JPS6236978A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、２値化画像で中間調画像を表現する画像処理
装置に関する。

（従来の技術） 黒白の２値化画像により写真等の中間調画像を再現する
装置が広く用いられるようになってきた。

中間調画像を２値化画像で高品位に再現するために種々
の試みがなされている。

２値化画像による中間調表現には、大別してディザ法と
濃度パターン法とがあるが、本発明では、ディザ法を用
いる。ディザ法は、記録表示の解像度と読取の解像度が
等しい場合に用いられる。記録段階（２値化処理）では
、読取段階での情報の多くを失わざるを得ない。ディザ
法においては、各画素の読取濃度をある規則により算出
された閾値と比較して２値化する。階調表現に優れた組
織的ディザ法においては、疑似乱数からなる閾値マトリ
クスを用い、画素の座標と対応させて閾値を変化させる
。マトリクス内の閾値の順序には、バイヤ型（ドツト分
散型）や網点型、渦巻型（ドツト集中型）などがある。

第１表〜第４表に、閾値マトリクスの例を示す。

第１表　ＢＡＹＥＲ型 １７階調（４ｘ４） 第２表　網点型 １７階調（４ｘ４．） 第３表　渦巻型 １７階調（４ｘ４） 第４表 ６５階調（８ｘ８） （発明の解決すべき問題点） 疑似中間調再現においては、個々の原稿に応じて閾値を
変換し最適な閾値マトリクスにより２値化を行う必要が
ある。

従来から閾値の決定に際しては、原稿の画像情報を白レ
ベル、平均濃度、あるいは濃度ヒストグラム等より基準
の閾値をスライドさせて決定していた。

しかしながら、これらの方法ではマイクロフィルム等の
、個々の原稿により画像濃度がまちまちなものでは、原
稿の階調性をそこなわない適切な閾値を得ることは不可
能であった。

たとえば、特開昭６０−２５８３５号公報においては、
いったん原稿（ダミーの白紙でも可）を読取り、イメー
ジセンサ−の各ビットの最大値を白レベルへ記憶させる
。２回目よりはこの白レベルメモリの値をもとにイメー
ジセンサ−の出力をＡ／Ｄ変換し、濃度階調の量子化を
図る。また、特開昭６０−２５３７２号公報においては
、原稿読取用光センサアレイとイメージセンサ−に接近
して配置されたイメージセンサーへの入射光の平均的な
明るさを検出する光センサーを有し、光センサーの出力
信号に応じて２値化する基準の閾値を変更する。

しかし、これらの方式で（Ｊ１閾値マトリクスが白レベ
ルや濃度平均値の変化に合わせてスライドするだけなの
で、再現画像は原稿の階調性には適切に追従せず、階調
性をそこなうおそれがある。

また、特開昭６０−３７８７８号公報においては、原稿
のハイライトポイント及びシャドウポイントを通る様に
標準トーンカーブデータを修正し、この修正されたデー
タを用いた場合の入力信号に対応する出力信号と、これ
に対応する所望出力信号との偏差の和が最小となる様な
標準トーンカーブデータを階調変換データとして設定す
る。

しかし、この方式では、何種類かの標準トーンカーブデ
ータを持つ必要がある。

本発明の目的は、疑似中間調再現において、原稿の階調
性やコントラストをそこなうことなく画像を再現するこ
とができる画像処理装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る画像処理装置は、入力された画像データの
画素濃度の平均値を算出する平均値算出手段と、画素濃
度の濃度分布の偏差値を算出する偏差値算出手段と、前
記の平均値おにび偏差値より所定の方法で設定された濃
度範囲で閾値マトリクスを設定する閾値マトリクス設定
手段と、前記の閾値マトリクスに基づいて前記の画像デ
ータを２値化する２値化手段とを備えたことを特徴とす
る。

（作　用） 閾値マトリクスを原稿の画像濃度とその濃度分布とに合
わせて設定する。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図に、画像処理用の回路の構成を示す。イメージリ
ーダーにおいて、イメージセンザー（ＣＣＤ）１により
光電変換された原稿の濃度信号は、Ａ／Ｄ変換器２を通
して量子化され、一旦メモリ３に格納される。演算処理
回路４は、イメージセンザー１で読み取った画像情報か
ら、濃度の平均値および偏差値を検出し、閾値マトリク
スを算出する。判別回路５は、メモリ３に格納された画
像情報を順次読み出し、演算処理回路４で算出された閾
値と比較を行い、プリンタ等の外部機器（図示しない）
に出力する。

次に、演算処理回路４内で行う閾値マトリクスの算出の
方式について説明する。予め、画像濃度の平均値Ｄ　お
よび偏差値σを算出しておく。まず、閾値マトリクスの
最小値Ｄ　、およびＤｍａ、１ｎ を次のごとく決定する。

Ｄ＝Ｄ−１−ｎ・σ。

ｍａｘ　　　　　　　ｍ ここでｎは、予め設定される定数であり、画像の階調性
などを変化させたい場合に、オペレータが自由に変更で
きるような機構でもかまわない。

この閾値算出方式は、どのような閾値７トリクスの方式
にも適用できる。

次に、閾値のおもみに合わせて閾値マトリクスを決定す
る。

Ｄ　　＝Ｄ。

０ｍＩｎ。

ここに、ｉはドツト数（即ち、閾値マトリクス内の順序
を表わす数字）であり、Ｓは、ｉの最大値である。ある
いは、最小値Ｄ　　とおもみの増加１ｎ 率ΔＤを決定してから閾値を決定する方法もある。

Ｄ、　＝　Ｄｉ−１＋ΔＤ。

（ただし、Ｄ＝Ｄ、） ｏ　　　　　　ｍａｎ 第３図に、原稿画像の濃度ヒストグラムの一例を示す。

第１図は、第３図に示した原稿画像に対して前記の方法
により決定された閾値レベルと画像濃度りとの関係を示
す。ここに、ｎは２とした。閾値レベルＤ、は、Ｄ　−
２σからＤ　　＋２σまでのｌ　　　　　　　ｍ　　　
　　　　　　　　　　ｍ画像濃度に対し、ＤｏからＤ８
まで直線的に変化する。また、画像濃度がＤ　　＋２σ
を越えると、または、Ｄ　　−２σより小さいと、Ｄま
たはり。

ｓ に保つ。

次に、第４図（ａ）　−（ｃ）と第５図に示す４種の画
像について、閾値マトリクスの設定値を説明する。

第４図（ａ）においては、画像濃度は０．４と１．６の
間に分布し、平均値と偏差値は、それぞれ、１゜００と
０．３４６である。第４図（ｂ）においては、画像濃度
は１．０と１．６の間に分布し、平均値と偏差値は、そ
れぞれ、１．３０と０．１７３である。

第４図（ｃ）においては、画像濃度は１．０と１．６の
間に分布し、平均値と偏差値は、それぞれ、１゜３１と
０．１５４　である。第５図においては、画像濃度は０
．３と０．４との間と０．６と１．６との間に分布し、
平均値と偏差値は、それぞれ、■、ｌＯと０．２９７で
ある。ここで、　０．３と０．４の間の濃度は、画像濃
度領域（０，６〜１．６）の他に存在するゴミ、キズな
どによるノイズである。

第６図（ａ）　、　（ｂ）に比較のため、画像濃度の０
．４と１．６　の間で６４等分した値を閾値マトリクス
で設定した場合の有効階調範囲を示す。この閾値マトリ
クスを用いた場合は、はとんどの原稿を２値化できる。

たとえば、第４図（ａ）に示した画像濃度分布に対して
は、全階調範囲で２値化が行われる。しかし、第４図（
ｂ）、　（ｃ）に示す狭い濃度分布をした原稿では、閾
値マトリクスの領域が画像濃度領域に対して広すぎるの
で、有効な階調数（３２）がマトリクスの階調数（６４
）と一致せず、良好な結果を得ることができない。

また、閾値マトリクスを画像濃度の最大値と最小値の間
で設定する場合、第４図（ａ）　−（ｃ）の画像濃度分
布の時には有効である。しかし、第５図に示すような画
像濃度領域の他にノイズを有する場合、第６図（ｃ）に
示すようにノイズレベルまで閾値を設定することになる
。したがって、有効な階調数が５０に減少するばかりで
なく、ノイズも画像に出力するおそれがある。

第７図（ａ）　−（ｄ）に、第４図（ａ）　−（ｃ）と
第５図に示した濃度分布に対して、本実施例の方法で設
定された閾値を示す。ここで、ｎ＝２とした。有効階調
数は、第７図（ａ）　−（ｄ）において、それぞれ、５
６．５６．６３．５４である。これらの数値に対応する
第６図（ａ）　−（ｃ）に示した従来の設定法による有
効階調数は、それぞれ、６４．３２．３２．５０である
。第４図（ａ）　−（ｃ）に示した原稿濃度分布に対し
ては、本実施例においては、有効階調数が常に５６以上
であり、閾値を固定した場合に比べ、平均して良好な結
果が得られている。これは、本実施例では、閾値マトリ
クスをスライドさせるだけでなく、閾値の間隔をも原稿
に合せて変化させるので、階調性をそこなうことがない
からである。また、第５図のようにノイズを含む原稿に
対しても、本実施例の方が有効階調数も多く、ノイズを
画像に出力するおそれもない。

第８図（ａ）　−（ｃ）に、Ｉ　１ｍｍＸ　３１．２５
ｍｍのマイクロフィルムの中間調画像を約３倍に拡大し
て本実施例の方法で処理した結果のプリンタへの出力結
果を示す。データは、ザンプリングピッチ１／６ｍｍの
８８０００（１７６ｘ５００）ドツトの画素について読
み取られた。第８図（ａ）、　（ｂ）についでは、第４
表の８×８閾値マトリクスを用い、ｎ−２とした。偏差
値の算出に使用したデータ数は、第８図（ａ）において
約４０００（５％）であり、第８図（ｂ）においては、
全データを使用した。第８図（ａ）、　（ｂ）とも階調
性よく中間調画像を表わしている。第８図（ａ）より、
すべてのデータから偏差値を算出しなくても、十分に良
好な画像が得られることがわかる。第８図（Ｃ）におい
ては、第２表の（４，Ｘ４）閾値マトリクスを用いた。

解像度の高い画像が得られている。

一方、第９図（ａ）には、第８図（ａ）　−（ｃ）に用
いたのと同じ原稿を、一般的な濃度範囲（約０．３−１
．６）を６４等分して閾値を設定した結果を示す。

第８図（ａ）、　（ｂ）に比べて、コントラスト、階調
性ともに悪い。また、第９図（ｂ）には、上記の濃度範
囲の中央部を６４等分して閾値を設定した結果を示す。

第８図（ａ）　、　（ｂ）に比べて、階調性は良くない
。

以上に説明した実施例においては、偏差値に応じて、マ
トリクスの階調数を変化させても良いし、また、Ｂａｙ
ｆ３ｒ”ｌ、網点型、渦巻型等の中から、その偏差値に
応じてまたは出力画像の目的等に応じて適当なものを使
い分けても良い。

偏差値が小さいということは、中間調の階調数が少ない
ということであるから１、マトリクスとして階調数の少
ないものを選択するとか、単に２値化するだけの処理（
マトリクスの閾値レベルをそろえる）に切換えるといっ
たことができる。また、逆に解像度を増すためにＢ　ａ
ｙｅｒ型を適用することもできる。逆に、偏差値が大き
いということは、中間調の階調数が多いということであ
るから、再現性を良くするためにはマトリクスとして階
調数の多いものを選択すれば良い。逆に、コントラスＩ
、を強調したければ階調数をおとせば良い。

画像濃度の偏差値を原稿のコントラストのあるなしの判
別に利用することもできる。偏差値がある基準値より小
さいものは、コントラストがあまりない原稿であると判
断し、１６階階調度のマトリクスにより２値化し、コン
トラスト解像度の高い画像情報を得る。逆に、偏差値が
大きいものは、コントラストがある原稿であると判断し
、６４階調程度のマトリクスにより２値化し、階調性を
そこなわない画像情報を得る。これにより、コントラス
トのない原稿からコントラストのある画像情報を得るこ
とができる。

（発明の効果） 画像情報とその濃度分布に合わせて閾値を設定するので
、原稿のコントラストや階調性（濃度分布のなめらかさ
）をそこなうことなしに画像を再現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第３図の濃度分布に対して設定された閾値マ
トリクスのレベルを示すグラフである。 第２図は、画像処理回路の構成を示すブロック図である
。 第３図は、画像濃度の分布を示すグラフである。 第４図（ａ）〜（ｃ）と第５図は、それぞれ、画像濃度
の分布を示すグラフである。 第６図（ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、従来の方式で設定
された閾値マトリクスのレベルを示すグラフである。 第７図（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明の方式で設
定された閾値マトリクスのレベルを示すグラフである。 第８図（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明により設定
した閾値マトリクスを使用して得られた２値化出力結果
の図である。 第９図（ａ）　、　（ｂ）は、それぞれ、従来の方式に
より設定された閾値マトリクスを使用して得られた２値
化出力結果の図である。 特許出願人　　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　
人　弁理士　前出　葆　ほか２名第８図 （ｂ） （Ｃ） ２１１９図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力された画像データの画素濃度の平均値を算出
   する平均値算出手段と、 画素濃度の濃度分布の偏差値を算出する偏差値算出手段
   と、 前記の平均値および偏差値より所定の方法で設定された
   濃度範囲で閾値マトリクスを設定する閾値マトリクス設
   定手段と、 前記の閾値マトリクスに基づいて前記の画像データを２
   値化する２値化手段とを備えたことを特徴とする画像処
   理装置。