JPH04301971A - 階調画像の二値化方法 - 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、スキャナ、ディスプレ
イ、プリンタ、ファクシミリ等において、多値階調の画
像データを二値化する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、階調画像の二値化方式の一つとし
て、フロイド（Ｆｌｏｙｄ）　による誤差拡散法が知ら
れている（Ｒ．　Ｆｌｏｙｄ　＆　Ｌ．　Ｓｔｅｉｎｂ
ｅｒｇ：”Ａｎ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ａｌｇｏｒｉｔｈ
ｍ　ｆｏｒ　Ｓｐａｔｉａｌ　Ｇｒａｙｓｃａｌｅ”，
　ＳＩＤ　Ｓｙｍ．，　Ｄｉｇｅｓｔ　ｏｆ　Ｐａｐｅ
ｒｓ，　ｐ．３６（１９７５）参照）　。

【０００３】図５は、誤差拡散法の一例の説明図である
。図５において、各正方形は一つの画素を示し、クロス
ハッチングを施した画素２０は処理中の画素であり、ハ
ッチングを施した画素２１は二値化処理済みの画素であ
る。その他のハッチングのない画素２２は未処理の画素
である。処理中の画素２０は一定の閾値により二値化さ
れる。すなわち、１か０に変換される。そのとき生じた
誤差は、重み係数Ａ〜Ｄを乗じられ、処理中の画素２０
の周囲で且つ未処理の画素に分配される。なお、図中、
Ａ〜Ｄはその位置の画素における重み係数を示す。 たとえば、係数Ａは７／１６、係数Ｂは１／１６、係数
Ｃは５／１６、係数Ｄは３／１６である。

【０００４】図６は、上述した誤差拡散法を具体化する
一例の概略構成図である。図中、１は画像入力、２は入
力バッファメモリ、３は加算器、４は閾値設定回路、５
は比較器、６は演算器、７は重み付け回路、８は誤差バ
ッファメモリ、９は出力バッファメモリ、１０は二値化
出力である。

【０００５】画像入力１は、入力バッファメモリ２に一
旦蓄えられ、１画素ずつ読み出される。加算器３で処理
済み画素の誤差データが加算されたのち、比較器５に入
力される。比較器５において閾値設定回路４からの一定
の閾値と比較され、その大小に応じて０又は１に二値化
され、出力バッファメモリ９に蓄えられる。比較器５に
おいて、入力されたデータと出力されたデータは演算器
６で差をとられ、得られた誤差は重み付け回路７におい
て、先に説明した重み係数Ａ〜Ｄを乗じられ誤差バッフ
ァメモリ８に格納される。誤差バッファメモリ８に格納
された誤差データは、未処理の画素に対して累計値とし
て格納され、加算器３において対応する画像入力に加算
される。

【０００６】誤差拡散法は、階調性及び解像度が優れて
いる反面、数ライン分の容量を有する誤差バッファメモ
リ８を持たねばならず、また演算量も多いため、装置が
複雑で高価であるという欠点があった。

【０００７】装置を簡単化するためには、図７に示すよ
うに、誤差を主走査方向のみの一次元に拡散する方法が
ある。図８は図７に示す誤差拡散方法を具体化する装置
の概略構成図で、図６との相違は、誤差バッファ８を設
けずに、数画素分の遅延を行う遅延回路１１を用いた点
である。

【０００８】図７の方法によれば、誤差を主走査方向の
みに分配するため、数画素分のメモリ容量を有する遅延
回路１１を使用するだけでよく、装置は簡単化される。 しかし、一般に画像信号では、隣合った走査線間には相
関性があり、隣合った走査線では同じようなドットの配
置となるため、結果として主走査方向と垂直方向に縞模
様が現れやすい。なお、縞の空間周波数を高くして目に
つきにくすることも考えられるが、この場合、主走査方
向の解像度を相当に高くする必要がある。

【０００９】これを解決する方法として、主走査方向の
みに誤差を分配し、且つ走査線毎に閾値を変える二値化
方法がある。その動作を構成概要図を示す図９によって
説明する。

【００１０】図８に示す構成との第１の相違点は、閾値
メモリ１２と閾値設定回路４を制御するためのライン同
期制御回路１３を設けた点で、閾値は、ライン同期制御
回路１３によって走査線毎に閾値メモリ１２から読み出
されて設定される。走査線毎に閾値を変えることにより
、ドットの出現位置が走査線毎にずれるため、画像の相
関性に起因する主走査方向に垂直な縞模様を防ぐことが
できる。第２の相違点は、初期化回路１４により、数画
素毎に蓄積された誤差を０にクリアする点である。クリ
アする理由は、処理の初期、すなわち、主走査線の初期
の方では問題ないが、処理が進むに従い誤差が蓄積され
ていくと、閾値を変化させた効果が薄れてきて、徐々に
縞模様が生じてくることがあるためで、数画素毎に、誤
差の蓄積されていない初期状態に戻す処理により、より
良い閾値変化の効果が得られる初期状態に保っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９の
装置による二値化方法では、誤差をクリアする周期に起
因する、主走査方向に垂直なノイズが発生することがあ
る。このノイズは、誤差クリアの周期が小さければ殆ど
判らないが、誤差クリアの周期は階調性に比例するため
、誤差クリアの周期はある程度以下に小さくすることは
できない。

【００１２】そこで本発明は、誤差を主走査方向のみに
拡散する誤差拡散法において、階調性を損なうことなく
、主走査方向に垂直な方向の縞模様を防止し、高速且つ
安価に回路を構成できる二値化方法を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の階調画像の二値
化方法は、前記目的を達成するため、主走査方向のみに
誤差拡散処理を行い、主走査線毎に二値化のための閾値
を変化させ、且つ一定の周期をもって誤差の初期化を行
う階調画像の二値化方法において、前記誤差の初期化の
タイミングを主走査線毎に変えることを特徴とする。

【００１４】

【作用】本発明においては、誤差の初期化のタイミング
、すなわち、誤差を０にクリアするタイミングが主走査
線毎にずらされる。誤差クリアに同期してノイズが発生
するが、このノイズは各走査線毎に異なる位置に発生す
るので、垂直方向に連続することはなくノイズが目立た
なくなる。すなわち、誤差クリアの周期に起因するノイ
ズが低減され、滑らかな階調表現が可能になる。また、
主走査方向のみ一次元に誤差を拡散するため、遅延素子
で回路を構成でき、高速且つ安価に回路を構成すること
ができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。

【００１６】図１は本発明の誤差拡散法の一実施例を示
す概略構成図である。なお、図９の従来例と同様な部分
には同じ符号を付して説明を省略する。

【００１７】画像入力１は、入力バッファメモリ２に一
旦蓄えられ、１画素ずつ読み出される。その後、加算器
３で処理済み画素の誤差データを加算されたのち、比較
器５に入力される。閾値はライン同期制御回路１３及び
閾値設定回路４によって走査線毎に閾値メモリ１２から
読み出されて設定される。図２は、本実施例において閾
値を設定するための閾値関数の具体例である。Ｔは閾値
関数を表す数列で、数値は相対値であるので、閾値レベ
ルの数、すなわち、本例では７で割った数が、０から１
の規格化された階調レベルに対応する。図２の例では、
１番目の走査線では閾値を「１」とし、２番目の走査線
では閾値を「３」としている。

【００１８】この閾値は、比較器５において入力データ
と比較され、その大小に応じて０又は１に二値化された
出力が出力バッファメモリ９に蓄えられる。このとき、
比較器５において、入力されたデータと出力されたデー
タの差が誤差として演算器６により計算される。誤差は
遅延回路１１により１画素分遅延されたのち、重み付け
回路７により所定の重み係数を乗じられる。初期化回路
１４は、或るタイミングで誤差を０にクリアするもので
、初期化タイミングでなければ重み付け回路７により出
力された誤差を、また、初期化タイミングにおいては０
を、加算器３に出力する。このとき誤差は１画素分遅延
されているので、加算器３で誤差は次の画素に加えられ
ることになる。初期化制御回路１５は、何画素毎に初期
化するかを制御するもので、ライン同期制御回路１３か
らライン同期信号を受け、走査線毎に異なった初期化の
タイミングを生成する。

【００１９】図３は、初期化タイミングの具体例を示す
説明図である。図３（ｂ）中、横方向に配列された数字
は主走査方向の画素番号を示し、縦方向に配列された数
字は走査線番号を示す。また、図３（ａ）のＰは各々の
走査線の何画素目で初めに初期化するかを表す数値列で
、以後は各走査線とも７画素周期で初期化を行う。図３
に示す例においては、７画素を周期とし、１番目の走査
線では４画素目で初めに初期化し、２番目の走査線では
６画素目で初めに初期化している。なお、この例では初
めに初期化する画素の位置は、１走査線毎に２画素分だ
け順次変化していく。

【００２０】図４は、図２に示す閾値関数と図３に示す
初期化タイミングとを適用して二値化を行った場合の中
間調画像出力の一例を示す説明図であり、１番目の走査
線では４画素目で初めに初期化した後に閾値レベル「１
」で二値化を行い、２番目の走査線では６画素目で初め
に初期化した後に閾値レベル「３」で二値化を行ってい
る。なお、図中の丸印は、中間調入力に対してドットが
印字される位置を示している。また、初期化位置Ｐと閾
値Ｔとの関係（４−１，６−３，１−５，３−０，・・
）は固定されている。

【００２１】このように、誤差クリアのタイミング、す
なわち、初期化タイミングを走査線に異ならせることに
より、誤差クリアに起因するノイズは各走査線毎に異な
る位置に発生するので、垂直方向に連続することはなく
ノイズが目立たなくなる。すなわち、誤差クリアの周期
に起因するノイズが低減される。

【００２２】上述の実施例の装置によれば、誤差を主走
査方向のみに分配するため、誤差を数画素分だけ遅延し
て、重み付け回路７により重み係数を乗じたのち付加す
ればよいので、図６に示す従来例のような容量の大きな
誤差バッファメモリ８を設ける必要はなく、小容量で構
成が簡単な遅延回路で構成でき、回路と演算は極めて簡
単なものになる。

【００２３】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
誤差クリアのタイミングを走査線毎にずらしているため
、誤差クリアの周期に起因するノイズが低減され、滑ら
かな階調表現が可能になる。また、誤差の配分先を簡単
化し、走査線方向のみとできるので、高価な誤差ライン
バッファの代わりに安価で動作速度が速い遅延回路で二
値化装置を構成できる。したがって、処理の高速化、回
路の単純化が可能となり、特に、中間調画像を劣化させ
ることなく、高速且つ安価に構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の二値化方法の一実施例の概略構成
図である。

【図２】　　本発明の二値化方法の一実施例における閾
値関数の具体例である。

【図３】　　本発明の二値化方法の一実施例における誤
差クリアのタイミングの具体例である。

【図４】　　本発明の二値化方法による中間調画像の出
力例である。

【図５】　　従来の誤差拡散法の説明図である。

【図６】　　従来の誤差拡散法を具体化した一例の概略
構成図である。

【図７】　　従来の別の二値化方法の説明図である。

【図８】　　図７に示される二値化方法を具体化した一
例の概略構成図である。

【図９】　　更に他の従来の二値化方法を具体化した一
例の概略構成図である。

【符号の説明】

１　　画像入力、２　　入力バッファメモリ、３　　加
算器、４　　閾値設定回路、５比較器、６　　演算器、
７　　重み付け回路、８　　誤差バッファメモリ、９　
　出力バッファメモリ、１０　　二値化出力、１１　　
遅延回路、１２　　閾値メモリ、１３ライン同期制御回
路、１４　　初期化回路、１５　　初期化制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　主走査方向のみに誤差拡散処理を行い
   、主走査線毎に二値化のための閾値を変化させ、且つ一
   定の周期をもって誤差の初期化を行う階調画像の二値化
   方法において、前記誤差の初期化のタイミングを主走査
   線毎に変えることを特徴とする階調画像の二値化方法。