JPH11164145A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便に多値の画像データが高品質の画像とな
るように２値化される画像処理装置を提供する。 【解決手段】 本画像処理装置は、注目する画素の周辺
の領域内の画素についての補正された画像データｆ'
（ｘ，ｙ）と２値化された画像データｇ' （ｘ，ｙ）と
の２値化誤差Ｅｘｙに演算を施し、注目する画素の多値
の画像データｆ（ｘ，ｙ）に演算の結果を加算すること
に基づいて注目する画素の多値の画像データを補正し２
値化する。本画像処理装置では、上記の演算が、フィル
タ処理部２１で２値化誤差Ｅｘｙにスムージング処理を
施し、スムージング処理後の２値化誤差Ｅｘｙから誤差
重み付けフィルタ１９によって重み付き平均誤差Ｅａｖ
ｅｘｙを算出することによって行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多値の画像データ
を２値化する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像を形成するために画像デ
ータを処理する画像処理装置では、連続した階調を含ん
だ画像の明暗を０と１とに２値化するデータ処理が行わ
れている。このような画像処理装置での従来のデータ処
理を説明する。

【０００３】図１７は、画像処理装置の全体構成の概略
を説明するためのブロック図である。

【０００４】画像処理装置は、全体を制御するＭＰＵ１
と、ＣＣＤ等の光電変換素子およびこの光電変換素子を
駆動し原稿の画像を走査するための駆動系からなる画像
入力装置２と、画像入力装置２で得られたアナログの画
像データをディジタルに変換するＡ／Ｄ変換装置３と、
Ｌｏｇ変換を行うためのＬｏｇ変換装置４と、先鋭度を
補正するための先鋭度補正（ＭＴＦ補正）装置５と、ガ
ンマ補正を行うためのガンマ補正装置６と、画像データ
を２値化するための画像２値化装置７と、画像２値化装
置７から得られたデータに基づいて画像を記録する画像
記録装置８とを含んでいる。画像入力装置２から画像記
録装置８までの各部は、ＭＰＵシステムバスによってＭ
ＰＵ１に接続され、画像データバスによって直列に接続
される。これらの各部はＭＰＵシステムバスを介してＭ
ＰＵ１に制御され、各部では画像データバスを介して画
像データがやり取りされる。

【０００５】これらのような画像処理装置の各部につい
て説明する。画像入力装置２はたとえば連続階調画像と
線画等とからなる混在原稿を走査して標本化アナログ信
号を生成し、Ａ／Ｄ変換装置３はこの標本化アナログ信
号を一画素が８ビット（２５６階調）の値を持つ連続階
調反射データとして量子化する。Ｌｏｇ変換装置４はこ
の連続階調反射データとはｌｏｇ関係を有する８ビット
連続階調濃度データを算出し、先鋭度補正装置５はたと
えばラプラシアンフィルタ等のディジタルフィルタを用
いて連続階調濃度データによる画像の先鋭度補正を行
う。

【０００６】また、ガンマ補正装置６は、画像入力装置
２と画像記録装置８との階調カーブの差異を補正して画
像処理装置全体として望ましいガンマ特性を実現するた
めに、あるいは、画像処理装置の操作者が望むガンマ特
性を実現するために、２５６ワード８ビット程度のＬＵ
Ｔ（ルックアップテーブル）ＲＡＭを用いて非線型ガン
マ補正データによるガンマ補正を行う。

【０００７】さらに、画像２値化装置７は、誤差拡散法
等の面積階調２値化法を用いてガンマ補正された８ビッ
ト連続階調濃度データを明暗に応じた１ビット２値デー
タに変換する。これらのようにして得られた１ビット２
値データに基づいて、電子写真プリンタもしくはインク
ジェットプリンタ等である画像記録装置８では、記録媒
体に画像が記録される。

【０００８】このような画像処理装置の画像２値化装置
７で用いられる誤差拡散法は、入力画像濃度と出力画像
濃度との画素ごとの濃度差（２値化誤差）を算出し、注
目する画素の周辺画素に対するこれらの算出結果を、特
定の重み付けを施して、注目する画素の画像濃度に加算
することにより、誤差を分散させていくものである。

【０００９】この誤差拡散法については、文献Ｒ．Ｗ．
Ｆｌｏｙｄ Ｌ．Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ " Ａｎ ａｄａ
ｐｔｉｖｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｓｐａｔｉ
ａｌｇｒａｙ ｓｃａｌｅ" ＳＩＤ．１７．ｐｐ．７５
〜７７（１９７６）で報告がなされている。

【００１０】２値化処理での入力される多値画像データ
を下記［数１］の第（１）式のようにｆ（ｘ，ｙ）、出
力される２値画像データを第（２）式のようにｇ（ｘ，
ｙ））とすると、２値化誤差Ｅｘｙは、第（３）式のよ
うに表わせる。

【００１１】誤差拡散法は、このＥｘｙを平均して小さ
くしようとするものであり、入力される多値画像データ
に対して周辺誤差の重み付き平均誤差を加算することに
より補正が行われる。この重み付き平均誤差Ｅａｖｅｘ
ｙは第（４）式のように表わせる。ここで、ｋ、ｌによ
り注目画素に対してそれぞれ主走査方向、副走査方向へ
の周辺画素が特定される。また、一般に、重み付け係数
ｍｋ，ｌは注目画素に近いほど大きくされ、主走査方向
へは５画素、副走査方向へは３画素の周辺画素が用いら
れるようＳが定められる。

【００１２】これらより、注目画素の補正画像データは
第（５）式のように表され、得られた補正画像データ
ｆ' （ｘ，ｙ）に対して所定のしきい値Ｔｈで２値化が
行なわれ、第（６）式のｇ（ｘ，ｙ）が得られる。

【００１３】また、２値化誤差Ｅｘｙは、第（７）式に
示すように、補正画像データｆ' （ｘ，ｙ）と２値画像
データｇ（ｘ，ｙ）から得られる基準２値画像データ
ｇ' （ｘ，ｙ）とから得られる。ここで、一般に基準２
値画像データｇ' （ｘ，ｙ）は第（８）式のように表さ
れ、ＨＢ、ＬＢはそれぞれ画素のダイナミックレンジの
上限値（＝１）、下限値（＝０）で与えられる。

【００１４】

【数１】 これらにより、２値化誤差Ｅｘｙ、重み付き平均誤差Ｅ
ａｖｅｘｙは下記［数２］の第（８）式、第（９）式の
ように表され、次に図１８に示すような、フィードバッ
クループが構成される。

【００１５】

【数２】 このような誤差拡散法を用いて画像データを２値化する
ための従来の画像処理装置の画像２値化装置７を以下に
説明する。図１８は、従来の画像処理装置の画像２値化
装置７を説明するためのブロック図である。

【００１６】画像２値化装置７は、多値画像データｆ
（ｘ，ｙ）を補正画像データｆ' （ｘ，ｙ）に補正する
ための画像データ補正部９と、補正画像データｆ'
（ｘ，ｙ）を２値画像データｇ（ｘ，ｙ）に２値化する
ための画像データ２値化部１０と、２値画像データｇ
（ｘ，ｙ）から基準２値画像データｇ' （ｘ，ｙ）を得
るためのセレクタ１２と、補正画像データｆ' （ｘ，
ｙ）と基準２値画像データｇ' （ｘ，ｙ）とから２値化
誤差Ｅｘｙを算出するための２値化誤差算出部１１と、
２値化誤差を所定の領域にわたって一時的に格納するた
めの誤差格納部１４と、２値化誤差Ｅｘｙを所定の領域
にわたり重み付け平均し重み付き平均誤差Ｅａｖｅｘｙ
を算出するための誤差重み付けフィルタ１３とを含んで
いる。これらのような構成の画像２値化装置７によって
上述のような誤差拡散法を実行することができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な誤差拡散法に対して次に示すような問題が挙げられて
いる。誤差拡散法の第１の問題は、線・文字画像、特
に、細線の再現性が良くないことである。これは、線画
の幅が狭いために２値化誤差の伝播が間に合わず画像の
途切れが生じるとともに、誤差の符号の反転によるエラ
ーが発生しこのエラーの累積により線が領域をはずれた
ところでドットを発生させるために、線画の歪みを生じ
させてしまうことによる。

【００１８】また、誤差拡散法の第２の問題は、写真画
像のように一様濃度レベルの画像の処理の際に、独特の
縞模様（テクスチャ）が発生することである。これは、
一様な濃度レベルの画像で、ある一定のパターンで誤差
の拡散が行なわれてしまうことによる。

【００１９】このような問題点を回避するために、フィ
ルタ処理で用いる重み付け係数を乱数とするよう制御す
ることによって拡散方向を制御する技術、蓄積された誤
差をリセットすることにより拡散量を制御する技術、あ
るいは、特開昭６３−２１４０７９号公報に開示されて
いるように、発生する縞模様の周波数特性に適したフィ
ルタあるいはメディアンフィルタを用いて、２値化誤差
データに対してフィルタ処理を行ない、処理後誤差デー
タと入力画像データとを用いて２値化処理を行なう技術
が提案されている。

【００２０】しかしながら、これらの技術は、線・文字
画像および写真画像など特定の原稿の画像には有効であ
るが、両者が混在するような場合には有効ではない。ま
た、特に、２値化誤差データに対してフィルタ処理を行
なう技術では、誤差の振幅を変化させることができるた
め縞模様の低減には効果があるが、誤差の拡散を制御す
ることはできないため、線・文字画像に対しては有効で
はない。

【００２１】本発明は、これらを考慮してなされたもの
で、その目的は、簡便に多値の画像データが高品質の画
像となるように２値化される画像処理装置を提供するこ
とである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、注目する画素の周辺の第１の領域内の画素について
の、補正された画像データと２値化された画像データと
の第１の誤差に演算を施し、注目する画素の多値の画像
データに演算の結果を加算することに基づいて、注目す
る画素の多値の画像データを補正し、注目する画素の補
正された画像データに基づいて注目する画素の多値の画
像データを２値化する画像処理装置である。

【００２３】本画像処理装置は、演算が、第１の誤差に
所定のフィルタ処理を施して第２の誤差を算出し、第２
の誤差を第１の領域内の画素に対して重みを付けて平均
することにより行なわれることを特徴としている。

【００２４】請求項１に記載の発明によると、注目する
画素の周辺の第１の領域内の画素についての、補正され
た画像データと２値化された画像データとの第１の誤差
に所定のフィルタ処理が施されて第２の誤差が算出さ
れ、第２の誤差が第１の領域内の画素に対して重みを付
けて平均され、この結果が注目する画素の多値の画像デ
ータに加算されることにより多値の画像データが補正さ
れ、注目する画素の補正された画像データに基づいて注
目する画素の多値の画像データが２値化される。これに
より、所定のフィルタ処理によって２値化誤差の拡散が
滑らかに増大されることとなり、簡便に多値の画像デー
タが高品質の画像となるように２値化される。

【００２５】請求項２に記載の発明は、注目する画素の
周辺の第１の領域内の画素についての、補正された画像
データと２値化された画像データとの第１の誤差に演算
を施し、注目する画素の多値の画像データに演算の結果
を加算することに基づいて、注目する画素の多値の画像
データを補正し、注目する画素の補正された画像データ
に基づいて注目する画素の多値の画像データを２値化す
る画像処理装置である。

【００２６】本画像処理装置は、第１の誤差に所定のフ
ィルタ処理を施して第２の誤差を算出する第１の算出手
段と、第１の領域と重なる第２の領域内の画像データの
演算に基づいて、第２の領域の特性を判別する判別手段
と、判別手段での判別の結果に基づいて、第１の誤差あ
るいは第２の誤差のいずれか一方について第１の領域で
重みを付けて平均することにより第３の誤差を算出する
第２の算出手段とを含んでおり、上記の演算の結果は上
記の第３の誤差である。

【００２７】請求項２に記載の発明によると、第１の領
域と重なる第２の領域内の画像データの演算に基づい
て、第２の領域の特性が判別され、判別の結果に基づい
て、第１の誤差あるいは第２の誤差のいずれか一方につ
いて第１の領域で重みを付けて平均することにより第３
の誤差が算出され、この第３の誤差が注目する画素の多
値の画像データに加算されることにより多値の画像デー
タが補正され、注目する画素の補正された画像データに
基づいて注目する画素の多値の画像データが２値化され
る。これにより、第２の領域の画像データの特性に応じ
て第１の領域内の画素に対する適正な誤差が選択されつ
つ、２値化誤差の拡散が滑らかに増大されることとな
り、線・文字画像であるか写真画像であるかを問わず、
簡便に多値の画像データが高品質の画像となるように２
値化される。

【００２８】請求項３に記載の発明は、注目する画素の
周辺の第１の領域内の画素についての、補正された画像
データと２値化された画像データとの第１の誤差に演算
を施し、注目する画素の多値の画像データに演算の結果
を加算することに基づいて、注目する画素の多値の画像
データを補正し、注目する画素の補正された画像データ
に基づいて注目する画素の多値の画像データを２値化す
る画像処理装置である。

【００２９】本画像処理装置は、第１の誤差に所定のフ
ィルタ処理を施して第２の誤差を算出する第１の算出手
段と、第１の領域と重なる第２の領域内の画像データの
演算に基づいて、第２の領域の特性を判別する判別手段
と、判別手段での判別の結果に基づいて、フィルタ処理
に用いる係数を設定する設定手段と、第２の誤差を第１
の領域で重みを付けて平均することにより第３の誤差を
算出する第２の算出手段とを含んでおり、上記の演算の
結果は上記の第３の誤差である。

【００３０】請求項３に記載の発明によると、第１の領
域と重なる第２の領域内の画像データの演算に基づい
て、第２の領域の特性が判別され、判別の結果に基づい
て、フィルタ処理に用いる係数が設定されて、第１の誤
差に係数が設定された所定のフィルタ処理が施されて第
２の誤差が算出され、第２の誤差を第１の領域で重みを
付けて平均することにより第３の誤差が算出され、この
第３の誤差が注目する画素の多値の画像データに加算さ
れることにより多値の画像データが補正され、注目する
画素の補正された画像データに基づいて注目する画素の
多値の画像データが２値化される。これにより、第２の
領域の画像データの特性に応じてフィルタ処理に用いる
係数が設定されつつ、２値化誤差の拡散が滑らかに増大
されることとなり、線・文字画像であるか写真画像であ
るかを問わず、簡便に多値の画像データが高品質の画像
となるように２値化される。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施の形態である画像処理装置について説明する。

【００３２】図１は、本発明の第１の実施の形態である
画像処理装置の画像２値化処理装置７の構成を説明する
ためのブロック図である。本画像処理装置の全体構成
は、図１７を用いて説明した従来の画像処理装置の全体
構成に準ずるものとする。

【００３３】画像２値化処理装置７は、誤差拡散法を実
行するために、上述と同様、多値画像データｆ（ｘ，
ｙ）を補正画像データｆ' （ｘ，ｙ）に補正するための
画像データ補正部１５と、補正画像データｆ' （ｘ，
ｙ）を２値画像データｇ（ｘ，ｙ）に２値化するための
画像データ２値化部１６と、２値画像データｇ（ｘ，
ｙ）から基準２値画像データｇ' （ｘ，ｙ）を得るため
のセレクタ１８と、補正画像データｆ' （ｘ，ｙ）と基
準２値画像データｇ' （ｘ，ｙ）とから２値化誤差Ｅｘ
ｙを算出するための２値化誤差算出部１７と、２値化誤
差Ｅｘｙを所定の領域にわたって一時的に記憶するため
のメモリ部２０とを含んでいる。

【００３４】さらに、画像２値化処理装置７は、２値化
誤差Ｅｘｙに対してフィルタ処理を行なうためのフィル
タ処理部２１と、フィルタ処理が行なわれた２値化誤差
Ｅｘｙから重み付き平均誤差Ｅａｖｅｘｙを算出するた
めの誤差重み付けフィルタ１９と、２値化処理を行なっ
ている領域を含む所定の局所領域が線・文字画像領域で
あるか写真画像領域であるかを判定する領域判定装置２
２とを含んでいる。

【００３５】２値化誤差算出部１７において算出される
２値化誤差Ｅｘｙは、メモリ部２０に格納され、領域判
定装置２２の局所領域判別結果に応じて処理を行なうか
否かが切り替えられつつ、フィルタ処理部２１によりフ
ィルタ処理される。フィルタ処理されたデータ（あるい
はフィルタ処理されずにフィルタ処理部２１を通過した
データ）に対しては、誤差重み付けフィルタ１９により
メモリ部２０の３ライン分のデータが用いられて重み付
け演算が行なわれる。この重み付け演算により得られた
２値化誤差Ｅｘｙにより、多値画像データｆ（ｘ，ｙ）
は画像データ補正部１５で補正画像データｆ' （ｘ，
ｙ）に補正され、補正画像データｆ' （ｘ，ｙ）が画像
データ２値化部１６で２値化されて２値画像データｇ
（ｘ，ｙ）が得られる。

【００３６】図２は図１の画像２値化処理装置７のメモ
リ部２０、フィルタ処理部２１および領域判定装置２２
を説明するための図であり、図３は図２のフィルタ処理
部２１で用いられるフィルタの例を示す図である。

【００３７】図２に示すように、メモリ部２０には、２
値化誤差Ｅｘｙを格納するためのラインメモリ２３、２
４と、フィルタ処理部２１で処理された後のデータ（以
下、フィルタ処理後データとすることがある）を格納す
るためのラインメモリ２５とが含まれ、また、フィルタ
処理部２１には、図３に示す３×３マトリクスで構成さ
れるスムージングフィルタを用いることができる。

【００３８】フィルタ処理部２１でのスムージングフィ
ルタ処理は、ラインメモリ２３に格納されている現２値
化誤差データと、ラインメモリ２４に格納されている前
ライン処理における２値化誤差データと、ラインメモリ
２５に格納されている前ラインフィルタ処理後データと
を参照して行なわれる。このフィルタ処理の際の注目画
素はラインメモリ２４に格納されている前ライン処理に
おける２値化誤差データであり、フィルタ処理部２１で
のスムージング処理の結果はラインメモリ２５に書き込
まれ、次ライン処理においてこの処理結果が参照され
る。

【００３９】また、フィルタ処理部２１でこれらのよう
にして処理されることにより得られたフィルタ処理後デ
ータは、誤差重み付けフィルタ１９（図２参照）で、注
目画素に対して重み付け平均され、画像データ補正部１
５（図１参照）で、入力される多値画像データとの加算
が行なわれた後に、画像データ２値化部１６（図１参
照）で２値化処理される。

【００４０】領域判定装置２２（図２参照）は、入力さ
れる画像データが写真画像のように滑らかな階調変化を
持つ領域を表すか否かを判定し、この判定の結果は、判
定信号としてゲート２６に入力される。領域判定装置２
２で、入力される画像データが写真画像のように滑らか
な階調変化を持つ領域を表すと判定された場合には、フ
ィルタ処理部２１でのフィルタ処理は行なわれることな
く２値化誤差データは誤差重み付けフィルタ１９に直接
入力され、入力される画像データが滑らかな階調変化を
持つ領域を表すと判定されなかった場合には、フィルタ
処理部２１でフィルタ処理が行なわれた後に２値化誤差
データは誤差重み付けフィルタ１９に入力される。

【００４１】図４は、２値化誤差の伝播を模式的に説明
するための図である。図４（ａ）は従来の画像処理装置
での２値化誤差の伝播を説明するための図であり、図４
（ｂ）は本発明の画像処理装置での２値化誤差の伝播を
説明するための図である。ここでは、線画像を誤差拡散
法により２値化処理した場合の２値化誤差の伝播状況が
拡散量（絶対値）と伝播方向（矢印で示す）とによって
表されている。

【００４２】図４（ａ）に示す誤差の伝播では、誤差の
拡散が遅れることにより隣接する線画像に誤差が干渉
し、がたつきやノイズが発生して画像の品質を低下させ
ている。

【００４３】これに対して、図４（ｂ）に示す誤差の伝
播では、誤差の拡散を小領域で済ませるような処理が２
値化誤差に対して施されている。２値化誤差の伝播で急
激に拡散を停止させたりキャンセルしたりすると、写真
画像のように２値化誤差の分散が小さい場合に、大幅に
階調性を損ねることになるため、本画像処理装置のフィ
ルタ処理部２１ではスムージングフィルタを用い、か
つ、その処理結果を次ライン処理に再度使用すること
で、スムージング効果を徐々に増大させ、誤差の拡散が
滑らかになるよう制御されている。

【００４４】さらに、本画像処理装置のフィルタ処理部
２１では、フィルタ処理のために参照するデータを２値
化誤差について多く含める（フィルタ処理後データがラ
インメモリ２５の１ライン分参照されるのに対し、２値
化誤差データがラインメモリ２３とラインメモリ２４と
の２ライン分参照される。）ことにより、２値化誤差そ
のものの持つ特性が保存され、フィルタ処理部２１での
フィルタ処理されたデータを格納するラインメモリ２５
（図２参照）と後段の誤差重み付けフィルタ１９（図２
参照）で参照する注目画素から最も離れたラインとを対
応させることにより、誤差拡散法本来のもつ解像度と階
調の再現性とを損なうことがない。

【００４５】また、写真画像のように階調変化が滑らか
な画像の場合、２値化誤差の振幅の変化が元々小さく、
このような２値化誤差にスムージング処理を施すと、２
値化誤差が小さくなり、補正画像データｆ' （ｘ，ｙ）
（図１参照）の変化が希少になってしまうため、疑似輪
郭が発生するケースが生じる。このようなケースに対応
するために、本画像処理装置の画像２値化装置７（図１
参照）では、領域判定装置において、線・文字画像であ
るか写真画像であるかを判定して、この判定結果に応じ
てフィルタ処理を行なうか否かの切り替えを行なってい
る。

【００４６】続いて、図２の領域判定装置２２について
説明する。図５は、写真領域であるか否かを判定するた
めの第１の領域判定装置を説明するための図である。

【００４７】第１の領域判定装置には、ラインメモリ２
７と最大値・最小値検出フィルタ２８と減算器２９と比
較器３０とが含まれる。入力される多値画像データは、
ラインメモリ２７により４ライン分記憶され、最大値・
最小値検出フィルタ２８により５×５局所領域内の図に
示すａからｘまでの２５画素の最大値および最小値が検
出される。検出された最大値・最小値は、減算器２９に
よりその差（最大値−最小値）が算出され、比較器３０
によりＭＰＵ（図１７のＭＰＵ１）が与える領域判定し
きい値と比較される。前述の最大値と最小値との差がし
きい値よりも小さければ写真領域と判定され判別信号が
ゲート２６（図２参照）に出力される。

【００４８】また、領域判定装置を次のように構成する
こともできる。図６は、写真領域であるか否かを判定す
るための第２の領域判定装置を説明するための図であ
る。

【００４９】第２の領域判定装置には、ラインメモリ２
７とエッジ検出フィルタ３１と比較器３２とが含まれ
る。入力される多値画像データは、ラインメモリ２７に
より４ライン分記憶され、一次微分フィルタや二次微分
フィルタ、あるいは、それらの組み合わせより構成され
るフィルタ等からなるエッジ検出フィルタ３１により、
５×５局所領域内のエッジ量が検出され、それらの絶対
値が出力される。検出されるエッジ量は、比較器３２に
よりＭＰＵ（図１７のＭＰＵ１）が与える領域判定しき
い値と比較される。前述のエッジ量がしきい値より小さ
ければ写真領域と判定され、判別信号がゲート２６（図
２参照）に出力される。

【００５０】以上のようなフィルタ処理部２１、領域判
定装置２２を含む画像２値化装置７を有する本画像処理
装置でのフィルタ処理によると、線・文字画像であるか
写真画像であるかを問わず、簡便に多値の画像データが
高品質の画像となるように２値化される。さらに、画像
２値化装置７でのフィルタ処理は、誤差拡散法における
フィードバックループ内の演算系とは別の独立した処理
であるため、フィードバックループ内の演算速度への負
荷をかけることなく、かつ、フィルタ処理用として追加
メモリを要しない。

【００５１】なお、以上のように、フィルタ処理部２１
では図３に示すような３×３マトリクスサイズのスムー
ジングフィルタを用いたが、ラインメモリ２３〜２５等
の構成の変更を伴って、処理画像に応じて５×５マトリ
クスサイズのスムージングフィルタや、メディアンフィ
ルタなどの非線型スムージングフィルタを用いて上記と
同様の効果を上げることができる。

【００５２】次に、本発明の第２の実施の形態の画像処
理装置、第３の実施の形態の画像処理装置、第４の実施
の形態の画像処理装置について説明する。以下では、同
様の機能を有する部分には、同様の符号を用いている。

【００５３】図７は本発明の第２の実施の形態の画像処
理装置の画像２値化処理装置７のメモリ部２０、フィル
タ処理部２１および領域判定装置２２を説明するための
図であり、図８は図７のフィルタ処理部２１で用いられ
るフィルタの例を示す図である。本画像処理装置の全体
構成、画像２値化装置内のデータの流れ等は、第１の実
施の形態の画像処理装置と同様である。

【００５４】図７に示すように、メモリ部２０には、２
値化誤差Ｅｘｙを格納するためのラインメモリ２３と、
フィルタ処理部２１で処理されたフィルタ処理後データ
を格納するためのラインメモリ２５とが含まれ、また、
フィルタ処理部２１には、図８に示す３×２マトリクス
で構成されるスムージングフィルタを用いることができ
る。なお、フィルタ処理部２１のフィルタ処理係数は、
第１の実施の形態である画像処理装置と同様の効果を上
げるために、重み付け係数を２倍としているが、これに
限られるものではない。

【００５５】フィルタ処理部２１でのスムージングフィ
ルタ処理は、ラインメモリ２３に格納されている現２値
化誤差データと、ラインメモリ２５に格納されている前
ラインフィルタ処理後データとを参照して行なわれる。
このフィルタ処理の際の注目画素はラインメモリ２３の
前ライン２値化誤差データであり、スムージング処理の
結果はラインメモリ２５に書き込まれ、次ライン処理に
おいてこの処理結果が参照される。

【００５６】フィルタ処理部２１でこれらのようにして
処理されることにより得られたフィルタ処理後データ
は、誤差重み付けフィルタ１９（図７参照）で、注目画
素に対して重み付け平均され、画像データ補正部１５
（図１参照）で、入力される多値画像データとの加算が
行なわれた後に、画像データ２値化部１６（図１参照）
で２値化処理される。

【００５７】領域判定装置２２（図２参照）は、入力さ
れる画像データが写真画像のように滑らかな階調変化を
持つ領域を表すか否かを判定し、この判定の結果は、判
定信号としてゲート２６に入力される。領域判定装置２
２で、入力される画像データが写真画像のように滑らか
な階調変化を持つ領域を表すと判定された場合には、フ
ィルタ処理部２１でのフィルタ処理は行なわれることな
く２値化誤差データは誤差重み付けフィルタ１９に直接
入力され、入力される画像データが滑らかな階調変化を
持つ領域を表すと判定されなかった場合には、フィルタ
処理部２１でフィルタ処理が行なわれた後に２値化誤差
データは誤差重み付けフィルタ１９に入力される。領域
判定装置２２については、上述の第１の実施の形態の画
像処理装置と同様に、図５、図６に示すものを用いるこ
とができる。

【００５８】これらのように、スムージング処理結果
は、ラインメモリ２５に書き込まれ、次ライン処理にお
いてこの処理結果が参照されてスムージング処理が施さ
れるため、処理が進行するにつれてスムージング処理の
効果が大きくなり、誤差の拡散を滑らかに制御すること
ができる。また、ラインメモリ２３の２値化誤差データ
を２ライン分用いてフィルタ処理を行なっているが、こ
れは、より多くの２値化誤差データを用いることによ
り、２値化誤差の特性を保存するためである。

【００５９】以上のようなフィルタ処理部２１、領域判
定装置２２を含む画像２値化装置７を有する本画像処理
装置でのフィルタ処理によると、線・文字画像であるか
写真画像であるかを問わず、簡便に多値の画像データが
高品質の画像となるように２値化される。さらに、画像
２値化装置７でのフィルタ処理は、誤差拡散法における
フィードバックループ内の演算系とは別の独立した処理
であるため、フィードバックループ内の演算速度への負
荷をかけることなく、かつ、フィルタ処理用として追加
メモリを要しない。

【００６０】図９は本発明の第３の実施の形態の画像処
理装置の画像２値化処理装置７のメモリ部２０、フィル
タ処理部２１および領域判定装置２２を説明するための
図であり、図１０は図９のフィルタ処理部２１で用いら
れる２種類のフィルタのうちの一方の例を示す図であ
る。本画像処理装置の全体構成、画像２値化装置内のデ
ータの流れ等の、フィルタ処理部のフィルタのフィルタ
係数の設定以外の処理とこの設定に用いられる構成以外
の構成は、第１の実施の形態の画像処理装置と同様であ
る。

【００６１】図９に示すように、メモリ部２０には、２
値化誤差Ｅｘｙを格納するためのラインメモリ２３、２
４と、フィルタ処理部２１で処理されたフィルタ処理後
データを格納するためのラインメモリ２５とが含まれ、
また、フィルタ係数格納ルックアップテーブル３３は、
図３に示すフィルタと図８に示すフィルタとの２種類の
フィルタのフィルタ係数を格納する。

【００６２】領域判定処理装置２２は、上述の第１の実
施の形態の画像処理装置と同様に図５、図６に示すもの
を用いることができ、入力される画像データが写真画像
のように滑らかな階調変化を持つ領域を表すか否かを判
定し、この判定の結果に応じて、フィルタ処理部２１で
用いられるフィルタのフィルタ係数が切り替えられる。

【００６３】すなわち、領域判定装置２２で、入力され
る画像データが写真のような滑らかな階調変化を持つ領
域を表すと判定された場合には、図１０に示すように、
フィルタ処理部２１のフィルタ係数ａ、ｂ、ｃをこれら
以外より小さくすることでフィルタ処理によるスムージ
ング効果が減じられ、疑似輪郭の発生を防ぐことができ
る。また、領域判定装置２２で、入力される画像データ
が滑らかな階調変化を持つ領域を表すと判定されなかっ
た場合には、図３に示すようにフィルタ処理部２１のフ
ィルタ係数を均等に配分するか、あるいは、フィルタ係
数ａ、ｂ、ｃをこれら以外より大きくすることでスムー
ジング効果を大きくすることができ、線・文字等の画像
の再現が良好になる。

【００６４】以上のようなフィルタ処理部２１、領域判
定装置２２を含む画像２値化装置７を有する本画像処理
装置でのフィルタ処理によると、線・文字画像であるか
写真画像であるかを問わず、簡便に多値の画像データが
高品質の画像となるように２値化される。さらに、画像
２値化装置７でのフィルタ処理は、誤差拡散法における
フィードバックループ内の演算系とは別の独立した処理
であるため、フィードバックループ内の演算速度への負
荷をかけることなく、かつ、フィルタ処理用として追加
メモリを要しない。

【００６５】図１１は、本発明の第４の実施の形態の画
像処理装置の画像２値化処理装置７の構成を説明するた
めのブロック図である。図１１は第１の実施の形態の画
像処理装置の画像２値化処理装置７の構成を説明するた
めのブロック図である図１に対応し、本画像処理装置の
全体構成は図１７を用いて説明した従来の画像処理装置
の全体構成に準ずるものとする。

【００６６】本画像処理装置の画像２値化処理装置７
は、第１の実施の形態の画像処理装置とは異なり、２値
化処理を行なっている領域を含む所定の局所領域が線・
文字画像領域であるか写真画像領域であるかを判定する
装置（図１に示す領域判定装置２２）を有していない。

【００６７】２値化誤差算出部１７において算出される
２値化誤差Ｅｘｙはメモリ部２０に格納され、フィルタ
処理部２１によりフィルタ処理される。フィルタ処理さ
れたデータに対しては、第１の実施の形態の画像処理装
置と同様にして、誤差重み付けフィルタ１９によりメモ
リ部２０の３ライン分のデータが用いられて重み付け演
算が行なわれる。この重み付け演算により得られた２値
化誤差Ｅｘｙにより、多値画像データｆ（ｘ，ｙ）は画
像データ補正部１５で補正画像データｆ' （ｘ，ｙ）に
補正され、補正画像データｆ' （ｘ，ｙ）が画像データ
２値化部１６で２値化されて２値画像データｇ（ｘ，
ｙ）が得られる。

【００６８】以上のような画像２値化装置７を有する本
画像処理装置でのフィルタ処理によると、特に、線・文
字画像を表す多値の画像データが簡便に高品質の画像と
なるよう２値化される。更に、画像２値化装置７でのフ
ィルタ処理は、誤差拡散法におけるフィードバックルー
ブ内の演算系と別の独立した処理であるため、フィード
バックループ内の演算速度への負荷をかけることなく、
かつ、フィルタ処理用として追加メモリを要しない。

【００６９】次に、従来の画像処理装置により２値化処
理された画像データによる画像と比較しつつ、本発明の
実施の形態の画像処理装置の画像２値化装置で２値化処
理された画像データによる画像を説明する。

【００７０】図１２は、従来の画像処理装置により２値
化処理された画像データによる画像を説明するための図
である。

【００７１】図１２によると、従来の画像処理装置で
は、図のＡ部に示す線・文字画像で、線、文字の周辺に
ドットが分散しており、また、線、文字の途切れやがた
つきが著しいことが確認される。

【００７２】図１３、図１４は、本発明の第１の実施の
形態である画像処理装置により２値化処理された画像デ
ータによる画像を説明するための図である。図１３は第
１の実施の形態である画像処理装置に図５に示す第１の
領域判別装置（最大値・最小値検出による領域判別）を
用いた際の画像を示す図であり、図１４は第１の実施の
形態である画像処理装置に図５に示す第２の領域判別装
置（エッジ検出による領域判別）を用いた際の画像を示
す図である。

【００７３】本画像処理装置による画像は、第１の領域
判別装置を用いた際にも第２の領域判別装置を用いた際
にも、後に示す第４の実施の形態である画像処理装置と
は異なり、写真画像領域での疑似輪郭の発生は認められ
ない（図１３のＢ部、図１４のＤ部参照）。また、従来
の画像処理装置に見られた線・文字画像でのドットの分
散、線・文字の途切れやがたつきは、図１４のＥ部に示
す線・文字画像にわずかに認められるものの、図１３の
Ｂ部に示す線・文字画像にはほぼ完全に認められておら
ず、図１３、図１４に示す画像はいずれも品質の高い画
像となっている。

【００７４】図１５は、本発明の第３の実施の形態であ
る画像処理装置により２値化処理された画像データによ
る画像を説明するための図である。本画像処理装置によ
る画像は、第１の実施の形態である画像処理装置と同
様、非常に高品質の画像となっている。

【００７５】図１６は、本発明の第４の実施の形態であ
る画像処理装置でにより２値化処理された画像データに
よる画像を説明するための図である。

【００７６】図１６によると、第４の実施の形態の画像
処理装置では、写真画像の一部で疑似輪郭が生じている
ものの（図１６のＦ部参照）、線・文字画像には従来の
画像処理装置に見られた線・文字画像でのドットの分
散、線・文字の途切れやがたつきは認められず、図１６
に示す画像は線・文字の画像について高品質の画像とな
っている。

【００７７】以上のように第１の実施の形態の画像処理
装置、第３の実施の形態の画像処理装置により２値化処
理された画像データによる画像は、線・文字画像である
か写真画像であるかを問わず、従来の画像処理装置によ
る画像に比べて高品質の画像であることが確認される。
また、第４の実施の形態の画像処理装置により２値化処
理された画像データによる画像は、特に、線・文字画像
について、従来の画像処理装置による画像に比べて高品
質であるであることが確認される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である画像処理装置
の画像２値化処理装置７の構成を説明するためのブロッ
ク図である。

【図２】図１の画像２値化処理装置７のメモリ部２０、
フィルタ処理部２１および領域判定装置２２を説明する
ための図である。

【図３】図２のフィルタ処理部２１で用いられるフィル
タの例を示す図である。

【図４】２値化誤差の伝播を模式的に説明するための図
である。

【図５】写真領域であるか否かを判定するための第１の
領域判定装置を説明するための図である。

【図６】写真領域であるか否かを判定するための第２の
領域判定装置を説明するための図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態の画像処理装置の画
像２値化処理装置７のメモリ部２０、フィルタ処理部２
１および領域判定装置２２を説明するための図である。

【図８】図７のフィルタ処理部２１で用いられるフィル
タの例を示す図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態の画像処理装置の画
像２値化処理装置７のメモリ部２０、フィルタ処理部２
１および領域判定装置２２を説明するための図である。

【図１０】図９のフィルタ処理部２１で用いられる２種
類のフィルタのうちの一方の例を示す図である。

【図１１】本発明の第４の実施の形態の画像処理装置の
画像２値化処理装置７の構成を説明するためのブロック
図である。

【図１２】従来の画像処理装置により２値化処理された
画像データによる画像を説明するための図である。

【図１３】本発明の第１の実施の形態である画像処理装
置により２値化処理された画像データによる画像を説明
するための第１の図である。

【図１４】本発明の第１の実施の形態である画像処理装
置により２値化処理された画像データによる画像を説明
するための第２の図である。

【図１５】本発明の第３の実施の形態である画像処理装
置により２値化処理された画像データによる画像を説明
するための図である。

【図１６】本発明の第４の実施の形態である画像処理装
置でにより２値化処理された画像データによる画像を説
明するための図である。

【図１７】画像処理装置の全体構成の概略を説明するた
めのブロック図である。

【図１８】従来の画像処理装置の画像２値化装置７を説
明するためのブロック図である。

【符号の説明】

１ ＭＰＵ ２ 画像入力装置 ３ Ａ／Ｄ変換装置 ４ ｌｏｇ変換装置 ５ ＭＴＦ補正装置 ６ ガンマ補正装置 ７ 画像２値化装置 ８ 画像記録装置 １５ 画像データ補正部 １６ 画像データ２値化部 １７ ２値化誤差算出部 １８ セレクタ １９ 誤差重み付けフィルタ ２０ メモリ部 ２１ フィルタ処理部 ２２ 領域判定装置 ２３〜２５ ラインメモリ ２６ ゲート ２７ ラインメモリ ２８ 最大値・最小値検出フィルタ ２９ 減算器 ３０、３２ 比較器 ３１ エッジ検出フィルタ ３３ フィルタ係数格納ルックアップテーブル ｆ（ｘ，ｙ） 多値画像データ ｇ（ｘ，ｙ） ２値画像データ Ｅｘｙ ２値化誤差 Ｅａｖｅｘｙ 重み付き平均誤差 ｍｋ，ｌ 重み付け係数 ｆ' （ｘ，ｙ） 補正画像データ ｇ' （ｘ，ｙ） 基準２値画像データ Ｔｈ しきい値

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 注目する画素の周辺の第１の領域内の画
   素についての、補正された画像データと２値化された画
   像データとの第１の誤差に演算を施し、前記注目する画
   素の多値の画像データに前記演算の結果を加算すること
   に基づいて、前記注目する画素の多値の画像データを補
   正し、前記注目する画素の補正された画像データに基づ
   いて前記注目する画素の多値の画像データを２値化す
   る、画像処理装置であって、 前記演算は、前記第１の誤差に所定のフィルタ処理を施
   して第２の誤差を算出し、前記第２の誤差を前記第１の
   領域内の画素に対して重みを付けて平均することにより
   行なわれることを特徴とする、画像処理装置。
2. 【請求項２】 注目する画素の周辺の第１の領域内の画
   素についての、補正された画像データと２値化された画
   像データとの第１の誤差に演算を施し、前記注目する画
   素の多値の画像データに前記演算の結果を加算すること
   に基づいて、前記注目する画素の多値の画像データを補
   正し、前記注目する画素の補正された画像データに基づ
   いて前記注目する画素の多値の画像データを２値化す
   る、画像処理装置であって、 前記第１の誤差に所定のフィルタ処理を施して第２の誤
   差を算出する第１の算出手段と、 前記第１の領域と重なる第２の領域内の画像データの演
   算に基づいて、第２の領域の特性を判別する判別手段
   と、 前記判別手段での判別の結果に基づいて、前記第１の誤
   差あるいは前記第２の誤差のうちのいずれか一方につい
   て前記第１の領域で重みを付けて平均することにより第
   ３の誤差を算出する第２の算出手段とを含み、 前記演算の結果は前記第３の誤差である、画像処理装
   置。
3. 【請求項３】 注目する画素の周辺の第１の領域内の画
   素についての、補正された画像データと２値化された画
   像データとの第１の誤差に演算を施し、前記注目する画
   素の多値の画像データに前記演算の結果を加算すること
   に基づいて、前記注目する画素の多値の画像データを補
   正し、前記注目する画素の補正された画像データに基づ
   いて前記注目する画素の多値の画像データを２値化す
   る、画像処理装置であって、 前記第１の誤差に所定のフィルタ処理を施して第２の誤
   差を算出する第１の算出手段と、 前記第１の領域と重なる第２の領域内の画像データの演
   算に基づいて、第２の領域の特性を判別する判別手段
   と、 前記判別手段での判別の結果に基づいて、前記フィルタ
   処理に用いる係数を設定する設定手段と、 前記第２の誤差を前記第１の領域で重みを付けて平均す
   ることにより第３の誤差を算出する第２の算出手段とを
   含み、 前記演算の結果は前記第３の誤差である、画像処理装
   置。