JPH10191052A - 中間調画像の2値化方法および記憶媒体 - Google Patents
中間調画像の2値化方法および記憶媒体Info
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Abstract
ナスの誤差が拡散されて蓄積されることによる低濃度部
への悪影響を除く。 【解決手段】 注目画素がオンでない場合(S310で
「NO」)、2値化誤差値ERRに基づいて累積誤差値
ESを算出し(S315)、累積誤差値ESと注目画素
における2値化誤差値Eとの和が、所定判定値ESMよ
り小さいか否かを判定し(S330)、小さい場合、2
値化誤差値Eを係数kの掛け合わせにて絶対値を小さく
した上で、誤差分配マトリックスBmat()に基づき
周辺画素の各誤差バッファeに分配する(S340)。
その後、注目画素の2値化誤差値Eをs番目の画素の2
値化誤差値ERR(s)として作業用メモリ19に格納
し(S360)、次の画素の処理に備える。
Description
素を、順次、注目画素として、該注目画素の画素濃度と
閾値との比較により、オンかオフかのいずれかに2値化
し、元の画素濃度と2値化された画素濃度との間の2値
化誤差を、未だ2値化されていない周辺の画素である未
2値化周辺画素の2値化に反映させる誤差拡散法による
中間調画像の2値化方法に関する。
hm for Spatial Gray Scale" SID 17[1976])らによっ
て提唱された誤差拡散法は、豊富な階調から成る自然画
像を良好な2値画像に変換する技法として広く知られて
いる。
について説明する。まず誤差拡散処理が開始されると、
後述する誤差バッファeを0に初期化すると共に、以下
の手順を実行する。 S1,S2:2値化処理画素の位置を判別するための変
数x,yを0に初期化する。尚、変数x,yで示される
画素のことを注目画素と呼ぶ。
画像の画素濃度値I(0≦I≦255)を読み取る。 S4:注目画素に対して分配されている2値化誤差を誤
差バッファe(x,y)から読み取り、次式1のごとく
e(x,y)にて画素濃度値Iを補正して、補正濃度値
I′を求める。
めた補正濃度値I′を比較し、2値化処理の分岐を行
う。 S7:S6でI′<Tならば(「YES」)、出力濃度
O=0とする。 S12:S6でI′≧Tならば(「NO」)、出力濃度
O=1とする。
づいて注目画素の2値化誤差値Eを次式2のごとく、算
出する。
Bmat()に基づいて、上記注目画素の2値化誤差値
Eを、次式3に示すごとく、未2値化の周辺画素の各誤
差バッファeに分配する。
i,y+j)内に存在する値と加算処理して同じ誤差バ
ッファe(x+i,y+j)に格納することを示す演算
子である。Bmat()の具体例は図6に示す通りであ
り、i,jは注目画素位置をi=j=0とし、図6に示
す様な値をとる変数である。
理が終了したか判定する。 S11:S10にて終了したと判定された場合に(「Y
ES」)、全画素の2値化処理が終了したか判定する。 S13:S10にて終了していないと判定された場合に
(「NO」)、xに1を加算し、S3に戻る。
終了していないと判定された場合に(「NO」)、yに
1を加算し、S2に戻る。なお、S11にて全画素の2
値化処理が終了していると判定されると(「YE
S」)、誤差拡散処理は終了する。このようにして、中
間調画像が2値化されて擬似中間調画像となる。
Tは、通常は50%(256階調の表現を行う場合には
128)付近に設定されている。したがって、比較的画
素濃度の高い領域では、出力濃度O=1(オン)となり
易いので、注目画素の2値化誤差値Eはマイナスとなり
易く、この2値化誤差値Eの分配を受けて、各誤差バッ
ファeには比較的絶対値の大きなマイナスの値が蓄積し
易くなる。
が高濃度の領域A(先に誤差拡散処理される)と低濃度
の領域B(領域Aの直後に誤差拡散処理される)とが接
している中間調画像を2値化すると、領域Bの内、領域
Aに接している部分Dの画素の各誤差バッファeには、
領域Aの誤差分配の影響を直接的または間接的に受け
て、比較的絶対値の大きなマイナスの値が蓄積されてい
る。
り2値化すると、領域Bの他の部分に比較して、オンに
なる確率が極端に低下する。その結果、見た目に白抜け
する部分dが形成され、2値化後の領域bは均一な濃度
にならず、画質の低下を招いた。
誤差拡散法により2値化するに際して、マイナスの誤差
が拡散されて蓄積されることによる低濃度領域への悪影
響を除いた中間調画像の2値化方法を提供することを目
的とする。
中間調画像の2値化方法は、中間調画像の各画素を、順
次、注目画素として、該注目画素の画素濃度と閾値との
比較により、オンかオフかのいずれかに2値化し、元の
画素濃度と2値化された画素濃度との間の2値化誤差
を、未だ2値化されていない周辺の画素である未2値化
周辺画素の2値化に反映させる誤差拡散法による中間調
画像の2値化方法であって、既に2値化されている周辺
の画素である既2値化周辺画素における2値化誤差の状
態に応じて、前記未2値化周辺画素への2値化誤差の反
映の程度を調整することを特徴とする。
値化誤差の状態とは、各既2値化周辺画素の2値化誤差
の和であり、この2値化誤差の和が、マイナスの所定値
よりも小さい場合に、前記未2値化周辺画素への注目画
素の2値化誤差の反映の程度を小さくする。なお、ここ
での周辺画素とは誤差拡散法における誤差を拡散する周
辺画素とは同じものではなく、独立に設けられている注
目画素に近い範囲の画素である。
る程度以上の絶対値を持つマイナスであるということ
は、その既2値化周辺画素については、高い確率でオン
に2値化されていることを示すとともに、もし、注目画
素の位置自身やこの位置の近傍あるいは隣接する領域
が、低濃度領域である場合には、その低濃度領域の中に
白抜き部分を形成する可能性があることを意味してい
る。
た2値化誤差を周辺の画素に、そのままよりも小さく反
映させるようにする。例えば、注目画素の2値化誤差
と、1より小さいプラスの係数とを積算したり、プラス
の値を加えたり、あるいは分配しないこと(すなわち、
2値化誤差を0にすること)により、2値化誤差の絶対
値を小さくする。
周辺画素に分配する場合、あるいは周辺画素から2値化
時に分配を要求された場合も、そのマイナスの値の影響
が小さくなるので、低濃度領域において2値化後の白抜
きの領域が目立たなくあるいは見えなくなり、高品質の
擬似中間調画像を形成することができる。
素について、オフに2値化された場合に実行しても良
い。更に、オンに2値化された場合には前記2値化誤差
の和の値は0に設定するようにしても良い。このような
処理により、前述した2値化誤差の和がマイナスの所定
値よりも小さい場合を判断することと共に、高濃度領域
から低濃度領域に2値化処理が移行した直後の画素位置
が判明する。したがって、このときに、高濃度領域で得
られたマイナスの誤差の絶対値を小さくして、低濃度領
域に分配することにより、その注目画素より低濃度領域
側へマイナスの誤差がそのまま影響するのを阻止でき、
白抜けの領域が発生するのを防止することができる。
値化周辺画素ばかりでなく、注目画素の2値化誤差も含
ませ、その値を判断対象にしても良い。また、既2値化
周辺画素としては、注目画素の直前に2値化された画素
から所定回数前に2値化された画素までの複数画素から
なる領域としても良い。すなわち、主走査方向に連続す
る画素について2値化誤差の和を計算しても良い。
を実行する機能は、例えば、コンピュータシステム側で
起動するプログラムとして備えられる。このようなプロ
グラムの場合、例えば、フロッピーディスク、光磁気デ
ィスク、CD−ROM等の記憶媒体に記憶し、必要に応
じてコンピュータシステムにロードして起動することに
より用いることができる。この他、ROMやバックアッ
プRAMを記憶媒体として前記プログラムを記憶してお
き、このROMあるいはバックアップRAMをコンピュ
ータシステムに組み込んで用いても良い。
用された誤差拡散法による中間調画像の2値化方法を実
現する中間調画像データ2値化装置2の概略構成を表す
ブロック図である。
ンピュータを主体として構成され、CPU12、ROM
からなるプログラム記憶部13、RAMからなる閾値記
憶部14、RAMからなる誤差分配マトリックス記憶部
15、RAMからなる誤差バッファ16、RAMからな
る入力画像データ記憶部17、RAMからなる出力画像
データ記憶部18およびRAMからなる作業用メモリ1
9を備えて、これらがバス20により接続されて、制御
信号やデータ信号を交換可能としている。
これ以外に、バス20を介して、コンピュータとして必
要なキーボード21やディスプレイ22等の入出力装
置、ハードディスクやフロッピーディスクドライブ等の
外部記憶装置23およびプリンタ24が接続されてい
る。
として必要な基本的なプログラム、後述する誤差拡散処
理プログラム、およびその他の処理プログラムが格納さ
れ、必要に応じてCPU12により実行される。なお、
外部記憶装置23を介して、前記各種プログラムが記憶
されたフロッピーディスク、光磁気ディスク、CD−R
OM等の記憶媒体から、必要に応じて作業用メモリ19
に読み込んで起動することにより実行しても良い。
る閾値を記憶している。誤差分配マトリックス記憶部1
5は、誤差拡散法により算出された出力濃度値と元の濃
度値との誤差を、誤差バッファ16内で各周辺画素に対
して設定された誤差バッファeに分配する際に、分配対
象となる周辺画素およびその分配率を誤差分配マトリッ
クスとして記憶している。ここでは図6と同じものを使
用している。
誤差バッファeに、周辺画素から分配される誤差を蓄積
している。入力画像データ記憶部17は外部記憶装置2
3等から導入された中間調画像データを記憶している。
この中間調画像データの各画素の濃度範囲は0〜255
である。出力画像データ記憶部18は、入力画像データ
記憶部17に記憶されている中間調画像データを、後述
する誤差拡散処理により2値化して得られた擬似中間調
画像データを記憶するものである。なお、必要に応じて
この擬似中間調画像データは、ディスプレイ22に表示
されたり、プリンタ24により記録される。
処理を、図2のフローチャートにより説明する。この誤
差拡散処理は、入力画像データ記憶部17に格納されて
いる多値の中間調画像を2値化して擬似中間調画像を作
成するために行われる。誤差拡散処理が開始されると以
下の手順を実行する。
るための変数x,yを0に初期化する(S110,S1
20)。なお、変数x,yで示される画素のことを注目
画素と呼ぶことにする。画素位置(x,y)に対応する
入力画像の画素濃度値I(0≦I≦255)を読み取る
(S130)。
応する誤差バッファe(x,y)の値を読み取り、前記
式1のごとく誤差バッファe(x,y)の値にて画素濃
度値Iを補正して、補正濃度値I′を求める(S14
0)。次にステップS140にて求められた補正濃度値
I′と閾値Tとが比較される(S150)。ここで閾値
Tとしては、例えば「128」が設定されている。
S」)、出力濃度Oは「0」(オフ)に設定され(S1
60)、I′≧Tであれば(S150で「NO」)、出
力濃度Oは「1」(オン)に設定される(S170)。
この出力濃度Oの値は、出力画像データ記憶部18に2
値化画像データとして、ステップS160またはステッ
プS170の処理がなされる毎に順次蓄積される。
づいて2値化誤差値Eを前記式2のごとく算出する(S
180)。次に、注目画素の2値化誤差値Eの分配処理
が行われる(S190)。この誤差分配処理の詳細を図
3に示す。
かが判定される(S310)。オンに2値化された場
合、すなわちステップS170が実行された場合には
(S310で「YES」)、累積誤差値ES(既2値化
周辺画素の2値化誤差の和に該当)をクリアし(S32
0)、ステップS330に移行する。オフに2値化され
た場合、すなわちステップS160が実行された場合に
は、累積誤差値ESを後述する2値化誤差値ERRに基
づいて算出して(S315)、ステップS330に移行
する。
に2値化処理された主走査方向に並んだ所定個数の画
素、例えば直前に処理された12個の画素のそれぞれに
ついて求められた2値化誤差値Eを累積したものであ
る。この12個の画素の2値化誤差値Eは、ERR
(s)[s=1〜12]として作業用メモリ19に記憶
される。このERR(s)は12を単位として循環的に
使用されるメモリである。
テップS320にて累積誤差値ESをクリアしているの
は、高濃度領域から低濃度領域に入った場合の低濃度領
域の初期の領域にて、ステップS330の判断を有効に
して、ステップS340の処理にて、マイナスの誤差値
がそのまま分配することを阻止したいからである。
注目画素における2値化誤差値Eとの和が、所定判定値
ESMより小さいか否かが判定される(S330)。こ
こで、ESMはマイナスの固定値であり、例えば、「−
500」、「−480」等のマイナスの値が設定されて
いる。この所定判定値ESMの値と、前述の累積誤差値
ESを求めるための2値化誤差値Eを累積する個数を変
えることによって、ステップS330での応答性を変え
ることができる。
30で「YES」)、次式4に示すごとく、係数kとの
積により前記2値化誤差値Eの絶対値を小さくし、この
小さくした2値化誤差値Eを、予め設定した誤差分配マ
トリックスBmat()に基づき誤差バッファ16内の
未2値化周辺画素の各誤差バッファe(x+i,y+
j)に分配する(S340)。
値、例えば0.25である。また「+=」は既に存在す
る誤差バッファe(x+i,y+j)の値と加算処理し
て同じ誤差バッファe(x+i,y+j)に格納するこ
とを示す演算子である。Bmat()の具体例は例えば
前述した図6に示す通りであり、i,jは注目画素位置
を「*」とすると、図6に示すごとくの値をとる変数で
ある。
30で「NO」)、次式5に示すごとく、前記2値化誤
差値Eはそのままの値で、誤差分配マトリックスBma
t()に基づき、未2値化の周辺画素の各誤差バッファ
e(x+i,y+j)に分配する(S350)。
を最新の2値化誤差値ERR(s)として作業用メモリ
19に格納する(S360)。次に、主走査方向(x方
向)の2値化処理、すなわち1ライン分の処理が終了し
たか否かを判定する(S200)。終了していなければ
(S200で「NO」)、注目画素の主走査方向の位置
xを1つ増加させて(S210)、再度ステップS13
0から処理を繰り返す。
した場合(S200で「YES」)には、全画素の2値
化が終了したか否かが判定される(S220)。終了し
ていなければ(S220で「NO」)、注目画素の副走
査方向の位置yを1つ増加させて(S230)、再度、
ステップS120から処理を繰り返す。すべての画素に
ついて2値化が終了すれば(S220で「YES」)、
誤差拡散処理を終了する。このとき、出力画像データ記
憶部18には2値化された擬似中間調画像データが完成
される。
体的には、直前の画素での2値化誤差値である2値化誤
差値ERR(s)を累積誤差値ESに加えるとともに、
累積誤差値ESに既に12個画素分累積されている場合
には、最も古い2値化誤差値ERR(s−12)を減じ
る。累積誤差値ESに12個画素分累積されていない場
合には、2値化誤差値ERR(s)を累積誤差値ESに
加えるのみである。
誤差値ESに、最大で12個の主走査方向に連続した画
素の2値化誤差値ERRが累積される。なお、ステップ
S320にてクリアされた場合には、次に画素がオフに
2値化されたときから1つずつ累積される。したがっ
て、高濃度領域でERR(s)にマイナスの誤差値が記
憶された後、低濃度領域に入って注目画素がオフに2値
化されることが、ある程度続く場合、この累積誤差値E
Sの値は、絶対値の大きなマイナス値となる傾向が強く
なる。
10で注目画素がオンであると判定された場合(S31
0で「YES」)、ステップS320においてES=0
とし、その結果ステップS330で「NO」と判定され
易くすることにより、ステップS350を実行するよう
にしていたが、ステップS310で「YES」と判定さ
れたら、直ちにステップS350を実行するようにして
もほぼ同様な効果が得られる。この場合、ステップS3
15では毎回、12個の累積計算を行う。
化された連続する最大12個の画素の2値化誤差値Eを
累積誤差値ESに蓄積するとともに、注目画素がオフに
2値化された場合に、その累積誤差値ESと注目画素の
2値化誤差値Eとの和が、所定判定値ESMよりも小さ
いようなマイナス値になっていた場合には、注目画素の
2値化誤差値Eの絶対値を小さくして分配を行ってい
る。
ESMとなるような条件は、2値化処理が高濃度領域か
ら低濃度領域の画素行に入った時に満足される条件であ
り、この時に注目画素について発生した2値化誤差値E
をそのままでなく、絶対値を小さくして分配している。
くマイナスとなっている誤差の分配の影響を受けている
ので、注目画素の2値化誤差値Eも大きくマイナスとな
っている。したがって、この注目画素の2値化誤差値E
の分配時に2値化誤差値Eの絶対値を小さくすることに
より、高濃度側からの大きなマイナスの誤差分配を阻止
して、低濃度側での白抜け現象を防止することができ
る。
にて「YES」と判定される確率が極めて大きく、ES
の絶対値はほとんど0の近くに存在するので、ステップ
S330では「NO」と判定され、分配される2値化誤
差値EはステップS350にてそのままで分配されるこ
とから、高濃度領域内では濃度変化の問題を生じること
はない。
行した直後は、ステップS340の実行により、分配す
る2値化誤差値Eの絶対値を小さくして、前述のごとく
白抜けを防止しているが、それ以外の低濃度領域では、
ステップS310にて「NO」と判定され易いが、ES
+Eが大きくマイナスになることはなく、ES+E≧E
SMとなるので、ステップS330では「NO」と判定
されて、分配される2値化誤差値EはステップS350
にてそのままで分配される。したたがって、低濃度領域
内においても濃度変化を生じることはない。
形態2とが異なるのは、実施の形態1のステップS31
5を行わず、更にステップS360の代りに、図4に示
す処理が行われる点である。
S350が終了した後に、累積誤差値ESに2値化誤差
値Eが加えられる(S460)。そして、処理している
画素が各ラインの先頭から8n番目の画素か否かが判定
される(S470)。nは正の整数であり、8nは8の
倍数である。したがって、各主走査方向の先頭の画素か
ら8番目,16番目,…か否かが判定される。
O」)、誤差分配処理を終了する。8n番目であれば
(S470で「YES」)、累積誤差値ESが1/2に
される(S480)。すなわち、本実施の形態2では、
8画素毎に累積誤差値ESが1/2に減らされる。これ
は、実施の形態1では、少なくとも12個の2値化誤差
値ERRを個々に記憶しておかないと、累積誤差値ES
について最大12個の最新の2値化誤差値ERRを維持
して置くことができないが、単に8画素毎に1/2する
のであれば、12個の2値化誤差値ERRを記憶するた
めのメモリは必要ないからである。
ても、実施の形態1の場合とほぼ同様な値を維持して置
くことができ、前記実施の形態1と同様な効果を生じる
ことができる。 [その他]前記実施の形態1,2では、注目画素の直前
に連続して2値化された画素の2値化誤差値ERRを累
積することにより判断していた。すなわち、同一ライン
での12画素分のみの累積であったが、1ラインでな
く、前のラインも含めて2ラインでもそれ以上でも良
い。また、単に2値化誤差値ERRの累積でなく、その
各2値化誤差値ERRの値の変化パターンに基づいて、
高濃度領域から低濃度領域に移行したことを判定して、
ステップS340を実行するかステップS350を実行
するかを決定しても良い。
と累積誤差値ES+注目画素の2値化誤差値Eとを比較
したが、注目画素の2値化誤差値Eを含めることなく、
所定判定値ESMと累積誤差値ESとの比較でも良い。
前記実施の形態1,2における2値化は、注目画素を2
値化した場合に2値化誤差E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
たが、2値化時に既に2値化している周辺画素から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ても良い。この場合も、同様に既2
値化周辺画素における2値化誤差の和を計算し、その値
がマイナスの所定値よりも小さければ、注目画素におい
て受ける分配量の絶対値を小さくすれば良い。
化装置の概略構成を表すブロック図である。
チャートである。
チャートである。
フローチャートである。
る。
ファ 17…入力画像データ記憶部 18…出力画像データ
記憶部 19…作業用メモリ 20…バス 21…キーボー
ド 22…ディスプレイ 23…外部記憶装置 24…
プリンタ
Claims (6)
- 【請求項1】中間調画像の各画素を、順次、注目画素と
して、該注目画素の画素濃度と閾値との比較により、オ
ンかオフかのいずれかに2値化し、元の画素濃度と2値
化された画素濃度との間の2値化誤差を、未だ2値化さ
れていない周辺の画素である未2値化周辺画素の2値化
に反映させる誤差拡散法による中間調画像の2値化方法
であって、 既に2値化されている周辺の画素である既2値化周辺画
素における2値化誤差の状態に応じて、前記未2値化周
辺画素への2値化誤差の反映の程度を調整することを特
徴とする中間調画像の2値化方法。 - 【請求項2】前記既2値化周辺画素における2値化誤差
の状態は、各既2値化周辺画素の2値化誤差の和であ
り、該2値化誤差の和が、マイナスの所定値よりも小さ
い場合に、前記未2値化周辺画素への注目画素の2値化
誤差の反映の程度を小さくすることを特徴とする請求項
1記載の中間調画像の2値化方法。 - 【請求項3】前記2値化誤差の和の計算は、前記注目画
素がオフに2値化された場合に実行されることを特徴と
する請求項2記載の中間調画像の2値化方法。 - 【請求項4】前記2値化誤差の和には、前記注目画素の
2値化誤差も含まれることを特徴とする請求項2または
3記載の中間調画像の2値化方法。 - 【請求項5】前記既2値化周辺画素は、前記注目画素の
直前に2値化された画素から所定回数前に2値化された
画素までの複数画素からなることを特徴とする請求項1
〜4のいずれかに記載の中間調画像の2値化方法。 - 【請求項6】請求項1〜5のいずれか記載の中間調画像
の2値化方法が、コンピュータシステムにて実行するプ
ログラムとして記憶されたことを特徴とする機械読み取
り可能な記憶媒体。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35080096A JP3834901B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 中間調画像の2値化方法 |
US08/999,454 US6091858A (en) | 1996-12-27 | 1997-12-29 | Method of converting continuous tone image into pseudo-halftone binary image |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35080096A JP3834901B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 中間調画像の2値化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10191052A true JPH10191052A (ja) | 1998-07-21 |
JP3834901B2 JP3834901B2 (ja) | 2006-10-18 |
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