JP4122665B2

JP4122665B2 - Image processing device

Info

Publication number: JP4122665B2
Application number: JP32792399A
Authority: JP
Inventors: 敏嗣山本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: JP2001144961A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は画像処理装置に関し、特に疑似輪郭の発生を抑えることができる画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より所定の階調数で各画素の濃度レベルを示す入力信号を、その所定の階調数より少ない階調数の信号に変換する画像処理装置が知られている。また、階調を低減させた場合においても入力信号の濃度レベルを全体として再現するための手法として、誤差拡散法が知られている。
【０００３】
図１２は、入力値の階調を低減させて出力する、誤差拡散法を採用した画像処理装置の構成を示すブロック図である。ここでは、２種類のドットを用いて入力画像を３値化する場合を例にとり説明する。すなわち、濃いドットであるドット２と薄いドットであるドット１とドットなし（ドット０）の３つの状態により画像を再現するものである。
【０００４】
図を参照して、この装置は０〜１の範囲の数値からなる１つの画素の濃度レベル（多値）を入力値として入力し、ドット０，１，２のいずれかを出力する。
【０００５】
このような場合、入力値がどの範囲に属するかの判別が行なわれ、それぞれの範囲において２値化が実行される。ここでは、範囲を０〜０．５と、０．５〜１との２つとしている。すなわち、入力値が０〜０．５の範囲にあるときには、ドット０またはドット１のいずれかが出力され、入力値が０．５〜１の範囲にあるときには、ドット１またはドット２のいずれかが出力される。このようにして、画像の再現が行なわれる。
【０００６】
より詳しくは図１２を参照して、画像処理装置は、減算器１０３，１０７と、しきい値処理部１０５とから構成されている。減算器１０３は、入力された濃度レベル（入力値）からその近傍の画素の誤差（補正値）を減算する。
【０００７】
しきい値処理部１０５は、所定のしきい値（たとえばここでは０．２５，０．７５）と減算器１０３の出力ｘとを比較する。そして、ｘ＜０．２５であれば０を、０．２５≦ｘ＜０．７５であれば０．５を、ｘ≧０．７５であれば１を出力する。しきい値処理部１０５の出力が０であれば、ドット０が出力される。しきい値処理部１０５の出力が０．５であればドット１が出力され、しきい値処理部１０５の出力が１であればドット２が出力される。
【０００８】
しきい値処理部１０５の出力結果から減算器１０３の出力ｘが減算器１０７によって減算され、当該画素の誤差（補正値）とされる。誤差は近傍の画素へと拡散される。
【０００９】
図１３は、入力された画像データの濃度と出力されるドットの密度との関係を示す図である。入力が０→０．５となる範囲において、ドット１の密度が０→１へと上昇する。入力が０．５→１となる範囲において、ドット１の密度は１→０へと減少し、代わりにドット２の密度が０→１へと上昇する。これにより、画像全体としては▲３▼で示されるように、入力と出力との間に比例関係が成立することになる。
【００１０】
また、画像処理装置を図１４のように構成することも可能である。
図１４を参照して、画像処理装置は、入力値がどの範囲に属するかの判別を行なう判別部２０１と、入力値が所定の範囲内となるように入力値の正規化を行なう正規化部２０３と、誤差の減算処理を行なうための減算器２０５と、所定のしきい値（ここでは０．５）に基づいてしきい値処理を行なうしきい値処理部２０７と、範囲の判別結果としきい値処理結果とに基づいて、ドット０，１，２のいずれかを出力する割当部２０９と、誤差を算出するための減算器２１１とから構成されている。なお、ここでは説明の簡略化のため、図１２および図１３と同様に入力値が０〜１でありそれを３値化する場合を例に挙げて説明しているが、判別部２０１において判別する範囲をさらに増やすことにより４値化以上の画像処理を行なうことも可能である。
【００１１】
次に、図１５を参照して、図１４の装置の動作について説明する。図１５（１）に示されるように入力値は０〜１の範囲内に属する。ここで、入力値が０以上０．５未満である場合には、その入力値は範囲ａに属すると判別部２０１により判別され、入力値が０．５以上１以下であるときには範囲ｂに属すると判別される。入力値が範囲ａに属する場合には、図１５（２）に示されるように入力値は０〜１の範囲となるように正規化される。一方、入力値が範囲ｂに属する場合には、図１５（３）に示されるように入力値は０〜１の範囲に属するように正規化される。そして、範囲ａにおいても範囲ｂにおいても０．５のしきい値でしきい値処理部２０７によりしきい値処理が行なわれる。そして、範囲ａにおいては正規化された入力値が０．５以下である場合にはドットを出力しない（ドット０）とされ、０．５を超える場合にはドット１が出力される。
【００１２】
一方、範囲ｂにおいては正規化された入力値が０．５以下である場合にドット１が出力され、０．５を超える場合にドット２が出力される。このようにして、図１４においても図１２および１３に示される処理と同様の処理を行なうことができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の誤差拡散法などを採用したフィードバック系のデジタルハーフトーニング技術においては、ドットの切換わり部で図１６に示されるような疑似輪郭が発生するという問題があった。疑似輪郭とは、図１６の右側の拡大図に示されるように特定のドット（図１６では灰色で示したドット１）だけが必要以上に連続して発生する現象のことである。
【００１４】
従来、このような疑似輪郭発生の原因がわからなかったため、その対策としてもっぱら外乱を加えることにより疑似輪郭を目立たなくさせることが行なわれていた。
【００１５】
この発明は疑似輪郭の発生を根本から防ぐことができる画像処理装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、以上の疑似輪郭の発生の原因を究明し、疑似輪郭の発生を防ぐことができる画像処理装置を発明した。まず、疑似輪郭発生の原因について説明する。
【００１７】
図１７は、誤差が拡散される状態を示す図である。図中の（１）を参照して、入力値が０〜１の値をとり得る場合を想定する。そして、入力値が０〜０．５の範囲（範囲ａ）にあるとき、しきい値０．２５でドット０（ドットなし）とするかドット１とするかを決定する。一方、入力値が０．５〜１の範囲（範囲ｂ）にある時、しきい値０．７５でドット１とするかドット２とするかを決定する。
【００１８】
どの画素においても、入力値が０．４５で一定であったとすると、最初の画素の処理（１）においては、入力値が範囲ａにおいてしきい値０．２５と比較される。そして、入力値＞しきい値であるため、ドット１が出力され、０．５−０．４５＝０．０５の値が誤差として周辺画素に拡散される。
【００１９】
そして、次の画素の処理（２）においては、入力値から誤差Δｘを引いた値がしきい値０．２５と比較される。図１７の処理においては、（１）〜（６）の処理によって誤差が蓄積されていき、（６）の処理において入力値から誤差を引いた値がしきい値０．２５を下回っている。このため、（１）〜（５）の処理ではドット１が出力され、（６）の処理ではドット０（ドットなし）の出力が行なわれることになる。
【００２０】
（６）の処理で誤差が減少することになるため、（７）の処理において再度、入力値から誤差を引いた値がしきい値０．２５を超え、ドット１が出力される。そして（２）以降の処理と同様の処理が行なわれる。このようにして、入力値から誤差を引いた値は、しきい値０．２５付近で揺れ動くことになる。
【００２１】
次に、図１８を参照して、入力値が０．４５（ドットなしが１０％、ドット１が９０％）から０．５５（ドット１が９０％、ドット２が１０％）に変化したときについて考察する。
【００２２】
図１８の（１）に示されるように、入力値が０．４５のとき既にΔｘの誤差が蓄積されていたものとする。ここで、（２）に示されるように入力値が０．５５へ変化したのであれば、Δｘの誤差も引き継がれる。
【００２３】
そして、（２）以降の処理では（１）において蓄積されていた誤差Δｘが解消されてさらに入力値から誤差を引いた値がしきい値０．７５を超えるまで（（９）の処理まで）ドット１が出力され続けることになる。
【００２４】
このようにドット１ばかりが出力される期間が比較的長く（ドットの遅延が生じ）、これが疑似輪郭を引き起こす原因となっていたのである。入力値が０．５５の場合、ドット１が９０％でドット２が１０％の割合で混じるのが通常であるため、本来なら１画素目もしくは２画素目にドット２が出ることが必要である。
【００２５】
そこでこの発明においては、以下のような手段を採用することで疑似輪郭の発生を防ぐことができる画像処理装置を提供することにしている。
【００２６】
すなわちこの発明のある局面に従うと、画像処理装置は、所定の階調数で各画素の濃度レベルを示す入力信号を、所定の階調数より少ない階調数の信号に変換する画像処理装置であって、入力信号の濃度レベルが第１の範囲内にあるときに、入力信号を第１のしきい値と比較して第１階調あるいは第２階調の信号を出力する第１の出力手段と、入力信号の濃度レベルが第１の範囲に続く第２の範囲内にあるときに、入力信号を第２のしきい値と比較して第２階調あるいは第３階調の信号を出力する第２の出力手段と、入力信号の濃度レベルに応じて第１および第２の出力手段のいずれを使用するかを画素ごとに判別して切換える切換手段と、入力信号の濃度レベルと第１または第２の出力手段から出力された信号との差に基づいて、引き続く画素の濃度レベルを補正する補正値を算出して補正を行なう補正手段と、第１の出力手段から第２の出力手段への切換わり時点、あるいは第２の出力手段から第１の出力手段への切換わり時点において、補正手段が演算する補正値の算出方法を変更する変更手段とを備える。
【００２７】
好ましくは画像処理装置の変更手段は、切換時点において補正値の符号を反転させる。
【００２８】
好ましくは画像処理装置の変更手段は、入力信号の濃度レベルが第１または第２のしきい値をまたいで変化したときにおいても補正値の符号を反転させる。
【００２９】
この発明の他の局面に従うと画像処理装置は、所定の階調数で各画素の濃度レベルを示す入力信号を、所定の階調数より少ない階調数の信号に変換する画像処理装置であって、入力信号の濃度レベルがどの範囲に属するかを判別する判別手段と、入力信号の濃度レベルが特定の範囲に属する場合に、入力信号の濃度レベルを反転させる反転手段と、入力信号の濃度レベルが所定の範囲内となるように入力信号の濃度レベルの正規化を行なう正規化手段と、正規化された濃度レベルを所定のしきい値と比較し、比較結果を出力する比較手段と、判別手段による判別結果と、比較手段による比較結果とに基づいて、所定の階調数より少ない階調数の信号を出力する出力手段と、比較手段による比較結果と正規化された濃度レベルとに基づいて、引き続く画素の正規化された濃度レベルを補正する補正手段とを備える。
【００３０】
この発明のさらに他の局面に従うと画像処理装置は、所定の階調数で各画素の濃度レベルを示す入力信号を、所定の階調数より少ない階調数の信号に変換する画像処理装置であって、入力信号の濃度レベルが第１の範囲内にあるときに、入力信号を第１のしきい値と比較して第１階調あるいは第２階調の信号を出力する第１の出力手段と、入力信号の濃度レベルが第１の範囲に続く第２の範囲内にあるときに、入力信号を第２のしきい値と比較して第２階調あるいは第３階調の信号を出力する第２の出力手段と、第１の範囲と第２の範囲との境界において、第１のしきい値と第２のしきい値とが略連続するように第１および第２のしきい値を制御する制御手段とを備える。
【００３１】
好ましくは画像処理装置の制御手段は、第１の範囲と第２の範囲との境界において、第１のしきい値と第２のしきい値との間にわずかなギャップが生じるように制御を行なう。
【００３２】
好ましくは画像処理装置の制御手段は、第１の範囲と第２の範囲との境界において、第１のしきい値と第２のしきい値とが連続するように制御を行なう。
【００３３】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００３４】
この画像処理装置は、図１２に示される画像処理装置と基本的な構成を同じにする。図１２の装置と異なる点として、本実施の形態における画像処理装置は、近傍の画素からの誤差の符号を反転させる反転部１０１と、減算器１０７により算出された誤差の符号を反転させる反転部１０９とを備えている。
【００３５】
反転部１０１と反転部１０９はともに、入力値が０．５以上であるときに、−１を掛ける処理を実行する。また、入力値が０．５未満であるときには、反転部１０１と反転部１０９は何もしない。
【００３６】
すなわち、入力値の属する範囲が切換わった時点において、誤差の算出方法が変更される（より詳しくは、誤差の符号が反転する）。
【００３７】
このような処理を行なうと、入力値が０．５〜１ばかりであるとき、誤差を減算部１０７から他の画素に送り出すときに誤差に−１を掛け、誤差を取込むとき反転部１０１により再び−１を掛けることになるので、誤差の符号は打ち消しあって正常に誤差拡散法による処理が行なわれる。また、入力値が０〜０．５ばかりのときは反転部１０１，１０９は何もしないので、当然に誤差拡散法の処理を正常に行なうことができる。また、入力値が０．５より小さい範囲から大きい範囲に移ったとき（またはその反対のとき）、誤差の符号が反転することになる。これにより、ドット発生の遅延に基づく疑似輪郭の発生を防ぐことができる。
【００３８】
図２は、図１の画像処理装置の動作を説明するための図である。
図を参照して、（１）の状態において、入力値が０．４５であり、下方向（−方向）の誤差が蓄積されていた場合を想定する。そして、（２）の状態で、入力値が０．５を超えて０．５５となったのであれば、反転部１０１および反転部１０９により誤差の符号が反転する。これにより、誤差は上方向（＋方向）となる。これにより、ドット２がすぐに出力されることになる。
【００３９】
これは、入力値が０．５を超える値から０．５未満となった場合も同様である。このような処理により、ドットの遅延が防がれるため、疑似輪郭の発生を抑えることができる。
【００４０】
図３は、図１の画像処理装置の変形例を示すブロック図である。この装置の反転部１０１，１０９は、ともに入力値が０．２５以下のとき、または入力値が０．５以上０．７５以下のとき−１を掛ける処理を実行する。すなわち、本実施の形態においては入力値が範囲をまたいで変化したときのみならず、しきい値をまたいで変化したときにおいても誤差の符号の反転が行なわれる。このように、誤差の反転を細かく行なうようにすると、ドットの遅延そのものを軽減させることができる。
【００４１】
なお、図３に示す装置は２値化処理の場合にも適用可能である。すなわち、２値化処理においても、入力がしきい値をまたいで変化した際に誤差の符号を反転することにより、疑似輪郭を防止することが可能となる。
【００４２】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態における画像処理装置の基本的な構成は図１４に示されるものと同じである。しかしながら、本実施の形態においては入力値が特定の範囲に属する場合（具体的には範囲ｂに属する場合）に、入力値のレベルを反転させ、かつ正規化を行なうものである。また、割当部２０９においても入力値のレベルを反転させた結果を考慮した割当が行なわれる。
【００４３】
具体的には、図５を参照して本実施の形態における画像処理装置において入力値が範囲ａに含まれる場合（入力値が０〜０．５である場合）、行なわれる処理は図１５と同様である。しかしながら、入力値が範囲ｂに属する場合（０．５〜１である場合）、入力値のレベルが反転され、正規化が行なわれる。そして、その正規化された値をしきい値処理することにより、正規化された値が０〜０．５である場合にはドット２が出力され、正規化された値が０．５〜１である場合にはドット１が出力される。これにより、図２の場合と同様に入力値が０．５をまたいで変化したときに誤差の符号が反転することになるため、ドットの遅延を防ぎ、疑似輪郭の発生を防止することができる。
【００４４】
［第３の実施の形態］
図６は、本発明の第３の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。この画像処理装置の基本的な構成は図１２に示す従来の画像処理装置と同様であるが、本実施の形態においてはしきい値制御部２１１が設けられている。しきい値制御部２１１は、範囲ａと範囲ｂとの境界において、それぞれのしきい値が略連続するようにしきい値を制御する。
【００４５】
図７は、図６のしきい値制御部２１１が出力するしきい値を示す図である。このしきい値制御部２１１は、入力値の変化に合せてしきい値を変化させる。具体的には、入力値が増加するごとにしきい値が増加するように制御が行なわれる。そして、範囲ａと範囲ｂとの間において範囲ａのしきい値と範囲ｂのしきい値との間にわずかなギャップ（０．１〜０．２程度）が生じるように制御が行なわれている。このようにそれぞれのしきい値を略連続とすることにより、範囲ａと範囲ｂの境界付近で誤差の絶対値を小さくすることができる。さらに、しきい値が入力値に応じて比例的に変化しているため、誤差の絶対値を常に小さく維持する効果も達成される。これにより、ドットの遅延に基づく疑似輪郭の発生を防止することができる。また、このようにしきい値を変化させたとしても、入力された画像データの濃度を誤差拡散法により正しく表現することができる。
【００４６】
図８は、図６および７に示される画像処理装置の動作を説明するための図である。（１）の状態を参照して、入力値が０．４５であった場合、しきい値は約０．４となる。したがって、（２）〜（７）に示されるように入力値が０．４５のまま一定である場合には入力値から誤差を引いた値は０．４付近に落ち着く。すなわち、誤差の絶対値が小さく抑えられる。この結果、たとえば入力値を０．４５から０．５５に変化させたような場合でもドットの遅延が生じにくくなる。
【００４７】
すなわち、従来の誤差拡散法においては図９に示されるようにしきい値が入力値によらず各範囲で一定であり、かつ範囲と範囲との境界においてそれぞれの範囲のしきい値との間に大きなギャップがあいていた。これにより、図１８に示されるように誤差の絶対値が大きくなっており、ドットの遅延が生じやすかった。しかしながら、本実施の形態においては図７のように範囲と範囲との境界においてそれぞれの範囲のしきい値が略連続するように制御が行なわれるため、ドットの遅延を防ぐことができるのである。
【００４８】
なお、範囲と範囲との境界において、それぞれの範囲のしきい値が連続するように、図１０に示されるようにしきい値を制御することにしてもよい。このようなしきい値の制御を行なうことによってもドットの遅延を防ぎ、疑似輪郭の発生を防止することができる。
【００４９】
さらに、範囲と範囲との境界において、それぞれの範囲のしきい値の間にわずかなギャップ（たとえば０．１〜０．２程度）が生じるのであれば、図１１に示されるようにしきい値を各範囲で一定となるように制御することにしてもよい。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の装置の動作を示す図である。
【図３】図１の装置の変形例を示すブロック図である。
【図４】第２の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４の装置の動作を説明するための図である。
【図６】第３の実施の形態における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図６のしきい値制御部２１１の動作を示す図である。
【図８】図６の装置の動作を説明するための図である。
【図９】従来の誤差拡散法を用いた画像処理装置のしきい値を説明するための図である。
【図１０】図７に示される制御の変形例を示す第１の図である。
【図１１】図７に示される制御の変形例を示す第２の図である。
【図１２】従来の誤差拡散法を用いた画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２の装置の動作を説明するための図である。
【図１４】誤差拡散法を用いた画像処理装置の他の構成を示す図である。
【図１５】図１４の装置の動作を説明するための図である。
【図１６】従来技術において発生していた疑似輪郭を示す図である。
【図１７】疑似輪郭が発生する仕組みを説明するための第１の図である。
【図１８】疑似輪郭が発生する仕組みを説明するための第２の図である。
【符号の説明】
１０１，１０９反転部、１０３，１０７減算部、１０５しきい値処理部、２１１しきい値制御部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus, and more particularly to an image processing apparatus that can suppress the occurrence of pseudo contours.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image processing apparatus that converts an input signal indicating a density level of each pixel with a predetermined number of gradations into a signal with a smaller number of gradations than the predetermined number of gradations. Further, an error diffusion method is known as a method for reproducing the density level of an input signal as a whole even when the gradation is reduced.
[0003]
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus that employs an error diffusion method and outputs an input value with reduced gradation. Here, a case where an input image is ternarized using two types of dots will be described as an example. That is, the image is reproduced in three states: a dark dot 2, a thin dot 1, and no dot (dot 0).
[0004]
Referring to the drawing, this apparatus inputs a density level (multi-value) of one pixel having a numerical value in the range of 0 to 1 as an input value, and outputs one of dots 0, 1, and 2.
[0005]
In such a case, it is determined which range the input value belongs to, and binarization is executed in each range. Here, the range is set to two, 0 to 0.5 and 0.5 to 1. That is, when the input value is in the range of 0 to 0.5, either dot 0 or dot 1 is output, and when the input value is in the range of 0.5 to 1, either dot 1 or dot 2 is output. Is output. In this way, the image is reproduced.
[0006]
More specifically, referring to FIG. 12, the image processing apparatus includes subtracters 103 and 107 and a threshold processing unit 105. The subtracter 103 subtracts the error (correction value) of the neighboring pixels from the input density level (input value).
[0007]
The threshold processing unit 105 compares a predetermined threshold (for example, 0.25 and 0.75 here) with the output x of the subtractor 103. If x <0.25, 0 is output, 0.5 is output if 0.25 ≦ x <0.75, and 1 is output if x ≧ 0.75. If the output of the threshold processing unit 105 is 0, dot 0 is output. If the output of the threshold processing unit 105 is 0.5, dot 1 is output, and if the output of the threshold processing unit 105 is 1, dot 2 is output.
[0008]
The output x of the subtractor 103 is subtracted from the output result of the threshold processing unit 105 by the subtracter 107 to obtain an error (correction value) of the pixel. The error is diffused to neighboring pixels.
[0009]
FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between the density of input image data and the density of output dots. In the range where the input is 0 → 0.5, the density of dot 1 increases from 0 → 1. In the range where the input is 0.5 → 1, the density of dot 1 decreases from 1 → 0, and instead the density of dot 2 increases from 0 → 1. As a result, a proportional relationship is established between the input and the output as indicated by (3) for the entire image.
[0010]
The image processing apparatus can also be configured as shown in FIG.
Referring to FIG. 14, the image processing apparatus includes a determination unit 201 that determines which range the input value belongs to, and a normalization unit that normalizes the input value so that the input value falls within a predetermined range. 203, a subtractor 205 for performing error subtraction processing, a threshold processing unit 207 for performing threshold processing based on a predetermined threshold (here, 0.5), and a range discrimination result Based on the threshold value processing result, an allocation unit 209 that outputs one of dots 0, 1, and 2 and a subtractor 211 for calculating an error are configured. Here, for the sake of simplification of explanation, the case where the input value is 0 to 1 and it is ternarized as in FIG. 12 and FIG. 13 is described as an example. By further increasing the range to be processed, it is possible to perform image processing of four or more values.
[0011]
Next, the operation of the apparatus shown in FIG. 14 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 15 (1), the input value belongs to the range of 0-1. Here, when the input value is 0 or more and less than 0.5, the determination unit 201 determines that the input value belongs to the range a. When the input value is 0.5 or more and 1 or less, the input value belongs to the range b. Is determined. When the input value belongs to the range a, the input value is normalized so as to be in the range of 0 to 1 as shown in FIG. On the other hand, when the input value belongs to the range b, the input value is normalized so as to belong to the range of 0 to 1 as shown in FIG. In both the range a and the range b, the threshold value processing unit 207 performs threshold value processing with a threshold value of 0.5. In the range a, when the normalized input value is 0.5 or less, no dot is output (dot 0), and when it exceeds 0.5, dot 1 is output.
[0012]
On the other hand, in the range b, the dot 1 is output when the normalized input value is 0.5 or less, and the dot 2 is output when it exceeds 0.5. In this way, the same processing as that shown in FIGS. 12 and 13 can be performed in FIG.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the feedback digital halftoning technique employing the error diffusion method described above, there is a problem that a pseudo contour as shown in FIG. 16 occurs at the dot switching portion. The pseudo contour is a phenomenon in which only a specific dot (dot 1 shown in gray in FIG. 16) continuously occurs more than necessary as shown in the enlarged view on the right side of FIG.
[0014]
Conventionally, since the cause of the occurrence of such a pseudo contour has not been known, a countermeasure has been made to make the pseudo contour inconspicuous by adding a disturbance exclusively.
[0015]
An object of the present invention is to provide an image processing apparatus that can prevent the occurrence of pseudo contours from the root.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The inventor of the present application has investigated the cause of the occurrence of the pseudo contour and invented an image processing apparatus capable of preventing the occurrence of the pseudo contour. First, the cause of pseudo contour generation will be described.
[0017]
FIG. 17 is a diagram illustrating a state where errors are diffused. With reference to (1) in the figure, it is assumed that the input value can take a value of 0 to 1. When the input value is in the range of 0 to 0.5 (range a), it is determined whether the dot 0 (no dot) or the dot 1 is set with the threshold value 0.25. On the other hand, when the input value is in the range of 0.5 to 1 (range b), it is determined whether to set dot 1 or dot 2 at the threshold value 0.75.
[0018]
In any pixel, if the input value is constant at 0.45, the input value is compared with the threshold value 0.25 in the range a in the process (1) of the first pixel. Since input value> threshold value, dot 1 is output, and a value of 0.5−0.45 = 0.05 is diffused to the surrounding pixels as an error.
[0019]
In the next pixel processing (2), the value obtained by subtracting the error Δx from the input value is compared with the threshold value 0.25. In the process of FIG. 17, errors are accumulated by the processes (1) to (6), and the value obtained by subtracting the error from the input value in the process (6) is below the threshold value 0.25. For this reason, dot 1 is output in the processes (1) to (5), and dot 0 (no dot) is output in the process (6).
[0020]
Since the error is reduced by the process (6), the value obtained by subtracting the error from the input value again exceeds the threshold value 0.25 in the process (7), and the dot 1 is output. Then, the same processing as the processing after (2) is performed. In this way, the value obtained by subtracting the error from the input value swings around the threshold value 0.25.
[0021]
Next, referring to FIG. 18, when the input value changes from 0.45 (10% for no dot, 90% for dot 1) to 0.55 (90% for dot 1 and 10% for dot 2). Consider.
[0022]
As shown in (1) of FIG. 18, it is assumed that an error of Δx has already been accumulated when the input value is 0.45. Here, if the input value has changed to 0.55 as shown in (2), the error of Δx is also carried over.
[0023]
In the processing after (2), the error Δx accumulated in (1) is eliminated, and further, the value obtained by subtracting the error from the input value exceeds the threshold value 0.75 (up to the processing of (9)). Dot 1 continues to be output.
[0024]
Thus, the period in which only dot 1 is output is relatively long (a dot delay occurs), which causes a false contour. When the input value is 0.55, it is normal that dot 1 is mixed at a rate of 90% and dot 2 at a rate of 10%. Therefore, it is necessary that the dot 2 appears in the first pixel or the second pixel. .
[0025]
Therefore, in the present invention, an image processing apparatus capable of preventing the occurrence of a pseudo contour by adopting the following means is provided.
[0026]
That is, according to an aspect of the present invention, an image processing apparatus is an image processing apparatus that converts an input signal indicating a density level of each pixel with a predetermined number of gradations into a signal with a smaller number of gradations than a predetermined number of gradations. A first output for comparing the input signal with a first threshold value and outputting a signal of the first gradation or the second gradation when the density level of the input signal is within the first range. And when the density level of the input signal is within a second range following the first range, the input signal is compared with a second threshold value to generate a second gradation or third gradation signal. Second output means for outputting, switching means for discriminating and switching which one of the first and second output means to use according to the density level of the input signal, and the density level of the input signal and the first Continue based on the difference from the signal output from the first or second output means A correction means for calculating and correcting a correction value for correcting the density level of the element, and at the time of switching from the first output means to the second output means, or from the second output means to the first output means. Change means for changing the calculation method of the correction value calculated by the correction means at the time of switching.
[0027]
Preferably, the changing means of the image processing apparatus inverts the sign of the correction value at the time of switching.
[0028]
Preferably, the changing means of the image processing apparatus inverts the sign of the correction value even when the density level of the input signal changes across the first or second threshold value.
[0029]
According to another aspect of the present invention, an image processing apparatus is an image processing apparatus that converts an input signal indicating a density level of each pixel with a predetermined number of gradations into a signal with a smaller number of gradations than a predetermined number of gradations. Determining means for determining to which range the density level of the input signal belongs, inversion means for inverting the density level of the input signal when the density level of the input signal belongs to a specific range, and density of the input signal Normalizing means for normalizing the density level of the input signal so that the level falls within a predetermined range; comparing means for comparing the normalized density level with a predetermined threshold value and outputting a comparison result; Based on the discrimination result by the discrimination means and the comparison result by the comparison means, an output means for outputting a signal having a number of gradations smaller than a predetermined number of gradations, a comparison result by the comparison means, and a normalized density level Based on the pull And a correcting means for correcting the density level normalized subsequent pixel.
[0030]
According to still another aspect of the present invention, an image processing apparatus is an image processing apparatus that converts an input signal indicating a density level of each pixel with a predetermined number of gradations into a signal with a smaller number of gradations than a predetermined number of gradations. A first output for comparing the input signal with a first threshold value and outputting a signal of the first gradation or the second gradation when the density level of the input signal is within the first range. And when the density level of the input signal is within a second range following the first range, the input signal is compared with a second threshold value to generate a second gradation or third gradation signal. The first and second threshold values are set so that the first threshold value and the second threshold value are substantially continuous at the boundary between the second output means for outputting and the first range and the second range. Control means for controlling the threshold value.
[0031]
Preferably, the control means of the image processing apparatus performs control so that a slight gap is generated between the first threshold value and the second threshold value at a boundary between the first range and the second range. Do.
[0032]
Preferably, the control means of the image processing apparatus performs control so that the first threshold value and the second threshold value are continuous at the boundary between the first range and the second range.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0034]
This image processing apparatus has the same basic configuration as the image processing apparatus shown in FIG. The image processing apparatus according to the present embodiment is different from the apparatus of FIG. 12 in that an inversion unit 101 that inverts the sign of an error from a neighboring pixel and an inversion unit that inverts the sign of an error calculated by the subtractor 107. 109.
[0035]
Both the inversion unit 101 and the inversion unit 109 execute a process of multiplying by −1 when the input value is 0.5 or more. When the input value is less than 0.5, the inversion unit 101 and the inversion unit 109 do nothing.
[0036]
That is, when the range to which the input value belongs is switched, the error calculation method is changed (more specifically, the sign of the error is inverted).
[0037]
When such processing is performed, when the input value is only 0.5 to 1, the error is multiplied by -1 when the error is sent from the subtractor 107 to another pixel, and when the error is taken in, the inversion unit 101 Since -1 is again multiplied, the sign of the error is canceled and the processing by the error diffusion method is normally performed. Further, when the input value is only 0 to 0.5, the inversion units 101 and 109 do nothing, so that the error diffusion method can be normally performed. When the input value moves from a range smaller than 0.5 to a larger range (or vice versa), the sign of the error is inverted. Thereby, generation | occurrence | production of the pseudo contour based on the delay of dot generation | occurrence | production can be prevented.
[0038]
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the image processing apparatus of FIG.
Referring to the figure, it is assumed that in the state (1), the input value is 0.45 and errors in the downward direction (− direction) are accumulated. In the state (2), if the input value exceeds 0.5 and becomes 0.55, the sign of the error is inverted by the inversion unit 101 and the inversion unit 109. As a result, the error is in the upward direction (+ direction). Thereby, the dot 2 is output immediately.
[0039]
This is the same when the input value is less than 0.5 from a value exceeding 0.5. Such processing prevents dot delays, so that the occurrence of pseudo contours can be suppressed.
[0040]
FIG. 3 is a block diagram showing a modification of the image processing apparatus of FIG. The reversing units 101 and 109 of this apparatus execute a process of multiplying by −1 when the input value is 0.25 or less or when the input value is 0.5 or more and 0.75 or less. That is, in this embodiment, not only when the input value changes across the range but also when the input value changes across the threshold, the sign of the error is inverted. Thus, if the error inversion is performed finely, the dot delay itself can be reduced.
[0041]
Note that the apparatus shown in FIG. 3 is also applicable to binarization processing. That is, even in the binarization process, it is possible to prevent the pseudo contour by inverting the sign of the error when the input changes across the threshold value.
[0042]
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. The basic configuration of the image processing apparatus in this embodiment is the same as that shown in FIG. However, in this embodiment, when the input value belongs to a specific range (specifically, when the input value belongs to the range b), the level of the input value is inverted and normalization is performed. The assignment unit 209 also performs assignment in consideration of the result of inverting the level of the input value.
[0043]
Specifically, referring to FIG. 5, when the input value is included in range a in the image processing apparatus according to the present embodiment (when the input value is 0 to 0.5), the processing performed is as shown in FIG. It is the same. However, when the input value belongs to the range b (when it is 0.5 to 1), the level of the input value is inverted and normalization is performed. Then, by performing threshold processing on the normalized value, when the normalized value is 0 to 0.5, dot 2 is output, and the normalized value is 0.5 to 1 If so, dot 1 is output. Thereby, since the sign of the error is inverted when the input value changes over 0.5 as in the case of FIG. 2, dot delay can be prevented and the occurrence of pseudo contour can be prevented. .
[0044]
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus according to the third embodiment of the present invention. The basic configuration of this image processing apparatus is the same as that of the conventional image processing apparatus shown in FIG. 12, but a threshold control unit 211 is provided in this embodiment. The threshold control unit 211 controls the threshold so that the respective thresholds are substantially continuous at the boundary between the range a and the range b.
[0045]
FIG. 7 is a diagram illustrating threshold values output by the threshold control unit 211 in FIG. This threshold value control unit 211 changes the threshold value in accordance with the change of the input value. Specifically, control is performed so that the threshold value increases as the input value increases. Control is performed so that a slight gap (about 0.1 to 0.2) is generated between the threshold value of the range a and the threshold value of the range b between the range a and the range b. Yes. Thus, by making each threshold value substantially continuous, the absolute value of the error can be reduced in the vicinity of the boundary between the range a and the range b. Furthermore, since the threshold value changes in proportion to the input value, the effect of always keeping the absolute value of the error small can also be achieved. Thereby, generation | occurrence | production of the pseudo contour based on the delay of a dot can be prevented. Even if the threshold value is changed in this way, the density of the input image data can be correctly expressed by the error diffusion method.
[0046]
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the image processing apparatus shown in FIGS. 6 and 7. With reference to the state of (1), when the input value is 0.45, the threshold value is about 0.4. Therefore, as shown in (2) to (7), when the input value remains constant at 0.45, the value obtained by subtracting the error from the input value settles around 0.4. That is, the absolute value of the error can be kept small. As a result, for example, even when the input value is changed from 0.45 to 0.55, dot delay is less likely to occur.
[0047]
That is, in the conventional error diffusion method, as shown in FIG. 9, the threshold value is constant in each range regardless of the input value, and between the threshold values of each range at the boundary between the ranges. There was a big gap. As a result, as shown in FIG. 18, the absolute value of the error is large, and dot delay is likely to occur. However, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the control is performed so that the threshold values of the respective ranges are substantially continuous at the boundary between the ranges, so that it is possible to prevent dot delay.
[0048]
Note that the threshold values may be controlled as shown in FIG. 10 so that the threshold values of the respective ranges are continuous at the boundary between the ranges. By controlling the threshold value as described above, dot delay can be prevented and pseudo contour can be prevented from being generated.
[0049]
Furthermore, if a slight gap (for example, about 0.1 to 0.2) is generated between the threshold values of the ranges at the boundary between the ranges, the threshold value is set as shown in FIG. You may decide to control so that it may become constant in each range.
[0050]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a modification of the apparatus of FIG.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to a second embodiment.
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. 4;
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus according to a third embodiment.
7 is a diagram illustrating an operation of a threshold control unit 211 in FIG.
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 6;
FIG. 9 is a diagram for explaining a threshold value of an image processing apparatus using a conventional error diffusion method.
10 is a first diagram showing a modified example of the control shown in FIG. 7; FIG.
11 is a second diagram showing a modification of the control shown in FIG. 7; FIG.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing apparatus using a conventional error diffusion method.
13 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. 12;
FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration of an image processing apparatus using an error diffusion method.
FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of the apparatus of FIG. 14;
FIG. 16 is a diagram showing a pseudo contour generated in the prior art.
FIG. 17 is a first diagram for explaining a mechanism for generating a pseudo contour;
FIG. 18 is a second diagram for explaining a mechanism in which a pseudo contour is generated.
[Explanation of symbols]
101, 109 inversion unit, 103, 107 subtraction unit, 105 threshold processing unit, 211 threshold control unit.

Claims

An image processing apparatus that converts an input signal indicating a density level of each pixel with a predetermined number of gradations into a signal with a smaller number of gradations than the predetermined number of gradations,
First output means for comparing the input signal with a first threshold value and outputting a signal of the first gradation or the second gradation when the density level of the input signal is within the first range. When,
When the density level of the input signal is within a second range following the first range, the input signal is compared with a second threshold value to obtain a second gradation or third gradation signal. Second output means for outputting;
Switching means for determining and switching for each pixel which one of the first and second output means is used in accordance with the density level of the input signal;
Correction means for calculating and correcting a correction value for correcting the density level of the subsequent pixel based on the difference between the density level of the input signal and the signal output from the first or second output means;
The sign of the correction value calculated by the correction means at the time of switching from the first output means to the second output means, or at the time of switching from the second output means to the first output means. An image processing apparatus comprising: a changing unit that reverses the image.

An image processing apparatus that converts an input signal indicating a density level of each pixel with a predetermined number of gradations into a signal with a smaller number of gradations than the predetermined number of gradations,
Determining means for determining which range the density level of the input signal belongs to;
Inversion means for inverting the density level of the input signal when the density level of the input signal belongs to a specific range;
Normalization means for normalizing the density level of the input signal so that the density level of the input signal is within a predetermined range;
Correction means for outputting a correction result obtained by adding a correction value in a preceding pixel to the normalized density level;
Comparing means for comparing the correction result by the correcting means with a predetermined threshold value and outputting the comparison result;
Output means for outputting a signal having a number of gradations smaller than the predetermined number of gradations based on the determination result by the determination means and the comparison result by the comparison means;
The output means treats the comparison result by the comparison means as being inverted when the density level of the input signal belongs to the specific range,
The image processing apparatus, wherein the correction value is calculated based on a comparison result by the comparison unit and a correction result by the correction unit.