JPH03112270A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH03112270A
JPH03112270A JP1249202A JP24920289A JPH03112270A JP H03112270 A JPH03112270 A JP H03112270A JP 1249202 A JP1249202 A JP 1249202A JP 24920289 A JP24920289 A JP 24920289A JP H03112270 A JPH03112270 A JP H03112270A
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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2値画像を処理する画像処理装置に関し、例え
ば擬似中間調処理された2値画像からの中間調画像を推
定し、所定の処理を施こして再び擬似中間調処理して2
値化する画像処理装置に関するものである。
[従来の技術] 従来の擬似中間調処理方式として、独立決定型デイザ法
、条件付決定型デイザ法等が有る。
そして、2値化画像に対して、縮小1、拡大、回転等の
フィルタ処理を行う方法として、独立決定型デイザ法で
2値化された画像から中間調画像を推定し、処理を加え
た後、再び2値化する、例えば特開昭58−25767
号の方法等が開示されている。
また、特開昭62−281673号の方法の様に、条件
付決定型デイザ法である誤差拡散法で2値化された画像
に対して重み付き平均値を求め、これを多値中間調画像
と推定し、この画像に対して前記所望の処理を加えて加
工した後、再びED法で2値化する方法等がある。
[発明が解決しようとしている課題] しかしながら、このような従来開示される方法では、両
デイザ法で2値化された2値画像に対して有効であるが
、演算量が多く、またこのため処理速度も遅くなり、高
価な装置となってしまう。
特に、後者で用いるED法による2値化手法はそれ自体
の演算量が特に多(、高速又は安価に装置として実現出
来ないという欠点を有している。
[課題を解決するための手段] 本発明は上述の課題を解決することを目的として成され
たもので、多値データを安価で高画質に2値化処理でき
る2値化法を提供することを第1の目的に、さらに前記
従来例で提示される2値画像の変倍等画像処理をより高
速にかつ安価に実現する画像処理装置を提供することを
第2の目的とする。
上述の目的を達成する一手段どして本発明に係る一実施
例は以下の構成を備える。
即ち、入力2値データに加重分布をもつ重みマスクを用
いて多値データに変換する変換手段と、該変換手段によ
る変換多値データに基づ(所定の多値データを入力し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、該演算手段により得られた平均濃度
値に基づき前記変換手段による変換多値データを再び2
値化する2値化手段と、該2値化手段で2値化した際に
発生する誤差を補正する補正手段とを備える。
又は、注目画素近傍の複数の2値画像と所定分布を有す
る重みとの積和演算で重み付き平均値を画素毎に求める
第1の演算手段と、該第1の演算手段での演算平均値を
中間調画像として所定画像処理を加えた後、該中間調画
像の注目画素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を求める第2
の演算手段と、該第2の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再び2値化する2
値化手段と、該2値化手段で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備え
る。
[作用] 以上の構成において、2値画像を簡単なハードウェア構
成で一時的に多値画像に戻し、この状態で所望する画像
処理等を施こすことができ、その後再び階調性及び解像
度共に優れた2値画像に変換することができる。
[実施例] 以下、本発明に係る一実施例を図面を参照して詳細に説
明する。
[第1実施例] まず、第1図を参照して本発明に係る一実施例の原理に
ついて説明する。
第1図(A)は入力画像の画素毎の2値淵度を示す。
第1図(A)においてI (i、j)は多値データに復
元しようとする注目画素位置の入力画素の2値デークを
示し、正規化された(0又は1の)値とする。また破線
より上の画素位置はすでに入力が終了し、注目画素位置
の処理に参照する為に一時的に格納されている2値デー
タとする。
第1図(B)は重み付はマスクを表わす図である。
第1図(B)において、Cは平均濃度を求める重み付は
マスクの例であり、3×3サイズのマトリックスで表わ
している。ここで次入力2値画素に対する重みR(0,
−1)= Oとして用いる。
第1図(C)は、本実施例方式により復元された注目画
素近傍の多値データ(O〜1の値)を表わしており、入
力された2値データI (i、j)より下式に従かい多
値データf (i、j)を得る。
f(i、j)□Σ ΣC(x、y)4(i−x、j−y
)    −@ここで第1図(B)に示す重みマスクC
(x、y)は、注目位置に近い程大きな値である事が好
ましい。
又、その領域は同図に示す8画素に限定する必要はない
が、注目位置から直交する2方向、もしくは4方向に片
寄った方向性を有しない事が望ましい。
さて次に復元された多値データf (i、j)に、例え
ば変倍、あるいはフィルタリング等の処理を施した後、
再び2値化する方法につき本実施例の原理を説明する。
第2図(A)においてf (i、j)は2値化しようと
する注目画素位置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けす
゛でに2値化処理が終了しており、注目画素の2値化後
はt’ (i、j+l) + ’t’ (i、j+2)
 1・・・と順次同様の2値化処理が行われる。
第2図(B)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(O又はl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2図(C)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(0,0)=R(0
,−1)=Oとして用いる。
本実施例においては、注目画素近傍における2値画像の
重み付き平均濃度を”(IIJ)とし、次式%式%) 注目画素f(i、j)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E(i、j)を用いて次
に示す一連の0式に従い2値化される。
第3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、j)の1
画素前つまり画素(t、 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(z、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で中間
調再生能力が格段に向上する。
また、式■において、E (i、j+1)は、注目画素
(i、j)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生力が得られるのは、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、等測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。
さて、本実施例では、次画素2値化の際の誤差E (i
、j+1)は、 f(i・j) +E(i・j)−緒1♂留針)18.■
の場合には、E (i、j+1) = 0とし、上記以
外の場合には、 E(i、j + 1)=f(i、j) + E(i、j
)−m(i、j) −■とする。
従って、上記式■、■に示す様に、2値化時の平均濃度
mと補正注目画素濃度との比較において、該補正注目画
素濃度が平均濃度mに近い値をとる所定範囲内(平均濃
度mと補正注目画素濃度との誤差が所定範囲内)であれ
ば、式■に従って補正注目画素濃度と平均濃度との差分
を次画素2値化時の補正値として割り付ける。
一方、所定範囲外、つまり補正注目画素濃度と平均濃度
との誤差が十分大きい場合には、該補正値を0°“とし
て次画素2値化時の補正は行わない。
即ち、誤差を補正する場合は、注目画素近傍の画像の濃
度変化が小さ(、中間調を有する画像域であると判断し
た場合のみである。そして、2値化する事によって発生
する平均濃度との差分な次画素で補正する事により、画
像のなめらかな濃度変化を忠実に擬似中間処理できる。
つまり階調性を向上することができる。
一方、誤差を補正しない場合は、逆に文字、線画等にお
けるエツジ部分、つまり注目画素が近傍画像濃度に比べ
て急激に変化していると判断した場合である。そして、
その場合の画素に対しては、補正値を°°0“とし、濃
度を保存する事による解像力の低下を抑えて2値再生す
る。これによリ、エツジ部分における解像度を向上する
ことができる。
この様に、本実施例の特徴的処理方式によれば、上記画
像濃度変化に応じて、中間調画像域は2値化誤差を用い
て2値化画像上で濃度を保存する。そして、中間調画像
域でない文字等の解像画像部においては、上記濃度保存
による像のぼけを防止する為に、2値化誤差の補正を行
わず平均濃度” m ”に近似させるものである。
以上の本実施例の特徴的処理方式を備える、本発明に係
る一実施例の画像処理装置のブロック図を第4図に示す
第4図において、入力センサ部Aは、CCD等の光電変
換素子およびこれ走査する駆動装置により画像を2値化
する装置、あるいはFAX等符号化された2値画像な復
号化して2値画像として出力する装置である。同人力装
置Aより入力される2値データは、逐次2値−多値変換
部Bに入力される。ここでは各画素を6ビツトのディジ
タル多値データに復元し、64レベルの階調数を有する
多値画像に復元する。
復元多値データは編集加工部Cに出力され、例えば入力
されたA3サイズの画像を、所望するA4サイズの画像
に変換したり、あるいはファクシミリ装置特有の64φ
G3間の画素密度変換、あるいは所望するエツジ強調、
スムージング等多値データ上では既に公知のデータの編
集加工操作を行なう。次に加工後の多値データは2値化
回路りに人力され、本実施例特有の画像処理により再び
擬似中間調処理されて、LBP、インクジェットプリン
タ、感熱記録装置等に代表される2値プリンタEで可視
化される。
尚、所望に応じて、多値プリンタFを用いれば図中に示
す様2値−多値変換部Bよりの出力、あるいは編集加工
部Cよりの出力から直接多値化しての記録が可能となる
この場合には、必要に応じて、補正回路Gにおいて人力
センサ部Aの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を含む所
望の補正処理をデジタル演算処理で行う。
上述した第4図に示す2値−多値変換部Bの詳細ブロッ
クを第5図に示す。
第5図において1.2は入力された2値データを1ライ
ン分記憶する遅延RAM、3〜7は該2値データを1画
素分遅延させる為のDタイプフリップフロップDF/F
、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多値データf (i、
j)として復元し出力する為の平均濃度演算ROMであ
る。
以上の構成において、注目画素データI (i、j)が
金入力されたとすると、D F/F 7出力端では第1
図(A)のI (i、j−1)に相当する2値データが
出力される。同注目位置データを入力し約1ライン分遅
延保持する遅延RAM2出力端では、1ライン遅延させ
た2値データI (i−1,j+1)が出力される。該
出力はRAMIに入力され、以上の2つの遅延RAM2
.1により2ライン遅延させた2値データI (i−2
,j+1)が平均濃度演算ROM8に出力される。
さらに、D F/F 3はI (i−2,j) 、D 
F / F 4はI (i−2,j−1) 、 D F
 / F 5はI (i−1,j) 、D F/F6は
I (i−1,j−1) 、 D F/F 7はI (
i、j−1)を平均濃度演算ROM8に出力する。
これにより、全2値データをRAM8の入カマトレス端
子に入力すれば、前述の式Oで示す積和演算が平均濃度
演算ROM内のテーブルを用いて容易に得られる。
第6図に重みマスクの一例を示す。第6図の重みマスク
は周囲7画素と注目位置の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6図に示す重みマスクを
用いたので実際に入力される6ビツト画像濃度レベル(
0〜63)に正規化する為に平均濃度演算ROMテーブ
ルは式Oで得られた値を63倍して6ビツト値に変換し
た値として格納しておく。
上述した第4図における2値化回路りの詳細ブロック図
を第7図に示す。
第7図において、31.32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、33〜37は2
値データを1画素遅延させるためのDF/F(フリップ
フロップ)、38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と平均濃度演算ROM3
8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、11は加算器12よりの多値データをデータ
1クロツク期間遅延するDタイプのフリップフロップ(
DF/F)、12はセレクタ14で選択された減算器9
から出力される誤差データ、又は°“0°°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
、13は減算器9から送られてくる注目画素の多値デー
タと閾値との差を所定の値(α)と比較する比較器、 
0 14は比較器からのセレクト信号に基づき0又は減算器
9の出力のいずれかを選択するセレクタである。
以上の構成において、比較器10は式■に基づき2値化
した1ビツトのデータ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RAM32に
入力されている。更に、RAM32により1ライン分遅
延させた2値データB(i−1,j+1)はRAM1に
入力され、以上の2つの遅延RAM32.31により2
ライン遅延させた2値データB (i−2,j+l)が
平均濃度演算ROM38に出力される。
さらに、D F/F 33はB (i−2,j) 、 
D F / F34はB (i−2,j−1) 、 D
 F / F 35はB (t−1,j)を、D F/
F 36はB (i−1,j−1) 、 D F / 
F 37はB (j、j−1)をそれぞれ平均濃度演算
ROM38に出力する。
上記2値データは第2図に示すように、入力画像f(i
、j)に対し周辺画素の2値化画像である。
平均濃度演算ROM38にはあらかじめ式■に基づき式
■に示す2値化閾値m(i、j)が格納されているので
、これらを平均濃度演算ROM38の入力アドレスに接
続すれば、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10に入力される。
一方、減算器9及び比較器10にはD F/F11より
f (i、j) 十E (i、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 E(i、j+1) =f(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、j)と、m (i、j)を比較し
、2値化データB (i、j)を出力する。
また式■に基づき、減算器9から出力される誤差E (
i、j+1)はセレクタ14及び比較器13に人力され
る。
比較器13では、該誤差E (i、j+1)と定数αと
の比較を式■により行い、該比較結果に基づき、セレク
タ14に対してセレクト信号を出力する。
セレクタ14では比較器13から送られてくるセレクト
信号により、前記誤差E(i、j+1)の絶対値がαよ
り大なるときはE (i、 j+1) = Qを、首記
誤差E (i、j+1)の絶対値がα以下の場合には、
減算器9出力をそのまま選択出方する。
誤差E (i、 j+i)は加算器12により入カ画像
デークf (i、、jB)に加えられる。I)F/Fl
lは 3 加算値をデータlクロック期間遅延する。
以下上記処理を繰返し行うことにより、2値化処理を順
次行う。
第8図(A)、(B)に重みマスクの一例を示す。
第8図(A)の重みマスクは周囲7画素の2値データか
ら平均値を求めるものである。
また、第8図(B)の重みマスクは周囲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8図(A)に示す重みマス
クを用いたので、実際に入力される6ビツト画像濃度レ
ベル(0〜63)に正規化する為に平均濃度演算ROM
38のROMテーブルは式■で得られた値を63倍して
6ビツト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 4 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、人力多値データを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が所定範
囲内の時そ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。
更に、本実施例では平均濃度と人力多値データの誤差が
所定値より大きい時は、その誤差を補正しないので、濃
度を保存することによる解像度の低下を防ぎ、エツジ部
を鮮明に再現することができる。
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、本発明は以上の例に限定され
るものではない。例えば、第2図において、2値化誤差
Eを、画素(x、j+1)へ3E(i、j+1) / 
4、画素(i、 j+2)へE (i、j+1) / 
4の如(、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(とも階調性の再現能主力は向上する。
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。
[他の実施例] 以上説明した実施例による2値−多値変換、方式は、平
均誤差最小法、誤差拡散法、ベイヤー型デイザ法、さら
に上述した本実施例での2値化法、いずれにおいて2値
化された画像に対しても良好に多値画像に復元出来る。
しかし、この2値−多値変換方式も以上の例に限定され
るものではなく、種々変形して応用可能である。
例えば、1ドツトが64画素又は32画素程度で構成さ
れる、いわゆるドツト集中型(ファツテイング)デイザ
の適用を受け2値化された2値画像に対しては、特に低
濃度、高濃度部分における2値画像入力時に有する集中
化されたドツトの低周波の周期性が残るために、例えば
、第6図に示す重みマスクをさらに拡大した4X4画素
、6×6画素程度の重みマスクを用いる事が望ましく、
入力画像が該デイザの適用を受けたか否かの情報が既知
であれば、適応的に該広い平均マスクな切 7 り換えて用いる事が望ましい。
尚、マスクを大とすることを本実施例ではROMを用い
て積和演算を実施しているが、同処理は各1ビツトデー
タと定数との積和演算である為に数段で構成する加算器
のみで実施出来る事は述べるまでもなイ。更に、該演算
部分をゲートアレー等の集積回路で実施することにより
、コスト的にも有利なものとすることができる。
又、上記実施例では入力データの種類が1つ(1色)の
場合を説明したが、入力データなR,G、Bの3色をす
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値画像を簡単なハ
ードウェア構成で一時的に多値画像に戻し、この状態で
所望する画像処理等を施こすこと 8 ができ、その後再び階調性及び解像度共に優れた2値画
像に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A’)は本発明に係る一実施例における入力画
像の画素毎の2値淵度を示した図、第1図(B)は本実
施例における画素毎の重み付はマスクを示した図、 第1図(C)は本実施例により復元された注目画素毎近
傍の多値データを示した図、 第2図(A)は本発明に係る一実施例における画素毎の
多値画像を示した図、 第2図(B)は本実施例における画素毎の2値化画像を
示した図、 第2図(C)は本実施例における画素毎の重み付はマス
クを示した図、 第3図(A)、(B)は本実施例における2値化処理の
原理を説明するための図、 第4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5図は本実施例の2値−多値変換部の詳細を示すブロ
ック図、 第6図は2値−多値変換部の重みマスクの例を示した図
、 第7図は本実施例の2値化回路の詳細を示すブロック図
、 第8図(A)、(B)は2値化回路の重みマスクの例を
示した図である。 図中、1,2,31.32・・・遅延RAM、3〜7.
11,14.33〜37・・・フリップフロップ、8,
38・・・平均濃度演算ROM、9・・・減算器、10
.13・・・比較器、12・・・加算器、14・・・セ
レクタ、A・・・入力装置、B・・・2値−多値変換部
、C・・・編集加工部、D・・・2値化回路、E・・・
2値プリンタ、F・・・多値プリンタ、G・・・補正回
路である。 特許

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力2値データに加重分布をもつ重みマスクを用
    いて多値データに変換する変換手段と、該変換手段によ
    る変換多値データに基づく所定の多値データを入力し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、該演算手段により得られた平均濃度
    値に基づき前記変換手段による変換多値データを再び2
    値化する2値化手段と、該2値化手段で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。
  2. (2)注目画素近傍の複数の2値画像と所定分布を有す
    る重みとの積和演算で重み付き平均値を画素毎に求める
    第1の演算手段と、該第1の演算手段での演算平均値を
    中間調画像として所定画像処理を加えた後、該中間調画
    像の注目画素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を求める第2
    の演算手段と、該第2の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再び2値化する2
    値化手段と、該2値化手段で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。
JP1249202A 1989-09-27 1989-09-27 画像処理装置 Expired - Lifetime JP2848568B2 (ja)

Priority Applications (2)

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