JP2553799B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファクシミリ、スキャナ
等に用いられる画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の装置は、図14に示すように
画信号を入力する入力端子１と、加算器２と、閾値発生
部３と、２値化をおこなうコンパレータ４と、減算器６
と、誤差を格納しておく誤差メモリ７と、重みづけ加算
をおこなう誤差フィルタ８と、出力端子５より構成され
ている。

【０００３】入力端子１から入力した画信号に加算器２
において、誤差フィルタ８からの出力が加算され、加算
器２の出力はコンパレータ４において、閾値発生部３で
発生された閾値で２値化される。減算器６において、加
算器２の出力はコンパレータ４の出力で減算され、誤差
データとして、出力さる。

【０００４】減算器６の出力の誤差データは、誤差メモ
リ７に格納される。すでに２値化済みの周辺複数画素に
おける誤差データは、誤差フィルタ８において重み付け
加算されて出力され、前述のように加算器２で入力画信
号に加えられる。コンパレータ４の出力は出力端子５か
ら出力される。以上の処理により、階調再現性が高く、
分解能も優れた擬似中間調画像が得られていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる構成に
よれば、次のような画質を劣化させる問題があった。 問題１．擬似中間調画像を記録する記録系のドットの大
きさが理論上の大きさに比べて大きかったり（以後つぶ
れと呼ぶ）、小さかったり（以後かすれと呼ぶ）すると
再現できる階調数が減少したり、階調の連続性が弱まっ
たりするなど、階調再現性が低下していた。図13にドッ
トのつぶれの例を示す。入力画信号濃度50％（（ａ））
に対して理想的な擬似中間調は（ｂ）のように黒の面積
と白の面積が等しい。ドットがつぶれると（ｃ）のよう
に黒の面積が増えて濃度は40％となってしまう。

【０００６】問題２．入力画信号の有効範囲外の画像の
影響により、例えば地が白い場合でも原稿の上端、左端
に黒ドットが発生することがあった。 問題３．濃度レベルの変化の小さい領域では、ドットが
主走査方向または副走査方向または斜め方向に連続する
誤差拡散処理特有のテクスチャが発生した。

【０００７】上述の問題は以下の理由で生じる。 問題１の発生理由 誤差拡散処理は入力画像データと、この入力画像データ
を２値化した際の出力画像データとの誤差である誤差デ
ータを周辺画素の画像データへ拡散することによって、
局所領域内で入力画像の濃度の総和Σｆ_mnを出力画像の
濃度の総和Σｇ _mnに等しくさせる疑似中間調処理である
が、記録ドットにつぶれやかすれがあると、 Σｆ_mn＝
Σｇ_mn が成立しなくなってしまうためであった。

【０００８】この問題を解決するため、図15に示すよう
に、濃度変換を行うガンマ変換部88と誤差拡散処理部89
とを有し、ガンマ変換部88で、あらかじめ濃度変換を行
って、入力画像を濃くあるいは薄くしておき、誤差拡散
処理部89で誤差拡散処理を行うことが考えられるが、こ
のような構成では、次のような問題が生じ適切な解決策
とはならなかった。

【０００９】 ガンマ変換部88で、出力される画信号
の階調数が、入力される画信号の階調数よりも減少し、
擬似中間調の階調再現性が十分に補正できない。

【００１０】 １の問題はガンマ変換部88に入力され
る画信号の階調数を高くする（すなわち、ビット数を大
きくする）ことで、解決されるが、入力画信号のビット
数を大きくするには、ガンマ変換部88の前段までの画信
号処理部のビット数を大きくすることが必要となり、処
理規模の増大という新たな問題が生じてしまう。

【００１１】 入力画信号のレベルを単調に大きくし
ていった時、理論上のドットであれば、出力画信号の階
調レベルも単調に大きくなっていくが、ドットにつぶれ
やかすれがあると、出力画信号の階調レベルが単調には
大きくならず、ガンマ変換による細かい補正はむずかし
い。

【００１２】 記録系の種類などによってドットのつ
ぶれ、かすれの程度は異なるため、ガンマ変換部88もそ
れに対応して複数個必要となり、処理規模が増大してし
まう。

【００１３】問題２の発生理由 誤差拡散処理では、入力画像データと、この入力画像デ
ータを２値化した際の出力画像データとの誤差である誤
差データを周辺画素の画像データへ拡散しているので、
センサから、あるいはメモリから入力される入力画信号
の有効範囲外の領域における誤差データが伝搬され、有
効範囲内の画素に加算されてしまうためである。

【００１４】問題３の発生理由 誤差拡散処理の動作は図16に示すように主走査の方
向は左から右、副走査の方向は上から下へと一定である
ため、誤差の伝搬も左上から右下へと固定され、隣接す
る画素の相関が大きくなってしまうためである。

【００１５】 誤差の重み付け加算を行なう誤差フィ
ルタのサイズと係数の精度が十分に大きくないことによ
り発生する場合もある。

【００１６】上記については処理の方向を、例えばラ
イン毎に主走査の処理方向を左から右、右から左とラン
ダムに切り替えたり、あるいはペアノ曲線のようにジグ
ザグに走査することで対応可能であり、またについて
も誤差フィルタのサイズと係数の精度を大きくすること
で対応可能であるが、いずれの場合も処理の規模を増大
することになり、コストアップにつながるという問題が
発生し、必ずしも最適な解決策とは言えない。

【００１７】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、２値化処理による画像劣化を補正し高画質の疑
似中間調を再現する画像処理装置を提供することを目的
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、入力画像データに２値化誤差拡散値を加算する加算
手段と、この加算手段の出力を２値化する２値化手段
と、この２値化手段と前記加算手段の出力の差値を演算
する差分手段と、前記２値化手段の出力を蓄積し、注目
画素とその周辺画素のデータに基づいて前記差値を補正
した差値補正データを出力する第１補正手段と、この差
値補正データについて、次の注目画素の周辺画素に対応
する差値補正データに重み付けした後積算して作成した
前記２値化誤差拡散値を前記加算手段に出力する誤差拡
散値算出手段を備えたものである。

【００１９】入力画像データに２値化誤差拡散値を加算
する加算手段と、この加算手段の出力を２値化する２値
化手段と、この２値化手段と前記加算手段の出力の差値
を演算する差分手段と、前記２値化手段の出力画像を記
録する際の記録系における実際のドットサイズと理論上
のドットサイズとの差に応じて前記差値を補正した差値
補正データを出力する第２補正手段と、この差値補正デ
ータについて、次の注目画素の周辺画素に対応する差値
補正データに重み付けした後積算して作成した前記２値
化誤差拡散値を前記加算手段に出力する誤差拡散値算出
手段を備えたものである。

【００２０】入力画像データに２値化誤差拡散値を加算
する加算手段と、この加算手段の出力を２値化する２値
化手段と、この２値化手段と前記加算手段の出力の差値
を演算する差分手段と、前記２値化手段の出力を蓄積
し、注目画素とその周辺画素のデータに基づいて予め定
めた補正パターンを選択し、前記２値化手段の出力画像
を記録する際の記録系における実際のドットサイズと理
論上のドットサイズとの差に応じて前記選択した補正パ
ターンの補正量を修正し、この修正した値で前記差値を
補正した差値補正データを出力する第３補正手段と、こ
の差値補正データについて、次の注目画素の周辺画素に
対応する差値補正データに重み付けした後積算して作成
した前記２値化誤差拡散値を前記加算手段に出力する誤
差拡散値算出手段を備えたものである。

【００２１】また、前記誤差拡散値算出手段が、前記差
値補正データを格納する格納手段と、この格納手段より
注目画素の周囲画素に対応する差値補正データを読み出
し、各周囲画素に対応する差値補正データに重み付けし
た後積算して作成した前記２値化誤差拡散値を前記加算
手段に出力する誤差フィルタを備えたものである。

【００２２】また、前記第３補正手段に入力画像の有
効、無効を示す入力画像有効信号を入力し、有効信号の
場合は前記差値補正データを出力し、無効信号の場合に
は前記差値補正データを出力しないようにしたものであ
る。

【００２３】また、前記誤差フィルタ入力画像の有効、
無効を示す入力画像有効信号を入力し、有効信号の場合
は前記２値誤差拡散値を出力し、無効信号の場合は前記
２値誤差拡散信号を出力しないようにしたものである。

【００２４】また、前記誤差拡散値算出手段が、前記差
値補正データに重み付けして順次メモリに格納し、この
メモリより順次読み出して注目画素の周辺画素に対応す
る重み付けをした差値補正データを集積し前記２値化誤
差拡散値として前記加算手段に出力するようにしたもの
である。

【００２５】また、前記誤差拡散値算出手段に入力画像
の有効、無効を示す入力画像有効信号を入力し、有効信
号の場合は前記差値補正データを前記誤差拡散値算出手
段に出力し、無効信号の場合は前記差値補正データを出
力しないようにしたものである。

【００２６】また、前記差値補正データに重み付けする
のに重み付け係数を複数組用意し、この複数組を選択す
る乱数発生部を、複数の１次元乱数発生部と、この1 次
元乱数発生部の出力を選択する出力選択部より構成した
ものである。

【００２７】

【作用】上記構成により、２値化手段の出力を蓄積し、
これから注目画素とその周辺画素データを読み出し、予
め定めたこの注目画素とその周辺画素の白、黒の分布に
よって決まる補正パターンを選択し、この補正パターン
に基づき差分手段の差値を補正して差値補正データと
し、誤差拡散値算出手段は次の注目画素の周辺画素に対
応する差値補正データに重み付けした後積算し、この値
を２値化誤差拡散値として加算手段に出力する。これに
よりドットのつぶれやかすれが補正される。

【００２８】また、２値化手段の出力画像を記録する際
の記録系における実際のドットサイズと理論上のドット
サイズとの差に応じて前記差値を補正して差値補正デー
タとし、誤差拡散値算出手段により次の注目画素の周辺
画素に対応する差値補正データに重み付けした後蓄積
し、この値を２値化誤差拡散値として加算手段に出力す
る。これによりドットのつぶれやかすれが補正される。

【００２９】また、２値化手段の出力を蓄積し、これか
ら注目画素とその周辺画素データを読み出し、予め定め
たこの注目画素とその周辺画素の白、黒の分布によって
決まる補正パターンを選択し、この選択した補正パター
ンに対して、２値化手段の出力画像を記録する際の記録
系における実際のドットサイズと理論上のドットサイズ
との差に応じて修正を加え、この修正した補正パターン
に基づき、差分手段の差値を補正して差値補正データと
し、誤差拡散値算出手段によって次の注目画素とその周
辺画素に対応する差値補正データに重み付けした後積算
し、この値を２値化誤差拡散値として加算手段に出力す
る。これによりドットのつぶれやかすれが補正される。

【００３０】また、格納手段は前記差値補正データを格
納し、誤差フィルタはこの格納手段より注目画素の周辺
画素に対応する差値補正データを読み出し、各周辺画素
に対応する差値補正データに重み付けした後、積算して
算出した２値化誤差拡散値を加算手段に出力する。

【００３１】また、上述の誤差拡散処理では差値を周辺
画素の画像データへ拡散するが、センサあるいはメモリ
から入力される入力画信号の有効範囲外の領域における
差値が伝搬され、有効範囲内の画素に加算され原稿の上
端や左端に黒ドットが発生することがあるが、入力画像
有効信号により有効なもののみ出力するようにしてこれ
らの黒ドットの発生を防止する。

【００３２】この入力画像有効信号は第３補正手段に入
力して、差値補正データの出力を制御しても、誤差フィ
ルタに入力して２値化誤差拡散信号の出力を制御しても
同じ効果を有する。

【００３３】また、上述のように差値補正データを格納
手段に格納してから誤差フィルタで重み付けをする代り
に、誤差拡散値算出手段で、まず重み付けした後メモリ
に格納し、注目画素の周辺画素に対応する格納データを
読み出して積算して２値化誤差拡散信号として加算手段
に出力しても同様の効果が得られる。

【００３４】この際、誤差拡散値算出手段に入力画像有
効信号を入力して誤差拡散値算出手段の出力を制御する
ことにより、原稿の上端や左端などに発生する黒ドット
の発生を防止できる。

【００３５】また、差値補正データに重み付けして２値
化誤差拡散値を算出するのに、重み付け係数の組みを複
数設けてこれを乱数発生器による乱数で選択するが２次
元乱数発生器を用いて選択することにより小さなサイズ
の２次元乱数発生器でも、濃度レベルの変化の小さい領
域でも、ドットが主走査方向、または副走査方向、また
は斜め方向に連続する誤差拡散処理特有のテクスチャの
発生を防止できる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００３７】図１は本発明の第１実施例の概略構成を示
す図である。同図において、１は画信号を入力する入力
端子、２は画信号に後述する誤差フィルタ８ａの出力を
加算する加算器、３は閾値を発生する閾値発生部、４は
２値化をおこなうコンパレータ、５は画信号を出力する
出力端子、６は加算器２の出力をコンパレータの出力で
減算し誤差データを出力する減算器、７は誤差データ用
のメモリ、８ａは後述する２次元擬似乱数発生部21から
出力される擬似乱数により係数を切り替えて誤差データ
の重み付け加算を行なう誤差フィルタである。

【００３８】９はｋ＝０．５の記録ドット補正係数メモ
リ（ｋについては後述する。）、10はｋ＝０．３の記録
ドット補正係数メモリ、11はｋ＝０．１の記録ドット補
正係数メモリ、12はｋ＝０の記録ドット補正係数メモ
リ、13は９〜12の各種記録ドット補正係数メモリの出力
を後述する記録ドット補正係数選択信号入力端子19の出
力によって選択し、次に述べる誤差補正量決定部14に出
力するセレクタ、14はあらかじめセレクタ13により補正
係数を入力しておき後述する出力画像メモリ18の出力に
より誤差補正量を決定する誤差補正量決定部、15は減算
器６の出力である誤差データに誤差補正量決定部14の出
力である誤差補正量を加算する加算器、16は入力画信号
が有効であるか否かをしめす入力画像有効信号の入力端
子、17は加算器15の出力と入力端子16の出力を入力して
入力画信号が有効でない場合、誤差を強制的に零とする
誤差データ補正部である。

【００３９】18は出力画像メモリ、19は記録ドット補正
係数選択信号入力端子、20はメモリから出力される誤差
データＥ（ａ），Ｅ（ｂ），Ｅ（ｃ），Ｅ（ｄ）、21は
２次元擬似乱数発生部、24は出力画像メモリ18から出力
される２値信号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｐの５ビットの信号で
ある。

【００４０】以下に動作を説明する。入力端子１から入
力した注目画素ｐの画信号ＰＩＸに加算器２において後
述する誤差フィルタ８ａからの出力ＳＥが加算され、加
算器2 の出力はコンパレータ4 において、閾値発生部３
で発生された閾値で２値化される。２値化された注目画
素ｐの出力画信号Ｂは出力画像メモリ18に格納され、減
算器６へ入力され、さらに出力端子５から出力される。
減算器６は加算器２の出力をコンパレータ４の出力で減
算し、これを誤差データｅとして出力する。

【００４１】後述する記録系の実際のドットのサイズと
理論上のドットのサイズの差に対応した記録ドットの補
正係数ｋについて、ｋ＝０．５，０．３，０．１，０の
記録ドット補正係数メモリがそれぞれ９，10, 11, 12と
なっており、誤差拡散処理を行なう前においてあらかじ
め、セレクタ13において、記録ドット補正係数選択信号
入力端子19から入力した選択信号ＳＬＣに応じて、９，
10，11，12の出力を選択して出力cdを誤差補正量決定部
14の後述するＲＡＭテーブルに書きこんでおく。

【００４２】入力端子19から入力する記録ドット補正係
数選択信号ＳＬＣはローカルコピーまたは受信側の記録
系のドットのつぶれの有無や程度に応じて、９，10，1
1，12の補正係数メモリを選択する信号であり、特に記
録系の種類について不明の場合は、12の補正係数がｋ＝
０の補正係数を選択する。

【００４３】誤差補正量決定部14では出力画像メモリ18
より注目画素ｐとその近傍ａ，ｂ，ｃ，ｄの２値信号
（合計５ビット）を入力しＲＡＭテーブルを参照して誤
差補正量ｃを発生する。誤差補正量決定部14で発生され
た誤差補正量ｃは加算器15において減算器６の出力であ
る誤差データｅに加算され、補正誤差データe1として出
力される。

【００４４】補正誤差データe1は誤差データ補正部17に
入力され、入力端子16から入力された入力画像有効信号
ＳＬＥに従って、ＳＬＥが入力画信号が有効であること
を示す場合e1を、また有効でないことを示す場合、強制
的に零を、信号e2として出力する。

【００４５】誤差データ補正部17の出力e2は誤差データ
用メモリ７に格納される。誤差データ用メモリ７に格納
された誤差データ20（Ｅ（ａ），Ｅ（ｂ），Ｅ（ｃ），
Ｅ（ｄ））は誤差フィルタ８ａにおいて２次元擬似乱数
発生部21の発生する１ビット擬似乱数ＱＲに従って係数
を切り替えて重み付け加算され、ＳＥとして出力され
る。ＳＥは前述したように加算器２において、入力画信
号に加算される。誤差を拡散する画素は本実施例では４
画素となっているが、４画素に限定されるものではな
い。

【００４６】次に第２実施例を図２を用いて説明する。
図２において図１と同一符号は同一部材を表わす。第１
実施例と異なる点は入力画像有効信号ＳＬＥによる誤差
データの補正処理を第１実施例における誤差データ補正
部17で行なわず、誤差の重み付け加算を行なう誤差フィ
ルタ８ｂで行なう点である。

【００４７】８ｂは２次元擬似乱数発生部21から出力さ
れる擬似乱数と、入力画像有効信号入力端子16から出力
される入力画像有効信号とにより係数を切り替えて誤差
データの重み付け加算を行なう誤差フィルタである。

【００４８】誤差フィルタ８ｂでは誤差データ用メモリ
７に格納された誤差データ20と、２次元擬似乱数発生部
21で発生された１ビット擬似乱数ＱＲと、入力画像有効
信号入力端子16から入力された入力画像有効信号ＳＬＥ
を入力して、ＳＬＥが入力画信号を有効と示す場合は前
記擬似乱数ＱＲに従って、ＱＲが１の場合は誤差フィル
タ係数を後述する系数列（ｋａ１，ｋｂ１，ｋｃ１，ｋ
ｄ１）、ＱＲが０の場合は誤差フィルタ係数を後述する
係数列（ｋａ２，ｋｂ２，ｋｃ２，ｋｄ２）を選択し
て、また前記ＳＬＥが入力画信号を無効と示す場合誤差
フィルタ係数を（０，０，０，０）と選択して、誤差デ
ータ20の重み付け加算処理を行なう。

【００４９】前記ＳＬＥは第１実施例の場合と同一であ
る。本実施例では擬似乱数は１ビットで、切り替える誤
差フィルタ係数は２組としているが、擬似乱数のビット
数を増やして、切り替える誤差フィルタ係数の組の数を
増やしてもよい。

【００５０】次に第３実施例を図３を用いて説明する。
図３において図１と同一符号は同一部材を表わす。

【００５１】22は２次元擬似乱数発生部21から出力され
る擬似乱数により係数を切り替えて誤差データの重み付
け加算を行なう誤差フィルタ、23は誤差フィルタ22と誤
差データ用メモリ７からなる誤差集積演算部である。

【００５２】本実施例が第１実施例と異なる点は、誤差
フィルタ22による誤差データの集積演算である。本実施
例では誤差データ用メモリ７とリード、ライトを繰りか
えして誤差データ集積演算をおこなっている。この誤差
集積演算部23の詳細の作用を以下図９に従って説明す
る。

【００５３】図９は誤差集積演算部23の詳細構成図であ
り、76は擬似乱数入力端子、77は誤差データ入力端子、
78はＢ用メモリ、79はＢ＋Ｃ用メモリ、80はＢ＋Ｃ＋Ｄ
用メモリ、81はＡ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ用メモリ、82は誤差集積
演算部の出力端子である。

【００５４】擬似乱数入力端子76から１ビット擬似乱数
ＱＲが入力される。セレクタ49，50，51，52では第２実
施例と同様ＱＲに従って誤差フィルタ係数をそれぞれ
（ｋａ１，ｋｂ１，ｋｃ１，ｋｄ１），（ｋａ２，ｋｂ
２，ｋｃ２，ｋｄ２）から選択して出力する。

【００５５】補正済みの誤差データは入力端子77から入
力され、乗算器53ａによってセレクタ49で選択された係
数ｋｂ（ｋｂ１またはｋｂ２）を乗算されて、（Ｂ）メ
モリ78のＥ（Ｂ）のアドレスに書き込まれる。

【００５６】また、補正済みの誤差データは乗算器54ａ
によってセレクタ50で選択された係数ｋｃ（ｋｃ１また
はｋｃ２）を乗算されて、（Ｂ）メモリ78のＥ（Ｂ＋
Ｃ）のアドレスから読み出されたデータが加算器57ａで
加算され、（Ｂ＋Ｃ）メモリ79の（Ｂ＋Ｃ）アドレスに
書き込まれる。

【００５７】また、補正後の誤差データは乗算器55ａに
よってセレクタ51で選択された係数ｋｄ（ｋｄ１または
ｋｄ２）を乗算されて、（Ｂ＋Ｃ）メモリ79のＥ（Ｂ＋
Ｃ＋Ｄ）のアドレスから読み出されたデータが加算器58
ａで加算され、（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）メモリ80の（Ｂ＋Ｃ＋
Ｄ）アドレスに書き込まれる。

【００５８】また、補正後の誤差データは乗算器56ａに
よってセレクタ52で選択された係数ｋａ（ｋａ１または
ｋａ２）を乗算されて、（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）メモリ80のＥ
（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）のアドレスから読み出されたデータ
が加算器59ａで加算され、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）メモリ81
の（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）アドレスに書き込まれる。

【００５９】（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）メモリから読み出され
たデータは重み付け平均された集積誤差ＳＥとして出力
端子82から出力される。

【００６０】次に記録ドット補正係数メモリ９〜加算器
15，出力画像メモリ18からなる記録ドットのつぶれの補
正を行う誤差データの補正について、詳細に説明する。

【００６１】まず最初に原理を説明する。第一の例とし
て、周辺画素がすべて白で注目画素が黒の場合を図11に
示す。注目画素がｐで、周辺画素がａ，ｂ，ｃ，ｄであ
る。斜線で表した領域は実際の黒ドットが周辺画素ａ，
ｂ，ｃ，ｄに対してはみでた領域である。点線の領域の
補正は注目画素においては行わず、図11の画素ｅ，ｆ，
ｇ，ｈにおいて行う。

【００６２】図11のようにはみでた領域の幅をｋ（補正
係数）、理論上のドットの幅を１とすると斜線部の面積
は、 Ｓ＝２ｋ＋２ｋ² となる。さらに入力画信号の白の画信号レベルをＷとす
ると、補正量Ｃは次のようになる。

【００６３】Ｃ＝（２ｋ＋２ｋ² ）×Ｗ

【００６４】誤差データｅに対して補正誤差データe1は
次のようになる。 e1＝ｅ＋（２ｋ＋２ｋ² ）×Ｗ

【００６５】第２の例として、周辺画素がすべて黒で注
目画素が白の場合を図12に示す。斜線で表した領域は実
際の白ドットが周辺画素ａ，ｂ，ｃ，ｄから侵食され黒
くなった領域である。第１の例と同様に斜線部の面積は
次のようになる。

【００６６】Ｓ＝２ｋ−ｋ²

【００６７】補正量Ｃは次のようになる。 Ｃ＝（２ｋ−ｋ² ）×Ｗ よって、誤差データｅに対して補正誤差データe1は次の
ようになる。

【００６８】e1＝ｅ＋（２ｋ−ｋ² ）×Ｗ

【００６９】同様にして、注目画素ｐ，周辺画素ａ，
ｂ，ｃが他の場合も補正量Ｃが決められ、それぞれのＣ
に対して、補正誤差データe1は次のようになる。

【００７０】e1＝ｅ＋Ｃ

【００７１】これをまとめると表１、表２のように表わ
される。

【００７２】

【表１】

【００７３】

【表２】

【００７４】以上の原理に基づき記録ドットによる誤差
データ補正部の動作を説明する。まず、ｋ＝０．５，
０．３，０．１，０の時の表１，表２に対応したデータ
値をそれぞれ記録ドット補正係数メモリ９，10，11，12
に格納しておく。

【００７５】次に記録ドット補正係数選択信号入力端子
19から記録ドット補正係数選択信号ＳＬＣが入力され、
ローカルコピー系あるいは受信側の記録系のドットの広
がりの有無，程度により、ドット広がりが大きい場合は
ｋ＝０．５の補正係数メモリ９を、ドット広がりがやや
大きい場合はｋ＝０．３の補正係数メモリ10を、ドット
広がりが小さい場合はｋ＝０．１の補正係数メモリ11
を、ドット広がりがないまたは不明の場合はｋ＝０の補
正係数メモリ12をセレクタ13は選択し、信号cdとして誤
差補正量決定部14に出力する。

【００７６】次に誤差補正量決定部14について図４を用
いて説明する。図４において、25は補正係数入力端子、
26は後述するＲＡＭ用アドレス信号の選択信号入力端
子、27は２値信号ｐ入力端子、28は２値信号ａ入力端
子、29は２値信号ｂ入力端子、30は２値信号ｃ入力端
子、31は２値信号ｄ入力端子、32ａは後述するＲＡＭ用
ライトパルス発生部、32ｂはＲＡＭ用ライトアドレス発
生部、33は32ｂの出力と前記27，28，29，30，31の５ビ
ット出力を選択して後述するＲＡＭ34のアドレスとして
出力するセレクタ、34は補正係数入力端子25から補正係
数をかきこんでおき、２値信号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｐの５
ビット入力に対して補正量を出力するＲＡＭ、35はＲＡ
Ｍ34の出力端子である。

【００７７】次に動作について説明する。補正データは
入力端子25からＲＡＭ34に書き込まれる。この際にライ
トパルス発生部32ａからＲＡＭ34にライトパルス信号が
入力され、ライトアドレス発生部32ｂからは書き込み用
アドレスが出力され、アドレス選択信号発生部26からは
ライトアドレスを選択する信号が発生され、ライトアド
レス発生部32ｂの出力はセレクタ33において選択されて
アドレス信号としてＲＡＭ34に入力される。

【００７８】誤差拡散処理動作時には出力画像メモリ18
より注目画素ｐとその近傍４画素ａ，ｂ，ｃ，ｄの２値
化信号の合計５ビット信号を図４の入力端子27〜31から
入力し、すでに書き込んだＲＡＭテーブルの補正量Ｃを
図４の出力端子35から出力する。補正量Ｃは加算器15に
おいて減算器６の出力である誤差データｅに加算され補
正誤差データe1となる。

【００７９】以上の実施例ではｋ＝０，０．１，０．
３，０．５の補正量を格納し、選択して、処理を行って
いるが、選択する補正係数メモリを多くしたり、少なく
してもよい。また、つぶれたドットを正方形にモデリン
グしているが、正方形でなく円形にして補正テーブル
（表１，表２）を決定して実施してもよい。

【００８０】また注目画素に対して斜め方向の周辺画素
（図11のｂ，ｄ）は影響が小さいので、主走査方向、副
走査方向に隣接する周辺画素（図11のａ，ｃ）だけを参
照して、処理の規模を小さくしてもよい。また、本実施
例では記録ドットがつぶれるものに対して補正を行なっ
ているが、記録ドットがかすれる記録系についても同様
に補正が可能である。

【００８１】さらに、本実施例は記録ドットが２次元方
向につぶれる記録系に対するものであったが、主走査方
向または、副走査方向などの一方向にのみつぶれる記録
系に対しても同様の考え方で補正を行うことができる。
以上が記録ドットのつぶれに対する誤差データの補正の
動作である。

【００８２】次に誤差データ補正部17の詳細動作につい
て説明する。誤差データ補正部17は、入力端子16から入
力画像有効信号ＳＬＥと加算器15から補正後の誤差デー
タe1を入力し表３の論理に従ってe2を出力する。すなわ
ち、入力画信号が無効であるＳＬＥ＝０の場合は、e1の
値に関わらず出力e2＝零とする。また入力画信号が有効
であるＳＬＥ＝１の場合、出力e2＝ｅ＋ｃとする。ここ
でｅは入力誤差データである。

【００８３】

【表３】

【００８４】入力画信号が無効な場合とは、例えばセン
サによる原稿読取りにより画信号が本画像処理装置に入
力される時の原稿の先端がセンサの読みとり位置に達し
ていない場合や、センサの画信号無効領域のデータが出
力されている場合、あるいは画像メモリから本画像処理
装置に入力される時の画像メモリの出力が有効になって
いない場合などである。

【００８５】以上が誤差データ補正部17の動作である。

【００８６】次に誤差フィルタ８ａの作用の詳細につい
て説明する。図５は誤差フィルタ８ａの構成の一例であ
る。同図において、36は擬似乱数入力端子、37は誤差デ
ータＥ（ａ）入力端子、38は誤差データＥ（ｂ）入力端
子、39は誤差データＥ（ｃ）入力端子、40は誤差データ
Ｅ（ｄ）入力端子、41，42，43，44，45，46，47，48は
誤差フィルタ係数設定部、49，50，51，52は前記41，4
2，43，44，45，46，47，48の出力を選択するセレク
タ、53ａ，54ａ，55ａ，56ａは乗算器、57ａ，58ａ，59
ａは加算器、60ａは誤差フィルタ出力端子である。

【００８７】次に動作について説明する。36から１ビッ
ト擬似乱数ＱＲ を入力し、入力端子37，３８，39，40
からは誤差データＥ（ａ），Ｅ（ｂ），Ｅ（ｃ），Ｅ
（ｄ）をそれぞれ入力する。41〜48にはそれぞれ誤差フ
ィルタ係数ｋａ１，ｋａ２，ｋｂ１，ｋｂ２，ｋｃ１，
ｋｃ２，ｋｄ１，ｋｄ２が格納されている。セレクタ4
9，50，51，52はＱＲに従ってＱＲ＝１の時、誤差フィ
ルタ係数を（ｋａ１，ｋｂ１，ｋｃ１，ｋｄ１）、ＱＲ
＝０の時（ｋａ２，ｋｂ２，ｋｃ２，ｋｄ２）から選択
して出力する。

【００８８】表４は上述の内容を表わしたものである。

【００８９】

【表４】

【００９０】誤差データＥ（ａ）は乗算器53ａによって
セレクタ49で選択された係数ｋａ（ｋａ１またはｋａ
２）を乗算されて、加算器57ａに入力される。

【００９１】誤差データＥ（ｂ）は乗算器54ａによって
セレクタ50で選択された係数ｋｂ（ｋｂ１またはｋｂ
２）を乗算されて、加算器57ａに入力される。

【００９２】誤差データＥ（ｃ）は乗算器55ａによって
セレクタ51で選択された係数ｋｃ（ｋｃ１またはｋｃ
２）を乗算されて、加算器58ａに入力される。

【００９３】誤差データＥ（ｄ）は乗算器56ａによって
セレクタ52で選択された係数ｋｄ（ｋｄ１またはｋｄ
２）を乗算されて、加算器58ａに入力される。57ａの出
力と58ａの出力は加算器59ａで加算されて、出力端子60
ａから、信号ＳＥとして、出力される。

【００９４】次に誤差フィルタ８ａの別の構成例を図６
を用いて説明する。同図の符号の意味は図５と同じであ
る。なお、53ｂ，54ｂ，55ｂ，56ｂは乗算器、57ｂ，58
ｂ，59ｂは加算器、60ｂは59ａ，59ｂの出力を36から入
力された乱数で切り替えるセレクタである。

【００９５】36から１ビット擬似乱数ＱＲを入力し、入
力端子37，38，39，40からは誤差データＥ（ａ），Ｅ
（ｂ），Ｅ（ｃ），Ｅ（ｄ）をそれぞれ入力する。41〜
48にはそれぞれ誤差フィルタ係数ｋａ１，ｋａ２，ｋｂ
１，ｋｂ２，ｋｃ１，ｋｃ２，ｋｄ１，ｋｄ２が格納さ
れている。

【００９６】誤差データＥ（ａ）は乗算器53ａにより係
数ｋａ１を乗算されて、加算器５７ａに入力される。ま
た、誤差データＥ（ａ）は乗算器53ｂにより係数ｋａ２
を乗算されて、加算器57ｂに入力される。誤差データＥ
（ｂ）は乗算器54ａによって係数ｋｂ１を乗算されて、
加算器57ａに入力される。また、誤差データＥ（ｂ）は
乗算器54ｂによって係数ｋｂ２を乗算されて、加算器57
ｂに入力される。誤差データＥ（ｃ）は乗算器55ａによ
って係数ｋｃ１を乗算されて、加算器58ａに入力され
る。

【００９７】また誤差データＥ（ｃ）は乗算器55ｂによ
って係数ｋｃ２を乗算されて、加算器58ｂに入力され
る。誤差データＥ（ｄ）は乗算器56ａによって係数ｋｄ
１を乗算されて、加算器58ａに入力される。また誤差デ
ータＥ（ｄ）は乗算器56ｂによって係数ｋｄ２を乗算さ
れて、加算器58ｂに入力される。57ａの出力と58ａの出
力は加算器59ａで加算されてセレクタ60ｂに入力され、
57ｂの出力と58ｂの出力は加算器59ｂで加算されて、セ
レクタ60ｂに入力される。

【００９８】セレクタ60ａはＱＲ＝１の時、加算器59ａ
の出力を選択し、ＱＲ＝０の時加算器59ｂの出力を選択
して信号ＳＥとして、出力する。以上が誤差フィルタ８
ａの動作である。

【００９９】次に第２実施例を表わす図２において示し
た誤差フィルタ８ｂについて説明する。

【０１００】誤差フィルタ８ａと異なるのは入力画像有
効信号ＳＬＥを入力し、擬似乱数ＱＲとＳＬＥによって
誤差フィルタの係数を切り替えている点である。

【０１０１】図10は誤差フィルタ８ｂの構成図である。
同図において、83，84，85，86，は零の誤差フィルタ係
数設定部、87は入力画像有効信号入力端子である。

【０１０２】36から１ビット擬似乱数ＱＲ，87から入力
画像有効信号ＳＬＥを入力し、入力端子37，38，39，40
からは誤差データＥ（ａ），Ｅ（ｂ），Ｅ（ｃ），Ｅ
（ｄ）をそれぞれ入力する。41〜48には誤差フィルタ係
数ｋａ１，ｋａ２，ｋｂ１，ｋｂ２，ｋｃ１，ｋｃ２，
ｋｄ１，ｋｄ２が格納されている。83〜86には誤差フィ
ルタ係数０が格納されている。

【０１０３】セレクタ49，50，51，52は、ＳＬＥが入力
画信号を有効と示す場合（ＳＬＥ＝１）は前記擬似乱数
ＱＲに従って、ＱＲが１の場合は誤差フィルタ係数を係
数列（ｋａ１，ｋｂ１，ｋｃ１，ｋｄ１）、ＱＲが０の
場合は誤差フィルタ係数を係数列（ｋａ２，ｋｂ２，ｋ
ｃ２，ｋｄ２）と選択して出力する。また、セレクタ4
9，50，51，52はＳＬＥが入力画信号を無効と示す場合
（ＳＬＥ＝０）は誤差フィルタ係数として、係数列
（０，０，０，０）を選択して出力する。

【０１０４】誤差データＥ（ａ）は乗算器53ａによって
セレクタ49で選択された係数ｋａ（ｋａ１またはｋａ２
または零）を乗算されて、加算器57ａに入力される。

【０１０５】誤差データＥ（ｂ）は乗算器54ａによって
セレクタ50で選択された係数ｋｂ（ｋｂ１またはｋｂ２
または零）を乗算されて、加算器57ａに入力される。

【０１０６】誤差データＥ（ｃ）は乗算器55ａによって
セレクタ51で選択された係数ｋｃ（ｋｃ１またはｋｃ２
または零）を乗算されて、加算器58ａに入力される。

【０１０７】誤差データＥ（ｄ）は乗算器56ａによって
セレクタ52で選択された係数ｋｄ（ｋｄ１またはｋｄ２
または零）を乗算されて、加算器58ａに入力される。

【０１０８】57ａの出力と58ａの出力は加算器59ａで加
算されて、出力端子60ａから、信号ＳＥとして、出力さ
れる。

【０１０９】以上が誤差フィルタ８ｂの動作であり、こ
れをまとめて表５に示す。

【０１１０】

【表５】

【０１１１】次に２次元擬似乱数発生部21の作用につい
て説明する。１次元の擬似乱数を発生させる方法はすで
に適当な方法が知られている。例えば、図８はその一例
である（ディジタルＩＣ実用マニュアル：ラジオ技術
社）。

【０１１２】同図において、70は画信号クロック入力端
子、71はクロックと後述する74からの出力Ａを入力し
て、１ビットシフトからＡビットシフトまでの合計Ａビ
ットの信号を出力するＡビットシフトレジスタ、72は前
記71のＡビット信号を入力して、反転論理和とするノア
ゲート、73は前記71の出力でＡビットシフト信号とＡ−
１ビットシフト信号を入力して排他的論理和とするイク
スクルーシブオアゲート、74は前記72の出力と前記73の
出力を入力して排他的論理和とするイクスクルーシブオ
アゲート、75はＡビット擬似乱数発生部の出力端子であ
る。

【０１１３】Ａビットシフトレジスタ71は、イクスクル
ーシブオアゲート74の出力をシフトする信号として入力
し、また入力端子70より画信号クロックを入力し１ビッ
トシフト信号からＡビットシフト信号までの合計Ａビッ
トのシフト信号を出力する。ノアゲート72はＡビットシ
フトレジスタ71のＡビットの出力を入力し反転論理和を
行なう。

【０１１４】イクスクルーシブオアゲート73は前記71の
出力のうちのＡビットシフト信号とＡ−１ビットシフト
信号を入力して排他的論理和を行なう。イクスクルーシ
ブオアゲート74は73の出力と72の出力を入力して出力を
71に入力する。以上の動作により２^A −１周期の周期信
号が発生され、Ａを十分に大きくすることで擬似乱数発
生部として機能する。ところが、この擬似乱数は１次元
なので画像の乱数として使用するとストライブ模様とな
り、画像用の擬似乱数として、十分に機能しなかった。

【０１１５】第１〜第３実施例では以下の方法で２次元
擬似乱数発生を実現している。図７は２次元擬似乱数発
生部の構成である。同図において、61は画信号クロック
を発生する画信号クロック発生部、62はＡビット擬似乱
数発生部、63はＢビット擬似乱数発生部、64はＣビット
擬似乱数発生部、65はＺビット擬似乱数発生部、66は62
の出力ＱＲＡ、63の出力ＱＲＢ、64の出力ＱＲＣ、…、
65の出力ＱＲＺから後述する擬似乱数選択部68の選択信
号により選択して出力するセレクタ、67はライン同期信
号発生部、68は67の出力を入力して選択信号を出力する
擬似乱数選択部、69はセレクタ66の出力端子である。

【０１１６】画信号クロック発生部61から発生された画
信号クロックはＡビット擬似乱数発生部62，Ｂビット擬
似乱数発生部63，Ｃビット擬似乱数発生部64，…，Ｚビ
ット擬似乱数発生部65に入力される。62，63，64，65，
ではそれぞれ異なる周期の擬似乱数ＱＲＡ，ＱＲＢ，Ｑ
ＲＣ，…，ＱＲＺを出力する。

【０１１７】擬似乱数選択部68ではライン同期信号発生
部67からライン同期信号を入力したライン毎に前記62〜
65の出力の選択信号を出力する。セレクタ66では擬似乱
数ＱＲＡ，ＱＲＢ，ＱＲＣ，…，ＱＲＺを入力し68の選
択信号により選択して出力端子69より出力する。68に対
しても図８の擬似乱数発生部を用いてもよい。

【０１１８】以上の構成により２次元方向にランダムな
擬似乱数が発生される。

【０１１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は次の効果を有する。 ２値化した出力画像の記録ドットと理論上のドット
のサイズの差を考慮して２値化比較器の入出力データの
差値を補正することにより、画処理部の入力ビット数を
増やすことなく、記録ドットがつぶれたり、かすれたり
するものであっても、その記録のつぶれ、かすれに対し
て最適な補正の可能な、なめらかでかつ高い階調の擬似
中間調を再現することが可能となり、高画質化が図れ
る。 入力画像有効信号を用いて、入力画信号の有効範囲
外の領域の誤差を画信号に加算されないようにし、例え
ば、地の白い原稿の上端，左端にノイズ状の黒ドットが
発生するような階調再現性の劣化を除去できる。 ２次元擬似乱数発生手段を用いることにより、誤差
の拡散方向が固定的であるため、誤差フィルタの係数の
精度を高くしたり、処理の方向を不規則にするなどによ
り処理の規模を増大させることなく、濃度レベルの変化
の小さい領域で、ドットが主走査方向または副走査方
向、斜め方向に連続するテクスチャを抑制することがで
き、階調再現性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成図

【図２】本発明の第２実施例の構成図

【図３】本発明の第３実施例の構成図

【図４】誤差補正量決定部の詳細構成図

【図５】誤差フィルタ８ａの詳細構成図

【図６】誤差フィルタ８ａの別の詳細構成図

【図７】擬似乱数発生部の詳細構成図

【図８】Ａビット擬似乱数発生部の詳細構成図

【図９】誤差集積演算部の詳細構成図

【図１０】誤差フィルタ８ｂの詳細構成図

【図１１】注目画素が周辺画素にはみ出した状態の説明
図

【図１２】注目画素に周辺画素よりはみ出してきた状態
の説明図

【図１３】ドットのつぶれた例を示す図

【図１４】従来のファクシミリやスキャナなどに用いら
れる２値化装置の構成例を示す図

【図１５】従来のドットのつぶれを防止する装置の構成
例を示す図

【図１６】主走査方向と副走査方向の説明図

【符号の説明】

１，16，19 入力端子 ２，15 加算器 ３ 閾値発生部 ４ コンパレータ ５ 出力端子 ６ 減算器 ７ 誤差データ用メモリ ８ａ，８ｂ，22 誤差フィルタ ９，10，11，12 記録ドット補正メモリ 13 セレクタ 14 誤差補正量決定部 17 誤差データ補正部 18 出力画像メモリ 21 ２次元擬似乱数発生部 23 誤差集積演算部

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像デ−タに２値化誤差拡散値を加
   算する加算手段と、この加算手段の出力を２値化する２
   値化手段と、この２値化手段と前記加算手段の出力の差
   値を演算する減算手段と、前記２値化手段の出力を蓄積
   し、注目画素とその周辺画素のデ−タに基づいて前記差
   値を補正し、前記注目画素の白黒の種別に対応した差値
   補正デ−タを出力する補正手段と、この差値補正デ−タ
   について、次の注目画素の周辺画素に対応する差値補正
   デ−タに重み付けした後積算して作成した前記２値化誤
   差拡散値を前記加算手段に出力する誤差拡散値算出手段
   とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 入力画像デ−タに２値化誤差拡散値を加
   算する加算手段と、この加算手段の出力を２値化する２
   値化手段と、この２値化手段と前記加算手段の出力の差
   値を演算する減算手段と、前記２値化手段の出力画像を
   記録する際の記録系における実際のドットサイズと理論
   上のドットサイズとの差に応じて前記差値を補正し、注
   目画素の白黒の種別に対応した補正デ−タを出力する補
   正手段と、この差値補正デ−タについて、次の注目画素
   の周辺画素に対応する差値補正デ−タに重み付けした後
   積算して作成した前記２値化誤差拡散値を前記加算手段
   に出力する誤差拡散値算出手段を備えたことを特徴とす
   る画像処理装置。
3. 【請求項３】 入力画像デ−タに２値化誤差拡散値を加
   算する加算手段と、この加算手段の出力を２値化する２
   値化手段と、この２値化手段と前記加算手段の出力の差
   値を演算する減算手段と、前記２値化手段の出力を蓄積
   し、注目画素とその周辺画素のデ−タに基づいて予め定
   めた補正パタ−ンを選択し、前記２値化手段の出力画像
   を記録する際の記録系における実際のドットサイズと理
   論上のドットサイズとの差に応じて前記差値を補正し、
   前記注目画素の白黒の種別に対応した差値補正デ−タを
   出力する補正手段と、この差値補正デ−タについて、次
   の注目画素の周辺画素に対応する差値補正デ−タに重み
   付けした後積算して作成した前記２値化誤差拡散値を前
   記加算手段に出力する誤差拡散値算出手段を備えたこと
   を特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記誤差拡散値算出手段が、前記差値補
   正データを格納する格納手段と、この格納手段より注目
   画素の周囲画素に対応する差値補正データを読み出し、
   各周囲画素に対応する差値補正データに重み付けした後
   積算して作成した前記２値化誤差拡散値を前記加算手段
   に出力する誤差フィルタよりなることを特徴とする請求
   項１〜３のいれずかに記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記第３補正手段に入力画像の有効、無
   効を示す入力画像有効信号を入力し、有効信号の場合は
   前記差値補正データを出力し、無効信号の場合には前記
   差値補正データを出力しないようにしたことを特徴とす
   る請求項３記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記誤差フィルタに入力画像の有効、無
   効を示す入力画像有効信号を入力し、有効信号の場合は
   前記２値誤差拡散値を出力し、無効信号の場合は前記２
   値誤差拡散信号を出力しないようにしたことを特徴とす
   る請求項４記載の画像処理装置。
7. 【請求項７】 前記誤差拡散値算出手段が、前記差値補
   正データに重み付けして順次メモリに格納し、このメモ
   リより順次読み出して注目画素の周辺画素に対応する重
   み付けをした差値補正データを集積し前記２値化誤差拡
   散値として前記加算手段に出力することを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】 前記誤差拡散値算出手段に入力画像の有
   効、無効を示す入力画像有効信号を入力し、有効信号の
   場合は前記差値補正データを前記誤差拡散値算出手段に
   出力し、無効信号の場合は前記差値補正データを出力し
   ないようにしたことを特徴とする請求項７記載の画像処
   理装置。
9. 【請求項９】 前記差値補正データに重み付けするのに
   重み付け係数を複数組用意し、この複数組を選択する乱
   数発生部を、複数の１次元乱数発生部と、この１次元乱
   数発生部の出力を選択する出力選択部より構成したこと
   を特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の画像処理
   装置。