JPH053540A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH053540A
JPH053540A JP3283904A JP28390491A JPH053540A JP H053540 A JPH053540 A JP H053540A JP 3283904 A JP3283904 A JP 3283904A JP 28390491 A JP28390491 A JP 28390491A JP H053540 A JPH053540 A JP H053540A
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JP
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dot
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JP3283904A
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Inventor
Yasuhiko Takahashi
保彦 高橋
Akira Higashide
晃 東出
Hiroto Yamada
浩人 山田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドットの重なりによる出力画像濃度への影響
を補正した画像処理装置を提供する。 【構成】 処理すべき画素に関する入力画像データを2
値化回路15で2値化してドットを発生させるか否かを
判定し、ドットを発生させる場合又はドットを発生させ
ない場合のその画素における濃淡値の誤差を、ラインバ
ッファメモリ19に記憶されているその画素の周辺画素
において既に決定しているドット発生パターンに応じ、
パターンテーブルメモリ17に記憶されている補正値を
用いて演算回路16により補正し、その補正された誤差
をエラーバッファメモリ13に記憶させて、誤差拡散を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばドット式のプロ
ッタやプリンタのように画素毎におけるドットの発生及
び非発生によって画像を表現する画像処理装置に関し、
特に、誤差拡散法を用い、多階調の入力画像信号を元に
ドットの発生を制御することにより疑似階調表現する画
像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】多階調の入力画像信号を2値化し、この
2値化の結果に応じて所定の画素にドットを発生させ、
画像を表現する手段は広く用いられている。この場合、
入力画像の中間調は、発生させる(塗り潰す)ドットの
密度の大小で表現されるが、このような入力画像の中間
調を再現するための2値化方法として最近誤差拡散法が
注目されている。
【0003】この誤差拡散法は、入力画像と出力画像の
画素毎の濃度差を演算し、その演算結果である誤差分を
周囲画素に特定の重みづけを施して分散させていく方法
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、入力画
像の通常正方形状の画素を正方形以外の形状(例えば円
形)のドットで表現する場合、各ドットは、一般に、対
応する画素を完全に包含するような大きさに構成され
る。その結果、例えば、或る画素にドットを発生させる
と、そのドットと隣接する画素との間に重なり部分が生
じることになる。
【0005】このドットの重なりは出力画像の濃度に影
響を与える。即ち、隣接する画素に黒のドットが存在す
る場合に白のドットを打つ(実際には印字しない)場
合、その白のドットの面積は、隣接する黒のドットから
のはみ出し領域によって本来の面積よりも小さくなって
しまい、黒っぽくなってしまう。また、周囲が白のとこ
ろで黒のドットを発生させると、既に白と確定している
隣接画素に一部黒の領域を書き込むことになり、やはり
黒っぽくなってしまう。従来の誤差拡散法による2値化
処理では、このドットの重なりによる出力画像濃度への
影響を補正することはできなかった。
【0006】そこで、本発明の目的は、ドットの重なり
による出力画像濃度への影響を補正することができる誤
差拡散法を用いることにより、入力画像に忠実な階調表
現を行うことができる画像処理装置を提供することであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明では、画素毎におけるドットの発生及び
非発生によって画像を表現するとともに、誤差拡散法を
用いた階調表現を行う画像処理装置において、拡散すべ
き誤差値を記憶する誤差記憶手段と、処理すべき画素に
関して入力された多階調データに、処理すべき当該画素
に対応して前記誤差記憶手段から読み出された誤差値を
加算する加算手段と、この加算手段から出力された多階
調データと予め定められたしきい値とを比較して2値化
データを出力する2値化手段と、処理すべき画素に近接
する画素群において既に決定しているドット発生パター
ンに応じた補正値を記憶したパターンテーブル記憶手段
と、前記2値化手段に入力される処理すべき当該画素の
多階調データとこの処理すべき当該画素にドットを発生
させた場合の階調値nとの差又はこの処理すべき当該画
素にドットを発生させない場合の階調値0との差を演算
すると同時に、その演算結果を、この処理すべき当該画
素に近接する画素群において既に決定しているドット発
生パターンに応じて前記パターンテーブル記憶手段から
読み出された補正値により補正し、その補正結果によっ
て、前記誤差記憶手段に記憶されている各画素へ拡散す
べき誤差値を更新する誤差演算手段とを設けている。
【0008】前記誤差演算手段は、例えば、処理すべき
当該画素にドットを発生させることにより、ドットを発
生させないことが既に確定している処理済の画素にその
ドットのはみ出し部分が生じる場合、そのはみ出し部分
の面積に応じ、その処理すべき当該画素にドットを発生
させた時のその処理すべき当該画素の実際の階調値nよ
りも所定の値βだけ高い階調値n+βのドットをその処
理すべき当該画素に発生させたと見なして前記演算結果
を補正する。
【0009】また、前記誤差演算手段は、例えば、処理
すべき当該画素にドットを発生させない場合で且つドッ
トを発生させることが既に確定している処理済の画素か
らその処理すべき当該画素にドットのはみ出し部分が生
じる場合に、そのドットのはみ出しによりその処理すべ
き当該画素の領域が実際に塗り潰される面積に応じた補
正値を前記演算結果から減じる補正を行う。
【0010】
【作用】以下、図1〜図4を参照して、本発明の作用を
原理的に説明する。
【0011】図1において、理論上の9つの正方形状の
画素A〜Iの各画素位置には、個々の画素を完全に包含
するような大きさのドット(図中の円)が発生させられ
る。従って、実際に発生する各ドットは互いに重なり合
う。
【0012】まず、通常の誤差拡散法による2値化処理
の原理を説明する。今の場合、各画素の誤差は、右隣の
画素へ40%、下の画素へ30%、斜め右下の画素へ3
0%拡散するものとして説明する。例えば、画素Aの誤
差は、画素Bへ40%、画素D及び画素Eへ夫々30%
拡散する。そして、図4(a)に示すように、各画素が
0〜255の256階調の濃淡レベルで表されており、
これをしきい値127で2値化する場合を説明する。
【0013】まず、画素Aの濃淡値が15である場合、
これをしきい値127で2値化すると0(ドットを発生
させない)となり、15とドットを発生させない場合の
濃淡値0との差15の40%(=+6)が画素Bへ拡散
し、また、30%(=+4.5)が画素D及び画素Eへ
夫々拡散する(図4(b)参照)。従って、画素Bの濃
淡値183は、画素Aより拡散してきた誤差+6により
補正され、189となる。そして、この補正後の濃淡値
189がしきい値127と比較され、2値化されて、1
(ドットを発生させる)となる。図2の各図では、2値
化後の値が1の場合を黒丸、0の場合を白丸で夫々示し
ている。この画素Bの2値化後の誤差は、ドットを発生
させた場合の濃淡値255との差−66となる。この誤
差−66のうち、−26.4が画素Cへ、−19.8が
画素E及び画素Fへ夫々拡散する(図4(c)参照)。
同様にして、画素C及び画素Dを処理すると、画素Eに
おいては、画素Aから+4.5、画素Bから−19.
8、画素Dから+45.8が夫々拡散され、画素Eの濃
淡値は、
【0014】 190+(4.5−19.8+45.8)=220.5
【0015】となる(図4(d)参照)。そして、この
濃淡値220.5がしきい値127と比較され、2値化
されて、1となる。そして、この画素Eの2値化後の誤
差は−34.5となる。以下同様にして、濃淡値補正、
2値化及び誤差の拡散が順次行われる。
【0016】次に、本発明を適用した場合の原理を説明
する。
【0017】今、、図1に示すように、ドットEが画素
B、画素F、画素H及び画素Dに重なる領域を夫々
、ドットB、ドットF、ドットH及びドットDが画
素Eに重なる領域を夫々とする。
【0018】〔第1の補正〕
【0019】まず、図2に示すように、画素A、画素B
及び画素Dに夫々ドットを発生させた状態で、画素Eの
処理を行う場合を考える。
【0020】画素Eの濃淡値が、画素A、画素B及び画
素Dからの誤差分散を含めてもしきい値127より小さ
く、従って、画素Eにドットを発生させないと判断した
場合、実際には、画素Eの領域は、既に発生しているド
ットB及びドットDからのはみ出し領域及びによ
り、一部が塗り潰されている。そこで、画素Eの誤差
は、はみ出し領域及びを考慮しない場合の濃淡値P
に対し、部分的にドットを発生させたことにして、補正
(濃度を減らす補正)をしなければならない。即ち、補
正値αを濃淡値Pから引いた値P′を誤差として、画素
F、画素H及び画素Iに夫々分散する。
【0021】ここでは簡単のために、1つのはみ出し領
域の濃淡値を、ドットをフルに発生させた場合の濃淡値
n=255の1/8の32とし、ドットを発生させた領
域からのはみ出し領域が1つの場合32、2つ有る場合
は64を補正値αとしてPから減算する。例えば、画素
Eの濃淡値Pが100であったとすると、P′=100
−32−32=36を画素Eの誤差として隣接する画素
に分散する。
【0022】〔第2の補正〕
【0023】次に、図3に示すように、画素A、画素B
及び画素Dにドットを発生させなかった状態で、画素E
の処理を行う場合を考える。
【0024】この画素Eにドットを発生させる場合、ド
ットEのはみ出し領域及びは、既述した如く、画素
F及び画素Hに夫々影響を与える。一方、ドットEのは
み出し領域及びは、本来ドットが存在しないはずの
画素B及び画素Dの一部の領域を塗り潰すことになって
しまう。しかし、画素B及び画素Dは、画素Eの処理を
行っている時点では既に処理が確定した画素であるの
で、これらの画素B及び画素Dを補正することはできな
い。
【0025】そこで、本発明では、画素Eに通常のドッ
ト(最大階調n=255)よりももっと濃度の濃いドッ
ト(例えば濃淡値n+β=319)を発生させたと仮定
して誤差の計算を行う。通常のドットよりも濃度の濃い
ドットを発生させると考えるので、伝播される誤差は、
はみ出し領域及びを考慮しない場合よりも小さくな
る。例えば、画素Eの濃淡値Pが130であった場合、
はみ出し領域及びを考慮しないと、伝播される誤差
は、130−255=−125であるが、はみ出し領域
及びを考慮した場合、130−319=−189を
誤差として以降の画素に伝播する。どれだけ濃度が濃い
と仮定するかは、ドットの存在しない画素にはみ出す領
域の面積に依存する。図3では、簡単のため、画素Bと
画素Dの一方だけにドットが存在しない場合は、例えば
n+β=255+32=287のドットを発生させたこ
とにし、両方の画素にドットが存在しない場合には、例
えば255+32+32=319の濃度のドットを発生
させたことにする。
【0026】以上の説明ではドットの重なりを簡単化し
たが、実際には、ドットはもっと複雑に重なり合うの
で、夫々のパターンに応じて補正値が決められる。
【0027】上述した2種類の補正の両方又は一方を行
うことにより、入力画像の濃度分布に近い出力画像を得
ることができる。
【0028】
【実施例】以下、本発明を実施例につき図5〜図10を
参照して説明する。
【0029】図5は本発明の一実施例による画像処理装
置の基本構成を示すブロック図である。
【0030】イメージリーダ、ディジタイザー等からな
る画像入力部1から入力された画像データは、画像処理
部2で本発明による2値化処理を受けたあと、プリンタ
部3に送られる。
【0031】図6は、図5の画像処理部1の要部構成を
示すブロック図である。
【0032】画像処理部1は加算器11、重みづけ回路
12、エラーバッファメモリ13、2値化回路15、演
算回路16,パターンテーブルメモリ17、出力バッフ
ァ18及びラインバッファメモリ19から構成される。
【0033】まず、画素毎の入力画像データ100が加
算器11に入力される。加算器11にはまた、エラーバ
ッファメモリ13に記憶されている誤差値が重みづけ回
路12を介して入力される。
【0034】エラーバッファメモリ13には、既述した
本発明による誤差拡散法に基づいて求められた誤差値が
入力画像の各画素に対応して記憶されている。そして、
処理しようとする画素の周辺の画素の誤差値がこのエラ
ーバッファメモリ13から読み出される。読み出された
誤差値は重みづけ回路12により、処理しようとする画
素との位置関係に応じて予め設定された係数が正規化さ
れてかけ合わされる。例えば、図4の例では、処理しよ
うとする画素に対して、左の画素の誤差の40%、左上
の画素の誤差の30%、上の画素の誤差の30%が各々
加算された補正値が重み付け回路12から出力される。
そして得られた補正値101が加算器11により入力画
像データ100に加算される。
【0035】加算器11において補正された補正データ
102は、2値化回路15に入力され、ここで2値化さ
れる。この2値化処理においては、例えば、入力画像デ
ータ100が“0”から“255”の256階調のデー
タである場合には、その中間値である“127”をしき
い値とし、このしきい値“127”と入力画像データの
階調とが比較され、“0”または“1”の2値化データ
103が出力される。そして、この2値化回路15で2
値化された2値化データ103は、画像出力のための出
力バッファ18に送られる。
【0036】一方、加算器11で補正された補正データ
102と、2値化回路15で形成された2値化データ1
03とは共に演算回路16に送られる。演算回路16で
は、2値化データ105が“0”であるか“1”である
かに応じて、濃淡値“0”又は“255”と補正データ
102との差を求め、エラーバッファメモリ13の所定
の画素位置に、その画素の誤差値として書き込む。ま
た、同時に、その時処理した画素の2値化データが
“0”であるか“1”であるかのデータを、ラインバッ
ファメモリ19の所定の画素位置に書き込む。
【0037】ラインバッファメモリ19には、図7に示
すように、既に決定されたドット発生パターンが例えば
2ライン分記憶される。そして、現在処理中の画素(図
7に*で示す。)に隣接する画素群A、B、C、Dのド
ット発生パターンデータが、演算回路16によりこのラ
インバッファメモリ19から読み出される。画素群A、
B、C、Dのドット発生パターンデータは、例えば
(A,B,C,D)=(0,1,0,0)のようなデー
タである。“1”はドットを発生させたことを示し、
“0”はドットを発生させなかったことを示す。
【0038】演算回路16は、このラインバッファメモ
リ19に書き込まれている処理画素の周辺画素のデータ
を読み出し、これをパターンテーブルメモリ17に予め
記憶されているドット発生パターンと比較し、そのドッ
ト発生パターンに応じた補正値をこのパターンテーブル
メモリ17から読み出し、この読み出された補正値によ
り、エラーバッファメモリ13に一旦書き込んだ処理対
象画素の誤差値を更新する。
【0039】例えば、処理対象画素をEとした場合、画
素Eの2値化データが“0”の場合には、作用の項で説
明した〔第1の補正〕を行う。即ち、画素B及び画素D
の一方のみが“1”の場合には“−32”、両方が
“1”の場合には“−64”を補正値として、これを、
エラーバッファメモリ13から読み出した処理対象画素
の誤差値に加算し、この補正データを再びエラーバッフ
ァメモリ13のその画素位置に書き込む。本実施例で
は、ドットの重なりの影響が、図2に示すように、画素
Eに対して、ドットBとドットDだけであるが、後述す
るように各ドットの径がもっと大きい場合には、パター
ンテーブルメモリ17に記憶すべきパターンはもっと複
雑になることは言うまでもない。
【0040】また、現処理画素Eの2値化データが
“1”の場合には、作用の項で説明した〔第2の補正〕
を行う。即ち、画素B及び画素Dの一方のみが“1”の
場合には、“32”だけ濃いドットを発生させたとして
“−32”を補正値とし、両方が“1”の場合には“6
4”だけ濃いドットを発生させたとして“−64”を補
正値とする。この補正値を、エラーバッファメモリ13
から読み出した処理対象画素の誤差値に加算し、この補
正データを再びエラーバッファメモリ13のその画素位
置に書き込む。この2値化データが“1”の場合にも、
後述するように各ドットの径がもっと大きい場合には、
パターンテーブルメモリ17に記憶すべきパターンはも
っと複雑になることは言うまでもない。
【0041】なお、ラインバッファメモリ19は、ドッ
ト径がドット間隔の約3倍以下の場合、2ライン分あれ
ば充分である。
【0042】以上、本発明を一実施例につき説明した
が、本発明は、上述の実施例に限定されるものでは決し
てなく、上述の実施例は本発明の技術的思想に基づいて
様々に変更が可能である。
【0043】例えば、画素とドットの大きさ及び位置関
係が、図1〜図3に示すような場合には、画素Eに発生
させるドットの影響は画素A及び画素Cには及ばないの
で、これらの画素A及び画素Cについては考慮せずに処
理を行っても良い。逆に、画素に比較してドットが非常
に大きく、2列目の画素にも影響を及ぼすような場合に
は、それらの画素をも考慮して処理を行うべきである。
【0044】なお、上述の実施例では、誤差の分散を重
みづけ回路12により行ったが、演算回路16にて各画
素の誤差を決め、これをエラーバッファメモリ13に書
き込む時に、その画素からの分散先の画素のアドレスに
記憶されている誤差を、新たに書き込む誤差から分散さ
れる値に所定の重みを付けた値で予め補正しておくよう
にすれば、重みづけ回路12は省略することができる。
【0045】また、図8〜図10に示すように、各ドッ
トの重なりが、より周辺に及ぶ場合にも、重なり領域に
夫々適当な重みづけを施した値によって補正した値を誤
差拡散させることにより、上述した実施例と同様の効果
が得られる。この場合の実施例を以下に説明する。
【0046】前に説明した実施例では、ドット間の重な
りが最も少なくなるように、円形ドットの半径rを、一
辺の長さがLの正方形を内接する理想的なドットである
円の半径と同じに設定した。ところが、実際に印字され
る円形ドット間に重ならない部分が生じると、本来黒く
塗り潰すべき所に白い斑点が発生するホワイトスポット
が発生することがある。そこで、このホワイトスポット
を防止するために、実際の静電記録装置等においては、
図8及び図9に示すように、各ドットの重なり範囲をよ
り大きくしている。この場合に、ドット間の重なりパタ
ーンは、図10のa〜fに示す6つに分類され、実際の
ドットの隣接するドットとの関係はこの6つのパターン
から選択された幾つかのパターンの組合せで表現でき
る。図8に示すように、ドットを発生させるか否かを検
討しているドットをドットEとした場合、周囲のドット
A,B,C,Dのドットからのはみ出し領域の総面積S
はドットA,B,C,Dのドット発生の有無(発生した
場合は“1”、発生しない場合は“0”で示す。)に応
じて次表のようになる。
【0047】
【表1】
【0048】この〔表1〕において、総面積Sの一番左
の例は、ドットの半径rが、隣接するドットの中心点間
の距離Lよりも小さい場合を示し、右の2例は、半径r
が、隣接するドットの中心点間の距離Lよりも大きい場
合を示す。
【0049】例えば、図9に示すように、ドットA,
B,C,Dが全て“1”の場合において、ドットEを発
生させない場合に、隣接ドットからのはみ出してくる領
域の総面積Sは、表1の「01111」の欄に示すよう
に、ドットBとドットDからのはみ出しによるb+b
(ドットAとドットCからのはみ出し部分は、この内部
に含まれる。)とドットB及びドットDからの共通のは
み出し部分cが存在するので、総面積S=2b−cとな
る。このドット発生パターンと総面積Sの関係は、例え
ば、図5の装置のパターンテーブルメモリ17に記憶さ
れている。
【0050】重なりパターンa〜fに対応するはみ出し
領域の面積は、ドット半径rとドット中心間の距離Lと
の関係から次式、
【0051】
【数1】
【0052】により求まる。このはみ出し領域の面積S
は1ドットの面積に対する比率から下記式(1)により
濃度に換算され、誤差分散により、右横、左下、下、右
下の4方向に所定割合ずつ分散される。
【0053】 255×S/L … (1)
【0054】以上の説明は、円形のドットを前提として
いるが、静電記録ヘッドのニブ形状によっては楕円形ド
ットの場合もあり、その場合には、上述した〔数1〕を
楕円に合わせた式に変更することにより同様に誤差拡散
を行うことができる。
【0055】
【発明の効果】本発明の画像処理装置によれば、ドット
の重なりを考慮した誤差拡散を行うことができるので、
ドットを用いた画像処理においても、入力画像に忠実な
階調表現を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用を原理的に説明するための模式図
である。
【図2】本発明の作用を原理的に説明するための模式図
である。
【図3】本発明の作用を原理的に説明するための模式図
である。
【図4】本発明の作用を原理的に説明するための模式図
である。
【図5】本発明の一実施例による画像処理装置の基本構
成を示すブロック図である。
【図6】図5の装置の画像処理部の構成を示すブロック
図である。
【図7】図6の装置のラインバッファメモリの構成を示
す部分的な概念図である。
【図8】本発明の別の実施例を説明するための模式図で
ある。
【図9】本発明の別の実施例を説明するための模式図で
ある。
【図10】本発明の別の実施例を説明するための模式図
である。
【符号の説明】
1 画像入力部 2 画像処理部 3 プリンタ部 11 加算器 12 重みづけ回路 13 エラーバッファメモリ 15 2値化回路 16 演算回路 17 パターンテーブルメモリ 18 出力バッファ 19 ラインバッファメモリ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画素毎におけるドットの発生及び非発生
    によって画像を表現するとともに、誤差拡散法を用いた
    階調表現を行う画像処理装置において、拡散すべき誤差
    値を記憶する誤差記憶手段と、処理すべき画素に関して
    入力された多階調データに、処理すべき当該画素に対応
    して前記誤差記憶手段から読み出された誤差値を加算す
    る加算手段と、この加算手段から出力された多階調デー
    タと予め定められたしきい値とを比較して2値化データ
    を出力する2値化手段と、処理すべき画素に近接する画
    素群において既に決定しているドット発生パターンに応
    じた補正値を記憶したパターンテーブル記憶手段と、前
    記2値化手段に入力される処理すべき当該画素の多階調
    データとこの処理すべき当該画素にドットを発生させた
    場合の階調値nとの差又はこの処理すべき当該画素にド
    ットを発生させない場合の階調値0との差を演算すると
    同時に、その演算結果を、この処理すべき当該画素に近
    接する画素群において既に決定しているドット発生パタ
    ーンに応じて前記パターンテーブル記憶手段から読み出
    された補正値により補正し、その補正結果によって、前
    記誤差記憶手段に記憶されている各画素へ拡散すべき誤
    差値を更新する誤差演算手段とを有することを特徴とす
    る画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記誤差演算手段は、処理すべき当該画
    素にドットを発生させることにより、ドットを発生させ
    ないことが既に確定している処理済の画素にそのドット
    のはみ出し部分が生じる場合、そのはみ出し部分の面積
    に応じ、その処理すべき当該画素にドットを発生させた
    時のその処理すべき当該画素の実際の階調値nよりも所
    定の値βだけ高い階調値n+βのドットをその処理すべ
    き当該画素に発生させたと見なして前記演算結果を補正
    することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】 前記誤差演算手段は、処理すべき当該画
    素にドットを発生させない場合で且つドットを発生させ
    ることが既に確定している処理済の画素からその処理す
    べき当該画素にドットのはみ出し部分が生じる場合に、
    そのドットのはみ出しによりその処理すべき当該画素の
    領域が実際に塗り潰される面積に応じた補正値を前記演
    算結果から減じる補正を行うことを特徴とする請求項1
    に記載の画像処理装置。
JP3283904A 1990-10-05 1991-10-04 画像処理装置 Pending JPH053540A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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