JPH09270916A - ディザマトリックス作成方法および画像データ2値化方法 - Google Patents
ディザマトリックス作成方法および画像データ2値化方法Info
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Abstract
リックスの境界領域での色むらや明暗むらを生じること
無く、疑似的な境界線の発生が無いディザマトリックス
を作成する。 【解決手段】 誤差拡散法による2値化処理にてディザ
マトリックスを作成する場合に、均一濃度画素マトリッ
クスの主走査方向xの後端縁部BEが誤差拡散処理にお
いて先端縁部AE側へ螺旋状に連続する誤差配分を行
う。これにより、誤差拡散法による2値化を、均一濃度
画素マトリックスの主走査方向xの後端縁部BEと先端
縁部AEとで連続性を維持させて行う。
Description
像化するためのディザマトリックスの作成方法および画
像データ2値化方法に関する。
度の濃淡階調で表現されている。しかし、この画像デー
タを人が見ることのできる画像として出力する機器、例
えばプリンタなどの出力機器においては、機構が簡単で
あることや制御の容易性から、インク等の色素を記録紙
にドットとして付着させるか否かしか行わない、いわゆ
る2値記録が一般的である。
て、8ビット濃淡階調で表された画像を記録する場合に
は、単に各画素の値を閾値で判断してインクを付着させ
るか否かを決定することになる。しかし、このように閾
値で単純に2値化するだけでは、8ビット濃淡階調が持
つ豊富な濃淡状態(1色なら256階調、3原色が各2
56階調ならば、約1670万色を表すことができ
る。)を表現することは不可能となる。そのため、この
ような2値記録の出力機器でも疑似的に濃淡状態を表現
する方法が考えられている。すなわち、所定の面積の中
で配置されるドット数によって濃淡を表現しようと言う
面積階調の考え方である。
提案がなされている。例えば、誤差拡散法、乱数発生型
ディザ法、組織的ディザ法等である。
には、次のような問題があった。誤差拡散法は、誤差拡
散あるいは誤差分配演算のために、2値化の処理が遅く
なり、また2値化された画像に独特の紋様が発生し易か
った。乱数発生型ディザ法は、ディザマトリックスを使
用するために2値化処理自体は高速であるが、乱数を用
いるため、画質が非常にノイジー、すなわち、多くのノ
イズが画像に満ちているような画質となると言う問題が
有った。
て、組織的ディザ法に属する渦巻型があるが、この渦巻
型は、ドットが密集し易く、密集したものが大きなドッ
トと認識されるので解像度が悪化し易かった。組織的デ
ィザ法の内で、ベイヤー(Bayer)法があるが、こ
のベイヤー(Bayer)法は、ドットが分散するので
解像度は良いが、独特な紋様が発生し、暗部の階調性も
悪いものであった。
広い画像を処理する場合には、図19に示すごとく、画
像の部分部分を順次、ディザマトリックスの大きさの領
域DM毎に2値化処理することになるが、この処理の境
界近傍部分BD1,BD2,BD3,BD4で色むらや
明暗むらが生じて、白線などの疑似的な境界線が現れて
しまう場合があった。特に主走査方向の先端縁部の境界
近傍部分BD1および主走査方向の後端縁部の境界近傍
部分BD2においては疑似的な境界線が目立った。
とならず、解像度が悪化せず、紋様の発生を抑制し、更
にディザマトリックスにより処理された領域間に疑似的
な境界線も生じないディザマトリックスを作成すること
および疑似的な境界線が現れにくい画像データ2値化方
法の提供を目的とするものである。
ディザマトリックス作成方法は、画素において表すこと
ができる濃度範囲内に設定された所定範囲において離散
的に設定された複数の濃度値の各々を、複数の均一濃度
画素マトリックスの各々における全画素の濃度値とし
て、均一濃度画素マトリックス毎に誤差拡散法にて濃度
値をオン/オフのいずれかに2値化し、この2値化され
た均一濃度画素マトリックスの濃度値に基づいて、ディ
ザマトリックスにおける各画素の閾値を設定している。
トリックスによって画像を2値化すると、人間の目に対
してノイジーとならず、解像度が悪化せず、紋様の発生
を抑制した2値化画像を生成することができる。誤差拡
散法により生じる2値の並びは、一見不規則に見えるけ
れども、まったくのでたらめではない。すなわち、紋様
はできにくいがノイジーな画像にはなりにくい性質があ
る。このように本発明のディザマトリックス作成方法
は、誤差拡散法により生じる2値の並びを利用すること
により、ディザマトリックスにも誤差拡散法における2
値の並びの性質を取り込んで作成されたものである。
能となるディザマトリックスにおいて、前述のごとく誤
差拡散法により、不規則ではあるがまったくのでたらめ
ではない適切な閾値の分布を形成しているので、人間の
目に対してノイジーとならず、かつ解像度が悪化せず、
更に、紋様の発生を抑制した2値化画像を生成すること
ができたものと考えられる。
査方向の先端縁部の画素と後端縁部の画素とが連続した
画素配置状態で2値化処理されている。ディザマトリッ
クスで処理された領域の境界で色むらや明暗のむらが生
じるのは、ディザマトリックスの左右の縁部(主走査方
向の先端縁部および後端縁部)や上下の縁部(副走査方
向の先端縁部および後端縁部)において縁部同士の連続
性が無いからである。尚、本明細書では、主走査方向お
よび副走査方向は誤差拡散による2値化処理の主走査方
向および副走査方向を意味している。
化処理にてディザマトリックスを作成する場合には、誤
差拡散法の2値化処理の主走査方向における縁部同士の
誤差拡散処理の不連続性が色むらや明暗むらに大きく影
響する。この問題を、本発明では、均一濃度画素マトリ
ックスの主走査方向の先端縁部の画素と後端縁部の画素
とを連続した画素配置状態で2値化処理することにより
主走査方向における縁部同士の連続性を維持させてい
る。その結果、得られたディザマトリックスは、画像デ
ータを2値化処理すると、領域の境界での色むらや明暗
むらを生じること無く、疑似的な境界線の発生が無い。
マトリックスの主走査方向の後端縁部の画素が、主走査
方向の先端縁部の画素の内で副走査方向の次の画素ライ
ンの画素へ連続した画素配置状態で2値化処理すると、
すなわち、主走査方向の画素の配列が螺旋状にされた状
態で2値化処理すると、後端縁部の画素から先端縁部の
画素へと2値化処理が移行する場合に、同じ2値化誤差
分配または2値化誤差拡散処理を行えば良いので、簡易
な処理になると共に、2値化処理の連続性が、より良好
となり一層疑似的な境界線の発生を抑制できる。
クスの副走査方向における一部の特定領域の濃度値に応
じて、ディザマトリックスにおける各画素の閾値を設定
しても良い。この場合、特に、前記特定領域が、誤差拡
散法の処理が開始された副走査方向における先頭画素ラ
イン部分を含まないことにすると、誤差拡散の初期にお
ける誤差拡散あるいは誤差分配の歪みがディザマトリッ
クスへ影響し難くなり、でき上がったディザマトリック
スを使用して画像を2値化しても、ドットの偏りや紋様
の発生を抑制することができる。更に、この場合、でき
るだけ前記歪みの影響を無くすためには、特定領域とし
ては、先頭画素ライン部分から最も離れたラインであ
る、誤差拡散法の処理が終了する副走査方向における最
終画素ライン部分を含むようにすることが好ましい。
クスの閾値の設定は、例えば、2値化された均一濃度画
素マトリックスの濃度値を、均一濃度画素マトリックス
のすべてについて同一位置の画素毎に集積し、この同一
位置の画素毎の集積結果に基づいて行っても良い。
先端縁部および後端縁部において縁部同士の連続性が無
いために生じる疑似的な境界線の発生を抑制するには、
例えば、上述のごとく形成したディザマトリックスを、
更に、ディザマトリックスの主走査方向の先端縁部にて
副走査方向に並んだ閾値要素列から後端縁部にて副走査
方向に並んだ閾値要素列にかけて、各閾値要素列を副走
査方向にずらすことにより、ディザマトリックスの副走
査方向の先端縁部および後端縁部を前記主走査方向に対
して不一致とさせたものとして形成しても良い。
向の先端縁部および後端縁部を、主走査方向に直線状に
配列されている状態から、斜めや凸凹に配列し直す。こ
のように、ディザマトリックスの副走査方向の先端縁部
および後端縁部を、主走査方向の直線以外の状態にする
と、当然に疑似的な境界線は、主走査方向の直線以外の
状態となるはずであるが、このようにすると、疑似的な
境界線は目立たなくなる。すなわち、疑似的な境界線の
発生を抑制できる。尚、ディザマトリックスの副走査方
向の先端縁部および後端縁部を斜めにして、主走査方向
に対して所定の角度を有する直線状とすれば、ディザマ
トリックスは平行四辺形に形成される。
を変形しなくても、前述のように形成したディザマトリ
ックスによる2値化処理時に、ディザマトリックスの主
走査方向の先端縁部にて副走査方向に並んだ閾値要素列
から後端縁部にて副走査方向に並んだ閾値要素列にかけ
て、ディザマトリックスの副走査方向の先端縁部および
後端縁部が主走査方向に対して不一致となるように各閾
値要素列を副走査方向にずらした閾値の配置に基づいて
画像データの各画素の濃度値を2値化することによって
も同様に副走査方向の先端縁部および後端縁部において
発生する疑似的な境界を抑制できる。
クスの2値化処理を行う場合に、既に2値化された他の
均一濃度画素マトリックスの2値化状態に応じて、各画
素が2値化処理されることとしても良い。この「既に2
値化された他の均一濃度画素マトリックスの2値化状態
に応じてなされる2値化処理」とは、例えば、既に2値
化された他の均一濃度画素マトリックスの内で、2値化
処理しようとする均一濃度画素マトリックスに最も近い
濃度値の均一濃度画素マトリックスの2値化状態に応じ
て2値化処理する手法が挙げられる。すなわち、均一濃
度画素マトリックスの誤差拡散法による2値化処理がま
ったく独立に実行されるのではなく、既になされている
他の濃度値の均一濃度画素マトリックスにおける2値化
状態が反映される。
リックス独立に2値化している場合に比較して、各画素
位置における集積状態が特定の値に偏ることが無く、各
種の値に分散化する。したがって、このような集積状態
に基づいて最終的に得られるディザマトリックスは、閾
値の値が、所定範囲で適度に分散して分布するものとな
る。
値とする均一濃度画素マトリックスにてなされる誤差拡
散法において、濃度値i未満で最も濃度値iに近い濃度
値について既に2値化されて得られた最近下方2値化画
素マトリックスにてオンとなっている画素位置と同じ画
素位置は、必ずオンとして誤差拡散処理することにより
2値化すれば、前述した効果を得ることができる。この
場合、最初に、離散的に設定された複数の濃度値の内の
最小値minを全画素の濃度値とする均一濃度画素マト
リックスについて、誤差拡散法にて各画素の濃度値をオ
ン/オフのいずれかに2値化し、その後、他の濃度を前
記濃度値iとして2値化しても良い。
一濃度画素マトリックスにてなされる誤差拡散法におい
て、濃度値iを越えていて最も濃度値iに近い濃度値に
ついて既に2値化されて得られた最近上方2値化画素マ
トリックスにてオフとなっている画素位置と同じ画素位
置は、必ずオフとして誤差拡散処理することにより2値
化すれば、前述した効果を得ることができる。この場
合、最初に、離散的に設定された複数の濃度値の内の最
大値maxを全画素の濃度値とする均一濃度画素マトリ
ックスについて、誤差拡散法にて各画素の濃度値をオン
/オフのいずれかに2値化し、その後、他の濃度値を前
記濃度値iとして2値化しても良い。
一濃度画素マトリックスにてなされる誤差拡散法におい
て、濃度値i未満で最も濃度値iに近い濃度値について
既に2値化されて得られた最近下方2値化画素マトリッ
クスにおいてオンおよび濃度値iを越えていて最も濃度
値iに近い濃度値について既に2値化されて得られた最
近上方2値化画素マトリックスにおいてもオンとなって
いる画素位置と同じ画素位置は必ずオンとし、前記最近
下方2値化画素マトリックスにおいてオフおよび前記最
近上方2値化画素マトリックスにおいてもオフとなって
いる画素位置と同じ画素位置は必ずオフとして誤差拡散
処理することにより2値化しても良く、前述した効果を
得ることができる。この場合、最初に、離散的に設定さ
れた複数の濃度値の内の最小値minおよび最大値ma
xを全画素の濃度値とする2つの均一濃度画素マトリッ
クスについて、誤差拡散法にて各画素の濃度値をオン/
オフのいずれかに2値化することが好ましい。
化画素マトリックスと前記最近上方2値化画素マトリッ
クスとの各濃度値の中央の整数値に対応させること、あ
るいはほぼ中央の整数値に対応させることが、得られた
ディザマトリックスにて処理されて得られた疑似中間調
画像の解像度の向上や紋様の抑制の上で好ましい。
ことができる濃度範囲に等しいこととしても良い。この
場合、前記所定範囲は例えば0〜255の範囲が挙げら
れる。これは、特に2値化処理対象の画像を構成するデ
ータが8ビットの濃淡階調で表現されている場合に好ま
しい。
には、前記所定範囲に離散的に設定された複数の濃度値
が、その最小値minから最大値maxまで1づつ変化
させて設定したmax−min+1個の値であることが
好ましい。前記同一位置の画素毎の集積結果としては、
例えば、同一位置の画素における2値化された濃度値の
内の一方の値の個数であって、この個数に応じてディザ
マトリックスの各画素の閾値を設定することができる。
例えば、2値が「1」(オン)と「0」(オフ)とで表
されているとすると、2値化した複数の均一濃度画素マ
トリックスの同一位置に存在する「1」(オン)をカウ
ントし、そのカウント値を、そのまま、あるいは係数を
かけてディザマトリックスの同一位置における閾値とし
て設定しても良い。またカウント値からテーブルに基づ
いて閾値を設定しても良い。「1」(オン)の代りに
「0」(オフ)をカウントしても良い。
離散的に設定された複数の濃度値の内の最小値minの
均一濃度画素マトリックスから最大値maxの均一濃度
画素マトリックスまで見た場合に、2値化された均一濃
度画素マトリックスに最初に「1」(オン)となって現
れる画素位置に対して、最初に「1」(オン)となった
均一濃度画素マトリックスの濃度値に応じて閾値が設定
されることとしても良い。例えば、各画素位置を濃度値
の小さい方から順次チェックして、「1」(オン)が最
初に現れた均一濃度画素マトリックスの濃度値をそのま
ま閾値として設定しても良い。またこの濃度値に所定の
係数をかけて閾値として設定しても良い。
複数の濃度値の内の最大値maxの均一濃度画素マトリ
ックスから最小値minの均一濃度画素マトリックスま
で見た場合に、2値化された均一濃度画素マトリックス
に最初に「0」(オフ)となって現れる画素位置に対し
て、最初に「0」(オフ)となった均一濃度画素マトリ
ックスの濃度値に応じて閾値が設定されることとしても
良い。例えば、各画素位置を濃度値の大きい方から順次
チェックして、「0」(オフ)が最初に現れた均一濃度
画素マトリックスの濃度値をそのまま閾値として設定し
ても良い。またこの濃度値に所定の係数をかけて閾値と
して設定しても良い。
2の主要ブロック図である。このディザマトリックス作
成装置2の主体を成すマイクロコンピュータ部11はC
PU12、ROMからなるプログラムメモリ13、RA
Mからなるワーキングメモリ14、RAMからなるディ
ザマトリックス格納メモリ16およびRAMからなる出
力イメージメモリ17により構成されている。また、マ
イクロコンピュータ部11にはシステムバス18を介し
て入力部10および出力部19が接続されている。
置から入力するためのインターフェースを備え、ディザ
マトリックス作成に必要なデータや指示の入力を行うも
のである。また、入力部10は、作成されたディザマト
リックスの効果を確認するために、各画素が8ビットで
表される階調を有する画像データを入力する。
リックスの作成を実行するものであり、プログラムメモ
リ13は、このCPU12で行う様々な制御を実施する
ためのプログラムを記憶している。また、ワーキングメ
モリ14は、CPU12がプログラムメモリ13に記憶
されたプログラムを実行するときに必要なデータを一時
的に記憶するものである。
PU12の処理によって形成されたディザマトリックス
データを記憶する。出力イメージメモリ17は、CPU
12が、ディザマトリックス格納メモリ16に格納され
ているディザマトリックスを用いて、8ビットで表され
る階調を有する画像データを2値化した、その2値化さ
れた出力イメージデータを記憶する。
格納した2値化画像データを電子写真方式によりドット
の有無で印字する装置である。次に、ディザマトリック
ス作成装置2により実行されるディザマトリックス作成
処理について説明する。ディザマトリックス作成処理の
フローチャートを図2以下に示す。
度画素マトリックスと、全画素が濃度値i=255であ
る均一濃度画素マトリックスとを誤差拡散法により2値
化する(S100)。この均一濃度画素マトリックス
は、図4に示すごとく、i=0,255の2種類の均一
濃度画素マトリックスD0,D255をワーキングメモ
リ14に読み込んで用いれば良い。そして、その2値化
画素マトリックスF0,F255(図5)をワーキング
メモリ14に保存する(S200)。ただし、ステップ
S100にて行われる濃度値i=0,255の均一濃度
画素マトリックスの誤差拡散法による2値化結果は、i
=0の場合は全画素「0」(オフ)、i=255の場合
は全画素「1」(オン)となるので、特に誤差拡散法に
よる計算はせずに、予め全画素がオフの2値化画素マト
リックスと全画素がオンの2値化画素マトリックスとを
備えておいて、これらのマトリックスを用いても良い。
序を決定するために、1〜254の濃度値について濃度
値配列の作成を行う(S300)。濃度値の配列は、既
に2値化処理された濃度値の中央の濃度値が2値化処理
対象の濃度値iに設定されるように作成される。すなわ
ち、配列の先頭は「0」と「255」の中央の整数値で
ある「128」(もう一つの中央の整数値の「127」
でも良い。)、次が、「0」と「128」との中央の
「64」、「128」と「255」との中央の「19
2」(もう一つの中央の整数値の「191」でも良
い。)、次が「0」と「64」との中央の「32」、
「64」と「128」との中央の「96」、「128」
と「192」との中央の「160」、「192」と「2
55」との中央の「224」(もう一つの中央の整数値
の「223」でも良い。)と言うように、前に得られて
いる値の中央の整数値を求めて、「1」〜「254」ま
での濃度値の配列「128,64,192,32,9
6,160,224,……」を作成する。この配列は予
め計算して配列データとして記憶しておき、本処理時に
配列データのみ読み込んで用いても良い。
度値iに読み込んで(S400)、2値化処理(S50
0)の処理を行う。ステップS500の2値化処理の詳
細を図3のフローチャートに示す。まず、配列の最初の
濃度値i=128の均一濃度画素マトリックスを2値化
処理対象とし、まず、2値化済みの濃度値、すなわち既
に2値化画素マトリックスが求められている濃度値の内
で、濃度値i=128に対する最近上方2値化画素マト
リックスHと、最近下方2値化画素マトリックスLとを
ワーキングメモリ14の内容から検索する(S52
1)。配列の最初の濃度値i=128の場合は、既にス
テップS100にて2値化されている濃度値i=255
の均一濃度画素マトリックスが最近上方2値化画素マト
リックスHに該当し、濃度値i=0の均一濃度画素マト
リックスが最近下方2値化画素マトリックスLに該当す
る。
誤差バッファを初期化する(S522)。次に、濃度値
iの均一濃度画素マトリックスの画素位置(x,y)の
濃度値Ixyを読み取る(S523)。最初の画素位置は
均一濃度画素マトリックスの左上隅の原点(0,0)で
あり、各均一濃度画素マトリックスのサイズがm×n画
素であるとすると、以後ステップS523が処理される
毎に、主走査方向(x方向)へ順次移動し、x=m−1
の次には、副走査方向(y方向)の次の画素ラインに移
動してx=0から主走査方向へ順次移動して行くように
画素位置(x,y)が指定される。
は濃度値iの均一濃度画素マトリックスの全ての画素に
おいて濃度値iと同じ値であるので、特に濃度値iの均
一濃度画素マトリックスから読み取らなくても、単にI
xyにiを設定するのみでも良い。
の2値化誤差和Eにて補正されて補正濃度値I′xyが算
出される(S524)。
トリックスαと周辺画素の2値化誤差eとに基づいて計
算される。
は、次のようなマトリックスが用いられている。αpqは
係数マトリックスαの位置(p,q)の係数を表してい
る。またeabは周辺画素の2値化誤差を表している。
る。ただし、a,bは次式のようにして設定される。
求める演算子、mは均一濃度画素マトリックスの主走査
方向のサイズ、int{}は{}内の値の整数部分のみ
を取り出す演算子である。また、p,qは、注目画素*
を原点とする係数マトリックスα上の座標位置を示し、
pは横軸座標、qは縦軸座標である。ここで、−2≦q
≦0であり、q=0のとき−2≦p≦−1、q=−1,
−2のとき−2≦p≦2である。
示すごとく、均一濃度画素マトリックスを主走査方向x
の先端縁部AEと後端縁部BEとを、後端縁部BEの画
素が、主走査方向xの先端縁部AEの画素の内で副走査
方向yの次の画素ラインの画素へ螺旋状に連続した画素
配置状態で誤差分配されることを表している。
表すと、画素位置P0(m−3,k+1)が注目画素で
あった場合、係数マトリックスαの分配係数が適用され
る画素は、前記式3,4から、q=0のときはa=m−
5,m−4、b=k+1であり、q=−1のときはa=
m−5,m−4,m−3,m−2,m−1、b=kであ
り、q=−2のときはa=m−5,m−4,m−3,m
−2,m−1、b=k−1である。すなわち、図示の斜
線の部分に該当し、P0の画素はこの斜線部分の周辺画
素から2値化誤差の分配を受ける。
+1)では、係数マトリックスαの分配係数が適用され
る画素は、図8に示すごとく、前記式3,4から、q=
0のときはa=m−4,m−3、b=k+1であり、q
=−1のときはa=m−4,m−3,m−2,m−1、
b=kおよびa=0、b=k+1であり、q=−2のと
きはa=m−4,m−3,m−2,m−1、b=k−1
およびa=0、b=kである。すなわち、図示の斜線の
部分に該当し、均一濃度画素マトリックスの主走査方向
xの後端縁部BEからはみ出た誤差分配領域の一部が、
先端縁部AE側で副走査方向yへ1画素ラインずれた位
置に設定される。P1の画素はこの斜線部分の周辺画素
から2値化誤差の分配を受ける。
(m−1,k+1)では、係数マトリックスαの分配係
数が適用される画素は、図9に斜線で示すごとく、前記
式3,4から、q=0のときはa=m−3,m−2、b
=k+1であり、q=−1のときはa=m−3,m−
2,m−1、b=kおよびa=0,1、b=k+1であ
り、q=−2のときはa=m−3,m−2,m−1、b
=k−1およびa=0,1、b=kである。P2の画素
はこの斜線部分の周辺画素から2値化誤差の分配を受け
る。
位置P3(0,k+2)では、係数マトリックスαの分
配係数が適用される画素は、図10に斜線で示すごと
く、前記式3,4から、q=0のときはa=m−2,m
−1、b=k+1であり、q=−1のときはa=m−
2,m−1、b=kおよびa=0,1,2、b=k+1
であり、q=−2のときはa=m−2,m−1、b=k
−1およびa=0,1,2、b=kである。P3の画素
はこの斜線部分の周辺画素から2値化誤差の分配を受け
る。
2)では、係数マトリックスαの分配係数が適用される
画素は、図11に斜線で示すごとく、前記式3,4か
ら、q=0のときはa=m−1、b=k+1およびa=
0、b=k+2であり、q=−1のときはa=m−1、
b=kおよびa=0,1,2,3、b=k+1であり、
q=−2のときはa=m−1、b=k−1およびa=
0,1,2,3、b=kである。P4の画素はこの斜線
部分の周辺画素から2値化誤差の分配を受ける。
2)では、係数マトリックスαの分配係数が適用される
画素は、図12に斜線で示すごとく、前記式3,4か
ら、q=0のときはa=0,1、b=k+2であり、q
=−1のときはa=0,1,2,3,4、b=k+1で
あり、q=−2のときはa=0,1,2,3,4、b=
kである。P5の画素はこの斜線部分の周辺画素から2
値化誤差の分配を受ける。
スの主走査方向xの後端縁部BEが誤差拡散処理におい
て先端縁部AE側へ螺旋状に連続する誤差分配がなされ
る。このことは、誤差拡散処理による2値化が、均一濃
度画素マトリックスの主走査方向xの後端縁部BEと先
端縁部AEとが螺旋状に連続してなされていることを意
味する。
り求められた補正濃度値I′xyは、次の条件のいず
れかに合致しないものが、閾値t(本実施の形態1では
例えばt=128)と比較されて、I′xy >tなら
ば、注目画素をオン(「1」)に2値化し、I′xy ≦
tならば、注目画素をオフ(「0」)に2値化され、条
件のいずれかに合致するものは、その合致した条件
にしたがって2値化される(S525)。
スHと最近下方2値化画素マトリックスLとの両者にて
共に「1」オンが配置されている画素位置。この画素位
置は、必ず「1」オンとする。 条件: 最近上方2値化画素マトリックスHと最近下
方2値化画素マトリックスLとの両者にて共に「0」オ
フが配置されている画素位置。この画素位置は、必ず
「0」オフとする。
周辺の画素から分配された誤差Eと注目画素の濃度値I
xyとを合計した値を、閾値と比較して、閾値以上であれ
ば「1」オン、閾値未満であれば「0」オフに2値化し
ているが、前記またはの条件に該当する画素の場合
には、その画素については閾値との比較をせずに、前記
またはの条件通りに、「1」オンまたは「0」オフ
に設定する。尚、条件は、「最近上方2値化画素マ
トリックスHの画素値=最近下方2値化画素マトリック
スLの画素値であるならば、最近上方2値化画素マトリ
ックスHまたは最近下方2値化画素マトリックスLのい
ずれかの画素値に設定する」と表現することもできる。
次式の計算により、注目画素の2値化誤差exyが求めら
れ、この2値化誤差exyが誤差バッファに記憶される
(S526)。
は、次式のごとく、注目画素の2値化誤差eにI′xyが
設定される。
ごとく、各画素位置において、濃度値の小さい方から見
ると、一旦、オンとなると、以後の濃度値iおいては必
ずオンとなる。次に、一つの均一濃度画素マトリックス
について全ての画素の2値化処理が終了したか否かが判
定され(S527)、終了していなければ(S527で
「NO」)、次の画素位置を設定して(S528)、ス
テップS523の処理に戻る。
7で「YES」)、ステップS500の処理を終了し
て、図2に示すごとく、濃度値の配列が終了したか否か
を判定し(S600)、終了していなければ(S600
で「NO」)、配列中の次の濃度値を濃度値iに設定し
(S400)、この濃度値iに基づいて、ステップS5
00の2値化処理を繰り返す。
度画素マトリックスの2値化処理(S500)が終了す
る(S600で「YES」)と図5に示すごとく、ワー
キングメモリ14内には、濃度値i=0〜255の25
6個の2値化画素マトリックスF0〜F255が形成さ
れている。
いて、同一位置の画素の内、オンに2値化されている数
をカウントし、このカウント値を要素とする集積結果マ
トリックスM1を形成する(S700)。すなわち、図
5に示すごとく、左上隅を原点(0,0)として横方向
をx軸、縦方向をy軸とすると、まず、全ての2値化画
素マトリックスF0〜F255の(0,0)について、
オンとなった画素をカウントする。そのカウント結果
を、図14に示すごとくワーキングメモリ14内に用意
された集積結果マトリックスM1の同一位置(0,0)
に格納する。このカウント処理を各画素位置について行
い、集積結果マトリックスM1をすべて埋める。このカ
ウント処理は、各画素がオンの場合は「1」に、オフの
場合は「0」に2値化されているので、同一位置の画素
における数値を合計して求めても良い。
ト値の低い画素位置から、順にディザマトリックス用の
閾値を設定し(S800)、その閾値からなるマトリッ
クスをディザマトリックスとして、ディザマトリックス
格納メモリ16に保存する(S900)。
値そのものを閾値として設定しても良い。この場合はス
テップS700のカウント処理がディザマトリックスの
閾値設定の処理に該当するので、ステップS800では
特に処理は行わない。そして、集積結果マトリックスM
1そのものをディザマトリックスとして、ディザマトリ
ックス格納メモリ16に保存する(S900)。
トリックスM1の各カウント値自体をそのまま閾値とす
る代りに、予め用意されたカウント値と閾値とのテーブ
ルに応じて、集積結果マトリックスM1の各カウント値
を閾値に変換しても良い。また、ステップS800にて
は、カウント値の低い順番から、閾値を「0,1,2,
…」と設定して行っても良いし、逆にカウント値の高い
順番から、閾値を「255,254,253,…」と設
定して行っても良い。この場合、同一のカウント値が2
つ以上存在する場合は、それらはすべて同一の閾値が与
えられるものとしても良いし、同一のカウント値を順番
付けして、異なるカウント値と同様に閾値を設定しても
良い。
クスを用いて、中間調のカラー画像を2値化処理し、カ
ラープリンタにて記録したところ、人間の目に対してノ
イジーとならず、かつ解像度が悪化せず、紋様の発生が
抑制された疑似中間調の2値化画像を生成することがで
きた。勿論、ディザ法であり、誤差拡散法のように多数
の計算は行わないので、迅速に処理できた。
ィザマトリックスを作成する場合に、誤差拡散法の2値
化処理において、均一濃度画素マトリックスの主走査方
向xの先端縁部AEの画素と後端縁部BEの画素とを連
続した画素配置状態で2値化処理することにより主走査
方向xにおける縁部AE,BE同士の連続性を維持させ
ている。その結果、得られたディザマトリックスにて、
画像データを2値化処理すると、領域の境界での色むら
や明暗むらを生じること無く、疑似的な境界線の発生が
無い。
トリックスの主走査方向xの後端縁部BEの画素が、主
走査方向xの先端縁部AEの画素の内で副走査方向yの
次の画素ラインの画素へ連続した画素配置状態で2値化
処理すると、すなわち、主走査方向xの画素の配列が螺
旋状にされた状態で2値化処理すると、後端縁部BEの
画素から先端縁部AEの画素へと2値化処理が移行する
場合にも、同一の係数マトリックスαを用いて同じ2値
化誤差分配処理を行えば良いので、簡易な処理になると
共に、2値化処理の連続性が、より良好となり一層疑似
的な境界線の発生を抑制できる。
0における2値化において、前記の条件を用いて、
既に2値化されている前後の均一濃度画素マトリックス
の2値化状態を考慮した2値化が行われている。もし、
前記の条件を用いない通常の2値化を行うと、図1
3(b)に示すごとく、オンとなった後も同じ画素位置
でオフが出現する。このため、通常の2値化のみでは各
画素位置におけるオンの数が、0〜255内の特定の値
に偏る傾向が有るが、本実施の形態では、0〜255の
範囲の各種の値に分散して好適な分布となる。したがっ
て、このようにして得られるディザマトリックスは、閾
値の値も0〜255の範囲に適度に分散して分布するも
のとなる。このため、特に、図13(b)に示したごと
くの各均一濃度画素マトリックス独立に2値化している
場合に得られるディザマトリックスに比較して、図13
(a)のごとくに得られたディザマトリックスは、画像
データの2値化において、一層、解像度が向上し、紋様
の抑制が行われる。
央の値を計算で求める例を図15に示す。この処理は、
図2におけるステップS300〜S600の代りに実行
される。本処理において、最初は8つの変数I0 〜I7
を「0」で初期化し(S1010〜S1080)、次に
I0 〜I7 までを合計して、濃度値iに設定する(S1
090)。この濃度値iが「0」であれば、I7 を「1
28」増加させ(S1120)、次にI7 >128では
ないので(S1130で「NO」)、ステップS109
0の合計処理で濃度値iに「128」が設定され、i=
0でなく(S1100で「NO」)、i=255でもな
いので(S1110で「NO」)、ステップS500の
処理(図2の処理と同じ)がなされる。次にステップS
1120の処理にてI7 =256となり、ステップS1
130にて「YES」と判定されて、I6 が「64」増
加され(S1140)、I6 =64となり、I6 >64
ではないので(S1150で「NO」)、ステップS1
080にてI7 =0に初期化され、ステップS1090
ではi=64となる。したがって、ステップS110
0,S1110からステップS500に移って、濃度値
i=64の均一濃度画素マトリックスについて2値化処
理がなされる。
8となり、ステップS1130にて「NO」と判定され
て、ステップS1090では、I0 〜I5 =0、I6 =
64、I7 =128であることから、i=192とな
り、ステップS1100,S1110の後、ステップS
500で濃度値i=192の均一濃度画素マトリックス
について2値化がなされる。
128であることから、ステップS1120からステッ
プS1160まで進み、ステップS1160でI5 =3
2となる。I5 >32ではないので(S1170で「N
O」)、ステップS1070,S1080が処理され
て、I0 〜I4 =0、I5 =32、I6 =0、I7 =0
となる。したがって、ステップS1090ではi=32
となり、ステップS500では濃度値i=32の均一濃
度画素マトリックスが2値化される。
120,S1130を経て、ステップS1090に戻
る。このとき、I0 〜I4 =0、I5 =32、I6 =
0、I7=128となる。したがって、ステップS10
90ではi=160となり、ステップS500では濃度
値i=160の均一濃度画素マトリックスが2値化され
る。
S1080が処理されて、I0 〜I4 =0、I5 =3
2、I6 =64、I7 =0となる。したがって、ステッ
プS1090ではi=96となり、ステップS500で
は濃度値i=96の均一濃度画素マトリックスが2値化
される。
S1020〜S1080,S1120〜S1260のい
ずれかの処理により、順次、濃度値iに、224、1
6,144,80,…,127が設定されて、濃度値i
の均一濃度画素マトリックスの2値化と保存が行われ、
最後に、I0 =1、I1 =2、I2 =4、I3 =8、I
4 =16、I5 =32、I6 =64、I7 =128とな
る。このとき、ステップS1090にて濃度値i=25
5が設定されるので、ステップS1110にて「YE
S」と判定されて、ステップS700の処理に移る。こ
のようにして、計算にても中央の値をたどって、均一濃
度画素マトリックスの2値化を行うことができる。
に示した実施の形態1または2にて形成されたディザマ
トリックスを、更に、ディザマトリックスの主走査方向
xの先端縁部AEにて副走査方向yに並んだ閾値要素列
「1,19,251,…」から後端縁部BEにて副走査
方向yに並んだ閾値要素列「31,157,44,…」
にかけて、各閾値要素列を副走査方向yにずらすことに
より、図16に示すごとく、副走査方向yの先端縁部U
Tおよび後端縁部DTを主走査方向xに対して不一致と
させたディザマトリックスM2として形成している。
スM2の副走査方向yの先端縁部UTおよび後端縁部D
Tを斜めにして、主走査方向xに対して所定の角度θを
有する直線状としているので、ディザマトリックスM2
全体は、平行四辺形に形成されている。
M2を用いてなされる2値化は、図17に示すごとく
に、ディザマトリックスM2の大きさの領域EM毎に2
値化処理することになる。しかし、斜めの境界部分BT
で色むらや明暗むらが生じたとしても、そのことにより
生じる疑似的な境界線は斜めの状態、すなわち主走査方
向xの直線以外の状態となる。このような方法で2値化
処理し、カラープリンタにて記録して見たところ、疑似
的な境界線は目立たなくなった。すなわち、疑似的な境
界線の発生を抑制できる。主走査方向xの境界部分AT
については、前記実施の形態1,2と同様に、色むらや
明暗むらを生じること無く、疑似的な境界線の発生は無
い。
端縁部UTおよび後端縁部DTは、主走査方向xに対し
て所定の角度θを有する直線状としているが、波を打つ
ように凸凹に形成しても良い。またV字形あるいは逆V
字形にしても良い。すなわち、ディザマトリックスの副
走査方向yの先端縁部および後端縁部を、主走査方向x
に直線状に配列されている状態から、斜めや凸凹に配列
し直せば、疑似的な境界線は目立たなくなる。すなわ
ち、疑似的な境界線の発生を抑制できる。
対象の均一濃度画素マトリックスと作成されるディザマ
トリックスとの大きさは同じで有ったが、特に、均一濃
度画素マトリックスは、作成しようとするディザマトリ
ックスよりも、副走査方向yにおいて大きいマトリック
スを用いても良い。
濃度画素マトリックスの2値化結果の内で、太い実線で
囲った特定領域A[m×(n−k)]の結果を用いてデ
ィザマトリックスを形成しても良い。すなわち、この特
定領域Aの2値化値のカウント処理を行って、集積結果
マトリックスM1を形成する。また、この特定領域A
は、全ての均一濃度画素マトリックスD0〜D255に
おいて同一の位置に存在しても良いし、異なる位置に存
在しても良い。
おける先頭画素ライン部分(図示していない)は含ま
ず、最終画素ライン(y=n−1)部分を含んでいる。
これは、先頭画素ライン部分では、その前のラインが存
在しないため2値化誤差の拡散において、後方のライン
と比較して2値化誤差の分配に歪みを生じており、ドッ
トの集中や特定のパターンが生じ易いからであり、この
2値化誤差拡散の歪みの影響は先頭画素ラインから後方
に離れるに従って少なくなり、最終画素ライン部分では
最も影響が少ないからである。
部分で生じている誤差拡散の歪みが後方へ影響する程度
が異なるため、全ての均一濃度画素マトリックスの2値
化において誤差拡散の歪みの影響を無くすため、均一濃
度画素マトリックスの大きさを濃度値iの値に応じて調
整しても良い。
クスの濃度値を中央値を順次選んで2値化処理していた
が、濃度値i=0〜255を昇順あるいは降順に処理し
ても良い。この場合、ステップS525のごとく、条件
を用いて最近上方2値化画素マトリックスHと最近
下方2値化画素マトリックスLとの2値化状態を考慮し
た2値化を行っても良いし、条件を用いない個々の
均一濃度画素マトリックス単独に2値化を行っても良
い。
どって2値化処理したが、完全に中央の整数値でなくて
も、1:2の位置、1:3の位置、2:1の位置、3:
1の位置といったように、2値化済みの2つの濃度値の
中間の値では有るが、小側あるいは大側に偏った整数値
をたどって2値化処理しても良い。
値もそのまま集積結果マトリックスM1として用いるの
ではなく、所定の係数をかけても良い。また、濃度値i
の均一濃度画素マトリックスの2値化値Iixy に対して
次式のごとく濃度値i毎に異なる係数k(i) を設定し
て、全ての均一濃度画素マトリックスの合計値Cxyを求
めることにより、集積結果マトリックスM1を作成して
も良い。
ックスあるいは集積結果マトリックスM1上の画素位置
を表す。均一濃度画素マトリックスの2値化は、オン
(「1」)またはオフ(「0」)への2値化であった
が、いかなる値の2値化でも良く、いずれか一方の値の
個数をカウントして、集積結果マトリックスM1を形成
し、この集積結果マトリックスM1をディザマトリック
スに変換すれば良い。また、上述したような個数のカウ
ントではなく、2値化値の合計であっても良い。
化時に周辺画素から2値化誤差の分配を受けるタイプの
誤差拡散法、いわゆる平均誤差最小法であったが、注目
画素を2値化した場合に2値化の誤差を未だ2値化して
いない周辺の画素の濃度に分配する方法による誤差拡散
法であっても良い。
ザマトリックスM2を用いていたが、ディザマトリック
ス自体を変形しなくても、前記実施の形態1,2のよう
に形成したディザマトリックスによる2値化処理時に、
ディザマトリックスの主走査方向xの先端縁部AEにて
副走査方向yに並んだ閾値要素列から後端縁部BEにて
副走査方向yに並んだ閾値要素列にかけて、ディザマト
リックスの副走査方向yの先端縁部UEおよび後端縁部
DEが主走査方向xに対して不一致となるように各閾値
要素列を副走査方向yにずらした閾値の配置に基づいて
画像データの各画素の濃度値を2値化することによって
も同様に疑似的な境界を抑制できる。
ディザマトリックスM2を更に、図18に示すごとく、
図16にて、元の位置より副走査方向yにずれてはみ出
した分Zを、同じ閾値要素列の上部に移動させることに
より、平行四辺形から元の形と同じ矩形に戻したディザ
マトリックスM3としても良い。このようにすると、実
施の形態3と同じ効果が得られると共に、ディザマトリ
ックスM3が矩形であるので、通常、矩形である画像デ
ータに適用し易いので、画像の2値化処理が容易とな
る。
の主要ブロック図である。
のフローチャートである。
である。
説明図である。
化した状態を示す説明図である。
ある。
定状態の説明図である。
明図である。
の処理順序を決定する方法を示すフローチャートであ
る。
図である。
説明図である。
例説明図である。
Claims (8)
- 【請求項1】画素において表すことができる濃度範囲内
に設定された所定範囲において離散的に設定された複数
の濃度値の各々を、複数の均一濃度画素マトリックスの
各々における全画素の濃度値として、前記均一濃度画素
マトリックス毎に誤差拡散法にて前記濃度値をオン/オ
フのいずれかに2値化し、この2値化された均一濃度画
素マトリックスの濃度値に基づいて、ディザマトリック
スにおける各画素の閾値を設定するディザマトリックス
作成方法であって、 前記均一濃度画素マトリックスが、主走査方向の先端縁
部の画素と後端縁部の画素とが連続した画素配置状態で
2値化処理されていることを特徴とするディザマトリッ
クス作成方法。 - 【請求項2】前記均一濃度画素マトリックスの主走査方
向の後端縁部の画素が、主走査方向の先端縁部の画素の
内で副走査方向の次の画素ラインの画素へ連続した画素
配置状態で2値化処理されていることを特徴とする請求
項1記載のディザマトリックス作成方法。 - 【請求項3】前記2値化された均一濃度画素マトリック
スの副走査方向における一部の特定領域の濃度値に基づ
いて、ディザマトリックスにおける各画素の閾値を設定
することを特徴とする請求項1または2記載のディザマ
トリックス作成方法。 - 【請求項4】前記特定領域は、前記誤差拡散法の処理が
開始された副走査方向における先頭画素ライン部分を含
まないことを特徴とする請求項3記載のディザマトリッ
クス作成方法。 - 【請求項5】前記特定領域は、前記誤差拡散法の処理が
終了する副走査方向における最終画素ライン部分を含む
ことを特徴とする請求項3または4記載のディザマトリ
ックス作成方法。 - 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載のディザマ
トリックス作成方法により作成されたディザマトリック
スを、該ディザマトリックスの主走査方向の先端縁部に
て副走査方向に並んだ閾値要素列から後端縁部にて副走
査方向に並んだ閾値要素列にかけて、各閾値要素列を副
走査方向にずらしたことにより、副走査方向の先端縁部
および後端縁部を前記主走査方向に対して不一致とさせ
たディザマトリックスとして形成することを特徴とする
ディザマトリックス作成方法。 - 【請求項7】前記ディザマトリックスが、副走査方向の
先端縁部および後端縁部を主走査方向に対して所定の角
度を有する直線状とした平行四辺形に形成されているこ
とを特徴とする請求項6記載のディザマトリックス作成
方法。 - 【請求項8】請求項1〜5のいずれかに記載のディザマ
トリックス作成方法により作成されたディザマトリック
スを、該ディザマトリックスの主走査方向の先端縁部に
て副走査方向に並んだ閾値要素列から後端縁部にて副走
査方向に並んだ閾値要素列にかけて、前記ディザマトリ
ックスの副走査方向の先端縁部および後端縁部が前記主
走査方向に対して不一致となるように各閾値要素列を副
走査方向にずらした閾値の配置に基づいて画像データの
各画素の濃度値を2値化することを特徴とする画像デー
タ2値化方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP07893096A JP3711615B2 (ja) | 1996-04-01 | 1996-04-01 | ディザマトリックス作成方法および画像データ2値化方法 |
US08/803,959 US5953459A (en) | 1996-02-23 | 1997-02-21 | Dither matrix producing method |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH09270916A true JPH09270916A (ja) | 1997-10-14 |
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ID=13675598
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008092191A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Fujifilm Corp | 画像処理方法及び装置並びに画像形成方法及び装置 |
-
1996
- 1996-04-01 JP JP07893096A patent/JP3711615B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2008092191A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Fujifilm Corp | 画像処理方法及び装置並びに画像形成方法及び装置 |
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