JPH02215275A - 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（ａｔ、　ｆｂ）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、４
０１は入力信号の端子、４０２は後述する比較器の出力
端子、４０３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（Ｃ）。

（ｄｌは３値化の４×４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０
か１／２で、１／２以上の濃度は１で記録する。従って
Ｏ〜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、注目画素の濃度■ｉｊを比較することにより記録レ
ベルＰｉｊが定まる。即ち、Ｉｉｊ　＜　Ａｉｊ　　　
　　　→Ｐｉｊ　＝　ＱＡｉｊ　＜、　Ｉｉｊ≦Ｂｉｊ
　　＋Ｐｉｊ　＝　ｌ　／　２Ｂｉｊ　＜　Ｉｉｊ　　
　　　−＋Ｐｉｊ　＝　１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。４Ｘ４（７）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、数階調程度を表現できる記録・表示系に適用
できるように多値化画像信号を出力する画信号処理装置
を提供するものである。

課題を解決するだめの手段 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と一画素前に処理した残差Ａとの和
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）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Ｂｂ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Ｃｎと０とを、又、前記配分数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
したがって前記割り当てた画像信号レベルＣｎに順次加
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、そして前記再配分済画素を
多値化画像信号レベルとする再配分手段と、（４）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であり、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１／２ｎ（
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、また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　　（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
ことができる。

作用 本発明は上記構成により、赤画像の濃度に応じて再生画
像の数階調濃度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濃度レベルの画素配置を
決定することにより数階調程度を表現できる記録・表示
系に対して、滑らかで高品位な擬似中間調画像再現をす
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手
段（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、　Ｒｏｔ
、Ｒ１０゜Ｒｌｍとし 構成（２）の４個の画素はＱｏ、　、　Ｑａｓ、Ｏｓｏ
、０１ｍとし 構成（５）の近傍の順位付補正量Ｅｃの記憶位置ばＥ　
Ｃ１、Ｅｃｓ、　ＥＣ５ｓ　ＥＣ４とし、新たな順位付
補正量Ｅｃの記憶位置はＥｃｓとする。各画素の画像空
間上の対応位置はＲｏａとＱｏｅ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、Ｒｏｏ、ＲＯｌ
、Ｒｉｏ　、　　Ｒｍｍを走査窓Ｗｒとし、Ｏｏ。、Ｏ
ｏｔ、Ｑｔｏ、Ｏｓｓを走査窓Ｗｏとし、Ｋｃｔ、ＫＣ
ｔ　ｓ　ＫＣｍＫｃ４．　Ｋｃｓ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、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Ｒｏｏ　、　Ｒａ
ｎ、Ｒ１６，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の出力信号であ
る走査窓Ｗｒの４個の画素Ｒｏｏ１Ｒｏｔ、ＲＩＯ，Ｒ
１１の画像信号レベルと一画素前の処理で発生しだ残差
Ａとを入力として加算した和Ｓを求め、画信号の最大値
Ｃを（ｎ値−１）で除算した画信号レベルＣｎの配分数
Ｎと残差Ａを求め、前記残差Ａは一部レジスタに記憶し
前記配分数Ｎ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信号レベルを入力として
記憶し走査窓Ｗｏの４個の画素Ｏｏｏ　、　Ｏｏｘ、Ｑ
ｔｏ、　Ｑｔｔ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Ｗｏの４個の画素００６、Ｏｏｘ、Ｏｘｏ　、　Ｏ
ｓｓ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は再配分演算手段３の出力信号であ
る配分数Ｎと順位決定手段５の出力手段である画素順位
とを入力として、画素順位に応じて前記配分数Ｎと前記
走査窓Ｗｒの４画素数とを比較し、Ｎ６４個のとき、前
記所定の画像信号レベルＣｎと０との配分を、又、Ｎ＞
４個のとき、前記所定の画像信号レベルＣｎを前記画素
順位に応じてＭ個配分し、更に再び（Ｎ−Ｍ）個の前記
画像信号レベルＣｎを前記順位に応じて前記割り当てた
画像信号レベルＣｎに加算して決定し、その再配分用画
像信号レベルを出力とする再配分手段、８はＷｏの画素
Ｏａｏの画像信号レベルと再配分用記憶手段２の出力信
号である再配分済画素Ｒｏｏの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ｉＥｂ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Ｅ
ｃを記憶する補正量記憶手段、ｌＯは再配分用記憶手段
２の出力信号である再配分済画素Ｒｏｏの多値化画像信
号レベルを入力として多値画像を記録又は表示する画像
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をマイクロコンピータで
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ＣＰＵ１３へ出力する。ＲＯＭ１５にはＣＰ
Ｕ１３を制御するプログラムが書込まれており、ＣＰＵ
１３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ＲＡ
Ｍ１６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ボ
ート１７へ出力する。アウトプットボート１７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
ットボート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
イクロコンピュータにより構成することができる。

ＲＯＭ１５に書き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の内容と配分
値演算手段３の残差Ａを一時記憶するレジスタの内容を
Ｏクリヤし初期設定を行う（ステップ１）。次に原画像
信号を再配分用記憶手段２の走査窓Ｗｒの画素Ｒ１１と
順位付用記憶手段４の走査窓Ｗｏの画素Ｏｘｓ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、Ｒｌｍの画像信号レベ
ル加算値Ｓｍと一画素前に発生した残差Ａとの和Ｓ　（
＝Ｓｍ＋Ａ）を演算し、５＝ＣｎＸＮ＋Ａとなる画像信
号レベルＣｎ配分数Ｎと残差Ａを演算し、この残差Ａを
次回のステップ３における残差Ａとする（ステップ３）
。次に補正量記憶手段９の走査窓Ｗｏ内の順位付補正量
記憶位置Ｅ　Ｃ１、ＥＣ，、Ｅｃｍ、ＥＣ４の４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　（＝ＫａｘＥ　　ｃ）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Ｑｏ・
の画像信号レベルに近傍補正量Ｅｂを加算した後、４個
の画素Ｑｏａ、Ｏｏｌ、０．、Ｓ０口の画像信号レベル
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３で求めたＮ個の数がＮ≦４個
のとき、ステップ５で求めた画素順位にしたがって画像
信号レベルＣｎとＯを再配分用記憶手段２の走査窓Ｗｒ
の４個の画素Ｒ＠１１５Ｒｏｎ　、ＲＩＯＲｌｌの画像
信号レベルとし、更にＮ＞４個のとき、既に配分した画
像信号レベルＣｎに（Ｎ−Ｍ）個の画像信号レベルＣｎ
を再びステップ５で求めた画素順位にしたがって加算し
て決定した再配分用記憶手段２の走査窓Ｗｒの４個の画
素ＲＯａ　、　ＲＯＩ、Ｒ１・、Ｒｌｍの画像信号レベ
ルとし、そして再配分済画素Ｒｏｏを多値化画像信号レ
ベルとする（ステップ６）。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ＷＱ内の画
素Ｏｏ。

の画像信号レベルを加算し、その値とステップ６におけ
る再配分済画素Ｒｏａの多値化画像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Ｗｃ内の画素Ｅ　
ｃ　ｍに記憶する（ステップ７）。次にステップ６で再
配分したＲｏｏの多値化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８）。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９）、未終了であれば走査
窓の移動を行い（ステップ１０）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
１０において残差ＡをＯクリアする。

なお上記説明ではマイクロコンビエ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１／２ｎ（ただし
、ｎは正の整数）にすることにより、また係数Ｋｂは！
−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画信号の最大値Ｃを（ｎ値
−１）で除残した画像信号レベルＣｎのＮ個のＣｎを原
画信号の大きさの順位に従って順次加算配分をして行く
ことにより、再配分済画素はＫＣｎ（０≦に≦ｎ−１、
Ｋは整数）倍となり閾値による判定無しに多値化画像信
号レベルを得ることが可能となり、数階調程度の記録系
において適応出来る。

【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ピュータで実
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
を説明する概念図である。 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、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．　ｉｓ・
・・信号線、１５・・・ＲＯＭ、１６・・・ＲＡＭ、１
７・・・アウトプットポート、１９・・・出力端子。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝ほか１名第 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と一画素前に処理した残差Ａとの
   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記配
   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０とを、又、前記配分数
   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
   当て、次に再び（Ｎ−Ｍ）個の前記画像信号レベルＣｎ
   を前記画素順位にしたがって前記割り当てた画像信号レ
   ベルＣｎに順次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、そして前
   記再配分済画素を多値化画像信号レベルとする再配分手
   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
   する特許請求の範囲第１項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
   とする特許請求の範囲第１項記載の画信号処理装置。