JPH02135575A - 画像信号処理装置 - 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〉 この発明は、画像信号処理装置、特に、画像信号をディ
ジタル処理化する手段を含む画像信号処理装置に関する
。

たとえば、複写機やファクシミリ装置は、原稿を読取り
、その画像を所望の状態に再現したり、伝達したりでき
るが、そのための装置として、読取った画像信号を処理
する画像信号処理装置が備えられている。この発明は、
係る画像信号処理装置の改良に向けられている。

〈従来の技術〉 ところで、画像信号処理装置で行われる信号処理の１つ
に、輪郭抽出処理がある。特開昭６０−５９４８４号公
報には、この発明に興味ある先行技術としての画像情報
輪郭抽出方法が開示されている。当該特許公開公報に記
載の方法は、第９図に示すように、画像情報を２値化す
るが、その際に、２つのしきい値Ｌｌ、Ｌ２に基づく２
つの２値化を行い、その中間領域の信号成分りのみを取
出し、輪郭線を抽出するようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述の画像情報輪郭抽出方法では、２値化の際に、高、
低２つのしきい値Ｌｌ、Ｌ２を設定しなければならず、
しきい値の設定が難しいかった。

たとえば、２値化する画像信号が、白地背景に記載され
た濃度の非常に薄い文字の信号である場合や、黒地背景
に記載された濃度の濃い文字の信号の場合等には、背景
と文字との信号レベル差が小さい。よって、高、低２つ
のしきい値Ｌｌ、Ｌ２のレベル差が大き過ぎると、第１
０図に示すように、画像信号を２レベルで２値化できず
、輪郭線の抽出ができない。係る場合、２つのしきい値
のレベル差を小さくしてもよいが、このレベル差を小さ
くし過ぎると、画像信号がノイズ等で多少ふらついてい
ることもあるから、２つのしきい値開の中間領域の成分
を正確に抽出するのが困難になる。

また、写真などの中間調を含む画像に対しては、第１１
図に示すように、２値化では中間調の画像自体がくずれ
たり、誤動作をする。

この発明は、このような先行技術を背景になされたもの
で、ある局面から見ると、画像信号をディジタル処理し
、その信号中の画像情報の輪郭を簡易かつ高速に抽出す
ることができる画像信号処理装置を提供することを目的
とする。

また、この発明は別の局面から見ると、入力された画像
信号が、極内または極黒の背景成分を有する中間調信号
を含む場合において、背景を白または黒のいずれにでも
任意に反転できる画像信号処理装置を提供することを目
的とする。

く課題を解決するための手段〉 この発明は、アナログ画像信号をディジタル画像信号に
変換する変換手段と、前記変換手段で変換されたディジ
タル画像信号を、所定量サイクリックにシフトするサイ
クリックシフト手段と、前記サイクリックにシフトされ
たディジタル画像信号を多値化する多値化処理手段とを
含むことを特徴とする画像信号処理装置である。

上記画像信号処理装置において、前記画像信号は、第１
レベル側から中間レベルを通って第２レベル側へと大き
く変化する文字成分およびそれ以外の中間調成分を含み
、前記サイクリックシフト手段でシフトする量は、文字
成分における第２レベル側の信号成分が第１レベル側へ
移るかまたは第１レベル側の信号成分が第２レベル側へ
移る程度に選ばれており、それによって、第１レベル側
および第２レベル側の信号成分を第１レベル側または第
２レベル側に寄せ、中間領域の信号成分を反対のレベル
側へ寄せることができ、前記多値化処理手段は、サイク
リックシフトされた文字成分から輪郭を抽出し、中間調
成分はそのまま多値化して出力できるようにされている
ことが好ましい。

また上記画像信号処理装置において、前記画像信号は、
第１レベルまたは第２レベルに近い背景成分を含み、前
記サイクリックシフト手段でシフトする量は、第１レベ
ルまたは第２レベルから背景成分までのレベル量を基に
選ばれており、それによって、背景成分を第１レベル側
または第２レベル側のいずれへでも寄せることができ、
前記多値化処理手段は、一方のレベル側に寄せられた背
景成分を黒背景として処理出力し、他方のレベル側に寄
せられた背景成分を白背景として処理出力するようにさ
れたものである 上記いずれかに記載の画像信号処理装置において、前記
サイクリックシフト手段でシフトする量を決定するため
に、原稿内容をプレスキャンし、その濃度分布を検出し
、それに基づいてシフト量を計算する手段を含むことが
好ましい。

く作用〉 変換手段で変換されたディジタル画像信号は、サイクリ
ックシフト手段で、所定量の信号が加算または減算され
ることにより、サイクリックシフトされる。サイクリッ
クシフトする量を調整すると、ある信号成分は第１レベ
ル側（たとえば黒レベル側）へ、またある信号成分は第
２レベル側（たとえば白レベル側）へ寄せることができ
る。

従って、第１レベル側または第２レベル側へ寄せた信号
に基づいて輪郭を抽出したり、いずれのレベル側へ寄せ
るかで背景色を白または黒に反転できる。

〈実施例〉 以下には、図面を参照して、この発明の実施例について
詳細に説明をする。

第１図は、この発明の一実施例が採用されたディジタル
複写機の構成を示すブロック図である。

ディジタル複写機には、原画１１の画像を読取るための
スキャナ部１２が備えられている。スキャナ部１２には
、ＣＯＤ等のイメージセンサが備えられていて、読取ら
れた原画１１の画像は、たとえば８ビット−２５６段階
のディジタル画像信号として出力される。スキャナ部１
２の出力はサイクリックシフト装置１３へ与えられ、こ
の装置１３において、ディジタル画像信号は、所定のレ
ベル量だけサイクリックシフトされる。サイクリックシ
フトとは、たとえば０段（第１レベル）がら２５５段（
第２レベル）までの２５６段階に区分される信号を、た
とえば第１レベル側から第２レベル側へ一定量（たとえ
ば２０段）シフトし、２５５段から溢れたデータは０段
側から戻して、データを循環的にシフトすることである
。

サイクリックシフト装置１３で所定のレベル量サイクリ
ックシフトされた８ビツトのディジタルデータは、多値
化処理装置１４において多値化、たとえば５値化される
。

多値化処理装置１４の出力はプリンタ部１７へ与えられ
る。プリンタ部１７には、半導体レーザ、光を走査する
ためのポリゴンミラー、感光体、現像装置等の公知の画
像形成機構が含まれている。

プリンタ部１７は、多値化処理装置１４の出力に基づい
て画像形成を行い、その結果、コピー１８が得られる。

第２図は、スキャナ部１２の詳細な構成を示すブロック
図である。スキャナ部１２には対物レンズ１２１が備え
られ、対物レンズ１２１を通して原画１１のデータがＣ
ＣＤ１２２へ与えられる。

ＣＣＤ１２２は光信号を電気信号に変換して、ｅｖｅｎ
信号およびｏｄｄ信号を、それぞれ、増幅器１２３およ
び１２４へ与える。増幅器１２３゜１２４で増幅された
信号は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器１２５，１２６でディ
ジタル信号に変換され、両信号は合成器１２７で合成さ
れる。そして、合成器１２７の出力は補正回路１２８へ
与えられ、ここでシェーディング補正や濃度補正等が行
われた後、８ビツトのディジタル信号として出力される
。

スキャナ部１２の詳細な構成は、この第２図の構成に限
られるわけではなく、他の構成が採用されていてもよい
。

第３図は、サイクリックシフト装置１３の一例を示す回
路ブロック図である。サイクリックシフト装置１３は、
たとえば８つの全加算器２１ａ。

２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２
１ｈの並列接続で構成されており、スキャナ部１２から
与えられる８ビツトのディジタル画像信号は、最上位桁
が全加算器２１ａの一方入力端子Ａに与えられ、次桁以
降は順次対応する全加算器２１ｂ〜２１ｇの入力端子Ａ
へ与えられ、全加算器２１ｈの入力端子Ａには８とット
データの最下位桁が与えられる。

一方、各全加算器２１ａ〜２１ｈの他方入力端子Ｂには
、インバータ２２を介して減算データの各対応桁が与え
られる。よって、この８つの全加算器２１ａ〜２１ｈに
よって８ビツトのデータは減算データに基づいて所定の
レベルだけシフトされて出力される。

第４図（Ａ）は、多値処理回路１４の構成例を示すブロ
ック図である。第４図（Ａ）には、多値処理回路１４と
して、５値化回路の例が示されている。５値化回路１４
には、並列に接続された４つの比較器１４１，１４２，
１４３および１４４と、各比較器１４１〜１４４にそれ
ぞれ接続されたしきい値設定回路１４５，１４６，１４
７．および１４８が含まれている。４つの比較器１４１
〜１４４に接続された各しきい値設定回路１４５〜１４
８には、互いに異なるしきい値が設定されている。よっ
てこの回路に入力される１つの画素成分は、４つの比較
器１４１〜１４４でそれぞれ所定のしきい値と比較され
、画素成分の濃度に応じて各比較器１４１〜１４４から
“１″または′０′の出力がでる。

各比較器１４１〜１４４の出力側には、それぞれパルス
生成器１５１〜１５４が接続されていて、４つのパルス
生成器１４１〜１５４の出力はオアゲート１４９で論理
和がとられる。各パルス生成器１５１〜１５４のうち、
１／４パルス生成器１５１は、比較器１４１からの“１
”入力に応じて１／４パルスを生成する。また、２／４
パルス生成器１５２は、比較器１４２からの“１“入力
に応じて２／４パルスを生成する。同様に、３／４パル
ス生成器１５３は比較器１４３からの“１″入力に応じ
て３／４パルスを、４／４パルス生成器１５４は比較器
１４４からの“１′入力に応じて４／４パルスを生成す
る。なお、いずれの比較器１４１〜１４４の出力も“０
“であれば、いずれのパルス生成器１５１〜１５４共に
出力パルスは導出しない。

よって、１つの画素成分の入力に基く、オアゲ−４１４
９の出力は、第４図（Ｂ）に示すように、０．１／４．
２／４．３／４．４／４の５段階の出力のいずれかにな
る。

多値処理回路１４は、第４図に示すような回路に変え、
デイザマトリックスを使った処理回路としてもよい。

第５図は、第１図の装置の特徴の一つを説明するための
信号波形図である。

第１図ないし第５図を参照して説明すると、スキャナ部
１２から出力される８ビツトのディジタル画像信号が、
たとえば第５図（Ａ１）のように文字および写真の信号
成分を含んでいるとする。

この波形図において、最下部は第１レベルとしての０段
の白レベル、最上部は第２レベルとしての２５５段の黒
レベルを表わしている。この信号成分は、サイクリック
シフト装置１３においてサイクリックシフトされ、第５
図（Ａ２）にされる。

つまり、信号成分が黒レベル側に所定量サイクリックシ
フトされている。この結果、白レベル側に、文字成分中
の最も黒い成分だけが移っている。

よって、これを多値化処理装置１４で多値化処理すれば
、第５図（Ａ３）の信号が得られる。第５図（Ａ３）に
示すように、文字成分はその中間が白にされて輪７３が
抽出されており、写真成分は、はぼ原画のまま多値化さ
れている。

第６図は、第１図の装置の他の特徴を説明するための信
号波形図であり、スキャナ部１２から出力される信号成
分が背景が極内の写真の場合を示している。

第６図（Ａ１）の信号成分を白レベル側にサイクリック
シフトすると、背景成分は黒レベル側に移る（第６図（
Ａ２））。つまり、サイクリックシフト装置１３によっ
てシフトする量を、白レベルから背景成分までのレベル
差よりも少し大きな量に選び、白レベル側へ信号成分を
シフトしている。

この結果、白色の背景が黒色に反転している（第６図（
Ａ３））。また、原画１１の背景が極黒である場合は、
信号成分を逆方向ヘシフトすることにより、背景を白に
反転できる。

第７図に、この実施例に係るディジタル複写機で実際に
処理をした見本を示す。第７図（Ａ）が原画１１であり
、第７図（Ｂ）が背景を黒色に反転したコピー１８であ
る。第７図の原画１１とコピー１８との比較により、原
画１１の中の濃い文字は、コピー１８においてその輪郭
が抽出されており、また、原画１１の薄い文字でもコピ
ー１８に鮮明に写っていることが分る。また、原画１１
の写真は、はぼそのまま白黒が反転されてコピーされて
いることも分る。

第８図は、サイクリックシフトするシフト方向およびシ
フト量決定回路の一例を示すブロック図である。スキャ
ナ部１２によって原画１１のプレスキャンが行われ、ス
キャナ部１２から出力される８ビット信号は、第８図の
プレスキャンＲＡＭ３１へ与えられ、８ビット信号はプ
レスキャンＲＡＭ３１に一旦記憶される。プレスキャン
ＲＡＭ３１に接続された濃度分布計測回路３２はＲＡＭ
３１の８ビット信号の濃度分布を計測し、その出力を演
算回路３３および比較器３４へ与える。比較器３４には
しきい値設定回路３５が接続されていて、しきい値設定
回路から予め定めるしきい値が与えられている。比較器
３４ではこのしきい値と濃度分布計Ｃ１回路３２から与
えられる出力とを比較して、その結果を演算回路３３へ
出力する。

演算回路３３では、濃度分布計測回路３２から与えられ
る信号と、比較器３４から与えられる信号とに基づいて
演算を行ない、サイクリックシフトする方向およびシフ
ト量を算出する。演算回路３３の出力はサイクリックシ
フト装置１３へ与えられる。

以上の実施例では、入力信号をまずディジタル画像信号
に変換した後サイクリックシフトしたが、この理由はデ
ィジタル信号においてはサイクリックシフトが容易に行
なえ、それを実現するサイクリックシフト装置も簡易な
構成でよいからである。

もっとも、アナログ信号をそのままサイクリックシフト
し、そのサイクリックシフトしたアナログ信号を予め定
める１つのしきい値に基づいて多値化するようにしても
かまわない。

〈発明の効果〉 この発明は、以上のように構成されており、入力信号が
ディジタル画像信号に変換された後、そのディジタル画
像信号をサイクリックシフトして、第２レベル側または
第２レベル側に所望の信号成分を移すことができるので
、画像信号の輪郭線を抽出したり、背景を白黒反転させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例が採用されたディジタル
複写機の構成ブロック図である。 第２図は、スキャナ部１２の詳細な構成を示すブロック
図である。 第３図は、サイクリックシフト装置の具体的な回路例を
示す図である。 第４図は、多値処理回路の例を示すブロック図および出
力波形図である。 第５図および第６図は、第１図の装置の動作を説明する
ための波形図である。 第７図は、この実施例にかかるディジタル複写機で実際
に行った原画とコピーの例を示す見本である。 第８図は、プレスキャンによりサイクリックシフトの方
向および量を決定する回路の構成例を示すブロック図で
ある。 第９図は、従来の画像情報輪郭抽出方法を説明する波形
図である。 第１０図および第１１図は、従来の画像情報輪郭抽出方
法における問題点を説明するための図である。 図において、１１・・・原画、１２・・・スキャナ部、
１３・・・サイクリックシフト装置、１４・・・多値化
処理装置、１５・・・しきい値設定回路、１６・・・比
較器、２１・・・全加算器、１２２・・・ＣＣＤ、１２
５，１２６・・・Ａ／Ｄ変換器、を示す。 オリジチルデータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アナログ画像信号をディジタル画像信号に変換する
   変換手段と、 前記変換手段で変換されたディジタル画像信号を、所定
   量サイクリックにシフトするサイクリックシフト手段と
   、 前記サイクリックにシフトされたディジタル画像信号を
   多値化する多値化処理手段と、 を含むことを特徴とする画像信号処理装置。 ２、請求項第１項記載の画像信号処理装置において、 前記画像信号は、第１レベル側から中間レベルを通って
   第２レベル側へと大きく変化する文字成分およびそれ以
   外の中間調成分を含み、 前記サイクリックシフト手段でシフトする量は、文字成
   分における第２レベル側の信号成分が第１レベル側へ移
   るかまたは第１レベル側の信号成分が第２レベル側へ移
   る程度に選ばれており、それによって、第１レベル側お
   よび第２レベル側の信号成分を第１レベル側または第２
   レベル側に寄せ、中間領域の信号成分を反対のレベル側
   へ寄せることができ、前記多値化処理手段は、サイクリ
   ックシフトされた文字成分から輪郭を抽出し、 中間調成分はそのまま多値化して出力できるようにされ
   ていることを特徴とする。 ３、請求項第１項記載の画像信号処理装置において、 前記画像信号は、第１レベルまたは第２レベルに近い背
   景成分を含み、 前記サイクリックシフト手段でシフトする量は、第１レ
   ベルまたは第２レベルから背景成分までのレベル量を基
   に選ばれており、それによって、背景成分を第１レベル
   側または第２レベル側のいずれへでも寄せることができ
   、 前記多値化処理手段は、一方のレベル側に寄せられた背
   景成分を黒背景として処理出力し、他方のレベル側に寄
   せられた背景成分を白背景として処理出力することを特
   徴とする。４、請求項第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の画像信号処理装置において、 前記サイクリックシフト手段でシフトする量を決定する
   ために、原稿内容をプレスキャンし、その濃度分布を検
   出し、 それに基づいてシフト量を計算する手段 を含むことを特徴とする。