JPH02107064A - 画像信号処理装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は階調画像を数レベル程度の記録系で多値再生す
る機能を備えた画像信号処理装置に関するものである。

従来の技術 近年、日常業務におけるＯＡやファクシミリの発展と伴
に、従来の文字や線画に代表される白／黒２値の画像の
ほかに階調画像のより忠実な再現の要望が強まっている
。特に、数階調程度のプリンタに対する擬似中間調再現
の要望がされている。

従来よく知られている方法に多値組織デイザ法がある（
小野能、多値デイザ法による中間調信号表示、テレビジ
ョン学会全国大会、１９７８年）。

第４図（ａ）は、０．１／２．１が記録できる３値化の
組織デイザ法の例である。同図において、４０１は入力
信号の端子、４０２は後述する比較器の出力端子、４０
３Ａ、　　Ｂは入力信号の端子４０１から入力される画
像信号と後述する閾値マトリックス４０４の閾値信号と
を比較して出力する比較器、４０４は比較器４０３に閾
値信号を与える閾値マトリクス、４０５はタイミング信
号入力端子である。同図（ｂ）は３値化の４×４閾値マ
トリノクメの構成を示す。

動作原理は、一画素を２分割して１／２以下の濃度は０
か１／２で、１／２以上の濃度は１で記録する。従って
０〜１／２の間に分布する閾値マトリックスＡｌｊと１
／２〜１の間に分布する閾値マトリックスＢｌｊ　を用
意し、注目画素の濃度１１ｊを比較することにより記録
レベルＰＩｊが定まる。

即ち、 １ｉｊ＜Ａｉｊ　　　　　→　ｐｉｊ＝０Ａｉｊ＜　Ｉ
　ｉｊ＜　Ｂｉｊ　　−”　　Ｐｉｊ　＝　１　／　２
Ｂｌｊ＜Ｉｉｊ　　　　　−＋　　Ｐｉｊ＝ｔと表すこ
とができる。

以下余白 一般に、記録できるレベル数りはマ）　ＩＪノックスイ
ズをｎｘｎ、多値化のレベル数をｍとすると、Ｌ＝　（
ｍ−１）ｘ　ｎ”＋１で表される。４×４の３値化の場
合はＬ＝　（３−１）Ｘ４　＋１＝３３レベル表すこと
ができる。同サイズのマトリックスで４値は４９．５値
は６５．６値は６７レベルを表すことができる。さらに
マトリックスサイズを８×８とすると、４値では１９３
レベルを表現できる。

発明が解決しようとする課題 さて、上記多値組織デイザ法は小さなマトリックスサイ
ズでも１画素を複数に分解することによって多くの階調
レベル数を表現できるが、更に高階調性を得ようとする
とマトリックスサイズな犬きくする必要がある。高分解
能を得るためにはマトリックスサイズを小さくしなけれ
ばならないという矛盾があるため、階調特性と高分解能
特性の両立に限界があり問題であった。

本発明は、上記課題を解消する白／黒２値による擬似中
間調処理法はすでに特願昭５９−１５４３９７号に記載
されているが、さらに滑らかな再生画像を得るために、
数階調程度の記録系に擬似階調再現できる画像信号処理
装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は、（１）原画像における各画素の再配分画像信
号レベルを記憶する再配分用記憶手段の所定位置におけ
るＭ個の画像信号レベルの和Ｓｍと多値化補正量Ｅａの
和Ｓを求め、次にあらかじめ多値レベルに設定した総和
範囲ごとの所定の画信号レベルＣｎの配分数Ｎと残差Ａ
＆求める配分値演算手段と、（２）原画像における各画
素の画像信号レベルを記憶する順位付用記憶手段の前記
所定位置と対応した画素の一部に近傍補正量Ｅｂを加え
たＭ個の画素の画像信号レベルの値により、画素順位を
決定する順位決定手段と、（３）前記画素順位により前
記配分数Ｎの前記所定の画像信号レベルＣｎと前記残差
ＡとＯとを前記再配分用記憶手段の所定位置のＭ個の画
素に割り当てる再配分手段と、（４）前記割り当てた画
素のうち再配分法画素の画像信号レベルと前記再配分法
画素の多値化画像信号レベルから前記多値化補正量Ｅａ
ｋ演算し、更新する多値化補正手段と、（５）順位付補
正量Ｅｃを記憶する補正記憶手段の前記所定位置と対応
する画素の近傍の順位付補正量Ｅｃから前記近傍補正量
Ｅｌｌ演算し前記順位決定手段に与え、さらに前記順位
付補正量ＥＣと前記順位付用記憶手段の画素の一部の画
像信号レベルと前記多値化画像て再生画像の黒画素配置
を決定することにより、多階調再現と高分解能な両立し
て擬似階調再現することのできるものである。

実施例 第１図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
ブロック図を示すものである。本実施例では前記発明の
構成（１）、（２）、（３）におけるＭ個を４個とし、
構成（５）における近傍の順位付補正量Ｅｃは４個とす
る説明にしている。説明の都合上、各画素には次のよう
な記号を付与している。

構成（１）、（３）の４個の画素はＲＯＯ、Ｒｏｓ　、
　ＲＩＯ。

Ｒ，、トｔ、、構成（２）ノ４個ノ画素はｏＯ・、Ｏ＠
１．０１６Ｃｈｚとし、構成（５）の近傍の順位付補正
量Ｅｃの記憶位置はＥｃｓ、ＥＣ＊　ｓ　Ｅ　Ｃｓ、Ｅ
　Ｃ４とし、新たな順位付補正量Ｅｃの記憶位置はＥ　
Ｃｓとする。各画素の画像空間上の対応位置はＲＯＯと
ＯｏｏとＥ　ｃ　ａが同じ位置に対応する。

前記各記号グループを走査窓と定義し、Ｒａｎ、Ｒｏｘ
、Ｒ’ｌｌｌ　、　Ｒ１１を走査窓Ｗｒとし、Ｑａｏ　
、　Ｑｏｔ、Ｏｓｏ、Ｑｔｔを走査窓ＷＯとし、Ｅ　ｃ
　ｓ、ＥＣ＊５ＥＣｓＥ　Ｃａ、Ｅ　ｃ　ａを走査窓Ｗ
ｅとする。第１図において各走査窓はそれぞれの対応す
る記憶手段上ケ原画像の主走査とともに右方向へ移動し
ていくものとする。

第１図において、１は原画像を走査し画像信号レベルを
出力する原画像走査手段、２は原画像走査手段１の出力
信号である原画像の画像信号レベルと後述する再配分手
段の出力信号である再配分用画像信号レベルとを入力と
して記憶し、走査窓Ｗｒの４個の画素Ｒ＠＠、　Ｒｏｔ
、Ｒｔａｗ　Ｒ１１の画像信号レベルを出力とする再配
分用記憶手段、３は再配分用記憶手段２の出力信号でお
る走査窓Ｗｒの４個の画素Ｒｏｅ、　Ｒｏｌ、ＲＩＧ、
　Ｒ１１の画像信号レベルと後述する多値化補正手段の
出力信号である多値化補正量Ｅａとを入力として加算し
た和Ｓを求め、あらかじめ多値レベルに設定した総和範
囲ごとの配分数Ｎと残差Ａを出力する配分値演算手段、
４は走査手段１の出力信号である原画像の画像信号レベ
ルを入力として記憶１．走査窓Ｗｏの４個の画素０６＋
１、Ｏａｔ、０１ｏ、　Ｑ−＋ｘの画像信号レベルを出
力とする順位付用記憶手段、５は順位付用記憶手段４の
出力信号である走査窓Ｗ、の４個の画素０６１１、Ｏｏ
ｘ、Ｑｍａ、　Ｏｓｓの画像信号レベルと後述する順位
付補正手段の出力である近傍補正量Ｅｂを入力とし、４
個の画素の画像信号レベルの比較により画素順位を決定
しそれを出力とする。順位決定手段、６は配分値演算手
段３の出力信号である配分数Ｎと残差Ａと順位決定手段
５の出力信号である画素順位とを入力として画素順位に
応じてＮ個の数のあらかじめ設定した多値レベルの画像
信号レベルの最大値Ｃｎと残差ＡとＯとの配分を決定し
その再配分用画像信号レベルを出力とする再配分手段、
７は再配分用記憶手段２の出力信号である再配分法画素
Ｒ，・の画像信号レベルを入力とし数種の固定閾値によ
り多値化処理し多値化画像信号レベルとして出力すると
共に入力画像信号レベルと多値化画像信号レベルとの差
分を多値化補正量Ｅａとして出力する多値化補正手段、
８は順位付用記憶手段４の出力信号である走査窓Ｗｏの
画素Ｏ・・の画像信号レベルと多値化補正手段７の出力
信号である多値化画像信号レベルと後述する補正量記憶
手段の出力信号である順位付補正量Ｅｃとを入力とし後
述する演算により近傍補正量Ｅｂと新たな順位付補正量
ＥＣとを出力とする順位付補正手段、９は既に記憶しで
ある順位付補正量Ｅｃを出力とし順位付補正手段８の出
力信号である新たな順位付補正量Ｅｃ　ｋ記憶する補正
量記憶手段、１０は多値化補正手段７の出力信号である
多値化画像信号レベルを入力として多値画像を記録また
は表示する画像記録・表示手段である。

第２図は本実施例の具体的な回路図で第１図で示す画像
信号処理装置のブロック図の構成の主要部である再配分
用記憶手段２〜補正量記憶手段９ヲマイクロコンピュー
タで実現したものである。

第２図において、１１は原画像走査手段１の出力信号で
ある原画像の画像信号レベルを入力する入力端子である
。インプットポー目２はゲートより構成されており、Ｃ
ＰＵ１３より信号線１４を介して与えられる選択信号に
より入力端子１１かもの画像信号レベルをＣＰＵ１３へ
出力する。ＲＯＭ１５にはＣＰＵ１３を制御するプログ
ラムが書込まれており、ＣＰＵ１３はこのプログラムに
従ってインプットポート１２より必要とされる外部デー
タを取込んだり、あるいはＲＡＭ１６との間でデータの
授受を行なったりしながら演算処理し、必要に応じて処
理したデータをアウトプットポート１７へ出力する。ア
ウトプットポート」７はラッチ回路より構成されており
、信号線１８を介してアウトプットポート１７へ与えら
れるＣＰＵ１３からの出力ポート指定信号を受けて、そ
のポートにデータを一時記憶する。１９はアウトプット
ボート１７に一時記憶されているデータを多値化した画
像信号レベルとして画像信号記録・表示手段１０へ出力
する出力端子である。

なお、ＣＰＵ１３、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６は周知のマ
イクロコンビエータにより構成することができる。

ＲＯＭ１５に書込まれているプログラムをフローチャー
トで示すと第３図のようになる。以下第３図に従って第
１図に示した画像信号処理装置の動作を説明する。

プログラムがスタートすると、まず再配分用記憶手段２
、順位付用記憶手段４、補正量記憶手段９の内容と２値
化補正手段７の多値化補正量Ｅａを０クリヤし初期設定
を行う（ステップ１）。次に原画像信号を再配分用記憶
手段２の走査窓Ｗｒの画素Ｒｕｓと順位付用記憶手段４
の走査窓Ｗｏの画素Ｑｓｔに読込む（ステップ２）。次
に再配分用記憶手段２の走査窓Ｗｒ内の４個の画素Ｒ，
・、Ｒｏｌ、Ｒ２Ｏ，Ｒｓｔの画像信号レベル加算値Ｓ
ｍと多値化補正量Ｅａとの和Ｓ　（＝Ｓｍ＋Ｅａ）を演
算し、前記Ｓの多値レベルに設定した総和の範囲を判定
した後、総和Ｓ　＝　Ｃｎ　Ｘ　Ｎ　＋Ａとなる多値レ
ベルに設定した画像信号レベルの最大値Ｃｎの配分数Ｎ
と残差Ａを演算する（ステップ３）。次に補正量記憶手
段９の走査窓Ｗｅ内の順位付補正量記憶位置Ｅ　Ｃ１、
ＥＣｔ、ＥＣ’ｓ　ＥＣｓの・１個の順位付補正量Ｅｃ
の平均値ＥＣａと係数Ｋａから近傍補正量Ｅｂ（＝Ｋａ
ｘＥｃａ）を演算する（ステップ４）。次に順位付用記
憶手段４の走査窓Ｗｏの画素Ｏ・・の画像信号レベルに
近傍補正量Ｅｂｆ！：加算した後、４個の画素０１１＠
　、　Ｑｏｘ、Ｏｘｏ　、　Ｑｔｔの画像信号レベルを
それぞれ比較し大きい順に画素順位を決定する（ステッ
プ５）。次にステップ５で求めた画素順位に従って、ス
テップ３で求めたＮ個の数の多値レベルに設定した画像
信号レベルの最大値Ｃｎと残差Ａと０とを再配分用記憶
手段２の走査窓Ｗｒの４個の画素ＲＯ６、Ｒ＋１１、Ｒ
１１ｌ、Ｒ１１の画像信号レベルとする（ステップ６）
。次に再配分用記憶手段２の再配分済画素Ｒ，・の画像
信号レベルと前記再配分済画素Ｒｏｏの多値化した画像
信号レベルとの差分な次回のステップ３における多値化
補正量Ｅａとする（ステップ７）。次にステップ４にお
ける平均値ＥＣａと係数Ｋｂ＆乗算した値に走査窓Ｗｏ
内の画素０６Ｇの画像信号レベルを加算し、その値とス
テップ７における多値化画像信号レベルとの差分な新た
な順位付補正量Ｅｃとし走査窓Ｗｅ内の画素Ｅ　Ｃａに
記憶する（ステップ８）。次にステップ７で２値化した
画像信号レベルを画像記録・表示手段１０へ出力する（
ステップ９）。次にすべての原画像信号レベルに対して
主走査方向および副走査方向の処理終了判定をしくステ
ップ１０）、未終了であれば走査窓の移動を行い（ステ
ップ１１）ステップ２より繰り返す。

もし終了であれば全原画像信号に対して処理を完了する
。ただし、主走査方向の処理が終了する毎にステップ１
１において多値化補正量Ｅａを０クリアする。

なお上記説明ではマイクロコンビーータにより再配分記
憶手段２〜補正量記憶手段９を実現したが、これらの手
段はそれぞれ論理回路、外部メモリ等により実現するこ
ともできる。

さらに順位付補正手段８の係数Ｋａは１／２゜（ただし
、ｎは正の整数）にすることにより、また係数Ｋｂは１
−１／２（ただし、ｍは正の整数）にすることによりマ
イクロコンビーータで実現した場合には演算を容易にす
ることができ、論理回路で実現した場合にはノ１−ドウ
エアを軽減することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、あらかじめ設定した多値
レベルの総和範囲の配分数Ｎと残差Ａを求めることによ
って原画像の濃度に応じて再生画像の黒画素密度を決定
すると共に原画像の濃度変化に応じて再生画像の黒画素
配置を決定したことにより、多階調再現と高分解能を両
立して数階調程度の記録系での擬似階調再現を可能にす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
ブロック結線図、第２図は同装置をマイクロコンビーー
タで実現した具体的な回路図、第３図は本実施例の動作
を説明するフローチャート、第４図は従来の多値組織デ
イザ法を説明するブロック図である。 １・・・原画像走査手段、２・・・再配分用記憶手段、
３・・・配分値演算手段、４・・・順位付用記憶手段、
５・・・順位決定手段、６・・・再配分手段、７・・・
２値化補正手段、８・・・順位付補正手段、９・・・補
正量記憶手段、１０・・・画像記録・表示手段、１１・
・・入力端子、１２・・・インプットボート、１３・・
・ＣＰＵ、　１４．　１８・・・信号線、１５・・・Ｒ
ＯＭ、１６・・・ＲＡＭ、１７・・・アウトプットボー
ト、１９・・・出力端子、４０３・・・比較器、４０４
・・・閾値マトリックス。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝ほか１名第 図 填 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原画像における各画素の再配分画像信号レベルを
   記憶する再配分用記憶手段の所定位置におけるＭ個の画
   像信号レベルの和Ｓｍと多値化補正量Ｅａの和Ｓを求め
   、次にあらかじめ多値レベルに設定した総和範囲ごとの
   所定の画像信号レベルＣｎの配分数Ｎと残差Ａを求める
   配分値演算手段と、原画像における各画素の画像信号レ
   ベルを記憶する順位付用記憶手段の前記所定位置と対応
   した画素の一部に近傍補正量Ｅｂを加えたＭ個の画素の
   画像信号レベルの値により、画素順位を決定する順位決
   定手段と、前記画素順位により前記配分数Ｎの前記所定
   の画像信号レベルＣｎと前記残差ＡとＯとを前記再配分
   用記憶手段の所定位置のＭ個の画素に割り当てる再配分
   手段と、前記割り当てた画素のうち再配分済画素の画像
   信号レベルと前記再配分済画素の多値化画像信号レベル
   から前記多値化補正量Ｅａを演算し、更新する多値化補
   正手段と、順位付補正量Ｅｃを記憶する補正量記憶手段
   の前記所定位置と対応する画素の近傍の順位付補正量Ｅ
   ｃから前記近傍補正量Ｅｂを演算し前記順位決定手段に
   与え、さらに前記順位付補正量Ｅｃと前記順位付用記憶
   手段の画素の一部の画像信号レベルと前記多値化画像信
   号レベルとから新たな順位付補正量Ｅｃを演算する順位
   付補正手段とを具備した画像信号処理装置。
2. （２）順位付補正手段は近傍の順位付補正量Ｅｃの平均
   値Ｅｃａを求め、係数１／２＾ｎ（ただし、ｎは正の整
   数）を乗算して、近傍補正量Ｅｂを求めることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の画像信号処理装置。
3. （３）順位付補正手段は近傍の順位付補正量Ｅｃの平均
   値Ｅｃａを求め、係数１−１／２＾ｍ（ただし、ｍは正
   の整数）を乗算して、順位付用記憶手段の画素の一部の
   画像信号レベルを加算しさらに多値化画像信号レベルを
   減算して、新たな順位付補正量Ｅｃを求めることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の画像信号処理装置。