JPH07111591A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 低濃度領域または高濃度領域の立上り部での
ドット生成の遅延や、低濃度領域または高濃度領域が終
わった後の尾引きの問題を解決するとともに、画質劣化
を起さず、複雑な処理回路などを要さずに高速に二値化
処理できるようにする。 【構成】 多階調画像データ２００を誤差拡散法を用い
補正する誤差補正手段３４と、注目画素データ２００の
階調値に基づく２値化しきい値設定手段３２からのしき
い値に基づき、補正画素データを２階調画像データに変
換出力する二値化手段３６とを含み、注目画素の多階調
画像データの階調値をdata、前記第１階調値および第２
階調値の中間の値をｍ、しきい値をslshとすると、しき
い値設定手段は、階調値dataに応じて二値化しきい値sl
shを次式に示す許容範囲に設定する。 data＜ｍのときには、data≦slsh≦（ｍ＋data)/2 data＞ｍのときには、（ｍ＋data)/2 ≦slsh≦data

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多階調画像データを、
中間調表示可能な２階調画像データに変換出力する画像
処理装置、特に多階調画像データを誤差拡散法または平
均誤差拡散最小法を用い、中間調表示な２階調画像デー
タに変換出力する画像処理装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スキャナなどの画像入力を用
いて読み取った多階調画像データや、コンピュータを用
いて演算された多階調グラフィック画像データ等を、例
えばディスプレイやプリンタ等を用いて再生表示させた
り、あるいはファクシミリやデジタル複写機等を用いて
再生表示させることが行われている。

【０００３】このとき、画像出力装置として、多階調の
画像データが再生表示できるものを用いる場合には問題
はないが、例えばドット単位での階調制御ができないプ
リンタ装置や、ディスプレイ装置を用いた場合には、各
画素の階調を２階調に減らす二値化処理を行う必要があ
る。

【０００４】さらに、前記多階調画像データを保存し、
あるいは転送するために、そのデータ容量を減らそうと
する場合には、同様に各画素の階調数を２階調に減らす
二値化処理することが広く行われている。

【０００５】このように、多階調画像データを二値化処
理する手法としては、各種のものがある。その中で、最
も画質の優れたものとして、誤差拡散法や、それと等価
な平均誤差最小法が広く用いられている。前記誤差拡散
法や平均誤差最小法は、高解像度でありながら、連続的
な階調制御が可能であるという優れた特徴をもつ。

【０００６】前記誤差拡散法は、ある画素の二値化時に
生じた量子化誤差を、周辺のまだ二値化していない画素
に拡散して加えるものである。一方、平均誤差最小法
は、周辺の二値化済みの画素に生じた量子化誤差の重み
付き平均値で、次の注目画素のデータ値を修正するもの
である。誤差拡散法と、平均誤差最小法は、誤差の拡散
作業をいつ行うかが異なるだけであり、論理的には等価
である。誤差拡散法を使用した例としては、例えば特開
平１−２８４１７３号公報の「画像処理方法及び装置」
等がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし誤差拡散法や平
均誤差最小法を用いた従来の画像処理装置では、多階調
画像データを２階調画像データに変換する際に、次のよ
うな問題があった。

【０００８】第１の問題点 低濃度領域（黒ドットが疎な領域）の立上がり部におけ
る黒ドットの生成および、高濃度領域（白ドットが疎な
領域）の立上がり部における白ドットの生成が、大幅に
遅延し、その結果、最悪の場合には画像が変形してしま
う場合があるという問題があった。

【０００９】第２の問題点 また、低濃度領域や高濃度領域が終わった後も、周辺画
素に対する異常な誤差の拡散が残り、低濃度領域の後に
続く画像データは高濃度側に、高濃度領域の後に続く画
像データは低濃度側に歪む「尾引き」という現象が生じ
るという問題があった。

【００１０】前記第１の問題点を、白い紙上に黒インク
のドットを印画する２階調プリンタ装置の場合について
考えると、黒ドットはインクが滲んで大きくなるのに対
し、白ドットは周囲の黒ドットからの滲みで潰れて目立
ちにくくなるので、前記第１の問題点は特に低濃度部で
目立つ結果となる。

【００１１】前記第１の問題点および第２の問題点を、
図面を用いてより詳細に説明する。

【００１２】図１３は、多階調を用いて表示された原画
像１００である。この原画像１００は、濃度階調値２５
２（２５５で最高値）の正方形をした高濃度領域１１０
の中に、濃度階調値３（０が最低濃度）の正方形の低濃
度領域１２０が存在し、さらにこの低濃度領域１２０の
右下に濃度階調値２３１（背景濃度２５２よりやや低濃
度）の傾き４５度の直線１３０が引いてある。

【００１３】図１４（Ａ）には、誤差拡散法を用いた従
来技術により、図１３に示す原画像１００の多階調画像
データを二値化した画像が示されている。なお、図１４
（Ｂ）には、図１４（Ａ）の場所を示すための概略図が
示されている。この二値化画像は、原画像１００の左上
隅画素を二値化開始点とし、右方向に１行分二値化した
後、１画素下の行の左端に移る、という二値化作業を繰
り返し得られたものである。これに対し、図１２は、同
じ原画像１００が理想的に二値化された場合の出力例で
あり、本発明の画像処理装置によるものである。

【００１４】両者を比較すると、図１４では、正方形を
した高濃度領域１１０の上辺および左辺の領域１４０
（図１４（Ｂ）参照）で白ドットの生成が遅延し、さら
に正方形の低濃度領域１２０の上辺および左辺の領域１
４２では、黒ドットの生成の遅延が生じている。すなわ
ち、領域１４０，１４２では、前述した第１の問題が発
生している。

【００１５】さらに、階調値３の正方形をした低濃度領
域１２０の尾引きの影響で、その右下にある領域１５０
において、直線１３０の一部１３２が消失してしまって
いる。このように、領域１５０では、前述した第２の問
題が発生している。

【００１６】このような、第１および第２の問題を解決
するために、特開平１−１３０９４５号公報にかかる
「画像処理装置」の提案がなされている。

【００１７】この提案に記載の第１の実施例は、０〜２
５５の２５６階調の入力濃度データを扱う場合に、入力
濃度データ値が１以上２９以下の場合に、しきい値が以
下に示すようにランダムに変化するようにしている。

【００１８】入力データが１〜４の時は、２０〜２３
０、入力データが５〜１４のときは５０〜２００、入力
データが１５〜２９のときは１００〜１５０の幅でしき
い値をランダムに変化させる。ランダムノイズの幅は、
データが１〜４の時はプラスマイナス１０５、データが
５〜１４のときはプラスマイナス７５、データが１５〜
２９のときはプラスマイナス２５というふうになってお
り、０に近い低濃度領域ほど、大きなノイズを加える結
果となっている。ただし、しきい値の期待値はいずれも
１２５で一定となっている。

【００１９】このようにすると、低濃度時には大きなし
きい値ノイズによってしきい値が非常に小さな値になる
ケースが生じる。このため、低濃度領域の立上り部でも
２５５側に二値化される画素が発生し、ドット生成の遅
延が改善される。しかし、この手法によって前記第１の
問題点を改善しようとした場合には、低濃度領域は非常
にノイズの多い、低品位な画像となってしまう。また、
この従来例では、判定回路という特別な機構を設け、こ
の判定回路を用い、注目画素周辺の二値化済み画素の二
値化結果を調べ、周辺に既にドットがある場合には、注
目画素をドット有りに二値化しないような判定処理を行
っている。これは、前記問題を少しでも改善するためで
あろうと思われる。しかし、そのためには、判定回路が
近傍の１２画素という多くの画素の二値化結果を参照す
るという複雑な判定処理が必要となり、処理時間がかか
る上に、画質的にもまだ十分ではないという問題があっ
た。これに加えて、この従来技術では、第２の問題点の
改善も不十分であった。

【００２０】また、この従来技術に記載の「その他の実
施例１」には、信号４１０を定義する式と、その例を示
す図１とが食い違って記載されており、その正確な理解
は難しい。しかし、この従来技術には、「前述の実施例
の場合と同じような閾値設定の機能をもたせて、かつハ
ード規模を小さくできる」と述べられていることから、
第１の実施例同様に、低濃度領域ではしきい値に大量の
ノイズを加えていると考えられる。従って、この従来例
に記載の「その他の実施例１」は、「第１の実施例」と
同様な問題点を有している。

【００２１】また、前記第１および第２の問題点を改善
するための別の手法として、特開平３−１１２２６９号
公報にかかる「画像処理装置」や、特開平４−１２６４
６４号公報にかかる「画像形成装置」などの提案があ
る。これらの従来技術は、注目画素近傍の複数画素の二
値化結果を参照することによって、平均濃度値を推定
し、それをしきい値として注目画素の二値化を行ってい
る。

【００２２】しかし、これらの従来技術は、次の、
の問題があった。 周辺の１０以上もの画素の二値化結果を参照する必要
があり、処理時間がかかったり、複雑な処理回路が必要
となったりするという問題があった。 さらに、データが急に変化しているエッジ部分では、
周辺画素の平均濃度値を用いるのは適切でなく、この結
果、不適切な二値化が行われ、ノイズが発生してしまう
という問題があった。

【００２３】本発明は、このような従来の課題に鑑みな
されたものであり、その目的は、低濃度領域、高濃度領
域の立上り部でのドット生成の遅延や、低濃度領域、高
濃度領域が終わった後の尾引きの問題を解決する事がで
きるとともに、画質劣化につながるがる副作用がなく、
複雑な処理回路などを用いなくても多階調画像データを
高速に二階調画像データに画像処理できる画像処理装置
を得ることにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】前記目標を達成するた
め、本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または
平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値
（第１階調値＜第２階調値）のみからなる２階調画像デ
ータに変換出力する画像処理装置において、注目画素の
多階調画像データに、周辺の既に二値化済の画素から拡
散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出
力する誤差補正手段と、前記注目画素の多階調画像デー
タの階調値に基づき、２値化しきい値を設定するしきい
値設定手段と、設定されたしきい値に基づき、前記補正
画素データを前記２階調画像データに変換出力する二値
化手段と、を含み、前記注目画素の多階調画像データの
階調値をdata、前記第１階調値および第２階調値の中間
の値をｍ、前記しきい値をslshとすると、前記しきい値
設定手段は、前記二値化しきい値ｓｌｓｈを、前記注目
画素の多階調画像データの階調値ｄａｔａに応じて、次
式に示す許容範囲の少なくともいずれか一方を満たすよ
うに設定することを特徴とする。

【００２５】dataが第１階調値近辺の値の場合には、da
ta≦slsh≦(m+data)/2 dataが第２階調値近辺の値の場合には、(m+data)/2≦sl
sh≦data ここにおいて、前記しきい値設定手段は、前記注目画素
の多階調画像データの階調値dataが、前記第１階調値お
よび第２階調値の付近の値であるとき、前記二値化しき
い値slshを前記許容範囲に設定するよう形成できる。

【００２６】また、必要に応じ、前記しきい値設定手段
は、前記注目画素の多階調画像データの階調値dataが、
前記第１階調値または第２階調値の付近の値であると
き、前記二値化しきい値slshを前記許容範囲に設定する
よう形成することもできる。

【００２７】また、請求項２の発明は、請求項１〜３の
いずれかにおいて、前記しきい値設定手段は、前記注目
画素の多階調画像データの階調値dataの値に基づき、次
式に従い前記二値化しきい値slshを設定することを特徴
とする。

【００２８】slsh＝（data＊（Ｋ−１）＋ｍ）／Ｋ ただし、Ｋは２以上の整数で表される定数。

【００２９】また、請求項３の発明は、請求項１におい
て、前記しきい値設定手段は、前記注目画素の多階調画
像データの階調値dataの値に応じて、前記二値化しきい
値slshを段階的に設定することを特徴とする。

【００３０】また、請求項４の発明は、請求項１におい
て、前記しきい値設定手段は、前記注目画素の多階調画
像データの階調値dataの値に基づき、次式に従い前記二
値化しきい値slshを設定することを特徴とする。

【００３１】 data＜ｍ−Ｌ1 のときには、slsh＝data＋Ｌ1 ｍ−Ｌ1 ＜data＜ｍ＋Ｌ 2のときには、slsh＝ｍ ｍ＋Ｌ2 ＜dataのときには、slsh＝data−Ｌ2 ただし、Ｌ1 ，Ｌ2 は０〜ｍの間の整数で表される定
数。

【００３２】また、請求項５の発明は、請求項１〜４の
いずれかにおいて、前記二値化手段は、設定されたしき
い値または前記補正画素データにランダムノイズを加
え、前記補正画素データに対する前記二値化処理を行う
ことを特徴とする。

【００３３】また、請求項６の発明は、請求項１〜５の
いずれかにおいて、前記誤差補正手段は、各画素毎の拡
散誤差積算値を記憶する拡散誤差記憶部と、補正画素デ
ータと二値化結果との二値化誤差を演算し、その二値化
誤差を誤差拡散法を用い注目画素近傍の未二値化画素へ
分配して拡散する演算を行い、前記拡散誤差記憶部に記
憶された各画素毎の拡散誤差積算値に、前記注目画素か
らの拡散誤差を加算して新たな拡散誤差積算値を求め、
前記拡散誤差記憶部に記憶された各画素毎の拡散誤差積
算値を更新する誤差拡散部と、注目画素の多階調画像デ
ータと、前記拡散誤差記憶部に記憶された注目画素の拡
散誤差積算値とを加算し、前記補正画素データを演算す
るデータ補正部と、を含み、注目画素の多階調画像デー
タを誤差拡散法を用い補正し、補正画素データとして出
力することを特徴とする。

【００３４】また、請求項７の発明は、請求項１〜５の
いずれかにおいて、前記誤差補正手段は、各画素毎の誤
差を記憶する誤差記憶部と、補正画素データと二値化結
果との二値化誤差を演算し、その二値化誤差を前記誤差
記憶部に記憶する誤差拡散部と、前記誤差記憶部に記憶
された注目画素の周辺の画素の二値化誤差を読み出し所
定の重み付けをすることにより平均誤差を求め、この平
均誤差を注目画素の多階調画像データに加算し、前記補
正画素データを演算するデータ補正部と、を含み、注目
画素の多階調画像データを平均誤差最小法を用い補正
し、補正画素データとして出力することを特徴とする。

【００３５】

【作用】多階調画像データは、誤差補正手段およびしき
い値決定手段に入力される。

【００３６】誤差補正手段は、注目画素の多階調データ
に、周辺の既に二値化済の画素から拡散された誤差を加
えて補正し、補正画素データとして出力する。

【００３７】前記しきい値設定手段は、注目画素の多階
調画像データの階調に基づき、二値化しきい値を設定す
る。このとき、注目画素の多階調画像データの階調値ｄ
ａｔａが、二値化された後の画像の第１階調値および第
２階調値（第１階調値＜第２階調値）の少なくともいづ
れか一方の付近の値を取るとき、二値化しきい値ｓｌｓ
ｈを次式に示す許容範囲内に設定する。

【００３８】dataが第１階調値近辺の値の時には、data
≦slsh≦(m＋data)/2 dataが第２階調値近辺の値の時には、(m＋data)/2 ≦sl
sh≦data そして、二値化設定手段は、設定されたしきい値に基づ
き、前記補正画素データを、中間調表示可能な第１階調
値および第２階調値のみからなる２階調画像データに変
換出力する。

【００３９】このように、本発明では、多階調画像デー
タ値が小さいときには、しきい値を小さく、画像データ
値が大きいときには、しきい値も大きくするよう注目画
素の多階調画像データの階調値に応じて二値化しきい値
を最適化することで、二値化に伴い発生する誤差の蓄積
を解消し、注目画素のドット生成を良好に行うことがで
きる。

【００４０】また、本発明のように、誤差拡散法または
平均誤差最小法を用い二値化処理を行う場合には、二値
化しきい値を変化させても、全体としての出力濃度はほ
とんど変動しないことが確認された。

【００４１】以上説明したように、本発明によれば、低
濃度領域や高濃度領域で、多量の誤差の蓄積が発生する
という現象を解消することができ、それに起因して生じ
ていた、低濃度または高濃度領域の立上り部でのドット
生成の遅延や、低濃度領域または高濃度領域が終わった
後の尾引きなどの問題を画質劣化につながる副作用なし
に根本的に解決することができる。

【００４２】

【実施例】次に、本発明の好適な実施例を図面に基づき
詳細に説明する。

【００４３】システム全体の説明 図１には、本発明にかかる画像処理装置を用いたシステ
ムの概略が示されている。

【００４４】階調画像データ出力装置１０から出力され
る原画像の多階調画像データ２００は、画像処理装置３
０へ入力される。

【００４５】画像処理装置３０は、入力された原画像の
多階調画像データ２００を、二値画像出力装置２０の出
力可能な２階調に階調数変換して出力する。すなわち、
多階調画像データ２００を、誤差拡散法または平均誤差
最小法を用いて補正し、中間調表示可能な第１階調値お
よび第２階調値のみからなる２階調画像データ２３０に
変換して出力する。

【００４６】二値画像出力装置２０は、画像処理装置３
０から出力される２階調画像データ２３０に基づき、原
画像を再生出力する。

【００４７】本実施例において、前記階調画像データ出
力装置１０は、コンピュータを用いて形成されている。
そして、このコンピュータは、ハードディスク等に記憶
された多階調画像データ２００を画像処理装置３０へ向
け出力するように構成されている。前記多階調画像デー
タ２００は、０〜２５５の２５６階調の濃度データとし
て表されている。なお、この階調画像データ出力装置１
０は、これ以外に、例えばコンピュータグラフィックの
多階調画像データを出力するように形成してもよく、ま
た、コンピュータ以外でも、例えば、スキャナ、ビデオ
カメラなど各種の手段を用いてもよい。

【００４８】そして、実施例の画像処理装置３０は、入
力される２５６階調の画像データを、誤差拡散法によ
り、０（白）または２５５（黒）のみからなる２階調画
像データ２３０に変換出力する。

【００４９】また、実施例の二値画像出力装置２０は、
画素単位での階調制御ができないプリンタを用いて形成
され、入力される２階調画像データ２３０に基づき、原
画像を中間調表示可能に再生出力する。なお、前記二値
画像出力装置２０は、プリンタ以外に、必要に応じ、デ
ィスプレイや、ファクシミリ装置、デジタル複写機等を
用いてもよい。

【００５０】システムの具体例 本発明において、前記画像処理装置３０は、階調画像デ
ータ出力装置１０または二値画像出力装置２０と別体に
形成してもよいが、必要に応じ、これら各装置１０，２
０と一体に形成してもよい。

【００５１】例えば、図１５に示すよう、階調画像デー
タ出力装置１０としてホストコンピュータ１２を用い、
二値画像出力装置２０としてプリンタ２０を用いた場合
には、本発明の画像処理装置３０を、プリンタ２２内へ
一体的に組み込んで形成することができる。この場合に
は、プリンタ２２は、ホストコンピュータ１２より出力
する多階調画像データ２００が入力されるデータ入力部
２４と、本発明の画像処理装置３０と、二値化ドット印
画手段２６とを含んで構成される。

【００５２】また、本発明の画像処理装置３０を、図１
６に示すよう、ホストコンピュータ１２内へ一体的に組
み込んで形成してもよい。この場合、ホストコンピュー
タ１２は、階調画像ファイルの読込手段１４と、プリン
タドライバ１６と、データ出力手段１８とを含むように
構成される。そして、前記プリンタドライバ１６は、階
調画像ファイル読込手段１４から多階調画像データ２０
０が入力される本発明の画像処理装置３０と、この画像
処理装置３０の出力に基づき、プリンタ制御コマンドを
生成するプリンタ制御コマンド生成手段１６ａとを含
み、プリンタ制御コマンドに基づき、プリンタ２２を制
御するように構成されている。

【００５３】なお、図１７に示すよう、階調画像データ
出力装置１０としてスキャナ５０を用い、このスキャナ
５０で読み込んだ多階調画像データを二値化データとし
てホストコンピュータ６０へ出力する場合には、スキャ
ナ５０に本発明の画像処理装置３０を一体的に組み込ん
で形成すればよい。この場合には、スキャナ５０は、画
像を光学的に読み取る階調画像データ読み取り部５２
と、読み取られた多階調画像データ２００を２階調画像
データ２３０として出力する本発明の画像処理装置３０
と、出力された２階調画像データ２３０のデータをホス
トコンピュータへ向け出力する二値化データ出力部５４
とを含んで構成される。

【００５４】なお、本発明の画像処理装置は必要に応
じ、前述以外の装置に一体的に組み込んで形成すること
もできる。

【００５５】なお、説明の都合上、以降の説明では、図
１に示すよう、本発明の画像処理装置３０は、階調画像
データ出力装置１０および二値画像データ出力装置２０
とは別体に形成されるものとして、その説明を行う。

【００５６】画像処理装置 図２には、前記画像処理装置３０の機能ブロック図が示
されている。

【００５７】実施例の画像処理装置３０は、最適しきい
値設定手段３２と、誤差補正手段３４と、二値化手段３
６とを含んで構成される。

【００５８】前記最適しきい値設定手段３２および誤差
補正手段３４には、注目画素の多階調画像データ２００
として、ｉ行ｊ列目の画素Ｐ［ｉ，ｊ］のデータdata
（ｉ，ｊ）が入力されている。

【００５９】前記最適しきい値設定手段３２は、この注
目画素Ｐ［ｉ，ｊ］の多階調画像データ２００を二値化
するのに用いるslsh（ｉ，ｊ）を、注目画素の多階調画
像データdata（ｉ，ｊ）に応じ、次式に基づき設定す
る。

【００６０】 slsh（ｉ，ｊ）＝（data（ｉ，ｊ）＊（Ｋ−１）＋１２８）／Ｋ …（１） ここで、Ｋは、２以上の整数で表される定数である。

【００６１】前記誤差補正手段３４は、注目画素Ｐ
［ｉ，ｊ］の多階調画像データdata（ｉ，ｊ）を、周辺
画素の二値化によって生じる二値化誤差に基づき誤差拡
散法を用いて補正し、補正画素データdata c（ｉ，ｊ）
として二値化手段３６へ向け出力する。

【００６２】二値化手段３６は、入力される注目画素Ｐ
［ｉ，ｊ］の補正画素データdata c（ｉ，ｊ）を、しき
い値slsh（ｉ，ｊ）と比較して二値化し、その二値化結
果result（ｉ，ｊ）を２階調画像データ２３０として出
力する。すなわち、補正画素データを、次のように二値
化して出力する。

【００６３】 data c(i,j) ≧slsh(i,j) ならば、result(i,j) ＝255 data c(i,j) ＜slsh(i,j) ならば、result(i,j) ＝０ …（２） 前記実施例の誤差補正手段３４は、データ補正手段３
８、誤差拡散手段４０、拡散誤差記憶手段４２を含んで
構成される。

【００６４】前記拡散誤差記憶手段４２は、原画像の各
画素毎の拡散誤差積算値total err（ｎ，ｍ）を記憶し
ている。

【００６５】そして、誤差拡散手段４０は、まず、二値
化結果result（ｉ，ｊ）と補正データdata c（ｉ，ｊ）
とにより、二値化誤差err を、 err(i,j)=data c(i,j)−result(i,j) …（３） のようにして求める。次にその二値化誤差err （ｉ，
ｊ）を近傍の未二値化画素Ｐ［ｍ，ｎ］（Ｐ［ｉ，ｊ＋
１］、Ｐ［ｉ＋１，ｊ］等）へ分配して拡散する。具体
的には、拡散誤差記憶手段４０が記憶している各画素毎
の拡散誤差積算値total err （ｎ，ｍ）に、注目画素Ｐ
［ｉ，ｊ］からの拡散誤差分を加算していく。いま、図
３（ａ）のような誤差拡散重みマトリクスを用いるとす
る。図３の＊が注目画素を示す。重みの合計値は１６な
ので、注目画素での二値化誤差に、分配対象の画素位置
に応じた重み値を乗じた後、１６で割った値を、以下の
ようにtotal err （ｍ，ｎ）に加算する。

【００６６】 total err(i ,j+1)=total err(i ,j+1)+err(i,j)*3/16 total err(i ,j+2)=total err(i ,j+2)+err(i,j) /16 total err(i+1,j-2)=total err(i+1,j-2)+err(i,j) /16 total err(i+1,j-1)=total err(i+1,j-1)+err(i,j)*2/16 total err(i+1,j )=total err(i+1,j )+err(i,j)*3/16 total err(i+1,j+1)=total err(i+1,j+1)+err(i,j)*2/16 total err(i+1,j+2)=total err(i+1,j+2)+err(i,j) /16 total err(i+2,j-1)=total err(i+2,j-1)+err(i,j) /16 total err(i+2,j )=total err(i+2,j )+err(i,j) /16 total err(i+2,j+1)=total err(i+2,j+1)+err(i,j) /16 …（４） 以上の工程により注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］の二値化に伴う
誤差拡散は終わる。

【００６７】以上の工程を、二値化手段３６から二値化
結果が出力される毎に繰り返して行う。なお、誤差拡散
法の重みマトリクスの例としてはこれ以外にも、必要に
応じ、例えば図３（ｂ）、図３（ｃ）など各種のものを
採用することができる。

【００６８】そして、データ補正手段３８は、注目画素
Ｐ［ｉ，ｊ］の多階調画像データdata（ｉ，ｊ）が入力
されると、その注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］に対応した拡散誤
差積算値total err （ｉ，ｊ）を拡散誤差記憶手段４
２から読み出し、これを次式に基づき注目画素の多階調
画像データdata（ｉ，ｊ）に加え、補正画像データdata
c（ｉ，ｊ）を求める。

【００６９】 data c(i,j)=data(i,j)+total err(i,j) …（５） このような動作を、全画素について繰り返し行うこと
で、全画面の二値化を行う。

【００７０】第１，第２の問題点の解消 このようにして、実施例の画像処理装置３０は、入力さ
れる注目画素の多階調画像データ２００を、誤差拡散法
を用い、中間調表示可能な０階調値および２５５階調値
のみからなる２階調画像データ２３０に変換出力する。

【００７１】本実施例の画像処理装置３０の特徴は、低
濃度領域や高濃度領域で多量の二値化誤差の蓄積が生じ
ていたのを、最適しきい値設定手段３２を用い解消し、
それに起因して発生していた、低濃度領域または高濃度
領域の立上り部でのドット生成の遅延や、低濃度領域ま
たは高濃度領域が終わった後の尾引き等の問題を解消し
たことにある。

【００７２】以下、本発明の画像処理装置によって、前
述した第１の問題点（ドット生成の遅延）および第２の
問題点（尾引きの問題）の双方が解決される理由につい
て説明する。

【００７３】本発明者は、まず、前記第１および第２の
問題点の原因の解明を行った。このために、図２に示す
画像処理装置３０において、最適しきい値設定手段３２
が設定する二値化しきい値を１２８に固定し、しかも画
像データ２００として、全画素が一定階調値であるよう
な画像のデータを入力した。そして、前記数式（５）で
原画像データに加えられる二値化誤差err （ｉ，ｊ）の
平均値がどうなるかを調べてみた。

【００７４】具体的には、図２に示す実施例の画像処理
装置から最適しきい値設定手段３２を取り除き、二値化
しきい値を１２８にほぼ固定した。そして、図４に示す
よう、原画像サイズが６００画素×４００画素であり、
全画素が一定の階調値であるような原画像１６０を、そ
の左上隅を出発点として二値化処理した。そして、ドッ
ト形成が安定状態に達したと思われる、右下隅の２００
画素×１００画素の領域１７０について、前記数式
（５）で原画像データに加えられる二値化誤差err
（ｉ，ｊ）の平均値を、平均二値化誤差として求めた。
ただし、しきい値は１２８に完全固定ではなく、特定の
規則的パターンが生じる事態を回避する目的で、プラス
マイナス６の範囲の少量のランダムノイズを加えてあ
る。このノイズは、原画像データが本例のようにコンピ
ュータで作り出した人工的なデータの場合に、パターン
が規則的に生じるのを防ぐために付加したものである。

【００７５】図５には、以上の実験を、異なる階調値の
原画像１６０について行った結果を表したものである。
この実験結果から明らかなように、原画像１６０は、そ
の階調値が１〜４という低濃度のものや、階調値が２５
１〜２５４という高濃度のものでは、その平均二値化誤
差が０になるどころか、絶対値で１００にも達するよう
な大きな値となっていることがわかる。平均二値化誤差
は、定常状態における誤差の拡散、蓄積量の期待値に相
当するものである。誤差拡散法は、二値化誤差の局所的
平均値を最小にする手法であると考えられているから、
低濃度領域や高濃度領域で平均二値化誤差が０ではな
く、このような絶対値の大きな値を取るということは、
非常に興味深い発見であった。

【００７６】この図５に示す実験データから、前述した
第１および第２の問題点の生じるメカニズムを、次のよ
うに解析することができる。

【００７７】原画像１６０の階調値が、１〜８や、２
４７〜２５４というように０または２５５近辺の値をと
る場合には、二値化しきい値を１２８のように固定する
と、ドットが安定して形成される定常状態に落ち着くま
でには、平均二値化誤差の絶対値が８０以上に達するよ
うな多量の誤差蓄積がなされる必要がある。特に、階調
値が１〜４や２５１〜２５４の値の原画像データ１６０
では、ドットが安定して形成される定常状態に落ち着く
までに、１００以上の多量の誤差が蓄積される必要があ
る。この誤差蓄積量は、多階調画像データ２００の濃度
値が二値化濃度値である０および２５５に近付くほど大
きくなる。

【００７８】誤差の蓄積時間 また、画像データの濃度が０付近の値の場合、それを０
に二値化してもわずかな二値化誤差しか生じない。その
ため、この二値化誤差が拡散・蓄積して８０〜１００前
後の値に達するまでには、かなりの蓄積期間が必要とな
る。また、画像データの濃度が２５５付近の値の場合に
も、その二値化誤差が拡散・蓄積して、８０〜１００前
後の値に達するまでには、同様にかなりの蓄積期間が必
要となる。しかも、蓄積速度も、画像データの濃度値が
二値化濃度値である０および２５５に近付くほど遅くな
る。

【００７９】第１の問題点 誤差が蓄積されて、定常状態での蓄積量に達するまでの
蓄積期間中は、ドットは形成されない。このため、ドッ
ト形成のために多量の誤差蓄積量が必要とされ、しか
も、必要とされる誤差蓄積量に達するまでにかなりの蓄
積期間が必要になると、ドット生成の遅延が発生するこ
とになる。これが、第１の問題の原因となる。

【００８０】第２の問題点 ドット形成のために多量の誤差蓄積量が必要になると、
多量に蓄積された誤差が、領域外部にまで拡散されて周
辺の画像データを歪ませる。これが、第２の問題の原因
となり、前述した尾引きの問題が生じる。

【００８１】以上、〜で述べたように、画像データ
が二値化濃度値である０および２５５付近の値をとる場
合に、平均二値化誤差が非常に大きな絶対値を取り、
「誤差の蓄積」現象が生じる。この「誤差の蓄積」現象
が、前記第１および第２の問題点の発生原因である。

【００８２】本発明の画像処理装置において、最適しき
い値設定手段３２は、この「誤差の蓄積」という根本原
因を解消し、前記第１および第２の問題点を本質的に解
決するものである。すなわち、原画像データ２００が低
濃度の時には、二値化しきい値を小さく、高濃度の時に
はしきい値を大きくするようにして、原画像データ２０
０の濃度に応じて二値化しきい値を最適化することで、
「誤差の蓄積」自体を解消しつつ、「誤差の蓄積」なし
でドット生成を行うことを可能とするものである。

【００８３】ここで、「低濃度領域でのしきい値を勝手
に小さくしたりすると、２５５（黒ドット）に二値化さ
れる画素が増えて、濃度が大幅に上昇してしまうのでは
ないか？」というような疑問が生じるかもしれない。確
かに誤差拡散を行わない一般のディザ法においてはしき
い値の変動は即濃度の変化に繋がる。しかし、本発明者
が確認したところでは、誤差拡散法ではしきい値を変え
てもトータルでの出力濃度はほとんど変動しなかった。
すなわち、しきい値を１２８に固定して二値化した場合
と、６４や１９２に固定して二値化した場合とで、出力
濃度はほとんど変わらないのである。これは、誤差拡散
法では二値化誤差を捨て去ることなく、周辺の未二値化
画素に拡散させるためである。例えば、しきい値を小さ
くしたために従来ならば０に二値化されていた画素が２
５５に二値化される事態が生じても、その画素にはより
絶対値の大きな負の二値化誤差が生じる。それが周辺の
未二値化画素に拡散され、周辺画素階調レベルを下げる
方向に働いて帳尻を合わせる。

【００８４】図６には、本実施例による「誤差の蓄積」
の解消効果が示されている。すなわち、図６は、本実施
例の最適しきい値設定手段３２を用いた場合に、図５と
同様にして調べた平均二値化誤差がどのようになるかを
明らかにしたもので、図５に示したしきい値が１２８固
定の場合に加えて、本実施例の数式（１）におけるＫの
値を、２，４，８，∞とした場合の結果がプロットして
ある。Ｋ＝∞の場合、slsh＝dataとなる。ただし図６の
場合も、図５の場合同様、数式（１）で決まったしきい
値に、最大でプラスマイナス６の少量のランダムノイズ
を加えている。

【００８５】図６より、Ｋ＝２、すなわち、slsh＝（da
ta＋１２８）／２とすれば、平均二値化誤差が最大でも
５０以下と半分以下に減少し、誤差の蓄積量を大きく減
少させる効果があるのがわかる。さらに、Ｋ＝４とする
と、全体的に平均二値化誤差が０に近付き、Ｋ＝８とす
ると、画像データの濃度が１，２や２５３，２５４とい
った０や２５５に極めて近い階調値の場合でも、平均二
値化誤差はほぼ０になる。

【００８６】図１に示す画像処理装置３０から出力され
る２階調画像データ２３に基づき、実際にプリンタを用
いて印画を行い、前述した第２の問題点の「尾引き」の
影響を評価する実験を行った。この評価実験の結果、平
均二値化誤差の絶対値を５０以下に押さえることによ
り、第２の問題点の「尾引き」の影響を大幅に軽減でき
ることが確認された。このことから、前記数式（１）の
Ｋの値をＫ＝２〜∞の範囲に設定することにより、すな
わち、しきい値slshを画像データdataの階調値に応じ
て、 data＜１２８のときには data≦slsh≦（１２８＋data）／２ data＞１２８のときには （１２８＋data）／２≦slsh≦data …（６） の範囲になるよう設定することにより、平均二値化誤差
の絶対値を５０以下に納めることができ、第２の問題点
を解決することができる。

【００８７】次に、前記第１の問題点の「ドット生成遅
れ」の影響を評価する実験も行った。この実験の結果、
ドット生成遅れも、平均二値化誤差が減るに従って改善
されることが確認された。前記数式（１）のＫを大きく
しすぎると、平均二値化誤差が０を越えて、その符号が
逆転してしまう「過補正状態」が生じる。しかし、実際
の印字結果の主観評価では、やや過補正状態にまでドッ
ト生成速度を早めたほうが、印字強調的な効果が生じて
好ましい画質になった。data値が、１，２や２５３，２
５４といったドット生成の遅れの最も大きいデータ領域
の再現性を重視した主観評価結果では、Ｋ＝８〜２４程
度の範囲が非常に良好で、Ｋ＝１６は最適であった。

【００８８】図７には、平均二値化誤差が常に０になる
二値化しきい値が示されている。この二値化しきい値
は、図６を基にして補間演算による推定値として求め
た。

【００８９】実施例の画像処理装置の最適しきい値設定
手段３２を、図７に基づいて原画像データから二値化し
きい値を決定するように形成すれば、前記第２の問題点
の「尾引き」の期待値が０になる最良の最適しきい値設
定手段が実現できる。なお、図７には、同時に、数式
（１）のＫの値が２，８，∞の場合の特性図が描かれて
いる。これらの特性曲線から、Ｋの値をＫ＝８前後に設
定した場合に、平均二値化誤差を０にするための好適な
近似値が得られることがわかる。また、先に述べたよう
に、第１の問題点のドット生成の遅延の改善の点から、
平均二値化誤差が０を越えて符号が逆転した「過補正状
態」気味のほうがよい主観評価が得られる場合があり、
主観評価では、Ｋ＝１６程度の近似式を用いた場合に最
良の結果が得られた。Ｋ＝∞までいくと、データ変化部
のエッジがかなり強調される結果となるが、これも画像
の使用目的によっては十分に有用なものとなる。

【００９０】また、図７では、原画像データ２００が０
または２５５の場合の最適しきい値を１２８としたが、
データ階調値と二値化結果値が等しい場合のしきい値
は、どのように設定しても大差なくなる。したがって、
本実施例の最適しきい値設定手段３２でも、データ値が
０または２５５の場合には、しきい値をどのように設定
してもよい。

【００９１】このように、本実施例によれば、多階調画
像データ２００を誤差拡散法を用いて、中間調表示可能
な２階調画像データ２３０に変換出力するとともに、そ
の二値化処理に使用する二値化しきい値を、多階調画像
データ２００の階調値に基づき、前記数式（６）の範囲
に設定することにより、前記第１および第２の問題点
を、画質劣化に繋がる副作用なしに根本的に解決するこ
とができた。

【００９２】しかも、本実施例によれば、数式（１）の
定数Ｋの設定の仕方により、所望の特性をもった二値化
出力画像を得ることができる。

【００９３】なお、図６，図７に示した補正データは、
図３（ａ）に示した誤差拡散重みマトリクスを用いて誤
差拡散した場合の例である。異なる重みマトリクスを用
いた場合は、定量的には多少異なった結果が得られる
が、定性的な傾向はほとんど変わりがない。このよう
に、本発明は、異なる誤差拡散重みマトリクスを用いた
場合にも、有効である。

【００９４】本発明と従来例との比較 本発明と同様に、原画像データ２００の階調値に応じ
て、二値化しきい値を変化させるものとしては、特開平
４−１５４３７０号公報の「画像処理装置及び画像処理
方法」があった。しかし、この手法は、文字・線画部で
のノイズの抑制に主目的をおいて、「原画濃度データが
大きいほど、小さい二値化しきい値が対応させられる」
ように、本発明とは正反対の方向にしきい値を変化させ
るものであり、第１，第２の問題点の改善効果はほとん
どなかった。なお、二値化手法に平均誤差最小法を用い
た例については、特開平４−１５４３７０号公報を参照
すればよい。

【００９５】図１２は、図２に示す本発明の画像処理装
置３０を用いて、図３に示す原画像１００をした場合の
出力例を示す図である。図１４で問題となった、ドット
生成の遅延や、低濃度領域１２０からの尾引きによる直
線１３０の中央部の消失等の問題点が、完璧に解消して
いるのがわかる。

【００９６】このように、本発明によれば、第１，第２
の問題点を理想的に解決できることが確認された。さら
に、本発明によれば、有害な副作用を伴うことなく、第
１，第２の問題点を解決できることも確認できた。

【００９７】最適しきい値設定手段の他の実施例 前記実施例において、最適しきい値設定手段３２は、数
式（１）に基づき二値化しきい値の設定を行っている。
本発明はこれに限らず、必要に応じて他の手法を用い二
値化しきい値の設定を行うようにしてもよい。

【００９８】図８には、最適しきい値設定手段３２の他
の実施例が示されている。

【００９９】本実施例の最適しきい値設定手段３２は、
注目画素の多階調画像データ２００として入力されるデ
ータdata［ｉ，ｊ］に基づき、次式に示すようにしてし
きい値を設定するように形成されている。

【０１００】 0 ≦data(i,j) ＜128-L1ならばslsh(i,j)=data(i,j)+L1 128-L1≦data(i,j) ≦128+L2ならばslsh(i,j)=128 128+L2＜data(i,j) ≦255 ならばslsh(i,j)=data(i,j)-L2 …（７） ここにおいて、Ｌ1 ，Ｌ2 は０〜６４の適当な値でよい
が、８〜１６の範囲とすると最適となる。なお、Ｌ1 ，
Ｌ2 は同じ値に設定してもよい。本実施例の場合は、da
ta値が１２８前後の場合には、数式（６）で示した data＜128 の時にはdata≦slsh≦(128+data)/2 data＞128 の時には(128+data)/2≦slsh≦data という範囲からはずれることになるが、本発明が解決し
ようとしている第１，第２の問題点が特に顕著になるの
は、dataが０または２５５近辺の値（０および２５５は
含まない）の場合である。したがって、全データ領域で
数式（６）が満たされる必要はなく、dataが０または２
５５近辺の値の場合に数式（６）が満たされればよい。

【０１０１】したがって、二値化しきい値を、前記数式
（７）に示すように設定することによっても、前記第１
および第２の問題点を解決し、前記第１実施例と同様に
良好な二値化画像を得ることができる。

【０１０２】図８には、最適しきい値設定手段３２のさ
らに別の実施例が示されている。

【０１０３】実施例の最適しきい値設定手段３２では、
原画像データ２００の階調値に応じ、二値化しきい値を
連続的ではなく、段階的に設定する。このようにして
も、前記実施例と同様に第１および第２の問題点を解決
し、良好な二値化画像を得ることができる。

【０１０４】また、図１０には、最適しきい値設定手段
３２のさらに別の実施例が示されている。実施例の最適
しきい値設定手段３２は、低濃度領域のみに、本発明の
特徴とするしきい値最適化動作が働くように形成されて
いる。すなわち、画像データ２００のしきい値が高濃度
領域側にある場合には、二値化しきい値は１２８に固定
され、画像データ２００が低濃度領域側の０近辺の値に
あった時に、最適しきい値を前記数式（６）を満足する
ように設定するよう形成されている。

【０１０５】例えば、ドットの滲み量の大きいプリンタ
装置では、高濃度部の孤立した白ドットがほとんど潰れ
てしまうため、高濃度部では、第１の問題点がもともと
顕著に現われない。そのため、第１の問題点が目立ちや
すい低濃度部のみを、本発明により改善しようとするも
のである。

【０１０６】なお、画像出力装置の特性に応じ、これと
は逆に高濃度部領域のみに本発明のしきい値最適化動作
が働くように形成してもよい。

【０１０７】このように、本発明の最適しきい値設定手
段３２は、その画像出力装置に応じて、必要な原画像濃
度領域にのみ、最適しきい値設定するように形成しても
よい。

【０１０８】しきい値設定手段の具体例前述した各実施
例における最適しきい値設定手段３２は、原画像データ
から二値化しきい値を設定するために、前記した数式
（１）のような演算をその都度行うように形成してもよ
く、また原画像データの階調値と二値化しきい値との対
応関係をあらかじめ変換テーブル内に記憶しておき、そ
れを参照するように形成してもよい。

【０１０９】図１１には、最適しきい値設定手段３２
を、ＲＯＭを用いて構成した具体例が示されている。Ｒ
ＯＭのアドレスバスＡ０〜Ａ７に８ビット原画像データ
を入力すると、それに対応した８ビットの二値化しきい
値がデータバスＤ０〜Ｄ７に出力されるよう形成されて
いる。

【０１１０】また、各実施例の中には、最適しきい値設
定手段３２によって設定された二値化しきい値に、さら
に少量のランダムノイズを加えている例があった。これ
は、原画像データが、コンピュータ等で描いた非常に整
然としたデータの場合に、誤差拡散法での二値化により
特定の規則的パターンが生じてしまうことがあるのを防
ぐために行うものである。したがって、原画像データ
が、階調値の適当なばらつきをもった自然画の場合に
は、このようなランダムノイズを加える処理は不必要に
なる。

【０１１１】また、ランダムノイズを付加した結果、し
きい値が数式（６）で示した範囲からはずれてしまうこ
とがありうるが、しきい値の期待値が数式（６）の範囲
に入っていればよいものとする。

【０１１２】また、しきい値ではなく、原画像データ側
にノイズを付加しても、同様の効果が得られる。

【０１１３】他の実施例 なお、本発明は前記各実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能であ
る。

【０１１４】例えば、前記実施例では、原画像データが
０で白、２５５で黒となるような濃度データである場合
を例にとり説明したが、原画像データが０で黒、２５５
で白となるような、明度データである場合も、本発明を
同様に適用できることはいうまでもない。

【０１１５】また、原画像データがＡ〜Ｂ（Ａ＞Ｂ）の
範囲の値をとる場合に、この原画像データをａまたはｂ
（ａ＞ｂ）に二値化する場合には、第１の実施例の数式
（１）を、 slsh(i,j)=(data(i,j)*(K-1)+(a+b)/2)/K …（１）' に変換し、数式（２）を data C(i,j) ≧slsh(i,j) ならば、result(i,j)=a data C(i,j) ＜slsh(i,j) ならば、result(i,j)=b …（２）' のように変更すればよい。一般にはＡ＝ａ、Ｂ＝ｂであ
るが、出力装置の出力可能濃度が原画像データの範囲と
大きく異なっている場合には、Ａとａ、Ｂとｂが一致し
ない例もある。

【０１１６】この場合、数式（６）のしきい値設定のた
めの条件式は、ｍ＝（ａ＋ｂ）／２として、 data＜ｍの時にはdata≦slsh≦(m+data)/2 data＞ｍの時には(m+data)/2≦slsh≦data …（８） のようになる。

【０１１７】また、前記実施例では、多階調画像データ
２００を、誤差拡散法を用いて補正する場合を例にとり
説明したが、本発明はこれに限らず、平均誤差最小法を
用いて補正する場合にも適用できる。

【０１１８】図１８には、平均誤差最小法を用いた画像
処理装置３０の好適な実施例が示されている。なお、図
２に示す前記実施例と対応する部材には同一の符号を付
しその説明は省略する。

【０１１９】本実施例において、誤差補正手段３４は、
データ補正手段３８と、誤差計算手段４４と、誤差記憶
手段４６とを含んで構成される。

【０１２０】前記誤差計算手段４４は、前記数式（３）
に基づき、注目画素の二値化誤差err を演算し、誤差記
憶手段４６の注目画素に対応したアドレスにその値を書
き込むよう形成されている。この結果、誤差記憶手段４
６の各画素アドレスに対応した記憶エリアには、二値化
済みの画素の二値化誤差が順次書き込み記憶されてい
く。

【０１２１】データ補正手段３８は、注目画素Ｐ［ｉ，
ｊ］の多階調画像データdata（ｉ，ｊ）が入力される
と、その注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］近傍の二値化済みの画素
の誤差を誤差記憶手段４６から読み出す。そして、読み
出した誤差データに所定の重みを付けをして平均誤差を
求め、この平均誤差を注目画素の多階調画像データdata
（ｉ，ｊ）に加え、これを補正画像データdata c（ｉ，
ｊ）として二値化手段３６へ向け出力する。

【０１２２】なお、これ以外の構成は、前記第１実施例
と同様であるので、ここではその説明は省略する。

【０１２３】このような平均誤差最小法を用いた場合で
も、前記第１実施例と同様な効果を奏することができ
る。

【０１２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法
を用いて補正し、しかも、注目画素の階調値画像データ
の階調値に基づき、二値化しきい値を最適化するしきい
値設定手段を設けることにより、低濃度領域や高濃度領
域で多量の誤差の蓄積が生じているという現象を解消す
ることができ、それに起因して発生していた、低濃度領
域や高濃度領域の立上り部でのドット生成の遅延や、低
濃度領域や高濃度領域が終わった後の「尾引き」などの
問題を、画質劣化に繋がる副作用なしに根本的に解消で
きる画像処理装置を得ることができるという効果があ
る。

【０１２５】さらに、本発明によれば、しきい値設定手
段を、簡単な演算を行うか、または変換テーブルを参照
するなどの単純な構成で実現できるため、複雑な処理回
路を必要とせず、高速にかつ良好な画像処理を行うこと
ができる。

【０１２６】さらに、本発明では、しきい値設定手段が
設定するしきい値を増減させることで、ドット生成速度
の調整が可能となり、必要に応じ過補正状態を設定する
ことで、例えばエッジ強調的な効果を期待できるという
副次的な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された画像処理システムの概略説
明図である。

【図２】図１に示す画像処理システムに用いられる画像
処理装置の機能ブロック図である。

【図３】本実施例で用いられる拡散重みマトリクスの具
体例の説明図である。

【図４】平均二値化誤差を求めるために使用した原画像
データと、平均二値化誤差を求める領域との関係を示す
説明図である。

【図５】原画像データの階調値と、平均二値化誤差の関
係を示す説明図である。

【図６】本発明の第１実施例で、平均二値化誤差がどの
ように発生するかを示す説明図である。

【図７】平均二値化誤差が常に０になる二値化しきい値
の説明図である。

【図８】本発明に用いられるしきい値設定手段の他の実
施例の説明図である。

【図９】本発明に用いられるしきい値設定手段の他の実
施例の説明図である。

【図１０】本発明に用いられるしきい値設定手段の他の
実施例の説明図である。

【図１１】本発明に用いられるしきい値設定手段をハー
ドウェアにて構成した例の説明図である。

【図１２】本発明の画像処理装置を用いて得られる二値
化結果の説明図である。

【図１３】図１２，図１４に示す二値化画像を得るため
に用いた原画像の説明図である。

【図１４】従来の誤差拡散法により得られた、二値化結
果の説明図である。

【図１５】本発明の画像処理装置を組み込んだ画像処理
システムの全体概略説明図である。

【図１６】図１５のシステムの他の実施例の説明図であ
る。

【図１７】図１５のシステムの他の実施例の説明図であ
る。

【図１８】多階調画像データの補正に平均誤差最小法を
用いる画像処理装置の実施例のブロック図である。

【符号の説明】

３０ 画像処理装置 ３２ しきい値設定手段 ３４ 誤差補正手段 ３６ 二値化手段 ３８ データ補正手段 ４０ 誤差拡散手段 ４２ 拡散誤差記憶手段 ２００ 多階調画像データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/403 4226−5Ｃ Ｈ０４Ｎ 1/40 １０３ Ａ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多階調画像データを、誤差拡散法または
   平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値
   （第１階調値＜第２階調値）のみからなる２階調画像デ
   ータに変換出力する画像処理装置において、 注目画素の多階調画像データに、周辺の既に二値化済の
   画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素デー
   タとして出力する誤差補正手段と、 前記注目画素の多階調画像データの階調値に基づき、２
   値化しきい値を設定するしきい値設定手段と、 設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前
   記２階調画像データに変換出力する二値化手段と、 を含み、 前記注目画素の多階調画像データの階調値をdata、前記
   第１階調値および第２階調値の中間の値をｍ、前記しき
   い値をslshとすると、 前記しきい値設定手段は、 前記二値化しきい値slshを、前記注目画素の多階調画像
   データの階調値dataに応じて、次式に示す許容範囲の少
   なくともいずれか一方を満たすように設定することを特
   徴とする画像処理装置。 dataが第１階調値近辺の値の場合には、data≦slsh≦(m
   +data)/2 dataが第２階調値近辺の値の場合には、(m+data)/2≦sl
   sh≦data
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記しきい値設定手段は、 前記注目画素の多階調画像データの階調値dataの値に基
   づき、次式に従い前記二値化しきい値slshを設定するこ
   とを特徴とする画像処理装置。 slsh＝（data＊（Ｋ−１）＋ｍ）／Ｋ ただし、Ｋは２以上の整数で表される定数。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記しきい値設定手段は、 前記注目画素の多階調画像データの階調値dataの値に応
   じて、前記二値化しきい値slshを段階的に設定すること
   を特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、 前記しきい値設定手段は、 前記注目画素の多階調画像データの階調値dataの値に基
   づき、次式に従い前記二値化しきい値slshを設定するこ
   とを特徴とする画像処理装置。 data＜ｍ−Ｌ1 のときには、slsh＝data＋Ｌ1 ｍ−Ｌ1 ＜data＜ｍ＋Ｌ2 のときには、slsh＝ｍ ｍ＋Ｌ2 ＜dataのときには、slsh＝data−Ｌ2 ただし、Ｌ1 ，Ｌ2 は０〜ｍの間の整数で表される定
   数。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記二値化手段は、 設定されたしきい値または前記補正画素データにランダ
   ムノイズを加え、前記補正画素データに対する前記二値
   化処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記誤差補正手段は、 各画素毎の拡散誤差積算値を記憶する拡散誤差記憶部
   と、 補正画素データと二値化結果との二値化誤差を演算し、
   その二値化誤差を誤差拡散法を用い注目画素近傍の未二
   値化画素へ分配して拡散する演算を行い、前記拡散誤差
   記憶部に記憶された各画素毎の拡散誤差積算値に、前記
   注目画素からの拡散誤差を加算して新たな拡散誤差積算
   値を求め、前記拡散誤差記憶部に記憶された各画素毎の
   拡散誤差積算値を更新する誤差拡散部と、 注目画素の多階調画像データと、前記拡散誤差記憶部に
   記憶された注目画素の拡散誤差積算値とを加算し、前記
   補正画素データを演算するデータ補正部と、 を含み、注目画素の多階調画像データを誤差拡散法を用
   い補正し、補正画素データとして出力することを特徴と
   する画像処理装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記誤差補正手段は、 各画素毎の誤差を記憶する誤差記憶部と、 補正画素データと二値化結果との二値化誤差を演算し、
   その二値化誤差を前記誤差記憶部に記憶する誤差拡散部
   と、 前記誤差記憶部に記憶された注目画素の周辺の画素の二
   値化誤差を読み出し所定の重み付けをすることにより平
   均誤差を求め、この平均誤差を注目画素の多階調画像デ
   ータに加算し、前記補正画素データを演算するデータ補
   正部と、 を含み、注目画素の多階調画像データを平均誤差最小法
   を用い補正し、補正画素データとして出力することを特
   徴とする画像処理装置。