JPS61288567A

JPS61288567A - デイザ画像の中間調画像推定方法

Info

Publication number: JPS61288567A
Application number: JP60130431A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Hiratsuka; 平塚　誠一郎; Masahiko Matsunawa; 松縄　正彦
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1985-06-14
Filing date: 1985-06-14
Publication date: 1986-12-18
Also published as: JPH0431466B2

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）本発明はディザ画像の中間調画像推定方法に関し、更に
詳しくは、擬似中間調表示されたディザ画像から元の中
間調画像を良好に推定することのできるディザ画像の中
間調画像推定方法に関する。

（従来の技術〉現在、実用に供されている出力装置、例えば表示装置や
印刷装置は白と黒の２値でしか表わせないものが多い。

このような出力装置を用いて擬似的に中間調を表現する
方法として、濃度パターン法（輝度パターン法）やディ
ザ法等が知られている。濃度パターン法やディザ法も共
に面積階調法の一種で、一定の面積（マトリクス）内に
記録するドツトの数を変化させるものである。

濃度パターン法は第１７図（ロ）に示すように閾値マト
リクスを用いて原稿の１画素に対応した部分を複数ドツ
トで記録する方法で、ディザ法は第１７図（イ）に示す
ように原稿の１画素に対応した部分を１ドツトで記録す
る方法である。それぞれ図に示ずようにディザ化された
出力データが得られる。この出力データは擬似的に白、
黒ドツトで中間調画像を表現するものである。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、このような２値化された擬似中間調画像から
、元の中間調画像（第１７図の入力データに相当）に戻
すことができれば、種々のデータ処理を行うことができ
るので画像変換にも自由度をもたせることができ都合が
よい。濃度パターン画像の場合、パターンレベルの配置
がわかれば直ちに元の中間調画像に戻すことができる。

しかしながら、情報量のわりに解像力が低い。これに対
し、ディザ画像は濃度パターン画像と比較して情報員の
わりには解像力が高いが、元の中間調画像に戻すことが
困難である。従って、ディザ画像のみでは種々の画像変
換を行うことができなかった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、ディザ画像から元の中間調画像を良好に推
定することのできるディザ画像の中間調画像推定方法を
実現することにある。

（問題点を解決するための手段）前記した問題点を解決する本発明は、ディザマトリクス
により作成したディザ画像において、複数種の走査開口
を設定し、前記走査開口内のディザ画像と、前記走査開
口内の白画素数或いは黒画素数から作成した中間調画像
を前記走査開口内の前記ディザマトリクスにより求めた
２値画像とを、各走査開口毎に比較して、推定すべき中
間調画像の１画素毎に唯一の走査開口を選定し、選択し
た走査開口内の白画素数或いは黒画素′＠基づいて中間
調画像を推定するように構成したことを特徴とするもの
である。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。ここでは、まず組織的ディザ法の１つとして、４×４
のベイヤ（Ｂ　ａｙｅｒ）形マトリクスを閾値マトリク
スとして用いた場合を例にとって説明する。

第１図は本発明を説明するためのマトリクス例を示す図
である。（イ）はディジタルデータに変換されたオリジ
ナル中間調画像、（ロ）は４×４のベイヤ形ディザ閾値
マトリクス、（ハ）は閾値マトリクス（ロ）によって白
黒２値画像（ディザ画像）に変換されたオ゛リジナル画
像（イ）のディザ画像（２値画像）である。ここで、ベ
イヤ形間値マトリクスとは図（ロ）に示すようにドツト
が分散するディザパターンをとるものである。

第２図は本発明に用いる複数種の走査開口（単位領域）
の−例を示す図である。Ａは２行×２列の大きさの、Ｂ
は２行×４列の大きさの、Ｃは４行×２列の大きさの、
Ｄは４行×４列の大きさのそれぞれ走査開口を示してい
る。ここでＡ−Ｄの各走査開口中に示した黒丸は、第１
図（ハ）のディザ画像上を移動させる時の移動中心であ
る。ちなみに、これら第２図に示す走査開口を固定した
ままで、第１図（ハ）のディザ画像上を移動させ、走査
開口中の白画素数乃至は黒画素数（ここでは白画素数を
とった）をカウントして中間調画像の推定値とすると、
第３図（イ）乃至（ニ）に示すような推定中間調画像が
得られる。ここで（イ）は第２図Ａによる、（ロ）は第
２図Ｂによる、（ハ）は第２図Ｃによる、（ニ）は第２
図りによるそれぞれ中間調画像である。

第３図（ニ）に示す推定中間調画像を求める方法につい
て説明する。

今、（ニ）で定義した走査開口を第４図に示すようにデ
ィザ画像の初期位置く移動中心が第２行第２列にくる位
置。以下（２，２＞と表わす）に重ねる。この場合、図
のように走査開口内に含まれる画素は、各々完全に含ま
れていることが望ましい。即ち、ある画素の一部が欠け
て含まれることがないようにすることが望ましい。尚、
ここでは見やすくするため、黒値を斜線で示した。次に
この走査開口で囲まれた部分の白画素数を数えてその値
を中間調の推定値とする。図に示す状態で走査開口内の
白画素数を数えると７である。従って、中間調推定画像
の１行１列目（１，１）の推定値は７である。次に、走
査開口を１画素分くこの場合１列）だけ移動させて、当
該走査開口内の白画素数を前述と同様に数えると７とな
る。同様の操作を同行について行う。そして、第１行目
が終了したら、走査開口りを１行だけ次の行に移動させ
て、中心が（３，２＞の画素右下から中間濃度推定操作
を開始する。そして、最後の行の最後の列まで走査開口
を移動させて中間調画像推定値を求めて、中間調画像推
定操作を終了し、第３図（ニ）に示す中間調画像が得ら
れる。

次に、第３図（ロ）に示す走査開口Ｂを用いた推定中間
調画像を求める方法について説明する。

この場合、最も大きい走査開口りと移動中心を合わせる
必要があるから、走査開口Ｂの移動開始位置は第５図に
示すようなものとなる。この状態における白画素数は２
であり、面積を第２図りに合わせるためには開口内の白
画素数を２倍してやる必要があるので、白画素数は２ｘ
２＝４となる。

この場合、走査開口Ｂのゲインは２であるという。

同様にして、第２図の各走査開口のゲインを求めると、
Ａは４、Ｃは２である。このような計算を走査開口Ｂを
１画素移動させる毎に行えば、第３図（ロ）に示す推定
中間調画像が得られる。第３図〈イ）、（ハ）について
も同様に考えればよいので説明は省略する。

上述したような方法によっても中間調画像を比較的良好
に推定することができる。第３図のデータは、このよう
にして求めた推定中間調画像を示す図である。勿論、こ
のような方法では、第１図（イ）に示すオリジナル中間
調画像よりも情報量の少ないディザ画像（同図（ハ））
から中間調画像を推定するのであるから、第３図（ニ）
に示すように完全にはオリジナル中間調画像には戻らな
い。しかしなから、オリジナル中間調画像の画素レベル
が急激に変化するところ以外では、オリジナル中間調画
像にかなり近似した中間調画像が得られる。特に、走査
開口り内に濃度変化がない時には、推定した中間調画像
値はオリジナル中間調画像値に完全に一致する。

ところで、人間の視覚は低空間周波数頭ｌＩｉ！！（画
素レベル変化が少ない領域）においては高い階調判別能
力を持ち、高空間周波数頭Ｖｉ＜画素レベル変化が多い
領１ｍ！＞においては低い画素レベル階調判別能力しか
ないという特性を有している。そこで、低空間周波数領
域においては大きな走査開口を用いて高い階調表現を行
い、高空間周波数領域においては小さな走査開口を用い
て高い解像力の画像を再現すれば、第３図に示す中間調
画像推定値よりも更によい中間調画像の推定を行うこと
ができる。

次に、本発明方法について説明する。この方法は、ディ
ジタル２値画像が既にメモリ等の記憶手段に格納されて
いるものとして、これらディジタル２値画像に対して、
複数種の走査開口を設定し、ディジタル２値画像に所定
の演算処理を施して、１画素毎に前記複数種の走査開口
から最適なものを１つ選び、当該選択された走査開口内
の白画素数（乃至は黒画素数）をカウントして中間調画
像の推定値を得るものである。前記所定の演算処理とし
ては、低空間周波数領域（画素レベル変化が少ない領域
）において大きな開口が、高空間周波数領域（画素レベ
ル変化が多い領域）において小さな開口が選択されるよ
うなアルゴリズムが用いられる。

本発明の基本的な考え方は、走査開口内に′ａ度変化が
認められない限り、できるだけ大きな開口を選択するも
のである。従って、開口の選択順序を第６図に示すよう
にＤ−＋Ｃ→Ｂ−＋Ａの順にとる。

第７図は本発明方法の説明図である。

工程（１）ここでは、まず、走査開口としてＤが選択される。

そして、選択間口りを第１図（ハ）の初期・位置く第４
図参照）に重ねると第７図（イ）に示す通りとなる。こ
の開口内の白画素数をカウントすると７である。この白
画素数７が平均的画素レベルであるものとして（ロ）に
示すように各画素を７で埋め合わせる。（ロ）に示す平
均画素レベル像を（ハ）に示す閾値マトリクスで２値化
すると（ニ）に示すようなものとなる。ここで、ディザ
画像（イ）と２値画像（ニ）を比較すると、同一パター
ンではない。即ち、不一致である。（イ）と（ニ）のパ
ターンが同一パターンでないということは、画素レベル
変化があったということになる。従って、この場合には
走査開口りは不適当ということになる。工程（１）で走
査開口りが選択されなかったので工程（２）に進む。

工程（２）工程（２）で選択される走査開口はＣである。

そして、選択開口Ｃを第１図（ハ）の初期位置に重ねる
と（イ）に示す通りとなる。この開口内の白画素数をカ
ウントすると４である。この白画素数にゲイン２をかけ
た８が平均的画素レベルであるものとして（ロ）に示す
ように各画素を８で埋め合わせる。（ロ）に示す平均画
素レベル像を（ハ）に示す閾値マトリクス（第１図（ロ
）の閾値マトリクスと２列目と３列目とから成る、即ち
走査開口内の閾値マトリクス）で２値化すると（ニ）に
示すようなものとなる。゛ここで、ディザ画像（イ）と
２値画像（ニ）を比較すると、同一パターンではない。

即ち、不一致である。（イ）と（ニ）のパターンが同一
パターンでないということは、画素レベル変化があった
ということになる。従って、この場合も走査開口Ｃは不
適当ということになる。工程（２）で走査開口Ｃが選択
されなかったので工程（３）に進む。

工程（３）工程（３）で選択される走査開口はＢである。

そして、選択開口Ｂを第１図（ハ）の初期位置に重ねる
と（イ）に示す通りとなる。この間口内の白画素数をカ
ウントすると２である。この白画素数にゲインをか（）
た４が平均的画素レベルであるものとして（ロ）に示す
ように各画素を４で埋め合わせる。（ロ）に示す平均画
素レベル像を（ハ）に示す閾値マトリクスで２値化する
と（ニ）に示すようなものとなる。ここで、ディザ画像
（イ）と２値画像（ニ）を比較すると、同一パターンで
ある。即ち、両パターンが一致する。（イ）と（ニ）の
パターンが同一パターンであるということは、この走査
開口内で画素レベル変化がないということになる。従っ
て、この場合には走査開口Ｂは適当ということになる。

尚、一致しない場合は次の走査開口Ａで一致しない場合
でも最小の走査開口Ａを選択する。

このようにして走査開口Ｂが選択されると、当該走査開
口Ｂ内の白画素数は前述したように２である。走査開口
Ｂのゲインは２であるので、求めるべき画像推定値は２
Ｘ２＝４となる。即ち、（ロ）に示した画素レベルが、
そのまま画像推定値となっている。以上の操作を、第１
図（ハ）のディザ画像の各画素にλｊして行うと、第８
図に示すような推定中間調画像が得られる。ちなみに、
各中間調画像推定にどの走査開口を用いたかを、第１行
の場合を例にとって説明すれば、中間調推定画像の（１
，１）がＢ、＜１．２）がＢ、（１゜３）がＡ、（１，
４）がＢ、（１，５＞がＢ、（１，６＞がり、（１，７
＞がＤである。

第８図に示す推定中間調画像は、画素レベル変化の少な
い領域では大きな走査開口を用いて中間調画像を推定し
、画素レベルの変化の多い領域では小さな走査開口を用
いて中間調画像を推定しているので、人間の視覚特性に
沿ったものとなっている。従って、推定中間調画像は、
第１図（イ）に示すオリジナル中間調画像に極めて近い
ものとなっている。

以上、ディザ画像から中間調画像を推定する場合につい
て説明したが、この推定された中間調画像に階調変換を
施したり、フィルタにかけたり、拡大・縮小変換を施し
たりすることにより、新たな２値画像を得ることができ
る。

第９図は推定中間調画像に階調変換（階調処理）を行う
場合を示すフローチャートである。図に示すフローは、
本発明により推定された中間調画像に階調変換を施し、
変換された中間調画像に対して、閾値マトリクスを用い
て新たな２値画像を得るものである。階調変換特性とし
ては、第１０図に示すようなものが考えられる。図の’
１＋’２はそれぞれ階調変換特性曲線で、横軸は入力、
縦軸は出力である。図中に示す数字は画素レベルである
。

第１１図（イ）は第８図に示す画像を第１０図の「１特
性で階調変換した中間調画像、（ロ）は第１０図のｆ２
特性で階調変換した中間調画像、（ハ）は（イ）に示す
画像に対して前述の４×４ベイヤ型デイザマトリクスに
て２値化した２値画像、（ニ）はく口）に示す画像に対
して２値化した２値画像である。階調変換特性の違いに
より、２値画像が大きく異なることがわかる。

第１２図は推定中間調画像をフィルタにかける場合を示
すフローチャートである。図に示すフローは、本発明に
より推定された中間調画像をフィルタにかけ、フィルタ
リングされた中間調画像に対して、閾値マトリクスを用
いて新たな２値画像を得るものである。フィルタ特性と
しては、第１３図に示すような例がある。（イ）はバイ
パスコンボリューションフィルタ、（ロ）はローパスコ
ンボリューションフィルタである。

第８図に示す推定された中間調画像を、第１３図（イ）
、（ロ）に示す特性のフィルタにかけると、それぞれ第
１４図（イ）、（ロ）に示すようなバイパス、ローパス
中間調画像が得られる。これら中間調画像に対して、そ
れぞれ（ハ）、（ニ）に示すディザマトリクスを用いて
２値化すると、（ホ）、（へ）に示すような２値画像（
ディザ画像）が得られる。

第１５図は推定中間調画像を拡大・縮小する場合を示す
フローチャートである。図に示すフローは、本発明によ
り推定された中間調画像を拡大・縮小し、拡大・縮小さ
れた中間調画像に対して閾値マトリクスを用いて新たな
２値画像を得るものである。拡大・縮小の方法としては
、例えば補間法が用いられる。

第１６図（イ）は、第８図に示す中間調画像をニアリス
トネギバーフッド法（Ｎ　ｅａｒｅｓｔＮ　ｅｉｇｈｂ
ｏｒｈｏｏｄ法）によって、１．２５倍に拡大した中間
調画像、（ロ）は同じ＜０．７５倍に縮小した中間調画
像である。これら中間調画像に対して、それぞれ（ハ）
、（ニ）に示すディザマトリクスを用いて２値化すると
、（ホ）、（へ）に示すような２値画像が得られる。

前記ディザ画像はランダムディザや条件付ディザよりも
最大面積の開口に閾値が１つずつ入るように、組織的デ
ィザ法によるディザ画像が好ましく、又、最小面積の開
口にも閾値が均等に入るような分散型ディザ画像が好ま
しく、完全に閾値が分散したベイヤ型ディザ画像が特に
好ましい。

上記の説明においては、中間調画像を推定するのに、走
査開口内の白画素数をカウントする場合を例にとった。

しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、黒画
素数をカウントするようにしてもよい。

上述の説明では、１画素ずつスキャンして中間調を得て
いたが本発明はこれに限るものではなく、２画素以上ず
つスキャンするようにしてもよい。

又、上述の説明においては、複数種の走査開口として４
種類の場合を例にとったが、本発明はこれ　□に限る必
要はなく、任意の種類を用いてもよい。

更に、走査開口の大きさも例示のものに限る必要はなく
、任意の大きさのものを用いることができる。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明によれば、複数種の
走査開口を設定し、これらの走査開口から各画素毎に所
定の演算により最適な走査開口を選択しながらディザ画
像上を走査し、当該走査開口内の白画素数をカウントし
、当該カウント値を推定中間調画像値とすることにより
、オリジナル中間調画像に近い画像を得ることができる
。このようにして求まった中間調画像推定値は、人間の
視覚特性が考慮されているので、オリジナル中間調画像
により近いものとなる。そして、中間調画像が得られる
と階調変換、拡大・縮小等の種々の処理を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はオリジナル中間調画像からディザ画像を得る場
合の説明図、第２図は複数種の走査開口を示す図、第３
図は得られた推定中間調画像例を示す図、第４図乃至第
７図は第１の発明方法の説明図、第８図は本発明により
得られた推定中間調画像例を示す図、第９図は階調変換
を示すフローチャート、第１０図は階調変換特性を示す
図、第１１図は階調変換による２値化処理を示す図、第
１２図はフィルタリングを示す７０−チ１１−ト、第１
３図はフィルタ特性を示す図、第１４図はフィルタリン
グによる２値化処理を示す図、第１５図は拡大・縮小を
示すフローチャート、第１６図は拡大・縮小による２値
化処理を示す図、第１７図は従来の２値化法を示す図で
ある。特許出願人　小西六写真工業株式会社代　　理　　人　　弁理士　　井　　島　　藤　　治外
１名第１図（イ）　　　　　　　　　（ロ）　　　　　　　　　（
ハ）第２図（Ａ）　　　　　　　　　　　　　　（ｓ）（Ｃ）　　
　　　　　　　　　　　　（Ｄ）第３図（イ）　　　　　　　　　　　　（ロ）（ハ）　　　　
　　　　　　　（ニ）第４図　　　第５図第６図困−し」稈ＩＯ図痢１２図測り１３図フィルタ　　　　　　　　　　　　　フイルタ筒１４図（ハ）　　　　　　　　　（ニ）ディザラトリクス　　　　　　　　ディザマトリクスバ
イパスディザ画像　　　　　　ローパスディザ画像第１
５図角ヴ１６図ツブ− ディザマトリクス　　　　　　　　　　　　　ディザマ
トリクス拡大ディザ醜絢１７図タ　　閾値マトリクス　　　　　　　　　　　　　　　
　　出力データ手続補正書（方式）　　５昭和６０年１０月２２日特許庁長官　殿　　　　　　　　　　　６゜２、発明の
名称ディザ画像の中間調画像推定方法３、補正をする者事件との関係　　特　許　出　願　人任　所　　　　　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号
氏　名（名称＞　　　（１２７）　　　小西六写真工業
株式会社代表者　井手恵生４、代　理　人う・ボルトビル　３Ｍ、補正命令の日付昭和６０年９月４日（発送日　昭和６０年９月２４日）補正の対象図面の第１図、第７図、第１１図、第１７図補正の内容別紙の通り補正する以上（イ）（ハ）（ロ）（ニ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ディザマトリクスにより作成したディザ画像にお
いて、複数種の走査開口を設定し、前記走査開口内のデ
ィザ画像と、前記走査開口内の白画素数或いは黒画素数
から作成した中間調画像を前記走査開口内の前記ディザ
マトリクスにより求めた２値画像とを、各走査開口毎に
比較して、推定すべき中間調画像の１画素毎に唯一の走
査開口を選定し、選択した走査開口内の白画素数或いは
黒画素数基づいて中間調画像を推定するように構成した
ことを特徴とするディザ画像の中間調画像推定方法。
（２）前記ディザ画像が組織的ディザ画像であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のディザ画像の中
間調画像推定方法。
（３）前記組織的ディザ画像がドット分散型ディザ画像
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第２
項記載のディザ画像の中間調画像推定方法。
（４）前記ドット分散型ディザ画像がベイヤ型ディザ画
像であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
ディザ画像の中間調画像推定方法。
（５）前記複数種の走査開口のうち最大面積の走査開口
の大きさ及び形が、前記組織的ディザ画像の閾値マトリ
クスと大きさ及び形が等しくなるようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第２項乃至第４項記載のディザ画
像の中間調画像推定方法。