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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bildverarbeitungsvorrichtung,
die ein Bild auf einem Original liest und die gelesenen digitalen
Bilddaten als Binärdaten
nach einer Durchführung
einer Bildverarbeitung auf ihnen ausgibt. Insbesondere betrifft
die vorliegende Erfindung eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die
für eine Matrizen-Fertigungsvorrichtung
(einen digitaler Drucker) verwendet wird, die eine Perforation auf
thermosensitivem Matrizenpapier durchführt, oder eine Vorrichtung
(einen digitaler Kopierer), die auf Papier oder Thermopapier ein
verborgenes Bild („latent
image") kopiert,
das auf einem photosensitiven Material unter Verwendung einer Elektrophotographie
gebildet wurde.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Wenn
ein Original, in dem binäre
Bilder, wie zum Beispiel Buchstaben oder Zeichnungen, und Halbton-Bilder
(„tone
images"), wie zum
Beispiel Photographien, koexistieren, als Binärdaten unter Verwendung einer
Bildverarbeitungsvorrichtung, wie zum Beispiel der oben beschriebenen,
ausgegeben wird, ist es notwendig, ein optimales Ergebnis zu erzielen,
so dass die Binärbildbereiche
in entweder einen maximalen Dichtewert oder einen minimalen Dichtewert
unter Verwendung eines geeigneten einzelnen Schwellenwerts binär konvertiert
werden, und eine Dichtekonversion in eine geeignete Dichte für die Halbtonbildbe reiche
unter Berücksichtigung
von Charakteristika von Eingabe/Ausgabe-Geräten
ausgeführt
wird. Zu diesem Zweck ist es notwendig, für jeden Abschnitt eines Bildes
zu beurteilen, ob er ein Binärbildbereich
oder ein Halbtonbildbereich ist und die Binärbildbereiche von den Halbtonbildbereichen
zu trennen.
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Um
einen Binärbildbereich
von einem Halbtonbildbereich zu unterscheiden, werden verschiedene
Verfahren verwendet. Ein Verfahren unterteilt ein Bild in Blöcke von
n × n
Pixel und beurteilt jeden Block basierend auf dem Ergebnis einer
darauf ausgeführten
Merkmalsextraktion (siehe zum Beispiel japanisches ungeprüftes Patent,
Veröffentlichungsnummer
3(1991)-153167) (dieses Verfahren wird nachfolgend „Verfahren
A" genannt). Ein
weiteres Verfahren führt
eine Merkmalsextraktion auf einem Zielpixel und seinen umgebenden
Pixeln durch und beurteilt jedes Pixel unter Verwendung des Merkmalsextraktionsergebnisses
(siehe zum Beispiel japanisches ungeprüftes Patent, Veröffentlichungsnummer
1(1989)-227573) (dieses Verfahren wird nachfolgend als „Verfahren
B" bezeichnet).
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Weil
eine Beurteilung auf jedem Block durchgeführt wird, gibt es bei Verfahren
A einige Probleme, wie zum Beispiel eine Fehlbeurteilung oder ein
Auftreten einer Blockform an einer Grenze zwischen einem Binärbildbereich
und einem Halbtonbildbereich. Wenn Verfahren B eingesetzt wird,
ist ein Effekt, der durch eine Fehlbeurteilung bewirkt wird, nicht
so auffällig
wie bei Verfahren A. Dennoch wird eine Dichtedifferenz zwischen
einem fehlbeurteilten Abschnitt und einem ordnungsgemäß beurteilten
Abschnitt erzeugt, der zu einer Unstimmigkeit des Bildes führt.
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Desweiteren
ist es schwierig, eine Zeichnung aus dicken, massiven Linien oder
einen rundweg geschwärzten
Abschnitt in einem Binärbildbereich
von einem Abschnitt mit hoher Dichte in einem Halbtonbildbereich
zu unterscheiden. Falls ein Beurteilungsparameter so eingestellt
wird, dass sie unterschieden werden können, gibt es einen flächigen Dichteabschnitt
in einem Photographiebild. Falls der Beurteilungsparameter so eingestellt
wird, dass ein Abschnitt von hoher Dichte einer Photographie von
einem Halbtonbild unterschieden werden kann, wird die Dichte einer
dicken, massiven Linienzeichnung oder eines rundweg geschwärzten Abschnitts
gering.
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Als
Mittel zum Abmildern der Probleme der Verfahren A und B hat deshalb
Riso Kagaku Corp. ein Verfahren vorgeschlagen (siehe japanisches
ungeprüftes
Patent mit der Veröffentlichungsnummer 8(1996)-51538,
nachfolgend als „Verfahren
C" bezeichnet),
um einen Binärbildbereich
von einem Halbtonbildbereich zu unterscheiden, wobei ein „Kantenpixel" (ein Pixel mit einem
scharfen Dichtegradient) und seine Umgebung detektiert werden, beurteilt
wird, ob das Kantenpixel und Pixel mit hoher Dichte in seiner Umgebung in
einem Binärbildbereich
liegen, und, im Falle einer Fehlbeurteilung, wie zum Beispiel dem
Kantenpixel, das als ein Konturpixel in einem Halbtonbildbereich
beurteilt wurde, eine geeignete Dichtekonversionskurve von einer
Vielzahl von Dichtekonversionskurven ausgewählt wird, die eine Halbtonbilddichtekonversionskurve
und eine Binärbilddichtekonversionskurve
interpolieren, um keine Unstimmigkeit eines Bildes zu erzeugen,
wenn die Distanz zwischen einem Binärbildpixel zu dem Kantenpixel
größer wird.
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Bei
Verfahren C sollten zwei Bedingungen erfüllt werden, damit ein Zielpixel
als ein Pixel in einem Binärbildbereich
beurteilt wird, das heißt,
das Zielpixel ist nahe bei dem Kantenpixel und es ist in einer hohen Dichte.
Jedoch können
Binärbildbereiche,
bei denen eine Dichte in einem Hintergrund oder zwischen Buchstaben
variiert, in einem Original koexistieren, wie zum Beispiel in dem
Falle, wenn handschriftliche Buchstaben neben einem Stück einer
Zeitung liegen, das ausgeschnitten und in einem Original eingefügt wurde,
oder wenn ein von einem Laserstrahldrucker gedrucktes Dokument ein
Siegel (Buchstaben in roter Siegeltinte) auf dem Dokumente aufweist.
In einem solchen Fall, sowie in dem Fall, wenn Halbtonbildbereiche,
wie zum Beispiel Photographien, auf einem Original mit dem Hintergrund
oder Buchstaben koexistieren, können
undeutliche Buchstaben (insbesondere Buchstaben in Bleistift oder
roter Siegeltinte) als Halbtonbildbereiche anstatt als ein Binärbildbereich
fehlbeurteilt werden, weil deren Dichtegradient nicht sehr scharf
ist und die Dichte gering ist. Im Ergebnis können die undeutlichen Buchstaben
auf dem Druck verschwinden.
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EP 0 415 722 A2 offenbart
eine Bildgebungsvorrichtung zum Reproduzieren eines Bildes von einem Original,
bei dem Buchstabenabschnitte und Zwischenkontrastabschnitte eines
Originals unterschieden werden und durch verschiedene Dichtekonvertierungstabellen
verarbeitet werden. Dabei werden verschiedene Dichteverteilungen
gemäß Dichteunterschieden,
die im Hinblick auf vertikale, seitliche und schräge Richtungen
eines Zielpixels detektiert werden, unterschieden, was im wesentlichen
Kantenschärfeberechnungen
repräsentiert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde basierend auf den Überlegungen des oben beschriebenen
Problems getätigt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Bildverarbeitungsvorrichtung
bereitzustellen, die Charakteristika eines Halbtonbildbereichs auf
einem Original erhält,
wobei Binärbildbereiche
mit verschiedener Buchstabendichte koexistieren oder ein Halbtonbildbereich,
wie zum Beispiel eine Photographie, auch damit koexistiert, und
die die Probleme eines Verwischens oder einer Tilgung von undeutlichen
Buchstaben oder dergleichen löst,
durch Ausgeben eines Bilddichtesignals, um den Kontrast von Buchstaben
angemessen zu schärfen,
selbst wenn deren Dichte variiert.
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Die
Bildverarbeitungsvorrichtung umfasst
eine erste Analyseeinrichtung
zum Analysieren der Wahrscheinlichkeit, dass ein Referenzbild, das
ein Zielpixel umfasst, durch Binärdaten
repräsentiert
wird; und
eine Dichtekonversionseinrichtung zum Auswählen einer
geeigneten Dichtekonversionskurve aus einer Vielzahl von verschiedenen
Dichtekonversionskurven und Konvertieren der Dichte des Zielpixels
unter Verwendung der ausgewählten
Dichtekonversionskurve gekennzeichnet ist durch
eine zweite
Analyseeinrichtung zum Analysieren des Grads einer Spitze oder eines
Tals, die/das eine Dichteänderung
in einer Gruppe von Referenzpixeln repräsentiert, die das Zielpixel
umfasst, durch Berechnen einer Dichtedifferenz zwischen dem Zielpixel
und einer von zwei zu dem Zielpixel benachbarten Gruppen von Referenzpixeln,
die geringer ist, als eine Dichtedifferenz zwischen dem Zielpixel
und der Gruppe von Referenzpixeln, die auch zu dem Zielpixel benachbart
ist und diesem gegenüberliegt,
als einen primären
Linienmerkmal-Angabewert
für jede
einer Vielzahl von Linien, die durch einen vorgegebenen Winkel und
eine vorgegebene Zahl definiert sind und die durch das Zielpixel
verlaufen und sich in von einander unterschiedliche Richtungen erstrecken,
Ermitteln einer Extraktionsbedingung eines sekundären Linienmerkmal-Angabewerts aus der
Vielzahl von primären
Linienmerkmal-Angabewerten im voraus, basierend auf dem vorgegebenen
Winkel und der vorgegebenen Zahl, durch Spezifizieren der Zahl einer
Position des Absolutwerts eines extrahierten primären Linienmerkmal-Angabewerts
in aufsteigender Ordnung oder absteigender Ordnung in den Absolutwerten
der Vielzahl von primären
Linienmerkmal-Angabewerten, und Extrahieren des primären Linienmerkmal-Angabewerts,
der die vorgegebene Extraktionsbedingung erfüllt, als den sekundären Linienmerkmal-Angabewert,
und dadurch, dass
die Dichtekonversionseinrichtung eingerichtet
ist, eine Dichtekonversionskurve basierend auf dem Analyseergebnis
von der ersten Analyseeinrichtung und dem Analyseergebnis von der
zweiten Analyseeinrichtung auszuwählen.
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Die „erste
Analyseeinrichtung'", auf die hier Bezug
genommen wird, dient einer Verbesserung einer Beurteilungseffektivität im Hinblick
auf die Wahrscheinlichkeit eines Binärbildbereichs oder eines Halbtonbildbereichs
in Kombination mit der zweiten Analyseeinrichtung. Zum Beispiel
kann die erste Analyseeinrichtung eine Analyseeinrichtung sein,
die die Wahrscheinlichkeit eines Binärbildbereichs oder eines Halbtonbildbereichs
analysiert, basierend auf Bildmerkmal-Angabewerten in Reaktion auf Kanteninformation,
im Hinblick auf eine Kantenschärfe
des Zielpixels, eine Distanz von dem Zielpixel zu einem nächstliegenden
Kantenpixel und einer Dicke einer Linie (eine vertikale Linie von
hoher Dichte), so wie es in dem japanischen ungeprüften Patent mit
der Veröffentlichungsnummer
8(1996)-51538 offenbart ist.
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Der „Grad einer
Spitze oder eines Tals ... für
jede einer Vielzahl von Linien ... die durch das Zielpixel verlaufen" bedeutet in dem
Fall, in welchem das Zielpixel ein Pixel ist, das eine Linie bildet,
eine Angabe, die den Grad einer Dichtedifferenz (gezeigt durch ein
Dichteprofil) zwischen der Linie und ihrem Hintergrund ausdrückt.
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Wenn
ein Pixel um ein Zielpixel einen geringeren Dichtewert hat, als
der Wert des Zielpixels, mit anderen Worten, wenn dessen Dichteprofil
ansteigt und dann abfällt,
wird es „eine
Spitze" genannt,
während wenn
ein Pixel um ein Zielpixel einen höheren Dichtewert als der Wert
des Zielpixels hat, mit anderen Worten, wenn dessen Dichteprofil
abfällt
und dann ansteigt, wird es „ein
Tal" genannt.
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Die
zweite Analyseeinrichtung der vorliegenden Erfindung dient dem Zeigen
des oben beschriebenen Grads als die Größenordnung eines Absolutwerts
einer Dichtedifferenz zwischen dem Zielpixel und dem Referenzbild
um den Zielpixel. Die zweite Analysenrichtung ermittelt im voraus,
welche Stelle in dem Absolutwert der primären Linienmerkmal-Angabewerte
als der sekundäre
Linienmerkmal-Angabewert extrahiert werden soll, in Verbindung mit
einem vorgegebenen Winkel und der Anzahl an Linien in verschiedenen
Richtungen, und gibt den ermittelten primären Linienmerkmal-Angabewert
als den sekundären
Linienmerkmal-Angabewert des Zielpixels aus. In diesem Fall, wenn
Pixel auf der Linie der Referenzbilddaten in zwei Gruppen unterteilt werden,
die den Zielpixel dazwischen einschließen, zeigt der Grad die Größenordnung
des Absolutwerts der Dichtedifferenz zwischen dem Zielpixel und
einem aus der Gruppe der Pixel mit der kleineren Dichtedifferenz von
der Dichte des Zielpixels.
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Der „vorgegebene
Winkel" bezeichnet
den Winkel eines Abschnitts eines Halbtonbildbereichs, der an einer
Ecke eines Halbtonbildbereichs angeordnet ist, und nicht erwünscht ist,
als eine Linie detektiert zu werden.
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Der
sekundäre
Linienmerkmal-Angabewert H(a, b) des Zielpixels P(a, b) in einem
Referenzbild f (a, b) wird berechnet durch:
wobei 2nd_Max_Abs(E) eines
der) Elemente) mit einem zweitgrößten Absolutwert
von allen Elementen x in einer Menge E angibt und hx(a, b) = Max_Abs{pkx(a,
b), trx(a, b)}
wobei
und
wobei
f(a + k·uxa,
b + k·uxb)
den Dichtewert eines Pixels P(a + k·uxa, b + k·uxb) des
Referenzbildes angibt, der von dem Zielpixel P(a, b) um (a + k·uxa, b
+ k·uxb)
versetzt ist, wobei
k jeweils ein Element der
Menge S + und S – ist,
wobei S+ ⊂ [1,
2, ..., N]; S– ⊂[–1, –2, ..., –N]; N:
positive Ganzzahl
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Es
ist besonders bevorzugt, dass die „Vielzahl von Dichtekonversionskurven" Dichtekonversionskurven
umfasst, die eine Basisdichtekonversionskurve sanft transformieren,
sodass insgesamt eine hellere und/oder dunklere Ausgabe erzeugt
wird.
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Die
Bildverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine
Binärkonversionseinrichtung umfassen,
die eine Binärkonversion
durch ein Fehlerdiffusionsverfahren auf dem Zielpixel durchführt, das
dichtekonvertiert wurde.
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Die
Bildverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung braucht
nicht die erste Analyseeinrichtung umfassen und analysieren, ob
ein Zielpixel wahrscheinlich in einem Binärbildbereich oder einem Halbtonbildbereich
liegt, durch Berechnen nur des sekundären Linienmerkmal-Angabewerts.
Eine Berechnungs vorrichtung für
einen sekundären
Linienmerkmal-Angabewert der vorliegenden Erfindung existiert für diesen Zweck
und berechnet den Grad von wenigstens entweder einer Spitze oder
einem Tal einer Zielpixeldichte als einen primären Linienmerkmal-Angabewert
entlang einer Vielzahl von Linien in verschiedenen Richtungen, die über den
Zielpixel verlaufen, basierend auf Referenzbilddaten um den Zielpixel,
und berechnet einen sekundären
Linienmerkmal-Angabewert basierend auf den Ergebnissen der berechneten
primären
Linienmerkmal-Angabewerte.
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Die
Bildverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst
die zweite Analyseeinrichtung (die Berechnungsvorrichtung für den sekundären Linienmerkmal-Angabewert),
die analysiert, ob ein Zielpixel in einem Binärbildbereich oder einem Halbtonbildbereich
liegt, basierend auf dem sekundären
Linienmerkmal-Angabewert, der die Charakteristik des primären Linienmerkmal-Angabewerts mit Informationen,
die die Dichtedifferenz betreffen, zeigt, und umfasst die erste
Analyseeinrichtung, die eine Effektivität der Beurteilung verbessert,
ob das Zielpixel in einem Binärbildbereich
oder einem Halbtonbildbereich liegt, in Kombination mit der zweiten
Analyseeinrichtung. Diese Konfiguration erlaubt eine Dichtekonversion
basierend auf dem Analyseergebnis. Deshalb kann eine geeignetere
Dichtekonversion zusätzlich
zu dem Effekt durchgeführt
werden, der durch eine konventionelle Bildverarbeitungsvorrichtung
erzielt wird.
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Zum
Beispiel kann eine dunkle Linie weiter verdunkelt werden und ein
undeutlicher Buchstabe, der aus dünnen Linien aufgebaut ist,
oder ein undeutliches Muster (ein Siegel oder dergleichen) in einem
Halbtonbildbereich kann geeignet reproduziert werden. Desweiteren
kann eine helle Linie weiter aufgehellt werden und eine Lücke zwischen
Buchstabenanschlägen
kann auch deutlicher reproduziert werden. Weil eine dunkle Linie weiter
abgedunkelt und eine helle Linie weiter aufgehellt werden kann,
ist es desweiteren vermeidbar, dass ein Gitterpunktbild, das aus
feinen Punkten aufgebaut ist, zu dunkel oder zu undeutlich wird.
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Wenn
ein Original, in dem eine Vielzahl von Binärbildbereichen mit verschiedenen
Dichtewerten oder ein Binärbildbereich
und ein Halbtonbildbereich koexistieren, durch Schablonen-Fertigung
gedruckt wird, kann der Druck in dieser Weise erhalten werden, ohne
ein Verwischen oder ein Tilgen von undeutlichen Buchstaben in einem
Binärbildbereich
oder Buchstaben, die leicht von ihrem dunklen Hintergrund unterschieden
werden können,
während
eine Charakteristik eines Halbtonbildbereichs erhalten bleibt und
keine Unstimmigkeit in dem Bild aufgrund einer Dichtedifferenz bewirkt
wird.
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Weil
die Berechnung des sekundären
Linienmerkmal-Angabewerts hauptsächlich
auf einer Vergleichsoperation basiert, wird es desweiteren möglich, die
zweite Analyseeinrichtung (die Berechnungsvorrichtung für den sekundären Linienmerkmal-Angabewert)
mit einer einfachen Hardware aufzubauen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine grundlegende Konfiguration einer Bildverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das das Detail einer Analyseeinrichtung der Bildverarbeitungsvorrichtung
zeigt;
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3 ist
ein Diagramm, das eine Relation zwischen einer Bildposition und
Original-Abtastrichtungen zeigt;
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4 ist
ein Diagramm, das relative Positionen eines Zielpixels, eines Zentralpixels
und eines letzten Pixels zeigt;
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5 ist
ein Blockdiagramm, das Details der Bildverarbeitungsvorrichtung
zeigt;
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6 ist
ein Diagramm; das Positionen von Pixeln auf einem Original zeigt,
die Bilddichtesignalen entsprechen, die in einem Speicher gespeichert
sind;
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7 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel von Daten zeigt, die in einem Bilddatenpuffer
gespeichert werden (wenn N = 8, S+ = {1, 2, 4, 8} und S– = {–1, –2, –4, –8});
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8A ist
ein Diagramm, das eine Detektion einer Linie durch einen primären Linienmerkmal-Angabewert
zeigt;
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8B ist
ein Diagramm, das ein Dichteprofil zeigt, das entlang der Richtung
X verläuft;
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8C ist
ein Diagramm, das ein primäres
Linienmerkmal zeigt, das von dem in 9B gezeigten Dichteprofil
erhalten wird;
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9A ist
ein Diagramm, das erläutert,
wie der primäre
Linienmerkmal-Angabewert
um eine Kante eines Farbbildbereichs funktioniert;
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9B ist
ein Diagramm, das ein Dichteprofil entlang der Richtung X zeigt;
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9C ist
ein Diagramm, das ein primäres
Linienmerkmal zeigt, das von dem in 9B gezeigten Dichteprofil
erhalten wird;
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10 ist ein Diagramm, das eine Detektion
einer Linie durch einen sekundären
Linienmerkmal-Angabewert zeigt;
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11 ist ein Diagramm, das zeigt, wie der
zweite Linienmerkmal-Angabewert um eine Kante eines Halbtonbildbereichs
funktioniert;
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12 ist ein Diagramm, das zeigt, wie der
sekundäre
Linienmerkmal-Angabewert
um eine Ecke eines Halbtonbildbereichs funktioniert; und
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13 ist
ein Diagramm, das Dichtekonversionskurven zeigt, die von der Bildverarbeitungsvorrichtung
verwendet werden.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nachfolgend
wird eine Ausführungsform
der Bildverarbeitungsvorrichtung detailliert mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine grundlegende Konfiguration der Bildverarbeitungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Bildverarbeitungsvorrichtung 100 umfasst
eine Originalleseeinrichtung, die in 1 nicht
gezeigt ist. Die Originalleseeinrichtung liest, so wie in 3 gezeigt,
Bildinformation eines Pixels P(a, b), wobei b eine Position des
Pixels auf einem Original entlang der Hauptabtastrichtung ist und
a die Position entlang der vertikalen Abtastrichtung ist, als ein
digitales Bildsignal (ein Dichtesignal) f(a, b), während das
Original sequentiell horizontal und vertikal abgetastet wird.
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Die
Bildverarbeitungsvorrichtung 100 umfasst eine Analyseeinrichtung 110,
die analysiert, ob jedes Zielpixel P wahrscheinlich in einem Binärbildbereich
oder einem Halbtonbildbereich liegt (nachfolgend auch als „der Zustand
des Pixels P" bezeichnet),
für jedes
Dichtesignal f(a, b), das von der Originalleseeinrichtung erhalten
wird, eine Beurteilungseinrichtung 122, die den Zustand
des Pixels P basierend auf dem Analyseergebnis der Analyseeinrichtung 110 durch
einen Rang beurteilt, der von einem Binärbild zu einem Halbtonbild reicht,
und eine Dichtekonversionseinrichtung, die eine angenommene-Dichte-Konversionseinrichtung 124 umfasst,
die eine gewünschte
Dichtekonversionskurve aus einer Menge von Dichtekonversionskurven
gemäß dem Ergebnis
der Beurteilung betreffend den Zustand des Zielpixels P durch die
Beurteilungseinrichtung 122 auswählt und eine Dichtekonversionsverarbeitung
basierend auf dem Dichtesignal f(a, b) des Zielpixels P gemäß der ausgewählten Dichtekonversionskurve
durchführt.
Sofern es notwendig ist, zum Beispiel in dem Fall einer Bildverarbeitungsvorrichtung
für eine
Matrizen-Fertigungsvorrichtung, die eine Perforation auf thermosensitivem
Matrizenpapier durchführt,
kann die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 desweiteren eine
Binärkonversionseinrichtung 130 umfassen,
die in 1 durch eine unterbrochen Linie gezeigt ist, die
eine Binärkonversion
auf dem dichtekonvertierten Pixel P durchführt.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das die Details der Analyseeinrichtung 110 zeigt.
Die Analyseeinrichtung 110 umfasst eine Datenspeichereinrichtung 112,
die die Dichtesignale f(a, b) speichert, eine erste Analyseeinrichtung 114,
die unter Verwendung der von der Datenaufzeichnungseinrichtung 112 bereitgestellten
Bilddaten analysiert, ob das Zielpixel P wahrscheinlich in einem
Binärbildbereich
oder einem Halbtonbildbereich liegt, und eine zweite Analyseeinrichtung 116,
die den Grad einer Spitze und/oder eines Tals der Zielpixeldichte
als dessen primären
Linienmerkmal-Angabewert hx entlang einer Vielzahl von Linien in
verschiedenen Richtungen und über
das Zielpixel P verlaufend basierend auf Referenzbilddaten von Pixeln
um das Zielpixel P berechnet und analysiert, ob das Zielpixel P
wahrscheinlich in einem Binärbildbereich
oder in einem Halbtonbildbereich liegt, durch Berechnen einer Dichtedifferenz
H zwischen einer Linie und ihrem Hintergrund (nachfolgend als „ein sekundärer Linienmerkmal-Angabewert" bezeichnet) basierend
auf den Berechnungsergebnissen. Die erste Analyseeinrichtung 114 umfasst
eine Kantenschärfeberechnungseinrichtung 114a,
die eine Kantenschärfe
S an dem Zielpixel P berechnet, eine Detektionseinrichtung 114b für scharfe
Kanten, die einen Merkmal-Angabewert E berechnet, der eine Beurteilung
repräsentiert,
ob die Kantenschärfe
S an dem Zielpixel P einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet,
das heißt,
ob „eine
scharfe Kante an dem Zielpixel P existiert", eine Distanzberechnungseinrichtung 114c zum
Berechnen einer Distanz von einem scharfen Kantenpixel (nachfolgend
als „Distanzberechnungseinrichtung" bezeichnet), die,
wenn die Detektionseinrichtung 114b für scharfe Kanten ein Pixel
mit einer scharfen Kante detektiert, das als scharfes Kantenpixel
bezeichnet wird, eine Distanz D von dem scharfen Kantenpixel berechnet,
das am nächsten
an dem Zielpixel P liegt, und eine Detektionseinrichtung 114d für eine vertikale
Linie mit hoher Dichte, die einen Merkmal-Angabewert K berechnet, der eine Beurteilung
repräsentiert,
ob das Zielpixel P ein Pixel in einer dunklen vertikalen Linie mit
einer Breite ist, die gleich oder kleiner als eine vorgegebene Breite
ist. Die zweite Analyseeinrichtung 116 ist eine Berechnungsvorrichtung
für einen
sekundären
Linienmerkmal-Angabewert, die, wenn das Zielpixel P ein Pixel ist,
das eine Linie mit einer Breite bildet, die gleich oder kleiner
als eine vorgegebene Breit ist, eine Dichtedifferenz H (den sekundären Linienmerkmal-Angabewert)
zwischen der Linie und ihrem Hintergrund berechnet. Nachfolgend
wird die zweite Analyseeinrichtung 116 als eine Berechnungseinrichtung 116 eines
sekundären Linienmerkmal-Angabewerts
bezeichnet.
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Als
nächstes
wird ein Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung der obigen Konfiguration
beschrieben. Ein Betrieb der Berechnungseinrichtung 116 eines
sekundären
Linienmerkmal-Angabewerts, der für
die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 charakteristisch ist,
wird zunächst
detailliert mit Bezug auf die 8 bis 12 beschrieben und ein Gesamtbetrieb wird
dann mit Bezug auf 5 beschrieben, die die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 genauer
zeigt.
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Die
Berechnungseinrichtung
11b des sekundären Linienmerkmal-Angabewerts
berechnet einen primären
Linienmerkmal-Angabewert hx(a, b), der durch die untenstehende Gleichung
(2) entlang einer Vielzahl von Linien in verschiedenen Richtungen
und über
den Zielpixel P(a, b) verlaufend definiert ist, so dass „er eine Dichtespitze
(ansteigend und dann abfallend) oder ein Dichtetal (abfallend und
dann ansteigend) davon detektiert, wenn ein Dichteprofil entlang
aller Richtungen genommen wird, die anders sind, als die Richtung
der Linie selbst",
was für
eine Linie charakteristisch ist. Die Berechnungseinrichtung
116 des
sekundären
Linienmerkmal-Angabewerts berechnet dann den sekundären Linienmerkmal-Angabewert,
der durch Gleichung (1) definiert ist, basierend auf allen Ergebnissen
der Berechnung entlang der Richtungen, so dass er keine Ecke eines Halbtonbildbereichs
als Linie missversteht, durch Unterscheiden von Pixeln, die die
Ecke bilden von einem Pixel, das eine Linie bildet. Er basiert auf
der Tatsache, dass „weil
der primäre
Linienmerkmal-Angabewert hx(a, b) gleich 0 wird, wenn das Dichteprofil
entlang der Richtung der Linie selbst genommen wird, während er
einen hohen Wert entlang anderen Richtungen als dieser annimmt,
die Detektion „des
Linienmerkmals" ausgeführt werden
kann durch Übernehmen
und Bewerten eines zweitgrößten oder
kleineren Werts als dieser als sekundären Linienmerkmal-Angabewert
unter den primären
Linienmerkmal-Angabewerten".
wobei 2nd_Max_Abs(E) eines
der) Elemente) mit einem zweitgrößten Absolutwert
von allen Elementen in einer Menge E angibt.
wobei
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Anhand
Gleichung (1) ist es offensichtlich, dass der sekundäre Linienmerkmal-Anzeigewert H(a,
b) des Zielpixels P(a, b) bedeutet, dass das Zielpixel P(a, b) ein
Pixel ist, das eine Linie bildet, die dunkler/heller ist als ihr
Hintergrund falls der Wert positiv/negativ ist. Deshalb ist es wahrscheinlicher,
dass der Wert die Wahrscheinlichkeit eines Binärbildbereichs/Halbtonbildbereichs
zeigt, je größer/kleiner
der Absolutwert des sekundären
Linienmerkmal-Angabewerts H(a, b) des Zielpixels P(a, b) ist. In
einem. Bereich, in dem die Dichte fast flach ist, so wie es für einen
Halbtonbildbereich der Fall ist, nimmt der sekundäre Linienmerkmal-Angabewert H(a,
b) einen Wert nahe 0 an, was bedeutet, dass eine Linie kaum sichtbar
ist oder nicht existiert. Nachfolgend wird der sekundäre Linienmerkmal-Angabewert
H(a, b) im Detail beschrieben.
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Als
erstes wird eine Charakteristik des primären Linienmerkmal-Angabewerts
hx(a, b) des Zielpixels P(a, b) beschrieben. Die obige Gleichung
(2) definiert präzise
den primären
Linienmerkmal-Angabewert hx(a, b). Der primäre Linien merkmal-Angabewert
ermöglicht
eine Detektion einer Linie unabhängig
von deren Dicke, falls eine Charakteristik einer Linie, das heißt, „eine Spitze
oder ein Tal in einem Liniendichteprofil entlang aller Richtungen,
die anders sind, als die Richtung der Linie selbst", in einem Referenzbereich
detektierbar ist. Nachfol-gend
wird die Liniendetektion mit Bezug auf ein einfaches Beispiel beschrieben.
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8 erläutert
die Liniendetektion durch den primären Linienmerkmal-Angabewert hx(a,
b) in dem Fall, wenn eine Linie (deren Dichte B ist) in einem Referenzbereich
einer vorgegebenen Größe existiert,
der das Zielpixel P(a, b) umgibt, die die Linie auf einem Original,
dessen Hintergrunddichte A (B > A)
ist, bildet. (In der Figur sind Suffixe, die die Position des Pixels
zeigen, nicht gezeigt. Das gleiche gilt für die 9 bis 12). Die Größe des Referenzbereichs kann
in geeigneter Weise in Reaktion auf die Breite einer zu detektierenden Linie
geändert
werden.
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Wie
in 8A gezeigt ist, wird ein Dichteprofil (8B)
entlang der Linie genommen, die durch das Zielpixel P(a, b) verläuft und
von unten links nach oben rechts (45°) geht und der primäre Linienmerkmal-Angabewert
hx(a, b) (8C) wird wie folgt berechnet:
- (1) Maximale und minimale Werte werden jeweils
links und rechts des Zielpixels P(a, b) berechnet.
In dem Beispiel
ist der maximale Wert auf der linken Seite = B
der minimale
Wert auf der linken Seite = A
der maximale Wert auf der rechten
Seite = B
der minimale Wert auf der rechten Seite = A
- (2) Ein maximaler Wert unter den gefundenen minimalen Werten
auf der rechten und linken Seite wird gefunden. In dem obigen Beispiel
ist dies A.
- (3) Ein minimaler Wert unter den gefundenen maximalen Werten
auf der rechten und linken Seite wird gefunden. In dem obigen Beispiel
ist dies B.
- (4) Die Differenz zwischen der Dichte B des Zielpixels P(a,
b) und des Maximalwerts unter den Minimalwerten auf der rechten
und linken Seite, die in (2) gefunden wurden, wird berechnet, um
pkx(a, b) zu erzeugen. Falls die Differenz nicht 0 ist, bedeutet
dies, dass die Linie „eine
Spitze' hat, das
heißt, „eine dunkle
Linie existiert auf einem hellen Hintergrund". Die Differenz zeigt die Dichte der
Linie (die Dichtedifferenz von der Hintergrunddichte). In dem obigen
Beispiel ist dies A – B.
- (5) Die Differenz zwischen der Dichte B des Zielpixels P(a,
b) und des minimalen Werts unter den maximalen Werten auf der rechten
und linken Seite, die in (2) gefunden wurden, wird berechnet, um
trx(a, b) zu erzeugen. Falls die Differenz nicht 0 ist, bedeutet
dies, dass die Linie „ein
Tal" hat, das heißt, „eine helle Linie
existiert auf einem dunklen Hintergrund". Die Differenz zeigt die Dichte der
Linie (die Dichtedifferenz von der Hintergrunddichte). In dem obigen
Beispiel ist dies 0.
- (6) Derjenige pkx(a, b) oder der trx(a, b), die durch (4) und
(5) gefunden wurden, der den größeren Absolutwert
hat, wird als der primäre
Linienmerkmal-Angabewert
hx(a, b) des Zielpixels P(a, b) übernommen.
In diesem Fall ist dies B – A.
-
Die
obige (4) entspricht Gleichung (3), die obige (5) entspricht Gleichung
(4), und die obige (6) entspricht Gleichung (2).
-
So
wie es oben beschrieben wurde, wird eine Spitze oder ein Tal der
Dichte detektiert, falls das Zielpixel P(a, b) ein Pixel ist, das
eine Linie bildet. Deshalb nimmt der primäre Linienmerkmal-Angabewert
hx(a, b) einen Wert größer als
0 an und das Zielpixel P(a, b) wird als ein Abschnitt der Linienpixel
erkannt.
-
9 erläutert,
welchen Wert der primäre
Linienmerkmal-Angabewert hx(a, b) annimmt, falls das Zielpixel P(a,
b) um eine Kante eines Halbtonbildbereichs angeordnet ist. Entlang
einer Richtung X, die über
das Zielpixel P(a, b) verläuft
und von unten links nach oben rechts geht, wird der primäre Linienmerkmal-Angabewert hx(a,
b) des Zielpixels P(a, b) aus einem Dichteprofil in 9B berechnet,
so wie in (1) bis (6) für 8 beschrieben. Der Wert ist 0 (9C).
-
Wenn
das Zielpixel P(a, b) um eine Kante eines Halbtonbildbereichs angeordnet
ist, wird nur entweder ein Dichteanstieg oder ein Dichteabfall in
einem Referenzbereich erkannt. Deshalb nimmt der primäre Linienmerkmal-Angabewert
hx(a, b) einen Wert nahe bei 0 an (in dem obigen Beispiel 0), und
das Zielpixel P(a, b) wird nicht als Abschnitt der Linienpixel erkannt,
das heißt,
ein Pixel in einem Halbtonbildbereich.
-
Eine
Charakteristik des sekundären
Linienmerkmal-Angabewerts des Zielpixels P(a, b) wird als nächstes beschrieben.
Die obige Gleichung (1) definiert präzise den sekundären Linienmerkmal-Angabewert
H(a, b). Entlang vier Richtungen, die über das Zielpixel P(a, b) verlaufen
und von der Hauptabtastrichtung gemessen werden, wobei
eine
Richtung 1 vertikal ist (–90°),
eine
Richtung 2 diagonal nach unten rechts ist (–45°),
eine Richtung 3 horizontal
ist (0°),
und
eine Richtung 4 diagonal nach oben rechts ist (+45°),
wird
der primäre
Linienmerkmal-Angabewert hx(a, b) (X = 1, 2, 3 und 4) berechnet,
wobei X für
die obigen Richtungen steht, und der Wert dessen Absolutwert der
zweitgrößte ist,
wird als der sekundäre
Linienmerkmal-Angabewert ausgewählt.
-
10 erläutert,
welche Werte der primäre
Linienmerkmal-Angabewert hx(a, b) und der sekundäre Linienmerkmal-Angabewert
H(a, b) in dem Fall annehmen, wenn eine Linie (deren Dichte B ist)
in einem Referenzbereich von einer vorgegebenen Größe existiert,
der ein Zielpixel P(a, b) umgibt, die die Linie auf einem Original,
dessen Hintergrunddichte A (B > A)
ist, bildet, wie in 8. In diesem Beispiel
ist ein primärer
Linienmerkmal-Angabewert h1(a, b) entlang der Richtung 1 gleich
0, während
andere primäre
Linienmerkmal-Angabewerte hx(a, b) B – A zeigen. Deshalb ist der
sekundäre
Linienmerkmal-Angabewert H(a, b) gleich B – A.
-
11 erläutert,
welchen Wert der primäre
und der sekundäre
Linienmerkmal-Angabewert
annehmen, wenn das Zielpixel P(a, b) um eine Kante eines Halbtonbildbereichs
angeordnet ist, so wie in 9. In diesem
Beispiel ist der primäre
Linienmerkmal-Angabewert entlang jeder Richtung 0 und somit ist
der sekundäre
Linienmerkmal-Angabewert auch 0.
-
So
wie es oben beschrieben ist, zeigt der sekundäre Linienmerkmal-Angabewert
H(a, b) die gleiche Charakteristik wie der primäre Linienmerkmal-Angabewert
hx(a, b). Deshalb kann eine Detektion einer Linie unter Verwendung
des sekundären
Linienmerkmal-Angabewerts H(a, b) durchgeführt werden. Desweiteren hat
der sekundäre
Linienmerkmal-Angabewert eine Charakteristik, so dass ein Abschnitt
um eine Kante eines Halbtonbildbereichs nicht als Linie fehlbeurteilt
werden kann.
-
12 erläutert,
welche Werte die primären
und die sekundären
Linienmerkmal-Angabewerte annehmen, in dem Fall, in welchem das
Zielpixel P(a, b) um eine Ecke eines Halbtonbildbereichs angeordnet
ist. In diesem Beispiel wird entlang der Richtung 4 ein primärer Linienmerkmal-Angabewert
h4(a, b) gleich B – A, während andere
primäre
Linienmerkmal-Angabewerte hx(a, b) gleich 0 sind. Deshalb ist der
sekundäre
Linienmerkmal-Angabewert H(a, b) gleich 0. Mit anderen Worten wird
gemäß dem sekundären Linienmerkmal-Angabewert
H(a, b) ein Abschnitt um eine Kante eines Halbtonbildbereichs ordnungsgemäß als ein
Halbtonbildbereich erkannt, anstelle einer Linie.
-
So
wie es oben beschrieben wurde, hat der sekundäre Linienmerkmal-Angabewert
H(a, b) eine Charakteristik, so dass ein Abschnitt um eine Kante
eines Halbtonbildbereichs nicht als Linie erkannt wird, so wie die
oben beschriebene Charakteristik. Deshalb gibt es nur eine Richtung,
entlang der der primäre
Linienmerkmal-Angabewert hx(a, b) groß wird (in dem obigen Beispiel
die Richtung 4), wenn das Zielpixel P(a, b) um eine Ecke eines Halbtonbildbereichs
angeordnet ist, und somit nimmt der sekundäre Linienmerkmal-Angabewert H(a,
b) einen Wert nahe bei 0 an (in dem obigen Beispiel 0). Das Zielpixel
P(a, b) wird dann ordnungsgemäß als ein
Halbtonbildpixel erkannt.
-
In
den oben beschriebenen 10 bis 12 werden vier Richtungen so wie beschrieben
genommen, basierend auf einer Überlegung
der Tatsache, dass grundsätzlich
Originale oft in einer Ausrichtung angeordnet werden, bei welcher
Seiten eines Halbtonbildbereichs ungefähr parallel zu den Abtastrichtungen
sind. Jedoch sind die Richtungen und deren Zahlen zum Berechnen
des primären
Linienmerkmal-Angabewerts nicht notwendigerweise auf diejenigen
in dem obigen Beispiel beschränkt.
Sie können
zum Beispiel fünf
oder mehr sein. Desweiteren ist der Absolutwert, der als der sekundäre Linienmerkmal-Angabewert
ausgewählt
wird, nicht notwendigerweise der zweitgrößte, sondern es kann der drittgrößte oder
ein noch kleinerer als dieser ausgewählt werden. Um eine Ecke eines
Halbtonbildbereichs nicht mit einer Linie zu verwechseln, ist es
in diesem Fall notwendig, zu ermitteln, welche Stelle der Größenordnung
eines Absolutwerts in Verbindung mit der Größenordnung von Winkeln und
den Richtungen der Winkel ausgewählt
wird, und mit den Richtungen und der Anzahl der Richtungen zum Berechnen
des primären
Linienmerkmal-Angabewerts. Zusammenfassend kann jede der obigen übernommen
werden, durch die erreicht wird, dass „eine Ecke eines Halbtonbildbereichs nicht
mit einer Linie verwechselt wird".
-
Ein
Betrieb der Bildverarbeitungsvorrichtung 100 wird als nächstes mit
Bezug auf 5 erläutert. 5 ist ein
Blockdiagramm, welches die Bildverarbeitungsvorrichtung 100,
die in den 1 und 2 gezeigt
ist, genauer zeigt.
-
Jedes
Element in jeder Einrichtung 1, 2, 3 und 4,
das in gestrichelten Linien in 5 gezeigt
wird, realisiert die Analyseeinrichtung 110, die Beurteilungseinrichtung 122,
die angenommene-Dichte-Konversionseinrichtung 124 und die
Binärkonversionseinrichtung 130 (nachfolgend
werden dieselben Namen wie in 1 verwendet).
Jede Schaltung 8, 10, 11 und 12 in
der Analyseeinrichtung 1 realisiert jeweils die Distanzberechnungseinrichtung 114c,
die Kantenschärfeberechnungseinrichtung 114a,
die Detektionseinrichtung 114b für scharfe Kanten und die Detektionseinrichtung 114d für vertikale
Linien einer hohen Dichte, wobei diese alle die erste Analyseeinrichtung 114 bilden,
die in 2 gezeigt ist. 9 ist eine Berechnungsschaltung
des sekundären
Linienmerkmal-Angabewerts, der die Berechnungsvorrichtung 116 des
sekundären
Linienmerkmal-Angabewerts realisiert. Ein RAM 7 und ein
Bilddatenpuffer 6, die beide in der Analyseeinrichtung 1 sind,
sind die Schaltungen, die die Datenspeichereinrichtung 112 realisieren.
Eine Eingabe/Ausgabe-Steuereinrichtung 5 in der Analyseeinrichtung 1 gibt
ein Dichtesignal f aus, das den Dichtewert trägt, der von einer Originalleseein richtung,
die nicht in 5 gezeigt ist, in den RAM 7 eingegeben
wird und eine Eingabe/Ausgabe der Daten in dem RAM 7 und
dem Bilddatenpuffer 6 steuert.
-
Die
Bildverarbeitungsvorrichtung 100 wiederholt die gleiche
Verarbeitung auf dem eingegebenen Dichtewert f für jedes Pixel (oder das Dichtesignal
f; andere Merkmalsangabewerte, die später beschrieben werden, können auch
als „**
Signal" bezeichnet
werden. Deshalb wird im folgenden die Verarbeitung erläutert, die
durchgeführt
wird, wenn Merkmalsangabewerte eines Zielpixels P(i, j-L) berechnet
werden.
-
4 zeigt
die Relation unter den Dichtesignalen f des Zielpixels P(i, j-L),
das Ziel der Verarbeitung ist, eines Zentralpixels P(i, j), das
in dem Zentrum eines Referenzbereichs angeordnet ist, und eines
letztes Pixel P(i+N, j+N), das in die Bildverarbeitungsvorrichtung 100 eingegeben
wird, wenn das Zielpixel und das Zentralpixel verarbeitet werden.
Die Suffixe in den Klammern zeigen die Pixelzahlen entlang der Haupt-
und vertikalen Abtastrichtungen. Der Grund, warum die Pixelpositionen
des Zielpixels P(i, j-L) und des Zentralpixels P(i, j) sich um L
entlang der Hauptabtastrichtung unterscheiden, ist, dass ein Merkmalangabewert
K von einer Detektionsschaltung 12 für vertikale Linien hoher Intensität nur gefunden
werden kann, wenn die Zielpixelposition hinter einer Pixelposition
zum Finden anderer Merkmalsangabewerte von L ist.
-
(1) Verarbeitungsfluss
in der Analyseeinrichtung 1
-
Wenn
ein Dichtesignal f(i+N, j+N) des letzten Pixels P(i+N, j+N) in die
Bildverarbeitungsvorrichtung eingegeben wird, liest die Eingabe/Ausgabe-Schaltung 5 aus
dem RAM 7 einen Kantenschärfe-Angabewert S(i, j) an dem
Zentralpixel P(i, j), Daten, die für den Bildverarbeitungspuffer
notwendig sind (nachfolgend „letzte Bilddaten
für den
Bilddatenpuffer" bezeichnet),
und Distanzsignale D(i-1, j), D(i-1, j+1) und D(i, j-1), die notwendig
sind zum Berechnen einer Distanz D(i, j) aus einem scharfen Kantenpixel,
das am nächsten
an dem Zielpixel liegt. Die Distanzsignale D(i-1, j) und dergleichen,
die gelesen wurden, und der Dichtewert des letzten Pixels werden
in den Bilddatenpuffer 6 eingegeben, während die Distanzsignale D(i-1,
j) und dergleichen, die gelesen wurden, an der Distanzberechnungsschaltung 8 zum
Berechnen einer Distanz von der nächsten scharfen Kante geschickt
werden (nachfolgend als „die
Distanzberechnungsschaltung 8" bezeichnet). Die Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 5 überschreibt
einen Dichtewert f(i-N, j+N), der in dem RAM 7 gespeichert wurde,
mit dem Dichtewert f(i+N, j+N) des letzten Pixels.
-
6 zeigt
Bilddaten, die Dichtewerte repräsentieren,
die in dem RAM 7 gespeichert wurden, bevor der Dichtewert
f(i+N, j+N) des letzten Pixels darin gespeichert wird. 7 zeigt
Bilddaten, die in dem Bilddatenpuffer 6 gespeichert werden,
wenn N = 8, S+ = {1, 2, 4, 8}, S– = {–1, –2, –4, –8} und die Richtungen x zum Berechnen
des sekundären
Linienmerkmal-Angabewert = 0°,
45°, –90° und –45°.
-
In 7 ist
f(i+8, j+8) das Dichtesignal des letzten Pixels, f(i-8, j+8), f(i-4,
j+4), f(i-2, j+2), f(i-1, j+1), f(i, j+8), f(i+1, j+1), f(i+2, j+2)
und f(i+4, j+4) sind die letzten Bilddaten für den Bilddatenpuffer. Der
Bilddatenpuffer 6 ist konfiguriert, so dass jede Zeile
von ihm ein Schieberegister hat. In diesem Beispiel werden diskrete
Zahlen „1,
2, 4 und 8" als
die Elemente von S+ verwendet und Zahlen „–1, –2, –4 und –8" werden als die Elemente von S– verwendet,
um die Geschwindigkeit einer Berechnung zum Finden des sekundären Linienmerkmal-Angabewerts
zu verbessern. Jedoch können
aufeinanderfolgende Ganzzahlen stattdessen benutzt werden.
-
Nachdem
die Berechnungsschaltung 9 des sekundären Linienmerkmal-Angabewerts den sekundären Linienmerkmal-Angabewert
H(i, j) definiert durch Gleichung (1) unter Verwendung der Bilddaten,
die in dem Bilddatenpuffer 6 in der gleichen Weise gespeichert
wurden (siehe 7), wie es im Zusammenhang mit
den 10 bis 12 beschrieben
wurde, berechnet, wird der sekundäre Linienmerkmal-Angabewert
H(i, j) in eine Verzögerungsschaltung
(FIFO) eingegeben.
-
Die
Kantenschärfeberechnungsschaltung 10 führt eine
Faltung durch unter Verwendung eines Kantendetektionsfilters (eine
Kanten detektierende Koeffizientenmatrix) mit einer Richtungswirkung
in vier Richtungen, das heißt
vertikal (–90°), diagonal
nach unten rechts (–45°), horizontal
(0°) und
diagonal nach oben rechts (45°);
so wie es in Gleichung (5) angegeben ist, um Kanten mit vier Richtungen
zu detektieren, nämlich –90°, –45°, 0° und 45°. Unter den
vier gefundenen Kantenschärfewerten
wird der größte Wert
der Kantenschärfe-Angabewert
S(i, j), der durch Gleichung (5) definiert wird (siehe japanisches
ungeprüftes
Patent mit der Veröffentlichungsnummer
8(1996)-51538). Nachdem der in Gleichung (5) definierte Kantenschärfe-Angabewert
S(i, j) durch die Kantenschärfeberechnungsschaltung 10 gefunden
wurde, wird S(i, j) in den FIFO 16 eingegeben.
-
-
Die
Matrix 4· g
m(k, l), die ein Vielfaches von g
m(k, l) um 4 ist, ist wie folgt:
-
Der
Kantenschärfe-Angabewert
S(i, j) zeigt, je schärfer
(stumpfer) die Kante des Zentralpixels P(i, j) ist, umso wahrscheinlicher
ist das zentrale Pixel P(i, j) ein Buchstabenkonturpixel (ein Halbtonbildpixel).
-
Die
Detektionsschaltung 11 für scharfe Kanten berechnet
einen Detektionsmerkmal-Angabewert für scharfe kanten E(i, j), der
durch Gleichung (6) definiert ist, unter Verwendung des Kantenschärfesignals
S(i, j) und sendet E(i, j) sowohl an den Distanzberechnungsschaltkreis 8 als
auch an die Detektionsschaltung 12 für eine vertikale Linie mit
hoher Dichte. Der Detektionsmerkmal-Angabewert für scharfe Kanten E(i, j), der
durch Gleichung (6) definiert wird, wird wahr, falls der Kantenschärfe-Angabewert
S(i, j) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. E(a, b) = (S(a, b) > T1) (6)
-
Die
Distanzberechnungsschaltung 8 berechnet eine Distanz D(i,
j) aus dem scharfen Kantenpixel, das am nächsten an dem Zentralpixel
P(i, j) liegt, die durch Gleichung (7) definiert ist, unter Verwendung
von D(i-1, j), D(i-1, j+1) und D(i, j-1), die von der Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 5 gelesen
wurden, und des berechneten Detektionsmerkmal-Angabewerts für scharfe
Kanten E(i, j). Die Distanzberechnungsschaltung 8 sendet dann
D(i, j) an den Eingabeanschluss des FIFO 14 und die Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 5.
Die Eingabe/Ausgabe-Steuerschaltung 5 überschreibt
D(i-1, j), der in dem RAM 7 gespeichert wurde, mit D(i,
j).
-
Gleichung
(7) zeigt eine Distanz zwischen dem Zentralpixel und einem Pixel,
das am nächsten
an dem Zentralpixel liegt, mit einer scharfen Kante, das gelesen
wurde, bevor das Zentralpixel gelesen wird. Gleichung (7) bietet
ein Approxima tionsverfahren, das ermöglicht, dass eine einfache
Hardware die Berechnung unter Verwendung von Gleichung (7) ausführt (siehe
japanisches ungeprüftes
Patent mit der Veröffentlichungsnummer
8(1996)-51538).
-
-
Je
kürzer
die Distanz D(i, j) von dem nächstliegenden
scharfen Kantenpixel zu dem Zentralpixel P(i, j) ist, desto wahrscheinlicher
ist das Zentralpixel in einem Buchstabenbildbereich, und je länger die
Distanz ist, desto wahrscheinlicher ist das Zentralpixel in einem
Halbtonbildbereich.
-
Die
Detektionsschaltung 12 für vertikale Linien mit hoher
Dichte berechnet einen Detektionsmerkmal-Angabewert einer vertikalen
Linie mit hoher Dichte K(i, j-L), der durch Gleichung (8) definiert
ist, an dem Zielpixel P(i, j-L) unter Verwendung des Detektionsmerkmal-Angabewerts
für scharfe
Kanten E(i, j) und des Dichtewerts f(i, j-L) des Zielpixels P(i,
j-L), der von dem FIFO 13 ausgegeben wird, der den Dichtewert
f(i, j) des Zentralpixels P(i, j) um L Pixel verzögert. Die
Detektionsschaltung für
vertikale Linien mit hoher Dichte 12 sendet dann K(i, j-L)
an eine Beurteilungsschaltung 17. Der Detektionsmerkmal-Angabewert
K(i, j-L) für
vertikale Linien mit hoher Dichte zeigt ein Beurteilungsergebnis,
ob oder ob nicht das Zielpixel P(i, j-L) auf einer vergleichsweise
dicken vertikalen Linie mit einer hohen Dichte (eine Linie, die
parallel zu der vertikalen Abtastrichtung verläuft) auf einem Original liegt.
Der Detektionsmerkmal-Angabewert K(i, j-L) für vertikale Linien mit hoher
Dichte zeigt, dass das Zielpixel ein Pixel auf der vertikalen Linie
mit hoher Dichte ist, falls drei Bedingungen erfüllt werden: die Dichte des
Zielpixels P(i, j-L) ist selbst hoch bis zu einem bestimmten Grad;
wenigstens ein Pixel mit einer scharfen Kante existiert unter den
Pixeln innerhalb einer bestimmten Distanz von dem Zielpixel P(i,
j-L) entlang der Hauptabtastrichtung; und der Pixel, der unmittelbar
auf den Zielpixel P(i, j-L) folgt, ist ein Pixel, der eine scharfe
Kante zeigt oder in einer vertikalen Linie mit hoher Dichte liegt
(siehe japanisches ungeprüftes
Patent mit der Veröffentlichungsnummer
8(1996)-51538). Deshalb ist es hochwahrscheinlich, dass die Linie
eine dunkle vertikale Linie ist, die einen Buchstaben bildet, wenn
eine vertikale Linie mit hoher Dichte an dem Zielpixel P(i, j-L)
detektiert wird.
-
-
Die
FIFOs 14, 15 und 16 verzögern jeweils
das Distanzsignal D(i, j), das die Distanz von dem nächsten scharfen
Kantenpixel, den sekundären
Linienmerkmal-Angabewert
H(i, j) und das Kantenschärfesignal
S(i, j) an dem Zentralpixel P(i, j) zeigt, um L Pixel, so dass die
Position dieser Werte an dem Zentralpixel mit der Pixelposition
des Merkmals-Angabewerts K(i, j-L) an dem Zielpixel P(i, j-L) übereinstimmt.
Die FIFOs senden dann die Signale D(i, j-L), H(i, j-L) und S(i,
j-L) an dem Zielpixel P(i, j-L) an die Beurteilungsschaltung 17,
die die Nummer der geeigneten Dichtekonversionskurve beurteilt.
-
(2) Verarbeitungsfluss
in der Beurteilungseinrichtung 2
-
Die
Beurteilungsschaltung 17 beurteilt den Zustand des Zielpixels
P(i, j-L) durch einen Rang, der von einem Binärbild zu einem Halbtonbild
reicht. Die Beurteilungsschaltung 17 findet ein Auswahlsignals
B(i, j-L), das die Nummer einer Gammakurve (eine Dichtekonversionskurve)
auswählt,
die durch Gleichung (9) definiert ist und die für den Zustand des Zielpixels
P(i, j-L) unter Verwendung der wie oben beschriebenen gefundenen Signale
geeignet ist, nämlich
D(i, j-L), H(i, j-L), S(i, j-L) und K(i, j-L), die alle den Zustand
des Zielpixels P(i, j-L) kenn zeichnen. Die Beurteilungsschaltung 17 sendet
dann das Auswahlsignal B(i, j-L) an eine Dichtekonversionsschaltung 19,
die die Dichte durch Auswählen
der Dichtekonversionskurve in Reaktion auf das Auswahlsignal B(i,
j-L) konvergiert.
-
-
Für den Wert
des Auswahlsignals B(i, j-L) wurden Schwellenwerte T3 bis T12 so
eingestellt, dass eine gewünschte
Dichtekonversionskurve für
jedes Pixel durch die Dichtekonversionsschaltung 19 mittels
Berücksichtigung
der Charakteristik ausgewählt
werden kann, so dass
- 1. ein Kantenpixel hauptsächlich in
einem Binärbildbereich
existiert;
- 2. je schärfer
(größer) die
Kante (Dichtedifferenz) ist, desto wahrscheinlicher ist der Pixel
in einem Binärbildbereich,
und je stumpfer (kleiner) die Kante (Dichtedifferenz) ist, desto
wahrscheinlicher ist der Pixel in einem Halbtonbildbereich;
- 3. wenn ein Liniensegment existiert, das den Zielpixel zwischen
einem Kantenpixel darauf mit einem Dichteanstieg und einem Kantenpixel
darauf mit einem Dichteabfall entlang der Haupt- oder vertikalen
Abtastrichtung erfasst, ist es hochwahrscheinlich, dass die Linie
eine Linie (ein Abschnitt eines binären Bilds) ist, die einen Buchstaben
bildet, falls die Dichte der Linie hoch ist und die Linie dünn ist;
- 4. je kleiner die Distanz von dem Zielpixel zu dem Kantenpixel,
das am nächsten
an dem Zielpixel liegt, ist, desto wahrscheinlicher ist das Zielpixel
in einem Buchstabenbild, während,
je länger
die Distanz ist, desto wahrscheinlicher ist der Pixel in einem Halbtonbildbereich;
und
- 5. wenn ein sekundärer
Linienmerkmal-Angabewert des Zielpixels detektiert wird, hat eine
Linie auf dem Pixel eine Dichte, die höher (oder geringer) als der
Hintergrund ist, und je größer der
Wert ist, desto größer ist
die Dichtedifferenz.
-
Insbesondere
bezeichnet das Auswahlsignal B(i, j-L):
ein Binärbild falls
B(i, j-L) = 0 ist;
eine Linie in einer viel höheren Dichte
als die Hintergrunddichte, falls B(i, j-L) = 1 ist;
eine Linie
in einer höheren
Dichte als die Hintergrunddichte, falls B(i, j-L) = 2 ist;
eine
Linie in einer etwas höheren
Dichte als die Hintergrunddichte, falls B(i, j-L) = 3 ist;
eine
Linie in einer viel geringeren Dichte als die Hintergrunddichte,
falls B(i, j-L) = 4 ist;
eine Linie in einer geringeren Dichte
als die Hintergrunddichte, falls B(i, j-L) = 5 ist;
eine Linie
in einer etwas geringeren Dichte als die Hintergrunddichte, falls
B(i, j-L) = 6 ist;
eine
Wahrscheinlichkeit eines Binärbilds,
falls B(i, j-L) = 7 ist;
ein Bild, bei dem schwierig zu beurteilen
ist, ob es ein Binärbild
ist oder ob es ein Halbtonbild ist, falls B(i, j-L) = 8 ist;
eine
Wahrscheinlichkeit eines Halbtonbilds, falls B(i, j-L) = 9 ist;
und ein Halbtonbild, falls B(i, j-L) = 10 ist.
-
(3) Verarbeitungsfluss
in einer Dichtekonversionseinrichtung 3
-
Ein
ROM 18, der mit der Dichtekonversionsschaltung 19 verbunden
ist, speichert angenommene-Dichte-Konversionsdaten G(i, j-L), die
den Dichtekonversionskurven in Reaktion auf jedes der Auswahlsignale
B(i, j-L) entsprechen.
-
Die
Dichtekonversionsschaltung 19 liest die Dichtekonversionsdaten
G(i, j-L), die durch Gleichung (10) definiert werden und in dem
ROM 18 gespeichert wurden, unter Verwendung des Auswahlsignals
B(i, j-L), das geeignet ist für
den Zustand des Zielpixels P(i, j-L), und des Dichtewerts f(i, j-L)
des Zielpixels P(i, j-L). Die Dichtekonversionsschaltung 19 sendet
G(i, j-L) an einen Binärkonversionsschaltkreis 20. G(a, b) = ΓB(a,b)[f(a,
b)] (10)
-
Insbesondere
führt der
Dichtekonversionsschaltkreis 19 die Dichtekonversion gemäß einer
von elf Dichtekonversionskurven aus, die in 13 gezeigt
sind. Die Dichtekonversionskurven umfassen eine Dichtekonversionskurve 21 für einen
Binärbildbereich,
die eine Binärkonversion
einer Eingabedichte in entweder einen maximalen oder einen minimalen
Wert durchführt,
eine Dichtekonversionskurve 25 für einen Halbtonbereich, die
eine Halbtoncharakteristik der Eingangsdichte in einer Ausgangsdichte
erhält,
drei Dichtekonversionskurven für
eine Interpolation, unter denen eine Dichtekonversionskurve 22 ist,
die die obigen beiden Kurven interpoliert und näher an der Dichtekonversionskurve 21 für einen
Binärbildbereich
ist, eine Dichtekonversionskurve 24, die näher an der
Dichtekonversionskurve 25 für einen Halbtonbildbereich
ist, und eine Dichte konversionskurve 23, die eine Charakteristik
eines Halbtons der Dichtekonversionskurven 22 und 24 hat,
Dichtekonversionskurven 26 (für große Spitzen), 27 (für mittlere
Spitzen) und 28 (für
kleine Spitzen), die die Dichtekonversionskurve 25 für einen
Halbtonbildbereich sanft transformieren, um insgesamt jeweils eine
außerordentlich/mittlere/geringfügig höhere Dichte
als die Dichtekonversionskurve 25 zu erzeugen, und Dichtekonversionskurven 29 (für kleine
Täler), 30 (für mittlere
Täler)
und 31 (für
große
Täler),
die die Dichtekonversionskurve 25 für einen Halbtonbildbereich
sanft transformieren um jeweils eine geringfügig/mittlere/außerordentlich
geringere Dichte als die Dichtekonversionskurve 25 insgesamt
zu erzeugen.
-
Deshalb
wählt die
Dichtekonversionsschaltung 19 in Reaktion auf das Auswahlsignal
B(i, j-L) von dem Beurteilungsschaltkreis 17 eine der obigen
Dichtekonversionskurven gemäß der folgenden
Regeln aus:
falls B(i, j-L) = 0 ist, wird die Dichtekonversionskurve 21 für einen
Binärbildbereich
ausgewählt;
falls
B(i, j-L) = 1 ist, wird die Dichtekonversionskurve 26 für große Spitzen
ausgewählt;
falls
B(i, j-L) = 2 ist, wird die Dichtekonversionskurve 27 für mittlere
Spitzen ausgewählt;
falls
B(i, j-L) = 3 ist, wird die Dichtekonversionskurve 28 für kleine
Spitzen ausgewählt;
falls
B(i, j-L) = 4 ist, wird die Dichtekonversionskurve 31 für große Täler ausgewählt;
falls
B(i, j-L) = 5 ist, wird die Dichtekonversionskurve 30 für mittlere
Täler ausgewählt;
falls
B(i, j-L) = 6 ist, wird die Dichtekonversionskurve 31 für kleine
Täler ausgewählt;
falls
B(i, j-L) = 7 ist, wird die Dichtekonversionskurve 22 ausgewählt, die
die beiden Dichtekonversionskurven interpoliert und näher bei
der Dichtekonversionskurve 21 für einen Binärbildbereich ist;
falls
B(i, j-L) = 8ist, wird die Dichtekonversionskurve 22 ausgewählt, die
eine Charakteristik eines Halbtons für die Dichtekonversionskurven 22 und 24 hat;
falls
B(i, j-L) = 9 ist, wird die Dichtekonversionskurve 24 ausgewählt, die
die beiden Dichtekonversionskurven interpoliert und näher an der
Dichtekonversionskurve 25 für einen Halbtonbildbereich
liegt; und
falls B(i, j-L) = 10 ist, wird die Dichtekonversionskurve 25 für einen
Halbtonbildbereich ausgewählt.
Die Dichtekonversionsschaltung 19 führt dann die Dichtekonversion
gemäß der ausgewählten Dichtekonversionskurve für das Dichtesignal
f(i, j-L) durch und gibt die angenommene-Dichte-Konversionsdaten
G(i, j-L) aus.
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(4) Verarbeitungsfluss
in der Binärkonversionseinrichtung 4
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Der
Dichtewert G(i, j-L) des Zielpixels P(i, j-L) der durch die Dichtekonversionsschaltung 19 geeignet dichtekonvertiert
wurde, wird in die Binärkonversionsschaltung 20 eingegeben,
worin der Wert in einer Weise binär konvertiert wird, die auf
dem Fehlerdiffusionsverfahren basiert, und Binärbilddaten werden ausgegeben, die
für einen
Schablonendruck geeignet sind.
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In
dieser Weise kann ein undeutlicher Buchstabe, der dünne Linien
umfasst, geeignet reproduziert werden und eine Lücke zwischen Buchstabenanschlägen kann
auch deutlicher reproduziert werden durch Auswählen einer Dichtekonversionskurve 26, 27 oder 28 (29, 30 oder 31),
die insgesamt eine höhere
(geringere) Dichte erzeugt als die Dichtekonversionskurve 25 für einen
Halbtonbildbereich, in Reaktion auf die Größenordnung des sekundären Linienmerkmal-Angabewerts, der
eine dunkle (helle) Linie zeigt. Desweiteren wird verhindert, dass
ein Gitterpunktbild, das feine Punkte umfasst, zu dunkel oder zu
undeutlich wird, indem eine dunkle Linie dunkler und eine helle
Linie heller gemacht wird.
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Gemäß der Bildverarbeitungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung kann in dieser Weise eine Halbtoncharakteristik
eines Halbtonbildbereichs beibehalten werden durch Beurteilung des
Zustands des Bildes basierend auf dem sekundären Linienmerkmal-Angabewert,
und Probleme des Verschmierens oder Auslöschens von undeutlichen Buchstaben
können
gelöst
werden, durch eine geeignete Verstärkung oder Abschwächung des
Kontrasts der Buchstaben, selbst wenn die Dichte der Buchstaben
variiert.
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Weil
die Analyseeinrichtung 1, die in 5 gezeigt
ist, die Berechnungsschaltungen 8, 10, 11 und 12 für Merkmalsangabewerte,
die ähnlich
mit denjenigen einer Bildverarbeitungsvorrichtung sind, die in dem
japanischen ungeprüften
Patent mit der Veröffentlichungsnummer
8(1996)-51538 sind, und die Berechnungsschaltung 9 für den sekundären Linienmerkmal-Angabewert
kombiniert, und der Dichtekonversionsschaltkreis 19 die
Ausgabe von den Berechnungsschaltungen 8, 10, 11 und 12 für Merkmalsangabewerte
zur Beurteilung verwendet, werden geeignetere Dichtekonversionen
in Reaktion auf den Zustand eines Bildes möglich.
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Durch
Auswählen
der Dichtekonversionskurve 22 oder 23, die näher bei
der Dichtekonversionskurve 21 für einen Binärbildbereich liegt, wenn der
Zielpixel näher
bei einer Kante ist, und durch Auswählen der Dichtekonversionskurve 24 oder 23,
die näher
an der Dichtekonversionskurve 25 für einen Farbbildbereich liegt, wenn
der Zielpixel weiter entfernt von einer Kante liegt, werden Buchstaben
in dicken Linien und ein flächig geschwärzter Bereich
auffälliger
dunkel aussehen als bei der Bildverarbeitungsvorrichtung in dem
japanischen ungeprüften Patent
mit der Veröffentlichungsnummer
8(1996)-51358, und Halbtoncharakteristika von Halbtonbildbereichen
in hoher Dichte können
beibehalten werden.
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Durch
Kombinieren der Bildverarbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
mit einer Dichtekonversionsverarbeitung durch eine konventionelle
Bildverarbeitungsvorrichtung wie in der obigen Ausführungsform,
werden Effekte, die durch Beurteilen des Zustands eines Bildes basierend
auf dem sekundären
Linienmerkmal-Angabewert bewirkt werden, zu den Effekten der konventionellen
Vorrichtung hinzugefügt.
Es ist auch möglich,
eine geeignete Dichtekonversion durch Beurteilen des Zustands eines
Bildes allein basierend auf dem sekundären Linienmerkmal-Angabewert
durchzuführen.
wobei f(a + k·uxa, b + k·uxb) den Dichtewert eines Pixels P(a + k·uxa, b + k·uxb) des Referenzbildes angibt, der von dem Zielpixel P(a, b) um (a + k·uxa, b + k·uxb) versetzt ist, wobei
k jeweils ein Element der Menge S + und S – ist, wobei S+ ⊂ [1, 2, ..., N]; S– ⊂[–1, –2, ..., –N]; N: positive Ganzzahl
wobei
wobei f(a + k·uxa, b + k·uxb) den Dichtewert eines Pixels P(a + k·uxb, b + k·uxb) des Referenzbilds angibt, der von dem Zielpixel P(a, b) um (k·uxa, k·uxb) versetzt ist, wobei
