JPH09116749A - 誤差拡散法による2値画像再生方法およびその装置 - Google Patents
誤差拡散法による2値画像再生方法およびその装置Info
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- JPH09116749A JPH09116749A JP7268658A JP26865895A JPH09116749A JP H09116749 A JPH09116749 A JP H09116749A JP 7268658 A JP7268658 A JP 7268658A JP 26865895 A JP26865895 A JP 26865895A JP H09116749 A JPH09116749 A JP H09116749A
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 誤差拡散処理後の2値再生画像の画質の劣
化を防止し、原画像に忠実で良質かつ自然な再生画像を
得ることができる誤差拡散法による2値画像再生方法お
よびその装置を提供する。 【解決手段】 注目画素の複数の周辺既処理画素の階調
が2値化のための閾値(T)を含む一定幅の領域{T−
α,T+β}に属するか否かを判定し、該判定が真とな
る画素数(M)を計数し、該計数値によって誤差配分係
数マトリックス(K(M))を切り換え、該誤差配分係
数マトリックスを用いて注目画素の入力レベルの補正値
(Fxy)を算出し、該補正値を前記閾値と比較して2値
化する。
化を防止し、原画像に忠実で良質かつ自然な再生画像を
得ることができる誤差拡散法による2値画像再生方法お
よびその装置を提供する。 【解決手段】 注目画素の複数の周辺既処理画素の階調
が2値化のための閾値(T)を含む一定幅の領域{T−
α,T+β}に属するか否かを判定し、該判定が真とな
る画素数(M)を計数し、該計数値によって誤差配分係
数マトリックス(K(M))を切り換え、該誤差配分係
数マトリックスを用いて注目画素の入力レベルの補正値
(Fxy)を算出し、該補正値を前記閾値と比較して2値
化する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誤差拡散法による
2値画像再生方法およびその装置に関し、特に、2値再
生画像の画質劣化を好適に防止する誤差拡散法による2
値画像再生方法およびその装置に関する。
2値画像再生方法およびその装置に関し、特に、2値再
生画像の画質劣化を好適に防止する誤差拡散法による2
値画像再生方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、事務処理の機械化や画像通信の急
速な普及に伴って、従来の白黒2値原稿のほかに、階調
画像や印刷画像の高品質画像再生要求が高まってきてい
る。特に、階調画像の2値画像による擬似階調再現は、
表示装置や記録装置との適合性がよく、多くの提案がな
されている。
速な普及に伴って、従来の白黒2値原稿のほかに、階調
画像や印刷画像の高品質画像再生要求が高まってきてい
る。特に、階調画像の2値画像による擬似階調再現は、
表示装置や記録装置との適合性がよく、多くの提案がな
されている。
【0003】これらの擬似階調再現の1つの手段とし
て、ディザ法が最もよく知られている。この方法は、予
め定められた一定面積において、その面積内に再現する
ドットの数によって階調を表現するもので、ディザマト
リックスに用意した閾値と入力画情報を1画素毎に比較
しながら2値化処理を行っている。この方法は、階調特
性と分解能特性がディザマトリックスの大きさに直接依
存し、互いに両立できない関係にある。また、印刷画像
等に用いた場合、再現画像におけるモアレ模様の発生は
避けがたい。
て、ディザ法が最もよく知られている。この方法は、予
め定められた一定面積において、その面積内に再現する
ドットの数によって階調を表現するもので、ディザマト
リックスに用意した閾値と入力画情報を1画素毎に比較
しながら2値化処理を行っている。この方法は、階調特
性と分解能特性がディザマトリックスの大きさに直接依
存し、互いに両立できない関係にある。また、印刷画像
等に用いた場合、再現画像におけるモアレ模様の発生は
避けがたい。
【0004】これに対し、上記階調特性と高分解能が両
立し、かつモアレ模様の発生抑制効果の大きい方法とし
て、誤差拡散法(文献:〔アール・フロイド アン エ
ル・スタインバーグ“アン アダプティブ アルゴリズ
ム フォー スペイシャルグレー スケール”エスアイ
ディー75 ダイジェスト 36〜37頁〕R.FLOYD &
L.STEINBERG,“An Adaptive Algorithm for Spatial Gr
ay Scale”,SID75 DIGEST,pp36〜37)が提案されてい
る。
立し、かつモアレ模様の発生抑制効果の大きい方法とし
て、誤差拡散法(文献:〔アール・フロイド アン エ
ル・スタインバーグ“アン アダプティブ アルゴリズ
ム フォー スペイシャルグレー スケール”エスアイ
ディー75 ダイジェスト 36〜37頁〕R.FLOYD &
L.STEINBERG,“An Adaptive Algorithm for Spatial Gr
ay Scale”,SID75 DIGEST,pp36〜37)が提案されてい
る。
【0005】図4は、上記誤差拡散法を実現するための
従来の要部ブロック図である。原画像における注目画素
の座標を(x,y) とするとき、101 は誤差記憶手段、102
は誤差配分係数マトリックスの示す注目画素の周辺未処
理画素領域、103 は座標(x,y) における集積誤差SXYの
記録位置、104 は座標(x,y) における入力レベルIxyの
入力端子、105 はIxyの入力補正手段、106 は出力レベ
ル0またはRの2値レベルPxyの出力端子、107 は一定
閾値T(=R/2)を印加する信号端子、108は入力補
正値Fxy(=Ixy+Sxy)と一定閾値Tを比較してFxy
≧TのときPxy=Rを、そのほかの場合はPxy=0を出
力する2値化手段、109 は注目画素に対する2値化誤差
Exy(=Fxy−Pxy)を求める差分演算手段である。
従来の要部ブロック図である。原画像における注目画素
の座標を(x,y) とするとき、101 は誤差記憶手段、102
は誤差配分係数マトリックスの示す注目画素の周辺未処
理画素領域、103 は座標(x,y) における集積誤差SXYの
記録位置、104 は座標(x,y) における入力レベルIxyの
入力端子、105 はIxyの入力補正手段、106 は出力レベ
ル0またはRの2値レベルPxyの出力端子、107 は一定
閾値T(=R/2)を印加する信号端子、108は入力補
正値Fxy(=Ixy+Sxy)と一定閾値Tを比較してFxy
≧TのときPxy=Rを、そのほかの場合はPxy=0を出
力する2値化手段、109 は注目画素に対する2値化誤差
Exy(=Fxy−Pxy)を求める差分演算手段である。
【0006】なお、例えば2値化前の濃度が128 階調
(0 〜127 )に区分されるとき、R=7F(H)、T=
3F(H)(16進法で表記)である。ここに、注目画素
に対する集積誤差Sxyは式(1),(2) で表される。
(0 〜127 )に区分されるとき、R=7F(H)、T=
3F(H)(16進法で表記)である。ここに、注目画素
に対する集積誤差Sxyは式(1),(2) で表される。
【0007】
【数1】
【0008】誤差配分係数はKijは、誤差Exyの注目画
素の周辺画素への配分の重み付けをするもので、前記文
献では、(a,b,c,d,e)=(7/16, 1/16, 5/1
6, 3/16, 0 )を例示している。なお、式(1) の右辺第
5項のZは、後に微調整のために導入された付加濃度パ
ターンである。図5は、誤差拡散法において設定される
ウインドウの模式図である。図5において10はウインド
ウ、11は付加濃度パターンZの格納位置である。図5に
示されるように、注目画素*(x,y) の1ライン前の近傍
画素3個と同一ライン上の1つ前の画素とが、周辺画素
として集積誤差Sxyの演算に関与する。ウインドウ10の
各枠内にはその座標に対応する周辺画素の2値化誤差E
k (k=1〜4)を記入している。この誤差Ek および付加濃
度パターンZは、式(2) に示す誤差配分係数Kijととも
に図4の誤差配分演算手段110 内に取り込まれ、集積誤
差Sxyの演算および以下の誤差拡散処理演算に供され
る。
素の周辺画素への配分の重み付けをするもので、前記文
献では、(a,b,c,d,e)=(7/16, 1/16, 5/1
6, 3/16, 0 )を例示している。なお、式(1) の右辺第
5項のZは、後に微調整のために導入された付加濃度パ
ターンである。図5は、誤差拡散法において設定される
ウインドウの模式図である。図5において10はウインド
ウ、11は付加濃度パターンZの格納位置である。図5に
示されるように、注目画素*(x,y) の1ライン前の近傍
画素3個と同一ライン上の1つ前の画素とが、周辺画素
として集積誤差Sxyの演算に関与する。ウインドウ10の
各枠内にはその座標に対応する周辺画素の2値化誤差E
k (k=1〜4)を記入している。この誤差Ek および付加濃
度パターンZは、式(2) に示す誤差配分係数Kijととも
に図4の誤差配分演算手段110 内に取り込まれ、集積誤
差Sxyの演算および以下の誤差拡散処理演算に供され
る。
【0009】すなわち、図4の差分演算手段109 により
演算された注目画素に対する2値化誤差Exyは、誤差配
分演算手段110 によって周辺未処理画素領域102 内の各
画素A〜Dに対する誤差配分係数(重み付け係数)a〜
dが乗算され、誤差記憶手段101 内の値に加算され、再
び該当位置へ格納される。ただし、誤差記憶手段101の
画素位置Bの集積誤差は予め0にクリアされている。こ
のようにして、注目画素に対する2値化誤差Exyが、周
辺画素に2次元的に伝搬・拡散される。
演算された注目画素に対する2値化誤差Exyは、誤差配
分演算手段110 によって周辺未処理画素領域102 内の各
画素A〜Dに対する誤差配分係数(重み付け係数)a〜
dが乗算され、誤差記憶手段101 内の値に加算され、再
び該当位置へ格納される。ただし、誤差記憶手段101の
画素位置Bの集積誤差は予め0にクリアされている。こ
のようにして、注目画素に対する2値化誤差Exyが、周
辺画素に2次元的に伝搬・拡散される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、誤差拡
散法はディザ法に比べて階調特性や分解能の点で優れて
おり、また印刷物画像の再生時においてもモアレ模様の
抑制効果が大きい等の特徴を有する。しかしながら、そ
れによる2値再生画像には、誤差領域の構造や重み付け
係数によって独特の縞模様やテクスチャが発生する。特
にハイライト領域やダーク領域での誤差のヒステリシス
による独特なドット模様は、視覚的に違和感を持たせ、
画像品質を低下させる要因になっている。また、誤差領
域の構造を大きくとって誤差をできるだけ平均的に小さ
くし、滑らかな階調特性を得ようとすると分解能が悪く
なる。このような構造は、演算も多く画素の処理速度も
遅くなるという問題点を有している。こうした問題は、
付加濃度パターンZによる微調整でもなかなか解消でき
ない。
散法はディザ法に比べて階調特性や分解能の点で優れて
おり、また印刷物画像の再生時においてもモアレ模様の
抑制効果が大きい等の特徴を有する。しかしながら、そ
れによる2値再生画像には、誤差領域の構造や重み付け
係数によって独特の縞模様やテクスチャが発生する。特
にハイライト領域やダーク領域での誤差のヒステリシス
による独特なドット模様は、視覚的に違和感を持たせ、
画像品質を低下させる要因になっている。また、誤差領
域の構造を大きくとって誤差をできるだけ平均的に小さ
くし、滑らかな階調特性を得ようとすると分解能が悪く
なる。このような構造は、演算も多く画素の処理速度も
遅くなるという問題点を有している。こうした問題は、
付加濃度パターンZによる微調整でもなかなか解消でき
ない。
【0011】そこで、本発明は、誤差拡散処理後の2値
再生画像の画質の劣化を防止し、原画像に忠実で良質か
つ自然な再生画像を得ることができる誤差拡散法による
2値画像再生方法およびその装置を提供することを課題
とする。
再生画像の画質の劣化を防止し、原画像に忠実で良質か
つ自然な再生画像を得ることができる誤差拡散法による
2値画像再生方法およびその装置を提供することを課題
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、注目画素の複
数の周辺既処理画素の階調が2値化のための閾値を含む
一定幅の領域に属するか否かを判定し、該判定が真とな
る画素数を計数し、該計数値によって誤差配分係数マト
リックスを切り換え、該誤差配分係数マトリックスを用
いて注目画素の入力レベルの補正値を算出し、該補正値
を前記閾値と比較して2値化することを特徴とする誤差
拡散法による2値画像再生方法である。
数の周辺既処理画素の階調が2値化のための閾値を含む
一定幅の領域に属するか否かを判定し、該判定が真とな
る画素数を計数し、該計数値によって誤差配分係数マト
リックスを切り換え、該誤差配分係数マトリックスを用
いて注目画素の入力レベルの補正値を算出し、該補正値
を前記閾値と比較して2値化することを特徴とする誤差
拡散法による2値画像再生方法である。
【0013】また、本発明は、入力された注目画素の階
調に周辺既処理画素の集積誤差を加算して補正する入力
補正手段、補正された値を閾値と比較して2値化する2
値化手段、2値化誤差を演算する差分演算手段、誤差配
分係数マトリックスに従ってこの2値化誤差を周辺未処
理画素に逐次配分するとともに前記集積誤差を演算する
誤差配分演算手段、およびこれら誤差を各画素に対応付
けて記憶する誤差記憶手段を有する誤差拡散法による2
値画像再生装置において、注目画素の複数の周辺既処理
画素の階調Iと2値化のための閾値Tとそれを含む領域
の上限・下限を規定する定数α,βとを入力して、T−
α≦I≦T+βを満足する周辺既処理画素の数を計数す
る判定計数手段と、保有する複数の誤差配分係数マトリ
ックスのうちから前記判定計数手段の計数値に対応する
ものを選択して前記誤差配分演算手段に出力する係数選
択手段とを備えたことを特徴とする誤差拡散法による2
値画像再生装置である。
調に周辺既処理画素の集積誤差を加算して補正する入力
補正手段、補正された値を閾値と比較して2値化する2
値化手段、2値化誤差を演算する差分演算手段、誤差配
分係数マトリックスに従ってこの2値化誤差を周辺未処
理画素に逐次配分するとともに前記集積誤差を演算する
誤差配分演算手段、およびこれら誤差を各画素に対応付
けて記憶する誤差記憶手段を有する誤差拡散法による2
値画像再生装置において、注目画素の複数の周辺既処理
画素の階調Iと2値化のための閾値Tとそれを含む領域
の上限・下限を規定する定数α,βとを入力して、T−
α≦I≦T+βを満足する周辺既処理画素の数を計数す
る判定計数手段と、保有する複数の誤差配分係数マトリ
ックスのうちから前記判定計数手段の計数値に対応する
ものを選択して前記誤差配分演算手段に出力する係数選
択手段とを備えたことを特徴とする誤差拡散法による2
値画像再生装置である。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明装置の例を示す要
部ブロック図である。図1において、1は、判定計数手
段、2は周辺既処理画素の階調Ix-1,y ,Ix+1,y-1 ,
Ix,y-1 ,I x-1,y-1 の入力端子、3は閾値Tを含む領
域の下限および上限を規定する定数α,βの入力端子、
4は係数選択手段である。なお、前掲図4と同一部材に
は同一符号を付し、説明を省略する。
部ブロック図である。図1において、1は、判定計数手
段、2は周辺既処理画素の階調Ix-1,y ,Ix+1,y-1 ,
Ix,y-1 ,I x-1,y-1 の入力端子、3は閾値Tを含む領
域の下限および上限を規定する定数α,βの入力端子、
4は係数選択手段である。なお、前掲図4と同一部材に
は同一符号を付し、説明を省略する。
【0015】図1に示すように、判定係数手段1は、上
記入力以外に閾値Tを取り込み、閾値を含む領域{T−
α,T+β}内の階調をもつ周辺既処理画素数を計数
し、その計数値Mを係数選択手段4に送る。係数選択手
段4は、予め格納された複数の誤差配分係数マトリック
スのうちから計数値Mに対応するものを選択して、誤差
配分演算手段110 に送る。これ以外の構成および2値化
演算処理は図4に示した従来例と同様である。
記入力以外に閾値Tを取り込み、閾値を含む領域{T−
α,T+β}内の階調をもつ周辺既処理画素数を計数
し、その計数値Mを係数選択手段4に送る。係数選択手
段4は、予め格納された複数の誤差配分係数マトリック
スのうちから計数値Mに対応するものを選択して、誤差
配分演算手段110 に送る。これ以外の構成および2値化
演算処理は図4に示した従来例と同様である。
【0016】図2は、本発明方法の重み付け係数選択に
係るフローチャートである。本発明の主旨が一目瞭然で
あるので詳しい説明は省略する。なお、前掲図1と同一
部材には同一符号を付し、説明を省略する。この例では
周辺既処理画素の数n=4の場合を示しているが、これ
はウインドウの構造に応じて任意に設定可能である。本
発明は上記のように構成したので、現画像の階調が閾値
Tの近傍に集積する場合とそうでない場合において、重
み付け係数を切り換えることにより、2値再生画像の画
質の微調整が可能となる。これにより、2値再生画像で
問題となる不自然な縞模様が軽減される理由を以下に述
べる。
係るフローチャートである。本発明の主旨が一目瞭然で
あるので詳しい説明は省略する。なお、前掲図1と同一
部材には同一符号を付し、説明を省略する。この例では
周辺既処理画素の数n=4の場合を示しているが、これ
はウインドウの構造に応じて任意に設定可能である。本
発明は上記のように構成したので、現画像の階調が閾値
Tの近傍に集積する場合とそうでない場合において、重
み付け係数を切り換えることにより、2値再生画像の画
質の微調整が可能となる。これにより、2値再生画像で
問題となる不自然な縞模様が軽減される理由を以下に述
べる。
【0017】図3は、補正値Fxyと2値化誤差Exyとの
関係を示すグラフである。図3より、補正値Fxyが例え
ば{T−α,T+β}で示される閾値Tの近傍に属する
場合は、閾値Tの前後で誤差Exyが大きく異なる。この
ように閾値T前後の補正値F xyの小さなばらつきが、誤
差Exyの大きなばらつきを生じ、これが2値再生画像に
おける不自然な縞模様の原因となる。一方、補正値Fxy
の閾値Tの近傍への集積傾向は、原画像の階調Ixyのそ
れに対応する。つまり、原画像の階調が閾値Tの近傍に
集積する場合、2値化誤差がばらつきやすく、2値再生
画像に縞模様が出やすい。したがって、2値化の閾値T
への原画像の階調の集積度によって誤差配分係数(重み
付け係数)を切り換えるという本発明方法を実施するこ
とにより、かかる縞模様が軽減され、原画像に忠実な自
然な2値再生画像が得られるのである。
関係を示すグラフである。図3より、補正値Fxyが例え
ば{T−α,T+β}で示される閾値Tの近傍に属する
場合は、閾値Tの前後で誤差Exyが大きく異なる。この
ように閾値T前後の補正値F xyの小さなばらつきが、誤
差Exyの大きなばらつきを生じ、これが2値再生画像に
おける不自然な縞模様の原因となる。一方、補正値Fxy
の閾値Tの近傍への集積傾向は、原画像の階調Ixyのそ
れに対応する。つまり、原画像の階調が閾値Tの近傍に
集積する場合、2値化誤差がばらつきやすく、2値再生
画像に縞模様が出やすい。したがって、2値化の閾値T
への原画像の階調の集積度によって誤差配分係数(重み
付け係数)を切り換えるという本発明方法を実施するこ
とにより、かかる縞模様が軽減され、原画像に忠実な自
然な2値再生画像が得られるのである。
【0018】
【実施例】文字・写真が混在する原画像を、公知の方法
で128 階調のディジタル電気信号に変換して図1に示し
た本発明装置に入力し、本発明方法を実施し、2値再生
画像を得た。なお、比較例として重み付け係数を固定し
たものも実施した。その結果、比較例による2値再生画
像には所々に不自然な縞模様が発生したが、本発明では
それが発生せず、自然で違和感のない画質のものが得ら
れた。
で128 階調のディジタル電気信号に変換して図1に示し
た本発明装置に入力し、本発明方法を実施し、2値再生
画像を得た。なお、比較例として重み付け係数を固定し
たものも実施した。その結果、比較例による2値再生画
像には所々に不自然な縞模様が発生したが、本発明では
それが発生せず、自然で違和感のない画質のものが得ら
れた。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、従来の誤差拡散処理で
発生してしまう間延びした不自然な縞模様等を削減で
き、2値再生画像の画質の劣化を防止し、より一層原画
像に近い良質な擬似中間調再生画像が得られる。
発生してしまう間延びした不自然な縞模様等を削減で
き、2値再生画像の画質の劣化を防止し、より一層原画
像に近い良質な擬似中間調再生画像が得られる。
【図1】本発明装置の例を示す要部ブロック図である。
【図2】本発明方法の重み付け係数選択に係るフローチ
ャートである。
ャートである。
【図3】補正値Fxyと2値化誤差Exyとの関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図4】誤差拡散法を実現するための従来の要部ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図5】誤差拡散法において設定されるウインドウの模
式図である。
式図である。
1 判定計数手段 2,3 入力端子 4 係数選択手段 10 ウインドウ 11 付加濃度パターンの格納位置 101 誤差記憶手段 102 周辺未処理画素領域 103 集積誤差の記録位置 104 入力端子 105 入力補正手段 106 出力端子 107 信号端子 108 2値化手段 109 差分演算手段 110 誤差配分演算手段
Claims (2)
- 【請求項1】 注目画素の複数の周辺既処理画素の階調
が2値化のための閾値を含む一定幅の領域に属するか否
かを判定し、該判定が真となる画素数を計数し、該計数
値によって誤差配分係数マトリックスを切り換え、該誤
差配分係数マトリックスを用いて注目画素の入力レベル
の補正値を算出し、該補正値を前記閾値と比較して2値
化することを特徴とする誤差拡散法による2値画像再生
方法。 - 【請求項2】 入力された注目画素の階調に周辺既処理
画素の集積誤差を加算して補正する入力補正手段、補正
された値を閾値と比較して2値化する2値化手段、2値
化誤差を演算する差分演算手段、誤差配分係数マトリッ
クスに従ってこの2値化誤差を周辺未処理画素に逐次配
分するとともに前記集積誤差を演算する誤差配分演算手
段、およびこれら誤差を各画素に対応付けて記憶する誤
差記憶手段を有する誤差拡散法による2値画像再生装置
において、注目画素の複数の周辺既処理画素の階調Iと
2値化のための閾値Tとそれを含む領域の上限・下限を
規定する定数α,βとを入力して、T−α≦I≦T+β
を満足する周辺既処理画素の数を計数する判定計数手段
と、保有する複数の誤差配分計数マトリックスのうちか
ら前記判定計数手段の計数値に対応するものを選択して
前記誤差配分演算手段に出力する係数選択手段とを備え
たことを特徴とする誤差拡散法による2値画像再生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268658A JPH09116749A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 誤差拡散法による2値画像再生方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268658A JPH09116749A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 誤差拡散法による2値画像再生方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09116749A true JPH09116749A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17461617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7268658A Pending JPH09116749A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 誤差拡散法による2値画像再生方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09116749A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7079699B2 (en) | 2001-12-12 | 2006-07-18 | Seiko Epson Corporation | Multi-valued image conversion device, multi-valued image conversion program, and multi-valued image conversion method |
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1995
- 1995-10-17 JP JP7268658A patent/JPH09116749A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7079699B2 (en) | 2001-12-12 | 2006-07-18 | Seiko Epson Corporation | Multi-valued image conversion device, multi-valued image conversion program, and multi-valued image conversion method |
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