JP2000115543A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像処理装置において文字エッジ部をより滑
らかに再現する。 【解決手段】 画像処理装置において、多値画像データ
に基づいて、注目画素とその周辺画素の濃度レベルの差
から注目画素のエッジ方向を識別する。さらに、注目画
素のエッジ方向と、その周辺画素のエッジ方向から、注
目画素のエッジ方向の識別が不適切な場合には、適切な
エッジ方向にエッジ方向を修正する。多値画像データに
基づいて、エッジ部では、画素を主走査方向に複数のサ
ブ領域に分割しサブ領域の単位で画像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像デー
タの処理、特に文字画像のエッジ処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像処理装置は、原稿を読み取って得ら
れたデジタル画像データを処理し、印字用のデジタル印
字データを出力する。画像は、デジタル印字データに基
づいて再現される。画像処理装置は、原稿の画像をより
よく再現するため、原稿の画像を読み取ったデジタル画
像データについて、種々の処理をおこなう。文字原稿に
ついては、文字画像の再現のため、文字のエッジを強調
することが望ましい。このため、種々のエッジ判定手法
や、エッジ判定結果に基づくデータ強調手法が提案され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】文字画像に特に斜め方
向にあるエッジを含む場合、そのようなエッジを強調す
ると、得られた画像はぎざぎざになる。このため、原画
像に比べて、再現画像の品位が悪くなる。これは、画像
が画素単位で読み取られ再現されるためである。しか
し、文字のエッジ部は滑らかに再現されることが望まし
い。

【０００４】本発明の目的は、文字エッジ部をより滑ら
かに再現できる画像処理装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像処理装
置は、多値画像データに基づいて、画素を主走査方向に
複数のサブ領域に分割しサブ領域の単位で画像を形成す
るためのデジタル画像データを出力する画像処理装置で
ある。この画像処理装置は、多値画像データに基づい
て、注目画素とその周辺画素の濃度レベルの差から注目
画素のエッジ方向を識別するエッジ判定手段と、上記エ
ッジ判定手段によって判定された注目画素のエッジ方向
にしたがって、注目画素内の複数のサブ領域に濃度レベ
ルを設定して各注目画素内の濃度分布を変化させる濃度
制御手段とを備える。注目画素の濃度分布の重心を変化
させるため、１画素を主走査方向に複数のサブ画素に分
割して、注目画素の濃度分布をサブ画素単位で制御す
る。エッジ判定手段により識別されたエッジ方向を基
に、濃度制御手段は、注目画素に与える濃度を変化さ
せ、注目画素に与えられる濃度分布（濃度重心を含む）
を変化できる。これによって注目画素の解像度を向上さ
せ、文字エッジ部を滑らかに再現する。また、前記の濃
度制御手段は、上記エッジ判定手段によって判定された
注目画素のエッジ方向にしたがって、注目画素内のサブ
領域ごとに濃度レベル設定用パラメータを設定する濃度
レベル制御手段と、濃度レベル制御手段により設定され
た濃度レベル設定用パラメータを用いて、注目画素の濃
度レベルを基に、注目画素内の複数のサブ領域それぞれ
に濃度レベルを設定する濃度レベル設定手段とからな
る。濃度レベル設定用パラメータは、注目画素内の濃度
分布を変化させるように設定される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態の画像処理装置について説明する。なお、
図面において同一の参照記号は、同一または同等のもの
をさす。図１は、本発明の画像処理装置の１実施形態を
示す。画像処理装置は、原稿読取装置、コンピュータな
どから入力されるデジタル画像データに基づいて、感光
体を露光することにより感光体上に画像を形成するため
のデジタル画像データを生成し、プリンタに出力する。
ここで、注目画素とその周辺の画素との階調差を求め、
その階調差の組合わせによって主走査方向でのエッジ方
向を識別する。そして、識別されたエッジ方向にしたが
って注目画素内の濃度分布の重心を変化して、エッジを
滑らかに再現する。ここで、注目画素の濃度分布の重心
を変化させるため、画像読取の単位である１画素を、画
像形成における主走査方向に複数のサブ画素に分割し
て、注目画素に与える濃度をサブ画素の単位で変化させ
て注目画素の濃度分布を制御する。

【０００７】具体的に説明すると、画像データ出力装置
１０は、ここでは図示されていない原稿読取装置、コン
ピュータなどから入力されるデジタル画像データを出力
する。ここでは、画像データを、１画素あたり８ビット
の階調データとして出力する。エッジ判定部１２は、画
像データ出力装置１０から出力される階調データを用い
て、注目画素とその周辺の画素との階調差を求め、その
階調差の組合わせによって主走査方向でのエッジ方向を
識別する。さらに、エッジ判定補正部１４は、エッジ判
定部１２によるエッジ方向が不適切な場合は、適切なエ
ッジ方向に補正する。エッジ判定補正部１４の出力結果
を基に、濃度レベル制御部１６は、画素内の濃度重心を
制御するためのパラメータ信号を、注目画素を主走査方
向に分割したサブ画素の単位で生成する。一方、ガンマ
補正部１８は、階調データの非線形変換をし、プリント
部２４の階調性の非線形ひずみを補正する。次に、濃度
レベル設定部２０は、ガンマ補正部１８により補正され
たデータについて、濃度レベル制御部１６により生成さ
れた濃度制御パラメータ信号を用いて濃度レベルを制御
して、画素内の濃度重心を変化させる。Ｄ／Ａ変換器２
２は、濃度レベル設定部２０により得られたデジタル階
調データをアナログ信号に変換し、プリント部２４のレ
ーザー駆動回路に出力する。プリント部２４は、入力デ
ータに基づいてレーザービームの強度をサブ画素の単位
で変調し、中間調画像をラスター走査で記録媒体上に形
成する。

【０００８】エッジ判定部１２は、注目画素の主走査方
向でのエッジ方向を次の4つの場合に区分して判定す
る。この判定結果に基づいてエッジをどの方向に寄せる
かが判断される。ここでは、主走査方向を左右方向とす
る。「右エッジ」とは、文字の右側にあるエッジ、すな
わち、注目画素の左側に文字部がある場合のエッジをい
う。「左エッジ」とは、文字の左側にあるエッジ、すな
わち、注目画素の右側に文字部がある場合のエッジをい
う。また、「細線エッジ」とは、注目画素の中央に文字
部がある場合、すなわち、１つの注目画素内に右エッジ
と左エッジがある場合のエッジをいう。なお、以上のい
ずれにも該当しない場合は、「非エッジ部」である。

【０００９】図２は、エッジ判定部１２のブロック図で
ある。エッジは、たとえば３×３の画素マトリクスを用
いて判定される。まず、注目画素とその周辺の８画素と
の階調差を計算し、注目画素より濃度の高い画素と濃度
の低い画素に分ける。図３に示すように、３×３の画素
マトリクスにおいて、Ｖ３３は注目画素の階調データを
表し、Ｖ２２，Ｖ２３，Ｖ２４，Ｖ３２，Ｖ３４，Ｖ４
２，Ｖ４３，Ｖ４４は注目画素に隣接する８個の画素の
階調データを表す。図２に示すエッジ判定部１２におい
て、８個の階調差信号発生回路１２０は、注目画素の階
調データＶ３３とその周辺の８画素の階調データＶ２
２，Ｖ２３，Ｖ２４，Ｖ３２，Ｖ３４，Ｖ４２，Ｖ４
３，Ｖ４４を入力し、周辺画素と注目画素との階調デー
タの差（階調差信号）を求める。組合せ判定回路１２２
は、注目画素と周辺画素との階調差を入力し、その階調
差の組合わせによってエッジ方向を判別する。すなわ
ち、注目画素とその周辺の８画素との階調差を計算し、
注目画素より濃度の高い画素と濃度の低い画素に分け
る。そして、注目画素と周囲画素との濃度値の関係から
エッジ方向を識別する。具体的には、組合せ判定回路１
２２は、これらの８つの階調差信号の組合わせによって
主走査方向でのエッジ方向（右エッジ、左エッジなど）
を判別し、右寄せ信号ＭＡＲＫＲと左寄せ信号ＭＡＲＫ
Ｌを生成する。右寄せ信号ＭＡＲＫＲは、右エッジが存
在することを示し、左寄せ信号ＭＡＲＫＬは左エッジが
存在することを示す。そして、ＮＡＮＤゲート、２個の
ＡＮＤゲートおよび３個のセレクタ（Ｓ＝ＬでＡを選択
する)からなる論理回路１２４は、これらの右寄せ信号
ＭＡＲＫＲと左寄せ信号ＭＡＲＫＬからエッジ方向を判
断し、エッジ方向信号ＥＤＧを出力する。すなわち、Ｍ
ＡＲＫＲとＭＡＲＫＬがともに出力されていれば、ＥＤ
Ｇ＝"０１"（細線エッジ）が出力され、ＭＡＲＫＲまた
はＭＡＲＫＬが出力されていれば、ＥＤＧ＝"０３"（右
エッジ）またはＥＤＧ＝"０２"（左エッジ）が出力さ
れ、ＭＡＲＫＲとＭＡＲＫＬがいずれも出力されていな
ければ、ＥＤＧ＝"００"（非エッジ部）が出力される。

【００１０】図４は、エッジ判定補正部１４のブロック
図である。エッジ判定補正部１４では、まず、２個のシ
フトレジスタ１３０と１３２は、エッジ判定部１２で出
力された主走査方向における右寄せ信号ＭＡＲＫＲと左
寄せ信号ＭＡＲＫＬを、それぞれ順次入力する。ＡＮＤ
ゲート１３４は、注目画素で右寄せ信号ＭＡＲＫＬが出
力されるが、その後の画素で右寄せ信号ＭＡＲＫＬが出
力されない場合に、新たな右寄せ信号ＭＡＲＫＬ２を発
生する。同様に、ＡＮＤゲート１３６は、注目画素で左
寄せ信号ＭＡＲＫＲが出力されるが、その前の画素で左
寄せ信号ＭＡＲＫＲが出力されない場合に、新たな左寄
せ信号ＭＡＲＫＲ２を発生する。これにより、右寄せ信
号と左寄せ信号それぞれを独立で連続して発生すること
を防止する。さらに、必ず外側のエッジをとるようにす
る。この結果得られた新たな右寄せ信号ＭＡＲＫＲ２と
左寄せ信号ＭＡＲＫＬ２から、論理ゲート１２４と同じ
論理回路１３４により、同様にエッジ判定信号ＥＤＧを
生成し出力する。

【００１１】図５は、濃度レベル制御部１４のブロック
図である。エッジ判定部１２の出力であるエッジ方向信
号ＥＤＧをアドレス信号として入力し、８個のパラメー
タＲＡＭ１４０に記憶されたテーブルより8個の濃度制
御パラメータ信号Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ｂ１，Ｂ
２，Ｂ３，Ｂ４を得る。得られた濃度制御パラメータ
は、濃度レベル設定部１８に送られる。

【００１２】図６は、濃度レベル設定部１８のブロック
図である。4個の濃度レベル演算部１８０では、ガンマ
補正部１２で非線形変換された階調データＶＧに対し、
濃度制御パラメータ信号の４種の組合せＡ１とＢ１、Ａ
２とＢ２、Ａ３とＢ３、Ａ４とＢ４を用いて、それぞ
れ、ブロック内に示されるような１次演算（ＶＨ＝Ａ＊
（ＶＧ−Ｂ））を行う。この結果、ＶＧから４つの階調
信号ＶＨ１，ＶＨ２，ＶＨ３，ＶＨ４が得られる。次
に、セレクタ１８２は、画素クロックＣＬＫと画素クロ
ックの倍の周波数を持つ倍速クロックＸＣＬＫとを用い
て、濃度レベル演算部１８０において１次演算で得られ
た４つの階調信号ＶＨ１，ＶＨ２，ＶＨ３，ＶＨ４を１
画素内でサブ画素ごとに切り換えて、濃度レベル信号Ｖ
Ｄを生成する。これにより、１画素を４サブ画素に分割
し、サブ画素ごとに濃度レベル信号ＶＤを出力する。

【００１３】図７から図１０は、エッジ判定部１２で判
定されたエッジ種類のそれぞれについて、１画素内の濃
度がどのように変化するかを示したものである。ガンマ
補正部１６で非線形変換された階調データの階調が増加
するにつれ、１画素内の４つのサブ画素に与えられるデ
ジタル階調データがそれぞれそのように変化していくか
を示す。図において、各サブ画素における黒部分の高さ
は、濃度レベルを表す。図７は、右エッジの場合の変化
を示す。ここで濃度制御パラメータ信号は、次のとおり
である。Ａ１＝Ａ２＝Ａ３＝Ａ４＝４。Ｂ１＝０。Ｂ２
＝６４。Ｂ３＝１２８。Ｂ４＝１９２。図には、階調レ
ベルが０、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９
２、２２４、２５５の場合を示す。図において明らかな
ように、右エッジであるので、濃度は左側のサブ画素か
ら順に増加される。こうして、画素の濃度の重心は左か
ら順次中央に移動していく。

【００１４】図８は、左エッジの場合の変化を示す。こ
れは、図７の右エッジの場合と左右対称である。ここで
濃度制御パラメータ信号は、次の通りである。Ａ１＝Ａ
２＝Ａ３＝Ａ４＝４。Ｂ１＝１９２。Ｂ２＝１２８。Ｂ
３＝６４。Ｂ４＝０。図は、階調レベルが０、３２、６
４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５の
場合を示す。図において明らかなように、左エッジであ
るので、濃度は右側のサブ画素から順に増加される。こ
うして、画素の濃度の重心は右から順次中央に移動して
いく。

【００１５】図９は、非エッジの場合の変化を示す。こ
こで濃度制御パラメータ信号は、次の通りである。Ａ１
＝Ａ２＝Ａ３＝Ａ４＝１。Ｂ１＝Ｂ２＝Ｂ３＝Ｂ４＝
０。図は、階調レベルが０、３２、６４、９６、１２
８、１６０、１９２、２２４、２５５の場合を示す。図
において明らかなように、エッジが存在しないので、４
個のサブ画素はいずれも同じ濃度とし、したがって、画
素の濃度の重心は常に中央にある。濃度は、階調レベル
に対応して増加する。

【００１６】図１０は、細線エッジの場合の変化を示
す。ここで濃度制御パラメータ信号は、次の通りであ
る。Ａ１＝Ａ２＝Ａ３＝Ａ４＝２。Ｂ１＝１２８、Ｂ２
＝Ｂ３＝０。Ｂ４＝１２８。図は、階調レベルが０、３
２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２
５５の場合を示す。右エッジと左エッジが同時に存在す
る細線エッジであるので、図において明らかなように、
まず中央の２個のサブ画素の濃度が、階調レベルに対応
して増加する。画素の濃度の重心は常に中央にある。次
に、両側の２個のサブ画素の濃度が階調レベルに対応し
て増加する。画素の濃度の重心は常に中央にあるが、濃
度分布は、階調レベル１２８を越えると、しだいに左右
に広がっていく。図７〜図１０では、主に濃度の重心の
変化について説明したが、図１０に示すように、注目画
素内において濃度は端から増加させていくとは限らな
い。また、変化させるのは重心だけではなく、濃度分布
である。

【００１７】図１１は、比較のため、エッジ判定補正部
１４がない場合に実際の再現画像の１例を図式的に示
す。左側の原画像を処理すると、右側の再現画像におい
て、エッジ部が２重化する。これは、エッジ部でサブ画
素単位で濃度レベルを設定して、濃度重心を右に寄せた
ためである。図１２は、エッジ判定補正部１４を用いた
場合に実際の画像の１例を図式的に示す。図１１と同じ
原画像を処理すると、右側の画像に示すように、図１１
で白抜けを生じていた画素においては、非エッジ部とし
て取り扱い、サブ画素単位での濃度制御は行わない。こ
れにより、白抜けによるエッジ部の２重化が防止され
る。

【００１８】

【発明の効果】画像処理装置において、注目画素内で濃
度分布を変化させることにより文字エッジ部をより滑ら
かに再現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 画像処理装置の１実施形態のブロック図。

【図２】 エッジ判定部のブロック図。

【図３】 エッジ判定用の９個の画素の信号の分布を示
す図。

【図４】 エッジ判定補正部のブロック図。

【図５】 濃度レベル制御部のブロック図。

【図６】 濃度レベル設定部のブロック図。

【図７】 右エッジの場合の階調レベルに対する濃度の
変化を示す図。

【図８】 左エッジの場合の階調レベルに対する濃度の
変化を示す図。

【図９】 非エッジ部の場合の階調レベルに対する濃度
の変化を示す図。

【図１０】 細線エッジの場合の階調レベルに対する濃
度の変化を示す図。

【図１１】 エッジ判定補正部がない場合の処理後の実
際の画像データを示す図。

【図１２】 エッジ判定補正部を設けた場合の処理後の
実際の画像データを示す図。

【符号の説明】 １０ 画像データ出力装置、 １２ ガンマ補正部、
１４ エッジ判定部、 １６ エッジ判定補正部、
１８ 濃度レベル制御部、 ２０ 濃度レベル設定
部。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C262 AA24 AA26 AA27 AB13 AC11 BB12 BB20 DA03 DA09 5B057 AA11 CA08 CA12 CB08 CB12 CC03 CE03 CE05 CE11 DB09 DC16 5C077 LL05 LL19 MP01 PP02 PP15 PP41 PP47

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多値画像データに基づいて、画素を主走
   査方向に複数のサブ領域に分割しサブ領域の単位で画像
   を形成するためのデジタル画像データを出力する画像処
   理装置であり、 多値画像データに基づいて、注目画素とその周辺画素の
   濃度レベルの差から注目画素のエッジ方向を識別するエ
   ッジ判定手段と、 エッジ判定手段によって判定された注目画素のエッジ方
   向と、その周辺画素のエッジ方向から、注目画素のエッ
   ジ方向が不適切な場合には適切なエッジ方向にエッジ方
   向を修正するエッジ判定補正手段と、 上記エッジ判定手段によって判定された注目画素のエッ
   ジ方向にしたがって、注目画素内の複数のサブ領域に濃
   度レベルを設定して各注目画素内の濃度分布を変化させ
   る濃度制御手段とを備えることを特徴とした画像処理装
   置。
2. 【請求項２】 前記の濃度制御手段は、 上記エッジ判定手段によって判定された注目画素のエッ
   ジ方向にしたがって、注目画素内のサブ領域ごとに濃度
   レベル設定用パラメータを設定する濃度レベル制御手段
   と濃度レベル制御手段により設定された濃度レベル設定
   用パラメータを用いて、注目画素の濃度レベルを基に、
   注目画素内の複数のサブ領域それぞれに濃度レベルを設
   定する濃度レベル設定手段とからなることを特徴とした
   請求項１に記載された画像処理装置。