JPH11272861A - 画像処理装置 - Google Patents
画像処理装置Info
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- JPH11272861A JPH11272861A JP10092737A JP9273798A JPH11272861A JP H11272861 A JPH11272861 A JP H11272861A JP 10092737 A JP10092737 A JP 10092737A JP 9273798 A JP9273798 A JP 9273798A JP H11272861 A JPH11272861 A JP H11272861A
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Abstract
施して、回路系の簡潔化を図った上、高速に、しかも高
精細化な画像を得る階調処理手段を持った画像処理装置
を提供する。 【解決手段】 画像処理に用いる階調処理手段は、ウェ
ーブレット変換した係数信号から低周波成分を抽出する
低周波成分第1抽出部1と、抽出された低周波成分とそ
の周辺誤差分を加算する誤差加算部2と、誤差加算部2
からの出力に対してしきい値処理を行うしきい値処理部
3と、処理結果に基づき複数の周波数帯域の係数信号を
算出する係数算出部4と、算出された係数信号の低周波
成分を抽出する低周波成分第2抽出部5と、誤差加算部
2の出力と低周波成分第2抽出部5の出力との誤差分を
算出する誤差算出部6と、誤差算出部6の出力を周辺ブ
ロックの低周波成分に振り分ける誤差振分部7とを備え
た。
Description
レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像処理装置に関
し、特に入力された画像信号をウェーブレット変換を行
って画像処理する機能を備えた画像処理装置に関するも
のである。
ら送られてきた画像データをAD変換器で量子化し、デ
ジタルの実空間画像信号にしてフィルタ処理、変倍処
理、ガンマ変換処理、階調処理等の画像処理を施してい
た。しかしながら、実空間画像信号を用いた画像処理で
は冗長性を持った画像信号で種々の処理を行うために、
処理すべき画像信号量が膨大となり、画像信号の格納の
ための多くのメモリと、多くの処理時間を必要としてい
た。そのため、特開平7−79433号公報に開示され
ているように、画像信号に対して強調特性を持ったウェ
ーブレット変換を行い、変換された高周波帯域の係数信
号に対して量子化のビット数を、他の周波数帯域の係数
信号に対しての量子化のビット数より小さくして、画像
の鮮鋭度を保ちながら画像圧縮を行っているものもあ
る。また、特開平6−274614号公報に記載の技術
では、画像信号にウェーブレット変換を行い、周波数分
解した少なくとも1つの周波数帯域の信号に強調等の画
像処理を施し、画像処理された画像信号にウェーブレッ
ト逆変換を掛けることにより、ノイズを強調することな
く、視覚的な印象にあった自然な再生画像を得ている。
上記のように画像信号に対してウェーブレット変換を行
って、得られた周波数帯域の特定の係数信号についてフ
ィルタ処理、階調処理等の画像処理を施せば、画像処理
すべき情報量を減少でき、画像信号の格納のために多く
のメモリや多くの処理時間を必要とせずに済む。しかし
ながら、特開平7−79433号や特開平6−2746
14号は、その具体的な方法まで示すものではない。例
えば、特開平7−79433号では、デジタル複写機等
で行われている画像の鮮鋭度を所定の強度で強調した
り、網点原稿で生じるモワレの発生を抑えるために平滑
化したりするフィルタ処理、出力装置のガンマ特性に応
じて画像の濃度特性を変換するガンマ変換処理、及び出
力装置の階調特性に併せて行うディザ処理や誤差拡散処
理などの処理を実現することはできない。また、特開平
6−274614号にて開示されている技術は、ウェー
ブレット変換した各周波数帯域の各係数信号毎に所定の
伝達係数を乗じることによって画像信号を先鋭化した
り、平滑化したりするものであり、ウェーブレット変換
したまま階調処理を行って画像の高精細化を保つことは
技術的に確立されていなかった。そのため、ウェーブレ
ット係数信号を実空間画像信号に直してから階調処理を
施し、その後必要に応じてウェーブレット逆変換を掛け
ることにより元のウェーブレット係数信号に戻してい
た。
技術では、画像信号が階調処理のところまではウェーブ
レット係数信号で伝達されていても、実空間画像信号に
直してから階調処理を施すため、面倒なウェーブレット
逆変換回路を必要とする上、ウェーブレット係数信号と
実空間画像信号との変換処理のため全体の処理速度が落
ちると云う不具合が発生していた。そこで、本発明の解
決すべき課題は、階調処理手段に入力されたウェーブレ
ット係数信号のままで階調処理を施すようにして、回路
系の簡潔化を図った上、高速に、しかも高精細化な画像
を得る階調処理手段を備えた画像処理装置を提供するこ
とにある。
に本発明は、入力された画像信号にウェーブレット変換
を施して画像処理する機能を備えた画像処理装置におい
て、画像処理に用いる階調処理手段は、ウェーブレット
変換した係数信号から低周波成分を抽出する低周波成分
第1抽出手段と、前記低周波成分第1抽出手段によって
抽出された低周波成分とその周辺誤差分を加算する誤差
加算手段と、前記誤差加算手段からの出力に対してしき
い値処理を行うしきい値処理手段と、前記しきい値処理
手段の処理結果に基づき複数の周波数帯域の係数信号を
算出する係数算出手段と、前記係数算出手段によって算
出された係数信号の低周波成分を抽出する低周波成分第
2抽出部と、前記誤差加算手段の出力と前記低周波成分
第2抽出部の出力との誤差分を算出する誤差算出手段
と、前記誤差算出手段の出力を周辺ブロックの低周波成
分に振り分ける誤差振分手段とを備えたことを特徴とし
ている。上記のように構成した本発明の画像処理装置で
は、ウェーブレット入力係数信号から抽出された低周波
成分と、誤差振分手段によって周辺ブロックの低周波成
分に振り分けられた誤差から算出された修正誤差値とを
加算した係数信号を実際の入力係数信号として階調処理
を施しているので、周辺の低周波成分の差分も考慮した
階調処理を施すことができて、ウェーブレット係数信号
のままで高精細化な画像を得る階調処理が行われるよう
になった。
図面に基づいて詳細に説明する。図1は、画像処理装置
の代表的な例である白黒デジタル複写機(以下、複写機
と呼ぶ)の主要部を示すブロック図である。複写機にお
ける詳細な動作及び機能は、一般に公知であるのでここ
ではその説明を省略し、本発明に関する部分に限って詳
しく述べる。図1において、原稿の画像はスキャナ11
により読み取られ、図示しないCCDにより原稿の画像
を光電変換し、A/D変換器により電気信号に変換され
た画像をデジタル画像信号として出力する。さらに、デ
ジタル化した画像信号に対して、CCDの個々の素子の
光感度のばらつきを補正するシェーディング補正を行っ
た後に、画像信号をウェーブレット変換部12に出力す
る。ウェーブレット変換部12に入力されたデジタル画
像信号はウェーブレット変換され、複数の周波数帯域の
係数信号に分解される。即ち、ウェーブレット変換部1
2は下記の式(1−1)〜(1−4)に示す主走査方向
(X方向)と副走査方向(Y方向)の各々に対するロー
パスフィルタS(X),S(Y)とハイパスフィルタh(X),h(Y)を
基本ウェーブレット関数として変換を行う。 S(X)=(Xn +Xn+1) /2 ・・・・(1−1) S(Y)=(Yn +Yn+1) /2 ・・・・(1−2) h(X)=Xn−Xn+1 ・・・・(1−3) h(Y)=Yn−Yn+1 ・・・・(1−4) 次に、分解された複数の周波数帯域の係数信号は、量子
化部13によりそれぞれの係数信号ごとに量子化され、
画像処理部14に伝達される。画像処理部14では、高
精細画像を得るために種々の画像処理が施される。さら
に、画像処理された信号は、ウェーブレット逆変換部1
5によって実空間信号に変換され、画像出力部16であ
るプリンタ16によって紙に出力される。また、システ
ムコントローラ17は内部にマイクロCPUを保持して
おり、画像モードに合わせて上記スキャナ11、ウェー
ブレット変換部12、量子化部13、画像処理部14、
ウェーブレット逆変換部15、及びプリンタ16の各々
に処理タイミングと処理内容を指示する。
細なブロック図を示したものであり、画像処理部14は
フィルタ処理部18、ガンマ変換部19、及び階調処理
部20等により構成されている。ここで、階調処理部2
0以外の処理部の順序を入れ替えても差し支えない。例
えば、フィルタ処理部18とガンマ変換部19の処理順
序が前後しても問題ない。図3は、ウェーブレット変換
部12の詳細な構成例を示している。スキャナ11を経
由してウェーブレット変換部12に入力された実空間画
像信号dijは、ローパスフィルタ S(X) 21とハイパス
フィルタh(X)22により各々主走査方向の低周波成分と
高周波成分の係数信号に分解された後、ダウンサンプラ
ー23、24により1/ 2にダウンサンプリングされ、
係数信号W1、W2となる。さらに、各々の係数信号W
1、W2に対してローパスフィルタS(Y)25、27とハ
イパスフィルタh(Y)26、28により副走査方向の低周
波成分と高周波成分の係数信号に分解され、その後ダウ
ンサンプラー29、30、31、32により1/ 2にダ
ウンサンプリングされ、係数信号W3、W4、W5、W
6となる。上記に述べたように、実空間画像信号dij は
ウェーブレット変換部12により複数の異なる周波数帯
域の係数信号W3、W4、W5、W6に分解され、ウェ
ーブレット変換部12より出力される。ウェーブレット
変換部12より出力された係数信号は量子化部13に入
力される。量子化部13では、係数信号毎に量子化器1
から量子化器4により異なった量子化ビット数で量子化
する。この量子化部13での割り当てビット数は、例え
ば高周波成分の係数信号W6には少ないビット数を割り
付け、最も低周波成分であるW3には高ビット数を割り
付けるようにして量子化する。
ウェーブレット関数を表し、図3のローパスフィルタS
(X)とS(Y)に該当する。また、図4(B)は高周波成分
抽出のための基本ウェーブレット関数を表し、図3のハ
イパスフィルタh(X)とh(Y)に該当する。図5は、量子化
部13通過後の各係数信号を模式的に示したものであ
る。ここに示す各係数信号LL、HL、LH、HHは図
3の量子化部13の出力信号に該当する。係数信号LL
は主走査方向及び副走査方向とも低周波成分の係数信号
であり、係数信号HLやLHでは順次主走査方向又は副
走査方向に高周波成分の係数信号になり、係数信号HH
に至って主走査方向及び副走査方向とも高周波成分の係
数信号になる。フィルタ処理部18では、図5に示す入
力係数信号に対して伝達関数を乗算することにより実現
する。この伝達関数の例を図6に示す。図6(A)は、
平滑化特性を持った伝達関数であり、低周波成分に対す
る係数信号は保存し、それよりも高周波成分の信号に対
しては減衰させるような特性を持っている。また、図6
(B)は、強調フィルタの特性を持った伝達関数の例で
あり、低周波成分に対する係数信号は保存するが、周波
数が高くなるに連れて係数信号が増幅されるように動作
する。平滑フィルタをかけるか、強調フィルタをかける
かは、図1のシステムコントローラ17からの指示に従
って決められる。さらに、フィルタ処理部18からの出
力は、図7に示す各係数信号LL’、HL’、LH’、
HH’になる。図8は、ガンマ変換部19のガンマ変換
曲線33の例を示す。ここでは、ガンマ変換曲線33に
従って、入力係数信号の低周波成分LL’のみを変換
し、出力係数信号LL”を得る。ガンマ変換部19では
低周波成分LL’以外の高周波成分の係数信号に関して
は、入力係数信号をそのまま出力係数信号とし、図9に
示す出力係数信号を得る。
理を例に以下に説明する。図10は、本発明の画像処理
装置における階調処理部20の主要部のブロック図を示
す。まず、例えば図2のようなガンマ変換部19からの
出力(図9参照)が階調処理部20の低周波成分第1抽
出部1に入力する。低周波成分第1抽出部1では、図9
のような係数信号から低周波成分であるLL”信号だけ
を抜き出し、次段の誤差加算部2に渡す。誤差加算部2
では後述する誤差振分部7から出力される修正誤差Esum
と低周波成分第1抽出部1からのLL”信号とを加算し
て、しきい値処理部3と誤差算出部6に入力する。ま
た、しきい値処理部3では、入力してきた係数信号を例
えば図11に従ったしきい値にてしきい値処理を行う。
ここで、しきい値処理部3への入力(LL”+Esum)
は、2×2画素ブロックの平均濃度を表すので、実空間
画像での2値化処理と同様に入力(LL”+Esum)に対
して5値化処理を行う。先に示した図11が実空間で表
現した場合のしきい値の例である。次に、5値化処理さ
れた結果が係数算出部4に入力されて、しきい値処理を
行ったときに対応する実空間での出力2値画像パターン
が選択される。図12(A)〜(E)には出力2値画像
パターンP0〜P4を示している。このP0〜P4のパ
ターンのどれが選択されるのかは、入力(X=LL”+
Esum)の大きさにより一意的に決定される。また、入力
Xの大きさと出力パターンの対応を示したのが以下の表
1である。例えば、入力Xの値を128とすると、表1
よりP2のパターンが選択される。この時の出力2値画
像パターンは図12に示されるP2である。ここで、図
12のP0〜P4に示した出力2値画像パターンに対し
て前記式(1−1)〜(1−4)に示すウェーブレット
関数を用いて、図3に示すウェーブレット変換を行った
場合の係数信号を図13の(A)〜(E)に示す。
ーンより図13(A)〜(E)の係数テーブルを参照し
てウェーブレット係数出力を得る。即ち、入力Xの値1
28に対して図12(c)のP2のパターンが選択され
ると、それに対応して図13(c)のP2のウェーブレ
ット係数信号出力が選択される。その後、係数算出部4
の出力は、外部に出されると同時に次段の低周波成分第
2抽出部5に入力し、低周波成分のみが抽出される。低
周波成分第2抽出部5によって抽出された低周波成分は
誤差算出部6に入力され、誤差加算部2からの出力との
誤差分Eij が算出される。また、誤差算出部6によって
算出された誤差分Eij は、FIFO7aと重み付け演算
処理部7b等からなる誤差振分部7に入力されて、周辺
ブロックの低周波成分に振り分けられる。ここで、注目
画素Xに対する誤差拡散係数の例を図14に、周辺ブロ
ックに拡散された誤差値E1-1 、E0-1 、E 1-0を図1
5に、それぞれ示す。重み付け演算処理部7bでは入力
した誤差とFIFO7a内の1ライン前の誤差とを取り
込んで、次に示す式(2−1)により前述した修正誤差
Esumを求める。 Esum=(2×E1-1 +3×E0-1 +3×E1-0 )÷8・・・・(2−1) また、重み付け演算処理部7bで算出された修正誤差Es
umは誤差加算部2の一端に入力され、対応する注目ブロ
ックの低周波成分LL”と加算処理を施されることによ
り、しきい値処理部3と誤差算出部6への入力となるこ
とは前述した通りである。また、係数算出部4からのウ
ェーブレット係数信号出力は図2の画像処理部14から
の係数信号出力として、ウェーブレット逆変換部15
(図1参照)に入力して係数信号から実空間画像信号に
変換される。ウェーブレット逆変換部15ではウェーブ
レット変換部12でのウェーブレット変換、つまり式
(1−1)〜(1−4)に示す変換の全く逆の変換を行
って実空間の画像信号を求める。式(1−1)〜(1−
4)に対する逆変換を下記の式(3−1)〜(3−4)
に示す。 Xn=S(X)+h(X)/2 ・・・・(3−1) Xn+1=S(X)−h(X)/2 ・・・・(3−2) Yn=S(Y)+h(Y)/2 ・・・・(3−3) Yn+1=S(Y)−h(Y)/2 ・・・・(3−4) 最後に、逆変換された実空間信号をプリンタ16に入力
して、用紙上に画像を得る。また、本実施例では出力装
置としてプリンタ16を取り上げたが、ディスプレー等
のような表示装置であっても構わない。
調処理部20における主要動作を示すフロー図である。
まず、前段のガンマ変換部19からの係数信号を取り込
み(S1)、低周波成分第1抽出部1で係数信号から低
周波成分であるLL”信号だけを抜き出し(S2)、記
憶する。さらに、誤差振分部7の重み付け演算処理部7
bから修正誤差Esumを算出し、記憶する(S3)。次
に、誤差加算部2で低周波成分LL”と修正誤差Esumと
を加算し(S4)、結果を修正LL”として次段のしき
い値処理部3に出力する。しきい値処理部3では予め決
められたしきい値でしきい値処理を行い、5値出力を得
る(S5)。さらに、結果が係数算出部4に入力され、
該当する出力2値画像パターンが選択され(S6)、さ
らに係数テーブルを参照してウェーブレット係数出力を
得る(S7)。さらに、入力信号が終了したか否か問わ
れ(S8)、終了ならば(S8Yes)本ルーチンを抜
ける。また、入力信号が終了していなければ(S8N
o)、ステップS9に進め、係数算出部4から算出され
たウェーブレット係数出力の低周波成分を抽出し(S
9)、上記修正LL”と抽出された低周波成分との誤差
を算出する(S10)。さらに、算出された誤差を周辺
ブロックの低周波成分に振り分け(S11)、ステップ
S1に戻って次の入力係数信号を待つ。
レット入力係数信号のままで周辺の低周波成分の差分も
考慮した階調処理を施すことができるようになったの
で、回路系の簡潔化を図った上、高速に、しかも高精細
化な画像を得る階調処理手段を持った画像処理装置を提
供することができるようになった。
する画像処理装置の主要部を示すブロック図。
すブロック図。
図。
レット関数の説明図、(B)は高周波成分抽出のための
基本ウェーブレット関数の説明図。
図。
図、(B)は強調フィルタの特性を持った伝達関数の説
明図。
図。
明図。
を示すブロック図。
図。
化処理された2値画像パターンを示した説明図。
ンに対してウェーブレット変換を行った場合の係数信号
を示す説明図。
ロックの低周波成分に振り分けられる際の拡散係数を示
す説明図。
誤差を模式的に示す説明図。
主要動作を示すフロー図。
段)、2 誤差加算部(誤差加算手段)、3 しきい
値処理部(しきい値処理手段)、4 係数算出部(係
数算出手段)、5 低周波成分第2抽出部(低周波成分
第2抽出手段)、6誤差算出部(誤差算出手段)、7
誤差振分部(誤差振分手段)、7a FIFO、7b
重み付け演算処理部、11 スキャナ、12 ウェー
ブレット変換部、13 量子化部、14 画像処理
部、15 ウェーブレット逆変換部、16 プリンタ
( 画像出力部)、17 システムコントローラ、18
フィルタ処理部、19 ガンマ変換部、20 階調
処理部。
Claims (1)
- 【請求項1】 入力された画像信号にウェーブレット変
換を施して画像処理する機能を備えた画像処理装置にお
いて、画像処理に用いる階調処理手段は、ウェーブレッ
ト変換した係数信号から低周波成分を抽出する低周波成
分第1抽出手段と、前記低周波成分第1抽出手段によっ
て抽出された低周波成分とその周辺誤差分を加算する誤
差加算手段と、前記誤差加算手段からの出力に対してし
きい値処理を行うしきい値処理手段と、前記しきい値処
理手段の処理結果に基づき複数の周波数帯域の係数信号
を算出する係数算出手段と、前記係数算出手段によって
算出された係数信号の低周波成分を抽出する低周波成分
第2抽出手段と、前記誤差加算手段の出力と前記低周波
成分第2抽出手段の出力との誤差分を算出する誤差算出
手段と、前記誤差算出手段の出力を周辺ブロックの低周
波成分に振り分ける誤差振分手段とを備えたことを特徴
とする画像処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09273798A JP3631609B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 画像処理装置、画像処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09273798A JP3631609B2 (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 画像処理装置、画像処理方法 |
Publications (2)
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JPH11272861A true JPH11272861A (ja) | 1999-10-08 |
JP3631609B2 JP3631609B2 (ja) | 2005-03-23 |
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ID=14062741
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- 1998-03-20 JP JP09273798A patent/JP3631609B2/ja not_active Expired - Fee Related
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