JPH06103922B2 - 画像信号処理装置 - Google Patents

画像信号処理装置

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JPH06103922B2
JPH06103922B2 JP62186157A JP18615787A JPH06103922B2 JP H06103922 B2 JPH06103922 B2 JP H06103922B2 JP 62186157 A JP62186157 A JP 62186157A JP 18615787 A JP18615787 A JP 18615787A JP H06103922 B2 JPH06103922 B2 JP H06103922B2
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JP62186157A
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俊晴 黒沢
克雄 中里
博義 土屋
祐二 丸山
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、階調画像を含む画像情報を2値再生する機能
を備えた画像信号処理装置に関するものである。
従来の技術 近年事務処理の機械化や画像通信の急速な普及に伴っ
て、従来の白黒2値原稿の他に、階調画像や印刷画像の
高品質での画像再現に対する要望が高まって来ている。
特に、階調画像の2値画像による擬似階調再現は、表示
装置や記録装置との適合性が良く多くの提案がなされて
いる。
これらの擬似階調再現の1つの手段として、ディザ法が
最もよく知られている。この方法は、予め定められた一
定面積において、その面積内に再現するドットの数によ
って階調を再現しようとするもので、ディザマトリクス
に用意した閾値と入力画情報を1画素毎に比較しながら
2値化処理を行っている。この方法は階調特性と分解能
特性がディザマトリクスの大きさに直接依存し、互いに
両立できない関係にある。また印刷画像などに用いた場
合、再現画像におけるモアレ模様の発生は避けがたい。
上記階調特性と高分解能が両立し、かつモアレ模様の発
生抑制効果の大きい方法として、誤差拡散法〔アール
フロイド アンド エル スティンバーグ“アン アダ
プティブ アルゴリズム フォー スペシャル グレー
スケール”エスアイディー75ダイジェスト36〜37ペー
ジ(文献:R.FLOYD & L.STEINBERG,“An Adaptive Al
gorithm for Spatial Grey Scale",SID75DIGEST,pp36−
37)が提案されている。
第3図は上記誤差拡散法を実現するための装置の要部ブ
ロック図である。原画像における注目画素の座標を(x,
y)とするとき、101は誤差記憶手段、102は誤差配分係
数マトリクスの示す注目画素の周辺の未処理画素領域、
103は座標(x,y)における集積誤差Sxyの記憶位置、104
は座標(x,y)における入力レベルIxyの入力端子、105
はI′xy(=Ixy+Sxy)の入力補正手段、106は出力レ
ベルOまたはRの2値信号Pxyの出力端子、307は一定閾
値R/2を印加する信号端子、308は入力信号Ixyと一定閾
値R/2を比較してI′xy>R/2の時Pxy=Rを、その他の
場合はPxy=Oを出力する2値化手段、108はExy(=
I′xy−Pxy)の注目画素に対する2値化誤差を求める
差分演算手段である。
さて、注目画素に対する集積誤差Sxyは下記第(1),
(2)式で表わされる。
Sxy=ΣKij・Ex−j+2、y−i+1 ……(1) (但し、i,jは誤差配分係数マトリクス内の座標を示
す。) この誤差配分係数Kijは誤差Exyの注目画素の周辺画素へ
の配分の重み付けをするもので前記文献では (但し、*は注目画素の位置) を例示している。
第3図の構成では、上記の演算は注目画素に対する2値
化誤差Exyに、未処理の周辺画素領域102内の各画素A〜
Dに対応する配分係数を乗算し、誤差記憶手段101内の
値に加算し再び該当位置へ記憶させる誤差配分演算手段
109によって実現している。ただし、誤差記憶手段101の
画素位置Bの集積誤差は予めOにクリアされている。
発明が解決しようとする問題点 さて上記の誤差拡散法は、ディザ法に比して階調特性や
分解能の点ですぐれた性能を持ち、印刷画像の再現時に
おいてもモアレ模様の出現は極めて少ない。しかし、濃
度変化の少ない画像や計算機で生成された均一な濃度の
画像などでは方式特有の模様(テクスチャ)を作るた
め、ほとんど普及していない。このテクスチャの発生の
主たる原因は、注目画素の周辺画素に対する2値化誤差
の配分の割合が注目画素と常に一定の相対的位置関係に
保持されているためである。
本発明は上記の誤差拡散法におけるテクスチャの発生を
抑制し、階調特性・分解能にすぐれ、かつ印刷画像の再
生時にもモアレ模様の発生が極めて少なく、しかも数階
調程度の濃度表示が可能な記録(又は表示)装置に対し
て容易に多値化出力再生画像を実現できる画像信号処理
装置を提供するものである。
問題点を解決するための手段 本発明は、画素単位でサンプリングした多階調の濃度レ
ベルを多値化出力する際に、注目画素の多値化誤差をそ
の周辺の画素位置に対応させて記憶する誤差値を記憶手
段と、前記注目画素の入力レベルと前記誤差値記憶手段
内の注目画素位置に対応した集積誤差を加算し補正レベ
ルを出力する入力補正手段と、前記補正レベルの上位n
ビットを入力して多値化データとし、かつ、多値化デー
タに対応する多値化出力選択手段と、前記補正レベルと
多値化レベルとの差分である多値化誤差を求める誤差演
算手段と、前記多値化誤差を注目画素の周辺の未処理画
素に配分する配分係数を予め定められた手順で発生させ
る配分係数発生手段と、前記差分演算手段から多値化誤
差と前記配分係数発生手段からの複数の配分係数から注
目画素周辺の未処理画素に対応する誤差配分値を算出
し、前記誤差配分値を前記誤差記憶手段内の対応する画
素位置の集積誤差とを加算し新たな集積誤差として再び
記憶させる誤差配分・更新手段とを設けることにより、
上記目的を達成するものである。
作用 本発明は上記構成により入力補正レベルの上位nビット
を多値化出力データとし前記多値化出力データに対応す
る多値化レベルを選択し出力することにより容易に多値
化レベルの画像再生が実現でき、また注目画素の周辺画
素に対する多値化誤差の配分比率を前記配分係数発生手
段によって画素処理に同期して変更させ、多値化誤差の
配分量が注目画素と一定の相対位置関係にある周辺画素
に偏らない機能を実現し、処理された出力画像にテクス
チャ模様が発生しないようにしたものである。
実施例 第1図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
要部ブロック構成図である。
同図において、101〜105、108の各ブロックの構成と作
用は第3図の誤差拡散法と同様である。第3図の構成と
異なる多値出力選択手段107、誤差配分・更新手段109、
配分係数発生手段110について以下に詳細に述べる。
多値化出力選択手段107は、入力補正手段105によって補
正された入力補正レベルI′(x,y)(符号ビットを含
めNビット信号)の符号を含め上位nビットを入力し、
出力端子106へ多値化出力データとして出力し、多値出
力データに対応する多値化レベルを選択し誤差演算手段
108へ出力する。
誤差演算手段108は入力補正レベルI′(x,y)と選択さ
れた出力レベルとの差分演算を行ない、誤差配分手段10
9へ出力する。従ってある多値レベルに選択されたとき
の多値化誤差E(n)(x,y)は、E(n)(x,y)=
I′(x,y)−P(n)(x,y)として求められる。
配分係数発生手段110は、注目画素周辺の未処理画素に
対する1組の配分係数セットを予め用意し、同期信号入
力端子111よりx方向ないしはy方向の画素処理周期に
同期した同期信号を得て、周辺画素領域102内の画素位
置A〜Dに対する配分係数KA〜KDを前記配分係数セット
より選択し、誤差配分・更新手段109へ出力する。誤差
配分・更新手段109は、前記同期信号に同期しながら、
前記配分係数KA〜KDと共に、注目画素の多値化誤差E
(n)(x,y)および誤差記憶手段101の周辺画素領域10
2内の画素位置A,C,Dに対応する記憶装置に記憶されてい
るそれ迄の処理過程における集積誤差 を読み出し、新たな集積誤差SA〜SDを第(3)式により
求める。
誤差配分・更新手段109はさらにこれらの新たな集積誤
差SA〜SDを誤差記憶手段101内の画素位置A〜Dに対応
する記憶装置に記憶させる更新処理を行なう。
次に、第2図(a),(b)に多値化出力選択手段107
と誤差配分・更新手段109と配分係数発生手段110のさら
に具体的構成を示す。同図(a)において、多値化出力
選択手段107の4値化出力の場合について説明する。
今、入力画像信号I(x,y)を8ビットデータとする
と、入力補正手段105によって補正された入力補正レベ
ルI′(x,y)は、誤差演算値が±値をとるので、符号
を含め10ビットデータである。
入力補正レベルI′(x,y)(0:9)の内上位4ビット
I′(x,y)(6:9)を4値化判定回路201に入力し、第
1表に示す4値化データを出力し、それぞれ出力レベル
P0〜P3に対応させる。4値化判定回路201は符号ビット
I′(x,y)が正でかつヘキサ表示データで「00」か
ら「FF」の範囲、すなわち“000>I′(x,y)>“0FF"
の場合は、I6(x,y)とI′(x,y)のデータがそのま
ま4値出力データとなる。ただし、符号ビットI′
(x,y)が正でかつI′(x,y)>“0FF"の場合は、4
値出力データを強制的に“11"とし、また符号ビット
I′(x,y)が負の場合、すなわちI′(x,y)<“00
0"のときは、4値出力データを強制的に“00"とするも
のである。以上を第2表に示す。
さて、デコーダ202は4値化判定回路201で出力した4値
化データを入力し、4値化判定回路201の4値化出力デ
ータに対応する4値化出力レベルを誤差演算手段108へ
出力する。デコーダ202の4値化出力レベルは、等分割
とすると、それぞれP0=“00",P1=“55",P2=“AA",P3
=“FF"(すべてヘキサ表示)に設定される。
誤差演算手段108は、入力補正レベルI′(x,y)(0:
9)とデコーダ202で選択出力される出力レベルP(n)
(x,y)との差分演算をし、4値化誤差E(n)(x,y)
を誤差配分更新手段109へ出力する。
一方、第2図(b)において配分係数発生手段110は、
シフトレジスタ構成の4個のレジスタ(SR1)203〜レジ
スタ(SR4)206を設置し、画素の処理に先だって配分係
数セットKA0,KB0,KC0,KD0を前記レジスタSR1,SR2,SR
3,SR4に初期値として各々ロードし、同期信号入力端子1
11よりのX方向ないしはY方向画素処理周期に対応した
同期信号に同期して、レジスタSR1〜SR4のデータをSR4,
SR1,SR2,SR3へ同時に移動させる。レジスタSR1〜SR4の
出力データは、各々配分係数KA〜KDとして誤差配分、更
新手段109へ出力する。このような操作により、配分係
数KAの値としてKA0,KB0,KC0,KD0の順に、配分係数KB
の値としてKB0,KC0,KD0,KA0の順に、配分係数KCの値
としてKC0,KD0,KA0,KB0の順に配分係数KDの値として
KD0,KA0,KB0,KC0の順に前記同期信号に同期して変化
していく。誤差配分・更新手段109は、配分係数KAと誤
差演算手段108より入力された多値化誤差E(n)(x,
y)を乗算し、誤差記憶手段101より読込んだ画素位置A
に対応する集積誤差S′と加算し、次の画素処理にお
ける集積誤差Sxyとして使用するため内部レジスタ207
(RA)に貯える。画素位置Bに対する集積誤差は注目画
素*の位置の処理において初めて生するため配分係数KB
と多値化誤差E(n)(x,y)を乗算し、画素位置Bに
対応する集積誤差として内部レジスタ208(RB)に一時
記憶する。配分係数KCと多値化誤差E(n)(x,y)を
乗算し前画素の処理において一時記憶している内部レジ
スタ208(RB)のデータとを加算し画素位置Cの集積誤
差として内部レジスタ209(RC)に一時記憶する。配分
係数KDと多値化誤差E(n)(x,y)を乗算し前画素の
処理において一時記憶している内部レジスタ209(RC
のデータと加算し画素位置Dに対応する集積誤差として
誤差記憶手段101の画素位置Dに対応する記憶装置に記
憶させる。このような誤差配分・更新手段109により、
誤差記憶手段101内の記憶装置へのアクセスは、画素位
置Aに対応して読み込みアクセス、画素位置Dに対応し
て書き込みアクセスのみとなり、容易に実施可能な構成
となる。
なお、配分係数発生手段110内の同期信号として、複数
個の画素処理毎に係数変更を施してもよい。
発明の効果 以上の様に本発明は、注目画素の周辺画素に対する多値
化誤差の配分率を一定とせず、配分係数セット中の複数
の配分係数を画素処理と共に順次変更し利用することに
より、従来の誤差拡散法に見られた偽画像(テクスチ
ャ)を大幅に抑制することが可能であり、又、入力補正
レベルI′(x,y)の上位nビットを用いて多値化出力
データとし、更に多値化出力データによって多値化出力
レベルを選択し、多値化誤差演算処理を行なう構成とす
ることにより、容易に多値出力化が実現でき、記録装置
の階調特性にあった出力画像再生が容易に得られ、その
効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
要部ブロック結線図、第2図(a),(b)は同装置の
要部である多値化出力選択手段と誤差配分・更新手段と
配分係数発生手段の詳細構成を示すブロック結線図、第
3図は従来の誤差拡散法を実施する画像信号処理装置の
要部ブロック結線図である。 101,102……誤差値記憶手段、105……入力補正手段、10
7……多値化出力選択手段、108……誤差演算手段、109
……誤差配分・更新手段、110……配分係数発生手段、2
01……4値化判定回路、202……デコーダ、203〜206…
…レジスタ、207〜209……内部レジスタ、308……2値
化手段。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画素単位でサンプリングした多階調の濃度
    レベルを多値化出力とする際に、注目画素の多値化誤差
    をその周辺の画素位置に対応させて記憶する誤差値記憶
    手段と、前記注目画素の入力レベルと前記誤差値記憶手
    段内の注目画素位置に対応した集積誤差を加算し、補正
    レベルを出力する入力補正手段と、前記補正レベルの上
    位nビットを入力して多値化データとし、かつ多値化デ
    ータに対応する多値化レベルを選択出力する多値化出力
    選択手段と、前記補正レベルと多値化レベルとの差分で
    ある多値化誤差を求める誤差演算手段と、前記多値化誤
    差を注目画素の周辺の未処理画素に配分する複数の配分
    係数値を、画素処理に同期して変更しながら発生させる
    配分係数発生手段と、前記差分演算手段からの多値化誤
    差と前記配分係数発生手段からの複数の配分係数から注
    目画素周辺の未処理画素に対応する誤差配分値を算出
    し、前記誤差配分値を前記誤差記憶手段内の対応する画
    素位置の集積誤差とを加算し再び記憶させる誤差配分・
    更新手段とを有する画像信号処理装置。
  2. 【請求項2】配分係数発生手段は、注目画素周辺の予め
    定められた複数の未処理画素に対する1組の配分係数セ
    ットの対応する画素位置を、予め定められた画素処理の
    周期で変更していくことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の画像信号処理装置。
JP62186157A 1987-07-24 1987-07-24 画像信号処理装置 Expired - Lifetime JPH06103922B2 (ja)

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JPS6429168A JPS6429168A (en) 1989-01-31
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03147480A (ja) * 1989-11-02 1991-06-24 Canon Inc 画像処理装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57125579A (en) * 1981-01-29 1982-08-04 Ricoh Co Ltd Processing method for intermediate tone picture
JPS5896459A (ja) * 1981-12-04 1983-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像輝度信号の量子化方法
JPS6074772A (ja) * 1983-09-29 1985-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多値画像情報の量子化方法
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