JPH11275356A

JPH11275356A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH11275356A
Application number: JP10072759A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Omichi; 隆広大道
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】様々な階調分布領域を有する画像データに対
して、単一の擬似階調処理を施すことによって、各画像
に対して常に良好な処理画像が得られる画像処理装置を
提供する。【解決手段】原画像の一部の画像領域の画像エリアデ
ータに基づいて、領域判定部７が該画像領域の種類を判
定する。そして、この判定結果に基づいて、拡散係数レ
ジスタ格納部８に設定されている、量子化誤差を配分す
る配分先画素および該配分先画素に対する拡散係数の複
数の組み合わせのうちの１つの組み合わせに基づいて、
誤差拡散処理部９が、画像データに対して誤差拡散処理
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、例えば、階調処理
機能を有するレーザービームプリンタ、レーザコピアあ
るいは種々の表示装置などの、画像処理装置に関するも
のであり、特に擬似階調表現機能を有する画像処理装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多くの階調を有する画像データ
を、より少ない階調再現能力しかない表示装置やプリン
ト装置を用いて、できる限り原画像に近い画像を表示し
ようとする擬似階調処理が広く行われている。この擬似
階調処理としては、ディザ処理や誤差拡散処理などの処
理が通常多く用いられている。

【０００３】一般的なディザ処理は、原画像の各画素に
対して任意の雑音を付加し、予め設定してある閾値と雑
音付加後の各画素の階調値とを比較し、各画素値を０
（白画素）と１（黒画素）とに振り分ける処理を行う。
なお、以上に示したのは、２値ディザの処理方法であ
り、設定する閾値の数を増やすことによって、３値、４
値、…の多値ディザに拡張していくことが可能である。

【０００４】上記のようなディザ処理は、階調レベル数
を低減した際に、原画像の高階調部分と低階調部分との
間に発生する、偽の輪郭線と呼ばれる境界線の発生を抑
えることを目的としている。すなわち、高階調部分と低
階調部分との境界部分の各画素に雑音を付加することに
よって、意図的にこれらの画素の階調レベルを分散させ
て、偽の輪郭線の発生を抑制している。したがって、デ
ィザ処理は、比較的階調レベルが偏った画像領域群から
構成される画像に対して有効な擬似階調処理とされてい
る。

【０００５】一方、多くの階調レベルを有する画素が均
等に分散しているような原画像に対しては、ディザ処理
のように雑音を加える方法ではあまり効果が得られな
い。むしろ、このような原画像に対しては、階調レベル
数を減少させて、画素レベルでのちらつきを抑制するよ
うな擬似階調処理を行う方が画質向上を期待できる。こ
のような擬似階調処理として、誤差拡散処理がある。

【０００６】誤差拡散処理は、以下に示すような処理を
行う。まず、予め、画像処理装置が再現可能な階調領域
の上限値と下限値との間を、画像処理装置が表現可能な
何段階かの階調に区切る。そして、各画素をこれらの設
定した階調レベル値の中で最も近い階調レベル値で表現
する（量子化）。そして、各画素を量子化した際に生じ
る、原画像での階調値との誤差（量子化誤差）を、処理
対象画素の周囲の各画素に対して、予め設定してある乗
数（拡散係数）を重みづけして配分する。

【０００７】以上のような誤差拡散処理も、本質的には
ディザ処理と同じ目的で行われるものである。すなわ
ち、比較的階調値が分散して分布している画像をより少
ない階調レベル数で表現しようとする際に、表現された
各階調レベルの画像領域の間に、不自然な境界領域が生
じるのを防ぐことを目的としている。この目的を達成す
るために、誤差拡散処理では、上記のように、処理対象
画素の周辺の画素に、その処理対象画素の階調情報を反
映させて、各階調レベル間の濃度勾配を連続的なものに
させるような処理を行っている。

【０００８】上記のディザ処理と誤差拡散処理との主な
相違点は、ディザ処理は、処理対象画素の周囲の画素の
濃度に関係なく、２値あるいは多値の閾値を決定する、
独立決定法と呼ばれる方法であるのに対し、誤差拡散処
理は、処理対象の画素の周囲の画素の濃度を考慮して閾
値を決定する、条件付き決定法と呼ばれる方法であると
いう点である。

【０００９】従って、誤差拡散処理において、量子化誤
差を処理対象画素の周囲の画素に対して分配しなけれ
ば、処理対象画素を単独に量子化したことになり、事実
上ディザ処理と等価になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
多くの画像処理装置、特にカラー画像処理装置では、回
路の規模の増大やコストの上昇を抑えるために、入力さ
れた画像データに対して、例えば多値ディザ処理などの
一種類の擬似階調処理を一律に行い、この処理結果を出
力していた。このような画像処理装置では、文字など
の、階調レベルが偏った画像領域と、網点や写真など
の、階調レベルが分散した画像領域とが混在するような
入力画像を処理する場合に、この２つの画像領域の一方
に対しては良好な処理画像が得られるが、もう一方に対
しては良好な処理画像が望めない、という問題があっ
た。

【００１１】この問題に対して、例えば特開平7-115540
号公報には、予めサイズおよび閾値を変化させた数種類
の多値ディザマトリクスを準備し、入力される画像の種
類に応じて、画像処理装置に接続されるホストコンピュ
ータからの命令により、これらの多値ディザマトリクス
を変更し、様々な種類の画像に対して最適な擬似階調処
理を行う画像形成装置が開示されている。

【００１２】また、特開平6-197217号公報には、ディザ
処理を実行する回路と誤差拡散処理を実行する回路とを
備え、操作パネルからの指示によって、入力画像に対し
てディザ処理あるいは誤差拡散処理のいずれかを行うか
を設定することにより、入力画像に適合した擬似階調処
理を行う画像形成装置が開示されている。

【００１３】しかしながら、上記の２つの画像形成装置
では、予め指定した方法で一律に入力画像の擬似階調処
理を行っている。よって、例えば文字領域あるいは写真
領域のみで構成される画像に対しては良好な処理結果が
期待できるが、例えば文字領域と写真領域とが混在して
いるような、様々な階調分布領域が混在する画像につい
ては、その一部に対してしか良好な処理画像が期待でき
ない。

【００１４】また、上記の特開平7-115540号公報に開示
されている画像形成装置では、同一の階調レベルから構
成される画像領域に対しては、１種類のディザマトリク
スによって擬似階調処理を行うことになる。しかしなが
ら、このような画像に対して１種類のディザマトリクス
によって擬似階調処理を行うと、モアレやテクスチャと
呼ばれる周期的な縞模様が発生し、逆に画質の低下を招
く可能性がある。

【００１５】本発明の目的は、様々な階調分布領域を有
する画像データに対して、単一の擬似階調処理で、各画
像に対して常に良好な処理画像が得られる画像処理装置
を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の画像処理装置は、階調を有する原
画像の画像データを読み取り、該画像データに擬似階調
処理としての誤差拡散処理を施して画像データを出力す
る画像処理装置であって、量子化誤差を配分する配分先
画素および該配分先画素に対する拡散係数の組み合わせ
を複数設定可能な拡散係数設定手段と、上記拡散係数設
定手段に設定されている、配分先画素および該配分先画
素に対する拡散係数の組み合わせのうちの１つの組み合
わせによって、画像データに対して誤差拡散処理を行う
誤差拡散処理手段とを備えていることを特徴としてい
る。

【００１７】上記の構成によれば、拡散係数設定手段
は、量子化誤差を配分する配分先画素および該配分先画
素に対する拡散係数の組み合わせを複数設定可能となっ
ているので、誤差拡散処理を施す画像の複数の種類に応
じた配分先画素および拡散係数の組み合わせを設定する
ことが可能となる。また、配分先画素および拡散係数の
組み合わせの数を増やす場合でも、拡散係数設定手段に
おける組み合わせの設定数を増やすのみでよく、誤差拡
散処理手段の回路規模を大きくする必要がなく、また、
誤差拡散処理に必要な処理時間も変化しない。

【００１８】また、文字領域のように、ディザ処理によ
る擬似階調処理が好ましいとされる画像領域に対して
は、量子化誤差を配分する配分先画素に対する拡散係数
を０に設定することにより、ディザ処理と同等の処理結
果を得ることができる。

【００１９】さらに、擬似階調処理として誤差拡散処理
を行っているので、ディザ処理を行う場合に生じてい
た、偽の輪郭線の発生の問題が解消される。

【００２０】以上のように、誤差拡散処理手段の回路規
模および処理時間を増大させることなく、様々な種類の
画像データに対して最適な擬似階調処理を行うことがで
きる画像処理装置を提供することができる。

【００２１】請求項２記載の画像処理装置は、請求項１
記載の構成において、読み取った画像の画像データか
ら、誤差拡散処理を行う対象画素を中心に含む画像領域
における画像領域データを抽出する画像領域データ抽出
手段と、上記画像領域データより、該領域の画像の種類
を判定する領域判定手段とを備え、上記拡散係数設定手
段は、上記領域判定手段の判定結果に基づいて、配分先
画素および該配分先画素に対する拡散係数の複数の組み
合わせの中から１つを選択し、上記誤差拡散処理手段
は、上記拡散係数設定手段によって選択された配分先画
素および該配分先画素に対する拡散係数の組み合わせに
よって、上記対象画素に対して誤差拡散処理を行うこと
を特徴としている。

【００２２】上記の構成によれば、誤差拡散処理を行う
対象画素のそれぞれに対して、該対象画素が含まれる画
像領域の画像の種類を個別に判定し、この判定結果に基
づいて、該対象画素に最適な誤差拡散処理が行われるの
で、読み取った画像における各画像領域がいかなる分布
状態であっても、各画像領域に対して常に最適な誤差拡
散処理を行うことができる。よって、読み取った画像の
全域にわたって高画質な、擬似階調処理画像を出力する
画像処理装置を提供することができる。

【００２３】請求項３記載の画像処理装置は、請求項１
または２記載の構成において、上記画像領域データ抽出
手段が抽出する画像領域の広さを設定する設定手段を備
えていることを特徴としている。

【００２４】上記の構成によれば、上記設定手段によっ
て画像領域データ抽出手段が抽出する画像領域の広さを
設定することができるので、例えば文字だけで構成され
ている文書画像のような、精度の低い領域判定で十分な
画像に対しては、画像領域データ抽出手段が抽出する画
像領域の広さを比較的小さく設定することによって、領
域判定に要する時間を短縮することができる。したがっ
て、擬似階調処理に要する時間を短縮することが可能と
なる。

【００２５】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態について図１ないし図８に基づいて説明すれば、
以下のとおりである。

【００２６】図２は、本発明の実施の形態に係る画像処
理装置の概略構成および処理の流れを示すブロック図で
ある。該画像処理装置は、原画像の画像情報を入力する
画像入力装置１と、画像入力装置１から出力されるアナ
ログ電気信号を、８ビットのディジタル電気信号に変換
するＡ／Ｄ変換装置２と、Ａ／Ｄ変換装置２から出力さ
れる８ビットのディジタル電気信号を階調画像信号に変
換する擬似階調処理装置３と、擬似階調処理装置３で得
られた階調画像信号を出力して処理画像を得る画像出力
装置４と、擬似階調処理装置３に対して、外部から処理
領域マトリクスのサイズを指定する設定装置（設定手
段）５とを備えている。なお、擬似階調処理装置に入力
される８ビットのディジタル電気信号は、原画像の各画
素の階調を示した画像信号となっている。

【００２７】画像入力装置１は、画像の読み取り手段と
してスキャナを備え、原画像を光走査することにより各
画素の階調を読み取り、この各画素の階調値をアナログ
電気信号として出力する。

【００２８】Ａ／Ｄ変換装置２は、画像入力装置１から
出力されたアナログ電気信号を一定の周期でサンプリン
グし、各画素の階調値を８ビットのディジタル電気信号
として出力する。

【００２９】画像出力装置４は、画像の出力手段として
カラーもしくはモノクロプリンタを備え、擬似階調処理
装置３によって処理された階調画像信号に基づいて、各
画素の階調データを順次出力する構成となっている。

【００３０】図１は、上記擬似階調処理装置３の概略構
成および処理の流れを示すブロック図である。擬似階調
処理装置３は、入力メモリ部（画像領域データ抽出手
段）６と、領域判定部（領域判定手段）７と、拡散係数
レジスタ格納部（拡散係数設定手段）８と、誤差拡散処
理部（誤差拡散処理手段）９とを備えている。

【００３１】入力メモリ部６は、Ａ／Ｄ変換装置２から
入力される各画素の階調値を示す８ビットのディジタル
電気信号における、読み取り画像の数ライン分の画像デ
ータをバッファリングする。

【００３２】領域判定部７は、設定装置５からの指示に
応じて、入力メモリ部６に貯えられている読み取り画像
の一部領域の画像エリアデータ（画像領域データ）Ｄ２
・Ｄ３・Ｄ４を逐次取込み、取り込んだ画像領域のタイ
プ判定を逐次処理で実行し、領域判定信号Ｄ５を出力す
る。

【００３３】拡散係数レジスタ格納部８は、誤差拡散を
配分する各画素に対する拡散係数を設定したレジスタ群
を数セット格納しており、領域判定部７が出力する領域
判定信号Ｄ５に応じて、拡散係数の出力を切り替えるレ
ジスタ設定値Ｄ６を出力する。

【００３４】誤差拡散処理部９は、拡散係数レジスタ格
納部８が出力するレジスタ設定値Ｄ６を用いて、入力メ
モリ部６からの誤差拡散入力データＤ１に対して多値誤
差拡散処理を実行し、処理データを画像出力装置４へ出
力する。

【００３５】なお、擬似階調処理装置３の内部で行われ
る種々の処理は、図示しない画像処理クロックに基づい
て行われ、１クロックで各画像ラインの１画素が処理さ
れる。

【００３６】図３は、入力メモリ部６の概略構成および
処理の流れを示すブロック図である。入力メモリ部６へ
の画像データ入力は、上述したように、画像処理クロッ
クに基づいて同期処理で実行される。

【００３７】入力メモリ部６は、入力された画像データ
を一時保存するＦＩＦＯ(First-InFirst-Out)メモリ１
０ａ〜１０ｆと、ＦＩＦＯメモリ１０ａ〜１０ｆからの
画素データを一時的にマトリクス状に保持するメモリ領
域１１と、誤差拡散処理部９に出力する画像データを選
択する誤差拡散入力データセレクタ１２とを備えてい
る。

【００３８】ＦＩＦＯメモリ１０ａ〜１０ｆにおいて、
１つのＦＩＦＯメモリには入力画像の１ライン分の画像
データの一次保存が可能となっている。例えば、入力画
像として、Ａ４サイズの大きさで６００ｄｐｉ(dots pe
r inch) の解像度を有する画像を入力する場合、１つの
ＦＩＦＯメモリの容量は、４９６０ビットに設定され
る。このようなＦＩＦＯメモリが６段カスケード接続さ
れており、計７ラインの画像データの入力が可能となっ
ている。

【００３９】また、メモリ領域１１は、マトリクス状に
配置されたラッチ素子１１ａ…から構成されている。こ
のメモリ領域１１では、図３において、各ＦＩＦＯメモ
リ１０ａ〜１０ｆからの出力データを、１クロックで１
つずつ右方向、すなわち主走査方向のラッチ素子１１ａ
…にシフトさせながら格納する。主走査方向には、ラッ
チ素子１１ａ…が最大で７つ並んでいる。従って、画像
データの入力が７ライン分であり、主走査方向に並ぶラ
ッチ素子１１ａ…が７つであるので、最大で４９画素分
の画像データが格納可能となっている。

【００４０】なお、各ラッチ素子１１ａは、８ビットか
らなる画像データが格納可能なレジスタなどによって構
成されている。

【００４１】誤差拡散入力データセレクタ１２は、誤差
拡散処理部９に出力するデータの選択を行っている。こ
の誤差拡散入力データセレクタ１２は、設定装置５によ
って制御され、後述する領域判定部７での領域信号選択
部１６と連動して、メモリ領域１１に格納されている２
ライン目のデータ、３ライン目のデータ、あるいは４ラ
イン目のデータのいずれかのラインの画像データを選択
出力する構成となっている。なお、詳細は後述する。

【００４２】ここで、マトリクス状に配置されたラッチ
素子１１ａ…からなるメモリ領域１１において、図３に
示すように、各ラッチ素子１１ａ…をそれぞれ座標
〔１，１〕〜〔７，７〕に対応させることにする。

【００４３】上記メモリ領域１１は、座標〔２，２〕の
ラッチ素子１１ａを中心とする３×３画素分の領域の画
像エリアデータＤ２と、座標〔３，３〕のラッチ素子１
１ａを中心とする５×５画素分の領域の画像エリアデー
タＤ３と、座標〔４，４〕のラッチ素子１１ａを中心と
する７×７画素分の領域の画像エリアデータＤ４とを、
領域判定部７へ出力することができる構成となってい
る。

【００４４】次に、入力メモリ部６におけるデータ処理
の流れについてより詳細に説明する。

【００４５】Ａ／Ｄ変換装置２から入力された８ビット
画像データは、まず、その先頭の１ライン目の画素デー
タがＦＩＦＯメモリ１０ａに書き込まれる。同時に、メ
モリ領域１１における座標〔７，７〕のラッチ素子１１
ａにも書き込みが開始される。なお、この１ライン目の
画素データは、ＦＩＦＯメモリ１０ａに書き込まれると
同時に、〔７，７〕〜〔７，１〕のラッチ素子１１ａに
も順に書き込まれていくが、この時点ではただ書き込ま
れていくだけで、領域判定のデータとしては使用されな
い。

【００４６】続いて、２ライン目の画素データの入力開
始と共に、ＦＩＦＯメモリ１０ａに格納されている１ラ
イン目の画素データがＦＩＦＯメモリ１０ａからＦＩＦ
Ｏメモリ１０ｂに書き込まれ、同時に、２ライン目の画
素データがＦＩＦＯメモリ１０ａに書き込まれる。この
ようにして、入力された画像データのうち、その先頭の
１ライン目から６ライン目までの画素データが、各ＦＩ
ＦＯメモリ１０ｆ〜１０ａに格納される。

【００４７】続いて、７ライン目の画素データの入力開
始と同時に、各ＦＩＦＯメモリ１０ｆ〜１０ａに格納さ
れている１ライン目から６ライン目までの画素データの
出力が開始され、１クロックで、各ラインの先頭の画素
データが、メモリ領域１１の左端の列（座標〔７，１〕
〜〔７，７〕）のラッチ素子１１ａ…に書き込まれる。
そして次の１クロックで、座標〔７，１〕〜〔７，７〕
のラッチ素子１１ａ…に書き込まれた画素データが、座
標〔６，１〕〜〔６，７〕のラッチ素子１１ａ…にシフ
トすると同時に、各ラインの２番目の画素データが、座
標〔７，１〕〜〔７，７〕のラッチ素子１１ａ…に書き
込まれる。

【００４８】以下、上記のような順序で、メモリ領域１
１への画素データ入力を実行していけば、７ライン目の
画素データ入力開始から７クロック後の時点で、Ａ／Ｄ
変換装置２から入力された画像データのうち、１ライン
目から７ライン目の、先頭画素から７番目の画素まで
の、計４９画素分の画素データが、メモリ領域１１に格
納される。

【００４９】次に、メモリ領域１１に入力される画素デ
ータの処理手順について、以下に説明する。

【００５０】図４は、原画像上での各画素の座標を示す
説明図である。ここで、原画像上において、ｙライン目
のｘ番目に位置する画素の座標を（ｘ，ｙ）と表現する
ことにする。図４に示すような原画像の画像データを、
１ライン目からラスタ走査の手順で各画素のデータを擬
似階調処理装置３に入力していくものとする。

【００５１】上記に説明した手順によって、７ライン目
の画素データ入力開始から７クロック経過後の時点で、
図５（ａ）に示すように、メモリ領域１１の〔１，１〕
〜〔７，７〕のラッチ素子１１ａ…には、原画像の
（１，１）〜（７，７）の４９画素のデータが格納され
ている状態となる。

【００５２】この時点で、メモリ領域１１の〔２，２〕
のラッチ素子１１ａに格納されている原画像の（２，
２）の画素を中心とする３×３画素分の領域の画素デー
タが、領域判定用の画像エリアデータＤ２として、領域
判定部７へ出力される。また、〔３，３〕のラッチ素子
１１ａに格納されている原画像の（３，３）の画素を中
心とする５×５画素分の領域の画像エリアデータＤ３、
および〔４，４〕のラッチ素子１１ａに格納されている
原画像の（４，４）の画素を中心とする７×７画素分の
領域の画像エリアデータＤ４も、同時に領域判定部７へ
出力される。

【００５３】その次の８クロック目には、図５（ｂ）に
示すように、メモリ領域１１内の各画素データは、主走
査方向（右方向）に隣合うラッチ素子１１ａ…に移動す
る。すなわち、〔１，１〕〜〔７，７〕のラッチ素子１
１ａ…には、原画像の（２，１）〜（８，７）の４９画
素のデータが格納されている状態となる。

【００５４】そして、この時点で、メモリ領域１１の
〔２，２〕のラッチ素子１１ａに格納されている原画像
の（３，２）の画素を中心とする３×３画素分の領域の
画素データが、領域判定用の画像エリアデータＤ２とし
て、領域判定部７へ出力される。また、〔３，３〕のラ
ッチ素子１１ａに格納されている原画像の（４，３）の
画素を中心とする５×５画素分の領域の画像エリアデー
タＤ３、および〔４，４〕のラッチ素子１１ａに格納さ
れている原画像の（５，４）の画素を中心とする７×７
画素分の領域の画像エリアデータＤ４も、同時に領域判
定部７へ出力される。

【００５５】以上のように、画像処理クロックが入力さ
れる毎に、メモリ領域１１内の画素データを主走査方向
に１列ずつシフトさせながら、画像エリアデータＤ２・
Ｄ３・Ｄ４を領域判定部７へ出力するという処理を継続
する。

【００５６】７ライン目の処理が終了した時点で、ＦＩ
ＦＯメモリ１０ｆ〜１０ａには、それぞれ２ライン〜７
ライン目の画像データが格納された状態となっている。
この状態で８ライン目の画像データを先頭画素から入力
メモリ部６に入力し、上記と同様の処理を行う。これに
より、７ライン目の画像データを入力した場合に対し
て、副走査方向に１行シフトさせた画像エリアの画素デ
ータがメモリ領域１１に格納される。図５（ｃ）は、８
ライン目の画像データ入力開始から７クロック経過後
の、メモリ領域１１に格納されている原画像の画素の座
標を示した説明図である。

【００５７】そして、この時点で、上記と同様に、メモ
リ領域１１の〔２，２〕のラッチ素子１１ａに格納され
ている原画像の（２，３）の画素を中心とする３×３画
素分の領域の画素データが、領域判定用の画像エリアデ
ータＤ２として、領域判定部７へ出力される。また、
〔３，３〕のラッチ素子１１ａに格納されている原画像
の（３，４）の画素を中心とする５×５画素分の領域の
画像エリアデータＤ３、および〔４，４〕のラッチ素子
１１ａに格納されている原画像の（４，５）の画素を中
心とする７×７画素分の領域の画像エリアデータＤ４
も、同時に領域判定部７へ出力される。

【００５８】そして、次のクロックでは、上記と同様
に、メモリ領域１１内の各画素データを、主走査方向に
隣合うラッチ素子１１ａ…に移動させ、画像エリアデー
タＤ２・Ｄ３・Ｄ４を領域判定部７へ出力する。

【００５９】以上のような手順を繰り返すことによっ
て、原画像の３×３画素、５×５画素、および７×７画
素分の３種類の画像エリアデータＤ２・Ｄ３・Ｄ４を、
原画像の左上隅から、主走査方向および副走査方向に１
画素ずつシフトさせながら、領域判定部７へ逐次出力す
る動作を行う。

【００６０】次に、領域判定部７における処理につい
て、以下に説明する。

【００６１】図６は、領域判定部７の概略構成および処
理の流れを示す説明図である。領域判定部７は、入力メ
モリ部６から入力された、画像エリアデータＤ２に基づ
いて領域判定を行う３×３画素領域判定部１３と、画像
エリアデータＤ３に基づいて領域判定を行う５×５画素
領域判定部１４と、画像エリアデータＤ４に基づいて領
域判定を行う７×７画素領域判定部１５と、これらの判
定結果に基づいて領域判定信号Ｄ５を出力する領域信号
選択部１６とを備えている。

【００６２】上記の３×３画素領域判定部１３、５×５
画素領域判定部１４、および７×７画素領域判定部１５
では、入力された画像エリアデータＤ２・Ｄ３・Ｄ４の
全画素の階調値から当該画像エリア内の階調分布に関す
る情報を算出する。そして、これをもとに、その画像エ
リアの中心画素について、その画素がいかなる画像領域
に属するものかを判別し、これを０あるいは１の１ビッ
ト信号として領域信号選択部１６へ出力する。例えば、
３×３画素領域判定部１３では、メモリ領域１１の
〔２，２〕のラッチ素子１１ａに格納されている画素に
ついての判定結果を出力する。また、同様に、５×５画
素領域判定部１４では、〔３，３〕のラッチ素子１１ａ
に格納されている画素、７×７画素領域判定部１５で
は、〔４，４〕のラッチ素子１１ａに格納されている画
素についての判定結果を出力する。

【００６３】以下に、７×７画素領域判定部１５で行わ
れる、階調分布に関する情報算出の例を以下に示す。な
お、３×３画素領域判定部１３および５×５画素領域判
定部１４においても、ほぼ同様の処理が行われる。本実
施の形態では、階調分布に関する情報として、最大濃度
差、繁雑度、および連結度の３種のパラメータを算出
し、これらのパラメータから領域判定を行う。

【００６４】まず、最大濃度差ｄｅｎｓ．の算出方法に
ついて説明する。最初に、７×７画素マトリクスにおけ
る階調値の最大値Ｇｍａｘ、階調値の最小値Ｇｍｉｎ、
および階調値の平均値ａｖｅを算出する。次に、閾値と
して、２つの閾値ＴＨ１・ＴＨ２を設定する。なお、Ｔ
Ｈ１＞ＴＨ２の関係を満たすものとする。

【００６５】そして、以下に示すように場合分けをし
て、最大濃度差ｄｅｎｓ．を求める。ａｖｅ＞ＴＨ１の場合、ｄｅｎｓ．＝（Ｇｍａｘ−Ｇｍｉｎ）／４ａｖｅ＞ＴＨ２の場合、ｄｅｎｓ．＝（Ｇｍａｘ−Ｇｍｉｎ）／２ａｖｅ＜ＴＨ２の場合、ｄｅｎｓ．＝Ｇｍａｘ−Ｇｍｉｎ

【００６６】次に、繁雑度ｂｕｓｙの算出方法について
説明する。ここで、７×７画素マトリクスにおける座標
（ｉ，ｊ）の画素の階調値をＧ（ｉ，ｊ）とおく。ま
ず、主走査方向（ｉ方向）に隣接する画素同士の階調値
の差分（絶対値）の総和ｂ１、副走査方向（ｊ方向）に
隣接する画素同士の階調値の差分（絶対値）の総和ｂ
２、右斜め上または左斜め下に隣接する画素同士の階調
値の差分（絶対値）の総和ｂ３、および、左斜め上また
は右斜め下に隣接する画素同士の階調値の差分（絶対
値）の総和ｂ４を、以下に示す式によって求める。

【００６７】

【数１】

【００６８】そして、繁雑度ｂｕｓｙを以下に示す式に
よって求める。ｂｕｓｙ＝ｍａｘ（ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４）

【００６９】次に、連結度ｃｏｎｎ．の算出方法につい
て説明する。まず、７×７画素マトリクスの階調平均値
ａｖｅを算出する。そして、２値化のための閾値ＴＨＵ
を以下に示す式によって設定する。ＴＨＵ＝ａｖｅ×α なお、本実施形態では、上式のαの値を１．０５に設定
するが、この値に限定されるものではない。

【００７０】そして、７×７画素マトリクスのｉ行目に
おいて、主走査方向に連続する黒画素の数の最大値ｃｈ
１ｉを求める。同様に、７×７画素マトリクスのｊ列目
において、副走査方向に連続する黒画素の数の最大値ｃ
ｈ１ｊを求める。

【００７１】また、ｃｈ１ｉとｃｈ１（ｉ＋１）との和
より、ｃｈ２ｉを求める。ｃｈ２ｉ＝ｃｈ１ｉ＋ｃｈ１（ｉ＋１）同様に、ｃｈ１ｊとｃｈ１（ｊ＋１）との和より、ｃｈ
２ｊを求める。ｃｈ２ｊ＝ｃｈ１ｊ＋ｃｈ１（ｊ＋１）

【００７２】そして、ｃｈ２ｉの最大値と最小値との差
ｃｏｎｉ、およびｃｈ２ｊの最大値と最小値との差ｃｏ
ｎｊを求め、これらより、以下に示す式によって、連結
度ｃｏｎｎ．を求める。

【００７３】ｃｏｎｎ．＝ｍａｘ（ｃｏｎｉ，ｃｏｎｊ）なお、この連結度ｃｏｎｎ．の算出に関して、その具体
例を図７に示す。

【００７４】以上に示したような方法で算出した各パラ
メータの値をもとに、３×３画素領域判定部１３、５×
５画素領域判定部１４、および７×７画素領域判定部１
５において、当該画像エリアが属する画像領域が判定さ
れ、それぞれ、領域信号ＡＳ１、領域信号ＡＳ２、およ
び領域信号ＡＳ３を出力する。

【００７５】なお、上記の３×３画素領域判定部１３、
５×５画素領域判定部１４、および７×７画素領域判定
部１５において、領域判定演算に要する時間は、入力さ
れる画素データの数に比例する。すなわち、３×３画素
領域判定部１３での判定処理が最も演算時間が短く、７
×７画素領域判定部１５での判定処理が最も演算時間が
長くなる。これは、上記に示したような演算は、１クロ
ックにつき１つの演算しか行えないので、画素データの
数が増大すると演算に必要なクロック数も増大すること
によるものである。

【００７６】一方、画像領域の判定の精度は、入力され
る画素データの数が多いほど高いので、３×３画素領域
判定部１３での判定結果の精度が最も低く、７×７画素
領域判定部１５での判定結果の精度が最も高い。

【００７７】上記の３×３画素領域判定部１３、５×５
画素領域判定部１４、および７×７画素領域判定部１５
からそれぞれ出力される領域信号ＡＳ１・ＡＳ２・ＡＳ
３は、領域信号選択部１６において、設定装置５からの
指令により、そのいずれかが選択され、領域判定信号Ｄ
５として拡散係数レジスタ格納部８に出力される。

【００７８】なお、領域信号ＡＳ１・ＡＳ２・ＡＳ３の
選択に関する設定装置５の設定は、外部からの入力によ
って変更することができる。例えば文字だけで構成され
ている文書画像のような、精度の低い領域判定で十分な
画像に対しては、画素領域の小さい領域信号ＡＳ１を選
択するように設定することによって、領域判定に要する
時間を短縮することができる。したがって、擬似階調処
理に要する時間を短縮することが可能となる。

【００７９】この際に、領域判定信号Ｄ５として出力さ
れる領域信号ＡＳ１、ＡＳ２、あるいはＡＳ３に応じ
て、誤差拡散入力データセレクタ１２から出力する誤差
拡散入力データＤ１も対応して切り替える必要がある。
具体的には、以下に示す表のように、誤差拡散入力デー
タＤ１が切り替えられる。

【００８０】

【表１】

【００８１】上記のように、領域判定信号Ｄ５として出
力される領域信号ＡＳ１、ＡＳ２、あるいはＡＳ３に応
じて誤差拡散入力データＤ１を切り替える理由は、入力
メモリ部６内のメモリ領域１１において、領域判定を行
う中心画素が格納されているラインが、領域信号ＡＳ
１、ＡＳ２、あるいはＡＳ３のそれぞれの場合において
異なるためである。

【００８２】例えば、３×３画素領域で領域判定を行う
場合、その中心画素の階調データは、メモリ領域１１の
〔２，２〕のラッチ素子１１ａ、すなわち２ライン目に
格納されているのに対し、５×５画素領域で領域判定を
行う場合には、その中心画素の階調データは、メモリ領
域１１の〔３，３〕のラッチ素子１１ａ、すなわち３ラ
イン目に格納されている。すなわち、別のラインの画素
の領域判定に基づいて誤差拡散処理が行われることを防
ぐために、上記のように、領域判定信号Ｄ５と誤差拡散
入力データＤ１とを対応させている。

【００８３】なお、本実施形態では、画像エリアデータ
Ｄ２・Ｄ３・Ｄ４の出力タイミングを、原画像の７ライ
ン目の７画素目が入力メモリ部６に入力された時点とし
ているが、この出力タイミングに限定されるものではな
い。例えば、７×７画素で領域判定を行うように設定し
た場合、読み取り画像の先頭画素の階調データが〔４，
４〕のラッチ素子１１ａに格納された時点、換言すれ
ば、４ライン目の４画素目が入力メモリ部６に入力され
た時点から領域判定処理を開始させることも可能であ
る。

【００８４】以上のようにして選択された領域判定信号
Ｄ５および誤差拡散入力データＤ１は、それぞれの信号
線上に設けられた図示しないラッチ回路を経由して、そ
れぞれ同じタイミングで拡散係数レジスタ格納部８およ
び誤差拡散処理部９に入力される。

【００８５】拡散係数レジスタ格納部８では、対象とな
る画素を量子化した際の、量子化誤差を配分する画素に
対する拡散係数を設定する。

【００８６】ここで、図８に示す対象画素ＦＰに対する
量子化において、その右方向の２画素、１段下の５画
素、および２段下の５画素の最大１２画素に対して量子
化誤差を拡散する場合の、必要となるレジスタの設定お
よび切り替えについて説明する。

【００８７】図８において、量子化誤差を配分する画素
を、対象画素ＦＰの右隣の画素から順に配分先画素ａ〜
ｌとすると、各配分先画素ａ〜ｌに対する拡散係数は、
当然１２種類必要となる。ただし、拡散係数は、通常、
０以上１以下の小数に設定されるので、１つの拡散係数
を１つのレジスタで設定する場合は少ない。通常は、こ
の拡散係数を分数の形で表記し、量子化誤差に分子値を
乗じて、その後分母で除することによって、量子化誤差
に拡散係数を乗じる処理とする場合が主である。

【００８８】よって、設定レジスタの数は、１種類の拡
散係数につき、乗数設定レジスタと除数設定レジスタと
の２種類必要となり、これが１２画素分あるので、合計
２４個の設定レジスタが必要となる。

【００８９】拡散係数レジスタ格納部８では、この２４
個の設定レジスタ群を１セットとして、２セットの設定
レジスタ群を格納している。この２セット分の設定レジ
スタ群は、領域判定信号Ｄ５が０の場合と１の場合とに
対応して設定されている。例えば、領域判定信号Ｄ５が
０の場合の、配分先画素ａ〜ｌに対する乗数設定レジス
タをＭＵＬ０ｘ（ｘ＝ａ〜ｌ）、除数設定レジスタをＤ
ＩＶ０ｘとし、領域判定信号Ｄ５が１の場合の乗数設定
レジスタをＭＵＬ１ｘ、除数設定レジスタをＤＩＶ１ｘ
とすると、配分先画素ａ〜ｌと各設定レジスタとの関係
は次の表の通りとなる。

【００９０】

【表２】

【００９１】擬似階調処理装置３における処理の最終段
に配される誤差拡散処理部９では、上記の各設定レジス
タの設定値を参照しながら、各画素に対して誤差拡散処
理を実行し、その結果を画像出力装置４に出力する。

【００９２】以上のように、本実施形態に係る画像処理
装置は、誤差拡散処理を行う対象画素ＦＰのそれぞれに
対して、該対象画素ＦＰが含まれる画像領域の画像の種
類を個別に判定し、この判定結果に基づいて、該対象画
素ＦＰに最適な誤差拡散処理が行われるので、読み取っ
た画像における各画像領域がいかなる分布状態であって
も、各画像領域に対して常に最適な誤差拡散処理を行う
ことができる。

【００９３】なお、上記の説明において、領域判定信号
Ｄ５は０か１の値をとる１ビットの信号として説明した
が、ビット数を増やすことも当然可能である。例えば、
領域判定信号Ｄ５を２ビットの信号とした場合、領域判
定信号Ｄ５が取り得る値は、００〜１１の４値となる。
すなわち、領域判定部７での領域判定結果の種類として
は４種類設定可能である。この場合には、拡散係数レジ
スタ格納部８には、４セット分の設定レジスタ群が設け
られ、４種類の各領域判定信号Ｄ５に対応して、いずれ
か１セットの設定レジスタ群の設定値が、誤差拡散処理
部９に出力される。

【００９４】また、領域判定信号Ｄ５のビット数は何ビ
ットに拡張することも可能であり、ビット数をｎビット
にした場合には、拡散係数レジスタ格納部８に、２ⁿセ
ット分の設定レジスタ群を設ければよい。

【００９５】また、量子化誤差の配分先画素の数を限定
したい場合は、配分したくない画素の乗数設定レジスタ
の値を０に設定することにより、その画素への量子化誤
差の配分が行われなくなる。

【００９６】さらに、乗数設定レジスタの値を全て０に
設定した場合には、誤差拡散処理部９では対象画素ＦＰ
の量子化のみが行われ、量子化誤差は、対象画素ＦＰの
周辺の画素に対して一切配分されない。すなわち、この
ような処理は、多値ディザ処理とほぼ等価な処理とな
る。

【００９７】なお、多値ディザ処理では、一定の大きさ
のマトリクスにランダムに配置された閾値に基づいて、
各画素データを量子化している。この際に、原画像に対
して、一定の大きさのマトリクスを周期的に用いて量子
化を行うので、例えば原画像が単一階調画像である場合
などに、上記のマトリクスに対応して、モアレやテクス
チャと呼ばれる周期的模様が処理画像に現れてしまう。

【００９８】しかしながら、上記に示したような、乗数
設定レジスタの値を全て０に設定した場合の処理は、全
ての画素が同一の閾値判定条件で階調補正されるので、
上記のような周期的模様が発生しない、良好な処理画像
を得ることができる。なお、以上のような単純に量子化
を行う処理は、原画像が単一階調画像である場合や、周
期的画像である場合に好適に用いることができる。単一
階調画像としては、例えば文字領域などが挙げられ、周
期的画像としては、例えば網点領域などが挙げられる。

【００９９】ここで、領域判定結果の種類として、文
字、写真、網点…などの画像領域を定義し、上記に示し
た領域判定信号Ｄ５の各値に対応させておく。さらに、
予めシミュレーションなどによって得られた、各画像領
域に対して最適な拡散係数の分子と分母とを、各設定レ
ジスタ群の乗数設定レジスタおよび除数設定レジスタに
格納する。以上のような構成により、定義した各画像領
域に対して、それぞれ最適な誤差拡散を実行することが
可能となる。

【０１００】以上のように、領域判定信号Ｄ５のビット
数および拡散係数レジスタ格納部８における設定レジス
タ群の数を拡張した場合でも、誤差拡散処理部９の回路
規模、および誤差拡散処理に要する処理時間はほとんど
変化しない。すなわち、誤差拡散処理部９の回路規模、
および誤差拡散処理に要する処理時間を変化させること
なく、様々な種類の画像に対して常に最適な擬似階調処
理を実行することが可能となる。

【０１０１】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明に係る画
像処理装置は、階調を有する原画像の画像データを読み
取り、該画像データに擬似階調処理としての誤差拡散処
理を施して画像データを出力する画像処理装置であっ
て、量子化誤差を配分する配分先画素および該配分先画
素に対する拡散係数の組み合わせを複数設定可能な拡散
係数設定手段と、上記拡散係数設定手段に設定されてい
る、配分先画素および該配分先画素に対する拡散係数の
組み合わせのうちの１つの組み合わせによって、画像デ
ータに対して誤差拡散処理を行う誤差拡散処理手段とを
備えている構成である。

【０１０２】これにより、誤差拡散処理手段の回路規模
および処理時間を増大させることなく、様々な種類の画
像データに対して最適な擬似階調処理を行うことができ
る画像処理装置を提供することができるという効果を奏
する。

【０１０３】請求項２の発明に係る画像処理装置は、読
み取った画像の画像データから、誤差拡散処理を行う対
象画素を中心に含む画像領域における画像領域データを
抽出する画像領域データ抽出手段と、上記画像領域デー
タより、該領域の画像の種類を判定する領域判定手段と
を備え、上記拡散係数設定手段は、上記領域判定手段の
判定結果に基づいて、配分先画素および該配分先画素に
対する拡散係数の複数の組み合わせの中から１つを選択
し、上記誤差拡散処理手段は、上記拡散係数設定手段に
よって選択された配分先画素および該配分先画素に対す
る拡散係数の組み合わせによって、上記対象画素に対し
て誤差拡散処理を行う構成である。

【０１０４】これにより、請求項１の構成による効果に
加えて、読み取った画像における各画像領域がいかなる
分布状態であっても、各画像領域に対して常に最適な誤
差拡散処理を行うことができる。よって、読み取った画
像の全域にわたって高画質な、擬似階調処理画像を出力
する画像処理装置を提供することができるという効果を
奏する。

【０１０５】請求項３の発明に係る画像処理装置は、上
記画像領域データ抽出手段が抽出する画像領域の広さを
設定する設定手段を備えている構成である。

【０１０６】これにより、請求項１または２の構成によ
る効果に加えて、例えば文字だけで構成されている文書
画像のような、精度の低い領域判定で十分な画像に対し
ては、画像領域データ抽出手段が抽出する画像領域の広
さを比較的小さく設定することによって、領域判定に要
する時間を短縮することができる。したがって、擬似階
調処理に要する時間を短縮することが可能となるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置におけ
る擬似階調処理装置の概略構成を示すブロック図であ
る。

【図２】上記画像処理装置の概略構成を示すブロック図
である。

【図３】上記擬似階調処理装置における入力メモリ部の
概略構成を示すブロック図である。

【図４】原画像における各画素の座標を示す模式図であ
る。

【図５】同図（ａ）ないし（ｃ）は、メモリ領域におけ
る各ラッチ素子の座標、および各ラッチ素子に格納され
る原画像における各画素の座標を示す模式図である。

【図６】上記擬似階調処理装置における領域判定部の概
略構成を示すブロック図である。

【図７】連結度を算出する方法の一例を示す説明図であ
る。

【図８】対象画素および配分先画素の配置の一例を示す
模式図である。

【符号の説明】

１画像入力装置２Ａ／Ｄ変換装置３擬似階調処理装置４画像出力装置５設定装置（設定手段）６入力メモリ部（画像領域データ抽出手段）７領域判定部（領域判定手段）８拡散係数レジスタ格納部（拡散係数設定手段）９誤差拡散処理部（誤差拡散処理手段）Ｄ１誤差拡散入力データＤ５領域判定信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】階調を有する原画像の画像データを読み取
り、該画像データに擬似階調処理としての誤差拡散処理
を施して画像データを出力する画像処理装置であって、量子化誤差を配分する配分先画素および該配分先画素に
対する拡散係数の組み合わせを複数設定可能な拡散係数
設定手段と、上記拡散係数設定手段に設定されている、配分先画素お
よび該配分先画素に対する拡散係数の組み合わせのうち
の１つの組み合わせによって、画像データに対して誤差
拡散処理を行う誤差拡散処理手段とを備えていることを
特徴とする画像処理装置。
【請求項２】読み取った画像の画像データから、誤差拡
散処理を行う対象画素を中心に含む画像領域における画
像領域データを抽出する画像領域データ抽出手段と、上記画像領域データより、該領域の画像の種類を判定す
る領域判定手段とを備え、上記拡散係数設定手段は、上記領域判定手段の判定結果
に基づいて、配分先画素および該配分先画素に対する拡
散係数の複数の組み合わせの中から１つを選択し、上記誤差拡散処理手段は、上記拡散係数設定手段によっ
て選択された配分先画素および該配分先画素に対する拡
散係数の組み合わせによって、上記対象画素に対して誤
差拡散処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画像
処理装置。
【請求項３】上記画像領域データ抽出手段が抽出する画
像領域の広さを設定する設定手段を備えていることを特
徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。