JP3267674B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像データを表示装置や
記録装置等で出力するために４値、５値等の多値データ
に量子化するための画像処理装置および画像処理方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ装置、ディジタル複写機や
プリンタ等の記録装置で画像を記録する場合や、コンピ
ュータの処理結果をＣＲＴ等の表示装置に画像として表
示する場合、画像データは擬似中間調処理がなされるこ
とにより、記録装置や表示装置の出力データとされる。
この擬似中間調処理方式としては、誤差拡散法や平均濃
度保存法を用いた方式が従来より知られている。また最
近では、記録装置や表示装置の高精細化が進み画像の擬
似中間調処理方式も２値化処理ばかりでなく多値化処理
が必要となってきている。以下に、図１，図２を参照し
て５値化処理の従来例を説明する。

【０００３】図１において、４０１は５値化しようとす
る注目画素（ｘ，ｙ）を示し、この画素は画像データと
してＩ（ｘ，ｙ）を有している。データＩ（ｘ，ｙ）
は、注目画素４０１の元々の８ビットデータ（０〜２５
５レベル）にすでに５値化処理が終了している画素から
の誤差が積算されたものである。ここで、ｘ，ｙはその
画素の位置を表わし、例えばｘは記録装置等における主
走査方向の位置を示し、ｙは副走査方向の位置を示す。
また、図において４０２〜４０８は注目画素４０１の周
辺画素であって、すでに５値化が終了している画素であ
る。それぞれの内部の数値ａ〜ｇは処理後の５値化され
た値である。すなわち、ａ〜ｇは０〜４のいずれかの値
を有した整数である。

【０００４】図２は注目画素４０１の５値化処理で用い
られるしきい値を求める際の、５値化処理が終了してい
る各画素の重み付け定数を示す図である。それぞれの画
素に示されるＡ〜Ｇは各画素の重み付け定数である。

【０００５】上記構成において注目画素（ｘ，ｙ）の５
値化終了後には画素（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ＋２，ｙ）…
と処理が移行し順次処理が行われる。上記図１および図
２において注目画素（ｘ，ｙ）のデータＩ（ｘ，ｙ）が
どのように５値化（０〜４）されるかを以下に説明す
る。始めに図１に示される注目画素４０１の周辺画素４
０２〜４０８の多値化データａ〜ｇと、図２に示される
各画素に応じて定められる重み付けデータより平均の濃
度を計算する。具体的には以下の計算を行い平均濃度Ｍ
Ｖを求める。

【０００６】

【数１】 MV＝ a＊A ＋ b＊B ＋ c＊C ＋ d＊D ＋ e＊E ＋ f＊F ＋ g＊G 次に、予め定められた所定のメモリに記憶されている５
値化処理のためのしきい値データＳ１，Ｓ２，Ｓ３各々
に、上式で求められた平均濃度ＭＶを加え、その画素で
のしきい値とする。そして、データＩ（ｘ，ｙ）とこの
しきい値とを比較し以下のようにして注目画素４０１の
多値データＰとする。

【０００７】

【数２】 I(x,y)＜MV＋T の場合 P＝0 MV＋T ≦I(x,y)＜S1＋MV＋T の場合 P＝1 S1＋NV＋T ≦I(x,y)＜S2＋MV＋T の場合 P＝2 S2＋MV＋T ≦I(x,y)＜S3＋MV＋T の場合 P＝3 S3＋MV＋T ≦I(x,y)の場合 P＝4 〔ただし T＝ (S3−S2)/2 ＝ (S2−S1)/2 〕次に５値
に量子化したための誤差を以下の式より求める。

【０００８】

【数３】ERROR ＝ P＊S1＋MV＋T −I(x,y) そして、このＥＲＲＯＲを目標画素（ｘ，ｙ）の周辺画
素でまた５値化処理が終了していない数画素にある決ま
った割合で拡散する。以上説明したように構成すること
で５値化の擬似中間調処理が達成され、擬似輪郭がなく
画像のエッジ部分においても、いわゆる掃きよせ等のな
い階調性に優れた高解像度の画像を表示装置や記録装置
に提供することが可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような構成を、たとえばコンピュータのソフトウェアで
達成しようとするとたいへん多大な処理となり、その処
理時間が大幅に増大してしまう。また擬似中間調処理専
用のハードウェアで達成しようとすると、その規模は大
きなものとなり、かつメモリも多く使用しなければなら
ず、そのための設計が煩雑であったりハードウェアのコ
ストアップになるという問題点があった。

【００１０】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであり、設計が簡単でメモリ容量が少なくてす
み、かつソフトウエアによる処理速度が速い２値化擬似
中間調処理の方法を用いることにより多値擬似中間調処
置を行なう画像処理装置および画像処理方法を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
（ｎ−１）個の擬似画素で構成される１つの注目画素に
対応する入力データをｎ（ｎ＞２の整数）値化する擬似
中間調処理を行うに際し、前記（ｎ−１）個の擬似画素
それぞれについて０または１の値を付与し前記（ｎ−
１）個の擬似画素それぞれについて２値化処理を行うこ
とで前記擬似中間調処理を行う画像処理装置であって、
前記１つの注目画素に属する（ｎ−１）個の擬似画素そ
れぞれについて、当該擬似画素の２値化処理以前の擬似
画素に対する２値化処理で発生し分配された誤差データ
を、当該注目画素に対応する入力データに加算し、当該
加算されたデータを当該擬似画素のデータとして定める
データ処理手段と、前記（ｎ−１）個の擬似画素毎のし
きい値を生成するしきい値生成手段と、前記しきい値生
成手段において生成された擬似画素毎のしきい値と、前
記データ処理手段において定められた擬似画素毎のデー
タとを、前記（ｎ−１）個の擬似画素それぞれについて
１回ずつ比較して、前記（ｎ−１）個の擬似画素それぞ
れについて０または１の値を付与し前記（ｎ−１）個の
擬似画素それぞれについて２値化処理を行う比較手段
と、前記比較手段による２値化処理の際に発生する、前
記（ｎ−１）個の擬似画素それぞれについての各誤差デ
ータを、前記（ｎ−１）個の擬似画素それぞれに隣接す
る隣接擬似画素であって未だ２値化処理されていない隣
接擬似画素に対して所定の分配率で分配する誤差データ
分配手段とを具え、前記誤差データ分配手段は、前記
（ｎ−１）個の擬似画素のうち、最初に２値化処理され
る第１の擬似画素については、当該第１の擬似画素につ
いての誤差データを下隣りおよび横隣りの２つの隣接擬
似画素に対して分配し、前記第１の擬似画素以外の第２
の擬似画素ついては、当該第２の擬似画素についての誤
差データを下隣りの隣接擬似画素に対しては分配せずに
横隣りの隣接擬似画素に対してのみ分配することを特徴
とする。また、（ｎ−１）個の擬似画素で構成される１
つの注目画素に対応する入力データをｎ（ｎ＞２の整
数）値化する擬似中間調処理を行うに際し、前記（ｎ−
１）個の擬似画素それぞれについて０または１の値を付
与し前記（ｎ−１）個の擬似画素それぞれについて２値
化処理を行うことで前記擬似中間調処理を行う画像処理
方法であって、前記１つの注目画素に属する（ｎ−１）
個の擬似画素それぞれについて、当該擬似画素の２値化
処理以前の擬似画素に対する２値化処理で発生し分配さ
れた誤差データを、当該注目画素に対応する入力データ
に加算し、当該加算されたデータを当該擬似画素のデー
タとして定めるデータ処理工程と、前記（ｎ−１）個の
擬似画素毎のしきい値を生成するしきい値生成工程と、
前記しきい値生成工程において生成された擬似画素毎の
しきい値と、前記データ処理工程において定められた擬
似画素毎のデータとを、前記（ｎ−１）個の擬似画素そ
れぞれについて１回ずつ比較して、前記（ｎ−１）個の
擬似画素それぞれについて０または１の値を付与し前記
（ｎ−１）個の擬似画素それぞれについて２値化処理を
行う比較工程と、前記比較工程による２値化処理の際に
発生する、前記（ｎ−１）個の擬似画素それぞれについ
ての各誤差データを、前記（ｎ−１）個の擬似画素それ
ぞれに隣接する隣接擬似画素であって未だ２値化処理さ
れていない隣接擬似画素に対して所定の分配率で分配す
る誤差データ分配工程とを具え、前記誤差データ分配工
程では、前記（ｎ−１）個の擬似画素のうち、最初に２
値化処理される第１の擬似画素については、当該第１の
擬似画素についての誤差データを下隣りおよび横隣りの
２つの隣接擬似画素に対して分配し、前記第１の擬似画
素以外の第２の擬似画素ついては、当該第２の擬似画素
についての誤差データを下隣りの隣接擬似画素に対して
は分配せずに横隣りの隣接擬似画素に対してのみ分配す
ることを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上の構成によれば、(ｎ−１）個の擬似画素
で構成される１つの注目画素におけるそれぞれの擬似画
素について２値化処理を行うことで擬似中間調処理を行
ない、また、この２値化処理の際に発生する（ｎ−１）
個の擬似画素それぞれについての各誤差データを、（ｎ
−１）個の擬似画素それぞれに隣接する隣接擬似画素で
あって未だ２値化処理されていない隣接擬似画素に対し
て所定の分配率で分配する誤差データ分配において、
（ｎ−１）個の擬似画素のうち、最初に２値化処理され
る第１の擬似画素については、当該第１の擬似画素につ
いての誤差データを下隣りおよび横隣りの２つの隣接擬
似画素に対して分配し、前記第１の擬似画素以外の第２
の擬似画素ついては、当該第２の擬似画素についての誤
差データを下隣りの隣接擬似画素に対しては分配せずに
横隣りの隣接擬似画素に対してのみ分配するので、ｎ−
１回の２値化処理でｎ値化する擬似階調処理を行なうこ
とができるとともに、この擬似階調処理における誤差分
配処理を出力される画像の鮮明さを考慮したものとする
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】（実施例１）図３および図４は本発明の実
施例１にかかる図であり、図３（Ａ）はこれから擬似中
間調処理を行おうとする注目画素と、すでに擬似中間調
処理が終了している注目画像の周辺画素を示す模式図、
図３（Ｂ）は注目画素のしきい値を決定する際に用いら
れる各周辺画素に提示される重み付けマスクを示す模式
図、図３（Ｃ）は擬似中間調処理が行われる際に発生す
る誤差が拡散される画素を示す模式図である。また、図
４は本実施例の擬似中間調処理を行うための構成を示す
ブロック図である。

【００１５】図３（Ａ）において、１０１はこれから擬
似中間調処理を行おうとする注目画素（ｘ，ｙ）であ
り、注目画素１０１を、破線によって示される４つの擬
似的な画素に分割する。各々の擬似画素を（ｘ１，ｙ
１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）および（ｘ４，
ｙ４）とし、また、注目画素１０１の画素データをＩ
（ｘ，ｙ）とする。データＩ（ｘ，ｙ）は、８ビットで
０〜２５５レベルを有するデータである。１０２〜１０
８は注目画素１０１の周辺画素であって、すでに擬似中
間調処理が終了している画素である。これら周辺画素も
注目画素１０１と同様、破線で示される４つの擬似画素
に分割される。各々の周辺画素の擬似画素のそれぞれは
それぞれの擬似画素における擬似中間調処理（２値化処
理）の結果である０または１の値Ｐを有している。

【００１６】図３（Ｂ）に示す１０９は注目画素１０１
の４つの擬似画素のうちの１つの注目擬似画素を示し、
１１０〜１１６は２値化処理に際して重み付けを行うそ
の注目擬似画素１０９の周辺擬似画素を示し、それぞれ
の画素の内部の数値Ｒ１〜Ｒ７は重み付けの値で正の整
数である。図３（Ｃ）に示す１１８，１１９は、上記注
目擬似画素１０９に隣接し注目擬似画素１０９の擬似中
間調処理で発生する誤差が拡散される画素である。本発
明の実施例１では５値化の擬似中間調処理を実施する場
合について説明しており、また処理は、画素位置で
（ｘ，ｙ）、（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ＋２，ｙ）…と処理
が移行し順次処理が行われるものとする。

【００１７】以下、図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照して５値
化の擬似中間調処理がどのように行われるかを説明す
る。図３（Ａ）に示す（ｘ−１，ｙ）の位置の画素１０
８から画素１０１に処理が移行すると、その注目画素１
０１の左端の擬似画素（ｘ１，ｙ１）について２値化の
擬似中間調処理を行う。すなわちこの擬似画素が図３
（Ｂ）に示す注目擬似画素１０９となる。この２値化の
擬似中間調処理を行う場合の２値化のためのしきい値
は、図３（Ｂ）に示す重み付けマスクと位置（ｘ１，ｙ
１）の注目擬似画素１０９の周辺擬似画素の値Ｐとの演
算を行い決定する。そして、この２値化処理で発生した
誤差は図３（Ｃ）に示す擬似画素１１９および１１８に
所定の配分率で拡散される。このように、本例の処理は
全て２値化の擬似中間調処理を擬似画素について行うよ
うに構成される。そして２値化の擬似中間調処理を１画
素に付き４回行うことにより５値化の擬似中間調処理を
達成する。

【００１８】以下、注目画素（ｘ，ｙ）についての４つ
の擬似画素（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，
ｙ３）および（ｘ４，ｙ４）についてどのように２値化
を行って注目画素（ｘ，ｙ）の５値化処理を行うかを具
体的に説明する。位置（ｘ１，ｙ１）の注目擬似画素１
０９のデータは、注目画素（ｘ，ｙ）のデータＩ（ｘ，
ｙ）に、図３（Ａ）に示す位置（ｘ１，（ｙ−１）１）
および（（ｘ−１４，ｙ４）の擬似画素１０６−１およ
び１０８−４各々での２値化擬似中間調処理で発生した
誤差が注目擬似画素（ｘ１，ｙ１）に拡散された値を加
えたＩ′（ｘ１，ｙ１）である。このＩ′（ｘ１，ｙ
１）について２値化処理を行う。このとき、以下の演算
より求められる平均濃度をしきい値とする。

【００１９】

【数４】 MV＝P((x−1)4,(y−2)4)＊R1＋ P(x1,(y−2)1)＊R2 ＋ P(x2,(y−2)2)＊R3＋P((x−1)4,(y−1)4)＊R4 ＋P(x1,(y1−1)1)) −＊R5＋ P(X2,(Y−1)2)＊R6 ＋P((x−1)4,y4) ＊R7 ここで、P(x,y)は擬似画素(x,y) の２値化処理の値とす
る。

【００２０】そしてこのＭＶとＩ′（ｘ１，ｙ１）との
比較を行い、この擬似画素（ｘ１，ｙ１）の２値化擬似
中間調処理の値Ｐ（ｘ１，ｙ１）を決定する。すなわ
ち、

【００２１】

【数５】 I'(x1,y1) ≧MVの場合 P(x1,y1)＝1 I'(x1,y1) ＜MVの場合 P(x1,y1)＝0 次に、この擬似画素（ｘ１，ｙ１）で発生する誤差ＥＲ
ＲＯＲを以下のように決定する。

【００２２】

【数６】 P(x1,y1)＝1 の場合 ERROR ＝ I'(x1,y1)−255 P(x1,y1)＝0 の場合 ERROR ＝ I'(x1,y1) そしてこのＥＲＲＯＲを周辺擬似画素１１９および１１
８に拡散する。すなわち、注目擬似画素（ｘ１，ｙ１）
での２値化擬似中間調処理後の誤差は、擬似画素（ｘ
２，ｙ２）（図３（Ａ）に示す画素１０１−２）および
（ｘ１，（ｙ＋１）１）（図３（Ａ）に不図示）に所定
の配分率で拡散され各々の擬似画素のデータとする。以
上で注目擬似画素（ｘ１，ｙ１）での２値化擬似中間調
処理を終了し、画素（ｘ２，ｙ２）に処理が移行する。
擬似画素（Ｘ２，ｙ２）では以下に説明するように、上
記と同様の処理が行われ擬似画素（ｘ２，ｙ２）の処理
値Ｐ（ｘ２，ｙ２）が０または１と決定される。擬似注
目画素（ｘ２，ｙ２）のデータは、注目画素（ｘ，ｙ）
のデータＩ（ｘ，ｙ）に、擬似画素（ｘ２，（ｙ−１）
２）および擬似画素（ｘ１，ｙ１）各々での２値化擬似
中間調処理で発生した誤差が注目擬似画素（ｘ２，ｙ
２）に拡散された値を加えたＩ′（ｘ２，ｙ２）であ
る。このＩ′（ｘ２，ｙ２）について２値化処理を行
う。このとき、以下の演算より求められる平均濃度をし
きい値とする。

【００２３】

【数７】 MV＝ P(x1,(y−2)1)＊R1＋ P(x2,(y−2)2)＊R2 ＋ P(x3,(y−2)3)＊R3＋ P(X1,(Y−1)1)＊R4 ＋ P(x2,(y−1)2)＊R5＋ P(x3,(y−1)3)＊R6 ＋P(x1,y1)＊R7 そしてこのＭＶとＩ′（ｘ２，ｙ２）との比較を行い、
この擬似画素（ｘ２，ｙ２）の２値化擬似中間調処理の
値Ｐ（ｘ２，ｙ２）を決定する。

【００２４】

【数８】 I'(x2,y2) ≧MVの場合 P(x2,y2)＝1 I'(x2,y2) ＜MVの場合 P(x2,y2)＝0 次に、この擬似画素（ｘ２，ｙ２）で発生する誤差を以
下のように決定する。

【００２５】

【数９】 P(x2,y2)＝1 の場合 ERROR ＝ I'(x2,y2)−255 P(x2,y2)＝0 の場合 ERROR ＝ I'(x2,y2) そしてこのＥＲＲＯＲを周辺擬似画素１１９および１１
８に拡散する。すなわち、注目擬似画素（ｘ２，ｙ２）
での２値化擬似中間調処理後の誤差は、図３（Ａ）に示
す擬似画素（ｘ３，ｙ３）および（ｘ２，（ｙ＋１）
２）に拡散され、各々の擬似画素のデータとする。以上
で注目擬似画素（ｘ２，ｙ２）での２値化擬似中間調処
理を終了し、擬似画素（ｘ３，ｙ３）に処理が移行す
る。以上２つの擬似画素について説明した処理を擬似画
素（ｘ３，ｙ３）および擬似画素（ｘ４，ｙ４）につい
ても同様に行い各擬似画素の２値化の値を決定する。そ
して、４つの各擬似画素の２値化が終了した時点で各擬
似画素の２値のデータの総和を注目画素（ｘ，ｙ）の５
値のデータとすることにより注目画素（ｘ，ｙ）の処理
を終了する。すなわち、４つの各擬似画素の２値化デー
タがいずれも０であれば注目画素（ｘ，ｙ）の５値デー
タが０であり、４つの擬似画素のいずれか１つが１で他
の擬似画素が０であれば注目画素（ｘ，ｙ）のデータは
１であり、４つの擬似画素のいずれか２つが１で他の２
つの擬似画素が０であれば注目画素（ｘ，ｙ）のデータ
は２であり、４つの擬似画素のいずれか３つが１で他の
１つの擬似画素が０であれば注目画素（ｘ，ｙ）のデー
タは３であり、４つの擬似画素の全てが１であれば注目
画素（ｘ，ｙ）のデータは４である。上記一連の注目画
素（ｘ，ｙ）に対する処理終了後、処理は画素（ｘ＋
１，ｙ）に移行し画素（ｘ＋１，ｙ）においてもやはり
４つの擬似画素（（ｘ＋１）１，ｙ１）、（（ｘ＋１）
２，ｙ２）、（（ｘ＋１）３，ｙ３）および（（ｘ−
１）４，ｙ４）について２値化の擬似中間調処理を行
い、各擬似画素のデータの総和を画素（ｘ＋１，ｙ）の
５値のデータとする。そして処理は画素（ｘ＋２，ｙ）
に移行する。以下、各画素について同様の処理が繰り返
され画像全体の処理を終了する。

【００２６】次に、図４を参照して、本発明の実施例１
の処理を実行する処理回路について説明する。図４にお
いて、２０１は８ビットの画素データＩ（ｘ，ｙ）の入
力データ部、２０２はデータＩ（ｘ，ｙ）に誤差を加え
る加算器、２０３はすでに処理が終了した画素から拡散
された誤差を画素毎に記憶した誤差メモリである。２０
４は、図３（Ｂ）で示した重み付けを行う周辺画素毎の
重み付けの値を記憶したメモリである。この重み付けの
値は注目擬似画素に対する周辺画素のパターンとして予
め定められたものである。２０５はすでに２値化が終了
している擬似画素の２値のデータメモリ、２０６は重み
付けメモリ２０４と２値メモリ２０５との対応する画素
の値の積和演算を行う積和演算器である。２０７は積和
演算器２０６の出力と加算器２０２からの出力Ｉ′（ｘ
１，ｙ１）とを比較し、その結果を０または１の値で、
加算器２０８および差分器２１０に出力する。２０９は
注目画素（ｘ，ｙ）の５値化のデータを記録するメモ
リ、２１１は注目擬似画素に隣接する擬似画素に誤差を
拡散する誤差配分器である。２１２は２ビットのカウン
トダウンカウンタであり、０の次は３になる。これによ
り、３がロードされた時、注目画素に処理が移行するよ
うに構成されている。２１３は注目画素の５値のデータ
を表示装置や記録装置等に出力するための出力データ部
である。

【００２７】上記構成において、注目画素（ｘ，ｙ）に
処理が移行して入力データ部２０１より注目画素データ
Ｉ（ｘ，ｙ）が加算器２０２に送られる。加算器２０２
においては、すでに２値化の擬似中間調処理が終了して
いる擬似画素からの誤差を記憶した誤差メモリ２０３か
らのデータの値と、データＩ（ｘ，ｙ）とを加えてデー
タＩ′（ｘ１，ｙ１）とする。また、しきい値に用いる
平均濃度を算出するため、重み付け係数メモリ２０４の
値と、すでに処理が終了している擬似画素の２値化され
た値との積の総和を積和演算器２０６により算出する。
比較器２０７は積和演算器２０６の演算結果と加算器２
０２からのデータＩ′（ｘ１，ｙ１）とを比較し０また
は１を出力する。メモリ２０９は注目画素（ｘ，ｙ）に
処理が移行した最初の時点では０が記憶されており、こ
の０と比較器２０７の出力の０または１とが加算器２０
８により加えられメモリ２０９に記憶される。また、同
時に加算器２０２の出力Ｉ′（ｘ１，ｙ１）と、比較器
２０７からの出力０または１に応じて０または２５５と
の誤差が差分器２１０により演算され、その差は誤差配
分器２１１に送られる。誤差配分器２１１では、この誤
差を、ある割合で配分し誤差メモリ２０３の擬似画素
（ｘ２，ｙ２）および擬似画素（（ｘ＋１）１，ｙ１）
に対応するメモリに記憶させる。このメモリ２０３の値
は擬似中間調処理がその画素に処理が移った時に使用さ
れる。カウンタ２１２の内容が３の場合に、新たな注目
画素（ｘ，ｙ）に処理が移行し、上記処理を行った訳で
あるが、次にカウンタ２１２は１カウントダウンされ２
となる。これにより、同一注目画素の次の擬似画素に処
理が移る。すなわち、入力データ部２０１に対して同じ
注目画素（ｘ，ｙ）の同じデータＩ（ｘ，ｙ）を出力さ
せ、上記で説明した一連の２値化擬似中間調処理を繰り
返す。２回目の処理では先の処理ですでにメモリ２０９
に擬似画素（ｘ１，ｙ１）の０または１の値が記録され
ており、加算器２０８は、この擬似画素（ｘ１，ｙ１）
の２値化の値と、今回の擬似画素（ｘ２，ｙ２）の２値
化の値を足しあわせた値をメモリ２０９に記憶させる。
そして、擬似画素（ｘ２，ｙ２）の一連の擬似中間調処
理が終了した段階で再度カウンタ２１２を１つカウント
ダウンする。上記の一連の処理は、カウンタ２１２が３
になるまで繰り返され、これにより注目画素（ｘ，ｙ）
について４回の各々の擬似画素における２値化擬似中間
調処理が行われる。その結果、メモリ２０９には０〜４
のいずれかの値が記憶され、出力データ部２１３よりメ
モリ２０９の値が出力される。そして注目画素（ｘ，
ｙ）の処理は終了して画素（ｘ＋１，ｙ）に処理が移行
する。

【００２８】上記実施例の説明から明らかなように、本
例では５値化の擬似中間調処理が２値化のソフトウェア
やハードウェアによって実現でき、処理時間の短縮やコ
ストダウンにつながるという利点がある。特に平均濃度
を算出する本例の積和演算では、重み付け定数と０また
は１との積を演算するため、事実上乗算を省略すること
ができ、処理時間やハードウェアを簡略化でき、またハ
ードウェア等の設計が容易であるという大きな利点があ
る。

【００２９】なお、上記実施例では、各擬似画素の処理
の際、注目画素（ｘ，ｙ）のデータＩ′（ｘ，ｙ）をそ
のまま使用したが、５値化の処理と同等の画像を得るこ
とができるのであれば、たとえば、注目画素の周辺画素
の値に応じて各擬似画素でデータＩ′（ｘ，ｙ）の値を
変更してもなんら問題はない。また、複写機のように画
像を読取る装置が装着されている場合等は、画像読取り
の精度を擬似画素の数、すなわち多値化するべき数より
１少ない数とし、読取りデータをそのまま入力データと
しても構わないことはいうまでもない。

【００３０】図５（Ａ）および（Ｂ）は注目画素（ｘ，
ｙ）を擬似画素に分割する方法の他の例を示したもので
ある。また、図５（Ｃ）は上記実施例１で示した画素分
割方法である。図５（Ａ）〜（Ｃ）において３０１は処
理を行うべき注目画素（ｘ，ｙ）であり、３０２，３０
３，３０４および３０５は注目画素（ｘ，ｙ）を４つに
分割した擬似画素である。図５（Ｂ）に示すように注目
画素が分割できる場合には、ディザ法などの擬似中間調
処理が２値化のそれと全く同じ方法で達成できるという
利点がある。

【００３１】以上説明したように、注目画素を多値化す
るべき数より１少ない数に分割し、各々の分割された各
画素について２値化の擬似中間調処理を行うことによ
り、多値化の擬似中間調処理が達成され、多値化の擬似
中間調処理と同様の効果が得られるというメリットがあ
る。また、注目画素をどのように分割するかは装置の形
態や擬似中間調処理の方法によって多数の方法が選択可
能である。

【００３２】（実施例２）図６（Ａ）〜（Ｆ）は本発明
の実施例２を表す図であり、上述した実施例１の図３と
同様の図である。これら図で図３に示した要素と同様の
要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略す
る。

【００３３】上記実施例１では、２値化処理による誤差
を隣接する２つの擬似画素に配分する際、その配分比率
は各擬似画素毎で一定の値であったが、本例では各擬似
画素毎に誤差配分比率を異ならせる。

【００３４】図６（Ｃ）〜（Ｆ）はこの様子を示す模式
図である。図６（Ａ）に示す注目画素１０１の擬似画素
（ｘ１，ｙ１）が注目擬似画素１０９であるときは、図
６（Ｃ）に示すように、右隣りの擬似画素１１８（この
場合、注目画素１０１の擬似画素（ｘ２，ｙ２））に配
分係数Ｅ１で誤差を配分し、下隣りの擬似画素１１９に
配分係数（１−Ｅ１）で配分する。次の処理にかかる注
目擬似画素１０９が擬似画素（ｘ２，ｙ２）であるとき
は、図６（Ｄ）に示すように、右隣りの擬似画素１１８
（この場合、注目画素１０１の擬似画素（ｘ３，ｙ
３））に配分係数Ｅ２で誤差を配分し、下隣りの擬似画
素１１９には配分係数（１−Ｅ２）で配分する。擬似画
素（ｘ３，ｙ３）および（ｘ４，ｙ４）がそれぞれ注目
擬似画素である場合も同様、図６（Ｅ）および（Ｆ）に
示すように、右隣りの擬似画素１１８に対しては、それ
ぞれ配分係数Ｅ３およびＥ４で、下隣りの擬似画素１１
９に対してはそれぞれ配分係数（１−Ｅ３）および（１
−Ｅ４）で誤差を配分する。

【００３５】ここでＥ１，Ｅ２，Ｅ３およびＥ４の値
は、０以上１以下の範囲の実数である。

【００３６】以下、このような誤差配分係数を有する各
擬似画素の２値化処理を説明する。

【００３７】最初の処理にかかる注目擬似画素１０９で
ある擬似画素（ｘ１，ｙ１）のデータは、注目画素１０
１のデータＩ（ｘ，ｙ）に擬似画素（ｘ１，（ｙ−１）
１）および擬似画素（（ｘ−１）４，ｙ４）各々での２
値化擬似中間調処理で発生する誤差が注目擬似画素（ｘ
１，ｙ１）に拡散された値を加えたＩ′（ｘ１，ｙ１）
ある。このＩ′（ｘ１，ｙ１）について２値処理を行う
わけであるが、そのしきい値を決定するために、以下の
演算より求められる平均濃度ＭＶをしきい値とする。

【００３８】

【数１０】 MV＝P((x−1)4,(y−2)4)＊R1＋ P(x1,(y−2)1)＊R2 ＋ P(x2,(y−2)2)＊R3＋P((x−1)4,(y−1)4)＊R4 ＋ P(x1,(y−1)1)＊R5＋ P(x2,(y−1)2)＊R6 ＋P((x−1)4,y4) ＊R7 そしてこのＭＶとＩ′（ｘ１，ｙ１）との比較を行い、
この注目擬似画素１０９の２値化擬似中間調処理の値Ｐ
（ｘ１，ｙ１）を決定する。

【００３９】

【数１１】 I'(x1,y1) ≧MVの場合 P(x1,y1)＝1 I'(x1,y1) ＜MVの場合 P(x1,y1)＝0 次に、この注目擬似画素１０９で発生する誤差を以下の
ように決定する。

【００４０】

【数１２】 P(x1,y1)＝1 の場合 ERROR ＝I'(x1,y1) −255 P(x1,y1)＝0 の場合 ERROR ＝I'(x1,y1) そして、このＥＲＲＯＲを以下のように周辺擬似画素１
１８（すなわち、擬似画素（ｘ２，ｙ２）、および１１
９（すなわち、擬似画素（ｘ１，（ｙ＋１）１））に拡
散する。

【００４１】

【数１３】 ERROR(118)＝ERROR ＊E1 ERROR(119)＝ERROR ＊(1−E1) 以上で擬似画素（ｘ１，ｙ１）の２値化擬似中間調処理
を終了し擬似画素（ｘ２，ｙ２）に処理が移行する。

【００４２】擬似画素（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ
３）、（ｘ４，ｙ４）についても上記と同様な処理を行
ってそれぞれ２値化擬似中間調処理を行い、最終的に画
素（ｘ，ｙ）の５値化の値を得る。

【００４３】上記Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４の値の定め方
は、５値化された画素データの用いられ方などに応じて
決めることができる。例えば、この５値化データに基づ
きインクジェット方式の記録装置により記録を行う場合
には、Ｅ１を０＜Ｅ１＜１かつＥ２＝Ｅ３＝Ｅ４＝１と
すると、すなわち、最初の擬似画素についてだけ、その
２値化誤差を下隣りの擬似画素に拡散し、第２〜４番目
の擬似画素に関しては、それぞれの下隣りの擬似画素へ
は誤差を拡散しないようにすると、比較的鮮明な画像の
記録を行い得ることが、本願発明者等の実験により確か
められている。

【００４４】このような結果が得られるインクジェット
方式の記録装置は、インク吐出を行わせるために利用さ
れるエネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば
電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギに
よりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッドを
有した記録装置である。かかる方式によれば記録の高密
度化，高精細化が達成できる。

【００４５】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００４６】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００４７】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００４８】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００４９】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００５０】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００５１】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【００５２】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００５３】誤差拡散係数Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３およびＥ４
の値は、いずれにしろ、画素データが用いられる記録画
像や表示画像等における出力結果に応じて定められるこ
とが可能なものである。また、これら係数Ｅ１〜Ｅ４
は、処理にかかる注目画素毎にそれぞれ異なる値をとる
ようにしてもよい。

【００５４】図７は、本例の画像データ処理のための回
路構成を示すブロック図であり、実施例１で示した図４
と同様の図である。図４に示した画素と同様の要素には
同一の符号を付してその説明は省略する。

【００５５】図４に示す構成と異なるのは、誤差配分器
２１１は、カウンタ２１２の値によって指示される配分
係数メモリ２１４からの値に応じて誤差を配分する。す
なわち、配分係数メモリ２１４には、上述のＥ１〜Ｅ４
の値が記憶されており、カウンタ２１２の値が３の場合
はＥ１を指示し、順次カウントダウンするごとに指示す
る値を変化させ、カウンタ２１２の値が０のときＥ４を
指示する。

【００５６】本実施例２の場合も、図５に示したような
擬似画素への分割が可能なことはいうまでもなく、ま
た、この場合、その分割の仕方に応じて上記誤差配分係
数の変化のさせ方を異ならせることができることは勿論
である。

【００５７】なお、本発明に適用した擬似中間調処理手
段は、誤差拡散法と同じ（平均濃度保存法とも同じ）で
あり、最適であるが、他にも組織的ディザ法（画素がｎ
×ｎ擬似画素に分割できる場合に限る）やＭＥＣＣＡ
法、ＣＡＰＩＸ法等も適用できる。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、(ｎ−１）個の擬似画素で構成される１つの
注目画素におけるそれぞれの擬似画素について２値化処
理を行うことで擬似中間調処理を行ない、また、この２
値化処理の際に発生する（ｎ−１）個の擬似画素それぞ
れについての各誤差データを、（ｎ−１）個の擬似画素
それぞれに隣接する隣接擬似画素であって未だ２値化処
理されていない隣接擬似画素に対して所定の分配率で分
配する誤差データ分配において、（ｎ−１）個の擬似画
素のうち、最初に２値化処理される第１の擬似画素につ
いては、当該第１の擬似画素についての誤差データを下
隣りおよび横隣りの２つの隣接擬似画素に対して分配
し、前記第１の擬似画素以外の第２の擬似画素ついて
は、当該第２の擬似画素についての誤差データを下隣り
の隣接擬似画素に対しては分配せずに横隣りの隣接擬似
画素に対してのみ分配するので、ｎ−１回の２値化処理
でｎ値化する擬似階調処理を行なうことができるととも
に、この擬似階調処理における誤差分配処理を出力され
る画像の鮮明さを考慮したものとすることができる。

【００５９】この結果、ｎ値化の擬似中間調処理を行う
上でソフトウェアやハードウェアの負担を軽減でき、そ
のための装置構成も簡潔なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の５値化擬似中間調処理を説明するための
模式図である。

【図２】図１に示される処理で用いられる重み付け定数
のパターンを示す模式図である。

【図３】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の実施
例１にかかる擬似中間調処理におけるそれぞれ注目画素
とその周辺画素の模式図、重み付け定数のパターンを示
す模式図および誤差が拡散される画素の模式図である。

【図４】上記実施例１にかかる擬似中間調処理のための
回路構成を示すブロック図である。

【図５】（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明にかか
る画素の複数の擬似画素への分割の仕方の三例を示す模
式図である。

【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の実施例２にか
かる擬似中間調処理における、それぞれ注目画素とのそ
の周辺画素の模式図および重み付け定数のパターンを示
す模式図であり、（Ｃ）〜（Ｆ）は、上記処理において
誤差が拡散される画素の模式図である。

【図７】上記実施例２にかかる擬似中間調処理のための
回路構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１ 注目画素 １０２〜１０８ 周辺画素 １０９ 注目擬似画素 １１０〜１１６ 注目擬似画素の周辺擬似画素 １１８，１１９ 誤差を拡散する擬似画素 ２０１ 入力データ部 ２０２ 加算器 ２０３ 誤差メモリ ２０４ 重み付けメモリ ２０５ ２値化が終了している画素のメモリ ２０６ 積和演算器 ２０７ 比較器 ２０８ 加算器 ２０９ ５値化データメモリ ２１０ 差分器 ２１１ 誤差配分器 ２１２ カウンタ ２１３ 出力データ部 ２１４ 配分係数メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−35263（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−109871（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−72959（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−102474（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ｎ−１）個の擬似画素で構成される１
   つの注目画素に対応する入力データをｎ（ｎ＞２の整
   数）値化する擬似中間調処理を行うに際し、前記（ｎ−
   １）個の擬似画素それぞれについて０または１の値を付
   与し前記（ｎ−１）個の擬似画素それぞれについて２値
   化処理を行うことで前記擬似中間調処理を行う画像処理
   装置であって、前記１つの注目画素に属する（ｎ−１）個の擬似画素そ
   れぞれについて、当該擬似画素の２値化処理以前の擬似
   画素に対する２値化処理で発生し分配された誤差データ
   を、当該注目画素に対応する入力データに加算し、当該
   加算されたデータを当該擬似画素のデータとして定める
   データ処理手段と、 前記（ｎ−１）個の擬似画素毎のしきい値を生成するし
   きい値生成手段と、前記 しきい値生成手段において生成された擬似画素毎の
   しきい値と、前記データ処理手段において定められた擬
   似画素毎のデータとを、前記（ｎ−１）個の擬似画素そ
   れぞれについて１回ずつ比較して、前記（ｎ−１）個の
   擬似画素それぞれについて０または１の値を付与し前記
   （ｎ−１）個の擬似画素それぞれについて２値化処理を
   行う比較手段と、 前記比較手段による２値化処理の際に発生する、前記
   （ｎ−１）個の擬似画素それぞれについての各誤差デー
   タを、前記（ｎ−１）個の擬似画素それぞれに隣接する
   隣接擬似画素であって未だ２値化処理されていない隣接
   擬似画素に対して所定の分配率で分配する誤差データ分
   配手段とを具え、前記誤差データ分配手段は、前記（ｎ−１）個の擬似画
   素のうち、最初に２値化処理される第１の擬似画素につ
   いては、当該第１の擬似画素についての誤差データを下
   隣りおよび横隣りの２つの隣接擬似画素に対して分配
   し、前記第１の擬似画素以外の第２の擬似画素ついて
   は、当該第２の擬似画素についての誤差データを下隣り
   の隣接擬似画素に対しては分配せずに横隣りの隣接擬似
   画素に対してのみ分配する ことを特徴とする画像処理装
   置。
2. 【請求項２】 前記しきい値生成手段は、前記注目画素
   に属する（ｎ−１）個の擬似画素それぞれの周辺に位置
   する複数の周辺擬似画素であって前記比較手段により既
   に２値化処理がなされた複数の周辺擬似画素それぞれに
   付与された前記０または１の値と、当該複数の周辺擬似
   画素それぞれに対応する重み付け値とを前記複数の周辺
   擬似画素毎に積算し、当該積算された積算値の総和を求
   め、当該求められた総和をしきい値として定めることを
   特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 （ｎ−１）個の擬似画素で構成される１
   つの注目画素に対応する入力データをｎ（ｎ＞２の整
   数）値化する擬似中間調処理を行うに際し、前記（ｎ−
   １）個の擬似画素それぞれについて０または１の値を付
   与し前記（ｎ−１）個の擬似画素それぞれについて２値
   化処理を行うことで前記擬似中間調処理を行う画像処理
   方法であって、 前記１つの注目画素に属する（ｎ−１）個の擬似画素そ
   れぞれについて、当該擬似画素の２値化処理以前の擬似
   画素に対する２値化処理で発生し分配された誤差データ
   を、当該注目画素に対応する入力データに加算し、当該
   加算されたデータを当該擬似画素のデータとして定める
   データ処理工程と、 前記（ｎ−１）個の擬似画素毎のしきい値を生成するし
   きい値生成工程と、 前記しきい値生成工程において生成された擬似画素毎の
   しきい値と、前記データ処理工程において定められた擬
   似画素毎のデータとを、前記（ｎ−１）個の擬似画素そ
   れぞれについて１回ずつ比較して、前記（ｎ−１）個の
   擬似画素それぞれについて０または１の値を付与し前記
   （ｎ−１）個の擬似画素それぞれについて２値化処理を
   行う比較工程と、 前記比較工程による２値化処理の際に発生する、前記
   （ｎ−１）個の擬似画素それぞれについての各誤差デー
   タを、前記（ｎ−１）個の擬似画素それぞれに隣接する
   隣接擬似画素であって未だ２値化処理されていない隣接
   擬似画素に対して所定の分配率で分配する誤差データ分
   配工程とを具え、 前記誤差データ分配工程では、前記（ｎ−１）個の擬似
   画素のうち、最初に２値化処理される第１の擬似画素に
   ついては、当該第１の擬似画素についての誤差データを
   下隣りおよび横隣りの２つの隣接擬似画素に対して分配
   し、前記第１の擬似画素以外の第２の擬似画素ついて
   は、当該第２の擬似画素についての誤差データを下隣り
   の隣接擬似画素に対しては分配せずに横隣りの隣接擬似
   画素に対してのみ分配することを特徴とする画像処理方
   法。
4. 【請求項４】 前記しきい値生成工程では、前記注目画
   素に属する（ｎ−１）個の擬似画素それぞれの周辺に位
   置する複数の周辺擬似画素であって前記比較手段により
   既に２値化処理がなされた複数の周辺擬似画素それぞれ
   に付与された前記０または１の値と、当該複数の周辺擬
   似画素それぞれに対応する重み付け値とを前記複数の周
   辺擬似画素毎に積算し、当該積算された積算値の総和を
   求め、当該求められた総和をしきい値として定めること
   を特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。