JPH1127527A - 画像処理装置およびその方法 - Google Patents
画像処理装置およびその方法Info
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- JPH1127527A JPH1127527A JP9176125A JP17612597A JPH1127527A JP H1127527 A JPH1127527 A JP H1127527A JP 9176125 A JP9176125 A JP 9176125A JP 17612597 A JP17612597 A JP 17612597A JP H1127527 A JPH1127527 A JP H1127527A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 誤差拡散処理を行うためには比較的大きな記
憶容量のFIFOメモリが必要である。 【解決手段】 出力解像度設定部は設定された出力階調
数に応じた量子化閾値およびシフト数Lを設定し、量子
化部は画素データを量子化し、その量子化誤差を求め
る。シフトレジスタ、レジスタ、乗算器および加算器に
より、あるラインで発生した量子化誤差に所定の演算を
施し、次ラインの所定画素のデータに加える誤差集積値
を演算し、その誤差集積値を右へLビットシフトしてFIF
Oメモリに格納する。FIFOメモリから読出したデータ
を、シフトレジスタにより左へLビットシフトし、加算
器により画素のデータに加えて量子化する。
憶容量のFIFOメモリが必要である。 【解決手段】 出力解像度設定部は設定された出力階調
数に応じた量子化閾値およびシフト数Lを設定し、量子
化部は画素データを量子化し、その量子化誤差を求め
る。シフトレジスタ、レジスタ、乗算器および加算器に
より、あるラインで発生した量子化誤差に所定の演算を
施し、次ラインの所定画素のデータに加える誤差集積値
を演算し、その誤差集積値を右へLビットシフトしてFIF
Oメモリに格納する。FIFOメモリから読出したデータ
を、シフトレジスタにより左へLビットシフトし、加算
器により画素のデータに加えて量子化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置および
その方法に関し、例えば、多値画像データに誤差拡散処
理を施して量子化する画像処理装置およびその方法に関
するものである。
その方法に関し、例えば、多値画像データに誤差拡散処
理を施して量子化する画像処理装置およびその方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】濃淡画像を表現するための擬似中間調処
理の一つに誤差拡散法がある。誤差拡散法は、ラスタ走
査順に入力される濃淡画像の各画素を、ある閾値で二値
化し、二値化した結果の値と、その画素の元の値との差
分値（以後「二値化差分値」と呼ぶ）を、その画素の周
辺画素に拡散することにより、画質の高い擬似中間調画
像を得ようとするものである。
理の一つに誤差拡散法がある。誤差拡散法は、ラスタ走
査順に入力される濃淡画像の各画素を、ある閾値で二値
化し、二値化した結果の値と、その画素の元の値との差
分値（以後「二値化差分値」と呼ぶ）を、その画素の周
辺画素に拡散することにより、画質の高い擬似中間調画
像を得ようとするものである。
【０００３】図1Aから図1Dは誤差拡散法を説明するため
の図で、入力される濃淡画像データの階調数は256であ
り、白を表す値を「0」、黒を表す値を「255」、二値化
閾値を「128」とする。
の図で、入力される濃淡画像データの階調数は256であ
り、白を表す値を「0」、黒を表す値を「255」、二値化
閾値を「128」とする。
【０００４】図1Aに示す画素Bを注目画素とし、その値
が例えば「80」であるとすると、画素Bは白を表す「0」
に二値化される。元の値「80」と二値化後の値「0」と
の二値化差分値「80」は、例えば、図1Bに示すような割
合で、画素Bの周辺画素C,F,Gに拡散される。すなわち、
画素C,F,Gの各値に80×1/4、80×2/4、80×1/4を加え、
それを画素C,F,Gの新たな値にする。
が例えば「80」であるとすると、画素Bは白を表す「0」
に二値化される。元の値「80」と二値化後の値「0」と
の二値化差分値「80」は、例えば、図1Bに示すような割
合で、画素Bの周辺画素C,F,Gに拡散される。すなわち、
画素C,F,Gの各値に80×1/4、80×2/4、80×1/4を加え、
それを画素C,F,Gの新たな値にする。
【０００５】また、例えば、画素Bの値が「140」である
ときは、画素Bは黒を表す「255」に二値化され、その二
値化差分値「-115(=140-255)」が画素Bの周辺画素に拡
散される。つまり、画素C,F,Gの各値に-155×1/4、-155
×2/4、-155×1/4を加え、それを画素C,F,Gの新たな値
にする。
ときは、画素Bは黒を表す「255」に二値化され、その二
値化差分値「-115(=140-255)」が画素Bの周辺画素に拡
散される。つまり、画素C,F,Gの各値に-155×1/4、-155
×2/4、-155×1/4を加え、それを画素C,F,Gの新たな値
にする。
【０００６】以上の処理を、ラスタ走査順に入力される
すべての画素に対して行うことにより、入力される濃淡
画像を擬似中間調画像に変換することができる。
すべての画素に対して行うことにより、入力される濃淡
画像を擬似中間調画像に変換することができる。
【０００７】ところで、図1Aおよび図1Bの例において、
画素Xの二値化処理によって生じる二値化差分値をδXで
表すと、誤差が拡散された画素Gの値αGは次式で表され
る。 αG = G +(δB×1/4+δC×2/4+δF×1/4) …(1)
画素Xの二値化処理によって生じる二値化差分値をδXで
表すと、誤差が拡散された画素Gの値αGは次式で表され
る。 αG = G +(δB×1/4+δC×2/4+δF×1/4) …(1)
【０００８】加えられる値のうちδB×1/4+δC×2/4(=
βG)は、画素Cの二値化処理が済んだ後、1ライン分の二
値化処理に要する時間分、つまり画素Gの二値化処理ま
で記憶しておく必要がある。ファクシミリ装置などで
は、図1Cに示すように、入力画像の1ライン分の情報を
保持することができるFIFOメモリを用意することによ
り、これを実現している。
βG)は、画素Cの二値化処理が済んだ後、1ライン分の二
値化処理に要する時間分、つまり画素Gの二値化処理ま
で記憶しておく必要がある。ファクシミリ装置などで
は、図1Cに示すように、入力画像の1ライン分の情報を
保持することができるFIFOメモリを用意することによ
り、これを実現している。
【０００９】すなわち、画素Cの二値化処理が終わった
時点で、次ラインの画素Gの二値化処理で使用されるβG
を、図1Dに(a)で示すように、FIFOメモリに保存する。F
IFOメモリの内容は、図1Dに(b)で示すように、一画素の
二値化処理が行われるごとに1セルずつシフトされ、画
素Cの1ライン後の画素Gが注目画素になると、図1Dに(c)
で示すように、FIFOメモリからβGが出力される。な
お、δF×1/4は、一画素の二値化処理に要する時間だけ
保存すればよいので、FIFOメモリではなくレジスタなど
に格納すればよい。そして、(1)式の演算を行った後、
αGのを二値化して新たな画素値を得た後、画素Hの二値
化処理を行う。
時点で、次ラインの画素Gの二値化処理で使用されるβG
を、図1Dに(a)で示すように、FIFOメモリに保存する。F
IFOメモリの内容は、図1Dに(b)で示すように、一画素の
二値化処理が行われるごとに1セルずつシフトされ、画
素Cの1ライン後の画素Gが注目画素になると、図1Dに(c)
で示すように、FIFOメモリからβGが出力される。な
お、δF×1/4は、一画素の二値化処理に要する時間だけ
保存すればよいので、FIFOメモリではなくレジスタなど
に格納すればよい。そして、(1)式の演算を行った後、
αGのを二値化して新たな画素値を得た後、画素Hの二値
化処理を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した技術
においては、次のような問題点がある。つまり、上記の
誤差拡散処理を行うためには、入力画像の階調を表すの
に必要なビット数をn（256階調ならばn=8）、1ライン分
の画素数をNとし、図1Bに示すような誤差拡散マトリク
スを使う場合、βXを表現するには入力画像と同じnビッ
トが必要になるため、n×Nビットの比較的大きな記憶容
量のFIFOメモリが必要である。
においては、次のような問題点がある。つまり、上記の
誤差拡散処理を行うためには、入力画像の階調を表すの
に必要なビット数をn（256階調ならばn=8）、1ライン分
の画素数をNとし、図1Bに示すような誤差拡散マトリク
スを使う場合、βXを表現するには入力画像と同じnビッ
トが必要になるため、n×Nビットの比較的大きな記憶容
量のFIFOメモリが必要である。
【００１１】本発明は、上述の問題を解決するためのも
のであり、誤差拡散処理による量子化を行う際に、出力
画像の画質劣化を防ぐとともに、量子化誤差を格納する
メモリの記憶容量を節約することができる画像処理装置
およびその方法を提供することを目的とする。
のであり、誤差拡散処理による量子化を行う際に、出力
画像の画質劣化を防ぐとともに、量子化誤差を格納する
メモリの記憶容量を節約することができる画像処理装置
およびその方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成する一手段として、以下の構成を備える。
達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００１３】本発明にかかる画像処理装置は、入力され
る多値画像データに誤差拡散処理を施す画像処理装置で
あって、設定された出力階調数に応じた閾値および定数
を設定する設定手段と、画素データを前記閾値で量子化
し、その量子化誤差を求める量子化手段と、あるライン
における量子化により発生した複数の量子化誤差に所定
の演算を施して、そのラインの次のラインの所定画素の
データに加える誤差集積値を演算し、その誤差集積値を
前記定数で除して記憶手段に格納する第一の演算手段
と、前記記憶手段から読出したデータに前記定数を乗じ
て前記所定画素のデータに加える第二の演算手段とを有
し、前記量子化手段は、前記第二の演算手段による演算
が施された画素のデータを量子化するを有することを特
徴とする。
る多値画像データに誤差拡散処理を施す画像処理装置で
あって、設定された出力階調数に応じた閾値および定数
を設定する設定手段と、画素データを前記閾値で量子化
し、その量子化誤差を求める量子化手段と、あるライン
における量子化により発生した複数の量子化誤差に所定
の演算を施して、そのラインの次のラインの所定画素の
データに加える誤差集積値を演算し、その誤差集積値を
前記定数で除して記憶手段に格納する第一の演算手段
と、前記記憶手段から読出したデータに前記定数を乗じ
て前記所定画素のデータに加える第二の演算手段とを有
し、前記量子化手段は、前記第二の演算手段による演算
が施された画素のデータを量子化するを有することを特
徴とする。
【００１４】また、本発明にかかる画像処理方法は、入
力される多値画像データに誤差拡散処理を施す画像処理
方法であって、設定された出力階調数に応じた閾値およ
び定数を設定する設定ステップと、画素データを前記閾
値で量子化し、その量子化誤差を求める量子化ステップ
と、量子化により発生した量子化誤差を前記定数で除し
てメモリに格納する第一の演算ステップと、前記メモリ
から読出したデータに前記定数を乗じ、所定の演算を施
して画素のデータに加える第二の演算ステップとを有
し、前記量子化ステップは、前記第二の演算ステップに
よる演算が施された画素のデータを量子化することを特
徴とする。
力される多値画像データに誤差拡散処理を施す画像処理
方法であって、設定された出力階調数に応じた閾値およ
び定数を設定する設定ステップと、画素データを前記閾
値で量子化し、その量子化誤差を求める量子化ステップ
と、量子化により発生した量子化誤差を前記定数で除し
てメモリに格納する第一の演算ステップと、前記メモリ
から読出したデータに前記定数を乗じ、所定の演算を施
して画素のデータに加える第二の演算ステップとを有
し、前記量子化ステップは、前記第二の演算ステップに
よる演算が施された画素のデータを量子化することを特
徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる一実施形態
の画像処理装置を図面を参照して詳細に説明する。
の画像処理装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】［二重誤差拡散処理法］誤差拡散処理によ
る量子化を行う際に、出力画像の画質劣化を防ぐととも
に、量子化誤差を格納するFIFOメモリの記憶容量を節約
する、以下のような方法がある。
る量子化を行う際に、出力画像の画質劣化を防ぐととも
に、量子化誤差を格納するFIFOメモリの記憶容量を節約
する、以下のような方法がある。
【００１７】前述した誤差拡散処理法においてはβXをF
IFOメモリに格納したが、βXをLビット（Lは所定値、0<
L<n）右シフトしたβ'XをFIFOメモリに格納する。そし
て、右シフトの結果生じるキャリー値（余り）を、画素
Xの次の注目画素Yの処理まで保持する。画素Yの処理時
に得られるβYにキャリー値を加えたものを新たにβYと
し、これをLビット右シフトしたβ'Yを、上記と同様にF
IFOメモリに格納する、という処理を繰り返す。そし
て、FIFOメモリからデータを取り出す際は、取り出した
値をLビット左シフトし、その結果を以後の演算処理に
用いる。
IFOメモリに格納したが、βXをLビット（Lは所定値、0<
L<n）右シフトしたβ'XをFIFOメモリに格納する。そし
て、右シフトの結果生じるキャリー値（余り）を、画素
Xの次の注目画素Yの処理まで保持する。画素Yの処理時
に得られるβYにキャリー値を加えたものを新たにβYと
し、これをLビット右シフトしたβ'Yを、上記と同様にF
IFOメモリに格納する、という処理を繰り返す。そし
て、FIFOメモリからデータを取り出す際は、取り出した
値をLビット左シフトし、その結果を以後の演算処理に
用いる。
【００１８】このようにβXをLビット右シフトしてFIFO
メモリに格納することとすれば、FIFOメモリの各セルの
ビット数をLビット減らすことができる。したがって、F
IFOメモリ全体ではL×Nビットの記憶容量を節約するこ
とができる。
メモリに格納することとすれば、FIFOメモリの各セルの
ビット数をLビット減らすことができる。したがって、F
IFOメモリ全体ではL×Nビットの記憶容量を節約するこ
とができる。
【００１９】この手法は、数列βA,βB,βC,…に対して
多値、2^(n-L)値の誤差拡散処理を行うことにより、ビ
ット数の少ない数列β'A,β'B,β'C,…を得ている、と
考えることができるため、画像データに対する誤差拡散
処理と合わせて「二重誤差拡散処理法」と呼ばれてい
る。この方法は、通常の誤差拡散処理法に比べて、画質
劣化がほとんどないことが実験により確認されている。
なお、上記の2^(n-L)は2の(n-L)乗を表し、以下、aのb
乗を「a^b」と記す。
多値、2^(n-L)値の誤差拡散処理を行うことにより、ビ
ット数の少ない数列β'A,β'B,β'C,…を得ている、と
考えることができるため、画像データに対する誤差拡散
処理と合わせて「二重誤差拡散処理法」と呼ばれてい
る。この方法は、通常の誤差拡散処理法に比べて、画質
劣化がほとんどないことが実験により確認されている。
なお、上記の2^(n-L)は2の(n-L)乗を表し、以下、aのb
乗を「a^b」と記す。
【００２０】ところで、現在ではインクジェットプリン
タにおいても多値記録が可能なもの、すなわち1ドット
単位ののオン/オフだけではなく、1ドットにおいて三値
以上の階調を表現できるものがある。例えば、インクジ
ェットプリンタにおいては、濃インクと淡インクのどち
らかを選択してあるドットを記録できるような構成にな
っている。この場合、インクを打たない、淡インクを打
つ、濃インクを打つ、という三階調の記録が可能にな
る。
タにおいても多値記録が可能なもの、すなわち1ドット
単位ののオン/オフだけではなく、1ドットにおいて三値
以上の階調を表現できるものがある。例えば、インクジ
ェットプリンタにおいては、濃インクと淡インクのどち
らかを選択してあるドットを記録できるような構成にな
っている。この場合、インクを打たない、淡インクを打
つ、濃インクを打つ、という三階調の記録が可能にな
る。
【００２１】誤差拡散法は、このような記録装置に対し
ても利用することができる。それは、この手法が、入力
画像の二値化だけでなく、三値や四値など任意ステップ
の量子化が可能であるからである。
ても利用することができる。それは、この手法が、入力
画像の二値化だけでなく、三値や四値など任意ステップ
の量子化が可能であるからである。
【００２２】一例を挙げるならば、各画素を濃度0%,25
%,50%,75%および100%の五階調で記録可能な記録装置が
あるとし、このような装置に合わせて入力画像を五値化
する例を説明する。入力画像の階調数が256（白を表す
階調値が0、黒を表す階調値が255）であるとすると、こ
の記録装置は、階調値0,64,128,192および255に対応す
る階調の記録が可能であることになる。従って、記録可
能な階調値の中間にあたる32,96,160および224を閾値と
して、入力画像を五値化し、入力された各画素に、その
階調値に応じた0〜4の出力値を割り当てる。そして、記
録装置に、その出力値に応じた濃度0%,25%,50%,75%およ
び100%のドットを記録させる。その際、その出力値に対
応する階調値と、注目画素の階調値との差（量子化差分
値）を、前述した二値化処理と同様に、注目画素の周辺
画素へ所定の比率で拡散すればよい。
%,50%,75%および100%の五階調で記録可能な記録装置が
あるとし、このような装置に合わせて入力画像を五値化
する例を説明する。入力画像の階調数が256（白を表す
階調値が0、黒を表す階調値が255）であるとすると、こ
の記録装置は、階調値0,64,128,192および255に対応す
る階調の記録が可能であることになる。従って、記録可
能な階調値の中間にあたる32,96,160および224を閾値と
して、入力画像を五値化し、入力された各画素に、その
階調値に応じた0〜4の出力値を割り当てる。そして、記
録装置に、その出力値に応じた濃度0%,25%,50%,75%およ
び100%のドットを記録させる。その際、その出力値に対
応する階調値と、注目画素の階調値との差（量子化差分
値）を、前述した二値化処理と同様に、注目画素の周辺
画素へ所定の比率で拡散すればよい。
【００２３】記録装置によっては、出力階調数を切替え
ることができるものが存在する。このような記録装置に
おいては、例えば二値、三値または五値のどの階調で出
力するかを自由に選択することができ、二値が選択され
ると濃度0%または100%の、五値が選択されると濃度0%,2
5%,50%,75%および100%のドットを形成して画像を記録す
る。このような記録装置に対応した誤差拡散処理では、
出力階調数に応じて処理パラメータを変化させ得ること
が必須になる。さらに、二重誤差拡散処理法を用いてFI
FOメモリの記憶容量を節約しようとすると、次の問題が
発生する。
ることができるものが存在する。このような記録装置に
おいては、例えば二値、三値または五値のどの階調で出
力するかを自由に選択することができ、二値が選択され
ると濃度0%または100%の、五値が選択されると濃度0%,2
5%,50%,75%および100%のドットを形成して画像を記録す
る。このような記録装置に対応した誤差拡散処理では、
出力階調数に応じて処理パラメータを変化させ得ること
が必須になる。さらに、二重誤差拡散処理法を用いてFI
FOメモリの記憶容量を節約しようとすると、次の問題が
発生する。
【００２４】階調数が256の画像に対して二値、三値ま
たは五値化を行う場合、画素ごとに発生する量子化差分
値δXの範囲は次のようになる。 二値化時: -128〜+127 三値化時: -64〜 +63 五値化時: -32〜 +31
たは五値化を行う場合、画素ごとに発生する量子化差分
値δXの範囲は次のようになる。 二値化時: -128〜+127 三値化時: -64〜 +63 五値化時: -32〜 +31
【００２５】このδXを図1Bに示した誤差拡散マトリク
スに従って周辺画素へ拡散する場合、FIFOメモリに格納
するβXを表現するのに必要なビット数は、二値、三値
および五値の場合それぞれ8,7および6ビットになる。こ
のような場合に二重誤差拡散処理を適用し、一律にLビ
ット右シフトしてβ'Xを得るとすると、β'Xの有効ビッ
ト数が量子化数により異なってしまう。例えばL=4とす
ると、五値化のときはβ'Xの有効ビット数は6-4=2ビッ
トしかない。
スに従って周辺画素へ拡散する場合、FIFOメモリに格納
するβXを表現するのに必要なビット数は、二値、三値
および五値の場合それぞれ8,7および6ビットになる。こ
のような場合に二重誤差拡散処理を適用し、一律にLビ
ット右シフトしてβ'Xを得るとすると、β'Xの有効ビッ
ト数が量子化数により異なってしまう。例えばL=4とす
ると、五値化のときはβ'Xの有効ビット数は6-4=2ビッ
トしかない。
【００２６】つまり、二値化、三値化および五値化の何
れの場合においても同じFIFOメモリを使用する場合、
β'Xの有効ビット数が最大の場合、つまり二値化の有効
ビット数に合わせてFIFOメモリのビット数を決めること
になり、L=4であれば8-4=4ビットになる。従って、五値
化の際はFIFOメモリの2ビットが使われず無駄になると
ともに、その分、出力画像の画質が落ちるという問題が
残る。
れの場合においても同じFIFOメモリを使用する場合、
β'Xの有効ビット数が最大の場合、つまり二値化の有効
ビット数に合わせてFIFOメモリのビット数を決めること
になり、L=4であれば8-4=4ビットになる。従って、五値
化の際はFIFOメモリの2ビットが使われず無駄になると
ともに、その分、出力画像の画質が落ちるという問題が
残る。
【００２７】［構成］図2は本発明にかかる誤差拡散処
理を行う画像処理装置の構成例を示すブロック図で、出
力階調数設定部211のレジスタにセットされる値に従
い、出力画像の階調数を二値、三値または五値に切り替
えることができる。
理を行う画像処理装置の構成例を示すブロック図で、出
力階調数設定部211のレジスタにセットされる値に従
い、出力画像の階調数を二値、三値または五値に切り替
えることができる。
【００２８】同図において、1は画像データを入力する
ための画像入力部で、例えば、画像を読取り、ラスタ走
査形式の8ビットのディジタル画像データを出力するイ
メージリーダなどの装置である。2は誤差拡散処理部
で、入力部1から出力された画像データに対し、後述す
る誤差拡散処理を施すものである。3は画像出力部で、
誤差拡散処理部2から出力される画像データに基づき、
画像を表示するモニタ、記録紙に画像を形成するプリン
タ、または、画像データを通信路へ出力するインタフェ
イスなどである。
ための画像入力部で、例えば、画像を読取り、ラスタ走
査形式の8ビットのディジタル画像データを出力するイ
メージリーダなどの装置である。2は誤差拡散処理部
で、入力部1から出力された画像データに対し、後述す
る誤差拡散処理を施すものである。3は画像出力部で、
誤差拡散処理部2から出力される画像データに基づき、
画像を表示するモニタ、記録紙に画像を形成するプリン
タ、または、画像データを通信路へ出力するインタフェ
イスなどである。
【００２９】誤差拡散処理部2は次の構成を備える。量
子化処理を行い量子化差分値を計算する量子化部202、
出力階調数を設定するための出力階調数設定部211、1ラ
イン分の画像データを保持することができるFIFOメモリ
210（ただしFIFOメモリの各セルは4ビットとする）、加
算器201および206、乗算器205、レジスタ204および20
8、シフトレジスタ203、207および209。
子化処理を行い量子化差分値を計算する量子化部202、
出力階調数を設定するための出力階調数設定部211、1ラ
イン分の画像データを保持することができるFIFOメモリ
210（ただしFIFOメモリの各セルは4ビットとする）、加
算器201および206、乗算器205、レジスタ204および20
8、シフトレジスタ203、207および209。
【００３０】［動作］図3は本実施形態の誤差拡散処理
を説明するためのフローチャートで、入力画像1ライン
分の画素数をNとし、図1Bに示した誤差拡散マトリクス
を用いるものとする。なお、図2の構成は、図1Bの誤差
拡散マトリクスを用いることを前提としているので、図
1Bと異なる誤差拡散マトリクスを用いる場合は、誤差拡
散処理部2の構成を若干変える必要があるが、本発明の
本質を損なうものではない。
を説明するためのフローチャートで、入力画像1ライン
分の画素数をNとし、図1Bに示した誤差拡散マトリクス
を用いるものとする。なお、図2の構成は、図1Bの誤差
拡散マトリクスを用いることを前提としているので、図
1Bと異なる誤差拡散マトリクスを用いる場合は、誤差拡
散処理部2の構成を若干変える必要があるが、本発明の
本質を損なうものではない。
【００３１】ステップS1において、FIFOメモリ210およ
びすべてのレジスタとシフトレジスタを0にクリアす
る。そして、入力画像の左上端画素を注目画素として、
ステップS2において、画像入力部1から注目画素Xの値を
取得する。
びすべてのレジスタとシフトレジスタを0にクリアす
る。そして、入力画像の左上端画素を注目画素として、
ステップS2において、画像入力部1から注目画素Xの値を
取得する。
【００３２】次に、ステップS3において、画像入力部1
から取得した注目画素Xの値、レジスタ204の値およびシ
フトレジスタ209の値を加算器201で合計し、その結果σ
Xを量子化部202に入力する。そして、ステップS4におい
て、量子化部202により、以下のアルゴリズムにより、
σXに対して量子化処理を行い、量子化差分値δXを求め
る。なお、量子化閾値は、階調数設定部211により、設
定された階調数に応じて設定される。
から取得した注目画素Xの値、レジスタ204の値およびシ
フトレジスタ209の値を加算器201で合計し、その結果σ
Xを量子化部202に入力する。そして、ステップS4におい
て、量子化部202により、以下のアルゴリズムにより、
σXに対して量子化処理を行い、量子化差分値δXを求め
る。なお、量子化閾値は、階調数設定部211により、設
定された階調数に応じて設定される。
【００３３】(1)出力階調数が二値の場合: 出力は0,1
で、それらに相当する濃淡値は0,255であるから、σX>1
28ならば「1」を出力し、δX=σX-255とする。また、σ
X≦128ならば「0」を出力し、δX=σXとする。
で、それらに相当する濃淡値は0,255であるから、σX>1
28ならば「1」を出力し、δX=σX-255とする。また、σ
X≦128ならば「0」を出力し、δX=σXとする。
【００３４】(2)出力階調数が三値の場合: 出力は0,1,2
で、それらに相当する濃淡値は0,128,255であるからσX
>192ならば「2」を出力し、δX=σX-255とする。64<σX
≦192ならば「1」を出力し、δX=σX-128とする。ま
た、σX≦64ならば「0」を出力し、δX=σXとする。
で、それらに相当する濃淡値は0,128,255であるからσX
>192ならば「2」を出力し、δX=σX-255とする。64<σX
≦192ならば「1」を出力し、δX=σX-128とする。ま
た、σX≦64ならば「0」を出力し、δX=σXとする。
【００３５】(3)出力階調数が五値の場合: 出力は0,1，
2,3，4で、それらに相当する濃淡値は0,64,128,192,255
であるから、σX>244ならば「4」を出力し、δX=σX-25
5とする。160<σX≦244ならば「3」を出力し、δX=σX-
192とする。96<σX≦160ならば「2」を出力し、δX=σX
-128とする。32<σX≦96ならば「1」を出力し、δX=σX
-64とする。また、σX≦32ならば「0」を出力し、δX=
σXとする。
2,3，4で、それらに相当する濃淡値は0,64,128,192,255
であるから、σX>244ならば「4」を出力し、δX=σX-25
5とする。160<σX≦244ならば「3」を出力し、δX=σX-
192とする。96<σX≦160ならば「2」を出力し、δX=σX
-128とする。32<σX≦96ならば「1」を出力し、δX=σX
-64とする。また、σX≦32ならば「0」を出力し、δX=
σXとする。
【００３６】量子化結果は画像出力部3へ出力され、量
子化差分値δXはシフトレジスタ203にストアする。
子化差分値δXはシフトレジスタ203にストアする。
【００３７】ステップS5において、FIFOメモリ210から
読出したデータをシフトレジスタ209にストアし、FIFO
メモリ210のセルを一つ進める。ステップS6において、
シフトレジスタ209をLビット左シフトする。ここでLは
出力階調数によって変化するが、その詳細はステップS1
1で説明する。
読出したデータをシフトレジスタ209にストアし、FIFO
メモリ210のセルを一つ進める。ステップS6において、
シフトレジスタ209をLビット左シフトする。ここでLは
出力階調数によって変化するが、その詳細はステップS1
1で説明する。
【００３８】次に、ステップS7において、シフトレジス
タ203にストアされたδXを2ビット右シフトする。ステ
ップS8において、シフトレジスタ203にストアされたデ
ータを乗算器205で二倍にし、その結果を加算器206に入
力する。ステップS9において、加算器206により、レジ
スタ204、208の値および加算器206の出力を合計し、そ
の結果をシフトレジスタ207にストアする。
タ203にストアされたδXを2ビット右シフトする。ステ
ップS8において、シフトレジスタ203にストアされたデ
ータを乗算器205で二倍にし、その結果を加算器206に入
力する。ステップS9において、加算器206により、レジ
スタ204、208の値および加算器206の出力を合計し、そ
の結果をシフトレジスタ207にストアする。
【００３９】次に、ステップS10において、シフトレジ
スタ203のストアされたデータをレジスタ204にストアす
る。ステップS11において、シフトレジスタ207をLビッ
ト右シフトし、その結果をFIFOメモリ210に、またその
処理で生じたキャリー値をレジスタ208にそれぞれスト
アする。
スタ203のストアされたデータをレジスタ204にストアす
る。ステップS11において、シフトレジスタ207をLビッ
ト右シフトし、その結果をFIFOメモリ210に、またその
処理で生じたキャリー値をレジスタ208にそれぞれスト
アする。
【００４０】ここで、入力画像データが8ビットの場
合、δXを表すのに必要なビット数は、出力階調数が二
値のとき8ビット、三値のとき7ビット、五値のとき6ビ
ットである。従って、シフトの結果がFIFOメモリの幅
（4ビット）に収まるようにLを決定するが、具体的に
は、二値、三値および五値のときのLはそれぞれ4,3およ
び2に、出力階調数設定部211により設定される。
合、δXを表すのに必要なビット数は、出力階調数が二
値のとき8ビット、三値のとき7ビット、五値のとき6ビ
ットである。従って、シフトの結果がFIFOメモリの幅
（4ビット）に収まるようにLを決定するが、具体的に
は、二値、三値および五値のときのLはそれぞれ4,3およ
び2に、出力階調数設定部211により設定される。
【００４１】図1Aに示したような画像データが入力さ
れ、その画素Hが注目画素であるとき、ステップS11の終
了時点での各レジスタおよび各シフトレジスタの内容は
次のようになる。 レジスタ204: δH×1/4 シフトレジスタ207: δG×1/4+δH×2/4 シフトレジスタ209: int{(δB×1/4+δC×2/4)/(2^L)}
×2^L レジスタ208: (δG×1/4 + δH×2/4) のLビット右シフトで生じるキャリー値 ただし、int()は小数点以下の切捨て演算を表す
れ、その画素Hが注目画素であるとき、ステップS11の終
了時点での各レジスタおよび各シフトレジスタの内容は
次のようになる。 レジスタ204: δH×1/4 シフトレジスタ207: δG×1/4+δH×2/4 シフトレジスタ209: int{(δB×1/4+δC×2/4)/(2^L)}
×2^L レジスタ208: (δG×1/4 + δH×2/4) のLビット右シフトで生じるキャリー値 ただし、int()は小数点以下の切捨て演算を表す
【００４２】ステップS12において、注目画素がライン
の右端であるか否かを判定し、そうであればステップS1
3ヘ、そうでなければステップS14へ進む。ステップS13
に進んだ場合は、各レジスタおよび各シフトレジスタを
0にクリアし、注目画素を次ラインの左端に移してステ
ップS2へ戻る。ステップS14に進んだ場合は、注目画素
を次画素へ移しステップS2へ戻る。
の右端であるか否かを判定し、そうであればステップS1
3ヘ、そうでなければステップS14へ進む。ステップS13
に進んだ場合は、各レジスタおよび各シフトレジスタを
0にクリアし、注目画素を次ラインの左端に移してステ
ップS2へ戻る。ステップS14に進んだ場合は、注目画素
を次画素へ移しステップS2へ戻る。
【００４３】このように、従来の誤差拡散処理において
はそのままFIFOメモリにストアしていたデータを、Lビ
ット右シフトしてからストアし、FIFOメモリから読出し
た値をLビット左シフトして以後の演算処理に用いる、
という一連の処理を行うことにより、誤差拡散処理に必
要なFIFOメモリのセルのビット数を低減して、かつ、出
力階調数によってシフトするビット数を変えることで、
より正確な（ビットの無駄のない）量子化処理を行うこ
とができる。
はそのままFIFOメモリにストアしていたデータを、Lビ
ット右シフトしてからストアし、FIFOメモリから読出し
た値をLビット左シフトして以後の演算処理に用いる、
という一連の処理を行うことにより、誤差拡散処理に必
要なFIFOメモリのセルのビット数を低減して、かつ、出
力階調数によってシフトするビット数を変えることで、
より正確な（ビットの無駄のない）量子化処理を行うこ
とができる。
【００４４】つまり、誤差拡散処理の量子化数に応じて
βXのシフト量Lを変える。二値化するときはL=4、三値
化するときはL=3、五値するときはL=2などに設定する。
このような処理を行うことにより、出力階調数が大きい
（量子化誤差のビット数が少ない）ときは、βXをβ'X
に量子化する際の量子化誤差が減り、より正確な（二重
誤差拡散処理でない従来の誤差拡散処理に近い）誤差拡
散処理を行うことができるため、画質の向上が見込め
る。
βXのシフト量Lを変える。二値化するときはL=4、三値
化するときはL=3、五値するときはL=2などに設定する。
このような処理を行うことにより、出力階調数が大きい
（量子化誤差のビット数が少ない）ときは、βXをβ'X
に量子化する際の量子化誤差が減り、より正確な（二重
誤差拡散処理でない従来の誤差拡散処理に近い）誤差拡
散処理を行うことができるため、画質の向上が見込め
る。
【００４５】また、誤差拡散処理には、FIFOメモリへ入
力するデータの扱い方に、二つの異なる方法がある。ま
ず第一の方法は、上述したように、ある画素に、その画
素が含まれるラインの前ラインの画素から加えられる誤
差値を、予め合計してからFIFOメモリに格納するもの
で、これを誤差集積法と呼ぶ。
力するデータの扱い方に、二つの異なる方法がある。ま
ず第一の方法は、上述したように、ある画素に、その画
素が含まれるラインの前ラインの画素から加えられる誤
差値を、予め合計してからFIFOメモリに格納するもの
で、これを誤差集積法と呼ぶ。
【００４６】第二の方法は、図1Cにおいて、画素Bおよ
びCの量子化処理によって生じた量子化差分値をそのま
ま順にFIFOメモリにストアする。そして、次ラインの画
素Gの量子化処理時に、FIFOメモリから読出した画素Bお
よびCの量子化差分値と、画素Fの量子化差分値とに、誤
差拡散マトリクスのマトリクス係数を掛ける。そして、
これらの乗算結果と画素Gの値とを加算して、画素Gの量
子化処理を行うもので、これを平均誤差縮小法と呼ぶ。
びCの量子化処理によって生じた量子化差分値をそのま
ま順にFIFOメモリにストアする。そして、次ラインの画
素Gの量子化処理時に、FIFOメモリから読出した画素Bお
よびCの量子化差分値と、画素Fの量子化差分値とに、誤
差拡散マトリクスのマトリクス係数を掛ける。そして、
これらの乗算結果と画素Gの値とを加算して、画素Gの量
子化処理を行うもので、これを平均誤差縮小法と呼ぶ。
【００４７】本発明の誤差拡散法は、上記の誤差集積法
および平均誤差縮小法の何れにも適用可能である。すな
わち、FIFOメモリに格納する前にLビット右シフトし、
読出す際にLビット左シフトすればよい。同様に、シフ
トするビット数Lを出力階調数に応じて変えるという本
発明の手法も、誤差集積法に限らず、平均誤差縮小法に
も適用することができる。
および平均誤差縮小法の何れにも適用可能である。すな
わち、FIFOメモリに格納する前にLビット右シフトし、
読出す際にLビット左シフトすればよい。同様に、シフ
トするビット数Lを出力階調数に応じて変えるという本
発明の手法も、誤差集積法に限らず、平均誤差縮小法に
も適用することができる。
【００４８】
【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器（例えば
ホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プ
リンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ
装置など）に適用してもよい。
ホストコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プ
リンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ
装置など）に適用してもよい。
【００４９】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやM
PU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても、達成されることは言うまでも
ない。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコ
ード自体が前述した実施形態の機能を実現することにな
り、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明
を構成することになる。プログラムコードを供給するた
めの記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハ
ードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，CD-ROM，
CD-R，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ROMなど
を用いることができる。
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやM
PU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し
実行することによっても、達成されることは言うまでも
ない。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコ
ード自体が前述した実施形態の機能を実現することにな
り、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明
を構成することになる。プログラムコードを供給するた
めの記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハ
ードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，CD-ROM，
CD-R，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ROMなど
を用いることができる。
【００５０】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS（オペレー
ティングシステム）などが実際の処理の一部または全部
を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS（オペレー
ティングシステム）などが実際の処理の一部または全部
を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実
現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５１】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わ
るCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その
処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合
も含まれることは言うまでもない。
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わ
るCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その
処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合
も含まれることは言うまでもない。
【００５２】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードを格納することになるが、簡単に説
明すると、図4のメモリマップ例に示す各モジュールを
記憶媒体に格納することになる。すなわち、少なくとも
「モシ゛ュール名1」「モシ゛ュール名2」および「モシ゛ュール名3」の各
モジュールのプログラムコードを記憶媒体に格納すれば
よい。
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードを格納することになるが、簡単に説
明すると、図4のメモリマップ例に示す各モジュールを
記憶媒体に格納することになる。すなわち、少なくとも
「モシ゛ュール名1」「モシ゛ュール名2」および「モシ゛ュール名3」の各
モジュールのプログラムコードを記憶媒体に格納すれば
よい。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
誤差拡散処理による量子化を行う際に、出力画像の画質
劣化を防ぐとともに、量子化誤差を格納するメモリの記
憶容量を節約することができる画像処理装置およびその
方法を提供することができる。
誤差拡散処理による量子化を行う際に、出力画像の画質
劣化を防ぐとともに、量子化誤差を格納するメモリの記
憶容量を節約することができる画像処理装置およびその
方法を提供することができる。
【図１Ａ】誤差拡散法を説明するための図、
【図１Ｂ】誤差拡散法を説明するための図、
【図１Ｃ】誤差拡散法を説明するための図、
【図１Ｄ】誤差拡散法を説明するための図、
【図２】本発明にかかる誤差拡散処理を行う画像処理装
置の構成例を示すブロック図、
置の構成例を示すブロック図、
【図３】本実施形態の誤差拡散処理を説明するためのフ
ローチャート、
ローチャート、
【図４】本発明にかかる誤差拡散処理のプログラムコー
ドが格納された記憶媒体のメモリマップ例を示す図であ
る。
ドが格納された記憶媒体のメモリマップ例を示す図であ
る。
Claims (8)
- 【請求項１】 入力される多値画像データに誤差拡散処
理を施す画像処理方法であって、 設定された出力階調数に応じた閾値および定数を設定す
る設定ステップと、 画素データを前記閾値で量子化し、その量子化誤差を求
める量子化ステップと、 あるラインにおける量子化により発生した複数の量子化
誤差に所定の演算を施して、そのラインの次のラインの
所定画素のデータに加える誤差集積値を演算し、その誤
差集積値を前記定数で除してメモリに格納する第一の演
算ステップと、 前記メモリから読出したデータに前記定数を乗じて前記
所定画素のデータに加える第二の演算ステップとを有
し、 前記量子化ステップは、前記第二の演算ステップによる
演算が施された画素のデータを量子化することを特徴と
する画像処理方法。 - 【請求項２】 入力される多値画像データに誤差拡散処
理を施す画像処理方法であって、 設定された出力階調数に応じた閾値および定数を設定す
る設定ステップと、 画素データを前記閾値で量子化し、その量子化誤差を求
める量子化ステップと、 量子化により発生した量子化誤差を前記定数で除してメ
モリに格納する第一の演算ステップと、 前記メモリから読出したデータに前記定数を乗じ、所定
の演算を施して画素のデータに加える第二の演算ステッ
プとを有し、 前記量子化ステップは、前記第二の演算ステップによる
演算が施された画素のデータを量子化することを特徴と
する画像処理方法。 - 【請求項３】 前記定数は、前記第一の演算ステップに
よる除算結果が所定ビット数に収まるように設定される
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載された画
像処理方法。 - 【請求項４】 入力される多値画像データに誤差拡散処
理を施す画像処理装置であって、 設定された出力階調数に応じた閾値および定数を設定す
る設定手段と、 画素データを前記閾値で量子化し、その量子化誤差を求
める量子化手段と、 あるラインにおける量子化により発生した複数の量子化
誤差に所定の演算を施して、そのラインの次のラインの
所定画素のデータに加える誤差集積値を演算し、その誤
差集積値を前記定数で除して記憶手段に格納する第一の
演算手段と、 前記記憶手段から読出したデータに前記定数を乗じて前
記所定画素のデータに加える第二の演算手段とを有し、 前記量子化手段は、前記第二の演算手段による演算が施
された画素のデータを量子化することを特徴とする画像
処理装置。 - 【請求項５】 入力される多値画像データに誤差拡散処
理を施す画像処理装置であって、 設定された出力階調数に応じた閾値および定数を設定す
る設定手段と、 画素データを前記閾値で量子化し、その量子化誤差を求
める量子化手段と、 量子化により発生した量子化誤差を前記定数で除して記
憶手段に格納する第一の演算手段と、 前記記憶手段から読出したデータに前記定数を乗じ、所
定の演算を施して画素のデータに加える第二の演算手段
とを有し、 前記量子化手段は、前記第二の演算手段による演算が施
された画素のデータを量子化することを特徴とする画像
処理装置。 - 【請求項６】 前記定数は、前記第一の演算手段による
除算結果が所定ビット数に収まるように設定されること
を特徴とする請求項4または請求項5に記載された画像処
理装置。 - 【請求項７】 入力される多値画像データに誤差拡散処
理を施す画像処理のプログラムコードが記録された記録
媒体であって、 設定された出力階調数に応じた閾値および定数を設定す
る設定ステップのコードと、 画素データを前記閾値で量子化し、その量子化誤差を求
める量子化ステップのコードと、 あるラインにおける量子化により発生した複数の量子化
誤差に所定の演算を施して、そのラインの次のラインの
所定画素のデータに加える誤差集積値を演算し、その誤
差集積値を前記定数で除してメモリに格納する第一の演
算ステップのコードと、 前記メモリから読出したデータに前記定数を乗じて前記
所定画素のデータに加える第二の演算ステップのコード
とを有し、 前記量子化ステップは、前記第二の演算ステップによる
演算が施された画素のデータを量子化することを特徴と
する記録媒体。 - 【請求項８】 入力される多値画像データに誤差拡散処
理を施す画像処理のプログラムコードが記録された記録
媒体であって、 設定された出力階調数に応じた閾値および定数を設定す
る設定ステップのコードと、 画素データを前記閾値で量子化し、その量子化誤差を求
める量子化ステップのコードと、 量子化により発生した量子化誤差を前記定数で除してメ
モリに格納する第一の演算ステップのコードと、 前記メモリから読出したデータに前記定数を乗じ、所定
の演算を施して画素のデータに加える第二の演算ステッ
プのコードとを有し、 前記量子化ステップは、前記第二の演算ステップによる
演算が施された画素のデータを量子化することを特徴と
する記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17612597A JP3697027B2 (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 画像処理装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17612597A JP3697027B2 (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 画像処理装置およびその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1127527A true JPH1127527A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3697027B2 JP3697027B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=16008119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17612597A Expired - Fee Related JP3697027B2 (ja) | 1997-07-01 | 1997-07-01 | 画像処理装置およびその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3697027B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011035802A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Brother Industries Ltd | 画像処理装置 |
-
1997
- 1997-07-01 JP JP17612597A patent/JP3697027B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011035802A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Brother Industries Ltd | 画像処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3697027B2 (ja) | 2005-09-21 |
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