JPS62216476A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、原画像を所定の変倍率で線密度変換する画
像処理装置に係わり、特にディザ処理を施した原画像の
階調再現性を何等損わずに線密度変換処理を可能ならし
めるようにした画像処理装置に関する。

（従来の技術） 線密度変換処理は、従来より走査ｆ；Ａ密度の互いに異
なる異種のファクシミリ装置間の通信を可能にするため
、或はキャラクタジェネレータから種々の大きさの文字
パターンを出力する場合、更には文書編集を可能とする
文書処理機器において各種の編集結果を規定サイズのイ
メージに割付ける場合等に行われてきた。これらの線密
度変換処理には、例えばＳ２Ｏ法、論理和法、投影法等
が利用されてきたが、対象画像は２１ｉ１画像に限定さ
れたものであった（情報処理学会論文誌ＶＯＩ、２６゜
Ｎα５．ｏｐ　９２０−９２５　　（１９８５）　）。

ところが、最近では文書処理機器を中心として階調画像
を取扱う要求が高まり、疑似階調表現の手法であるディ
ザ処理を施した画像を対象とする上記線密度変換処理の
必要性が生じてきた。また、ファクシミリ通信において
も、階調画像を伝送することが行われており、圧縮効率
の点から伝送画像としてディザ処理を行なった画像を用
いることが行われている。このような場合でも、ディザ
画像を対象とした線密度変換処理の技術が必要になって
くる。

しかしながら、ディザ画像に対して前述した変換方式で
線密度変換処理を施すと、以下に）ホベる問題点が生じ
た。

例えば、第４図に示すような４×４のディザマトリクス
を用いて濃度レベルが一様に′１″である原画を２値化
すると第５図中ａＱに示すような１６ドツトのうらの１
つのみに画点が形成される２値画像が得られる。次に、
このディザ画像を原画像としてＳ２Ｏ法で１／４に縮小
し、再び第４図に示すディザマトリクスでディザ処理を
行なうと、サンプリング開始位置がたまたまドツトの形
成された位置である場合と、そうでない場合とで、得ら
れる濃度レベルが１６”　（第５図中ａＸ）か、若しく
は“Ｏ”（第５図中ａ２）に２分されてしまうことにな
る。

このように、ディザ画像をＳ２Ｏ法で１／４に縮小する
と、サンプリング開始位置に応じて１１度レベルがＯ”
の場合と、°゛１６″の場合の２通りのレベルを生じ、
原画像の階調情報が失われ、疑似輪郭が発生するなど、
画質の大きな劣化につながってしまうことになる。この
問題は原画像が他の濃度レベルでも同様に生じ、ディザ
マトリクスのしきい値パターンや変倍率が変わることに
より更に一層複雑になる。また、この問題は前述した論
理和法、投影法等の線密度変換方式でディザ画鴎を線密
度変換処理を行なう場合にも同様に生じた。

さらに、画像の劣化の問題点としては、モアレの発生が
あげられる。モアレとは二つ以上の周期パターンが重な
って生じる干渉パターンであり、画像上では濃度縞模様
となって現れる。第５図ａ（１に示すように、ディザ画
像はディザマトリクスの大きさに依存した周期性を持っ
ている。この例の場合では、ディザパターンの周期（Ｔ
（１）は４画素となる。また、変換処理におい□ては、
変倍率に応じたサンプリング周期が存在する。いま、変
倍率（Ｃ）が、互いに約数を持たない自然数２゜ｍで、 Ｃ−ｍ／２　　　　　　　　　　　　　・・・（１）と
表わせるとする。この場合、１Ｘｆｉ）画素の原画像が
、線密度変換によって（ｍｘｍ）画素の変換画像となる
。

従って、線密度変換処理においては、多画素の周期が存
在することになる。この変換処理における周期（Ｔｓ＞
とディザパターンの周期（Ｔｄ）との干渉でモアレが生
じる。このモアレの周期（Ｔｍ）は、ＴｓとＴｄとの最
小公倍数をしとすると、次式で示される。

Ｔｍ−Ｃ−Ｌ　　　　　　　　　　　　・・・（′２Ｊ
先の例で変換率Ｃを５／７とすると、２式よりモアレの
周期は２００画素なる。

（発明が解決しようとする問題点） このように、従来の画像処理装置においては、ディザ処
理の施された原画像を線密度変換する場合に階調特性が
損われたり、モアレが生じるという問題があった。

本発明は、上記の問題に基づぎなされたもので、ディザ
処理の施された原画像の階調特性を維持したまま、ディ
ザ画像を対象とする線密度変換処理を可能にするととも
にモアレの発生を生じることのない画像処理装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明では、第１のディザマトリクスを用いてディザ処
理された原画像から変倍率に応じた間隔で標本画素を選
択する標本画素選択部と、標本画素を包含する原画素群
を参照画素として選択する参照画素選択部と、参照画素
の平均濃度を求める濃度演算部と、平均濃度のデータを
第２のディザマトリクスを用いて２値化することにより
変換画素を得るディザ処理部とを具備したものとなって
いる。

（作用） ディザ画像では第１のディザマトリクスの大きさを１単
位として画像濃度情報が保存されている。したがって、
参照画素選択部が標本画素の周辺から第１のディザマト
リクスサイズの原画素群である参照画素を選択すると、
選択された参照画素を中心とした回りには原画像の局所
画像濃度情報が保存されている。そこで、抽出された参
照画素の平均濃度を濃度演算部で求め、ざらにディザ処
理部で上記平均濃度のデータをディザ処理すると、原画
像の階調が忠実に再現され、かつモアレかない線密度変
換画像が得られる。

ここで、局所濃度が保存される理由について説明する。

第３図にディザマトリクスの大きさが（４Ｘ４）の場合
のディザパターンを示す。ディザマトリクスをそれぞれ
［）（ｍ、ｎ）で表す（但し、ｍ、ｎは零を含む正の整
数である。）。また、ディザマトリクスのしきい値をＴ
ｈ　（ｘ、ｙ）とし、ディザパターンのＸ方向およびｙ
方向の周期をそれぞれＴｘ、Ｔｙとすれば、 Ｔｈ　（ｘ、ｙ） −Ｔｈ　（ｘ＋ｍ−Ｔｘ、ｙ＋ｎ−Ｔｙ＞−（３）が成
立する。従って、画像全体が一様な濃度の場合を仮定し
、任意の画素の濃度をｆ　（Ｘ、　ｙ）で表すと、 ｆ　（ｘ、ｙ） −ｆ　（ｘ十ｍ−Ｔｘ、ｙ＋ｎ−Ｔｌ　　・・Ａ４−）
が成立する。

いま、標本点を“Δパで示すと、破線で囲まれたＩＮ域
が開口となる。次に、この開口内の平均濃度を求める。

ここで、開口に影響を及ぼしている４つのディザマトリ
クスを考える。この中で、代表するディザマトリクス、
例えばＤ（２，１）内での平均濃度と開口内の平均濃度
とを比較する。

（勾式を考慮すれば、図に示すように開口内の各ハツチ
ング部分は、Ｄ（２，１）のディザマトリクス内の各ハ
ツチング部分とそれぞれ対応することが容易に分る。つ
まり、 内の平均濃度とが等しくなる。ここでＡとＤは、それぞ
れ開口内及びディザマトリクス内での画素の果合を表す
。

以上の関係は、ディザマトリクスの大きざ及び形状が変
化しても、それに応じて開口を選択すれば成立する。ま
た、（５）式の導出に当たって、ディザマトリクスのし
きい値装置を考慮に入れていないことから、ディザマト
リクスのしぎい値装置に依存せず上述の関係が成立つこ
とが分る。

以上により、局所濃度が保存された変換が可能となる。

〈実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。

第１図は一実施例に係る画像処理装置のブロック図を示
ず図である。濃淡画像は、ディザ処理部１で２値化され
、４ライン分のラインバッファからなるメモリ２に格納
される。メモリ２に格納されたディザ画像が線密度処理
の原画像となる。線密度変換処理部３は、標本画素選択
部４．参照画素選択部５、濃度演算部６およびディザ処
理部７で構成される。

上記の構成において、原稿情報は、図示しない入力装置
により、例えば１６本／ｍの線密度でサンプリングされ
、かつ４ビツトのディジタル信号に量子化される。この
４ビツトの多値画像データは、ディザ処理部１において
例えば第４図に示す４×４のディザパターン（第１のデ
ィザパターン）によりディザ処理される。このディザ処
理によって２値化された画像データは原画像としてメモ
リ２に格納される。

次に線密度変換処理部３に原画像データが入力すると、
次のような線密度変換処理が実行される。

なお、ここでは変倍率Ｃｖが４７７の縮小の場合につい
て第２図を参照しながら説明する。第２図では、原画像
情報０（ｉ、ｊ）を゛Ｏパで表わし、変換画像Ｑ（１，
Ｊ）をＸ″で表わしている。

但しｒ、ｊ、ｘ、Ｊは、零を含む正の整数である。

まず、標本画素選択部４は、予め与えられた変倍率Ｃｖ
に基づいて変換画像Ｑ（１，Ｊ）の原画像上における位
置（ｘ、ｙ）を求める。この（Ｘ。

ｙ）は、原画像の隣接画素間の距離で規格化すると、次
式により求めることができる。

Ｘ−１／Ｃｖ　　　　　　　　・・・（０ｙ−Ｊ　／　
Ｃｖ　　　　　　　　・・・（７）（ｘ、ｙ）が求まっ
たら、これに最も近い原画素Ｏｆ　　（ｉ、ｊ）（以下
、「基準画素」と呼ぶ）を求める。図では基準画素Ｏｆ
　　（ｉ、ｊ）を“・“で表わす。ｉ、ｊは、ガウス記
号［］を用いて、ｉ−［Ｉ／ＣＶ］　　　　　　・・・
（８）ｊ　＝　［Ｊ／ＣＶ　］　　　　　　・・・（９
）で与えられる。そして、標本画素選択部４は、このＯ
ｆ　　（ｉ、ｊ）を基準画素とする。

次に、参照画素選択部５は、基準画素Ｑｆ（ｉ。

ｊ）を包含する原画素群を参照画素として選択する。参
照画素は、第１のディザマトリクスと同一の大きさの４
×４の範囲で抽出される。この範囲で参照画素を抽出す
れば、ディザマトリクスの１単位のドツトデータを全て
抽出できるので、原画像の濃度情報を忠実に得ることが
できる。本実施例では、例えば第２図中Ａ、Ｂで示され
た破線の範囲で抽出することが考えられるが、どの範囲
を選択するかは全く任意である。

次に濃度演算部６は、選択された（４Ｘ４）の参照画素
（０（ｉ、ｊ））（０≦ｉ≦３゜Ｏ≦ｊ≦３〉の濃度情
報（Ｄｏ　　（ｉ、ｊ））（０≦１≦３．０≦ｊ≦３）
から参照領域内の平均濃度を算出する。その値を変換画
像Ｑ（Ｉ、Ｊ）の濃度データＤＱ（１，Ｊ）とする。こ
れは次式％式％ 但しＭは、ディザマトリクス内の総画素数（この例では
１６）を表わし、Ａは参照画素の集合を表す。この結果
、変換画像の濃度データＤＱ　　（１゜Ｊ）は、４ビツ
トの多値出力で表わされる。

ざらに、変換−１！ＩＱ（１，Ｊ）の濃度データＤｑ（
１，Ｊ）は、ディザ処理部７において、第２のディザパ
ターンを用いてディザ処理され、２値化される。ここで
は、ディザ処理部１におけるディザパターンと同一の第
４図に示したディザパターンを用いてディザ処理を行な
うので、例えば濃度データＤｑ　　（１，Ｊ）がその周
辺において一様に“１″である場合には、図中Ｑ１１の
変換画素“Ｘ′′が°゛１”、他の変換画素１１　×９
１は１１０　ＩＴとして出力され、また、濃度データが
ＤＱ（１，Ｊ）が一様に°２”である場合には、図中Ｑ
１１とＱ３３の変換画素“Ｘ”が“１”、他の変換画素
１１　×Ｉ＋が“ＯＩＴとなる。

このように、本実施例に係る画像処理装置によれば、任
意の変倍率に対して原画像の階調が再現され、かつモア
レのない線密度変換画像を得ることができる。また、得
られた変換画像はディザ化された２値データであるため
、出力機器への伝送も容易になるなどの効果を得ること
ができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、ディザマトリクスのサイズ、型などは任意に変
更可能であることはもとより、第１のディザパターンと
第２のディザパターンのディザサイズ、パターンも同一
である必要はない。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、標本画素の周辺の参照
画素から変換画素の濃度データを求め、このデータを再
度ディザ処理するようにしているので、任意の変倍率に
対して原画像の階調特性を維持したまま、ディザ画像を
対象とする線密度変換処理を可能にし、しかもモアレの
発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る画像処理装置の構成を
示すブロック図、第２図は同装置の作用を説明するため
原画像と変換画像の画素を模式的に示す図、第３図は本
発明の線密度変換処理法において局所濃度が保存される
原理を説明するための図、第４図は従来より使用されて
いるディザマトリクスの一例を示す図、第５図はディザ
画像を従来の線密度変換処理法により処理したときの問
題点を説明するための図である。 １．７・・・ディザ処理部、２・・・メモリ、３・・・
線密度変換処理部、４・・・標本画素選択部、５・・・
参照画素選択部、６・・・濃度演算部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第４　図 ａ 第５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディザ画像を線密度変換する画像処理装置におい
   て、第１のディザマトリクスを用いてディザ処理された
   原画像から変倍率に応じて標本画素を選択する標本画素
   選択部と、この標本画素選択部で選択された標本画素を
   包含する所定の大きさの原画素群を参照画素として選択
   する参照画素選択部と、この参照画素選択部で選択され
   た参照画素の平均濃度を求める濃度演算部と、この濃度
   演算部で求められた濃度データを第２のディザマトリク
   スを用いて２値化するディザ処理部とを具備したことを
   特徴とする画像処理装置。
2. （２）参照画素は前記第１のディザマトリクスと同じマ
   トリクスサイズの原画素群からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の画像処理装置。
3. （３）標本画素選択部は、原画像とこれを線密度変換し
   た変換画像とを同一の大きさにしたときの各変換画素の
   上記原画像上の位置を求め、この位置に最も近い原画素
   を標本画素とすること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。
4. （４）第１のディザマトリクスと第２のディザマトリク
   スは同一のものであること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。