JPH08305330A - 誤差拡散方法・誤差拡散装置及び中間調処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズを含む信号を誤差拡散すると、その出
力の色値が変化する。 【解決手段】 各々が成分画素にて構成される連続画像
を誤差拡散する際、画素の各々に対して、現在の誤差拡
散値を決定し、画素に対する前の出力値方向への移動で
ある境界誤差拡散値を生成するために、現在の誤差拡散
値の各々に誤差マージンを付加する。そして、境界誤差
拡散値に最も近い可能性のある出力値を決定するために
境界誤差拡散値を使用し、最も近い可能性のある出力値
と誤差拡散値との差を周辺画素に誤差拡散する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像処
理、特に誤差拡散法を使用した連続階調画像をデジタル
中間調処理する誤差拡散方法・誤差拡散装置及び中間調
処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】デジタル中間調処理は、連続階調の入力
画像から中間調の出力画像を得るためにデジタル画像処
理を使用する技術であり、デジタルのカラー画像中間調
処理においては、連続階調のカラー画像が、例えば、ス
キャナにてサンプリングされ、そのサンプルがデジタル
化された後、コンピュータ装置に格納される。フルカラ
ーシステムでは、デジタル化されたサンプルあるいは画
素は、個々に２値表現された画像の色成分にて構成され
る。例えば、多くの表示装置にて使用される公知の赤、
緑、青（ＲＧＢ）表色系では、デジタル化されたサンプ
ルあるいは画素は、それぞれが赤、緑、青のスキャンさ
れた色値を示す３つの２値表現にて構成される。これら
の２値表現は、その典型的な値として、各色について０
から２５５の範囲にあり、各色８ビット、すなわち１画
素を表現するのに２４ビット構成となる。

【０００３】標準的なＣＲＴ表示装置は、その画素の各
色成分についての多数の組み合わせにて各画素を表示す
る。従って、ＣＲＴ表示装置では、各画素の各色成分に
対して、とり得る２５６の値を格納することが必要とな
る。他の出力装置、例えば、プリンタや強誘電性液晶デ
ィスプレイのような表示装置では、各出力色に対して限
定された数の色や輝度値を表示できるだけとする設計が
しばしば行なわれる。そこで、このような装置で出力表
示を行なう際には、出力画像において、出力可能な色を
適度に分散させて、マルチレベルカラー感覚を創出する
必要がある。

【０００４】図１に示すように、例えば、最初の例とし
ての表示装置の各画素１は、赤、緑、青、白の色値（Ｒ
ＧＢＷ）を表示でき、各色値は、完全なオン状態、ある
いは完全なオフ状態をとるとした場合、各色成分の値に
て２色の内の１色を表示でき、そのような画素にて表示
される色の総計は、２×２×２×２＝１６色となる。ま
た、２つ目の例としては、各画素が２色の内の１色、す
なわち黒か白のいずれかを表示できる白黒のラスター表
示装置がある。

【０００５】ここで、図２を参照すると、各画素が限ら
れた数の色のみを表示できる表示部３上において、格納
された画像２を表示したい場合、画像２を表示部３に表
示できるよう変換するため、誤差拡散４のような中間調
処理を使用する必要がある。

【０００６】良く知られた中間調処理に誤差拡散がある
が、誤差拡散の原型はフロイド(Floyd)とスタインバー
グ(Steinberg)にて開発され、それは、情報表示学会の
１９７５年シンポジウムダイジェストの技術文献１９７
５の３５ページに、「空間グレースケールに対する適応
アルゴリズム」として発行された。

【０００７】図３を参照して、最初にモノクロ画像の表
示を参考にフロイドとスタインバーグの方法を説明す
る。モノクロシステムでは、画素群７の各画素６が、黒
か白の表示をする。入力画像が２５５の表示レベルを有
するとした場合、オン値あるいはオフ値を表示するか否
かの決定をしなければならない。図４に示すような標準
的な誤差拡散においては、入力値が０から１２８の間に
あるときに、出力値として０あるいはオフが表示され、
入力値が１２８から２５５の間にあるときに、出力値と
して１あるいはオンが表示される。この標準的な誤差拡
散では、注目画素に対する誤差値ｅijが抽出され、この
誤差値が入力値と選択された最も近い値との差になる。

【０００８】図３に示すように、この誤差値ｅijの部分
が、まだ出力されていない周辺画素に拡散される。この
誤差を拡散するための様々な方法が知られているが、図
３は、その方法の１つとして、誤差の２／８を画素８の
値に加え、誤差の１／８を画素９の値に加え、誤差の１
／８を画素１０の値に加え、誤差の２／８を画素１１の
値に加え、誤差の１／８を画素１２の値に加え、そし
て、誤差の１／８を画素１３の値に加える場合を示す。
これは、出力画像の数画素に誤差を散らす、つまり「拡
散」する効果を有する。誤差拡散処理の様々な形態や変
形を広範囲に渡って調査したものが、アリクニ(Ulichne
y)による「デジタル中間調処理」として、１９９１年に
ＭＩＴ出版から標準的な教科書に出ている。

【０００９】カラー出力表示に関して、フルカラー画像
の誤差拡散として最初に知られた方法は、独立して各出
力色に誤差拡散を行なうことである。それに代わるもの
として、３次元の色に誤差拡散を展開するという、より
良い方法が、一般に「ベクトル誤差拡散」として知られ
るようになり、それは、以下の論文を含むいくつかの論
文に掲載されている。 （１）「フレームバッファディスプレイのためのカラー
画像の量子化」、ポールヘックバート(Paul Heckber
t)、‘コンピュータグラフィックス’の第１６巻、Ｎ
ｏ．３、１９８２年７月発行の２９７〜３０４ページ （２）ＩＢＭの技術開示公報の第２９巻、Ｎｏ．３、１
９８６年８月、１３２９〜１３３４ページ （３）「ベクトル誤差拡散によるカラーデジタル中間調
処理」と題した米国特許第５，０７０，４１３号、サリ
バン等(Sullivan et al.)による ベクトル誤差拡散処理では、異なる出力色値が３次元の
色空間にマッピングされる。この誤差拡散処理は、次
に、３次元の色空間において、与えられた入力値に最も
近い可能性のある出力値を探して処理を進める。そこ
で、ベクトルの差は、現在の色値と３次元感覚における
最も近い可能性のある出力色値との差として決定され
る。このベクトルの差は、次に、通常のフロイドとスタ
インバーグの方法を使って隣接画素に拡散される。図１
に示す例を参照した場合、画素１のとり得る１６の色値
が、対応する３次元の値にマッピングされる。各入力画
素は、次に、最も近い３次元の値と隣接画素に拡散され
る誤差を決定するために処理される。なお、この処理
は、以降の本発明の実施の形態を参照して、さらに説明
する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
誤差拡散処理やその３次元の変形は、入力画像がビデオ
であったり、あるいは、動いたりノイズ性を有するよう
な他の形態をとるものである場合、満足な結果をもたら
さないことが分かっている。例えば、図５は、テレビ信
号を表示するために画素ごとに限られた数の色を有する
表示部３を使用した初期の構成を示す。このようなシス
テムへの１つのアプローチは、所望のテレビ信号１６以
外の信号を除去するよう設計された受信部１５に信号を
入れることである。そして、アナログのテレビ信号１６
は、アナログ／デジタル変換部１７に入力され、そこ
で、対応するデジタル形式に変換される。しかし、ここ
で生成されたデジタル信号は、それに付随する、あるレ
ベルのノイズを有している。この画像信号は、次に表示
部３に表示される前に、上述した方法にて誤差拡散部４
にて誤差拡散される。なお、テレビ信号１６は、通常の
速度、例えば、毎秒３２フレームでアナログ／デジタル
変換部に画像を送る。

【００１１】信号１６に付随するノイズは、あるフレー
ムから次のフレームにおいて、種々の画素の色値をわず
かながら変化させてしまう。このようなノイズを含む信
号が誤差拡散部４にて誤差拡散されると、この誤差拡散
処理による出力は、あるフレームから次のフレームにお
いてわずかな変化を被りやすく、これにより画素値が、
認識でき、気が散る程の速さでオン、オフすることが分
かっている。この問題は、特に、非常にゆっくり輝度が
変化する領域にて顕著であり、「閃光ノイズ(sparkling
noise)」、「ダンシングドット(dancing dots)」、
「まばたき(twinkle)」とさまざまに表現される。この
影響により、個々の画素値は素早く変わるが、全体の色
は実質的には一定となる領域が生まれる。そこで、この
問題は、ビデオ信号を表示するモノクロ及びフルカラー
両方の表示出力装置に等しく当てはまることは、当業者
には明らかである。

【００１２】本発明の目的は、上記の問題を実質的に除
去できる誤差拡散方法・誤差拡散装置及び中間調処理方
法を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、連続画像を誤差拡散する誤差拡散方法に
おいて、画像の不変領域における出力画素を該出力画素
の前の出力値の方へ偏らせる。

【００１４】また、他の発明は、各々が成分画素にて構
成される連続画像を誤差拡散する誤差拡散方法であっ
て、前記画素の各々に対して、前記画素に対する現在の
誤差拡散値を決定する工程と、前記画素に対する前の出
力値方向への移動である境界誤差拡散値を生成するため
に、前記現在の誤差拡散値の各々に誤差マージンを付加
する工程と、前記境界誤差拡散値に最も近い可能性のあ
る出力値を決定するために該境界誤差拡散値を使用する
工程と、前記最も近い可能性のある出力値と前記誤差拡
散値の差を周辺画素に誤差拡散する工程とを備える。

【００１５】他の発明は、連続画像を誤差拡散する誤差
拡散方法において、第１の周辺画素の拡散誤差値に応じ
て各画素の入力色値の誤差訂正を行なう工程と、対応す
る画素に対して前もって出力された表示可能な色値につ
いての勢力領域を拡張することで、表示可能な色値の１
あるいはそれ以上のマッピングを修正する工程と、前記
１あるいはそれ以上の修正されたマッピングより、前記
対応する画素に対する出力色値として、隣接する最も近
い表示可能な色値を選択する工程と、前記誤差訂正され
た入力色値と前記出力色値の差を第２の周辺画素に拡散
する工程とを備える。

【００１６】さらに他の発明は、各々が連続画素にて構
成される連続画像を誤差拡散する誤差拡散装置におい
て、注目画素に対する前の色出力値を格納するフレーム
バッファ手段と、注目画素に対する訂正された所望の色
値を決定する訂正誤差拡散値決定手段と、前記フレーム
バッファ手段と前記訂正誤差拡散値決定手段の両方に接
続され、前記画素に対する前記前の色出力値の方向に所
定マージンで相殺して、前記訂正された所望の色値に最
も近い可能性のある出力値を決定する境界出力値決定手
段と、前記訂正誤差拡散値決定手段と前記境界出力値決
定手段の両方に接続され、前記最も近い可能性のある出
力値と前記訂正された所望の色値との差を決定し、ま
た、所定の誤差拡散法に従って、周辺画素に対する訂正
された所望の色値を形成するために、周辺画素に前記誤
差を拡散する誤差拡散手段とを備える。

【００１７】さらに他の発明は、各々が複数の画素から
なる連続画像をデジタル中間調処理する中間調処理方法
において、前もって演算した周辺画素の誤差値に基づい
て注目画素の入力色値を修正する工程と、前記注目画素
の前記誤差訂正して入力した色値に従う出力色値、及び
該注目画素について前もって出力した出力色値として、
隣接する最も近い表示可能な色値を決定し、該隣接する
最も近い表示可能な色値の選択を、前もって出力した出
力色値に偏らせて行なう工程と、前記誤差訂正して入力
した色値及び前記注目画素に対する前記出力色値に従っ
て、該注目画素の周辺画素の誤差値を決定する工程とを
備える。

【００１８】また、他の発明は、前記隣接する最も近い
表示可能な色値を決定する工程が、さらに、前記注目画
素に対して前もって出力した出力色値について、前記誤
差訂正して入力した色値に対して表示可能な色値の選択
を偏らせるために、マージンＭにて、前の出力色値に対
する表示可能な色値のマッピングを修正する工程を備え
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態は、上
記の「閃光ノイズ」の性質を解明した結果を示すもので
あり、誤差拡散処理は、水平に３分の１の傾斜にて、
「波面」のように表示スクリーンあるいは出力装置上を
伝搬していくものと考えられ、この傾斜は、使用する個
々の誤差拡散のマスクに依存する。この波面は、図６に
モノクロムの場合が示されており、図６は、図３にその
概略が示される方法に従って、注目画素２０が、その誤
差を周辺画素に拡散させる様子、また、この方法の等価
的な波面２１を示す。この波面２１は、その伝搬方向に
速度要素(velocity component)２２を有する。

【００２０】波面が一定色領域、あるいは輝度の変化の
遅い領域を動くと、拡散する誤差が蓄積する。この誤差
がある許容量に達すると、画素がオンとなり誤差が減少
する。図７は、この処理をグラフ化したもので、ここで
は誤差２３が、それがしきい値２４に達するまで蓄積さ
れる。誤差が蓄積される間は、対応する画素２６はオフ
のままである。そして、一旦しきい値２４を越えると、
画素２７はオンとなる。これにより、蓄積した誤差が負
（符号２９）になり、そこですぐに処理が繰り返される
（符号３０）。なお、図７は、一方向かつ単一色に対す
る、この処理の簡略化した例を示すもので、この色の輝
度は低い。

【００２１】図７に示すように、誤差の蓄積及び画素の
オンは、輝度の変化が遅い領域において、事実上、周期
的な様相を呈する。実際の周期は、その領域の輝度にて
決まる。しかし、この周期的な動作の‘フェーズ’は、
どちらかというと、画像におけるかなり前の事象によっ
て任意に決定される。生成された閃光ノイズは、フェー
ズの変化の結果のように見える。画像の先端におけるわ
ずかな変化により、画像全体のフェーズを変えうる連鎖
反応が開始される。このように、フェーズは非常に不安
定であり、入力信号中のノイズは避けきれないので、こ
れにより、誤差拡散処理が閃光ノイズを有する出力を生
むことになる。

【００２２】この好適な実施の形態では、誤差拡散処理
のフェーズを‘固定’したり‘固める’ことで閃光ノイ
ズが実質的に減少させているので、画像の、ある部分に
おける変化が、その画像の他の部分におけるフェーズを
変化させることにはならない。これを実行する１つの方
法は、前の画素のために特定の画素に対してオンとオフ
の選択にバイアスをかけることである。この方法は、中
間調のノイズ信号が前フレームの中間調ノイズと並ぶま
で、中間調ノイズを‘引き出す’効果がある。この引き
出しにより、わずかばかり画像品質の低下がある。

【００２３】図８には、モノクロの場合の安定した誤差
拡散処理の実施の形態を示している。図８の実施の形態
では、以前は１２８という値で安定していたしきい値
が、その画素についての前の中間調の結果に応じて変わ
る。符号３２で示す最初の例では、注目画素についての
以前の結果は０であり、０と１２８＋Ｍの間にある注目
画素の誤差拡散入力値は、どんなものでも出力値０、つ
まり‘オフ’にマッピングされ、１２８＋Ｍと２５５の
間にある注目画素の誤差拡散入力値は、どんなものでも
中間調出力値１、つまり‘オン’にマッピングされる。
同様に、符号３３で示される第２の例では、注目画素に
ついての以前の結果は１、つまり‘オン’であり、０と
１２８−Ｍの範囲にある注目画素の誤差拡散入力値は、
どんなものでも出力値０にマッピングされ、１２８−Ｍ
と２５５の範囲の誤差拡散入力値は、どんなものでも出
力値１にマッピングされる。

【００２４】マージン値Ｍは、その誤差拡散処理に要求
される安定性に応じて変わる。Ｍの値が大きければ大き
いほど、誤差拡散処理が安定するが、それによる画像品
質の低下は大きくなる。言うまでもなく、選択されたＭ
の値は、本出願人にて実行された、１つの特異な実験に
おいて安定しているとされた３２という値を有する入力
信号に関連する特定のノイズに依拠する。このマージン
値Ｍの使用は、マージンＭが現在の中間調出力をその前
の中間調出力の値へ偏らせるにつれ、続けて同じ中間調
値を２回選択する確率を増加させる。

【００２５】上述の安定した誤差拡散処理は、３次元の
色に拡張できる。図９は、図１に示す画素構成を有す
る、表示可能な色の近似色空間を示し、可能な画素値
が、３次元ＲＧＢ色空間３５に座標表示され、可能な色
出力である１６個の点、例えば３６にて構成される。各
点は、その画素の赤、緑、青、白成分がオンとなってい
るか否かを示す指数（ＲＧＢＷ）にて示される。例え
ば、点３６においては、どの成分もオンしておらず、点
３７では、赤を除いて、すべての色成分がオンしてい
る。

【００２６】上述の従来の出版論文に示された３次元の
誤差拡散処理では、点３６が、値０のＲＧＢ成分を有す
る点を示す入力空間の（０，０，０）の位置と見なさ
れ、点３８は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各成分が最大である点を示
す値（２５５，２５５，２５５）をとると見なされてい
る。この方法は、可能な入力値のすべての組み合わせに
対して適用することができる。このことは、図１０に図
式的に示されており、そこでは、図９に示す出力色空間
の立方体に重ねられた入力立方体３９の色空間が示され
ている。入力色空間の末端、例えば、点３４のような点
についても、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の形式にて、対応する入力
成分画素値が示されており、点３４は、赤成分として２
５５、緑成分として２５５、青成分として０を有する。

【００２７】その他の可能な出力色の組み合わせは、例
えば、点３７に関しては、測色計を使用して測定し、点
３６，３８のような端点の出力色に対して、その測色計
での測定を比較する。これらの測定から、入力画像の入
力空間に関して、点３７に対応する値が得られる。次の
ステップは、各可能な入力値に対して、最も近い可能性
のある表示できる点を得るものになる。ヘックバート
は、その論文の中でこの方法に詳細に言及しており、そ
れゆえ、ここでは繰り返さない。

【００２８】しかし、例えば、断面３９でマークされた
点に対応する値は、上記の技術に従って、隣接する画素
に拡散された誤差を有する出力点３６にマッピングされ
る。よって、各可能な入力点に対して最も近い出力点を
決定するテーブルを作成できる。そこで、与えられた入
力点に対して最も近い出力点を探す際に参照するテーブ
ルであるルックアップテーブルを使用することで、３次
元の誤差拡散処理を実行できる。そして、最も近い出力
点が決定されると、周辺画素への拡散に使われる差、あ
るいは誤差計測値を見つけるために、相互に２点が引き
出される。この処理において、各可能な出力点は「勢力
領域(region of influence)」を有し、入力点がその領
域に入り込むと、それらの点は領域の出力点に引き込ま
れる。

【００２９】３次元においては、この勢力領域は、３次
元のルックアップテーブル内において凸多角形となる。
この領域は図１１に示されており、図１１は、図９のＡ
―Ａ線を介して見た切断面に対応するルックアップテー
ブルの断面を示している。図１１では、可能な出力点、
例えば３６、及びその勢力領域、例えば領域４１が、２
次元の切断面として示されている。この領域４１に入る
どのような誤差拡散入力値も、出力値３６を表示させ、
また、２つの値の誤差を周辺画素に拡散させる。

【００３０】安定した誤差拡散の原理を３次元に拡張す
る一つの方法は、連続するテーブルを格納することであ
り、各可能な前の出力値ごとに１つのテーブルがあるこ
とである。従って、ある強さの色成分を有する注目画素
に対して、その画素の前の出力値に対応するテーブル
が、上述の方法に応じて使用される。重要なことは、各
テーブルが、前の出力値領域の勢力領域を拡張するため
に、処理に当てられることである。例えば、図１２〜図
１９は、図１１の断面に対応するテーブル内のすべての
領域に対して、この拡張処理を行なった例を示してお
り、図１２では、図１１に比べて、領域４１が拡張され
ている。この領域は、注目画素の位置に対する前の出力
値が出力値３６であるときに使用できる。同様に、図１
３においては領域４２が拡張され、前の出力値が点３７
における値であったときに、最適使用される。この方法
は、各テーブルに対して繰り返され、例えば、図１４に
おいて領域４３が拡張され、図１５では領域４４、図１
６では領域４５が、図１７では領域４６が、図１８では
領域４７が、そして、図１９では領域４８が拡張され
る。なお、言うまでもなく、図１２〜図１９には、２次
元のみでの例を示したが、拡張処理は、実際は３次元に
おいても行なえる。

【００３１】上記の方法を表示システムに組み込むため
には、前フレームの画素値を蓄積する必要がある。これ
は、コンピュータグラフィックスの分野における当業者
には公知である、フレームバッファ技術を用いることで
達成できる。

【００３２】図２０に、受信部１５、アナログ／デジタ
ル変換部１７、そして、従来より用いられているものと
同じ形態をとる表示部３を有する例としてのシステム５
０を示す。フレームバッファ５１は、通常の方法にて表
示部３に表示される出力画素を格納し、これらの画素
は、安定誤差拡散部５２から出力される。この安定誤差
拡散部５２からの出力フォーマットは、図４に示す誤差
拡散部と同じにできる。この安定誤差拡散部５２は、ア
ナログ／デジタル変換部１７からの入力画素値５５を読
むだけでなく、画像中の注目画素に対する前の出力値に
対応するフレームバッファ５１から画素値５３を読む。
上述のように、フレームバッファ５１から読み出した前
画素出力は、安定誤差拡散部５２の適性ルックアップテ
ーブルを決定するために使用される。そして、フレーム
バッファ５１は、ダブルバッファ形式にできる。あるい
は、フレームバッファ５１へ入力される画素を正しく扱
うことで、画素が表示部３に出力され、安定誤差拡散部
５２に戻されるので、重複したバッファリングを回避で
きる。

【００３３】図２１に、図２０に示す安定誤差拡散部５
２がとり得る一構成を示す。アナログ／デジタル変換部
１７からＲＧＢ画素値５５が入力され、訂正誤差拡散部
５７にて、前もって算出した周辺誤差（後述する）をこ
れらに加えることで、最初の変換が行なわれる。訂正誤
差拡散部５７は、単に、同一ラインの誤差ステージング
部５８からのこれらの誤差を加え、訂正された誤差拡散
色値５９は、表示可能な最も近い周辺画素を決定するの
に使用される、連続するＲＯＭ参照用テーブル６０への
アドレスとして出力される。テーブル６０は、図８〜図
１９を参照して説明した上記の方法に対応させて用意す
る。修正された誤差拡散色値５９は、例えば、テーブル
６０への３次元指標として使用され、それにより、出力
について１６の可能な組み合わせの一つに対応する、図
１に示す画素フォーマットの出力パターンを示す、例え
ば、４ビット出力６１が生成される。テーブル６０の各
々からの出力６１は、マルチプレクサ６２の入力に供給
され、このマルチプレクサ６２への制御入力は、フレー
ムバッファ５１（図２０）から読み込んだ前入力５３よ
りなる。これらの制御入力は、出力６３を選択するため
に使用されるので、所望の値の前出力を有する画素のた
めに用意されたテーブル６０より、確実に出力６３が引
き出されることになる。

【００３４】４ビット出力６３は、また、ルックアップ
テーブル６４へのテーブル参照入力として使用され、こ
のルックアップテーブル６４は、図１の画素１の出力色
の、あるパターンに対応する４ビット入力を、対応させ
て決定した、その画素の出力光度のＲＧＢ成分に変換す
る。ＲＧＢ出力成分６６は、修正された誤差拡散色値５
９とともに誤差決定部６７に送られ、この誤差決定部６
７は、２つの色成分を相互に引き出して、色表示出力６
３と修正された誤差色値５９との差である全体の色誤差
６８を生成する。この出力６８は、図３に対応させて誤
差を拡散するように構成された誤差拡散部６９に送出さ
れる。言うまでもなく、本実施の形態では、図３に示す
誤差拡散とは異なる他の誤差拡散形態でもよい。

【００３５】誤差蓄積部７０は、次のライン及び現在の
ラインの両方に対して誤差を蓄積するものであり、この
誤差蓄積部７０は、各ラインの終わりで入れ換えられる
２つのバッファにて構成される。さらに、次ラインバッ
ファは、この入換え終了後、各ラインの終わりで照準と
なる。そして、誤差拡散部６９からの誤差は、蓄積部７
０内の次のラインバッファにおいて、対応する画素位置
に加えられる。同時に、次画素の誤差値が同一ラインの
誤差ステージング部５８にて誤差蓄積部から読み出さ
れ、そこでは、誤差拡散部６９にて誤差拡散された、対
応する前画素誤差に加算される。そこで、最終的な誤差
は、新規の訂正された誤差色値５９を形成するために次
の入力画素５５に加えられるよう、訂正誤差拡散部５７
に出力される。

【００３６】制御部７１は、誤差拡散部５２の様々な動
作をステージングする有限状態装置(a finite state ma
chine)にて構成され、要求される画素カウンタやライン
カウンタレジスタのようなレジスタを含む。

【００３７】安定誤差拡散部５２についての前述の記載
は、簡潔に説明することのみを目的としたもので、当業
者には、多くの画素が同時にその誤差を拡散できるよう
誤差拡散処理をパイプライン化することで、図２１に示
す設計を実質的に最適化できることが分かる。さらに、
図１９のシステムは、結果として誤差拡散部５２の基本
設計を変更することになる、いかなるバンド幅限定をも
想定していない。このようなバンド幅限定を有するシス
テムの一例として、本願出願人が出願した豪州特許出願
第５３１１２／９４号の「色表示システム」を参照され
たい。

【００３８】上述の方法及び装置の変形として、入力画
像及び／あるいはアナログ／デジタル変換部１７のノイ
ズ特性を計測することが考えられる。アナログ／デジタ
ル変換処理では、領域が異なればノイズ特性も異なるこ
とが、しばしば発見される。例えば、画像の暗い領域が
明るい領域よりもノイズが少ないという場合がそれであ
り、このような状況では、勢力領域の拡張度合いは、色
量についてその領域において感じとれるノイズの程度に
比例するように処理できる。この拡張度合いは、使用す
る特定の表示装置と関連して実験を通して最良のものが
見い出せる。

【００３９】さらに、本発明は、例えば、ビデオデータ
の表示の場合のように、誤差拡散された画像を繰り返し
表示する必要がある、限定された数の出力色を有する他
の表示装置にも展開できることは、当業者には明らかで
ある。

【００４０】ここでは、本発明の一実施の形態のみを説
明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当
業者には明らかな変形を行なうことができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
３次元の色空間において誤差拡散処理を実行し、複数の
色成分の出力値を決定する際に、前の画面の出力値を参
照することにより、特に各色独立で前の出力値を参照し
て２値化のしきい値を制御するのではなく、前の画面と
同じカラー出力結果が得られるよう、出力値を決定する
ための色空間内における領域の形状を変化させることに
より、簡単かつ高速にノイズの発生を抑えたカラー画像
を得ることができる。

【００４２】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術及び本実施の形態の両方に係る画素配
置の例を示す図である。

【図２】従来技術に係る誤差拡散処理を示す図である。

【図３】従来の誤差拡散処理を示す図である。

【図４】従来の誤差拡散処理の一部である、しきい値を
用いた処理を示す図である。

【図５】ビデオ信号等の誤差拡散に使用される際の従来
技術に係る誤差拡散を示す図である。

【図６】誤差拡散処理に本質的な波面を示す図である。

【図７】誤差拡散処理の周期的な性質を示す図である。

【図８】１次元における本実施の形態に係る定常誤差拡
散処理を示す図である。

【図９】３次元の色空間における、図１に示す画素配置
についての表示可能な出力色値を示す図である。

【図１０】本実施の形態における入力色値から出力色値
までの好適なマッピング形態を示す図である。

【図１１】図１０のＡ―Ａ線から見た断面に対して入力
／出力マッピング値の対応関係を示す図である。

【図１２】本実施の形態の方法による処理に従う３次元
の色空間に関するマッピング値を、図１１と同様の断面
に対して入力／出力する様子を示す図である。

【図１３】本実施の形態の方法による処理に従う３次元
の色空間に関するマッピング値を、図１１と同様の断面
に対して入力／出力する様子を示す図である。

【図１４】本実施の形態の方法による処理に従う３次元
の色空間に関するマッピング値を、図１１と同様の断面
に対して入力／出力する様子を示す図である。

【図１５】本実施の形態の方法による処理に従う３次元
の色空間に関するマッピング値を、図１１と同様の断面
に対して入力／出力する様子を示す図である。

【図１６】本実施の形態の方法による処理に従う３次元
の色空間に関するマッピング値を、図１１と同様の断面
に対して入力／出力する様子を示す図である。

【図１７】本実施の形態の方法による処理に従う３次元
の色空間に関するマッピング値を、図１１と同様の断面
に対して入力／出力する様子を示す図である。

【図１８】本実施の形態の方法による処理に従う３次元
の色空間に関するマッピング値を、図１１と同様の断面
に対して入力／出力する様子を示す図である。

【図１９】本実施の形態の方法による処理に従う３次元
の色空間に関するマッピング値を、図１１と同様の断面
に対して入力／出力する様子を示す図である。

【図２０】本実施の形態の方法を実行する好適な装置と
なるよう、図５の従来装置を適合化させたものを示す図
である。

【図２１】図２０の誤差拡散装置の回路構成を示す図で
ある。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続画像を誤差拡散する誤差拡散方法に
   おいて、 画像の不変領域における出力画素を該出力画素の前の出
   力値の方へ偏らせることを特徴とする誤差拡散方法。
2. 【請求項２】 各々が成分画素にて構成される連続画像
   を誤差拡散する誤差拡散方法であって、前記画素の各々
   に対して、 前記画素に対する現在の誤差拡散値を決定する工程と、 前記画素に対する前の出力値方向への移動である境界誤
   差拡散値を生成するために、前記現在の誤差拡散値の各
   々に誤差マージンを付加する工程と、 前記境界誤差拡散値に最も近い可能性のある出力値を決
   定するために該境界誤差拡散値を使用する工程と、 前記最も近い可能性のある出力値と前記誤差拡散値の差
   を周辺画素に誤差拡散する工程とを備えることを特徴と
   する誤差拡散方法。
3. 【請求項３】 前記画素の各々は、１つ以上の色成分を
   有することを特徴とする請求項２に記載の誤差拡散方
   法。
4. 【請求項４】 前記最も近い可能性のある出力値の決定
   は、３次元の出力空間において、前記境界誤差拡散値に
   最も近い可能性のある出力値を決定する工程からなるこ
   とを特徴とする請求項３に記載の誤差拡散方法。
5. 【請求項５】 前記誤差マージンは、実質的に前記画素
   の色成分の予測ノイズ成分に従って変化することを特徴
   とする請求項２に記載の誤差拡散方法。
6. 【請求項６】 連続画像を誤差拡散する誤差拡散方法に
   おいて、 第１の周辺画素の拡散誤差値に応じて各画素の入力色値
   の誤差訂正を行なう工程と、 対応する画素に対して前もって出力された表示可能な色
   値についての勢力領域を拡張することで、表示可能な色
   値の１あるいはそれ以上のマッピングを修正する工程
   と、 前記１あるいはそれ以上の修正されたマッピングより、
   前記対応する画素に対する出力色値として、隣接する最
   も近い表示可能な色値を選択する工程と、 前記誤差訂正された入力色値と前記出力色値の差を第２
   の周辺画素に拡散する工程とを備えることを特徴とする
   誤差拡散方法。
7. 【請求項７】 各々が連続画素にて構成される連続画像
   を誤差拡散する誤差拡散装置において、 注目画素に対する前の色出力値を格納するフレームバッ
   ファ手段と、 注目画素に対する訂正された所望の色値を決定する訂正
   誤差拡散値決定手段と、 前記フレームバッファ手段と前記訂正誤差拡散値決定手
   段の両方に接続され、前記画素に対する前記前の色出力
   値の方向に所定マージンで相殺して、前記訂正された所
   望の色値に最も近い可能性のある出力値を決定する境界
   出力値決定手段と、 前記訂正誤差拡散値決定手段と前記境界出力値決定手段
   の両方に接続され、前記最も近い可能性のある出力値と
   前記訂正された所望の色値との差を決定し、また、所定
   の誤差拡散法に従って、周辺画素に対する訂正された所
   望の色値を形成するために、周辺画素に前記誤差を拡散
   する誤差拡散手段とを備えることを特徴とする誤差拡散
   装置。
8. 【請求項８】 前記所定マージンは、前記注目画素の色
   値の予測されるノイズ成分に従って実質的に変化するこ
   とを特徴とする請求項７に記載の誤差拡散装置。
9. 【請求項９】 前記境界出力値決定手段は、候補となる
   最も近い可能性のある出力値を決定するための連続した
   ルックアップテーブルと、前記画素に対する前の色出力
   値に従って、最も近い可能性のある出力値を決定するテ
   ーブル選択手段とを含むことを特徴とする請求項７ある
   いは請求項８に記載の誤差拡散装置。
10. 【請求項１０】 各々が複数の画素からなる連続画像を
    デジタル中間調処理する中間調処理方法において、 前もって演算した周辺画素の誤差値に基づいて注目画素
    の入力色値を修正する工程と、 前記注目画素の前記誤差訂正して入力した色値に従う出
    力色値、及び該注目画素について前もって出力した出力
    色値として、隣接する最も近い表示可能な色値を決定
    し、該隣接する最も近い表示可能な色値の選択を、前も
    って出力した出力色値に偏らせて行なう工程と、 前記誤差訂正して入力した色値及び前記注目画素に対す
    る前記出力色値に従って、該注目画素の周辺画素の誤差
    値を決定する工程とを備えることを特徴とする中間調処
    理方法。
11. 【請求項１１】 前記隣接する最も近い表示可能な色値
    を決定する工程は、さらに、 前記注目画素に対して前もって出力した出力色値につい
    て、前記誤差訂正して入力した色値に対して表示可能な
    色値の選択を偏らせるために、マージンＭにて、前の出
    力色値に対する表示可能な色値のマッピングを修正する
    工程を備えることを特徴とする請求項１０に記載の中間
    調処理方法。
12. 【請求項１２】 画像処理を行なう誤差拡散装置におい
    て、 誤差訂正された入力色値を与えるために、前もって演算
    した周辺画素の誤差値に基づいて注目画素の入力色値を
    修正する入力誤差訂正手段と、 前記入力誤差訂正手段に接続され、前記誤差訂正された
    入力色値に基づいて前記注目画素についての出力色値、
    及び該注目画素について前もって出力した出力色値を、
    該注目画素について前もって出力した出力色値に対して
    現在の出力色値に偏らせて出力するマッピング手段と前
    記マッピング手段及び前記入力誤差訂正手段に接続さ
    れ、前記誤差訂正された入力色値と前記注目画素の出力
    色値の差に基づく該注目画素の誤差を周辺画素に拡散す
    る誤差拡散手段と、 前記誤差拡散手段と前記入力誤差訂正手段に接続され、
    前記周辺画素の拡散された誤差値を格納する誤差格納手
    段とを備えることを特徴とする誤差拡散装置。
13. 【請求項１３】 前記マッピング手段は、さらに、 表示可能な色値を供給するための１つあるいはそれ以上
    のルックアップテーブルと、 前記ルックアップテーブルに接続され、前記注目画素に
    対して前もって出力した出力色値に基づいて注目画素の
    出力色値を決定する多重手段とを備えることを特徴とす
    る請求項１２に記載の誤差拡散装置。