JPH0730756A - 画像処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 設計が簡単でメモリ容量が少なくてすみ、か
つソフト処理速度が速い２値疑似中間調処理の方法を用
いて多値疑似中間調処理の効果と同等の効果が得られる
画像処理方法及び装置を提供する。 【構成】 入力部１１より入力された画像データがライ
ンバッファ１２に蓄積され、コントローラ１６により４
回、昇順、降順、昇順、降順の順に２値疑似中間調処理
回路１３に送られ、各々の１ビットラインバッファ１３
ａ〜１３ｄに書き込まれる。そして、２値疑似中間調処
理回路１３にて１ライン毎に２値の疑似中間調処理が行
われ、４ライン分の処理が終了すると、加算器１４にて
各１ビットラインバッファ１３ａ〜１３ｄの総和がとら
れ、結果として５値化された画像データが出力部１５よ
り出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば注目画素のデー
タをｎ（ｎ＞２の整数）値に多値化する疑似中間調処理
を行う画像処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりファクシミリ装置やディジタル
複写機、或いはプリンタ装置等の記録装置に画像を出力
したり、コンピュータなどのモニタに画像を表示するた
めに、画像を疑似中間調処理する方式として誤差拡散法
や平均濃度保存法が提案されている。

【０００３】また、最近では、記録装置や表示装置など
高精細化が進み、画像の疑似中間調処理方式も２値の処
理ばかりでなく多値の処理が必要となってきている。以
下に、図面を用いて５値平均濃度保存法の従来例を説明
する。図７において、６０１は５値化しようとする注目
画素（ｘ，ｙ）で、データＩ（ｘ，ｙ）を持っている。
Ｉ（ｘ，ｙ）は注目画素６０１の元のデータ８ｂｉｔ
（０〜２５５レベル）にすでに処理が終了している画素
からの誤差が積算されたものである。また６０２〜６０
８は注目画素（ｘ，ｙ）の周辺画素ですでに５値化が終
了している画素で、内部の数値ａ〜ｇは処理後の５値の
値である。即ち、ａ〜ｇは０〜４の何れかの値を持った
整数である。

【０００４】図８は、注目画素（ｘ，ｙ）に対して５値
化する時のしきい値を決定するために、処理が終了して
いる各画素に対して重み付けを行う定数Ａ〜Ｇを表した
図である。定数Ａ〜Ｇは各画素内にあるような整数値で
ある。上記構成において、注目画素（ｘ，ｙ）の５値化
が終了した後には、未処理の画素（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ
＋２，ｙ）、…と処理が移行し、順次処理が行われるも
のとする。図７及び図８において、注目画素（ｘ，ｙ）
のデータＩ（ｘ，ｙ）がどのように５値化（０〜４）さ
れるかを以下に説明する。

【０００５】始めに、図７に示した注目画素（ｘ，ｙ）
の周辺画素ですでに処理が終了している画素６０２〜６
０８の多値データと、図８に示した重み付けデータより
平均の濃度を計算する。実際には、以下の計算を行い平
均濃度ＭＶを求める。 ＭＶ＝ａ＊Ａ＋ｂ＊Ｂ＋ｃ＊Ｃ＋ｄ＊Ｄ＋ｅ＊Ｅ＋ｆ＊Ｆ＋ｇ＊Ｇ 次に、ＲＯＭ（READ ONLY MEMORY）（不図示）に格納さ
れている、５値データに分割するための、しきい値（Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ３）各々に平均濃度ＭＶを加えてその画素
でのしきい値とする。そして、Ｉ（ｘ，ｙ）とこのしき
い値を比較し、以下の様にして注目画素を多値データＰ
にする。

【０００６】 ＭＶ＋Ｔ＜Ｉ（ｘ，ｙ） の場合 Ｐ＝０ ＭＶ＋Ｔ＜＝Ｉ（ｘ，ｙ）＜Ｓ１＋ＭＶ＋Ｔの場合 Ｐ＝１ Ｓ１＋ＭＶ＋Ｔ＜＝Ｉ（ｘ，ｙ）＜Ｓ２＋ＭＶ＋Ｔ の場合 Ｐ＝２ Ｓ２＋ＭＶ＋Ｔ＜＝Ｉ（ｘ，ｙ）＜Ｓ３＋ＭＶ＋Ｔ の場合 Ｐ＝３ Ｓ３＋ＭＶ＋Ｔ＜＝Ｉ（ｘ，ｙ） の場合 Ｐ＝４ 但し、Ｔ＝（Ｓ３−Ｓ２）／２＝（Ｓ２−Ｓ１）／２である。

【０００７】次に、５値に量子化したための誤差を以下
の式より求める。 ＥＲＲＯＲ＝Ｐ＊Ｓ１＋ＭＶ＋Ｔ−Ｉ（ｘ，ｙ） そして、このＥＲＲＯＲを注目画素（ｘ，ｙ）の周辺画
素で、まだ処理されていない数画素にある決まった割合
で拡散する。以上、説明した様に構成することで、５値
の疑似中間調処理が達成され、疑似輪郭がなく画像のエ
ッジ部分においても、いわゆる掃きよせ等のない、階調
性に優れた高解像度の画像を表示装置や記録装置に提供
することが可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述したような構成を、例えばコンピュータのソフトウェ
アで達成しようとすると膨大な処理となり、その処理時
間が大幅に増大してしまう。また、疑似中間調処理専用
のハードウェアで達成しようとすると、その規模は大き
なものとなり、かつメモリも多く使用しなければならず
設計が大変だったりコストアップにつながるとゆう欠点
もあった。

【０００９】本発明は上記課題を解決するために成され
たもので、設計が簡単でメモリ容量が少なくてすみ、か
つソフト処理速度が速い２値疑似中間調処理の方法を用
いて多値疑似中間調処理の効果と同等の効果が得られる
画像処理方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像処理装置は以下の構成を有する。即
ち、注目画素のデータをｎ（ｎ＞２の整数）値に多値化
する疑似中間調処理を行う画像処理装置であって、前記
注目画素をｎ−１の画素に分割する分割手段と、該分割
手段で分割された各々の画素について２値の疑似中間調
処理を行う処理手段と、該処理手段での処理ラインに応
じて処理方向を変更する変更手段とを有し、前記注目画
素を分割した各々の画素に対する２値の疑似中間調処理
での結果を前記注目画素のｎ値データとすることを特徴
とする。

【００１１】また、本発明の画像処理方法は以下の工程
を有する。注目画素のデータをｎ（ｎ＞２の整数）値に
多値化する疑似中間調処理を行う画像処理方法であっ
て、前記注目画素をｎ−１の画素に分割する分割工程
と、該分割工程で分割された各々の画素について２値の
疑似中間調処理を行う処理工程と、該処理工程での処理
ラインに応じて処理方向を変更する変更工程とを有し、
前記注目画素を分割した各々の画素に対する２値の疑似
中間調処理での結果を前記注目画素のｎ値データとする
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】かかる構成において、注目画素をｎ−１の画素
に分割し、分割された各々の画素について２値の疑似中
間調処理を行うと共に、処理ラインに応じて処理方向を
変更するように動作する。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る好適な一
実施例を詳細に説明する。 ＜第１の実施例＞図１は、第１の実施例における多値の
疑似中間調処理の概念を説明するための図である。尚、
第１の実施例では、５値の疑似中間調処理を行う場合を
例に説明する。

【００１４】図１に示す（Ａ）において、１０１はこれ
から疑似中間調処理を行おうとする注目画素（ｘ，ｙ）
で、点線により４つの疑似的な画素に分割され、各々の
疑似画素を（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，
ｙ３）、及び（ｘ４，ｙ４）とする。また、注目画素
（ｘ，ｙ）のデータはＩ（ｘ，ｙ）で、８ｂｉｔ（０〜
２５５）データである。

【００１５】１０２〜１１０は注目画素（ｘ，ｙ）の周
辺画素で、同様に、点線で疑似的な画素に分割されてい
る。ここで、１０２〜１０６はすでに疑似中間調処理が
終了している画素で、各々の疑似画素内部の数値Ｐは疑
似中間調処理の結果であり、“０”または“１”の値を
持っている。また、１０７及び１０８の周辺画素の内、
疑似画素（（ｘ−２）１，ｙ１）、（（ｘ−１）１，ｙ
１）はすでに疑似中間調処理が終了している疑似画素
で、各々の疑似画素内部の数値Ｐは疑似中間調処理の結
果であり、“０”または“１”の値を持っている。

【００１６】そして、疑似中間調処理は図中の矢印方
向、即ち（ｘ，ｙ）、（（ｘ＋１）１，ｙ１）、（（ｘ
＋２）１，ｙ１）、…と右方向に、順次行われる。図１
の（Ｂ）は、上述の処理が次のラインまで進んだ時の図
である。（Ａ）と同様に、１０９及び１１０の周辺画素
の内、疑似画素（（ｘ＋１）２，ｙ２）、（（ｘ＋２）
２，ｙ２）はすでに疑似中間調処理が終了している疑似
画素で、各々の疑似画素内部の数値Ｐは疑似中間調処理
の結果であり、“０”または“１”の値を持っている。

【００１７】そして、疑似中間調処理は図中の矢印方
向、即ち（ｘ２，ｙ２）、（（ｘ−１）２，ｙ２）、
（（ｘ−２）２，ｙ２）、…と左方向に、順次行われ
る。図２は、疑似中間調処理において、注目疑似画素に
対するしきい値を決定するための重み付けマスクを示す
図である。ここで、図２に示す（Ａ）は上述の図１の
（Ａ）の方向で処理が行われている場合に用いられる重
み付けマスクであり、図２の（Ｂ）は図１の（Ｂ）の方
向で処理が行われている場合に用いられる重み付けマス
クである。

【００１８】図２において、２００は注目疑似画素で、
２０１〜２０７及び２０８〜２１４はそれぞれ注目疑似
画素２００の周辺疑似画素に重み付けを行う画素で、内
部の数値Ｒ１〜Ｒ７は重み付けの値で正の整数である。
図３は、上述の如く、左右方向に順次処理が行われる際
に発生する誤差を拡散する画素である。ここで、図３に
示す（Ａ）は図１の（Ａ）の方向で処理が行われている
場合であり、図３の（Ｂ）は図１の（Ｂ）の方法で処理
が行われている場合である。

【００１９】図３において、３０１〜３０２及び３０３
〜３０４は疑似注目画素２００に隣接する周辺疑似画素
で、疑似注目画素２００の疑似中間調処理で発生する誤
差を拡散する画素である。次に、上述した多値の疑似中
間調処理を行う装置について以下に説明する。図４は、
第１の実施例での画像処理装置の構成を示す概略ブロッ
ク図である。同図において、１１は入力部であり、例え
ばスキャナやホストコンピュータから送られてくる多値
の画像データを入力する。１２はラインバッファであ
り、入力部１１からの画像データを１ライン分蓄積す
る。１３は２値疑似中間調処理回路であり、この例では
４個の１ビットラインバッファ１３ａ〜１３ｄを含む。
１４は加算器であり、各１ビットラインバッファ１３ａ
〜１３ｄで２値化された画像データを加算する。１５は
出力部であり、５値の疑似中間処理された画像データ
を、例えば記録装置や表示装置に出力する。１６はコン
トローラであり、ラインバッファ１２に書き込まれた画
像データを、昇順、降順、昇順、降順の順に２値疑似中
間調処理回路１３の各１ビットラインバッファ１３ａ〜
１３ｄに書き込むように制御する。

【００２０】以上の構成において、入力部１１より入力
された画像データがラインバッファ１２に蓄積され、コ
ントローラ１６により４回、昇順、降順、昇順、降順の
順に２値疑似中間調処理回路１３に送られ、各々の１ビ
ットラインバッファ１３ａ〜１３ｄに書き込まれる。そ
して、２値疑似中間調処理回路１３にて１ライン毎に２
値の疑似中間調処理が行われ、４ライン分の処理が終了
すると、加算器１４にて各１ビットラインバッファ１３
ａ〜１３ｄの総和がとられ、結果として５値化された画
像データが出力部１５より出力される。

【００２１】このように、疑似画素について、全て２値
の疑似中間調処理を行うように構成し、例えば５値の疑
似中間調処理であれば２値の疑似中間調処理を１画素に
つき４回行うことにより達成する。ここで、上述した２
値の疑似中間調処理について以下に詳述する。まず、図
１に示す（Ａ）において、疑似注目画素（ｘ１，ｙ１）
を２値化する場合、以下の演算により求めた平均濃度Ｍ
Ｖをそのしきい値とする。

【００２２】但し、疑似注目画素のデータは、注目画素
（ｘ，ｙ）のデータＩ（ｘ，ｙ）に疑似画素（ｘ４，
（ｙ−１）４）と疑似画素（（ｘ−１）１，ｙ１）の２
値疑似中間調処理で発生した誤差が拡散された値を加え
たＩ′（ｘ１，ｙ１）とする。 ＭＶ＝P((x-1)3,(y-1)3)*R1+P(x3,(y-1)3)*R2+P((x+1)3,(y-1)3)*R3 +P((x-1)4,(y-1)4)*R4+P(x4,(y-1)4)*R5+P((x+1)4,(y-1)4)*R6 +P((x-1)1,y1)*R7 そして、このＭＶとＩ′（ｘ１，ｙ１）との比較を行
い、この疑似画素（ｘ１，ｙ１）の２値疑似中間調処理
の値Ｐ（ｘ１，ｙ１）を決定する。

【００２３】 Ｉ′（ｘ１，ｙ１）＞ＭＶ の場合 Ｐ（ｘ１，ｙ
１）＝１ Ｉ′（ｘ１，ｙ１）＜ＭＶ の場合 Ｐ（ｘ１，ｙ
１）＝０ 次に、この疑似画素（ｘ１，ｙ１）で発生する誤差を以
下の様に決定する。 Ｐ（ｘ１，ｙ１）＝１ の場合 ＥＲＲＯＲ＝Ｉ′（ｘ１，ｙ１）−２５５ Ｐ（ｘ１，ｙ１）＝０ の場合 ＥＲＲＯＲ＝Ｉ′（ｘ１，ｙ１） そして、このＥＲＲＯＲを図３に示す（Ａ）のように周
辺疑似画素３０１及び３０２に拡散する。即ち、疑似注
目画素（ｘ１，ｙ１）における２値化疑似中間調処理後
の誤差は、疑似画素（（ｘ＋１）１，ｙ１）及び（ｘ
２，ｙ２）に拡散され、各々の疑似画素のデータとす
る。

【００２４】以下、同様に、右方向に順次疑似画素を処
理し、このラインの右端まで処理を終了すると、次のラ
インは図１に示す（Ｂ）の如く、左方向に順次処理す
る。そして、図１に示す４つの疑似画素の２値化が終了
した時点で、各疑似画素の２値のデータの総和を注目画
素（ｘ，ｙ）の５値のデータとすることにより注目画素
（ｘ，ｙ）の処理を終了する。即ち、４つの疑似画素の
データが全て“０”であれば注目画素（ｘ，ｙ）のデー
タは“０”であり、４つの疑似画素の何れか１つが
“１”であれば注目画素（ｘ，ｙ）のデータは“１”で
あり、４つの疑似画素の何れか２つが“１”であれば注
目画素（ｘ，ｙ）のデータは“２”であり、４つの疑似
画素の何れか３つが“１”であれば注目画素（ｘ，ｙ）
のデータは“３”であり、４つの疑似画素の全てが
“１”であれば注目画素（ｘ，ｙ）のデータは“４”で
ある。

【００２５】このように、５値の疑似中間調処理が２値
の疑似中間調処理のソフトウェアやハードウェアで実現
でき、処理時間の短縮やコストダウンにつながるという
利点がある。特に、平均濃度を算出する積和演算におい
ては、２値と５値とではその処理時間やハードウェアが
簡単に済むことや設計が容易であるという大きな利点が
ある。

【００２６】以上説明したように、第１の実施例によれ
ば、１つの注目画素について５値の複雑な疑似中間調処
理を行うことなく、１つの注目画素を４つの疑似画素に
分割し、各々の疑似画素について２値の疑似中間調処理
を行い、各疑似画素の２値のデータの総和を求め、注目
画素の５値の疑似中間調処理の値とすることにより、ま
た処理するラインに応じて処理の方向を変えることによ
り、５値の疑似中間調処理と同等の効果が得られる。

【００２７】尚、第１の実施例では、各疑似画素の処理
の際、注目画素（ｘ，ｙ）のデータＩ′（ｘ，ｙ）をそ
のまま使用したが、本来５値の処理と同等の画像を得よ
うとした場合であって、例えば注目画素の周辺画素の値
によって疑似画素の値を変更しても何ら問題はない。ま
た、複写機のように画像を入力する装置が装着されてい
る場合には、画像の読み取り精度を疑似画素の数、即
ち、多値化すべき数より１少ない数でデータを入力して
も構わないことは言うまでもない。

【００２８】＜第２の実施例＞図５は、第２の実施例に
おける多値の疑似中間調処理の概念を説明するための図
である。尚、第２の実施例では、前述した第１の実施例
と同様に、５値の疑似中間調処理を行う場合を例に説明
する。図５に示す（Ａ）乃至（Ｃ）は、注目画素（ｘ，
ｙ）をどのように疑似画素に分割するかを表したもので
ある。図において、４０１は処理を行うべき注目画素
（ｘ，ｙ）であり、４０２、４０３、４０４及び４０５
は注目画素（ｘ，ｙ）を４つに分割した疑似画素であ
る。

【００２９】また、４０６、４０７、４０８及び４０９
は画素（ｘ，ｙ＋１）を４つに分割した疑似画素であ
る。第２の実施例においても第１の実施例と同様、各疑
似画素について２値の疑似中間調処理を行う。次に、第
２の実施例における５値の疑似中間調処理がどのように
行われるかを説明する。図示するように、図中の矢印の
方向に各疑似画素について２値の疑似中間調処理を行
う。つまり、図５の（Ａ）では２ライン毎に処理の方向
を変え、同（Ｂ）及び（Ｃ）では１ライン毎に処理の方
向を変えて２値の疑似中間調処理を行う。

【００３０】このように、注目画素の分割方法は限定さ
れるものではなく、特に図５に示す（Ｂ）のように注目
画素を分割した場合、ディザ法等の疑似中間調処理が２
値のそれと全く同じ方法で達成できるというメリットが
ある。 ＜第３の実施例＞図６は、第３の実施例における多値の
疑似中間調処理の概念を説明するための図である。尚、
第３の実施例では、４値の疑似中間調処理を行う場合を
例に説明する。

【００３１】図６に示す（Ａ）乃至（Ｃ）は、注目画素
（ｘ，ｙ）をどのように疑似画素に分割するかを表した
ものである。図において、５０１は処理を行うべき注目
画素（ｘ，ｙ）であり、５０２、５０３及び５０４は注
目画素（ｘ，ｙ）を３つに分割した疑似画素である。ま
た、５０５、５０６及び５０７は画素（ｘ，ｙ＋１）を
３つに分割した疑似画素である。第３の実施例において
も第１の実施例と同様、各疑似画素について２値の疑似
中間調処理を行う。

【００３２】次に、第３の実施例における４値の疑似中
間調処理がどのように行われるかを説明する。図示する
ように、図中の矢印の方向に各疑似画素について２値の
疑似中間調処理を行う。つまり、図６の（Ａ）では３ラ
イン毎に処理の方向を変え、同（Ｂ）では２ライン毎に
処理の方向を変え、同（Ｃ）では１ライン毎に処理の方
法を変えて２値の疑似中間調処理を行う。

【００３３】以上説明したように、第１乃至第３の実施
例によれば、注目画素を多値化すべき数より１少ない数
に分割し、各々の分割された疑似画素について２値の疑
似中間調処理を行うと共に、処理するラインに応じて処
理の方向を変えることにより、多値の疑似中間調処理が
達成され、多値の疑似中間調処理と同様の効果が得られ
るというメリットがある。

【００３４】また、注目画素をどのように分割するか、
或いは処理方向をどのように変えるかは装置の形態や疑
似中間調処理の方法によって多数の方法が選択可能であ
る。更に、注目疑似画素で発生した誤差の分配率は一定
である必要はなく、疑似画素毎に分配率を変えてもよい
ことは言うまでもない。尚、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、１つの機器から成る
装置に適用しても良い。

【００３５】また、本発明はシステム或いは装置にプロ
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。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
注目画素を疑似画素に分割し、各疑似画素について２値
の疑似中間調処理を行うと共に処理するラインに応じて
処理の方向を変えることにより、設計が簡単でメモリ容
量が少なくてすみ、かつソフト処理速度が速い２値疑似
中間調処理の方法を用いて多値疑似中間調処理の効果と
同等の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における多値の疑似中間調処理を
説明する概念図である。

【図２】注目疑似画素に対するしきい値を決定する重み
付けマスクを示す図である。

【図３】疑似中間調処理で発生する誤差を拡散させる画
素を示す図である。

【図４】第１の実施例における画像処理装置の構成を示
す概略ブロック図である。

【図５】第２の実施例における多値の疑似中間調処理を
説明する概念図である。

【図６】第３の実施例における多値の疑似中間調処理を
説明する概念図である。

【図７】従来例における５値の疑似中間調処理を説明す
る概念図である。

【図８】従来例における５値の疑似中間調処理を行う場
合の重み付け定数である。

【符号の説明】

１１ 入力部 １２ ラインバッファ １３ ２値疑似中間調処理回路 １４ 加算器 １５ 出力部 １６ コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注目画素のデータをｎ（ｎ＞２の整数）
   値に多値化する疑似中間調処理を行う画像処理装置であ
   って、 前記注目画素をｎ−１の画素に分割する分割手段と、 該分割手段で分割された各々の画素について２値の疑似
   中間調処理を行う処理手段と、 該処理手段での処理ラインに応じて処理方向を変更する
   変更手段とを有し、 前記注目画素を分割した各々の画素に対する２値の疑似
   中間調処理での結果を前記注目画素のｎ値データとする
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 注目画素のデータをｎ（ｎ＞２の整数）
   値に多値化する疑似中間調処理を行う画像処理方法であ
   って、 前記注目画素をｎ−１の画素に分割する分割工程と、 該分割工程で分割された各々の画素について２値の疑似
   中間調処理を行う処理工程と、 該処理工程での処理ラインに応じて処理方向を変更する
   変更工程とを有し、 前記注目画素を分割した各々の画素に対する２値の疑似
   中間調処理での結果を前記注目画素のｎ値データとする
   ことを特徴とする画像処理方法。