JP2927155B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP2927155B2
JP2927155B2 JP5240868A JP24086893A JP2927155B2 JP 2927155 B2 JP2927155 B2 JP 2927155B2 JP 5240868 A JP5240868 A JP 5240868A JP 24086893 A JP24086893 A JP 24086893A JP 2927155 B2 JP2927155 B2 JP 2927155B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/405Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
    • H04N1/4051Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size
    • H04N1/4052Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size by error diffusion, i.e. transferring the binarising error to neighbouring dot decisions

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  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像処理装置に関し、
詳しくは平均誤差最小法を用いて、原画像の有する階調
を多値化された画素の分布により表現する画像処理装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、オン、オフの2値による中間調表
現のために用いられる画像処理方法としては、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いれる条
件付き決定方法と、それらを考慮しない独立決定方法と
が知られている。
【0003】前者の内で現在最も画質がよいとされてい
る方法に平均誤差最小法がある。この方法は、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 c
omputers)の中でのべられている濃度の部分的
空間平均(Local spatial averag
es of brightness)が基本で、その
後、J.F.Jarvis(米ベル研究所)他により1
976年5月にコンピュターグラフィックスと画像処理
(Computer graphics and im
age processing)に発表された論文、2
階調表現上における連続階調表示のための技術の概観の
中で平均誤差最小(Minimizes averag
e err)法という形で改良された方法である。
【0004】この方法は、図3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E(k,l)に注目する。斜
線は注目画素を示している。この誤差に図4に示すよう
な重みマトリクスWをかけ、その平均A(m,n)を求
める。この式は、 A(m,n)=(1/ΣW(k,l))・ΣW(k,l)・E(k,l) ・・・式1 となる。
【0005】ここで、注目画素の濃度データをI(m,
n)とすると注目画素のドット決定用データP(m,
n)は、 P(m,n)=A(m,n)+I(m,n) ・・・式2 となり、このP(m,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E(m,n)は次のようになる。
【0006】 ドット有りの時 P(m,n)>=0.5 E(m,n)=P(m,n)−1 ・・・式3 ドット無しの時 P(m,n)<0.5 E(m,n)=P(m,n) ・・・式4 この操作を全画素について実行し、画像形成を行なうの
が、平均誤差最小法の基本的な考え方である。
【0007】このように、平均誤差最小法はオン、オフ
の2値の出力しかできない出力装置では用いることは出
来るが、パルス幅変調やパワー変調などを用いることに
より1画素で3値から16値の多値を出力できるプリン
タ等の出力装置には適したものとは言えなかった。その
ため平均誤差最小法を用いて多値を出力する方法とし
て、特開平3−18177にあるようにしきい値を複数
もつ方法が知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た平均誤差最小法を用いた多値化方法では、平均誤差最
小法の特徴である目障りな模様は、2値化の場合と全く
同じ様に発生するという問題があった。
【0009】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、平均誤差最小法を多値化に対応
する様にすると共に、平均誤差最小法の特徴である目障
りな模様の発生を軽減することにより良好な画像を表現
することが可能となる。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の画像処理装置は、原画像の各画素の濃度に基
づいて定められるパラメータを所定の閾値と比較して2
値化すると共に、該2値化により生じた量子化誤差を他
の画素の2値化に反映させる平均誤差最小法を用い、原
画像の有する階調を2値化された画素の分布により表現
する画像処理装置において、前記原画像の各画素の濃度
値を、各画素毎に、総和が前記濃度値となるように複数
の濃度値に分割する分割手段と、前記分割された濃度毎
に前記平均誤差最小法を行う2値化手段とを備えたもの
である。
【0011】
【作用】上記の構成を有する本発明の画像処理装置は、
平均誤差最小法を用いた2値化において、原画像の各画
素の濃度を複数に複数に分割し、この分割した濃度に対
して2値化処理を行い、2値化処理後の各値加算し、こ
れを出力値とすることにより、平均誤差最小法を多値化
に対応し、また平均誤差最小法の特徴である目障りな模
様の発生を軽減する。
【0012】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
【0013】図1は、実施例としての画像処理装置の概
略構成図である。画像処理装置は、図示するように、原
画像を多階調で読み込むイメージスキャナ1と、イメー
ジスキャナ1からの映像信号を処理してプリンタ2に出
力する電子制御装置3とから構成されている。電子制御
装置3は、周知のCPU4、ROM5、RAM6、ビデ
オRAM7等を備えたいわゆる算術論理演算回路として
構成されており、バス8を介して、画像信号入力ポート
9、ディスプレイ10を制御するCRTC11、外部記
憶装置12やプリンタ2を駆動する出力ポート13等と
相互に接続されている。
【0014】画像入力ポート9には、イメージスキャナ
ー1が接続されており、イメージスキャナー1の出力す
る映像信号をリアルタイムでディジタル信号に変換しビ
デオRAM7に0ないし1の数値として蓄積する。従っ
て、CPU4は、ビデオRAM7の所定の領域をアクセ
スする事により、階調情報を含んだ原画像のデータを読
み出すことが出来る。
【0015】プリンタ2は、噴出ドットの大きさを変え
ることにより3値の出力が出来るインクジェットタイプ
のものである。つまり、このプリンタには0、0.5、
1の数値に応じた信号を与えることにより、ドットを噴
出しない、最大径のドットの半分のドットを噴出する、
最大径のドットを噴出するの3値の出力が出来る。尚、
多色の画像を扱う場合には、多色のイメージスキャナと
多色のプリンタとを用いればよい。
【0016】次に、図2に示すフローチャートに基づい
て、この画像処理装置が実行する画像処理について説明
する。
【0017】図2に示す制御ルーチンが起動されると、
まず、画像信号入力ポート9を介してイメージスキャナ
ー1から画像を取り込む処理を行なう(ステップS10
0)。画像信号入力ポート9は、イメージスキャナ1か
らの映像信号を入力すると、その階調情報を値0ないし
1の間の数値(このレンジを濃度レンジAとする)に変
換しつつ、順次ビデオRAM7に展開していく。従っ
て、ビデオRAM7の所定の領域には、原画像の階調情
報を含む画像データが格納される。尚、この変換過程で
は対象画像の画質に応じた種々の前処理を施すことがで
き、コントラストの強調や圧縮あるいは画像を最終的に
出力するプリンタ2等のガンマ補正や色補正を行なうこ
とも可能である。こうして変換された後の数値を、以下
画素の濃度データと呼ぶ。
【0018】続いて、画像の原点から画像データの走査
を開始し、変数m,nを値0に初期化する(ステップS
110)。以下、ステップS110ないしステップS2
20を繰り返し実行することにより、原画像の各画素の
濃度に対応してプリンタに与える出力データO(m,
n)を決定する処理を行なう。以下の説明では、走査の
過程で着目する画素の位置を(m,n)とし、この画素
の濃度をI(m,n)とするものとする。尚、画素の位
置(m,n)を示す変数m,nは、m=0,1,・・,
mMAX、n=0,1,・・,nMAXであり、画像処
理の対象となる原画像の大きさは、横(mMAX)×縦
(nMAX)となる。
【0019】ステップS120で図5に示す12個の画
素の量子化誤差Ex(kx,lx)と、図6に示す重み
マトリクスWx(kx,lx)とから、累積平均誤差A
x(m,n)を式1により算出する処理を行なう。尚、
先行領域のこれら12個の画素は、既にドットの配分に
関する処理が行なわれており、その量子化誤差Ex(k
x,lx)の求め方については、注目画素での処理に即
して後述する。
【0020】ここで、xは出力データOとして得たい階
調数に依存し、出力データOをn値とする場合、xはx
=1,..,n−1となる。また、このときのn−1を
分割数Sとする。本実施例では、xは、x=1,2、S
は2となる。今回重みマトリクスW1とW2は同じとし
たが、これによらず違う重みマトリクスとしてもよく、
その個数も12個に限らない。
【0021】次に、図5に示す注目画素の濃度データI
(m,n)から、注目画素の複数の分割データPx
(m,n)をもとめる。分割データPx(m,n)の求
め方は、濃度レンジAを分割数Sで割った値(以下分割
値レンジB)で、濃度データI(m,n)を分割するこ
とにより得る。本実施例では濃度レンジAは1なので、
分割レンジBは0.5となる。
【0022】ステップS130で濃度データI(m,
n)から変換データPx(m,n)(x=1,2)を求
める処理を行なう。即ち、濃度データI(m,n)か
ら、I(m,n)が0.5以上の場合、 P1(m,n)=I(m,n)−0.5 ・・・式5 P2(m,n)=0.5 ・・・式6 そうでなければ、 P1(m,n)=0 ・・・式7 P2(m,n)=I(m,n) ・・・式8 により、変換データPx(m,n)を、算出するのであ
る(ステップS130)。
【0023】続いて、こうして求めた累積平均誤差A1
(m,n)と変換データP1(m,n)、累積変換誤差
A2(m,n)と変換データP2(m,n)とを加える
ことにより、注目画素の出力決定用データQ1(m,
n)、Q2(m,n)を算出する処理を行なう(ステッ
プS140)。
【0024】こうして、注目する画素の出力決定用デー
タQx(m,n)と変換データPx(m,n)の中間値
(分割しきい値T=0.25)との大小を比較し(ステ
ップS150)、出力決定用データQx(m,n)が分
割しきい値T以上であれば、分割出力データRx(m,
n)を値0.5に設定し(ステップS160)、そうで
なければ、分割出力データRx(m,n)を値0に設定
する(ステップS170)。
【0025】この後に、出力決定用データQx(m,
n)から分割出力データRx(m,n)を減算し、量子
化誤差Ex(m,n)を求める処理を行なう(ステップ
S180)。出力決定用データQx(m,n)は、値0
もしくは0.5を取るので、両者の差を求めることによ
り、量子化誤差が求められることになる。
【0026】次に、ステップS190で分割出力データ
Rx(m,n)を合計して出力データO(m,n)を得
る。
【0027】 O(m,n)=R1(m,n)+R2(m,n) ・・・式9 この出力データO(m,n)は、0,0.5,1のうち
いづれかの値を取る。得られた出力データO(m,n)
は、RAM12内の所定の領域に記憶される。
【0028】次に、注目画素の位置を更新するために、
横方向位置を示すmを値1だけインクリメントし(ステ
ップS200)。こうして更新された変数mについて、
横方向位置の最小値0を越え最大値mMAX未満である
か否かの判断を行なう(ステップS210)。この範囲
に入っていれば引続き同じ処理を行うとし、ステップS
110に戻って上述した処理(ステップS110ないし
S210)を繰り返す。
【0029】画像処理を繰り返して注目画素の走査が端
まで至れば、変数mは最大値mMAXとなる。この場合
には、注目画素の縦方向位置を示す変数nを値1だけイ
ンクリメントし(ステップS220)、この変数nが縦
方向の最大値nMAX以下か否かを判断し(ステップS
230)、最大値nMAX以下であれば、次のラインの
端から同様の処理を行なうとして、ステップS110に
戻り、上述した処理(ステップS110ないしS23
0)を繰り返す。こうして注目画素についての画像処理
が、原画像の終端まで完了した場合には、走査を終了し
(ステップS240)、RAM6内の出力データO
(m,n)を読みだしてディスプレイ10、プリンタ2
もしくは外部記憶装置12に出力し(ステップS25
0)、本ルーチンを終了する。
【0030】以上のように構成された本実施例の画像処
理装置では、原画像に対し、平均誤差最小法を基本とし
て、出力データO(m,n)の値を定めていく。
【0031】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の画像処理装置によれば、通常、2値化処理に用い
られる平均誤差最小法を多値化に用いるとともに、平均
誤差最小法の出力に見られる目障りな模様の発生を軽減
することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である画像処理装置を示す概
略構成図である。
【図2】上記画像処理装置の画像処理を示すフローチャ
ートである。
【図3】平均誤差最小法の2値化処理における注目画素
と2値化に用いる量子化誤差の位置関係を示す図であ
る。
【図4】平均誤差最小法の2値化処理における重みマト
リクスを示す図である。
【図5】上記画像処理装置の2値化処理における注目画
素と2値化に用いる量子化誤差の位置関係を示す図であ
る。
【図6】上記画像処理装置の2値化処理における重みマ
トリクスを示す図である。
【符号の説明】
3 電子制御装置 4 CPU 5 ROM 6 RAM 7 ビデオRAM 9 画像信号入力ポート 11 CRTC 13 出力ポート

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原画像の各画素の濃度に基づいて定めら
    れるパラメータを所定の閾値と比較して2値化すると共
    に、該2値化により生じた量子化誤差を他の画素の2値
    化に反映させる平均誤差最小法を用い、原画像の有する
    階調を2値化された画素の分布により表現する画像処理
    装置において、 前記原画像の各画素の濃度値を、各画素毎に、総和が前
    記濃度値となるように複数の濃度値に分割する分割手段
    と、 前記分割された濃度毎に前記平均誤差最小法を行う2値
    化手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
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