JPH0413371A - 画像処理装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は画像処理装置、詳しくは文字線画等の２値画像
と中間調を含む画像を入力して処理する画像処理装置に
関するものである。

［従来の技術］ この種の装置としてファクシミリ装置が挙げられる。フ
ァクシミリは、原稿の画像情報を電気的に読取り、遠隔
地に電話回線を通じて送る装置である。

従来では、読取り対象の原稿は文書を想定しており、文
字情報を鮮明に読取り鮮明にプリントすることを目的と
していた。

ところが、近年では、その普及台数の増加とともに様々
な原稿を送ることが多くなり、グラビアなどの印刷物や
写真の中間調を鮮明に再現することが必要になっている
。

画像を“１”や“Ｏ”の２値情報によって中間調を再現
するためには１画素では不可能であるので、複数画素の
平均濃度で表現しなければならない。

この種の階調表現法として従来よりデイザ法が知られて
いる。デイザ法とは入力された画像の多値情報を２値化
する際に、様々な２値化閾値を一定の大きさのマトリク
ス（デイザマトリクス）に整列させ、マトリクス内の白
、黒の面積比によって階調を表現するものである。この
手法によると印刷の網点のような滑らかな階調表現がで
きるが、見かけ上デイザマトリクスを構成する複数画素
で中間調の一つの画素を構成するために細線を含む文字
や線画にたいしては解像度が低下してしまい読みにくく
なる。例えば、４×４のマトリクスで中間調を表現する
と、縦横の解像度がそれぞれ１／４に低下することにな
る。

またデイザ法とは別の中間調再現方法として、最近、誤
差拡散法が注目されている。誤差拡散法は、入力多値画
像信号を固定閾値で２値化したときに発生する２値化誤
差を周辺画素に所定の重み付けをして配分し、周辺画素
データを補正する方法である。この補正された画素デー
タを更に固定閾値で２値化し、また誤差を配分するこの
誤差配分を２次元的に行い、画像領域の最後まで繰り返
すことによって面積的に２値化誤差の少ない（ｆ１１度
保存性の良好な）滑らかな画像を再現できる。

しかしながら文字情報は細い線で構成されており、原稿
と光電変換素子間に配置される光学系によってこれら細
線のコントラスト（ＭＴＦ）が低下してしまう。特に、
読取り解像度の１　／　８　ｍ　ｍ程度である場合、明
朝体の横線などは画像信号の低下が太き（、真黒の文字
でもＭＴＦの低下により中間濃度の文字として読み取ら
れてしまうため、誤差拡散法で２値化しても薄くとぎれ
とぎれとした文字になってしまっていた。

本発明はかかる課題に鑑みなされたものであり、中間調
は滑らかに、そして文字線画等は鮮明に再現することを
可能にする画像処理装置を提供しようとするものである
。

［課題を解決するための手段］ この課題を解決するため、本発明の画像処理装置は以下
に示す構成を備える。すなわち、画像データを濃度デー
タとして入力する入力手段と、該入力手段で入力した画
像において、濃度変化の度合が大きい画像のエツジを抽
出し、２値画像として出力するエツジ抽出手段と、該エ
ッジ抽出手段で抽出された２値画像の中の孤立点を検出
する検出手段と、該検出手段で検出された孤立点を前記
エツジ抽出手段で抽出された２値画像力）ら除去する除
去手段と、前記入力手段で入力された画像を中間調画像
として２値化し、出力する２値化手段と、該２値化手段
で２値化された画像と前記除去手段で孤立点が除去され
た２値画像を合成する合成手段とを備える。

［作用］ かかる本発明の構成において、入力した画像データはエ
ツジ抽出手段と２値化手段に入力される。エツジ抽出手
段で抽出された濃度勾配が大きいエツジ画像において、
その中にある孤立点を検出手段で検出し、そして除去す
る。そして、孤立点の除去されたエツジ画像と２値化手
段で中間調画像として２値化された画像を合成手段で合
成する。

［実施例］ 以下、添付図面に従って本発明に係る実施例を詳細に説
明する。

第１図は、本発明による回路ブロック図である。

図中、１はデイザ法及び誤差拡散法により中間調画像を
２値化する２値化回路、２は文字などの細線のエツジ部
分を抽出する細線エツジ抽出回路である。５は細線エツ
ジ抽出回路２より出力された細線エツジ画像中の孤立点
の有無を判断する孤立点判断回路、６は孤立点判断回路
５で孤立点であると判断された画素を強制的に白画素に
変換する画素データ変換回路である。３は２値化回路１
及び細線エツジ抽出回路２より出力する画像の位置を合
せる画像同期回路、４は同期された２つの画像を重ね合
せる画像合成回路である。

イメージスキャナ等の画像入力装置から読取られたアナ
ログ画像データは、６ビツト（６４階調）に量子化され
た後、前処理回路７，８に入力される。そしてこの前処
理が施されたデータは中間調２値化回路１及び細線エツ
ジ抽出回路２でそれぞれ２値化される。

ここで、前処理回路７，８の処理内容としては、シェー
ディング補正、γ補正、濃度変換である。

中間調２値化回路１及び細線エツジ抽出回路２の内容に
ついては後述するが、注目画素を２値化するためその周
辺数画素も活用している。また、孤立点判断回路５及び
画素データ変換回路６でも細線エツジ抽出画像の孤立点
を除去するため、周辺画素のデータを演算している。従
って、中間調２値化回路１よりの出力される注目画素位
置の２値データ１ａと、画素データ変換回路６より出力
される注目画素位置の２値データ６ａは数ライン数ドツ
トの同期ずれが生じている。この同期ずれを画像同期回
路３で補正し、画像合成回路４で２つの画像が合成され
る。

第２図は、実施例における中間調２値化回路１の構成図
である。図中、１０１がデイザ法による中間調２値化部
で、２値化するための比較器１０２及び４Ｘ４のデイザ
マトリクス１０３を備える。

１０４は誤差拡散法による中間調２値化部で、２値化す
るための比較器１０５、拡散した誤差値を累積していく
ためのメモリを有する２値化誤差配分演算部１０６、注
目画素のデータと出力画素のデータとの差を取る減算器
１０７、入力した注目画素データにそれ以前に累積され
た誤差量を加算する加算器１０８等を備える。

中間調２値化部１０１，１０４それぞれで２値化された
画像データは選択器１０９で選択され、出力データ１ａ
として画像同期回路３に出力される。

動作を説明する。

中間調２値化の前処理を施された入力画像データは、デ
イザ法２値化部１０１及び誤差拡散法２値化部１０４に
入力される。

デイザ法２値化部１０１においては、入力画像を２値化
する前に、１６通りの閾値を４×４のデイザマトリクス
に設定する。設定されたデイザマトリクス１０３は、対
応する入力画像のデータに合せて順次閾値を出力する。

このデイザマトリクス１０３より出力された閾値と入力
した注目画素データが比較器１０２で比較されることで
、２値化される。２値化された疑似中間調画像データは
、デイザマトリクスに対応する４ｘ４＝　１６画素で１
つの階調を表現する。

一方、誤差拡散法２値化部１０４においては以下のよう
に動作する。

つまり、入力した画像データ（注目画素データ）は２値
化誤差配分演算部１０６から出力された注目画素位置の
それまで累積された誤差量１ｄと加算器１０８で加算さ
れる。加算された注目画素位置のデータ（２値化誤差を
配分した注目画素データ）は、比較器１０５に供給され
た固定閾値と比較され、２値化される。このとき、２値
化する以前の値ＩＣと２値化した後の差を減算器１０７
で取り、２値化処理で発生した誤差量１ｅを算出する。

算出された誤差量は、２値化誤差配分演算部１０６に取
り込まれ、注目画素位置周辺の未２値化誤差位置（複数
ある）に所定の重み付は係数に従って拡散する。以下、
この処理を繰り返すことにより２値化誤差の少ない滑ら
かな２値化画像が再現される。

選択器１０７では、中間調２値化部１０１，１０４で２
値化された画像を、出力モードにしたがって選択され、
中間調画像用２値データ１ａとして出力する。

ところで、中間調２値化処理回路１で２値化処理するの
と同時に、細線エツジ抽出回路２では、文字や図形など
の細線の輪郭画像を形成するため細線エツジ抽出処理が
実行されている。

第４図（Ａ）に細線エツジ抽出回路２の構成図、同図（
Ｂ）に各構成要素における１次元的は画像波型を示す。

細線エツジ抽出回路２には、先に説明した前処理回路８
よりのデータが供給されている。このデータは、５ライ
ン分のラインバッファ２０１に格納され、ラッチ等で構
成されるウィンドウ部２０２で５×５の画素データとし
て取り出される。

この５Ｘ５のウィンドウの画素データ２ｄを微分操作部
２０３で微分操作し、画素データの濃度勾配からエツジ
部分を抽出する。５×５のウィンドウを微分操作をする
ことにより、非常に高い周波数成分をもつ電気的なノイ
ズ等を除去することができる。この微分操作部２０３に
より得られたエツジ画像データ２ｂと、任意に設定値を
換えることのできる閾値設定部２０４により設定された
閾値２Ｃとを比較器３０５で比較し２値化することによ
り細線エツジ抽出画像２ａが出力される。この閾値の設
定を換えることにより、細線エツジの強調度合いを変化
させることができる。

細線エツジ抽出回路２の５×５ウインドウで除去しきれ
ないノイズは、孤立点として第３図（Ｂ）のア”、イ”
のようにあられれる。これは、例えば新聞紙等、ベース
濃度にノイズ成分を持っている用な原稿に多く見られる
。このような孤立点は２値画像の品位を著しく低下させ
る。

実施例の孤立点判断回路５でどのようにして注目画素が
孤立−点であるか判断するかを、第６図を用いて説明す
る。

注目画素Ｄ　ｉｌ、に対し、その周辺の８画素のデータ
の状態を見て、Ｄ　ｉ　＋　ｊが孤立点であるか否かを
判断する。具体的には注目画素り１９．が０（＝白）”
であるときには、無条件で注目画素は非孤立点であると
判断し、Ｄ、１．が°°１°゛のとき注目画素を除（周
囲の８画素の総和りが、Ｄ＝Ｏのとき注目画素ＤＩ、、
を孤立点、Ｄ≠１のとき注目画素ＤＩ、Ｊを非孤立点と
判断する。

その判断結果に従って、孤立点判断回路５は注目画素が
孤立点であると判断したときに°“０パ非孤立点である
と判断したとき“ｌ”の信号を画素データ変換回路６に
出力する。

画素データ変換回路６は第７図に示すようにＡＮＤゲー
ト７９で構成される。

図示の如く、細線エツジ抽出回路２よりの２値データ２
ａがＡＮＤゲートの一方の入力端子に供給され、もう一
方には孤立点判断回路５よりの判断結果信号５ａが供給
されている。

つまり、孤立点判断回路５から出力される判断結果信号
５ａが“１”のとき（注目画素が非孤立点と判断したと
き）には、細線エツジ抽出回路２からの２値信号２ａが
そのまま通過させる。逆に、判断結果信号５ａが“０”
のとき（孤立点であると判断したとき）には、２値信号
２ａのレベルにかかわらずその出力を強制的に“Ｏ”　
すなわち、白画素に変換して孤立点を除去する。

第８図は孤立点による効果を示した画像サンプルである
。同図（Ａ）はＡ−Ａ’に描かれた細線を細線エツジ抽
出回路２より出力された２値データによる画像である。

この画像には、Ａ−Ａ’の線の回りに孤立点、すなわち
ノイズが点在しているのがわかる。孤立点判断回路５で
は、斜線で示された画素が孤立点であると判断されるの
で、画素データ変換回路６より出力されるん２値データ
による画像は同図（Ｂ）の如くになる。図示のように、
孤立点ノイズが除去され、細線のエツジのみが出力され
るのがわかる。

第４図は画像同期回路の構成を示している。以上説明し
た中間調２値化処理回路１のデイザ法及び誤差拡散法に
基づく処理、更には細線エツジ抽出処理や孤立点除去処
理は各々目的とする２値化画像を得るために複数の画像
データを演算処理している。画像データの演算処理には
、ラインバッファを使用しデータの一時格納をしている
ためデイザ、誤差拡散、細線エツジ抽出の各処理により
２値化されたデータは、相対的な遅延を生じている。こ
の相対的な遅延を相対遅延数設定部３０１で設定される
相対遅延数に基いて主走査方向画像同期部３０２で主走
査方向、副走査方向画像同期部３０３で副走査方向の画
像同期をとっている。

主走査方向画像同期部３０２での主走査方向の画像同期
は、画像データ１ａ及び画像データ６ａのどちらか主走
査方向に位相の進んでいるほうの画像データをその量だ
けシフトレジスタ等により遅延させ、位相の遅れている
ほうの画像データと一致させる。また、副走査方向画像
同期部３０３での副走査方向の同期は、画像データ１ａ
及び画像データ６ａのどちらか副操作方向に位相の進ん
でいるほうの画像データをその量だけラインバッファに
より遅延させ、位相の遅れているほうの画像データと一
致させる。これにより完全に同期した中間調用２値画像
データ３ａと細線エッジ用２値画像データ（細線エツジ
画像）３ｂが生成される。

第５図に、先に説明した中間調用の２値画像データ３ａ
と細線エツジ用の２値画像データ３ｂとを合成して出力
する実施例の画像合成回路４の構成を示す。

中間調用２値画像データ３ａと細線エッジ２値画像デー
タ３ｂは、図示の如く、正論理ＯＲ回路４０１及び負論
理ＯＲ回路４０２に入力され、それぞれ論理演算される
。データ３ａ及び３ｂが、正論理画像データ、即ち黒が
°゛１゛°で、白が°°０”のときはＯＲ回路４０１で
、或は負論理画像データ、即ち白が°゛１°゛で、黒が
“０°゛のときはＯＲ回路４０２でそれぞれ論理和演算
される。

ＯＲ回路４０１及び４０２で演算されたデータは選択器
４０３で選択され、画像合成データ４ａとして出力され
る。

第９図は上述した実施例の処理による画像である。同図
（Ａ）はデイザ法による中間調用２値画像データ１ａに
基づ（画像で、同図（Ｂ）は細線エツジ抽出回路２より
の細線エッジ２値画像データ２ａに基づ（画像である。

そして、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）の画像から孤立点を除
去した画像、つまり画素データ変換回路６より出力され
た２値画像データ６ａに基づく画像である。そして、同
図（Ｄ）は同図（Ａ）及び（Ｃ）の画像を合成したもの
、つまり画像合成回路４の出力データ４ａに基づく画像
である。

尚、第９図における入力画像は、１４ポイントの明朝体
文字を４００ｄｐｉの解像度で読み取ったものである。

第９図（Ａ）の画像に、孤立点を除去した細線エツジ抽
出画像（同図（Ｃ））を合成（論理和）することにより
、輪郭の整った読み易い文字を生成することが可能とな
る。

また、合成する細線エツジ画像（同図（Ｃ））は、文字
の輪郭部にしか現われないため、文字全体の濃度も文字
の中心部で保存されている。

上述した実施例では、中間調処理方式として、デイザ方
式と誤差拡散法により２値化について述べたが、これら
の方式のみに限らずあらゆる中間調処理方式に適用でき
る。また、細線エツジ強調処理として、５×５のウィン
ドウを使用した微分操作による方法を述べたが、ウィン
ドウサイズ及び微分操作方法は、本実施例の方法に限定
されるものではない。すなわち、注目画素位置における
濃度勾配が高いか低いかを判断するものであれば、他の
手段を用いても全（構わない。

また、画像同期回路は、中間調２値化回路１及び細線エ
ツジ抽出回路２等の相対的な遅延がなければ、必要のな
いことは容易に予想かっこであろう。画像合成回路４は
、論理和回路を用いたが、これは、複数の画像データを
合成できる機能のものであれば他のものでもかまわない
。

また、孤立点の判断の原理として、実施例では第３図を
用いて説明したが、読取り解像度及び除去すべき孤立点
の大きさ等、目的に合せた方法を採用しても良いことは
勿論である。

以上説明したように本実施例によれば、文字や図形など
の細線を含む中間調処理画像を、その階調表現を損なう
ことなく、且つノイズの少ないエツジ抽出画像を合成す
ることにより、細線部分の画像を忠実に再現することが
できるようになる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、中間調は滑らかに
、そして文字線画等は鮮明に、しかもノイズのない画像
を再現することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図、 第２図は中間調２値化回路の構成図、 第３図（Ａ）は細線エツジ抽出回路の構成図、第３図（
Ｂ）は第３図（Ａ）における各信号の状態を示す図、 第４図は画像同期回路の構成図、 第５図は画像合成回路の構成図、 第６図は孤立点有無の判断を行なう原理を説明するため
の図、 第７図は画素データ変換回路の構成図、第８図（Ａ）は
孤立点除去前の画像を示し、同図（Ｂ）孤立点除去後の
画像を示す図、第９図（Ａ）〜（Ｄ）は第１図の各構成
要素で出力される画像を示す図である。 図中、１・・・中間調２値化回路、２・・・細線エツジ
抽出回路、３・・・画像同期回路、４・・・画像合成回
路、５・・・孤立点判断回路、６・・・画素データ変換
回路、７及び８・・・前処理回路である。 特許出願人　　キャノン株式会社 叶處― 第４ 図 第５ 図 （Ａ） （Ｂ） 第８図 Ｄ＝　ＤＩ−＋、１−１＋　ＤＩ、ｊ−１＋Ｄｍ計１＋
　ＤＩ−１，ｌ＋ＤＩ＋１，１手Ｄ１司、ｌ十Ｉ＋ＤＩ
、ｌ＋１４−　ＤＩ＋Ｔ、ｌ＋１Ｄ　＝　０ 独立、屯 Ｄ≠　０ 祢ユ煮７“がい 第６図 第７図 （Ａ） （Ｃ） （Ｄ） 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像データを濃度データとして入力する入力手段と、 該入力手段で入力した画像において、濃度変化の度合が
   大きい画像のエッジを抽出し、２値画像として出力する
   エッジ抽出手段と、 該エッジ抽出手段で抽出された２値画像の中の孤立点を
   検出する検出手段と、 該検出手段で検出された孤立点を前記エッジ抽出手段で
   抽出された２値画像から除去する除去手段と、 前記入力手段で入力された画像を中間調画像として２値
   化し、出力する２値化手段と、 該２値化手段で２値化された画像と前記除去手段で孤立
   点が除去された２値画像を合成する合成手段とを備える
   ことを特徴とする画像処理装置。