JPH04156178A - 画像処理方法 - 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】 ［目次コ 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用（第１図） 実施例 ・全体の構成（第２図） ・平均誤差演算部（第３図、第４図） ・全体の動作 ・平均誤差演算部の第２の実施例（第５図）・平均誤差
演算部の第３の実施例（第６図）発明の効果 ［概要］ 画素毎に濃度情報を備えた中間調画像を、画素毎に２値
化して擬似中間調画像を発生する画像処理方法に関し、 整数演算であっても、演算誤差を軽減して階調性の劣化
が少ない擬似中間調画像を発生できる画像処理方法を提
供することを目的とし、注目画素の各周辺画素で発生し
た２値化誤差情報を演算して記憶する第１記憶部と、各
周辺画素で発生した２値化誤差の各々についての重み係
数を記憶する第２記憶部と、整数で表現された各周辺画
素の２値化誤差と重み係数とを乗算した結果の総和であ
る第１の値を、重み係数の総和である第２の値で除算し
、除算による余りを切り捨てて平均誤差を演算する平均
誤差演算部と、平均誤差で注目画素の濃度情報を補正し
、補正値に基づいて２値化する２値化部を備え、前記平
均誤差演算部は、重み係数の総和である第１の値を前記
第２の値に基づいて補正し、該第１の値の補正値で第２
の値を除算し、商を平均誤差として出力するように構成
する。

［産業上の利用分野］ 本発明は画像処理方法に係わり、特に画素毎に濃度情報
を備えた中間調画像を、画素毎に２値化して擬似中間調
画像を発生する画像処理方法に関する。

デジタル画像処理を行なう装置、例えばデジタル複写機
、イメージ・スキャナ・ファクシミリ装置等においては
、中間調画像を画素毎に２値化して擬似中間調画像を発
生する必要がある。

［従来の技術］ 擬似中間調画像を発生する方式としては、従来から「組
織的デイザ法」が広く一般的に利用されている。組織的
デイザ法は周期性のある乱数又は擬似乱数（例えばＢａ
ｙｅｒのパターン）を中間調画像に重畳させた後に２値
化するものである。

この方法によれば、ハードウェア構成が単純なため、ロ
ーコストで擬似的な中間調表現が可能であるという長所
があるが、以下の欠点を有している。

すなわち、 （１）　ｆｉ稿が印刷等の網点画像の場合、処理された
画像に原稿にない周期的な縞模様（所謂モアレ縞）が発
生する、 （２）Ｍ稿に文字・線画等が含まれる場合、その部分の
処理結果が切れされになり、著しく再現住が悪くなる、 （３）多階調を得るために読み取り系の分解能に対して
マトリクスサイズを大きくし過ぎると、解像度が劣化す
るため、多階調と高解像度を両立できない、という欠点
があった。

そこで、多階調と高解像度を両立できる画像処理方式と
して「平均誤差最小法」と呼ばれる方式が提案されてい
る。例えば、「コンピュータからのイメージ（Ｉｍａｇ
ｅｓ　ｆｒｏｍ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ）　、　Ｍａｎｆ
ｒｅｄ。

Ｒ，５ｃｈｒｏｅｄｅｒ、　ＩＥＥＥ　Ｓｐｅｃｔｒｕ
ｍ、　Ｖｏｌ、６．　ｐｐ６６−７８゜１９６９」及び
「２値表示装置における連続トーン画像表示のための技
術の探索（Ａ　５ｕｒｖｅｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈ−ｎｉｑ
ｕｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｄｉｓａｐｌａｙ　ｏｆ　Ｃ
ｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ＴｏｎｅＰｉｃｔｕｒｅｓ　ｏｎ
　Ｂ１１ｅｖｅｌ　Ｄｉｓｐｌａｙｓ）　、　Ｊ、Ｆ、
Ｊａｒｖｉｓ他、Ｃｏ＋１ｐｕｔｅｒ　Ｇｒａｐｈｉｃ
ｓ　ａｎｄ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、Ｖｏ
ｌ、５゜ｐｐ１３−４０．１９７６Ｊを参照されたい。

この平均誤差最小法は、注目画素の各周辺画素で発生し
た２値化誤差情報を演算して記憶すると共に、各周辺画
素で発生した２値化誤差の各々についての重み係数を記
憶しておき、各周辺画素の２値化誤差と重み係数とを乗
算した結果の総和（２値化誤差加重総和という）を重み
係数の総和で除算して平均誤差を演算し、平均誤差で注
目画素の濃度情報を補正し、補正値に基づいて２値化す
る。そして、２値化の際に生じた誤差（２値化誤差）を
演算して記憶すると共に、以後画像空間全域に渡り、上
記処理を繰返し行なうことにより、２値化データを得、
該２値化データに基づいて表示・印字することにより擬
似中間調画像を得るものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、平均誤差最小法では、演算を高速に行なうた
めに、重み係数や２値化誤差をすべて整数表現し、演算
において小数点以下を切り捨てるようにしている。すな
わち、平均誤差最小法では、２値化誤差加重総和を重み
係数総和で除算する必要があるが、除算の余りは切り捨
てている。

このため、切捨てによる演算誤差が生じ、得られる擬似
中間画像は、実数演算で行なった場合に比べると階調性
が劣化する問題があった。

以上から本発明の目的は、整数演算であっても。

演算誤差を軽減して階調性の劣化が少ない擬似中間調画
像を発生できる画像処理方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理図である。

１２は注目画素の各周辺画素で発生した２値化誤差情報
を演算して記憶する２値化誤差記憶部、１３は各周辺画
素で発生した２値化誤差の各々についての重み係数を記
憶する重み係数記憶部、１４は平均誤差を演算する平均
誤差演算部、１５は平均誤差で注目画素の濃度情報を補
正する濃度情報補正部、１６は補正値に基づいて２値化
する２値化部、１７は２値化誤差を演算する２値化誤差
演算部である。

平均誤差演算部１４において、１４ａは整数で表現され
た各周辺画素の２値化誤差と重み係数とを乗算した結果
の総和（２値化誤差加重総和）を演算する２値化誤差加
重総和演算部、１４ｂは重み係数の総和を演算する重み
係数総和演算部、１４ｃは重み係数の総和を２値化誤差
加重総和の値に基づいて補正する重み係数総和補正部、
１４ｄは補正された重み係数総和で２値化誤差加重総和
を除算し、商を平均誤差として出力する除算部である。

［作用］ 注目画素の各周辺画素で発生する２値化誤差情報を２値
化の都度演算して２値化誤差記憶部１２に記憶すると共
に、予め各周辺画素の重み係数を重み係数記憶部１３に
記憶しておく。

注目画素の濃度情報を２値゛化する際、各周辺画素の２
値化誤差と重み係数とを乗算した結果の総和を２値化誤
差加重総和演算部１４ａで演算すると共に１重み係数の
総和を重み係数演算部１４ｂで演算する。

ついで、整数演算により小数点以下を切捨てた場１合の
誤差（実数演算結果との差）が０．５以下となるように
１重み係数の総和を２値化誤差加ｌ総和の値に基づいて
小さめに補正する。重み係俵の補正値が得られれば、除
算部１４ｄにおいてみ補正値で２値化誤差加重総和を除
算し、商を平だ誤差として出力する。

濃度情報補正部１５は、平均誤差で注目画素Ｑ濃度情報
を補正し、２値化部１６は補正濃度情刺に基づいて２値
化する。又、２値化誤差演算部１７は、濃度情報が８ビ
ツトで表現されている揚歪には、′１”を２５５、”Ｏ
”をＯとして補正−度情報との差を演算し、誤差を２値
化誤差としス２値化誤差記憶部１２に記憶する。

そして、以後上記処理を繰り返して擬似中間−画像を得
る。

このように、整数演算であっても重み係数の純和を、切
捨て誤差が０．５以下となるように補圧したから、切捨
てによる誤差を補うことができ、階調性の劣化をなくす
ことができる。

又、平均誤差演算部１４における除算の余すガ除数（重
み係数の総和）の１７２の値よりか太きｉ　　　いか小
さいかにより、四捨五入または五捨六入し史　　で平均
誤差を＋１あるいはそのままとするように芙　　構成し
ても、切捨て誤差を０．５以下にすることり　　　かで
き１階調性の劣化を同様になくすことができｌ　　　　
［実施例］ 免生血隻衷 第２図は本発明の一実施例構成図であり、第１１　　　
図と同一部分には同一符号を付している。図中。

１１は原画データラインバッファーであり、主走査方向
にＮ画素（ドツト）並んだライン型イメー１　　　ジセ
ンサ等で画像を読み取り、各画素の濃度を量子化して得
られる原画データ（最小濃度：Ｏ〜最゛　　高濃度：２
５５の濃度データ）を記憶するもので、第ｍライン、第
（ｎ−１）画素〜第ｍライン、第（ｎ＋１）画素の３つ
の濃度データＤａ、ｎ−１，０＋ａ。

ｎ、　０膳、ｎ＋１が示されている。

１２は注目画素の各周辺画素で発生した２値化誤差情報
（整数）を演算して記憶する２値化誤差記憶部であり、
注目画素を第ｍライン、第ｎ画像とすると、周辺画素は
例えば、第（ｍ−１）ライン、第（ｎ−１）画素：第（
ｍ−１）ライン、第ｎ画素；第（ｍ−１）ライン、第（
ｎ＋１）画素及び第ｍライン、第（ｎ−１）画素の４つ
である尚、２値化誤差記憶部は最新の２走査ライン数分
（２・Ｎ個の画素分）の２値化誤差を記憶するようにな
っている。

１３は各周辺画素の重み係数を記憶する重み係数記憶部
であり、各重み係数は注目画素からの距離及び位置に基
づいて予め整数で与えられている注目画素の位置に関係
なく４つの重み係数は一定である。尚１周辺画素は４つ
に限らず、又、重み係数も適当に変えることができる。

１４は各周辺画素で発生した２値化誤差のおのおのを重
み付けし、その加重平均を演算して平均誤差Ｅ■として
出力する平均誤差演算部、１５は平均誤差Ｅｍを注目画
素の濃度情報Ｄａ、ｎに加算して濃度情報を補正する加
算器からなる濃度情報補正部、１６は濃度情報の補正値
Ｄ　ｍ、ｎ’　を２値化する２値化部であり、補正値Ｄ
ＩＩＩ、ｎ’　と閾値（例えば濃度情報が８ビツトで表
現されている場合には１２７）を比較し、 Ｄ＋＋＋、ｎ’≦１２７であれば○ｍ、ｎ＝Ｑを出力し
、Ｉ）＋、ｎ’　＞　１２７であればＯｍ、ｎ＝　２５
５を出力する比較回路１６ａと、Ｏａ＋、ｎ＝ｏの場合
には”０”　（白画素）を出力し、Ｏｎ、ｎ＝＝　２５
５の場合には”１”　（黒画素）を出力する２値データ
出力部１６ｂを有している。

１７は０朧、ｎと補正値Ｄ　ｍ、ｎ’の差を演算し、該
。　　差を注目画素の２値化により生じた２値化誤差Ｅ
ｍ、ｎとして出力する２値化誤差演算部であり、減算器
で構成されている。２値化誤差Ｅ　ｍ、ｎは２値化誤差
記憶部１２の注目画素に応じた位置に記憶される。

王潰１ｕ１１１１ 第３図は平均誤差演算部の第１の実施例構成図であり、
１４ａは整数表現された各周辺画素の２値化誤差Ｅ　ｍ
−１，ｎ−１；　Ｅ　ｍ−１，ｎ：　Ｅ　ｍ−１，ｎ＋
１；Ｅ　ｍ、ｎ−１と重み係数Ｋｍ−１，ｎ−１；Ｋｍ
−１，ｎ；に＠−１，ｎ＋１；Ｋｍ、ｎ−■とを乗算し
た結果の総和（２値化誤差加重総和）を次式 ％式％ により演算する２値化誤差加重総和演算部、１４ｂは重
み係数の総和ΣＫ　（＝　Ｋｍ−１，ｎ−１十Ｋｍ−１
゜ｎ＋　Ｋｍ−１，ｎ＋１＋　Ｋｉ＋、ｎ−１）を演算
する重み係数総和演算部である。尚、重み係数は注目画
素の位置に関係なく一定であるから、２値化誤差の参照
範囲（周辺画素数）を４つと固定すれば、予めΣＫを演
算しておくことにより、この重み係数総和演算部１４ｂ
を省略することができる。しかし、周辺画素数を３つに
したり、４つにしたり、５つにしたり任意に変更可能な
場合及び重み係数を変更する場合には省略できない。

１４ｃは重み係数の総和ΣＫを２値化誤差加重総和Σに
−Ｈの値に基づいて補正する重み係数総和補正部、１４
ｄは補正された重み係数総和Σに′で２１１Ｉ化誤差加
重総和Σに−Ｅを除算し、商を平均誤差Ｅｍとして出力
する除算部である。

高速演算を行なうために、平均誤差を演算する除算部１
４ｄでは小数点以下は計算せず、余りを切り捨てるよう
にしている。このため、何も補正処理を施さないと、切
捨てによる演算誤差が０゜５〜０．９９になる事態を生
じ、得られる擬似中間画像は実数演算で行なった場合に
比べると階調性が劣化する。このため、重み係数総和補
正部１４ｃにおいて、余りを切り捨てても誤差が０．５
以下となるように重み係数の総和ΣＫをΣに′に補正す
るようにしている。すなわち、演算誤差が０．５以下と
なるように、２値化誤差加重総和Σに−Ｅと重み係数総
和補正値Σに′の対応関係テーブル（第４図参照）を２
値化誤差加重総和ΣＫ・Ｅに応じた重み係数総和補正値
Σに′を求め、該補正値を用いて次式 ％式％ の除算を行なって、切捨てによる誤差を０．５以下にし
ている。

余廊ｍ炬 第ｍライン、第ｎ画素（注目画素）の濃度情報Ｄ　ｍ、
ｎを２値化する際、２値化誤差加重総和演算部１４ａで
各周辺画素の２値化誤差と重み係数とを乗算した結果の
総和Σに−Ｅを演算すると共に、重み係数演算部１４ｂ
で重み係数の総和ΣＫを演算する。

ついで、重み係数総和補正部１４ｃにおいて、２値化誤
差加重総和Σに−Ｈに応じた重み係数総和補正値Σに′
を求め、除算部１４ｄにおいて該補正値Σに′で２値化
誤差加重総和Σに−Ｅを除算し、商を平均誤差８膳とし
て出力する。尚１重み係数総和を補正したことにより、
余りを切捨てた場合の誤差（実数演算結果との差）が０
．５以下となる。

以後、濃度情報補正部１５は、平均誤差Ｅ■で注目画素
の濃度情報Ｄａ、ｎを補正し、２値化部１６は補正濃度
情報Ｄ　ｍ、ｎ’に基づいて２値化する。

又、２値化誤差演算部１７は、濃度情報が８ビツトで表
現されている場合には、７１″を２５５、′ＯＮをＯと
して補正濃度情報との差を演算し、誤差を２値化誤差と
して２値化誤差記憶部１２に記−憶する。

以後、次の第ｍライン、第（ｍ＋１）画素について上記
処理を繰返し、最終的に全画素について処理を行なえば
、２値化処理された擬似中間調画像が得られる。

尚、平均誤差演算部１４での２値化誤差の参照範囲（周
辺画素数）、最小濃度０、最大濃度２５５及び２値化の
閾値１２７は、これらに限られるものではない。

ゞ　　　　の　　２の 第５図は平均誤差演算部の第２の実施例構成図であり、
第３図と同一部分には同一符号を付している。第５図に
おいて、第３図の実施例と異なる点は、重み係数総和Σ
にの値を補正せず、代りに除算部１４ｄの除算による余
りが除数（重み係数の総和）の１７２の値よりか大きい
か小さいかにより、四捨五入あるいは五捨六入して平均
誤差を＋１あるいはそのままとするように構成している
点である。

第５図において、１４ｅは重み係数の総和ΣＦを１／２
する１／２演算部（実際には１ビツトシフト器）、１４
ｆは次式 ％式％ に示す除算（除算部１４ｄで演算される）の余りとΣに
／２の大小を比較し。

余り≧Σに／２の時＋１を出力し、 余りくΣに／２の時はＯを出力する補正値出力部、１４
ｇは除算部１４ｄから出力される商と補正値を加算する
加算器である。このように、除勢結果の余りが除数の１
／２以上か否かに応じて余りを切上げ、切り捨てるよう
にしたから、切捨て誤差を０．５以下にすることができ
、階調性の劣化をなくすことができる。

ゝ　　　　の　　３の 第６図は平均誤差演算部の第３の実施例構成図であり、
第３図と同一部分には同一符号を付している。第６図に
おいて、第３図の実施例と異なる点は。

（１）重み係数総和Σにの値を補正しないこと、（２）
各周辺画素における重み係数と２値化誤差の積である２
値化誤差加重Ｋｉ−Ｅｉは演算するが、２値化誤差加重
総和ΣＫｉ−Ｅｉを演算しない点、（３）除算部１４ｄ
において、重み係数の総和Σにで各２値化誤差加重Ｋｉ
−Ｅｉを除算する点、（４）除算による余りが除数（重
み係数の総和）の１／２の値よりか大きいか小さいかに
より補正値（＋１）を出力して、四捨五入あるいは五捨
六入す１　　　る点、 （５）各２値化誤差加重Ｋｉ−Ｅｉを重み係数の総和Σ
にで除算した商に余りを四捨五入あるいは五捨六入した
ものを累積して平均誤差Ｅｍを求めている点である。

第６図において、１４８′は重み係数Ｋｉと２値化誤差
Ｅｉとの積である２値化誤差加重Ｋｉ−Ｅｉを演算する
２値化誤差加重演算部、１４ｂは重み係数総和演算部、
１４ｄは重み係数の総和Σにで各２値化誤差加重Ｋｉ−
Ｅｉを除算する除算部、１４ｅは重み係数の総和ΣＫを
１７２する１／２演算部、１４ｆは次式 ％式％ に示す除算（除算部１４ｄで演算される）の余りとΣに
／２の大小を比較し。

余り≧Σに／２の時＋１を出力し。

余りくΣに／２の時はＯを出方する補正値出方部、１４
ｈは除算した商に余りを四捨五入あるいは五捨六入した
ものを累積する加算器、１４ｉは累積部である。このよ
うに、除算結果の余りが除数の１７２以上か否かに応じ
て余りを切上げ、切り捨てるようにして累積したから、
切捨て誤差を０．５以下にすることができ、階調性の劣
化を同様になくすことができる。

以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求
の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能
であり、本発明はこれらを排除するものではない。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、切捨て誤差が０．５以下となるよ
うに重み係数の総和を補正したから、切捨てによる誤差
を補うことができ、階調性の劣化をなくすことができる
。

又、本発明によれば、平均誤差演算部における除算の余
りが除数（重み係数の総和）の１７２の値よりか大きい
か小さいかにより、四捨五入または五捨六入して平均誤
差を＋１あるいはそのままとするように構成したから、
切捨て誤差を０．５以下にすることができ、同様に階調
性の劣化をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図。 第２図は本発明の一実施例構成図、 第３図は平均誤差演算部の第１の実施例構成図、第４図
は２値化誤差加重総和と重み総和補正値の対応関係テー
ブル、 第５図は平均誤差演算部の第２の実施例構成図、第６図
は平均誤差演算部の第３の実施例構成図である。 １２・・２値化誤差記憶部 １３・・重み係数記憶部 １４・・平均誤差演算部 １４ａ・・２値化誤差加重総和演算部 １４ｂ・・重み係数総和演算部 １４ｃ・・重み係数総和補正部 １４ｄ・・除算部 １５・・濃度情報補正部 １６・・２値化部 １７・・２値化誤差演算部 ど− 外ｌ−名 第２　図　　　　　　　　　　　　　　　　擬化中間画
像１　　　　　　　　　　　準 −〜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画素毎に濃度情報を備えた中間調画像を、画素毎
   に２値化して擬似中間調画像を発生する画像処理方法に
   おいて、 注目画素の各周辺画素で発生した２値化誤差情報を演算
   して記憶する第１記憶部と、各周辺画素で発生した２値
   化誤差の各々についての重み係数を記憶する第２記憶部
   と、整数で表現された各周辺画素の２値化誤差と重み係
   数とを乗算した結果の総和である第１の値を、重み係数
   の総和である第２の値で除算し、除算による余りを切り
   捨てて平均誤差を演算する平均誤差演算部と、平均誤差
   で注目画素の濃度情報を補正し、補正値に基づいて２値
   化する２値化部を備え、 前記平均誤差演算部は、重み係数の総和である第１の値
   を前記第２の値に基づいて補正し、該第１の値の補正値
   で第２の値を除算し、商を平均誤差として出力すること
   を特徴とする画像処理方法。
2. （２）画素毎に濃度情報を備えた中間調画像を、画素毎
   に２値化して擬似中間調画像を発生する画像処理方法に
   おいて、 注目画素の各周辺画素で発生した２値化誤差情報を演算
   して記憶する第１記憶部と、各周辺画素で発生した２値
   化誤差の各々についての重み係数を記憶する第２記憶部
   と、整数で表現された各周辺画素の２値化誤差と重み係
   数とを乗算した結果の総和である第１の値を、重み係数
   の総和である第２の値で除算して平均誤差を演算する平
   均誤差演算部と、平均誤差で注目画素の濃度情報を補正
   し、補正値に基づいて２値化する２値化部を備え、前記
   平均誤差演算部は、前記除算の余りと重み係数総和の１
   ／２の値と大小比較し、 余りが大きければ、除算の商に１を加算し、余りが小さ
   ければ除算の商をそのまま平均誤差として出力すること
   を特徴とする画像処理方法。
3. （３）画素毎に濃度情報を備えた中間調画像を、画素毎
   に２値化して擬似中間調画像を発生する画像処理方法に
   おいて、 注目画素の各周辺画素で発生した２値化誤差情報を演算
   して記憶する第１記憶部と、各周辺画素で発生した２値
   化誤差の各々についての重み係数を記憶する第２記憶部
   と、整数で表現された各周辺画素の２値化誤差と重み係
   数の乗算結果を重み係数の総和で除算し、各周辺画素に
   ついての除算結果を累積して平均誤差を演算する平均誤
   差演算部と、平均誤差で注目画素の濃度情報を補正し、
   補正値に基づいて２値化する２値化部を備え、前記平均
   誤差演算部は、各除算結果の余りと重み係数総和の１／
   ２の値と大小比較し、余りが大きければ、除算の商に１
   を加算して累積し、余りが小さければ除算の商をそのま
   ま累積し、各周辺画素についての累積結果を平均誤差と
   して出力することを特徴とする画像処理方法。