JPS5913469A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アノログ画像信号若しくはこれをＡ／Ｄ変換
して得た画像信号と、ディザマトリックスを構成づる閾
値をＤ／△変換して得た値若しくは閾値そのものとを比
較し、前記アナログ画像の２　＋ｉｉ化を行う画像処理
装置に関する。

近年、ファクシミリや複写機においてディジタル化が急
乙に進み、各々の機器の機能が強化され、且つ新しい機
能の付与も可能となり、複合化の機運が急速に高まって
いる。ところで、これらの機器において、ディジタル化
を進める上Ｃ問題になるのは、中間調を再現するのにど
のような記録方式をとるかである。例えば感熱記録を採
用した場合、１６階階調度を出力することは可能である
が、記録速度が遅いという問題が存在する。一方、静電
記録方式（マルチスタイラス方式）を採用すると、記録
速度は速くなるが、階調再生が環境条件により左右され
易いという問題がある。そこで、これらの不都合が生じ
ない２値（白黒）ドツトによる画像記録方式が最近注目
されている。この方式では、白黒の２１ｉ１１でしか記
録できない装置に中間調を実質的に再現させるため、固
体照像素子等で原稿面を走査してｊｑられたアナログ画
像信号を、２値の信号に変換覆る必要がある。この原稿
画像信号を２値化する方法としては、組織的ディザ法と
温度パターン法がよく知られている。本発明は前者の組
織的ディザ法に基づく画像処理装置に関づるものである
。

そこで、まず組織的ディザ法について説明リ−る。組織
的ディザ法は、閾値が一定の規則に従って配分されＩこ
ディザマトリックス中の該当閾値と画像信号とを比較し
て２値化信号を１ｑるもので、１）×ｎディザマトリッ
クスＤＩ′Ｉ中の閾値Ｕｎ　；各要素か全て１のｒｌＸ
＋１７１−リツクス１）；２のべき乗 第１図は上式に基づき求めたデイリ゛７トリツクスＤ４
である。次に、このディザマトリックスＤ４を用いての
２値化について説明づる。今、第２図（イ）に示づよう
な画像信号（アナログ画像をディジタル化した信号）が
入力されたとすると、画像信号の各レベルとディリパマ
トリックスＤ４の各閾値とを比較する比較器は、画像信
号のレベルの方が大きいときに１″を出力し、小さいど
きは０″を出力覆る。例えば、画像信号のレベル４（時
間し１）をディリ゛マトリックスＤ４のＯ（１行１列）
と比較して画像信号のレベルの方が大きいから’　１　
”　、次に画像信号のレベル６く時間（２）をディザマ
トリックスＤ４の８（１行２列）と比較して画像信号の
レベルの方が小さいからｌ　Ｑ　Ｉ＋、更に画像信号の
レベルの１２（時間Ｌ３＞をディザマトリックスＤ４の
２（１行３列）と比較して画像信号のレベルの方が大き
いから’　１　”　、以下同様に画像信号のレベルとそ
れに対応したディザマトリックスＤ４の閾（１０と比較
しτ１１１１１又は”　ｏ　”を出）ｊしていく。第２
図（ロ）は、こうして出力された信号の様子を示し、こ
の出力信号を用いて画像記録すれば、階調が得られる。

第３図は一様な度数分布（閾値度数分布）のディザマト
リックスの説明図で、（イ）はディザ７１−リツクスの
閾値を示し、（口〉は閾値の度数分布を示し、（ハ）は
（イ）のディザマトリックスを用いてグレースケールを
走査し２値化を行いドツト密度変化で階調を表現した説
明図である。この第３図（ハ）から、組織的ディリ゛法
によれば階調表現が比較的良好になされることが理解で
きる。以下第３〜第５図にお、いては閾値の値を規格化
してＯ〜１の藺に変換している。

どころで、一様な度数分布をもつディザマトリックスに
おいては、閾値数がかなり多くないど、擬似輪郭が生じ
たり画像の高′ａ度部がつぶれたりして、階調衣用能力
が劣る場合がある。

又、文字画像の両川性も万しくない。

本発明者らは、かつてこの問題を解決するため研究を重
ね！ご結果、ディリ５７１〜リックスとして非一様な度
数分布をもったものを使用するど、良好な結果が得られ
ることを見い出しＩ〔。ここで、擬似一様な度数分布の
ディザマ１へリツクスから、任意の度数分布をもつディ
リパマトリックスを作成ｑる方法を説明４る。今、求め
たい度数分布をＮ（ｙ）、この度数分布をもつ７１ヘリ
ツクス内の数をξ、擬似一様な数をηとづると、次式が
成り立つ。

ξ η−ｆ　　Ｎ（Ｖ）（ｌＶ＝ｆ　　（ξ）　・・・（１
〉、°、　　ξ−［−１〈η）　・・・（２）ここてη
に基本とするディザマトリックスの内容を代入すること
により、求めたい度数分布Ｎ（ｙ　）をもつ数賄列ξを
求めることかできる。

例えば単調増加の分布を求める場合には、Ｎ　（Ｖ　）
　＝２Ｖどなり、 ξ−［・・・（３） としＩ得られる。この（３〉式をもどにして第３図（イ
）から第４図（イ）が求められる。同様にして、単調減
少の分布を求め７ｊものが第５図（イ〉である。

第１図（ハ）及び第５図（ハ）の処理結果から明らかな
ように、画像の階調は、ディザマトリックスの度数分布
によって大きく変化づる。

このことから、原稿に応じた度数分布のディザマトリッ
クスを選べば、良好に画像を再現できることがわかる。

本発明は、この非一様度数分イ１ｊのディ１アマ１〜リ
ツクスを使用して画像信号を２値化づる場合の画１ｇ！
処理装置を突堤することを目的としたものである。

この目的は、ディザマトリックスとして非一様の度数分
布を持ったものを用いると共に、前記ディザマトリック
スを構成する閾値数よりもＡ／Ｄ変換若しくは１〕／△
変換のレベル数を多く選ぶように装置を構成することで
達成される。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明プる。

第６図は本発明の＝実施例を示づブロック図で、ＣＣＯ
イメージセンサ（電荷結合素子）等もあわＶて示した。

第６図において、１はクロック信号を発生する発振器、
２は光情報信号（入力＞ＳＯを電気（アナログ）画像信
号に変換するＣＯＤイメージセンサから成るＣＯＤモジ
ュール、３は発振器１からの信号を受Ｇ−ＪＣＣ１）　
モジ］　−）Ｌｔ　２　ヲＦＩ　Ｆｌｌ　（制御＞　１
−ルＣＣＤ　１ｌｉｌｌｌ＋１回路である。ＣＣＤモジ
ュール２は、感光部と、ＣＣＩ）シフ１ヘレジスタ部と
、上記感光部をＣＯＤシフトレジスタ部から分離する１
〜ランスフア・ゲートなどから成り、さらにＣＣＤシフ
１〜レジスタ部は感光部の各画素に対応した数の転送セ
ルから構成されている。又、上記ＣＣＤ制御回路３は、
ＣＣＤモジュール２を制御するため、ＣＣＩ）モジュー
ル２に各種の信号を与えている。

これらの信号としては、ＣＣＤモジュール２の各感光部
に蓄積された電荷をそっくりＣＣｌ）シフトレジスタ部
に転送するために、１〜ランスフア・ゲートを開かせる
転送開始信号、ＣＣＤモジュール２の（−ランスファ・
ゲートを閉じ再び感光部に電荷の蓄積を開始さけるりレ
ット信号、ＣＣＤモジュール２０ＣＯＤシ７１〜１９２
９がある。４は発振器１の出力信号（クロックパルス）
を受けるカウンタ、５はカウンタ４の出力信号をアドレ
ス端子で受けるＲＯＭ、６はＣＣ□しジコール２のアナ
ログ出力をｉイジタルデータに変換づるＡ／Ｄ変換器、
７はＲＯＭ５のディジタル出力とＡ／Ｄ変換器６の出力
信号とを比較する比較器（ディジタルコンパレータ）８
はこの比較器７の２値出力に基づき画像記録を行う記録
部である。

ここＣ　Ｒ　Ｏ　ｆＶＩ　Ｅｉについで述べると、この
ＲＯＭ５内のメモリセルには、上述の非一様の度数分布
をもったディザマトリックスの闇値が、カウンタ４　１
）１　１ろＲＯＭ５に順次入力されるアドレス人力によ
り、１間値づ゛つ出力されるように書き込まれている。

又、Ａ／Ｄ変換器６としては、ＲＯＭ５内のア゛イリ゛
マトリックスを構成づる閾値数よりも多いレベル数をも
ったものが用いられでいる。例えは、ディ９“マトリッ
クスが４×４であれば、閾値数は１６となる。そこで、
△１，／Ｄ変換器６の出力ビツト数は、４ヒツトを越え
る値、例えば８（レベル数が２５６になる）に選ばれる
。このように選ぶ理由は、第３図（イ）の闇値間の最小
差より、第４図（イ）の閾値間の最小差や第５図（イ）
の閾値間の最小差の方が小さいため、分解能を高める必
要があるからである。

上記構成の画像処理装置にｄ３いて、Ｃ　Ｃ　ｌ）モジ
ュール２の走査によって得られる光情報信号Ｓｏを画像
記録りる場合を述べる。

ＣＣＤｌ１′ＩＩＩＩｔ１１回路３は、発振器１の出力
信号を受（）てＣ　Ｏ　Ｄモジコール２に画像信号を出
力さける。一方、カウンタ４も、発振器１の出力を受（
）て、ＲＯ　Ｍ　５から順次閾値を出力させる。

このｌ５Ｉｌ値の出力のタイミングは、ＣＣＤモジュー
ル２からの画像信号Ｓｅの出力と同門している。ＣＣｒ
）モジュール２のアナログ出力は、Δ、、／Ｄ変換器〔
３°Ｃディジタルデータに変換され、比較器７でＲＯＭ
５の出力信号と比較される。

比較器７は、画像信号の画素出力値（反剣温度に換樟さ
れた値）がディザマトリックスの選択された＠値より人
ぎいときハイレベル゛１“′を出力し、小さいどきロー
レベル゛′Ｏ″を出力する。記録部８では、比較器７か
ら出力された２値化信号に基づいて記録がなされる。こ
の場合、Ａ／Ｄ変換器６のレベル数が閾値数に比べて多
く選ばれているため、ディザマトリックスに・・度数分
布をもたせた効果が画像に十分用われる。

尚、イメージ廿ンリーからの出力電圧Ｖは、ａ度値りに
対して、■＝ｖｏｅ−’（ただし、ＶＯは定数）なる関
係にあるため、一様な量子化器を用いる限り高濃度部で
はレベル数が少なくなり、画像がつぶれ易くなる。従っ
て、対数変換を行う必要があるが、高速に対数変換を行
うＡ／Ｄ変換器は用在のところあまり多く市販されてお
らず又市販されているものもかなり高価である。又、デ
ィスクリート素子により回路を作ることも考えられるが
、回路の安定性が問題である。この問題を解決づるには
、閾値の値を対数変換した形でＲＯＭ５内に格納してお
【Ｊばよい。この場合においても、Ａ／Ｄ変換器６のレ
ベル数をディザマトリックスの閾値数より多くとってお
くことで、有効・な処理を行える。

又、上記の実施例では、ＣＯＤモジュール２の出力信号
を△／１〕変換器６でディジタル信号に変換し工比較し
たが、逆にＲＯＭ５の出力信号をＤ／Ａ変換器でアナロ
グ信号に変換してＣＯＤモジュール２の出力信号と比較
（この場合、比較器７はアナ［１グ入力のものを用いる
）！ｌるようにしてもにい。この構成の場合、ＲＯＭ５
内に格納されている閾値のビット数が既に多く選ばれて
いることから、それに相応したビット数のＤ／Ａ変換器
を用いることになる。

以上説明したように、本発明によれば、非一様な度数分
布のディザマトリックスを使用して画像信号を２値化す
る場合、階調性を十分に制御した画像を得る画像処理装
置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は組織的ディザ法で用いるディザマトリックスの
一例を示す図、第２図はディザ法による画像処理を示づ
図で、（イ）は入力画像信号゛を示し、（ロ）は階調処
理後の画像信号を示す図、第３図乃至第５図は、グレー
スケールを走査し、一様、単調増加及び単調減少の度数
分布をもつ２１１！デイザマトリツクスで画素を２値化
しドッ］−密度変化で階調を表現した説明図で、０口）
は閾値の度数分布を示し、（ハ）は記録画像の画質を示
している。又、第６図は本発明の画像処理装置の一実施
例を示すブロック図である。 １・・・発振器　　　　　２・・・ＣＯＤモジュール３
・・・ＣＯＤ制御回路　４・・・カウンタ５・・・ＲＯ
Ｍ（メモリ） ６・・・Ａ／Ｄ変換器　　７・・・比較器８・・・記録
部 特許出願人　　小西六写真工業株式会社代　　理　　人
　　　　弁理士　　井　　島　　藤　　治尾１図 厄２図 （イ） 第５図 （イ） （ロ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アナログ画像信号若しくはこれを△／Ｄ変換。 して得た画像信号と、ディザマトリックスを構成する閾
   値をＤ／Ａ変換して得た値若しくは閾値そのものとを比
   較し、前記アナログ画像信号の２値化を行う画像処理装
   置において、前記ディザマトリックスとして非一様の度
   数分布を持ったものを用いると共に、ｉＩｊ記ティザマ
   トリックスを構成づる閾値数よりも前記△／Ｄ変換若し
   くはＤ／Δ変換のレベル数を多く選んだことを特徴とす
   る画像処理装置。