JPS6369376A - 画像処理方式 - 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、写真のような中間調を含む画像を２値画像に
変換する画像処理方式の改良に関するものである。

（従来の技術） 写真のような中間調を含む入力画像を２値画像として再
現しようとする場合、まず、前記中間調を含む入力画像
を、ファクシミリャディジタル複写機のように画像を画
素単位に読取る装置を用いてディジタル化し、さらに組
織的ディザ法のような２値化手段を用いて２ｉｆｌ化処
理した後、これをドツトプリンタのような画素の集合に
よって文字や図形を表示する記録装置に送出して、ハー
ドコピー化している。

しかしながら中間調を含む入力画像のうち、格子パター
ンや印刷物の網点写真のように、それ自体周期性を有す
る入力画像に対して、前述した組織的ディザ法のような
周期性を有する２値化手段を用いると、入力画像の周波
数とディザマトリクスの周波数七の干渉により、入力画
像中には存在しなかった縞模様（モアレ）が２値画像中
に発生し、画像の品質を劣化させる場合があった。

ここで、入力画像の網点の周期をＴａ、ディザマトリク
スの周期をＴｄとすると、発生するモアレの周１１］Ｔ
ｉ＋は下記（１）式のようになる。

’ｌ−１／ｌ　１／Ｔａ　−１／Ｔｄ　ｌ　　”・・・
・（１）前記（１）式で周期ＴａとＴｄとが接近してい
ると、周期Ｔｍの値が大きくなり、顕著なモアレとして
知覚される。

このようなモアレの発生を低減させる従来の方式として
、特開昭５９−１１１４７１号公報、米国特許４１９４
２２１号明細書および特開昭６０−１３０２６５号公報
（以下、それぞれ従来例１．２および３と称す。）に開
示されているものがある。

即ち、従来例１は入力信号の自己相関を計緯して入力画
像の平均周期を篩出し、該平均周期に応じてモアレが最
小となるディザマトリクスのサイズを選択する方式であ
り、また、従来例２は入力画像の自己相ＩＩＩを４１算
して入力画像の周期を算出し、所定の周期よりも短い周
期の網点領域は０−バスフィルタで網点周波数を除いて
周期性をなくした後に電子的に再綱点する方式であり、
さらにまた、従来例３は読取った画像を（ＭｘＮ）のブ
ロックに分１１１　Ｌ、、ブロック毎に平均ｍ曵を求め
、隣接するブロック間の平均濃度の差から文字部分と写
真部分とを判別し、各々の領域を別々の２値化処理で行
なう方式であった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら従来例１の方式では、画像の周期を求める
ための自己相関の演算ｆｆ１が多く、さらに本来、階調
性とのかねあいで最適に決定されるべきディザマトリク
スのサイズを切換えてしまうため、入力画像のＩ’＆１
１ｍ＋によって再現できるＷＵ調数が変わってしまうと
いう問題点があり、また、従来例２の方式では、前者同
様、画像の周期を求めるための自己相関の演Ｒｆｆｉが
多く、さらに複数の種類の線数の網点の基本波とその高
調波とを一種類のローパスフィルタで一様に除去するた
め、フィルタ処理後の再生画像がエツジ部等のぼけた画
像となってしまうという問題点があり、さらにまた、従
来例３では写真部分のエツジ部等も検出でき、エツジ部
分の処理を切替えられるため、そのぼけを少なくするこ
とができるが、固定サイズのブロックで平均濃度を検出
しているので、ブロックサイズよりも周期の長い網点画
像では、該ブロックサイズと網点のモアレの周期との関
係により、エツジ部が充分に検出できなくなるという問
題点があった。

本発明は前記問題白を除去し、演０ｆｆｉが少なく、し
かもどのような入力画像に対しても再生画像中にぼけを
生ずることがほとんどなく、モアレの発生を低減し得る
画像処理方式を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明では前記問題点を解決するため、中間調を含む入
力画像をディジタル化し、さらに２値画像化する画像処
理方式において、入力画像をディジタル化した画信号か
ら該画信号のレベルが変化する位置（変化点）を検出す
る手段と、隣接する前記画信号の変化点同士の間〈区間
）の長さく区間長）を演算する手段と、隣接する前記区
間の区間長の差の絶対値を演算する手段と、前記区間の
画信号の濃度の平均値（平均ｍ麿）を演算する手段と、
隣接する区間の平均濃度の差の絶対値を３００する手段
と、前記区間長が第１の所定の範囲にあり前記区間長の
差の絶対値が第２の所定の範囲にあり且つ前記平均濃度
の差の絶対値が第３の所定の範囲にあれば、その区間内
の各画素に第１の符号を付与し、前記区間長が第１の所
定の範囲にないか又は＠２区間艮の差の絶対値が第２の
所定の範囲にないか又は前記平均濃度の差の絶対値が第
３の所定の範囲になければ、その区間内の各画素に第２
の符号を付与する手段と、前記区間の連続したｎ行分（
ｎは１以上の整数）の領域内に前記第１の符号を付与さ
れた画素が所定数以上あれば区間長から求めた周波数を
平滑化処理した後、ディザ法で２値化し、前記区間の連
続したｎ行分の領域内に第１の符号を付与された画素が
所定数以上なければディザ法で２値化する手段とを備え
た。

（作　用） 本発明によれば、ディジタル化された画信号中より画信
号のレベルが変化する点、例えば極大点が検出され、隣
接する極大点の間の距離、即ち区間長を順次演算するこ
とにより入力画像中の周期が順次検出され、また、隣接
する区間長の差の絶対値が順次演算され、さらに各区間
内の平均濃度が演算され、隣接する区間同士の間の平均
濃度の差の絶対値が順次演算され、前記区間長、即ち周
期が第１の所定の範囲にあるか否かにより、その周期が
検出すべき周期か否かが判定され、また、前記区間長の
差の絶対値が第２の所定の範囲にあるか否かにより、入
力画像の周期性が判定され、さらに前記平均濃度の差の
絶対値が第３の所定の範囲にあるか否かにより、エツジ
部が含まれているか否かが判定され、検出すべき周期で
あって周Ｊｕｌ性を有し且つエツジ部を有しないものに
ついて第１の符号が付与され、連続したｎ行分の領域内
に前記第１の符号を付与された画素が所定数以上あるか
否かにより、入力画像が周期性を有しているか否かおよ
びエツジ部が含まれているが否かが判定され、入力画像
が周ｍ性を有し且つエツジ部を含んでいなければその区
間長から求めた周波数を平滑化処理した後、ディザ法で
２値化され、入力画像が周期性を有していない、又はエ
ツジ部を含んでいればディザ法で２値化処理がなされる
。

（実施例） 第１図は本発明の画像処理方式を実現する画像処理装置
の一実施例を示すもので、図中、１０１は読取装置、１
０２はマスタプロセッサ、１０３はシステムバス、１０
４は画像メモリ、１０５はＤＭＡコントローラ、１０６
はワークメモリ、１０７はスレーブプロセッサ、１０８
はローカルバス、１０９は記録装置である。また、第２
図はマスクプロセッサ１０２の動作の流れを示すもので
、以下、これに従って、各部の構成および動作について
簡単に説明する。

読取装Ｍ１０１は入力画像を所定の画素単位に読取り、
ディジタル化するもので、入力画像を例えば、画素密度
する画素／ｒｘａＳｆｉ量子化数８ビット／画素（２５
６階調）で画素分解して読取る。該読取装Ｎ１０１はマ
スクプロセッサ１０２の読取り指示命令により、例えば
前記条件で画像を読取り、読取った画像をシステムバス
１０３を介して画像メモリ１０４に出力する（ステップ
２０１）。

画像メモリ１０４内の画像はマスタプロセッサ１０２の
指示により、所定の画素数毎にＤＭＡコントローラ１０
５によってワークメモリ１０６に転送される（ステップ
２０２）。

マスタプロセッサ１０２の指示により起動されたスレー
ブプロセッサ１０７は、ローカルバス１０８を介してワ
ークメモリ１０６内の画信号に本発明の画像処理を行な
う（ステップ２０３）。

スレーブプロセッサ１０７による処理の終了後（ステッ
プ２０４　）　、ワークメモリ１０６内の処理画像はＤ
ＭＡコントローラ１０５によってシステムバス１０３を
介して再び画像メモリ１０４に転送される（ステップ２
０５）。前記ステップ２０２〜２０５の処理は１画像分
、実行される（ステップ２０６）。

処理画像はマスタプロセッサ１０２の指示により、画像
メモリ１０４からシステムバス１０３を介して記録装置
１０９に送出され、ここで記録され、ハードコピー化さ
れる（ステップ２０７）。記録装置１０９は例えば、レ
ーザービームプリンタやＬＥＤプリンタのようなドツト
式のプリンタである。

第３図は本発明の画像処理方式をプロセッサ（マイクロ
プロセツサ又はディジタルシグナルプロセッサ）で処理
する場合の処理手順を示すもので、第１図におけるスレ
ーブプロセッサ１０１の動作の流れを示す。

なお、以下に述べる実施例において、入力画像は画素密
度する画素／ｉｗで読取ったものとし、また、主走査と
は画像の左から右への走査のことをいい、０１走査とは
画像の上から下への走査のことをいい、さらに、画像の
各行の最も左に位置する画素の左側、および最も右側に
位置する画素の右側にはそれぞれ仮想的に白の画素が一
画素ずつあるものとする。

以下、処理手順について詳述する。

第４図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は、それぞれ文
字。

写真、網点写真の画信号の特徴を示した図である。

第４図（Ｃ）より網点写真の画信号レベルは網点周期に
相当する間隔て極大値、極小値を呈する。本発明はこの
画信号の変化する位置を検出し、処理を行なうものであ
る。

まず、網点写真を前述したする画素／ｍで読取って得ら
れる画信号の一例を第５図（ａ）に示す。

第５図（ａ）において、横軸は主走査方向の画素位置で
あり、縦軸は各画素毎の画信号レベルをプロットしたも
のである。

第５図（ａ）からも明らかなように、網点写真では網点
周期に相当する間隔Ｔで極大値５０１が現われる。しか
しながら、入力画信号中には網点周期によらないノイズ
に起因する極大値５０２も含まれている。この入力画信
号から網点領域と網点周期を良好に再現するため、まず
、画信号からこのノイズを除去する平滑化処理を行なう
（ステップ３０１）。

この平滑化処理は次のような公知の方法により行なうこ
とができる。例えば、Ｃ（ｉ）をｉ番目の画素の画素１
１１度とした場合、平滑化処理後の画信号レベルＣ−（
ｉ）は下記の（２）式により求められる。

Ｃ−（ｉ）　＝Ｃ（ｉ）　／２ ＋　　（Ｃ（ｉ＋１）　　十　〇（ｉ−１）　　）／４
・・・・・・（２） この平滑化処理を行なう空間フィルタの特性は、第６図
に示すようにへ周波域を減資させる特性を有する。平滑
化処理を行なった画像においては、第５図（ｂ）に示す
ように網点周期により生ずる極大値５０１はそのまま維
持され、ノイズに起因する極大値５０２は除去される。

次に平滑化された画信号から、画信号のレベルの変化す
る位置を求める。ここでは−例として、極大値を呈する
画素位置を用いる方法について述べる。

まず、画信号の濁度の増減を順次調べ、上昇から下降に
変化する点を極大点とする。いいかえると、注目画素の
画信号レベルＣ−（ｉ）と、注目画素から主走査方向に
一つ進んだ画素の画信号レベルＣ−（ｉ＋１）とから差
分Ｄ　（ｉ）を下記（３）式より求め（ステップ３０２
）、 Ｄ（ｉ）　＝Ｃ”　（ｉ＋１）　−Ｃ−（ｉ）　　　　
・・・・・・（３）この差分の符号が正から負に変わる
（極小値の場合は、負から正に変わる）画素位置を、極
大値を呈する画素位置く画信号の変化する位置）とする
（ステップ３０３）。

第７図は画素単位に画信号レベルとその主走査方向の位
置との関係を示すもので、該第７図中、画素７０１　、
７０２　、７０３　、７０７が極大点である。

この時、画信号が吊子化されているため、上昇、下降以
外に等値、即ち差分が零という状態がかなり頻繁に発生
する。このような場合には、等値の前後で差分Ｄ　（ｉ
）の符号が正から負に変化する場合のみ、その等値の中
央を極大点としく第７図における画素７０５　）　、差
分の前後で符号の変化の無い場合は極点としない（第７
図における画素７０６　）。

また、画像の明部、暗部、背頚の白地等の部分では画信
号の増減がなく、変化点の間隔が長くなる場合がある。

このような場合、次のステップでの平均濃度の差（平均
濃度差）の＠専が充分に行えなくなるので、直前の極大
点との間隔が予め設定した閾値ＴＨ１となった時に、擬
似的に極大点を挿入する（第７図における画素７０４）
。

また、各行の最も左側の画素と、最ら右側の画素の一つ
右側の画素とは、予め極大点の画素と設定しておくもの
とする。

次に、注目している極大点の画素位置と、主走査方向を
右方向に進んだ際、次に現われる極大点の画素位置との
間を区間とし、この区間の長さ（以下、区間長と称す。

）ｊ（ｉ）を求める（ステップ３０４）。

区間長！（ｉ）が前記間ＩＴＨ１に対して、下記（４）
式を満さない場合は第２の符号を区間内の各画素に付与
する（ステップ３０５　、３１２　）。

７（ｉ）＜ＴＨｌ　　　　　　　　　　　・・・・・・
（４）前記（４）式を満す場合には、現在の区間の区間
長Ｊ　（ｉ）とその１つ前の区間の区間長Ｊ（ｉ〜１）
との間で、下記（５）式により区間長の差の絶対値Ｊｊ
（ｉ）を求める（ステップ３０６）。

ＡＩ（ｉ）　＝　ｌ　Ｉ（ｉ）　−ｚ（ｉ−１）　　ｌ
　　　・・・・・・（５）前記区間長の差の絶対値Δ１
（ｉ）が予め設定した閾値ＴＨ２に対して、下記（６）
式を満さない場合は第２の符号を区間内の各画素に付与
する（ステップ３０７　、３１２　）。

Δ１（ｉ）≦ＴＨ２・・・・・・（６）前記（６）式を
満す場合には、区間の平均濃度Ａ（ｉ）を下記（７）式
から求める（ステップ３０８）。

次に前記区間の平均濃度Ａ（ｉ）とその直前の区間の平
均′ｍ度Ａ　（ｉ−１）との差（平均濃度差）の絶対値
、！１Ａ（ｉ）を下記（８）式より求める（ステップ３
０９　）　ａ ７１１Ａ（ｉ）　＝　ｌ　Ａ（ｉ）　−Ａ（ｉ−１）　
　ｌ　　　・・・・・・（８）前記平均８１度差ＩＵＡ
（ｉ）が予め設定した閾値ＴＨ３に対して下記（９）式
を満さない場合には、第２の符号を区間の各画素に付与
する（ステップ３１０　、３１２　）。

、ｄＡ（ｉ）＜ＴＨ３・・・・・・（９）前記（９）式
を満す場合には、区間内の各画素に第１の符号を付与す
る（ステップ３１１）。

前記ステップ３０１〜３１１又は３１２までの処理が主
走査方向１ライン分終了したら、予め設定した副走査方
向の処理単位ｎ行に対する処理が全て終了したか否かを
判定する（ステップ３１３）。この際、終了していなけ
れば、ＤＩ走査方向において、１行下に移動して前記処
理を繰返す。

一方、終了していれば、例えば第ｎ行目の処理区間の間
［（＋）を基準として、第１行目から第ｎ行目に頁るブ
ロック内において、第１の符号の付与された画素数Ｓ　
（ｉ）を、各区間毎に計数する（ステップ３１４〉。

計数した画素数Ｓ　（ｉ）と、前記ブロック内の画素数
の所定の割合から求めた閾値ＴＨ４（ブロック内の画素
数は入力画像によって区間長！（ｉ）が変わるため、固
定ではない。）との間で、下記（１０）式を満さない場
合は、入力画像をそのままディザ処理しくステップ３１
５　、３１７　）　、（１０）式を満す場合は、ブロッ
ク内の画素を平均値でおきかえた後（ステップ３する　
）　、ディザ処理する（ステップ３１７）。

５（ｉ）＞ＴＨ４・・・・・・（１０）前記処理が終了
すると、マスタプロセッサ１０２に対してｎ行分の処理
が終了したことを知らせる。

ここで、ステップ３０５の判定は検出する網点周期の上
限を判定し、閾値ＴＨ１はその周期の上限を示す。また
、ステップ３０７の判定は入力画像の周期性の判定を行
なう。さらにステップ３１０の判定はエツジの検出の判
定を行なっている。

前記各ｇＡ値Ｔ　Ｈ１〜ＴＨ４は、入力画像を画素密度
する画素／履で読取り、８ビット／画素でｍ子化し、６
５線程度の網点まで検出して平滑化処理しようとした場
合、以下のように設定することにより、良好な再現画像
が得られた。

ＴＨ１＝１０画素 ＴＨ２＝１画素 ＴＨ３＝２０ ＴＨ４−５０％ ここで、網点領域と判定されたブロックを平滑化する処
理は、前記入力画信号によって変わる区間長１（ｉ）に
より形成されるｊ（ｉ）ｘｎのブロックを平均化する他
に、周期Ｔ（＝ｊ（ｉ））を減衰させるようなディジタ
ルフィルタによっても可能である。

また、本実施例では画信号の変化する位置を極大点とし
たが、これは極小点でも良く、まｌζ、極大点および極
小点の両方を用いることも可能である。さらに画信号の
読取り画素密度、吊子化数についても、実施例に示した
ものに限定されないことはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、入力画像の周期を
画信号のレベルの変化する位置の間隔から検出し、隣接
する区間の平均濃度の差よりエツジを検出するとともに
、副走査方向のｎ行の領域における周期から総合的に判
定を行なうようになしたため、従来の自己相関を用いて
周期を検出する場合より演算量を減らすことができ、ま
た、入力画像中の周期に応じて長さの変わる区間で平均
濃度の差をとり、これからエツジ部を検出するようにな
したため、従来の固定ブロックにおける平均濃度の差を
とる場合に比べて、エツジ部を正確に検出でき、該エツ
ジ部の有無や前記検出した周期に応じて入力画像の網点
周期を除去する平滑化の特性を適応的に変えることによ
り、エツジ部のぼけ等による画像の劣化を低減し、且つ
モアレの発生を低減した２値画像を得ることができる等
の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像処理方式の一実施例を示す構成図
、第２図はマスタプロセッサの動作の流れ図、第３図は
スレーブプロセッサの動作の流れ図、第４図（ａ）（ｂ
）（ｃ）は各種の画像における画信号の特徴を示す図、
第５図（ａ）（ｂ）はディジタル化した画信号の一例を
示す図、第６図は平滑化処理を行なうフィルタの特性図
、第７図は画信号の変化する位置の検出のようすを示す
図である。 １０１・・・読取装置、１０２・・・マスタプロセッサ
、１０３・・・システムバス、１０４・・・画像メモリ
、１０５・・・ＤＭＡコントローラ、１０６・・・ワー
クメモリ、１０１・・・スレーブプロセッサ、１０８・
・・ローカルバス、１０９・・・記録装置。 特許出願人　沖電気工業株式会社 代理人弁理士　古　■１　精　孝 第１図 第２図 ｔｆｆｌｌ　ａ　ＬｌｌｌＩ　Ｑ　−（＜（ａ） （ｂ） ディジタル化した画信号の一例を示す口笛５図 ２．０　　　４．０　　８．０　　　８．０周波数　（
本／ｍｍ） 平滑化処理を行なうフィルタの特牲図 第６図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）中間調を含む入力画像をディジタル化し、さらに
   ２値画像化する画像処理方式において、入力画像をディ
   ジタル化した画信号から該画信号のレベルが変化する位
   置（変化点）を検出する手段と、 隣接する前記画信号の変化点同士の問（区間）の長さ（
   区間長）を演算する手段と、 隣接する前記区間の区間長の差の絶対値を演算する手段
   と、 前記区間の画信号の濃度の平均値（平均濃度）を演算す
   る手段と、 隣接する区間の平均濃度の差の絶対値を演算する手段と
   、 前記区間長が第１の所定の範囲にあり前記区間長の差の
   絶対値が第２の所定の範囲にあり且つ前記平均濃度の差
   の絶対値が第３の所定の範囲にあれば、その区間内の各
   画素に第１の符号を付与し、前記区間長が第１の所定の
   範囲にないか又は前記区間長の差の絶対値が第２の所定
   の範囲にないか又は前記平均濃度の差の絶対値が第３の
   所定の範囲になければ、その区間内の各画素に第２の符
   号を付与する手段と、 前記区間の連続したｎ行分（ｎは１以上の整数）の領域
   内に前記第１の符号を付与された画素が所定数以上あれ
   ば区間長から求めた周波数を平滑化処理した後、ディザ
   法で２値化し、前記区間の連続したｎ行分の領域内に第
   １の符号を付与された画素が所定数以上なければディザ
   法で２値化する手段とを備えた ことを特徴とする画像処理方式。
2. （２）平滑化処理として、区間の連続したｎ行分の領域
   の平均をとることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の画像処理方式。
3. （３）平滑化処理として、区間長から求めた周波数を減
   衰させるディジタルフィルタを用いたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の画像処理方式。
4. （４）画信号のレベルの変化する位置を検出する手段と
   して、ｍ値（ｍは２以上の整数）のレベルを有する画信
   号の差分の符号の変化する位置を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３項いずれか１項記載
   の画像処理方式。
5. （５）画信号のレベルの変化する位置を検出する手段と
   して、下記（イ）〜（ハ）の条件を各々満す位置を検出
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
   いずれか１項記載の画像処理方式。 （イ）画信号の差分の符号の変化する位置。 （ロ）画信号の差分の零が複数連続し、その前後で差分
   の符号の変化があった時の該 複数連続した画素の中央の位置。 （ハ）画信号の変化した画素位置から所定の長さとなっ
   た画素位置。
6. （６）画信号のレベルの変化する位置を検出する前に、
   入力画像に含まれる微小な画素ノイズを除去したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項いずれか１
   項記載の画像処理方式。