JP3179823B2 - 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、多値化画像データをよ
りビット数の少ない多値化画信号に変換する画像処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、多値化画像を記録出力できるペー
ジプリンタなどの画像記録装置が実用されるようになっ
てきている。このようなページプリンタを使用すると、
階調性および分解能が非常に高く、画質の優れた画像を
記録出力することができる。

【０００３】このようなページプリンタの多値化記録の
実現方法としては、例えば、光源としてレーザビームを
用いる場合には、記録画素の濃度に応じてレーザビーム
の強度を変調する方法などがあり、例えば、４階調や８
階調などの階調度を表現することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、ページプリンタ
で記録させる画像の元になる写真や自然画などの画像
は、連続階調の階調度を備えているために、ページプリ
ンタで画像を記録するときには、例えば、６４階調で読
取入力した多値画像を、ページプリンタが表現可能な４
階調あるいは８階調のより階調度の低い多値画像に変換
する必要がある。

【０００５】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、多値画像の階調度を効率よく変換できるとと
もに、階調性および分解能を向上でき、画質を良好にす
ることのできる画像処理装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ｍビットの多
値画像データをよりビット数の小さいｎビットの多値画
信号に多値化したさいの多値化誤差を算出する誤差演算
手段と、この誤差演算手段が算出した誤差データを各画
素について記憶する誤差データ記憶手段と、多値化処理
対象の注目画素に隣接する複数の周辺画素について上記
誤差データ記憶手段に記憶している誤差データに基づき
所定の誤差分配演算を行なう誤差分配演算手段と、この
誤差分配演算手段の演算結果を多値画像データに加算し
て補正する補正手段と、この補正手段が出力する補正多
値画像データを多値化する多値化演算手段を備え、上記
多値化演算手段は、ｍビットの多値画像データの上位ｎ
ビットを取り出して多値画信号を形成し、上記誤差演算
手段は、ｎビットの多値画像データを桁を保持した状態
で下位桁に繰り返して形成した（ｍ−ｎ）ビットの多値
画信号の下位桁データと、補正多値画像データの上位ｎ
ビットを除いた（ｍ−ｎ）ビットの下位桁データに基づ
いて、多値化誤差を算出するようにしたものである。

【０００７】また、ｍビットの多値画像データをよりビ
ット数の小さいｎビットの多値画信号に多値化したさい
の多値化誤差を算出する誤差演算手段と、この誤差演算
手段が算出した誤差データを各画素について記憶する誤
差データ記憶手段と、多値化処理対象の注目画素に隣接
する複数の周辺画素について上記誤差データ記憶手段に
記憶している誤差データに基づき所定の誤差分配演算を
行なう誤差分配演算手段と、この誤差分配演算手段の演
算結果を多値画像データに加算して補正する補正手段
と、この補正手段が出力する補正多値画像データを所定
の多値化閾値を用いて多値化する多値化演算手段を備え
たものである。また、前記多値化演算手段は、同一多値
化レベルについて複数の閾値を備えるとともに、その複
数の多値化閾値を周期的に繰り返し選択して多値化演算
を行なうようにしている。

【０００８】

【作用】したがって、階調度を低下させたときに生じる
画像データの誤差を、周囲に分配しているので、画質の
良好な多値化画信号を形成することができる。また、多
値画像データの上位ｎビットを取り出して多値画信号を
形成しているので、多値化手段の構成を大幅に簡略化す
ることができ、装置コストを低減することができる。

【０００９】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら、本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００１０】本発明では、階調度を変換するときに、誤
差拡散法を適用することで、記録画像の画質劣化を防止
できるようにしている。

【００１１】この誤差拡散法では、例えば、図１（ａ）
に示すように、おのおのの画素を多値化処理したときの
誤差を算出して保存しておき、処理対象となっている注
目画素Ｘを多値化処理するとき、その注目画素Ｘに隣接
する周辺画素のうち、注目画素Ｘよりも前の時点で多値
化処理した周辺画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれの誤差
に、所定の重み付けを行なって、それらを総和し、それ
によって得た値を、注目画素Ｘの多値画像データに加え
て補正多値画像データを形成し、この補正多値画像デー
タを注目画素Ｘの画像データとして多値化するようにし
ている。

【００１２】この誤差拡散法を式で記述すると、次のよ
うになる。

【００１３】

【数１】

【００１４】ここで、ｆ（ｘｙ）は入力値（入力濃
度）、ｆ’（ｘｙ）は補正値（補正濃度）、ａ（ｉｊ）
は誤差拡散係数（重み付け係数）、ｅ（ｘｙ）は多値化
誤差、ｇ（ｘｙ）は多値化データ、Ｔ（ｋ）は多値化閾
値、ｈ（ｋ）は多値化レベルである。また、誤差拡散係
数としては、同図（ｂ）に示すようなものが用いられ
る。この場合、周辺画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに、それぞれ
（１／１６），（５／１６），（３／１６），（７／１
６）が割り当てられる。

【００１５】図２は、本発明の一実施例にかかる画像処
理装置を示している。

【００１６】同図において、画像入力部１は、読取原稿
（図示略）の画像をラスタスキャンして読み取るもので
あり、それにより得られたアナログ画信号ＡＶは、アナ
ログ／デジタル変換器２により、６ビットの多値画像デ
ータＤＶに変換されて、加算器３の一方の入力端に加え
られている。

【００１７】加算器３の他方の入力端には、上述した誤
差拡散法により、注目画素に加算される誤差分配値を算
出するための誤差分配演算部４から出力される補正信号
ＣＣが加えられており、加算器３は、多値画像データＤ
Ｖと補正信号ＣＣを加算し、その加算結果を補正多値画
像データＤＶｃとして、外部装置（図示略）に出力され
ている。

【００１８】補正多値画像データＤＶｃの上位２桁は、
データ出力部５を介して多値画信号ＯＤａとして出力さ
れるとともに、誤差演算部６の４ビットの入力端Ａに、
ビット順序を保持した状態で繰り返し配置した状態で加
えられている。また、誤差演算部６の４ビットの入力端
Ｂには、補正多値画像データＤＶｃの下位４桁のデータ
が加えられている。

【００１９】ここでは、多値画信号ＯＤａを上位２桁に
配置し、誤差演算部６の入力端Ａに加えられるデータを
下位４桁に配置したデータを、６ビットの多値画信号Ｏ
Ｄとしてみなしている。すなわち、多値画信号ＯＤは、
多値画信号ＯＤａに応じて、図３に示すような値をと
る。

【００２０】ここで、多値画信号ＯＤａと、補正多値画
像データＤＶｃの上位２桁とは同一の値なので、誤差演
算部６は、多値画信号ＯＤの下位４桁と、補正多値画像
データＤＶｃの下位４桁について、誤差を算出し、その
算出結果をその画素の誤差データＤＥとして誤差メモリ
７に記憶する。なお、誤差データＤＥのビット数が６ビ
ットになるように、必要に応じて上位桁に０を挿入す
る。

【００２１】誤差分配演算部４は、注目画素Ｘの周辺画
素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、誤差メモリ７に記憶されて
いる誤差データＤＥを読み出し、それらの誤差データＤ
Ｅに上述したような誤差拡散係数を乗じるとともに、そ
れらの値を積算して補正信号ＣＣを算出し、その算出し
た補正信号ＣＣを加算器３に出力する。

【００２２】以上の構成で、原稿読み取りが開始され
て、画像入力部１よりアナログ画信号ＡＶが出力される
と、そのアナログ画信号ＡＶに対応した値の多値画像デ
ータＤＶが、それぞれの画素に応じてアナログ／デジタ
ル変換器２より出力される。

【００２３】この多値画像データＤＶは、加算器３によ
り、誤差分配演算部４から出力される補正信号ＣＣが加
算され、補正多値画像データＤＶｃとして出力される。
そして、補正多値画像データＤＶｃの上位２桁が、デー
タ出力部５を介し、多値画信号ＯＤａとして外部装置に
出力される。

【００２４】また、誤差演算部６は、上述した多値画信
号ＯＤの下位４桁と、補正多値画像データＤＶｃの下位
４桁の誤差を算出し、その演算結果を誤差データＤＥと
して誤差メモリ７の対応する記憶領域に保存する。

【００２５】これにより、誤差メモリ７には、それぞれ
の画素に関して、誤差データＤＥが順次保存される。そ
して、この誤差メモリ７に保存されている誤差データＤ
Ｅを用いて、誤差分配演算部４が上述した演算動作を行
なって、補正信号ＣＣを算出し、加算器３に出力する。

【００２６】このようにして、本実施例では、補正多値
画像データＤＶｃの上位２桁を、多値画信号ＯＤａとし
て出力しているので、多値化処理のための構成が不要と
なり、画像処理装置を非常に小型でかつ安価に構成する
ことができる。また、２ビットの多値画信号ＯＤａを、
そのビット順序を保持した状態で繰り返し配置して、誤
差演算のために必要な６ビットの多値画信号ＯＤを形成
しているので、多値画信号ＯＤの値を、多値画信号ＯＤ
ａの値が反映したものにすることができ、その結果、例
えば、回路量の低減のために補正多値画像データＤＶｃ
の下位４桁をそのまま誤差データＤＥとして用いる場合
に比べて、誤差データＤＥの精度が向上し、出力画像の
画質が良好になる。

【００２７】ところで、誤差拡散法を用いて階調度を変
換した場合、変換後の画像にテクスチャ（模様）があら
われて、画質が劣化するという不都合を生じることがあ
る。図４は、かかる不都合を解消できる、本発明の他の
実施例にかかる画像処理装置を示している。なお、同図
において、図２と同一部分および相当する部分には、同
一符号を付している。

【００２８】同図において、加算器３から出力される補
正多値画像データＤＶｃは、比較器１０，１１，１２の
比較値入力端に加えられるとともに、誤差演算部１３の
６ビットの入力端Ｂに加えられている。

【００２９】水平カウンタ１４は、処理対象となってい
る注目画素Ｘの主走査方向のアドレスを計数するもので
あり、この水平カウンタ１４の計数値の下位２ビット
が、水平アドレスデータＣＴｈとして、閾値メモリ１
５，１６，１７に加えられている。

【００３０】垂直カウンタ１８は、注目画素Ｘの副走査
方向のアドレスを計数するものであり、この垂直カウン
タ１８の計数値の下位２ビットが、垂直アドレスデータ
ＣＴｖとして、閾値メモリ１５，１６，１７に加えられ
ている。

【００３１】閾値メモリ１５は、図５（ａ）に示すよう
な４×４のマトリクス状に配列された閾値ＴＨａを記憶
するものであり、水平アドレスデータＣＴｈおよび垂直
アドレスデータＣＴｖに対応したアドレスの閾値ＴＨａ
を読み出して、比較器１０の基準値入力端に出力してい
る。

【００３２】閾値メモリ１６は、図５（ｂ）に示すよう
な４×４のマトリクス状に配列された閾値ＴＨｂを記憶
するものであり、水平アドレスデータＣＴｈおよび垂直
アドレスデータＣＴｖに対応したアドレスの閾値ＴＨｂ
を読み出して、比較器１１の基準値入力端に出力してい
る。

【００３３】閾値メモリ１７は、図５（ｃ）に示すよう
な４×４のマトリクス状に配列された閾値ＴＨｃを記憶
するものであり、水平アドレスデータＣＴｈおよび垂直
アドレスデータＣＴｖに対応したアドレスの閾値ＴＨｃ
を読み出して、比較器１２の基準値入力端に出力してい
る。

【００３４】比較器１０は、補正多値画像データＤＶｃ
の値と、閾値ＴＨａの値を比較し、補正多値画像データ
ＤＶｃの値が閾値ＴＨａの値以上になっているときに
は、論理Ｈレベルの比較信号ＳＢ１を出力し、それ以外
の場合には、論理Ｌレベルの比較信号ＳＢ１を出力す
る。

【００３５】比較器１１は、補正多値画像データＤＶｃ
の値と、閾値ＴＨｂの値を比較し、補正多値画像データ
ＤＶｃの値が閾値ＴＨｂの値以上になっているときに
は、論理Ｈレベルの比較信号ＳＢ２を出力し、それ以外
の場合には、論理Ｌレベルの比較信号ＳＢ２を出力す
る。

【００３６】比較器１２は、補正多値画像データＤＶｃ
の値と、閾値ＴＨｃの値を比較し、補正多値画像データ
ＤＶｃの値が閾値ＴＨｃの値以上になっているときに
は、論理Ｈレベルの比較信号ＳＢ３を出力し、それ以外
の場合には、論理Ｌレベルの比較信号ＳＢ３を出力す
る。

【００３７】エンコーダ１９は、比較信号ＳＢ１，ＳＢ
２，ＳＢ３の論理状態に応じて、図６に示すように、出
力する２ビットの多値画信号ＯＥａの値を設定するもの
であり、その多値画信号ＯＥａは、データ出力部５を介
して外部装置に出力されるとともに、誤差演算部１３の
６ビットの入力端Ａに、そのビット順序を保持した状態
で繰り返し配置される。したがって、誤差演算部１３の
入力端Ａに加えられる６ビットの多値画信号ＯＥの値
は、図６に示すように、２ビットの多値画信号ＯＥａの
値に応じて変化する。

【００３８】誤差演算部１３は、補正多値画像データＤ
Ｖｃと多値画信号ＯＥａの誤差を算出し、その算出結果
を、誤差データＤＥとして誤差メモリ７の対応する記憶
領域に保存する。

【００３９】以上の構成で、原稿読み取りが開始され
て、画像入力部１よりアナログ画信号ＡＶが出力される
と、そのアナログ画信号ＡＶに対応した値の多値画像デ
ータＤＶが、それぞれの画素に応じてアナログ／デジタ
ル変換器２より出力される。

【００４０】また、この原稿入力部１の読取動作に応じ
て、水平カウンタ１４および垂直カウンタ１８の計数動
作が行われて、処理対象となっている注目画素Ｘの水平
垂直アドレスに対応した水平アドレスデータＣＴｈおよ
び垂直アドレスデータＣＴｖが、それぞれ閾値メモリ１
５，１６，１７に加えられる。

【００４１】これにより、閾値メモリ１５，１６，１７
からは、注目画素Ｘの水平垂直アドレスに対応した閾値
ＴＨａ，ＴＨｂ，ＴＨｃが出力されて、比較器１０，１
１，１２にそれぞれ加えられる。

【００４２】比較器１０，１１，１２は、それぞれに加
えられる閾値ＴＨａ，ＴＨｂ，ＴＨｃと、補正多値画像
データＤＶｃを比較し、その比較結果に対応した論理レ
ベルの比較信号ＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３をエンコーダ１
９に出力する。

【００４３】これにより、エンコーダ１９からは、比較
信号ＳＢ１，ＳＢ２，ＳＢ３の論理状態に応じた値の多
値画信号ＯＥａが出力され、データ出力部５を介して外
部装置に出力される。

【００４４】また、誤差演算部１３は、多値画信号ＯＥ
と、補正多値画像データＤＶｃ誤差を算出し、その演算
結果を誤差データＤＥとして誤差メモリ７の対応する記
憶領域に保存する。

【００４５】これにより、誤差メモリ７には、それぞれ
の画素に関して、誤差データＤＥが順次保存される。そ
して、この誤差メモリ７に保存されている誤差データＤ
Ｅを用いて、誤差分配演算部４が上述した演算動作を行
なって、補正信号ＣＣを算出し、加算器３に出力する。

【００４６】このようにして、本実施例では、多値レベ
ルを判定するための比較器１０，１１，１２の基準値と
して与える閾値ＴＨａ，ＴＨｂ，ＴＨｃを、周期的に変
動させているので、出力画像が周期性のあるみやすい画
質になる。また、出力画像にあらわれるテクスチャが、
この画像の周期性により打ち消され、その結果、出力画
像にテクスチャがあらわれるような事態を防止すること
ができる。

【００４７】図７は、本発明のさらに他の実施例にかか
る画像処理装置を示している。なお、同図において、図
４と同一部分、および、相当する部分には、同一符号を
付している。

【００４８】同図において、閾値メモリ１５から出力さ
れる閾値ＴＨａは、加算器２１および加算器２２に加え
られている。加算器２１は、入力した閾値ＴＨａに１６
を加えて閾値ＴＨｂを算出するものであり、その算出結
果で得られた閾値ＴＨｂは、比較器１１の基準値入力端
に加えられている。また、加算器２２は、入力した閾値
ＴＨａに３２を加えて閾値ＴＨｃを算出するものであ
り、その算出結果で得られた閾値ＴＨｃは、比較器１２
の基準値入力端に加えられている。

【００４９】このようにして、本実施例では、加算器２
１，２２により、閾値ＴＨｂ，ＴＨｃを形成しているの
で、図４の装置に比べて、装置コストを低減することが
できる。

【００５０】ところで、上述した実施例では、多値画像
データＤＶのビット数を６ビットとし、出力する多値画
信号のビット数を２ビットに設定しているが、このビッ
ト数は、これに限ることはない。

【００５１】また、上述した実施例では、閾値ＴＨａと
閾値ＴＨｂのレベル差を１６、閾値ＴＨｂと閾値ＴＨｃ
のレベル差を１６に設定しているが、この閾値間のレベ
ル差は、これに限ることはない。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
階調度を低下させたときに生じる画像データの誤差を、
周囲に分配しているので、画質の良好な多値化画信号を
形成することができる。また、多値画像データの上位ｎ
ビットを取り出して多値画信号を形成しているので、多
値化手段の構成を大幅に簡略化することができ、装置コ
ストを低減することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
階調度を低下させたときに生じる画像データの誤差を、
周囲に分配しているので、画質の良好な多値化画信号を
形成することができる。また、多値画像データの上位ｎ
ビットを取り出して多値画信号を形成しているので、多
値化手段の構成を大幅に簡略化することができ、装置コ
ストを低減することができる。また、多値化閾値を周期
的に変動させているので、記録画像にあらわれるクスチ
ャなどを解消することができ、記録画像の画質をより向
上することができるという効果を得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する誤差拡散法について説明する
ための説明図。

【図２】本発明の一実施例にかかる画像処理装置を示す
ブロック図。

【図３】多値画信号ＯＤａと多値画信号ＯＤの関係を説
明するための説明図。

【図４】本発明の他の実施例にかかる画像処理装置を示
すブロック図。

【図５】閾値マトリクスの一例を示す概略図。

【図６】エンコーダの動作の一例を示す説明図。

【図７】本発明のさらに他の実施例にかかる画像処理装
置を示すブロック図。

【符号の説明】

３，２１，２２ 加算器 ４ 誤差分配演算部 ５ データ出力部 ６，１３ 誤差演算部 ７ 誤差メモリ １０，１１，１２ 比較器 １４ 水平カウンタ １５，１６，１７ 閾値メモリ １８ 垂直カウンタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｍビットの多値画像データをよりビット
   数の小さいｎビットの多値画信号に多値化したさいの多
   値化誤差を算出する誤差演算手段と、 この誤差演算手段が算出した誤差データを各画素につい
   て記憶する誤差データ記憶手段と、 多値化処理対象の注目画素に隣接する複数の周辺画素に
   ついて上記誤差データ記憶手段に記憶している誤差デー
   タに基づき所定の誤差分配演算を行なう誤差分配演算手
   段と、 この誤差分配演算手段の演算結果を多値画像データに加
   算して補正する補正手段と、 この補正手段が出力する補正多値画像データを多値化す
   る多値化演算手段を備え、 上記多値化演算手段は、ｍビットの多値画像データの上
   位ｎビットを取り出して多値画信号を形成し、上記誤差
   演算手段は、ｎビットの多値画像データを桁を保持した
   状態で下位桁に繰り返して形成した（ｍ−ｎ）ビットの
   多値画信号の下位桁データと、補正多値画像データの上
   位ｎビットを除いた（ｍ−ｎ）ビットの下位桁データに
   基づいて、多値化誤差を算出することを特徴とする画像
   処理装置。