JP3200287B2 - 画像処理方法及び装置 - Google Patents
画像処理方法及び装置Info
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Description
関し、特に入力画像濃度と出力画像濃度等の差を誤差拡
散法等により保存しつつ、入力データを2値又は多値デ
ータに量子化処理する画像処理方法及び装置に関する。
値データのレベルよりも少ないレベルの多値で表現する
疑似中間調処理として誤差拡散法が知られている。この
誤差拡散法については“An Adaptive Al
gorithm for Spatial Gray
Scale”in society for Info
rmation Display 1975 Symp
osium Digest of Technical
Papers,1975,36で発表されている。こ
の方法は、着目画素をP、その画素の濃度をv、P点の
周辺未2値化処理画素P0、P1、P2、P3の濃度を
それぞれv0、v1、v2、v3、2値化のための閾値
をTとすると、着目点Pにおける2値化誤差Eを周辺画
素P0、P1、P2、P3に経験的に求めた重み係数W
0、W1、W2、W3で重み付け処理して振り分けてマ
クロ的に出力画像の平均濃度を入力画像の濃度と等しく
する方法である。このとき、出力2値データをoとする
と、以下の式により周辺画素P0、P1、P2、P3に
対する誤差E0、E1、E2、E3を求めることができ
る。
2=5/16,W3=3/16)
と、上記の例からも解るように重み係数毎の乗算器、除
算器が必要なため回路規模が大きくなってしまい、また
整数演算を行うと丸め誤差(E−(E0+E1+E2+
E3))のために出力画像の平均濃度が入力画像の濃度
と等しくならないという欠点があった。
215169号公報,特開昭61−52073号公報,
特開昭61−293068号公報においては重み係数の
2のべき乗分の1にすることにより乗算器および除算器
の代わりにシフトレジスタを用いて回路規模を小さくす
る方法が開示されており、また、特開昭63−3507
4号公報においては濃度情報の値ごとに、あらかじめ重
み付けされた2値化誤差の値を決め、かつその値の合計
が2値化誤差と等しくなるようにすることにより、乗算
および除算を簡略化し、かつ丸め誤差をなくす方法が提
案されている。
は、重み付けされた周辺画素内に丸め誤差を加えること
により出力画像の平均濃度が入力画像の濃度と等しくな
るようにする方法が提案されている。
フトレジスタを用いる方法では重み係数が2のべき乗分
の1に固定されてしまい、柔軟性に乏しいという欠点が
あった。また、あらかじめ重み付けされた2値化誤差の
値を決め、かつその値の合計が2値化誤差と等しくなる
ように、重み付けされた周辺画素に配分する誤差内に丸
め誤差を加える方法では、出力画像の平均濃度は入力画
像の濃度と等しくなるが、整数演算を行っているので丸
め誤差自身の値は0または少なくとも1以上になってし
まい、誤差の影響を受けやすいハイライト部分では丸め
誤差の配分によって画質が劣化するという欠点があっ
た。
多値データを3レベル以上のデータに量子化処理する方
法も知られている。例えば色相が同じで濃度の異なった
インクを複数使用して疑似階調表現を行なうインクジェ
ットプリンタ等でこの方法を使う場合には、図6に示す
ようにいったん入力画像データをそれぞれのインクに対
応したルックアップテーブル(LUT)15−0、15
−1、..15−N.に入力して濃度補正を行なった
後、別々の2値化処理回路16−0、16−1、..1
6−Nに入力してそれぞれのインクに対して2値化処理
を行なう必要があり、インクの種類が増えると処理の量
はインクの数分増え、処理回路もそれに比例して大きく
なってしまうという欠点があった。さらに、インクの種
類は同じで主走査方向にN倍の解像度を持つ記録手段、
あるいは解像度は同じで同じドット記録位置に2回記録
を行なう記録手段、さらにはインクのドット径を変えて
記録するマルチドロップレット方式等でこれらの方法を
使う場合にも同様の欠点が合った。
るものであり、単純な回路構成で、誤差拡散法により入
力データを少なくとも3レベルの量子化データに量子化
することができる画像処理方法及び装置の提供を目的と
する。
器を省略でき回路規模が小さくすなわち高速で、かつ、
重み係数に柔軟性を持たせることができるとともに、複
数のインクまたはドットを使用して疑似階調表現したり
する場合にも単純な回路で量子化処理が行なえる画像処
理方法及び装置の提供を目的とする。
ために本発明の画像処理装置によれば、入力画像の濃度
と量子化後の濃度との誤差を、量子化誤差として着目画
素の周辺画素に配分し、量子化後の平均濃度を入力画像
の濃度と等しくする画像処理装置において、周辺画素に
配分する誤差の値と少なくとも3レベルに量子化された
量子化データの値をあらかじめ計算して記憶している記
憶手段と、重み係数の分母倍された入力画素の濃度と、
周辺画素から配分された誤差との総和を求める演算手段
と、前記演算手段により演算された総和から前記記憶手
段に格納されている値を選択し周辺画素に配分する誤差
データとして出力するとともに、前記総和から前記記憶
手段に記憶されている少なくとも3レベルに量子化され
た量子化データを選択して出力する出力手段とを備え
る。
像の濃度と量子化後の濃度との誤差を、量子化誤差とし
て着目画素の周辺画素に配分し、量子化後の平均濃度を
入力画像の濃度と等しくする画像処理方法において、周
辺画素データに配分する誤差の値と少なくとも3レベル
に量子化された量子化データの値をあらかじめ計算した
テーブルを備え、重み係数の分母倍された入力画素の濃
度と、周辺画素から配分された誤差との総和を求めその
総和から前記テーブルに格納されている値を選択し、周
辺画素に誤差データを配分するとともに、少なくとも3
レベルに量子化された量子化データを出力する。
辺画素に配分する量子化誤差の値及び少なくとも3レベ
ルに量子化された量子化データの値をあらかじめ計算し
てテーブルに格納しているので、重み係数毎の乗算器お
よび除算器を省略することができ、回路規模を小さくし
て高速処理が可能となる。更に、重み係数の分母倍され
た入力画素の濃度と周辺画素から配分された誤差との総
和を求め、その総和からテーブルに格納されている値を
選択し周辺画素に配分するとともに、少なくとも3レベ
ルに量子化された量子化データを出力するので重み係数
にも柔軟性を持たせることができるとともに、単純な回
路構成で誤差拡散法により、入力データを少なくとも3
レベルの量子化データに量子化することができる。
前記総和の上位複数ビットに基づき前記テーブルに格納
されている値を選択し、前記総和の下位複数ビットを余
り誤差として周辺画素に配分することで丸め誤差の値も
1未満とすることができ、画質も向上することができ
る。
詳細に説明する。
処理装置の構成を説明するブロック図である。
色のインクを使って疑似階調を表現する例、つまり、入
力画像データを3つのレベルに量子化する例を説明す
る。尚、本発明は入力画像データを4レベル以上に量子
化する場合にも適用可能である。
ピクセルデータは8ビットの多値画像データであり、ま
ず1のルックアップテーブル(LUT)に入力される。
LUT1は、疑似階調処理される入力データに対する出
力の線形性を補償するためのテーブルで、8ビットの入
力値に対して16ビットの値が出力される。
する際の配分係数の分母の値(図3の配分係数の場合2
56)が掛け合わされている。2は加算器であり、LU
T1からの16ビットデータに既に3レベルに量子化処
理が終了した画素からの誤差データを加算する。
データにラッチ7から出力される丸め誤差(誤差を配分
する際発生する余りの誤差)、誤差バッファ14から読
み出された前ラインからの誤差、およびラッチ13から
出力される左または右横ピクセルからの誤差を足し合わ
せる。
な誤差配分係数を使用する。図3の誤差配分係数の分母
の数は2のべき乗(2の8乗)となっている。加算器2
からのデータは配分係数の分母の値で割り算されるが、
この割り算はビットシフトで行なわれる。加算器2の演
算結果は符号ビットを含む上位9ビットが加算器2から
のデータを2の8乗で割り算した場合の商に、符号ビッ
トおよび下位8ビットが加算器2からのデータを2の8
乗で割り算した場合の余りに相当する。
ト)は誤差配分テーブル8を参照するための参照値とな
り、一方余り(加算器2からの下位8ビット)は1未満
の丸め誤差となってラッチ6に入力される。
される上位9ビットを参照する。式(1)から解るよう
に量子化誤差はVmax,Vminの値は決まっている
ため入力データVの値から求めることができる。従って
加算器2からの上位9ビットの値から得ることができ
る。
ーブルで示される画素外に配分するためのもので2画素
分のディレーが与えられた後、再び加算器2に入力され
る。加算器2から出力される上位9ビットデータである
商は参照値として誤差配分テーブル8に入力される。誤
差配分テーブル8はRAM(ランダムアクセスメモリ)
またはROM(リードオンリーメモリ)によって構成さ
れるルックアップテーブルであり、量子化誤差の値ごと
にあらかじめ定められた重み係数の分母倍された値およ
び濃淡のインクに対応したそれぞれの2値データが格納
されている。誤差配分テーブル8は図2に示すような誤
差配分窓に対応した値が格納されており、個々の値は量
子化誤差の値に応じて誤差配分係数の分母倍されている
ので、それぞれが16ビットの数で表されている。
称な2つの誤差配分窓を処理方向に応じて1ラスタごと
に切り替て使用しているが、誤差配分窓は左右対称なの
で誤差配分テーブルは1つで十分である。誤差配分テー
ブル8からは加算器から出力される商の値に応じてek
0、ek1、ek2、ek3の4つの値が出力され、そ
れぞれが図2に示される誤差配分窓e0、e1、e2、
e3への値に対応している。従って出力ek0はラッチ
13に入力され1ピクセル分のディレーが加えられた後
再び加算器2に入力される。また、出力ek1はラッチ
9に入力され1ピクセル分のディレーが加えられた後、
加算器10に入力され出力ek2と足し合わされる。さ
らに加算器10の出力はラッチ11に入力され1ピクセ
ル分のディレーが加えられた後、加算器12に入力され
出力ek3と足し合わされる。そして加算器12の出力
は誤差バッファ14に書き込まれる。
タである商が1で下位8ビットデータである余りが50
の時は、e0へ128,e1へ71,e2へ37,e3
へ20の誤差データが配分され、e0の右隣りの画素へ
50の誤差データが配分される。
る場所は、量子化処理の方向により着目画素の左または
右に2ピクセル離れた場所であり、量子化処理の方向は
1ラスタごとに切り替わるようになっている。
ン毎に左から右への→方向への処理と、右から左への←
方向への処理を切り換える。図1に示した如く、加算器
12からの誤差データの誤差バッファ14への格納位置
は→方向への処理の場合と、←方向への処理の場合とで
変化する。この制御は不図示の制御回路により実行され
る。
向と変化させるジグザグ処理を実行することで誤差拡散
法を実行した際問題となっていた独特な縞パターンの発
生をも防止できる。
上位9ビットの値に応じて予め量子化処理後のデータが
格納されており加算器から出力される上位9ビットの商
の値に応じてo0およびo1が出力され、それぞれが淡
インク、濃インクに対応する2値データに対応してい
る。
ータに基づき、不図示のインクジェットプリンタに基づ
き画像を形成する。
似階調処理が終了するので、以上の処理を処理方向1ピ
クセルづつずらして繰り返すことにより画像全体に対す
る疑似階調処理が可能となる。
たものである。
少なくとも3レベルに量子化する際に、図6に示した如
く、レベル毎に2値化処理を行なうことなく、予めテー
ブルに量子化結果が格納されているので、単純な回路構
成で、3レベル以上への誤差拡散法による量子化処理が
可能となる。
位8ビットデータは0〜255のいずれかの値となる
が、入力データに対しCUT1で256が乗算されてい
るため、入力データ8ビット(0〜255)に対し、余
りの8ビットデータ0〜255は0〜255/256と
なり、入力データ8ビットに対し1未満の値となる。こ
れにより丸め誤差の値を小さくすることができ、特に画
像のハイライト部分での画質を向上することができる。
み係数の分母倍された2値化誤差の値及び少なくとも3
レベルに量子化された量子化データをあらかじめ計算し
てテーブルに格納しているので、重み係数毎の乗算器お
よび除算器を省略することができ、回路規模を小さくし
て高速処理が可能となる。更に、入力画素の濃度と周辺
画素から配分された誤差との総和を求め、その総和から
テーブルに格納されている誤差値を選択し周辺画素に配
分するとともに、余りも周辺画素に配分することによ
り、重み係数にも柔軟性を持たせることができるととも
に丸め誤差の値を0から1未満にすることができハイラ
イト部分を含め画質を向上することが可能となる。
例に係わる誤差配分テーブル8を詳細に説明したもので
ある。本第2実施例においては、画像処理装置の回路構
成は第1実施例の図1と基本的に違いはないが、誤差配
分テーブルの内容と記録手段とが異なっている。すなわ
ち第1実施例においては濃淡2種類の濃度の異なるイン
クを使用して記録を行なう記録手段を想定していたが、
本第2実施例においてはインクの種類は同じで、主走査
方向にN倍(第2実施例ではN=2)の解像度を持つ記
録手段、あるいは解像度は同じで、同じドット記録位置
に2回記録を行なう記録手段を想定している。従って、
図5の誤差配分テーブルに付随している2値データテー
ブルは、高濃度領域すなわち加算器2から出力される上
位9ビットの商の値が191から318の間では出力o
0およびo1の両者共に1になるように構成されてい
る。
像度よりも、2倍高い場合は1画素の入力データに対
し、図5の2つの出力を用いて2倍の解像度で記録を行
なう。
う場合は、1画素の入力データに対し、図5の2つの出
力を用いて、記録を行なう。
装置の基本的構成は実施例1のままで、インクの種類は
同じで主走査方向にN倍の解像度を持つ記録手段、ある
いは解像度は同じで同じドット記録位置に2回記録を行
なう記録手段に対する、記録に使用するデータを簡単に
求めることができる。
いては入力画像ピクセルデータは8ビットの多値画像デ
ータであったが、4ビット、12ビット、16ビット等
の多ビット数で表されても構わない。
配分窓は4ピクセルによって構成されていたが、より大
きな窓であってもあるいは小さな窓であっても同様に構
成できることは言うまでもない。
よび2においては、濃淡あるい2ドット分の2種類であ
ったが、もちろんさらに多くのインクあるいはドットを
用いて記録を行なう場合にも、あるいはマルチドロップ
レットを用いて記録を行なう場合にも誤差配分テーブル
に付随する2値データテーブルを拡張するだけで簡単に
対応できる。
8ビットの多値画像データであったが、例えばR、G、
BそれぞれNビットのカラー多値画像データを入力とす
るカラー画像処理装置として構成できることは言うまで
もない。
れば濃度情報の値ごとに、定められた重み係数の分母倍
された2値化誤差の値及び量子化データをあらかじめ計
算してテーブルに持ち、着目画素の濃度と周辺画素から
配分された誤差との総和を求めた後で重み係数の分母で
その値を割り算(ビットシフト)して余りを求めること
により、丸め誤差を0から1未満にでき、重み係数に柔
軟性を持たせながらかつ重み係数毎の乗算器および除算
器を省略して回路規模を小さくし高速処理が可能とな
り、ハイライト部分での画質を向上させることが可能と
なる。さらに同じ色相の濃度の異なったインクを複数使
用して疑似階調表現を行なう記録手段、インクの種類は
同じで主走査方向にN倍の解像度を持つ記録手段、ある
いは解像度は同じで同じドット記録位置に複数回記録を
行なう記録手段さらにはマルチドロップレット方式等で
疑似階調表現処理を行なっても、大規模な処理回路追加
無しで同処理が実現可能となる。
画素に配分する量子化誤差の値及び少なくとも3レベル
に量子化された量子化データの値をあらかじめ計算して
テーブルに格納しているので、重み係数毎の乗算器およ
び除算器を省略することができ、回路規模を小さくして
高速処理が可能となる。更に、重み係数の分母倍された
入力画素の濃度と周辺画素から配分された誤差との総和
を求め、その総和からテーブルに格納されている値を選
択し周辺画素に配分するとともに、少なくとも3レベル
に量子化された量子化データを出力するので重み係数に
も柔軟性を持たせることができるとともに、単純な回路
構成で誤差拡散法により、入力データを少なくとも3レ
ベルの量子化データに量子化することができる。
ック図。
た図。
Claims (4)
- 【請求項1】 入力画像の濃度と量子化後の濃度との誤
差を、量子化誤差として着目画素の周辺画素に配分し、
量子化後の平均濃度を入力画像の濃度と等しくする画像
処理装置において、 周辺画素に配分する誤差の値と少なくとも3レベルに量
子化された量子化データの値をあらかじめ計算して記憶
している記憶手段と、 重み係数の分母倍された入力画素の濃度と、周辺画素か
ら配分された誤差との総和を求める演算手段と、 前記演算手段により演算された総和から前記記憶手段に
格納されている値を選択し周辺画素に配分する誤差デー
タとして出力するとともに、前記総和から前記記憶手段
に記憶されている少なくとも3レベルに量子化された量
子化データを選択して出力する出力手段とを有すること
を特徴とする画像処理装置。 - 【請求項2】 入力画像の濃度と量子化後の濃度との誤
差を、量子化誤差として着目画素の周辺画素に配分し、
量子化後の平均濃度を入力画像の濃度と等しくする画像
処理方法において、周辺画素データに配分する誤差の値
と少なくとも3レベルに量子化された量子化データの値
をあらかじめ計算したテーブルを備え、重み係数の分母
倍された入力画素の濃度と、周辺画素から配分された誤
差との総和を求めその総和から前記テーブルに格納され
ている値を選択し、周辺画素に誤差データを配分すると
ともに、少なくとも3レベルに量子化された量子化デー
タを出力することを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項3】 前記重み係数の分母の値を2のべき乗と
することを特徴とする請求項2記載の画像処理方法。 - 【請求項4】 前記総和の上位複数ビットに基づき前記
テーブルに格納されている値を選択し、前記総和の下位
複数ビットを余り誤差として周辺画素に配分することを
特徴とする請求項3記載の画像処理方法。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP16209494A JP3200287B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 画像処理方法及び装置 |
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DE69516193T DE69516193T2 (de) | 1994-01-20 | 1995-01-19 | Bildverarbeitungsverfahren und -gerät |
EP95300317A EP0664643B1 (en) | 1994-01-20 | 1995-01-19 | Image processing method and apparatus |
AT95300317T ATE191821T1 (de) | 1994-01-20 | 1995-01-19 | Bildverarbeitungsverfahren und -gerät |
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JPH0832805A JPH0832805A (ja) | 1996-02-02 |
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-
1994
- 1994-07-14 JP JP16209494A patent/JP3200287B2/ja not_active Expired - Fee Related
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