JPH0624005B2 - Gradation conversion circuit using lookup table - Google Patents
Gradation conversion circuit using lookup tableInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、画像信号処理における階調変換回路の、特に
デジタル変換方式によるトーンジャンプ,偽輪郭等を軽
減する技術に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for reducing tone jumps, false contours, etc. of a gradation conversion circuit in image signal processing, particularly by a digital conversion method.
<従来の技術> スキャナや一般の画像入力装置あるいは画像処理装置に
おいて、何らかの階調変換回路(グラデーション回路,
ガンマ補正回路ともいう)は必要不可欠なものである。<Prior Art> In a scanner, a general image input device, or an image processing device, some gradation conversion circuit (gradation circuit,
The gamma correction circuit) is indispensable.
階調変換回路は一般的に、入力データxに対して関数f
により、出力データy=f(x)を得るものであり、ア
ナログ回路でもデジタル回路でも実現されている。入力
データx,出力データyは、いずれも濃度に関するデー
タである。The gradation conversion circuit generally has a function f for input data x.
To obtain output data y = f (x), which is realized by both an analog circuit and a digital circuit. The input data x and the output data y are both data relating to density.
アナログ方式では、任意の関数特性が得られないし、応
答速度,安定性等の面で問題があるが、デジタル方式で
は、いわゆるルックアップテーブル(LUT)を用いる
ことにより、入力データをメモリのアドレスとして、任
意の関数のメモリの出力データを得ることができる。The analog method cannot obtain arbitrary function characteristics and has problems in response speed and stability. However, the digital method uses a so-called look-up table (LUT) to convert input data into memory addresses. , Output data of memory of arbitrary function can be obtained.
また、処理速度はメモリのアクセス時間により決まり、
高速化できるとともに安定性も高い等、アナログ回路で
の問題を解決している。また、メモリはRAM(ランダ
ムアクセスメモリ)でもROM(リードオンリメモリ)
でもよく、RAMとしておけば、関数特性を変更するこ
とも容易になる。Also, the processing speed is determined by the memory access time,
It solves problems with analog circuits such as high speed and high stability. The memory can be RAM (random access memory) or ROM (read only memory).
However, if the RAM is used, it becomes easy to change the function characteristics.
<発明が解決しようとする問題点> しかしながら、ルックアップテーブルを使用するデジタ
ル方式の階調変換回路においては、本質的にアナログ方
式では問題にはならない量子化誤差の問題がある。すな
わち、前記の階調変換回路等では非直線特性の階調カー
ブをルックアップテーブルで作成するため、出力データ
の量子化誤差が大きくなる。<Problems to be Solved by the Invention> However, a digital gradation conversion circuit using a look-up table has a problem of quantization error which is essentially not a problem in an analog method. That is, since the gradation conversion circuit or the like creates a gradation curve having a non-linear characteristic with a look-up table, the quantization error of the output data becomes large.
このことは簡単に説明するために、入出力データx,y
が4ビットの簡単な例を第77図に挙げる。なお、通常
は8ビットであり、ピット数が多くなるほど滑らかなカ
ーブを描く。For simplicity of explanation, the input / output data x, y
Fig. 77 gives a simple example in which is 4 bits. It is usually 8 bits, and a smoother curve is drawn as the number of pits increases.
第7図において、入力xに対する出力の目標値yについ
ての入出力変換特性が線点で示したカーブAであるとす
る。しかし、現実にはデジタルであるため、太線で示し
たカーブBのような階段状の特性をもつ。例えば、x=
6のとき、カーブAの目標特性では出力データy=9.3
となっているが、yはデジタルであるため、四捨五入し
てy=9としたのがカーブBである。このような階段状
のカーブBは調子再現上必ずしも好ましくないのは明ら
かである。In FIG. 7, it is assumed that the input / output conversion characteristic for the output target value y with respect to the input x is a curve A indicated by a dotted line. However, since it is digital in reality, it has a stepwise characteristic like a curve B shown by a thick line. For example, x =
When 6, the output data y = 9.3 for the target characteristic of curve A
However, since y is digital, the curve B is rounded to y = 9. Obviously, such a stepwise curve B is not always preferable for tone reproduction.
より細かく見ると、入力データxが0から1に変化する
と、出力データyは0から急に3に変化している。xが
2から3に変化するところでもyは4から6に変化して
いる。すなわち、階調が急に変化するいわゆるトーンジ
ャンプあるいは偽輪郭といわれる不都合な現象が発生す
る。More specifically, when the input data x changes from 0 to 1, the output data y suddenly changes from 0 to 3. Even when x changes from 2 to 3, y changes from 4 to 6. That is, an inconvenient phenomenon called so-called tone jump or false contour in which gradation suddenly changes occurs.
逆に、x=9,10のところでは、yは12のままで変化し
ていない。x=12,13でも同様である。このようなとこ
ろでは、微妙な階調の変化が再現されないことになる。On the contrary, at x = 9,10, y remains 12 and does not change. The same applies to x = 12 and 13. In such a place, a subtle change in gradation cannot be reproduced.
解決策として、データx,yのビット数を増やすことで
誤差を小さくすることが考えられるが、ビット数の増加
は回路の複雑化とコストアップを招くため、このビット
数を増やすことには限度がある。As a solution, it is conceivable to reduce the error by increasing the number of bits of the data x and y, but the increase of the number of bits leads to the complexity of the circuit and the cost increase. There is.
そこで、この量子化誤差を軽減するため、従来、第8図
(A)あるいは(B)のように、データに乱数(ノイ
ズ)を混入させて量子化誤差の影響を目立たなくする方
法が考えられている。Therefore, in order to reduce the quantization error, conventionally, as shown in FIG. 8 (A) or (B), a method of mixing random numbers (noise) in the data to make the influence of the quantization error inconspicuous can be considered. ing.
図の(A)は、乱数発生回路21からランダムに出力され
る乱数データと入力データxとを加算器22によって加算
し、その加算データでルックアップテーブルLUTのア
ドレスを指定し、指定されたアドレスに対応して出力デ
ータyを出力させるように構成したもである。In the figure (A), the random number data randomly output from the random number generation circuit 21 and the input data x are added by the adder 22, and the address of the lookup table LUT is designated by the added data, and the designated address is designated. The output data y is configured to be output in correspondence with the above.
また、図の(B)は、入力データxによってルックアッ
プテーブルLUTのアドレスを指定した結果、ルックア
ップテーブルLUTから出力されたデータに対して、乱
数発生回路21からランダムに出力された乱数データを加
算器22によって加算し、その加算結果を出力データyと
するものである。Further, FIG. 6B shows random number data randomly output from the random number generation circuit 21 with respect to the data output from the lookup table LUT as a result of designating the address of the lookup table LUT by the input data x. Addition is performed by the adder 22, and the addition result is output data y.
しかし、これらの方法では、信号にノイズが直接的に混
入しているため、トーンジャンプや偽輪郭を軽減する上
であまり好ましくない場合がある。However, in these methods, noise is directly mixed in the signal, and therefore it may not be preferable in reducing tone jumps and false contours.
本発明の目的は、画素信号のビット数を増やすことな
く、また、ノイズの直接的な混入による悪影響を出さな
いようにして、上記の問題点を解決することである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems without increasing the number of bits of a pixel signal and preventing the adverse effect of direct mixing of noise.
<問題点を解決するための手段> 本発明では、信号にノイズを混入させるのではなく、ル
ックアップテーブルそのものに工夫をしてランダム性を
もたせる。すなわち、入出力変換特性が一種だけの固定
したルックアップテーブルではなく、入出力変換特性を
互いに異にする複数種類のルックアップテーブルを用意
しておき、使用するルックアップテーブルをランダムに
選択するようにしたものである。<Means for Solving Problems> In the present invention, the look-up table itself is devised so as to have randomness, rather than mixing noise into the signal. That is, instead of using a fixed lookup table with only one input / output conversion characteristic, prepare multiple types of lookup tables with different input / output conversion characteristics and randomly select the lookup table to be used. It is the one.
このような考えに基づいた本発明のルックアップテーブ
ルによる階調変換回路は、 画像のデジタル入力データおよび選択信号を入力したと
きに予め格納している変換データを出力するN個(Nは
2以上の整数)のルックアップテーブルと、前記N個の
ルックアップテーブルのうちのいずれか一つを選択する
前記の選択信号をランダムに出力する乱数発生回路とを
備え、 入力データxj(iは連続する整数)に対応する変換デ
ータの目標値yjを整数部Ijと小数部αj(yj=I
j+αj ;0≦αj<1)とし、(1−αj)・N個
またはこれに最も近い整数個のルックアップテーブルの
変換データをyj=Ijとし、かつ、N個のうちの残り
のルックアップテーブルの変換データをyj=Ij+1
とする規則のもとに、前記N個のルックアップテーブル
の個々の入出力変換特性を定めてあることを特徴とする
ものである。The gradation conversion circuit using the look-up table of the present invention based on such an idea outputs N conversion data (N is 2 or more) stored in advance when digital image input data and a selection signal are input. and a look-up table of integers) of the said selection signal for selecting one of the N lookup tables and a random number generating circuit for outputting the random input data x j (i continuous Target value y j of the converted data corresponding to the integer part I j and the decimal part α j (y j = I
j + α j ; 0 ≦ α j <1), (1-α j ) · N or the closest integer number of conversion data of the lookup tables are set to y j = I j , and N out of N Of the remaining lookup table conversion data of y j = I j +1
It is characterized in that the input / output conversion characteristics of each of the N look-up tables are defined based on the above rule.
この構成において、乱数発生回路とは広義のもので、い
わゆる乱数を発生する回路のほか、擬似的乱数の発生回
路や、特定のパターンを記憶しそれをサイクリックに読
み出すパターン発生回路なども含むものである。In this configuration, the random number generation circuit is in a broad sense, and includes a circuit for generating a so-called random number, a pseudo random number generation circuit, and a pattern generation circuit for storing a specific pattern and reading it cyclically. .
なお、この構成は、少なくとも次の2つの態様を含むも
のである。Note that this configuration includes at least the following two modes.
その一つは、N個のルックアップテーブルがそれぞれ個
別のメモリ内に形成され、選択信号がそのN個のメモリ
のうちのいずれか一つを選択するように構成したもので
ある。One is that N look-up tables are formed in respective memories, and the selection signal is configured to select any one of the N memories.
他の一つは、N個のルックアップテーブルが、単一のメ
モリ内に形成され、かつ、入力データおよび選択信号を
アドレス信号として入力したときに対応するアドレスの
変換データを出力するように構成したものである。The other one is configured such that N look-up tables are formed in a single memory, and when the input data and the selection signal are input as the address signal, the conversion data of the corresponding address is output. It was done.
<作用> 本発明の構成による作用は、次のとおりである。<Operation> The operation of the configuration of the present invention is as follows.
(1−αj)・Nが整数にならない場合は、yj=Ij
に変換するルックアップテーブルの個数(1−αj)・
Nを四捨五入または切り捨てして(1−αj)・Nに最
も近い整数個nj(≒(1−αj)・N)とし、yj=
Ij+1に変換するルックアップテーブルの個数をmj
=N−nj(≒αj・N)とする。When (1-α j ) · N is not an integer, y j = I j
Number of lookup tables to be converted to (1-α j ).
N is rounded off or rounded down to (1-α j ) · N, which is an integer number n j (≈ (1-α j ) · N), and y j =
The number of lookup tables to be converted into I j +1 is m j
= N−n j (≈α j · N).
入力データxjの入力に同期して乱数発生回路から出力
された選択信号により、ある一つのルックアップテーブ
ルが選択される。そのルックアップテーブルは、入力デ
ータxjを出力データyj=Ijに変換するルックアッ
プテーブルか、出力データyj=Ij+1に変換するル
ックアップテーブルかのいずれかである。A certain lookup table is selected by the selection signal output from the random number generation circuit in synchronization with the input of the input data x j . The look-up table is either a look-up table for converting input data x j into output data y j = I j or a look-up table for converting output data y j = I j +1.
乱数発生回路からの選択信号が前者のルックアップテー
ブル(xj→yj=Ij)を選択する確率は、nj/N
≒(1−αj)・N/N=1−αjであり、後者のルッ
クアップテーブル(xj→yj=Ij+1)を選択する
確率は、mj/N≒αj・N/N=αjである。The probability that the selection signal from the random number generator selects the former lookup table (x j → y j = I j ) is n j / N.
≈ (1−α j ) · N / N = 1−α j , and the probability of selecting the latter lookup table (x j → y j = I j +1) is m j / N≈α j · N / N = α j .
すなわち、出力データyjとしては、実質的に(1−α
j)の確率でyj=Ijが出力されるとともに、実質的
にαjの確率でyj=Ij+1が出力される。That is, the output data y j is substantially (1-α
y j = I j is output with a probability of j j ) and y j = I j +1 is output with a probability of α j .
したがって、出力データyjの平均値(=期待値)j
は、j=(1−αj)Ij+αj(Ij+1)Ij+
αjとなり、目標値と一致する。Accordingly, the average value of the output data y j (= expected value) j
Is j = (1-α j ) I j + α j (I j +1) I j +
α j , which matches the target value.
<実施例> 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。<Example> Hereinafter, an example of the present invention is described in detail based on a drawing.
第1実施例 第1図は第1実施例に係るルックアップテーブルによる
階調変換回路のブロック図、第2図は入力データと目標
値との関係を示す図、第3図は階調変換回路におけるル
ックアップテーブルの入出力変換特性を示す模式図、第
4図はその階調変換回路が使用されるカラースキャナの
概略のブロック図である。First Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a gradation conversion circuit using a lookup table according to the first embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a relationship between input data and a target value, and FIG. 3 is a gradation conversion circuit. FIG. 4 is a schematic diagram showing input / output conversion characteristics of the lookup table in FIG. 4, and FIG. 4 is a schematic block diagram of a color scanner using the gradation conversion circuit.
第4図において、1は原画の濃度を画素単位で光学的に
読み取って電流量に変換する光電変換素子、2は電流を
電圧に変換するI/V変換回路、3は電圧増幅器であ
り、このような回路がR,G,B(赤,緑,青)の光の
3原色に合わせて3組設けられている。なお、各光電変
換素子1の直前には、R,G,Bのフィルタが配置され
ている。In FIG. 4, 1 is a photoelectric conversion element that optically reads the density of the original image in pixel units and converts it into a current amount, 2 is an I / V conversion circuit that converts current into voltage, and 3 is a voltage amplifier. Three such circuits are provided for the three primary colors of R, G, B (red, green, blue) light. Immediately before each photoelectric conversion element 1, R, G, and B filters are arranged.
4は3つの電圧増幅器3から入力したR信号,G信号,
B信号を印刷色であるY,M,C,K(イエロー,マゼ
ンタ,シアン,ブラック)の各信号に変換する色演算回
路(アナログ式)、5はA/D変換回路、6は倍率変換
回路、7は本発明の第1実施例に係る階調変換回路、8
は網点を作成するドットジェネレータ、9は露光ヘッド
である。4 is an R signal, a G signal input from the three voltage amplifiers 3,
A color operation circuit (analog type) for converting the B signal into each signal of Y, M, C, K (yellow, magenta, cyan, black) which is a printing color, 5 is an A / D conversion circuit, and 6 is a magnification conversion circuit. , 7 are gradation conversion circuits according to the first embodiment of the present invention, and 8
Is a dot generator for creating halftone dots, and 9 is an exposure head.
階調変換回路7は、第1図に示すように、入出力変換特
性を互いに異にするN個のルックアップテーブルLUT
1〜LUTNと、これらN個のルックアップテーブルL
UT1〜LUTNのうちからランダムに一つのルックア
ップテーブルLUTiを選択するための選択信号Siを
乱数データとして各ルックアップテーブルLUTiに対
し個別的に出力する乱数発生回路10とを備えている。乱
数発生回路10は、1画素分に相当する画素信号に対応す
るクロックの入力ごとに、出力する乱数データを更新す
る。各ルックアップテーブルLUT1〜LUTNは、R
OMまたはRAM内に形成されている。As shown in FIG. 1, the gradation conversion circuit 7 includes N look-up table LUTs having different input / output conversion characteristics.
1 to LUT N and these N look-up tables L
A random number generation circuit 10 for individually outputting a selection signal S i for randomly selecting one lookup table LUT i from UT 1 to LUT N as random number data to each lookup table LUT i. ing. The random number generation circuit 10 updates the random number data to be output each time a clock corresponding to a pixel signal corresponding to one pixel is input. Each lookup table LUT 1 to LUT N is R
It is formed in the OM or the RAM.
入力データxは、複数のルックアップテーブルLUT1
〜LUTNに入力されるが、これら複数のルックアップ
テーブルLUT1〜LUTNは、乱数発生回路10からの
選択信号S1によっていずれか一つが選択される。そし
て、選択されたルックアップテーブルLUTiから、こ
のルックアップテーブルLUTiにおいて予め格納され
ている入出力変換特性に従った出力データyが出力され
る。The input data x is a plurality of lookup tables LUT 1
Although inputted to ~LUT N, the plurality of look-up tables LUT 1 ~LUT N is any one is selected by the selection signals S 1 from the random number generation circuit 10. Then, from the selected look-up table LUT i, the output data y in accordance with the input-output conversion characteristic that is previously stored in the look-up table LUT i is output.
次に、N個のルックアップテーブルLUT1〜LUTN
の入出力変換特性の作成法について説明する。Next, N look-up tables LUT 1 to LUT N
A method of creating the input / output conversion characteristic of will be described.
第7図において、前述のように、x=6のとき、カーブ
Aの目標特性で出力データy=9.3となっているのに対
し、デジタルであることから四捨五入してy=9とした
のがカーブBである。In FIG. 7, as described above, when x = 6, the output characteristic y of the curve A is y = 9.3, but since it is digital, it is rounded to y = 9. This is curve B.
このような条件下において、本発明では、N個のルック
アップテーブルLUT1〜LUTNの入出力変換特性を
作るとき、x=6のときのyの値をあるときは9とし、
またあるときは10とする。y=9とするカーブの本数す
なわちルックアップテーブルの個数をn、y=10とする
カーブの本数(ルックアップテーブルの個数)をmとす
ると、x=6のとき出力データyの期待値は、 である。この値が9.3であればよいから、 ルックアップテーブルLUT1〜LUTNの総数はNで
あるから、 m+n=N ∴m=N−n ……(3) (3)式を(2)式に代入して、 n・9+(N−n)・10=9.3N ∴ n=0.7N m=0.3N すなわち、x=6のときに、y=9を出力するルックア
ップテーブルの個数nを0.7N個とし、y=10を出力す
るルックアップテーブルの個数Mを0.3N個とすれば、
出力データyは平均的に9.3となり、目標値と一致す
る。Under such a condition, in the present invention, when the input / output conversion characteristics of the N lookup tables LUT 1 to LUT N are created, the value of y when x = 6 is set to 9 when there is,
If there is another time, it will be 10. When the number of curves for y = 9, that is, the number of lookup tables is n, and the number of curves for y = 10 (the number of lookup tables) is m, the expected value of the output data y is x = 6. Is. Since this value should be 9.3, Since the total number of lookup tables LUT 1 to LUT N is N, m + n = N ∴m = N−n (3) Substituting equation (3) into equation (2), n · 9 + (N− n) · 10 = 9.3N ∴n = 0.7N m = 0.3N That is, when x = 6, the number of lookup tables that output y = 9 is 0.7N, and the lookup that outputs y = 10. If the number M of up tables is 0.3N,
The output data y is 9.3 on average, which matches the target value.
一般化すると、第2図に示すように、入力データx
j(jは連続する整数)に対応する変換データの目標値
yjを整数部Ijと小数部αj(yj=Ij+αj ;
0≦αj<1)とすると、(1−αj)・N個のルック
アップテーブルの変換データをyj=Ijとし、かつ、
N個のうちの残りのルックアップテーブルの変換データ
をyj=Ij+1とするという規則のもとに、前記N個
のルックアップテーブルLUT1〜LUTNの個々の入
出力変換特性を定める。When generalized, as shown in FIG. 2, the input data x
The target value y j of the converted data corresponding to j (j is a continuous integer) is an integer part I j and a decimal part α j (y j = I j + α j) ;
If 0 ≦ α j <1), the conversion data of (1-α j ) · N lookup tables are set to y j = I j , and
The individual input / output conversion characteristics of the N look-up tables LUT 1 to LUT N are determined under the rule that the conversion data of the remaining N look-up tables are set to y j = I j +1. .
ただし、(1−αj)・Nは必ずしも整数にはならない
ため、そのときは、yj=Ijに変換するルックアップ
テーブルの個数(1−αj)・Nを四捨五入または切り
捨てあるいは切り上げして(1−αj)・Nに最も近い
整数個njとし、yj=Ij+1に変換するルックアッ
プテーブルの個数をmj=N−njとする。However, since (1-α j ) · N is not necessarily an integer, in that case, the number of lookup tables (1-α j ) · N to be converted to y j = I j is rounded up, rounded down, or rounded up. Te (1-α j) · to the nearest integer number n j to n, the number of look-up table for converting the y j = I j +1 and m j = n-n j.
このようにして得られたルックアップテーブルLUT1
〜LUTNの入出力変換特性の模式図を第3図に示す。
小数部αjの値が大きいほどIj+1に変換するルック
アップテーブルの個数が多く、αjの値が小さいほどI
jに変換するルックアップテーブルの個数が多くなる。The lookup table LUT 1 obtained in this way
A schematic diagram of input / output conversion characteristics of ˜LUT N is shown in FIG.
The larger the value of the fractional part α j, the larger the number of lookup tables to be converted into I j +1. The smaller the value of α j , I
The number of lookup tables converted to j increases.
なお、第3図では、変換データIjとIj+1のうち、
ルックアップテーブルLUT1側にIjが集中し、ルッ
クアップテーブルLUTN側にIj+1が集中している
が、これに限る必要は全くなく、ルックアップテーブル
LUT1〜LUTNにおけるIj+1との分布状態は全
く任意である。Incidentally, in FIG. 3, among the conversion data I j and I j +1,
I j is concentrated in the look-up table LUT 1 side, but I j +1 are concentrated in a look-up table LUT N side, without any need to limited to this, look-up tables LUT 1 I in ~LUT N j +1 The distribution of and is completely arbitrary.
また、入力データxjに対する目標値yjが整数で小数
部αj=0であるときは、すべてのルックアップテーブ
ルLUT1〜LUTNにおいて、入力データxjに対す
る変換データyjはIjとなる。Further, when the target value y j for the input data x j is the fractional part alpha j = 0 an integer, in all of the look-up table LUT 1 ~LUT N, converted data y j to the input data x j is the I j Become.
すなわち、例えば、第7図において、入力データx0に
対する目標値y0は0であるため、各ルックアップテー
ブルによる変換データはすべて0であり、また、入力デ
ータx15に対する変換データの目標値y15は15であ
るので、各ルックアップテーブルによる変換データはす
べて15である。同様に、x=8のときy=11.0である。
つまり、x=8の場合、その出力yには量子化誤差はな
く、正確に出力される。この場合、複数のルックアップ
テーブルLUT1〜LUTNはすべてy=11の値をとる
ため、ランダムではなく、正確に11のデータを出力する
ようになっている。これらに対して、従来の第8図
(A),(B)の例では、出力は(11+ノイズ)とな
り、不要な誤差を付加してしまうことになる。That is, for example, in Figure 7, since the target value y 0 is 0 to the input data x 0, the converted data by the lookup table are all 0, and the target value y of the conversion data to the input data x 15 Since 15 is 15, the conversion data by each lookup table is all 15. Similarly, when x = 8, y = 11.0.
That is, when x = 8, the output y has no quantization error and is output correctly. In this case, all of the plurality of lookup tables LUT 1 to LUT N take the value of y = 11, so that 11 data are output accurately rather than randomly. On the other hand, in the conventional examples shown in FIGS. 8A and 8B, the output is (11 + noise), and an unnecessary error is added.
第3図においては同様の特性を想定して入力x0におけ
る変換データI0はすべて0とし、入力xNにおける変
換データINはすべて所要の値としてある。In the third view assumes the same characteristics as 0 all converted data I 0 is at input x 0, all converted data I N in the input x N is a required value.
以上のような入出力変換特性をもつルックアップテーブ
ルLUT1〜LUTNの統計的特性は、第7図における
カーブAのような滑らかな目標特性となる。これに対し
て、第8図の(A)または(B)の従来の方法では、ル
ックアップテーブルの統計的特性はカーブBのままであ
る。なお、統計的特性とは、ある入力データxに注目し
たとき、ランダムな値をとる出力データyの平均を求
めたものである。The statistical characteristics of the lookup tables LUT 1 to LUT N having the input / output conversion characteristics as described above are smooth target characteristics like the curve A in FIG. 7. On the other hand, in the conventional method shown in FIG. 8A or 8B, the statistical characteristic of the look-up table remains the curve B. Note that the statistical characteristics are obtained by averaging output data y having random values when attention is paid to certain input data x.
以上の比較から判るように、互いに入出力変換特性を異
にする複数種類のルックアップテーブルLUT1〜LU
TNを乱数データからなる選択信号Siによって選択す
ることにより、デジタル方式の階調変換回路に、ノイズ
の混入なくランダム性を導入することができるのであ
る。As can be seen from the above comparison, a plurality of types of lookup tables LUT 1 to LU having different input / output conversion characteristics from each other.
By selecting T N by the selection signal S i consisting of random number data, it is possible to introduce randomness into the digital gradation conversion circuit without mixing noise.
第2実施例 第2実施例の階調変換回路11は、第5図に示すように、
単一のメモリ12と乱数発生回路13とを備えている。この
単一のメモリ12内にN個のルックアップテーブルLUT
1〜LUTNが形成されている。メモリ12としては、R
OMでもRAMでもよい。Second Embodiment The gradation conversion circuit 11 of the second embodiment, as shown in FIG.
It has a single memory 12 and a random number generation circuit 13. N look-up table LUTs in this single memory 12
1 to LUT N are formed. As memory 12, R
It may be OM or RAM.
乱数発生回路13から出力された選択信号Siはメモリ12
の上位アドレスAUに入力され、入力データxはメモリ
12の下位アドレスALに入力される。メモリ12の容量
は、第1実施例の場合の一つのルックアップテーブルの
N倍の容量をもつが、最近のメモリデバイスの大容量化
により、このような回路はコストアップとはならない。The selection signal S i output from the random number generation circuit 13 is stored in the memory 12
Input to the upper address AU of the input data x
Input to 12 lower addresses A L. The capacity of the memory 12 is N times the capacity of one look-up table in the case of the first embodiment, but due to the recent increase in the capacity of memory devices, such a circuit does not increase in cost.
一例として、データx,yのビット数を8、ルックアッ
プテーブルLUT1〜LUTNの個数を16とすると、メ
モリ容量は、28×16=4Kバイトであり、1チップの
メモリ容量としてごく一般的な値となる。As an example, if the number of bits of the data x and y is 8 and the number of lookup tables LUT 1 to LUT N is 16, the memory capacity is 2 8 × 16 = 4K bytes, which is a general memory capacity of one chip. Value.
ルックアップテーブルLUT1〜LUTNの入出力変換
特性を作成する方法は第1実施例の場合と同様である。
入出力変換特性の模式図の一例を第6図に示す。The method of creating the input / output conversion characteristics of the lookup tables LUT 1 to LUT N is the same as in the first embodiment.
An example of a schematic diagram of input / output conversion characteristics is shown in FIG.
選択信号Siと入力データxjとの合成信号がメモリ12
に対するアドレス信号として入力されると、結果的にN
個のルックアップテーブルLUT1〜LUTNのうちの
いずれか一つのルックアップテーブルLUTiが選択さ
れ、そのテーブルのxjに対応する変換データが出力デ
ータyjとしてメモリ12から出力される。The combined signal of the selection signal S i and the input data x j is stored in the memory 12
When it is input as an address signal for
Pieces of any one of the look-up table LUT i of the look-up table LUT 1 ~LUT N is selected, input data corresponding to x j of the table is output from the memory 12 as the output data y j.
なお、上記各実施例では、ルックアップテーブルLUT
1〜LUTNをROMまたはRAMにおいて形成した
が、これに代えて場合により乱数発生回路も含めてLS
Iによって構成してもよいことはいうまでもない。In each of the above embodiments, the lookup table LUT is used.
Although 1 to LUT N are formed in the ROM or RAM, the LS including the random number generation circuit may be used instead of the LS.
It goes without saying that it may be configured by I.
<発明の効果> 本発明によれば、以上のように作用するので、入力デー
タに対し、出力データの平均値(=期待値)は目標値と
一致するので所要の変換特性に沿ったデータが出力さ
れ、隣接する画素群との間のトーンジャンプや偽輪郭の
問題が解消されるとともに、微妙なな階調変化も良好に
再現される。<Effects of the Invention> According to the present invention, since the above-described operation is performed, the average value (= expected value) of the output data with respect to the input data coincides with the target value, so that data corresponding to the required conversion characteristic is obtained. The problem of tone jump between adjacent pixel groups and false contours is solved, and subtle gradation changes are well reproduced.
また、複数種類の変換特性をもつルックアップテーブル
を乱数発生回路からの選択信号によってランダムに選択
する構成としているから、ビット数を必要以上に増やす
必要がないし、ノイズの混入もない。Further, since the look-up table having plural kinds of conversion characteristics is randomly selected by the selection signal from the random number generation circuit, it is not necessary to increase the number of bits more than necessary and noise is not mixed.
第1図ないし第4図は本発明の第1実施例に係り、第1
図はルックアップテーブルによる階調変換回路のブロッ
ク図、第2図は入力データと目標値との関係を示す図、
第3図は階調変換回路におけるルックアップテーブルの
入出力変換特性を示す模式図、第4図はその階調変換回
路が使用されるカラースキャナの概略のブロック図であ
る。 第5図および第6図は第2実施例に係り、第5図は階調
変換回路のブロック図、第6図は階調変換回路における
ルックアップテーブルの入出力変換特性を示す模式図で
ある。 第7図は一般的なルックアップテーブルの入出力変換特
性図、第8図の(A),(B)は従来方式を示すブロッ
ク図である。 x,xj……入力データ y,yj……出力データ(変換データ)j ……平均値(=期待値) Ij……整数部 αj……小数部 Si……選択信号 LUT1〜LUTN……ルックアップテーブル 10,13……乱数発生回路 7,11……階調変換回路1 to 4 relate to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a gradation conversion circuit using a lookup table, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between input data and target values,
FIG. 3 is a schematic diagram showing input / output conversion characteristics of a look-up table in the gradation conversion circuit, and FIG. 4 is a schematic block diagram of a color scanner in which the gradation conversion circuit is used. 5 and 6 relate to the second embodiment, FIG. 5 is a block diagram of a gradation conversion circuit, and FIG. 6 is a schematic diagram showing input / output conversion characteristics of a look-up table in the gradation conversion circuit. . FIG. 7 is an input / output conversion characteristic diagram of a general look-up table, and FIGS. 8A and 8B are block diagrams showing a conventional method. x, x j …… Input data y, y j …… Output data (converted data) j …… Average value (= expected value) I j …… Integer part α j …… Decimal part S i …… Selection signal LUT 1 ~ LUT N ... Look-up table 10, 13 ... Random number generation circuit 7, 11 ... Gradation conversion circuit
Claims (1)
を入力したときに予め格納している変換データを出力す
るN個(Nは2以上の整数)のルックアップテーブル
と、前記N個のルックアップテーブルのうちのいずれか
一つを選択する前記の選択信号をランダムに出力する乱
数発生回路とを備え、 入力データxj(jは連続する整数)に対応する変換デ
ータの目標値yjを整数部Ijと小数部αj(yj=I
j+αj ;0≦αj<1)とし、(1−αj)・N個
またはこれに最も近い整数個のルックアップテーブルの
変換データをyj=Ijとし、かつ、N個のうちの残り
のルックアップテーブルの変換データをyj=Ij+1
とする規則のもとに、前記N個のルックアップテーブル
の個々の入出力変換特性を定めてあることを特徴とする
ルックアップテーブルによる階調変換回路。1. N lookup tables (N is an integer of 2 or more) for outputting conversion data stored in advance when digital image input data and selection signals are input, and the N lookup tables. A random number generating circuit for randomly outputting the selection signal for selecting any one of the tables, and converting the target value y j of the conversion data corresponding to the input data x j (j is a continuous integer) into an integer. The part I j and the decimal part α j (y j = I
j + α j ; 0 ≦ α j <1), (1-α j ) · N or the closest integer number of conversion data of the lookup tables are set to y j = I j , and N out of N Of the remaining lookup table conversion data of y j = I j +1
The gradation conversion circuit using the look-up table is characterized in that the individual input / output conversion characteristics of the N look-up tables are defined based on the above rule.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62245680A JPH0624005B2 (en) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | Gradation conversion circuit using lookup table |
| US07/249,984 US5123059A (en) | 1987-09-28 | 1988-09-27 | Gradation converting circuit employing lookup table |
| DE3853117T DE3853117T2 (en) | 1987-09-28 | 1988-09-28 | Gradation conversion circuit using a look-up table. |
| EP88115978A EP0310021B1 (en) | 1987-09-28 | 1988-09-28 | Gradation converting circuit employing lookup table |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62245680A JPH0624005B2 (en) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | Gradation conversion circuit using lookup table |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6486280A JPS6486280A (en) | 1989-03-30 |
| JPH0624005B2 true JPH0624005B2 (en) | 1994-03-30 |
Family
ID=17137212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62245680A Expired - Lifetime JPH0624005B2 (en) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | Gradation conversion circuit using lookup table |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624005B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5759962B2 (en) * | 2012-11-30 | 2015-08-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image processing apparatus and image processing program |
| JP5759961B2 (en) * | 2012-11-30 | 2015-08-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image processing apparatus and image processing program |
-
1987
- 1987-09-28 JP JP62245680A patent/JPH0624005B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6486280A (en) | 1989-03-30 |
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