JPS63204375A - 中間調画像生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ドツトマトリックス閾値パターンと原画濃淡
信号とを比較して２値化し、中間調画像を生成する方法
に関する。

〔従来の技術〕

例えば、白黒の２値出力のみが可能な画像出力装置にお
いて中間調画像を再現するために種々の方法が採用され
ている。その一つとして、ドツトマトリックス閾値パタ
ーンと原画濃淡信号とを比較して２値化し、中間調画像
を生成する方法がある。このドツトマトリックス閾値パ
ターンによる中間調画像生成方法として知られているも
のにディザ法、濃度パターン法がある。

これらは、第５図、第６図に示したように入力データの
濃淡値（同各図（ａ）参照）とドツトマトリックス閾値
パターン（同各図（ハ）参照）との大小を比較し、前者
の方が大きいか等しければ出力をオン或いはオフとして
黒（図においてハツチングで示す）　を出力し、小さけ
ればオフ或いはオンにして白を出力し、同各図（Ｃ）に
示されるように中間調画像を再現しようとするものであ
る。

なお、第５図はディザ法、第６図は濃度パターン法を示
し、用いているドツトマトリックス闇値パターンは６Ｘ
６のサイズであり、３６階調を表示できるものである。

ところが、このようなドツトマトリックスによる中間調
画像生成方法には、擬似輪郭等のない良好な階調再現を
しようとすると解像度が低下し、逆に解像度を上げよう
とすると階調再現性が悪化するという欠点があった。

これは、表示し得る階調数を上げるためにはドツトマト
リックスを大きくしなければならないが、このようにす
るとドツトマトリックスの中心間距離が長くなって解像
度が低下するという解像度と階調再現性との相反関係が
存在するためである。

第７図は従来の中間調画像生成方法によって生じる欠点
を示す説明図である。なお、ここでは０〜２５５０階調
を有する８ビツトの濃淡値（第７図（ａ）＠照）を、０
を含めて１７階調を表現できる４Ｘ４の閾値マトリック
ス（第７図υ参照）を用いて２値化し、第７図（Ｃ）に
示す出カバターンを得る例を示す。

ここで、入力濃淡値ｒ１３１Ｊに対して実際に出力され
る濃淡値を検討すると、閾値マトリックス内の低い方か
ら数えて８つ目の閾値ｒ１２０Ｊに対応する画素までが
オン、すなわち黒となるので、出力濃淡値は （８／１６）　Ｘ２５５　＝１２７．５であり、入力濃
淡値１３１　との間に １３１−１２７．５　＝３．５ の量子化誤差を生じていた。この誤差の程度によって擬
似輪郭等が発生していた。特にこの現象は、第８図に示
されるように、入力画素より閾値マ）ＩＪフックス方が
大きい対応関係となっている、いわゆるパーシャルドツ
トと呼ばれる方式の場合には顕著である。

第８図に右いて判るように、第８図（ａ）に示される濃
淡値を同ｍ■に示される閾値マ）ＩＪフクスにより２値
化した場合、出カバターンは同図（Ｃ）に示されるよう
になる。したがって、同図（ａ）に示される各入力画素
■〜■に対して、それぞれ−２，５，１８，２５，−３
，７５，４３の誤差が生じてしまう。

すなわち、濃淡値１２５０入力画素■の場合は、１２５
−（２／４）　Ｘ２５５　＝　−２，５濃淡値８２０入
力画素■の場合は、 ８２−　（１／４）　Ｘ２５５　＝１８．２５濃淡値６
００Å力画素■の場合は、 ６０−　（１／４）　Ｘ２５５　＝　−３，７５濃淡値
４３の入力画素■の場合は、 ４３−　（０／４）　Ｘ２５５　＝４３となる。

以上のように、従来のドツトマトリックスによる中間調
画像生成方法では、用いる閾値マトリックスが小さくな
ると入出力間での誤差が大きくなり、階調再現が不良で
あるという欠点があった。

以上の問題を解決するために、誤差拡散法。

多投分割量子化法等の方式が提案されている。

（小野文章　画像電子学会誌　第１０巻、第５号（１９
８１）　Ｐ３ｇ８〜３９７「ディヂ法」参照）。

これらは基本的に、入力原稿の濃度と出力画像の濃度を
できる限り一致するようにドツトを配分することで解像
度と階調再現性の両者の高忠実再現を実現しようとする
ものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これらの方式によって得られた出力画像は、ド
ツトが原稿濃度によって分散されたり、規則的パターン
を形成したりして、場合によってはざらついた目ざわり
な画像となっ”でいた。このようなざらつき感は、特に
カラー画像出力時には顕著となり、満足な画質を得るこ
とができなかった。

本発明は、以上の問題点に鑑み、ドツトマトリックスに
よる中間調画像生成方法にふいて、従来より小さなマト
リックスを用いても階調再現性の劣化のない中間調画像
を生成することができる中間調画像生成方法を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕　′本発明は
、前記目的を達成するため、入力された原画濃淡信号を
ドツトマトリックス閾値パターンと比較して２値化し、
前記原画濃淡信号に応じた画像を出力する中間調画像生
成方法において、入力の濃淡値と出力の濃淡値との間の
誤差を各走査位置に対応して順次求めると共に、現走査
位置の画素近傍の前記誤差の重みつき平均値を求め、該
重みつき平均値により現走査位置の画素の濃淡値を補正
することを特徴とする。

本発明においては、中間調画像生成のための２値化によ
って生じた量子化誤差が、ある大きさの重みつき窓で平
均化される。このようにして求められた重みつき平均値
により現走査画素の濃淡値が補正される。したがって、
再現された画像は全体として量子化誤差が補正されたも
のとなる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の特
徴を具体的に説明する。

第２図は本発明に係る中間調画像生成方法を実施するた
めの画像処理装置全体の概略ブロックを示す。

図において、１は例えばＣＣＤ　（電荷結合素子）を用
いた画像を入力するための画像入力装置であり、原稿情
報を約１６０ドツ）　／　ｃｍ　（４００ドツト／イン
チ）の解像度で、０〜２５５０８ビツトの濃淡値データ
として読み取るものである。読み取った８ビツトの原稿
情報はＡ４サイズで１頁分格納できる容量を有する画像
メモリ２に格納される。画像入力装置１或いは画像メモ
リ２からのデータの８ビツトの濃淡値は、画像処理装置
３により画素の面積に変換され、０．１の２値でしか出
力できない画像出力装置５によっても中間調画像を再現
できるようにする。これらの装置全体の信号制御は制御
装置４により行なわれる。前記画像出力装置５は、例え
ば、約３１０ドツト／ｃｍ（８００ドツト／インチ）の
解像度で２値画像の記録を行なうものである。なお、本
実施例では画像出力装置５として電子写真式レーザビー
ムプリンタを用いたが、サーマルプリンタ、インクジェ
ットプリンタ等を使用してもよい。

次に、画像処理装置筒１の動作について第１図のフロー
チャートを参照して説明する。

なお、本実施例においては、人力画像が第１表に示すよ
うな濃淡値ｄ（ｉ−Ｌｊ−１）、　ｄ（Ｌｊ−ＩＬｄｌ
＋１．Ｊ−１）、　ｄ（ｌ−１，ｊ）、’（ＬＪ）＋　
ｄ（ｔｏ１．ｊ）の配置を有するものとする。ここで、
ｌは主走査方向の走査点の位置を示し、ｊは副走査方向
の走査点位置を示すものとする。

第１表 先ず、走査点の副走査方向の位置を初期位置に設定する
（ステップ１０１）。次に、上述の人力画像の各画素毎
に誤差を演算し、この誤差を画像処理袋［１３内に設け
られた誤差バッファ（図示せず）　に格納する。そして
、走査画素の２次元近傍の３画素の誤差、ｅ　（ｉ−Ｌ
　ｊ−１）＋　ｅ　（ｉ、　ｊ−１）　。

ｅ（ｉ−１，ｊ）　ｌ：対して重み係数ｍ、、　Ｗ、、
　Ｗｊを掛けて合計し、これを走査画素が補正しなけれ
ばならない誤差量ＥＲとする（ステップ１０２）。

すなわち、 ＥＲ＝ Ｌ−ｅ（ｉ−ｔｏ　ｊ−１）＋１１２−ｅ（ｉ、ｊ−１
）十Ｗ、−ｅ（ｉ−１，ｊ）となる。

いま、各濃淡値が第１表に示すように、ｄ（ｉ−１，ｊ
−１）　＝５０ ｄ（ｉ、　ｊ−１）　＝９３ ｄ　（ｉ−１，０＝６２ とし、これらの濃淡値を第４図（ａ）に示す閾値マトリ
ックスと比較して中間調を再現すると、各誤差は、第２
表に示すように、 ｅ（ｉ−１，ｊ−１＞　−５０−（３／１６）　Ｘ２５
５　＝　２．２ｅ（ｉ、　ｊ−１）　＝９３−　（６／
１６）　Ｘ２５５　＝　−２，６ｅ（ｉ−１，ｊ）　＝
６２−（４／１６）　Ｘ２５５　＝　−Ｌ８となる。

第２表　　　　　　　第３表 ここて、各重み係数を第３表に示すように、ｎ、　＝　
０．２．　Ｌ　＝　０．４．　Ｌ　＝　０．４　とする
と、ＥＲ＝０．２ｘ２．２＋０．４ｘ（−２，６）＋０
．４Ｘ（−１，８）’＝−１，３ となる。

なお、第２表、第３表に右いてｘ印は走査点の位置を示
す。

本実施例では走査画素の近傍３画素で誤差量ＥＲを求め
たが、これは処理速度と画質との兼ね合いで設定された
ものであり、参照画素数はこの限りではない。また、重
み係数の値についても同様である。

次に、現走査画素の濃淡値ｄ（ｉ、ｌ　から誤差量ＥＲ
を引き（補正後の最終の濃淡値りを求める（ステップ１
０３）。本実施例の場合、Ｄ＝ｄ（ｉ、ｊ）−ＥＲ ？８０−　（−１，３）　＝８１．３ となる。

次に、この最終の濃淡値りと予め設定されている第４図
（ａ）に示される閾値マトリックスとの比較を行い、第
４図（ハ）に示される出カバターンを得る（ステップ１
０３）。このパターンを画像出力装置ｍ！５で出力すれ
ば中間調画像が得られる。

一方、このときにも実際に出力された濃淡値Ｄ０　と最
終の濃淡値りとの間に誤差ｅ（ｉ、ｊ）が発生するため
、これを誤差バッファ１１に格納する（ステップ１０５
．１０６）。本実施例の場合、Ｄ、　＝　（５／１６）
　Ｘ２５５　＝７９．７であるから、 ｅ（ｉ、　ｊ）　＝８１．３−７９．７　＝　１．６に
なる。

以上の操作を入力の一画素毎に主走査方向に実行しくス
テップ１０７．１０８）、主走査方向の処理が終了した
ら、主走査の位置を初期位置に戻すと共に副走査の位置
を一つ進め、主走査走査方向の処理を再開する（ステッ
プ１０９．１１０．１１１）。

このようにして、全画面に対して繰り返し実行すること
によって、平均としての誤差を補正した中間調画像を得
ることができる。

第３図は上記処理をハードウェアで実現する場合の回路
例を示す。

誤差量演算回路１１において走査画素の２次元近傍の３
画素の誤差、ｅ（ｉ−１，ｊ−１）、　ｅ（ｉ、ｊ−１
）。

ｅ（ｉ−１，ｊ）に対して重み係数Ｗ、、　Ｗ、、　Ｗ
、を掛けて合計し誤差量ＥＲを、求める。そして、減算
回路１３においては、現走査画素の濃淡値ｄ　（ｉ、　
ｊ）から誤差量ＥＲが減算され、補正後の最終の濃淡値
りが求められる。比較回路１４では、この最終の濃淡値
りと予め設定されている第４図（ａ）に示される閾値マ
トリックス１５との比較を行う。

比較回路１４の出力は画像出力装置５（第２図参照）　
に供給され第４図０に示される出カバターンが得られる
。更に、減算回路１６において、実際に出力された濃淡
値Ｄｏ　と最終の濃淡値りとの間の誤差ｅ（Ｌ、＋）が
求められ、これが誤差バッファ１１に格納され、先に述
べた誤差量演算回路１２における演算に必要な誤差とな
る。

なお、本実施例においては、入力の一画素を一つの閾値
マトリックスパターンで表現する濃度パターン法の場合
を例に挙げて説明したが、入力の数画素を１つの閾値マ
トリックスパターンで表すパーシャルドツト法、ディザ
法にも適用することができる。

また、本実施例に示される中間調画像生成方法は、カラ
ー画像記録装置に対しても適用することができ、モアレ
防止等のために各色毎に異なったスクリーン角を有する
閾値パターンを用いた場合でも、閾値パターンの形状を
損なうことなく画像を生成できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、走査画素の近傍で２値
化によって生じた量子化誤差をある大きさの重みつき窓
で平均化し補正値を求め、この補正値により現走査画素
の濃淡値を補正するようにしている。これにより平均的
な誤りが小さくなり、階調再現が良好となる。すなわち
、本発明においては、あくまでも閾値マトリックスのパ
ターンを基準として補正を行っているので、誤差拡散法
等で見られていたノイズパターンや規則的パターンが生
じない。したがって、表現できる階調数が少ない、小さ
なサイズの閾値マトリックスパターンを用いても擬似輪
郭を生ずることがないので、高解像で原画を再生するこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る中間調画像生成方法における誤差
補正の手順の一例を示すフローチャート、第２図は画像
処理装置全体を示す概略ブロック図、第３図は本発明に
係る中間調画像生成方法を実施するための画像処理装置
のブロック、第４図は閾値マトリックスと出カバターン
との関係を示す説明図、第５図は従来のディザ法による
中間調画像生成を示す説明図、第６図は従来の濃度パタ
ーン法による中間調画像生成を示す説明図、第７図は濃
度パターン法における誤差の発生を説明するための図、
第８図は従来のパーシャルドツト法による中間調画像生
成を示す説明図である。 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代　理　人　　
小　堀　　益（ほか２名）第１図 第２図 第３図 第５図　　　第６図 （ｂ）　　　　　　（ｂ） （ｃ）　　　　　　（ｃ） 第７図 （ａ） （ｂ） （ｃ） ＠　８　図 （ｃｌ） （ｂ） （ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入力された原画濃淡信号をドットマトリックス閾値
   パターンと比較して２値化し、前記原画濃淡信号に応じ
   た画像を出力する中間調画像生成方法において、入力の
   濃淡値と出力の濃淡値との間の誤差を各走査位置に対応
   して順次求めると共に、現走査位置の画素近傍の前記誤
   差の重みつき平均値を求め、該重みつき平均値により現
   走査位置の画素の濃淡値を補正することを特徴とする中
   間調画像生成方法。