JPH04286465A - 画像処理装置 - Google Patents

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】本発明は例えば多値の画像データ
を２値データに量子化処理する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタル複写器やフアクシミリ等
の疑似中間調処理方式として、（例えば特開平２−２１
０９５９号）のような画像処理装置が提案されている。 この方法は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、その２値化し
た際に発生する誤差を、まだ２値化されていない注目画
素近傍の画素のデータに加算するというものである。

【０００３】前述の方式は２値処理の終了した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値化処理するので比較的少ない処理量で
実現できる。しかも、入力多値データを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を補正するの
で、階調性の極めてよい画像が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、近傍画素の条件により注目画素を２値化
するので次のような欠点があつた。 ■ハイライト部でドツトのつながり等が起こり、画質を
低下させてしまう。 ■網点画像を２値化した際にモアレが発生する。

【０００５】■また、２値化の際に発生する誤差を、ま
だ２値化されていない周辺画素に加算するため、誤差デ
ータを保持しておくメモリが必要であつた。

【０００６】本発明は、上述した従来例の欠点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、ハイラ
イト部でのドツトのつながりや網点部でのモアレの発生
を減少できると共に、メモリを節約することもできる画
像処理装置を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、本発明に係る画像処理装置は、注
目画素の多値画像データを当該画素近傍の画素の２値化
済みデータに基づいて２値化処理する画像処理装置にお
いて、注目画素に対応した多値画像データを入力する入
力手段と、乱数値を発生する乱数発生手段と、前記入力
手段で入力した多値画像データの第１の部分を前記乱数
発生手段で発生した乱数値に基づいて２値化する第１の
２値化手段と、前記第１の２値化手段で得た２値化デー
タに基づいて前記入力手段で入力した多値画像データの
第２の部分を加工する加工手段と、前記注目画素近傍の
画素の２値化済みデータに基づいて前記第２の部分を２
値化する第２の２値化手段と、前記第２の２値化手段で
得た２値化データと前記第１の２値化手段で得た２値化
データとを前記注目画素の２値化済みデータとして出力
する出力手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】かかる構成によれば、入力手段は注目画素に対
応した多値画像データを入力し、乱数発生手段は乱数値
を発生し、第１の２値化手段は入力手段で入力した多値
画像データの第１の部分を乱数発生手段で発生した乱数
値に基づいて２値化し、加工手段は第１の２値化手段で
得た２値化データに基づいて入力手段で入力した多値画
像データの第２の部分を加工し、第２の２値化手段は注
目画素近傍の画素の２値化済みデータに基づいて第２の
部分を２値化し、出力手段は第２の２値化手段で得た２
値化データと第１の２値化手段で得た２値化データとを
注目画素の２値化済みデータとして出力する。

【０００９】

【実施例】以下に、添付図面を参照して本発明の好適な
実施例を詳細に説明する。

【００１０】（第１の実施例）まず、本実施例による画
像処理方式の原理について説明する。

【００１１】図４（ａ）は入力画像の画素毎の多値濃度
を示す図である。同図において、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画像データ
を示し、８ｂｉｔ０〜２５５の値をとる。また、破線よ
り上の画素位置はすでに２値化処理が終了しており、注
目画素の２値化後は、ｆ（ｉ，ｊ＋１），ｆ（ｉ，ｊ＋
２）…のように、順次同様の２値化処理が行われる。

【００１２】図４（ｂ）は２値化画像データを表す図で
ある。同図において、Ｂ（ｉ，ｊ）は注目画素の２値化
後のデータ（０又は１）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値化処理が行われ
ている画像データであり、これらを注目画素の２値化処
理の際に用いる。

【００１３】図４（ｃ）は重み付けマスクを表す図であ
る。同図において、Ｒは平均濃度を求める重み付けマス
クの一例で、５×３サイズのマトリクスで表している。 ここで、未２値化画素に対する重みＲ（０，０）＝Ｒ（
０，１）＝Ｒ（０，２）＝０として用いる。

【００１４】本画像処理方式では、まず入力画像データ
ｆ（ｉ，ｊ）を上位４ｂｉｔデータｆＨ　（ｉ，ｊ）と
下位４ｂｉｔデータｆＬ　（ｉ，ｊ）とに分ける。下位
データは、０〜１５までの値が同確率で起こる一様乱数
を閾値として、０又は１に２値化される。２値化された
下位データＢＬ　（ｉ，ｊ）は上位データｆＨ　（ｉ，
ｊ）に加算され、量子化データｈ（ｉ，ｊ）を得る。す
なわち、次式（１）のように、

【００１５】

【数１】

【００１６】となる。ｈ（ｉ，ｊ）は０から１６までの
値をとる。

【００１７】ここで、前述した重みマスクにより注目画
素近傍における２値画像の重み付き平均濃度ｍ（ｉ，ｊ
）を次式（２）より求める。すなわち、

【００１８】

【数２】

【００１９】となる。量子化データｈ（ｉ，ｊ）は、２
値化補正値Ｅ１　（ｉ，ｊ−１）とＥ２（ｉ−１，ｊ）
とを割り付けられた後にｍ（ｉ，ｊ）を閾値として２値
化される。また、このとき発生する２値化誤差の補正値
も同時に計算される。すなわち、次式（３）のように、

【００２０】

【数３】

【００２１】となる。注目画素の２値化時に発生した２
値化誤差、Ｅ１　（ｉ，ｊ）は、次の画素（ｉ，ｊ＋１
）に、Ｅ２　（ｉ，ｊ）は１ライン後の画素（ｉ＋１，
ｊ）に加算される。

【００２２】このように、下位ビツトは乱数を閾値とし
て量子化することにより、濃度が適度に分散され、低濃
度部でのドツトのつながりや網点部でのモアレの発生が
軽減できる。また、濃度が量子化確率となるので、統計
的に濃度が保存される。また、上位ビツトは周辺画素情
報に基づいて２値化し、２値化誤差を補正することによ
り濃度が保存され、階調性、解像力ともに優れた画像が
得られる。また、２値化誤差の補正量も、上位ビツトの
分だけなのでメモリの量も節約することができる。

【００２３】図３は本発明に係る画像処理装置の第１の
実施例を示すブロツク図である。同図において、１０１
は入力センサ部で、ＣＣＤ等の光電変換素子及びこれを
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１０１で読み取られた原稿の画像デ
ータは逐次Ａ／Ｄ変換器１０２に送られる。１０２はＡ
／Ｄ変換器で、各画素のデータをデジタルデータに量子
化する。１０３は補正回路で、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エーデイ
ング補正等をデジ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１０４に送出する。１０４は
２値化回路で、入力した多値の画像データを前述した方
式により２値のデータに量子化処理する。１０５はプリ
ンタで、レーザビーム又はインクジエツト方式により構
成され、２値化回路１０４から送られてくる２値データ
に基づきドツトをオン／オフ制御し、画像を記録上に再
現する。

【００２４】図１及び図２は第１の実施例による２値化
回路１０４の構成を詳細に示すブロツク図である。図１
において、１，２は２値化処理された画像データ（２値
画像データ）を１ライン分記憶する遅延ＲＡＭ、３〜１
２，１９は２値画像データを１画素遅延させるためのＤ
型フリツプフロツプ（以下に「ＤＦ／Ｆ」という）、１
３は注目画素周辺の２値画像データから所定領域の重み
付け平均値を求める演算回路、１４は演算回路１３から
出力される閾値と注目画素の上位ビツトとの差を演算す
る減算器、５は演算回路１３から出力される閾値と注目
画素の上位ビツトデータを比較して、注目画素を２値化
する比較器、１６は減算器１４から送られてくる注目画
素の上位ビツトこデータと閾値の差に基づき誤差データ
を演算する誤差ＲＯＭ、１７は誤差データを１ライン分
記憶する誤差メモリ、１８，２０は隣接画素のドツトの
ＯＮ／ＯＦに基づき誤差の符号を変える演算器、２１は
加算器２２から送られてきた画素上位ビツトデータと演
算器１８，２０から出力された誤差データとを加算する
加算器をそれぞれ示している。３０は演算回路であつて
、図２に詳細を示す。図２において、２２は画素上位ビ
ツトデータと２値化された下位ビツトデータとを加算す
る加算器、２３は乱数発生器２４から出力される閾値と
下位ビツトデータとを比較して下位ビツトデータを２値
化する比較器、２４は一様乱数を発生させる乱数発生器
、２５は入力された画素データを上位ビツトデータと下
位ビツトデータとに分ける演算器をそれぞれ示している
。

【００２５】上記構成において、遅延ＲＡＭ１，２は２
値化済のデータを記憶している。そして、注目画素を２
値化する際には、遅延ＲＡＭ２より１ライン遅延された
２値データＢ（ｉ−１，ｊ＋２）が、遅延ＲＡＭ１によ
り２ライン分遅延された２値データＢ（ｉ−２，ｊ＋２
）が出力される。さらに、ＤＦ／Ｆ３はＢ（ｉ−２，ｊ
＋１），ＤＦ／Ｆ４はＢ（ｉ−２，ｊ），ＤＦ／Ｆ５は
Ｂ（ｉ−２，ｊ−１），ＤＦ／Ｆ６はＢ（ｉ−２，ｊ−
２），ＤＦ／Ｆ７はＢ（ｉ−１，ｊ＋１），ＤＦ／Ｆ８
はＢ（ｉ−１，ｊ），ＤＦ／Ｆ９はＢ（ｉ−１，ｊ−１
），ＤＦ／Ｆ１０はＢ（ｉ−１，ｊ−２），ＤＦ／Ｆ１
１はＢ（ｉ，ｊ−１），ＤＦ／Ｆ１２はＢ（ｉ，ｊ−２
）を出力する。

【００２６】これらの２値データは演算回路１３に入力
される。演算回路１３は、入力された２値データより重
み付き平均濃度ｍ（ｉ，ｊ）を求める。

【００２７】一方、入力された注目画素データｆ（ｉ，
ｊ）は演算器２５に入力する。演算器２５は、８ｂｉｔ
の画素データを上位４ｂｉｔデータと下位４ｂｉｔデー
タとに分けて出力する。また乱数発生器２４は０〜１５
の値をとる一様乱数を発生する。比較器２３は乱数の値
を閾値として、下位４ｂｉｔデータを２値化する。

【００２８】加算器２２は上位４ｂｉｔデータと２値化
下位データとを加算し、０〜１６の値をとる量子化デー
タｈ（ｉ，ｊ）を出力する。ｈ（ｉ，ｊ）は加算器２１
により誤差データＥ１　（ｉ，ｊ−１）とＥ２　（ｉ−
１，ｊ）を加算される。

【００２９】前記周辺画素平均濃度ｍ（ｉ，ｊ）と量子
化画素データｈ（ｉ，ｊ）＋Ｅ１　（ｉ，ｊ−１）＋Ｅ
２　（ｉ−１，ｊ）は、減算器１４及び比較器１５に入
力される。減算器１４は２つの入力の差を演算する。ま
た比較器１５は２つのデータの比較して２値化データＢ
（ｉ，ｊ）を出力する。

【００３０】Ｂ（ｉ，ｊ）は、プリンタ１０５に出力さ
れるとともに、遅延ＲＡＭ２，ＤＦ／Ｆ１１に入力し、
今後２値化を行う画素のための周辺画素情報となる。

【００３１】一方、減算器１４から出力される量子化画
素データと閾値との差は誤差ＲＯＭ１６に入力される。 誤差ＲＯＭ１６は式（３）に従つて、誤差Ｅ１（ｉ，ｊ
），Ｅ２　（ｉ，ｊ）を出力する。Ｅ２　（ｉ，ｊ）は
誤差メモリ１７によつて１ライン分遅延されて出力され
る。また、Ｅ１　（ｉ，ｊ）はＤＦ／Ｆ１９によつて１
画素分遅延されて出力される。

【００３２】演算器１８は、ＤＦ／Ｆ８が出力したＢ（
ｉ−１，ｊ）の値により、Ｅ２　（ｉ−１，ｊ）の符号
を変える。同様に、演算器２０はＤＦ／Ｆ１１が出力し
たＢ（ｉ，ｊ−１）の値により、Ｅ１　（ｉ，ｊ−１）
の符号を変える。これにより、符号情報のメモリが節約
できる。

【００３３】以下、上記の処理を繰り返し行うことによ
り、画像データの２値化処理を画素ごとに順次行う。

【００３４】以上説明したように、第１の実施例によれ
ば、周辺画素情報に基づいて２値化し、２値化誤差を補
正していた方式において、下位ビツトだけは確率的に量
子化するようにしたことにより、次のような効果がある
。すなわち、 （１）ハイライト部で起こるドツトのつながりを防止す
る。 （２）網点部で発生するモアレを防止する。

【００３５】（３）２値化補正量が上位ビツト分だけで
すむので、メモリ量が節約される。

【００３６】（第２の実施例）第２の実施例は、注目画
素の上位ビツトのレベルに応じて乱数に加工を行うもの
である。

【００３７】図５及び図６は第２の実施例による２値化
回路の構成を詳細に示すブロツク図である。図５及び図
６において、図１，図２と同様の回路には同一番号でダ
ツシユを付す。第２の実施例では、図１に示す演算器１
８，２０に対応する回路は具備されず、メモリ１７に対
応するメモリ１７’及びＤＦ／Ｆ１９に対応するＤＦ／
Ｆ１９’の各出力データは直接に加算器４１９に出力し
て、演算回路２２’内で乱数に補正を加える方法を用い
る。

【００３８】すなわち、図６に示すように、演算器２５
’によつて注目画像データの上位ビツトデータと下位ビ
ツトデータとに分かれた後、上位ビツトデータは乱数値
とともに演算器２６’に入力される。演算器２６’は上
位ビツトデータに応じて乱数発生回路２４’で発生した
乱数の値に加工を行う。例えば、ハイライト部となるよ
うな場合は印字確率をさらに下げてドツトを分散させて
、ハイライト部のドツトのつながりをさらに抑えて高画
質な画像を得ることができる。

【００３９】（第３の実施例）図７は、本発明の第３実
施例を示すブロック図である。第３実施例は図３の２値
化回路１０４に誤差拡散法を使った応用例である。図７
において、７０１、７０２は２値化誤差データを１ライ
ン分記憶しておくラインメモリである。７０３〜７１２
は２値化誤差データを１画素分遅延させるＤＦ／Ｆであ
る。７１３は２値化時の累積誤差を演算する演算回路、
７１４は量子化データに累積誤差を加算する加算器、７
１５は誤差補正後の量子化データを所定のα値を閾値と
して２値化する比較器である。７１６は２値データに所
定の値を乗ずる乗算器、７１７は誤差補正後の量子デー
タと２値化後のデータとの差を演算する減算器である。 ７１８は画素上位ビットデータと２値化された下位ビッ
トデータとを加算する加算器、７１９は閾値と下位ビッ
トデータとを比較して、下位ビットデータを２値化する
比較器である。７２０は画素データを上位ビットデータ
と下位ビットデータとに分ける演算器である。７２１は
画素ごとに一様乱数を発生させる乱数発生器である。

【００４０】第１実施例と同様、入力された注目画素デ
ータｆ（ｉ，ｊ）は演算器７２０により上位ビットデー
タと下位ビットデータに分けられる。下位ビットデータ
は乱数発生器７２１から出力された乱数値とともに比較
器７１９に入力する。比較器７１９は乱数の値を閾値と
して下位ビットデータを１又は０に２値化する。２値化
された下位ビットデータは、加算器７１８により上位ビ
ットデータに加算され、量子化データｈ（ｉ，ｊ）を得
る。一方、演算回路７１３は既に２値化の終了した画素
の累積誤差Ｅｒｒ（ｉ，ｊ）を出力する。加算器７１４
は量子化データｈ（ｉ，ｊ）に累積誤差Ｅｒｒ（ｉ，ｊ
）を加算する。比較器７１５は所定の値αを閾値として
、ｈ（ｉ，ｊ）＋Ｅｒｒ（ｉ，ｊ）を２値化する。２値
化データはプリンタに出力されるとともに乗算器７１６
に入力する。乗算器７１６は２値データに上位ビットの
最高値の値を乗算する。減算器７１７は２値の前後で発
生する２値化誤差を演算する。２値化誤差はラインメモ
リ７０１、７０２及びＤＦ／Ｆ７０３〜７１２により遅
延されて演算回路７１３に入力する。演算回路７１３は
所定領域の累積誤差を演算する。

【００４１】上記処理を繰り返し行うことで、画素ごと
に順次２値化を行う。

【００４２】（第４の実施例）図８は本発明の第４実施
例を示すブロック図である。第４実施例は図３の２値化
回路１０４にディザ法を使った応用例である。入力され
た注目画素データｆ（ｉ，ｊ）は演算器８０５により上
位ビットデータと下位ビットデータに分けられる。下位
ビットデータは乱数発生器８０６から出力された乱数値
とともに比較器８０４に入力する。比較器８０４は乱数
の値を閾値として、下位ビットデータを１又は０に２値
化する。２値化された下位ビットデータは加算器８０３
により上位ビットデータに加算され量子化データもｈ（
ｉ，ｊ）を得る。ディザ閾値発生器８０２は画素位置に
応じて、図９に示すようなディザマトリクスに基づいた
ディザ閾値を出力する。比較器８０１はディザ閾値と量
子化データとを比較して、量子化データを２値化する。

【００４３】ディザ法のような規則的な２値化方法に、
ランダム的な２値化方法を組み合わせることにより、デ
ィザ特有のテクスチャによる画質の劣化が防止できる。

【００４４】以上説明したように、本実施例によれば、
下位ビツトだけは確率的に量子化するようにしたことに
より、次のような効果がある。すなわち、（１）ハイラ
イト部で起こるドツトのつながりを防止する。 （２）網点部で発生するモアレを防止する。 （３）２値化補正量が上位ビツト分だけですむので、メ
モリ量が節約される。

【００４５】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによつて達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば低
濃度部でのドットのつながりや網点部でのモアレの発生
を防止した高品位な再生画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例による２値化回路１０４の構成を
詳細に示すブロツク図である。

【図２】第１の実施例による２値化回路１０４の構成を
詳細に示すブロツク図である。

【図３】本発明に係る画像処理装置の第１の実施例を示
すブロツク図である。

【図４】（ａ）は入力画像の画素毎の多値濃度を示す図
、（ｂ）は２値化画像データを表す図、（ｃ）は重み付
けマスクを表す図である。

【図５】第２の実施例による２値化回路の構成を詳細に
示すブロツク図である。

【図６】第２の実施例による２値化回路の構成を詳細に
示すブロツク図である。

【図７】第３の実施例による２値化回路の構成を詳細に
示すブロツク図である。

【図８】第４の実施例による２値化回路の構成を詳細に
示すブロツク図である。

【図９】第４の実施例に用いられるディザ閾値を示した
図である。

【符号の説明】

１，２，１’，２’　　　　遅延ＲＡＭ３〜１２，１９
，３’〜１２’，１９’　　ＤＦ／Ｆ１３，１３’　　
　　　　演算回路 １４，２６，１４’，２６’　　　　減算器１５，２３
，１５’，２３’　　　　比較器１６，１６’　　　　
　　誤差ＲＯＭ １７，１７’　　　　　　メモリ １８，２０，２５，２５’　　演算器 ２１，２２，２１’，２２’　　　　加算器２４，２４
’　　　　乱数発生器 １０１　　　　入力センサ部 １０２　　　　Ａ／Ｄ変換部 １０３，１０３’　　　　補正回路 １０４　　　　２値化回路 １０５，１０５’　　　　プリンタ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】注目画素の多値画像データを当該画素近傍
   の画素の２値化済みデータに基づいて２値化処理する画
   像処理装置において、注目画素に対応した多値画像デー
   タを入力する入力手段と、乱数値を発生する乱数発生手
   段と、前記入力手段で入力した多値画像データの第１の
   部分を前記乱数発生手段で発生した乱数値に基づいて２
   値化する第１の２値化手段と、前記第１の２値化手段で
   得た２値化データに基づいて前記入力手段で入力した多
   値画像データの第２の部分を加工する加工手段と、前記
   注目画素近傍の画素の２値化済みデータに基づいて前記
   第２の部分を２値化する第２の２値化手段と、前記第２
   の２値化手段で得た２値化データと前記第１の２値化手
   段で得た２値化データとを前記注目画素の２値化済みデ
   ータとして出力する出力手段とを備えることを特徴とす
   る画像処理装置。
2. 【請求項２】前記第１の部分を下位ビツトとし、前記第
   ２の部分を上位ビツトとしたことを特徴とする請求項１
   記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】前記第２の２値化手段は前記注目画素近傍
   の画素の２値化済みデータにおける上位ビツトから重み
   付き平均値を算出する算出手段を含み、前記重み付き平
   均値に基づいて前記第２の部分を２値化することを特徴
   とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】前記第２の２値化手段は、２値化の際に発
   生する濃度誤差を前記注目画素近傍の未２値化画素に対
   して分散する分散手段を含むことを特徴とする請求項１
   記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】ｎビット信号で表される多値画像データを
   画素ごとに順次２値化する画像処理装置において、多値
   画像データの下位ｍビット（ｍ＜ｎ）を２値化する第１
   の２値化手段と、下位ビットを２値化することにより量
   子化された多値画像データを、下位ビットの２値化とは
   異なる２値化手法で２値化する第２の２値化手段とを有
   することを特徴とする画像処理装置。
6. 【請求項６】前記下位ビットを２値化する第１の２値化
   手段は、一様乱数を発生させる乱数発生手段と、発生し
   た乱数の値に基づき下位ビットを２値化する演算手段と
   を有することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置
   。
7. 【請求項７】前記量子化された多値画像データを２値化
   する第２の２値化手段は、注目画素以前にすでに２値化
   された画素の２値データに基づいて前記注目画素近傍に
   おける重み付け平均値を求める演算手段と、該重み付け
   平均値に基づき、量子化された多値画像データを２値化
   する演算手段とを有することを特徴とする請求項６記載
   の画像処理装置。
8. 【請求項８】前記量子化された多値画像データを２値化
   する第２の２値化手段は、誤差拡散法を用いて２値化す
   ることを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
9. 【請求項９】前記量子化された多値画像データを２値化
   する第２の２値化手段は、閾値にディザマトリクスを用
   いて２値化することを特徴とする請求項６記載の画像処
   理装置。