JP3302420B2

JP3302420B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP3302420B2
Application number: JP34516392A
Authority: JP
Inventors: 和正小池
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-12-02
Filing date: 1992-12-02
Publication date: 2002-07-15
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JPH06178107A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、濃淡画像を表す多階調
の画情報をより小さい一定階調数の画情報に変換した
後、表示出力などの各種処理を実行する画像処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】原稿画像を読み取るスキャナ装置は、一
般に、例えば２５６階調というような大きい階調数で画
像の濃淡を読み取っている。

【０００３】一方、近年、４階調とか８階調とかいうよ
うに、階調数は少ないが、ある程度中間濃度を記録する
ことができるプロッタ装置が使用されている。

【０００４】上記スキャナ装置で読み取った画像をこの
ようなプロッタ装置で記録する場合、大きい階調数の画
情報を小さい階調数の画情報に変換する必要がある。

【０００５】このように階調数を小さくする画情報の処
理方法として、いわゆる多値ディザ法や多値誤差拡散法
が知られている。これらの処理方法は、元来、白と黒の
２階調の画情報に対して実行していた処理を多値画情報
に応用するものである。多値誤差拡散法の処理方法につ
いては、例えば、特開平２−１０７０６３号公報に開示
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記多値デ
ィザ法や多値誤差拡散法により、大きい階調数の画情報
を小さい階調数の画情報に変換すると、画像の輪郭部分
にノッチがよく発生する。このノッチは、黒や白あるい
は灰色の画素が不規則に出現する現象である。

【０００７】このため、特に原稿画像が文字や図形の場
合、画像の輪郭のノッチが目立ち、画質が悪化するとい
う問題があった。

【０００８】本発明は、上記の問題を解決し、階調数の
大きい画情報を小さい画情報に変換した後の画質を向上
させることができる画像処理装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、階
調数を小さくした画情報に対して、縦横３画素の各領域
に順次注目し、各領域内において、中央画素を先端とす
る黒または灰色の凸形図形が形成されている場合には、
中央画素を白色に濃度変更すると共に、隣接する灰色の
各画素を高濃度に変更するほか、中央画素を先端とする
白色の凸形図形が形成されている場合には、中央画素を
黒または灰色に濃度変更すると共に、隣接する各画素の
濃度を低濃度に変更するようにしたことを特徴としてい
る。

【００１０】

【作用】画像の輪郭部分のノッチとなる画素は、１画素
単位に不規則に出現することが多い。上記手段により、
そのような不規則で目立つ画素を周囲の濃度に合せるこ
とができ、ノッチが除去される。また、そのように特定
画素の濃度を変更した場合、隣接画素の濃度を調節する
ので、その画像全体の濃度をそのまま維持することがで
きる。これにより、階調数を小さくした画情報の画質を
向上することができる。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の実施例に係る画像処理装
置のブロック構成図を示したものである。図において、
スキャナ１は、原稿画像を比較的大きい階調数で読み取
るものである。階調数変換部２は、スキャナ１で得られ
た画情報を上記階調数より小さい一定階調数の画情報に
変換するものである。画素抽出部３は、その変換された
画情報から、縦横３画素分の各画素を順次抽出するもの
である。濃度変更部４は、抽出された各画素の濃度を判
定して一定条件が成立する場合に特定の各画素の濃度を
変更するものである。画像メモリ５は、濃度変更部４か
ら順次出力される一定領域の画情報を例えば１ページ分
格納するものである。プロッタ６は、その画情報を一定
階調数で記録紙に画像記録するものである。

【００１３】以上の構成で、いま、本実施例の画像処理
装置が起動されたとする。すると、スキャナ１は、原稿
画像を１ラインずつ読み取って、例えば２５６階調とい
う大きい階調数の画情報を１画素ずつ順次出力する。階
調数変換部２は、その画情報を例えば４階調という小さ
い階調数の画情報に変換する。この変換は、多値ディザ
法あるいは多値誤差拡散法などの既知技術により実行す
る。

【００１４】画素抽出部３は、小さい階調数に変換さた
れた画情報から、縦横３画素つまり９画素分の画情報を
順次抽出する。この場合、抽出する９画素分の画像領域
は、ライン方向に１画素ずつ順次ずらせる。また、ライ
ン終端まで抽出し終わると、１ラインずらせて同様の抽
出動作を繰り返す。このようにして、画素抽出部３から
画情報が９画素ずつ順次出力される。

【００１５】濃度変更部４は、その画情報を入力し、各
画素濃度を判定して、一定条件で各画素の濃度を変更す
る。

【００１６】図２は、この濃度変更処理を示している。
すなわち、濃度変更部４は、入力した９画素分の画像領
域内に、図３（ａ）に示すように、中央画素がその先端
部に相当する黒または灰色の凸形図形が形成されている
かどうか判別する。黒色とは最高濃度の状態であり、灰
色とは最高濃度と最低濃度以外の状態である。また、図
３（ａ）は、上向きの凸形図形を示しているが、ここで
は、上向きのほか、右向き，下向きおよび左向きという
４方向の凸形図形を判別する（処理１０１）。

【００１７】そして、いずれかの方向の凸形図形が形成
されていたとすると（処理１０１のＹ）、中央の１画素
を白色に変更する。白色とは最低濃度の状態である。こ
こで、便宜上、図３（ａ）に示すように、各画素をＡ〜
Ｉで示し、上記凸形図形は、その方向に拘らず画素Ｅと
Ｇ〜Ｉにより形成されているものとする。従って、この
場合、画素Ｅを白色に変更することにより、同図（ｂ）
に示すように、凸形図形が無くなることになる（処理１
０２）。

【００１８】次いで、画素Ｇ〜Ｉを高濃度化する。すな
わち、本実施例では、図４に示すように、画素ＧとＩに
はそれぞれ１／４、画素Ｈには２／４という係数が予め
設定されている。そして、この場合、それらの係数に基
ずいて、画素Ｇ〜Ｉの濃度を次式で示される濃度に変更
する。Ｇ’＝Ｇ＋Ｅ×（１／４）Ｈ’＝Ｈ＋Ｅ×（２／４）Ｉ’＝Ｉ＋Ｅ×（１／４）但し、上式において、Ｅは画素Ｅの元の濃度、Ｇ’〜
Ｉ’はそれぞれ画素Ｇ〜Ｉの変更後の濃度を示す。ま
た、濃度Ｇ’〜Ｉが、小数になる場合、切下げあるいは
切上げを行なって整数値を得る。また、算出値が、最高
濃度を越えた場合には、最高濃度に変更する（以上、処
理１０３）。

【００１９】一方、凸形図形が形成されていない場合に
は（処理１０１のＮ）、上記濃度変更は実行しない。

【００２０】次に、図５（ａ）に示すように、白色で上
記と同様の凸形図形が形成されているかどうか判別す
る。この場合も４方向について判別する（処理１０
４）。そして、その凸形図形が形成されている場合（処
理１０４のＹ）、中央の画素Ｅを次式に示すように、隣
接する５つの画素Ａ〜ＤおよびＦの平均濃度に変更す
る。Ｅ’＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｆ）／５但し、Ｅ’は画素Ｅの変更後の濃度を示し、前記と同様
にして整数値を得る。これにより、画素Ｅが灰色または
黒に変更され、同図（ｂ）に示すように、凸形図形が無
くなることになる（処理１０５）。

【００２１】次いで、画素Ａ〜Ｃを低濃度化する。すな
わち、本実施例では、図６に示すように、画素ＡとＣに
はそれぞれ１／４、画素Ｂには２／４という係数が予め
設定されている。そして、この場合、それらの係数に基
ずいて、画素Ａ〜Ｃの濃度を次式で示される濃度に変更
する。Ａ’＝Ａ−Ｅ×（１／４）Ｂ’＝Ｂ−Ｅ×（２／４）Ｃ’＝Ｃ−Ｅ×（１／４）但し、上式において、Ｅは画素Ｅの元の濃度、Ａ’〜
Ｃ’はそれぞれ画素Ａ〜Ｃの変更後の濃度を示す。ま
た、濃度Ａ’〜Ｃ’は整数値を得ると共に、算出値が、
負の値になる場合には、濃度「０」に変更する（以上、
処理１０６）。

【００２２】一方、凸形図形が形成されていない場合に
は（処理１０４のＮ）、上記濃度変更を実行しない。

【００２３】濃度変更部４は、画素抽出部３から９画素
ずつ順次出力される画情報を以上のように処理する。画
像メモリ５は処理された画情報を例えば１ページ分格納
する。プロッタ６は、その格納された画情報を一定の階
調数で画像記録する。

【００２４】以上のように、本実施例では、階調数変換
部２で少ない階調数に変換された画情報に対して、縦横
３画素の各領域に順次注目し、各領域内において、中央
画素を先端とする黒や灰色の凸形図形が形成されている
場合には、その中央画素を白色に濃度変更するほか、中
央画素を先端とする白色の凸形図形が形成されている場
合には、その中央画素を灰色または黒に濃度変更するよ
うにしている。

【００２５】スキャナ１で得られた大きい階調数の画情
報を、階調数変換部２で小さい階調数の画情報に変換し
た場合、画像の輪郭部分にノッチが発生しやすい。この
ノッチとなる画素は、１画素単位に不規則に出現するこ
とが多い。従って、画像のノッチ部分は、上記処理によ
り凸形図形として判定され、除去されることになる。こ
れにより、画像の輪郭が滑らかになる。

【００２６】また、本実施例では、黒や灰色の画素を白
色に変更した場合、隣接する灰色の画素の濃度を上げる
と共に、白色の画素を黒や灰色に変更した場合、隣接す
る灰色の画素の濃度を下げるようにしている。これによ
り、元の画像濃度をそのまま維持することができる。

【００２７】このように、小さい階調数に変換した画情
報でも、画像のノッチが無くなり、濃度変化を生じるこ
ともないので、画質が向上するようになる。

【００２８】ところで、本実施例では、画素Ｅの濃度の
１／４や２／４という値を算出するが、この場合、算出
値は整数にしなければならない。このため、画情報の階
調数が少ない場合、いわゆる、まるめ誤差が大きくなっ
て、画像濃度が変化してしまう。従って、本実施例で
は、画情報の階調数が大きいほど、画質は向上すること
になる。

【００２９】なお、図２の処理１０６では、画素Ａ〜Ｃ
だけ濃度変更するようにしたが、画素Ｄ，Ｆも同様に濃
度変更するようにしてもよい。また、濃度変更する際の
画素Ｅに対する係数は、１／４や２／４という値に設定
したが、配分する画素数や画情報の階調数により応じて
任意に設定できることはいうまでもない。

【００３０】ところで、上述の実施例では、図２の処理
１０３を実行する際に、画素Ｇ〜Ｉの濃度が元々高い場
合、濃度を必要量高くすることができない。また、処理
１０６を実行する際に、画素Ａ〜Ｃの濃度が元々低い場
合、濃度を必要量低くすることができない。この場合、
画像の濃度が変化してしまうという不都合が起こる。

【００３１】次に、このような不都合を改善した本発明
の他の実施例を説明する。

【００３２】本実施例では、画素Ｇ〜Ｉを高濃度化する
場合、図７に示すように、まず画素Ｈに設定したい濃度
ｘを、ｘ＝Ｈ＋Ｅ×（２／４）として算出する（処理２０１）。なお、この算出値は、
前述の実施例と同様に整数で得るものとする。これは、
以下の各式においても同様である。

【００３３】そして、算出した濃度ｘと黒色に相当する
最高濃度ｍａｘとを比較する（処理２０２）。ここで、
濃度ｘが最高濃度ｍａｘ以下であれば（処理２０２の
Ｙ）、変数ｙ＝０とおき（処理２０３）、画素Ｈの変更
後の濃度Ｈ’＝ｘとする（処理２０４）。

【００３４】一方、濃度ｘが最高濃度ｍａｘを越えてい
る場合（処理２０２のＮ）、変数ｙ＝ｘ−ｍａｘとおき
（処理２０５）、変更後の濃度Ｈ’＝ｍａｘとする（処
理２０６）。

【００３５】次に、画素Ｇに設定したい濃度ｘを、ｘ＝Ｇ＋Ｅ×（１／４）＋ｙとして算出する（処理２０７）。

【００３６】そして、算出した濃度ｘと最高濃度ｍａｘ
とを比較する（処理２０８）。ここで、濃度ｘが最高濃
度ｍａｘ以下であれば（処理２０８のＹ）、変数ｙ＝０
とおき（処理２０９）、変更後の濃度Ｇ’＝ｘとする
（処理２１０）。また、濃度ｘが最高濃度ｍａｘを越え
ている場合（処理２０８のＮ）、変数ｙ＝ｘ−ｍａｘと
おき（処理２１１）、変更後の濃度Ｇ’＝ｍａｘとする
（処理２１２）。

【００３７】次に、画素Ｉに設定したい濃度ｘを、ｘ＝Ｉ＋Ｅ×（１／４）＋ｙとして算出する（処理２１３）。

【００３８】そして、算出した濃度ｘと最高濃度ｍａｘ
とを比較する（処理２１４）。ここで、濃度ｘが最高濃
度ｍａｘ以下であれば（処理２１４のＹ）、変更後の濃
度Ｉ’＝ｘとする（処理２１５）。また、濃度ｘが最高
濃度ｍａｘを越えている場合（処理２１４のＮ）、変更
後の濃度Ｉ’＝ｍａｘとする（処理２１６）。

【００３９】一方、画素Ａ〜Ｃを低濃度化する場合、図
８に示すように、まず画素Ｂに設定したい濃度ｘを、ｘ＝Ｂ−Ｅ×（２／４）として算出する（処理３０１）。

【００４０】そして、算出した濃度ｘと白色に相当する
濃度０とを比較する（処理３０２）。ここで、濃度ｘが
「０」以上であれば（処理３０２のＹ）、変数ｙ＝０と
おき（処理３０３）、画素Ｂの変更後の濃度Ｂ’＝ｘと
する（処理３０４）。

【００４１】一方、濃度ｘが負の値になる場合（処理３
０２のＮ）、変数ｙ＝ｘとおき（処理３０５）、変更後
の濃度Ｂ’＝０とする（処理３０６）。

【００４２】次に、画素Ａに設定したい濃度ｘを、ｘ＝Ａ−Ｅ×（１／４）＋ｙとして算出する（処理３０７）。

【００４３】そして、算出した濃度ｘと濃度０とを比較
する（処理３０８）。ここで、濃度ｘが「０」以上であ
れば（処理３０８のＹ）、変数ｙ＝０とおき（処理３０
９）、変更後の濃度Ａ’＝ｘとする（処理３１０）。ま
た、濃度ｘが負の値になる場合（処理３０８のＮ）、変
数ｙ＝ｘとおき（処理３１１）、変更後の濃度Ａ’＝０
とする（処理３１２）。

【００４４】次に、画素Ｃに設定したい濃度ｘを、ｘ＝Ｃ−Ｅ×（１／４）＋ｙとして算出する（処理３１３）。

【００４５】そして、算出した濃度ｘと濃度０とを比較
する（処理３１４）。ここで、濃度ｘが「０」以上であ
れば（処理３１４のＹ）、変更後の濃度Ｃ’＝ｘとする
（処理３１５）。また、濃度ｘが負の値になる場合（処
理３１４のＮ）、変更後の濃度Ｃ’＝０とする（処理３
１６）。

【００４６】以上のように、本実施例では、１つの画素
に対して設定すべき画素濃度を算出し、その算出値が最
大値あるいは「０」という限界を越えてしまって、必要
量変更できない場合には、不足分の濃度変更を別の画素
に対して実行するようにしている。これにより、画像濃
度をより確実に維持することができるようになる。

【００４７】また、上記濃度変更の処理は、画素Ｈ，
Ｇ，Ｉまたは画素Ｂ，Ａ，Ｃという一定順序で実行し、
３画素の内の中央画素を最初に処理するので、画像濃度
の均衡がよくなる。

【００４８】なお、上記一定順序で濃度変更する際に１
つの画素でまるめ誤差が発生した場合、その誤差分を別
の画素の濃度変更の際に補正するようにしてもよい。そ
うすることにより、階調数の少ない画情報に対しても、
より正確に濃度変更することができ、画像濃度の変化を
少なくすることができる。

【００４９】次に、濃度変更処理のさらに別の実施例を
説明する。

【００５０】本実施例では、画素Ｇ〜Ｉを高濃度化する
場合、図９に示すように、画素Ｇ〜Ｉの内から、比較的
低濃度の画素を選定する。選定方法は、例えば、３画素
の内の低い濃度の画素を１つあるいは２つというように
選定する。いま、図１０（ａ）に示すように、画素Ｇが
濃度「１」、画素Ｈが濃度「２」、画素Ｉが濃度「３」
であったとすると、例えば、画素ＧとＨとを選定する
（処理４０１）。

【００５１】そして、画素Ｅの濃度を選定した画素に配
分する。例えば、上記の例で画素Ｅが濃度「２」であっ
た場合、同図（ｂ）に示すように、画素ＧとＨとに
「１」ずつ加算する（処理４０２）。

【００５２】一方、画素Ａ〜Ｃを低濃度化する場合、図
１１に示すように、画素Ａ〜Ｃの内から、比較的高濃度
の画素を選定する。選定方法は、例えば、５画素の内の
高い濃度の画素を１〜３画素選定する。いま、図１２
（ａ）に示すように、画素ＡとＢとが共に濃度「２」、
画素ＣとＦとが濃度「３」、画素Ｄが濃度「１」であっ
たとすると、例えば、画素ＣとＦとを選定する（処理５
０１）。

【００５３】そして、例えば、画素Ｅを濃度「２」に変
更するものとすると、同図（ｂ）に示すように、その濃
度分を選定した各画素から「１」ずつ差し引く（処理５
０２）。

【００５４】このように、低濃度の画素を選定して高濃
度化したり、高濃度の画素を選定して低濃度化すること
により、画像の黒や灰色の領域の濃淡のばらつきが少な
くなる。また、この場合、前述の実施例と同様に、必要
量の濃度変更をより確実に実行できる。これにより、画
質が向上するようになる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、小さい
階調数に変換した画情報に対して、縦横３画素の各領域
に順次注目し、各領域内に中央画素を先端とする黒また
は灰色の凸形図形が形成されている場合には、中央画素
を白色に濃度変更して、隣接する灰色の各画素を高濃度
に変更する一方、中央画素を先端とする白色の凸形図形
が形成されている場合には、中央画素を黒または灰色に
濃度変更して、隣接する各画素の濃度を低濃度に変更す
るようにしたので、画像の輪郭部のノッチが除去される
と共に、画像の濃度はそのまま維持することができるの
で、画質が向上するようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る画像処理装置のブロック
構成図である。

【図２】濃度変更処理の動作フローチャートである。

【図３】画情報の変更パターンの一例を示す説明図であ
る。

【図４】高濃度化する画素位置と濃度配分の係数とを示
す説明図である。

【図５】画情報の変更パターンの他の例を示す説明図で
ある。

【図６】低濃度化する画素位置と濃度配分の係数とを示
す説明図である。

【図７】本発明の他の実施例における高濃度化処理の動
作フローチャートである。

【図８】上記実施例における低濃度化処理の動作フロー
チャートである。

【図９】本発明のさらに別の実施例における高濃度化処
理の動作フローチャートである。

【図１０】上記高濃度化処理の具体的一例を示す説明図
である。

【図１１】上記実施例における低濃度化処理の動作フロ
ーチャートである。

【図１２】上記低濃度化処理の具体的一例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１スキャナ２階調数変換部３画素抽出部４濃度変更部５画像メモリ６プロッタ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】濃淡画像を表す多階調の画情報をより小
さい一定階調数の画情報に変換して処理する画像処理装
置において、変換された上記一定階調数の画情報の縦横
３画素の各領域に順次注目し各領域内の図形を判定する
図形判定手段と、上記領域内に中央画素を先端とする黒
または灰色の凸形図形が形成されている場合に上記中央
画素を白色に濃度変更すると共に隣接する灰色の各画素
を高濃度に変更する第１の濃度変更手段と、上記各領域
内に中央画素を先端とする白色の凸形図形が形成されて
いる場合にその中央画素を黒または灰色に濃度変更する
と共に隣接する各画素の濃度を低濃度に変更する第２の
濃度変更手段とを備えていることを特徴とする画像処理
装置。
【請求項２】上記第１の濃度変更手段は、隣接する上
記各画素の濃度を予め各画素位置に対して設定されてい
る割合に従って上記中央画素の元の濃度相当分だけ高く
する手段であると共に、上記第２の濃度変更手段は、隣
接する上記各画素の濃度を予め各画素位置に対して設定
されている割合に従って上記中央画素に新たに設定した
濃度相当分だけ低くする手段であることを特徴とする請
求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】上記第１の濃度変更手段には、最大濃度
に達したために１つの画素に対して予め設定された割合
だけ濃度を高くできない場合にはその不足分の濃度を他
の画素の濃度を高くする際に加算する手段を備えると共
に、上記第２の濃度変更手段には、最低濃度に達したた
めに１つの画素に対して予め設定された割合だけ濃度を
低くできない場合にはその不足分の濃度を他の画素の濃
度を低くする際に加算する手段を備えていることを特徴
とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】上記第１の濃度変更手段は、隣接する上
記各画素の内から比較的低濃度の画素を選定して選定し
た各画素の濃度を上記中央画素の元の濃度相当分だけ高
くする手段であると共に、上記第２の濃度変更手段は、
隣接する上記各画素の内から比較的高濃度の画素を選定
して選定した各画素の濃度を上記中央画素に新たに設定
した濃度相当分だけ低くする手段であることを特徴とす
る請求項１記載の画像処理装置。