JP3067261B2 - 画像信号処理装置 - Google Patents

画像信号処理装置

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JP3067261B2
JP3067261B2 JP3124032A JP12403291A JP3067261B2 JP 3067261 B2 JP3067261 B2 JP 3067261B2 JP 3124032 A JP3124032 A JP 3124032A JP 12403291 A JP12403291 A JP 12403291A JP 3067261 B2 JP3067261 B2 JP 3067261B2
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信彦 中原
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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、例えばファクシミリ装
置に適用される画像信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光電変換素子を使用した画像信号処理装
置では原稿読取り領域を端から端まで均一に照明するこ
とは困難である。また縮小光学系等を使用している場合
はレンズ等の光学系による影響も大きく、さらにライン
状の光電変換素子では各画素の感度にばらつきがあり、
これら様々な要因から光電変換素子から出力される画像
信号にはシェーディングと呼ばれるムラが重畳される。
【0003】このシェーディング歪みを取り除く方法と
して特開昭55−112685号公報に見られるよう
に、補正メモリに予め記憶された補正データを使用して
補正をおこなってから2値化処理する方法が知られてい
る。
【0004】また2値化方法として特開昭63−102
473号公報に見られるように、高階調性と高解像度が
両立し、かつモアレ模様の発生抑制効果が大きい誤差拡
散法が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来はシ
ェーディング補正を施した多値正規化データを使用して
誤差拡散法による2値化処理を行うというようにシェー
ディング補正処理系と誤差拡散法による2値化処理系を
別々に設けているため装置規模が大きくなるとともにコ
スト高となり、かつ処理時間も長くなるという問題があ
った。
【0006】そこで本発明は、シェーディング補正処理
と誤差拡散法による2値化処理を1つの処理系を使用し
て同時に行うことができ、構成を簡単化できるとともに
コスト低下を図ることができ、かつ処理時間の短縮化を
図ることができる画像信号処理装置を提供しようとする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1対応の発明は、
原稿及び基準白パターンを読取る光電変換素子と、この
光電変換素子からのアナログ信号をデジタル信号に変換
するアナログ/デジタル変換器と、光電変換素子が基準
白パターンを読取ったときのアナログ/デジタル変換器
出力を1ライン分記憶する基準白記憶手段と、光電変換
素子が原稿を読取ったときのアナログ/デジタル変換器
出力を2値化するときに、2値化の対象である注目画素
の2値化誤差値をその周辺の画素に分配して記憶する誤
差記憶手段と、アナログ/デジタル変換器からの注目画
素の値と誤差記憶手段に記憶された注目画素に対応した
集積誤差値を加算して補正注目画素値を出力する加算手
段と、基準白記憶手段から読み出される補正注目画素の
位置に対応する基準白値に基づいて設定される閾値と加
算手段からの補正注目画素値を比較し、補正注目画素の
2値化レベルを決定する2値化手段を設けたものであ
る。
【0008】請求項2対応の発明は、基準白記憶手段か
ら読み出される補正注目画素の位置に対応する基準白値
をn(0<n<1)倍して閾値を出力する閾値出力手段
と、この閾値出力手段のn値をランダムに切替えるラン
ダム発生器と、閾値出力手段からの閾値と加算手段から
の補正注目画素値を比較し、補正注目画素の2値化レベ
ルを決定する2値化手段を設けたものである。
【0009】請求項3対応の発明は、基準白記憶手段か
ら読み出される補正注目画素の位置に対応する基準白値
にディザマトリクスの閾値に対応した重み付けを行って
閾値を出力する閾値出力手段と、この閾値出力手段から
の閾値と加算手段からの補正注目画素値を比較し、補正
注目画素の2値化レベルを決定する2値化手段を設けた
ものである。
【0010】請求項4対応の発明は、注目画素の2値化
誤差値をその周辺の画素に分配する分配係数を、その分
配する画素の位置に対応する基準白値に比例して重み付
けさせる重み付け手段と、この重み付け手段により重み
付けされた誤差記憶手段からの注目画素に対応した集積
誤差値とアナログ/デジタル変換器からの注目画素の値
を加算して補正注目画素値を出力する加算手段と、基準
白記憶手段から読み出される補正注目画素の位置に対応
する基準白値に基づいて設定される閾値と加算手段から
の補正注目画素値を比較し、補正注目画素の2値化レベ
ルを決定する2値化手段を設けたものである。
【0011】請求項5対応の発明は、加算手段への集積
誤差値の入力及び入力禁止を制御する制御手段と、基準
白記憶手段から読み出される補正注目画素の位置に対応
する基準白値に基づいて設定される閾値と加算手段から
の補正注目画素値を比較し、補正注目画素の2値化レベ
ルを決定する2値化手段を設け、制御手段により集積誤
差値の入力及び入力禁止を行うことによりランダムディ
ザ処理、単純2値化処理及び組織的ディザ処理の1つを
選択的に行うものである。
【0012】
【作用】このような構成の本発明においては、光電変換
素子が基準白パターンを読取ったときのアナログ/デジ
タル変換器出力を基準白記憶手段に1ライン分記憶す
る。また光電変換素子が原稿を読取ったときのアナログ
/デジタル変換器出力を2値化するときに、2値化の対
象である注目画素の2値化誤差値をその周辺の画素に分
配して誤差記憶手段に記憶する。そしてアナログ/デジ
タル変換器からの注目画素の値と誤差記憶手段に記憶さ
れた注目画素に対応した集積誤差値を加算手段により加
算して補正注目画素値を出力し、2値化手段によりその
補正注目画素値と基準白記憶手段から読み出される補正
注目画素の位置に対応する基準白値に基づいて設定され
る閾値を比較して補正注目画素の2値化レベルを決定す
る。
【0013】また2値化手段に供給する閾値を、基準白
記憶手段から読み出される補正注目画素の位置に対応す
る基準白値をn(0<n<1)倍して出力させる。そし
てその閾値をランダム発生器によって可変させる。
【0014】また2値化手段に供給する閾値に、基準白
記憶手段から読み出される補正注目画素の位置に対応す
る基準白値にディザマトリクスの閾値に対応した重み付
けを行う。また注目画素の2値化誤差値をその周辺の画
素に分配する分配係数を、その分配する画素の位置に対
応する基準白値に比例して重み付けさせる。
【0015】さらに制御手段により加算手段への集積誤
差値の入力及び入力禁止を制御し、これによりランダム
ディザ処理、単純2値化処理及び組織的ディザ処理の1
つを選択的に行う。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1において1は光電変換素子としてのライン
状のCCD(電化結合素子)センサで、原稿及び基準白
パターンを1ラインずつ読取るようになっている。
【0017】前記CCDセンサ1からのアナログ信号
(電圧信号)をアナログ/デジタル(以下、A/Dと称
する。)変換器2で8ビットのデジタルな画素信号に変
換し、切替スイッチ3のa接点を介して加算器(加算手
段)4に供給するとともに前記切替スイッチ3のb接点
を介してメモリ5に供給するようにしている。前記メモ
リ5は前記CCDセンサ1が基準白パターンを読取った
ときのA/D変換器2からの画素信号を主走査方向の1
ライン分記憶するようになっている。
【0018】そして前記メモリ5に記憶された画素信号
の1画素をラッチ回路6でラッチするとともに、そのラ
ッチ回路6の出力をさらにラッチ回路7でラッチするよ
うになっている。
【0019】前記ラッチ回路6からの1画素信号を1/
2回路8に供給して基準白信号の値を1/2にするよう
になっている。すなわち前記1/2回路8は図2に示す
ように基準白データの各画素信号値Wm を1/2にして
いる。前記メモリ5及び各ラッチ回路6,7の出力を誤
差分配回路9に供給するとともに前記1/2回路8の出
力を2値化手段である比較器10に供給している。
【0020】前記比較器10にはまた前記加算器4の出
力が供給されている。前記比較器10は前記1/2回路
8の出力Wm /2を閾値Th として前記加算器4の出力
を比較し2値化するようになっている。
【0021】前記比較器10に入力される前記加算器4
の出力と前記比較器10の出力との2値化誤差値を減算
器11で算出し、その2値化誤差値を前記誤差分配回路
9に供給している。
【0022】前記誤差分配回路9は減算器11からの注
目画素に対応した2値化誤差値Em,n とラッチ回路6か
らの注目画素に対応した基準白値Wm、メモリ5からの
1つ後の基準白値Wm+1 、ラッチ回路7からの1つ前の
基準白値Wm-1 を入力して2値化誤差値Em,n を誤差記
憶手段である誤差メモリ12に対して注目画素に対応す
る集積誤差値Pm,n の周辺画素Pm+1,n 、Pm+1,n+1 、
Pm,n+1 、Pm-1,n+1に分配して記憶させるようになっ
ている。前記誤差メモリ12の集積誤差値Pm,n を前記
加算器4に供給している。
【0023】この装置においては、先ず切替スイッチ3
のb接点をONにしてCCDセンサ1に基準白色板を読
取らせ、そのときA/D変換器2から得られる1ライン
の画素信号をメモリ5に記憶させる。次に切替スイッチ
3のa接点をONにしてCCDセンサ1に原稿を読取ら
せ、そのときA/D変換器2から得られる画素信号を加
算器4に供給する。
【0024】一方、前記メモリ5から読み込まれた原稿
の画素信号に同期して同一画素の基準白値(基準白の画
素信号)Wm を読出してラッチ回路6にラッチさせ、さ
らに1/2回路8によって値Wm を1/2にする。そし
てこの1/2した値Wm /2を閾値Th として前記比較
器10に供給する。なお、1/2回路8としては割算器
やバスのビットシフトのみを利用したものであってもよ
い。
【0025】加算器4はA/D変換器2からの注目画素
Im,n と前記誤差メモリ12からの集積誤差値Pm,n を
加算し、その加算値Im,n+Pm,n を比較器10に供給
する。
【0026】これにより比較器10ではIm,n +Pm,n
≧Th すなわちWm /2のとき白と判定して255(=
11111111)Om,n を出力し、またIm,n +Pm,n <Th
のとき黒と判定して0(=00000000)Om,n を出力す
る。
【0027】そしてこの比較器10での2値化のとき減
算器11から2値化誤差Em,n =Om,n −(Im,n +P
m,n )が発生し誤差分配回路9に供給される。そして誤
差分配回路9は2値化誤差Em,n を未処理の周辺画素P
m+1,n 、Pm+1,n+1 、Pm,n+1 、Pm-1,n+1 に分配す
る。例えば通常の誤差拡散法で均等に1/4ずつ分配す
る場合は、 Pm+1,n =Em,n /4 …(1) Pm+1,n+1 =Em,n /4 …(2) Pm,n+1 =Em,n /4 …(3) Pm-1,n+1 =Em,n /4 …(4)
【0028】となるが、本実施例では2値化の際の閾値
を基準白パターン信号をもとに生成しているため基準白
信号のダイナミックレンジに合わせて分配係数を決定し
ている。すなわち、 Pm+1,n =Em,n /4*(Wm+1 /255) …(5) Pm+1,n+1 =Em,n /4*(Wm+1 /255) …(6) Pm,n+1 =Em,n /4*(Wm /255) …(7) Pm-1,n+1 =Em,n /4*(Wm-1 /255) …(8) としている。これにより基準白データの各位置のダイナ
ミックレンジに対応した誤差配分が可能となる。
【0029】このようにして得られる周辺画素に分配さ
れる誤差分は対応する誤差メモリ12のアドレスに格納
される。ここで注目画素Im,n に対する集積誤差値Pm,
n は下記の式で表されたものが誤差メモリ12に記憶さ
れることになる。 Pm,n =(Em-1,n /4+Em+1,n-1 /4+Em,n-1 /4+Em-1,n-1 /4)* (Wm /255) …(9)
【0030】この集積誤差値Pm,n を注目画素値Im,n
に加算することにより補正注目画素Im,n +Pm,n を得
る。そしてこの補正注目画素Im,n +Pm,n を比較器1
0に供給して1/2回路8からの閾値Th と比較して2
値化出力Om,n を得ることになる。
【0031】このような処理を行うことにより多値正規
化データを求めること無くシェーディング補正と誤差拡
散2値化処理を1つの処理系を使用して同時に行うこと
ができる。従って構成の簡単化、コスト低下を図ること
ができ、また処理時間の短縮化を図ることができる。
【0032】なお、本実施例では誤差拡散において未処
理周辺画素への分配係数を均等に1/4ずつ振分けたが
必ずしもこれに限定されるものではなく、どのような分
配の仕方でもよい。また誤差分を分配する未処理周辺画
素の領域を4画素としたが必ずしもこれに限定されるも
のでないのは勿論である。次に本発明の他の実施例を図
面を参照して説明する。なお、前記実施例と同一の部分
には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0033】図3に示すものは、1/2回路8に代えて
乗算器13及びランダム発生器14を使用したものであ
る。すなわち前記乗算器13はラッチ回路6からの基準
白画素値Wm をn(0<n<1)倍して出力し、前記ラ
ンダム発生器14は前記乗算器13のn値をランダムに
切替えるようになっている。
【0034】このように基準白画素値Wm をn倍した出
力を比較器10での閾値Th としても同様の処理が行え
る。従ってこのようにしても前記実施例と同様の効果が
得られるものである。またn値をランダムに切替えるこ
とにより誤差拡散処理特有の縞模様の発生を防止するこ
とが可能となる。
【0035】図4に示すものは1/2回路8に代えてR
OM(リード・オンリー・メモリ)15を使用したもの
である。そしてこのROM15中にラッチ回路6からの
基準白画素値Wm に対してディザマトリクスに対応する
重み付けを行うデータを格納している。例えば図6に示
す4×4のbayer型のディザマトリクスを使用し、
図5に示すような処理を副走査方向に4ライン分行い、
この4ライン周期で処理を繰返すことによって原稿1頁
分のディザマトリクスの閾値に対応する重み付けを行な
うことができる。
【0036】このように2値化の閾値にディザマトリク
スの閾値に対応する重み付けをしたデータを使用するこ
とで、2値化出力はディザマトリクスの周期性に関係す
る特性を持つ。従って得られる2値化データは誤差拡散
処理によるものではあるが画像符号化において圧縮効果
を期待できる。
【0037】なお、本実施例においてもシェーディング
補正と誤差拡散2値化処理を1つの処理系を使用して同
時に行うことができるので、前記実施例と同様の効果が
得られるものである。
【0038】図7に示すものは、図1に示した実施例が
誤差分配回路9において基準白データのダイナミックレ
ンジ分の補正を行なって得られる分配係数(式(5) 〜
(8) で示す係数)に基づいて2値化誤差値Em,n を誤差
メモリ12に対して注目画素に対応する集積誤差値Pm,
n の周辺画素Pm+1,n 、Pm+1,n+1 、Pm,n+1 、Pm-1,
n+1 に分配して記憶させたのに対して、誤差分配回路
9′は通常の誤差拡散法で均等に1/4ずつ分配する係
数(式(1) 〜(4) で示す係数)に基づいて2値化誤差値
Em,n を誤差メモリ12に対して注目画素に対応する集
積誤差値Pm,n の周辺画素Pm+1,n 、Pm+1,n+1 、Pm,
n+1 、Pm-1,n+1 に分配して記憶させている。そして基
準白レベル補正回路16を別途設けて誤差メモリ12か
らの集積誤差値Pm,n に対して基準白レベルのダイナミ
ックレンジ補正、すなわち*(Wm+1/255)をかけ
るようにしている。そして基準白レベル補正回路16か
らの補正された集積誤差値Pm,n を加算器4に供給して
いる。このようにすれば演算回数を減らすことができ、
さらに処理時間の短縮化を図ることができるとともに回
路構成も簡単化できる。
【0039】図8に示すものは、図7の実施例において
基準白レベル補正回路16から加算器4への集積誤差値
Pm,n の供給部にゲート回路17を介挿し、制御信号S
1 によって前記ゲート回路17を制御して加算器4に対
する集積誤差値Pm,n の入力、入力禁止を選択できるよ
うになっている。
【0040】またROM15′は制御信号S2 によって
ラッチ回路6からの基準白データを単純に1/2にする
か、あるいはディザマトリクスの閾値に対する重み付け
を行なうか選択できるようになっている。
【0041】このようにすれば制御信号S1 によってゲ
ート回路17を制御して加算器4に対して集積誤差値P
m,n を入力できようにすれば誤差拡散処理ができ、また
制御信号S1 によってゲート回路17を制御して加算器
4に対する集積誤差値Pm,nの入力を禁止し、かつ制御
信号S2 によってROM15′による基準白データを1
/2にする処理を選択すれば単純2値化処理ができ、さ
らに制御信号S1 によってゲート回路17を制御して加
算器4に対する集積誤差値Pm,n の入力を禁止し、かつ
制御信号S2 によってROM15′による基準白データ
をディザマトリクスの閾値に対する重み付けを行なう処
理を選択すれば組織的ディザ処理ができる。このように
制御信号S1 ,S2 によって各種の2値化処理が簡単に
実現できる。
【0042】なお、本実施例においても誤差拡散処理を
選択したときにはシェーディング補正と誤差拡散2値化
処理を1つの処理系を使用して同時に行うことができる
ので、前記実施例と同様の効果が得られるものである。
【0043】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、シ
ェーディング補正処理と誤差拡散法による2値化処理を
1つの処理系を使用して同時に行うことができ、構成を
簡単化できるとともにコスト低下を図ることができ、か
つ処理時間の短縮化を図ることができる画像信号処理装
置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す回路ブロック図。
【図2】 同実施例における基準白データと閾値との関
係を示すグラフ。
【図3】 本発明の他の実施例を示す回路ブロック図。
【図4】 本発明の他の実施例を示す回路ブロック図。
【図5】 同実施例における基準白データに対する重み
付けを示すグラフ。
【図6】 同実施例における基準白データに対する重み
付けに使用されるディザマトリクスの一例を示す図。
【図7】 本発明の他の実施例を示す回路ブロック図。
【図8】 本発明の他の実施例を示す回路ブロック図。
【符号の説明】 1…CCDセンサ、2…A/D変換器、4…加算器、5
…メモリ、8…1/2回路、9…誤差分配回路、10…
比較器、11…減算器、12…誤差メモリ。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿及び基準白パターンを読取る光電変
    換素子と、この光電変換素子からのアナログ信号をデジ
    タル信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、前記
    光電変換素子が基準白パターンを読取ったときの前記ア
    ナログ/デジタル変換器出力を1ライン分記憶する基準
    白記憶手段と、前記光電変換素子が原稿を読取ったとき
    の前記アナログ/デジタル変換器出力を2値化するとき
    に、2値化の対象である注目画素の2値化誤差値をその
    周辺の画素に分配して記憶する誤差記憶手段と、前記ア
    ナログ/デジタル変換器からの注目画素の値と前記誤差
    記憶手段に記憶された注目画素に対応した集積誤差値を
    加算して補正注目画素値を出力する加算手段と、前記基
    準白記憶手段から読み出される補正注目画素の位置に対
    応する基準白値に基づいて設定される閾値と前記加算手
    段からの補正注目画素値を比較し、補正注目画素の2値
    化レベルを決定する2値化手段を設けたことを特徴とす
    る画像信号処理装置。
  2. 【請求項2】 原稿及び基準白パターンを読取る光電変
    換素子と、この光電変換素子からのアナログ信号をデジ
    タル信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、前記
    光電変換素子が基準白パターンを読取ったときの前記ア
    ナログ/デジタル変換器出力を1ライン分記憶する基準
    白記憶手段と、前記光電変換素子が原稿を読取ったとき
    の前記アナログ/デジタル変換器出力を2値化するとき
    に、2値化の対象である注目画素の2値化誤差値をその
    周辺の画素に分配して記憶する誤差記憶手段と、前記ア
    ナログ/デジタル変換器からの注目画素の値と前記誤差
    記憶手段に記憶された注目画素に対応した集積誤差値を
    加算して補正注目画素値を出力する加算手段と、前記基
    準白記憶手段から読み出される補正注目画素の位置に対
    応する基準白値をn(0<n<1)倍して閾値を出力す
    る閾値出力手段と、この閾値出力手段のn値をランダム
    に切替えるランダム発生器と、前記閾値出力手段からの
    閾値と前記加算手段からの補正注目画素値を比較し、補
    正注目画素の2値化レベルを決定する2値化手段を設け
    たことを特徴とする画像信号処理装置。
  3. 【請求項3】 原稿及び基準白パターンを読取る光電変
    換素子と、この光電変換素子からのアナログ信号をデジ
    タル信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、前記
    光電変換素子が基準白パターンを読取ったときの前記ア
    ナログ/デジタル変換器出力を1ライン分記憶する基準
    白記憶手段と、前記光電変換素子が原稿を読取ったとき
    の前記アナログ/デジタル変換器出力を2値化するとき
    に、2値化の対象である注目画素の2値化誤差値をその
    周辺の画素に分配して記憶する誤差記憶手段と、前記ア
    ナログ/デジタル変換器からの注目画素の値と前記誤差
    記憶手段に記憶された注目画素に対応した集積誤差値を
    加算して補正注目画素値を出力する加算手段と、前記基
    準白記憶手段から読み出される補正注目画素の位置に対
    応する基準白値にディザマトリクスの閾値に対応した重
    み付けを行って閾値を出力する閾値出力手段と、この閾
    値出力手段からの閾値と前記加算手段からの補正注目画
    素値を比較し、補正注目画素の2値化レベルを決定する
    2値化手段を設けたことを特徴とする画像信号処理装
    置。
  4. 【請求項4】 原稿及び基準白パターンを読取る光電変
    換素子と、この光電変換素子からのアナログ信号をデジ
    タル信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、前記
    光電変換素子が基準白パターンを読取ったときの前記ア
    ナログ/デジタル変換器出力を1ライン分記憶する基準
    白記憶手段と、前記光電変換素子が原稿を読取ったとき
    の前記アナログ/デジタル変換器出力を2値化するとき
    に、2値化の対象である注目画素の2値化誤差値をその
    周辺の画素に分配して記憶する誤差記憶手段と、注目画
    素の2値化誤差値をその周辺の画素に分配する分配係数
    を、その分配する画素の位置に対応する基準白値に比例
    して重み付けさせる重み付け手段と、この重み付け手段
    により重み付けされた前記誤差記憶手段からの注目画素
    に対応した集積誤差値と前記アナログ/デジタル変換器
    からの注目画素の値を加算して補正注目画素値を出力す
    る加算手段と、前記基準白記憶手段から読み出される補
    正注目画素の位置に対応する基準白値に基づいて設定さ
    れる閾値と前記加算手段からの補正注目画素値を比較
    し、補正注目画素の2値化レベルを決定する2値化手段
    を設けたことを特徴とする画像信号処理装置。
  5. 【請求項5】 原稿及び基準白パターンを読取る光電変
    換素子と、この光電変換素子からのアナログ信号をデジ
    タル信号に変換するアナログ/デジタル変換器と、前記
    光電変換素子が基準白パターンを読取ったときの前記ア
    ナログ/デジタル変換器出力を1ライン分記憶する基準
    白記憶手段と、前記光電変換素子が原稿を読取ったとき
    の前記アナログ/デジタル変換器出力を2値化するとき
    に、2値化の対象である注目画素の2値化誤差値をその
    周辺の画素に分配して記憶する誤差記憶手段と、前記ア
    ナログ/デジタル変換器からの注目画素の値と前記誤差
    記憶手段に記憶された注目画素に対応した集積誤差値を
    加算して補正注目画素値を出力する加算手段と、この加
    算手段への集積誤差値の入力及び入力禁止を制御する制
    御手段と、前記基準白記憶手段から読み出される補正注
    目画素の位置に対応する基準白値に基づいて設定される
    閾値と前記加算手段からの補正注目画素値を比較し、補
    正注目画素の2値化レベルを決定する2値化手段を設
    け、前記制御手段により集積誤差値の入力及び入力禁止
    を行うことによりランダムディザ処理、単純2値化処理
    及び組織的ディザ処理の1つを選択的に行うことを特徴
    とする画像信号処理装置。
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