JPH0758953A

JPH0758953A - ２値化装置及びこれを用いた装置

Info

Publication number: JPH0758953A
Application number: JP5161984A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Kobori; 智生小堀; Akihiro Asada; 昭広浅田; Koji Imazawa; 光二今沢
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】読取原稿が多値画像領域であっても、小規模
の回路構成及び小容量のメモリ容量でもって高画質な中
間調画像を得る２値化処理を実現する。【構成】ＭＴＦ補正部６からの注目画素の多値データ
に加算部７で加算部９からの２値量子化誤差が加算さ
れ、２値量子化部１５で２値化される。２値量子化部１
５の入，出力データの２値量子化誤差が算出部１６で求
められ、階調数変換部２０で階調数（ビット数）が低減
されてメモリ部２４に記憶される。この階調数低減に伴
う誤差は量子化誤差算出部２２の量子化誤差で補償され
る。注目画素の１ライン前の周辺画素の２値量子化誤差
がメモリ部２４から読み出され、また、注目画素と同じ
ラインの周辺画素の２値量子化誤差を算出部１６の出力
２値量子化誤差とする。これら２値量子化誤差は演算部
１０〜１２と加算部９とで夫々の重みで加算され、加算
部７に供給される２値量子化誤差が生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像を走査して画素単
位にサンプリングを行ない、画像の濃淡階調を多値デ−
タで表わし、濃度レベルに応じて白あるいは黒で２値化
を行ない、画像を表示する読取画像の２値化装置及びこ
れを用いた装置に係り、特に、コピ−装置やファクシミ
リ装置，イメ−ジスキャナ装置等に適用して好適な２値
化装置及びこれを用いた装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、例えば、ファクシミリ装置で
は、送信側の処理として、画像（送信原稿）の濃度レベ
ルをラインセンサ（ＣＣＤセンサ、密着センサ等）によ
ってライン毎に走査し、画素単位に濃度レベルのサンプ
リングを行ない、多値デ−タで画像を表すようにしてい
る。その後、得られた多値デ−タをγ補正処理やＭＴＦ
（Modulation Transfer Function）補正処理等によって
補正処理し、しかる後、濃度レベルに応じて白あるいは
黒で２値化を行ない、画像を表示するようにしている。
さらに、２値化されたデ−タを、ファクシミリの標準符
号化方式であるＭＨ（Ｍodified Ｈuffman）符号化ある
いはＭＲ（Ｍodified Ｒelative ＥlementＡddress Ｄe
signate）符号化等により、デ−タ圧縮して送信する構
成としている。

【０００３】また、読取り画像の性質に合わせて、例え
ば２値画像領域（文字・線画等）と多値画像領域（網点
画・写真画等）夫々に対し、特有の２値化方式を使い分
け、読取り画像をより忠実に再現するような機能を備え
ている。ここで、多値画像領域を表現する手法として、
誤差拡散処理が挙げられる。これは、図１６に示すよう
に、２値化時の２値量子化誤差を周辺画素に拡散するこ
とにより、２値化前後での画像の平均濃度を一致させ、
疑似的に中間調で表現することを可能とさせている。

【０００４】しかしながら、２値化時の２値量子化誤差
を周辺画素に拡散する際に、隣接する画素間で行なうた
め、２値量子化誤差を少なくとも１ライン分記憶保持し
ておく必要がある。さらに、表現できる諧調数を増や
し、さらなる高画質化を図ろうとした場合、その分各画
素に対する２値量子化誤差の諧調数が増加してしまうこ
とから、記憶保持するために必要となる容量も増大化し
てしまい、結果的に回路規模が増大化してしまうといっ
た問題があった。

【０００５】そこで、特開平４ー４７７６０号公報に記
載の技術では、２値量子化誤差を記憶保持するために使
用するメモリを、２値量子化誤差を記憶保持するために
のみ使用するのではなく、他の画像処理手段、例えばＭ
ＴＦ補正処理で用いる多値データを記憶保持するために
使用する分とで切り分けて使用するようにし、これによ
り、読取り画像信号の処理全体で使用するメモリ容量を
小さくすることを可能とさせている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
誤差拡散処理により、多値画像の濃濃度レベルを、例え
ば黒ドットの粗・密で疑似的に多階調で表わすようにし
た２値化処理では、次のような問題があった。

【０００７】即ち、Ｍ階調で表わされる画像の濃淡階調
を疑似的に多階調で表わすようにする２値化を行なう
際、各画素に対して、上記誤差拡散処理により、疑似的
にＮ階調（但し、Ｎ≦Ｍ）で表わすものとすると、例え
ば、注目画素に対して誤差拡散処理を施す場合に、２値
化後の周辺画素の２値量子化誤差に対して注目画素との
位置関係から重付け演算を行ない、注目画素の濃度レベ
ルを表わす多値デ−タに加算した後、所定の閾値との大
小比較によって２値化処理（白・黒判定）を行なう。

【０００８】一方、２値化処理前後のＮ階調で求める２
値量子化誤差を、ラインメモリに記憶させる処理を行な
う。ここで、Ｎ階調で表わされる２値量子化誤差をライ
ンメモリに記憶する場合、ラインメモリの容量は１画素
当たり少なくともＮ階調分記憶できるだけのビット数が
必要である。さらに、階調表現数を増加させると、必要
となるメモリ容量もそれだけ増加してしまい、結果的に
回路規模が増大化してしまうという問題があった。ま
た、２値量子化誤差の記憶保持用の領域を他の異なる処
理と共用する方式とした場合、機能の拡張性が著しく損
なわれてしまうという問題もある。

【０００９】本発明の目的は、かかる問題を解消し、誤
差拡散処理によりＭ階調で表わされる画像の濃淡階調を
疑似的にＮ階調で表わすようにする２値化処理におい
て、Ｎ階調で表わされる２値量子化誤差をメモリに記憶
する際、Ｎ階調よりも小さい階調数で記憶するようにし
た場合であっても、得られる２値画像の画質をほとんど
損なうことのない誤差拡散処理を行なうと同時に、メモ
リ容量及び回路規模の増大化を抑えることができるよう
にした２値化装置とこれを用いた装置を提供することに
ある。

【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、本発明は、入力される各画素に対する濃度レベルで
Ｍ階調で表わされる多値デ−タを画素毎に２値化する際
に、２値化を施す画素（注目画素）の多値データに２値
化後の周辺画素からの２値量子化誤差拡散値を加算する
第１の加算手段と、所定の閾値との大小比較により白・
黒の判定を行なう２値量子化手段と、２値化前後におけ
る量子化誤差をＮ階調で算出する２値量子化誤差算出手
段と、Ｎ階調で表わされる２値量子化誤差を１／Ｔ倍
し、Ｋ階調で算出する階調数変換手段と、階調数変換手
段の前後で量子化による誤差量を算出する量子化誤差算
出手段と、得られた誤差量を上記２値量子化誤差に加
算する第３の加算手段と、階調数変換手段によって得ら
れるＫ階調で表わされる２値量子化誤差を記憶する記憶
手段と、注目画素に対する周辺画素でＮ階調で表わされ
る２値量子化誤差と、記憶手段から読み出したＫ階調で
表わされる２値量子化誤差の各々について、注目画素と
周辺画素との位置関係から定める誤差拡散係数を乗算す
る演算手段と、演算手段により得られた２値量子化誤差
の補正結果を加算し、周辺画素からの２値量子化誤差と
して算出する第２の加算手段とを具備する。

【００１１】

【作用】Ｍ階調で表わされる多値デ−タを画素毎に２値
化する際に、第１の加算手段では、２値化を施す注目画
素の多値データと第２の加算手段により得られる周辺画
素からの２値量子化誤差とが加算される。この加算結果
が２値量子化手段で所定の閾値と大小比較され、白・黒
の判定が行なわれる。２値量子化誤差算出手段では、注
目画素に対する２値化前後での２値量子化誤差がＮ階調
で算出される。階調数変換手段では、２値量子化誤差算
出手段によって得られた２値量子化誤差が１／Ｔ倍さ
れ、Ｋ階調（但し、Ｋ＜Ｎ）の２値量子化誤差にされて
出力される。

【００１２】一方、量子化誤差算出手段では、階調数変
換手段での量子化による量子化誤差が算出される。第３
の加算手段では、この量子化誤差算出手段で得られた前
画素の量子化誤差と２値量子化誤差算出手段で算出され
た２値量子化誤差とが加算される。記憶手段では、階調
数変換手段により得られたＫ階調の２値量子化誤差が画
素単位で記憶される。演算手段では、Ｎ階調の上記２値
量子化誤差と記憶手段から読み出したＫ階調の２値量子
化誤差との夫々に、注目画素と周辺画素との位置関係か
ら定める誤差拡散係数が乗算され、２値量子化誤差の補
正値が算出される。第２の加算手段では、この演算手段
により得られた２値量子化誤差の補正結果が加算され、
周辺画素からの２値量子化誤差として算出される。

【００１３】以上の処理により、２値量子化誤差がＮ階
調で算出される一方で、算出された誤差値が記憶される
際には、Ｋ階調に階調数が低減させる処理が行なわれて
も、階調数低減によって失なわれた階調分が量子化誤差
算出手段によって算出され、次画素の２値量子化誤差に
加算されるから、２値量子化誤差が切り捨てられること
がない誤差拡散処理が行なわれることになり、２値化に
より得られる疑似階調レベルとしてＮ階調を確保するこ
とが可能なる。これにより、メモリ手段の記憶容量を少
なくした場合であっても、得られる２値画像の画質を損
なうことがほとんどない誤差拡散処理を達成できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明による２値化処理装置の第１の
実施例を示すブロック図であって、１は入力端子、２は
Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換部、３はシェ−デ
ィング補正部、４はγ（ガンマ）補正部、５は記憶媒体
部、６はＭＴＦ（Ｍodulation Ｔransfer Ｆunction）
補正部、７はデ−タの加算部、８はデ−タの出力制御
部、９は加算部、１０〜１２は演算部、１３，１４はデ
−タの遅延部、１５は２値量子化部、１６は２値量子化
誤差算出部、１７は量子化誤差加算部、１８は加算部、
１９はリミッタ部、２０は階調数変換部、２２は量子化
誤差算出部、２１は遅延部、２３は階調数復元部、２４
はメモリ部、２５は２値デ−タの出力部である。

【００１５】図１において、図示しないラインセンサか
ら読み取られた画像の濃度レベルを表わす画像信号１ａ
が入力端子１から入力される。このラインセンサはＣＣ
Ｄセンサや密着センサ等であって、多階調の画像を１次
元的に横方向（主走査方向）に走査しながらこの主走査
方向とは直交する方向（副走査方向）に順次移動するこ
とにより、この画像の多階調の濃度レベルを読み取り、
この濃度レベルに応じた電圧レベルの画像信号１ａを出
力するものである。この画像信号１ａは、Ａ／Ｄ変換部
２により、画素単位にサンプリングされて濃度レベルを
表わす多値のディジタルデ−タ（多値デ−タ）２ａに変
換される。この場合、この多値データ２ａは濃度レベル
をＭ階調（ここでは、６４階調、即ち、０〜６３の階
調）の分解能を表わし、従って、６ビットのディジタル
データとする。また、濃度レベルの高い側が黒側に、低
い側が白側に夫々に割り当てられる。なお、画素とは、
図２に示すように画像をラインセンサの主走査方向，副
走査方向に均等に細分化した個々の領域として定義され
る。

【００１６】この多値データ２ａは、シェ−ディング補
正部３及びγ補正部４で補正された後、かかる多値デ−
タ４ａを少なくとも１ライン分記憶する記憶媒体部５と
ＭＴＦ補正部６とに供給される。また、記憶媒体部５か
ら読み出された多値データ５ａはＭＴＦ補正部６に供給
される。

【００１７】ここで、後の説明上必要なために、図２に
より、各画素に対する２値化処理を行なう順序の原理を
説明する。

【００１８】同図において、各区分は画素を示してお
り、主走査方向（横方向）に配列される画素は同じ同じ
ラインの画素を表わしており、ここでは、各ライン５個
ずつ画素を示している。２値化処理は、主走査方向に位
置する画素毎に順次行なわれながら、副走査方向のライ
ン単位に順次行なわれるものとする。この場合、現在２
値化処理が行なわれるべき画素を注目画素Ｐ（０）、注
目画素Ｐ（０）を含むラインを着目ライン、着目ライン
中で注目画素Ｐ（０）を挾む前後の画素を夫々Ｐ（−
２），Ｐ（−１），Ｐ（１），Ｐ（２）とし、着目ライ
ンの直前（図面上上側）に位置するライン（２値化処理
済み）を前ラインとし、着目ラインの画素Ｐ（−２），
Ｐ（−１），Ｐ（０），Ｐ（１），Ｐ（２）に対向する
前ラインの画素を夫々Ｌ（−２），Ｌ（−１），Ｌ
（０），Ｌ（１），Ｌ（２）としている。また、着目ラ
インの直後（図面上下側）に位置するライン（２値化未
処理）を次ラインとし、着目ラインの画素Ｐ（−２），
Ｐ（−１），Ｐ（０），Ｐ（１），Ｐ（２）に対向する
画素を夫々Ｖ（−２），Ｖ（−１），Ｖ（０），Ｖ
（１），Ｖ（２）としている。

【００１９】また、この実施例では、６ビット６４階調
のＡ／Ｄ変換部２からの多値データ２ａは、図３に示す
ように、階調０〜６３を取り得るが、この実施例では、
この多値データ２ａについてみると、下位の階調０〜３
１を取る多値データ２ａは１に、上位の階調３２〜６３
を取る多値データ２ａは０に夫々２値化されることにな
る。

【００２０】シェ−ディング補正部３では、ラインセン
サの特性や歪（ディバイス特性）にあわせて、ラインセ
ンサでの各画素の感度が同一になるように補正処理ある
いは読取原稿の地濃度補正を行なう。これは、濃度レベ
ルの変動範囲の最適化処理及び濃度レベルの片寄り防止
処理を行なうものであり、予め白基準信号あるいは黒基
準信号を読み取って量子化された１ライン分の画像デ−
タ（これをシェ−ディング波形という）を記憶してお
き、このシェ−ディング波形をもとに、原稿のライン上
（主走査上）の位置に対応して、読取り画素の量子化値
（濃度レベル）を補正するものである。

【００２１】また、γ補正部４では、シェ−ディング補
正部３によって補正処理された多値デ−タ３ａを、図４
に示すように、γ補正処理することにより、コントラス
ト調整するものである。

【００２２】記憶媒体部５では、γ補正部４からの６ビ
ットの多値デ−タ４ａを画素単位に１ライン分記憶保持
する。この場合、各画素に対するビット数を少なくして
（例えば５ビット／画素として）記憶するようにしても
よい。また、ラインセンサからの読出し画素で２値化処
理を施す画素（図２の注目画素Ｐ（０））の位置に対応
する前ラインの画素に対する多値デ−タ５ａを再生して
出力する。

【００２３】ＭＴＦ補正部５では、ラインセンサのＭＴ
Ｆ特性の補正処理を行なう。この処理は、図５に示すよ
うに、画像上の５×２画素の領域を対象領域とし、γ補
正部４からの多値デ−タ４ａ（下の列の３個の多値デー
タ）と記憶媒体部５からの前ラインの画素の多値デ−タ
５ａ（上の列の５個の多値データ）とに夫々図示する補
正係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｇ，ｈ，ｉを乗じ、かかる
補正係数を乗じた多値データを加算する演算を行なう。
これにより、注目画素Ｐ（０）のＭＴＦ補正処理が行な
われたことになる。また、補正係数を、例えば、ａ＝−１／２、ｂ＝−１／２、ｃ＝１、ｄ＝−１／２、
ｅ＝−１／２、ｇ＝１／２、ｈ＝１、ｉ＝１／２とすることにより、多値画像領域（例えば、網点・写真
画等）において、画素毎の濃度レベルの変化が滑らかに
なるような平滑化処理が行なわれる。

【００２４】ＭＴＦ補正部６から出力される多値デ−タ
６ａ（階調０〜６３）は加算部７に供給され、後述する
ように階調（＝−３１〜３１）を表わす出力制御部８か
らの補正処理された周辺画素の２値量子化誤差のデ−タ
８ａと加算され、階調（＝−３１〜９４）の多値データ
７ａが出力される。この多値データ７ａは２値量子化部
１５と２値量子化誤差算出部１６とに供給される。

【００２５】以下では、Ｍ階調（Ｍ＝６４）で表される
多値デ−タを上記のように２値デ−タに変換する２値化
処理に際して、この２値化処理での量子化誤差を２値量
子化誤差として算出し、これを周辺画素の多値デ−タに
分配することにより、平均濃度レベルが疑似的にＮ階調
（ここでは、Ｎ＝６４）となるように表わす誤差拡散処
理を行なうものである。

【００２６】図１の各部の動作を説明する前に、まず、
かかる誤差拡散処理方式を図６により説明する。

【００２７】同図において、２値化処理する注目画素を
画素Ｐ（０）として、図２での前ラインの画素Ｌ
（０），Ｌ（１）夫々の２値量子化誤差をＥ０１，Ｅ０
２とし、また、図２での注目ラインの画素Ｐ（−１）の
２値量子化誤差をＥ１０とする。この場合、図６（ａ）
に示すように、着目ラインの前画素Ｐ（−１）の２値量
子化誤差Ｅ１０を補正係数αで補正し、２値化処理する
注目画素Ｐ（０）の濃度レベルに加算する。これと同時
に、前ラインの画素Ｌ（０），画素Ｌ（１）の２値量子
化誤差Ｅ０１，Ｅ０２を夫々補正係数β，γで補正し、
注目画素Ｐ（０）の濃度レベルに加算する。換言する
と、図６（ｂ）に示すように、注目画素Ｐ（０）の２値
量子化誤差をＥ１１とすると、この２値量子化誤差Ｅ１
１を補正係数α，β，γで補正したものが周辺の画素に
配分されることになる。これにより、２値量子化誤差は
周辺画素に拡散されていき、量子化前後での画像の平均
濃度を一致させることができる。出力制御部８から加算
部７には、かかる２値量子化誤差Ｅ１０，Ｅ０１，Ｅ０
２を補正係数α，β，γで補正したものが供給されるの
である。

【００２８】２値量子化部１５では、加算部７から出力
される注目画素Ｐ（０）に対する多値デ−タ７ａ（階調
＝−３１〜９４）を、その濃度レベルに応じて、最小濃
度レベル（白）かあるいは最大濃度レベル（黒）かの２
値デ−タ１５ａに変換して出力する。この２値量子化処
理を図６に示す。図７において、２値量子化部１５で
は、所定の閾値ｔｈ（＝階調３２）が設定されており、
加算部７からの多値デ−タ７ａの濃度レベル（階調）と
この閾値ｔｈ（＝３２）との大小比較が行なわれる。そ
して、多値デ−タ７ａの濃度レベルが閾値ｔｈに等しい
かあるいは大きい場合には黒と判定されて値１の、ま
た、閾値ｔｈより小さい場合には白と判定されて値０の
２値データ１５ａが出力される。

【００２９】また、２値量子化誤差算出部１６では、２
値量子化部１５からの２値デ−タ１５ａに基づいて多値
デ−タ７ａに対する２値量子化誤差をＮ階調で算出す
る。この算出として、２値量子化部１５からの２値デー
タ１５ａが白ならば多値デ−タ７ａの値を２値量子化誤
差１６ａとし、黒ならば多値デ−タ７ａの値から最大濃
度レベル（＝６３）を差し引いた値を２値量子化誤差１
６ａとする。この場合、２値量子化誤差１６ａの値の範
囲は−３１〜３１であり、従って、２値量子化誤差１６
ａは正負の符号も含めて６ビットで表わされる。このこ
とから、上記のように、Ｎ＝６４と規定される。

【００３０】量子化誤差加算部１７では、２値量子化誤
差算出部１６よって得られる所定個数Ｒの画素の２値量
子化誤差１６ａが加算される。ここでは、説明の便宜
上、Ｒ＝１としているが、この場合には、量子化誤差加
算部１７からの出力１７ａは２値量子化誤差算出部１６
からの２値量子化誤差１６ａと等しい値（＝−３１〜３
１）をもっている。

【００３１】量子化誤差加算部１７からの出力データ１
７ａは、加算部１８において、遅延部２１の出力データ
２１ａと加算される。遅延部２１の出力データ２１ａ
は、後述するように、−３〜３の範囲の値を有し、従っ
て、加算部１８の出力データ１８ａは−３４〜３４の範
囲の値を有する。

【００３２】リミッタ部１９では、加算部１８の出力デ
ータ１８ａの値に対して上限値及び下限値が設定されて
おり、加算部１８の出力データ１８ａの値がこの上限値
を超える場合にはこの上限値とし、また、下限値を下回
る場合にはこの下限値とし、加算部１８の出力データ１
８ａの値がこの下限値以上，この上限値以下のときには
この加算部１８の出力データ１８ａの値とするデータ１
９ａを出力する。ここで、量子化誤差加算部１７の出力
データ１７ａが取り得る値の範囲（＝−３１〜３１）で
の最大値３１と最小値−３１を、夫々上記の上限値と下
限値に割り当てるものとする。このことから、上記の上
限値は３１、下限値は−３１となる。これにより、図８
に示すように、リミッタ部１９の出力データ１９ａの値
の範囲は−３１〜３１となる。

【００３３】階調数変換部２０では、リミッタ部１９の
出力データである２値量子化誤差１９ａの階調数低減処
理が行なわれる。即ち、まず、所定個数Ｒの画素分の２
値量子化誤差１９ａの平均化を行ない、Ｎ階調にする。
ここでは、Ｒ＝１であることから、平均化により得られ
る階調数は−３１〜３１（６ビット）である。しかる
後、階調数Ｎを１／Ｔ倍して所定階調数Ｋ（但し、Ｋ＜
Ｎ）に低減する処理が行なわれる。ここでは、階調数Ｎ
（＝６４）を１／４（Ｔ＝４、Ｋ＝１５）に減少させる
ものとするが、図８に示すように、階調数変換部２０の
出力データ２０ａの値の範囲は−７〜７となる。従っ
て、階調数を表わすのに必要なビット数は、相対的に６
ビットから４ビットに変化する。

【００３４】階調数復元部２３では、階調数が低減処理
された階調数変換部２０の出力デ−タ２０ａが階調数変
換部２０で処理される前の階調数Ｎに復元される。つま
り、階調数変換部２０で階調数が１／４に低減処理され
たことから、この階調数変換部２０の出力デ−タ２０ａ
を４倍する処理が行なわれ、かつ、平均化が行なわれた
所定数Ｒの画素分（ここでは、Ｒ＝１）の倍化処理が行
なわれる。この場合、図８に示すように、階調数復元部
２３の出力データ２３ａの値の範囲は−２８〜２８とな
る。

【００３５】量子化誤差算出部２２では、階調数変換部
２０における量子化誤差が求められる。これは、階調数
低減処理前のデータであるリミッタ部１９の出力データ
１９ａと階調数復元部２３の出力データ２３ａとの差分
を量子化誤差として求めるものである。ここでは、Ｒ＝
１，Ｋ＝１５であることから、図８に示すように、量子
化誤差算出部２２の出力データ２２ａの取り得る値の範
囲は−３〜３となる。

【００３６】量子化誤差算出部２２の出力データ２２ａ
は遅延部２１によって１画素の処理分の遅延され、量子
化誤差２１ａとして上記の加算部１８に供給される。こ
の量子化誤差２１ａの取り得る値の範囲が、上記したよ
うに、−３〜３であることから、加算部１８の出力デー
タ１８ａの取り得る値の範囲は−３４〜３４となる。

【００３７】メモリ部２４では、階調数変換部２０によ
って各画素に対して求められた２値量子化誤差２０ａが
少なくとも１ライン分記憶保持される。また、２値化を
施すべき注目画素Ｐ（０）の次の画素Ｐ（１）に対向す
る前ラインの画素Ｌ（１）について（図２を参照）、そ
の２値量子化誤差２０ａをメモリ部２４から読み出して
出力データＥ０２する。

【００３８】ここで、この実施例では、上記したよう
に、階調数変換部２０からの量子化誤差２０ａの値の範
囲は−７〜７であって、その階調数を表わすのに必要な
ビット数が４ビットであることから、メモリ部２４で
は、各画素に対する２値量子化誤差を記録保持するため
に必要なビット数は最低４ビットとなる。

【００３９】以上のようにして図６（ａ）での２値量子
化誤差Ｅ０２が得られるが、次に、他の２値量子化誤差
Ｅ０１，Ｅ１０とこれらの誤差拡散処理について説明す
る。

【００４０】図２の着目ラインでの画素Ｐ（−１）が注
目画素であるときには、上記の処理によって求められた
前ラインの画素Ｌ（０）の２値量子化誤差がメモリ部２
４から読み出され、この画素Ｐ（−１）のために使用さ
れるのであるが、次に、画素Ｐ（０）が注目画素になる
と、この前ラインの画素Ｌ（０）の２値量子化誤差が２
値量子化誤差Ｅ０１としてメモリ部２４から読み出さ
れ、遅延部１４で一端保持されて演算部１１に供給され
る。また、これに続いて、先の前ラインの画素Ｌ（１）
の２値量子化誤差がメモリ部２４から２値量子化誤差Ｅ
０２として読み出され、演算部１２に供給される。

【００４１】また、着目ラインの画素Ｐ（−１）が注目
画素であったときに２値量子化誤差算出部１６から得ら
れた２値量子化誤差１６ａは遅延部１３で一旦保持さ
れ、２値量子化誤差Ｅ１０として演算部１０に供給され
る。これら遅延部１３，１４により、２値量子化誤差Ｅ
１０，Ｅ０１，Ｅ０２は同じタイミングとなる。

【００４２】演算部１０は２値量子化誤差Ｅ１０に係数
αを乗じ、演算部１１は２値量子化誤差Ｅ０１に係数β
を乗じ、演算部１２は２値量子化誤差Ｅ０２に係数γを
乗ずる。但し、α＋β＋γ≦１である。このように処理
された演算部１０，１１，１２からの補正データ１０
ａ，１１ａ，１２ａは加算部９に供給され、これらが加
算される。即ち、注目画素Ｐ（０）に対する周辺画素
（Ｌ（０）、Ｌ（１）、Ｐ（−１））からの２値量子化
誤差による補正データ９ａが得られる。

【００４３】出力制御部８は、ＭＴＦ補正部６からの注
目画素Ｐ（０）の多値データ６ａの値に応じて、この加
算部９からの補正データ９ａの出力制御を行ない、その
出力データ８ａを加算部７に供給する。この出力制御
は、入力される注目画素Ｐ（０）の多値データ６ａの濃
度レベルが最大濃度レベル６３あるいは最小濃度レベル
０である場合、加算部９からの補正データ９ａを加算部
７に供給しないようにするものである。つまり、この加
算部７では、入力される注目画素Ｐ（０）の多値データ
の濃度レベルが最大あるいは最小濃度レベル以外の範囲
（＝６２〜１）の場合にのみ、その周辺画素Ｐ（−
１），Ｌ（０），Ｌ（１）からの２値量子化誤差を収束
（加算）する動作を行なう。これにより、図７に示すよ
うに、加算部７から出力される多値データ７ａの濃度レ
ベルの範囲は−３０〜９３であり、上記のように、２値
量子化部１５で固定閾値ｔｈ（＝３２）との大小比較に
よる２値化処理が行なわれる。

【００４４】２値量子化部１５で得られた注目画素Ｐ
（０）に対する２値データ１５ａは出力端子２５から出
力され、このような２値デ−タ１５ａが各ラインの画素
毎に順次得られる。

【００４５】以上のように、この実施例においては、次
のような効果が得られる。Ｍ階調で表わされる多値デ−
タをＮ階調誤差拡散処理に基づいて２値化処理を行なう
場合、必要となる周辺画素の２値量子化誤差の内、記憶
保持が一時必要な前ラインの画素に対する２値量子化誤
差が、メモリ部に記憶させる前に、Ｎ階調で表わされる
かかる２値量子化誤差の階調レベルをＫ階調（Ｋ＜Ｎ）
に低減させるものであるから、このメモリ部の記憶容量
をこの階調レベルを低減させた分だけ小さくすることが
できる。この実施例の説明では、Ｍ＝Ｎ＝６４及びＫ＝
１５としたが、この場合、６ビット／画素のディジタル
デ−タで得られる２値量子化誤差を４ビット／画素に低
減させることから、１画素当り２ビット分ずつメモリ部
の記憶容量を小さくすることができる。これにより、回
路規模を小さくしかつ低コスト化を図ることが容易とな
る。

【００４６】ところで、Ｎ階調で求められる２値量子化
誤差をＫ階調に低減した場合、誤差拡散処理に基づく２
値化処理を行なうと、階調数低減処理で低減化した分、
階調数を切り捨ててしまうこととなり、結果的に表現で
きる階調数がＮ階調以下になってしまう。このことが得
られる２値画像の画質劣化の直接的な原因となってしま
った。

【００４７】しかし、この実施例では、２値量子化誤差
をＮ階調からＫ階調に低減処理を施した場合の階調数低
減処理による量子化誤差を算出し、得られた量子化誤差
を階調数変換処理を行なう前に、次に処理される画素の
２値量子化誤差に順次加算する。これにより、階調数の
低減処理によって生じた量子化誤差を切り捨てることな
く保持することが可能となり、得られる２値量子化誤差
のほとんどを誤差拡散処理で網羅することができる。そ
の結果、誤差拡散処理に基づく２値化処理によって得ら
れる画像は疑似的にＮ階調を表現することとなり、高画
質な２値画像を得ることができる。

【００４８】また、誤差拡散処理によって得られる２値
画像では、不自然に階調表現される濃度パターン（特定
模様，テクスチャ）の発生が認められる。その原因は、
２値量子化誤差をＮ階調からＫ階調に低減処理した場合
の量子化誤差を順次加算する際、過度に加算されている
ことにより、誤差の収束が機能しないことによるもので
ある。そこで、この実施例では、加算部１８の出力デー
タ１８ａの値の範囲をリミッタ部１９によって制限する
ことにより、量子化誤差の過度な加算を防止するように
しており、その結果、上記の不自然に階調表現される濃
度パターン（特定模様，テクスチャ）がほとんど発生す
ることのない高画質な２値画像を得ることができるので
ある。

【００４９】さらに、量子化誤差加算部１７において、
所定数Ｒの画素の２値量子化誤差を加算する際に、例え
ばＲ＝２とした場合、後段の処理は次のようにする。

【００５０】まず、Ｒ＝２であることから、量子化誤差
加算部１７からの出力データ１７ａの値の範囲は、入力
データ１６ａの２倍（即ち、−６２〜６２）となる。次
の加算部１８では、量子化誤差加算部１７からの所定数
Ｒの画素分の２値量子化誤差１７ａ（値の範囲＝−６２
〜６２）と遅延部２１の出力データ２１ａ（値の範囲＝
−７〜７）との加算出力データ１８ａが得られ、その値
の範囲は−６９〜６９である。この場合、上記のことか
ら、リミッタ部１９での上限値は６２、下限値は−６２
となるから、図８に示すように、リミッタ部１９の出力
データ１９ａの値の範囲は−６２〜６２となる。

【００５１】階調数変換部２０では、まず、リミッタ部
１９からの所定数Ｒの画素分の２値量子化誤差１９ａが
平均化され、Ｒ＝２であるから、１／２倍の処理が行な
われる。この平均化により得られる階調数は−３１〜３
１（６ビット）である。しかる後、所定階調数を１／４
（Ｋ＝１５）に減少させることにより、階調数変換部２
０の出力データ２０ａの値の範囲は−７〜７となる。

【００５２】階調数復元部２３では、階調数が低減処理
された階調数変換部２０の出力デ−タ２０ａを階調数変
換部２０の入力データ１９ａの階調数に復元する処理を
行なう。つまり、階調数変換部２０で階調数が１／４に
低減処理されたことから、階調数変換部２０の出力デ−
タ２０ａの階調数を４倍する処理を行ない、かつ、平均
化を行なった所定数Ｒの画素分である２倍化処理を行な
う。この場合、図８に示すように、階調数復元部２３の
出力データ２３ａの値の範囲は−５６〜５６となる。こ
の結果、量子化誤差算出部２２の出力データ２２ａの取
り得る値の範囲は−７〜７となる。

【００５３】また、Ｒ＞２の場合でも、上記と同様の処
理が行なわれることはいうまでもない。

【００５４】以上、複数個の画素の２値量子化誤差を加
算し、それにあわせて、上記したように、リミッタ部１
９や階調数変換部２０，階調数復元部２３での処理を施
すことにより、メモリ部２４での２値量子化誤差を記憶
保持するために必要となる容量はＲ＝１の場合の１／Ｒ
倍（Ｒ≧２）となる。従って、メモリ部２４の記憶容量
をさらに小さくすることができ、これにより、回路規模
をさらに小さくし、かつさらに低コスト化を図ることが
可能となる。

【００５５】なお、上記実施例では、周辺画素からの２
値量子化誤差の加算を行なう場合、上記したように、周
辺３画素の２値量子化誤差を対象とし、夫々に固定の補
正係数α，β，γを乗算演算を行なうことで補正処理す
るものであったが、かかる乗算演算の代わりに、ルック
アップテ−ブル方式によって同様の処理を行なうことも
容易に可能である。例えば、補正係数α＝０．６、β＝
０．３、γ＝０．１である場合、図９に示すような変換
テ−ブルの値を定めることができる。ここでは、２値量
子化誤差の階調数を低減する処理を行なったことから、
この変換テ−ブルの値を元の階調数に換算し、正の値に
ついてのみ示している（正負で同値とするため）。

【００５６】さらに、ルックアップテ−ブル方式によれ
ば、補正係数を固定する場合に比べて、補正処理をより
細かく制御することが可能である。例えば図１０に示す
ように設定することにより、誤差加算条件を適応的に設
定することが可能となる。例えば２値量子化誤差の絶対
値が小さい場合、誤差拡散を速めるようにテ−ブルデ−
タを設定することにより、２値量子化誤差が蓄積されな
いことを防止し、誤差拡散処理の立上り（濃度レベルの
変化に対する階調表現の追従能力）を制御することが容
易に可能となる。また、テ−ブルデ−タを最適化するこ
とにより、疑似的に中間調で表わされる２値出力画像中
に特定模様（テクスチャ）等の弊害が発生するのを少な
くすることができる。

【００５７】一方、例えば、２値画領域位置すると判定
できる最大濃度レベル領域あるいは最小濃度レベル領
域、特に、文字・線画領域の輪郭部で誤差拡散処理を行
なった場合、そこに周辺画素の２値量子化誤差が加算さ
れることから、階調表現されてしまって輪郭ボケとな
る。この結果、画質が劣化する。上記実施例では、出力
制御部８により、ＭＴＦ補正部６からの多値データ６ａ
が最大濃度レベル６３あるいは最小濃度レベル０のと
き、加算部７でこの多値データ６ａに周辺画素からの２
値量子化誤差８ａを加算しないようにしているため、２
値化により得られる画像の文字・線画の境界部における
“ボケ”を防止することができる。

【００５８】また、上記実施例では示していないが、誤
差拡散処理によって得られる２値画像での固定の模様
（テクスチャ）の発生を防止するために、加算部９で加
算される周辺画素の２値量子化誤差に、この２値量子化
誤差とは独立した値を適応的に加算するようにしてもよ
い。この加算する独立した値としては、例えばー１ある
いは１（但し、これに限らない）を適応的に加算し、ま
た、加算による画像の平均濃度レベルへの影響を及ぼさ
ないように、加算結果の合計値が０となるように制御す
る。これにより、固定の模様の発生が少ない高画質な２
値画像を得ることができる。

【００５９】γ補正された画素の６ビットの多値デ−タ
４ａを記憶媒体部５に記憶する際、６ビットデ−タのま
まで記憶する場合には、ＭＴＦ補正部６の出力データ６
ａが６４階調を表わすことはいうまでもないが、この多
値データ４ａを例えば５ビット，３２階調と上記の半分
にして記憶するようにしても、ＭＴＦ補正部５での演算
処理方式を考慮することにより、ＭＴＦ補正された多値
データ６ａを６４階調で表わすようにすることができ
る。例えば、上記の補正係数ａ〜ｉを、上記のように、ａ＝−１／２、ｂ＝−１／２、ｃ＝１、ｄ＝−１／２、
ｅ＝−１／２、ｇ＝１／２、ｈ＝１、ｉ＝１／２として、平滑化処理を行なうＭＴＦ補正としての演算処
理を、Ｐ（０）＝Ｐ（０）＋Ｐ（−１）／２＋Ｐ（１）／２＋（Ｌ（０）／２）×２ −（Ｌ（−２）／２＋Ｌ（２）／２＋Ｌ（−１）／２＋Ｌ（１）／２）但し、端数切り捨て演算処理Ｐ（０）＞６３ならばＰ（０）＝６３Ｐ（０）＜０ならばＰ（０）＝０とすることにより、端数切り捨て演算を行なう場合であ
っても、個々の演算結果（偶数・奇数結果）の組み合わ
せにより、補正結果を６４階調で表わすことができる。
これにより、前ラインの多値デ−タを記憶ビット数を１
ビット削減しても、ＭＴＦ補正結果として６４階調を得
ることが可能である。このことから、記憶媒体部５で多
値デ−タを記憶するために必要とする容量を１ビット／
画素分小さくすることが可能となる。

【００６０】以上に示したように、上記実施例では、回
路構成規模を小さくでき、かつ、誤差拡散処理により高
画質な２値画像で再現することが可能である。

【００６１】なお、上記実施例では、２値量子化誤差を
記憶する際、階調数を低減する処理として、階調数を１
／４（Ｔ＝４）に減らして記憶する処理に付いてのみ示
したが、もちろんこの限りではなく、他の階調数に低減
処理を行なうようにしても同様の効果を得られることは
いうまでもない。

【００６２】また、誤差拡散処理を行なう際に対象とす
る領域及び誤差拡散方向として、一手法のみ示したが、
勿論、これのみに限るものではなく、他の対象領域ある
いは拡散方向とした場合であっても、同様な処理によ
り、同様な効果を得られることはいうまでもない。

【００６３】また、この実施例では、ハ−ドウエア構成
による処理方式を用いて達成する場合について一例示し
たが、構成方式あるいは構成要素をこれに限るものでは
ない。さらに、本発明に基づく処理方式をソフトウエア
処理を用いた構成により同様な効果を得られることは言
うまでもない。

【００６４】図１１は本発明による２値化処理装置の第
２の実施例を示すブロック図であって、２６は１次元の
読取センサ、２７は記憶媒体部、２８は像域判定部、２
９，３０はγ補正部、３２は平滑化部、３１はエッジ強
調部、３３は混合部、３４は２値量子化部、３５は選択
部、３６はサイズ変換部、３７は符号化部、３８はモデ
ム、３９は回線であり、図１に対応する部分には同一符
号をつけて重複する説明を省略する。

【００６５】この実施例は、文字・線画や写真等の送信
原稿から読み取った多値データを２値データとし、この
２値データをＭＨ符号化あるいはＭＲ符号化等によりデ
−タ圧縮を行なう符号化を施した後、蓄積あるいは伝送
する画像伝送装置（例えばＧ３規格ファクシミリ装置な
ど）に適用されるものである。

【００６６】図１１において、読取センサ２６は文字・
線画や写真等の送信原稿を主走査，副走査して濃度レベ
ルをライン単位で読み取り、画素単位にその読取濃度レ
ベル（アナログ値）の画像信号２６ａを出力する。この
画像信号２６ａはＡ／Ｄ変換部２とシェ−ディング補正
部３で図１に示した実施例と同様の処理がなされ、図３
に示したのと同様の階調６４，６ビットの多値データ３
ａが得られる。この多値データ３ａは記憶媒体部２７、
γ補正部２９，３０及び像域判定部２８に供給される。

【００６７】記憶媒体部２７は多値データ３ａを少なく
とも２ライン分記憶し、読取センサ２６からの読出し画
素位置に対応する前２ラインの画素の多値データ、即
ち、前ラインの多値データ２７ａと前々ラインの多値デ
ータ２７ｂとを出力する。

【００６８】なお、ここでは、図１２（ａ）において、
多値データ２７ａの前ラインを着目ラインとし、多値デ
ータ２７ｂの前々ラインをこの着目ラインに対する前ラ
インとし、シェーディング補正部３から出力される多値
データ３ａの現ラインをこの着目ラインに対する次ライ
ンとする。

【００６９】記憶媒体部２７から読み出される前２ライ
ンの多値データ２７ａ，２７ｂとシェ−ディング補正部
３から出力される現ラインの多値データ３ａとは、とも
にγ補正部２９，３０に供給される。これらγ補正部２
９，３０では、図４に示すように、入力の濃度レベルに
応じて濃度レベルのコントラスト調整が行なわれる。図
４では、３種類の補正特性が示されている。これは、多
値画像の濃度特性を記録特性や記録後の画像のメリハリ
を考慮して行なうためである。γ補正部２９の出力多値
データ２９ａ，２９ｂ，２９ｃエッジ強調部３１に供給
され、γ補正部３０の出力多値データ３０ａ，３０ｂ，
３０ｃは平滑化部３２に供給される。

【００７０】図１２（ａ）に示すように、着目ラインで
の注目画素Ｐ（０）の前後の画素をＰ（−１），Ｐ
（１）とし、これら画素Ｐ（−１），Ｐ（０），Ｐ
（１）に対向した前ラインの画素を夫々Ｌ（−１），Ｌ
（０），Ｌ（１）、次ラインの画素を夫々Ｖ（−１），
Ｖ（０），Ｖ（１）とすると、エッジ強調部３１では、
これら画素Ｌ（−１），Ｌ（０），Ｌ（１），Ｐ（−
１），Ｐ（０），Ｐ（１），Ｖ（−１），Ｖ（０），Ｖ
（１）の多値データに夫々図１０（ｃ）に示す重み係数
−ａ、−ｂ、−ｃ、−ｄ、ｅ、−ｆ、−ｇ、−ｈ、−ｉ
が乗じられ、しかる後、これらが加算される。ここで、
重み係数−ａ、−ｂ、−ｃ、−ｄ、−ｆ、−ｇ、−ｈ、
−ｉは全て負値であり、重み係数ｅは正値である。ま
た、ｅ−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｆ−ｇ−ｈ−ｉ＝１である。

【００７１】これにより、注目画素Ｐ（０）の濃度レベ
ルが決定されるが、周辺画素と注目画素Ｐ（０）との濃
度レベルの差が大きいときには、その差がより強調さ
れ、その結果、線画等の画像境界部が強調される。

【００７２】平滑化部３２では、図１２（ａ）に示され
る各画素の多値データに対し、図１０（ｂ）に示す重み
係数ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉが乗ぜられ、
しかる後、これらが加算される。これにより、注目画素
Ｐ（０）の濃度レベルが決定されるが、注目画素Ｐ
（０）と周辺画素との濃度レベルの差が小さくなり、画
素単位の濃度レベルの変化が滑らかになるように平滑化
される。平滑化の度合いは重み係数の与え方によって異
なる。なお、平滑化のための周辺画素の領域は図１２
（ｂ）にのみ限定されるものではなく、網点によりなる
多値画像の場合には、その網点の周期をカバ−する周辺
画素領域を用いて、網点周期内の平均濃度を検出するよ
うに平滑化する必要がある。ここでは、便宜上、図１２
（ｂ）に示すように３×３画素領域とした。

【００７３】次に、像域判定部２８の処理動作について
説明する。図１３に示すように、注目画素Ｐ（０）に対
向する前ラインの画素Ｌ（０）の左右の画素Ｌ（ー
１），Ｌ（１）と、注目画素Ｐ（０）に対向する後ライ
ンの画素Ｖ（０）の左右の画素Ｖ（ー１），Ｖ（１）と
の４つの画素の濃度レベルに着目し、注目画素Ｐ（０）
との濃度レベルの差分値を以下のように求める。

【００７４】図１３（ａ）に示すように、主走査方向に
位置する２つの画素Ｌ（ー１），Ｌ（１）の濃度レベル
の平均値と注目画素Ｐ（０）との濃度レベルの差分値Δ
１（絶対値）を Δ１＝｜｛（Ｌ（ー１）＋Ｌ（１））／２｝−Ｐ（０）｜で求め、主走査方向に位置する２つの画素Ｖ（ー１），
Ｖ（１）の濃度レベルの平均値と注目画素Ｐ（０）との
濃度レベルの差分値Δ２（絶対値）を Δ２＝｜｛（Ｖ（ー１）＋Ｖ（１））／２｝−Ｐ（０）｜で求める。

【００７５】また、図１３（ｂ）に示すように、副走査
方向に位置する２画素Ｌ（ー１），Ｖ（ー１）の濃度レ
ベルの平均値と注目画素Ｐ（０）との濃度レベルの差分
値Δ３（絶対値）を Δ３＝｜｛（Ｌ（ー１）＋Ｖ（ー１））／２｝−Ｐ（０）｜で求め、副走査方向に位置する２つの画素Ｌ（１），Ｖ
（１）の濃度レベルの平均値と注目画素Ｐ（０）との濃
度レベルの差分値Δ４（絶対値）を Δ４＝｜｛（Ｌ（１）＋Ｖ（１））／２｝−Ｐ（０）｜で求める。

【００７６】画素毎の濃度レベルの変化が比較的急峻な
箇所は画像の輪郭部であると特定できるから、画素間の
差分値によって画像の輪郭部を検出することができる。
そこで、全画素を対象として求めた画素間の差分値の分
布等から輪郭部とそれ以外とを分離する最適な値を統計
的に決定し、これを所定値ｄｔｈとする。そして、画素
間の差分値とこの所定値ｄｔｈとの比較により、画像の
輪郭部であるか否かの判定を行なう。この結果、上記の
差分値Δ１〜４の内、上記所定値ｄｔｈより大となる差
分値が存在する場合には、注目画素Ｐは画像の輪郭部に
位置していると判定することができる。

【００７７】図１４はかかる判定処理を行なう図１１に
おける像域判定部２８の一具体例を示すブロック図であ
って、４０〜４４は遅延部、４６〜４９は２画素の濃度
レベルの平均濃度レベルを求める平均化部、５０〜５３
は注目画素Ｐ（０）の濃度レベルと上記２画素の平均濃
度レベルとの差分値を求める差分値算出部、４５は画像
の輪郭部であるか否かの判定を行なう際に判断の基準と
する上記所定値ｄｔｈを付加する付加部、５４〜５７は
所定値ｄｔｈと差分値算出部５０〜５３により求めた差
分値との大小比較を行なう比較部、５８は該比較部５４
〜５７の結果に従い注目画素Ｐ（０）が画像の輪郭部に
位置するか否かの決定を行なう判定部である。

【００７８】次に、この具体例の動作を説明する。但
し、図１３での着目ラインの画素の多値データは記憶媒
体部２７（図１１）から供給される多値データ２７ａで
あり、図１３での前ラインの画素の多値データは記憶媒
体部２７から供給される多値データ２７ｂであり、図１
３での後ラインの画素の多値データは図１１のシェーデ
ィング補正部３から供給される多値データ３ａである。

【００７９】図１４において、前ライン（図１３）の多
値データ２７ｂは夫々が１画素処理分遅延する遅延部４
０，４１によって２画素の処理分遅延される。従って、
入力される多値データ２７ｂが画素Ｌ（−１）のものと
すると、遅延部４１から出力される多値データ４１ａは
画素Ｌ（１）の多値データである。また、次ライン（図
１３）の多値データ３ａが夫々が１画素処理分遅延する
遅延部４２，４３によって２画素の処理分遅延される。
従って、入力される多値データ３ａが画素Ｖ（ー１）の
ものとすると、遅延分４３から出力される多値データ４
３ａは画素Ｖ（１）の多値データである。さらに、着目
ライン（図１３）の多値データ２７ａは遅延部４４によ
って１画素処理分遅延され、注目画素Ｐ（０）の多値デ
ータ４４ａが得られる。

【００８０】前ラインの主走査方向に位置する２画素Ｌ
（ー１），Ｌ（１）の多値データ２７ｂ，４１ａの平均
値が平均化部４６で求められ、後ラインの主走査方向に
位置する２画素Ｖ（ー１），Ｖ（１）の多値データ３
ａ，４３ａの平均値が平均化部４９で求められる。これ
は、図１３（ａ）でのハッチングして示す２つの画素の
平均値を求める処理である。

【００８１】また、副走査方向に位置する２画素Ｌ（ー
１），Ｖ（ー１）の多値データ２７ｂ，３ａの平均値が
平均化部４７で求められ、副走査方向に位置する２画素
Ｌ（１），Ｖ（１）の多値データ４６ａ，４３ａの平均
値が平均化部４８で求められる。これは、図１３（ｂ）
でのハッチングして示す２つの画素の平均値を求める処
理である。

【００８２】平均化部４６〜４９から出力される平均値
４６ａ，４７ａ，４８ａ，４９ａは夫々差分値算出部５
０〜５３に供給され、遅延部４４からの注目画素Ｐ
（０）の多値データ４４ａとの差分値（絶対値）Δ１，
Δ３，Δ４，Δ２が求められる。これら差分値Δ１，Δ
３，Δ４，Δ２は夫々比較部５４〜５７に供給され、付
加部４５に予め設定されている上記所定値ｄｔｈと大小
比較される。これらの判定結果は像域判定部５８に供給
される。

【００８３】像域判定部５８では、比較部５４〜５７の
比較結果に応じて、差分値Δ１〜Δ４のうちの少なくと
も１つが所定値ｄｔｈより大きいとき、図１３の注目画
素Ｐ（０）は画像の輪郭部に位置すると判定し、いずれ
の差分値Δ１〜Δ４も所定値ｄｔｈよりも大きくないと
き、この注目画素Ｐ（０）は、画像の輪郭部に位置せ
ず、多値画像領域部に属すると判定する。そして、像域
判定部５８はかかる像域判定結果を示すデータ２８ａを
出力する。ここで、読取り原稿の濃度レベルは文字・線
画の境界部で変化が大きいことを利用するものである。
また、２画素間の濃度レベルの平均値と注目画素との濃
度レベル差とによって領域判定を行なうのは、網点画像
の網点の黒と網点間の白の濃度レベル変化を２値画像領
域と誤判定するのを避けるためである。

【００８４】また、像域判定部５８は、注目画素Ｐ
（０）多値画像領域部に属すると判定した場合には、濃
度レベル差の度合いから多値画像領域性の度合い（２値
画領域と多値画像領域との遷移部分処理）を示すデータ
２８ｂを同時に定める。

【００８５】なお、濃度レベルを算出するための多値デ
ータとして、シェ−ディング補正処理後の多値データを
用いた場合について示したが、平滑化処理あるいはエッ
ジ強調処理後の多値データを用いて行なうことにより、
例えば、上記網点周期を考慮した平滑化処理後の多値デ
ータを用いることにより、像域判別精度を高めるように
してもよい。

【００８６】また、像域判定は、上記の方法に限定され
るものではなく、各種の判定方法を用いることができ
る。例えば、特開平２−２９２９５６号公報や特公平３
−６２３５５号公報に記載のように、網点周期性に着目
して、まず、網点領域を検出し、その後、特開昭５８−
１１５９７５号公報に記載のように、線画と写真画（網
点画像を除く）の濃度レベル変化量と変化の頻度の差を
利用して線画と写真画に判別し、結果として、文字・線
画の２値画像領域と写真（網点画像を含む）等の多値画
像領域とを判別するようにしてもよい。

【００８７】次に、図１１において、平滑化部３２で平
滑化された多値データ３２ａと、エッジ強調部３１で線
画等の画像境界部が強調された多値データ３１ａと、像
域判定部２８からの多値画像領域性の度合いデータ２８
ｂとが混合部３３に供給される。この混合部３３では、
この度合いデータ２８ｂに応じた重み係数ｔが多値デー
タ３２ａに乗算され、度合いデータ２８ｂに応じた重み
係数ｕが多値データ３１ａに乗算されて、これらが加算
され、その総和として注目画素Ｐ（０）の多値データの
濃度レベルが決定される。但し、ｔ＋ｕ＝１、ｔ≧０、
ｕ≧０である。

【００８８】これにより、２値画領域ではエッジ強調さ
れた値を、また、中間調領域では平滑化された値が夫々
出力され、さらに、２値画領域と多値画領域の中間部領
域では、上記の多値画像領域性の度合い１２ｂに応じ
て、２値画領域に近い場合には重み係数をｔ≦ｕとし、
また、多値画像領域に近い場合にはｔ＞ｕとして、注目
画素Ｐ（０）の出力多値データ３３ａの濃度レベルを決
定する。この多値データ３３ａは加算部７〜メモリ部２
４からなる中間調処理部７〜２４に供給される。

【００８９】この中間調処理部７〜２４は、図１におけ
る加算部７〜メモリ部２４からなる処理部と同様の処理
を行ない、画素毎に順次２値化を行なう。ここでの中間
調処理は、混合部３３から得られるＭ階調で表わされる
多値データをＮ階調（但し、Ｎは整数であり、Ｎ≦Ｍ）
に再量子化し、その際の量子化誤差を周辺画素に拡散し
て量子化前後の平均濃度レベルを一致させるＮ値誤差拡
散処理を行なう。

【００９０】また、ここでは示していないが、像域判定
部２８で得られた多値画像領域性の度合いデータ２８ｂ
に応じて、量子化誤差の周辺画素への拡散の度合いを定
めるようにしてもよい。

【００９１】さらに、像域判定部２８により、多値画像
領域での濃度レベルが変化する輪郭部において、輪郭の
方向性（主走査方向に発生する輪郭かあるいは幅走査方
向に発生する輪郭）の検出を行ない、多値データが２値
化される注目画素が濃度レベルが変化する輪郭部の近辺
に位置する場合、周辺画素からの２値量子化誤差を加算
する際に、この注目画素の多値データにこの輪郭部を越
えた箇所に位置する周辺画素の２値量子化誤差を加算せ
ず、注目画素と同一領域内に存在する周辺画素の２値量
子化誤差のみを加算するようにしてもよい。このように
すると、各々の濃度レベル領域内で誤差拡散処理を完結
させることが可能となり、多値画像領域における輪郭部
のボケを防止することができる。

【００９２】なお、多値画像領域を２値デ−タで表示す
る中間調処理として、誤差拡散処理の代わりに、ディザ
手法によって表わすようにしてもよい。

【００９３】一方、エッジ強調部３１でエッジ強調補正
された注目画素Ｐ（０）の多値データ３１ａは、２値量
子化部３４において、所定の閾値ｔｈと大小比較され、
所定の閾値ｔｈより大きい場合には黒と、それ以外では
白と夫々判定され、その判定結果を表わす１ビットの２
値デ−タ３４ａが生成される。

【００９４】注目画素Ｐ（０）に対する２値デ−タ３４
ａと誤差拡散処理によって中間調処理された中間調処理
部７〜２４の出力２値データ１５ａとは選択部３５に供
給され、像域判定部２８からの像域判定結果データ２８
ａに応じて、注目画素Ｐ（０）が多値画像領域に位置す
る場合には２値データ１５ａが、２値画領域に位置する
場合には２値データ３４ａが選択される。

【００９５】選択部３５で選択された２値デ−タ３５ａ
はサイズ変換部３６で補間処理，間引処理，あるいは論
理演算処理等がなされて、読取原稿のサイズを拡大・縮
小処理，移動処理（回転移動，並行移動，反転移動
等），２スム−ジング処理等がなされる。サイズ変換部
３６の出力データ３６ａは、ＣＯＤＥＣ部３７により、
Ｇ３ファクシミリ装置の１次元符号化の国際標準方式と
して採用されているＭＨ符号化あるいはＭＲ符号化によ
ってデ−タ圧縮される。この符号化方式は、２値デ−タ
のランレングスの発生頻度に応じて、発生頻度の高いラ
ンレングスには短い符号語を、また、発生頻度の低いラ
ンレングスには長い符号語を割り当てることにより、デ
−タ圧縮を行なうものである。圧縮された符号化デ−タ
はモデム部３８によって変調され、伝送部３９より出力
される。

【００９６】以上説明した図１１の実施例によれば、次
のような効果が得られる。

【００９７】Ｍ階調で表される多値データを２値化する
場合に、像域分離により、読み取り原稿の特徴として文
字・線画領域とその画像の輪郭部及び網点・写真画領域
を効果的に抽出し、夫々の特徴に合わせた２値化処理を
行なうことにより、得られる２値画像のさらなる高画質
化を図ることが可能となる。つまり、原稿が写真画・網
点画の多値画像領域にある場合には、図１に示した実施
例で説明した誤差拡散処理により、疑似的に中間調で表
わすようにし、なおかつ、網点画像のような中間調的画
像であって、ＭＴＦ特性と網点画像の網点周期との関係
から、読取センサから読み取られる濃度レベルが不均一
である場合であっても、誤差拡散処理によって周辺画素
との濃度レベルの平均化処理が行なわれることから、出
力される２値画像中にテクスチャ（特定模様）等の弊害
が発生するのが少なくなり、高画質化が可能となる。

【００９８】一方、原稿が文字・線画の２値画領域にあ
る場合には、閾値と濃度レベルの大小比較によって２値
化する単純２値化処理を施す。しかしながら、文字・線
画領域における画像の輪郭部においては、単純２値化処
理のみでは、濃度レベルが急峻且つ不安定に変化するこ
とから、得られる輪郭部での２値データが不連続（ノッ
チ）となり、画質劣化の要因となる。このため、像域分
離処理により、単純２値化処理ではノッチ発生によって
画質劣化を避けられない文字・線画領域における画像の
輪郭部を抽出し、濃度レベルに合わせた閾値を適応的に
定める処理を行なったり、あるいは輪郭部で隣接画素の
２値データの連続性を保つために、同一輪郭部に属する
隣接画素の２値データに応じた最適な閾値を適応的に定
めるヒステリシス２値化処理を行なう平滑化処理によ
り、線画・文字領域での細線切れや輪郭部におけるノッ
チの発生を極力抑えることが可能となる。この結果、２
値画領域において、得られる２値画像のさらなる高画質
化を達成することが可能となる。さらには、このような
平滑化処理を行なうことにより、得られた２値データを
ランレングスに基づくＭＨ符号化等によって圧縮符号化
を行なう符号化時に、ノッチの発生が減少した分圧縮符
号化効率の低下を防止でき、伝送デ−タ量がいたずらに
増大することを防止することが可能となる。

【００９９】また、ファクシミリ装置の送信側で高画質
化処理を行なうため、上記実施例に基づく高画質化処理
を特に有さない他のファクシミリ装置で受信側した場合
であっても、高画質な２値画像を得ることが可能であ
る。

【０１００】さらに、図１に示した実施例と同様に、Ｎ
階調誤差拡散処理を行なうに際し、周辺画素の２値量子
化誤差を記憶保持するとき、Ｎ階調で表わされる２値量
子化誤差の階調レベルがＫ階調（Ｋ＜Ｎ）に低減される
から、メモリ部２４の記憶容量を階調レベルを低減させ
た分だけ小さくすることができ、これにより、回路規模
を小さくして、かつ低コスト化を図ることができる。

【０１０１】さらにまた、誤差拡散処理を行なう際に対
象とする領域及び誤差拡散方向として、一手法のみ示し
たが、勿論この限りではなく、他の対象領域あるいは拡
散方向とした場合であっても、同様な処理によって同様
な効果を得られることはいうまでもない。

【０１０２】さらにまた、図１５に示すように、選択部
３５から出力される２値デ−タ３５ａを出力端子２５よ
り出力するようにして、この実施例を画像読取装置（イ
メ−ジスキャナ装置）として用いることも可能であり、
得られる２値デ−タ３５ａを他のデ−タ処理装置（例え
ば画像生成装置，デ−タ記録再生装置あるいはデ−タ送
受信装置）で利用するようにしてもよい。

【０１０３】さらにまた、この実施例では、ハ−ドウエ
ア構成による処理方式を用いて用いたものであるが、構
成方式あるいは構成要素はこれに限るものではないし、
処理方式をソフトウエア処理を用いた構成にすることも
でき、上記と同様の効果が得られることはいうまでもな
い。

【０１０４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ファクシミリ装置等の原稿読取り画像の２値化処理にお
いて、読取原稿が多値画像領域であった場合でも、小規
模の回路構成でかつ小容量のメモリでもって、誤差拡散
処理による中間調表現を可能とし、なおかつテクスチャ
等の弊害の発生が少ない高画質な２値画像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による２値化装置の一実施例を示すブロ
ック図である。

【図２】図１に示した実施例での処理しようとする注目
画素とこの処理に必要な他の画素との領域を示す図であ
る。

【図３】図１に示した実施例での多値データの階調レベ
ルとこれを２値化した２値データとの関係を示す図であ
る。

【図４】図１におけるγ補正部の特性図である。

【図５】図１におけるＭＴＦ補正部の処理動作を説明す
るための図である。

【図６】図１に示す実施例の誤差拡散処理を説明するた
めの図である。

【図７】図１での加算部からの多値データの階調レベル
と２値データとの対応関係を示す図である。

【図８】図１に示した実施例の誤差拡散処理での量子化
誤差を示す図である。

【図９】図１での２値量子化誤差Ｅ１０，Ｅ０１，Ｅ０
２を演算処理する演算部，加算部の処理と等価なルック
アップテーブル方式による変換テーブルの一具体例を示
す図である。

【図１０】図１での２値量子化誤差Ｅ１０，Ｅ０１，Ｅ
０２を演算処理する演算部，加算部の処理と等価なルッ
クアップテーブル方式による変換テーブルの他の具体例
を示す図である。

【図１１】ファクシミリ装置の読取り画像信号処理系に
適用可能な本発明による２値化装置の他の実施例を示す
ブロック図である。

【図１２】図１１における平滑化部及びエッジ強調部の
動作を説明するための図である。

【図１３】図１１における像域判定部の動作を説明する
ための図である。

【図１４】図１１における像域判定部の一具体例を示す
ブロック図である。

【図１５】画像読取装置の読取り画像信号処理系に適用
可能な本発明による２値化装置のさらに他の実施例を示
すブロック図である。

【図１６】従来の２値化装置の一例を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１入力端子２Ａ／Ｄ変換部３シェ−ディング補正部４ γ補正部５記憶媒体部６ＭＴＦ補正部７加算部１５２値量子化部１６２値量子化誤差算出部８出力制御部９加算部１０〜１２演算部１３，１４遅延部１７量子化誤差加算部１８加算部１９リミッタ部２０階調数変換部２３階調数復元部２２量子化誤差算出部２１遅延部２４メモリ部２５出力部２６１次元読取センサ２７記憶媒体部２８像域判定部２９，３０ γ補正部３２平滑化部３１エッジ強調部３３混合部３４２値量子化部３５選択部３６サイズ変換部３７符号化部３８モデム３９回線４０〜４４遅延部４６〜４９平均化部５０〜５３差分値算出部４５付加部５４〜５７比較部５８判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を読み取って得られる画像信号を画
素単位でサンプリングしてＭ階調（Ｍは整数）の濃度レ
ベルを表わす多値デ−タとし、該多値データを２値デ−
タに量子化する２値化装置において、該多値デ−タに周辺画素の２値量子化誤差拡散値を加算
する加算手段と、該加算手段からの多値データを所定の閾値と大小比較し
て白・黒判定し、該２値データを生成する２値量子化手
段と、該２値量子化手段の入出力データの２値量子化誤差をＮ
階調（Ｎは整数、Ｎ≦Ｍ）で算出する２値量子化誤差算
出手段と、Ｎ階調の該２値量子化誤差を１／Ｔ倍（Ｔは整数）し、
Ｋ階調（Ｋは整数）の２値量子化誤差を算出する階調数
変換手段と、Ｋ階調の該２値量子化誤差を記憶する記憶手段と、Ｎ階調の該２値量子化誤差と該記憶手段から読み出され
たＫ階調の該２値量子化誤差とを夫々誤差拡散の重み付
け係数に従って演算処理し、上記周辺画素の２値量子化
誤差拡散値とする演算手段とを有することを特徴とする
２値化装置。
【請求項２】請求項１において、前記階調数変換手段の入出力２値量子化誤差の誤差量を
算出する量子化誤差算出手段と、得られた該誤差量を前記Ｎ階調の２値量子化誤差に加算
する加算手段とを具備したことを特徴とする２値化装
置。
【請求項３】請求項２において、前記加算手段から出力されるＮ階調を越えた２値量子化
誤差を所定の範囲内に収めるリミッタ手段を具備したこ
とを特徴とする２値化装置。
【請求項４】請求項１，２または３において、前記２値量子化誤差算出手段から出力される前記Ｎ階調
の２値量子化誤差をＲ個（但し、Ｒは１以上の整数）の
画素ずつ加算する加算手段を具備し、前記階調数変換手段は、Ｒ個の画素の２値量子化誤差の
加算値を１画素分に平均化処理し、平均化された該２値
量子化誤差をＫ階調の２値量子化誤差に変換することを
特徴とする２値化装置。
【請求項５】請求項１，２，３または４の構成によ
り、Ｍ階調の多値デ−タの２値量子化時、Ｎ階調で表わ
される２値量子化誤差をＫ階調に変換して前記記憶手段
に記憶した場合であっても、２値画像をＮ階調で表わす
ことを特徴とする２値化装置。
【請求項６】請求項１，２，３，４または５におい
て、前記演算手段は、前記２値量子化誤差算出手段からの前
記Ｎ階調の２値量子化誤差と前記記憶手段から読み出さ
れた前記Ｋ階調の２値量子化誤差とに夫々毎の重み付け
係数を乗算し、前記周辺画素の２値量子化誤差拡散値を
算出することを特徴とする２値化装置。
【請求項７】請求項１，２，３，４または５におい
て、前記演算手段は、前記２値量子化誤差算出手段からの前
記Ｎ階調の２値量子化誤差と前記記憶手段から読み出さ
れた前記Ｋ階調の２値量子化誤差との取り得る値に対
し、夫々毎の重み付け係数を用いて演算処理した結果を
予め保持し、前記２値量子化誤差算出手段からの前記Ｎ
階調の２値量子化誤差と前記記憶手段から読み出された
前記Ｋ階調の２値量子化誤差夫々に対応した演算処理結
果を前記周辺画素の２値量子化誤差拡散値として出力す
ることを特徴とする２値化装置。
【請求項８】請求項６または７において、前記演算手段での前記重み付け係数が適応的に可変とす
ることを特徴とする２値化装置。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか１つにおいて、Ｍ階調の前記多値デ−タと周辺画素の２値量子化誤差拡
散値とを加算する加算手段は、前記多値デ−タの値に応
じて、前記周辺画素の２値量子化誤差拡散値を前記多値
デ−タに加算するか否かを制御することを特徴とする２
値化装置。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれか１つにおい
て、Ｍ階調の前記多値デ−タと周辺画素の２値量子化誤差拡
散値とを加算する加算手段は、前記周辺画素の２値量子
化誤差拡散値に応じて、前記周辺画素の２値量子化誤差
拡散値に所定の値を適応的に加算することを特徴とする
２値化装置。
【請求項１１】画像を読み取って得られる画像信号を
画素単位でサンプリングしてＭ階調（Ｍは整数）の濃度
レベルを表わす多値デ−タとし、該多値データを２値デ
−タに量子化する２値化装置において、注目画素の該多値デ−タに対して、周辺画素の多値デ−
タから画像の特徴を検出する像域判定手段と、注目画素の該多値データと周辺画素の該多値データとの
値をもとに、注目画素の濃度レベルを平滑化する平滑化
手段と、注目画素の該多値データと周辺画素の該多値データとの
値をもとに、線画のエッジ部を強調するエッジ強調手段
と、該平滑化手段と該エッジ強調手段とによって得られた濃
度レベルを表わす多値データを、該像域判定手段の判定
結果に応じて、所定の割合で混合し、Ｍ階調の多値デー
タを生成する混合手段と、該エッジ強調手段によって得られた多値データの濃度レ
ベルと所定の閾値ｔｈとの大小比較により、該多値デー
タを２値量子化する２値量子化手段と、該混合手段によって得られるＭ階調の多値データを誤差
拡散処理に基づいて２値量子化する誤差拡散処理手段
と、該像域判定手段の判定結果に応じて、該誤差拡散処理手
段による２値デ−タと該２値量子化手段による２値デ−
タとのいずれかを選択する選択手段とを有することを特
徴とする２値化装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記誤差拡散処理手段は、請求項１に記載の前記加算手
段と前記２値量子化手段と前記２値量子化誤差算出手段
と前記階調数変換手段と前記記憶手段と前記演算手段と
からなることを特徴とする２値化装置。
【請求項１３】請求項１１において、前記像域判定手段は、画像の輪郭部を抽出することを特
徴とする２値化装置。
【請求項１４】請求項１１または１３において、前記像域判定手段は、特定の方向にのみ発生する画像の
輪郭部を抽出することを特徴とする２値化装置。
【請求項１５】請求項１３または１４において、前記像域判定手段は、前記周辺画素と前記注目画素との濃度レベル差Δを求め
る濃度差算出手段と、該濃度レベル差Δと所定の閾値ｔｄｈとの比較を行なう
比較手段とを有することを特徴とする２値化装置。
【請求項１６】請求項１５において、前記像域判定手段は、所定方向に位置する所定数ｑの画
素の濃度レベルの平均値を求める平均濃度レベル算出手
段をもつことを特徴とする２値化装置。
【請求項１７】請求項１５において、前記像域判定手段は、前記比較手段の比較判定によって
前記濃度レベル差Δが前記所定の閾値ｔｄｈよりも大きい場合、画像の輪郭で
あるとする判定を行なうことを特徴とする２値化装置。
【請求項１８】請求項１５において、前記像域判定手段は、所定方向に位置する所定数ｐの画
素の濃度レベルの平均値と前記注目画素との濃度レベル
の差Δｎと、所定閾値ｔｄｈとの比較により、画像の輪
郭の判定を行なうことを特徴とする２値化装置。
【請求項１９】請求項１１，１５または１６におい
て、前記像域判定手段の判定結果に応じて、前記誤差拡散処
理手段における２値量子化誤差の拡散方向を定めること
を特徴とする２値化装置。
【請求項２０】請求項１〜１９のいずれか１つに記載
の２値化装置を読取画像信号処理部とすることを特徴と
する画像読取装置。
【請求項２１】請求項１〜１９のいずれか１つに記載
の２値化装置を送信原稿の読取画像信号処理部とするこ
とを特徴とするファクシミリ装置。
【請求項２２】請求項２０に記載の画像読取装置を有
することを特徴とするファクシミリ装置。