JPH0217982B2 - - Google Patents
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- JPH0217982B2 JPH0217982B2 JP55135619A JP13561980A JPH0217982B2 JP H0217982 B2 JPH0217982 B2 JP H0217982B2 JP 55135619 A JP55135619 A JP 55135619A JP 13561980 A JP13561980 A JP 13561980A JP H0217982 B2 JPH0217982 B2 JP H0217982B2
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- signal
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/40—Picture signal circuits
- H04N1/405—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
- H04N1/4051—Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、画像の２値化処理を行なわせる画像
処理装置に関する。
処理装置に関する。
一般に、例えばフアクシミリなどの画像入出力
装置にあつては、その入力側のスキヤナで原稿画
像を画素単位で走査、サンプリングすることによ
つて読取つた画像情報（アナログ信号または多値
量子化されたデジタル信号）を２値化処理し、そ
の処理された２値情報にもとづいて出力側のプロ
ツタでドツト画像の記録を行なわせる際、特に新
聞の網点写真などの場合に、画像がもつ周期性と
サンプリングの周期性とが一種の干渉を起こすこ
とによつて生ずるモアレの発生が大きな問題にな
つている。また、２値化された画像を原稿として
それを再び走査、サンプリングして２値化させる
機会が多くなり、その再２値化の際に生ずるモア
レの低減化が望まれている。
装置にあつては、その入力側のスキヤナで原稿画
像を画素単位で走査、サンプリングすることによ
つて読取つた画像情報（アナログ信号または多値
量子化されたデジタル信号）を２値化処理し、そ
の処理された２値情報にもとづいて出力側のプロ
ツタでドツト画像の記録を行なわせる際、特に新
聞の網点写真などの場合に、画像がもつ周期性と
サンプリングの周期性とが一種の干渉を起こすこ
とによつて生ずるモアレの発生が大きな問題にな
つている。また、２値化された画像を原稿として
それを再び走査、サンプリングして２値化させる
機会が多くなり、その再２値化の際に生ずるモア
レの低減化が望まれている。
従来、濃淡画像の２値化方法として、予め用意
されたデイザマトリクスの各しきい値によつて多
階調の濃度レベルをもつた画像情報の２値化を行
なわせる組織的デイザ法、または入力画像の１つ
の注目画素に対するしきい値をその周囲の既に２
値化された画素の量子化誤差を考慮して決め、多
値の入力画像と２値化された画像との間の明度の
誤差を最小にするようにその２値化を行なわせる
ようにした平均誤差最小法などが広く採用されて
いる。
されたデイザマトリクスの各しきい値によつて多
階調の濃度レベルをもつた画像情報の２値化を行
なわせる組織的デイザ法、または入力画像の１つ
の注目画素に対するしきい値をその周囲の既に２
値化された画素の量子化誤差を考慮して決め、多
値の入力画像と２値化された画像との間の明度の
誤差を最小にするようにその２値化を行なわせる
ようにした平均誤差最小法などが広く採用されて
いる。
このいずれの方法にあつても、原画にある種の
周期性のある場合は必ずモアレが発生することが
よく知られている。また、たとえモアレが発生し
なくとも、再生画像に周期性が潜在し、再２値化
の際のモアレ発生の原因となつてしまう。これを
軽減する方法として、従来、２値化しきい値に乱
数を用いたランダムデイザ法があるが、画質が悪
化するためあまり用いられていない。
周期性のある場合は必ずモアレが発生することが
よく知られている。また、たとえモアレが発生し
なくとも、再生画像に周期性が潜在し、再２値化
の際のモアレ発生の原因となつてしまう。これを
軽減する方法として、従来、２値化しきい値に乱
数を用いたランダムデイザ法があるが、画質が悪
化するためあまり用いられていない。
本発明はこのような点を考慮してなされたもの
で、ランダムデイザのしきい値乱数の分布を対象
画像の性質に応じて制御することにより、モアレ
軽減というランダムデイザ法の長所を保存したま
ま画質の良い画像記録を可能にするものである。
で、ランダムデイザのしきい値乱数の分布を対象
画像の性質に応じて制御することにより、モアレ
軽減というランダムデイザ法の長所を保存したま
ま画質の良い画像記録を可能にするものである。
まず、本発明の画像処理装置の原理を説明する
ために、簡単な例をあげてモアレが発生する過程
について説明をする。
ために、簡単な例をあげてモアレが発生する過程
について説明をする。
第１図ａはもともと周期の短かい格子模様の原
画の例であり、これを従来のランダム性を導入し
ない方法で２値化すると同図ｂのようになり、モ
アレを生じて原画とはすつかり異なる出力画像に
なつてしまう。ｃはａをランダムデイザ法で２値
化したもので、モアレの発生は殆んどみられな
い。なお、第１図ｂは、サンプリング周期を同図
ａの0.98倍として、同図ａの画像を一定のしきい
値で単純２値化したものを示しており、サンプリ
ング周期と原画の周期とのわずかな差のためにモ
アレが生じている。また第１図ｃも同様に、サン
プリング周期を同図ａの0.98倍としている。
画の例であり、これを従来のランダム性を導入し
ない方法で２値化すると同図ｂのようになり、モ
アレを生じて原画とはすつかり異なる出力画像に
なつてしまう。ｃはａをランダムデイザ法で２値
化したもので、モアレの発生は殆んどみられな
い。なお、第１図ｂは、サンプリング周期を同図
ａの0.98倍として、同図ａの画像を一定のしきい
値で単純２値化したものを示しており、サンプリ
ング周期と原画の周期とのわずかな差のためにモ
アレが生じている。また第１図ｃも同様に、サン
プリング周期を同図ａの0.98倍としている。
また、第２図でａは濃淡画像（中間色画像）の
原画の例であり、濃淡が画像中央で10（Ａの部分）
から２（B2部分）に変化している状態を示してい
る。この原画を組識的デイザ法で２値化した出力
画像が同図ｂである。このように中間色を２値で
あらわすために、出力画像は周期的２値画像とな
つてしまい、これが再２値化する時のモアレの発
生原因となる。同図ｃはｂを原画として組識的デ
イザ法で再２値化したときの出力であり、もとの
原画ａにはもともとなかつた明確な周期的しま模
様がモアレとして発生している。
原画の例であり、濃淡が画像中央で10（Ａの部分）
から２（B2部分）に変化している状態を示してい
る。この原画を組識的デイザ法で２値化した出力
画像が同図ｂである。このように中間色を２値で
あらわすために、出力画像は周期的２値画像とな
つてしまい、これが再２値化する時のモアレの発
生原因となる。同図ｃはｂを原画として組識的デ
イザ法で再２値化したときの出力であり、もとの
原画ａにはもともとなかつた明確な周期的しま模
様がモアレとして発生している。
しかし、原画像ａをランダムデイザ法で２値化
すると、第２図ｄのようになり、モアレの発生が
抑制される許りでなく、これを再２値化しても、
第２図ｅのようにモアレの発生はみられないこと
がわかる。なお、第２図ｃはサンプリング周期を
同図ｂの0.95倍としており、同図ｂの周期性とサ
ンプリング周期とが干渉して、四角のモアレ構造
があらわれている。また第２図ｅも同様に、サン
プリング周期を同図ｂの0.95倍としている。
すると、第２図ｄのようになり、モアレの発生が
抑制される許りでなく、これを再２値化しても、
第２図ｅのようにモアレの発生はみられないこと
がわかる。なお、第２図ｃはサンプリング周期を
同図ｂの0.95倍としており、同図ｂの周期性とサ
ンプリング周期とが干渉して、四角のモアレ構造
があらわれている。また第２図ｅも同様に、サン
プリング周期を同図ｂの0.95倍としている。
いま、例えば、簡単のために一次元で以下のよ
うに考えてみる。
うに考えてみる。
組織的デイザ法では画像信号の２値化を周期的
に変化するしきい値を用いて行うが、その周期を
例えば４とすると、代表的なデイザマトリクスの
しきい値は（０、３、１、２）となる。
に変化するしきい値を用いて行うが、その周期を
例えば４とすると、代表的なデイザマトリクスの
しきい値は（０、３、１、２）となる。
このとき２値化は、画像信号＞しきい値ならば
１、画像信号≦しきい値ならば０とする。
１、画像信号≦しきい値ならば０とする。
このようなデイザマトリクスを用いれば、画像
信号の明度に応じて、 明度０のとき0000 明度１のとき1000 明度２のとき1010 明度３のとき1011 明度４のとき1111 となり、４点が一組で中間の明るさを表現できる
ことになる。
信号の明度に応じて、 明度０のとき0000 明度１のとき1000 明度２のとき1010 明度３のとき1011 明度４のとき1111 となり、４点が一組で中間の明るさを表現できる
ことになる。
なお、このとき明度が一定であると、デイザに
よる２値化出力は少なくとも周期４の２値パター
ンとなる。例えば、明度３で一定ならば、
101110111011…となる。
よる２値化出力は少なくとも周期４の２値パター
ンとなる。例えば、明度３で一定ならば、
101110111011…となる。
次に、画像として周期がサンプリング周期の２
倍と少しだけ異なる周期パターンの場合を考えて
みると（画像信号の大きさは０、２の２値とす
る）、その画像信号のサンプリング点は第８図に
示すようになり、画像周期＜サンプリング周期の
２倍であれば、連続する４つのサンプリング信号
の値は図示のように変化する。
倍と少しだけ異なる周期パターンの場合を考えて
みると（画像信号の大きさは０、２の２値とす
る）、その画像信号のサンプリング点は第８図に
示すようになり、画像周期＜サンプリング周期の
２倍であれば、連続する４つのサンプリング信号
の値は図示のように変化する。
これを前記デイザマトリクスで２値化すると、
サンプリング値 2020→22020202→00202020→
デイザ値 0312→03120312→03120312→
２値出力 1010→10000000→00101010→
となる。
ここで、→の記号はその前の４点のくりかえし
であつて、画像周期とサンプリング周期の２倍が
近いほどずれを生ずるのに時間がかかり、そのく
りかえしが多くなる。
であつて、画像周期とサンプリング周期の２倍が
近いほどずれを生ずるのに時間がかかり、そのく
りかえしが多くなる。
したがつて、1010のパターンと0000のパターン
が長い周期で交替する第１図ｂに示すようなパタ
ーンが生ずることになる。
が長い周期で交替する第１図ｂに示すようなパタ
ーンが生ずることになる。
デイザマトリクスを２次元とする一般の場合は
この傾向がより著しくなり、特に、第２図ｂに示
すように上下、左右に細かい周期性があると第２
図ｃに示すように上下、左右方向ともに長い周期
のパターンがモアレとして生ずる。
この傾向がより著しくなり、特に、第２図ｂに示
すように上下、左右に細かい周期性があると第２
図ｃに示すように上下、左右方向ともに長い周期
のパターンがモアレとして生ずる。
第２図ｂに示すような組織的デイザ法による２
値化の結果を同じ組織的デイザ法によつて再２値
化する場合、原稿の少しの傾きで画像の上下、左
右方向の周期は微妙にずれるため、特にモアレ発
生の条件になりやすい。
値化の結果を同じ組織的デイザ法によつて再２値
化する場合、原稿の少しの傾きで画像の上下、左
右方向の周期は微妙にずれるため、特にモアレ発
生の条件になりやすい。
この事情を理論的に考えるには、原画及び出力
画像の空間周波数スペクトルをみればよい。いま
簡単のために１次元で考え、原画を黒（明るさ
０）と白（明るさ１）が2Tの長さごとにくりか
えし現われる周期的２値画像であるとすれば、そ
の空間周波数スペクトルＦ（ω）は次式によつて
与えられる。
画像の空間周波数スペクトルをみればよい。いま
簡単のために１次元で考え、原画を黒（明るさ
０）と白（明るさ１）が2Tの長さごとにくりか
えし現われる周期的２値画像であるとすれば、そ
の空間周波数スペクトルＦ（ω）は次式によつて
与えられる。
Ｆ（ω）＝２（Ｔ／２）2・π／Ｔ（sinＴ／２ω／Ｔ
／２ω）・Ｔ／π〓（Tω／π）…(1) ただし、ここで〓（Tω／π）はシヤー関数であ る。
／２ω）・Ｔ／π〓（Tω／π）…(1) ただし、ここで〓（Tω／π）はシヤー関数であ る。
これをグラフ化すると第３図に示すようにな
る。これを周期T′＝３／２Ｔでサンプリングして単 純に２値化すれば、その空間周波数スペクトル
F′（ω）は次式のようになる。
る。これを周期T′＝３／２Ｔでサンプリングして単 純に２値化すれば、その空間周波数スペクトル
F′（ω）は次式のようになる。
F′（ω）＝πT′（sinT′ω／T′ω）2・2T′／π〓
（2T′ω／π）…(2) 第４図の破線は、このF′（ω）の包絡線を示し
たもので、太実線は原画像のスペクトルの包絡線
を現わしている。この図から、第３図では存在し
なかつた周期のスペクトル成分が第４図のω＝
π／3Tの位置に現われることがわかる。これが
モアレとして見えるものである。
（2T′ω／π）…(2) 第４図の破線は、このF′（ω）の包絡線を示し
たもので、太実線は原画像のスペクトルの包絡線
を現わしている。この図から、第３図では存在し
なかつた周期のスペクトル成分が第４図のω＝
π／3Tの位置に現われることがわかる。これが
モアレとして見えるものである。
次に、同じ原画をランダムしきい値によるラン
ダムデイザ法で２値化した場合の画像の空間周波
数スペクトルF″（ω）は次式によつて与えられる
ことになる。
ダムデイザ法で２値化した場合の画像の空間周波
数スペクトルF″（ω）は次式によつて与えられる
ことになる。
F″（ω）＝π／３δ（ω）＋T′／６2（sinT′／２
ω／T′／２ω）＋πT′／３（sinT′ω／T′ω）2・2T
′／π〓（2T′ω／π）…(3) ただし、δ（ω）はデイラツクのデルタ関数で
ある。
ω／T′／２ω）＋πT′／３（sinT′ω／T′ω）2・2T
′／π〓（2T′ω／π）…(3) ただし、δ（ω）はデイラツクのデルタ関数で
ある。
第５図破線はF″（ω）の右辺第３項シヤー関数
の包絡線を、実線は第４図同様、原画のスペクト
ルの包絡線を示している。ここでπ／3Tに生ず
るモアレのスペクトル成分は、第４図に比べて抑
制されていることがわかる。これがランダムデイ
ザの効果である。しかし第４図が離散スペクトル
のみであるのに対して、第５図では鎖線で示す連
続スペクトルが同時に発生する。これは第(3)式の
右辺第２項に起因するもので、この連続スペクト
ルの同時発生がランダムデイザ法にモアレ抑制と
ひきかえに画質の低下の要因を与えるのである。
の包絡線を、実線は第４図同様、原画のスペクト
ルの包絡線を示している。ここでπ／3Tに生ず
るモアレのスペクトル成分は、第４図に比べて抑
制されていることがわかる。これがランダムデイ
ザの効果である。しかし第４図が離散スペクトル
のみであるのに対して、第５図では鎖線で示す連
続スペクトルが同時に発生する。これは第(3)式の
右辺第２項に起因するもので、この連続スペクト
ルの同時発生がランダムデイザ法にモアレ抑制と
ひきかえに画質の低下の要因を与えるのである。
本発明は、この画質低下の現象的意味を考慮し
た上で、その対策を具体的に与えることによつて
なされたものである。
た上で、その対策を具体的に与えることによつて
なされたものである。
画質の低下の面から現象的にみれば、すでに説
明したように、中間調の画像（例えば顔写真）お
よびサンプリング周期に近い周期的画像について
は、モアレ発生の可能性があるので、ランダムデ
イザ法が有効であるが、例えば天気図、文字など
ではそれがもともと２値であり、しかも周期的で
はないために、モアレ発生の可能性が少ないか
ら、２値化の際にランダム性を強く導入しない方
がよい。つまりランダムデイザによるモアレ抑制
は連続スペクトル発生による画質低下をまねく
が、これの連続スペクトルの大きさ（すなわちモ
アレ抑制の程度）は、ランダム性導入の度合でき
まる。
明したように、中間調の画像（例えば顔写真）お
よびサンプリング周期に近い周期的画像について
は、モアレ発生の可能性があるので、ランダムデ
イザ法が有効であるが、例えば天気図、文字など
ではそれがもともと２値であり、しかも周期的で
はないために、モアレ発生の可能性が少ないか
ら、２値化の際にランダム性を強く導入しない方
がよい。つまりランダムデイザによるモアレ抑制
は連続スペクトル発生による画質低下をまねく
が、これの連続スペクトルの大きさ（すなわちモ
アレ抑制の程度）は、ランダム性導入の度合でき
まる。
したがつて、一般的に言えば、対象画像の性質
によりランダム性導入の度合を制御することが画
質改善に重要である。ランダム性導入の度合と
は、具体的にいえばランダムデイザ法におけるし
きい値の分散の大きさである。
によりランダム性導入の度合を制御することが画
質改善に重要である。ランダム性導入の度合と
は、具体的にいえばランダムデイザ法におけるし
きい値の分散の大きさである。
要するに、ランダムデイザ法において、モアレ
抑制を効果的に行なう第１歩は対象画像のパター
ン認識をし、その結果に応じてしきい値乱数の分
散を制御することにより対象画像適応型とするこ
とである。
抑制を効果的に行なう第１歩は対象画像のパター
ン認識をし、その結果に応じてしきい値乱数の分
散を制御することにより対象画像適応型とするこ
とである。
本発明の第１の特徴は、このパターン認識とそ
の結果を用いた画像処理を画像２値化装置として
１体化することにより、モアレ抑制と画質劣化抑
制を同時に行なわせることにある。
の結果を用いた画像処理を画像２値化装置として
１体化することにより、モアレ抑制と画質劣化抑
制を同時に行なわせることにある。
具体的には、対象画像の分類（パターン認識）
の手段として、これから２値化する注目画素とそ
の周辺画素領域における画像信号の変化の度合い
を検出し、(a)変化の度合が大きい（きわめて頻繁
に変化している）ならば、注目画素の周辺領域は
周期的画像であり、モアレ発生の可能性があり、
また、(b)変化が小さな場合は中間調画像（写真
等）であり、再２値化の際にモアレが発生しない
ように出力画像が周期的２値画像とならないよう
にする必要があり、さらに(c)変化が中程度の場合
は、文字あるいは線画である可能性が高くモアレ
発生の可能性は少ないものと判定する。したがつ
て、(a)、(b)の場合はしきい値乱数の分散を大き
く、(c)の場合は分散を小さくなるように乱数発生
源を制御すればよいことになる。
の手段として、これから２値化する注目画素とそ
の周辺画素領域における画像信号の変化の度合い
を検出し、(a)変化の度合が大きい（きわめて頻繁
に変化している）ならば、注目画素の周辺領域は
周期的画像であり、モアレ発生の可能性があり、
また、(b)変化が小さな場合は中間調画像（写真
等）であり、再２値化の際にモアレが発生しない
ように出力画像が周期的２値画像とならないよう
にする必要があり、さらに(c)変化が中程度の場合
は、文字あるいは線画である可能性が高くモアレ
発生の可能性は少ないものと判定する。したがつ
て、(a)、(b)の場合はしきい値乱数の分散を大き
く、(c)の場合は分散を小さくなるように乱数発生
源を制御すればよいことになる。
さらに、画質低下の現象をみると、画像のエツ
ジ（明度の変化部分）が不鮮明になることが画像
の見ばえを悪くする要因となつている。
ジ（明度の変化部分）が不鮮明になることが画像
の見ばえを悪くする要因となつている。
この対策としては前述と同様に、あらかじめ注
目画素周辺のパターン認識を行ない、対象部分に
エツジがあればそれを強調するために、しきい値
乱数の平均値をエツジ前後で移動させ、およびま
たは画像信号に補正信号としてエツジ強調信号を
加えるようにすればよい。
目画素周辺のパターン認識を行ない、対象部分に
エツジがあればそれを強調するために、しきい値
乱数の平均値をエツジ前後で移動させ、およびま
たは画像信号に補正信号としてエツジ強調信号を
加えるようにすればよい。
本発明の第２の特徴は、このエツジ検出のため
の認識機構も２値化装置の中に一体化させるよう
にすることにある。
の認識機構も２値化装置の中に一体化させるよう
にすることにある。
また、一定濃度の画像部分における画質低下の
現象は、濃度の局所的ゆらぎに起因するものであ
る。つまり、中間調で明度0.5の場合、その２値
化画像としてはあるせまい部分をみたときに10画
素中５画素が白であることが要求されるが、乱数
をしきい値に用いると、確率的分散をもち、部分
によつては10画素中10画素あるいは、10画素中０
画素が白となる可能性がある。これが、見た目に
は濃度のむらとして画質低下をまねく原因となつ
ている。
現象は、濃度の局所的ゆらぎに起因するものであ
る。つまり、中間調で明度0.5の場合、その２値
化画像としてはあるせまい部分をみたときに10画
素中５画素が白であることが要求されるが、乱数
をしきい値に用いると、確率的分散をもち、部分
によつては10画素中10画素あるいは、10画素中０
画素が白となる可能性がある。これが、見た目に
は濃度のむらとして画質低下をまねく原因となつ
ている。
本発明の第３の特徴は、出力画素と入力画素の
差を検出して局所的な濃度のむらを抑制できるよ
うに、乱数の平均値あるいは第２の補正信号とし
て画素信号に加えることができるようにした点に
ある。たとえば、注目画素の２値化には、その前
の画素、さらにそれ以前の画素の出力誤差を適当
な重みをつけてフイードバツクして既に出力した
前の何画素かの誤差を注目画素で補正するのであ
る。
差を検出して局所的な濃度のむらを抑制できるよ
うに、乱数の平均値あるいは第２の補正信号とし
て画素信号に加えることができるようにした点に
ある。たとえば、注目画素の２値化には、その前
の画素、さらにそれ以前の画素の出力誤差を適当
な重みをつけてフイードバツクして既に出力した
前の何画素かの誤差を注目画素で補正するのであ
る。
第６図は本発明による画像処理装置の一実施例
を示すもので、各走査ラインごとに外部から送ら
れてくる画像信号の特定画素領域の各画素情報を
蓄積させるバツフア用シフトレジスタ１と、その
蓄積内容に応じて処理対象となる注目画素Ｘとそ
の周辺画素Ａ〜Ｈにおける画像信号の変化の度合
いを決定する差分絶対値積分器２および発生乱数
の分散と平均値とを制御することのできる乱数発
生器３からなる乱数発生器回路と、前記バツフア
用シフトレジスタ１の蓄積内容から、入力画像の
広域差分信号に応じてしきい値となる乱数の平均
値を制御して２値化画像のエツジ強調による鮮明
化を図る第１積分器４、第２積分器５、第１補正
信号発生器６、第１量子化器７、スイツチ８、第
１加算器９からなるエツジ強調回路と、注目画素
Ｘの信号と第２量子化器１２によつて２値化され
た出力信号との差分に応じて適当な重み付けをし
た補正信号を注目画素Ｘ以降の各画素信号に加え
ることにより中間調表示における２値化信号のか
たよりを補正させるスイツチ１０、第２加算器１
１、第２減算器１３および第２補正信号発生器１
４からなる中間調補正回路とによつて構成されて
いる。なお、前記差分絶対値積分器２は隣接画素
間の差分の絶対値をとり、注目画素周辺で、その
総和を検出することにより、画像信号の変化の度
合いを決定するものであるが、入力画像が文書な
どの黒白画像の場合には、差分絶対値検出器とし
て走査ライン方向に対する排他的論理和回路を用
いてもよい。また、前記第１補正信号発生器６は
比較器６１とピーク検出および極性反転回路６２
とによつて構成されている。さらに、前記第２補
正信号発生器１４は、シフトレジスタ１４１およ
び重み係数設定器１４２からなつている。
を示すもので、各走査ラインごとに外部から送ら
れてくる画像信号の特定画素領域の各画素情報を
蓄積させるバツフア用シフトレジスタ１と、その
蓄積内容に応じて処理対象となる注目画素Ｘとそ
の周辺画素Ａ〜Ｈにおける画像信号の変化の度合
いを決定する差分絶対値積分器２および発生乱数
の分散と平均値とを制御することのできる乱数発
生器３からなる乱数発生器回路と、前記バツフア
用シフトレジスタ１の蓄積内容から、入力画像の
広域差分信号に応じてしきい値となる乱数の平均
値を制御して２値化画像のエツジ強調による鮮明
化を図る第１積分器４、第２積分器５、第１補正
信号発生器６、第１量子化器７、スイツチ８、第
１加算器９からなるエツジ強調回路と、注目画素
Ｘの信号と第２量子化器１２によつて２値化され
た出力信号との差分に応じて適当な重み付けをし
た補正信号を注目画素Ｘ以降の各画素信号に加え
ることにより中間調表示における２値化信号のか
たよりを補正させるスイツチ１０、第２加算器１
１、第２減算器１３および第２補正信号発生器１
４からなる中間調補正回路とによつて構成されて
いる。なお、前記差分絶対値積分器２は隣接画素
間の差分の絶対値をとり、注目画素周辺で、その
総和を検出することにより、画像信号の変化の度
合いを決定するものであるが、入力画像が文書な
どの黒白画像の場合には、差分絶対値検出器とし
て走査ライン方向に対する排他的論理和回路を用
いてもよい。また、前記第１補正信号発生器６は
比較器６１とピーク検出および極性反転回路６２
とによつて構成されている。さらに、前記第２補
正信号発生器１４は、シフトレジスタ１４１およ
び重み係数設定器１４２からなつている。
このように構成された本発明による画像処理装
置の動作について、以下説明をする。
置の動作について、以下説明をする。
まず、入力画像信号がバツフア用シフトレジス
タ１に蓄積され、差分絶対値積分器２の出力によ
つて、原画の注目画素を含む周辺が文字あるいは
天気図のような線画部分である場合は乱数発生器
３の発生乱数の分散を小さくなるように制御し、
さらに、差分絶対値積分器２の出力を一定レベル
で２値化する第１量子化器７に応じてスイツチ８
およびスイツチ１０の開閉制御を行なわせること
により文字あるいは絵画部分では、第１補正信号
発生器６の出力を切り（スイツチ８オフ）、また
第２補正信号発生器１４の出力を切り（スイツチ
１０オフ）、原画像を忠実に再現させることがで
きるようにしている。さらに、文字または絵画以
外のエツジを強調したい場合は第１積分器４およ
び第２積分器５、第１補正信号発生器６の組合せ
によつて、注目画素のＸの前、後における画素Ａ
〜Ｈの各積分出力による平均明度の差でエツジを
検出し（第７図・ａ，ｂ参照）、さらにその差出
力のピークで極性を反転させ（同図・ｃ参照）、
それをエツジ強調のための補正信号として第１加
算器９においてもとの注目画素Ｘの信号に重畳さ
せることによつて入力画像信号のエツジ強調をリ
アルタイムで行なわせることができるようにして
いる。したがつて、第１補正信号発生器６は、本
質的には２階差分検出回路である。
タ１に蓄積され、差分絶対値積分器２の出力によ
つて、原画の注目画素を含む周辺が文字あるいは
天気図のような線画部分である場合は乱数発生器
３の発生乱数の分散を小さくなるように制御し、
さらに、差分絶対値積分器２の出力を一定レベル
で２値化する第１量子化器７に応じてスイツチ８
およびスイツチ１０の開閉制御を行なわせること
により文字あるいは絵画部分では、第１補正信号
発生器６の出力を切り（スイツチ８オフ）、また
第２補正信号発生器１４の出力を切り（スイツチ
１０オフ）、原画像を忠実に再現させることがで
きるようにしている。さらに、文字または絵画以
外のエツジを強調したい場合は第１積分器４およ
び第２積分器５、第１補正信号発生器６の組合せ
によつて、注目画素のＸの前、後における画素Ａ
〜Ｈの各積分出力による平均明度の差でエツジを
検出し（第７図・ａ，ｂ参照）、さらにその差出
力のピークで極性を反転させ（同図・ｃ参照）、
それをエツジ強調のための補正信号として第１加
算器９においてもとの注目画素Ｘの信号に重畳さ
せることによつて入力画像信号のエツジ強調をリ
アルタイムで行なわせることができるようにして
いる。したがつて、第１補正信号発生器６は、本
質的には２階差分検出回路である。
次に、乱数発生器３からランダムに発生するし
きい値が第２量子化器１２に与えられ、そこでエ
ツジ強調された画像信号の２値化が実行される。
その際、前記中間調補正回路により中間調部分に
おける２値化時のかたよりを最適補正させるた
め、第２減算器１３によつて検出された１画素ご
との量子化誤差をシフトレジスタ１４１にストア
させたのち、所定の重み付けをして第２加算器１
１を介して後から処理される各画素に順次分配さ
せるようにしている。なお、この段階での平均誤
差最小法による２値化処理との大きな相違点は、
誤差を最小にせず、ある程度の誤差を許容して２
値化を実行させていることにある。
きい値が第２量子化器１２に与えられ、そこでエ
ツジ強調された画像信号の２値化が実行される。
その際、前記中間調補正回路により中間調部分に
おける２値化時のかたよりを最適補正させるた
め、第２減算器１３によつて検出された１画素ご
との量子化誤差をシフトレジスタ１４１にストア
させたのち、所定の重み付けをして第２加算器１
１を介して後から処理される各画素に順次分配さ
せるようにしている。なお、この段階での平均誤
差最小法による２値化処理との大きな相違点は、
誤差を最小にせず、ある程度の誤差を許容して２
値化を実行させていることにある。
以上、本発明による画像処理装置にあつては、
バツフア用シフトレジスタの蓄積内容に応じて注
目画素とその周辺画素における画像信号の変化の
度合いにより処理画像の性質を検出し、それによ
つてしきい値を変化させながら注目画素の２値化
を行なわせるランダムデイザ処理を実行させるよ
うにしたもので、２値化画像に生ずる周期的なモ
アレの発生を有効に低減させることができるとい
う優れた利点を有している。また、本発明では、
特に必要に応じて前記バツフア用シフトレジスタ
の蓄積内容から入力画像の広域差分信号に応じて
しきい値となる乱数の平均値を制御して２値化処
理画像のエツジ強調をリアルタイムで行なわせる
とともに、注目画素信号とその２値化処理信号と
の差に応じて適当な重み付けをした補正信号を注
目画素以降の各画素信号に加えることにより中間
調部分における２値化のかたよりを補正させるよ
うにしたもので、高品質な２値化画像を得ること
ができるという利点を有している。
バツフア用シフトレジスタの蓄積内容に応じて注
目画素とその周辺画素における画像信号の変化の
度合いにより処理画像の性質を検出し、それによ
つてしきい値を変化させながら注目画素の２値化
を行なわせるランダムデイザ処理を実行させるよ
うにしたもので、２値化画像に生ずる周期的なモ
アレの発生を有効に低減させることができるとい
う優れた利点を有している。また、本発明では、
特に必要に応じて前記バツフア用シフトレジスタ
の蓄積内容から入力画像の広域差分信号に応じて
しきい値となる乱数の平均値を制御して２値化処
理画像のエツジ強調をリアルタイムで行なわせる
とともに、注目画素信号とその２値化処理信号と
の差に応じて適当な重み付けをした補正信号を注
目画素以降の各画素信号に加えることにより中間
調部分における２値化のかたよりを補正させるよ
うにしたもので、高品質な２値化画像を得ること
ができるという利点を有している。
第１図ａは原画像の一例を示す図、同図ｂはそ
れを単純２値化したときの状態を示す図、同図ｃ
は同じくそれをランダムデイザ法によつて２値化
したときの状態を示す図、第２図ａは濃淡画像の
一例を示す図、同図ｂはそれを従来の組織的デイ
ザ法で２値化したときの出力画像を示す図、同図
ｃは同じく同図ｂを再２値化したときの状態を示
す図、同図ｄはランダムデイザ法によつて２値化
したときの出力画像を示す図、同図ｅは同じくそ
れを再２値化したときの状態を示す図、第３図は
原画像の空間周波数スペクトル分布の一例を示す
特性図、第４図はそれを従来の単純２値化法で２
値化したときの空間周波数スペクトル分布を示す
特性図、第５図はそれをランダムデイザ法で２値
化したときの空間周波数スペクトル分布を示す特
性図、第６図は本発明による画像処理装置の一実
施例を示すブロツク図、第７図ａ，ｂ，ｃは本発
明に係るエツジ強調回路における処理過程を示す
ための注目画素信号、比較器出力、ピーク検出お
よび極性反転回路出力の一特性をそれぞれ示す
図、第８図は画像信号に対するサンプリング点お
よびそのサンプリング値の関係を示す図である。 １…バツフア用シフトレジスタ、２…差分絶対
値積分器、３…乱数発生器、４，５…積分器、６
…エツジ補正信号発生器、７，１２…量子化器、
１４…中間調補正信号発生器。
れを単純２値化したときの状態を示す図、同図ｃ
は同じくそれをランダムデイザ法によつて２値化
したときの状態を示す図、第２図ａは濃淡画像の
一例を示す図、同図ｂはそれを従来の組織的デイ
ザ法で２値化したときの出力画像を示す図、同図
ｃは同じく同図ｂを再２値化したときの状態を示
す図、同図ｄはランダムデイザ法によつて２値化
したときの出力画像を示す図、同図ｅは同じくそ
れを再２値化したときの状態を示す図、第３図は
原画像の空間周波数スペクトル分布の一例を示す
特性図、第４図はそれを従来の単純２値化法で２
値化したときの空間周波数スペクトル分布を示す
特性図、第５図はそれをランダムデイザ法で２値
化したときの空間周波数スペクトル分布を示す特
性図、第６図は本発明による画像処理装置の一実
施例を示すブロツク図、第７図ａ，ｂ，ｃは本発
明に係るエツジ強調回路における処理過程を示す
ための注目画素信号、比較器出力、ピーク検出お
よび極性反転回路出力の一特性をそれぞれ示す
図、第８図は画像信号に対するサンプリング点お
よびそのサンプリング値の関係を示す図である。 １…バツフア用シフトレジスタ、２…差分絶対
値積分器、３…乱数発生器、４，５…積分器、６
…エツジ補正信号発生器、７，１２…量子化器、
１４…中間調補正信号発生器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 画像を画素単位で走査、サンプリングするこ
とによつて読取つた画像信号の中から、注目画素
とその周辺画素領域における各情報を抽出して画
像信号の変化の度合いを検出する手段と、その検
出出力に応じて発生乱数の分散が制御される乱数
発生手段と、その発生乱数をしきい値として注目
画素の２値化を行なわせる処理手段とによつて構
成された画像処理装置。 ２ 画像を画素単位で走査、サンプリングするこ
とによつて読取つた画像信号の中から、注目画素
との周辺画素領域における各情報を抽出して画像
信号の変化の度合いを検出する手段と、その検出
出力に応じて発生乱数の分散が制御される乱数発
生手段と、その発生乱数をしきい値として注目画
素の２値化を行なわせる処理手段と、注目画素の
前、後における各複数画素情報の積分差に応じて
エツジ強調の補正信号を発生する手段とによつて
構成され、その補正信号を注目画素情報に加えて
エツジ強調処理を行なわせるようにしたことを特
徴とする画像処理装置。 ３ 補正信号により発生乱数の平均値を制御させ
るようにしたことを特徴とする前記第２項の記載
による画像処理装置。 ４ 画像を画素単位で走査、サンプリングするこ
とによつて読取つた画像信号の中から、注目画素
との周辺画素領域における各情報を抽出して画像
信号の変化の度合いを検出する手段と、その検出
出力に応じて発生乱数の分散が制御される乱数発
生手段と、その発生乱数をしきい値として注目画
素の２値化を行なわせる処理手段と、注目画素の
信号とその２値化された信号との差信号を注目画
素以降の画像信号に所定の重みを付けた補正信号
として加える手段とによつて構成され、その補正
信号により中間調表示における２値化された信号
のかたよりを補正するようにしたことを特徴とす
る画像処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55135619A JPS5760772A (en) | 1980-09-29 | 1980-09-29 | Picture processing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55135619A JPS5760772A (en) | 1980-09-29 | 1980-09-29 | Picture processing device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5760772A JPS5760772A (en) | 1982-04-12 |
| JPH0217982B2 true JPH0217982B2 (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=15156034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55135619A Granted JPS5760772A (en) | 1980-09-29 | 1980-09-29 | Picture processing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5760772A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6449061B2 (en) * | 1997-09-23 | 2002-09-10 | Xerox Corporation | System and method for providing dynamic noise profile selection for hybrid and error diffusion image processing |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4084196A (en) * | 1977-01-31 | 1978-04-11 | Dacom, Inc. | Electronic half-tone generating means for facsimile reproduction system |
| JPS5580958A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-18 | Toshiba Corp | Picture signal binary coding system |
-
1980
- 1980-09-29 JP JP55135619A patent/JPS5760772A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5760772A (en) | 1982-04-12 |
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