JPH077461B2 - 画像推定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、例えば中間調表示された２値画像から元の
２値画像を良好に推定することのできる２値画像の中間
調画像推定方法などに適用できる画像推定方法に関す
る。

［発明の背景］ 現在、実用に供されている出力装置、例えば表示装置や
印刷装置は白と黒の２値でしか表わされないものが多
い。

このような出力装置を用いて擬似的に中間調を表現する
方法として、濃度パターン法（輝度パターン法）やディ
ザ法などが知られている。

濃度パターン法やディザ法はともに面積階調法の一種
で、一定の面積（マトリックス）内に記録するドットの
数を変化させることにより中間調画像を表現する。

濃度パターン法は第33図（ロ）に示すように、閾値マト
リックスを用いて原稿の１画素に対応した部分を複数ド
ットで記録する方法で、ディザ法は第33図（イ）に示す
ように、原稿の１画素に対応した部分を１ドットで記録
する方法である。それぞれ図に示すように２値化された
出力データが得られる。この出力データは擬次的に白、
黒２値で中間調画像を表現するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このような２値化された擬似中間調画像か
ら、元の中間調画像（第33図の入力データに相当する）
を推定することができれば、種々のデータ処理を行なう
ことができ、画像変換にも自由度を持たせることができ
るようになって都合がよい。

濃度パターン画像の場合、パターンレベルの配置が分か
れば直ちに中間調画像に戻すことができる。しかしなが
ら、情報量のわりに解像力が低い。

これに対して、ディザ画像は濃度パターン画像と比較し
て情報量のわりには解像力が高いが、元の中間調画像に
戻すことが困難である。そのため、ディザ画像のみでは
種々の画像変換を行なうことができなかった。

オリジナル画像として、多値画像（３値以上のレベルを
有する画像）を使用する場合も同様である。

そこで、この発明はこのような従来の欠点を解決したも
のであって、回路規模を増大することなく、オリジナル
画像（例えば、２値のディザ画像）から例えば中間調画
像を良好に推定することのできる２値画像の画像推定方
法を提案するものである。

この発明では、さらに擬似中間調画像のみを推定するの
ではなく、２値化された文字、線画に対しても中間調レ
ベルを推定できる画像推定方法を提案するものである。

［問題点を解決するための手段］ 上述の問題点を解決するために、この発明においては、
中間調レベルを推定する注目画素を含む複数の走査開口
を設定し、 特定走査開口内での白若しくは黒画素数を計数し、この
特定の走査開口の計数結果に基づいて作成した２値画像
と上記走査開口のオリジナル画像を比較判定し、 上記判定が不成立の場合は、各走査開口について上記計
数及び比較判定を行なって唯一の走査開口を決定し、 上記判定が成立の場合は、各走査開口内の白若しくは黒
画素数が所定の条件を満足するかどうかを判別すること
によって、唯一の走査開口を決定し、 上記決定された走査開口内の白若しくは黒画素数に基づ
いて注目画素の中間調レベルを出力するようにしたこと
を特徴とするものである。

［作用］ 人間の視覚は低空間周波数領域（画素レベル変化が少な
い領域）においては高い画素レベル階調判別能力を持
ち、高空間周波数領域（画素レベル変化が多い領域）に
おいては、低い画素レベル階調判別能力しかないという
特性を有している。

そこで、低空調周波数領域においては大きな走査開口を
用いて多階調を有する画像の高い階調表現を行ない、高
空間周波数領域においては小さな走査開口を用いて文
字、線画等の高い解像力の画像を再現すれば、いままで
よりも更によい中間調画像の推定を行なうことができ
る。

そのため、複数種の走査開口が用意される。そして、低
空間周波数領域のとき、従って階調画像のような画像の
ときには、基準となる走査開口より大きな走査開口が選
択される。このときどの走査開口を選択するかは判定す
べき領域内での濃度変化が無いという条件式を満たすか
否かによって決められる。

これに対して、高空間周波数領域のとき、つまり線画や
文字画のような画像のときには、基準となる走査開口よ
り小さな走査開口が選択される。このときどの走査開口
を選択するかは判定すべき領域内での濃度パターンの変
化が無いという条件を満たすか否かによって決められ
る。

このような人間の画素レベル階調判別能力を考慮して中
間調画像を作成すれば、元の中間調画像が階調画、線
画、文字画を含むようなものであっても、より原画に近
い中間調画像を得ることができる。

［実施例］ 以下、この発明に係る２値画像の中間調画像推定方法に
ついて、第１図以下を参照して詳細に説明する。第１図
はオリジナル画像として、２値画像を使用した場合にお
ける画像推定方法の一例を示すフローチャートを示す
が、説明の便宜上第２図以下を参照しながら、フローチ
ャートを順次説明することにする。

また、以下に示す実施例では、２値画像として２値のデ
ィザ画像について説明する。そのため、まず組織的２値
ディザ法の１つとして、８×８のベイヤ（Bayer）型デ
ィザマトリックスを閾値マトリックスとして用いた場合
を例にとって説明する。

第２図はこの発明を説明するための２値ディザ画像例を
示す図である。

同図（イ）はデジタルデータに変換されたオリジナル中
間調画像、同図（ロ）は８×８ベイヤ型の閾値マトリッ
クス、同図（ハ）は閾値マトリックス（ロ）によって白
及び黒の２値に変換されたオリジナル画像（イ）に対応
した２値ディザ画像である。

なお、同図（ハ）に示す２値ディザ画像は、白レベルの
画素を白抜きで、黒レベルの画素を黒色で図示してあ
る。以後の説明も同様である。

ベイヤ型閾値マトリックスとは、同図（ロ）に示すよう
にドットが分散するディザパターンをとるものである。

さて、ディザ画像（ハ）の上を行方向及び列方向に走査
させるために、開口面積の異なる複数種の走査開口が用
意される。この例では、ディザマトリックスの大きさと
して、８×８のマトリックスを例示したので、取り扱う
走査開口としては最大８×８となる。この走査開口を第
３図に示すように、走査開口Ｇとする。

この走査開口Ｇに対して、さらにその面積が1/2,1/4,1/
8,1/16及び1/64となる走査開口Ｆ〜A,Zが用意される。

Ｚは１行×１列の大きさの、Ａは２行×２列の大きさ
の、Ｂは２行×４列の大きさの、Ｃは４行×２列の大き
さの、Ｄは４行×４列の大きさの、Ｅは４行×８列の大
きさの、Ｆは８行×４列の大きさの走査開口をそれぞれ
示している。

Ａ〜Ｚの各開口中に示した黒丸は、第１図（ハ）のディ
ザ画像上を移動させるときの移動中心である。

このような面積の異なる走査開口のうち最適な走査開口
を選択しながら、中間調画像の値が推定される。

ここで、走査すべき走査開口の大きさを固定したままで
中間調画像を求めると、各走査開口に対応した中間調画
像は第４図に示すような値となる。

同図（イ）は最小の走査開口Ｚを使用して推定した中間
調画像である。以下同様に、同図（ロ）〜（チ）に走査
開口Ａ〜Ｇを使用して推定した中間調画像を示す。

中間調画像は第５図に示すような順序をもって推定され
る。

走査開口として、Ｄを使用したときの推定操作を説明す
ると、まず第６図に示すように、走査開口Ｄを２値ディ
ザ画像（ハ）の初期位置（第１行の第１列）に重ねる
（第５図ステップ7a,7b）。

この場合、第６図のように走査開口Ｄ内に含まれる画素
は、各々完全に含まれていることが望ましい。すなわ
ち、ある画素の一部が欠けて含まれることがないように
することが好ましい。

次に、この走査開口Ｄで囲まれた部分の画素レベルを計
算してその値を中間調の推定値とする（スッテプ7c）。
この場合３となる。走査開口Ｄの面積は走査開口Ｇの1/
4であることから、最大開口面積と同じくするため、画
素レベルにこの面積比（以下ゲインという。この場合、
ゲインは４である）が掛けられた値、つまり12がこの画
素の中間調画像レベルとして推定される。従って、１行
１列目（1,1）の中間調画像の推定値は12である。

次に、ステップ7dにおいて、最終列か否かが判別され、
最終列でないときには、ステップ7eに移行して、走査開
口Ｄを１列従って、１画素分だけ右に移動させて、（1,
2）における中間調画像が推定される。この場合も、走
査開口Ｄ内の２値画像レベルを前述と同様に合計して推
定するものであって、例示の場合３となる。従って、こ
の場合においても中間調画像の値は12と推定される。

このような推定処理を同行の全ての列について順次実行
する。

そして、最終列、つまり第１行目が終了したら、ステッ
プ7fにおいて、最終行の有無がチェックされ、最終行で
ないときにはステップ7gにおいて、走査開口Ｄの最初の
行が１行だけ下側にシフトされる。そして、第１列目
（2,1）の画素から上述と同様に中間調濃度推定操作を
順次実行する。

このような演算処理を最後の行の最後の列まで、走査開
口Ｄを２値ディザ画像の画素ごとに順次移動させて実行
することにより、中間調画像推定値を求め、中間調画像
推定操作を終了する。

第４図の（ホ）は、このようにして求めた推定中間調画
像を示す図である。

勿論、このような方法では、第２図（イ）に示すオリジ
ナル中間調画像よりも情報量の少ない２値ディザ画像
（同図（ハ））から中間調画像（第４図参照）を推定す
るものであるから、第４図に示すようにオリジナル中間
調画像から作成した中間調画像に完全には一致しない。

これは、空間周波数特性に関係なく中間調画像を推定し
たためである。

そこで、この発明では画像のもつ空間周波数特性に応じ
て、画素ごとに最適な走査開口を選択し、選択した走査
開口より中間調画像を推定しようとするものである。こ
うすれば、オリジナルに対してより忠実な中間調画像を
推定できることになるからである。

走査開口の選択は次のようにして行なわれる。

すなわち、低空間周波数領域においては大きな走査開口
を用いて高い階調表現を行ない、高空間周波数領域にお
いては小さな走査開口を用いて高い解像力の画素でも再
現できるようにする。ここで、線画や文字画は高空間周
波数領域の画像に対応し、階調画は低空間周波数領域の
画像に対応する。

また、低空調周波数領域においては、複数の走査開口の
うちの最適な開口を選択する基準として、濃度の変化が
ないということを所定の条件式に従って求める。これに
対して、高空間周波数領域においては、その最適開口を
選択する基準としてパターンの一致、不一致によって決
定する。

そのため、この発明に係る中間調画像の推定操作は、第
１図に示すような操作手順となる。

第１図に示すフローチャートに示される推定値の操作概
要を説明する。

まず、基準となる走査開口を設定する。この例では、中
間の走査開口であるＤが使用される（ステップｋ）。次
に、走査開口Ｄの濃度パターンの一致、不一致がチェッ
クされる（ステップ１）。どのようにして濃度パターン
の一致、不一致を見るかについては後述する。

濃度パターンが一致しているときには、所定の条件式に
基づいて走査開口Ｄ〜Ｇのうちのいづれかが選択される
（ステップｍ）。これに対して、濃度パターンが不一致
のときはステップｎに移って濃度パターン判別により走
査開口Ｃ〜A,Zの何れかが選択される。

走査開口の選択が終了すると、続いて求められた走査開
口に基づいて中間調画像のレベルが推定される（ステッ
プＯ）。その後、この推定された中間調画像のレベルに
基づいて、拡大・縮小などの画像処理が実行されると共
に、これが２値化されて、中間調画像の推定処理が終了
する（ステップp,q）。

ステップ１の処理操作から第７図を参照して説明しよ
う。

ここでは、まず、取り扱う複数種の走査開口のうちで、
中間の開口面積を有する走査開口Ｄが選択される。

そして、選択開口Ｄを第２図（ハ）の初期位置（第６図
参照）に重ねると、第７図（イ）に示すディザ画像が得
られる。この走査開口Ｄ内の白画素数をカウントすると
３である。走査開口Ｄのゲインは４であることから、こ
の白画素数３をゲイン倍した値12が平均的画素レベルで
あるものとして、（ロ）に示すように各画素を12で埋め
合わせる。

（ロ）に示す平均画素レベル像を（ハ）に示す閾値マト
リックスで２値化すると、（ニ）に示すようなものとな
る。閾値マトリックス（ハ）は走査開口のディザ画像上
における位置情報を示すものである。

ここで、ディザ画像（イ）と２値画像（ニ）を比較する
と、両者の濃度パターンが一致する。

従って、この場合には第１図ステップl,mから明らかな
ように、条件式に基づいて適切な走査開口が選択される
ことになる。

なお、濃度パターンが一致せず、ステップｎが選択され
た場合においても、走査開口内に濃度変化が認められな
い限り、できるだけ大きな走査開口を選択するものであ
る。従って、走査開口の選択順序を第８図に示すよう
に、Ｃ→Ｂ→Ａ→Ｚの順にとる。

第９図はこの発明に係る方法の説明図である。

第９図は走査開口Ｄの移動中心が（4,6）であるときの
説明図であって、上述したと同様に、走査開口Ｄを第２
図（ハ）の移動位置（4,6）にその開口中心が一致する
ような状態で重ねると、第９図工程（１）に示す通りと
なる。

この走査開口Ｄ内の白画素数をカウントすると４であ
る。走査開口Ｄのゲインは４であるから、ゲイン倍した
値の16が平均的画素レベルであるものとして、（ロ）に
示すように各画素を16で埋め合わせる。

そして、（ロ）に示す平均画素レベル像を（ハ）に示す
閾値マトリックスで２値化すると、（ニ）に示すような
ものとなる。

ここで、ディザ画像（イ）と２値画像（ニ）を比較する
と、同一の濃度パターンではない。

そこで、工程（２）に進む。このとき使用される走査開
口はＣである。

この走査開口Ｃ内の白画素数をカウントする２である。
走査開口Ｃのゲインは８であるから、ゲイン倍した値の
16が平均的画素レベルであるものとして、（ロ）に示す
ように各画素を16で埋め合わせる。

そして、（ロ）に示す平均画素レベル像を（ハ）に示す
閾値マトリックスで２値化すると、（ニ）に示すような
ものとなる。

ここで、ディザ画像（イ）と２値画像（ニ）を比較する
と、同一の濃度パターンとなっている。

従って、この場合には走査開口Ｃが最適開口として選択
され、そのときの中間調画像の推定値は16となる。

なお、一回の工程で走査開口が選択されないときには、
次の走査開口を使用して上述の処理操作が順次実行され
る。走査開口Ａでもその濃度パターンが一致しないとき
には、最小の走査開口Ｚをそのときの走査開口として選
択し、ゲイン倍（＝64）した値、すなわち64あるいは０
が中間調画像の推定値として使用される。

次に、第１図ステップｍについてその処理操作を説明す
る。

ステップｍはステップｌで一致、成立した場合に判定す
るものである。

ステップｍにおいても、人間の画素レベル階調判別能力
を考慮して走査開口Ｄ〜Ｇを選択するものである。つま
り、上述と同じく、低空間周波数領域においては大きな
走査開口を用いて高い階調表現を行ない、高空間周波数
領域においては小さな走査開口を用いて高い解像力の画
像を再現しようとするものである。

その際に使用する条件とは、画素レベルの変化がないと
いう条件である。

まず、ここでは、各走査開口Ｄ〜Ｇ内の２値画素レベル
の合計値をそれぞれ、ｄ〜ｇとする。そして、画素レベ
ル変化がないという条件を以下のように定める。

|2d−e|≦１ ・・・（１） |2d−f|≦１ ・・・（２） |2e−g|≦１ ・・・（３） |2f−g|≦１ ・・・（４） ｄ＝０又はｄ＝16 ・・・（５） これら各条件を満足している場合を〇、満足していない
場合を×として、各条件に応じて用いるべき走査開口を
第10図のように定める。図中の＊印は、〇あるいは×を
示している。

例えば、（１），（２），（５）式を満足していない場
合には、（３），（４）式を満足しているかどうかをチ
ェックするまでもなく、開口Ｄが選択される。

（５）式が満足されていない場合において、（１）式は
満足するが（２）式を満足しない場合には、開口Ｅが選
択される。

（１）式は満足しないが、（２）式を満足する場合に
は、開口Ｆが選択される。

（１）〜（４）式全てを満足する場合には、開口Ｇが選
択される。

また、開口Ｄの白画素数が０あるいは16のときには、
（１）〜（４）式に関係なく、開口Ｄが選択される。

以上の条件で、第２図（ハ）に示す２値ディザ画像の各
開口の中心位置が（4,4）の右下であるときの最適走査
開口を求めてみる。この場合の白画素数は、 ｄ＝3,e＝9,f＝8,g＝21となる。

まず、条件式（１），（２）式をもとめる。

|2d−e|＝|6−9|＝３ で、（１）式を満足しない。また、 |2d−f|＝|6−8|＝２ で、（２）式も満足しない。

従って、第10図により最適走査開口はＤとなる。

なお、上述の条件式は一例に過ぎず、画素レベルの変化
がないという条件を表わすものであれば、上述の条件式
以外の条件式を使用してもよい。

次に、走査開口としてＤが選択された場合の、中間調画
像の第１行第１例目の画素についての値を推定する。走
査開口Ｄを選択したときの初期位置の２値画素レベルの
合計値はｄ＝３、走査開口Ｄのゲインは４であるので、
中間調画像推定値は３×４＝12となる。

このような推定操作を注目する画素ごとに実行して、そ
の都度走査開口Ａ〜Ｚのうちいづれかが選択されるもの
である。従って、走査開口Ａ〜Ｚ全体についての開口選
択のフローを整理すると、第11図に示すようになって、
唯一で、しかも最適な走査開口が選択される。

第12図（イ）はこのようにして求めた推定中間調画像を
示す図である。ちなみに、各中間調画像推定にどの開口
を用いたかを、第12図（ロ）に示す。

第１行の場合を例にとって説明すれば、中間調推定画像
の（1,1）がＤ、（1,2）がＤ、（1,3）がＣ、（1,4）が
Ｂ、（1,5）がＣ、（1,6）がＢ、（1,7）がＢである。

ところで、この第11図に示すフローをそのままハード化
すると、高速な画像処理を実現するのが困難である。そ
こで、これを比較的簡単な論理回路で構成する例を次に
説明する。そのためには、第11図に基づいて各判定の真
理値表を作成する。その結果を第13図に示す。

この真理値表を用いて走査開口を決定する開口選択のた
めの論理式は次のようにすればよい。

開口Ｚ＝▲▼・▲▼・▲▼・▲▼ 開口Ａ＝AP・▲▼・▲▼・▲▼ 開口Ｂ＝BP・▲▼・▼▼ 開口Ｃ＝CP・▲▼ 開口Ｄ＝DP・DW＋DP・▲▼・▲▼・▲▼ 開口Ｅ＝DP・▲▼・S1・▲▼＋DP・▲▼・
S1・S2・S3・▲▼ 開口Ｆ＝DP・▲▼・S1・S2＋DP・▲▼・S1・S2
・▲▼ 開口Ｇ＝DP・▼▼・S1・S2・S3・S4 判定手段において、上記の論理処理を実行すれば、唯一
の開口を選択できるのは、容易に理解できよう。

ここに、APとはＡのパターン判定を満たすということで
あり、DWとはＤの画素数が判定式（５）を満たすという
ことであり、S1とは条件式（１）を満たすということで
あり、そして、₋の表示は満たさなということを夫々表
わしている。

なお、選択された走査開口は、次のような３ビットの符
号をあてがうことによって、どの走査開口が選択された
のかを容易に識別することができる。

Ｚ（000）,A（001）,B（010）,C（011）,D（100）,E（1
01）,F（110）,G（111） この符号化された信号でゲイン倍された中間調画像推定
値が得られる。

さて、上述ではこの発明に係る画像推定方法の処理手順
について第１図〜第13図を参照して説明したが、第14図
以下には、これをハード化したときの画像推定装置の具
体例が示されている。

第14図はこの中間調画像推定装置の概略構成を、信号の
流れを基準にして示したもので、画像読み取り装置１は
原稿画像を読み取って２値データに変換するものであ
る。

原稿画像はCCDなどの光電変換素子を用いて読み取られ
て電気信号に変換される。変換された電気信号はA/D変
換されて、デジタルデータに変換され、このデジタルデ
ータにシェーデング補正（CCD出力の均一化補正）を施
したのち、２値化データに変換されるような一連のデー
タ処理がなされる。

画像読み取り装置１からのデジタル化された２値データ
は中間調画像復元手段２に供給される。

この中間調画像復元手段２には、２値データの他にタイ
ミング信号が供給されて、２値データから所定の中間調
画像信号が復元される。

中間調画像信号はタイミング信号と共に、画像処理手段
３に供給されて拡大・縮小、フィルタリング処理などの
指定処理モードに対応した画像処理が実行される。

画像処理された中間調画像信号は２値化手段４に供給さ
れて、閾値選択信号によって選択された閾値を用いて再
２値化処理が行なわれる。閾値選択信号はコントロール
ターミナルあるいははキーボードなどから指定される。

なお、５は記録装置で、２値化手段４あるいは画像メモ
リユニット６より出力された２値データに基づいて画像
が再現される。

記録装置５としては、レーザプリンタやLEDプリンタな
どを使用することができる。画像メモリユニット６は画
像読み取り装置１より得られる２値データそのものも記
憶できるような構成となされている。

第15図は第14図を画像処理システムとして構成した場合
の一例を示すものである。

画像読み取り手段１、中間調画像復元手段２、画像処理
手段３、２値化手段４及び記録装置５は夫々、第１及び
第２のインターフェース11,12を介してコントロールタ
ーミナル13に接続される。また、画像メモリユニット６
はシステムバス14を介して第１のインターフェース11と
接続される構成となされている。15は外部装置を示す。

続いて、各部の構成を詳細に説明する。

画像読み取り装置１にて読み取られた画像信号、つまり
２値信号は中間調画像復元手段２に供給されて、この２
値信号から所定の中間調レベルを有した中間調画像が復
元される。第16図はこの中間調画像復元手段２の一例を
示す。

画像読み取り装置１からの２値データは第１のセレクト
回路21を介してラインメモリ部22に供給される。

ラインメモリ部22は第１のセレクト回路21から送られて
くる２値データを受けて、１ラインごとの２値データを
記憶するためのもので、図に示すようにL1〜L9までの９
個のラインメモリで構成される。そして、第１のセレク
ト回路21ではこれら９個のラインメモリL1〜L9の夫々
に、夫々のラインに対応した２値データが順次セレクト
されて記憶される。

ここで、ラインメモリを９ライン分用意したのは、使用
する最大の走査開口Ｇの行数が８行であることと、リア
ルタイム処理を行なうために、もう１行のラインメモリ
が必要なためである。

そのため、第２のセレクト回路23において、９個のライ
ンメモリのうち現在の画像処理に必要な８個のラインメ
モリが選択される。

選択された８個のラインメモリの各２値データは中間調
画像推定部30に供給されて、この２値データに基づいて
複数種の走査開口のうちから唯一の走査開口が選択され
る。

選択された走査開口を示すデータは選択回路24に供給さ
れて、その走査開口内の画素レベルとゲインとによって
定まる中間調画像の値が推定される。

タイミング発生回路25から得られた各種のタイミング信
号は、上述した第１及び第２のセレクト回路21,23を始
めとして、ラインメモリ部22、中間調画像推定部30及び
選択回路24に供給されて、必要なタイミングでデータの
選択やアドレス送出の制御が行なわれる。

そのため、このタイミング発生回路25には画像読み取り
部１側から同期クロック、水平有効域信号Ｈ−VALID及
び垂直有効域信号Ｖ−VALIDが供給され、そのタイミン
グに基づいて上述した各種のタイミング信号が生成され
る。

第17図は水平同期信号Ｈ−SYNC,水平有効域信号Ｈ−VAL
ID、同期クロック及び画像情報との関係を示す。すなわ
ち、水平有効域信号Ｈ−VALIDの画像データ有効期間内
において、画像情報が同期クロックに同期して読み出さ
れる。

原稿の画像読み取りのスタートと、水平有効域信号Ｈ−
VALID及び垂直有効域信号Ｖ−VALIDの関係を第18図に示
す。このように画像読み取りがスタートしてから所定の
時間が経過したのちに、画像の読み取りが開始される。
画像読み取り幅は適用される最大原稿サイズによって決
まる。

中間調画像推定部30は次のような処理を行なうために設
けられたものである。つまり、この推定部30は、中間調
レベルを推定する注目画素を含む複数の走査開口を設定
し、特定走査開口内での白若しくは黒画素数を計数し、
この特定走査開口の計数結果に基づいて作成した２値画
像と、この特定走査開口のオリジナル走査開口の２値画
像とを比較判定する。

そして、判定結果が不成立の場合には、各走査開口につ
いて上述した計数及び捕獲判定を行なうことにより、唯
一の走査開口を決定する。

判定が成立しているときには、各走査開口内の白若しく
は黒画素数が所定の条件を満足するかどうかを判別し、
唯一の走査開口を決定する。

すなわち、中間調画像推定部30は特定の条件にあった走
査開口を決定するための一手段である。

そのため、第19図に示すように、この中間調画像推定部
30は、次のような複数の手段で構成される。

1.複数の走査開口を設定する手段40 2.中間調画像レベルを推定する注目画素に各走査開口を
設定し、走査開口内の白若しくは黒画素数を計数する手
段50 3.各走査開口ごとに計数された白若しくは黒画素数をも
とに２値画像を作成する手段を有し、走査開口内のオリ
ジナルの２値画像と、作成された２値画像とを各走査開
口ごとに濃度パターン比較する手段60及び80 4.各走査開口ごとに計数された白または黒画素数が所定
の条件を満足するかどうかを判別する手段70及び80 なお、第19図において、手段40はシフトレジスタで構成
され、手段60は濃度パターン判別回路として構成され、
手段70は条件式から濃度変化の有無を判別する条件式判
定回路として構成される。そして、濃度パターン判別回
路60と条件式判定回路70の出力から開口判定回路80で、
唯一の走査開口が選択される。

31はパターンの位置情報を出力する回路である。手段50
としてこの例では、白画素数を計数するようになされて
いるが、黒画素数を計数するようにしてもよい。

32は計数された白画素数を保持するためのレジスタを示
し、その出力が乗算器33に供給されて計数された白画素
数に各走査開口のゲインが乗算される。乗算結果の白画
素数が求めようとする中間調画像の推定値として使用さ
れる。

そのため、この中間調画像の推定値を示すデータが選択
回路24に供給され、開口判定回路80から出力された走査
開口選択信号に基づいて、中間調画像の推定値が選択さ
れる。例えば、走査開口Ｄが選択されたならば、この走
査開口内の白画素数ｄにゲイン（＝４）を掛けた中間調
画像推定値（＝4d）が選択されるものである。

続いて、これら手段の具体例を説明する。

シフトレジスタ40は第20図に示すように、８入力ラッチ
回路で構成され、これが図示するように９段にわたり縦
続接続されものである。ラッチ回路を９段使用したの
は、このシフトレジスタ40を全ての白画素数計数回路の
シフトレジスタとして共通に使用するようにしたためで
ある。

そして、必要な段数にあるラッチ回路の出力を利用して
白画素数が計数される。図は、走査開口Ｇに対応した計
数回路50gの一例を示す。ここで、走査開口Ｇは８行×
８列の面積を有するから、この走査開口内の全白画素数
を計数するには、図示するように初段と終段のラッチ回
路41,49の各ラッチ出力が利用される。

そのため、初段のラッチ回路41のラッチ出力が第１の計
数ROM51に供給され、終段のラッチ回路49のラッチ出力
が第２の計数ROM52に供給されて、夫々のラッチ回路で
ラッチされた２値データのうちの白画素数が計数され
る。

各計数出力r,kは減算器53に供給されて、ｋ−ｒの演算
が行なわれる。そして、 ｋ＞ｒのときには、“0" ｋ＜ｒのときには、“1" となるような減算出力が得られる。

各計数出力r,kはさらに、比較器54に供給されてその大
小関係が比較される。この例では、 ｋ＞ｒのときには、“0" ｋ＜ｒのときには、“1" のような比較出力が得られる。

減算出力及び比較出力は夫々第１及び第２のラッチ回路
55,56に供給されてラッチされると共に、ラッチ回路55
の出力が加減算器58に、第３のラッチ回路57のラッチ出
力と共に供給される。そして、上述の第２のラッチ出力
が加減算器58にその制御信号として供給される。この例
では、 ｋ＞ｒのときには、減算動作 ｋ＜ｒのときには、加算動作 となるように制御される。

終段に設けられた第３のラッチ回路57のラッチ出力が走
査開口Ｇにおける白画素数を示すデータとして出力され
るものである。

続いて、この計数動作を第21図及び第22図を参照して説
明する。

まず、第21図に示すようなディザ画像（これは第２図に
示すディザ画像（ハ）と同一）を例示する。シフトレジ
スタ用のラッチ回路41〜49が０にセットされる。そのセ
ット信号をクリヤ信号とする（第22図A,B）。このクリ
ヤ信号はローレベルあるいはその立下りによって全ての
ラッチ回路41〜49、55〜57が０になる（同図C,D）。

セットされたのち、クリヤ信号はハイレベルとなり、ク
ロック信号（同図Ａ）に同期した２値データが初段のラ
ッチ回路41に供給されてラッチされる。第１のラッチ回
路41のラッチデータが第１の計数ROM51に、第９のラッ
チ回路49が第２の計数ROM52に夫々入力される。

計数ROM51,52は共に、２値画像データの情報を白画素数
の数値情報に置き換えるROMである。第21図から明らか
なように、第１の計数ROM51からはｋ＝４という数値デ
ータが出力される。第２の計数ROM52からの数値データ
ｒは０である。

従って、ラッチ回路55では、ｋ−ｒの数値データがラッ
チされる。また、ｋ−ｒ＞０であるから、ラッチ回路56
では、“1"（ハイレベル）がラッチされる。

ラッチ回路56の出力が“1"であることから、加減算器58
は加算器として動作し、従って、第２のクロック信号が
入力すると、ラッチ回路55と57の各ラッチ出力が加算さ
れる。上例では、ｋ＝4,r＝０であるから、加算出力ｘ
は４となる。

第21図から明らかなように、第１列目の２値データの白
画素数のトータル値は４であるから、算出された数値デ
ータと一致する。

第２のクロック信号が得られたタイミングでは、第21図
に示す第２列の２値データが入力されるので、今度はｋ
＝２、ｒ＝０となる。その結果、第３のクロック信号に
よって加減算器58では、 （ｋ−ｒ）＋ｘ なる演算が実行される。ｘ＝４であるから、新たなｘ
は、ｘ＝６となる。

このような演算の繰り返しによって、走査開口Ｇの白画
素数が算出される。第23図に各クロックタイミングのと
きのラッチ出力k,r,x及び加減算器58の動作モードを示
す。

これからも明らかなように、９クロック目で第１から第
８列目の２値データが全てラッチされたことになり、10
クロック目で走査開口Ｇ内の白画素数の合計値が求まる
ことになる。第21図の場合では、ｘ＝21となる。11クロ
ック目では、走査開口Ｇが１行２列目に移動したときの
走査開口内に含まれる白画素数が算出され、上例では、
ｘ＝20となる。

走査開口E,F用の計数回路50e,50fは、計数回路50gと同
一構成のものが使用される。これは、行若しくは列の数
が８だけあるからである。

これに対して、走査開口Ｄ用の計数回路50dは、第24図
に示すような回路構成のものが使用される。つまり、こ
の場合には、一対の計数ROM51,52と、それらの出力を直
接演算する加算器59及びその加算出力データをラッチす
るラッチ回路57とで構成される。これは、２列分の２値
データの総数を一個の計数ROMで演算することができる
ため、減算器53やラッチ回路55,56が不必要になるから
である。

なお、この場合には、第３行目から第６行目までの２値
データが入力された第３から第６のラッチ回路43〜46ま
でが使用される。

第25図は走査開口Ｃ用として使用される計数回路50cの
一例を、第26図は走査開口Ｂ用として使用される計数回
路50bの一例を、第27図は走査開口Ａ及びＺ用として使
用される計数回路50a,50zの一例を夫々示す。

使用するシフトレジスタは、走査開口の行数と列数に応
じて適宜選定される。そして、夫々１個の計数ROMとラ
ッチ回路とで構成される。

夫々における白画素数算出動作は省略する。

以上のようにして算出された各走査開口における白画素
数のうち、走査開口Ａ〜Ｄ及びＺの各白画素数は濃度パ
ターン判別回路60に供給される。走査開口Ｄ〜Ｇの白画
素数は条件式判定回路70に供給される。

濃度パターン判別回路60は濃度パターンROM61a〜61dと
パターン判別部65a〜65dとで構成される（第28図参
照）。

そして、計数回路50a〜50dの各計数データが、対応する
濃度パターンROM61a〜61dの上位のアドレスとして供給
され、また白画素数計数時の走査開口の位置情報が下位
アドレスとして共通に供給される。

位置情報とは、第７図（ハ）に示す閾値マトリックスを
決定する情報である。従って、上位のアドレスによって
第７図（ロ）に示す中間調画像が形成され、これとその
ときの位置情報とによって、第７図（ニ）に示す濃度パ
ターンに相当する再２値画像データが出力される。

この再２値画像データと、この再２値画像データが得ら
れたときの濃度パターン情報（第７図（イ）に示す２値
画像データ）がパターン判別部65a〜65dに供給されて両
者のパターンの一致、不一致が判別される。

同一パターンであるときは、“1"（ハイレベル）、そう
でないときには、“0"（ローレベル）が出力される。

条件式判定回路70は、上述した条件式（１）〜（５）を
判定する判定回路71〜75を有し（第28図参照）、夫々に
は対応する白画素数を示すデータが供給される。

ここで、条件式（５）を設けたのは、このような条件を
無視した場合、文字画像の推定処理を実行すると、推定
画像中にチリ（白点または黒点となって現れるノイズ）
が発生し、画質を損ねることが、諸種の実験によって判
明したからである。

判定回路71〜74は同様な構成であるので、条件式（３）
の判定を行なう判定回路73についてのみ、その具体例を
説明する。

条件式（３）を展開すると、次式のようになる。

−１≦2e−ｇ≦１ ・・・・（６） ∴（ｇ−１）/2≦ｅ≦（ｇ＋１）/2 ・・・・（７） （７）式を用いて、ｇの値に対するｅ値を計算すると、
第30図に示すように、ｇが奇数のときｅは２つの値をと
ることが判る。そこで、第29図に示すように、条件式RO
M91を設け、ｇが奇数であるときには、その入力値に対
応して一方のｅの値（条件式の答えのうちの一方）をこ
の条件式ROM91から出力させる。条件式ROM91の内容の一
部を第31図に示す。

第31図からも明らかなように、走査開口Ｇの白画素数が
奇数値か、偶数値かによってアドレスを変えることによ
って出力データの内容を確認し易くしている。

条件式ROM91の出力は、ｇが奇数値であるときの判定回
路93に供給され、ここに供給されたｅの値とのデータが
比較される。同様に、ｇが偶数値のときの判定回路92が
設けられ、ここにｇとｅが供給される。

そして、奇数値判定回路93には、ｇの全てのビットを入
力してその判定が実行され、偶数値判定回路92には最下
位ビットを除いたビットで判定が実行される。各判定で
成立時は、“1"、不成立時は、“0"が出力される。

第32図は条件式（５）を実現するための構成例を示す。
すなわち、図示のように、ｄ＝０を判定する判定回路96
と、ｄ＝16を判定する判定回路97とオア（OR）回路98と
で構成され、ｄ＝０若しくはｄ＝16のときには、オア出
力が“1"となる。

濃度パターン判別回路60及び条件式判定回路70の各出力
は開口判定回路80に供給されて、唯一の走査開口が選択
される。選択条件は、上述した通りである。

開口選択データは３ビットのデータであり、これが第19
図に示す選択回路24に供給される。この選択回路24には
次のようなデータが供給される。

すなわち、計数手段50の各計数データがレジスタ32を介
して乗算器33に供給されて、各走査開口の白画素数ａ〜
g,zに夫々のゲインを掛けた値が演算される。従って、
この乗算器33からは、1g〜64zのデータ、すなわち中間
調画像データが出力され、これらが選択回路24に供給さ
れる。選択回路24では、上述の開口選択データによって
唯一の中間調画像データが選択される。

このような処理動作は推定する注目画素ごとに実行され
るものであって、第２図（ハ）に示すディザ画像の場
合、どのような開口を選択し、そのときの推定中間調画
像がどのようになるかは、第12図に示した通りである。

なお、上述したディザ画像はランダムディザや条件付デ
ィザよりも最大面積の走査開口に閾値が１つずつ入るよ
うに、組織的ディザ法によるディザ画像が好ましく、ま
た最小面積の走査開口にも閾値が均等に入るような分散
形ディザ画像が好ましい。、分散形ディザ画像でも完全
に閾値が分散したベイヤ型ディザ画像が特に好ましい。

また、上述した実施例では、計数回路50においてディザ
画像中の白画素数を計数するようにしているが、黒画素
数を計数してもよい。複数種の走査開口の形状及び開口
面積は一例に過ぎない。

なお、上述したディザ画像はランダムディザや条件付デ
ィザよりも最大面積の走査開口に閾値が１つずつはいる
ように、組織的ディザ法によるディザ画像が好ましく、
完全に閾値が分散したベイヤー型ディザ画像が特に好ま
しい。

上述した説明においては、中間調画像を推定するのに、
走査開口内の白画像数をカウントした場合を例示した。
しかし、この発明はこれに限るものではなく、黒画素数
をカウントして求めてもよい。

すなわち、走査開口内の白領域と黒領域の比率に基づい
て中間調画像を推定するものであれば、どのような方法
を用いてもよい。

さらに、走査開口の種類及び大きさは上例に限定される
ものではない。

また、この発明では、特定開口の判定状況により、２つ
の判定方法を使い別けているが、これは２値化されてい
る中間調画像の推定のみならず、文字、線画などの画像
の推定も行なうことができる。

オリジナル画像として、上述では２値のディザ画像を例
示したが、２値ディザ画像の代りに、多値画像（３値の
ディザ画像など）を使用し、その中間調画像レベルを推
定する場合にも、この発明を適用することができること
は、容易に理解できよう。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、開口面積の異
なる複数種の走査開口を用意し、低空間周波数領域にお
いては大きな走査開口を用いて高い階調表現を行ない、
高空間周波数領域においては小さな走査開口を用いて高
い解像力の画像を再現するようにしたものである。これ
によれば、いままでよりも更によい中間調画像の推定を
行なうことができる。

すなわち、人間の画素レベル階調判別能力を考慮して中
間調画像を作成するようにしたので、元の中間調画像に
近い中間調画像を得ることができる。

この中間調画像を利用することによって、階調変換、拡
大・縮小などの種々の画像処理を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る画像推定方法の一例を示すフロ
ーチャート、第２図はオリジナル中間調画像からディザ
画像を作成する場合の説明図、第３図は使用する走査開
口の一例を示す図、第４図は開口を固定したときに得ら
れる中間調画像の推定値を示す図、第５図は従来の中間
調画像推定操作の一例を示すフローチャート、第６図は
ディザ画像に対する走査開口の位置関係を示す図、第７
図は中間調画像推定方法の説明に供する図、第８図はそ
のときの開口選択順序の説明図、第９図は第７図と同様
な説明図、第10図はこの発明において使用する開口選択
のための条件式を示す図、第11図はこの発明に係る開口
選択の一例を示すフローチャート、第12図はこの発明の
方法によって得られた中間調画像の一例を示す図及びそ
のときに使用した開口の選択例を示す図、第13図はその
ときに使用した真理値表を示す図、第14図は中間調画像
推定装置の概要を示すブロック図、第15図は中間調画像
推定装置のブロック図、第16図は中間調画像復元手段の
ブロック図、第17図及び第18図は夫々画像読み取り動作
の説明に供するタイムチャート、第19図は中間調画像推
定部の具体例を示すブロック図、第20図は白画素数計数
回路の具体例を示すブロック図、第21図はその動作説明
に使用するディザ画像の図、第22図はそのときのタイム
チャート、第23図はクロック信号とラッチデータ及び加
減算処理動作との関係を示す図、第24図〜第27図は夫々
他の白画素数の計数回路の一例を示すブロック図、第28
図は濃度パターン判別回路及び条件式判定回路のブロッ
ク図、第29図は条件式判定回路のブロック図、第30図は
白画素数ｇとｅとの関係を示す図、第31図は条件式ROM
の内容を示す図、第32図は他の条件式判定回路の一例を
示すブロック図、第33図は２値化法の説明図である。 １……画像読み取り装置 ２……中間調画像復元手段 ３……画像処理手段 ４……２値化手段 ５……記録装置 22……ラインメモリ部 24……選択回路 30……中間調画像推定部 40……シフトレジスタ 50……白画素数計数回路 60……濃度パターン判別回路 70……条件式判定回路 80……開口判定回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中間調レベルを推定する注目画素を含む複
   数の走査開口を設定し、 特定走査開口内での白若しくは黒画素数を計数し、この
   特定の走査開口の計数結果に基づいて作成した２値画像
   と上記走査開口内のオリジナル画像を比較判定し、 上記判定が不成立の場合は、各走査開口について上記計
   数及び比較判定を行なって唯一の走査開口を決定し、 上記判定が成立の場合は、各走査開口内の白若しくは黒
   画素数が所定の条件を満足するかどうかを判別すること
   によって、唯一の走査開口を決定し、 上記決定された走査開口内の白若しくは黒画素数に基づ
   いて注目画素の中間調レベルを出力することを特徴とす
   る画像推定方法。
2. 【請求項２】上記オリジナル画像が２値画像であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像推定方
   法。
3. 【請求項３】上記２値画像がディザ画像であることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の画像推定方法。
4. 【請求項４】上記ディザ画像が組織的ディザ画像である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の画像推定
   方法。
5. 【請求項５】上記組織的ディザ画像がドット分散型ディ
   ザ画像であることを特徴とする特許請求の範囲第４項記
   載の画像推定方法。
6. 【請求項６】上記ドット分散型ディザ画像がベイヤ型デ
   ィザ画像であることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載の画像推定方法。
7. 【請求項７】上記オリジナル画像が多値画像であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像推定方
   法。