JPS63193770A - 画像処理方法及びその装置 - 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］ 本発明は画像処理方法及びその装置に関し、特に入力し
たデジタル画像信号が写真原稿信号か網点印刷原稿信号
かの区別をする像域分離に好適な画像処理方法及びその
装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、各種の像域分離法が提案されてきたが、どの
手法も完全な像域分離法とは言えず、またリアルタイム
処理のためのハードウェア規模の大き過ぎるものや、あ
るいはハードウェア的には実現不可能で、ソフトウェア
処理しか方法がないような複雑ものが多かった。

［発明が解決しよう・とする問題点］ 本発明は上述した従来技術に鑑みて成されたものであっ
て、その目的とする所は、比較的小規模な処理又は構成
で、写真原稿信号か網点印刷原稿信号かの区別を高速か
つ的確に行える画像処理方法及びその装置を提供するこ
とにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の画像処理方法は上記の目的を達成するために、
画像データをｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスによりディ
ザ変換する第１のディザ変換工程と、前記画像データを
前記のディザ閾値マトリクスよりも位相のずれた１又は
２以上のｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスによりディザ変
換する第２のディザ変換工程と、前記第１及び第２のデ
ィザ変換工程で変換した２値出力の各小エリアの濃度平
均値の夫々の差分を求める演算工程を備えることをその
概要とする。

また好ましくは、位相はｍ×ｎのデイザ閾値マトリクス
に対して夫々ｍ／３及びｎ／３づつずれていることをそ
の一態様とする。

本発明の画像処理装置は上記の目的を達成するために、
画像データをｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスによりディ
ザ変換する第１のディザ変換手段と、前記画像データを
前記のディザ閾値マトリクスよりも位相のずれた１又は
２以上のｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスによりディザ変
換する第２のディザ変換手段と、前記第１及び第２のデ
ィザ変換手段で変換した２値出力の各小エリアの濃度平
均値の夫々の差分を求める演算手段を備えることをその
概要とする。

また好ましくは、位相はｍ×ｎのデイザ閾値マトリクス
に対して夫々ｍ　／　３及びｎ　／　３づつずれている
ことをその一態様とする。

［作用］ かかる構成において、第１のディザ変換手段は入力した
画像データをｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスによりディ
ザ変換する。また第２のディザ変換手段は前記画像デー
タを前記のディザ閾値マトリクスよりも位相のずれた１
又は２以上のｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスによりディ
ザ変換する。

好ましくは、位相はｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスに対
して夫々ｍ／３及びｎ　／　３づつずれている。こうし
て、もし第１のディザ変換手段による変換出力にモアレ
縞が生じるときは、第２のディザ変換手段による変換出
力にも対応する位相のモアレ縞が生じる性質がある。そ
こで、演算手段は前記第１及び第２のディザ変換手段で
変換した２値出力の各小エリアの濃度平均値の夫々の差
分を求める。これにより、モアレ縞の信号成分を容易に
抽出でき、特に網点画像の像域判定に有効な手段を提供
できる。

［実施例の説明］ 以下、添付図面に従って本発明の゛実施例を詳細に説明
する。

中間調の網点画像を高解像度のスキャナで読み取ると第
４図（Ａ）に示すような周期的な濃度レベル信号Ｉが得
られる。ここに示した網点画像の濃度レベルＩは視覚的
には平坦（濃度一定）に見える。そして、この濃度レベ
ル信号Ｉを平滑化したものが平均濃度レベル信号Ｉａで
あり、この平均濃度レベル信号Ｉａをディザ閾値信号Ｋ
により２値化すると第４図（Ｄ）に示すような濃度出力
信号Ｍが得られる。こうして得られた濃度出力信号Ｍは
平坦であり、視覚的にも濃度一定に見える。これが従来
の平滑化によるモアレ除去法であり、出力画像にはモア
レ縞の周波数成分を含んでいない。

第４図（Ｃ）は第４図（Ａ）の網点画像の濃度レベル信
号Ｉをディザ閾値信号にで直接２値化した場合の２値画
像出力を示している。このような２値化の結果、ディザ
閾値信号Ｋを越えるような濃度レベル信号Ｉの部分は幅
の異なるデジタル信号ｐやｑ等に変換され、この信号幅
ｐ、ｑ等の相違が人間あ視覚に感じる濃度を左右するこ
とになる。

第４図（Ｄ）の濃度出力信号に′は第４図（Ｃ）のデジ
タル信号を人間の視覚系に感する濃度信号に変換（積分
）した場合の図であり、視覚できる極小エリアでの黒ド
ツト幅の積分値を振幅として表わしたものである。この
濃度信号に変換するための小エリア内の黒ドツト面積の
積分は、周期関数（実施例の場合はディザ閾値関数）Ｋ
と同周期の幅の積分で行い、又は整数倍の周期の幅の積
分で行う。これにより、積分値に第４図（Ｃ）の信号が
持つ周波数特性が含まれないようにする。即ち、例えば
第４図（Ｃ）の信号を微小幅で積分を行っても第４図（
Ｄ）の濃度出力信号に′にはならず、第４図＜Ｃ＞と略
同−波形になってしまう、一方、大きな幅で積分を行う
と平滑化されて周波数成分が表われない。従って、濃度
出力信号に′を得るにはディザ閾値信号にと同じ周期の
積分を行わなければ、余計な周波数成分が含まれてしま
うことになる。これによれば、濃度出力信号に′には信
号幅ｐ、ｑ等の相違に応じた低い周波数成分が乗ってお
り、これがモアレ縞として人間に知覚される。これは、
網点画像の濃度レベル信号Ｉの周期性とディザ閾値信号
にの周期性との間に生じる波の干渉の表われである。

本実施例では、このような網点画像の濃度レベル信号ｌ
とディザ閾値信号にとの間に生じる波の干渉を逆に利用
する。即ち、このような干渉を生じる部分の画像を゛網
点画像と判断し、像域分離に利用する。このためには、
干渉させる波の空間周波数、即ち、本実施例ではディザ
閾値信号にの空間周波数を分離したい網点画像の線数付
近に設定する。この場合に、網点画像に干渉させるべき
信号は周期的であれば良いのであるから、必ずしもディ
ザ閾値信号Ｋを用いる必要はない、しかし、ディザ閾値
変換システムにおけるモアレ縞の発生はディザ周期に近
い網点画像周期において起こるから、ディザ閾値信号に
の周期性をそのまま利用する。

以上により、ディザ閾値信号にの周期性を利用して第４
図（Ｄ）に示すような濃度出力信号に′のモアレ縞の周
波数成分（干渉波）を形成させれば、これを検出するこ
とにより網点画像領域を分離できることになる。しかし
、濃度出力信号に′に表われる周波数成分は原稿画像の
濃度そのものである場合もあるから、これを干渉波（モ
アレ）によるもの仁区別しなくてはならない。そこで、
本実施例では、例えば第４図（Ａ）のディザ閾値信号Ｋ
を信号Ｋａとし、これに対して位相のみがそれより（２
／３）π遅れたディザ閾値信号Ｋｂと、更に（２／３）
π遅れたディザ閾値信号Ｋｃとを設け、夫々を網点画像
の濃度レベル信号Ｉと干渉させる。

第５図は網点画像の濃度レベル信号Ｉを各位相のディザ
閾値信号Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃで変換ｔ、　タ場合の出力濃
度信号Ａ、Ｂ、Ｃを示している。

即ち、互いに位相のずれたディザ閾値信号Ｋａ。

Ｋｂ、Ｋｃに対して網点画像の濃度レベル信号Ｉは同一
（共通）であるから、もしディザ閾値信号Ｋａとの間で
ある干渉波Ａが生じるなら、ディザ閾値信号Ｋｂとの間
には位相が（２／３）π遅れた干渉波Ｂが生じ、ディザ
閾値信号Ｋｃとの間には更に位相が（２／３’）π遅れ
た干渉波Ｃが生じる筈である。

しかし、もし原画がもともと第５図の信号Ａのような濃
度勾配を有していたとするなら、これを位相の異なるデ
ィザ閾値信号Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃで変換したとしても、少
なくともその濃度勾配を変換した成分については同一（
位相なし）に表われる筈である。即ち、図示しないが、
原画の濃度勾配を変換した出力濃度信号を夫々信号Ａ’
、Ｂ’、Ｃ′とすればこの出力濃度信号Ａ’、Ｂ’。

Ｃ′は互いに重なることになる。実際は原画の濃度勾配
を変換した成分にモアレの成分が重畳したものになる。

しかし、何れにしても、出力濃度信号Ａ、Ｂ、Ｃの各波
の差分をとれば、原画のもつ濃度勾配を変換した出力濃
度信号成分の差分けほぼ°“０″に近いものとなり、逆
にモアレ縞による周波数成分の差分は大きく表われる。

第６図はモアレ縞による出力濃度信号Ａ、Ｂ。

Ｃの各差分濃度出力信号Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ，Ｃ−Ａを示す
図である。上記の如く、干渉によるモアレ縞が生じてい
る間は出力濃度信号Ａ、Ｂ、Ｃの各差分をとることによ
り第６図に示すような周期的関数波形を観測できる。そ
して、その最大振幅は干渉の度合を示すこととなる。こ
の振幅は網点画像の周期とディザ閾値関数にの周期の差
が大きすぎない限りある程度以上の振幅で表われる。従
って、例えば第６図の太線部に示すような各最大値を検
出することにより、その注目画像領域が網点画像である
かどうかの判断が行える。即ち、この最大値の所を検出
して網点画像領域と判断する。

この場合に、第６図の太線部の波の間隔が極端に小さく
ならない限り、即ち、網点画像の周期とディザ閾値関数
にの周期の差が大き過ぎない限り、網点画像域の検出を
行うことができる。実際には、高空間周波数の網点画像
はスキャナでは十分に解像できずに画像データそのもの
が平滑化されているので、実用上は殆ど全ての網点画像
の検出が行えることになる。

［第１実施例］ 第１図は第１実施例の画像処理装置のブロック構成図で
ある。第１実施例では入力画像データは注目画素とその
周辺の画素群を考慮したものとしそ、実質的に画素毎に
処理される。図において、画像入力装置１より入力され
た画像データは、第１画像処理部２においてγ変換、エ
ツジ強調等の処理が施される。その結果の画像データは
比較器１４，１５．１６において夫々位相の異なるディ
ザ閾値マトリクスによる２値化が行われる。

このディザ閾値変換を行なうために、主走査カウンタ４
にはそのクロック入力として画像入力装置１からの画像
出力１画素につき１つ出力される画像転送用クロック信
号Ｃが入力され、各主走査ラインの始めに発生する水平
同期信号Ｈによりクリアされる。また同様にして、副走
査カウンタ５は水平同期信号Ｈをクロック信号入力とし
てこれをカウントアツプし、１頁毎の最初に発生する垂
直同期信号Ｖによりクリアされる。その際に、もしディ
ザ閾値マトリクスのサイズがｍｘｎの場合には、主走査
カウンタ４はｎ進カウンタであり、副走査カウンタ５は
ｍ進祷つンタである。

主走査カウンタ４及び副走査カウンタ５の出力はそれぞ
れ位相加算器６，７．８．９に入力される。このうち、
位相加算器６，７．８では、互いの位相がディザ閾値マ
トリクスの１／３周期づつずれるように主走査方向及び
副走査方向に所定値が加算される。また位相加算器６と
９には同じ所定値が加算される。

位相加算器６．フ、８．９の出力はディザＲＯＭｌ０，
１１，１２．１３に入力される。ディザＲＯＭｌ０，１
１，１２．１３が記憶しているディザ閾値マトリクスは
例えば第３図（Ａ）に示すようになものであり、同一で
よい。しかし、位相加算器６，７．８の出力は主走査方
向及び副走査方向共にその位相が１／３周期ずれるよう
な値（実施例では０，２．４）を基準にして出力される
ので、実際にディザＲＯＭｌ０．ｉｔ、１２から読み出
されるディザ閾値マトリクスの内容は、あたかも第３図
（Ａ）、（Ｂ）、（ｃ）のような関係になる。実施例の
ディザ閾値マトリクスのサイズを６×６とすると、第３
図（Ａ）、（Ｂ）。

（Ｃ）のディザ閾値マトリクスの内容は主走査方向、副
走査方向共に１／３周期づつずれたディザ閾値マトリク
スであることが分る。こうして、入力された画像データ
はディザＲＯＭｌ０．ｉｆ。

１２の各１／３周期づつずれたディザ閾値マトリクスに
より、比較器１４，１５．１６においてディザ・閾値変
換（２値化）される。

比較器１４．ｔｓ、ｔｓにおける各２値化出力は出力濃
度検知部１９，２０．２１において各小エリアの積分値
が求められる。本実施例では６×６サイズのディザ閾値
マトリクスを使用するので、６Ｘ６ドツトの小エリアの
積分値が求められる。こうして求めた各積分値はｊｓ５
図において説明した濃度出力信号Ａ、Ｂ、Ｃに相当する
ものである。

出力濃度検知部１９．２０．２１からの各積分値は減算
器２２，２３．２４においてお互いの差分が演算される
。この各差分出力は第６図において説明した差分濃度出
力信号Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ。

Ｃ−Ａに相当するものである。

総合判定部２５では各差分濃度出力信号Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ
，Ｃ−Ａの最大値等を検出することにより、この値が所
定の閾値を越えた時に網点画像領域と判断し、像域分離
信号を出力する。そして、この像域分離信号はセレクタ
２６の選択制御信号として入力される。

一方、画像処理部２の画像データは、同時に平滑化処理
部１８に入力され、ここで網点画像の周期性を除去され
た平滑化画像信号になり、比較器１７でディザ閾値変換
されて２値化される。上記の如く、位相加算器６と９に
は同じ所定値が加算されおり、従って、ディザＲＯＭ１
３から読み出されるディザ閾値マトリクスの内容はディ
ザＲＯＭｌ０からの内容と同位相である。必ずしもそう
である必要はないが、本実施例の場合はディザ閾値マト
リクスの１つの標準マトリクスで変換していることにな
る。こうして比較器１７から出力される信号はモアレの
ない濃度出力信号であり、第４図（Ｄ）において説明し
た濃度出力信号Ｍに相当する。

セレクタ２６には比較器１４からの６×６ドツトのディ
ザ閾値変換出力と、比較器１７からの１種類のディザ閾
値変換出力が入力され、総０合判定部２５からの像域分
離信号により何れかの人力が選択される。即ち、総合判
定部２５が網点画像領域と判定しているときは比較器１
７の出力を選択してモアレ縞を抑制し、また写真画像領
域と判定しているときは比較器１４の出力を選択して、
平滑化せずに、劣化のない画像が出力される。

第２図は出力濃度検知部の詳細ブロック構成図である。

図において、出力濃度検知部に人力された２値化信号は
まずラインバッファ３０に人力され、順次ラインバッフ
ァ３１〜３４に導かれる。

こうして、主走査６行分のディザ閾値変換データの同期
がとられる。また、図示しないが、各ラインバッファ３
０〜３４のアドレス信号は、水平同期ごとにクリアされ
て、前述の画像転送用クロック信号Ｃ毎にインクリメン
トされる。また、各ラインバッファ３０〜３４はデータ
人力とデータ出力の２つのポートを持ち、ディザ閾値変
換データの書き込みを行いながら、同時に記憶してあっ
たディザ閾値変換データを読み出せる。

そして、ある時点では、ラッチ４１，４７，５３．５９
，６５．７１に対して副走査方向に１直線に並ぶ６画素
分の２値化データが入力される。

ラッチ４１〜７６は、例えばＤタイプのフリップフロッ
プで構成されており、そのラッチクロック信号としては
、図示しないが、前述の画像転送用クロック信号Ｃが入
力されている。こうして、ラッチ４１の出力はラッチ４
２にシフトインし、順次ラッチ４３〜４６に転送されて
いく。この点はラッチ４７．５３，５９，６５．７１の
出力についても同様である。

こうして、ある時点になると、ラッチ４１〜７６には入
力画像データの６×６画素分に対応するディザ閾値変換
データ（小エリアの２値化データ）が保持される。これ
らのラッチ４１〜７６の各出力は全て加算器７７に入力
されており、加算器７７では６Ｘ６ドツトの小エリア内
の黒ドツトの数（面積）が求められる。

そして、次の時点では、ラッチ４１〜７６の保持する内
容が主走査方向に１画素分シフトし、加算器７７ではシ
フトした６×６ドツトの小エリア内の黒ドツトの数（面
積）が求められる。

この点は、副走査方向に１ラインをシフトした場合も同
様である。こうして、人力画像データは注目画素とその
周辺の画素群を考慮したものとして、実質的に画素毎に
処理される。

尚、セレクタ２６の上側の入力信号を出力濃度検知部１
９の信号ＧＤ（第２図参照）とすれば、像域分離信号と
処理すべき画像信号の位相を合せることができる。

［第２実施例］ 第７図は、第１図の構成と結合して第２実施例の画像処
理装置を形成する部分のブロック構成図である。第２実
施例では入力画像データはｍｘｎ画素のブロック単位で
共通の像域分離信号を得ている。第２実施例は、例えば
第１図の総合判定部２５とセレクタ２６の間に第７図に
示すような構成を挿入することで実現できる。こうする
と、総合判定部２５の判定出力は一旦ラインバッファ８
２に格納される。このラインバッファ８２へのデータ書
込信号はＡＮＤゲート８７の出力信号である。ＡＮＤゲ
ート８７へはカウンタ８３と８４の各リップルキャリー
信号が入力されており、ブロック毎の処理が主走査ｎ画
素、副走査ｍ画素のｎｘ、ｍの場合には、カウンタ８３
はｎ進カウンタ、カウンタ８４はｍ進カウンタの動作を
する。カウンタ８３はそのクロック入力として画像入力
装置１からの画像出力１画素につき１つ出力される画像
転送用クロック信号Ｃが入力され、各主走査ラインの始
めに発生する水平同期信号Ｈによりクリアされる。また
同様にして、カウンタ８４は水平同期信号Ｈをクロック
信号入力としてこれをカウントアツプし、１頁毎の最初
に発生する垂直同期信号Ｖによりクリアされる。また、
カウンタ８５はカウンタ８３からのリップルキャリー信
号（６クロツク毎に１つ）によりカウントアツプされ、
水平同期信号Ｈによってクリアされ、そのカウント値は
ラインバッファ８２のアドレスラインに入力される。

一方、カウンタ８３と８４のリップルキャリー信号はア
ンドゲート８７で論理和がとられて、各ブロック（６Ｘ
６）毎に１回の割合でラインバッファ８２への書込信号
を発生する。従って、像域分離信号は副走査の６ライン
毎の主走査の６画素毎に記憶されることになる。即ち、
６×６のエリアに対して１回の像域分離信号の記憶動作
が行われる。そして、第７行目の主走査ライン上では書
き込みは行なわれない、一方、ラインバッファ８２の読
出信号は常に有効である。従って、第７行目の主走査ラ
イ：・上では第６行目で書き込んだ像域分離信号のデー
タが読み出される。

このデータは主走査方向の６画素分は変化しないから、
第７行目の主走査ライン上ではブロック毎の像域判定を
受ける。第８行目の主走査ライン上でも同様である。

尚、上述した実施例では入力した画像データをディザ閾
値マトリクスにより２値化処理したが、これに限るもの
ではなく、多値化処理しても鎌わない、多値化処理の場
合においても、その全ての黒情報が加算器７７に入力さ
れて対応する黒面積を求めれば良い。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、位相の異なる複数のデ
ィザ変換で変換した２値出力の各小エリアの濃度平均値
の夫々の差分を求めることにより、モアレ縞の存在を容
易に検出でき、これに基づいて写真画像と網点画像を容
易かつ的確に分離できる。

しかも、網点画像の抽出のために使う周期関数としてデ
ィザ閾値関数を用いることにより回路を簡素化できる。

また、特にモアレ縞の発生を引き起こす画像を効果的に
検出できるために、モアレ除去を行う目的で像域分離を
行う場合には、非常に効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の画像処理装置のブロック構成図、 第２図は出力濃度検知部の詳細ブロック構成図、 第３図（Ａ）〜（Ｃ）は位相の異なるディザ閾値マトリ
クスの例を示す図、 第゛４図（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の動作原理を説明する
ための波形図、 第５図は網点画像の濃度レベル信号ｌを各位相のディザ
閾値信号Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃで変換した場合の出力濃度信
号Ａ、Ｂ、Ｃを示す図、第６図はモアレ縞による出力濃
度信号Ａ、Ｂ。 Ｃの各差分濃度出力信号Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ，Ｃ−Ａを示す
図、 第７図は第２実施の構成の一部を示すブロック構成図で
ある。 図中、１・・・画像人力装置、２・・・画像処理部、３
・・・画像出力装置、４・・・主走査カウンタ、５・・
・副走査カウンタ、６〜９・・・位相加算器、１０〜１
３・・・ディザＲＯＭ、１４〜１７・・・比較器、１８
・・・平滑化処理部、１９〜２１・・・出力濃度検知部
、２２〜２４・・・減算器、２５・・・総合判定部、２
６・・・セレクタ、３０〜３４・・・ラインバッファ、
４１〜７６・・・ラッチ、７７・・・加算器、８２・・
・ラインバッファ、８３〜８５・・・カウンタ、８７・
・・ＡＮＤゲートである。 特許出願人　　　キャノン株式会社 （イ〔シ　ｉ二Ｊ（λ〕　で 口！、暑り−ζ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像データをｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスによ
   りデイザ変換する第１のデイザ変換工程と、前記画像デ
   ータを前記のデイザ閾値マトリクスよりも位相のずれた
   １又は２以上のｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスによりデ
   イザ変換する第２のデイザ変換工程と、前記第１及び第
   ２のデイザ変換工程で変換した２値出力の各小エリアの
   濃度平均値の夫々の差分を求める演算工程を備えること
   を特徴とする画像処理方法。
2. （２）位相はｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスに対して夫
   々ｍ／３及びｎ／３づつずれていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の画像処理方法。
3. （３）画像データをｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスによ
   りデイザ変換する第１のデイザ変換手段と、前記画像デ
   ータを前記のデイザ閾値マトリクスよりも位相のずれた
   １又は２以上のｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスによりデ
   イザ変換する第２のデイザ変換手段と、前記第１及び第
   ２のディザ変換手段で変換した２値出力の各小エリアの
   濃度平均値の夫々の差分を求める演算手段を備えること
   を特徴とする画像処理装置。
4. （４）位相はｍ×ｎのデイザ閾値マトリクスに対して夫
   々ｍ／３及びｎ／３づつずれていることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の画像処理装置。