JP2001358944A

JP2001358944A - 画像処理方法

Info

Publication number: JP2001358944A
Application number: JP2000181109A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Morimatsu; 啓幸森松
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】多値の画像データの２値化処理において、２
値化処理後の画像でのエッジの再現性の向上を図れる画
像処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】多値の画像を入力し、誤差拡散法または
平均誤差最小法による２値化処理を行う際に、入力画像
におけるエッジ部をエッジ検出手段１０８により検出
し、２値化処理対象となる注目画素において、エッジと
して検出された場合には、出力する注目画素における誤
差データを誤差補正手段１０９で補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、スキャ
ナ、複写機、ファクシミリ等に適用され、多値画像情報
を２値画像として再現する画像処理方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、多階調の画像を２値画像に変換す
る方法の一つとして、誤差拡散法がある。図５は、従来
の誤差拡散法での２値化処理を説明するブロック図であ
る。図５において画像メモリ１００から２値化処理を行
う注目画素の多値データＤが読み込まれ、γ補正手段１
０１に格納されている補正データを参照してプリンタ等
の出力機器の印字特性に応じた多値データへとγ補正さ
れる。γ補正された多値データＤ’は誤差拡散処理部１
０７の加算器１０２により、この注目画素における誤差
データＥが加算され、Ｆ＝Ｄ’＋Ｅが出力される。

【０００３】次に比較器１０４において、誤差データを
付加された注目画素のデータＦは、２値化閾値Ｔｈと比
較され、Ｆ≧Ｔｈの際には２値信号Ｂ＝”１”が出力さ
れ、Ｆ＜Ｔｈの際には２値信号Ｂ＝”０”が出力され
る。この出力結果から、２値化処理時の２値化誤差Ｅ’
が減算器１０６によりＥ’＝Ｆ−Ｂ’として算出され
る。ここで、Ｂ’は入力データが２５６階調（０〜２５
５）である場合、Ｂ’＝Ｂ×２５５となる。したがっ
て、例えば、入力多値データがＤ＝２３０、２値化の閾
値がＴｈ＝１２８である場合、２値化後の出力データは
Ｂ＝１であり、２値化誤差Ｅは、Ｅ＝Ｄ−Ｂ×２５５＝
２３０−１×２５５＝−２５となる。

【０００４】この２値化誤差Ｅは誤差重み付け手段１０
５において、所定の誤差マトリクスＭｘｙにより、これ
以降処理される画素のデータに対して分配するために、
誤差メモリ１０３に格納され、次画素の多値データに加
算器１０２により加算され誤差データの伝播が行われ
る。すなわち、例では入力多値データがＤ＝２３０であ
るのに対して、２値化閾値Ｔｈ＝１２８との比較結果、
２値化後の出力データは１であり、２５６階調での２５
５となるため、入力データ２３０に対して２５の誤差が
生じる。したがって、入力Ｄ＝２３０に対する誤差デー
タ２３０に対する誤差Ｅ＝−２５を２値化誤差とし、こ
の誤差を誤差重み付け手段１０５で、誤差マトリクスを
用いて、未処理の画素の誤差メモリ１０３へ誤差分配
し、以降の画素での２値化処理に反映させる。

【０００５】誤差マトリクスＭｘｙの例を図６に示す。
図６は従来の誤差拡散法において用いられる誤差マトリ
クスを説明する図であって、＊で示した画素が現在の注
目画素であり、この画素に対して２値化処理を行う。こ
の注目画素を２値化した際に生じる誤差を、同図に示し
た重み付け係数（７、１、５、３）で、未処理の次画素
に対して誤差を配分する。そして、＊で示された注目画
素の２値化処理を行う際は誤差メモリ１０３に格納され
た誤差配分値を読み出し、この誤差配分値を用いて画像
メモリ１００から読み出された次の入力値に対して補正
を行う。

【０００６】このように誤差拡散法は、ある画素の２値
化処理の際に生じる２値化誤差を、以降に２値化処理す
る画素データに対して分配し、２値化後に画像データと
元の多値画像データとの誤差を最小に押さえようとする
方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】誤差拡散法による２値
化処理を行った画像においては、誤差を周囲画素に分配
するという性質上、２値化された画像のエッジ部の再現
性が問題となる。注目画素において、周囲の画素の情報
が一部付加されるために画像のエッジ部の再現性が低下
するのである。この課題についての従来のアプローチと
して、元の多値データにハイパスフィルター等によるエ
ッジ強調処理を施し、エッジの保存性を向上するといっ
た方法が用いられるが、画像全体にフィルター処理が影
響し、画質が劣化するといった問題があり根本的な解決
には至ってない。また、画像読取装置より入力された画
像や、解像度変換された画像においては、全体的に画像
の鮮鋭度が低下しており、エッジの再現をより向上させ
る必要がある。

【０００８】そこで本発明は、多値の画像データの２値
化処理において、２値化処理後の画像でのエッジの再現
性の向上を図れる画像処理方法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】本発明は、多階調の画像
を入力し、誤差拡散処理または平均誤差最小法により２
値画像を生成する画像の２値化処理を行う画像処理方法
であって、２値化処理の際に、入力画像におけるエッジ
部をエッジ検出手段により検出し、２値化処理対象とな
る注目画素において、エッジとして検出された場合に
は、出力する注目画素における誤差データを補正するも
のである。

【００１０】この構成により、多値の画像データの２値
化処理において、２値化処理後の画像でのエッジの再現
性の向上を図れる画像処理方法を実現できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、多階調の
画像を入力し、誤差拡散処理または平均誤差最小法によ
り２値画像を生成する画像の２値化処理を行う画像処理
方法であって、２値化処理の際に、入力画像におけるエ
ッジ部をエッジ検出手段により検出し、２値化処理対象
となる注目画素において、エッジとして検出された場合
には、出力する注目画素における誤差データを補正する
ことを特徴としており、誤差データの補正により入力画
像のエッジ部でドットの発生の制御が可能となり、ドッ
ト発生を増加することでエッジの再現性の向上、エッジ
の強調処理が可能となる。

【００１２】請求項２記載の発明は、誤差データの補正
は、注目画素における誤差データが増加するように行う
ことを特徴としており、この補正処理により、注目画素
における誤差データが増加し、この結果注目画素以降で
処理される画素でのドット出力が増加し、エッジ部での
ドット出力の増加によりエッジ強調が実現できる。

【００１３】請求項３記載の発明は、エッジ検出手段
は、注目画素における濃度データと、注目画素に隣接す
る画素の濃度データを参照し、注目画素での隣接画素か
らの濃度増加量を基に判定することを特徴としており、
注目画素がエッジ強調すべきエッジ端部であるかどうか
の判定が可能となる。

【００１４】請求項４記載の発明は、誤差データの補正
は、エッジ検出手段により算出される注目画素における
隣接画素からの濃度増加量がある一定の値を超える場合
に行うことを特徴としており、画像全域で誤差の補正が
行われるのを防止し、２値化された画像の整合性を保つ
ことが可能となる。

【００１５】請求項５記載の発明は、誤差データの補正
は、エッジ検出手段により算出される注目画素における
隣接画素からの濃度増加量がある一定の値を超える場合
に行い、その補正量は注目画素における隣接画素からの
濃度変化量に応じて補正量を変化させることを特徴とし
ており、入力される多階調の画像データのエッジ強度に
応じたエッジの再現、強調処理が可能であり、より忠実
なエッジ再現を実現できる。

【００１６】請求項６記載の発明は、誤差データの補正
は、エッジ検出手段により算出される注目画素における
隣接画素からの濃度増加量がある一定の値を超える場合
に行い、その補正量は注目画素での濃度レベルに応じて
補正量を変化させることを特徴としており、これにより
入力される多階調の画像の特徴に応じたより高いエッジ
再現が可能となる。

【００１７】請求項７記載の発明は、誤差データの補正
は、エッジ検出手段により算出される注目画素における
隣接画素からの濃度増加量がある一定の値を超えるとと
もに、注目画素の濃度レベルがある一定の値を超える場
合に補正処理を行うことを特徴としており、低濃度領域
において過度のエッジ強調がなされ、２値化処理後の再
現画像の劣化を抑止する。

【００１８】以下に本発明の実施の形態について説明す
る。図１は本発明の一実施の形態における画像処理方法
を用いた画像処理装置の構成を示すブロック図である。
図１において、画像メモリ１００、γ補正手段１０１、
誤差拡散処理部１０７は図５に示す従来の構成要素と同
じであり、多値データを格納した画像メモリ１００から
読み出された画素データはγ補正手段１０１に格納され
ているγ補正データと参照され、出力デバイスに適した
データへと変換される。本実施の形態を示す図１では、
さらに注目画素がエッジ部であるかを判定するためにエ
ッジ検出手段１０８と注目画素における誤差データの補
正を行うための誤差補正手段１０９が設けられており、
エッジ検出手段１０８はγ補正手段１０１から出力され
るγ補正後の注目画素データを入力し、注目画素がエッ
ジ部であるかどうかの判定を行い、判定結果を誤差補正
手段１０９に出力する。

【００１９】誤差補正手段１０９はエッジ検出手段１０
８から出力されるエッジ情報を基に、注目画素がエッジ
部であれば、減算器１０６から出力される誤差データに
補正処理を行い、誤差重み付け手段１０５に出力する。
誤差重み付け手段１０５は誤差補正手段１０９が出力す
る補正済の誤差データを入力し、誤差への拡散重み付け
処理を行い、誤差メモリ１０３へ出力する。誤差メモリ
１０３に格納された誤差データはγ補正手段１０１より
出力されるγ補正後の注目画素データに加算器１０２に
より加算される。比較器１０４、減算器１０６は図５と
同様の構成であり、加算器１０２より出力される誤差デ
ータを加算されたγ補正後の注目画素データは比較器１
０４にて２値化のしきい値であるＴｈと比較され、比較
結果を２値信号として出力する。また、２値信号を基に
減算器１０６により加算器１０２が出力する誤差重み付
け後のγ補正された注目画素データとの誤差Ｅｒが算出
され、誤差Ｅｒは誤差補正手段１０９へと出力される。

【００２０】次にエッジ検出手段１０８の動作の詳細に
ついて図２、図３を用いて説明する。図２は本発明の一
実施の形態における画像処理方法におけるエッジの検出
手法を説明する図、図３は本発明の一実施の形態におけ
る画像処理方法において入力画像におけるエッジ部とし
て検出される画素を説明する図である。図２において１
２０は処理を行う注目画素であり。１２１に示すグレー
の画素は注目画素１２０に隣接する画素である。ここ
で、エッジを検出するために、注目画素１２０と注目画
素に隣接する画素１２１の８画素それぞれとの濃度差の
算出を行い、それぞれの濃度差の最大値、つまり注目画
素１２０の注目画素に隣接する画素１２１に対する濃度
変化量がある一定のレベルを超える場合をエッジ部とす
る。図３はエッジとして検出される画素の一例を示すも
のであり、図３の１３０に示す斜線部分の画素が上述の
処理によりエッジとして検出される画素となる。

【００２１】次にエッジ部として判定された画素におけ
る誤差データの補正を行う誤差補正手段１０９での処理
について説明する。通常の誤差拡散処理においては注目
画素における誤差Ｅｒは、注目画素の濃度データＤに周
辺画素から拡散される誤差Ｅｐを加算した値と２値化結
果との差分より算出される。つまり算出される誤差Ｅｒ
は、多階調の入力画像データが０から２５５の階調幅を
持ち、２値化結果がドットＯＮであれば、Ｅｒ＝Ｄ＋Ｅｐ−２５５であり、２値結果がドットＯＦＦであれば、Ｅｒ＝Ｄ＋Ｅｐ−０となる。

【００２２】ここで、本発明で行う誤差の補正は２値化
結果がドットＯＮとなる場合において行うものであり、
２値結果の出力値Ｖ、つまり多階調の入力画像データが
０から２５５の階調幅を持つ場合の値はＶ＝２５５であ
るが、この値Ｖから誤差の補正量Ｈを減算することで補
正処理を行う。つまり、誤差Ｅｒを、Ｅｒ＝Ｄ＋Ｅｐ−（２５５−Ｈ）とすることで補正された誤差の算出がなされる。この補
正処理をエッジ検出手段１０８での判定結果がエッジ部
と判定される注目画素で、２値化結果がＯＮとなる画素
において行う。

【００２３】この発明の実施の形態の全体の処理につい
て図４のフローチャートを併用しながら説明する。図４
は、本発明の一実施の形態における画像処理方法におけ
る処理手順を説明するフローチャートである。まず、２
値化処理を行う画像の多値データの１ライン分を画像メ
モリ１００に格納し（ステップ１）、次にこのラインの
画素に対して拡散される誤差データを誤差メモリ１０３
に格納する（ステップ２）。１ライン分のデータから２
値化を行う画素のデータを読み出し、この画素での重み
付け誤差を加算し、注目画素データを取得するととも
に、γ補正手段１０１からこの画素データに対応する補
正データへ変換を行う（ステップ３）。次にエッジ検出
手段１０８において、注目画素に隣接する周囲８画素で
のデータを画像メモリ１００より取得し（ステップ
４）、注目画素データの注目画素に隣接する８画素のデ
ータに対する濃度変化量の算出を行う（ステップ５）。
次にエッジ検出手段１０８において注目画素がエッジ部
であるかどうかの判定を行う（ステップ６）。

【００２４】ここでの判定結果がエッジ部と判定された
場合、注目画素に拡散誤差を加算した値と２値化しきい
値より２値化処理を行い（ステップ７）、２値化結果の
判定を行う（ステップ８）。２値化結果がドットＯＮで
ある場合、誤差データの補正処理を行い（ステップ
９）、誤差拡散処理を行うが、２値化結果がドットＯＮ
でない場合、つまりドットＯＦＦである場合は誤差の算
出後、誤差の補正は行わずに誤差拡散処理を行う（ステ
ップ１０）。また、ステップ６でのエッジ判定の結果、
エッジ部として検出されなかった場合、誤差の算出を行
い、２値化処理（ステップ１１）へ移行し、誤差拡散処
理を行う（ステップ１０）。そして、現在のライン全て
の画素の処理を終了したかを判定し（ステップ１２）、
終了していなければステップ３からの処理を繰り返し行
い（ステップ１３）、終了していれば、全ラインの処理
を終了したかの判定を行う（ステップ１４）。全ライン
の処理が終了していなければ全処理を終えるまで以上の
処理を繰り返す（ステップ１５）。

【００２５】この実施の形態においては、誤差の補正量
を固定の値としているが、注目画素における隣接画素に
対する濃度変化量に応じて誤差の補正量を変化させるこ
とでより忠実なエッジ再現が可能である。例えば、注目
画素における隣接画素に対する濃度変化量が大きい場合
では、より大きなエッジ強度となっており、この場合の
補正量の値を濃度変化量が小さい場合と比較して大きく
設定することで、エッジの強調効果をより高めることが
可能である。

【００２６】また、誤差の補正量を注目画素での濃度レ
ベルに応じて変化させることで、原画像により忠実なエ
ッジ再現が可能となる。つまり、注目画素における濃度
値が低い場合に高濃度の場合と同じ補正量の設定を行っ
た場合、注目画素における濃度に対する補正処理の影響
が大きくなり、低濃度でのエッジ部が過度に強調され、
２値化後の画像に不自然さを生じることが考えられる。
このため注目画素の濃度が低い場合では、高濃度領域よ
りも低い補正量を設定することや、または、注目画素の
濃度レベルがある一定の値より低い場合には誤差の補正
を行わない等の処理を行うことで、より自然なエッジ強
調処理が可能となる。

【００２７】以上のように、２値化結果がドットＯＮと
なる場合において誤差の補正を行うことで、注目画素以
降に処理される画素に拡散される誤差量は増加し、２値
化処理の際にしきい値と比較する注目画素データに拡散
誤差を加算した値も増加する。２値化しきい値が一定の
値であれば、誤差を補正しない場合よりも注目画素デー
タに拡散誤差を加算した値は増加しているため、注目画
素以降に処理される画素での２値結果がドットＯＮとな
る画素が増加し、結果としてエッジ部でのドット出力数
の増加が生じる。以上のような動作によりエッジ部での
ドット数が増加し、この結果、エッジの再現性の向上、
エッジ強調処理が可能となる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、誤差データの補正によ
り入力画像のエッジ部でドットの発生の制御が可能とな
り、ドット発生を増加することでエッジの再現性の向
上、エッジの強調処理が可能となり、エッジの再現性の
向上、エッジ強調処理が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における画像処理方法を
用いた画像処理装置の構成を示すブロック図

【図２】本発明の一実施の形態における画像処理方法に
おけるエッジの検出手法を説明する図

【図３】本発明の一実施の形態における画像処理方法に
おいて入力画像におけるエッジ部として検出される画素
を説明する図

【図４】本発明の一実施の形態における画像処理方法に
おける処理手順を説明するフローチャート

【図５】従来の誤差拡散法での２値化処理を説明するブ
ロック図

【図６】従来の誤差拡散法において用いられる誤差マト
リクスを説明する図

【符号の説明】

１００画像メモリ１０１ γ補正手段１０２加算器１０３誤差メモリ１０４比較器１０５誤差重み付け手段１０６減算器１０７誤差拡散処理部１０８エッジ検出手段１０９誤差補正手段１２０注目画素１２１注目画素に隣接する画素１３０エッジ部となる画素

フロントページの続きＦターム(参考） 2C262 AA24 AA26 AA27 AB07 AB13 BB01 BB08 DA03 DA09 5B057 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CC01 CE03 CE13 CH01 CH09 5C077 NN12 NN19 PP47 PP68 PQ08 PQ18 PQ20 RR02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多階調の画像を入力し、誤差拡散処理また
は平均誤差最小法により２値画像を生成する画像の２値
化処理を行う画像処理方法であって、２値化処理の際
に、入力画像におけるエッジ部をエッジ検出手段により
検出し、２値化処理対象となる注目画素において、エッ
ジとして検出された場合には、出力する注目画素におけ
る誤差データを補正することを特徴とする画像処理方
法。
【請求項２】前記誤差データの補正は、注目画素におけ
る誤差データが増加するように行うことを特徴とする請
求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】前記エッジ検出手段は、注目画素における
濃度データと、注目画素に隣接する画素の濃度データを
参照し、注目画素での隣接画素からの濃度増加量を基に
判定することを特徴とする請求項１記載の画像処理方
法。
【請求項４】前記誤差データの補正は、前記エッジ検出
手段により算出される注目画素における隣接画素からの
濃度増加量がある一定の値を超える場合に行うことを特
徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項５】前記誤差データの補正は、前記エッジ検出
手段により算出される注目画素における隣接画素からの
濃度増加量がある一定の値を超える場合に行い、その補
正量は注目画素における隣接画素からの濃度変化量に応
じて補正量を変化させることを特徴とする請求項１記載
の画像処理方法。
【請求項６】前記誤差データの補正は、前記エッジ検出
手段により算出される注目画素における隣接画素からの
濃度増加量がある一定の値を超える場合に行い、その補
正量は注目画素での濃度レベルに応じて補正量を変化さ
せることを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項７】前記誤差データの補正は、前記エッジ検出
手段により算出される注目画素における隣接画素からの
濃度増加量がある一定の値を超えるとともに、注目画素
の濃度レベルがある一定の値を超える場合に行うことを
特徴とする請求項１記載の画像処理方法。