JP2702593B2

JP2702593B2 - 孤立点除去装置

Info

Publication number: JP2702593B2
Application number: JP2203384A
Authority: JP
Inventors: 俊幸松原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1998-01-21
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JPH0488748A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、イメージスキャナ、ファクシミリ装置な
どのようにモノクロ中間調画像を２値化処理する画像処
理装置に適用できる孤立点除去装置に関する。

「従来の技術」イメージスキャナ、ファクシミリ装置などのようにモ
ノクロ中間調画像を２値化処理する画像処理装置にあっ
ては、２値化出力で中間調画像を表現する手段として、
「ディザ法」（画像電子学会誌第10巻第５号（198
1））に示しているように組織的ディザ法が知られてい
る。

これはよく知られた技術であるが、疑似階調数を上げ
ようとすると、文字及び線図形部の解像度が劣化すると
いう欠点を持っているため、文字及び線図形と中間調画
像が混在する原稿については余り得策な解決策とは言い
難い。

この欠点を解消する手法として、「An Adaptive Alog
orithm for Spatial Grey Scale」（SID 75 DIGEST）に
示されているような誤差拡散法が知られている。

これは原画像の読み取り濃度と表示濃度（白または
黒）との誤差を平均として小さくしようとする手法であ
り、注目画素の周辺に生じた２値化誤差を誤差フィルタ
で重み付けして中間調画像を補正するようにしたもの
で、（１）〜（４）に示す処理が行なわれる。

ｆmn′＝ｆmn＋（1/Σαk1） ×Σαk1 em-k n-1 ・・・（１）ｆmn′≧Ｔｇmn＝１（黒）・・・（２）ｆmn′＜Ｔｇmn＝０（白）・・・（３）ｅmn＝ｆmn′−ｇmn ・・・（４）ここに、ｆmn：入力多値データ、ｆmn′：補正値ｇmn：出力２値データ、αk1:重み付け係数、ｅmn:2値化誤差、T:閾値である。

また、重み付け係数αk1は、注目画素を＊印で表わし
たとき、を使用するものとする。

「発明が解決しようとする課題」ところで、誤差拡散法を用いて多値データ（中間調画
像）を２値化する場合、画素濃度が最大値もしくは最小
値近傍にない領域を推移する場合で、画素濃度の変化が
大きい領域については良好な特性を示す。

しかし、画素濃度が最小値近傍であり、かつ画素濃度
の変化が小さい領域については、黒画素が配分される個
数が極端に少なくなるため、人間の目で認識できる範囲
で孤立点と認識される。

特にファクシミリ装置の場合、低濃度領域における孤
立ドット（黒画素）は、出力印字原稿の劣化をまねくば
かりではなく、ランレングス符号化の際に不必要な符号
量の増加を招くことになる。

そこで、この発明ではこのような従来の課題を解決し
たものであって、孤立点を簡単に除去できる孤立点除去
装置を提案するものである。

「課題を解決するための手段」上述した課題を解決するため、この発明においては、
多値原画像の読み取り濃度と２値化した表示濃度との誤
差を平均して小さくするようにして疑似的に中間調を表
現する誤差拡散法を利用した孤立点除去装置において、注目画素の多値データを２値データとして出力する２
値化処理手段と、注目画素の誤差データと前記注目画素の１画素前の画
素の誤差データを比較して、前記２つの画素の誤差デー
タの差から、画素単位での誤差データの変化量を算出す
る手段と、注目画素までの上記誤差データの変化量の最大値を保
持するピークホールド検出部と、上記出力２値データと誤差データの変化量の最大値と
所定の閾値とから画素の孤立点を判定する孤立点判定部
とで構成され、この孤立点判定部において、注目画素が白から黒に変
化した場合で、注目画素を含む走査線上における各画素
の誤差データの変化量の最大値が、上記所定の閾値より
大きいと判定されたときには、黒を維持し、閾値以下と
判定されたときには、上記出力２値データを白に設定す
ると共に、その注目画素の１画素上から主走査線方向に向かって
誤差データが正の値を持つ範囲および注目画素から主走
査線方向とは逆の方向に向かって誤差データが正の値を
持つ範囲の誤差データをすべて０に修正するようにした
ことを特徴とするものである。

「作用」モノクロの入力多値データのレベル（濃度）と出力２
値データのレベル（表示濃度）との誤差を平均として小
さくし、疑似的に中間調を表現する誤差拡散法におい
て、式（２），（３）による２値化出力決定の際に、１
画素前の２値データと同一かどうかを調べる。

次に、式（４）により与えられた誤差データｅmnに着
目し、誤差データの変化量の最大値を保ち、白から黒に
変化があった場合該データが一定の閾値Ｔ′以下であっ
て、しかも画素濃度が最小値近傍であり、画素濃度の変
化が小さい領域であると判定されたときには、その出力
２値データを白に反転する。

これで孤立点が除去される。

そして、注目画素（変化点の画素）の１画素上から主
走査線方向に向かって誤差データが正の値を持つ範囲、
および注目画素から主走査線方向とは逆方向に向かって
誤差データが正の値を持つ範囲の誤差データを全て０と
する。

そうすることにより該走査線に於いて変化時点まで蓄
積された誤差データが排除される。

この処理を繰り返すことにより濃度の高いデータが入
ってくるまで黒画素の孤立点を発生しないようにするこ
とができる。

「実施例」続いて、この発明に係る孤立点除去装置の一例を上述
した画像処理装置に適用した場合につき、第１図以下を
参照して詳細に説明する。

第１図は孤立点除去装置の一例を示すブロック図であ
る。

同図において、１はイメージスキャナ等から入力され
る多階調原画像データ（ここでは256階調とする）、す
なわち多値データの入力端子である。第２図Ａにその入
力多値データの一例を示す。＊の画素が注目画素であ
る。

この入力多値データは加算器５により誤差データの積
和演算出力を加算した後、比較器８において所定の閾値
Ｔ（本例では、128のレベル）と比較される。比較出力
である出力２値データは後述する孤立点判定部11におい
て所定の判定処理を行なったのち出力端子２に供給され
る。

第２図Ｂに出力２値データの一例を示す。これは第２
図Ａに対応するものである。

加算器５を経た入力多値データと比較器８からの出力
２値データとは減算器６に供給されて減算処理が行なわ
れてこれより誤差データが算出される。この誤差データ
がピークホールド検出部10に供給されると共に、バッフ
ァメモリ４に供給されてその画素に対応するアドレスに
ストアされる。

第２図Ｃにその一例を示す。本例では、２ライン分の
バッファメモリのうち注目画素を中心とした４画素分の
誤差データA,B,C,Dを示してある。

バッファメモリ４よりリードされた誤差データは積和
演算器７において、重み付け係数発生部３から出力され
た重み付け係数αと積和処理され、この積和出力が補正
データとして加算器５に供給されて入力多値データに加
算される。注目画素の周辺に生じた２値化誤差に重み付
けして補正するためである。

第２図Ｄは重み付け係数の一例を示す。本例では、注
目画素に対してこれより１画素前の重み付け係数αＡ
と、注目画素の１ライン前の画素に対する重み付け係数
αＢ、その前後の画素に対する重み付け係数αC,αＤの
計４個の重み付け係数を使用して補正データが形成され
る。

さて、この発明では上述したようにピークホールド検
出部10と孤立点判定部11とが新たに設けられる。

ピークホールド検出部10では減算器６により算出され
た誤差データにおける画素単位での差分（変化量）の最
大値がホールドされる。

孤立点判定部11には比較器８の出力である出力２値デ
ータとピークホールド検出部10にストアされている誤差
データの差分（変化量）の最大値および所定の閾値Ｔ′
が夫々供給されている。

そして、この孤立点判定部11では、比較器８からの出
力で黒画素発生時、ピークホールド検出部10より差分の
最大値を認識し、該データと所定の閾値Ｔ′（本例では
Ｔと等しい）と比較され、その結果差分の最大値が一定
の閾値Ｔ′より小さい場合、出力２値データを黒から白
に修正する。

さらに、この処理に加えてリセット信号が生成され、
これでバッファメモリ４がリセットされる。

第３図に示す低濃度領域において、21は２値化処理が
完了した領域、22は２値化が未処理の領域とし、また25
は現在２値化しようとしている画素（注目画素）とす
る。そして、誤差拡散処理を施すことによってこの注目
画素25においてその誤差データが低濃度領域内で始めて
所定の閾値Ｔ′（通常、階調数の半分）を越えたものと
する。

このような状態においては、注目画素25の近傍すなわ
ち領域23および領域24の右側は閾値Ｔ′に近い誤差デー
タが集中しているため、領域23の下側および領域24の下
側に再度黒画素が発生しやすくなる。そこで、孤立点判
定部11において該領域が低濃度領域であると判定したと
き、バッファメモリ４に対して誤差データをクリアする
ためにリセット信号を送出する。

これにより着目画素25までの誤差の蓄積が全て排除さ
れるという一連の処理が繰り返される。この一連の繰り
返し処理の中に濃度変化のあるデータが入力したときに
黒画素が発生する。

リセット信号によってリセットされるバッファメモリ
４上のエリアは、第３図に示すように、注目画素25（白
から黒に変わる変化点）の１ライン前の画素から主走査
線方向に向かって、その誤差データが正の値を持つ領域
23の誤差データが全て０となされる。同じく、注目画素
25から主走査線方向とは逆方向に向かって誤差データが
正の値を持つ領域24の誤差データが全て０となされる。

第４図はこの発明に係る孤立点除去処理の具体例を示
すフローチャートである。

まず、１ラインの画像データ（入力多値データ）fnが
入力されると共に、ピークホールド検出部10にホールド
されている最大値PMAXがリセットされる（ステップ31,3
2）。

次に、その入力多値データと誤差データの積和演算出
力Ｅとの加算処理（fn′＝fn＋Ｅ）により補正データが
算出される（ステップ33）。

そして、この補正データfn′と閾値Ｔとの比較処理が
なされ（ステップ34）、補正データfn′の法が小さいと
きには、出力２値データgnを０（論理零）とおき、誤差
データenを算出する（ステップ35,36）。その後、この
誤差データenと１画素前の誤差データen−１との差Δen
と、誤差データの差分（変化量）の最大値PMAXとを比較
し、大きい法を最大値PMAXとしてストアする（ステップ
37）。

この判別処理が１ラインが終了するまで続く（ステッ
プ38,33〜37）。

一方、ステップ34で補正データfn′の方が閾値Ｔ以上
と判断されたときは、入力多値データと出力２値データ
との差のデータを誤差データとしてストアし（ステップ
41）、その後１画素前と注目画素との間で出力の変化を
チェックし、１画素前も同じ出力内容であったとき、つ
まり黒画素であったときには、この注目画素も同じくす
るため、出力２値データとしては論理１（＝黒）とする
（ステップ42,43）。

このような処理を１ラインが終了するまで継続する
（ステップ38）。

これに対して、ステップ42で１画素前と出力が相違し
ているものと判定されたときには注目画素が、変化点で
の画素であるから、この場合にはピークホールド検出部
10にホールドされている最大値PMAXと閾値Ｔ′との関係
を判定する（ステップ44）。

最大値PMAXの方が大きいときはステップ43に進み、そ
うでないときには注目画素が孤立点であるものと判断し
て、そのときの出力２値データを論理０（＝白）に修正
する（ステップ45）。そして、領域23,24の誤差データ
をクリアしたのちステップ38に遷移する。

このような処理が最後のラインまで行なわれる。

「発明の効果」以上の説明で明らかなように、モノクロ多値画像を２
値化処理し、疑似的に中間調を表現する誤差拡散法アル
ゴリズムのなかに本発明による処理を組み込むようにし
たものである。

これによれば、画像濃度が最小値近傍であり、画素濃
度の変化が小さいと判定された領域において蓄積された
誤差データをリセットできるため、黒画素による孤立点
を排除することが可能になる。

したがって孤立点の存在によって発生する画質の劣化
を防止できると共に、ファクシミリ装置に応用する場合
には、不要な黒画素を排除できる結果ランレングス符号
化の符号量の大幅な圧縮も可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る孤立点除去装置の一例を示すブ
ロック図、第２図および第３図は孤立点除去の説明図、
第４図は孤立点除去処理の一例を示すフローチャートで
ある。１……入力多値データ２……出力２値データ３……重み付け係数発生部４……バッファメモリ５……加算器６……減算器７……積和演算器８……比較器 10……ピークホールド検出部 11……孤立点判定部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多値原画像の読み取り濃度と２値化した表
示濃度との誤差データを平均して小さくするようにして
疑似的に中間調を表現する誤差拡散法を利用した孤立点
除去装置において、注目画素の多値データを２値データとして出力する２値
化処理手段と、注目画素の誤差データと前記注目画素の１画素前の画素
の誤差データを比較して、前記２つの画素の誤差データ
の差から、画素単位での誤差データの変化量を算出する
手段と、注目画素までの上記誤差データの変化量の最大値を保持
するピークホールド検出部と、上記出力２値データと誤差データの変化量の最大値と所
定の閾値とから画素の孤立点を判定する孤立点判定部と
で構成され、この孤立点判定部において、注目画素が白から黒に変化
した場合で、注目画素を含む走査線上における各画素の
誤差データの変化量の最大値が、上記所定の閾値より大
きいと判定されたときには、黒を維持し、閾値以下と判
定されたときには、上記出力２値データを白に設定する
と共に、その注目画素の１画素上から主走査線方向に向かって誤
差データが正の値を持つ範囲および注目画素から主走査
線方向とは逆の方向に向かって誤差データが正の値を持
つ範囲の誤差データをすべて０に修正するようにしたこ
とを特徴とする孤立点除去装置。