JPH0482372A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は例えばファクシミリ等の画像２値化処理を行う
画像処理装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、ファクシミリ等の２値記録装置に中間調を再現す
る手段として、誤差拡散法が注目されている。

誤差拡散法は、注目画素を２値化する際に生じる量子化
誤差を、周辺の複数画素に分配しながら２値化処理を行
う方法であり、画像の平均濃度を保存し、中間調を再現
する手段であり、組織デイザ法等に比べ解像度特性に優
れ文字や線画の再現性が良い事、又網点印刷画像を人力
とした場合の２値化処理によるモアレの発生がない事等
を特徴としている。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、誤差拡散法により２値化された画像では
特有のテクスチャー（模様）が生じ、特に濃度変化の少
ない低濃度部において、そのパターンが目立ち、画質を
損なう問題があった。

特に１ドツトが太めに印字されるレーザービームプリン
タ等では上記テクスチャーがより強調され問題となって
いた。

従来この様なテクスチャーをおさえる方法の一つとして
、固定レベルの周期的な信号を誤差拡散処理内部の２値
化処理部のしきい値に重畳する方法が提案されているが
、この場合階調性や解像度特性が劣化し、更に、入力画
像として網点印刷画像を読み取った様な場合２値化処理
によりモアレが生じる等の問題があった。

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、誤差拡散法による２
値化処理において、階調特性やモアレの発生による劣化
を最小限に抑える画質判断の上で、重要なポイントとな
るハイライト部のテクスチャーを視覚の面で簡単に向上
させることができる画像処理装置を提供する点にある。

［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、画素単位の多値データに対して２
値化処理を施す画像処理装置において、前記多値データ
を注目画素として入力する入力手段と、前記入力手段で
入力された多値データに前記２値化処理を施す際に生じ
る量子化誤差を演算して求める第１の演算手段と、前記
注目画素以前の画素から既に前記第１の演算手段で求め
られた量子化誤差を、前記入力手段で入力された多値デ
ータに付加する付加手段と、前記入力手段で入力された
多値データの内容に基づい前記２値化処理時の閾値を演
算して求める第２の演算手段と、前記第２の演算手段で
求められた閾値に基づいて前記付加手段で付加された多
値データを２値化処理する２値化処理手段と、前記２値
化処理手段で２値化されたデータを出力する出力手段と
を備えることを特徴とする。

［作用Ｊ かかる構成によれば、入力手段は多値データを注目画素
として入力し、第１の演算手段は入力手段で入力された
多値データに２値化処理を施す際に生じる量子化誤差を
演算して求め、付加手段は注目画素以前の画素から既に
第１の演算手段で求められた量子化誤差を、入力手段で
入力された多値データに付加し、第２の演算手段は入力
手段で入力された多値データの内容に基づい２値化処理
時の閾値を演算して求め、２値化処理手段は第２の演算
手段で求められた閾値に基づいて付加手段で付加された
多値データを２値化処理し、出力手段は２値化処理手段
で２値化されたデータを出力する。

［実施例］ 以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施例
を詳細に説明する。

第９図は本発明の画像処理装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。本実施例では、画像処理装置として、通信
機能を有するファクシミリ装置を例に挙げる。

第９図において、１０１は原稿から画像データを光学的
に読み取るリーグを示し、１０２は本装置全体の制御を
行なうＣＰＵを示し、１０３は後述の第１０図に示され
るフローチャートに従ったプログラム等を格納したＲＯ
Ｍを示し、１０４は各種プログラムのワークエリアとし
て用いるＲＡＭを示している。

１０５は後述する本実施例の２値化処理を行なう画像処
理部を示し、１０６は宛先や送受信の各種モードを指示
するキー及び各種モードに応じた表示を行なう表示部を
備えた操作部を示している。１０７は受信または送信時
の画像データを一時蓄積する画像メモリを示し、１０８
は受信或はコピーモード時の入力された画像データに基
づいて可視画像を形成する記録部を示している。１２０
は不図示の網と接続された通信回線を示し、１０９は通
信制御部であって、通信回線１２０を介して他端末の通
信を制御する。１１０は本装置内部のアドレス信号、デ
ータ、制御信号を伝送するパスラインを示している。

次に、画像処理部１０５の詳細について説明する。

本実施例では、２値化処理に誤差拡散法を用いる。

第１図は本実施例の画像処理部１０５の構成をを示すブ
ロック図である。同図において、１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌ
ｃ、ｌｉｄは入力された多値データを一画素遅延させる
１画素遅延素子をそれぞれ示し、１２ａ、１２ｂ、１２
ｃ、１２ｄは２値化前の画素の多値データに後述の２値
化誤差成分（ｅｌ、ｅ２．ｅ３．ｅ４）を加算する加算
器をそれぞれ示している。１３は１ラインより３画素分
少ない画素分の遅延を行なうラインバッファを示してい
る。１４は２値化処理部であって、後述する重畳信号（
Ｐ）で得られる閾値（Ｔｏ）に基づいて前段の画素の誤
差が加算された入力多値データの２値化を行なう。

１５は２値化誤差演算部であって、前段の画素の誤差が
加算された注目画素の多値データ及び２値化処理部４か
ら出力される２値データとのレベルの差から量子化誤差
、即ち、２値化誤差を演算して求める。１６は拡散誤差
演算部であって、２値化誤差演算部１５で求めた２値化
誤差を後段の４つの画素に拡散する誤差成分ｅｌ、ｅ２
．ｅ３、ｅ４を演算して求める。１７は重畳信号係数演
算部であって、入力多値データの濃度レベルに応じた重
畳信号用の係数（Ｃ）を演算して求めるＲＯＭである。

１８は重畳信号発生部であって、固定の重畳信号（Ｓ）
を発生する。１９は乗算器であって、重畳信号発生部１
８から出力される固定の重畳信号（Ｓ）に対して重畳信
号係数演算部１７で求められた係数（Ｃ）を掛は合わせ
、入力多値データの濃度レベルに応じた重畳信号（Ｐ）
を求める。２０は加算器であって、固定の閾値Ｔに対し
て乗算器１９から出力される重畳信号（Ｐ）を加算し、
入力多値データに応じた閾値Ｔ゛を求める。尚、以下の
説明で、１ａを入力多値データとして示し、１ｂを２値
化処理後の２値化データとして示す。

以上の画像処理部１０５の動作について説明する。

第２図は本実施例の画像処理部１０５内の信号のタイミ
ングを説明するタイミングチャートであリ、第３図は本
実施例の誤差拡散マトリクスを示す図、第４図は一般的
な２値化例を示す図、第５図は本実施例の重畳信号の係
数特性を示す図、第６図は本実施例の周期信号のマトリ
クスを示す図、第７図は本実施例の周期信号を実施した
一例を示す図、そして、第８図は本実施例の２値化例を
示す図である。

まず、入力多値データ１ａは、ページ周期信号に同期し
て１ペ一ジ分の画像データが、ライン同期信号に同期し
て１ライン分の画像データが、画像クロレラに同期して
１画素分の画像データが入力される。この画像データを
以下に、入力多値データと称す。

第３図に示されるように、注目画素を＊とすると、この
注目画素＊に対して付加される周囲の誤差成分は、一画
素前の画素の誤差成分ｅ１．１ライン前の画素の誤差成
分ｅ３．１ライン前の画素の前後の各画素の誤差成分ｅ
２．ｅ４である。そこで、第１図に示されるように、異
なる画素の誤差成分ｅ　１　ｒ　ｅ　２　ｈ　ｅ　３　
＋　ｅ　４は、１画素遅延素子１１ａ〜１１ｄ、加算器
１２ａ〜１２Ｃ及びラインバッファ１３を介して２値化
誤差バツフアリング処理により、周囲画素の２値化誤差
の総和Ｅｄを形成する。この総和Ｅｄと入力多値データ
１ａとが加算器１２ｄにより加算される。

この周辺画素の２値化誤差の総和Ｅｄを含む注目画素＊
の多値データ（Ｘ）は、２値化処理部１４で閾値Ｔ°に
より単純２値化され、２値化データ１ｂが得られる。次
に、この２値化で生じた量子化誤差は、２値化誤差演算
部ＩＳで２値化データ１ｂと加算器１２ｄより出力され
る多値データＸとの差から量子化誤差、即ち、２値化誤
差（ΔＥ）が求められ、この２値化誤差ΔＥから拡散誤
差演算部１６で周辺画素への拡散誤差量である誤差成分
８１〜ｅ４が算出される。

２値化誤差演算部１５では、２値化誤差ΔＥ、２値化出
力を１及び０とすると次の様な演算がなされる（２値化
誤差演算部１５の入力データは１に正規化されているも
のとする）。

Ｘ−１（Ｘ＞Ｔ’　） ΔＥ＝ Ｘ　　　　　（Ｘ≦Ｔ’）　　　　　　・・・　（１）
拡散誤差演算部１６では、上記ΔＥから、例えば第３図
に示す拡散マトリクスの場合、次の様に誤差成分ｅ　ｌ
”　ｅ　４が演算される。

８１　＝２／６Ｅ、ｅｘ　＝１／６Ｅ、ｅｓ　＝２／６
　Ｅ　、　ｅ　、　＝　１　／　６　Ｅ上記処理を各画
素に対して行いながら２値化していくことで、結果とし
て画像の平均濃度が保存された処理が行われ、疑似中間
調画像が得られる。

一般的な誤差拡散処理では、２値化処理部１４で扱う閾
値を固定値として処理し、この場合、例えば模式的に示
すと、第４図に示す様にハイライト部においてドツトが
つながった特有のパターンが目立っている。

そこで、本実施例のように、固定の閾値Ｔに入力多値デ
ータの濃度に応じた比率で周期性を有する信号を重畳し
た閾値Ｔ°を用いることにより、２値化処理を行えば良
い、以下に閾Ｔ°の設定について説明する。

重畳信号係数演算部１７では、入力多値データ１ａに応
じて重畳信号の係数を演算する。この係数の演算はＲＯ
Ｍ　（リードオンリーメモリー）等を用いて簡単に実現
され、第５図に示す様にハイライト部においてのみ信号
が重畳される様な特性を持たせれば良い。即ち、入力デ
ータをアドレス信号として、求める係数をそのアドレス
に対するデータとして予めプログラムしておけば良い。

プログラムするデータの内容は、第５図に示すように、
入力画素の濃度レベルが低い場合に係数を大きく、濃度
レベルが高い場合に係数を小さくすれば良い。

又、ここで入力濃度に対す係数の変化を連続的にするこ
とで、連続に濃度が変化している様な入力画像に対して
も濃度の境界での疑似輪郭の発生をおさえることが可能
となる。

重畳信号発生部１８では、例えば第６図に示す様なマト
リクスの信号をクロックに同期して出力すれば良い、こ
の場合、主走査方向、副走査方向に４画素周期の信号が
発生する。実際の画像に対応させると、第７図に示す様
な周期的な値を出力する。次の乗算器１９では、重畳信
号係数演算部１７で求めた係数Ｃと重畳信号発生部での
信号Ｓから実際に重畳される値Ｐ＝ＣｘＳが演算され、
加算器２０において、閾値Ｔと演算結果のＰからＴ’　
＝Ｐ＋Ｔが求められる。このようにして、２値化処理部
１４で使用する閾値Ｔ゛が求められる。

尚、ハイライト部で閾値に周期性を有する信号を重畳し
た場合、この場合も模式的に示すと、第８図に示す様に
、ドツトがある程度周期性を持って出力されるため、第
４図のように一般的な例に比べ視覚的に画質が向上する
。

また、本実施例では、前述したように、入力濃度レベル
が高い場合（ハイライト部以外）には重畳する周期信号
の割合を減少させ、固定レベルで信号を重畳する従来例
に比べ、解像度の低下やモワレの発生を抑えることを可
能としている。

ここで、簡単に、本装置全体の動作について説明する。

第１０図は本実施例のＣＰＵ１０２による２値化処理の
一例を説明するフローチャートである。

以下の説明では、リーダ１０１より画像データとして多
値データを読取り、２値化後に送信するまでの例を挙げ
る。

まず、操作者により送信開始が指示されると、所定の手
続きを終え、リーダ１０１により多値画像の読み取りが
開始される（ステップＳｌ）。読み取られた画像データ
は順次、上述した画像処理部１０５で２値化処理され、
処理結果が画像メモリ１０７に蓄積される（ステップ８
２〜ステツプＳ５）。１ペ一ジ分が終了すると、蓄積さ
れた画像データは通信制御部１０９に送られ、回線１２
０上に送出される（ステップＳ６）。

そして、１ペ一ジ分の処理が終了し、続くページの送信
があれば、ステップＳ１より上記処理が繰り返される（
ステップＳ７）。

以上説明したように、本実施例によれば、誤差拡散法に
よる２値化処理において、階調性、解像度特性、モアレ
の発生等を最小限に抑えながら、最も問題となるハイラ
イト部のテクスチャーを視覚的に向上させることが可能
となる。

さて、上述した実施例では、誤差拡散の拡散マトリクス
として第３図に示すマトリクスを用いたが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、どの様なマトリクスを用
いても良い。

また、重畳信号も第６図に示す信号に限定されず、本発
明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、特定の周期性を有
するものならどの様な信号でも良い。

さらに、重畳信号係数演算部１７は、係数特性を例えば
直線で表わすと論理回路等でも簡単に構成可能である。

第１１図は本実施例の重畳信号の係数特性の変形例を示
す図である。この第１１図に示されるような直線的な特
性を用いる。

また、重畳信号を入力多値データそのものに加算する場
合には、前記実施例の重畳信号であるＰの変わりに−Ｐ
を入力多値データに加算すれば良い、この場合、閾値に
Ｐを加算することは、入力データに−Ｐを加算すること
と等価である。入力データをＤ１閾値をＴとすると、Ｄ
＋ＴをＴで２値化した結果とＤをＴ−Ｐで２値化した結
果は同一である。

さて、前述した実施例では、２値化処理に誤差拡散法を
用いたが、本発明はこれに限定されるものではな（、平
均誤差最小法等の手法を用いても良い。

また、前述した実施例では、ファクシミリ装置を例に挙
げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、入力が多値データ、出力が２値化データとなる画像
処理を行なう装置であれば、複写機等であっても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、誤差拡散法によ
る２値化処理において、階調性、解像度特性、モアレの
発生等を最小限に抑えながら、最も問題となるハイライ
ト部のテクスチャーを視覚的に向上させることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の画像処理部１０５の構成をを示すブ
ロック図、 第２図は本実施例の画像処理部１０５内の信号のタイミ
ングを説明するタイミングチャート、第３図は本実施例
の誤差拡散マトリクスを示す図、 第４図は一般的な２値化例を示す図、 第５図は本実施例の重畳信号の係数特性を示す図、 第６図は本実施例の周期信号のマトリクスを示す図、 第７図は本実施例の周期信号を実施した一例を示す図、 第８図は本実施例の２値化例を示す図、第９図は本発明
の画像処理装置の一実施例を示すブロック図、 第１０図は本実施例のＣＰＵ１０２による２値化処理の
一例を説明するフローチャート、第１１図は本実施例の
重畳信号の係数特性の変形例を示す図である。 図中、ｌｌａ〜ｌｉｄ・・・１画素遅延素子、１２ａ〜
１２ｄ、２０・・・加算器、１３・・・ラインバッファ
、１４・・・２値化処理部、１５・・・２値化誤差演算
部、１６・・・拡散誤差演算部、１７・・・重畳信号係
数演算部、１８・・・重畳信号発生部、１０１・・・リ
ーグ、１０２・・・ＣＰＵ、１０３・・・ＲＯＭ、１０
４・・・ＲＡＭ、１０５・・・画像処理部、１０６・・
・操作部、１０７・・・画像メモリ、１０８・・・記録
部、１０９・・・通信制御部、１１０・・・パスライン
、１２０・・・通信回線である。 第４図 ィ」〜辷＠Ｃ 第５図 第 ６図 １走Ｂ’ｌｈ 第７図 第 ８図 第１０図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）画素単位の多値データに対して２値化処理を施す
   画像処理装置において、 前記多値データを注目画素として入力する入力手段と、 前記入力手段で入力された多値データに前記２値化処理
   を施す際に生じる量子化誤差を演算して求める第１の演
   算手段と、 前記注目画素以前の画素から既に前記第１の演算手段で
   求められた量子化誤差を、前記入力手段で入力された多
   値データに付加する付加手段と、前記入力手段で入力さ
   れた多値データの内容に基づい前記２値化処理時の閾値
   を演算して求める第２の演算手段と、 前記第２の演算手段で求められた閾値に基づいて前記付
   加手段で付加された多値データを２値化処理する２値化
   処理手段と、 前記２値化処理手段で２値化されたデータを出力する出
   力手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
2. （２）第２の演算手段は、所定の周期信号を発生する発
   生手段と、前記発生手段で発生した所定の周期信号を前
   記入力手段で入力された多値データの濃度レベルに応じ
   たレベルに変形する第１の変形手段と、前記第１の変形
   手段で変形されたレベルの所定の周期信号に基づいて所
   定の閾値を変形する第２の変形手段とを含み、前記第２
   の変形手段で変形して求められた閾値を前記２値化処理
   時の閾値としたことを特徴とする請求項第１項記載の画
   像処理装置。
3. （３）前記第１の変形手段は、前記濃度レベルが低い場
   合に前記周期信号のレベルを大きく設定し、前記濃度レ
   ベルが高い場合に前記周期信号のレベルを小さく設定す
   る設定手段を含むことを特徴とする請求項第１項記載の
   画像処理装置。
4. （４）前記２値化処理手段を誤差拡散法としたことを特
   徴とする請求項第１項記載の画像処理装置。
5. （５）前記２値化処理手段を平均誤差最小法としたこと
   を特徴とする請求項第１項記載の画像処理装置。