JPH0360576A - 2値化処理装置 - Google Patents

2値化処理装置

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JPH0360576A
JPH0360576A JP1197863A JP19786389A JPH0360576A JP H0360576 A JPH0360576 A JP H0360576A JP 1197863 A JP1197863 A JP 1197863A JP 19786389 A JP19786389 A JP 19786389A JP H0360576 A JPH0360576 A JP H0360576A
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JP1197863A
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Masamichi Sugiura
正道 杉浦
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Minolta Co Ltd
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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、各画素の濃度に対応する多値データを、2値
化処理する装置に関する。
〔従来の技術〕
ディジタル画像処理方式に於いて、多値データとして与
えられる各面素の濃度を、2値データに変換して、画像
再現用のデータとする処理(2値化処理)が行われてい
る。
2値化処理の方式としては、例えば、単純2値化処理方
式、デイザ方式、平均誤差最小方式等が知られている。
単純2値化処理は、第7図に示すように、多値データと
して入力される各画素の濃度(図中、−点鎖線〉を、一
定値として与えられている閾値と比較し、その大小に応
じて、H(旧gh:白)、又は、L (Low  :黒
)の2値データに変換する処理である。かかる単純2値
化処理は、例えば、文字原稿のように、白領域と黒領域
とが明瞭に識別される原稿の画像処理に於いて利用され
る。
デイザ法による処理は、各画素の濃度との大小比較に用
いるための闇値を、一定値としてではなく、一連の画素
及び−連のラインを繰り返しの単位として周期的に変化
する値(2次元の閾値マトリクス)として与える処理で
あり、写真原稿のように中間調表現の必要とされる原稿
の画像処理に於いて利用される。
平均誤差最小法による処理は、例えば、J、 F、 J
arvis、によって提案されている方式である。
これは、2値化処理すべき1Ift! (当画素)の濃
度データを、2値化処理前に、近隣の画素群の誤差デー
タ群により重み付きで修正して、より良好な中間調表現
を達成するものである。
ここに、誤差データとは、例えば、成る画素の濃度が黒
に近い灰色であるために黒画素として2値化表現される
場合には、黒の濃度データと、上記黒に近い灰色の濃度
データとの差に相当するデータをいう。同様に、成る画
素の濃度が白に近い灰色であるために白画素として2値
化表現される場合には、白の濃度データと、上記臼に近
い灰色の濃度データとの差に相当するデータをいう。
また、「重み付きで」とは、2値化処理すべき画素(当
画素〉に比較的近い画素の影響がより大きく、また、比
較的遠い画素の影響がより小さくなるように、各近隣の
画素の誤差データに係数を乗することをいう。
また、「修正」は、例えば、2値化処理すべき画素〈当
画素〉の濃度データに対して、各近隣の画素の誤差デー
タに係数を乗じたものを加えることにより行われる。
なお、かかる平均誤差最小法は、例えば、特開昭61−
293068号にも開示されている。
特開昭61−293068号の方式は、近隣の誤差デー
タに乗ずべき係数値を、ビットシフトで実現し得る値(
1/4.1/8)とすることにより、回路構成を簡素化
したものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
2値化処理による中間調表現としては、上述のように、
デイザ法、平均誤差最小法等の方式が採用されている。
しかし、デイザ法は、前述のように、一連の画素群を繰
り返しの単位として、閾値を成る周期で変化させるもの
である。
このため、上記周期性に起因して、再現画像上に、モア
レ縞、偽輪郭等の不具合が発生し易い。
また、細線の再現性にも問題があるため、文字領域と写
真領域との混在する原稿の処理には、不向きである。
一方、平均誤差最小法は、近隣の画素群の誤差データを
採り入れて、濃度データを、2値化処理上、より適切な
値に修正するものではあるが、閾値データを変化させる
ものではなく、この点に改善の余地があるものと考えら
れる。
さらに、誤差データによる修正を、前画素の誤差データ
の加算によって行う場合(後述の実施例の場合〉には、
上記濃度修正が、同一ライン上のデータに基づいて行わ
れることとなるため、閾値データの変化による再現画質
改善の余地は、−層大きいものと考えられる。
本発明は、かかる問題点の解決を企図するものである。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、 画像走査による当画素の濃度データを、近隣の画素の誤
差データに基づいて修正し、修正濃度データとして出力
する濃度修正手段、 修正濃度データと、濃度データの上限値又は下限値との
差に基づき、誤差データを演算する誤差データ演算手段
、 与えられた原閾値データに、乱数データを加算して、闇
値データとして出力する閾値データ生成手段、 修正濃度データと、閾値データとの大小を比較し、その
結果に応じて、2値データを出力する比較手段、 を有する2値化処理装置である。
即ち、本発明は、近隣の画素の2値化誤差(成る画素の
濃度が黒に近い灰色であるために黒画素として2値化表
現された場合は、黒の濃度データと核酸る画素の濃度デ
ータとの差、白に近い灰色であるために白画素として2
値化表現された場合は、白の濃度データと核酸る画素の
濃度データとの差〉によって当画素の濃度データを修正
するとともに、該修正後の濃度データと比較すべき2値
化の閾値を、乱数成分によって変化させることにより、
中間調画像の再現性を改善する2値化処理装置である。
なお、当画素の濃度データの修正に際して、直前の画素
の誤差データのみを採用し、これを、当画素の濃度デー
タに加算することとしてもよい。
その場合は、回路構成が簡略化されるとともに、処理速
度が向上する。
また、上記場合には、誤差データに基づく濃度修正が、
同一ライン上でのみ行われることとなるため、閾値を変
化させることによる中間調画像の改善効果が、より顕著
となる。
〈以下、余白〉 〔実施例〕 以下、本発明の詳細な説明する。
第1図は、本2値化処理回路の構成を示すブロック図で
ある。
本2値化処理回路は、画像読取部からの画像濃度データ
〈以下「原濃度データ」という)にエツジ強調処理を施
した後(以下、エツジ強調後の濃度データを「新濃度デ
ータ」という)、前画素の誤差分を加算しく以下、誤差
分加算後の濃度データを「修正濃度データ」という)、
その後、2値化の閾値と比較して、2値画像データを出
力するものである。
上記に於いて、誤差分としては、白又は黒に相当する濃
度データと前画素の濃度データとの差が用いられる。
また、エツジ強調処理は、エツジ強調すべき画素の周囲
の画素データに基づいて行われる。
また、2値化の閾値としては、所定の規則で変化する閾
値マトリクス(第4図)に、乱数分を加えた値が用いら
れる。
以下、本2値化処理回路におけるデータ処理の詳細につ
いて、 (1)エツジ強調処理 (2〉誤差加算処理 (3)閾値生成処理 (4〉比較処理 (5)実施例の効果等 の順に説明する。
(1)エツジ強調処理 第1図、第2図(A)上段、及び、第3図を参照して説
明する。
エツジ強調処理は、黒・白境界部でのいわゆる尾引き現
象を解消し、境界部の再現性を向上させるべく行われる
処理である。
このために、本実施例では、画像読取部からの原濃度デ
ータ(次ラインの原濃度データ)、ラインバッファlか
らの嘱濃度データ(当ラインの原濃度データ)、及び、
ラインバッファ2からの原濃度データ〈前ラインの原濃
度データ〉を、それぞれ同期させてエツジ強調部に入力
させ、下記の如き処理を行う。
まず、エツジ強調すべき画素(以下r当画素Jという〉
の尿濃度データ、及び、当画素の周囲の画素(前ライン
の画素9次ラインの画素、及び当画素の前後の画素)の
111度データに、それぞれ第3図図示のエツジ強調用
係数を乗する。
例えば、当画素が、ラインバッファl出力の画素N09
2の画素(濃度データ値“0” ;第2図参照)である
場合は、第3図図示のエツジ強調用係数の乗算により、 0  010     0  0−040 012 0
 00   0 0  010     0  0−04を得る。なお、
中心の画素が当画素を示す。また、数値は、16進表示
である。
次に、上記乗算によって得られた各位を加算して、その
結果を、新濃度データ(エツジ強調後の濃度データ)と
する。
例えば、上述の場合には、 OOH−(04)(+048) −−088が、IIr
a度デ濃度に相当する。
但し、濃度データの値は、例えば、 00H=黒、   FFH−白 のように、その上限値、及び、下限値が定められている
。したがって、上述の場合のように、演算結果が負とな
った場合には、 一08HQOOH のように修正して、“OOH″を新濃度データとする。
同様に、L記演算結果が“FFH”を越えた場合には、
“FFH”が新濃度データとされる。
例えば、当画素が、ラインバッファ1出力の画素No、
5の画素(濃度データ値“D58” ;第2図参照)で
ある場合は、上記と同様にして、10DOC60403
1 12D5C4−>   0IAA    013DIC
204030 を得、さらに、これらの加算により、 AAH (04H+04H+31H+308) ==14LH を得る。しかし、 141H>FFH であるため、 141HΦ FFH のように修正され、“FFH”が新濃度データとされる
なお、ラインバッファ1出力の画素NO12〜10の各
画素について、上述のように演算した新濃度データを、
第2図(A>に、エツジ強調ブタとして示す。
上述の説明より明らかなように、本エツジ強調処理によ
ると、黒・白境界部のように濃度勾配の急な部分では、
その両端部の濃度データ値は、より一層極端な値に修正
される。即ち、 比較的忍寄りのデータφ“○○H”側へ比較的自害りの
データQ″FFH”側へのように修正される。
その結果、上記境界部は明瞭に再現され、前述の尾引き
現象は解消される。
なお、本実施例では、エツジ強調後の濃度データとして
、上述の処理によって得た値の上位7ビツトを採用し、
エツジ強調部出力としている。即ち、第2図(A)中「
エツジ強調データ」として示されている値の1/2の値
を、エツジ強調部出力として採用している。
これは、加算部1での処理(後述)による桁溢れを考慮
したものである。
また、エツジ強調部からの出力データには、符号ビット
Sが付加される。
(2)誤差加算処理 第1図、第2図(B〉、第5図、及び第8図を参照して
説明する。
2−1〕概略 誤差加算処理は、前画素の誤差分α1 β、γδ、・・
 (第8図)を、当画素の濃度データに加算して修正濃
度データを得ることにより、中間調の再現性を向上させ
る処理である。
ここに、誤差分とは、前画素の濃度データ値が2値化の
閾値よりも、 黒寄りの場合−黒データ値からの偏差を、白寄りの場合
→白データ値からの偏差を、示す概念である。
本実施例での誤差加算処理は、エツジ強調部出力である
新濃度データと、選択部l出力である誤差データとを、
加算部Iにて加算することにより実行される。
なお、エツジ強調部出力の7ビツトの新濃度データの生
成方法は前述の通りである。
2− ii 3誤差データの生成 一方、選択部1出力である7ビツトの誤差データは、以
下のように生成される。
まず、加算部lから出力された前画素の修正濃度データ
値が、黒寄り (“OOH”寄り)であるか、白寄りく
“7FH”寄り)であるかが、比較部での比較結果(L
、又は、H;後述)に基づいて判断される。
その結果、 a〉黒寄りの場合 比較部出力がL (Low )であった場合は、黒寄り
であるとされる。
この場合は、黒データである”OOH”からの偏差分(
=加算部1の出力値−00H)が、選択部2・選択部l
を介して、前画素の誤差データとして、加算部1に入力
する。
即ち、前画素の比較結果がL (Low )の場合には
、選択部2にて、加算部1からのデータ(加算部lから
出力される前画素の修正濃度データの下位7ビツトのデ
ータ)が、誤差データとして選択される。
また、 b)白寄りの場合 比較部出力がH()ligh )であった場合は、白寄
りであるとされる。
この場合は、白データである“7FH”からの偏差分く
=加算部lの出力値−7FH)が、補数部・選択部2・
選択部1を介して、前画素の誤差データとして、加算部
1に人力する。
即ち、前画素の比較結果がH(High)の場合には、
選択部2にて、補数部からのデータが誤差データとして
選択される。
なお、補数部は、加算部1の出力データの下位7ビツト
に基づき、 加算部1の出力値−7FH に相当する演算を処理する回路である。
以上のようにして、選択部1からの誤差データが、前画
素の比較部での比較結果に基づいて生成され、加算部1
に人力する。
なお、選択部1は、ライン同期時における誤差データの
選択を処理する回路である。
即ち、前述のように、誤差データは、前画素の修正濃度
データに基づいて生成される。したがって、ライン先端
画素の誤差データは、そのままでは生成され得ない。こ
れに対処するべく、ライン同期時には、選択部1にて、
乱数部からの乱数を選択することとしたものである。
また、本誤差加算処理に於いて、白データ値として“F
FH”ではなく、“7FH”を採用している理由は、エ
ツジ強調部からの出力(新濃度データ〉を、前述のよう
に、1/2の値としているためである。
2− iii 〕誤差加算処理の具体側法に、本誤差加
算処理を、具体的なデータを用いて説明する。
a)当画素=画素No、3の場合 加算部1からの前画素(画素NO12〉の出力値は、“
76F(”である。なお、該出力値“76H″は、ライ
ン同期時に乱数部より与えられ、選択部1にて選択出力
されたものである。
また、該前回S(画sNo、2)の比較部出力は、H(
High)である。
したがって、誤差データ1′!、補数部にて処理された
データが選択される。
即ち、誤差データとして、 76H−7FH=−098(=−α) が、補数部・選択部2・選択部lから加算部1に人力し
、当画素N013のエツジ強!Ii部出力である“OE
H”に、 OEH+ (−09H)=OEH−α =05H のように加算される。
なお、加算結果“05H”は、当画素N、o、3の修正
濃度データとして比較部に入力するとともに、次画素で
ある画素N014の誤差データβを算出する基礎とされ
る。
b〉当画素=画素No、4の場合 加算部1からの前画素(画素No、3)の出力値は、“
058″である。また、該前画素の比較部出力は、L 
(Low )である。
したがって、誤差データは、前画素の加算部1の出力値
の下位7ビツトが選択される。
即ち、誤差データとして、 05H−00H=+05H(=+β) が、選択部2・選択部1から加算部lに入力し、当画素
No、4のエツジ強[6出力である“00H”に、 00H+ (+05H)=008十β =05H のように加算される。
なお、加算結果“0514”は、当画素No、4の修正
濃度データとして比較部に人力するとともに、次画素で
ある画素No、5の誤差データTを算出する基礎とされ
る。
C)当面累=画素No、5の場合 加算部lからの前画素(画素No、4)の出力値は、“
05H”である。また、該前画素の比較部出力は、L 
(Low )である。
したがって、誤差データは、前画素の加算部1の出力値
の下位7ビツトが選択される。
即ち、誤差データとして、 05H−008=+058 (=+γ)が、選択部2・
選択部1から加算部1に入力し、当画素No、5のエツ
ジ強調部出力である“7FH”に、 7FH+ (+05H)=7FH+γ =84 H のように加算される。
なお、加算結果“84H”は、当画素No、5の修正濃
度データとして比較部に入力するとともに、次画素であ
る画素No、5の誤差データδを算出する基礎とされる
d)当画素装置!No、6の場合 加算部工からの前画素(画素No、5)の出力値は、“
84H”である。また、該前画素の比較部出力は、H(
)ligh)である。
したがって、誤差データは、補数部にて処理されたデー
タが選択される。
即ち、誤差データとして、 84H−7FH=+058 (=+δ)が、補数部・選
択部2・選択部1から加算部1に人力して、当画素No
、13のエツジ強調部出力である17FH”に、 7FH+ (+058)=7FH+δ =84H のように加算される。
なお、加算結果184H”は、当画素No、5の修正濃
度データとして比較部に人力するとともに、次画素であ
る画素NO37の誤差データεを算出する基礎とされる
e)当画素−画素No、7の場合 加算部1からの前画素(画素N016〉の出力値は、“
84H”である。また、該前画素の比較部出力は、H(
旧gh)である。
したがって、誤差データは、補数部にて処理されたデー
タが選択される。
即ち、誤差データとして、 84H−7FH=+05H(=+ε〉 が、鴫数部・選択部2・選択部1から加算部工に人力し
て、当画素No、7のエツジ強調部出力である“OOH
”に、 00H+ (+05H)=OOH+ε =05H のように加算される。
なお、加算結果“05H”は、当画素N017の修正濃
度データとして比較部に入力するとともに、次画素であ
る画素No、3の誤差データζを算出する基礎とされる
以下、同様にして、前画素の加算部1からの出力データ
(修正濃度データ)、及び、該修正濃度データの2値化
結果に基づいて、誤差データが生或・選択され、当画素
の修正濃度データの演算に用いられる。
(3)閾値生成処理 第1図、第2図(A〉、及び第4図を参照して説明する
閾値生成処理は、修正濃度データ(誤差加算処理後の濃
度データ)を2値化するための閾値を生成する処理であ
る。
本実施例では、まず、閾値発生部にて、第4図に示す閾
値マトリクス(4X4)で与えられる閾値(以下「原閾
値」という)が生成される。
即ち、主走査方向に関しては、4画素を繰り返しの単位
とする4つの閾値データの内のいづれかの閾値データが
、主走査カウンタ部からのカウント値に基づいて、順に
選択・生成される。
また、副走査方向に関しては、4ラインを繰り返しの単
位とする4組の閾値データ群の内のいづれかの閾値デー
タ群が、副走査カウンタ部からのカウント値に基づいて
、順に、繰り返して選択される。
例えば、第n+1ラインの第1画素から、3C,3A、
36.34.3C,3A、  ・・のように、順次、生
成された場合には、第n+2ライン・第1画素からは、 3A、38.38,36.3A、38.  ・・また、
第n+1ライン・第1画素からは、36.38.38.
3A、36,38.  ・・また、第n+4ライン・第
1画素からは、34.36.3A、3C,34,36,
・・のようにして、生成される。
なお、第4図より明らかなように、本実施例で用いられ
る閾値マトリクスは、斜め方向に同一の閾値データの配
列された、いわゆるスクリーン性を有するマトリクスと
して構成されている。これ1よ、前述の誤差加算法での
処理との相乗効果により、−層良好な再現画像を得るこ
とを企図するものである。
また、このようにして生成される@閾値に対して、本実
施例では、さらに、加算部2にて、乱数分の加算を行っ
ている。
即ち、第2図(A)下段に示すように、7ビツトの乱数
部出力データの上位4ピツ) (1/8の値)を、加算
部2に人力させて、原閾値の下位4ビツトに加算してい
る。
これは、閾値マトリクスの周期性(4×4の周期性)の
影響を、乱数分によって低減することにより、再現画像
上のモアレ縞、偽輪郭の発生を防止するためである。
なお、乱数部の出力データは、ライン同期時には、前述
のように、加算n1への誤差データとしても用いられる
(4)比較処理 第1図、第2図(B)中段、及び第6図を参照して説明
する。
比較処理は、前述の修正濃度データ(加算部1出力;誤
差加算処理後の濃度データ)と、上述の閾値データ(加
算部2出力;閾値マトリクスに基づく原閾値に乱数分を
加算したデータ)とを比較し、その大小関係に応じ、H
(High) 、又は、L(L(111)の2値データ
を生成する処理である。
本実施例では、 修正濃度データ〉閾値データ である場合には、H(High) 、即ち、白データを
生成し、 修正濃度データく閾値データ である場合には、L (Low ) 、即ち、黒データ
を生成している。
なお、比較結果は、2値画像データとして出力部を介し
て出力されるとともに、選択部2にも人力され、前述の
ように、誤差データ選択用のデータとして利用される。
(5)実施例の効果等 上記実施例では、エツジ強調処理を、誤差加算処理の前
に行っているが、これは、誤差加算処理後、比較処理前
であってもよい。
また、上記実施例では、エツジ強調処理を、3ライン分
のデータに基づいて行っているが、これは、当該ライン
のデータのみ(1ライン分のデータ)に基づいて行って
もよい。
また、上記実施例では、加算等すべきデータを7ビツト
としているが、本発明は、これに限定されない。同様に
、原閾値に加算する乱数骨も、必ずしも4ビツトでなく
ともよい。
また、本2値化処理回路は、エツジ強調処理部、誤差加
算処理部、閾値生成処理部、及び比較処理部より構成さ
れ、前述の如くデータ処理される結果、良好な階調性を
有する再現画像を得る。
また、デイザ法による場合に比し、細線の再現性に優れ
、また、モアレ縞、偽輪郭等の不具合も防止される。
また、従来より提案されている平均誤差最小法との比較
に於いても、遜色の無い画像を得られるとともに、処理
速度が速く、また、回路構成が簡単である。
く以下、余白〉 〔発明の効果〕 以上、本発明は、当画素の濃度データを近隣画素の誤差
データにより修正する濃度修正手段、誤差データ演算手
段、原閾値データに乱数データを加算して閾値データと
して出力する手段、修正濃度データと閾値データとより
2値データを生成する手段、を有する2値化処理装置で
ある。
実施例に述べたように、本発明によると、誤差データに
よって当画素の濃度データが修正されるとともに、該修
正後の濃度データと比較すべき2値化の閾値が乱数成分
によって変化される。
このため、モアレ縞、偽輪郭等が無く、細線の再現性の
良好な中間調画像を得る。
また、直前の画素の誤差データの加算により当画素のa
文データを修正する場合には、回路構成が簡略化される
とともに、処理速度が向上する。
さらに、上記場合には、濃度修正が、同一ライン上での
み行われることとなるため、乱数成分によって閾値を変
化させることによる中間調筒賀の改善効果が、より顕著
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例にかかる2値化処理回路の構成を示すブ
ロック図、第2図(A)(B)は該2値化処理回路で処
理されるデータの変遷を示す説明図、第3図はエツジ強
調処理用の係数を示す説明図、第4図は閾値マ) IJ
クスの説明図、第5図は加算部lでの誤差加算処理の説
明図、第6図は比較部での2値化処理の説明図、第7図
は従来の2値化処理の説明図、第8図は本発明の誤差加
算処理の説明図である。 α、β、T、・・・誤差データ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)画像走査による当画素の濃度データを、近隣の画
    素の誤差データに基づいて修正し、修正濃度データとし
    て出力する濃度修正手段、 修正濃度データと、濃度データの上限値又は下限値との
    差に基づき、誤差データを演算する誤差データ演算手段
    、 与えられた原閾値データに、乱数データを加算して、閾
    値データとして出力する閾値データ生成手段、 修正濃度データと、閾値データとの大小を比較し、その
    結果に応じて、2値データを出力する比較手段、 を有する2値化処理装置。
  2. (2)請求項1に於いて、 濃度修正手段は、当画素の濃度データに、前画素の誤差
    データを加算することにより、濃度データの修正を行う
    、 2値化処理装置。
  3. (3)請求項1に於いて、 閾値データ生成手段は、原閾値データとして、主走査方
    向に関して所定の周期で変化し、副走査方向に関して所
    定の周期で上記変化の態様を変化するように生成される
    データ群を採用する、2値化処理装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0844783A2 (en) * 1996-11-20 1998-05-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image processing device performing the conversion of gradation values by means of error diffusion method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0844783A2 (en) * 1996-11-20 1998-05-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image processing device performing the conversion of gradation values by means of error diffusion method
EP0844783A3 (en) * 1996-11-20 2000-10-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image processing device performing the conversion of gradation values by means of error diffusion method

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