JPH0435164A - 画像処理装置 - 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】 〔概　要〕 多階調量子化された入力画像データを平均誤差最小法若
しくは誤差拡散法等の濃度保存型の２値化方式により２
値化し、疑似中間調画像を得る画像処理方法に関し、 ２値化誤差が所定の範囲のときにその誤差を一義的に０
として処理し、輪郭を明瞭にした画像品質を得ることを
目的とし、 前段にて多階調量子化された入力画像データを平均誤差
最小法若しくは誤差拡散法により２値化する平均誤差最
小法／誤差拡散法２値化手段吉、前記平均誤差最小法／
誤差拡散法２値化手段の２値化データを受け印字を制御
する制御手段と、前記平均誤差最小法／誤差拡散法２値
化手段の２値出力データを前記制御手段の制御のもとに
入力し用紙に印字する印字手段を備える画像処理装置に
おいて、前記平均誤差最小法／誤差拡散法２値化手段は
、２値化誤差が所定の範囲のときに、前記２値化誤差を
一義的に０として処理する２値化誤差制限部を具備する
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は多階調量子化された入力画像データを平均誤差
最小法若しくは誤差拡散法等の濃度保存型の２値化方式
により２値化し、疑似中間調画像を得る画像処理方法に
関し、例えば、ファクシミリ装置やイメージスキャナ装
置に用いる画像処理装置の疑似中間調画像を得る方法の
改善に関する。

〔従来の技術〕

画像処理装置における疑似中間調表示として、−船釣に
デイザ法が知られている。デイザ法は各画素の濃度値を
画素毎に変化するしきい値で２値化する方法であり、原
画の画素と表現の画素が１対１で対応する。そして、デ
イザ法の一種に組織的デイザ法があり、しきい値の配列
の相違により［３ａｙｅｒ形、網点形、渦巻形等がある
、さらに、これらの形式は白点が集中しているか分散し
ているかによりドツト集中型（渦巻形）とドツト分散型
（Ｂａｙｅｒ形、網点形）に分類することができる。

具体的には組織的デイザ法は画面をη×ｎドツトのサブ
マトリクスの集合と見なし、このサブマトリクス内の画
像情報のみによってそのサブマトリクス内のしきい値を
定めるものである。

組織的デイザ法は上述のように２値記録であるため記録
が簡単で記録の安定性が良い等の特徴があり、かつ２値
化のためハードウェア構成が簡単なため、比較的低価格
で装置の実現が可能であるという利点も有する。

一方、デイザ法のさらに他の種類として、Ｍａｎｆ　ｒ
ｅｄ、Ｒ，５ｃｈｒｏｅｄｅｒ　（米ベル研）、　ｒＩ
ｍａｇｅｓ　ｆｒｏｍＣｏｍｐｕｔｅｒｓ　Ｊ　、　Ｉ
ｔＥＥＥ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ、　Ｖｏｌ、６．　ｐｐ６
６−７８゜１９６９で発表され、その後、Ｊ、　Ｆ、　
Ｊａｖｒｉｓ、　Ｃ９Ｎ、　Ｊｕｄｉｃｅ。

ａｎｄ　Ｗ、　Ｈ，Ｎ１ｎｋｅ（米ベル研）等によって
改良され、ｒＡ　５ｕｒｖｅｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｉｑ
ｕｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｄｉｓｐｌａｙ　ｏｆＣｏｎ
ｔｉｎｕｏｕｓ　Ｔｏｎｅ　Ｐｉｃｔｕｒｅｓ　ｏｎ　
Ｂ１１ｅｖｅｌ　Ｄｉｓｐｌａｙｓ」Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　ａｎｄ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅ
ｓｓｉｎｇ、Ｖｏｌ５、　ｐｐ１３−４０．１９７６で
論文発表された平均誤差最小法がある。平均誤差最小法
は参照画素の読取濃度と表示濃度との誤差を注目画素と
の距離で重み付けして平均した誤差を、注目画素に加え
て一定しきい値で２値化する方法である。即ち、後述す
るように注目画素の濃度データを周辺画素で発生した２
値化誤差の加重平均値で補正することにより、原画像と
出力画像の濃度が等しくなるようにしたものである。

この平均誤差最小法では上述の組織的デイザ法のように
マトリクスサイズで一義的に表現階調数が決定されるこ
とがなく、また周期的な縞模様である所謂モアレが発生
しない等の階調性や、解像度の点で優れた方式である。

さらに、デイザ法の一種として、Ｒ，ｌ’１．Ｆｌｏｙ
ｄ　ａｎｄＬ　Ｓｔｅｉｎｂｅｒｇ　ｒＡｎ　Ａｄａｐ
ｔｉｖｅ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　５ｐａｔｉａ
ｌＧｒｅｙ　５ＣａｌｅＪ　１９７５　ＳＩＤ　Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓ
ｔ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｉｃａｌ　Ｐａｐｅｒｓ、４．３．
　ｐｐ３６−３７（Ａｐｒ。

１９７５）で論文発表された誤差拡散法がある。誤差拡
散法は平均誤差最小法と同様に、中間濃度の画素を最大
濃度又は最小濃度の画素と同じく２値化した際の差分を
周辺画素の濃度を修正し補うことにより、原画像濃度と
出力画像濃度が等しくなるようにしたものであり、組織
的デイザ法のようにマトリクスサイズにより一義的に表
現階調数が決まってしまうことがなく、モアレも発生し
ない等階調性、解像度の点で優れた方式である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、組織的デイザ法には以下のような短所がある
。即ち、 ■原稿が印刷等の網点画像の場合、出力画像において原
稿には存在しないモアレが発生する、■２値のため文字
、線画等の処理結果が切れ切れになり階調性が悪く、従
って、著しく再現品質が悪い、そして ■多階調を得るにはマトリクスサイズを大きくし、高解
像度を得るためにはマトリクスサイズを小さくする、と
いう相反する性質があり、多階調と高解像度とを両立す
ることはできない、等である。

一方、平均誤差最小法には以下に示す短所がある。即ち
、 ■単純２値化処理い比べると、まだ文字、線画の再現性
が劣る。即ち、原画像の微小なノイズも誤差として処理
され、黒、白の部分に粒状性ノイズが目立つ、 ■濃度が低い部分ではドツトの出現に空間的な遅れが生
じる。また、−様濃度の部分を処理すると近傍ドツトが
繋がった独特の縞パターンが発生し不快な感じを与えて
しまう、 等である。

本発明の目的はこれらの問題点を解決し、平均誤差最小
法若しくは誤差拡散法の処理の中で２値化誤差の絶対値
を所定値と比較し、所定値以下の誤差を一義的にＯとし
て処理し、文字、線画部と写真、中間調部の両方とも良
好な疑似中間調の画像を得る画像処理方法を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理構成図である。

本発明は、前段にて多階調量子化された入力画像データ
を平均誤差最小法により２値化する平均誤差最小法２値
化手段１１と、前記平均誤差最小法２値化手段１１の２
値化データを受け印字を制御する制御手段１２と、前記
平均誤差最小法２値化手段１１の２値出力データを前記
制御手段１２の制御のちとに入力し用紙に印字する印字
手段１３を備える画像処理装置において、若しくは 前段にて多階調量子化された入力画像データを誤差拡散
法により２値化する誤差拡散法２値化手段１１と、前記
誤差拡散法２値化手段１１の２値化データを受け印字を
制御する制御手段１２と、前記誤差拡散法２値化手段１
１の２値出力データを前記制御手段１２の制御のもとに
入力し用紙に印字する印字手段１３を備える画像処理装
置において、前記平均誤差最小法２値化手段１１は、２
値化誤差が所定の範囲のときに、前記２値化誤差を一義
的に０として処理する２値化誤差制限部２０９又は３０
５を具備することを特徴とする。

〔作　用〕

本発明によれば、入力画像データを平均誤差最小法若し
くは誤差拡散法により２値化する２値化手段と、前記２
値化手段からの２値デークに基づき、例えば、サーマル
ヘッドにより印字を行う印字手段とを設け、２値化手段
における平均誤差最小法若しくは誤差拡散法による処理
の中で、２値化誤差が所定の範囲の場合、誤差を一義的
に０として処理し、これによりメリハリがあり、粒状性
ノイズ及び独特の縞パターンの発生を抑制し、良好な出
力画像を得るようにしたものである。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例ブロック構成図である。第２
図において、画像入力部１（１１では図示しない原稿の
画像情報を読み取り、最小濃度（白）が０、最大濃度（
黒）が２５５となるように量子化し、原画データとして
２値化手段１０２へ入力する。

２値化手段１０２は平均誤差最小法若しくは誤差拡散法
により２値化を行うものでその方法については後述する
。

得られた２値デークはＣＰＵ、　ＲＯ）、ｌ、　ＲＡＭ
等から構成された主制御部１（１３の制御と、オペレー
タによる操作部１０４の指示に基づき、自装置の印字部
１０５に送られる。印字部が分離されている場合には通
信制御部１０６に送られ通信回線りを経て受信側装置１
０７内の印字部１０８に送られる。

まず、平均誤差最小法による２値化処理を説明する。今
、画像空間上の主走査方向の第ｎドツト、副走査方向の
第ｍライン目の画素に注目し２値化する場合を想定し、
各画素の濃度を表す原画データは最小濃度から最大濃度
を示す値に量子化されて入力されるものとする。

まず、予め記憶しておいた既に２値化済の周辺画素で発
生した２値化誤差を読み出し、所定の重み付は係数を基
に加重平均を求必る。この値を注目画素の原画データに
加算し補正データを求め、所定のしいき値（中間濃度）
と比較することにより、２値化（一義的に最大濃度又は
最小濃度と等価な値とする）を行い２値データを得る。

ここで２値化の際に発生した差分を２値化誤差として記
憶する。以上を画像空間全域に渡り繰り返し行うことに
より平均誤差最小法によって２値化処理された２値デー
タが得られ、表示、印字することにより疑似中間調画像
が得られる。

次に、誤差拡散法による２値化処理を説明する。

先ず、既に２値化済の周辺画素で発生した２値化誤差に
より修正された補正データ（原画データと誤差配分値の
総和との和）を所定のしきい値（中間濃度）と比較し、
２値化（一義的に最大濃度又は最小濃度と等価な値とす
る）を行い２値デークを得る。ここで、２値化の際に発
生した差分を２値化誤差として未処理の周辺画素に所定
の重み付けで配分し、原画データに加算して行く。この
−連の処理を画像空間全域に渡り繰り返し行い、得られ
た２値デークを表示、印字することにより疑似中間調画
像を得る。

本発明は平均誤差最小法若しくは誤差拡散法による２値
化の際に発生した誤差を、記憶、配分する前に、その絶
対値を所定値と比較し、所定値以下ならば一義的に０と
するＯのであり、一部の処理を追加するだけで良好な疑
似中間調画像が得られるものである。

第３図は２値化手段１０２にて行われる平均誤差最小法
を行う構成ブロック図である。前述のように画像入力部
１（１１で原稿の画像を読み取り、最小濃度（白）がＯ
１最大濃度（黒）が２５５となるように量子化し、原画
データとして２値化手段１０２へ入力する。

第３図において、現在の２値化処理の対象となる注目画
素を画像空間内の第ｍライン、第ｎドツトの位置とし、
この第ｎドツトの原画データをＤ□９．、とする。なお
、ｍ、　　ｎは正の整数であり、■≦ｎ≦Ｎとする。

先ず、第２図図示の画像入力部１（１１にて画像を主走
査方向にＮ　（Ｎは整数）ドツト並んだライン・イメー
ジセンサで読み取り、画像濃度に応じて量子化された原
画データ（最小濃度：（１１最高濃度：２５５の整数）
を２値化手段１０２に入力する。この原画データは本発
明のための原画データラインバッファ２（１１の対応す
る位置に格納される。

この原画データラインバッファ２（１１　はＲＡＭ等で
構成され、処理する注目画素とその前後の合計３ライン
分の原画データを蓄積するものである。

一方、最初に注目画素の周辺の２値化済の画素（ここで
は４画素としたが、これに限るものではなく、更に広範
囲を参照してもよい）で発生した２値化誤差Ｅを誤差デ
ータラインメモ１Ｊ２（１３から読み出し、一方、各画
素位置に対応した所定の重み付は係数Ｋを重み付は係数
マ）　ＩＪクス２０２から読み出す。

これらを平均誤差演算部２０４に入力し２値化誤差の加
重平均を求める。この加重平均を補正値Ｃ１，９として
演算式を表すと以下のようになる。

分子−Ｋｍ−１ｒｈ−１・Ｅｍ　ｌ＋。−、＋に、−＋
、。・Ｅ　ｍ　−１＋。

＋　Ｋｍ　−１＋　ｈ＋　ｌ　’　Ｅ　ｍ−１＋　ｎ＋
　ｌ　＋　Ｋｍ、ｈ　−１・Ｅｏ、。

分母−Ｋｍ−１＋　ｈ−１＋　Ｋｍ−１，ｎ　十Ｋｍ−
Ｉｔ　ｎ＋　ｌ　＋　Ｋｍ、　ｎ　−Ｃｍ、。−分子／
分母 次に、原画データラインノ＼ツファ２（１１　内の注目
画素の原画データＤ。、ｈと、前記平均誤差演算部２０
４での演算結果Ｃ１，ｎとが加算器２０５に入力されこ
れらのデータが加算され加算結果凰、７′を得る。

加算結果り。、。′は２値化部２０６及び加算器２０８
へ送られ、先ず２値化部２０６では所定のしきい値、例
えば、１２８と比較することにより、（１）補正データ
Ｄｍ、ｈ’＞Ｌきい値Ｔ＝１２８のとき→２値データ○
。、。＝２５５　（黒画素）（２）補正データＤＩｌｌ
ｒ　ｈ”　≦しきい値Ｔ＝１２８のとき→２値データ０
．．．＝０（白画素）というように、黒画素か白画素か
の判定を行い２値デ一タＯｍ＋、、を得る。この２値デ
一クＯｍ＋　１’１は２値データ出力部２０７へ送られ
、「１」　（黒画素）又は「０」　（白画素）として出
力されると同時に加算器２０８へ入力される。

加算器２０８では２値化部２０６の入力データＤ。。

′　と出力データ（１１．。との差分を求め注目画素の
２値化により発生した２値化誤差 Ｅ、、、　−り、、。　−Ｏｏ、。

を求め、２値化誤差制限分２０９へ入力する。

２値化誤差制限部２０９では所定の黒側基準値又は白側
基準値と比較し、２値化誤差Ｅ１，９の絶対値が小さい
場合だけＥ、、、。−〇の置換を行い、２値化誤差デー
タラインバツフア２（１３の対応する位置に格納する。

以上を主走査方向、副走査方向に順次繰り返し２値デー
タ出力部２０７からの２値データを印字手段へ転送する
ことにより２値化処理された疑似中間調画像が得られる
。

また、平均誤差演算部２０４での２値化誤差の参照範囲
、最小濃度Ｏ１最大濃度２５５及び２値化しきい値１２
８もこれに限られるものではない。

第４図は誤差拡散法の説明図である。第４図において、
先ず、画像入力部１（１１から画像を主走査方向にＮ　
（Ｎは整数）ドツト並んだライン型イメージセンサ等で
読み取られ、濃度に応じて量子化された原画データ（最
小濃度：（１１最高濃度：２５５）が入力され濃度デー
タラインバッファ３（１１の対応する位置に格納される
。

今、現在の２値化処理の対象となる注目画素を画像空間
内の第ｍ′ライン、第ｎドツトの位置とし、この第ｎド
ツトの原画データをＤｍ＋ｈ　とする。なお、ｍ、ｎは
正の整数であり、１≦ｎ≦Ｎとする。

２値化部３０２では濃度データＤ１，９を所定の２値化
しきい値Ｔと比較し、 （１）ｉ！ｍ度テーデー−、ｈ　’　　＞　２値化しき
い値Ｔのとき→２値データ○□、、、＝２５５　（黒画
素）（２）濃度データＤ１．。”≦２値化しきい値Ｔの
とき→２値データ○、、ｈ＝Ｏ，（白画素）というよう
に、黒画素か白画素かの判定を行い２値データＯＩＩ、
！、を得る。この２値デ一クＯｍ＋　＋’１は２値デー
タ出力部３（１３へ送られ、「１」　（黒画素）又は「
０」　（白画素）として出力されると同時に加算器３０
４へ入力される。

加算器３０４では２値化部３０２の入力データＤ。。

、と出力データＯｍ、、、との差分を求め２値化誤差Ｅ
□＋　ｈ　＝Ｄｍｒ。−（１１，。

が得られる。

２値化誤差制限部３０５では所定の黒側基準値又は白側
基準値と比較し、２値化誤差Ｅｍ、ｎの絶対値が小さい
場合だけＥｍ、。−〇の置換を行い、誤差配分値演算部
３０６へ入力する。誤差配分値演算部３０６では２値化
誤差Ｅ□２．、を誤差拡散マトリクス３０７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
。２値化誤差Ｅ。、ｎの配分前後で周辺画素の濃度デー
タは以下のように修正される。

但し、 以上を主走査方向、副走査方向に順次繰り返し、２値デ
一ク出力部３（１３からの２値データを印字手段へ転送
することにより本発明により２値化処理された疑似中間
画像が得られる。

第５図は本発明の印字部に適用するサーマルヘラドの回
路ブロック図である。サーマルヘッドはセラミック基板
４（１１上に形成された各画素に対応した発熱抵抗体４
０２に電流を流すことによりジュール熱を発生し、この
熱を感熱記録紙、熱転写フィルム等に熱伝達し、記録紙
上に黒ドツトを形成する。

即ち、システムバスに接続されたサーマルプリントヘッ
ド制御回路４（１３から出力される各種の信号ＳＴ、　
ＬＡ、　ＳＤ、　５ＣＬＫと、発熱抵抗体４０２へ流す
電流を供給する電源部４０４によって、ドツトのオン（
黒ドツト）及びオフく白ドツト）を制御する。

具体的には、まず、主走査方向の１ライン分のシリアル
デークＳＯ１即ち、画素データ（旧ｇｈ：印字、しＯＷ
：非印字）を、シフトクロック５ＣＬＫの立ち上がりエ
ツジに同期してシフトレジスタ４０５に取り込む。次に
、ラッチ信巳の１０νＪレベルにおいて、ラッチ回路４
０６で画素データを保持し、同時に各発熱抵抗体に対応
する２入力ＮＡＮＤ回路４０７の一方に入力する。

以上が完了した時点でストローブ信号ＳＴをＨｉｇｈレ
ベルとすることにより発熱抵抗体に電流が流れ、発生す
るジュール熱が用紙に伝達され対応する画素位置に黒ド
ツトが形成される。これで、１ライン分の処理が終了し
図示しないステップモータ等により所定副走査ピッチ分
記録紙を搬送し、同様の処理を繰り返すことにより画像
を得るものである。

第６図はサーマルヘッドのドツトサイズの説明図である
。図示から明らかなように、本発明の着目点はここで形
成された黒ドツトの大きさが、各々近傍の画素が黒ドツ
トであるか否かによって影響され変化することである。

つまり、近傍の画素が黒ドツトである程注目画素の黒ド
ツトが大きく広がりを持ったものになるということであ
る。この現象はサーマルヘッドが熱エネルギーを扱うも
のであり、この熱は発熱抵抗体に蓄積され、かつ多方面
に発散されることに起因する。レーザープリンタでは発
熱抵抗体を有しないためこのような現象は生じない。

第６図に示すように、同じ黒ドツトでも近傍に黒ドツト
が多い部分程ドツトサイズが大きくなり、逆に黒ドツト
が隣接しない部分ではドツトサイズが小さくなり繋がり
を持たなくなることである。

即ち、平均誤差最小法や誤差拡散法の短所として挙げた
粒状性ノイズや近傍ドツトが繋がった独特の縞パターン
も、サーマルヘッドを用いて印字出力を得ることにより
抑制され、階調性、解像度の優れた良好な疑似中間調画
像の印字出力が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、平均誤差最小法
若しくは誤差拡散法により２値化し、疑似中間調画像を
得る画像処理方法において、発生した２値化誤差の絶対
値が所定値以下の場合、義的に０とすることにより、メ
リハリのある文字、線画部の再現性を向上できるとと共
に、濃度が低い部分での粒状性ノイズを除去し、文字、
線画部と写真、中間調部の両方とも良好な疑似中間調画
像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明の一実施例プロ・ツク構成図、第３図は
本発明の平均誤差最小法２値化部のブロック構成図、 第４図は本発明の誤差拡散法２値化部のプロ・ツク構成
図、 第５図はサーマルヘッド印字→→プロ・ツク構成図、及
び 第６図はサーマルヘッドによる印字ド・ソトの説明図で
ある。 （符号の説明） １（１１・・・画像入力部、 １０２・・・平均誤差最小法／誤差拡散法２値化部、１
（１３・・・主制御部、 １０４・・・操作部、 １０５、１０８・・・印字部、 １０６・・・通信制御部、 １０７・・・受信制御部、 ２０４・・・平均誤差演算部、 ２０５、２０８・・・加算部、 ２０６・・・２値化部、 ２０７・・・２値デ一ク出力部、 ２０９・・・２値化誤差制限部、 ３０５・・・２値化誤差制限部、 ３０６・・・誤差配分値演算部、 ４０２・・・発熱抵抗体、 ４（１３・・・サーマルヘッド制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前段にて多階調量子化された入力画像データを平均
   誤差最小法により２値化する平均誤差最小法２値化手段
   （１１）と、前記平均誤差最小法２値化手段（１１）の
   ２値化データを受け印字を制御する制御手段（１２）と
   、前記平均誤差最小法２値化手段（１１）の２値出力デ
   ータを前記制御手段（１２）の制御のもとに入力し用紙
   に印字する印字手段（１３）を備える画像処理装置にお
   いて、 前記平均誤差最小法２値化手段（１１）は、２値化誤差
   が所定の範囲のときに、前記２値化誤差を特定した値と
   して処理する２値化誤差制限部（２０９）を具備するこ
   とを特徴とする画像処理装置。 ２、前記印字手段（１３）は発熱抵抗体に電流を流して
   印字するサーマルヘッドである請求項１に記載の画像処
   理装置。 ３、前段にて多階調量子化された入力画像データを誤差
   拡散法により２値化する誤差拡散法２値化手段（１１）
   と、 前記誤差拡散法２値化手段（１１）の２値化データを受
   け印字を制御する制御手段（１２）と、 前記誤差拡散法２値化手段（１１）の２値出力データを
   前記制御手段（１２）の制御のもとに入力し用紙に印字
   する印字手段（１３）を備える画像処理装置であって、
   前記誤差拡散法２値化手段（１１）は、２値化誤差が所
   定の範囲のときに、前記２値化誤差を特定した値として
   処理する２値化誤差制限部（３０５）を具備することを
   特徴とする画像処理装置。 ４、前記印字手段は、発熱抵抗体に電流を流して印字す
   るサーマルヘッドである請求項３に記載の画像処理装置
   。 ５、多階調量子化した後に２値化する手段として、平均
   誤差最小法又は誤差拡散法の少なくともいずれかを備え
   た請求項３に記載の画像処理装置。