JP3091935B2 - Multi-value estimation method - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、2値画像から多値画像
を推定して出力する多値推定方式に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-value estimation method for estimating and outputting a multi-value image from a binary image.
【0002】[0002]
【従来の技術】2次元画像情報を取り扱う場合、一般的
に、画像を細かく分割して画素と呼ばれる微小領域に分
割することが行なわれている。各々の画素については、
白か黒かの2値情報で扱う場合と白と黒との間を細かく
区切って複数の段階を持つ多値情報で扱う場合とがあ
る。多値情報で扱う方がより自然な画像となり画質上は
好ましいが、画像の情報量が大きくなり記録や伝送に不
向きとなる欠点がある。2. Description of the Related Art When handling two-dimensional image information, generally, an image is finely divided into small regions called pixels. For each pixel,
There are cases where the information is handled by binary information of white or black, and cases where it is handled by multi-valued information having a plurality of stages by finely separating white and black. Although it is more preferable to use multi-valued information to obtain a more natural image and to improve the image quality, there is a disadvantage that the amount of information of the image becomes large and is not suitable for recording or transmission.
【0003】一方、2値情報で扱う場合は画像の情報量
が多値情報と比較して少ないものとなり記録や伝送には
向いているが、画質は必ずしも充分ではない。2値画素
の配置を工夫して多値を表すディザ法などの疑似中間調
2値化方式も用いられているが、これも各画素が多値情
報を持つ多値画像と比較すると画質が劣っていることは
否定できない。On the other hand, when handling with binary information, the information amount of the image is smaller than that of the multi-valued information and is suitable for recording and transmission, but the image quality is not always sufficient. A pseudo-halftone binarization method such as a dither method that represents multi-values by devising the arrangement of binary pixels is also used, but this method also has poor image quality when compared with a multi-value image in which each pixel has multi-value information. I can not deny that.
【0004】もし、2値画像から多値情報を推定するこ
とが可能であれば、記録や伝送の際には2値情報の形で
取扱い、ディスプレイへの表示や紙への印字出力などの
際には多値情報を推定して情報を利用することによっ
て、2値画像と多値画像の両方の長所を得ることができ
る。If multi-valued information can be estimated from a binary image, it is handled in the form of binary information at the time of recording and transmission, and is used at the time of displaying on a display or printing out on paper. By using the information by estimating the multi-valued information, the advantages of both the binary image and the multi-valued image can be obtained.
【0005】2値画像から多値画像への復元技術につい
てはこれまでにもいくつかの試みがなされており、その
うち最も一般的な方法として、窓方式と呼ばれるもの
が、〔「二値画像から中間調画像への画像復元技術につ
いて」松縄正彦/コニカ(株)/「画像ラボ」1990.3:
参考文献1〕等により知られている。There have been several attempts to restore a binary image to a multi-valued image. Among them, the most common method is a method called a window method. Image restoration technology for halftone images ”Masahiko Matsunawa / Konica Corporation /“ Image Lab ”1990.3:
Reference 1] and the like.
【0006】窓方式とは、復元しようとする注目画素位
置の周辺の2値画像上に参照範囲、つまり窓を設定し、
その窓内の黒/白画素の比率により注目画素位置の推定
画素値を決定するものである。In the window method, a reference range, that is, a window is set on a binary image around a target pixel position to be restored.
The estimated pixel value of the target pixel position is determined based on the ratio of black / white pixels in the window.
【0007】図6は、従来の窓方式で用いられる窓の一
例を示すものであり、同図(a)は階調再現性に重点を
おいた中間調部用窓であり、同図(b)はエッジ成分保
存性に重点をおいた文字部用窓である。なお、各窓にお
ける多数の区画内の数値はそのエリアの重み付け係数を
示しており、中間調部用窓〔同図(a)参照〕において
は領域全体が均一な重みを持つのに対し、文字部用窓
〔同図(b参照)〕においては中央画素(着目画素)の
みが重み付けされた窓構成となっている。FIG. 6 shows an example of a window used in a conventional window system. FIG. 6A shows a window for a halftone portion which emphasizes tone reproducibility, and FIG. ) Is a window for a character part which emphasizes the preservation of edge components. The numerical values in a number of sections in each window indicate the weighting coefficient of the area. In the halftone window [see FIG. The part window [see FIG. 7B] has a window configuration in which only the center pixel (pixel of interest) is weighted.
【0008】この窓方式では、窓を大きくすると参照す
る画素数が増えて階調再現性が良くなるが、文字や図形
などのエッジ成分はぼけてしまう。逆に窓を小さくする
と文字や図形などのエッジ成分保存性は良くなるが、参
照画素数が少なくなるので階調再現性は低下する。その
ための対策としては、窓内の画素位置によって影響の重
み付け(図6内の各数値)を行なうのが一般的であり、
窓の大きさと重み付け係数の割り振り方により階調再現
性とエッジ成分保存性を変化せしめることが可能とな
る。In this window method, when the size of the window is increased, the number of pixels to be referenced is increased and the gradation reproducibility is improved, but edge components such as characters and figures are blurred. Conversely, when the window is made smaller, the preservation of edge components such as characters and figures is improved, but the gradation reproducibility is reduced because the number of reference pixels is reduced. As a countermeasure for this, it is common to weight the influence (each numerical value in FIG. 6) according to the pixel position in the window.
The gradation reproducibility and the edge component preservation can be changed depending on the size of the window and the way of assigning the weighting coefficients.
【0009】一般的な傾向として、階調再現性とエッジ
成分保存性とはトレードオフの関係にあると言うことが
できる。つまり、階調再現性を重視すればエッジ保存性
は充分でなく、エッジ保存性を重視すれば階調再現性が
充分でなくなる。そのため、一枚の画像全体に対して単
一の窓で推定を行なった場合には充分な画質が得られな
い場合がある。これは、一枚の同じ画像の中でも各々の
領域により画像特性が異なるためである。例えば、文字
と人物像が混在する履歴書のような画像の場合、文字の
部分ではエッジ保存性が重要であり、人物像などの中間
調部分では階調再現性が重要である。As a general tendency, it can be said that gradation reproducibility and edge component preservation have a trade-off relationship. That is, if the tone reproducibility is emphasized, the edge preservability is not sufficient, and if the edge preservation is emphasized, the tone reproducibility is not sufficient. For this reason, when the estimation is performed for a single image with a single window, sufficient image quality may not be obtained. This is because the image characteristics are different depending on each region even in one same image. For example, in the case of an image such as a resume in which a character and a person image are mixed, edge preservation is important in a character part, and gradation reproducibility is important in a halftone part such as a person image.
【0010】このように、一枚の画像中でも領域により
特性が異なるため、その特性に合った処理を行うべく、
画像の領域を画素毎あるいはブロック毎に区分し、それ
ぞれの領域毎に別の手法で復元することが従来から提案
されている。ここで言う特性による区分とは、例えばエ
ッジ成分の強弱により文字領域と中間調領域に分けるこ
とであり、別の手法で復元すると言うのは、例えば文字
領域では多値推定に使用する参照窓を小さくし、中間調
領域では大きくすることである。As described above, since the characteristics vary depending on the region even in one image, in order to perform a process suitable for the characteristics,
Conventionally, it has been proposed to divide an image region into pixels or blocks and restore each region by a different method. The classification based on the characteristics referred to here is, for example, dividing into a character area and a halftone area according to the strength of an edge component. Restoring by another method means, for example, that a reference window used for multi-value estimation is used in a character area. It is to make it small and make it large in the halftone area.
【0011】この領域判別を用いた処理方式は、上記参
考文献1以外に、〔「領域判別を用いた2値画像から多
値画像への復元方法」福嶋茂信/ミノルタカメラ(株)
/1991画像電子学会年次大会予稿:参考文献2〕等でも
知られる。このような方法の一例として、最適な窓の大
きさ・形状を対象画像の注目画素位置での画像特性から
選ぶ方法(参考文献1,2) )や、一度多値復元した後
で再び2値化を行ない、元の2値画像と一致するように
復元方法を選択する方法〔公開特許公報/昭62-295567
「2値画像の中間調画像推定方法」平塚誠一郎、他/小
西六写真工業(株):参考文献3〕などが提案されてい
る。The processing method using this area discrimination is described in ["Recovery method from binary image to multi-valued image using area discrimination" Shigenobu Fukushima / Minolta Camera Co., Ltd.
/ 1991 Image Electronics Society Annual Conference: Reference 2]. Examples of such a method include a method of selecting an optimal window size and shape from image characteristics at a target pixel position of a target image (references 1 and 2)) and a method of once performing multi-value restoration and then performing binary conversion again. And a method of selecting a restoration method so as to match the original binary image [Publication of Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-295567
"A method of estimating a halftone image of a binary image", Seiichiro Hiratsuka, et al./Konishiroku Photo Industry Co., Ltd .: Reference 3], etc., have been proposed.
【0012】しかしながら、領域を区分することは難し
く、必ず望み通りの区分結果を得られるわけではない。
区分に誤りがあると、そこが画質に大きな影響を与えて
推定多値画像全体の印象を悪くすることがあった。However, it is difficult to divide an area, and it is not always possible to obtain a desired result of division.
If there is an error in the classification, it may have a great influence on the image quality, and may worsen the impression of the entire estimated multi-valued image.
【0013】なお、多値復元を行なう利点としては、多
値化による復元画像の画質の向上以外にも再処理適性の
向上が上げられる。例えば、組織ディザ法により2値化
された2値画像に縮小や拡大などの再処理を加えると、
組織ディザマトリックスに起因する周期性により干渉が
発生して見苦しい画像となることがあった。このような
場合に、2値画像を多値化してディザマトリックスの周
期性を弱めて画質劣化を防ぐことができる。The advantage of performing the multi-value restoration is that, in addition to the improvement of the image quality of the restored image by the multi-value restoration, the reprocessing suitability is improved. For example, when reprocessing such as reduction or enlargement is applied to a binary image binarized by the tissue dither method,
Interference may occur due to the periodicity caused by the tissue dither matrix, resulting in an unsightly image. In such a case, the binary image can be multi-valued to reduce the periodicity of the dither matrix, thereby preventing image quality deterioration.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の多値推定方式では、一枚の画像中でも領域毎に特性が
異なるので、領域を区分しないで画像全体に均一な多値
復元を行なった場合、解像度と階調再現性の何れかを犠
牲にするか、あるいは中庸を取ってどちらもそこそこに
するかしかなかった。そこで、領域を区分して各領域毎
に異なる窓による多値復元方法を適用することが考えら
れたが、この場合は解像度と階調再現性を両立させるこ
とが可能であるものの、領域を誤りなく区分することは
困難であり、また区分誤りが生じた位置での画質の劣化
が顕著化する傾向を示すという問題点があった。As described above, in the above-described conventional multi-value estimation method, since the characteristics are different for each region even in one image, uniform multi-value restoration is performed on the entire image without dividing the region. In this case, there is no choice but to sacrifice either the resolution or the tone reproducibility, or to take a mediocre balance in both. Therefore, it was conceived to apply a multi-level restoration method using different windows for each area by dividing the area. In this case, it is possible to achieve both resolution and gradation reproducibility, Therefore, there is a problem that the image quality tends to be remarkably deteriorated at the position where the classification error has occurred.
【0015】本発明は上記問題点を除去し、領域を区分
して各領域毎にそれぞれ適合した多値復元処理を行うに
あたって、当該領域の区分誤りが生じた位置における画
質の劣化が最小限に抑え、推定多値画像全体の品質向上
に寄与する多値推定方式を提供することを目的とする。The present invention eliminates the above-mentioned problems, and performs a multi-value restoration process suitable for each region by dividing the region. It is an object of the present invention to provide a multi-value estimation method that suppresses and contributes to improving the quality of the entire estimated multi-value image.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は、画像の構成要
素である画素が各々白か黒かの2値の情報を持つ2値画
像から多値画像を推定して出力する多値推定方式におい
て、2値画像を構成する各画素毎に周辺領域内の各画素
の配列を参照し、該配列に基づき前記各画素毎の画像特
性を判別する画像特性判別手段と、多値推定しようとす
る注目画素の周辺に参照領域を設定し、該参照領域内の
各画素の画素値及び重み付け係数に基づき該注目画素の
多値画像を推定する多値画像推定手段と、前記多値画像
の推定に際し、前記注目画素を含む前記参照領域内の各
画素の画像特性に応じて当該参照領域内の各画素の重み
付け係数の分配を行う濃度拡散手段とを具備することを
特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a multi-value estimation method for estimating and outputting a multi-value image from a binary image having binary information of whether each of the pixels constituting the image is white or black. An image characteristic determining unit that refers to an array of each pixel in a peripheral region for each pixel constituting a binary image and determines an image characteristic of each pixel based on the array, and attempts to perform multi-value estimation. A multi-valued image estimating means for setting a reference region around the pixel of interest and estimating a multi-valued image of the pixel of interest based on a pixel value and a weighting coefficient of each pixel in the reference region; A density diffusion unit for distributing a weighting coefficient of each pixel in the reference area according to the image characteristic of each pixel in the reference area including the target pixel.
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【作用】本発明では、多値推定しようとする注目画素の
周辺に設定された参照領域内の各画素の画素値及び重み
付け係数に基づき当該注目画素の多値画像を推定する際
に、該注目画素を含む参照領域内の各画素の画像特性に
応じて当該参照領域内の各画素の重み付け係数を分配す
るようにしている。この処理によれば、多値画像の推定
に際し、参照領域内の複数の画素位置において画像特性
の判別結果が参照されるため、1カ所の画素位置で画像
特性の誤判別が起こった場合でも推定多値画像の各画素
の濃度に与える影響を低減でき、結果として、推定多値
画像の品質を向上させることができる。According to the present invention, when estimating the multi-valued image of the pixel of interest based on the pixel value and the weighting coefficient of each pixel in the reference area set around the pixel of interest to be multi-valued, The weighting coefficient of each pixel in the reference area is distributed according to the image characteristics of each pixel in the reference area including the pixel. According to this processing, when estimating the multi-valued image, the determination result of the image characteristics is referred to at a plurality of pixel positions in the reference area. Therefore, even when erroneous determination of the image characteristics occurs at one pixel position, the estimation is performed. The influence on the density of each pixel of the multi-valued image can be reduced, and as a result, the quality of the estimated multi-valued image can be improved.
【0019】[0019]
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例に係る多
値推定方式の概念図を示したものである。図1におい
て、101は入力2値画像、102は入力2値画像の画
素の配列等の特性から各画素位置毎に画像領域を判別す
る画像特性判別部、103は画像特性判別部102から
の判別結果を受けて入力2値画像101の画素の濃度を
出力画像中に拡散させる濃度拡散部、104は濃度拡散
部103で上記濃度拡散処理を受けて出力される上記入
力2値画像に対する推定多値画像である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of a multi-value estimation method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an input binary image; 102, an image characteristic determining unit that determines an image area for each pixel position based on characteristics such as pixel arrangement of the input binary image; A density diffusion unit 104 that receives the result and diffuses the density of the pixels of the input binary image 101 into the output image, and 104 is an estimated multi-value for the input binary image output after receiving the density diffusion processing by the density diffusion unit 103. It is an image.
【0021】以下、図1を参照しながら本発明の一実施
例に係る多値推定処理動作を詳細に説明する。まず、入
力2値画像101はここでは二次元方向に画素が配置さ
れているものであり、各画素が白か黒かの2値の値を持
っているものとする。特に、この例では、画素値が0の
場合が白、1の場合が黒の画像であるものとする。Hereinafter, the operation of the multi-value estimation processing according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. First, the input binary image 101 has pixels arranged in a two-dimensional direction, and each pixel has a binary value of white or black. In particular, in this example, it is assumed that a pixel value of 0 indicates a white image and a pixel value of 1 indicates a black image.
【0022】一方、出力である推定多値画像104につ
いては、画素の配置は2値画像の配置と同じであるもの
とし、各画素の値が白から黒の間で複数の値を持つもの
とする。この例では、その画素値が0から255までの
範囲の正の整数値を取るものとし、0が白、255が黒
で、その間の値は白と黒の間を順次変化するものとす
る。これにより、例えば画素値128は灰色の画像とな
る。On the other hand, with respect to the output estimated multi-valued image 104, the arrangement of pixels is assumed to be the same as the arrangement of the binary image, and each pixel has a plurality of values between white and black. I do. In this example, it is assumed that the pixel value takes a positive integer value in the range of 0 to 255, 0 is white, 255 is black, and the value between them changes sequentially between white and black. Thereby, for example, the pixel value 128 becomes a gray image.
【0023】図1において、入力2値画像101は、画
像特性判別部102と濃度拡散部103とに供給され
る。画像特性判別部102は入力2値画像101の各画
素位置毎に画像領域を判別し、その判別結果を濃度拡散
部103に出力する。この判別においては、上記画像領
域を例えば文字領域と人物の顔等の中間調領域などに分
類し、2値画像の黒/白画素の配列の様子や黒/白画素
の分布密度の変化の様子などから当該画像領域を判別可
能としている。また、オペレータの指示により領域を決
定することも勿論可能である。In FIG. 1, an input binary image 101 is supplied to an image characteristic discriminating section 102 and a density diffusion section 103. The image characteristic determination unit 102 determines an image area for each pixel position of the input binary image 101, and outputs a result of the determination to the density diffusion unit 103. In this determination, the image area is classified into, for example, a character area and a halftone area such as a person's face, and the arrangement of the black / white pixels and the change in the distribution density of the black / white pixels in the binary image. For example, the image area can be determined from the above. Also, it is of course possible to determine the area according to the instruction of the operator.
【0024】図2は濃度拡散部103における濃度拡散
処理を説明するための概念図であり、直線で区切られた
9つの領域が各々独立した画素を示している。ここで
は、黒く塗りつぶされた中心の画素が処理される時の動
作について説明する。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the density diffusion processing in the density diffusion section 103. Nine areas separated by straight lines indicate independent pixels. Here, the operation when the center pixel painted black is processed will be described.
【0025】まず、この位置での画像の特性が、該画素
及びその周辺領域の2値画素の白/黒画素の比率や分布
形状から求められる。例えば、人物の顔などの中間調画
像部分を誤差拡散により2値化すると画素が孤立しやす
いという特徴があり、注目画素位置の周辺の参照領域の
特性を調べることにより画素位置毎に画素特性を判別す
ることが可能である。First, the characteristics of an image at this position are obtained from the ratio of white / black pixels and the distribution shape of binary pixels in the pixel and its surrounding area. For example, when a halftone image portion such as a person's face is binarized by error diffusion, pixels are likely to be isolated. By examining the characteristics of a reference region around a target pixel position, the pixel characteristics are determined for each pixel position. It is possible to determine.
【0026】次に、この判別結果に従って、注目画素が
持つ濃度を注目画素自身及びその周辺領域に分配する。
例えば、文字部と判別された画素では拡散を注目画素自
身に限定して画像のボケを防ぎ、中間調部と判別された
画素では注目画素自身及びその周辺領域に広く拡散させ
て推定多値画像がなだらかな変化を来すようにする。図
2において、矢印が上記拡散の様子を示すものである。
ただし、同図においては、注目画素位置に対する拡散は
省略してある。Next, in accordance with the result of this determination, the density of the target pixel is distributed to the target pixel itself and its surrounding area.
For example, in a pixel determined to be a character portion, diffusion is limited to the pixel of interest itself to prevent blurring of the image, and in a pixel determined to be a halftone portion, an estimated multi-valued image is diffused widely to the pixel of interest and its surrounding area. To make a gradual change. In FIG. 2, arrows indicate the state of the diffusion.
However, in the figure, diffusion to the target pixel position is omitted.
【0027】次に、濃度拡散部103の処理動作を説明
する。その説明をより分かり易くするために、ここでは
まず従来の窓方式による多値推定方式から先に説明す
る。上述したように、窓方式とは、多値推定しようとす
る注目画素の周辺に参照領域(窓)を設定し、その中の
2値画素の黒/白画素の比率により多値推定値を求める
ものである。図6は、従来の窓方式で用いられていた参
照領域(窓)の一例を示すものであり、各画素位置に記
載された数字は重み付け係数を示している。同図(a)
は中間調部と判別された画素に対して用いる窓であり、
広く周辺を参照するようになっている。一方、同図
(b)は文字部と判別された画素に対して用いる窓であ
り、注目画素位置自身の2値画素値のみを参照するよう
になっている。重み付け係数が0になっているのは、実
際には参照しないのと等価である。Next, the processing operation of the density diffusion section 103 will be described. In order to make the explanation easier to understand, here, the multi-value estimation method using the conventional window method will be described first. As described above, in the window method, a reference area (window) is set around a target pixel to be multi-valued, and a multi-valued estimated value is obtained from a ratio of black / white pixels of binary pixels in the reference area. Things. FIG. 6 shows an example of a reference area (window) used in the conventional window method, and the number described at each pixel position indicates a weighting coefficient. FIG.
Is a window used for a pixel determined to be a halftone portion,
They refer to the surrounding area widely. On the other hand, FIG. 2B shows a window used for a pixel determined to be a character portion, and refers only to the binary pixel value of the target pixel position itself. The fact that the weighting coefficient is 0 is equivalent to not actually referring.
【0028】まず、中間調部を対象とした多値推定処理
について説明する。今、窓内の3画素が黒で残りの画素
が白だとすると、(参照領域内の黒画素数)/(全参照
画素数)は3/9となり、255階調の場合では85が
多値推定値となる。ここで用いた窓は重み付け係数が一
定なので重み付け計算の説明は省くものとする。これに
対し、文字部を対象とした多値推定処理では、注目画素
位置自身以外の重み付け係数が0なので、多値推定値は
注目画素位置の2値画素値のみに依存したものとなる。
すなわち、注目画素が黒なら多値推定値は255とな
り、白ならば0となる。First, the multi-value estimation processing for the halftone portion will be described. Now, assuming that three pixels in the window are black and the remaining pixels are white, (the number of black pixels in the reference area) / (the total number of reference pixels) becomes 3/9, and in the case of 255 gradations, 85 is multi-valued estimation. Value. Since the weighting coefficient of the window used here is constant, the description of the weighting calculation is omitted. On the other hand, in the multi-value estimation processing for the character portion, since the weighting factors other than the target pixel position itself are 0, the multi-value estimation value depends only on the binary pixel value at the target pixel position.
That is, if the target pixel is black, the multi-valued estimated value is 255, and if it is white, it is 0.
【0029】以上の多値算出方法を式で表すと、 (多値推定値)=(参照領域内の2値画素値×各参照位
置での重み付け係数)/(重み付け係数の総和)‥‥‥
(1) という関係が成立する。When the above multi-value calculation method is expressed by an equation, (multi-value estimation value) = (binary pixel value in reference area × weighting coefficient at each reference position) / (sum of weighting coefficients) ‥‥‥
The relationship (1) holds.
【0030】各参照位置での重み付け係数は使用する窓
により異なるものであり、どの窓を用いるかは注目画素
位置での画像特性判別結果により決定される。上記
(1)式では2値画素値が1の場合が黒、0の場合が白
であり、多値推定値は0から1の間の実数となる。前述
のように0から255の間の整数にするためには、この
値に255を乗じて少数点以下を丸めれば良い。なお、
画像特性判別部102で用いる参照領域の形状と、濃度
拡散処理部103で用いる参照領域の形状は全く違うも
のでも構わないが、両者が一致する場合は記憶領域が有
効に活用できる。The weighting coefficient at each reference position differs depending on the window to be used, and the window to be used is determined based on the image characteristic determination result at the target pixel position. In the above equation (1), the case where the binary pixel value is 1 is black, and the case where the binary pixel value is 0 is white, and the multi-valued estimated value is a real number between 0 and 1. As described above, in order to obtain an integer between 0 and 255, the value may be multiplied by 255 to round a decimal point or less. In addition,
The shape of the reference area used by the image characteristic determination unit 102 and the shape of the reference area used by the density diffusion processing unit 103 may be completely different, but if they match, the storage area can be used effectively.
【0031】図3は、多値推定処理に関する本発明の濃
度拡散方式を従来の窓方式と対比させて示した概念図で
ある。同図において、直線で区切られた各領域は画素を
示すものであり、各々中心の画素が処理される時の動作
について説明する。ここで、矢印のついた直線は窓内の
参照画素が中心位置での多値推定値の算出に与える影響
の大きさを示すものであり、その線分の太さが影響の大
きさを表している。FIG. 3 is a conceptual diagram showing the density diffusion method of the present invention relating to the multi-value estimation processing in comparison with a conventional window method. In the figure, each area divided by a straight line indicates a pixel, and an operation when a central pixel is processed will be described. Here, the straight line with the arrow indicates the magnitude of the influence of the reference pixel in the window on the calculation of the multi-valued estimated value at the center position, and the thickness of the line represents the magnitude of the influence. ing.
【0032】一般に、文字部ではエッジの保存性が重視
されるため、注目画素自身の2値画素値が重視され、周
辺の画素の2値画素値は重視されない。これに対し、中
間調部では階調性が重視されるため、注目画素自身及び
その周辺の2値画素値が広く参照される。従来の窓方式
では図3(a),(b)に示すように、注目画素位置で
の画像特性判別結果に従って何れかの窓が選択され、こ
の選択された窓により参照領域内の2値画素値の影響の
大きさが決定されるようになっていた。In general, importance is placed on the preservation of edges in a character portion, so that the binary pixel value of the target pixel itself is emphasized, and the binary pixel values of peripheral pixels are not. On the other hand, in the halftone portion, since the gradation is important, the target pixel itself and its surrounding binary pixel values are widely referred to. In the conventional window method, as shown in FIGS. 3A and 3B, one of the windows is selected according to the image characteristic determination result at the target pixel position, and the selected window is used to select a binary pixel in the reference area. The magnitude of the effect of the value was determined.
【0033】これに対して、本発明に係る濃度拡散方式
では、各画素位置での画像特性判別結果に従って、該2
値画素値が周辺の画素位置に与える影響の大きさを決定
するのである。これを従来方式と比較するために、見方
を変えたのが図3(c)である。On the other hand, in the density diffusion method according to the present invention, according to the result of image characteristic determination at each pixel position,
The magnitude of the effect that the value pixel value has on the surrounding pixel positions is determined. To compare this with the conventional method, FIG. 3 (c) changes the viewpoint.
【0034】注目画素位置での多値推定に際しての各参
照画素の2値画素値が与える影響の大きさという観点か
ら見ると、各参照2値画素の影響の大きさは各々の画素
位置での画像特性判別結果により決定されるので、図3
(c)に示すように各参照画素位置毎に異なった大きさ
の影響を与えることになる。勿論、参照領域内の各画素
位置での画像特性判別結果が単一であれば各参照2値画
素の影響の大きさは同じものとなるため、図3(a),
(b)と同様になるのは言うまでもない。From the viewpoint of the magnitude of the influence of the binary pixel value of each reference pixel upon multi-value estimation at the target pixel position, the magnitude of the influence of each reference binary pixel is determined at each pixel position. Since it is determined based on the image characteristic determination result, FIG.
As shown in (c), the size of each reference pixel has a different effect. Of course, if the image characteristic discrimination result at each pixel position in the reference region is single, the magnitude of the influence of each reference binary pixel is the same.
It goes without saying that this is the same as (b).
【0035】次に、本発明の濃度拡散方式の利点につい
て、図4を参照しながら説明する。図4は、中間調部と
判別された領域中に一画素だけ文字部と判別された画素
が混入している場合すなわち画像特性の誤判別が起きた
場合の一例を示したものである。同図(a)〜(d)に
おいて、黒く塗りつぶした画素が文字部と判別された画
素、つまり誤判別された画素である。Next, advantages of the concentration diffusion method of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an example of a case where only one pixel is determined to be a character portion in an area determined to be a halftone portion, that is, an erroneous determination of image characteristics occurs. In FIGS. 6A to 6D, pixels painted black are pixels that are determined to be character portions, that is, pixels that are erroneously determined.
【0036】同図(a)及び(b)は従来の窓方式の処
理を示すものであり、同図(c)と(d)は本発明の濃
度拡散方式を示すものである。窓方式については図6に
示した重み付け係数を持つ窓を使用し、濃度拡散方式に
おける拡散の度合いについても同じ係数窓を用いるもの
とする。FIGS. 7A and 7B show the processing of the conventional window system, and FIGS. 7C and 7D show the density diffusion system of the present invention. For the window method, a window having the weighting coefficient shown in FIG. 6 is used, and the same coefficient window is used for the degree of diffusion in the density diffusion method.
【0037】従来の窓方式の場合は、注目画素位置(こ
こでは中心画素位置)での画像特性判別結果により窓が
決定されるため、位置A及び位置Bの画素の多値推定に
際してはそれぞれ図4(a)及び(b)に示したような
窓が用いられる。今、この領域内で黒画素と白画素がほ
ぼ同数の割合で分布しているものとすると、図4(a)
に示す位置Aではほぼ灰色の多値推定値が得られるが、
図4(b)に示す位置Bでは注目画素の2値画素値によ
り多値推定値も黒(255)か白(0)の何れかにな
る。この画素は多値推定画像上で特異点となり画質上大
きな劣化要因となる。また、この領域内でほとんどの画
素が白画素であった場合に図4(b)での注目画素が黒
画素であるとやはり特異点となり画質上大きな劣化要因
となる。In the case of the conventional window method, the window is determined based on the result of image characteristic determination at the pixel position of interest (here, the center pixel position). Windows such as those shown in FIGS. 4 (a) and (b) are used. Now, assuming that black pixels and white pixels are distributed in approximately the same number in this area, FIG.
In the position A shown in FIG.
At the position B shown in FIG. 4B, the multi-valued estimated value becomes either black (255) or white (0) depending on the binary pixel value of the target pixel. This pixel becomes a singular point on the multi-valued estimated image, and becomes a major cause of deterioration in image quality. Also, if most of the pixels in this area are white pixels, and if the pixel of interest in FIG. 4B is a black pixel, it also becomes a singular point, which is a major factor in image quality degradation.
【0038】一方、濃度拡散方式では、各参照画素位置
毎に画像特性判別が行なわれて影響の大きさつまり重み
付け係数が決定されるため、位置A及び位置Bの画素の
多値推定に際してはそれぞれ図4(c)及び(d)に示
すような窓が用いられることになる。同図(d)を同図
(b)と対比すれば明らかなように、濃度拡散方式では
誤判別を起こした画素位置でも参照画素の影響は0とな
らないので、画質上の劣化を抑制する働きを持つ。On the other hand, in the density diffusion method, since the image characteristics are determined for each reference pixel position and the magnitude of the influence, that is, the weighting coefficient is determined, the multi-value estimation of the pixels at the position A and the position B is performed. A window as shown in FIGS. 4C and 4D will be used. As is clear from the comparison of FIG. 6D with FIG. 6B, the influence of the reference pixel does not become zero even at the pixel position where the erroneous determination has occurred in the density diffusion method, so that the function of suppressing the deterioration in image quality is achieved. have.
【0039】図5は、従来の窓方式と本発明の濃度拡散
方式との処理画像について主観評価を実施した結果を示
したものである。評価対象画像としては、画像電子学会
のファクシミリ用テストチャートNO.1をスキャナで
読み込んだ多値画像を平均濃度近傍方式により2値化し
た画像を原画像としている。更に、この画像から人物の
顔の部分と日本語の文字の部分を切り出して、各々の画
像に対して窓方式と濃度拡散方式の処理を加えて多値画
像を得たものである。処理後の画像をCRT上に表示
し、主観により5段階に評価した。5段階の内訳は、
5:良い、4:少し良い、3:普通、2:少し悪い、
1:悪い、である。評価者は画像の専門家10名であ
る。なお、判別誤りは、計算機上の疑似ランダム機能に
よりランダムに発生させている。FIG. 5 shows the results of subjectivity evaluation of processed images of the conventional window system and the density diffusion system of the present invention. The image to be evaluated includes the test chart No. for facsimile of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan. An image obtained by binarizing a multi-valued image 1 by a scanner with an average density neighborhood method is used as an original image. Further, a face portion of a person and a portion of Japanese characters are cut out from this image, and a multi-valued image is obtained by applying window processing and density diffusion processing to each image. The image after the processing was displayed on a CRT, and evaluated on a five-point scale subjectively. The breakdown of the five stages
5: good 4: slightly good 3: normal 2: slightly bad
1: Bad. The evaluators are 10 image specialists. The discrimination error is randomly generated by a pseudo random function on a computer.
【0040】図5において、横軸は判別誤り率をパーセ
ント表示したものであり、縦軸は評価点の平均を示すも
のである。同図(a)は文字部での評価結果を、同図
(b)は人物の顔の部分での評価結果を示すものであ
る。同図から明らかな様に、濃度拡散方式は画像特性の
誤判別が起きた画像でも画質の劣化が少なく、しかも文
字部でも中間調部でも窓方式より優れた評価結果を得て
いる。このように、本発明では、画像特性の誤判別を起
こした画素位置での画質の劣化を抑制することが可能で
あり、その効果については、図5に示した主観評価結果
より明白である。In FIG. 5, the abscissa represents the discrimination error rate as a percentage, and the ordinate represents the average of the evaluation points. FIG. 11A shows the evaluation result in the character portion, and FIG. 10B shows the evaluation result in the face portion of the person. As can be seen from the figure, the density diffusion method has less deterioration in image quality even in an image in which erroneous determination of image characteristics has occurred, and has obtained an evaluation result superior to that of the window method in both a character portion and a halftone portion. As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the image quality at the pixel position where the image characteristic is erroneously determined, and the effect is clear from the subjective evaluation result shown in FIG.
【0041】なお、本発明の請求項2に記載した多値推
定方式は、本方式を別の観点から見たものであり、請求
項1に記載のものと基本的に同じものである。It should be noted that the multi-value estimation method described in claim 2 of the present invention is a view of the method from another point of view, and is basically the same as that described in claim 1.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多値推定しようとする注目画素の周辺に設定された参照
領域内の各画素の画素値及び重み付け係数に基づき上記
注目画素の多値画像を推定する際に、該注目画素を含む
参照領域内の各画素の画像特性に応じて当該参照領域内
の各画素の重み付け係数を分配するようにしたため、注
目画素のみの画像特性から上記参照領域内の各画素の重
み付け係数が固定された窓を選択して多値画像の推定を
行う従来方式で問題とされていた、画像特性の誤判別を
来した画素位置での濃度差の際だった特異点の発生を防
止でき、推定多値画像の品質向上に寄与できる。As described above, according to the present invention,
When estimating the multi-valued image of the target pixel based on the pixel value and the weighting factor of each pixel in the reference region set around the target pixel to be multi-valued estimated, Since the weighting coefficient of each pixel in the reference area is distributed according to the image characteristic of each pixel, a window in which the weighting coefficient of each pixel in the reference area is fixed is selected from the image characteristic of only the pixel of interest. Of multi-valued images, which is a problem in the conventional method, can prevent the occurrence of singular points, which are the cause of density differences at pixel positions where image characteristics are erroneously determined, and improve the quality of estimated multi-valued images. Can contribute to
【図1】本発明の一実施例に係る多値推定方式の概念
図。FIG. 1 is a conceptual diagram of a multi-level estimation method according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明に係る多値推定方式の濃度拡散処理を説
明するための概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining density diffusion processing of a multi-value estimation method according to the present invention.
【図3】従来の窓方式と本発明の濃度拡散方式による多
値推定処理の違いを説明するための概念図。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a difference between a multi-level estimation process according to a conventional window system and a multi-level estimation process according to a density diffusion system of the present invention.
【図4】画像特性の誤判別が生じた時の従来の窓方式と
本発明の濃度拡散方式による多値推定処理の違いを説明
するための概念図。FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining a difference between a conventional window method and a multi-value estimation process using a density diffusion method according to the present invention when erroneous determination of image characteristics occurs.
【図5】従来の窓方式と本発明の濃度拡散方式に基づく
多値推定画像の記録結果に関する主観的評価結果を示す
図。FIG. 5 is a diagram showing a subjective evaluation result regarding a recording result of a multi-valued estimated image based on the conventional window method and the density diffusion method of the present invention.
【図6】従来の窓方式で用いる参照窓の各態様を示す
図。FIG. 6 is a diagram showing each aspect of a reference window used in a conventional window system.
101 2値画像 102 画像特性判別部 103 濃度拡散部 104 推定多値画像 101 binary image 102 image characteristic discriminating unit 103 density diffusion unit 104 estimated multi-valued image
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 1/40-1/409 H04N 1/46 H04N 1/60
Claims (3)
かの2値の情報を持つ2値画像から多値画像を推定して
出力する多値推定方式において、 2値画像を構成する各画素毎に周辺領域内の各画素の配
列を参照し、該配列に基づき前記各画素毎の画像特性を
判別する画像特性判別手段と、 多値推定しようとする注目画素の周辺に参照領域を設定
し、該参照領域内の各画素の画素値及び重み付け係数に
基づき該注目画素の多値画像を推定する多値画像推定手
段と、 前記多値画像の推定に際し、前記注目画素を含む前記参
照領域内の各画素の画像特性に応じて当該参照領域内の
各画素の重み付け係数の分配を行う濃度拡散手段とを具
備することを特徴とする多値推定方式。1. A multi-value estimation method for estimating and outputting a multi-value image from a binary image having binary information of pixels, each of which is a component of the image, is either white or black. Image characteristic determining means for referring to the array of each pixel in the peripheral region for each pixel and determining the image characteristics of each pixel based on the array; and a reference region around the pixel of interest to be multi-valued estimated. A multi-valued image estimating means for setting and estimating a multi-valued image of the pixel of interest based on a pixel value and a weighting factor of each pixel in the reference area; and, when estimating the multi-valued image, the reference including the pixel of interest. A multi-value estimation method comprising: a density diffusion unit that distributes a weighting coefficient for each pixel in the reference area according to the image characteristics of each pixel in the area.
前記参照領域を指定する手段を具備することを特徴とす
る請求項1記載の多値推定方式。2. The multi-value estimation method according to claim 1, further comprising means for designating the reference region for a target pixel to be multi-valued.
及び中間調部を対象に前記画像特性の判別を行うことを
特徴とする請求項1記載の多値推定方式。3. The multi-value estimation method according to claim 1, wherein said image characteristic determining means determines said image characteristics at least for a character portion and a halftone portion.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP05052593A JP3091935B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Multi-value estimation method |
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JPH06268868A JPH06268868A (en) | 1994-09-22 |
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