JP4185720B2 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に、多値画像データを高精細かつ高階調に表示及び記録する為の画像処理装置及びその画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、スキャナやディジタルカメラ等の入力装置で読み取った多値画像データをプリンタやディスプレイ等の出力装置に出力する画像入出力システムがある。
【0003】
そのシステムでは、入力装置で読み取った多値(例えば、1画素8ビットならば256階調)の画像データを出力装置が出力可能なようにn値化処理が行われてきた。例えば、出力装置が1画素についてON/OFFのみの2つの表現しか出きない場合には、2値化処理が行なわれてきた。この2値化処理の中で画像の解像度と階調表現に共に優れたものとして誤差拡散処理がある。
【0004】
ここで、従来の技術である誤差拡散の原理を図1を参照して説明する。
【0005】
図1は誤差拡散処理の原理を説明するブロック図である。
【0006】
入力装置で読み取った多値(例えば、1画素8ビットの階調が0〜255)の入力データ(In)には加算器6において割算部5の出力である周辺画素から拡散された誤差(dIn) が加算され、その結果得られた値(In+dIn) が比較部2に入力される。比較部2では、閾値設定部1から読み出された閾値(例えば、127)と(In+dIn)の値とを比較して、(In+dIn)>127である場合は、比較部2の出力値(Out)を“255”とし、(In+dIn)≦127である場合は、その出力値(Out)を“0”として出力する。
【0007】
このようにして出力値(Out)は2値データとなり、その値が“0”であることは(OFF)を意味し、“255”であることは“ON”を意味する。
【0008】
また、減算部3は、比較部2への入力値(In+dIn)から比較部2からの出力値(Out)を減算して、差分(dOut=(In+dIn)−Out)を算出してこれを2値化誤差(dOut)とする。2値化誤差(dOut)には、周辺画素への分配係数7が乗算され、その結果が誤差蓄積バッファ4に加算蓄積される。誤差蓄積バッファ4上の次に処理を行う画素(*)の値が割算部5に入力され、そこで分配係数の総和(この例では、“32”)で割算され正規化されて正規化誤差(dIn)として出力される。
【0009】
このように、誤差拡散処理とは、例えば、1画素8ビットの入力多値(In)を“0”または“255”の2値の出力値(Out)に変換する際に発生する差分を周辺画素に分配しマクロ的には入力値の値を保存する処理である。
【0010】
図2及び図3は、図1に示した誤差拡散により値が“127”の入力データを処理し出力装置によって出力された画像の状態を示した図である。
【0011】
図2は、各画素が占める領域に対し、規則的にON/OFFを示すようになった出力画像結果を示しており、図3は、各画素が占める領域に対しONとなる画素がその領域をはみ出して表現していることを示している。
【0012】
例えば、インクジェットプリンタのようにインク液滴を記録紙のような記録媒体に吐出して画像を形成する場合には、記録媒体に吐出されたインク液滴の形状は円形で、しかも、1画素に対する領域より大きくなるのが常である。これは、記録媒体上では吐出されたインク形状が円形となるため、記録媒体全面にわたって記録をしたときにインクによって記録されない部分が出ないようにインクの吐出量が設定されていることによる。従って、図3に示されるような画像が形成されるのである。
【0013】
また、図示されていないが、プラズマやバックライト付の液晶など発光体を用いた表示装置の場合も、光学系のフレアや内部反射のため、また表示輝度を上げるために発光部の領域を画素に対して大きくとるために、人間の目に入る前の状態としては、図2で示す画像表現より図3に示す画像表現になる。
【0014】
但し表示装置の場合は、ONとなる画素が明るい部分、OFFとなる画素が暗い部分を表現することになる。
【0015】
以下、現象的には同じなので出力装置として、インクジェットプリンタを想定して説明する。
【0016】
図4は、前述の誤差拡散法を用いて多値画像データを2値化し、その2値化データをインクジェットプリンタに出力して擬似中間調表現をした画像を記録した時の記録濃度特性を示す図である。
【0017】
図4において、横軸は誤差拡散処理のために入力される多値画像データの値を示し、縦軸は誤差拡散処理による出力をインクジェットプリンタで出力した後の濃度値を示す。
【0018】
図3に関連して説明したように、記録紙上に形成されるドットが円形であり、かつ吐出インクが記録紙上では滲みでドット形が大きくなるというドットゲイン現象のため、図4に示されているように記録濃度特性は、入力多値画像データの濃度値に対して線形ではなく、曲線8のように濃度特性が凸状になる。一方、視覚的にみて滑らかな連続階調を再現する為には、濃度特性が線形性をもつ必要がある。そのため、従来は、図1における入力画像データの値(In)に対し、図4において縦軸を0〜255の値に正規化した座標系で、曲線8についてY=X(図中の細い破線)に関して対称な特性曲線9を用いてルックアップテーブル変換を施し、入力値に対し濃度特性が線形となるような変換処理を行なっていた。
【0019】
図5は、図1に原理的に示した誤差拡散処理の入力多値画像データに濃度補正を行なうためにルックアップテーブル10を追加した従来の構成を示すブロック図である。これによって、従来は濃度特性がリニアな記録結果を得ている。
【0020】
また、上述したドットゲイン現象は、記録紙の種類(普通紙、コート紙、半光沢紙、光沢紙など)に応じて夫々の用紙が異なった特性を有するので、ドットの滲み現象の程度も異なってくる。加えて、記録解像度が、例えば、600×600DPIの場合と600×1200DPIの場合とでは記録濃度特性も異なる。
【0021】
図6は、記録紙の種類、記録解像度の変化に従った記録濃度特性の変化を示す図である。
【0022】
図6において、曲線11は普通紙、曲線12はコート紙、曲線13は半光沢紙、曲線14は光沢紙の場合の記録濃度特性をあらわしている。これらの特性は全て記録解像度が600×600DPIの時のものである。一方、曲線15は、記録解像度が600×1200DPIの時の光沢紙の記録濃度特性を示す。各特性曲線は、それぞれの最高濃度値に対する濃度リニア特性に対し、異なった非線形濃度特性を示すのが特徴的である。
【0023】
このように従来は、誤差拡散による2値化処理では線形の記録濃度特性が得られない為、2値化処理の前にルックアップテーブル処理を行い線形の濃度特性が得られるように補正している。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では、非線形なルックアップ変換処理を必要としていた為、量子化誤差が発生し、例えば、1画像8ビットの多値画像データを入力データとする場合、階調が256あるにもかかわらず、実際にはその256階調を線形の濃度特性を用いて表現できないという問題が発生していた。
【0025】
また、その量子化誤差が大きい場合は、形成画像上に擬似輪郭が発生し滑らかな階調を実現できないという問題も発生していた。
【0026】
さらに、従来例に従って256階調表現可能な線形の濃度特性を保証する為には、入力データ及び中間処理データのビット数を増やして実現することが必要であるが、回路構成上、8ビットデータを扱う場合に比べ、その回路ではゲート数の増加し、メモリが増加するなど構成が複雑になり安価なハードウェアを実現することが困難になる。
【0027】
また、入力データをソフトウェアを用いて処理する場合においても、メモリの占有率の増加などにより処理速度の低下が発生する。特に、記録媒体(その結果、形成画像サイズが)がB0サイズとなる大判プリンタなどでは、その処理速度の低下は甚だしいものがある。
【0028】
本発明は上記従来例とのその問題点に鑑みてなされたものであり、記録媒体の種類、記録解像度の変化があっても誤差拡散による2値化によって濃度特性が線形の階調表現を実現し、階調特性の優れた高品位な画像形成を実現することができ、さらに簡単で安価な構成で高速な処理を実現する画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的としている。
【0029】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の画像処理方法は以下の構成からなる。
【0030】
即ち、多値画像データを誤差拡散処理を施して擬似中間調画像を形成するための画像データに変換する画像処理方法であって、前記多値画像データの各画素の値を2値化し、該2値化によって発生した誤差を生成する誤差発生工程と、前記多値画像データの各画素の値に従って、前記誤差発生工程において発生した誤差を補正する誤差補正工程と、前記誤差補正工程において補正された誤差を次の画素の誤差拡散処理にフィードバックするフィードバック工程とを有し、前記誤差補正工程は、前記多値画像データの各画素の値と前記誤差発生工程において発生した誤差とに従って誤差拡散マトリクスの分配係数の1つをそれぞれ出力するテーブルの組を複数組備え、前記擬似中間調画像を形成する記録媒体と記録モードとに従って、前記複数組のテーブルから1つの組を選択し、該選択されたテーブルの組を参照して、前記誤差拡散マトリクスの分配係数を出力するものであり、前記複数のテーブルは2次元テーブルであり、前記複数組のテーブルの各組を構成する前記2次元テーブルは、前記誤差拡散処理において用いる誤差拡散マトリクスの中に含まれる分配係数の数だけ備えられ、前記2次元テーブル各々は、前記多値画像データのとり得る値からサンプルされた代表値と前記誤差発生工程において発生し得る誤差からサンプルされた代表値とから前記分配係数の1つが定められる構造となっており、前記定められた分配係数に対して補間処理を行って入力される多値画像データの値と前記誤差発生工程において発生した誤差とに対する分配係数を出力することを特徴とする。
【0036】
また他の発明によれば、多値画像データを誤差拡散処理を施して擬似中間調画像を形成するための画像データに変換する画像処理装置であって、
前記多値画像データの各画素の値を2値化し、該2値化によって発生した誤差を生成する誤差発生手段と、前記多値画像データの各画素の値に従って、前記誤差発生手段によって発生した誤差を補正する誤差補正手段と、前記誤差補正手段によって補正された誤差を次の画素の誤差拡散処理にフィードバックするフィードバック手段とを有し、前記誤差補正手段は、前記多値画像データの各画素の値と前記誤差発生手段によって発生した誤差とに従って誤差拡散マトリクスの分配係数の1つをそれぞれ出力するテーブルの組を複数組と、前記擬似中間調画像を形成する記録媒体と記録モードとに従って、前記複数組のテーブルから1つの組を選択する選択手段とを有し、前記選択手段によって選択されたテーブルの組を参照して、前記誤差拡散マトリクスの分配係数を出力するものであり、前記複数のテーブルは2次元テーブルであり、
前記複数組のテーブルの各組を構成する前記2次元テーブルは、前記誤差拡散処理において用いる誤差拡散マトリクスの中に含まれる分配係数の数だけ備えられ、前記2次元テーブル各々は、前記多値画像データのとり得る値からサンプルされた代表値と前記誤差発生手段によって発生し得る誤差からサンプルされた代表値とから前記分配係数の1つが定められる構造となっており、前記定められた分配係数それぞれに対して補間処理を行って入力される多値画像データの値と前記誤差発生手段によって発生した誤差とに対する補正された分配係数を出力することを特徴とする画像処理装置を備える。
【0037】
さらに他の発明によれば、上記のような画像処理方法の各工程を実行するプログラムを備える。
【0038】
またさらに他の発明によれば、上記のプログラムをコンピュータで実行可能なコードで記述し、該コードを格納した記憶媒体を備える。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0040】
これ以降に説明では、まず多値画像データを入力して誤差拡散処理を行なって2値化データを出力する2値化処理装置のいくつかの実施形態について説明し、最後にこの2値化処理装置が応用される画像入出力システムについて説明する。
【0041】
なお、いくつかの実施形態で説明する2値化処理装置の構成において、既に従来例において説明したのと同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略する。また、説明を簡単にするために全ての2値化処理装置では1画素8ビット(0〜255の階調)の多値画像データを入力し、これを2値化し、その出力値(Out)は“255”或い“0”とする。従来例と同様に、この出力2値データの値が“0”であることは(OFF)を意味し、“255”であることは“ON”を意味する。また、2値化のための閾値は“127”とする
<第1実施形態>
図7は本発明の第1実施形態に従う2値化処理方法を用いた2値化処理部の構成を示すブロック図である。
【0042】
図7に示す2値化処理部では、加算器6が多値画像データ(In) と割算部5からの出力である周辺画素からの拡散誤差(dIn)を入力してこれを加算し、その加算した値(In+dIn)を比較部2に入力する。比較部2では、閾値設定部1から読み出された閾値(127)と(In+dIn)の値を比較して、(In+dIn)>127であれば、出力値(Out)を“255”とし、(In+dIn)≦127であれば“0”とする。
【0043】
なお、閾値設定部1は、常に一定の閾値を発生しなくてもよく、誤差拡散処理特有のミミズ、はき寄せ状などのモアレパターンの発生を防止する為に、閾値設定部1に乱数テーブルを設け、所定の範囲内での閾値を発生するようにしても良い。
【0044】
また、減算部3は比較部2への入力値(In+dIn)から比較部2からの出力値(Out)を減算して2値化誤差(dOut1=(In+dIn)−Out)を生成し、これを減算部19に入力する。一方、テーブル変換部20には、入力多値画像データ(In)の各値と差分補正値(f(In))とが関係づけられた複数のテーブルが格納されており、ユーザによって指定された記録媒体(例えば、記録用紙)の種類、記録モード(例えば、高解像度記録、低解像度記録)に対応したパラメータがパラメータDB21からロードされると、複数のテーブルの内、そのパラメータに対応したテーブルを選択して用いるように設定する。
【0045】
そして、テーブル変換部20に多値画像データ(In)が入力されると、その値と指定された記録媒体の種類と記録モードとに対応した差分補正値(f(In))を減算部19に出力する。減算部19は減算部3から出力された差分(dOut1)から差分補正値(f(In))を減算し、その結果得られた補正差分(dOut2=dOut1−f(In))を誤差蓄積バッファ4に出力する。
【0046】
さて、その補正差分(dOut2)は誤差が拡散される周辺画素夫々に対応した分配係数7が周辺画素それぞれに乗算され、その乗算結果が周辺画素に対応した誤差蓄積バッファ4に加算蓄積される。誤差蓄積バッファ4において次に処理を行う画素(*)の値が割算部5に出力され、分配係数の総和(この例では、32)で除算され正規化され、その結果が拡散誤差(dIn)として加算部6に出力される。
【0047】
図8は記録媒体の種類と記録モードに従って選択されるテーブル変換部20で用いるテーブルの差分補正値の変化の例を表現した図である。図8において、横軸は入力多値画像データ(In)の値、縦軸は差分補正値(f(In))である。
【0048】
以上説明した実施形態(図7の構成)を従来例(図1の構成)と比較すると、この実施形態の2値化処理部は従来の構成に加えて、記録媒体の種類と記録モードとに対応したパラメータを備えたデータベースと、そのパラメータと入力多値画像データの値によって選択されるテーブルと、そのテーブルから出力される差分補正値を用いて一度得られた2値化誤差を補正する減算部とを備えている。
【0049】
従って以上説明した実施形態に従えば、記録モードや記録媒体の種類に応じた適切な補正を行ってより滑らかな階調表現を実現することができる。
【0050】
<第2実施形態>
ここでは第1実施形態で説明した構成の2値化処理部に含まれる差分補正を行なう減算部の代わりに積算部を用いる構成について説明する。
【0051】
図9は本発明の第2実施形態に従う2値化処理方法を用いた2値化処理部の構成を示すブロック図である。この構成では、第1実施形態に従う2値化処理部の減算部19の代わりに積算部25が用いられている。
【0052】
以下の説明では、第1実施形態との違いを中心に説明する。
【0053】
積算部25には減算部3によって得られた差分(dOut1=(In+dIn)−Out)が入力される一方、テーブル変換部20からは第1実施形態と同様に入力多値画像データ(In)の値に対応した差分補正値(f(In))が入力される。そして、積算部25はこれらの入力値を積算して補正差分(dOut2=dOut1× f(In)))を出力する。この後、第1実施形態と同様の処理がなされる。
【0054】
図10は記録媒体の種類と記録モードに従って選択されるテーブル変換部20で用いるテーブルの差分補正値の変化の例を表現した図である。図10において、横軸は入力多値画像データ(In)の値、縦軸は差分補正値(f(In))である。
【0055】
従って以上説明した実施形態に従っても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0056】
<第3実施形態>
ここでは第1、2実施形態で説明した構成の2値化処理部に含まれる差分補正を減算部や積算部を用いて実現する代わりにテーブル変換部と割算部とを用いて実現する構成について説明する。
【0057】
図11は本発明の第3実施形態に従う2値化処理方法を用いた2値化処理部の構成を示すブロック図である。
【0058】
以下の説明では、第1実施形態との違いを中心に説明する。
【0059】
従来例と同様に減算部3で得られた2値化誤差(dOut)は、誤差が拡散される周辺画素夫々に対応した分配係数28が周辺画素それぞれに乗算され、その乗算結果が周辺画素に対応した誤差蓄積バッファ4に加算蓄積される。一方、テーブル変換部26には、第1実施形態と同様に、指定された記録媒体の種類や記録モードに対応したパラメータがパラメータDB21からロードされ、そのパラメータに対応したテーブルが選択設定されており、入力多値画像データ(In)の値に対応した差分補正値(f(In))を出力する。
【0060】
そして、割算部27は誤差蓄積バッファ4から次に処理を行う画素(*)の値を入力し、これを分配係数28の総和(この例では、“320”)と差分補正値とを加算された値(320+f(In))で除算し正規化して拡散誤差(dIn))として出力する。
【0061】
図12は記録媒体の種類と記録モードに従って選択されるテーブル変換部20で用いるテーブルの差分補正値の変化の例を表現した図である。差分補正値の変化の例を表現した図である。図12において、横軸は入力多値画像データ(In)の値、縦軸は差分補正値(f(In))である。
【0062】
従って以上説明した実施形態に従えば、差分補正のための減算部や積算部が必要なく、より簡単な構成で第1、2実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0063】
<第4実施形態>
ここでは第1実施形態で説明した構成の2値化処理部に含まれる差分補正を減算部やテーブル変換部を用いて実現する代わりに、2次元(2D)テーブルを用いて実現する構成について説明する。
【0064】
図13は本発明の第4実施形態に従う2値化処理方法を用いた2値化処理部の構成を示すブロック図である。
【0065】
以下の説明では、第1実施形態との違いを中心に説明する。
【0066】
従来例と同様に減算部3で得られた2値化誤差(dOut)は、2Dテーブル29に出力される。この実施形態では、第1〜第3実施形態において分配係数7或いは28として言及した誤差拡散マトリックスと同様に、4×3のサイズの誤差拡散マトリックスを用いるが、以下に説明するように実質的に用いる拡散係数の数は6つである。また、第1〜第3実施形態では、差分(dOut)を誤差を分配係数を表した誤差拡散マトリックスによって分配し、その結果得られた分配誤差を該当する蓄積誤差バッファに加算蓄積された後、割算部5或いは27で正規化していたが、この実施形態では、拡散誤差を正規化するまでの処理を2Dテーブル29で担当する。
【0067】
図14はこの実施形態に従う2Dテーブル29の構成を示す図である。図14において、30は誤差拡散マトリックスである。そして、この実施形態では、誤差拡散マトリックス30に収められている6つの分配係数a1〜a6の具体的な値は入力多値画像データの値と得られた差分(dOut)の値によって定められるようになっており、図14に示すように、入力多値画像データ値と差分(dOut)の値との関係が2Dテーブル形式として、6つの分配係数a1〜a6に対応して設けられている。
【0068】
なお、これら6つのテーブルの組が複数組、この実施形態では備えられており、ユーザによって指定された記録媒体の種類と記録モードに対応した係数がパラメータDB21からロードされ、そのパラメータに基づいて、適切なテーブルの組が選択されるのは第1〜第3実施形態と同様である。
【0069】
また、これらテーブル内の係数(gn(x,y))(n=1,6)によって、本発明の目的であるドットゲイン現象を含めた非線形な記録濃度特性を線形にする為に、差分(dOut)値を入力多値画像データに応じて小さくしている。そのため、この実施形態では、入力多値画像データの値(x=In)と 差分値(y=dOut)とによって定められる6つの拡散誤差の総和Σgn(x,y)(n=1,6)が差分値(y) よりも大きくならない場合が多い。
【0070】
いずれにせよ、この実施形態では、入力多値画像データの値(x)と差分値(y)が2Dテーブル29に入力されると、係数a1に対応する画素に対しては、g1(x,y) が、係数a2に対応する画素に対してはg2(x,y) 、順に、係数a3にはg3(x,y)、係数a4にはg4(x,y)、係数a5にはg5(x,y)、係数a6にはg6(x,y)が出力され、拡散誤差マトリックス30の分配係数a1〜a6の画素位置に対応する誤差蓄積バッファ4にその結果が加算蓄積される。
【0071】
最後に、誤差蓄積バッファ4から次に処理を行う画素(*)の値が拡散誤差(dIn) として加算部6に出力される。
【0072】
図15はこの実施形態の変形例に従う2Dテーブル29の構成を示す図である。図15において、30は誤差拡散マトリックスである。
【0073】
図15と図14とを比較すると分かるように、図15に示す2Dテーブルは入力多値画像データの値(x)と差分値(y)があり得る全ての値に対して拡散誤差を定めたものではなく代表値に対して拡散誤差を定めたものである。そして、このテーブルを用いる場合、隣接する代表値から内部的に補間処理を行って各値に対する拡散誤差を出力する。この様な構成により、テーブルに必要なメモリ容量が少なくて良く、さらにテーブルをアクセスするためのアドレス数も少なくなりメモリの節約や処理の高速化につながる利点がある。
【0074】
さて、図15に示す例では、入力値(In) の代表値は、入力多値画像データがとり得る値0〜255において、等間隔(17)で16点の代表値から構成され、差分値(dOut) は、その値がとり得る−136〜391において、等間隔(17)で32点の代表値から構成されている。なお、この例では、入力値、差分値共に実際にとり得る値を等間隔にサンプルした代表値で構成されているが、異なった間隔の値や等間隔でなく代表値をサンプルした構成によっても同じ効果が得られるのは言うまでもない。
【0075】
一例として、入力画像多値データの値(In)が“20”で、差分値(dOut)が“40”である場合について説明する。
【0076】
この場合、これらの入力値の近傍の代表値は、入力多値画像データの値(In)に対しては“17”と“34”であり、入力差分値(dOut)に対しては“34”と“51”である。従って、誤差拡散マトリックスの分配係数a1は、次のようにして、h1(17,34)、h1(34,34) 、h1(17,51) 、h1(34,51) の4点からの補間演算によって求める。
【0077】
まず、h1(20,34) とh1(20,51) を次の補間方法から求める。
【0078】
h1(20,34) =(14 × h1(17,34) + 3 × h1(34,34))/17 ……(1)
h1(20,51) =(14 × h1(17,51) + 3 × h1(34,51))/17 ……(2)
次に、式(1)と(2)によって得られたh1(20,34)とh1(20,51)からh1(20,40)を式(3)によって求める。
【0079】
h1(20,40) =(11 × h1(20,34) + 6 × h1(20,51))/17 ……(3)
このようにして、誤差拡散マトリックスの分配係数a1が得られる。
【0080】
同様にして、式(4)〜(6)を用いて、a2、a3、a4、a5、a6が得られる。
【0081】
即ち、hn(20,40)(n=2,3,4,5,6)に関して、
hn(20,34) =(14 × hn(17,34) + 3 × hn(34,34))/17 ……(4)
hn(20,51) =(14 × hn(17,51) + 3 × hn(34,51))/17 ……(5)
を計算し、次に、hn(20,34)とhn(20,51)から式(6)によってhn(20,40)を計算する。
【0082】
hn(20,40) =(11 × hn(20,34) + 6 × hn(20,51))/17 ……(6)
なお、以上説明した例では、2Dテーブルのサイズは削減されるが補間演算を必要とするので、その代わりに入力多値画像データ(In)のの量子化数を減らすことによって、2Dテーブルのメモリサイズを少なくしても良い。
【0083】
図16は、図14に示した2値化処理部の構成に量子化減少処理部31を加えた構成を示すブロック図である。
【0084】
この構成に従えば、量子化減少処理部31では、ビットシフト処理によって1画素8ビットの多値画像データを1画素6ビット(階調値0〜63)のデータに変換し、これを2Dテーブル29に出力する。
【0085】
この場合、8ビットデータのLSB側2ビットを落とすような処理をすれば、実質的には入力値(In)に対し等間隔(4)で代表値をサンプルする処理と同じになるが、例えば、量子化減少処理部31に入力8ビット出力6ビットのルックアップテーブルを用いれば、入力値(In)に対し、非線形、かつ任意の量子化減少処理を実施することができる。
【0086】
図17はルックアップテーブルによる変換処理の例を示す図である。
【0087】
従って以上説明した実施形態に従えば、差分補正のための減算部や積算部が必要なく、差分補正は実質的にテーブル参照による変換処理だけとなるので、より簡単な構成で且つ高速に第1、2実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0088】
また、大容量を必要とするテーブルのサイズを削減することにより、メモリ容量の削減も実現されるので装置コストの削減にも貢献する。
【0089】
<画像入出力システム>
ここでは上述したいくつかの実施形態に従う2値化処理装置が応用される画像入出力システムについて説明する。
【0090】
図18は画像入出力システムの一般的な構成を示すブロック図である。
【0091】
カラースキャナ、デジタルカメラなどの入力装置1000で読み取った或いは生成された多値カラー画像データは、通常パーソナルコンピュータ1010を経て、CRT、PDP、或いはLCDなどのモニタ1020に出力されその画面にカラー画像が表示される。
【0092】
ユーザは、そのモニタ画面を見ながら、パーソナルコンピュータ1010に接続されたキーボード1030、スイッチ(SW)1040、ポインティングデバイス1050などを操作しながらレイアウト修正やRGB各色成分について色修正を行なう。
【0093】
このようにして、修正編集されたカラー画像データはパーソナルコンピュータ1010において、これから出力する出力装置(例えば、インクジェットプリンタ)1060で用いる記録媒体(例えば、記録用紙)の種類、記録モードに合わせて輝度濃度変換が実行され、RGBデータからCMYK成分からなる多値濃度データに変換される。
【0094】
このCMYK各色成分の多値濃度データは、前述した2値化処理部に入力されて2値化処理が行われ、CMYK各色成分2値化データが生成され、これらが出力装置1060(例えば、インクジェットプリンタ)に転送されてカラー画像が記録される。
【0095】
なお、図18では2値化処理装置がパーソナルコンピュータ1010に組み込まれた例を示しているが、その代わりに出力装置1060の側に組み込まれていても良い。
【0096】
以上説明した実施形態では、誤差拡散処理が論理回路を用いて実行されるようなものとして説明したが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、近年におけるマイクロプロセッサ(MPU)の高性能化に伴って、誤差拡散処理をROMに格納されたプログラムをそのマイクロプロセッサが読みだして実行するようにして実現しても良い。
【0097】
この場合、そのマイクロプロセッサがパーソナルコンピュータ1010に内蔵されている構成でも良いし、デジタルカメラを直接接続してカラー画像を出力する出力装置(例えば、インクジェットプリンタ1060)の場合にはその出力装置にマイクロプロセッサが内蔵されるような構成でも良い。
【0098】
また、出力装置としてインクジェットプリンタの代わりにレーザビームプリンタや昇華型プリンタを用いても良い。
【0099】
つまり本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0100】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0101】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、視覚的に適した濃度特性を量子化誤差が少なく表現できるため、擬似輪郭のない優れた階調特性を実現できるという効果がある。
【0102】
さらに、安価で簡単な構成で高速な画像処理を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】誤差拡散処理の原理を説明するブロック図である。
【図2】図1に示した誤差拡散により値が“127”の入力データを処理し出力装置によって出力された画像の状態を示した図である。
【図3】図1に示した誤差拡散により値が“127”の入力データを処理し出力装置によって出力された画像の状態を示した図である。
【図4】誤差拡散法を用いて多値画像データを2値化し、その2値化データをインクジェットプリンタに出力して擬似中間調表現をした画像を記録した時の記録濃度特性を示す図である。
【図5】図1に原理的に示した誤差拡散処理の入力多値画像データに濃度補正を行なうためにルックアップテーブルを追加した従来の構成を示すブロック図である。
【図6】記録紙の種類と記録解像度の変化に従った記録濃度特性の変化を示す図である。
【図7】本発明の第1実施形態に従う2値化処理方法を用いた2値化処理部の構成を示すブロック図である。
【図8】記録媒体の種類と記録モードに従って選択され、第1実施形態に従うテーブル変換部20で用いるテーブルの差分補正値の変化の例を表現した図である。
【図9】本発明の第2実施形態に従う2値化処理方法を用いた2値化処理部の構成を示すブロック図である。
【図10】記録媒体の種類と記録モードに従って選択され、第2実施形態に従うテーブル変換部20で用いるテーブルの差分補正値の変化の例を表現した図である。
【図11】本発明の第3実施形態に従う2値化処理方法を用いた2値化処理部の構成を示すブロック図である。
【図12】記録媒体の種類と記録モードに従って選択され、第3実施形態に従うテーブル変換部26で用いるテーブルの差分補正値の変化の例を表現した図である。
【図13】本発明の第4実施形態に従う2値化処理方法を用いた2値化処理部の構成を示すブロック図である。
【図14】第4実施形態に従う2Dテーブル29の構成を示す図である。
【図15】第4実施形態の変形例に従う2Dテーブル29の構成を示す図である。
【図16】図14に示した2値化処理部の構成に量子化減少処理部31を加えた構成を示すブロック図である。
【図17】ルックアップテーブルによる変換処理の例を示す図である。
【図18】画像入出力システムの一般的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 閾値設定部
2 比較部
3、19 減算部
4 誤差蓄積バッファ
5 割算部
6 加算部
7 分配係数
20 テーブル変換部
21 パラメータDB
Claims (4)
- 多値画像データを誤差拡散処理を施して擬似中間調画像を形成するための画像データに変換する画像処理方法であって、
前記多値画像データの各画素の値を2値化し、該2値化によって発生した誤差を生成する誤差発生工程と、
前記多値画像データの各画素の値に従って、前記誤差発生工程において発生した誤差を補正する誤差補正工程と、
前記誤差補正工程において補正された誤差を次の画素の誤差拡散処理にフィードバックするフィードバック工程とを有し、
前記誤差補正工程は、
前記多値画像データの各画素の値と前記誤差発生工程において発生した誤差とに従って誤差拡散マトリクスの分配係数の1つをそれぞれ出力するテーブルの組を複数組備え、
前記擬似中間調画像を形成する記録媒体と記録モードとに従って、前記複数組のテーブルから1つの組を選択し、該選択されたテーブルの組を参照して、前記誤差拡散マトリクスの分配係数を出力するものであり、
前記複数のテーブルは2次元テーブルであり、
前記複数組のテーブルの各組を構成する前記2次元テーブルは、前記誤差拡散処理において用いる誤差拡散マトリクスの中に含まれる分配係数の数だけ備えられ、
前記2次元テーブル各々は、前記多値画像データのとり得る値からサンプルされた代表値と前記誤差発生工程において発生し得る誤差からサンプルされた代表値とから前記分配係数の1つが定められる構造となっており、
前記定められた分配係数それぞれに対して補間処理を行って入力される多値画像データの値と前記誤差発生工程において発生した誤差とに対する分配係数を出力することを特徴とする画像処理方法。 - 多値画像データを誤差拡散処理を施して擬似中間調画像を形成するための画像データに変換する画像処理装置であって、
前記多値画像データの各画素の値を2値化し、該2値化によって発生した誤差を生成する誤差発生手段と、
前記多値画像データの各画素の値に従って、前記誤差発生手段によって発生した誤差を補正する誤差補正手段と、
前記誤差補正手段によって補正された誤差を次の画素の誤差拡散処理にフィードバックするフィードバック手段とを有し、
前記誤差補正手段は、
前記多値画像データの各画素の値と前記誤差発生手段によって発生した誤差とに従って誤差拡散マトリクスの分配係数の1つをそれぞれ出力するテーブルの組を複数組と、
前記擬似中間調画像を形成する記録媒体と記録モードとに従って、前記複数組のテーブルから1つの組を選択する選択手段とを有し、
前記選択手段によって選択されたテーブルの組を参照して、前記誤差拡散マトリクスの分配係数を出力するものであり、
前記複数のテーブルは2次元テーブルであり、
前記複数組のテーブルの各組を構成する前記2次元テーブルは、前記誤差拡散処理において用いる誤差拡散マトリクスの中に含まれる分配係数の数だけ備えられ、
前記2次元テーブル各々は、前記多値画像データのとり得る値からサンプルされた代表値と前記誤差発生手段によって発生し得る誤差からサンプルされた代表値とから前記分配係数の1つが定められる構造となっており、
前記定められた分配係数それぞれに対して補間処理を行って入力される多値画像データの値と前記誤差発生手段によって発生した誤差とに対する補正された分配係数を出力することを特徴とする画像処理装置。 - 請求項1に記載の画像処理方法の各工程を実行するプログラム。
- 請求項3に記載されたプログラムをコンピュータで実行可能なコードで記述し、該コードを格納した記憶媒体。
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