【事件の表示】
　特許第３３６０３９１号「画像処理装置および画像処理方法」の請求項１ないし１１に係る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３３６０３９１号の請求項１ないし１１に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３３６０３９１号の請求項１ないし１１に係る発明は、平成５年１２月２８日（国内優先権主張日　平成５年６月２４日）に特許出願され、平成１４年１０月８日に特許権の設定登録がなされたものであり、その後特許異議申立人より本件特許の全請求項に対して特許異議の申立がなされ、当審より取消理由が通知され、それに対する意見書提出指定期間内に特許権者より意見書とともに訂正請求書が提出されたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
（１）特許権者が、訂正請求書において求めている訂正の内容は、次のとおりである。
　(a)　特許請求の範囲の減縮および明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の特許請求の範囲の請求項１における「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の値の場合には、しきい値を小さく設定する処理と、」を、「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の所定値以下の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より小さくかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、」と訂正する。
　(b)　特許請求の範囲の減縮および明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の特許請求の範囲の請求項１の「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の値の場合には、しきい値を大きく設定する処理と、」を、「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の所定値以上の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より大きくかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、」と訂正する。
　(c)　特許請求の範囲の減縮を目的として、特許明細書の特許請求の範囲の請求項３の「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さく設定する処理と、」を、「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さな値でかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、」と訂正する。
　(d)　特許請求の範囲の減縮を目的として、特許明細書の特許請求の範囲の請求項３の「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値に近いほどしきい値を大きく設定する処理と、」を、「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値に近いほどしきい値を大きな値でかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、」と訂正する。
　(e)　特許請求の範囲の減縮および明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の特許請求の範囲の請求項９の「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の値の場合には、しきい値を小さく設定する処理と、」を、「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の所定値以下の場合には、しきい値を、平均的なしき値より小さくかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、」と訂正する。
　(f)　特許請求の範囲の減縮および明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の特許請求の範囲の請求項９の「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の値の場合には、しきい値を大きく設定する処理と、」を、「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の所定値以上の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より大きくかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、」と訂正する。
　(g)　特許請求の範囲の減縮を目的として、特許明細書の特許請求の範囲の請求項１０の「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さく設定する処理と、」を、「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さな値でかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、」と訂正する。
　(h)　特許請求の範囲の減縮を目的として、特許明細書の特許請求の範囲の請求項１０の「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値に近いほどしきい値を大きく設定する処理と、」を、「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を大きな値でかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、」と訂正する。
　(i)　上記訂正事項(a)ないし(h)における請求項１、請求項３、請求項９、請求項１０の訂正に伴い、訂正後のこれらの請求項の記載と発明の詳細な説明との整合を図るため、明りょうでない記載の釈明を目的として、特許明細書の段落【００２４】の【課題を解決するための手段】の欄の記載を以下の記載に訂正する。
「（１）前記目標を達成するため、本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、を有し、前記しきい値設定手段は、前記第１階調値と第２階調値の間の階調値に対し設定するしきい値に対して、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の値の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より小さくかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の値の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より大きくかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、の少なくともいずれか一方の処理を行う構成を採用する。
　（２）また本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、を有し、前記しきい値設定手段は、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さな値でかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値に近いほどしきい値を大きな値でかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、の少なくともいずれか一方の処理を行う構成を採用する。
　（３）また本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、を有し、前記注目画素の多階調画像データの階調値をｄａｔａ、前記第１階調値および第２階調値の中間値をｍ、前記しきい値をｓｌｓｈとすると、前記しきい値設定手段は、ｄａｔａが第１階調値近辺の値の場合には、ｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２；ｄａｔａが第２階調値近辺の値の場合には、（ｍ＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａのいずれかを満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する構成を採用する。
　（４）また本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定工程と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、を有し、前記しきい値設定工程では、前記第１階調値と第２階調値の間の階調値に対し設定するしきい値に対して、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の値の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より小さくかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の値の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より大きくかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、の少なくともいずれか一方の処理を行う構成を採用する。
　（５）また本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定工程と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、を有し、前記しきい値設定工程では、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さな値でかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値に近いほどしきい値を大きな値でかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、の少なくともいずれか一方の処理を行う構成を採用する。
　（６）また本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、２値化のためのしきい値を設定するしきい値設定工程と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、を含み、前記注目画素の多階調画像データの階調値をｄａｔａ、前記第１階調値および第２階調値の中間値をｍ、前記しきい値をｓｌｓｈとすると、前記しきい値設定工程は、ｄａｔａが第１階調値近辺の値、または第２階調値近辺の値であるかを判別し、ｄａｔａが第１階調値近辺の値の場合には、ｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２；ｄａｔａが第２階調値近辺の値の場合には、（ｍ＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａを満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する構成を採用する。」　
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
　訂正事項(a),(b)の請求項１に係る点は、訂正前の「第１階調値近辺の値」及び「第２階調値近辺の値」という記載を釈明し、更に、設定するしきい値と注目画素の階調値との関係を付加限定するものであるから特許請求の範囲の減縮を目的とするものであって、それらの訂正内容は明細書の発明の詳細な説明及び図面の記載から把握できる事項の範囲内と認められる。そして、これらの訂正点は、実質上特許請求の範囲を拡張するものとも変更するものとも認められない。
　訂正事項(c),(d)の請求項３に係る点は、設定するしきい値と注目画素の階調値との関係を付加限定するものであるから特許請求の範囲の減縮を目的とするものであって、それらの訂正内容は明細書の発明の詳細な説明、及び図面の記載から把握できる事項の範囲内と認められる。そして、これらの訂正点は、実質上特許請求の範囲を拡張するものとも変更するものとも認められない。
　訂正事項(e),(f)の請求項９に係る点は、(a),(b)と同様のものであり、訂正事項(g),(h)の請求項１０に係る点は、(c),(d)と同様なものであるから、判断も同様である。
　訂正事項(i)は、(a)〜(h)の請求項の訂正にともなって、特許請求の範囲と発明の詳細な説明の整合を図るものであるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものといえ、明細書の発明の詳細な説明及び図面の記載から把握できる事項の範囲内のものであって、この訂正点が、実質上特許請求の範囲を拡張するものとも変更するものとも認められないことは明らかである。
　
（３）むすび
　以上のとおり、本件訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する同法第１２６条第２項から第４項までの規定に適合するので、本件訂正を認める。
　
３．特許異議の申立について
（１）本件発明
　特許第３３６０３９１号の請求項１ないし１１に係る発明は、訂正後の特許請求の範囲に記載された次のとおりのものと認められる。（以下、請求項１に係る発明、請求項２に係る発明、・・・をそれぞれ「本件発明１」、「本件発明２」、・・・という。）
「【請求項１】 多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、　
を有し、
　前記しきい値設定手段は、
　前記第１階調値と第２階調値の間の階調値に対し設定するしきい値に対して、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の所定値以下の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より小さくかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の所定値以上の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より大きくかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、
の少なくともいずれか一方の処理を行う画像処理装置。
【請求項２】 前記第１階調値と第２階調値の中間の階調値に対し設定するしきい値に対して、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の値の場合には、しきい値を小さく設定する処理と、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の値の場合には、しきい値を大きく設定する処理と、の少なくともいずれか一方の処理を行う請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】 多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、
 注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、
　を有し、
　前記しきい値設定手段は、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さな値でかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値に近いほどしきい値を大きな値でかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、
　の少なくともいずれか一方の処理を行う画像処理装置。
【請求項４】 前記しきい値設定手段は、前記しきい値を段階的に変化させる請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】 多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、　前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、
　を有し、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値をｄａｔａ、前記第１階調値および第２階調値の中間値をｍ、前記しきい値をｓｌｓｈとすると、
　前記しきい値設定手段は、
　ｄａｔａが第１階調値近辺の値の場合には、ｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２
　ｄａｔａが第２階調値近辺の値の場合には、（ｍ＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａ
のいずれかを満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する画像処理装置。
【請求項６】 前記しきい値設定手段は、
　ｓｌｓｈ＝（ｄａｔａ＊（Ｋ−１）十ｍ）／Ｋ（ただし、Ｋは２以上の整数で表される定数）
を満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】 前記しきい値設定手段は、
　前記階調値ｄａｔａの値に応じて、前記しきい値ｓｌｓｈを段階的に設定する請求項５記載の画像処理装置。
【請求項８】 前記しきい値設定手段は、
ｄａｔａ＜ｍ−ＬＩの場合には、ｓｌｓｈ＝ｄａｔａ＋Ｌ１
ｍ−ＬＩ＜ｄａｔａ＜ｍ＋Ｌ２の場合には、ｓｌｓｈ＝ｍ
ｍ＋Ｌ２＜ｄａｔａの場合には、ｓｌｓｈ＝ｄａｔａ−Ｌ２
（ただし、Ｌ１，Ｌ２は０〜ｍの間の整数で表される定数）を満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する請求項５記載の画像処理装置。
【請求項９】多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定工程と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、
　を有し、
　前記しきい値設定工程では、
　前記第１階調値と第２階調値の間の階調値に対し設定するしきい値に対して、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の所定値以下の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より小さくかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の所定値以上の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より大きくかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、
　の少なくともいずれか一方の処理を行う画像処理方法。
【請求項１０】 多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定工程と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、
　を有し、
前記しきい値設定工程では、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さな値でかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値に近いほどしきい値を大きな値でかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、
　の少なくともいずれか一方の処理を行う画像処理方法。
　【請求項１１】 多階調画像データを、誤差拡散法まなま平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、２値化のためのしきい値を設定するしきい値設定工程と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、
　を含み、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値をｄａｔａ、前記第１階調値および第２階調値の中間値をｍ、前記しきい値をｓｌｓｈとすると、
　前記しきい値設定工程は、
　ｄａｔａが第１階調値近辺の値、または第２階調値近辺の値であるかを判別し、
　ｄａｔａが第１階調値近辺の値の場合には、ｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２
　ｄａｔａが第２階調値近辺の値の場合には、（ｍ＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａ
を満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する画像処理方法。 」
　
（２）異議申立の理由の概要
　特許異議申立人は、特許第３３６０３９１号の請求項１ないし１１に係る発明（訂正前の特許掲載公報に掲載されたもの）について、
甲第１号証：J.Opt.Soc.Am.A/Vol.8,No.12/December1991　ＰＰ．１８４４−１８５０ 「Ｅｒｒｏｒ−ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｗｉｔｈ　ｅｄｇｅ　ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ」
甲第２号証：特開平４−１５４３７０号公報
を提示して、本件請求項１〜１１に係る発明は、甲第１号証に記載された発明と同一またはこの発明から容易に推考できたものか、甲第１号証に記載された発明に甲第２号証に記載された発明を適用することにより容易に推考できたものであるから、特許法第２９条第１項または第２項の規定に違反してして特許されたものであり、また、本件請求項１，２，５，９，１０，１１に記載されている「第１階調値近辺の値」及び「第２階調値近辺の値」における「近辺」は明確でないから、これらの記載は、平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第３６条第４項並びに第５項及び第６項（異議申立人は第３６条第４項及び第６項と指摘しているところをみると平成６年法律第１１６号による改正後の特許法第３６条第４項及び第６項を考えているようであるが、本件出願年月日からみて平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第３６条が適用されるべきことは明らかである。）に規定する要件を満たしていないから、本件請求項１〜１１に係る特許は取り消されるべきであると主張している。
　
（３）甲第１号証及び甲第２号証に記載された技術事項
　甲第１号証には、連続階調画像の２値化に用いられる誤差拡散アルゴリズムにおいて、エッジ強調の増減を行うための高速かつ効果的な方法が開示されており、下記のように翻訳される英文が記載されている。
(a)　「一次元（ＩＤ）の場合の基本的な誤差拡散形式を、図１に示す。ｉ（０）の値を持つ最初の入力画素と閾値ｔを比較することにより、２進出力ｂが生成される。２進出力から入力画素値を差し引くことにより、誤差信号ｅ が生成される。次にこの誤差がまだ処理されていない隣接する入力画素から差し引かれる。アルゴリズムが継続する間、全ての入力画素は閾値ｔと比較される前に、直前に処理された画素から生成された誤差による修正を受ける。、この、隣接する画素から生成される誤差に対して修正を加える処理過程により、出力画素の総グレー量と入力画像の総グレー量の同一性が確保される。Ｈａｌｅ１４は、誤差が、隣接するいくつかの画素にではなく、隣り合った画素にのみ分散される誤差拡散アルゴリズムと等価であるドット間隔変調について報告した。」（１８４４頁右欄１２〜２２行）
(b)　「３．改良された誤差拡散アルゴリズム　
　本報告において、図２に概略を示した誤差拡散アルゴリズムの改良について報告する。本アルゴリズムの主な特徴は、入力に依存する閾値を処理過程に導入したことである。図２に示したように、この方法の最も単純な形式においては、入力依存閾値の導入は閾値との比較を行う前に、人力値を（ｋ−１）で乗算することにより実行される。この、ユーザにより実行前に設定される定数セットであるパラメータkは、画像依存性を直接的に制御することにより、以下に示すようにして出力画像内のエッジ強調の強度を制御する。誤差の計算は、標準誤差分布の場合と同様に、閾値修正の影響を受けることなく行われる。計算上の効率、および標準誤差拡散プログラムをエッジ強調操作可能に変換する際のわかりやすさという点で、定数ｋを使用することは興味深いことである。その他のエッジ強調に影響を与える誤差拡散アルゴリズム内の閾値の改良は、第６章で説明されるとおりであり、それらは図２の×（ｋ−１）をより一般的な関数形式で置き換えることにより実行される。
パラメ一タｋには、アルゴリズム内の閾値との比較を行う段階に取り込まれる。出力２進値は、数量（ｋ×ｉ−ｅ）を閾値ｔと比較することにより生成される。ｋ＝１のとき、改良アルゴリズムによるエッジ強調の程度は標準誤差拡散アルゴリズムと同等まで減少する。ｋが入力画素値ｉを乗じるため、ｋは閾値との比較決定に含まれる画像情報の数量を制御する。ｋの値が大きいときは、付加的な画像情報が閾値との比較決定に含まれるため、闇値との比定過程は画像の細部に対してより敏感となり、その結果画像のエッジが強調される。ｋの値が小さいときは、使用される画像情報量は少なくなり、閾値との比較決定を行う際のエッジ細部に対する感度は低くなり、画像の鮮鋭度は低下する。」（１８４４頁右欄４０行〜１８４５頁右欄１８行）
(c)　「一次元の誤差拡散処理を図１に示す（一次元の場合、誤差拡散と、参考文献１４のドット間隔変調は同一である）。最初の入力値ｉ（０）は閾値ｔ０と比較され、ｉ（０）が ｔ０より大きいか小さいかに従って、２進出力 ｂ（０）が１または０に設定される。元の誤差拡散アルゴリズムにおいては、ｔ０は不変である。次に示す公式の中では、この規則は強要されない。閾値を操作することにより、結果的に次の入力値ｉ（１）から差し引かれる誤差項、ｅ（０）が与えられる。修正された入力値、ｉ（１）−ｅ（０）は、次いで閾値と比較され、次の出力値を与える。アルゴリズムは逐次的に全ての入力値を処理する。」（１８４９頁左欄６行〜１７行）
　
　また、甲第２号証には、デジタル画像処理において平均誤差最小法により疑似中間調画像を得る画像処理装置及び画像処理方法に関し、文字、線画部と写真・中間調部の双方において良好な画質の画像を得ることを目的とし、量子化された原画濃度データに対応して２値化閾値を格納するルックアップテーブルと２値化処理部から受け取った量子化された原画濃度データを用いて、前記ルックアップテーブルから前記２値化閾値を求め、これを前記２値化処理部に送る２値化閾値設定部と、前記２値化閾値設定部から受け取った２値化閾値を閾値として用いて、平均誤差最小法により、画素の２値化処理を行うよう２値化処理部とを備えるようにしたものが開示されており、第２図を参照して説明している４頁左上欄１行〜７行には、「即ち、ルックアップテーブル３においても、第２図図示の如く、原画濃度データと２値化閾値の関係が、階調を用いて記述される。例えば、原画濃度データが階調“６４”、“１２８”及び“１９２”のとき、各々、２値化閾値が、階調“１９２”、“１２８”及び“６４”とされている。」という記載がある。
　
（４）異議申立理由についての判断
　先に、請求項１，２，５，９，１０，１１に記載されている「第１階調値近辺の値」及び「第２階調値近辺の値」における「近辺」について検討すると、上記２．（１）(a),(b)及び(e),(f)によって請求項１及び請求項９については「近辺の所定量以下」及び「近辺の所定量以上」と訂正されたが、発明の詳細な説明及び図面の実施例の記載並びに訂正請求書の「請求の原因」の項の記載をみると、訂正されていない請求項２，５，１０，１１の記載においても、それぞれ第１階調値と第２階調値の中間値より小さい適宜の値及び第１階調値と第２階調値の中間値より大きい適宜の値の意味と解することができると共に、その定めた値に応じて奏する作用効果も予測できるものであるから、結局、請求項１，２，５，９，１０，１１と発明の詳細な説明の記載が平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第３６条第４項並びに第５項及び第６項に規定する要件を満たしていないとはいうことができない。
　
　次に、本件発明１〜本件発明１１が、特許法第２９条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否かについて検討する。
（ア）本件発明１について
　異議申立人は、本件発明１の「前記しきい値設定手段は、前記第１階調値と第２階調値の間の階調値に対し設定するしきい値に対して、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の所定値以下の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より小さくかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の所定値以上の場合には、しきい値を、平均的なしきい値より大きくかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、の少なくともいずれか一方の処理を行う」という点に関して、甲第１号証の上記（３）(b)摘示の「出力２進値は、数量（ｋ×ｉ−ｅ）を閾値ｔと比較することにより生成される。」という記載から、ｉ−ｅ＞ｔ−（ｋ−１）ｉが導け、これは誤差が加えられた入力値とｔ−（ｋ−１）ｉである閾値Ｔとの大小関係を比較していることとなるが、刊行物１にはｋの値として図面にｋ＝０，１，２，３である例が明示されているがそれに限られないから０≦ｋ＜１の範囲の値を取り得、この場合は、特許時の請求項１の限定中の「前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の値の場合には、しきい値を小さく設定する処理」に相当し、その他の限定点も甲第１号証に開示されているから、本件請求項１に係る発明は、甲第１号証に記載された発明と同一である旨主張している。
　しかしながら、甲第１号証は、「エッジ強調を伴う誤差拡散アルゴリズム」というタイトルにも表れているように、誤差拡散アルゴリズムを利用して多値画像を２値画像に変換するに際して画像を特段劣化させることなくエッジ強調を行う手法を開示するものであって、本件発明１のように、低濃度領域、高濃度領域の立上り部でのドット生成の遅延や、低濃度領域、高濃度領域が終わった後の尾引きの問題を解決する事は言及していない。そして、上記ｔ−（ｋ−１）ｉの値は、ｉ＝０のときはｋの値の如何にかかわらずｔとなるが、刊行物１には、ｔの値については何ら言及されていないから、誤差拡散手法を利用する従来技術の標準的な値である中間値（階調値が０から２５５まで取りうるとすると１２８）とすることが考えられ、少なくともｉ＝０のときの閾値は本件発明１の閾値と異なっていることとなる。更に、刊行物１の上記（３）で摘示した箇所以外の箇所の記載例えば図７のｋの数値例も参酌すると、ｋの値としては、整数値以外の数値を取ることは特段想定していないと解さざるを得ない。従って、刊行物１は本件発明１の課題も手段あるいは作用も示唆していないといわざるを得ないから、本件発明１を甲第１号証に記載された発明ということができないのみならず、本件発明１を甲第１号証に記載された発明から容易に発明をすることができたともいうことができない。
　また、甲第２号証については、原画濃度データの値が取りうる最大値と最小値の中間値より小さいときは閾値を中間値より大きくし、中間値より大きいときは閾値を中間値より小さくしているものであるから、閾値の動かし方は本件発明１と反対方向となっている点で、本件発明１を甲第２号証に記載された発明ということができないのみならず、本件発明１を甲第２号証に記載された発明から容易に発明をすることができたともいうことができないことは明らかである。
（イ）本件発明２について
　請求項２において請求項１に記載の画像処理装置に付加限定している点は、請求項１で限定している事項の一部を繰り返し概括的に限定したものであって格別技術的意味はなく、したがって、本件発明２については、本件発明１と同一の域を出ないから、上記（ア）と同様である。
（ウ）本件発明３について
　本件発明３には、「前記しきい値設定手段は、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さな値でかつ該注目画素の階調値以上の値に設定する処理と、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値に近いほどしきい値を大きな値でかつ該注目画素の階調値以下の値に設定する処理と、の少なくともいずれか一方の処理を行う」と限定されているから、上記（ア）と同様である。
（エ）本件発明４について
　本件発明４は、本件発明３を更に限定したものであるから、甲第１号証並びに甲第２号証に記載された発明と同一またはこれらの発明から容易に発明をすることができたといえないことは明らかである。
（オ）本件発明５について
　本件発明５には、「前記注目画素の多階調画像データの階調値をｄａｔａ、前記第１階調値および第２階調値の中間値をｍ、前記しきい値をｓｌｓｈとすると、前記しきい値設定手段は、ｄａｔａが第１階調値近辺の値の場合には、ｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２　　ｄａｔａが第２階調値近辺の値の場合には、（ｍ＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａ　のいずれかを満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する」と限定されているから、上記（ア）と同様である。
（カ）本件発明６〜本件発明８について
　本件発明６〜本件発明８は、それぞれ、本件発明５を更に限定したものであるから、甲第１号証並びに甲第２号証に記載された発明と同一またはこれらの発明から容易に発明をすることができたといえないことは明らかである。
（キ）本件発明９〜本件発明１１について
　本件発明９〜本件発明１１は、それぞれ、本件発明１、本件発明３、本件発明５の画像処理装置における構成要素の手段の組合せを、手段の限定内容はそのままで対応する工程の順序で限定した画像処理方法に相当するから、これらの発明についても、甲第１号証並びに甲第２号証に記載された発明と同一またはこれらの発明から容易に発明をすることができたといえないことは明らかである。
　
　なお、当審が通知した取消理由では、甲第１号証及び甲第２号証の他に、ブロック線図として表すと本件各発明の構成と対応したものが記載されている特開平３−１６５６６４号公報も引用したが、この刊行物に記載の誤差拡散手法を用いた画像コード化方法も、エッジ強調を意図したものであり、FIG.4A〜FIG.4Cからも分かるように、閾値は入力値が小さいときは大きく入力値が大きいときは小さくされて、甲第２号証に開示のものと同様に閾値を本件開示技術と反対方向に変える制御をするものであるから、この刊行物に記載の技術も、本件各発明を示唆するものとはいえない。
　
４．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立の理由及び証拠によっては、本件請求項１ないし１１に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１ないし１１に係る特許を取り消すべき理由を発見できない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１６年３月１７日（２００４．３．１７）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
画像処理装置および画像処理方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、
　を有し、
　前記しきい値設定手段は、
　前記第１階調値と第２階調値の間の階調値に対し設定するしきい値に対して、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の
所定値以下の
、平均的なしきい値より
かつ該注目画素の階調値以上の値に
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の
所定値以上
、平均的なしきい値より
かつ該注目画素の階調値以下の値に
　の少なくともいずれか一方の処理を行う画像処理装置。
　【請求項２】前記第１階調値と第２階調値の中間の階調値に対し設定するしきい値に対して、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の値の場合には、しきい値を小さく設定する処理と、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の値の場合には、しきい値を大きく設定する処理と、の少なくともいずれか一方の処理を行う請求項１記載の画像処理装置。
　【請求項３】多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、
　を有し、
　前記しきい値設定手段は、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さ
な値でかつ該注目画素の階調値以上の値に
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値に近いほどしきい値を大き
な値でかつ該注目画素の階調値以下の値に
　の少なくともいずれか一方の処理を行う画像処理装置。
　【請求項４】前記しきい値設定手段は、前記しきい値を段階的に変化させる請求項３記載の画像処理装置。
　【請求項５】多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、
　を有し、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値をｄａｔａ、前記第１階調値および第２階調値の中間値をｍ、前記しきい値をｓｌｓｈとすると、
　前記しきい値設定手段は、
　　ｄａｔａが第１階調値近辺の値の場合には、ｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２
　　ｄａｔａが第２階調値近辺の値の場合には、（ｍ＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａ
　のいずれかを満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する画像処理装置。
　【請求項６】前記しきい値設定手段は、
　　ｓｌｓｈ＝（ｄａｔａ＊（Ｋ−１）＋ｍ）／Ｋ（ただし、Ｋは２以上の整数で表される定数）
を満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する請求項５記載の画像処理装置。
　【請求項７】前記しきい値設定手段は、
　前記階調値ｄａｔａの値に応じて、前記しきい値ｓｌｓｈを段階的に設定する請求項５記載の画像処理装置。
　【請求項８】前記しきい値設定手段は、
　　ｄａｔａ＜ｍ−Ｌ１の場合には、ｓｌｓｈ＝ｄａｔａ＋Ｌ１
　　ｍ−Ｌ１＜ｄａｔａ＜ｍ＋Ｌ２の場合には、ｓｌｓｈ＝ｍ
　　ｍ＋Ｌ２＜ｄａｔａの場合には、ｓｌｓｈ＝ｄａｔａ−Ｌ２
（ただし、Ｌ１，Ｌ２は０〜ｍの間の整数で表される定数）を満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する請求項５記載の画像処理装置。
　【請求項９】多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定工程と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、
　を有し、
　前記しきい値設定工程では、
　前記第１階調値と第２階調値の間の階調値に対し設定するしきい値に対して、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の所定値以下の場合には、しきい値を
、平均的なしきい値より
かつ該注目画素の階調値以上の値に
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値近辺の所定値以上の場合には、しきい値を
、平均的なしきい値より
かつ該注目画素の階調値以下の値に
　の少なくともいずれか一方の処理を行う画像処理方法。
　【請求項１０】多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定工程と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、
　を有し、
　前記しきい値設定工程では、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さ
な値でかつ該注目画素の階調値以上の値に
　前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第２階調値に近いほどしきい値を大き
な値でかつ該注目画素の階調値以下の値に
　の少なくともいずれか一方の処理を行う画像処理方法。
　【請求項１１】多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、
　注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、２値化のためのしきい値を設定するしきい値設定工程と、
　前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、
　を含み、
　前記注目画素の多階調画像データの階調値をｄａｔａ、前記第１階調値および第２階調値の中間値をｍ、前記しきい値をｓｌｓｈとすると、
　前記しきい値設定工程は、
　　ｄａｔａが第１階調値近辺の値、または第２階調値近辺の値であるかを判別し、
　　ｄａｔａが第１階調値近辺の値の場合には、ｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２
　　ｄａｔａが第２階調値近辺の値の場合には、（ｍ＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａ
　を満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、多階調画像データを、中間調表示可能な２階調画像データに変換出力する画像処理装置、特に多階調画像データを誤差拡散法または平均誤差拡散最小法を用い、中間調表示な２階調画像データに変換出力する画像処理装置の改良に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来より、スキャナなどの画像入力を用いて読み取った多階調画像データや、コンピュータを用いて演算された多階調グラフィック画像データ等を、例えばディスプレイやプリンタ等を用いて再生表示させたり、あるいはファクシミリやデジタル複写機等を用いて再生表示させることが行われている。
　【０００３】
　このとき、画像出力装置として、多階調の画像データが再生表示できるものを用いる場合には問題はないが、例えばドット単位での階調制御ができないプリンタ装置や、ディスプレイ装置を用いた場合には、各画素の階調を２階調に減らす二値化処理を行う必要がある。
　【０００４】
　さらに、前記多階調画像データを保存し、あるいは転送するために、そのデータ容量を減らそうとする場合には、同様に各画素の階調数を２階調に減らす二値化処理することが広く行われている。
　【０００５】
　このように、多階調画像データを二値化処理する手法としては、各種のものがある。その中で、最も画質の優れたものとして、誤差拡散法や、それと等価な平均誤差最小法が広く用いられている。前記誤差拡散法や平均誤差最小法は、高解像度でありながら、連続的な階調制御が可能であるという優れた特徴をもつ。
　【０００６】
　前記誤差拡散法は、ある画素の二値化時に生じた量子化誤差を、周辺のまだ二値化していない画素に拡散して加えるものである。一方、平均誤差最小法は、周辺の二値化済みの画素に生じた量子化誤差の重み付き平均値で、次の注目画素のデータ値を修正するものである。誤差拡散法と、平均誤差最小法は、誤差の拡散作業をいつ行うかが異なるだけであり、論理的には等価である。誤差拡散法を使用した例としては、例えば特開平１−２８４１７３号公報の「画像処理方法及び装置」等がある。
　【０００７】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかし誤差拡散法や平均誤差最小法を用いた従来の画像処理装置では、多階調画像データを２階調画像データに変換する際に、次のような問題があった。
　【０００８】
　第１の問題点低濃度領域（黒ドットが疎な領域）の立上がり部における黒ドットの生成および、高濃度領域（白ドットが疎な領域）の立上がり部における白ドットの生成が、大幅に遅延し、その結果、最悪の場合には画像が変形してしまう場合があるという問題があった。
　【０００９】
　第２の問題点また、低濃度領域や高濃度領域が終わった後も、周辺画素に対する異常な誤差の拡散が残り、低濃度領域の後に続く画像データは高濃度側に、高濃度領域の後に続く画像データは低濃度側に歪む「尾引き」という現象が生じるという問題があった。
　【００１０】
　前記第１の問題点を、白い紙上に黒インクのドットを印画する２階調プリンタ装置の場合について考えると、黒ドットはインクが滲んで大きくなるのに対し、白ドットは周囲の黒ドットからの滲みで潰れて目立ちにくくなるので、前記第１の問題点は特に低濃度部で目立つ結果となる。
　【００１１】
　前記第１の問題点および第２の問題点を、図面を用いてより詳細に説明する。
　【００１２】
　図１３は、多階調を用いて表示された原画像１００である。この原画像１００は、濃度階調値２５２（２５５で最高値）の正方形をした高濃度領域１１０の中に、濃度階調値３（０が最低濃度）の正方形の低濃度領域１２０が存在し、さらにこの低濃度領域１２０の右下に濃度階調値２３１（背景濃度２５２よりやや低濃度）の傾き４５度の直線１３０が引いてある。
　【００１３】
　図１４（Ａ）には、誤差拡散法を用いた従来技術により、図１３に示す原画像１００の多階調画像データを二値化した画像が示されている。なお、図１４（Ｂ）には、図１４（Ａ）の場所を示すための概略図が示されている。この二値化画像は、原画像１００の左上隅画素を二値化開始点とし、右方向に１行分二値化した後、１画素下の行の左端に移る、という二値化作業を繰り返し得られたものである。これに対し、図１２は、同じ原画像１００が理想的に二値化された場合の出力例であり、本発明の画像処理装置によるものである。
　【００１４】
　両者を比較すると、図１４では、正方形をした高濃度領域１１０の上辺および左辺の領域１４０（図１４（Ｂ）参照）で白ドットの生成が遅延し、さらに正方形の低濃度領域１２０の上辺および左辺の領域１４２では、黒ドットの生成の遅延が生じている。すなわち、領域１４０，１４２では、前述した第１の問題が発生している。
　【００１５】
　さらに、階調値３の正方形をした低濃度領域１２０の尾引きの影響で、その右下にある領域１５０において、直線１３０の一部１３２が消失してしまっている。このように、領域１５０では、前述した第２の問題が発生している。
　【００１６】
　このような、第１および第２の問題を解決するために、特開平１−１３０９４５号公報にかかる「画像処理装置」の提案がなされている。
　【００１７】
　この提案に記載の第１の実施例は、０〜２５５の２５６階調の入力濃度データを扱う場合に、入力濃度データ値が１以上２９以下の場合に、しきい値が以下に示すようにランダムに変化するようにしている。
　【００１８】
　入力データが１〜４の時は、２０〜２３０、入力データが５〜１４のときは５０〜２００、入力データが１５〜２９のときは１００〜１５０の幅でしきい値をランダムに変化させる。ランダムノイズの幅は、データが１〜４の時はプラスマイナス１０５、データが５〜１４のときはプラスマイナス７５、データが１５〜２９のときはプラスマイナス２５というふうになっており、０に近い低濃度領域ほど、大きなノイズを加える結果となっている。ただし、しきい値の期待値はいずれも１２５で一定となっている。
　【００１９】
　このようにすると、低濃度時には大きなしきい値ノイズによってしきい値が非常に小さな値になるケースが生じる。このため、低濃度領域の立上り部でも２５５側に二値化される画素が発生し、ドット生成の遅延が改善される。しかし、この手法によって前記第１の問題点を改善しようとした場合には、低濃度領域は非常にノイズの多い、低品位な画像となってしまう。また、この従来例では、判定回路という特別な機構を設け、この判定回路を用い、注目画素周辺の二値化済み画素の二値化結果を調べ、周辺に既にドットがある場合には、注目画素をドット有りに二値化しないような判定処理を行っている。これは、前記問題を少しでも改善するためであろうと思われる。しかし、そのためには、判定回路が近傍の１２画素という多くの画素の二値化結果を参照するという複雑な判定処理が必要となり、処理時間がかかる上に、画質的にもまだ十分ではないという問題があった。これに加えて、この従来技術では、第２の問題点の改善も不十分であった。
　【００２０】
　また、この従来技術に記載の「その他の実施例１」には、信号４１０を定義する式と、その例を示す図１とが食い違って記載されており、その正確な理解は難しい。しかし、この従来技術には、「前述の実施例の場合と同じような閾値設定の機能をもたせて、かつハード規模を小さくできる」と述べられていることから、第１の実施例同様に、低濃度領域ではしきい値に大量のノイズを加えていると考えられる。従って、この従来例に記載の「その他の実施例１」は、「第１の実施例」と同様な問題点を有している。
　【００２１】
　また、前記第１および第２の問題点を改善するための別の手法として、特開平３−１１２２６９号公報にかかる「画像処理装置」や、特開平４−１２６４６４号公報にかかる「画像形成装置」などの提案がある。これらの従来技術は、注目画素近傍の複数画素の二値化結果を参照することによって、平均濃度値を推定し、それをしきい値として注目画素の二値化を行っている。
　【００２２】
　しかし、これらの従来技術は、次の▲１▼、▲２▼の問題があった。
▲１▼周辺の１０以上もの画素の二値化結果を参照する必要があり、処理時間がかかったり、複雑な処理回路が必要となったりするという問題があった。
▲２▼さらに、データが急に変化しているエッジ部分では、周辺画素の平均濃度値を用いるのは適切でなく、この結果、不適切な二値化が行われ、ノイズが発生してしまうという問題があった。
　【００２３】
　本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、低濃度領域、高濃度領域の立上り部でのドット生成の遅延や、低濃度領域、高濃度領域が終わった後の尾引きの問題を解決する事ができるとともに、画質劣化につながるがる副作用がなく、複雑な処理回路などを用いなくても多階調画像データを高速に二階調画像データに画像処理できる画像処理装置を得ることにある。
　【００２４】
　【課題を解決するための手段】
　（１）前記目標を達成するため、本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、を有し、前記しきい値設定手段は、前記第１階調値と第２階調値の間の階調値に対し設定するしきい値に対して、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の値の場合には、しきい値を
、平均的なしきい値より
かつ該注目画素の階調値以上の値に
、平均的なしきい値より
かつ該注目画素の階調値以下の値に
　（２）また本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、を有し、前記しきい値設定手段は、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さ
な値でかつ該注目画素の階調値以上の値に
な値でかつ該注目画素の階調値以下の値に
　（３）また本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理装置において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正手段と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定手段と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化手段と、を有し、前記注目画素の多階調画像データの階調値をｄａｔａ、前記第１階調値および第２階調値の中間値をｍ、前記しきい値をｓｌｓｈとすると、前記しきい値設定手段は、ｄａｔａが第１階調値近辺の値の場合には、ｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２
；
　（４）また本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定工程と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、を有し、前記しきい値設定工程では、前記第１階調値と第２階調値の間の階調値に対し設定するしきい値に対して、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値近辺の値の場合には、しきい値を
、平均的なしきい値より
かつ該注目画素の階調値以上の値に
、平均的なしきい値より
かつ該注目画素の階調値以下の値に
　（５）また本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、前記注目画素の多階調画像データの階調値に応じて２値化のためのしきい値に異なる値を設定し得るしきい値設定工程と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、を有し、前記しきい値設定工程では、前記注目画素の多階調画像データの階調値が前記第１階調値に近いほどしきい値を小さ
な値でかつ該注目画素の階調値以上の値に
な値でかつ該注目画素の階調値以下の値に
　（６）また本発明は、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて、第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）からなる２階調画像データに２値化変換する画像処理方法において、注目画素の多階調画像データを、周辺の既２値化済画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する誤差補正工程と、２値化のためのしきい値を設定するしきい値設定工程と、前記設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを前記２階調画像データに２値化変換する２値化工程と、を含み、前記注目画素の多階調画像データの階調値をｄａｔａ、前記第１階調値および第２階調値の中間値をｍ、前記しきい値をｓｌｓｈとすると、前記しきい値設定工程は、ｄａｔａが第１階調値近辺の値、または第２階調値近辺の値であるかを判別し、ｄａｔａが第１階調値近辺の値の場合には、ｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２；ｄａｔａが第２階調値近辺の値の場合には、（ｍ＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａを満たすようにしきい値ｓｌｓｈを設定する構成を採用する。
　【００２５】
　【００２６】
　【００２７】
　【００２８】
　【００２９】
　【００３０】
　【００３１】
　【００３２】
　【００３３】
　【００３４】
　【００３５】
　【作用】
　多階調画像データは、誤差補正手段およびしきい値決定手段に入力される。
　【００３６】
　誤差補正手段は、注目画素の多階調データに、周辺の既に二値化済の画素から拡散された誤差を加えて補正し、補正画素データとして出力する。
　【００３７】
　前記しきい値設定手段は、注目画素の多階調画像データの階調に基づき、二値化しきい値を設定する。このとき、注目画素の多階調画像データの階調値ｄａｔａが、二値化された後の画像の第１階調値および第２階調値（第１階調値＜第２階調値）の少なくともいづれか一方の付近の値を取るとき、二値化しきい値ｓｌｓｈを次式に示す許容範囲内に設定する。
　【００３８】
　　ｄａｔａが第１階調値近辺の値の時には、ｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２
　　ｄａｔａが第２階調値近辺の値の時には、（ｍ＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａ
　そして、二値化設定手段は、設定されたしきい値に基づき、前記補正画素データを、中間調表示可能な第１階調値および第２階調値のみからなる２階調画像データに変換出力する。
　【００３９】
　このように、本発明では、多階調画像データ値が小さいときには、しきい値を小さく、画像データ値が大きいときには、しきい値も大きくするよう注目画素の多階調画像データの階調値に応じて二値化しきい値を最適化することで、二値化に伴い発生する誤差の蓄積を解消し、注目画素のドット生成を良好に行うことができる。
　【００４０】
　また、本発明のように、誤差拡散法または平均誤差最小法を用い二値化処理を行う場合には、二値化しきい値を変化させても、全体としての出力濃度はほとんど変動しないことが確認された。
　【００４１】
　以上説明したように、本発明によれば、低濃度領域や高濃度領域で、多量の誤差の蓄積が発生するという現象を解消することができ、それに起因して生じていた、低濃度または高濃度領域の立上り部でのドット生成の遅延や、低濃度領域または高濃度領域が終わった後の尾引きなどの問題を画質劣化につながる副作用なしに根本的に解決することができる。
　【００４２】
　【実施例】
　次に、本発明の好適な実施例を図面に基づき詳細に説明する。
　【００４３】
　システム全体の説明図１には、本発明にかかる画像処理装置を用いたシステムの概略が示されている。
　【００４４】
　階調画像データ出力装置１０から出力される原画像の多階調画像データ２００は、画像処理装置３０へ入力される。
　【００４５】
　画像処理装置３０は、入力された原画像の多階調画像データ２００を、二値画像出力装置２０の出力可能な２階調に階調数変換して出力する。すなわち、多階調画像データ２００を、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて補正し、中間調表示可能な第１階調値および第２階調値のみからなる２階調画像データ２３０に変換して出力する。
　【００４６】
　二値画像出力装置２０は、画像処理装置３０から出力される２階調画像データ２３０に基づき、原画像を再生出力する。
　【００４７】
　本実施例において、前記階調画像データ出力装置１０は、コンピュータを用いて形成されている。そして、このコンピュータは、ハードディスク等に記憶された多階調画像データ２００を画像処理装置３０へ向け出力するように構成されている。前記多階調画像データ２００は、０〜２５５の２５６階調の濃度データとして表されている。なお、この階調画像データ出力装置１０は、これ以外に、例えばコンピュータグラフィックの多階調画像データを出力するように形成してもよく、また、コンピュータ以外でも、例えば、スキャナ、ビデオカメラなど各種の手段を用いてもよい。
　【００４８】
　そして、実施例の画像処理装置３０は、入力される２５６階調の画像データを、誤差拡散法により、０（白）または２５５（黒）のみからなる２階調画像データ２３０に変換出力する。
　【００４９】
　また、実施例の二値画像出力装置２０は、画素単位での階調制御ができないプリンタを用いて形成され、入力される２階調画像データ２３０に基づき、原画像を中間調表示可能に再生出力する。なお、前記二値画像出力装置２０は、プリンタ以外に、必要に応じ、ディスプレイや、ファクシミリ装置、デジタル複写機等を用いてもよい。
　【００５０】
　システムの具体例本発明において、前記画像処理装置３０は、階調画像データ出力装置１０または二値画像出力装置２０と別体に形成してもよいが、必要に応じ、これら各装置１０，２０と一体に形成してもよい。
　【００５１】
　例えば、図１５に示すよう、階調画像データ出力装置１０としてホストコンピュータ１２を用い、二値画像出力装置２０としてプリンタ２０を用いた場合には、本発明の画像処理装置３０を、プリンタ２２内へ一体的に組み込んで形成することができる。この場合には、プリンタ２２は、ホストコンピュータ１２より出力する多階調画像データ２００が入力されるデータ入力部２４と、本発明の画像処理装置３０と、二値化ドット印画手段２６とを含んで構成される。
　【００５２】
　また、本発明の画像処理装置３０を、図１６に示すよう、ホストコンピュータ１２内へ一体的に組み込んで形成してもよい。この場合、ホストコンピュータ１２は、階調画像ファイルの読込手段１４と、プリンタドライバ１６と、データ出力手段１８とを含むように構成される。そして、前記プリンタドライバ１６は、階調画像ファイル読込手段１４から多階調画像データ２００が入力される本発明の画像処理装置３０と、この画像処理装置３０の出力に基づき、プリンタ制御コマンドを生成するプリンタ制御コマンド生成手段１６ａとを含み、プリンタ制御コマンドに基づき、プリンタ２２を制御するように構成されている。
　【００５３】
　なお、図１７に示すよう、階調画像データ出力装置１０としてスキャナ５０を用い、このスキャナ５０で読み込んだ多階調画像データを二値化データとしてホストコンピュータ６０へ出力する場合には、スキャナ５０に本発明の画像処理装置３０を一体的に組み込んで形成すればよい。この場合には、スキャナ５０は、画像を光学的に読み取る階調画像データ読み取り部５２と、読み取られた多階調画像データ２００を２階調画像データ２３０として出力する本発明の画像処理装置３０と、出力された２階調画像データ２３０のデータをホストコンピュータへ向け出力する二値化データ出力部５４とを含んで構成される。
　【００５４】
　なお、本発明の画像処理装置は必要に応じ、前述以外の装置に一体的に組み込んで形成することもできる。
　【００５５】
　なお、説明の都合上、以降の説明では、図１に示すよう、本発明の画像処理装置３０は、階調画像データ出力装置１０および二値画像データ出力装置２０とは別体に形成されるものとして、その説明を行う。
　【００５６】
　画像処理装置図２には、前記画像処理装置３０の機能ブロック図が示されている。
　【００５７】
　実施例の画像処理装置３０は、最適しきい値設定手段３２と、誤差補正手段３４と、二値化手段３６とを含んで構成される。
　【００５８】
　前記最適しきい値設定手段３２および誤差補正手段３４には、注目画素の多階調画像データ２００として、ｉ行ｊ列目の画素Ｐ［ｉ，ｊ］のデータｄａｔａ（ｉ，ｊ）が入力されている。
　【００５９】
　前記最適しきい値設定手段３２は、この注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］の多階調画像データ２００を二値化するのに用いるｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）を、注目画素の多階調画像データｄａｔａ（ｉ，ｊ）に応じ、次式に基づき設定する。
　【００６０】
　　ｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）＝（ｄａｔａ（ｉ，ｊ）＊（Ｋ−１）＋１２８）／Ｋ…（１）
　ここで、Ｋは、２以上の整数で表される定数である。
　【００６１】
　前記誤差補正手段３４は、注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］の多階調画像データｄａｔａ（ｉ，ｊ）を、周辺画素の二値化によって生じる二値化誤差に基づき誤差拡散法を用いて補正し、補正画素データｄａｔａ　ｃ（ｉ，ｊ）として二値化手段３６へ向け出力する。
　【００６２】
　二値化手段３６は、入力される注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］の補正画素データｄａｔａ　ｃ（ｉ，ｊ）を、しきい値ｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）と比較して二値化し、その二値化結果ｒｅｓｕｌｔ（ｉ，ｊ）を２階調画像データ２３０として出力する。すなわち、補正画素データを、次のように二値化して出力する。
　【００６３】
　　ｄａｔａ　ｃ（ｉ，ｊ）≧ｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）ならば、ｒｅｓｕｌｔ（ｉ，ｊ）＝２５５
　　ｄａｔａ　ｃ（ｉ，ｊ）＜ｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）ならば、ｒｅｓｕｌｔ（ｉ，ｊ）＝０…（２）
　前記実施例の誤差補正手段３４は、データ補正手段３８、誤差拡散手段４０、拡散誤差記憶手段４２を含んで構成される。
　【００６４】
　前記拡散誤差記憶手段４２は、原画像の各画素毎の拡散誤差積算値ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｎ，ｍ）を記憶している。
　【００６５】
　そして、誤差拡散手段４０は、まず、二値化結果ｒｅｓｕｌｔ（ｉ，ｊ）と補正データｄａｔａ　ｃ（ｉ，ｊ）とにより、二値化誤差ｅｒｒを、
　　ｅｒｒ（ｉ，ｊ）＝ｄａｔａ　ｃ（ｉ，ｊ）−ｒｅｓｕｌｔ（ｉ，ｊ）…（３）
のようにして求める。次にその二値化誤差ｅｒｒ（ｉ，ｊ）を近傍の未二値化画素Ｐ［ｍ，ｎ］（Ｐ［ｉ，ｊ＋１］、Ｐ［ｉ＋１，ｊ］等）へ分配して拡散する。具体的には、拡散誤差記憶手段４０が記憶している各画素毎の拡散誤差積算値ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｎ，ｍ）に、注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］からの拡散誤差分を加算していく。いま、図３（ａ）のような誤差拡散重みマトリクスを用いるとする。図３の＊が注目画素を示す。重みの合計値は１６なので、注目画素での二値化誤差に、分配対象の画素位置に応じた重み値を乗じた後、１６で割った値を、以下のようにｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｍ，ｎ）に加算する。
　【００６６】
　　ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ，ｊ＋１）＝ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ，ｊ＋１）＋ｅｒｒ（ｉ，ｊ）＊３／１６
　　ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ，ｊ＋２）＝ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ，ｊ＋２）＋ｅｒｒ（ｉ，ｊ）／１６
　　ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋１，ｊ−２）＝ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋１，ｊ−２）＋ｅｒｒ（ｉ，ｊ）／１６
　　ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋１，ｊ−１）＝ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋１，ｊ−１）＋ｅｒｒ（ｉ，ｊ）＊２／１６
　　ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋１，ｊ）＝ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋１，ｊ）＋ｅｒｒ（ｉ，ｊ）＊３／１６
　　ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋１，ｊ＋１）＝ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋１，ｊ＋１）＋ｅｒｒ（ｉ，ｊ）＊２／１６
　　ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋１，ｊ＋２）＝ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋１，ｊ＋２）＋ｅｒｒ（ｉ，ｊ）／１６
　　ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋２，ｊ−１）＝ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋２，ｊ−１）＋ｅｒｒ（ｉ，ｊ）／１６
　　ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋２，ｊ）＝ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋２，ｊ）＋ｅｒｒ（ｉ，ｊ）／１６
　　ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋２，ｊ＋１）＝ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ＋２，ｊ＋１）＋ｅｒｒ（ｉ，ｊ）／１６…（４）
　以上の工程により注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］の二値化に伴う誤差拡散は終わる。
　【００６７】
　以上の工程を、二値化手段３６から二値化結果が出力される毎に繰り返して行う。なお、誤差拡散法の重みマトリクスの例としてはこれ以外にも、必要に応じ、例えば図３（ｂ）、図３（ｃ）など各種のものを採用することができる。
　【００６８】
　そして、データ補正手段３８は、注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］の多階調画像データｄａｔａ（ｉ，ｊ）が入力されると、その注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］に対応した拡散誤差積算値ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ，ｊ）を拡散誤差記憶手段４２から読み出し、これを次式に基づき注目画素の多階調画像データｄａｔａ（ｉ，ｊ）に加え、補正画像データｄａｔａ　ｃ（ｉ，ｊ）を求める。
　【００６９】
　　ｄａｔａ　ｃ（ｉ，ｊ）＝ｄａｔａ（ｉ，ｊ）＋ｔｏｔａｌ　ｅｒｒ（ｉ，ｊ）…（５）
このような動作を、全画素について繰り返し行うことで、全画面の二値化を行う。
　【００７０】
　第１，第２の問題点の解消このようにして、実施例の画像処理装置３０は、入力される注目画素の多階調画像データ２００を、誤差拡散法を用い、中間調表示可能な０階調値および２５５階調値のみからなる２階調画像データ２３０に変換出力する。
　【００７１】
　本実施例の画像処理装置３０の特徴は、低濃度領域や高濃度領域で多量の二値化誤差の蓄積が生じていたのを、最適しきい値設定手段３２を用い解消し、それに起因して発生していた、低濃度領域または高濃度領域の立上り部でのドット生成の遅延や、低濃度領域または高濃度領域が終わった後の尾引き等の問題を解消したことにある。
　【００７２】
　以下、本発明の画像処理装置によって、前述した第１の問題点（ドット生成の遅延）および第２の問題点（尾引きの問題）の双方が解決される理由について説明する。
　【００７３】
　本発明者は、まず、前記第１および第２の問題点の原因の解明を行った。このために、図２に示す画像処理装置３０において、最適しきい値設定手段３２が設定する二値化しきい値を１２８に固定し、しかも画像データ２００として、全画素が一定階調値であるような画像のデータを入力した。そして、前記数式（５）で原画像データに加えられる二値化誤差ｅｒｒ（ｉ，ｊ）の平均値がどうなるかを調べてみた。
　【００７４】
　具体的には、図２に示す実施例の画像処理装置から最適しきい値設定手段３２を取り除き、二値化しきい値を１２８にほぼ固定した。そして、図４に示すよう、原画像サイズが６００画素×４００画素であり、全画素が一定の階調値であるような原画像１６０を、その左上隅を出発点として二値化処理した。そして、ドット形成が安定状態に達したと思われる、右下隅の２００画素×１００画素の領域１７０について、前記数式（５）で原画像データに加えられる二値化誤差ｅｒｒ（ｉ，ｊ）の平均値を、平均二値化誤差として求めた。ただし、しきい値は１２８に完全固定ではなく、特定の規則的パターンが生じる事態を回避する目的で、プラスマイナス６の範囲の少量のランダムノイズを加えてある。このノイズは、原画像データが本例のようにコンピュータで作り出した人工的なデータの場合に、パターンが規則的に生じるのを防ぐために付加したものである。
　【００７５】
　図５には、以上の実験を、異なる階調値の原画像１６０について行った結果を表したものである。この実験結果から明らかなように、原画像１６０は、その階調値が１〜４という低濃度のものや、階調値が２５１〜２５４という高濃度のものでは、その平均二値化誤差が０になるどころか、絶対値で１００にも達するような大きな値となっていることがわかる。平均二値化誤差は、定常状態における誤差の拡散、蓄積量の期待値に相当するものである。誤差拡散法は、二値化誤差の局所的平均値を最小にする手法であると考えられているから、低濃度領域や高濃度領域で平均二値化誤差が０ではなく、このような絶対値の大きな値を取るということは、非常に興味深い発見であった。
　【００７６】
　この図５に示す実験データから、前述した第１および第２の問題点の生じるメカニズムを、次のように解析することができる。
　【００７７】
　▲１▼原画像１６０の階調値が、１〜８や、２４７〜２５４というように０または２５５近辺の値をとる場合には、二値化しきい値を１２８のように固定すると、ドットが安定して形成される定常状態に落ち着くまでには、平均二値化誤差の絶対値が８０以上に達するような多量の誤差蓄積がなされる必要がある。特に、階調値が１〜４や２５１〜２５４の値の原画像データ１６０では、ドットが安定して形成される定常状態に落ち着くまでに、１００以上の多量の誤差が蓄積される必要がある。この誤差蓄積量は、多階調画像データ２００の濃度値が二値化濃度値である０および２５５に近付くほど大きくなる。
　【００７８】
　▲２▼誤差の蓄積時間また、画像データの濃度が０付近の値の場合、それを０に二値化してもわずかな二値化誤差しか生じない。そのため、この二値化誤差が拡散・蓄積して８０〜１００前後の値に達するまでには、かなりの蓄積期間が必要となる。また、画像データの濃度が２５５付近の値の場合にも、その二値化誤差が拡散・蓄積して、８０〜１００前後の値に達するまでには、同様にかなりの蓄積期間が必要となる。しかも、蓄積速度も、画像データの濃度値が二値化濃度値である０および２５５に近付くほど遅くなる。
　【００７９】
　▲３▼第１の問題点誤差が蓄積されて、定常状態での蓄積量に達するまでの蓄積期間中は、ドットは形成されない。このため、ドット形成のために多量の誤差蓄積量が必要とされ、しかも、必要とされる誤差蓄積量に達するまでにかなりの蓄積期間が必要になると、ドット生成の遅延が発生することになる。これが、第１の問題の原因となる。
　【００８０】
　▲４▼第２の問題点ドット形成のために多量の誤差蓄積量が必要になると、多量に蓄積された誤差が、領域外部にまで拡散されて周辺の画像データを歪ませる。これが、第２の問題の原因となり、前述した尾引きの問題が生じる。
　【００８１】
　以上、▲１▼〜▲４▼で述べたように、画像データが二値化濃度値である０および２５５付近の値をとる場合に、平均二値化誤差が非常に大きな絶対値を取り、「誤差の蓄積」現象が生じる。この「誤差の蓄積」現象が、前記第１および第２の問題点の発生原因である。
　【００８２】
　本発明の画像処理装置において、最適しきい値設定手段３２は、この「誤差の蓄積」という根本原因を解消し、前記第１および第２の問題点を本質的に解決するものである。すなわち、原画像データ２００が低濃度の時には、二値化しきい値を小さく、高濃度の時にはしきい値を大きくするようにして、原画像データ２００の濃度に応じて二値化しきい値を最適化することで、「誤差の蓄積」自体を解消しつつ、「誤差の蓄積」なしでドット生成を行うことを可能とするものである。
　【００８３】
　ここで、「低濃度領域でのしきい値を勝手に小さくしたりすると、２５５（黒ドット）に二値化される画素が増えて、濃度が大幅に上昇してしまうのではないか？」というような疑問が生じるかもしれない。確かに誤差拡散を行わない一般のディザ法においてはしきい値の変動は即濃度の変化に繋がる。しかし、本発明者が確認したところでは、誤差拡散法ではしきい値を変えてもトータルでの出力濃度はほとんど変動しなかった。すなわち、しきい値を１２８に固定して二値化した場合と、６４や１９２に固定して二値化した場合とで、出力濃度はほとんど変わらないのである。これは、誤差拡散法では二値化誤差を捨て去ることなく、周辺の未二値化画素に拡散させるためである。例えば、しきい値を小さくしたために従来ならば０に二値化されていた画素が２５５に二値化される事態が生じても、その画素にはより絶対値の大きな負の二値化誤差が生じる。それが周辺の未二値化画素に拡散され、周辺画素階調レベルを下げる方向に働いて帳尻を合わせる。
　【００８４】
　図６には、本実施例による「誤差の蓄積」の解消効果が示されている。すなわち、図６は、本実施例の最適しきい値設定手段３２を用いた場合に、図５と同様にして調べた平均二値化誤差がどのようになるかを明らかにしたもので、図５に示したしきい値が１２８固定の場合に加えて、本実施例の数式（１）におけるＫの値を、２，４，８，∞とした場合の結果がプロットしてある。Ｋ＝∞の場合、ｓｌｓｈ＝ｄａｔａとなる。ただし図６の場合も、図５の場合同様、数式（１）で決まったしきい値に、最大でプラスマイナス６の少量のランダムノイズを加えている。
　【００８５】
　図６より、Ｋ＝２、すなわち、ｓｌｓｈ＝（ｄａｔａ＋１２８）／２とすれば、平均二値化誤差が最大でも５０以下と半分以下に減少し、誤差の蓄積量を大きく減少させる効果があるのがわかる。さらに、Ｋ＝４とすると、全体的に平均二値化誤差が０に近付き、Ｋ＝８とすると、画像データの濃度が１，２や２５３，２５４といった０や２５５に極めて近い階調値の場合でも、平均二値化誤差はほぼ０になる。
　【００８６】
　図１に示す画像処理装置３０から出力される２階調画像データ２３に基づき、実際にプリンタを用いて印画を行い、前述した第２の問題点の「尾引き」の影響を評価する実験を行った。この評価実験の結果、平均二値化誤差の絶対値を５０以下に押さえることにより、第２の問題点の「尾引き」の影響を大幅に軽減できることが確認された。このことから、前記数式（１）のＫの値をＫ＝２〜∞の範囲に設定することにより、すなわち、しきい値ｓｌｓｈを画像データｄａｔａの階調値に応じて、
　　ｄａｔａ＜１２８のときにはｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（１２８＋ｄａｔａ）／２
　　ｄａｔａ＞１２８のときには（１２８＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａ…（６）
の範囲になるよう設定することにより、平均二値化誤差の絶対値を５０以下に納めることができ、第２の問題点を解決することができる。
　【００８７】
　次に、前記第１の問題点の「ドット生成遅れ」の影響を評価する実験も行った。この実験の結果、ドット生成遅れも、平均二値化誤差が減るに従って改善されることが確認された。前記数式（１）のＫを大きくしすぎると、平均二値化誤差が０を越えて、その符号が逆転してしまう「過補正状態」が生じる。しかし、実際の印字結果の主観評価では、やや過補正状態にまでドット生成速度を早めたほうが、印字強調的な効果が生じて好ましい画質になった。ｄａｔａ値が、１，２や２５３，２５４といったドット生成の遅れの最も大きいデータ領域の再現性を重視した主観評価結果では、Ｋ＝８〜２４程度の範囲が非常に良好で、Ｋ＝１６は最適であった。
　【００８８】
　図７には、平均二値化誤差が常に０になる二値化しきい値が示されている。この二値化しきい値は、図６を基にして補間演算による推定値として求めた。
　【００８９】
　実施例の画像処理装置の最適しきい値設定手段３２を、図７に基づいて原画像データから二値化しきい値を決定するように形成すれば、前記第２の問題点の「尾引き」の期待値が０になる最良の最適しきい値設定手段が実現できる。なお、図７には、同時に、数式（１）のＫの値が２，８，∞の場合の特性図が描かれている。これらの特性曲線から、Ｋの値をＫ＝８前後に設定した場合に、平均二値化誤差を０にするための好適な近似値が得られることがわかる。また、先に述べたように、第１の問題点のドット生成の遅延の改善の点から、平均二値化誤差が０を越えて符号が逆転した「過補正状態」気味のほうがよい主観評価が得られる場合があり、主観評価では、Ｋ＝１６程度の近似式を用いた場合に最良の結果が得られた。Ｋ＝∞までいくと、データ変化部のエッジがかなり強調される結果となるが、これも画像の使用目的によっては十分に有用なものとなる。
　【００９０】
　また、図７では、原画像データ２００が０または２５５の場合の最適しきい値を１２８としたが、データ階調値と二値化結果値が等しい場合のしきい値は、どのように設定しても大差なくなる。したがって、本実施例の最適しきい値設定手段３２でも、データ値が０または２５５の場合には、しきい値をどのように設定してもよい。
　【００９１】
　このように、本実施例によれば、多階調画像データ２００を誤差拡散法を用いて、中間調表示可能な２階調画像データ２３０に変換出力するとともに、その二値化処理に使用する二値化しきい値を、多階調画像データ２００の階調値に基づき、前記数式（６）の範囲に設定することにより、前記第１および第２の問題点を、画質劣化に繋がる副作用なしに根本的に解決することができた。
　【００９２】
　しかも、本実施例によれば、数式（１）の定数Ｋの設定の仕方により、所望の特性をもった二値化出力画像を得ることができる。
　【００９３】
　なお、図６，図７に示した補正データは、図３（ａ）に示した誤差拡散重みマトリクスを用いて誤差拡散した場合の例である。異なる重みマトリクスを用いた場合は、定量的には多少異なった結果が得られるが、定性的な傾向はほとんど変わりがない。このように、本発明は、異なる誤差拡散重みマトリクスを用いた場合にも、有効である。
　【００９４】
　本発明と従来例との比較本発明と同様に、原画像データ２００の階調値に応じて、二値化しきい値を変化させるものとしては、特開平４−１５４３７０号公報の「画像処理装置及び画像処理方法」があった。しかし、この手法は、文字・線画部でのノイズの抑制に主目的をおいて、「原画濃度データが大きいほど、小さい二値化しきい値が対応させられる」ように、本発明とは正反対の方向にしきい値を変化させるものであり、第１，第２の問題点の改善効果はほとんどなかった。なお、二値化手法に平均誤差最小法を用いた例については、特開平４−１５４３７０号公報を参照すればよい。
　【００９５】
　図１２は、図２に示す本発明の画像処理装置３０を用いて、図３に示す原画像１００をした場合の出力例を示す図である。図１４で問題となった、ドット生成の遅延や、低濃度領域１２０からの尾引きによる直線１３０の中央部の消失等の問題点が、完璧に解消しているのがわかる。
　【００９６】
　このように、本発明によれば、第１，第２の問題点を理想的に解決できることが確認された。さらに、本発明によれば、有害な副作用を伴うことなく、第１，第２の問題点を解決できることも確認できた。
　【００９７】
　最適しきい値設定手段の他の実施例前記実施例において、最適しきい値設定手段３２は、数式（１）に基づき二値化しきい値の設定を行っている。本発明はこれに限らず、必要に応じて他の手法を用い二値化しきい値の設定を行うようにしてもよい。
　【００９８】
　図８には、最適しきい値設定手段３２の他の実施例が示されている。
　【００９９】
　本実施例の最適しきい値設定手段３２は、注目画素の多階調画像データ２００として入力されるデータｄａｔａ［ｉ，ｊ］に基づき、次式に示すようにしてしきい値を設定するように形成されている。
　【０１００】
　　０≦ｄａｔａ（ｉ，ｊ）＜１２８−Ｌ１ならばｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）＝ｄａｔａ（ｉ，ｊ）＋Ｌ１
　　１２８−Ｌ１≦ｄａｔａ（ｉ，ｊ）≦１２８＋Ｌ２ならばｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）＝１２８
　　１２８＋Ｌ２＜ｄａｔａ（ｉ，ｊ）≦２５５ならばｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）＝ｄａｔａ（ｉ，ｊ）−Ｌ２…（７）
　ここにおいて、Ｌ１，Ｌ２は０〜６４の適当な値でよいが、８〜１６の範囲とすると最適となる。なお、Ｌ１，Ｌ２は同じ値に設定してもよい。本実施例の場合は、ｄａｔａ値が１２８前後の場合には、数式（６）で示した
　　ｄａｔａ＜１２８の時にはｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（１２８＋ｄａｔａ）／２
　　ｄａｔａ＞１２８の時には（１２８＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａ
　という範囲からはずれることになるが、本発明が解決しようとしている第１，第２の問題点が特に顕著になるのは、ｄａｔａが０または２５５近辺の値（０および２５５は含まない）の場合である。したがって、全データ領域で数式（６）が満たされる必要はなく、ｄａｔａが０または２５５近辺の値の場合に数式（６）が満たされればよい。
　【０１０１】
　したがって、二値化しきい値を、前記数式（７）に示すように設定することによっても、前記第１および第２の問題点を解決し、前記第１実施例と同様に良好な二値化画像を得ることができる。
　【０１０２】
　図８には、最適しきい値設定手段３２のさらに別の実施例が示されている。
　【０１０３】
　実施例の最適しきい値設定手段３２では、原画像データ２００の階調値に応じ、二値化しきい値を連続的ではなく、段階的に設定する。このようにしても、前記実施例と同様に第１および第２の問題点を解決し、良好な二値化画像を得ることができる。
　【０１０４】
　また、図１０には、最適しきい値設定手段３２のさらに別の実施例が示されている。実施例の最適しきい値設定手段３２は、低濃度領域のみに、本発明の特徴とするしきい値最適化動作が働くように形成されている。すなわち、画像データ２００のしきい値が高濃度領域側にある場合には、二値化しきい値は１２８に固定され、画像データ２００が低濃度領域側の０近辺の値にあった時に、最適しきい値を前記数式（６）を満足するように設定するよう形成されている。
　【０１０５】
　例えば、ドットの滲み量の大きいプリンタ装置では、高濃度部の孤立した白ドットがほとんど潰れてしまうため、高濃度部では、第１の問題点がもともと顕著に現われない。そのため、第１の問題点が目立ちやすい低濃度部のみを、本発明により改善しようとするものである。
　【０１０６】
　なお、画像出力装置の特性に応じ、これとは逆に高濃度部領域のみに本発明のしきい値最適化動作が働くように形成してもよい。
　【０１０７】
　このように、本発明の最適しきい値設定手段３２は、その画像出力装置に応じて、必要な原画像濃度領域にのみ、最適しきい値設定するように形成してもよい。
　【０１０８】
　しきい値設定手段の具体例前述した各実施例における最適しきい値設定手段３２は、原画像データから二値化しきい値を設定するために、前記した数式（１）のような演算をその都度行うように形成してもよく、また原画像データの階調値と二値化しきい値との対応関係をあらかじめ変換テーブル内に記憶しておき、それを参照するように形成してもよい。
　【０１０９】
　図１１には、最適しきい値設定手段３２を、ＲＯＭを用いて構成した具体例が示されている。ＲＯＭのアドレスバスＡ０〜Ａ７に８ビット原画像データを入力すると、それに対応した８ビットの二値化しきい値がデータバスＤ０〜Ｄ７に出力されるよう形成されている。
　【０１１０】
　また、各実施例の中には、最適しきい値設定手段３２によって設定された二値化しきい値に、さらに少量のランダムノイズを加えている例があった。これは、原画像データが、コンピュータ等で描いた非常に整然としたデータの場合に、誤差拡散法での二値化により特定の規則的パターンが生じてしまうことがあるのを防ぐために行うものである。したがって、原画像データが、階調値の適当なばらつきをもった自然画の場合には、このようなランダムノイズを加える処理は不必要になる。
　【０１１１】
　また、ランダムノイズを付加した結果、しきい値が数式（６）で示した範囲からはずれてしまうことがありうるが、しきい値の期待値が数式（６）の範囲に入っていればよいものとする。
　【０１１２】
　また、しきい値ではなく、原画像データ側にノイズを付加しても、同様の効果が得られる。
　【０１１３】
　他の実施例なお、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能である。
　【０１１４】
　例えば、前記実施例では、原画像データが０で白、２５５で黒となるような濃度データである場合を例にとり説明したが、原画像データが０で黒、２５５で白となるような、明度データである場合も、本発明を同様に適用できることはいうまでもない。
　【０１１５】
　また、原画像データがＡ〜Ｂ（Ａ＞Ｂ）の範囲の値をとる場合に、この原画像データをａまたはｂ（ａ＞ｂ）に二値化する場合には、第１の実施例の数式（１）を、
　　ｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）＝（ｄａｔａ（ｉ，ｊ）＊（Ｋ−１）＋（ａ＋ｂ）／２）／Ｋ…（１）’
に変換し、数式（２）を
　　ｄａｔａ　Ｃ（ｉ，ｊ）≧ｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）ならば、ｒｅｓｕｌｔ（ｉ，ｊ）＝ａ
　　ｄａｔａ　Ｃ（ｉ，ｊ）＜ｓｌｓｈ（ｉ，ｊ）ならば、ｒｅｓｕｌｔ（ｉ，ｊ）＝ｂ…（２）’
のように変更すればよい。一般にはＡ＝ａ、Ｂ＝ｂであるが、出力装置の出力可能濃度が原画像データの範囲と大きく異なっている場合には、Ａとａ、Ｂとｂが一致しない例もある。
　【０１１６】
　この場合、数式（６）のしきい値設定のための条件式は、ｍ＝（ａ＋ｂ）／２として、
　　ｄａｔａ＜ｍの時にはｄａｔａ≦ｓｌｓｈ≦（ｍ＋ｄａｔａ）／２
　　ｄａｔａ＞ｍの時には（ｍ＋ｄａｔａ）／２≦ｓｌｓｈ≦ｄａｔａ…（８）
のようになる。
　【０１１７】
　また、前記実施例では、多階調画像データ２００を、誤差拡散法を用いて補正する場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、平均誤差最小法を用いて補正する場合にも適用できる。
　【０１１８】
　図１８には、平均誤差最小法を用いた画像処理装置３０の好適な実施例が示されている。なお、図２に示す前記実施例と対応する部材には同一の符号を付しその説明は省略する。
　【０１１９】
　本実施例において、誤差補正手段３４は、データ補正手段３８と、誤差計算手段４４と、誤差記憶手段４６とを含んで構成される。
　【０１２０】
　前記誤差計算手段４４は、前記数式（３）に基づき、注目画素の二値化誤差ｅｒｒを演算し、誤差記憶手段４６の注目画素に対応したアドレスにその値を書き込むよう形成されている。この結果、誤差記憶手段４６の各画素アドレスに対応した記憶エリアには、二値化済みの画素の二値化誤差が順次書き込み記憶されていく。
　【０１２１】
　データ補正手段３８は、注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］の多階調画像データｄａｔａ（ｉ，ｊ）が入力されると、その注目画素Ｐ［ｉ，ｊ］近傍の二値化済みの画素の誤差を誤差記憶手段４６から読み出す。そして、読み出した誤差データに所定の重みを付けをして平均誤差を求め、この平均誤差を注目画素の多階調画像データｄａｔａ（ｉ，ｊ）に加え、これを補正画像データｄａｔａ　ｃ（ｉ，ｊ）として二値化手段３６へ向け出力する。
　【０１２２】
　なお、これ以外の構成は、前記第１実施例と同様であるので、ここではその説明は省略する。
　【０１２３】
　このような平均誤差最小法を用いた場合でも、前記第１実施例と同様な効果を奏することができる。
　【０１２４】
　【発明の効果】
　以上説明したように、本発明によれば、多階調画像データを、誤差拡散法または平均誤差最小法を用いて補正し、しかも、注目画素の階調値画像データの階調値に基づき、二値化しきい値を最適化するしきい値設定手段を設けることにより、低濃度領域や高濃度領域で多量の誤差の蓄積が生じているという現象を解消することができ、それに起因して発生していた、低濃度領域や高濃度領域の立上り部でのドット生成の遅延や、低濃度領域や高濃度領域が終わった後の「尾引き」などの問題を、画質劣化に繋がる副作用なしに根本的に解消できる画像処理装置を得ることができるという効果がある。
　【０１２５】
　さらに、本発明によれば、しきい値設定手段を、簡単な演算を行うか、または変換テーブルを参照するなどの単純な構成で実現できるため、複雑な処理回路を必要とせず、高速にかつ良好な画像処理を行うことができる。
　【０１２６】
　さらに、本発明では、しきい値設定手段が設定するしきい値を増減させることで、ドット生成速度の調整が可能となり、必要に応じ過補正状態を設定することで、例えばエッジ強調的な効果を期待できるという副次的な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明が適用された画像処理システムの概略説明図である。
　【図２】
　図１に示す画像処理システムに用いられる画像処理装置の機能ブロック図である。
　【図３】
　本実施例で用いられる拡散重みマトリクスの具体例の説明図である。
　【図４】
　平均二値化誤差を求めるために使用した原画像データと、平均二値化誤差を求める領域との関係を示す説明図である。
　【図５】
　原画像データの階調値と、平均二値化誤差の関係を示す説明図である。
　【図６】
　本発明の第１実施例で、平均二値化誤差がどのように発生するかを示す説明図である。
　【図７】
　平均二値化誤差が常に０になる二値化しきい値の説明図である。
　【図８】
　本発明に用いられるしきい値設定手段の他の実施例の説明図である。
　【図９】
　本発明に用いられるしきい値設定手段の他の実施例の説明図である。
　【図１０】
　本発明に用いられるしきい値設定手段の他の実施例の説明図である。
　【図１１】
　本発明に用いられるしきい値設定手段をハードウェアにて構成した例の説明図である。
　【図１２】
　本発明の画像処理装置を用いて得られる二値化結果の説明図である。
　【図１３】
　図１２，図１４に示す二値化画像を得るために用いた原画像の説明図である。
　【図１４】
　従来の誤差拡散法により得られた、二値化結果の説明図である。
　【図１５】
　本発明の画像処理装置を組み込んだ画像処理システムの全体概略説明図である。
　【図１６】
　図１５のシステムの他の実施例の説明図である。
　【図１７】
　図１５のシステムの他の実施例の説明図である。
　【図１８】
　多階調画像データの補正に平均誤差最小法を用いる画像処理装置の実施例のブロック図である。
　【符号の説明】
　３０…画像処理装置
　３２…しきい値設定手段
　３４…誤差補正手段
　３６…二値化手段
　３８…データ補正手段
　４０…誤差拡散手段
　４２…拡散誤差記憶手段
　２００…多階調画像データ