JPS63213084A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、高忠実な階調再現特性を有する画像を出力す
る画像処理装置に関する。

（従来の技術） 高精細な画像情報を高忠実な階調再現性を保持した状態
で記憶、保存あるいは伝送し、高忠実な階調再現特性を
保持して出力できるような画像処理装置が要望されてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） このような装置においては画像情報に高喰な画像処理を
行なうには容量の大きな画像メモリが必要である。

一方、このように高度な画像処理を施された画像情報を
出力するに当っては、入力画像に対して高忠実な階調再
現特性を有する画像を出力することも当然要求される。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、比較的低価格で高度な画像処理を行なって
保持、あるいは伝送時間を短縮することができるととも
に、高忠実な階調再現特性を有する画像情報を出力する
ことができる画像処理装置を提供することにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の画像処理装置は、画
像情報をディジタル画像信号に変換する入力処理部と、
ディザマトリックスを用いて前記ディジタル画像信号を
ディザ化画像信号に変換するディザ処理部と、前記ディ
ザ画像信号に対して多値化処理を施して多値化画像信号
を得る多値化処理部とを有することを要旨とする。

（作用） 本発明の画像処理装置では、ディザマトリックスを用い
てディジタル画像信号をディザ化画像信号に変換し、該
ディザ画像信号に対して多値化処理を施して多値化画像
信号を形成している。

これにより画像情報の記憶、保存、あるいは伝送にはデ
ィザ化画像信号を用い、画像情報の出力。

再現にはこのディザ化画像を多値化変換した多値化画像
信号を用いる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る画像処理装置の回路
構成を示すブロック図である。同図に示す画像処理装置
は、図示しない原稿の画像を入力処理部２１によって１
６本／ｍｌｌ１の線密度でサンプリングして８ビツトの
ディジタル画像信号１１に変換し、このディジタル画像
信号１１をディザ処理部２２に供給する。このディザ処
理部２２は、ディジタル画像信号１１をディザ処理し、
１ビツトのディザ化画像信号１２を形成する。この１ビ
ツトのディザ化画像信号１２は、画像情報として保存す
るために画像蓄積部２４に記憶されるとともに、画像処
理部２３に供給され、拡大／縮小、回転等の画像編集等
の画像処理を施される。

画像処理部２３で画像処理されたディザ化画像信号１３
は、本発明の多値化処理部を構成する濃度予測処理部２
５に供給される。この濃度予測処理部２５は、入力され
たディザ化画像信号１３から画像濃度の予測を行ない、
すなわち多値化処理を行なって、多値出力画像信号１４
を形成する。

この多値出力画像信号１４は出力処理部２６、例えば１
６本／ｒａｍの解像度を有する昇華型熱転写プリンタ等
の出力処理部に供給され、この出力処理部２６により原
画像に忠実な画像濃度を有する画像に再現されて出力さ
れるのである。

すなわち、本実施例の画像処理装置では、入力処理部２
１で形成された８ビツトのディジタル画像信号１１をデ
ィザ処理部２２において第３図に示す斜めディザマトリ
ックスを用いて、第４図に示すように単位領域化された
画像信号１１をディザ処理し、１ビツトのディザ化画像
信号１２に２値化変換することで種々の画像処理を高速
かつ容易にしているものである。すなわち、このディプ
化画像信号１２は、例えば２０ＭＢの磁気ディスり装置
等からなる画像蓄積部２４に蓄積されてから、画像処理
部２３の制御により種々の画像処理、例えば画像データ
の合成、アフィン変換等の画像処理、ユーザの要求に応
じた文書画像の作成／編集等の画像処理を施されるので
ある。そして、ディザ化画像信号１３はこのように画像
処理を施されてから１１度予測処理部２５に供給される
のである。画像蓄積部２４に蓄積されたディザ化画像信
号には出力処理部２６に何が付加されるかによって濃度
予測処理部２５を介さない場合もある。例えば出力処理
部２６の出力をディザ化画像信号で出力できるプリンタ
を使用する場合や電話回線などのデータ伝送系が接続さ
れる場合は、１度予測処理部２５を介さずに直接ディザ
化画像信号１２を伝送した方が処理時間、伝送時間の短
縮になる。

したがって濃度予測処理部２５を介すか否かを選択する
ための選択部を画像処理部２３に備えるのか望ましい。

ここで、斜めディザマトリックスについて説明する。

一般にディザマトリックスを２次元に展開したディザパ
ターンとしては、第５図（Ａ＞、（Ｂ）。

（Ｃ）に示すように正方ディザパターンと、長方ディザ
パターンと、斜めディザパターンとがある。

ここで、正方ディザパターンおよび長方ディザパターン
からなる矩形ディザパターンに対して斜めディザパター
ンを使用するのは以下の検討の結果による。なお、斜め
ディザパターンとは、各ディザマトリックスのエツジ部
に位置するしきい値の内で、隣接するディザマトリック
スの少なくとも２つのしきい値と接するしきい値をエツ
ジしきい値（図にｒＯＪを付して示す）と呼び、その個
数をＮで表すと、Ｎが５以上あるディザマトリックスに
対応するものである。因みに、正方および長方ディザマ
トリックスではＮは４である。

ディザパターンはディザマトリックスをその周期に応じ
て２次元に展開したものである。従って、第６図（Ａ）
に示す斜めディザパターンはそのハツチング部Ｈ１，Ｈ
２，８３を第６図（Ｂ）に示すように移動させた長方デ
ィザパターンに対応するものと考えられ、（４Ｘ１６）
の長方ディザパターンに帰結するものである。これを一
般的に表すと、斜めディザマトリックスは、縦横（ｍ　
ｘｎ２／−）の長方ディザマトリックスに対応付けて表
すことができる（但し、ｎ＝はディザマトリックスのし
きい値の総数を表し、ｌはｎ＝の約数で副走査方向のラ
イン数を示す）。従って、この斜めディザマトリックス
で処理すると、しきい値の総数が０２である正方ディザ
マトリックスで処理した場合と同様に（ｎ２＋１）の階
調再現数が実現できる。

ところで、長方ディザパターンは、正方ディザパターン
で処理する場合と比べて、画像の非対称性（縦横の解像
度比）が大きいため、画質劣化が大きくなる。ディザマ
トリックスのしきい値の総数を０２で表すと、長方ディ
ザマトリックスは（ａ＋　Ｘｎ２７ｍ　）で表すことが
できる（但し、ｍはｎ＝の約数であり、副走査方向のラ
イン数を示す）。この場合、画像の非対称性Ａｒを次式
で定義する。

Ａｒ　　＝ａ　　／ｐ　　　　　　　　　　　　　・・
・　（１）ここでｑ、ｐはそれぞれディザパターンの水
平および垂直方向の繰返しピッチを表す。この定義に基
づいて、画像の非対称性の比較を矩形ディザマトリック
スと斜めディザマトリックスについてｎ＝−６４とｎ＝
−３６の場合を例にとってそれぞれ第７図（Ａ）、（Ｂ
）に示す。矩形ディザマトリックスの場合を「Δ」で示
し、斜めディザマトリックスの場合を「０」で示す。こ
の図の結果から斜めディザマトリックスが長方ディザマ
トリックスよりも画像の非対称性が小さいことがわかる
。

とりわけ、ｎ＝２１１１の時が最も画像の非対称性が小
さく、正方ディザパターンの対称性に近いことがわかる
。一般にディザマトリックスの主走査方向および副走査
方向の周期をそれぞれＴｌ１ｌ、ＴＳとすると、斜めデ
ィザマトリックスは？形形状であるので、概ねＴｌ１１
　＝　（ｎ　２／２ｍ　）　＋２．　Ｔｓ＝２１となる
。従って、画像の非対称性Ａｒは次式に示すようになる
。

Ａｒ＝（ｎ＝／２ｍ＋２）／２ｍ・・−−−−（２）こ
こで、ｎ＝／２ｍ〉２ｍの関係を考慮すると、（２）式
が１に最も近い値を示すためには、以下の条件が成立す
ることが必要である。

ｎ　２　／２＋ｎ　＝２１１１−　（３）従って、この
関係を満足するｎ＝２ｍの時に最も画像の非対称性が小
さくなる。

以上の結果から、斜めザイザマトリックスで処理するこ
とにより、長方ディザマトリックスで処理した場合に比
べて画質劣化が少ないことがわかる。

以上の検討結果をまとめると、しきい値の総数が０２の
正方ディザマトリックスで処理した場合には、ディザマ
トリックス単位での演算処理を行なう場合に（ｎ　ｘｎ
　）のウィンドウでしか処理することができないため、
処理のためのラインバッフ７メモリはｎ個必要となるが
、これと同様の階調再現数を処理できる斜めディザマト
リックスで処理すると、処理のためのラインバッファメ
モリはｎ／２で良く、半減する。一方、ラインバッフ７
メモリが少なくても良い（ｍ　ｘｎ２７ｍ　）のつイン
トウで処理すると、（ｍ　ｘｎ２７ｍ　）のウィンドウ
で処理することが可能であるが、前述した画像の非対称
性が大きいため画像を満足することができない。つまり
、画像の非対称性をほぼ１にしてかつ画像メモリの量を
削減するには、斜めディザマトリックスで処理すればよ
いことがわかる。

すなわち、本実施例においては、斜めディザマトリック
スで処理することにより、正方ディザマトリックスで処
理する場合と比べて、階調再現数は全く同じでかつ画像
の非対称性（縦横の解像度比）はほぼ同じであるにもか
かわらず、画像メモリの蛤を半分に削減することができ
るのである。

ディザ処理部２２では、このような斜めディザマトリッ
クスを用いてディジタル画像信号をディザ化画像信号１
２に変更し、このディザ化画像信号１２を画像処理部２
３および画像蓄積部２４に供給して画像処理した後、デ
ィザ化画像信号１３として濃度予測処理部２５に入力し
ている。

濃度予測処理部２５は、その詳細を第２図に示すように
、前記ディザ化画像信号１３を４ライン文のラインバッ
ファからなるメモリ２５１に格納し、このメモリ２５１
に格納されたディザ化画像信号から元の入力画像の濃度
を予測するために、すなわち該ディザ化画像信号に対し
て多値化処理を施して元の入力画像を再現するために、
まずメモリ２５１からのディザ化画像信号を基準画素選
択部２５２に供給し、ディザ化画像信号から逐次基準画
素を選択する。次に、この選択された基準画素を基にし
て、参照画素選択部２５３において参照画素を選択する
。それから、濃度演算部２５４において、前記参照画素
選択部２５３で選択された参照画素の濃度から前記基準
画素の濃度を決定する。以上の処理を繰返すことにより
、全画素について濃度予測を行なう。

更に詳しくは、基準画素選択部２５２では、ディザ画像
が一時記憶された前記メモリ２５１のアドレスをカウン
トアツプする毎に基準画素（Ｏｆ（ｉ、ｊ＞）を逐次決
定する。参照画素選択部２５３では、この決定された基
準画素（Ｏｆ（ｉ。

ｊ））を中心とした参照画素範囲をディザマトリックス
の大きさを基に単位領域として決定する。

このようにして得られた参照画素範囲を第８図に破線で
示す。本実施例では、参照画素範囲は（４×１６）画素
の領域となる。

更に、濃度演算部２５４では、決定した参照画素の各濃
度（Ｄｏ（ｉ、ｊ））を基に基準画素の８ＩｒＪｔ（Ｄ
ｏ　　（１，Ｊ））を決定する。この基準画素の濃度（
ＤＱ　　（Ｉ、Ｊ））は次式で表すことができる。

Ｄｑ　　（１，Ｊ）＝ΣＤｏ　　（ｉ　　、　　ｊ　　
）／Ｍ・・・（４）ここで、Ｍはディザマトリックス内
の総画素数（本例では６４）を表し、Ａは参照画素の集
合を表す。

この濃度決定の際、４ラインのラインバッファで画像デ
ータを蓄積することによって、６４個からなるディザマ
トリックスの平均濃度を算出することが可能となる。従
って、正方ディザマトリックスでディザ処理すると、８
ラインのラインバッファが必要であるが、４ラインのラ
インバッファで正確にディザマトリックス単位の平均濃
度を求めることができる。

以上のようにして決定された６ビツトの多値出力画像信
号１４は、濃度予測処理部２５の濃度演算部２５４から
出力処理部２６を構成する昇華型熱転写プリンタに供給
され、入力画像に忠実な階調再現特性を有した画像出力
が得られるのである。

なお、上記実施例では、第３図に示す斜めディザマトリ
ックスを使用する場合について説明したが、これに限定
されるものでなく、例えば第９図に示すようなディザマ
トリックス等の種々の斜めマトリックスを使用すること
もできるし、また本発明は必ずしもこのような斜めマト
リックスに限定されず、矩形ディザマトリックスでも同
様に適用できるものである。また、第９図のディザマト
リックスの場合には、第１０図に示すように長方ディザ
マトリックスに対応付けすることができ、上記実施例と
同様の効果を得ることができる。更に、しきい値装置は
ドツト集中型およびドツト分散型の種々のものを用いて
もよい。

また、上記実施例の濃度予測処理部２５では、ディザ処
理部で使用したディザマトリックスの大きさを基準とし
て濃度予測を行なったが、記録装置の出力特性に合わせ
て、参照範囲の大きさを可変してもよい。

更に、上記実施例では、画像蓄積部２４の画像データの
画像編集の例を示したが、画像処理部２３で複数の入力
画像の編集を行なってもよく、また画像編集を行なわず
入力画像のコピー出力として本画像処理装置を使用して
もよい。また、ファクシミリ等に適用すれば、ディザマ
トリックスデータは２鎖体号であるため、データ伝送時
間が速い。そして、受信した２値画像データに対する濃
度予測処理を行うことにより、原画像に忠実な画像を再
現することも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明、によれば、画像信号をデ
ィザ化画像信号に変換し、このディザ画像信号に対して
多値化処理を施して多値化画像信号を形成しているので
、画像情報を保存する際の画像メモリの容量を大幅に削
減することができ、装置の小型化および低価缶化を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる画像処理装置のブロ
ック図、第２図は第１図の画像処理装置に使用される濃
度予測処理部の詳細構成を示すブロック図、第３図は第
１図の装置に使用される斜めディザマトリックスを示す
図、第４図は第１図の装置に使用される斜めディザパタ
ーンを示す図、第５図は各種ディザパターンを示す図、
第６図は斜めディザパターンと長方ディザパターンとの
対応関係を示す図、第７図はディザマトリックスの大き
さと画像の非対称性の関係を示す図、第８図は第１図の
装置の濃度予測処理における参照画素の決定方法の説明
図、第９図および第１０図はそ−れぞれ他の斜めディザ
マトリックスおよび斜めディザパターンを示す図である
。 ２１・・・入力処理部　　　　２２・・・ディザ処理部
２３・・・画像処理部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像情報をディジタル画像信号に変換する入力処
   理部と、この入力処理部で変換された前記ディジタル画
   像信号をディザマトリックスを用いてディザ化画像信号
   に変換するディザ処理部と、このディザ処理部で変換さ
   れた前記ディザ画像信号に対して多値化処理を施して多
   値化画像信号を得る多値化処理部とを有することを特徴
   とする画像処理装置。
2. （２）前記ディザマトリックスは、斜めディザマトリッ
   クスであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の画像処理装置。
3. （３）画像情報をディジタル画像信号に変換する入力処
   理部と、 この入力処理部で変換されたディジタル画像信号をディ
   ザ化画像信号に変換するディザ処理部と、このディザ処
   理部で変換されたディザ画像信号を記憶する記憶部と、 を有する画像処理装置。