(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン毎に入力される多値画素データの画素毎に量子化処理した出力画素データと入力画素データとの誤差を周辺画素データに拡散した結果を所定の設定されたスレッシュ値に基づいて２値化処理して出力２値画素データを出力する画像処理方式において、
前記入力される多値画素データの画素毎に全黒か全白かを判別する全黒全白判別手段を設け、
前記全黒全白判別手段によって全黒でも全白でもないと判別したとき、前記スレッシュ値を周期的に変化させるとともに、前記全黒全白判別手段によって全黒あるいは全白と判別したとき、前記スレッシュ値を、全黒データに対しては全白レベルに設定し、全白データに対しては全黒レベルに設定することを特徴とする画像処理方式。
【請求項２】
前記全黒全白判別手段における判別を全黒か全白か一方のみ行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は画像処理方式に関し、特に、誤差拡散方式により中間調画像を処理する画像処理方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、情報化社会にあって、画像データを取り扱う装置が多くなっている。このような画像データを取り扱う装置においては、スキャナ等で読み取った画素データを２値画信号に変換する画像処理装置を必要としている。また、近時、画像処理装置の取り扱う画像としては、文字等の白黒の２値画像だけでなく、写真等の中間調の画像をも取り扱うようになっている。
そこで、従来、中間調画像の処理方法としては、多値画素データの画素毎のレベルを所定の複数のスレッシュ値が設定されたマトリクスデータと比較し、該比較結果に基づいて２値化処理し、出力２値画素データを出力して中間調画像を表現するディザ方式と、多値画素データの画素毎に量子化処理した出力画素データと入力画素データとの２値化誤差を周辺画素データに拡散した結果を所定の設定されたスレッシュ値に基づいて２値化処理し、出力２値画素データを出力して中間調画像を表現する誤差拡散方式があるが、ディザ方式に比べて階調性と解像度の両立を図った誤差拡散方式が注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の誤差拡散方式にあっては、入力画素データが全黒レベルあるいは全白レベルのとき、２値化誤差は発生しないにもかかわらず、それまでの画素データの累積誤差が保存されて、２値化のスレッシュ値を常に一定とした場合、誤差拡散特有のテクスチャ（誤差拡散が充分でないときに発生する画像の尾引き現象）が発生し、これを取り除くため、２値化のスレッシュ値を周期的に変化させる方法があるが、黒地付近で白点を発生させ、白地付近で黒点を発生させ易く、出力画像がボケた画像になり易いという問題があった。
【０００４】
また、従来の例えば、特開平１−２８４１７２号公報に記載された画像処理装置により実行される誤差拡散処理においては、２値化誤差を重み付け演算により求めるときに発生する誤差の余り分（小数点以下）を相関する次の画素データに加算して補正し、補正した画素データを一定のスレッシュ値により２値化処理して入力画像濃度と出力画像濃度を保存して画像を再現する処理が行われているが、この装置の場合も上記のような誤差拡散特有のテクスチャを取り除くことはできない。
【０００５】
そこで本発明は、誤差拡散処理を行うときは、画素毎に全黒か全白かを判別したとき、スレッシュ値を全黒データに対しては、全白レベルに、全白データに対しては、全黒レベルに設定した画素データを処理画素毎に周期的に変化させたスレッシュ値で２値化処理することにより、黒地中の白点の発生や白地中の黒点の発生を抑えて、中間調画像のコントラストを向上させる画像処理方式を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ライン毎に入力される多値画素データの画素毎に量子化処理した出力画素データと入力画素データとの誤差を周辺画素データに拡散した結果を所定の設定されたスレッシュ値に基づいて２値化処理して出力２値画素データを出力する画像処理方式において、前記入力される多値画素データの画素毎に全黒か全白かを判別する全黒全白判別手段を設け、前記全黒全白判別手段によって全黒でも全白でもないと判別したとき、前記スレッシュ値を周期的に変化させるとともに、前記全黒全白判別手段によって全黒あるいは全白と判別したとき、前記スレッシュ値を、全黒データに対しては全白レベルに設定し、全白データに対しては全黒レベルに設定することを特徴とし、
請求項２記載の発明は、前記全黒全白判別手段における判別を全黒か全白か一方のみ行うことを特徴としている。
【０００７】
【作用】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
請求項１記載の発明では、ライン毎に入力される多値画素データの画素毎に量子化処理した出力画素データと入力画素データとの誤差を周辺画素データに拡散した結果を所定の設定されたスレッシュ値に基づいて２値化処理して出力２値画素データを出力する画像処理方式において、前記入力される多値画素データの画素毎に全黒か全白かを判別する全黒全白判別手段が設けられ、前記全黒全白判別手段によって全黒でも全白でもないと判別されたとき、前記スレッシュ値が周期的に変化させられるとともに、前記全黒全白判別手段によって全黒あるいは全白と判別されたとき、前記スレッシュ値が、全黒データに対しては全白レベルに設定され、全白データに対しては全黒レベルに設定される。
【００１４】
したがって、全黒、全白データに応じて２値化スレッシュ値を変化させているので累積誤差を保存しつつ中間調画像のコントラストを向上させることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明では、前記全黒全白判別手段における判別は全黒か全白か一方のみ行われる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
図１〜図４は、画像処理装置を適用したファクシミリ装置の一実施例を示す図である。
【００１８】
図１は、ファクシミリ装置１のブロック図であり、ファクシミリ装置１は、イメージセンサ２、Ａ／Ｄ変換器３、タイミングコントローラ４、ＲＡＭ５及びデジタル画像処理部６等から構成されている。
【００１９】
イメージセンサ２は、原稿からの反射光を電気信号に変換して所定のアナログ信号をＡ／Ｄ変換器３に出力し、Ａ／Ｄ変換器３は、イメージセンサ２から入力されるアナログ信号を所定のデジタル信号に変換してデジタル画像処理部４に出力する。
【００２０】
タイミングコントローラ４は、各部の動作タイミングを制御する制御信号を各部に出力し、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）５は、各種参照用データを保持、更新し、後述する誤差拡散処理に必要な誤差データを保持、更新する。
【００２１】
デジタル画像処理部６は、図２に示すように、誤差演算部７、濃度補正部８、２値化部９、２値化誤差生成部１０及びラッチ部１１から構成されており、全体として誤差拡散処理部を構成する。
【００２２】
誤差演算部７は、ＲＡＭ５に保持された前回の２値化誤差データにより現画素に対する誤差量を演算し、その演算結果を濃度補正部８に出力する。
【００２３】
濃度補正部８は、誤差演算部７から入力される誤差量演算結果をＡ／Ｄ変換器３から入力される読取データ（デジタル信号）に加算し、その濃度補正データを２値化部９と２値化誤差演算部１０に出力する。
【００２４】
２値化部９は、濃度補正部８から入力される濃度補正データを入力される所定のスレッシュ値により２値化して２値化データを２値化誤差生成部１０と図外に出力する。
【００２５】
２値化誤差演算部１０は、濃度差補正部８から入力される濃度補正データにより２値化部９から入力される２値化データに応じて該画素における２値化誤差を演算してラッチ部１１に出力する。
【００２６】
ラッチ部１１は、２値化誤差生成部１０から入力された２値化誤差データの出力タイミングを調整してＲＡＭ５と誤差演算部７に出力する。
【００２７】
次に、作用を説明する。
【００２８】
イメージセンサ２で読み取られた原稿画像の１ライン分のアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器３でデジタル信号に変換されてデジタル画像処理部６に出力され、デジタル画像処理部６内で１ラインの画素毎に誤差拡散処理が行われる。この誤差拡散処理に際して使用する誤差拡散フィルタの一例を図３に示す。図３（ａ）は、現画素＊とその周辺画素の配分比を示し、図３（ｂ）は、現画素濃度の誤差データを示している。
【００２９】
いま、現画素濃度ａｍ，ｎに対する補正後濃度ａ´ｍ，ｎとすると、次式の演算が行われる。
ａ´ｍ，ｎ＝ａｍ，ｎ＋（２εｍ，ｎ−１＋２εｍ−１，ｎ＋εｍ−１，ｎ−１＋εｍ−１，ｎ＋１）／６
【００３０】
すなわち、２値化誤差生成部１０で求められてＲＡＭ４に保持された前ラインの前画素の誤差データに基づいて現画素ａｍ，ｎに対する誤差量が誤差演算部７で演算され、その誤差量が濃度補正部８で現画素ａｍ，ｎに所定の割合で加算されて濃度補正が行われて補正後濃度データａ´ｍ，ｎが求められた後、この補正後濃度データａ´ｍ，ｎが、２値化部９で２値化処理される。
【００３１】
ここで、補正後濃度データａ´ｍ，ｎによる２値化信号をａｄｍ，ｎ、２値化のスレッシュレベルをＴＨとすると、
ａ´ｍ，ｎ≧ＴＨの時、ａｄｍ，ｎ＝１，εｍ，ｎ＝（ａ´ｍ，ｎ−Ｍ）
ａ´ｍ，ｎ＜ＴＨの時、ａｄｍ，ｎ＝０，εｍ，ｎ＝ａ´ｍ，ｎ
但し、εｍ，ｎ：現画素濃度ａｍ，ｎに対する２値化誤差
Ｍ：階調数
（ａ´ｍ，ｎ−Ｍ）：ａ´ｍ，ｎの補数
となり、いま、階調数Ｍが１６段階で、全黒レベルを１５、全白レベルを０とし、ａ´ｍ，ｎ＝１１、ＴＨ＝８とすると、ａｄｍ，ｎ＝１（黒）、εｍ，ｎ＝１１−１５＝−４となる。すなわち、濃度１１の画素を黒（１５）に２値化したことで入出力画素間に（−４）の濃度差（誤差）が発生し、この誤差分を順次後の画素に拡散して清算していく。なお、εｍ，ｎは、２値化誤差生成部１０で演算されてラッチ部１１を介して所定タイミングでＲＡＭ５に転送される。
【００３２】
しかし、２値化の際のスレッシュ値を一定にすると、スレッシュ値付近の濃度の画素では誤差が拡散しきれずに尾引き（テクスチャ）現象が発生するが、この現象は、スレッシュ値を画素毎に周期的に変化させることで取り除くことができる。
【００３３】
また、ディザ処理部も共用する画像処理装置の場合は、ディザ用のスレッシュ値設定レジスタを共用することで画像処理装置のハード／ソフトの負担を軽減することができる。図４にスレッシュ値設定レジスタを共用する画像処理装置２１の構成例を示す。
【００３４】
図４において、画像処理装置２１は、マルチプレクサ２２、スレッシュ値レジスタ２３、システム制御部２４及び比較器２５から構成されており、マルチプレクサ２２により図外でディザ処理されて入力されるディザ画素信号と誤差拡散処理されて入力される誤差拡散画素信号のうち一方が選択されて比較器２５に出力され、画素毎のスレッシュ値がセットされたスレッシュ値レジスタ（データテーブル）２３からスレッシュ値が比較器２５に出力されると、比較器２５で入力されたスレッシュ値に基づいてディザ画素信号あるいは誤差拡散画素信号が２値化処理されて２値データとして出力される。システム制御部２４では、これら各部の動作が制御されるとともに、スレッシュ値レジスタ２３から読み出すスレッシュ値が指示される。
【００３５】
また、いま、読み取られた読取データの画素濃度が全黒レベル（１５）で、累積誤差が（−６）、スレッシュ値を６〜１０の範囲で変化させたとすると、濃度補正後のデータは、９となるからスレッシュ値が６〜９に変化するときには、２値化出力は、１（黒）、２値化生成誤差は、１５−９＝６として保存される。この状態が続き、スレッシュ値が１０に設定されると、２値化出力は、０（白）となり、入力データが全黒レベルにもかかわらず、出力側では、全白として出力されてしまう。また、スレッシュ値を変化させない場合でも、黒地部の周辺で白点が発生し易くなり、画像のコントラストがボケてしまう印象を与えることがある。
【００３６】
このような画像のボケをなくすため、請求項１、２記載の発明の画像処理方式を適用する画像処理装置の一実施例を図６〜９に示す。
【００３７】
図６は、誤差拡散処理機能を有する画像処理装置３１の要部ブロック図であり、上記図２に示した画像処理装置と同一の構成部分には、同一番号を符して説明を省略する。
【００３８】
図６において、全黒／全白判定部（全黒全白判別手段）３２は、読取データが全黒か全白かを判定し、例えば、（１，０）全黒、（０，１）全白、（０，０）非全黒、全白という信号を２値化誤差生成部９と２値化部１１に出力する。
【００３９】
システム制御部３３は、各部の動作を制御するとともに、２値化部１１へ２値化用のスレッシュ値データを入力する。
【００４０】
次に、作用を説明する。
【００４１】
全黒／全白判定部３２から（１，０）全黒、（０，１）全白、（０，０）非全黒、全白という信号が２値化誤差生成部９及び２値化部１１に出力されると、全黒あるいは全白のとき、２値化誤差が“０”とされ、２値化部１１では、全黒あるいは全白が検出されると、システム制御部３３から入力されるスレッシュ値にかかわらず２値化データを黒又は白として出力される。この２値化出力は、２値化後のデータを変換してもよいし、スレッシュレベルを全黒データに対して全白レベルに設定し、全白データに対して全黒レベルに設定してもよい。
【００４２】
また、全黒、全白時の補正は、累積誤差が小さいときには、行わないようにすることもできる。すなわち、上記累積誤差が（−５）以上のときは、６〜１０のスレッシュ値にかかることはない。また、これら全黒、全白の判定は、どちらか一方の判定だけを行うようにしてもよい。
【００４３】
これらの全黒、全白の判定を処理するための具体的な回路構成例を図６〜８に示す。
【００４４】
図６は、図５の２値化誤差生成部９に適用される論理回路構成を示しており、全黒、全白の入力に応じて濃度補正部８から入力される複数画素分の濃度データの２値化誤差がそれぞれ演算されて、図外のＲＡＭ５と誤差演算部６に出力される。
【００４５】
図７は、図５の２値化部１１に適用される論理回路構成を示しており、システム制御部３３から入力されるスレッシュ値ではなく、全黒／全白判定部３２から入力される全黒、全白データで濃度補正部８から入力される濃度データが比較されて２値化処理されて２値化データが出力される。
【００４６】
図８は、図５の２値化部１１に適用されるスレッシュ値を変化させる部分の論理回路構成を示しており、全黒／全白判定部３２から入力される全黒、全白データに応じてシステム制御部３３から入力されるスレッシュ値が選択されてスレッシュ値が出力され、図外の２値化部１１内で２値化演算が行われる。
【００４７】
図９は、画像処理装置３１における上記全黒、全白の判定処理に伴う２値化処理手順のフローチャートを示している。
【００４８】
図９において、全黒／全白判定部３２から入力されるデータが全黒か全白かを判別し（ステップＳｌ）、全黒か全白のときは、一例の処理では、２値化誤差を“０”とし（ステップＳ２）、他の一例の処理では、累積誤差に応じてスレッシュ値を変換して（ステップＳ３）２値化処理し（ステップＳ４）、２値化誤差を演算し（ステップＳ５）、請求項１記載の発明に基づく処理では、２値化誤差にかかわらず黒又は白の２値データに変更して（ステップＳ６）２値化誤差を演算する（ステップＳ７）。
【００４９】
また、ステップＳｌで全黒でも全白でもないときは、濃度補正演算を行って補正後濃度データを求め（ステップＳ８）、補正後濃度データをシステム制御部３３から入力されるスレッシュ値で２値化処理して２値データを出力するとともに、補正後濃度データで２値化誤差を演算する（ステップＳ１０）。
【００５０】
したがって、全黒または全白の画素データが入力された場合の２値化誤差を“０”とすることで中間調画像のコントラストを向上させることができ、全黒または全白の画素データが入力された場合に累積誤差量に応じて２値化誤差を“０”に設定しているので、２値化のスレッシュ値を周期的に変化させても黒地中の白点や白地中の黒点の発生をなくすことができ、全黒、全白データに応じて２値化データに変換しているので、累積誤差を保存しつつ中間調画像のコントラストを向上させることができる。
【００５１】
また、２値化誤差を演算する際に端数分を丸める場合があるが、この端数を“０”に近付く方向に丸めるようにすれば、誤差の整数化を早めることができ、画質の向上を図ることができる。また、２値化誤差を演算する際に２の補数で演算した結果が、負の値となった場合は、端数の丸めを行った後に、“１”を加算することにより、誤差の整数化を早めて画質の向上を図ることができる。
【００５２】
例えば、−１１÷２＝−５．５となった場合、００１０１（２の補数）を１ビットシフトさせて００１０（−６）にプラス１して（−５）に補正する。
【００５３】
したがって、誤差演算の端数分を“０”に近づく方向に整数化させているので、誤差の整数化が早くメリハリのある中間調画像を再現することができる。
【００５４】
【発明の効果】
【００５５】
【００５６】
【００５７】
請求項１記載の発明によれば、ライン毎に入力される多値画素データの画素毎に量子化処理した出力画素データと入力画素データとの誤差を周辺画素データに拡散した結果を所定の設定されたスレッシュ値に基づいて２値化処理して出力２値画素データを出力する画像処理方式において、前記入力される多値画素データの画素毎に全黒か全白かを判別する全黒全白判別手段を設け、前記全黒全白判別手段によって全黒でも全白でもないと判別したとき、前記スレッシュ値を周期的に変化させるとともに、前記全黒全白判別手段によって全黒あるいは全白と判別したとき、前記スレッシュ値を、全黒データに対しては全白レベルに設定し、全白データに対しては全黒レベルに設定するので、全黒、全白データに応じて２値化スレッシュ値を変化させているので累積誤差を保存しつつ中間調画像のコントラストを向上させることができる。
【００５８】
請求項２記載の発明によれば、全黒全白判別手段における判別は全黒か全白か一方のみ行われてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像処理装置を適用したファクシミリ装置のブロック図
【図２】図１のデジタル画像処理部のブロック図
【図３】図２のデジタル画像処理部で誤差拡散処理の際に使用される誤差拡散フィルタ
の一例を示す図
【図４】画像処理装置のブロック図
【図５】請求項１、２記載の発明による画像処理装置の要部ブロック図
【図６】図５の２値化誤差生成部に適用される論理回路構成を示す図
【図７】図５の２値化部に適用される論理回路構成を示す図
【図８】図５の２値化部に適用されるスレッシュ値を変化させる部分の論理回路構成を示す図
【図９】請求項１、２記載の発明による誤差拡散処理のフローチャート
【符号の説明】
１      ファクシミリ装置
５      ＲＡＭ
６      デジタル画像処理部
７      誤差演算部
８      濃度補正部
９      ２値化部
１０    ２値化誤差生成部
２１    画像処理装置
２２    マルチプレクサ
２３    スレッシュ値レジスタ
２４    システム制御部
２５    比較器
３１    画像処理装置
３２    全黒／全白判定部
３３    システム制御部
【図１】
0003549475.tif 000002
【図２】
0003549475.tif 000003
【図３】
0003549475.tif 000004
【図４】
0003549475.tif 000005
【図５】
0003549475.tif 000006
【図６】
0003549475.tif 000007
【図７】
0003549475.tif 000008
【図８】
0003549475.tif 000009
【図９】
0003549475.tif 000010