JPH04111677A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH04111677A
JPH04111677A JP2230263A JP23026390A JPH04111677A JP H04111677 A JPH04111677 A JP H04111677A JP 2230263 A JP2230263 A JP 2230263A JP 23026390 A JP23026390 A JP 23026390A JP H04111677 A JPH04111677 A JP H04111677A
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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〕 本発明は多値データを2値データに疑似中間調処理する
画像処理装置に関する。
〔従来の技術〕
従来より、ファクノミリ装置やデンタル複写機等の画像
処理装置において疑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、5TE
INBERG。
“AN  ADAPTIVE  ALGORITHM 
 FOR5PETIALGRAY  5CALE″ S
ID  75DIGEST、PP36〜37に開示され
ている如く注目画素の多値画像データを2値化(量感レ
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闇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、ハードウェア
構成が大変複雑になるといった欠点があった。
また、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、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か発生し、画質
が劣化するといった欠点があった。
さらに、縮小された2値化画像を得ようとした場合、従
来は、2値化後の2値化データを間引くか、あるいは読
み取り系の制御により予め入力されるデータを制御する
方法がとられていて、このためハードウェアが複雑にな
るといった欠点があった。
また縮小を単純間引きて行なった場合、細線が消えたり
、階調性が損なわれるといった欠点があった。
特に、前述の平均濃度近似法では2値化後の2値データ
がそれ以降の2値化処理にも用いられるため、縮小の際
単純間引きを行なうと、その後の2値化処理にも影響を
及ぼすといった欠点かあった。
また縮小を単純間引きで行なった場合、細線が消えたり
階調性が損なわれたりし易く、この事は、縮小率が低く
なる程顕著に現われるといった欠点があった。
本発明は、上述した課題を解決することを目的として成
されたもので階調性及び解像度共に優れた画像を簡単な
ハードウェア構成で短時間に得ることができかつ縮小時
においても画質劣化のない画像を容易に得ることができ
る画像処理装置を提供するものである。
〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明は上述し
た目的を達成するため、本発明によれば多値データを入
力する入力手段と、2値化処理された所定領域のデータ
を用いて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、前記入力した多値デ
ータを2値化する2値化手段と、入力する複数画素の多
値データのうち所定の画素の多値データを間引き処理す
る処理手段と、間引かれる画素の多値データと間引かれ
ない画素の多値データの平均値を演算する演算手段と、
前記2値化手段における2値化の対象となる入力データ
を画像の縮小率に応じて前記平均値とするか間引かれな
い画素の多値データとするかを選択する選択手段とを設
けたものである。
〔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図は入力画像の画素毎の多値画像データを示す。
第1図(1)においてf (i、 j)は2値化しよう
とする注目画素位置の入力画素の多値濃度データを示す
。また、破線より上の画素位置はすてに2値化処理が終
了しており、注目画素の2値化後はf (i−’−,1
,j)、  f (i+2. j)・・・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像データであ
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、5×3
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(1,0)R(2
,0)二〇として用いる。
本方式は、入力多値データf (i、  D (0〜6
3)を2値化しようとする場合、第1図(2)の破線で
囲まれた部分の2値データB(i、j)と、第1図(3
)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、 Dを求め、該平均値
m(i、Dをしきい値として2値化すると共に、該平均
値m(i、D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1図に示す例で示せば、 m (i、 j)−Σ ΣR(x、 y) ・B (i
+x、 i+い    ・・・■y+−2頁+−2 f (i、 j) +E (i、 j) >m (i、
 j)の時B (i、 j) ==1≦m (i、Dの
時B (i、 j) −Q     ・・・■E + 
(i+L j) =1/21f (i、 J) +E 
(i、 D −m (i、 DJE2(++]+1) Eo(i、 j) =E 、  (++4. j) +
E2(i、 j毒1)ただし、E (i、 j) −E
 、 (i、 j) +E2(i、 j)ここで、上記
原理を第2図の内容に基づいてさらに具体的に説明する
本実施例で用いた重みマスクは、第2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63とな
るよう設定されている。従って、m(1゜J)は0〜6
3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2図の注目画素の多値データ“5”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)=9XO+6xl−4− (4xO−f
−7xO÷9XH−7>、O+4.Xl)+ (IXO
+4XO±6XO士4XO+2X1)=21従って、B
(i、j)は“0”と2値化され、発生する誤差は5−
21=−16てあり、E 、 (i+j、 j)E 2
 (i、  ++1) −−8となる。この誤差の拡散
によって、f (i’−]、 j)は“10”から1O
−8=2に、f (i、 ++1)は“15″から15
−8−“7″に補正される。
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、 Dの1画
素前の画素(i−1,j)を2値化した際に発生した誤
差の%とlライン前の画素(i、  j−1)を2値化
した際に発生した誤差の%とを加えた誤差である。
この2値化誤差E (iDを注目画素f(i、D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
に保存することができる。
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。
前述、E o (++ J)は注目画素(i、 j)の
2値化の際に発生した誤差でE 、 (++1. j)
は注目画素(i、 Dの1画素後の画素f (i、 +
+1)に振り分けられる誤差である。E2い、 ++1
)は注目画素(i、 Dの1ライン後の画素f (i、
 ++1)に振り分けられる誤差である。
さて、本実施例では隣接する画素に分配する誤差E。(
i、 j)は f(i、j)+E(i、j)−m(i、j)  l>a
  Caは定数)・・・■の場合には、E o  (i
、  D =Oとし、上記以外の場合には、 E o (i、 j) =f (i、 D +E (i
、 D −m (i、 j)     =−■とする。
従って、上記式■、■に示す様、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
E。を次画素と1ライン後の画素の2値化時の補正値と
して割り付ける(E、、E2)。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Oとして次画素と1ライン後の画
素の2値化時の補正は行わない。つまり、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く、従
って、中間調を有する画像域であると判断出来、従って
2値化する事によって発生する平均濃度との差分を隣接
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
実に疑似中間処理できる。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のを判断し、その場合の画素に対し
ては補正値をO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。
これにより、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は上記画像濃度変
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と共に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
第4図は本発明の一実施例を示す画像処理装置のフロッ
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て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ビツトのデン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7エーデイング補正等
をデン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値化回路りては入力し
た6ヒツト多値の画像データを前述した方式により1ヒ
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シェツ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
つきドツトをオン/オフ制御し画像を記録紙上に再現す
る。
第5図は第4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5図において、1.2はそれぞれ2値化処理された2
値データを1ライン分記憶するラインメモリ、3はセレ
クタI4より出力される誤差データを1ライン分記憶す
る誤差メモリ、4〜14はデータを1画素遅延させるた
めのD  F/F、15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
値化する際のしきい値を出力する平均濃度演算ROM、
16は入力された注目画素の多値データと、前記ROM
15から出力されたしきい値との差を演算する減算器、
17はROM+5から出力されるしきい値と注目画素の
多値データを比較する比較器、19は除算器22より出
力された誤差データ(一画素前から分配される誤差)と
D  F/F14から出力された誤差データ(1ライン
前の画素から分配される誤差)と補正回路Cから送られ
てきた6ヒツトの多値入力データを加算する誤差補正用
加算器、20は減算器16から送られてくる隣接画素へ
の分配誤差データを所定の値αと比較する比較器、22
は減算器16から送られてくる隣接画素への分配誤差デ
ータを1/2にする除算器、21は比較器20からのセ
レクト信号に基づき0又は減算器の出力のいずれかを選
択するセレクタ、23は縮小率を設定するためのレジス
タ、24はレジスタに設定された縮小率に従って間引き
パターンを出力するROMにより構成される間引きパタ
ーン作成回路、25はROM24の出力と画素クロック
の論理和をとって間引きタロツクを出力するケート、2
6は加算器19から送られてくる補正注目画素データを
縮小のために間引く時、その間引いた画素データと一画
素前の画素データとの平均値を求め、それを補正注目画
素データとして出力する間引き画素処理回路、33はレ
ジスタ23に設定された縮小率がある一定βより高いが
どうかを判断する比較器である。
上記構成において、比較器17は式■に基づき2値化し
た1ビツトデータBい、j)を出力する。
該2値化データはラインメモリ2とD  F/F]2に
入力される。このときD  F/F12からは、一画素
前の2値データB(i−1,j)が、ラインメモリ2か
らはB (i + 2 、 j −1)がラインメモリ
1がらはB (i+2.  j−2)がROM15に出
力され、DF/F4〜】1.13からもそれぞれシフト
された2値データが出力される。
これら2値データは、第1図(2)に示す領域の2値化
画像データであり、これらをROM15の入力アトレス
に接続すれば、ROM15にあらかじめ式■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
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16及び比較器17に入力される。一
方、減算器16及び比較器17には間引き画素処理回路
26よりf (i、  D +E (i、  J)か入
力される。
この2つの入力に基づき減算器16は式■における不等
式の両辺の差 Eo(i、 j) −f (i、 D +E (i、 
D −m (i、 j)     −■を演算する。
一方、比較器17は上記2つの入力に基づきf(1゜D
 +E (i、 Dと、m (i、 D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16から出力される誤差E。(i、 j)はセレク
タ2】及び比較器20に入力される。
比較器20ては、該誤差E。(i、 D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2
1に対してセレクト信号を出力する。
セレクタ21ては比較器20から送られてくるセレクト
信号により、前記誤差E o (1,J)の絶対値かα
より大なるときはE。(i、  j) −〇を、α以下
の場合には、減算器16出力をそのまま選択出力する。
セレクタ21から出力された誤差E。(i、Dは除算器
22て%にされE、(i+J j)とE、、(i。
Jヰ1)に分配される。
E 、  (i+1.  j)は加算器19に入力され
、次画素の入力画像データf (i+1.  j)に加
えられる。
E 2 (+、  J + 1 )は誤差メモリ3に入
力され、DF /’ F ] 4を経て加算器19にて
lライン後の入力画像データf(i、j+1)に加えら
れる。
間引き処理回路26は画像を縮小しない場合は、加算値
を1画素クロック分遅延する。
前述した処理を画像データを入力する毎、繰返し行なう
ことにより2値化処理を順次行なう。次に画像の縮小に
ついて説明する。
レジスタ23はCPUバスに接続されていて、縮小率が
セットされる。このセットされた縮小率に基づき間引き
パターン作成回路24は間引きパターンを出力する。間
引きパターン出力はゲート25て画素クロックにゲート
をかける。ケート25の出力はラインメモリ32と誤差
メモリ3、D  F/F4〜14、間引き処理回路26
に接続される。例えば、縮小率が100%の場合は、回
路24の出力は“L”でゲート25の出力は画素クロッ
クがそのまま出力される。縮小率が50%の場合は画素
クロックに同期して“HL”を繰り返す方形波が回路2
4より出力され、ゲート25の出力は2画素に1回クロ
ックパルスが間引きかれた波形となる。このクロックに
よりラインメモリ1,2、誤差メモリ3、D  F/F
4〜14、間引き画素処理回路26は2画素につき1画
素分だけ動作することにより画素の間引き(縮小)を実
現する。
レジスタ23に設定された縮小率は比較器33に入力さ
れ一定値βと比較される。
縮小率の値がβより大きい場合(等倍に近い場合)は比
較器33は“H”を出力し、間引き画素処理回路26の
平均値の出力を行なわないようにし、縮小率の値がβよ
り小さい場合は比較器33は“L”を出力し間引き画素
処理回路26の動作をイネーブルにする。
これにより、縮小率が低(なるにつれて細線が消えたり
階調性が損なわれ易くなるといった現象に対し、ある縮
小率より小さい時は、間引き画素処理回路26をイネー
ブルにし、画引き画素のデータを隣接画素に反映させる
ことによりそれら現象を防止することができる。
また縮小率が高い場合に間引き画素処理を行なうことに
よる解像度の劣化も防ぐことができる。
第6図に間引き画素処理回路26の概要を示す。
第6図(1)は、縮小率が50%以上の場合である。B
を間引く画素とすると、Bの入力多値データと、Bの一
画素前の間引かれない画素Aの入力多値データの平均値
Cを求め、これをAの入力多値データとする。
第6図(2)は縮小率が50%以下の場合である。
この場合は、間引かれる画素が2つ以上連続する可能性
があるが、その時は連続した間引き画素の先頭画素のみ
上記処理を行ない、他の画素(図中の画素■)は、単純
間引きとする。
以上のように縮小において、間引く画素の入力多値デー
タを捨てるのではなく、隣接画素に反映させることによ
り、階調の不連続や細線が消えてしまうのを防止するこ
とができる。特に、このことは本実施例の如く、2値化
後の2値データを以降の2値化処理に用いる場合には有
効である。
第7図に間引き画素処理回路26の詳細を示す。
18.29.31はDF/F、27は入力多値データ(
補正、注目画素データa)とその前の間引かれない画素
データCを加える加算器、28はその加算値を1/2し
て平均値を求める除算器、30は補正注目画素データC
を出力するか、間引き画素との平均値eを出力するかを
選択するセレクタ、bは間引きパターン信号、dはbの
1画素遅延した信号である。
第8図に間引き画素処理回路26の動作タイムチャート
を示す。
補正注目画素データaは間引きクロックgてラッチされ
、信号Cが得られる。この例では補正注目画素データa
の3番目と6番目が間引かれる。
信号aと信号Cは加算器27に入力され、除算器28を
へて、aとCの平均値かD  F/F29にラッチされ
る(信号e)。そのラッチタイミングは、間引きパター
ン信号すを1画素分遅延させた信号dと画素クロックの
ORをとった信号より得られる。
信号eと信号Cはセレクタ30に入力され、信号dの反
転信号と比較器33の出力との○R倍信号て出力を選択
される。
比較器33の出力が“H”の場合は常に信号Cが選択さ
れ、単純間引きが行なわれ“L”の場合は信号Cとeの
切り換えが行なわれ間引き画素処理が行なわれる。
第8図の例では、入力された補正注目画素データ1.2
.3.4.5.6.7、に対し、3と6が間弓かれ、間
引き画素処理回路の出力信号([)は1、(2+3)/
2.4、(5+6)/2.7となる。
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くすることが
できる。しかも、入力多値データをデータを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。
さらに、本実施例では平均濃度と入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、エッソ
部を鮮明に再現することができる。
さらに、ラインメモリ1.2、誤差メモリ3、DF/F
4〜13、間引き画素処理回路26のクロックを制御す
ることにより縮小を実現しているのでハード構成が非常
に簡単でしかも結果的に入力画像データを間引いた後に
2値化処理を行なうことになり、また縮小率が低い場合
に間引(画素を隣接する画素に反映させて2値化処理を
行なうことで縮小による階調性や解像度の劣化を防ぐこ
とができるとともに、2値化されたデータを注目画素以
降の2値化処理に用いる際にも画質の劣化を防止するこ
とができる。
前記実施例では間引き画素処理動作のイネーブル、ディ
スエーブルの判定は、縮小率と固定値βとの大小比較に
よって行なっていたが、βを可変できるようにレジスタ
を設けて、CPU制御により設定できるようにすること
もてきる。又比較器33を除き、イネーブル、ディスエ
ーブル選択用レジスタを設けて動作を制御することもて
きる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、階調性及び解像
度共に優れた画像を簡単なハードウェア構成で短時間に
得ることができ、かつ、縮小時においても画質劣化のな
い画像を得ることができる。
【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図は本実施例の画像データ例を示す図、第3図は本
実施例における2値化処理の原理図、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図は第4図の2値化回路の詳細を示したブロック図
、 第6図は第5図の間引き画素処理回路の概要を表わした
図、 第7図は間引き画素処理回路の詳細を示した図、第8図
は間引き画素処理回路の動作タイムチャート。 図中 1.2・・・ラインメモリ 3・・・誤差メモリ 4〜14・・・D  F/F 15・・・平均濃度演算ROM 16・・・減算器 17・・・比較器 19・・・加算器 20・・・比較器 21・・・セレクタ 22・・・除算器 23・・・レンスタ 24・・・間引きパターン作成回路 25・・・ORケート 26・・・間引き画素処理回路 33・・・比較器である。 第1図 (1)ヂろンイdトtliイ象 (2)2イ6白二化iコラj4シ R(0,0)−R(−1,0)−R(+2.0)=0躬 図 縮・]、牽50%以1 (2)縮/J%牢50’/、以下 昌素■

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)多値データを入力する入力手段と、 2値化処理された所定領域のデータを用いて平均濃度値
    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、前記入
    力した多値のデータを2値化する2値化手段と、 入力する複数画素の多値データのうち所定の画素の多値
    データを間引き処理する処理手段と、間引かれる画素の
    多値データと間引かれない画素の多値データの平均値を
    演算する演算手段と、 前記2値化手段における2値化の対象となる入力データ
    を画像の縮小率に応じて前記平均値とするか間引かれな
    い画素の多値データとするかを選択する選択手段とを有
    することを特徴とする画像処理装置。
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