JPH11331590A - 画像処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハードウェアの簡略化が図れると共に、多値
画像データをざらつきの目立たない高画質な画像データ
に変換できる画像処理装置及び方法を提供する。 【解決手段】 乱数発生部３１０で入力した多値の画像
データに対して乱数値を発生させ、その乱数値に基づ
き、第１の乱数生成部３１１で第１の乱数値を生成し、
第２の乱数生成部３１２で第２の乱数値を生成する。そ
して、セレクタ３１４で“乱数＝０”のカウント及びセ
レクト信号生成部３１３からのセレクト信号に従って第
１又は第２の乱数値の何れかを選択し、選択された乱数
値を多値画像データに加算し、その加算結果を所定の値
で除算し、商のみを出力して階調変換を行い、平均濃度
保存法により２値化して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力した多値の画
像データを階調変換して出力する画像処理装置及び方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、中間調表現を行うための画像処理
方法として誤差拡散法（以下「ＥＤ」と呼ぶ）や平均濃
度保存法（以下「ＭＤ」と呼ぶ）などが一般に知られて
いる。これらは、少ない階調数を用いて面積階調表現を
行うことにより、マクロ的に中間調を表現しようとする
ものである。

【０００３】しかし、これらの処理は入力画像（８ｂｉ
ｔ）に対して行うため、処理負荷が大きかった。そのた
め、入力画像の８ｂｉｔを前処理で４ｂｉｔに変換し、
処理負荷を小さくする手法が米国特許USP5,394,250やUS
P5,436,736などで提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の処理は、８ビットの入力画像を４ビット化する際に、
乱数と下位４ビットとを比較するものであるため、ＥＤ
やＭＤの処理負荷を小さくすることができても、処理で
発生した特定の濃度域における独自なテクスチャを改善
することはできなかった。また、従来の手法は、乱数の
影響が大きくでてしまい画質が低下するという問題点も
あった。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、ハードウェアの簡略化が図れると共に、多
値画像データをざらつきの目立たない高画質な画像デー
タに変換できる画像処理装置及び方法を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入力した多値の画像データを階調変換し
て出力する画像処理装置において、入力した多値の画像
データに対して乱数値を発生させる乱数発生手段と、前
記乱数値に基づき、第１の乱数値を生成する第１の乱数
生成手段と、前記発生させた乱数値に基づき、第２の乱
数値を生成する第２の乱数生成手段と、前記第１又は第
２の乱数値の何れかを選択する乱数値選択手段と、前記
乱数値選択手段により選択された乱数値を前記画像デー
タに加算する加算手段と、前記加算手段での加算結果を
所定の値で除算し、商のみを出力して階調変換を行う階
調変換手段とを有することを特徴とする。

【０００７】また上記目的を達成するために、本発明
は、入力した多値の画像データを階調変換して出力する
画像処理方法において、入力した多値の画像データに対
して乱数値を発生させる乱数発生工程と、前記乱数値に
基づき、第１の乱数値を生成する第１の乱数生成工程
と、前記発生させた乱数値に基づき、第２の乱数値を生
成する第２の乱数生成工程と、前記第１又は第２の乱数
値の何れかを選択する乱数値選択工程と、前記乱数値選
択手段により選択された乱数値を前記画像データに加算
する加算工程と、前記加算手段での加算結果を所定の値
で除算し、商のみを出力して階調変換を行う階調変換工
程とを有することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る実施の形態について詳細に説明する。尚、本実施
形態では、本発明をカラー複写機の２値化処理に適用し
た場合を例に説明する。

【０００９】●処理概略 図１は、実施形態におけるカラー複写機の概略構成を示
すブロック図である。同図において、１０９は画像読取
部であり、レンズ１０１、ＣＣＤセンサ１０２、アナロ
グ信号処理部１０３により構成される。ここで、レンズ
１０１を介してＣＣＤセンサ１０２に結像された原稿１
００の画像情報が、ＣＣＤセンサ１０２によりＲ（Ｒｅ
ｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ），Ｂ（Ｂｌｕｅ）のアナログ電
気信号に光電変換される。変換された画像信号は、アナ
ログ信号処理部１０３に入力され、Ｒ，Ｇ，Ｂ，の各色
毎にサンプル＆ホールド、ダークレベルの補正等が行わ
れた後にアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換される。そ
して、デジタル変換されたフルカラー画像信号は、１０
４の画像処理部に入力される。

【００１０】画像処理部１０４では、シェーディング補
正、色補正、Υ補正等の画像読取系で必要な補正処理
や、スムージング処理、エッジ強調、その他の処理、加
工等が行われ、１０５のプリンタ部に出力される。

【００１１】プリンタ部１０５は、レーザ等からなる露
光制御部（図示せず）、画像形成部（図示せず）、転写
紙の搬送制御部（図示せず）等により構成され、入力さ
れた画像信号により転写紙上に画像を記録する。

【００１２】１１０はＣＰＵ回路部であり、ＣＰＵ１０
６，ＲＯＭ１０７，ＲＡＭ１０８等により構成され、画
像読取部１０９、画像処理部１０４、プリンタ部1０５
等を制御し、本装置のシーケンスを統括的に制御する。

【００１３】●画像処理部 次に、上述の画像処理部1０４について詳細に説明す
る。図２は、実施形態における画像処理部１０４の構成
を示すブロック図である。同図において、２０１はシェ
ーディング補正部、２０２は階調補正部、２０３はカラ
ー／モノクロ変換部、２０４は階調変換処理部である。

【００１４】上記の構成において、まずアナログ信号処
理部１０３より出力されるデジタル画像信号は、シェー
ディング補正部２０１に入力される。シェーディング補
正部２０１では、原稿を読み取るセンサのばらつきや原
稿照明用ランプの配光特性の補正を行っている。次に、
補正演算された画像信号は、輝度信号から濃度データに
変換するために階調補正部２０２に入力され、濃度画像
データが作成される。濃度データに変換された画像信号
は、カラー／モノクロ変換部２０３に入力され、モノク
ロデータとして出力される。そして、カラー／モノクロ
変換部２０３から出力されたデータは、階調変換処理部
２０４に入力され、擬似中間調表現として誤差拡散処理
（ＥＤ処理）若しくは平均濃度保存処理（ＭＤ処理）が
行われる。

【００１５】次に、本発明に係る階調変換処理部２０４
について詳細に説明する。 ●階調変換処理部 図３は、実施形態における階調変換処理部２０４の詳細
な構成を示すブロック図である。尚、実施形態において
は、テクスチャ制御を可能とした２値のＭＤ法を例に挙
げて説明する。

【００１６】カラー／モノクロ変換部２０３からの画像
信号Ｄに後述する乱数が加算され、更に後述する定数
“１７”による除算処理が行われた信号ＤＲ’と、２値
化処理で発生した誤差データＥとが誤差補正部３０２に
入力される。そして、後述する誤差補正を行い、画像信
号ＤＥとして２値化部３０１に出力する。

【００１７】２値化部３０１は、誤差補正された画像信
号ＤＥと、後述する２値化スライス値Ｓと、後述する平
均濃度値ｍとを入力し、画像信号ＤＥと２値化スライス
値Ｓとを比較することによって２値出力Ｎを求める。ま
た、画像信号ＤＥと平均濃度値ｍとを減算処理すること
によって２値化誤差データＥを算出する。

【００１８】２値化結果遅延部３０３は、２値化された
２値出力Ｎを入力し、所定のライン数の遅延を行い、遅
延されたデータを複数ライン２値化結果Ｎｍｎ及びＢ＊
ｉｊとして平均濃度算出部３０４、及びしきい値算出部
３０５に送出する。

【００１９】平均濃度算出部３０４は、遅延された複数
ライン２値化結果Ｎｍｎを入力し、予め設定してある係
数と積和演算を行って平均濃度値ｍを算出し、加算部３
０６及び２値化部３０１へ平均濃度値ｍを出力する。

【００２０】しきい値算出部３０５は、上述の２値化結
果遅延部３０３の複数ライン２値化結果Ｂ＊ｉｊと、入
力多値データＤと、ヒステリシス制御量算出部３０８の
出力Ｔとを入力し、過去の２値化状況（パターン）であ
るＢ＊ｉｊ信号に応じて任意の領域におけるしきい値制
御量を算出して、それを２値化スライス値Ｓ’として加
算部３０６へ送出する。

【００２１】加算部３０６は、平均濃度算出部３０４の
平均濃度値ｍと、しきい値算出部３０５の２値化スライ
ス値Ｓ’との信号を入力し、加算処理を行って、その結
果を２値化スライス値として２値化部３０１へ出力す
る。

【００２２】乱数発生部３１０は、後述する手法により
「−１７〜１７」のｍ系列の乱数Ｒを発生させ、第１の
乱数生成部３１１と第２の乱数生成部３１２と“乱数＝
０”のカウント及びセレクト信号生成部３１３とへ乱数
Ｒを出力する。

【００２３】第１の乱数生成部３１１は、各画素毎に入
力された乱数Ｒに後述する定数“ｒ／２”を加算する処
理を行い、セレクタ３１４へ出力する。

【００２４】第２の乱数生成部３１２は、定数“ｒ／
２”から“ｐ／２”（ｐ≧２の偶数）画素前に乱数発生
部３１０で発生した乱数Ｒを減算する処理を行い、セレ
クタ３１４へ出力する。

【００２５】“乱数＝０”のカウント及びセレクト信号
生成部３１３は、乱数発生部３１０で発生した乱数が
“０”であった場合の回数をカウントした結果とＨｓｙ
ｎｃとから、後述する手法によりセレクト信号を生成す
る。

【００２６】セレクタ３１４では、“乱数＝０”のカウ
ント及びセレクト信号生成部３１３からのセレクト信号
に従って第１の乱数生成部３１１と第２の乱数生成部３
１２との信号Ｒ１，Ｒ２を切り替えて出力する。

【００２７】加算量制御部３１５は、画像信号Ｄの値に
応じて、後述する手法を用いて乱数出力値の制御を行
う。

【００２８】加算部７０７は、入力された画像信号Ｄと
加算量制御部３１５の出力値Ｐ１との加算処理を行う。
ヒステリシス制御量算出部３０８は、加算部３０７から
の信号によって後述する手法でヒステリシスの制御量を
算出し、しきい値算出部３０５へ出力する。除算部３０
９は、入力された画像信号ＤＲを定数１７で除算し、そ
の商のみを出力する。この時、余りはすべて切り捨てて
いる。

【００２９】以上の構成により、階調変換処理部２０４
で２値化処理が行われる。

【００３０】次に、階調変換処理部２０４の各処理部に
ついて詳細に説明する。

【００３１】図４は乱数生成部３１０の詳細な構成を示
すブロック図である。また、図５は、乱数発生をプログ
ラム言語Ｃで示したものである。ここでは、説明の関係
上、図５を用いて説明する。

【００３２】まず、初期化で、ｐ［ii］：（０≦ii≦2
5）のレジスタに“０”を書き込み、ｐ［12］のレジス
タのみに“１”を設定する。そして、乱数値を出力する
前に、画素毎にｐ［０］＝（ｐ［25］＾ｐ［24］＾ｐ
［23］＾ｐ［22］＆１）の演算を行った後、以下の演算
により、−１７〜１７の乱数値を生成する。

【００３３】乱数＝（１−２＊ｐ［22］）＊（（（ｐ
［15］＊64＋ｐ［16］＊32＋ｐ［17］＊16＋ｐ［18］＊
８＋ｐ［19］＊４＋ｐ［20］＊２＋ｐ［21］）＊17／12
8） 実施形態では、−１７〜１７の乱数を用いているが、乱
数発生部を以下の演算により、−１５〜１５までの乱数
値を生成するように変更してもよい。

【００３４】乱数＝（１−２＊ｐ［２］）＊（ｐ［18］
＊８＋ｐ［19］＊４＋ｐ［20］＊２＋ｐ［21］） ここで、生成する乱数の最大値（実施形態では１７）
は、後述する除算部３０９で除算する数（実施形態では
１７）の１／２以上（少数部切り捨て）にする必要があ
る。

【００３５】尚、実施形態では、除算部３０６で除算す
る数が１７であるため、１７／２＝８（少数部切り捨
て）となり、乱数発生部３１０の最大乱数生成値は８以
上の値に設定する必要があることになる（実施形態では
８以上の１７に設定している）。これは、乱数によって
均等に８ｂｉｔ→４ｂｉｔ変換ができるようにするため
である。

【００３６】以上、乱数発生部３１０で発生した乱数Ｒ
は各画素で生成され、第１の乱数生成部３１１と第２の
乱数生成部３１２へと出力される。

【００３７】第１の乱数生成部３１１は、上述した乱数
発生部３１０で発生させた乱数Ｒと定数“ｒ／２”とを
加算する処理を行う。ここで用いている“ｒ”とは、後
述する除算部３０９で除算した時の最大余り数のことで
あり、実施形態では１６である。よって、“１６／２＝
８”となり、第１の乱数生成部３１１において“乱数Ｒ
＋８”の処理が行われる。

【００３８】第２の乱数生成部３１２は、“ｐ／２”画
素前に発生した乱数Ｒの値を保持しておき、定数“ｒ／
２”からその乱数Ｒの減算処理を行う。実施形態の
“ｐ”の値は“２”であるため、１画素前の乱数Ｒの値
となる。ここで用いている“ｒ”とは、上述したものと
同じ“８”であり、“８−乱数Ｒ”の処理が行われる。

【００３９】第１及び第２の乱数生成部３１１及び３１
２で加算した定数“８”は、後述する除算部３０９で割
る定数が１７であるため、除算した余りが最大１６にな
り、加算する乱数の振幅を１６以上の偶数にする必要が
ある。また、１６／２の演算から定数８が求められ、上
述したバイアス成分として加算されている。

【００４０】“乱数＝０”のカウント及びセレクト信号
生成部３１３は、乱数発生部３１０で発生した乱数値Ｒ
が“０”であった場合の回数ｚと、Ｈｓｙｎｃと、定数
ｐとを用いてセレクト信号を生成している。セレクト信
号は、以下の演算式によって求められ、このセレクト信
号により第２の乱数生成部３１２の出力値Ｒ２が選択さ
れる。

【００４１】“ｐ×ｉ＋ｚ＋ｐ／２” ここで、“ｉ”は、Ｈｓｙｎｃによって得られる信号で
あり、“ｐ”は上述した定数（実施形態では２）であ
る。また、セレクト信号以外の部分では、第１の乱数生
成部３１１の出力値Ｒ１が選択される構成となってい
る。

【００４２】セレクタ３１４では、上述した“乱数＝
０”のカウント及びセレクト信号生成部３１３のセレク
ト信号に従って第１及び第２の乱数生成部の乱数Ｒ１，
Ｒ２を切り替えて出力する。

【００４３】以上が実施形態における重要な部分であ
る。図６は、生成した乱数Ｒ１，Ｒ２の切り替え状態を
示す図である。

【００４４】同図において、１５−１，１５−２，１５
−３，…，１５−１０はＨｓｙｎｃによって得られるカ
ウント値ｉであり、１５−１１，１５−１２，１５−１
３，…，１５−２０は乱数発生部３１０で発生した乱数
“０”のカウント値ｚであり、１５−２１，１５−２
２，１５−２３，…，１５−３０は乱数発生部３１０で
発生した乱数値Ｒ（±１７）の一例である。また、１５
−３１，１５−３２，１５−３３，…，１５−４０は第
１の乱数生成部３１１の出力値Ｒ１であり、１５−４
１，１５−４２，１５−４３，…，１５−５０は第２の
乱数生成部３１２の出力値Ｒ２である。

【００４５】１５−３１に示す第１の乱数生成部３１１
の出力値Ｒ１は、１５−２１で発生した乱数Ｒ“７”に
“８”を加算して求めている。同様に１５−３２に示す
出力値Ｒ１は、１５−２２で発生した乱数Ｒ“２”に
“８”を加算して求めており、１５−４０まで同様な手
法で求めている。

【００４６】一方、１５−４１に示す第２の乱数生成部
３１２の出力値Ｒ２は、実施形態では、“ｐ＝２”なた
め、“ｐ／２＝１”画素前のＲの値、つまり、１５−２
１の乱数値“７”を“８”から減算して求めている。同
様に、１５−４２に示す出力値Ｒ２は１５−２２の乱数
値“２”を“８”から減算して求めている。以下、１５
−５０まで同様な手法で求めている。

【００４７】セレクタ３１４で選択された信号ＲＰは、
上述した“ｐ×ｉ＋ｚ＋ｐ／２”の画素位置で第２の乱
数生成部３１２の出力値Ｒ２を選択する構成となってい
る。つまり、Ｒ２の欄の○で示す１５−４１，１５−４
３，１５−４５，１５−４８，１５−５０が選択される
ことになる。それ以外は、第１の乱数生成部３１１の出
力値Ｒ１が選択される。そして、１５−５１，１５−５
２，１５−５３，…，１５−６１が選択された信号ＲＰ
である。また、１５−６２に示す部分において、１５−
２７に示す乱数発生部３１０の乱数値Ｒが“０”とな
り、１５−１７に示す信号ｚが切り替わる。

【００４８】以上の構成により、“ｒ／２”、実施形態
では“８”を基準に、同じ値を２度繰り返さずに乱数を
±に振ることが可能となる。この同じ値を２度繰り返さ
ない構成は、乱数Ｒの値“０”が２度繰り返して出力さ
れないように、“乱数＝０”の値をカウントすることに
より実現している。

【００４９】これにより、通常の乱数と比較し、低周波
成分を抑えたざらつきの目立たない信号として、乱数を
生成することが可能となる。

【００５０】図３に戻り、加算量制御部３１５は、上述
の乱数発生部３１０における量大乱数値が、後述する除
算部３０９で割る数（実施形態では１７）の１／２（少
数部切り捨てで８）より大きい場合に、その大きい乱数
に対してのみ、入力多値信号Ｄに応じた出力制御を行
う。

【００５１】図７は、加算量制御部３１５の加算量制御
をプログラム言語Ｃで示したものである。ここで、重要
なことは、セレクタ３１４の出力ＲＤを定数ＳＬで除算
する定数ＳＬの設定法である。

【００５２】定数ＳＬは、セレクタ３１４の出力ＲＤの
最大値が、除算部３０９で割る数の１／２になるように
決定してある。つまり、実施形態では、ＲＤの最大値は
１７であり、後述する除算部３０９で割る数も１７であ
るため、“ＲＤの最大値”／２＝１７／２＝８（少数部
切り捨て）となり、ＳＬ値を“８”に設定する必要があ
る。

【００５３】入力多値信号ＤがＮ１（例えば１６）以下
の場合には、“Ｐ１＝ＲＤ／ＳＬ”の演算により、必要
最小限の乱数が加算されることになる。ここでいう必要
最小限の乱数とは、除算部３０９において“１７”で除
算するため、乱数の振れ幅を“−８〜８”に設定したと
いうことである。つまり、乱数の振れ幅をαとすると、
除算部３０９で割る数は、｜α＋１｜となる関係にな
る。

【００５４】また、入力多値信号ＤがＮ１より大きくＮ
２（例えば３２）以下の場合には、“Ｐ１＝（ＲＤ−Ｒ
Ｄ／ＳＬ）＊（Ｄ−Ｎ１）／（Ｎ２−Ｎ１）＋ＲＤ／Ｓ
Ｌ”の演算により、振幅制御された乱数が加算されるこ
とになる。ここでのポイントは、必要最小限の乱数以上
の部分に対してのみ、振幅制御されると言うことであ
る。その部分が、上式の中の“（ＲＤ−ＴＤ／ＳＬ）＊
（Ｄ−Ｎ１）／（Ｎ２−Ｎ１）”である。

【００５５】同様に、入力多値信号ＤがＮ３（例えば２
０１）以上でＮ４（例えば２３３）より小さい場合に
は、“Ｐ１＝（ＲＤ−ＲＤ／ＳＬ）＊（Ｎ４−Ｄ）／
（Ｎ４−Ｎ３）＋ＲＤ／ＳＬ”の演算により、上述した
処理と同様に振幅制御された乱数が加算されることにな
る。このとき、必要以上の乱数で振幅制御されている部
分は同様に“（ＲＤ−ＲＤ／ＳＬ）＊（Ｎ４−Ｄ）／
（Ｎ４−Ｎ３）”である。

【００５６】また、入力多値信号ＤがＮ４以上の場合に
は、“Ｐ１＝ＲＤ／ＳＬ”の演算により、必要最小限の
乱数のみが加算される。更に、入力多値信号Ｄが上記の
範囲外の場合は、入力された乱数ＲＤすべてが加算量制
御部３１５から乱数Ｐ１として出力される構成となって
いる。

【００５７】加算部３０７は、上述した乱数Ｐ１と入力
多値信号Ｄとを加算する処理を行う。図示はしていない
が、加算結果が“０”，“２５５”の範囲に入るように
リミッタがかけられている。そして、この加算部３０７
からの信号は、除算部３０９とヒステリシス制御量算出
部３０８とに入力されている。

【００５８】除算部３０９は、既に上述したように、定
数１７で除算する演算を行っている。このとき、出力す
る信号は除算を行った商のみであり、余りはすべて切り
捨てていることを特徴としている。つまり、実施形態で
は、従来例で用いられていた“除算した余り”と“乱
数”とを比較するコンパレータを必要とせず、除算処理
の商のみで８ｂｉｔ信号化する処理が可能となってい
る。無論、４ｂｉｔ化された画質は、従来例以上である
ことは言うまでもない。この除算部３０９からの出力信
号ＤＲ’は、後述する誤差補正部３０２に入力され、誤
差補正処理が行われる。以上が、ｔ値化処理を行う前処
理となる。

【００５９】次に、テクスチャ制御を行う２値化手法に
ついて説明する。上述したように、誤差補正部３０２
は、画像信号ＤＲと２値化誤差データＥとを入力し、画
像信号ＤＲ’に誤差補正を行った画像信号ＤＥを算出
し、２値化部３０１へと出力するもので、図８に示すよ
うに構成されている。

【００６０】入力された２値化誤差データＥは、除算回
路８０１によって１／２にされる。その結果は２系統に
分岐され、その一方は減算回路８０２に入力され、もう
一方はラインバッファ８０３に入力される。減算回路８
０２では、２値化誤差データＥとＥ／２との差ＥＢ（＝
Ｅ−Ｅ／２）を算出し、加算回路８０４にその結果を入
力する。この時、図示していないが、リミッタ処理によ
り、２値化誤差データＥの取り得る値を、“−６〜＋
６”にしてある。

【００６１】加算回路８０４では、複数ビット（実施形
態の場合は３ビット）１ライン分のラインバッファ８０
３によって１ライン分遅延されたＥＡと減算回路からの
ＥＢとの和を算出し、加算回路８０５に出力する。加算
回路８０５では、加算結果のＥＡ＋ＥＢと、画像信号Ｄ
Ｒ’との和を算出し、画像信号ＤＥとして出力する。つ
まり、誤差補正部３０２では、図９に示すように、注目
画素「＊」に対して１ライン上の画素Ａを２値化したと
きの２値化誤差ＥＡと、１画素前の画素Ｂを２値化した
ときの２値化誤差ＥＢの値を注目画素の値に加算する処
理を行う。

【００６２】次に、２値化部３０１は、前述した画像信
号ＤＥと、後述する２値化スライス値Ｓと、後述する平
均濃度算出値ｍとを入力し、これらを比較することによ
り、２値出力Ｎ及び２値化誤差データＥを出力するもの
で、図１０に示すように構成されている。

【００６３】入力された画像信号ＤＥは、２系統に分岐
され、その一方は比較回路１００１に入力され、もう一
方は減算回路１００２に入力される。比較回路１００１
では、画像信号ＤＥと２値化スライス値Ｓとの値を比較
し、以下のように２値出力Ｎを出力する。

【００６４】ＤＥ＞Ｓ の時は、Ｎ＝１ ＤＥ≦Ｓ の時は、Ｎ＝０ また、減算回路１００２では、平均濃度算出値ｍから画
像信号ＤＥの値を差し引き、２値化誤差データＥとして
出力する。

【００６５】Ｅ＝ｍ−ＤＥ この時、前述したように、図示していないが、Ｅの値が
“−６〜＋６”の範囲に入るようにリミッタ処理が行わ
れている。

【００６６】次に、２値化結果遅延部３０３は、２値化
部３０１からの２値出力Ｎを入力し、所定のライン数の
遅延を行い、複数ライン２値化結果Ｎｍｎ，Ｂ＊ｉｊと
して平均濃度算出部３０４及びしきい値算出部３０５に
データを送るもので、図１１に示すように構成されてい
る。

【００６７】まず、入力された２値出力Ｎは１ビット１
ライン分のラインバッファ１１０１からラインバッファ
１１０２へと送られていき、データがライン毎に遅延さ
れていく。また同時に、１画素分の遅延回路からなる遅
延１１０３から遅延１１０８によって次々と１画素分の
遅延がなされる。そして、遅延１１０６の出力、遅延１
１０７の出力をそれぞれＮ１４，Ｎ１５として出力す
る。

【００６８】ラインバッファ１１０１によって１ライン
分遅延がなされた２値化データは、遅延１１０９から遅
延１１１４によって遅延され、遅延１１０９から遅延１
１１３の出力がＮ２１からＮ２５として出力される。ま
た、ラインバッファ１１０２によって更に１ライン分遅
延がなされた２値化データは、遅延１１１５から遅延１
１２０によって遅延され、遅延１１１５から遅延１１１
９の出力がＮ３１からＮ３５として出力される。

【００６９】同時に、遅延１１０６から遅延１１０８の
各出力をそれぞれＢ１０，Ｂ２０，Ｂ３０として出力す
る。また、ラインバッファ１１０１によって１ライン分
遅延がなされた２値化データは、遅延された後、それぞ
れＢ３２からＢ０２、Ｂｉ１２からＢｉ３２として出力
する。更に、ラインバッファ１１０２によって更に１ラ
イン分遅延がなされた２値化データは、遅延された後、
それぞれＢ３１からＢ０１、Ｂｉ１１からＢｉ３１とし
て出力される。

【００７０】つまり、平均濃度算出部３０４には、２次
元の画像を２値化したデータが複数ライン、複数画素の
遅延処理が施され、複数ライン２値化結果Ｎｍｎとし
て、図１２に示すような状態で平均濃度算出部３０４に
入力される。

【００７１】次に、平均濃度算出部３０４は、複数ライ
ン２値化結果Ｎｍｎを入力し、予め設定してある係数と
遅延された２値結果とから積和演算を行い、２値化部３
０１と加算部３０６とで使用するデータｍの出力を行う
もので、図１３に示すように構成されている。

【００７２】つまり、乗算回路１３０１では、２値化デ
ータＮ１５と係数Ｍ１５とを入力し、両者の乗算結果を
出力する。また乗算回路１３０２では、２値化データＮ
１４と係数Ｍ１４とを入力し、両者の乗算結果を出力す
る。以下同様に、上述の演算を乗算回路１３０３から乗
算回路１３１２の各々の回路によって行い、それらの乗
算結果を加算回路１３１３によって全て足し込む。その
結果を平均濃度算出値ｍとして出力する。図１４は、平
均濃度算出の処理を行うときの係数の例を示す図であ
る。

【００７３】次に、ヒステリシス制御量算出部３０８
は、入力信号ＤＲに応じて定数ＡＬＦ（＝３２）の値を
変化させてＳ’信号として出力する。これは、任意の濃
度領域で、ヒステリシス量を調整するためである。つま
り、これにより任意の濃度領域でテクスチャ制御が可能
となっている。

【００７４】図１５は、ヒステリシス制御量の算出処理
をプログラム言語Ｃで示したものである。入力された信
号ＤＲが定数ＬＲ１（＝１６）以下の場合、ｌｌを
“０”に設定するような処理を行い、入力された信号Ｄ
Ｒが定数ＬＲ１より大きく、かつ定数ＬＲ２（＝４８）
以下の場合には、ｌｌを次式により求める。

【００７５】ll=((DR-LR1)*(ALF*256/(LR2-LR1)))/256; この演算により、入力信号ＤＲの値が定数ＬＲ１から定
数ＬＲ２に増加するに従い、ｌｌの値は、徐々に０から
定数ＡＬＦ（＝３２）に近づくことになる。

【００７６】一方、入力信号ＤＲが定数ＬＲ２より大き
く、かつ定数ＬＲ３（＝２３３）以下の場合には、ｌｌ
を一定な定数ＡＬＦとして出力する。また、入力信号Ｄ
Ｒが定数ＬＲ３より大きく、かつ定数ＬＲ４（＝２５
５）以下の場合には、ｌｌを次式により求める。

【００７７】 ll=ALF-((DR-LR3)*(ALF*256/(LR4-LR3)))/256; これは、入力信号ＤＲの値がＬＲ３から定数ＬＲ４に増
加するに従い、出力ｌｌが、徐々に定数ＡＬＦから０に
近づくことを示している。また、入力信号ＤＲがＬＲ４
より大きい場合には、ｌｌを０に設定するような処理が
行われる。

【００７８】以上の処理後、ｌｌから定数ＡＬＦｍ（＝
１６）を減算したものが、出力信号Ｔとして出力され
る。この減算を行う目的は、ヒステリシス制御量算出部
３０８の信号Ｔを負の値から正の値まで変化させるため
である。これにより、ラチチュードが広い範囲で任意の
濃度領域におけるテクスチャ制御が可能となる。

【００７９】次に、しきい値算出部３０５について説明
する。図１６は、しきい値算出処理をプログラム言語Ｃ
で示したものである。

【００８０】まず、しきい値算出部３０５は、入力され
たヒステリシス制御量算出部３０８の信号Ｔの値を、そ
れぞれ定数ＬＴ１（＝２），ＬＴ２（＝４），ＬＴ３
（＝８），ＬＴ４（＝１６）で割って、内部で用いる変
数Ａ（＝Ｔ／ＬＴ１），Ｂ（＝Ｔ／ＬＴ２），（Ｃ（＝
Ｔ／ＬＴ３），Ｄ（＝Ｔ／ＬＴ４）を求める。

【００８１】次に、後述する手法で、２値化結果遅延部
３０３からの出力Ｂ’＊ｉｊの２値化結果配置状態（パ
ターン）に応じて２値化スライス値Ｓ’の値を変数Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄと定数で制御する。図１７は、２値化結果配
置状態（パターン）を示す図である。この例では、高速
処理のために注目画素の１つ前の画素を参照していな
い。無論、十分高速なロジックが組める場合は、注目画
素の１つ前の画素を参照しても問題無いことは言うまで
もない。

【００８２】次に、実際に２値化結果の配置（パター
ン）に応じて、２値化スライス値Ｓを制御する処理につ
いて説明する。

【００８３】注目画素の周りの２値化状況が以下の場合
には、２値化スライス値Ｓを強制的にｍａｘの定数１５
にして出力する。これは、強制的にドットを打ちにくく
するためである。

【００８４】 B32==0&&B22==1&&B12==0&&B21==0&&B11==1&&B01==0 or Bi12=0&&Bi22==1&&Bi32==0&&B01==0&&Bi11==1&&Bi21==0 また、注目画素の周りの２値化状況が以下で、かつ入力
値データＤが、３１（０〜２５５中の３１）未満の場合
にも、２値化スライス値Ｓを強制的にｍａｘの定数１５
にして出力する。これも、上記の条件のときに、強制的
にドットを打ちにくくするためである。

【００８５】 B12==0&&B02==0&&Bi12==0&&Bi22==0&&Bi32==0&& B11==0&&B01==0&&Bi11==1&&Bi21==0&&Bi31==0&&B20==0 一方、上記の条件で、入力多値データＤが３１（０〜２
５５中の３１）以上の場合には、２値化スライス値Ｓを
平均濃度算出値ｍに設定して出力を行う。これは、過去
の２値化結果が特定の配列（パターン）になった場合に
は、テクスチャ制御を行わないようにするためである。
無論、ここで定数３１は、決まった値ではなく、パラメ
ータであり、４８や６４などの別な値にも設定可能であ
る。

【００８６】このとき、３１の値を大きくすると、積極
的にテクスチャ制御がかかりやすくなり、逆に、小さく
するとテクスチャ制御がかかりにくくなることは言うま
でもない。

【００８７】注目画素の周りの２値化状況が、以下の場
合には、２値化スライス値Ｓを上述処理で求めた“−
Ａ”に設定して出力する。

【００８８】B02==0&&Bi12==0&&B11==0&&B01==1&&Bi11=
=1&&Bi21==0&&B20==0 これは上記の条件のときに、強制的にドットを打ち易く
するためである。このときも、注目画素直前の２値化結
果は参照しないで処理をおこなっている。

【００８９】同様に、各２値化結果のパターンに応じ
て、注目画素直前の結果を参照せずに２値化スライス値
Ｓの値を内部変数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと定数とを用いて２値
化スライス値Ｓ’を制御していく。その結果、ヒステリ
シス制御量算出値Ｔが正の場合には、ドットが打たれや
すい方に制御され、ヒステリシス制御量算出値Ｔが負の
場合には、ドットが打たれにくい方に制御される。

【００９０】以上のような処理を各画素に関して順次行
っていくと、ヒステリシス制御量算出値Ｔの値に応じて
任意の濃度領域で、かつ、２値化結果遅延部の出力値
Ｂ’＊ｉｊの値に応じて任意の形のテクスチャに制御が
可能となる。

【００９１】実施形態では、２×２の画素単位のテクス
チャになるような制御を行っている。これにより、プリ
ンタの特性で一画素が安定しない領域で任意の数のドッ
トを集めて安定化させた画像形成が可能となる。

【００９２】このようにして求められた２値化スライス
値Ｓ’は、平均濃度算出部３０４の出力ｍと共に、加算
部３０６に入力されて加算処理が行われる。このとき、
Ｓ’の信号が１５のときには、２値化スライス値Ｓを１
５として出力し、それ以外のときには、Ｓ＝Ｓ’＋ｍの
演算を行って出力している。図１８は、上述の演算をプ
ログラム言語Ｃで示したものである。

【００９３】上述の加算処理により、２値化スライス値
Ｓが求められた後、上述した２値化部３０１により２値
化処理が行われ、その２値信号が階調変換処理部２０４
から出力され、プリンタ部１０５でプリントアウトされ
るように構成されている。

【００９４】［変形例］次に、前述した階調変換処理部
の変形例について説明する。変形例は、図３に示した第
１及び第２の乱数生成部の切替え構成を簡略化すること
により、ハードウェア規模を小さくしたものである。

【００９５】図１９は、変形例における階調変換処理部
の詳細な構成を示すブロック図である。図３に示す構成
と同様なものには同一符号を付け説明を省略する。

【００９６】まず、前述した実施形態と同様に、“±１
７”の乱数Ｒを乱数発生部３１０で発生させ、第１の乱
数生成部３１１及び第２の乱数生成部３１２へ乱数Ｒを
出力する。

【００９７】第１の乱数生成部３１１は、前述した実施
形態と同様に、乱数発生部３１０で発生させた乱数Ｒと
定数“ｒ／２”とを加算する処理を行う。ここで用いる
“ｒ”とは、既に説明した除算部３０９において、除算
した時の最大余り数のことであり、この例では１６であ
る。つまり、“定数１６／２＋乱数Ｒ”の加算処理を行
う。

【００９８】第２の乱数生成部３１２も、前述した実施
形態と同様に、“ｐ／２”画素前に発生した乱数Ｒの値
を保持しておき、定数“ｒ／２”からその乱数Ｒの減算
処理を行う。ここで用いている“ｐ”の値は、“２”で
あるため、定数８（＝１６／２＝ｒ／２）から１画素前
の乱数Ｒの減算処理を行う。

【００９９】変形例におけるセレクト信号生成部３１６
は、前述した実施形態とは異なり、定数ｐを用いてＨｓ
ｙｎｃのタイミングのみでセレクト信号を生成する。こ
こで、セレクト信号は以下の演算式によって求められ、
このセレクト信号により第２の乱数生成部３１２の出力
値Ｒ２が選択される。

【０１００】“ｐ×ｉ＋ｐ／２” ここで、“ｉ”はＨｓｙｎｃによって得られる信号であ
り、“ｐ”は前述した実施形態と同様な定数２である。
このセレクト信号以外の部分では、第１の乱数生成部３
１１の出力値Ｒ１が選択される。

【０１０１】セレクタ３１４では、上述のセレクト信号
生成部３１６のセレクト信号に従って第１及び第２の乱
数生成部の乱数Ｒ１，Ｒ２を切り替えて出力する。

【０１０２】図２０は、変形例における第１及び第２の
乱数生成部で生成された乱数Ｒ１，Ｒ２の切り替え状態
を示す図である。

【０１０３】同図において、１７−１，１７−２，１７
−３，…，１７−１０はＨｓｙｎｃによって得られるカ
ウント値ｉであり、１７−２１，１７−２２，１７−２
３，…，１７−３０は乱数発生部３１０で発生した乱数
値Ｒ（±１７）の一例である。前述した実施形態と異な
る点は、“乱数＝０”になるカウント値ｚが無いことで
ある。また、１７−３１，１７−３２，１７−３３，
…，１７−４０は第１の乱数生成部３１１の出力値Ｒ１
であり、１７−４１，１７−４２，１７−４３，…，１
７−５０は第２の乱数生成部３１２の出力値Ｒ２であ
る。

【０１０４】１７−３１に示す第１の乱数生成部３１１
の出力値Ｒ１は、１７−２１で発生した乱数Ｒ“７”に
“８”を加算して求めている。同様に１７−３２に示す
第１の乱数生成部３１１の出力値は、１７−２２で発生
した乱数Ｒ“２”に“８”を加算して求めており、１７
−４０まで同様な手法で求めている。

【０１０５】一方、１７−４１に示す第２の乱数生成部
３１２の出力値Ｒ２は、この例では“ｐ＝２”なため、
“ｐ／２＝１”画素前のＲの値、つまり、１７−２１の
乱数値“７”を“８”から減算して求めている。同様
に、１７−４２は、１７−２２の乱数値“２”を“８”
から減算して求めている。以下、１７−５０まで同様な
手法で求めている。

【０１０６】セレクタ３１４で選択された信号ＲＰは、
上述した“ｐ×ｉ＋ｐ／２”の画素位置で第２の乱数生
成部３１２の出力値Ｒ２が選択される構成となってい
る。

【０１０７】つまり、Ｒ２の欄の○で示した１７−４
１，１７−４３，１７−４５，１７−４７，１７−４９
が選択される。それ以外は、第１の乱数生成部３１１の
出力値Ｒ１がセレクトされる。

【０１０８】１７−５１，１７−５２，１７−５３，
…，１７−６０は選択された信号ＲＰを示すものであ
る。つまり、この結果は、Ｒ１，Ｒ２と交互に選ばれて
いることになる。

【０１０９】以上の構成により、“ｒ／２”、このでは
“８”を基準に乱数を±に振ることが可能となる。

【０１１０】変形例における構成は、前述した実施形態
と異なり、乱数発生部３１０の乱数が“０”になるカウ
ントを行っていないため、１７−５７，１７−５８に示
したように同じ値が２度連続してしまい、均一なテクス
チャ制御及び、８ｂｉｔ→４ｂｉｔ化ができないことに
なるが、それ以上にハードウェアが簡略化できる効果が
ある。

【０１１１】また、本構成でも、通常の乱数と比較する
と、低周波成分を抑えたざらつきの目立たない画像形成
が可能となる。

【０１１２】以降、前述した実施形態と同様な処理の２
値化処理が行われ、その２値信号が階調変換処理部２０
４から出力され、プリンタ部１０５でプリントアウトさ
れるように構成されている。

【０１１３】更に、前述した実施形態において、必要最
小限の乱数８（絶対値で［除算手段３０９の数値が１６
／２］）のみを加算するときは、加算量制御部３１３を
省略できることは言うまでもない。

【０１１４】このとき、セレクタ３１４の出力ＲＤを入
力画像データに加算していたものを、入力画像データ８
ｂｉｔの下位４ｂｉｔと乱数ＲＤとを比較し、下位４ｂ
ｉｔが乱数ＲＤより大きい場合に、入力画像の上位４ｂ
ｉｔに“１”を加算して出力する系に変更しても、８ｂ
ｉｔ→４ｂｉｔ化処理で同等な効果が得られる。

【０１１５】以上説明した実施形態では、２値化につい
て説明したが、本発明はこれに限定するものではない。
つまり、４値化、８値化などの前処理にも適用ができ
る。

【０１１６】更に、本発明は、前述した平均濃度保存法
（ＭＤ法）に限定するものではなく、一般的な誤差拡散
法（ＥＤ法）にも適用できることは言うまでもない。

【０１１７】また、本発明は、白黒（単色）の処理のみ
に限らず、カラーの信号に対しても適用できることも言
うまでもない。

【０１１８】以上説明したように、実施形態によれば、
従来の手法である入力多値データ８ｂｉｔの下位４ｂｉ
ｔと乱数とを比較し、８ｂｉｔ→４ｂｉｔ変換処理を行
う系に対して、本発明による処理は入力多値画像データ
に低周波成分を抑えた乱数を加算する系に改善できる。

【０１１９】これにより、ざらつきの目立たない高画質
な８ｂｉｔから４ｂｉｔへの変換処理が可能となる。

【０１２０】更に、本発明は、従来の乱数と下位４ｂｉ
ｔとを比較する系に対し、コンパレータが必要なくなる
ため、ハードウェアの簡略化も可能となる。

【０１２１】尚、本発明は複数の機器（例えば、ホスト
コンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリンタ
など）から構成されるシステムに適用しても、一つの機
器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置な
ど）に適用してもよい。

【０１２２】また、本発明の目的は前述した実施形態の
機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録
した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシ
ステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰ
Ｕ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても、達成されることは言うまでも
ない。

【０１２３】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【０１２４】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えばフロッピーディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【０１２５】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部
を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。

【０１２６】更に、記憶媒体から読出されたプログラム
コードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードや
コンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメ
モリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基
づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わる
ＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処
理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も
含まれることは言うまでもない。

【０１２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハードウェアの簡略化が図れると共に、多値画像データ
をざらつきの目立たない高画質な画像データに変換する
ことが可能となる。

【０１２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態におけるカラー複写機の概略構成を示
すブロック図である。

【図２】図１に示す画像処理部１０４の構成を示すブロ
ック図である。

【図３】図２に示す階調変換処理部２０４の詳細な構成
を示すブロック図である。

【図４】図３に示す乱数生成部３１０の詳細な構成を示
すブロック図である。

【図５】乱数発生をプログラム言語Ｃで示したものであ
る。

【図６】生成した乱数Ｒ１，Ｒ２の切り替え状態を示す
図である。

【図７】加算量制御部３１５の加算量制御をプログラム
言語Ｃで示したものである。

【図８】誤差補正部３０２の詳細な構成を示す図であ
る。

【図９】誤差補正部３０２で２値化誤差を注目画素に加
算する処理を示す図である。

【図１０】２値化部３０１の詳細な構成を示す図であ
る。

【図１１】２値化結果遅延部３０３の詳細な構成を示す
図である。

【図１２】２値化結果遅延部３０３で用いるデータの構
成を示す図である。

【図１３】平均濃度算出部３０４の詳細な構成を示す図
である。

【図１４】平均濃度算出部３０４で用いる係数の構成を
示す図である。

【図１５】ヒステリシス制御量の算出処理をプログラム
言語Ｃで示したものである。

【図１６】しきい値算出部７０５の処理をプログラム言
語Ｃで示したものである。

【図１７】２値化結果配置状態（パターン）を示す図で
ある。

【図１８】２値化スライス値Ｓの演算をプログラム言語
Ｃで示したものである。

【図１９】変形例における階調変換処理部の詳細な構成
を示すブロック図である。

【図２０】変形例で生成した乱数Ｒ１，Ｒ２の切り替え
状態を示す図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力した多値の画像データを階調変換し
   て出力する画像処理装置において、 入力した多値の画像データに対して乱数値を発生させる
   乱数発生手段と、 前記乱数値に基づき、第１の乱数値を生成する第１の乱
   数生成手段と、 前記発生させた乱数値に基づき、第２の乱数値を生成す
   る第２の乱数生成手段と、 前記第１又は第２の乱数値の何れかを選択する乱数値選
   択手段と、 前記乱数値選択手段により選択された乱数値を前記画像
   データに加算する加算手段と、 前記加算手段での加算結果を所定の値で除算し、商のみ
   を出力して階調変換を行う階調変換手段とを有すること
   を特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 更に、前記階調変換手段の出力値をｔ値
   化するｔ値化手段を有することを特徴とする請求項１記
   載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記乱数値選択手段は、前記乱数発生手
   段により発生させた乱数値が“０”である回数に応じ
   て、前記第１又は第２の乱数値の何れかを選択すること
   を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記加算手段は、前記乱数値に応じて前
   記所定の値の１／２の値をバイアス値として更に加算す
   ることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記所定の値は、前記乱数値の最大値に
   等しい値であることを特徴とする請求項１記載の画像処
   理装置。
6. 【請求項６】 入力した多値の画像データを階調変換し
   て出力する画像処理方法において、 入力した多値の画像データに対して乱数値を発生させる
   乱数発生工程と、 前記乱数値に基づき、第１の乱数値を生成する第１の乱
   数生成工程と、 前記発生させた乱数値に基づき、第２の乱数値を生成す
   る第２の乱数生成工程と、 前記第１又は第２の乱数値の何れかを選択する乱数値選
   択工程と、 前記乱数値選択工程により選択された乱数値を前記画像
   データに加算する加算工程と、 前記加算工程での加算結果を所定の値で除算し、商のみ
   を出力して階調変換を行う階調変換工程とを有すること
   を特徴とする画像処理方法。