JPH0474062A - 画像処理方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、中間調を含む多値画像の誤差拡散法等による
白黒への中間調２値化方法を用いた画像処理方法に関す
るものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えばプロシー
ディングズ　オブ　ザ　ニス・アイ・デーｒ　（Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｂｅ　Ｓ、１．Ｄ、　）　
、１７／２（１９７６年）フロイド　アンド　スティン
バーブ（Ｆｌｏｙｄ　ａｙｄ　５ｔｅｉｎｂｅｒａ）　
（米）“アン　アダプティブ　アルゴリズム　フォア　
スペシャル　グレイスケール（Ａｎ　Ａｄａｐｔｉｖｅ
　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　５ｐａｔａｌ　、Ｇｒ
ｅｙｓｃａｌｅ　）　”　Ｐ、　７５−７７に記載され
るものがあった。

前記文献に記載されるように、従来より例えばディジタ
ルファクシミリにおいて、中間調を疑似的に表現するた
めの中間調２値化方法を用いた画像処理方法として、誤
差拡散法を用いた画像処理方法が知られている。

この誤差拡散法は、２値化する入力画素ＭｉｎのＳ廉価
と出力画素ＭＯｕ主の濃度値との差を誤差Ｇとして、２
値化した画素の周辺画素に重み付けを施した後に加算し
、その値を入力画素値として固定閾値で２値化する方法
である。この種の１次元の誤差拡散法を第２図に、２次
元の誤差拡散法を第３図にそれぞれ示す。

第２図は、１次元の誤差拡散法を用いた画像処理方法を
説明するための図である。

第２図の処理方向は、左から右でおる。入力画素Ｍｉｎ
を２値化する場合、まず第１の入力画素Ｍ１は、固定閾
値Ｍｔｈより大きいので、出力画素ＭＯｕ↑として黒Ｂ
か出力される。ここで、黒Ｂは、第２図の上に示す線の
値（スキャナのダイナミックレンジの最大値）であり、
これと入力値（入力画素Ｍ１）との差（入力値−出力値
）が誤差Ｇとなる。この誤差Ｇに、誤差を拡散させる画
素か１つなので、量率１を掛けて右隣の画素Ｍ２に加算
する。この第２の入力画素Ｍ２に対して、誤差Ｇが加算
された後の値を固定閾値Ｍｔｈで２値化する。ここでの
出力画素ＭＯｕ↑は、白Ｗてあり、そこで生じた誤差を
隣の人力画素Ｍ３に加算する。このようにして、誤差Ｇ
、・・・を順次加算して固定閾値Ｍｔｈて２値化するの
か、誤差拡散法である。

第３図は、２次元の誤差拡散法での誤差を拡散させる注
目画素Ｍａと、その注目画素Ｍａに対する量率を示した
ものである。

このように、従来の画像処理方法では、中間調の濃度を
含む入力画素Ｍｉｎを、誤差拡散法を用いて２値化処理
し、それに応じた画像データを出力するようになってい
た。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、上記の画像処理方法では、誤差拡散法を
用いて２値化処理を行っているので、前述したように通
常は注目画素Ｍａか黒として出力された場合、その固定
閾値Ｍｔｈとの誤差Ｇは負となり、それによって注目画
素Ｍａの周辺の周辺画素の濃度値が下がり、文字等の細
い黒線が白として出力されやすくなる。そのため、文字
等の細い黒縁がかすれるという問題があり、それを解決
することが困難であった。

本発明は前記従来技術が持つていた課題として、誤差拡
散法を用いて２ｆａ化処理を行った場合、文字等の細い
線がかすれるという点について解決した画像処理方法を
提供するものである。

（、ｉ１題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、第１の発明は、中間調の濃
度を含む入力画像を、中間調２１ｉａ化方法を用いて２
値化処理し、それに応じた画像データを出力する画像処
理方法において、前記入力画像中の注目画素が線に属す
るか否かを線判定処理で判定し、前記判定結果が線に属
すると判定されたときには所定値設定処理により、前記
注目画素の２値化誤差を所定の値に設定して前記２値化
処理を行わせるようにしたものである。

第２の発明は、第１の発明において、前記線判定処理は
、前記注目画素とその近傍画素との濃度差からエツジを
判定し、前記エツジの判定結果が所定のパタンに適合す
るか否かによって前記注目画素か線に属するか否かを判
定するようにしている。

第３の発明は、第１の発明において、前記中間調２値化
方法は、誤差拡散法、平均誤差最小法、メツシュ内画素
分配法等のランダムディザ法を用いるようにしている。

（作　用） 第１の発明によれば、以上のように画像処理方法を構成
したので、中間調２値化方法を用いた２値化処理の際に
、線判定処理によって入力画素中の注目画素が線に属す
るか否かが判定される。その判定結果が線に属すると判
定されたときには、所定値設定処理により、前記注目画
素の２値化誤差を所定の値に設定して前記２値化処理が
行われる。これにより、文字等の細い線のかすれが除去
され、的確な２値化処理が行なえる。

第２の発明では、注目画素とその近傍の近傍画素との濃
度差からエツジを判定し、その判定したエツジによる形
状に対して所定のパターンとのパタンマツチングを行な
い、注目画素が線に属するか否かを判定している。これ
により、注目画素が線に属するか否かの判定が簡単かつ
的確に行なえる。

第３の発明では、中間調２値化方法として誤差拡散法等
のランダムディザ法を用いることにより、網点印刷を含
む画像でのモアレ（ｍｏｉｒｅ　、縞模様）が生ぜず、
２値化精度の向上が図れる。

従って、前記課題を解決できるのである。

（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示す画像処理方法を用いた
画像処理装置の機能ブロック図である。

この画像処理装置は、誤差拡散法を用いて２値化処理す
る装置であり、スキャナ、Ａ／Ｄ変換器、及び補正回路
等で構成され、入力画像を読み取って画素単位で多値の
濃度値を出力する入力部１１を有している。この入力部
１１の出力側には、入力部１１からの画素濃度３１１に
基づき注目画素が線に属するか否かの線判定処理を行な
う線判定部１２が接続されると共に、加算器１３が接続
されている。加算器１３は、入力部１１からの画素濃度
８１１に誤差を加締する機能を有し、その出力側には２
値化部１４及び誤差計算部１５が接続されている。２値
化部１４は、加算器１３の出力信号Ｍ１３を固定閾値に
より２値化する機能を有し、ゲート回路等で構成されて
いる。誤差計算部１５は、加算器１３の出力信号Ｍ１３
と２値化部１４の出力信号とに基づき、２値化誤差Ｇ（
ｍ。

ｎ）を計粋するもので、演綽回路等で構成されている。

この誤差計算部１５と所定値設定部１６とか、セレクタ
１７を介して誤差発生部１Ｂに接続されている。所定値
設定部１６は、注目画素か線と判定された場合に置き換
える注目画素の２値化誤差を、セレクタ１７へ与える機
能を有している。セレクタ１７は、線判定部１２の出力
に基づき、誤差計締部１５の出力、または所定値設定部
１６の出力のいずれか一方を選択し、２値化誤差Ｇ　（
Ｘ。

ｙ）を誤差発生部１８へ与える回路である。誤差発生部
１８は、セレクタ１７からの２値化誤差Ｇ（ｘ、ｙ）を
拡散させるために、入力された画素の濃度値に対し、加
締器１３へ与える加算用の誤差ＧＳ　（ｍ、ｎ＞を出力
すると共に、誤差Ｇ（ｍ−１，ｎ＞を出力する機能を有
し、その出力側にはラインメモリ１９がフィードバック
接続されている。ラインメモリ１９は、誤差発生部１８
の出力Ｇ（ｍ−１，ｎ）を入力して誤差Ｇ　（ｍ＋２゜
ｎ−１）を誤差発生部１８へフィードバックする機能を
有している。

また、２値化部１４の出力側には、プリンタあるいは符
号化装置等で構成される出力部２０か接続されている。

ここで、加算器１３．２値化部１４、誤差計算部１５、
誤差発生部１８、及びラインメモリ１９により、誤差拡
散法が実行される。そして本実施例の特徴は、線判定部
１２、所定値設定部１６及びセレクタ１７を設けた点て
おる。

第４図は、第１図中の線判定部１２の構成例を示す機能
ブロック図である。

この線判定部１２は、注目画素に対して８近傍画素でエ
ツジ検出を行ない、線判定処理を行なう機能を有してい
る。即ち、この線判定部１２は、画像濃度３１１の入力
値を保持するラッチ４０〜４８及びラインメモリ４９．
５０を有し、その出力側には、注目画素かエツジか否か
を判定するエツジ判定部５１〜５Ｂが接続されている。

このエツジ判定部５１〜５８は、加算器及びコンパレー
タ等で構成され、その出力側には、パタンマツチング部
５９が接続されている。パタンマツチング部５９は、エ
ツジ判定部５１〜５８の出力信号ＺＢ（１）〜ＺＢ　（
８）に対してパタンマツチングを行ない、そのマツチン
グ出力信号ＺＢＬを出力してセレクタ１７へ与える機能
を有している。

第５図（ａ）〜（、Ｃ）は第４図のパタンマツチング部
５９で用いられる線判定パタンの例を示す図、及び第６
図（ａ）；（ｂ）は従来と本実施例の出力例を示す図で
あり、これらの図を参照しつつ、本実施例の画像処理方
法を説明する。

第１図において、中間調の濃度を含む入力画像が入力部
１１に入力されると、該入力部１１は、画素単位で多値
の画像濃度３１１を線判定部１２及び加算器］３へ出力
する。本実施例では、入力部１１は例えば６４階調の処
理を行ない、Ｏ〜６３までの濃度値を出力する。すると
、線判定部１２では、画素濃度３１１を入力し、注目画
素が線に属するか否かを判定し、注目画素か線に属する
ならば、例えば“ｉ１ｔ＋、そうでなければ０９１をセ
レクタ１７へ出力する。

この線判定部１２の線判定処理を、第４図を参照しつつ
さらに説明する。

第４図の線判定部１２において、注目画素に対して例え
ば８近傍画素でエツジ検出を行なうため、先ずラッチ４
０〜４Ｂ及びラインメモリ４９．５０によって入力部１
１からの画像濃度３１１を保持する。そして、エツジ判
定部５１〜５８で、Ｍ　（４０）−Ｍ　（ｋ＞＞ＴＨ・
・・・・・（１）但し、ｋ＝４１．４２．・・・、４８ Ｍ（ｋ）：各画素の濃度値 丁Ｈ：エツジ判定閾値 の比較を行い、注目画素Ｍ　（４０）がエツジか否かを
判定する。その判定出力ＺＢ（ｎ＞（ｎ＝１゜２、・・
・、８）に対し、パタンマツチング部５９でマツチング
処理を行い、一定のパタンにあてはまった場合、ＺＢＬ
を“１′′として出力する。それ以外は“０９７として
出力する。

パタンマツチング部５９において、エツジ判定部５１〜
５８の出力をマツチングさせるパタン例が第５図（ａ）
〜（Ｃ）に示されている。このパタン例は、３×３のパ
タンである。この第５図では、斜線で示した部分Ｐか特
に濃度が高い画素であり、注目画素に対してはエツジと
ならない部分である。つまり、斜線部Ｐでは、判定出力
ＺＢｎが“Ｏ°゛である。この判定を第５図（ａ）につ
いて論理式で表わすと、次式（２）となる。

ＺＢＬ＝Ｚ百：ゴゴ・ＺＢ　（２）　・ＺＢ　（３）・
ＺＢ　（４）・７石７５””）−ＺＢ（６）・ＺＢ（７
）・ＺＢ　（８） ・・・・−（２） このようにして、いずれかのパタンを満足した場合、パ
タンマツチング部５９の出力信号ＺＢＬが“１″、そう
でなければＯ”となり、それを第１図のセレクタ１７へ
与える。ここで、３×３の狭い範囲で直線的なパタンを
用いることで、注目画素が線に属するか否かを判定し、
その判定結果から線の一部と見られる画素を的確に抽出
する。

さらに、第１図において、入力部］１から出力される画
素濃度３１１は加算器１３に与えられるので、該加算器
１３では、注目画素の濃度値に、誤差判定部１８からの
誤差を加算してその加算出力Ｍ１３を２値化部１４及び
誤差計算部１５へ送る。２値化部１４は、加算器１３の
出力Ｍ１３を固定閾値により２値化し、黒ならば１”を
、白ならば“Ｏｆｆの信号を、誤差計算部１５及び出力
部２０へ出力する。誤差計算部１５ては、加算器１３の
出力Ｍ１３と２値化部１４の出力とを入力し、次式（３
）、（４）の計算を行なう。

２値化部１４よりの出力信号がＯ°”の場合Ｇ（ｍ、ｎ
＞＝Ｍ　　　　　　　　・・・・・・（３）２値化部１
４よりの出力信号が“′１′′の場合Ｇ　（ｍ、　ｎ　
＞　＝Ｍ−Ｕ　Ｌ　　　　　−−−−−・（４）ここで
、Ｇ（ｍ、ｎ）は誤差計算部１５における出力、Ｍは加
算器１３の出力である。また、ＵＬは入力部１１の出力
の最大値であり、本実施例では、例えば６３である。

この誤差計算部１５の出力Ｇ（ｍ、ｎ＞は、所定値設定
部］６の出力と共に、セレクタ１７へ与えられる。所定
値設定部１６では、線と判定された場合に置き換える注
目画素の２値化誤差をセレクタ１７へ与える。この所定
値は、本実施例では、例えばダイナミックレンジの中心
値の３１とじている。

セレクタ１７では、線判定部１２の出力信号に基づき、
誤差計算部１５の出力、または所定値設定部１６の出力
のいずれか一方を選択する。線判定部１２の出力信号が
７１０　Ｈの場合、誤差計算部１５からの信号を誤差発
生部１８へ出力し、線判定部１２からの出力信号が“１
゛°の場合、所定値設定部１６からの所定値を誤差発生
部１８へ出力する。誤差発生部１８では、例えば第３図
に示す画素及び重重で、セレクタ１７からの２値化誤差
Ｇ（Ｘ、Ｖ）を拡散させる。例えば、誤差発生部１８で
は、入力された画素の濃度値に対し、加算されるべき誤
差ＧＳ　（ｍ、ｎ）を次式（５）に基づき計算し、その
計算結果を加算器１３へ出力する。

ＧＳ　（ｍ、ｎ＞＝　ｉＧ　（ｍ−１，ｎ）ｘ７＝Ｇ（
ｍ＋１．ｎ−１）ｘ３＋Ｇ　（ｍ、ｎ−１）ｘ５＋Ｇ　
（ｍ−１，ｎ−１）　Ｘｌ　］／１６−・・・・・（５
） ここて、ＧＳ　（ｍ、ｎ）は誤差発生部１８の出力、Ｇ
（Ｘ、Ｖ）は各画素の２値化誤差、Ｘ及びｙはその画素
の主走査方向及び副走査方向の位置、ｍ及びｎは注目画
素の位置を示す。

ラインメモリ１９はＧ　（ｍ−１，ｆｌ＞を誤差発生部
１８から受は取り、Ｇ　（ｍ＋２．ｎ−１＞を誤差発生
部１８へ出力する。ここでは、Ｑ　（ｍ＋２、ｎ−１）
　〜Ｇ（ｅｎｄ、ｎ−１＞と、Ｇ（ｓｔａｒｔ、ｎ）〜
Ｇ　（ｍ−２，ｎ＞との合わせて１ラインの誤差を記憶
する。

このような２値化処理が行われた後、２値化部１４の出
力が出力部２０へ送られる。出力部２０では、２値化部
１４からの２値のデータを画像あるいはコードとして出
力する。

以上のように、本実施例では、線判定部１２により、注
目画素が線に属するか否かを判定し、線に属するとの判
定結果の場合、注目画素の２値化誤差を所定値設定部１
６により所定値に設定し、誤差拡散法に基づき２値化処
理を行なうようにしている。その２値化処理の出力結果
が、第６図（ａ）、（ｂ）に示されている。

コノ第６図（ａ＞、（ｂ）では、１０．５ポイントの文
字を含むチャートを２ｏｏｄｐ　ｒ　、２５６階調で読
み込んだものである。第６図（ａ）の従来の方法では、
文字のかすれが見られるか、本実施例の画像処理方法で
は、第６図（ｂ）に示すように、文字のかすれがなくな
っている。従って、本実施例の画像処理方法では、文字
等を含む中間調画像の２値化処理に優れている。

なお、本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形が
可能である。その変形例としては、例えば次のようなも
のがある。

（ｉ）　線判定処理のためにパタンマツチングする画素
は、第５図以外の３Ｘ５、あるいは５×５等でも良い。

ざらに、中間調２値化方法は、誤差拡散法を用いる以外
に、平均誤差最小法、メツシュ内画素分配法等の他のラ
ンダムディザ法を用いても、上記実施例とほぼ同様の効
果が得られる。

このランダムディザ法を用いた場合、網点印刷を含む画
像でのモアレがでないという利点を有しているか、この
ランダムディザ法以外の方法を用いて実行することも可
能である。

（ｉｉ）　　上記実施例では、白地に表現された注目画
素が黒線に属するか否かの判定のみを行なっているか、
黒地に表現された白線に属するか否かの判定を行ない、
白線に属すると判定された場合には２値化誤差を所定値
と置き換えるようにしても良い。これにより、白線での
かすれを取ることができる。

（ｉｉｉ）　　＠点印刷を含む画像でのモアレを考慮し
ないならば、注目画素が線ではなく、エツジと判定され
た時に、２値化誤差を所定値と置き換えても良い。

（ｉｖ）　　所定値設定部１６で設定される所定値は、
その値を大きくすれば線のかすれは抑えられるか、擬似
輪郭が坦れる等のおそれがある。そこで、この所定値は
、入力に文字が多いか、中間調画像か多いか、出力画像
か文字を重視するか、中間調画像を重視するか等によっ
て、適宜変化させれば良い。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、第１の発明では、注目画素
が線に属するか否かを判定し、その判定結果に基づき、
線と判定された場合には、２値化誤差を所定値に設定し
、２値化処理を行なうようにしたので、文字等の細い線
がかすれるという問題を的確に防止でき、細い線のかす
れのない高品質の中間調の２値化処理か可能となる。従
って、ファクシミリやイメージスキャナ等といった種々
の２値化処理に有効である。

第２の発明では、注目画素と近傍画素との濃度差からエ
ツジを判定し、その判定結果をパタンマツチングするこ
とにより、注目画素か線に属するか否かの判定を行なう
ようにしているので、線判定か簡単かつ的確に行なえる
。

第３の発明では、中間調２値化方法としてランダムディ
ザ法を用いたので、網点印刷を含む画像でのモアレが発
生ぜす、２値化処理された画像の品質か向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す画像処理方法を用いた画
像処理装置の機能ブロック図、第２図は１次元誤差拡散
法を説明するための図、第３図は２次元誤差拡散法を説
明するための図、第４図は第１図中の線判定部の構成ブ
ロック図、第５図（ａ）〜（Ｃ）は第４図の線判定パタ
ン例を示す図、第６図（ａ）、（ｂ）は従来と本実施例
の出力例を示す図である。 １１・・・・・・入力部、１２・・・・・・線判定部、
１３・・川・加算器、１４・・・・・・２値化部、１５
・・・・・・誤差計算部、１６・・・・・・所定値設定
部、１７・・・・・・セレクタ、１８・・・・・・誤差
発生部、１９・・・・・・ラインメモリ、２０・・・・
・・出力部、４０〜４８・・・・・・ラッチ、４９，５
０・・・・・・フィンメモリ、５１〜５８・・・・・・
エツジ判定部、５９・・・・・・パタンマツチング部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中間調の濃度を含む入力画像を、中間調２値化方法
   を用いて２値化処理し、それに応じた画像データを出力
   する画像処理方法において、 前記入力画像中の注目画素が線に属するか否かを線判定
   処理で判定し、 前記判定結果が線に属すると判定されたときには所定値
   設定処理により、前記注目画素の２値化誤差を所定の値
   に設定して前記２値化処理を行わせることを、 特徴とする画像処理方法。 ２、請求項１記載の画像処理方法において、前記線判定
   処理は、前記注目画素とその近傍画素との濃度差からエ
   ッジを判定し、前記エッジの判定結果が所定のパタンに
   適合するか否かによつて前記注目画素が線に属するか否
   かを判定する画像処理方法。 ３、請求項１記載の画像処理方法において、前記中間調
   ２値化方法は、誤差拡散法を含むランダムディザ法を用
   いた画像処理方法。