JPH02177764A

JPH02177764A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH02177764A
Application number: JP63332636A
Authority: JP
Inventors: Atsuyuki Seki; 敬幸関
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1990-07-10

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〕本発明は画像データを二値化する画像処理装置に関し、
特に中間調画像を疑似的に再現することが可能な画像処
理装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、中間調を有する画像を二値化するには、デイザ法
や濃度パターン法により疑似中間調再現を行う方法が一
般的にとられている。しかしながらこのような方法にお
いては、以下に示す欠点があった。

（１）原稿が印刷等の網点画像の場合二値化された画像
には原稿には無い周期的なモアレ縞が生じる。

（２）原稿に線画０文字等が入っている場合にはデイザ
処理によりエツジが切れ切れになり画質が劣化する。

これに対しこれらの欠点を解消した二値化手法に誤差拡
散法という手法がある。この手法は原稿の二値化前の濃
度データと二値化後の濃度データとの画素ごとの誤差デ
ータを演算し、この濃度差である誤差データを周辺画素
に特定の重みづけを施して拡散させていく方法である。

これについては文献、Ｒ，Ｗ、Ｆｌｏｙｄ　　ａｎｄ　
　Ｌ。

Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ　　Ａｎ　　ＡｄａｐｔｉｖｅＡｌ
ｇｏｒｉｔｈｍ　　　ｆｏｒ　　　５ｐａｔｉａｌＧｒ
ａｙ　　　５ｃａｌｅ　　　ＳＩＤ、７５　　　Ｄ　　
ｉｇｅｓｔで発表がなされている。

第８図は従来の誤差拡散法の二値化回路部を説明するた
めのブロック図である。第８図に於いて、画像の読取系
でシェーディング補正等のＣＣＤのバツキの補正の行わ
れた濃度データ１１１　（Ａｌｌ）は加算器２１に入力
される。加算器２１では濃度データ１１１　（Ａ、、）
とエラーバッファメモリ２３に保存されている注目画素
以前に２値化した際に発生した誤差データＥＩＪに重み
付は回路２２により指定された重み付は係数α１．を正
規化してかけ合わせた値１１６とが加算され、データ１
１２　（Ａ’　、、）として出力される。これを式で書
くと以下のようになる。

ここで重み付は係数α１Ｊの一例を第９図に示す。

第９図の＊印は現在注目している注目画素の位置を示す
。

周囲の画素からの拡散された誤差データを加算したデー
タ１１２　（Ａ’　ＩＪ）は二値化回路２４で二値化し
きい値Ｃと比較され、データ１１３（Ｂ　ＩＪ）を出力
する。このＢｌｊは０又はＤｍａｘ（入力データを８ビ
ツトに量子化する場合、Ｄｍａｘ−２５５）のように二
値化されたデータとなっている。二値化されたデータＢ
ＩＪは出力バッファ２６に格納され出力データ１１４を
出力する。

一方演算器２５ではデータ１１２　（Ａ’　ＩＪ）と２
値化結果データ１１３（８問）との差分ＥＩＪが計算さ
れる。これを式で以下に示す。

Ｅ　、、！　Ａ　’　ローＢＩＪこの差分データＥＩＪをエラーバッファメモリ２３の画
素位置２７に対応する場所に格納する。

これらの処理を繰り返すことにより従来の誤差拡散法の
二値化処理が行われる。

誤差拡散法を用いて二値化処理を行った場合誤差の処理
に周期性がないので、モアレ縞が発生せず、線画１文字
も切れ切れにならずデイザ等に比べて解像度のよい画像
が形成できる。

〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
従来例の誤差拡散法では濃度が急激に変化するエツジ部
周辺のハイライト部（濃度の低い部分）及び処理始め（
形成画像の上部、及び左端）において画像が白くぬける
等の画像劣化をひきおこしていた。第８図において濃度
データ１１１と周囲からの正規化された誤差データ１１
６との和であるデータ１１２　（Ａ’　ＩＪ）は処理始
め及び急激に濃度が変化するエツジ部周辺以外では一般
的に二値化しきい値Ｃをはさんである一定の範囲に入っ
ている。しかしながら処、埋始め及びエツジ部周辺にお
いてはこの範囲からデータＡ′１」がはずれてしまい白
く抜ける等の画像劣化を生じている。

処理始めにおいての画像劣化を生じている説明を第１０
図を用いて行う、第１０図はＤｍａｘを２５５　（２５
６階調）、二値化しきい値Ｃを１２７とし、濃度が一定
の２０という画像を画素Ｐから右隣画素へと従来の誤差
拡散法の処理を進めたときの処理始め部分を示したもの
である。各画素の上の数字がＡ’ｌＪ（データ１１２）
、下のカッコでくくった数字がＡＩＪ（データ１１１）
である、この領域においてＡ′１．は二値化しきい値１
２７より低く、差分データ１　ｔ　５　（ＥＩＪ）はそ
のままＡ’ｌＪとなっているｅ　　（Ｅ　ＩＪ＝　Ａ　
’　　ＩＪ）処理始めにおいて周囲から拡散される正規
化された誤差データ１１６は差分データ１１５（Ｅ、ｊ
±Ａ’　ＩＪ）が小さいためにわずかずつしか大きくな
らない、そのためデータ１１２　（Ａ’　ＩＪ）が二値
化しきい値Ｃ（ここでは１２７）をなかなか越えないな
ためドツトが白く抜ける等の画像劣化を生じる。

エツジ部周辺において画像劣化を生じる説明を第１１図
を用いて行う。第１０図同様Ｄｍａｘを２５５、二値化
しきい値Ｃを１２７とし、従来の誤差拡散法を行ったと
きのエツジ部周辺を示したものである。各画素の上の数
字がＡ′目（データ１１２）、下の数字がＡＩＪ（デー
タ１１１）である、エツジ部周辺で濃度２３０の部分か
らマイナスの誤差を濃度２０の部分へ拡散している。濃
度２０の部分はＡＩＪが小さいうえに負の誤差がエツジ
部の複数画素から拡散されてくるためその和であるＡ’
ｌＪは第１１図かられかるようにかなり小さいものにな
る。そして処理始め同様にＡ′１．はわずかずつしか大
籾くならないためこの領域ではドツトが白く抜け、画像
の劣化を生じる。

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明によれ
ば、注目画素の画像データに該注目画素の周辺の画素の
画像データを２値化した際に発生した誤差データを加算
する手段と、前記誤差データの加算された画像データを
所定の閾値で２値化する手段と、前記２値手段にて得ら
れる２値化データに基づき画像を出力する手段とを設け
、前記２値化手段は前記誤差データの加算された画像デ
ータを前記閾値を基準とし所定のレベル内に入る様補正
した後、該補正されたデータを２値化するようにしたも
のである。これにより、画像が白く抜ける等の画質劣化
を防止したものである。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例である画像処理装置のブロ
ック図である。第１図においてＣＣＤ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１で読
み取られた画像データは、逐次Ａ／Ｄ変換器２に送られ
る。ここでは、例えば、各画素のデータを８ビツトのデ
ジタルデータに変換する。これにより２５６レベルの階
調数をもつデータに量子化されたことになる。次に補正
回路３においてセンサー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
デジタル演算処理で行う。次にこの補正処理済の信号１
００は、二値化回路４に入力され、ここで誤差拡散法に
よる二値化が行われる。二値化されたデータは信号２０
０としてプリンタ５に入力され画像として出力される。

第２図は第１図の二値化回路４の詳細を示したブロック
図である。第１図に於いて補正回路３からの出力データ
１００（ＸＩＪ）は加算器６に入力される。加算器６で
はデータ１００とエラーバッファ・メモリ８に保存され
ている差分ε１．に重み付は回路７により指定された重
み係数αＩＪを正規化してかけ合わせたデータ１０４と
が加算されデータ１０１（ｘ　　ＩＪ）として出力され
る。これを式で書くと以下のようになる。

ここで重み付は係数α目は第９図に示したものと同じで
ある。

前述第８図で説明した誤差拡散法ではＸＩＪが２値化し
きい値をはさんである一定の範囲からはずれてしまった
ために画像劣化を生じていた。そこでデータ１０１（ｘ
’　目）をルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）９を通
して２値化しきい値Ｃを基準として所定の範囲に入るよ
うに変換する。

このルック・アップ・テーブル９の人力と出力との変換
関係の一例を第３図に示す。一定の範囲をＴ１からＴ、
までとしく”ｒ＋≦Ｃ≦Ｔ２）入力データがＴ、より低
いデータをＳｌとして出力し、入力データがＴ２より高
いデータを３２として出力する（ＴＩ≦Ｓ　ｒ　＜　Ｃ
＜　Ｓ　ｘ≦Ｔ２）。

ルック・アップ・テーブル９で補正されたデータ１０２
（Ｘ　　ＩＪ）は二値化回路１０で二値化しきい値Ｃと
比較されデータ１ｏ３（ｙＩＪ）を出力する。ここでは
ｙＩｊは０又はＤｍａｘのように二値化されたデータと
なっている。二値化されたデータｙＩｊは出力バッファ
に格納され出力データ２００を出力する。

一方、演算器１１ではルック・アップ・テーブル９で補
正されたデータ１０２と二値化データ１０３（）’ｔＪ
）との差分εＩＪが計算される。これを式で表わすと以
下となる。

εＩＪ−Ｘ　　Ｉｊ−ｙＩＪこの結果εＩＪはエラーバッファメモリ８の画素位置１
３に対応する場所に格納される。これらの処理を繰り返
すことにより処理始め及びエツジ周辺の白く抜ける等の
画像劣化を補正した誤差拡散法の二値化処理が行われる
。

尚、本実施例ではＴ＋＝Ｓ＋＝９８、Ｔ２＝５２−１５
８とした。

第１０図と全く同じ画像データ、即ちＤｍａ　ｘ＝２５
５、二値化しきい値Ｃ１２７とし、濃度が一定の２０で
ある画像データに本実施例の処理を行ったときのデータ
を第４図に示す。各画素の上の数字がＸＩＪ（データ１
０２、第２図）、下のかっこの中がＸＩＪ（データ１０
０．第２図）にあたり、ＴＩ＝９８、Ｔ、＝１５８、Ｓ
、＝９８．５２−１５８で本実施例を実施した結果であ
る。

第１０図ではＤｍａｘとして出力する画素は全くなかっ
たのに第４図にはＤｍａ　ｘで出力する画素が現われて
いる。処理始めの画素■からほぼ面積階調にあたいする
Ｄｍａ　ｘの出力が得られる。

第１１図と全く同じエツジ部のある画像データに上記同
様本実施例の処理を行フたときのデータを第５図に示す
、第５図同様、各画素の上の数字がＸ　　ＩＪ、かっこ
の中の数字がＸ目、斜線の画素がＤｍａｘとして出力す
る画素である。第１１図と比較してみると、エツジ部周
辺で白くぬけていた部分で急激に濃度が上昇するためド
ツトが白くぬけることを防止している。

この様に本実施例では、所定の濃度レベル以下又は以上
の画像データに対しては閾値から一定の範囲に入る様補
正を行うので、処理始め、又はハイライト部でドツトが
打たれず、画質劣化をおこすといったことを防止できる
。

しかも、中間調濃度部分では補正が行われないので、原
稿に忠実な中間調画像を再現できる。

〔他の実施例〕

本発明の他の実施例のブロック図を第６図に示す。第６
図において補正回路３からの出力データ１００は第２図
の実施例と同様、加算器６に入力され、重み付は回路７
によりデータ１００とエラーバッファメモリ８に保存さ
れている周囲の差分情報に正規化された重み付は係数α
目をかけ合わしたものを加算しデータ１２１として出力
する。出力されたデータ１２１はルック・アップ・テー
ブル（ＬＵＴ）３４，３５．３６に入力される。第７図
にルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）３４．３５．３
８の入出力変換関係を示す、、第７図に於いてルック・
アップ・テーブル（ＬＵＴ）３４に入ったデータ、１２
１はデータ１２１がＪ、より低いときはＪ、として、Ｊ
２より高いときはＪ４として変換され出力される。

ルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）３５．３６も同様
な変換が行われる。ルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ
）３４，３５．３６で変換されたデータはそれぞれデー
タ１２２，１２３，１２４として出力され選択器３７に
入力される。この選択器３７でデータ１００（注目画素
の濃度）によって、補正データ１２５をデータ１２２゜
１２３．１２４の中から１つ選択する。補正データ１２
５の選択方法は以下の通りである。

データ１００≧ａ　　　のとき　データ１２２ａ〉デー
タ１００≧ｂ　のとき　データ１２３ｂ〉データ１００
　　　　のとき　データ１２４尚、ａｍｌ　５Ｂ、ｂ＝
９８とする。

以下、第２図の実施例と同様、補正されたデータ１２５
を二値化回路１ｏで二値化しきい値Ｃと比較されデータ
１２６を出力する。ここでデータ１２６はＯまたはＤｍ
ａｘのように２値化されたデータとなっている。

演算器１１、エラーバッファ・メモリ８、重み付は回路
７は第２図の実施例で示したものと同じ働きをする。

このようにして現在注目している画素の濃度により注目
画素の濃度と重み付けられた周囲画素の差分情報との和
を補正する範囲を替えることにより、より効果的に処理
始め及びエツジ周辺の白く抜ける等の画像劣化を補正す
ることができる。

尚、本実施例では、画像データが１ｆ！！類の白黒画像
の場合を説明したが、本発明は第２図又は第６図の回路
構成をＦＬ、Ｇ、８３色分持たせることで、カラー画像
にも適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の画像処理装置によれば、
簡単な構成で処理始め（形成画像の上部及び左端）及び
エツジ部周辺の画像劣化を防止し画質を向上することが
でき、非常に有用である。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例である画像処理装置のブロッ
ク図、第２図は第１図の２値化回路の詳細を示したブロック図
、第３図、第７図はルック・アップ・テーブルによる人出
力変換の一例を示した図、第４図、第５図は本実施例における画像出力例を示した
図、第６図は他の実施例における２値化回路のブロック図、第８図は従来の誤差拡散法の二値化方法を説明するため
の図、第９図は重み付は係数の一例を示した図、第１０図、第
１１図４ま従来の画像処理装置における画像出力例を示
した図である。図中、６は加算器７は重み付は回路８はエラーバッファメモリ９はルック・アップ・テーブル（ＬＵＴ）１０は二値化
回路１１は演算器１２は出力バッファである。

Claims

【特許請求の範囲】注目画素の画像データに該注目画素の周辺の画素の画像
データを２値化した際に発生した誤差データを加算する
手段と、前記誤差データの加算された画像データを所定の閾値で
２値化する手段と、前記２値手段にて得られる２値化データに基づき画像を
出力する手段とを有し、前記２値化手段は前記誤差データの加算された画像デー
タを前記閾値を基準とし所定のレベル内に入る様補正し
た後、該補正されたデータを２値化することを特徴とす
る画像処理装置。