JPH02210959A - 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〕 本発明は画像データを２値化処理する画像処理装置に関
する。

〔従来技術〕

従来より、ファクシミリ装置やデジタル複写機等の画像
処理装置において、擬似中間調処理方式として誤差拡散
法や平均濃度近似法が提案されている。

前者の誤差拡散法は、文献Ｒ，ＦＬＯＹＤ　　＆Ｌ、５
ＴＥＩＮＢＥＲＧ、　’ＡＮ　ＡＤＡＰＴＩＶＥ　ＡＬ
ＧＯＲＪＴＨＭＦＯＲ５ＰＥＴＩＡＬ　ＧＲＡＹ　　５
ＣＡＬＥ”　　ＳＩＤ　　７５ＤＩＧＥＳＴ、　ＰＰ３
６〜３７に開示されている如（、注目画素の多値画像デ
ータを２値化（最濃レベルか又は最淡レベルに変換）し
、前記２値化レベルと２値化前の多値画像データとの誤
差に所定の重み付けをして注目画素近傍の画素のデータ
に加算するものである。

また、後者の平均濃度近似法は、特開昭５７−１０４３
６９号に記載されている様に、注目画素近傍の既に２値
化された２値データを用いて注目画素を黒又は白に２値
化した場合のそれぞれの近傍画素との重み付は平均値を
求め、この２つの平均値の平均を閾値として注目画素の
画像データを２値化するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した誤差拡散法は入力画像データと出力画像データ
との誤差を補正する方式のため、入力画像と出力画像の
濃度を保存することができ、解像度及び階調性共に優れ
た画像を提供することが可能である。

しかしながら、誤差拡散法は入力画像データと出力画像
データとの誤差を補正する際、多くの２次元演算をしな
ければならず、その処理量の多さにより、ハードウェハ
構成が大変複雑になるといった欠点があった。

又、平均濃度近似法は２値化後の２値データを用いて演
算を行うので、ハードウェア構成を簡素化することがで
きると共に極めて少ない処理量のため、処理の高速化を
実現することが可能である。

しかしながら、平均濃度近似法は、単に注目画素を含め
た領域の平均値に注目画素を近似させ、２値化を行うの
で階調数が制限されるとともになだらかな濃度変化を有
する画像に対して特有の低周波のテクスチャが発生し画
質が劣化するといった欠点があった。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は上述し
た従来技術の欠点を除去することを目的とし、量子化の
ための処理量を極めて軽減することができると共に良好
な中間調画像を再現することができる画像処理装置を提
供するものである。

即ち、本発明によれば、注目画素のデータを入力する入
力手段と、２値化処理されたデータを用いて注目画素以
前の既に２値化処理された所定領域の平均濃度値を求め
る演算手段と、前記演算手段により得られた平均濃度値
に基づき前記注目画素のデータを２値化する２値化手段
とを有す。

又、本発明によれば、注目画素のデータを入力する入力
手段と、２値化処理されたデータを用いて所定領域の平
均濃度値を求める演算手段と、前記演算手段により得ら
れた平均濃度値に基づき前記注目画素のデータを２値化
する２値化手段と、前記注目画素のデータを２値化した
際に発生する誤差を補正する補正手段とを有す。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

まず本方式の原理について説明する。

第１図（１）は入力画像の画素毎の多値°濃度を示す図
である。

第１図（１）においてｆ（ｉ、Ｄは２値化しようとする
注目画素位置の入力画像の多値濃度データを示し、正規
化された０〜１の値とする。また、破線より上の画素位
置はすでに２値化処理が終了しており、注目画素の２値
化後はｆ　（ｉ、　　ｊ＋１）。

ｆ　（ｉ、　ｊ＋２）・・・と順次同様の２値化処理が
行われる。

第１図（２）は、２値化画像データを表わす図であり、
Ｂ（ｉ、ｊ）は注目画素の２値化後の濃度（０又は１の
値とする）を示す。破線により囲まれた部分は注目画素
の処理時にはすでに２値化処理の行われた画素データで
あり、これらを注目画素の２値化処理の際に用いる。

第１図（３）は、重み付はマスクを表わす図である。Ｒ
は平均濃度を求める重み付はマスクの一例で、３×３サ
イズのマトリクスで表わしている。ここで未２値化画素
に対する重みＲ（０，Ｏ）　＝Ｒ（０，−１）＝０とし
て用いる。

本方式は、注目画素近傍における２値画像の重み付き平
均濃度をｍ　（ｉ、　　ｊ）とし、次式で求める。

ｍ（ｉ、ｊ）−Σ　ΣＲ（ｘ、　ｙ）　・Ｂ　（ｉ　　
Ｘ、ｊ　　Ｙ）　　　””””’　　■菖＋６　７−−
１ 注目画素ｆ（ｉ、Ｄは、該平均濃度ｍ（ｉ、ｊ）及び既
に割付けられた２値化補正値１　（ｉ、Ｄを用いて次式
に従い２値化される。

第２図に式■を図に表わしたものを示す。

式■において、Ｅ（ｉ、ｊ）は注目画素（ｉ、　Ｄの１
画素前つまり画素（ｉ、　ｊ−１）の多値濃度ｆ　（ｉ
。

ｊ−１）を２値濃度Ｂ（ｉ、ｊ−１）に２値化した際に
発生する誤差である。つまり、多値濃度ｆ（ｉ、ｊ−１
）と、その近傍平均濃度ｍ（ｉ、ｊ−１）との差分値で
ある。そこで、この２値化誤差Ｅ（ｉ、ｊ）を注目画素
ｆ（ｉ、ｊ）に加えて補正した値を２値化することによ
り、入力画像全域にわたって平均濃度として２値化後の
画像濃度を完全に保存することが出来る。

このような２値化誤差を考慮した処理を行うことにより
上述の平均濃度近似法と比較すると中間調再生能力が格
段に向上する。

また、式■においてＥ　（ｔ、　　ｊ＋１）は注目画素
（ｉ、　Ｄの１画素後の画素ｆ（ｉ、ｊ＋１）に振り分
けられる誤差である。

この様に本実施例における２値化方式が誤差拡散法と比
較して処理量が極めて少ないにもかかわらず、これと同
等もしくはそれ以上の像再生能力が得られるのは、前記
誤差を隣接する１画素で補正するのみであるのにもかか
わらず、２値化後の複数データを用いて平均濃度を得る
ことにより、等価的に複数画素に誤差を分配して補正す
るのと同等の効果が得られるからである。

第３図は、本発明の一実施例を示す画像処理装置のブロ
ック図である。入力センサ部ＡはＣＣＤ等の光電変換素
子およびこれを走査する駆動装置より構成され原稿の読
み取り走査を行う。入力センサ部Ａで読み取られた原稿
の画像データは、逐次Ａ／Ｄ変換器Ｂに送られる。ここ
では各画素のデータを６ビツトのデジタルデータに変換
し、６４レベルの階調数をもつデータに量子化する。次
に補正回路ＣにおいてＣＣＤセンサの感度ムラや照明光
源による照度ムラを補正するためのシェーディング補正
等をデジタル演算処理で行う。次にこの補正処理済のデ
ータを２値化回路りに送出する。２値化回路りでは入力
した６ビツト多値の画像データを前述した方式により１
ビツト２値のデータに量子化処理する。プリンタＥはレ
ーザビーム又はインクジェット方式により構成されるプ
リンタで２値化回路りから送られてくる２値データに基
づきドツトをオン／オフ制御し画像を記憶紙上に再現す
る。

第４図は第３図における２値化回路りの詳細を示したブ
ロック図である。

第４図において１．２は２値化処理された２値データを
１ライン分記憶する遅延ＲＡＭ、３〜７，１１は２値デ
ータを１画素遅延させるためのＤ　Ｆ、／Ｆ　（フリッ
プフロップ）、８は注目画素周辺の２値データから所定
領域の平均濃度を演算し、注目画素のデータを２値化す
る際の閾値として出力する平均濃度演算ＲＯＭ、９は入
力された注目画素の多値データを前記ＲＯＭ８から出力
された閾値との差を演算する減算器、１０はＲＯＭ８か
ら出力される閾値と注目画素の多値データを比較する比
較器、１２は減算器９から出力される誤差データと補正
回路から送られてきた６ビツト多値データを加算する加
算器である。

上記構成において、比較器１０は式■に基づき２値化し
た１　ｂｉｔのデータＢ（ｉ、ｊ）を出力する。該２値
化データはライン毎に遅延させるためのＲＡＭ２゜ＲＡ
Ｍ１に入力され、ＲＡＭ２により１ライン遅延させた２
値データＢ　（ｉ−１，ｊ＋１）が、ＲＡＭ１により２
ライン遅延させた２値データＢ　（ｉ−２，ｊ＋１）が
ＲＯＭ８に出力される。

さらに、ＤＦ／Ｆ３はＢ　（ｉ−２，ｊ）、Ｄ　Ｆ／Ｆ
　４はＢ　（ｉ−２，ｊ−１）、ＤＦ／Ｆ５はＢ（ｉ−
１，ｊ）、Ｄ　Ｆ／Ｆ　６はＢ　（ｉ−１，ｊ−１）、
ＤＦ／Ｆ７はＢ　（ｉ。

ｊ−１）をＲＯＭ８に出力する。

上記２値データは、第１図に示すように入力画像ｆ（ｉ
、Ｄに対し周辺画素の２値化画像であり、これらをＲＯ
Ｍ８の入力アドレスに接続すれば、ＲＯＭ８にあらかじ
め式■に基づき式■に示す２値化閾値ｍ　（＋、　　Ｊ
）が格納されているので、高速に２値化閾値を得ること
ができる。

この閾値は、減算器９及び比較器ｌＯに入力される。一
方減算器９及び比較器１０にはＤＦ／Ｆｉｌよりｆ　（
５ｊ）　＋Ｅ　ｃｉ、　ｊ）が入力される。

この２つの入力に基づき減算器９は式■における不等式
の両辺の差、つまり、平均濃度値ｒｎ　（＋＋　］）と
入力データとの差 ｔ　（ｉ、　　ｊ）　＋Ｅ　（ｉ、　　ｊ）　−ｍ　（
ｉ、　ｊ）　　……−■を演算する。

一方、比較器１０は上記２つの入力に基づきｆ　（ｉ。

ｊ）　十Ｅ　（ｉ、　ｉ）とｍ（ｉ、ｊ）を比較し２値
化データＢ（ｉ、ｊ）を出力する。また弐〇に基づき減
算器９より出力される誤差Ｅ　（ｉ、　ｊ＋１）は加算
器１２により入力画像データｆ　（ｉ、　ｊ＋１）に加
えられる。

Ｄ　Ｆ／Ｆ　１１は加算値をデータ１クロツク期間遅延
する。

第５図に重みマスクの一例を示す。第５図ａの重みマス
クは７画素、第５図すの重みマスクは１２画素の２値デ
ータから平均値を求めるものである。なお、本実施例に
おいては第５図ａに示す重みマスクを用いたので実際に
入力される６ｂｉｔ画像濃度レベル（Ｏ〜６３）に正規
化する為に平均濃度演算ＲＯＭテーブルは式■で得られ
た値を６３倍して６ｂｉｔ値に変換した値として格納し
ておく。

以上説明した如く本実施例によれば、２値化処理の終了
した２値データのみを用い平均濃度を演算し、それを閾
値として入力多値データを２値化処理するので２値化の
ための処理量を平均濃度近似法よりも少な（することが
できる。しかも、入力多値データを２値化した際発生す
る、入力多値データと平均濃度との誤差を補正するので
階調性を極めて向上させることができる。

なお、本実施例においては、２値化誤差Ｅは、次画素の
みに振り分けて補正したが、２値化誤差Ｅを例えば第１
図において画素（ｉ、　ｊ＋１）へ３Ｅ　（ｉ。

ｊ＋１）／４、画素（ｉ、　ｊ＋２）へＥ　（ｉ、　ｊ
＋１）／４の如く主走査方向の複数画素へ分配すれば平
均処理マスクが小さくとも階調性の再現能力は向上する
。

また、誤差拡散法の場合と同様に所定配分率で二次元的
に複数の近傍画素に振り分けるようにしても良い。この
場合、ハード構成は多少複雑となるが、主走査方向とと
もに副走査方向についても均一な画像を得ることができ
、再現性が向上する。

また、重みマスクは注目画素に近づく程大きくしたが、
その傾斜、分布は限定されず、隣接しない離散位置の画
素を用いても良い。

又、前記実施例においては、第５図ａに一例を示すごと
き３×３マトリクスの重みマスクを用いたが、一般的に
、中間調部分を滑らかに２値化する為には、注目画素に
隣接する画素の重みを小さく設定することが望ましい。

従って第５図すに示す３×５マトリクスの重みマスクを
用いた場合には、第５図ａのマトリクスにおけるＲ（＋
−１，ｊ）、Ｒ（ｉ、ｊ−１）が５／２１　＝　　０゜
２４であるのに対し、７７４８＝０．１５となり、より
中間調部分を滑らかに２値再現できる。

尚、前記実施例において、平均濃度ｍの演算をＲＯＭテ
ーブルにより簡易に実現したが、この演算は７個のアン
ドゲートと複数個の加算器を用いても構成することが出
来、更に処理速度の高速化を実現でき、また、ゲートア
レイ等の内部に組込むことによりハード規模を大幅に削
減できることは言うまでもない。

又、前記実施例においては、２値化誤差Ｅ（ｉ、ｊ）を
注目画素濃度ｆ　（ｉ、　Ｄに対して直接加算すること
により補正を行うものとしたが、第６図に示すごと（誤
差Ｅ（ｉ、ｊ）の補正を減算器１３を用いて、平均濃度
から減算しても同等の効果が得られる。

又、前記の実施例においては入力データの種類が１つ（
１色）の場合を説明したが、入力データをＲ，Ｇ、　８
３色とすることで本発明は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２値化処理のための処
理量を極めて軽減することができると共に良好な中間調
画像を再現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画素毎の多値画像、２値化画像及び重み付はマ
スクを示した図、 第２図は本実施例における２値化処理の原理図、第３図
は本実施例における画像処理装置の構成を示したブロッ
ク図、 第４図は第３図の２値化回路の詳細を示したブロック図
、 第５図は重みマスクの一例を示した図、第６図は２値化
回路の他の例を示したブロック図である。 図中、 ｌ。 ２は遅延ＲＡＭ。 ８は平均濃度演算ＲＯＭ、 ９゜ ３〜７゜ １１はＤ Ｆ／Ｆ　。 １３は減算器、 ｌＯは ５！ｙ値ＪＬｌ遺 比較器である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）注目画素のデータを入力する入力手段と、２値化
   処理されたデータを用いて注目画素以前の既に２値化処
   理された所定領域の平均濃度値を求める演算手段と、 前記演算手段により得られた平均濃度値に基づき前記注
   目画素のデータを２値化する２値化手段とを有すること
   を特徴とする画像処理装置。
2. （２）注目画素のデータを入力する入力手段と、２値化
   処理されたデータを用いて所定領域の平均濃度値を求め
   る演算手段と、 前記演算手段により得られた平均濃度値に基づき前記注
   目画素のデータを２値化する２値化手段と、 前記注目画素のデータを２値化した際に発生する誤差を
   補正する補正手段とを有することを特徴とする画像処理
   装置。