JPH09191402A

JPH09191402A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH09191402A
Application number: JP8001360A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Nakajima; 啓文中島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1996-01-09
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】組織的ディザ法により二値化処理を行う画像
処理装置において、解像力が必要な画像領域では解像力
を保持でき、階調再現性が要求される領域では必要な階
調性が得られるようにする。【課題】二値化処理のための閾値行列として、解像力
の異なる同サイズの二種類の行列を用意し、この中から
画像に要求される特性に応じて特定の行列を選択して用
いる。例えば、解像力が要求される場合には解像力の高
い方の行列を選択し、階調再現性が要求される場合には
解像力の低い方の行列を選択する。その際、平均値生成
回路１０１により画像データの平均値を求め、この平均
値を閾値比較部１０３にてある閾値と比較し、その比較
結果に従って上記閾値行列を切り替える。そして、切り
替えられた閾値行列を用いてディザ処理部１０１にて二
値化処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードコピー装置
に適用可能な組織的ディザ処理法を用いた画像処理装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４はハードコピー装置において、組
織的ディザ法による二値化処理を行う従来の一般的な画
像処理装置の概略構成を示すブロック図である。同図
中、１はγ補正を行うγ変換部、２はディザ処理（二値
化処理）を行うディザ処理部である。

【０００３】上記構成において、濃度入力値が与えられ
ると、γ変換部１によりγ変換テーブルが参照されてデ
ータの変換が行われる。この変換は、ハードコピー装置
の入出力関係に存在する非線形性を補正して入力濃度値
と最終出力濃度値との線形性を確保するために行われる
ものである。

【０００４】次に、上記γ変換部１から出力された面積
率のデータは、ディザ処理部２に送られ、ここで二値化
処理が行われる。具体的には、上記面積率とあらかじめ
設定されている閾値行列の中の対応する要素（値）との
比較が行われて、出力画素値が決定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の画像処理装置にあっては、単一の閾値行列
を使用してディザ処理を行っているため、次のような問
題点があった。

【０００６】（１）階調性を得るためにドット集中型の
閾値行列を用いると解像力が低下する。

【０００７】（２）解像力を高くするためにドット分散
型の閾値行列を用いると階調再現性が悪化する。

【０００８】これらの問題点について図１２を用いて説
明する。図１２はドットの成長方式が相違する二つの閾
値行列を用いた場合のハードコピー装置の代表的な入出
力特性を表している。同図において、横軸は規格化され
たドット面積率であり、閾値行列によって形成される単
位ハーフトンセル面積の何パーセントがオンしているか
示し、縦軸は最高濃度で規格化された出力濃度を示して
いる。

【０００９】また、図１２中に示す特性Ａはドット集中
型の特性を表しており、特性Ｂはドット分散型の特性を
表している。図１３はこれらの閾値行列の−例を示した
ものであり、（ａ）はファットニング型（ドット集中
型）の行列、（ｂ）はベイヤー型（ドット分散型）の行
列である。

【００１０】図１２に示すように、ドット集中型の方が
階調再現性に優れていることが判る。このような階調再
現性の違いは、ハードコピー装置が孤立したドットを完
全に再現できないことに起因しており、一般にハードコ
ピー装置が持つ印字プロセスに大きく影響され、その印
字原理や設定されたプロセス条件によって変化するが、
電子写真方式を用いた装置の場合特に顕著に現れる。な
おここでは、図１２の横軸をドット面積率と定義した
が、上記の説明より明らかなようにこれは実際に出力さ
れる面積率ではなく、ハードコピー装置に与える色材制
御量であると解釈した方がより正確である。

【００１１】以上説明したように、一つの行列のみで上
記（１），（２）の問題点を同時に解決することは非情
に難しい。

【００１２】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、解像力が必要な領域では解像力を保持で
き、階調再現性が要求される領域では必要な階調再現性
が得られる画像処理装置を提供することを目的としてい
る。

【００１３】また、中間調の文字やパターンなど高い解
像力が必要な画像に対して充分な解像力を保ちつつ階調
性を向上させることが可能な画像処理装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像処理装
置は、次のように構成したものである。

【００１５】（１）組織的ディザ法を用いて画像処理を
行う画像処理装置において、ディザ処理のための解像力
が異なる複数の閾値行列を用意し、この中から画像に要
求される特性に応じて特定の閾値行列を選択して用いる
制御手段を備えた。

【００１６】（２）上記（１）の画像処理装置におい
て、閾値行列として解像力の異なる同サイズの二種類の
行列を用意し、かつ解像力の低い方の行列にドット集中
型の行列を採用し、制御手段は、印字データ直前のマト
リクスに含まれる画像データの平均値を所定の閾値と比
較し、平均値が閾値より小さいときは解像力の高い方の
行列を選択し、平均値が閾値より大きいときは前記解像
力が低い方のドット集中型の行列を選択するようにし
た。

【００１７】（３）上記（１）の画像処理装置におい
て、制御手段は、印字データ直前のマトリクスに含まれ
る画像データの平均値とその画像データの最大値及び最
小値とに基づいて閾値を設定するようにした。

【００１８】（４）上記（２）または（３）の画像処理
装置において、解像力が高い方の行列を選択したとき
に、印字データ直前のマトリクスに含まれる画像データ
の最大値と最小値の差が所定値より小さい場合はドット
集中型の行列に切り替えるようにした。

【００１９】（５）組織的ディザ法を用いて画像処理を
行う画像処理装置において、ディザ処理のための解像力
が異なる複数の閾値行列を用意し、この中からマトリク
ス毎に特定の閾値行列を選択して用いる制御手段を備え
た。

【００２０】（６）上記（５）の画像処理装置におい
て、閾値行列として解像力の異なる同サイズの二種類の
行列を用意し、かつ解像力の低い方の行列にドット集中
型の行列を採用し、解像力の高い方の行列にドット分散
型の行列を採用した。

【００２１】（７）上記（５）の画像処理装置におい
て、制御手段は、マトリクス毎に二種類の行列を選択す
るようにした。

【００２２】

【発明の実施の形態】

（第１の実施例）図１は本発明の第１の実施例の構成を
示すブロック図である。同図において、１０１は組織的
ディザ法によりディザ処理を行うディザ処理部、１０２
は現在入力されている入力データの直前のディザマトリ
クスに含まれる画像データの平均値を求める平均値生成
回路、１０３はあらかじめ設定されている閾値と上記平
均値生成回路１０２によって生成された平均値とを比較
する閾値比較部で、ディザ処理部１０１は入力データを
この閾値比較部１０３の比較結果に従って二つのディザ
マトリクスを切り替えてディザ処理を行う制御手段を有
している。

【００２３】ここで、動作の説明に入る前の準備とし
て、実座標（Ｘ，Ｙ）とブロック座標（Ｕ，Ｖ）を導入
し、これらの関係を図２を用いて説明する。ここで用い
る閾値行列のサイズをｎ行ｍ列（ｎｘｍ）とすると、同
図はｎ＝ｍ＝４の場合の実座標とブロック座標との関係
を示している。同図から明らかなように（Ｕ，Ｖ）と
（Ｘ，Ｙ）の関係は、

【００２４】

【数１】

【００２５】で与えられる。但し、ｆｌｏｏｒ（Ａ）は
Ａを越えない最大の整数を表す。

【００２６】以上の説明をもとに、以下に図３を用いて
動作を説明する。

【００２７】図３に示すように（Ｕ，Ｖ）＝（０，０）
は、予め用意された二つのディザマトリクスのうち予め
設定されている一方のディザマトリクスによってディザ
処理される。また、（Ｕ，Ｖ）＝（１，０）は、（０，
０）内の入力データの平均値を生成し、この平均値（平
均濃度）を予め設定されている閾値と比較した結果によ
って二つのディザマトリクスより一方を選択してディザ
処理を行う。

【００２８】同様に（Ｕ，Ｙ）＝（２，０）は、（１，
０）の平均値と閾値との比較によって二つのディザマト
リクスより一方が決定される。また、（Ｕ，Ｖ）＝
（０，１）は、（０，０）の平均値と閾値との比較によ
って二つのディザマトリクスより一方が決定される。

【００２９】このように順次操作を繰り返し、ディザ処
理を行う。図４にディザマトリクスの一例を示す。

【００３０】すなわち、図１の平均値生成回路１０２よ
り生成された平均値が予め設定された閾値より低い場合
は、より階調性を重視した図４の（ｂ）のベイヤー型の
マトリクスを用いてディザ処理を行い、平均値生成回路
１０２で生成された平均値が設定された閾値より高い場
合は、より解像力を重視した図４の（ａ）のファットニ
ング型のディザマトリクスを用いる。

【００３１】次に、ディザ処理部１０１について図５の
ブロック図により説明する。図５は本実施例の具体的回
路構成の一例を示したものである。

【００３２】図５の回路において、入力データは平均値
処理部１１１へ入力され、平均値処理部１１１は印字す
るデータの直前あるいは１ＬＩＮＥ前のディザマトリク
スに含まれる入力データの平均値を計算し、その値を閾
値比較部１１２へ出力する。

【００３３】閾値比較部１１２は、平均値処理部１１１
で計算された平均値と予め設定された閾値を比較し、平
均値が閾値より大きい場合は「Ｈ」、平均値が閾値より
小さい場合は「Ｌ」をテーブルＲＯＭ１１２へ出力す
る。

【００３４】また、平均値処理部１１１は、入力データ
を平均値処理及び閾値処理及びテーブルＲＯＭ変換に掛
かる時間分の時間調整をするためのタイミングコントロ
ーラ回路を有しており、入力データはタイミング調整さ
れてコンパレータ回路１１４へ出力される。

【００３５】上記テーブルＲＯＭ１１３には、Ｘ方向に
マトリクスサイズ分のカウントをするＸカウント回路１
１５、及びＹ方向にマトリクスサイズ分のカウントをす
るＹカウント回路１１６が接続されており、上記閾値比
較部１１２からのバンク切り替え信号によりバンクを切
り替えてディザマトリクスを切り替え、ディザマトリク
ス内の係数をＸカウント回路１１５及びＹカウント回路
１１６で切り替える。

【００３６】その際、閾値比較部１１２からのバンク切
り替え信号と、Ｘカウント回路１１５及びＹカウント回
路１１６からのカウント信号をテーブルＲＯＭ１１３に
よりテーブル変換し、ディザマトリクス信号としてコン
パレータ回路１１４へ出力する。

【００３７】コンパレータ回路１１４は、平均値処理部
１１１でタイミング調整された入力信号（８ｂｉｔ）と
テーブルＲＯＭ１１３によりテーブル変換されたディザ
マトリクス信号（８ｂｉｔ）とを比較し、１ｂｉｔの信
号へディザ変換して出力する。

【００３８】このように、印字するデータの直前あるい
は１ＬＩＮＥ前のディザマトリクスに含まれる入力デー
タの平均濃度を求めることで、ディザマトリクスを階調
性重視型のベイヤー型と解像度重視型のファットニング
型に切り替えることにより、高品位の印字が可能とな
る。

【００３９】また、本実施例では閾値を一つとし、マト
リクスパターンは２個としたが、閾値を複数もち複数の
マトリクスパターンを切り替えることも可能である。

【００４０】すなわち、解像力の異なる複数の閾値行列
を用意し、それらの切り替える手段を設けており、切り
替える手段は入力された領域の画像の特性を検出し、階
調再現性が要求される画像に対しては階調再現性に優れ
た行列を、解像力が要求される画像に対しては解像力に
優れた行列を選択するようにしている。

【００４１】（第２の実施例）図６は本発明の第２の実
施例の構成を示すブロック図であり、図５と同一符号は
同一構成要素を示している。

【００４２】本実施例は、上述の第１の実施例で述べた
平均値によるマトリクスパターンの切り替えに、マトリ
クスパターン内に含まれるデータの最大値及び最小値を
切り替え条件に追加したものである。

【００４３】すなわち、第１の実施例では平均濃度が予
め設定されている閾値より低い場合、無条件に階調性を
重視したベイヤー型のディザマトリクスを選択したが、
本実施例ではここでディザマトリクス内に含まれる画像
データの最大値及び最小値を参照することで、平均濃度
が低い場合であっても、例えば線画のような場合平均濃
度は低いが解像力が必要とされる場合にはファットニン
グ型の解像力を優先するディザマトリクスを選択し、高
品位な印字を行うことを可能とするものである。

【００４４】図６の回路において、入力データは平均値
処理部１１１及び最大値最小値処理部１１７へ入力され
る。最大値最小値処理部１１７は、印字データの直前あ
るいは１ＬＩＮＥ前のディザマトリクスに含まれる画像
データの最大値と最小値を検出し、その差を求める。そ
して、その差を予め設定された閾値と比較し、最大値−
最小値が閾値より大きければ「Ｈ」、最大値−最小値が
閾値より小さければ「Ｌ」を平均値処理部１１１とのタ
イミングコントロールをしながら判定部１１８へ出力す
る。

【００４５】図７は最大値最小値処理部１１７の構成を
示すブロック図である。同図中、１７１は最大値検出
部、１７２は最小値検出部、１７３はそれらの差を演算
する最大値−最小値演算部、１７４はその差を閾値と比
較する閾値比較部である。

【００４６】上記判定部１１８には、他に閾値比較部１
１２の出力端子も接続さており、第１の実施例で説明し
た方法で得られた比較信号を得る。そして判定部１１８
は、閾値比較部１１２よりの比較信号と最大値最小値処
理部１１７からのデータ幅信号により、次に示す処理を
行う。

【００４７】すなわち、閾値比較部１１２の出力が
「Ｈ」のときは最大値最小値処理部１１７の処理結果に
関係なく「Ｌ」の信号をテーブルＲＯＭ１１３へ出力
し、解像力を優先したファットニング型のディザマトリ
クスを使ってディザ変換を行う。

【００４８】また、閾値比較部１１２の出力が「Ｌ」の
とき、つまり階調性重視の要求が出力されたときは最大
値最小値処理部１１７の処理結果を参照する。そして、
この最大値最小値処理部１１７の出力が「Ｌ」つまり最
大値と最小値の差が閾値より小さいときは自然画等とみ
なし、階調性優先として「Ｈ」の信号をテーブルＲＯＭ
１１３へ出力する。最大値最小値処理部１１７の出力が
「Ｈ」のときは平均濃度が低く、最大値と最小値の差が
大きいことから線画等とみなし、解像力優先として
「Ｌ」の信号をテーブルＲＯＭ１１３へ出力する。

【００４９】表１は上述の判定部１１８の動作をまとめ
て示したものであり、入力画像の平均濃度を比較する閾
値をａ、最大値と最小値の差を比較する閾値をｂとして
いる。なお、その他は前述の第１の実施例と同様であ
る。

【００５０】

【表１】

【００５１】このように、平均濃度が低い場合は最大値
及び最小値を参照することで、線画等の出力をより高品
位なものにすることが可能となる。

【００５２】（第３の実施例）図８は本発明の第３の実
施例の構成を示すブロック図である。同図において、２
０１は階調性重視のディザ処理（１）を行うディザ処理
部、２０２は解像力重視のディザ処理（２）を行うディ
ザ処理部、２０３はディザ処理部２０１及びディザ処理
部２０２でディザ処理された二つの出力信号のうち一方
を選択して出力するセレクタ回路、２０４はマトリクス
単位に上記セレクタ回路２０３へセレクト信号を出力す
る制御部（制御手段）である。

【００５３】なお、本実施例においても前述のように実
座標（Ｘ，Ｙ）とブロック座標（Ｕ，Ｖ）を導入し、こ
れらの関係を前述の図２に示す関係があるものとして説
明する。

【００５４】入力画像信号は、ディザ処理部２０１とデ
ィザ処理部２０２へそれぞれ入力される。この入力され
た画像信号に対し、ディザ処理部２０１では階調性を重
視したディザ変換を行い、ディザ処理部２０２では解像
力を重視したディザ変換を行う。

【００５５】上記ディザ処理部２０１及びディザ処理部
２０２で処理された入力画像信号は、セレクタ回路２０
３へ入力され、制御部２０４よりのセレクト信号により
一方が選択されて出力される。制御部２０４は主走査方
向、副走査方向の両カウント手段を有しており、マトリ
クス単位にセレクト信号を切り替える。

【００５６】このようにして処理された画像のイメージ
を図９に示す。上述の処理により、図３に示すようなマ
トリクス単位に特性の違うディザマトリクスを用いてデ
ィザ処理された出力信号が得られる。

【００５７】図１０に本実施例のより具体的な回路構成
を示す。また、説明を簡単にするために、入力画像信号
は８ｂｉｔ、ディザマトリクスは４ｘ４とし、ディザ処
理は１ｂｉｔの２値ディザ処理を行うものとする。

【００５８】主走査カウンタ２１３及び副走査カウンタ
２１４はそれぞれテーブルＲＯＭ２１１のアドレス入力
端子に接続されており、ディザマトリクス内のそれぞれ
の座標を表す座標信号をテーブルＲＯＭ２１１及び制御
回路２１５へ出力する。また、主走査カウンタ２１３及
び副走査カウンタ２１４は、それぞれの走査の最終値を
示すキャリー信号を制御回路２１５へ出力する。

【００５９】制御回路２１５は、座標信号及びキャリー
信号よりマトリクス毎に切り替わるセレクト信号を生成
し、テーブルＲＯＭ２１１のアドレス入力の最上位ｂｉ
ｔに出力する。このセレクト信号はディザマトリクスの
種類を表す信号であり、「Ｌ」のときは解像力重視のデ
ィザマトリクスを選択することを表し、「Ｈ」のときは
階調性重視のディザマトリクスを選択することを表す。
このディザマトリクスの一例は図４に示すとおりであ
る。

【００６０】また、主走査カウンタ２１３、副走査カウ
ンタ２１４及び制御回路２１５で生成される信号を図１
１に示す。上記のように、主走査カウンタ２１３、副走
査カウンタ２１４及び制御回路２１５で生成された信号
は、テーブルＲＯＭ２１１のアドレス入力端子に入力さ
れ、制御回路２１５で生成されたセレクト信号よりディ
ザマトリクスが選択され、各走査カウンタ２１３，２１
４により生成された座標信号によって座標が選択され、
テーブルＲＯＭ２１１はそれに対応したディザ処理の閾
値へテーブル変換し、コンパレータ回路２１２へ出力す
る。

【００６１】コンパレータ回路２１２は、入力画像信号
とテーブルＲＯＭ２１１より入力された閾値を比較し、
１ｂｉｔの信号にディザ変換を行って出力する。

【００６２】このように、異なる特性を有するディザマ
トリクスをマトリクス単位で切り替えて印字を行うとに
より、解像力を落さず階調性を向上させることが可能と
なる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像に要求される特性に応じて、例えば隣り合うディザ
マトリクス内に含まれる画像データ平均値と最大値及び
最小値を参照して複数の解像力の異なる閾値行列を切り
替えて使用することにより、解像力が必要な領域では解
像力を保持でき、低濃度域での階調再現性が要求される
領域では必要な階調再現性が得られるという効果があ
る。

【００６４】また、本発明によれば、異なる解像力を有
する閾値行列をマトリクス毎に切り替えることにより、
解像力を必要とする画像に対して充分な解像力を保ちつ
つ階調性を向上させ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の実施例の構成を示すブロック
図

【図２】実座標とブロック座標の関係を示す説明図

【図３】ディザ処理した結果を示す説明図

【図４】解像力重視型と階調性重視型の閾値行列の一
列を示す説明図

【図５】第１の実施例の具体的回路構成を示すブロッ
ク図

【図６】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図

【図７】図６の最大値最小値処理部の構成を示すブロ
ック図

【図８】本発明の第３の実施例の構成を示すブロック
図

【図９】図８の回路で処理された画像のイメージを示
す説明図

【図１０】第３の実施例の具体的な回路構成を示すブ
ロック図

【図１１】図１０の各部で再生される信号を示す説明
図

【図１２】ハードコピー装置の入出力特性を示す説明
図

【図１３】ドット集中型及びドット分数型の閾値行列
の一例を示す説明図

【図１４】従来例の概略構成を示すブロック図

【符号の説明】

１０１ディザ処理部（制御手段）１０２平均値生成回路１０３閾値比較部２０１ディザ処理部２０２ディザ処理部２０３セレクタ回路２０４制御部（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】組織的ディザ法を用いて画像処理を行う
画像処理装置において、ディザ処理のための解像力が異
なる複数の閾値行列を用意し、この中から画像に要求さ
れる特性に応じて特定の閾値行列を選択して用いる制御
手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】閾値行列として解像力の異なる同サイズ
の二種類の行列を用意し、かつ解像力の低い方の行列に
ドット集中型の行列を採用し、制御手段は、印字データ
直前のマトリクスに含まれる画像データの平均値を所定
の閾値と比較し、平均値が閾値より小さいときは解像力
の高い方の行列を選択し、平均値が閾値より大きいとき
は前記解像力が低い方のドット集中型の行列を選択する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】制御手段は、印字データ直前のマトリク
スに含まれる画像データの平均値とその画像データの最
大値及び最小値とに基づいて閾値を設定することを特徴
とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】解像力が高い方の行列を選択したとき
に、印字データ直前のマトリクスに含まれる画像データ
の最大値と最小値の差が所定値より小さい場合はドット
集中型の行列に切り替えることを特徴とする請求項２ま
たは３記載の画像処理装置。
【請求項５】組織的ディザ法を用いて画像処理を行う
画像処理装置において、ディザ処理のための解像力が異
なる複数の閾値行列を用意し、この中からマトリクス毎
に特定の閾値行列を選択して用いる制御手段を備えたこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】閾値行列として解像力の異なる同サイズ
の二種類の行列を用意し、かつ解像力の低い方の行列に
ドット集中型の行列を採用し、解像力の高い方の行列に
ドット分散型の行列を採用したことを特徴とする請求項
５記載の画像処理装置。
【請求項７】制御手段は、マトリクス毎に二種類の行
列を選択することを特徴とする請求項５記載の画像処理
装置。