JP2777379B2 - 領域分離装置 - Google Patents

領域分離装置

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JP2777379B2 JP63266212A JP26621288A JP2777379B2 JP 2777379 B2 JP2777379 B2 JP 2777379B2 JP 63266212 A JP63266212 A JP 63266212A JP 26621288 A JP26621288 A JP 26621288A JP 2777379 B2 JP2777379 B2 JP 2777379B2
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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の、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線鋭化処理な
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にそれぞれの画像領域
の特性に応じた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
ための領域分離装置に関する。
〔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
素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
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−l)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−l)|≦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に沿った一次元
的な判定処理によって網点領域の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を解決するために、先に、画
像中の各画素の山または谷の極点検出および該検出され
た各極点が網点領域に属する否かの網点検出を局所的な
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
行うようにした網点領域分離方式について出願した(特
願昭63−263884号)。しかし、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、一般に網点には粗いものでは65線から細か
いものでは200線まで数多くの種類があるが、これらす
べての網点について同一画素サイズのマトリックスを用
いて極点検出を行った場合、例えば400ドット/インチ
で画像を読み込んで3×3画素サイズのマトリックスに
より極点の検出を行うと、200線などの高線数で網点で
は、網点部の頂部が第10図(a)に示すように1画素サ
イズの鋭い円錐状になり、周囲画素との濃度差から極点
画素(ハッチングした画素)を抽出することができる
が、65線や85線などの低線数の網点では、網点部の頂部
が第10図(b)に示すように複数画素からなる台形状に
形成されてしまい、周囲画素との濃度差を用いて極点画
素を抽出することができなかった。このため、網点部の
網点率に応じて最適画素サイズのマトリックスを選択し
なければならないという問題があった。
本発明は、前述した従来方式における種々の問題を解
決することは勿論のこと、本出願人が先に出願した上記
網点領域分離方式における問題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〕
本発明においては、ディジタル多階調入力画像信号か
ら所定の画素領域からなるマトリックスを適用し、マト
リックスの中心画素とその他の画素との階調レベルの差
より中心画素が山の極点であるか谷の極点であるかを検
出する第1の極点検出部と、 ディジタル多階調入力画像信号に平滑化処理を施す平滑
化処理部と、 前記平滑化されたディジタル多階調入力画像信号から前
記所定の画素領域からなるマトリックスを適用し、マト
リックスの中心画素とその他の画素との階調レベルの差
より中心画素が山の極点であるか谷の極点であるかを検
出する第2の極点検出部と、 前記第1および第2の極点検出部で検出した極点検出結
果の論理和による合成画画像より所定の2次元領域単位
で山を示す極点画素数と谷を示す極点画素数をそれぞれ
計数し、計数値の大なる側の極点画素数を2次元領域の
極点画素数とし、注目の2次元領域の極点画素数とその
周囲の2次元領域の極点画素数との関係から当該注目の
2次元領域の中心画素または全ての画素を網点部として
検出する網点領域検出部とを備える。
〔作用〕
一般に、網点写真などの網点部では極点が規則的に出
現するが、文字などの線画部では極点の出現に規則性が
ない。したがって、網点画とそれ以外の部分とが混在す
るディジタル多階調入力画像を平滑化処理ことにより、
網点部以外の極点濃度は平均化されて小さくなる。この
ため、網点部とそれ以外の部分との差がより大きくな
り、網点率の大小に拘らず網点部の極点検出を正確に行
い得る。
さらに、この平滑化した画像から得られた極点検出結
果と、元のディジタル多階調入力画像信号から得られた
極点検出結果の論理和を採ることにより合成画像を得て
いるので、網点部の極点画素数とそれ以外の部分の極点
画素数との差はさらに大きなものとなる。したがって、
この合成された画像の極点画素数を用いて入力画像の各
画素が網点領域に属するか否かを判定することにより、
網点部とそれ以外の部分とをより正確に分離できる。
〔実施例〕
第2図は本発明の実施例を示す。
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,印刷表示など、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。
平滑化処理部2は、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信号に対して所定の重み計
数からなる平滑フィルターをかけ、画像の輝度レベルを
平均化する回路である。この平滑化フィルターとして
は、例えば、各画素の重み計数を1とした下記のような
3×3画素サイズのフィルターなどが採用される。
ディレー部3は、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信号に上記平滑化処理部2の
平滑化処理に要する時間に等しいだけの遅延時間を与
え、平滑化画像との同期をとるための回路である。
極点検出部4,5は、上記平滑化処理部2から送られて
くる平滑化画像とディレー部3とから送られてくる元の
ディジタル多階調入力画像信号の各画素に対してそれぞ
れ予め定めた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)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
をその周囲の画素m1〜miとの濃度関係から検出する回路
である。
網点領域検出部6は、上記極点検出部4,5で得られた
極点検出結果の論理和(OR)を採って合成画像を作成
し、この合成加増の極点画素情報に基づいてN×N画素
(但し、N>M)からなるブロックB、例えば、第5図
に示すような9×9画素サイズ(N=9)からなるブロ
ックBを単位として画像を分割し、各ブロックごとに山
を示す極点画素数と谷を示す極点画素数をそれぞれ計数
し、計数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した後、第6図に示す注目ブロック
B0の極点画素数P0と、これを囲む上下左右斜めの各周囲
ブロックB1〜B8の各極点画素数Pとの関係から当該注目
ブロックB0の中心画素n0(第5図参照)、あるいは当該
ブロックB0内の全ての酸素n0〜n80が網点領域に属する
か否かを判定する回路である。
領域判定信号出力部7は、上記網点領域検出部6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。
上記極点検出部4,5における濃度変化の山または谷を
与える極点画素の検出条件としては、下記(I)(II)
をAND条件おする二次元的な極点検出パターンが採用さ
れる。
(I)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 前述したように、一般には文字部にも網点同様の接点
が数多く存在するため、上記条件(I)だけでは網点部
の極点だけを検出することは難しい。そこで、次の条件
(II)を極点検出のAND条件とする。
(II)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、矢印線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Δ
mの絶対値が所定の閾値ΔmTH以上であるとき。すなわ
ち、 |Δm|>ΔmTH また、上記網点領域検出部6における網点領域の検出
条件としては、下記(III a)(III b)(IV a)(IV
b)のいずれかの二次元的な網点検出パターンがその再
生目的に応じて採用される。
上記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 (III a)第6図に示すように、注目ブロックB0と周囲
ブロックB1〜B0において、極点画素数Pが所定の閾値P
TH以上であるブロックの数ΣBが所定の閾値BTH以上あ
るときに、当該注目ブロックB0の中心画素n0(第5図参
照)を網点部とする。すなわち [P>PTHのブロックの数ΣB]>BTH (III b)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以下であるときに、当該注目ブロックB0内の中心
画素n0を網点部とする。すなわち、 Σ|ΔP|ΔPTH 上記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 (IV a)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内のすべての画素n0〜n80(第5図参照)を
網点部とする。
(IV b)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。
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
6における網点領域の検出条件としては上記(III a)
の条件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、第5
図に示すように、N×N画素のブロックBの画素サイズ
として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4と5は、平滑化処理部2から出力される
平滑化画像とディレー部3から出力される元のディジタ
ル多階調入力画像の各画素に対してそれぞれ第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、上記極点検出条件(I)および(II)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N×3スキャンラインの全画素について判定す
る(ステップ[4][5])。
上記ステップ[4][5]において平滑化画像と元の
ディジタル多階調入力画像のすべての画素についてそれ
ぞれ極点検出が終了すると、処理はそれぞれステツプ
[6]へ以降し、網点領域検出部6は上記極点検出部4
で得られた平滑化画像の極点画素数と、極点検出部5で
得られた元のディジタル多階調入力画像の極点画素数と
の論理和を採り、合成画像を作る(ステツプ[6])。
そして、ステップ[7]〜[11]において、該合成画
像に対して上記した網点検出条件(III a)を適用し、
合成画像中の各画素が網点部であるか否かを検出する。
すなわち、先ずステップ[7]において、合成画像を
第5図に示す9×9×画素サイズのブロックBを単位と
して分割し、各ブロックごとに山を与える極点画素数と
谷を与える極点画素数を計数し、いずれか計数値の大き
い側の極点画素数をそのブロックの極点画素数Pとして
設定する。
次いで、ステップ[8]において、第6図に示す注目
ブロックB0とその周囲のブロックB1〜B8について極点画
素数Pが所定の閾値PTH以上であるブロックの数ΣBを
求め、、ステップ[9]においてそのブロックの数ΣB
が所定鋭の閾値BTH以上であるか否かを判定する。
上記ステップ[9]において、ブロックの数ΣBが閾
値BTHよりも大きいときは、当該注目ブロックB0の中心
画素n0(第5図参照)を網点部であると判定し、ステッ
プ[10]へ移行する。他方、ブロックの数ΣBが閾値B
THよりも小さいときは、当該注目ブロックB0の中心画素
n0(第5図参照)は網点部でないと判定し、ステップ
[11]へ移行する。
網点領域検出部6からは上記網点の検出結果を受けた
領域判定信号出力部7は、その判定結果に従って当該中
心画素n0が網点部であるか否かの判定信号を出力する
(ステップ[10][11])。
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を
網点部の線画部とに領域分離する。
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それぞれ用いた
が、この画素サイズMおよびNの値はN>Mの関係を保
ちながら任意に採用し得ることは勿論である。
また、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、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、本発明を適用すればよい。このようにすることによ
り、網点部、線画部、連続階調部の三者の分離も可能と
なる。
第7図は上述した実施例の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8で示される
ブロック部分が第2図に示した網点分離装置である。第
7図中、9は文字領域処理要の鮮鋭化処理回を、10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、11は網点領域処理要の平滑処理回路、12
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、13は領域分離装置8から
の網点判定信号を受けてディザ処理回路10または12のい
ずれかの画像信号を選択する画像信号選択回路である。
入力した画像信号は網点領域分離装置8において各画
素につきそれぞれ網点部に属するか否か判定され、その
判定結果が画像信号選択回路13に送られる。画像信号選
択回路13は、該判定信号が網点領域号でない場合にはデ
ィザ処理回路10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12
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10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12で疑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13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
を用い、ディジタル多階調入力画像とこの入力画像を平
滑化した画像とからそれぞれ極点の検出を行い、この2
つの極点検出結果の論理和を採ることにより合成画像を
求め、この合成画像を基に、局所的な二次元の網点検出
パターンを用いて網点部を検出するようにしたので、網
点率の大小に拘らず同一画素サイズの極点検出パターン
を用いて極点検出を行うことができるようになり、より
正確かつ容易に網点の分離を行うことができる。
【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の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図は本発明を適用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、 第10図は先出願の網点領域分離方式による極点検出の例
を示す図である。 1……入力画像信号部、2……平滑化処理部、3……デ
ィレー部、4,5……極点検出部、6……網点領域検出
部、7……領域判定信号出力部。

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信号から所定の
    画素領域からなるマトリックスを適用し、マトリックス
    の中心画素とその他の画素との階調レベルの差より中心
    画素が山の極点であるか谷の極点であるかを検出する第
    1の極点検出部と、 ディジタル多階調入力画像信号に平滑化処理を施す平滑
    化処理部と、 前記平滑化されたディジタル多階調入力画像信号から前
    記所定の画素領域からなるマトリックスを適用し、マト
    リックスの中心画素とその他の画素との階調レベルの差
    より中心画素が山の極点であるか谷の極点であるかを検
    出する第2の極点検出部と、 前記第1および第2の極点検出部で検出した極点検出結
    果の論理和による合成画像より所定の2次元領域単位で
    山を示す極点画素数と谷を示す極点画素数をそれぞれ計
    数し、計数値の大なる側の極点画素数を2次元領域の極
    点画素数とし、注目の2次元領域の極点画素数とその周
    囲の2次元領域の極点画素数との関係から当該注目の2
    次元領域の中心画素または全ての画素を網点部として検
    出する網点領域検出部とを備えたことを特徴とする領域
    分離装置。
  2. 【請求項2】前記平滑化処理部が、前記ディジタル多階
    調入力画像信号に所定の重み係数の平滑化処理を施すも
    のであることを特徴とする請求項1記載の領域分離装
    置。
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