JP2724177B2 - 網点領域分離方式 - Google Patents

網点領域分離方式

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 複写機やファクシミリなどにおいて、網点で表現した
写真や絵などの網点画と文字などの線画とが混在してい
る画像を再生する場合、再生画像の品質を向上するため
に網点写真などの網点領域に対してはモアレ除去の処理
を、また文字などの線画領域に対しては鮮鋭化処理など
を行なうことが望ましい。また、このような網点画と線
画の混在している画像を伝送する場合においても、デー
タ圧縮率の向上などを図るため、それぞれの画像領域の
特性に応じて処理を行った後で符号化処理などを施すこ
とが望ましい。
本発明は、上記した種々の画像処理を行なう際に画像
中の網点領域と線画領域とを自動的に判定して分離する
ための網点領域分離方式に関する。
〔従来の技術〕
網点画と線画の混在する画像中から網点領域を分離す
るための一方法として、上野の提案による方法がある
(上野:“網点写真のドットプリンタによる再現”沖電
気研究開発第132号Vol.53No.4参照)。
この方法は、第8図にその処理の流れを示すように、
ラスタスキャンにより原画の画像データをディジタル多
階調信号として取り出し、ラスタ上で前後に隣接する画
像間の明暗の濃度差を算出してその差分信号を作り、こ
の差分信号から下記(i)〜(iii)のいずれかの条件
を満たす画素を濃度変化の山または谷を示す極点として
第9図(a)(b)のように検出する。
(i) 差分の符号が前後で変わったときの画素(第9
図(a))を極点とする。
(ii) 差分が零の前後で差分値の符号が変わったとき
の画素(第9図(b))を極点とする。
(iii) 前の極点との間隔が予め定めた閾値Lth0とな
ったときの画素(図示なし)を極点とする。
上記のようにして得られた極点情報に基づき、下記
(iv)(v)の条件を同時に満たすときに網点領域と判
定する。
(iv) 極点間の区間長L(i)が予め定めた閾値Lth1
とLth2の範囲内にあるとき。すなわち Lth1<L(i)<Lth2 (v) 現位置の区間長L(i)とその1つ前の区間長
L(i−1)との差が予め定めた閾値Lth3内にあると
き。すなわち |L(i)−L(i−1)|≦Lth3 そして、上記判定結果に基づき、それぞれの画素の出
力を線画に対応した信号か、網点に対応した信号にす
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来方法は、網点領域には濃度レベルの山と谷の
極点が規則的に現れることを前提として画像中から網点
を分離するものであるが、一般に網点部以外の文字部や
連続階調写真部にも多くの極点が存在するため、上記方
法によるときは十分に高い分離率を望めないという問題
があった。
また、ラスタスキャンライン上に並ぶ前後の画素の一
次元的な比較によって検出を行っているため、網点率の
低い網点部、あるいは逆に網点率の高い網点部、原稿が
回転するなどしてスクリーン角が水平方向からずれた網
点部などにおいては極点間の区間長L(i)が長くなっ
てしまい、文字部との分離が困難になるという問題もあ
った。
本出願人は、これらの問題点を解決するために先に、
局所的な二次元の極点検出パターンと網点検出パターン
を用いた網点領域分離方式について出願した。しかしな
がら、この先願発明でも次のような問題が残されてい
た。
すなわち、通常の文書文字は細かいものでは7級程度
のものが使用され、文字によっては線の密な部分が存在
する。また、原画上の文字の記述状態によっては文字の
薄い部分と濃い部分が存在する。これらの部分では、網
点部と同様の極点画素パターンを持つことがあり、高い
分離率を得ることが難しいという問題があった。
本発明は、前述した従来方法における種々の問題点を
解決することは勿論、本出願人の出願に係る上記網点領
域分離方式の問題点をも解決しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記問題を解決するために、ディジタル多
階調入力画像の各画素点にM×M画素からなるマトリッ
クスを順次適用し、該マトリックスの中心画素が濃度変
化の山または谷を示す極点であるか否かを当該マトリッ
クス内の周囲画素との濃度関係から検出する手段と、該
極点画素からなる画像をN×N画素からなるブロックを
単位として分割するとともに、各ブロック内をそれぞれ
複数個の小領域に分割する手段と、ブロック内の各小領
域に含まれる極点画素を基にそれぞれのブロックの極点
画素数を決定する手段と、注目ブロックの極点画素数と
その周囲ブロックの極点画素数の関係から当該注目ブロ
ック内の所定の画素が網点領域に属するか否かを判定す
る手段と、を備えるようにした。
また、前記決定する手段が、ブロック内の各小領域ご
とに山と谷の極点画素数をそれぞれ求め、山および谷の
極点画素のそれぞれについて、極点画素数零の小領域が
所定の個数以上あるときは、当該ブロックにおける当該
極点画素の画素数を零とし、かつ所定の個数以下である
ときは、当該ブロック内の小領域の当該極点画素数をそ
れぞれ合計し、得られた山と谷のそれぞれの極点画素数
のうち合計値の大きい側の極点画素数を当該ブロックの
極点画素数として決定するようにした。
〔作用〕
M×M画素のマトリックスからなる局所的な二次元の
極点検出パターンを用いて画素の極点を検出し、N×N
画素のブロックからなる局所的な二次元の網点検出パタ
ーンを用いて画像を分割するとともに、このブロック内
を複数個の小領域に分け、小領域ごとに極点の判定を行
った後、ブロック内に含まれるすべての小領域の極点画
素情報から当該ブロックの極点画素数を決定しているの
で、画像中に網点と同様の極点画素パターンを局部的に
持つことのある細かい文字や一部薄い文字などが含まれ
ていても、網点と明確に分離できる。
〔実施例〕
第2図は本発明方式を適用して構成した網点領域分離
装置の実施例を示す。
なお、説明を簡単とするため、処理画像として白黒画
像を用いた場合を例にとって述べる。カラー画像に適用
したい場合には、CRT表示,印刷など、再生画像の表示
形式に応じてカラー原画をRGBあるいはYMCなどの三原色
に分解し、各色ごとに本発明による網点分離処理を行え
ばよい。
第2図において、入力画像信号部1は、網点写真など
の網点画と文字などの線画とが混在する原画像をラスタ
スキャンして濃度レベルに対応した輝度信号からなるデ
ィジタル多階調入力画像信号に変換し、少なくとも以後
の分離処理に必要なスキャンライン分、例えばN×3ス
キャンライン分(Nは後述する網点検出のためのN×N
画素からなる単位ブロックBの画素サイズ)をラインメ
モリなどに格納する回路である。
極点検出部2は、上記入力画像信号部1から送られて
くるディジタル多階調入力画像の各画素に対して予め定
めたM×M画素からなるマトリックス、例えば、第3図
(a)〜(c)に示す如き3×3画素サイズのマトリッ
クス(M=3)、4×4画素サイズのマトリックス(M
=4)あるいは5×5画素サイズのマトリックス(M=
5)などを順次適用し、当該マトリックスの中心画素m0
が濃度変化の山または谷を示す極点であるか否かを周囲
の画素m1〜miとの濃度関係から検出する回路である。
この極点検出部2における極点検出条件としては、下
記(Ia)(Ib)をAND条件とする二次元的な極点検出パ
ターンが採用される。
極点検出条件(Ia) 第3図(a)〜(c)に示すように、M×M画素のマ
トリックス内において、中心画素m0の濃度レベルがその
周囲の他の画素m1〜miの濃度レベルに比べて最大か、ま
たは最小であるとき。すなわち m0>m1〜mi または m0<m1〜mi 極点検出条件(Ib) 第4図(a)〜(c)に示すように、M×M画素のマ
トリックス内において、中心画素m0の濃度レベルと、矢
印で示すように該中心画素m0を通り、特定の方向につな
がる各画素m1〜miとの間のそれぞれの濃度差Δmの絶対
値が所定の閾値ΔmTH以上であるとき。すなわち |Δm|>mTH 網点領域検出部3は、上記極点検出部2で検出された
極点画素の画像をN×N画素(但し、N>M)からなる
ブロックB、例えば第5図(a)に示す9×9画素サイ
ズ(N=9)のブロックBを単位として分割するととも
に、さらに各ブロックB内を複数個の小領域Ci、例えば
第5図(b)に示す4個の小領域C1〜C4に分割し、この
複数個の小領域C1〜C4の山と谷の各極点画素数を基に各
ブロックBの極点画素数を決定した後、第6図に示すよ
うに、注目ブロックB0の極点画素数P0とその周囲ブロッ
クB1〜B8の極点画素数P1〜P8の関係から当該注目ブロッ
クB0内の所定の画素が網点領域に属するか否かを判定す
る回路である。
この網点領域検出部3において、小領域C1〜C4の山お
よび谷の極点画素数を基に各ブロックBの極点画素数P
を決定するための極点画素数検出条件としては、下記条
件(II)が採用される。
極点画素数決定条件(II) 第5図(b)に示すように、N×N画素からなるブロ
ックB内の各小領域C1〜C4ごとに山と谷の極点画素数q
をそれぞれ求め、山および谷の極点画素のそれぞれにつ
いて、極点画素数q=0の小領域Ciの数Qが所定の個数
QTH以上あるときは、当該ブロックにおける当該極点画
素の画素数P=0とし、かつ所定の個数QTH以下である
ときは、当該ブロック内の小領域の当該極点画素数qを
それぞれ合計し、得られた山と谷のそれぞれの極点画素
数のうち合計値の大きい側の極点画素数Σqを当該ブロ
ックの極点画素数Pとして決定する。
さらに、上記網点領域検出部3において、上記極点画
素数決定条件(II)から得られた各ブロックBの極点画
素数Pに基づいて各画素につき網点部であるか否かを検
出するための網点検出条件としては、1画素づつ処理を
実行するか、あるいは1ブロックづつ処理を実行するか
により、下記条件(IIIa)〜(IIId)の中のいずれかが
採用される。
N×N画素のブロックBを1画素づつ移動しながら処
理を実行する場合 網点検出条件(IIIa) 第6図に示すように、注目ブロックB0と周囲ブロック
B1〜B8において、極点画素数Pが所定の閾値PTH以上で
あるブロックの数ΣBが所定の閾値BTH以上であるとき
に、当該注目ブロックB0の中心画素n0(第5図(a)参
照)を網点部とする。すなわち [P>PTHのブロックの数ΣB]>BTH 網点検出条件(IIIb) 注目ブロックB0と周囲ブロックB1〜B8において、注目
ブロックB0と各周囲ブロックB1〜B8との間の極点画素数
の差ΔPの絶対値の総和Σ|ΔP|が所定の閾値ΔPTH
下であるときに、当該注目ブロックB0内の中心画素n0
網点部とする。すなわち Σ|ΔP|ΔPTH N×N画素のブロックBを1ブロックづつ移動しなが
ら処理を実行する場合 網点検出条件(IIIc) 注目ブロックB0と周囲ブロックB1〜B8において、極点
画素数Pが所定の閾値PTH以上であるブロックの数ΣB
が所定の閾値BTH以上であるときに、当該注目ブロックB
0内のすべての画素n0〜n80を網点部とする。
網点検出条件(IIId) 注目ブロックB0と周囲ブロックB1〜B8において、注目
ブロックB0と各周囲ブロックB1〜B8との間の極点画素数
の差ΔPの絶対値の総和Σ|ΔP|が所定の閾値ΔPTH
下であるときに、当該注目ブロックB0内のすべての画素
n0〜n80を網点部とする。
領域判定信号出力部4は、上記網点領域検出部3の検
出結果に基づき各画素が網点部であるか、または線画部
であるかの判定信号を出力する回路である。
進んで、上記構成になる実施例の動作を第1図のフロ
ーチャートを参照して説明する。なお、網点領域検出部
3における網点検出条件としては上記条件(IIIa)を用
いるものとする。また、入力画像は網点部と線画部とか
らなり、連続階調写真などの連続階調部を含まないもの
とする。
入力画像信号部1は原画像をラスタスキャンして輝度
信号からなるディジタル多階調入力画像信号に変換し、
この画像信号を後の網点分離処理に必要なN×3スキャ
ンライン分格納する(ステップ[1])。例えば、N×
N画素からなるブロックBの画素サイズとして第5図に
示すN=9を採用した場合には、N×3=9×3=27ス
キャンライン分の画像データが格納される。
極点検出部2は上記入力画像信号部1に格納された画
像データの各画素に対し、例えば第3図(a)に示す3
×3画素からなるマトリックスを順次適用し、上記した
極限検出条件(1a)および(Ib)に基づいて当該マトリ
ックスの中心画素m0が濃度変化の極点であるか否かを検
出する(ステップ[2])。
上記ステップ[2]において極点画素の検出が終了す
ると、網点領域検出部3は該得られた極点画素からなる
画像を第5図(a)に示すN×N画素からなるブロック
Bを単位として分割するとともに、第5図(b)に示す
ように該分割した各ブロックB内をそれぞれ複数個の小
領域C1〜C4に分割し、各小領域C1〜C4の山と谷の極点画
素数qをそれぞれ求め(ステップ[3])、山および谷
の極点画素のそれぞれについて、各ブロックごとに極点
画素数q=0である小領域Ciの数Qを求める(ステップ
[4])。
次いで、ステップ[5]において、上記得られた小領
域Ciの数Qを所定の個数QTHと比較し、Q≧QTHの場合に
はステップ[6]へ移行し、当該ブロックBの当該山ま
たは谷の極点画素数Pを0とする。他方Q<QTHの場合
にはステップ[7]へ移行し、当該ブロック内の各小領
域C1〜C4の極点画素数qの合計値Σqを求め、それぞれ
得られた山と谷の極点画素数の合計値のうち大きい側の
極点画素数を当該ブロックBの極点画素数Pとして決定
する。
上記のようにして各ブロックBの極点画素数Pが決定
されると、処理ステップ[8][9]へ移行し、上記し
た網点検出条件(IIIa)に基づき、ブロックBの中心画
素m0が網点部に属するか否かの領域判定を行う。
すなわち、第6図に示すように、注目ブロックB0とそ
の周囲のブロックB1〜B8において、先ず、その極点画素
数Pが所定の閾値PTH以上であるブロックの数ΣBを求
め(ステップ[8])、得られたブロック数ΣBが所定
の閾値BTH以上であるか否かを判定する(ステップ
[9])。そして、ブロック数ΣBが閾値BTHよりも大
きいときはステップ[10]へ移行し、当該注目ブロック
B0の中心画素n0(第5図(a)参照)は網点部であると
判定し、他方、ブロック数ΣBが閾値BTHよりも小さい
ときはステップ[11]へ移行し、当該注目ブロックB0
中心画素n0は網点部でないと判定する。
領域判定信号出力部4は上記網点領域検出部3による
網点の判定結果を受け、当該注目画素B0の中心画素n0
網点部であるか否かの判定信号を出力する。
上記のようにして、網点の分離処理を入力画像の全画
素についてN×3スキャンラインごとに繰り返し実行し
(ステップ[12][13])、入力画像のすべての画素に
ついて網点部と線画部とに領域分離する。
上記実施例は、原画像が網点写真などの網点部と文字
などの線画部で構成されている場合を例にとって述べた
が、実際には原画像中に連続階調写真や絵などの連続階
調部が混在する場合がある。このような場合には、先ず
入力画像信号を微分してそのエッジ密度から連続階調部
を除去(例えば特開昭58-115975号参照)した後、本発
明方式を適用すればよい。このようにすることにより、
網点部、文字部、連続階調部の三者の分離も可能とな
る。
なお、上記実施例は、極点検出パターンを与えるM×
M画素のマトリックスとして3×3画素サイズのものを
用い、また網点検出パターンを与えるN×N画素のブロ
ックBとして9×9画素サイズのものを用いた場合を例
に採ったが、この画素サイズMおよびNの値は任意に採
用し得ることは勿論である。また、ブロックB内の小領
域Ciの分割も、目的に応じて任意の分割数を採用し得る
ものであり、各小領域の分割比も等分割,非等分割など
の種々の分割形式を採用し得る。
第7図は上記実施例の網点領域分離装置を用いて構成
した複写機の例を示すもので、図中、符号5で示される
ブロック部分が第2図に示した網点領域分離装置であ
る。第7図中、6は文字領域処理用の鮮鋭処理回路、7
は文字などの鮮明化のための解像度を重視したBayer型
のディザ処理回路、8は網点領域処理用の平滑処理回
路、9は網点写真などの中間調を出すための階調性を重
視したうずまき型のディザ処理回路、10は領域分離装置
5からの網点判定信号を受けてディザ処理回路7または
9のいずれかの信号を選択する画像信号選択回路であ
る。
入力画像信号は網点領域分離装置5において各極点画
像につきそれぞれ網点部に属するか否かを判定され、そ
の判定結果を画像信号選択回路10に送る。画像信号選択
回路10は、該判定信号が網点領域信号でない場合にはデ
ィザ処理回路7側の画像信号を選択して出力し、また判
定信号が網点領域信号である場合にはディザ処理回路9
側の画像信号を選択して出力する。
この結果、線画領域ではディザ処理回路7で鮮明処理
された文字などの画像信号が選択出力され、また網点領
域ではディザ処理回路9で擬似中間調処理された網点写
真などの画像信号が選択出力される。したがって、画像
信号選択回路10から出力される画像信号に必要な処理を
施した後、複写再生すれば、文字などの線画部は鮮明化
され、しかも網点写真などの網点部は自然な感じに擬似
中間調処理された高品質の2値画像が得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、局所的な二次元の極点検出パターン
と網点検出パターンを用いて網点領域の分離を行う歳
に、網点検出パターンを与えるN×N画素からなるブロ
ック内の複数の小領域に分割し、この分割した各小領域
に含まれる極点画素を基にそれぞれのブロックの極点画
素数を決定するようにしたので、網点部と同様の極点画
素パターンを与える細かい文字部分や一部薄い文字部分
などを網点部と間違えることなく確実に分離できるよう
になり、網点領域の分離処理においてより高い分離率を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の動作のフローチャート、 第2図は本発明の実施例を示す図、 第3図は本発明に用いるM×M画素からなるマトリック
スの例を示す図、 第4図は上記マトリックスにおける画素比較方向を示す
図、 第5図はN×N画素からなるブロックの例を示す図、 第6図は注目ブロックと周囲ブロックの関係を示す図、 第7図は本発明を提供して構成した複写機の例を示す
図、 第8図は従来方式の説明図、 第9図は従来方式による極点検出の例を説明する図であ
る。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディジタル多階調入力画像の各画素点にM
    ×M画素からなるマトリックスを順次適用し、該マトリ
    ックスの中心画素が濃度変化の山または谷を示す極点で
    あるか否かを当該マトリックス内の周囲画素との濃度関
    係から検出する手段と、 前記極点情報からなる画像をN×N画素からなるブロッ
    クを単位として分割するとともに、各ブロック内をそれ
    ぞれ複数個の小領域に分割する手段と、 前記各ブロック内の各小領域に含まれる極点画素を基に
    それぞれのブロックの極点画素数を決定する手段と、 注目ブロックの極点画素数とその周囲ブロックの極点画
    素数の関係から当該注目ブロック内の所定の画素が網点
    領域に属するか否かを判定する手段と、 を備えたことを特徴とする網点領域分離方式。
  2. 【請求項2】前記決定する手段が、ブロック内の各小領
    域ごとに山と谷の極点画素数をそれぞれ求め、山および
    谷の極点画素のそれぞれについて、極点画素数零の小領
    域が所定の個数以上あるときは、当該ブロックにおける
    当該極点画素の画素数を零とし、かつ所定の個数以下で
    あるときは、当該ブロック内の小領域の当該極点画素数
    をそれぞれ合計し、得られた山と谷のそれぞれの極点画
    素数のうち合計値の大きい側の極点画素数を当該ブロッ
    クの極点画素数として決定することを特徴とする請求項
    (1)記載の網点領域分離方式。
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