JPS63126073A - 画像推定方法 - 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］ この発明は、例えば中間調表示された２値画像から元の
２値画像を良好に推定することのできる２値画像の中間
調画像推定方法などに適用できる画像推定方法に関する
。

［発明の背景］ 現在、実用に供きれている出力装置、例えば表示装置や
印刷装置は白と黒の２値でしか表わきれないものが多い
。

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
ザ法などか知られている。

濃度パターン法やディザ法はともに面積階調法の一種で
、一定の面積（マトリックス）内に記録するドツトの数
を変化きせることにより中間調画像を表現する。

濃度パターン法は第３３図（ロ）に示すように、閾値マ
トリッ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３３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。

それぞれ図に示すように２値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２値で中間調画
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３３図の入力データに相当する）
を推定することができれば、種々のデータ処理を行なう
ことができ、画像変換にも自由度を持たせることができ
るようになって都合がよい。

濃度パターン画像の場合、パターンレベルの配置が分か
れば直ちに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。

これに対して、ディザ画像は濃度パターン画像と比較し
、て情報量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。そのため、ディザ画像のみで
は種々の画像変換を行なうことができなかった。

オリジナル画像として、多値画像（３値以上のレベルを
有する画像）を使用する場合も同様である。

そこで、この発明はこのような従来の欠点を解決したも
のでありて、回路規模を増大することなく、オリジナル
画像（例えば、２値のディザ画像）から例えば中間調画
像を良好に推定することのできる２値画像の画像推定方
法を提案するものである。

この発明では、ざらに擬似中間調画像のみを推定するの
ではなく、２値化された文字、線画に対しても中間調レ
ベルを推定できる画像推定方法を提案するものである。

［問題点を解決するための手段］ 上述の問題点を解決するために、この発明においては、
中間調レベルを推定する注目画素を含む複数の走査開口
を設定し、 特定走査開口内での白若しくは黒画素数を計数し、この
特定の走査開口の計数結果に基づいて作成した２値画像
と上記走査開口のオリジナル画像を比較判定し、 上記判定が不成立の場合は、各走査開口について上記計
数及び比較判定を行なって唯一の走査開口を決定し、 上記判定が成立の場合は、各走査開口内の白若しくは黒
画素数が所定の条件を満足するかどうかを判別すること
によって、唯一の走査開口を決定し、 上記決定された走査開口内の白若しくは黒画素数に基づ
いて注目画素の中間調レベルを出力するようにしたこと
を特徴とするものである。

［作用］ 人間の視覚は低空間周波数領域（画素レベル変化が少な
い領域）においては高い画素レベル階調判別能力を持ち
、高空間周波数領域（画素レベル変化が多い領域）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
用いて多階調を有する画像の高い階調表現を行ない、高
空間周波数領域においては小ざな走査開口を用いて文字
、線画等の高い解像力の画像を再現すれば、いままでよ
りも更によい中間調画像の推定を行なうことができる。

そのため、複数種の走査開口が用意される。

そして、低空間周波数領域のとき、従って階調画のよう
な画像のときには、基準となる走査開口より大きな走査
開口が選択される。このときどの走査開口を選択するか
は判定すべき領域内での濃度変化が無いという条件式を
満たすか否かによって決められる。

これに対して、高空間周波数領域のとき、つまり線画や
文字画のような画像のときには、基準となる走査開口よ
り小ざな走査開口が選択される。

このときどの走査開口を選択するかは判定すべき領域内
での濃度パターンの変化が無いという条件を満たすか否
かによって決められる。

このような人間の画素レベル階調判別能力を考慮して中
間調画像を作成すれば、元の中間調画像が階調画、線画
、文字画を含むようなものであっても、より原画に近い
中間調画像を得ることができる。

［実施例］ 以下、この発明に係る２値画像の中間調画像推定方法に
ついて、第１図以下を参照して詳細に説明する。第１図
はオリジナル画像として、２値画像を使用した場合にお
ける画像推定方法の一例を示すフローチャートを示すが
、説明の便宜上第２図以下を参照しながら、フローチャ
ートを順次説明することにする。

また、以下に示す実施例では、２値画像として２値のデ
ィザ画像について説明する。そのため、まず組織的２値
デイザ法の１つとして、８×８のベイヤ（Ｂａｙｅｒ）
型ディザマトリックスを閾値マトリックスとして用いた
場合を例にとって説明する。

第２図はこの発明を説明するための２値ディザ画像例を
、示す図である。

同図（イ）はデジタルデータに変換されたオリジナル中
間調画像、同図（ロ）は８Ｘ８ベイヤ型の閾値マトリッ
クス、同図（ハ）は閾値マトリックス（ロ）によって白
及び黒の２値に変換されたオリジナル画像（イ）に対応
した２値ディザ画像である。

なお、同図（ハ）に示す２値ディザ画像は、白レベルの
画素を白抜きで、黒レベルの画素を黒色で図示しである
。以後の説明も同様である。

ベイヤ型閾値マトリックスとは、同図（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。

きて、ディザ画像（ハ）の上を行方向及び列方向に走査
きせるために、開口面積の異なる複数種の走査開口が用
意される。この例では、ディザマトリックスの大きさと
して、８×８のマトリックスを例示したので、取り扱う
走査開口としては最大８×８となる。この走査開口を第
３図に示すように、走査開口Ｇとする。

この走査開口Ｇに対して、ざらにその面積が１／２．１
／４．１／８．１／１６及び１／６４となる走査開口Ｆ
〜Ａ、Ｚが用意される。

Ｚは１行×１列の大きざの、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、Ｅは４行×８列の大き
ざの、Ｆは８行×４列の大きざの走査開口をそれぞれ示
している。

Ａ−Ｚの各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ときの移動中心である。

このような面積の異なる走査開口のうち最適な走査開口
を選択しながら、中間調画像の値が推定される。

ここで、走査すべき走査開口の大きざを固定したままで
中間調画像を求めると、各走査開口に対応した中間調画
像は第４図に示すような値となる。

同図（イ）は最小の走査開口Ｚを使用して推定した中間
調画像である。以下同様に、同図（ロ）〜（チ）に走査
開口Ａ−Ｇを使用して推定した中間調画像を−示す。

中間調画像は第５図に示すような順序をもって推定きれ
る。

走査開口として、Ｄを使用したときの推定操作を説明す
ると、まず第６図に示すように、走査開口りを２値ディ
ザ画像（ハ）の初期位置（第１行の第１列）に重ねる（
第５図ステップ７ａ。

７ｂ）。

この場合、第６図のように走査開口り内に含まれる画素
は、各々完全に含まれていることが望ましい。すなわち
、ある画素の一部が欠けて含まれることがないようにす
ることが好ましい。

次に、この走査開口りで囲まれた部分の画素レベルを計
算してその値を中間調の推定値とする（スッテブ７ｃ）
。この場合３となる。走査開口りの面積は走査開口Ｇの
１／４であることから、最大開口面積と同じくするため
、画素レベルにこの面積比（以下ゲインという。この場
合、ゲインは４である）が掛けられた値、つまり１２が
この画素の中間調画像レベルとして推定される。従って
、１行１列目（１，１）の中間調画像の推定値は１２で
ある。

次に、ステップ７ｄにおいて、最終列か否かが判別きれ
、最終列でないときには、ステップ７ｅに移行して、走
査開口りを１列従って、１画素分だけ右に移動させて、
（１，２）における中間調画像が推定きれる。この場合
も、走査開口り内の２値画像レベルを前述と同様に合計
して推定するものであって、例示の場合３となる。従っ
て、この場合においても中間調画像の値は１２と推定さ
れる。

このような推定処理を同行の全ての列について順次実行
する。

そして、最終列、つまり第１行目が終了したら、ステッ
プ７ｆにおいて、最終行の有無がチェックされ、最終行
でないときにはステップ７ｇにおいて、走査開口りの最
初の行が１行だけ下側にシフトされる。そして、第１列
目（２，１）の画素から上述と同様に中間調濃度推定操
作を順次実行する。

このよ、うな演算処理を最後の行の最後の列まで、走査
開口りを２値ディザ画像の画素ごとに順次移動させて実
行することにより、中間調画像推定値を求め、中間調画
像推定操作を終了する。

第４図の（ホ）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２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２値ディザ画像（
同図（ハ））から中間調画像（第４図参照）を推定する
ものであるから、第４図に示すようにオリジナル中間調
画像から作成した中間調画像に完全には一致しない。

これは、空間周波数特性に関係なく中間調画像を推定し
たためである。

そこで、この発明では画像のもつ空間周波数特性に応じ
て、画素ごとに最適な走査開口を選択し、選択した走査
開口より中間調画像を推定しようとするものである。こ
うすれば、オリジナルに対してより忠実な中間調画像を
推定できることになるからである。

走査開口の選択は次のようにして行なわれる。

すなわち、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ない、高空間周波数領域にお
いては小きな走査開口を用いて高い解像力の画像でも再
現できるようにする。ここで、線画や文字画は高空間周
波数領域の画像に対応し、階調面は低空間周波数領域の
画像に対応する。

また、低空間周波数領域においては、複数の走査開口の
うちの最適な開口を選択する基準として、濃度の変化が
ないということを所定の条件式に従って求める。これに
対して、高空間周波数領域においては、その最適開口を
選択する基準としてパターンの一致、不一致によって決
定する。

そのため、この発明に係る中間調画像の推定操作は、第
１図に示すような操作手順となる。

第１図に示すフローチャートに示される推定値の操作概
要を説明する。

まず、基準となる走査開口を設定する。この例では、中
間の走査開口であるＤが使用される（ステップに、）。

次に、走査開口りの濃度パターンの一致、不一致がチェ
ックされる（ステップｌ）。

どのようにして濃度パターンの一致、不一致を見るかに
ついては後述する。

濃度パターンが一致しているときには、所定の条件式に
基づいて走査開口Ｄ−Ｇのうちのいづれかが選択される
（ステップｍ）。これに対して、濃度パターンが不一致
のときはステップｎに移って濃度パターン判別により走
査開口Ｃ−Ａ、Ｚの何れかが選択される。

走査開口の選択が終了すると、続いて求められた走査開
口に基づいて中間調画像のレベルが推定される（ステッ
プ０）。その後、この推定された中間調画像のレベルに
基づいて、拡大・縮小などの画像処理が実行されると共
に、これが２値化きれて、中間調画像の推定処理が終了
する（ステップｐ、　ｑ）。

ステップｌの処理操作から第７図を参照して説明しよう
。

ここでは、まず、取り扱う複数種の走査開口のうちで、
中間の開口面積を有する走査開口りが選択される。

そして、選択開口りを第２図（ハ）の初期位置（第６図
参照）に重ねると、第７図（イ）に示すディザ画像が得
られる。この走査開口り内の白画素数をカウントすると
３である。走査開口りのゲインは４であることから、こ
の白画素数３をゲイン倍した値１２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１２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
リックスで２値化すると、（＝）に示すようなものとな
る。閾値マトリックス（ハ）は走査開口のディザ画像上
における位置情報を示すものである。

ここで、ディザ画像（イ）と２値画像（ニ）を比較する
と、両者の濃度パターンが一致する。

従って、この場合には第１図ステップｌ、ｍから明らか
なように、条件式に基づいて適切な走査開口が選択され
ることになる。

なお１．濃度パターンが一致せず、ステップｎが選択さ
れた場合においても、走査開口内に濃度変化が認められ
ない限り、できるだけ大きな走査開口を選択するもので
ある。従って、走査開口の選択順序を第８図に示すよう
に、Ｃ−）Ｂ−＞Ａ−）Ｚの順にとる。

第９図はこの発明に係る方法の説明図である。

第９図は走査開口りの移動中心が（４，６）であるとき
の説明図であって、上述したと同様に、走査開口りを第
２図（ハ）の移動位置（４，６）にその開口中心が一致
するような状態で重ねると、第９図工程（１）に示す通
りとなる。

この走査開口り内の白画素数をカウントすると４である
。走査開口りのゲインは４であるから、ゲイン倍した値
の１６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１６で埋め合わせる。

そして、（ロ）に示す平均画素レベル像を（ハ）に示す
閾値マトリックスで２値化すると、（＝）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（＝）を比較する
と、同一の濃度パターンではない。

そこで、工程（２）に進む。このとき使用きれる走査開
口はＣである。

この走査開口Ｃ内の白画素数をカウントすると２である
。走査開口Ｃのゲインは８であるから、ゲイン倍した値
の１６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１６で埋め合わせる。

そして、（ロ）に示す平均画素レベル像を（ハ）に示す
閾値マトリックスで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（＝）を比較する
と、同一の濃度パターンとなっている。

従って、この場合には走査開口Ｃが最適開口として選択
され、そのときの中間調画像の推定値は１６となる。

なお、−回の工程で走査開口が選択されないときには、
次の走査開口を使用して上述の処理操作が順次実行され
る。走査開口Ａでもその濃度パターンが一致山ないとき
には、最小の走査開口Ｚをそのときの走査開口として選
択し、ゲイン倍（＝６４）Ｌ、た値、すなわち６４ある
いはＯが中間調画像の推定値として使用される。

次に、第１図ステップｍについてその処理操作を説明す
る。

ステップｍはステップｌで一致、成立した場合に判定す
るものである。

ステップｍにおいても、人間の画素レベル階調判別能力
を考慮して走査開口Ｄ−Ｇを選択するものである。つま
り、上述と同じく、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ない、高空間周波数
領域においては小ざな走査開口を用いて高い解像力の画
像を再現しようとするものである。

その際に使用する条件とは、画素レベルの変化がないと
いう条件である。

まず、ここでは、各走査量ロＤ−Ｇ内の２値画素レベル
の合計値をそれぞれ、６〜ｇとする。そして、画素レベ
ル変化がないという条件を以下のように定める。

１２ｄ−ｅｌ≦１　　　　−−−　　　（１）＋２ｄ−
ｆｌ≦１　　　　・・・　　（２）１２ｅ−ｇｌ≦１　
　　　・・・　　（３）１２ｆ−ｇｌ　≦１　　　　　
・　・　・　　（４）ｄ＝ｏ又はｄ＝１６　　・・・　
　（５）これら各条件を満足している場合を０１満足し
ていない場合を×として、各条件に応じて用いるべき走
査開口を第１０図のように定める。図中の＊印は、Ｏあ
るいはＸを示している。

例えば、（１）、（２）、（５）式を満足していない場
合には、（３）、（４）式を満足しているかどうかをチ
ェックするまでもなく、開口りが選択される。

（５）式が満足されていない場合において、（１）式は
満足するが（２）式を満足しない場合には、開口Ｅが選
択される。

（１）式は満足しないが、（２）式を満足する場合には
、開口Ｆが選択きれる。

（１）〜（４）成金てを満足する場合には、開口Ｇが選
、択きれる。

また、開口りの白画素数がＯあるいは１６のときには、
（１）〜（４）式に関係なく、開口りが選択きれる。

以上の条件で、第２図（ハ）に示す２値ディザ画像の各
開口の中心位置が（４，４）の右下であるときの最適走
査開口を求めてみる。この場合の白画素数は、 ｄ＝３．ｅ＝９．ｆ＝８．ｇ＝２１となる。

まず、条件式（１）、（２）式をもとめる。

ｌ　２ｄ−ｅ　Ｉ　＝　１６−９　Ｉ　＝３で、（１）
式を満足しない。また、 ＋２ｄ−ｆ　１＝１６−８１＝２ で、（２）式も満足しない。

従って、第１０図により最適走査開口はＤとなる。

なお、上述の条件式は一例に過ぎず、画素レベルの変化
がないという条件を表わすものであれば、上述の条件式
以外の条件式を使用してもよい。

次に、走査開口としてＤが選択された場合の、中間調画
像の第１行第１例目の画素についての値を推定する。走
査開口りを選択したときの初期位置の２値画素レベルの
合計値はｄ＝３、走査開口りのゲインは４であるので、
中間調画性推定値は３Ｘ４＝１２となる。

このような推定操作を注目する画素ごとに実行して、そ
の都度走査開口Ａ−Ｚのうちいづれがが選択されるもの
である。従って、走査量ロＡ−Ｚ全体についての開口選
択のフローを整理すると、第１１図に示すようになって
、唯一で、しかも最適な走査開口が選択きれる。

第１２図（イ）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。ちなみに、各中間調画像推定にどの開
口を用いたかを、第１２図（ロ）に示す。

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）がり、（１，２）がＤｌ（１，３）がＣ，
（１，４）がＢ、（１，５）がＣ，（１，６）がＢ、（
１，７）がＢである。

ところで、この第１１図に示すフローをそのままハード
、化すると、高速な画像処理を実現するのが困難である
。そこで、これを比較的簡単な論理回路で構成する例を
次に説明する。そのためには、第１１図に基づいて各判
定の真理値表を作成する。

その結果を第１３図に示す。

この真理値表を用いて走査開口を決定する開口選択のた
めの論理式は次のようにすればよい。

開口Ｚ＝ＡＰ−ＢＰ−ＣＰ−ＤＰ 開口Ａ＝ＡＰ　−ＢＴ・σ〒・■千 開ロＢ＝ＢＰ−ＣＰ−ＤＰ 開口Ｃ＝ＣＰ−ＤＰ 開口Ｄ＝ＤＰ−ＤＷ＋ＤＰ　−ＤＷ−Ｓｌ・Ｓ２開口Ｅ
＝ＤＰ−面・Ｓｌ・Ω ＋ＤＰ−ＤＷ−３ｌ・Ｓ２・Ｓ３・訂 開口Ｆ＝ＤＰ−ＤＷ−Ｓｔ・Ｓ２ ＋ＤＰ　−ＤＷ−Ｓｌ・Ｓ２・Ｓ３ 開口Ｇ＝ＤＰ　−ＤＷ−Ｓｌ−Ｓ２−３３−３４判定手
段において、上記の論理処理を実行すれば、唯一の開口
を選択できるのは、容易に理解できよう。

ここに、ＡＰとはＡのパターン判定を満たすということ
であり、ＤＷとはＤの画素数が判定式（５）を満たすと
いうことであり、Ｓｌとは条件式（１）を満たすという
ことであり、そして、−の表示は満たざないということ
を夫々表わしている。

なお、選択された走査開口は、次のような３ビツトの符
号をあてがうことによって、どの走査開口が選択された
のかを容易に識別することができる。

Ｚ　（０００）、Ａ　（００１）、Ｂ　（０１０）。

Ｃ（０１１）、Ｄ　（１００）、Ｅ　（１０１）。

Ｆ（１１０）、Ｇ（１１１） この符号化された信号でゲイン倍きれた中間調画像推定
値が得られる。

ざて、上述ではこの発明に係る画像推定方法の処理手順
について第１図〜第１３図を参照して説明したが、第１
４図以下には、これをハード化したときの画像推定装置
の具体例が示されている。

第１４図はこの中間調画像推定装置の概略構成を、信号
の流れを基準にして示したもので、画像読み取り、装置
１は原稿画像を読み取って２値データに変換するもので
ある。

原稿画像はＣＣＤなどの光電変換素子を用いて読み取ら
れて電気信号に変換される。変換された電気信号はＡ／
Ｄ変換されて、デジタルデータに変換され、このデジタ
ルデータにシエーデング補正（ＣＯＤ出力の均一化補正
）を施したのち、２値化データに変換されるような一連
のデータ処理がなされる。

画像読み取り装置１からのデジタル化された２値データ
は中間調画像復元手段２に供給される。

この中間調画像復元手段２には、２値データの他にタイ
ミング信号が供給されて、２値データから所定の中間調
画像信号が復元される。

中間調画像信号はタイミング信号と共に、画像処理手段
３に供給されて拡大・縮小、フィルタリング処理などの
指定処理モードに対応した画像処理が実行きれる。

画像処理された中間調画像信号は２値化手段４に供給さ
れて、閾値選択信号によって選択された閾値を用いて再
２値化処理が行なわれる。閾値選択信号はコントロール
ターミナルあるいはキーボードなどから指定される。

なお、５は記録装置で、２値化手段４あるいは画像メモ
リユニット６より出力きれた２値データに基づいて画像
が再現される。

記録装置５としては、レーザプリンタやＬＥＤプリンタ
などを使用することができる。画像メモリユニット６は
画像読み取り装置１より得られる２値データそのものも
記憶できるような構成となされている。

第１５図は第１４図を画像処理システムとして構成した
場合の一例を示すものである。

画像読み取り手段１、中間調画像復元手段２、画像処理
手段３．２値化手段４及び記録装置５は夫々、第１及び
第２のインターフェース１１゜１２を介してコントロー
ルターミナル１３に接続される。また、画像メモリユニ
ット６はシステムパス１４を介して第１のインターフェ
ース１１と接続きれる構成となされている。１５は外部
装置を示す。。

続いて、各部の構成を詳細に説明する。

画像読み取り装＠１にて読み取られた画像信号、つまり
２値信号は中間調画像復元手段２に供給ざれて、この２
値信号から所定の中間調レベルを有した中間調画像が復
元される。第１６図はこの中間調画像復元手段２の一例
を示す。

画像読み取り装置１からの２値データは第１のセレクト
回路２１を介してラインメモリ部２２に供給される。

ラインメモリ部２２は第１のセレクト回路２１から送ら
れてくる２値データを受けて、１ラインごとの２値デー
タを記憶するためのもので、図に示すようにＬ１〜Ｌ９
までの９個のラインメモリで構成される。そして、第１
のセレクト回路２１ではこれら９個のラインメモリＬ１
〜Ｌ９の夫々に、夫々のラインに対応した２値データが
順次セレクトされて記憶される。

ここで、ラインメモリを９ライン分用意したのは、使用
する最大の走査開口Ｇの行数が８行であることと、リア
ルタイム処理を行なうために、もう１行のラインメモリ
が必要なためである。

そのため、第２のセレクト回路２３において、９個のラ
インメモリのうち現在の画像処理に必要な８個のライン
メモリが選択される。

選択された８個のラインメモリの各２値データは中間調
画像推定部３０に供給されて、この２値データに基づい
て複数種の走査開口のうちから唯一の走査開口が選択さ
れる。

選択された走査開口を示すデータは選択回路２４に供給
されて、その走査開口内の画素レベルとゲインとによっ
て定まる中間調画像の値が推定される。

タイミング発生回路２５から得られた各種のタイミング
信号は、上述した第１及び第２のセレクト回路２１．２
３を始めとして、ラインメモリ部２２、中間調画像推定
部３０及び選択回路２４に供給されて、必要なタイミン
グでデータの選択やアドレス送出の制御が行なわれる。

そのため、このタイミング発生回路２５には画像読み取
、り部１＠から同期クロック、水平有効域信号Ｈ−ＶＡ
ＬＩＤ及び垂直有効域信号Ｖ−ＶＡＬＩＤが供給され、
そのタイミングに基づいて上述した各種のタイミング信
号が生成される。

第１７図は水平同期信号Ｈ−ＳＹＮＣ，水平有効域信号
Ｉｔ−ＶＡＬＩＤ、同期クロック及び画像情報との関係
を示す。すなわち、水平有効域信号Ｈ−ＶＡＬＩＤの画
像データ有効期間内において、画像情報が同期クロック
に同期して読み出される。

原稿の画像読み取りのスタートと、水平有効域信号Ｈ−
ＶＡＬＩＤ及び垂直有効域信号Ｖ−ＶＡＬＩＤの関係を
第１８図に示す。このように画像読み取りがスタートし
てから所定の時間が経過したのちに、画像の読み取りが
開始される。画像読み取り幅は適用される最大原稿サイ
ズによって決まる。

中間調画像推定部３０は次のような処理を行なうために
設けられたものである。つまり、この推定部３０は、中
間調レベルを推定する注目画素を含む複数の走査開口を
設定し、特定走査開口内での白若しくは黒画素数を計数
し、この特定走査開口の計数結果に基づいて作成した２
値画像と、この特定走査開口のオリジナル走査開口の２
値画像とを比較判定する。

そして、判定結果が不成立の場合には、各走査開口につ
いて上述した計数及び捕獲判定を行なうことにより、唯
一の走査開口を決定する。

判定が成立しているときには、各走査開口内の白若しく
は黒画素数が所定の条件を満足するかどうかを判別し、
唯一の走査開口を決定する。

すなわち、中間調画像推定部３０は特定の条件にあった
走査開口を決定するための一手段である。

そのため、第１９図に示すように、この中間調画像推定
部３０は、次のような複数の手段で構成される。

１、複数の走査開口を設定する手段４０２、中間調画像
レベルを推定する注目画素に各走査開口を設定し、走査
開口内の白若しくは黒画素数を計数する手段５０ ３、各走査開口ごとに計数された白若しくは黒画素数を
もとに２値画像を作成する手段を有し、走査開口内のオ
リジナルの２値画像と、作成された２値画偉とを各走査
開口ごとに濃度パターン比較する手段６０及び８０ ４、各走査開口ごとに計数された白または黒画素数が所
定の条件を満足するかどうかを判別する手段７０及び８
０ なお、第１９図において、手段４０はシフトレジスタで
構成され、手段６０は濃度パターン判別回路として構成
きれ、手段７０は条件式から濃度変化の有無を判別する
条件式判定回路として構成される。そして、濃度パター
ン判別回路６０と条件式判定回路７０の出力から開口判
定回路８０で、唯一の走査開口が選択される。

３１はパターンの位置情報を出力する回路である。手段
５ｏとしてこの例では、白画素数を計数するようになさ
れているが、黒画素数を計数するようにしてもよい。

３２は計数された白画素数を保持するためのレジスタを
示し、その出力が乗算器３３に供給されて計数された白
画素数に各走査開口のゲインが乗算される。乗算結果の
白画素数が求めようとする中間調画像の推定値として使
用される。

そのため、この中間調画像の推定値を示すデータが選択
回路２４に供給され、開口判定回路８０から出力された
走査開口選択信号に基づいて、中間調画像の推定値が選
択される。例えば、走査開口りが選択されたならば、こ
の走査開口内の白画素数ｄにゲイン（＝４）を掛けた中
間調画像推定値（＝４ｄ）が選択されるものである。

続いて、これら手段の具体例を説明する。

シフトレジスタ４０は第２０図に示すように、８人カラ
ッチ回路で構成きれ、これが図示するように９段にわた
り継続接続されものである。ラッチ回路を９段使用した
のは、このシフトレジスタ４０を全ての白画素数計数回
路のシフトレジスタとして共通に使用するようにしたた
めである。

そして、必要な段数にあるラッチ回路の出力を利用して
白画素数が計数される。図は、走査開口Ｇに対応した計
数回路５０ｇの一例を示す。ここで、走査開口Ｇは８行
×８列の面積を有するから、この走査、開口内の全自画
素数を計数するには、図示するように初段と終段のラッ
チ回路４１．４９の各ラッチ出力が利用される。

そのため、初段のラッチ回路４１のラッチ出力が第１の
計数ＲＯＭ５１に供給され、終段のラッチ回路４９のラ
ッチ出力が第２の計数ＲＯＭ５２に供給されて、夫々の
ラッチ回路でラッチされた２値データのうちの白画素数
が計数きれる。

各計数出力ｒ＋には減算器５３に供給されて、ｋ−ｒの
演算が行なわれる。そして、 ｋ＞ｒのときには、“°０°゛ ｋ＜ｒのときには、”　１　” となるような減算出力が得られる。

各計数出力ｒ＋にはざらに、比較器５４に供給きれてそ
の大小関係が比較される。この例では、ｋ＞ｒのときに
は、”　ｏ　” ｋ＜ｒのときには、°°１°。

のような比較出力が得られる。

減算出力及び比較出力は夫々第１及び第２のラッチ回路
５５．５６に供給されてラッチされると共に、ラッチ回
路５５の出力が加減算器５８に、第３のラッチ回路５７
のラッチ出力と共に供給される。そして、上述の第２の
ラッチ出力が加減算器５８にその制御Ｉ（８号として供
給される。この例では、 ｋ＞ｒのときには、減算動作 ｋ＜ｒのときには、加算動作 となるように制御される。

終段に設けられた第３のラッチ回路５７のラッチ出力が
走査開口Ｇにおける白画素数を示すデータとして出力さ
れるものである。

続いて、この計数動作を第２１図及び第２２図を参照し
て説明する。

まず、第２１図に示すようなディザ画性（これは第２図
に示すディザ画偉（ハ）と同一）を例示する。シフトレ
ジスタ用のラッチ回路４１〜４９がＯにセットきれる。

そのセット信号をクリヤ信号とする（第２２図Ａ、Ｂ）
。このクリヤ信号はローレベルあるいはその立下りによ
って全てのラッチ回路４１〜４９．５５〜５７が０にな
る（同図Ｃ，Ｄ）　　。

セットきれたのち、クリヤ信号はハイレベルとなり、ク
ロック信号（同図Ａ）に同期した２値データが初段のラ
ッチ回路４１に供給きれてラッチきれる。第１のラッチ
回路４１のラッチデータが第１の計数ＲＯＭ５１に、第
９のラッチ回路４９が第２の計数ＲＯＭ５２に夫々入力
される。

計数ＲＯＭ５１．５２は共に、２個画像データの情報を
白画素数の数値情報に置き換えるＲＯＭである。第２１
図から明らかなように、第１の計数ＲＯＭ５１からはに
＝４という数値データが出力される。第２の計数ＲＯＭ
５２からの数値データｒはＯである。

従って、ラッチ回路５５では、ｋ−ｒの数値データがラ
ッチきれる。また、ｋ−ｒ＞Ｏであるから、ラッチ回路
５６では、１°°　（ハイレベル）がラッチきれる。

ラッチ回路５６の出力が°°１°°であることから、加
′ｇ算器５８は加算器として動作し、従って、第２のク
ロック信号が入力すると、ラッチ回路５５と５７の各ラ
ッチ出力が加算される。上例では、ｋ＝４．ｒ＝ｏであ
るから、加算出力Ｘは４となる。

第２１図から明らかなように、第１列目の２値データの
白画素数のトータル値は４であるから、算出きれた数値
データと一致する。

第２のクロック信号が得られたタイミングでは、第２１
図に示す第２列の２値データが入力されるので、今度は
に＝２、ｒ＝ｏとなる。その結果、第３のクロック信号
によって加減算器５８では、（ｋ−ｒ）＋ｘ なる演算が実行される。ｘ＝４であるから、新たなＸは
、ｘ＝６となる。

このような演算の繰り返しによって、走査開口Ｇの白画
素数が算出きれる。第２３図に各クロックタイミングの
ときのラッチ出力に、ｒ、ｘ及び加減算器５８の動作モ
ードを示す。

これからも明らかなように、９クロツク目で第１から第
８列目の２値データが全てラッチされたことになり、１
０クロツク目で走査開口Ｇ内の白画素数の５合計値が求
まることになる。第２１図の場合では、ｘ＝２１となる
。１１クロツク目では、走査開口Ｇが１行２列目に移動
したときの走査開口内に含まれる白画素数が算出され、
上例では、ｘ＝２０となる。

走査開口Ｅ、Ｆ用の計数回路５０ｅ、５０ｆは、計数回
路５０ｇと同一構成のものが使用される。

これは、行若しくは列の数が８だけあるからである。

これに対して、走査開口り用の計数回路５ｏｄは、第２
４図に示すような回路構成のものが使用される。つまり
、この場合には、一対の計数ＲＯＭ５１．５２と、それ
らの出力を直接演算する加算器５９及びその加算出力デ
ータをラッチするラッチ回路５７とで構成される。これ
は、２列分の２値データの総数を一個の計数ＲＯＭで演
算することができるため、減算器５３やラッチ回路５５
．５６が不必要になるからである。

なお、この場合には、第３行目から第６行目までの２値
データが入力された第３から第６のラッチ回路４３〜４
６までが使用される。

第２５図は走査開口Ｃ用として使用される計数回路５０
ｃの一例を、第２６図は走査開口Ｂ用として使用される
計数回路５０ｂの一例を、第２７図は走査開口Ａ及びＺ
用として使用される計数回路５０ａ、５０ｚの一例を夫
々示す。

使用するシフトレジスタは、走査開口の行数と列数に応
じて適宜遷定きれる。そして、夫々１個の計数ＲＯＭと
ラッチ回路とで構成される。

夫々における白画素数算出動作は省略する。

以上のようにして算出された各走査開口における白画素
数のうち、走査開口Ａ−Ｄ及び２の各自画素数は濃度パ
ターン判別回路６０に供給される。

走査開口Ｄ−Ｇの白画素数は条件式判定回路７０に供給
される。

濃度パターン判別回路６０は濃度パターンＲＯＭ６１　
ａ〜６１　ｄとパターン判別部６５ａ〜６５ｄとで構成
される（第２８図参照）。

そして、計数回路５０ａ〜５０ｄの各計数データが、対
応する濃度パターンＲＯＭ６１　ａ〜６１ｄの、上位の
アドレスとして供給され、また白画素数計数時の走査開
口の位置情報が下位アドレスとして共通に供給される。

位置情報とは、第７図（ハ）に示す閾値マトリックスを
決定する情報である。従って、上位のアドレスによって
第７図（ロ）に示す中間調画像が形成され、これとその
ときの位置情報とによって、第７図（ニ）に示す濃度パ
ターンに相当する再２値画像データが出力される。

この再２値画像データと、この再２値画像データが得ら
れたときの濃度パターン情報（第７図（イ）に示す２値
画像データ）がパターン判別部６５ａ〜６５ｄに供給さ
れて両者のパターンの一致、不一致が判別きれる。

同一パターンであるときは、°′１°“　（ハイレベル
）、そうでないときには、°°０°°（ローレベル）が
出力される。

条件式判定回路７０は、上述した条件式（１）〜（５）
を判定する判定回路７１〜７５を有しく第２８図参照）
、夫々には対応する白画素数を示すデータが供給される
。

ここで、条件式（５）を設けたのは、このような条件を
無視した場合、文字画像の推定処理を実行すると、推定
画像中にチリ（白点または黒点となって現れるノイズ）
が発生し、画質を損ねることが、諸種の実験によって判
明したからである。

判定回路７１〜７４は同様な構成であるので、条件式（
３）の判定を行なう判定回路７３についてのみ、その具
体例を説明する。

条件式（３）を展開すると、次式のようになる。

−１≦２ｅ−ｇ≦１　・・・・　（６）−°、（ｇ−１
）／２≦ｅ≦（ｇ＋１）／２・・・・　（７） （７）式を用いて、ｇの値に対するｅ値を計算すると、
第３０図に示すように、ｇが奇数のときｅは２つの値を
とることが判る。そこで、第２９図に示すように、条件
式ＲＯＭ９１を設け、ｇが奇数であるときには、その入
力値に対応して一方のｅの値（条件式の答えのうちの一
方）をこの条件式ＲＯＭ９１から出力きせる。条件式Ｒ
ＯＭ９１の内容の、一部を第３１図に示す。

第３１図からも明らかなように、走査開口Ｇの白画素数
が奇数値か、偶数値かによってアドレスを変えることに
よって出力データの内容を確認し易くしている。

条件式ＲＯＭ９１の出力は、ｇが奇数値であるときの判
定回路９３に供給され、ここに供給されたｅの値とのデ
ータが比較される。同様に、ｇが偶数値のときの判定回
路９２が設けられ、ここにｇとｅが供給される。

そして、奇数値判定回路９３には、ｇの全てのビットを
入力してその判定が実行され、偶数値判定回路９２には
最下位ビットを除いたビットで判定が実行される。各判
定で成立時は、ＩＩ　Ｉ　ＩＩ、不成立時は、°゛０°
゛が出力きれる。

第３２図は条件式（５）を実現するための構成例を示す
。すなわち、図示のように、ｄ＝ｏを判定する判定回路
９６と、ｄ＝１６を判定する判定回路９７とオア（ＯＲ
）回路９８とで構成きれ、ｄ＝ｏ若しくはｄ＝１６のと
きには、オア出力が°°１°゛となる。

濃度パターン判別回路６０及び条件式判定回路７０の各
出力は開口判定回路８０に供給きれて、唯一の走査開口
が選択される。選択条件は、上述した通りである。

開口選択データは３ビツトのデータであり、これが第１
９図に示す選択回路２４に供給される。

この選択回路２４には次のようなデータが供給される。

すなわち、計数手段５０の各計数データがレジスタ３２
を介して乗算器３３に供給きれて、各走査開口の白画素
数ａ　”””　ｇ　＋　Ｚに夫々のゲインを掛けた値が
演算される。従って、この乗算器３３がらは、１ｇ〜６
４ｚのデータ、すなわち中間調画像データが出力きれ、
これらが選択回路２４に供給される。選択回路２４では
、上述の開口選択データによって唯一の中間調画像デー
タが選択される。

このような処理動作は推定する注目画素ごとに実行され
るものであって、第２図（ハ）に示すディザ画性の場合
、どのような開口を選択し、そのときの推定中間調画像
がどのようになるかは、第１２図に示した通りである。

なお、上述した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走査開口に閾値が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、ま
た最小面積の走査開口にも閾値が均等に入るような分散
形ディザ画像が好ましい。、分散形ディザ画像でも完全
に閾値が分散したベイヤ型ディザ画像が特に好ましい。

また、上述した実施例では、計数回路５０においてディ
ザ画像中の白画素数を計数するようにしているが、黒画
素数を計数してもよい。複数種の走査開口の形状及び開
口面積は一例に過ぎない。

なお、上述した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走査開口に閾値が１つずつはいる
ように、組織的ディザ法によるディザ画像が好ましく、
完全に閾値が分散したベイヤー型ディザ画像が特に好ま
しい。

上述した説明においては、中間調画像を推定するのに、
走査開口内の白画像数をカウントした場合を例示した。

しかし、この発明はこれに限るものではなく、黒画素数
をカウントして求めてもよい。

すなわち、走査開口内の白領域と黒領域の比率に基づい
て中間調画像を推定するものであれば、どのような方法
を用いてもよい。

ざらに、走査開口の種類及び大きざは上側に限定される
ものではない。

また、この発明では、特定開口の判定状況により、２つ
の判定方法を使い別けているが、これは２値化されてい
る中間調画像の推定のみならず、文字、線画などの画像
の推定も行なうことができる。

オリジナル画像として、上述では２値のディザ画像を例
示したが、２値ディザ画像の代りに、多値画像（３値の
ディザ画像など）を使用し、その中間調画像レベルを推
定する場合にも、この発明を適用することができること
は、容易に理解できよう。

［発明の効果］ 以上説、明したように、この発明によれば、開口面積の
異なる複数種の走査開口を用意し、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ない
、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るようにしたものである。こ
れによれば、いままでよりも更によい中間調画像の推定
を行なうことができる。

すなわち、人間の画素レベル階調判別能力を考慮して中
間調画像を作成するようにしたので、元の中間調画像に
近い中間調画像を得ることができる。

この中間調画像を利用することによって、階調変換、拡
大・縮小などの種々の画像処理を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る画像推定方法の一例を示スフロ
ーチャート、第２図はオリジナル中間調画像からディザ
画像を作成する場合の説明図、第３図は使用する走査開
口の一例を示す図、第４図は開口を固定したときに得ら
れる中間調画像の推定値を示す図、第５図は従来の中間
調画像推定操作の一例を示すフローチャート、第６図は
ディザ画像に対する走査開口の位置関係を示す図、第７
図は中間調画像推定方法の説明に供する図、第８図はそ
のときの開口選択順序の説明図、第９図は第７図と同様
な説明図、第１０図はこの発明において使用する開口選
択のための条件式を示す図、第１１図はこの発明に係る
開口選択の一例を示すフローチャート、第１２図はこの
発明の方法によって得られた中間調画像の一例を示す図
及びそのときに使用した開口の選択例を示す図、第１３
図はそのときに使用した真理値表を示す図、第１４図は
中間調画像推定装置の概要を示すブロック図、第１５図
は中間調画像推定装置のブロック図、第１６図は中間調
画像復元手段のブロック図、第１７図及び第１８図は夫
々画像読み取り動作の説明に供するタイムチャート、第
１９図は中間調画像推定部の具体例を示すブロック図、
第２０図は白画素数計数回路の具体例を示すブロック図
、第２１図はその動作説明に使用するディザ画像の図、
第２２図はそのときのタイムチャート、第２３図はクロ
ック信号とラッチデータ及び加減算処理動作との関係を
示す図、第２４図〜第２７図は夫々他の白画素数の計数
回路の一例を示すブロック図、第２８図は濃度パターン
判別回路及び条件式判定回路のブロック図、第２９図は
条件式判定回路のブロック図、第３０図は白画素数ｇと
ｅとの関係を示す図、第３１図は条件式ＲＯＭの内容を
示す図、第３２図は他の条件式判定回路の一例を示すブ
ロック図、第３３図は２値化法の説明図である。 １・・・画像読み取り装置 ２・・・中間調画像復元手段 ３・・・画像処理手段 ４・・・２値化手段 ５・・・記録装置 ２２・・・ラインメモリ部 ２４・・・選択回路 ３０・・・中間調画体推定部 ４０・・・シフトレジスタ ５０・・・白画素数計数回路 ６０・・・濃度パターン判別回路 ７０・・・条件式判定回路 ８０・・・開口判定回路 特許出願人　　小西六写真工業株式会社第１図 第３図 走査開口例 第２ （イ）オリジナル中間調画像 （ロ）　　　　　　　　　６０２８５２２０６２閾値マ
トリツクス　　　　　３３５１１４３　　１図 （ハ）ディザ画像 第８図 Ｃ 開口選択順の例 第１０図 第１２図 （イ） （ロ） ＤＤＣＢＣＢＢＣＣ ＤＤＣＡＣＣＺＡＡ ＢＢＡＡＣＢＡＺＺ ＣＡＺＣＣＦＣＣＣ ＣＢＢＣＣＣＢＥＥ ＥＥＤＤＣＢＢＥＥ ＥＥＥＥＣＺＣＦＥ ＥＦＣＢＢＢＣＧＣ ＥＥＢＣＧＧＥＧＢ 第１７図 ＤｌＩＪ傍傾穣　　　　　　　ｍ 第１８図 ［３ＨりＮＣ一旦一皿一几一几一−−−−−−−Ｊｌ−
几第２１図 ディサｌ爾象 〜クロック数 第２３図 第２９図 ７ｊ＝列先回洛 第３２図 ７５：杓Ｌｏｙｈ−・ 第３０図 第３１図 １９　　１００１００１　　　　　ｔｏ　　　　００４
９　　０Ａ２０　　０００１０１０　　　　１０　　　
　０００Ａ　　　０Ａ２１　　　１００１０１０　　　
　１１　　　　００４Ａ　　　０Ｂ２２　　０００１０
１１　　　　１１　　　　０００Ｂ　　　０Ｂ２３　　
１００１０１１　　　　１２　　　００４Ｂ　　　ＱＣ
２４０００１１００１２０００ＣＱＣ ２５１００１１００１３００４Ｃ０Ｄ ２６　　０００１１０１　　　　１３　　　０００Ｄ　
　　０Ｄ２７　　１００１１０１　　　　１４　　　０
０４Ｄ　　　０Ｅ２８　　０００１１１０　　　　１４
　　　　０００Ｅ　　　０Ｅ２９　　　１００１１１０
　　　　１５　　　　００４Ｅ　　　０Ｆ３０　　００
０１１１１　　　　１５　　　　０００Ｆ　　　０Ｆ３
１　　１００１１１１　　　　１６　　　　００４Ｆ　
　　　１０３２　　００１００００　　　　１６　　　
　００１０　　　　ｔ。 第３３図 面素

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）中間調レベルを推定する注目画素を含む複数の走
   査開口を設定し、 特定走査開口内での白若しくは黒画素数を計数し、この
   特定の走査開口の計数結果に基づいて作成した２値画像
   と上記走査開口内のオリジナル画像を比較判定し、 上記判定が不成立の場合は、各走査開口について上記計
   数及び比較判定を行なって唯一の走査開口を決定し、 上記判定が成立の場合は、各走査開口内の白若しくは黒
   画素数が所定の条件を満足するかどうかを判別すること
   によって、唯一の走査開口を決定し、 上記決定された走査開口内の白若しくは黒画素数に基づ
   いて注目画素の中間調レベルを出力することを特徴とす
   る画像推定方法。
2. （２）上記オリジナル画像が２値画像であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の画像推定方法。
3. （３）上記２値画像がディザ画像であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の画像推定方法。
4. （４）上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３項記載の画像推定方法。
5. （５）上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４項記載の画
   像推定方法。
6. （６）上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５項記載の
   画像推定方法。
7. （７）上記オリジナル画像が多値画像であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の画像推定方法。