JP2621879B2 - 画像処理方法 - Google Patents

画像処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、画像処理方法に関するものである。
[従来の技術] 近年では、CCDセンサ等により画像をサンプリングし
てデジタル化された画像データをレーザビームプリンタ
等のデジタルプリンタでもつて出力するデジタル複写装
置が普及して、従来のアナログ複写装置に取つて代わり
つつある。
このデジタル複写装置では、中間調を再現するため、
一般的にデイザ法や濃度パターン法により階調再現を行
う方式がとられている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、かかる方式においては以下に示す様な
問題を抱えているのが現状である。
原稿が印刷等の網点画像の場合、複写された画像に原
稿には無い周期的な縞模様が出る。
原稿中の文字等を構成する線分或いは単に線画等は、
デイザ処理によりその線分及び線画のエツジ部が切れ切
れになり、画質が低下する。
の現象は、モアレ現象と呼ばれているが、その発生
原因は、 (A)網点原稿と入力サンプリングによるビート (B)網点原稿とデイザ閾値マトリクスのビート などが考えられる。
特に(B)の現象は、一般にデイザの閾値がドツト集
中型で配列される時、出力画像も疑似網点構造をしてお
り、これが入力網点原稿との間にビートを生じモアレ現
象を生じさせるものである。
従つて、原稿画像を入力したとき、原稿中のどの部分
(領域)がいかなる画像(写真等の連続階調領域、網点
領域、更には文字・線画領域)であるか識別し、これら
に適した処理を施す必要があるが、未だ確固たる技術が
ないのが現状である。
本発明は、かかる従来技術に鑑みなされたものであ
り、原稿画像中の微小領域の種別を識別する画像処理方
法を提供しようとするものである。
[問題点を解決するための手段] この問題を解決するための本発明は、画像を所定ブロ
ック毎に直行変換し、前記直行変換の結果から、前記ブ
ロックの特徴量を演算し、前記演算により得られる特徴
量から注目ブロックが網点部であるか、あるいはライン
部であるかを判定し、前記判定結果により網点部である
と判定された注目ブロックについては、該注目ブロック
近傍に位置するブロックがライン部と判定されるか否か
に基づいて前記判定結果を補正する。
[実施例] 以下、添付図面を参照して本発明に係る実施例を詳細
に説明する。
<構成概略の説明(第1図)> 第1図は実施例における概略構成図である。
CCD等の光電変換素子及びこれを走査する駆動系から
なる入力センサ部10で読み取られた原稿画像データ中の
画素濃度信号は順次A/D変換器11に送られる。ここで
は、各画素のデータを8bitのデジタルデータに変換す
る。これにより256階調の階調性を持つデータに量子化
されたことになる。次に、得られたデジタルデータを、
CCDセンサの感度むら及び照明光源による照明むらを考
慮して、シエーデイング補正回路12で補正する。補正さ
れた後のデジタルデータはラインバツフア13に蓄えられ
る。こうして、実施例では4ライン分のデジタルデータ
がラインバツフア13に蓄えられ、今度はその4ライン分
のデータを順次アダマール変換回路14に送る。
アダマール変換回路14では4×4ブロツク単位にアダ
マール変換を行い、ブロツク内の画素群のもつシーケン
シーの強度が抽出される。この値をエツジ量演算回路15
に入力し、エツジとしての強さを算出する。次にエツジ
判定回路16では、算出されたエツジ量をもとに、文字エ
ツジ(縦、横エツジ)、網点エツジ等の領域に分類す
る。次に補正回路17では、注目画素ブロツクの前・後ブ
ロツクのエツジの種類により、当該注目ブロツクのエツ
ジ種類の判定に補正をかけるものである。具体的には、
文字エツジに隣接する網点エツジは、文字エツジと判定
し直す。これにより、斜め文字に生じやすい誤判定を低
減することができる。
以上の構成により、補正回路17の出力18には、判定結
果である。“文字エツジ”、“網点エツジ”、“非エツ
ジ(写真等の中間調)”の識別信号(2ビツトの論理信
号)を出力する。
<アダマール変換の説明(第2図,第3図)> 次に上述したアダマール変換回路14の原理及びその回
路構成を説明する。
第2図(a)〜(c)は4×4のアダマール変換を示
していおり、第2図(a)は元データを、第2図(b)
はアダマール変換後のデータを示している。
尚、この変換は、Xを元データ、Yを変換後のデータ
とするとき、 (H16:16次アダマール行列) の式に基づいて演算される。
とすれば、 (尚、“+”=+1:“−”=−1を表わす) また第2図(c)は、同図(b)のシケーンシー強度
の基本となる画像列を示している。
これによりY12、Y13、Y14は縦方向ライン、Y21
Y31、Y41は横方向ライン、Y22、Y23、Y32、Y33は、網点
パターン、それぞれの強度を示していることになる。本
実施例では、Y24、Y34、Y44、Y42、Y43、は、ノイズ成
分とみなし、演算には用いていない。
さて、エツジ量演算回路15では、縦方向ラインYv、横
方向ラインYh、網点パターンYdの値を次式で演算する。
すなわち、 Yv=|Y12|+|Y13|+|Y14| Yh=|Y21|+|Y31|+|Y41| Yd=|Y22|+|Y23|+|Y32|+|Y33| 尚、|…|は絶対値を意味する。
第3図は本実施例のアダマール変換回路14のハードウ
エアのブロツク図であり、実施例では高速化の為全係数
を並列演算を行う様にした。
データ入力線30を介して、ブロツク内(1ブロツクは
4×4画素)の合計16個の画素データ(一画素は8ビツ
トであることは先に説明した)が入力されてくると、X
ブロツクバツフア31内の16個のラツチに夫々のデータが
保持される。アドレスジエネレータ32はXブロツクバツ
フア31の画素指定(Xigで表わす)とHkl要素ジェネレー
タ33(ROMで構成されている)内に格納されているアダ
マール行列内の要素(hklで表わす)を指定する。すな
わち、前述のアダマール変換Y=1/4・H16・Xの演算に
おけるhklとxigを指定するものである。また、出力
h1l,h2l,h3l,…h16lは16本並列になつておりアドレ
スジエネレータ32より出力される4ビツトアドレス情報
がROMのアドレスラインに入力され、l=1、…16まで
のh1l…h16lが出力される。図中、i,j=1〜4であり、
k,l=1〜16までの値をとる。34はYマトリクスの要素Y
11の演算器であつて、先に示した計算式でもわかる通
り、加算器で構成される。また、35…36はそれぞれY12
…Y44の演算器であり、計算式で示したように加減算器
により構成される。更に37a、37b、37cは1/4乗算器であ
り、下位2ビツトの切り捨て(下位2ビツトをシフトし
ても良い)を行うものである。この様にして演算結果が
ライン38a、38b、38cに出力される。ライン38aは10ビツ
トの正の数が、そしてライン38b,38cには+/−の符号
を示すフラグビツトと9ビツトの補数が出力される。回
路動作は先にも述べた様な計算式に基づき16個の係数が
並列に演算される。すなわち、Xブロツクバツフア31か
ら1画素毎にデータに読み出され、Hkl要素ジエネレー
タ33から出力される+/−の符号信号に応じて加算もし
くは、減算が実行される。
<エツジ量演算回路の説明(第4図)> 次に、エツジ量演算回路15の動作原理とその回路ブロ
ツク図を第4図に示し、以下に説明する。
図中の40a、40b、40cはそれぞれY12、Y13、Y14の縦ラ
イン成分の信号であり、それぞれ絶対値演算回路43で絶
対値がとられ、その後、加算器44a,44eで3つの和が演
算される。これが先に説明(第2図(b)参照)した縦
ラインの強度Yvとなる。そして、この縦ライン強度Yv
比較器45aで閾値T1と比較され、Yv>T1を満足すると
き、比較器45aの論理出力を真(すなわち、“1")、ま
た、不等式を満足しないときには僞(すなわち、“0")
となる信号を出力する。
同様に、41a,41b,41cはY21、Y31、Y41の横ライン成分の
信号であり、絶対値演算器43及び加算器44b,44fにより
横ライン強度Yhを得る。そして、比較器45bで今度は閾
値T2と比較され、Yh>T2を満足するとき“1"、満足しな
いときは“0"の信号が出力がなされる。
これら比較器45a,45bから出力される信号は、OR回路4
6に入り、縦、横どちらか一方のラインが強い時は“1"
の信号を判別結果の上位1ビツトとして出力されると共
に、判断回路47内のANDゲートに出力される。
一方、42a,42b,42c,42dはそれぞれY22、Y23、Y32、Y
33の網点パターンの成分信号であり、同様に絶対値演算
器43,加算器44c,44d,44gにより網点パターンの強度Yd
演算される。これも比較器45cで閾値T3と比較され、T3
より大きい時は“1"、小さいときは“0"の信号が判定回
路47のもう一方の入力側に出力される。
この様にして判別結果が出力信号28として出力される
が、この真理値表は表1の如くなる。
従つて、縦・横ラインと判別したときの出力は1
0(2)、網点パターンの時は01(2)、非エツジの時は00(2)
の2ビツトの出力28が出力される。
<補正回路の説明(第5図)> 次に、補正回路17のブロツク図を第5図に示し、以下
に説明する。
エツジ量演算回路15から出力される判定結果(出力信
号28)は、ラツチ51、52に入力される。これらのラツチ
は、ブロツク(4×4画素)の処理タイミングによりデ
ータを保持するものであつて、これにより、出力信号2
8、ラツチ51の信号60(注目ブロツクのエツジ量)、ラ
ツチ52の信号61は連続する3ブロツクのエツジ判定結果
の信号となる。また、ラツチ51の信号60はAND(論理
積)ゲート53の入力の一端に接続されていると共に、後
述するセレクタ58の入力にも接続されている。
ANDゲート53のもう一方の入力端子には予め網点パタ
ーンを意味する“01(2)”が入力されており、先に説明
した信号60との論理積を取り、その論理演算結果をセレ
クタ58の切り換え信号62として出力する。従つて、信号
60が“01(2)”の時はANDゲート53の出力側の信号62は
“1"となり、これ以外の場合にはいずれも“0"となる。
セレクタ58はこの切り換え信号62を受けて、ラツチ51
の信号61が或いは後述するセレクタ57からの信号63の一
方を選択し、信号18として出力する。具体的には、切り
換え信号62が“0"のときには信号60を、“1"のときには
信号63を選択する。
一方、信号28、信号61(すなわち、注目ブロツクの前
後に位置するブロツクのエツジ量)はANDゲート54,55の
入力端子の一方に夫々接続されており、これらANDゲー
ト54,55のもう一方の入力端子には“10(2)”の信号が供
給されている。そして、これらANDゲート54,55の論理演
算結果となる信号65,66は共にORゲート56に接続されて
いる。すなわち、信号28或いは信号61の少なくともどち
から一方が縦・横ラインを意味する“10(2)”であると
き、ORゲート56の出力64のレベルが“1"となり、どちら
かのブロツクも縦・横ラインでないと判断されている場
合の出力64は“0"となる。そして、セレタ57はかかる出
力64が“1"のとき“10(2)”、“0"のとき“01(2)”を選
択し、先に説明したセレクタ58の入力端子に信号63とし
て出力する。
以上の処理により、この補正回路17からの出力18に
は、注目画素ブロツクのエツジ量(信号60)が“0
1(2)”以外のときには、その出力60がそのまま出力され
ることになる。そして、この出力60が“01(2)”のとき
において、前後するブロツクのエツジ量(信号28、61)
のどちらか一方が“10(2)”である場合には“10(2)”を
出力18に出力し、そうでない場合には、“01(2)”を出
力する。
要約すれば、注目ブロツクのエツジ量が網点或いは写
真等の背景である場合には、そのまま出力される。そし
て、注目ブロツクが縦・横ラインである場合には、その
前後のブロツクのエツジ量に基づいて補正された結果を
出力する。
この結果、出力18の信号から、表2の識別結果を得
る。
<処理の流れの説明(第6図)> 以上、説明した処理でもつて最終的に注目しているブ
ロツクが、写真・背景等の中間調画像であるか、或いは
文字記号であるか、更には網点であるかを判断すること
が可能となる。ここで、この処理の概要をもう一度整理
し、その処理の流れを第6図のフローチヤートに従つて
説明する。
4×4画素ブロツクのアダマール変換(ステツプS1)の
後、縦ラインYv、横ラインYh、網点パターンエツジYd
演算を行う(ステツプS2)。次に各閾値T1、T2、T3と比
較し、それぞれ、縦横ライン、網点パターン、非エツジ
の3グループに分ける(ステツプS3)。次に、非エツジ
であるか否かを判断(ステツプS4)するが、この判断で
画素ブロツクが非エツジであると判断した場合には、最
終的に写真・背景等の中間調とする認識する(ステツプ
S7)。また、非エツジでないと判断された場合には、今
度は縦・横ラインパターンであるか否かを判断する(ス
テツプS6)。この判断で、YESの場合、すなわち、縦・
横ラインパターンであると判断された場合には当該ブロ
ツクは文字であるとして認識する(ステツプS8)。ま
た、この判断で、NOと判断された場合には、注目してい
るブロツクの前後に位置するブロツクの何れかが縦横ラ
インパターンであつたか否かを判断する。YESの場合、
当該注目ブロツクは文字等の線画の位置部と認識(ステ
ツプS8)し、NOの場合には網点と判断する(ステツプS
9)。
<他の実施例の説明(第7図、第8図)> 以上までの説明では、注目ブロツクのブループ分けを
施し、その後でその注目ブロツクの前後の関係からその
ブロツクの領域判定を補正するものであつた。しかしな
がら、これに本発明が限定されるものではない。以下、
その応用例を説明する。
第7図(a),(b)は第2実施例のための説明図で
ある。
第7図(a)で示したアダマール変換後のYijの値か
ら、次式で定義されるエツジ量Yeをエツジ量演算器15で
演算する。
Ye=Y12+Y13+Y21+Y22+Y31 次にエツジ判定器16で閾値T4と比較し、 Ye≧T4ならエツジ部、 Ye<T4なら非エツジ部(写真部)、 と判定する。
次に補正回路17では、第7図(b)に示したように、
注目ブロツクのエツジ量Yexとその周囲の4ブロツクのY
eの値Yea、Yeb、Yec、Yedから 、Yey=|4Yex−Yeb−Yec−Yed|を演算する。
次に、この算術式で得られたYeyを閾値T5と比較して Yey≧T5なら文字部 Yey<T5なら網点部と判定する。
第8図は、第7図の演算を行う回路のブロツク図であ
る。
Y12、Y13、Y21、Y22、Y31のデータは、先ず絶対値回
路80a〜80eで絶対値に変換され、加算器81でこれら5個
のデータの総和(Yeとなる)が演算される。このデータ
Yeは順次ラインバツフア82に送られる。尚、このライン
バツフア82は3ライン分の容量を有しているものであつ
て、バツフア82aには従前のラインが、バツフア82bには
注目ブロツクが存在するライン、そしてバツフア82cに
は次のラインのデータが格納される。以下、1ライン分
の処理が終了した後は、バツフア82bの内容がバツフア8
2aに転送されると共にバツフア82cの内容がバツフア82b
に転送される。しかしながら、これら限定されるもので
はなく、これらバツフア82a〜82cを切り換える様にして
も全く構わない。
さて、各バツフア82a〜82cの内容は信号線87a〜87cを
介して演算器83に取り込まれ、第7図(b)に示した位
置のYeのデータによりYeyの値が演算される。この演算
結果は次に比較器85で閾値T5と比較されT5より大きいと
きはその出力レベルを“1"、小さい時は“0"レベルの信
号判定器88に出力する。
一方、信号線87bに出力される注目ブロツクのYeの値Y
exは比較器84に入力され、同様に閾値T4と比較され、そ
の論理演算結果(すなわち、T4より大きい時は1、小さ
い時は0)を判定器88に出力する。
判定器88では、比較器84,85の出力の論理積はANDゲー
ト86でなされ、その出力は判定結果の上位1ビツトに割
り振られる。また、比較器84の出力は判定結果の下位1
ビツトに割り振られる。
この様にして先に説明した表2の結果を得られること
になる。
以上説明した様に本実施例によれば、画像中の所定ブ
ロツクをアダマール変換して縦横ライン、網点パターン
などの特徴量を抽出し、この後、注目ブロツクの近傍の
ブロツクの特徴量から当該注目ブロツクの画像種別を明
確化、そして補正し、文字領域、網点領域、写真・背景
領域の3つの領域を判定することが可能になつた。
従つて、この判定結果をもとに、最適な2値化処理の
選択や効率的なデータ圧縮方式の選択が可能となり、デ
ジタル複写機の高画質化が可能となる。
前記実施例は、アダマール変換を用いたがこれに類す
る直交変換(離散的COS変換等)を用いても同じ考え型
を適用しても良い。
尚、実施例ではブロツクを4×4としてが、これに限
定されるものではなく、M×Nに拡張しても全く構わな
い。
[発明の効果] 以上説明した様に本発明によれば、画像を所定ブロッ
ク毎に直行変換し、その結果から演算により得られる特
徴量から、注目ブロックが網点部であるか、あるいはラ
イン部であるかを良好に判定することができる。また、
直行変換の結果から求まるブロックの特徴では、網点部
であると誤判定を生じる可能性のある、例えば、斜め文
字についても、注目ブロックの近傍のブロックがライン
部であるか否かを判定することにより良好に判定可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例の構成概略図、 第2図(a)〜(c)はアダマール変換の説明図、 第3図はアダマール変換部のブロツク図、 第4図はエツジ量演算回路及びエツジ判定回路のブロツ
ク図、 第5図は補正回路のブロツク構成図、 第6図は識別手順を説明するためのフローチヤート、 第7図は第2の実施例のための説明図、 第8図は第2の実施例のブロツク構成図である。 図中、10…入力センサ、11…A/D変換部、12…シエーデ
イング補正部、13…ラインバツフア、14…アダマール変
換回路、15…エツジ量演算回路、16…エツジ判定回路、
17…補正回路である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像を所定ブロック毎に直行変換し、 前記直行変換の結果から、前記ブロックの特徴量を演算
    し、 前記演算により得られる特徴量から注目ブロックが網点
    部であるか、あるいはライン部であるかを判定し、 前記判定結果により網点部であると判定された注目ブロ
    ックについては、該注目ブロック近傍に位置するブロッ
    クがライン部と判定されるか否かに基づいて前記判定結
    果を補正する ことを特徴とする画像処理方法。
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