JPH0211063A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は画像をデジタル処理する画像処理装置に関し、
特に入力画像を誤差拡散法により量子化処理する画像処
理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、デジタルプリンタ、デジタルファクシミリ等
において中間調を再現するための二値化手法として、し
きい値に周期的に変動するデイザマトリクスを用いるデ
イザ法がある。この方法では表現できる階調数がデイザ
マトリクスにより制限されてしまい、例えば、この階調
数が１６階階調度の場合には、出力画像に疑似輪郭を生
じてしまう欠点があった。また、最近注目されている二
値化手法として、二値化処理で発生した誤差を周辺の画
素に分散する誤差拡散法という手法がある。この手法は
、１９７５年にＦｌｏｉｄとＳｔｅｉｎｂｅｒｇにより
　　“Ａｎ　　　Ａｄａｐｔｉｖｅ　　　Ａｌｇｏｒｉ
ｔｈｍ　　　ｆｏｒ　　　５ｐａｔｉａｌＧｒａｙｓｃ
ａｌｅ”ＳＩＤ　　ＤＩＧＥＳＴという論文のなかで提
案されたもので、解像度・階調共にデイザ法よりも優れ
た手法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来例の誤差拡散法では原稿の濃度
が低い場合、再生画像中にドツトが近接して発生し、そ
れが線状につながって画像の品位を著しく低下させると
いう欠点があった。

これは、第２０図に示したａ領域で二値化した際の誤差
は濃度が低いためすべて正となり、この誤差がｂ領域に
拡散されるため、その部分でドツトが近接して発生して
しまう。

又、第１９図に示した如く、入力画像の先端部で画像の
濃度が低い部分では、前の領域から誤差が拡散されない
ため、なかなかドツトがオンにならず白く抜ける部分が
発生するといった不都合があった。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は上述
した従来技術の問題点を除去するもので、入力画像デー
タを誤差拡散法により量子化する画像処理装置であって
、前記入力画像データから画像の特徴を判別する判別手
段と、入力画像データと出力画像データとから誤差デー
タを演算する演算手段と、入力画像データとは無関係に
誤差データを発生する発生手段と、前記判別手段の判別
結果に応じて前記演算手段にて演算された誤差データを
用いるか前記発生手段からの誤差データを用いるかを選
択する選択手段とを設けることにより、出力画像の一部
に生ずる白抜は及びテクスチャの発生を抑え良好な画像
が得られるようにしたものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照し本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示したブロック図であ
る。第１図において、１０は原稿画像を読取りデジタル
画像データを出力する画像データ源である。画像データ
源１０から各画素のデータが順次ラスタースキャン状に
出力され、加算器１１に入力される。加算器１１は同時
に選択器１７により選択された、既に処理された画素か
らの誤差情報を入力し加算を実行して、加算されたデー
タを２値化器１２へ出力する。２値化器１２は、加算器
１１からの出力を閾値以上なら印字情報（ドツトをオン
）を、閾値未満ならば非印字情報（ドツトをオフ）を出
力する。２値化器１２の出力に応じて、画像記録部は印
字・非印字を実行し、画像の記録を実現する。

誤差検出回器１４は加算器１１の出力と、２値化器１２
の出力との差を演算し、この画素における入力と出力の
誤差を求める。誤差バッファ１５は誤差算出器１４の出
力を、現在注目している画素に近接する未だ２値化前の
画素への誤差情報として蓄える。

誤差拡散器１６は誤差バッファ１５に蓄えられたデータ
と、あらかじめ定められている拡散係数とに従い、次注
目画素が２値化される際に重畳されるべき誤差値の算出
を行なう。かくして求められた次注目画素へ重畳すべき
誤差値は、選択器１７に対して出力される。

１８は画像データの先頭部であって、低濃度部もしくは
白地部で使用する誤差データを生成する。

１９は画像データ源の出力を検知する領域判定部で、画
像データが先頭部であって、低濃度部または白地部であ
る領域か否かを判定する。１７は領域判定部１９の出力
結果に従って画像データが先頭部であって、低濃度部ま
たは白地部であった場合には誤差データ発生部１８の出
力を選択し、そうでない場合には誤差拡散器１６の出力
を選択し、出力するものである。

以下、第１図の各部をより詳細に説明する。

画像データ源１０は原画データを不図示のスキャナによ
り読取り、読取り信号を第２図に示す様にラスター走査
の形態で出力する。その際、画像データは同期信号に伴
って同期出力される。第３図はページの先頭のタイミン
グを示すページ同期信号と、そのページ内の各走査線の
先頭のタイミングを示すラスター同期信号との関係を示
した図である。ページ同期信号の直後のラスクー同期信
号が第１ラスターの先頭を、次のラスター同期信号が第
２ラスターの先頭を、以下順次次のラスターの先頭のデ
ータタイミングを示している。第４図はラスクー同期信
号と、そのラスター内の各画素のデータ送出タイミング
を示す画素同期信号との関係を示した図である。ラスク
ー同期信号の直後の画素同期信号が、そのラスター内の
第１画素のデータ送出タイミングを示し、次の画素同期
信号が第２画素のデータ送出タイミングである。以下順
次、次の画素データの送出タイミングを示すものである
。ここで、各画素は０〜２５５までの２５６階調をもち
、８ｂｉｔのデータ量をもつ。

加算器１１はフルアダー（全加算器）で構成される。

２値化器１２は第７図に示すように構成される。

７１は２値化するための閾値を保持するバッファであり
、デイツブスイッチ等で設定される。また、図示しなし
制御回路（ＣＰＵ等）で別途設定される様に構成しても
良い。７２は閾値と加算器１１の出力値を比較し、閾値
よりも加算器１１の出力の方が大きな値であるか、もし
くは等しい場合に１を出力し、そうでない場合にＯを出
力する。出力の１は画像記録部１３においてその画素を
印字することを意味し、０は印字しないことを意味する
ものである。７３は印字された場合の出力濃度と印字さ
れない場合の出力濃度の値を保持するバッファである。

印字された場合は例えば２５０、印字されない場合は例
えば５等の値を持つ。これは、記録に用いられる用紙や
記録材によって定まる。即ち、用紙のもつ下地の濃度や
記録材でベタ印字した際に出現する濃度に対応するもの
である。比較器７２の出力に従い、等価値バッファ７３
は印字時には、印字された場合の出力濃度値を、非印字
時は、印字されない場合の出力濃度値を出力するもので
ある。

誤差算出器１４は加算器１１の出力から等価値バッファ
７３からの出力を減算する減算器である。

即ち、各画素に期待された濃度（加算器１１の出力）と
、実際に記録装置で実現される濃度（等価値バッファ７
３の出力）との差を注目画素で発生した誤差とする。

誤差拡散器１６は第６図に示される拡散係数に基づき、
誤差算出器１４の出力を注目画素の周辺の画素に分散す
るものである。即ち、第ｉラスター第ｊ画素（以下（ｉ
、　Ｄと記す）を注目画素とすると、（ｉ、　ｊ＋１）
に誤差の７／４８を拡散する。周辺各画素への分散比率
を以下の表に示す。

第７図は第１図の誤差バッファ１５及び誤差拡散器１６
の詳細を示すブロック図である。ラインバッファ９１は
現注目ラスターよりも１ラスター前の各画素の誤差デー
タを保持しており、ラインバッファ９２は、さらに１ラ
スター前の各画素の誤差データを保持している。ライン
バッファ９１の出力を５個のラッチ（９１ａ〜９１ｅ）
が直接に保持し、相続（５画素分の誤差データを保持す
る。ラインバッファ９２の出力も全く同様に５個のラッ
チ（９２ａ〜９２ｅ）につづいている。また、誤差算出
器１４の出力は直列に続く２個のラッチ９０ａ、９０ｂ
で保持される。また、誤差拡散器１４の出力はラインバ
ッファ９１に保持され、次のラスターの処理にも用いら
れる。ラインバッファ９２はラインバッファ９１の出力
をラスター内の画素位置が拡散マトリクスに一致するタ
イミングでとり込むように構成されている。１２個のラ
ッチは第６図に示される様に、次注目画素の周辺画素か
らの拡散されてくる誤差値を保持することになる。各位
置に応じた拡散係数において、同一係数をもつ位置の値
を加えた後に、該係数を掛けて、その結果の総和をもっ
て、次注目画素に重畳すべき誤差値としている。

第１図の画像先頭部・低濃度部・白地部用誤差データ発
生部１８のブロック図を第８図に示す。

即ち、第１図に基づき説明した誤差拡散のデータの流れ
と独立に、もう一系統同様なデータの流れを構成する。

画素データ源１０からのデータに変り、一定値発生器１
００からの一定の値を加算器１０１に入力し、加算器１
０１は誤差拡散器１０６の出力とで加算を行ない、その
結果を２値化器１０２及び誤差算出器１０４に出力する
。ここで一定値発生器１００からの出力は、画像の低濃
度部に相当する値（１０〜３０）とする。２値化器はあ
らかじめ定められた閾値と加算器１０１からの値とを比
較し、閾値以上であれば印字情報を、閾値未満であれば
非印字情報を誤差算出器１０４に出力する。誤差算出器
１０４は加算器１０１の出力と２値化器１０２の出力を
比較し、その誤差を求める。誤差算出器１０４は求めた
誤差を誤差バッファ１０５及び誤差拡散器１０６に出力
する。誤差バッファ１０５．誤差拡散器１０６は第６図
に示した如く定められた拡散係数に基づき次画素に重畳
すべき拡散誤差データを算出する。

第９図は領域判定部１９の構成例である。閾値としては
、記録部が再現できる最低濃度値に対応する値、もしく
は入力原稿の下地に相当する値等が用いられる。第９図
では入力の画素ごとに領域判定が行なわれる。即ち、閾
値１１１よりも画素値が小さい部分を低濃度部・白地部
と判定する。第１０図の場合は、閾値としては一走査線
内の平均濃度値として所定の値を設定し、この平均濃度
に対応する値を一走査線内に存在する画素数倍したもの
等が用いられる。この場合は走査線単位で領域が判定さ
れ、ある平均濃度以下のラスタか否かで低濃度部・白地
部で有るか否かの領域の判定を行なう。第１０図におい
て加算器１２２は画素ごとに加算を実行し、その加算結
果は１２１に逐次保持され、−走査線内の各画素の値が
積算されてゆく。各加算値は逐次比較器１２４により閾
値１２３と比較される。ラッチ１２５は走査線の最終画
素の積算値が比較されたタイミングでラッチされ、その
ラスタの平均濃度が閾値に比較された結果を保持する。

１２５の出力をもって領域判定部の出力とする。１２１
はまた、この出力と同一のタイミングでクリアされる。

第１図の選択器１７は領域判定部の出力に応じて画像先
頭・低濃度部・白地部用誤差データ発生部１８の出力、
もしくは誤差拡散器１６の出力を選択出力するものであ
る。

画像先頭部の判定は第３図の説明で述べた如く画像デー
タ源からのページ同期信号により画像の先頭部であるこ
とを判定する。即ち、送信開始からページ同期１号まで
の間や前ページの最終ラスタ完了から次ページのページ
同期までの間をもって画像先頭部と扱うことができる。

また、画像記録部停止中は常時画像先頭部として扱うよ
うにしてもよい。

この様に前述の実施例によれば、画像の先頭であって、
低濃度部又は白地部と判別した領域では、誤差データと
して一定値を誤差拡散法により２値化処理した際のデー
タを用いるので、画像の先頭部で前の領域から誤差デー
タが拡散されず白く抜けるといった現象を防止し、良好
な画像を得ることができる。更に、画像の先頭部でも誤
差が拡散されドツトがオンとなって発生するため、初め
はドツトが出現せず画像の途中で多くのドツトが発生す
るために、ドツトがつながるといった現象も防止するこ
とができる。又、画像の先頭であって低濃度部又は白地
部以外の領域（中間調領域、ダーク領域、画像の先頭以
外のハイライト領域）では、入力画像データと出力画像
データとの間の誤差データを周辺領域へ拡張して誤差拡
散法を行なうので、原稿の画像濃度を保存し、高解像及
び高階調を両立した良好な画像を再現することができる
。

〔実施例２〕 第１１図は第１図における画像先頭・低濃度部・白地部
用誤差データ発生部１８のかわりに乱数発生回路１３８
を用いた構成例である。第１２図は乱数発生回路のブロ
ック図である。１４１は画素クロックをカウントするカ
ウンタであり、１４１のカウント値が乱数テーブルメモ
リ１４２のアクセスすべき番地となるように構成されて
いる。１４２はあらかじめ疑似乱数データ列を格納しで
あるメモリであり、ＲＯＭまたはパワーオン時に図示し
ない回路によりプリロードされるデータを保持するＲＡ
Ｍで構成される。第１３図は第１２図を変更したもので
ある。

即ち、１ラスタ内の画素位置をカウントするカウンタ１
５４の出力乱数テーブルの下位アドレスとして用い、ラ
スタ位置をカウントするカウンタ１５１の出力を一担第
２の乱数テーブル１５２に入力する。

該テーブルは、乱数テーブル１５３の上位アドレスとし
て用いられるデータを保持する。これにより、乱数テー
ブル１５３のデータのアクセス順自体もラスタが変わる
ごとにランダムに変化する様に構成したものである。

以上説明した第２の実施例によれば、誤差データに乱数
を用いる構成であり、第１図に示した一定値を誤差拡散
法で処理した時の誤差データを用いるものよりも構成を
簡素化することができる。しかも、画像の先頭で低濃度
又は白地部の領域にも誤差データが拡散されるので、画
像の白抜は及びドツトのつながりによるテクスチャの発
生を防止することができる。

〔実施例３〕 第１４図は第１図における画像先頭・低濃度部・白地部
用誤差データ発生部１８を一定値１６１に変更し、それ
に伴い２値化器の出力をゲート１６２を通して画像記録
部に出力するものである。ゲート１６２は領域判定部１
９の出力をゲート信号に用いる。

即ち、領域判定部１９により、画像先頭・低濃度・白地
部と判定された場合には１６１の一定値を１７に於いて
選択出力する一方、１６２のゲートで常に非印字情報と
して画像記録部１３に出力するものである。この時、選
択器１７の出力を入力された画像データに加算し、２値
化誤差算出し、誤差を拡散して以降に画素に重畳するも
のである。これにより、低濃度データの入力が続いた場
合での誤差バッファ内の値が−様な値となることを避け
る。

ここで１６１の一定値とは、例えば４画素おきにある２
種の一定値を切り換えて出力する様な構成がとられる。

第１５図に、Ｏとあるあらかじめ定められた定数とを４
画素おきに切り換えて（り返し出力する回路の構成例を
示した。第１６図は２種の一定値を４画素おきに出力す
る回路の構成例を示した。

定数はたとえばデイツブスイッチや他の図示しない回路
により設定されるレジスターやＩ１０ボート等である。

〔実施例４〕 第１７図は画像データ源１０からの出力ラスタの平均濃
度が設定値以下の場合、もしくはある一定値以上の画素
を一画素も含まない場合等を領域判定部で検知し、その
出力によって前のラスタデータをそのまま再度用いるか
、現在読込んだ現ラスタデータを用いるかを判定する様
に構成したものである。画像データ源１０からのデータ
は、マルチプレクサ１９１で選択されているＦＩＦＯ１
９２、もしくは１９３のいずれかにとり込まれると同時
に、領域判定部１９は該ラスタにある一定閾値以上の値
があったか否かを判定し、あった場合はそのラスタの入
力を完了した後マルチプレクサ１９１の選択を変更させ
る種出力を出す。同時にセレクタ１９４も選択を切り替
えるようにし、取り込み終ったばかりのデータを選択出
力させる。また、ゲート１９５も開き、２値化器１２の
出力がそのまま画像記録部１３に出力されるように構成
する。一方、該ラスタに、ある一定量値未満の値のみし
か存在しなかった場合は、マルチプレクサ１９１及びセ
レクタ１９４の切り換えは行わず、１９１は再び同−Ｆ
ＩＦＯにデータをとり込ませ、１９４は前ラスク時に用
いたＦＩＦＯからデータを再び読み出させる。

ゲート１９５は閉じられ、２値化器１２の出力によらず
、非印字情報のみが画像記録部１３に出力される。

第１８図は１ラスタ中に、ある一定値以上の値があった
か否かを判定する回路のブロック図である。

２００は一定値をセットされたレジスタもしくはデイツ
プスイッチ等である。２００の出力と画素データの値を
比較器２０１が逐次比較し、一定値以上の画素データが
あった時２０１はハイレベルを出力し、そうでない時は
ロウレベルを出力する。

ラッチ２０３は２０１の出力の立ち上がりエツジで定レ
ベル信号（ハイレベル）をラッチし出力する。

２０３はラスタ同期信号でクリアされ、ロウレベルにラ
スタはリセットされる。比較器２０１もラスク同期で、
−担はリセットされロウレベルに戻る構成となっている
。

以上説明したように、前述の実施例によれば画像の先頭
であって低濃度部もしくは白地部である領域を判別し、
画像の先頭であって低濃度部もしくは白地部であっても
、誤差バッファ内に均等に拡散される誤差値を生じさせ
る処理を施すことにより、一部に生ずる白抜けやテクス
チャの発生をおさえ、より良好な画像を得られる効果を
出せる。

尚、本実施例では入力画像データを誤差拡散法により２
値化する例を説明したが、本発明は入力画像データを多
値化処理する場合も同様に用いることができる。又、本
発明は色毎に処理回路を設けることでカラー画像にも適
用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば入力画像データを誤
差拡散法により量子化する画像処理装置であって、前記
入力画像データから画像の特徴を判別する判別手段と、
入力画像データと出力画像データとから誤差データを演
算する演算手段と、入力画像データとは無関係に誤差デ
ータを発生する発生手段と、前記判別手段の判別結果に
応じて前記演算手段にて演算された誤差データを用いる
か、前記発生手段からの誤差データを用いるかを選択す
る選択手段とを設けることにより、出力画像の一部に生
ずる白抜は及びテクスチャの発生を抑え良好な画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図、
第３図、第４図は画像データ源からのデータの送出の様
子を説明する図、 第５図は２値化回路のより詳細な構成図、第６図は誤差
拡散を説明する図、 第７図は誤差バッファ及び拡散回路のブロック図、第８
図は画像先頭・低濃度部・白地部用誤差生成回路のブロ
ック図、 第９図、第１０図は領域判定回路のブロック図、第１１
図、第１２図、第１３図は第２の実施例のブロック図、 第１４図、第１５図、第１６図は第３の実施例のブロッ
ク図、 第１７図、第１８図は第４の実施例のブロック図、第１
９図、第２０図は従来の欠点を説明するための図である
。 １０は画像データ源、１１は加算器、 １２は２値化器、　　　１３は画像記録部、１４は誤差
算出器、　　１５は誤差バッファ、１６は誤差拡散器、
　　１７は選択器、１８は画像先頭・低濃度部・白地部
用誤差データ発生部、１９は領域判定部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力画像データを誤差拡散法により量子化する画像処理
   装置であって、 前記入力画像データから画像の特徴を判別する判別手段
   と、 入力画像データと出力画像データとから誤差データを演
   算する演算手段と、入力画像データとは無関係に誤差デ
   ータを発生する発生手段と、前記判別手段の判別結果に
   応じて前記演算手段にて演算された誤差データを用いる
   か前記発生手段からの誤差データを用いるかを選択する
   選択手段とを有することを特徴とする画像処理装置。