JP2007006271A - 二値化処理を行う画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力画像データを画素毎の二値化データ19に変換する画像処理装置において,(1)多階調画像データ13の最大階調値の1/2未満の基準値より処理対象画素の多階調画像データの階調値が低い場合は,複数の低い閾値を集中させることなく複数の閾値が分散配置された閾値マトリクスに基づいて当該処理対象画素をドット有りとドットなしの二値化データに変換する第1の二値化処理を行い,(2)高い場合は,当該処理対象画素をドット有りの二値化データに変換する第2の二値化処理と,処理対象画素の入力階調値と最大階調値との差からなる誤差を第1の誤差伝搬マトリクスに基づいて周囲の画素の多階調画像データに加算する誤差伝搬処理とを行う。
【選択図】図1
Description
前記多階調画像データの最大階調値の1/2未満の基準値より処理対象画素の多階調画像データの階調値が低い場合は,複数の低い閾値を集中させることなく複数の閾値が分散配置された閾値マトリクスに基づいて当該処理対象画素をドット有りとドットなしの二値化データに変換する第1の二値化処理を行い,
前記基準値より処理対象画素の多階調画像データの階調値が高い場合は,当該処理対象画素をドット有りの二値化データに変換する第2の二値化処理と,前記処理対象画素の入力階調値と最大階調値との差からなる誤差を第1の誤差伝搬マトリクスに基づいて周囲の画素の前記多階調画像データに加算する誤差伝搬処理とを行う二値化ユニットを有する画像処理装置である。
本実施の形態における二値化処理は,誤差拡散法とドット分散型固定ディザ法とを併用することで,誤差拡散法による文字や細線の高解像度性を維持したまま,低濃度領域におけるドット生成の遅延を抑制し,中濃度領域でのテクスチャ(ワームノイズ)の発生を抑制する。そして,二値化された画素の誤差を周囲の画素の階調値に加算する誤差拡散処理を行う。
図1に示したとおり,本実施の形態の画像処理ユニット14では,二値化ユニット18による二値化処理に先立って,ガンマ補正ユニット16が入力される多階調画像データ13をガンマ補正している。このガンマ補正により,本実施の形態において採用したハイブリッド誤差拡散による二値化処理で生じるノンリニア特性を補正する。つまり,ハイブリッド誤差拡散法では,基準値より高濃度は常にドット有りに二値化しその誤差を伝搬し,基準値より低濃度は閾値マトリクスにより二値化して誤差を伝搬させている。このハイブリッド誤差拡散法により二値化前の多階調画像データの入力階調値と二値化データの出力階調値との間にノンリニアな特性が含まれる。そこで,このノンリニア特性を是正するために,ガンマ補正が行われる。
上記の実施の形態では,合成ガンマテーブルによる補正精度を上げるために補正後の階調値を浮動小数点によるビット形式(倍精度の64ビット)にした。しかし,浮動小数点のビット形式の実数を誤差伝搬などのために48で除算する処理は,コンピュータには多くの処理工数を要する。そこで,高速処理を可能にするために,階調値を整数の固定小数点によるビット形式(16ビット,−32767〜+32767)にし,誤差伝搬マトリクスの割合を2のべき乗で除算した割合にする。
本実施の形態のハイブリッド誤差拡散による二値化処理した結果と,従来の固定ディザ法,誤差拡散法による二値化結果とを比較する。第1の比較例は,中高濃度領域はドット有りに二値化して誤差を拡散し,中低濃度領域はディザ法による閾値マトリクスによる二値化を行う処理をした場合である。この第1の比較例では,中低濃度領域でディザ法で二値化した時に発生する誤差は伝搬させていない。第2の比較例は,同様に,中高濃度領域はドット有りに二値化して誤差を伝搬し,中低濃度領域はディザ法による閾値マトリクスによる二値化してその誤差を伝搬する処理をした場合である。
図13,14は,中濃度領域のパッチ画像についてオリジナル画像(A),ドット分散型固定ディザ(B),誤差拡散(C),ハイブリッド誤差拡散(D)の二値化結果を示す。オリジナル画像(A)には,階調値68,69,70のパッチパターンが上段に,階調値84,85,86のパッチパターンが下段に配置されている。これらは,低い基準値による二値化に伴うマイナス誤差の拡散で,二値化処理時には多くの画素の階調値が基準値未満になる。したがって,低中濃度領域での分散ディザ法とその誤差拡散の処理結果と,中濃度領域での分散ディザ法と誤差拡散法の境界部分での連続性とを比較することができる。ドット分散型固定ディザ法(B)では,やや大きなテクスチャ(ワームノイズ)が見られる。また,誤差拡散法(C)では,処理開始時のドット発生後れと大きなテクスチャ(ワームノイズ)が見られる。それに対して,本実施の形態(D)では,誤差拡散特有のワームノイズは抑制されているものの,誤差伝搬の連続性がないのでドットの粗密な部分で生じるムラが目立っている。
図17,18は,中濃度領域のパッチ画像についてオリジナル画像(A),ドット分散型固定ディザ(B),誤差拡散(C),ハイブリッド誤差拡散(D)の二値化結果を示す。オリジナル画像(A)には,階調値68,69,70のパッチパターンが上段に,階調値84,85,86のパッチパターンが下段に配置されている。これらは,低い基準値による二値化に伴うマイナス誤差の拡散で,二値化処理時には多くの画素の階調値が基準値未満になる。したがって,低中濃度領域での分散ディザ法とその誤差拡散の処理結果と,中濃度領域での分散ディザ法と誤差拡散法の境界部分での連続性とを比較することができる。ドット分散型固定ディザ法(B)では,やや大きなテクスチャ(ワームノイズ)が見られる。また,誤差拡散法(C)では,処理開始時のドット発生後れと大きなテクスチャ(ワームノイズ)が見られる。それに対して,本実施の形態(D)では,誤差伝搬の連続性があるのでテクスチャが抑制され画質が向上しているのがわかる。
14:画像処理ユニット(画像処理装置)
16:ガンマ補正ユニット 18:二値化ユニット
19:二値化データ
Claims (11)
- 所定の解像度の画素毎に多階調画像データを有する入力画像データを前記画素毎の二値化データに変換する画像処理装置において,
前記多階調画像データの最大階調値の1/2未満の基準値より処理対象画素の多階調画像データの階調値が低い場合は,複数の低い閾値を集中させることなく複数の閾値が分散配置された閾値マトリクスに基づいて当該処理対象画素をドット有りとドットなしの二値化データに変換する第1の二値化処理を行い,
前記基準値より処理対象画素の多階調画像データの階調値が高い場合は,当該処理対象画素をドット有りの二値化データに変換する第2の二値化処理と,前記処理対象画素の入力階調値と最大階調値との差からなる誤差を第1の誤差伝搬マトリクスに基づいて周囲の画素の前記多階調画像データに加算する誤差伝搬処理とを行う二値化ユニットを有する画像処理装置。 - 請求項1において,
前記二値化ユニットは,前記第1の二値化処理と共に,当該第1の二値化処理が行われた処理対象画素の誤差を周囲の画素の前記多階調画像データに加算する誤差伝搬処理を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において,
前記二値化ユニットは,前記第1の二値化処理においてドット有りに二値化された処理対象画素の誤差を,前記第1の誤差伝搬マトリクスに基づいて周囲の画素の前記多階調画像データに加算する誤差伝搬処理を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項3において,
前記第1の誤差伝搬マトリクスは,処理対象画素から第1の方向に位置する周囲の画素により高い重み付けで前記誤差の全てを伝搬することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において,
前記二値化ユニットは,前記第1の二値化処理においてドットなしに二値化された処理対象画素の誤差を,第2の誤差伝搬マトリクスに基づいて周囲の画素の前記多階調画像データに加算する誤差伝搬処理を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項5において,
前記第2の誤差伝搬マトリクスは,処理対象画素から第2の方向に位置する周囲の画素により高い重み付けで前記誤差の一部を伝搬することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1において,
更に,前記画素毎に多階調画像データを有する入力画像データを,前記二値化ユニットによる二値化処理に伴って発生する,入力画像データの階調値と二値化データにより再現される画像の階調値とのノンリニア特性を補正するガンマ補正処理ユニットを有し,
前記ガンマ補正処理ユニットにより補正された補正入力画像データが,前記二値化ユニットにより二値化されることを特徴とする画像処理装置。 - 請求項7において,
前記ガンマ補正処理ユニットは,更に,前記入力画像データに対して低濃度階調領域でより低濃度階調に補正するドット除去補正と,高濃度階調領域でより高濃度階調に補正する黒強調補正を行うことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項8において,
前記ガンマ補正処理ユニットは,前記ノンリニア特性の補正と前記ドット除去補正と前記黒強調補正とが合成された合成補正テーブルに基づいて,前記入力画像データを補正することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1,2,3,5のいずれかにおいて,処理対象画素の多階調データが複数ビットからなるバイナリデータ形式で処理され,前記誤差伝搬処理において,当該多階調データを所定数ビット右シフト処理することで,伝搬すべき誤差を算出することを特徴とする画像処理装置。
- 所定の解像度の画素毎に多階調画像データを有する入力画像データを前記画素毎の二値化データに変換する画像処理プログラムにおいて,
前記多階調画像データの最大階調値の1/2未満の基準値より処理対象画素の多階調画像データの階調値が低い場合は,複数の低い閾値を集中させることなく複数の閾値が分散配置された閾値マトリクスに基づいて当該処理対象画素をドット有りとドットなしの二値化データに変換する第1の二値化処理工程をコンピュータに実行させ,
前記基準値より処理対象画素の多階調画像データの階調値が高い場合は,当該処理対象画素をドット有りの二値化データに変換する第2の二値化処理工程と,前記処理対象画素の入力階調値と最大階調値との差からなる誤差を第1の誤差伝搬マトリクスに基づいて周囲の画素の前記多階調画像データに加算する誤差伝搬処理工程とをコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
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JP2015039772A (ja) * | 2013-08-20 | 2015-03-02 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置、印刷方法、シリアルプリンター |
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