JPH0644800B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH0644800B2
JPH0644800B2 JP62122611A JP12261187A JPH0644800B2 JP H0644800 B2 JPH0644800 B2 JP H0644800B2 JP 62122611 A JP62122611 A JP 62122611A JP 12261187 A JP12261187 A JP 12261187A JP H0644800 B2 JPH0644800 B2 JP H0644800B2
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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、画像をデジタル信号で処理する画像処理装置
に関するものである。
[従来の技術] 一般にCCDセンサ等により画像をサンプリングし、デ
ジタル化したデータをレーザビームプリンタ等のデジタ
ルプリンタから出力して画像を再現する、いわゆるデジ
タル複写装置は、デジタル機器の発展により従来のアナ
ログ複写装置に代わり広く普及しつつある。
このデジタル複写装置は、中間調を再現するため、デイ
ザ法や濃度パターン法により階調再現を行う方式が一般
にとられている。しかしながら、かかる方法においては
以下のような問題点があつた。
(1)原稿が印刷等の網点画像の場合、複写された画像
に原稿にはない周期的な縞模様が出る。
(2)原稿に線画・文字等が入つている場合には、デイ
ザ処理によりエツジが切れ切れになり画質が低下する。
(1)の現象はモアレ現象と呼ばれ、その発生原因とし
ては、 (A)網点原稿と入力サンプリングによるビート (B)網点原稿とデイザ閾値マトリクスとのビートが考え
られる。
特に(B)の現象は、一般にデイザの閾値がドツト集中
型で配列される時、出力画像も疑似的な網点構造をして
おり、これが入力網点原稿との間にビートを生じ、モア
レ現象を生じさせるものである。
これに対し、他の2値化手法として誤差拡散法がある。
この方法は、原稿の画像濃度と出力画像濃度の画素毎の
濃度差を演算し、この演算結果である誤差分を周辺画素
に特定の重みづけを施した後に分散させていく方法であ
る。これについては、文献R.W.Floyd L.Steinberg“An
adaptive alogorithm for spatial grey scale" SID.
17.pp.75 〜77(1976)で発表がなされている。この方
法は、周期性が無いので、網点画像に対しモアレが発生
しない。しかし、出力画像に独特の縞パターンが生じた
り、画像のハイライト部、ダーク部での粒状性ノイズが
目立つなどの欠点があつた。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上述従来例の欠点を除去することにより、入
力画像の種類に関係なく、高品位に且つ精細に画像を再
現する画像処理装置を提供する。
[問題点を解決するための手段] この問題点を解決するための一手段として、本発明の画
像処理装置は、画像をデジタル信号で処理する画像処理
装置であつて、第1のマトリクスサイズで、誤差拡散法
による画像の2値化をする第1の2値化手段と、該第1
の2値化手段より小さいマトリクスサイズで、誤差拡散
法による画像の2値化をする第2の2値化手段と、画像
の種類を識別する識別手段と、該識別手段の識別結果に
基づいて、前記第1の2値化手段と前記第2の2値化手
段とを選択する選択手段とを備える。
[作用] かかる構造において、識別手段が識別した画像の種類の
識別結果に基づいて、選択手段はマトリクスサイズの異
なる誤差拡散法による第1の2値化手段と第2の2値化
手段とを選択して、画像の処理する。
[実施例] 以下本発明の実施例を添付図面に従つて説明する。
第1図は本実施例の画像処理装置のブロツク構成図であ
る。CCD等の光電変換素子及びこれを走査する駆動系
をもつ入力センサ部10で読み取られた画像データは、
遂次A/D変換器11に送られる。ここでは、例えば各
画素のデータを8ビツトのデジタルデータに変換する。
これにより256レベルの階調数をもつデータに量子化
されたことになる。次に補正回路12において、センサ
の感度ムラや照明光源による照度ムラを補正するための
シエーデイング補正等の補正をデジタル演算処理で行
う。次にこの補正処理済の信号は、識別回路13、及び
2種類の2直化回路14,15に供給される。
識別回路13では、画像信号をもとに入力画像の種類を
識別する識別信号を出力し、この信号に従つてスイツチ
16を切り換える、 第1の2値回路14は、比較的大きいサイズのマトリク
スを持つ誤差拡散法による2値化回路である。一方、第
2の2値化回路15は、比較的小さいサイズのマトリク
スを持つ誤差拡散法による2値化回路である。
<識別手段例1> 誤差拡散法は、誤差を分散させるマトリクスのサイズに
より次のような性質を持つ。
大きいマトリクスサイズ …中間調部の縞パターンは比較的細かく目立ちにくい
が、文字の縁の右側、下側が白く抜ける傾向がある。
小さいマトリクスサイズ …中間調部の縞パターンは比較的長く続き、目立ちやす
いが文字の縁の白抜けがない。
識別回路13の出力により、第1の2値化出力、また第
2の2値化出力を選択するようにスイツチ16を切り換
える。
次に2値化信号は、2値化プリンタ17でドツトのON
/OFF信号になり、ここで画像形成がなされる。
第2図は、文字・網点(エツジ部)と写真・背景(非エ
ツジ部)とを識別する識別回路13の一例のブロツク構
成図である。
補正回路12で補正後の画像データ100は、セレクタ
20により選択されたラインバツフア21a〜21dに
送られる。ラインバツファ21a〜21dのうち1つが
書き込み中で、残りの3つは読み出し中である。画像デ
ータ100は、第1のラインバツファ21aに書き込み
終わると、次のデータは第2のラインバツフア21bに
書き込まれる。次に、第3,第4のラインバツフア21
c,21dに書き込まれ、第4のラインバツフア21d
への書き込みが終了すると、また第1のラインバツフア
21aに戻つてデータの書き込みを行う。
これにより、現在書き込み中の画像のラインデータより
以前の3つの連続するラインのデータが記録されてお
り、これがセレクタ22により選択されて演算器23に
送られ、第4図(a)に示したような係数をもつラプラ
シアン演算を行う。この演算器22の実施例のブロツク
構成図を第3図に示す。第3図の30a〜30eは画素
データの位置を示す。中心画素30aの画素データは、
乗算器31により定数倍され、減算器33に入る。
一方、周辺画素30a,30b,30d,30eは加算
器32に入り、全画素の総和が演算される。次にこの出
力は減算器33に入り、先の乗算器31との差がとられ
る。この結果の出力105は、第2図のセレクタ24に
より選ばれたラインバツフア25a〜25dに記録され
る。ラインバツフア25a〜25dにある連続する3ラ
インの出力結果105はセレクタ26により、順次演算
器27に送られる。
演算器27では、出力105の3×3画素ブロツク内で
の総和が演算される。この実施例のブロツク構成図を第
5図(a)に示す。画素の位置を示す50a〜50iは
ラインバツフア25a〜25dより送られてきたデータ
であり、これらのデータは加算器54により総和Sが演
算される。次に比較器28において、特定のしきい値T
と比較し、判定結果101を得る。
この判定結果は、 総和Sがしきい値Tより大きい時は、“0” …文字・網点領域(エツジ部) 総和Sがしきい値Tより小さい時は、“1” …写真・背景領域(非エツジ部) に対応する。
この出力結果101をスイツチ16に送り、出力結果1
01が“1”の時は、 第1の2値化データを選択する。
出力結果101が“0”の時は、 第2の2値化データを選択する。
というように2値化データを切り換える。
本実施例のラプラシアンフイルタの係数は、第4図
(a)に示したものであるが、他に、第4図(b),
(c)のような係数を実現する回路構成をとつても同様
な結果が得られる。
また識別回路13は、第5図(b)に示すような、中心
画素と周辺濃度の差分の絶対値の大きさをしきい値と比
較することにより、判定結果を得る構成とすることも可
能である。中心画素50e及びその周辺画素50a,5
0b,50c,50d,50f,50g,50g,50
h,50iは、平均値演算器51により、これら9画素
の平均値が得られる。この結果は、差分演算器52で中
心画素50eとの差分の絶対値Dがとられる。次に比
較器53で特定しきい値Tと比較され、判定結果10
1が出力される。
この判定結果は、 差分Dがしきい値Tより大きい時は、 “0”…文字・網点領域(エツジ部) 差分Dがしきい値Tより小さい時は、 “1”…写真・背景領域(非エツジ部) に対応する。
他の方法として、特定の大きさm×n内の画素ブロツク
内の画像データの最大値と最小値の差Dをとり、これ
と特定のしきい値Tとを比較し、判定結果101を出
力する方法も考えられる。
この判定結果は、 差分Dがしきい値Tより大きい時は、 “0”…文字・網点領域(エツジ部) 差分Dがしきい値Tより小さい時は、 “1”…写真・背景領域(非エツジ部) に対応する。
本識別法によれば、文字・線画・写真・網点画像等を含
む原稿に対して、 写真・背景(非エツジ部) …大きいマトリクスによる誤差拡散法による2値化出力 文字・線画・網点領域(エツジ部) …小さいマトリクスによる誤差拡散法による2値化出力 のように画像領域に応じて2値化信号を切り換えること
により、高品位に再現画像を得ることが可能となつた。
<識別手段例2> 誤差拡散法は誤差を分散させるマトリクスのサイズによ
り次のような性質をもつ。
大きいマトリクスサイズ …ハイライト部、シヤドウ部でドツトが比較的そろい、
ノイズが目立ちにくいが、文字の縁の右側・下側が白く
抜ける傾向がある。
小さいマクトリサイズ …ハイライト部、シヤドウ部のドツトがランダムでノイ
ズが目立ちやすいが、文字の縁の白抜けがない。
第11図は、ハイライト部及びシヤドウ部と中間濃度部
とを識別する識別回路13の一例のブロツク構成図であ
る。補正後の画像データ100は、セクタ120により
選択されたラインバツフアメモリ121a〜121dに
送られる。このラインバツフアメモリ121a〜121
dのうち1つが書き込み中で残りの3つは読み出し中で
ある。画像データ100は、第1のラインバツフア12
1aに書き込み終わると、次データは第2のラインバツ
フア121bに書き込まれる。順次、第3,第4のライ
ンバツフア121c,121dに書き込まれ、第4のラ
インバツフア121dへの書き込みが終了すると、また
第1のラインバツフア121aに戻つてデータの書き込
みを行う。
これにより、ラインバツフア121a〜121dには、
現在書き込み中の画像ラインデータより以前の3つの連
続するラインのデータが記録されており、これをセレク
タ122により選択し、データの読み出しをする。この
ラインデータは、最大値検出回路123、最小値検出回
路124に送られる。ここで検出された最大値,最小値
は、比較器125,126でそれぞれのしきい値T
と比較される。最大値がT以上又は最小値がT
以下の時判定結果は“1”となる。この2つの出力はO
R回路127で論理和をとり、識別結果101を得る。
以上をまとめると、 最大値≦T5の時は、 出力“1”(ハイライト部) 最小値≧T6の時は、 出力“1”(シヤドウ部) 上記以外の時は、 出力“0”(中間濃度部) となる。
第12図は最大値検出回路123、最小値検出回路12
4の実施例のブロツク構成図である。セレクタ22で選
ばれたラインの画像データ102a,103a,104
aは、ラツチ103a〜130c,131a〜131
c,132a〜132cで1画素ずつ遅延される。
比較選択器133aでは、ラツチ131a,132aの
データを比較するが、これはある画素とその1つ先の画
素のデータ比較をすることになる。同様に比較器134
aでは、133aの出力結果と2つ先の画素のデータを
比較することになる。従つて、134aの出力は、1ラ
インの連続する3画素の最大値、または最小値になる。
第13図に、最大値検出器123における比較選択器の
構成例を示す。入力XとYは、比較器40及びラツチ1
41,142にそれぞれ入力されている。
ここで、比較器140ではX>Yの時出力が“1”とな
るように設定されているとすると、データがX>Yの時
は、比較器40の出力の出力は“1”となり、この信号
は反転器143を通して、ラツチ141のイネーブル端
子に入る。ラツチ141,142のイネーブル入力が負
論理とすると、出力145はXの値となる。逆にX<Y
の時は、出力145がYの値となる。これによりX,Y
の最大値が145に出力されることになる。
一方、最小値検出器124は、反転器143をラツチ1
42側に入れた構成をとる変更により、同じ構成で実現
できる。
次に比較選択器135は、1ライン目と2ライン目との
最大値または最小値の検出をし、比較選択器136は、
この結果と3ライン目との最大値または最小値の検出を
行う。
以上の結果、比較選択器136の出力は、3×3画素ブ
ロツクの中の最大値または最小値となる。
識別回路の他の例を第14図に示す。150a〜150
iは画素位置を示すもので、各画素のデータは平均値演
算器151に入り、3×3ブロツクの平均値が演算され
る。この結果Mは、比較器152で、しきい値TとT
と比較される(ここでT>Tとする)。
平均データMがM>Tの時はシヤドウ部、 MがM<Tの時はハイライト部、 T≦M≦Tの時は中間濃度部 と定義すると、 M>TまたはM<Tの時は、出力“1” T≦M≦Tの時は、出力“0” のような識別結果が得られることになる。
また、簡略化のためハイライト部のみ、第1の2値化手
段で処理することによつても同等の効果が得られる。
本識別方法により、文字・線画・写真・網点画像を含む
原稿に対して、 ハイライト・シヤドウ部 …大きいマトリクスによる誤差拡散法による2値化処理 中間濃度部 …小さいマトリクスによる誤差拡散法による2値化処理 のように、画像領域に応じて2値化処理を切り換えるこ
とにより、高品位に再現画像を得ることが可能となつ
た。
第6図は、誤差拡散法による2値化回路の実施例のブロ
ツク構成図である。
画像データ100(xij)は、エラーバツフアメモリ6
0に保存されている誤差εij(以前発生した補正データ
x′ijと出力データyijとの差)に重みづけ発生器61
により指定された重みが係数αijをかけた直後、規格化
された値と加算器62で加算される。
これを式で書くと以下のようになる。
次に補正データx′ijは2値化回路63でしきい値T
と比較され、データyijを出力する。ここでyijは、Y
max ,またはYmin (例えば“1”と“0”)のように
2値化されたデータとなつている。
2値化データは出力バツフア65で前述した識別回路1
3の判定結果101の出力とタイミングを調整して、最
終的に2値化出力102を得る。
一方演算器64では、補正データx′ijと出力データy
ijの差分εijが演算され、この結果はエラーバツフアメ
モリ60の現在処理中の画素位置66に記録される。こ
の操作を順次繰返すことにより、誤差拡散法の2値化処
理が実行される。
第7図は誤差拡散法の重み係数マトリクスの一例を示す
図である。同図(a)は第1の2値化回路で用いられる
大きいマトリクスサイズの重み係数である。また同図
(b)は第2の2値化回路で用いられる小さいマトリク
スサイズの重み係数である。
第10図は本実施例をカラー画像に適用した実施例のブ
ロツク構成図である。カラー画像の入力装置90から3
色分解された ReD信号, Green信号,Blue信号が出力さ
れる。これらの信号は、A/D変換器91で各色8ビツ
トのデジタル信号に変換される。補正回路92では、シ
エーデイング補正,RGB信号からYMC信号への補色
変換,マスキング処理がなされ、Yellow信号,Magenta
信号, Cyan信号が出力される。この3色信号はそれぞ
れ、識別回路93,第1の2値化回路94,第2の2値
化回路95に入力される。2値化回路94,95は前述
の回路を3色分持つことにより実現できる。
一方、識別回路93は、第11図に示したように、単色
の識別回路70を3段持ち、その結果をOR回路71で
論理和をとることにより、判定結果110を得るような
構成をとることにより実現できる。
また別の実施例として第12図に示したように、単色生
成器72でYMC信号の平均値をとり、この信号を識別
回路73に入れ、判定結果110を得るような構成でも
実現できる。
尚、本実施例で説明した識別回路は一例であつて、誤差
拡散法による2値化のマトリクスの大きさに対応した識
別を行う回路であればよい。又、マトリクスの大きさ及
び選択の方法は本例に限らない。又、本例では2つに分
けて選択したが、更に多くの大きさに分けてもよい。
[発明の効果] 本発明により、入力画像の種類に関係なく、高品位に且
つ精細に画像を再現する画像処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例の画像処理装置のブロツク構成図、 第2図は識別回路の一実施例を示すブロツク構成図、 第3図はラプラシアン演算器を示すブロツク構成図、 第4図(a)〜(c)はラプラシアン係数の例を示す
図、 第5図(a)は演算器27のブロツク構成図、 第5図(b)は中心画素と周辺平均濃度との差分演算回
路のブロツク構成図、 第6図は誤差拡散法による2値化回路のブロツク構成
図、 第7図(a)は大きいマトリクスの重み付け係数を示す
図、 第7図(b)は小さいマトリクスの重み付け係数を示す
図、 第8図は本実施例のカラー画像処理装置のブロツク構成
図、 第9図は第8図における識別回路のブロツク構成図、 第10図は第8図における識別回路の第2実施例を示す
ブロツク構成図、 第11図は識別回路の他の実施例を示すブロツク構成
図、 第12図は最大値または最小値検出回路のブロツク構成
図、 第13図は比較選択回路のブロツク構成図、 第14図は識別回路の他の実施例を示すブロツク構成図
である。 図中、10……入力センサ部、11……A/D変換器、
12……補正回路、13……識別回路、14……第1の
2値化回路、15……第2の2値化回路、16……スイ
ツチ、17……プリンタである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像をデジタル信号で処理する画像処理装
    置において、 第1のマトリクスサイズで、誤差拡散法による画像の2
    値化をする第1の2値化手段と、 該第1の2値化手段より小さいマトリクスサイズで、誤
    差拡散法による画像の2値化をする第2の2値化手段
    と、 画像の種類を識別する識別手段と、 該識別手段の識別結果に基づいて、前記第1の2値化手
    段と前記第2の2値化手段とを選択する選択手段とを備
    えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】識別手段は画像のエツジ部と非エツジ部を
    識別し、選択手段はエツジ部では第2の2値化手段を選
    択し、非エツジ部では第1の2値化手段を選択すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画像処理装
    置。
  3. 【請求項3】識別手段はエツジ識別手法として、ラプラ
    シアンフイルタ出力の特定ブロツク内平均値を用いるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の画像処理装
    置。
  4. 【請求項4】識別手段は画像の濃度レベルを識別し、選
    択手段は画像の濃度レベルがハイライト部又はシヤドウ
    部にある時は第1の2値化手段を選択し、画像の濃度レ
    ベルが中間濃度の時は第2の2値化手段を選択すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の画像処理装
    置。
  5. 【請求項5】識別手段は、画像の特定ブロツク内の最大
    値と最小値の濃度をとり、最大値が第1のしきい値以下
    の時をハイライト部、または最小値が第2のしきい値以
    上の時をシヤドウ部として決定することを特徴とする特
    許請求の範囲第4項記載の画像処理装置。
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