JP2000358161A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、多値画像を２値化表現の中間調画像
に変換するときにあって、文字画像部分とそれ以外の画
像部分との双方を精細な２値化表現の中間調画像に変換
できるようにする画像処理装置の提供を目的とする。 【解決手段】誤差拡散法等を使って多値画像を２値化表
現の中間調画像に変換するときに、テクスチャを発生さ
せる画素の多値データに乱数を加算してから、多値画像
を２値化表現の中間調画像に変換する構成を採る。そし
て、誤差拡散法等を使って多値画像を２値化表現の中間
調画像に変換するときに、文字画像部分を検出する構成
を採って、文字画像以外の画像部分については、強調さ
せないとともに、規定の方向にエッジを持つ文字画像部
分については、それが示す方向に強調させてから、多値
画像を２値化表現の中間調画像に変換する構成を採る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多値画像を２値化
表現の中間調画像に変換する画像処理装置に関し、特
に、文字画像部分とそれ以外の画像部分との双方を精細
な２値化表現の中間調画像に変換できるようにする画像
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多値画像を２値化表現の中間調画像に変
換する方法として、誤差拡散法が広く用いられている。

【０００３】この誤差拡散法は、図１６に示すように、
注目画素Ａの周囲に位置する４つの画素を２値化した際
に生ずる２値化誤差を注目画素Ａの多値データに加算し
て、その加算値を規定のスライスレベルと比較すること
で、注目画素Ａの２値化を行っていくという方法であ
る。

【０００４】この誤差拡散法を使って多値画像を２値化
表現の中間調画像に変換すると、図１７に示すように、
２値化表現の中間調画像の中に、テクスチャが発生する
ことがある。

【０００５】従来技術では、このテクスチャが発生する
と、多値画像をγ変換（人間の視覚に合わせるように階
調変換する）する際に、γ変換のカーブを調整すること
で、テクスチャが消えるようにと処理していた。

【０００６】また、変換対象となる多値画像の中に文字
画像が含まれる場合に、誤差拡散法を使って２値化表現
の中間調画像に変換すると、図１８（ａ）に示すよう
に、この文字画像部分の文字がほとんど見えなくなって
しまう。これは、文字画像は本来的には中間調画像では
ないからである。

【０００７】そこで、従来技術では、変換対象となる多
値画像の中に文字画像が含まれる場合には、図１９に示
すように、強調フィルタを使って注目画素Ａの多値デー
タを強調する構成を採って、それに対して誤差拡散法を
施していくというように処理していた。

【０００８】このようにすると、図１８（ｂ）に示すよ
うに、文字画像を含む多値画像を誤差拡散法を使って２
値化表現の中間調画像に変換するときにも、その文字画
像部分の文字が精細な形態で２値化表現の中間調画像に
変換されることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のように、γ変換のカーブを調整することで、テクス
チャが消えるようにする方法を採っていると、本来の階
調変換を実現できないという問題点や、γ変換のカーブ
の決定が難しいことで大変手間のかかる作業を強いられ
るという問題点があった。

【００１０】また、従来技術のように、強調フィルタを
使って多値画像を強調することで、多値画像の中に含ま
れる文字画像部分を精細な形態で２値化表現の中間調画
像に変換するという方法を採っていると、本来の多値画
像部分がけばけばしい２値化表現の中間調画像に変換さ
れてしまうという問題点があった。

【００１１】すなわち、多値画像を強調しない場合に
は、図２０（ａ）に示すように、精細な２値化表現の中
間調画像に変換されるのに対して、多値画像を強調する
と、図２０（ｂ）に示すように、けばけばしい２値化表
現の中間調画像に変換されてしまうという問題点があっ
た。

【００１２】このような従来技術の持つ問題点は、誤差
拡散法以外の手法を使って多値画像を２値化表現の中間
調画像に変換する場合にも起こる問題点である。

【００１３】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、多値画像を２値化表現の中間調画像に変換す
る構成を採るときにあって、文字画像部分とそれ以外の
画像部分との双方を精細な２値化表現の中間調画像に変
換できるようにする新たな画像処理装置の提供を目的と
する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の画像処理装置では、多値画像を２値化表現
の中間調画像に変換する構成を採るときにあって、多値
画像を入力する入力手段と、中間調画像にテクスチャを
発生させることになる多値データレベルを指定する指定
手段と、入力手段の入力する多値画像の各画素毎に、そ
れらの画素の多値データが指定手段の指定する多値デー
タレベルに該当するのか否かを判断する判断手段と、判
断手段が該当するものと判断する画素の多値データに対
して、乱数を加算する加算手段とを備えるように構成す
る。

【００１５】この構成に従って、本発明の画像処理装置
では、誤差拡散法などを使って多値画像を２値化表現の
中間調画像に変換するときに、テクスチャを発生させる
画素の多値データに乱数を加算してから、多値画像を２
値化表現の中間調画像に変換することでテクスチャを消
去するという構成を採ることから、γ変換のカーブを調
整することなくテクスチャを消去できるようになるとと
もに、テスクチャを発生しない画像部分の画質を劣化さ
せることなく、２値化表現の中間調画像に変換できるよ
うになる。

【００１６】一方、この目的を達成するために、本発明
の画像処理装置では、多値画像を２値化表現の中間調画
像に変換する構成を採るときにあって、多値画像を入力
する入力手段と、入力手段の入力する多値画像の持つ文
字画像部分を検出する文字画像部分検出手段と、入力手
段の入力する多値画像、あるいは、文字画像部分検出手
段の検出する文字画像部分を処理対象として、その文字
画像部分の各画素が示す方向性を検出する方向性検出手
段と、文字画像部分検出手段の検出する文字画像部分の
各画素の多値データを、方向性検出手段の検出する方向
に強調する強調手段とを備えるように構成する。

【００１７】この構成に従って、本発明の画像処理装置
では、誤差拡散法などを使って多値画像を２値化表現の
中間調画像に変換するときに、文字画像以外の画像部分
については、強調させないとともに、規定の方向にエッ
ジを持つ文字画像部分については、それが示す方向に強
調させてから、多値画像を２値化表現の中間調画像に変
換するという構成を採ることから、文字画像部分以外の
画像部分の画質を劣化させることなく、文字画像部分に
ついても精細な形態で２値化表現の中間調画像に変換で
きるようになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従って本発明
を詳細に説明する。

【００１９】図１に、本発明を具備する画像処理装置１
の一実施例を図示する。

【００２０】この実施例に従う本発明の画像処理装置１
は、誤差拡散法を使って多値画像を２値化表現の中間調
画像に変換するときに、γ変換のカーブを調整すること
なくテクスチャの発生を防止できるようにすることを実
現するものであって、入力回路１０と、γ変換回路１１
と、乱数発生回路１２と、加算乱数情報保持メモリ１３
と、乱数加算回路１４と、誤差拡散回路１５とを備え
る。

【００２１】この入力回路１０は、変換対象となる多値
画像を入力する。γ変換回路１１は、入力回路１０の入
力した多値画像をγ変換する。

【００２２】乱数発生回路１２は、所定のビット長を持
つ乱数を発生する。加算乱数情報保持メモリ１３は、γ
変換回路１１の出力する多値画像に加算することになる
乱数についての情報（加算乱数情報）を保持する。乱数
加算回路１４は、加算乱数情報保持メモリ１３の保持す
る加算乱数情報に従って、γ変換回路１１の出力する多
値画像に乱数を加算する。

【００２３】誤差拡散回路１５は、乱数加算回路１４の
出力する多値画像を処理対象として、注目画素の周囲に
位置する４つの画素を２値化した際に生ずる２値化誤差
を注目画素の多値データに加算し、その加算値を規定の
スライスレベルと比較して注目画素の２値化を行ってい
くことで、多値画像を２値化表現の中間調画像に変換す
る。

【００２４】図２に、加算乱数情報保持メモリ１３の保
持する加算乱数情報の一例を図示する。

【００２５】この図に示すように、加算乱数情報保持メ
モリ１３は、乱数の加算対象となる多値画像の多値デー
タレベルと、そのときに加算する乱数のビット長とを保
持する。

【００２６】例えば、多値データのレベルがａ₀ 〜ａ₁
の範囲にある画素に対しては、乱数発生回路１２の発生
する乱数の下位１ビットの指定する乱数（±１）を加算
し、多値データのレベルがｂ₀ 〜ｂ₁ の範囲にある画素
に対しては、乱数発生回路１２の発生する乱数の下位２
ビットの指定する乱数（±３）を加算し、多値データの
レベルがｃ₀ 〜ｃ₁ の範囲にある画素に対しては、乱数
発生回路１２の発生する乱数の下位３ビットの指定する
乱数（±７）を加算し、それ以外の多値データのレベル
の画素に対しては、乱数を加算しないというような加算
乱数情報を保持するのである。

【００２７】ここで、この加算乱数情報は、画像処理装
置１の装置特性により決められるものであり、例えば、
装置を調整する段階で求められて、加算乱数情報保持メ
モリ１３に保持されることになる。

【００２８】このように構成される図１に示す本発明の
画像処理装置１では、加算乱数情報保持メモリ１３の保
持する加算乱数情報を受けて、乱数加算回路１４は、次
のように動作することで、誤差拡散法を使って多値画像
を２値化表現の中間調画像に変換するときに発生するテ
クスチャを消去するように処理する。

【００２９】すなわち、乱数加算回路１４は、γ変換回
路１１の出力する多値画像を受け取ると、各画素毎に、
それらの画素の多値データが加算乱数情報の指定する多
値データレベルに該当するのか否かを判断する。そし
て、該当すると判断する画素については、加算乱数情報
の指定する乱数長に従って乱数発生回路１２の発生する
乱数から乱数を取り出して、それをその画素の多値デー
タに加算していくように処理する。

【００３０】この乱数加算回路１４による乱数加算処理
を受けて、誤差拡散回路１５により生成される２値化表
現の中間調画像では、図３に示すように、テクスチャが
消滅することになる。

【００３１】このようにして、図１に示す本発明の画像
処理装置１では、誤差拡散法を使って多値画像を２値化
表現の中間調画像に変換するときに、γ変換のカーブを
調整することなくテクスチャを消去できるようになると
ともに、テスクチャを発生しない画像部分の画質を劣化
させることなく、２値化表現の中間調画像に変換できる
ようになる。

【００３２】図４に、本発明を具備する画像処理装置１
の一実施例を図示する。、この実施例に従う本発明の画
像処理装置１は、誤差拡散法を使って多値画像を２値化
表現の中間調画像に変換するときに、文字画像部分以外
の画像部分の画質を劣化させることなく、文字画像部分
についても精細な形態で２値化表現の中間調画像に変換
できるようにすることを実現するものであって、入力回
路２０と、方向性検出回路２１と、エッジ検出回路２２
と、方向性強調回路２３と、γ変換回路２４と、誤差拡
散回路２５とを備える。

【００３３】この入力回路２０は、変換対象となる多値
画像を入力する。方向性検出回路２１は、入力回路２０
の入力する多値画像の各画素毎に、それが示す方向性を
検出する。

【００３４】エッジ検出回路２２は、入力回路２０の入
力する多値画像の持つエッジ部分を検出することで、そ
の多値画像の持つ文字画像部分を検出する。方向性強調
回路２３は、エッジ検出回路２２の検出するエッジ部分
の画素を処理対象として、それらの画素の多値データを
画素の示す方向に強調する。γ変換回路２４は、方向性
強調回路２３の出力する多値画像をγ変換する。

【００３５】誤差拡散回路２５は、γ変換回路２４の出
力する多値画像を処理対象として、注目画素の周囲に位
置する４つの画素を２値化した際に生ずる２値化誤差を
注目画素の多値データに加算し、その加算値を規定のス
ライスレベルと比較して注目画素の２値化を行っていく
ことで、多値画像を２値化表現の中間調画像に変換す
る。

【００３６】このように構成される本発明の画像処理装
置１では、方向性検出回路２１は、図５（ａ）に示す方
向選択フィルタと、図５（ｂ）に示す方向選択フィル
タと、図６（ａ）に示す方向選択フィルタと、図６
（ｂ）に示す方向選択フィルタとを使って、入力回路
２０の入力する多値画像の各画素毎に、それが示す方向
性を検出する。

【００３７】すなわち、入力回路２０の入力する多値画
像の各画素毎に、図５（ａ）に示すように、方向選択フ
ィルタの演算を施したときの演算結果を求め、図５
（ｂ）に示すように、方向選択フィルタの演算を施し
たときの演算結果を求め、図６（ａ）に示すように、方
向選択フィルタの演算を施したときの演算結果を求
め、図６（ｂ）に示すように、方向選択フィルタの演
算を施したときの演算結果を求めて、その４つの演算結
果の内のどれが最大値を示すのかを特定することで、そ
れが示す方向性を検出するのである。

【００３８】一方、エッジ検出回路２２は、図７（ａ）
に示すグラジェントフィルタと、図７（ｂ）に示すグ
ラジェントフィルタと、図８に示すラプラシアンフィ
ルタとを使って、入力回路２０の入力する多値画像の持
つエッジ部分を検出することで、その多値画像の持つ文
字画像部分を検出する。

【００３９】すなわち、入力回路２０の入力する多値画
像の各画素毎に、図７（ａ）に示すように、グラジェン
トフィルタの演算を施したときの演算結果を求め、
図７（ｂ）に示すように、グラジェントフィルタの演
算を施したときの演算結果を求めて、この２つの演算
結果の和を算出し、それを規定のスライスレベルで
２値化する。

【００４０】そして、入力回路２０の入力する多値画像
の各画素毎に、図８に示すように、ラプラシアンフィル
タの演算を施したときの演算結果を求めて、それを規定
の２つのスライスレベルを使って、中間部分とそれ以外
という形で２値化する。

【００４１】例えば、「量」という文字画像に対して、
グラジェントフィルタの演算を施して２値化する
と、図９（ａ）に示すような２値化画像が得られる。こ
こで、白く見える部分がエッジとして検出された部分で
ある。また、この「量」という文字画像に対して、ラプ
ラシアンフィルタの演算を施して、中間部分とそれ以外
という形で２値化すると、図９（ｂ）に示すような２値
化画像が得られる。

【００４２】この図９の具体例から分かるように、ラプ
ラシアンフィルタは、文字内部の細線部についても細か
く検出可能であるが、その周りのノイズの部分まで検出
してしまう。

【００４３】そこで、エッジ検出回路２２は、入力回路
２０の入力する多値画像の各画素毎に、グラジェントフ
ィルタの演算を施して２値化し、ラプラシアンフィ
ルタの演算を施して２値化すると、図１０に示すよう
に、グラジェントフィルタによる２値化値が白（エ
ッジ部分）を示すとともに、ラプラシアンフィルタによ
る２値化値が黒（エッジ部分）を示す画素のみをエッジ
部分の画素として検出することで、入力回路２０の入力
する多値画像の持つ文字画像部分を検出するように処理
している。

【００４４】この方向性検出回路２１／エッジ検出回路
２２の処理を受けて、方向性強調回路２３は、図１１
（ａ）に示す方向性強調選択フィルタと、図１１
（ｂ）に示す方向性強調フィルタと、図１２（ａ）に
示す方向性強調フィルタと、図１２（ｂ）に示す方向
性強調フィルタとを使って、エッジ検出回路２２の検
出した文字画像部分の各画素毎に、それらの画素の多値
データを画素の示す方向に強調する。

【００４５】すなわち、エッジ検出回路２２の検出した
文字画像部分の各画素を処理対象として、それらの画素
が、方向性検出回路２１により方向選択フィルタの方
向性を持つと検出される場合には、図１１（ａ）に示す
ように、方向性強調フィルタを使って多値データを強
調するのである。そして、それらの画素が、方向性検出
回路２１により方向選択フィルタの方向性を持つと検
出される場合には、図１１（ｂ）に示すように、方向性
強調フィルタを使って多値データを強調するのであ
る。

【００４６】そして、それらの画素が、方向性検出回路
２１により方向選択フィルタの方向性を持つと検出さ
れる場合には、図１２（ａ）に示すように、方向性強調
フィルタを使って多値データを強調するのである。そ
して、それらの画素が、方向性検出回路２１により方向
選択フィルタの方向性を持つと検出される場合には、
図１２（ｂ）に示すように、方向性強調フィルタを使
って多値データを強調するのである。

【００４７】この方向性強調回路２３の処理を受けて、
γ変換回路２４は、方向性強調回路２３の出力する多値
画像をγ変換し、これを受けて、誤差拡散回路２５は、
γ変換回路２４の出力する多値画像を２値化表現の中間
調画像に変換する。

【００４８】このようにして誤差拡散回路２５により生
成される２値化表現の中間調画像では、文字画像部分の
みをそれが示す方向に強調する構成を採ることから、図
１３に示すように、文字画像部分以外の画像部分も精細
な形態で２値化表現の中間調画像できるとともに、文字
画像部分も精細な形態で２値化表現の中間調画像できる
ようになる。

【００４９】これに対して、従来技術のように、強調処
理を施さずに誤差拡散法を使って２値化表現の中間調画
像に変換するという方法に従うと、図１４に示すよう
に、文字画像部分以外の画像部分については精細な形態
で２値化表現の中間調画像できるものの、文字画像部分
についてはその文字が見えなくなってしまうことにな
る。

【００５０】そして、従来技術のように、図１９に示し
たような方向性を考慮しない強調フィルタを使って、強
調処理を施しつつ誤差拡散法を使って２値化表現の中間
調画像に変換するという方法に従うと、図１５に示すよ
うに、文字画像部分については精細な形態で２値化表現
の中間調画像できるものの、文字画像部分以外の画像部
分についてはけばけばしい２値化表現の中間調画像に変
換されてしまうことになる。

【００５１】すなわち、本発明の画像処理装置１によれ
ば、文字画像部分もそれ以外の画像部分も精細な形態で
２値化表現の中間調画像できるようになるのである。

【００５２】図示実施例に従って本発明を説明したが、
本発明はこれに限定されるものではない。例えば、実施
例では、誤差拡散法を用いる構成を具体例にして本発明
を説明したが、それ以外の手法を用いて２値化表現の中
間調画像に変換する場合にも、本発明はそのまま適用で
きる。

【００５３】また、実施例では、方向性検出回路２１
は、入力回路２０の入力する多値画像の全画素を処理対
象として方向性検出処理を実行するという構成を採った
が、エッジ検出回路２２の検出する文字画像部分の画素
のみを処理対象として方向性検出処理を実行するという
構成を採ってもよい。

【００５４】また、実施例では、方向性強調回路２３
は、エッジ検出回路２２の検出する文字画像部分の全画
像を処理対象として方向性強調処理を実行するという構
成を採ったが、その文字画像部分として検出した塊を抽
出することで本来の文字画像領域を抽出して、その抽出
した文字画像領域に含まれる画素のみを処理対象として
方向性強調処理を実行するという構成を採ってもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置では、誤差拡散法などを使って多値画像を２値化表
現の中間調画像に変換するときに、テクスチャを発生さ
せる画素の多値データに乱数を加算してから、多値画像
を２値化表現の中間調画像に変換することでテクスチャ
を消去するという構成を採ることから、γ変換のカーブ
を調整することなくテクスチャを消去できるようになる
とともに、テスクチャを発生しない画像部分の画質を劣
化させることなく、２値化表現の中間調画像に変換でき
るようになる。

【００５６】そして、本発明の画像処理装置では、誤差
拡散法などを使って多値画像を２値化表現の中間調画像
に変換するときに、文字画像部分を検出する構成を採っ
て、文字画像以外の画像部分については、強調させない
とともに、規定の方向にエッジを持つ文字画像部分につ
いては、それが示す方向に強調させてから、多値画像を
２値化表現の中間調画像に変換するという構成を採るこ
とから、文字画像部分以外の画像部分の画質を劣化させ
ることなく、文字画像部分についても精細な形態で２値
化表現の中間調画像に変換できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である。

【図２】加算乱数情報の説明図である。

【図３】本発明の説明図である。

【図４】本発明の一実施例である。

【図５】方向性検出処理の説明図である。

【図６】方向性検出処理の説明図である。

【図７】エッジ検出処理の説明図である。

【図８】エッジ検出処理の説明図である。

【図９】エッジ検出処理の説明図である。

【図１０】エッジ検出処理の説明図である。

【図１１】方向性強調処理の説明図である。

【図１２】方向性強調処理の説明図である。

【図１３】本発明の説明図である。

【図１４】従来技術の説明図である。

【図１５】従来技術の説明図である。

【図１６】誤差拡散法の説明図である。

【図１７】誤差拡散法の説明図である。

【図１８】従来技術の説明図である。

【図１９】従来技術の説明図である。

【図２０】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 １０ 入力回路 １１ γ変換回路 １２ 乱数発生回路 １３ 加算乱数情報保持メモリ １４ 乱数加算回路 １５ 誤差拡散回路 ２０ 入力回路 ２１ 方向性検出回路 ２２ エッジ検出回路 ２３ 方向性強調回路 ２４ γ変換回路 ２５ 誤差拡散回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C262 AA24 AA26 AA27 AB07 BB01 BB08 BC07 DA03 EA07 GA21 5B057 BA30 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB06 CB07 CB12 CB16 CC02 CE03 CE06 CE13 CH09 CH18 DA08 DA17 DB02 DB05 DB09 DC08 DC16 DC36 5C077 LL01 LL03 LL19 MP05 MP06 NN11 PP03 PP27 PP28 PP43 PP45 PP47 PP48 PP54 PP65 PP68 PQ08 PQ12 PQ20 PQ22 RR03 RR14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多値画像を２値化表現の中間調画像に変
   換する画像処理装置において、 多値画像を入力する入力手段と、 中間調画像にテクスチャを発生させることになる多値デ
   ータレベルを指定する指定手段と、 上記入力手段の入力する多値画像の各画素毎に、該画素
   の多値データが上記指定手段の指定する多値データレベ
   ルに該当するのか否かを判断する判断手段と、 上記判断手段が該当するものと判断する画素の多値デー
   タに対して、乱数を加算する加算手段とを備えること
   を、 特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の画像処理装置において、 指定手段は、多値データレベルに対応付けて乱数長を指
   定し、 加算手段は、指定手段の指定する乱数長を持つ乱数を加
   算することを、 特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 多値画像を２値化表現の中間調画像に変
   換する画像処理装置において、 多値画像を入力する入力手段と、 上記入力手段の入力する多値画像の持つ文字画像部分を
   検出する文字画像部分検出手段と、 上記入力手段の入力する多値画像、あるいは、上記文字
   画像部分検出手段の検出する文字画像部分を処理対象と
   して、該文字画像部分の各画素が示す方向性を検出する
   方向性検出手段と、 上記文字画像部分検出手段の検出する文字画像部分の各
   画素の多値データを、上記方向性検出手段の検出する方
   向に強調する強調手段とを備えることを、 特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の画像処理装置において、 文字画像部分検出手段は、入力手段の入力する多値画像
   にグラジェントフィルタの演算処理を施すとともに、該
   多値画像にラプラシアンフィルタの演算処理を施すこと
   で、該多値画像の持つ文字画像部分を検出することを、 特徴とする画像処理装置。