JP2617986B2 - 画像処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は，画像処理方法，特に多値出力のできる画
像処理装置において多くの情報量を持つ画像を圧縮して
記憶するとともに，圧縮しないで処理した場合と同様な
効果を得ることができる画像処理方法に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第５図および第６図は，例えば特開昭61−79370号公
報に記載された従来の中間調補正方法を示すもので，第
５図はヒストグラムの平滑化を説明し，第６図は平滑化
したヒストグラムに基づいてディザマトリックスを作成
する動作を説明する。

次に動作について説明する。

先ず，第５図（Ａ）に示すように，入力画像の全画像
から画像濃度毎のヒストグラムを得るとともに，全画素
数Ｇを算出する。

次に，ヒストグラム平滑化後の階調表現を行うレベル
数Ｋを定め，各レベルに与える平均画素数G/Kを算出す
る。但し，上記レベル数Ｋとしては，最初の画素のレベ
ル数よりも少ない値に設定する必要がある。

以上の設定動作を行った後，最も低い濃度側から順
次，ヒストグラム量を加算してゆき，平均画素数G/Kに
最も近くなるまでの和を求める。但し，上記和は，平均
画素数G/K以上でも，以下でもよく，平均画素数G/Kとの
差が最も少なくなるものを選定する。

次いで，加算されていない部分のうち，最も低い濃度
側から順次，ヒストグラム量を加算してゆき，平均画素
数G/Kに最も近くなるまでの和を求め，以下，同様にし
て，最も高い濃度に達するまでヒストグラム量の加算動
作を行うことにより，第５図（Ｂ）に示すように，平滑
化したヒストグラムを得る。

以上の平均化したヒストグラムにおいて，各レベルの
境界となる濃度値を，第６図（Ａ）に示す閾値順序マト
リックスに従って，濃度値の低いものから順に入れてゆ
き，第６図（Ｂ）に示すディザマトリックスを形成す
る。

その後は，ディザマトリックスの各数値を用いて各画
素を２値化することにより，多値記録装置を用いてヒス
トグラムの平滑化を行った場合と略同様の鮮明な画像
を,2値記録装置を用いて再生することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の中間調補正方法を適用して画像出
力装置を構成した場合，入力画像信号からヒストグラム
を作成するので，画像メモリは原画像を元のまま記憶す
るので多くの記憶容量を必要とすることと，出力階調レ
ベル数は入力階調レベル数よりも少なく設定しなければ
ならないことから滑らかな中間調表現ができなくなるな
どの問題点があつた。

この発明は，かかる問題点を解決するためになされた
もので，入力画像信号よりも少ない記憶容量の画像メモ
リで十分であるとともに，出力階調レベル数が入力階調
レベル数と同じにして滑らかな中間調出力ができ，かつ
原画像に適応して最適なコントラストの出力画像を得る
ことができる中間調補正方法，また一般的に画像を圧縮
しても圧縮しないで元のデータに処理した場合と同様の
効果を持つ画像処理方法を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る画像処理方法は，入力画像に対して多
値ディザ処理する第１のステップと、多値ディザ処理さ
れたデータに対し画像処理を行う第２のステップと、画
像処理の結果を上記入力画像と同一の階調レベル数の出
力画像に変換する第３のステップとからなるものであ
る。

［作用］ この発明においては，画像メモリにデータを記憶する
前の段階で多値ディザ処理を行うことから画像メモリの
記憶容量を削減し，かつデータが圧縮されてもディザ処
理なので視覚的には画質が劣化したと感じないで各種画
像処理を行い得る。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例による画像処理方法の手
順を示す図である。図において，（１）は入力画像，
（２）は多値ディザ処理，（３）は画像メモリ，（４）
はヒストグラム，（５）は累積分布曲線，（６）は中間
調補正，（７）出力画像である。ここでは，入力画像
（１）が８ビット／画素（256階調）のものを２×２の6
4値ディザ処理を行う場合を示している。

次に，この実施例の動作を説明する。

まず,8ビット／画素の入力画像（１）は，第２図に示
されるような閾値を配置した64段の例えば組織的なディ
ザマトリックスを用いて64値ディザ処理（２）を行い,6
ビット／画素のデータに圧縮し，画像メモリ（３）に記
憶する。ディザ法では，閾値はマトリックスの座標情報
のみによって定まる。２×２のマトリックスの場合，マ
トリックス内の左上の閾値は画像の奇数ライン中の奇数
番目の画素に作用し，マトリックス内の右上の閾値は画
像の奇数ライン中の偶数番目の画素に作用し，マトリッ
クス内の左下の閾値は画像の偶数ライン中の奇数番目の
画素に作用し，マトリックス内の右下の閾値は画像の偶
数ライン中の偶数番目の画素に作用する。仮にマトリッ
クスの中で入力画像（１）の信号レベルが一定の場合，
第１図のディザ処理（２）後の信号がどう変化するかが
第３図に示されている。第３図において，まず０の一定
レベル入力の場合，第２図の64段のディザマトリックス
の中でどの閾値を超えることができないので処理後は， である。１の一定レベル入力に対しては，第２図の第１
段のディザマトリックス中の閾値０だけを超え，処理後
は， となる。２の一定レベル入力に対しては，第２図の第１
段のディザマトリックス中の閾値０と１を超え，処理後
は， となる。以下同様に考えることができ，ある画素が第ｎ
段のディザマトリックス中の閾値を超えていれば，処理
後にはｎに変換される。一般的にｍの一定レベル入力に
対しては，第（ｍ＋３）/4段（小数点以下は切り捨て
る）までのマトリックスに及び，処理後は， （小数点以下は切り捨てる）となる。最高レベルの255
の一定レベル入力に対しては，処理後は， となる。このように２×２の64値ディザ法では１画素だ
けでは０〜63までの64値記録しかできないが,2×２のマ
トリックスで構成される４画素単位で考えた場合，疑似
的に256階調記録を行うことができる。

第１図において，入力画像（１）の左上隅の４画素の
データを すると,2×２の64値ディザ処理（２）により （小数点以下は切り捨てる）に変換され，画像メモリ
（３）に記憶される。画像メモリ（３）から読出された
データは，続いて中間調補正（６）により出力画像に変
換される。

次に，中間調補正（６）の方法について説明する。

中間調補正のための変換関数は，ディザ処理（２）で
ディザ化したデータのヒストグラム（４）を作成し，そ
の累積分布曲線（５）を利用して得る。ディザ化したデ
ータのヒストグラム（４）は従来例のように全画素から
作成しても良いが，全画素中の10％以下の画素を走査線
単位あるいは列単位で効率的にサンプリングすれば，こ
れから作成したヒストグラム（４）を画像全体のヒスト
グラム（４）とほぼ同一の傾向を抽出でき，推定値とし
て代用できる。処理時間の短縮を考えれば，このほうが
効果的である。次に，ヒストグラム（４）から求めた累
積分布曲線（５）を利用して中間調補正関数を算出す
る。第１図に示す例は，累積分布曲線（５）をそのまま
中間調補正関数ｆ（Ｉ）とした場合で，ディザ化信号レ
ベル（Ｉ）は，中間調補正（６）により出力信号レベル
ｆ（Ｉ）に変換される。画像メモリ（３）の左上隅の４
画素は，中間調補正（６）により に変換される。

なお，上記実施例では中間調補正関数は累積分布曲線
（５）をそのまま用いたが，累積分布曲線（５）とリニ
アな特性との間の特性をとる曲線を用いてもよい。

第４図はその場合の例を示したものである。第４図に
おいて，第４図（ａ）のようなヒストグラム（４）を持
つ画像からは，第４図（ｂ）の中で累積分布曲線（５）
のような累積分布曲線を求めることができる。この画像
の例は，入力信号レベルが低レベル側に分布が集中して
いる。この場合，累積分布曲線（５）は低レベル側で傾
きが大きくなるので，これをそのまま中間調補正関数
（９）として利用すると，低レベル側に多くの階調が割
り当てられ，急激な濃度変化となる。そこで，累積分布
曲線（５）とリニアな特性（８）との間の特性をとるよ
うな曲線（9a），（9b），（9c）を考え，これを中間調
補正関数として利用することにより極端な濃度変化が起
こらない補正が行える。ここで，中間調補正関数（９）
が累積分布曲線（５）に近いほど補正強度が強く，（9
a）→（9b）→（9c）の順に弱くなる。この補正強度は
固定にしても良いが，スイッチ等を用いて設定手段とす
ることが考えられる。

また，上記実施例では64段の２×２のディザマトリッ
クスを第２図のように構成したが，閾値の配置方法はこ
れに限定されない。

さらに，上記実施例では入力画像（１）が８ビット／
画素，多値ディザ処理（２）が２×２のディザマトリッ
クスで64値，画像メモリ（３）への入力が６ビット／画
素としたが，以上の数値は別の値であってもよく，上記
実施例と同様な効果を奏する。

さらに，上記実施例ではデータ圧縮後に中間調補正を
行う場合を示したが，他の画像処理，例えば色変換，色
補正，輪郭強調あるいはこれらを組み合わせた画像処理
などを行っても圧縮する前の元のデータに処理を行った
場合と比較しても視覚的に劣化を感じさせない効果が得
られる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり，画像メモリにデータ
を記憶する前の段階で多値ディザ処理を行うようにし
（例えば,1画素８ビットのデータを６ビットに削減し）
たので，画像メモリの記憶容量を25％削減でき，装置が
安価にできる効果がある。また，多値記憶を行い出力階
調レベル数が入力階調レベル数に同じにして滑らかな中
間調出力ができ、かつヒストグラムから求めた累積分布
曲線を利用して中間調補正を行えば原画に適応したコン
トラストの良い画像が出力できる効果がある。中間調補
正以外の画像処理を行っても，ディザ処理で視覚特性を
劣化させることなく圧縮された画像データを対象とする
ので，圧縮しない元のデータに画像処理を行った場合と
同様な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による画像処理の手順を示
す図，第２図はこの発明の一実施例による２×２の64値
ディザマトリックスの閾値を示す図，第３図は一定レベ
ル入力に対するディザ処理後のデータ変化を示す図，第
４図は累積分布曲線とリニアな特性との間の特性を中間
調補正関数とする説明図，第５図は従来の中間調補正方
法に関しヒストグラムの平滑化を説明する図，第６図は
従来の中間調補正方法に関し平滑化したヒストグラムに
基づいてディザマトリックスを作成する動作を説明する
図である。 図において，（１）……入力画像，（２）……多値ディ
ザ処理，（３）……画像メモリ，（４）……ヒストグラ
ム，（５）……累積分布曲線，（６）……中間調補正，
（７）……出力画像である。 なお，各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力画像に対して多値ディザ処理する第１
   のステップと、 多値ディザ処理されたデータに対し画像処理を行う第２
   のステップと、 画像処理の結果を上記入力画像と同一の階調レベル数の
   出力画像に変換する第３のステップと からなる画像処理方法。