JPH02285773A - 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］ 本発明はファクシミリ、デジタル複写機等の画像処理装
置、特に疑似中間調処理により多値画像を２値化再生す
る画像処理装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来この種の疑似中間調処理方法として、■誤差拡散法
と■平均濃度近似法（特開昭５７−１０４３６９３号）
とが有る。

前者は注目画素の多値画素データを一定しきい値で２値
化し、該２値化レベルと注目画素の多値画素データの誤
差を所定分配率で注目画素近傍の画素に分配して加算す
る２値化方法である。後者は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
化した場合の両者の重み付は近傍平均値を求め、該平均
値のうち注目画素レベルに近い方を選択して注目画素を
２値化する方法である。

前者は多値データに対する二次元演算が必要であり、そ
の処理量の多さにより安価にハード化出来ない欠点を有
し、後者はなだらかな濃度変化を有する画像に対して本
方式特有の低周波数のテクスチャーが発生し、実質的に
再生可能な階調数が前者に比べて極めて劣る。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、上記平均濃度近似法に誤差拡散法を付加した新
規な２値化方法が考えられている。

しかしながら、濃度保存型の２値化手法が組み込まれる
と、ハーフトーン文字が細線化されてかすれ気味になる
かあるいはぼけてしまい、鮮明に２値化出来ないという
欠点が現れる。

本発明は、前記従来の欠点を除去し、安価で高品位に疑
似中間調処理を行って２値化再生を実現すると共に、ハ
ーフトーン文字を鮮明に２値化出来る画像処理装置を提
供する。

［課題を解決するための手段３ この課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、
既に２値化された所定範囲の２値化データに基づく平均
値により、多値画像データを２値化する画像処理装置で
あって、 入力画像データからエツジ量を求めるエツジ量算出手段
と、該エツジ量に対応して、前記平均値を補正する平均
値補正手段とを備える。

又、既に２値化された所定範囲の２値化データに基づく
平均値により、多値画像データを２値化する画像処理装
置であって、 前記２値化により発生する誤差を周辺画素に拡散する誤
差拡散手段と、入力画像データからエツジ量を求めるエ
ツジ量算出手段と、該エツジ量に対応して、拡散される
前記誤差を補正する誤差補正手段とを備える。

［作用〕 かかる構成において、エツジ量に対応して、２値化のた
めの平均値あるいは拡散される誤差を補正することによ
り、八−フトーン文字を鮮明に２値化する。

［実施例］ 以下添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細に
説明する。

第１図は本実施例の画像処理装置の構成を示すブロック
図である。

画像データ入力部１００から入力された、例えば原稿か
らの読取り画像データ等の多値画像データ１００ａは疑
似中間調処理として２値化処理部２００で２値化され、
画像データ出力部５００より表示画面あるいは印刷物等
として出力される。ここで、２値化処理部２００は、以
下に詳細に説明するように、平均濃度近似法に基づく処
理を行う平均濃度演算処理部２００ａと誤差拡散法に基
づく処理を行う誤差拡散処理部２００ｂとが一体となっ
た処理を行う。以下、本実施例ではこの処理方法を平均
濃度保存法と呼ぶ。

一方、入力多値データｌ　ＯＯａはエツジ量検出部３０
０にも入力され、検出されたエツジ量に対応する２値化
制御部４００からの制御信号４００ａにより、上記２値
化処理部２００を構成する平均濃度演算処理部２００ａ
と誤差拡散処理部２００ｂとを制御して、エツジ部にお
ける２値化を適正化する。これにより特にハーフトーン
文字の鮮明な２値化が可能となった。

次に、本方式の平均濃度保存法の原理について第２Ａ図
〜第２Ｃ図を参照して説明する。

本方式は、金策２Ａ図に示す入力多値データｆ　（ｔ、
ｊ）（０〜２５５）を２値化しようとする場合、第２Ｂ
図に示すようにその近傍に位置し既に２値化された複数
個の２値データＢ（ｉ。

ｊ）と、第２Ｃ図に示すあらかじめ用意した重みマスク
Ｒ（ｘ、ｙ）とにより重み付き平均値ｍ（ｉ、ｊ）を求
め、該平均値ｍ　（ｉ、ｊ）をしきい値として２値化す
ると共に、該平均値ｍ（ｉ、ｊ）と入力多値データｆ　
（ｉ、ｊ）との差分値でこれから２値化する隣接した入
力多値データを補正して濃度を保存する方法である。

第２Ａ図〜第２Ｃ図に示す例で示せば、ｍ（ｉ、ｊ）　
　＝Σ　Σ　Ｒ（ｘ、　ｙ）　・Ｂ　（ｉ＋ｘ、　１ｃ
ｙ）　　・・・■ｙ＝−２ｘ＝−２ ｆ（ｉ、ｊ）＋Ｅ（ｉ、ｊ）＞ｍ（ｉｊ）の時Ｂ（ｉ、
ｊ）・１≦ｍ（ｉ、ｊ）の時Ｂ　（ｔ、　ｊ）・０　・
・・■Ｅ＋（ｉ＋１．ｊ）”／ｚ（ｆ（ｉ、ｊ）＋Ｅ（
ｉ、ｊ）−ｍ（ｉ、ｌ）・Ｅｚ（ｉ＋ｊ÷１） Ｅｏ　（ｉ、　ｊ）　；Ｅ＋　（ｉ＋１．　ｊ）＋Ｅａ
　（ｉ、　ｊ＋１）ただし、Ｅ　（ｉ、　ｊ）　−Ｅ＋
　（ｉ、　ｊ）　＋　Ｅｏ　（ｉ、　ｊ）　＝■ここで
、上記原理を第３図の内容に基づいて更に具体的に説明
する。

本実施例で用いた重みマスクは、第３図の上段に図示す
るように、注目画素近傍１２画素に対し総和が２５５と
なるよう設定されている。従って、ｍ（ｉ、ｊ）は０〜
２５５間の値のしきい値としてそのまま２値化に使用で
きる。

今、第３図の注目画素の多値データ“２ｏ”を２値化す
るしきい値ｍ（ｉ、ｊ）は、中段に図示する２値データ
Ｂ　（ｉ、ｊ）を用いれば、ｍ（ｉ、ｊ）　　・（３７
ｘ　Ｏ＋２７ｘ　１）＋　　（１６ｘ　Ｏ＋２７ｘ　Ｏ
＋３７ｘ　１＋２７ｘ　Ｏ＋１５ｘ　ｌ）÷　（６×０
÷１６ｘ　Ｏ＋２７ｘ　Ｏ＋１５ｘ　Ｏ＋　５ｘ　１）
＝８４ 従って、Ｂ（ｉ、ｊ）は“Ｏ“と２値化され、発生する
誤差は２Ｏ−８４＝　　−６４”であり、Ｅ＋　（ｉ＋
ｊ、　ｊ）・Ｅ２　（ｉ、　ｊ＋１）　＝１−３２”と
なる。この誤差の拡散によって、ｆ（ｉ＋１．ｊ）は“
２５”から２５−３２＝　　−７”に、ｆ　（ｉ、ｊ＋
　ｌ）は“３０“から３Ｏ−３２＝　　−２”に補正さ
れる。

く２値化制御の第１実施例〉 本実施例では、上記処理が原画像に対して完全に濃度を
保存するが淡い文字が不鮮明に２値化される点を解決す
る為に、発生する誤差Ｅｏの値を原画より得られるエツ
ジ量情報（β、で表す）に基づいて制御し、白地中の淡
い文字を原画より黒く２値化する。

Ｅｏ　＝ｆ（ｉ、ｊ）　　＋　Ｅ（ｉ、ｊ）　　−ｍ（
ｉ、ｊ）　　　　・・・■ｌ２Ｆ＝２αＸｆ（ｉ、ｌ　
　−α（ｆ　（ｉ−１，ｌ　　＋ｆ　（ｉ＋１．　ｊ）
　）・・・■として、 Ｅ、＞Ｏ，Ｉ２ｐ　＞ｏの時は、 Ｅ＋　（ｉ＋１．　ｊ）　！’八へｏｘ（Ｋ＋βｐ）／
に＝Ｅ２（ｉ、ｊ◆１）　　　　　　　・・・■Ｅｏ＜
　０　、１２　ｐ　＜　Ｑの時は、Ｅ＋　（ｉ◆１．ｊ
）　＝ワｉＥｏ　ｘ　　（Ｋ−Ｉ２ｐ）／に・Ｅｘ　（
＋、　、Ｄｌ）　　　　　　　　・・・■それ以外は、 Ｅ＋　（ｉ＋ｉ、　ｊ）・１八Ｅ０・Ｅｘ　（ｉ、　ｊ
◆１）とする。

（ただし、βｐ＞Ｋの時βｐ＝Ｋ　：　Ｋは定数で、例
えば１２８） ０式の条件Ｅｏ＞０．１２ｐ　＞Ｏは、画像が黒方向に
エツジとして変化する点を意味し、従って発生した正の
誤差ε。を（１＋Ｉ２ｐ／Ｋ）倍、つまり黒方向に強調
して隣接画素を補正することで、より文字部を黒に２値
化し易くする。

一方、Ｅｏ＞Ｏ，ｆ２ｐ　＞Ｏの時は、画像が黒方向に
エツジとして変化するにもかかわらず、平均値演算時に
既に文字の一部等が“１″に２値化されたことにより高
めに演算されて負の誤差Ｅ０が発生した場合であり、従
って逆に０式に示すように（１−Ｉ２Ｐ／Ｋ　）倍に減
衰させて隣接画素を補正することで、前述同様文字部を
黒に２値化し易くする。

実際のハードウェア構成例を第４図を用いて詳細する。

まず比較器コンパレータ１０で２値化された２値化デー
タはＤフリップフロップ（以下、Ｄ−Ｆ／Ｆ）　３〜９
及びラインメモリ２に入力され、順次１０個のＤ−Ｆ／
Ｆ３−Ｉ〜３−０゜及びラインメモリ１にシフトするこ
とで、それぞれの出力端子は第３図に示す重みマスク領
域の１２個の２値データを同時に出力する。同出方を入
力する平均濃度演算部８は、予め重みマスクによって０
式に従い平均濃度を演算して格納させたＲＯＭで実施す
れば、テーブル変換手法に基づき平均値ｍ　（ｉ、ｊ）
が出力として得られる。平均値ｍ（ｉ、ｊ）は、前記比
較器１ｏの入力端に入力され２値化のしきい値とされる
と八に、■式に従う減算を減算器９で行なう。その出力
Ｅ０は本実施例による誤差の強調処理を行なう誤差ＲＯ
Ｍ１２のアドレス端子の一部に入力される。

一方、入力多値データはＤ−Ｆ／Ｆｌ　５　、　１６及
びエツジ量検出回路１７によって、■式に従ういわゆる
ラプラシアンを求め前記誤差ＲＯＭ１２のアドレス入力
端子の残りに入力される０本実施例では、■式のαは０
．１とした。

さて、誤差ＲＯＭ１２においては、上述したように誤差
ε。とエツジ量Ｉ２ｐとがアドレスとして入力されてい
て、０．０式に従う演算は平均濃度演算部８同様にルッ
クアップテーブル変換手法によって実行され、ＲＯＭの
出力で補正誤差Ｅ＋Ｅ２が得られる。誤差Ｅ２は１ライ
ン分誤差メモリ１４により遅延させて出力され、加算器
１３を用いて誤差補正が終了する。

上記処理はＤ−Ｆ／Ｆに入力される画素クロックに応じ
て１画素毎順次実行される。

尚、誤差ＲＯＭ内の処理は０．０式の条件の他に、黒字
中の灰色文字をもより白に２値化する為に、 Ｅ、＜　Ｏ、β、くの時■に従い、 Ｅｏ＞　Ｏ、β、〉の時■に従うようにしても良い。つ
まり、濃度を保存する為の誤差Ｅ０を、エツジ量に相当
する量に応じて、中間濃度の文字細線をより白か黒かに
近似させる方向に変換するアルゴリズムであれば本実施
例に限定されない。

く２値化制御の第２実施例〉 本実施例では、上記平均濃度保存法による処理が原画像
に対して完全に濃度を保存するが、淡い文字が不鮮明に
２値化される点を解決する為に、前述０式に従う平均濃
度ｍ（ｉ、ｊ）を画像より得られるエツジ情報Ｉ２ｐに
基づき制御してしきい値を変化させ、白地中の淡い文字
を原画より黒く２値化する。つまり、直前の平均濃度ｃ
ｍ（ｉ−１，ｊ）を用いて補正後、平均濃度ｃｍ（ｉ、
ｊ）を以下の０．０式で求める。

ｍ　（ｉ、　ｊ）−ｍ　（ｉ−１，ｊ）　□ΔＭ　　　
　　　　　−・・■ΔＭ＞０の時、 ｃｍ　（ｉ、　ｊ）　＝ｃｍ　（ｉ−１，ｊ）　＋６Ｍ
　ｘ　　［１−ｊ２　ｐ／に］・・・０６Ｍ＜０の時、 ａｍ（ｉ、　ｊ）＝ｃｍ（ｉ−１，ｊ）＋６Ｍ　Ｘ　　
［１＋１２９／Ｋｌ−（ｌｉ））（ただし、℃、は前述
の０式による。Ｉβ、１〉Ｋの時βｐ”Ｋ又は−にでに
＝２５５） ０式の条件はβ２〉０の時つまり原画上で白から黒への
エツジ変化が有る場合に、しきい値の変動ΔＭが正の場
合には、変動量を２Ｐの値に応じて小さく抑えてより黒
に２値化され易くし、さらに２値化後の誤差も正の値と
して大となり、隣接画素も黒方向に強調出来る。

逆に、負のエツジつまりｆ２ＰくＯの時は原画上で黒か
ら白へのエツジ部を意味するから、しきい値の変動ΔＭ
をさらに正の値に強調することで、より白に２値化し易
くすることになる。［相］式が意味することも同様であ
る。

尚、両式においてエツジ量１２ｐが小さい場合には、先
に述べたようにしきい値としてｍ（ｉ、ｌがそのまま使
用される為に、中間調画像部では完全に原画の濃度が保
存されることは述べるまでもない。

さて実際のハードウェア構成例を第５図を用いて詳説す
る。尚、第４図と同じ機能の構成要素は同じ参照番号で
示されている。

まず比較器１０で２値化された２値データは、Ｄ−Ｆ／
Ｆ　３〜９及びラインメモリ２に入力され、順次１０個
のＤ−Ｆ／Ｆ３−１〜３−＋ｏ及びラインメモリ１にシ
フトされることでそれぞれの出力端子は第３図に示す重
みマスク領域の１２個の２値データを同時に平均濃度演
算部８に出力する。

平均濃度演算部８は、予め設定された重みマスクによっ
て０式に従って平均濃度を演算して格納されたＲＯＭで
実施すれば、いわゆるルックアップテーブル手法で平均
値ｍ（ｉ、ｊ）が得られる。

平均値ｍ（ｉ、ｊ）は平均値補正ＲＯＭ１８のアドレス
端子の一部に入力される。同平均値補正ＲＯＭ１８へは
さらに多値データをＤ−Ｆ／Ｆｌ　５　、　１６で遅延
させて、前述０式で示すいわゆるラプラシアンを演算す
るエツジ量検出回路１７の出力と、さらに１画素前の２
値化時に求めたｃｍ（ｉ−１，ｊ）をＤ−Ｆ／Ｆｌ　９
で保持して同アドレス端子に入力する。従って、平均値
補正ＲＯＭ１８内においては、０．０式における６Ｍ及
びβ、を予め演算して作成したルックアップテーブルを
参照することで高速に補正された平均濃度ｃｍ（ｉ、ｊ
）が得られる。

同平均値補正ＲＯＭ１８の出力は、比較器１０に２値化
しきい値として入力されると同時に、減算器９により２
値化誤差を求めて誤差ＲＯＭ１２でｒに分配してそれぞ
れＥ＋（ｉ＋１．ｊ）は直接加算器１３で入力データｆ
（ｉ÷１．ｊ）を補正し、Ｅｌ　（ｉ、　ｊ＋１）は１
ライン分誤差メモリ１４で１ライン分遅延させ、同加算
器１３で入力データを補正する。

上記処理はＤ−Ｆ／Ｆに入力される画素クロックに応じ
て１画素毎順次実行される。

尚、平均値補正ＲＯＭの処理は■、［株］式に限定され
ることなく、正のエツジ検出時にはより平均濃度つまり
２値化しきい値を下げ、逆に負のエツジ検出時にはより
平均濃度値を高くするアルゴリズムであれば何でも良い
０例えば、６Ｍに対する倍率（Ｉ　　Ｊｌ？Ｐ／Ｋ）は
βＰに対して線形に作用するが、非線形にβＰの値に応
じてより上記作用が強調されるようにしても良い。

又、誤差ＲＯＭ１２において、２値化誤差Ｅ＋。

Ｅｌの値が所定値以上の場合に、Ｅｌ、Ｅｌを零とする
ことにより、急激な画像エツジ部後端での画像の欠けを
防止出来る。

尚、上記第１及び第２実施例において、エツジ量検出は
二次元的ラプラシアン、例えばｎｐ＝４αｘｆ（ｉ、ｊ
）−α（ｆ　（ｉ−１，ｊ−１）　＋ｆ　（ｉ−１，ｊ
＋１）＋ｆ　（ｉ＋１．　ｊ−１）÷ｆ　（ｉ＋１．　
ｊ＋１）　）とすれば、より正確なエツジ検出が可能で
あり、より淡い文字を鮮明に強調して２値化出来る。

すなわちラプラシアンに相当する量であれば何でも良い
、又、本例では多値データを使用したが、２値データに
よる近傍画素のパターンによりエツジ量を求めてもよい
。

又、平均濃度演算部、誤差ＲＯＭあるいは平均値補正Ｒ
ＯＭをＲＯＭで実施したが、平均濃度演算部は数個の加
算器を用いてば簡単なゲート回路で実現可能であり、又
誤差ＲＯＭも同様にゲート回路で構成すれば、誤差メモ
リ１４及びラインメモリ１．２を除く演算回路は全て数
千ゲートのゲートアレイで安価に実現出来るものである
。

［発明の効果］ 本発明によれば、安価に高品位な疑似中間調処理による
画像の２値化が可能となる。

又、淡い文字部分を強調して、鮮明に２値化可能となる
。特に色分解されたカラー画像の黒成分の２値化時に特
に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の画像処理装置の構成を示すブロック
図、 第２Ａ図〜第２Ｃ図は本実施例の画像処理装置の処理原
理を説明するための図、 第３図は本実施例の画像データ例を示す図、第４図は本
実施例の画像処理装置の第１実施例の２値化制御を実現
する回路構成図 第５図は本実施例の画像処理装置の第２実施例の２値化
制御を実現する回路構成図である。 図中、１００・・・画像データ入力部、２００・・・２
値化処理部、２ｏＯａ・・・平均濃度演算処理部、２０
０ｂ−・・誤差拡散処理部、３００・・・エツジ量検出
部、４００・・・２値化制御部である。 第 図 第２Ａ図 第２Ｂ図 Ｒ（０，０１−Ｒ（◆１，０）雷Ｒ◆２．０）オ０第２
Ｃ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）既に２値化された所定範囲の２値化データに基づ
   く平均値により、多値画像データを２値化する画像処理
   装置であつて、 入力画像データからエッジ量を求めるエッジ量算出手段
   と、 該エッジ量に対応して、前記平均値を補正する平均値補
   正手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
2. （２）既に２値化された所定範囲の２値化データに基づ
   く平均値により、多値画像データを２値化する画像処理
   装置であつて、 前記２値化により発生する誤差を周辺画素に拡散する誤
   差拡散手段と、 入力画像データからエッジ量を求めるエッジ量算出手段
   と、 該エッジ量に対応して、拡散される前記誤差を補正する
   誤差補正手段とを備えることを特徴とする画像処理装置
   。