(57)【要約】【課題】離れたオブジェクトからの影響を受けずに誤差拡散処理を行う。【解決手段】空白領域検知部１０２では、画像入力部１０１から入力した注目画素の入力階調値と、既に入力した注目画素周辺の入力階調値を元に、注目画素が空白領域であるか否かを検知する。出力階調値決定部１０４では、注目画素が空白領域の場合は、出力階調値を０とし、注目画素が空白領域でない場合は、設定した閾値と、修正入力値算出部１０３からの修正入力値との大小関係を比較し、注目画素の修正入力値が１２７より大きければ出力階調値を２５５とし、そうでなければ出力階調値を０とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誤差拡散処理によって画像データの量子化誤差を周辺の画素で補償する画像処理装置において、前記画像データの空白領域を検知する空白領域検知手段と、前記空白領域検知手段の検知結果に基づき前記誤差拡散処理を補正する誤差拡散処理補正手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記空白領域検知手段は、注目画素の画素値および注目画素周辺の画素値を参照して、注目画素が空白領域であるか否かを判断することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記空白領域検知手段が参照する注目画素周辺の領域は、前記誤差拡散処理で量子化誤差値を算出する際に参照する領域に含まれることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記空白領域検知手段が参照する注目画素周辺の領域と、前記誤差拡散処理で量子化誤差値を算出する際に参照する領域とは等しいことを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記誤差拡散処理補正手段は、注目画素の出力値をあらかじめ定めた設定出力値とすることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記誤差拡散処理補正手段は、注目画素で発生させる誤差値をあらかじめ定めた設定誤差値とすることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記設定誤差値は、０であることを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記空白領域検知手段は、注目画素周辺の画素の入力値が全て同じ濃度を示す値である場合に、注目画素を空白領域であると判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記空白領域検知手段は、注目画素周辺の画素の入力値が全て最低の濃度を示す値である場合に、注目画素を空白領域であると判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記空白領域検知手段は、注目画素周辺の画素の入力値が全て最高の濃度を示す値である場合に、注目画素を空白領域であると判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記空白領域検知手段は、注目画素周辺の画素の入力値と、空白領域判定マトリクスとの積和演算結果が設定した範囲の値である場合に、注目画素を空白領域であると判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記設定出力値は、最低の濃度を示す値であることを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記設定出力値は、最高の濃度を示す値であることを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記誤差拡散処理は、多値の画像データを少値の画像データに変換する中間調処理であることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１５】
誤差拡散処理によって画像データの量子化誤差を周辺の画素で補償する画像処理方法において、前記画像データの空白領域を検知し、該検知結果に基づき前記誤差拡散処理を補正することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誤差拡散処理を行う画像処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置などにおいて、多値の入力画像を、少値もしくは二値での出力能力のみを持つこれらの装置で出力するため、入力画像の多値数より少ない値の出力画像に変換する中間調処理の一つとして誤差拡散処理が用いられている。
【０００３】
誤差拡散処理は、例えば特許文献１に記載されているように、ある画素で発生した量子化誤差を他の画素で補償することで入力画像と出力画像の平均濃度を一致させる処理である。
【０００４】
また、特許文献２には、ヌルラスター、すなわち、ドットを形成する必要のないことが自明な白であることを示すピクセルであるヌルピクセルのみからなる領域に対して、簡易的な誤差拡散処理を行うことで処理負荷を軽減しながら良好な画像形成を実現する誤差拡散処理装置及び誤差拡散方法が記載されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、画像データの白領域を判定して、白領域で誤差拡散処理を省くことで負荷を軽減した処理方法が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１６４３６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２２４７２１号公報
【特許文献３】特開平１０−４２１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
誤差拡散処理では、空白領域で隔てられた異なるオブジェクト間でも誤差の受け渡しを行うことで、離れたオブジェクト間で誤差の受け渡しが発生する。
【０００８】
例えば、図１の画像を２値誤差拡散処理することを考える。図１は階調値０の背景の上に、階調値２０５で高さ１ｄｏｔの横線が９ラインの間隔を空けて４本並んでいる画像である。ここで、画像の各画素は０以上２５５以下の整数で階調が表現されるとする。また、２値化処理を行った結果の画像は各画素が０もしくは２５５のいずれかで階調が表現されるとする。さらに、階調は小さな値ほど濃度が低いことを示すとする。
【０００９】
図３は、図１の画像に対して図２の誤差拡散マトリクスを用いて後述の２値誤差拡散処理を行った結果の画像である。図３では、上から１本目、３本目の線分は同じ出力結果が得られているが、２本目はそれらとは異なり、４本目は上記のいずれとも異なる出力結果が得られている。
【００１０】
これは、今回の２値誤差拡散処理が上の行および左の画素で発生した量子化誤差を利用して２値化処理を行うものであるためである。例えば上から２本目の線分は、一番上の線分を２値化処理することによって発生した量子化誤差の影響を受けて、一番上の線分とは異なった出力結果が得られるのである。
【００１１】
また、ヌルラスターで簡易的な誤差拡散処理を行っている前記特許文献２による誤差拡散方法であっても、２本目の線分が一番上の線分の量子化誤差の影響を受けることに違いはないため、位置によって線分が異なる出力で表現される。白領域で誤差拡散処理を省いている前記特許文献３も同様に、位置によって線分が異なる出力で表現される。
【００１２】
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、離れたオブジェクトからの影響を受けずに誤差拡散処理を行う画像処理装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、誤差拡散処理によって画像データの量子化誤差を周辺の画素で補償する画像処理装置において、前記画像処理装置は、空白領域を検知する空白領域検知手段を有し、前記空白領域検知手段の検知結果に基づき前記誤差拡散処理を補正する誤差拡散処理補正手段を有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による画像処理装置及び画像処理方法を用いることで、空白領域で分離された複数の同じ形状のオブジェクトが異なる出力となって現れる現象を抑制することができる。
【００１５】
また、空白領域中にわずかなノイズを持つ画素が存在する場合であっても、確実に空白領域として認識することができ、上記抑制効果を得ることができる。
【００１６】
さらに、空白領域検知手段が参照する領域と、誤差拡散処理で量子化誤差を算出する際に参照する領域を等しくすることで、空白領域検知手段を容易に設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。
【００１８】
実施例１：
図４は、本発明に係る画像処理装置の構成を示す。以下、階調値は０以上２５５以下の整数で表現され、階調値が小さいほど濃度が低いことを示すとする。また、入力階調値は８ｂｉｔ、出力階調値は２値化処理によって０もしくは２５５のいずれかである１ｂｉｔで表現されるものとする。
【００１９】
なお、平均誤差最小処理と誤差拡散処理とはいずれも、ある画素で発生した量子化誤差を他の画素で補償することで入力画像と出力画像の平均濃度を一致させる処理であり、結果も同等であることから両者を区別しない。本発明はいずれの処理に対しても有効である。
【００２０】
画像入力部１０１は、例えばモノクロプリンタなどにおいて、図示しないレンダリング手段から各画素８ｂｉｔで表現された１ページ分の画像を入力して、入力階調値を順次後段の処理に送る。ここで、後段の処理に送る入力階調値は図５に示す順序で送る。すなわち、ページ内の最上段の行について左端の画素から順次右の画素を送って右端の画素を送ると、次に１行下の左端から右端まで送る作業を最下段の行まで続ける。
【００２１】
空白領域検知部１０２では、画像入力部１０１から受けた注目画素の入力階調値と、図示しない画像バッファに蓄積した、すでに送られてきている注目画素周辺の入力階調値を元に後述する方法で注目画素が空白領域であるか否かを判断して、空白判断結果を後段の処理に送る。
【００２２】
修正入力値算出部１０３では、画像入力部１０１から受けた注目画素の入力階調値と、後述する誤差和算出部１０７から得られた周辺画素における誤差和との和である修正入力値を算出して後段の処理に送る。出力階調値決定部１０４では図６に基づいて出力階調値を決定する。
【００２３】
まず、注目画素が空白領域である場合は（ステップ２０１でＹｅｓ）、出力階調値を０とする（ステップ２０４）。注目画素が空白領域でない場合は（ステップ２０１でＮｏ）、あらかじめ設定した閾値と、修正入力値算出部１０３から受けた修正入力値との大小関係を比較して出力階調値を決定する。ここではあらかじめ設定した閾値を１２７とする。そのため、注目画素の修正入力値が１２７より大きければ（ステップ２０２でＹｅｓ）出力階調値は２５５（ステップ２０３）、そうでなければ（ステップ２０２でＮｏ）出力階調値は０とする（ステップ２０４）。この値を注目画素の出力階調値として後段の処理に送る。  誤差値算出部１０５では以下に示す方法で誤差値を算出する。まず、注目画素が空白領域である場合は誤差値を０とする。注目画素が空白領域でない場合は、修正入力値算出部１０３で算出した修正入力値から、出力階調値決定部１０４で決定した出力階調値を減算した値を誤差値とする。例えば、修正入力値が１００であり、出力階調値が２５５である画素での誤差値は−１５５となる。
【００２４】
一方、修正入力値は以下のようにして求める。誤差和算出部１０７は、図２の誤差マトリクスを用いて注目画素に関与する誤差の和を算出する。図２において、×印で示した位置が注目画素を意味する。例えば、注目画素の１ライン真上の画素の量子化誤差値（以下、誤差値とする）が３２であった場合、誤差マトリクス中のその画素に対応する値は５／１６であるから、その画素から注目画素に関与する誤差値は両者の積である１０となる。このようにして、１つの注目画素に対して１ライン上の３画素、同一ラインの１画素の計４画素における誤差値を誤差バッファ１０６から読み出し、誤差マトリクスと積和演算を行うことで注目画素に関与する誤差和を算出して、その誤差和を修正入力値算出部１０３へ送る。
【００２５】
図２の誤差マトリクスは全ての要素を加算したとき１となるように設計している。これは、発生した誤差値を過不足なく周囲の画素で用いるためである。
【００２６】
ここで、誤差値を算出するために、図７に示すような誤差マトリクスを利用しても良い。図７の誤差マトリクスは図２のマトリクス中の各値を１６倍したものである。例えば、注目画素の１ライン真上の画素の誤差値が３２であった場合、誤差マトリクス中のその画素に対応する値は５であるから、その画素から注目画素に関与する誤差値はひとまず両者の積である１６０とする。このようにして、１つの注目画素に対して１ライン上の３画素、同一ラインの１画素の計４画素における誤差値を誤差バッファ１０６から読み出し、誤差マトリクスと演算を行うことで注目画素に関与する誤差和を算出する。このような方法をとることにより、高速なシフト演算や整数演算で注目画素に関与する誤差和を算出することができる。その後、前記誤差和を１６で除する。
【００２７】
図８を用いて注目画素が空白領域であるか否かを判断する方法を説明する。図８において、×印で示した位置が注目画素を意味する。そして、×印で示した位置の入力値、○印で示した位置の入力値が全て０である場合に注目画素を空白領域であるとみなし、それ以外の場合を空白領域でないとする。
【００２８】
図９は、図１の画像に対して図２の誤差拡散マトリクスを用いて本実施例による２値誤差拡散処理を行った結果の画像である。
【００２９】
図９では図３と異なり、各線分が他の線分の影響を受けずに誤差拡散処理を行っており、全ての線分で同じ出力結果が得られている。
【００３０】
空白領域であるか否かを判断する別の方法として、×印で示した位置および○印で示した位置の入力値の総和が１２以下である場合に注目画素を空白領域であるとみなし、それ以外の場合を空白領域でないとするとしてもよい。
【００３１】
また、空白領域であるか否かを判断する別の方法として、×印で示した位置の入力値は０であり、かつ、○印で示した位置の入力値の総和が１２以下である場合に注目画素を空白領域であるとみなし、それ以外の場合を空白領域でないとするとしてもよい。
【００３２】
また、空白領域であるか否かを判断する方法として低濃度画素が所定の領域を占める例を示したが、同じ方法で高濃度画素が所定の領域を占めるときに空白領域であるという構成であっても良い。
【００３３】
なお、本実施例では出力階調数を２としたが、本発明に基づく構成としてはこれに限らず、例えば、３、４もしくは１６といった出力階調数を持つ画像処理方法であっても同様の方法で空白領域の検知を行い、誤差拡散処理の補正を行うことができる。
【００３４】
実施例２：
本発明による別の実施例を、図１０を用いて、実施例１との差異を示す。図１０は、注目画素が空白であるか否かを判断するために用いる空白領域判定マトリクスである。
【００３５】
図１０において、×印で示した位置が注目画素を意味する。そして、入力値と図１０の空白領域判定マトリクスとの積和演算の結果が８以下であり、×印で示した位置の入力値が０である場合に注目画素を空白であるとみなし、それ以外の場合を空白でないとする。
【００３６】
例えば、入力値が図１１に示す分布である場合、図１０の空白領域判定マトリクスと積和演算すると、
上から一番目の行に関して積和演算結果は１×２＝２、
上から二番目の行に関して積和演算結果は１×１＋２×１＋１×０＝３、
上から三番目の行に関して積和演算結果は１×１＋２×０＋２×０＋１×０＝１、
上から四番目の行に関して積和演算結果は１×０＋２×０＋１×１＝１、
上から五番目の行に関して積和演算結果は１×０＝０、
であるため７となる。すなわち、この場合注目画素は空白であるとみなす。
【００３７】
ここで、空白領域判定マトリクスの大きさを図７に示す誤差拡散マトリクスと同じ大きさにすることで、空白領域判定に用いる積和演算結果を求める回路を、図４に示す誤差和演算部１０７で積和演算を行う部分の回路と同じくできる。
【００３８】
また特に、空白領域判定マトリクスとして図１０の代わりに図１２を用いた場合、図１２は図７に示す誤差拡散マトリクスと同じマトリクスであるため、空白領域判定に用いる積和演算結果を求める回路を、図４に示す誤差和演算部１０７で積和演算を行う部分の回路と共用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】入力画像の例を示す。
【図２】誤差拡散マトリクス例を示す。
【図３】図１の画像を、図２の誤差拡散マトリクスを用いて２値誤差拡散処理を行った結果の画像を示す。
【図４】本発明に係る画像処理装置の構成を示す。
【図５】処理の順序を示す。
【図６】出力階調値決定部の処理フローチャートである。
【図７】誤差拡散マトリクスの他の例を示す。
【図８】空白領域判定マトリクスの第１の例を示す。
【図９】図１の画像を、図２の誤差拡散マトリクスを用いて実施例１による２値誤差拡散処理を行った結果の画像を示す。
【図１０】空白領域判定マトリクスの第２の例を示す。
【図１１】入力画素値の例を示す。
【図１２】空白領域判定マトリクスの第３の例を示す。
【符号の説明】
【００４０】
１０１  画像入力部
１０２  空白領域検知部
１０３  修正入力値算出部
１０４  出力階調値決定部
１０５  誤差算出部
１０６  誤差バッファ
１０７  誤差和算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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