JPH11252364A - 画像処理方法および画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 擬似輪郭の発生を防止し、構成が簡単で、ノ
イズの目立たない画像処理装置および画像処理方法を提
供する。 【解決手段】 閾値／量子化レベル設定器１は、入力デ
ータに応じて閾値および量子化レベルの変動範囲を設定
し、その変動範囲内で変動する閾値および量子化レベル
を決定する。このとき、入力データが小さいときには変
動幅を小さく（あるいは０に）する。一方、加算器３は
誤差バッファメモリ２内の当該画素の累積誤差１２と入
力データ１１を加算し、誤差加算信号１３とする。比較
器４では、誤差加算信号１３と閾値／量子化レベル設定
器１で設定された閾値とを比較し、比較結果に基づいて
出力データ１４および量子化レベル１５を出力する。誤
差演算部５は、誤差加算信号１３と量子化レベル１５か
ら誤差信号１６を演算し、誤差配分演算器６により誤差
配分係数を用いて周辺の画素に誤差を配分する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、階調を持つ画像情
報の入力データを擬似中間調処理して複数の量子化レベ
ルに多値化する画像処理方法および画像処理装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】入力データを擬似中間調処理して階調を
表現する方法の一つとして、誤差拡散法がある。この方
法は、着目画素の入力濃度信号に周辺の画素から渡され
る誤差信号を加算し、閾値と比較して２値化出力信号を
得る。さらに、閾値との誤差信号を誤差配分係数を乗じ
て周辺の複数画素へ配分させていくものである。このよ
うな処理によって、２値しか表現できない記録装置で
も、高品質の階調が表現できるという特徴を持つ。例え
ば特開平３−２４１９７１号公報には、この２値の誤差
拡散法の改良に関する記載がある。

【０００３】このような２値表現への変換を行なう誤差
拡散法を、多値表現が可能なように展開した多値誤差拡
散法も提案されている。例えば、昭和５３年電子通信学
会通信部門全国大会，１９７８，加藤ほか，５０４「平
均誤差最小法の多値化について」，Ｐ．５０４などに記
載されている。この多値誤差拡散法は、数階調程度の濃
淡表示が可能な記録装置に対して適応され、複数の閾値
を設けて、記録階調に相当する量子化レベルに対応する
出力データに割り当てるものである。

【０００４】図２は、従来の４値の誤差拡散法によって
量子化された各濃度のドット占有率と入力信号との関係
を示すグラフ、図３は、同じく閾値、量子化レベルに対
応する出力データ、誤差配分係数の一例の説明図であ
る。ここでは入力信号として８ビット（０〜２５５）の
信号が入力されるものとし、４値の誤差拡散法によって
それぞれの画素の値を０，濃度１，濃度２，濃度３のい
ずれかの値に量子化する。図２において、すべての画素
が濃度１となったとき、画像は大局的には濃度Ｄ１とな
る。同様に、すべての画素が濃度２となったとき、画像
は大局的には濃度Ｄ２となり、すべての画素が濃度３の
値となったとき、画像の大局的な濃度は２５５となる。

【０００５】各画素ごとに、これらの濃度（０，濃度
１，濃度２，濃度３）のいずれにするかを決定するた
め、図３（Ａ）に示すようにそれらの濃度値に基づいて
閾値１（ＴＨ１）、閾値２（ＴＨ２）、閾値３（ＴＨ
３）が設定されている。各画素における入力信号の値
と、周囲の画素を処理した際に発生する誤差との和と、
これらの閾値１〜３を比較することによって、量子化さ
れた濃度値（０，濃度１，濃度２，濃度３のいずれか）
を決定する。

【０００６】例えば量子化された濃度値が決定されたと
き、その画素の値と周囲の画素からの誤差との和と、決
定された濃度値との間に誤差が生じる。その誤差を図３
（Ｂ）に示すように近隣の画素（ここではその後に画素
値を決定する周囲の画素）に配分する。例えば右隣の画
素には誤差の７／１６を配分する。右隣の画素の画素値
を決定する際には、その画素の画素値と、周囲の画素か
ら配分された誤差値の和をもとに、閾値との比較を行な
って量子化された濃度値を決定する。

【０００７】このようにして各画素における量子化され
た濃度値を決定してゆく。例えば閾値２（ＴＨ２）に近
い濃度の画像では、ある画素で濃度２に量子化されると
負の誤差値が近隣の画素に配分され、例えば隣接する画
素では濃度１に量子化される。このようにして、濃度２
と濃度１の画素が交錯した画像が形成される。形成され
た画像の濃度は、大局的には濃度２と濃度１の中間のほ
ぼ閾値２（ＴＨ２）に近い濃度となる。

【０００８】このように、量子化された濃度値０，濃度
１，濃度２，濃度３の画素の占有率を入力信号に応じて
変化させることによって、入力信号に対応した濃度の画
像を得ることができる。図２において、入力信号が０か
ら大きくなるに従い、濃度１の画素の占有率が増加し、
入力信号がＤ１のとき、濃度１の画素の占有率が１００
％、すなわち、すべての画素が濃度１となる。さらに、
入力信号が濃度Ｄ１より大きくなると、濃度１のドット
占有率が減少し、濃度２のドット占有率が増加する。そ
して、入力信号が濃度Ｄ２のとき、濃度２のドット占有
率が１００％、すなわち、すべての画素が濃度２とな
る。以下、同様に濃度３の場合も説明できる。

【０００９】図４は、入力信号の値と従来の４値の誤差
拡散法によって量子化された各画素の濃度値との関係の
説明図である。上述のように、入力信号の値Ｉｎが０，
Ｄ１，Ｄ２，２５５のとき、各画素の量子化された濃度
値はすべて０，濃度１，濃度２，濃度３となる。その中
間では、０＜Ｉｎ＜Ｄ１のときは各画素の量子化された
濃度値は０または濃度１となり、Ｄ１＜Ｉｎ＜Ｄ２のと
きは各画素の量子化された濃度値は濃度１または濃度２
となり、Ｄ２＜Ｉｎ＜２５５のときは各画素の量子化さ
れた濃度値は濃度２または濃度３となる。図４では、入
力信号の値Ｉｎに応じて量子化後に存在する濃度値に○
印を付して示している。

【００１０】このように、４値の誤差拡散法を行なった
場合、濃度値Ｄ１，Ｄ２を境に量子化された濃度値の構
成が変わるため、この濃度値Ｄ１，Ｄ２の位置に擬似輪
郭が発生するという問題がある。入力信号の値ｉｎが濃
度値Ｄ１，Ｄ２およびその近傍の場合には、画素値は濃
度１または濃度２のみの一様なパターンとなり、他の入
力信号値の場合の複数の濃度値の画素が混交するパター
ンとは異なったパターンとなる。そのため、この濃度値
Ｄ１，Ｄ２の部分に擬似輪郭が発生するなどの画質低下
が見られる。

【００１１】これらを改善するものとして、いくつかの
方法が提案されている。例えば、画像電子学会誌、第２
４巻、第１号、１９９５、越智宏、「階調化処理による
高品質多値誤差拡散法」、Ｐ．１０〜１７に記載されて
いる方法では、まず、通常の２値誤差拡散法の処理を行
ない、第１階層の２値画像を得る。続いて、原画信号レ
ベルと第１階層の出力レベルとの差分値を、第１階層の
処理における量子化レベルの中間量子化レベルで誤差拡
散を行ない、第１階層の画像出力レベルに加えることに
より第２階層の３値画像を得る。以下、同様に処理し、
多値の画像出力を得るというものである。この方法によ
れば、中間量子化レベル付近でも一様なパターンとはな
らず、擬似輪郭の発生を抑えることができる。しかしな
がらこの方法では、処理が複雑で処理時間が長くなるば
かりでなく、粒状性が悪化し、画像にノイズが目立つよ
うになるという欠点を有している。

【００１２】また、例えば特開平９−１０７４７２号公
報に記載されている方法では、入力信号に対して誤差係
数を用いて補正処理することによって、中間量子化レベ
ルにおいても量子化レベルが均一にならないようにし、
擬似輪郭の発生を防いでいる。

【００１３】これとは別の方法として、例えば特開平３
−１６３７９号公報には、閾値をディザマトリクスや乱
数等を使用して変動させて多値の画像出力を得る技術が
開示されている。しかし、ディザマトリクスのような周
期的な変動を用いた場合、モアレの発生などの欠点を有
している。また、乱数等を使用する場合、特に画素値の
小さい白色部分において乱数によるノイズが目立つ画像
になるという欠点がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、擬似輪郭の発生を防止し、
構成が簡単で、ノイズの目立たない画像処理装置および
画像処理方法を提供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、多値誤差拡散
法を用いて入力データを複数の量子化レベルに対応した
出力データに多値化する画像処理方法および画像処理装
置において、多値化の際に用いる閾値、あるいは、その
閾値と量子化レベルの両方の変動範囲を入力データに応
じて設定し、設定された変動範囲内で、閾値、あるい
は、閾値と量子化レベルの両方を変動させる。このよう
な閾値あるいは閾値と量子化レベルの変動によって、入
力データが量子化レベルあるいはその近傍の値を取る場
合であっても誤差変動が生じ、擬似輪郭の発生を防止す
ることができる。

【００１６】本発明ではさらに、入力データに応じて閾
値や量子化レベルの変動範囲を変化させる。例えば入力
データがある値より大きい場合は一定にし、ある値より
小さくなるに従って変動範囲を小さくしたり、あるい
は、入力データが大きい場合には変動範囲が大きく、小
さくなるに従って変動範囲が小さくなるようにしたり、
さらには入力データがある値より小さい場合は変動範囲
を一定（例えば０）にすることができる。これによっ
て、入力データが小さい場合に特に目障りとなるノイズ
を減少させることができ、全体としてノイズの目立たな
い画像を形成することができる。さらには、変動範囲を
入力データが閾値に近い領域の場合には大きく、離れた
領域になるに従って小さくしてもよい。

【００１７】さらに、このような閾値や量子化レベルの
変動によって、入力データが最高濃度であっても最高の
量子化レベルに対応した出力データとならなかったり、
入力データが最低濃度であっても最低の量子化レベルに
対応した出力データとならない場合の不具合を想定し、
入力データが最高濃度に対応する場合は量子化レベルに
対応した出力データを強制的に最高濃度に対応する値と
し、入力データが最低濃度に対応する場合は量子化レベ
ルに対応した出力データを強制的に最低濃度に対応する
値とするように処理してもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態を
示すブロック図である。図中、１は閾値／量子化レベル
設定器、２は誤差バッファメモリ、３は加算器、４は比
較器、５は誤差演算器、６は誤差配分演算器、１１は入
力データ、１２は累積誤差、１３は誤差加算信号、１４
は出力データ、１５は量子化レベル、１６は誤差信号で
ある。

【００１９】閾値／量子化レベル設定器１は、入力デー
タ１１に応じて閾値および量子化レベルを設定し、比較
器４に出力する。このとき、後述するように、閾値ある
いは閾値と量子化レベルの両方を、入力データに応じて
設定した変動範囲内で変動させる。誤差バッファメモリ
２は、各画素ごとに周囲の画素から配分される誤差の累
計を格納する。なお、画像すべてについてこの誤差の累
計値（累積誤差）を保持する必要はなく、例えば図３
（Ｂ）に示すような範囲に誤差を配分するのであれば１
ライン＋１画素分の容量があればよい。加算器３は、注
目画素の入力データと、誤差バッファメモリ２に格納さ
れている注目画素に配分された誤差の累計（累積誤差１
２）との和を算出し、誤差加算信号１３として出力す
る。比較器４は、加算器３からの誤差加算信号１３と、
閾値／量子化レベル設定器１からの閾値とを比較し、同
じく閾値／量子化レベル設定器１からの量子化レベルの
いずれに該当するかを決定する。決定した量子化レベル
を誤差演算器５に出力するとともに、決定した量子化レ
ベルに対応した値を出力データ１４として出力する。誤
差演算器５は、比較器４からの量子化レベル１５と、加
算器３からの誤差加算信号１３との差を算出し、誤差信
号１６として出力する。誤差配分演算器６は、誤差演算
器５からの誤差信号１６を予め設定された係数により注
目画素の周囲の画素に配分し、誤差バッファメモリ２に
格納されている各画素の累積誤差に配分した誤差を加算
して、誤差バッファメモリ２に格納する。

【００２０】以下の説明では具体例として、入力データ
１１として０〜２５５（８ビット）の画像情報が入力さ
れ、出力データ１４として０、濃度１、濃度２、濃度３
の４値に変換する場合を示している。なお、値は０が
白、２５５が黒であるものと仮定する。また、このよう
に４値に変換するため、閾値／量子化レベル設定器１で
は、閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３と、量子化レベル０，
Ｄ１，Ｄ２，２５５を設定する。もちろん、量子化レベ
ル０および２５５は設定しなくてもよい。また、比較器
４では出力データ１４として、量子化レベル０，Ｄ１，
Ｄ２，２５５にそれぞれ対応した出力データ０、濃度
１、濃度２、濃度３を出力する。出力データ１４は、例
えば０〜３（２ビット）のデータとすることができる。
なお、閾値／量子化レベル設定器１によって量子化レベ
ルＤ１，Ｄ２は変化するが、対応する出力データ１４は
固定した値を出力するように構成できる。

【００２１】この具体例に基づいて本発明の実施の一形
態における動作の一例を説明する。０〜２５５（８ビッ
ト）の画像情報を持つ入力データ１１が入力されると、
入力データに応じて、閾値／量子化レベル設定器１にお
いて閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３、量子化レベル０，Ｄ
１，Ｄ２，２５５がそれぞれ決定される。

【００２２】一方、入力データ１１は、誤差バッファメ
モリ２に格納されている当該画素の累積誤差１２と加算
器３で加算され、誤差加算信号１３が生成される。誤差
加算信号１３は、比較器４に入力され、閾値ＴＨ１，Ｔ
Ｈ２，ＴＨ３と比較される。誤差加算信号１３が閾値Ｔ
Ｈ１より小さい場合は“００”、閾値ＴＨ１と閾値ＴＨ
２の間の場合は“０１”、閾値ＴＨ２と閾値ＴＨ３の間
の場合は“１０”、閾値ＴＨ３より大きい場合は“１
１”を出力データ１４として出力する。なお、“”内は
２進数である。また同様に、誤差加算信号１３が閾値Ｔ
Ｈ１より小さい場合は０、閾値ＴＨ１と閾値ＴＨ２の間
の場合はＤ１、閾値ＴＨ２と閾値ＴＨ３の間の場合はＤ
２、閾値ＴＨ３より大きい場合は２５５を量子化レベル
１５として誤差演算器５に出力する。

【００２３】加算器３から出力された誤差加算信号１３
と、比較器４から出力された量子化レベル１５は、その
差が誤差演算器５により演算され、誤差信号１６として
出力される。出力された誤差信号１６は、誤差配分演算
器６により予め設定された誤差配分係数を用いて周辺の
画素における誤差の配分値が演算され、誤差バッファメ
モリ２に格納されている周辺の画素の積算誤差と加算
し、加算された新たな積算誤差を改めて格納する。

【００２４】本発明では上述のように、閾値／量子化レ
ベル設定器１によって設定する閾値または閾値と量子化
レベルの両方を変動させる。これによって、入力データ
が量子化レベルあるいはその近傍の値を取っても誤差が
不均一になり、ばらつく。そのため、例えば入力データ
が量子化レベルＤ１付近の値であっても、誤差の配分に
よって、ある場合には量子化レベルが０になったり、あ
るいはＤ２になったりする。そのため、量子化レベルＤ
１付近でも各種の量子化レベルの画素が現われ、擬似輪
郭の発生を防止することができる。

【００２５】しかし入力データに関係なく変動させる
と、従来の技術において発生していたように、濃度の低
い領域（白領域）においてノイズが顕著となるという不
具合が発生する。そのため、本発明では入力データに応
じて閾値もしくは閾値と量子化レベルの変動範囲を決定
し、その変動範囲内で変動させることによって、ノイズ
の発生を防止している。以下、ノイズの発生を防止する
ための閾値、量子化レベルの生成方法についていくつか
例を示す。

【００２６】図５、図６は、閾値／量子化レベル設定器
１で設定する閾値および量子化レベルの第１の例の説明
図である。上述の具体例のように４値化する場合には、
図３（Ａ）でも説明したように３つの閾値ＴＨ１，ＴＨ
２，ＴＨ３を用い、図５（Ａ）に示すように量子化レベ
ル０，Ｄ１，Ｄ２，２５５のいずれかに量子化するもの
とする。これは以降の各例において同様である。

【００２７】この第１の例では、閾値ＴＨ１，ＴＨ２，
ＴＨ３と量子化レベルＤ１，Ｄ２を変動させる。そし
て、入力データが４２より大きい場合にはその変動範囲
を一定幅とするとともに、入力データが３０以下の場合
にはその変動範囲を０とし、入力データが３０より大き
く４２以下の場合には入力データの値に従った変動範囲
を設定する例を示している。なお、図６では閾値ＴＨ１
を４２として示し、変動範囲にはハッチングを施して示
している。

【００２８】具体的には、図５（Ｂ）に示すように、入
力データＩｎが３０以下のとき、閾値および量子化レベ
ルの変動範囲の幅は０であり、閾値と量子化レベル０／
ＴＨ１／Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ２／ＴＨ３／２５５は、それ
ぞれ、０／４２／８４／１２７／１７０／２１２／２５
５とする。

【００２９】入力データＩｎが４２より大きいとき、量
子化レベル０，２５５はそのままとし、閾値および量子
化レベルの変動範囲の幅を±１２として、入力データが
３０以下の閾値と量子化レベル４２／８４／１２７／１
７０／２１２をこの変動範囲内で変化させる。変化のさ
せ方は任意であり、例えばこの範囲内の乱数を発生さ
せ、発生した乱数を加減算して閾値および量子化レベル
を得てもよい。ここでは簡便な方法として、予め４つの
値を用意しておき、いずれの値を選択するかを乱数で決
定している。具体的には、閾値と量子化レベルＴＨ１／
Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ２／ＴＨ３の値として、５４／９６／
１３９／１８２／２２４、４２／８４／１２７／１７０
／２１２、３０／７２／１１５／１５８／２００、４２
／８４／１２７／１７０／２１２の各組み合わせのいず
れかを、入力データＩｎに応じて乱数により選択する。
もちろん、各閾値および各量子化レベルごとに乱数によ
っていずれかの値を選択してもよい。

【００３０】入力データが３０より大きく４２以下の
時、量子化レベル０，２５５はそのままで、閾値と量子
化レベルＴＨ１／Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ２／ＴＨ３の変動範
囲を、入力データが大きくなるにつれて幅が大きくなる
ように設定する。ここでは直線的に変動範囲の幅が広が
るように設定し、入力データが３０のときに０、４２の
ときに±１２となるようにしている。すなわち入力デー
タＩｎの値に応じて、閾値ＴＨ１の変動範囲は５４−
（４２−Ｉｎ）〜３０＋（４２−Ｉｎ）、量子化レベル
Ｄ１の変動範囲は９６−（４２−Ｉｎ）〜７２＋（４２
−Ｉｎ）、閾値ＴＨ２の変動範囲は１３９−（４２−Ｉ
ｎ）〜１１５＋（４２−Ｉｎ）、量子化レベルＤ２の変
動範囲は１８２−（４２−Ｉｎ）〜１５８＋（４２−Ｉ
ｎ）、閾値ＴＨ３の変動範囲は２２４−（４２−Ｉｎ）
〜２００＋（４２−Ｉｎ）となる。変化のさせ方は任意
であり、例えば入力データＩｎから決まる変動範囲内の
値を乱数で決定してもよいが、ここでは、予め４つの値
を用意しておき、いずれの値を選択するかを乱数で決定
している。

【００３１】具体的には、閾値と量子化レベルＴＨ１／
Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ２／ＴＨ３の値として、５４−（４２
−Ｉｎ）／９６−（４２−Ｉｎ）／１３９−（４２−Ｉ
ｎ）／１８２−（４２−Ｉｎ）／２２４−（４２−Ｉ
ｎ）、４２／８４／１２７／１７０／２１２、３０＋
（４２−Ｉｎ）／７２＋（４２−Ｉｎ）／１１５＋（４
２−Ｉｎ）／１５８＋（４２−Ｉｎ）／２００＋（４２
−Ｉｎ）、４２／８４／１２７／１７０／２１２の値の
組のいずれかを乱数によって選択し、入力データＩｎに
よって各閾値および量子化レベルを決定している。

【００３２】このようにして入力データに応じて決定さ
れた閾値および量子化レベルが比較器４に出力される。
入力データが小さい場合には閾値および量子化レベルを
変動させないようにして白領域にノイズが乗るのを防止
するとともに、入力データが大きい領域では閾値および
量子化レベルを変動させ、擬似輪郭の発生を防止するこ
とができる。またその間の領域では、閾値および量子化
レベルの変動幅を入力データが大きくなるほど広くなる
ように設定し、変動幅の切り替えによる擬似輪郭の発生
を防いでいる。

【００３３】なお、比較器４には入力データ１１がその
まま入力されるわけではなく、加算器３によって累積誤
差１２が加算された誤差加算信号１３が入力される。そ
のため、例えば入力データが閾値ＴＨ２の近傍のデータ
であったとしても、比較器４に入力される誤差加算信号
１３はいずれの値であるかは累積誤差１２によるので、
比較器４は閾値ＴＨ２および量子化レベルＤ１，Ｄ２が
必要なだけではなく、閾値／量子化レベル設定器１で設
定されるすべての閾値および量子化レベルが必要であ
る。

【００３４】図７、図８は、閾値／量子化レベル設定器
１で設定する閾値および量子化レベルの第２の例の説明
図である。この第２の例では、閾値ＴＨ１，ＴＨ２，Ｔ
Ｈ３と量子化レベルＤ１，Ｄ２を変動させることとし、
入力データが３０以下の場合に変動幅を０とし、入力デ
ータが３０より大きい場合に、入力データが大きくなる
に従ってその変動幅が大きくなるように設定する例を示
している。

【００３５】具体的には、入力データが３０以下のと
き、閾値と量子化レベル０／ＴＨ１／Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ
２／ＴＨ３／２５５は、それぞれ、０／４２／８４／１
２７／１７０／２１２／２５５である。

【００３６】入力データが３０より大きいとき、量子化
レベル０，２５５はそのままで、閾値と量子化レベルＴ
Ｈ１／Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ２／ＴＨ３の変動範囲を、入力
データが３０のときに０、２５５のときに最大の変動幅
である±１２となるように、入力データが大きくなるに
つれて直線的に変動範囲の幅が大きくなるように設定す
る。すなわち入力データＩｎの値に応じて、閾値ＴＨ１
の変動範囲は５４−（２５５−Ｉｎ）×１２／２５５
（＝ＴＨ１ｈ）〜３０＋（２５５−Ｉｎ）×１２／２５
５（＝ＴＨ１ｌ）、量子化レベルＤ１の変動範囲は９６
−（２５５−Ｉｎ）×１２／２５５（＝Ｄ１ｈ）〜７２
＋（２５５−Ｉｎ）×１２／２５５（＝Ｄ１ｌ）、閾値
ＴＨ２の変動範囲は１３９−（２５５−Ｉｎ）×１２／
２５５（＝ＴＨ２ｈ）〜１１５＋（２５５−Ｉｎ）×１
２／２５５（＝ＴＨ２ｌ）、量子化レベルＤ２の変動範
囲は１８２−（２５５−Ｉｎ）×１２／２５５（＝Ｄ２
ｈ）〜１５８＋（２５５−Ｉｎ）×１２／２５５（＝Ｄ
２ｌ）、閾値ＴＨ３の変動範囲は２２４−（２５５−Ｉ
ｎ）×１２／２５５（＝ＴＨ３ｈ）〜２００＋（２５５
−Ｉｎ）×１２／２５５（＝ＴＨ３ｌ）となる。変化の
させ方は任意であり、例えば入力データＩｎから決まる
変動範囲内の値を乱数で決定してもよいが、ここでは、
予め４つの値を用意しておき、いずれの値を選択するか
を乱数で決定している。

【００３７】具体的には、閾値と量子化レベルＴＨ１／
Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ２／ＴＨ３の値は、ＴＨ１ｈ／Ｄ１ｈ
／ＴＨ２ｈ／Ｄ２ｈ／ＴＨ３ｈ、４２／８４／１２７／
１７０／２１２、ＴＨ１ｌ／Ｄ１ｌ／ＴＨ２ｌ／Ｄ２ｌ
／ＴＨ３ｌ、４２／８４／１２７／１７０／２１２の値
の組のいずれかを乱数によって選択し、入力データＩｎ
によって各閾値および量子化レベルを決定している。

【００３８】この第２の例においても、入力データが小
さい場合には閾値および量子化レベルを変動させないよ
うにして白領域にノイズが乗るのを防止するとともに、
入力データが大きい領域では閾値および量子化レベルを
変動させ、擬似輪郭の発生を防止することができる。

【００３９】図９は、閾値／量子化レベル設定器１で設
定する閾値および量子化レベルの第３の例の説明図であ
る。この第３の例においても、閾値ＴＨ１，ＴＨ２，Ｔ
Ｈ３と量子化レベルＤ１，Ｄ２を変動させる。そして、
入力データがある値以下の場合に変動幅を０とし、閾値
と量子化レベル０／ＴＨ１／Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ２／ＴＨ
３／２５５は、それぞれ一定の値とする。入力データが
ある値より大きいとき、量子化レベル０，２５５はその
ままとし、閾値と量子化レベルＴＨ１／Ｄ１／ＴＨ２／
Ｄ２／ＴＨ３は、入力データが閾値ＴＨ１，ＴＨ２，Ｔ
Ｈ３に近い領域では変動幅が大きく、閾値から離れる領
域では変動幅が小さくなるように、入力データＩｎに応
じて変動幅を設定している。そしてその変動幅内で、閾
値と量子化レベルＴＨ１／Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ２／ＴＨ３
の値を乱数により変動させている。すなわち、入力デー
タがある値より大きい時、入力データがＴＨ１，ＴＨ
２，ＴＨ３の時は変動幅が最大となり、それらの中間で
変動幅が最小となる。

【００４０】図１０は、閾値／量子化レベル設定器１で
設定する閾値および量子化レベルの第４の例の説明図で
ある。この第４の例においても、閾値ＴＨ１，ＴＨ２，
ＴＨ３と量子化レベルＤ１，Ｄ２を変動させ、入力デー
タがある値以下の場合に変動幅を０とし、閾値と量子化
レベル０／ＴＨ１／Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ２／ＴＨ３／２５
５は、それぞれ一定の値とする。また、入力データがあ
る値より大きいとき、量子化レベル０，２５５はそのま
まとし、閾値と量子化レベルＴＨ１／Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ
２／ＴＨ３は、入力データが閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ
３に近い領域では変動幅が大きく、閾値から離れる領域
では変動幅が小さくなるように、入力データＩｎに応じ
て変動幅を設定している。さらにこの第４の例において
は、全体の傾向として上述の第２の例と同様に入力デー
タが大きくなるにつれて変動幅が大きくなるようにして
いる。そのため、入力データがＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３
の時は変動幅が極大となるが、変動幅はＴＨ１の時より
もＴＨ２の時の方が大きく、さらにＴＨ３の時の方が大
きくなっている。また、それらの中間で変動幅が極小と
なるが、その極小値も入力データの大きい方が大きくな
っている。そしてこのような変動幅内で、閾値と量子化
レベルＴＨ１／Ｄ１／ＴＨ２／Ｄ２／ＴＨ３の値を乱数
により変動させる。

【００４１】これらの第３、第４の例においても、入力
データが小さい場合には閾値および量子化レベルを変動
させないようにして白領域にノイズが乗るのを防止する
とともに、入力データが大きい領域では閾値および量子
化レベルを変動させ、擬似輪郭の発生を防止することが
できる。

【００４２】図１１ないし図１４は、閾値／量子化レベ
ル設定器１で設定する閾値および量子化レベルの第５な
いし第８の例の説明図である。上述の第１ないし第４の
例においては、入力データに応じて閾値ＴＨ１，ＴＨ
２，ＴＨ３および量子化レベルＤ１，Ｄ２を変動させる
例を示したが、閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３のみ変動さ
せるようにしてもよい。上述の第１ないし第４の例に対
応して、閾値のみ変動させた例をそれぞれ第５ないし第
８の例として、図１１ないし図１４に示している。

【００４３】これらの第５ないし第９の例においても、
入力データが小さい場合には閾値および量子化レベルを
変動させないようにして白領域にノイズが乗るのを防止
するとともに、入力データが大きい領域では閾値および
量子化レベルを変動させ、擬似輪郭の発生を防止するこ
とができる。

【００４４】図１５は、本発明の実施の一形態において
４値の誤差拡散法を使用した場合の量子化された各濃度
のドット占有率と入力データとの関係を示すグラフ、図
１６は、入力データと同じく量子化された各画素の濃度
値との関係の説明図である。図１６において、○△印は
その濃度の画素の多少を示し、△印は、○印に比べて画
素が少ないことを示している。

【００４５】上述の各例に示したように、入力データに
応じて閾値および量子化レベルを設定し、その設定され
た閾値と誤差加算信号を比較して量子化レベルおよび出
力データを決定する。入力データが０から大きくなるに
従い、出力データは濃度１の画素のドット占有率が増加
し、入力データが量子化レベルＤ１より少し小さいレベ
ルから濃度２のドット占有率が増加する。入力データが
量子化レベルＤ１の時、濃度１のドット占有率は最大と
なるが、１００％にはならず、少し小さいドット占有率
となる。このとき、濃度１の画素とともに、濃度２の画
素が少し混在している。また、画素値が０の画素もまだ
存在している。

【００４６】入力データが量子化レベルＤ１より大きく
なると、濃度２のドット占有率は増加するが、濃度１の
ドット占有率が減少する。入力データが量子化レベルＤ
２より少し小さいレベルから濃度３のドット占有率が増
加する。入力データが量子化レベルＤ２の時、濃度２の
ドット占有率は最大となるが、１００％にはならず、少
し小さいドット占有率となる。このとき、濃度１および
濃度３の画素も少し混在している。

【００４７】入力データが量子化レベルＤ２より大きく
なると、濃度３のドット占有率は増加するが、濃度２の
ドット占有率が減少し、また濃度１の画素はなくなる。
入力データが２５５のとき、濃度２の画素はなくなり、
濃度３の画素のみとなる。

【００４８】このように、入力データが量子化レベルＤ
１，Ｄ２およびその近傍の値であっても単一のデータが
出力されることはなく、擬似輪郭の発生を防止すること
ができる。また、入力データが０あるいは０に近い値の
場合には閾値や量子化レベルを変動させないので、ドッ
ト占有率はほぼ０％となり、ノイズの発生を抑えること
ができる。

【００４９】なお、上述のように閾値や量子化レベルを
変動させたとき、例えば入力データが最高濃度に対応す
る場合でも、出力データは濃度３になるとは限らず、最
高濃度が表現できない場合が発生する。このような場合
に対処するため、図１に破線で示したように、比較部４
は入力データを参照し、入力データが最高濃度に対応す
る値の場合には、出力データとして最大の値を強制的に
出力するように構成してもよい。同様に、入力データが
最低濃度の場合に出力データに濃度１以上の画素が出力
されないように、入力データが最低濃度に対応する値の
場合には、出力データとして最低の値を強制的に出力す
るように構成してもよい。

【００５０】図１７は、本発明の実施の一形態において
出力された出力データに従って多値記録を行なう場合の
記録形態の一例の説明図である。本発明の実施の一形態
によって例えば上述の具体例のように４値の多値誤差拡
散を行ない、０〜２５５の入力データを０、濃度１、濃
度２、濃度３の出力データに変換して出力した場合、こ
の出力データに従って記録装置において多値記録を行な
うことにより、画像全体として多階調の画像を記録する
ことができる。

【００５１】例えば図１７（Ａ）に示した例では、出力
データが０の場合には印字せず、出力データが濃度１の
場合に１度打ち、濃度２の場合に２度打ち、濃度３の場
合に３度打ちの重ね印字を行なうことによって、各画素
ごとに４値の階調記録が実現できる。また、例えば図１
７（Ｂ）に示した例では、出力データによって記録する
ドット径を変え、出力データが濃度１の場合に小ドッ
ト、濃度２の場合に中ドット、濃度３の場合に大ドット
を印字することによって、各画素ごとに４値の階調記録
が実現できる。あるいはドットの大きさの代わりに、万
線スクリーン処理によって各画素の記録幅を出力データ
によって変化させてもよい。さらに別の例として、図１
７（Ｃ）に示した例では、出力データによって記録に用
いるインクの濃度を変え、出力データが濃度１の場合に
淡インクを用い、濃度２の場合に中濃度のインクを用
い、濃度３の場合に濃インクを用いて印字することによ
って、各画素ごとに４値の階調記録が実現できる。もち
ろん、他の方法で多階調の記録を行なうこともできる
し、また、これらの記録方法を組み合わせて用いてもよ
い。

【００５２】このような多階調の記録方法では、たかだ
か数階調しか記録できないが、本発明の画像処理方法ま
たは画像処理装置と組み合わせることによって、多階調
の画像を形成することが可能となる。このとき、擬似輪
郭の発生は防止されており、またノイズの発生も抑えら
れているので、高画質の画像を形成することが可能であ
る。

【００５３】

【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、多値誤差拡散法において閾値、あるいは閾値
と量子化レベルの両方を変動させることによって、量子
化レベルに対応する出力データが緩やかに入り交じり、
入力データが量子化レベルまたはその近傍の場合に発生
する擬似輪郭を低減することができる。このとき、変動
範囲を入力データが閾値に近い領域の場合には大きく、
離れた領域になるに従って小さくすることによって、よ
り一層低減することができる。

【００５４】本発明ではさらに、閾値、あるいは閾値と
量子化レベルの両方を変動させる際に、変動範囲を入力
データがある値より大きい場合は一定にし、ある値より
小さくなるに従って小さくしたり、変動範囲を入力デー
タが大きい場合には大きく、小さくなるに従って小さく
したり、あるいは、入力データが小さい範囲では変動範
囲を一定（例えば変動幅を０）とすることによって、画
像濃度が薄くなるに従って目立ちやすい誤差拡散特有の
テクスチャと呼ばれるノイズも低減することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の一形態を示すブロック図であ
る。

【図２】 従来の４値の誤差拡散法によって量子化され
た各濃度のドット占有率と入力信号との関係を示すグラ
フである。

【図３】 従来の４値の誤差拡散法における閾値、量子
化レベル、誤差配分係数の一例の説明図である。

【図４】 入力信号の値と従来の４値の誤差拡散法によ
って量子化された各画素の濃度値との関係の説明図であ
る。

【図５】 閾値／量子化レベル設定器で設定する閾値お
よび量子化レベルの第１の例の説明図である。

【図６】 閾値／量子化レベル設定器で設定する閾値お
よび量子化レベルの第１の例を示すグラフである。

【図７】 閾値／量子化レベル設定器で設定する閾値お
よび量子化レベルの第２の例の説明図である。

【図８】 閾値／量子化レベル設定器で設定する閾値お
よび量子化レベルの第２の例を示すグラフである。

【図９】 閾値／量子化レベル設定器で設定する閾値お
よび量子化レベルの第３の例のグラフである。

【図１０】 閾値／量子化レベル設定器で設定する閾値
および量子化レベルの第４の例のグラフである。

【図１１】 閾値／量子化レベル設定器で設定する閾値
および量子化レベルの第５の例のグラフである。

【図１２】 閾値／量子化レベル設定器で設定する閾値
および量子化レベルの第６の例のグラフである。

【図１３】 閾値／量子化レベル設定器で設定する閾値
および量子化レベルの第７の例のグラフである。

【図１４】 閾値／量子化レベル設定器で設定する閾値
および量子化レベルの第８の例のグラフである。

【図１５】 本発明の実施の一形態において４値の誤差
拡散法を使用した場合の量子化された各濃度のドット占
有率と入力データとの関係を示すグラフである。

【図１６】 入力データと本発明の実施の一形態におい
て４値の誤差拡散法を使用した場合の量子化された各画
素の濃度値との関係の説明図である。

【図１７】 本発明の実施の一形態において出力された
出力データに従って多値記録を行なう場合の記録形態の
一例の説明図である。

【符号の説明】

１…閾値／量子化レベル設定器、２…誤差バッファメモ
リ、３…加算器、４…比較器、５…誤差演算器、６…誤
差配分演算器、１１…入力データ、１２…累積誤差、１
３…誤差加算信号、１４…出力データ、１５…量子化レ
ベル、１６…誤差信号。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 階調を持つ画像の入力データを複数の量
   子化レベルに対応した出力データに多値化する際に発生
   する誤差をあらかじめ設定された係数により周辺の画素
   へ配分し、注目画素に配分された誤差の累計を該注目画
   素の入力データに加算し、該加算値に基づいて閾値に従
   って前記複数の量子化レベルに対応した出力データに多
   値化する画像処理方法において、前記閾値あるいは前記
   閾値と前記量子化レベルの両方の変動範囲を入力データ
   に応じて設定し、設定された変動範囲内で前記閾値ある
   いは前記閾値と前記量子化レベルの両方を変動させるこ
   とを特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】 前記変動範囲は、入力データがある値よ
   り大きい場合は一定とし、ある値より小さくなるに従っ
   て小さくなるように設定することを特徴とする請求項１
   に記載の画像処理方法。
3. 【請求項３】 前記変動範囲は、入力データが大きい場
   合には大きく、小さくなるに従って小さくなるように設
   定することを特徴とする請求項１に記載の画像処理方
   法。
4. 【請求項４】 前記変動範囲は、入力データが閾値に近
   い領域の場合には大きく、離れた領域になるに従って小
   さくすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方
   法。
5. 【請求項５】 前記変動範囲は、入力データがある値よ
   り小さい場合は一定にすることを特徴とする請求項１な
   いし請求項４のいずれか１項に記載の画像処理方法。
6. 【請求項６】 入力データが最高濃度に対応する場合は
   量子化レベルに対応した出力データを強制的に最高濃度
   に対応する値とし、入力データが最低濃度に対応する場
   合は量子化レベルに対応した出力データを強制的に最低
   濃度に対応する値とすることを特徴とする請求項１ない
   し請求項５のいずれか１項に記載の画像処理方法。
7. 【請求項７】 各画素ごとに周囲の画素の多値化に際し
   て発生する誤差の配分値の累計を格納する誤差記憶手段
   と、注目画素の入力データと前記誤差バッファメモリに
   格納されている該注目画素に配分された誤差の累計との
   和を算出する加算手段と、入力データに応じて閾値およ
   び量子化レベルを設定する閾値／量子化レベル設定手段
   と、前記加算手段によって算出された値と前記閾値／量
   子化レベル設定手段によって設定された閾値とを比較し
   該比較結果に従って前記閾値／量子化レベル設定手段に
   よって設定された量子化レベルおよび前記量子化レベル
   に対応した出力データを出力する比較手段と、該比較手
   段から出力される量子化レベルと前記加算手段で算出さ
   れた値とから誤差を算出する誤差演算手段と、該誤差演
   算手段で算出された誤差を予め設定された係数により注
   目画素の周囲の画素における配分値を演算して前記誤差
   記憶手段に格納されている値に加算して格納する誤差配
   分演算手段を有し、前記閾値／量子化レベル設定手段
   は、前記閾値あるいは前記閾値と前記量子化レベルの両
   方の変動範囲を入力データに応じて設定し、設定された
   変動範囲内で前記閾値あるいは前記閾値と前記量子化レ
   ベルの両方を変動させることを特徴とする画像処理装
   置。
8. 【請求項８】 前記閾値／量子化レベル設定手段は、入
   力データがある値より大きい場合は前記変動範囲を一定
   とし、ある値より小さくなるに従って小さくなるように
   前記変動範囲を設定することを特徴とする請求項７に記
   載の画像処理装置。
9. 【請求項９】 前記閾値／量子化レベル設定手段は、入
   力データが大きい場合には大きく、入力データが小さく
   なるに従って小さくなるように前記変動範囲を設定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
10. 【請求項１０】 前記閾値／量子化レベル設定手段は、
    入力データが閾値に近い領域の場合には大きく、離れた
    領域になるに従って小さくなるように前記変動範囲を設
    定することを特徴とする請求項７に記載の画像処理装
    置。
11. 【請求項１１】 前記閾値／量子化レベル設定手段は、
    入力データがある値より小さい場合は前記変動範囲を一
    定にすることを特徴とする請求項７ないし請求項１０の
    いずれか１項に記載の画像処理装置。
12. 【請求項１２】 前記比較器は、入力データが最高濃度
    に対応する場合は量子化レベルに対応する出力データを
    強制的に最高濃度に対応する値とし、入力データが最低
    濃度に対応する場合は量子化レベルに対応する出力デー
    タを強制的に最低濃度に対応する値とすることを特徴と
    する請求項７ないし請求項１１のいずれか１項に記載の
    画像処理装置。