JP3011464B2 - 画像処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中間調を含む多値画像
を中間調２値化方法を用いて白黒への２値化処理を行う
画像処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この様な分野の技術としては、例
えば、プロシ―ディングオブ ザソサイティ フォ―
インフォメ―ション ディスプレイ（Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓ．Ｉ．Ｄ．）、１７／２、
（１９７６）（米）、Ｆｌｏｙｄ ａｎｄ Ｓｔｅｉｎ
ｂｅｒｇ“アン アダプティブ アルゴリズム フォ―
スペシャル グレイスケ―ル（Ａｎ Ａｄａｔｉｖｅ
Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒ Ｓｐａｔｉａｌ Ｇｒａ
ｙｓｃａｌｅ）”Ｐ．７５−７７に記載されるものがあ
った。

【０００３】従来、ディジタルファクシミリ等の画像処
理方法においては、中間調を擬似的に表現するための２
値化方法が用いられている。

【０００４】この２値化方法には、前記文献に記載され
ているように、誤差拡散法が知られている。誤差拡散法
は、２値化する入力画素の濃度値と出力画素の濃度値と
の差を誤差として、２値化した画素の周辺画素に重み付
けを施した後に加算し、その加算値を入力画素値として
固定閾値で２値化する方法である。その方法を図２及び
図３に示す。

【０００５】図２は、１次元の誤差拡散法を示す図であ
る。

【０００６】入力画素の濃度Ｎに対する処理方向は、図
の左から右である。先ず、第１の画素１−１は、固定閾
値ＴＨより大きいので、黒と出力される。ここで、黒
は、図２の上に示す線の値（スキャナのダイナミックレ
ンジの最大値）であり、これと入力値との差（入力値−
出力値）が誤差Ｅとなる。この誤差Ｅに、該誤差を拡散
させる画素が１つなので、重率１を掛けて右隣りの第２
の画素１−２に加算する。第２の画素１−２は、前記誤
差Ｅを加算された後の値を固定閾値ＴＨで２値化する。
ここでの出力は白であり、生じた誤差Ｅを隣りの第３の
画素１−３に加算する。このようにして、順次誤差Ｅを
加算して固定閾値ＴＨで２値化するのが、１次元の誤差
拡散法である。

【０００７】図３は、２次元の誤差拡散法の説明図であ
り、主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙとして、注目画素１
に対して誤差を拡散させる近傍画素１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，
１Ｄと、その近傍画素１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに対する
重率７／１６，３／１６，５／１６，１／１６が示され
ている。

【０００８】この２次元の誤差拡散法では、１次元の誤
差拡散法と同様に（入力値−出力値）の誤差を求め、こ
の求めた誤差に、所定の重率を掛けて走査方向Ｘ，Ｙの
画素に加算し、その加算値を固定閾値ＴＨで２値化する
ようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
誤差拡散法を用いた画像処理方法では、２値化する入力
画素の濃度値と、出力画素の濃度値との差を誤差とし
て、２値化した画素の周辺画素に単に重み付けを施した
後に２値化するため、文字や図形等の細い線がかすれる
という問題があり、それを解決することが困難であっ
た。

【００１０】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、誤差拡散法を用いた２値化処理による文字等の
細い線がかすれるという点について解決した画像処理方
法を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、第１の発明は、中間調の濃度を含む画像を中間調２
値化方法を用いて２値化する画像処理方法において、前
記画像中の注目画素に対する近傍画素の２値化誤差の負
の個数から、該注目画素が線か否かを判定し、前記判定
結果が線である時には、前記注目画素の濃度値を係数倍
する強調処理を施した後に所定閾値で２値化するように
している。

【００１２】第２の発明は、第１の発明において、前記
注目画素が線か否かは、前記注目画素に対して特定位置
の近傍画素の２値化誤差が負か否かから判定するように
している。

【００１３】第３の発明は、第１又は第２の発明におい
て、前記中間調２値化方法を、誤差拡散法、平均誤差最
小法等のランダムディザ法により実行するようにしてい
る。

【００１４】

【作用】第１の発明によれば、以上の様に画像処理方法
を構成したので、中間調２値化方法を用いて中間調の濃
度を含む画像を２値化する際に、注目画素に対する近傍
画素の２値化誤差の負の個数から、該注目画素が線か否
かを簡単に判定できる。そして、この判定結果に基づ
き、注目画素が線であると判定された場合、該注目画素
の濃度値を係数倍して強調処理すれば、該注目画素の濃
度値の２値化処理時に、細い線のかすれの防止が図れ
る。

【００１５】第２の発明では、注目画素に対して特定位
置の近傍画素の２値化誤差が負か否かから、該注目画素
が線か否かを判定しているので、その判定が簡単に行え
る。しかも、線であると判定された時には、注目画素を
係数倍して強調した後、所定閾値で２値化するので、第
１の発明と同様に、細い線のかすれの防止が図れる。第
３の発明では、誤差拡散法や平均誤差最小法等のランダ
ムディザ法を用いて中間調２値化処理を行っているの
で、比較的簡単で、かつ高精度な、画像の２値化処理が
行える。従って、前記課題を解決できるのである。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の第１の実施例を示す画像処
理方法を用いた画像処理装置の概略の機能ブロック図で
ある。

【００１７】この画像処理装置は、誤差拡散法を用いた
もので、中間調の濃度を含む画像を画素単位で多値の濃
度値に変換する入力部１１を有している。入力部１１
は、スキャナ、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変
換器）、及び補正回路等で構成され、その出力側には、
加算部１２を介して強調部１３が接続されている。加算
部１２は、入力部１１の出力に対して誤差Ｅを加算し、
その加算結果を強調部１３へ出力する回路である。強調
部１３は、ライン信号Ｌに基づき加算部１２の出力を係
数倍する回路であり、その出力側には、２値化部１４を
介して２値化誤差計算部１５が接続されている。

【００１８】２値化部１４は、強調部１３の出力を固定
閾値ＴＨにより２値化し、黒ならば論理“１”を、白な
らば論理“０”の信号を出力する回路である。２値化誤
差計算部１５は、強調部１３の出力及び２値化部１４の
出力に基づき、２値化誤差Ｇ（ｍ，ｎ）を計算する回路
であり、その出力側には、ラインメモリ１６、誤差計算
部１７及び負数計数部１８が接続されている。２値化誤
差Ｇ（ｍ，ｎ）のｍ，ｎは、図３の主走査方向Ｘ及び副
走査方向Ｙにおける注目画素の位置である。

【００１９】ラインメモリ１６は、２値化誤差計算部１
５の出力に基づき１ラインの誤差を記憶し、その記憶値
を誤差計算部１７及び負数計数部１８へ与えるメモリで
ある。誤差計算部１７は、２値化誤差計算部１５及びラ
インメモリ１６の出力に基づき、所定の画素及び重率で
２値化誤差Ｇ（ｍ，ｎ）を拡散させるために、誤差Ｅを
計算し、その誤差Ｅを加算部１２へフィ―ドバックする
回路である。

【００２０】負数計数部１８は、２値化誤差計算部１５
及びラインメモリ１６の出力に基づき、近傍画素の２値
化誤差の負の誤差の数を計数し、その数から該注目画素
が線か否かを判定し、判定結果であるライン信号Ｌを強
調部１３へフィ―ドバックをする回路である。

【００２１】また、２値化部１４の出力側には、出力部
１９が接続されている。出力部１９は、２値化部１４の
出力を画像或いはコ―ドとして出力する回路であり、プ
リンタ或いは符号化装置等で構成されている。

【００２２】以上の画像処理装置において、誤差拡散法
は、加算部１２、２値化部１４、２値化誤差計算部１
５、ラインメモリ１６、及び誤差計算部１７で実行さ
れ、それに強調部１３及び負数計数部１８を付加したこ
とが本実施例の特徴である。そして、この画像処理装置
は、個別回路、或いはディジタルシグナルプロセッサ
（ＤＳＰ）等のプログラム制御により構成されている。

【００２３】次に、本実施例の画像処理方法を説明す
る。

【００２４】中間調の濃度を含む画像が入力部１１に入
力されると、該入力部１１では、入力画像を画素単位で
多値の濃度値、例えば２５６階調の０〜２５５までの値
を加算部１２へ出力する。加算部１２では、入力部１１
からの注目画素の濃度値に対し、誤差計算部１７からの
誤差Ｅを加算して強調部１３へ出力する。強調部１３
は、負数計数部１８からのライン信号Ｌを入力し、該ラ
イン信号Ｌが、注目画素が線であるという情報の時には
加算部１２の出力に対して入力値の１．５倍を掛け、線
でなかった時には何もしないで２値化部１４及び２値化
誤差計算部１５へ出力する。

【００２５】２値化部１４は、強調部１３の出力を例え
ば図２の様な固定閾値ＴＨにより２値化し、黒ならば
“１”を、白ならば“０”の信号を２値化誤差計算部１
５及び出力部１９へ出力する。２値化誤差計算部１５で
は、強調部１３の出力と２値化部１４の出力を入力し、
次式（１）の計算を行って２値化誤差Ｇ（ｍ，ｎ）を求
める。

【００２６】 ２値化部１４よりの出力信号が“０”の場合 Ｇ（ｍ，ｎ）＝Ｍ ２値化部１４よりの出力信号が“１”の場合 Ｇ（ｍ，ｎ）＝Ｍ−ＵＬ …（１） ここで、Ｍは強調部１３からの出力、ＵＬは入力部１１
の最大値であって例えば６３である。また、２値化誤差
Ｇ（ｍ，ｎ）のｍ，ｎは、例えば図３に示す注目画素の
位置である。

【００２７】ラインメモリ１６は、２値化誤差Ｇ（ｍ−
１，ｎ）を２値化誤差計算部１５から受取り、Ｇ（ｍ＋
２，ｎ−１）を誤差計算部１７及び負数計数部１８へ出
力する。ここでは、Ｇ（ｍ＋２，ｎ−１）からＧ（ｅｎ
ｄ，ｎ−１）と、Ｇ（ｓｔａｒｔ，ｎ）からＧ（ｍ−
２，ｎ）の合わせて１ラインの誤差を記憶する。

【００２８】誤差計算部１７では、例えば図３に示すよ
うな画素及び重率で、２値化誤差計算部１５からの２値
化誤差Ｇ（ｍ，ｎ）を拡散させ、入力画素の濃度値に対
して加算されるべき誤差Ｅを次式（２）に基づき計算
し、その計算結果ＧＳ（ｍ，ｎ）を加算部１２へ出力す
る。

【００２９】 ＧＳ（ｍ，ｎ）＝［Ｇ（ｍ−１，ｎ）×７＋Ｇ（ｍ＋１，ｎ−１）×３ ＋Ｇ（ｍ，ｎ−１）×５＋Ｇ（ｍ−１，ｎ−１）×１］ ／１６ …（２） ここで、Ｇ（ｘ，ｙ）は各画素の２値化誤差、そのｘ及
びｙはその画素の主走査方向Ｘ及び副走査方向Ｙの位
置、ｍ及びｎは注目画素の位置である。

【００３０】負数計数部１８では、誤差計算部１７で使
用した近傍画素の２値化誤差の負の誤差の数を計数し、
例えば２値化誤差４つの内、負数が２或いは３の場合に
は注目画素を線として判定し、該判定結果であるライン
信号Ｌを強調部１３へフィ―ドバックする。強調部１３
は、ライン信号Ｌに基づき、加算部１２の出力濃度値を
強調する。この強調された濃度値は、２値化部１４で２
値化され、その２値デ―タが出力１９から、画像或いは
コ―ド等として出力される。

【００３１】図４は、従来方法と第１の実施例の画像処
理結果の例を示す図であり、（ａ）が従来方法、（ｂ）
が第１の実施例の処理結果である。この画像処理結果で
は、１０．５ポイントの文字を含むチャ―トを２００ｄ
ｐｉ、２５６階調で読み込み処理したものである。

【００３２】この第１の実施例では、次のような利点を
有している。

【００３３】（１）本実施例では、負数計数部１８に於
いて、２値化誤差に基づき注目画素が線か否かを判定
し、その判定結果をライン信号Ｌとして強調部１３へ与
える。強調部１３では、ライン信号Ｌに基づき、線と判
定された場合には加算部１２の出力濃度値を強調し、そ
の強調された濃度値を誤差拡散法によって２値化する。
そのため、図４（ａ）の従来方法では、文字の細い線が
かすれているが、本実施例の方法では、図４（ｂ）の様
に細い線のかすれが現れない。

【００３４】（２）誤差拡散法に於いてラインメモリ１
６を使用しているので、該ラインメモリ１６で誤差を記
憶することにより、回路規模を小さくして強調部１３に
よる２次元強調を行うことができる。

【００３５】（３）前記（１），（２）の利点があるた
め、文字等を含む中間調画像に対して線のかすれのな
い、精度の良い２値化処理が行える。従って、ファクシ
ミリやイメ―ジスキャナ等の２値化処理部として有効で
ある。

【００３６】図５は、本発明の第２の実施例を示す画像
処理方法における画像処理装置の概略の機能ブロック図
であり、図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付
されている。

【００３７】この画像処理装置が図１の装置と異なる点
は、負数計数部１８に代えて負判定部２８を設けた点で
ある。この負判定部２８は、２値化誤差計算部１５及び
ラインメモリ１６の出力を入力し、誤差計算部１７で使
用した近傍画素の２値化誤差でＧ（ｍ，ｎ）とＧ（ｍ，
ｎ−１）が負か否かを判定し、その判定結果をライン信
号Ｌの形で強調部１３へ出力する機能を有している。

【００３８】負判定部２８は、例えば２値化誤差Ｇ
（ｍ，ｎ）とＧ（ｍ，ｎ−１）の２つの内、どちらか一
方が負の場合に注目画素を線として判定する。すると、
強調部１３では、負判定部２８からの注目画素が線であ
るという情報から、加算部１２の出力濃度値を入力値の
例えば１．５倍とし、線でなかった場合は何もしないで
２値化部１４へ出力する。２値化部１４は、第１の実施
例と同様に、強調部１３の出力を固定閾値ＴＨにより２
値化し、黒ならば“１”を、白ならば“０”の信号を出
力する。この出力は、出力部１９から、画像或いはコ―
ド等として外部へ出力される。

【００３９】第２の実施例では、注目画素に対して特定
の位置の近傍画素の２値化誤差Ｇ（ｍ，ｎ），Ｇ（ｍ，
ｎ−１）が負か否かから、注目画素が線か否かを判定
し、その判定結果に基づき注目画素の濃度値を強調する
様にしている。

【００４０】図６は画像処理結果の例を示す図であり、
（ａ）が従来の方法、（ｂ）が第２の実施例の処理結果
である。

【００４１】第２の実施例では、図６（ｂ）に示すよう
に、従来例に見られるような文字のかすれが現れなくな
っており、従って前記第１の実施例の利点（１）〜
（３）とほぼ同様の利点が得られる。

【００４２】なお、本発明は上記第１，第２の実施例に
限定されず、種々の変形が可能である。その変形例とし
ては、例えば次のようなものがある。

【００４３】（ｉ）上記第１，第２の実施例では、ラン
ダムディザ法における誤差拡散法を用いて中間調２値化
処理を行っているが、これに代えて平均誤差最小法等の
他のランダムディザ法を用いても、上記実施例とほぼ同
様の作用・効果が得られる。

【００４４】（ii）図１及び図５に於いて、誤差を記憶
するためにラインメモリ１６を用いているが、これは他
の記憶手段を用いても良く、さらに図１及び図５の装置
に精度向上用の回路などを付加する等、種々の変形が可
能である。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、注目画素に対する近傍画素の２値化誤差の負
の個数から、該注目画素が線か否かを判定し、該注目画
素が線であると判定された場合には該注目画素の濃度値
を係数倍することにより強調処理を施した後、所定閾値
で２値化するようにしている。

【００４６】そのため、文字や図形等の細い線のかすれ
がなくなり、高品質の２値化処理結果が得られる。しか
も、注目画素が線か否かを判定し、線であると判定され
た際に該注目画素を強調する方法であるため、回路構成
を複雑にすることなく２値化処理が的確に行えるので、
ファクシミリやイメ―ジスキャナ等の種々の２値化処理
部に適用可能である。

【００４７】第２の発明によれば、注目画素に対して特
定位置の近傍画素の２値化誤差が負か否かから、該注目
画素が線か否かを判定し、線であると判定された際に該
注目画素の濃度値を係数倍して強調処理するので、前記
第１の発明とほぼ同様の効果が得られる。

【００４８】第３の発明によれば、誤差拡散法や平均誤
差最小法等のランダムディザ法を用いて中間調２値化処
理を行うので、比較的簡単で、精度の良い、画像の２値
化処理が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す画像処理方法にお
ける画像処理装置の概略の機能ブロック図である。

【図２】１次元誤差拡散法の説明図である。

【図３】２次元誤差拡散法の説明図である。

【図４】従来と第１の実施例の画像処理結果の例を示す
図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す画像処理方法にお
ける画像処理装置の概略の機能ブロック図である。

【図６】従来と第２の実施例の画像処理結果の例を示す
図である。

【符号の説明】

１１ 入力部 １２ 加算部 １３ 強調部 １４ ２値化部 １５ ２値化誤差計算部 １６ ラインメモリ １７ 誤差計算部 １８ 負数計数部 １９ 出力部 ２８ 負判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−65969（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−23677（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−149967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−288370（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 G06T 1/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中間調の濃度を含む画像を中間調２値化
   方法を用いて２値化する画像処理方法において、前記画
   像中の注目画素に対する近傍画素の２値化誤差の負の個
   数から、該注目画素が線か否かを判定し、前記判定結果
   が線である時には、前記注目画素の濃度値を係数倍する
   強調処理を施した後に所定閾値で２値化する、ことを特
   徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像処理方法において、
   前記注目画素が線か否かは、前記注目画素に対して特定
   位置の近傍画素の２値化誤差が負か否かから判定するこ
   とを特徴とする画像処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の画像処理方法にお
   いて、前記中間調２値化方法は、ランダムディザ法を用
   いた画像処理方法。