JP2994651B2 - 輪郭画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光電変換手段による原稿読取り信号の輪郭
成分を抽出する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、原稿読取り信号の輪郭を抽出する装置として、
二次元的な二次微分回路によって、読取信号の濃度の変
化の度合いを表わすラプラシアン信号を抽出し、それを
所定の閾値と比較することによって原稿中の濃度塩化の
大きい部分を輪郭として抽出することが提案されてい
る。

〔発明が解決しようとしている問題点〕

しかしながら、上記従来例では、ラプラシアン信号を
抽出する信号は、CCD等の読取デバイスの感度の不均一
性や照明のムラを補正した信号であり、光量に対してリ
ニアな信号、または、光量に対してリニアな信号に対し
て光量濃度変換等の一義的な信号変換を行った信号が用
いられていた。

しかしながら、光量に対してリニアな信号は、原稿の
明部に多量なデータが割りふられているため、原稿の明
部の微妙な濃度変化によって読取信号は大きく変化し、
輪郭として抽出され易い。それに対して暗部に対するデ
ータは明部の約1/4の密度であるため、暗部の濃度変化
は輪郭として抽出されにくい。そのため、原稿の明部の
地肌汚れが輪郭として抽出されて、コピー出力がきたな
くなったり、暗部の濃度変化が輪郭として抽出されない
等の欠点があった。

また、上記欠点を解決するために、光量信号を対数変
換等の手法によって濃度レベルに変換したとしても色地
の原稿や、文字の薄い原稿に対しては、依然として地肌
が輪郭として抽出されたり、文字情報が輪郭として完全
に抽出されずに、かすれたり途切れたりする等の欠点が
あった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、画像の輪
郭を良好に抽出することを目的とし、詳しくは、画像の
濃度を表わす画像信号のレベル変化に基づいて画像の輪
郭を抽出し輪郭信号を形成する輪郭画像形成装置におい
て、輪郭出力の濃度境界部となる濃度範囲を任意に設定
する設定手段と、入力画像信号のうち前記設定手段によ
り設定された濃度範囲内の画像信号を、その画像信号の
レベル変化よりも大なるレベル変化を持った画像信号に
変換して出力する変換手段と、前記変換手段から出力さ
れた画像信号のレベル変化を検出することにより輪郭を
抽出し輪郭信号を出力する輪郭抽出手段とを有する輪郭
画像形成装置を提供するものである。

〔実施例〕

第１図は本発明における第１の実施例の構成を示すブ
ロック図である。原稿101からの１ライン分の光情報は
レンズ102によってCCDラインセンサ103に投影され主走
査読取される。CCDラインセンサ103と、原稿101は図示
しない走査機構によって、CCD103における受光素子の配
列方向（主走査方向）と垂直の方向に相対的に移動する
ことによって原稿101の全面を走査する（この移動走査
を以下副走査と呼ぶ）。

CCD103から読取られたデータはアンプ104によって増
巾され、A/D変換器105によって８ビツトのデジタル信号
に変換される。この信号は最明部からの読取信号が25
5、最暗部からの読取信号が０であるので、静電写真プ
ロセスによるハードコピーに適するように、インバータ
106によって、各ビツト毎のデータ反転を行って最明部
からの読取信号が０、最暗部からの読取信号が255とな
るようにする。

107は従来より公知の信号の白レベルと黒レベルを０
と255に正規化する補正回路である。具体的には、CDD10
3の各画素毎に、黒レベル読取値と白レベル読取値をメ
モリに記憶しておき、黒レベル記憶値が255となるよう
に原稿読取信号に差値を加算し、白レベル記憶値が０と
なるように、原稿読取信号を除算してシエーデイング補
正を行うものである。

110はシエーデイング補正された画像信号CVを濃度変
換するテーブルであり、変換信号GVを出力する。

111,112は各々１ライン分のメモリであり、GVに対し
て１ライン遅延した信号D1と２ライン遅延した信号D2を
出力する。113〜119は各々１画素分のラツチである、例
えばL3,L4,L5はそれぞれD1信号を１画素遅延、２画素遅
延、３画素遅延させた信号を保持し、L3,L4,L5の出力は
連続した３画素の画素信号である。

上述の３ラインの連続する画像信号GV,D1,D2と113〜1
19までの７つのラツチによって、主走査方向、副走査方
向に連続する３×３のマトリクスが形成される。

120は、そのマトリクスのL2,L3,L5,L7を加算する加算
器であり、121はマトリクスの中心画素L4の出力を４倍
する乗算器である。加算器120と乗算器121の出力は減算
器122によって次式の演算結果を出力する。

LAP＝４×L4−（L2＋L3＋L5＋L7） すなわち、これはL4を中心とした、２次微分の畳み込
み演算として次式のように表わされる。

この２次微分信号LAPはコンパレータ123により固定ス
ライスレベル発生器THの出力と比較され、THより大きい
場合は255レベル、TH以下の場合は０レベルの輪郭信号O
Lとして出力される。

125は通常の原稿読取のためのエツジ強調用の加算器
であり、注目画素であるL4の出力信号CENTとL4に対する
２次微分信号LAPを加算し、CENTに対するエツジ強調信
号EEを発生する。126はセレクタで輪郭信号OLとエツジ
強調信号EEを選択して出力信号OVを発生する。

130はオペレータによって設定されるモード設定SWで
あり、Ｂが選択された場合はOLSEL信号がＨレベルとな
り、輪郭処理が選択され、Ａが選択された場合はOLSEL
信号はＬレベルとなりエツジ強調処理が選択される。

127はオペレータによって操作される濃度指定レバー
である。レバー127に機械的に固定された摺動抵抗128か
らのタツプ出力FAは、抵抗128の両端に設定した電位の
差が、レバー127の位置に応じて分割される。このアナ
ログ信号であるFAはA/Dコンバータ129によりデジタル化
された信号FDに変換される。

次に、SW130によってＡ入力、すなわちエツジ強調処
理が選択された場合の動作を説明する。

まず濃度変換テーブル110は、OLSEL入力がＬレベルの
ため第２図のような変換を行う。第２図でF1〜F9は濃度
指定レバー127の設定に応じたFD値を示している。F5が
選択された場合、本実施例では光量レベルを濃度レベル
に変換する次式の対数変換が行われる。

そして、F7,F9と薄い出力を指定された場合にはF5の
対数変換曲線を下方にふくらませた形となり、F3,F1を
濃い出力を指定された場合には、F5の変換曲線をGV＝CV
の１次直線に近づけた形となる。そしてセレクタ126に
よってエツジ強調された信号EEが選択出力される。

次に、SW130によってＢ入力すなわち輪郭処理が選択
された場合を説明する。

第３図に輪郭処理の概略を示す。

原稿301の点線読取部からの二次微分信号LAPは302の
ようになる。この信号がコンパレータ123によって、TH
レベルと比較され303のようにTHを越える部分が255レベ
ルである輪郭信号OLとして出力される。この結果304の
輪郭信号が形成される。

第４図に、輪郭処理モード時の濃度変換テーブルを示
す。このテーブルはOLSEL信号がＨレベルの時に選択さ
れる。輪郭処理モード時は、地肌部の濃度と情報部の濃
度をBG,DTの別々の濃度変換を持ち、濃度指定レバー127
によってこの２つの変換特性を結合する変換直線位置を
変えるものである。

すなわち、地肌部の濃度変換BGは、地肌の信号を圧縮
するために、傾き1/5の直線としてあり、情報部の濃度
変換DTは濃度の変化を比較的ゆるやかに表現するため
に、CV＝255,GV＝255の点を通り、傾き3/5の直線であ
る。そしてFD信号によって輪郭出力の濃度境界部となる
入力濃度範囲を濃度強調するような他の部分より傾きの
大きい傾き７の直線を用いて図のように移動させる。す
なわちF1の場合は傾き７の濃度変位線が原稿の明部にあ
るため、原稿の比較的薄い文字情報も大きな変化を持っ
た信号として変換されるため、振巾の大きなLAP信号が
生成され、はっきりした輪郭信号OLが形成される。ま
た、第４図でF9が選択された場合には原稿の比較的暗い
部分まで地肌として信号レベルが圧縮されるため、入力
信号レベル255近傍の黒信号のみが輪郭として抽出され
る。

このように、輪郭出力の濃度境界部となる入力濃度範
囲に対する濃度変換特性の傾きを大きくすることで、そ
れ以外の濃度範囲に比べてより多くの出力値が割り当て
られることになり、輪郭として抽出され易くなる。

〔他の実施例〕

第５図に本発明における第２の実施例を示す。ここで
は第１図の濃度設定レバー127の代りに、白ピーク濃度
検出部501と白ピーク濃度ヒストグラム作成部502が設け
られている。この構成により、第１の実施例における地
肌濃度部分を輪郭として出力させない機能を自動的に行
うものである。

まず、原稿走査に先だち原稿をプリスキヤンする。そ
の際のCCDからの１ライン毎の読取信号CV中の最も白い
レベルを白ピーク濃度検出部501において検出する。こ
の検出を原稿全面に渡って行い、その白レベルのヒスト
グラムを白ピーク濃度ヒストグラム作成部502において
作成する。

白ピーク濃度検出部501はコンパレータによって構成
され、白ピーク濃度ヒストグラム作成部502は白ピーク
濃度検出部501の出力によってアドレスされるRAMによっ
て構成される。そして、各ライン毎に各白レベルに対応
してアドレスされたRAMの内容は、１ずつ増加される。
その結果、RAM内の各アドレスにはそのアドレスに対応
する画信号レベルの検出回数が保持されているのでプリ
スキヤン終了後、この検出回数が一番多いアドレス値を
MWとして出力する。

このMWは原稿の地肌濃度レベルを代表する。

この結果を用いて濃度変換テーブル110は第６図のよ
うに構成される。ここで直線DTとBGは第４図と同じであ
り、白ピーク濃度ヒストグラム作成部502からのMW信号
とBG信号の交点を通り、傾き７の直線で２つの直線を結
んだ濃度変換特性が形成される。

このプリスキヤンによって決定された第６図の濃度変
換特性によって原稿読取りスキヤン時の濃度変換が行わ
れる。

〔第３の実施例〕 第７図に本発明による第３の実施例を示す。ここでは
第２の実施例での白ピーク濃度検出部501と白ピークヒ
ストグラム作成部502に加えて、黒ピーク濃度検出部701
と黒ピークヒストグラム作成部702が追加されている。

黒ピーク濃度検出部701は白ピーク濃度検出部501とほ
ぼ同様に構成され、プリスキヤンによるCCD103からの１
ラインの読取データ中の最も黒い信号値を検出する。こ
の検出結果は白ピーク濃度ヒストグラム作成部502と同
様に構成られた黒ピーク濃度ヒストグラム作成部702に
よって最も検出頻度の高い黒レベルMBが出力される。

第２の実施例と同様に原稿のプリスキヤンによって原
稿の地肌濃度を代表するMW信号と原稿の情報濃度を代表
するMB信号によって濃度変換テーブル110は第８図のよ
うに構成される。すなわち、入力がMW以下は出力＝０で
入力がMWとMBの間はMWの時０出力,MBの時255出力となる
２点を結んだ直線と、入力MB以上は255である直線の３
つの直線によって濃度変換特性が決定される。

このプリスキヤンによって決定された第８図の濃度変
換特性によって原稿読取りスキヤン時の濃度変換が行わ
れる。

なお、第４図，第６図において情報変換直線DTと地肌
変換直線BGは傾きが限定されるものではなく、直線に限
定されるものでもない。さらに、FD値やMW値によって共
通でなくとも良いのは言うまでもない。

さらに、DT直線とBG直線を結ぶ濃度強調部の傾きは７
に限定されるものではなく、直線に限定されるものでも
ない。

また、第１図，第５図，第７図の二次微分信号LAPを
算出する画素群のサイズは、本実施例のように３×３に
限定されるものではなく、例えば画素形成倍率に応じて
可変なものであっても良い。また、スライスレベル発生
器の出力THは、本実施例のように固定であるものの他
に、濃度設定レバー127のような可変指定手段によって
可変であれば輪郭の再現範囲はさらに広がる。

以上説明したように、濃度指定レバーによって輪郭と
して検出される濃度強調部を可変にすることによって、
薄い原稿情報でも情報の輪郭部をシヤープに抽出するこ
とが可能となった。

また、色地等の濃度を有した地肌の原稿でも地肌によ
る輪郭信号抽出の誤動作を妨ぐ効果がある。

また、地肌濃度をプリスキヤンによって検出すること
で濃度設定レバーを排すことが可能となり、輪郭処理の
操作性を向上させることが可能となる。

また、地肌濃度と同時に情報の黒部分の濃度をプリス
キヤンによって検出することで原稿の情報部のみを対象
とした輪郭抽出が可能となり輪郭抽出の誤動作を更に減
ずる効果がある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によると、入力画像信号
のうち輪郭出力の濃度境界部となる濃度範囲内の画像信
号を、その画像信号のレベル変化よりも大なるレベル変
化を持った画像信号に変換し、この様にレベル変換され
た画像信号のレベル変化を検出することにより輪郭を抽
出し輪郭信号を出力するので、例え、濃度コントラスト
の低い画像であっても、その画像の輪郭を良好に抽出可
能となり、また、更に、輪郭出力の濃度境界部となる濃
度範囲を任意に設定するので、この濃度範囲を、輪郭と
して抽出したい画像濃度に合わせて設定することによ
り、種々の画像濃度の輪郭を確実に抽出可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロツク図、 第２図は通常の画像読取時の濃度変換特性を示す図、 第３図は輪郭抽出の概略図、 第４図は第１の実施例における輪郭抽出時の濃度変換特
性を示す図、 第５図は本発明の第２の実施例を示すブロツク図、 第６図は第２の実施例における輪郭抽出時の濃度変換特
性を示す図、 第７図は本発明の第３の実施例を示すブロツク図、 第８図は第３の実施例における輪郭抽出時の濃度変換特
性を示す図であり、 103……原稿読取用ラインセンサ 110……濃度変換テーブル 111〜112……二次微分信号形成ブロツク 123……輪郭抽出用のコンパレータ 127……濃度設定レバー 130……輪郭処理モード設定スイツチ 501……白ピーク濃度検出部 601……黒ピーク濃度検出部 502……白ピーク濃度のヒストグラム作成部 602……黒ピーク濃度のヒストグラム作成部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像の濃度を表わす画像信号のレベル変化
   に基づいて画像の輪郭を抽出し輪郭信号を形成する輪郭
   画像形成装置において、 輪郭出力の濃度境界部となる濃度範囲を任意に設定する
   設定手段と、 入力画像信号のうち前記設定手段により設定された濃度
   範囲内の画像信号を、その画像信号のレベル変化よりも
   大なるレベル変化を持った画像信号に変換して出力する
   変換手段と、 前記変換手段から出力された画像信号のレベル変化を検
   出することにより輪郭を抽出し輪郭信号を出力する輪郭
   抽出手段とを有することを特徴とする輪郭画像形成装
   置。