【事件の表示】
　特許第２７２９２７８号「画像の２値化表現方法」の特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結論】
　訂正を認める。
　特許第２７２９２７８号の特許を維持する。
【理由】
１．手続きの経緯
　本件特許第２７２９２７８号発明は、平成１年６月９日に特許出願され平成９年１２月１９日にその特許権の設定登録がなされ、その後、石田保より特許異議の申し立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年１月１８日に訂正請求がなされたものである。
２．訂正の内容
　訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的として、明細書の特許請求の範囲、「【請求項１】処理対象画素の近傍の画素における２値化誤差に重みを乗じた値を処理対象画素の画素値に加え、この加算結果を閾値処理する画像の２値化表現方法において、前記重みを処理対象画素の画素値に応じて変化させることを特徴とする画像の２値化表現方法。」を、「（１）処理対象画素の近傍の画素における２値化誤差に重みを乗じた値を処理対象画素の画素値に加え、この加算結果を閾値処理する画像の２値化表現方法において、前記処理対象画素それぞれについて微分値を算出し、この微分値が大きいほど重みを減少させ、微分値が小さいほど重みを増加させることを特徴とする画像の２値化表現方法。」と訂正するものである。
３．訂正の適否についての判断
　ア．訂正明細書の請求項１に係る発明
　訂正明細書の請求項１に係る発明は、その特許請求の範囲の請求項１に記載された次の事項により特定されるとおりのものである。
　「（１）処理対象画像に近傍の画素における２値化誤差に重みを乗じた値を処理対象画像の画素値に加え、この加算結果を閾値処理する画像の２値化表現方法において、前記処理対象画素それぞれについて微分値を算出し、この微分値が大きいほど重みを減少させ、微分値が小さいほど重みを増加させることを特徴とする画像の２値化表現方法。」
　イ．訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び拡張・変更の存否
　上記訂正は、特許請求の範囲の減縮に該当し、新記事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　ウ．独立特許要件の判断
　（引用刊行物）
　訂正明細書の請求項１に係る発明（以下、「本件請求項１に係る発明」という。）に対して、当審が通知した取消理由で引用した刊行物１（特開昭６３−２８８５６６号公報）には、誤差拡散法により画像の２値化を行う際、画像のエッジ部と非エッジ部とを識別し、エッジ部においては小さいサイズのマトリックスを用い、非エッジ部においては大きいサイズのマトリックスを用いて２値化を行うこと、及び画像のハイライト部、シャドウ部、そして中間濃度部を識別し、ハイライト・シャドウ部においては大きいサイズのマトリックスを用い、中間濃度部においては小さいサイズのマトリックスを用いて２値化を行う発明が記載されている。
　同じく、刊行物２（特開昭６３−１７１０６７号公報）には、中心画素と周辺画素との画像状態を調べ、エッジの方向と大きさとを検出し、それに応じて周辺画素に対する誤差配分の比率、即ち重みを変える発明が記載されている。
　（対比・判断）
　本件請求項１に係る発明と上記刊行物１又は２に記載の発明とを対比すると、両刊行物に記載の発明は、本件請求項１に係る発明を特定する事項である、「前記処理対象画素それぞれについて微分値を算出し、この微分値が大きいほど重みを減少させ、微分値が小さいほど重みを増加させる」事項を備えておらず、当該事項により本件請求項１に係る発明は、「画素値に応じて２値化誤差の重みを変化させるので、文字領域、図形領域、背景領域それぞれが適正に２値化表現され、なおかつ各領域の境界は滑らかに連結され、自然な印象を与える画像が生成される」という顕著な効果を奏するものであり、本件請求項１に係る発明が上記刊行物１又は２に記載された発明であるとも、両刊行物記載のものから容易に発明をすることができたものともいえない。
　したがって、本件請求項１に係る発明は特許出願の際独立して特許を受けることができるものである。
　エ．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する１２６条第２−４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
４．特許異議申し立てについての判断
　ア．申立人石田保は、請求項１に係る発明は、甲第１号証（特開昭６３−２８８５６６号公報）、甲第２号証（特開昭６３−１７１０６７号公報）をもとに容易に発明をすることができたものであり、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであるから、特許を取り消すべき主張している。
　イ．判断
　本件請求項１に係る発明は、上記３．ウ（独立特許要件の判断）で示したように、取消理由通知で示した各刊行物（甲第１号証、甲第２号証）に記載された発明と同一であるとも、それらから容易に発明をすることができたものとすることはできない。
　また、他に本件請求項１に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年１２月１３日（１９９９．１２．１３）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
明細書の特許請求の範囲、「【請求項１】処理対象画像の近傍の画素における２値化誤差に重みを乗じた値を処理対象画素の画素値に加え、この加算結果を閾値処理する画像の２値化表現方法において、前記重みを処理対象画素の画素値に応じて変化させることを特徴とする画像の２値化表現方法。」　を、
　「（１）処理対象画素の近傍の画素における２値化誤差に重みを乗じた値を処理対象画素の画素値に加え、この加算結果を閾値処理する画像の２値化表現方法において、前記処理対象画素それぞれについて微分値を算出し、この微分値が大きいほど重みを減少させ、微分値が小さいほど重みを増加させることを特徴とする画像の２値化表現方法。」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
　画像の２値化表現方法
（５７）【特許請求の範囲】
（１）処理対象画素の近傍の画素における２値化誤差に重みを乗じた値を処理対象画素の画素値に加え、この加算結果を閾値処理する画像の２値化表現方法において、
前記処理対象画素それぞれについて微分値を算出し、この微分値が大きいほど重みを減少させ、微分値が小さいほど重みを増加させる
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
　この発明は画像の２値化表現方法に係り、特に誤差拡散法の改良に関する。
〔従来の技術〕
　従来の画像の２値化表現方法の大要を一覧表示すると第１表のとおりとなる。
　画像の２値化表現の目的は一般に情報量の節減ということができるが、情報量の減少により原画像の特徴の一部は必然的に失われる。例えば原画像が文字、図形等の図形部分を明瞭に表示すべきであったときには、図形部分と背景とを分離し得るような２値化（狭義）を行うことにより、原画像の主要な特徴は保存される。これに対して原画像が立体の自然画像等、濃淡レベルにより表現すべき画像であるときには、むしろディザ化等により擬似多階調表現を用いるべきであり、狭義の２値化では、原画像の濃淡の特徴は失われる。しかし、印刷分野、ファクシミリ分野等では、文字、写真の両者が含まれる画像を処理することも多く、単一の２値化表現では画像全体の特徴を忠実に再現できない。
　そこで画像の微分値分布に基づいて文字領域（狭義の２値化を行うべき領域）と図形領域（擬似多階調表現を行うべき領域）とを領域分けし、文字領域については狭義の２値化を行い、図形領域についてはディザ化を行うという手法が提案されている。このような複合的処理では、両領域の境界が不連続となり、２値化表現された結果は極めて不自然な画像となる。
　一方、他の２値化表現方法として、誤差拡散法が有り、階調数に制限のない擬似多階調表現が可能である。ここで、誤差拡散法について説明する。
　誤差拡散法の動作原理は第１図に示すとおりであり、原画像の座標（ｍ，ｎ）における画素値（例えば輝度）をｆｍｎとするとき、周囲画素の２値化誤差の影響を考慮しつつｆｍｎを２値化するものである。例えば、ｆｍｎを閾値Ｒ／２で２値化し、
　ｆｍｎ≧Ｒ／２　　　→Ｒ
　ｆｍｎ＜Ｒ／２　　　→０
の変換を行うとするとき、最初の（０，０）の画素ｆ００では、
　ｅ００＜ｆ００−［ｆ００−Ｒ／２］　　　　　　　　（１）
の２値化誤差が生じる。ここに、［］はガウス関数である。
　そして一般に画素ｆｍｎに関しては、周囲の一定領域（第１図では対象画素（×印）を含む６画素）を定義しておき、この領域の各誤差について重み（第１図ではＷ１〜Ｗ６）を定義する。この周囲画素に対する加重マトリクスをエラーフィルタという。画素ｆｍｎに対する２値誤差ｅｍｎは、第１図のエラーフィルタを用いたときには、
と与えられる。ここに、
と定義されている。従って式（２）は以下のように書きかえられる。
このように２値化誤差ｅｍｎには、対象画素近傍の画素における集積的２値化誤差が加味されており、２値化表現画像全体の輝度と原画像全体の輝度を極力近づけつつ、なおかつ濃度分布に関しても原画像と２値化表現画像とを極力近似したものとしている。なお各画像の２値化誤差はエラーバッファに格納される。しかし誤差拡散法の２値化表現画像の特性は、エラーフィルタにより決定され、いわゆる文字領域と図形領域の両者が最適表現される可能性は低かった。
　さらに誤差拡散法の改良としてエラーフィルタを先読みタイプとし、エラーフィルタに起因した縞模様を除去するとともに黒点の尤度を高める手法も提案されている。しかしこの手法の処理結果を見る限り、輪郭が極端に強調された不自然な画像が発生する。
〔発明が解決しようとする課題〕
　この発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案されたもので、文字領域、図形領域を問わず画像全体の特徴を忠実に再現じ、かつ自然な印象を与える画像を発生し得る２値化表現方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
　この発明に係る２値化表現方法は、処理対象画素の近傍の画像における２値化誤差に重みを乗じた値を処理対象がその画素値に加え、この加算結果を閾値処理する画像の２値化表現方法において、前記重みを処理対象がその画素値に応じて変化させるものである。
〔作用〕
　この発明に係る２値化表現方法によれば、画素値に応じて２値化誤差の重みを変化させるので、文字領域、図形領域、背景領域それぞれが適正に２値化表現され、なおかつ各領域の境界は滑らかに連結され、自然な印象を与える画像が生成される。
〔実施例〕
　次にこの発明に係る画像の２値化表現方法の第１実施例を図面に基づいて説明する。
　第２図において、この実施例のエラーフィルタは、処理対象画素の１つ前の画素、および処理対象画素のスキャンラインの１つ前のスキャンラインにおいて、処理対象画素に対応する画素とこの画素の前後の画素よりなる。第２図ではこれらの画素の２値化誤差に、スキャン方向に沿ってｅ１〜ｅ４の符号を付している。そして、エラーフィルタはこれらｅ１〜ｅ４の２値化誤差に対し、ｗ１〜ｗ４の重みを与える。
　これらの重みＷ１〜Ｗ４は一定値ではなく、原画像における処理対象画素の画素値に応じて変化する。従って画素値をｆｍｎとするとき、重みｗ１〜ｗ４は画素値ｆｍｎの関数として、
　ｗｉ（ｆｍｎ）　　　　　（ｉ＝１〜４）　　　　　（６）
　と表現される。
　ここで、従来の誤差拡散法と同様の表現方法を用い、本実施例を表現すると以下のとおりとなる。
なお式（７）ではｉ＝１〜４に限定せず、任意のエラーフィルタに適用し得る表現を用いている。
　ここで重みｗｉ（ｆｍｎ）と２値化表現画像との関係を考察してみる。
　仮にｗｉ（ｆｍｎ）＝０としたとき、
となり、
であるから、これは狭義の２値化と等価である。
　一方、ｗｉ（ｆｍｎ）＞＞０としたとき、周囲の２値化誤差が処理対象画素に強く反映し、２値化表現の結果として周囲に白画素が多いときには処理対象画素は逆に黒画素になる傾向をもつ。従ってある単位領域で見れば、画像は平均化された濃度分布をもつようになり、いわゆる平滑化と同様の効果が生じる。これは滑らかな中間調表現には好適である。
　以上より、文字領域についてはｗｉ（ｆｍｎ）を少とし、図形領域についてはｗｉ（ｆｍｎ）を大とすることにより、画像全体について特徴を忠実に再現し得ることになる。さらにこの重みは１画素毎に画素値に基づいて決定され、１画素単位で変化し得るので、各領域は滑らかに連結される。
　ｗｉ（ｆｍｎ）の特性については種々考えられるが、第３図〜第６図の特性により、それぞれ良好な結果を得ている。
　第３図は、ｗ１〜ｗ４について、ｆｍｎに対して単調増加の傾向を与えたものであり、画素値が大となる程重みを増加させている。
　例えば中間輝度から高輝度に渡る中間調領域と、低輝度（例えば黒）の文字とが含まれる画像において、このような重み特性を与えると、文字領域は鮮明に２値化され、中間調領域については適正な多階調表現が行われる。
　第４図は輝度Ｒ／２以下に単調増加、輝度Ｒ／２以上に単調減少の特性を与えたものであり、低輝度および高輝度領域において鮮明な狭義の２値化が行われ、中間調について多階調表現がとられる。
　これによって低輝度の文字および高輝度の背景（例えば白）について鮮明な２値化が行われる。
　背景領域については、従来単色表現が行われないことが多く、ディザ模様が散在する傾向が強かった。この場合文字や図形の表示が不鮮明になるばかりでなく、背景領域のデータ量が著しく増大し、ファクシミリにおいて通信効率が著しく低下する。これに対し、背景領域に対し狭義の２値化あるいはこれに近似した処理を行うことにより、背景領域の単色表現が可能となる。
　第５図は、第４図の左側単調増加、右側単調減少の傾向に加え、両側の特性曲線に上に凸の傾向を与えている。これによって多階調表現の領域が広げられ、著しく低輝度および著しく高輝度の領域のみに対し狭義の２値化が行われる。
　第６図は、第４図の左側単調増加、右側単調減少の傾向に加え、左側の特性曲線に下向に凸の曲線から上向きに凸の曲線となる傾向を与え、右側の特性曲線に上向きに凸の曲線から下向に凸の曲線となる傾向を与え、。このような釣鐘状の特性によれば、狭義の２値化領域の鮮明度が一層高められ、なおかつ多階調表現領域の平滑性が一層高められる。
　なお第２図のエラーフィルタにおいて、
　Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３
　１．５ｗ１≦ｗ４≦２．５ｗ１
　０．１０≦ｗ１＝≦０．２６
の条件で良好な結果を得ており、一般的にはその中間値をとればよいことが判明している。
　図７はこの発明の第２実施例を示すブロック図であり、エラーフィルタの重みの設定は、原画像の微分値に基づいて行われている。微分値は図形境界著しく大となり、また図形領域等の中間調領域では、文字領域の文字部分および背景領域に比較して微分値は大となる傾向がある。従って微分値（１次微分、２次微分、ラプラシアン、ソベールオペレータその他の微分オペレータ）に基づいて重みを調整することも当然可能である。
〔発明の効果〕
　前述のとおり、この発明に係る２値化表現方法によれば、画素値に応じて２値化誤差の重みを変化させるので、文字領域、図形領域、背景領域それぞれが適正に２値化表現され、なおかつ各領域の境界は滑らかに連結され、自然な印象を与える画像が生成されるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
　第１図は従来の誤差拡散法の動作原理を示すブロック図、第２図はこの発明に係る２値化表現方法の第１実施例を示すブロック図、第３図は同実施例における重み変化の第１の特性を示すグラフ、第２図〜第４図は第２〜第４の特性をそれぞれ示すグラフ、第７図は第２実施例を示すブロック図である。