JPH0366873B2 - - Google Patents

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JPH0366873B2
JPH0366873B2 JP55181600A JP18160080A JPH0366873B2 JP H0366873 B2 JPH0366873 B2 JP H0366873B2 JP 55181600 A JP55181600 A JP 55181600A JP 18160080 A JP18160080 A JP 18160080A JP H0366873 B2 JPH0366873 B2 JP H0366873B2
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JP
Japan
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image signal
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binarized
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JP55181600A
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Yoshiaki Kurosawa
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/403Discrimination between the two tones in the picture signal of a two-tone original

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
  • Color, Gradation (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は濃淡画像を例えばドツトプリンタ等の
2値化出力装置を用いて表示する場合に有用な濃
淡画像の2値化装置に関する。
近時、ドツトプリンタ等の簡易な出力装置を用
いて写真像等の濃淡画像を表示出力することが試
みられている。この種の出力装置は白・黒の2値
の表示形態しかとり得ないことから、上記濃淡画
像を効果的に2値化することが必要となる。この
2値化処理については、例えば新聞等に掲載され
る写真では、所謂網を用いることにより、網目の
大きさを利用して濃淡効果を生み出しているが、
この手法をそのままドツトプリンタ等に適用する
ことは甚だ困難である。
そこで従来、代表的には組織デイザ法や平均誤
差最小法等の2値化処理を導入して濃淡画像を2
値化するようにしている。組織デイザ法は、画素
位置に応じて予め適当な閾値を決めておき、これ
によつて画素信号を弁別して2値すると云う簡易
な処理によつて達成されるが、上記平均誤差最小
法に比して一般的に画質が悪いと云う欠点があ
る。一方、平均誤差最小法は、複数の画素によつ
て構成される小領域内の2値化画像と原画像との
差の平均がさくなるように2値化を決定するもの
で、画質を十分に良くすることができる反面、2
値化処理が複雑で大掛りなシステム構成を必要と
する等の欠点を有している。
本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、簡易な処理によ
つて十分画質の高い2値化画像を得ることがで
き、簡単なシステム構成で安価に実現できる実用
性の高い濃淡画像の2値化装置を提供することに
ある。
即ち本発明は平均誤差最小法によつて得られる
画質と同等な画質の2値化画像を得ることがで
き、なおかつ、簡易なハードウエア構成によつて
安価に実現できる濃淡画像の2値化装置を提供す
ることにある。
以下、図面を参照して本発明の実施例につき説
明する。
第1図は濃淡画像1と、この濃淡画像1をラス
タ走査し、サンプリングにより画素分離した画素
2との関係を示すもので、同図aは全体構成を、
また同図bはその一部を拡大して示している。
今、入力画像をf(i,j)とし、この画素位置(i,j)
における2値化データをg(i,j)として定義する。
O≦f(i,j)≦1 g(i,j)=Oor1 として表すことができる。つまり、画素位置
(i,j)における入力画像f(i,j)は正規化された0
〜1のレベルを有し、このレベルに対して2値化
データg(i,j)が0または1を取ることを示してい
る。さて、第1図bにおいて、斜線で示す画素2
aが処理の対となるデータ位置であつて、画素2
bが既に2値化処理を終了し、2値化データが決
定したものとする。尚、2cは、未処理の画素を
示している。しかして、第1図bに示す画素2
a,2b,2cは、処理対象となる画素2aの周
囲を抽出したものであり、処理が終了した画素2
bの集合をQ、この集合Qと処理対象となる画素
2aとからなる集合をQ′としたとき、本発明方
式による2値化処理のアルゴリスムは次のように
示される。
g(M.N)=F{f(M.N),g(i.j) [(i.j)∈Q]} 但し、座標(M.N)は処理対となつている画
素位置を示すもので、Fは関数である。つまり、
処理対象となつている画素位置(M.N)の2値
化データg(M.N)は、同画素位置の入力画信号デー
タf(M.N)と、集合Qは含まれる近隣画素位置(i.j)
の既に2値化されたデータg(i.j)とに基づき、何ら
かの重み付け関数Fにより決定される。この関数
Fは、例えば g(M.N)=F(X)=1…X1/2α(0.0) 0…X<1/2α(0.0) X={ 〓 (i.j)∈Q′α(M-i,N-j)}・f(M.N) − 〓 (i.j)∈Qα(M-i,N-j)・g(i.j) として示されるものである。但し、α(i.j)は例えば
第2図に示す如きウエイトをもつた重み関数であ
る。また上式中、Xの右辺側のマイナス項は、集
合Qの領域における2値化データg(i,j)に所定の重
み付けして求められる濃淡画像1の平均濃度値を
示している。しかしてこの式(関数F)は、処理
対象とする現画素2aの画素信号f(i.j)を2値化し
てその2値化データg(i,j)を求めたとき、現画素2
aを含む集合Q′における2値化データg(i,j)の平均
値が濃淡画像1の濃度平均値と等しくなるような
現画素2aの画素信号f(i.j)に対する2値化データ
g(i,j)を求めることを示している。このアルゴリズ
ムに示されるように、重み関数を予め定めておく
だけで、過去の2値化データと現座標位置の入力
画信号データとから簡易にして上記濃淡画像1を
効果的に表現し得る2値化データを作成し、これ
を出力することができる。しかも、この2値化処
理に必要とする過去のデータは全て2値化データ
であるから、その蓄積記憶が容易であり、例えば
メモリバツフアの容量を低減して簡易にして安価
に装置を構成することができる。
ちなみに従来の平均誤差最小法の演算アルゴリ
ズムは次のように示される。
このアルゴリズムに示されるように、平均誤差
最小法にあつては、2値化された画素データg(i.j)
から復元される擬似画信号データf′(i.j)と上記画素
データg(i.j)との差分(誤差)を求め、その平均値
を入力画信号データf(M.N)に加味して同画素位置
(M,N)の画信号f′(M.N)を評価し、この画信号デ
ータf′(M.N)から2値化データを得ている。従つて
演算処理が相当複雑あることのみならず、アナロ
グ情報(多値デイジタルデータを含む)であるデ
ータf′(i.j)を演算処理の為に蓄えておく必要もあ
り、大容量メモリを要してシステム構成が相当複
雑化し、高価なものとなることが否めない。
この点、本方式によれば極めて簡易に濃淡画像
を効果的に表現可能な2値化処理を実行すること
ができ、また2値化処理して形成される画像の画
質も、上記平均誤差最小法によるものと殆んど変
りがない。
第3図は上記アルゴリズムを実現する本発明に
係る実施例装置の概略構成図である。濃淡画像を
ライン走査して入力される画信号は、例えばA/
D変換器11を介してnビツトデイジタルデータ
に変換されて取込まれる。このnビツトの画信号
データは後述する12ビツトのデイジタルデータと
共にROM(リード・オンリ・メモリ)12のア
ドレスデータとして与えられ、同ROM12に予
め登録された1ビツトデータの読出しに供されて
いる。この1ビツトデータは、上記画信号に対応
した2値化デイジタルデータであつて、先に説明
したアルゴリズムに基づき作成されるものであ
る。しかしてこのようにしてROM12から読み
出された2値化1ビツトデータは、所定の出力装
置(図示せず)に供給されると共に、シフトレジ
スタSR13を介して2サンプリング遅延された
のち、順次シフトレジスタ14,15,16,1
7に供給される。シフトレジスタ14,15は直
列構成されて、上記1ビツトデータを1ライン走
査期間遅延するものであり、後段のシフトレジス
タ15の各タツプより、隣接する例えば5サンプ
ル(5画素)位置の2値化データ(1ビツト)を
並列的に取り出している。またシフトレジスタ1
6,17も同様に直列構成されて1ビツトデータ
を1ライン走査期間遅延するように構成され、そ
の後段より5サンプル位置の2値化データ(1ビ
ツト)を並列的に取り出している。これらのシフ
トレジスタ13,15,17よりそれぞぞれ並列
的に取り出される計12ビツトの並列データは、前
記nビツトの入力画信号データと共に、前記
ROM12のアドレスデータとして用いられる。
即ち、今、タイミングt0なるときのnビツト入
力画信号データが(C0,C1,C2〜Co-1)として
示されるとき、同タイミングt0には、シフトレジ
スタ13より1サンプル前の2値化データD-12
サンプル前の2値化データD-2が出力されてい
る。またシフトレジスタ15の並列出力は、1ラ
イン走査のサンプル数をlとしたとき、2値化デ
ータD-(l-2),D-(l-1),D−l,D-(l+1),D-(l+2)
なつており、シフトレジスタ17の並列出力は、
2値化データD-(2l-2),D-(2l-1),D-2l,D-(2l+1)
D-(2l+2)となつている。従つてROM12はデータ C0〜Co+1,D-1,D-1D−(l-2),〜D−(l+2),D
(2l-2)〜D−(2l+2) なる(12+n)ビツトのデータにてアドレスされ
ることになる。ここで、C0,〜,Co-1なるデータ
は前述したシフトレジスタにおけるf(M.N)に相当し
たものであり、D-1,D-2,〜D-(2l+2)の計12ビツ
トのデータは、それぞれg(i.j)〔j,l∈Q〕に相
当したものである。しかしてROM12に予め登
録された1ビツトのデータDはg(M.N)に相当した
もので、前記アドレスとして与えられるデータに
従い、前記アルゴリズムに基づいて演算して与え
られたものである。故に、前記ROM12のアド
レスを過去の2値化データと現入力画信号データ
とにより指定することによつて極めて簡単に上記
画信号に対する2値化データを得ることが可能と
なる。
尚、前記した12ビツトのデータD−1,D−2
D−(2l+2)にそれぞれ設定された重み係数を乗じた
のち、それらを加算し、入力画信号データC0
C1〜Co-1に係を乗じて加算したデータから減じて
その差分を求め、所定値に対して弁別する前記ア
ルゴリズムをそのまま実行することも勿論可能で
ある。然し乍ら、このようにして計算されるデー
タは高々1ビツトであり、2(n+12)ワードしか要さ
ないことから、予め演算処理してその結果を実施
例の如くROM12に登録し、入力データに対応
して処理結果を選択的に読出すようにしておけば
実質的に同じ処理をしたことになるので、装置構
成や価格の点で都合がよい。
第4図は本発明の別の実施例を示す装置概略構
成図であり、2値化データを記憶する為にRAM
21を用い、このRAM21へのデータ書込みお
よび読出しを、アドレスカウンタ22によるアド
レスデータを受けて作動するアドレスコントロー
ラ23により制御するようにしたものである。
尚、RAM21の入出力にそれぞれ設けられたシ
フトレジスタ24,25は、1ビツトデータ出力
用のバツフアとして機能する。
このようなRAM21を用いて装置を構成した
場合、RAM21を通過するデータのサンプリン
グ遅延数を可変することができるので、例えば1
ラインサンプリング数の異なる濃淡画像を入力す
る場合に十分適応することが可能となる。
また第5図は本発明の変形例を示す装置構成図
である。濃淡画像をラスタ走査した画信号はアナ
ログ形態のままコンパレータ31に入力され、
D/A変換器32を介して与えられる比較基準レ
ベルと参照比較されて2値化されるようになつて
いる。この2値化データは順次バツフア33に蓄
積記憶され、前記画素位置(i.j)〔(i.j)∈Q〕に
あるものがバツフア33より並列的に読出され
て、ROM34をアドレス指定するように構成さ
れている。このアドレス指定によりROM34か
ら読出されたデータが前記A/D変換器32によ
りアナログ変換され、比較基準レベルとしてコン
パレータ31に与えられる。
即ち、本方式によれば前記したようにXなる値
を求め、その値Xと係数1/2α(0.0)との比較に
よつて2値化データg(M.N)を規定した。換言すれ
ば { 〓 (i.j)∈Q′α(M-i,N-j)}・f(M.N)− 〓 (i.j)∈Qα(M-i.N-i)・ g(i.j)〓1/2α(0.0) を判定していた。従つて、上式に着目すれば として示すことができ、 を判定すれば、2値化データg(M.N)を直接求める
ことができることを意味する。しかして、上式右
辺は、過去のデータg(i.j)の関数として示されるか
ら、バツフア33に蓄積された2値化データg(i.j)
に従つて比較レベルを規定すれば同様にして2値
化処理を行うことができ、先の実施例と全く同様
な2値化データを簡易に得ることができる。また
このような構成を採用すれば、安価なD/A変換
器だけを利用するので、つまり高価なA/D変換
器を必要としないので、装置を安価に、且つ信頼
性を良く実現することができる。また、このよよ
うにしても、記憶保持して2値化処理の為に帰還
するデータは1ビツトデータである為、その取扱
いが簡単であり、システム構成の簡素化を図り得
る。
以上説明したように本装置は比較的簡単な構成
で安価に実現でき、これによつて得られた2値化
データにより形成される画像も従来の平均誤差最
小法と同等以上の画質を有する等の絶大なる効果
を有する。
尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるもの
ではない。例えば2値化処理にフイードバツクす
る過去の2値化データの画素領域Qおよび画素数
や、重み関数αは仕様に応じて定めれば良いもの
である。また、上記過去の2値化データを格納す
るバツフアを全てシフトレジスタで構成したり、
あるいは全たをRAMで構成するようにしてもよ
い。またROMに計算データを予め登録すること
なく、その都度演算処理するように構成すること
も勿論良い。要するに本発明は、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができ
る。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を説明する為のもので、第
1図a,bは画素位置と計算処理の概念を説明す
る為の図、第2図は重み関数の例を示す図、第3
図は一実施例装置の概略構成図、第4図は他の実
施例装置の概略構成図、第5図は変形例装置の概
略構成図である。 11……A/D変換器、12……ROM、1
3,14,15,16,17……シフトレジス
タ、21………RAM、22……アドレスカウン
タ、23……アドレスコントローラ、24,25
………シフトレジスタ、31……コンパレータ、
32……D/A変換器、33……バツフア、34
……ROM。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 濃淡画像をラスタ走査して得られる画信号を
    順次入力する手段と、現入力画信号の濃度値と先
    に入力された画信号に対してそれぞれ求められた
    前記現入力画信号の画素位置の近傍領域における
    各2値化データとに基づいて前記現入力画信号に
    対する2値化データを作成する手段と、この手段
    で求められた2値化データを出力すると共に、こ
    の2値化データを一時記憶して前記2値化処理に
    おいて後に入力される画信号の画素位置近傍領域
    の2値化データで前記現入力画素位置に対応した
    ものとしてフイードバツクする手段とを具備し、
    前記2値化データの作成手段は前記現入力画素位
    置の近傍領域における求められた各2値化データ
    及び前記現入力画素位置における想定した2値化
    データの所定の重み付け処理により求められる平
    均値に対し前記濃淡画像の現入力画信号が示す濃
    度値との差が小さくなるように、前記現入力画信
    号に対する2値化データを作成してなることを特
    徴とする濃淡画像の2値化装置。 2 2値化データを作成する手段はリード・オン
    リ・メモリからなり、nビツト並列データとして
    入力される画信号と、現入力画信号の画素位置近
    傍の数画素位置から並列的に抽出される2値化デ
    ータとをアドレス・データとして入力し、予め所
    定に重み付け処理により求められて該アドレスに
    登録されている2値化データを出力するものであ
    る特許請求の範囲第1項記載の濃淡画像の2値化
    装置。
JP55181600A 1980-12-22 1980-12-22 Binary device for picture with contrast Granted JPS57104369A (en)

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