JPS62284575A

JPS62284575A - 画像出力方式

Info

Publication number: JPS62284575A
Application number: JP61127619A
Authority: JP
Inventors: Riichi Matsui; 松井　利一; Shuzo Hirahara; 修三平原; Kiyoshi Yamada; 清山田; Kazuhiko Higuchi; 和彦樋口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1987-12-10

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】３、発明の詳細な説明［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は中間調画像を濃度パターン法を用いて表現する
プリンタ、ＣＲＴＷの画像出力方式に係わり、特に文字
や線画のエツジ部分の再現性の向上化を図れるようにし
た画像出力方式に関する。

（従来の技術）濃淡を持った中間調両会をドツトプリンタ、熱転写プリ
ンタ、ＣＲＴ等の２＠画像出力装置を用いて表示し又は
記録する場合、その画（２）処理として濃度パターン法
やディザ法などの面積Ｗｉ調法が用いられる。濃度パタ
ーン法には、そのパターンの構成方法で分類される分散
型と集中型がある。

これらは、一般にｍｘｎドツトマトリクスからなる画素
でｍ−ｎ＋４階調を表現可能である。この方式では、マ
トリクスのサイズが大きいＷｉｆｊらかな階調が得られ
、マトリクスの階調が小さい程画ｆｉｌの解像度が増す
。このため、階調及び解＠度のいずれか一方を優先させ
る場合には他方を犠牲にせざるを得ない。

そこで、熱転写型プリンタ等では、画素を構成するドツ
トの数ｍ−ｎよりはるかに少ない複数種類の固定パター
ンを用い、この固定パターンを構成する各マークドツト
の画点形成エネルギーをアナログ的に変調することによ
り、ｍ−ｎ＋１より多くの階調を表現する方法（特願昭
６Ｑ−１６７６８号、同１４３６４３号、Ｉｔｉｌｌ　
８２６７１号、同２０８８２３号）も提案されている（
以後、この方式を「アナログ変調固定パターン法」と呼
ぶ）。

ところで、従来の濃度パターン法は、ｍｘｎドツトの７
トリクスからなる画素の平均濃度を出力ドツトの数ある
いは面積として表現する面１１！ｉ！ｉ：Ｊ！４法であ
る為、マトリクスより細い線幅からなる文字や線画の再
現性が著しく低下した。つまり、濃度変化が急峻なエツ
ジ領域にノツチ状の画素ノイズが発生したり、画像のせ
ん鋭度が劣化するなどの問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点）このように、従来の面積Ｎ調法からなる画素出力装置に
あっては、濃度変化が急峻なエツジ部分の再現性に劣る
という問題があった。

５従って、この発明（よ、面ｔｉ階漠法にあ）で、濃度
変化の急峻なエツジ部分の再現性を向上させることが可
能な画像出力方式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）本発明は、一画素を１２数のドツトで構成し、画素単位
で階調を表現する面積階調法による画像出力方式におい
て、まず、各画素の内部の濃度変化を調べる。そして、
この濃度変化が少ない画素については、予め定められた
固定パターンを使用する。また、濃度変化の急峻が画素
については、画素の濃度傾斜方向を調べ、この濃度傾斜
方向に対応したパターンを使用することを特徴としてい
る。

（作用）第１図は本発明の詳細な説明するための図である。なお
、この口において、（ｂ）は通常の濃度パターン法を、
また（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はアナログ変調固定パター
ン法をそれぞれ示している。

（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）中、右上り傾斜の斜線部は、ア
ナログ変調固定パターン法による出カバターンであり、
その回りの左上り傾斜の斜線部は、アナログ変調固定パ
ターン法特有の熱の広がりによりｍＲされて記録紙に付
着したインクを示している。

同図（ａ＞に示すように濃度変化の急峻なエツジを含む
原！ｉ１１を従来の通常の濃度パターン法により表現す
ると、同図（ｂ）の様なノツチ状のノイズが生じると共
に、境界部分がその境界を含むブロックの平均濃度で代
表される為、境界の鮮鋭度が失われる。従来のアナログ
変調固定パターン法においても同図（Ｃ）で示す如くエ
ツジ部分の再現性が悪い。

しかしながら、本発明では、同図（ｄ）、（ｅ）に示す
ように、濃度変化の急峻なエツジを含む画素のパターン
を濃度傾斜に応じたパターンとしている。例えば（ｄ）
は集中型・のアナログ変調固定パターンの重心を移動さ
せて、エツジ形状を復元し、同時に画素内パターンの偏
在により輪郭強調の効果を持たせたものである。又、（
ｄ）はエツジ部分でもアナログ変調固定パターンを用い
るのに対し、＜ｅ＞は単純な２値のドツトパターンを用
いてエツジ形状を復元する方法であり、（ｄ）と同様の
効果が得られる。このように本発明は、濃度パターン法
の欠点を補いエツジ形状とエツジ部の鮮鋭度を復元させ
ることができる二（実ｈＩ例）以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第２図は本発明をアナログ変−調固定パターン法による
熱転写プリンタに適用した場合の装置の構成を示すブロ
ック図である。即ち、図示しないスキ１７す、Ａ／Ｄコ
ンバータ、画像メモリ、伝送系の復調、復号回路等から
ディジタル信号の形で入力される多階調画像信号は、多
階調信号処理回路１により、プリンタの仕様や特性に合
わせた形態の信号に変換され、多値パターンテーブル２
に入力される。一方、同じ多階調画像信号は、エツジ部
検出回路３に入力される。エツジ部検出回路３は、例え
ばラプラシアンなどの空間フィルタ計算を行って、入力
された画素がエツジ部であるか否かの情報を濃度傾斜方
向検出回路４と多値パターンテーブル２に送る。エツジ
部と判定された場合には、例えば、空間フィルタ礪能を
持つｍ度傾γ１方向検出回路４により注目画素の濃度傾
斜方向を計算し、その傾斜方向情報を多値パターンテー
ブル２に送る。多値パターンテーブル２は、上記のエツ
ジ情報、傾斜方向情報及び多値両型信号から記録すべき
パターンと、各画点の形成エネルギーとを決定する部分
であり、具体的にはＲＯＭで構成される。エツジ部にお
ける記録すべきパターンの変形はこの部分で行われる。

マトリクス位置指定回路５は、ディジタル記録或は擬似
中間調記録に必要な複数の画点からなるマトリクス内の
パターンのマトリクス上に於ける位置を指示するための
回路で、通常のラインプリンタの場合、主走査方向のド
ツトカウンタ、副走査方向のラインカウンタと連動して
いる。多値パターンテーブル２から得られる記録すべき
パターン情報と、通電エネルギー情報は、サーマル記録
回路６へ与えられ、サーマルヘッドの発熱素子毎の通電
パルス幅を決定し、この通電パルスはサーマルヘッド駆
動回路７に出力される。

このように構成されたアナログ変調固定パターン法によ
る熱転写プリンタにおいて、いま入力画像として記録出
力装置から１ドツト毎の多階調画像信号が入力され、こ
の多階調画像信号を３×３ドツトマトリクスに纏めて一
画素として記録する場合について考える。

多階調画像信号が入力されると、エツジ部検出回路３で
は、この信号を３Ｘ３−９ドツト分格納し、第３図（ａ
）に示すような各ドツトの濃度データＤｌｌ　　（ｂ−
１〜９）に、同図（ｂ）に示すようなラプラシアン（ｌ
　ａｐｌａｃｉａｎ）フィルタの各係数を■トけ、これ
らの合計値を計算し、あるしきい値で切ることにより注
目画素中にエツジがあるかどうか判断する。もし、エツ
ジ部でなければ各ドツトの濃度値は略同−であるから、
これら［ｔｌｉｌｌｌにラプラシアンフィルタの各係数
を掛けて加算した値は０に近いので、エツジ部未検出信
号が出力される。この信号は、多値パターンテーブル２
及び濃度傾斜方向検出回路４に送出される。多値パター
ンテーブル２は、この信号を受取ると、例えば第５図に
示すような予め定められた固定パターンを用いた通常の
アナログ変調固定パターン法により画点を形成する。

一方、例えば、注目した一画素と入力画像との関係が第
３図（ａ、　）の優な場合、つまり注目画素中に文字等
のエツジ部が存在している場合には、ドツトデータＤ４
　、Ｄ５．０７　、Ｄ８の圃が大きくなるので、ラプラ
シアンの圃も大きくなり、エツジ部であることが検出さ
れる。この情報は先の２つの回路に出力される。

濃度傾斜方向検出回路４は、エツジ検出の信号を受取る
と、その注目画素の濃度の傾斜方向を計算する。この計
算は、例えば第４図に示した８種類の傾斜検出フィルタ
を用いて行われる。第３図（ａ）の場合には、１１め右
上に向かって濃度が濃くなっている。従って、第４図中
左下のパターンによりフィルタリングしたときの値が最
も小さくなるので、これによって濃度傾斜方向が検出さ
れる。この傾斜方向信号は多値パターンテーブル２に出
力される。多値パターンテーブル２では、第６図（ａ）
に示すような通常の固定パターンの各ドツトを上記傾斜
方向信号に基づいて同図（ｂ）のように移動させ、濃度
の濃い右上部分に表示ドツトを集中させる。第６図（ｂ
）の表現形態は、第６図（ａ）と比べてエツジ部表現能
力が向上しているのが明らかである。第７図に以上の手
順のフローチャートを示す。エツジ部検出結果に基づい
て使用するパターンを変化させている。

なお、画点位置の移動方法としては、例えば傾斜検出フ
′イルタの計算値の小さい方向（右上ならＤ３、右方向
ならＤｓの位置）から順々に必要な数だけ埋めて行くこ
とが考えられる。また注目画素中のエツジ部以外の部分
（Ｄ＋　、Ｄｓ　、Ｄ７、Ｄｓ）にも、ある濃度値が存
在している場合もあるので、このときには、第６図（ａ
）と同図（ｂ）とを重ねて画点形成を行ってもかまわな
い。また、以上の説明ではエツジ部であるかどうかを判
断してから濃度傾斜方向を計算したが、濃度傾斜検出フ
ィルタの値の大きざによりエツジ部かどうかの判断と濃
度傾斜方向とを同時に検出してもかまわない。

第８図のフローチャートは、以上の方法をさらに単純化
した方法を示すものである。

先ず注目画素の平均１ｆｆｉＤを計算する。この平均濃
度りから注目画素の表示ドツト数と画点形成エネルギー
とが計算される。注目画素がエツジ部であることを検出
するには一画素内の各ドツトの濃度Ｄｎ（ｎ−１〜９）
と一画素の平均濃度りとの差の絶対１ａｌＤｎ−ＤＩが
所定のしきい値Ｔｈｌより大きいかどうかで判断する。

もし、エツジ部であるときは、Ｑｎ−Ｄ＞Ｔｈ２を満た
す画点位１（例えば第９図（ａ）の場合には同図（ｂ）
に斜線で示す位Ｒ）に、又はこの部分とこの濃度を表現
する本来の画点位置く同図（Ｃ）に斜線で示す位［）と
を合わせた部分く同図（ｄ）に斜線で示す位置）に画点
を形成する。促し、エツジ部と判断されたドツト位置へ
の画点形成は、特定のエネルギーでも（Ｄｎ−Ｄ）の大
きざにより変えても良い。なおＩ　Ｏｎ　−Ｄ　ＩがＴ
ｈｔ以下のときは、エツジ部でないとして通常のアナロ
グ変調固定パターンにより中心位置に画点を形成するの
は上記と同様である。

以上は、ドツト毎の濃度データを入力した例であるが、
３×３ドツトマトリクスから成る１画素毎の濃度を入力
し、この入力画像から同じマトリクスサイズを用いたア
ナログ変調固定パターン法により記録出力するようにし
ても良い。この例を第１０図及び第１１図に基づき説明
する。この例による入力画像は先の実施例の場合より解
像度の低い画像入力１ｉｉ１（スキャナ）により得られ
たもの、ブロック符号化を用いた高効率圧縮画像伝送に
よるｗＩ像度の劣化した画像を想定したもので、劣化画
像からの細部再生を考えている。今、注目画素及びその
回りの８画素と本来の入力画機との位置関係が第１０図
（ａ）の様になっていて、文字８１Ｉｖｉのエツジが存
在しているとする。まず注目画素がエツジ部かどうかを
検出する為、この場合には画素単位でラプラシアンフィ
ルタを用いることになる。ここでエツジ部でないと判断
されれば通常のアナログ変調固定パターン法による画点
形成を行う。エツジ部と判断されると、次に濃度の傾斜
方向を例えば画素単位の濃度傾斜検出フィルタにより検
出し、注目画素中での表示ドツト位置を濃度の高い方（
第１０図（ａ）の場合には右上方向）へ移動させ、同図
（ｂ）の様な表示ドツトを形成する。画点位置の移動方
法としては、例えば傾斜検出フィルタの計＊ｉｆｉの小
さい方向から順々に必要な数だけ埋めて行っても（同図
（ｂ））、又これに加えて本来の固定パターンを重ねた
画点形成を行っても（同図（Ｃ））良い。また、濃度傾
斜検出フィルタでエツジ部と傾斜方向とを同時に検出す
るようにしても良い。

この実施例によれば、特に低解像度スキャナ又は中間調
カラー画像伝送等で使用される圧縮符号化により発生す
る劣化画際から本来の入力画像に含まれるエツジ部を復
元することができるので、出力画像の画質向上効果は極
めて大きい。

以上の方法を更に単純化した例を第１１図のフローチャ
ートに示す。

まず、注目画素（第１０図（ａ）の中心画素）中にエツ
ジ部があるかどうかを検出する為に例えば注目画素の平
均濃度Ｄｏ　と回りの画素の平均濃度Ｑｎ　　（ｎ−１
〜８）との差の絶対値ＩＤｎ−００ｌがしきい１ｉａＴ
ｈより大きいかどうかを計算する。そして、ｌ　Ｄｎ　
−Ｄａ　　ｌ　＞Ｔｈとなる場合が存在するかどうか調
べ、存在する場合には、回りの８画素に対し、［）ｎ　
−０１１＞Ｑのときθｎ−１、Ｄｎ−Ｄｏ≦０のときθ
ｎ　−Ｑの値を割当てる。次に注目画素に於けるエツジ
部とみなせるドツト位置を推定する。推定法は第１０図
（ｂ）の洋に各ドツトが接している画素に割当てられた
θｎの多数決によりそのドツト位置がマークかブランク
かを判定する。例えば、注目画素左上のドツト・Ｐ里に
対しては、θ１−１、θ２−１、θ４−〇が接している
画素に割り当てられた値なので多数決の結果１となり、
このドツト位置はブランクでないと判定される。一方、
ドツトＰ２に対しては接している画素に割当てられた値
がθ４−０．１個なのでこのドツト位置はブランクと判
定される。この方法を全ドツト位置について適用すると
、第１０図＜ｂ＞に示した傾線部分が注目画素で復元さ
れたエツジ形状になる。なお、注目画素の中心のドツト
についてはその濃度データに応じた記録すべき全ドツト
数に合わせて画点形成するかどうか決めれば良い。そし
て、この場合にも画点形成は第１０図（ｂ）だけでも、
本来の固定パターンと合わせて形成しても（第１０図（
Ｃ））良い。

また、エツジ部と判断されたドツト位置での画点形成工
末ルギーを可変としても良い。なお、Ｑｎ−Ｄｏ≦Ｔｈ
の場合には、注目画素にエツジは存在しないと判断し通
常のアナログ変調固定パターン法により出力する。なお
、この例において、中心画素の濃度Ｄｏの代わりに、こ
の画素とその回りの画素とを含めた９画素の平均濃度を
使用して、上記の各演算を行うようにしても良い。

第１２図は更に他の実施例を示す図である。この例は上
記の実施例と同様、低解像多値画像信号からエツジ部分
だけ高Ｗ１１１２１１の画像として微細構造を復元する
方法であるが、上記実施例よりさらに実用的な処理を用
いる効果的な方法である。

第１３図にそのフローチャートを示す。まず処理すべき
画素（３×３マトリクス）の周囲８画素の中から最高濃
度Ｄｍａ×と最低濃度Ｑ　ｌｌ１ｉｎを探し、［）ｍａ
ｘ　、　［）ｓｉｎの値から次の２つの判定条件よりエ
ツジ部か否かを判定する。即ち、 ■　Ｄｎ＋ａｘ　％［）ｓｉｎの差（Ｑｍａｘ　−Ｄｍ
ｉｎ　）があるしきい値より大きい。

■　９画素あるいは周囲８画素の平均濃度とＱｗ＋ａｘ
　、　［）ｍｉｎ　　２画素の平均濃度の差があるしき
い値より小さい。

以上の２条件を共に満たす場合、エツジ部と判定する。

エツジ部と判定された場合Ｄｉａｘと［）　ｗｉｎの一
画素の位置関係により第１２図（ａ）の如く１６種類の
濃度傾斜の方向の中から１つの方向が決定される。多値
パターンテーブル２は、注目画素がエツジ部でないと判
定されたときには、多値濃度信号に応じた通常のアナロ
グ変調固定パターンを発生し、エツジ部と判定されたと
きには多ｆｉ濃度信号と４ビツトで表わされる濃度傾斜
方向の信号とで選択される第８図（ｂ）の様な２値のド
ツトパターンを発生する。もし一画素が４×４ドツトマ
トリクスから成る場合には、第１２図（Ｃ）のパターン
を発生する。なお、第１２図（ｂ）、（ｃ）には一部の
方向のパターンしか示されていないが、その他の方向の
パターンもこれらのパターンと線対称、面対称の関係に
あるパターンを用いれば良い。

また、エツジを含む画素と推定された場合には、中心画
素と中心画素を含めた周囲９画素の濃度分布が中心画素
内の９ドツト（３Ｘ３）の濃度分布と似ていることから
、周辺９画素の濃度値を用いて中心画素内９ドツトの濃
度値又は相対的な濃度値を推定し、この推定濃度値の高
い場所から必要な数だけドツトのを埋めて行く方法も有
効である。

推定する方法としては周囲９画素と中心画素内９ドツト
の位置関係を１対１に対応させたときの画素濃度をドツ
ト濃度値として用いる場合又は数画素の線形和をドツト
濃度値とする場合などが利用できる。

なお、本発明は、カラー画像に対しても容易に応用可能
である。例えばカラー画像を濃淡成分と色差成分とに分
解した場合は、濃淡成分及び色差成分の少なくとも一方
に対して本発明の処理を施せば良い。また、カラー画像
を数種類の色成分に分解した場合には、各色成分に対し
本発明の処理を施せば良い。

また、上記各実施例では特に熱転写プリンタを例にとり
本発明を説明したが、本発明は、ＣＲＴなどの他の画像
出力装置にも適用可能であることは言うまでもない。

［発明の効果］以上、詳述したように、本発明によれば、濃度パターン
法による画像出力方式にあっても、入力画像に含まれる
文字、線画等のエツジ部分を極めて良好に両川すること
ができるので、画質の優れた画像出力方式を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図でエツジ廊の
原画像とその出力画像とを従来例と比較して説明するた
めの図、第２図は本発明の一実施例に係る熱転写プリン
タの構成を示すブロック図、第３図は同装置における入
力画像とエツジ部検出回路のラプラシアンフィルタとを
示す図、第４図は同装置における濃度傾斜方向検出回路
の濃度傾斜方向検出フィルタを示す図、第５図は同装置
における多値パターンテーブルに格納されている固定パ
ターンを示す図、第６図は同固定パターンと濃度傾斜を
考慮したパターンとを示す図、第７図は同装置の動作を
示す流れ図、第８図及び第９図は本発明の他の実施例を
説明するための図で、第８図は動作を説明する為の流れ
図、第９図は入力画像と出力画像とを示す図、第１０因
及び第１１図は本発明の更に他の実施例を説明する為の
図で、第１０図は入力画１像と出力画像とを示す図、第
１１図は動作を説明する為の、流れ図、第１２図及び第
１３図は本発明の更に他の実施例を説明する為の図で、
第１２図は濃度傾斜方向検出手順と出カバターンとを示
す図、第１３図は動作を説明するための流れ図である。１・・・多階調信号処理回路、２・・・多値パターンテ
ーブル、３・・・エツジ部検出回路、４・・・濃度傾斜
方向検出回路、５・・・マトリクス位置指定回路、６・
・・サーマルに！紐回路、７・・・サーマルヘッド駆動
回路。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦（ａ）　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）（Ｃ）　　
　　　　　　　　　　　（ｄ）（ｅ）第３図第４図（ａ）　　　　　　　　　　（ｂ）第５図（ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第６図文学部（ｂ）　　　　　　　　　　　　　　　　（ｃ）第９図第１１図（ａ）第１２図（１）（Ｃ）第１２図（２）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一画素を複数のドットで構成し、画素単位で階調
を表現する画像記録方式において、内部の濃度変化が少
ない画素については予め定められた固定パターンを使用
し、内部の濃度変化が急峻な画素については、画素の濃
度傾斜方向に対応したパターンを使用することを特徴と
する画像出力方式。
（２）各画素の階調をドットの数と各ドットの形成エネ
ルギーの多値化とによって表現することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の画像出力方式。
（３）各画素の内部の濃度変化は、ラプラシアンフィル
タによつて検出されることを特徴とする特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の画像出力方式。
（４）各画素の内部の濃度変化は、画素を構成する各ド
ットの濃度と、該画素の平均濃度との差によって検出さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の画像出力方式。
（５）各画素の内部の濃度変化は、注目画素の周囲の画
素の濃度から推定することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の画像出力方式。
（６）濃度傾斜方向は、各ドットの重み付けを異ならせ
た複数の濃度傾斜検出フィルタを用いて検出することを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項記載の画像
出力方式。
（７）濃度傾斜方向は、最大濃度のドット位置と最小濃
度のドット位置とから検出されることを特徴とする特許
請求の範囲第１項乃至第５項記載の画像出力方式。
（８）濃度傾斜方向に対応したパターンは、画素の平均
濃度と該画素を構成する各ドットの濃度との差が大きい
ドットのみを集めて構成することを特徴とする特許請求
の範囲第１項乃至第４項記載の画像出力方式。