JPH0698157A - 中間調画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中間調画像形成装置の誤差拡散処理部を簡単
にする。 【構成】 ディザ処理部７では、入力された画像デー
タ、例えば８ビット２５６階調のデータにディザ処理を
施し、例えば２ビット４階調の画像データに変換して出
力する。ディザ処理された画像データは誤差拡散処理部
８に入力され、２値化データとして出力される。また誤
差拡散処理部８は入力画像データと予定のしきい値との
差分データを算出し、これを補正データとしてフィード
バックする。誤差拡散処理部８では、前記差分データお
よび誤差拡散処理部８にあらかじめ設定されている重み
付け補正値によって、ディザ処理部７から入力される画
像データを補正する。ディザ処理部７で画像データのビ
ット数が低減されているので、誤差拡散処理部８の構成
を従来よりも簡単にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中間調画像形成装置に関
するものであり、特に、中間調を再現するための２値化
手段として設けられている誤差拡散処理部の構成を簡単
にすることができる中間調画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からデジタルプリンタ、デジタルフ
ァクシミリ装置において、中間調画像を再現するための
２値化処理手法として誤差拡散処理が知られている。こ
の誤差拡散処理は、原稿の画像濃度と出力画像濃度との
画素毎の濃度差を演算し、この演算処理結果に特定の重
み付けを施した後、注目画素周辺の画素へ分散させてい
く方法である。

【０００３】図１０のブロック図および図１１の画素配
列図を参照して誤差拡散処理装置の一例を説明する。図
１１において、画素ｘは注目画素であり、その周辺の参
照画素Ｐ１〜Ｐ４はすでに２値化処理が施された画素で
ある。すなわち参照画素Ｐ１〜Ｐ３は注目画素ｘの１ラ
イン前の画素であり、参照画素Ｐ４は注目画素ｘの直前
の画素である。

【０００４】図１０において、図示しない読取装置で読
取られた画像は、８ビットのデジタルデータすなわち２
５６階調のデータに量子化されて補正データ算出部１に
入力される。補正データ算出部１に入力されたデータ
は、この補正データ算出部１の次段に配置される差分デ
ータ生成／２値化部２から出力された差分データと特定
の重み付けのための補正係数とによって後述の式に従っ
て補正される。

【０００５】差分データ生成／２値化部２では、補正デ
ータ算出部１から供給されるデータを予定のしきい値に
従って２値化して２値化画像データを出力すると共に、
該２値化データと前記しきい値との差すなわち前記差分
データを出力する。

【０００６】差分データはラインメモリ３に入力される
と共に、補正データ算出部１に直接入力される。ライン
メモリ３に入力された差分データはラッチ６，５，４に
転送され、所定のタイミングで補正データ算出部１に読
込まれる。

【０００７】すなわち、ラッチ４，５，６から供給され
る差分データＤ１〜Ｄ３は注目画素ｘの直前ラインの画
素Ｐ１〜Ｐ３に関する差分データであり、差分データ生
成／２値化部２から直接入力される差分データＤ４は注
目画素ｘと同一ライン上の直前画素Ｐ４に関する差分デ
ータである。

【０００８】重み付けのための補正係数は各参照画素毎
に対応して設定されている。画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ
４に対応する差分データを上述のようにＤ１，Ｄ２，Ｄ
３，Ｄ４とし、画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４にそれぞれ
対応する重み付けのための補正係数をａ，ｂ，ｃ，ｄと
した場合、注目画素ｘは次式で補正される。但し、符号
ｘ０は補正前の注目画素ｘの濃度、符号ｘ１は補正後の
注目画素ｘの濃度である。 ｘ１＝ｘ０＋（Ｄ１×ａ＋Ｄ２×ｂ＋Ｄ３×ｃ＋Ｄ４×ｄ）……式１ 誤差拡散処理を具備した画像処理装置の一例が、特開昭
６３−１５５９５０号公報に記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記誤差拡散処理を行
うための装置において、前記差分データＤ１〜Ｄ４は画
像濃度を示す８ビットのデータと該差分データの正負を
表わす１ビットの符号データとからなる。したがって、
前記補正データ算出部１を構成する演算回路では９ビッ
トのデータに関して乗算を行うための大きい乗算器を必
要とし、その結果、回路規模が大きくなって演算の高速
化が困難になるという問題点があった。

【００１０】さらに、前記９ビットの差分データを格納
するために、大容量のラインメモリが必要でもあった。

【００１１】本発明の目的は、上記の問題点を解消し、
回路規模を小さくして小形化および低コスト化を達成で
きる中間調画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、ｎ値の階調を持つ画像デ
ータを前記ｎ値より小さいｍ値の階調を持つ画像データ
に変換するための多値ディザマトリクス処理手段と、前
記ｍ値の階調を持つ画像データを２値データによって擬
似的に表現するための誤差拡散処理手段とを具備した点
に特徴がある。

【００１３】

【作用】上記特徴を有する本発明によれば、ｎ値の階調
を持つ画像データは、多値ディザマトリクス処理手段に
よって前記ｎ値より小さいｍ値の階調からなる画像デー
タに変換される。その結果、該ｍ値の階調の画像データ
を誤差拡散処理する際に、より少ないデジタルデータ量
すなわちビット数で差分を表現できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。まず本実施例の中間調画像形成装置の概略構成を
説明する。図１のブロック図において、中間調画像形成
装置は前段にディザ処理部７を配置し、その次段に誤差
拡散処理部８を設けている。

【００１５】８ビットのデジタルデータすなわち２５６
階調のデータに量子化された画像データは、まずディザ
処理部７に入力される。このディザ処理部７では、入力
された８ビット（２５６階調）の画像データを２ビット
（４階調）の画像データに変換する。そのために、この
ディザ処理部７には入力データと比較される３段階のし
きい値（８ビット）が設定されている。

【００１６】ディザ処理部７で２ビットに変換された画
像データは、次段の誤差拡散処理部８に入力される。こ
の誤差拡散処理部８では、入力された２ビットの画像デ
ータが誤差拡散処理を受けた後さらに１ビット（２階
調）の画像データに変換され、図示しない記録手段に出
力される。さらに誤差拡散処理部８では、入力された画
像データと予定のレベルとの差すなわち差分値を演算
し、この演算処理結果をフィードバックして、さらに特
定の重み付けを施した後、画像データを補正する。

【００１７】以下、前記ディザ処理部７および誤差拡散
処理部８の詳細な構成を説明する。まず、各画素に対応
するディザしきい値を説明する。本実施例では画像デー
タを２ビット４（階調）で表わすために３段階のデータ
からなる４組のディザしきい値を準備し、２×２のディ
ザマトリクスを構成した。

【００１８】図２において、４組のディザしきい値ＴＨ
１〜ＴＨ４はそれぞれ高（Ｈ），中（Ｍ），低（Ｌ）３
段階のしきい値を有し［図２（ｂ）参照）］、主走査方
向の各ビット毎、および副走査方向の各ライン毎に交互
に異なるしきい値が対応できるようにディザマトリクス
が構成されている。

【００１９】ディザしきい値は入力画像データと同じ８
ビットで表わされる。そして、ディザ処理部７は、入力
画像データがしきい値ＴＨｎ−Ｈ（ｎ＝１〜４）より高
いときには“１１”、入力画像データがしきい値ＴＨｎ
−ＨとＴＨｎ−Ｍとの間にあるときは“１０”、入力画
像データがしきい値ＴＨｎ−ＭとＴＨｎ−Ｌとの間にあ
るときは“０１”、入力画像データがしきい値ＴＨｎ−
Ｌより低いときには“００”の画像データを出力する。

【００２０】前記ディザしきい値に従ってディザ処理を
行うようにしたディザ処理部７の構成を図３のブロック
図を参照して説明する。同図において、しきい値設定器
９〜１２には、それぞれが３段階のデータを有する４組
のディザしきい値ＴＨ１〜ＴＨ４が設定されている。

【００２１】主走査方向カウンタ１３は、主走査方向１
ビット毎にハイ（Ｈ）またはロー（Ｌ）の信号を出力
し、この信号はマルチプレクサ１４，１５の選択信号と
して入力される。マルチプレクサ１４は、前記選択信号
に応答し、しきい値設定器９および１０から入力される
データのうち一方を選択して出力する。例えば、選択信
号が“Ｈ”のときにはしきい値設定器９から入力された
データを選択し、選択信号が“Ｌ”のときにはしきい値
設定器１０から入力されたデータを選択して出力するよ
うに構成する。

【００２２】同様に、マルチプレクサ１５は、前記選択
信号に応答し、しきい値設定器１１および１２から入力
されるデータのうち一方を選択して出力する。

【００２３】マルチプレクサ１４および１５から出力さ
れたデータはさらにマルチプレクサ１６に入力される。
マルチプレクサ１６は、副走査方向カウンタ１７から１
ライン毎に出力される“Ｈ”または“Ｌ”の選択信号に
応答し、前記マルチプレクサ１４および１５から供給さ
れたデータのうちの一方を出力する。

【００２４】以上の構成により、主走査方向１ビット毎
および副走査方向１ライン毎に、図２（ａ）に示したよ
うな所定のパターンに基づいてしきい値が出力される。

【００２５】続いて、前記マルチプレクサ１６から出力
されたしきい値は比較器１８，１９，２０に供給され、
ラッチ２１から入力される画像データと比較される。比
較器１８〜２０は、しきい値（入力Ｂ）より画像データ
（入力Ａ）が大きい場合はそれぞれ“１”を比較結果と
して出力し、しきい値（入力Ｂ）より画像データ（入力
Ａ）が小さい場合はそれぞれ“０”を比較結果として出
力する。そしてこの比較結果はデコーダ２２に入力され
る。

【００２６】入力Ａ，Ｂ，Ｃに対応してデコーダ２２か
ら出力されるデータＺを図４に示す。このように、ディ
ザ処理部７では、８ビット２５６階調の画像データが供
給されると、これを２ビット４階調の画像データに変換
して出力する。

【００２７】次に、ディザ処理された画像データを誤差
拡散手法によって２値化するための誤差拡散処理につい
て説明する。

【００２８】図５は、誤差拡散処理の対象となる画素す
なわちディザ処理された画像データ（注目画素）が図７
に関して後述する加算器２５に入力されるタイミング
と、前記注目画素の１ライン前の画像データに関する差
分値が図７に関して後述する乗算器３８〜４０に入力さ
れるタイミングとの関係を示す図である。

【００２９】図５において、マトリクスＭは、誤差拡散
処理の対象となる注目画素およびその周辺の参照画素を
規定する範囲である。マトリクスＭの上段の並びはディ
ザ処理された１ライン前のデータに対する差分値ＬＢ１
−１〜ＬＢ１−ｎ（ｎは１ラインの画素数）であり、下
段の並びは注目画素が含まれるラインのディザ処理され
たデータＤＴ１−１〜ＤＴ１−ｎである。

【００３０】注目画素および該注目画素の１ライン前の
データに対する差分値とが少なくとも図示のように設定
されるためにはシステムクロックに従って入力データを
２回ラッチする処理が必要となる。すなわち、データＤ
Ｔ１−１〜ＤＴ−ｎおよび差分値ＬＢ１−１〜ＬＢ１−
ｎを同一タイミングで演算処理部に入力させるために
は、データＤＴ１−１〜ＤＴ１−ｎが演算処理部に入力
されるタイミングを、差分値ＬＢ１−１〜ＬＢ１−ｎの
入力タイミングに対してシステムクロックの２回分だけ
遅延させるようにする。図５（ａ）はラッチ前、同図
（ｂ）は１回ラッチ後、同図（ｃ）は２回ラッチ後の各
画素の位置関係をそれぞれ示したものである。図５にお
いて、位置Ｘにある画素が注目画素である。

【００３１】誤差拡散処理では、ディザ処理部７から供
給された画像データを２値化すると同時に、前記画像デ
ータと予定のしきい値との差分値を求める。そして、こ
の差分値を各参照画素毎に予定の重み付け補正値と乗算
し、さらに各参照画素毎の乗算結果をすべて加算する。
この加算結果をディザ処理部７から供給された画像デー
タに加算して誤差拡散処理後の画像データを得る。した
がって、この誤差拡散処理後の画像データが２値化の対
象となる。

【００３２】差分値の算出の概要を図６を参照して説明
する。図６において、しきい値ＴＨ−Ｂは画像データの
２値化のためのしきい値である。また、しきい値ＴＨ−
ＡおよびＴＨ−Ｃは、それぞれ予測される画像データの
最高濃度および最低濃度を示すしきい値である。差分値
の算出のためには、まずしきい値ＴＨ−ＡとＴＨ−Ｂと
の中央値ＵＣ、ならびにしきい値ＴＨ−ＣとＴＨ−Ｂと
の中央値ＬＣを算出する。そして、入力画像データがし
きい値ＴＨ−Ｂより高いときには、入力画像データと中
央値ＵＣとの差分値を求める。一方、入力画像データが
しきい値ＴＨ−Ｂより低いときには、入力画像データと
中央値ＬＣとの差分値を求める。例えば、入力画像デー
タのレベルがＰＬのとき、（ＰＬ−ＵＣ）が差分値Ｄと
なる。

【００３３】誤差拡散処理部８の構成の一例を図７，図
８に示す。同図において、前記デコーダ２２から出力さ
れた画像データは、システムクロックが２回供給される
ことにより、ラッチ２３およびラッチ２４を介して加算
器２５に入力される。加算器２５では、入力された画像
データに、後述のマルチプレクサ３７から供給される差
分値と各画素毎の重み付けのための補正値ａ〜ｄとのそ
れぞれの積をさらに加算した値が加算される。加算され
たデータはラッチ２６にラッチされ、その後、比較器２
７に入力される。比較器２７には比較のための基準値す
なわちしきい値ＴＨ−Ｂが、しきい値設定器２８から供
給される。

【００３４】前記ラッチ２６から出力された画像データ
は、減算器２９および３０にも入力される。しきい値設
定器３１および３２には、しきい値ＴＨ−Ａおよびしき
い値ＴＨ−Ｃがそれぞれ設定されている。これらのしき
い値ＴＨ−Ａとしきい値ＴＨ−Ｂとの中央値ＵＣは、加
算器３３および除算器３４からなる演算器で算出され、
前記減算器２９に供給される。他方、しきい値ＴＨ−Ｃ
としきい値ＴＨ−Ｂとの中央値ＬＣは加算器３５および
除算器３６からなる演算器で算出され、他方の減算器３
０に供給される。

【００３５】減算器２９および３０による減算結果すな
わち差分値はマルチプレクサ３７に供給される。各差分
値の一方が前記比較器２７の出力をセレクト信号として
選択され、マルチプレクサ３７から出力される。すなわ
ち、しきい値ＴＨ−Ｂよりも入力画像データが大きいと
きは、比較器２７の出力は“１”となり、この出力信号
によって減算器２９で算出された差分値が選択される。
これとは反対にしきい値ＴＨ−Ｂよりも入力画像データ
が小さいときは、比較器２７の出力は“０”となり、こ
の出力信号によって減算器３０で算出された差分値が選
択される。

【００３６】前記マルチプレクサ３７から出力された差
分値は、乗算器４１に直接入力されるほか、ラインメモ
リ３およびラッチ６を介して乗算器３８に出力される。
さらに、前記差分値はラッチ５を経て乗算器３９へ、ま
たラッチ５およびラッチ４を経て乗算器４０に入力され
る。

【００３７】乗算器３８〜４１では、補正値設定器４
２，４３，４４，４５からそれぞれ供給される重み付け
のための補正値ａ〜ｄと前記差分値とを乗算して加算器
４６に出力する。加算器４６では、供給された乗算結果
の和を算出して前記加算器２５に出力する。誤差拡散処
理部８に関する動作タイミングを図９のタイミングチャ
ートに示す。

【００３８】以上説明したように、本実施例では、画像
データを２ビット４階調に変換した後、この変換後の画
像データとしきい値との差分値を得るようにした。した
がって、該差分値を使用する誤差拡散処理部では、２ビ
ット＋１ビット（正負の符号ビット）のデータに関して
演算を行えば良くなる。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ディザ処理手段によって、より少ない情報量
で表わされた画像データに関して誤差拡散処理を行うよ
うにしたので、誤差拡散処理手段の構成を簡単にでき
る。

【００４０】具体的には、少ない情報量で表わされた画
像データに関して演算を行えばよいので、乗算器を簡単
にできるほか、情報を格納するラインメモリの大きさも
小さくできる。その結果、回路規模を小さくでき、演算
速度を高速化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】 ディザ処理部に設定されるティザしきい値の
例を示す図である。

【図３】 ディザ処理部の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】 ディザ処理部に設けられたデコーダの入出力
を示す図である。

【図５】 参照画素を規定する範囲と画素との関係を示
す図である。

【図６】 差分データ算出のためのしきい値説明図であ
る。

【図７】 誤差拡散部の構成を示すブロック図である。

【図８】 誤差拡散部の構成を示すブロック図である。

【図９】 誤差拡散処理動作のタイミングチャートであ
る。

【図１０】 従来技術を示す画像形成装置の構成を示す
ブロック図である。

【図１１】 注目画素と参照画素の関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

３…ラインメモリ、 ７…ディザ処理部、 ８…誤差拡
散処理部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｎ値の階調を持つ画像データを、２値デ
   ータの２次元分布状態によって２値化して擬似的に表現
   する中間調画像形成装置において、 前記ｎ値の階調を持つ画像データを前記ｎ値より小さい
   ｍ値の階調を持つ画像データに変換するための多値ディ
   ザマトリクス処理手段と、 前記ｍ値の階調を持つ画像データを２値データによって
   擬似的に表現するための誤差拡散処理手段とを具備した
   ことを特徴とする中間調画像形成装置。