JP2827265B2 - 中間調画像信号処理方式 - Google Patents

中間調画像信号処理方式

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JP2827265B2 JP1081613A JP8161389A JP2827265B2 JP 2827265 B2 JP2827265 B2 JP 2827265B2 JP 1081613 A JP1081613 A JP 1081613A JP 8161389 A JP8161389 A JP 8161389A JP 2827265 B2 JP2827265 B2 JP 2827265B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は2値しか表示できない装置に中間調画像表示
をするために利用できる中間調画像信号処理方式に関す
る。
(従来の技術) オン・オフの2値による中間調表現のために用いられ
る中間調画像処理方式としては、閾値の定め方として周
辺画素の濃度や表示結果を考慮に入れる条件付き決定方
式と、それらを考慮しない独立決定方式とが知られてい
る。
前者の内で現在最も画質がよいとされいる方式に平均
誤差最小法がある。この方式は、エム・アール・シュレ
ダ〔M.R.Schroeder(米ベル研究所)〕により1969年3
月にIEEE Spectrumに発表された論文、コンピュータに
よる画像(Images from computers)の中で述べられて
いる濃度の部分的空間平均(Local spatial averages o
f brightness)が基本で、その後ジェイ・エフ・ジアビ
イス他〔J.F.Jarvis et al.(米ベル研究所)〕により1
976年5月にコンピューターグラフィックスと画像処理
(Computer graphics and image processing)に発表さ
れた論文、2階調表示上における連続階調画表示のため
の技術の概観(Asurvay of techniques for the displa
yof continuous tone picture on bilevel displays)
の中で平均誤差最小(Minimized average error)法と
いう形で改良された方法である。
この方法は、第4図(a)に示すようにドットの有無
を決定しようとする注目画素の周辺の既にドットの有無
が決定された画素の誤差Ek,lに注目する。斜線は注目画
素を示している。
この誤差に第4図(b)に示すような重みマトリック
スWを掛け、その平均Amn Am,n=(1/ΣWk,l)・ΣWk,l・Ek,l ……(1) を求める。
ここで、注目画素の濃度データをIm,nとすると注目画
素のドット決定用データPm,nは Pm,n=Am,n+Im,n ……(2) となり、このPm,nの値が最大濃度レベルの半分以上か、
あるいは未満かの判定を行ない、注目画素のドットの有
無を決定する。
また、このときの注目画素の誤差Em,nは次のようにな
る。
ドット有りのとき Pm,n≧0.5 Em,n=Pm,n−1 ……(3) ドット無しのとき Pm,n<0.5 Em,n=Pm,n ……(4) この操作を全画素について実行し、画面形成を行なう
のが、平均誤差最小法の基本的な考え方である。
(発明が解決しようとする課題) しかし上記した従来の方法によるときは、濃度の平坦
な部分でかつ濃度値を″0″から″1″に正規化した場
合の1/3,3/2付近の濃度値でドットの発生周期が一定と
なり、縦縞模様が発生する。平均誤差最小法はドットを
ランダムに配置するので、この部分は特に目障りとなる
問題がある。
本発明は従来生じた目障りな縦縞模様の発生をなくし
た中間調画像信号処理方式を提供することを目的とす
る。
(課題を解決するための手段) 本発明の中間調画像信号処理方式は、中間調画像を擬
似階調表現するために中間調を有する画像データを2値
化する中間画像信号処理方式において、入力データを一
定閾値と比較して画素のドットの有・無を決定する2値
化手段と、前記2値化手段による2値化によって生じた
誤差を検出する誤差検出手段と、注目画素の前画素に対
する中間調処理のときに前記誤差検出手段により検出さ
れた誤差を所定比率で分配し、該分配誤差と前記注目画
素を含む所定比率に対応する複数の未処理画素にそれぞ
れ対する番地に既に記憶の誤差とを加算する第1演算手
段と、前記第1演算手段による加算結果を対応する番地
に記憶する誤差記憶手段と、前記誤差記憶手段の前記注
目画素の周辺の画素に対する番地から読み出した誤差を
加重平均し、かつ加重平均値と前記注目画素の画素デー
タとを加算する第2演算手段とを備え、該第2演算手段
の出力を前記2値化手段への前記入力データとすること
を特徴とするものである。
(作用) 本発明においては、中間調画像を模擬階調表現するた
めに中間調を有する画像データを2値化する中間調画像
信号処理方式において、誤差を決定する際にその誤差の
所定比率分を注目画素を含む未処理の画素に対して分配
し、既に記憶の誤差と加算した加算結果を新たな誤差と
し、注目画素周辺の画素に対する新たな誤差を加重平均
し、加重平均値と注目画素の画像データとを加算したデ
ータを2値化して注目画素の画像データに対する2値化
データとしたため、この2値化データにより中間画像を
表現した場合、従来生じていた目障りな縦縞模様の発生
はなくなる。
(実施例) 以下、本発明を実施例により説明する。
第1図は本発明の一実施例の構成の原理を示すブロッ
ク図である。総ての画像データは0から1に正規化され
ているものとする。
本実施例において処理されていく画素の順序は(X1
Y1)、(X2、Y1)、(X3、Y1)…(Xn、Y1)、(X1
Y2)…(Xn、Yn)の順序であるとして説明する。現に処
理する注目画素を(Xk、Yl)とし、直前に処理された画
素を(Xk-1,Yl)として、画素(Xk-1,Yl)までは既に
処理された画素とし、画素(Xk+1,Yl)は画素(Xk
Yl)の次に処理される画素とする。
1は原画像を示し、各画素に区分して示してあり、太
線内は既に処理された画素を示しており、画素(Xk-1
Yl)は*で、画素(Xk、Yl)は斜線で、画素(Xk+1
Yl)は#で示してある。
説明の都合上、画素(Xk-1,Yl)の処理の一部から説
明する。画素(Xk-1,Yl)の濃度データIk-1,lと平均デ
ータ演算手段8にて演算された平均データAk-1,lとは加
算器2で加算し、加算器2から出力されたドット決定用
データPk-1,lは2値化手段3で2値化し、2値化手段3
からの出力データ(0 OR 1)が画素(Xk-1,Yl)の中間
調処理データとして出力される。
ドット決定用データPk-1,lとドット決定用データP
k-1,lを2値化した2値化手段3からの出力データとの
誤差を誤差検出手段4で検出する。ここで、誤差検出手
段4では前記した(3)式、(4)式による誤差Ek-1,l
が検出されるが、このままの誤差Ek-1,lを誤差とはせ
ず、誤差検出手段4で検出された誤差Ek-1,lを誤差分配
値演算・記憶手段5に供給して、検出された誤差Ek-1,l
の1/2を演算し、これを誤差分配値E0(=1/2Ek-1,l)と
して、一旦記憶する。
画素(Xk-1,Yl)に対応させて、誤差記憶手段7の番
地〔以下この番地を番地(k-1,l)と、また他の画素た
とえば画素(Xk,Yl)に対応しても同様に番地(k,l)
と記す〕、すなわち番地(k-1,l)に記憶されている前
画素の処理により分配された誤差分配値Ek-1,l′を読み
出して、加算器6で誤差分配値Ek-1,l′と誤差分配値E0
(=1/2Ek-1,l)とを加算し、誤差記憶手段7の番地(k
k-1,l)に記憶させる。さらにまた誤差記憶手段7の番
地(k,l)に誤差分配値E0(=1/2Ek-1,l)を記憶させ
る。
したがって、この場合においては誤差は Ek-1,l=Ek-1,l′+E0 ……(5) Ek,l=E0 ……(6) が誤差記憶手段7の番地(k-1,l)および番地(k,l)に
夫々記憶された状態となる。
誤差記憶手段7の番地(k-1,l)に記憶されている誤
差Ek-1,l(=Ek-1,l′+E0)を読み出して、平均データ
演算手段8に供給する。
第4図(b)に示すように重みマトリックスWにおけ
る斜線部を誤差記憶手段7の番地(k,l)に対応させた
ときの、重みマトリックスの各成分に対応する誤差記憶
手段7の番地に記憶の誤差を読み出して、重みマトリッ
クスの各成分とそれに対応する番地の誤差とを掛け、そ
の平均重みマトリックスの成分の総和で割った重み付き
平均Ak,lを平均データ演算手段8にて演算する。この演
算された平均Ak,lを加算器2に供給し、加算器2で画素
(k,l)の濃度データIk,1と平均Ak,lとを加算して、第
2式にしたがった画素(k,l)に対するドット決定用デ
ータPK,lが得られる。
このドット決定用データPK,lが2値化手段3にて2値
化されて画素(k,l)の中間調処理データとして出力さ
れる。
以下、同様にして、次に処理される画素(K+1,l)の
中間調処理データPk+1,lを得る。
ここで、特許請求の範囲に記載の2値化手段は実施例
における2値化手段3に対応し、後記のステップS2〜ス
テップS4の処理を行う。特許請求の範囲に記載の誤差検
出手段は実施例における誤差検出手段4に対応し、後記
のステップS5およびステップS6の処理を行う。特許請求
の範囲に記載の第1演算手段は実施例における誤差分配
値演算・記憶手段5および加算器6に対応し、特許請求
の範囲に記載の誤差記憶手段は誤差記憶手段7に対応
し、協働して後記のステップS7の処理を行う。特許請求
の範囲に記載の第2演算手段は実施例における平均デー
タ演算手段8および加算器2に対応し、協働して後記の
ステップS1の処理を行う。
本実施例における作用をフローチャートの形で示せば
第2図に示す如くである。
注目画素の周辺画素から注目画素のドット有無判定値
PijをPij=Iij+ΣwEijから求める(ステップS1)。こ
こでIijは注目画素値、Wは重みマトリックス、Eijは周
辺画素の誤差を示している。
ステップS1に続いてドット有無が決定される。(ステ
ップS2)。ここで全範囲を〔0〜255〕とし、中間点を
〔128〕としてあり、ステップS2においてPij≧128をチ
ェックすることにより判別する。Pij≧128のときは注目
画素のドットありとし(ステップS3)、Pij<128のとき
は注目画素のドットなしとする(ステップS4)。
ステップS3に続いて〔E=Pij−255〕で誤差算出し
(ステップS5)、ステップS4に続いて〔E=Pij−0〕
で誤差算出を行なう(ステップS6)。すなわちステップ
S3およびステップS5が実行されるときはPij≧128の場合
であって、ドットありと判別された場合である。ステッ
プS4およびステップS6が実行されるときはPij<128の場
合であって、ドットなしと判別された場合である。
ステップS5、S6に続いて誤差の分配値が、Eij=E/2+
Eij′,Ei+1,j=E/2+Ei+1,jから演算され(ステップ
S7)、続いてステップS1が実行される。
ここで、ステップS2、S3およびS4は2値化手段3によ
る2値化に対応し、ステップS5およびS6は誤差検出手段
4による誤差検出に対応し、ステップS7は誤差分配値演
算・記憶手段5、加算器6、誤差記憶手段7による処理
が対応し、ステップS1は平均データ演算手段8、加算器
2による処理が対応していることになる。
上記した本実施例によって中間調画像信号処理した結
果による表現の一例は、第3図(a)に示す如くであ
る。また、従来の平均誤差最小法によって同一画像を処
理した結果は、第3図(b)に示す如くである。第3図
(a)と第3図(b)とを比較すれば明らかな如く、第
3図(b)において濃度レベルが1/3,2/3付近のACの交
点およびBDの交点で示した部分に生じている目障りな縦
縞模様は、第3図(a)では抑えられて生じていない。
なお、各画素に対応して分配する誤差の比率を、本実
施例では現に処理する画素(k,l)と、次に処理しよう
とする画素(k+1,l)に1対1に振り割った場合を例示
したが、この比率は1対1外であってもよい。また、振
り割る画素も、次の画素のみならず、現に処理する画素
(k,l)の周辺の未決定画素に振り割ってもよい。
また、カラー画像の場合には、同様な手順で各色に対
して行ない、出力時に合成すればよい。
(発明の効果) 以上説明した如く本発明によれば、中間調を有する画
像データを2値化する中間調画像信号処理において、注
目する画素のドットの有無を決める際生じた誤差のうち
の所定比率の誤差を未処理の画素に対して分配するよう
にしたため、平均誤差最小法による中間調画像処理によ
って生じていた縦縞模様が除去される効果を奏し、目障
りな縦縞模様が消失した中間調デジタル画像が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成の原理を示すブロック
図。 第2図は本発明の一実施例における作用の手順を示した
フローチャート。 第3図(a)は本発明の一実施例によって処理された出
力による画像例を示す図。 第3図(b)は従来の平均誤差最小法によって処理され
た出力による画像例を示す図。 第4図(a)および(b)は平均誤差最小法において注
目する画素と平均をとる範囲を示す図およびそのときの
重みを示す重みマトリックスの図。 1……原画像、2および6……加算器、3……2値化手
段、4……誤差検出手段、5……誤差分配値演算・記憶
手段、7……誤差記憶手段、8……平均データ演算手
段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G09G 5/00 - 5/40 G06T 1/00 - 5/50

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中間調画像を擬似階調表現するために中間
    調を有する画像データを2値化する中間調画像信号処理
    方式において、入力データを一定閾値と比較して画素の
    ドットの有・無を決定する2値化手段と、前記2値化手
    段によって生じた誤差を検出する誤差検出手段と、注目
    画素の前画素に対する中間調処理のときに前記誤差検出
    手段により検出された誤差を所定比率で分配し、該分配
    誤差と注目画素を含む所定比率に対応する複数の未処理
    画素にそれぞれ対する番地に既に記憶の誤差とを加算す
    る第1演算手段と、前記第1演算手段による加算結果を
    対応する番地に記憶する誤差記憶手段と、前記誤差記憶
    手段の前記注目画素の周辺の画素に対する番地から読み
    出した誤差を加重平均し、かつ加重平均値と前記注目画
    素の画素データとを加算する第2演算手段とを備え、該
    第2演算手段の出力を前記2値化手段への前記入力デー
    タとすることを特徴とする中間調画像信号処理方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6139778A (ja) * 1984-07-31 1986-02-25 Seiko Epson Corp 画像2値化処理方法
JPH0691606B2 (ja) * 1987-06-11 1994-11-14 キヤノン株式会社 画像処理方法

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