JPH03275372A - データ変換装置 - Google Patents

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］ 本発明はデータ変換装置に関し、例えば、１画素単位で
階調表現、即ち、多値出力ができるデータ変換装置に関
する。

［従来の技術］ 従来より、インクジェット方式、昇華性染料を用いた熱
転写方式、電子写真方式等の出力装置において、１画素
単位で、ドツトの濃度変調、又は面積変調等により階調
表現が可能な画像出力装置が提案されている。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上述した従来例においては、以下の欠点
があった。

すなわち、前述した多値出力可能な画像出力装置では、
２値出力の画像出力装置に比べて、各画素のいわゆる深
さ方向の情報があるために、情報量は莫大となる。この
ため、従来のシリアルプリンタで代表される様に、数ラ
イン分のラインメモリを有し、取り込んだ情報をあまり
蓄積せず、出力していく装置ならば、まだメモリ分のコ
ストアップは軽微であるが、大部分の多値出力可能な画
像出力装置は、１ペ一ジ分の画像メモリを有し、前記メ
モリに蓄積した後に出力を始めるという、いわゆるペー
ジプリンタの形態をとっているため、莫大なメモリを必
要とし、大幅なコストアップを伴ってしまう。

そこで、一部の画像出力装置においては、メモリに蓄積
する前に直交変換等により圧縮を施し、出力する際に復
元してメモリを節約しようとする方法が提案されている
。この方法によって、メモリの節約は可能であるが、画
像圧縮が目的であるために、多値画像人力−多値画像出
力の場合のみしか有効ではない。すなわち、疑似中間調
を用いた２値画像情報を入力して、多値画像に変換して
出力しようとした一例では、上記方式のみでは不適であ
る。また、この画像出力装置のいわゆるコントロール部
を共有して、他の２値出力しか可能でない画像出力装置
（エンジン部）と接続した場合、圧縮情報から２値出力
させるのは困難であり、新たに２値化回路が必要となっ
てしまう。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みてなされ、その
目的とするところは、極めて簡単な回路構成で、入力多
値情報のメモリ節約のみならず、入力情報が多値、２値
のいずれの場合においても良好な多値画像出力、２値画
像出力を選択して出力することができるデータ変換装置
を提供する点にある。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に
係わるデータ変換装置は、１画素単位で階調表現を行う
データ変換装置において、２値画像データまたは多値画
像データを入力する入力手段と、前記入力手段で入力さ
れた多値画像データを２値化する２値化手段と、前記入
力手段で入力された２値画像データまたは２値化手段で
２値化された２値画像データを記憶する記憶手段とを備
え、多値画像データとして出力する場合、前記記憶手段
で記憶された２値画像データを多値情報に変換する変換
手段を含むことを特徴とする。

［作用］ かかる構成によれば、入力手段は２値画像データまたは
多値画像データを入力し、２値化手段は入力手段で入力
された多値画像データを２値化し、記憶手段は入力手段
で入力された２値画像データまたは２値化手段で２値化
された２値画像データを記憶し、変換手段は多値画像デ
ータとして出力する場合、記憶手段で記憶された２値画
像データを多値情報に変換する。

［実施例］ 以下に、添付図面を参照して、本発明に係わる好適な実
施例を詳細に説明する。

〈第１実施例〉 第１実施例では、■多値画像人カー多値画像出力、■多
値画像入力−４２値画像出力、■２２値像人カー多値画
像出力、■２２値像入カー２値画像出力の４通りのデー
タ変換処理が実施される。

第１図に本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。第１図において、４０は画像出力装置に組み込まれ
たデータ変換装置を示している。

１０は、外部より人力された多値画像情報（多値画像デ
ータ）に対して第１実施例の２値化処理（量子化処理）
を行い、出力する２値化回路を示している。２０は外部
或は２値化回路１０から入力される２値画像データを記
憶するメモリを示している。３０はメモリ２０から入力
した２値画像データを多値画像データに変換または復元
して出力する復元回路を示している。尚、メモリ３０に
記憶された２値画像データは、多値画像データとして出
力する場合、復元回路３０に圧力される構成である。

ここで、第１実施例の２値化方法について説明する。

第２図は第１実施例の２値化回路１０の構成を示すブロ
ック図である。第２図において、１７はメモリ２０内に
記憶されてる既２値化データ（濃度値）から平均濃度値
を求める平均濃度値演算回路を示している。１６は平均
濃度値を求めるためのマトリックス、即ち、ウィンドウ
を示している１１は入力される多値画像データを補正す
るため、入力多値画像データに後述する２値化誤差を加
算する加算器を示している。尚、平均濃度値はｍ（ｉ、
ｊ）、入力多値画像データはｆ　（ｉ。

ｊ）、２値化誤差成分はｅ　（ｉ、ｊ）、そして、補正
された多値画像データはｆ’　　（ｉ、ｊ）でそれぞれ
表現される。１８は補正多値画像データｆ’　　（ｉ、
ｊ）が平均濃度値、即ち、閾値ｍ（ｉ、ｊ）より大きい
ときに１（黒）、小さいときに０（白）を出力する比較
器を示している。

１５は補正多値画像データｆ’　　（ｉ、ｊ）の示す濃
度値から閾値ｍ（ｉ、ｊ）を減算し、その結果を後続画
素への拡散用の誤差成分とする減算器を示している。こ
の拡散誤差成分はｅ’　　（ｉ。

ｊ）で表現される。１４は、後続画素に対する誤差拡散
用の拡散マトリックスを示している。尚、上記ウィンド
ウ１６及び拡散マトリックス１４は、メモリ２０上に配
置される。

１３は、注目画素に対して与えられる総誤差成分、即ち
、２値化誤差成分ｅ　（ｉ、ｊ）を求める周辺誤差演算
回路を示し、１２は周辺誤差演算回路で算出された２値
化誤差成分ｅ　（ｉ、ｊ）を一画素分遅延させて加算器
１１に出力する１画素遅延回路を示している。

動作としては、注目画素の多値画像データｆ（ｉ、ｊ）
が入力されると、加算器１１において、隣接画素によっ
て拡散された２値化誤差成分ｅ（ｘ、ｊ）が加算される
。その加算結果、即ち、補正結果は、補正多値画像デー
タｆ’　　（ｉ。

ｊ）として、比較器１８において、注目画素周辺の既に
２値化された画素の閾値ｍ（ｉ＋　ｊ）により２値化さ
れる。更に、減算器１５は、補正多値画像データｆ’　
　（ｉ、ｊ）から閾値ｍ（ｉ、ｊ）を減算する。その結
果は、拡散誤差成分ｅ（ｉ、ｊ）として、隣接する後続
画素に拡散される。このとき、次に入力される多値画像
データに付加するため、２値化誤差成分ｅ　（ｉ、ｊ）
が、周辺誤差演算回路１３によって演算され、２値化誤
差成分ｅ（ｉ、ｊ）は、１画素遅延回路１２に入力され
、次の多値画像データが入力さえるタイミングに合わせ
て加算器１１に出力される。

第１実施例の２値化手法は、所定領域の平均濃度値を演
算し、演算結果である平均濃度値、即ち、閾値に基づき
注目画素を２値化するための閾値を決定し、この閾値に
より２値化を行ない、かつ２値化において発生した誤差
成分を隣接画素に拡散し、このようにして補正する方法
を用いる。

次に、上記２値化回路１０による２値化手法について詳
述する。

第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１実施例によるウ
ィンドウ１６及び拡散マトリックス１４の一例を示す図
、第４図（ａ）、（ｂ）は第１実施例と従来とのメモリ
内容の違いを説明する図である。

第３図（ａ）は既に２値化の終了した既２値化データ（
ｉ、ｊ）を示す。従って、このデータをｂ　（ｉ、ｊ）
とすると、値はどれもＯまたは１である。同図（ａ）の
中で二重枠で囲まれた部分は上述したウィンドウ１６で
ある。同図（ｂ）に示さえるウィンドウ１６は、重み付
はマスクの係数の一例が示されている。この重み係数な
γ（Ｘ　＋ｙ）とする、また、第３図（ａ）、（ｂ）と
もに＊印で示される画素は、現在２値化を施そうとして
いる注目画素を示している。第３図（ａ）（ｂ）で示さ
れたｂ　（ｉ、ｊ）＋　ｒ　（ｘ＋　ｙ）によれば、注
目画素の閾値ｍ（ｔ、ｊ）は以下の様に決定する。

ｍ（ｉ、ｊ）　　＝　　Σ　　Σ　　ｒ　（ｘ、ｙ）　
　Ｘ　　ｂ（ｉ＋ｘ、ｊ＋ｙ）但し、ｒ　（０＋　　Ｏ
）＋　　ｒ　（１＋　　Ｏ）＋　　ｒ　（２＋０）、ｒ
　（３，Ｏ）は未２値化画素のため、ｒ　（０，Ｏ）＝
γ（１，Ｏ）＝γ（２，Ｏ）＝γ（０，３）＝Ｏとする
。

注目画素の多値画像データｆ（１＋　Ｊ）、注目２値化
誤差成分ｅ　（ｉ、ｊ）によって、ｆ　（ｉ、　ｊ）　
＋ｅ　（ｉ、　ｊ）２ｍ（ｉ、ｊ）の場合、ｂ（ｉ、ｊ
）＝１ｆ（ｉ、ｊ）＋ｅ（ｉ、ｊ）＜ｍ（ｉ、ｊ）の場
合、ｂ（ｉ、ｊ）・０の様に２値化処理が行われる。ま
た、拡散誤差成分ｅ’（ｉ＋　ｊ）は、 ｅ’　（ｉ、ｊ）＝ｆ（ｉ、ｊ）＋ｅ（ｉ、ｊ）−ｍ（
ｉ、ｊ）と定義される。拡散誤差成分ｅ”　　（１１Ｊ
）の拡散は、第３図（Ｃ）に示される拡散マトリクス１
４の重み付けによって行われる。拡散後は注目画素を１
画素分走査して、前述した同様の誤差拡散処理を施す。

この方法により２値化された２値画像データは、第１図
に示されるメモリ２０に格納される。

すなわち、入力多値画像データが、例えば、各画素８ビ
ツトの深さ情報を持っていた場合、メモリ２０に格納さ
れる情報は各画素１ビツトに量子化され、メモリ２０の
容量は１／８に節約される。

メモリ２０に格納される画像情報は２値画像データのた
め、第４図（ｂ）に示されるように、１画素を１ビツト
で表現する。これに対して、画像情報を多値画像データ
のまま格納する場合には、第４図（ａ）に示されるよう
に、１画素を８ビツトで表現したデータのために、第１
実施例と比較して、１画素当たり８倍のデータ量となる
。

このようにして、第１実施例の２値化処理が行われる。

そこで、■多値画像人カー多値画像出力を行う場合には
、上述した２値化処理とこの２値化処理によってメモリ
２０に格納されたデータの多値画像データへの復元処理
とが行われる。復元回路３０において、上述した２値化
処理が良好に濃度を保存できるとともに、注目画素の２
値化のための閾値が注目画素周辺の平均濃度を表わして
いるため、予測復元する多値情報、即ち、復元される多
値画像データなＯ（ｉ、ｊ）とする。この復元多値画像
データＯ（ｉ、ｊ）は、 ０　（ｉ、ｊ）＝ｍ　（ｉ、ｊ） と設定される。前述したように、閾値ｍ（ｉ。

ｊ）はメモリ２０内に保存されるｂ　（ｉ、ｊ）のデー
タと不図示のＲＯＭ内に保存されている重みマスクデー
タｒ（’ＩＪ）から生成することが可能なため、２値画
像データから多値画像データへの復元は極めて容易であ
り、かつ高速に扱える。

この復元回路３０が多値画像データへの復元処理を実施
した後には、データはエンジン部に送られ、画像出力装
置のエンジン部において多値出力が実施される。

また、■多値画像入力−２値画像出力を行う場合、第１
実施例では、上記■多値画像人カー多値画像出力での復
元する行程を踏まずに、２値化後にメモリ２０に格納さ
れた２値画像データの状態で画像出力装置のエンジン部
での多値出力が実施される。

また、■２２値像人力→多値画像出力を行う場合、入力
された２値画像データは、そのままメモリ２０に格納さ
れ、この２値画像データを復元するには、■多値画像人
力→多値画像出力の復元処理と同様に復元多値画像デー
タＯ（ｉ、ｊ）を求めることによって行える。

即ち、入力された２値画像データは前述したアルゴリズ
ムにより２値化された２値画像情報であれば問題ないが
、例えば、従来の誤差拡散法及び特開昭５７−１０４３
６９号に記載されている平均濃度近似法等の２値化を施
す方法であっても濃度の保存がなされているものであれ
ば十分である。

そこで、メモリ２０に格納された２値画像データは、前
述した■多値画像人力→多値画像出力と同様、復元回路
３０に通される。復元回路３０の内容は、第１の実施例
と同じく、メモリ２０内の２値画像データｂ　（ｉ、ｊ
）と重み付は係数ｒ（ｘ　＋　ｙ　）とから閾値ｍ（ｔ
＋　ｊ）が求められ、復元多値画像データＯ（ｉ、ｊ）
が算出される。このデータＯ（ｉ、ｊ）は、外部の多値
出力エンジンに送られる。このようにして、２値画像デ
ータが多値画像データに変換されてプリントアウトが実
施される。

さらに、■２２値像入カー２値画像出力を行う場合、第
１図に示されるように、入力された２値画像データは、
メモリ２０に所定量格納されると、そのまま外部に出力
される。

このように、第１実施例では、多値出力可能な出力機器
エンジンにおいて、中間調を使った２値画像が出力され
るばかりでな（、例えば、データ変換装置４０を独立し
た構成（コントローラボード等）と考えれば、単純な構
成で多値出力機器エンジンと２値出力機器エンジンとを
共有・流用して使用することができる。

以上説明したように、第１実施例によれば、１画素単位
で階調表現が可能な多値画像出力装置において、極めて
簡単な回路構成で、入力した多値情報のメモリ節約のみ
ならず、入力情報が２値、多値のいずれの場合において
も、２値から多値への変換が可能なため、良好な２値画
像出力、多値画像出力を選択して出力することが可能で
ある。

く第２実施例〉 次に、前述の■２２値像入カー２値画像出力を専門に行
うデータ変換装置について説明する。

第５図は本発明の第２実施例の要部を示すブロック図で
ある。第５図において、４０°は第２実施例のデータ変
換装置を示している。第２実施例では、第１実施例と同
様に、メモリ２０を挟むように２値化回路１０と復元回
路３０とが配置され、メモリ２０の両端には、２値画像
データの入力端子と２値化回路１０とを切り換える切換
回路６１と、２値画像データの出力端子と復元回路３０
とを切り換える切換回路６２とが設けられている。また
、復元回路３０と２値化回路１０間には、画像処理回路
５０が設けられている。尚、第５図に示されている例に
おいて、第１図と同一ユニットには同一番号を付しであ
る。

まず、２値画像データが入力されると、切換回路６１は
入力端子側に切り換えられ、そのデータはメモリ２０に
格納される。例えば、入力２値画像データに対して拡大
、縮小等の容易な画像処理を行なう場合、２値画像のま
ま、画像の補間、間引き等を施されると、非常に出力画
像に劣悪が生じる。そこで、第２実施例では、２値画像
データを出力する前段で、入力２値画像データを復元回
路３０によって多値画像に復元し、その復元された多値
画像データによって補間、間引き等のフィルタリング処
理を画像処理回路５０が実施する。

多値画像の補間、間引き等については、従来技術の為、
説明は省略する。画像処理回路５０での処理が終了した
多値画像データから２値化回路１０に送り込み、前述の
第１実施例と同様に、２値化を施して再びメモリ２０に
格納を行う処理が行われる。このようにして、メモリ２
０に格納された２値画像データは、入力２値画像データ
に良好な編集を加えた形で２値出力される。

この第２実施例は、単独で０２値画像入カー２値画像出
力を行うためのみに用いても良（、或は、第１実施例に
応用させても良い。

さて、以上のように第１．第２実施例について述べたが
、多値画像出力が可能なエンジン部を有している装置で
は、文字、写真画像等が混在している多値や２値画像が
入力された場合でも、内部及び外部から像域分離信号を
入力することで、画像の分類分けが可能であれば、例え
ばメモリ２０内に格納された２値画像データを復元回路
により多値情報に復元して出力したり、文字、線図情報
の場合、復元回路３０を介さずに２値画像のまま出力す
るという切換え出力も可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、１画素単位で階
調表現が可能な多値画像出力装置において、極めて簡単
な回路構成で、入力した多値情報のメモリ節約のみなら
ず、入力情報が２値、多値のいずれの場合においても、
２値から多値への変換が可能なため、良好な２値画像出
力、多値画像出力を選択して出力することが可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図に本発明の一実施例の構成を示すブロック図、 第２図は第１実施例の２値化回路１０の構成を示すブロ
ック図、 第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、第１実施例によるウ
ィンドウ１６及び拡散マトリックス１４の一例を示す図
、 第４図（ａ）、（ｂ）は第１実施例と従来とのメモリ内
容の違いを説明する図、 第５図は本発明の第２実施例の要部を示すブロック図で
ある。 図中、１０・・・２値化回路、１１・・・加算器、１２
・・・１画素遅延回路、１３・・・周辺誤差演算回路、
１４・・・拡散ブロック、１５・・・減算器、１６・・
・ウィンドウ、１７・・・平均濃度値演算回路、１８・
・・比較器、２０・・・メモリ、３０・・・復元回路、
４０・・・データ変換装置、５０・・・画像処理装置、
６１．６２・・・切換回路である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１画素単位で階調表現を行うデータ変換装置にお
   いて、 ２値画像データまたは多値画像データを入力する入力手
   段と、 前記入力手段で入力された多値画像データを２値化する
   ２値化手段と、 前記入力手段で入力された２値画像データまたは２値化
   手段で２値化された２値画像データを記憶する記憶手段
   とを備え、 多値画像データとして出力する場合、前記記憶手段で記
   憶された２値画像データを多値情報に変換する変換手段
   を含むことを特徴とするデータ変換装置。
2. （２）前記２値化手段は、既に２値化されたデータの所
   定領域の平均濃度値を算出する算出手段と、前記算出手
   段で算出された平均濃度値を注目画素の２値化閾値とし
   て２値化するときに発生した誤差を隣接画素に拡散する
   誤差拡散手段とを含むことを特徴とする請求項第１項記
   載のデータ変換装置。
3. （３）前記変換手段は、前記２値化閾値に基づいて行う
   ことを特徴とする請求項第２項記載のデータ変換装置。