JPH09321987A - 中間調画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誤差拡散法を用いて疑似的に中間調を表示す
るための画像データを生成するための中間調画像処理装
置であって、低輝度レベルの領域、画面端部、或いは輝
度が単調に変化する領域の中間調を自然に再現すること
が可能な中間調画像処理装置を提供すること。 【解決手段】 第１の誤差拡散係数テーブルを用いて誤
差拡散法により第１の画像データから第２の画像データ
を生成する第１のデータ生成手段と、第２の誤差拡散係
数テーブルを用いて誤差拡散法により前記第１の画像デ
ータから前記第２の画素データよりも少ない階調数の第
３の画像データを生成する第２のデータ生成手段と、前
記第３の画素データに基づいて前記第１の誤差拡散係数
テーブルを制御する係数制御手段とを備えて、画面全体
にわたって拡散される誤差量を均衡させることにより、
自然な画像の中間調表示を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示可能な階調数
が少ない表示デバイスに対して疑似的に多階調を表示さ
せるための画像データを誤差拡散法を用いて生成する中
間調画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディア機器の急速な性能
の向上に伴い、映像情報を高品質且つ多階調の中間調表
示が可能な表示デバイスが要求されており、この要求を
満たすべく所謂多階調型液晶ディスプレイの性能も急速
な向上が図られている。この多階調液晶ディスプレイに
対して、例えば「黒」又は「白」の２階調のように表示
可能な階調数が限られた所謂低階調型液晶ディスプレイ
がある。この低階調型液晶ディスプレイは、表示可能な
階調数が少ない反面、多階調液晶ディスプレイより安価
であり、また駆動回路も安価に構成できる利点がある。

【０００３】このような低階調型表示デバイスを用いて
中間調表示を可能とするための中間調画像処理装置があ
る。この中間調画像処理装置は、人間の目の積分作用を
利用するものであり、表示可能な階調数が限られたドッ
トの密度または大きさ等を調整して配列することによ
り、無段階に変化する原画像の階調を疑似的に知覚させ
ることにより中間調表示を行うものである。この装置に
より生成した画像データを用いることにより、階調数が
限られた表示デバイスに対して無段階に変化する多階調
の中間調を表示させることが可能となる。

【０００４】この装置の代表的応用例として、複写機や
ファクシミリ等がある。例えば一定濃度（階調）のイン
クを用いて印刷する複写機において中間調表示を行う場
合、インクの付着により形成されるドットの密度等を変
化させる。この結果、人間の目は、ドットによりインク
が付着して「黒」の階調に表示される領域とドット以外
の「白（下地色）」の階調に表示される領域との輝度を
積分して、「黒」と「白」との面積比に応じた中間調を
疑似的に知覚する。この場合、ドット自体の階調は、イ
ンクの付着の有無により、「黒」又は「白」の２階調で
あり、中間調を表示させるための画像データは２値デー
タにより表現することができる。

【０００５】このように中間調画像処理装置は、原画像
本来の階調を表す多階調データを、２値データのような
低階調データに変換することにより、低階調型の表示デ
ィスプレイを用いて疑似的な中間調の表示を可能とする
技術であり、この低階調データに基づいて低階調型の表
示ディスプレイ上に配列されるドットの集合が、人間の
目には原画の階調を表現するものとして疑似的に知覚さ
れる。また、この中間調画像処理装置は、人間の視覚特
性が高い空間周波数成分に鈍感であることを利用して、
少ない階調数でも目障りな疑似輪郭のない自然な映像の
表示を可能とする。

【０００６】この中間調画像処理装置によれば、上述の
ように階調数の少ないドットの配列により疑似的に中間
調表示を行うことができるので、必ずしも表示デバイス
が多階調の表示能力を備えたものである必要はない。従
ってこの装置を用いれば、例えば表面安定型強誘電性液
晶ディスプレイ（以下、「ＳＳＦＬＣＤ」と記す）のよ
うに、他の表示デバイスにはない特質を兼ね備えている
にも拘わらず表示可能な階調が少ない表示デバイスに対
して、多階調を表示させることが可能となる。また、中
間調画像処理装置によれば、低階調データを用いて表示
デバイスを駆動することが可能となるので、表示デバイ
スを駆動する駆動回路を比較的安価な低階調用駆動回路
を用いて構成することができ、多階調の表示が可能な装
置を安価に実現することができる。

【０００７】この中間調画像処理装置には、ドットの生
成方法（画像データの生成方法）の違いにより、ディザ
法、誤差拡散法、平均濃度法などの画像処理方法を用い
たものがあり、この中でも特に、1975年にFloydらによ
り発表された誤差拡散法は、高い階調表現能力を有し、
且つ解像度の低下が少ない優れた画像処理方法として一
般に知られている。

【０００８】以下、誤差拡散法を用いて、例えば２５６
階調のような多階調の画像データを２階調の画像データ
に変換処理する装置を例として、図８〜図１０を参照し
ながら従来の中間調画像処理装置について説明する。こ
こで、図８は誤差拡散法を用いて多階調の画像データを
２階調の画像データに変換する従来の画像処理装置の構
成を表すブロック図であり、図９（ａ）〜（ｄ）は従来
の装置の動作を説明するための説明図であり、図１０は
従来の装置の動作の流れを説明するためのフローチャト
である。

【０００９】図８に示す従来の画像処理装置は、図９
（ａ）に示すように行及び列のマトリックス状に配列さ
れた多階調の画像データのうち、変換処理の対象として
注目する画素の画像データｐ_(m,_n)に対して後述する誤
差拡散処理部１３が生成する積算誤差ａ_(m,_n)を加算し
て補正画像データｑ_(m,_n)を生成する加算器１０と、該
補正画像データｑ_(m,_n)を量子化して「１」または
「０」の２値の画像データｙ_(m,_n)を生成する量子化処
理部１１と、前記加算器１０が生成する補正画像データ
ｑ_(m,_n)と前記量子化処理部１１が生成する画像データ
ｙ_(m,_n)とを減算処理して誤差ｅ_(m,_n)を生成する量子化
誤差算出部１２と、該誤差ｅ_(m,_n)を格納するバッファ
メモリ１３Ａと、注目する画素の周辺に位置する画素の
画像データの誤差ｅ_(m-k,_n-l)から積算誤差ａ_(m,_n)を生
成して前記加算器１０に与える積算誤差生成部１３Ｂと
から構成されている。また、バッファメモリ１３Ａ及び
積算誤差生成部１３Ｂは前記誤差拡散処理部１３を構成
する。なお、誤差ｅ_(m,_n)は、画像データｑ_(m,_n)を量子
化することにより生じる誤差であり、補正画像データｑ
_(m,_n)とこれを量子化して得られる画像データｙ_(m,_n)と
の差分として求められる。この誤差ｅ_(m,_n)は、画像デ
ータｙ_(m,_n)に対応づけられてバッファメモリ１３Ａに
格納される。

【００１０】次に、図８に示す従来の装置の動作につい
て、図９を参照しながら、図１０に示すフローチャトに
沿って説明する。以下、この装置の動作の説明は、変換
処理の対象として注目する画素の画像データｐ_(m,_n)を
図９（ａ）に示す画像データｐ₍₃,₂₎とし、この画像デ
ータｐ₍₃,₂₎を２値の画像データｙ₍₃,₂₎に変換する場合
を例として行う。ただし、図９（ａ）に示す画像データ
ｐ₍₀,₀₎〜ｐ₍₂,₂₎については既に変換処理が実行されて
いるものとし、同図（ｂ）及び（ｃ）にそれぞれ示すよ
うに、画像データｙ₍₀,₀₎〜ｙ₍₂,₂₎及び誤差ｅ₍₀,₀₎〜
ｅ₍₂,₂₎が求められているものとする。

【００１１】先ず、誤差拡散処理部１３は、以下に説明
する誤差拡散処理をして積算誤差をａ₍₃,₂₎を生成す
る。即ち、誤差拡散処理部１３は、今変換処理の対象と
して注目する画像データｐ₍₃,₂₎の周辺に位置する画素
の画像データの誤差を拡散させると共に、今注目する画
素の画像データｐ₍₃,₂₎に対して周辺の画像データから
拡散された誤差を積算して積算誤差ａ₍₃,₂₎を生成する
（ステップＳ４０）。この積算誤差ａ₍₃,₂₎は、画像デ
ータｐ₍₀,₀₎〜ｐ₍₂,₂₎に対する画像データｙ₍₀,₀₎〜ｙ
₍₂,₂₎の誤差ｅ₍₀,₀₎〜ｅ₍₂,₂₎を、図９（ｄ）に例示す
る誤差拡散係数テーブルの係数値で重みづけをして拡散
させたものを積算したものである。

【００１２】例えば、図９（ａ）に示す画像データ
ｐ₍₀,₀₎を変換処理して同図（ｂ）に示す画像データｙ
₍₀,₀₎を得る際に発生する同図（ｃ）に示す誤差ｅ₍₀,₀₎
を、同図（ｄ）に示す誤差拡散係数テーブルを用いて拡
散させる場合、画像データｐ₍₀,₀₎の周辺の画素の画像
データｐ₍₁,₀₎、ｐ₍₀,₁₎、ｐ₍₁,₁₎（図９（ａ）斜線
部）に対して、誤差ｅ₍₀,₀₎を同図（ｄ）に示す誤差拡
散係数ｋ₍₁,₀₎、ｋ₍₀,₁₎、ｋ₍₁,₁₎でそれぞれ重みづけ
をして拡散させる。

【００１３】同様にして、画像データｐ₍₁,₀₎からｐ₍₂,
₂₎まで順次変換処理する際に、誤差ｅ₍₁,₀₎〜ｅ₍₂,₂₎が
順次それぞれの周辺の画素の画像データに順次拡散され
る。この結果、画像データｐ₍₃,₂₎には、周辺の画素の
画像データｙ₍₂,₁₎、ｙ₍₃,₁₎、ｙ₍₂,₂₎の誤差ｅ₍₂,₁₎、
ｅ₍₃,₁₎、ｅ₍₂,₂₎が図９（ｄ）に示す誤差拡散係数
ｋ₍₁,₁₎、ｋ₍₀,₁₎、ｋ₍₁,₀₎でそれぞれ重みづけされて
拡散される。積算誤差生成部１３Ｂは、これら拡散され
た誤差を積算して積算誤差ａ₍₃,₂₎を算出する。この例
の場合、積算誤差ａ₍₃,₂₎は式（１）により算出され
る。

【００１４】 a₍₃,₂₎ = {ｋ₍₁,₁₎ × e₍₂,₁₎ ＋ ｋ₍₀,₁₎ × e₍₃,₁₎ ＋ ｋ₍₁,₀₎ × e₍₂,₂₎} ÷(ｋ₍₁,₁₎ ＋ ｋ₍₀,₁₎ ＋ ｋ₍₁,₀₎) ・・・（１）

【００１５】ここで、図９（ｄ）に示す誤差拡散係数ｋ
₍₁,₁₎、ｋ₍₀,₁₎、ｋ₍₁,₀₎の値は、変換処理の対象とし
て注目する画素との距離に応じて定められる。例えば、
上述の誤差ｅ₍₂,₁₎を拡散させる場合、右側及び下側に
接する画素の画像データｐ₍₃,₁₎及びｐ₍₂,₂₎に対する誤
差拡散係数を例えば「２」とすれば、右斜め下側に位置
する画素の画像データｐ₍₃,₂₎に対しては、例えばより小
さな係数「１」を定める。この結果、積算誤差ａ₍₃,₂₎
は、上側及び左側に接する画素の画像データの誤差
ｅ₍₃,₁₎及びｅ₍₂,₂₎が大きく反映され、また左上に接す
る画素の画像データｐ₍₂,₁₎の誤差ｅ₍₂,₁₎が小さく反映
されたものとなる。

【００１６】次に、図８に示す加算器１０は、誤差拡散
処理部１３から与えられる積算誤差ａ₍₃,₂₎を原画像の
画像データｐ₍₃,₂₎に加算して、補正画像データｑ₍₃,₂₎
を生成し（ステップＳ４１）、量子化処理部１１が、補
正画像データｑ₍₃,₂₎を量子化して２値データである画
像データｙ₍₃,₂₎を生成する（ステップＳ４２）。この
画像データｙ₍₃,₂₎は、この装置の出力データとして外
部に出力される。

【００１７】次に、量子化誤差算出部１２は、補正画像
データｑ₍₃,₂₎と画像データｙ₍₃,₂₎とを減算処理して、
量子化処理部１１による量子化において発生する誤差、
即ち画像データｐ₍₃,₂₎に対する画像データｙ₍₃,₂₎の誤
差ｅ₍₃,₂₎を生成する（ステップＳ４３）。バッファメ
モリ１３Ａは、このようにして生成された誤差ｅ₍₃,₂₎
を画像データｙ₍₃,₂₎に対応づけて格納する（ステップ
Ｓ４４）。以上により、原画像の多階調の画像データｐ
₍₃,₂₎を変換処理して、低階調の画像データｙ₍₃,₂₎及び
この誤差ｅ₍₃,₂₎を得る。

【００１８】次に、変換処理の対象として注目する画素
を行方向にひとつ移動させて（ステップＳ４５）、画像
データｐ₍₃,₂₎の画素の右側に隣接する画像データｐ₍₄,
₂₎（図示せず）の画素を注目し、この画素が最終行且つ
最終列の画素の画像データ（最終画像データ）であるか
否かを判断する（ステップＳ４６）。最終画素の画像デ
ータでなければステップＳ０１に戻って（ステップＳ４
６：Ｎ）、最終画素に至るまで図１０に示すステップＳ
４０からステップＳ４６：Ｎの処理を繰り返し、各画素
の多階調の画像データｐ_(m,_n)を低階調の画像データｙ
_(m,_n)に変換処理する。そして、注目する画素の画像デ
ータが最終画素の画像データと判断されると（ステップ
Ｓ４６：Ｙ）、一連の変換処理が終了する（エンド）。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、誤差拡散法
を用いた従来の中間調画像処理装置によれば、以下のよ
うな問題がある。第１に、階調（輝度レベル）が低く誤
差が小さい領域や画面端部領域の画像データを変換処理
する場合、変換処理の当初においては拡散される誤差が
小さく、変換処理が進むにつれて拡散される誤差の絶対
量が徐々に増えることに起因して、前述の加算器１０に
より原画像の画像データｐ_(m,_n)に加算される積算誤差
ａ_(m,_n)が、変換処理の当初においてのみ小さくなり、
この領域の画像が不自然なものとなる。

【００２０】第２に、広い画像領域にわたって、階調
（輝度レベル）が単調に変化する場合、積算誤差の増加
に伴って誤差が全く生じなくなる領域が発生することが
ある。このような場合、この領域と他の領域との境界に
疑似輪郭が形成され、誤差が小さい領域であるにもかか
わらず、逆にこの領域が人間の目に不自然さを与え、画
質の低下として感じられることがある。

【００２１】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、人間の目に不自然さを与えることなく、
階調が低い領域、画面端部領域、或いは輝度が単調に変
化する領域の中間調を表現する画像データを生成するこ
とのできる中間調画像処理装置を提供することを課題と
する。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決達成するため、以下の構成を有する。請求項１記載の
発明にかかる中間調画像処理装置は、行及び列のマトリ
ックス状に配列された画素の階調を表す第１の画像デー
タから前記第１の画像データの階調数よりも少ない階調
数の第２の画像データを生成する中間調画像処理装置で
あって、第１の誤差拡散係数テーブルを用いて誤差拡散
法により前記第１の画像データから前記第２の画像デー
タを生成する第１のデータ生成手段と、第２の誤差拡散
係数テーブルを用いて誤差拡散法により前記第１の画像
データから前記第２の画素データの階調数よりも少ない
階調数の第３の画像データを生成する第２のデータ生成
手段と、前記第３の画像データに基づいて前記第１の誤
差拡散係数テーブルの係数値を制御する係数制御手段と
を備えて構成されている。

【００２３】請求項２記の発明にかかる中間調画像処理
装置は、行及び列のマトリックス状に配列された画素の
階調を表す第１の画像データから前記第１の画像データ
の階調数よりも少ない階調数の第２の画像データを生成
する中間調画像処理装置であって、第１の誤差拡散係数
テーブルを用いて誤差拡散法により前記第１の画像デー
タから前記第２の画像データを生成する第１のデータ生
成手段と、第２の誤差拡散係数テーブルを用いて誤差拡
散法により前記第１の画像データから前記第２の画素デ
ータの階調数よりも少ない階調数の第３の画像データを
生成する第２のデータ生成手段と、前記第２の画像デー
タの誤差が小さく且つ前記第３の画像データが表す階調
が低いことを条件として、前記第２の画像データを補正
して出力する補正手段とを備えて構成されている。

【００２４】請求項３記載の発明にかかる中間調画像処
理装置は、請求項１又は２に記載の中間画像処理装置
が、少なくとも２行分の第１の画像データに基づいて少
なくとも１行分の第４の画像データを生成し、該第４の
画像データを前記第１の画像データに付加して補間する
補間手段を前段側に備えて構成されている。

【００２５】請求項１に記載の発明にかかる中間調画像
処理装置によれば、係数制御手段は、第２のデータ生成
手段が生成する第３の画像データに基づいて第１の誤差
拡散係数テーブルの係数値を制御する。これにより、第
１のデータ生成手段は、誤差の拡散量が少ない領域にお
いて、意図的に誤差を増やして拡散させることができ、
画面全体として均衡した誤差の拡散が行われる。

【００２６】請求項２に記載の発明にかかる中間調画像
処理装置によれば、補正手段は、第２の画像データの誤
差が小さく、且つ第３の画像データが表す階調が低いこ
とを条件として、前記第２の画像データを補正する。こ
れにより、疑似輪郭を表示する画像データを推定して、
この疑似輪郭の発生を抑えた画像データを生成すること
ができる。

【００２７】請求項３に記載の発明にかかる中間調画像
処理装置によれば、補間手段は、少なくとも２行分の第
１の画像データに基づいて少なくとも１行分の第４の画
像データを生成し、該第４の画像データを前記第１の画
像データに付加して補間する。従って、画面端部領域に
位置する画像データに基づいて第４の画像データを生成
し、該画面端部領域に隣接するようにして配列すれば、
第２のデータ生成手段は、第１の画像データを補間する
第４の画像データを処理して前記画面端部領域に位置す
る画素の第１の画像データに対して誤差を拡散させるこ
とができる。この結果、画面全体にわたって誤差の拡散
を均衡させることができ、自然な画像の画像データを生
成することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図７を参照しながら
本実施形態にかかる中間調画像処理装置について説明す
る。ここで、図１は本発明の第１の実施形態の中間調画
像処理装置の構成を表すブロック図であり、図２（ａ）
〜（ｃ）は、本実施形態の装置が誤差拡散処理において
用いる各種の誤差拡散係数テーブルであり、図３（ａ）
〜（ｃ）は第１の実施形態の装置の動作を説明するため
の説明図であり、図４は第１の実施形態の装置の動作の
流れを説明するためのフローチャートであり、図５は第
１の実施形態の装置を適用した液晶ディスプレイ制御回
路の動作の流れを説明するためのフローチャートであ
り、図６は本発明の第２の実施形態の装置の構成を表す
ブロック図であり、図７は第２の実施形態の装置を構成
する階調補正部の動作の流れを説明するためのフローチ
ャートである。

【００２９】（第１の実施の形態）以下に説明する第１
の実施の形態にかかる中間調画像処理装置は、原画像の
画像データをに対して後述する２値化誤差拡散処理及び
１６値化誤差拡散処理を実行するものであって、２値化
誤差拡散処理での処理結果に基づいて１６値化誤差拡散
処理で用いる誤差拡散係数テーブルを制御する処理（以
下、「多重誤差拡散処理」と記す）を行うものである。

【００３０】図１に示す本実施形態の装置は、原画像に
おける各画素の２５６通りの階調を定める８ビットデー
タであるところの画像データＰ₂₅₆(m,n)を、１６通りの
階調を定める４ビットデータであるところの画像データ
Ｐ₁₆(m,n)に変換するものであって、画像データＰ
₂₅₆(m,n)を入力して格納する画像データバッファ部１
と、該画像データバッファ部１に格納された画像データ
Ｐ₂₅₆(m,n)に対して後述する周辺処理を施す周辺処理部
２と、該周辺処理部２の処理結果に対して２値量子化及
び誤差拡散処理（以下、「２値化誤差拡散処理」と記
す）を行う２値化誤差拡散処理部３と、該２値化誤差拡
散処理部３の処理結果に基づいて前記周辺処理部２の処
理結果に対して１６値量子化及び誤差拡散処理（以下、
「１６値化誤差拡散処理」と記す）を行う１６値化誤差
拡散処理部４と、前記２値化誤差拡散処理部３の処理結
果に基づいて前記１６値化誤差拡散処理部４が誤差拡散
係数テーブルの係数値を制御する係数制御部５とから構
成されている。

【００３１】ここで、１６値化誤差拡散処理部４は、加
算器４Ａと、１６値量子化処理部４Ｂと、量子化誤差算
出部４Ｃと、誤差拡散処理部４Ｄとから構成され、前述
の図１に示す従来の装置の構成と同様に構成されるが、
図８に示す従来の装置を構成する量子化処理部１１が多
値データを２値データに量子化するものであるのに対し
て、図１に示す１６値量子化処理部４Ｂは１６値データ
に量子化するものであり、図８に示す誤差拡散処理部１
３が図９（ｄ）に示す誤差拡散係数テーブルを用いて誤
差を拡散させるものであるのに対して、図１に示す誤差
拡散処理部４Ｄは、図２（ａ）又は（ｂ）に示す誤差拡
散係数テーブルを用いるものである点で異なる。また、
２値化誤差拡散処理部３は、図８に示す従来の装置と同
一に構成され、多値データとしての画像データＰ₂₅₆(m,
n)を２値データに量子化するものであり、図３（ｃ）に
例示する誤差拡散係数テーブルを用いて誤差の拡散処理
を行う。

【００３２】このように構成された本実施形態の装置の
動作について、図３（ａ）に示す２５６階調を表現する
画像データＰ₂₅₆(0,0)〜Ｐ₂₅₆(639,399)を、同図（ｂ）
に示す１６階調を表現する画像データＰ₁₆(0,0)〜Ｐ
₁₆(639,399)に変換する場合を例とし、図４に示すフロ
ーチャートに沿って説明する。なお、画像データＰ
₂₅₆(m,n)は、第ｍ行ｎ列に位置する画素の２５６階調の
画像データを表す。

【００３３】先ず、図１に示す画像データバッファ部１
は、原画像の画素の階調を定める画像データＰ₂₅₆(0,0)
〜Ｐ₂₅₆(639,399)を読み込み、各画素に対応づけて格納
する（ステップＳ０１）。次に、周辺処理部２は、画像
データバッファ部１に格納された画像データＰ₂₅₆(m,n)
を読み出し、これに対して以下に詳細に説明する周辺処
理を施す。

【００３４】即ち、周辺処理部２は、先ず、図３（ａ）
に示す第０行目の画像データＰ₂₅₆(m,0)（ｍ＝０〜６３
９）と第１行目の画像データＰ₂₅₆(m,1)（ｍ＝０〜６３
９）との平均値を各列（ｍ）毎に演算して、同図に示す
第−１行目の仮想データＶ₂₅₆(m)（ｍ＝０〜６３９）を
生成する（ステップＳ０２）。この仮想データＶ₂₅₆(m)
は、画像データＰ₂₅₆(0,0)〜Ｐ₂₅₆(639,399)の実画面部
の画像データに対して、実際には表示されることのない
仮想的な画面（仮想画面部）の画像データの一行分を構
成する。

【００３５】次に、２値化誤差拡散処理部３は、図３
（ａ）に示す第−１行目の仮想データＶ₂₅₆(m)（ｍ＝０
〜６３９）のそれぞれに対して２値化誤差拡散処理を順
次実行し、図３（ｃ）に示す第−１行目の仮想データＶ
₂(m)（ｍ＝０〜６３９）を生成する（ステップＳ０
３）。この処理において、或る仮想データＶ₂(m)の誤差
は、図２（ｃ）に示す誤差拡散係数テーブルの各係数で
重みづけされて、周辺の画像データに拡散される。

【００３６】例えば、図３（ｃ）に示す仮想データＶ
₂(0)の誤差は、図３（ａ）に示す第０行目の画像データ
Ｐ₂₅₆(0,0)及びＰ₂₅₆(1,0)並びに第−１行目の仮想デー
タＶ₂₅₆(1)（図３（ａ）斜線部）に対して、それぞれ
５：１：７の比率で重みづけされて拡散される。このよ
うにして、仮想データＶ₂(m)（ｍ＝０〜６３９）の全て
について２値化誤差拡散処理が順次実行されると、第−
１行目から第０行目に誤差が拡散される。

【００３７】次に、１６値化誤差拡散処理部４は、第０
行目の画像データＰ₂₅₆(m,0)（ｍ＝０〜６３９）に対し
て１６値化誤差拡散処理を実行する（ステップＳ０４〜
ステップＳ０５Ａ／０５Ｂ）。即ち、１６値化誤差拡散
処理部４を構成する加算器４Ａは周辺処理部２から入力
する画像データＰ₂₅₆(m,0)に対して誤差拡散処理部４Ｄ
から入力する積算誤差Ａ(m,0)を加算して補正画像デー
タＱ₂₅₆(m,0)を生成する。１６値量子化処理部４Ｂは、
この補正画素データＱ₂₅₆(m,0)を量子化して１６階調を
表現する４ビットデータの画像データＰ₁₆(m,0)を生成
し、これを出力する。

【００３８】次に、量子化誤差算出部４Ｃは、画像デー
タＰ₁₆(m,0)と補正画素データＱ₂₅₆(m,0)との差分か
ら、１６値量子化処理部４Ｂにおける１６値量子化に伴
って生じる誤差Ｅ(m,0)を生成して誤差拡散処理部４Ｄ
に与える。誤差拡散処理部４Ｄは、画像データＰ₁₆(m+
1,n)の積算誤差Ｅ(m+1,n)を求め、次ぎの画素データＰ
₂₅₆（m+1,n)の入力に備える。このようにして順次第０
行の最終画像データまで繰り返して実行し、第０行目の
画像データに対する１６値化誤差拡散処理が行われる。

【００３９】ここで、係数制御部５は、上述の第０行目
の画像データに対する１６値化誤差拡散処理において用
いる誤差拡散係数テーブルを、第−１行目の２値化誤差
拡散処理の結果に基づいて選択して誤差拡散係数値を制
御する。例えば図３（ａ）に示す画像データＰ₂₅₆(0,0)
に対して１６値化誤差拡散処理を行う場合、誤差拡散係
数テーブルは、仮想データＶ₂₅₆(0)に対する２値化誤差
拡散処理の結果である仮想データＶ₂(0)の値に基づいて
定められ、この仮想データＶ₂(0)が「０」であれば（ス
テップＳ０４：＜０＞）、図２（ａ）に示す誤差拡散係
数テーブルＡを用い（ステップＳ０５Ａ）、仮想データ
Ｖ₂(0)が「１」であれば（ステップＳ０４：＜１＞）、
図２（ｃ）に示す誤差拡散係数テーブルＢを用いて１６
値化誤差拡散処理を実行する（ステップＳ０５Ｂ）。

【００４０】ここで、このように誤差拡散係数テーブル
を選択する理由について付言する。図２（ａ）に示す誤
差拡散係数テーブルは、同図（ｂ）に示す誤差拡散係数
テーブルより大きな値となっている。即ち、図３（ｃ）
に示す仮想データＶ₂(0)が「０」である場合（即ち、階
調が低い場合）、図２（ａ）に示す大きな係数のテーブ
ルを用いることにより誤差の拡散量は意図的に増やされ
る。

【００４１】多くの場合、最初に処理の対象となる画像
データには誤差が予め拡散されていないので、第−１行
目の仮想データＶ₂₅₆(m)を順次２値化誤差拡散処理する
と、この処理により得られる仮想データＶ₂(m)の階調
（輝度レベル）は処理の当初は小さくなる傾向がある。
この階調が小さい領域の画像データは、量子化しても画
像データの値自体はほとんど変わらないので誤差は小さ
く、この結果、周辺に拡散される誤差の絶対量も小さく
なる。

【００４２】従って、第−１行目から第０行目に拡散さ
れる誤差は、行の前半部の処理では少なく、また後半部
では増えることとなり、誤差の拡散量にアンバランスが
生じる。このような誤差の拡散量のアンバランスに対処
するために誤差拡散係数テーブルを制御し、誤差拡散係
数値を調整する。例えば図３（ａ）に示す第０行目の画
像データＰ₂₅₆(0,0)を１６値化誤差拡散処理するにあた
って、この画像データＰ₂₅₆(0,0)に対する誤差の拡散量
が多い第−１行目の仮想データＶ₂(0)に着目し、この仮
想データＶ₂(0)が「０」の場合（階調が低い場合）、第
−１行目から画像データＰ₂₅₆(0,0)への誤差の拡散量が
少ないと推定することができる。

【００４３】従ってこの場合、第０行目の画像データＰ
₂₅₆(0,0)を１６値化誤差拡散処理するにあたって、仮想
データＶ₂(0)に基づいて誤差拡散係数テーブルを係数値
の大きなものに入れ替えることにより、第０行目の画像
データＰ₂₅₆(0,0)を１６値化誤差拡散処理して発生する
誤差の拡散量を意図的に増やす。このように、誤差拡散
係数テーブルを制御して誤差の拡散量を調節することに
より、１６値化誤差拡散処理して得られる画像データの
階調を速やかに立ち上げることができ、画面全体にわた
って調和のとれた輝度レベルを配分することができる。

【００４４】また、上述した第０行目の画像データＰ
₂₅₆(m,0)に対する１６値化誤差拡散処理と平行して、同
じく第０行目の画像データＰ₂₅₆(m,0)に対して２値化誤
差拡散処理が実行される（ステップＳ０６）。この第０
行目に対する２値化誤差拡散処理の結果は、第１行目に
対する１６値化誤差拡散処理における拡散誤差係数テー
ブルの制御に用いられる。

【００４５】次に、第０行目の画像データについて、上
述の２値及び１６値化誤差拡散処理が終了すると、今処
理の対象とした行（第０行）が最終行か否かを判断する
（ステップＳ０７）。最終行ではないと判断すると（ス
テップＳ０７：Ｎ）、処理の対象を次の行に移動し（ス
テップＳ０８）、上述の一連の２値化及び１６値化誤差
拡散処理を同様に実行する（ステップＳ０６、ステップ
Ｓ０４〜ステップＳ０５Ａ／０５Ｂ）。やがて、最終行
の処理が終了し、今処理の対象とした行が最終行である
と判断すると（ステップＳ０７：Ｙ）、一連の全ての処
理が終了する（エンド）。

【００４６】以上説明したように、本実施形態の装置に
よれば、図３（ａ）に示す仮想画面部の仮想データＶ
₂₅₆(m)の処理で発生する誤差を実画面部の端部（第０
行）の画像データに拡散させるので、実画面部の端部で
の拡散誤差が極端に少なくなることがない。また、処理
の対象となっている行の画像データと次の行の画像デー
タとを平均して得られる仮想データを２値化誤差拡散処
理し、この結果に基づいて１６値化誤差拡散処理におけ
る誤差拡散係数の選択を行って、低輝度領域での誤差の
拡散を意図的に増やすことにより、画像全体にわたって
誤差の拡散の均衡を図ることができる。

【００４７】次に、本実施形態の装置の適用例につい
て、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態の装
置が適用された８階調強誘電性液晶ディスプレイ（以
下、「ＦＬＣＤ」と記す）の制御回路の動作の流れを説
明するためのフローチャートである。この制御回路は、
ＦＬＣＤに対して、ビデオレートの１フレームを時間軸
に沿って１：２：４の比率で３分割する時分割ディザ法
を用いて、各画素毎に８階調の静止画像の画像データを
生成するものである。

【００４８】先ず、原画像の画像データを画像バッファ
に取り込み（ステップＳ２０）、輪郭の抽出を行う（ス
テップＳ２１）。抽出された個々の輪郭により形成され
る閉領域を単位とした領域に画像を分割し（領域分
割）、各領域毎に階調レベルの変化量を求める（ステッ
プＳ２２）。次に、例えば予め階調レベルの変化量が２
レベル以下の領域を階調の変化がない領域と定めてお
き、各領域について階調レベルの変化量が２レベル以下
か否かを判断する（ステップＳ２３）。

【００４９】この階調レベルの変化量が２レベル以下で
あれば、原画像の画像データを８値データに量子化して
誤差を拡散させる８値量子化誤差拡散処理を行い（ステ
ップＳ２４Ａ）、２レベルより大きければ上述の多重誤
差拡散処理を実行する（ステップＳ２４Ｂ）。そして、
これらの処理により得られる画像データをＦＬＣＤ駆動
回路に出力し（ステップＳ２５）、図示しないＦＬＣＤ
に画像を表示させる。本適用例によれば、つや感の増し
た画像を得ることができる。

【００５０】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施形態の装置について、図６及び図７を参照して説
明する。図６に示す本実施形態の装置と図１に示す装置
との相違点は、図１に示す装置が、図１に示す係数制御
部５に代えて１６値化誤差拡散処理部４の後段に階調補
正部６を備えると共に、１６値化誤差拡散処理部４を構
成する量子化誤差拡散処理部４Ｄの誤差拡散処理で用い
る誤差拡散係数テーブルが固定されている点にある。

【００５１】このように構成された本実施形態の装置
は、１６値化誤差拡散処理部４が出力する低階調の画像
データを、２値化誤差拡散処理部３の処理結果と、１６
値化誤差拡散処理部４が出力する画像データの誤差とに
基づいて補正処理して出力する。この補正処理は階調補
正部６が行う。以下、図６に示すフローチャートに沿っ
て、階調補正部６の動作を中心として説明する。階調補
正部６は、１６値化誤差拡散処理部４が出力する低階調
の画像データが「０」か否かを判断し（ステップＳ３
０）、この判断の結果、この画像データが「１」であれ
ば（ステップＳ３０：Ｎ）、１６値化誤差拡散処理部４
が出力する低階調の画像データをそのまま出力する（ス
テップＳ３２Ａ）。

【００５２】また、１６値化誤差拡散処理部４が出力す
る画像データが「０」であれば（ステップＳ３０：
Ｙ）、２値化誤差拡散処理部３が出力する画像データが
「０」か否かを判断する（ステップＳ３１）。ここで、
２値化誤差拡散処理部３が出力する画像データが「０」
であれば（ステップＳ３１：Ｙ）、１６値化誤差拡散処
理部４が出力する低階調の画像データをそのまま出力し
（ステップＳ３２Ａ）、「１」であれば、１つ上の階調
に階調レベル（輝度レベル）を上げて出力する（ステッ
プＳ３２Ｂ）。

【００５３】即ち、階調補正部６は、１６値化誤差拡散
処理での誤差がなく、しかも２値化誤差拡散処理の結果
が「１」である場合（ステップＳ３０：Ｙ〜ステップＳ
３１：Ｎ）に補正処理を実行する。この場合、１６値化
誤差拡散処理部４が出力する画像データは、中間調以外
の低階調（低輝度レベル）を表示するものであり、疑似
輪郭を表示するものである可能性が高い。従って、階調
補正部６は、このような場合に限って１６値化誤差拡散
処理で得られた画像データの階調（輝度レベル）を上げ
るように補正し、これにより、疑似輪郭の発生が抑えら
れ、自然な表示画像を得ることができる。

【００５４】なお、上述の第１及び第２の実施の形態に
かかる装置は、仮想データを生成するための周辺処理部
２を備えて構成したが、これを省いて構成してもよい。
この場合、画面端部領域で多少の不自然さは残るもの
の、画面全体としてみれば違和感のない自然な中間調を
再現した画像データを得ることができる。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下のような効果を得ることができる。即
ち、請求項１に記載の発明によれば、誤差拡散係数テー
ブルの係数値を制御するように構成したので、誤差の発
生が小さい領域から拡散される誤差を、画面全体にわた
って均衡させることができ、誤差拡散法を用いて自然な
画像の画像データを得ることができる。

【００５６】また、請求項２に記載の発明によれば、変
換処理して得られた画像データを補正する手段を設けた
ので、疑似輪郭の発生が有効に抑えられた画像データを
得ることができる。

【００５７】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
処理の対象とする画像データを補間する画像データを生
成するように構成して、画面端部に誤差を拡散させるこ
とを可能としたので、画面端部においても自然な表示を
行う画像データを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の中間調画像処理装置
の構成を表すブロック図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の装置が誤
差拡散処理において用いる誤差拡散係数テーブルを表す
図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態の装置の動
作を説明するための説明図である。

【図４】第１の実施形態の装置の動作の流れを説明する
ためのフローチャートである。

【図５】第１の実施形態の装置を適用した液晶ディスプ
レイ制御回路の動作の流れを説明するためのフローチャ
ートである。

【図６】本発明の第２の実施形態の装置の構成を表すブ
ロック図である。

【図７】第２の実施形態の装置を構成する階調補正部の
動作の流れを説明するためのフローチャートである。

【図８】誤差拡散法を用いて多階調の画像データを２階
調の画像データに変換する従来の画像処理装置の構成を
表すブロック図である。

【図９】（ａ）〜（ｄ）は、従来の装置の動作を説明す
るための説明図である。

【図１０】従来の装置の動作の流れを説明するためのフ
ローチャトである。

【符号の説明】

１ 画像データバッファ部 ２ 周辺処理部 ３ ２値化誤差拡散処理部 ４ １６値化誤差拡散処理部 ４Ａ 加算器 ４Ｂ １６値量子化処理部 ４Ｃ 量子化誤差算出部 ４Ｄ 誤差拡散処理部 ５ 係数制御部 ６ 階調補正部

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０９Ｇ 5/36 ５２０ 4237−5Ｈ Ｇ０９Ｇ 3/20 Ｋ // Ｇ０９Ｇ 3/20 Ｇ０６Ｆ 15/68 ３２０Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 行及び列のマトリックス状に配列された
   画素の階調を表す第１の画像データから前記第１の画像
   データの階調数よりも少ない階調数の第２の画像データ
   を生成する中間調画像処理装置であって、 第１の誤差拡散係数テーブルを用いて誤差拡散法により
   前記第１の画像データから前記第２の画像データを生成
   する第１のデータ生成手段と、 第２の誤差拡散係数テーブルを用いて誤差拡散法により
   前記第１の画像データから前記第２の画素データの階調
   数よりも少ない階調数の第３の画像データを生成する第
   ２のデータ生成手段と、 前記第３の画像データに基づいて前記第１の誤差拡散係
   数テーブルの係数値を制御する係数制御手段とを備えた
   ことを特徴とする中間調画像処理装置。
2. 【請求項２】 行及び列のマトリックス状に配列された
   画素の階調を表す第１の画像データから前記第１の画像
   データの階調数よりも少ない階調数の第２の画像データ
   を生成する中間調画像処理装置であって、 第１の誤差拡散係数テーブルを用いて誤差拡散法により
   前記第１の画像データから前記第２の画像データを生成
   する第１のデータ生成手段と、 第２の誤差拡散係数テーブルを用いて誤差拡散法により
   前記第１の画像データから前記第２の画素データの階調
   数よりも少ない階調数の第３の画像データを生成する第
   ２のデータ生成手段と、 前記第２の画像データの誤差が小さく且つ前記第３の画
   像データが表す階調が低いことを条件として、前記第２
   の画像データを補正して出力する補正手段とを備えたこ
   とを特徴とする中間調画像処理装置。
3. 【請求項３】 少なくとも２行分の第１の画像データに
   基づいて少なくとも１行分の第４の画像データを生成
   し、該第４の画像データを前記第１の画像データに付加
   して補間する補間手段を前段側に備えたことを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の中間調画像処理装置。