JPH04260276A - カラ―画像情報処理方法 - Google Patents

カラ―画像情報処理方法

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JPH04260276A
JPH04260276A JP3042718A JP4271891A JPH04260276A JP H04260276 A JPH04260276 A JP H04260276A JP 3042718 A JP3042718 A JP 3042718A JP 4271891 A JP4271891 A JP 4271891A JP H04260276 A JPH04260276 A JP H04260276A
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Akira Ishida
朗 石田
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は多値の濃淡の画像を2
値化する方法、特にスキャナによって読取られたディジ
タルの多値の濃淡のカラ―画像を2値出力が可能なカラ
―出力装置により再製する際の2値化処理方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】一般に画像処理の分野では多値のカラ―
画像を2値化して階調再現をするための手法としては組
織的ディザ法や誤差拡散法が知られている。
【0003】組織的ディザ法は多値の画像の原稿から読
取った入力信号の1画素を2値記録の1画素に対応させ
、入力信号を入力画素の位置に固定的に対応させた周期
性をもった閾値テ―ブルと比較し、“出力する”、“出
力しない”を決定する2値化手法である。
【0004】また、誤差拡散法は入力の多値画像の一画
素の入力信号を2値化する際に生じる誤差を誤差発生箇
所に相対的に固定的な係数行列の係数の大きさに応じて
周囲の入力画素に分散して加える2値化手法である。
【0005】一方、印刷の分野ではカラ―フィルムを入
力媒体とし、色分解したものをコンタクト・スクリ―ン
を用いた光学的手法により白黒フィルム上に周期的な網
点を作成し、そのフィルムを用いて印刷版を作成し、カ
ラ―画像を網点画像として再製する方法が知られている
。網点画像の場合は、網点の大小が画像の濃度を表現す
る。更に、この際にコンタクトスクリ―ンを色ごとに異
なった角度で回転させることによる、色ごとの見当ずれ
によるモアレや色差の発生の少ない手法が知られている
【0006】また、光学的スクリ―ンを用いずに電子的
手法により網点形成を行う方法も開発され、最近の印刷
用スキャナ、プロッタシステムに装備されるようになっ
ている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、ディザ法は
閾値テ―ブルの構造に関連した特有な模様が発生し、ま
た忠実な階調再現性という点において必ずしも十分でな
く、見当ずれによりモアレ、色差が発生する。
【0008】また誤差拡散法は処理画像に特有の縞模様
があらわれ、画質的にも解決すべき点が残っており、忠
実な階調再現性という点でも問題がある。
【0009】これらの問題点を解決するために、カラ―
画像の入力画素の濃度値またはその濃度値に誤差加算分
を加算した対象値を閾値との比較により2値化する場合
に、対象値と閾値との差を入力画素の位置に固定的に対
応する要素からなる1次元若しくは2次元方向に周期性
をもった係数行列の部分行列内の係数に比例した大きさ
の誤差加算分に分割して入力画素の位置に固定的に対応
して分布する他の入力画素の対象値に加える方法が特願
平2−250944(平成2年9月20日出願)として
出願されているが、誤差加算分の計算の過程で切り捨て
が行なわれるため、誤差加算分の合計が誤差値より小さ
くなり、特に誤差値が小さい場合には誤差値が0でない
にもかかわらず誤差加算分の合計が0になってしまいカ
ラ―画像の明るい(対象値が小さい)部分の濃度再現性
がよいと言えなかった。
【0010】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、前記特願平2−250944(平成2
年9月20日出願)を改良し、更に忠実な階調再現性を
有し、閾値テ―ブルを使用せず、また、画質的にすぐれ
た処理画像を得ることができるカラ―画像情報処理方法
を得ることを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、第
1の発明のカラ―画像情報処理方法は、多値のカラ―画
像情報を2値出力が可能な出力装置により再製する際に
、カラ―画像の入力画素の濃度値またはその濃度値に誤
差加算分を加算した対象値を閾値との比較により2値化
する場合に、前記対象値と閾値との差を入力画素の位置
に固定的に対応する要素からなる1次元若しくは2次元
方向に周期性をもった係数行列の部分行列内の係数に比
例した大きさの前記誤差加算分に分割して前記入力画素
の位置に固定的に対応して分布する他の入力画素の対象
値に加えるカラ―画像情報処理方法において、誤差値の
大きさに応じて前記部分行列の行数、また列数を変化さ
せることを特徴としている。
【0012】また、第2の発明のカラ―画像情報処理方
法は、多値のカラ―画像情報を2値出力が可能な出力装
置により再製する際に、カラ―画像の入力画素の濃度値
またはその濃度値に誤差加算分を加算した対象値を閾値
との比較により2値化する場合に、前記対象値と閾値と
の差を、入力画素の位置に固定的に対応する要素からな
る1次元若しくは2次元方向に周期性をもち、誤差値の
大きさに応じて行数、列数の異なる係数行列の部分行列
内の係数に比例した大きさの前記誤差加算分に分割して
前記入力画素の位置に固定的に対応して分布する他の入
力画素の対象値に加えることとし、前記係数行列を色ご
とに異なった角度で回転させることを特徴としている。
【0013】また、第3の発明のカラ―画像情報処理方
法は、多値のカラ―画像情報を2値出力が可能な出力装
置により再製する際に、カラ―画像の入力画素の濃度値
またはその濃度値に誤差加算分を加算した対象値を閾値
との比較により2値化する場合に、前記対象値と閾値と
の差を、入力画素の位置に固定的に対応する要素からな
る1次元若しくは2次元方向に周期性をもち、誤差値の
大きさに応じて行数、列数の異なる係数行列の部分行列
内の係数に比例した大きさの前記誤差加算分に分割して
前記入力画素の位置に固定的に対応して分布する他の入
力画素の対象値に加えることとし、予め色ごとに異なっ
た角度で回転させた前記係数行列を記憶装置上に記憶し
ておくことを特徴としている。
【0014】
【作用】まず、係数行列を準備する。係数行列の要素そ
れぞれはカラ―画像の入力画素の位置と固定的に対応し
ている。この係数行列は行方向に長さmの周期をもち、
列方向に長さnの周期をもっている。そしてその係数行
列のなかにp行q列の部分行列を想定する。
【0015】入力画素からの入力値は閾値によって2値
化されるが、このときに生ずる入力値と閾値との誤差は
所定の割合で分割されて次以降の入力画素からの入力値
に蓄積されて加算されるが、このときの所定の割合は入
力画素に固定的対応する係数行列の部分行列の要素の係
数に比例して決定され、部分行列の行数、列数は誤差値
の大きさに応じて決定される。
【0016】このような操作をカラ―画像の全画素につ
いてスキャンして行うことによりカラ―画像の単色画像
の2値画像が得られる。重ね合せるべき単色画像を各色
ごとに再製する場合には係数行列を色ごとに異なった角
度で回転させて、前記処理を行う。
【0017】
【実施例】以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面
について説明する。
【0018】まず第1の発明について説明する。
【0019】図1において、符号2は係数行列を示して
おり、係数行列2はU軸方向に長さm、V軸方向に長さ
nの周期を持った係数行列であり、2次元的な1周期に
a11…anmのn・m個の係数を含んでいる。係数行
列2の要素は原稿である多値のカラ―画像4(図2)の
入力画素7の位置に固定的に対応している。
【0020】すなわち、図3において2は係数行列であ
り、3は係数行列2のp行、q列の部分行列であり、係
数行列2の要素aijは入力の多値のカラ―画像4の対
象値の行列5の要素cijに位置的に対応しており、係
数行列2は周期性を持っているのでaijの値はai 
mod m, j mod nの値に等しい。例えば周
期m=4,n=3とした場合に、a11,8=a11m
od4, 8mod3 =a32であるからa3,2 
とa11,8との値は等しい。対象値の行列5の要素c
ijはカラ―画像4の入力画素7の位置に固定的に対応
している。ここで行列5の要素cijで示されている対
象値とはカラ―画像4の入力画素7を読み取った読取り
値またはその読取り値に後述する誤差加算分を逐次加え
たものである。
【0021】Uを処理の主走査方向としVを副走査方向
とすると、例えばcijの値をある閾値Tと比較して2
値化すると、cij≧Tの場合、2値化信号は“出力す
る”になり、e=cij−Tの誤差が発生し、またci
j<Tの場合、2値化信号は“出力しない”になり、e
=cijの誤差が発生する。
【0022】この誤差eをaijを含む係数行列2のp
行q列の部分行列3の範囲に対応する入力画素の対象値
行列5のp行q列の部分行列6の各要素に係数awz(
但し、wはiからi+p−1までの各自然数をとって変
化させ、各wに対してzはq以下のある自然数αを設定
してj−α+1からj−α+qまでの各自然数をとって
変化させたもののうち、k≦jであるaikは除く)に
比例して分散し、入力画素の対象値に加算する。この際
にp,qは誤差値の大きさに応じて変化する。
【0023】この処理を入力の画素全体に対し、主走査
、副走査の順に行うことにより2値画像が得られる。
【0024】p,qとn,mとの関連は特にない。
【0025】次に一例として、上記の処理によって誤差
を拡散する過程を図によって示す。但し、この説明で用
いた行列の大きさ、数値により請求の範囲が制限される
ものではない。図4において5は入力の多値のカラ―画
像の対象値の行列であって、各要素として誤差が加算さ
れる前のカラ―画像の画素の読み取り値の行列であり、
符号10は誤差が発生した箇所を示す。図5に示すよう
に係数行列2を5行5列の係数行列とし、部分行列3を
図6に示すように誤差値により決定する。入力の画素値
が取りうる範囲は0〜100とし、閾値を100とする
と、対象値行列5のc11の値は42であり閾値より小
さいので2値化信号は“出力しない”になり42が誤差
になり、部分行列の大きさは2×2が選択され誤差拡散
範囲a12、a21、a22に対応した入力の画素の行
列要素c12、c21、c22にぞれそれe12=12
(=42×3/(3+3+4))、e21=12(=4
2×3/(3+3+4))、e22=16(=42×4
/(3+3+4))が加算され、その結果、入力の多値
のカラ―画像の対象値の行列5は図7になる。次の処理
対象である入力の画素a12の値は111であり閾値よ
り大きいので2値化信号は“出力する”になり11が誤
差になり、部分行列の大きさは2×2が選択され誤差拡
散範囲a13、a22、a23に対応した入力の要素c
13、c22、c23にそれぞれ新しい誤差分割分e1
3=3(=11×3/(3+4+4))、e22=4(
=11×4/(3+4+4))、e23=4(=11×
4/(3+4+4))が加算され、その結果、入力の多
値のカラ―画像の読み取り値の行列は図8になる。同様
の処理が入力の画素全体に対し、主走査、副走査の順に
行われて1フレ―ムについての処理を完了する。
【0026】上記の例では最初の誤差発生箇所における
誤差量は42であるが分散した誤差加算分の合計は40
(=12+12+16)であり、切り捨て処理により、
2だけ減少されている。しかしながら、部分行列の行数
、列数を3行、3列に固定した場合は、
【0027】   e12=e13=e21=e31=(3×42)/
(3+3+3+4+4+3+4+5)=4   e22=e23=e32=(4×42)/(3+3
+3+4+4+3+4+5)=5  e33=(5×4
2)/(3+3+3+4+4+3+4+5)=7
【00
28】となり、誤差加算分の合計は38(4×4+5×
3+7)であり、2行2列の場合に比べて更に2だけ減
少している。このこのことより、誤差値の大きさに応じ
て部分行列の行数、列数を変えた方が濃度再現性がよい
ことがわかる。
【0029】次に第2の発明に関し説明する。
【0030】図9において、2aは前記の係数行列2を
角度Aだけ回転させたものであり、2bは入力のカラ―
の多値の入力画素の対象値の行列5の要素cijに対応
した要素bijを持った係数行列であり、要素bijの
値はarlの値に等しく、
【0031】 r=[i・cos(A)−j・sin(A)]  mo
d  m.l=[i・sin(A)+j・cos(A)
]  mod  n.の関係がある。ここで[]は丸め
処理を表す。
【0032】係数行列2の代りに、色ごとに異なった角
度を用いて回転させた係数行列2bを用い、第1の発明
の説明で用いた処理と同じ処理を行うことにより、出力
時の見当ずれにより生ずるモアレ、色差を少なくする2
値画像が得られる。
【0033】次に第3の発明に関し説明する。
【0034】第2の発明と同様な方法で回転させた係数
行列を、2値化に先立ち、予め記憶装置上に記憶させて
おくことにより、処理の高速化をはかることが可能であ
る。特に、tanθ=δ/γが有理数となるような角度
θを選択することにより、1辺の要素数が下記数式1で
ある、繰り返しが可能な、回転後の係数行列を構成する
ことが可能であり、記憶装置上に占める領域の大きさを
縮小することが可能である。ここでfは係数行列の縦横
の要素数nとmの最小公倍数である。
【0035】
【数1】
【0036】図21において、2cはn×nの係数行列
の1単位であり、2dは一例としてtanθ=3/4と
なるような角度θで前記係数行列を回転させたものであ
り、下記数式2が1辺の要素数になっており、縦横に繰
り返しが可能である。
【0037】
【数2】
【0038】(実験例)以下実験例によって上記方法の
具体的な説明を行うが、本実験例中記載の数字によって
本発明が限定されるものではない。
【0039】(実験例−1)図10を0〜255の範囲
の値を取る入力の多値情報とし、閾値を255とし、図
11を係数行列とし、部分行列の大きさを図13に示す
ように誤差値の大きさにより変更し、回転角度を0°と
し、図12の2値画像を得た。
【0040】一方、同じ条件で部分行列の大きさを4×
4に固定すると図14のようになる。
【0041】(実験例−2)図10を0〜255の範囲
の値を取る入力の多値情報とし、閾値を255とし、図
11を係数行列とし、部分行列の大きさを4×4とし、
回転角度を30°とし、図15の2値画像を得た。この
場合も網点に近い形状を得ることができることがわかる
【0042】(実験例−3)印刷用スキャナである大日
本スクリ―ン株式会社製のSG−818を用いて透過カ
ラ―原稿を入力し、日本電気株式会社製のパ―ソナル・
コンピュ―タPC−9801で該2値化処理を行い、サ
イテックス株式会社製のレ―ザ―・プロッタで白黒フィ
ルムに2値画像を出力し、デュポン株式会社製の校正印
刷機でカラ―画像を再製し、従来の印刷物とほぼ同様の
結果を得た。そのときの係数行列は第11図に示すもの
を用い、部分行列の大きさを4×4とし係数行列を図1
6に示す角度で色ごとに回転させた。
【0043】この結果、出力時の見当ずれによるモアレ
がなく、かつ色差の少ない2値画像が得られた。
【0044】(実験例−4)10%から100%までの
10%ごとの階段状のグラデ―ションを入力デ―タとし
、図19に示す拡散行列を用い、部分行列を4行4列に
固定した場合と、図13に示すように誤差値の大きさに
応じて変化させた場合の2例を実験し、出力された2値
画像のドット%を調べ、図20に示すような結果をも得
た。このことから部分行列の大きさを誤差値の大きさに
応じて変化させた方が濃度再現性がよいことがわかる。
【発明の効果】このようにこの発明によれば忠実な階調
再現性を有し、閾値テ―ブルを使用せず、また、画質的
に優れた処理画像を得ることができるカラ―画像情報処
理方法を得ることができる。
【0045】なお、以上のこの発明のn・mの1周期の
2次元の係数行列を図17に示すように中央部の値が周
囲より大きいピラミット状にすることにより、従来の印
刷におけるコンタクト・スクリ―ンを用いた印刷製版の
ような周期を持った網点様の2値化像が得られ、図18
に示すような山脈様の係数にすることにより、従来の印
刷における万線スクリ―ンを用いた場合のような効果が
得られ、いずれの場合もモアレ、色差を著しく低減する
【図面の簡単な説明】
【図1】係数行列を示す説明図である。
【図2】画像処理の過程を示す説明図である。
【図3】係数行列中の部分行列を示すグラフである。
【図4】対象値の行列の一例を示す説明図である。
【図5】係数行列の他の一例を示す説明図である。
【図6】係数行列の部分行列を示す説明図である。
【図7】誤差加算後の対象値の行列を示す説明図である
【図8】更に誤差加算後の対象値の行列を示す説明図で
ある。
【図9】回転させた係数行列を示す説明図である。
【図10】多値画像の読取り値行列を示す説明図である
【図11】係数行列の他の一例を示す説明図である。
【図12】この発明による処理方法によって出力画像を
示す出力図である。
【図13】誤差拡散テ―ブルを示す説明図である。
【図14】誤差拡散法による出力画像を示す出力図であ
る。
【図15】この発明による他の出力画像を示す出力図で
ある。
【図16】係数行列の色ごとの回転角度を示す表である
【図17】係数行列の要素の係数の大きさの分布の他の
例を示す立体説明図である。
【図18】係数行列の要素の係数の大きさの分布の他の
例を示す立体説明図である。
【図19】拡散行列の説明図である。
【図20】2値画像の出力ドットの比率(%)を示す図
である。
【図21】tanθが有理数となるような角度θで回転
させた係数行列の説明図である。
【符号の説明】
2  係数行列 3  部分行列 4  カラ―画像 5  対象値の行列 6  部分行列 7  入力画素 T  閾値

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  多値のカラ―画像情報を2値出力が可
    能な出力装置により再製する際に、カラ―画像の入力画
    素の濃度値またはその濃度値に誤差加算分を加算した対
    象値を閾値との比較により2値化する場合に、前記対象
    値と閾値との差を入力画素の位置に固定的に対応する要
    素からなる1次元若しくは2次元方向に周期性をもった
    係数行列の部分行列内の係数に比例した大きさの前記誤
    差加算分に分割して前記入力画素の位置に固定的に対応
    して分布する他の入力画素の対象値に加えるカラ―画像
    情報処理方法において、誤差値の大きさに応じて前記部
    分行列の行数、また列数を変化させることを特徴とする
    カラ―画像情報処理方法。
  2. 【請求項2】  cijを入力画素の対象値の行列のp
    行q列の部分行列の要素、aijを入力画素の位置に固
    定的に対応する係数行列のp行q列の部分行列の要素と
    するとき、cijの値と閾値との差を係数awz(但し
    、wはiからi+p−1までの各自然数をとって変化さ
    せ、各wに対してzはq以下のある自然数αを設定して
    j−α+1からj−α+qまでの各自然数をとって変化
    させたもののうち、k≦jであるaikは除く)に比例
    した大きさの誤差加算分ewzに分割し、このewzを
    cwzに加算する際に前記誤差値の大きさにより前記部
    分行列の行数p、列数qを変化させることを特徴とする
    請求項1項記載のカラ―画像情報処理方法。
  3. 【請求項3】  前記係数行列を色ごとに異なった角度
    で回転させることを特徴とする請求項1項または2項記
    載のカラ―画像情報処理方法。
  4. 【請求項4】  予め色ごとに異なった角度で回転させ
    た前記係数行列を記憶装置上に記憶しておくことを特徴
    とする請求項3項記載のカラ―画像情報処理方法。
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