JP2524019B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中間調画信号を誤差拡
散法により２値画素による階調表現（擬似中間調画信
号）に変換するための画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、誤差拡散法により中間調画信
号を擬似中間調画信号に変換する画像処理装置は、図１
０または図１１に示すような基本構成を有する。

【０００３】図１０において、１はスキャナ等により画
素単位に分解されて読み取られた原稿の中間調画信号が
入力する入力端子、２はこの中間調画信号に後述の誤差
フィルタから入力する補正データを加算する加算器、３
はこの加算器２の出力信号を２値化する際の閾値を発生
する閾値発生部、４はこの閾値によって加算器２の出力
信号を２値化するコンパレータ、５はこのコンパレータ
４の出力する２値化信号（擬似中間調画信号）の出力端
子、６は加算器２の出力信号からコンパレータ４の出力
信号を減算する減算器、７はこの減算器２の出力を誤差
データとして格納する誤差メモリ、８は注目画素の周辺
画素（処理済み）における誤差データの重み付け加算
（誤差フィルタ処理）を行ない補正データを出力する誤
差フィルタである。

【０００４】動作は次の通りである。入力端子１から入
力する中間調画信号に加算器２で誤差フィルタ８から出
力される補正データを加算し、この加算後の信号をコン
パレータ４で２値化し、結果を出力端子５より出力する
とともに、減算器６により、処理した注目画素について
の誤差データＥ（ａ）を求めて誤差メモリ７に格納す
る。誤差フィルタ８は、今処理した画素の誤差データＥ
（ａ）と、その周辺の画素（処理済み）の誤差データＥ
（ｂ），Ｅ（ｃ），Ｅ（ｄ）の重み付け加算を行ない、
この結果を次の注目画素（×印）に対する補正データと
して出力する。そして、この注目画素について２値化が
行なわれると、その誤差データＥ（ｐ）が求められ誤差
メモリ７に格納することになる。

【０００５】図１１に示す構成は、基本的には図１０に
示した構成と同様であるが、誤差フィルタ８に代えて誤
差メモリ７の入力側に設けた誤差フィルタ８Ａによっ
て、減算器６により求められた誤差データを、周辺画素
（未処理）に重み付けして分配、集積したデータを誤差
メモリ７に格納する。すなわち、予め誤差フィルタ処理
を行なった結果、つまり図１０の構成における誤差フィ
ルタ８の出力に対応する補正データを予め誤差メモリ７
上に作成する。注目画素を×印の画素とすると、その補
正データは誤差メモリ７より直接、加算器２に入力され
る。この注目画素の処理によって得られる誤差データ
は、誤差フィルタ８Ａにより、その後に処理される周辺
画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分配されることになる。

【０００６】なお、このような基本構成に基づいて誤差
拡散法による処理を行なう装置の例は、特開昭６２−１
３９４７２号公報、特開平１−２３８３７３号公報、特
開平１−３０２９６０号公報等の多くの公知資料に見ら
れる。

【０００７】また特開平１−３０３８６９号公報には、
平滑化マトリクスによって入力画信号を平滑化し、その
結果を所定の値と比較することによって注目画素が白地
部分であるか否かを判定し、この判定結果によって誤差
拡散処理の結果のビット訂正を行なうことによって、誤
差拡散処理の誤差集積により白地部分に孤立して現われ
る１ドットノイズを除去する構成の画像処理装置が示さ
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図１０または図１１に
示した基本構成によれば、入力画信号とその２値化出力
との誤差を周辺の複数画素へ拡散することで、階調再現
性が高く分解能も優れた擬似中間調画像を得られる。こ
れが誤差拡散法の利点である。

【０００９】しかしながら、誤差拡散処理により得られ
た擬似中間調画信号に対して一次元または二次元の冗長
度圧縮符号化を行なった場合、例えばファクシミリの分
野で標準的なＭＨ、ＭＲまたはＭＭＲ符号化を行なった
場合に、符号化効率が悪く、時に符号化データ量が原デ
ータ量を超えることもあり、その記憶または伝送の効率
が悪いという問題があった。これは、誤差拡散処理では
ドット分散によりランレングスが短いラン、あるいは符
号化効率の悪いランのパターンが増加しやすいためであ
る。

【００１０】また、誤差拡散処理による擬似中間調画信
号をレーザービームプリンタ、インクジェットプリンタ
等の記録ドットが拡る性質を有する記録装置により記録
した場合に、階調再現性が悪いという問題があった。こ
れは、誤差拡散処理により長さが１の黒ランの塊が発生
しやすいが、このような部分は、記録時のドットの拡り
により、記録濃度が理論濃度より大幅に増加するためで
ある。

【００１１】なお、特開平１−３０３８６９号公報に述
べられている装置は、誤差集積により白地部分に現われ
る点状ノイズの除去を目的としているため、上述の問題
点を解決することはできない。

【００１２】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、誤差拡散法を適用して、符号化効率及び記録時
の階調再現性を改善した擬似中間調画信号を得る画像処
理装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するため、画素単位で入力する中間調画信号を誤差拡
散法により擬似中間調画信号に変換する画像処理装置に
おいて、補正データを加算された後の中間調画信号の注
目画素の信号を２値化する比較手段の出力側に論理手段
を設けるとともに、主走査方向または副走査方向に関し
注目画素の直前の２以上の画素に対する前記論理手段の
出力信号を前記論理手段の入力へ帰還する信号帰還手段
を設ける。そして、前記論理手段に、前記信号帰還手段
より帰還された２以上の画素の信号の中で注目画素に最
も近い画素の信号が黒で他の１以上の画素の信号が白の
場合に注目画素の信号として黒の信号を出力し、それ以
外の場合に前記比較手段より入力する信号と同じ信号を
注目画素の信号として出力し、または前記信号帰還手段
により帰還された２以上の画素の信号の中で注目画素に
最も近い画素の信号が白で他の１以上の画素の信号が黒
の場合に注目画素の信号として白の信号を出力し、それ
以外の場合に前記比較手段より入力する信号と同じ信号
を注目画素の信号として出力する論理を持たせ、前記論
理手段の出力信号を擬似中間調画信号として出力する、
という構成を備えたものである。

【００１４】

【作用】従来の構成によって得られる擬似中間調画信号
（比較手段の出力信号）には、長さが１の主走査方向ま
たは副走査方向の黒ランまたは白ランが頻出し、これが
符号化効率あるいは記録時の階調再現性を悪化させる原
因となっている。

【００１５】本発明によれば、論理手段によって、その
ようなランは長さが２以上のランに置き換えられるた
め、本発明により得られる擬似中間調画信号は、符号化
効率が改善され、またドットが拡る記録装置によって記
録した場合の階調再現性が改善される。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例による画像処理
装置のブロック図であり、図１０と同一の符号は同等部
を示している。

【００１７】本実施例は、図１０に示した基本構成にお
いて、コンパレータ４と出力端子５の間に、破線で囲ん
だ部分、すなわち論理回路９及びフリップフロップ１
０，１１からなる回路を追加した構成である。

【００１８】論理回路９は、現在入力された画素（注目
画素）についてのコンパレータ４の出力信号ｐ０と、フ
リップフロップ１０，１１の出力信号ｐ１，ｐ２の合計
３ビットが入力するが、フリップフロップ１０，１１の
出力信号ｐ１，ｐ２はそれぞれ論理回路９の出力信号ｑ
を１画素分、２画素分、遅延した信号である。すなわ
ち、フリップフロップ１０，１１は、主走査方向に関し
注目画素の前画素と前々画素に対する論理回路９の出力
信号ｑを、論理回路９に帰還させるための信号帰還回路
として設けられている。そして論理回路９の出力信号が
擬似中間調画信号として、フリップフロップ１０，１１
を経由し出力端子５へ出力される。減算器６には加算器
２の出力信号と論理回路９の出力信号ｑが入力し、その
差が注目画素についての誤差データとして求められ、こ
れが誤差メモリ７に格納される。

【００１９】論理回路９は表１（真理値表）によって表
わされる論理を持つ。

【００２０】

【表１】

【００２１】この真理値表から明らかなように、論理回
路９は、前々画素の信号（ｐ２）が白（”１”）で前画
素の信号（ｐ１）が黒（”０”）の場合に、現在の注目
画素の信号（ｐ０）が白であっても黒であっても一律に
出力信号ｑを黒にする。これ以外の場合には、出力信号
ｑの値は現在の注目画素の信号（ｐ０）の値に一致す
る。

【００２２】このような論理回路９の変換処理によっ
て、図１０または図１１に示した従来構成によれば擬似
中間長画信号中に頻繁に発生した長さが１の黒ランが、
長さ２の黒ランに置き換えられる。そして、ＭＨ符号化
の場合、長さ１の黒ランのコードは”０１０”で、１画
素あたりのコード長は３ビットとなるのに対し、長さ２
の黒ランのコードは”１１”で、１画素あたりのコード
長は１ビットとなるから、従来よりＭＨ符号化効率が良
好な擬似中間長画信号を得られる。

【００２３】例えば、従来構成によれば擬似中間調画信
号が図２の（ａ）に示すランパターンとなる場合に、本
実施例によれば図２の（ｂ）に示すようなランパターン
となる。前者はＭＨ符号のコード長が１８ビット（４．
５ビット／画素）であるのに対し、後者は１４ビット
（３．５ビット／画素）となる。この例からもＭＨ符号
化効率が向上することは明かである。

【００２４】また、ＭＲ符号化及びＭＭＲ符号化の場合
においても、水平モードはＭＨ符号に一致するため、同
様に擬似中間長画信号の符号化効率が向上する。

【００２５】このような符号化効率の改善のみならず、
擬似中間調画信号をレーザービームプリンタやインクジ
ェットプリンタ等の黒ドットが拡る記録装置によって記
録した場合の階調再現性も向上する。

【００２６】図３に５０％濃度の階調再現性の改善例を
示す。図３の（ａ）と（ｂ）は、同じ中間調画信号に対
し、従来構成により得られる擬似中間調画信号の記録パ
ターンと、本実施例により得られる擬似中間調画信号の
記録パターンである。（ａ）の記録パターンの平均濃度
は黒ドットの拡りによって約８０％に増加しているが、
これに対し（ｂ）の記録パターンは、平均濃度は約７０
％で理論濃度からの増加が少なく、階調再現性が改善さ
れていることが分かる。

【００２７】なお本実施例においては、論理回路９で長
さが１の黒ランに対して長さ２の黒ランに置き換える処
理を行なったが、長さが１の白ランに対して同様の処理
を行なうようにしてもよい。そのためには、論理回路９
の論理を次の表２（真理値表）のように変更すればよ
い。

【００２８】

【表２】

【００２９】また、本実施例では注目画素に対するコン
パレータ４の出力の補正のために、論理回路９は前画素
と前々画素の２ビットを参照したが、この参照画素数を
３以上にしてもよい。

【００３０】例えば参照画素数を３個に増やした場合、
図１のフリップフロップ１１と出力端子５の間にフリッ
プフロップを１個追加し、このフリップフロップの出力
（ｐ３）も論理回路９に入力し、さらに論理回路９を次
の表３に示す論理を持つものに変更する。

【００３１】

【表３】

【００３２】例えば、従来構成によると擬似中間調画信
号が図４の（ａ）に示すようなランパターンとなる場
合、この変形例によれば（ｂ）に示すようなランパター
ンの擬似中間調画信号が得られる。それぞれをＭＨ符号
化した場合、（ａ）のコード長は２７ビット（４．５ビ
ット／画素）となるのに対し、（ｂ）のコード長は１２
ビット（２ビット／画素）となり、コード長がほぼ半減
することが分かる。

【００３３】また、この変形例による理論濃度５０％の
階調再現例を図５に示す。長さ１の黒ランは長さ３の黒
ランに置き換えられるため、記録時の黒ドットの拡りに
よる影響が少なく記録濃度が理論濃度に接近し、階調再
現性が改善される。

【００３４】さらに、本実施例では誤差フィルタサイズ
は４画素であるが、これを増減してもかまわない。

【００３５】図６は本発明の第２の実施例による画像処
理装置のブロック図である。本実施例は、前記第１実施
例の基本構成を図１１に示した基本構成に変更したもの
であり、前記第１実施例と同様に、符号化効率及び階調
再現性を改善した擬似中間調信号を得ることができる。
また、本実施例においても、前記第１実施例の場合と同
様の変形が可能である。

【００３６】図７は本発明の第３の実施例による画像処
理装置のブロック図であり、図１０と同一の符号は同等
部を示している。

【００３７】本実施例は、図１０の基本構成において、
コンパレータ４と出力端子５の間に、前記第１実施例ま
たは第２実施例と同じ論理回路９を挿入するとともに、
処理中のラインの前ラインと前々ラインについての論理
回路９の出力信号ｑすなわち擬似中間調画信号を記憶
し、現在注目している画素（ｐ０）に対し、副走査方向
の前画素の信号（ｐ１）及び前々画素の信号（ｐ２）、
すなわち前ライン及び前々ライン上の注目画素と同一位
置の画素に対する論理回路９の出力信号を、論理回路９
に入力する信号帰還回路１２を追加した構成である。減
算器６には加算器２の出力信号と論理回路９の出力信号
が入力し、その差が注目画素についての誤差データとし
て求められ、これが誤差メモリ７に格納される。

【００３８】論理回路９の論理は前記表１に示す通りで
あるから、副走査方向について、前々画素の信号（ｐ
２）が白で前画素の信号（ｐ１）が黒ならば、現在の注
目画素の信号（ｐ０）の白、黒に関係なく、注目画素に
対する出力信号ｑは黒になる（注目画素の２値化結果を
一律に黒にする）。これ以外の条件では、出力信号ｑは
注目画素の信号（ｐ０）と同じ値となる。すなわち本実
施例においては、前記第１実施例で主走査方向について
行なわれた長さ１の黒ランを長さ２の黒ランに置き換え
る処理と同じ処理が、副走査方向について行なわれる。

【００３９】このような処理を行なうため、本実施例に
よれば、従来構成では擬似中間調画信号中の副走査方向
に連続しなかった黒ドットが連続するようになり、これ
をＭＲまたはＭＭＲ符号化すると垂直モードのＶ（０）
となる。Ｖ（０）はコード長が１で、他の垂直モードよ
りコード長が短くなるので、結果として符号化効率が向
上する。

【００４０】また、本実施例により得られる擬似中間調
画信号は、黒ドットが拡る記録装置によって記録した場
合の階調再現性が向上する。図８に５０％濃度の階調再
現性の改善例を示す。図８の（ａ）と（ｂ）は、同じ中
間調画信号に対し、従来構成により得られる擬似中間調
画信号の記録パターンと、本実施例により得られる擬似
中間調画信号の記録パターンである。（ａ）の記録パタ
ーンの平均濃度は黒ドットの拡りによって約８０％に増
加しているが、これに対し（ｂ）の記録パターンは、平
均濃度は約７０％で理論濃度５０％からの増加量が少な
く、階調再現性が改善されていることが分かる。

【００４１】なお、前記第１実施例と同様に、論理回路
９を前記表２に示す論理を持つように変更し、副走査方
向について白ドットを連続させる処理を論理回路９で行
なわせてもよい。

【００４２】また、論理回路９で３ライン以上の画素を
参照させるようにしてもよい。前ライン、前々ライン、
前々前ラインの３ラインの画素を参照する場合、信号帰
還回路１２に３ライン分の擬似中間調画信号を記憶させ
るとともに、前記第１実施例と同様に論理回路９に前記
表３に示す論理を持たせればよい。

【００４３】さらに、誤差フィルタサイズを増減しても
かまわない。図９は本発明の第４の実施例による画像処
理装置のブロック図である。本実施例は、前記第３実施
例の基本構成を図１１に示した基本構成に変更したもの
であり、前記第３実施例と同様に、符号化効率及び階調
再現性を改善した擬似中間調信号を得ることができる。
また、本実施例においても、前記第３実施例の場合と同
様の変形が可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明
は、中間調画信号を誤差拡散法により擬似中間調画信号
に変換する画像処理装置において、補正データを加算さ
れた後の中間調画信号の注目画素の信号を２値化する比
較手段の出力側に追加した論理手段に、信号帰還回路に
よって、主走査方向または副走査方向に関し注目画素の
直前の２以上の画素に対する前記論理手段の出力信号を
帰還させ、前記論理手段の変換処理によって、長さが１
の主走査方向または副走査方向の黒ランまたは白ランを
長さを２以上のランに置き換えるため、従来より符号化
効率が良好で、またレーザービームプリンタ等で記録し
た場合の階調再現性が優れた擬似中間調画信号を得られ
る、という効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のブロック図

【図２】（ａ）従来構成により得られる擬似中間調画信
号のランパターンの例とＭＨ符号を示す図 （ｂ）同じ中間調画信号に対して第１の実施例により得
られる擬似中間調信号のランパターンとＭＨ符号を示す
図

【図３】（ａ）従来構成により得られる５０％濃度の擬
似中間調階画信号の記録パターンの例を示す図 （ｂ）第１の実施例により得られる５０％濃度の擬似中
間調画信号の記録パターンの例を示す図

【図４】（ａ）従来構成構成により得られる擬似中間調
画信号のランパターンの例とＭＨ符号を示す図 （ｂ）同じ中間調画信号に対して、第１の実施例の変形
例により得られる擬似中間調画信号のランパターンとＭ
Ｈ符号を示す図

【図５】第１の実施例の変形例により得られる５０％濃
度の擬似中間調画信号の記録パターンの例を示す図

【図６】本発明の第２の実施例のブロック図

【図７】本発明の第３の実施例のブロック図

【図８】（ａ）従来構成により得られる５０％濃度の擬
似中間調階画信号の記録パターンの例を示す図 （ｂ）第３の実施例により得られる５０％濃度の擬似中
間調画信号の記録パターンの例を示す図

【図９】本発明の第４の実施例のブロック図

【図１０】従来例のブロック図

【図１１】他の従来例のブロック図

【符号の説明】

１ 中間調画信号の入力端子 ２ 加算器 ３ 閾値初正部 ４ コンパレータ ５ 擬似中間調画信号の出力端子 ６ 減算器 ７ 誤差メモリ ８ 誤差フィルタ ８Ａ 誤差フィルタ ９ 論理回路 １０ フリップフロップ（信号帰還回路） １１ フリップフロップ（信号帰還回路） １２ 信号帰還回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １画素単位で入力する中間調画信号を誤
   差拡散法により擬似中間調画信号に変換する画像処理装
   置であって、中間調画信号の注目画素の信号に補正デー
   タを加算する加算手段と、この加算手段の出力信号をあ
   る閾値によって２値化する比較手段と、この比較手段の
   出力信号が入力される論理手段と、主走査方向または副
   走査方向に関し注目画素の直前の２以上の画素に対する
   前記論理手段の出力信号を前記論理手段の入力へ帰還す
   る信号帰還手段と、注目画素に対する前記加算手段の出
   力信号と前記論理手段の出力信号とから前記補正データ
   を作成する手段とを有し、前記論理手段は、前記信号帰
   還手段より帰還された２以上の画素の信号の中で注目画
   素に最も近い画素の信号が黒で他の１以上の画素の信号
   が白の場合に注目画素の信号として黒の信号を出力し、
   それ以外の場合に前記比較手段より入力する信号と同じ
   信号を注目画素の信号として出力し、または前記信号帰
   還手段により帰還された２以上の画素の信号の中で注目
   画素に最も近い画素の信号が白で他の１以上の画素の信
   号が黒の場合に注目画素の信号として白の信号を出力
   し、それ以外の場合に前記比較手段より入力する信号と
   同じ信号を注目画素の信号として出力する論理を持ち、
   前記論理手段の出力信号を擬似中間調画信号として出力
   する画像処理装置。