JPS63288565A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPS63288565A
JPS63288565A JP62122610A JP12261087A JPS63288565A JP S63288565 A JPS63288565 A JP S63288565A JP 62122610 A JP62122610 A JP 62122610A JP 12261087 A JP12261087 A JP 12261087A JP S63288565 A JPS63288565 A JP S63288565A
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大沢 秀史
Akihiro Katayama
昭宏 片山
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、画像をデジタル信号で処理する画像処理装置
に関するものである。
[従来の技術] 一般に、CCDセンサ等により画像をサンプリングし、
デジタル化したデータをレーザビームプリンタ等のデジ
タルプリンタから出力し画像を再現するデジタル複写装
置等のデジタル画像処理装置は、デジタル機器の発展に
より従来のアナログ画像処理装置に代わり広く普及しつ
つある。
このデジタル画像処理装置は、中間調を再現するためデ
ィザ法や濃度パターン法により階調再現を行う方法が一
般にとられている。
しかしながら、かかる方法においては、以下のような問
題点があった。
(1)原稿が印刷等の網点画像の場合、複写された画像
に原稿にはない周期的な縞模様が出る。
(2)原稿に線画・文字等が入っている場合に、ディザ
処理によりエツジが切れ切れになり画質が低下する。
(1)の現象はモアレ現象と呼ばれ、その発生原因とし
ては、 (A)網点原稿と入力サンプリングによるビート(B)
網点原稿とディザ閾値マトリクスとのビートが考えられ
る。
特に、(B)の現象は、一般にディザの閾値がドツト集
中型で配列される時には出力画像も疑似的な網点構造を
しており、これが入力網点原稿との間にビートを生じ、
モアレ現象を生じさせるものである。
これに対し、ディザ法以外の2値化手法とじて誤差拡散
法がある。この方法は原稿の画像濃度と出力濃度との画
素毎の濃度差を演算し、この演算結果である誤差分を特
定の重みづけを施した後に、注目画素の周辺画素に分散
させていく方法である。これについては、 R,W、F
loyd andl、5j6inbergが発表してい
るが、この方法には周期性がないので、網点画像に対し
もモアレが発生しない。
しかし、この誤差拡散法には、出力画像に独特の縞パタ
ーンが生じたり、画像のハイライト部やダーク部での粒
状性ノイズが目立つ等の欠点があった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上述従来例の欠点を除去し、入力画像の画像
の種類に関係なく、高品位に且つ精細に画像を再現する
画像処理装置を提供する。
[問題点を解決するための手段] この問題点を解決するための一手段として、本発明の画
像処理装置は、画像をデジタル信号で処理する画像処理
装置において、誤差拡散法により画像の2値化をする第
1の2値化手段と、ディザ法により画像の2値化をする
第2の2値化手段と、画像の種類を識別する識別手段と
、該識別手段の識別結果に基づいて、前記第1の2値化
手段と前記第2の2値化手段とを選択する選択手段とを
備える。
[作用] かかる構成において、識別手段が識別した画像の種類の
識別結果に基づいて、選択手段は誤差拡散法により画像
の2値化をする第1の2値化手段とディザ法により画像
の2値化をする第2の2値化手段とを選択して、画像を
処理する。
[実施例] 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
第1図は、本実施例の画像処理装置の構成図である。C
CD等の光電変換素子およびこれを走査する駆動系をも
つ入力センサ部10で読み取られた画像データは逐次A
/D変換器11に送られる。ここでは、例えば各画素の
データを8 bitのデジタルデータに変換する。これ
により256レベルの階調をもつデータに量子化される
ことになる。次に補正回路12において、センサの感度
ムラや照明光源による照度ムラを補正するためのシェー
ディング補正等の補正を行う。
次に、この補正処理済の補正済データ100は、識別回
路13および2種の2値化回路14゜15に供給される
。ここでは、2値化回路14を第1の2値化回路、2値
化回路15を第2の2値化回路と呼ぶ。第1の2値化回
路14は誤差拡散法による2値化回路であり、第2の2
値化回路15はディザ法による2値化回路である。識別
回路13では、原稿画像信号を基に、以下で詳説するよ
うな識別信号101を出力し、この信号に従ってスイッ
チ16を切り換える。
識別回路13からの識別信号101により、第1の2値
化回路14の出力データ102と第2の2値化回路15
の出力データ103とを選択するようにスイッチ16を
切り換える0本例では、識別信号101が“1”の時は
、第2の2値化回路15の出力データ103を選択し、
識別信号101が“0″の時は、第1の2値化回路14
の出力データ102を選択するのようにスイッチ16を
切り換える0選択された2値化信号104は、プリンタ
17でドツトのON10 F F信号になり画像形成が
なされる。
〈文字・網点:写真・背景〉 第2図は、文字・網点と写真・背景とを選別する識別回
路13の一例のブロック図である。補正後の補正済デー
タ100は、セレクタ20により選択されたラインバッ
ファメモリ21a〜21dに送られる。ラインバッファ
21a〜21dのうち1つに書き込み中には、残りの3
つからは読み出しを行う。補正済データ100は、第1
のラインバッファ21aに書き込み終わると、次のデー
タは第2のラインバッファ21bに書き込まれる0次に
第3.第4のラインバッファ21c。
21dに書き込まれ、第4のラインバッファ21dへの
書込みが終了すると、また第1のラインバッファ21a
に戻ってデータの書き込みを行う、これにより、現在書
き込み中の画像のラインデータより前の3つの連続する
ラインの画像データが、セレクタ22により選択され演
算器23に送られて、第4図(a)に示したような係数
をもつラプラシアン演算を行う。
この演算器23の一例のブロック図を第3図に示す。第
3図の30a〜30eは画素データの位置を示す。中心
画素30cの画素データは、乗算器31により定数倍さ
れ減算器33に入る。
一方、周辺画素30 a、 30 b、 30 d、 
30 eは、加算器32に入り全画素の総和が演算され
る。次に、加算器32の出力も減算器33に入り、先の
乗算器31の出力との差がとられる。
この結果の減算器33の出力105は、第2図のセレク
タ24により選ばれたラインバッファ25a〜25dの
1つに記録される。ラインバッファ25a〜25dにあ
る連続する3ライン分の出力結果は、セレクタ26によ
り選ばれて順次演算器27に送られる。演算器27では
、出力105の3×3画素ブロック内での総和が演算さ
れる。
この演算器27の一例のブロック図を第5図に示す。画
素の位置を示す50a〜50iはラインバツブア25a
〜25dより送られてきたデータであり、これらのデー
タは総和演算器54により総和Sが演算される。
比較器28において、この総和Sと所定のしきい値T1
とを比較し、識別信号101を得る。この識別信号10
1は、 総和Sがしぎい値T1より大の時、・・・“0”(文字
・網点領域) 総和Sがしきい値T1より小の時、・・・“1″(写真
・背景領域) となり、文字・網点と写真・背景とに対応する。
本例のラプラシアンフィルタの係数は、第4図(a)に
示したものであるが、他に第4図(b)、(c)のよう
な係数を実現する回路構成をとっても同様な結果が得ら
れる。
また識別回路13は、第5図(b)に示すように注目画
素と平均濃度との差分の絶対値と、所定のしぎい値T2
とを比較することにより、識別信号101を得る構成を
とることも可能である。注目画素50e及びその周辺画
素50a、50b。
50c、50d、50f、50g、50h。
50iは、平均値演算器51に人力され9画素の平均値
が得られる。この結果は、差分演算器52で注目画素5
0eとの差分の絶対値DIがとられる。次に比較器53
で、所定のしきい値T2と比較され識別信号101が出
力される。
この識別信号101は、 差分り、がしきい値T2より大きい時は、・・・“0”
 (文字・網点領域) 差分DIがしきい値T2より小さい時は、・・・“1”
 (写真・背景領域) となり、文字・網点と写真・背景とに対応する。
他の方法として、特定の大きざmxrt内の画素ブロッ
ク内の画像データの最大値と最小値の差D2をとり、こ
れと所定のしきい値T、とを比較して識別信号101を
出力する方法も考えられる。
この識別信号101は、 差分D2がしきい値T、より大きい時は、・・・“0”
 (文字・網点領域) 差分り、がしきい値T、より小さい時は、・・・“1”
 (写真・背景領域) となり、文字・網点と写真・背景とに対応する。
以上のように、本例の識別により文字・線画・写真・網
点画像等を含む画像に対して、文字・線画・網点画像−
誤差拡散法による2値化処理 写真・背景     −ディザ法による2値化処理 というように、画像の画像の種類に応じて2値化処理を
切り換えることにより、高品位に再現画像を得ることが
可能となった。
くハイライト部・シャドウ部:中間濃度部〉第13図は
、ハイライト部・シャドウ部と中間濃度部とを識別する
識別回路13の一例のブロック図である。補正後の補正
済データ100は、セレクタ120により選択されたラ
インバッファメモリ121a〜121dに送られ°゛る
。このラインバッファ121a〜121dのうち、1つ
に書籾込み中には残りの3つからは読み出しを行う。
補正済データ100は、第1のラインバッファ121a
に書き込み終わると、次データは第2のラインバッファ
121bに書き込まれる。順次、第3.第4のラインバ
ッファ121c、121dに書き込まれ、第4のライン
バッファ121dへの書き込みが終了すると、また第1
のラインバッファ121aに戻ってデータの書き込みを
行う。
これにより、ラインバッファ1218〜121dには、
現在書き込み中の画像のラインデータより前の3つの連
続するラインのデータが記録されており、これをセレク
タ122により選択して、データの読み出しをする。
このラインのデータは、最大値検出回路123、最小値
検出回路124に送られる。ここで、最大値と最小値と
が検出された後、比較器125.126でそれぞれのし
きい値Ts、Taと比較される。この比較器125,1
26からの2つの出力は、OR回路12フを通り識別信
号101を得る。最大値がTs以下か、あるいは最小値
が16以上の時には、識別信号101は“1″となる。
以上をまとめると、 最大値≧T、の時(へイライト部)は、識別信号101
は“1″ 最小値≦T6の時(シャドウ部)は、 識別信号101は“1″ 上記以外の時(中間濃度部)は、 識別信号101は“O” となる。
第14図は最大値検出回路123の一例のブロック図で
ある。尚、最小値検出回路124は最大値検出回路12
3と同じ構成である。
セレクタ122で選ばれたラインの画像データ102a
、103a、104aは、それぞれラッチ130a〜1
30c、 131 a 〜131 c。
132a〜132Cで1画素ずつ遅延される。比較選択
器133aでは、ラッチ131a。
132aのデータを比較するが、これはある画素とその
1つ後の画素のデータ比較をすることになる。同様に比
較選択器134aでは、比較選択器133aの出力結果
と2つ後の画素のデータを比較することになる。従って
、比較選択器134aの出力は、1ラインの連続する3
画素の最大値、又は最小値になる。次に、比較選択器1
35は、1ライン目と2ライン目の最大値、または最小
値の検出をし、比較選択器136は、この結果と3ライ
ン目の最大値または最小値の検出を行う。
以上の結果、比較選択器136の出力は、3×3画素ブ
ロックの中の最大値と最小値となる。
第15図に最大値検出回路123における比較選択器の
構成例を示す、入力AとBは、比較器140及びラッチ
141,142にそれぞれ入力されている。ここで、比
較器140では、A>Bの時に出力が“1”となるよう
に設定されているとする。
まずA>8の時は、比較器140の出力は“1”となり
、ラッチ142のイネーブル端子には“1″、ラッチ1
41のイネーブル端子には反転器143を通して0″が
入る。ラッチ14、142のイネーブル端子が負論理と
すると、出力145はAの値となる。
逆にA≦Bの時は、出力145はBの値となる。これに
よりA、Bの最大値が出力145に出力されることにな
る。
一方、最小値検出回路は、反転器143をラッチ142
側に入れた構成をとれば同じ構成で実現できる。
識別回路13の他の例を第16図に示す。
150a〜150iは画素位置を示すもので、各画素の
データは、平均値演算器151に入り、3X3ブ0ツク
の平均値が演算される。この結果、平均値Mは比較器1
52でしきい値T7゜T6と比較される。ここで、T 
t > T aとする。
MAT、の時はシャドウ部、M<Taの時はハイライト
部、T6≦M≦T7の時は中間濃度部と定義すると、 M > T tまたはM < T aの時には、識別信
号101は“1” T6≦M≦T、の時には、 識別信号ioiは“O“ のような識別結果が得られることになる。
また、簡略化のため、ハイライト部のみディザ法による
2値化処理を行っても同等の効果が得られる。
本例の識別により、文字・線画・写真・網点画像を含む
原稿に対して、 ハイライト部・シャドウ部 ・・・ ディザ法による2値化処理 中間濃度部 ・・・ 誤差拡散法による2値化処理 というように、画像の種類に応じて2値化処理を切り換
えることにより、高品位に再現画像を得ることが可能と
なった。
くエツジ部:非エツジ部〉 第17図は、更にエツジ部の識別をも行う識別回路13
の一例のブロック図であり、第13図の識別回路13に
減算器128と比較器129とAND回路119を加え
た回路である。
補正後の補正済データ100は、セレクタ120により
選択されたラインバッファメモリ1218〜121dに
送られる。このラインバッファ1218〜121dのう
ち、1つに書き込み中には残りの3つからは読み出しを
行う、補正済データ100は、第1のラインバッファ1
21aに書き込み終わると、次データは第2のラインバ
ッファ121bに書き込まれる。順次、第3゜第4のラ
インバッファ121c、121dに書き込まれ、第4の
ラインバッファ121dへの書き込みが終了すると、ま
た第1のラインバッファ121aに戻ってデータの書き
込みを行う。これにより、ラインバッファ121a N
121dには、現在書き込み中の画像のラインデータよ
り前の3つの連続するラインのデータが記録されており
、これをセレクタ122により選択して、データの読み
出しをする。
このラインのデータは、最大値検出回路123、最小値
検出回路124に送られる。ここで、最大値と最小値と
が検出された後、最大値105a、最小値106aは、
比較器125゜126でそれぞれのしきい値T、、T6
と比較される。この比較器125,126からの2つの
出力は、OR回路127で論理和され、OR回路127
の出力10フaはAND回路119に入る。
また、最大値105aと最小値106aは、減算器12
8で(最大値−最小値)の演算をされ、この値は比較器
129でしきい値Tgと比較されて、しぎい値Tgより
小さい時は“1”を出力する。
この結果、比較器129の出力108aとOR回路12
7の出力1oフaとは、AND回路119に入り、ここ
で論理積がとられて、識別信号101を得る。
以上をまとめると、(最大値−最小値)がT9より小さ
い所謂画像の非エツジ部であって、且つ最大値>”rs
の成立するシャドウ部や最小値くT6の成立するハイラ
イト部では、識別信号101が“1”となり、第2の2
値化回路15のディザ法を選択し、一方、これ以外の所
では、第1の2値化回路14の誤差拡散法を選択する2
値化手法をとる。
最大値検出回路、最小値検出回路、比較選択器は第14
図、第15図に示したものと同様である。
第18図は、エツジ検出の出力108aを得るための別
の実施例である。セレクタ122からの3ライン分のデ
ータにおいて、注目画素を180c、また周辺画素18
0a、180b。
180d、180eとする。注目画素180cは乗算器
181である定数倍され、この結果は減算器183に入
力される。一方、周辺画素は加算器182で総和が演算
され、次に減算器183に入る。この結果、減算器18
3の出力は、出力183=定数”x (180c)−(
(180a)”(180b)+(180d) + (1
80e) ) となる。これは第4図(a)に示したラプラシアン演算
に相当する。(但し、定数=4)次に減算器183の出
力は、比較器184でし鮒い値T1゜ と比較される。
ここでは、しきい値Tloより小さい時は“l”、逆に
大きい時はO′″を得るようにすることにより出力10
8aを得る。
本例の識別により、文字・線画・写真・網点画像を含む
原稿に対して、 非エツジ部でハイライト部・シャドウ部・・・ ディザ
法による2値化処理 エツジ部または中間濃度部 ・・・ 誤差拡散法による2値化処理 のように画像の種類に応じて2値化処理を切り換えるこ
とにより、高品位に再現画像を得ることが可能となった
第6図は第1の2値化回路14の一例である。
第1の2値化回路14は、誤差拡散法による2値化処理
を行う。処理済データ100には、エラーバッファメモ
リ60に保存されている以前発生した入力データXIJ
と出力データYIJとの誤差データεIJに、重みづけ
発生器61により指定された重み係数α、jをかけた値
が規格化され、加算器62で加算される。これを式で書
くと以下のようになる。
ΣαklaI◆に、J*I XIJ’=XIJ+ 、X、 a 、 1 重み付は係数の一例を第7図に示す。
次に補正データXIJ′は、2値化回路63でしきい値
T4と比較され、出力データYIJを出力する。ここで
7口は、Y sawまたはY、In (例えば1とO)
のように2値化されたデータとなっている。出力データ
Yムjは、出力バッファ65で、前述した識別回路13
からの識別信号101とタイミングを調整して2値化さ
れた出力データ102を得る。
一方、演算器64では、補正データX目′と出力データ
YIJの差分εIJが演算され、この結果はエラーバッ
ファメモリ60の対応する画素位置66にに保存される
。この操作を繰返すことにより、第1の2値化回路14
の誤差拡散法による2値化処理が実行される。
第8図は第2の2値化回路15の一例である。
第2の2値化回路15は、ディザ法による2値化処理を
行う、補正済データ100は、比較器80でディザマト
リクス回路81により出力されたしきい値と比較され、
2値化される。この結果(Y□、またはY−+n)は、
出力バッファ82で識別回路13よりの識別信号101
とタイミングを調整して、2値化された出力データ10
3を得る。
第9図にディザマトリクスのしきい値の一例を示す。図
には、網点型のディザしきい値を示したが、その他のし
きい値の割りつけ法でも同様の結果が得られる。
第10図は本実施例の画像処理方法をカラー画像に適用
した例である。カラー画像の入力装置90から3色分解
されたRed信号、 Green信号。
Blue信号が出力される。これらの信号はA/D変換
器91で、各色8ビットのデジタル信号に変換される。
補正回路92では、シェーディング補正、RGB信号か
らYMC信号への補色変換。
マスキング処理がなされ、Yello胃信号、  Ma
genta信号、 Cyan信号が出力される。この3
色信号はそれぞれ識別回路93.第1の2値化回路94
゜第2の2値化回路95に入力される。2値化回路94
.95は前述の回路を3色分持つことにより実現する。
一方、識別回路93は、第11図に示したように、単色
の識別回路70〜フOcを3段持ち、その結果をOR回
路71で論理和をとることにより、識別信号110を得
るような構成により実現できる。
また別の実施例として第12図に示したように、単色生
成器フ2でMMC信号の平均値をとり、この信号を演算
器73に入れ、識別信号110を得るような構成でも実
現できる。
尚、本実施例の画像処理装置の回路はハードウェアで実
現してもよいし、CPUとROMとRAMとからなる演
算処理装置によりソフトウェアで実現してもよい。
[発明の効果] 本発明により、入力画像の画像の種類に関係なく、高品
位に且つ精細に画像を再現する画像処理装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例の画像処理装置の構成図、第2図は識
別回路の一例を示すブロック図、第3図はラプラシアン
演算器を示すブロック図、 第4図はラプラシアン係数の例を示す図、第5図(a)
は総和演算機を示すブロック図、第5図(b)は注目画
素と周辺平均濃度と差分演算回路のブロック図、 第6図は誤差拡散法による2値化回路のブロック図、 第7図は誤差拡散法の重み付は係数マトリクスの一例を
示す図、 第8図はディザ法による2値化回路のブロック図、 第9図はディザマトリクスのしぎい値の順番の一例を示
す図、 第10図はカラー画像処理装置の実施例の構成図、 第11図は第10図における識別回路の一例のブロック
図、 第12図は第10図における識別回路の他側のブロック
図、 第13図は識別回路の他の実施例を示すブロック図、 第14図は最大値または最小値検出回路のブロック図、 第15図は比較選択器のブロック図、 第16図は識別回路の他の実施例を示すブロック図、 第17図は識別回路の他の実施例を示すブロック図、 第18図はエツジ検出回路の一例を示すブロック図であ
る。 図中、10・・・人力センサ部、11・・−A/D変換
器、12・・・補正回路、13・・・識別回路、14・
・・第1の2値化回路、15・・・第2の2値化回路、
16・・・スイッチ、17・・・プリンタ17である。 特許出願人   キャノン株式会社 第111!f 第12図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)画像をデジタル信号で処理する画像処理装置にお
    いて、 誤差拡散法により画像の2値化をする第1の2値化手段
    と、 ディザ法により画像の2値化をする第2の2値化手段と
    、 画像の種類を識別する識別手段と、 該識別手段の識別結果に基づいて、前記第1の2値化手
    段と前記第2の2値化手段とを選択する選択手段とを備
    えることを特徴とする画像処理装置。
  2. (2)選別手段は画像の文字及び網点と写真及び背景と
    を識別し、選択手段は画像の文字・網点領域は第1の2
    値化手段を選択し、写真及び背景領域は第2の2値化手
    段を選択することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の画像処理装置。
  3. (3)識別手段は画像の濃度レベルを識別し、選択手段
    は画像の濃度レベルがハイライト部又はシヤドウ部にあ
    る時は第2の2値化手段を選択し、濃度レベルがその中
    間部の時は第1の2値化手段を選択することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の画像処理装置。
  4. (4)識別手段は、画像の特定ブロック内の最大値と最
    小値をとり、最大値がしきい値以下の時をハイライト部
    、最小値がしきい値以上の時をシャドウ部と決定するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の画像処理装
    置。
  5. (5)識別手段は更に画像のエッジを検出する手段を備
    え、選択手段は画像の非エッジ部であつて且つ画像の濃
    度レベルがハイライト部又はシヤドウ部にある時は第2
    の2値化手段を選択し、その他の画像領域では第1の2
    値化手段を選択することを特徴とする特許請求の範囲第
    3項記載の画像処理装置。
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