JPH07184050A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】網点画像や写真画像におけるモアレやテクスチ
ャを発生させることなく良好な階調画像を得る画像処理
装置を提供する。 【構成】図２は本発明を採用したデジタル複写機の主要
部を示す図である。入力された画像デ−タはフィルタ回
路２０３でＭＴＦ補正等のフィルタ処理を施された後、
ｎ値化回路２０４でｎ値化され計算器２０５に入力され
る。一方乱数発生器２０１で発生された乱数デ−タは符
号付ｍ値化回路２０２を経て、ノイズ信号として計算器
２０５に入力される。計算器２０５において画像デ−タ
にノイズ信号が付加される。ノイズ信号が付加された画
像デ−タはプリンタ２０６に送られ、プリンタ２０６で
出力用紙に記録、出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像処理装置、特に入
力された画像に対して疑似中間調処理を行う画像処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からデジタル複写機やファクシミリ
等の画像処理装置において、写真原稿や網点印字原稿の
階調再現性向上のために、疑似中間調処理が行われてい
る。これら従来の画像処理装置の疑似中間調処理法とし
て、組織的ディザ法および誤差拡散法が知られている。
誤差拡散法は入力画素データと出力画素データの差、つ
まり誤差を所定の重み付けで周囲の画素に拡散して付加
するものである。

【０００３】また誤差拡散法に類似するものとして、例
えば特開平３−２２０８６７に記載されているような誤
差以外の記録エネルギーを付加するものが知られてい
る。これは注目画素の周囲の画素が持つ記録エネルギー
を参照して、各画素間の階調が滑らかに変化するように
記録エネルギーを付加するというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術には
以下の問題点があった。組織的ディザ法では、印刷網点
原稿を処理した場合、網点およびディザマトリックスの
もつ周期の干渉によりモアレ等が生じるため、著しい画
質劣化が起こる。一方、誤差拡散法では、写真（連続階
調）原稿を処理した場合、特有のテクスチャが発生し、
やはり画質の劣化が生じる。また、誤差以外の記録エネ
ルギーを付加する方法においても、誤差拡散に類似し画
質劣化が生じる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来技術の
問題点を解決するためになされたものであり、入力画像
データに対し疑似中間調処理を施して出力する画像処理
装置において、ノイズ信号を発生するノイズ信号発生手
段と、乱数を発生する乱数発生手段と、該ノイズ信号発
生手段が発生するノイズ信号を入力画像データに付加す
るノイズ信号付加手段とを有し、該ノイズ信号付加手段
は該乱数発生手段が発生する乱数に基づいてノイズ信号
を入力画像データに付加する構成を採用した。

【０００６】また、入力画像データに対し疑似中間調処
理を施して出力する画像処理装置において、ノイズ信号
を発生するノイズ信号発生手段と、乱数を発生する乱数
発生手段と、該ノイズ信号発生手段が発生するノイズ信
号を入力画像データに付加または減算するノイズ信号付
加手段と、該ノイズ付加手段が入力画像データにノイズ
信号を付加するか、減算するかまたは付加および減算し
ないかを決定する処理決定手段とを有し、該処理決定手
段は該乱数発生手段が発生する乱数に基づいて処理を決
定する構成を採用した。

【０００７】また、該ノイズ信号発生手段は出力画像濃
度に対応した大きさのノイズ信号を発生する構成を採用
した。該ノイズ信号発生手段は一定の大きさのノイズ信
号を発生する構成を採用した。該ノイズ信号発生手段は
該乱数発生器が発生する乱数に対応しかつ出力画像濃度
に対応する値以下の大きさのノイズ信号を発生する構成
を採用した。該ノイズ信号発生手段は該乱数発生器が発
生する乱数に対応しかつ出力画像濃度に対応する値以上
の大きさのノイズ信号を発生する構成を採用した。

【０００８】また、該ノイズ信号発生手段は該乱数発生
器が発生する乱数に対応しかつ任意に定めた値以下の大
きさのノイズ信号を発生する構成を採用した。該ノイズ
信号発生手段は該乱数発生器が発生する乱数に対応しか
つ任意に定めた値以上の大きさのノイズ信号を発生する
構成を採用した。該ノイズ信号付加手段は入力画像デー
タの任意の濃度部のみにノイズ信号を付加する構成を採
用した。

【作用】本発明は上記構成により、入力画像データに対
して疑似中間調処理を施す際、画像データに対して乱数
を用いてノイズを付加するので、網点写真等の原稿を処
理する場合においても、画像を劣化させるモアレ等の発
生を防止し、滑らかな階調再現を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付の図面に基づ
いて具体的に説明する。 ［第１実施例］第１実施例として本発明を用いたデジタ
ル複写機について説明する。この第１実施例は、出力画
素データに対し乱数に基づいてノイズ信号を付加するも
のである。

【００１０】図１に本発明を採用したデジタル複写機の
構成を示す。スキャナ１０１は、不図示の原稿画像を走
査して読み取り、読み取った画像データはＡ／Ｄ変換に
よりデジタル化され、γ補正回路１０２に入力される。
γ補正回路１０２はスキャナ１０１から出力される画像
データが適切なγ特性を持つように補正を行う。

【００１１】γ補正回路１０２によりγ補正された画像
データはフィルタ回路１０３に送られる。フィルタ回路
１０３は、スキャナ１０１における画像読み取り動作に
より劣化したＭＴＦの補正、サンプリングモアレ等を低
減するための平滑化等の処理を行う。

【００１２】フィルタ回路１０３で処理された画像デー
タは疑似中間調処理回路１０４に送られる。疑似中間調
処理回路１０４では、後述する方法によりプリンタの出
力階調数に合わせた画像データの変換を行い、処理後の
データをプリンタ１０５に出力する。プリンタ１０５は
送られてきた画像データを出力用紙に記録して出力す
る。

【００１３】次に疑似中間調回路１０４について詳細に
説明する。図２に疑似中間調回路１０４の構成を示す。
フィルタ回路２０３から出力された画像データは、ｎ値
化回路２０４に入力され、プリンタの階調数に合わせて
ｎ値化される。ここでいう階調数とは１つの画素に対し
て表現することができる階調の数のことである。ｎ値化
された画像データは計算機２０５に入力される。

【００１４】一方、乱数発生器２０１において乱数が作
られる。作られた乱数は、符号付ｍ値化回路２０２に入
力され、−ｍ〜＋ｍの符号付２ｍ＋１値（ｎ＞ｍ）のノ
イズ信号に変換された後、計算機２０４に入力される。

【００１５】計算機２０４では、ｎ値化された画像デー
タに２ｍ＋１値化されたノイズ信号を付加する。ノイズ
信号が付加された画像データはプリンタ２０６に出力さ
れ、プリンタ２０６によりコピー出力される。

【００１６】図３に付加するノイズ信号特性の例を示
す。乱数は−１〜＋１の値を出力するので、任意の定数
αとの積により付加量をランダムに決定することができ
る。

【００１７】雑音付加前の画像濃度データをＤin、出力
される画素データをＤout、定数をα、返ってくる乱数
をrandとすると、（１）式が成り立つ。 Ｄout ＝ Ｄin ＋ α×rand ……（１） （−１≦rand≦＋１）

【００１８】［第２実施例］次に第２実施例について説
明する。なお、図１における疑似中間調処理回路１０４
以外の構成については、第１実施例の装置と同じなので
説明を省略する。この第２実施例は、ある大きさのノイ
ズ信号を付加する、減ずるまたは付加しないについて乱
数を用いて決定するものである。

【００１９】図４に第２実施例の疑似中間調処理回路の
構成を示す。画像データの流れについては、第１実施例
と同じであるので省略する。処理決定回路４０５には、
ノイズ発生器４０１から出力されるノイズ信号および乱
数発生器４０２から出力される乱数が入力される。処理
決定回路４０５は、入力された画像データの処理につい
て、乱数発生器４０２から出力される乱数により、ノイ
ズ発生器４０から出力されるノイズ信号を付加するか、
減算するか、付加も減算しないかをランダムに決定す
る。計算機４０６は、処理決定回路４０５により決定さ
れた処理内容にしたがって、画像データに対して処理を
行う。

【００２０】ノイズ発生器４０１が発生するノイズにつ
いては、図５に示すような定数とすることも可能であ
る。またノイズ発生器４０１と乱数発生器４０２を共通
として、図１１に示すような乱数とすることも可能であ
る。

【００２１】発生させるノイズ信号の大きさをα、乱数
をrand（−１≦rand≦＋１）とすると、α×randが、−
α、＋αまたは０の３値の内のいずれかをとるようにす
る。例えば、α×randの３の剰余によって３値のいずれ
かを選択するような方法を用いる。付加雑音をＲoutと
すると、次の（２）式が成り立つ。 Ｄout ＝ Ｄin ＋ Ｒout ……（２）

【００２２】発生するノイズ信号自体が乱数である場合
は、Ｒoutが、−α×rand、＋α×randまたは０をとる
ように設定する。例えば、α×randの３の剰余によって
３値のいずれかを選択するような方法を用いる。この場
合、乱数のみの場合より、ノイズ信号を与えない（Ｒou
t＝０）頻度を多くすることもできる。

【００２３】［第３実施例］次に第３実施例について説
明する。なお、図１における疑似中間調処理回路１０４
以外の構成については、第１実施例の装置と同じなので
説明を省略する。第３実施例は、付加するノイズ信号の
大きさが出力画像濃度の関数であるものである。図６に
本実施例の疑似中間調処理回路を示す。

【００２４】乱数発生器６０１から発生した乱数は、雑
音量算出回路６０２に入力される。一方、フィルタ回路
６０４は入力された画像データから出力画像濃度を計算
し、この出力画像信号は雑音量算出回路６０２に入力さ
れる。雑音量算出回路６０２において、関数ｆ（ｘ）
（ｘ＝ノイズ信号付加前の画像濃度）の値と乱数発生器
６０１からの乱数−１〜＋１との積によって付加するノ
イズ信号の大きさが決定される。

【００２５】図７に出力画像データ、関数ｆ（ｘ）およ
び雑音量の関係の例を示す。乱数発生器６０１からの乱
数をrand（−１≦rand≦＋１）とすると、図中、□で表
した点は、関数ｆ（ｘ）以下の範囲で値をとるｆ（ｘ）
×randとなる。ノイズ信号付加前の濃度データ（Ｄin）
と出力するデータの関係は（３）式で表される。 Ｄout ＝ Ｄin ＋ ｆ（Ｄin）×rand ……（３） （−１≦rand≦＋１）

【００２６】［第４実施例］次に第４実施例について説
明する。なお、図１における疑似中間調処理回路１０４
以外の構成については、第１実施例の装置と同じなので
説明を省略する。第４実施例は、付加するノイズ信号の
大きさが出力画像濃度の関数であり、ある大きさのノイ
ズ信号を付加する、減算するまたは付加も減算もしない
かを、乱数を用いて決定するものである。

【００２７】第４実施例の中間調処理回路の構成を図８
に示す。処理決定回路８０３は、雑音算出回路８０１に
おいて関数ｆ（ｘ）から求められたある大きさのノイズ
信号を、付加するか、減算するかまたは付加も減算もし
ないとするかを、乱数発生器８０２からの乱数によりラ
ンダムに決定する。計算機８０６は処理決定回路８０３
の決定にしたがって画像データに対して処理を行う。

【００２８】図９および１０に、雑音の大きさと関数ｆ
（ｘ）の関係を示す。ノイズ信号の大きさは、画像濃度
の関数によって決定される。乱数発生器８０２からの乱
数をrand（−１≦rand≦＋１）とし、発生させるノイズ
の大きさをｆ（Ｄin）で求めるとすると、ｆ（Ｄin）×
randが、−ｆ（Ｄin）、＋ｆ（Ｄin）または０の３値の
内のいずれかを選択するように設定する。例えばｆ（Ｄ
in）×randの３の剰余によって、３値のいずれかを選択
するように設定する。ノイズ信号をＲf(out)とすると、
次の（４）式が成り立つ。 Ｄout ＝ Ｄin ＋ Ｒf(out) ……（４）

【００２９】また、図７、図１１に示すように、発生す
るノイズ自体も乱数とすれば、Ｒf(out)を−ｆ（Ｄin）
×rand、＋ｆ（Ｄin）×randまたは０となるように設定
すればよい。例えば、ｆ（Ｄin）×randの値の剰余によ
って、加算する、減算するまたは付加も減算もしないの
いずれかをランダムに決定する。この場合、ノイズ信号
をあたえない（Ｒout＝０）頻度を多くすることができ
る。

【００３０】［第５実施例］次に第５実施例について説
明する。なお、図１における疑似中間調処理回路１０４
以外の構成については、第１実施例の装置と同じなので
説明を省略する。第５実施例は、ノイズ信号の大きさを
ある一定以上とするものである。図１２に、画像濃度と
ノイズ信号の大きさの関係の一例を示す。乱数の発生を
α以上β以下とすることで、任意の範囲でノイズ信号の
付加量を決めることができる。発生させるノイズの大き
さをＲoutとすると、（５）式が成り立つ。 Ｒout ＝ （α＋β）／２＋（（α−β）／２）×ran
d ……（５） （−１≦rand≦＋１）

【００３１】［第６実施例］次に実施例６について説明
する。なお、図１における疑似中間調処理回路１０４以
外の構成については、第１実施例の装置と同じなので説
明を省略する。実施例６はノイズ信号の大きさを画像濃
度の関数がとる値以上とするものである。図１３に、画
像濃度とノイズ信号の大きさの関係の一例を示す。乱数
の発生を、ｆ（ｘ）以上α以下とすることで、任意の範
囲でノイズ信号の付加量を決めることができる。発生さ
せるノイズの大きさをＲoutとすると、（６）式が成り
立つ。 Ｒout ＝ （α＋ｆ（ｘ））／２＋（（α−ｆ
（ｘ））／２）×rand ……（６）

【００３２】［第７実施例］次に第７実施例について説
明する。なお、図１における疑似中間調処理回路１０４
以外の構成については、第１実施例の装置と同じなので
説明を省略する。第７実施例は、画像濃度の小さいとこ
ろほど、付加するノイズ信号を大きいするものである。
図１０に画像濃度の関数値をノイズ信号の大きさとする
場合の例を示す。この例において、関数ｆ（ｘ）は画像
濃度と反比例の関係になっている。また図１１は、ノイ
ズ信号の大きさが画像濃度の関数値以下となる場合の例
である。この例で乱数によって得られる値は、濃度の低
いところほど値の範囲が広く、乱数の付加によって受け
る影響が大きくなる。

【００３３】［第８実施例］次に第８実施例について説
明する。なお、図１における疑似中間調処理回路１０４
以外の構成については、第１実施例の装置と同じなので
説明を省略する。第８実施例はノイズ信号の付加を任意
の階調部分にのみ行うものである。図１４に画像濃度と
付加ずるノイズ信号の関係を示す。この場合、低濃度部
（＜ｘ）に、一定量αのノイズ信号が発生する。この他
にも画像濃度ｘまで画像濃度の関数値をとり、画像濃度
ｘ以上では付加しないようにすることもできる。また、
ある一定濃度部分にのみ乱数で得られるノイズ信号を付
加することもできる。

【００３４】［第９実施例］次に第９実施例について説
明する。なお、図１における疑似中間調処理回路１０４
以外の構成については、第１実施例の装置と同じなので
説明を省略する。第９実施例は、付加するノイズ信号と
して白色雑音ではなく高周波数領域のレベルが高い雑音
を付加するものである。図１５に白色雑音、図１６に高
周波数領域のレベルが高い雑音能登区性を示す。図１７
に高周波数領域のレベルが高い雑音を発生するため、乱
数発生器の出力データに対してハイパスフィルタ処理を
行う構成を示す。

【００３５】乱数発生器１７０１から出力されたデータ
は、ハイパスフィルタ回路１７０２を通過することによ
り高周波数のデータのみが符号付ｍ値化回路１７０３に
入力される。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、入力画像データに対し疑似中間調処理を施して出力
する画像処理装置において、ノイズ信号を発生するノイ
ズ信号発生手段と、乱数を発生する乱数発生手段と、該
ノイズ信号発生手段が発生するノイズ信号を入力画像デ
ータに付加するノイズ信号付加手段とを有し、該ノイズ
信号付加手段は該乱数発生手段が発生する乱数に基づい
てノイズ信号を入力画像データに付加する構成を採用し
たので、モアレ等を発生させずに滑らかな階調再現を行
うことができる。

【００３７】また、入力画像データに対し疑似中間調処
理を施して出力する画像処理装置において、ノイズ信号
を発生するノイズ信号発生手段と、乱数を発生する乱数
発生手段と、該ノイズ信号発生手段が発生するノイズ信
号を入力画像データに付加または減算するノイズ信号付
加手段と、該ノイズ付加手段が入力画像データにノイズ
信号を付加するか、減算するかまたは付加および減算し
ないかを決定する処理決定手段とを有し、該処理決定手
段は該乱数発生手段が発生する乱数に基づいて処理を決
定する構成を採用したので、簡単なハードウエアでモア
レ等のない良好な画像出力を得ることができる。

【００３８】また、該ノイズ信号発生手段は出力画像濃
度に対応した大きさのノイズ信号を発生する構成を採用
したので、ノイズ信号の付加量を効果的に設定でき、よ
り良好な画像出力を得ることができる。該ノイズ信号発
生手段は一定の大きさのノイズ信号を発生する構成を採
用したので、プリンタ等のハードウエアに応じて適切な
大きさのノイズ信号を付加することができる。

【００３９】また、該ノイズ信号発生手段は該乱数発生
器が発生する乱数に対応しかつ出力画像濃度に対応する
値以下の大きさのノイズ信号を発生する構成を採用した
ので、モアレ等のない良好な画像出力を得ることができ
る。該ノイズ信号発生手段は該乱数発生器が発生する乱
数に対応しかつ出力画像濃度に対応する値以上の大きさ
のノイズ信号を発生する構成を採用したので、同様の効
果がある。

【００４０】該ノイズ信号発生手段は該乱数発生器が発
生する乱数に対応しかつ任意に定めた値以下の大きさの
ノイズ信号を発生する構成を採用したので同様の効果が
ある。該ノイズ信号発生手段は該乱数発生器が発生する
乱数に対応しかつ任意に定めた値以上の大きさのノイズ
信号を発生する構成を採用したので同様の効果がある。

【００４１】該ノイズ信号付加手段は入力画像データの
任意の濃度部のみにノイズ信号を付加する構成を採用し
たので、必要な部分のみにノイズ信号を付加することが
できるので、階調飛びのない滑らかな階調再現が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のデジタル複写機のブロック図である。

【図２】第１実施例の疑似中間調処理回路の構成図であ
る。

【図３】ノイズ信号の説明図である。

【図４】第２実施例の疑似中間調処理回路の構成図であ
る。

【図５】ノイズ信号の説明図である。

【図６】第３実施例の疑似中間調処理回路の構成図であ
る。

【図７】ノイズ信号の付加量を示す説明図である。

【図８】第４実施例の疑似中間調処理回路の構成図であ
る。

【図９】ノイズ信号の付加量を示す説明図である。

【図１０】ノイズ信号の付加量を示す説明図である。

【図１１】ノイズ信号の付加量を示す説明図である。

【図１２】ノイズ信号の付加量を示す説明図である。

【図１３】ノイズ信号の付加量を示す説明図である。

【図１４】ノイズ信号の付加量を示す説明図である。

【図１５】付加するノイズ信号の周波数特性を示す図で
ある。

【図１６】付加するノイズ信号の周波数特性を示す図で
ある。

【図１７】第９実施例の疑似中間調処理回路の構成図で
ある。

【符号の説明】

１０１ スキャナ １０２ γ補正回路 １０３ フィルタ回路 １０４ 疑似中間調処理回路 １０５ プリンタ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像データに対し疑似中間調処理を
   施して出力する画像処理装置において、 ノイズ信号を発生するノイズ信号発生手段と、 乱数を発生する乱数発生手段と、 該ノイズ信号発生手段が発生するノイズ信号を入力画像
   データに付加するノイズ信号付加手段とを有し、 該ノイズ信号付加手段は該乱数発生手段が発生する乱数
   に基づいてノイズ信号を入力画像データに付加すること
   を特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 入力画像データに対し疑似中間調処理を
   施して出力する画像処理装置において、 ノイズ信号を発生するノイズ信号発生手段と、 乱数を発生する乱数発生手段と、 該ノイズ信号発生手段が発生するノイズ信号を入力画像
   データに付加または減算するノイズ信号付加手段と、 該ノイズ付加手段が入力画像データにノイズ信号を付加
   するか、減算するかまたは付加および減算しないかを決
   定する処理決定手段とを有し、 該処理決定手段は該乱数発生手段が発生する乱数に基づ
   いて処理を決定することを特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の画像処理装置において、
   該ノイズ信号発生手段は出力画像濃度に対応した大きさ
   のノイズ信号を発生することを特徴とする画像処理装
   置。
4. 【請求項４】請求項２に記載の画像処理装置において、
   該ノイズ信号発生手段は一定の大きさのノイズ信号を発
   生することを特徴とする画像処理装置。
5. 【請求項５】請求項１または２に記載の画像処理装置に
   おいて、該ノイズ信号発生手段は該乱数発生器が発生す
   る乱数に対応しかつ出力画像濃度に対応する値以下の大
   きさのノイズ信号を発生することを特徴とする画像処理
   装置。
6. 【請求項６】請求項１または２に記載の画像処理装置に
   おいて、該ノイズ信号発生手段は該乱数発生器が発生す
   る乱数に対応しかつ出力画像濃度に対応する値以上の大
   きさのノイズ信号を発生することを特徴とする画像処理
   装置。
7. 【請求項７】請求項１または２に記載の画像処理装置に
   おいて、該ノイズ信号発生手段は該乱数発生器が発生す
   る乱数に対応しかつ任意に定めた値以下の大きさのノイ
   ズ信号を発生することを特徴とする画像処理装置。
8. 【請求項８】請求項１または２に記載の画像処理装置に
   おいて、該ノイズ信号発生手段は該乱数発生器が発生す
   る乱数に対応しかつ任意に定めた値以上の大きさのノイ
   ズ信号を発生することを特徴とする画像処理装置。
9. 【請求項９】請求項１から８に記載の画像処理装置にお
   いて、該ノイズ信号付加手段は入力画像データの任意の
   濃度部のみにノイズ信号を付加することを特徴とする画
   像処理装置。