JPH0923334A - 誤差拡散方法及びこれを利用した２値化処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２値出力装置を用いて疑似的に多値階調画像
表現でき、また誤差拡散処理において発生しやすい特有
のパターンを抑え、また高解像、高階調の２階調画像が
得られる誤差拡散方法を提供することにある。 【構成】 ２値化処理により発生した誤差を注目画素の
近傍の複数画素に拡散させる誤差拡散方法において、誤
差を拡散する画素は注目画素近傍の２値化未処理４画素
の入力信号値により最低１箇所、最大３箇所を選択し拡
散させるか、４画素全てに拡散させるか決定し、注目画
素と拡散させる画素の距離に反比例した値と拡散させる
画素の入力画像信号値に依存させて誤差を拡散させる割
合を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２値化処理により発生
した誤差を注目画素の近傍の複数画素に拡散させる誤差
拡散方法及びこれを利用した２値化処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】２値出力装置を用いて疑似的に多値階調
表現する手法として誤差拡散法がある。誤差拡散法は、
２値化処理を行ったときに発生する誤差を近傍の固定さ
れた領域の画素にあらかじめ定められた割合で振り分け
ながら２値化処理を施すことにより不自然な輪郭をなく
し、より自然な出力画像を得るものである。

【０００３】誤差拡散方法は、２値化処理に用いる閾値
により固定型と変動型に分けられる。固定型の誤差拡散
方法は２値化に用いる閾値をある固定値を用いるもので
あり、変動型の誤差拡散方法は注目画素の周囲の画像信
号により２値化に用いる閾値を変化させるものである。
一般に、２値化処理を高速で行うために固定型の誤差拡
散方法を採用する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た注目画素の固定された領域の画素に予め定められた割
合でを拡散する方法は、特定のパターン模様が発生しや
すくなる。又、誤差を拡散させる先の画像信号に無関係
に誤差を割り振られることにより、階調性や解像力が低
下してしまうという問題がある。

【０００５】本発明の第１の目的は、上記に鑑みなされ
たものであり、２値出力装置を用いて疑似的に多値階調
画像表現でき、また誤差拡散処理において発生しやすい
特有のパターンを抑え、また高解像、高階調の２階調画
像が得られる誤差拡散方法を提供することにある。

【０００６】本発明の第２の目的は、上記に鑑みなされ
たものであり、この処理により多値の画像データを２値
データとして扱えることにより保存するためのメモリー
やデータ転送に使用される信号、信号線、転送速度を大
きく削減し、前述した問題を解決した２値化処理回路を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の構成
によって達成される。

【０００８】（１） ２値化処理により発生した誤差を
注目画素の近傍の複数画素に拡散させる誤差拡散方法で
あって、誤差を拡散する画素は注目画素近傍の２値化未
処理４画素の入力信号値により最低１箇所、最大３箇所
を選択し拡散させるか、４画素全てに拡散させるか決定
し、注目画素と拡散させる画素の距離に反比例した値と
拡散させる画素の入力画像信号値に依存させて誤差を拡
散させる割合を決定することを特徴とする誤差拡散方
法。

【０００９】（２） ２ライン分の原画素信号を入力す
る入力画像用メモリと、当該入力画像用メモリからの注
目原画素信号を２値化する比較器と、当該比較器からの
出力結果を入力する２値化結果出力用メモリと、前記比
較器の演算結果による誤差を算出する誤差算出演算器
と、２ライン分の原画素信号を入力し当該原画素信号を
誤差拡散した値に書き換える誤差拡散処理用メモリと、
当該誤差拡散処理用メモリから出力される注目画素近傍
の２値化未処理４画素の信号値に基づいて最低１箇所か
ら最大３箇所を選択し拡散させるか、或いは４画素全て
に拡散させるかを決定する拡散係数演算器と、注目画素
と拡散させる２値化未処理４画素の距離に反比例した値
と拡散させる２値化未処理画素の信号値に基づいて拡散
量を決定する拡散量用演算器とを有することを特徴とす
る誤差拡散法を利用した２値化処理回路。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の２値化処理回路を含む画像処
理回路の一実施例を示すブロック図である。

【００１１】本実施例の画像処理回路は、スキャナ１０
で原画を光電変換して読み取った原画信号にシェーディ
ング補正すると同時にアナログ／デジタル変換して２５
６階調の輝度信号とし、当該輝度信号を濃度信号に変換
し、ＭＴＦ補正とγ補正及び誤差拡散法による２値化処
理を施してプリント出力するものであり、スキャナ１
０、輝度濃度変換回路２０、γ補正回路３０、入力画像
用メモリ４０、誤差拡散用メモリ５０、誤差拡散法によ
る２値化処理を実行する２値化処理回路６０、２値化結
果出力用メモリ７０、プリンタ制御部８０とからなる。

【００１２】以下に各部構成について説明する。

【００１３】スキャナ１０は、プラテン（図示せず）の
基準位置に位置決めしてある原稿を下方から白色光を照
射する光源（図示せず）、当該光源を載置して移動する
移動部材に設けられて原稿からの光を反射する第１ミラ
ー（図示せず）と、当該第１ミラー（図示せず）からの
光を反射する第２ミラー（図示せず）及び第３ミラー
（図示せず）を一対に設けたＶミラー部と、当該Ｖミラ
ー部からの光をイメージセンサ（図示せず）の受光部に
結像する結像レンズ（図示せず）とを備えることによ
り、原稿からの反射光像をイメージセンサ（図示せず）
で受光して光電変換して得た輝度信号をＡ／Ｄ変換する
と共にシリアル／パラレル変換して輝度濃度変換回路２
０に送出する。

【００１４】輝度濃度変換回路２０、γ補正回路３０は
周知の構成であるので説明を省略する。

【００１５】入力画像用メモリ４０及び誤差拡散用メモ
リは、いずれも２走査ライン分の容量を有する先読み先
出しメモリ（以下、ＦＩＦＯと略称する）であり、入力
画像用メモリ４０は２走査ライン分の画素データを保持
しており、誤差拡散用メモリ５０も２走査ライン分の画
素データを保持し、当該画素データを誤差拡散した値に
書き換えて保持するものである。２値化結果出力用メモ
リ７０は１走査ライン分の２値化データを保持するもの
であり、ＦＩＦＯから構成してある。

【００１６】２値化処理回路６０は、２値化処理を行っ
たときに発生する誤差を近傍の画素に拡散させながら処
理を施すことにより不自然な輪郭をなくし、より自然な
出力を得る誤差拡散法を採用したものであり、高速処理
を行うために所定の固定値を閾値にして出力したり、或
いは注目画素の周辺の画素信号により変化する閾値を発
生する閾値発生器６６０と、入力画像用メモリ４０から
の注目原画素信号を２値化する比較器６５０、当該比較
器６５０の演算結果による誤差を算出する誤差算出演算
器６７０と、誤差拡散処理用メモリ５０から出力される
注目画素近傍の２値化未処理４画素の信号値から変動率
を検出する未処理４画素用変動率演算器６１０と、未処
理４画素のうち最低１画素から最高３画素になる組み合
わせからから１つを均等に発生する乱数発生器６２０
と、未処理４画素全てに拡散させることを決定する拡散
係数演算器６３０と、注目画素と拡散させる２値化未処
理４画素の距離に反比例した値と拡散させる２値化未処
理画素の信号値に基づいて拡散量を決定する拡散量用演
算器６４０とを有する。

【００１７】一般に誤差拡散法による２値化処理は、前
述したように固定型の誤差拡散法を採用して閾値発生器
６６０から発生する閾値を固定して２値化処理すると、
ベタ濃度部で特有のパターン模様が発生しやすくなる課
題があり、変動型の誤差拡散法を採用して２値化処理の
際の誤差分を分散させたとしても、誤差を拡散させるこ
とになる未処理４画素の画像信号値に関係なく誤差を割
り振ると、階調性や解像力が低下してしまう課題があ
る。

【００１８】斯かる問題を解決すべく本実施例の２値化
処理回路６０は、ベタ濃度部での特有パターンの発生を
抑えるために変動型の拡散法で２値化処理し、当該２値
化処理に際して発生する誤差を２値化処理する注目画素
周囲の２値化未処理４画素のみに分散させることにより
解像力を向上させるようにする。本実施例における２値
化処理の詳細は後述する。

【００１９】プリンタ制御部８０は、例えばレーザプリ
ンタを駆動するものであり、有効画像領域制御と周波数
変換とＩＮＤＥＸ同期とＰＷＭ制御を実行するものであ
り、変調回路（図示せず）と、ＬＤ駆動回路（図示せ
ず）、同期系としてインデックスセンサ（図示せず）及
びインデックス検出回路（図示せず）を設け、偏向光学
系としてのポリゴンドライバ（図示せず）を設けてあ
る。変調回路は、参照波と所定ビットからなる記録信号
をＤ／Ａ変換したアナログ記録信号とを比較し多値化す
るものである。このようにして得られる変調信号はＬＤ
駆動回路の駆動信号となる。ＬＤ駆動回路は、変調信号
で半導体レーザ（図示せず）を発振させるものであり、
半導体レーザ（図示せず）からのビーム光量に相当する
信号がフィードバックされ、その光量が一定となるよう
に駆動するものであり、半導体レーザ（図示せず）に導
通する電流を変更することができるようになっている。
これにより、潜像電位を調整することができる。同期系
は、偏向光学系からのビームを反射するミラー（図示せ
ず）を介してインデックセンサ（図示せず）に入射す
る。インデックスセンサはビームに感応して電流を出力
し、当該電流はインデック検出回路で電流／電圧変換し
てインデックス信号として出力する。このインデックス
信号により所定速度で回転するポリゴンミラーの面位置
を検知し、主走査方向の周期によって、ラスタ走査方式
で変調信号による光走査を行っている。

【００２０】以上が本実施例の画像処理回路の概略構成
である。続いて、本実施例の画像処理回路における誤差
拡散法による２値化処理を図２〜図８を参照して説明す
る。

【００２１】図２は入力画像用メモリ４０から誤差拡散
用メモリ５０へのデータの転送処理を示す模式図であ
る。

【００２２】スキャナ１０は原画を光電変換して読み取
った原画信号にシェーディング補正すると同時にアナロ
グ／デジタル変換して２５６階調の輝度信号とし、当該
輝度信号を輝度濃度変換回路２０で濃度信号に変換し、
当該濃度信号にγ補正回路３０でγ補正して入力画像用
メモリ４０に書き込まれる。

【００２３】斯かる書き込み処理終了後の入力画像用メ
モリ４０の状態を示したものが図２（ａ）であり、２走
査ライン分の画素データが格納された状態を示してい
る。この際、入力画像用メモリ４０と同一の画素データ
は誤差拡散用メモリ５０にも書き込まれており、斯かる
状態を示したものが図２（ｂ）である。

【００２４】後述する誤差拡散法による２値化処理を１
走査ライン分だけ終了すれば、入力画像用メモリ４０の
内容が変更される。斯かる状況が図２（ｃ），（ｄ）に
示してある。１走査ライン目の画素データ全体がシフト
して吐き出され、２走査ライン目と３走査ライン目の画
素データが格納される。これに続いて誤差拡散用メモリ
５０の内容が変更される。斯かる状況が図２（ｅ）に示
されている。つまり、１走査ライン目のデータがシフト
して吐き出され、２走査ライン目のデータを１ライン目
にシフトし、２走査ライン目に３ライン目の画素データ
が書き込まれる。以上のデータの流れを繰り返して１画
面分の２値化処理がなされることになる。続いて、２値
化処理回路６０における誤差拡散法による疑似的に多値
階調画像を出力する処理を図３及び図４を参照して説明
する。

【００２５】図３は固定型の誤差拡散法を採用した２値
化処理を示すフローチャートであり、図４は固定型の誤
差拡散法による２値化処理と斯かる処理で発生する誤差
を示した概念図である。

【００２６】高速処理を行うために図示しない操作部か
ら固定型の誤差拡散法モードを入力してある。

【００２７】多値画像データの信号値は最小信号値０〜
最大信号値２５５の２５６階調で、信号値が小さくなる
ほど薄く大きくなるほど濃い画像データとする。座標
ｘ，ｙの信号値は（ｘ，ｙ）で表し、説明を簡単にする
ため等倍処理で説明する。

【００２８】初期設定として２ライン分の入力画像信号
を入力画像用メモリと誤差拡散処理用メモリに保存す
る。また、座標（ｘ，ｙ）に対応する入力画像用メモリ
はＳ（ｘ，０）、誤差処理用メモリはＡＴ（ｘ，０）で
表すことにする。

【００２９】先ず、多値画像データを２値化出力装置で
出力可能にするために２値化処理を以下に説明する。

【００３０】スキャナ１０から原画信号に輝度濃度変
換、γ補正処理を施した２走査ライン分の画像データが
図２（ａ）で示したように入力画像用メモリ４０に書き
込まれる（ステップＳ１１）。

【００３１】当該入力画像用メモリ４０から所定の動作
クロックに同期して比較器６５０に注目画素となる画素
データが送出される。閾値発生器６６０は図４に示すよ
うに入力階調数の５０％の１２８レベルに固定された閾
値データＴｈを比較器６５０に送出している。比較器６
５０は図４に示したように注目画素データと閾値データ
Ｔｈ：１２８レベルと比較して２値化処理を実行する
（ステップＳ１２）。注目する座標をｘ，ｙとしたと
き、２値化の結果をＢ（ｘ，ｙ）で表すと、このステッ
プＳ１２において比較器６５０はＡＴ（ｘ，０）＞Ｔｈ
の場合、Ｂ（ｘ，ｙ）＝１とし、注目画素データが閾値
データを越えていると判断すれば、ドットオンを示す″
１″を２値化結果出力用メモリ７０に送出する（ステッ
プＳ１４）。一方、ステップＳ１２において、比較器６
５０は、ＡＴ（ｘ，０）≦Ｔｈの場合、Ｂ（ｘ，ｙ）＝
０とし、注目画素データが閾値データを越えていないと
判断すれば、ドットオフを示す″０″を２値化結果出力
用メモリ７０に送出する（ステップＳ１３）。

【００３２】これにより、２値化データが２値化結果出
力用メモリ７０に書き込まれることになる（ステップＳ
１５）。

【００３３】一方、比較器６５０及び閾値発生器６６０
は誤差用演算器６７０に出力データを送出しており、誤
差用演算器６７０は図３に示したようにステップ１２〜
ステップＳ１４における２値化処理に際して発生した誤
差Ｅ（ｘ，ｙ）を検出する（ステップＳ１６）。具体的
には、２値化処理により発生する誤差はＥ（ｘ，ｙ）＝
ＡＴ（ｘ，０）−Ｂ（ｘ，ｙ）＊最大信号値となる。

【００３４】以上のように２値化処理回路６０は、ステ
ップＳ１１からステップＳ１６を繰り返すことにより、
固定型の誤差拡散法による２値化処理と斯かる処理で発
生する誤差Ｅ（ｘ，ｙ）を検出する。斯かる実施例から
分かるように単に固定型の誤差拡散法を採用すれば、原
画信号から誤差を含んで２値化されていることが分か
る。本実施例の２値化処理回路６０は、斯かる誤差を除
去する処理を実行することになるがその詳細は後述す
る。

【００３５】次に本実施例の２値化処理回路６０の変動
型の誤差拡散法による２値化処理を図５を参照して説明
する。

【００３６】図５は変動型の誤差拡散法による２値化処
理を示すフローチャートである。

【００３７】ベタ濃度部での特有パターンの発生を抑え
るために図示しない操作部から変動型の誤差拡散法モー
ドを入力してある。

【００３８】スキャナ１０から原画信号に輝度濃度変
換、γ補正処理を施した２走査ライン。分の画像データ
が図２（ａ）で示したように入力画像用メモリ４０に書
き込まれる（ステップＳ２１）。

【００３９】当該入力画像用メモリ４０から所定の動作
クロックに同期して比較器６５０に注目画素となる画素
データが送出される。閾値発生器６６０は注目画素を含
む２５画素の画素濃度に応じて閾値データＴｈを変更し
て比較器６５０に送出している。斯かる注目画素を含む
２５画素の周辺画素の濃度分布を検出するマトリックス
の合計値は原画信号の最大濃度レベルである２５５に設
定してある。比較器６５０は注目画素データと変動する
閾値データＴｈと比較して２値化処理を実行する（ステ
ップＳ２２）。このステップＳ２２において比較器６５
０は注目画素データが閾値データＴｈを越えていると判
断すれば、ドットオンを示す″１″を２値化結果出力用
メモリ７０に送出する（ステップＳ１４）。一方、ステ
ップＳ２２において、比較器６５０は、注目画素データ
が閾値データを越えていないと判断すれば、ドットオフ
を示す″０″を２値化結果出力用メモリ７０に送出する
（ステップＳ２３）。

【００４０】これにより、２値化データが２値化結果出
力用メモリ７０に書き込まれることになる（ステップＳ
２５）。

【００４１】比較器６５０は２値化データを閾値発生器
６６０にも送出しており、閾値発生器６６０は、２値化
データに先の２値化処理に用いた閾値データを掛け合わ
せて次の閾値データを生成する（ステップＳ２６）。

【００４２】一方、比較器６５０及び閾値発生器６６０
は誤差用演算器６７０に出力データを送出しており、誤
差用演算器６７０は図５に示したようにステップ２２〜
ステップＳ２４における２値化処理に際して発生した誤
差Ｅ（ｘ，ｙ）を検出する（ステップＳ２７）。

【００４３】以上のように２値化処理回路６０は、ステ
ップＳ２１からステップＳ２７を繰り返すことにより、
変動型の誤差拡散法による２値化処理と斯かる処理で発
生する誤差Ｅ（ｘ，ｙ）を検出する。斯かる実施例から
分かるように単に変動型の誤差拡散法を採用すれば、原
画信号から誤差を含んで２値化されていることが分か
る。２値化処理により発生する誤差はＥ（ｘ，ｙ）＝Ａ
Ｔ（ｘ，０）−Ｂ（ｘ，ｙ）＊最大信号値となる。この
発生した誤差を周辺の画素に拡散させる。誤差を拡散さ
せる画素は注目画素（ｘ，ｙ）の隣り合った２値化未処
理画素、つまり（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ，ｙ＋１）、（ｘ
−１，ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ＋１）のうち最低１箇
所、最高４箇所となる１５通りから選択される。また選
択された画素をＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４であらわすとＤ
１は（ｘ＋１，ｙ）、Ｄ２は（ｘ，ｙ＋１）、Ｄ３は
（ｘ−１，ｙ＋１）、Ｄ４は（ｘ＋１，ｙ＋１）の画素
に対応するものとする。

【００４４】続いて、前述してある固定型又は変動型の
誤差拡散法による２値化処理で発生した誤差を軽減する
処理を図６から図９を参照して説明する。

【００４５】誤差拡散処理に先だって、２値化処理時に
発生する誤差パターンの分類を図９を参照して説明す
る。

【００４６】図９は２値化処理時に発生する誤差の分類
パターンを示す模式図である。

【００４７】斯かる誤差の分類パターンは原画信号のレ
ベルと閾値との関係から発生する誤差に関するものであ
り、固定型の誤差拡散方法と変動型の誤差拡散方法に共
通するものであるので、区別せずに説明する。

【００４８】図９（ａ）は原画信号を０〜２５５レベル
にある場合に２値化処理した場合の誤差を示したもので
あり、２値化処理の結果はオンドットとノンドットとな
るが、原画信号からの誤差が負と正となる場合である。

【００４９】図９（ｂ）は原画信号を最大レベル２５５
を越えた場合に２値化処理した場合の誤差を示したもの
であり、２値化処理の結果はオンドットであるにも拘わ
らず、原画信号から誤差は正であるものである。

【００５０】図９（ｃ）は原画信号が最低レベル０より
も小さい場合に２値化処理した場合の誤差を示したもの
であり、２値化処理の結果はノンドットであるにも拘わ
らず、原画信号からの誤差が負であるものを示したもの
である。

【００５１】図８は本実施例の誤差拡散方法の拡散する
割合を示す概念図である。

【００５２】本実施例の２値化処理回路６０は前述した
種類の誤差を２値化未処理４画素に分散することによ
り、原画信号に忠実な濃度とし、かつ、解像度も向上さ
せて階調画像を再現するものである。

【００５３】本実施例の２値化処理回路６０は、図３又
は図５に示す２値化処理によって発生した誤差を軽減す
るための新たな誤差拡散方法を採用する。

【００５４】図６は本実施例における誤差拡散処理を示
すフローチャートであり、図７は本実施例の誤差拡散方
法の処理単位を示す概念図である。

【００５５】２値化処理回路６０は、図７に示すように
比較器６５０で２値化処理をしている注目画素である原
画信号から誤差を注目画素の周辺にある未だに２値化処
理を施していない４画素データに所定の割合で拡散する
ことにより、原画信号に忠実な濃度を得るものである。
以下に誤差分散処理の詳細を図６を参照して説明する。

【００５６】誤差拡散用メモリ５０は、比較器６５０で
処理している注目画素の周辺に位置する未処理４画素Ｓ
１〜Ｓ４を未処理４画素用変動率演算器６１０に読み出
す。未処理４画素用変動率演算器６１０は斯かる４画素
Ｓ１〜Ｓ４の信号レベルがすべて″０″レベルであるか
否かを検出する（ステップＳ１０１）。

【００５７】ステップＳ１０１の判断において、４画素
Ｓ１〜Ｓ４すべてが″０″レベルであれば、分散係数用
演算器６３０は斯かる未処理４画素Ｓ１〜Ｓ４に対する
分散係数を１／４を拡散量用演算器６４０に送出する
（ステップＳ１１４）。拡散量用演算器６４０は分散係
数１／４にステップＳ１６又はステップＳ２７で算出し
た誤差を掛け合わせて得た値を誤差拡散用メモリ５０に
書き込む（ステップＳ１１３）。

【００５８】誤差を拡散させる画素（Ｄ１〜Ｄ４）の決
定方法は条件１を満たせば４画素のうち最低１画素、最
高３画素になるような組み合わせ１４通りの中１つを均
等に発生する乱数装置を用いて選択する。このとき、条
件２が満たされた場合は誤差を拡散する画素と拡散しな
い画素とを入れかえる。拡散量演算器６４０はステップ
Ｓ８での演算結果が″０″であれば（ステップＳ１０
９）、ステップＳ１０６又はステップＳ１０７で選択し
た誤差拡散画素フラグを反転する（ステップＳ１１
０）。選択された画素を示すフラグ（Ｄ１〜Ｄ４）には
１を、選択されなかった画素には０を代入する。

【００５９】条件１を満たさない場合またはＳ１＋Ｓ２
＋Ｓ３＋Ｓ４＝０の場合誤差を拡散させる画素は４画素
全てとし、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４に１を代入する。

【００６０】 Ｓ１＝Ｓ（ｘ＋１，０） ０．２３ ＜ Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４） ＜ ０．２７ Ｓ２＝Ｓ（ｘ ，１） ０．２３ ＜ Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４） ＜ ０．２７ 条件１ Ｓ３＝Ｓ（ｘ−１，１）としたとき ０．２３ ＜ Ｓ３／（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４） ＜ ０．２７ Ｓ４＝Ｓ（ｘ＋１，１） ０．２３ ＜ Ｓ４／（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４） ＜ ０．２７ 条件２ Ｓ１＊Ｄ１＋Ｓ２＊Ｄ２＋Ｓ３＊Ｄ３＋Ｓ４＊Ｄ４＝０

【００６１】

【数１】

【００６２】誤差を拡散する画素が決定したが、これら
の各画素に誤差を拡散する割合を求める。

【００６３】一方、ステップＳ１０１の判断において、
未処理４画素Ｓ１〜Ｓ４すべてが″０″でなければ、ス
テップＳ１６又はステップＳ２７で発生した誤差が符号
を検出する（ステップＳ１０２）。以上のようににして
誤差拡散するがそが決定されたことになる。ここで、２
値化誤差の符号による丸め処理を図８を参照して説明す
る。

【００６４】図８（ａ）は誤差拡散用メモリ５０から読
み出された未処理４画素の原信号レベルを示したもので
ある。閾値Ｔｈが最低レベルの原画信号よりも低けれ
ば、２値化に際しての誤差は正となる。斯かる場合は図
８（ｂ）に示すように原画信号により変動を検出する。
従って、ステップＳ１０２の判断において、″＋″と検
出すれば、未処理４画素のデータをそのまま用いて変動
を検出する（ステップＳ１０５）。

【００６５】一方、閾値Ｔｈが少なくとも最低レベルの
原画信号レベルよりも高ければ、２値化に際しての誤差
は負となる。斯かる場合図８（ｃ）に示すように未処理
４画素Ｓ１〜Ｓ４の原画信号を最高レベルから差し引く
処理をする。従って、ステップＳ１０２の判断におい
て″−″と検出すれば、未処理４画素の原画信号レベル
を最大画像濃度レベレからを差し引いたデータ（ステッ
プＳ１０４）に基づいて変動を検出する（ステップＳ１
０５）。

【００６６】ステップＳ１０５において、未処理４画素
Ｓ１〜Ｓ４に変動がなければ、分散係数用演算器６３０
は乱数発生器６３０から未処理４画素のうち最低１画素
から最高３画素になるような組み合わせ１４通り中の１
つを拡散量用演算器６４０に送出する（ステップＳ１０
６）。一方、ステップＳ１０５において、未処理４画素
Ｓ１〜Ｓ４に変動があれば、分散係数用演算器６３０は
４画素を選択する信号を拡散量用演算器６４０に送出す
る（ステップＳ１０７）。

【００６７】以上のステップＳ１０１からステップＳ１
０７までの処理を実行することにより、誤差を拡散する
画素をランダムに選択するので、特有パターンの発生を
抑えることが出来る。

【００６８】続いて、拡散量用演算器６４０は、誤差を
拡散させる画素の入力画像信号値に比例させ、かつ、拡
散させる画素と注目画素との距離に反比例した値を算出
する（ステップＳ１０８）。

【００６９】具体的には、各画素に拡散させる割合はそ
の画素の入力画像信号値と注目画素との距離を用いて求
める。

【００７０】２値化時に発生した誤差が正の場合（図８
（ｂ）参照）Ｓ１’＝Ｓ１、Ｓ２’＝Ｓ２、Ｓ３’＝Ｓ
３、Ｓ４’＝Ｓ４とするが、負の場合（図８（ｃ）参
照） Ｓ１’＝最大信号値−Ｓ１、 Ｓ２’＝最大信号値−Ｓ２、 Ｓ３’＝最大信号値−Ｓ３、 Ｓ４’＝最大信号値−Ｓ４とする。

【００７１】また、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４＝０の場合
Ｓ１’＝Ｓ２’＝Ｓ３’＝Ｓ４’＝自然数を代入して計
算する。

【００７２】以下の式で用いるパラメータはｎ＝１は
（ｘ＋１，ｙ）、ｎ＝２は（ｘ，ｙ＋１）、ｎ＝３は
（ｘ−１，ｙ＋１）、ｎ＝４は（ｘ＋１，ｙ＋１）の座
標を示しＰ１ｎ （ｎ：１〜４） はｎの座標の入力信
号値が占める割合を示している。

【００７３】Ｐ２ｎ （ｎ：１〜４） はｎの座標と注
目画素との距離に反比例した値を示している。

【００７４】Ｐ３ｎ （ｎ：１〜４） はｎの座標に最
終的に割り振られる誤差の割合を示している。

【００７５】先ず、誤差を拡散する画素の信号値の割合
を求める（ステップＳ１１２）。

【００７６】Ｐ１ｎ ＝ （Ｓｎ’＊Ｄｎ）／（Ｓ１’
＊Ｄ１＋Ｓ２’＊Ｄ２＋Ｓ３’＊Ｄ３＋Ｓ４’＊Ｄ４）
ｎ：１〜４とする。

【００７７】次に、注目画素と誤差を拡散する画素との
距離に反比例した値を求める。

【００７８】注目している画素を（ｘ，ｙ）としたとき
（ｘ＋１，ｙ）、（ｘ，ｙ＋１）の距離１．０に対し
（ｘ−１，ｙ＋１）、（ｘ＋１，ｙ＋１）は１．４とな
る。この反比例の値であるためＰ２１＝Ｐ２２＝１．
０、Ｐ２３＝Ｐ２４＝０．７となる。

【００７９】ここで求めたＰ１ｎとＰ２ｎとを掛け合わ
せ、正規化した値Ｐ３ｎで誤差を振り分けていく。

【００８０】

【数２】

【００８１】Ｐ３ｎ ＝ Ｐ１ｎ＊Ｐ２ｎ＊ＭＡＧ 最終的に割り振られる誤差は ＡＴ（ｘ＋１，０） ＝ Ｅ（ｘ，ｙ） ＊ Ｐ３１ ＡＴ（ｘ ，１） ＝ Ｅ（ｘ，ｙ） ＊ Ｐ３２ ＡＴ（ｘ−１，１） ＝ Ｅ（ｘ，ｙ） ＊ Ｐ３３ ＡＴ（ｘ＋１，１） ＝ Ｅ（ｘ，ｙ） ＊ Ｐ３４ となる。この処理を繰り返しながら２値化処理を進めて
いく。

【００８２】ｙラインの２値化処理が終了するとｙ＋１
ラインに処理が移る。このとき入力画像用メモリのＳ
（ｘ，１）のデータがＳ（ｘ，０）に入り、Ｓ（ｘ，
１）に次ラインの入力画像信号が入る。

【００８３】同様にＡＴ（ｘ，１）のデータがＡＴ
（ｘ，０）に入り、ＡＴ（ｘ，１）に次ラインの入力画
像信号が入る。拡散量演算器６４０は未処理４画素Ｓ１
〜Ｓ４への拡散量を誤差拡散用メモリ５０に書き込む
（ステップＳ１１３）。

【００８４】この様にして処理を進めることにより２値
出力装置を用いて疑似的に多値出力が可能となる。

【００８５】前述したように注目画素が２値化処理され
る際に発生する誤差をステップＳ１１２はＳ１１４で計
算される割合で未処理画素に拡散させることにより解像
力、階調性を向上させることができる。

【００８６】

【発明の効果】本発明は、上記構成を備えることによ
り、２値出力装置を用いて疑似的に多値階調画像表現で
き、また誤差拡散処理において発生しやすい特有のパタ
ーンを抑え、また誤差を拡散する画素の信号値や距離に
依存する誤差の拡散方法により高解像、高階調の２階調
画像が得られる。また、この処理により多値の画像デー
タを２値データとして扱えることにより保存するための
メモリやデータ転送に使用される信号、信号線、転送速
度を大きく削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２値化処理回路を含む画像処理回路の
一実施例を示すブロック図である。

【図２】入力画像用メモリ４０から誤差拡散用メモリ５
０へのデータの転送処理を示す模式図である。

【図３】固定型の誤差拡散法を採用した２値化処理を示
すフローチャートである。

【図４】固定型の誤差拡散法による２値化処理と斯かる
処理で発生する誤差を示した概念図である。

【図５】変動型の誤差拡散法による２値化処理を示すフ
ローチャートである。

【図６】本実施例における誤差拡散処理を示すフローチ
ャートである。

【図７】本実施例の誤差拡散方法の処理単位を示す概念
図である。

【図８】本実施例の誤差拡散方法の拡散する割合を示す
概念図である。

【図９】２値化処理時に発生する誤差の分類パターンを
示す模式図である。

【符号の説明】

１０ スキャナ ４０ 入力画像用メモリ ５０ 誤差拡散用メモリ ７０ ２値化結果出力用メモリ １００ マイクロプロセッサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２値化処理により発生した誤差を注目画
   素の近傍の複数画素に拡散させる誤差拡散方法におい
   て、誤差を拡散する画素は注目画素近傍の２値化未処理
   ４画素の入力信号値により最低１箇所、最大３箇所を選
   択し拡散させるか、４画素全てに拡散させるか決定し、
   注目画素と拡散させる画素の距離に反比例した値と拡散
   させる画素の入力画像信号値に依存させて誤差を拡散さ
   せる割合を決定することを特徴とする誤差拡散方法。
2. 【請求項２】 ２ライン分の原画素信号を入力する入力
   画像用メモリと、当該入力画像用メモリからの注目原画
   素信号を２値化する比較器と、当該比較器からの出力結
   果を入力する２値化結果出力用メモリと、前記比較器の
   演算結果による誤差を算出する誤差算出演算器と、２ラ
   イン分の原画素信号を入力し当該原画素信号を誤差拡散
   した値に書き換える誤差拡散処理用メモリと、当該誤差
   拡散処理用メモリから出力される注目画素近傍の２値化
   未処理４画素の信号値に基づいて最低１箇所から最大３
   箇所を選択し拡散させるか、或いは４画素全てに拡散さ
   せるかを決定する拡散係数演算器と、注目画素と拡散さ
   せる２値化未処理４画素の距離に反比例した値と拡散さ
   せる２値化未処理画素の信号値に基づいて拡散量を決定
   する拡散量用演算器とを有することを特徴とする誤差拡
   散法を利用した２値化処理回路。