JP3711707B2 - 画像２値化方法、画像２値化装置および記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤差拡散法による画像２値化方法、画像２値化装置および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中間調画像を２値化して擬似中間調画像に変換する処理として、誤差拡散法が知られている。この誤差拡散法は、ある画素を２値化した場合に、２値化によって生じた誤差を、未だ２値化していない周辺の画素の濃度に分配する方法（狭い意味の誤差拡散法・文献：Robert W.Floyd and Louis Steinberg,"An Adaptive Algorithm for Spatial Greyscale",Proceeding of the S.I.D. Vol.17/2,1976等）、あるいは２値化する際に周辺に存在する既に２値化した画素からその２値化の際に生じた誤差の所定割合を受け取る方法（平均誤差最小法とも言う。文献：J.F.Jarvis,C.N.Judice,and W.H.Ninke,"A Survey of Techniques for the Display of Continuous Tone Pictures on Bilevel Displays",Computer Graphics and Image Processing.5,13-40(1976)等）等が良く知られている。本明細書にては、特に断らない限り、誤差拡散法は広い意味で用いている。
【０００３】
この誤差拡散処理を用いることにより、各画素が多値で表された中間調画像を擬似中間調画像として２値化することができる。したがって、インクをドット単位で置くか置かないかのいずれかしかできないプリンタにおいても、中間調画像を全体として中間調に近似の画像として印刷することができるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような誤差拡散処理により画像を処理した場合、次のような問題が生じた。
例えば、図６に示すごとく、誤差拡散処理対象の画像Ｄ（濃度範囲：０〜２５５）において、領域Ｒ１→領域Ｒ２→領域Ｒ３のように、主走査方向に画素を一列処理しつつ、副走査方向へ順次、誤差拡散してゆく処理を考える。ここで、領域Ｒ１は濃度が均一でない、すなわち二種以上の濃度の画素が存在する画素領域であり、領域Ｒ２は全ての画素が濃度＝０（最小濃度）の均一濃度の画素領域、領域Ｒ３は全ての画素が濃度＝１（１より大きくても良い。）の均一濃度の画素領域であるとする。
【０００５】
この画像Ｄの２値化の結果、人間の目には、領域Ｒ３の先頭部分Ｓにて、オンの画素が規則的に現れて、実際にはあり得ない模様を生じてしまった。このような現象は、領域Ｒ２が濃度＝２５５（最大濃度）の均一濃度の画素領域の場合、あるいは領域Ｒ３が全ての画素が濃度＝２５４（２５４より小さくても良い。）の均一濃度の画素領域である場合も、領域Ｒ３の先頭部分Ｓにて、オンまたはオフの画素が規則的に現れて、実際にはあり得ない模様を生じてしまった。
【０００６】
このため、得られた疑似中間調画像の品質を低下させることとなった。
本発明は、画素濃度が最小濃度あるいは最大濃度の均一画素領域から、最小濃度と最大濃度との間の画素濃度である濃度が均一な領域に移行する際に、現れる模様の発生を防止して、品質の高い擬似中間調画像を得る画像２値化方法、画像２値化装置および記録媒体を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の画像２値化方法は、中間調画像が取り得る最小濃度の画素の２値化においては、オフに２値化するとともに、この最小濃度の画素が未２値化の周辺画素に拡散する２値化誤差の算出においては、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更する。
【０００８】
また、中間調画像が取り得る最大濃度の画素の２値化においては、オンに２値化するとともに、この最大濃度の画素が未２値化の周辺画素に拡散する２値化誤差の算出においては、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更する。
【０００９】
この均一でない数値の配列パターンとしては、例えば、このパターンと同一パターンの２値化誤差配列を、中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画素領域に拡散させて該中間調画素領域を誤差拡散処理により２値化した場合に、該２値化画像に模様が生じにくいパターンであるものを設定する。
【００１０】
あるいは、この均一でない数値の配列パターンとしては、例えば、中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画像を、誤差拡散処理することにより得られた主走査方向における２値化誤差配列のパターンとして得ることができる。このようにして、均一でない数値の配列パターンを得るための中間調画像としては、最小濃度＋１の濃度から（最大濃度＋１）／４の濃度範囲のいずれかの濃度の画素のみからなるものを利用することができる。
【００１１】
この他、前記均一でない数値の配列パターンとしては、ランダムな数値の配列として構成することもできる。
なお、前記均一でない数値の配列パターンは、前記閾値より小さな数値の配列からなることが、同一列でのドットの発生を抑制できるので好ましい。
【００１２】
中間調画像のほとんどの領域が、図６で述べた領域Ｒ１のごとく、画素濃度に不均一性が存在すれば、その中間調画像の中に均一な画素濃度の領域が少々存在していても、２値化された画素のオン／オフの分布も規則的とならず、２値化画像の品質を低下させる模様も発生しにくい。
【００１３】
しかし、「発明が解決しようとする課題」にて述べたごとく、２値化の順番において、最小濃度（あるいは最大濃度）の領域Ｒ２が存在し、次に均一な濃度の領域Ｒ３が存在する場合には、領域Ｒ２ではオン（またはオフ）に２値化される画素が存在しないので、従来の誤差拡散処理では、領域Ｒ１から拡散されてきた誤差は、順次、領域Ｒ２内を副走査方向へ単に拡散により伝達されて行くのみとなる。この領域Ｒ２内での誤差拡散により、領域Ｒ１から離れるにつれて、次第に、誤差拡散を受ける各画素の誤差は均一なものとなる。
【００１４】
したがって、従来の誤差拡散処理では、領域Ｒ３の先頭部分Ｓにおける各画素列は、それぞれ領域Ｒ２からは均一な誤差の拡散を受ける。しかも、領域Ｒ３においては、画素濃度は１で均一であることから、領域Ｒ３の先頭部分Ｓにては、主走査方向へ伝達される誤差は、２値化対象の画素を移動する毎に、一定の値が蓄積されてゆく。このため、一定の画素数を移動する度に、拡散されて補正された濃度が閾値を越える画素が出現して、オンが設定される。
【００１５】
このように、従来の誤差拡散処理では、一定間隔でオンが設定されることにより、元来模様が存在しない領域である領域Ｒ３の先頭部分Ｓにて、品質を低下させる模様が出現することになる。（なお、領域Ｒ３にてある程度、誤差拡散が進めば、オン時の拡散誤差の減算により乱されて、模様は目立たなくなる。）
本発明の画像２値化方法における誤差拡散処理では、中間調画像が取り得る最小濃度（例えば、０）の画素の２値化においては、オフに２値化する。したがって、前述した例で示した領域Ｒ２においては、従来と同様にオフのみであり、オンが出現することはない。同様に、中間調画像が取り得る最大濃度（例えば、２５５）の画素の２値化においては、オンに２値化する。したがって、前述した例で示した領域Ｒ２においては、従来と同様にオンのみであり、オフが出現することはない。
【００１６】
しかも、本発明の画像２値化方法では、主走査方向に均一な誤差配列が生じないように、最小濃度あるいは最大濃度の画素に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更する。すなわち、最小濃度領域あるいは最大濃度領域の２値化を進めていっても、各画素に拡散される誤差は均一になるのが阻止される。
【００１７】
このため、領域Ｒ３の先頭部分Ｓに対しても、各画素に均一な誤差が分配されることが無く、オンとなる画素位置が適度に乱されて、画像の品質を低下させる模様の出現が防止される。
最小濃度あるいは最大濃度の画素に２値化の際に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンは、均一でない数値の配列パターンに徐々に変更することとしても良い。主走査方向における２値化誤差配列のパターンの均一化の作用は徐々に生じるので、均一でない数値の配列パターンへの変更は、徐々に行っても領域Ｒ３の先頭部分Ｓに模様を生じることはない。
【００１８】
徐々に均一でない数値の配列パターンに近づける方法としては、例えば、各画素において生じた２値化誤差が、均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値よりも小さい場合には、前記２値化誤差を増加させ、前記２値化誤差が、均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値よりも大きい場合には、前記２値化誤差を減少させることにより行う。
【００１９】
前記２値化誤差の増減が、２値化誤差に対する補正値の加減算によりなされても良いし、あるいは２値化誤差に対する補正値の乗算または除算によりなされても良い。
加減算による場合は、前記補正値は、中間調画像が取り得る最大濃度の２〜２５％の値とすることが好ましい。乗算あるいは除算による場合は、均一でない数値の配列パターンと２値化誤差との差に応じて補正値を決定しても良い。
【００２０】
特に、明度等が元の中間調画像に比較して違いが無いようにして、違和感のない２値化をさせるためには、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、均一でない数値の配列パターンに変更することが好ましい。
【００２１】
例えば、主走査方向における各画素配列において、２値化誤差の増加の回数と減少の回数とをほぼ一致させることにより、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更することとすると、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、均一でない数値の配列パターンに変更することができる。
【００２２】
上述した画像２値化方法を、画像２値化装置として実現する場合は、例えば次のような構成が挙げられる。
すなわち、本発明の画像２値化装置は、中間調画像の各画素を順次操作して、各画素濃度と閾値との比較により各画素をオンかオフかのいずれかに２値化するとともに、各画素において２値化する際に生じた２値化誤差を未２値化の周辺画素に拡散して、該周辺画素の２値化に反映させる誤差拡散法による画像２値化装置であって、
均一でない数値の配列パターンを記憶する配列パターン記憶手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最小濃度か否かを判定する最小濃度画素判定手段と、
前記最小濃度画素判定手段にて最小濃度の画素であると判定された場合、該画素に生じた２値化誤差と、前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値とを比較するパターン比較手段と、
前記パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を前記均一でない数値の配列パターンに対応するように補正するパターン補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像２値化装置である。
【００２３】
また、均一でない数値の配列パターンを記憶する配列パターン記憶手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最大濃度か否かを判定する最大濃度画素判定手段と、
前記最大濃度画素判定手段にて最大濃度の画素であると判定された場合、該画素に生じた２値化誤差と、前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値とを比較するパターン比較手段と、
前記パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を前記均一でない数値の配列パターンに対応するように補正するパターン補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像２値化装置としても良い。
【００２４】
更に、均一でない数値の配列パターンを記憶する配列パターン記憶手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最小濃度か否かを判定する最小濃度画素判定手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最大濃度か否かを判定する最大濃度画素判定手段と、
前記最小濃度画素判定手段にて最小濃度の画素であると判定された場合、あるいは前記最大濃度画素判定手段にて最大濃度の画素であると判定された場合、該画素に生じた２値化誤差と、前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値とを比較するパターン比較手段と、
前記パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を前記均一でない数値の配列パターンに対応するように補正するパターン補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像２値化装置としても良い。
【００２５】
本発明の画像２値化装置では、最小濃度画素判定手段が、中間調画像が取り得る最小濃度（例えば、０）の画素であると判定した場合、その画素の２値化においては、２値化手段は、必ずオフに２値化する。このため、前述した例では領域Ｒ２においては、従来と同様にすべてオフであり、オンが出現することはない。また、最大濃度画素判定手段が、中間調画像が取り得る最大濃度（例えば、２５５）の画素であると判定した場合、その画素の２値化においては、２値化手段は、必ずオンに２値化する。このため、前述した例では領域Ｒ２においては、従来と同様にすべてオンであり、オフが出現することはない。
【００２６】
そして、パターン補正手段は、パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を、均一でない数値の配列パターンに対応するように補正する。
したがって、前述したように最小濃度領域の２値化を進めていっても、各画素に拡散される誤差は均一になるのが阻止される。このため、領域Ｒ３の先頭部分Ｓに対しても、各画素に均一な誤差が分配されることが無く、オンまたはオフとなる画素位置が適度に乱されて、画像の品質を低下させる模様の出現が防止される。
【００２７】
配列パターン記憶手段に記憶されている、均一でない数値の配列パターンとしては、例えば、この均一でない数値の配列パターンと同一パターンの２値化誤差配列を、中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画素領域に拡散させて該中間調画素領域を誤差拡散処理により２値化した場合に、該２値化画像に模様が生じにくいパターンであるものを設定する。
【００２８】
あるいは、この均一でない数値の配列パターンとしては、例えば、中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画像を誤差拡散処理することにより、主走査方向における２値化誤差配列のパターンとして得ることができる。
【００２９】
この均一でない数値の配列パターンを得るための中間調画像としては、最小濃度＋１の濃度から（最大濃度＋１）／４の濃度範囲のいずれか１つの濃度の画素のみからなるものを利用することができる。
この他、前記均一でない数値の配列パターンとしては、ランダムな数値の配列として構成することもできる。
【００３０】
なお、前記均一でない数値の配列パターンは、前記閾値より小さな数値の配列からなることが、同一列でのドットの発生を抑制できるので好ましい。
パターン補正手段は、最小濃度あるいは最大濃度の画素にて２値化の際に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンは、均一でない数値の配列パターンに徐々に変更することとしても良い。主走査方向における２値化誤差配列のパターンの均一化の作用は徐々に生じるので、均一でない数値の配列パターンへの変更は、徐々に行っても領域Ｒ３の先頭部分Ｓに模様を生じることはない。
【００３１】
徐々に、均一でない数値の配列パターンに近づける方法としては、例えば、各画素において生じた２値化誤差が、均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値よりも小さい場合には、前記２値化誤差を増加させ、前記２値化誤差が、均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値よりも大きい場合には、前記２値化誤差を減少させることにより行う。
【００３２】
このような２値化誤差の増減は、２値化誤差に対する補正値の加減算によりなされても良いし、あるいは２値化誤差に対する補正値の乗算または除算によりなされても良い。
加減算による場合は、前記補正値は、中間調画像が取り得る最大濃度の２〜２５％の値とすることが好ましい。乗算あるいは除算による場合は、均一でない数値の配列パターンと２値化誤差との差に応じて補正値を決定しても良い。
【００３３】
特に、元の中間調画像と明度等に違和感のない２値化をさせるためには、パターン補正手段は、主走査方向における画素配列に生じた２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、均一でない数値の配列パターンに変更するようにしても良い。
【００３４】
また、パターン補正手段は、主走査方向における各画素配列において、２値化誤差の増加の回数と減少の回数とをほぼ一致させることにより、主走査方向における画素配列に生じた２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更することとすれば、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、均一でない数値の配列パターンに変更することができる。
【００３５】
なお、上述した画像２値化方法を実行する機能、あるいは、上述した画像２値化装置の各手段をコンピュータシステムにて実現する機能は、例えば、コンピュータシステム側で起動するプログラムとして備えることができる。このようなプログラムの場合、例えば、フロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読み取り可能な記録媒体として前記プログラムを記録しておき、このＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュータシステムに組み込んで用いても良い。
【００３６】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された誤差拡散法による中間調画像データ２値化装置２の概略構成を示すブロック図である。
【００３７】
この中間調画像データ２値化装置２は、コンピュータを主体として構成され、ＣＰＵ１１、ＲＯＭからなるプログラム記憶部１２、ＲＡＭからなる閾値記憶部１３、ＲＡＭからなる数値配列パターン記憶部１４、ＲＡＭからなる誤差分配マトリックス記憶部１５、ＲＡＭからなる誤差バッファ用メモリ１６、ＲＡＭからなる入力画像データ記憶部１７、ＲＡＭからなる出力画像データ記憶部１８およびＲＡＭからなる作業用メモリ１９を備えて、これらがバス２０により接続されて、制御信号やデータ信号を交換可能としている。
【００３８】
また、中間調画像データ２値化装置２は、これ以外に、バス２０を介して、コンピュータとして必要なキーボード２１やディスプレイ２２等の入出力装置、ハードディスクやフロッピーディスクドライブ等の外部記憶装置２３およびプリンタ２４が接続されている。
【００３９】
プログラム記憶部１２には、コンピュータとして必要な基本的なプログラム、後述する誤差拡散処理プログラム、およびその他の処理プログラムが格納され、必要に応じてＣＰＵ１１により実行される。なお、外部記憶装置２３を介して、前記各種プログラムが記憶されたフロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から、必要に応じて作業用メモリ１９等に読み込んで起動することにより実行しても良い。
【００４０】
閾値記憶部１３は、誤差拡散法に用いられる閾値を記憶している。
数値配列パターン記憶部１４は、配列パターン記憶手段として、後述する誤差拡散処理において、最大濃度（ここでは、２５５）および最小濃度（ここでは、０）の画素における主走査方向での２値化誤差の配列パターンを近づける基準となる配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］（均一でない数値の配列パターンに該当）を記憶している。この配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］は、次のようにして作成されたものである。
【００４１】
すなわち、最小濃度＋１の濃度から（最大濃度＋１）／４の濃度範囲（ここでは、最小濃度＝０，最大濃度＝２５５であるので、例えば、１〜６４）のいずれか１つの濃度（ここでは例えば濃度＝１０）の画素のみからなる中間調画像を、誤差拡散処理することにより得られた主走査方向における２値化誤差の配列を用いている。この配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］を得るための誤差拡散は、ほぼ、主走査方向の２値化誤差のパターンが安定化してきた場合に停止し、その時の主走査方向の２値化誤差の配列パターンをＩＥ［ｐｏｓ］として記憶したものである。ここでｐｏｓは主走査方向の画素位置を表している。
【００４２】
この配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］を得るための誤差拡散処理に用いられる中間調画像の主走査方向の長さは、中間調画像データ２値化装置２にて２値化されるの中間調画像の主走査方向の長さと一致している必要はない。配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］の方が短い場合は、同じ配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］を繰り返し用いれば良く、配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］の方が長い場合は、その配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］の一部を用いれば良い。
【００４３】
誤差分配マトリックス記憶部１５は、誤差拡散法により算出された出力濃度と元の濃度との誤差を、誤差バッファ用メモリ１６内で各周辺画素に対して設定された誤差バッファｅに分配する際に、分配対象となる周辺画素およびその分配率を誤差分配マトリックスとして記憶している。この誤差分配マトリックスの例を図４に示す。
【００４４】
誤差バッファ用メモリ１６は、画素毎に設定された誤差バッファｅ（ｘ，ｙ）に、周辺画素から分配される誤差を蓄積している。入力画像データ記憶部１７は外部記憶装置２３等から導入された中間調画像データを記憶している。この中間調画像データの画素の濃度範囲は０〜２５５である。出力画像データ記憶部１８は、入力画像データ記憶部１７に記憶されている中間調画像データを、後述する誤差拡散処理により２値化して得られたオン＝１／オフ＝０からなる擬似中間調画像データを記憶するものである。なお、必要に応じてこの擬似中間調画像データは、ディスプレイ２２に表示されたり、プリンタ２４により記録される。
【００４５】
次に、ＣＰＵ１１にて実行される誤差拡散処理を、図２および図３に示すフローチャートにより説明する。この誤差拡散処理は、入力画像データ記憶部１７に格納されている多値の中間調画像を２値化して擬似中間調画像を作成するために行われる。
【００４６】
誤差拡散処理が開始されると以下の手順を実行する。
まず、２値化処理する画素の位置を表す変数ｘ，ｙを、それぞれ０に初期化する（Ｓ１１０，Ｓ１２０）。なお、変数ｘ，ｙで示される２値化処理対象の画素のことを注目画素と呼ぶことにする。
【００４７】
次に、フラグＦＬＡＧをＯｆｆに設定する（Ｓ１２５）。そして、画素位置（ｘ，ｙ）に対応する入力画像の画素濃度Ｉ（０≦Ｉ≦２５５）を読み取る（Ｓ１３０）。
次に、画素濃度Ｉが、０（最小濃度）、２５５（最大濃度）、それ以外の値（０＜Ｉ＜２５５）のいずれに該当するか否かが判定される（Ｓ１３２）。
【００４８】
Ｉ＝０の場合は、ＦＬＡＧ＝Ｌｏｗに設定する（Ｓ１３４）。Ｉ＝２５５の場合は、ＦＬＡＧ＝Ｈｉｇｈに設定する（Ｓ１３６）。
ステップＳ１３４，Ｓ１３６の処理後、あるいはステップＳ１３２にて、０＜Ｉ＜２５５と判定された場合には、次に、誤差バッファ用メモリ１６から注目画素に対応する誤差バッファｅ（ｘ，ｙ）の値を読み取り、式１のごとく誤差バッファｅ（ｘ，ｙ）の値にて画素濃度Ｉを補正して、補正濃度Ｉ′を求める（Ｓ１４０）。
【００４９】
【数１】
Ｉ′＝ Ｉ ＋ ｅ（ｘ，ｙ） … ［式１］
次に、フラグＦＬＡＧの内容が判定される（Ｓ１４１）。フラグＦＬＡＧ＝Ｌｏｗであれば、数値配列パターン記憶部１４に記憶されている配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］から、注目画素の座標ｘに該当する位置に対応する値ＩＥ［ｘ］を読み出して、ステップＳ１４０で求められた補正濃度Ｉ′が、このＩＥ［ｘ］以上であるか否かを判定する（Ｓ１４２）。
【００５０】
Ｉ′≧ＩＥ［ｘ］であれば（Ｓ１４２で「ＹＥＳ」）、次式のごとく、補正濃度Ｉ′を補正値ａ（ａ＞０）で減算して２値化誤差Ｅを求める（Ｓ１４３）。
【００５１】
【数２】
Ｅ ＝ Ｉ′− ａ … ［式２］
Ｉ′＜ＩＥ［ｘ］であれば（Ｓ１４２で「ＮＯ」）、次式のごとく、補正濃度Ｉ′を補正値ａで加算して２値化誤差Ｅを求める（Ｓ１４４）。
【００５２】
【数３】
Ｅ ＝ Ｉ′＋ ａ … ［式３］
また、ステップＳ１４１にて、フラグＦＬＡＧ＝Ｈｉｇｈであれば、次式のごとく、注目画素における補正濃度Ｉ′を次式のごとく補正する（Ｓ１４５）。
【００５３】
【数４】
Ｉ′＝ Ｉ′− ２５５ … ［式４］
次に、同じ配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］から、注目画素の座標ｘに該当する位置に対応する値ＩＥ［ｘ］を読み出して、ステップＳ１４５で補正された補正濃度Ｉ′が、このＩＥ［ｘ］以上であるか否かを判定する（Ｓ１４６）。
Ｉ′≧ＩＥ［ｘ］であれば（Ｓ１４６で「ＹＥＳ」）、前記式２と同様に、補正濃度Ｉ′を補正値ａで減算して２値化誤差Ｅを求める（Ｓ１４７）。
【００５４】
Ｉ′＜ＩＥ［ｘ］であれば（Ｓ１４６で「ＮＯ」）、前記式３と同様に、補正濃度Ｉ′を補正値ａで加算して２値化誤差Ｅを求める（Ｓ１４８）。
また、ステップＳ１４１にて、フラグＦＬＡＧ＝Ｏｆｆであれば、補正濃度Ｉ′と閾値Ｔとが比較される（Ｓ１５０）。ここで閾値Ｔとしては、例えば「１２８」が設定されている。
【００５５】
Ｉ′≧Ｔであれば（Ｓ１５０で「ＹＥＳ」）、注目画素における２値化誤差Ｅを次式のごとく算出する（Ｓ１５２）。
【００５６】
【数５】
Ｅ ＝ Ｉ′− ２５５ … ［式５］
また、Ｉ′＜Ｔであれば（Ｓ１５０で「ＮＯ」）、注目画素における２値化誤差Ｅを次式のごとく算出する（Ｓ１５６）。
【００５７】
【数６】
Ｅ ＝ Ｉ′ … ［式６］
ステップＳ１５２、ステップＳ１４７あるいはステップＳ１４８の次に、出力濃度Ｏｔとして、１（オン）が設定される（Ｓ１７０）。
【００５８】
また、ステップＳ１５６、ステップＳ１４３あるいはステップＳ１４４の次に、出力濃度Ｏｔとして、０（オフ）が設定される（Ｓ１６０）。
この出力濃度Ｏｔの値は、出力画像データ記憶部１８に、注目画素の２値化データとして、ステップＳ１６０またはステップＳ１７０の処理がなされる毎に順次蓄積される。
【００５９】
ステップＳ１６０またはステップＳ１７０の次に、注目画素の２値化誤差Ｅの分配処理が行われる（Ｓ１９０）。この誤差分配処理は、図４に示すごとくの誤差分配マトリックスＢｍａｔ（）に基づいて、ステップＳ１４３，Ｓ１４４，Ｓ１４７，Ｓ１４８，Ｓ１５２，Ｓ１５６のいずれかで算出された注目画素の２値化誤差Ｅを、次式に示すごとく、未２値化の周辺画素の各誤差バッファｅに分配する。
【００６０】
【数７】
ｅ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）＋＝Ｂｍａｔ（ｉ，ｊ）×Ｅ … ［式７］
尚、「＋＝」は既に誤差バッファｅ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）内に存在する値と加算処理して同じ誤差バッファｅ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）に格納することを示す演算子である。図４に例示するごとく、ｉ，ｊは注目画素位置をｉ＝ｊ＝０とし、図に示す様な値をとる変数である。
【００６１】
次に、主走査方向（ｘ方向）の２値化処理、すなわち１ライン分の処理が終了したか否かを判定する（Ｓ２００）。終了していなければ（Ｓ２００で「ＮＯ」）、注目画素の主走査方向の位置ｘを１つ増加させて（Ｓ２１０）、再度ステップＳ１２５から、上述した処理を繰り返す。
【００６２】
１ライン分の２値化処理を終了したと判定された場合（Ｓ２００で「ＹＥＳ」）には、全画素の２値化が終了したか否かが判定される（Ｓ２２０）。終了していなければ（Ｓ２２０で「ＮＯ」）、注目画素の副走査方向の位置ｙを１つ増加させて（Ｓ２３０）、再度、ステップＳ１２０から上述した処理を繰り返す。
【００６３】
すべての画素について２値化が終了すれば（Ｓ２２０で「ＹＥＳ」）、誤差拡散処理を終了する。このとき、出力画像データ記憶部１８には２値化された擬似中間調画像データが完成されている。
本実施の形態の誤差拡散処理では、中間調画像が取り得る最小濃度（＝０）の画素の２値化においては、ステップＳ１３４にてフラグＦＬＡＧ＝Ｌｏｗとなるので、必ずステップＳ１６０が実行されて、オフに２値化される。したがって、図６で示した領域Ｒ２においては、従来と同様にオフのみであり、オンが出現することはない。また、中間調画像が取り得る最大濃度（＝２５５）の画素の２値化においては、ステップＳ１３６にてフラグＦＬＡＧ＝Ｈｉｇｈとなるので、必ずステップＳ１７０が実行されて、オンに２値化される。したがって、図６で示した領域Ｒ２においては、従来と同様にオンのみであり、オフが出現することはない。
【００６４】
しかも、主走査方向に均一な誤差配列が生じないように、最小濃度あるいは最大濃度の画素に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンに対して、ステップＳ１４２〜ステップＳ１４８の処理で、補正値ａによる増減処理を行って、均一でない数値の配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］に徐々に変更している。すなわち、最小濃度領域あるいは最大濃度領域の２値化を進めていっても、各ライン（主走査方向の画素の配列を意味する。）の画素に拡散される誤差は均一になるのが阻止される。
【００６５】
このため、領域Ｒ３の先頭部分Ｓに対しても、領域Ｒ２から均一な誤差が分配されることが無く、オンとなる画素位置が適度に乱されて、画像の品質を低下させる模様の出現が防止される。
特に、配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］は、濃度＝１０の画素のみからなる中間調画像を、誤差拡散処理することにより得られた主走査方向における２値化誤差配列のパターンを用いて構成した配列パターンであるため、一層模様が生じにくいという効果がある。
【００６６】
本実施の形態において、ステップＳ１３２が最小濃度画素判定手段および最大濃度画素判定手段としての処理に該当し、ステップＳ１４２およびステップＳ１４６がパターン比較手段としての処理に該当し、ステップＳ１４３，Ｓ１４４およびステップＳ１４７，Ｓ１４８がパターン補正手段としての処理に該当する。
【００６７】
［実施の形態２］
実施の形態２は、実施の形態１と比較して、図３に示した処理の代わりに、図５に示す処理を実行する点が異なり、他は同じである。また、図５においても、ステップ番号が同一の処理は、図３と同じであるので、そのステップの説明は省略する。
【００６８】
図２のステップＳ１４０の処理が終了した後、次の計算が行われる（Ｓ１１４０）。
【００６９】
【数８】
ＥＳ ＝ ＥＳ ＋ ＥＥ［ｘ-1］ − ＥＥ［ｘ-1-ｐ］ … ［式８］
ＩＥ′＝ ＩＥ［ｘ］ ＋ ＥＳ／ｐ … ［式９］
ここで、ｋ＜０の場合は、ＥＥ［ｋ］＝０とする。
【００７０】
前記式８は、蓄積値ＥＳに差ＥＥ［ｘ］を蓄積する処理であり、ｘ≧ｐ＋１では、主走査方向にｐ（８や１６といった正の整数：ここでは６）画素だけ戻った位置にて既に求められているＥＥ［ｘ-1-ｐ］を差し引いている。
このため、注目画素の濃度が０（最小濃度）または２５５（最大濃度）ばかりの領域の場合に差蓄積値ＥＳには、ｐ個の主走査方向で連続する画素についてのＥＥ［ｘ］が常に蓄積されていることになる。そして、前記式９は、注目画素での配列パターンＩＥ［ｘ］に主走査方向での蓄積値ＥＳのｐ画素平均値ＥＳ／ｐを加えて、補正配列パターンＩＥ′としている。
【００７１】
そして、この補正配列パターンＩＥ′を、以後のステップＳ１１４２，Ｓ１１４６での補正濃度Ｉ′の判定（実施の形態１のステップＳ１４２，Ｓ１４６の代わり）に用いている。
ステップＳ１１４２またはステップＳ１１４６での判定の結果、補正濃度Ｉ′≧補正配列パターンＩＥ′の場合（Ｓ１１４２またはＳ１１４６で「ＹＥＳ」）には、実施の形態１で述べたステップＳ１４３またはステップＳ１４７で補正濃度Ｉ′から補正値ａを減算する処理の後、ステップＳ１４３０またはステップＳ１４７０が実行されて、差ＥＥ［ｘ］に「−ａ」が設定される。また、補正濃度Ｉ′＜補正配列パターンＩＥ′の場合（Ｓ１１４２またはＳ１１４６で「ＮＯ」）には、実施の形態１で述べたステップＳ１４４またはステップＳ１４８で補正濃度Ｉ′に補正値ａを加算する処理の後、ステップＳ１４４０またはステップＳ１４８０が実行されて、差ＥＥ［ｘ］に「ａ」が設定される。なお、フラグＦＬＡＧ＝Ｏｆｆの場合は、通常の処理を行わせるために、ステップＳ１４１０にて差ＥＥ［ｘ］に０（ゼロ）を設定して、差蓄積値ＥＳに差ＥＥ［ｘ］が蓄積されるのを防止している。
【００７２】
前記式８の処理と、ステップＳ１４３０，Ｓ１４４０，Ｓ１４７０，Ｓ１４８０の処理により、画素平均値ＥＳ／ｐには、直前の６画素での配列パターンＩＥ［ｘ］に対する補正濃度の大小関係が現れる。そして、式９により、配列パターンＩＥ［ｘ］を画素平均値ＥＳ／ｐで補正することで、配列パターンＩＥ［ｘ］の全体のレベルを実際の２値化誤差Ｅの平均値レベルに移動させた補正配列パターンＩＥ′を作成し、この補正配列パターンＩＥ′にて補正濃度Ｉ′の判定をすることになる。このことは、ステップＳ１４３，Ｓ１４７の補正値ａの減算と、ステップＳ１４４，Ｓ１４８の補正値ａの加算との確率をほぼ等しいものとできることを意味する。
【００７３】
このため、濃度０または濃度２５５の画素のみが存在する領域を処理しても、２値化誤差Ｅの平均値が変化することがなく、元の中間調画像に対して明度等の変化が抑制でき、品質の高い疑似中間調画像を提供できる。
本実施の形態において、ステップＳ１１４２，Ｓ１１４６がパターン比較手段としての処理に該当し、ステップＳ１１４０，Ｓ１４３０，Ｓ１４４０，Ｓ１４７０，Ｓ１４８０が、パターン補正手段での、主走査方向における画素配列に生じた２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、均一でない数値の配列パターンに変更する処理に該当する。
【００７４】
［その他］
前記実施の形態１，２における２値化は、注目画素を２値化した場合に２値化誤差Ｅを未だ２値化していない周辺の画素の濃度に分配する方法による誤差拡散法であったが、２値化時に既に２値化している周辺画素から２値化誤差の分配を受けるタイプの誤差拡散法、いわゆる平均誤差最小法であっても良く、同様な効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１としての中間調画像データ２値化装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】 実施の形態１における誤差拡散処理の一部のフローチャートである。
【図３】 実施の形態１における誤差拡散処理の一部のフローチャートである。
【図４】 実施の形態１における誤差分配マトリックスの構成説明図である。
【図５】 実施の形態２における誤差拡散処理の一部のフローチャートである。
【図６】 従来例における模様発生の説明図である。
【符号の説明】
２…中間調画像データ２値化装置 １１…ＣＰＵ
１２…プログラム記憶部 １３…閾値記憶部
１４…数値配列パターン記憶部
１５…誤差分配マトリックス記憶部 １６…誤差バッファ用メモリ
１７…入力画像データ記憶部 １８…出力画像データ記憶部
１９…作業用メモリ ２０…バス ２１…キーボード
２２…ディスプレイ ２３…外部記憶装置 ２４…プリンタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、誤差拡散法による画像２値化方法、画像２値化装置および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中間調画像を２値化して擬似中間調画像に変換する処理として、誤差拡散法が知られている。この誤差拡散法は、ある画素を２値化した場合に、２値化によって生じた誤差を、未だ２値化していない周辺の画素の濃度に分配する方法（狭い意味の誤差拡散法・文献：Robert W.Floyd and Louis Steinberg,"An Adaptive Algorithm for Spatial Greyscale",Proceeding of the S.I.D. Vol.17/2,1976等）、あるいは２値化する際に周辺に存在する既に２値化した画素からその２値化の際に生じた誤差の所定割合を受け取る方法（平均誤差最小法とも言う。文献：J.F.Jarvis,C.N.Judice,and W.H.Ninke,"A Survey of Techniques for the Display of Continuous Tone Pictures on Bilevel Displays",Computer Graphics and Image Processing.5,13-40(1976)等）等が良く知られている。本明細書にては、特に断らない限り、誤差拡散法は広い意味で用いている。
【０００３】
この誤差拡散処理を用いることにより、各画素が多値で表された中間調画像を擬似中間調画像として２値化することができる。したがって、インクをドット単位で置くか置かないかのいずれかしかできないプリンタにおいても、中間調画像を全体として中間調に近似の画像として印刷することができるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような誤差拡散処理により画像を処理した場合、次のような問題が生じた。
例えば、図６に示すごとく、誤差拡散処理対象の画像Ｄ（濃度範囲：０〜２５５）において、領域Ｒ１→領域Ｒ２→領域Ｒ３のように、主走査方向に画素を一列処理しつつ、副走査方向へ順次、誤差拡散してゆく処理を考える。ここで、領域Ｒ１は濃度が均一でない、すなわち二種以上の濃度の画素が存在する画素領域であり、領域Ｒ２は全ての画素が濃度＝０（最小濃度）の均一濃度の画素領域、領域Ｒ３は全ての画素が濃度＝１（１より大きくても良い。）の均一濃度の画素領域であるとする。
【０００５】
この画像Ｄの２値化の結果、人間の目には、領域Ｒ３の先頭部分Ｓにて、オンの画素が規則的に現れて、実際にはあり得ない模様を生じてしまった。このような現象は、領域Ｒ２が濃度＝２５５（最大濃度）の均一濃度の画素領域の場合、あるいは領域Ｒ３が全ての画素が濃度＝２５４（２５４より小さくても良い。）の均一濃度の画素領域である場合も、領域Ｒ３の先頭部分Ｓにて、オンまたはオフの画素が規則的に現れて、実際にはあり得ない模様を生じてしまった。
【０００６】
このため、得られた疑似中間調画像の品質を低下させることとなった。
本発明は、画素濃度が最小濃度あるいは最大濃度の均一画素領域から、最小濃度と最大濃度との間の画素濃度である濃度が均一な領域に移行する際に、現れる模様の発生を防止して、品質の高い擬似中間調画像を得る画像２値化方法、画像２値化装置および記録媒体を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
本発明の画像２値化方法は、中間調画像が取り得る最小濃度の画素の２値化においては、オフに２値化するとともに、この最小濃度の画素が未２値化の周辺画素に拡散する２値化誤差の算出においては、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更する。
【０００８】
また、中間調画像が取り得る最大濃度の画素の２値化においては、オンに２値化するとともに、この最大濃度の画素が未２値化の周辺画素に拡散する２値化誤差の算出においては、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更する。
【０００９】
この均一でない数値の配列パターンとしては、例えば、このパターンと同一パターンの２値化誤差配列を、中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画素領域に拡散させて該中間調画素領域を誤差拡散処理により２値化した場合に、該２値化画像に模様が生じにくいパターンであるものを設定する。
【００１０】
あるいは、この均一でない数値の配列パターンとしては、例えば、中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画像を、誤差拡散処理することにより得られた主走査方向における２値化誤差配列のパターンとして得ることができる。このようにして、均一でない数値の配列パターンを得るための中間調画像としては、最小濃度＋１の濃度から（最大濃度＋１）／４の濃度範囲のいずれかの濃度の画素のみからなるものを利用することができる。
【００１１】
この他、前記均一でない数値の配列パターンとしては、ランダムな数値の配列として構成することもできる。
なお、前記均一でない数値の配列パターンは、前記閾値より小さな数値の配列からなることが、同一列でのドットの発生を抑制できるので好ましい。
【００１２】
中間調画像のほとんどの領域が、図６で述べた領域Ｒ１のごとく、画素濃度に不均一性が存在すれば、その中間調画像の中に均一な画素濃度の領域が少々存在していても、２値化された画素のオン／オフの分布も規則的とならず、２値化画像の品質を低下させる模様も発生しにくい。
【００１３】
しかし、「発明が解決しようとする課題」にて述べたごとく、２値化の順番において、最小濃度（あるいは最大濃度）の領域Ｒ２が存在し、次に均一な濃度の領域Ｒ３が存在する場合には、領域Ｒ２ではオン（またはオフ）に２値化される画素が存在しないので、従来の誤差拡散処理では、領域Ｒ１から拡散されてきた誤差は、順次、領域Ｒ２内を副走査方向へ単に拡散により伝達されて行くのみとなる。この領域Ｒ２内での誤差拡散により、領域Ｒ１から離れるにつれて、次第に、誤差拡散を受ける各画素の誤差は均一なものとなる。
【００１４】
したがって、従来の誤差拡散処理では、領域Ｒ３の先頭部分Ｓにおける各画素列は、それぞれ領域Ｒ２からは均一な誤差の拡散を受ける。しかも、領域Ｒ３においては、画素濃度は１で均一であることから、領域Ｒ３の先頭部分Ｓにては、主走査方向へ伝達される誤差は、２値化対象の画素を移動する毎に、一定の値が蓄積されてゆく。このため、一定の画素数を移動する度に、拡散されて補正された濃度が閾値を越える画素が出現して、オンが設定される。
【００１５】
このように、従来の誤差拡散処理では、一定間隔でオンが設定されることにより、元来模様が存在しない領域である領域Ｒ３の先頭部分Ｓにて、品質を低下させる模様が出現することになる。（なお、領域Ｒ３にてある程度、誤差拡散が進めば、オン時の拡散誤差の減算により乱されて、模様は目立たなくなる。）
本発明の画像２値化方法における誤差拡散処理では、中間調画像が取り得る最小濃度（例えば、０）の画素の２値化においては、オフに２値化する。したがって、前述した例で示した領域Ｒ２においては、従来と同様にオフのみであり、オンが出現することはない。同様に、中間調画像が取り得る最大濃度（例えば、２５５）の画素の２値化においては、オンに２値化する。したがって、前述した例で示した領域Ｒ２においては、従来と同様にオンのみであり、オフが出現することはない。
【００１６】
しかも、本発明の画像２値化方法では、主走査方向に均一な誤差配列が生じないように、最小濃度あるいは最大濃度の画素に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更する。すなわち、最小濃度領域あるいは最大濃度領域の２値化を進めていっても、各画素に拡散される誤差は均一になるのが阻止される。
【００１７】
このため、領域Ｒ３の先頭部分Ｓに対しても、各画素に均一な誤差が分配されることが無く、オンとなる画素位置が適度に乱されて、画像の品質を低下させる模様の出現が防止される。
最小濃度あるいは最大濃度の画素に２値化の際に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンは、均一でない数値の配列パターンに徐々に変更することとしても良い。主走査方向における２値化誤差配列のパターンの均一化の作用は徐々に生じるので、均一でない数値の配列パターンへの変更は、徐々に行っても領域Ｒ３の先頭部分Ｓに模様を生じることはない。
【００１８】
徐々に均一でない数値の配列パターンに近づける方法としては、例えば、各画素において生じた２値化誤差が、均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値よりも小さい場合には、前記２値化誤差を増加させ、前記２値化誤差が、均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値よりも大きい場合には、前記２値化誤差を減少させることにより行う。
【００１９】
前記２値化誤差の増減が、２値化誤差に対する補正値の加減算によりなされても良いし、あるいは２値化誤差に対する補正値の乗算または除算によりなされても良い。
加減算による場合は、前記補正値は、中間調画像が取り得る最大濃度の２〜２５％の値とすることが好ましい。乗算あるいは除算による場合は、均一でない数値の配列パターンと２値化誤差との差に応じて補正値を決定しても良い。
【００２０】
特に、明度等が元の中間調画像に比較して違いが無いようにして、違和感のない２値化をさせるためには、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、均一でない数値の配列パターンに変更することが好ましい。
【００２１】
例えば、主走査方向における各画素配列において、２値化誤差の増加の回数と減少の回数とをほぼ一致させることにより、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更することとすると、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、均一でない数値の配列パターンに変更することができる。
【００２２】
上述した画像２値化方法を、画像２値化装置として実現する場合は、例えば次のような構成が挙げられる。
すなわち、本発明の画像２値化装置は、中間調画像の各画素を順次操作して、各画素濃度と閾値との比較により各画素をオンかオフかのいずれかに２値化するとともに、各画素において２値化する際に生じた２値化誤差を未２値化の周辺画素に拡散して、該周辺画素の２値化に反映させる誤差拡散法による画像２値化装置であって、
均一でない数値の配列パターンを記憶する配列パターン記憶手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最小濃度か否かを判定する最小濃度画素判定手段と、
前記最小濃度画素判定手段にて最小濃度の画素であると判定された場合、該画素に生じた２値化誤差と、前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値とを比較するパターン比較手段と、
前記パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を前記均一でない数値の配列パターンに対応するように補正するパターン補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像２値化装置である。
【００２３】
また、均一でない数値の配列パターンを記憶する配列パターン記憶手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最大濃度か否かを判定する最大濃度画素判定手段と、
前記最大濃度画素判定手段にて最大濃度の画素であると判定された場合、該画素に生じた２値化誤差と、前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値とを比較するパターン比較手段と、
前記パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を前記均一でない数値の配列パターンに対応するように補正するパターン補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像２値化装置としても良い。
【００２４】
更に、均一でない数値の配列パターンを記憶する配列パターン記憶手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最小濃度か否かを判定する最小濃度画素判定手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最大濃度か否かを判定する最大濃度画素判定手段と、
前記最小濃度画素判定手段にて最小濃度の画素であると判定された場合、あるいは前記最大濃度画素判定手段にて最大濃度の画素であると判定された場合、該画素に生じた２値化誤差と、前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値とを比較するパターン比較手段と、
前記パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を前記均一でない数値の配列パターンに対応するように補正するパターン補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像２値化装置としても良い。
【００２５】
本発明の画像２値化装置では、最小濃度画素判定手段が、中間調画像が取り得る最小濃度（例えば、０）の画素であると判定した場合、その画素の２値化においては、２値化手段は、必ずオフに２値化する。このため、前述した例では領域Ｒ２においては、従来と同様にすべてオフであり、オンが出現することはない。また、最大濃度画素判定手段が、中間調画像が取り得る最大濃度（例えば、２５５）の画素であると判定した場合、その画素の２値化においては、２値化手段は、必ずオンに２値化する。このため、前述した例では領域Ｒ２においては、従来と同様にすべてオンであり、オフが出現することはない。
【００２６】
そして、パターン補正手段は、パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を、均一でない数値の配列パターンに対応するように補正する。
したがって、前述したように最小濃度領域の２値化を進めていっても、各画素に拡散される誤差は均一になるのが阻止される。このため、領域Ｒ３の先頭部分Ｓに対しても、各画素に均一な誤差が分配されることが無く、オンまたはオフとなる画素位置が適度に乱されて、画像の品質を低下させる模様の出現が防止される。
【００２７】
配列パターン記憶手段に記憶されている、均一でない数値の配列パターンとしては、例えば、この均一でない数値の配列パターンと同一パターンの２値化誤差配列を、中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画素領域に拡散させて該中間調画素領域を誤差拡散処理により２値化した場合に、該２値化画像に模様が生じにくいパターンであるものを設定する。
【００２８】
あるいは、この均一でない数値の配列パターンとしては、例えば、中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画像を誤差拡散処理することにより、主走査方向における２値化誤差配列のパターンとして得ることができる。
【００２９】
この均一でない数値の配列パターンを得るための中間調画像としては、最小濃度＋１の濃度から（最大濃度＋１）／４の濃度範囲のいずれか１つの濃度の画素のみからなるものを利用することができる。
この他、前記均一でない数値の配列パターンとしては、ランダムな数値の配列として構成することもできる。
【００３０】
なお、前記均一でない数値の配列パターンは、前記閾値より小さな数値の配列からなることが、同一列でのドットの発生を抑制できるので好ましい。
パターン補正手段は、最小濃度あるいは最大濃度の画素にて２値化の際に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンは、均一でない数値の配列パターンに徐々に変更することとしても良い。主走査方向における２値化誤差配列のパターンの均一化の作用は徐々に生じるので、均一でない数値の配列パターンへの変更は、徐々に行っても領域Ｒ３の先頭部分Ｓに模様を生じることはない。
【００３１】
徐々に、均一でない数値の配列パターンに近づける方法としては、例えば、各画素において生じた２値化誤差が、均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値よりも小さい場合には、前記２値化誤差を増加させ、前記２値化誤差が、均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値よりも大きい場合には、前記２値化誤差を減少させることにより行う。
【００３２】
このような２値化誤差の増減は、２値化誤差に対する補正値の加減算によりなされても良いし、あるいは２値化誤差に対する補正値の乗算または除算によりなされても良い。
加減算による場合は、前記補正値は、中間調画像が取り得る最大濃度の２〜２５％の値とすることが好ましい。乗算あるいは除算による場合は、均一でない数値の配列パターンと２値化誤差との差に応じて補正値を決定しても良い。
【００３３】
特に、元の中間調画像と明度等に違和感のない２値化をさせるためには、パターン補正手段は、主走査方向における画素配列に生じた２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、均一でない数値の配列パターンに変更するようにしても良い。
【００３４】
また、パターン補正手段は、主走査方向における各画素配列において、２値化誤差の増加の回数と減少の回数とをほぼ一致させることにより、主走査方向における画素配列に生じた２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更することとすれば、主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、均一でない数値の配列パターンに変更することができる。
【００３５】
なお、上述した画像２値化方法を実行する機能、あるいは、上述した画像２値化装置の各手段をコンピュータシステムにて実現する機能は、例えば、コンピュータシステム側で起動するプログラムとして備えることができる。このようなプログラムの場合、例えば、フロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータシステムにロードして起動することにより用いることができる。この他、ＲＯＭやバックアップＲＡＭをコンピュータ読み取り可能な記録媒体として前記プログラムを記録しておき、このＲＯＭあるいはバックアップＲＡＭをコンピュータシステムに組み込んで用いても良い。
【００３６】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された誤差拡散法による中間調画像データ２値化装置２の概略構成を示すブロック図である。
【００３７】
この中間調画像データ２値化装置２は、コンピュータを主体として構成され、ＣＰＵ１１、ＲＯＭからなるプログラム記憶部１２、ＲＡＭからなる閾値記憶部１３、ＲＡＭからなる数値配列パターン記憶部１４、ＲＡＭからなる誤差分配マトリックス記憶部１５、ＲＡＭからなる誤差バッファ用メモリ１６、ＲＡＭからなる入力画像データ記憶部１７、ＲＡＭからなる出力画像データ記憶部１８およびＲＡＭからなる作業用メモリ１９を備えて、これらがバス２０により接続されて、制御信号やデータ信号を交換可能としている。
【００３８】
また、中間調画像データ２値化装置２は、これ以外に、バス２０を介して、コンピュータとして必要なキーボード２１やディスプレイ２２等の入出力装置、ハードディスクやフロッピーディスクドライブ等の外部記憶装置２３およびプリンタ２４が接続されている。
【００３９】
プログラム記憶部１２には、コンピュータとして必要な基本的なプログラム、後述する誤差拡散処理プログラム、およびその他の処理プログラムが格納され、必要に応じてＣＰＵ１１により実行される。なお、外部記憶装置２３を介して、前記各種プログラムが記憶されたフロッピーディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から、必要に応じて作業用メモリ１９等に読み込んで起動することにより実行しても良い。
【００４０】
閾値記憶部１３は、誤差拡散法に用いられる閾値を記憶している。
数値配列パターン記憶部１４は、配列パターン記憶手段として、後述する誤差拡散処理において、最大濃度（ここでは、２５５）および最小濃度（ここでは、０）の画素における主走査方向での２値化誤差の配列パターンを近づける基準となる配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］（均一でない数値の配列パターンに該当）を記憶している。この配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］は、次のようにして作成されたものである。
【００４１】
すなわち、最小濃度＋１の濃度から（最大濃度＋１）／４の濃度範囲（ここでは、最小濃度＝０，最大濃度＝２５５であるので、例えば、１〜６４）のいずれか１つの濃度（ここでは例えば濃度＝１０）の画素のみからなる中間調画像を、誤差拡散処理することにより得られた主走査方向における２値化誤差の配列を用いている。この配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］を得るための誤差拡散は、ほぼ、主走査方向の２値化誤差のパターンが安定化してきた場合に停止し、その時の主走査方向の２値化誤差の配列パターンをＩＥ［ｐｏｓ］として記憶したものである。ここでｐｏｓは主走査方向の画素位置を表している。
【００４２】
この配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］を得るための誤差拡散処理に用いられる中間調画像の主走査方向の長さは、中間調画像データ２値化装置２にて２値化されるの中間調画像の主走査方向の長さと一致している必要はない。配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］の方が短い場合は、同じ配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］を繰り返し用いれば良く、配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］の方が長い場合は、その配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］の一部を用いれば良い。
【００４３】
誤差分配マトリックス記憶部１５は、誤差拡散法により算出された出力濃度と元の濃度との誤差を、誤差バッファ用メモリ１６内で各周辺画素に対して設定された誤差バッファｅに分配する際に、分配対象となる周辺画素およびその分配率を誤差分配マトリックスとして記憶している。この誤差分配マトリックスの例を図４に示す。
【００４４】
誤差バッファ用メモリ１６は、画素毎に設定された誤差バッファｅ（ｘ，ｙ）に、周辺画素から分配される誤差を蓄積している。入力画像データ記憶部１７は外部記憶装置２３等から導入された中間調画像データを記憶している。この中間調画像データの画素の濃度範囲は０〜２５５である。出力画像データ記憶部１８は、入力画像データ記憶部１７に記憶されている中間調画像データを、後述する誤差拡散処理により２値化して得られたオン＝１／オフ＝０からなる擬似中間調画像データを記憶するものである。なお、必要に応じてこの擬似中間調画像データは、ディスプレイ２２に表示されたり、プリンタ２４により記録される。
【００４５】
次に、ＣＰＵ１１にて実行される誤差拡散処理を、図２および図３に示すフローチャートにより説明する。この誤差拡散処理は、入力画像データ記憶部１７に格納されている多値の中間調画像を２値化して擬似中間調画像を作成するために行われる。
【００４６】
誤差拡散処理が開始されると以下の手順を実行する。
まず、２値化処理する画素の位置を表す変数ｘ，ｙを、それぞれ０に初期化する（Ｓ１１０，Ｓ１２０）。なお、変数ｘ，ｙで示される２値化処理対象の画素のことを注目画素と呼ぶことにする。
【００４７】
次に、フラグＦＬＡＧをＯｆｆに設定する（Ｓ１２５）。そして、画素位置（ｘ，ｙ）に対応する入力画像の画素濃度Ｉ（０≦Ｉ≦２５５）を読み取る（Ｓ１３０）。
次に、画素濃度Ｉが、０（最小濃度）、２５５（最大濃度）、それ以外の値（０＜Ｉ＜２５５）のいずれに該当するか否かが判定される（Ｓ１３２）。
【００４８】
Ｉ＝０の場合は、ＦＬＡＧ＝Ｌｏｗに設定する（Ｓ１３４）。Ｉ＝２５５の場合は、ＦＬＡＧ＝Ｈｉｇｈに設定する（Ｓ１３６）。
ステップＳ１３４，Ｓ１３６の処理後、あるいはステップＳ１３２にて、０＜Ｉ＜２５５と判定された場合には、次に、誤差バッファ用メモリ１６から注目画素に対応する誤差バッファｅ（ｘ，ｙ）の値を読み取り、式１のごとく誤差バッファｅ（ｘ，ｙ）の値にて画素濃度Ｉを補正して、補正濃度Ｉ′を求める（Ｓ１４０）。
【００４９】
【数１】
Ｉ′＝ Ｉ ＋ ｅ（ｘ，ｙ） … ［式１］
次に、フラグＦＬＡＧの内容が判定される（Ｓ１４１）。フラグＦＬＡＧ＝Ｌｏｗであれば、数値配列パターン記憶部１４に記憶されている配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］から、注目画素の座標ｘに該当する位置に対応する値ＩＥ［ｘ］を読み出して、ステップＳ１４０で求められた補正濃度Ｉ′が、このＩＥ［ｘ］以上であるか否かを判定する（Ｓ１４２）。
【００５０】
Ｉ′≧ＩＥ［ｘ］であれば（Ｓ１４２で「ＹＥＳ」）、次式のごとく、補正濃度Ｉ′を補正値ａ（ａ＞０）で減算して２値化誤差Ｅを求める（Ｓ１４３）。
【００５１】
【数２】
Ｅ ＝ Ｉ′− ａ … ［式２］
Ｉ′＜ＩＥ［ｘ］であれば（Ｓ１４２で「ＮＯ」）、次式のごとく、補正濃度Ｉ′を補正値ａで加算して２値化誤差Ｅを求める（Ｓ１４４）。
【００５２】
【数３】
Ｅ ＝ Ｉ′＋ ａ … ［式３］
また、ステップＳ１４１にて、フラグＦＬＡＧ＝Ｈｉｇｈであれば、次式のごとく、注目画素における補正濃度Ｉ′を次式のごとく補正する（Ｓ１４５）。
【００５３】
【数４】
Ｉ′＝ Ｉ′− ２５５ … ［式４］
次に、同じ配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］から、注目画素の座標ｘに該当する位置に対応する値ＩＥ［ｘ］を読み出して、ステップＳ１４５で補正された補正濃度Ｉ′が、このＩＥ［ｘ］以上であるか否かを判定する（Ｓ１４６）。
Ｉ′≧ＩＥ［ｘ］であれば（Ｓ１４６で「ＹＥＳ」）、前記式２と同様に、補正濃度Ｉ′を補正値ａで減算して２値化誤差Ｅを求める（Ｓ１４７）。
【００５４】
Ｉ′＜ＩＥ［ｘ］であれば（Ｓ１４６で「ＮＯ」）、前記式３と同様に、補正濃度Ｉ′を補正値ａで加算して２値化誤差Ｅを求める（Ｓ１４８）。
また、ステップＳ１４１にて、フラグＦＬＡＧ＝Ｏｆｆであれば、補正濃度Ｉ′と閾値Ｔとが比較される（Ｓ１５０）。ここで閾値Ｔとしては、例えば「１２８」が設定されている。
【００５５】
Ｉ′≧Ｔであれば（Ｓ１５０で「ＹＥＳ」）、注目画素における２値化誤差Ｅを次式のごとく算出する（Ｓ１５２）。
【００５６】
【数５】
Ｅ ＝ Ｉ′− ２５５ … ［式５］
また、Ｉ′＜Ｔであれば（Ｓ１５０で「ＮＯ」）、注目画素における２値化誤差Ｅを次式のごとく算出する（Ｓ１５６）。
【００５７】
【数６】
Ｅ ＝ Ｉ′ … ［式６］
ステップＳ１５２、ステップＳ１４７あるいはステップＳ１４８の次に、出力濃度Ｏｔとして、１（オン）が設定される（Ｓ１７０）。
【００５８】
また、ステップＳ１５６、ステップＳ１４３あるいはステップＳ１４４の次に、出力濃度Ｏｔとして、０（オフ）が設定される（Ｓ１６０）。
この出力濃度Ｏｔの値は、出力画像データ記憶部１８に、注目画素の２値化データとして、ステップＳ１６０またはステップＳ１７０の処理がなされる毎に順次蓄積される。
【００５９】
ステップＳ１６０またはステップＳ１７０の次に、注目画素の２値化誤差Ｅの分配処理が行われる（Ｓ１９０）。この誤差分配処理は、図４に示すごとくの誤差分配マトリックスＢｍａｔ（）に基づいて、ステップＳ１４３，Ｓ１４４，Ｓ１４７，Ｓ１４８，Ｓ１５２，Ｓ１５６のいずれかで算出された注目画素の２値化誤差Ｅを、次式に示すごとく、未２値化の周辺画素の各誤差バッファｅに分配する。
【００６０】
【数７】
ｅ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）＋＝Ｂｍａｔ（ｉ，ｊ）×Ｅ … ［式７］
尚、「＋＝」は既に誤差バッファｅ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）内に存在する値と加算処理して同じ誤差バッファｅ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）に格納することを示す演算子である。図４に例示するごとく、ｉ，ｊは注目画素位置をｉ＝ｊ＝０とし、図に示す様な値をとる変数である。
【００６１】
次に、主走査方向（ｘ方向）の２値化処理、すなわち１ライン分の処理が終了したか否かを判定する（Ｓ２００）。終了していなければ（Ｓ２００で「ＮＯ」）、注目画素の主走査方向の位置ｘを１つ増加させて（Ｓ２１０）、再度ステップＳ１２５から、上述した処理を繰り返す。
【００６２】
１ライン分の２値化処理を終了したと判定された場合（Ｓ２００で「ＹＥＳ」）には、全画素の２値化が終了したか否かが判定される（Ｓ２２０）。終了していなければ（Ｓ２２０で「ＮＯ」）、注目画素の副走査方向の位置ｙを１つ増加させて（Ｓ２３０）、再度、ステップＳ１２０から上述した処理を繰り返す。
【００６３】
すべての画素について２値化が終了すれば（Ｓ２２０で「ＹＥＳ」）、誤差拡散処理を終了する。このとき、出力画像データ記憶部１８には２値化された擬似中間調画像データが完成されている。
本実施の形態の誤差拡散処理では、中間調画像が取り得る最小濃度（＝０）の画素の２値化においては、ステップＳ１３４にてフラグＦＬＡＧ＝Ｌｏｗとなるので、必ずステップＳ１６０が実行されて、オフに２値化される。したがって、図６で示した領域Ｒ２においては、従来と同様にオフのみであり、オンが出現することはない。また、中間調画像が取り得る最大濃度（＝２５５）の画素の２値化においては、ステップＳ１３６にてフラグＦＬＡＧ＝Ｈｉｇｈとなるので、必ずステップＳ１７０が実行されて、オンに２値化される。したがって、図６で示した領域Ｒ２においては、従来と同様にオンのみであり、オフが出現することはない。
【００６４】
しかも、主走査方向に均一な誤差配列が生じないように、最小濃度あるいは最大濃度の画素に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンに対して、ステップＳ１４２〜ステップＳ１４８の処理で、補正値ａによる増減処理を行って、均一でない数値の配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］に徐々に変更している。すなわち、最小濃度領域あるいは最大濃度領域の２値化を進めていっても、各ライン（主走査方向の画素の配列を意味する。）の画素に拡散される誤差は均一になるのが阻止される。
【００６５】
このため、領域Ｒ３の先頭部分Ｓに対しても、領域Ｒ２から均一な誤差が分配されることが無く、オンとなる画素位置が適度に乱されて、画像の品質を低下させる模様の出現が防止される。
特に、配列パターンＩＥ［ｐｏｓ］は、濃度＝１０の画素のみからなる中間調画像を、誤差拡散処理することにより得られた主走査方向における２値化誤差配列のパターンを用いて構成した配列パターンであるため、一層模様が生じにくいという効果がある。
【００６６】
本実施の形態において、ステップＳ１３２が最小濃度画素判定手段および最大濃度画素判定手段としての処理に該当し、ステップＳ１４２およびステップＳ１４６がパターン比較手段としての処理に該当し、ステップＳ１４３，Ｓ１４４およびステップＳ１４７，Ｓ１４８がパターン補正手段としての処理に該当する。
【００６７】
［実施の形態２］
実施の形態２は、実施の形態１と比較して、図３に示した処理の代わりに、図５に示す処理を実行する点が異なり、他は同じである。また、図５においても、ステップ番号が同一の処理は、図３と同じであるので、そのステップの説明は省略する。
【００６８】
図２のステップＳ１４０の処理が終了した後、次の計算が行われる（Ｓ１１４０）。
【００６９】
【数８】
ＥＳ ＝ ＥＳ ＋ ＥＥ［ｘ-1］ − ＥＥ［ｘ-1-ｐ］ … ［式８］
ＩＥ′＝ ＩＥ［ｘ］ ＋ ＥＳ／ｐ … ［式９］
ここで、ｋ＜０の場合は、ＥＥ［ｋ］＝０とする。
【００７０】
前記式８は、蓄積値ＥＳに差ＥＥ［ｘ］を蓄積する処理であり、ｘ≧ｐ＋１では、主走査方向にｐ（８や１６といった正の整数：ここでは６）画素だけ戻った位置にて既に求められているＥＥ［ｘ-1-ｐ］を差し引いている。
このため、注目画素の濃度が０（最小濃度）または２５５（最大濃度）ばかりの領域の場合に差蓄積値ＥＳには、ｐ個の主走査方向で連続する画素についてのＥＥ［ｘ］が常に蓄積されていることになる。そして、前記式９は、注目画素での配列パターンＩＥ［ｘ］に主走査方向での蓄積値ＥＳのｐ画素平均値ＥＳ／ｐを加えて、補正配列パターンＩＥ′としている。
【００７１】
そして、この補正配列パターンＩＥ′を、以後のステップＳ１１４２，Ｓ１１４６での補正濃度Ｉ′の判定（実施の形態１のステップＳ１４２，Ｓ１４６の代わり）に用いている。
ステップＳ１１４２またはステップＳ１１４６での判定の結果、補正濃度Ｉ′≧補正配列パターンＩＥ′の場合（Ｓ１１４２またはＳ１１４６で「ＹＥＳ」）には、実施の形態１で述べたステップＳ１４３またはステップＳ１４７で補正濃度Ｉ′から補正値ａを減算する処理の後、ステップＳ１４３０またはステップＳ１４７０が実行されて、差ＥＥ［ｘ］に「−ａ」が設定される。また、補正濃度Ｉ′＜補正配列パターンＩＥ′の場合（Ｓ１１４２またはＳ１１４６で「ＮＯ」）には、実施の形態１で述べたステップＳ１４４またはステップＳ１４８で補正濃度Ｉ′に補正値ａを加算する処理の後、ステップＳ１４４０またはステップＳ１４８０が実行されて、差ＥＥ［ｘ］に「ａ」が設定される。なお、フラグＦＬＡＧ＝Ｏｆｆの場合は、通常の処理を行わせるために、ステップＳ１４１０にて差ＥＥ［ｘ］に０（ゼロ）を設定して、差蓄積値ＥＳに差ＥＥ［ｘ］が蓄積されるのを防止している。
【００７２】
前記式８の処理と、ステップＳ１４３０，Ｓ１４４０，Ｓ１４７０，Ｓ１４８０の処理により、画素平均値ＥＳ／ｐには、直前の６画素での配列パターンＩＥ［ｘ］に対する補正濃度の大小関係が現れる。そして、式９により、配列パターンＩＥ［ｘ］を画素平均値ＥＳ／ｐで補正することで、配列パターンＩＥ［ｘ］の全体のレベルを実際の２値化誤差Ｅの平均値レベルに移動させた補正配列パターンＩＥ′を作成し、この補正配列パターンＩＥ′にて補正濃度Ｉ′の判定をすることになる。このことは、ステップＳ１４３，Ｓ１４７の補正値ａの減算と、ステップＳ１４４，Ｓ１４８の補正値ａの加算との確率をほぼ等しいものとできることを意味する。
【００７３】
このため、濃度０または濃度２５５の画素のみが存在する領域を処理しても、２値化誤差Ｅの平均値が変化することがなく、元の中間調画像に対して明度等の変化が抑制でき、品質の高い疑似中間調画像を提供できる。
本実施の形態において、ステップＳ１１４２，Ｓ１１４６がパターン比較手段としての処理に該当し、ステップＳ１１４０，Ｓ１４３０，Ｓ１４４０，Ｓ１４７０，Ｓ１４８０が、パターン補正手段での、主走査方向における画素配列に生じた２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、均一でない数値の配列パターンに変更する処理に該当する。
【００７４】
［その他］
前記実施の形態１，２における２値化は、注目画素を２値化した場合に２値化誤差Ｅを未だ２値化していない周辺の画素の濃度に分配する方法による誤差拡散法であったが、２値化時に既に２値化している周辺画素から２値化誤差の分配を受けるタイプの誤差拡散法、いわゆる平均誤差最小法であっても良く、同様な効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１としての中間調画像データ２値化装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】 実施の形態１における誤差拡散処理の一部のフローチャートである。
【図３】 実施の形態１における誤差拡散処理の一部のフローチャートである。
【図４】 実施の形態１における誤差分配マトリックスの構成説明図である。
【図５】 実施の形態２における誤差拡散処理の一部のフローチャートである。
【図６】 従来例における模様発生の説明図である。
【符号の説明】
２…中間調画像データ２値化装置 １１…ＣＰＵ
１２…プログラム記憶部 １３…閾値記憶部
１４…数値配列パターン記憶部
１５…誤差分配マトリックス記憶部 １６…誤差バッファ用メモリ
１７…入力画像データ記憶部 １８…出力画像データ記憶部
１９…作業用メモリ ２０…バス ２１…キーボード
２２…ディスプレイ ２３…外部記憶装置 ２４…プリンタ
Claims (34)
- 中間調画像の各画素を順次操作して、各画素濃度と閾値との比較により各画素をオンかオフかのいずれかに２値化するとともに、各画素において２値化する際に生じた２値化誤差を未２値化の周辺画素に拡散して、該周辺画素の２値化に反映させる誤差拡散法による画像２値化方法であって、
前記中間調画像が取り得る最小濃度の画素の２値化においては、オフに２値化するとともに、
前記最小濃度の画素に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更することを特徴とする画像２値化方法。 - 中間調画像の各画素を順次操作して、各画素濃度と閾値との比較により各画素をオンかオフかのいずれかに２値化するとともに、各画素において２値化する際に生じた２値化誤差を未２値化の周辺画素に拡散して、該周辺画素の２値化に反映させる誤差拡散法による画像２値化方法であって、
前記中間調画像が取り得る最大濃度の画素の２値化においては、オンに２値化するとともに、
前記最大濃度の画素に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更することを特徴とする画像２値化方法。 - 中間調画像の各画素を順次操作して、各画素濃度と閾値との比較により各画素をオンかオフかのいずれかに２値化するとともに、各画素において２値化する際に生じた２値化誤差を未２値化の周辺画素に拡散して、該周辺画素の２値化に反映させる誤差拡散法による画像２値化方法であって、
前記中間調画像が取り得る最小濃度の画素の２値化においては、オフに２値化するとともに、前記最小濃度の画素に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更し、
前記中間調画像が取り得る最大濃度の画素の２値化においては、オンに２値化するとともに、前記最大濃度の画素に生じた主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、均一でない数値の配列パターンに変更することを特徴とする画像２値化方法。 - 前記均一でない数値の配列パターンは、該パターンと同一パターンの２値化誤差配列を、前記中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画素領域に拡散させて該中間調画素領域を誤差拡散処理により２値化した場合に、該２値化画像に模様が生じにくいパターンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の画像２値化方法。
- 前記均一でない数値の配列パターンは、前記中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画像を、誤差拡散処理することにより得られた主走査方向における２値化誤差配列のパターンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の画像２値化方法。
- 前記均一でない数値の配列パターンは、前記最小濃度＋１の濃度から（前記最大濃度＋１）／４の濃度範囲のいずれか１つの濃度の画素のみからなる中間調画像を、誤差拡散処理することにより得られた主走査方向における２値化誤差配列のパターンであることを特徴とする請求項５記載の画像２値化方法。
- 前記均一でない数値の配列パターンは、ランダムな数値の配列からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の画像２値化方法。
- 前記均一でない数値の配列パターンは、前記閾値より小さな数値の配列からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の画像２値化方法。
- 前記主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、前記均一でない数値の配列パターンに徐々に変更することを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の画像２値化方法。
- 各画素において生じた２値化誤差が、前記均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値よりも小さい場合には、前記２値化誤差を増加させ、
前記２値化誤差が、前記均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値よりも大きい場合には、前記２値化誤差を減少させることにより、
前記主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、前記均一でない数値の配列パターンに徐々に変更することを特徴とする請求項９記載の画像２値化方法。 - 前記２値化誤差の増減が、前記２値化誤差に対する補正値の加減算によりなされることを特徴とする請求項１０記載の画像２値化方法。
- 前記補正値は、前記中間調画像が取り得る最大濃度の２〜２５％の値であることを特徴とする請求項１１記載の画像２値化方法。
- 前記２値化誤差の増減が、前記２値化誤差に対する補正値の乗算または除算によりなされることを特徴とする請求項１０記載の画像２値化方法。
- 主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、前記均一でない数値の配列パターンに変更することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか記載の画像２値化方法。
- 主走査方向における各画素配列において、前記２値化誤差の増加の回数と減少の回数とをほぼ一致させることにより、前記主走査方向における２値化誤差配列のパターンを、前記均一でない数値の配列パターンに変更することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか記載の画像２値化方法。
- 前記最小濃度の値は０であり、前記最大濃度の値は２５５であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか記載の画像２値化方法。
- 中間調画像の各画素を順次操作して、各画素濃度と閾値との比較により各画素をオンかオフかのいずれかに２値化するとともに、各画素において２値化する際に生じた２値化誤差を未２値化の周辺画素に拡散して、該周辺画素の２値化に反映させる誤差拡散法による画像２値化装置であって、
均一でない数値の配列パターンを記憶する配列パターン記憶手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最小濃度か否かを判定する最小濃度画素判定手段と、
前記最小濃度画素判定手段にて最小濃度の画素であると判定された場合、該画素に生じた２値化誤差と、前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値とを比較するパターン比較手段と、
前記パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を前記均一でない数値の配列パターンに対応するように補正するパターン補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像２値化装置。 - 中間調画像の各画素を順次操作して、各画素濃度と閾値との比較により各画素をオンかオフかのいずれかに２値化するとともに、各画素において２値化する際に生じた２値化誤差を未２値化の周辺画素に拡散して、該周辺画素の２値化に反映させる誤差拡散法による画像２値化装置であって、
均一でない数値の配列パターンを記憶する配列パターン記憶手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最大濃度か否かを判定する最大濃度画素判定手段と、
前記最大濃度画素判定手段にて最大濃度の画素であると判定された場合、該画素に生じた２値化誤差と、前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値とを比較するパターン比較手段と、
前記パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を前記均一でない数値の配列パターンに対応するように補正するパターン補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像２値化装置。 - 中間調画像の各画素を順次操作して、各画素濃度と閾値との比較により各画素をオンかオフかのいずれかに２値化するとともに、各画素において２値化する際に生じた２値化誤差を未２値化の周辺画素に拡散して、該周辺画素の２値化に反映させる誤差拡散法による画像２値化装置であって、
均一でない数値の配列パターンを記憶する配列パターン記憶手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最小濃度か否かを判定する最小濃度画素判定手段と、
２値化対象画素の濃度が、前記中間調画像が取り得る最大濃度か否かを判定する最大濃度画素判定手段と、
前記最小濃度画素判定手段にて最小濃度の画素であると判定された場合、あるいは前記最大濃度画素判定手段にて最大濃度の画素であると判定された場合、該画素に生じた２値化誤差と、前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンにおける該当画素に対応する位置の値とを比較するパターン比較手段と、
前記パターン比較手段の比較結果に応じて、前記２値化対象画素の２値化誤差を前記均一でない数値の配列パターンに対応するように補正するパターン補正手段と、
を備えたことを特徴とする画像２値化装置。 - 前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンは、該均一でない数値の配列パターンと同一パターンの２値化誤差配列を、前記中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画素領域に拡散させて該中間調画素領域を誤差拡散処理により２値化した場合に、該２値化画像に模様が生じにくい配列パターンであることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか記載の画像２値化装置。
- 前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンは、
前記中間調画像が取り得る最小濃度および最大濃度以外の１つの濃度の画素のみからなる中間調画像を、誤差拡散処理することにより得られた主走査方向における２値化誤差配列のパターンであることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか記載の画像２値化装置。 - 前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンは、
前記最小濃度＋１の濃度から（前記最大濃度＋１）／４の濃度範囲のいずれか１つの濃度の画素のみからなる中間調画像を、誤差拡散処理することにより得られた主走査方向における２値化誤差配列のパターンであることを特徴とする請求項２１記載の画像２値化装置。 - 前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンは、ランダムな数値の配列からなることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか記載の画像２値化装置。
- 前記配列パターン記憶手段に記憶されている均一でない数値の配列パターンは、前記閾値より小さな数値の配列からなることを特徴とする請求項１７〜２３のいずれか記載の画像２値化方法。
- 前記パターン補正手段は、
主走査方向における画素配列に生じた２値化誤差配列のパターンを、前記均一でない数値の配列パターンに徐々に変更することを特徴とする請求項１７〜２４のいずれか記載の画像２値化装置。 - 前記パターン補正手段は、
各画素において生じた２値化誤差が、前記均一でない数値の配列パターンの該当する位置の値よりも小さい場合には、前記２値化誤差を増加させ、
前記２値化誤差が、前記均一でない数値の配列パターンの該当する位置の値よりも大きい場合には、前記２値化誤差を減少させることにより、
主走査方向における画素配列に生じた２値化誤差配列のパターンを、前記均一でない数値の配列パターンに徐々に変更することを特徴とする請求項２５記載の画像２値化装置。 - 前記パターン補正手段による２値化誤差の増減が、前記２値化誤差に対する補正値の加減算によりなされることを特徴とする請求項２６記載の画像２値化装置。
- 前記補正値は、前記中間調画像が取り得る最大濃度の２〜２５％の値であることを特徴とする請求項２７記載の画像２値化装置。
- 前記パターン補正手段による２値化誤差の増減が、前記２値化誤差に対する補正値の乗算または除算によりなされることを特徴とする請求項２６記載の画像２値化装置。
- 前記パターン補正手段は、
主走査方向における画素配列に生じた２値化誤差配列のパターンを、その平均値あるいはトータルの値を維持したまま、前記均一でない数値の配列パターンに変更することを特徴とする請求項１７〜２９のいずれか記載の画像２値化装置。 - 前記パターン補正手段は、
主走査方向における各画素配列において、２値化誤差の増加の回数と減少の回数とをほぼ一致させることにより、前記主走査方向における画素配列に生じた２値化誤差配列のパターンを、前記均一でない数値の配列パターンに変更することを特徴とする請求項２６〜２９のいずれか記載の画像２値化装置。 - 前記最小濃度の値は０であり、前記最大濃度の値は２５５であることを特徴とする請求項１７〜３１のいずれか記載の画像２値化装置。
- 請求項１〜１６のいずれか記載の画像２値化方法をコンピュータシステムに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 請求項１７〜３２のいずれか記載の画像２値化装置の各手段としてコンピュータシステムを機能させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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