半色调技术是图像处理领域历史最悠久的技术之一。数字半色调技术是基于人眼的视觉特性和图像的成色特性，利用数学、计算机等工具，在二值设备或多色二值设备上实现图像再现的一门技术，是将连续调图像经过处理后再输出以实现图像阶调再现的基础性研究。半色调技术应用于印刷工业已有一个多世纪，应用在数字输出设备上也有40多年，如今它已广泛应用于打印、印刷、显示以及数字图像的压缩存储等诸多领域，并且发挥着极大的作用。因此，研究数字半色调技术具有重要的现实意义和应用价值。本文从数字图像处理的角度，对数字半色调技术及其中的误差扩散算法进行了全面系统的研究。首先由图像处理与印刷的关系为出发点，详细介绍了数字半色调技术的研究背景、基本原理、发展过程和现存的主要方法。接着重点研究了近年最受瞩目的误差扩散算法，对算法的思想、原理、影响算法的主要因素都进行了深入研究，对其中的阈值调节过程和滤波器的稳定性问题进行了深入分析和讨论。在此基础上，建立了数字半色调算法实验平台，对几种传统误差扩散算法进行了实验、分析和比较，并提出了两种新算法：针对传统误差扩散在中色调区域存在严重结构纹理的缺点，提出了一种基于视觉差的误差扩散法(简称PEB Error Diffusion)，明显减少了结构性纹理的存在；基于人眼对亮度的视觉感受特性，提出了一种自适应反馈视觉感知差的误差扩散法(简称PEF Error Diffusion)，明显增强了图像的整体对比度和细节再现能力，提高了图像的主观视觉效果。