JPH0435165A - 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〕 入力画像データを２値化して疑似中間調画像の印字出力
を得る画像処理装置に関し、 疑似中間調画像を再現する場合に平均誤差最小法により
画像データを２値化し、印字手段にサーマルヘッドを用
いて良質の印字出力を得ることを目的とし、 画像処理装置であって、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値化手段と、前記平均誤差最小法２値化手段
の２値出力データを受け、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発熱抵抗体に流す電流
の制御により用紙に印字するサーマルヘッド印字手段と
を備えるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は入力画像データを２値化して疑似中間調画像の
印字出力を得る画像処理装置に関し、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
における疑似中間調画像の印字出力の改善に関する。

〔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
デイザ法が用いられる。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
ザ法の一種である組織的デイザ法はしきい値の配列の相
違によりＢａｙｅｒ形、網点形、渦巻形がある。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（Ｅａｙ
ｅｒ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ｎｘｎドツトのサブ
マ）　ｌ）クスの集合と見なし、このサブマトリクス内
の画素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
化のための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。

一方、デイザ法のさらに他の種類として、Ｍａｎｆｒｅ
ｄ、Ｒ，５ｃｈｒｏｅｄｅｒ、　ｒＩｍａｇｅｓ　ｆｒ
ｏｍ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ４ＩＥ８巳Ｓｐｅｃｔｒｕｍ
、　Ｖｏｌ、６．　ｌ１ｌ）６６−７８．１９６９で発
表され、その後改良され、Ｊ、Ｆ、Ｊａｒｖｉｓ、　Ｃ
，Ｎ、Ｊｕｃｌｉｃｅａｎｄ　Ｗ、Ｈ，Ｎ１ｎｋｅ、　
　ｒＡ　５ｕｒｖｅｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　
ｆｏｒｔｈｅ　Ｄｉｓｐｌａｙ　ｏｆ　Ｃｏｎｔｉｎｕ
ｏｕｓ　Ｔｏｎｅ　Ｐｉｃｔｕｒｅｓ　ｏｎＢ＋Ｉｅｖ
ｅｌ　Ｄｉｓｐｌａｙｓｊ、　　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｇ
ｒａｐｈｉｃｓ　ａｎｄＩｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇ、　Ｖｏｌ、５．　ｐｐ１３−４０．１９７６で発
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、階調性や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ずる、■２値化するため
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、著しく画像再現品質が悪い、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
ることができない、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
、 （１）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、（２）−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
法により画像データを２値化し印字手段としてサーマル
ヘッドを用いることにより、サーマルヘッドの発熱抵抗
体の蓄熱現象を利用して、良好な疑似中間調画像の印字
出力を得る画像処理装置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。第１図において、
平均誤差最小法２値化手段１１は、前段において既に多
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値化する手段であり、制御手段１２はマイクロプロ
セッサで構成され２値化手段１１の出力と印字手段の出
力との間を制御する。

サーマルヘッド印字手段１３は２値化手段１１の２値化
出力を制御手段１２の制御のもとに受は用紙に印字する
。

〔作用〕

上述の構成のように、既に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２値化手段と
、この２値化手段からの２値データに基づきサーマルヘ
ッドにより印字を行う印字手段とを組合せて構成するこ
とにより、サーマルヘッドの発熱抵抗体の蓄熱現象を利
用して、平均誤差最小法の短所である粒状性ノイズ及び
独特の縞パターンの発生を抑制し良好な出力画像を得て
いる。

この場合、前記２値化手段と前記印字手段が一つの装置
内に共存してもよいし、前記２値化手段と前記印字手段
を分離し、その間を通信回線で接続するようにしてもよ
い。

〔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
画像情報を適切な走査手段により読み取り、最小濃度（
白）が０、最大濃度（黒）が２５５となるように多階調
量子化し、量子化原画データとして平均誤差最小法２値
化部１０２へ入力する。平均誤差最小法２値化部１０２
は量子化原画データを平均誤差最小法により２値化する
ものでその方法については第３図にて説明する。

得られた２値データはＣＰＵ、　ＲＯＭ、　ＲＡＭ等か
ら構成される主制御部１０３の制御と、オペレータによ
る操作部１０４の指示に基づき、自装置のサーマルヘッ
ド印字部１０５に送られ印字される。一方、印字部が分
離されている場合には通信制御部１０６へ送られ、さら
に通信回線りを経て受信側装置１０７内のサーマルヘッ
ド印字部１０８に送られる。サーマルヘッド印字部の動
作については第４図で説明する。

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
成図である。前述のように第２図の画像入力部１（１１
で原稿の画像を読み取り、最小濃度（白）が０、最大濃
度（黒）が２５５となるように多階調量子化し、量子化
原画データとして平均誤差最小法２値化部１０２に入力
される。

平均誤差最小法２値化部１０２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ドツトの量子化原画デ
ータをＤ□、ｈとする。

先ず最初に、注目画素の周辺の２値化済の画素（ここで
は説明を簡単にするために、第ｍ−１ラインの３画素と
第ｍラインの１画素の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リ２０２から読み出
す。

一方、誤差データラインメモリ２０２の各画素位置に対
応した所定の重み付け係数Ｋを重み付け係数マトリクス
２（１１から読み出す。

そして、これらの２値化誤差Ｅと重み付け係数Ｋを平均
誤差演算部２０３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ＣＩｌｌ＋　ｌ’ｌとして演算式
で表すと以下のようになる。

分子−Ｌ−１＋　ｎ　−１・Ｅｍ−１＋　ｎ　−１＋　
Ｋｍ　１１　ｎ　・Ｅｍ−１＋　ｎ　＋Ｌ−１＋　ｈ＋
　ｌ・Ｅ　＋ｌ＋−１，。や＋＋に□、。−１・Ｅ□、
。

分母＝　Ｋｍ−＋、　ｈ　＋　＋　Ｋｍ−１，。十に□
−１，イや、＋に、、。

Ｃｆｆ＋＋　ｎ−分子／分母 次に、原画データ肌１．．と平均誤差演算部２０３で得
られた補正値Ｃｍ＋　ｈ　とを加算器２０４に入力しこ
れらを加算する。これにより原画データ肌１．。

はこの補正値Ｃ□１．．によって補正され補正データＤ
□、。′　となる。

そして得られた補正データ肌、。°を２値化部２０５に
おいて所定のしきい値Ｔ＝１２８　と比較して２値化す
る。即ち、 （１）補正データＤ。、ｈ”　≧しきい値Ｔ＝１２８の
とき→２値データＯユ、ｈ＝２５５ （２）補正データＤｍ、。°〈シきい値Ｔ＝１２８のと
き→２値デーク（１１１１１　ｈ　−〇の処理を行う。

得られた２値データ○。、９は２値データ出力部２０６
へ送られ、 Ｏ□、ｈ−２５５の場合には「１」　（黒）Ｏイ、。−
〇　の場合には「０」　（白）なる２値データとして出
力される。

さらに、２値データＯｎ、ｈは加算器２０７に入力され
加算器２０７において、 Ｅｍ、、、−Ｄイ、。−〇。、。

の演算が行われ、２値化誤差Ｅｍ、。とじてフィードバ
ックされ、誤差データラインメモリ２０２　の対応する
位置に格納される。

以上の手順を画像空間内の全画素について順次繰り返し
行うことにより疑似中間調画像を表す２値データが得ら
れる。このようにして平均誤差最小法による２値化処理
が行われる。

２値デ一ク出力部２０６からの２値出力データは第１図
の主制御部１０３に出力される。

第４図はサーマルヘッドのブロック構成図である。サー
マルヘッドはセラミック基板３（１１上に形成された各
画素に対応した発熱抵抗体３０２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。

サーマルプリンタは低価格の汎用機種に多く用いられて
いる。

即チ、システムバスＳＢに接続されたサーマルヘッド制
御回路３０３から出力される各種の信号ＳＴ、　ＬＡ、
　ＳＤ、　５ＣＬＫと、発熱抵抗体３０２へ流す電流を
供給する電源部３０４　によって、ドツトのオン（黒ド
ツト）及びオフ（白ドツト）を制御する。

サーマルヘッド制御回路３０３は第１図の主制御部１０
３内に設けられる。従って、２値デ一タ出カ部２０６か
らの２値データはシステムバスＳＢを介してサーマルヘ
ッド制御回路３０３　に入力される。

具体的には、まず、主走査方向の１ライン分のシリアル
データＳＤ、即ち、画素データ（Ｈｉｇｈ：印字、Ｌｏ
ｗ：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３ｏ５ニ取す込む。次
に、ラッチ信ＬＡのｌｏｗ　レベルにおいて、ラッチ回
路３０６で画素データを保持し、同時に各発熱抵抗体３
０２に対応する２人カＮＡＮＤ回路３０７の一方に入力
する。

以上が完了した時点でス）ｏ−ブ信号ＳＴを旧ｇｈレベ
ルとすることにより発熱抵抗体３０２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フ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５図はサーマルヘッドにより印字されたドツトサイズ
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プリント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。即ち、黒ドツ
トが近接して配置されると発熱抵抗体の放熱が追従せず
、十分に冷却しない内に次のドツトを打つためである。

一方、レーザープリンタ等ではこのような発熱抵抗体を
用いないため黒ドツトは隣接する黒ドツトに影響されず
同じサイズの黒ドツトである。

第５図に示すように、同じ黒ドツトでも近傍に黒ドツト
が多い部分程発熱抵抗体の蓄熱現象によりドツトサイズ
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、平均誤差最小法の欠点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、前段での量子化
原画データを平均誤差最小法により２値化し、サーマル
ヘッドにより画像の印字出力を得るようにしたので、平
均誤差最小法の短所である粒状性ノイズや独特の縞パタ
ーンの発生を抑制し、かつ階調性と高解像度を両立させ
た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ブロック構成図、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図はサーマルヘッド印字井つブロック構成図、及び 第５図はサーマルヘッドによる印字ドツトの説明図であ
る。 （符号の説明） １（１１・・・画像入力部、 １０２・・・平均誤差最小法２値化部、１０３・・・主
制御部、 １０４・・・操作部、 １０５、１０８・・・サーマルヘッド印字部、１０６・
・・通信制御部、 １０７・・・受信側装置、 ２（１１・・・重み付け係数マトリクス、・・・誤差デ
ータラインメモリ、 ・・・平均誤差演算部１ ．２０７・・・加算器、 ・・・２値化部、 ・・・２値データ出力部、 ・・・サーマルヘッド、 ・・・発熱抵抗体、 ・・・サーマルヘッド制御回路、 ・・・電源部、 ・・・シフトレジスタ、 ・・・ラッチ回路、 ・・・ＮＡＮＤ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像処理装置であって、 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（１
   １）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発熱抵抗体
   に流す電流の制御により用紙に印字するサーマルヘッド
   印字手段（１３）とを備えることを特徴とする画像処理
   装置。 ２、１つの装置内に、前記平均誤差最小法２値化手段（
   １１）と前記サーマルヘッド印字手段（１３）を備えた
   請求項１に記載の画像処理装置。 ３、一方の装置内に前記平均誤差最小法２値化手段（１
   １）を備え、分離された他方の装置内に前記サーマルヘ
   ッド印字手段（１３）を備え、これらの間を通信回線（
   Ｌ）で接続した請求項１に記載の画像処理装置。 ４、前記平均誤差最小法２値化手段（１１）は、２値化
   誤差（Ｅ）と重み付け係数（Ｋ）の平均誤差を演算して
   補正値（Ｃ＿ｍ＿、＿ｎ）を求め、前記補正値と量子化
   入力画像データ（Ｄ＿ｍ＿、＿ｎ）を加算し、加算値（
   Ｄ＿ｍ＿、＿ｎ′）を所定しきい値（Ｔ）で２値化する
   と共に前記加算値と２値化値（Ｏ＿ｍ＿、＿ｎ）を加算
   して２値化誤差（Ｅ）にフィードバックする請求項１に
   記載の画像処理装置。 ５、前記制御手段（１２）はマイクロプロセッサである
   請求項１に記載の画像処理装置。