KR100400012B1

KR100400012B1 - Apparatus and method for converting image with high speed and high resolution

Info

Publication number: KR100400012B1
Application number: KR10-2001-0067147A
Authority: KR
Inventors: 김석호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2001-10-30
Publication date: 2003-09-29
Also published as: KR20030035189A

Abstract

고속 및 고 해상도의 이미지 변환 장치 및 방법이 개시된다. 다치 이미지를 이치 이미지로 변환하는 이 장치는, 다치 이미지에 존재하는 화소의 입력 휘도값과 오차가 제거된 결과를 가산하는 가산부와, 임계값과 가산부에서 가산된 결과를 비교하고, 비교된 결과를 이치 이미지에 존재하는 화소의 출력 휘도값으로서 출력하는 비교부와, 가산부에서 가산된 결과로부터 비교된 결과를 감산하는 감산부와, 감산부에서 감산된 결과의 오차를 제거하고, 오차를 제거한 결과를 가산부로 출력하는 오차 필터와, 입력 휘도값에 응답하여 어드레스를 발생하는 어드레스 발생부 및 입력 휘도값이 가질 수 있는 휘도값들을 소정값으로 제산하고, 제산된 결과들을 임계값들로서 저장하고, 저장한 임계값들중 하나를 어드레스에 응답하여 비교부로 출력하는 룩 업 테이블을 구비하는 것을 특징으로 한다. 그러므로,Disclosed are a high speed and high resolution image conversion apparatus and method. The apparatus for converting a multivalued image into a binary image includes an adder that adds an input luminance value of a pixel present in the multivalued image and a result of removing an error, and compares the result that is added by the threshold value and the adder. A comparator for outputting the result as an output luminance value of the pixels present in the binary image, a subtractor for subtracting the compared result from the result added in the adder, and an error in the subtracted result An error filter for outputting the removed result to the adder, an address generator for generating an address in response to the input luminance value, and luminance values which the input luminance value may have are divided by a predetermined value, and the divided results are stored as threshold values. And a look-up table for outputting one of the stored thresholds to the comparator in response to the address. therefore,

Description

Apparatus and method for converting image with high speed and high resolution}

본 발명은 디지탈 카피어(digital copier), 잉크 젯 프린터(inkjet printer) 또는 레이져 프린터 등과 같이, 다치 이미지(image)를 이치 이미지로 표현하는 이미지 변환에 관한 것으로서, 특히 이미지 변환에서 사용되는 하프 톤 방식에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to image conversion for representing multivalued images as binary images, such as digital copiers, inkjet printers, or laser printers. It is about.

종래의 하프 톤 방식은 디더링(dithering) 방식과 오차 확산 방식으로 대별된다. 오차 확산 방식은 디더링 방식보다 우수한 품질의 이미지를 제공하지만 보다 복잡한 연산을 요구한다. 그러므로, 빠른 연산을 지원해야 하는 시스템에서, 오차 확산 방식은 적용되기 어려운 문제점을 갖는다. 그러나, 최근에 개인용 컴퓨터의 비약적인 성능 향상과 고속 중앙 처리 장치의 등장으로 오차 확산 방식의 도입이 보다 활발히 전개되고 있다.Conventional halftone schemes are roughly divided into dithering schemes and error diffusion schemes. Error diffusion provides better quality images than dithering but requires more complex computations. Therefore, in systems that must support fast computations, the error diffusion scheme has a problem that is difficult to apply. However, recently, the introduction of the error diffusion method has been more actively developed due to the rapid performance improvement of personal computers and the appearance of a high speed central processing unit.

오차 확산 방식은 1975년 'R.W. Floyd'와 'L. Steinberg'에 의해 "Adaptive Algorithm for Spatial Gray-Scale"라는 제목으로 SID International Symposium Digital Technology에 출간된 논문집의 페이지 36-37쪽에 개시되어 있다. 개시된 오차 확산 방식은 순차 디더링 방식 같은 하프 톤 방식에 비하여 뛰어난 화질을 제공한다. 그러나, 오차 확산 방식은 많은 연산을 요구하므로 느린 처리 속도를 갖는다. 예컨데, 개시된 오차 확산 방식은 1973년도에 'B.E. Bayer'에 의해 "An Optimum Method for Two Level Rendition of Continuous-tone Pictures"라는 제목으로 Proc. IEEE. Conf.on Comm., Conf. Rec.에 출간된 논문의 페이지 26-11 ∼ 26-15에 개시된 순차 디더링 방식보다 개선된 방식이다. 그러나, 오차 확산 방식은 중간 계조에서 원하지 않는 방향성 격자를 발생하고 하이라이트(highlight) 영역에서 지렁이 모양의 무늬가 발견되는 웜(worm) 현상 등을 발생한다.The error diffusion method was 1975 'R.W. Floyd 'and' L. Steinberg ', pages 36-37 of a paper published in SID International Symposium Digital Technology entitled "Adaptive Algorithm for Spatial Gray-Scale". The disclosed error diffusion scheme provides superior picture quality compared to the halftone scheme such as the sequential dithering scheme. However, the error diffusion method requires a lot of computation and thus has a slow processing speed. For example, the disclosed error diffusion scheme was described in 1973 as' B.E. Bayer ', entitled "An Optimum Method for Two Level Rendition of Continuous-tone Pictures". IEEE. Conf.on Comm., Conf. This is an improvement over the sequential dithering method described on pages 26-11 to 26-15 of the paper published in Rec. However, the error diffusion method generates an directional phenomena such as an unwanted directional lattice in halftone and an earthworm pattern in the highlight region.

이를 극복하기 위해, 오차 확산 계수를 많이 이용하면 품질은 개선된다. 예컨데, 4항의 오차 확산 계수를 사용하는 초기 플로이드-스타인베르그(Floyd-Steinberg') 방식은 전술한 오차 확산 방식이 갖는 여러가지 문제점들을 보완하기 위해 보다 많은 계수를 사용한다. 그러나, 이미지 품질 향상에 대한 계속적인 요구 즉, 스캔 및 프린터의 고 해상도를 빠르게 요구하는 실정에서, 고 해상도와 고속의 데이타 처리에 부응하기 위해 오차 확산 계수를 늘릴 경우, 플로이드-스타인베르그 방식은 이미지 버퍼와 연산량을 증가시켜 실시간으로 이미지를 변환할 수 없는 문제점을 갖는다.To overcome this, the quality is improved by using a large number of error diffusion coefficients. For example, the early Floyd-Steinberg 'method using the error diffusion coefficient of 4 uses more coefficients to compensate for the various problems of the error diffusion method described above. However, in a situation where there is a continuous demand for improving image quality, that is, a high demand for scanning and a high resolution of a printer, when the error diffusion coefficient is increased to meet high resolution and high speed data processing, the Floyd-Stineberg method There is a problem that the image can not be converted in real time by increasing the image buffer and the amount of calculation.

전술한 오차 확산 방식이 갖는 제반 문제점들을 보완하기 위해, 즉, 연산량을 획기적으로 줄이면서도 이미지 품질을 오차 확산 방식과 유사하게 접근시키려는 노력의 일환으로서, 종래의 디더링 방식에 기반을 두면서 고주파 잡음의 한 종류인 블루 잡음(Blue-Noise)을 이용하여 잡음값을 임계값으로 사용하여 입력 화상을 이진화하는 블루 잡음 마스킹(masking) 디더링 방식이 개발되었다. 이러한 방식은 미국 특허 번호 US5,726,772에 "Method and Apparatus for halftone Rendering of a gray scale image using a Blue Noise Mask"라는 제목으로 개시되어 있다. 여기에 개시된 블루 잡음 마스킹 디더일 방식은 일반적인 디더링 방식과 같이 입력 화소와 임계치를 비교하는 단순한 연산만으로 이치 이미지를 생성한다. 그러므로, 오차 확산 방식에 대비하여 적은 연산량을 필요로 하지만, 잡음 생성에 관한 표준이 여전히 확립되지 않았고, 최적의 잡음을 생성하여 임계값으로서 적용한다고 하더라도, 잡음을 이용하여 하프 톤 이미지를 생성하는 이러한 방식은 오차 확산 방식에 대비하여 전반적으로 거친 느낌의 이미지를 제공하고, 문자부와 같이 흑백이 가까운 공간상에서 변하는 원고를 재현할 때 깨끗한 느낌을 제공할 수 없는 문제점을 갖는다.To solve the problems of the error diffusion method described above, that is, as part of an effort to approach the image quality similarly to the error diffusion method while drastically reducing the amount of computation, one of the high frequency noises is based on the conventional dithering method. A blue noise masking dithering scheme has been developed that uses a kind of blue-noise to binarize an input image using a noise value as a threshold. This approach is disclosed in US Pat. No. 5,726,772 entitled "Method and Apparatus for halftone Rendering of a gray scale image using a Blue Noise Mask." The blue noise masking dither method disclosed herein generates a binary image with a simple operation of comparing a threshold value with an input pixel like a general dithering method. Therefore, although a small amount of computation is required in comparison to the error diffusion scheme, even though standards for noise generation are still not established, even if an optimal noise is generated and applied as a threshold, such a noise-generating halftone image is generated. The method provides an overall rough image in contrast to the error diffusion method, and has a problem in that it cannot provide a clean feeling when reproducing a manuscript in which black and white is changed in a close space such as a character part.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 오차 확산 방식을 이용하여 다치 이미지를 이치 이미지로 고속 및 고 해상도로 변환할 수 있는 고속 및 고 해상도의 이미지 변환 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a high speed and high resolution image conversion apparatus capable of converting multi-value images into high-resolution and high resolution using an error diffusion scheme.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 오차 확산 방식을 이용하여 다치 이미지를 이치 이미지로 고속 및 고 해상도에서 변환할 수 있는 고속 및 고 해상도의 이미지 변환 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a high speed and high resolution image conversion method capable of converting a multi-value image into a binary image at high speed and high resolution using an error diffusion method.

도 1은 본 발명에 의한 고속 및 고 해상도의 이미지 변환 장치의 블럭도이다.1 is a block diagram of a high speed and high resolution image conversion apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 이미지 변환 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.FIG. 2 is a flowchart for explaining an image conversion method according to the present invention performed in the apparatus shown in FIG. 1.

도 3은 종래의 플로이드-스타인베르크 오차 확산 방식에 의거하여 구해진 이치 이미지를 나타낸다.3 shows a binary image obtained based on a conventional Floyd-Ssteinberg error diffusion scheme.

도 4는 본 발명에 의한 이미지 변환 장치 및 방법에 의해 구해진 이치 이미지를 나타낸다.4 shows a binary image obtained by the image conversion device and method according to the present invention.

도 5는 본 발명에 의한 이치 이미지 변환 장치 및 방법에 의해 구해진 레나 영상의 이치 이미지를 나타낸다.5 shows a binary image of a Lena image obtained by a binary image conversion device and method according to the present invention.

상기 과제를 이루기 위해, 다치 이미지를 이치 이미지로 변환하는 본 발명에 의한 고속 및 고 해상도의 이미지 변환 장치는, 상기 다치 이미지에 존재하는 화소의 입력 휘도값과 오차가 제거된 결과를 가산하는 가산부와, 임계값과 상기 가산부에서 가산된 결과를 비교하고, 비교된 결과를 상기 이치 이미지에 존재하는 화소의 출력 휘도값으로서 출력하는 비교부와, 상기 가산부에서 가산된 결과로부터 상기 비교된 결과를 감산하는 감산부와, 상기 감산부에서 감산된 결과의 오차를 제거하고, 상기 오차를 제거한 결과를 상기 가산부로 출력하는 오차 필터와, 상기 입력 휘도값에 응답하여 어드레스를 발생하는 어드레스 발생부 및 상기 입력 휘도값이 가질 수 있는 휘도값들을 소정값으로 제산하고, 제산된 결과들을 임계값들로서 저장하고, 저장한 상기 임계값들중 하나를 상기 어드레스에 응답하여 상기 비교부로출력하는 룩 업 테이블로 구성되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, a high-speed and high-resolution image conversion apparatus according to the present invention for converting a multi-valued image into a binary image adds an input luminance value of a pixel present in the multi-valued image and a result of removing an error. And a comparison unit for comparing a threshold value and a result added by the adder, and outputting the compared result as an output luminance value of a pixel existing in the binary image, and the result of the comparison from the result added by the adder. A subtractor for subtracting the subtractor; an error filter for removing an error of the result subtracted from the subtractor; outputting the result of removing the error to the adder; an address generator for generating an address in response to the input luminance value; Dividing the luminance values that the input luminance value may have into a predetermined value, storing the divided results as threshold values, and storing It is one of a threshold value in response to the address structure in the look-up table for output to the comparing is preferred.

상기 다른 과제를 이루기 위해, 다치 이미지를 이치 이미지로 변환하는 본 발명에 의한 고속 및 고 해상도의 이미지 변환 방법은, 상기 다치 이미지에 존재하는 화소의 입력 휘도값과 오차가 제거된 결과를 가산하는 단계와, 상기 가산된 결과가 임계값보다 큰가를 판단하는 단계와, 상기 가산된 결과가 상기 임계값보다 큰 것으로 판단되면, 상기 이치 이미지에 존재하는 화소의 출력 휘도값을 제1 레벨로서 결정하는 단계 및 상기 가산된 결과가 상기 임계값보다 크지 않은 것으로 판단되면, 상기 출력 휘도값을 상기 제1 레벨과 상보적인 제2 레벨로서 결정하는 단계로 이루어지고, 상기 오차가 제거된 결과는 상기 가산된 결과로부터 상기 출력 휘도값을 감산한 결과의 오차를 제거하여 구해지고, 상기 임계값은 상기 입력 휘도값이 가질 수 있는 휘도값들을 소정값으로 제산한 결과들중 하나에 해당하는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the high-speed and high-resolution image conversion method according to the present invention converts a multi-valued image into a binary image, adding a result of removing an input luminance value and an error of a pixel present in the multi-valued image. And determining whether the added result is greater than a threshold value, and if it is determined that the added result is greater than the threshold value, determining an output luminance value of a pixel present in the binary image as a first level. And if it is determined that the added result is not greater than the threshold value, determining the output luminance value as a second level complementary to the first level, and the result of removing the error is the added result. Is obtained by removing an error of a result of subtracting the output luminance value from the threshold value, and the threshold value is a luminance value that the input luminance value may have It is preferred to either of the result of the division by a predetermined value.

이하, 본 발명에 의한 고속 및 고 해상도의 이미지 변환 장치의 구성 및 동작과 그 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, a configuration and operation of a high speed and high resolution image conversion apparatus according to the present invention and a method thereof will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 고속 및 고 해상도의 이미지 변환 장치의 블럭도로서, 감마 보정부(10), 가산부(12), 비교부(14), 어드레스 발생부(16), 룩 업 테이블(LUT:Look Up Table)(18), 감산부(20) 및 오차 필터(22)로 구성된다.1 is a block diagram of a high speed and high resolution image conversion apparatus according to the present invention, which includes a gamma correction unit 10, an adder 12, a comparator 14, an address generator 16, and a lookup table ( LUT: Look Up Table (18), a subtractor (20) and an error filter (22).

도 2는 도 1에 도시된 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 이미지 변환 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 입력 휘도값과 오차가 제거된 결과를 가산하는 단계(제40 단계) 및 가산된 결과를 임계값과 비교한 결과에 상응하여 출력 휘도값의 레벨을 결정하는 단계(제42 ∼ 제46 단계들)로 이루어진다.FIG. 2 is a flowchart for explaining an image conversion method according to an embodiment of the present invention performed in the apparatus shown in FIG. 1, adding a result obtained by removing an input luminance value and an error (step 40) and adding the result. And determining the level of the output luminance value corresponding to the result compared with the threshold value (steps 42 to 46).

본 발명에 의한 이미지 변환 장치는, 다치 이미지를 이치 이미지로 변환하는 역할을 한다. 이를 위해, 먼저, 가산부(12)는 다치 이미지에 존재하는 화소의 휘도값(이하, 입력 휘도값이라 한다.)을 입력단자 IN을 통해 입력하고, 입력 휘도값과 오차 필터(22)로부터 입력한 오차가 제거된 결과를 가산하며, 가산된 결과를 비교부(14)로 출력한다(제40 단계). 여기서, 입력단자 IN을 통해 입력되는 입력 휘도값은 알.지.비.(RGB) 각각의 휘도 레벨일 수도 있고, 흑 또는 백의 휘도 레벨일 수도 있다.The image conversion device according to the present invention serves to convert a multi-valued image into a binary image. To this end, first, the adder 12 inputs a luminance value (hereinafter, referred to as an input luminance value) of a pixel present in the multi-valued image through the input terminal IN, and inputs it from the input luminance value and the error filter 22. The result of which one error is removed is added, and the added result is output to the comparator 14 (step 40). Here, the input luminance value input through the input terminal IN may be a luminance level of R. G. (RGB), or may be a luminance level of black or white.

본 발명에 의하면, 도 1에 도시된 이미지 변환 장치는 감마 보정부(10)를 입력단자 IN과 가산부(12) 사이에 더 마련할 수도 있다. 이 경우, 감마 보정부(10)는 입력 휘도값을 입력단자 IN을 통해 입력하고, 입력한 입력 휘도값들을 인간의 시각 특성에 적합하도록 감마 보정하며, 감마 보정한 결과를 가산부(12)로 출력한다. 이 때, 가산부(12)는 감마 보정부(10)에서 감마 보정된 결과와 오차 필터(22)로부터 입력한 오차가 제거된 결과를 가산하고, 가산된 결과를 비교부(14)로 출력한다.According to the present invention, the image conversion apparatus shown in FIG. 1 may further include a gamma correction unit 10 between the input terminal IN and the adder 12. In this case, the gamma correction unit 10 inputs the input luminance value through the input terminal IN, gamma-corrects the input luminance values so as to be suitable for human visual characteristics, and sends the gamma correction result to the adder 12. Output At this time, the adder 12 adds the result gamma corrected by the gamma corrector 10 and the result obtained by removing the error input from the error filter 22, and outputs the added result to the comparator 14. .

여기서, 오차가 제거된 결과는 가산부(12)에서 가산된 결과로부터 이치 이미지에 존재하는 화소의 휘도값(이하, 출력 휘도값이라 한다.)을 감산한 결과의 오차를 제거하여 구해진다. 이를 위해, 감산부(20) 및 오차 필터(22)가 마련된다. 즉, 감산부(20)는 가산부(12)에서 가산된 결과로부터 비교부(14)에서 비교된 결과인 출력 휘도값을 감산하고, 감산된 결과를 오차 필터(22)로 출력한다. 오차 필터(22)는 감산부(20)에서 감산된 결과의 오차를 제거하고, 오차를 제거한 결과를 가산부(12)로 출력한다. 이를 위해, 오차 필터(22)는 4항의 오차 확산 계수를 사용하는 전술한 플로이드-스타인베르그 방식으로 오차를 제거할 수 있다.Here, the result from which the error is removed is obtained by removing the error of the result of subtracting the luminance value (hereinafter referred to as output luminance value) of the pixel present in the binary image from the result added by the adder 12. To this end, a subtractor 20 and an error filter 22 are provided. That is, the subtractor 20 subtracts the output luminance value that is the result compared by the comparison unit 14 from the result added by the adder 12 and outputs the subtracted result to the error filter 22. The error filter 22 removes an error of the result subtracted by the subtractor 20, and outputs the result of removing the error to the adder 12. To this end, the error filter 22 may remove the error in the above-described Floyd-Stienberg method using the error diffusion coefficient of the fourth term.

제40 단계후에, 가산부(12)에서 가산된 결과가 임계값보다 큰가를 판단한다(제42 단계). 만일, 가산부(12)에서 가산된 결과가 임계값보다 큰 것으로 판단되면, 이치 이미지에 존재하는 화소의 출력 휘도값을 제1 레벨로서 결정한다(제44 단계). 그러나, 가산부(12)에서 가산된 결과가 임계값보다 크지 않은 것으로 판단되면, 출력 휘도값을 제1 레벨과 상보적인 제2 레벨로서 결정한다(제46 단계). 제42 ∼ 제46 단계들을 수행하기 위해, 비교부(14)는 룩 업 테이블(18)로부터 입력한 임계값과 가산부(12)에서 가산된 결과를 비교하고, 비교된 결과를 이치 이미지에 존재하는 화소의 출력 휘도값으로서 출력단자 OUT를 통해 출력한다. 여기서, 잡음 패턴 즉, 잡음값에 해당하는 임계값은 다음과 같이 구해질 수 있다.After the 40th step, it is determined whether the result added by the adder 12 is greater than the threshold (step 42). If it is determined that the result added by the adder 12 is larger than the threshold value, the output luminance value of the pixel existing in the binary image is determined as the first level (step 44). However, if it is determined that the result added by the adder 12 is not larger than the threshold value, the output luminance value is determined as a second level complementary to the first level (step 46). In order to perform the 42nd through 46th steps, the comparison unit 14 compares the threshold value input from the lookup table 18 with the result added by the adder 12, and compares the result with the binary image. The output luminance value of the pixel is output through the output terminal OUT. Here, the noise pattern, that is, the threshold value corresponding to the noise value may be obtained as follows.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 임계값은 입력단자 IN을 통해 입력되는 입력 휘도값이 가질 수 있는 휘도값들을 소정값(D)으로 제산한 결과들중 하나에 해당한다. 예를 들어, n이 다치 이미지에 존재하는 화소에 할당된 비트수라고 할 경우, 입력 휘도값이 가질 수 있는 휘도값들의 범위인 0 ∼ 2ⁿ-1를 소정수(D)로 제산하여 0 ∼ (2ⁿ-1)/D를 임계값들로서 구한다. 이 때, 소정값(D)은 0보다 크고 10이하인 양의 정수가 될 수 있으며, 바람직하게는 3이 될 수 있다. 그러므로, 이 실시예에 의할 경우, 본 발명에 의한 이미지 변환 장치 및 방법은 눈에 거슬리는 패턴이 발생하는 아티팩트(artifact) 현상과 웜 현상을 제거하면서 다치 이미지를 이치 이미지로 변환할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the threshold corresponds to one of the results of dividing the luminance values of the input luminance value input through the input terminal IN by a predetermined value (D). For example, when n is the number of bits allocated to a pixel present in the multi-valued image, 0 to 2 ⁿ −1, which is a range of luminance values that the input luminance value may have, is divided by a predetermined number D to 0 to Find (2 ⁿ −1) / D as thresholds. In this case, the predetermined value D may be a positive integer greater than 0 and less than or equal to 10, preferably 3. Therefore, according to this embodiment, the image converting apparatus and method according to the present invention can convert the multi-valued image into a binary image while eliminating artifacts and worms that cause annoying patterns.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 임계값은 입력단자 IN을 통해 입력되는 입력 휘도값이 가질 수 있는 휘도값들을 소정값(D)으로 제산된 결과들 0 ∼ (2ⁿ-1)/D에 (2ⁿ-1)/D을 가산한 결과들 (2ⁿ-1)/D ∼ 2(2ⁿ-1)/D에 해당할 수도 있다. 따라서, 입력되는 다치 이미지의 각 화소가 갖는 입력 휘도값들의 범위의 1/2 근처에 임계값이 분포될 수 있다. 이 실시예에 의할 경우, 본 발명에 의한 이미지 변환 장치 및 방법은, 아티팩트 현상, 웜 현상 및 문자부 주위의 분리 화소(isolated-dot)가 제거될 수 있고, 어두운 부분과 밝은 부분의 충실한 재현이 가능해진다.According to another exemplary embodiment of the present invention, the threshold value is obtained by dividing the luminance values that the input luminance value input through the input terminal IN may have to a predetermined value D from 0 to (2 ⁿ −1) / D. (2 ⁿ -1) / D of the addition result of the (2 ⁿ -1) / D ~ may correspond to ^{2 (2 n -1) / D} . Therefore, the threshold value may be distributed around 1/2 of the range of input luminance values of each pixel of the input multi-valued image. According to this embodiment, in the image conversion apparatus and method according to the present invention, artifacts, worms, and isolated-dots around character portions can be eliminated, and faithful reproduction of dark and bright portions This becomes possible.

예를 들어, n=8 및 D=3인 경우, 룩 업 테이블(18)에 저장되는 임계값들은 0 ∼ 85 또는 85 ∼ 170이 될 수 있다.For example, when n = 8 and D = 3, the thresholds stored in the lookup table 18 may be 0-85 or 85-170.

만일, 본 발명에 의한 이미지 변환 장치 및 방법이 600 dpi(dot per inch)급의 프린터에 적용될 경우, 임계값 즉, 잡음 패턴이 블루 잡음(Blue noise), 백색 잡음(White noise) 또는 랜덤 잡음(random noise)등 어떠한 잡음 형태를 갖는다고 하더라로, 깨끗한 이치 이미지가 구해질 수 있다.If the image conversion apparatus and method according to the present invention are applied to a printer of 600 dots per inch (dpi), the threshold value, that is, the noise pattern is Blue noise, White noise, or Random noise ( Even if it has any noise type such as random noise, a clean binary image can be obtained.

이와 같이 가공하여 구해진 임계값들은 도 1에 도시된 룩 업 테이블(18)에 미리 저장된다. 예컨데, 룩 업 테이블(18)은 임계값들을 저장하고, 저장한 임계값들중 하나를 어드레스 발생부(16)로부터 입력한 어드레스에 응답하여 비교부(14)로 출력한다. 여기서, 어드레스 발생부(16)는 입력단자 IN을 통해 입력되는 입력 휘도값에 응답하여 어드레스를 발생하고, 발생된 어드레스를 룩 업 테이블(18)로 출력한다. 즉, 어드레스 발생부(16)는 입력단자 IN을 통해 입력 휘도값이 입력될 때마다 룩 업 테이블(18)로부터 임계값이 비교부(14)로 출력되도록 어드레스를 발생한다. 이를 위해, 어드레스 발생부(16)는 카운터(미도시)로 구현될 수 있다. 카운터(미도시)는 입력단자 IN을 통해 입력 휘도값이 입력될 때마다 카운팅 동작을 수행하고, 카운팅된 결과를 어드레스로서 룩 업 테이블(18)로 출력한다.The threshold values obtained by processing in this way are stored in advance in the look-up table 18 shown in FIG. For example, the lookup table 18 stores thresholds and outputs one of the stored thresholds to the comparator 14 in response to an address input from the address generator 16. Here, the address generator 16 generates an address in response to an input luminance value input through the input terminal IN, and outputs the generated address to the lookup table 18. That is, the address generator 16 generates an address so that a threshold value is output from the lookup table 18 to the comparator 14 whenever an input luminance value is input through the input terminal IN. To this end, the address generator 16 may be implemented as a counter (not shown). A counter (not shown) performs a counting operation whenever an input luminance value is input through the input terminal IN, and outputs the counted result to the lookup table 18 as an address.

도 3은 종래의 플로이드-스타인베르크 오차 확산 방식에 의거하여 구해진 512×1024 크기의 이치 이미지를 나타낸다.FIG. 3 shows a 512 × 1024 binary image obtained on the basis of a conventional Floyd-Ssteinberg error diffusion scheme.

도 4는 본 발명에 의한 이미지 변환 장치 및 방법에 의해 구해진 512×1024 크기의 이치 이미지를 나타낸다.Figure 4 shows a 512 x 1024 size binary image obtained by the image conversion apparatus and method according to the present invention.

종래의 이미지 변환 장치는 다치의 램프(ramp) 이미지를 도 3에 도시된 바와 같이, 이치의 램프 이미지로 변환한다. 이 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 밝은 영역에서 웜 현상이 발생함을 알 수 있다. 그러나, 본 발명에 의한 이미지 변환 장치 및 방법에 의해 변환된 도 4에 도시된 이미지를 살펴보면, 밝은 영역 부분에서 웜 현상이 제거되었음을 알 수 있다.The conventional image conversion apparatus converts a multi-value ramp image into a 2-value ramp image, as shown in FIG. At this time, as shown in Figure 3, it can be seen that the worm phenomenon occurs in the bright area. However, looking at the image shown in FIG. 4 converted by the image converting apparatus and method according to the present invention, it can be seen that the worm phenomenon is removed from the bright area.

도 5는 본 발명에 의한 이치 이미지 변환 장치 및 방법에 의해 구해진 512×1024 크기의 레나[여기서, 레나(Lenna)는 여자 이름이다.] 영상의 이치 이미지를 나타낸다.Fig. 5 shows a binary image of a 512 × 1024 sized Lena (where Lenna is a female name) obtained by a binary image conversion device and method according to the present invention.

본 발명에 의한 이미지 변환 장치 및 방법은 다치의 레나 이미지를 도 5에 도시된 바와 같이 선명하게 이치의 레나 이미지로 변환하였다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 변환된 이치 이미지는 매우 깨끗하고 선명함을 알 수 있다.The image converting apparatus and method according to the present invention converts the multi-valued lena image to the high-resolution lena image as shown in FIG. 5. As shown in FIG. 5, it can be seen that the converted binary image according to the present invention is very clean and sharp.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 고속 및 고 해상도의 이미지 변환 장치 및 방법은 고정된 임계값을 사용하는 대신에 잡음값을 가공한 결과를 임계값으로서 사용하면서 오차 확산 방식으로 다치 이미지를 이치 이미지로 변환하기 때문에, 아티팩트 현상을 제거하고 웜 현상을 개선시키며 문자부의 분리 화소를 제거하고 이미지의 밝은 부분과 어두운 부분을 깨끗하게 재현하면서, 보다 적은 연산으로 고속 및 고 해상도의 이치 이미지를 제공할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the high-speed and high-resolution image conversion apparatus and method according to the present invention use a result of processing a noise value as a threshold value instead of using a fixed threshold value, and converts the multi-valued image in an error diffusion method. By converting to an image, you can eliminate artifacts, improve worms, remove discrete pixels in characters, and reproduce bright and dark parts of the image cleanly, providing high-speed and high resolution binary images with fewer operations. Has the effect.

Claims

In the image conversion device for converting multi-valued images into binary images,

An adder configured to add an input luminance value of the pixel existing in the multi-valued image and a result of removing an error;

A comparison unit for comparing a threshold value and a result added by the adder and outputting the compared result as an output luminance value of a pixel present in the binary image;

A subtraction unit for subtracting the compared result from the result added in the adding unit;

An error filter which removes an error of the result subtracted by the subtractor and outputs the result of removing the error to the adder;

An address generator which generates an address in response to the input luminance value; And

A look-up table that divides the luminance values that the input luminance value may have into a predetermined value, stores the divided results as threshold values, and outputs one of the stored threshold values to the comparison unit in response to the address; High speed and high resolution image conversion apparatus characterized in that it comprises.

The high speed and high resolution image conversion apparatus according to claim 1, wherein the predetermined value is a positive integer greater than 0 and less than or equal to 10.

The high speed and high resolution image conversion apparatus according to claim 1, wherein the predetermined value is three.

The method of claim 1, wherein the thresholds are

A result of adding (2 ⁿ -1) / D (where n corresponds to the number of bits allocated to the pixel present in the multi-valued image and D corresponds to the predetermined value) to the divided results. Fast and high resolution image conversion apparatus, characterized in that.

The method of claim 1, wherein the error filter

A high speed and high resolution image conversion device, characterized in that the error is eliminated in a Floyd-Steinberg method.

The apparatus of claim 1, wherein the image conversion device is

And a gamma correction unit configured to gamma correct the input luminance values so as to be suitable for human visual characteristics, and output the gamma correction result to the adder.

And the adder adds the gamma corrected result and the result from which the error is removed.

In the image conversion method for converting a multi-valued image to a binary image,

Adding a result of removing an error and an input luminance value of a pixel present in the multi-valued image;

Determining whether the added result is greater than a threshold;

If it is determined that the added result is larger than the threshold value, determining an output luminance value of a pixel present in the binary image as a first level; And

If it is determined that the added result is not greater than the threshold, determining the output luminance value as a second level complementary to the first level,

The result of removing the error is obtained by removing an error of a result of subtracting the output luminance value from the added result, and the threshold is a result of dividing the luminance values that the input luminance value may have by a predetermined value. A high speed and high resolution image conversion method, characterized by one of the following.

8. The method of claim 7, wherein the threshold is

As a result of adding (2 ⁿ -1) / D (where n corresponds to the number of bits allocated to the pixel present in the multi-valued image and D corresponds to the predetermined value) to the divided results. Fast and high resolution image conversion method characterized in that one of the.