JPH1188693A - 疑似階調処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理画素と同ライン上にある画素に対する誤
差を乱数によって疑似的に発生させる。 【解決手段】 乱数発生器１１０、誤差重み付け演算部
１１１、加算器１１２、比較器１１３、出力部１１４、
誤差メモリ１１５、減算器１１６を備えている。そし
て、入力データ１１７に、重み付けされた誤差及び注目
画素の前画素の疑似的な誤差を示す乱数を付加し、比較
器１１３でしきい値１１８と比較する。この比較結果を
Ｎ値化して、出力部１１４より出力する。また、出力値
と、比較器１１３に入る前のデータとの差分を誤差とし
て誤差メモリ１１５に記憶し、次ラインの画素を処理す
る際に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
デジタルファクシミリ、プリンタ等の画像処理部に適用
され、原画像を読みとるスキャナ等の画像データ入力装
置からの画像データを処理して出力する画像処理装置の
うち、特に、Ｍ値の入力データをＮ値に変換し（Ｍ＞
Ｎ）、その際、発生する誤差を保存することによって、
原稿全体の濃度を保存しながら疑似的な階調表現を行う
疑似階調処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スキャナで読み取った画像データに各種
の画像処理を施す際に、疑似的な階調表現が行われ、出
力画像が作成される。疑似階調処理としては、１ドット
を或るしきい値によってＮ値化する１ドット多値化処
理、ディザマトリクスを用いて面積階調表現を行うディ
ザ処理、１ドットをしきい値でＮ値化したときに生じる
入力値と出力値の差（誤差）を保存し、他の周囲画素へ
分配していくことによって、原稿全体の濃度エネルギを
保存する誤差拡散処理などが代表的である。

【０００３】誤差拡散処理を行う画像処理装置として、
例えば特開平９−６５１２９号公報に記載された技術が
提案されている。この技術は、変換されたＮ値データに
対して局所的微分値を算出し、局所的微分値を用いて入
力されたＭ値画像データを補正することで、エッジ強調
効果を得て、低濃度再生の再現性を向上させようとする
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】誤差拡散法において、
最低でも注目画素の前ライン画素において生じた誤差、
及び注目画素の前画素において生じた誤差が処理画素に
対して大きく影響する（注目画素に隣接する画素に生じ
る誤差を処理画素に反映させずに誤差拡散を行うと、一
定濃度部で誤差拡散特有の規則的なテクスチャが強く現
れた画像になり、画質が劣化する）ため、従来の誤差係
数マトリクスは、注目画素に近い前ライン画素及び隣接
画素に重みを付けて処理されていた。

【０００５】しかしながら、従来のこの方法では、処理
が終了して誤差が算出されないと次の画素の処理ができ
ないため、主走査方向においては１画素ごとに演算を行
うしか方法がなく、処理の高速化が図りにくいという欠
点があった。

【０００６】本発明は、従来の問題点に鑑みてなされた
ものであり、処理画素と同ライン上にある画素に対する
誤差を乱数によって疑似的に発生させることによって、
主走査１ライン上の画素に対して一括で誤差拡散処理を
施すことができ、画像品質を保ちつつ処理の高速化を図
ることができる疑似階調処理装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【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記載の発明は、入力されたＭ値の画像デー
タをＭ値より小さいＮ値の画像データに変換する疑似階
調処理装置であって、誤差拡散処理を行う疑似階調処理
装置において、処理済み前ラインまでの誤差に対して重
み付け演算する誤差重み付け演算部と、注目画素の前画
素に疑似的な誤差を発生させるための乱数発生器と、入
力値に重み付けされた誤差及び乱数を付加したデータを
しきい値と比較し、Ｎ値化して出力する入出力部と、Ｎ
値化した際に発生する誤差を記憶するメモリ部とを備え
たことを特徴とするものである。

【０００８】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明において、注目画素ライン上にある画素の誤差に
ついては、乱数発生器の乱数を利用することを特徴とす
るものである。

【０００９】また請求項３記載の発明は、請求項１記載
の発明において、乱数発生器で発生させる乱数は、疑似
階調数Ｎに最適な範囲の値をとることを特徴とするもの
である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら説明する。図１はデジタル複写機の
画像処理部のブロック図である。デジタル複写機の画像
処理部は、スキャナ入力部１００、フィルタ処理部（フ
ィルタ回路）１０１、ガンマ処理部１０２、疑似階調処
理部１０３、プリンタ出力部１０４を備えている。

【００１１】このような構成において、スキャナ入力部
１００で取り込まれた原画像データは、フィルタ処理部
１０１で原稿の種類に応じて、ＭＴＦ処理、あるいは平
滑化などの処理を施される。その後、原稿によって例え
ば、文字原稿であれば低濃度の立ち上がりが良く、写真
原稿であれば低濃度の階調性が良くなるように、ガンマ
処理部１０２でガンマ変換を行う。ガンマ変換は、原稿
の種類だけでなく、プリンタのγ特性なども考慮されて
変換テーブルによって変換される。

【００１２】変換されたデータは、さらに疑似階調処理
部１０３でＮ値の画像データに変換され、疑似的な階調
表現を行うことによって、出力画像を作成する。疑似階
調処理部１０３で行われる、疑似階調処理としては、１
ドットを或るしきい値によってＮ値化する１ドット多値
化処理、ディザマトリクスを用いて面積階調表現を行う
ディザ処理、１ドットをしきい値でＮ値化したときに生
じる入力値と出力値の差（誤差）を保存し、他の周囲画
素へ分配していくことによって、原稿全体の濃度エネル
ギを保存する誤差拡散処理などが代表的である。

【００１３】本発明は、疑似階調処理のうちの誤差拡散
処理に関するものであり、これは周知の技術であるが、
簡単にここで説明する。図３は誤差についての説明図で
ある。点線部を任意のしきい値としたとき、入力値が点
線部の上部にあれば（図３のａ）、出力は図の黒丸とな
り、その誤差は−ＡＥである。また、入力値が点線部の
下部にあれば（図３のｂ）、出力は図の白丸となる。そ
の誤差はＢＥとなる。また、図３のｃのように、入力値
が出力の白丸と同じ値なら、誤差は発生しない。

【００１４】このようにして発生した誤差を、任意の比
率で周囲画素に分配する。この例を示した図が、図４で
ある。図４において、注目画素で発生した誤差をＤＥと
したとき、この例では、周囲の４画素に対して均等に分
配する。即ち、発生誤差を４つの画素に４分の１ずつ分
配する。これは、分配の一例であり、周囲のどの画素、
何画素に分配するか、また、その比率は任意である。一
般的には、注目画素により近い画素に誤差を多く分配す
ることが多い。

【００１５】しかしながら、図４の方法では、注目画素
で発生した誤差（ＤＥ）を未処理の画素に分配するた
め、ハード構成が複雑になる。図４の誤差係数マトリク
スが、１画素ずつ主走査方向に移動してその誤差を影響
させていくことは、既に処理された画素の誤差を受け取
ることでも同様の意味が得られる。

【００１６】そこで、図５に示したように、各画素にお
いて発生した誤差をメモリに保存しておき、注目画素を
処理するときにそれらの誤差を任意の割合で受け取って
処理する方法が専ら行われている。この方法によれば、
誤差を未処理の画素に分配するよりも、より簡単な処理
を行うことができるが、処理画素の１つ前に処理した画
素において発生した誤差をも計算するため、主走査方向
には１画素ずつしか処理が行えず、１ライン一括で処理
するような方法は不可能である。

【００１７】そこで、図６に示すように、注目画素の前
画素の誤差分に（誤差分として）、乱数によって疑似的
に誤差を発生させ、前ラインまでの誤差の和（ＥＲＲ
ＳＵＭ）に加える。これによって、注目画素に対して誤
差拡散処理するときにも、前画素の処理結果を待つ必要
がないため、主走査１ラインの一括処理が可能となる。

【００１８】図２は本発明の実施の形態を示す疑似階調
処理装置のブロック図である。このブロックは、図１の
疑似階調処理部１０３の内部を示すものであり、乱数発
生器１１０、誤差重み付け演算部１１１、加算器１１
２、比較器１１３、出力部１１４、誤差メモリ１１５、
減算器１１６を備えている。符号１１７は入力データ、
１１８はしきい値を示す。

【００１９】図１のガンマ処理部１０２でガンマ処理さ
れた後の入力データ１１７は、処理済み前ラインまでの
誤差に対して、誤差重み付け演算部１１１で重み付け演
算された後の誤差と、処理画素の前画素の誤差の代わり
に、乱数発生器１１０で発生させた乱数（前画素の疑似
的な誤差）を加算器１１２で付加する。そしてその総和
を比較器１１３において、しきい値１１８と比較し、出
力部１１４からＮ値化して出力する。

【００２０】また、出力部１１４からの出力値と、比較
器１１３に入る前のデータ、即ち、加算器１１２の出力
値との差分を減算器１１６で算出し、誤差として、誤差
メモリ１１５に記憶し、次ラインの画素を処理する際に
用いる。図１１にそのタイミングチャートを示した。

【００２１】図８は乱数発生器によって生成する乱数に
関する説明図である。この例で、入力データに対して、
しきい値１２８と比較し、１２８より大きいデータはＦ
Ｆ、１２８以下は０を出力する。実際の注目画素のデー
タＤに周囲画素の誤差分が付加されて、しきい値と比較
される。この場合で用いられている誤差係数マトリクス
を図７の例とした場合、誤差分の内訳は、前ラインの発
生誤差ｅｒｒ１〜ｅｒｒ４にそれぞれ重み付け１／８あ
るいは２／８を乗算したものと、乱数で発生させた疑似
誤差Ｒ′及びＲである。

【００２２】図７では注目画素に近いｅｒｒ３とＲにつ
いては２／８の重み付けを行い、他の誤差については１
／８ずつの重み付けを行っている例を示している。そこ
で、ここでの誤差の内訳は、ｅｒｒ１，ｅｒｒ２，ｅｒ
ｒ４に１／８を掛けたものと、ｅｒｒ３に２／８を掛け
たもの、誤差の重み付け１／８相当のＲ′と、誤差の重
み付け２／８相当のＲを全て足したものである。

【００２３】図８で示されるように、ここでは１２８を
しきい値として２値化されているので、発生する誤差の
取り得る値は０から１２８である。つまり、Ｒ′とＲの
位置で発生する誤差の取り得る範囲は０から１２８の間
で、さらにそれぞれの１／８相当、２／８相当であるの
で、ここでのＲ′は０〜１６が取り得る値の範囲であ
り、Ｒは０〜３２が取り得る値の範囲である。このよう
に、疑似誤差は、Ｎ値化した場合に取り得る誤差の範囲
の中での乱数で発生させることで、最適な処理をするこ
とができる。

【００２４】図９に乱数による疑似誤差の生成の例を示
した。乱数を発生させ、右に３ビットシフトすることに
よって、１／８の重み付けがされた乱数を得ることがで
きる。図１０では前画素のデータによって、誤差のプラ
スマイナスを切り替える例を示している。

【００２５】図８からも分かるように、１２８を超えた
データは２５５を出力するため、マイナスの誤差とな
り、１２８以下のデータは０になるため、プラスの誤差
が発生する。そのため、前画素のデータの大きさによっ
て誤差の正負を切り替える方法をとることにより、さら
に最適な誤差を生成することができる。

【００２６】本発明の実施の形態の疑似階調処理装置
は、乱数発生器１１０、誤差重み付け演算部１１１、加
算器１１２、比較器１１３、出力部１１４、誤差メモリ
１１５、減算器１１６を備えている。そして、入力デー
タ１１７に、重み付けされた誤差及び注目画素の前画素
の疑似的な誤差を示す乱数を付加し、比較器１１３でし
きい値１１８と比較する。この比較結果をＮ値化して、
出力部１１４より出力する。また、出力値と、比較器１
１３に入る前のデータとの差分を誤差として誤差メモリ
１１５に記憶し、次ラインの画素を処理する際に用い
る。従って、主走査１ラインの一括処理が可能となる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、乱数によ
って疑似的に誤差を発生させて誤差拡散処理を行うこと
ができ、処理の高速化を図ることができる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、注目画素ラ
イン上にある画素の誤差については、乱数発生器の乱数
を利用し、演算処理を行わない（誤差の重み付けを行う
誤差係数マトリクスにおいて、注目画素ラインのマトリ
クスの誤差係数＝０である）ので、主走査１ラインを一
括に誤差拡散処理することができ、処理の高速化を図る
ことができる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、乱数発生器
で発生させる乱数は、疑似階調数Ｎに最適な範囲の値を
とるので、乱数によって作られる疑似的な誤差による誤
差拡散処理において、画質を劣化させず、かつ、処理の
高速化を図りつつ、従来の画像品質を保持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタル複写機の画像処理部のブロック図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態を示す疑似階調処理装置の
ブロック図である。

【図３】誤差発生の説明図である。

【図４】誤差係数マトリクスの例を示す図である。

【図５】誤差係数マトリクスの他の例を示す図である。

【図６】本発明の誤差係数マトリクスの例を示す図であ
る。

【図７】本発明の誤差係数マトリクスの他の例を示す図
である。

【図８】本発明における乱数発生器によって生成する乱
数に関する説明図である。

【図９】本発明における疑似誤差生成の例を示す説明図
である。

【図１０】本発明における疑似誤差生成の他の例を示す
説明図である。

【図１１】本発明の疑似階調処理装置のタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１１０ 乱数発生器 １１１ 誤差重み付け演算部 １１２ 加算器 １１３ 比較器 １１４ 出力部 １１５ 誤差メモリ １１６ 減算器 １１７ 入力データ １１８ しきい値

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたＭ値の画像データをＭ値より
   小さいＮ値の画像データに変換する疑似階調処理装置で
   あって、誤差拡散処理を行う疑似階調処理装置におい
   て、 処理済み前ラインまでの誤差に対して重み付け演算する
   誤差重み付け演算部と、 注目画素の前画素に疑似的な誤差を発生させるための乱
   数発生器と、 入力値に重み付けされた誤差及び乱数を付加したデータ
   をしきい値と比較し、Ｎ値化して出力する入出力部と、 Ｎ値化した際に発生する誤差を記憶するメモリ部と、 を備えたことを特徴とする疑似階調処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、 注目画素ライン上にある画素の誤差については、乱数発
   生器の乱数を利用することを特徴とする疑似階調処理装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載において、 乱数発生器で発生させる乱数は、疑似階調数Ｎに最適な
   範囲の値をとることを特徴とする疑似階調処理装置。