(57)【要約】【課題】  本発明は映像の画素値の量子化処理、特に適当のランダム処理を行う映像処理方法と装置を提供する。【解決手段】  映像の画素値に対して量子化をする際に、前記映像の複数個画素のそれぞれの画素に対して画素の量子化の誤差値を計算し、前記量子化の誤差値は前記画素が前記量子化を処理した後の量子化数値及び前記画素が前記量子化を処理する前の原始数値の間の差異に対応する工程と、前記量子化の誤差数値、複数個のウェート値、複数個のランダム数によって前記画素の複数個隣接する画素を前記量子化処理前の原始数値に調整する工程を含み、前記複数個のウェート値は前記複数個隣接する画素が前記画素に対する相対位置にそれぞれ対応することを特徴とする映像処理の方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像の画素値に対して量子化をする際に、前記映像の複数個画素のそれぞれの画素に対して画素の量子化の誤差値を計算し、前記量子化の誤差値は前記画素が前記量子化を処理した後の量子化数値及び前記画素が前記量子化を処理する前の原始数値の間の差異に対応する工程と、
前記量子化の誤差数値、複数個のウェート値、複数個のランダム数によって前記画素の複数個隣接する画素を前記量子化処理前の原始数値に調整する工程を含み、前記複数個のウェート値は前記複数個隣接する画素が前記画素に対する相対位置にそれぞれ対応することを特徴とする映像処理の方法。
【請求項２】
前記量子化処理はハーフ-トーンであることを特徴とする、請求項1に記載する映像処理の方法。
【請求項３】
前記量子化処理は多層のハーフ-トーンであることを特徴とする、請求項１に記載する映像処理の方法。
【請求項４】
前記画素の複数個隣接する画素を前記量子化処理前の原始数値に調整する工程は、さらに前記映像の前記複数個の画素のそれぞれの画素に、同一グループの相対位置に対応する同一グループのウェート値と複数個のランダム数により前記画素の隣接する画素の原始数値を調整する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載する映像処理の方法。
【請求項５】
前記画素の複数個隣接する画素を前記量子化処理前の原始数値に調整する工程は、さらに前記映像の前記複数個の画素のそれぞれの画素に、前記量子化の誤差値、前記複数個のウェート値中に前記隣接する画素に対応するウェート値、前記複数個のランダム数中のランダム数によって前記隣接する画素の原始数値を調整する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載する映像処理の方法。
【請求項６】
前記隣接する画素の調整量は前記ウェート値、前記ランダム数の線形組合せと前記量子化の誤差値の積に対応することを特徴とする、請求項５に記載する映像処理の方法。
【請求項７】
さらに前記複数個のランダム数を発生する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載する映像処理の方法。
【請求項８】
前記複数個のランダム数を発生する工程は、さらにランダム数関数の平均値パラメーターと標準差のパラメーターを指定することにより前記ランダム数関数を利用し、前記複数個のランダム数を発生する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載する映像処理の方法。
【請求項９】
前記画素の前記複数個隣接する画素を前記量子化処理前の原始数値に調整する工程は、さらに前記複数個のランダム数をオーバーライドして、或いは新たに発生するランダム数により発生したランダム数を代わって（に取って代わって）、画素の一部の隣接する画素の原始数値を調整するのに用いられることを特徴とする、請求項１に記載する映像処理の方法。
【請求項１０】
前記量子化処理は少なくとも一つの量子化閾値によって行い、前記画素の前記複数個隣接する画素を前記量子化処理前の原始数値に調整する工程は、さらに前記画素の前記複数個の隣接する画素を調整する前に、前記画素の原始数値が前記少なくとも一つの量子化閾値のうちの量子化閾値付近の所定区間に落ちれば（収まれば）、前記原始数値が前記所定区間の相対位置にあることによって前記量子化の誤差値の程度を調整する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載する映像処理の方法。
【請求項１１】
映像の画素数値に対して量子化処理をするのに用いられる量子化装置と、
前記量子化装置に接続し前記映像の複数個の画素のそれぞれの画素に対して前記画素の量子化誤差数値を計算する量子化誤差の計算モジュールで前記量子化誤差数値は前記画素が前記量子化処理の量子化数値と前記画素が前記量子化処理の前の原始数値の間の差異に対応することと、
前記量子化装置と前記量子化誤差の計算モジュールに接続し前記量子化の誤差数値、複数個のウェート値、複数個のランダム数によって前記画素の複数個隣接する画素を前記量子化処理前の原始数値に調整する工程を含み、前記複数個のウェート値は前記複数個隣接する画素が前記画素に対する相対位置にそれぞれ対応する調整モジュールを含むことを特徴とする映像処理の装置。
【請求項１２】
前記量子化処理はハーフ-トーンであることを特徴とする、請求項１１に記載する映像処理の装置。
【請求項１３】
前記量子化処理は多層のハーフ-トーンであることを特徴とする、請求項１１に記載する映像処理の装置。
【請求項１４】
前記映像の前記複数個画素のそれぞれの画素に対して、前記調整モジュールは、同じのグループの相対位置に対応する同じのグループのウェート値と複数個のランダム数により前記画素の隣接する画素の原始数値を調整することを特徴とする請求項１１に記載する映像処理の装置。
【請求項１５】
前記複数個の隣接する画素のうちのそれぞれの隣接する画素に対して前記調整モジュールは前記量子化の誤差値、前記複数個のウェート値中に前記隣接する画素に対応するウェート値、前記複数個のランダム数中のランダム数によって前記隣接する画素の原始数値を調整することを特徴とする、請求項１１に記載する映像処理の装置。
【請求項１６】
前記隣接する画素の調整量は前記ウェート値、前記ランダム数の線形組合せと前記量子化の誤差値の積に対応することを特徴とする、請求項１５に記載する映像処理の装置。
【請求項１７】
前記調整モジュールは前記量子化の誤差値、前記複数個のウェート値、複数個のランダム数によって複数個の隣接する画素の原始値の調整量を発生する適当のランダム処理ユニットと、
前記適当のランダム処理ユニットに接続し前記適当のランダム処理ユニットが発生した調整量によって前記複数個隣接する画素の原始数値を調整する計算ユニットを含むことを特徴とする、請求項１５に記載する映像処理の装置。
【請求項１８】
前記調整モジュールはランダム数関数の平均値パラメーターと標準差のパラメーターを指定することにより前記ランダム数関数を利用し前記複数個のランダム数を発生することを特徴とする、請求項１１に記載する映像処理の装置。
【請求項１９】
前記調整モジュールは前記複数個のランダム数をオーバーライドして、或いは新たに発生するランダム数により発生したランダム数に代わって、画素の一部の隣接する画素の原始数値を調整するのに用いられることを特徴とする、請求項１に記載する映像処理の方法。
【請求項２０】
前記量子化装置は少なくとも一つの量子化閾値によって前記量子化処理を行い、前記調整モジュールは画素の前記複数個隣接する画素を調整する前に、前記画素の原始数値が前記少なくとも一つの量子化閾値のうちの量子化閾値付近の所定区間に収まれば、前記原始数値が前記所定区間の相対位置にあることによって前記量子化の誤差値の程度を調整することを特徴とする、請求項１１に記載する映像処理の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像の画素値の量子化処理に関し特に適当のランダム処理を行う映像処理方法と装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
量子化処理は映像処理で散見する技術である。プリンターについては、ハーフ・トーン処理が典型的な量子化処理方法であり、既存技術ではハーフ・トーン処理は更に二層若しくは多層のハーフ・トーン処理に区分されている。
【０００３】
上記量子化処理は通常映像画素値の量子化誤差が発生する。映像をこうした量子化誤差により人の目にハッキリとした相違を感じさせないようにするために、既存技術では映像の画素の量子化誤差を隣接する画素に振り分けるという議題に多くの討議がなされてきた。こうした技術は通称誤差拡散処理と呼ばれている。
【０００４】
図１は既存の誤差拡散方法で使用されている４個のウェート値7/16、3/16、5/16及び1/16の概略図であり、当該誤差拡散方法はフロイドとステインバーグによって提起されたものである。これら矢印は画素Ｐ（i,j）の量子化誤差が前記ウェート値7/16、3/16、5/16及び1/16がそれぞれ隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)に振り分けられることで、隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)を量子化処理前の原始数値に調整する。プリンターが上記の誤差拡散方法により漸層変化の図面を印刷すると、図面の印刷ポイントが一箇所集中を起こしたり、さらには虫状現象を呈したりすることもあり、印刷のクオリティに重大な影響を生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、第一に上記課題を解決するための映像処理方法及び装置を提供することであり、第二に量子化処理した映像品質を高めた映像処理方法及び装置を提供することであり、第三に適応性ランダム数処理を施した映像処理方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例では映像の画素値に対して量子化をする際に、前記映像の複数個の画素のそれぞれの画素に対して前記画素の量子化誤差値を計算し、前記量子化の誤差値は前記画素が前記量子化処理後の量子化数値及び前記画素が前記量子化処理前の原始数値の間の差異に対応する工程と、前記量子化の誤差値、複数個のウェート値、複数個のランダム数によって前記画素の複数個の隣接する画素を前記量子化処理前の原始数値に調整する工程を含み、前記複数個のウェート値は前記複数個の隣接する画素が前記画素に対する相対位置にそれぞれ対応することを特徴とする映像処理方法を提供する。
【０００７】
本発明では上記の映像処理方法と共に、これに対応する映像処理装置も提供する。前記映像処理装置は、映像の画素値に対して量子化処理をするのに用いられる量子化装置と、前記量子化装置に接続し前記映像の複数個の画素のそれぞれの画素に対して前記画素の量子化誤差値を計算する量子化誤差の計算モジュールで、前記量子化誤差値は前記画素が前記量子化処理後の量子化数値と前記画素が前記量子化処理前の原始数値の間の差異に対応することと、前記量子化装置と前記量子化誤差の計算モジュールに接続し前記量子化の誤差数値、複数個のウェート値及び複数個のランダム数によって前記画素の複数個の隣接する画素を前記量子化処理前の原始数値に調整する工程を含み、前記複数個のウェート値は前記複数個の隣接する画素が前記画素に対する相対位置にそれぞれ対応する調整モジュールを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図２は本発明の実施例で提供する映像処理装置１００の概略図である。映像処理装置１００は量子化装置１１０、閾値発生装置１１２、量子化誤差計算モジュール１２０及び調整モジュール１３０を含む。本実施例では、量子化誤差計算モジュール１２０は計算ユニット１２２を含み、調整モジュール１３０は計算ユニット１３２と適当のランダム処理ユニット１３４を含む。
【０００９】
量子化装置１１０は閾値発生装置１１２が発生させる最低一つの量子化閾値によって量子化処理を施し、前記量子化処理は本実施例ではハーフ・トーン処理とする。本実施例の実施選択によって、前記量子化処理は二層のハーフ・トーン処理であるなら、量子化装置１１０は閾値発生装置１１２が発生させる一つの量子化閾値により量子化処理を施し、一つの図層を発生させる。また、前期量子化処理が多層（マルチレベル）のハーフ・トーン処理であれば、量子化装置１１０は閾値発生装置１１２が発生させる複数個の量子化閾値により量子化処理を施し、複数個の図層を発生させる。
【００１０】
映像の画素値に対して量子化処理を施す際に、量子化の誤差計算モジュール１２０は前記映像の複数個の各画素に対して、例えば画素Ｐ(i,j)は、画素Ｐ(i,j)の量子化誤差値e(i,j)を計算し、量子化誤差値e(i,j)は画素Ｐ(i,j)が前記量子化処理後の量子化数値y(i,j)及び画素Ｐ(i,j)が前記量子化処理前の原始数値ｘ'(i,j)間の差異に対応する。ここで原始数値ｘ'(i,j)は、画素Ｐ(i,j)の原始数値ｘ(i,j)が計算ユニット１３２に入力されると、計算ユニット１３２が出力した相対応する原始数値を代表し、計算ユニット１３２の原始数値ｘ(i,j)に対する処理は原始数値ｘ(i,j)を調整して原始数値ｘ'(i,j)を発生させ、また原始数値ｘ'(i,j)を原始数値ｘ(i,j)のバイパスとする。本実施例で、調整モジュール１３０が量子化誤差値e(i,j)により処理された対象は、画素Ｐ(i,j)の複数個の隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)の前記量子化処理前の原始数値x(i+1,j)、x(i-1,j+1)、x(i,j+1)及びx(i+1,j+1)であり、故に図２において、上記の原始数値ｘ(i,j)、x(i+1,j)、x(i-1,j+1)、x(i,j+1)及びx(i+1,j+1)は何れもx表示でもってこれを代表する。
【００１１】
図３は図２で示した適当のランダム処理ユニット１３４が使用する複数個のウェート値A、B、C、Dの概略図である。本発明によれば、適当のランダム処理ユニット１３４は量子化誤差値e(i,j)、複数個の定数値のウェート値及びランダム数関数Nが発生させる複数個のランダム数により、上記の隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)の原始数値の調整量を発生させ、そのうち隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)の原始数値調整量は、ウェート値A、B、C、D及び量子化誤差値e(i,j)の積にそれぞれ対応する。このほかに、調整モジュール１３０の計算ユニット１３２は適当のランダム処理ユニット１３４が発生させる調整量によって隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)の前記量子化処理前の原始数値x(i+1,j)、x(i-1,j+1)、x(i,j+1)及びx(i+1,j+1)を調整する。
【００１２】
本実施例で、隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)の調整量はそれぞれウェート値A、B、C、D及び量子化誤差値e(i,j)の積である。
この様に量子化誤差値e(i,j)はウェート値A、B、C、Dによりそれぞれ隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)に分配され、隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)の量子化処理前の原始数値を調整する。このほか、ウェート値A、B、C、Dはそれぞれ定数値のウェート値112/256、48/256、80/256、16/256及び複数個のランダム数N(0,642)、N(0,162)、N(0,642)、N(0,162)の線形組合せで、図３のように、ウェート値A、B、C、Dでも定数値のウェート値112/256、48/256、80/256、16/256でも、何れもそれぞれ隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)の画素Ｐ(i,j)に対する相対位置に対応している。この様に前記映像の前記複数個の画素の各画素に対して、調整モジュール１３０は同一グループの相対位置に対応する同一グループのウェート値112/256、48/256、80/256、16/256及びランダム数関数Nが発生させる複数個のランダム数により前記画素に隣接する画素の原始数値を利用することができる。
【００１３】
本実施例では、上記ランダム数関数NはN(m,v)と表示でき、調整モジュール１３０の適当のランダム処理ユニット１３４はランダム数関数N(m,v)の平均値パラメーターmと標準差(variance)パラメーターvを指定することで、ランダム数関数N(m,v)を利用してこれらのランダム数を発生させることができる。例えば、ランダム数N(0,642)はm＝０とv＝642を指定することで発生させたランダム数である。
【００１４】
本実施例の変化例によると、調整モジュール１３０はこれらのランダム数をオーバーライドするか、若しくは新たに発生したランダム数が既存のランダム数に取って代わることにより、一部の画素に隣接する画素の原始数値の調整の用に供することができる。こうした状況で、ランダム数関数NはN(m,v,t)に表示が改まり、新たに増加した時間パラメーターtは、ランダム数関数Nの稼動が時間パラメーターtにつれて変化が生じることを表わしている。
【００１５】
図４は本発明の実施例で提供した映像処理装置２００の概略図で、本実施例は図２で示した実施例の変化例である。本実施例で、量子化装置２１０は閾値発生装置２１２で発生する複数個の量子化閾値（例えば、本実施例では４個の図層が生じ、前記複数個の量子化閾値はそれぞれ４３、１２８及び２１３の三個の量子化閾値）によって前記量子化処理を施す。このほかに、図２で示した量子化の誤差計算モジュール１２０と比較して、量子化の誤差計算モジュール２２０は別途転換ユニット２２４を含み、プリンターモデルの対照表を代表することで量子化数値y(i,j)に対し転換を施し、上記の計算ユニット１２２が量子化誤差値e(i,j)を計算する用に供する。このほか、図２で示した調整モジュール１３０と比較して、調整モジュール２３０の適当のランダム処理ユニット２３４は計算ユニット１３２の入力ターミナルに接続され、図５に示す量子化の誤差転換関数Te及び計算ユニット１３２の入力ターミナル上の原始数値により上記量子化誤差値e(i,j)に前処理を施す。本実施例の量子化の誤差転換関数Teには二つの所定区間が設けられており、それぞれ関数曲線中の非直線の二箇所に対応しており、その中心値はそれぞれ８５と１７０である。本実施例では、原始数値ｘが演算ユニット１３２を入力する前に、ゲイン調整ユニット２４２を通じて小幅のゲイン調整を施し、ゲイン調整ユニット２４２が施したゲイン調整量は、閾値発生装置２１２の対照表の内容と、ランダム数発生装置２４０がランダム数関数Nにより発生させたランダム数に対応している。
【００１６】
本実施例では、調整モジュール２３０の適当のランダム処理ユニット２３４が、画素Ｐ(i,j)に隣接する画素Ｐ(i+1,j)、Ｐ(i-1,j+1)、Ｐ(i,j+1)及びＰ(i+1,j+1)の原始数値を調整する前に、画素Ｐ(i,j)の原始数値（本実施例では計算ユニット１３２の入力ターミナル上の原始数値）が前記複数個の量子化閾値内の一つの量子化閾値（例：４３、１２８、２１３）付近の所定区間内に収まれば、前記原始数値が前記所定区間内での相対位置により量子化誤差値e(i,j)の程度を調整し、図５で示した量子化の誤差転換関数Teが二つの中心値においてそれぞれ８５と１７０の所定区間内における何れか一つが代表する量子化誤差値e(i,j)に対するスケーリング処理と同様である。これにより、本発明は漸層映像における量子化誤差値がゼロに近づく区域に対応する不連続変化の現象を軽減若しくは除去することができる。
【００１７】
図６は本発明の実施例が提供する映像処理装置３００の概略図で、本実施例は図４で示す実施例の変化例である。図４で示す映像処理装置２００と比較して、映像処理装置３００は図６に示すように、別途ランダム数発生装置３５０と指定ユニット３５２を含む。ランダム数発生装置３５０はランダム数関数N及び計算ユニット１３２の入力ターミナル上の原始数値によりランダム数を発生させ、指定ユニット３５２はランダム数発生装置３５０が発生させるランダム数によって選択的に改めて量子化数値y(i,j)を指定し（例：指定ユニット３５２は量子化数値y(i,j)を変化させて異なった図層を指定し、また量子化数値y(i,j)のバイパスで元来の量子化数値y(i,j)が代表する図層に指定することもできる）、こうして本発明は漸層映像における量子化誤差値がゼロに近づく区域に対応する不連続的変化の現象を軽減若しくは除去できる。
【００１８】
上記に述べたことは本発明の最適な実施例というだけで、本発明で申請する特許範囲において為された均一的な変化並びに補正についても本発明の特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本案は下記図式並びに説明により更に深い理解が得られる。
【図１】は既存の誤差拡散方法で使用される複数個のウェート値の概略図。
【図２】は本発明の実施例で供する映像処理装置の概略図。
【図３】は図２で示した適当のランダム処理ユニットが使用する複数個のウェート値の概略図。
【図４】は本発明の実施例で提供する映像処理装置の概略図。
【図５】は図４で示した適当のランダム処理ユニットが使用する量子化の誤差転換関数の概略図。
【図６】は本発明の実施例で提供する映像処理装置の概略図。
【符号の説明】
【００２０】
P（i，j）        画素
P（i＋1，j），P（i−1，j＋1），P（i，j＋1），P（i＋1，j＋1）隣接する画素
A，B，C，D      ウェート値
N                ランダム数関数
１００、２００、３００  映像処理装置
１１０、２１０  量子化装置
１１２、２１２  閾値発生装置
１２０、２２０  量子化の誤差計算モジュール
１２２、１３２  計算ユニット
１３０、２３０、３３０  調整モジュール
１３４、２３４  適当のランダム処理ユニット
２２４          転換ユニット
２４０、３５０  ランダム数発生装置
２４２          ゲイン調整ユニット
３５２          指定ユニット
x，x’          画素値（原始数値）
y              画素値（量子化数値）
Te            量子化の誤差転換関数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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