JPH08111777A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH08111777A
JPH08111777A JP6244287A JP24428794A JPH08111777A JP H08111777 A JPH08111777 A JP H08111777A JP 6244287 A JP6244287 A JP 6244287A JP 24428794 A JP24428794 A JP 24428794A JP H08111777 A JPH08111777 A JP H08111777A
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JP
Japan
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binarization
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pixel
image
Prior art date
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Application number
JP6244287A
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English (en)
Inventor
Mayumi Nomura
まゆみ 野村
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40Picture signal circuits
    • H04N1/405Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels
    • H04N1/4051Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size
    • H04N1/4052Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size by error diffusion, i.e. transferring the binarising error to neighbouring dot decisions
    • H04N1/4053Halftoning, i.e. converting the picture signal of a continuous-tone original into a corresponding signal showing only two levels producing a dispersed dots halftone pattern, the dots having substantially the same size by error diffusion, i.e. transferring the binarising error to neighbouring dot decisions with threshold modulated relative to input image data or vice versa

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中間調画像を2値化して疑似中間調の画像デ
ータを作成する画像処理装置において、同一入力濃度の
領域に境界が現れるのを防止する。 【構成】 画像処理回路1は、中間調の原画像情報の一
部を記憶する原画像記憶装置3と、各計算結果を記憶す
るRAM5と、重み付け係数マトリクスや標準閾値等を
記憶するROM7と、各種の画像処理を行うCPU9
と、誤差拡散処理後のデータを記憶する出力画像記憶装
置11と、乱数発生回路12とから構成される。中間調
画像データは、バス13を介して原画像記憶装置3に記
憶され、CPU9がROM7内のプログラムやデータを
用いて誤差拡散処理するに際して、乱数発生回路12の
発生する乱数を用いて注目画素に対する閾値を決定して
2値化処理を行う。

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、更
に詳細には、中間調画像を2値化して疑似中間調の画像
データを作成する機能を備えた、たとえば、ディジタル
式の電子写真複写機や、熱転写式あるいはインクジェッ
ト式のプリンタ等における画像処理装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、中間調画像を2値化して疑似中間
調の画像を作成する場合の手段としては、閾値のマトリ
クス(ディザマトリクス)テーブルに従って画像を2値
化していく組織的ディザ法等の各種ディザ法が広く用い
られている。しかしながら、これら従来の方式は、階調
再現性を良くするためにはマトリクステーブルを大きく
する必要があり、高解像度を得るためにはマトリクステ
ーブルを小さくしなければならないという矛盾があるた
め、階調再現性と高解像度との両立が困難であった。
【0003】また、これとは別に階調再現性と高解像度
とが両立する方法として、誤差拡散法があり、各種従来
法の中では、比較的良い評価が与えられている。誤差拡
散法とは、中間調の画素を2値化する際に生じる、実際
の濃度と2値化した値との誤差を周辺画素に分配してそ
の濃度を補正し、その補正後の濃度を所定閾値にて判定
して、2値の値のいずれかに決定する処理である。
【0004】以下の説明において、各画素の入力濃度
は、0〜255の整数値をとり、出力濃度は0または2
55であるとする。全体が同じ入力濃度である均一濃度
領域Aでは、2値化処理後には、出力濃度の分布が全域
で同一となる。例えば、入力濃度が128の均一濃度領
域Bについて考える。領域Bにおいては、出力濃度が0
の画素と出力濃度が255の画素の割合が全域でほぼ5
0%ずつとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように2
種類の出力値が全域で均一に分布している領域でも、誤
差拡散法による2値化処理において、周辺画素から分配
される2値化誤差の影響により、2つの出力値の配置の
パターンが変ってしまうことがある。
【0006】例えば、前記均一濃度領域Bにおいては、
図4(a)のように出力濃度が0の画素(白画素で表
す)と、出力濃度が255の画素(黒画素で表す)が交
互に現れるパターンB01と、図4(b)のように出力濃
度が0の画素と出力濃度が255の画素がランダムに配
置されるパターンB02が存在する。このため、従来の誤
差拡散法では、均一な入力濃度を持つ領域であるのに、
上で述べたパターンが変化するところで疑似的な境界が
発生してしまうという問題が生じた。
【0007】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、分配される2値化誤差に関わら
ず、境界が発生することのない、より好ましい疑似中間
調画像を作成できる画像処理装置を提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
中間調画像を2値化して疑似中間調の画像データを作成
する画像処理装置において、上記中間調画像の各画素の
濃度を誤差拡散法により2値化する2値化処理手段と、
上記2値化処理手段にて用いられる2値化のための閾値
を画素毎にランダムに設定する閾値設定手段と、を備え
たことを特徴とする画像処理装置である。
【0009】請求項2記載の発明は、上記2値化処理手
段は、周辺画素から分配された2値化誤差和により上記
中間調画像の各画素の濃度を補正して補正入力濃度を求
める補正入力濃度演算手段と、上記補正入力濃度演算手
段によって求められた補正入力濃度と閾値とを比較して
各画素の出力濃度を決定する出力濃度決定手段と、上記
出力濃度決定手段により決定された出力濃度と上記補正
入力濃度演算手段により求められた補正入力濃度とから
各画素で発生した2値化誤差を演算する2値化誤差演算
手段と、上記2値化誤差を重み付けして周辺画素に分配
する2値化誤差分配手段と、を備えたことを特徴とする
請求項1記載の画像処理装置である。
【0010】請求項3記載の発明は、上記閾値設定手段
は、乱数発生手段と、上記乱数発生手段により発生した
乱数を標準閾値に加算して、上記閾値を求める閾値算出
手段と、を備えたことを特徴とする請求項1または2記
載の画像処理装置である。
【0011】
【作用及び発明の効果】請求項1記載の画像処理装置
は、その2値化処理手段が上記中間調画像の各画素の濃
度を誤差拡散法により2値化している。一方、閾値設定
手段が、上記2値化処理手段にて用いられる2値化のた
めの閾値を画素毎にランダムに設定している。
【0012】閾値をランダムに設定することにより、誤
差拡散法により2値化された出力画像における出力濃度
が0の画素と、出力濃度が255の画素とがランダムに
配置されることになる。このため分配された2値化誤差
の影響にかかわらず、均一な入力濃度を持つ領域中に境
界が発生するのを防止することができる。
【0013】上記2値化処理手段は、例えば、補正入力
濃度演算手段が周辺画素から分配された2値化誤差和に
より上記中間調画像の各画素の濃度を補正して補正入力
濃度を求め、出力濃度決定手段が上記補正入力濃度演算
手段によって求められた補正入力濃度と閾値とを比較し
て各画素の出力濃度を決定し、2値化誤差演算手段が上
記出力濃度決定手段により決定された出力濃度と上記補
正入力濃度演算手段により求められた補正入力濃度とか
ら各画素で発生した2値化誤差を演算し、2値化誤差分
配手段が上記2値化誤差を重み付けして周辺画素に分配
することにより実現される。
【0014】上記閾値設定手段は、例えば、閾値算出手
段が、乱数発生手段により発生した乱数を標準閾値に加
算して、上記閾値を求めることにより実現される。
【0015】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。図1は、本発明における一実施例を
具体化した画像処理回路1を示すブロック図である。本
実施例における誤差拡散処理を行う画像処理回路1は、
コンピュータとして構成されており、入力データに所要
の演算処理を施すものである。この画像処理回路1は、
ディジタル電気信号で入力された中間調の原画像情報の
一部を記憶する原画像記憶装置(画像メモリ)3と、各
計算結果を格納するRAM5と、ROM7と、RAM5
を用いて各種画像処理を行うCPU9と、誤差拡散処理
後のデータを記憶する出力画像記憶装置(画像メモリ)
11と、乱数発生回路12と、により構成されている。
【0016】前記ROM7には、画像処理プログラムや
周辺画素の2値化誤差の分配に対する重み付けの係数マ
トリクスや標準閾値T0 などが記憶されている。撮像装
置や既に撮影された画像データを記憶する外部記憶装置
等の画像入力手段(図示しない)から入力された原画像
の中間調画像データは、バス13を介して原画像記憶装
置3に記憶される。原画像データの入力は、1画素毎で
も、1ライン毎でも、また、1画面分送られても構わな
い。この格納された中間調画像情報に対して、CPU9
がROM7内の画像処理プログラムや上記マトリクス等
のデータを用いて閾値算出処理及び誤差拡散処理を行
う。
【0017】以下に、図2,図3を参照して、誤差拡散
処理にて補正入力濃度及び閾値を計算して出力値を決定
する手順を説明する。なお、中間調の原画像データの階
調数は、0〜255の256階調であるとする。図2
は、本実施例における2値化処理の処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【0018】まず、画像入力手段によって入力された原
画像データが格納された原画像記憶装置3から、最初の
注目画素の入力濃度Ix,yを取り出す(S10)。更に
ROM7から標準閾値T0を取り出す(S15)。次
に、式1のごとく、入力濃度Ix,yに、注目画素に周辺
画素から分配された周辺画素における2値化誤差の重み
付け誤差和Eを加算し、補正入力濃度I′x,yを計算す
る(S20)。
【0019】
【数1】
【0020】この誤差和Eは、今回の注目画素の処理以
前に処理された画素における、後述するステップS11
0での2値化誤差の分配により、各画素の2値化誤差記
憶用バッファ内に蓄積されて既に得られている値であ
る。次に、乱数発生回路12により、所定範囲の乱数R
を発生させる(S30)。本実施例における乱数発生回
路12により出力される乱数Rは、標準閾値T0=12
8として、R=−32〜32の範囲の値をとるものとす
る。R=−32〜32という値は調節することができる
が、閾値が負の値になったり、入力濃度の最大値より大
きくならないような値の範囲にする。もし、閾値が負の
値となると、入力濃度値が0である一様な領域にもかか
わらず記録画素が発生してしまうことがあり、逆に閾値
が入力濃度の最大値より大きくなると、入力濃度値が2
55である一様な領域にもかかわらず非記録画素が発生
してしまうことがあり、そのような現象を防止するため
である。
【0021】尚、上記乱数Rの発生範囲は、標準閾値T
0=128であれば、±20〜±64程度が好ましい。
T0に対する割合で言えば、±T0×20/128〜±T
0×64/128の範囲が好ましい。次に発生した乱数
Rを式2のごとく標準閾値に加算し、今回の注目画素に
対する閾値Tを決定する(S40)。
【0022】
【数2】
【0023】ここで、上記閾値Tと補正入力濃度I′x,
yを比較して(S50)、2値となる出力濃度Ieの値を
決定する(S60,S70)。I′x,y≧Tの場合には
出力濃度Ieが一方の値である「255」となり(S6
0)、I′x,y<Tの場合には出力濃度Ieは他方の値で
ある「0」となる(S70)。このようにして決定され
た出力濃度Ieを出力画像記憶装置11に格納する(S
80)。
【0024】次に、注目画素で発生した2値化誤差eを
求める(S90)。2値化誤差eは、式3に示すごと
く、上記補正入力濃度I′から出力濃度Ieを引いたも
のである。
【0025】
【数3】
【0026】この注目画素の2値化誤差eを、周辺画素
に分配するために、まず、ROM7から、式4に示す重
み付け係数マトリクスαを読み出す(S100)。この
重み付け係数マトリクスαを用いて、周辺画素に注目画
素に発生した2値化誤差を分配する(S110)。即
ち、「*」で表される注目画素に対して図3に示すごと
くの位置関係にある係数値を、重み付け係数マトリクス
αの各要素と全要素の合計との比から得て、注目画素の
2値化誤差に乗算し、該当する位置の画素の2値化誤差
記憶用のバッファに加算する。
【0027】
【数4】
【0028】例えば、注目画素の右隣の画素について
は、重み付け係数として「7/48(式4のマトリクス
αの「*」の右隣の要素/全要素の合計)」が得られ、
その結果右隣の画素についてはe×7/48が加算され
ることになる。こうして、座標(x,y)の位置の画素
の処理が終了し、次の未処理の画素が存在するか否かが
判定され(S120)、存在すれば、次の座標の画素が
注目画素として設定されて(S130)、上述した処理
が繰り返される。
【0029】尚、画素の処理順序は、最上ラインの左の
画素から水平方向右へ処理し、同じ処理を順次、一ライ
ンずつ下に移して行くことにより、最後に右下の画素の
処理となる順序である。そして、すべての画素について
上述した処理が実行されれば、2値化処理を終了する。
【0030】本実施例は上述したごとく、誤差拡散法に
おいて、2値化の閾値をランダムに設定することによ
り、誤差拡散法により2値化された出力画像における出
力濃度が0の画素と、出力濃度が255の画素とがラン
ダムに配置されることになる。このため分配された2値
化誤差の影響にかかわらず、均一な入力濃度を持つ領域
中に境界が発生するのを防止することができる。
【0031】上記実施例において、ステップS20が補
正入力濃度演算手段としての処理に該当し、ステップS
50,S60,S70が出力濃度決定手段としての処理
に該当し、ステップS90が2値化誤差演算手段として
の処理に該当し、ステップS110が2値化誤差分配手
段としての処理に該当し、乱数発生回路12が乱数発生
手段に該当し、ステップS40が閾値算出手段としての
処理に該当する。
【0032】[その他]上記実施例のステップS30で
は、乱数を乱数発生回路12により得ていたが、CPU
9内での乱数発生演算処理により、乱数を得ても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施例の画像処理回路を示すブロック図で
ある。
【図2】 その2値化処理のフローチャートである。
【図3】 誤差配分処理における注目画素と周辺画素と
の関係を示す説明図である。
【図4】 均一な同一濃度領域における誤差拡散法によ
る2値化処理後の画素分布パターンの違いを示す説明図
である。
【符号の説明】
1…画像処理回路 3…原画像記憶装置 5…
RAM 7…ROM 9…CPU 11…出力画像記憶装
置 12…乱数発生回路 13…バス
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/40 103 A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中間調画像を2値化して疑似中間調の画像
    データを作成する画像処理装置において、 上記中間調画像の各画素の濃度を誤差拡散法により2値
    化する2値化処理手段と、 上記2値化処理手段にて用いられる2値化のための閾値
    を画素毎にランダムに設定する閾値設定手段と、 を備えたことを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】上記2値化処理手段は、 周辺画素から分配された2値化誤差和により上記中間調
    画像の各画素の濃度を補正して補正入力濃度を求める補
    正入力濃度演算手段と、 上記補正入力濃度演算手段によって求められた補正入力
    濃度と閾値とを比較して各画素の出力濃度を決定する出
    力濃度決定手段と、 上記出力濃度決定手段により決定された出力濃度と上記
    補正入力濃度演算手段により求められた補正入力濃度と
    から各画素で発生した2値化誤差を演算する2値化誤差
    演算手段と、 上記2値化誤差を重み付けして周辺画素に分配する2値
    化誤差分配手段と、 を備えたことを特徴とする請求項1記載の画像処理装
    置。
  3. 【請求項3】上記閾値設定手段は、 乱数発生手段と、 上記乱数発生手段により発生した乱数を標準閾値に加算
    して、上記閾値を求める閾値算出手段と、 を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の画像
    処理装置。
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