JP2002094788A - 画像処理装置及びその処理方法 - Google Patents

画像処理装置及びその処理方法

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JP2002094788A
JP2002094788A JP2000282447A JP2000282447A JP2002094788A JP 2002094788 A JP2002094788 A JP 2002094788A JP 2000282447 A JP2000282447 A JP 2000282447A JP 2000282447 A JP2000282447 A JP 2000282447A JP 2002094788 A JP2002094788 A JP 2002094788A
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quantizing
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Atsushi Nochida
淳 後田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力画像の各画素値に応じて量子化の閾値を
周期的に変化させることにより、入力画像の低濃度領域
において高品位な画像を出力できる画像処理装置及びそ
の処理方法を提供する。 【解決手段】 画素データ入力端子101からの入力画
素値に応じて、閾値信号発生部103が入力画像の処理
対象画素を量子化する閾値を生成し、生成された閾値に
基づき、量子化部104が処理対象画素を量子化し、誤
差演算部106が量子化する際に発生する量子化誤差を
求め、誤差拡散部107が処理対象画素の未処理の周囲
画素に拡散する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力画像の処理対
象画素を量子化して出力する画像処理装置及びその処理
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、プリンタ、複写機、ファクシ
ミリ等の画像処理装置において、階調再現性の高い疑似
中間調処理方式として、誤差拡散法が広く用いられてい
る。
【0003】誤差拡散法は、1975年にFloyd及びSteinbe
rgにより「An Adaptive Algorithmfor Spatial Gray Sc
ale」SID 75 Digestという論文に開示されている方法で
あり、処理対象画素の多値画像データを2値化し、その
2値化レベルと2値化前の多値画像データとの誤差に所
定の重み付けを行い、処理対象画素の近傍の各画素デー
タに加算するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、低濃度領域においてドットが鎖状に繋がった
り、又は特定の階調領域(特に入力画素値が画素値の取
りうる範囲の整数分の1となる階調)で周期的なパター
ンが発生するなどして、画像の品位を著しく低下させる
という欠点があった。
【0005】これらの現象の主たる原因は、誤差拡散処
理において一定の入力信号を与えた場合に、量子化誤差
の増減が一定の周期となるため、ドットの発生もその周
期と連動してしまうためである。入力画素値が小さい低
濃度領域では、ドットの発生比率が小さく、ドットの発
生周期が一定となることにより、特定の方向にドットが
連なる場合がある。
【0006】また、入力画素値が画素値の取りうる範囲
の整数分の1となる階調、例えば、入力画素値が0から
255の整数値をとるものとすれば、画素値51(1/
5)、64(1/4)、85(1/3)、128(1/
2)などの階調では、ドットの発生周期も整数分の1と
なり、極めて強い周期パターンが生じる。更に、その周
期パターンが画素値の変化や画像の端の影響によって部
分的に乱されることにより周期パターンの境界が生じ、
画像の品位を一層低下させる結果となる。
【0007】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、入力画像の各画素値に応じて量子化の閾値
を周期的に変化させることにより、入力画像の低濃度領
域において高品位な画像を出力できる画像処理装置及び
その処理方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入力画像の処理対象画素を量子化して出
力する画像処理装置において、入力画像の各画素値に応
じて、前記入力画像の処理対象画素を量子化する閾値を
生成する閾値生成手段と、生成された閾値に基づき前記
処理対象画素を量子化する量子化手段と、量子化する際
に発生する量子化誤差を前記処理対象画素の未処理の周
囲画素に拡散する拡散手段とを有し、前記閾値生成手段
は0から1の範囲に正規化した各画素値に対して周期が
比例する閾値を生成することを特徴とする。
【0009】また、上記目的を達成するために、本発明
は、入力画像の処理対象画素を量子化して出力する画像
処理装置の処理方法であって、入力画像の各画素値に応
じて、前記入力画像の処理対象画素を量子化する閾値を
生成する閾値生成工程と、生成された閾値に基づき前記
処理対象画素を量子化する量子化工程と、量子化する際
に発生する量子化誤差を前記処理対象画素の未処理の周
囲画素に拡散する拡散工程とを有し、前記閾値生成工程
は0から1の範囲に正規化した各画素値に対して周期が
比例する閾値を生成することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る実施の形態を詳細に説明する。
【0011】図1は、本実施形態における画像処理装置
の構成を示したブロック図である。同図において、10
1は入力端子であり、画素データを入力する。102は
累積誤差加算部であり、入力端子101からの画素デー
タに後述する誤差メモリからの誤差値を加算する。10
3は閾値信号発生部であり、入力画素データに応じて量
子(2値)化の閾値を生成する。104は量子(2値)
化部であり、閾値信号発生部103で生成された閾値に
基づき累積誤差加算部102からの画素データを量子
(2値)化する。
【0012】105は出力端子であり、誤差拡散処理さ
れた画素データを出力する。106は誤差演算部であ
り、累積誤差加算部102からの画素データと量子(2
値)化された画素値との差分、即ち量子化誤差を演算す
る。107は誤差拡散部であり、後述する拡散係数に従
って誤差を拡散する。108は誤差メモリであり、誤差
拡散部107から拡散された誤差を累積して格納する。
【0013】次に、図1に示す画像処理装置における誤
差拡散処理の動作について、図2に示すフローチャート
に従って以下に説明する。
【0014】まず、図示しない画像走査部により画像が
順次走査され、各画素データが入力端子101より入力
される(ステップS201)。ここで、画像の走査は、
画像領域の左上画素から開始され、方向に一画素毎に進
み、右端に達すると一画素下の左端画素から順に右方向
に進み、右下画素まで行われる。次に、累積誤差加算部
102において、入力画素データに誤差メモリ108の
画素位置に対応する値が加算される(ステップS20
2)。
【0015】図3は、図1に示す誤差メモリ108の詳
細を示す図である。この誤差メモリ108は1個の記憶
領域E0と画像の横画素数Wと同数の記憶領域E(W)
とがあり、詳細は後述する方法で量子化誤差が格納され
る。尚、誤差メモリ108は処理開始前にすべて初期値
0で初期化されているものとする。
【0016】上述の累積誤差加算部102では、入力画
素データに横画素位置xに対応した誤差メモリE(x)
の値が加えられる。即ち、入力画素データをI、誤差加
算後の画素データをI’とすれば、次式のようになる。
【0017】I’=I+E(x) 次に、閾値信号発生部103において、入力画素データ
Iと入力画素位置(x,y)から次式に示すような閾値
Tを生成する(ステップS203)。尚、入力画像デー
タは0から255の範囲の整数値とする。
【0018】 T=A(I){sin(f・x)+sin(f・y)}+B(I) f=sqrt(I/255)×2π (I<128) f=sqrt{(255−I)/255}×2π (I≧128) A(I)=255×0.1 ここで、Aは閾値の振幅であり、入力画素値に応じて変
えることもできるが、本例では入力画素値の最大値の
0.1倍とする。また、Bは閾値のオフセットであり、
入力画素値に応じて閾値の平均値を変えることができる
が、本例では0とする。
【0019】図4は、入力画素値が1の場合の画素位置
(x,y)に対する閾値をグラフ化したものである。ま
た、図5は入力画素値が64の場合の画素位置(x,
y)に対する閾値をグラフ化したものである。
【0020】このように、本実施形態では、0から1の
範囲に正規化した入力画素データに対して周期が比例す
る閾値を生成するものである。
【0021】次に、量子化部104において、誤差加算
後の画素データI’と閾値信号発生部103で生成され
た閾値Tとを比較し、出力画素値Oを決定する(ステッ
プS204)。
【0022】 O=0 (I’<T) O=255 (I’≧T) 次に、誤差演算部106において、誤差加算後の画素デ
ータI’と出力画素値Oとの差分、即ち、量子化誤差E
を計算する(ステップS205)。
【0023】E=I’−O 次に、誤差拡散部107において、処理対象画素位置x
に応じて以下のように誤差の拡散処理が行われる(ステ
ップS206)。
【0024】 E(x+1)←E(x+1)+E×7/16 (x<W) E(x−1)←E(x−1)+E×3/16 (x>1) E(x)←E0+E×5/16 (1<x<W) E(x)←E0+E×8/16 (x=1) E(x)←E0+E×13/16 (x=W) E0←E×1/16 (x<W) E0←0 (x=W) 以上で、1画素分の処理が完了する。以上の処理をすべ
ての画素について行うことで画像の疑似中間調処理が行
われる。
【0025】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、入力画素値に応じてドットの発生周期を変動させる
ことにより、ドットの発生位置を理想的な状態に近づけ
ることができる。その結果、低濃度領域で生じるドット
の繋がりや、入力階調が整数分の1となる階調で生じる
目障りな周期パターンの発生を防ぐことができる。
【0026】尚、本発明は複数の機器(例えば、ホスト
コンピュータ,インタフェイス機器,リーダ,プリンタ
など)から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置(例えば、複写機,ファクシミリ装置な
ど)に適用してもよい。
【0027】また、本発明の目的は前述した実施形態の
機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録
した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシ
ステム或いは装置のコンピュータ(CPU若しくはMP
U)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても、達成されることは言うまでも
ない。
【0028】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。
【0029】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えばフロッピー(登録商標)ディスク,
ハードディスク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−
ROM,CD−R,磁気テープ,不揮発性のメモリカー
ド,ROMなどを用いることができる。
【0030】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレ
ーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部
を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0031】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
CPUなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処
理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も
含まれることは言うまでもない。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力画像の各画素値に応じて量子化の閾値を周期的に変
化させることにより、入力画像の低濃度領域において高
品位な出力画像を出力することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態における画像処理装置の構成を示し
たブロック図である。
【図2】本実施形態における誤差拡散処理を示すフロー
チャートである。
【図3】図1に示す誤差メモリ108の詳細を示す図で
ある。
【図4】入力値1の場合の閾値をグラフ化したものであ
る。
【図5】入力値64の場合の閾値をグラフ化したもので
ある。
【符号の説明】
101 画素データ入力端子 102 累積誤差加算部 103 閾値信号発生部 104 量子化部 105 画像データ出力端子 106 誤差演算部 107 誤差拡散部 108 誤差メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C262 AA24 AA26 AA27 AB13 BB01 BB08 BB22 BB27 EA04 EA06 5B057 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB07 CB12 CB16 CC01 CE13 CH01 5C077 LL19 MP01 NN11 PQ12 RR11 RR15

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力画像の処理対象画素を量子化して出
    力する画像処理装置において、 入力画像の各画素値に応じて、前記入力画像の処理対象
    画素を量子化する閾値を生成する閾値生成手段と、 生成された閾値に基づき前記処理対象画素を量子化する
    量子化手段と、 量子化する際に発生する量子化誤差を前記処理対象画素
    の未処理の周囲画素に拡散する拡散手段とを有し、 前記閾値生成手段は0から1の範囲に正規化した各画素
    値に対して周期が比例する閾値を生成することを特徴と
    する画像処理装置。
  2. 【請求項2】 入力画像の処理対象画素を量子化して出
    力する画像処理装置の処理方法であって、 入力画像の各画素値に応じて、前記入力画像の処理対象
    画素を量子化する閾値を生成する閾値生成工程と、 生成された閾値に基づき前記処理対象画素を量子化する
    量子化工程と、 量子化する際に発生する量子化誤差を前記処理対象画素
    の未処理の周囲画素に拡散する拡散工程とを有し、 前記閾値生成工程は0から1の範囲に正規化した各画素
    値に対して周期が比例する閾値を生成することを特徴と
    する画像処理装置の処理方法。
  3. 【請求項3】 入力画像の処理対象画素を量子化して出
    力する画像処理装置における処理方法のプログラムが格
    納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であっ
    て、前記プログラムは、 入力画像の各画素値に応じて、前記入力画像の処理対象
    画素を量子化する閾値を生成するプログラムと、 生成された閾値に基づき前記処理対象画素を量子化する
    プログラムと、 量子化する際に発生する量子化誤差を前記処理対象画素
    の未処理の周囲画素に拡散するプログラムとを含み、 前記閾値を生成するプログラムは0から1の範囲に正規
    化した各画素値に対して周期が比例する閾値を生成する
    ことを特徴とする記憶媒体。
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