventional simple averaging, it is possible to perform good gradation restoration in which blurring of the edge portion is suppressed. Further, since the weighted averaging process is performed, there is an effect that it is possible to realize an image processing device capable of sufficient gradation reproduction as compared with restoration by simple averaging.

【0037】また、請求項2に記載の発明のように、各
近傍画素と注目画素との相対位置に応じて予め定められ
た閾値に基づいて、前記特徴量演算手段により求められ
た注目画素と近傍画素の特徴量の差と該閾値との比較結
果に基づいて加重値を設定することにより、注目画素と
特徴の類似した近傍画素のみを用いた階調復元処理が行
なわれ、ぼけの少ない良好な階調復元処理を行なうこと
ができる。
Further, as in the invention described in claim 2, the target pixel obtained by the feature amount calculating means is based on a threshold value which is predetermined in accordance with the relative position between each neighboring pixel and the target pixel. By setting the weighted value based on the comparison result between the feature amount of the neighboring pixel and the threshold value, the gradation restoration processing is performed using only the neighboring pixel whose feature is similar to that of the pixel of interest, and there is little blurring. It is possible to perform various gradation restoration processing.

【0038】あるいは、請求項3に記載の発明のよう
に、各近傍画素と注目画素との相対位置に応じて予め定
められた値と、前記特徴量演算手段により求められた各
近傍画素の特徴量とを演算して各画素の加重値を求める
ことにより、画像中の複雑な特徴変化に対応した階調復
元処理を行なうことができる。
Alternatively, as in the third aspect of the present invention, a value determined in advance according to the relative position between each neighboring pixel and the target pixel and the characteristic of each neighboring pixel obtained by the characteristic amount calculating means. By calculating the amount and the weighted value of each pixel, it is possible to perform gradation restoration processing corresponding to a complicated feature change in the image.

【0039】これらの処理に用いられる特徴量は、請求
項4または5に記載の発明のように、画像の1次微分値
または2次微分値を元に計算することで、画像中のエッ
ジの存在やその度合いを反映した良好な階調復元処理を
行なうことができる。
The feature amount used in these processings is calculated based on the first-order differential value or the second-order differential value of the image as in the invention described in claim 4 or 5, so that the edge of the image is calculated. It is possible to perform good gradation restoration processing that reflects the existence and the degree thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の画像処理装置の実施の一形態を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明の画像処理装置の実施の一形態におけ
る階調復元処理部4の処理の流れの一例を示すフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of a processing flow of a gradation restoration processing unit 4 in the embodiment of the image processing apparatus of the present invention.

【図3】 近傍領域の一例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a near area.

【図4】 特徴量演算の一例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of feature amount calculation.

【図5】 加重値設定部12で使用される閾値マトリク
スならびに加重値マトリクスの一例の説明図である。
5 is an explanatory diagram of an example of a threshold value matrix and a weight value matrix used in the weight value setting unit 12. FIG.

【図6】 特徴量を求めるための1次微分フィルタの係
数マトリクスの一例の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of a coefficient matrix of a first-order differential filter for obtaining a feature amount.

【図7】 1次微分フィルタの出力の絶対値を変換する
変換テーブルの一例の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of a conversion table that converts the absolute value of the output of the first-order differential filter.

【図8】 加重値マトリクスの別の例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of another example of the weight value matrix.

【図9】 1次微分フィルタの係数マトリクスの別の例
の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of another example of the coefficient matrix of the first-order differential filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…画像入力部、2…画像記憶部、3…画像出力部、4
…階調復元処理部、5…制御部、11…特徴量演算部、
12…加重値設定部、13…平均値計算部。
1 ... Image input unit, 2 ... Image storage unit, 3 ... Image output unit, 4
... gradation restoration processing unit, 5 ... control unit, 11 ... feature amount calculation unit,
12 ... Weight value setting unit, 13 ... Average value calculation unit.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像中の各画素の特徴量を求める特
徴量演算手段と、該特徴量演算手段で求められた特徴量
に基づき注目画素とその近傍画素に対する加重値を求め
る加重値設定手段と、前記注目画素ならびにその近傍画
素に対応した画素値と加重値とから加重平均値を求める
平均値計算手段を備え、与えられた画像中の各画素を注
目画素として前記特徴量演算手段、前記加重値設定手段
および前記平均値計算手段により階調復元処理を行なう
ことを特徴とする画像処理装置。
1. A feature amount calculating means for obtaining a feature amount of each pixel in an input image, and a weight value setting means for obtaining a weight value for a target pixel and its neighboring pixels based on the feature amount obtained by the feature amount calculating means. And an average value calculation means for calculating a weighted average value from pixel values and weighted values corresponding to the target pixel and its neighboring pixels, and the feature amount calculation means as each pixel in the given image as the target pixel, An image processing apparatus, characterized in that gradation restoration processing is performed by the weight value setting means and the average value calculation means.
【請求項2】 前記加重値設定手段は、各近傍画素と注
目画素との相対位置に応じて予め定められた閾値に基づ
いて、前記特徴量演算手段により求められた注目画素と
近傍画素の特徴量の差と該閾値との比較結果に基づいて
加重値を求めることを特徴とする請求項1に記載の画像
処理装置。
2. The feature of the pixel of interest and the neighboring pixel calculated by the feature amount computing unit based on a threshold value determined in advance according to the relative position of each neighboring pixel and the pixel of interest The image processing apparatus according to claim 1, wherein the weighted value is obtained based on a comparison result between the amount difference and the threshold value.
【請求項3】 前記加重値設定手段は、各近傍画素と注
目画素との相対位置に応じて予め定められた値と、前記
特徴量演算手段により求められた各近傍画素の特徴量と
を用いた演算により各画素の加重値を求めることを特徴
とする請求項1に記載の画像処理装置。
3. The weight value setting means uses a predetermined value according to the relative position of each neighboring pixel and a target pixel and the characteristic amount of each neighboring pixel calculated by the characteristic amount calculating means. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the weighted value of each pixel is obtained by the above calculation.
【請求項4】 前記特徴量演算手段は、前記入力画像の
2次微分値ないしは2次微分値を平滑化した値を元に出
力値を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像
処理装置。
4. The image according to claim 1, wherein the feature amount calculation means generates an output value based on a second derivative value of the input image or a value obtained by smoothing the second derivative value. Processing equipment.
【請求項5】 前記特徴量演算手段は、前記入力画像の
1次微分値ないしは1次微分値を平滑化した値を元に出
力値を生成することを特徴とする請求項1に記載の画像
処理装置。
5. The image according to claim 1, wherein the feature amount calculation means generates an output value based on a first derivative value of the input image or a value obtained by smoothing the first derivative value. Processing equipment.
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