KR100535287B1 - 화상 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

오차 확산 처리에 의하여 화상 데이타의 계조 레벨(gradation levels) 수를 축소하면서 간단한 처리에 의하여 화질을 유지하는 화상 처리 방법 및 화상 처리 장치가 제공된다. 화상 처리 장치에서는, 필터에서 출력된 데이타가 제1 감산기에 의하여 입력 화상 데이타 x(i,j)로부터 감산된다. 감산기에서 출력된 데이타는 양자화기에 의하여 양자화된다. 양자화기에서 출력된 데이타는 출력 화상 데이타 y(i,j)로서 출력된다. 또한, 감산기에서 출력된 데이타는 제2 감산기에 의하여 양자화기에서 출력된 데이타로부터 감산되어 양자화 오차 e0(i,j)가 생성된다. 양자화 오차 e0(i,j)는, 양자화 오차 변환부에 의하여, 양자화기에 의한 양자화 후의 양자화 레벨에 기초하여, 각각의 양자화 레벨에 대하여 설정된 특정 범위 내의 양자화 오차 e1(i,j)로 변환된다. 양자화 오차 e1(i,j)는 필터에 입력된다. 필터에서 출력된 데이타는 제1 감산기에 입력된다.

Description

화상 처리 방법 및 장치{IMAGE PROCESSING METHOD AND APPARATUS}
본 발명은 오차 확산 처리를 실행함으로써 화상 데이타의 계조 레벨의 수를 축소하기 위한 화상 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
컴퓨터 또는 화상 입력 장치를 통해, 예를 들어, 적은 수의 계조 레벨을 갖는 프린터와 같은 화상 출력 장치를 통해, 얻은 복수의 계조 레벨(multi-level graduation)을 갖는 화상을 출력하도록, 화상 데이타의 계조 레벨 수는 축소될 것이 요구된다. 의사 중간조 표현(psudo halftone representation)은 계조 레벨의 수를 축소하면서 원화상의 화질을 유지하기 위해 사용되어온 기술이다. 의사 중간조 표현의 여러 방법들 중에, 고화질을 제공할 수 있는 오차 확산법이 예를 들어 2개의 출력 계조 레벨을 발생시키는 프린터에 널리 사용되고 있다. 오차 확산법은 대상 화소 부근의 아직 양자화되지 않은 화소들의 입력 화상 데이타 내로 주목하는 화소에 발생한 양자화 오차를 확산시키기는 방법이다.
오차 확산법의 일반 원리는 1993년 8월자 Interface의 158-171면에 있는 히도찌 다까이에 및 미쯔오 예의 "디지탈 화상 데이타의 C에서의 계조 변환 기법(Graduation Conversion Technique of Digital Image Data with C)"과 관련하여 이하에서 상세히 설명된다.
오차 확산법은 인간의 시각 특성을 고려해 보다 적게 감지되도록 양자화 오차를 고역으로 변조하므로써 의사 중간조를 표현하는 방법이다. 도 1은 일반적인 오차 확산 처리를 구현하기 위한 화상 처리 장치의 블럭도이다. 화상 처리 장치는: 입력 화상 데이타 x(i,j)로부터 후술하는 필터(114)의 출력 데이타를 감산하기 위한 감산기(111); 감산기(111)의 출력 데이타를 양자화하고, 그 결과를 출력 화상 데이타 y(i,j)로서 출력하기 위한 양자화기(112, Q로서 도시); 출력 화상 데이타 y(i,j)로부터 감산기(111)의 출력 데이타를 감산하기 위한 감산기(113); 및 상기 감산기(113)의 출력 데이타 상에 특정 필터링을 실행하여 그 결과를 상기 감산기(111)로 출력하기 위한 필터(114)를 포함한다. 도면에서, e(i,j)는 양자화기(112)에서의 양자화를 통해 발생된 양자화 오차를 표시한다. 그러므로, 감산기(113)의 출력 데이타는 양자화 오차 e(i,j)이다. 상호 직교하는 2방향의 각 좌표는 'i' 및 'j'로 표시한다. 또한, 이 2방향을 i 방향 및 j 방향으로 부른다.
필터(114)는 일종의 선형 필터이다. 그 전달 함수는 G(z1,z2)로 결정된다. z1 및 z2는 각각 i 방향 및 j 방향으로의 z 변환에서의 변수들이다. 도 1에 도시된 화상 처리 장치의 전체 구성은 2차원 델타-시그마 변조 회로로서 간주된다. 그러므로, 하기의 수학식 1은 화상 처리 장치에서 입력 및 출력의 관계에 대하여 주어진다.
상기 수학식에서 Y(z1,z2), X(z1,z2) 및 E(z1,z 2)는 각각 y(i,j), x(i,j) 및 e(i,j)의 z 변환을 통해 발생된 값이다. 양자화 오차 E(z1,z2)를 변조하기 위한 필터의 전달 함수 H(z1,z2)는 하기의 수학식 2에 의해 주어진다.
전달 함수 H(z1,z2)는 2차원의 유한한 임펄스 응답(FIR)의 하이패스 필터(hifh-pass filter)를 표시한다. 하이패스 필터는 고역으로 변조된 양자화 오차 E(z1,z2)의 변조 특성을 결정하는 양자와 오차들을 변조하기 위한 필터이다. 이하에서, 전달 함수들 H(z1,z2) 및 G(z1,z2)로 표시되는 필터들은 각각 필터 H(z1,z2) 및 필터 G(z1,z2)로서 도시된다.
G(z1,z2)는 하기 수학식 3에 의해 주어진다.
상기 수학식 3에서 첫번째 Σ는 n1이 -N1로부터 M1까지인 것에 대한 합을 표시한다. 상기 수학식 3에서 두번째 Σ는 n2가 -N2로부터 M2까지인 것에 대한 합을 표시한다. N1, M1, N2 및 M2 는 각각 양의 정수이다. 필터 계수는 g(n1,n2)에 의해 주어지며, 대상 화소(target pixel)는 n1 = 0 및 n2 = 0 에 의해 주어진다.
예를 들어 g(i,j)와 같은 일반적인 필터들에 있어서, G(z1,z2)의 계수는 하기 수학식 4에 의해 주어진다. 이 수학식에서 *는 g(0,0) = 0 인 곳에서의 대상 화소를 표시한다.
도 2는 수학식 4에서 주어지는 필터 G(z1,z2)를 이용하는 오차 변조 필터 H(z1,z2)의 주파수 특성을 도시한다. 주파수의 절대값은 도 2에서의 높은 주파수를 표시한다. 수학식 4에서 주어지는 필터 G(z1,z2)를 이용하는 필터 G(z1,z 2) 및 필터 H(z1,z2)는 Jarvis, Judice & Ninke 의 필터라 부른다(이하, Jarvis의 필터라 부른다).
그러나, 전술한 종래의 오차 확산법은 하기와 같은 2가지 문제점을 가지고 있다. 첫번째 문제점은 도트 발생이 하이라이트 영역(도트가 드문 영역)의 상승부에서 상당히 지연되며, 화이트 도트(도트에 의해 둘러싸인 도트가 없는 점 모양의 부분)의 발생도 새도우 영역(도트가 밀집된 영역)의 상승부에서 상당히 지연되는 현상이 발생한다는 것이다. 본 발명에서는 이와 같은 현상을 도트 지연 현상으로 부른다.
두번째 문제점은 하이라이트 영역 이외의 영역(예를 들어 새도우 영역)과 하이라이트 영역이 변화하는 부분에서 도트가 꼬리를 끌면서 사라지는(missing like tailing) 현상이 발생한다는 것이다. 동일한 방식으로, 새도우 영역 이외의 영역(예를 들어 하이라이트 영역)과 새도우 영역이 변화하는 부분에서 도트가 꼬리를 끌면서 사라지는(missing like tailing) 현상이 발생한다. 본 발명에서는 이와 같은 현상을 테일링 현상(tailing pheneomenon)이라 부른다.
상술한 도트 지연 현상 및 테일링 현상이 발생하는 일반적인 화상의 예를 도 3 및 4를 참조하여 이하에서 설명한다. 도 3은 원화상을 도시한다. 원화상의 계조치의 범위는 '0' 에서 '255' 까지이다. 계조치는 배경 하이라이트 영역에서 '253'이며, 원화상 중앙의 직각(rectangular) 새도우 영역에서 '2'이다. 새도우 영역 우하부의 희미하게 비스듬한 선의 계조치는 원화상에서 '210' 내지 '240'이다. 계조치가 2개의 레벨로 줄여지도록, 도 1에 도시된 화상 처리 장치에 의해 도 3에 도시된 원화상 상에 오차 확산 처리를 수행하므로써 발생된 화상을 도시한다. Jarvis의 필터가 오차 확산 처리에서 오차 변조 필터로서 사용된다. 이 처리는 주 주사 방향에서는 좌로부터 우로 실행되며, 부 주사 방향에서는 위로부터 아래로 실행된다.
도 4에 도시된 바와 같이 오차 확산 처리가 수행된 화상에 있어서, 도트가 균등하게 발생되었을 배경의 상부 및 좌측부에 어떠한 도트도 발생치 않는다. 이것을 도트 지연 현상이라 부른다. 도 4에 도시된 실시예에서 오차 확산 처리는 주 주사 방향에서는 좌로부터 우로 부 주사 방향에서는 위로부터 아래로 실행되었기 때문에, 도트 발생은 상부 및 좌측부에서 지연되어, 그 영역은 도트가 없는 영역이 된다. 이것은 화이트 도트의 발생이 상단부 및 좌단부에서 지연되는 중앙의 직각 새도우 영역에도 동일한 방식으로 적용된다. 특히, 도 4에 도시된 실시예에서는, 상단부 및 좌단부로부터 새도우 영역 내의 우하단부를 통하는 영역에서 화이트 도트가 발생하지 않는다.
도 4에 도시된 화상에 있어서, 중앙에 있는 직각 새도우 영역의 우하단부에 도트가 꼬리를 끌며 사라지는 영역이 존재한다. 이것이 테일링 현상이다. 새도우 영역의 우하단부에 도시된 경사진 선의 일부는 상기 테일링 현상에 기인하여 도 4에 도시된 화상에서 사라진다.
이와 같은 지연 현상 및 테일링 현상은 도 4에 도시된 바와 같이 화질을 크게 떨어뜨린다.
이하에서는 도트 지연 현상 및 테일링 현상의 원인에 대하여 설명한다. 양자화기(112)의 임계치(threshold value)는, 도 1에 도시된 화상 처리 장치를 사용하여 '0'과 '255'의 2개의 레벨로 입력 화상 데이타의 양자화 레벨을 축소하도록, 오차 확산 처리가 실행시에는 '128' 또는 '127'이다. 이하의 설명에서, 양자화기(112)의 임계치는 '128'로 한다.
양자화기(112)에서 발생된 오차 e(i,j)의 크기(절대값)는 입력 화상 데이타 x(i,j)의 계조치가 도 3에 도시된 원화상의 새도우 영역에 대해서 '2'이거나, 입력 화상 데이타 x(i,j)의 계조치가 원화상의 하이라이트 영역에 대해서 '253'일 때에는 '2'와 같은 작은 값을 갖는다. 양자화기(112)에서 발생된 작은 오차는 수학식 4의 필터 계수 g(i,j)에 따라서 인근 화소들로 확산되어 더 작은 값으로 축소된다. 이와 같은 복수의 화소의 작은 오차들이 축적된다. 축적된 오차들의 수가 양자화기(112)의 임계치 '128'을 초과하면, 도트 또는 화이트 도트가 먼저 나타난다. 따라서, 도트 지연 현상 및 테일링 현상의 원인은 다음과 같이 설명될 수 있다.
도트 지연 현상의 원인은, 각 픽셀에서 발생된 양자화 오차가 하이라이트 영역이나 새도우 영역에서 작기 때문에, 오차들이 임계치에 도달하도록 오차들을 축적하기에 장시간이 필요하다는 것이다.
테일링 현상의 원인은 다음과 같다. 특정 영역에 축적된 양자화 오차들은 그 영역의 처리가 완료된 후에도 잔존한다. 이 영역이 하이라이트 영역이나 새도우 영역으로 변화되면, 각 화소에 발생된 양자화 오차는 도트 지연 현상에서 보다 작게된다. 그 결과, 특정 영역 내에 축적된 오차들을 제거하는 데 오랜 시간이 필요하게 된다.
그러므로, 상술한 바와 같이, 도트 지연 현상 및 테일링 현상의 원인은 동일하다. 즉, 도트 지연 현상 및 테일링 현상은 같은 문제의 두 측면이라고 할 수 있다.
상술한 도트 지연 현상 및 테일링 현상을 해결하기 위하여, 임계치 최적화 오차 확산법이 제안되고 있는 데, 이는 1997년 5월 27-28일에 열린 Japan 1997 Annual Meeting Abstract의 Society of Photographic Science and Technology의 116-119면에 기제되어 있는 도시아끼 가꾸따니의 '고 퀄러티 출력을 위한 향상된 오차 확산법'에 설명되어 있다.
이하에서는, 임계치 최적화 오차 확산법을 간략하게 설명한다. 이 방법에서는, 상술한 도트 지연 현상 및 테일링 현상의 원인에 주목하고 있다. 계조치의 범위가 '0' 내지 '255'인 입력 화상 데이타를 '0' 및 '255'의 2개의 양자화 레벨을 갖는 데이타로 축소하기 위하여, 양자화기의 임계치는 '128' 과 같은 고정치는 아니지만, 입력 화상 데이타의 계조치에 근사한 값이다. 그 결과, 축적된 오차들이 임계치에 도달하기 까지의 시간이 감소하게 된다. 구체적으로, 임계치 최적화 오차 확산법은 양자화기의 임계치 Th가 하기 수학식 5의 입력 화상 데이타 x(i,j)의 선형 함수인 방법이다.
여기서, n은 정수이다.
도 5는 입력 화상 데이타의 레벨과 n이 '12'인 임계치 Th 사이의 관계를 도시한다.
도 6 및 7에서는, 일반적인 오차 확산법으로 얻은 화상과 임계치 최적화 오차 확산법으로 얻은 화상간의 비교가 행해진다. 도 6은 도 3에 도시된 입력 화상 데이타를 양자화기의 임계치가 '128'인 일반적인 오차 확산법에 의해 양자화 레벨이 '0'과 '255'의 2개의 레벨인 데이타로 축소하므로써 얻어진 화상을 도시한다. 도 7은 도 3에 도시된 입력 화상 데이타를 수학식 5에서의 'n'이 '12'인 임계치 최적화확산법에 의해 양자화 레벨이 '0'과 '255'의 2개의 레벨인 데이타로 축소하므로써 얻어진 화상을 도시한다. 어느 경우에서도, 오차 변조 필터로서 Jarvis 필터를 사용한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 임계치 최적화 확산법은 도트 지연 현상 및 테일링 현상을 해결한다.
그러나, 중앙에 있는 직각 새도우 영역의 에지는 도 7에 도시된 화상에서 톱날 모양으로 들쭉날쭉하게(jag) 된다. 임계치 최적화 확산법이 하이라이트 영역들 및 새도우 영역들의 에지를 톱날 모양으로 만들기 때문에, 이 방법은 하이라이트 영역과 새도우 영역이 구분되는 문자 또는 컴퓨터 그래픽 화상 등과 같은 인공적 화상의 화질을 열화시킨다. 또한, 이 방법은 자연 화상이 얼룩지게 한다.
상술한 '고 퀄러티 출력을 위한 향상된 오차 확산법'에서, 각 계조치에 대한 임계치를 최적화하고, 계조치들과 임계치들 사이의 관계표를 제공하고, 그 표와 관련하여 각 계조치에 대하여 임계치를 결정하는 방법이 양자화기의 임계치가 입력 화상 데이타의 선형 함수인 방법 대신에 개시되어 있다. 그러나, 임계치가 도 3에 도시된 입력 화상 데이타에 대한 식으로 최적화되더라도, 상기 방법과 임계치가 입력 화상 데이타의 선형 함수인 방법간에는 많은 계조치들이 작은 값이기 때문에 큰 차이가 없다.
임계치 최적화 확산법이 양자화기의 임계치를 결정하기 위한 입력 화상 데이타와 관련하여 필요하기 때문에, 데이타를 판독하는 데 필요한 시간이 2배가 되어 처리 시간이 증가한다.
앞서의 문제점들은 의사 중간조 표현법으로서 오차 확산법 대신에 사용된 평균 오차 최소법에서도 당연히 발생한다. 이것은 평균 오차 최소화법과 오차 확산법이 대상 화소로부터 발생된 양자화 오차가 두 방법이 서로 다른 절차적 단계를 갖더라도 대상 화소 부근의 양자화 되지 않은 입력 화상 데이타 내로 확산된다는 점에서 유사하기 때문이다.
본 발명의 목적은 오차 확산 처리를 수행하므로써 계조화를 수행하는 회수를 감소시키면서 간단한 처리에 의해 화질을 유지하기 위한 화상 처리 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 화상 처리 방법은, 전체 화상 데이타를 형성하는 화소들 각각의 입력 화상 데이타를 적어도 하나의 임계치에 기초하여 양자화하여 상기 입력 화상 데이타를 적어도 2개의 양자화 레벨 중 임의의 레벨을 갖는 출력 화상 데이타로 변환하는 양자화 단계; 상기 양자화 단계에서 상기 화소들 각각의 입력 화상 데이타를 양자화하는 데서 생기는 양자화 오차를 양자화 후의 양자화 레벨에 기초하여 양자화 레벨들 각각에 대하여 설정된 특정 범위 내의 양자화 오차로 변환하는 변환 단계; 및 상기 화소들 중 대상 화소에 대하여 상기 변환 단계에서 변환된 후의 양자화 오차를 상기 대상 화소 근처의 미양자화 화소의 입력 화상 데이타에 대하여 확산시키는 확산 단계를 포함한다.
본 발명의 화상 처리 장치는, 전체 화상 데이타를 형성하는 화소들 각각의 입력 화상 데이타를 적어도 하나의 임계치에 기초하여 양자화하여 상기 입력 화상 데이타를 적어도 2개의 양자화 레벨 중 임의의 레벨을 갖는 출력 화상 데이타로 변환하는 양자화 수단; 상기 양자화 수단에 의해 상기 화소들 각각의 입력 화상 데이타를 양자화하는 데서 생기는 양자화 오차를 양자화 후의 양자화 레벨에 기초하여 양자화 레벨들 각각에 대하여 설정된 특정 범위 내의 양자화 오차로 변환하는 변환 수단; 및 상기 화소들 중 대상 화소에 대하여 상기 변환 수단에 의하여 변환된 후의 양자화 오차를 상기 대상 화소 근처의 미양자화 화소의 입력 화상 데이타에 대하여 확산시키는 확산 수단을 포함한다.
본 발명의 화상 처리 방법에 따르면, 양자화 단계에서는, 화소들 각각의 입력 화상 데이타가 적어도 하나의 임계치에 기초하여 양자화되고 적어도 2개의 양자화 레벨 중 임의의 레벨을 갖는 출력 화상 데이타로 변환된다. 변환 단계에서는, 양자화 단계에서 화소들 각각의 입력 화상 데이타를 양자화하는 데서 생기는 양자화 오차가 양자화 후의 양자화 레벨에 기초하여 양자화 레벨들 각각에 대하여 설정된 특정 범위 내의 양자화 오차로 변환된다. 화소들 중 대상 화소에 대하여 변환 단계에서 변환된 후의 양자화 오차가 대상 화소 근처의 미양자화 화소들의 입력 화상 데이타에 대하여 확산된다.
본 발명의 화상 처리 장치에 따르면, 양자화 수단에 의하여, 화소들 각각의 입력 화상 데이타가 적어도 하나의 임계치에 기초하여 양자화되고 적어도 2개의 양자화 레벨 중 임의의 레벨을 갖는 출력 화상 데이타로 변환된다. 변환 수단에 의하여, 양자화 수단에 의하여 화소들 각각의 입력 화상 데이타를 양자화하는 데서 생기는 양자화 오차가 양자화 후의 양자화 레벨에 기초하여 양자화 레벨들 각각에 대하여 설정된 특정 범위 내의 양자화 오차로 변환된다. 화소들 중 대상 화소에 대하여 변환 수단에 의하여 변환된 후의 양자화 오차가 대상 화소 근처의 미양자화 화소들의 입력 화상 데이타에 대하여 확산된다.
본 발명의 다른 부가적인 목적, 특징 및 이점들은 이하의 설명으로부터 명백히 알 수 있을 것이다.
이하에서는 첨부된 도면들과 관련하여 본 발명의 양호한 실시예들을 상세하게 설명한다. 도 8은 본 발명의 제1 실시예의 화상 처리 방법을 실행하기 위한 화상 처리 장치의 블럭도이다. 화상 처리 장치(10)는: 입력 화상 데이타 x(i,j)로부터 후술할 필터(15)의 출력 데이타를 감산하기 위한 감산기(11); 각 화소에 대하여 상기 감산기(11)의 출력 데이타를 적어도 하나의 임계치에 근거하여 양자화하여 그 데이타를 적어도 2개의 양자화 레벨 중 어느 하나를 갖는 출력 화상 데이타 y(i,j)로 변환하기 위한 양자화 수단으로서의 양자화기(12, 도시 생략); 상기 양자화기(12)의 출력 데이타로부터 상기 감산기(11)의 출력 데이타를 감산하여 양자화 오차 e0(i,j)를 발생시키기 위한 감산기(13); 양자화 후에 상기 감산기(13)로부터 출력된 각 화소의 양자화 오차 e0(i,j)를 양자화 레벨에 따라서 각 양자화 레벨에 대하여 결정된 특정 범위 내에 있는 값의 양자화 오차 e1(i,j)로 변환하기 위한 수단으로서의 양자화 오차 변환부(14); 및 상기 양자화 오차 변환부(14)의 출력 데이타 상에서 처리하는 특정 필터링을 수행하고 상기 감산기(11)로 그 출력 데이타를 출력하기 위한 필터(15)를 포함한다. 각 픽셀에 대한 양자화 이후, 양자화 오차 변환부(14)는 양자화기(12)로부터 양자화 레벨의 정보를 수신한다.
필터(15)는 일종의 선형 필터이다. 또한, 그 전달 함수는 G(z1,z2)로 결정된다. z1 및 z2는 각각 i 방향 및 j 방향으로의 z 변환에서의 변수들이다. G(z1,z2)는 전술한 수학식 3에 의해 표현된다. 예를 들어, 필터(15)는 디지탈 필터에 의해 실현될 수도 있다.
필터(15) 및 감산기(11)는 대상 화소의 양자화 오차가 그 부근의 양자화되지 않은 화소의 입력 화상 데이타 x(i,j)로 변환부(14)에서 변환되는 양자화 오차 e1(i,j)를 확산하기 위한 수단에 대응한다.
화상 처리 장치(10)로 입력된 입력 화상 데이타 x(i,j)는 화상 입력 장치(21)로부터 제공될 수 있다. 화상 처리 장치(10)로부터 출력된 출력 화상 데이타 y(i,j)는 화상 출력 장치(22)로 제공될 수 있다. 화상 출력 장치(21)는 이미지 스캐너, 디지탈 카메라 또는 비디오 카메라와 같은 것 중 어느 하나일 수 있다. 화상 출력 장치(22)도 프린터, 액정 디스플레이 등 중 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 입력 화상 데이타 x(i,j)의 계조치들의 범위는 '0' 내지 '255'에 있다. 양자화기(12)는 단일한 임계치 '128'에 근거하여 감산기(11)의 출력 데이타를 양자화하고, 2개의 양자화 레벨, 즉 '0'과 '255' 중 어느 하나를 갖는 출력 화상 데이타 y(i,j)로 그 데이타를 변환한다. 감산기(11)의 출력 데이타가 임계치 '128'일 경우에, 출력 화상 데이타 y(i,j)의 양자화 레벨은 '255'이다.
양자화 오차 변환부(14)에서, 양자화 오차 e0(i,j)로부터 양자화 오차 e1(i,j)로의 변환 특성은 '0'과 '255'인 각 양자화 레벨에 대하여 정의된다.
도 9는 양자화 레벨이 '255'인 경우에, 양자와 오차 변환부(14)로 입력된 양자화 오차 e0(i,j)와 양자화 이후의 변환부(14)로부터 출력된 양자화 오차 e1(i,j)간의 관계의 일예를 도시하기 위한 도면이다. 이 예에서, 양자화 오차 e0(i,j)는 양자화 오차 변환부(14)에서 '71.0'과 '127.0'을 포함하는 범위 내의 값에 맞는 양자화 오차 e1(i,j)로 변환된다. 구체적으로, 양자화 오차 e0(i,j)는 양자화 이후의 양자화 레벨이 '255'인 경우에 변환부(14)에서 하기의 수학식 6a 내지 6e로 표현되는 양자화 오차 e1(i,j)로 변환된다. 하기의 수학식들에서, e0(i,j) 및 e1(i,j)는 각각 e0 및 e1으로 표현된다.
도 10은 양자화 이후의 양자화 레벨이 '0'인 양자화 오차 변환부(14)로 입력된 양자화 오차 e0(i,j)와 이 변환부(14)로부터 출력된 양자화 오차 e1(i,j)간의 관계의 일예를 도시한 도면이다. 이 실시예에서, 양자화 오차 e0(i,j)는 양자화 오차 변환부(14)에서 '-128.0'과 '-72.0'을 포함하는 범위 내의 값에 맞는 양자화 오차 e1(i,j)로 변환된다. 구체적으로, 양자화 오차 e0(i,j)는 양자화 이후의 양자화 레벨이 '0'인 경우에 변환부(14)에서 하기의 수학식 7a 내지 7e로 표현되는 양자화 오차 e1(i,j)로 변환된다. 하기의 수학식들에서, e0(i,j) 및 e1(i,j)는 각각 e0 및 e1으로 표현된다.
양자와 오차 변환부(14)에서의 변환 이후에 양자화 오차 e1(i,j)가 포함되는 범위는 오차 확산 처리가 양자화 오차 변환부(14)에서 변환되지 않은 양자화 오차 e0(i,j)에 근거하여 실행되는 정상 상태(steady state)로 양자화 오차 e0(i,j)가 수렴하는 범위를 포함하는 범위로 설정된다. 양자화 오차 e0(i,j)가 정상 상태에서 수렴하는 범위는 넓은 범위의 계조치들을 포함하는 원화상을 처리하는 오차 확산을 실제로 실행하여, 그 결과 발생된 양자화 오차들을 측정하므로써 결정된다. 도 9의 참조 번호 23 및 도 10의 참조 번호 24는 각각 양자화 오차 e0(i,j)가 정상 상태에서 수렴하는 범위를 도시한다. 도 9의 범위 23은 '76'과 '127' 사이에 있을 수 있다. 도 10의 범위 24는 '-128'과 '-77' 사이에 있을 수 있다.
변환 이후의 양자화 오차 e1(i,j)가 양자화 오차 e0(i,j)가 정상 상태에서 수렴하는 범위 보다 더 좁은 범위라면, 정상 상태에서 발생된 것 보다 더 많은 도트 또는 화이트 도트가 발생되어, 원화상의 계조는 바람직하지 않게 변화될 수 있다.
이하에서는 본 실시예의 화상 처리 방법을 개략적으로 설명한다. 본 방법은 도트 지연 현상 및 테일링 현상을 해결하기 위하여 특정 레벨이나 그 이상에서 양자화 오차의 크기(절대값)를 일정하게 유지하므로써 축적된 오차들이 임계치에 도달하기에 필요한 시간을 감소시키는 것이다. 이것은 양자화 오차의 다이나믹스가 정상 상태에서 특정 범위 내로 수렴한다는 사실을 이용하는 방법이다. 따라서, 본 실시예에서, 변환 이후의 양자화 오차 e1(i,j)가 특정 레벨이나 그 이상의 레벨에서 양자화 오차의 크기(절대값)를 유지하기 위해 특정 범위 내를 만족하도록, 양자화 오차 e0(i,j)가 양자화 오차 변환부(14)에서 양자화 오차 e1(i,j)에 수렴한다. 변환 이후의 양자화 오차 e1(i,j)가 만족하는 특정 범위는 오차 확산 처리가 양저화 오차 변환부(14)에서 변환되지 않은 양자화 오차 e0(i,j)에 근거하여 실행되는 정상 상태에서 양자화 오차 e0(i,j)가 수렴하는 범위를 포함하는 범위로 설정된다.
이하에서는, 본 실시예의 화상 처리 장치(10)의 동작에 대하여 설명한다. 이 설명은 본 실시예의 화상 처리 방법에도 적용된다.
화상 처리 장치(10)에서 필터(15)로부터 출력된 데이타는 감산기(11)에서 입력 화상 데이타 x(i,j)로부터 감산된다. 감산기(11)로부터 출력된 데이타는 양자화기(12)에서 양자화된다. 양자화기(12)로부터 출력된 데이타는 화상 처리 장치(10)로부터의 출력 화상 데이타 y(i,j)로서 출력된다. 또한, 감산기(11)로부터 출력된 데이타는 감산기(13)에서 양자화기(12)로부터 출력된 데이타로부터 감산되어 양자화 오차 e0(i,j)를 발생한다. 감산기(13)로부터 출력된 데이타로서 양자화 오차 e0(i,j)는 양자화 오차 e0(i,j)가 각 양자화 레벨에 대하여 결정된 특정 범위 내의 양자화 오차 e1(i,j)로 양자화기(12)에서 양자화 이후의 양자화 레벨에 근거하여 변환되는 양자화 오차 변환부(14)로 입력된다. 양자화 오차 변환부(14)로부터 출력된 데이타로서 양자화 오차 e1(i,j)는 필터링 처리가 실행되며 전달 함수 G(z1,z2)에 의해 표현되는 필터(15)로 입력된다. 필터(15)로부터 출력된 데이타는 감산기(11)로 입력된다.
이와 같은 동작에 의해, 화상 처리 장치(10)는 입력 화상 데이타 x(i,j)가 단일한 임계치에 근거하여 양자화되고, 2개의 양자화 레벨 중 어느 하나를 갖는 출력 화상 데이타 y(i,j)로 변환되는 오차 확산 처리를 수행한다. 양자화에 의해 발생한 양자화 오차 e0(i,j)가 변환부(14)에서 변환되는 양자화 오차 e1(i,j)는 대상 화소 부근의 양자화되지 않은 화소들의 입력 화상 데이타로 확산된다.
이하에서는, 양자화 오차 e0(i,j)를 양자화 오차 변환부(14)에서 양자화 오차 e1(i,j)로 변환하기 위한 방법들 중 3가지 실시예들을 설명한다. 제1 실시예는 변환 이전의 양자화 오차 e0(i,j)에 특정 값의 가산 또는 감산이 양자화 오차 e0(i,j)가 특정 범위 밖에 있는 경우에 변환 이후의 양자화 오차 e1(i,j)는 특정한 범위를 만족할 때 까지 반복되는 방법이다. 가산되거나 감산되는 특정 값은 도 9 및 10에 도시된 바와 같은 변환을 수행하도록 '56'으로 한다.
제2 실시예에 따른 방법에 있어서, 변환전의 양자화 오차 e0(i,j)의 전 범위는 복수의 영역들로 분할되어 있다. 양자화 오차 e0(i,j)가 특정 범위 밖에 있는 경우에, 각 영역에 대하여 결정된 특정 값은 양자화 오차 e0(i,j)가 속하는 영역에 따라서 양자화 오차 e0(i,j)에 가산되거나 그 값으로부터 감산된다. 그 결과, 양자화 오차 e1(i,j)가 특정 범위 내에 있도록 양자화 오차는 변환된다. 도 9 및 10에 도시된 바와 같은 변환을 실행하도록, 수학식 6a 내지 6e 및 7a 내지 7d의 계산이 제2 실시예에서 수행된다. 각 영역에 대하여 정의된 특정 값은 '56'의 정수배이다.
본 실시예는 변환전의 양자화 오차 e0(i,j)와 변환 후에 예를 들어 ROM에 저장된 양자화 오차 e1(i,j)간의 관계에 근거하여 양자화 오차 변환을 수행하는 방법이다.
상술한 3개의 실시예들 중 어느 하나가 전용 회로를 구성함으로써 하드웨어적으로 실현되거나 마이크로컴퓨터 등을 통하여 소프트웨어적으로 실현될 수 있다.
이하에서는, 본 실시예의 화상 처리 방법 및 장치의 효과를 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시예와 비교되는 일반적인 오차 확산 방법을 통해 얻은 화상의 예를 도시한다. 구체적으로, 양자화기(112)의 임계치가 '128'인 도 1에 도시된 화상 처리 장치를 사용하여 도 11은 도 3에 도시된 입력 화상 데이타의 양자화 레벨을 '0'과 '255'의 두개의 레벨로 감소시키므로써 얻어진 화상을 도시한다. Jarvis 필터가 오차 변조 필터로서 사용된다. 도 12는 도 11에 도시된 화상을 얻기 위한 양자화 이전의 데이타(양자화기(112)로 입력된 데이타)를 도시한다.
도 12는 양자화 오차가 축적되어 있는 형태를 도시한다. 도 12에서 도트 지연 현상과 테일링(tailing) 현상이 발생되는 영역 상에 주목하면, 각 화소 내에 발생된 오차의 크기가 작기 때문에 오차가 축적된 임계치에 도달하여 도트 또는 화이트 도트가 발생하는 것이 지연된다. 테일링 현상이 발생되는 영역에서, 중앙의 직각 영역에 축적된 오차는 직각 영역의 처리가 완료된 후 잔류하게 되고 이 축적된 오차가 상쇄하는 데는 긴 시간이 걸린다는 것을 알 수 있다. 그러한 도트 지연 현상과 테일링 현상이 발생되는 영역에 공통되는 것은 축적된 오차들이 여전히 적기 때문에 양자화 전의 데이타의 계조는 처리가 그 영역으로 이어진 직후 잠시 동안 원화상의 계조 근방의 레벨을 유지한다는 것이다.
도 11의 배경하에서 도트들이 일정하게 발생되는 영역에 주목하면, 이 영역이 본래 거의 화이트라고 할지라도, 회색 데이타의 반복된 변화는 도 12에 나타난 양자화 전에 데이타 내의 축적된 오차들로 인해 안정성을 가지고 생성된다. 즉, 상부 좌측부로부터 축적된 양자화 오차들이 양자화기(quantizer)의 임계치에 도달하여 도트 또는 화이트 도트들의 생성이 시작될 때, 양자화 오차는 특정 크기 보다 큰 범위 내에 수렴된다. 이는 오차 확산 처리에 뛰어난 오차 수렴 특성이다. 이 특성은 모든 계조에 유사하게 적용한다. 따라서, 여전히 작은 축적된 오차들은 전술된 수렴 범위 내에 강제적으로 배치되어 도트들 또는 화이트 도트들의 생성이 촉진되게 된다. 그 결과, 도트 지연 현상과 테일링 현상이 분석된다. 이것은 본 발명의 실시예의 화상 처리 방법의 원리이다.
도 13은 본 발명의 실시예의 화상 처리 방법 및 장치를 통해 구해진 화상의 일례를 나타낸다. 구체적으로, 도 13은 도 8에 나타난 화상 처리 장치(10)를 이용하여, 도 3에 나타난 입력 화상 데이타의 양자 레벨을 "0"과 "255"로 2치화하여 구해진 화상을 나타낸 도면으로서, 양자화기(12)의 임계치는 '128'이다. 도 14는 도 13에 나타난 화상을 구하기 위한 양자화 전의 데이타(양자화기(12)에 입력된 데이타)를 나타낸다. 도 13에 나타난 바와 같이, 도트 지연 현상과 테일링 현상이 해소되는 것을 알 수 있다. 도 14에 나타난 바와 같이, 축적된 오차들이 특정 범위 내에 항상 수렴하기 때문에 도트들 또는 화이트 도트들의 생성은 지연되지 않고 도트들과 화이트 도트들은 균일하게 분포되어 있다는 것을 알 수 있다.
도 15 내지 도 18을 참조하면, 임계치 최적화 오차 확산법을 통해 구해진 화상과 본 발명의 화상 처리 방법 및 장치를 통해 구해진 화상 간에 비교가 행해질 것이다. 도 15는 임계치 최적화 오차 확산법을 통해 구해진 화상의 일례를 나타낸다. 도 16은 본 실시예의 화상 처리 방법 및 장치를 통해 구해진 화상의 일례를 나타낸다. 이들 실시예에서, 도 3에 나타난 입력 화상 데이타가 사용되고 자비스 필터(Jarvis's filter)는 오차 변조 필터로서 사용된다. 도 15와 도 16에 나타난 화상을 구하기 위하여, 랜덤한 번호들을 이용한 종료점 처리가 수행되고 수평 주사 방향은 도트들의 분산성을 향상시키기 위하여 각 래스터에 대해 반전된다. 랜덤한 번호들을 이용한 종료점 처리는, 구체적으로 화상의 상부 말단 부분, 좌측 말단 부분 및 우측 말단 부분의 처리시 랜덤한 번호들을 부여함으로써 입력 화상 데이타로부터 구해지지 않는 데이타를 부가하는 것이다.
도 17은 임계치 최적화 오차 확산법을 통해 구해지는 화상의 다른 예를 나타낸다. 도 18은 본 실시예의 화상 처리 방법 및 장치를 통해 구해진 화상의 다른 예를 나타낸다. 이들 실시예에서, 필터의 계수는 이하 수학식 8로 표현되고 자비스 필터 대신에 오차 변조 필터로서 사용된다. 저주파수 영역에서의 필터의 응답은 공간적으로 등방성이고, 이 필터로 인해 자비스 필터에 비해 더 낳은 도트 분산성이 달성된다. 도 17과 도 18에 나타난 화상들을 구하는 나머지 조건은 도 15와 도 16의 경우와 유사하다.
도 15 내지 도 18에 나타난 바와 같이, 임계치 최적화 오차 확산법을 통해 구해진 화상 또는 본 실시예의 화상 처리 방법 및 장치를 통해 구해진 화상 어디에도, 도트 지연 현상과 테일링 현상이 해소되고 도트들과 화이트 도트들은 균등하게 분포된다. 그러나, 임계치 최적화 오차 확산법(도 15와 도 17)을 통해 구해진 화상, 강조 표시된 영역의 에지 및 그림자 영역은 둘쭉날쭉하게 된다. 이에 비해, 본 실시예의 화상 처리 방법 및 장치(도 16과 도 18)를 통해 구해진 화상에 있어서, 강조 표시된 영역 및 그림자 영역의 에지들은 임의의 둘쭉날쭉한 부분없이 샤프(sharp)한 윤곽을 가진다.
전술된 본 실시예의 화상 처리 방법 및 장치에 따르면, 양자화 오차 e0(i,j)는 양자화 오차 변환부(14)에서 양자화 오차 e1(i,j)로 변환되어 양자화 오차의 크기(절대값)가 특정 레벨 이상으로 항상 유지되게 한다. 이로써, 양자화기(12)의 임계치에 도달한 축적 오차들에 필요한 시간이 감소된다. 그 결과, 본 실시예의 화상 처리 방법 및 장치에 따르면, 도트 지연 현상과 테일링 현상이 분석됨은 물론 강조 표시된 영역과 그림자 영역의 에지 부분의 샤프한 모양으로 둘쭉날쭉한 부분없이 달성된다. 이로써, 화질이 유지된다. 본 실시예에 따르면, 문자들과 같은 인공적인 화상과 컴퓨터 그래픽 화상의 샤프한 묘사는 화질의 감소없이 달성된다. 또한, 본 실시예는 오점없이 자연스러운 화상의 샤프한 묘사를 구현한다.
본 실시예의 화상 처리 방법 및 장치는 통상적인 오차 확산 처리에 매우 간단한 처리(양자화 오차 변환부(14)의 처리)를 단순히 부가함으로써 수행된다. 통상적인 오차 확산 처리에 비해, 처리 시간이 거의 증가하지 않는다.
통상적인 오차 확산법의 화상에 걸쳐서 양자화 오차의 최소화가 보장된다. 이 때문에, 한 영역 내에 축적된 오차들은 에지를 벗어난 다른 영역내에서 상쇄되고 테일링 현상이 초래된다. 즉, 양자화 오차는 통상적인 오차 확산법에 따라 전체 화상 중 일부 영역에서 최소화되지 않는다.
한편, 임계치 최적화 오차 확산법에 있어서, 한 영역 내에 축적된 오차들은 에지 부분 내에서 상쇄된다. 이는 양자화기의 임계치가 에지 부분에서 불연속적으로 변화하기 때문이다. 그 결과, 에지 부분에 둘쭉날쭉한 부분이 생긴다.
본 발명의 실시예에서는, 통상적인 오차 확산법과 임계치 최적화 오차 확산법에 비해, 한 영역 내에 축적된 오차들은 상쇄되는 것이 아니라 에지 부분에서 버려지는 것이다. 따라서, 본 실시예에 따른 화상에 걸쳐서 양자화 오차의 최소화가 보장되지 않는다. 그러나, 화질면에서, 양자화 오차의 최소화가 본 실시예에 따른 화상에 걸쳐서 보장되지 않는다는 사실은 테일링 현상과 에지 부분 내의 둘쭉날쭉한 부분과 같은 화상 왜곡은 전술된 바와 같이 에지 부분 또는 에지를 벗어난 다른 영역 내의 한 영역에 축적된 오차가 상쇄됨으로써 발생되기 때문에 어떠한 문제도 유발하지 않는다고 사료된다. 본 실시예에서 계조가 점차적으로 발생되는 영역의 수렴 범위 내에 축적된 오차가 포함되기 때문에, 축적된 오차는 계조가 갑작스럽게 변화하는 에지 부분에서만 버려진다.
본 실시예에서 랜덤한 오차는 양자화 오차 변환부(14)에 입력된 양자 오차 e0(i,j)에 대해 중첩될 수 있다. 이로써, 도트 및 화이트 도트의 분산성이 향상된다.
본 실시예의 화상 처리 장치는 단일 유닛으로서 제공되거나 프린터와 같은 화상 출력 장치에 결합된 집적 회로 등의 형태로 될 수 있다.
도 19는 본 발명의 제2 실시예의 화상 처리 방법을 수행하는 화상 처리 장치의 블럭도이다. 제2 실시예는 오차 확산법 대신에 평균 오차 최소화 방법의 일례이다. 본 실시예의 화상 처리 장치(25)는 필터(15) 대신에 평균 오차 최소화 방법용 필터(26)가 제공된다는 것을 제외하고 도 8에 나타난 제1 실시예의 화상 처리 장치(10)와 유사하다. 필터(26)는 대상 화소 근방의 복수 개의 양자화된 화소로부터 기인한 양자화 오차 e1(i,j)를 보유하고 각 양자화 오차 e1(i,j)에 특정 가중치를 부여하고 오차를 평균냄으로써 평균 오차를 계산한다. 다음으로, 필터(26)는 대상 화소의 입력 화상 데이타가 입력되는 경우 평균 오차를 출력한다. 이러한 처리는 대상 화소로 인한 양자화 오차를 대상 화소 근방의 미양자화된 화소의 입력 화상 데이타에 확산하는 것과 동일하다. 필터(26)은 디지탈 필터에 의해 수행될 수도 있다.
본 실시예의 나머지 구성, 동작 및 효과는 제1 실시예와 동일하다.
도 20은 본 발명의 제3 실시예의 화상 처리 장치의 블럭도이다. 본 실시예는 제1 실시예의 화상 처리 장치와 유사한 기능을 컴퓨터를 이용하여 소프트웨어 형태로 실현한 일례이다.
컴퓨터를 이용한 본 실시예의 화상 처리 장치는 중앙 처리 장치(CPU; 31), 판독 전용 메모리(ROM; 32) 및 랜덤 억세스 메모리(RAM; 33)를 포함하며, 이들은 서로 버스(30)를 통하여 상호 접속되어 있다. 화상 처리 장치는 하드 디스크 드라이브(51), CD-ROM 드라이브(52), 플로피 디스크 드라이브(53), 키보드(54), 마우스(55) 및 CRT(cathode-ray-tube)(56)을 더 포함하며, 이들은 각각 인터페이스들(41 내지 46)을 통하여 버스(30)에 접속된다. 화상 처리 장치는 화상 입력 장치(57)를 버스(30)에 접속하는 인터페이스(47)와 화상 출력 장치(58)를 버스(30)에 접속하는 인터페이스(48)를 더 포함한다.
화상 입력 장치(57)는 화상 스캐너, 디지탈 카메라, 비디오 카메라 등 중 어느 하나일 수 있다. 화상 출력 장치(58)는 프린터, 액정 디스플레이 등 중 어느 하나일 수 있다.
본 실시예의 화상 처리 장치에 있어서, CPU(31)는 RAM(33)을 작업 영역으로 하여, 하드 디스크 드라이브(51) 내의 하드 디스크 플래터, CD-ROM 드라이브(52)에 의해 구동되는 CD-ROM 및 플로피 디스크 드라이브(52)에 의해 구동되는 플로피 디스크 중 어느 하나에 저장된 애플리케이션 프로그램을 실행하는 것을 통하여, 도 8에 나타난 화상 처리 장치(10)의 기능을 수행한다.
전술된 바와 같이 수행되는 기능을 통하여, 본 실시예의 화상 처리 장치는 화상 입력 장치(57)에 의해 입력된 화상 데이타 또는 화상 처리 장치(컴퓨터)에서 행해진 화상 데이타에 대해 제1 실시예와 유사한 처리를 수행한다. 따라서, 계조 레벨의 수가 감소되는 출력 화상 데이타는 화상 출력 장치(58)에 출력된다.
본 실시예의 나머지 동작 및 효과는 제1 실시예와 동일하다.
제2 실시예의 화상 처리 장치(25)와 유사한 기능은 제3 실시예에서와 같이 컴퓨터를 이용하여 소프트웨어의 형태로 수행될 수 있다.
본 발명은 전술된 실시예에 국한되지 않지만 본 발명의 범위 내에서 또 다른 방법으로 실현될 수 있다. 예를 들면, 양자화 레벨, 양자화 레벨의 수, 필터 특성 등은 일례이고 본 발명의 애플리케이션의 모드에 따라 설정될 수도 있다.
입력 화상 데이타가 1개의 임계치에 기초하여 양자화되고 전술된 실시예의 2개의 계조 레벨의 출력 화상 데이타로 변환된다고 할지라도, 본 발명은 입력 화상 데이타가 2개의 임계치 이상에 기초하여 양자화되고 3개의 계조 레벨 이상의 출력 화상 데이타로 변환되는 경우에도 적용될 수 있다.
본 발명은 잉크젯 프린터, 용액 열전사(fusing thermal transfer) 방식의 프린터, 열 오토크롬(thermo-autochrome) 방식의 프린터, 계조 표현이 낮은 디스플레이 등에 출력될 화상 데이타의 계조 레벨의 수를 감소시키는데 효과적이다. 또한, 본 발명은 화상 처리 및 화상 데이타의 축적에 대한 부담을 경감시키기 위하여 화상 데이타의 저계조화하는 데 효과적이다.
전술된 본 발명의 화상 처리 방법 또는 장치에 따르면, 각 화소의 입력 화상 데이타는 적어도 하나의 임계치에 기초하여 양자화되고 적어도 2개의 양자화 레벨 중 어느 하나를 가지는 출력 화상 데이타로 변환된다. 양자화로 인한 양자화 오차는 양자화 후 양자화 레벨에 기초하여, 각 양자화 레벨에 대해 결정된 특정 범위 내의 양자화 오차로 변환된다. 화소들 중 타겟이된 화소에 대한 변환을 통해 구해진 양자화 오차는 대상 화소 근방의 미양자화된 화소들의 입력 화상 데이타로 확산된다. 그 결과, 화질은 오차 확산 처리에 의한 화상 데이타를 저계조화하면서 단순한 처리를 통해 유지된다.
본 발명의 다양한 변형과 변화가 전술된 기술의 관점에서 가능하다는 것은 명백하다. 따라서, 본 발명은 구체적으로 기술된 것 이외에도 첨부된 청구 범위 내에서 실현될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1은 관련 기술의 일반적인 오차 확산 처리를 실현하기 위한 화상 처리 장치의 블럭도.
도 2는 도 1에 도시된 화상 처리 장치에 사용되는 필터의 주파수 특성의 일례를 도시하는 특성도.
도 3은 원화상의 일례를 도시하는 도면.
도 4는 도 3에 도시된 원화상에 대하여 도 1에 도시된 화상 처리 장치에 의해 오차 확산 처리를 수행하여 계조 레벨을 2로 축소하여 생성된 화상을 도시하는 도면.
도 5는 임계치 최적화 오차 확산법에서 입력 화상 데이타 레벨과 임계치 간의 관계의 일례를 도시하는 특성도.
도 6은 일반적인 오차 확산법에 의하여 얻어지는 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 7은 임계치 최적화 오차 확산법에 의하여 얻어지는 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 제1 실시예의 화상 처리 장치의 블럭도.
도 9는 도 8에 도시된 양자화 오차 변환부의 특성을 도시하는 특성도.
도 10은 도 8에 도시된 양자화 오차 변환부의 특성을 도시하는 특성도.
도 11은 본 발명의 제1 실시예와 비교하기 위하여 일반적인 오차 확산법에 의하여 얻어지는 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 12는 도 11에 도시된 화상을 얻기 위한 양자화 전의 데이타를 도시하는 도면.
도 13은 본 발명의 제1 실시예의 화상 처리 방법 및 장치에 의하여 얻어지는 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 14는 도 13에 도시된 화상을 얻기 위한 양자화 전의 데이타를 도시하는 도면.
도 15는 임계치 최적화 오차 확산법에 의하여 얻어지는 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 16은 본 발명의 제1 실시예의 화상 처리 방법 및 장치에 의하여 얻어지는 화상의 일례를 도시하는 도면.
도 17은 임계치 최적화 오차 확산법에 의하여 얻어지는 화상의 다른 예를 도시하는 도면.
도 18은 본 발명의 제1 실시예의 화상 처리 방법 및 장치에 의하여 얻어지는 화상의 다른 예를 도시하는 도면.
도 19는 본 발명의 제2 실시예의 화상 처리 장치의 블럭도.
도 20은 본 발명의 제3 실시예의 화상 처리 장치의 블럭도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 화상 처리 장치
11, 13 : 감산기
12 : 양자화기
14 : 양자화 오차 변환부
15 : 필터

Claims (10)

  1. 화상 처리 방법에 있어서,
    전체 화상 데이타를 형성하는 화소들 각각의 입력 화상 데이타를 적어도 하나의 임계치에 기초하여 양자화하여 상기 입력 화상 데이타를 적어도 2개의 양자화 레벨 중 임의의 레벨을 갖는 출력 화상 데이타로 변환하는 양자화 단계;
    상기 양자화 단계에서 상기 화소들 각각의 입력 화상 데이타를 양자화하는 데서 생기는 양자화 오차를 양자화 후의 양자화 레벨에 기초하여 양자화 레벨들 각각에 대하여 설정된 특정 범위 내의 양자화 오차로 변환하는 변환 단계; 및
    상기 화소들 중 대상 화소에 대하여 상기 변환 단계에서 변환된 후의 양자화 오차를 상기 대상 화소 근처의 미양자화 화소의 입력 화상 데이타에 대하여 확산시키는 확산 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 특정 범위는, 상기 변환 단계에서 변환이 행해지지 않는 경우에 생성된 양자화 오차에 기초하여 상기 확산 단계가 행해진 경우에 양자화 오차가 정상(steady) 상태에서 수렴하는 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 변환 단계에서는, 변환 전의 양자화 오차가 상기 특정 범위의 밖에 있는 경우에는 변환 후의 양자화 오차가 상기 특정 범위 내에 포함될 때까지 변환 전의 양자화 오차에 특정 값을 가산하거나 또는 변환 전의 양자화 오차에서 상기 특정 값을 감산하는 것을 반복 수행함으로써 양자화 오차의 변환이 행해지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 변환 단계에서는, 변환 전의 양자화 오차의 전체 범위를 복수의 영역으로 분할하고, 변환 전의 양자화 오차가 상기 특정 범위의 밖에 있는 경우에는 변환 전의 양자화 오차가 속하는 영역에 따라서 영역들 각각에 대하여 설정된 특정 값을 변환 전의 양자화 오차에 가산하거나 또는 상기 특정 값을 변환 전의 양자화 오차에서 감산함으로써, 변환 후의 양자화 오차가 상기 특정 범위 내에 포함되도록 양자화 오차의 변환이 행해지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 변환 단계에서는, 변환 전의 양자화 오차와 변환 후의 양자화 오차 간의 선정된 관계에 따라서 양자화 오차의 변환이 행해지는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  6. 화상 처리 장치에 있어서,
    전체 화상 데이타를 형성하는 화소들 각각의 입력 화상 데이타를 적어도 하나의 임계치에 기초하여 양자화하여 상기 입력 화상 데이타를 적어도 2개의 양자화 레벨 중 임의의 레벨을 갖는 출력 화상 데이타로 변환하는 양자화 수단;
    상기 양자화 수단에 의해 상기 화소들 각각의 입력 화상 데이타를 양자화하는 데서 생기는 양자화 오차를 양자화 후의 양자화 레벨에 기초하여 양자화 레벨들 각각에 대하여 설정된 특정 범위 내의 양자화 오차로 변환하는 변환 수단; 및
    상기 화소들 중 대상 화소에 대하여 상기 변환 수단에 의하여 변환된 후의 양자화 오차를 상기 대상 화소 근처의 미양자화 화소의 입력 화상 데이타에 대하여 확산시키는 확산 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 특정 범위는, 상기 변환 수단에 의한 변환이 행해지지 않는 경우에 생성된 양자화 오차에 기초하여 상기 확산 수단에 의한 확산이 행해지는 경우에 양자화 오차가 정상 상태에서 수렴하는 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 변환 수단은, 변환 전의 양자화 오차가 상기 특정 범위의 밖에 있는 경우에는 변환 후의 양자화 오차가 상기 특정 범위 내에 포함될 때까지 변환 전의 양자화 오차에 특정 값을 가산하거나 또는 변환 전의 양자화 오차에서 상기 특정 값을 감산하는 것을 반복 수행함으로써 양자화 오차의 변환을 행하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 변환 수단은, 변환 전의 양자화 오차의 전체 범위를 복수의 영역으로 분할하고, 변환 전의 양자화 오차가 상기 특정 범위의 밖에 있는 경우에는 변환 전의 양자화 오차가 속하는 영역에 따라서 영역들 각각에 대하여 설정된 특정 값을 변환 전의 양자화 오차에 가산하거나 또는 상기 특정 값을 변환 전의 양자화 오차에서 감산함으로써, 변환 후의 양자화 오차가 상기 특정 범위 내에 포함되도록 양자화 오차의 변환을 행하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 변환 수단은, 변환 전의 양자화 오차와 변환 후의 양자화 오차 간의 선정된 관계에 따라서 양자화 오차의 변환을 행하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
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