JPS59231975A - ハ−フト−ン画像の反転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は画像の処理に関し、更に詳細には、記憶されて
いるディジタル形・・−７ト一ン画８から連続階調画像
を得るために／−−７）−ン画像を反転させる方法に関
する。

従来の技術 典型的な写真フィルムの白黒画像は光の種々のグレイレ
ベルを含んでいる。即ち、相異なる量の光がフィルムの
画像の種々のスポットから反射され、連続階調写真画像
として知られている画像を提供する。ダレイスケール連
続階調の写真画像をディジタル化することができるとい
うことは従来から知られている。即ち、写真画像の各画
素またはスポットに、該スポットの光の量またはグレイ
レベルを表わす数を割り当てる。一般に、Ｋビット語が
用いられ、光の１５乙のグレイレベルヲ与よることがで
きる。このディノット化された画像は連続階調ディジタ
ル画像として知られており、そして、写真フィルムを用
いることにより、アナロダ画像とディジタル画像との間
を相当の再製性をもって行ったり来たりすることができ
る。

また、画像を、写真フィルムにではなしに紙に印写する
ことも知られている。例えば、変調レーデを用いてゼロ
グラフィドラムを走査し、一連りの白黒スポットを与え
ることができる（これらスポットはレーザのターンオン
及びターンオフに対応する）。次いで上記ドラム上の画
像を現像し、コピーシートに転写する。この白黒ス・１
ピツトを現像するという処理では連続階調の画像は得ら
れない。

しかし、ハーフトーン処理として知られている処理を用
いることにより１連続諧調画像の印象を与えることがで
きる。−−−７）−ン処理は、数学的に記憶されたスク
リーンノ４ターン、例えばはホ正弦曲線的の二次元・ぐ
ター／を用いる。この処理は、元のまたは連続階調の画
像を、連続階調であるように「見える」白黒スポットの
画像に変換する。この処理は、各画素の連続階調値を上
記スクリーンの値と組織的に比較することによって行な
ゎれる。画像の連続１１ｉ＆’調値がスクリーン値より
も大きいならば、白スポットが作られる。他方、画素値
がスクリーン値よりも小さいならば、黒スＩットが作ら
れる。画素値は、元の絵図の各スポットに対するｇビッ
ト形グレイレベル値である。

事実上、この手続きはグレイを白黒スポットに変換する
が、白の勝った領域に対しては白スポットを多く作り、
そして黒が勝った領域に対しては黒スポットヲ多く作る
ことによってグレイレベルの印象を与えるのである。真
の連続諧調の画像はこの手続きによっては作られないの
であるが、この手続きには一つの利点がある。その第１
の利点は、画像の各スポットが、元の連続階調絵図にお
ける各グレイレベル画素値に対して、にビット語ではな
しに／ビット語で記述されるということである。これに
より、ハーフトーン画像を、元の連続諧調画像の記憶装
置のほぼ／／Ｉで記憶することができる。このハーフト
ーン処理の池の利点は、実際上、ハーフトーン画像を紙
に印写することができるということである。要するに、
この変換においては、ダレイスケール値を表わす各にビ
ット画素を取り、上記画素をスクリーン値と比較し、そ
して０または／のいずれかを提供してレーザを変調する
。そこでこの画像を紙に印写することができる。

記憶されている・・−フトーン画像の印写を行なうだけ
であれば、困難はない。しかし、画像を変ルＭすること
、例えば階調スケールを拡大または変更することが必要
な場合に、問題が生ずる。この場合には、拡大を行なう
ために、各画素のグレイスケールを表わすｇピント語を
もって元の連続階調画像へ戻ることが必要となる。屡々
あることとして、記憶されている？・−フトーン画像の
に倍の記憶金蓋を必要とするこの元の画像はもはや得る
ことができない。

ハーフトーン処理の過程を正確に逆行さ刊ることは、情
報が失なわれてし才っているので、不ｐＪ能である。し
かし、このノ・−フトーンがグレイの視覚的印象を与え
るのと丁度同じように、再構成方法によって連ｋ　Ｂｉ
’７調画像に近似−４ることかできるであろう。

部分的解決法として、・・−フトーン画像を低域フィル
タで空間的にフィルタ処理するということが業界に知ら
れている。こねは、ノ・−フトーンスクリーンを平均化
し、呵構成された連続階調画像を与えるものである。し
かし、この再構成された画像は、鮮鋭な紳のないぼやけ
た画像となる。そのために、比較的鮮鋭な画像を保持し
ながら・・−フトーン画像を変調することのできる方法
が従来から要望されている。

発明の目的 従って、本発明の目的は新規な改良されたー・−フトー
ン画像処理方法を提供することにある。本発明の他の目
的はハーフトーンスクリーン処理済みのディジタル画像
をアンスクリーン処理するための新規な改良された方法
を提供することにある。。

本発明の能の利点は以下に行なう詳細な説明から明らか
になり、また、本発明の特徴は、特に特許請求の範囲の
記載から解る。

発明の詳細 な説明すると、本発明は、白黒六−ビットの・・−フト
ーン画像に既に変換されているダレイスケール値の連続
階調画像を再構成する方法に関するものである。ディシ
フタル形のノ・−フトーン画像のスポットへの変換は、
連続階調グレイスケール画像の各画素を周４期的スクリ
ーンパターンと比較し・この比較に基づいて黒または白
のスポノトヲ与えることによってなされる。詳述すると
、ノ・−７ト一ン画像から連続階調グレイスケール画像
を再構成するには、該・・−フトーン画像の各スポラ・
トを周囲スポットの近傍とともに隔離する。各近傍に対
して、白スポットを作る最大スクリーンパターン値を白
スポットを作る最小スクリーン％ｉと比軸する。黒スポ
ットを与える最小スクリーンが白スｓ９ットを与える最
大スクリーン値よりも大きいならば、上記隔離されたス
ポットのグレイスケール画素値は上記の最大及び最小の
スクリーン値の平均テする。黒スポットを与える最小ス
クリーン値が白ス、ｒｆットを与える最大スクリーン値
よりも小さいならば、上記隔離されたスポットから最遠
の最大または最小のスクリーン値を包含している上記周
囲スポットの近傍の部分を削除した後、上記処理を繰返
す。

以下、図面を参照して本発明をその実施例について詳細
に説明する。図面においては、同様記号は同様部分を示
す。

実施例 第１図について説明すると、図は連続階調ディジタル画
像のノ・−フトーン処理を示すものである。

原画ディジタル画像の各画素は、ｇビット・ディジタル
語で表わされるダレイスケール値を有している。このダ
レイスケール値を、図の縦座りまたはｙ軸に沿って表わ
しである。図示の都合上、全ての画素は、「画素値」と
表示１．である水乎椋で示す如く、同じダレイスケール
値を有しているものとする。スクリーンは、通例、二次
元にて変化するが、簡明化のために、−次元スクリーン
を示しである。

ハーフトーンスクリーンヲ、「スクリーン値」と表示し
である近似正弦波で例示しである。ハーフトーン処理の
方法としては、単に、画素のグレイスケール値をハーフ
トーンスクリーンの対応の値と比較する。成る一つの画
素のグレイスケール値が関連のスクリーン値よりも大き
いならば、ハーフトーン画像上の対応のス？ットは白で
ある。

能力、成る一つの画素のグレイスケール値が関連のスク
リーン値よりも小さいならば、ハーフトーン画像上の対
応のスポツ、トは黒である。

従って、第１図において、波の正の半サイクルの下にあ
る全での画素は、これら画素に対するスクリーン値が画
素値よりも大きいから、黒スポットを与える。他方、波
の負の半サイクルの上にある全ての画素は、こわら画素
に対するスクリーン値が画素値よりも小さいから、白バ
ー８？ットー６与える。このようにして、連続階調グレ
イスケール画像がハーフトーン画像に変換される。また
、ハーフトーン画像への変換に際しては、必要なのは／
ビットだけであり、ｇビット形グレイスケール値を必敦
としない。即ち、黒または白のスポットはＯまたはｌの
いずれかによって表示される。

本発明においては、ハーフトーン画素をデスクリーン処
理（すなわちスクリーン処理後の画素を復調すること）
するためには、スクリーン処理前の画素値を決定するこ
とが必要である。スクリーン値を記憶し、そしてこれを
関連の画素値と比較することは周知である。従って、・
・−フトーン画素が白であるならば、この特定の画素に
対しては、スクリーン処理前の画素値がスクリーンの値
よりも大きいということが解る。他方、ハーフトーン画
素が黒であるならば、スクリーン処理前の画素値がスク
リーン処理過程中のスクリーンの値よりも小さいという
ことが解る。デスクリーン処理前の画素値を決定するた
めには、各ハーフトーン画素及び画素の周囲領域上に合
焦することが必要である。好ましくは、この周囲領域は
、１つのスクリーンサイクルに包含されている個りの画
素、例えば７Ｘ７−Ｚ）！ｌラックス画素である。

中央画像の周りの領域を考察すると、処理におｊ−１７
：、詑／の段階は、依然として白画素を与える最大スク
リーン値を決定することである。換言すれば、白画素を
与えた全てのスクリーン値のうち、該スクリーン値のう
ちの／っが最高である。次に、依然として黒画集を与え
た最小スクリーン値を決定する。換言すれば、黒画集を
与えた全てのスクリーン値のうちに、最小スクリーン値
がある。

依然として白画素を与える最大スクリーン値（最大スク
リーン値→白）及び依然として黒画素を与える最小スク
リーン値（軽小スクリーン処理後）を決定し終ると、２
つの状態が存在することになる。その第１の状態は、上
記黒画素を与えた最小スクリーン値が上記白画素を与え
ｆｃ最大スクリーン値よりも大きいという場合に生ずる
。即ち、（最小スクリーン値→黒） 〉（最大スクリーン値→白） であると、中央画素のグレイスケール値は、白を与える
最大スクリーン値及び黒を４える最小スクリーン値の平
均値を割り当てられる。即ち、Ｇｏｐ＝平均（般大スク
リーン値→白。

テアリ、ここにＧ。ρ４ま中央画素のクレイスケール値
である。これを第２図に示す。第２図における近似正弦
波は一次元スクリーン値を表わし、Ｘ軸方向の実線は均
一画素値を表わす。このスクリー７　ｐ４　／−ンのサ
イクルの正の部分上のスクリーン値に対応する画素は全
て黒画素となる。従って、黒画素となる最小スクリーン
値は必然的に上記の一定画素値線の僅か上に位置する。

この最小スクリーン値を第２図に記号Ａで示す。

同様に、上記スクリーン値ぐターンのサイクルの負の部
分上のスクリーン値に対応する画素は全て白画素となる
。従って、白画素となる最大スクリーン値は必然的に上
記一定画素値線の僅か下に位置する。この最大スクリー
ン値を第２図に記号Ｂで示す。この状態においては、ス
クリーン処理前の画素値が、黒を与える上記最小スクリ
ーン値及び白を与える上記最大スクリーン値のほぼ平均
であることは明らかである。この状態においては、必ず
そうとは限らないが、この領域内の画素が−第２の状態
は、黒を与える最小スクリーン値が白を与える最大スク
リーン値よりも小さいという状態である。即ち− （最小スクリーン値→黒） く（最大スクリーン値→白） であると、中央画素の周りの領域またはその近くの画素
は同じ一定値を有していないということがはっきりと解
る。この領域内にグレイスクール値の突然の遷移がある
可能性が多分にある。これを第３図に示す。詳述すると
、黒を与える最小スクリーン値を記号Ｃにおいて示す。

このスクリーン値は、図示の如く位置Ｃにおいて画素値
よりも大きいから、位置Ｃにおいて黒を与える。第２図
におけると同じように、そのスクリーン・母ターンをほ
ぼ正弦波として示しである。

しかし、白を与える最大スクリーン値は黒を与）　　　
　える最小スクリーン値よりも大きいと仮定しである。

従って、白を９える最大スクリーン値がＪｌ−４える最
小スクリーン値よりも大きくあるために、この白を与え
る最大スクリーン値は、記号Ｃより右上の、記号りで示
しである如きどこかの場所に在らねばならない。この画
素は、画素値が記号りにおけるスクリーン値よりも大き
いから、白である。従って、スクリーンに沿って、第３
図に画素値のステップ関数で示す如く、記号Ｃにおける
スクリーンの値の下から記号りにおけるスクリーンの値
の上までの画素値の遷移があったということが知られる
。このステップ関数は単に例として示したものであり、
画素値の遷移を示すものであれば任意の関数であってよ
い。

従って、黒を与える最小スクリーン値が白を与える最大
スクリーン値よりも小さい１ｆらば、スクリーン処理前
の画素値は中央画素の周りの領域または近傍内で一定で
ないということが知られる。

画素値が一定でないと決定されている状態においては、
スクリーン処理前の画素値を決定するには少なくともも
う７つの段階が必要となる。この状態においては、黒を
与える最小スクリーン値を治する画素または白を与える
最大スクリーン値を有する画素のいずれかが中央画素か
ら最も遠＜　＋、ｌｉｌ＃れている。

中央画素から最速の画素が、白を与える最大スクリーン
値を有する画素、または第≠図に示す如き画素であると
仮定する。その次の段階は、解析により、斜線を付した
領域で示しであるように上記白画素を包含している行及
び列並びにこの列及び行を越える＠１域を除失すること
である。画素のより小さな近傍またはマトリックスが残
る。この残留画素について上記と同じ解析を再び行なう
。

換言すれば、このより小さな近傍内で、白を与える新た
な最大スクリーン値及び黒を与える最小スクリーン値を
見付ける。

この第！の解析中に、黒を与える最小スクリーン値が白
を与える最大スクリーン値よりも大きくなれば、第２図
に示す如き第１の状態が認知される。即ち、画素グレイ
スケール値は、黒を与える最小スクリーン値及び白を与
える最大スクリーン値の平均にほぼ等しくなる。この状
態が上記のようではなく、第３図に示すように黒を与え
る最小スクリーン（１６が白を与える最大スクリーン値
よりも小さい場合には、画素を取り巻く近傍を再び縮小
、させなければならない。

換言すれば、黒を与える最小スクリーン値及び白を与え
る最大スクリーン値を再び解析し、これらスクリーン値
に対応する画素のうちのどれが中央画素から最も速く離
れているかを決定する。中央ｌ１ｈｉ素から最遠の画素
を、この画素及びこｔを越える画素が存在している列及
び行内の画素とともに、叫び削除する。１Ｊび、中央画
素の周りの新たなより小さな近傍を前述と四にょうに再
検倉し、そしてこの処理を、黒を４える最小スクリーン
値が白を４える最大スクリーン値よりも最終的に大きく
なるまで、継続する。

そこで、中央画素または検討中の画素のグレイスケール
値が、黒を与える最小スクリーン値及び白を与える最大
スクリーン値の平均となることが決定される。このよう
にして、スクリーン処理済み画素の各々の元のグレイス
ケール値を決定することができ、事実上、スクリーン処
理済み画像の未スクリーン処理グレイスケ−・ル値が与
えられる。

従って、スクリーン処理済み画像または記憶されている
ノ・−フトーン画像は未スクリーン処理ダレイスケール
画像に再変換されたことになる。この手続きを第５図に
流れ図として示し、またこの手続キの好ましい具現（Ｉ
ｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）を参考資料として提出す
る。

第５図について説明すると、ブロック１０はノ・−フト
−ン画像の記憶装置を示すものである。本発明において
は、ブロック１２に示すように、一つの画素及び周囲近
傍を選定する。白画素を与えるスクリーン値及び黒画素
を与えるスクリーン値を決定する処理を、白画素値及び
黒画素値のための別々のセクションを有するブロック１
４に示す。

本発明においては、次いで２つのスクリーン値を決定す
る。そのうちの最小スクリーン値は白画素を与え（ブロ
ック１６）、ｆｉ大スクリーン値は黒画素を与える（ブ
ロック１８）。判断ブロック）　　　２０は、プ・ツク
１６及び１８の相対値の決定を示すものである。

白画素を与える上記最小スクリーン値が黒画素を与える
上記最大スクリーン値よりも大きいならば、この画素値
は、ブロック２２に示すように、上記λつのスクリーン
値の平均であると考えられる。次いで、この画素値を、
上記選定されたバー７ト一／画像画素の再構成済み値と
して入力する（ブ【Ｊツク２４）。新たな画素及び周囲
近傍を選定しくブロック１２）、処理を継続する。

能力、白画素を与える最小スクリーン値が黒画素を与え
る最大スクリーン値よりも大きくないならば、上記選定
した画素の周りの近傍を縮小させなければならない（ブ
ロック２６）。白画素を与える最小スクリーン値及び黒
画素をりえるｈＱ大スクリーン値を見付ける処理を繰返
す（ブロック１４．１６．１８）。白画素を与える最小
スクリーン値が黒画素を与える最大スクリーン値よりも
依然として大きいならば、上記選定された画素の周りの
近傍を再び縮小させる。

上記選定された画素の周りの近傍は最終的に縮小され、
白を与える最小スクリーン値を黒を与える最大スクリー
ン値よりも大ならしめる。この時点で、上記選定された
画素の画素値は上記２つのスクリーン値の平均であると
考えられる（ブロック２２）。全ての画素が所与の再構
成値を持つに至るまで上記手続きを継続する。

以上、本発明をその実施例について説明したが、当業者
には種々の変更及び変更を行なうことが可能であり、か
かる変更及び変形は全て、判許Ｂ＾求の範囲に記載の如
き本発明の真の精神及び範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

第１図はディジタル画像をノーーフトーン処理するため
の一次元スクリーンを示す図　、第２図は本発明にお＆
ｊる画素スクリーン関係を示す図　１第３図は本発明に
おける他の画素スクリーン処理済を示す図　、第≠図は
本発明における画素の周りの近傍の一部の削除を示す図
　、第５図は本発明におけるデスクリーン処理の方法を
示す流れ図である。 ■ ＦＩＧ、／ 画禾 ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３ ＠占禾

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　元の連続階調画像から変換されたスクリーン処理
   済みハーフトーン画像を反転させて上記元の連続階調画
   像を再構成する方法において、上記元の連続階調画像の
   上記スクリーン処理済み／−−７）−ン画像への変換は
   、上記連続階調画像の各画素のグレイスケール画素値を
   周期的スクリーンパターンと比較する段階、及び、上記
   グレイスケール画素値が上記スクリーンの値よりも大き
   いならば白スＩットを指示し、上記グレイスケール画素
   値が上記スクリーンの値よりも小さいならば黒スポット
   を指示する段階を含んでおり、 上記スクリーン処理済み−−−７）−ン画像の一つの画
   素を対応の周囲画素の近傍とともに隔離する段階と、 上記周囲画素の近傍内に白スポットを与えル上記周期的
   スクリーンパターンの最大スクリーン値を見付ける段階
   と、 上記周囲画素の近傍内に黒スポットを与える上記周期的
   スクリーンｌ母ターンの最小スクリーン値を見付ける＠
   階と、 白スポットを与える上記最大スクリーン値を黒スポット
   を与える上記最小スクリーン値と比較する段階と、 黒スポットを与える上最小スクリーン値が白スデットを
   与える上記最大スクリーン値よりも大きいならば上記再
   構成された画像の上記画素のグレイスケール画素値が上
   記最大及び最小のスクリーン値の平均にほぼ等しいと決
   定する段階とを有することを特徴とするスクリーン処理
   済み・・−フトーシ画像の反転方法。 ２、周囲画素の近傍の一部分を削除する段階を含んでお
   り、上記部分は、黒スポットを与える最小スクリーン値
   が白スポットを与える最大スクリーン値よりも小さいな
   らば、対応の近傍とともに隔離された１画素を除外して
   いる特許請求の範囲第１項記載の反転方法。 ３．　周囲画素の近傍の部分が、対応の近傍とともに隔
   離された画素から最も遠く離れている最小スクリーン値
   または最大スクリーン値に対応するスポットを含んでい
   る特許請求の範囲第２項記載の反転方法。 久近傍がスポットのマトリックスであり、削除されてい
   る上記近傍の部分が、隔離された画素から最も遠く離れ
   ているスポットを包含する上記マトリックスの行及び列
   を含んでいる特許請求の範囲第３項記載の反転方法。 よ　隔離された画素の対応の近傍において白スＩットを
   与える第２の最大スクリーン値を見付ける段階及び黒ス
   ポットを与える第２の最小スクリーン値を見付ける段階
   を含んでおり、上記対応の近傍は上記近傍の削除済み部
   分を除外している特許請求の範囲第≠項記載の反転方法
   。 乙、白スポットを与える第２の最大スクリーン値を黒ス
   ポットを与える第２の最小スクリーン値と比較する段階
   を含んでいる特許請求の範囲第５項記載の反転方法。 Ｚ　第２最小スクリーン値が第２の最大スクリーン値よ
   りも大きいならば、ハーフトーン画像の隔離された画素
   のグレイスケール値が上記第２の最大及び最小のスクリ
   ーン値の平均に近似していると決定する段階を含んでい
   る特許請求の範囲第１項記載の反転方法。 ＆　第一の最小スクリーン値が第２の最大スクリーン値
   よりも小さいならば周囲画素の近傍の第２の部分を削除
   する段階を含んでおり、上記第２の部分は対応の近傍と
   ともに隔離された画素を除外している特許請求の範囲第
   ７項記載の反転方法。 ２　対応の近傍がスポットの７つのスクリーンサイクル
   を包含している特許請求の範囲第１項記載の反転方法。 １０、連続階調のグレイスケール画像が、上記連続階調
   の画素のグレイスケール値を周期的スクリーン・母ター
   ンの値と比較して各上記グレイスケール値を黒または白
   のスポットに変換することによってハーフトーン画像に
   変換されている場合の処理において、上記ノ・−７ト一
   ン画像のスポットを反転させて上記連続階調の画素のグ
   レイスケール値へ戻す方法において、 上記ハーフトーン画像の一つのスポラトラ対応の周囲ス
   ポットの近傍とともに隔離する段階と、 上記スクリーンパターンの最大及び最小のスクリーン値
   を見付けて上記対応の近傍内に黒及び白のスポットを作
   る段階と、 これら最大及び最小のスクリーン値を比較して上記隔離
   されたスポットを反転させて連続グレイスクール値へ戻
   す段階とを有することを特徴とするハーフトーン画像の
   反転方法。 ／Ａ　対応の近傍が、はぼ１つのスクリーンパターンサ
   イクルのスポットのマトリックスを具備している特許請
   求の範囲第７０項記載の反転方法。 ／２．対応の近傍において白スデットを作るための最大
   スクリーン値を見付ける段階及び黒スポットを作るため
   の最小スクリーン値を見付ける段階を含んでいる％許請
   求の範囲第１Ｏ項記載の反転方法。 ／３．黒スポットを作るための最小スクリーン値が白ス
   フｊ？ットを作るための最大スクリーン値よりも大きい
   ことを決定する段階を含んでいる特許請求の範囲第７．
   ２項記載の反転方法。 ／久隔離されたス４？ットのグレイスケール値が最小及
   び最大のスクリーン値の平均にほぼ等しいことを結論す
   る段階を含んでいる特許請求の範囲第１３項記載の反転
   方法。 ／よ黒スポットを作るための最小スクリーン値が白スＩ
   ットを作るための最大スクリー／（ｍよりも小さいこと
   を決定する段階を含んでいる特許請求の範囲第１）項記
   載の反転方法。 ／乙、隔離されたスポットを取り巻く対応のスポットの
   近傍の一部分を削除する段階を含んでいる特許請求の範
   囲第１ｊ項記載の反転方法。 ／Ｚ縮小されたスポットの近傍内に白スポットを作るた
   めのスクリーン／母ターンの最大スクリーン値を見付け
   る段階及び黒スＩットを作るための最小スクリーン値を
   艶付ける段階を含んでいる特許請求の範囲第１乙項記載
   の反転方法。 ／よ黒スポットを作るための最小スクリーン値が白スポ
   ットを作るための最大スクリーン値よりも大きいことを
   決定する段階を含んでいる特許請求の範囲第１７項記載
   の反転方法。 ／９．黒ス？ットを作るための最小スクリーン値が白ス
   ポットを作るための最大スクリーン値よりも小ざいこと
   を決定する段階を含んでいる特許請求の範囲第１７項記
   載の反転方法。