JPH0695722B2

JPH0695722B2 - 画像信号処理装置

Info

Publication number: JPH0695722B2
Application number: JP61291013A
Authority: JP
Inventors: 祐二丸山; 克雄中里; 俊晴黒沢; 潔高橋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-12-05
Filing date: 1986-12-05
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-11-24
Also published as: JPS63142968A

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の画像情報を２値再生する機能を備え
た画像信号処理装置に関するものである。

従来の技術近年、事務処理の機械化や画像通信の急速な普及に伴っ
て、従来の白黒２値原稿の他に階調画像や印刷画像の高
品質での画像再現に対する要望が高まってきている。特
に階調画像の２値画像による擬似中間調再現は表示装置
や記録装置との適合性がよく多くの提案がなされてい
る。

これらの擬似中間調再現の１つの手段として、ディザ法
が最もよく知られてる。この方法は予め定められた一定
の面積において、その面積内に再現する黒または白のド
ット数によって階調を再現しようとするもので、ディザ
信号マトリクスに用意した閾値と入力画信号を１画素毎
に比較しながら２値化処理を行っている。

第３図は上記ディザ法を実現する画像信号処理装置の要
部ブロック図である。なお原画像における注目画素の座
標を（x,y）とする。第３図（ａ）において301はディザ
信号発生手段、302は信号比較手段、303は入力画信号Ix
yの画信号入力端子、304は主走査および副走査の画素処
理に同期させる同期信号SYNの同期信号入力端子、306は
信号比較手段302からの２値の出力画信号Bxyの画信号出
力端子である。第３図（ｂ）はディザ信号発生手段301
の要部でディザ信号Dxyを同期信号（SYN）に同期しなが
ら発生するための、予め定められた閾値を格納するディ
ザ信号マトリクスの構成例である。

上記構成において、ディザ信号発生手段301はディザ信
号マトリクスの主走査方向の周期をNm、副走査方向の周
期をNsとするとき、Ｘ＝mod（x/Nm）、およびＹ＝mod
（y/Ns）の剰余関数で定まるディザ信号マトリクス内の
要素（X,Y）に格納されている閾値をディザ信号（Dxy）
として出力する。

信号比較手段302は、入力画信号（Ixy）と前記ディザ信
号（Dxy）を比較し、Ixy≧Dxyのときはレベル１（また
はレベル０）、Ixy＜Dxyのときはレベル０（またはレベ
ル１）とする２値画信号（Bxy）を画信号出力端子306に
出力する。この２値画信号（Bxy）を２値の表示装置や
記録装置の駆動信号として用いれば原画の階調を擬似的
に再現することができる。

発明が解決しようとする問題点このような擬似中間調再現の画質向上に対する要望はま
すます強まっている。このため最も簡便な方法として記
録密度を高める試みがあるが、これに伴って読取・記録
系全体の画素密度を高めなければならず系全体として高
価なものにならざるを得ない。しかし記録や表示装置の
主走査画素密度のみ倍密度にすることは比較的容易であ
るが、第３図（ａ）のような構成では、入力画素密度と
出力画素密度が同じ場合にしか適応できない。

本発明は上記従来技術に鑑み、記録や表示装置の主走査
画素密度が入力画素密度の２倍の画素密度に適合するよ
うに、１入力画信号に対して連続した２個の２値レベル
の画信号から成る擬似中間調画信号を発生させる画信号
処理装置を提供するものである。

問題点を解決するための手段画素単位でサンプリングした多階調の入力画信号を４値
レベルの出力画信号に変換する際に、注目画素の入力画
信号の読取り画素周期に対応して、画素周期毎に２ワー
ド構成のディザ信号を出力するディザ信号発生手段と、
前記入力画信号と前記ディザ信号を比較し、２ビットの
３値画信号を出力する信号比較手段と、前記３値画信号
を直前画素周期の出力画信号に基づき多値レベルの出力
画信号に変換する画信号変換手段と、前記多値レベルの
出力画信号を１画素周期遅延させて前記画信号変換手段
に供給する信号遅延手段とを有する画像信号処理装置を
提供するものである。

作用本発明は上記構成により、ディザ信号発生手段は主走査
もしくは副走査方向の画素周期に同期しながら２個のデ
ィザ信号を発生し、信号比較手段は前記２個のディザ信
号と入力画信号を比較して２個の２値画信号を発生す
る。特に前記２個のディザ信号が常にいずれかが他方に
比して大きくなるようなディザマトリクスを用いる場合
には前記の２個の２値画信号は完全黒、半黒、完全白の
３状態を示す３値画信号を形成する。そして画信号変換
手段は、４値画信号の上位ビットを主走査方向の左半画
素、下位ビットを右半画素に対応させたとき、直前の画
素周期における４値画信号が出力画素の左右両半画素と
も黒（または白）ならば前記３値画信号が半黒の場合に
は左半画素黒（または白）、右半画素白（または黒）を
意味させる４値画信号の上位ビットと下位ビットを決定
する。このような４値画信号の決定法を採用することに
より、原画像の黒領域と白領域の境界付近の再現におい
て、倍密度再現時にも境界領域における黒画素（または
白画素）の離散が防止され、歯切れのよい境界再現が可
能となる。また直前の画素周期における４値画信号が前
記以外ならば前記３値画信号が半黒の場合、直前の画素
周期の４値画信号の上位ビットおよび下位ビットをその
まま出力する。これにより、原画の連続した半黒領域の
再現において出力画素の連続した半画素がつづいて黒
（または白）になることを防ぎ、偽模様の発生の少い均
一な半黒状態を再現できる。また前記３値画信号が完全
黒（または完全白）のときは、直前の画素周期における
４値画信号に関係なく左右の両半画素とも黒（または
白）として４値画信号を決定する。このようにして得ら
れた２値画信号による擬似中間調画像は細い線分画像や
緩やかな濃度変化の画像の再生においても良質な再生画
像となる。

実施例第１図（ａ）は本発明の一実施例における画像信号処理
装置の要部ブロック構成図である。なお、原画像におけ
る注目画素の座標を（x,y）とし、同期信号に同期しな
がらｘは主走査方向にｙは副走査方向に走査移動する。

第１図（ａ）において、101は入力画信号Ixyの画信号入
力端子、102は主走査および副走査の画素処理に同期さ
せる同期信号１の同期信号入力端子、103は画信号入力
端子からの入力画信号Ixyと後述するディザ信号発生手
段から出力されるディザ信号DuおよびDlとを比較し３値
画信号Txyを生成する信号比較手段、104はそのディザ信
号発生手段、105は信号比較手段103の３値画信号と前画
素の４値画信号Q_x-1,yより当該画素の４値画信号Qxyを
生成する画信号変換手段、106は画信号変換手段105の４
値画信号を一画素周期遅延した後に出力する信号遅延手
段、107は画信号変換手段105からの４値画信号を連続し
た２個の２値画信号を生成する２値画信号列発生手段、
108は２値画信号列発生手段の２値画信号Pxyを出力する
出力端子である。

ディザ信号発生手段104は従来例と同様に注目画素の座
標位置の剰余関数で定まるディザ信号マトリクス内の要
素を参照することによって一画素処理周期ごとに２種類
のディザ信号を生成する。第１図（ｂ）は、ディザ信号
発生手段104内のディザ信号マトリクスの構成例で、２
ワード構成のディザ信号Du,Dlを発生するための、予め
定められた閾値を格納するディザ信号マトリクスの概念
を示しており、８ビット/1ワードとした場合、16ビット
（上位ディザ信号Du8ビット、下位ディザ信号Dl 8ビッ
ト）幅のディザ信号となる。なお、本実施例において、
２ワード構成のディザ信号Du、DlはDu＞Dlなる関係の閾
値を持つディザ信号マトリクスとする。

まず、信号比較手段103はディザ信号発生手段104より出
力される２ワード構成のディザ信号DuDlと入力画信号Ix
yとの間で、 Ixy＞Du Du≧Ｉ_xy＞Dl Dl≧Ｉ_xy となる比較を行い、２ビット構成の“11"、“10"“00"
の３値画信号Txyを得る。そして画信号変換手段105は信
号比較手段103で得られた３値画信号Txyを出力画信号の
遅延を行う信号遅延手段106の出力である前画素の４値
画信号Qx−1,yに基づいて第１表に示すような関係から
２ビット構成の“11"、“10"、“01"、“00"の４値レベ
ルの４値画信号Qxyを出力する。つぎに、２値画信号発
生手段107は前記の４値画信号Qxyの上位および下位ビッ
トを１画素処理周期内で交互に選択して連続した２個の
２値レベルの出力画信号Pxyを出力する。

第３図に示す従来例であるディザ法の構成に比較し、本
実施例の特徴を示す画信号変換手段105と信号遅延手段1
06および２値画信号列発生手段107の具体的な構成を第
２図に示し、以下に詳細に説明する。

上記表の関係を実現する画信号変換手段105は、２個の
セレクタ202、203、EX-OR（排他的論理和回路）201およ
びインバータ205で構成される。また、信号遅延手段106
は、Ｄ−FF（Ｄタイプ−フリップフロップ）などのラッ
チ回路204で構成される。

２ビット構成の３値画信号Txyは、上位ビットのTu信号
と下位ビットのT1信号に分割し、それぞれEX-OR201とセ
レクタ202,203に入力する。セレクタ202,203はEX-OR201
の出力によりＡ入力またはＢ入力を選択する。EX-OR201
の出力が“0"の場合は、３値画信号Txyの上位ビットのT
u信号と下位ビットT1信号ともに“1"または“0"のとき
であり、セレクタ202,203はＡ入力を選択し３値画信号T
xyをそのまま４値画信号Qxyとする。

また、EX-OR201の出力が“1"の場合は、３値画信号Txy
の上位ビットのTu信号が“1"で下位ビットのT1信号が
“0"のときであり、セレクタ202,203はＢ入力を選択す
る。このときは、４値画信号Qxyの上位ビットである信
号Quは、前画素の４値画信号Qx−1,yの上位ビットがそ
のまま出力され、下位ビットである信号Q1は前画素の４
値画信号Qx−1,yの上位ビットの反転信号が出力され
る。

なお、ラッチ回路204は、リセット端子を省略したが副
走査の同期信号によりリセットされるものとする。

２値画信号列発生手段107は、画信号変換手段105からの
４値画信号Qxyである上位ビットQuおよび下位ビットQ1
をセレクタ205に入力する。さらに同期信号入力端子109
から入力される同期信号２により上位ビットQuおよび下
位ビットQ1を１画素処理周期内で交互に選択し、２値レ
ベルの信号列として出力画信号Pxyを出力画信号出力端
子108に出力する。

また本実施例では、EX-OR201やセレクタ202,203などに
よる構成で説明したが第１表のパターンを書込んだROM
（リードオンメモリ）やPLA（プログラマブルロジック
アレイ）などによっても容易に実現できる。

さらに、本実施例では前画素の処理結果の当該画素処理
への帰還を、画信号変換手段105の４値画信号Qxyより施
しているが、２値画信号列発生手段107の出力画信号Pxy
より施してもよい。

発明の効果以上のように本発明では、注目画素を４値レベルの出力
画信号に変換する際、前画素の処理結果に基づき、出力
画素の左半画素と右半画素に対応せしめた４値レベルを
表す連続した２個の２値レベルの画信号列すなわち“白
白”、“白黒”、“黒白”および“黒黒”を示す出力画
信号を１画素処理周期ごとに生成することにより、原画
像の黒領域と白領域の境界付近の再現性において境界領
域での黒画素（または白画素）の離散が防止され歯切れ
の良い画質の再現が可能となり、細い線分画像が高品質
で再生出来、さらに原画における緩やかに変化する濃度
領域においても偽模様の発生が著しく抑制された良質な
再生画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例における画像信号処理
装置の要部ブロック構成図、第１図（ｂ）は同装置の要
部であるディザ信号発生手段のディザ信号マトリックス
を示す概念図、第２図は同装置における画信号変換手段
と信号遅延手段のブロック構成図、第３図（ａ）は従来
のディザ法を実施する画信号処理装置の要部ブロック構
成図、第３図（ｂ）は同装置の要部であるディザ信号発
生手段のディザ信号マトリックスを示す概念図である。 103……信号比較手段、104……ディザ信号発生手段、10
5……画信号変換手段、106……信号遅延手段、107……
２値画信号列発生手段、204……ラッチ回路、202,203…
…セレクタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素単位でサンプリングした多階調の入力
画信号を４値レベルの出力画信号に変換する際に、注目
画素の入力画信号の読取り画素周期に対応して、画素周
期毎に２ワード構成のディザ信号を出力するディザ信号
発生手段と、前記入力画信号と前記ディザ信号を比較
し、２ビットの３値画信号を出力する信号比較手段と、
前記３値画信号を直前画素周期の出力画信号に基づき多
値レベルの出力画信号に変換する画信号変換手段と、前
記多値レベルの出力画信号を１画素周期遅延させて前記
画信号変換手段に供給する信号遅延手段とを有する画像
信号処理装置。
【請求項２】ディザ信号発生手段は、２ワード構成のデ
ィザ信号をDu、Dlとすると、（上位ディザ信号Du）＞（下位ディザ信号Dl）なる関係を持つディザ信号を発生することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の画像信号処理装置。