(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化手段と、
この２値化手段による２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算手段と、
この誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出手段と、
この誤差補正データ算出手段で算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算手段と、
前記誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を用いて前記２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元手段と、
この多値画像データ復元手段によって復元された多値画像データと前記２値化手段で２値化する多値画像データを所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うディジタルフィルタ
とを具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化手段と、
この２値化手段による２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算手段と、
この誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出手段と、
この誤差補正データ算出手段で算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算手段と、
前記誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を用いて前記２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元手段と、
この多値画像データ復元手段によって復元された多値画像データと前記２値化手段で２値化する多値画像データを所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うディジタルフィルタと、
前記２値化手段で２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかを判別する判別手段と、
この判別手段の判別結果に応じて前記ディジタルフィルタのフィルタ係数を変更するフィルタ係数変更手段
とを具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化手段と、
この２値化手段による２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算手段と、
この誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出手段と、
この誤差補正データ算出手段で算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算手段と、
前記誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を用いて前記２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元手段と、
この多値画像データ復元手段によって復元された多値画像データと前記２値化手段で２値化する多値画像データを所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うディジタルフィルタと、
前記誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力してこれを基に前記２値化手段で２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかを判別する判別手段と、
この判別手段が文字の領域であると判別したとき前記ディジタルフィルタをハイパスフィルタ特性に設定し、これ以外の判別が行われたとき前記ディジタルフィルタをローパスフィルタ特性に設定するようにフィルタ係数を変更するフィルタ係数変更手段
とを具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化手段と、
この２値化手段による２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算手段と、
この誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出手段と、
この誤差補正データ算出手段で算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算手段と、
前記誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を用いて前記２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元手段と、
この多値画像データ復元手段によって復元された多値画像データと前記２値化手段で２値化する多値画像データを所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うディジタルフィルタと、
前記２値化手段で２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかあるいは網点の領域に属するかを判別する判別手段と、
この判別手段の判別結果に応じて前記ディジタルフィルタのフィルタ係数をそれぞれ変更するフィルタ係数変更手段
とを具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
前記多値画像データ復元手段は、所定の誤差演算式に、復元しようとしている画素の前記誤差計算手段によって計算された誤差計算結果をあてはめて、２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元することを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記誤差計算手段によって計算された誤差を記憶するラインメモリを有するとともに、前記多値画像データ復元手段は、所定の誤差演算式に、前記ラインメモリに記憶された復元しようとしている画素の誤差計算結果をあてはめて、現ラインより前のラインにおける前記周辺の多値画像データを復元することを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記多値画像データ復元手段は、復元しようとする画素の前記誤差計算結果が正の場合には、前記誤差計算結果を当該復元しようとする画素の前記多値画像データとして復元し、復元しようとする画素の前記誤差計算結果が負の場合には、前記誤差計算結果に数値２５５を加算した値を当該復元しようとする画素の前記多値画像データとして復元することを特徴とする請求項１ないし請求項６いずれかに記載の画像処理装置。
【請求項８】
画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化ステップと、
この２値化ステップによる２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算ステップと、
この誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出ステップと、
この誤差補正データ算出ステップで算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算ステップと、
前記誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果を用いて前記２値化ステップによって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元ステップと、
この多値画像データ復元ステップによって復元された多値画像データと前記２値化ステップで２値化する多値画像データをディジタルフィルタを構成する所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うフィルタ処理ステップ
とを具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化ステップと、
この２値化ステップによる２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算ステップと、
この誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出ステップと、
この誤差補正データ算出ステップで算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算ステップと、
前記誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果を用いて前記２値化ステップによって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元ステップと、
この多値画像データ復元ステップによって復元された多値画像データと前記２値化ステップで２値化する多値画像データをディジタルフィルタを構成する所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うフィルタ処理ステップと、
前記２値化ステップで２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかを判別する判別ステップと、
この判別ステップの判別結果に応じて前記ディジタルフィルタのフィルタ係数を変更するフィルタ係数変更ステップ
とを具備することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
前記多値画像データ復元ステップでは、所定の誤差演算式に、復元しようとしている画素の前記誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果をあてはめて、２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元することを特徴とする請求項８または請求項９記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像処理を行う画像処理装置および画像処理方法に係わり、特に文字や写真を含む画像を誤差拡散処理法で処理するようにした画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば静電写真方式を採用して普通紙を使用した複写機等の画像処理装置では、トナー粒子を用紙に付着させるための静電パターンを設定することで画像の記録を行うようになっている。また、ある種のディスプレイでは、画像表示用のそれぞれのエレメントを発光させるか消光させることによって全体として画像の表示を行うようになっている。このような画像処理装置では、微視的に見れば画像の単位となる表示は２値またはわずかな段階の多値で行われることになり、微妙な中間調を表現することはできない。
【０００３】
そこで、このような画像処理装置でも中間調の再現を行うようにする方法が案出されている。その１つが誤差拡散処理法である。誤差拡散処理法では、例えば２値化する入力画素の濃度の値とプリントアウトあるいはディスプレイで表示する画素の濃度の値の差を誤差として、２値化した画素の周辺の画素に重み付けをした後に加算し、加算値を入力画像の値としてあらかじめ定められたしきい値で２値化する方法である。すなわち、表示した濃度によって生じた濃度の誤差分を将来の表示のための画素の濃度にフィードバックさせて、周辺の画像までも含めた状態で所望の濃度を実現するようにした方法である。
【０００４】
図８は、従来使用された画像処理部の構成を表わしたものである。この画像処理部の前処理回路１１には図示しない画像情報源から８ビット構成（２５６階調）の多値画像データ１２が入力される。前処理回路１１は、この多値画像データ１２を後段の回路に送る前に、シェーディング補正等の所定の前処理を施す。前処理回路１１から出力される多値画像データ１３は、ディジタルフィルタ回路１４に供給される。ディジタルフィルタ回路１４はラインメモリ１５を接続しており、文字の部分のエッジを強調したり、網点画像の部分では画像の平滑化を実現するように、所定の空間周波数特性を有するディジタルフィルタ処理を実行する。ラインメモリ１５は、この処理を行なう際の処理の対象となる注目画素に対する周辺画素の画像データを一時的に記憶するために使用される。
【０００５】
ディジタルフィルタ処理の終了した多値画像データ１６は、濃度変換処理回路１７に送られる。濃度変換処理回路１７はこの画像処理部を備えた複写機等の画像処理装置に用いられている記録部の記録特性に応じた濃度補正を行なう。このような濃度補正は、例えば予め用意された濃度補正用変換テーブルを用いて行なうことになる。濃度変換処理の終了した多値画像データ１８は誤差拡散処理回路１９に送られる。誤差拡散処理回路１９は同様にラインメモリ２１を接続しており、出力する２値画像データ２２で表わされる濃度と入力された多値画像データ１８の濃度の違いを誤差として演算する。そして、この結果を補正するための処理を行なう。このようにして、本来２段階の階調しか表現することのできない２値画像データ２２を使用して疑似中間調処理を実現するようにしている。
【０００６】
図９は、図８に示した画像処理部におけるディジタル処理部のディジタル処理用マトリックスの構成の一例を表わしたものである。この例のディジタル処理用マトリックス３１は、３×３の構成となっており、注目画素を"Ｙ"で表わし、
現ラインをＬラインとする。また、Ｌライン、Ｌ−１ライン、Ｌ−２ラインの３ラインの３×３の画素についてこの図に示したようにＤ１からＤ８の画像データが配置されているものとする。
【０００７】
図１０は、このようなディジタル処理用マトリックスを用いた場合のディジタル処理部の構成の一例を表わしたものである。現ラインの多値画像データ１３L は、ディジタル処理用マトリックス３１に入力され、１ライン前の多値画像データ１３L-1 は、１ライン分の第１のラインメモリ１５1 から出力されて、ちょうど１ライン遅延した状況でディジタル処理用マトリックス３１に入力される。また、この第１のラインメモリ１５1 から出力された多値画像データ１３L-1 は途中で分岐して１ライン分の第２のラインメモリ１５2 に入力されて更に１ライン分遅延され、２ライン前の多値画像データ１３L-2 としてディジタル処理用マトリックス３１に入力される。
【０００８】
ディジタル処理用マトリックス３１は、この図１０に示したようにそれらの画像データの位置に対応して“ａ”から“ｄ”までのフィルタ係数を設定されている。そして、注目画素“Ｙ”の多値画像データ１６の濃度を次の（１）式のように演算することで、フィルタ処理を実現している。
0003780664.tif 000002
ここでフィルタ係数ａ〜ｄは、その多値画像データをどのように処理するかによって異なってくる。
【０００９】
図１１はこれに対して誤差拡散処理用フィルタの構成の一例を表わしたものである。この例の誤差拡散処理用フィルタ４１は、３ライン分の構成となっており、注目画素を“Ｘ”で表わし、現ラインをＬラインとする。また、Ｌライン、Ｌ−１ライン、Ｌ−２ラインの３ラインの１２の画素についてこの図に示したようにＥ1 からＥ12までの画像データが配置されているものとする。
【００１０】
図１２は、この誤差拡散処理用フィルタを用いた従来の誤差拡散処理回路の構成を具体的に表わしたものである。誤差拡散処理回路１９は、現ラインの多値画像データ１８を入力する加算回路４２と、この加算回路４２の出力する多値画像データ４３を所定のしきい値で２値化する２値化回路４４を備えている。２値化回路４４から２値画像データ２２が出力されるがこれは２値化誤差算出回路４５にも入力される。
【００１１】
２値化誤差算出回路４５には多値画像データ４３も入力されるようになっており、両者の差が現ライン（Ｌライン）の誤差データ４６L として算出される。誤差データ４６L は、現ラインの誤差として誤差拡散処理用フィルタ４１に入力される他、第１のラインメモリ２１1 に入力されて（Ｌ−１）ライン目の誤差データ４６L-1 として誤差拡散処理用フィルタ４１に入力される。また、この（Ｌ−１）ライン目の誤差データ４６L-1 は、第２のラインメモリ２１2 に入力されて（Ｌ−２）ライン目の誤差データ４６L-2 として誤差拡散処理用フィルタ４１に入力される。誤差拡散処理用フィルタ４１に示した各符号ａ〜ｄは、誤差係数である。また、米印※は注目画素を示している。
【００１２】
誤差拡散処理用フィルタ４１は、次の（２）式に示す演算結果４８を加算回路４２に出力する。これにより補正のための多値画像データ４３が得られることになる。なお、多値画像データ４３が“０”から“２５５”の範囲を越えるような場合には、図示しないリミッタ回路がその値を“０”から“２５５”の範囲に制限する。
0003780664.tif 000003
ただし、“Ｘ′”は演算結果４８として得られる値である。
【００１３】
図１３は、特開平５−１５３３７８号公報で提案された画像処理装置の要部を表わしたものである。この公報に記載の技術では、文字と写真が混在した画像を２値化する際に、これらの領域を分けなくても文字部と写真部の双方を良好に再現するようにしている。すなわち、画像信号５１は濃度変換回路５２に入力され、ここで白黒のコントラストを強調するような濃度変換が行われる。変換後の画像信号５３は加算回路５４に入力され加重和計算回路５５の計算結果５６と加算される。加算結果５７は２値化回路５８に入力されて所定のしきい値５９と比較されて２値化される。
【００１４】
このようにして得られた２値画像データ６１は誤差計算回路６２に入力され、多値データとしての加算結果５７との誤差が計算される。誤差データ６３は誤差メモリ６４に入力された後、誤差メモリ出力６５として加重和計算回路５５に出力され加算回路５６で加算されるべきデータ（計算結果５６）の計算が行われることになる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来の技術のうち、図８に示した誤差拡散処理回路を備えた画像処理装置では、文字や写真を良好に再現するためにディジタルフィルタ回路１４およびこれに接続されたラインメモリ１５の回路ブロックと、誤差拡散処理回路１９およびこれに接続されたラインメモリ２１の回路ブロックとが必要であり、それぞれのブロックでマトリックスあるいはフィルタの構成に応じたメモリ容量が必要とされ、全体としてのメモリ容量が増大するという問題があった。
【００１６】
そこで、図１３に示した技術が提案されることになったが、この技術では文字と写真の双方を再現するために、濃度変換回路５２が白黒のコントラストを強調するような濃度変換を行うようになっている。これは、誤差拡散処理のみを行うと、写真部分の再現は良好となるが、濃度の誤差が拡散される結果として文字や線図（以下本明細書では単に文字という。）のエッジ部分の再現性が劣化するためである。しかしながら、この高コントラスト化によって、処理の対象となる画像信号５１は、濃度が薄い部分はより薄く（白く）なり、濃度の濃い部分はより濃く（黒く）濃度変換されてしまうことになる。このために写真のような中間調の部分で本来の濃度が再現されなくなるという問題が発生する。また、網点処理を行った画像のように白黒の強調に適さない画像はその品位が著しく劣化するという問題があった。
【００１７】
そこで本発明の目的は、文字と写真の双方を良好に再現ししかも比較的少ないメモリ容量で誤差拡散処理によるそのような処理を可能とする画像処理装置および画像処理方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、文字と写真および網点で形成された画像のいずれをも良好に再現ししかも比較的少ないメモリ容量で誤差拡散処理によるそのような処理を可能とする画像処理装置および画像処理方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、（イ）画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化手段と、（ロ）この２値化手段による２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算手段と、（ハ）この誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出手段と、（ニ）この誤差補正データ算出手段で算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算手段と、（ホ）誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を用いて２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元手段と、（へ）この多値画像データ復元手段によって復元された多値画像データと２値化手段で２値化する多値画像データを所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うディジタルフィルタとを画像処理装置に具備させる。
【００２０】
すなわち請求項１記載の発明では、多値画像データを誤差拡散処理方式で２値化データに階調変換を行うような画像処理装置で、誤差計算手段によって計算された誤差計算結果自体を用いて２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元し、２値化処理の前処理として行うフィルタ処理のためのディジタルフィルタの各構成要素にこの復元された多値画像データと２値化の対象となる多値画像データを使用することにして、文字と写真の双方を良好に再現ししかも比較的少ないメモリ容量で誤差拡散処理によるそのような処理を可能とするようにしている。
【００２１】
請求項２記載の発明では、（イ）画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化手段と、（ロ）この２値化手段による２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算手段と、（ハ）この誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出手段と、（ニ）この誤差補正データ算出手段で算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算手段と、（ホ）誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を用いて２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元手段と、（へ）この多値画像データ復元手段によって復元された多値画像データと２値化手段で２値化する多値画像データを所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うディジタルフィルタと、（ト）２値化手段で２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかを判別する判別手段と、（チ）この判別手段の判別結果に応じてディジタルフィルタのフィルタ係数を変更するフィルタ係数変更手段とを画像処理装置に具備させる。
【００２２】
すなわち請求項２記載の発明では、多値画像データを誤差拡散処理方式で２値化データに階調変換を行うような画像処理装置で、誤差計算手段によって計算された誤差計算結果自体を用いて２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元し、２値化処理の前処理として行うフィルタ処理のためのディジタルフィルタの各構成要素にこの復元された多値画像データと２値化の対象となる多値画像データを使用することにすると共に、２値化手段で２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかを判別手段で判別し、ディジタルフィルタのフィルタ係数をこれに応じて変更することで、文字と写真の双方を良好に再現ししかも比較的少ないメモリ容量で誤差拡散処理によるそのような処理を可能とするようにしている。
【００２３】
請求項３記載の発明では、（イ）画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化手段と、（ロ）この２値化手段による２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算手段と、（ハ）この誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出手段と、（ニ）この誤差補正データ算出手段で算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算手段と、（ホ）誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を用いて２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元手段と、（へ）この多値画像データ復元手段によって復元された多値画像データと２値化手段で２値化する多値画像データを所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うディジタルフィルタと、（ト）誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力してこれを基に２値化手段で２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかを判別する判別手段と、（チ）この判別手段が文字の領域であると判別したときディジタルフィルタをハイパスフィルタ特性に設定し、これ以外の判別が行われたときディジタルフィルタをローパスフィルタ特性に設定するようにフィルタ係数を変更するフィルタ係数変更手段とを画像処理装置に具備させる。
【００２４】
すなわち請求項３記載の発明では、多値画像データを誤差拡散処理方式で２値化データに階調変換を行うような画像処理装置で、誤差計算手段によって計算された誤差計算結果自体を用いて２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元し、２値化処理の前処理として行うフィルタ処理のためのディジタルフィルタの各構成要素にこの復元された多値画像データと２値化の対象となる多値画像データを使用することにすると共に、２値化手段で２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかを誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力して判別することにし、かつディジタルフィルタのフィルタ係数を文字の領域についてのみハイパスフィルタ特性にすることで、文字と写真の双方を良好に再現ししかも比較的少ないメモリ容量で誤差拡散処理によるそのような処理を可能とするようにしている。
【００２５】
請求項４記載の発明では、（イ）画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化手段と、（ロ）この２値化手段による２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算手段と、（ハ）この誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出手段と、（ニ）この誤差補正データ算出手段で算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算手段と、（ホ）誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を用いて２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元手段と、（へ）この多値画像データ復元手段によって復元された多値画像データと２値化手段で２値化する多値画像データを所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うディジタルフィルタと、（ト）２値化手段で２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかあるいは網点の領域に属するかを判別する判別手段と、（チ）この判別手段の判別結果に応じてディジタルフィルタのフィルタ係数をそれぞれ変更するフィルタ係数変更手段とを画像処理装置に具備させる。
【００２６】
すなわち請求項４記載の発明では、多値画像データを誤差拡散処理方式で２値化データに階調変換を行うような画像処理装置で、誤差計算手段によって計算された誤差計算結果自体を用いて２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元し、２値化処理の前処理として行うフィルタ処理のためのディジタルフィルタの各構成要素にこの復元された多値画像データと２値化の対象となる多値画像データを使用することにすると共に、２値化手段で２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するか、あるいは網点の領域に属するかを判別することにし、２値化手段で２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかを判別手段で判別し、ディジタルフィルタのフィルタ係数をこれに応じて変更することで、文字と写真および一見、線図あるいは文字に近いものの中間調の再現を行うための網点の領域のそれぞれを良好に再現でき、しかも比較的少ないメモリ容量でそのような誤差拡散処理を行いうるようにしている。
請求項８記載の発明では、（イ）画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化ステップと、（ロ）この２値化ステップによる２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算ステップと、（ハ）この誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出ステップと、（ニ）この誤差補正データ算出ステップで算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算ステップと、（ホ）誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果を用いて２値化ステップによって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元ステップと、（へ）この多値画像データ復元ステップによって復元された多値画像データと２値化ステップで２値化する多値画像データをディジタルフィルタを構成する所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うフィルタ処理ステップとを画像処理方法に具備させる。
すなわち請求項８記載の発明では、多値画像データを誤差拡散処理方式で２値化データに階調変換を行うような画像処理方法で、誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果自体を用いて２値化ステップによって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元し、２値化処理の前処理として行うフィルタ処理のためのディジタルフィルタの各構成要素にこの復元された多値画像データと２値化の対象となる多値画像データを使用することにして、文字と写真の双方を良好に再現ししかも比較的少ないメモリ容量で誤差拡散処理によるそのような処理を可能とするようにしている。
請求項９記載の発明では、（イ）画像の濃度に応じた多値画像データを所定のしきい値と比較して２値化する２値化ステップと、（ロ）この２値化ステップによる２値化前の多値画像データを入力して２値化前後の画像濃度の誤差を計算する誤差計算ステップと、（ハ）この誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果を入力して次に処理されるべき多値画像データに加減する誤差補正データを算出する誤差補正データ算出ステップと、（ニ）この誤差補正データ算出ステップで算出された誤差補正データを次に処理されるべき多値画像データに加える加算ステップと、（ホ）誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果を用いて２値化ステップによって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元する多値画像データ復元ステップと、（へ）この多値画像データ復元ステップによって復元された多値画像データと２値化ステップで２値化する多値画像データをディジタルフィルタを構成する所定のマトリックスのそれぞれの構成要素に割り振り２値化する多値画像データのフィルタ処理を行うフィルタ処理ステップと、（ト）２値化ステップで２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかを判別する判別ステップと、（チ）この判別ステップの判別結果に応じてディジタルフィルタのフィルタ係数を変更するフィルタ係数変更ステップとを画像処理方法に具備させる。
すなわち請求項９記載の発明では、多値画像データを誤差拡散処理方式で２値化データに階調変換を行うような画像処理方法で、誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果自体を用いて２値化ステップによって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元し、２値化処理の前処理として行うフィルタ処理のためのディジタルフィルタの各構成要素にこの復元された多値画像データと２値化の対象となる多値画像データを使用することにすると共に、２値化ステップで２値化する多値画像データが文字の領域に属するか中間調の領域に属するかを判別ステップで判別し、ディジタルフィルタのフィルタ係数をこれに応じて変更することで、文字と写真の双方を良好に再現ししかも比較的少ないメモリ容量で誤差拡散処理によるそのような処理を可能とするようにしている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
【００２８】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２９】
図１は本発明の一実施例における画像処理装置の概要を表わしたものである。本実施例の画像処理装置１１１は、例えば複写機として実現される装置である。この装置は、図示しないプラテンガラス上の原稿を読み取るイメージセンサ１１２を備えている。イメージセンサ１１２の読み取った画像情報１１３はＡ・Ｄ（アナログ・ディジタル）変換器１１４に送られ、ここで多値画像データ１１５に変換される。本実施例では８ビット（２５６階調）の画像データに変換される。この多値画像データ１１５は、前処理回路１１６に入力される。前処理回路１１６は、この多値画像データ１１５を後段の濃度変換処理回路１１７で濃度変換を行う前の処理としての前処理を行う。例えば、イメージセンサ１１２で原稿を読み取る際の図示しない照度の不均一さやイメージセンサ１１２の個々の読取素子の特性の変動を補償するためのシェーディング補正を行う。装置によっては特定のモードで、画像をディジタル的に拡大したり縮小するような処理を行うこともある。
【００３０】
前処理回路１１６から得られた８ビットの画像データ１１８は、濃度変換処理回路１１７に送られ、ここで濃度変換テーブル（図示せず）を使用した濃度の調整が行われる。濃度変換テーブルには、この画像処理装置の記録部を構成する図示しない記録装置の濃度特性や、同じく図示しない操作パネルからオペレータが入力した濃度指示に従った濃度の変換表が格納されている。濃度変換処理回路１１７から出力される８ビットの画像データ１１９は、誤差拡散およびディジタルフィルタ処理（ＤＦ）回路１２１に入力される。
【００３１】
誤差拡散およびディジタルフィルタ処理回路１２１は、本発明独特の回路であり、ラインメモリ１２２と接続されていて、誤差拡散処理法で２値化処理を実行すると共にディジタルフィルタで所望の濃度特性を実現する。このようにして得られた最終的な２値画像データ１２３は、“０”あるいは“１”の１ビット構成のシリアルなデータであり、前記した記録装置に送られて画像の記録が行われることになる。なお、図１に示した画像処理装置１１１は、図示しないＣＰＵ（中央処理装置）や制御プログラムを格納した記憶媒体等からなる制御部で全体的な制御を受けている。
【００３２】
図２は、図１に示した誤差拡散およびディジタルフィルタ処理回路の具体例を示したものである。誤差拡散およびディジタルフィルタ処理回路１２１は、図１の濃度変換処理回路１１７から出力される８ビットの画像データ１１９を入力する誤差加算部１３１を備えている。この誤差加算部１３１には、誤差フィルタ部１３２から濃度表現の誤差を補正するための誤差補正データ１３３が供給され、これと画像データ１１９の加算が画素ごとに行われるようになっている。加算出力１３５はリミッタ部１３６に入力されて加算結果が８ビットの範囲内、すなわち２５６段階に収まるような信号変換が行われる。
【００３３】
リミッタ部１３６の出力１３７は、ディジタルフィルタ部１３８に入力されてフィルタ処理が行われる。フィルタ処理後の画像データ１３９は２値化部１４１に入力されて、所定のしきい値設定回路１４２から出力されるしきい値１４３を基準にして２値化される。すなわち、画像データ１３９がしきい値１４３よりも濃度の高い画像データであれば、２値化部１４１から出力される２値画像データ１２３は“１”となり、黒レベルを示す画像データとなる。これに対して画像データ１３９がしきい値以下であれば、２値画像データ１２３が“０”となり白レベルを示す画像データとなる。この結果、２値画像データ１２３が“０”のときには、黒の濃度を追加するための正の誤差が発生し、２値画像データ１２３が“１”のときには、黒の濃度が超過したために負の誤差が発生する。このような２値画像データ１２３は図示しない記録装置に送られて、誤差を発生させながら２値で画像の記録が行われることになる。本実施例では８ビット構成で２５６階調の画像データ１３９を“１２８”階調目に対応するしきい値レベルで２値化を行なう。ここでは２５６階調における最も黒い画像レベルを“２５５”とし、最も白い画像レベルを“０”としている。
【００３４】
本実施例では２値化部１４１が画像データ１３９の信号レベルを“１２８”階調目に相当するしきい値レベルと比較するので、その信号レベルがこれと等しいかこれよりも大きい場合には、２値化部１４１から出力される２値画像データ１２３は“１”となる。
【００３５】
一方、２値化誤差算出部１４５はリミッタ部１３６の出力１３７を入力して、２５６段階で表わされるこの信号レベルが“１２８”と等しいかこれよりも大きい場合には、次の演算を行なって現ラインの誤差データ１４７を出力する。
誤差データ１４７の２５６段階での信号レベル（負の値）
＝出力１３７の２５６段階での信号レベル−“２５５" ……（３）
【００３６】
また、画像データ１３７の信号レベルが“１２８”に満たない場合、２値化誤差算出部１４５は次の演算を行なって現ラインの誤差データ１４７を出力する。
誤差データ１４７の２５６段階での信号レベル（正の値）
＝出力１３７の２５６段階での信号レベル  ……（４）
【００３７】
このようにして得られた誤差データ１４７は、現ライン（Ｌライン）の誤差として第１のラインメモリ１４８に供給される。第１のラインメモリ１４８は１ライン前（（Ｌ−１）ライン）の誤差データを保存するためのメモリである。第１のラインメモリ１４８から出力される誤差データ１４９は多値画像データ復元部１５１の入力端子の一方に供給される他、第２のラインメモリ１５２に供給される。第２のラインメモリ１５２は更に１ライン前（（Ｌ−２）ライン）の誤差データを保存するためのメモリである。この第２のラインメモリ１５２から出力される誤差データ１５３は多値画像データ復元部１５１の入力端子のもう一方に供給される他、誤差フィルタ回路１３２に供給される。
【００３８】
誤差フィルタ回路１３２には、現ラインの誤差データ１４７と第１のラインメモリ１４８から出力される１ライン前の誤差データ１４９も供給されるようになっている。また、多値画像データ復元部１５１の２つの出力１５５、１５６は、リミッタ部１３６の出力１３７と共にディジタルフィルタ部１３８に入力されるようになっている。
【００３９】
ところで誤差フィルタ回路１３２は、３ライン分の誤差フィルタによって構成されており、図中の米印※は注目画素を示している。現ラインの誤差データ１４７が現ラインにおけるこの米印※の存在する画素の直前の２画素分に割り当てられ、１ライン前の誤差データ１４９が１ライン前における注目画素に近い５画素分として割り当てられる。同様に２ライン前の誤差データ１５３が注目画素に近い５画素分として割り当てられる。図で符号ａ〜ｄは、それぞれの画素位置においての誤差データの重みとしての誤差係数である。
【００４０】
これに対してディジタルフィルタ部１３８は３×３のマトリックス構造をしており、現ラインの出力１３７と、多値画像データ復元部１５１で復元された１ライン前の出力１５５および２ライン前の出力１５６を入力するようになっている。図で符号ａ〜ｄは、それぞれの画素位置においてのフィルタ係数である。
【００４１】
そこで、まず多値画像データ復元部１５１が２種類の誤差データ１４９、１５３を基にして元の画像データを復元する様子を説明する。復元された１ライン前の画像データ（出力１５５）は、１ライン前の誤差データ１４９が正のとき、（４）式より“誤差データ”そのものとなる。また、誤差データ１４９がゼロまたは負のときには、（３）式を基にして、“誤差データ１４９”＋“２５５”となる。また、復元された２ライン前の画像データ（出力１５６）は、２ライン前の誤差データ１５３が正のとき、（４）式より“誤差データ”そのものとなる。また、誤差データ１５３がゼロまたは負のときには、（３）式を基にして、“誤差データ１１５３”＋“２５５”となる。
【００４２】
ディジタルフィルタ部１３８は３×３のマトリックスの中央の画像データを注目画素として、ディジタルフィルタ処理を実施する。本実施例のディジタルフィルタ部１３８は、フィルタ係数ａ〜ｄを変更することで文字の再生に適したハイパスフィルタとしての特性と、中間調の再現に適したローパスフィルタとしての特性を実現するようになっている。ディジタルフィルタ部１３８に接続されたフィルタ係数切替制御部１６１は、画像データの特性に応じてフィルタ係数の切り替えを行うようになっている。
【００４３】
図３は、ディジタルフィルタ部がハイパスフィルタとしての特性に設定された際の入力画像とディジタルフィルタ係数および出力画像を表わしたものである。同図（ａ）は、図２のリミッタ部１３６の出力１３７としての現ラインの画像データを示しており、横軸は主走査方向の画素位置を表わし、縦軸は各画素の２５６段階での濃度レベルを表わしている。同図（ｂ）は、ディジタルフィルタ部１３８の具体的なフィルタ係数を表わしている。図４は、このハイパスフィルタの空間周波数とゲインを表わしており、高周波数となるほどゲイン（増幅率）が高くなっている。この結果、図３（ｃ）に示すようにディジタルフィルタ部１３８の出力としてのフィルタ処理後の画像データ１３９は画像の濃度の変化がある部分でその変化がより強調される。これは、例えば文字と背景部分が明瞭に区別されるような処理となるので、文字領域に好適な画像処理となる。
【００４４】
図５は、これに対してディジタルフィルタ部がローパスフィルタとしての特性に設定された際の入力画像とディジタルフィルタ係数および出力画像を表わしたものである。同図（ａ）は、図２のリミッタ部１３６の出力１３７としての現ラインの画像データを示しており、横軸は主走査方向の画素位置を表わし、縦軸は各画素の２５６段階での濃度レベルを表わしている。同図（ｂ）は、ディジタルフィルタ部１３８の具体的なフィルタ係数を表わしている。図６は、このローパスフィルタの空間周波数とゲインを表わしており、低周波数となるほどゲイン（増幅率）が低くなっている。この結果、図５（ｃ）に示すようにディジタルフィルタ部１３８の出力としてのフィルタ処理後の画像データ１３９は画像の濃度の変化がある部分でその変化がより強調されている。
【００４５】
ところでフィルタ係数切替制御部１６１は、公知の手法でリミッタ部１３６の出力１３７としての画像データが文字に相当するものであるか網点画像や写真等の中間調に相当するものであるかの判別を行うようになっている。そして、これに応じてディジタルフィルタ部１３８のフィルタ係数を図３（ｂ）または図５（ｂ）に示したようなフィルタ係数のいずれか１つの組み合わせに設定させるようになっている。この結果、ディジタルフィルタ部１３８から出力される画像データ１３９は出力として文字の部分でのみ濃度差が強調されることになり、２値化部１４１から誤差拡散処理の結果として出力される２値画像データ１２３は、文字と写真の双方で良好な画像を得ることのできる画像データとなることになる。
【００４６】
もっとも、このようなフィルタ係数切替制御部１６１を設ける代わりに、この画像処理装置のオペレータが原稿をイメージセンサ１１２で読み取る際に、その特性に応じて図示しない操作パネルからフィルタ係数を選択したり、あるいは自由に設定するようにすることも可能である。図２に示した誤差フィルタ部１３２の誤差係数もオペレータがその設定や調整を指示することは可能である。例えばオペレータは、文字のみからなる原稿の画像処理を行う場合には、誤差係数をすべて“０”に設定し、誤差が拡散しないようにして単純２値化による画像処理を行わせることも可能である。
【００４７】
変形例
【００４８】
図７は、本発明の変形例における誤差拡散およびディジタルフィルタ処理回路を具体的に示したものである。この変形例で図２と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。この変形例では、現ライン（Ｌライン）の誤差データ１４７と、１ライン前（（Ｌ−１）ライン）の誤差データ１４９および更に１ライン前（（Ｌ−２）ライン）の誤差データ１５３を誤差フィルタ部１３２だけでなく文字写真画像判定部２０１にも入力するようになっている。文字写真画像判定部２０１は、これを基にして現ライン（Ｌライン）の注目画素（米印）が文字領域であるか写真領域であるかの判定を行い、その判定結果２０２を誤差フィルタ部１３２およびディジタルフィルタ部１３８に入力するようになっている。誤差フィルタ部１３２は、文字領域と判定したときにその誤差係数をすべて“０”に設定し、誤差が拡散しないようにして単純２値化による画像処理を行わせる。またディジタルフィルタ部１３８はこのとき図３で説明したようなハイパスフィルタ特性に設定されることになる。
【００４９】
ところで、本実施例では文字写真画像判定部２０１が誤差拡散処理に使用するデータを使用して文字と写真の判別を行っているので、その原理を簡単に説明する。２値化誤差算出部１４５は２値化を行った際の現ラインの誤差データ１４７を出力するようになっている。したがって、文字写真画像判定部２０１には、注目画素の周囲について２値化を行った際の誤差データが入力されることになる。文字写真画像判定部２０１は、これら注目画素の周囲の画素の絶対値の和を算出する。そして、この和が予め定めた値よりも大きいときには注目画素が中間調の領域であると判別しこれ以外については２値画像の領域であると判別する。すなわち、所定のしきい値とこの誤差の絶対値の和を比較してしきい値を越える場合には中間調領域であることを示す判定結果２０２を出力する。それ以外の場合には文字領域であることを示す判定結果２０２を出力することになる。
【００５０】
このような判定を更に進化させて、文字写真画像判定部２０１に網点を特定する回路を付加して、文字および写真の他に網点をも判別するようにしても良い。この場合、判定結果２０２を入力するディジタルフィルタ部１３８は、網点領域と判定された画像データに対して、網点を除去するためのバンドパスフィルタ特性を持たせるようにすることが有効である。
【００５１】
このようにこの変形例では、誤差拡散処理に本来使用する画像データあるいは誤差データを使用して文字領域等の領域の判別を行うので、これと異なり独立したデータを用いてこれらの領域の判別を行う場合と比べて、回路規模を小型化することができ、経済的な画像処理装置を構成することができる。
【００５２】
もちろん、他の手法を使用して文字や写真あるいは網点を判別することは可能であり、文字写真画像判定部２０１の判別結果を用いて誤差フィルタ部１３２およびディジタルフィルタ部１３８を適切に設定することで、画像処理を同様に最適に行うことができるようになることはもちろんである。この際、網点領域は例えば画像の濃淡のパターンがある周期、すなわち網のピッチで繰り返されていることをもって判別することができる。このときには、この網点の空間周波数に対応するバンドパスフィルタ特性のディジタルフィルタ処理を実施し、その空間周波数の近辺の周波数のみゲインを落とすようなフィルタ処理を行うようにすればよい。
【００５３】
なお、以上説明した実施例および変形例では２値化の際の誤差を２値化前の画像データ単独で算出したが、２値化後の画像データをも用いて誤差を算出するようにしても良い。また、実施例では誤差の加算を行った後にリミッタ回路を用いて画像データの濃度範囲を制限したが、この必要がない場合にはリミッタ回路を初略することができることも当然である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１〜請求項７記載の発明によれば、多値画像データ復元手段が誤差計算手段によって計算された誤差計算結果を用いて２値化手段によって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元することにしているので、多値画像データを特別のメモリ領域に格納しておく必要がなく、メモリ容量の低減によるコストダウンを図ることができるばかりでなく、画像処理装置全体の構成部品の減少によって装置の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
また請求項３記載の発明では、多値画像データを２値の画像データに変換する画素が文字の領域に属するか写真の領域に属するかの判定も誤差計算結果を用いて行うようにしたので、使用するメモリ容量の一層の低減と装置の一層の信頼性の向上を図ることができる。
【００５６】
更に請求項４記載の発明によれば、網点領域の画像も判別しこれに応じた画像処理を行えるようにしたので、この領域についても自然な階調表現を実現することができるという効果がある。
更にまた、請求項８〜請求項１０記載の発明によれば、多値画像データ復元ステップでは誤差計算ステップによって計算された誤差計算結果を用いて２値化ステップによって２値化される多値画像データの周辺の多値画像データを復元することにしているので、多値画像データを特別のメモリ領域に格納しておく必要がなく、メモリ容量の低減によるコストダウンを図ることができるばかりでなく、画像処理装置全体の構成部品の減少によって装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例における画像処理装置の概要を表わしたブロック図である。
【図２】  図１に示した誤差拡散およびディジタルフィルタ処理回路の具体例を示したブロック図である。
【図３】  ディジタルフィルタ部がハイパスフィルタとしての特性に設定された際の入力画像とディジタルフィルタ係数および出力画像を表わした説明図である。
【図４】  図３に示したハイパスフィルタの空間周波数とゲインの関係を表わした特性図である。
【図５】  ディジタルフィルタ部がローパスフィルタとしての特性に設定された際の入力画像とディジタルフィルタ係数および出力画像を表わした説明図である。
【図６】  図５に示したローパスフィルタの空間周波数とゲインの関係を表わした特性図である。
【図７】  本発明の変形例における誤差拡散およびディジタルフィルタ処理回路を具体的に示したブロック図である。
【図８】  従来使用された画像処理部の構成を表わしたブロック図である。
【図９】  図８に示した画像処理部におけるディジタル処理部のディジタル処理用マトリックスの構成の一例を表わした説明図である。
【図１０】  図９に示したディジタル処理用マトリックスを用いた場合のディジタル処理部の構成の一例を表わしたブロック図である。
【図１１】  誤差拡散処理用フィルタの構成の一例を表わした説明図である。
【図１２】  図１１に示した誤差拡散処理用フィルタを用いた従来の誤差拡散処理回路の構成を具体的に表わしたブロック図である。
【図１３】  従来の公報で提案された画像処理装置の要部を表わしたブロック図である。
【符号の説明】
１２１…ディジタルフィルタ処理（ＤＦ）回路、１２２…ラインメモリ、１２３…２値画像データ、１３２…誤差フィルタ部、１３８…ディジタルフィルタ部、１３９…多値画像データ、１４１…２値化回路、１４２…しきい値設定回路、１４５…２値化誤差算出部、１４７…現ライン（Ｌライン）の誤差、１４８…第１のラインメモリ、１４９…１ライン前の誤差データ、１５１…多値画像データ復元部、１５２…第２のラインメモリ、１５３…２ライン前の誤差データ、１６１…フィルタ係数切替制御部、２０１…文字写真画像判定部、２０２…判定結果
【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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【図１３】
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