JPS58136173A

JPS58136173A - デイザ処理装置

Info

Publication number: JPS58136173A
Application number: JP57017251A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Kato; 鞆一加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1982-02-05
Publication date: 1983-08-13
Also published as: JPH043148B2

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】本発明は、ファクシミリやディジタル複写機などの画像
処理装置において、画像をディザ処理するために用いら
れるディザ処理装置の改良に関する。

中間調画像を白と黒の２値で表現する場合、ディザ処理
がよく用いられる。このディザ処理を行なう装置は、通
常、入力画像の各画素（ｉ、ｊ）の濃度レベルＳ（ｉ、
ｊ）を、ＭｘＮ個の閾値要素を持つディザマトリクスの
対応要素ＴＤ（ｋ、／、）を閾値として白レベル（”０
”）または黒レベル（”１″）に２値化する。つまり、
Ｓ（ｉ、ｊ）≧ＴＤ（ｋ、　ｔ）ならば出力画素を”１
”、そうでなければ出力画素を“０”とする。ここで、
（ｉ、ｊ）と（ｋ、　ｔ）の変換は一般に次式に従う。

ｋ　＝　Ｍｏｄ　（ｉ　、　Ｍ　）　　　　　　　　−
曲−ｆｉｔ式（ただし、ｋ＝０のときはに＝Ｍとする）
Ｌ　＝　Ｍｏｄ　（ｊ　、　Ｎ　）　　　　　　　　−
＝−ｆ２１式（ただし、１＝００ときはｔ＝Ｎとする）
ディザ処理に用いられるディザマトリクスには種々のも
のがあるが、その中でＢａｙｅｒ形とドツト集中型とが
有名である。しかし、いずれのディザマトリクスを用い
るにしても、その閾値要素が固定していると、入力画像
の性質によっては出力画像にモアレ（周期的な縞模様）
が生じ、画質が著しく劣化することがある。これは同一
の閾値要素が周期的に繰り返して用いられ°るためであ
り、入力画像が網点印刷画像のようにパターンの周期性
がある場合にモアレが発生しやすい。

このモアレを防止するために、例えば特公昭５５２４６
３４号特許公報に開示されているような、ディザマトリ
クスの閾値をランダムに変化させる方法がある。このよ
うな方法によれば、確かにモアレは減少する。しかしそ
の反面、狭い画素領域内では閾値の分布が不均等になり
やすいため、モアレの発生しない画像（写真のような非
網点画像）を処理すると、その出力画像に粒状のノイズ
が発生し画質が悪化する。

このように、一種類のディザマトリクスであらゆる種類
の入力画像について良画質の出力画１ぼを得ることは困
難であり、入力画像の性質によってディザマトリクスの
種類を使い分ける必要がある。

したがって本発明の目的（ま、良画質の出力画像が得ら
れるように、ディザ処理に用いるディザマトリクスの種
類を自動的に選択するようにしたデ・イザ処理装置を提
供することにある。

発明者の研究によれば、ディザ処理後の出力画像ｆ（ｘ
、ｙ）の心理的画質劣化度は、Ｆ（ω８．ω、）の低周
波成分の割合で表わすことができる。ここでＦ（ω８．
ωｙ）はｆ　（ｘ、ｙ）のパワースペクトルで、ｆ　（
ｘ、ｙ）の自己相関関数のフーリエ変換として求められ
、したがってパワースペクトルの低周波成分の割合（心
理的画質劣化度ＩＤｅは次式で定義される。

ただし、ωＸｖ瞥は画像の主、副走査方向の空間周波数
、Ａは低周波数の境界を表わすパラメータであり、通常
、ディザマトリクスの周期をＴとするとＡ−π／Ｔとす
ることができる。またＰｄｃは、直流成分の線スペクト
ルである。

しかして本発明によるディザ処理装置は、前記の（３１
式にしたがって出力画像のパワースペクトルの低周波成
分の割合Ｄｅの値（またはそれに比例した値）を求める
手段と、この手段で求まる値が最小値となるように、当
該ディザ処理装置で使用可能な複数種類のディザマトリ
クス群から当該ディザ処理装置で使用するディザマトリ
クスを選択する手段とを備えることを特徴とするもので
ある。

以下、図面を参照しながら、本発明を一実施例について
説明する。

第１図は本発明にかかるディザ処理装置のブロック図で
ある。

１００は比較回路であり、画素転送タイミングＣＬ　Ｋ
　（１１と同期して入力画信号Ｓｉが画素単位で入力さ
れる。この比較回路１００　＜＝はまた、テーブル続出
回路１０１を通じてテーブル回路１０２から読出された
ある１つのディザマトリクスの１つの閾値要素が入力さ
れる。比較回路１ｏＯはこの閾値要素を闇値として入力
画信号８ｊを２値化し、出力画信号Ｓｏとして出力する
。

テーブル続出回路１０１には、図示しない制御回路より
出る入力画像の各走査ライン上の画素転送タイミングＣ
Ｌ　Ｋ　ｆｉ＋と、各走査ラインの開始タイミングＣＬ
　Ｋ　１２１、およびディザマトリクス選択回路！０６
かも出る選択信号ＳＥＬがそれぞれ人力される。そして
テーブル読出回路１０１は、テーブル回路１０２に格納
されている複数種類のディザマトリクス群のうちで、選
択信号ＳＥＬで指定される１つのディザマトリクスの、
比較回路１００（二人力される画素と対応する閾値要素
を順次読み出し、比較回路１００に供給する。この閾値
要素と入力画素との対応関係は、前記の（１）式および
（２）式にしたがう。

テーブル回路１０２には複数種類のディザマトリクスが
格納される。本実施例では、第２図に示すようなＭ＝Ｎ
＝４のサイズのＢａｙｅｒ型の固定マトリクスがテーブ
ル回路１０２に固定的に格納されるほか、ディザマトリ
クス生成回路１０３で入力画像の４×４画素領域毎に生
成されるランダム・ディザマトリクスと条件付きランダ
ム・ディザマトリクスくいずれもＭ＝＝ｌ’Ｊ＝４のサ
イズ）がテーブル回路１０２に逐次格納される。ここで
上記のランダム・ディザマトリクスは、１〜１５までの
閾値をディザマトリクスの全体にわたってランダムに再
配）／Ｉ”し−〇得るもので、例えば時間とともに第３
図の（ａ）　、　（＋））　、　（Ｃ）に示す如くに変
化する。上記の条件例きランダム・ディザマトリクスは
、例えば第２図の固定デイザマ）　ＩＪクスを４つの要
素毎に縦横に４分割しく第２図の太線のように分割する
）、個々の分割領域内で閾値をランダムに再配置して得
るもので、その−例を第４図に示す。これらランダム・
ディザマトリクスおよび条件付きランタムデイザマ＋リ
クスの詳細およびその生成方法については、特願昭５６
−６１５０号特許願に添付の明細赳に開示しであるので
、ディザマトリクス生成回路１０３の具体的構成の説明
は省略する。

なお本実施例では、人力画信号Ｓ１は入力画像の各画素
の濃度レベルをレベルＯ（白）からレベル１５（黒）の
１６値に駄子化して得た信号である。

１０４は積和回路、１０５はフーリエ変換回路である。

積和回路１０４は出力画信号Ｓｏから出力画像の自己相
１夕Ｊ関数を求める回路である。フーリエ変換回路１０
５はこの自己相関関数から前記の（３）式にしたがって
出力画像のパワースペクトルの低周波成分の割合Ｄｅ　
（心理的画質劣化度）を算出し、そσ）算出値またはそ
れ１′″−比例した値の信号をディザマトリクス生成回
路１０６（−送出する。

ディザマトリクス選択回路１０６は、選択信号ＳＥＬに
よってテーブル読出回路１０１の読み出すディザテーブ
ルの種類を適宜変えさせながら、フーリエ変換回路１０
５の出力信号値を調べ、その値（つまり出力画像の心理
的劣化度）が最小値となるディザマトリクスを見つけ出
し、選択信号ＳＥＬでその選択したディザマトリクスを
読み出すようにテーブル続出回路１０１に指定する。こ
のような最適ディザマトリクスの選択動作は、一定時間
間隔で繰り返して行なってもよいし、１本または数本分
の走査ライン毎に繰り返してもよい。あるいは、人力画
像の最初の数本の走査ラインについてディザマ）　ＩＪ
クスの選択を行ない、それで選択した最適ディザマトリ
クスをその人力画像の最終走査ラインまで継続して指定
するようにしてもよい。

前２者は、性質の異なるパターンが混在する入力画像を
処理する場合に有利であり、後者はバター７σ川／ト質
が全体に一定した人力画像を処理する場合に適用てきる
。

ｌ記のディザマトリクス選択回路１０６の一例を・′Ａ
５５区に示し、説明する。

この例は、人力画像の初めの３本の走査ラインー（使用
するディザマトリクスを選定し、４本目の走査ライン以
降ではそのディザマトリクスを継続して選択するもので
ある。

５０はカウンタであり、人力画像の先頭の走査ラインか
ら走査ライン本数を３本目までカウントする。

’］ｌｉ制御回路５１はカウンタ５０の値が１から３ま
での間その値をセレクタ５２およびテーブル読出回路１
０１へ送る。したがって、１番目の走査ラインでは】−
）目のディザマトリクスがテーブル回路１０２（第１図
）から読み出され、２番目の走査ラインでは２つ目のデ
ィザマトリクスが読み出され、３番目の走査ラインでは
３つ目のディザマトリクスが読み出される（ただし本例
では、ディザマトリクスは３種類のものがテーブル回路
１０２内に存在するとしている）。

一方、セレクタ５２は制御回路５１から送られるカウン
ト値にしたがって、１本目の走査ラインに対するフーリ
エ変換回路１０５の出力をレジスタ５３の１段目５３１
にセットする。同様に、２本目、３本目の走査ラインに
対するフーリエ変換回路１０５の出力をそれぞれレジス
タ５３０２段目５３２．３段目５３３にセットする。

比較器５４はレジスタ５３の各段５３１〜５３３の値を
比較し、最小値が入っているレジスタ段の番号、つまり
デイザマ）　ＩＪクスの番号を制御回路５１へ出力する
。制御回路５１は、４本目の走査ライン以降は、比較器
５４より出力されたディザマトリクス番号を継続的にテ
ーブル回路１０１（＝指定する。

このように、本発明（二よるディザ処理装置は、出力画
像の画質を数値評価することによって、出力画像の画質
が最高となるディザマトリクスを自動的に選択して使用
する。したがって、種々の性質の入力画像および性質の
違うパターンの混在した入力画像に対し、良画質の出力
画像を得ることができる。

因みに、一様濃度レベル（レベル７）の入力画像につい
て、第２図に示したＢａｙｅｒ型固定ディザマトリクス
、第３図に例示した如きランダム・ディザマトリクス、
および第４図に例示した如き条件付きランダム・ディザ
マトリクスをそれぞれ用いてディザ処理した場合、出力
画像のパワースペクトルの低周波成分の割合Ｄｅを（３
）式で求めると、第１表の如くになる。前述したように
、Ｄｅの値は出力画像の心理的画質劣化度に対応してお
り、この例ではＢａｙｅｒ型固定ディザマトリクスを用
いると画質が最も良いことがわかる。数値例は示さない
が、固定ディザマトリクスではモアレが発生するような
入力画像（網点印刷画像など）では、Ｂａｙｅｒ型固定
ディザマトリクスは画質が最悪となり、ランダム・ディ
ザマトリクスまたは条件付きランダム・ディザマトリク
スを用いる方が良画質が得られる。

第１表一実施例について詳述したが、本発明はそれのみに限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々変形した実施態様が許されるものである。例えば、
テーブル回路に格納しておくデイザマ）　ＩＪクスの種
類は前述のものに限らず、また４種類以上格納するよう
にしてもよい。積和回路、フーリエ変換回路、ディザマ
トリクス選択回路、さらにはデイザマ）　ＩＪクス生成
回路などは、純然たる・・−ドウエア回路でも勿論よい
が、マイクロプログラミング技術などのソフトウェア技
術と組合わせて構成してもよい。

以上説明した如く、本発明は良画質の出力画像の得られ
る優れたディザ処理装置を提供できるものであり、その
効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるディザ処理装置の一実施例を示
すプシツク図、第２図はＢａｙｅｒ型固定ディザマトリ
クスの一例を示す図、第３図（ａ）ないしくＣ）はラン
ダム・ディザマトリクスの例を示す図、第４図は条件付
きランダム・ディザマトリクスの一例を示す図、第５図
は第１図におけるディザマトリクス選択回路の具体例を
示す図である。１００・・・比較回路、１０１・・・テーブル続出回路
、１０２・・・テーブル回路、　１０３・・・ディザマ
トリクス生成回路、１０４・・・積和回路、１０５・・
・フーリエ変換回路、１０６・・・ディザマトリクス選
択回路。代理人　弁理士　鈴　木　　　誠、　１（・　　−゛。

Claims

【特許請求の範囲】

ｉｌ＋入力画像の各画素の濃度レベルをディザマトリク
スの対応要素を閾値として２値化し、該入力画像を２値
の出力画像に変換するディザ処理装置において、該出力
画像のパワースペクトルの低周波成分の割合に比例した
値を求める手段と、この手段で求まる値が最小値となる
ように、当該ディザ処理装置で使用可能な複数種類のデ
イザマｌ−ＩＪクス群から当該ディザ処理装置で使用す
るディザマトリクスを選択する手段とを備えることを特
徴とするディザ処理装置。