JPH02143875A - 画信号処理装置 - 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ハる白／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（
小野他、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は人力信
号の端子、４０２は後述する比較器の出力端子、４０３
は人力信号の端子４０１から人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
る閾値マトリックス４０５はタイミング信号入力端子で
ある。同図（ｂ）は３値化の４Ｘ４閾値マトリツクスの
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Ｏ
か１／２で、ｌ　／　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ＡｉＪ
と１／２〜１の間に分布する閾値マトリックスＢｉｊを
用意し、注目口！！１素の濃度１１ｊを比較することに
より記録レベルＰ１Ｊが定まる。

即ち、 １ｉｊ（Ａｉｊ Ａｉｊ　〈Ｉす〈Ｂす Ｂ’ｊ　（Ｉｉｊ と表すことができる。

一般に、記録できるレベル数りはマトリックスサイズを
ｎｘｎ、多値化のレベル数をｍとすると、Ｌ　−（ｍ　
−１）　ｘｎ　　＋１で表される０４Ｘ４の３値化の場
合はＬ−（３−１）　ｘ　４　＋１＝３３レ−＜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８Ｘ８とすると、４値では１
９３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を大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ｃ＞　Ｐｉｊ　＝＝　Ｑ −＞Ｐｉｊ＝ｌ／２ ＣＯＰ　ｉｊ　：＝　１ 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、上記問題点を解消する白／黒２値による擬似
中間調処理法はすでに発明済み（特願輻５９　１５４３
９７９であるが、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Ｂａの和Ｓを求め
、画像信号の最大値Ｃをｎ値−１で除算したレベルに設
定した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、 （２）１工：）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Ｉ
ｌ！１１素の一部に近傍補正量Ｅｂを加えた１■個の画
素の画像信号レベルの値により、画素ノ１ｈ位を決定す
る順位決定手段と、 （３）前記画素順位により前期配分数Ｎと前記Ｍ個の画
素数との関係がＮ５Ｍのとき、前記所定の画像信号レベ
ルＣ＠と前記残差ＡとＯとを、又、前期配分数Ｎと前記
Ｍ個の画素数との関係がＮ〉Ｍのとき、前記所定の画像
信号レベルＣｎを前記画素順位に従ってＭ個割り当て、
次に再び（Ｎ−Ｍ）個の前記画像信号レベルＣｎを前記
画素順位に従って前記割り当てたに画像信号レベルＣｎ
に順次加算した後火の順位に前記残差Ａを加算して決定
した結果を、前記再配分用記憶手段の所定位置のＭ個の
画素に割り当てる舛配分手段と、 印　前記割り当てた画素のうち褥配分済画素の１ｌｊｌ
Ｊ像信号レベルと前記再配分済凹１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、 （５）順位付補正１ｔＥＣ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１１０位付補正量
Ｅｃ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ｔ　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設けたものである。

作　　　　用 本発明は上記構成により、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することにより又は数
階調程度を表現できるプリンタ等に対して多階調再現と
高分解能を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（！）、（２）、（３）におけるＭ個を４１周とし、
構成（５）における近傍の順位付補正量Ｅｃは・１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Ｒ，ｏｏ、Ｒｏｌ、
■′Ｌ１０、Ｒｔｔとし 構成（２）の４１固の１曲索はＯｏｏ、００１．０１０
．　Ｏｔｔとし 構成（５）の近傍の１１１１位付補正量ＥＣの記憶位置
は■シＣ１、ＥＣ２、ＥＣ３、ＥＣ４とし、新たな順位
付補正量ＥＣの記憶位置はＥｃｓとする。各１１１１素
の画像空間上の対応位置はＢｏｏとＯｏｏとＥｃｓ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、ル００、Ｒｏｔ
％Ｒｔｏ、Ｒｔｔを走査窓Ｗ「とし、０００．００１１
０１０　、　Ｏｎを走査窓Ｗｏとし、ＥＣｔ　、　ＥＣ
２、ＩシＣ３、ＥＣ４、ＥＣ５を走査窓Ｗｅ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
を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、ｌは原画像を走査し画像信号レベルを
出力する１式Ｍ１！ｊＩ像走査手段、２は原Ｉ！１１像
走査手段１の出力信号である膿ｌｌｌ１１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（ニーＸＩｊレベルとを人力として記憶し、走査窓
Ｗ「の４個の画素Ｒｏｏ、Ｒｏｌ、　Ｒｌｏ、Ｒｔｔの
画像（ｉ”；　Ｓ；−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の出力信号である走査窓
Ｗ「の４個の画素向０、Ｉ（０１、Ｒｔｏ、Ｒｔｌの画
ｆ′μ信号レベル、！−後述する多値化補正手段の出カ
イへ号である多値化補正量Ｅａとを人力として加算した
和Ｓを求め、画像シ号の最大値Ｃｆ：ｎ値−１で除算し
たレベルＣｎ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０！１
１像信号レベルを人力として記憶し走査窓Ｗθの４個の
画素０００．００１　、０１０　、０１１の画像信号レ
ベルを出力上する順位付用記憶手段、５はＨ４位肘用記
憶手段４の出力信号である走査窓ＷＯの４個の１ｌｌｊ
ｉ素Ｏｏｏ、００１．０１０、Ｏｔｔ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ｇｂ
を人力とし、４個の画素の１曲像イハリレベルの比較に
より画素順位を決定しそれを出力とするｔ＋ｘ：ｉ位決
定手段、６は配分値演算手段３の出力信−じ″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
順位とを人力として画素順位に応じてＮ個の数の１１ｊ
ｌ像信号レベルＣｎと残差Ａと０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済画素Ｒｏ
ｏの画像信号レベルを人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とすると共
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Ｏｏｏ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ｌｌｊｌ位付補正ｆ　Ｅｃとを人力
とし後述する演算により近傍補正量Ｅｂ　（！：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を記
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１１１１１像信号レベルを入力として
多値化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をマイクロコンビーー
タで実現したものである。

第２図において、１１は原ＩＩｊＩｔ像走査手段ｌの出
力信号である原画像の画像信号レベルを六カする入力端
子である。インプットボート１２はゲートより構成され
ており、ＣＰＵ１３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からの画像信号レベルをＣ
ＰＵ１３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ボート１２より必要とされ
る外部データを取込んだり、あるいは１（ＡＭ　１６と
の間でデータの授受を行なったシ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ボート１７
へ出力する。アクトプツトボー）１７　　はラッチ回路
より構成されており、信号巌１８を介してアウトプット
ボート１７へ与え、られるＣＰＵ１３がらの出力ボート
指定信号を受けて、そのボ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１１１１１
像信号記録・表示手段１０へ出力する出力端子である。

なお、（？ＰＵ１３、ＲＯＭ　ｌ　５、Ｉ’ＬＡｋｉ１
５は周知のマイクロコンビーータにより構成することが
できる。

ａＯＭ　１５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Ｉｌ！ＩＩ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の内容と多値
化補正手段７の多値化補正量ＨａをＯクリヤし初期設定
を行う（ステップ１）。次に原画像信号を魯配分用記憶
手段２の走査窓Ｗ「の画素Ｒｔｌと順位付用記憶手段４
の走査窓Ｗｏの１＋１１累０１！に読込む（ステップ２
）。次に再配分用記憶手段２の走査窓Ｗｅ内の４個の画
素ＩＬｏｏ、Ｉｔｏ＋、ＩＬｌｏ、Ｒａｔ　　＋７）画
１体信号レヘル加算値Ｓｍと多値化補正量Ｌａとの和Ｓ
　（−８ｍ＋Ｅａ　）を演算し、Ｓ　＝ＣｎｘＮ＋Ａ　
　、＝なる画像１３号の最大値Ｃをｎ値−１で除算した
画像信号レベル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Ｅｅｌ、　Ｅｅ２Ｅｅｓ、Ｅｃ４（
Ｄ　４個の順位付補正１ｉＥｃの平均値Ｅｃａと係数Ｋ
ａから近傍補正量１シｂ　（＝　Ｋａ　ｘＥｃａ　）を
演算すル（ステｙ　）４　）。

次に順位付用記憶手段４の走査窓Ｗｏの画素Ｏｏ。

の画像信号レベルに近傍補正量Ｅｂを加算した後１．１
個の画素Ｏｏｏ　、　Ｏｏｌ、０１ｏ１ｏｌｌノ画イ象
信号レベルをそれぞれ比較し大きいＪｌｔｌに画素順位
を決定する（ステップ５）。次にステップ３で求めたＮ
個の数がＮ　Ｓ　Ｍのとき、ステップ５で求めたＩｆ！
！Ｉ　’Ｘ唄位に従ってＩＩ！ｊｌ　ｆ’Ｇ信号レベし
ｃｎと残差Ａと０を褥配分用記憶手段２の走査窓〜「の
４個の画素ＩＬｏｏ、Ｒｏｔｌ　ルｔｏ％１１１１の画
像信号レベルとし、更にＮ＞１のとき、すでに配分した
劇作信号レベルＣｎに（Ｎ−Ｍ）個の画像信号レベルｃ
ｎを沓びステップ５で求めた画素順位に従って加算し、
次の順位に残差Ａを加算して決定した再配分用記憶手段
２の走査窓Ｗ「の４個の画素Ｒｏｏ、Ｒｏｌ、Ｒｌｏ　
、　Ｒｈ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２０両配分済画素Ｒｏｏ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
号レベルとの差分を次回のステップ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を乗算
した値に走査窓Ｗｅ内の画素０００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１ｉ１ｉ１
　ｆｉ！信号レベルとの差分を新たな順位付補正量Ｅｃ
とし走査窓Ｗｅ内の画素Ｅｃｓ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１１　において多値化補正量Ｌａ　　
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。

さらに順位補正手段８の係数Ｋａは１／２　（ただし、
口は正の整数）にすることにより、また係数Ｋｂはｌ−
１／２（ただし、ｍは正の整数）にすることによりマイ
クロコンピュ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ハードウェア
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、両像イハ号の最大値Ｃを
（ｎ値〜１）で除算した画像信号レベルＣＩのＮ個のＣ
ｎと残差Ａと０とを原画信号の順位にしたがって順次加
算配分を決定して行くことにより、ｎ階調レベルの記録
系での高品位な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１１１１１　Ｑ信号
処理装置のブロック図、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
組織デイザ法のブロック結様図である。 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・・悟り純、１５　・・ＲＯＭ、　１６・
・Ｒ，ＡＭ、　　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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原画像をデジタル的に処理しｎ値で出力する際に
   、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、画
   像信号の最大値Ｃをｎ値−１で除算したレベルに設定し
   た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期配分数Ｎと前記Ｍ
   個の画素数との関係がＮ≦Ｍのとき、前記所定の画像信
   号レベルＣｎと前記残差Ａと０とを、又、前期配分数Ｎ
   と前記Ｍ個の画素数との関係がＮ＞１のとき、前記所定
   の画像信号レベルＣｎを前記画素順位に従ってＭ個割り
   当て、次に再び（Ｎ−Ｍ）個の前記画像信号レベルＣｎ
   を前記画素順位に従って前記割り当てたに画像信号レベ
   ルＣｎに順次加算した後、次の順位に前記残差Ａを加算
   して決定した結果を、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Ｅｃ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
   する請求項１記載の画信号処理装置。
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
   とする請求項１記載の画信号処理装置。