JPH05219362A - 疑似中間調画像の処理方式および処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、画質の安定した疑似中間調画像の
処理方式および処理装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の疑似中間調画像の処理方式は、高濃
度のしきい値になるにつれて、多くの要素に同一しきい
値が配置されたディザマトリックス（４１）を用いて、
入力画像の２値化を行う。つまり、低濃度部のしきい値
は、高濃度部に比べて同一しきい値の数が少ないので、
階調数を多く取ることができる。このため、入力画像の
低濃度部分（ハイライト部）での階調の滑らかさを得る
ことができる。一方、高濃度部のしきい値は、低濃度部
に比べて同一しきい値の数が多いので、２値化された中
間調画像の解像度は高くなる。このため、入力画像の高
濃度部分での画質が鮮明になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２値画像により疑似的
に中間調画像を表現する疑似中間調画像の処理方式およ
びこの処理方式を用いた処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より考案されている疑似中間調画像
の処理方式の一つに、ディザ法がある。この方式は入力
画像信号とＮ×Ｎ画素のディザマトリックスを構成する
しきい値とを比較して、１画素ごと独立に２値化してい
くものである。ディザマトリックスのしきい値配置パタ
ーンには、隣合うしきい値の値が大きく異なるように配
置されたドット分散型（Bayer 型）や、中央部ほど小さ
いしきい値が配置されたドット集中型（Fattening 型）
などがある。一般的に階調性は両者ともに同等である
が、ドット分散型は解像度に優れ、ドット集中型は画像
の滑らかさに優れるといった特徴を持つ。４×４画素の
ドット分散型のディザマトリックスパターン例を図７
（ａ）に、ドット集中型のパターン例を図７（ｂ）に示
す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
なディザ法を用いた疑似中間調画像の処理方式は、ドッ
ト分散型とドット集中型のいずれにしてもパターンが周
期的であるために、モアレ縞の周期と干渉を起こし易
い。このため、画質の劣化を招くといった問題があっ
た。

【０００４】本発明は、このような問題を解決すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記、課題を解決するた
めに、本発明の疑似中間調画像の処理方式は、入力画像
の各画素の濃度と、ディザマトリックスの各要素に配置
されたしきい値とを比較して、その比較結果に応じて各
画素を２値化する処理方式であり、ディザマトリックス
の各要素には低濃度のしきい値から高濃度のしきい値ま
でそれぞれ配置されており、高濃度のしきい値になるに
つれて多くの要素に同一しきい値が配置されている。

【０００６】また、本発明の疑似中間調画像の処理装置
は、各要素に低濃度のしきい値から高濃度のしきい値ま
でそれぞれ配置され、高濃度のしきい値になるにつれて
多くの要素に同一しきい値が配置されたディザマトリッ
クスと、このディザマトリックスと入力画像の各画素の
濃度とを比較する比較手段と、この比較手段の結果に応
じて各画素を２値化する変換手段とを備えている。

【０００７】

【作用】本発明の疑似中間調画像の処理方式および処理
装置によれば、高濃度のしきい値になるにつれて、多く
の要素に同一しきい値が配置されたディザマトリックス
を用いて、入力画像の各画素を２値化する。

【０００８】つまり、低濃度部のしきい値は、高濃度部
に比べて同一しきい値の数が少ないので、階調数を多く
取ることができる。このため、入力画像の低濃度部分
（ハイライト部）での階調の滑らかさを得ることができ
る。

【０００９】一方、高濃度部のしきい値は、低濃度部に
比べて同一しきい値の数が多いので、２値化された中間
調画像の解像度は高くなる。このため、入力画像の高濃
度部分での画質が鮮明になる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の疑似中間調画像の処理方式お
よび処理装置について、添付図面を参照しながら説明す
る。

【００１１】図１は、本実施例の処理装置を示すブロッ
ク図である。同図より、処理装置には、画像処理の制御
を行うＣＰＵ１０と、比較手段および変換手段などの画
像処理プログラム２１が格納されたメモリ２０と、画像
データを入力するイメージスキャナ３０と、ディザマト
リックス４１などが格納された大容量メモリ４０と、２
値化された中間調画像を表示するモニタ５０と、画像処
理の指示を与えるキーボード６０とが備えられている。
また、メモリ２０には、多値画像入力部、規格化部、ア
ドレス計算部、しきい値読み出し部、比較部、２値画像
出力部などが備えられている。

【００１２】次に、この画像処理装置を用いた疑似中間
調画像の処理方式について、図２のフローチャートを用
いて説明する。まず、ＣＰＵ１０の制御下で画像処理プ
ログラム２１を起動させて、ｘおよびｙに“０”を代入
する（ステップ１００、ステップ１０５）。そして、予
めイメージスキャナ３０などで読み込まれ大容量メモリ
４０に格納された入力画像データをアクセスし、横ｘ、
縦ｙの位置にある画素の濃度ｄ（ｘ，ｙ）を読み出す
（ステップ１１０）。この入力画像データは、例えば２
５６階調の濃度を持った横Ｌ画素、縦Ｍ画素の多値画像
である。次に、読み出した入力画素濃度ｄ（ｘ，ｙ）の
入力階調数と出力階調数が一致するように濃度変換を行
う（ステップ１２０）。この濃度変換によって、例えば
２５６階調の濃度を３２階調の濃度に変換される。そし
て、横ｘ、縦ｙの位置にある画素に対応したディザマト
リックス４１のアドレス（ｉ，ｊ）を計算する（ステッ
プ１３０）。横方向のアドレスｉは、横ｘをディザマト
リックス４１の横方向のサイズｎで割った余りとして求
めることができる。同様に、縦方向のアドレスｊは、縦
ｙをディザマトリックス４１の縦方向のサイズｎで割っ
た余りとして求めることができる。このようにして求め
たディザマトリックス４１のアドレス（ｉ，ｊ）に配置
されたしきい値ｔ（ｉ，ｊ）を、大容量メモリ４０から
読み出す（ステップ１４０）。そして、濃度変換後の入
力画素濃度ｄ´（ｘ，ｙ）としきい値ｔ（ｉ，ｊ）を比
較して（ステップ１５０）、入力画素濃度ｄ´（ｘ，
ｙ）がしきい値ｔ（ｉ，ｊ）より大きいか等しい場合
は、位置（ｘ，ｙ）の値を“１”として、大容量メモリ
４０に出力画像データとして書き込む（ステップ１６
０）。また、入力画素濃度ｄ´（ｘ，ｙ）がしきい値ｔ
（ｉ，ｊ）より小さい場合は、位置（ｘ，ｙ）の値を
“０”として、大容量メモリ４０に出力画像データとし
て書き込む（ステップ１７０）。次に、横ｘがＬより小
さいかを調べ（ステップ１８０）、小さい間はステップ
１１０からステップ１８０までの処理を繰り返し、横方
向の画像データの２値化を行う。横ｘがＬと等しくなっ
たら次のステップに進み、縦ｙがＭより小さいかを調べ
る（ステップ１９０）。縦ｙがＭより小さい間は、ステ
ップ１０５からステップ１９０までの処理を繰り返し、
画像データの２値化を行う。縦ｙがＭと等しくなった段
階で、画像処理プログラム２１の処理を終了する。この
ような処理で生成された出力画像データは、例えばキー
ボード６０を用いて指示することにより、モニタ５０上
に表示することができる。

【００１３】次に、本実施例の処理方式で用いられるデ
ィザマトリックス４１について、図３〜図６を用いて詳
細に説明する。図３（ａ）より、本実施例で使用するデ
ィザマトリックス４１は、太線で囲まれた２×４マトリ
ックスを基本単位として、これを横に４個、縦に２個並
べた８×８マトリックスで構成されている。図３（ｂ）
〜図３（ｎ）のように階調レベルが０〜１２のときは、
（２×４）×（４×２）マトリックスとなる。また、図
３（ｏ）〜図３（ｖ）のように階調レベルが１３〜２０
のときは、（２×４）×（２×２）マトリックスとな
る。さらに、図３（ｗ）〜図３（ｅ´）のように階調レ
ベルが２１〜２９のときは、（２×４）マトリックスと
なる。このように、３段階のディザマトリックスを画像
の濃淡レベルにより使い分けることにより、階調数を多
く取ることができる。この結果、低濃度部（ハイライト
部）での階調の滑らかさを得ると同時に、中濃度部以上
での解像度を高くすることができる。

【００１４】本実施例の処理方式は、人間の視覚特性お
よび実際の画像特性に良く整合している。つまり、人間
の視覚特性によれば、画像が白っぽい低濃度部（ハイラ
イト部）では階調識別能力が高い。このため階調数を多
く取った方が良い。また画像が黒っぽい高濃度部ではエ
ッジ部分の識別に敏感である。このため解像度を高くし
た方が良い。さらに、実際の画像特性によれば、低濃度
部（ハイライト部）での高周波成分は比較的少なく、平
坦あるいは緩やかな画像が多い。本実施例はこれらの特
性に良く整合するようにディザマトリックスを構成して
いる。

【００１５】次に、ディザマトリックスの別の例を、図
４の平面図に示す。同図より、ディザマトリックス４２
も、太線で囲まれた２×４マトリックスを基本単位とし
て、これを横に４個、縦に２個並べた８×８マトリック
スで構成されている。図３で説明したディザマトリック
ス４１と異なるのは、低濃度部の階調数を増やしている
点である。具体的には、階調レベルが０〜１６のときは
（２×４）×（４×２）マトリックス、階調レベルが１
７〜２４のときは（２×４）×（２×２）マトリック
ス、階調レベルが２５〜３２のときは（２×４）マトリ
ックスとなる。この結果、３３階調表現が可能となる。

【００１６】次に、ディザマトリックス４２の行と列を
入れ替えた例を、図５の平面図に示す。図５（ａ）は、
ディザマトリックス４２を２×４マトリックスの基本単
位ごとに分けた図である。また、図５（ｂ）は、これら
の各基本単位をさらに２つに分けた図である。この場
合、基本単位ａ２と基本単位ｃ２、および基本単位ｂ２
と基本単位ｄ２はそれぞれ等しくなる。そして、これら
各基本単位の行と列を入れ替えると図５（ｃ）のような
ディザマトリックス４３になる。図５（ｄ）は、行と列
を入れ替えた各基本単位をさらに２つに分けた図であ
る。このように、行−列変換することによって、横の線
が目立たなくなり、非常にすっきりした印象を与えるこ
とができる。

【００１７】図６（ａ）〜（ｃ）は、ディザマトリック
ス４２（Ａ）と、行−列変換したディザマトリックス４
３（Ｂ）とを組み合わせることにより、さらに画質を向
上させた例である。これは、ディザマトリックス４２を
用いて２値化した出力画像は横線が目立ち、ディザマト
リックス４３を用いて２値化した出力画像は縦線が目立
つことから、２つのディザマトリックスを混在させれ
ば、このような欠点を解消することができるからであ
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明の処理方式および処理装置であれ
ば、入力画像の低濃度部分に対しては、解像度は低いが
階調数の多い中間調画像を得ることができる。また、入
力画像の高濃度部分に対しては、階調数は少ないが解像
度の高い中間調画像を得ることができる。

【００１９】このようにして得られた中間調画像は、低
濃度部分では階調識別能力が高く、高濃度部分ではエッ
ジ部分の識別に敏感であるといった人間の感覚特性に良
く整合している。さらに、実際の画像においても、低濃
度の画像は比較的高周波成分が少なく、平坦あるいは緩
やかであるという一般的特性にも整合している。

【００２０】また、濃度のしきい値をディザマトリック
ス内で非線形に配置しているため、モアレ縞の周期と干
渉することが少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の処理装置を示すブロック図である。

【図２】本実施例の疑似中間調画像の処理方式を示すフ
ローチャートである。

【図３】ディザマトリックスの構成を示す平面図であ
る。

【図４】別のディザマトリックスの構成を示す平面図で
ある。

【図５】ディザマトリックスの行−列変換を示す平面図
である。

【図６】２つのディザマトリックスを組み合わせた例を
示す平面図である。

【図７】従来の処理方式で用いるディザマトリックスを
示す平面図である。

【符号の説明】

１０…ＣＰＵ、２０…メモリ、２１…画像処理プログラ
ム、３０…イメージスキャナ、４０…大容量メモリ、４
１…ディザマトリックス、５０…モニタ、６０…キーボ
ード。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像の各画素の濃度と、ディザマト
   リックスの各要素に配置されたしきい値とを比較して、
   その比較結果に応じて各画素を２値化する疑似中間調画
   像の処理方式において、 前記ディザマトリックスの各要素には低濃度のしきい値
   から高濃度のしきい値までそれぞれ配置されており、高
   濃度のしきい値になるにつれて多くの要素に同一しきい
   値が配置されていることを特徴とする疑似中間調画像の
   処理方式。
2. 【請求項２】 各要素に低濃度のしきい値から高濃度の
   しきい値までそれぞれ配置され、高濃度のしきい値にな
   るにつれて多くの要素に同一しきい値が配置されたディ
   ザマトリックスと、当該ディザマトリックスと入力画像
   の各画素の濃度とを比較する比較手段と、当該比較手段
   の結果に応じて各画素を２値化する変換手段とを備える
   ことを特徴とする疑似中間調画像の処理装置。