JPH03219780A - 画像処理方式 - 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２値画像を受けて階調処理を施す画像処理方式
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、多値画像を２値化した後に、その画像に対して画
像処理を施すということはほとんど考えられていなかっ
たが、２値画像を再び多値画像に変換して、階調変換し
た後に、２値化処理を施して２値画像を得るという手法
はある。

ここで、２値画像を多値画像に変換する一般的手法は、
以下の如（である。

ある大きさのウィンドウを設け、２値画像を走査する。

そして、そのウィンドウ内に打たれているドツトの数を
カウントし、ウィンドウの全領域のドツト数に対する面
積率を求める。その面積率により、注目画素を多値のデ
ータを持った画素に変換する。

例えば、ウィンドウサイズが４Ｘ４（＝１６）画素を持
っているものとした時で、ウィンドウ内に８個のドツト
が打たれていて、多値濃度を８ビツト（２５６階調）で
表す場合、注目画素は２５６Ｘ　（８／１６）＝１２８ という濃度を持つとする。

以上の様にして、２値の画像から元の多値の画像を推定
することができる。次に画像全体の濃度を一様に高（し
たい場合、例えば、先程得られた多値濃度に一様にある
値を減じて、再び誤差拡散などの２値化処理を行えば、
結果として濃度が高（なった２値画像が得られる。尚、
ここでは、多値データの値が低い程、濃度が高い（濃い
）と定義している。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、前述の従来技術では各領域毎に平均的な
濃度を算出するになり、手法的には、平滑化フィルタを
通した画像と同じものが得られる。そのため、画像のエ
ツジ部分や画像全体がボケでしまうという問題が発生す
る。また、多値化を行うためにハード規模が太き（なっ
てしまう欠点もある。

本発明はかかる従来技術に鑑みなされたものであり、簡
単な構成でもって２値画像を階調変換し、しかも階調変
換したデータに基づく２値画像形成しても良好なものと
することを可能にする画像処理方式を提供しようとする
ものである。

［課題を解決するための手段］ この課題を解決する本発明の画像処理方式は、例えば以
下に示す構成を備える。すなわち、２値画素データを入
力する入力手段と、２値画素データの最大濃度値に対応
する、少なくとも多値データとして最大濃度を示すデー
タ以下の多値データＭを記憶保持する第１の保持手段と
、２値画素データの最淡濃度値に対応する、少なくとも
多値データとして最淡濃度を示すデータ以上の多値デー
タＮを記憶保持する第２の保持手段と、前記入力手段で
入力された注目画素データの状態に応じて前記第１．第
２の保持手段の一方に保持された多値データを出力する
出力手段とを備える。

［作用］ かかる本発明に構成において、入力手段で入力した注目
２値画素データの状態に応じて第１、第２の保持手段で
保持された多値データのいずれかを出力手段で出力する
。そして、この出力手段で出力した多値データに基づい
て２値画像を形成させる。

［実施例］ 以下、添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説
明する。

第１図は、本実施例の画像処理装置のブロック構成図で
ある。

２値画像データ（多値データを２値化したデータ）が外
部から本装置に取り込まれると、先ず、入力部１０１内
のＲＡＭに格納される。この後、入力部１０１に格納さ
れた２値画像の各画素データを主走査方向に順次読み出
し、信号線１０２（１ビツト）上に出力する。尚、入力
部１０１に格納されている２値画像であるが、取り得る
値は“０”か“１”かである、“０”の画素を実際の印
字時されない画素であるので、以下では“ＯＦＦ画素”
、逆に“１”の画素を“ＯＮ画素”という。また、実施
例の画像処理で再現する階調数を“２５６（＝８８ビツ
ト記）”としたとき、“ＯＦＦ画素”は濃度“０”ＯＮ
画素”は濃度が“２５５”の２値をとる。

レジスタ１０３には、濃度“０”の画素（＝ＯＦＦ画素
）に成る値（Ｃ，）を加えたときの濃度値が、また、レ
ジスタ１０４には濃度”２５５”の画素（＝ＯＮ画素）
から成る値を減じたときの濃度値が予め格納されている
。実施例では、レジスタ１０３に“５ｏ”、レジスタ１
０４に“２００”が格納されているものとする。

セレクタ１０５は、入力部１０１からの出力信号である
信号線１０２のレベル（“０”か“ｌ”）によって、レ
ジスタ１０３，１０４の一方を選択し、８ビット信号と
して２値化部１０６に出力する。勿論、このとき信号性
１０２のレベルが”０（＝ＯＦＦ画素）”のときレジス
タ１０３を選択し、レベルが“’ｌ　（＝ＯＮ画素）”
のときレジスタ１０４を選択する。つまり、２値画素デ
ータとして濃度“Ｏ”の画素を入力部１０１より受けた
ときには濃度°“５０”の画素を出力し、濃度“２５５
”の画素を入力したときには濃度“２００”の画素デー
タを出力する。

２値化部１０６では濃度変換処理が行なわれた２値画像
（濃度値“５０”か“２００”）に対して、２値化処理
を行う。実施例における２値化処理は、濃厚保存型の誤
差拡散法を用いる。

この誤差拡散法を簡単に説明すると以下の通りである。

成る画素に対する２値化処理を行ったときに発生した誤
差を、その２値化した画素位置近傍に位置する未２値化
画素群位置に所定の重みを付けて分散（分配）させる。

ここで、各々の未２値化画素群のそれぞれにはそれまで
２値化処理で分散された誤差が累積されていくことにな
る。そして、今、注目画素を２値化するときには、外部
から入力した注目画素の濃度値に、その注目画素位置に
それまでに累積された誤差値を加えた値を基にして２値
化するというものである。

尚、誤差拡散法によらず、デイザ法、濃度パターン法を
採用しても良い。いずれにせよ、２値化部１０６の２値
化処理によって本願発明が限定されるものではない。

さて、２値化部１０６からは出力部１０６が再現し得る
最淡濃度（＝ＯＦＦ画素）或いは最大濃度（＝ＯＮ画素
）を示す信号が出力る。

以上の様に実施例によれば、入力濃度として０．２５５
の２値画像を濃度変換処理して、濃度５０．２００を持
つ２値画像に変換し、そしてこの変換した２値画像を多
値画像とみなして誤差拡散法で再２値化して濃度０．２
５５を持つ２値画像にドツトの再配置することにより、
画像の階調を変えることができる。しかも、従来の様に
平滑処理を一切行っていないので、画像のエツジ部分や
画像全体がボケてしまうといった不具合も発生しない。

更には、その効果を極めて簡単な構成で実現できるとい
うメリットもある。

尚、原理的には、第２図に示すフローチャートの如く処
理すれば良い。

簡単に説明すると、先ず、ステップＳｌにおいて“Ｏ”
か“１”の２値画素を入力し、それを“０”か”２５５
”の２値画素に変換する。この後、ステップＳ２に進み
、“０”の画素を“５０”２５５”の画素を“２００”
の濃度値に変換する。つまり、“５０”か“２００″か
のいずれか１つである２値画素に変換する。次に、ステ
ップＳ３に進み、この“５０”か２００″かのいずれし
かとれない２値画素データを、“０〜２５５”の値を取
り得る画素データとして、つまり多値画素データとして
誤差拡散法により２値化する。そして、ステップＳ４で
２値化データが得られるわけであるから、それに基づい
て可視画像等を形成させる。

〈第２の実施例の説明〉 第３図は本発明の原理に基づ（、第２の実施例について
説明したものである。

第２の実施例に右いては、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン
）、Ｂ（ブルー）の３色の２値画像から構成されるカラ
ー画像について、それぞれ階調変換を施すことを考える
。

図示において、入力信号線３０１，３０２，３０３から
は、それぞれＲ，Ｇ、Ｂの２値データが入って（る。Ｒ
，Ｇ、Ｂのそれぞれの流れ及びセレクタ３１０〜３１２
．２値化部３１３〜３１５は第１の実施例の場合と同様
なので省略する。

レジスタ３０４〜３０９に種々な濃度値をセットするこ
とによって、画像全体のコントラストを変化させたり、
ある色の色調を変化させたり、自由に画像の調子を調整
することができる。例えば、第４図の様にレジスタ３０
４〜３０９に値をセットする場合を考えてみる。

ｉ、）パターンＰ１を選択したとき、カラー画像全体の
コントラストが低下する。

ｉｆ、　）パターンＰ２のときは画像全体が黄色味を帯
びる。

ｉｆｆ、）パターンＰ３のときは画像全体が晴くなる。

このように画像をコントロールすることができる。

また、この考えを一歩進めて、各々のレジスタに格納さ
れる値を、例えばオペレータの所望とする値に変更でき
るようにしても良い（例えば゛調整つまみ”を装置外部
に設ける）。

本実施例においては、加法混色に基いて、Ｒ２Ｏ，Ｂの
画像データを用いたが、減法混色に基いてＣ（シアン）
９Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）のデータを用いても
構わないことは勿論である。

く第３の実施例の説明〉 第５図に第３の実施例における画像処理装置のブロック
構成を示す。

２値画像のデータ（多値データを２値化したときのデー
タ）は、ラスク順次に入力線５０１から入力され、ライ
ンバッファ５０２に格納される。

第６図に示す様に、ラインバッファ５０２は主走査方向
に４ライン分の２値画素データを記憶保持するＦＩＦＯ
メそ９６０１〜６０４から構成され、順次不図示の画素
クロックに同期してシフトしていく。例えば、ＦＩＦＯ
メモリ６０２から出力される２値化データに着目した場
合、入力線１０１から入力された２値化データは２ライ
ン分後のものであり、ＦＩＦＯメモリ６０１からは１ラ
イン分後のデータが出力されることになる。また、ＦＩ
ＦＯメモリ６０３からはｌライン分前のデータが、ＦＩ
ＦＯメモリ６０４からは２ライン分前のデータが出力さ
れることになる。つまり、ラインバッファ１０２からは
主走査方向に対しては同位置で、副走査方向に対しては
連続する５画素分の２値化データが周辺判定回路５０３
に出力される。周辺判定回路５０３は注目画素位置を中
心とした５Ｘ５のマトリクスウィンドウの中に幾つのド
ツトが打たれているか、すなわち″ＯＮ画素”の数をカ
ウントして出力する処理を行う。

“ＯＮ画素”の最大数は２５個であるので、５ビツトの
信号を階調変換ルックアップテーブルテーブル５０４に
出力する。また、これと同時に注目画素のレベル（“０
′か“ｌ”）信号を信号線５０８を介して後述する加算
回路５０６に出力する。

さて、階調変換ルックアップテーブル５０４では、周辺
判定回路５０３の出力するデータにしたがって、テーブ
ルの内容を参照してデータ（８ビツト）を出力する。ま
たレジスタ５０５には注目画素（５×５の中心）が“Ｏ
Ｎ画素”の場合に、足されるデータ（この場合、２５５
）が格納されている。勿論、ＣＰＵ等の制御手段により
データを変換することは可能である。

加算回路５０６は、基本的には、階調変換ルックアップ
テーブル５０４の出力する値と、レジスタ５０５の出力
する値を加算する。また信号線５０８のレベルであるが
、注目画素が“ＯＮ画素”のとき“１”、“ＯＦＦ画素
”のとき“０”になっている。加算器回路５０６はこの
信号線５０８のレベルに応じて出力を切り換える。すな
わち、信号線５０８が“ｌ”のときには加算した結果を
出力し、それが“０”のときには加算結果に関係な（“
Ｏ”を出力する。２値化回路５０７は加算回路５０６の
出力した値を受け、誤差拡散法等により２値信号に変換
し、出力信号線５０９に出力する。

次に、第７図を用いて周辺判定回路５０３を説明する。

ラインバッファ５０２からの出力は加算部７０１〜７０
５に入力される。各加算部にはラッチ７０７．７０８，
７０９，７１０及び加算器７０６が有り、画素転送りロ
ックＣＬＫ７１１の立ち上り毎に１画素ずつシフトされ
、加算器７０６で水平ライン中の５つの連続した画素の
合計が加算される。この様にして各加算部７０１〜７０
５ではそれぞれ連続する５画素群中の“ＯＮ画素”の数
を計数される。そしてそれらは加算器７１２に取り込ま
れ、結局、注目画素を中心とする５×５画素の領域内に
打たれているドツトの数が計算される。尚、図示で、注
目画素の２値化データは加算部７０３の中のラッチ７０
８の出力であるから、その信号が信号線５０８として出
力されている。

次に、階調変換ルックアップテーブル５０４について詳
述する。

周辺判定回路５０３より出力される５Ｘ５のウィンドウ
内の“ＯＮ画素”数のデータ（Ｏ〜２５）は、第８図に
示される様な変換テーブルによりデータ変換が施され、
加算回路５０６に入力される。例えば、“ＯＮ画素”数
として“５”を入力したケースを考えると、変換テーブ
ルにより“１５”というデータが出力される。このルッ
クアップテーブルはＲＡＭやＲＯＭで構成され、書き換
えが可能であり、内容を書き換えることにより種々な階
調変換を実行できる。

さらに、２値化回路５０７については、誤差拡散法等の
濃度が保存される２値化手法を用いればよく、本発明に
おいては説明を省略する。

以上の処理概要を踏まえて、実際に、データがどのよう
に流れるかを説明する。

第９図において、９０１の様な２値画像をラスクスキャ
ンして、１画素ずつ画素クロックに同期して入力信号線
５０１から入力したとする。尚、図示で斜線画素が“Ｏ
Ｎ画素”、それ以外の白い部分が“ＯＦＦ画素”を示し
ている。

さて、今、注目画素が２値画像９０１のうち、番号９０
３で示される位置番とあるとする。すなわち、注目画素
が“ＯＮ画素”であり、それ中心とする５Ｘ５のウィン
ドウ９０５を考える。このとき、そのウィンドウ９０５
内に含まれる“ＯＮ画素”の個数は周辺判定回路５０３
にて計算され、“５”が加算回路５０６に出力される。

さらに階調変換ルックアップテーブル５０４により、第
８図の変換テーブルに基いて“１５”というデータに変
換される。

加算回路５０６においては、レジスタ５０５にセットさ
れたデータ“２５５”と先程の“１５”というデータが
加算され、結果として“２７０”というデータを得る。

この時、注目画素は先に説明したように“ＯＮ画素”で
あるので、その“２７０”という値が２値化回路５０７
に出力されるのである。

また、注目画素が９０４のときであるが、５×５のウィ
ンドウ９０６の中には６個の“ＯＮ画素”が含まれてい
るので階調変換ルックアップテーブル５０４からは“２
５”というデータが出力されるが、注目画素９０４は“
ＯＦＦ画素”であるので、信号線５０８は“０”レベル
となり、“０”というデータが２値化回路５０７に出力
される。

以上の様にして、加算回路５０６から出力されたデータ
を、２値化回路で２値化すると階調変換された画像が得
られる。

く第４の実施例の説明〉 第１０図を用いて第４の実施例を説明する。

２値画像データは、ラスク順次に入力線５０１から入力
され、ラインバッファ５０２に入り、注目画素を含む５
水平ラインは周辺判定回路５０３に入力され、第３の実
施例と同様に５Ｘ５のウィンドウ内の“ＯＮ画素”の数
と注目画素信号が信号線５０８に出力される。

また、階調変換ルックアップテーブル１００３では周辺
判定回路５０３の出力するデータに従って、テーブルの
内容を参照しデータを出力する。

また、このときレジスタ１００１の内容をＣＰＵ等の制
御回路から設定することにより、テーブルを切り換える
ことができる。

また、第３の実施例においては注目画素が”　ＯＦ　Ｆ
画素”の場合−様に、°゛０”を出力したが、水弟４の
実施例ではレジスタ１００２に値を設定して階調をコン
トロールすることができる。

セレクタ１００４は、信号線５０８のレベルに応じて以
下の様にレジスタ１００２からの出力と１階調変換ルッ
クアップテーブルの出力を切り換える。

すなわち、注目画素が“ＯＦＦ画素”であるとき（信号
線５０８が“Ｏ”）のとき、レジスタ１００２からの出
力を選択し、“ＯＮ画素”であるならば階調変換ルック
アップテーブル１００３がらの出力を選択する。更に、
２値化回路５０７では、セレクタ１００４の出力した値
を、誤差拡散法等の濃度保存可能な２値化手法により、
２値信号に変換して出力信号線５０９に出力する。

ラインバッファ５０２及び周辺判定回路５０３について
は、第３の実施例と同様なので詳述はしない。

階調変換ルックアップテーブル１００３とレジスタ１０
０１について説明をする。

階調変換ルックアップテーブル１００３には２つのデー
タが入力される。１つは、周辺判定回路５０３からＯ〜
２５の“ＯＮ画素”の個数データ（５ビツト）であり、
もう１っはレジス１００１からの３ビツトデータである
。レジスタ１００１からのデータによって第１１図に示
しであるテーブル内どのテーブルを用いて階調変換をす
るかを選択することが可能である。

階調変換ルックアップテーブル１０ｏ３のメモリアドレ
スは第１２図に示すようにマツピングされていて、レジ
スタ１００１に０〜４°°のいずれかの値をセットする
と、それぞれテーブルＴｌ、テーブルＴ２．テーブルＴ
３．テーブルＴ４．テーブルＴ５が選択される。

例を掲げて説明すると、テーブルＴ４に基づいて階調変
換させる場合には、レジスタ１００１には３゛°をセッ
トすれば良い。このとき、ウィンドウ内に６個の“ＯＮ
画素”を含まれていると、階調変換ルックアップテーブ
ル１００３は、“６６Ｈ（Ｈは１６進数）”のアドレス
が指され、結果として“２８０”というデータが出力さ
れ、階調変換が施される。

以上述べたように、第４の実施例のように構成すると、
多種類の階調変換を簡単に切り換えることができる。

〈第５の実施例の説明〉 第５の実施例を第１３図に基づいて説明する。

本第５の実施例においては、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリー
ン）、Ｂ（ブルー）の３色の２値画像から構成されるカ
ラー画像について、それぞれ階調変換を施すことを考え
る。

入力信号線１３０１，１３０２．１３０３より、それぞ
れＲ，Ｇ、Ｂの２値データが入ってくる。Ｒ信号処理部
１３０７．Ｇ信号処理部１３０Ｂ、Ｂ信号処理部１３０
９の構成及びデータの流れは、第３の実施例の場合と同
様なので省略する。

各Ｒ，Ｇ、Ｂ信号処理部１３０７，１３０８゜１３０９
内のレジスタ５０５、階調変換ルックアップテーブル５
０４の内容を種々書き換えることにより、画像全体のコ
ントラストを変化させたり、色調を変化させたり、自由
に画像の調子を調整することができる。

本第５の実施例においては、加法混色に基いて、Ｒ，Ｇ
、Ｂの画像データを用いたが、減法混色に基いて、Ｃ（
シアン）９Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）のデータを
用いても構わない。

また、本第５の実施例においては、Ｒ信号処理部、Ｇ信
号処理部、Ｂ信号処理部の３つの処理部を設け、パラレ
ルにデータを流したが、処理部を１つにして、時分割に
Ｒ，Ｇ、Ｂデータを流すことによってもカラー画像の階
調変換を行うことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、簡単な構成でもっ
て２値画像を階調変換し、しかも階調変換したデータに
基づ（２値画像形成しても画像のエツジが保存され、し
かもボケ等の少ない良好なものとすることが可能になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例における画像処理装置のブロック
構成図、 第２図は第１の実施例における処理の手順を示すフロー
チャート、 第３図は第２の実施例における画像処理装置のブロック
構成図、 第４図は第２の実施例におけるレジスタに設定する数値
のパターンを示す図、 第５図は第３の実施例における画像処理装置のブロック
構成図、 第６図は第５図におけるラインバッファの詳細を示す図
、 第７図は第５図の周辺判定回路の詳細を示す図、 第８図は第５図の階調変換ルックアップテーブルの変換
特性を示す図、 第９図は第３の実施例における処理概要を説明するため
の図、 第１０図は第４の実施例における画像処理装置のブロッ
ク構成図、 第１１図は第１０図の階調変換ルックアップテーブルの
変換特性を示す図、 第１２図は第１Ｏ図の階調変換ルックアップテーブルの
各変換特性毎のテーブルデータの格納状態を示す図、 第１３図は第５の実施例における画像処理装置のブロッ
ク構成図である。 図中、１０１・・・入力部、１０２・・・信号線、１０
３．１０４，３０４〜３０９，５０５．１００１及び１
００２・・・レジスタ、１０５，３１０，３１１及び３
１２・・・セレクタ、１０６及び３１３〜３１５・・・
２値化部、１０７・・・出力部、３０１〜３０３・・・
データ入力線、３１６〜３１８・・・データ出力線、５
０１・・・入力線、５０２・・・ラインバッファ、５０
３・・・周辺判定回路、５０４．１００３・・・階調変
換ルックアップテーブル、５０６・・・加算回路、５０
７・・・２値化回路、１３０７・・・Ｒ信号処理部、１
３０８・・・Ｇ信号処理部、１３０９・・・Ｂ信号処理
部である。 弔 図 ＾→− 弔 図 弔 図 第 ７ 図 ０１ 弔 図 第 図 第 １ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２値画素データを入力する入力手段と、２値画素
   データの最大濃度値に対応する、少なくとも多値データ
   として最大濃度を示すデータ以下の多値データＭを記憶
   保持する第１の保持手段と、 ２値画素データの最淡濃度値に対応する、少なくとも多
   値データとして最淡濃度を示すデータ以上の多値データ
   Ｎを記憶保持する第２の保持手段と、 前記入力手段で入力された注目画素データの状態に応じ
   て前記第１、第２の保持手段の一方に保持された多値デ
   ータを出力する出力手段とを備えることを特徴とする画
   像処理方式。
2. （２）Ｂ０、Ｂ１の２つの状態のいずれかを持つ２値画
   素データを入力する入力手段と、該入力手段で入力され
   た注目２値画素データがＢ１状態のとき、注目画素近傍
   の２値画素データ群の２値状態に応じて、当該注目画素
   データの値を多値データ化して補正する補正手段と、 前記入力手段で入力した注目２値画素データがＢ０状態
   にあるときには、当該注目画素データの状態に対応する
   多値データに変換する変換手段と、 前記入力手段で入力された注目画素データの状態に応じ
   て前記補正手段で補正された多値データ或いは前記変換
   手段で変換された多値データの一方を出力する出力手段
   を備えることを特徴とする画像処理方式。
3. （３）前記補正手段は複数の補正テーブルと、個々の補
   正テーブルのうちで所望とする補正テーブルを指定する
   指定手段を備えることを特徴とする請求項第２項に記載
   の画像処理方式。