JPH0795413A - 擬似中間調２値化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】圧縮符号化によるブロック歪みの影響を低減し
つつ多値画像を２値化できる擬似中間調２値化装置を提
供する。 【構成】画像伸長復号化手段とアドレス生成手段とアド
レス生成手段のアドレスに基ずいて誤差信号の値を変更
できる可変手段を持つ２値化手段を有する擬似中間調２
値化装置を構成した。 【効果】ブロック歪み低減のためにポストフィルタ処理
を施さず回路規模を縮小できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多値階調を持つ濃淡画
像を２値または限られた階調の多値によるドットの面密
度により画像の濃淡を表現する擬似中間調画像に変換す
る擬似中間調２値装置に関する。

【０００２】特に、画像を小領域の符号化ブロックに分
割することにより圧縮がなされた画像に対する擬似中間
調２値化装置に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ等印刷に用いら
れる静止画像は、例えばＡ４用紙１枚当たり数メガバイ
トか数十メガバイトの情報量が必要である。

【０００４】一般にこのような大容量の情報を伝送・蓄
積するために要する時間やコストを削減するために、従
来から種々の画像情報圧縮符号化方法が提案されてい
る。中でも画像を小領域のブロックに分割して、各ブロ
ック毎に圧縮符号化を行う方式が現在幅広く実施されて
いる。

【０００５】また、上述の印刷に用いられる静止画像で
は、電子写真方式やインクジェット方式等の多くの印刷
方式が本質的に１画素の階調をドットの有無（１ビッ
ト）でしか表現できないため、多値画像を表現する場合
は複数ドットの集合による面密度を変化させることによ
り画像の濃淡を知覚させる擬似中間調表現が用いられる
（特開平３ー２５３１７５）。

【０００６】擬似中間調表現の手法のなかで広く普及し
ているものとして誤差拡散法がある。誤差拡散法は２値
化した際に生じる誤差を原画像に繰入れることにより、
原画と結果との間の濃度誤差を最小にする方法である。
誤差拡散法は生成された擬似中間調画像の階調性及び解
像度がともに優れるという利点もある。

【０００７】

【従来技術の問題点】上述したブロック分割に基ずく圧
縮符号化方式では、分割されたブロックの領域境界にお
いてブロック歪みといわれるパターン状の劣化が生じ
る。

【０００８】通常ブロック歪みが問題となる場合は、復
号化処理を施した後の伸長画像に対してブロック境界に
おいてブロック歪みを平滑化するためのポストフィルタ
処理をかけることが行われる。（特開平３ー１７４８９
１）すなわち、図７に示すように、従来の印刷出力を行
うために擬似中間調画像を生成するための画像処理装置
において、上述した伸長画像の処理をするためには画像
復合化器７０１より出力された伸長画像をフィルタ処理
部７０２で平滑化を行った後に２値化処理部７０３で誤
差拡散の処理を実行して所望の擬似中間調画像を得てい
た。

【０００９】ここで、ポストフイルタ７０２による平滑
処理の目的は、ブロック分割によって生じたパターン状
の歪みを周辺の画素に拡散させることによって視覚的に
目立たなくさせることである。一方、画像の擬似中間化
における誤差拡散法の目的も２値化による誤差を拡散さ
せることなので、ポストフィルタの機能と重複してい
る。すなわち、従来の擬似中間調２値化装置の構成には
無駄が存在することになる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、画像符号化手段により出力された伸長
画像に対して誤差拡散処理を行うときに参照する誤差デ
ータの範囲を符号化ブロックの境界との相対的位置にし
たがって可変とする誤差拡散範囲設定手段を設けるよう
にしたものである。また、本発明では、誤差データの伸
長画像への繰り込みを行うときの各誤差データへの重み
係数を符号化ブロックの境界との相対的位置にしたがっ
て可変とする重み係数設定手段を設けるようにした。

【００１１】

【作用】上記のように誤差拡散範囲設定手段あるいは重
み係数設定手段を設けることにより、符号化ブロックの
境界近傍では、境界より離れた地点に対して、相対的に
誤差を遠くの画素まで拡散させることが可能になるの
で、ブロック境界上に発生するパターン歪みを効果的に
低減することができる。

【００１２】

【実施例】以下に図面を用いて本発明の好適な実施例に
ついて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に
記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その他相
対配置等、特に特定的な記載がない限り、この発明の範
囲をそれのみに限定する主旨ではなく、単なる説明例に
過ぎないものである。なお、以降の本実施例では符号化
におけるブロックの大きさは水平方向８画素、垂直方向
８画素とし、１画素あたりの階調は０レベルから２５５
レベルまでの２５６階調とする。

【００１３】本発明の第１の実施例の構成を図１に示
す。

【００１４】本実施例の擬似中間調２値化装置は、図１
には図示されていないが、対応する符号化器によりブロ
ック分割に基ずく符号化を施された圧縮画像を復号化し
伸長画像信号として再生する復号化器１０１、誤差拡散
処理により擬似中間調化された２値画像を生成する２値
化処理部１０２、画像中の注目画素の水平及び垂直方向
の位置を指定するアドレス発生回路１０３より構成され
ている。

【００１５】復号化器１０１により復号化された伸長画
像信号はラスタ状の信号として２値化処理部１０２に入
力される。２値化処理部１０２に入力された信号は、加
算器１０４により後述する誤差信号と加算され、伸長画
像信号に誤差が繰り込まれた補正画像信号となる。補正
画像信号は、比較器１０５により例えば１２８レベルの
ような予め定められたしきい値レベルと比較されて、し
きい値以上の値ならば２５５レベルの信号が出力され、
しきい値未満の値ならば０レベルの信号が出力され、こ
の２値画像信号が擬似中間調画像として出力される。こ
こで、補正画像信号と２値画像信号は、誤差信号の導出
に利用される。補正画像信号と２値画像信号は、減算器
１０６に入力され、補正画像信号から２値画像信号の差
分がとられ、差分信号が出力される。その差分信号は、
誤差拡散範囲設定部１０７に入力される。誤差拡散範囲
設定部１０７では、符号化ブロックの境界に対する注目
画素の相対的な位置に基ずいて誤差拡散処理に利用する
差分信号の範囲を設定する。

【００１６】誤差拡散範囲設定部１０７に入力された差
分信号は遅延素子によって構成されるバッファメモリ１
０８に記憶され、注目画素から相対的に一定の範囲を持
つ領域の差分信号を抽出され出力される。本実施例では
上記の領域の１実施例として図２（ａ）のようなＡ０か
らＡ８の差分信号で構成される領域を設定する。バッフ
ァメモリ１０８から出力されたＡ０からＡ８の差分信号
のうち、Ａ０からＡ３直接演算回路１１３への入力信号
となるが、Ａ４からＡ５及びＡ６からＡ８はそれぞれセ
レクタ１０９及びセレクタ１１０により１つの差分信号
が選択されて演算回路１１３へ入力される。

【００１７】セレクタ１０９とセレクタ１１０は、符号
化ブロックの境界に対する注目画素の相対的な位置によ
り差分信号を選択する。差分信号の選択は、注目画素の
属する符号化ブロックの外部にある差分信号ができるだ
け選択されるように行われる。本実施例では、上記のよ
うな選択として、セレクタ１０９によりＡ４、Ａ５の中
から注目画素がブロックの上側境界近傍（図３のａ、
ｂ、ｃの範囲）にある場合はＡ５を選択し、それ以外
（図３のｄ、ｅ、ｆの範囲）にある場合はＡ４を選択す
る。また、Ａ６、Ａ７、Ａ８の中から注目画素がブロッ
クの左側境界近傍（図３のａ、ｄの範囲）にある場合は
Ａ６を選択し、注目画素がブロックの右側境界近傍（図
３のｃ、ｆの範囲）にある場合はＡ８を選択し、それ以
外（図３のｂ、ｅの範囲）にある場合はＡ７を選択す
る。

【００１８】以下にカウンタ１１１及び１１２によるセ
レクタ１０９及び１１０への制御の動作と差分信号の選
択について詳しく説明する。

【００１９】アドレス発生回路１０３により生成された
注目画素の画像中の水平及び垂直方向の位置アドレスが
誤差拡散範囲設定部１０７の垂直カウンタ１１１及び水
平カウンタ１１２に与えられる。

【００２０】垂直カウンタ１１１及び水平カウンタ１１
２、はモジュロ８のカウンタとなっていて、図３に示す
符号化ブロックにおいて、左上隅で垂直アドレス０、水
平アドレス０となり、右下隅で垂直アドレス７、水平ア
ドレス７となる。これらのカウンタ１１１及びカウンタ
１１２の出力値がセレクタ１０９及びセレクタ１１０へ
の制御信号となる。垂直カウンタ１１１の出力値が２か
ら７となり、かつ水平カウンタ１１２の出力値が２から
５のとき注目画素は、図３においてａが付された領域内
にある。このときは、注目画素が符号化ブロックの中央
付近にあるとみなし、セレクタ１０９は差分信号Ａ４を
選択し、セレクタ１１０は差分信号Ａ７を選択すること
により図２（ｂ）で示す市街区距離２の領域の差分信号
が誤差拡散範囲として設定される。ここで、垂直カウン
タ１１１の出力値に注目する。垂直カウンタ１１１の出
力値が０または１のとき、注目画素は図３においてｄが
付された領域内にある。このときは、注目画素が符号化
ブロックの上側境界近傍にあるので、ブロック歪みの影
響を低減するために注目画素が属する符号化ブロックの
上側に隣接する符号化ブロック内の差分信号を利用して
誤差を拡散することにより、ブロック歪みの影響を低減
できると考えられる。そこで、上側に隣接する符号化ブ
ロックの差分信号を参照するためにセレクタ１０９は差
分信号Ａ５を選択する。また、同様に、セレクタ１１０
は水平カウンタ１１２の出力値が０または１のとき、注
目画素は符号化ブロックの左側境界近傍にあるので、左
側に隣接する符号化ブロックの差分信号を参照するため
に差分信号Ａ６を選択し、水平カウンタ１１２の出力値
が６または７のとき注目画素は符号化ブロックの右側境
界近傍にあるので、右側に隣接する符号化ブロックの差
分信号を参照するために差分信号Ａ８を選択する。

【００２１】以上のように差分信号誤差拡散範囲を選択
的に可変とすることにより、符号化ブロック境界近傍に
注目画素がある場合は、符号化ブロック外部の差分信号
がより大きく誤差拡散処理に貢献するので、ブロック歪
みの影響が低減可能となる。バッファメモリ１０８から
出力された差分信号Ａ０からＡ３と、セレクタ１０９及
びセレクタ１１０により選択された差分信号は、演算回
路１１３に入力される。演算回路１１３では、上記の６
個の差分信号を予め各々の差分信号に対して定めてある
重み係数にしたがって積和演算を行い、その結果を誤差
信号として出力する。この誤差信号は再びつぎの伸長画
像信号と加算器１０４で加算され、逐次２値化処理が行
われる。

【００２２】次に本発明による擬似中間調２値化装置の
第２の実施例を詳細に説明する。

【００２３】第２の実施例の構成を図４に示す。なお、
図４において、図１と同じ番号のふられている部分は同
等の機能を有するものであり、重複した説明は省略す
る。

【００２４】加算器１０６より出力される差分信号は、
バッファメモリ４０１に入力され、実施例１と同様に注
目画素から相対的に一定の範囲を持つ領域の差分信号を
抽出され出力される。本実施例では、上記の領域の１実
施例として図５のようなＡ０からＡ１１の差分信号で構
成される領域を設定する。バッファメモリ４０１から出
力されたＡ０からＡ１１の差分信号は、演算回路４０２
へ入力される。演算回路４０２は、上記の１２個の差分
信号を予め各々の差分信号に対して定めてある重み係数
にしたがって積和演算を行い、その結果を誤差信号とし
て出力する。このとき、重み係数を注目画素の符号化ブ
ロックの境界との相対的な位置にしたがって可変となる
ように重み係数設定部４０３により制御する。以下に、
重み係数設定部４０３による重み係数の設定動作につい
て説明する。アドレス発生回路１０３により生成された
注目画素の画像中の水平及び垂直方向の位置アドレスが
重み係数設定部４０３の垂直カウンタ１１１及び水平カ
ウンタ１１２に与えられると、実施例１と同様に垂直カ
ウンタ１１１及び水平カウンタ１１２は符号化ブロック
中の注目画素の位置アドレスを出力する。ＲＯＭ４０５
には差分信号Ａ０からＡ１１の積和演算を行うために、
差分信号Ａ０からＡ１１のそれぞれに対応する重み係数
が複数組記憶されていて、注目画素の符号化ブロック内
の位置アドレスにしたがって１組の重み係数が選択され
る。すなわち、カウンタ１１１及びカウンタ１１２から
出力された位置アドレスはアドレス変換回路４０４によ
り、その位置アドレスに対応する重み係数の組が記憶さ
れているＲＯＭ４０５のアドレスに変換され、アドレス
変換回路４０４が指定したアドレス上にある１組の重み
係数がＲＯＭ４０５から出力され、演算回路４０２の内
部にある乗算器４０６ａから４０６ｌにそれぞれセット
される。

【００２５】ここで、注目画素の符号化ブロック内の位
置アドレスと重み係数の関係について説明する。

【００２６】本発明の目的は、注目画素が符号化ブロッ
ク境界近傍にあるとき、符号化ブロックの外部にある画
素の差分信号を効果的に誤差信号に繰り込むことである
から、注目画素が符号化ブロックの中央付近にあるとき
は注目画素の近傍にある差分信号の影響を大きく受ける
ように注目画素の近傍にある差分信号の重み係数を大き
い値にし、注目画素が符号化ブロック境界近傍にあると
きは符号化ブロック外部の差分信号の影響も相対的に大
きく残すように注目画素から遠い位置にある差分信号の
重み係数を大きい値にする。例えば、図３のｅの範囲に
注目画素がある場合（水平アドレスが２以上５以下かつ
垂直アドレスが２以上にある場合）は、注目画素が符号
化ブロックの中央付近にあるとして、差分信号Ａ０から
Ａ１１の位置に対応する重み係数の値を図６（ａ）のよ
うに注目画素の近傍については大きく（例えば１／８）
とり、注目画素から遠いものについては小さく（例えば
１／１６）とり、また、図３の他の部分に注目画素があ
る場合は、重み係数の値を図６（ｂ）のように全領域に
ついて一様（１／１２）にとることにより符号化ブロッ
ク外部の差分信号の影響が大きくなるようにする。

【００２７】このように設定された重み信号と差分信号
を乗算器４０６ａから４０６ｌで乗算を行い、乗算によ
り重みのかけられた差分信号の総和を加算器４０７によ
って演算することによって、誤差信号が求められ演算回
路４０２より出力される。

【００２８】この誤差信号は実施例１と同様に再び次の
伸長画像信号と加算器１０４で加算され、逐次２値化処
理が行われる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、誤差拡散範囲設定手段または重み係数設定手段によ
り注目画素の符号化ブロック境界との相対的な位置にし
たがって誤差信号を注目画素へ繰り込む際の影響を符号
化ブロック境界近傍では符号化ブロック外の画像信号の
影響を相対的に大きくすることが可能となるので、従来
のように圧縮符号化時のブロック歪みを低減するために
ポストフィルタ処理を施す必要がなくなり、擬似中間調
２値化装置の回路規模を縮小することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成図

【図２】第１の実施例において利用する差分信号の領域
を示した図

【図３】第１の実施例において符号化ブロック内での注
目画素の位置と誤差拡散範囲の関係を説明するための図

【図４】本発明の第２の実施例の構成図

【図５】第２の実施例において利用する差分信号の領域
を示した図

【図６】第２の実施例において符号化ブロック内での注
目画素の位置と誤差拡散範囲の関係を説明するための図

【図７】従来の圧縮画像に対する擬似中間調２値化装置
の構成図

【符号の説明】 １０１ 復号化器 １０２ ２値化処理部 １０３ アドレス発生回路 １１３ 演算回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 11/04 Ａ 7337−5Ｃ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多値画像信号を小領域の符号化ブロックに
   分割して、各符号化ブロック毎に符号化された圧縮画像
   信号を復号化し伸長画像信号を得るための画像復号化手
   段と、前記伸長画像信号を多値画像から２値画像へと変
   換する２値化処理手段と、２値化処理を行う際の注目画
   素の画像内での水平及び垂直方向のアドレスを与えるア
   ドレス発生手段を備えた擬似中間調２値化装置におい
   て、前記２値化処理手段が多値画像の濃度差の大きさに
   基ずいて２値化画像信号を出力する比較手段と、２値化
   による誤差信号を算出する演算手段と、誤差信号を伸長
   画像信号に繰り込むための加算手段と、前記アドレス発
   生手段によリ与えられた注目画素のアドレスに基ずいて
   誤差信号の値を可変とする可変手段とを設けたことを特
   徴とする擬似中間調２値化装置。
2. 【請求項２】前記可変手段が前記演算手段において参照
   する画像信号の領域を注目画素の符号化ブロック境界に
   対する相対的な位置にしたがって可変とする誤差拡散範
   囲設定手段を有することを特徴とする請求項１記載の擬
   似中間調２値化装置。
3. 【請求項３】前記可変手段が前記演算手段において参照
   する画像信号に対する重み係数を注目画素の符号化ブロ
   ック化境界に対する相対的な位置にしたがって可変とす
   る重み係数設定手段を有することを特徴とする請求項１
   記載の擬似中間調２値化装置。