JPH09321986A

JPH09321986A - 適応型階調処理装置

Info

Publication number: JPH09321986A
Application number: JP8134001A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ouchi; 敏大内; Sadao Takahashi; 禎郎高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、エッジ量に基づいて中間調処理を
制御して高画質な画像を得、かつ、これを簡易なハード
構成で実現できる適応型階調処理装置を提供することを
目的とする。【構成】原稿を画像読取装置によりデジタル画像信号
にて読出し当該デジタル画像信号からエッジ量を検出す
るエッジ量検出手段を有しエッジ量に基づいて中間調処
理を制御する適応型階調処理装置において、前記中間調
処理は最大エッジ量から最小エッジ量まで不連続に変化
させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、適応型階調処理方法及
び装置に関し、特にエッジ量に基づいて中間調処理を制
御する適応型階調処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像再生装置の代表である複写機では、
原稿に文字画像と絵柄画像が含まれることが多い。これ
らを高画質に再生する方法としては、例えば、特公平６
−１８４３９号公報に記載されている方法がある。この
従来方法は、エッジ成分の強さに応じて、文字画像処
理、階調画像処理、そして、その中間の画像には文字画
像用処理から階調画像用処理まで、連続的に、変化させ
る方法を取る。この方法の画質上の効果としては、次の
ようなことが言える。

【０００３】即ち、単に、文字画像であるか、階調画像
であるかという、一義的な判断による処理で生じやす
い、誤判定による画質の劣化を防止することができ、し
かも、文字画像用の処理条件と階調画像用の処理条件と
の間で、連続的に変化させた処理条件で中間調処理を行
なうので、例えば、文字画像と階調画像の境界部分での
処理条件の急激な切り替えにより生じる、出力画像の見
苦しさを避けることができる。

【０００４】ところで、この方法はあくまで二値出力の
プリンタを仮定しており、文字画像用中間調処理と言っ
ているのは、具体的には、固定の閾値で二値化し、階調
画像用中間調処理と言っているのは、具体的には、４×
４のディザマトリックスで二値化している。また、エッ
ジ量も実数で算出しており、このエッジ量に基づいてデ
ィザマトリックスの係数を実数演算で再構築し、それを
利用して、画像を二値化している。

【０００５】確かに、プリンタが低ビット出力の場合、
文字画像用処理と階調画像用処理のギャップは大きく、
従来処理のような連続ディザ制御の効果は大きい。つま
り、前者は、非常に像度は良いが大変階調性が悪く、後
者は、その逆となる。従って、その間を連続的に変化さ
せる、即ち、十分に細かく刻む必要があり、ディザを再
構築する際にも、実数演算が必要であった。但し、これ
を実用化する場合には、ハード量の大きな実数（或いは
それ相当の）演算用の乗算器を必要とする。

【０００６】ところで、近年プリンタの高性能化が進
み、１ドット当りが細かくなり、かつ、１ドット当りの
多値化が進んできた。これにより、文字画像用処理と階
調画像用処理のギャップが、少なくなってきている。例
えば、現在の複写機では、カタログ仕様的には４００ｄ
ｐｉ、２５６階調をうたっており、文字画像は１×１の
ディザで、階調画像は１×２程度のディザで再生される
のが一般的である。即ち、ディザサイズの差もさほど大
きくないのが実情であり、解像度と階調性の両立が、か
なりのところまで達成されている。このようなプリンタ
で従来の制御を行なった場合、大きな冗長となりうるこ
とになる。換言すれば、文字画像用処理と階調画像用処
理の間を、そんなに細かく制御しなくてもよいと言え
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、エッジ量に
基づいて中間調処理を制御して高画質な画像を得、かつ
これを簡易なハード構成で実現できる適応型階調処理方
法及び装置を提供することを目的としている。以下に、
個々の請求項の発明が解決しようとする課題（目的）を
列挙する。

【０００８】請求項１記載の発明が解決しようとする課
題（目的）は、エッジ量に基づいて中間調処理を制御し
て高画質な画像を獲得し、また、単に文字画像であるか
階調画像であるかと言う一義的な判断による処理で生じ
やすい誤判定による画質の劣化を防止すると共に、文字
画像と階調画像の境界部分での処理条件の急激な切り替
えにより生じる出力画像の見苦しさを防止することであ
る。

【０００９】請求項２記載の発明が解決しようとする課
題（目的）は、単に文字画像であるか階調画像であるか
と言う一義的な判断による処理で生じやすい誤判定によ
る画質の劣化を防止すると共に、文字画像と階調画像の
境界部分での処理条件の急激な切り替えにより生じる出
力画像の見苦しさを防止することである。

【００１０】請求項３記載の発明が解決しようとする課
題（目的）は、単に文字画像であるか階調画像であるか
と言う一義的な判断による処理で生じやすい誤判定によ
る画質の劣化を防止すると共に、文字画像と階調画像の
境界部分での処理条件の急激な切り替えにより生じる出
力画像の見苦しさを防止することである。

【００１１】請求項４記載の発明が解決しようとする課
題（目的）は、エッジ量に基づいて中間調処理手段を制
御して高画質な画像を獲得し、また、単に文字画像であ
るか階調画像であるかと言う一義的な判断による処理で
生じやすい誤判定による画質の劣化を防止すると共に、
文字画像と階調画像の境界部分での処理条件の急激な切
り替えにより生じる出力画像の見苦しさを防止し、か
つ、プリンタの能力に適したハード構成を獲得すること
である。

【００１２】請求項５記載の発明が解決しようとする課
題（目的）は、単に文字画像であるか階調画像であるか
と言う一義的な判断による処理で生じやすい誤判定によ
る画質の劣化を防止すると共に、文字画像と階調画像の
境界部分での処理条件の急激な切り替えにより生じる出
力画像の見苦しさを防止し、かつ、プリンタの能力に適
したハード構成を獲得することである。

【００１３】請求項６記載の発明が解決しようとする課
題（目的）は、単に文字画像であるか階調画像であるか
と言う一義的な判断による処理で生じやすい誤判定によ
る画質の劣化を防止すると共に、文字画像と階調画像の
境界部分での処理条件の急激な切り替えにより生じる出
力画像の見苦しさを防止し、かつ、プリンタの能力に適
したハード構成を獲得することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、原
稿を画像読取装置によりデジタル画像信号にて読出し当
該デジタル画像信号からエッジ量を検出するエッジ量検
出手段を有しエッジ量に基づいて中間調処理を制御する
適応型階調処理装置において、前記中間調処理は最大エ
ッジ量から最小エッジ量まで不連続に変化させることに
した。

【００１５】請求項２の発明では、中間調処理は所定の
量子化したエッジ量に基づいてディザ量を演算にて算出
することとした。

【００１６】請求項３の発明では、中間調処理は所定の
数に限定されたディザテーブル群を用意しエッジ量に基
づいて選択することにした。

【００１７】請求項４の発明では、原稿を画像読取装置
によりデジタル画像信号にて読出し当該デジタル画像信
号からエッジ量を検出するエッジ量検出手段を有しエッ
ジ量に基づいて中間調処理手段を制御する適応型階調処
理装置において、前記中間調処理手段は最大エッジ量か
ら最小エッジ量まで不連続に変化させることにした。

【００１８】請求項５の発明では、中間調処理手段は所
定の量子化したエッジ量に基づいてディザ量を演算にて
算出する演算手段を有することとした。

【００１９】請求項６の発明では、中間調処理手段は所
定の数に限定されたディザテーブル群を用意しエッジ量
に基づいて選択する選択手段を有することにした。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。本発明は、エッジ量
に基づいて中間調処理を制御して高画質な画像を得、か
つこれを簡易なハード構成で実現できるようにしたもの
である。本発明が適用される適応型階調処理装置全体の
機能ブロック図を図１に示す。スキャナ−等の画像入力
装置１から入力された、反射率に対しリニアなＲ、Ｇ、
Ｂ信号（各８ビット）が出力される。特に、Ｇ信号は、
後述するエッジ量検出回路６へ入力される。

【００２１】先ず、本発明の中間調処理方法について述
べる。本発明においては、スキャナのＧ出力信号から、
図２、図３に示すエッジ量検出手段によりエッジ量を検
出する。このエッジ量をデータ変換器で量子化する。具
体的には、エッジ量検出手段のビットシフト量となる。
本発明のように、スキャナの出力が８ビットで図２のよ
うなエッジ量検出回路とその係数では、１０ビットのエ
ッジ量（０〜１０２０）が出力可能であり、この１０ビ
ット信号の所定の区間（文字画像用処理から階調画像用
処理の間）に対して、全てディザ量を変化させなけれ
ば、中間調処理が最大エッジ量から最小エッジ量まで不
連続に変化させることになる。

【００２２】次に、本発明の実施の形態の例を図６、図
７を参照して説明する。先ず、エッジ量検出回路６から
の信号を、実際に制御して効果のある段数に量子化す
る。本例ではエッジ量が３２段に対し、ディザ量（ａ）
のレベルを１７段に量子化する。簡単な演算式で、ディ
ザ量算出のための特徴量（ｙ）を算出する例を説明す
る。量子化の条件を示すと、ｙ’＝１６−３／４（ｅ−
ａ）で、ｉｆｙ’＞１６ｔｈｅｎｙ＝１６、ｉｆｙ’＜ｂｔｈｅｎｙ＝
ｂｅｌｓｅｔｈｅｎｙ＝ｙ’、また、図６中のａを１
０、ｂを０として先に演算し、この変換式を図７に示す
がごとくテーブルに準備することもできる。このように
量子化したエッジ量に基づいて、ディザ量を演算にて算
出することもできるし、所定の数に限定されたディザテ
ーブル群を用意して、エッジ量に基づいてディザテーブ
ル群を選択してもよい。

【００２３】

【実施例】以下、本発明のより具体的な実施例について
説明する。

【００２４】（実施例１）各図を参照しながら、それぞ
れの構成を以下、順を追って説明する。スキャナ−等の
画像入力装置１から、入力された反射率に対しリニアな
Ｒ、Ｇ、Ｂ信号（各８ビット）が出力される。特に、Ｇ
信号は後述するエッジ量検出回路６へ入力される。次
に、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号の各信号に対し、平滑化効果のある
空間フィルタ２をかけることにより、網点原稿などのモ
アレを防止したり、また、スキャナに起因するノイズな
どを除去する。平滑化フィルタの例を以下に示す。

【００２５】〔平滑化フィルタ例〕

【００２６】後段の色補正を行なう前処理として、対数
変換部３において対数変換を行ない、濃度リニアなＲＧ
Ｂ信号を生成する。この変換を行なう理由は、後段の色
補正処理において、プリンタ駆動信号であるＣＭＹ
（Ｋ）を発生する際、それらと濃度信号の線形性を良く
するためである。

【００２７】色補正部／墨生成部４では、カラースキャ
ナなどの画像入力装置とカラープリンタなどの画像出力
装置の特性を考慮して、ＲＧＢ信号を補色のＹＭＣ信号
に変換する。色補正方法には、線形近似、所謂マスキン
グ法、四面体補間法、三角柱補間法などが提案されてお
り、これらの方法を利用して色補正を行なう。同時に、
Ｋ信号はｍｉｎ（Ｃ，Ｍ，Ｙ）に適当な乗数、例えば、
０．６を掛けることにより算出する。

【００２８】ＵＣＲ部５において、ＹＭＣ信号から下色
除去を行なって、ｙ（ｍ，ｃ）＝Ｙ（Ｍ，Ｃ）−Ｋの信
号を生成する。但し、ＵＣＲ部５において、Ｋ信号はス
ルーとする。そして、中間調処理部７において、ディザ
処理を行なう。これについては詳細を後述する。

【００２９】最後にガンマ変換処理部８で、出力装置の
特性に適したプリンタガンマ変換処理を施して、カラー
プリンター等の画像出力装置９にデータを送る。また、
忠実に画像を再生するのではなく、積極的に、画像を加
工したい場合、例えば、コントラストをつけたい、画像
の地肌を飛ばしたいなどのユーザーからの要求があった
場合、このテーブルを適当に変えることにより画像を加
工することが可能となる。

【００３０】一方、上記の画像再生系と並列に、エッジ
量を検出する。これはスキャナのＧ出力信号（８ビッ
ト）から算出する。図２、図３に、エッジ量検出回路の
例を示す。図２はＧ信号がラプラシアンフィルタ１０に
入力された後、絶対値化、２ビットシフトされる様子を
示す。

【００３１】図２のラプラシアンフィルタの例を、以下
に示す。

【００３２】また、図３は、Ｇ信号が４ビットシフト回
路１３により４ビットシフトされた後、エッジフィルタ
１４、エッジフィルタ１５に入力され、それぞれのエッ
ジフィルタの７ビットの出力信号が、絶対値化回路１６
で絶対値化され、最大値選択回路１８に６ビット信号で
入力される例を示す。図３のエッジフィルタ１４、エッ
ジフィルタ１５の例を以下に示す。

【００３３】（エッジフィルタ例１）

【００３４】（エッジフィルタ例２）

【００３５】図４に基づき、更に本発明の実施例を詳述
する。ＵＣＲ部からの８ビット信号は、ビット反転部１
９と加減算器２２に入力される。ビット反転部１９は、
信号の最上位ビットがオン（値が１２８以上）なら各ビ
ットを反転させる。また、信号の最上位ビットがオフ
（値が１２７以下）ならスルーとする。このビット反転
の入出力の関係を図５に示す。

【００３６】また、エッジ量検出回路からの６ビット信
号は、データ変換器２０により５ビットの信号に変換さ
れる。

【００３７】次に、図６、図７に基づいて、データ変換
器について説明する。先ず、エッジ量検出回路６からの
信号を、実際に制御して効果のある段数に量子化する。
本例ではエッジ量が３２段に対し、ディザ量（ａ）のレ
ベルを１７段に量子化することにする。図６に簡単な演
算式でディザ量算出のための特徴量（ｙ）を算出する例
を示す。縦軸はレベル、横軸はエッジ量である。

【００３８】量子化の条件を示すと、ｙ’＝１６−３／
４（ｅ−ａ）で、ｉｆｙ’＞１６ｔｈｅｎｙ＝１６ｉｆｙ’＜ｂｔｈｅｎｙ＝ｂｅｌｓｅｔｈｅｎｙ＝ｙ’ このように量子化したエッジ量に基づいて、ディザ量を
演算にて算出することができる。

【００３９】（実施例２）また、図６中のａを１０、ｂ
を０として先に演算し、この変換式を図７に示すがごと
くテーブルに準備することもできる。このテーブルは、
エッジ量が０乃至６３のとき、それぞれのエッジ量を、
１７段に量子化するテーブルである。

【００４０】次に、乗算器２１について説明する。乗算
器２１には、ビット反転部からの７ビットの信号とデー
タ変換器からの５ビットの信号が入力される。そして、
乗算器２１は、ビット反転後の７ビット信号と、データ
変換器から得られた５ビット信号の乗算を行なう。即
ち、７ビット（〔０：１２７〕）と５ビット（〔０／１
６：１６／１６〕）の乗算器である。

【００４１】加減算器２２について説明する。加減算器
２２にはＵＣＲ部からの８ビット信号と乗算器２１から
の７ビットの出力信号が入力される。この加減算器は、
画素のｏｄｄ／ｅｖｅｎにより加算と減算を切り替える
ようになっている。例えば、画素、ｏｄｄ：出力＝ｉｎ
＋ａ、ｅｖｅｎ：出力＝ｉｎ−ａ、の如くである。

【００４２】（実施例３）図８に基づいて、中間調処理
部について説明する。ＲＯＭ２３には、ＵＣＲ部５から
の８ビット信号、データ変換器２０からの５ビット信
号、画素のｏｄｄ／ｅｖｅｎに応じたｏｄｄ／ｅｖｅｎ
の１ビットの信号が入力される。そして、ＲＯＭ２３か
らは中間調処理された８ビット信号が出力される。この
図はＲＯＭテーブルでハード化する例を示す図であっ
て、画質上の効果は、上述した中間調処理回路の例と同
様である。

【００４３】これらの実施例のように、エッジ量をデー
タ変換器で適当に量子化すれば、文字画像用処理から階
調画像用処理の間を、プリンタの能力に適した（不連続
な）制御が可能になる。また、はじめからエッジ量出力
（図１で言えば、エッジ量検出回路６の出力）を、必要
制御段数に量子化して出力してもよい。具体的には、図
２のエッジ量検出手段のビットシフト量（１６段制御）
となる。

【００４４】スキャナの出力が８ビットで図２のような
エッジ量検出回路とその係数では、１０ビットのエッジ
量（０〜１０２０）が出力可能であり、この１０ビット
信号の所定の区間（文字画像用処理から階調画像用処理
の間）に対して、全て、ディザ量（実施例１ではａ）を
変化させなければ、連続ではなく不連続となり、このよ
うにしたのが本発明である。同様の効果は図３に示す如
く、スキャナ出力を４ビットシフト回路１３によりビッ
トシフトしても達成できる。

【００４５】以上説明してきたように、原稿を画像読取
装置によりデジタル画像信号にて読出し当該デジタル画
像信号からエッジ量を検出するエッジ量検出手段を有し
エッジ量に基づいて中間調処理を制御する適応型階調処
理装置において、前記中間調処理は最大エッジ量から最
小エッジ量まで不連続に変化させることとしたのが請求
項１の発明であり、中間調処理を所定の量子化したエッ
ジ量に基づいてディザ量を演算にて算出することとした
のが請求項２記載の発明であり、中間調処理は所定の数
に限定されたディザテーブル群を用意しエッジ量に基づ
いて選択することとしたのが請求項３記載の発明であ
る。また、原稿を画像読取装置によりデジタル画像信号
にて読出し当該デジタル画像信号からエッジ量を検出す
るエッジ量検出手段を有しエッジ量に基づいて中間調処
理手段を制御する適応型階調処理装置において、前記中
間調処理手段は最大エッジ量から最小エッジ量まで不連
続に変化させることとしたのが請求項４の発明であり、
中間調処理手段を所定の量子化したエッジ量に基づいて
ディザ量を演算にて算出する演算手段を有することとし
たのが請求項５記載の発明であり、中間調処理手段は所
定の数に限定されたディザテーブル群を用意しエッジ量
に基づいて選択する選択手段を有することとしたのが請
求項６記載の発明である。本発明は上記の例に限らず、
エッジ量に基づいて中間調処理を制御して高画質な画像
を得、かつこれを簡易なハード構成で実現する画像処理
装置、カラ−複写機、カラー画像機器等に対して広く適
用することができる。

【００４６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、画質的には単
に文字画像であるか階調画像であるかと言う一義的な判
断による処理で生じやすい誤判定による画質の劣化を防
止することができ、また、例えば、文字画像と階調画像
の境界部分での処理条件の急激な切り替えにより生じる
出力画像の見苦しさを避けることができる。そして、プ
リンタの能力に適したハード構成が可能となる。

【００４７】請求項２及び請求項３の発明によれば、請
求項１の発明の画質向上効果をもった方法を安価に達
成、提供することができる。

【００４８】請求項４の発明によれば、画質的には単に
文字画像であるか階調画像であるかと言う一義的な判断
による処理で生じやすい誤判定による画質の劣化を防止
することができ、また、例えば、文字画像と階調画像の
境界部分での処理条件の急激な切り替えにより生じる出
力画像の見苦しさを避けることができる。また、簡易な
ハード構成で適応型階調処理装置を実現することができ
る。そして、プリンタの能力に適したハード構成が可能
となる。

【００４９】請求項５及び請求項６の発明によれば、請
求項４の発明の画質向上効果をもった装置を簡易なハー
ド構成で実現でき、かつ、安価に提供することができ
る。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像処理装置の機能ブロックを示す
図。

【図２】エッジ量検出手段の実施例を示す図。

【図３】エッジ量検出手段の他の実施例を示す図。

【図４】中間調処理のハード構成の実施例を示す図。

【図５】ビット反転の入出力の関係を示す図。

【図６】データ変換を簡単な演算式で行なう例を示す
図。

【図７】テーブルでデータ変換する例を示す図。

【図８】中間調処理のハード構成の他の実施例を示す
図。

【００５１】

【符号の説明】

１カラー画像入力部２空間フィルタ３対数変換部４色補正／墨生成部５ＵＣＲ部６エッジ量検出回路７中間調処理部８ガンマ変換処理部９カラー画像出力部１０ラプラシアンフィルタ１１，１６，１７絶対値化回路１２２ビットシフト回路１３４ビットシフト回路１４，１５エッジフィルタ１８最大値選択回路１９ビット反転回路２０データ変換器２１乗算器２２加減算器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿を画像読取装置によりデジタル画像
信号にて読出し当該デジタル画像信号からエッジ量を検
出するエッジ量検出手段を有しエッジ量に基づいて中間
調処理を制御する適応型階調処理装置において、前記中
間調処理は最大エッジ量から最小エッジ量まで不連続に
変化させることを特徴とする適応型階調処理方法。
【請求項２】前記中間調処理は所定の量子化したエッ
ジ量に基づいてディザ量を演算にて算出することを特徴
とする請求項１記載の適応型階調処理方法。
【請求項３】前記中間調処理は所定の数に限定された
ディザテーブル群を用意しエッジ量に基づいて選択する
ことを特徴とする請求項１記載の適応型階調処理方法。
【請求項４】原稿を画像読取装置によりデジタル画像
信号にて読出し当該デジタル画像信号からエッジ量を検
出するエッジ量検出手段を有しエッジ量に基づいて中間
調処理手段を制御する適応型階調処理装置において、前
記中間調処理手段は最大エッジ量から最小エッジ量まで
不連続に変化させることを特徴とする適応型階調処理装
置。
【請求項５】前記中間調処理手段は所定の量子化した
エッジ量に基づいてディザ量を演算にて算出する演算手
段を有することを特徴とする請求項４記載の適応型階調
処理装置。
【請求項６】前記中間調処理手段は所定の数に限定さ
れたディザテーブル群を用意しエッジ量に基づいて選択
する選択手段を有することを特徴とする請求項４記載の
適応型階調処理装置。