JPH0946517A

JPH0946517A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0946517A
Application number: JP7195637A
Authority: JP
Inventors: Kunikazu Ueno; 邦和上野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-07-31
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【課題】細かなエッジ等を損なうことなく、より高画
質な多階調画像を得ることができる。【解決手段】図９に示す領域パタンフィルタ（ａ）〜
（ｈ）がそれぞれ記憶されており、入力画像について、
各領域パタンに対する分散値σ11〜σ19を算出する。そ
して、分散値σ11〜σ19のうち、最大となる値を求め、
これに対応する領域パタン以外の部分、すなわち、図９
に示すＢ領域（ハッチングしていな部分；分散値の算出
対象とならない領域）に存在する画素を用いて濃度平均
値を算出し、その結果を多値変換値として出力する。こ
れは、誤差要因を除去するとともに、より広い領域の画
素について演算することにより、濃度変化が穏やかな低
周波エッジをより正確に多値化するためである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、デジタル
コピー装置、デジタル画像記憶装置等に用いて好適な画
像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、低階調画像（Ｎ値画像）を高階調
画像（Ｍ値画像、Ｎ＜Ｍ）に変換する画像処理装置が知
られており、その一例として、２値画像を多値化する２
値多値変換装置がある。

【０００３】この装置においては、多値入力画像を２値
データで蓄積し、出力時に復元多値化することで、画像
品質を一定以上に保ったままデータ量を削減して記憶す
ることを可能としている。例えば、４００ＤＰＩ（１イ
ンチ当たり４００画像）の解像度で、各画素が８ビット
階調の場合は、Ａ４サイズで約１６メガバイトのデータ
量になるが、これを二値化することでデータ量を約２メ
ガバイトに削減できる。また、二値化することでファク
シミリ等で使われている二値画像の可逆データ圧縮手段
を使用する事も可能になり、データ圧縮手段を使用する
ことで記憶するデータ量をさらに削減可能となる。

【０００４】また、記憶したデータを出力する際には、
圧縮されたデータを復元し、さらに出力装置に合わせて
階調変換する。例えば、蓄積データが４００ＤＰＩ／１
ｂｉｔで、出力装置が、４００ＤＰＩ／８ｂｉｔ（２５
６階調）出力可能なプリンタであるなら、蓄積データを
８ｂｉｔｓ（２５６階調）に多値化して出力する。

【０００５】ところで、以上のような画像蓄積・記憶装
置に応用可能な様々な階調変換（多値化）装置が提案さ
れている。それらは大きく、以下の４つに分類できる。（１）単純な平滑化処理を用いて多値化する方式（特開
昭６３−０１３５７９、特開平５−１６０９９６な
ど）。（２）組織的ディザ法によって２値化された画像におい
て、２値化時に使用したディザマトリックスを用いて元
の中間調画像（多値画像）を推定する方式（特開昭６１
−２８８５６７など）。（３）一定領域内の明るさ（黒画素数）を検出し、これ
に応じて多値化フルタサイズを適応的に切り替える方式
（特開平２−７６３７０など）。（４）エッジ強度・方向を検出し、これに応じて多値化
フィルタのサイズや形状・係数を適応的に切り替える方
式（特開平５−１４３７２６、特開平５−３４４３４０
など）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術（１）においては、多値変換後の画像のエッ
ジがボケるなどの難点がある。また、従来技術（２）に
おいては、組織的ディザ法で２値化されたものを対象と
しており、誤差拡散法で２値化された画像の場合には、
鮮明に多値化できないことがあった。

【０００７】従来技術（３）においては、画像中の暗部
をエッジに類似した箇所と考えて小さなサイズのフィル
タで多値化し、明部は非エッジ部と考えておおきなサイ
ズのフィルタで多値化する。この手法は、微妙な濃度変
化を比較的捉え易いという特徴がある。しかしながら、
実際には正確なエッジ検出処理を行っておらず、明るさ
（一定領域内の黒画素数）だけを基準として多値化フィ
ルタを選択するため、必ずしも階調の必要な箇所で大き
なサイズの多値化フィルタが選択されないことがある。
例えば、暗い箇所であるが階調を重要視したい箇所にお
いても、小さなサイズの多値化フィルタが選択され、滑
らかさのない多値画像へ変換されてしまう。

【０００８】従来技術（４）においては、上述した従来
技術（１）〜（３）に比べエッジの劣化が少ないもの
の、多くは特定成分（文字・線画）のみのエッジに対す
る処理しか行っておらず、より高画質な多値画像を得る
には十分な処理を施しているとは言い難い。エッジ劣化
を出来る限り防止するには、更に、高精度なエッジ検出
およびエッジ部専用の多値化処理が必要となる。

【０００９】ここで、図４５に示すフィルタは、従来技
術において、エッジ検出に用いられてきたものである。
ここで、図４５（ａ）のフィルタは縦方向のエッジを検
出するフィルタであり、同様に同図（ｂ）は横方向、同
図（ｃ）は４５度方向、同図（ｄ）は１３５度方向のエ
ッジを検出するフィルタである。しかしながら、これら
のフィルタでは、図４６（ａ）〜（ｃ）のような点対称
に広がる線画模様のエッジは検出できず、その結果、こ
れらのエッジ部は非エッジ部と判定され、多値変換画像
のエッジが劣化する（エッジ処理されず、平滑化処理さ
れる）。例えば、人物像の髪模様等、細かい線分の多い
画像の場合には、エッジが潰れてしまう。従って、専用
のエッジ検出フィルタや画素パタン検出フィルタ等が必
要となる（例えば、図４６（ａ）に対しては図４７に示
すフィルタが必要）。このように、多種多様のエッジ成
分を求めようとする場合には、所望のエッジ成分毎にフ
ィルタを設計し、これらを予め記憶する必要がある。そ
のため、フィルタ記憶用メモリの容量が大幅に増大す
る。

【００１０】一方、このようなフィルタ記憶用メモリを
削減するために、各方向成分のフィルタ出力を各々演算
することで、近似的に他の方向成分のエッジ強度を求め
る手法もある。例えば、図４５（ａ）と図４５（ｂ）の
出力値を加算することで、斜め方向のエッジ強度（図４
５（ｃ）、図４５（ｄ）相当）が近似的に求められる。
しかしながら、ほとんどの場合、上記したような簡単な
方向成分（縦・横・斜め）のみのエッジ検出に限られ、
図４６のような複雑な方向成分のエッジ強度まで演算で
求めようとする場合には、処理も複雑化し、規模（回路
やソフトウエアの規模）も増大するという問題が生じ
た。

【００１１】また、検出したエッジ部に対する多値化手
法も従来の処理では不十分な場合がある。従来手法で
は、図４５（ａ）〜（ｄ）に示したフィルタ（微分フィ
ルタ）で検出したエッジに対する多値化処理には、図４
５（ｅ）〜（ｇ）のフィルタ等が用いられ、非エッジ部
に対しては、図４５（ｈ）のフィルタを用いた単純な平
滑化処理が行われる。例えば、図４５（ａ）のフィルタ
で検出されたエッジに対しては、同図（ｅ）の多値化フ
ィルタを使用し、同様に同図（ｂ）のフィルタで検出さ
れたエッジに対しては、同図（ｆ）の多値化フィルタを
使用する。また、同図（ｃ）、（ｄ）のフィルタで検出
されたエッジに対しては、同図（ｇ）の多値化フィルタ
が使用される。

【００１２】これらの多値化フィルタは、文字・線画等
のように、ある程度方向の限られた、かつ、濃度変化が
急峻なエッジ成分（高周波エッジ）に対しては有効であ
るが、写真画像（中間調画像）における人物の髪の毛模
様等、複雑に方向変化するエッジや、穏やかに濃度変化
する低周波エッジに対する多値化処理としては不十分で
ある（フィルタ数が不十分である）。また、エッジ方向
ごとに重み付けされたフィルタではあるが、常に５×５
画素領域を参照し、全ての画素を用いて演算するので、
「真に」エッジ形状を保存した多値化演算を行っている
とは言い難い。すなわち、エッジでない画素をも常に演
算に用いるため、雑音画素の影響を受け易く、エッジ周
辺がボケるなど、劣化することがあるからである。この
ような問題に対処するため、重み係数を工夫して雑音に
強いフィルタ等を更に複数設定したりすることも考えら
れるが、ハードウエアの規模の増大を招くことになる。

【００１３】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
で、細かなエッジ等を損なうことなく、より高画質な多
値諧調画像を得ることができる画像処理装置を提供する
ことを目的としている。より詳細に言えば、人物像の髪
の模様等に代表される複数の線分で構成される複雑なエ
ッジ成分（特に、点対称なエッジ）を簡単な構成で高精
度に検出することができ、また、中間調に現れやすい低
周波エッジ部や、人物像の髪の毛模様等の複雑なエッジ
を保存し、かつ、劣化の少ない（雑音に強い）、良好な
多値変換処理を行うことができる画像処理装置を提供す
ることを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明においては、Ｎ値の入力画像
データをＭ値（Ｍ＞Ｎ）の多階調画像データに変換する
画像処理装置において、処理対象画素の周囲に異なる方
向性を持った複数の領域を設定する領域設定手段と、前
記領域設定手段によって設定された各領域における濃度
分散値を算出する濃度分散値算出手段と、前記各領域の
うち濃度分散値の大きい方から所定数の領域を除くとと
もに、残った領域の平均濃度を算出してＭ値の多階調画
像データとして出力する階調変換手段とを具備すること
を特徴とする。

【００１５】また、請求項２に記載の発明にあっては、
請求項１記載の画像処理装置において、前記階調変換手
段は、前記各領域のうち濃度分散値の最も大きい領域を
除くとともに、残った領域の平均濃度を算出してＭ値の
多階調画像データとして出力することを特徴とする。

【００１６】（作用）請求項１、２に記載の発明におい
ては、前記領域設定手段によって設定された異なる方向
の領域毎に、濃度分散値算出手段によって濃度分散値が
求められる。ここで、濃度分散値が大きい場合は、エッ
ジ（処理対象画素以外のエッジ）が存在する部分と認め
られる。逆に、濃度分散値が小さい場合は、エッジがな
い部分である。そこで、階調変換手段は、濃度分散値の
大きい方から所定数の領域を除き、残った領域（エッジ
がない領域）の平均濃度を算出して、当該処理対象画素
の多値濃度データを生成する。これにより、エッジ劣化
が極力少なくした状態で、多値濃度データの生成が可能
になり、エッジ部分がボケることなく再生される。ま
た、請求項２に記載の発明では、濃度分散値が最も大き
い領域だけを除いた比較的広い領域を用いて演算が行わ
れるので、特に低周波エッジの多値化に好適である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について図
面を参照しつつ説明する。ここでは、Ｎ値、Ｍ値（Ｍ＞
Ｎ）の変換出力の一例として、Ｍ＝２、Ｍ＝２５６の場
合を述べる。まず、本画像処理装置を構成する各回路の
動作概要を説明し、その後具体例を示しながら詳細を述
べる。

【００１８】図１は本発明の一実施形態の構成を示す概
略ブロック図であり、本実施形態による画像処理装置
は、次に示す３つの画像処理モードを有する。画像処理Ａモード：蓄積出力モードであり、出力装置Ａ
を用いる。画像処理Ｂモード：低階調（２値）出力モードであり、
出力装置Ｂを用いる。画像処理Ｃモード：多階調（２５６階調）出力モードで
あり、出力装置Ｃを用いる。本実施形態では上記３つのモードが設定可能な場合を説
明するが、接続される出力装置、あるいは望まれる処理
に応じて他のモードを適宜追加設定等してもよい。

【００１９】始めに、図示せぬ画像処理モード制御信号
入力手段により、画像処理モードを指定する信号Ｓｍが
供給される。この信号Ｓｍが画像処理モードＡを選択す
る信号であった場合には、図１に示す全ての制御スイッ
チＳＷａ〜ＳＷｅが端子Ａ側に接続される。信号Ｓｍが
画像処理モードＢを選択する信号であった場合には、制
御スイッチＳＷａ〜ＳＷｅが端子Ｂに接続される。同様
に、信号Ｓｍが画像処理モードＣを選択する場合であっ
た場合には、制御スイッチＳＷａ〜ＳＷｅが端子Ｃに接
続される。これによって、上記３つの画像モードが選択
される。次に、各モードについて概略説明を行う。

【００２０】（１）各モードの概略説明画像処理モードＡまず、画像処理モードＡの動作を簡単に説明する。画像
処理モード制御信号Ｓｍにより画像処理モードＡが選択
されていることから、各制御スイッチＳＷａ〜ＳＷｅは
端子Ａに接続されている。図示せぬ画像入力装置からＭ
（＝２５６）階調画像が入力されると、前処理部１００
０内の蓄積用画像処理回路９４０の処理が行われる。蓄
積用画像処理回路９４０は、後段の階調復元回路９４７
で高画質に階調復元しやすいよう、また、処理系の画質
劣化特性を考慮して予め画像処理を施しておく回路であ
る。

【００２１】本回路で実施される画像処理は、例えば、
低階調化（Ｎ値化）されたときのエッジ劣化を補償する
フィルタ処理や出力装置Ａにあわせて階調補正するため
のガンマ補正処理である。これらの処理は、図２に示す
フィルタ回路Ａ９４０１およびガンマ補正回路Ａ９４０
２によって行われる。続いて、画像処理されたデータに
対して階調変換回路９４３において周知の誤差拡散法に
よる低階調化処理Ｎ（＝２）値化処理が行われる。次
に、圧縮回路９４４においてＮ（＝２）値化された画像
データを圧縮処理し、画像蓄積部９４５に蓄積する。さ
らに、蓄積データは複合回路９４６で復号化され、次段
の階調復元回路９４７においてＭ（＝２５６）値化復元
される。最後に出力装置Ａ９４８によって、２５６階調
で画像出力される。

【００２２】画像処理モードＢ画像処理モードの制御信号Ｓｍにより画像処理モードＢ
が選択されると、各制御スイッチＳＷａ〜ＳＷｅは端子
Ｂに接続される。そして、図示せぬ画像入力装置からＭ
（＝２５６）階調画像が入力されると、前処理部１００
０のＮ（＝２）値出力用画像処理回路９４１の処理が行
われる。Ｎ（＝２）値出力用画像処理回路９４１は、処
理系の画質劣化特性を考慮し、または出力装置Ｂ９４９
の階調特性に合わせてフィルタ処理、ガンマ補正処理を
行う。これらの処理は、図２に示すフィルタ回路Ｂ９４
１１およびガンマ補正回路Ｂ９４１２によって行われ
る。ただし、画像処理モードＡとは処理係数が異なる。
次に階調変換回路９４３で周知の誤差拡散法によるＮ値
（＝２）化処理が行われ、次段の出力装置Ｂ９４９を介
してＮ（＝２）階調で画像出力する。

【００２３】画像処理モードＣ画像処理モードの制御信号Ｓｍにより画像処理モードＣ
が選択されると、各制御スイッチＳＷａ〜ＳＷｅは、端
子Ｃに接続される。そして、図示せぬ画像入力装置から
Ｍ（＝２５６）階調画像が入力されると、前処理部１０
００のＭ値出力用画像処理回路９４２の処理が行われ
る。Ｍ（＝２５６）値出力用画像処理回路９４２は、処
理系の画質劣化特性を考慮し、または出力装置Ｃ９５０
の階調特性に合わせてフィルタ処理、ガンマ補正処理を
行う。これらの処理は、図２に示すフィルタ回路Ｃ９４
２１およびガンマ補正回路Ｃ９４２２によって行われ
る。ただし、画像処理モードＡ，Ｂとは処理係数が異な
る。そして、所定の処理を行った後、出力装置Ｃ９５０
を介してＭ（＝２５６）階調で画像出力する。以上が、
本画像処理装置の各モードの概要である。次に、各回路
の動作概要を説明する。

【００２４】（２）前処理部１０００の動作。画像処理モードＡの前処理画像処理モードＡでは、前処理部１０００で蓄積出力用
画像処理回路９４０の処理が行われる。本回路は階調復
元したときに劣化しやすい画像エッジ部や、ハイライト
（明るい箇所）部の階調特性を予め補償する処理を施
す。

【００２５】蓄積用画像処理回路９４０はフィルタ回路
Ａ９４０１とガンマ補正回路Ａ９４０２の２つの回路か
ら構成され、まず、図示せぬ画像入力装置から入力され
たＭ（＝２５６）階調画像に対し、フィルタ回路Ａ９４
０１の処理が施される。フィルタ回路Ａ９４０１には、
図３（ａ）のフィルタデータが記憶されており、Ｎ（＝
２）値化処理後のエッジ劣化を補償するエッジ強調処理
を行う。そして、フィルタ処理された画像データに対
し、次段のガンマ補正回路Ａ９４０２の処理を行う。ガ
ンマ補正回路Ａ９４０２は、図４（ａ）に示すような特
性で階調補正を行う回路である。元のＭ値画像と多値復
元後のＭ値画像ハイライト部（明るい箇所）での階調特
性が一致するよう、また、処理系の画質劣化特性や出力
装置Ａ９４８の階調特性を考慮した特性で設計されてい
る。

【００２６】画像処理モードＢの前処理画像処理モードＢでは、前処理部１０００において、Ｎ
（＝２）値出力用画像処理回路９４１の処理が行われ
る。本回路は、Ｎ（＝２）値出力装置Ｂ９４９の階調特
性に合わせ、Ｎ値化する前のＭ値画像に対し、予め画像
処理を施す回路であり、図２のように構成されている。
先ず、図示せぬ画像入力装置から入力されたＭ（＝２５
６）階調画像に対し、フィルタ回路Ｂ９４１１の処理が
施される。フィルタ回路Ｂ９４１１には、図３（ｂ）の
フィルタデータが記憶されており、処理系の画質劣化特
性を考慮し、入力画像のＭＴＦ等を出力装置Ｂ９４９に
合わせて補正するフィルタ係数を持つ。次段のガンマ補
正回路Ｂ９４１２は、フィルタ処理された画像データに
対し、図４（ｂ）に示すような特性で階調補正を行う回
路であり、Ｎ値画像と出力装置Ｂ９４９の階調特性に合
わせて補正するように設計されている。

【００２７】画像処理モードＣの前処理画像処理モードＣでは、前処理部でＭ（＝２５６）値出
力用画像処理回路９４２の処理が行われる。本回路は、
Ｍ（＝２５６）値出力装置Ｃ９５０の階調特性に合わ
せ、入力されたＭ値画像に対し、予め画像処理を施す回
路であり、図２のように構成されている。先ず、図示せ
ぬ画像入力装置から入力されたＭ（＝２５６）階調画像
に対し、フィルタ回路Ｃ９４２１の処理が施される。フ
ィルタ回路Ｃ９４２１には、図３（ｃ）のフィルタデー
タが記憶されており、処理系の画質劣化特性を考慮し、
入力画像のＭＴＦ等を出力装置Ｃに合わせて補正する機
能を持つ。次段のガンマ補正回路Ｃ９４２２は、フィル
タ処理された画像データに対し、図４（ｃ）に示すよう
な特性で階調補正を行う回路で、Ｎ値画像を出力装置Ｃ
９５０の階調特性に合わせて補正するように設計されて
いる。以上が、各画像処理モードにおける前処理部の動
作である。

【００２８】（３）階調変換処理この処理は、画像処理モードＡおよび画像処理モードＢ
で実施され、画像処理モードＣでは実施されない。ま
た、この場合の階調変換はＮ値化処理となり、階調変換
回路９４３で行われる。低階調化する画像処理は様々な
方法があるが、本実施形態では、周知の誤差拡散法によ
る処理を行う。ここでは、特に２値化誤差拡散処理する
場合を取り上げるが、低階調化には他の方法を用いても
よいし、他の階調レベル（３値、４値等）でもよい。な
お、画像処理モードＢでは、階調変換処理されたＮ（＝
２）値画像がそのまま出力装置Ｂ９４９を介して画像出
力される。

【００２９】（４）圧縮処理・蓄積処理・復号処理・階
調復元処理次に、画像処理モードＡにて実施される圧縮処理・蓄積
処理・復号処理・階調復元処理について順次説明する。
なお、階調復元処理以外は周知の処理方法を用いるので
簡単な説明にとどめる。

【００３０】圧縮処理・蓄積処理・復号処理始めに、圧縮回路９４４は、前段の階調変換処理で得ら
れたＮ（＝２）値画像（誤差拡散画像）に対して周知の
可逆圧縮処理を行う回路である。可逆圧縮の方法として
は、ファクシミリ装置等で用いられている符号化方法を
用いてもよく、勿論、他の方法でも良い。ここで得られ
た圧縮画像データは、図１に示す画像蓄積部９４５に蓄
積される。この画像蓄積部９４５は、ディスクやメモリ
等、周知の記憶装置により構成される。蓄積されたデー
タは、復号回路９４６において復号処理される。この場
合の復号方法は、圧縮方法に依存する周知の方法を用い
る。本実施形態の場合の復号データは、Ｎ（＝２）値の
誤差拡散画像データとなる。このようにして得られた復
号データは、次段の階調復元回路９４７でＭ（＝２５
６）値化復元された後、出力装置Ａから出力される。

【００３１】階調復元処理次に、階調復元回路９４７の構成および動作の詳細を説
明する。図５は、階調復元回路９４７の概略ブロック図
である。図５において、入力された２値画像データ（本
実施形態では、誤差拡散データ）が注目画素を中心とす
る１７×１７画素分、画像メモリ回路１に記憶される。
そして、同図に示す第１多値化回路２、第２多値化回路
３、第３多値化回路４、第４多値化回路５、第５多値化
回路６の各々で画像メモリ回路１に格納された画像デー
タに対する多値化演算が行われる。各多値化回路は、演
算方法がそれぞれ異なっており、後段の多値変換値選択
回路１１でこれらの中から最適な値が選択されるよう構
成されている。各多値化回路は、次のように異なる特性
を持つ画像を対象に多値化演算を行う回路である。第１多値化回路２：高周波エッジ部第２多値化回路３：低周波エッジ部第３多値化回路４：中間濃度部、ハイライト部でかつエ
ッジ部第４多値化回路５：ハイライト部でかつ非エッジ部第５多値化回路６：非常に明るい極ハイライト部でかつ
非エッジ部ここで、高周波エッジとは濃度変化が急峻な部分をい
い、低周波エッジとは濃度変化がなだらかな部分をい
う。一般に、前者は比較的小さな領域で検出され、後者
は比較的大きな領域で検出される。以下に、各多値化回
路について説明する。

【００３２】ａ：第１多値化回路２第１多値化回路２は、高周波エッジに対する多値化処理
を行う回路であり、図６に示すように構成される。ま
ず、画像メモリ回路１から出力される画像データＳは、
第１領域パタン設定回路９０１〜第９領域パタン設定回
路９０９へ入力される。

【００３３】第１領域パタン設定回路９０１には、図７
（ａ）に示すフィルタパタンが記憶されている。そし
て、図６に示す演算回路９１０においては、フィルタパ
タンの領域に存在する画素の分散値を算出する。この結
果得られた分散値σ1は、階調変換回路９１９に入力さ
れる。以下同様に、第２領域パタン設定回路９０２〜第
９領域パタン設定回路９０９には、各々図７（ｂ）〜
（ｉ）に示すフィルタパタンが記憶されており、それぞ
れ後段の演算回路９１１〜９１８において、各領域パタ
ン内分散値σ1〜σ9を算出する。このようにして得られ
た各分散値は、階調変換回路９１９に入力される。階調
変換回路９１９では、入力された各分散値σ1〜σ9のう
ち最小となるものを求め、これに対応する領域パタン内
に存在する画素の濃度平均値を算出し、多値変換値Ｓc1
を出力する。このように、処理対象画素を中心にした異
なる方向の領域が領域パタンとして設定され、これらの
領域パタン内の分散値が算出される。そして、分散値が
最小となる領域の平均濃度が多値変換値Ｓc1として出力
される。この場合、分散値が最小となる領域パタンは、
エッジ（注目画素以外の他のエッジ）の存在しない部分
に対応する。そこで、このような領域について、各画素
の濃度の平均値を算出すれば、エッジがぼけない状態で
多値化される。したがって、文字や線画のような急峻な
エッジ（高周波エッジ）を多値化するのに適している。

【００３４】ｂ：第２多値化回路３第２多値化回路３は、疑似中間調部に良く現れる低周波
エッジ成分を多値変換出力する回路であり、図８に示す
ように構成される。なお、基本的には、第１多値化回路
と同様の動作を行う回路である。

【００３５】先ず、画像メモリ回路１からの画像データ
Ｓが、第１領域パタン設定回路９２０〜第８領域パタン
設定回路９２７へ入力される。第１領域パタン設定回路
９２０〜第８領域パタン設定回路９２７には、図９に示
す領域パタンフィルタ（ａ）〜（ｈ）がそれぞれ記憶さ
れており、後段の演算回路９２８〜９３５においては、
設定された各領域パタンに対する分散値σ11〜σ19を算
出する。これらの分散値σ11〜σ19は、図８に示す階調
変換回路９３６へ入力される。階調変換回路９３６で
は、入力された各分散値σ11〜σ19 のうち、最大とな
る値を求め、これに対応する領域パタンを検索する。そ
して、検索された領域パタンの非領域部分、すなわち、
図９に示すＢ領域（ハッチングしていな部分；分散値の
算出対象とならない領域）に存在する画素を用いて濃度
平均値を算出し、その結果を多値変換値Ｓc2として出力
する。以上のように、この回路においては、低周波エッ
ジを多値化するために、雑音が多くなると認められる分
散値最大の領域の画素を破棄し、Ｂ領域（Ａ領域に比し
て広い領域）の画素について演算を行っている。これ
は、雑音要因を除去するとともに、より広い領域の画素
について演算することにより、濃度変化が穏やかな低周
波エッジをより正確に多値化するためである。なお、こ
の実施形態においては、分散値が最大となる領域パタン
の画素を除外したが、分散値が大きい順に幾つかの領域
を選択し、これらの領域の画素を除去するように構成し
てもよい。

【００３６】ｃ：第３〜第５多値化回路次に第３多値化回路４、第４多値化回路５、第５多値化
回路６について説明する。まず、第３多値化回路は、中
間濃度部およびハイライトエッジ部に対する多値化処理
を行う回路である。また、第４多値化回路５は、ハイラ
イト非エッジ部に対する多値化を行い、第５多値化回路
６は極ハイライト非エッジ部を多値化する回路である。
各多値化回路とも、フィルタ演算を行う回路であるが、
用いるフィルタは各々異なっている。第３多値化回路の
フィルタ演算回路９３７には、図１０に示すような５×
５マトリックスのフィルタが記憶されており、これを用
いて演算し、得られた多値化変換値をＳc3として出力す
る。この場合の演算は、マトリックスの各値と、これに
対応する位置にある入力画素の値を乗算し、その乗算結
果の代数和を求める演算となる。また、上記と同様にし
て、第４多値回路フィルタ演算回路９３８では、９×９
画素の領域で単純な平滑化を行い、得られた多値変換値
をＳc4として出力する。同様に、第５多値化回路のフィ
ルタ演算回路９３９では、１７×１７画素の領域で単純
平滑化処理を行い、得られた多値変換値をＳc5として出
力する。ここで、図１１、図１２、および図１３に、各
々第３多値化回路４、第４多値化回路５および第５多値
化回路６の構成示す。以上の処理によって得られた信号
値Ｓc1〜Ｓc5が多値変換値選択回路１１に入力される。

【００３７】ｄ：エッジ検出回路８次にエッジ検出回路８について説明する。エッジ検出回
路８では、画像メモリ回路１に格納された画像データに
対するエッジ検出処理を行う。エッジ検出回路８は、図
１４に示すように、第１エッジ検出回路５０１と第２エ
ッジ検出回路５０２とから構成される。第１エッジ検出
回路５０１は、画像の高周波エッジ成分を検出し、第２
エッジ検出回路５０２は、画像の低周波エッジ成分を検
出する。また、第１エッジ検出回路５０１および第２エ
ッジ検出回路５０２は、図１５のように構成される。

【００３８】始めに、第１エッジ検出回路５０１につい
て説明する。図示のように、第１エッジ検出回路５０１
は、第１領域パタン設定回路６０１〜第８領域パタン設
定回路６０８、演算回路６０９〜６１６および高周波エ
ッジ検出回路６１７から構成される。この場合、第１領
域パタン設定回路６０１〜第８領域パタン設定回路６０
８には、図１６に示す８つの領域パタンが記憶されてお
り、次段である演算回路６０９〜６１６においては、対
応する領域パタン中に含まれる黒画素数Ｎ1〜Ｎ8を各々
算出する。次に、高周波エッジ検出回路６１７において
は、各演算回路６０９〜６１６で計測された黒画素数Ｎ
1〜Ｎ8の中から最大値と最小値を求め、これらの差分値
と予め設定したしきい値Ｔg1とを比較することで、高周
波エッジ判定が行われる。すなわち、差分値がしきい値
Ｔg1以上なら、濃度変化が急峻であると認識されるの
で、処理画素は高周波エッジと判定され、信号値Ｓ1＝
１が出力される。一方、該差分値がしきい値Ｔg1未満な
ら非高周波エッジ部と判定され、信号値Ｓ1＝０が出力
される。

【００３９】次に、第２エッジ検出回路５０２について
説明する。第２エッジ検出回路５０２は第１エッジ検出
回路５０１と同様の構成であるが、画像の低周波エッジ
を検出する点が異なる。第１領域パタン設定回路６２１
〜第８設定回路６２８に記憶される領域パタンは図１７
に示すものであり、参照する領域が第１エッジ検出回路
の場合とは異なっている。そして、次段である演算回路
６２９〜６３６では、対応する領域パタン中の黒画素数
Ｎ11〜Ｎ18を算出する。低周波エッジ検出回路６３７で
は、これら各演算回路６２９〜６３６で計測された黒画
素数Ｎ11〜Ｎ18の中から最大値と最小値を求め、これら
の差分値を基準に、第１エッジ検出回路５０１と同様の
判定演算を行う。すなわち、差分値が予め設定したしき
い値Ｔg2以上であれば、処理画素は低周波エッジと判定
し、信号値Ｓ2＝１を出力する。一方、該差分値がしき
い値Ｔg2未満なら非低周波エッジと判定し、信号値Ｓ2
＝０を出力する。そして、各エッジ検出回路で得られた
信号値Ｓ1，Ｓ2は、多値変換値選択回路１１へ入力され
る。

【００４０】ｅ：ハイライト検出回路次にハイライト検出回路９について説明する。ハイライ
ト検出回路９では、画像メモリ回路１１に格納された画
像データがハイライトな部分であるか否か（明るい箇所
であるか否か）の判定を行う。ハイライト検出回路９
は、図１４に示すように、第１ハイライト検出回路５１
１と第２ハイライト検出回路５１２とから構成される。
第１ハイライト検出回路５１１は非常に明るい極ハイラ
イト部を検出し、第２ハイライト検出回路５１２は第１
ハイライト検出回路５１１で検出するハイライトに比べ
若干暗いハイライトを検出する。

【００４１】第１ハイライト検出回路５１１は、極ハイ
ライト判定回路７１を有し（図１８参照）、前段である
９×９画素内演算回路７で計算された黒画素数が予め設
定されたしきい値Ｔh1以下であるか否かを判定する。黒
画素数がしきい値Ｔh1以下である場合には、処理対象と
なっている画素は極ハイライト部と判定し、信号値Ｓ3
＝１を出力する。一方、黒画素数がしきい値Ｔh1より大
きい場合には、非極ハイライト部と判定し、信号値Ｓ3
＝０を出力する。

【００４２】第２ハイライト検出回路５１２もまた第１
ハイライト検出回路５１１と同様の動作を行う。但し、
ハイライト判定のためのしきい値Ｔh2が異なり、Ｔh2＞
Ｔh1である。前段の９×９画素内演算回路７で計測され
た黒画素数がしきい値Ｔh2以下であるか否かをハイライ
ト判定回路７２で判定する。しきい値Ｔh2以下である場
合には、処理画素はハイライト部と判定し、信号値Ｓ4
＝１を出力する。しきい値Ｔh2より大きい場合には、非
ハイライト部（中間濃度部）と判定し、信号値Ｓ4＝０
を出力する。各ハイライト検出回路で得られた信号値Ｓ
3，Ｓ4は、多値変換値選択回路１１へ入力される。

【００４３】ｆ：ハイライトエッジ検出回路次に、ハイライトエッジ検出回路１０について説明す
る。ハイライトエッジ検出回路１０では、画像メモリ回
路１に格納された画像データの注目画素周辺がハイライ
トでかつエッジであるか否かを判定する。図１４に示す
ように、ハイライトエッジ検出回路１０は、第１ハイラ
イトエッジ検出回路５２１と第２ハイライトエッジ検出
回路５２２とからなる。第１ハイライトエッジ検出回路
５２１は、画像メモリ回路１に格納された画像データの
注目画素を中心とする領域全体（１７×１７画素領域）
がハイライトで且つエッジであるか否かを判定し、第２
ハイライトエッジ検出回路５２２は、注目画素を中心と
する小領域（９×９画素領域）がハイライトで且つエッ
ジであるか否かを判定する。

【００４４】ここで、第１ハイライトエッジ検出回路５
２１の動作について説明する。第１ハイライトエッジ検
出回路５２１は、図１９に示すように、第１エッジ検出
回路８１１〜第４エッジ検出回路８１４およびハイライ
トエッジ判定回路８１５から構成されている。まず、第
１ハイライトエッジ検出回路５２１の各エッジ検出回路
８１１〜８１４において、画像メモリ１に蓄えられた画
像データ（１７×１７画素領域）に対するフィルタ演算
を実施する。各エッジ検出回路８１１〜８１４には、図
２０に示すフィルタデータがそれぞれ記憶されており、
これらを用いてフィルタ演算が行われる。後段のハイラ
イトエッジ判定回路８１５は、各エッジ検出回路８１１
〜８１４の出力値Ｇ1〜Ｇ4のうちから最大値を選択し、
これが予め設定したしきい値Ｔhg1以上であるか否かを
判定する。該最大値がしきい値Ｔhg1以上である場合に
は、処理画素はハイライトエッジ部と判定し、出力信号
値Ｓ5＝１する。一方、該最大値がしきい値Ｔhg1未満で
ある場合には、処理画素は非ハイライトエッジ部と判定
し、出力信号値Ｓ5＝０とする。

【００４５】次に、第２ハイライトエッジ検出回路５２
２の動作について説明する。第２ハイライトエッジ検出
回路５２２もまた第１ハイライトエッジ検出回路５２１
と同様の動作を行うが、処理する領域が異なっている。
すなわち、注目画素を中心とする９×９画素領域でエッ
ジ検出処理を実施する。図１９に示す第２ハイライトエ
ッジ検出回路５２２の各エッジ検出回路８２１〜８２４
には、図２１に示すフィルタデータが記憶されており、
これらを用いてフィルタ演算処理が行われる。この演算
によって得られた出力値Ｇ11〜Ｇ14は、後段のハイライ
トエッジ判定回路８２５に入力され、これらの中から最
大値が選択された後、エッジ判定が行われる。すなわ
ち、該最大値が予め設定したしきい値Ｔhg2以上である
場合には、処理対象画素はハイライトエッジ部と判定
し、出力信号値Ｓ6＝１とする。一方、該最大値がしき
い値Ｔhg2未満である場合には、処理対象画素は非ハイ
ライトエッジ部と判定し、出力信号値Ｓ6＝０とする。
以上のようにして得られた各信号値Ｓ5，Ｓ6が多値変換
値選択回路１１へ入力される。

【００４６】ｇ：多値変換選択回路多値変換値選択回路１１は、エッジ検出回路８からの出
力信号値Ｓ1，Ｓ2とハイライト検出回路９からの出力信
号値Ｓ3，Ｓ4、およびハイライトエッジ検出回路１０か
らの出力信号Ｓ5，Ｓ6の５つの信号に基づき、第１多値
化回路２〜第５多値化回路６の出力値Ｓc1〜Ｓc2のう
ち、最適な多値交換値を選択し、これがＳcoutとなる。
選択の基準は表１に示す通りであるが、詳細は後述す
る。

【００４７】

【表１】以上の処理で多値変換値Ｓcoutが得られ、得られた多値
変換値Ｓcoutが画像出力装置Ａ９４８を介して画像出力
される。

【００４８】Ｂ：各モードにおける全体的動作次に、図２２のフローチャートを用い、各画像処理モー
ドの動作を説明する。まず、最初のステップにおいて、
画像処理モードが設定される（図２２のステップＳ８０
１）。この時、設定されたモードが画像処理モードＡ
（蓄積用画像処理モード）であるなら、図１に示す制御
スイッチＳＷａ〜ＳＷｅがＡ側に接続される。設定され
たモードが画像処理モードＢ（Ｎ値出力モード）なら、
図１に示す制御スイッチＳＷａ〜ＳＷｅがＢ側に接続さ
れる。同様に、設定されたモードが画像処理モードＣ
（Ｍ値出力モード）であるなら、図１に示す制御スイッ
チＳＷａ〜ＳＷｅがＣ側に接続される。以下、各モード
について説明する。

【００４９】（１）画像処理モードＡ：画像処理モードＡの全体的動作はじめに、前処理部１０００においては、入力されたＭ
（＝２５６）値の画像に対して、フィルタ処理回路Ａ９
４０１による処理が実施される（図２２のステップＳ８
０２参照）。フィルタ処理回路Ａ９４０１は、後段のＮ
（＝２）値化処理（ステップＳ８０４）によって劣化す
るエッジ成分を補償すること、その他の処理による画質
劣化を補償することが主な目的である。図３（ａ）のフ
ィルタ係数を用い、入力画像に対して該和演算を行うこ
とによって、画像を先鋭化する。なお、ここでは３×３
画素サイズのフィルタを用いているが、その他のサイズ
でもよいし、他のフィルタ係数を用いても良い。

【００５０】こうして得られたフィルタ処理後の画素に
対し、ガンマ補正回路Ａ９４０２がガンマ補正を施す
（ステップＳ８０３）。ガンマ補正を行うのは、以下の
理由による。後段の階調変換処理で行われる階調変換
（誤差拡散処理）では、ハイライト（明るい場所）で、
かつ、平坦部を良好に再現しにくいことがある。これ
は、画像が持つ解像度に依存して濃度表現するためで、
解像度が低い場合に顕著である。解像度が不足すると、
再現できる濃度範囲が不足し、その結果、ハイライト平
坦部では、不自然に明るく（白っぽく）再現されてしま
う。このため、多値復元したときもハイライト平坦部で
白っぽく再現されることがある。以上の現象に対処する
ため、ガンマ補正Ａ（ステップＳ８０３）が行われる。
本処理によって、階調変換（２値誤差拡散処理）する前
のＭ値画像と多値復元後（ステップＳ８０８）のＭ値画
像の特にハイライト部（明るい箇所）での階調特性が一
致し、また、出力装置Ａに合わせて階調を補正するた
め、画質が劣化しない。具体的には、図４（ａ）の特性
を持つ関数によって行われる。すなわち、入力された画
像に対し、ハイライト部の濃度値を予め高くなる（暗
く）なるように補正係数が設計されている。以上が前処
理部（Ｓ８０２，Ｓ８０３）の処理である。

【００５１】本実施形態では、前処理部でフィルタ処理
とガンマ補正処理を行う画像処理について述べたが、適
用される画像処理はこれに限るものでない。画像出力装
置を変更した場合等、他の要望がある場合には、適宜前
処理で行われる画像処理を変更してもよい。例えば、画
像中の写真や網点部、文字・線画部を分離した後、それ
ぞれの箇所で専用の画像処理を行うことも可能である。

【００５２】次に、階調変換回路９４３における階調変
換処理（Ｎ値化）について説明する（ステップＳ８０
４）。この実施形態における階調変換処理（Ｎ値化）
は、周知の誤差拡散法を用い、また、この例では、２値
の誤差拡散法を実施する。前処理部１０００の処理（ス
テップＳ８０２，Ｓ８０３）においては、誤差拡散処理
時に劣化しやすい箇所の補正処理がなされているため、
通常の誤差拡散処理に比べ、多値復元（ステップＳ８０
８）したときの劣化が少ない画像データとなっている。
また、本処理により、例えば４００ＤＰＩ／８ｂｉｔｓ
（２５６階調）のデータが、４００ＤＰＩ／１ｂｉｔｓ
（２階調の誤差拡散画像）のデータに変換され、１／８
のデータ量になったことになる。なお、Ｎ（＝２）値化
の処理には、誤差拡散法でなくとも、組織的ディザ法な
ど他の階調変換法を用いても良い。

【００５３】次に、圧縮・蓄積・復号処理（ステップＳ
８０５，Ｓ８０６，Ｓ８０７）について説明する。圧縮
回路９４４における圧縮処理（ステップＳ８０５）は周
知の圧縮方法を使用する。例えば、ＦＡＸ等で行われて
いるＭＨ符号化やＭＲ符号化、あるいはＭＭＲ符号化等
の可逆圧縮処理を行う。勿論、他の周知の可逆符号化で
もよいし、一定の画質が補償される非可逆圧縮等も適用
可能である。この結果、Ｎ（＝２）値データがさらにデ
ータ圧縮される。画像蓄積部９４５における蓄積処理
（ステップＳ８０６）においては、周知の媒体を利用す
る。例えば、蓄積媒体として、メモリ回路やハードディ
スク、あるいは、光磁気ディスク、磁気テープ等、種々
用いることが可能である。複数の蓄積媒体を設置し、目
的に応じて選択することも可能である。複合回路９４６
における復号化処理（ステップＳ８０７）では、蓄積さ
れた圧縮画像データを復号する処理を行う。本処理は圧
縮処理の方法に応じて周知の復号化処理が適用される。
復号化された画像データはＮ（＝２）値誤差拡散画像デ
ータとなる。

【００５４】続いて、得られたＮ（＝２）値誤差拡散画
像に対し、階調復元回路９４７による階調復元処理（Ｍ
＝２５６値化）が行われる（ステップＳ８０８）。階調
復元処理は、従来、様々提案されているが、本実施形態
では、従来手法とは異なる手法で多値変換（Ｍ＝２５６
値化）する。そして、得られた多値復元画像は、出力装
置Ａを介して出力される。次に、階調復元（Ｍ値化）の
処理（ステップＳ８０８）の詳細について説明する。

【００５５】：階調復元処理画像処理モードＡで行われる階調復元処理（ステップＳ
８０８）について図２３のフローチャートを用い、具体
的に説明する。まず、ステップＳ１０１で注目画素を中
心とする１７×１７画素分の２値画像データ（本実施形
態では、前処理、階調変換２値化処理によって得られた
誤差拡散２値画像データ）を画像メモリ１に記憶する。
但し、本実施形態では、メモリ回路の容量を１７×１７
画素としているが、後の処理に応じて、または参照する
画素領域に応じてメモリの記憶量を増加させても良いし
減らしても良い。

【００５６】第１エッジ検出回路５０１の処理次に、ステップＳ１０２とＳ１０３で、第１エッジ検出
回路５０１の処理が行われる。本回路の目的は画像メモ
リに記憶された２値画像データの高周波エッジ成分（濃
度変化が急激なエッジ）を検出することである。具体的
には、図１６に示す８つのフィルタパタンを用いてエッ
ジ検出を行う。ここで、エッジ検出の処理について、図
２４および図２５を用い図２６のフローチャートに従っ
て説明する。

【００５７】今、画像メモリに記憶された画像データ
（１７×１７画素）のうち、処理対象となる注目画素周
辺の５×５画素領域が図２４の状況であったとする。ま
ず、図２４の画素集合に対し、図１６（ａ）に示す第１
領域パタンを用いて、パタン部（ハッチング部分）に含
まれる黒画素数Ｎ1をカウントする（図２６のステップ
Ｓ２０１参照）。この場合、５画素となり、黒画素数Ｎ
1＝５となる（図２５（ａ）参照）。同様に、図２６の
ステップＳ２０２においては、図１６（ｂ）に示す第２
領域パタンを用いて、パタン部（ハッチング部分）に含
まれる黒画素数Ｎ2をカウントし、Ｎ2＝３となる（図２
５（ｂ）参照）。さらに、図２６のステップＳ２０３〜
Ｓ２０８においては、各々図１６（ｃ）〜図１６（ｈ）
までの各領域パタンを用いて各パタン中の黒画素数カウ
ントすることにより、それぞれＮ3＝１，Ｎ4＝３，Ｎ5
＝５，Ｎ6＝３，Ｎ7＝１，Ｎ8＝３となる（図２５
（ｃ）〜図２５（ｈ））。

【００５８】次に、上述のようにして得られたＮ1〜Ｎ8
を用いて、これらの中から、最大値Ｎmax及び最小値Ｎm
inをもとめる（図２６に示すステップＳ２０９，Ｓ２１
０参照）。この場合、Ｎmax＝Ｎ1＝Ｎ5＝５，Ｎmin＝Ｎ
3＝Ｎ7＝１となる。そして、求められたＮmaxとＮmin
が、以下に示す（数１）を満たす時、処理画素は高周波
エッジ部と判定し、信号値Ｓ1＝１とする（図２６のス
テップＳ２１１，Ｓ２１２参照）。一方、ＮmaxとＮmin
が、（数１）式を満たさない時、処理画素は非高周波エ
ッジ部と判定し、信号値Ｓ1＝０とする（図２６のステ
ップＳ２１１，Ｓ２１３参照）。

【００５９】（数１）Ｎmax−Ｎmin≧Ｔg1 但し、Ｔg1は予め設定したしきい値で、例えば、Ｔg1＝
４とした場合、上記事例ではＮmax−Ｎmin＝５−１＝４
であるから、処理画素はエッジと判定される。以上のよ
うに、中心画素から複数方向へ広がる８つのパタンの組
み合わせを用いるだけで、₈Ｃ₂＝２８成分のエッジ検出
が行える。従って、従来検出が困難であった点対象なエ
ッジ（図２４参照）等を含め多数のエッジを簡単な構成
で、容易かつ構成度に検出することができる。また、検
出できるエッジ成分数の割に、フィルタ記憶用メモリを
増やすこともない。

【００６０】なお、本実施形態では、５×５領域に関し
て８パタンの領域を設定し、黒画素数を基準にエッジ検
出する方法を述べたが、例えば、参照する領域を７×
７、９×９等としたり、更に複数の領域パタンを設定し
たり、あるいは、黒画素基準ではなく白画素数を基準と
するなどの変更も可能である。また、３値、４値画像等
の低階調画像のエッジを検出する場合には、黒画素数基
準でなく、各領域パタンに含まれる画素値の平均濃度値
あるいは分散値を用いてもよい。また、Ｎmaxを各領域
パタンに含まれる画素値の平均濃度または分散値の最大
値とし、Ｎminを各領域パタンに含まれる画素の平均濃
度値または分散値の最小値として、これらの差分値に基
づきエッジ検出することも可能である。

【００６１】ｂ：高周波エッジが検出された場合の処理次に、図２３に戻り、ステップＳ１０３においてＳ1＝
１であった場合（処理画素が高周波エッジであった場
合）の多値化処理（図２３のステップＳ１０４参照）に
ついて説明する。高周波エッジ部の多値化は図７に示す
９つの領域パタンを用いた平滑化演算に基づき行われ
る。その具体的な処理の詳細について図２７のフローチ
ャートに基づいて説明する。

【００６２】多値化対象の画素集合が図２４のようであ
ったとすると、これは高周波エッジ検出部でエッジ部と
判定される。そして、ステップＳ１０４に進み、図７
（ａ）に示す第１領域パタン（ハッチング部分）中に含
まれる画素について、領域内画素値の分散値を検出す
る。図２４の場合、第１領域パタン内に含まれる画素は
図２８（ａ）に示すとおりである。該第１領域パタンに
おいて、領域内画素の画素値を各々Ｐ1，Ｐ2，……，Ｐ
7とすると、分散値σ1は（数２）式を用いて計算され
る。例えば、黒画素値＝１、白画素値＝０と定義する
と、分散値σ1＝０．２０となる（図２７に示すステッ
プＳ３０１参照）。

【００６３】（数２）（ここで、Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，……Ｐnは、パタン中の画素
値であり、ｎは領域内参照画素数である。）同様に図７（ｂ）〜図７（ｈ）の各領域パタンについて
も、ｎ＝７として、σ2＝０．２４，σ3＝０，１２，σ
4＝０．２４，σ5＝０．２０，σ6＝０．２４，σ7＝
０．１２，σ8＝０．２４，と求められる（図２７に示
すステップＳ３０２〜Ｓ３０８参照）。

【００６４】図７（ｉ）第９領域パタンの分散値σ9に
ついては、領域内参照画素数が９画素であるため、ｎ＝
９として（数２）式を用いる。故にσ9＝０．２２とな
る（図２７のステップＳ３０９）。

【００６５】このようにして求めた分散値は、値が大き
いほど濃度変化が激しいことを示しており、エッジを構
成する領域であることを示している。逆に、分散値が低
い場合には平坦な領域であることを示している。したが
って、最も分散値が低い領域パタン（最も平坦な領域）
に含まれる画素を用い、エッジ構成画素を避けて平滑化
することで、画質の劣化が防止できる（エッジが保存さ
れる）。上述した例では、分散値の最小値σmin＝σ3＝
σ7＝０．１２であり（図２７のステップＳ３１０）、
第３領域パタンあるいは第７領域パタンに含まれる画素
値の平均濃度値ｅ3またはｅ7が出力値となる。従って、
出力値＝平均濃度値ｅ3（＝ｅ7）＝０．１４となる（ス
テップＳ３１１）。最後に出力値の正規化処理を施し、
多値変換値Ｓc1とする（Ｓ３１２）。ここで正規化と
は、例えば２５６階調（８ｂｉｔ）へ変換する場合に
は、（数３）に示す計算を行うことをいう。

【００６６】（数３）正規化出力（多値変換値出力＝平均濃度値ｅ×２５５）（但し、小数点以下は四捨五入とし、２５５を越えた場
合には２５５を出力値とする。）

【００６７】したがって、上述した例の場合は、ｅ3
（＝ｅ7）×２５５−０．１４×２５５＝３６，故にＳc
1＝３６となる。以上の処理を用いることで、エッジを
保存した多値化演算が出来るので、細かな線画模様等で
もつぶれのない高品質な多値変換画像を得ることができ
る。また、エッジ周辺の孤立画素（雑音画素）の影響が
少なく、多値化後モレア等の雑音となって残ることもな
い。本実施形態では、５×５サイズのフィルタを用いて
多値化演算を行っているが、７×７等、画像特性に応じ
て他の大きさのフィル多を用いて同様の処理で多値化し
ても良いし、他の領域を設定して演算しても良い。

【００６８】ｃ：第２エッジ検出回路の動作５０２ここで図２３に再び戻り、処理画素が非高周波エッジで
あった場合の処理（ステップＳ１０５）について説明す
る。この処理の目的は、疑似中間画素に多く含まれる低
周波エッジ（濃度変化が緩やかなエッジ）を検出するこ
とである。また、この処理に至るためには、図２３のス
テップＳ１０３で信号値Ｓ1＝０であることが前提とな
る。ステップＳ１０５の処理は、具体的には、図１７に
示す８パタンのフィルタを用いてエッジ検出を行う。エ
ッジ検出の処理手順について、図２９、図１７、図３０
を用い、図３１のフローチャートに従って説明する。

【００６９】今、画像メモリに記憶された画像データ
（１７×１７画素）のうち、処理対象となる注目画素周
辺の７×７画素領域が図２９の状況であったとする。ま
ず、図２９の画素集合に対し、図１７（ａ）に示す第１
領域パタンを用いて、パタン部（ハッチング部分）に含
まれる黒画素数Ｎ11をカウントする（図３１のステップ
Ｓ４０１参照）。この場合は、６画素となり、黒画素数
Ｎ11＝６となる（図３０（ａ））。同様に、図１７
（ｂ）に示す第２領域パタンを用いて、パタン部（ハッ
チング部分）に含まれる黒画素数Ｎ12をカウントし（図
３１のステップＳ４０２参照）、Ｎ12＝５となる（図３
０（ｂ））。

【００７０】以下同様にして、図１７（ｃ）の第３領域
パタン〜図１７（ｈ）の第８領域パンを用いて各パタン
に含まれる黒画素数をカウントし（図３１に示すステッ
プＳ４０３〜Ｓ４０８）、それぞれＮ13＝２，Ｎ14＝
５，Ｎ15＝６，Ｎ16＝５，Ｎ17＝２，Ｎ18＝５となる
（図３０（ｃ）〜図３０（ｈ）参照）。

【００７１】次に、求めたＮ11〜Ｎ18を用いて、これら
の中から、最大値Ｎmaxおよび最小値Ｎminを算出する
と、Ｎmax＝Ｎ11＝Ｎ15＝６，Ｎmin＝Ｎ13＝Ｎ17＝２と
なる（図３１のステップＳ４０９，Ｓ４１０参照）。そ
して、求めたＮmaxとＮminを用い、以下に示す（数４）
を満たすか否かを判定し、満す場合は処理画素は低周波
エッジ部と判定し、信号値Ｓ2＝１とする（図３１に示
すステップＳ４１１，Ｓ４１２）。一方、低周波エッジ
でない場合には、信号値Ｓ2＝０とする（図３１に示す
ステップＳ４１１，Ｓ４１３参照）。

【００７２】（数４）Ｎmax−Ｎmin≧Ｔg2 （但し、Ｔg2は予め設定したしきい値で、本実施形態で
は、Ｔg2＝４とした。）上述の例の場合は、Ｎmax−
Ｎmin＝６−２＝４となるから、処理画素はエッジと判
定される。以上のように、ここでは疑似中間調に現れ易
い低周波エッジを検出する。また、前述の通り、従来検
出が困難であった点対称なエッジ（図２９）等を含む多
数のエッジ成分を、容易かつ高精度に検出することがで
き、フィルタ記憶用メモリを増加させる必要もない。

【００７３】ｄ：低周波エッジが検出された場合の処理次に、図２３に示すステップＳ１０６において、Ｓ2＝
１であった場合（処理画素が低周波エッジであった場
合）の多値化処理（図２３のＳ１０７）について説明す
る。低周波エッジ部の多値化処理は、図９に示す８つの
領域パタンを用いて行う。これらの領域パタンは、図２
３に示すステップＳ１０４の多値化処理に用いた領域パ
タン（図７参照）と類似する領域パタンであるが、平滑
化に用いる画素が異なることが特徴である。

【００７４】本処理の基本的考えは、図２３に示すステ
ップＳ１０４の多値化処理と同様に、多値化演算（平滑
化演算）にエッジ構成画素を出来る限り用いないことで
ある。このようにすることで、エッジ周辺の雑音画素の
影響を最小限にとどめることができる。その具体的な処
理の詳細について、図３２のフローチャートを基に、図
２９、図３３、図９を用いて説明する。多値化の対称と
なる画素集合が図２９のようであったとすると、この画
素集合は、前述したように、低周波エッジ部と判定され
る。

【００７５】次に、図２９の注目画素を中心とする５×
５領域内に着目する（図３３参照）。この５×５領域に
対して、図９（ａ）〜（ｈ）までの８つの領域パタンを
用い、各領域パタンのＡ領域（ハッチング部分）に存在
する画素に関して分散値を算出する。図３３の場合、図
９（ａ）第１領域パタンのＡ領域内に含まれる画素は、
図３５（ａ）に示す通りである。このとき、分散値σ11
は（数２）式を用いて計算される（ｎ＝７で計算）。

【００７６】例えば、黒画素値＝１、白画素値＝０と定
義すると、分散値σ11＝０．２４となる（図３２のステ
ップＳ５０１参照）。他の領域パタン（ｂ）〜（ｈ）の
各分散値に関しても同様に計算し、σ12＝０．２４，σ
13＝０．２０，σ14＝０．２４，σ15＝０．２４，σ16
＝０．２４，σ17＝０．２４，σ18＝０．２４となる
（図３２に示すステップＳ５０１〜Ｓ５０８参照）。こ
こで、図３５（ｂ）〜（ｈ）は、各々図２９に示す領域
について、図９（ｂ）〜（ｈ）の領域パタンに含まれる
画素を示している。

【００７７】以上のようにして得られたＡ領域内画素に
関する分散値を用い、次の基準で多値変換値を算出する
（図３２に示すステップＳ５０９）。ｉ：分散値が最大となる領域パタンを求め、その領域パ
タンの外側の領域（非ハッチング部分の領域。以下、Ｂ
領域という）に存在する画素を用いて平滑化演算する。ｉｉ：分散値が最大となる領域パタンが複数個存在する
場合には、それらの中から、任意の領域パタンを１つ選
択し、選択した領域パタンのＢ領域に存在する画素を用
いて平滑化演算する。上記処理は、分散の高い領域は、エッジが存在する領域
であると考え、この領域を除く画素を用いて演算すると
いう考えに基づいている。

【００７８】上述の例では、 σmax＝σ11＝σ12＝σ14＝σ15＝σ16＝σ18＝０．２４であるから、上記条件ｉｉに当てはまる場合である。仮
に、σmax＝σ12を選択すれば、多値化に用いる画素は
図９（ｂ）のＢ領域に存在する画素で、図３４に示す画
素となる。ゆえに、多値出力値は、（数５）を用いるこ
とで求まる。

【００７９】（数５）Ｂ領域内の画素値Ｐ1，Ｐ2，Ｐ
3．．．，Ｐ15とすると、

【００８０】さて、図３４の場合、平均濃度値ｅ12＝
０．２７となる。最後に出力値の正規化処理を（数３）
を用いて行い、その結果を多値変換値Ｓc2とする。この
場合、ｅ₁₂×２５５＝０．２７×２５５＝６８．８５と
なり、これを四捨五入したＳc2＝６９が多値変換値とな
る。以上の処理を用いることによって、エッジ成分を保
存し、且つ、階調を重視した多値化演算が行えるので、
疑似中間調部に現れやすい低周波エッジも高品質に多値
変換することが可能となる。これに加え、多数のエッジ
に対応出来る割に、従来に比較して構成も簡単であるか
ら、ハードウェア化が容易である。この実施形態では、
５×５サイズのフィルタを用いて演算を行っているが、
他のサイズのフィルタを用いて同様の処理を用いて多値
化してもよいし、他の領域を設定してもよい。

【００８１】ｅ：ハイライト検出回路９の動作次にハイライト検出回路９の動作（図２３に示すステッ
プＳ１０８，Ｓ１０９，Ｓ１１２参照）について説明す
る。ハイライト検出回路９では、処理領域がどの程度の
明るさを持つ領域かを判断する処理を行う。本実施形態
では、処理領域のハイライトの度合いを２段階に分類
し、その他の明るさを持つ領域は中間濃度と判定してい
る。

【００８２】まず、処理対象画素（着目画素）を中心と
する９×９領域内の黒画素数をカウントする（図２３の
ステップＳ１０８参照）。次に、図２３に示すステップ
Ｓ１０９において第１ハイライト検出回路５１１の処理
を実施する。ここでは、ステップＳ１０８でカウントし
た黒画素数が、以下に示す（数６）を満たすか否かを判
断し、満たす時は、該処理画素数は極めて明るい極ハイ
ライト部に属すると判定し、信号値Ｓ3＝１を出力す
る。一方、（数６）式を満たさなかった場合には、該処
理画素は非極ハイライト部と判定し、信号値Ｓ3＝０を
出力する。そして、Ｓ3＝０の場合には、続いて第２ハ
イライト検出回路５１２の処理を行い、Ｓ3＝１の場合
には、ハイライトエッジ検出処理Ｓ１１０を行う。

【００８３】（数６）９×９内黒画素数≦Ｔh1 （ここで、Ｔh1は予め設定したしきい値で、本実施形態
では、Ｔh1＝７とした。）

【００８４】例えば、画像メモリ１に記憶された画像デ
ータ（１７×１７画素）のうち、処理対象となる注目画
素周辺の９×９画素領域が図３６（ａ）の状況であった
とする。この場合は、全黒画素数が５画素であるから、
（数６）式を満足する。従って、該処理画素は極ハイラ
イト部と判定され、信号Ｓ3＝１が出力される。一方、
図３６（ｂ）の状況であった場合には、全黒画素数が１
０画素であるから、（数６）式を満足しない。従って、
処理画素は非極ハイライト部と判定され、Ｓ3＝０が出
力される。

【００８５】次に、第２ハイライト検出回路５１２の動
作について説明する。第２ハイライト検出回路５１２で
得られる出力信号値Ｓ4は、Ｓ3＝０のときのみ有効とな
る。まず、図２３に示すステップＳ１０８で求めた黒画
素数が、以下に示す（数７）を満足するか、否かを判定
する。（数７）を満足する時、該処理画素はハイライト
部と判定し、信号値Ｓ4＝１を出力する。一方、（数
７）を満足しない場合には、該処理画素は非ハイライト
部（中間濃度平坦部）と判定し、信号値Ｓ4＝０を出力
する。

【００８６】（数７）９×９内黒画素数≦Ｔh2 （ここで、Ｔh2は予め設定したしきい値で、Ｔh2＞Ｔh1
を満たす値であり、本実施形態では、Ｔh2＝１０とし
た。）例えば、画像メモリに記憶された画像データ（１７×１
７画素）のうち、処理対象となる注目画素周辺の９×９
画素領域が図３６（ｂ）の状況であったとする。この場
合には、Ｓ１０９でＳ3＝０の出力を得、かつ全９×９
内黒画素数が１０であるから、（数７）式を満たしてい
る。従って、該処理画素はハイライト部と判定され、Ｓ
4＝１が出力される。一方、図３６（ｃ）の場合には、
Ｓ１０９でＳ3＝０を出力を得られるが、全９×９内黒
画素数が１５であるから、（数７）式を満足しない。従
って、非ハイライト部（中間濃度平坦部）と判定し、信
号値Ｓ4＝０が出力される。

【００８７】以上がハイライト検出回路９の処理であ
る。本実施形態では、処理領域のハイライトの明るさの
度合いを２段階に分類し、その他の明るさを持つ領域を
中間濃度部とする場合を述べたが、判定しきい値を増や
して、さらに複数段階に分類してもよい。また、９×９
領域内で判定を行うのではなく、別の大きさの領域で判
定してもよい。また、被多値化画像が３，４階調等の低
階調画像である場合に、領域内平均濃度値をハイライト
分類のための基準としてもよい。

【００８８】ｆ：非ハイライト部が検出された場合の動
作次に、図２３に示すステップＳ１１２でＳ4＝０であっ
た場合、すなわち、非ハイライト部が検出された場合の
多値化処理（第３多値化回路４の動作）について説明す
る。ここでは、処理画素が非ハイライト部（中間濃度平
坦部）と判定されていることから、階調を重視し、か
つ、中間濃度に存在する微妙な模様等のエッジがつぶれ
ぬよう、図１０のような加重フィルタで平滑化する。

【００８９】例えば、前述したように図３６（ｂ）は非
ハイライト部（中間濃度平坦部）であることから、これ
を図１０のフィルタで平滑化する場合を説明する。ま
ず、図３６（ｂ）の中心画素周辺５×５領域に着目する
と、図３７のようになる。これに対して図１０のフィル
タを適用すると、注目画素（中心画素）の出力値は畳込
み演算により、出力値＝０．１９となる。（フィルタ演
算方法については周知であるので省略する）。さらに、
これを（数３）を用いて８ｂｉｔｓ（２５６階調）へ正
規化し、この結果、多値変換値Ｓc3は次のようになる。Ｓc3＝０．１９×２５５＝４９

【００９０】ｇ：ハイライトエッジ検出回路１０の動作次に、ハイライトエッジ検出回路１０について説明す
る。本回路では、ハイライト検出回路９で処理領域がハ
イライトであると判定された場合に該処理領域周辺（エ
ッジ検出領域と呼ぶ）にエッジが存在するか否かを判断
する処理を行う。エッジ検出領域にエッジが存在しない
場合には、該エッジ検出領域はハイライト部と判断さ
れ、該エッジ検出領域内画素を用い、後述のハイライト
部多値化処理を行う。エッジが存在する場合には、該エ
ッジ検出領域を縮小し、縮小された領域でさらにエッジ
検出する。この操作を繰り返し、ある大きさを持つ領域
まで縮小されたエッジ検出領域で最終的なエッジ検出を
行い、該縮小されたエッジ検出領域にエッジが存在した
場合には、ハイライトで、かつ、エッジと判断して多値
化処理を行う。一方、エッジが存在しない場合には、該
縮小されたエッジ検出領域はハイライト部と判断して多
値化処理を行う。本実施形態では、縮小する段階を２段
階にしている。

【００９１】まず、本回路の処理は、ハイライト検出回
路９の第１ハイライト検出回路５１１または第２ハイラ
イト検出回路５１２において、処理対象画素がハイライ
トと判定されている場合のみ有効となる。故に、Ｓ3＝
１または、Ｓ4＝１であることが前提となる。

【００９２】さて、図２３に戻って、Ｓ１０９でＳ3＝
１と判定された場合の処理である第１ハイライトエッジ
検出回路５２１の処理についてまず説明し、後に、Ｓ１
１２でＳ4＝１と判定された場合の処理である第２ハイ
ライトエッジ検出処理５２２について説明する。第１ハ
イライトエッジ検出回路５２１では、図２３に示すステ
ップＳ１０９で検出された極ハイライト部周辺（エッジ
検出領域）にエッジがあるか否かを判定することを目的
とする。具体的には、図２０に示す注目画素を中心とす
る９×９画素周辺の画素を用いた１７×１７画素サイズ
のフィルタパタンを用いてエッジ検出を行う。エッジ検
出の処理手順について、図３６、図２０、図３８、図３
９を用い、図４０のフローチャートに従って説明する。

【００９３】今、エッジ検出の処理対象となる画素集合
が図３６（ａ）の状況であったとする。この場合、前述
したように、該処理画素は極ハイライト部と判定され
る。次に、図３６（ａ）の９×９領域の画素集合に対
し、さらに広い領域１７×１７の領域（エッジ検出領
域）を参照する（図２０および図４０のステップＳ６０
１参照）。このときの領域の状態が、図３８のようであ
ったとする。ここで、図２０（ａ）のフィルタを適用す
ると、ハッチング部分に存在する画素は図３９のように
なる。これを所定の係数でフィルタ演算すると、注目画
素のエッジ強度（絶対値）は、｜Ｇ1｜＝７となる（図
４０に示すステップＳ６０２参照）。同様に、図２０
（ｂ）と（ｄ）のフィルタを用いて図３８の画素集合に
関する演算を行うと、エッジ強度（絶対値）はそれぞ
れ、｜Ｇ2｜＝５、｜Ｇ3｜＝８、｜Ｇ4｜＝０となる
（図４０のステップＳ６０３〜Ｓ６０５参照）。

【００９４】次に、求められたエッジ強度｜Ｇ1｜〜｜
Ｇ4｜を用いて、これらの中から最大となるものを求
め、これをＧm1とする（Ｓ６０６）。そして、以下に示
す（数８）を用いてエッジ判定する（Ｓ６０７）。すな
わち、（数８）式を満たすとき、該処理画素周辺のエッ
ジ検出領域は極ハイライトエッジ部と判定し、信号値Ｓ
5＝１を出力する（Ｓ６０８）。また、（数８）式を満
たさない時は、非極ハイライト部と判定し、信号値Ｓ5
＝０を出力する（Ｓ６０９）。

【００９５】（数８）Ｇm1≧Ｔhg1 （ただし、Ｔhgは、予め設定したしきい値であり、本実
施形態では、Ｔhg1＝７とした。）従って、上述の例の場合は、Ｇm1＝｜Ｇ3｜＝８であ
り、（数８）式を満たす。ゆえに、該処理画像周辺のエ
ッジ検出領域にエッジが存在し、ハイライトエッジ部と
判定される。このように、信号値Ｓ5＝１の場合は、ス
テップＳ１１４に進んで、エッジ検出領域を９×９に縮
小し、第２ハイライトエッジ検出回路５２２の処理を行
う（この処理については後述する）。一方、（数８）を
満たさず、信号値Ｓ5＝０の場合には、処理画素は極ハ
イライト非エッジ部とし、図２３に示すステップＳ１１
７の多値化（平滑化）処理を行う。

【００９６】以上が第１ハイライトエッジ検出回路５２
１の処理である。本実施形態では、１７×１７エッジ検
出フィルタを用いたが、他のサイズのフィルタを用いて
も良いし、同様の処理が可能な周知のエッジ検出フィル
タを用いてもよい。なお、被多値化画像が３，４階調な
どの低階調画像の場合には、エッジ領域内画素の平均濃
度値を基準に演算を行えば、同様の処理が可能である。

【００９７】ｈ：極ハイライト非エッジ部処理次に、図２３に示すステップＳ１１１で、Ｓ5＝０とな
った場合の処理、すなわち、第５多値化回路６の処理に
ついて説明する。この場合は、処理対象の画素周辺は極
ハイライト部でかつ非エッジ部であるから、領域内に存
在する画素群は誤差拡散画素特有の雑音と考えて平滑化
処理を施し、これを除去する。処理は簡単で、１７×１
７サイズのウィンドウを用いて単純に平滑化を行うのみ
である。平滑化処理の詳細は周知であるので省略する。
この結果、得られた値が（数３）を用いて正規化され、
これが信号Ｓc5となる。また、容易に類推できるよう
に、本処理の代わりに他のサイズのウィンドウを用いて
平滑化してもよいし、他の周知の雑音除去フィルタを用
いて平滑化してもよい。

【００９８】ｉ：ハイライト非エッジ部の処理次に、図２３にステップＳ１１１でＳ5＝１であった場
合、または、同図に示すステップＳ１１２でＳ4＝１で
あった場合に行われる処理、すなわち、第２ハイライト
エッジ検出回路５２２の処理について説明する（図２３
のステップＳ１１４）。第２ハイライトエッジ検出回路
５２２では、図２３に示すステップＳ１１２で検出され
たハイライト部周辺にエッジが有るか否かを判定するこ
と、および図２３に示すステップＳ１１１で１７×１７
画素領域が極ハイライトエッジであるとき、これより小
さいエッジ検出領域（９×９画素領域）を設定し、エッ
ジが存在するか否かを判定することを目的とする。

【００９９】具体的には、図２１に示す４つのフィルタ
パタンを用いてエッジ検出を行う。エッジ検出の処理手
順について、図３６、図４１を用い、図４２のフローチ
ャートに従って説明する。今、エッジ検出の対象とな
る、画素集合が図３６（ｂ）の状況であったとすると、
該処理画素はハイライト部と判定される。そして、図３
６（ｂ）の９×９領域の画素に、図２１（ａ）のフィル
タを適用すると（図４２に示すステップＳ７０１参
照）、注目画素エッジ強度（絶対値）は｜Ｇ11｜＝０と
なる（図４１および図４２のステップＳ７０２参照）。
同様に、図２１（ｂ）〜（ｄ）のフィルタを用いて演算
すると、エッジ強度（絶対値）はそれぞれ、｜Ｇ12｜＝
２、｜Ｇ13｜＝１、｜Ｇ14｜＝１となる（図４０に示す
ステップＳ７０３〜Ｓ７０５参照）。そして、求められ
た｜Ｇ11｜〜｜Ｇ14｜を用いて、これらの中から最大値
となるものを探し、これをＧm2として出力する（Ｓ７０
６）。そして、以下に示す（数９）を用いてエッジ判定
する（Ｓ７０７）。すなわち、Ｇm2が（数９）を満たす
とき、該処理画素をハイライトエッジ部と判定し、信号
値Ｓ6＝１を出力する（Ｓ７０３）。一方、（数９）を
満たさない時、非ハイライト部と判定し、信号値Ｓ6＝
０を出力する（Ｓ７０９）。

【０１００】（数９）Ｇm2≧Ｔhg2 （ただし、Ｔhg2は所定のしきい値であり、本実施形態
では、Ｔhg2＝１０とした。）したがって、上述の例の場合は、Ｇm2＝｜Ｇ12｜＝２
であるから、（数９）を満足しない。ゆえに該処理画素
は非ハイライトエッジと判定され、信号値Ｓ6＝０を出
力する。

【０１０１】以上が第２ハイライトエッジ検出回路５２
２の動作である。本回路も第１ハイライトエッジ検出回
路５２１と同様に、他のサイズのフィルタを用いても良
いし、同様の処理が可能な周知エッジ検出フィルタを用
いても良い。なお、被多値化画像が３，４階調などの低
階調画像の場合には、エッジ領域内画素の平均濃度値を
基準に演算を行えば、同様の処理が可能である。ｊ：ハイライトエッジ部の処理次に、Ｓ6＝０の場合の後処理、すなわち、第４多値化
回路の処理について説明する。この処理は、基本的には
図２３に示すステップＳ１１７の処理と同様の考え方で
ある。すなわち、９×９画素領域の範囲において処理対
象画素は非エッジでハイライトであるから、９×９画素
領域内画素群は誤差拡散画素特有の雑音として、平滑化
処理を施しこれをを除去する。処理は簡単で、９×９サ
イズのウィンドウを用いて単純に平滑化を行うのみであ
る。そして、この結果得られた値を（数３）を用いて正
規化し、これを信号Ｓc4として出力する。勿論、容易に
類推できるように、他のサイズのウィンドウを用いて平
滑化してもよいし、他の周知の雑音除去フィルタを用い
て平滑化してもよい。

【０１０２】一方、Ｓ6＝１の場合には、処理画素を中
心とする９×９画素領域の範囲でエッジが存在するの
で、前述した第３多値化回路４の処理を行う（図２３の
ステップＳ１１３参照）。すなわち、図１０の加重フィ
ルタで平滑化する。このように、５×５サイズを持つフ
ィルタで平滑化すれば、９×９領域の端部にあるハイラ
イトエッジを潰さずに良質の多値変換をすることができ
る。以上の処理のあと、出力装置Ａを介してＭ（＝２５
６）値画像が出力される（図２２のステップＳ８０９参
照）。

【０１０３】上述のように、本画像処理システムでは、
ハイライトの明るさの程度に応じ、かつ、エッジ検出し
ながら、処理画素に適した多値化処理が行われるので、
より高画質の多値変換をすることが可能となる。また、
本実施形態では、ハイライト検出処理、ハイライトエッ
ジ検出処理、及びそれに伴う多値化処理において、これ
までにも述べたとおり、フィルタサイズを１７×１７、
９×９、５×５等を用いたが、他のサイズのフィルタや
重みつきフィルタ等を用いて処理してもよい。また、ハ
イライト検出処理やハイライトエッジ検出処理は２段階
で行われているが、これをさらに段階を増やして精度を
高めることも可能である。

【０１０４】一方、処理対象画素が３値、４値等の低階
調画素の場合には、２値の場合で黒画素数基準であった
ものを、平均濃度を基準に判定処理することによって、
容易に処理することが可能である。その場合、これらに
付随する多値化処理を適宜設定してもよい。以上が、画
像処理モードＡの処理フローである。

【０１０５】（２）画像処理モードＢ次に、画像処理モードＢの処理を図２２を用いて説明す
る。はじめに、前処理が行われ（ステップＳ８１０，Ｓ
８１１）、入力されたＭ（＝２５６）値の画像に対し
て、フィルタ処理Ｂが実施される（図２３のステップＳ
８１０）。フィルタ処理Ｂは、処理系の画質劣化特性を
考慮し、出力装置Ｂ９４９の特性に合わせてＭＴＦを補
正することが主な目的である。図３（ｂ）のフィルタ係
数を用い、入力画像に対して積和演算を行うことによっ
て、画像処理する。なお、ここでは３×３画素サイズの
フィルタを用いているが、その他のサイズでもよいし、
他のフィルタ係数を用いても良い。

【０１０６】こうして得られたフィルタ処理後の画素に
対し、ガンマ補正Ｂを施す（ステップＳ８１１）。ここ
でも、前述の画像処理モードＡの説明のとおり、後段の
誤差拡散処理の特性と、出力装置Ｂ９４９の特性を考慮
して補正処理する。本処理によって、出力装置Ｂの特性
に合わせて階調が補正されるため、出力画像の画質が劣
化しない。具体的には、図４（ｂ）の特性を持つ関数に
よって行うが、出力装置の特性に応じて切り替えても良
い。以上が前処理（ステップＳ８１０，Ｓ８１１）であ
る。画像処理モードＡの説明と同様に、前処理における
画像処理はこれに限るものでない。画像出力装置を変更
した場合等、他の要望がある場合には、適宜前処理で行
われる画像処理を変更してもよい。

【０１０７】次に、得られた画像に対し、階調変換（Ｎ
値化）処理（ステップＳ８１２）が行われる。本実施形
態では、画像処理モードＡで行われる階調変換処理（ス
テップＳ８０４）と同様周知の誤差拡散２値化処理を施
す。最後に出力装置Ｂ９４９を介してＮ（＝２）値誤差
拡散画像を出力し、処理を終了する。

【０１０８】（３）画像処理モードＣはじめに、前処理（ステップＳ８１４，Ｓ８１５）にお
いては、入力されたＭ（＝２５６）値の画像に対して、
フィルタ処理Ｃが実施される（図２２のステップＳ８１
４）。フィルタ処理Ｃは、処理系の画質劣化特性を考慮
し、出力装置Ｃの特性に合わせてＭＴＦを補正すること
が主な目的である。図３（ｃ）のフィルタ係数を用い、
入力画像に対して積和演算を行うことによって、画像処
理する。なお、ここでは３×３画素サイズのフィルタを
用いているが、その他のサイズでもよいし、他のフィル
タ係数を用いても良い。

【０１０９】こうして得られたフィルタ処理後の画素に
対し、ガンマ補正Ｃを施す（ステップＳ８１５）。ここ
でも、前述の画像処理モードＡ、画像処理モードＢの前
処理と同様に、後段の出力装置Ｃ９５０の特性を考慮し
て補正処理する。本処理によって、出力装置Ｃ９５０の
特性に合わせて階調が補正されるため、出力画像の画質
が劣化しない。具体的には、図４（ｃ）の特性を持つ関
数によって行うが、出力装置の特性に応じて適宜切り替
えても良い。以上が前処理（ステップＳ８１４，Ｓ８１
５）である。なお、画像処理モードＡ、画像処理モード
Ｂと同様に、前処理部で適用される画像処理はこれに限
るものでない。画像出力装置を変更した場合等、他の要
望がある場合には、適宜前処理で行われる画像処理を変
更してもよい。最後に出力装置Ｃを介してＭ（＝２５
６）値画像を出力し、処理を終了する（Ｓ８１６）。

【０１１０】Ｃ：変形例（１）本実施形態では、複数の出力装置が接続された場
合を説明したが、多階調出力装置を１台のみ接続した場
合においても、同様の考え方で各画像処理モードに応じ
て前処理を切り換えることが可能である。この場合の装
置の概略図を図４３に示す。各回路の動作は同様である
から、図中の画像出力装置Ｄ９５１の番号以外は同一の
番号とした。この場合、出力装置Ｄ９５１は多階調（Ｍ
階調）出力可能な装置で、画像処理モードＡと画像処理
モードＣ時にはＭ階調出力し、画像処理モードＢ時には
Ｎ階調出力する。各画像処理モードの前処理は、処理系
の画質劣化特性等考慮し、それぞれに適合した前処理を
行うことになる。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
細かなエッジ等を損なうことなく、より高画質な多諧調
画像を得ることができる。より詳細に言えば、人物像の
髪の模様等に代表される複数の線分で構成される複雑な
エッジ成分（特に、点対称なエッジ）を簡単な構成で高
精度に検出することができ、また、中間調に現れやすい
低周波エッジ部や、人物像の髪の毛模様等の複雑なエッ
ジを保存し、かつ、劣化の少ない（雑音に強い）、良好
な多値変換処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像処理装置に複数の画像出力装置
が接続された場合のブロック図である。

【図２】図１に示される前処理部のブロック図であ
る。

【図３】各画像処理モードで使用されるフィルタの一
例である。

【図４】各画像処理モードで使用されるガンマ補正関
数の一例である。

【図５】階調復元回路９４７の構成を示すブロック図
である。

【図６】本画像処理システムにおける、第１多値化回
路の概略構成図である。

【図７】本画像処理システムにおける、高周波エッジ
部の多値化処理に用いるフィルタの一例である。

【図８】本画像処理システムにおける、第２多値化回
路のブロック図である。

【図９】本画像処理システムにおける、低周波エッジ
部の多値化処理に用いるフィルタの一例である。

【図１０】本画像処理システムにおける、第３多値化
回路に用いられるフィルタの一例である。

【図１１】本画像処理システムにおける、第３多値化
回路のブロック図である。

【図１２】本画像処理システムにおける、第４多値化
回路のブロック図である。

【図１３】本画像処理システムにおける、第５多値化
回路のブロック図である。

【図１４】本画像処理システムにおける、エッジ検出
回路、ハイライト検出回路、ハイライトエッジ検出回路
のブロック図である。

【図１５】本画像処理システムにおける、エッジ検出
回路のブロック図である。

【図１６】本画像処理システムにおける、高周波エッ
ジ検出フィルタの一例である。

【図１７】本画像処理システムにおける、低周波エッ
ジ検出フィルタの一例である。

【図１８】本画像処理システムにおける、ハイライト
検出回路のブロック図である。

【図１９】本画像処理システムにおける、ハイライト
エッジ検出回路のブロック図である。

【図２０】本画像処理システムにおける、第１ハイラ
イトエッジ検出回路で用いられるフィルタの一例であ
る。

【図２１】本画像処理システムにおける、第２ハイラ
イトエッジ検出回路で用いられるフィルタの一例であ
る。

【図２２】本画像処理装置の処理を示すフローチャー
トである。

【図２３】本実施形態における階調復元処理動作を説
明するフローチャートである。

【図２４】高周波エッジ検出フィルタの動作を説明す
るために示したエッジの一例である。

【図２５】図２４のエッジに対し、図１６のフィルタ
を適用した例である。

【図２６】本画像システムにおける、高周波エッジ検
出回路の動作を示すフローチャートである。

【図２７】本画像システムにおける、高周波エッジ部
の多値化処理、第１多値化回路の動作を示すフローチャ
ートである。

【図２８】図２４に対し、図７のフィルタを適用した
例である。

【図２９】低周波エッジ検出フィルタの動作を説明す
るために示したエッジの一例である。

【図３０】図２９に対し、図７のフィルタを適用した
例である。

【図３１】本画像処理システムにおける、低周波エッ
ジ検出回路の動作を示すフローチャートである。

【図３２】本画像処理システムにおける、低周波エッ
ジ部の多値化処理、低周波エッジ検出回路の動作を示す
フローチャートである。

【図３３】図２９に対し低周波エッジ部多値化処理を
施す際に、処理対象となる領域を示した図である。

【図３４】図３３（図２９）に対し、図９のフィルタ
を適用した後、低周波エッジ部多値化に用いる画素を示
した図である。

【図３５】図３３（図２９）に対し、図９のフィルタ
を適用した例である。

【図３６】ハイライト検出回路の動作を説明するため
に示した画素群の一例である。

【図３７】本画像処理システムにおける、第３多値化
回路の動作を示すために図３６の処理対象領域を示した
図である。

【図３８】本画像処理システムにおける、第１ハイラ
イトエッジ検出回路の動作を説明するために示した画素
群の一例である。

【図３９】図２０のフィルタを図３８に適用した例で
ある。

【図４０】本画像処理システムにおける、第１ハイラ
イトエッジ検出回路の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図４１】図２１のフィルタを図３６に適用した例で
ある。

【図４２】本画像処理システムにおける、第２ハイラ
イトエッジ検出回路の動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図４３】本発明の画像処理装置に多値調出力可能な
画像出力装置１台が接続された場合の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４４】従来の画像蓄積装置の一例である。

【図４５】従来用いられてきたエッジ検出フィルタおよ
び多値化フィルタの例である。

【図４６】従来のエッジ検出フィルタで検出が困難な
エッジパタンの例である。

【図４７】図４６のエッジを検出するエッジ検出パタ
ンフィルタである。

【符号の説明】

９２０〜９２７第１〜第８領域パタン設定回路（領域
設定手段）９２８〜９３５演算回路（濃度分散値算出手段）９３６階調変換回路（階調変換手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎ値の入力画像データをＭ値（Ｍ＞Ｎ）
の多階調画像データに変換する画像処理装置において、処理対象画素の周囲に異なる方向性を持った複数の領域
を設定する領域設定手段と、前記領域設定手段によって設定された各領域における濃
度分散値を算出する濃度分散値算出手段と、前記各領域のうち濃度分散値の大きい方から所定数の領
域を除くとともに、残った領域の平均濃度を算出してＭ
値の多階調画像データとして出力する階調変換手段とを
具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記階調変換手段は、前記各領域のうち
濃度分散値の最も大きい領域を除くとともに、残った領
域の平均濃度を算出してＭ値の多階調画像データとして
出力することを特徴とする請求項１記載の画像処理装
置。