JPS6198069A

JPS6198069A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPS6198069A
Application number: JP59218587A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sugiura; 進杉浦; Yukio Masuda; 増田　幸男
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-10-19
Filing date: 1984-10-19
Publication date: 1986-05-16
Also published as: GB2167264A; GB8525441D0; US4905294A; GB2167264B

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】［技術分野］本発明は画像信号を階調処理して２値画像信号を得る画
像処理装置に関する。

［従来技術］従来、この種の中間調画像の処理装置としては、各画素
位置において所定の閾値レベルと各画素の画像信号レベ
ルとを比較して、悶イ＋ｅｉレベルよりも画像（６号し
ベルが大きい場合を黒、小さい場合を白とする事により
疑似的に中間調を再現する組織的ディザ法を用いた画像
処理装置が主であった。

しかし、この方法では単純２値記録に比へて分解能が著
しく劣化するため１文字部分等高分解能を要する部分の
画品質が悪くなる欠点があった。

この欠点を除去するため特開昭５８−３３７４号に於て
は、画面を複数のブロックに分割し、各ブロック内の画
素の濃度レベルの最大値、最小値の差をもって中間調画
像領域か２値画像領域かを判定する方式が提案されてい
る６上記発明は文字、記号のみの領域では効果を発揮するが
自然画に関し適用すると次のような欠点かあられれた。

（Ａ）本来中間調画像領域のものを２値画像領域と判定
した場合、中間調画像領域が単−閾値で処理されるため
本来中間調表現すべき所が白地又は黒地の縞になり非常
に目立ち画質劣化が大きくなる。

ＣＢ）文字記号部に対しても下地が白又は黒で高精細部
の文字記号部が黒又は白の場合、即ちコントラストの大
きい原画に対しては比較的良好に上記発明は効果を発揮
するが、黒の文字に対し下地が中間調の場合は文字に隣
接する下地の中間調部分か誤判定され（Ａ）と同様に白
又は黒の縞またはスジとなり違和感を増し画質劣化を増
大させる。

［目的］本発明は上記従来例の欠点に鑑みなされたものでその目
的は、いかなる種類の画像を含む原稿であっても忠実な
再生画像を得る事のできる画像処理装置を提供する所に
ある。

又、本発明の他の目的は良質の再生画像を高速に得る７
１９か出来る画像処理装置の提供にある。

［実施例］本発明の概要は注目画素ブロック内で像域判定する際に
中間調画像領域か高精細画像領域かの２つに判定するの
でなく、判定結果を多種類にわけ、複数のディザパター
ンの中から判定結果の内容に応じ最適パターンを選択さ
せる。これによりパターンによっては中間調表現に適す
るが分解能の悪いもの、中間調表現は適さないが分解能
が良いものというように、パターンの内容に応し種々の
ものを選択出来し、これを判別回路の値により選択印字
することにより、従来の２つの処理回路のみの切替によ
る画質劣化を軽減させるものである。

以下具体的に本発明を図面に従って説明する。

第１図は本発明に使用する入力装置の一例を示す。透明
な原稿台１０１上におかれた原稿をランプ１０２及び反
射笠１０３による照明系により照射し１反射光が第１ミ
ラー１０４に入り反射し、第２ミラー１０５及び第３ミ
ラー１０６を経由しレンズ系二〇７に入すセンサ１０８
上に結像される。センサはアレー状のセンサのため、主
走査方向は電子的に走査され、副走査方向は機械的に走
査され入力される。

第２図（ａ）、（ｂ）は原画の１部をｎＸｎ画素ブロッ
クの窓でのぞいたときの画像濃度に対するその出現度数
の分布を示すものである。第２図（ａ）は文字周辺の度
数分布図を示すもので図中のＡ点は原画の下地部分の濃
度を、Ｂ点は文字部の濃度を示す。一方、第２図（ｂ）
は中間調画像の周辺をヒストグラム化したものである。

同図の０点は中間調画像の平均浸度を示すものである。

従来例において、判定する画像域のヒストグラムか第２
図（ａ）に示された如くになる場合は、Ｐ２−Ｐｌの絶
対値が大きいから高精細画像領域と判断し、第２図（ｂ
）の如くになる場合はＰ４−Ｐ３の絶対値が小さいので
中間調画像領域と判断していた。

しかし、像域は注目画素ブロックの大きさにも依るが、
例えば中間調領域画像から急に文字、記号等の高精細領
域に変るのでなく、両方が混在す　　゛る領域が存在す
るはずである。従来の方式はこの点で完全に二者択一的
に像域切替判断をしたために画質上の問題を生じていた
。

本発明はこの点に鑑み、像域が中間調領域から高精細領
域に変るとき二者択一的に切替判断をせずに、中間調表
現しゃすいディザパターンから徐々に高精細化に適した
ディザパターンに切替る事により、従来例のパターンの
切替時に生じていた白稿、黒縞の問題を軽減させるもの
である。

これは画像信号のヒストグラムの最大値と最小値の差の
大きさに応じてディザパターンの選択切替を行い、像域
に適した画像処理を行う事により可能となる。

第３図（ａ）〜（ｄ）は入力画像信号がＯ〜２５５の階
調をもつ時のディザの切替えパターンの例である。

第３図（ａ）は階調表現数６５階調（８Ｘ８＋１＝６５
）、分解能１／８、（ｂ）は階調表現数１７階調、分解
能１／４、（ｃ）は階調表現数５、分解能１／２、（ｄ
）は階調表現数２、分解能１となる基本パターンである
。同じ８部８画素でも内部の閾値配列により上述の様な
階調表現数、分解能を可変できる。

次に第１図に基づく入力装置を使用し、第３図（ａ）〜
（ｄ）のパターンを切替へ画質改善する具体的画像処理
装置について第４図及び第５図に従って説明していく。

第４図は本発明の具体的実施例のブロック図である。３
０１は入力センサで、第１図の１０８に相当するもので
ある。センサドライバ（不図示）及びアドレスクロック
発生部３０６より送られてくるクロック信号３０７によ
り画像信号はビデオアンプ３０２を通じ増幅され、アナ
ログ／デジタルコンバータ３０３に入り画素データがデ
ジタル（ヒされる。

デジタル化されたデータはラインバッファメモリ３０４
及び３０５に入る。ラインバックアメモリ３０４，３０
５は入力センサ３０１と同一容量の画素数分のメモリで
形成されている。ラインバッファメモリを２つ設けたの
はラインバックアメモリへの入力とラインバッファメモ
リからの出力を同時に行う為である。

ライン、＜ラフアメモリに蓄積された画像信号はタロツ
ク３１１に同期しながらブロックメモリ３１２へ転送さ
れる。ブロックメモリ３１２の容：１″、は、その長さ
において画像信号の主走査方向の１ライン分の容量があ
り、その幅において注目ブロックの副走査方向の幅に等
しい。

つまり、主走査方向の１ラインの画素数がＭ、注目ブロ
ックの大きさをｎ×ｍ画素とするとブロックメモ１ノの
容量はＭ　Ｘ　ｍ　ｇｔ　素分必要である。さらにリア
ルタイムで画像処理するためにハ２　ＸＭ−ｍ画素分必
妾となろう。

ブロックメモリ３１２から１画素ずつ順番に選ばれた画
像信号３１３は比較器３２６にてディザ閾値３２３と比
較２値化されて２値画像信号３２７となる。

以下の説明においては説明を容易にするために注目画素
ブロックの大きさを４×４画素、センサの１ラインの画
素数を４００画素、又ディザマトリクスのサイズを８×
８．１画素の画像信号を８ビツト　（＝１）＜イト）で
表現できるものとして説明する。

上記のように仮定すると、ｌライン当りのプロッタ数は
４００（画素／ライン）÷４（画素／ブロック）＝ｌＯ
Ｏ（ブロック／ライン）である。

１００ブロツク（４ライン）分の画像信号がブロックメ
モリ３１２に蓄積すると、後続の画像信号は残りの１０
０ブロック分のメモリ領域に蓄積されると同時に、先に
蓄積された１００ブロック分の画像信号から最大値／最
小値検出部３１４がブロック毎に信号を取り出す。

最大値／最小値検出部３１４は、さらに個々の　　　゛
ブロック内の画素の最大濃度値と最小濃度値を検出し最
大値／最小値検出部３１４内のメモリに記憶する。この
メモリは各ブロックに２画素分の画像信号値をもてばよ
いから全体で２００バイトあればよい。

最大値／最小値検出器３１４はブロック毎の最大値濃度
と最小値濃度をメモリに蓄積しな力ｒら減算器３１６へ
出力する。減算器３１６は各ブロック毎の最大濃度値と
最小濃度値との差の絶対値３１７をＯＲゲート３１８を
通じてシフトレジスタ３２０にブロック順に収納する。

シフトレジスタ３２０は各ブロックに対応じて１００バ
イトの容量があればよい。こうしてシフトレジスタ３２
０には先に蓄積された１００ブロツクの濃度差が蓄積さ
れる。ブロックメモリ３１２からの読取りからシフトレ
ジスタ３２０へ濃度差か蓄積されるまではセンサ３０１
のクロック３Ｏ７とは同期する必要はなく短時間のうち
になされる。従ってリアルタイム処理が可能となる。

ディザ閾値格納部３２４には例えば第３図（ａ）〜（ｂ
）に示された４種類のパターンが格納されている。これ
ら４種類のパターンから１つを選ぶためにはセレクタ３
２２のセレクト人力３２１（シフトレジスタ３２０の出
力）は２ビツトあればよい。従ってシフトレジスタ３２
０は格納されている濃度差を適当に（本実施例の場合は
２ビツトに）圧縮コード化（量子化）してセレクト人力
３２１を出力すればよい。

Ｘカウンタ３３０、Ｙカウンタ３２８は８×８のディザ
マトリクスの１閾値をアドレシングするためのカウンタ
である。従って本実施例の場合はＸカウンタ３３０．Ｙ
カウンタ、３２８とも３ビツト構成であればよい。こう
してディザ閾値格納部３２４の出力は４種類のディザパ
ターンのそれぞれの、Ｘカウンタ３３０、Ｙカウンタ３
２８によって選択された４つの閾値が出力される。この
４つの閾値はセレクタ３２２によって濃度差を圧縮コー
ト化したセレクタ人力３２１によって１つの閾値か選ば
れる。この閾値は当該ブロックの像域に最も適切な閾値
のはずである。

比較器３２６では上記選ばれた閾値３２３と、ブロック
メモリ３１２からの当該ブロックのＸカウンタ３３０と
Ｙカウンタ３２８の出力３３１゜３３２によって選択さ
れた画素の画像信号とが比較ｚ値化される。

尚、Ｘカウンタ３３６のクロック３１０は原画のＸ軸方
向の歩進を示すクロック（例えばセンサ３０１のシフト
レジスタ駆動用クロックから基準につくられたクロック
）で、Ｙカウンタ３２８のクロック３０９はＹ軸方向か
らのクロック（例えばセンサを送るための駆動源へのク
ロック）からつくられたものである。

以上のようにして、最初の１００ブロツクのうちの最初
の１ラインの画像信号がそのブロックの最適閾値に従っ
て２値化される。シフトレジスタの出力３２０はＯＲゲ
ート３１８を介してフィードバックされているので２番
目のラインに対しても同しセレクタ出力３２１が使われ
る。従って１００ブロツク（４ライン）分の画素を２値
化するためにはシフトレジスタ３２０を４回循環すれば
よい。

最初の１００ブロツクの全画素が２値化される時はブロ
ックメモリ３１２には次の１００ブロツク（４ライン）
の画素が蓄積を終了している。そこで次にこの１００ブ
ロツクに対して前述したのと同じ操作を行えば次々とセ
ンサ３０１から送られてくる画像信号を２値化できる。

第５図は本発明の他の実施例を示すものである。本実施
例の特徴は画像信号を複数のディザパターンと比較し、
その複数の結果を蓄積し、その複数の結果を像域判定結
果に従って選択するものである。３０１〜３１１は第４
図と同様であるので説明は省略する。又、説明の便宜上
前実施例と同様に１ブロツクの大きさは４×４画素で１
ラインの長さは４００画素である。

ラインバッファメモリ３０４、又は３０５からの出力デ
ータは並列に４０８，４１２，４１６゜４２０及び４２
４に入る。４０８，４１２，４１６．４２０はデジタル
コンパレータである。４０９．４１３，４１７，４２１
には第３図の４種のパターンがそれぞれ格納されている
メモリ部である。

メモリ部４０９，４１３，４１７，４２１にそれぞれ入
力する信号４１０，４１４，４１８，４２２はアドレス
／クロック発生部で生成されるアドレス信号で原画の位
置アドレスのＸ軸方向の下位３ビツト、Ｙ軸方向の下位
３ヒツトを含んでいる。従って４１０，４１４，４１８
，４２２の各アドレス信号は８Ｘ８＝６４閾値の中から
１閑値を選ぶ。又、４１０．４１４，４１８．４２２は
同一タイミングには４種のディザパターン内の同一位置
を指し示す。

ラインバッファメモリ３０４、又は３０５からの各画素
はこうしてコンパレータ４０８，４１２．４１６，４２
０にて各閾値と比較され２値化され、それぞれシフトレ
ジスタ４１１，４１５゜４１９．４２３に入力される。

これらのシフトレジスタは４００ビット×−４ラインの
容量、つまり４ライン分の画像信号を２値化して蓄積で
きる容量をもつ。

４２４は第４図におけるブロックメモリ３１２、最大値
／最小値検出器３１４、及び減算器３１６の構成からな
る像域判定部、４２５は第４図のＯＲゲート３１８．シ
フトレジスタ３２０及び判定結果を量子化する変換部か
らなる判定結果蓄積部である。これらの各構成要素は前
記実施例と同じ動作を行うので説明は省略する。

４２５の出力は４ライン分の画像信号に対応する１００
ブロツクのそれぞれの像域判定結果をコード化したもの
（本実施例の場合は２ビツト化したもの）である。

シフトレジスタ４１１，４１５，４１９，４２３はそれ
ぞれ４ライン分の画像信号を４種のディザパターンに従
って２値化した信号を蓄積し、さらにそれぞれＡｌ　、
Ａ２．Ａ３　、Ａ４なる２値化信号を出力する。信号Ａ
Ｉ、Ａ２．Ａ３．Ａ４からセレクタ４２６によりそのブ
ロックに最適のディザパターンによって２値化されたも
のが選択される。

シフトレジスタ４１１，４１５，４１９，４２３は、そ
れぞれ４ライン分の容量があるので像域判定部４２４と
同期がとれる事は容易に理解される。

以上の２種の実施例を用い本発明を説明したが両実施例
に共通している本発明の特徴点は、従来の像域判定の於
いてはそれ以降の閾値パターンはディザパターンか、又
は単一閾値パターンであったのに対し、像域の判定量に
応じ閾値パターンを多数用意し選択切換することにある
。これにより中間調か高精細領域かの急激な２値切換で
なく、その間を幾つかの段階の選択パターンを使用する
ことにより急激なパターン変化をなくし、像域誤判定に
よる画質劣化を防ぐと共に、従来の様に像域が明らかな
所では従来の発明の効果が出る様にした事により総合画
質を向上させたものである。

尚、本実施例に於いては閾値マトリクス及び比、較器等
を用いてディザ処理等の２値化処理を行ったが、画像デ
ータをアドレスデータとして直接ＲＯＭ等に入力し２値
化処理を行っても良いものである。このようにすると、
ＲＯＭ等からは２値化処理された１″、″“０″データ
が出力される。

［効果］以上説明したように、本発明の画像処理装置を用いれば
入力画像信号をブロックに分割し、さらに複数のディザ
パターンを用意しブロックの像域判定に応じ・ディザパ
ターンを選択して２値化するか、２値化された画像信号
を選択するかにより、いかなる種類の画像の混在原稿も
その像域に応じて忠実に再生する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像読み取り部の構成図、第２図（ａ）、（ｂ）は画像信号の濃度分布図、第３図（ａ）〜（ｄ）は４種類のディザパターンを表す
図、第４図は実施例のブロック図、８５図は他の実施例のブロック図である。図中、３０１・・・入力センサ、３０３・・・Ａ／Ｄコ
ンパータ、３０４，３０５・・・ラインバッファメモリ
、３１４・・・最大値／最小値検出器、３２４・・・デ
ィザ閾値格納部、４０８，４１２，４１６，４２０・・
・ディジタルコンパレータ、３２０，４１１゜４１５．
４１９，４２３・・・シフトレジスタ、４０９．４１３
．４１７．４２１・・・ディザパターン格納メモリであ
る。特許出願人　　　キャノン株式会社第１図を第２図（０’）（ｂ）第３図（（１）（Ｃ’）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像信号をｎ×ｍ個の画素のブロックに分割する
手段と、該ブロックの画質を判別する判別手段と、前記
画像信号の２値化処理過程を複数有する処理手段とを備
え、前記判別手段は前記ブロックが中間調領域か高精細
領域かそれとも両者が混在する混在領域か少なくとも３
通り以上に判別し、前記判別手段からの出力に応じて２
値化処理モードを選別する事を特徴とする画像処理装置
。
（２）前記判別手段はブロック内の最大濃度と最小濃度
との濃度差を量子化する手段を含む事を特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の画像処理装置。
（３）前記処理手段は複数の閾値マトリクスを有し、前
記判別手段からの出力に応じて前記閾値マトリクスを選
別する事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像
処理装置。