JPH0426277A - 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】 ［概要］ 濃度データを２値化して擬似中間調画像を得る時の画像
処理方法に関し、 良好な擬似中間調画像を得ることを目的とし、濃度デー
タラインバッファに格納されている濃度データに対して
、着目画素とその周辺の画素との間でラプラシアン演算
を行い、濃度データのビット数より定まる固定値とラプ
ラシアン演算結果との差分演算を行い、その差分演算結
果を２値化用閾値として着目画素の２値化を行い、着Ｌ
１画素の濃度データと２値化の結果得られたデータとの
差分演算を行い、前記差分演算を行ったものを誤差とし
て誤差拡散マトリクスを用いてその周辺の画素に誤差拡
散演算を行って誤差配分を行うように構成する。

［産業上の利用分野コ 本発明は濃度データを２値化して擬似中間調画像を得る
時の画像処理方法に関する。

ディジタル画像処理を行う装置、例えばディジタル複写
機、イメージスキャナ、ファクシミリ装置等においては
、擬似中間調画像（０と１の２値で表現するもの）を得
るために中間調画像処理か行われる。

［従来の技術］ この種の装置における中間調画像処理方式として、従来
よりデイサ法が広く一般的に用いられている。第５図は
デイサ法の説明図である。（ａ）に示す原画に対し、（
ｂ）に示すような閾値（４×４のデイザマトリクス１太
い実線で囲った部分）で２値化すると、（Ｃ）に示すよ
うな２値化像か得られる。ここで、（ｂ）のデイサマト
リクスは４×４画素を単位として繰返されている。・（
“１”）は画素濃度≧閾値の時に得られ、○（“０“）
は画素濃度く閾値の時に得られる。（ａ）において、枡
目の１つか１画素を表している。

以上説明したようなデイサ法は、ハードウェアの構成が
簡単なため、ローコストで擬似的な中間調表現か可能で
あるという長所がある。その反面、■原稿が印刷等の網
点画像の時、処理された画像に原稿には無い周期的な縞
模様（モアレ）が発生する。この原因は、第５図（ｂ）
に示すようにデイサマトリクスか周期性を持つことに基
づく。

■原稿に文字、線画等か含まれた場合、その部分の処理
結果が切れ切れになり、著しく再現性が悪い。

■多階調を得るために、読取り系の分解能に対してマト
リクスサイズを大きくしすぎると、解像度か劣化するた
め、多階調と高解像度を両立させることかできない。

という問題かある。

一方、このような問題を解決するため、つまり多階調と
高解像度を両立させることかできる中間調画像処理方式
として誤差拡散法と呼ばれる方式かある。この方式は、
Ｒ，Ｗ、Ｆｌｏｉｄ　　ａｎｄ　　Ｌ、Ｓｔｅｉｎｂｅ
ｒｇ”Ａｎ　　Ａｄａｐｔｉｖｅ　　Ａｌｇｏｒｉｔｈ
ｍ　　ｆｏｒ　　５ｐｅｃｉａｌ　　Ｇｒｅｙ　　５ｃ
ａｌｅ”１９７５　　ＳＩＤ　　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ　　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　　Ｄｉｇｅｓｔ　　ｏ
ｆ　　ＴｅｃｈｒｌｉｃａＩ　　Ｐａｐｅｒｓ、４．３
．ｐｐ３６−３７　（Ａｐｒ、１９７５）で発表された
ものである。

第６図は誤差拡散法の説明図である。今、第６図に示す
ような濃度データＤ　１．１〜Ｄ３３かあるものし、Ｄ
２２（斜線で示す）が着目画素である。

これらデータＤｌｌ〜Ｄ３３は例えば８ビツトデータで
あるものとする。（ｂ）は着目画素の濃度値Ｄ２２が２
２５であったものとする。この時、フルスケール値２５
５からの差分は−３０である。

一方、（Ｃ）に示すように着目画素（斜線で示す）より
も後にくる画素Ｄ２３〜Ｄ３３に対して図に示すような
重み付けをする。つまり、着目画素に最も近い画素Ｄ２
３とＤ３２に重み２を、その他の画素Ｄ３１とＤ３３に
重み１を割り当てる。

着目画素Ｄ２２よりも前の画素Ｄ１１〜Ｄ２１を考慮に
入れていないのは、これら画素は既に２値化が終わって
いる画素であるからである。

前記した差分−３０を誤差と見て、この誤差を着目画素
Ｄ２２の周囲の画素Ｄ２３〜Ｄ３３に次のようにして割
り当てる。

Ｄ２３・−３０Ｘ２／６−−ＩＣＩ Ｄ３１　；−３０ｘｌ／６−−５ Ｄ３２　ニー３０Ｘ２／６＝＝−］　０Ｄ３３、−３０
Ｘ１／６−−５ この結果、画素Ｄ２３〜Ｄ３３までの濃度値Ｄ２３−〜
Ｄ３３′はそれぞれ以下のようになる。

Ｄ２Ｂ−＝Ｄ２３−１０ Ｄ３１−−Ｄ３１−５ Ｄ３２−−Ｄ３２−１０ Ｄ３３−＝Ｄ３Ｂ−５ このようにして求まった濃度値を所定の閾値（中間濃度
値。例えば８ビツトデータの場合１２７）により２値化
する。

以上、説明したように、誤差拡散法は２値化の際に発生
する濃度誤差を周辺の画素に拡散し、原画像と出力画像
の濃度が保存されるようにしたことを特徴とする方式で
あり、デイザ法のようにマトリクスサイズにより一義的
に表現階調が決まってしまうことがなく、またモアレも
発生しない等、階調性１解像度の点て勝れた方式である
。

［発明が解決しようとする課題］ しかし２なから、誤差拡散法も以下に示すような問題か
ある。

■単純２値化処理に比べると、また文字、線画の再現性
が劣っている。

■濃度が低い部分ては、誤差が漸次蓄積されてから“１
”に弯わるので、ドツトの出現に空間的な遅れか生じる
。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって
、文字、線画部分及び写真、中間調部の両方共に良好な
擬似中間調画像を得ることかできる画像処理方法を提供
することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明方法の原理を示すフローチャートである
。本発明は、 濃度データラインバッファに格納されている濃度データ
に対して、着目画素とその周辺の画素との間でラプラシ
アン演算を行い（ステップ１）、濃度データのビット数
より定まる固定値とラプラシアン演算結果との差分演算
を行い、その差分演算結果を２値化用閾値として着目画
素の２値化を行い（ステップ２）、 着目画素の濃度データと２値化の結果得られたデータと
の差分演算を行い（ステップ３）、前記差分演算を行っ
たものを誤差として誤差拡散マトリクスを用いてその周
辺の画素に誤差拡散演算を行って誤差配分を行う（ステ
ップ４）ようにしたことを特徴としている。

［作用］ 画素濃度データに対して着目画素とその周辺の画素との
間でラプラシアン演算を行い、濃度データのビット数よ
り定まる固定値と前記ラプラシアン演算結果との差分演
算を行い、その差分演算結果を２値化用閾値として用い
るようにする。ラプラシアン演算は、離散的空間上では
着目画素と周辺画素の濃度との差分の総和として求めら
れ、ラプラシアン演算結果はエツジ量を表し、文字１線
画等の輪郭部分てその絶対値か大きくなる。即ち、この
値を基に２値化用閾値を変化させることにより、黒い部
分は２値化の閾値が小さくなり、白い部分は２値化の閾
値が大きくなるので、特徴点（黒と白の輪郭）が強調さ
れ、良好な擬似中間調画像を得ることかできる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図はラプラシアン演算を行うラプラシアンフィルタ
（係数マトリクス）の例を示す図で（ａ）〜（Ｃ）まで
の３種顕示している。ラプラシアン演算は、離散空間上
では前述したように着目画素と周辺画素の濃度の差分の
総和として求められる。

いずれも中心の画素か着目画素である。例えば、（ａ）
を例にとって示すと、図に示す例では、着１」画素の上
下左右の画素のみか対象となり、ラプラシアン演算を行
うにあたり、着目画素は４回加算され、上下左右の画素
は１回減算されることを示している。

例えば、第３図に示すような濃度データがあったものと
すると、この濃度データに第２図（ａ）を適用すると、
差分演算は、 （３０−１０）　＋（３０−２０）＋　（３（Ｌ−８）
＋　（３０−８）＝７４ となる。実際には二の７４は差分結果として大きすぎる
ので、これにある係数Ｋ（例えば０．５）を乗算すると
等の処理を行う。

第４図は本発明を実施する回路構成例を示す図である。

この実施例は、ラプラシアン演算により２値化閾値を補
正し、誤差拡散法により２値化処理を行うようになって
いる。先ず、図示（２ない画像読取り部から画像を主走
査方向にＮ（Ｎは整数）ドツト並んたラインイメージセ
ンサて読取られ、濃度に応して量子化された原画データ
（ｉ小濃度０、最大濃度２５５）が入力される。この原
画データは濃度データラインバッファ１の対応する位置
に格納される。図では、濃度データラインバ・ノファ１
は３×３マトリクスの部分を示している。

この濃度データラインバッファ１は例えばＲＡＭで構成
され、今処理する着目画素とその前後の計３ライン分の
濃度データを蓄積するものである。

つまり、列方向が第（ｎ　−１）　　ドツト第ｎド・ソ
ト第（ｎ＋１）　　ドツトの３個、行方向が第（ｍｌ）
ライン１第ｍライン、第（ｍ＋１）ラインの３個である
。これらの画素を順にＤ□−１，ｎ−１〜［）ｚ＋１．
ｎ”ｌとする。着目画素は第ｍライン目の第ｎドツトの
Ｄ４．、となる。なお、ｍ、ｎは正の整数であり、１≦
ｎ≦Ｎとする。

着目画素とその周辺画素の濃度データは直ちにラプラシ
アン演算部２に入力され、ラプラシアン演算 Ｋ　ｆ　（Ｄ、、、、　−Ｄ、、−、、、）　＋　（Ｄ
、、、、　−り、、。

１）＋ （Ｉ）ｆｆｉ、、−Ｄ、、、、よ）　＋　（ｐ、、、、
、−Ｄ、、。１．。））が行われる。ここで、Ｋは任意
の整数である。

ラプラシアン演算部２のこの値を基準閾値（例えば１２
７）に加算した値を２値化閾値として２値化部３に入力
する。２値化部３では、濃度データｐ０．。を前記２値
化閾値ＴＨと比較し、（１）濃度データＤ０．。＞ＴＨ
のとき２値データ０ｆｆｉ、。−２５５（黒）（２）濃
度データＤ１、≦ＴＨのとき ２値データ０ｆｆｉ、。−０（白） のように２値データ０７．。を得る。

この２値データ０１１１．１１は続く２値デ〜り出力部
４によって０．、、、−２５５のとき“］′（黒）Ｏ□
１、−〇のとき“Ｏ”　（白）として出力される。

また、２値化部３の出力は演算器５の負入力に入ってい
る。演算器５の正入力には着目画素の濃度データＤ７、
。が入っているので、演算器５の出力（２値化誤差Ｅ、
、ｆｉ）は、 Ｅ、、、−Ｄｆｆｉ、、−０，、。

となる。

続く誤差配分演算部６では、この２値化誤差Ｅ、７を誤
差拡散マトリクス７に示す所定の重み付は係数により未
処理の周辺画素に加重配分するための値を算出する。続
く、演算器８ては、元の濃度データに対して加重配分値
を加算して新しい濃度データを求める。その具体的動作
については、第６図で説明した。今、２値化誤差の配分
前、配分後で周辺画素の濃度データは以下のように修ｉ
Ｆされる。

Ｄ□。＋ｌ　　　　−＝Ｄ□、。４１＋（Ｋ□□４１／
Σに＝、＋）　　・Ｅ□。

Ｄ、＋１．　Ｒ−１−Ｄｍ−１，−１”（Ｋ、、、、、
、／Σに、、、）−Ｅ、、、。

＝Ｄい、、、、＋ （Ｋ、、、、、／Σに、、、）−Ｅ、、。

−Ｄ　ｍ−Ｈ，ｎ。ｌ＋ Ｄｆｆｉ。。

Ｄｏ、１ （Ｋ□ａ＋ｆｉ＋＋　　／Σに、、Ｉ）　　・Ｅｏ、。

但し、Σに、、、−に、、、、、、＋に、、、ｎ−、＋
につ−、、＋にイ。１．。４１ 以上説明したシーケンスを主走査方向及び副走査方向に
順次繰返して２値データを算出することにより、擬似中
間調を表す出力画像か得られる。

以上の説明を具体的に示す。例えば、ラプラシアン演算
部２で求めたラプラシアン演算結果か例えば第３図に示
すように７４であったものとする。

係数Ｋを０．　５とすると、０．５Ｘ７４＝３７となる
。濃度データのビットにより定まる固定値が１２７であ
ったものとすると、求める閾値ＴＨは、ＴＨ−１，２７
−３７−９０となる。閾値が下の方に下かっており、今
まで白と判定された領域も黒と判定されるようになり、
線画等の輪郭か強調される方向に２値化されることにな
る。

ここで、着目画素の濃度Ｄｍ、、、が１００であったも
のとすると、１００を閾値ＴＨ＝９０と比較することに
なるので、２値化部３の２値化結果は“１”となる。従
って、この場合には演算器５の出力Ｅｍ、ｎは１００−
２５５−−１５５となる。

なお、２値化出力Ｏイ、の“１”を２５５と見なしてい
る。この−１５５を誤差と見なして誤差拡散マトリクス
７を用いた誤差拡散演算を行って、着目画素ＤＩＲ，１
１より後の画素に誤差配分されることになる。なお、２
値化出力Ｏ４，。が“０”の場合には演算器５の出力Ｅ
。。は濃度データＤ７．。

そのものとなる。

上述の実施例では、３×３マトリクスの画像データに対
して本発明を適用した場合を例にとったが、本発明はこ
れに限るものではなく、その他の任意のマトリクスの画
像データに対して適用することができる。

また、本発明では、誤差拡散演算を行った濃度データに
対してラプラシアン演算を行った場合を例にとったが、
誤差拡散を行わない原濃度データに対してラプラシアン
演算を行うようにすることもてきる。

また、本発明ではラプラシアン演算を着し］画素の前後
左右の隣接画素により行った場合を例にとったが、本発
明はこれに限るものではなく、更に広範囲の周辺画素に
よりラプラシアン演算を行うようにしてもよい。

また、２値化閾値を求める演算もラプラシアン演算に限
るものではなく、その他の各種の閾値決定演算を用いる
ようにしてもよい。例えば、画素全体の濃度の平均値を
求めて、この平均値を着［１画素の周辺の位置に応じて
重み付は配分するような演算も用いることもてきる。

［発明の効果コ 以上、詳細に説明したように、本発明によれば誤差拡散
法にラプラシアン演算手法を加味することにより、良好
な擬似中間調画像を得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の原理を示すフローチャート、 第２図はラプラシアンフィルタの例を示す図、第３図は
ラプラシアン演算の説明図、 第４図は本発明を実施する回路構成例を示す図、第５図
はデイサ法の説明図、 第６図は誤差拡散法の説明図である。 第４図において、 １は濃度データラインバッファ、 ２はラプラシアン演算部、 ３は２値化部、 ４は２値データ出力部、 ５は演算器、 ６は誤差配分演算部、 ７は誤差拡散マトリクス、 ８は演算器である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）濃度データラインバッファに格納されている濃度
   データに対して、着目画素とその周辺の画素との間でラ
   プラシアン演算を行い（ステップ１）、 濃度データのビット数より定まる固定値と ラプラシアン演算結果との差分演算を行い、その差分演
   算結果を２値化用閾値として着目画素の２値化を行い（
   ステップ２）、 着目画素の濃度データと２値化の結果得ら れたデータとの差分演算を行い（ステップ３）前記差分
   演算を行ったものを誤差として誤差拡散マトリクスを用
   いてその周辺の画素に誤差拡散演算を行って誤差配分を
   行う（ステップ４）ようにしたことを特徴とする画像処
   理方法。
2. （２）前記ラプラシアン演算を誤差拡散演算後の濃度デ
   ータではなく、原濃度データに対して行うようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
3. （３）前記ラプラシアン演算の代わりに種々の閾値決定
   演算を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   画像処理方法。