JPH11150658A - 画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２値画像のエッジ再現性の向上を図ることの
できる画像処理方法を得ることを目的とする。 【解決手段】 注目画素１２０を決定し、この注目画素
１２０に隣接してこの注目画素１２０を挟む２つの隣接
画素１２１，１２２を決定し、注目画素１２０と２つの
隣接画素１２１，１２２とのそれぞれの濃度差を求め、
２つの濃度差の少なくとも１つの濃度差が所定の設定値
より大きい場合には注目画素１２０をエッジに隣接する
画素とし、いずれもの濃度差が所定の設定値より小さい
場合には注目画素１２０はエッジに隣接しない画素と
し、注目画素１２０がエッジに隣接する画素である場合
の２値化処理時の閾値を、注目画素１２０がエッジに隣
接しない画素である場合の２値化処理時の閾値よりも高
く設定して２値化処理を行う画像処理方法とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、スキャ
ナ、複写機、ファクシミリ等に適用され、多値画像情報
を２値画像として再現する画像処理方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】多値画像を２値画像に変換する方法の１
つとして、誤差拡散法が広く知られている。

【０００３】図５は従来の誤差拡散法を実行する回路を
示すブロック図である。同図において画像メモリ１００
から２値化処理を行う注目画素１２０の多値データＤが
読み込まれ、γ補正ＲＯＭ１０１に格納されている補正
データを参照してプリンタ等の出力機器の印字特性に応
じた多値データへとγ補正される。γ補正された多値デ
ータＤ’は誤差拡散処理部１０７の加算器１０２によ
り、この注目画素１２０における誤差データＥが加算さ
れ、Ｆ＝Ｄ’＋Ｅが出力される。

【０００４】誤差データを付加された注目画素１２０の
データＦは、比較器１０４において２値化閾値Ｔｈと比
較され、Ｆ≧Ｔｈの場合には２値信号Ｂ＝”１”が出力
され、Ｆ＜Ｔｈの場合には２値信号Ｂ＝”０”が出力さ
れる。そして、この出力結果から、２値化処理時の２値
化誤差Ｅ’が減算器１０６によりＥ’＝Ｆ−Ｂ’として
算出される。

【０００５】ここで、入力データが２５６階調（０〜２
５５）である場合、Ｂ’＝Ｂ×２５５となる。したがっ
て、例えば、入力多値データがＤ＝２３０、２値化の閾
値がＴｈ＝１２８である場合、２値化後の出力データは
Ｂ＝１であり、２値化誤差Ｅは、Ｅ＝Ｄ−Ｂ×２５５＝
２３０−１×２５５＝−２５となる。

【０００６】この２値化誤差Ｅは重み付け誤差演算器１
０５において、所定の誤差マトリクスＭｘｙにより、こ
れ以降処理される画素のデータに対して分配するため
に、誤差メモリ１０３に格納され、次画素の多値データ
に加算器１０２で加算され、誤差データの伝播が行われ
る。

【０００７】すなわち、例では入力多値データがＤ＝２
３０であるのに対して、２値化閾値Ｔｈ＝１２８との比
較結果、２値化後の出力データは１であり、２５６階調
での２５５となるため、入力多値データＤの２３０に対
して２５の誤差が生じる。したがって、入力多値データ
Ｄ＝２３０に対する誤差２５を２値化誤差とし、この誤
差を、誤差マトリクスを用いて重み付け誤差演算器１０
５により未処理の画素の誤差メモリ１０３へ誤差分配
し、以降の画素での２値化処理に反映させる。

【０００８】ここで、従来の誤差拡散法において用いら
れる誤差マトリクスＭｘｙの一例を図６に示す。

【０００９】図６において、＊で示した画素が現在の注
目画素１２０であり、この画素に対して２値化処理を行
うとする。

【００１０】この注目画素１２０を２値化した際に生じ
る誤差を、同図に示した重み付け係数（７，１，５，
３）で未処理の次画素に対して誤差を配分する。そし
て、＊で示された注目画素１２０の２値化処理を行う際
は誤差メモリ１０３に格納された誤差配分値を読み出
し、この誤差配分値を用いて画像メモリ１００から読み
出された次の入力値に対して補正を行う。

【００１１】このように誤差拡散法は、ある画素の２値
化処理の際に生じる２値化誤差を、以降に２値化処理す
る画素データに対して分配し、２値化後に画像データと
元の多値画像データとの誤差を最小に押さえようとする
方法である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このような誤差拡散法
による２値化処理を行った画像においては、誤差を周囲
画素に分配するという性質上、２値化された画像のエッ
ジ部の再現性が問題となる。つまり、注目画素１２０に
おいて、周囲の画素の情報が一部付加されるために画像
のエッジ部にぼけが発生するのである。

【００１３】この課題についての従来のアプローチとし
て、元の多値データに対してハイパスフィルター等によ
るエッジ強調処理を施し、エッジの保存性を向上させる
といった方法が用いられている。

【００１４】しかしながら、これによれば、画像全体に
フィルター処理が影響して画質が劣化するといった新た
な問題が発生するので、根本的な解決には至ってない。

【００１５】そこで、本発明は、誤差拡散処理後の２値
画像のエッジ再現性の向上を図ることのできる画像処理
方法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】この課題を解決するため
に、本発明の画像処理方法は、注目画素１２０を決定
し、この注目画素１２０に隣接してこの注目画素１２０
を挟む２つの隣接画素１２１，１２２を決定し、注目画
素１２０と２つの隣接画素１２１，１２２とのそれぞれ
の濃度差を求め、２つの濃度差の少なくとも１つの濃度
差が所定の設定値より大きい場合には注目画素１２０を
エッジに隣接する画素とし、いずれもの濃度差が所定の
設定値より小さい場合には注目画素１２０はエッジに隣
接しない画素とし、注目画素１２０がエッジに隣接する
画素である場合の２値化処理時の閾値を、注目画素１２
０がエッジに隣接しない画素である場合の２値化処理時
の閾値よりも高く設定して２値化処理を行うものであ
る。

【００１７】これにより、注目画素１２０がエッジに隣
接する画素である場合における当該画素のドットの発生
が抑制されて２値画像のエッジ再現性の向上を図ること
が可能になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、多階調の画素に２値化処理を行って２値画像を生成
する画像処理方法であって、注目画素１２０を決定し、
注目画素１２０に隣接してこの注目画素１２０を挟む２
つの隣接画素１２１，１２２を決定し、注目画素１２０
と２つの隣接画素１２１，１２２とのそれぞれの濃度差
を求め、２つの濃度差の少なくとも１つの濃度差が所定
の設定値より大きい場合には注目画素１２０をエッジに
隣接する画素とし、いずれもの濃度差が所定の設定値よ
り小さい場合には注目画素１２０はエッジに隣接しない
画素とし、注目画素１２０がエッジに隣接する画素であ
る場合の２値化処理時の閾値を、注目画素１２０がエッ
ジに隣接しない画素である場合の２値化処理時の閾値よ
りも高く設定して２値化処理を行う画像処理方法であ
り、注目画素１２０がエッジに隣接する画素である場合
における当該画素のドットの発生が抑制されて２値画像
のエッジ再現性の向上を図ることが可能になるという作
用を有する。

【００１９】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図４を用いて説明する。図１は本発明の一実施の形
態である画像処理方法を実行するための回路を示すブロ
ック図、図２は本発明の一実施の形態である画像処理方
法においてエッジ部として検出される画素を示す説明
図、図３は本発明の一実施の形態である画像処理方法に
おける２値化処理での閾値の設定を示す説明図、図４は
本発明の一実施の形態である画像処理方法による処理手
順を示すフローチャートである。

【００２０】図示するように、画像メモリ１００から２
値化処理を行う注目画素１２０の多値データＤが読み込
まれ、γ補正ＲＯＭ１０１に格納されている補正データ
を参照してプリンタ等の出力デバイスの印字特性に応じ
た多値データへとγ補正される。γ補正された多値デー
タは、注目画素１２０に隣接するエッジ部分を検出する
隣接エッジ検出処理部１０８によりエッジ検出処理が行
われた後、誤差拡散処理部１０７の閾値決定処理部１０
９で閾値が決定される。また、加算器１０２により注目
画素１２０における誤差データが加算される。

【００２１】誤差データを付加された注目画素１２０の
データは、閾値決定処理部１０９で決定された閾値と比
較器１０４において比較され、所定の２値信号が出力さ
れる。そして、この出力結果から２値化処理時の２値化
誤差が減算器１０６により算出される。

【００２２】この２値化誤差は重み付け誤差演算器１０
５において、所定の誤差マトリクスＭｘｙにより、これ
以降処理される画素のデータに対して分配するために誤
差メモリ１０３に格納され、次画素の多値データに加算
器１０２で加算され、誤差データの伝播が行われる。

【００２３】ここで、隣接エッジ検出処理部１０８は、
注目画素１２０における２値化処理の際に、この画素に
隣接する左右の画素がエッジ部分かどうかを検出するた
めのもので、注目画素１２０と左右隣接画素１２１，１
２２での多値データを基に注目画素１２０左右にエッジ
部があるかどうかの情報を出力する。なお、エッジ部の
検出手順については後述する。

【００２４】また、閾値決定処理部１０９は、注目画素
１２０において隣接エッジ検出処理部１０８により注目
画素１２０の左右に隣接する画素がエッジ部として検出
された場合に、この注目画素１２０において左右のエッ
ジ部を保存するために、ドットが打たれにくくなるよう
な２値化のための閾値を設定する。

【００２５】次に、エッジの検出、保存について図２を
用いて説明する。図２において２値化処理を行う多値デ
ータの画像が示されており、この多値データは２５６階
調（０〜２５５）のデータにより表されている。そし
て、この図における各画素の濃度は、注目画素１２０お
よび隣接画素１２１が濃度０、隣接画素１２２が濃度１
２８とする。

【００２６】ここで、左右隣接画素１２１，１２２がエ
ッジ部として検出されるべき画素は注目画素１２０であ
り、この画素における２値化後の画像では、ドットを発
生せずに、隣接画素１２２が位置するエッジ部を保存す
べき画素である。また隣接画素１２１、隣接画素１２２
は注目画素１２０に隣接する左右の画素であり、エッジ
の検出処理の際に、注目画素１２０の左右画素として濃
度差を算出するために濃度が参照される。

【００２７】次に、この注目画素１２０に隣接するエッ
ジ部があるかどうかの検出について説明する。ここで、
注目画素１２０の濃度データをＤ１、隣接画素１２１の
濃度データをＤ２、隣接画素１２２の濃度データをＤ
３、注目画素１２０での左右の隣接画素１２１，１２２
である隣接画素１２１および隣接画素１２２の濃度差を
各ＤＬ、ＤＲとすると、注目画素１２０における左隣接
画素１２１との濃度差、右隣接画素１２２との濃度差は
それぞれ、 ＤＬ＝Ｄ１−Ｄ２ ＤＲ＝Ｄ１−Ｄ３ となる。そして、この値がある一定の値Ｓを超えた場
合、注目画素１２０に隣接するエッジ部を検出する。つ
まり、ＤＬ＞Ｓまたは、ＤＲ＞Ｓのいずれかが成立した
場合、この注目画素１２０において隣接するエッジ部の
検出を行う。

【００２８】次に、注目画素１２０において隣接する左
右のエッジを検出した場合のドット発生制御について説
明する。

【００２９】左右いずれかに隣接するエッジが検出され
た画素においては、エッジの保存処理を行うために、濃
度に応じてドットの発生を抑制することで、この画素に
隣接するエッジ部でのエッジ再現性が向上する。そし
て、ドットの発生を抑制するのは、左右に隣接するエッ
ジが検出された画素での２値化処理時の閾値を変化させ
てドットの発生率を下げることで可能である。

【００３０】このような処理について図３を用いて説明
する。ここで、図３（ａ），（ｂ）は、誤差拡散処理時
における画像データの濃度と閾値の設定によるドットの
ＯＮ／ＯＦＦの関係を示したものである。

【００３１】一般に、従来の誤差拡散による２値化の際
の２値化閾値は、図３（ａ）に示すように、２５６階調
の入力濃度に対して中間の１２８程度に設定してこれを
固定している。しかしながら、本実施の形態では、図３
（ｂ）に示すように、左右に隣接するエッジが検出され
た画素での２値化閾値をたとえば１６０に上げることで
ドットＯＦＦ領域を広げてこの画素においてドットを発
生しにくくし、エッジ隣接画素でのドット発生が少なく
してエッジ部でのエッジ再現性を向上させている。

【００３２】このような２値化処理について図４のフロ
ーチャートを参照しつつ説明する。図４において、ま
ず、２値化処理を行う画像の多値データの１ライン分を
画像メモリ１００に格納し（ステップｓ２００）、次に
このラインの画素に対して分配される誤差データを誤差
メモリ１０３に格納する（ステップｓ２１０）。そし
て、１ライン分のデータから２値化を行う画素の濃度デ
ータＤ１を読み出し、この画素での重み付け誤差を加算
し、注目画素１２０データを取得するとともに、γ補正
ＲＯＭ１０１からこの画素データに対応する補正データ
へ変換を行う（ステップｓ２２０）。

【００３３】次に隣接エッジ検出処理部１０８におい
て、注目画素１２０に隣接する左右の画素での濃度デー
タＤ２，Ｄ３を画像メモリ１００より取得し（ステップ
ｓ２３０）、注目画素１２０の濃度データＤ１と左右画
素の濃度データＤ２，Ｄ３との濃度差であるＤＬ＝Ｄ１
−Ｄ２およびＤＲ＝Ｄ１−Ｄ３を算出する（ステップｓ
２４０）。

【００３４】そして、得られた濃度差ＤＬ，ＤＲと設定
値Ｓとを比較し（ステップｓ２５０）、濃度差ＤＬと濃
度差ＤＲのいずれかが設定値Ｓより大であった場合に
は、隣接エッジありとして、閾値決定処理部１０９でこ
の画素をエッジに隣接する画素として検出し、閾値をた
とえば１６０と高めの設定を行う（ステップｓ２７
０）。一方、濃度差ＤＬおよび濃度差ＤＲのいずれもが
設定値Ｓより小であった場合には、隣接エッジなしとし
て、この画素をエッジに隣接しない画素として閾値を１
２８のままにする（ステップｓ２６０）。

【００３５】このようにして閾値を設定した後、この注
目画素１２０における誤差拡散による２値化処理を行い
（ステップｓ２８０）、この画素での処理を終了する。

【００３６】そして、現在のライン全ての画素に対して
前述の処理が終了したかを判定する（ステップｓ２９
０）。終了していなければ、次の画素へ進んで（ステッ
プｓ３１０）ステップｓ２２０からステップｓ２８０を
実行する。また、終了していれば、全ラインに対しての
処理を終了したかの判定を行い（ステップｓ３００）、
全ラインの処理が終了していなければ次のラインへ進ん
で（ステップｓ３２０）全処理を終えるまで以上の処理
を繰り返す。

【００３７】このように、本実施の形態によれば、注目
画素１２０と隣接画素１２１，１２２とのそれぞれの濃
度差を算出し、少なくとも１つの濃度差が所定の設定値
より大きい場合には注目画素１２０をエッジに隣接する
画素とし、いずれもの濃度差が所定の設定値より小さい
場合には注目画素１２０はエッジに隣接しない画素と
し、注目画素１２０がエッジに隣接する画素である場合
の２値化処理時の閾値を、注目画素１２０がエッジに隣
接しない画素である場合の２値化処理時の閾値よりも高
く設定して２値化処理を行うようにしているので、注目
画素１２０がエッジに隣接する画素である場合における
当該画素のドットの発生が抑制されて２値画像のエッジ
再現性が向上する。

【００３８】なお、本実施の形態においては、隣接画素
１２１，１２２を注目画素１２０の左右としているが、
上下であってもよい。つまり、隣接画素１２１，１２２
は注目画素１２０に隣接してこの注目画素１２０を挟む
２つの画素であればよい。

【００３９】また、本実施の形態において用いられた閾
値の値は取り得る数値の一例として示されたものであ
り、これらの値に拘束されるものではない。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、注目画
素１２０がエッジに隣接する画素である場合の２値化処
理時の閾値を、注目画素１２０がエッジに隣接しない画
素である場合の２値化処理時の閾値よりも高く設定して
２値化処理を行うようにしているので、注目画素１２０
がエッジに隣接する画素である場合における当該画素の
ドットの発生が抑制されて２値画像のエッジ再現性の向
上を図ることが可能になるという有効な効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である画像処理方法を実
行するための回路を示すブロック図

【図２】本発明の一実施の形態である画像処理方法にお
いてエッジ部として検出される画素を示す説明図

【図３】本発明の一実施の形態である画像処理方法にお
ける２値化処理での閾値の設定を示す説明図

【図４】本発明の一実施の形態である画像処理方法によ
る処理手順を示すフローチャート

【図５】従来の誤差拡散法を実行する回路を示すブロッ
ク図

【図６】従来の誤差拡散法において用いられる誤差マト
リクスを示す説明図

【符号の説明】

１２０ 注目画素 １２１ 隣接画素 １２２ 隣接画素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多階調の画素に２値化処理を行って２値画
   像を生成する画像処理方法であって、 注目画素を決定し、 前記注目画素に隣接してこの注目画素を挟む２つの隣接
   画素を決定し、 前記注目画素と２つの前記隣接画素とのそれぞれの濃度
   差を求め、 ２つの前記濃度差の少なくとも１つの前記濃度差が所定
   の設定値より大きい場合には前記注目画素をエッジに隣
   接する画素とし、いずれもの前記濃度差が所定の設定値
   より小さい場合には前記注目画素はエッジに隣接しない
   画素とし、 前記注目画素がエッジに隣接する画素である場合の２値
   化処理時の閾値を、前記注目画素がエッジに隣接しない
   画素である場合の２値化処理時の閾値よりも高く設定し
   て２値化処理を行うことを特徴とする画像処理方法。