JP2555199B2

JP2555199B2 - 画像読み取り方法

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Publication number: JP2555199B2
Application number: JP1242074A
Authority: JP
Inventors: 啓介中島; 允晴多々内; 敏明中村; 登末森
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1996-11-20
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JPH02168770A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高解像度，高品質の画素情報処理及びこの
処理を含むフアクシミリ・システム，データ処理システ
ムに関する。

〔従来の技術〕

原稿の画素輝度情報を処理する方法，装置，システ
ム、例えば、フアクシミリ・システム，スキヤナー付の
データ処理装置は多く提案されている。例えば、フアク
シミリ・システムでは特開昭61−234170号公報，特開昭
63−288567号公報等に記載されている様に、副走査方向
と呼ばれる所定の方向に紙が供給される。また、「NEFA
X6/60フアクシミリ装置」三幣他NEC技術Vol.41 No.9/1
988,第60頁〜第62頁、及び「LSI アーキテクチヤオ
ブフアクシミリビデオシグナルプロセツサ」多
々内他,1985 IEEE 44.1.1〜44.1.5,第1400頁〜1404頁
に記載されている様に、単位mm当りの読み取り数を多く
し、解像度を向上させるものもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

この様な、従来例では、次の画素を測定する際に、副
走査方向の画素間にギヤツプが生じ易く、このギヤツプ
の濃度情報が読み取れずに失つてしまうという問題点が
ある。

本発明の目的は、画素間のギャップを生じさせること
なく、かつ、画素情報を失わずに、高画質化が図れる画
像読み取り方法を提供することにある。また、他の目的
は、読み取りの画像データの大きさを変えることなく、
解像度を向上させる画像読み取り方法を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、画像を構成する画素を副走査方向に
取り込み領域に重なりを有する移動量で主走査方向に複
数画素を取り込むステップと、先に取り込まれた第ｊ−１番目（j:整数）の取り込み
領域と重なり合う領域を有する第ｊ番目の取り込み領域
の濃度情報を表す第ｊ番目の第一次濃度情報Xjを生成す
るステツプと、上記第ｊ番目の第一次濃度情報Xjと先に
算出された第二次濃度情報ΔXj−１に基づいて、第ｊ−
１番目の取り込み領域とは重なり合わない第ｊ番目の取
り込み領域の濃度情報を表す第ｊ番目の第二次濃度情報
ΔXjをまたは（ここで、は補正係数、ｎは上記第ｊ番目の取り込み領域の副走査
方向の長さと、第ｊ−１番目の画素と重なり合わない上
記ｊ番目の取り込み領域の副走査方向の長さとの比であ
る。）によって演算するステップと、上記演算された第２次濃
度情報の処理を行なうステップと、上記処理された情報
を出力するステップとを有することを特徴とする。

〔作用〕画素を重なり合わせることによつて画素間のギヤツプ
がなくなるので、画像情報を失わずに高画質化が図れ
る。

更に、前の画素と重なり合わない画素の部の濃度情報
を得ることによつて、測定する画素の大きさを変えず
に、画像の解像度が向上できる。

本発明の他の目的，特徴，作用は以下に述べる実施例
の記載から明らかとなるのであろう。

〔実施例〕

第１図は、フアクシミリ・システムの実施例を示す。
CCD（charge coupled dcacc）604を一例とするイメージ
センサがドキユメント・リーダとして用いられる。CCD6
04は、主走査方向に並ぶ複数のセンサ素子を含む。原稿
601は、駆動モータ603によつて、副走査方向に予め定め
られたピツチで移動する。光源602から発生された光
は、原稿601又は白色板600で反射され、CCD604の各セン
サ素子は、原稿601又は白色板600の主走査方向の一ライ
ン分の画素の濃度情報（第一次濃度情報）を含む光学信
号を、ミラー626,レンズ605を介して受光し、夫々の画
素の濃度情報（第一次濃度情報）を含むアナログ電気信
号に変換する。尚、CCD604の各センサ素子は、原稿601
又は白色板600の主走査方向の複数ライン分の画素の光
学信号を同時に受光しても良いが、以下、一ライン分の
画素を受光した例で説明する。このアナログ電気信号
は、後述する様に、ラインメモリ607を用いてビデオ信
号生成部608で、画素部分の濃度を示す歪のないデジタ
ル信号に変換される。このデジタル信号は、イメージバ
スB1を介して符号化・復号化部610に送られ、ここでイ
メージメモリ609を用いてCCITTの標準規格に基づいて、
MH,MR等に符号化されるこの符号化されたデジタル信号
は、システムバスB2,モデムインターフエイス部620,モ
デム622,モデムアナログ処理部623,電話制御部624,NCU6
25を介して通信回線に伝送される。受信モードの動作は
これとは反対である。フアクシミリ・システムが送信局
より通信回線627を介して符号化されたデジタル信号を
受けとり、符号化，複号化部610で復号化され、デジタ
ル画像信号に変換される。このデジタル画像信号はビデ
オ信号生成部608を介して感熱プリンタ，レーザプリン
タ，液晶プリンタ等の記録部615で送られ、受信モータ6
08によつて供給される紙617等の記録部材に記録され
る。送信される画像信号か受信された画像信号の少なく
とも一部は、サブCPU621によつて制御され、液晶表示素
子,CRT（Cathode Ray Tube）等の表示装置のスクリーン
に表示することが可能である。メインCPU611は全システ
ムを制御する。主メモリ612とROM,RAM613はシステムバ
スB2に接続される。サプCPU621は、バスB3を介して、モ
デムインタフエイス部620,モデム622,モデムアナログ処
理部623の動作を制御する。周辺機器制御部614は、ビデ
オ信号生成部608,記録部615,システムバスB2に接続され
る。

フアクシミリ・システムのより詳細な説明について
は、“CMOS フアクシミリビデオシグナルプロセ
ツサ（A CMOS Facsimile Vedeo Signal Processor）",
中島等，アイ・イー・イー・イージヤーナルオブ
ソリツド・ステート・サーキツト（IEEE Journal of So
lid−State Circuits）,vol SC−20,No.6,1985年12月,1
179頁〜1183頁の内容を参照されたい。

第２図は、ビデオ信号生成部608を主として示す実施
例である。破線で囲まれたビデオ信号生成部608は好ま
しくは、単一の半導体基板に集積化され、ワンチツプLS
Iを構成する。

ビデオ信号生成部608は、アナログ・プロセツサ506,
デジタルプロセツサ507,センサ・インターフエイス508,
レコーダ・インターフエイス509、そして図示しないCPU
インターフエイスを含む。これ等のブロツクは、内部バ
スB4を介して互いに接続されている。送信モードでは、
センサインターフエイス508は、ドライバ510を介してイ
メージセンサ604を駆動する。このセンサインターフエ
イス508は、種種の異なつたタイプのイメージセンサを
制御できる様に設計される。ビデオ信号生成部608で
は、内部で生成される内部クロツク信号及び／または例
えばイメージセンサ604で生成される外部クロツク信号
に同期して画像データを得る。CCD604は一主査線毎に入
力原稿を走査して、光学信号を一ライン分の画素の第一
次濃度情報を含む電気的アナログ信号に変換する。しか
しながら、このアナログ信号は、光源照明602の不均一
性，レンズ605の光学特性,CCD604の各センサ素子の感光
特性のバラツキ等によつてゆがめられている。アナログ
・プロセツサ506の主たる機能の一つは、この歪，ゆが
み（シエイデイング波形歪）を補正し、正確な信号を得
ることにある。この補正（シエイデイング補正）の後
に、アナログ・プロセツサ506はアナログ信号をシリア
ル・デジタル信号に変換する。デジタル・プロセツサ50
7は、このシリアル・デジタル信号を受け、CPU611のた
めのパラレル・ラジタル信号に変換する。同時に、デジ
タル・プロセツサ507は、直並列変換のサンプリング・
クロツク信号を制御し、かつ、デジタル信号の解像度を
向上させる。受信モードでは、ビデオ信号生成部608
は、符号化，復号化部610からデジタル画像信号を受
け、処理後、シリアル・デジタル信号は記録部615に伝
送される。

アナログ・プロセツサ506,センサ・インターフエイス
508,レコーダ・インターフエイス509,CPUインターフエ
イスのより詳細な説明については、前述した中島等の文
献及び多々内等の文献を参照されたい。

第３図は、本発明の実施例となるデジタル・プロセツ
サ507とラインメモリ607との構成を示す図である。

このデジタル・プロセツサ507とラインメモリ607は、
セミスーパーフアイン演算部１と、ウインドウマトリク
ス４と、該ウインドウマトリクス４に接続された２つの
ラインメモリ2,3と、MTF（Modulation Transfer Functi
on）補正部５と、領域判定部６と、該領域判定部６に接
続された判定結果メモリ８と、線密度変換部７と、２値
化部10と、該２値化部10に接続された誤差メモリ９とを
備えている。第３図で破線で囲まれたデジタル・プロセ
ツサ507は好ましくは、単一の半導体基板に集積化さ
れ、ワンチツプLSIを構成する。

セミスーパーフアイン演算部１は入力信号とラインメ
モリ２の出力を後述する様に演算し、ウインドウマトリ
クス４に信号を出力する。ウインドウマトリクス４は、
ラインメモリ２とラインメモリ３にデータを出力し、ま
た夫々のラインメモリ2,3からデータを入力する。つま
り、ウインドウマトリクス４では、計３ライン分のデー
タの一部を記憶するようになつている。このウインドウ
マトリクス４に記憶される濃度情報の値から、詳細は後
述するように、MTF補正部５でMTF補正演算処理を、領域
判定部６で２値化領域／中間調領域の判定処理を実行す
る。この領域判定部６の判定結果H,HNは夫々MTE補正部
５や２値化部10に与えられ、夫々の処理パラメータが制
御される。MTF補正部５の出力DSは線密度変換部７で線
密度変換され、更に２値化部10で２値化されて最終的出
力D₀となる。

第４図は、セミスーパーフアイン演算処理の概念説明
図である。

原稿上には、例えば細線（ハツチング箇所）21が記入
されているとする。第４図では、CCD604のセンサ素子
は、主走査方向に並ぶ２つしか描かれていないが、他の
多数のセンサ素子が主走査方向に並んでいる。主走査方
向は、副走査方向と略直角の方向である。CCD604の各セ
ンサ素子は原稿で反射される光学信号を受け取る。CCD6
04の各センサ素子の形状（実質的に画素の形状にもな
る）は、第４図に示す様な実質的な正方形の他に、直方
形，円，楕円，三角形等がある。CCD604の２つのセンサ
素子は、主走査方向に並ぶ第１ラインの２つの画素22,2
3の画像情報を含む光学信号を受け取り検出し、この光
学信号を第一次濃度情報を表す電圧信号に変換する。こ
の第一次濃度情報は例えば、画素22では“10"、画素23
では“21"と観測される。従来のシステムでは、CCD604
と原稿との相対的な位置は、原稿上の画素24,25に移動
するが、本実施例では、第２ラインは、画素の副走査方
向の幅の半分ずつ重なり合つて、破線で示す画素26,27
の位置に副走査方向に移動する。換言すれば、原稿は、
画素（観測窓）22,23,24,25,26,27の副走査方向の幅の
半分のピツチで、矢印で示す副走査方向と反対の方向に
移動する。この様に、画素が互いに重なり合うので、副
走査方向のギヤツプが生じなくなる。尚、第４図で、画
素26,27は、画素22,23,24,25に比べて主走査方向に若干
ずれて図示されているが、画素26,27を見易くするため
にずらして図示したものであり、本実施例ではこの様な
ずれはない。但し、他の実施例では、この様なずれが原
稿とCCD604との相対的な移動によつて生じさせる場合も
ある。

ここで、検出された第一次濃度情報を、例えば、第２
ラインの画素26では“23"、画素27では“17"、第３ライ
ンの画素24では“16"、画素25で“3"とする。

これらの画素22,26,24あるいは23,27,25はオーバーラ
ツプしており、計算により理論的には各画素の半分に分
離可能である。つまり、もし画素22,23の夫々の上半分
の濃度（第二次濃度情報）が前もつて計算されていれ
ば、夫々の下半分の濃度（第二次濃度情報）も算出する
ことができる。いま仮に、画素22,23の上半分の第二次
濃度情報値が“0",“7"であれば、画素22,23で観測した
第一次濃度情報の値は前述の如く“10",“21"であるか
ら、これから上半分の第二次濃度情報を減算すると、画
素22の場合は、 “10"−“0"＝“10" となり、画素23の場合は、 “21"−“7"＝“14" となる。この様にして求めた値“10",“14"が各画素22,
23における下半分の濃度即ち第二次濃度情報となる。以
下同様に計算を進め、画素の半分の大きさの部分の濃度
情報を求めることができる。

ここで、一番始めの画素の上半分の濃度即ち第二次濃
度情報の初相値をいかにして知るかという問題がある。
しかし、一般的にフアクシミリは、原稿入力前に白色板
600の走査を行い、光学系のシエーデイング波形歪みを
補正する走査を行うのが常である。このため、この時期
から演算を開始しておけば、必ず第一次濃度情報及び第
二次濃度情報“0"の初期値からスタートすることができ
る。これにより、初期値計算の問題は解消できる。

第５図は、第４のＡ−Ａ′線に沿う第一次濃度情報及
び第二次濃度情報の変化を示すタイムチヤートである。
横軸方向は副走査方向であり、立て軸が第一次及び第二
次濃度情報の値である。各画素の副走査方向の幅は、白
丸ａと白丸ｂの距離である。画素22,23,24での観測され
た第一次濃度情報X₁,X₂,X₃の値が前述した様に“10",
“23",“16"であり、第一次濃度情報X₀の初期値が“0"
であつたとすると、本実施例のセミスーパーフアイン演
算処理の結果による第二次濃度情報ΔX₀,ΔX₁,ΔX₂,ΔX
₃の値は、第５図の一番下に示す様に、“0"→“10"→
“13"→“3"→“0"の様に変化する階段状となる。ここ
で ΔX₀＝X₀＝“0" ΔX₁＝X₁−ΔX₀＝“10"−“0"＝“10" ΔX₂＝X₂−ΔX₁＝“23"−“10"＝“13" ΔX₃＝X₃−ΔX₂＝“16"−“13"＝“3" つまり、画素の大きさの半分毎に第二次濃度情報の値が
変化し、画素の大きさは変わらずに副走査方向の解像度
が２倍になることが分かる。

第６図は、セミスーパーフアイン演算部１及びウイン
ドウマトリクス４の詳細構成を示す図である。本実施例
では、第ｊ番目（j:整数）の第二次濃度情報を演算する
セミスーパーフアイン演算部１は、基本的に減算器33の
みで構成されている。ウインドウマトリクス４は、例え
ば４×３のマトリクスレジスタで構成される。３列l₁,l
₂,l₃の各ラインは、シフトレジスタを構成する様に直列
に接続された４つのメモリ素子を有し、主走査方向の４
つの第二次濃度情報を記憶する。ラインl₁とラインl₂と
はラインメモリA2を介して直列に接続され、ラインl₂と
ラインl₃とはラインメモリB3を介して直列に接続され
る。減算器33は、測定された第一次濃度情報（例X₂）と
ラインメモリA2の出力である先に演算された前ラインの
第二次濃度情報（例ΔX₁）を受け、第一次濃度情報（例
X₂）の値から前ラインの第二次濃度情報（例ΔX₁）を減
算する。その減算された第二次濃度情報（例ΔX₂＝X₂−
ΔX₁）はウインドウマトリクス４に出力される。第二次
濃度情報は順次ウインドウマトリクス４からラインメモ
リA2に送られ、ラインメモリA2の内容つまり演算後の前
ラインの第二次濃度情報は再度セミスーパーフアイン演
算部１に戻され、次ラインの第一次濃度情報の値からオ
ーバーラツプ分が減算される。

尚、このセミスーパーフアイン演算は、二値化（モノ
トーン）信号又は、ハーフトーン信号を電送する際に実
行される。

第７図は、セミスーパーフアイン演算の他の処理概念
例を示す図である。縦軸は副走査方向の座標、横軸は時
間を示す。本実施例では、セミスーパーフアイン演算を
通常の半分のピツチで進めるのではなく、４分の１で進
めた場合を考えている。しかし、ここに示す例は、あら
ゆる自然数（ｎ）の逆数でピツチを進めた場合に適用可
能である。

第７図の線分401〜406は夫々特定時間の副走査読み取
り範囲を示している。つまり、各画素401〜406は副走査
方向に４分の３ずつ重なり合つているオーバーラツプし
ている。

例えば、画素406について考えると、前の画素405と重
なり合う部分の濃度情報ΔX₄₀₆′が先に算出されていれ
ば、前の画素405と重ならない部分の第二次濃度情報ΔX
₄₀₆を算出することができる。つまり、仮に、前の画素
と重なり合う部分の濃度情報ΔX₄₀₆′、または、先に算
出された画素402の第二次濃度情報ΔX₄₀₂及び前の画素4
05の第一次濃度情報X₄₀₅、または、先に算出された画素
403,404,405の第二次濃度情報ΔX₄₀₃,ΔX₄₀₄,ΔX₄₀₅が
記憶されていれば、これ等と画素406の第一次濃度情報X
₄₀₆から次の式の何れかによつて画素406の第二次濃度情
報ΔX₄₀₆を算出することができる。

ΔX₄₀₆＝X₄₀₆−ΔX₄₀₆′ ＝X₄₀₆−（X₄₀₅−ΔX₄₀₂）＝X₄₀₆−（ΔX₄₀₅＋ΔX₄₀₄＋ΔX₄₀₃）これを帰納的に繰り返し、初期値まで戻れば、あらゆ
る位置の画素の４分の１の第二次濃度情報は演算可能で
ある。初期値の設定については前述した通りである。

上記説明をハードウエア化した例の要部を第８図に示
す。基本構成は第６図と同様であるが、ラインメモリ30
1〜303を３本用いる点と、ウインドウマトリクスのマト
リクスレジスタの数が４×４になつている点と、ライン
メモリ301〜303の出力を加算する加算器304を設けた点
と、MOS・FET等から構成されるスイツチ311,312,312を
設けた点が異なる。第８図に於いては、スイツチ311,31
2,313は総てON状態であり、 ΔX₄₀₆＝X₄₀₆−（ΔX₄₀₃＋ΔX₄₀₄＋ΔX₄₀₅）を算出している状態を示している。

一般的には、第ｊ−１番目（j:整数）の画素と重なり
合わない第ｊ番目の画素の部分の濃度情報を表す第ｊ番
目の第二次濃度情報ΔX_jは、第ｊ番目の画素の濃度情報
を表す第ｊ番目の第一次濃度情報X_jと、第ｊ−１番目の
画素と重なり合う第ｊ番目の画素の部分の濃度情報とに
基づいて演算される。換言すると第ｊ番目の第二次濃度
情報ΔX_jは、第ｊ番目の第一次濃度情報X_jと先に算出さ
れた第二次濃度情報に基づいて演算される。

好ましくは、例えば、原稿とイメージセンサ604と
が、画素の幅の1/n（ｎ2,n:整数）のピツチで所定方
向に相対的に移動する際｛換言すれば、第ｊ−１番目の
画素と重なり合わない第ｊ番目の画素の部分の所定方向
の幅が、第ｊ番目の画素の所定方向の幅の1/n、若しく
は、第ｊ−１番目の画素と重なり合う第ｊ番目の画素の
部分の所定方向の幅の1/（ｎ−１）｝には、第ｊ番目の
第二次濃度情報ΔX_jは、次の式で演算される。

ΔX_j＝X_j−（α_j-1・X_j-1−α_j-n・X_j-n）または、ここで、α_j-1,α_j-n,α_ｋは、イメージセンサの指向
特性や、第ｊ番目の画素と第ｊ−１番目，第ｊ−ｎ番
目，第ｋ番目との画素との距離によつて決められる補正
係数であり、例えば、その距離が短ければ、補正係数は
大きくなり、影響が大きくなり、その距離が大きけれ
ば、補正係数は小さくなり影響は小さくなる。また、ｎ
は第ｊ番目の画素の所定の方向の幅と、第ｊ−１番目の
画素とは重なり合わない第ｊ番目の画素の部分の所定の
方向の幅との比を示す。第４図から第６図に示した実施
例では、ｎ＝2,α_ｋα_j-1α_j-n１であり、また、
第７図，第８図に示した実施例では、ｎ＝4,α_ｋα
_j-1α_j-n１である。

尚、第８図のスイツチ311,312,313等の、スーパーフ
アインモード指定手段を用いれば、ユーザがスイツチ31
1,312,313を選択し、かつ、ピツチを選択することによ
つて、任意の解像度を得ることができる。例えば、第８
図では、ユーザが、図示しないキーボード等の入力手段
によつてｎ＝４の状態を選択すると、前述した様にスイ
ツチ311,312,313の総てのスイツチはオン状態になり、
ピツチは通常の４分の１に設定される。仮に、ユーザが
ｎ＝３の状態を選択するとスイツチ311,312はオン状
態，スイツチ313はオフ状態になり、ピツチは通常の３
分の１に設定される。ユーザがｎ＝２の状態を選択する
と、スイツチ311はオン状態、スイツチ312,313はオフ状
態になり、第４図，第５図，第６図に示した実施例と同
じ状態になり、ピツチは通常の２分の１に設定される。
ユーザがｎ＝１の状態を選択するとスイツチ311,312,31
3は総てオフ状態になり、従来システム同様の状態にな
り、ピツチは通常通り画素幅に設定される。

この様に、本発明の実施例によると、画素の大きさを
変えずに解像度を向上することができる。換言すれば、
画素が重なり合わない場合に比べて、解像度が向上し、
好ましくは整数倍の解像度が得られる。

第９図は、ウインドウマトリクス４とMTF補正部５の
詳細構成図である。MTF補正部５においては、ウインド
ウマトリクス４に記憶され第二次濃度情報から補正され
るべき画素の第二次濃度情報Ｐ_i,j（58）（i:主走査方
向の番号,j:副走査方向の番号）を中心にして、その上
下左右の画素の第二次濃度情報Ｐ_i,j−１（54）,P
_i,j＋１（62）,P_ｉ−1,j（57）,P_ｉ＋1,j（59）および
斜めに隣接する画素の第二次濃度情報Ｐ_{ｉ−1,j−１}（5
3）,P_{ｉ＋1,j−１}（55）,P_{ｉ−1,j＋１}（61）,P
_{ｉ＋1,j＋１}（63）を取り出してTMF補正をした第二次濃
度情報の値Ｑ_i,jを得ている。この演算は、Ｑ_i,j＝αＰ_i,j ＋β（Ｐ_i,j−１＋Ｐ_ｉ−1,j＋Ｐ_i,j＋１＋Ｐ_ｉ＋1,j）＋γ（Ｐ_{ｉ−1,j−１}＋Ｐ_{ｉ＋1,j−１}＋Ｐ_{ｉ−1,j＋１}
＋Ｐ_{ｉ＋i,j＋１}）の演算式により行う。この演算は、乗算器43,44,45およ
び加算器41,42,46を上記演算式に従つて組み合わせるこ
とにより、実行される。

更に、第９図では、これと同時に、下記の演算式によ
り、MTFで補正した第ｉ＋1,j番目の画素の第二次濃度情
報を得ている。

Ｑ_ｉ＋1,j＝αＰ_ｉ＋1,j ＋β（Ｐ_{ｉ＋1,j−１}＋Ｐ_i,j＋Ｐ_{ｉ＋1,j＋１}＋Ｐ
_ｉ＋2,j）＋γ（Ｐ_i,j−１＋Ｐ_{ｉ＋2,j−１}＋Ｐ_i,j＋１＋Ｐ
_{ｉ＋2,j＋１}）この演算は、乗算器49,50,51及び加算器47,48,52を上
記演算式に従つて組み合わせることにより、実行され
る。尚、乗算器や加算器等のハードウエアを使用せず
に、上記演算式をテーブルに格納しておき、このテーブ
ルを引きながら演算を実行することで高速演算処理を行
つてもよい。

この様に、第９図に示すMTF補正部５には、１つのウ
インドウマトリクス４内の２組のMTF演算を同時に実行
し、同時に２画素分処理して処理速度の向上を図つてい
る。

また、本実施例では、ウインドウマトリクス４のうち
画素53〜56のデータを、MTF補正演算の他、セミスーパ
ーフアイン演算にも共用している。これにより、ハード
ウエアの節約ができる。

更にまた、本実施例では、MTF補正演算で使用する係
数α，β，γの値を、領域判定部６での領域判定結果Ｈ
により変化するようにしている。第10図にMTF補正係数
の例を示す。この例では入力濃度と処理後の濃度とを同
一とするため、基本的には各係数の総和が値“1"になる
ようにしている。第10図（ａ），（ｂ）は係数α，β，
γを全て使用する場合であり、第10図（ｃ），（ｄ）は
係数γを“0"とし係数α，βしか用いていない例である
領域判定結果Ｈにより係数α，β，γをどの様な値にす
るかは、どの様なMTF補正をするかによる。

例えば、原稿の文字部分では補正を強調し、写真部で
はほとんど補正しない等の制御を行う。尚、第10図
（ａ），（ｃ）は補正は強調する場合であり、第10図
（ｂ），（ｄ）は補正を強調しない場合である。

MTF補正演算の詳細な説明については、「実時間MTF補
正回路によるボケ画像の修正」江尻他，リコー・テクニ
カル・リポート,No.6,1981年11月号,37頁〜42頁の内容
を参照されたい。

尚、MTF補正演算を行つた結果、第二次濃度情報の値
が所定最大値を越え（オーバーフロー）たり所定最小値
を下回つたり（アンダーフロー）した場合には入力と出
力の濃度関係が保てなくなるので、もう一度別のMTF補
正係数で演算し直し、正しく濃度を保持しながらMTF補
正を実行する。また、オーバーフローやアンダーフロー
になつた場合、オーバーフロー分やアンダーフロー分を
記憶しておき、再度のMTF補正演算でこのオーバーフロ
ー分やアンダーフロー分を考慮することにより、入出力
濃度値を一定に保つようにしてもよい。更にまた、第10
図の例では、上下と左右に隣接する画素の係数βの値や
斜めに隣接する画素の係数γの値を同じにしているが、
これを実際のMTF値（実際のそのフアクシミリ装置での
試験値）に基づき変化させるようにしてもよい。

第11図は領域判定部６の詳細構成図である。領域判定
部６は、最大値検出部71と、最小値検出部72と、背景検
出部73と、判定論理部74と、該判定論理部74の出力と前
回の判定論理部74の出力との論理和をとつて出力する判
定結果ORゲート75とを備えている。この領域判定部６で
は、背景検出部73が原稿の背景濃度値（例えば青焼き原
稿用紙の青部分の背景濃度値）を検出すると共に、最大
値検出部71,最小値検出部72が夫々原稿に描かれた文
字、写真，図形などの読み取り目的個所の最大濃度値，
最小濃度値を検出し、判定論理部74がこれらの検出値を
もとに、文字などの２値化領域か写真などの中間調領域
かの判定を行う。そして、この判定結果をメモリ８に格
納してこれを１次判定値とし、次ラインでの判定結果と
前記１次判定値との論理和の結果を２次判定値HNとして
出力する。尚、前述した領域判定部６の判定結果Ｈとし
ては、この出力値HNを使用してもよいし、また、背景検
出部73の検出値を使用してもよい。

本実施例の領域判定部６の特徴はウインドウマトリク
ス４の主走査方向のウインドウ数（４個）を副走査方向
のウインドウ数（３個）に比べ多くしている点にある。
これは、副走査方向にウインドウを広げるためには新た
なラインメモリ（ラインメモリ2,3の他に別のラインメ
モリ）が必要となり、ハードウエアが大幅に増大するの
に比べ、主走査方向のウインドウの増加はウインドウマ
トリクス４のレジスタを追加するのみで良いためであ
り、副走査方向へは判定結果のOR演算により等価的に拡
張できるためである。

また他の特徴としては、最大値と最小値の差で判定す
るだけでなく、背景検出値を判定の基準に利用している
点にある。この背景検出は、平均濃度の算出により、全
白や全黒等の背景部を２値化領域と判定処理するために
用いる。

尚、判定論理部74での判定は、ある閾値と検出値とを
比較することで行うが、この閾値をユーザにより設定可
能にすることで、ユーザが２値化領域と中間調領域の指
定を行うようにしてもよい。

尚、領域判定処理の詳細な説明は、特開昭61−234170
号公報の内容を参照されたい。

以下、線密度変換部７の処理概要を第12図を用いて説
明する。第12図（ａ）は、従来の線密度変換の概念を図
示している。図中のプロツト81〜93は入力される第二次
濃度情報の値を示している。この例では、４分の３の縮
小変換の例を示すが、プロツト点に×印をつけた画素8
4,88,92が間引かれることになる。この間引き操作にお
いて、単に間引きするのではなく、周辺画素の状況を見
ながら間引きする方式が種々提案されているのが現状で
ある。第12図（ｂ）は、このうち間引き画素と次の画素
の平均を取り濃度設定を行つた例を示す。プロツト点8
1′〜83′は入力と同じ濃度であるが、プロツト点85′
は入力のプロツト点84と85の平均濃度を持つて出力濃度
値としている。プロツト点89′,93′も同様である。し
かし、この方式では、間引きが発生する際にのみ演算し
ているため、入力原稿の空間周波数と拡大縮小の比率の
組み合せにより、原画にはない望ましくない模様が発生
することがある。

本実施例の線密度変換部７では、各画素ごとに多値デ
ータを用いた演算を行い補間処理を実行する。第12図
（ｃ）は、第12図（ａ）と同様に４分の３縮小の場合を
示している。ここでは、間引き画素を設定するのではな
く、たて線で示したような座標変換を実行し、該当点の
濃度を隣接する２ドツトの画素の第二次濃度情報の値に
より決定している。この決定においては、前記２ドツト
の画素からの距離に応じて直線配分することにより実現
している。尚、参照点の数を増やして曲線推定すること
も可能である。第12図（ｄ）は変換後の濃度変化を示し
ている。この第12図の説明図のみでは従来方式との差が
わからないが、本実施例の処理方式では、画素ごとに縮
小処理演算を実行しているため、安定した処理が可能と
なり、従来のような望ましくない模様の発生が大きく減
少する効果がある。

第13図に、本実施例における線密度変換部のハードウ
エア構成図である。MTF補正部５の出力DSは、レジスタ1
11、そして１画素分遅れてレジスタ112にラツチされ
る。この２つのレジスタ111,112に格納された第二次濃
度情報の値を補間部113で演算処理し出力DNを得る。補
間部113では、レジスタ111とレジスタ112の内容（濃度
値）に乗算器115,116で夫々係数を乗じ、加算器117で両
値を加算する演算を行う。このときの係数の値は、補間
座標演算部122において、補間位置が２つの参照画素の
間のどこに位置するかを演算し、まず乗算器115での係
数値を決定する。乗算器116の係数値は、乗算器115の係
数値の補数つまり値“1"から乗算器115の係数値分を引
き算して求める。この演算は、反転器114で実行する。

補間座標演算部122は、変換率DDAが設定されるレジス
タ118と、レジスタ119と、両レジスタ118,119の内容を
加算してレジスタ119およびレジスタ121に出力する加算
器120から成り、レジスタ121の内容が乗算器115に出力
されるようになつている。変換率DDAは、補間画素間距
離に相当し、図示しないCPU（中央処理装置）から指定
される。例えばＫ倍する場合には1/Kの値がレジスタ118
に設定される。このレジスタ118の内容は、現座標値が
格納されているレジスタ119の内容と加算器120で加算さ
れ、２つの画素のどちらにどれ位近いかが指示される。
この加算結果（座標値）がレジスタ121に出力される。
以上は縮小変換の場合であるが、拡大変換も同様に行
う。拡大変換の場合には、座標値が“1"を越えたら次の
画素のデータを取り込んで演算することになる。

尚、線密度変換処理の詳細な説明については、特開昭
61−234170号公報の内容を参照されたい。

第14図は、本実施例に係る２値化処理の概念説明図で
ある。この第14図（ａ）は副走査方向の２つのラインを
示しており、下のライン137が２値化の実行中を示して
いる。また、上のライン136が次に２値化されるライン
である。２値化中のライン137の画素のうち、現在２値
化中のものを画素134に、２値化済のものを画素135に、
２値化前のものを画素133に示している。単純２値化の
場合には、画素の濃度を所定の閾値THと比較し、その大
小により２値化を実行すればよい。「アダプテイブア
ルゴリズム，フオースペーシヤルグレースクール
（An Adaptive Algorithm for Spatial Grey Scale）」
フロイド（Flayd）他、SID75 ダイジエスト，第36頁，
第37頁に記載されている様に、誤差拡散２値化の場合に
は、画素の第二次濃度情報の値R₀と閾値THとを比較し、
２値化後の濃度値S₀を決定した後、２値化前後でどの程
度濃度情報に差が出たかを演算し、その差を補正するた
めに周囲の末２値化画素（第14図（ａ）の例では画素13
0,131,132,133）に対して補正演算を行う。この処理手
順を第14図（ｂ）に示す。

第15図は、本実施例における２値化部10のハードウエ
ア構成図である。線密度変換部７からの出力DNは、加算
器付レジスタ141,142,143を通しDN1として第１図の誤差
メモリ９へ出力される。また誤差メモリ９の出力が再び
DN2として入力する。この入力DN2は加算器付レジスタ14
4を介し誤差拡散部145に入力する。誤差拡散部145で
は、２値化による誤差補正分f₂,f₃,f₄,f₁をレジスタ14
1,142,143,144に夫々加算拡散する。

誤差拡散部145のハードウエア構成を第16図に示す。
２値化対照入力Ｒ（レジスタ144の出力）と閾値THを比
較器146で比較し２値化結果D₀を出力する。単純２値化
処理の場合は、入力Ｒと閾値THを比較器146で比較した
２値化結果D₀をそのまま出力する。この出力D₀と入力Ｒ
の差を乗算器149,150,151,152を用いて配分し、第15図
の加算器付きレジスタ141,142,143,144に出力し、各入
力と加算演算し誤差を拡散する。この際、乗算器149〜1
52の係数値としては、第14図（ｂ）に示す値（7/16,3/1
6,5/16,1/16）を用いる。また、領域判定部６の出力HN
を用いてこれ等の係数値をコントロールするようにして
もよいが、この場合、領域判定部６において２値化領域
と判定されたときは拡散を行わず単純２値化し、中間調
領域と判定されたときは誤差拡散を行うようにすること
もできる。また、領域判定部６の判定出力が、２値化領
域であるか否かの２値情報ではなく多値情報でどの程度
２値化領域らしいかあるいはどの程度中間調領域らしい
か等の情報を示す場合、これ等の情報を乗算器149〜152
の係数値に反映させることにより、より正確な２値化を
実行することが可能となる。

第17図は、本発明の他の実施例に係るフアクシミリ装
置の構成図である。本実施例では、前述したセミスーパ
ーフアイン演算部と、ウインドウマトリクス４と、MTF
補正部６と、領域判定部６と、線密度変換部７と、２値
化部10を１チツプ上に集積したLSI200を使用し、また、
第３図のラインメモリ2,3の代わりにページメモリ等の
デイスプレイ用の高機能メモリ201を使用してデータの
転送時間の短縮を図つている。この高機能メモリ201内
部にあるシフトレジスタ202,203,204,205が、LSI200の
外部ラインメモリとして動作し、演算結果等もシフトレ
ジスタ202〜205からRAM206を通しバス207を介して転送
するようにすると、CPU208によるデータ転送が不要にな
る。尚、シフトレジスタがないときはRAM206をラインメ
モリとして使用してもよい。また、ラインメモリ用のRA
Mを増設することで、走査線密度を高くすることも可能
である。

第18図は、記録部615の動作を説明する図である。記
録部615で記録される画素の副走査方向の幅が、前述の
セミスーパーフアイン処理での前の画素と重なり合わな
い部分の副走査方向の幅と同じ場合には、符号化，復号
化手段610のデジタル信号は、記録部615に転送される。
しかしながら、記録部615で記録される画素の副走査方
向の幅が、セミスーパーフアイン処理での前の画素と重
なり合わない部分の副走査方向の幅と異なる、（例えば
大きい）場合（換言すると記録されるべき画素の大きさ
と、セミスーパーフアイン処理での画素の大きさが同じ
場合）には、第18図に示す実施例の様な画素の濃度情報
の修正が必要である。第18図の実施例では、スーパーフ
アイン処理と記録部での記録処理量が、通常のピツチの
半分（ｎ＝２）で行なわれ、かつ、セミスーパーフアイ
ン処理での画素の大きさと記録処理での画素の大きさが
等しい場合を示している。第18図（ａ）は、記録される
べき副走査方向の画素の２値化された第二次濃度情報を
示す。第二次濃度情報710,711は“黒”、第二次濃度情
報712,713は“白”を示している。第18図（ｂ）は、第
二次濃度情報710,711,712,713に対応して、被記録部材
に副走査方向に記録される画素を示している。記録画素
701は第二次濃度情報710に対応して“黒”、記録画素70
2は第二次濃度情報711に対応して“黒”、記録画素703
は第二次濃度情報712に対応して“白”、記録画素704は
第二次濃度情報713に対応して“白”が記録される。
“白”と記録されるべき記録画素703の上半分の部分
が、“黒”と記録される記録画素702と重なり合うため
に、“黒”と記録されてしまう。そこで、本実施例で
は、第18図（ｃ）に示す様に、第二次濃度情報712を
“黒”から“白”へ修正し、記録画素703を第18図
（ｄ）に示す様に、“白”と記録する。尚、第18図
（ｂ），（ｄ）で記録画素702,704が記録画素701,703に
比べて主走査方向に若干ずれて図示されているが、記録
画素702,704を見易くするためにすらして図示したもの
であり、本実施例ではこの様なずれはない。但し、他の
実施例では、この様なずれを生じさせる場合もある。

第18図（ｅ）は、第18図（ｃ）に示す様な修正処理を
行う記録処理部の構成を示した図であり、ビデオ信号生
成部608、好ましくは、デジタルプロセッサ507に含まれ
るものである。記録処理部はレジスタ721,722,723、ラ
インメモリ724,725及び論理処理部726により構成され
る。各レジスタ721,722,723は、副走査方向の画素の二
値化された第二次濃度情報RA,RB,RCを記憶する。レジス
タ721,722はラインメモリ724を介して接続され、レジス
タ722,723はラインメモリ725を介して接続される。論理
処理部726は、レジスタ721,722,723に接続され、各レジ
スタ721,722,723に記憶された第二次濃度情報RA,RB,RC
を受け、第二次濃度情報RA,RBが“黒”を示し、第二次
濃度情報RCが“白”を示す場合に、第二次濃度情報RBを
“黒”から“白”に修正して、第二次濃度情報RB′とし
て出力する。

第19図は、データ処理システムの実施例を示す図であ
る。第１図と同一の符号のものは、同様な機能を有する
ものである。

CRT等の画素の第二次濃度情報をスクリーン上に表示
する表示部801は、キーボード等の入力手段を含む。表
示制御部（ACRIC）802は、イメージバスB1,イメージメ
モリ609,表示部801に接続され、表示部801の処理を制御
する。光学デイスク803は少なくとも符号化された画素
の第二次濃度情報を光学的に記憶する。光学デイスク制
御部804は、光学デイスク803とシステムバスB2との間に
接続され、光学デイスク803の処理を制御する。ハード
・デイスク805は少なくとも符号化された画素の第二次
濃度情報を磁気的に記憶する。ハード・デイスク制御部
（HDC）806は、ハード・デイスク805とシステムバスB2
との間に接続され、ハード・デイスク805の処理を制御
する。LANインターフエイス部809は、少なくとも画素の
第二次濃度情報をローカル・エリア・ネツトワーク回線
808に送信し、かつ、ローカル・エリア・ネツトワーク
回線808から画素の第二次濃度情報を受信する。音声合
成手段809は、少なくとも画素の第二次濃度情報に基づ
いて音声を合成し、スピーカ810を介して音声を出力す
る。音声認識装置811は、マイクロフオン812を介してユ
ーザの音声を認識する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、画像情報を失わずに高画質化が図れ
る。

更に、本発明によれば測定する際の画素の大きさを変
えることなく、画素の解像度を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はフアクシミリ・システムの実施例を示す図、第
２図はビデオ信号生成部608の実施例を示す図、第３図
は本発明の実施例に係るデジタル・プロセツサ507の全
体構成図、第４図はセミスーパーフアイン演算処理の概
念説明図、第５図は第４図のＡ−Ａ′線に沿う観測濃度
値の変化を示すタイムチヤート、第６図は第３図に示す
セミスーパーフアイン演算部１とウインドウマトリクス
４の一部の詳細構成図、第７図はセミスーパーフアイン
処理の他の概念説明図、第８図はセミスーパーフアイン
演算部１とウインドウマトリクス４の一部の他の詳細構
成を示す図、第９図は第３図に示すウインドウマトリク
ス４とMTF補正部５の詳細構成図、第10図（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）はMTF補正演算での係数値説明
図、第11図は第３図に示すウインドウマトリクス４と領
域判定部６の詳細構成図、第12図（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は線密度変換処理の説明図、第13図は第
３図に示す線密度変換部７の詳細構成図、第14図（ａ）
は２値化処理の概念説明図、同図（ｂ）は２値化処理手
順の説明図、第15図は第３図に示す２値化部10の詳細構
成図、第16図は第15図に示す誤差拡散部145の詳細構成
図、第17図はデジタルプロセツサ507の他の構成図、第1
8図は記録処理についての説明図、第19図はデータ処理
システムの実施例を示す図である。１……セミスーパーフアイン演算部、2,3……ラインメ
オリ、４……ウインドウマトリクス、５……MTF補正
部、６……領域判定部、７……線密度変換部、８……判
定結果メモリ、９……誤差メモリ、10……２値化部、22
〜27,53〜64……観測窓（画素）、200……LSI、201……
高機能メモリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者末森登神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所戸塚工場内 (56)参考文献特開昭58−3076（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−146563（ＪＰ，Ａ) 実開昭53−108817（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を構成する画素を副走査方向に取り込
み領域に重なりを有する移動量で主走査方向に複数画素
を取り込むステップと、先に取り込まれた第ｊ−１番目（j:整数）の取り込み領
域と重なり合う領域を有する第ｊ番目の取り込み領域の
濃度情報を表す第ｊ番目の第一次濃度情報Xjを生成する
ステツプと、上記第ｊ番目の第一次濃度情報Xjと先に算出された第二
次濃度情報ΔXj−１に基づいて、第ｊ−１番目の取り込
み領域とは重なり合わない第ｊ番目の取り込み領域の濃
度情報を表す第ｊ番目の第二次濃度情報ΔXjをまたは（ここで、は補正係数、ｎは上記第ｊ番目の取り込み領域の副走査
方向の長さと、第ｊ−１番目の画素と重なり合わない上
記ｊ番目の取り込み領域の副走査方向の長さとの比であ
る。）によって演算するステップと、上記演算された第２次濃度情報の処理を行なうステップ
と、上記処理された情報を出力するステップとを有すること
を特徴とする画像読み取り方法。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、上記演算された第２次濃度情報の処理を行なうステップ
には上記第ｊ番目の第二次濃度情報ΔXiを所定の規則に
従つて符号化する処理を含み、上記処理された情報を出
力するステップには符号化された上記第ｊ番目の第二次
濃度情報ΔXiを通信回線を介して電送する処理を含むこ
とを特徴とする画像読み取り方法。
【請求項３】特許請求の範囲第１項乃至第２項のうちい
ずれか１項において、上記処理された情報を出力するステップには上記第ｊ番
目の第二次濃度情報を表示することを特徴とする画像読
み取り方法。
【請求項４】特許請求の範囲第１項乃至第３項のうちい
ずれか１項において、上記処理された情報を出力するステップには画面への表
示または被記録部材への印刷を行なうことを特徴とする
画像読み取り方法。
【請求項５】特許請求の範囲第１項乃至第４項のうちい
ずれか１項において、上記第ｊ−１番目の一次濃度情報には、所定の初期値を
用いることを特徴とする画像読み取り方法。
【請求項６】特許請求の範囲第１項乃至第５項のうちい
ずれか１項において、上記ｎは、２以上の整数であることを特徴とする画像読
み取り方法。