JPS63289683A - カラ−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） 本発明は、ディプマトリックスを用いて原色の各々に対
するカラー画像信号をそれぞれディザ処理して得られた
カラーディザ画像信号を所定の変倍率で画素密度変換処
理するカラー画像処理装置に関する。

（従来の技術） 画素密度変換処理は、画像を所定の大きさに拡大または
縮小するために有効な処理技術であり、例えば走査線密
度が互いに異なる異種のファクシミリ装置間の通信を可
能にするために、またはキャラクタジェネレータからの
種々の大きさの文字パターンを出力する場合に、更に文
章編集を可能とづる文章処理穐器において各種編集結果
を規定リーイズのイメージに割り付ける場合等に使用さ
れていた。　゛ また最近では、文書処理３ＮＩＩ器を中心としてｌ！ｉ
！ｉ調画像を取り扱う要求が高まり、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画素密度
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なわれてお
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を行なわれている。このようす場
合でも、ディ１ア画像を対象とした画素密度変換処理の
技術が必要となっている。更に、カラー画像に対して−
よ、その膨大なデータ邑を削減゛する手段としてディザ
処理が必須の技術である。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来、ディザ処理されたカラー画像に対して
画素密度変換方式を適用して、拡大・縮小を行なった場
合、原画像の階調情報が失われたり、疑似輪郭が発生し
て色再現特性が大きく変化し変換画像の画質を劣化した
り、また更にはモアレが発生して画像に周期的に濃度む
らが発生する等の問題点があった。

更に訂−しく説明すると、例えば第４図に示すような４
×４のディリ゛マトリックスを用いてｍ度しベルが一様
な原画像を二値化すると、第５図のａＯに示すような１
６ドツトのうち１つのみに画点が形成される二値両輪が
得られる。次に、このディ９“画像を原画像としてＳ２
Ｏ法で縮小し、再び第４図に示すディザマトリックスで
ディザ処理を行なうと、サンプリング監視位置がたまた
まドツトが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′ａ度レベルが第５図のａｌおよびａ２
で示すように「１６」かまたはｒＯＪに二分されてしま
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「１６
」の場合と、「０」の場合の二通りのレベルを生じ、原
画像の階調情報が失われたり疑似輪郭を発生して、色再
現特性が大ぎく変化する。そのため、変換画像の画質に
大きく影響を及ぼし、拡大・縮小画像の劣化につながっ
てしまうという問題どなる。この問題は原画像のＷＪ度
レベルが他のレベルでも同様に生じ、ディツマ１−リツ
クスのしきい値パターンや倍変率が変わることにより更
に一層複雑となる。また、この問題は他の変換方式であ
る論理和法、投影法等においてディザ画像を画素密度変
換処理する場合にも生じる。

更に、画像の劣化の問題点としては、ディザパターンの
周期と画素密度変換処理における周期との干渉によるモ
アレが発生し、画像に周期的な濃度むらが発生する。す
なわち、モアレとは、２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Ｓ度縞模様と
なって現れる。

第５図のａＯに示すように、ディヴ画像はディザマトリ
ックスの大きさに依存した周期性を有している。この例
の場合では、ディプパターンの周期Ｔｄは４画素である
。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１１１１が存在する。今、変倍率Ｃが互いに約数
を自然数１，１１によって次式のように表されるとする
。

Ｃ−ｍ　／ｌ　　・・・　（１） この場合において、（ｌ　ｘｌ　）画素の原画像が画素
密度変換によって（＋ｎ　ｘｍ　）画素の変換画像に変
換されるとする。

従って、画素密度変換処理においては、１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Ｔ］は周ＩＩ　Ｔ　ａとＴｄとの最小
公倍数をＬとすると、次式％式％ 前述した例で変換率を５／７とすると、上式からモアレ
の周期は２００画素なる。

以上説明したように、ディザパターンの周期と画素密度
変換処理における周期との干渉によるモアレが発生し、
画像に周期的に濃度むらが発生するという問題もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、原画像の階調再現性および色再現特性を損
うことなく忠実に画素密度変換処理を行なうとともにし
アレを生じないカラー画像処理装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明のカラー画像処理装
置は、所定のディザマトリックスを用いて原色の各々に
対するカラー両様信号をそれぞれディヂ処理して得られ
たカラーディザ画像信号を所定の変倍率で画像密度変換
処理するカラー画像処理装置であって、前記原色の各々
に対する各カラ−ディ１ア画像信号から前記変倍率に応
じた標本画素を各原色に対してそれぞれ選択する標本画
素選択手段と、該標本画素選択手段で各原色に対してそ
れぞれ選択された各標本画素を包含する所定の大きさの
原画素群を各原色に対応する各カラーディザ画像信号を
構成する各原画素群から参照画素群として各原色に対し
てそれぞれ選択する参照画素選択手段と、該参照画素選
択手段で各原色に対してそれぞれ選択された参照画素群
の画素の平均濃度を各原色に対してそれぞれ算出して各
原色に対する濃度画像信号を演算するａ度演算手段とを
有することを要旨とする。

（作用） 本発明のカラー画像処理装置では、カラーディザ画像信
号から変倍率に応じて選択した標本画素から参照画素を
選択し、この選択された参照画素の平均濃度を算出し、
前記変倍率の濃度画像信号を算出している。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るカラー画像処理装置の
ブロック図である。同図に示すカラー画像処理装置にお
いては、図示しない入力装置により原稿情報が例えば１
６本７ｍｍの画素密度でサンプリングされ、多値画像信
号、例えば４ビツトの多値ディジタル画像信号に端子化
されて、この４ピッ１−の多値画像信号がディ會ア処理
部１に入力されるようになっている。なお、この場合、
入力装置は、カラー原稿の画像を撮像し、例えばＲＧ８
の三原色に相当する３種類のカラー多値画像信号の１つ
が第１図の装置に入力されるようになっている。そして
、第１図のカラー画像処理装置は、前記ディザ処理部１
と、メモリ２と、画素密度変換処理部３と、色変換処理
部４とから構成されているが、これらのうらディザ処理
部１、メモリ２および画素密度変換処理部３が各原色に
対する各カラー多値画像信号に対して設けられ、図示し
ないが、三原色に対する３種類のカラー多値画像信号に
対してディザ処理部１、メモリ２および画素密度変換処
理部３からなる回路部が３回路分設けられている。そし
て、このＪ：うに３回路分設けることにより三原色に対
する並列に処理を行なうことができる。しかしながら、
またディザ処理部１、メモリ２および画素密度変換処理
部３からなる回路部を第１図のように１回路分設け、三
原色に対するカラー多値画像信号を１種類ヂつ時分割的
に供給して順次直列に処理してもよい。

三原色に対する３種類のカラー多値画像信号のうち０１
つの信号がディ瞥アｆｆｉ理部１に供給されると、ディ
ザ処理部１は第４図に示すような４×４のディプパター
ンによって該多値画像信号をデイリ゛処理し、二値化し
たディ）ア画像信号に変換する。

このディザ画像信号は原画像信号としてメモリ２に記憶
される。

メモリ２に記憶されたディザ画像信号は画素密度変換処
理部３に供給されて画素密度変換処理を受けることにな
る。画素密度変換処理部３は、標本画素選択部５、参照
画素選択部６および濃度演紳部７により構成され、メモ
リ２からのディ１１画像信号から標本画素を求め、それ
からこの標本画素に対する参照画素を選択し、この参照
画素の平均濃度を求めて、画素密度変換処理された多値
濃度画像信号を算出しているが、今、ここで画素密度変
換処理についての説明をこの画素密度変換処理による画
素の変倍率Ｃｖが４／７の縮小の場合について行なう。

第２図を参照すると、原画像信号、すなわちメモリ２に
記憶されたディプ画像信号は標本画素選択部５に供給さ
れて、まず標本画素が選択されるが、このディザ画像尊
号は第２図においてｒＯＪで表されている。このｒｏＪ
′Ｃ表される原画像信号の原画素に対して変倍率ＣＶ＝
４／７で変換される変換画像信号の標本画素を同じ画面
上で求めると、第２図においてｌｘ　ｊで示す画素が標
本画素となる。すなわち、第２図において、ｒＸＪで表
される変換画像信号の標本画素は、「０」で表される原
画像信号の原画素を変倍率ＣＶ＝４／７で変換して求め
られる。

更に詳しくは、標本画素選択部５は予め与えられた前記
変倍率ＣＶに基づいて変換画像の原画像上における位置
（ｘ　、　ｙ　）を求める。この位置（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／ＧＶ　　・・・　（３） ｙ　＝Ｊ／Ｃｖ　　・・・　（４） この位ｆｌ（ｘ、ｙ）が算出されると、これに最も近い
原ｌｉ！ｌｉ素０ｆ（ｉ、ｊ＞（以下、基準画素と称す
る）を求める。第２図では、基準画素０ｆ（ｉ。

Ｊ）は「・」で表されている。１．ｊはガウス記号を用
いて次式で与えられる。

ｉ−［１／Ｃｖ　］　　・・・　（５）ｊ−［Ｊ／ＣＶ
　］　　・・・　（６〉碌本画素選択部５はこの０ｆ（
ｉ、ｊ＞を基準画素とする。

要約すると、凛本画＆は原画頌と該原画像を画素密度変
換した変換画像とを同一の大きさにした時に各変換画素
の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で求められている。

標本画素選択部５において、標本画素が第２図のｒＸＪ
で示すように求められると、この標本画素情報は参照画
素選択部６に供給され、この各標本画素に対する参照画
素が求められる。すなわら、参照画素は、各標本画素に
対して所定の大きさの範囲を参照範囲として決定し、こ
の参照範囲に入る原画素が参照画素として求められるの
である。

この場合に、践所定の大きさの参照範囲としては、ディ
ザ処理部１において使用したディザマトリックスの大き
さと同じ大きさの４×４の範囲が利用される。具体的に
は、第２図において、例えばｒＸＪで示される標本画素
Ｑ（１，Ｊ）に対しては最も近くの「・」で示す原画素
である基準画素０ｆ（ｉ、ｊ＞を包含して点線Ａまたは
Ｂで示す参照範囲内の原画素群が参照画素として選択さ
れる。なお、点線ＡまたはＢで示す参照範囲のうちいず
れを選択するかは全く任意である。

このようにディザマトリックスと同じ大きさの範囲で参
照画素を抽出すれば、ディザマトリックスの１単位のド
ツトデータを抽出できるので、原画素の濃度情報を忠実
に得ることができる。

参照画素選択部６において参照画素が選択されると、次
に濃度演算部７は、選択された（４Ｘ４）の範囲の参照
画素の濃度情報から参照領域内の平均濃度を算出する。

この平均濃度は点線で示す参照範囲内における原画素が
例えば「１」である数を全体の画素数で割ることにより
求められ、この平均濃度が前記標本画素Ｑ（１，Ｊ）に
割り当られる。そして、この平均濃度はすべての標本画
素について求められる。

すなわち、変換画像の平均濃度Ｄｑ（１，Ｊ）は次式で
求められる。

’　　ＤＱ　　（１，Ｊ）−ΣＤｏ　　＜；　、　ｊ）
／Ｍ・・・（７） ここで、Ｍはディザマトリックス内の線画素数、本例で
は１６を表す。この結果、変換画像の平均濃度は４ビツ
トの多値信号となる。

以上の両県密度変換処理は、入力されるカラー画像信号
の各々に対して独立に行なわれ、画素密度変換処理され
た各原色に対する多値のカラー画像信号、例えばＲ１１
１，Ｇ１１ｌ、ａｌｌが算出される。

なお、この場合、前述したように、これらの各原色に対
する多値のカラー画像信号は各入力カラー画像信号を同
時に並列に処理してもよいし、または時分割的に直列に
処理して求めてもよい。

このように画素密度変換処理部３で算出された各原色に
対する、すなわち３種類の多値のカラー画像信号は、色
変換処理部４に供給され、例えばマスキング方程式を用
いて各色濃度信号（例えばＹＭＣ）を表す多値の出力色
情報信号に変換される。なお、これらの一連の処理は各
変換画素総てについて行なう。また更に、この色濃度信
号（例えばＹＭＣ）は図示しない出力装置、例えば昇華
型熱転写カラープリンタ、カラーインクジェットプリン
タ等に入力され、原画像に忠実な色再現特性を有した変
換画像が得られる。

以上説明した画素密度変換処理において、ディザ処理部
１′ｃ形成されるディザ画像はディザマトリックスの大
きさを１単位として画像濃度情報が保存されることにな
るが、これに対して参照画素選択部６では標本画素の周
辺からディザマトリックスの大きさの原画素群である参
照画素を選択しているので、この選択された参照画素を
中心として回りには原画像の局所画像濃度が保存されて
いることになる。そこで、抽出した参照画素の平均濃度
を濃度演算部７で求め、更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、モアレのないカラーの画素密度変換画像が得
られるのである。

ここで、局所濃度が保存される理由について更に詳しく
説明する。第３図はディザマトリックスの大きさが４×
４の場合を示し、ディザマトリックスをそれぞれＤ（１
，ｎ）で表す（但し、ｍ。

ｎは零を含む正の整数である）。また、ディザマトリッ
クスのしきい値をＴｈ（ｘ、ｙ）として、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　、ＴＶ
とすれば次式が成立する。

Ｔｈ　　（Ｘ　、　Ｖ　）＝Ｔｈ　　（ｘ　−＋−ｎ＋
　−Ｔｘ　、　ｙ　＋ｎ−ｔｙ）　　・・・（８） 従って、画像全体が一様な濃度の場合を仮定して、任意
の画素の濃度をｆ（ｘ、ｙ）で表すと、Ｆ（Ｘ、Ｖ）＝
ｆ　　　（ｘ−ｚａ−Ｔｘ、ｙ　　十　ｎ　　　−ｔｙ
＞　　・・・（９） が成立する。

今、ここで標本点を「Δ」で示すと、破線で囲まれた領
域が開口となる。次に、この間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
リックスを考える。この中で、代表するディザマトリッ
クス、例えばＤ（２゜１）内での平均ｍａと開口内の平
均濃度とを比較する。上式（９）を考慮すると、図に示
すように開口内の各ハツチング部分は、Ｄ（２，１）の
ディザマトリッ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わかる。すなわち、Σｆ（Ｘ、Ｖ）
−Σｆ（Ｘ、Ｖ）　　・・・（１０）が成立し、開口内
の平均濃度とが等しくなる。

以上の関係は、ディザマトリックスの大きさおよび形状
が変化しても、この変化に応じて開口を選択すれば成立
する。また、（５）式の算出に当って、ディザマトリッ
クスのしきい値装置を考慮に入れていないことから、デ
ィザマトリックスのしきい値装置に依存せずに状関係が
成り立つことがわかる。

以上のように各色情報信号に対して独立に局所ま度が保
存されるため、原画素の色再現特性に忠実であり、かつ
モアレのない変換画像が再現可能となる。従って、局所
濃度が保存され、原画像の色再現特性に忠実なカラーの
拡大・縮小画像を得ることがぐきるのである。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、例
えばディザマトリックス、型等は任意に変更可能である
ことはもとより、各色情報信号のディザ処理でのディザ
マトリックスも同一である必要はなく、種々のものを用
いてよい。

［発明の効果、］ 以上説明したように、本発明によれば、カラーディザ両
会信号から変倍率に応じて選択した標本画素から参照画
素を選択し、この選択された参照画素の平均濃度を算出
し、前記変倍率の濃度画像信号を算出し、特に参照画素
をディザマトリックスと同じ大きさを単位として求めて
いるので、任意の変倍率に対して原画像の階調特性を各
カラー画像信号に対して独立に保存し、原画像の色再現
特性を忠実に維持したまま画素密度変換処理が可能であ
り、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カラー画像処理装置の
ブロック図、第２図は第１図のカラー画像処理装置の作
用を説明するための原画像と変換画像の画素を模式的に
示す図、第３図は本発明のカラー画像処理装置で実施さ
れる画素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図は従来から使用されて
いるディプマトリックスの一例を示す図、第５図はディ
ザ画像を従来の画素密度変換処理法によって処理したと
ぎの問題点を説明するための図である。 １・・・ディザ処理部　　２・・・メモリ３・・・画素
密度変換処理部 ４・・・色変換処理部 ５・・・標本画素選択部　６・・・参照画素選択部７・
・・濃度演算部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定のディザマトリックスを用いて原色の各々に
   対するカラー画像信号をそれぞれディザ処理して得られ
   たカラーディザ画像信号を所定の変倍率で画像密度変換
   処理するカラー画像処理装置であつて、前記原色の各々
   に対する各カラーディザ画像信号から前記変倍率に応じ
   た標本画素を各原色に対してそれぞれ選択する標本画素
   選択手段と、該標本画素選択手段で各原色に対してそれ
   ぞれ選択された各標本画素を包含する所定の大きさの原
   画素群を各原色に対応する各カラーディザ画像信号を構
   成する各原画素群から参照画素群として各原色に対して
   それぞれ選択する参照画素選択手段と、該参照画素選択
   手段で各原色に対してそれぞれ選択された参照画素群の
   画素の平均濃度を各原色に対してそれぞれ算出して各原
   色に対する濃度画像信号を演算する濃度演算手段とを有
   することを特徴とするカラー画像処理装置。
2. （２）前記濃度演算手段は、演算した各原色に対する濃
   度画像信号を出力色情報信号に変換する色変換処理手段
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   カラー画像処理装置。
3. （３）前記参照画素群は、前記ディザマトリックスと同
   じマトリッ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項記載のカラー画像処理装置。
4. （４）前記標本画素選択手段は、前記カラーディザ画像
   信号と該信号を画素密度変換した変換画像信号とを同一
   の大きさにしたときの各変換画素の前記カラーディザ画
   像信号上の位置を求め、この位置に最も近いカラーディ
   ザ画像信号の画素を前記標本画素とすることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のカラー画像処理装置。
5. （５）前記標本画素選択手段、参照画素選択手段および
   濃度演算手段は、各原色に対してそれぞれ独立に設けら
   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
   カラー画像処理装置。
6. （６）前記標本画素選択手段、参照画素選択手段および
   濃度演算手段は、各原色に対して共通に設けられ、各原
   色に対して時分割的に動作するように構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー画像
   処理装置。