JPH08317205A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH08317205A
JPH08317205A JP7118350A JP11835095A JPH08317205A JP H08317205 A JPH08317205 A JP H08317205A JP 7118350 A JP7118350 A JP 7118350A JP 11835095 A JP11835095 A JP 11835095A JP H08317205 A JPH08317205 A JP H08317205A
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density
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JP7118350A
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Mayumi Nomura
まゆみ 野村
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 中間調画像を二値化して、疑似中間調画像に
変換する際に、ライン毎に二値化処理を行う方向を変え
て、入力画像を誤差拡散法により二値化することによっ
て、エッジ部における記録画素の偏りの少ない、疑似中
間調画像を作成する。 【構成】 各ラインに対して、二値化方向が選択され
る。選択された二値化方向に従って、次の注目画素が決
定され、画像メモリ2から、注目画素の入力濃度Iiを
読み出す。また、ROM4から閾値Tを読み出す。RA
M3から、注目画素に配分された重み付け誤差和Eを読
み出し、補正濃度Ii´を求める。そして、閾値Tと補
正濃度Ii´を比較して、出力信号Oを決定し、出力信
号Oを画像メモリに書き込む。そして、注目画素で発生
した二値化誤差eが、ROM4から読み出した重み付け
係数マトリクスに従って、周辺画素に分配され、これを
繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、中間調画像を二値化し
て疑似中間調表現する機能を備えた画像処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、中間調画像を二値化して疑似中間
調の画像を作成する場合の手段としては、閾値のマトリ
クス(ディザマトリクス)テーブルに従って画像を二値
化していく各種ディザ法が広く用いられている。しかし
ながら、これら従来の方式は、階調再現性を良くするた
めにはマトリクステーブルを大きくする必要があり、高
分解能を得るためにはマトリクステーブルを小さくしな
ければならないという矛盾があるため、階調再現性と高
分解能の両立が困難であった。
【0003】また、これとは別に上記階調再現性と高分
解能が両立する方法として、誤差拡散法があり、各種従
来法の中では、比較的良い評価が与えられている。以
下、この誤差拡散法について、図5、図10、図11を
参照して説明する。図5は誤差拡散法における誤差の分
配方法を説明する図であり、図10は誤差拡散法を実現
する画像処理装置のブロック図であり、図11は誤差拡
散法の処理を示すフローチャートである。
【0004】誤差拡散処理を行なう画像処理回路11
は、まず、注目画素の入力濃度Iを画像メモリ12から
読み出す(ステップV1)。次に、RAM13から、注
目画素に配分された重み付け誤差和Eを読み出し、画像
メモリ12から読み出された注目画素の入力濃度Iに加
算して、補正濃度I’を求める(V2)。
【0005】そして、閾値Tと補正濃度I’とを比較し
て(V3)、注目画素の出力信号Oを決定する。閾値T
としては、一般には、入力データの値の範囲の中間値、
例えば、入力データが0〜255の場合128が用いら
れることが多い。I’≧Tの場合、出力信号Oは記録出
力を示す255となり(V4)、I’<Tの場合、出力
信号Oは非記録出力を示す0となる(V5)。
【0006】以上により決定された注目画素の出力信号
Oを画像メモリ16に書き込む(V6)。
【0007】ここで発生した注目画素の二値化誤差eを
式1に従って計算する(V7)。
【0008】
【数1】
【0009】ROM14から重み付け係数マトリクスを
読み出す(V8)。一般には、重み付け係数マトリクス
として、式2に示すマトリクスが用いられる。
【0010】
【数2】
【0011】上記V7で求められた二値化誤差eを、重
み付け係数マトリクスに従って、周辺画素に分配する
(V9)。注目画素と周辺画素との位置関係に従って、
ROM14から読み出された係数マトリクスの対応する
係数値を、注目画素の二値化誤差eに乗算し、図5に示
されるように、各周辺画素に分配し、RAM13内の二
値化誤差記憶用のバッファに加算する。
【0012】そして、全画素の処理が終了したかが判断
され(V10)、終了してなければ、V1に戻って各画
素毎に上記処理を繰り返し行う。以上により、疑似中間
調の画像データが作成される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
誤差拡散法では、濃度が急激に変化するエッジ部におい
ては、配分される誤差が一定値に達するまで補正が反映
されず、記録画素が誤差の拡散される方向に偏るという
問題が発生していた。
【0014】この現象について、図12の従来の誤差拡
散法を用いて二値化を行った画像の出力信号を示す図を
用いて説明する。図12においては、出力信号が0であ
る画素を白、出力信号が255である画素を黒で表し、
入力画像はモノクロ画像である。また、入力濃度の値域
は0〜255であり、入力画像の中央部の8角形の低濃
度の領域の入力濃度は96、周辺部の高濃度の矩形領域
の入力濃度は159である。
【0015】この図12では、高濃度部から低濃度部へ
変化するエッジ部において、記録画素が誤差の拡散方向
に偏り、高濃度部から低濃度部へ変化するエッジ部の低
濃度側で、記録画素の存在しない領域が発生している。
また、低濃度部から高濃度部へ変化するエッジ部におい
ては、非記録画素が誤差の拡散方向に偏り、低濃度部か
ら高濃度部へ変化するエッジ部の高濃度側で、非記録画
素の存在しない領域が発生している。
【0016】この原因は以下のように考えられる。ま
ず、高濃度部から低濃度部へ変化するエッジ部について
説明する。図12の高濃度部の先頭画素では、入力濃度
が159であるので、閾値128よりも入力濃度が大き
く、出力信号は255である。この先頭画素で発生する
二値化誤差は−96であり、負の値をとる。先頭画素の
次画素では、先頭画素で発生した二値化誤差−96によ
り入力濃度159が補正されて、補正濃度は159+
(−96)×(7/48)=145となり、閾値と比較
して出力信号は255となる。この2番目の画素で発生
する二値化誤差は−110であり、やはり、負の値をと
っている。
【0017】誤差拡散処理を続けていくと、負の値の二
値化誤差が積み重なり、補正濃度が閾値128よりも小
さくなるまで、出力信号は255となり、発生する二値
化誤差は負の値をとる。
【0018】こうして、高濃度領域においては、各画素
で発生する二値化誤差は負の値を取ることが多い。入力
濃度が159の領域の場合には、記録画素が8画素に5
画素の割合で発生し、非記録画素が8画素に3画素の割
合で発生する。従って、62.5%の画素においては、
発生する二値化誤差は負の値を取る。
【0019】高濃度領域から低濃度領域へ変化するエッ
ジ部の低濃度側では、高濃度領域で発生した二値化誤差
の影響を受ける。上記のように、高濃度領域では、発生
した二値化誤差は負の値をとることが多く、高濃度部で
発生した負の値の二値化誤差が低濃度領域にも分配され
る。負の値を持つ二値化誤差を分配された低濃度領域の
画素においては、補正濃度が入力濃度よりも小さい値と
なり、出力信号は0、発生する二値化誤差は96よりも
小さい値となる。このため、補正濃度が閾値よりも大き
い値となるまでに、多くの画素の処理を行わねば成ら
ず、記録画素が発生しない領域が発生する。
【0020】逆に、低濃度部から高濃度部へ変化するエ
ッジ部は、低濃度部で発生した正の値を持つ二値化誤差
が、高濃度側の画素に配分され、高濃度側の画素の補正
濃度が入力濃度よりも大きな値に補正され、エッジの高
濃度側で非記録画素の存在しない領域が発生する。
【0021】上記のように、大きく値の異なる濃度値を
持つ2つの領域のエッジ部においては、第一の濃度を持
つ領域の画素で発生した二値化誤差が、第二の濃度を持
つ領域の画素の入力濃度に配分され、第二の濃度を持つ
領域の画素の入力濃度が適切に補正されず、低濃度部か
ら高濃度部に変化するエッジ部の場合には、高濃度部に
発生する非記録画素が偏り、高濃度部から低濃度部に変
化するエッジ部においては、低濃度部に発生する記録画
素が偏ることがあった。
【0022】また、従来の誤差拡散法を用いた二値化処
理においては、独特の紋様が発生するという問題点も発
生していた。これは、誤差を分配する方向及び分配の重
み付けが一定であるために、低濃度部における記録画素
または高濃度部における非記録画素が規則的に発生し、
紋様を形成するものである。
【0023】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、濃度が急激に変化するエッジ部
における、誤差の配分方向への記録画素の偏りを軽減
し、かつ、誤差拡散法に独特の紋様の発生の度合の低
い、より好ましい疑似中間調画像を作成できる画像処理
装置を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項1の画像処理装置は、各ライン毎に、二値化を
行う注目画素の主走査方向における移動方向を選択する
方向選択手段と、周辺画素から分配された二値化誤差に
基づいて、注目画素の入力濃度を補正して補正濃度を求
める入力濃度補正手段と、その補正濃度を閾値と比較し
て、出力あるいは非出力を示す二値の出力信号を決定す
る出力信号決定手段と、その出力信号と補正濃度とか
ら、注目画素において発生した二値化誤差を演算する二
値化誤差演算手段と、その二値化誤差を注目画素の移動
方向に従い周辺画素に分配する二値化誤差分配手段とを
備えたものである。
【0025】また、請求項2の画像処理装置は、請求項
1の画像処理装置において、二値化誤差分配手段は、複
数の重み付け係数マトリクスの内、注目画素の移動方向
に対応する重み付け係数マトリクスを用いて、注目画素
の二値化誤差を周辺画素に分配するように構成されたも
のである。
【0026】更に、請求項3の画像処理装置は、請求項
1あるいは2の画像処理装置において、方向選択手段
は、各ライン毎に、注目画素の移動方向を逆方向に切換
えるように構成されたものである。
【0027】
【作用】上記構成を有する請求項1の画像処理装置にお
いては、各ライン毎に、方向選択手段により二値化を行
う注目画素の主走査方向における移動方向が選択され
る。また、周辺画素から分配された二値化誤差に基づい
て、入力濃度補正手段により注目画素の入力濃度を補正
して補正濃度が求められ、出力信号決定手段によりその
補正濃度を閾値と比較して出力信号が決定される。そし
て、その出力信号と補正濃度とから、二値化誤差演算手
段により注目画素において発生した二値化誤差が演算さ
れ、その二値化誤差が、二値化誤差分配手段により注目
画素の移動方向に従い周辺画素に分配される。
【0028】また、請求項2の画像処理装置において
は、複数の重み付け係数マトリクスの内、前記方向選択
手段により選択された移動方向に対応する重み付け係数
マトリクスを用いて、二値化誤差分配手段により注目画
素の二値化誤差が周辺画素に分配される。
【0029】更に、前記請求項3の画像処理装置におい
ては、各ライン毎に、方向選択手段により主走査方向に
おける移動方向が逆方向に切換えられる。
【0030】
【実施例】以下、本発明を具体化した第一の実施例を図
面を参照して説明する。
【0031】まず、図1を参照して、本実施例の画像処
理装置の構成を述べる。図1は、本実施例の画像処理装
置に採用された画像処理回路を示すブロック図である。
誤差拡散処理を行なう画像処理回路1は、入力データへ
所要の演算処理を施すもので、ディジタル電気信号で入
力された原画像情報の一部を記憶する原画像記憶装置
(画像メモリ)2と、各計算結果を格納するRAM3
と、ROM4と、各種画像処理を行なうCPU5と、注
目ラインの二値化処理の方向を選択する処理方向選択手
段6と、誤差拡散処理後の信号を記憶する出力画像記憶
装置(画像メモリ)7とにより構成されている。
【0032】前記ROM4には、配分された周辺画素の
誤差に対する重み付けの係数マトリクスや閾値などが記
憶されている。原画像データの入力手段から入力された
中間調画像データは、原画像記憶装置2に記憶される。
原画像データの入力は、1画素毎でも、1ライン毎で
も、また、1画面分送られても構わない。格納された中
間調画像情報のディジタル信号に対して、CPU5を用
いて誤差拡散処理を行なう。
【0033】次に、図2から図4を参照して誤差拡散処
理を説明する。図2は誤差拡散処理を示すフローチャー
トであり、図3は入力画像の奇数番目のラインの二値化
処理を示すフローチャートである。図4は入力画像の偶
数番目のラインの二値化処理を示すフローチャートであ
る。
【0034】まず、図2を参照して、画素拡散処理の概
要を述べる。入力画像の二値化にあたっては、各ライン
の二値化処理を行うに先立って、処理方向選択手段6に
より、注目ラインの二値化処理の方向を選択する(ステ
ップS1)。
【0035】注目ラインが奇数番目のラインである場合
には、二値化処理の方向として主走査方向を設定して、
注目ラインの二値化処理を行う(S2)。注目ラインが
偶数番目のラインである場合には、二値化処理の方向と
して主走査方向と逆の方向を設定して、注目ラインの二
値化処理を行う(S3)。
【0036】注目ラインの二値化処理が終了した場合に
は、入力画像中の全ラインの二値化処理が終了したかど
うかを判断し(S4)、まだ二値化されていないライン
が残っている場合には、S1〜S4を繰り返す。
【0037】次に、図3を参照して、注目ラインが、入
力画像の奇数番目のラインである場合の誤差拡散処理を
述べる。最初に、注目画素を示すカウンタiを0に初期
化する(ステップT1)。
【0038】次に、画像メモリ2から、注目ラインのi
番目の画素の入力濃度Iiを取り出す(T2)。そし
て、注目ラインのi番目の画素に分配された、注目ライ
ンのi番目の画素の、既に二値化された周辺画素で発生
した二値化誤差の重み付け誤差和を、Iiに加算し、補
正濃度Ii’を求める(T3)。
【0039】ここで、閾値Tと補正濃度Ii’を比較し
て、注目ラインのi番目の画素の出力信号を決定する
(T4)。Ii’が閾値Tよりも大きいならば、出力信
号Oi=255とし(T5)、Ii’が閾値Tよりも小さ
いならば、出力信号Oi=0とする(T6)。上記T5
及びT6で決定された出力信号Oiを、画像メモリ7に
格納する(T7)。
【0040】出力信号OiとT3で求められた補正濃度
Ii’とを用い、式1に従って、注目ラインのi番目の
画素で発生する二値化誤差eiを計算する(T8)。
【0041】注目ラインが入力画像の奇数番目のライン
であるので、注目画素で発生した二値化誤差を分配する
際に用いる重み付けの係数マトリクスとして、式2に示
される係数マトリクスを、ROM4から読み出す(T
9)。
【0042】前記T8で求められた二値化誤差eiを、
T9で読み出した重み付け係数マトリクスに従って、周
辺画素に分配する(T10)。二値化誤差eiの分配に
当たっては、注目画素と周辺画素との位置関係から対応
する係数値を、注目画素の二値化誤差eiに乗算し、図
5に示されるように、RAM4上の各周辺画素に対応す
る二値化誤差記憶用のバッファに加算する。
【0043】i番目の画素に対する処理が終了したら、
カウンタiをインクリメントする(T11)。そして、
カウンタiの値が1ラインの画素数width以上の値
になったかどうかを判断する(T12)。iの値がwi
dthよりも小さい値である場合には、注目ラインにま
だ二値化されていない画素が残っているので、注目ライ
ンの次画素の処理に移る。
【0044】iの値がwidth以上の値であれば、注
目ラインの画素は全て二値化されたので、注目ラインの
二値化処理を終了する。
【0045】次に、図4を参照して、注目ラインが、入
力画像の偶数番目のラインである場合の誤差拡散処理を
述べる。最初に、注目画素を示すカウンタiを(wid
th−1)に初期化する(ステップU1)。
【0046】次に、画像メモリ2から、注目ラインのi
番目の画素の入力濃度Iiを取り出す(U2)。そし
て、注目ラインのi番目の画素に分配された、注目ライ
ンのi番目の画素の、既に二値化された周辺画素で発生
した二値化誤差の重み付け誤差和を、Iiに加算し、補
正濃度Ii’を求める(U3)。
【0047】ここで、閾値Tと補正濃度Ii’を比較し
て、注目ラインのi番目の画素の出力信号を決定する
(U4)。Ii’が閾値Tよりも大きいならば、出力信
号Oi=255とし(U5)、Ii’が閾値Tよりも小さ
いならば、出力信号Oi=0とする(U6)。上記U5
及びU6で決定された出力信号Oiを、画像メモリ7に
格納する(U7)。
【0048】出力信号OiとU3で求められた補正濃度
Ii’とを用い、式1に従って、注目ラインのi番目の
画素で発生する二値化誤差eiを計算する(U8)。
【0049】注目ラインが入力画像の偶数番目のライン
であるので、注目画素で発生した二値化誤差を分配する
際に用いる重み付けの係数マトリクスとして、式3に示
される係数マトリクスを、ROM4から読み出す(U
9)。
【0050】
【数3】
【0051】前記U8で求められた二値化誤差eiを、
U9で読み出した重み付け係数マトリクスに従って、周
辺画素に分配する(U10)。二値化誤差eiの分配に
当たっては、注目画素と周辺画素との位置関係から対応
する係数値を、注目画素の二値化誤差eiに乗算し、図
6に示されるように、RAM4上の各周辺画素に対応す
る二値化誤差記憶用のバッファに加算する。
【0052】i番目の画素に対する処理が終了したら、
カウンタiをデクリメントする(U11)。そして、カ
ウンタiの値が0未満の値になったかどうかを判断する
(U12)。iの値が0以上の値である場合には、注目
ラインにまだ二値化されていない画素が残っているの
で、注目ラインの次画素の処理に移る。
【0053】iの値が0未満の値であれば、注目ライン
の画素は全て二値化されたので、注目ラインの二値化処
理を終了する。
【0054】ここで、従来方式による図12の例と同じ
入力画像に対して、本実施例の誤差拡散法を用いて二値
化処理を行った場合の処理結果の二値化画像を図7に示
す。図7を図12と比較することによって分かるよう
に、本実施例の誤差拡散処理を行うことによって、エッ
ジ部における、誤差の配分方向への記録画素の偏りを軽
減した、より好ましい疑似中間調画像を作成できる。
【0055】上記実施例においては、処理の方向に従っ
て、注目画素を含む副走査方向のラインに対して対称な
係数値を持つ係数マトリクスを用いたが、以下に、処理
の方向により、異なる係数値を持つ係数マトリクスを用
いて、誤差拡散処理を行う第二の実施例を説明する。
【0056】第二の実施例においては、入力画像の奇数
番目のラインにおける誤差拡散処理には、式4に示す係
数マトリクスを用いる。
【0057】
【数4】
【0058】この場合には、注目画素と周辺画素との位
置関係から、式4に示された係数マトリクスの対応する
係数値を、注目画素の二値化誤差eiに乗算し、図8に
示されるように、RAM4上の各周辺画素に対応する二
値化誤差記憶用のバッファに加算する。
【0059】そして、入力画像の偶数番目のラインにお
ける誤差拡散処理には、式5に示す係数マトリクスを用
いる。
【0060】
【数5】
【0061】この場合には、注目画素と周辺画素との位
置関係から、式5に示された係数マトリクスの対応する
係数値を、注目画素の二値化誤差eiに乗算し、図9に
示されるように、RAM4上の各周辺画素に対応する二
値化誤差記憶用のバッファに加算する。
【0062】上記第二の実施例の誤差拡散法を用いて中
間調画像の二値化を行った場合には、ライン毎に処理の
方向を選択しているために、エッジ部における、誤差の
配分方向への記録画素の偏りが軽減される。また、二値
化誤差の方向にしたがって、異なる係数マトリクスを用
いているので、各画素で発生した二値化誤差を分配する
割合が変化し、誤差拡散法を用いて二値化した画像に特
有の紋様の発生が抑制される。
【0063】
【発明の効果】以上詳述したことから明かなように、請
求項1の発明の画像処理装置によれば、濃度が急激に変
化するエッジ部における、誤差の配分方向への記録画素
の偏りを軽減し、より好ましい疑似中間調画像を作成で
きる。
【0064】また、請求項2の発明の画像処理装置によ
れば、濃度が急激に変化するエッジ部における、誤差の
配分方向への記録画素の偏りを軽減し、かつ、誤差拡散
法に独特の紋様の発生の度合の低い、より好ましい疑似
中間調画像を作成できる。
【0065】更に、請求項3の発明の画像処理装置によ
れば、濃度が急激に変化するエッジ部における、誤差の
配分方向への記録画素の偏りを軽減し、かつ、誤差拡散
法に独特の紋様の発生の度合を著しく低減させた、より
好ましい疑似中間調画像を作成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における画像処理回路を示すブロック図
である。
【図2】実施例における誤差拡散処理を示すフローチャ
ートである。
【図3】実施例の誤差拡散処理における入力画像の奇数
番目のラインの処理を示すフローチャートである。
【図4】実施例の誤差拡散処理における入力画像の偶数
番目のラインの処理を示すフローチャートである。
【図5】従来方式及び第一実施例の奇数番目のラインに
おける二値化誤差の分配方法を説明する図である。
【図6】第一実施例の偶数番目のラインにおける二値化
誤差の分配方法を説明する図である。
【図7】第一実施例を用いて二値化した画像の例を示す
図である。
【図8】第二実施例の奇数番目のラインにおける二値化
誤差の分配方法を説明する図である。
【図9】第二実施例の偶数番目のラインにおける二値化
誤差の分配方法を説明する図である。
【図10】従来方式における画像処理回路を示すブロッ
ク図である。
【図11】従来方式の誤差拡散処理を示すフローチャー
トである。
【図12】従来方式の誤差拡散処理を用いて二値化した
画像の例を示す図である。
【符号の説明】
1 画像処理装置 2 原画像記憶装置(画像メモリ) 3 RAM 4 ROM 5 CPU 6 処理方向選択手段 7 出力画像記憶装置(画像メモリ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中間調画像の各画素を二値化して、疑似
    中間調の画像データを作成する画像処理装置において、 各ライン毎に、二値化を行う注目画素の主走査方向にお
    ける移動方向を選択する方向選択手段と、 周辺画素から分配された二値化誤差に基づいて、注目画
    素の入力濃度を補正して補正濃度を求める入力濃度補正
    手段と、 その入力濃度補正手段により求められた補正濃度を閾値
    と比較して、出力あるいは非出力を示す二値の出力信号
    を決定する出力信号決定手段と、 その出力信号決定手段により決定された出力信号と前記
    補正濃度とから、注目画素において発生した二値化誤差
    を演算する二値化誤差演算手段と、 その二値化誤差演算手段により求められた二値化誤差
    を、前記方向選択手段により選択された注目画素の移動
    方向に従い周辺画素に分配する二値化誤差分配手段とを
    備えたことを特徴とする画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記方向選択手段により選択される移動
    方向に対応して、予め設けられた複数の重み付け係数マ
    トリクスを備え、 前記二値化誤差分配手段は、前記複数の重み付け係数マ
    トリクスの内、前記方向選択手段により選択された移動
    方向に対応する重み付け係数マトリクスを用いて、前記
    二値化誤差演算手段により求められた注目画素の二値化
    誤差を周辺画素に分配することを特徴とする請求項1に
    記載の画像処理装置。
  3. 【請求項3】 前記方向選択手段は、各ライン毎に、前
    記主走査方向における移動方向を逆方向に切換えること
    を特徴とする請求項1あるいは2に記載の画像処理装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011257636A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Canon Inc 画像形成装置

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JP2011257636A (ja) * 2010-06-10 2011-12-22 Canon Inc 画像形成装置

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