JPH09214758A

JPH09214758A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH09214758A
Application number: JP8037354A
Authority: JP
Inventors: Harunobu Miyashita; 晴信宮下
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1996-01-31
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】負の誤差が拡散蓄積されることによる悪影響
を除くための誤差累計値の決定を、誤差を分配する画素
数に関係なく一定の時間で行う。【解決手段】減算器５は２値化回路３に対する入力デ
ータと２値化データとの誤差を出力する。誤差データバ
ッファ６には周辺画素の誤差データが蓄積され、該誤差
データには重み付けがされた後、誤差累計回路７で周辺
画素の誤差データの和が算出される。補正器８では、誤
差累計値Ｔｅの正負の別、および濃度を示す入力データ
Ｐｉがドットを発生させる値であるか否かに基づいて第
２の重み付けを行う。入力データＰｉがドットを発生さ
せる値のとき、つまり注目画素の濃度が予定値よりも高
い場合は、第２の重み付けは前記誤差累計値の負の値の
絶対値が大きくならないように決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置に関
し、特に、多階調画像データを量子化して階調を伴った
画像を印刷記録する際に、誤差拡散法によって階調表現
を行う画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多階調画像データの各画素の濃度を単純
２値化する場合、表現可能な最大階調値Ｍと最小階調値
Ｌとの間に設けられているスレッショルド値Ｓと各画素
の濃度データとを比較し、前記濃度データの方がスレッ
ショルド値Ｓよりも大きい時にはドットを発生させるよ
うに処理をし、その反対に前記濃度データの方がスレッ
ショルド値Ｓよりも小さい時にはドットを発生させない
ように処理をしている。前記誤差拡散法のスレッショル
ド値Ｓは、通常、最大階調値Ｍの５０％（２５６階調の
表現を行う場合は１２８）付近に設定される。

【０００３】このような処理をすることにより、ドット
が発生される画素の階調は最大階調値Ｍになり、ドット
が発生されない画素の階調は最小階調値Ｌになる。通
常、最小階調値Ｌはゼロに設定される。

【０００４】上記２値化処理によれば、スレッショルド
Ｓと最小階調値Ｌとの間にある画像の濃度データ（ＤＡ
ＴＡ）の２値化データは（ＤＡＴＡ−Ｌ）の誤差を含
む。また、スレッショルドＳと最大階調値Ｍとの間にあ
る画像の濃度データの２値化データは（Ｍ−ＤＡＴＡ）
の誤差を含む。これらの誤差を周辺の画素に分配し、面
全体として元の画像データに近い階調表現を行う誤差拡
散法が知られている。

【０００５】濃度データＤＡＴＡがスレッショルドＳと
最小階調値Ｌとの間にある場合、誤差（ＤＡＴＡ−Ｌ）
は正の誤差であり、この誤差は周囲に分配され、周囲の
画素の濃度データに他の周囲画素から分配された誤差デ
ータとともに加算される。そして、誤差データの累計値
（本来の濃度データおよび周囲の画素から分配された誤
差データの合計値）がスレッショルド値Ｓを超えた時点
でドットが発生され、過去の誤差は打ち消される。

【０００６】一方、濃度データＤＡＴＡがスレッショル
ドＳと最大階調値Ｍとの間にある場合、誤差（Ｍ−ＤＡ
ＴＡ）は負の誤差であり、この誤差の分だけ本来の濃度
よりも濃い（階調の高い）ドットが発生される。そこ
で、この場合は、周囲の画素の濃度は本来のものよりも
下げて、結果的に、一定のエリア全体では本来の濃度に
近くなるように誤差の分配を行う。すなわち、前記負の
誤差を周囲の画素に分配することにより、分配された誤
差が周囲の画素の濃度データに加算されて該周囲の画素
の濃度が下げられる。

【０００７】上記のように、正の誤差と負の誤差とを同
等に取り扱うと、面全体の平均濃度は保持されるが、視
覚に訴える感じは実際と異なり、違和感を生じさせる。
視覚的に違和感を生じさせないためには、注目画素付近
の比較的狭い範囲の濃度を忠実に再現する必要がある
が、上述の誤差拡散法では全体の濃度が平均化されるだ
けである。

【０００８】例えば、図８（ａ）に示すような２本の長
い縦線ａ，ｂを印字する場合、実際には縦線ａの濃度が
最大階調値Ｍとスレッショルド値Ｓとの間にあったとす
ると、この縦線ａを発生させたことにより、負の誤差が
右下方向に累積されていく。通常、画素の処理が左上か
ら右下方向に進行するためである。

【０００９】この累積誤差により、本来右の縦線ｂを発
生させるべき位置で、前記負の誤差の累積値が加算され
た結果、画素の濃度値がスレッショルド値Ｓより小さく
なることがある。このような場合、図８（ｂ）に示すよ
うに右下位置ではドットが発生されず線がとぎれるとい
う不具合が生じる。

【００１０】上記不具合が発生することを、具体的な数
値で示す。例えば、図９に示すようにｎ＝１列とｎ＝４
列に縦線を発生させる場合を想定する。各縦線の濃度を
２００、最大階調値Ｍを２５５、最小階調値Ｌを０とす
ると、画素Ａ、Ｄ、Ｇ、Ｊに線を発生することにより、
右下にいくほど負の誤差が拡大している（図１０の誤差
拡散量参照）。

【００１１】図１０において、各画素に対応する４行か
らなる数字の第１行目はその真上の画素から分配される
誤差の値を示し、第２行目は左上の画素から分配される
誤差の値を示し、第３行目は左の画素から分配される誤
差の値を示す。また、下１行目の括弧内の数字は上記３
つの誤差値の合計値である。なお、この例では、説明を
簡単にするため、右および下の画素へはそれぞれ４０％
の誤差を拡散し、斜め右下の画素へは２０％の誤差を拡
散している。

【００１２】図１０の数字から明らかなように、左方向
で実際の濃度より大きい値のドットを発生させた場合、
そのドット発生による誤差が右下に累積していき、右下
の位置ではドットを発生しにくくなる。

【００１３】前記負の誤差が拡散されて蓄積していくこ
とによる悪影響を除去するための誤差拡散方法および画
像処理装置が提案されている（特開平５−１５３３９８
号公報）。該方法および装置では、多値多階調画像デー
タの量子化誤差が正のときは分配計数を掛けたあと、そ
の値を分配先の累計値に加算する。これに対して、量子
化誤差が負のときは、誤差の累計値と分配する誤差とを
比較し、前記累計値の絶対値が大きい場合には誤差を加
算せず、その反対に、分配する誤差の法が大きい場合に
は分配先の累計値を前記分配する誤差で置き換えるもの
である。この処理によって分配する誤差が一定値に抑制
されるという効果が期待できる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
誤差拡散方法および画像処理装置では、次のような問題
点がある。すなわち、上述のように負の誤差が発生する
と、誤差を分配する画素のすべてに関し、分配先の誤差
累計値と分配する誤差とを比較して新しい誤差累積値を
決定する必要がある。そのために、誤差を分配する画素
が３つであれば、３回の比較が必要となり、誤差を分配
する画素が８つであれば、８回の比較が必要となる。こ
のように誤差を分配する画素が増えるとそれに伴って比
較の回数が増加して、処理に時間がかかるようになると
いう問題点がある。

【００１５】本発明は、上記の問題点を解消し、誤差を
分配する画素数に関係なく一定の時間で誤差累計値を決
定して、前記負の誤差が拡散蓄積されることによる悪影
響を除くことができる画像処理装置を提供することを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、注目画素の濃度を代表す
る多値データに補正値を加算して補正多値データを生成
する加算手段と、前記補正多値データを少なくとも１つ
のスレッショルド値によって該多値データよりも小さい
データに変換して出力するデータ変換手段と、前記デー
タ変換手段の入力データより出力データの方が小さいと
きは両データの差を正の誤差データとして生成し、前記
入力データより出力データの方が大きいときは両データ
の差を負の誤差データとして生成する誤差生成手段と、
予定の周辺画素に関して前記誤差データを保持するバッ
ファ手段と、前記周辺画素のそれぞれの誤差データに各
画素毎の予定の重み付けをした後、該誤差データの和を
生成する誤差累計手段と、前記注目画素の濃度を代表す
る多値データが予定値より大きく、かつ前記誤差データ
の和が負のときに、前記誤差データの和の負の値の絶対
値が小さくなるように該誤差データの和に第２の重み付
けをし、それを前記補正値として前記加算手段に供給す
る誤差データ補正手段とを具備した点に特徴がある。

【００１７】この特徴によれば、誤差生成手段よって、
例えば、前記データ変換手段で２値化されたデータに含
まれる誤差データが予定の周辺画素毎に生成される。こ
の誤差データは重み付けがされた後、その和が求められ
る。この和が注目画素の濃度を代表する多値データに加
算されるが、このとき、該注目画素の濃度が予定値より
も高い場合は、第２の重み付けがされて前記誤差データ
の負の値の絶対値が大きくならないようにする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態例に係る画
像処理装置の構成を示すブロック図である。同図におい
て、入力データＰｉは画像の濃度データであり、ここで
は８ビットデータで表現される２５６階調の多値データ
である。入力データＰｉは加算器１に入力され、後で詳
述する補正後の誤差累計値Ｔｅ´が該入力データＰｉに
加算される。リミッタ３は入力データを０ないし２５５
になるように修正するものであり、前記補正後の誤差累
計値Ｔｅ´と入力データＰｉとが加算された値Ｐｉｅが
０以下ならばその値を０に、２５５以上ならばその値を
２５５に修正して値Ｐｉ´を出力する。値Ｐｉｅが０〜
２５５の間ならばそのまま変化させることなく値Ｐｉ´
として出力する。

【００１９】２値化回路３では、前記リミッタの出力Ｐ
ｉ´をスレッショルド値Ｔと比較する。スレッショルド
値Ｔは画像の種類や希望する印字結果により任意に決定
できるが、ここでは１２７とする。そして、スレッショ
ルドＴ≧Ｐｉのときは２値データＰｏとして「０」を出
力し、Ｔ＜Ｐｉ´のときは２値データＰｏとして「１」
を出力する。

【００２０】２値データＰｏは誤差を検出するため多値
生成器４に供給される。多値生成器４は２値データＰｏ
として「０」が入力されると値Ｐｏ´として「０」を発
生する。一方、２値データＰｏとして「１」が入力され
ると値Ｐｏ´として「２５５」を発生する。値Ｐｏ´は
減算器５に入力され、該減算器９では該値Ｐｏ´と他方
の入力データつまりリミッタ２の出力値Ｐｉ´との差
（Ｐｉ´−Ｐｏ´）が誤差データＥｒｒとして算出され
る。誤差データＥｒｒは符号付きの８ビットデータで、
０〜１２７までが正の誤差、−１２７〜−１が負の誤差
となる。算出された誤差データＥｒｒは誤差データバッ
ファ６に蓄積される。

【００２１】誤差累計回路７は誤差データバッファ６か
ら誤差データが入力されると誤差累計値Ｔｅを出力す
る。誤差累計値Ｔｅは次のようにして生成される。図２
（ａ）は注目画素およびその周辺画素の誤差データを示
す図である。本実施形態では、注目画素Ｘより前の２画
素とその１ライン前の５画素の誤差Ａｅ，Ｂｅ，Ｃｅ，
Ｄｅ，Ｅｅ，Ｆｅ，Ｇｅが対象であり、各誤差に予定の
分配率で重みを付けて、図２（ｂ）の算出式を使用して
誤差累計値Ｔｅを算出する。

【００２２】なお、誤差データを分配する画素数を７つ
にしたのは一例であって、これに限定されない。また、
各画素の分配率も図２（ｂ）に示したものに限定されな
い。

【００２３】さらに、この誤差累計値Ｔｅは誤差累計値
の補正器（以下、単に「補正器」という）８で補正後の
誤差累計値Ｔｅ´として修正される。以下、補正器８に
おける補正後の誤差累計値Ｔｅ´の生成方法について詳
細に説明する。補正器８は、入力データＰｉがスレッシ
ョルド値Ｔより大きいときであって、かつ、誤差累計値
Ｔｅが負の値つまり負の誤差のときに誤差累計値Ｔｅを
補正する。それ以外の値をとる入力データＰｉのとき
は、誤差累計値Ｔｅは補正されないまま補正後の誤差累
計値Ｔｅ´として加算器１に出力される。

【００２４】換言すれば、本来黒画素となるべき入力デ
ータＰｉに負の誤差が加算されると、加算された値Ｐｉ
ｅ（リミッタ２で修正された値Ｐｉ´）がスレッショル
ド値Ｔ以下になることがある。そうすると、２値化回路
３の出力データＰｏが「０」となってドットが発生しな
いことが起こり得る。そこで、入力データＰｉがスレッ
ショルド値Ｔより大きいときであって、かつ、誤差累計
値Ｔｅが負の値のときに誤差累計値Ｔｅの絶対値を小さ
くするように処理をする。

【００２５】補正器８での具体的な処理の内容を、図３
のフローチャートを参照して説明する。図３において、
ステップＳ１では入力データＰｉが１２７以下か否かを
判断する。この数値「１２７」はスレッショルド値Ｔと
同値であり、この判断によって入力データＰｉが本来白
に近い画素を示すデータか否かを判断する。入力データ
Ｐｉが１２７以下のときは、ステップＳ４に移行してＴ
ｅ´＝Ｔｅの処理を行い動作を終了する。つまり実質的
には誤差累計値Ｔｅの補正をしないで、そのまま出力す
る。

【００２６】これに対して、入力データＰｉが１２８以
上のときはステップＳ２に移行して、誤差累計値Ｔｅが
負の値であるか否かを判断する。誤差累計値Ｔｅが負の
値でないときはステップＳ４に進む。また誤差累計値Ｔ
ｅが負の値のときはステップＳ３に移行する。

【００２７】ステップＳ３では入力データＰｉに応じて
４つの条件分岐を行う。入力データＰｉが、１２８≦Ｐ
ｉ≦１５９のときはステップＳ５（図４）へ、１６０≦
Ｐｉ≦１９１のときはステップＳ６（図５）へ、１９２
≦Ｐｉ≦２２３のときはステップＳ７（図６）へ、２２
４≦Ｐｉ≦２５５のときはステップＳ８（図７）へ、そ
れぞれ進む。

【００２８】まず、図４において、ステップＳ５では、
誤差累計値Ｔｅに応じて４つの条件分岐を行う。誤差累
計値Ｔｅが、−３２≦Ｔｅ≦−１のときはステップＳ９
へ、−３３≦Ｔｅ≦−６４のときはステップＳ１０へ、
−６５≦Ｔｅ≦−９５のときはステップＳ１１へ、−９
６≦Ｔｅ≦−１２７のときはステップＳ１２へ、それぞ
れ進む。そして、ステップＳ９ではＴｅ´＝Ｔｅ×１５
／１６を計算して終了する。ステップＳ１０ではＴｅ´
＝Ｔｅ×１４／１６を計算して終了する。ステップＳ１
１ではＴｅ´＝Ｔｅ×１２／１６を計算して終了する。
ステップＳ１２ではＴｅ´＝Ｔｅ×８／１６を計算して
終了する。

【００２９】また、図５において、ステップＳ６では、
誤差累計値Ｔｅに応じて４つの条件分岐を行う。誤差累
計値Ｔｅが、−３２≦Ｔｅ≦−１のときはステップＳ１
３へ、−３３≦Ｔｅ≦−６４のときはステップＳ１４
へ、−６５≦Ｔｅ≦−９５のときはステップＳ１５へ、
−９６≦Ｔｅ≦−１２７のときはステップＳ１６へ、そ
れぞれ進む。そして、ステップＳ１３ではＴｅ´＝Ｔｅ
×１４／１６を計算して終了する。ステップＳ１４では
Ｔｅ´＝Ｔｅ×１２／１６を計算して終了する。ステッ
プＳ１５ではＴｅ´＝Ｔｅ×８／１６を計算して終了す
る。ステップＳ１６ではＴｅ´＝Ｔｅ×４／１６を計算
して終了する。

【００３０】また、図６において、ステップＳ７では、
誤差累計値Ｔｅに応じて４つの条件分岐を行う。誤差累
計値Ｔｅが、−３２≦Ｔｅ≦−１のときはステップＳ１
７へ、−３３≦Ｔｅ≦−６４のときはステップＳ１８
へ、−６５≦Ｔｅ≦−９５のときはステップＳ１９へ、
−９６≦Ｔｅ≦−１２７のときはステップＳ２０へ、そ
れぞれ進む。そして、ステップＳ１７ではＴｅ´＝Ｔｅ
×１２／１６を計算して終了する。ステップＳ１８では
Ｔｅ´＝Ｔｅ×８／１６を計算して終了する。ステップ
Ｓ１９ではＴｅ´＝Ｔｅ×４／１６を計算して終了す
る。ステップＳ２０ではＴｅ´＝Ｔｅ×２／１６を計算
して終了する。

【００３１】さらに、図７において、ステップＳ８で
は、誤差累計値Ｔｅに応じて４つの条件分岐を行う。誤
差累計値Ｔｅが、−３２≦Ｔｅ≦−１のときはステップ
Ｓ２１へ、−３３≦Ｔｅ≦−６４のときはステップＳ２
２へ、−６５≦Ｔｅ≦−９５のときはステップＳ２３
へ、−９６≦Ｔｅ≦−１２７のときはステップＳ２４
へ、それぞれ進む。そして、ステップＳ２１ではＴｅ´
＝Ｔｅ×８／１６を計算して終了する。ステップＳ２２
ではＴｅ´＝Ｔｅ×４／１６を計算して終了する。ステ
ップＳ２３ではＴｅ´＝Ｔｅ×２／１６を計算して終了
する。ステップＳ２４ではＴｅ´＝Ｔｅ×１／１６を計
算して終了する。

【００３２】フローチャートを参照して説明した上記処
理を行う誤差累計値Ｔｅの補正器８の機能は、マイクロ
コンピュータにより実現することができる。すなわち、
ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する周知のコンピュータ
システムにより、予め前記ＲＯＭ等の記憶装置に設定し
たプログラムに従って前記フローチャートの動作を実現
できる。

【００３３】以上のように、本実施形態では、入力デー
タＰｉに加算する誤差累計値Ｔｅについて、負の誤差累
計値の絶対値を少なくする方向に補正している。すなわ
ち、入力データＰｉおよび誤差累計値Ｔｅの大きさ、な
らびに入力データＰｉおよび誤差累計値Ｔｅがそれぞれ
正負いずれであるか等に応じて補正後の誤差累計値Ｔｅ
´を補正している。

【００３４】なお、上述の実施形態は、次のように変形
できる。まず、図３のステップＳ１において入力データ
Ｐｉとの比較値「１２７」はスレッショルド値Ｔと同値
を選択したが、これに限らず、任意の値を選択してもよ
い。また、選択した値は固定したままとせず、原画像の
種類や印字結果に応じて変化させてもよい。

【００３５】また、ステップＳ３での分岐数は４つに限
らず、最も多い分岐としては前記比較値として選択した
数値から最大階調値までの階調数で分岐できる。同様
に、ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８における分岐数に
ついても、最大で、−１から負の誤差の絶対値の最大ま
での大きさで分岐できる。

【００３６】また、補正後の誤差累計値Ｔｅ´の補正器
８は、上述のようにマイクロコンピュータで処理するも
のに限らず、ハードウェアによって構成することもでき
る。例えばＳＲＡＭ等のメモリを使い、このメモリの入
力側に入力データＰｉと誤差累計値Ｔｅを供給して、こ
れらと１対１で対応する補正後の誤差累計値Ｔｅ´を出
力させる。例えば、入力データＰｉおよび誤差累計値Ｔ
ｅをそれぞれ８ビットで表現した場合、アドレスが１６
ビットのＳＲＡＭにおいて、入力データＰｉおよび誤差
累計値Ｔｅ（８ビット＋８ビット）を該ＳＲＡＭのアド
レスとする。そして、このアドレスに対応する出力値
（８ビット）を、補正後の誤差累計値Ｔｅ´とすればよ
い。

【００３７】さらに、出力データＰｏは２値データに限
らない。すなわち、前記２値化回路３は、少なくとも１
つのスレッショルド値を有し、このスレッショルド値に
よって、多値の入力データをそれよりも小さいデータに
変換する量子化手段であればよい。このような量子化手
段を用いることにより、２以上の多値データに変換する
場合にも適用することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明によれば、注目画素の濃度が予定値よりも高い
場合は、重み付けがされて前記誤差データの負の値の絶
対値が大きくならないようにできる。したがって、負の
誤差が無限に拡大することによる影響を除去できる。そ
の結果、注目画素付近の濃度を忠実に再現することがで
きる。

【００３９】特に、請求項１の発明によれば、各画素毎
に誤差データの累計値の和と分配する誤差データとを比
較する等の手順が必要ないため、注目画素に誤差を分配
する画素の数を増やした場合にも、処理が複雑になるこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】注目画素および誤差の分配をする周辺画素の
関係を示す図である。

【図３】誤差累計値の補正動作を示すフローチャート
（その１）である。

【図４】誤差累計値の補正動作を示すフローチャート
（その２）である。

【図５】誤差累計値の補正動作を示すフローチャート
（その３）である。

【図６】誤差累計値の補正動作を示すフローチャート
（その４）である。

【図７】誤差累計値の補正動作を示すフローチャート
（その５）である。

【図８】従来技術による線の描画の態様を示す図であ
る。

【図９】画素の誤差拡散方向を示す図である。

【図１０】画素の誤差拡散量を示す図である。

【符号の説明】

１…加算器、２…リミッタ、３…２値化回路、４
…多値生成器、５…減算器、６…誤差データバッフ
ァ、７…誤差累計回路、８…補正器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】注目画素の濃度を代表する多値データに
補正値を加算して補正多値データを生成する加算手段
と、前記補正多値データを少なくとも１つのスレッショルド
値によって該多値データよりも小さいデータに変換して
出力する量子化手段と、前記量子化手段の入力データより出力データの方が小さ
いときは両データの差を正の誤差データとして生成し、
前記入力データより出力データの方が大きいときは両デ
ータの差を負の誤差データとして生成する誤差生成手段
と、予定の周辺画素に関して前記誤差データを保持するバッ
ファ手段と、前記周辺画素のそれぞれの誤差データに各画素毎の予定
の重み付けをした後、該誤差データの和を生成する誤差
累計手段と、前記注目画素の濃度を代表する多値データが予定値より
大きく、かつ前記誤差データの和が負のときに、前記誤
差データの和の負の値の絶対値が小さくなるように該誤
差データの和に第２の重み付けをし、それを前記補正値
として前記加算手段に供給する誤差データ補正手段とを
具備したことを特徴とする画像処理装置。