JPH1023259A - 画像パターン変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パターン変換後の画像品位を向上させる。 【解決手段】 解像度変換装置１のＭ×Ｎブロック内黒
画素加算部１０（加算部１０）は、入力される２値画像
に対し、Ｍ×Ｎブロックに分割後、ブロック内の黒画素
数を計数する。パターン変換部２はブロック内の２値の
原画像パターンをブロック内の黒画素数に従って、別な
画像パターン（変換パターン）に変換する。変換パター
ンは、規則性がある渦巻形のディザパターンである。線
形補間部３は、変換パターンを線形補間法を用いて解像
度変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原画像の２値化画
像パターンをパターン変換する画像パターン変換装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の疑似中間調処理方法は、多値画像
の階調を２値である白黒画素の画素密度の大小によって
疑似的に表現し、人間の視覚特性である積分効果をうま
く利用している２値化方式で知られており、ファクシミ
リ装置間やプリンタで行う情報転送や画像ファイリング
処理において、この様な２値画像を扱うことが多い。

【０００３】一方、機種の異なるファクシミリ装置、プ
リンタ出力装置、又はディスプレイ表示装置等では、一
般的に解像度が異なり、従ってデータの密度変換を行っ
てお互いの解像度を合わせることが必要となる。画像や
イメージのデータは情報量が多く、ファイリング処理や
他のシステムに伝送する場合には、画像パターン変換の
一つとしてデータの圧縮がしばしば行われる。このデー
タ圧縮の一つの方法として、線形補間法が知られてい
る。

【０００４】線形補間法とは、圧縮後の画像の画素位置
と原画像の画素位置とを対応させ、対応した位置に近い
画素の２値情報を圧縮後の画素の２値情報として決定す
る方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
線形補間法では、原２値画像の画素位置の対応関係を利
用しているので、ランダムドットに近い疑似中間調画像
に対するパターン変換では特有のテクスチャを増幅して
しまう。テクスチャが増幅されると、変換後画像にノイ
ズが発生し、この結果、画像品位が劣化してしまうとい
う問題が起こっていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明が講じた解決手段は、原画像の２値化画像パ
ターンをＭ×Ｎブロックに分割し、分割した各ブロック
内にある黒画素を一定規則の下で配列し直した後、パタ
ーン変換を行うものである。

【０００７】上述の解決手段によれば、ブロック内にラ
ンダムに分布された黒画素を規則性を持って配列し、こ
の後パターン変換を行うので、パターン変換後の画像品
位は向上する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面に共通す
る要素には同一の符号を付す。

【０００９】第１の実施の形態 第１の実施の形態では画像パターン変換装置として、解
像度変換装置で２値の画像の解像度を縮小変換する例を
説明する。図１は本発明に係る第１の実施の形態におけ
る解像度変換装置の機能ブロック図である。また、図２
は第１の実施の形態における変換パターン説明図であ
り、４×４ブロック内黒画素値に対応した変換パターン
を示す。

【００１０】解像度変換装置１はＭ×Ｎブロック内黒画
素加算部１０（以下、加算部１０と記す）、パターン変
換部２、及び線形補間部３を有している。加算部１０
は、入力される２値画像に対しＭ×Ｎブロック（Ｍ×Ｎ
画素を有する）に分割した後、ブロック内の黒画素数
（Ｇ）を計数する。本実施の形態では、Ｍ及びＮは２以
上の整数であり、Ｍ＝Ｎ＝４とする。即ち、原２値画像
に対して、４×４ブロック（全１６画素）内の黒画素数
（Ｇ）を式（１）を用いて計数する。式（１）において
“ｄｉ”は各画素の画素値であり、画素値が１のときは
「黒」とし、画素値が０のとき「白」とする。

【００１１】

【数１】

【００１２】パターン変換部２はブロック内の２値画像
のパターン（以下、原画像パターンと記す）を加算部１
０の加算値（黒画素数）に従って、別な画像パターン
（以下、変換パターンと記す）に変換する。本実施の形
態では変換パターンは、図２に示すように、黒画素数
（Ｇ：１〜１５）に対応して１５種類あり、テーブルと
してパターン変換部２に格納されている。

【００１３】変換パターンは、規則性のある渦巻形のデ
ィザパターンとなっており、原画像パターンの黒画素分
布がランダムパターンであっても、変換された変換パタ
ーンの黒画素はブロックの中心に集中し、ランダムでな
くなる。なお、黒画素数（Ｇ）が１及び１６の場合は、
変換しない。

【００１４】線形補間部３は、パターン変換部２から出
力される変換パターンを線形補間法を用いて解像度変換
する。

【００１５】次に、第１の実施の形態の解像度変換動作
を図３〜図６を加えて説明する。図３は第１の実施の形
態の解像度変換装置で使用される２値入力画像、図４は
第１の実施の形態のパターン変換部での変換例説明図、
図５は図３の入力画像からパターン変換した後の変換画
像、図６は線形補間法による１／２縮小変換説明図、図
７は第１の実施の形態の解像度変換画像である。

【００１６】なお、本実施の形態では、図３に示す解像
度６００ｄｐｉの誤差拡散２値画像（２０４８×２００
０画素）を解像度３００ｄｐｉに変換する、即ち、１／
２縮小変換する場合について説明する。

【００１７】先ず、加算部１０に図３に示す２値画像
（解像度６００ｄｐｉ）が入力されると、加算部１０は
この入力画像を４×４ブロックに分割する。そして、ブ
ロック内の黒画素数を夫々計数し、計数結果はパターン
変換部２へ送出される。

【００１８】パターン変換部２は、例えば図４（１）に
示すように、黒画素が原画像パターンのように分布され
ていても、テーブルからＧ＝２と対応する変換パターン
（図２（ｂ）参照）を求める。また、例えば図４（２）
又は図４（３）に示すように、ブロック内の黒画素数
（Ｇ）が３又は４の場合は、パターン変換部２のテーブ
ルから対応する変換パターン（図２（ｃ）又は図２
（ｄ））を求める。

【００１９】以上のようにしてパターン変換部２は、加
算部１０から送出される計数結果に従って、パターン変
換を行い、図５に示す変換画像を形成する。そしてパタ
ーン変換部２は、この変換画像を線形補間部３に出力す
る。

【００２０】線形補間部３は、パターン変換部２から入
力した変換画像に対して線形補間法で解像度変換を行
う。図６に示すように、ブロックの原画像の各画素ｄ
１、ｄ３、ｄ９、及びｄ１１を１／２縮小変換後の画素
値にする。そして、図７に示す縮小画像（解像度３００
ｄｐｉ）を得る。

【００２１】ところで図８は、入力２値画像を本実施の
形態のようにパターン変換せず、そのまま線形補間法で
１／２縮小変換（解像度６００ｄｐｉから解像度３００
ｄｐｉに変換）したときの変換画像である。図７と比べ
て分かるように、図７に示す変換後の画像はテクスチャ
が少く、図８の画像よりも画像品質は向上している。

【００２２】なお、パターン変換部２で形成された画像
を解像度変換する代わりに、符号化処理してもよい。こ
の場合符号化する際、変換パターンは規則性があり（渦
巻形のディザパターン）、ブロックの中央に集中してい
るので、黒画素分布がランダムになっている場合よりも
符号化しやすくなる。また、黒画素数によっては同様の
符号化が連続して行われる場合があり、従って、黒画素
分布がランダムになっている場合よりも符号量は少くす
ることができる。

【００２３】第２の実施の形態 第２の実施の形態では、画像パターン変換装置として符
号化装置を例に挙げ、２値の画像を符号化することによ
り圧縮する例を説明する。以下、図２、図３、図５、及
び図９を用いて説明する。図９は第２の実施の形態にお
ける符号化装置の機能ブロック図である。

【００２４】符号化装置２０は、第１符号化部２１、符
号量計数部２２、Ｍ×Ｎブロック内黒画素加算部２３
（以下、加算部２３と記す）、パターン変換部２４、第
２符号化部２５、比較部２６、及びセレクタ部２７を有
している。

【００２５】第１符号化部２１は入力される２値画像
（黒画素の分布に規則性はない）に対して一般の符号化
方法、例えばＭＭＲ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｍｏｄｉｆｉ
ｅｄＲｅａｄ）符号や、算術符号等の方法で符号化を行
う。第２の実施の形態ではロスレス符号化である算術符
号を使用している。

【００２６】符号量計数部２２は、第１符号化部２１で
入力した全画像データに対して符号化を行った場合の出
力符号量（Ｄ）を計数し、計数結果を比較部２６に送出
する。

【００２７】加算部２３は第１の実施の形態の加算部１
０と同じものであり、パターン変換部２４は第１の実施
の形態のパターン変換部２と同じものであり、従って説
明は省略する。なお、パターン変換部２４には、第１の
実施の形態と同様のテーブルが格納されている。

【００２８】第２符号化部２５はパターン変換部２４で
変換された変換パターンに対して、第１符号化部２１と
同じ符号化方法で符号化する。変換パターンの黒画素は
ブロックの中心に集中し、黒画素分布がランダムでなく
なっているので（規則性があるので）、符号化しやすい
パターンとなっている。

【００２９】また、規則性のある変換パターンを符号化
するので、符号化後のデータも規則性のあるパターン
（例えば同じ符号が連続して並ぶ、等）となり、従っ
て、黒画素がランダムに分布されている原画像パターン
を符号化する場合よりも符号量は少くなる。即ち、符号
化装置２０に入力される２値画像は黒画素の分布に規則
性がないので、第１符号化部２１で符号化されるよりも
第２の符号化部２５で符号化される方が、圧縮率は高く
なる。

【００３０】比較部２６は、符号量計数部２２からの出
力符号量（Ｄ）、及び後述する予め設定された値（Ｔ）
を比較し、比較結果（Ｃ）をセレクタ部２７に出力す
る。比較部２６は、Ｄ＞Ｔの場合はＣ＝１を出力し、Ｄ
≦Ｔの場合はＣ＝０を出力する。セレクタ部２７は比較
結果（Ｃ）により、第１符号化部２１の出力（原符号化
データ）又は第２符号化部２５の出力（変換符号化デー
タ）を選択し、出力送信する。

【００３１】ここで比較部２６において、比較結果
（Ｃ）が“１”の場合、即ち符号量計数部２２で計数し
た第１符号化部２１の符号量が設定値（Ｔ）を越えた場
合、セレクタ部２７は第２符号化部２５の符号化データ
を選択し、それ以外の場合は第１符号化部２１の符号化
データを選択し、伝送制御部２８に出力する。

【００３２】伝送制御部２８はセレクタ部２７から出力
される符号化データを伝送路２８ａを介して復号化部２
９へ送信する。

【００３３】復号化部２９は図示せぬメモリを内蔵して
おり、伝送路２８ａからの全符号化データを一旦メモリ
に蓄積した後、第１、第２符号化部２１、２５の符号化
方式に対応した復号化方式で復号化する。本実施の形態
では、符号化装置２０が算術符号化を使っているので、
これに対応した算術復号化方式を使用する。

【００３４】ここで設定値（Ｔ）は、復号化部２９側に
設けたメモリの容量により決定される値であり、符号化
装置２０が内蔵されるパソコン等の上位装置製造時に上
位装置に記憶される。なお、本実施の形態では、設定値
（Ｔ）は０．１メガバイト（Ｍバイト）とする。

【００３５】次に、第２の実施の形態の符号化及び復号
化動作を図１０を加えて説明する。図１０は第２の実施
の形態の符号化装置で符号化した符号化データを復号し
たときの復元画像である。なお、本実施の形態では、図
３に示す解像度６００ｄｐｉの誤差拡散２値画像（デー
タ量は０．５１２Ｍバイト）を符号化する場合について
説明する。

【００３６】先ず、符号化装置２０に図３に示す２値画
像（解像度６００ｄｐｉ）が送出されると、この２値画
像は第１符号化部２１及び加算部２３に入力される。第
１符号化部２１はこの入力画像を算術符号化方法により
符号化し、符号化データを符号量計数部２２及びセレク
タ部２７に送出する。

【００３７】符号量計数部２２では、第１符号化部２１
から送出される符号化データを入力してその符号量を計
数する。本実施の形態では出力符号量（Ｄ）は０．２０
３Ｍバイトとなり、比較部２６に送出される。なお、圧
縮率（原データ量／符号量）は２．５１６倍となる。

【００３８】また加算部２３に入力された画像は、加算
部２３で４×４ブロックに分割され、ブロック内の黒画
素数（Ｇ）が上述した式（１）を用いて夫々計数され
る。計数結果はパターン変換部２４へ送出される。

【００３９】パターン変換部２４は、加算部２３から送
出される計数結果に従って、第１の実施の形態で説明し
たようにテーブルから黒画素数（Ｇ）と対応する変換パ
ターンを求めてパターン変換を行い、図５に示す変換画
像を形成する。そして、この変換画像を第２符号化部２
５に出力する。

【００４０】第２符号化部２５は、パターン変換部２４
から入力した変換画像に対して、第１の符号化部と同様
の算術符号化方法により符号化を行う。符号化データは
セレクタ部２７へ送られる。なお、第２符号化部２５で
の符号化データの出力符号量は０．１４７Ｍバイトとな
り、圧縮率は４．７４２倍である。即ち、第２符号化部
２５の圧縮率は第１符号化部２１の圧縮率よりも上がっ
ていることが分かる。

【００４１】比較部２６では符号量計数部２２からの出
力符号量（Ｄ：０．２０３Ｍバイト）と設定値（Ｔ：
０．１Ｍバイト）とを比較する。Ｄ＞Ｔとなるので、比
較部２６はＣ＝１をセレクタ部２７に出力する。

【００４２】従って、セレクタ部２７は第２符号化部２
５の符号化データを選択し、伝送制御部２８に出力す
る。伝送制御部２８は伝送路２８ａを介して符号化デー
タを復号化部２９に送信する。復号化部２９は送信され
る符号化データをメモリに蓄積し、全符号化データを蓄
積すると、符号化データを算術複合で可逆復号する。復
号により得た復元画像を図１０に示す。

【００４３】第２の実施の形態では、復号化部２９のメ
モリの容量に応じて第１符号化部２１の符号化データ、
又はこの符号化データよりも圧縮率の高い第２符号化部
２５の符号化データを選択することができる。従って、
復号化部２９のメモリの容量が小さいために符号化デー
タを蓄積できず、オーバランしてしまい例えばプリンタ
等で印刷できない、ということがない。即ち、符号化装
置２０で符号化されたデータは、確実に復号化部２９で
復号化することができる。

【００４４】なお設定値（Ｔ）は、上述したように復号
化部２９側に設けたメモリの容量により決定され、符号
化装置２０が内蔵されるパソコン等の上位装置製造時に
上位装置に記憶される値であるが、設定値（Ｔ）を記憶
後、メモリの容量が異なる別の復号化部に符号化データ
を送信する場合は、設定値（Ｔ）を書き替えればよい。

【００４５】第１、第２の実施の形態では変換パターン
は渦巻形のディザパターンで説明しているが、これに限
らず、規則性のあるパターンであればよい。また第１、
第２の実施の形態では、Ｍ×Ｎブロック（Ｍ＝Ｎ＝４、
１６画素）の場合で説明しているが、Ｍ＝Ｎ＝４である
必要はなく、画素数は１６画素よりも多くても或いは少
くてもよい。また、Ｍ＝Ｎでなくてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
ブロック内にランダムに分布された黒画素を規則性を持
って配列し、この後パターン変換を行うので、特有のテ
クスチャを増幅してしまうことがなく、この結果、画像
品位が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の解像度変換装
置の機能ブロック図である。

【図２】第１の実施の形態の変換パターン説明図であ
る。

【図３】第１の実施の形態の解像度変換装置で使用され
る誤差拡散２値入力画像である。

【図４】第１の実施の形態の変換例説明図である。

【図５】第１の実施の形態の解像度変換装置で入力画像
からパターン変換した後の変換画像である。

【図６】線形補間法による１／２縮小変換説明図であ
る。

【図７】第１の実施の形態の線形補間部での１／２解像
度変換画像である。

【図８】入力２値画像を線形補間法で１／２縮小変換し
たときの変換画像である。

【図９】第２の実施の形態の符号化装置の機能ブロック
図である。

【図１０】第２の実施の形態の符号復号化装置で符号化
した符号化データの復元画像である。

【符号の説明】

１ 解像度変換装置 ２、２４ パターン変換部 ３ 線形補間部 １０、２３ Ｍ×Ｎブロック内黒画素加算部 ２０ 符号化装置 ２５ 第２符号化部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/68 ３２０Ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原画像の２値化画像パターンをパターン
   変換する画像パターン変換装置において、 前記原画像の２値化画像パターンをＭ×Ｎブロックに分
   割し、分割した各ブロック内にある黒画素を一定規則の
   下で配列し直した後、パターン変換を行うことを特徴と
   する画像パターン変換装置。
2. 【請求項２】 前記分割した各ブロック内の黒画素数を
   計数する黒画素計数部と、 前記黒画素計数部の計数結果に基づき、各ブロック内の
   黒画素を黒画素数と対応する規則性のある変換パターン
   に配列し直すパターン変換部とを設け、 前記パターン変換部から出力される変換パターンのパタ
   ーン変換を行う請求項１記載の画像パターン変換装置。
3. 【請求項３】 前記パターン変換は線形補間法による解
   像度変換である請求項２記載の画像パターン変換装置。
4. 【請求項４】 前記パターン変換は符号化処理であり、
   符号化されたデータを変換符号化データとし、 前記原画像の２値化画像パターンをそのまま符号化処理
   する符号化部と、 前記符号化部から出力される原符号化データを入力して
   符号量を計数し、計数結果を設定値と比較する比較部
   と、 前記比較部の比較結果により、前記変換符号化データ及
   び前記原符号化データのいずれか一方を選択して送信す
   る送信制御部とを備えた請求項２記載の画像パターン変
   換装置
5. 【請求項５】 前記パターン変換部は、各ブロック内の
   黒画素を渦巻型のパターンに変換する請求項３又は請求
   項４記載の画像パターン変換装置。