JPH06339013A - 階調画像の二値化方法および装置 - Google Patents

階調画像の二値化方法および装置

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JPH06339013A
JPH06339013A JP3330159A JP33015991A JPH06339013A JP H06339013 A JPH06339013 A JP H06339013A JP 3330159 A JP3330159 A JP 3330159A JP 33015991 A JP33015991 A JP 33015991A JP H06339013 A JPH06339013 A JP H06339013A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
error
main scanning
threshold value
circuit
line
Prior art date
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Application number
JP3330159A
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English (en)
Inventor
Naoaki Ino
井野直亮
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】誤差を主走査方向のみに誤差を拡散する誤差拡
散法において、主走査方向に垂直な方向の縞模様が生ず
ることなく、高速かつ安価に構成できる二値化方法を提
供する。 【構成】主走査方向のみに誤差を分配する階調画像の二
値化方法において、主走査線ごとにしきい値設定回路4
によりしきい値を変化させ、隣接する主走査線のしきい
値の差をそれぞれ等しくなるようにしたもので、さらに
分配される誤差を、所定の画素ごとに、またはランダム
な画素数をもって、初期化回路14によって初期化す
る。

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ひとつと
して、フロイド(Floyd)による誤差拡散法(R.
Floyd & L.Steinberg:”An
Adaptive Algorithm for Sp
atial Grayscale”,SID Symp
osium Digest of Papers,pa
ge36(1975))が知られている。
【0003】第5図は、その一例の説明図である。
(A)図において、各正方形は1つの画素で、クロスハ
ッチングを施した画素52は処理中の画素であり、ハッ
チングを施した画素53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54は未処理の画素
である。処理中の画素52は一定のしきい値により二値
化、すなわち1か0に変換される。そのときに生じた誤
差は、例えば、(B)図に示すようなA〜Dの重み係数
を乗じられ、周囲の未処理画素に分配される。第6図
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は画像バッファメモ
リ、3は加算器、4はしきい値設定回路、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。
【0004】画像入力1は、入力バッファメモリ2にい
ったん蓄えられ、1画素づつ読み出される。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。比較器5においてしきい値設定回路4か
らの一定のしきい値と比較され、その大小に応じて、0
または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づ
け回路7において第5図の重み係数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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、誤差拡
散法は階調性および解像度がすぐれている反面、数ライ
ン分の誤差バッファメモリをもたねばならず、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。
【0006】装置を簡単化するためには第7図に示すよ
うに誤差を主走査方向のみの1次元に拡散する方法があ
る。誤差を主走査方向のみに分配するため、数画素分の
メモリ容量で済むので、装置は簡単化するが、第8図に
示すように、ドット81が、処理方向と垂直に規則性を
もって現れ易く、主走査方向の解像度が相当高くないと
実用にならない問題がある。
【0007】そこで、この発明は、誤差を主走査方向の
みに誤差を拡散する誤差拡散法において、主走査方向に
垂直な方向の縞模様が生ずることなく、高速かつ安価に
構成できる二値化方法を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、主走査方向のみに誤差を分配する階調画像
の二値化方法において、主走査線ごとにしきい値を変化
させ、隣接する主走査線のしきい値の差をそれぞれ等し
くなるようにしたもので、さらに分配される誤差を、所
定の画素ごとに、またはランダムな画素数をもって、初
期化する階調画像の二値化方法である。
【0009】ここで、隣接する主走査線のしきい値の差
が等しくなるようにするには、主走査方向のみに誤差拡
散処理を行い、かつ走査線ごとにしきい値を次式(1)
(2)で示す関数で変化させることで実現可能である。 Th(1)=a/N (aは1からNまでの任意の整数)・・・(1) Th(l)=((Th(l−1)×N+m)mod(N))/N・・・ (2) N=m×n−1 (Nは2以上の整数) ここで、lは主走査線ナンバーをあらわし、Th(l)
はl番目の主走査線のしきい値をあらわす。modは剰
余をあらわす関数で、従ってTh(l)は周期Nの周期
関数で、また(1)式右辺の分子(Th(l−1)×N
+m)mod(N)は0からN−1の整数のいずれかで
あるからTh(l)は0から1の間の数である。
【0010】また、本発明は、前記した階調画像の二値
化方法を実現するための装置に関するもので、主走査方
向のみに誤差を分配することで階調画像を二値化する階
調画像の二値化装置において、隣接する主走査線のしき
い値の差をそれぞれ等しくしたしきい値データを格納し
た記憶手段と、ラインに同期して該記憶手段からしきい
値データの読み出しを制御するライン同期制御手段とを
具備することを特徴としている。さらに、分配される誤
差を、所定の画素ごとに、またはランダムな画素数をも
って、初期化する初期化制御手段を設けたことを特徴と
する階調画像の二値化装置に関するものである。
【0011】
【作用】本発明においては、走査線ごとにしきい値を変
えることにより画素の配置が走査線ごとにずれる為、縞
模様が生ずることが防止される。さらに、隣接する主走
査線のしきい値の差が等しくなるようにしたことによ
り、中間調での画素配置は目につき易い低周波のノイズ
が防止され、なめらかな階調表現が可能になる。また、
主走査方向のみ1次元に誤差を拡散するため遅延素子で
回路を構成でき、高速かつ安価に回路を構成することが
できる。
【0012】隣接する主走査線のしきい値の差が等しく
なるようにしたことの作用をさらに詳しく説明すると、
1/Nの階調の画像を入力したとき、格子が連続して隙
間なく埋まり、階調数にひとしい周期の目につき易い低
周波のノイズが防止され、ノイズは少なくとも階調数よ
り小さい周期の高周波領域に収まる。
【0013】
【実施例】第1図は上述した本発明の誤差拡散法の一実
施例を具体化する概略構成図である。第6図の従来例と
同様な部分は同じ符号を付して説明を省略する。第6図
との相違点は、誤差バッファ8を設けずに、遅延回路1
1を用いた点と、しきい値設定回路4を制御するための
しきい値メモリ12とライン同期制御回路13を設けた
点である。
【0014】画像入力1は、入力バッファメモリ2にい
ったん蓄えられ、1画素づつ読み出される。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。しきい値はライン同期制御回路
13によってラインごとにしきい値メモリ12より読み
出され設定される。このしきい値メモリ12には、隣接
する主走査線のしきい値の差をそれぞれ等しくなるよう
にしたしきい値を予め格納している。しきい値メモリ1
2によって設定されたしきい値が比較器5において入力
データと比較され、その大小に応じて、0または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、
加算器3に入力される。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。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、第6図のような
誤差バッファメモリ8を設ける必要はなく、遅延回路で
構成でき、回路と演算はきわめて簡単なものになる。
【0015】第2図は本発明のしきい値関数の実施例
で、(1)式において、m=5、n=4、a=1にとっ
てある。このしきい値関数はN=5×4−1=19の周
期なので、第2図では記載されていないl=20以降
は、l=1〜19の数値の繰り返しとなる。また、隣り
合ったライン間でのしきい値の差はm/N=5/19で
一定の値になる性質をもっている。
【0016】第3図は、第2図のしきい値を用いた本発
明の二値化方法により中間調を二値化した結果で、1/
19レベルの中間調が入力された場合の例である。図
中、破線で示した部分が繰り返しの一つの単位で、縦方
向(副走査方向)にはしきい値の周期Nでの繰り返しと
なっている。横方向(主走査方向)には、入力画像の濃
度に見合った周期で画素があらわれ、第3図の場合は、
1/19の入力濃度なので、19画素に1画素印字す
る。本発明により、隣り合ったライン間のしきい値の差
がどこでも一定であるため、配置される画像も一定間隔
のなめらかな中間調再現がなされてる。
【0017】m、nの選び方は任意であるが、主、副走
査方向とも一様に印字画素間の距離が離れるように、近
い値がよい。しきい値変化の周期Nは、入力の階調数に
よって、N×Nが階調数になる付近で適当に選ぶ。誤差
拡散を行っているのでNは本来いくつにとっても階調は
再現できるのだが、小さくとると縦縞に、大きくとると
横縞に近くなるのを防ぎ、なるべく縦横均等な配置にな
るようにするためである。例えば256階調の場合には
N=16付近、すなわちm×nの組合せが3×5、4×
4、4×5程度がよい。主、副走査の解像度が異なる場
合には、その割合によってNを決めればよい。例えば主
走査方向の解像度が副走査方向の解像度の2倍の場合に
は、N×2Nが解像度付近に、またそのNに対してm=
2n付近でN=m×n−1になる組合せになるように設
計する。
【0018】第4図は本発明の二値化方法の他の実施例
を具体化する概略構成図である。第1図および第6図と
同様な部分は、同じ符号を付して説明を省略する。
【0019】この実施例においては、重み付け回路の出
力側に、初期化制御回路15によって制御される初期化
回路14を設けた点が第1図と相違している。第1図の
装置では、処理の初期、すなわち主走査ラインの初期の
方では問題はないが、処理が進むにしたがい、誤差が蓄
積されていくと、しきい値を変化させた効果が薄れてき
て、徐々に縦縞が生じてくることがある。そこで、この
実施例においては、例えば数画素ごとに蓄積された誤差
を0にクリアして、誤差の蓄積されていない初期状態に
戻す。これにより、しきい値変化の効果をより効果的な
初期状態に保つことができる。初期化制御回路15は何
画素ごとに初期化するかを制御するものである。初期化
周期は入力階調数程度が目安とすればよい。なぜなら、
初期化のために分配されずに捨てられる誤差が、1/
(階調数)程度の割合にあたるので、1画素当たり、濃
度の最小分解能以下になるからである。
【0020】本発明により、誤差の配分先を簡単化し、
ライン方向のみとできるので、高価な誤差ラインバッフ
ァの代わりに遅延回路で二値化装置を構成できる。
【0021】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、処
理の高速化、回路の単純化を可能とし、特に、中間調画
像を劣化させることなく、高速かつ安価に構成できる二
値化方法を提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の二値化方法の一実施例を具体化する概
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しきい
値関数の具体例である。
【図3】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4】本発明の他の実施例を具体化する概略構成図、
である。
【図5】(A)従来の誤差拡散法の重み係数の説明図で
ある。
【図5】(B)従来の誤差拡散法の重み係数の具体例で
ある。
【図6】従来の誤差拡散法の概略構成図である。
【図7】従来の誤差拡散法の別の重み係数の説明図であ
る。
【図8】従来の誤差拡散法による中間調画像の出力例で
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 しきい値設定回路 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 しきい値メモリ 13 ライン同期制御回路 14 初期化回路 15 初期化制御回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月3日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の二値化方法の一実施例を具体化する概
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しきい
値関数の具体例である。
【図3】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4】本発明の他の実施例を具体化する概略構成図、
である。
【図5】(A)従来の誤差拡散法の重み係数の説明図で
ある。 (B)従来の誤差拡散法の重み係数の具体例である。
【図6】従来の誤差拡散法の概略構成図である。
【図7】従来の誤差拡散法の別の重み係数の説明図であ
る。
【図8】従来の誤差拡散法による中間調画像の出力例で
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 しきい値設定回路 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 しきい値メモリ 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 (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主走査方向のみに誤差を分配する階調画
    像の二値化方法において、主走査線ごとにしきい値を変
    化させ、隣接する主走査線のしきい値の差をそれぞれ等
    しくしたことを特徴とする階調画像の二値化方法。
  2. 【請求項2】 分配される誤差を、所定の画素ごとに、
    またはランダムな画素数をもって、初期化することを特
    徴とする、請求事項1に記載の階調画像の二値化方法。
  3. 【請求項3】 主走査方向のみに誤差を分配することで
    階調画像を二値化する階調画像の二値化装置において、 隣接する主走査線のしきい値の差をそれぞれ等しくした
    しきい値データを格納した記憶手段と、 ラインに同期して該記憶手段からしきい値データの読み
    出しを制御するライン同期制御手段とを具備することを
    特徴とする階調画像の二値化装置。
  4. 【請求項4】 分配される誤差を、所定の画素ごとに、
    またはランダムな画素数をもって、初期化する初期化制
    御手段を設けたことを特徴とする請求項3に記載の階調
    画像の二値化装置。
JP3330159A 1991-11-19 1991-11-19 階調画像の二値化方法および装置 Pending JPH06339013A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007059969A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Fuji Xerox Co Ltd 画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法及びプログラム
JP2011257636A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Canon Inc 画像形成装置
JP2012142923A (ja) * 2010-12-17 2012-07-26 Canon Inc 画像形成装置

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JP4560730B2 (ja) * 2005-08-22 2010-10-13 富士ゼロックス株式会社 画像処理装置、画像形成装置、画像処理方法及びプログラム
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