JP2637612B2 - Image binarization method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、文字及び網点画像等が混在するような中間
調を含む多値画像における画像２値化方法に関するもの
である。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for binarizing an image in a multi-valued image including a halftone in which characters and halftone images are mixed.

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えば次のよ
うな文献1,2に記載されるものがあった。(Prior Art) Conventionally, as a technique in such a field, there is a technique described in the following documents 1 and 2, for example.

文献1:プロシーディングズ オブ ザ エス・アイ・デ
ィ（Proceedings of the S.I.D.）、17/2（1976年）フ
ロイド アンド スティンバーグ（Floyd and Steinber
g）（米）“アン アダプティブ アルゴリズム フォ
ア スペシャル グレイスケール（An Adaptive Algori
thm for Spatial Greyscale）"P.75−77 文献2:特開昭61−103372号公報 第２図は、前記文献２に記載された従来の画像２値化
方法を用いた２値化装置の構成ブロック図である。Reference 1: Proceedings of the SID, 17/2 (1976) Floyd and Steinber
g) (US) “An Adaptive Algorithm For Special Grayscale (An Adaptive Algori)
thm for Spatial Greyscale) "P.75-77 Reference 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-103372 FIG. 2 shows a configuration of a binarization apparatus using the conventional image binarization method described in Reference 2. It is a block diagram.

この２値化装置は、中間調画素を含む入力画像Sinの
２値化するものであり、クロックパルスφにより動作す
る前画素記憶回路１、前々画素記憶回路２及び真上画素
記憶回路３と、減算機能を有する決定回路4,5,6と、平
滑化回路７と、比較器８と、論理回路９とで、構成され
ている。This binarization device binarizes an input image Sin including halftone pixels. The binarization device includes a pre-pixel storage circuit 1, a pre-pre-pixel storage circuit 2, and a pixel storage circuit 3 immediately above which operate by a clock pulse φ. , Decision circuits 4, 5, 6 having a subtraction function, a smoothing circuit 7, a comparator 8, and a logic circuit 9.

入力画像Sinが入力されると、前画素記憶回路１、前
々画素記憶回路２及び真上画素記憶回路３と、決定回路
４〜６とにより、該入力画像Sin中の注目画素と近傍画
素との濃度の差分がとられる。また、その濃度が、平滑
化回路７及び比較器８により、平滑化されディザ法によ
り２値化される。そして、論理回路９により、前記差分
による２値化結果、あるいはディザ法による２値化結果
が、自動的に切り替えられて出力画像Soutとして出力さ
れる。When the input image Sin is input, the target pixel and the neighboring pixels in the input image Sin are determined by the pre-pixel storage circuit 1, the pre-pre-pixel storage circuit 2, the immediately above pixel storage circuit 3, and the decision circuits 4 to 6. Is taken. The density is smoothed by the smoothing circuit 7 and the comparator 8 and binarized by the dither method. Then, the binarization result by the difference or the binarization result by the dither method is automatically switched by the logic circuit 9 and output as the output image Sout.

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の画像２値化方法では、次のよう
な課題があった。(Problems to be solved by the invention) However, the above-described image binarization method has the following problems.

例えば、網点印刷で表現される網点画像では、部分的
に、注目画素の近傍画素に対してエッジ、つまり濃度の
差分値の大きな画素がある。この画素は、前記文献１に
記載されているように、比較器８を用いた疑似中間調２
値化処理により、白あるいは黒に２値化されるべきであ
るが、濃度の差分値によって２値化されてしまう。その
ため、出力画像Soutに黒画素の集中する部分と分散する
部分が現れ、これがモアレ（moir、縞模様）となり、
２値化精度が低下するという問題が生じ、それを解決す
ることが困難であった。For example, in a halftone image expressed by halftone printing, there is a part of an edge, that is, a pixel having a large density difference value with respect to a pixel near the target pixel. This pixel is, as described in Document 1, a pseudo halftone 2 using a comparator 8.
Although it should be binarized to white or black by the binarization processing, it is binarized by the difference value of the density. Therefore, a portion where the black pixels are concentrated and a portion where the black pixels are dispersed appear in the output image Sout, and this becomes moiré (moir, striped pattern).
There has been a problem that the binarization accuracy is reduced, and it has been difficult to solve the problem.

本発明は前記従来技術が持っていた課題として、文字
及び網点画像等が混在する画像の２値化処理を行うと、
網点画像の部分においてモアレが強調されて２値化精度
が低下するという点について解決した画像２値化方法を
提供するものである。The present invention has a problem that the conventional technique has, when performing binarization processing of an image in which characters and halftone images are mixed,
It is an object of the present invention to provide an image binarization method which solves the problem that moiré is emphasized in a halftone dot image and binarization accuracy is reduced.

（課題を解決するための手段） 本発明は前記課題を解決するために、中間調の濃度を
含む入力画像を２値化する画像２値化方法において、前
記入力画像中の注目画素について疑似中間調２値化処理
を行うと共に、前記注目画素とその近傍画素との濃度差
からエッジを検出し、該エッジの形状が所定のパタンに
適合するか否かのパタンマッチング処理を行い、前記パ
タンマッチング処理結果に基づき、前記パタンマッチン
グ処理結果がパタン適合のときには所定濃度を選択し、
パタン非適合のときには前記疑似中間調２値化処理結果
を選択する選択処理を行い、前記選択処理結果を前記注
目画素の２値化処理結果として出力するようにしたもの
である。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention provides an image binarization method for binarizing an input image including halftone density, wherein a pseudo intermediate In addition to performing a tone binarization process, an edge is detected from a density difference between the target pixel and its neighboring pixels, and a pattern matching process is performed to determine whether or not the shape of the edge conforms to a predetermined pattern. Based on the processing result, when the pattern matching processing result matches the pattern, select a predetermined density,
When the pattern does not match, a selection process for selecting the pseudo halftone binarization processing result is performed, and the selection processing result is output as the binarization processing result of the target pixel.

（作 用） 本発明によれば、以上のように画像２値化方法を構成
したので、入力画像が入力されると、疑似中間調２値化
処理では、該入力画像中の注目画素について、誤差拡散
法のようなディザ法等を用いて白黒への２値化を行う。
一方、入力画像は、その注目画素と近傍画素との濃度差
から、エッジの検出が行われた後、検出されたエッジの
形状に対して、パタンマッチング処理により、網点検出
のためのパタンとマッチングが行われる。このパタンマ
ッチング処理の結果に基づき、選択処理では、網点でな
いエッジでは所定濃度（例えば、黒）を選択し、その他
の画素では疑似中間調２値化処理結果を選択し、その選
択結果を注目画素の２値化処理結果として出力する。こ
れにより、網点ではモアレがなく、文字を明瞭に再現す
ることが可能となる。従って、前記課題を解決できるの
である。(Operation) According to the present invention, since the image binarization method is configured as described above, when an input image is input, in the pseudo halftone binarization process, a pixel of interest in the input image is Binarization into black and white is performed using a dither method such as an error diffusion method.
On the other hand, in the input image, after the edge is detected from the density difference between the target pixel and the neighboring pixels, the pattern of the detected edge is subjected to pattern matching processing to obtain a pattern for halftone dot detection. Matching is performed. Based on the result of the pattern matching processing, in the selection processing, a predetermined density (for example, black) is selected for an edge that is not a halftone dot, and a pseudo halftone binarization processing result is selected for other pixels, and the selection result is noted. It is output as a result of the pixel binarization process. This makes it possible to reproduce characters clearly without halftone dots. Therefore, the above problem can be solved.

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例を示す画像２値化方法を
用いた２値化装置の機能ブロック図である。Embodiment FIG. 1 is a functional block diagram of a binarizing apparatus using an image binarizing method according to an embodiment of the present invention.

この２値化装置は、入力画像Sinの濃度値を画素単位
で読み込んで多値の信号S10を出力するスキャナ等で構
成された入力部10を有し、その入力部10の出力側には、
２値化部11が接続されている。２値化部11は、例えば誤
差拡散法を用いて入力部10の出力信号S10に対し、疑似
中間調２値化処理を行って注目画素の２値化を行い、２
値化信号S11を出力する機能を有し、ゲート回路等で構
成されている。誤差拡散法は、前記文献１に記載されて
いるように、２値化する入力画素の濃度値と出力画素の
濃度値との差を誤差として、２値化した画素の周辺画素
に重み付けを施した後に加算し、その値を入力画素値と
して固定閾値で２値化する方法である。This binarization device has an input unit 10 configured by a scanner or the like that reads a density value of an input image Sin in pixel units and outputs a multi-valued signal S10, and an output side of the input unit 10 includes:
A binarizing unit 11 is connected. The binarization unit 11 performs pseudo halftone binarization processing on the output signal S10 of the input unit 10 using, for example, an error diffusion method, and binarizes the pixel of interest.
It has a function of outputting a value signal S11, and is composed of a gate circuit and the like. In the error diffusion method, as described in Document 1, a difference between the density value of an input pixel to be binarized and the density value of an output pixel is used as an error and weights are assigned to peripheral pixels of a binarized pixel. After that, the values are added, and the value is binarized with a fixed threshold value as an input pixel value.

この２値化部11は、濃度設定部12と共にセレクタ13に
接続されている。濃度設定部12は、所定の濃度信号（例
えば、黒信号）S12をセレクタ13へ出力する機能を有し
ている。セレクタ13は、制御信号S15により、２値化信
号S11または黒信号S12のいずれか一方の選択処理を行っ
てその選択結果を出力する機能を有している。The binarizing section 11 is connected to the selector 13 together with the density setting section 12. The density setting unit 12 has a function of outputting a predetermined density signal (for example, a black signal) S12 to the selector 13. The selector 13 has a function of performing either the binarization signal S11 or the black signal S12 on the basis of the control signal S15 and outputting the selection result.

また、入力部10の出力側には、エッジ検出部14が接続
され、そのエッジ検出部14の出力側にパタンマッチング
部15が接続されている。エッジ検出部14は、入力部10の
出力信号S10に基づき、注目画素とそれぞれの近傍画素
（例えば、８近傍画素）との濃度差からエッジの検出を
行い、その検出信号S14₁〜S14₈をパタンマッチング部15
へ出力する機能を有している。パタンマッチング部15
は、近傍画素がエッジか否かの検出信号S14₁〜S14₈か
ら、エッジの形状を所定のパタンと照合し、該エッジの
形状が所定のパタンに適合するか否かのパタンマッチン
グ処理を行い、その処理結果を制御信号S15の形でセレ
クタ13へ与える機能を有している。Further, an output side of the input section 10 is connected to an edge detection section 14, and an output side of the edge detection section 14 is connected to a pattern matching section 15. Edge detecting unit 14 based on the output signal S10 of the input unit 10, the pixel of interest and each of the neighboring pixels (e.g., eight neighboring pixels) performs detection of an edge from the density difference between the detection signals S14 ₁ ~S14 ₈ Pattern matching unit 15
It has the function of outputting to Pattern matching unit 15
From the detection signal S14 ₁ ~S14 ₈ whether neighboring pixel is an edge, against the edges of the shape as predetermined pattern is performed whether the pattern matching processing shape of the edge is adapted to a predetermined pattern And a function of giving the processing result to the selector 13 in the form of a control signal S15.

セレクタ13の出力側には、出力部16が接続されてい
る。出力部16は、セレクタ13から出力される２値の画像
データを印刷するプリンタ、あるいは該２値の画像デー
タを符号化する符号化装置等で構成されている。The output unit 16 is connected to the output side of the selector 13. The output unit 16 includes a printer that prints binary image data output from the selector 13, an encoding device that encodes the binary image data, and the like.

第３図は、第１図中のエッジ検出部14の構成例を示す
ブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the edge detection unit 14 in FIG.

このエッジ検出部14は、注目画素に対して８近傍画素
でエッジ検出を行うもので、入力部10の出力信号S10を
入力し、その入力値を保持するラッチ回路20〜28及びラ
インメモリ29,30を有している。この出力側には、注目
画素がエッジであるか否かを判定するエッジ判定部41〜
48が接続されている。エッジ判定部41〜48は、エッジ判
定結果の検出信号S14₁〜S14₈をパタンマッチング部15へ
出力する機能を有し、加算器及びコンパレータ等で構成
されている。The edge detection unit 14 performs edge detection with respect to a pixel of interest at eight neighboring pixels. The edge detection unit 14 receives an output signal S10 from the input unit 10 and holds latch circuits 20 to 28 and line memories 29 and 28 that hold the input values. Has 30. The output side includes an edge determination unit 41 to determine whether the pixel of interest is an edge.
48 are connected. Edge determination unit 41 to 48 has a function of outputting a detection signal S14 ₁ ~S14 ₈ of the edge determination result to the pattern matching section 15, and an adder, and a comparator or the like.

第４図（ａ）〜（ｃ）は、第１図のパタンマッチング
15で用いられる文字判定パタンの例を示す図である。こ
れらの文字判定パタンは、エッジ判定部41〜48の検出信
号S14₁〜S14₈をマッチングさせるパタン例であり、注目
画素を中心に３×３のパタンで該注画素が線に属するか
否かを判定するようになっている。このパタンは、直線
と見られるものを使用している。これは、網点画像が基
本的には点で構成されており、網点画像と線を切り分け
るためである。4 (a) to 4 (c) show the pattern matching of FIG.
FIG. 14 is a diagram showing an example of a character determination pattern used in 15; These character determination pattern is a pattern example of matching detection signal S14 ₁ ~S14 ₈ of the edge determination unit 41 to 48, whether the noted pixel in the pattern of 3 × 3 centered on the pixel of interest belongs to a line Is determined. This pattern uses what seems to be a straight line. This is because the halftone image is basically composed of dots and separates the halftone image from the line.

第５図は、第４図（ａ）のパタンに適合するか否かを
判定するパタンマッチング部15の構成例を示す回路図で
ある。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the pattern matching unit 15 for determining whether or not the pattern matches the pattern shown in FIG. 4A.

この回路は、インバータ50,51及び８入力のアンドゲ
ート（以下、ANDゲートという）52で構成され、第４図
（ａ）のパタンに適合するか否かを制御信号S15の形で
出力するようになっている。This circuit is composed of inverters 50, 51 and an AND gate (hereinafter referred to as an AND gate) 52 having eight inputs, and outputs whether or not the pattern conforms to the pattern shown in FIG. 4 (a) in the form of a control signal S15. It has become.

第６図（ａ），（ｂ）は従来と本実施例の出力例を示
す図であり、この図を参照しつつ本実施例の画像２値化
方法を説明する。FIGS. 6 (a) and 6 (b) are diagrams showing output examples of the conventional example and the present embodiment, and the image binarization method of the present embodiment will be described with reference to FIG.

第１図において、中間調の濃度を含む入力画像Sinが
入力部10に入力されると、該入力部10は、画素単位で濃
度値を読み込み、多値の信号S10を２値化部11及びエッ
ジ検出部14へ与える。２値化部11では、誤差拡散法によ
り、注目画素の２値化を行い、例えば黒ならば“1"、白
ならば“0"の２値化信号S11を生成し、それをセレクタ1
3へ送る。In FIG. 1, when an input image Sin including a halftone density is input to an input unit 10, the input unit 10 reads a density value on a pixel-by-pixel basis, and converts a multi-level signal S10 into a binarization unit 11 and This is given to the edge detection unit 14. The binarizing unit 11 binarizes the pixel of interest by an error diffusion method, and generates a binarized signal S11 of, for example, "1" for black and "0" for white,
Send to 3.

一方、エッジ検出部14では、第３図に示すように、注
目画素に対して例えば８近傍画素でエッジ検出を行うた
め、先ずラッチ回路20〜28及びラインメモリ29,30によ
って入力部10の出力信号S10を保持する。そして、エッ
ジ判定部41〜48で、 Ｍ（０）−Ｍ（ｎ）＞TH 但し、ｎ＝1,2,…,8 Ｍ（ｎ）：各画素の濃度値 TH:エッジ判定閾値 の比較を行い、注目画素Ｍ（０）がエッジであるか否か
を判定し、その判定結果を検出信号S14₁〜S14₈の形でパ
タンマッチング部15へ送る。On the other hand, as shown in FIG. 3, the edge detection unit 14 performs edge detection on the pixel of interest at, for example, eight neighboring pixels, so that the output of the input unit 10 is first performed by the latch circuits 20 to 28 and the line memories 29 and 30. Holds signal S10. M (0) −M (n)> TH, where n = 1, 2,..., 8 M (n): density value of each pixel TH: edge determination threshold performed, the target pixel M (0) is equal to or an edge, and sends the judgment result in the form of the detection signal S14 ₁ ~S14 ₈ to pattern matching section 15.

パタンマッチング部15では、第５図の回路により、エ
ッジの形状を線と判定される第４図（ａ）のパタンでマ
ッチングし、そのマッチング結果に応じた制御信号S15
を第１図のセレクタ13へ出力する。すると、セレクタ13
では、第４図（ａ）のパタンに適合した場合には濃度設
定部12からの黒信号S12を選択し、適合しない場合には
２値化部11から出力される注目画素の２値化信号S11を
選択し、その選択結果を出力部16へ送る。出力部16で
は、セレクタ13からの２値の画像データを画像あるいは
コードとして出力する。このような出力結果が第６図
（ａ），（ｂ）に示されている。In the pattern matching unit 15, the circuit of FIG. 5 matches the shape of the edge with the pattern of FIG. 4A in which the shape of the edge is determined to be a line, and the control signal S15 according to the matching result.
Is output to the selector 13 in FIG. Then, selector 13
Then, when the pattern conforms to the pattern shown in FIG. 4A, the black signal S12 from the density setting unit 12 is selected. When the pattern does not conform to the pattern, the binarization signal of the target pixel output from the binarization unit 11 is selected. S11 is selected, and the result of the selection is sent to the output unit 16. The output unit 16 outputs the binary image data from the selector 13 as an image or a code. Such output results are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).

第６図（ａ），（ｂ）は、写真版スクリン見本の133
線を200dpi、256階調で読み込んだものである。第６図
（ａ）の従来の方法では、網点印刷を含む画像にモアレ
が見られるが、本実施例の画像２値化方法では、第６図
（ｂ）に示すように、モアレがなくなっている。従っ
て、本実施例の画像２値化方法では、網点印刷や文字等
を含む中間調画像の２値化処理に優れている。FIGS. 6 (a) and 6 (b) show a 133 example of a photographic screen sample.
The line is read at 200 dpi and 256 gradations. In the conventional method of FIG. 6 (a), moire is observed in an image including halftone printing, but in the image binarization method of this embodiment, as shown in FIG. 6 (b), moire disappears. ing. Therefore, the image binarization method of this embodiment is excellent in halftone image binarization processing including halftone printing and characters.

なお、本発明は上記実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがある。Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, there are the following modifications.

（ｉ）パタンマッチングする画素は、第４図以外の３×
５、あるいは５×５等でも良い。この際、それに応じて
第５図の回路を他の構成に変形すればよい。(I) Pixels for pattern matching are 3 × pixels other than FIG.
5 or 5 × 5. At this time, the circuit in FIG. 5 may be modified to another configuration accordingly.

（ii）第１図の２値化部11における疑似中間調２値化処
理は、誤差拡散法を用いる以外に、平均誤差最小法、メ
ッシュ内画素分配法等の他のランダムディザ法を用いて
も、上記実施例とほぼ同様の効果が得られる。(Ii) The pseudo halftone binarization processing in the binarization unit 11 in FIG. 1 uses not only the error diffusion method but also other random dither methods such as an average error minimum method and a pixel distribution method within a mesh. Also, substantially the same effects as in the above embodiment can be obtained.

（iii）第１図の各ブロックは、集積回路等を用いた個
別回路で構成したり、あるいはマイクロプロセッサ等を
用いたプログラム制御により実行するようにしても良
い。(Iii) Each block in FIG. 1 may be constituted by an individual circuit using an integrated circuit or the like, or may be executed by program control using a microprocessor or the like.

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、２値化
すべき注目画素とその近傍画素との濃度差でエッジの検
出を行い、そのエッジの形状に対して所定のパタンとの
マッチング処理を行い、マッチングした際には所定濃度
を、マッチングしない時には疑似中間調２値化処理によ
り２値化した結果を、選択して出力するようにした。そ
のため、網点印刷や文字等を含む中間調画像の２値化処
理において、網点でのモアレの発生を的確に防止でき、
網点ではモアレがなく、文字を明瞭に再現することが可
能となる。従って、ファクシミリやイメージスキャナ等
といった種々の２値化処理に有効である。(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, an edge is detected based on a density difference between a target pixel to be binarized and its neighboring pixels, and a predetermined pattern is determined for the shape of the edge. Is performed, a predetermined density is obtained when matching is performed, and a result of binarization by pseudo halftone binarization processing is selected and output when no matching is performed. Therefore, in halftone printing including halftone printing including halftone printing and characters, it is possible to accurately prevent the occurrence of moire at halftone dots,
Halftone dots have no moiré, and characters can be reproduced clearly. Therefore, it is effective for various binarization processes such as facsimile and image scanner.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の実施例を示す画像２値化方法を用いた
２値化装置の機能ブロック図、第２図は従来の画像２値
化方法を用いた２値化装置の構成ブロック図、第３図は
第１図中のエッジ検出部の構成ブロック図、第４図
（ａ）〜（ｃ）は第１図の文字判定パタンの例を示す
図、第５図はパタンマッチング部の回路図、第６図
（ａ），（ｂ）は従来と本実施例の出力例を示す図であ
る。 10……入力部、11……２値化部、12……濃度設定部、13
……セレクタ、14……エッジ検出部、15……パタンマッ
チング部、16……出力部。FIG. 1 is a functional block diagram of a binarizing apparatus using an image binarizing method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a configuration of a binarizing apparatus using a conventional image binarizing method. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an edge detection unit in FIG. 1, FIGS. 4 (a) to 4 (c) are diagrams showing examples of the character judgment pattern in FIG. 1, and FIG. FIGS. 6 (a) and 6 (b) are circuit diagrams showing output examples of the conventional and the present embodiment. 10 input unit, 11 binarization unit, 12 density setting unit, 13
... Selector, 14... Edge detecting section, 15... Pattern matching section, 16... Output section.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】中間調の濃度を含む入力画像を２値化する
画像２値化方法において、 前記入力画像中の注目画素について疑似中間調２値化処
理を行うと共に、 前記注目画素とその近傍画素との濃度差からエッジを検
出し、該エッジの形状が所定のパタンに適合するか否か
のパタンマッチング処理を行い、 前記パタンマッチング処理結果に基づき、前記パタンマ
ッチング処理結果がパタン適合のときには所定濃度を選
択し、パタン非適合のときには前記疑似中間調２値化処
理結果を選択する選択処理を行い、 前記選択処理結果を前記注目画素の２値化処理結果とし
て出力することを特徴とする画像２値化方法。An image binarization method for binarizing an input image including a halftone density, comprising: performing pseudo halftone binarization processing on a pixel of interest in the input image; An edge is detected from a density difference with a pixel, and a pattern matching process is performed to determine whether or not the shape of the edge matches a predetermined pattern.When the pattern matching process result is a pattern match based on the pattern matching process result, Selecting a predetermined density, performing a selection process of selecting the pseudo halftone binarization processing result when the pattern does not match, and outputting the selection processing result as a binarization processing result of the target pixel; Image binarization method.