JPH07210676A

JPH07210676A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH07210676A
Application number: JP6007435A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Matsumoto; 敦松本; Hiroyuki Yaguchi; 博之矢口; Hideaki Shimizu; 秀昭清水; Yasuhiro Takiyama; 康弘瀧山; Hiroyuki Ichikawa; 弘幸市川; Yoshinori Abe; 喜則阿部; Hiroshi Kaburagi; 浩蕪木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-01-27
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 1995-08-11

Abstract

(57)【要約】【目的】高速な画像処理装置であっても誤差拡散処理
を採用可能とし、優れた階調性を得ることを目的とす
る。【構成】画像信号入力部１０１より入力された画像信
号は、誤差配分処理装置１０２により、以前に決定され
た出力信号によって生じた誤差信号が配分され、補正さ
れた信号となる。該補正信号は多値化処理装置１０３に
送られ、予め決められている階調数となる様に多値化さ
れて出力信号として出力される。また、誤差配分処理装
置１０２よりの補正信号は、多値化処理装置１０３より
の出力信号と誤差演算処理装置１０４において比較さ
れ、誤差信号が決定される。誤差拡散マトリクス選択装
置１０５は、ＲＯＭ１０６に格納されている誤差拡散マ
トリクスのデータを読み込む。この時、該誤差拡散マト
リクスは、多値化処理画素と同一ラインに重みづけをも
たないように注目画素の次のラインと次の次のラインと
では、誤差を振り分けられる画素が互い違いになるよう
に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置に関し、例
えば入力画像信号の階調数をマクロ的に保ちながらより
少ない階調数を有する画像信号に量子化処理するのに適
した画像処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、入力画像信号のもつ階調数に対し
て、出力画像のもつ階調数を少なく量子化処理する必要
がある場合におけるマクロ的に階調を保存する方法の一
つとして誤差拡散法がある。この従来の誤差拡散法は、
各画素毎に閾値と比較して出力信号を決定し、この際の
誤差を計算し、誤差拡散マトリクスの重みづけ係数に応
じて近傍の画素に誤差を配分し、マクロ的に階調を保存
する方法である。

【０００３】この従来の誤差拡散マトリクスは、全ての
画素の量子化処理に対して同一のものを用いており、ま
た量子化処理しているラインと同一ラインにも誤差を配
分していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高速処
理可能な画像処理装置を用いた場合、１画素あたりに用
いることのできる時間が短くなり、そのため、高速な画
像処理装置では、誤差拡散処理を用いてある画素の処理
で得られた誤差をその処理した画素と同一ラインに配分
することが困難になることが予想される。

【０００５】処理画素と同一ラインに誤差を配分できな
い場合、上記従来例では、唯１つの誤差拡散マトリクス
で誤差を配分するため、１ライン毎に誤差及び出力信号
が偏ってしまい、ラインにより黒っぽく、あるいは白っ
ぽくなることがあり、横筋として目立ってしまうことか
ら画質劣化の原因となっていた。以上の現象を有してい
るため、高速な画像処理装置を用いた場合は、誤差拡散
処理を採用することができなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決することを目的としてなされたもので、上述の課題を
解決する一手段として以下の構成を備える。即ち、入力
された画像信号を所定閾値に従って出力可能な階調信号
へ変換する量子化手段と、前記量子化手段による量子化
処理の際に発生した誤差を演算する誤差演算手段と、前
記誤差演算手段で演算された誤差を配分して前記入力画
像信号に付加する誤差配分手段とを備え、前記誤差配分
手段は、誤差を処理すべき入力画像信号の含まれるライ
ンよりも後に処理されるラインに配分することを特徴と
する。

【０００７】そして例えば、前記誤差演算手段は、同一
ラインの複数個の誤差の総和を演算して誤差を配分する
ことを特徴とする。または、前記誤差演算手段は、複数
の誤差の重みづけ配列を記憶する誤差拡散マトリクス記
憶手段と、前記誤差拡散マトリクス記憶手段が記憶した
複数の誤差の重みづけ配列のうちの１つを選択する選択
手段とを含み、前記選択手段で選択した誤差の重みづけ
配列に従って誤差の演算を行うことを特徴とする。更に
また、例えば前記選択手段は、前記誤差拡散マトリクス
記憶手段に記憶の誤差の重みづけ配列の選択を１ライン
おきに更新して、最も誤差の配分比率が高い画素が１ラ
インおきに交互になるような係数をもたせることを特徴
とする。

【０００８】

【作用】以上の構成において、量子化画素と同一ライン
に誤差を配分しなくてもテクスチャの生じにくい処理方
法を有することにより、高速な画像処理装置であっても
誤差拡散処理を採用可能となり、優れた階調性を得るこ
とができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を詳細に説明する。［第１実施例］図１は本発明に係る一実施例の構成を示
す図であり、図２は本実施例の誤差演算処理装置１０４
における誤差拡散マトリクスの１例を示す図である。

【００１０】図１において、１０１は画像信号入力部、
１０２は誤差配分処理装置、１０３は入力画像信号を多
値データに量子化する多値化処理装置、１０４は誤差演
算処理装置、１０５は誤差拡散マトリクス演算装置、１
０６はＲＯＭ、１０７は画像信号出力部である。以上の
構成を備える本実施例の画像処理の詳細を以下に説明す
る。画像信号入力部１０１より入力された画像信号は、
誤差配分処理装置１０２により、以前に決定された出力
信号によって生じた誤差信号を足し込まれ、補正された
信号となる。該補正信号は多値化処理装置１０３に送ら
れ、予め決められている階調数の中から出力信号を決定
され、該出力信号は画像信号出力部１０７より出力され
る。

【００１１】また、誤差配分処理装置１０２よりの補正
信号は、多値化処理装置１０３よりの出力信号と誤差演
算処理装置１０４において比較され、誤差信号が決定さ
れる。誤差拡散マトリクス選択装置１０５は、ＲＯＭ１
０６に格納されている誤差拡散マトリクスのデータを読
み込む。この時、該誤差拡散マトリクスは、同一ライン
に重みづけをもたない。

【００１２】図２はこのＲＯＭ１０６に記憶される誤差
拡散マトリクスの１例である。図２の（ａ）は奇数番目
の画素で用いる誤差拡散マトリクス例、図２の（ｂ）は
偶数番目の画素で用いる誤差拡散マトリクス例を示して
いる。図２に示す（ａ），（ｂ）のように、注目画素の
次のラインと次の次のラインとでは、誤差を振り分けら
れる画素が互い違いになるようにすることで、多値化処
理画素と同一ラインに誤差を配分しない誤差拡散マトリ
クスでもテクスチャの発生しにくい画像処理を行える。

【００１３】本実施例の場合は、誤差拡散マトリクスを
１画素毎に交互に更新して行っているが、これは１例に
すぎず、１ライン毎に切り換える、２画素毎に切り換え
る、などにより達成してもよく、１画素毎に更新するこ
とにはこだわらなくてよい。該誤差信号は、誤差拡散選
択装置１０５により選択された誤差拡散マトリクスの重
みづけに応じて誤差配分処理装置１０２により画像入力
信号に足し込まれ、同じ動作を繰り返し行うことにより
誤差拡散処理を達成する。

【００１４】なお、以上の各構成毎の誤差配分処理及び
多値可処理は公知の方法で足り、誤差演算処理装置１０
４における誤差演算において誤差拡散マトリクス選択装
置１０５で選択した誤差拡散マトリクスを最適選択して
誤差演算を行うという簡単な構成で高速の画像処理装置
にも適用可能となるという特有の作用効果を達成でき
る。

【００１５】また、本実施例では装置によりハード的に
実施されているが、これをソフト的に達成してもよいこ
とはいうまでもない。以上説明した様に本実施例によれ
ば、誤差拡散マトリクスを画素毎（またはライン毎に）
に交互に更新して誤差拡散を行うことにより、多値化処
理画素と同一ラインに誤差を配分しなくてもテクスチャ
の生じにくい処理方法とすることができ、高速な画像処
理装置であっても誤差拡散処理を採用可能となり、優れ
た階調性を得ることができる。

【００１６】［第２実施例］次に本発明に係る第２実施
例を詳細を説明する。図３は本発明に係る第２実施例の
構成を示す図であり、図４は第２実施例の動作を示すフ
ローチャートである。図３において、３０１は画像信号
入力部、３０２は誤差配分処理装置、３０３は多値化処
理装置、３０４は画像信号出力部、３０５は誤差演算処
理装置、３０６はメモリ、３０７は誤差拡散マトリクス
選択装置、３０８はＲＯＭである。

【００１７】以下、以上の構成を備える第２実施例の動
作を図４のフローチャートも参照して説明する。図４の
処理は第２実施例における１ライン分の画像処理を示す
図であり、Ｌが画素の番号であり、Ｌが１ライン分の画
素数に達すると１ラインの処理が終了する。複数ライン
分の処理を行う場合にはそのライン数分だけ図４の処理
を繰り返すことにより、目的の画像全体の処理を実行で
きる。

【００１８】第２実施例においては、まずステップＳ４
０２で画素数を示すＬを１に設定し、１ラインの１番目
の画素より処理が開始される様にする。続いてステップ
Ｓ４０３でメモリ３０６に記憶されている信号をクリア
し、ステップＳ４０４でｎを１に設定する。ｎは、誤差
を何画素分足し込むかをチェックするためのカウントで
ある。

【００１９】次に、ステップＳ４０５でＬがＬmax に達
しているか否かをチェックする。なお、Ｌmax は１ライ
ン分の画素数である。ＬがＬmax であれば１ライン分の
画素に対する処理が終了したことになり、図４の処理を
終了する。一方、ステップＳ４０５でＬがＬmax でなけ
ればステップＳ４０５よりステップＳ４０６に進み、画
像信号入力部３０１を介して誤差配分処理装置３０２に
画像信号を入力する。そしてステップＳ４０７で入力し
た画像信号に対する誤差配分処理を行い、誤差演算処理
装置３０４より当該画素に配分すべきとして出力されて
いる誤差値（該当する画素の誤差分）を加算して補正信
号とし、多値化処理装置３０３及び誤差演算処理装置３
０４に出力する。

【００２０】続いてステップＳ４０８でこの補正信号を
受け取った多値化処理装置３０３では、この補正信号を
予め設定されている所定閾値に従って出力可能な階調数
の中から出力信号を選択して出力し、多値階調信号へ変
換する。そしてステップＳ４１７に示す様に画像信号出
力部３０４を介して外部装置に出力する。なお、この多
値化処理装置３０３よりの出力信号は誤差演算処理装置
３０５にも出力される。

【００２１】従って誤差演算処理装置３０５では、ステ
ップＳ４０９において多値化処理装置３０３よりの出力
信号と誤差配分処理装置３０２よりの補正信号とにより
誤差演算処理を行い、誤差信号を生成する。そして、ス
テップＳ４１０でメモリ３０６に足し込み、記憶する。
続いてステップＳ４１１でｎに１を加算し、ステップＳ
４１２でＬに１を加算する。そしてステップＳ４１３で
ｎがｍに達しているか否かを調べる。なお、ｍは誤差を
何画素分足し込むかのパラメータである。ｎがｍに達し
ていなければステップＳ４０５に戻り、次の画素に対す
る多値化処理を行う。

【００２２】一方、ステップＳ４１３でｎがｍに達して
いればステップＳ４１４に進み、誤差演算処理装置３０
５はメモリ３０６に記憶しておいたｍ画素分の誤差を足
し込んだ結果に従ってステップＳ４１６に示す誤差拡散
マトリクス選択装置４１６に記憶されている誤差拡散マ
トリクス（後述する具体例では図５の（ｇ）に示される
誤差拡散マトリクス）より後述する様にして１つの誤差
拡散マトリクスを選択する。続いてステップＳ４１５で
誤差配分処理装置１０２は、ステップＳ４１４で選択さ
れた誤差拡散マトリクスの重みづけに応じて誤差配分処
理を行い、所定の画素に誤差を加算し、新たな処理画素
信号として記憶しておく。その後、ステップＳ４０３に
戻り、上述した処理を送り返す。

【００２３】図５を参照して第２実施例の処理を具体的
な例を説明する。図５に示す（ａ）はｋ番目，ｋ＋１番
目，ｋ＋２番目のラインの入力画像信号の例を示してお
り、以下に示す例においては（ａ）で黒く囲った２画素
分の誤差を足し込んで多値化処理画素と同一ラインより
も下のラインに誤差を配分する場合を説明する。従って
図４のフローチャートにおけるｍは図５の具体例では２
である。

【００２４】図５の（ｂ）は以前に処理された画素から
配分される誤差信号の例である。図５の（ａ）における
ｋ番目のラインは（ｂ）に示す誤差信号を足した補正信
号となり、この誤差信号が加算された補正信号によりス
テップＳ４０８の多値化処理を行うことになる。以下の
第２実施例における具体例の説明では、入力信号の階調
数が２５６階調とし、出力信号の階調数が１６階調とす
る。そして、出力信号は入力信号のそれぞれ０，１７，
３４，５１，６８，８５，１０２，１１９，１３６，１
５３，１７０，１８７，２０４，２２１，２３８，２５
５レベルに相当する１６階調信号となる。多値化処理に
おいて各階調に変換する場合の閾値をそれぞれ９，２
６，４３，６０，７７，９４，１１１，１２８，１４
５，１６２，１７９，１９６，２１３，２３０，２４７
とする。

【００２５】以上の前提において、図５の（ａ）におけ
るｋ番目のラインの入力信号に（ｂ）の誤差信号を加算
すると、補正信号はそれぞれ２２９，２３７，２２９，
２３７，２２９となり、この補正信号が多値化処理装置
３０３に送られ、上述した閾値によって多値化され、図
５の（ｃ）に示す出力信号が選択される。この結果、多
値化前の補正信号と多値化後の出力信号から、ｋ＋１番
目のラインへの誤差信号は、図５の（ｄ）に示す信号と
なる。

【００２６】誤差は、図５の（ｇ）に示す誤差拡散マト
リクスを用いて誤差配分されている。ｋは今、奇数ライ
ンとしているため、図５の（ｄ）のように誤差が配分さ
れる。同様にして、ｋ＋１番目のラインは図５の（ｅ）
のように出力信号が決定され、ｋ＋２番目のラインに図
５の（ｆ）のように誤差が配分される。ここで、注意し
なければならないことは、誤差信号は黒く囲った２画素
単位で求めるが、誤差の配分は１画素毎に求めることで
ある。

【００２７】以上のように構成することにより、最も誤
差の配分比率が高い画素が１ラインおきに交互に生じ
て、交互に１レベル違う出力信号が得られる。このた
め、テクスチャを生じにくい処理を実現することが可能
である。以上説明した様に第２実施例によれば、最も誤
差の配分比率が高い画素が１ラインおきに交互に生じ
て、交互に１レベル違う出力信号が得られるため、テク
スチャの生じにくい処理方法を実現でき、高速な画像処
理装置であっても誤差拡散処理を採用可能となり、優れ
た階調性を得ることができる。

【００２８】［他の実施例］上述した第２実施例の図５
に示す例においては、ライン毎に下のラインの同位置の
画素グループに誤差信号を配分していた。しかし本発明
は以上の例に限定されるものではなく、図６に示す様に
誤差信号をメモリする単位を１ライン毎にずらすことに
より、誤差を斜め右下方向へ拡散しても同様にテクスチ
ャの生じにくい処理方法を実現できる。この場合におけ
る誤差拡散は上述した第２実施例と同様にして行う。

【００２９】更にまた、図７のように誤差拡散マトリク
スを変えて横方向へも誤差を拡散しても同様にテクスチ
ャの生じにくい処理方法を実現できる。更に、図６の処
理と図７の処理とを組み合わせて用いることなどによ
り、よりテクスチャを減らすことが可能である。また、
本実施例では、装置としてハード的に実施しているが、
ソフトにより実現してもよいことはいうまでもない。

【００３０】以上説明したように上述した各実施例によ
れば、量子化処理画素と同一ラインに誤差を配分しない
誤差拡散マトリクス、誤差配分法をもつことで、高速な
画像処理装置で同一ラインに誤差を配分できない系でも
誤差拡散法によるテクスチャが目立たず、解像度もあま
りおとさずに入力信号よりも少ない出力信号で階調表現
可能な画像処理装置が実現できる。

【００３１】なお、本発明は、複数の機器から構成され
るシステムに適用しても、一つの機器から成る装置に適
用してもよい。また、本発明は、システムあるいは装置
にプログラムを供給することによって達成される場合に
も適用できることはいうまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、量
子化処理画素と同一ラインに誤差を配分しなくてもテク
スチャの生じにくい処理方法を有することにより、高速
な画像処理装置であっても誤差拡散処理を採用可能とな
り、高速な画像処理装置で同一ラインに誤差を配分でき
ない系でも誤差拡散法によるテクスチャが目立たず、解
像度もあまりおとさずに入力信号よりも少ない出力信号
で階調表現可能な画像処理装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の画像処理装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】本実施例で用いる誤差拡散マトリクスの例を示
す図である。

【図３】本発明に係る第２実施例の画像処理装置の構成
を示すブロック図である。

【図４】第２実施例における処理の流れを示すフローチ
ャートである。

【図５】第２実施例における信号処理の具体例を表した
図である。

【図６】本発明に係る他の実施例における誤差信号単位
の１例を示す図である。

【図７】本発明に係る他の実施例における誤差拡散マト
リクスの１例を示す図である。

【符号の説明】

１０１，３０１画像信号入力部１０２，３０２誤差配分処理装置１０３，３０３多値化処理装置１０４，３０５誤差演算処理装置１０５，３０７誤差拡散マトリクス演算装置１０６，３０８ＲＯＭ１０７，３０４画像信号出力部３０６メモリ

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/40 １０３Ｂ (72)発明者瀧山康弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者市川弘幸東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者阿部喜則東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者蕪木浩東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された画像信号を所定閾値に従って
出力可能な階調信号へ変換する量子化手段と、前記量子化手段による量子化処理の際に発生した誤差を
演算する誤差演算手段と、前記誤差演算手段で演算された誤差を配分して前記入力
画像信号に付加する誤差配分手段とを備え、前記誤差配分手段は、誤差を処理すべき入力画像信号の
含まれるラインよりも後に処理されるラインに配分する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】前記誤差演算手段は、同一ラインの複数
個の誤差の総和を演算して誤差を配分することを特徴と
する請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】前記誤差演算手段は、複数の誤差の重みづけ配列を記憶する誤差拡散マトリク
ス記憶手段と、前記誤差拡散マトリクス記憶手段が記憶した複数の誤差
の重みづけ配列のうちの１つを選択する選択手段とを含
み、前記選択手段で選択した誤差の重みづけ配列に従って誤
差の演算を行うことを特徴とする請求項１または請求項
２のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項４】前記選択手段は、前記誤差拡散マトリク
ス記憶手段に記憶の誤差の重みづけ配列の選択を１ライ
ンおきに更新して、最も誤差の配分比率が高い画素が１
ラインおきに交互になるような係数をもたせることを特
徴とする請求項３記載の画像処理装置。