JP5458969B2 - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Description
従来、ハードウェアによる誤差拡散処理は、このような制約の下で成立していた。
一又は複数の画素用のメモリを、誤差保存用のメモリとして用いることを特徴とする。
本発明に係る画像処理装置としては、例えばプリンタ、複写機、ファクシミリ装置又はこれらの複合機等が挙げられるが、画像を構成する各画素における多値データを多値データに変換する処理を行う画像処理装置であればこれに限定されない。
図1に、第一実施形態における画像処理装置1の構成を示す。
図1に示すように、第一実施形態の画像処理装置1は、誤差拡散処理部10、ラインバッファ20、誤差拡散パラメータ保持部30、乱数信号発生部40、操作部50及び解像度変換処理部60を有する。画像処理装置1の各部はバス5を介して接続される。画像処理装置1は、入力画像としての多値データに各種処理を施して入力画像の多値データとは異なる多値データを出力画像として出力する装置である。
誤差拡散処理部10は、処理コア11、グリーンノイズ付加部12、加算部13、ホワイトノイズ付加部14、加算部15、減算部16、誤差拡散部17及び加算部18を有する。誤差拡散処理部10の各部はバス19を介して接続される。バス19の矢印はデータの流れを示す。
図3に示すように、画像を構成する各画素の位置をx、yの2方向で表し、x方向については左から右に、y方向については上から下に順次処理が行われるものとする。(i,j)の位置の画素を注目画素130とすると、(i−2,j−2)〜(i+2,j−2)、(i−2,j−1)〜(i+2,j−1)、(i−2,j)、(i−1,j)の位置の各画素が処理済み画素131である。グリーンノイズ付加部12は、各処理済み画素131の多値化処理結果(多値データ)に、注目画素130と各処理済み画素131との位置関係に応じた第1の重み付け係数を乗算する。処理済み画素131の中でも特に、注目画素130に隣接する(i−1,j−1)、(i,j−1)、(i+1,j−1)、(i−1,j)の位置の各画素の処理結果を注目画素130にフィードバックする(第1の重み付け係数の値を大きくする)ことが望ましい。なお、処理済み画素131の範囲は、図3に示すものに限定されない。
図4に示すように、ラインバッファ20は、ノイズ付加用バッファ21及び誤差保存用バッファ22を有する。
第一実施形態では、画像処理装置1は、3種の誤差拡散処理を切り替えて施す。具体的には、画像処理装置1は、通常の誤差拡散処理、画素集中型誤差拡散処理又は誤差拡散型FMスクリーン処理のいずれかを入力画像の多値データに対して施す。
通常の誤差拡散処理を行うことにより、入力画像の階調を保持し、階調性に優れた出力画像を得ることができる。
通常の誤差拡散処理では、最初に、入力画像としての多値データが誤差拡散処理部10に入力される。次に、入力された多値データに対して、加算部18が、誤差拡散部17に算出された一又は複数の誤差値による加算を行う。次に、多値データに対して、加算部15が、ホワイトノイズ付加部14に算出されたホワイトノイズ値を加算して処理コア11に出力する。そして、処理コア11が、N値化処理を行って出力画像の多値データを出力する。その後、減算部16が、処理コア11により出力された多値データから注目画素の加算部15による加算前の多値データを減算し、誤差拡散部17に出力する。そして、誤差拡散部17が、減算部16により出力された値に基づいて一又は複数の誤差値を算出し、加算部18に出力する。加算部18に入力された誤差値は、その後に処理される各画素に対して適用される。
画素集中型誤差拡散処理では、通常の誤差拡散処理の処理内容に加えて、注目画素の近傍の処理済み画素の出力結果を参照して注目画素の出力を決定する。画素集中型誤差拡散処理を行うことにより、通常の誤差拡散処理の効果に加えて、複数の画素が集中したパターンが形成されるので、高解像度で、かつ、孤立点の発生が少ないので粒状性及び階調性が良好な出力画像を得ることができる。
画素集中型誤差拡散処理では、最初に、入力画像としての多値データが解像度変換処理を受ける。解像度変換処理の後、入力された多値データに対して、加算部18が、誤差拡散部17に算出された一又は複数の誤差値による加算を行う。次に、多値データに対して、加算部15が、ホワイトノイズ付加部14に算出されたホワイトノイズ値を加算して処理コア11に出力する。そして、処理コア11が、N値化処理を行って出力画像の多値データを出力する。このとき、処理コア11は多値データの出力に際して画素集中処理を行う。画素集中処理とは、ONとなる画素の位置を互いに近接(集中)させるようにONの画素位置を決定する処理である。ONの画素位置を集中させることで、ノイズ感の低い良好な出力画像を得ることができる。
図7及至図12に示す画素ブロックA〜Dは、処理済み画素を示す。図7及至図12に示す画素ブロックEは、注目画素を示す。処理済み画素の画素ブロックAは注目画素の画素ブロックEの左上に位置する。処理済み画素の画素ブロックBは注目画素の画素ブロックEの上に位置する。処理済み画素の画素ブロックCは注目画素の画素ブロックEの右上に位置する。処理済み画素の画素ブロックDは注目画素の画素ブロックEの右に位置する。図7及至図12に示すように、処理済み画素及び注目画素は、解像度変換処理により、画素集中型誤差拡散処理前の各画素がそれぞれ4画素の画素ブロックとなる。
図7に示すように、出力レベルが0である場合、注目画素である画素ブロックに含まれる全ての画素をOFFにする。
図8(A)の条件F1に示すように、処理済み画素の画素ブロックBの左下の画素がONの場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの左上の画素又は右上の画素のいずれかをONとする。
図8(B)の条件F2に示すように、処理済み画素の画素ブロックBの右下の画素がONの場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの左上の画素又は右上の画素のいずれかをONとする。
図8(C)の条件F3に示すように、処理済み画素の画素ブロックDの右上の画素又は当該画素ブロックDの右下の画素のいずれか一方がONの場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの右下の画素又は右上の画素のいずれかをONとする。
図8(D)の条件F4に示すように、条件F1〜F3のいずれにも該当しない場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの右下の画素をONとする。
図9(A)の条件F5に示すように、処理済み画素の画素ブロックAの左上の画素及び当該画素ブロックAの右下の画素がいずれもONの場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの左上の画素及び右上の画素をONとするか、あるいは、当該画素ブロックEの左上の画素及び左下の画素をONとする。
図9(B)の条件F6に示すように、処理済み画素の画素ブロックCの右上の画素及び当該画素ブロックCの左下の画素がいずれもONの場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの左上の画素及び右上の画素をONとするか、あるいは、当該画素ブロックEの右上の画素及び右下の画素をONとする。
図9(C)の条件F7に示すように、処理済み画素の画素ブロックBの左下の画素又は当該画素ブロックBの右下の画素のいずれか一方がONの場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの左上の画素及び右上の画素をONとするか、注目画素の画素ブロックEの左上の画素及び右下の画素をONとするか、あるいは、当該画素ブロックEの右上の画素及び左下の画素をONとする。
図10(A)の条件F8に示すように、処理済み画素の画素ブロックDの右上の画素又は当該画素ブロックDの右下の画素のいずれか一方がONの場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの左下の画素及び右下の画素をONとするか、あるいは、当該画素ブロックEの左上の画素及び右上の画素をONとする。
図10(B)の条件F9に示すように、処理済み画素の画素ブロックCの左下の画素がONの場合、処理コア11は、当該画素ブロックEの右上の画素及び右下の画素をONとするか、あるいは、注目画素の画素ブロックEの左上の画素及び右上の画素をONとする。
図10(C)の条件F10に示すように、条件F5〜F9のいずれにも該当しない場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの左下の画素及び右下の画素をONとするか、あるいは、当該画素ブロックEの左上の画素及び右下の画素をONとする。
図11(A)の条件F11に示すように、処理済み画素の画素ブロックBの左下の画素又は画素ブロックDの右上の画素のいずれか一方がOFFの場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの左上の画素以外の三画素をONとするか、あるいは、当該画素ブロックEの右上の画素以外の三画素をONとする。
図11(B)の条件F12に示すように、処理済み画素の画素ブロックBの右下の画素がOFFの場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの左上の画素以外の三画素をONとするか、あるいは、当該画素ブロックEの右上の画素以外の三画素をONとする。
図11(C)の条件F13に示すように、条件F11、F12のいずれにも該当しない場合、処理コア11は、注目画素の画素ブロックEの左下の画素以外の三画素をONとするか、あるいは、当該画素ブロックEの右下の画素以外の三画素をONとする。
図12に示すように、出力レベルが4である場合、注目画素である画素ブロックに含まれる全ての画素をONにする。
一の条件に対して、ONとする画素位置の候補が複数ある場合、処理コア11は乱数信号を用いてランダムに複数の候補から一の候補を選出して画素位置を決定するようにしてもよい。画素位置を決定するための乱数信号として、例えば乱数信号発生部40が生成した乱数が用いられる。
乱数信号を用いてランダムに複数の候補から一の候補を選出して画素位置を決定することによって、出力された多値データにより構成される画像データのノイズ感やテクスチャの発生を低減させることができる。
また、画素集中型誤差拡散処理において、処理コア11は、通常の誤差拡散処理と同様に、注目画素の近傍の未処理画素に対して用いられる一又は複数の誤差値を保持するため、誤差保存用バッファ22を用いる。
誤差拡散型FMスクリーン処理では、通常の誤差拡散処理の処理内容に加えて、グリーンノイズ付加部12が出力した値を入力画像の多値データに加算する。グリーンノイズ付加部12が出力した値を入力画像の多値データに加算することで、出力画像に対してFMスクリーンを施すことができる。FMスクリーンは、不規則かつ連続した出力パターンを形成するので、FMスクリーンを施された出力画像は、粒状感がよく、かつ、ノイズ感の低い安定した階調を有する画像となる。
誤差拡散型FMスクリーン処理では、最初に、入力画像としての多値データが誤差拡散処理部10に入力される。次に、入力された多値データに対して、加算部18が、誤差拡散部17に算出された一又は複数の誤差値による加算を行う。次に、多値データに対して、加算部15が、ホワイトノイズ付加部14に算出されたホワイトノイズ値を加算して処理コア11に出力する。次に、多値データに対して、加算部13が、グリーンノイズ付加部12により算出された一又は複数のグリーンノイズ値を加算し、処理コア11に出力する。そして、処理コア11が、N値化処理を行って出力画像の多値データを出力する。
その後、グリーンノイズ付加部12が、処理コア11により出力された多値データに基づいてグリーンノイズ値を算出し、加算部13に出力する。加算部13に入力されたグリーンノイズ値は、その後に処理される各画素に対して適用される。
また、減算部16が、処理コア11により出力された多値データから注目画素の加算部15による加算前の多値データを減算し、誤差拡散部17に出力する。そして、誤差拡散部17が、減算部16により出力された値に基づいて一又は複数の誤差値を算出し、加算部18に出力する。加算部18に入力された誤差値は、その後に処理される各画素に対して適用される。
また、画素集中型誤差拡散処理において、処理コア11は、通常の誤差拡散処理と同様に、出力画素値と注目画素値との一又は複数の誤差値を保持するため、誤差保存用バッファ22を用いる。
まず、入力画像の多値データが入力される(ステップS1)。次に、変数SWの値が1である場合(ステップS2:YES)、処理コア11は解像度変換処理部60に入力画像の解像度変換処理を行わせる(ステップS3)。
次に、本発明の第二実施形態について、図15を用いて説明する。第一実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図15に、第二実施形態における画像処理装置2の構成を示す。
第二実施形態の画像処理装置2は、第一実施形態の画像処理装置1の構成に加えて判別信号入力部70を有する。
次に、本発明の第三実施形態について、図16を用いて説明する。第一実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図16に、第三実施形態における画像処理装置3の構成を示す。
第三実施形態の画像処理装置3は、第一実施形態の画像処理装置1の構成に加えて画像特徴解析部80を有する。
また、解像度変換処理を処理コアが行ってもよい。
また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ(搬送波)も本発明に適用される。
11 処理コア
12 グリーンノイズ付加部
13 加算部
14 ホワイトノイズ付加部
15 加算部
16 減算部
17 誤差拡散部
18 減算部
20 ラインバッファ
21 ノイズ付加用バッファ
22 誤差保存用バッファ
30 誤差拡散パラメータ保持部
40 乱数信号発生部
50 操作部
60 解像度変換処理部
70 判別信号入力部
80 画像特徴解析部
Claims (15)
- 入力画像の各画素に対して誤差拡散処理を施す画像処理装置であって、
前記誤差拡散処理を施す対象となる注目画素の周囲に位置する画素であって、当該注目画素を処理するときに既に処理済みの一又は複数の画素及び既に誤差拡散処理した画素の誤差データを保持した一又は複数の画素のそれぞれについてデータを記憶するメモリと、
前記メモリを用いて2種以上の誤差拡散処理を切り替えて前記注目画素に誤差拡散処理を施す処理部と、を備え、
前記2種以上の誤差拡散処理には、誤差拡散型FMスクリーン処理及び画像集中型誤差拡散処理が含まれ、
前記処理部は、前記誤差拡散型FMスクリーン処理及び前記画像集中型誤差拡散処理において、前記注目画素を処理するときに既に処理済みの一又は複数の画素用のメモリを処理済み画素のデータ保持用メモリとして用い、前記既に誤差拡散処理した画素の誤差データを保持した一又は複数の画素用のメモリを誤差保存用のメモリとして用いることを特徴とする画像処理装置。 - 前記処理部は、前記画像集中型誤差拡散処理において、乱数を用いて画素位置を決定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記2種以上の誤差拡散処理には、通常の誤差拡散処理が含まれ、
前記処理部は、前記通常の誤差拡散処理において、前記既に誤差拡散処理した画素の誤差データを保持した一又は複数の画素用のメモリを、誤差保存用のメモリとして用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記2種以上の誤差拡散処理のうちいずれの種類の誤差拡散処理を用いるかを決定する判別信号を入力する判別信号入力部を備え、
前記処理部は、前記判別信号に基づいて、一の画像に含まれる各画素のそれぞれに対して用いる誤差拡散処理の種類を個別に決定することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 前記2種以上の誤差拡散処理のうちいずれの種類の誤差拡散処理を用いるかを判定する判定部を備え、
前記処理部は、前記判定部の判定結果に基づいて、一の画像に含まれる各画素のそれぞれに対して用いる誤差拡散処理の種類を個別に決定することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の画像処理装置。 - 入力画像の各画素に対して誤差拡散処理を施す画像処理方法であって、
前記誤差拡散処理を施す対象となる注目画素の周囲に位置する画素であって、当該注目画素を処理するときに既に処理済みの一又は複数の画素及び既に誤差拡散処理した画素の誤差データを保持した一又は複数の画素のそれぞれについてデータをメモリに記憶するステップと、
前記メモリを用いて処理部が2種以上の誤差拡散処理を切り替えて前記注目画素に誤差拡散処理を施すステップと、を有し、
前記2種以上の誤差拡散処理には、誤差拡散型FMスクリーン処理及び画像集中型誤差拡散処理が含まれ、
前記誤差拡散型FMスクリーン処理及び前記画像集中型誤差拡散処理において、前記注
目画素を処理するときに既に処理済みの一又は複数の画素用のメモリを処理済み画素のデータ保持用メモリとして用い、前記既に誤差拡散処理した画素の誤差データを保持した一又は複数の画素用のメモリを誤差保存用のメモリとして用いることを特徴とする画像処理方法。 - 前記画像集中型誤差拡散処理において、乱数を用いて画素位置を決定することを特徴とする請求項6に記載の画像処理方法。
- 前記2種以上の誤差拡散処理には、通常の誤差拡散処理が含まれ、
前記通常の誤差拡散処理において、前記既に誤差拡散処理した画素の誤差データを保持した一又は複数の画素用のメモリを、誤差保存用のメモリとして用いることを特徴とする請求項6又は7に記載の画像処理方法。 - 前記2種以上の誤差拡散処理のうちいずれの種類の誤差拡散処理を用いるかを決定する判別信号を入力するステップを有し、
前記判別信号に基づいて、一の画像に含まれる各画素のそれぞれに対して用いる誤差拡散処理の種類を個別に決定することを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の画像処理方法。 - 前記2種以上の誤差拡散処理のうちいずれの種類の誤差拡散処理を用いるかを判定するステップを有し、
前記判定の結果に基づいて、一の画像に含まれる各画素のそれぞれに対して用いる誤差拡散処理の種類を個別に決定することを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の画像処理方法。 - 入力画像の各画素に対して誤差拡散処理を施す画像処理装置のコンピュータを、
前記誤差拡散処理を施す対象となる注目画素の周囲に位置する画素であって、当該注目画素を処理するときに既に処理済みの一又は複数の画素及び既に誤差拡散処理した画素の誤差データを保持した一又は複数の画素のそれぞれについてデータをメモリに記憶する手段、
前記メモリを用いて2種以上の誤差拡散処理を切り替えて前記注目画素に誤差拡散処理を施す手段、
として機能させ、
前記2種以上の誤差拡散処理には、誤差拡散型FMスクリーン処理及び画像集中型誤差拡散処理が含まれ、
前記誤差拡散型FMスクリーン処理及び前記画像集中型誤差拡散処理において、前記注目画素を処理するときに既に処理済みの一又は複数の画素用のメモリを処理済み画素のデータ保持用メモリとして用い、前記既に誤差拡散処理した画素の誤差データを保持した一又は複数の画素用のメモリを誤差保存用のメモリとして用いることを特徴とするプログラム。 - 前記画像集中型誤差拡散処理において、乱数を用いて画素位置を決定することを特徴とする請求項11に記載のプログラム。
- 前記2種以上の誤差拡散処理には、通常の誤差拡散処理が含まれ、
前記通常の誤差拡散処理において、前記既に誤差拡散処理した画素の誤差データを保持した一又は複数の画素用のメモリを、誤差保存用のメモリとして用いることを特徴とする請求項11又は12に記載のプログラム。 - 前記コンピュータを、さらに、
前記2種以上の誤差拡散処理のうちいずれの種類の誤差拡散処理を用いるかを決定する判別信号を入力する手段、
前記判別信号に基づいて、一の画像に含まれる各画素のそれぞれに対して用いる誤差拡散処理の種類を個別に決定する手段、
として機能させることを特徴とする請求項11から13のいずれか一項に記載のプログラム。 - 前記コンピュータを、さらに、
前記2種以上の誤差拡散処理のうちいずれの種類の誤差拡散処理を用いるかを判定する手段、
前記判定の結果に基づいて、一の画像に含まれる各画素のそれぞれに対して用いる誤差拡散処理の種類を個別に決定する手段、
として機能させることを特徴とする請求項11から13のいずれか一項に記載のプログラム。
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