JPS6135677A - 画像処理装置 - 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、原画濃度を白と黒の２１１ドツトで中間調表
現を行う画像処理装置に関する。

（従来の技術） ファクシミリ装置等においては、記録すべき画像（原画
）の濃度をディジタルデータに変換して伝送する必要が
ある。伝送されるディジタルデータとしては、０と１の
２値化データが用いられる。

０と１とで送ることのできる情報は白と黒だけであり、
この白と黒の２値ドツトで中間調画像も伝送しなければ
ならない。従来より、２ｍドツトで中間調表現を行う方
法としては各種のものが知られている。例えば、組織的
ディザ法、ランダムディザ法、濃度パターン法乃至は多
段分割量子化法　゛等が知られている。

これら各種の中間調表現方法のうち、多段分割量子化法
は、（の処理に時間がかかり、リアルタイム性に欠ける
。又、濃度パターン法は１画素を複数ドツトで記録する
方法をとっているため、画像の解像麿の向−Ｌが困難で
ある。このような理由により、従来はディザ法が多用さ
れ、例えば高速ファクシミリ（ＧＩ［［相当機種）等で
使用されている。これらディザ法のうちでも、特に組織
的デイザ法を用いＣ１ｉ！ｉｉ像を再現りることが行わ
れている。

第６図は組織的デーｆザ法による中間調記録の説明図で
ある。これは送信原画のｌｉ！ｉｉ素レベルが０・〜１
５まで１６通りの値をとると考える場合の例である。こ
の場合は、４×４画素を中間調表現の一つの単位どして
考える。４Ｘ／１画素と同じ大ぎさで、それぞれの画素
に対応する図のような閾値（ディザ）マトリクスを作る
。閾値は１６通りあり、それぞれがばらばらに配眩しで
ある。

このディザ・マトリクスを一種のマスクと考え、送信原
画のそれぞれの画素レベルと比較する。それぞれの画素
について、対応する閾値レベルよりも高ければ白信号、
低ければ黒信シ）として送出する。受信側ではこれをそ
のまま２値記録づる。この結果、４×４画素を一つの単
位として見た時の全体の中間調を表現するわけである。

ディザ・マトリクスは同じものを繰り返して使う。１画
素単位で中間調を表現するわけではないが、全体として
おおよその中間調を表現できる。

このような組織的ディザ法の例としては、例えばファク
シミリにおいて、ベイヤ（３ａｙｅｒ）型の１イザパタ
ーンを用いる例や、プリンタ等におい゛（゛ドツト集中
型のディザパターンを用いる例がある。、組織的ディザ
法がよく用いられている理由としでは、原画データど閾
値を比較演算するだけで記録のための中間調用２値化デ
ータを得ることができ、高速処理が可能であること、或
いはディザパターンをＲＯＭに格納しておくことができ
、多様なパターンを用いることができること等が考えら
れる。

一方、ランダムディザ法としては、例えば平均誤差最小
法や誤差拡散法が知られている。これらの方法は何れも
、ある点で生じた原画像の画素輝Ｉｆｆ　ｒＸＶ（ｔｘ
ｙ＝ｏ　〜Ｒ）と、表示画像（７）トツｈｌｉ度（実現
値）　ｐＸｙ　（ｐＸｙ＝　Ｏ又はＲ）との誤差Ｅ　Ｘ
Ｖ−Ｉ　ＸＶ−Ｐ　ＸＶを、その付近の他の画素で埋め
合わせようという発想に基づいている。平均誤差４１小
法は、第７図（ａ）に示すように複数の画素の誤差の重
み付き平均で、次の画素の輝度を修正するものであり、
誤差拡散法は、第７図（ｂ）に示すようにある画素で生
じた誤差を以後の複数画素に押しつける方法である。・
−児、両者は別の方法に見えるが、画像の隅の部分の扱
いを除けば実は全く等価である。そこで、以下では、平
均誤差最小法についてのみ述べることにする。

平均ｇ！差最小法では、原画像の画素輝度１ｘｙと、そ
の実−現値Ｐｘｙとめ間の誤差 ＥＸＶ＝　Ｉ　Ｘ）’−ＰＸＶ　　　　　　　　　　　
　　−（１）を平均として小さくするようにｉ制御づ°
るもので、各点の修正輝度１’ＸＶを次式で定義づ°る
。

１’　ＸＶ＝　［ｘｙ＋　（１／Σα５．Ｌ）ｋ、Ｌ Φ　Σ　αに、Ｌ　　　　ＥＸ十に、オヤＱ　　　　　
　　　　”何　２　）ここで、マド・リクスαは、既に
決定された点における誤差の現ドツトに関与する度合を
表わす重み係数（以下重みマトリクスという）であり、
この・　係数は着目誤差のまわり数ドツトをとる。マト
リクスを大きくすると平均誤差の分散は小さくなるが、
分解能が低下する。重みマトリクスαの一例を第８図に
示す。＊は着目画素である。

次に各ドツトのＡンオフを １’ｘｖ≧Ｒ／２−＋Ｐｘｙ＝Ｒ−＜　３　）１’　　
ＸＶ＜Ｒ／２→ＰＸＶ＝Ｏ・　（４）に従って決定づる
。ここで、Ｒは原画の画素輝度−ト限値である。

更に、その点における誤差Ｅ　ＸＶ　＝　Ｉ　ＸＶ−Ｐ
　ＸＶを求め、以降の計算に使用する。

この手法による処理画像は、優れた階調表現能力がある
が、ｔ１算時間が長い等の欠点がある。このように、平
均誤差最小法や誤差拡散法は、画像としては、前記手法
、例えば組織的ディザ法に比べて良好な品質が′得られ
るが、重みマトリクスαを導入しているために積和演算
を行う必要があり、前述したにうに処ＬＩＩ＋時間が長
くなる。更に回路規模も、組織的ディザ法に比べて複雑
になるという欠点を有している。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、画像処理装置で中間調画像を表現する場合、
ディザ法がよく用いられている。この方法では１画素が
周囲の状況に依存せず２値又は多値化される。従って、
画像データの出力タイミングと、２値化データのタイミ
ングはクロックに同期している。一方、前述した平均誤
差最小法、誤差拡散法においては周囲の画素の影響が考
虞されるから、画像データと２値又は多値化された画像
データでは有効画像領域が、マトリクスサイズに応じて
異なってしまう。従って、従来のように同じタイミング
でメモリ等に書き込むと非使用記憶領域が出てしまい、
メモリの有効活用という点から好ましくｔ≧かった。例
えば△４画像を１６ｄｏｔ／ｌｌ１ｌでＩＩＩ像し平均
誤差最小法で２値化すると約４にバイト（Ｂｙｔｅ）も
の空き領域ができてしまう。

又、この時にメモリから読み出す時には、例えば、３Ｘ
５マトリクスの時には２行分のデータ読み出し時間がｌ
＼ダになってしまう。

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、重みマトリクスのりイズに応じて処唾画
素領域を制限し、メｔりの有効利用を図った画像処理装
置を実現りることにある。

（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、原画の濃度をラン
ダムアイザ法により記録画のｌ！度に変換して画像記録
するようにした画像処理装置において、原画泊疫と２値
化決定後の濃度との差情報を求め、その周囲のドツトの
名・白点に対する影響を示′！１重み係数により前記差
情報が小さくなるようにすると」ｔに、このＪ：うにし
て求めた修正輝度をゲイブマトリクスの閾値で２値化づ
るように構成すると共に、前記重み係数として重みマト
リクスを用い、重み７１−リクスの大きさにより２値化
を行う画素領域を制限し、処理画素の初期値と終値をカ
ウンタにヒツトし、有効データを得るようにしたことを
特徴とづるものである。

（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
。

第１図は、本発明の、一実施例を示す構成ブロック図で
ある６１はＣＯＤ等の固体縮機素子、２は該固体１１ｉ
ｌ像素子１の光電変検出力を受けて、階調画像データを
得る画像処理回路である。該画像処理回路２からは２値
化された階調画像データが出力される。３は該画像処理
回路２から出力される２値化データを受（）るゲート回
路、４はり［］ツクパルスを発生するクロックパルス発
生器である。

該クロックパルス発生器４の出力は固体撮像素子１にシ
フ１−り［］ツクとして印加され、画像処理回路２にク
ロックパルスとして印加されている。５はクロックパル
ス発生器４の出ノフクロツクをカラン１〜するカウンタ
でその出りは、ゲート回路３にゲートの幅を決めるゲー
ト制御信号どして印加されている。６は、カウンタ５か
らの出力を受ＧＪて、ゲート３から送られてくる２値化
データを格納するメモリである。このように構成された
装ｒの動作を説明すれば、以下の通りである。

固体撮像素子１は、被写体（図示せず）に応じた光電変
換信号を出力する。この光電変換信号は、クロックパル
ス発生器４から出力されるクロックにより順次シフトさ
れ、外部に取出される。取出された充電変換出力は、画
像処理回路２に入り、ｌＩｉ調表現可能な２値化データ
に変換される。２値化データに変換する方法としては、
前述したように平均誤差最小法や誤差拡散法が用いられ
る。今、平均誤差最小法を用いるものとして、重みマト
リクスαを第２図に示すように定義する。図において、
＊は着［１点の画素、−はＮＯＰ　（ノーオペレージ８
３ン）、βは規格化因子である。そして、記録１べぎ画
像が第３図に示すようにＭ（行）ＸＮ（列）の行列で構
成されているものとする。

第３図に承り画像をｌｌｌ！ｉ１ｇ処理するために、第
２図に示すような重みマ［・リクスを用いるものとする
と、処３！ｌ！開始点は３行３列目（図のＡ点）となる
。従って、３行３列目に相当づるクロックとしては２Ｎ
＋３パルス目からが有効データとなり、終了データは図
のＢ点で、クロックとしてはＮＭ−３パルス目となる。

カウンタ５は、この画像処理の始点と終点を検知するた
めに用いられる。そして、カウンタ５のカウント値が２
Ｎ＋３になったときにゲート回路３に制御信号を送って
ゲートを開かせる。次にそのカウント値がＮＭ−３にな
ったときにゲート回路３に制御信号を送って今度はその
ゲートを閉じさせるー。即ち、ゲート回路３のゲートが
問いＩいるのは第３図のＡ点（始点）からＢ点（終点）
までの間だ（）である３、ゲート・回路３に入ったデー
タは、この間だけ該ゲート回路を通過してメｔす６に格
納される３、このＡ点からＢ点までの領域（図の斜線領
域）は有効画像領域であるので、メモリ６には有効画一
領域のデータのみ格納されるので、メモリの有効利用を
図ることができる。

例えば、光電変換素子として前記したような固体Ｗｉ像
素子を用いる場合、該固体顕像素子には第４図（イ）、
（ロ）に示すような２種類の制御クロックφＸ、φＴが
印加される。従って、カウンタ５としてはクロックをそ
のままカウントして、（２Ｎ＋３）と（ＮＭ−３）パル
ス目を検知してもよいが、行方向及び列方向のそれぞれ
のパルスをカウントする専用のカウンタを設けてもよい
。

この場合において、第４図（イ）に示すクロックφＸを
行方向のクロックに、φ丁　を列方向のクロックにそれ
ぞれ対応させた専用のカウンタを設けて、画像処理の始
点と終点を検知することができる。但し、この場合は各
カウンタの検知信号の出力の論１！！！積をゲート回路
３のゲート制御信号とする必要がある。

第５図は、第１図に示す回路の各部の動作を示すタイミ
ングチャートである。図において、（イ）はスタート信
号を、（ロ）は行うロックφＸを、（ハ）は有効行を、
（ニ）は有効列を、（ホ）はクロックを、（へ）は有効
クロックを、（ト）は有効画像データをそれぞれ示す。

有効画像領域が第３図に承り−ようにＡ点からＢ点まで
の斜線領域で表わされているものとする。有効行は、第
５図（ハ）に示づように第３行目からとなる。そして、
最終行Ｍまで有効となる。有効クロックも（へ）に示す
ように有効行と同期して有効となる。従って、有効画像
データも（ト）に示すように有効クロック領域と同期し
ている。この有効画像データ信号により、ゲート回路３
のゲートの開閉制御を行えばメモリ６には有効画像領域
の２値化データのみ格納されるのでメモリが節約できる
ことになる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、重みマト
リクスの大きさに応じて２値化を行う画素領域を制限し
、処理画素の初期値と終値を求めて、この初期値と終値
の間に算出された２値化データのみメモリに格納するこ
とにより、メモリの節約を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示１８成ブロック図、第２
図は重みマトリクスの一例を示す図、第３図は画像領域
を示す図、第４図はシフトクロックを示す図、第５図は
各部の動作を示すタイミングチャート、第６図は組織的
ディザ法の説明図、第７図は平均誤鐙最小法と誤差拡散
法の説明図、１８図は重みマトリクスの一例を示す図で
ある。 １・・・囚体綴像素子　　２・・・画像処理四路３・・
・ゲート回路 ４・・・クロックパルス発生器 ５・・・カウンタ　　　　６・・・メモリ夙１図 １゛固体徽像素子 ２°画像処理回ｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原画の濃度をランダムディザ法により記録画の濃度に変
   換して画像記録するようにした画像処理装置において、
   原画濃度と２値化決定後の濃度との差情報を求め、その
   周囲のドットの着目点に対する影響を示す重み係数によ
   り前記差情報が小さくなるようにすると共に、このよう
   にして求めた修正輝度をディザマトリクスの閾値で２値
   化するように構成すると共に、前記重み係数として重み
   マトリクスを用い、重みマトリクスの大きさにより２値
   化を行う画素領域を制限し、処理画素の初期値と終値を
   カウンタにセットし、有効データを得るようにしたこと
   を特徴とする画像処理装置。