JP2779237B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はフアクシミリ,デジタル複写機等の画像処理
装置、特に疑似中間調処理により多値画像を2値化再生
する画像処理装置に関するものである。
[従来の技術] 従来この種の疑似中間調処理方法として、誤差拡散
法と平均濃度近似法(特開昭57−1043693号)とが知
られている。
前者は注目画素の多値画素データを一定しきい値で2
値化し、該2値化レベルと注目画素の多値画素データの
誤差を所定分配率で注目画素近傍の画素に配分して加算
する2値化方法である。後者は注目画素近傍の既に2値
化された2値データを用いて、注目画素を黒又は白に2
値化した場合の両者の重み付け近傍平均値を求め、該平
均値のうち注目画素レベルに近い方を選択して注目画素
を2値化する方法である。
前者は多値データに対する二次元演算が必要であり、
その処理量の多さにより安価にハード化出来ない欠点を
有し、後者はなだらかな濃度変化を有する画像に対して
本方式特有の低周波数のテクスチヤーが発生し、実質的
に再生可能な階調数が前者に比べて極めて劣る。
[発明が解決しようとしている課題] そこで、単一の濃度の平均値を求めて該値をしきい値
として画像を2値化すると共に、2値化誤差の補正処理
を付加した平均濃度保存法と呼ばれる新規な2値化方法
が考えられている。
しかしながら、濃度保存型の2値化手法が組み込まれ
ると、ハーフトーン文字が細線化されてかすれ気味にな
るかあるいはぼけてしまい、鮮明に2値化出来ないとい
う欠点が現れる。
本発明は、前記従来の欠点を除去し、安価で高品位に
疑似中間調処理を行つて2値化再生を実現すると共に、
ハーフトーン文字を鮮明に2値化出来る画像処理装置を
提供する。
[課題を解決するための手段] この課題を解決するために、本発明の画像処理装置
は、注目画素近傍の既に2値化された所定範囲の2値化
データに基づく平均値により、前記注目画素の多値画像
データを2値化する画像処理装置であって、少なくとも
2つの異なる重みマスクにより、前記注目画素近傍の既
に2値化された所定範囲の2値化データの平均値を算出
する平均値算出手段と、入力画像データから注目画素の
エッジ量を求めるエッジ量算出手段と、前記エッジ量に
対応して、前記異なる重みマスクにより算出された複数
の平均値を混合する平均値混合手段と、前記平均値混合
手段で得られた平均値をしきい値として、前記注目画素
の多値画像データを2値化する2値化手段とを有するこ
とを特徴とする。
[実施例] 以下添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細
に説明する。
<画像処理装置の構成例> 第1図は本実施例の画像処理装置の構成を示すブロツ
ク図である。
画像データ入力部100から入力された、例えば原稿か
らの読取り画像データ等の多値画像データ100aは、疑似
中間調処理として2値化処理部200で2値化され、画像
データ出力部500より表示画面あるいは印刷物等として
出力される。ここで、2値化処理部200は、以下に詳細
に説明するように、平均濃度近似法に基づく処理を行う
平均濃度演算処理部200aと誤差補正処理を行う誤差拡散
処理部200bとが一体となつた処理を行う。以下、本実施
例ではこの処理方法を平均濃度保存法と呼ぶ。
尚、平均濃度演算処理部200aは、第1の重みマスクに
より濃度の平均値を演算する第1平均濃度演算部8aと、
第1の重みマスクと異なる第2の重みマスクにより濃度
の平均値を演算する第2平均濃度演算部8aと、2つの算
出された平均値を混合して2値化処理の為の平均値を作
成する混合部9とから成る。
一方、入力多値データ100aはエツジ量検出部300にも
入力され、検出されたエツジ量に対応する2値化制御部
400からの制御信号400aにより、上記2値化処理部200を
構成する平均濃度演算処理部200aの混合部9の混合を制
御して、エツジ部における2値化を適正化する。これに
より、特にハーフトーン文字の鮮明な2値化が可能とな
つた。
<平均濃度保存法の原理> ここで、平均濃度保存法の原理について第2A図〜第2C
図を参照して説明する。
本方式は今第2A図に示す2値化しようとする入力多値
データf(i,j)(0〜255)を、第2B図に示すその近傍
に位置し既に2値化された複数個の2値データB(i,
j)と第2C図に示すあらかじめ用意した重みマスクR
(x,y)とにより重み付き平均値m(i,j)を求め、該平
均値m(i,j)をしきい値として2値化すると共に、該
平均値m(i,j)と入力多値データf(i,j)(正確には
後述する補正後の入力多値データ)との差分値で、これ
から2値化する隣接した入力多値データを補正して濃度
を保存する方法である。
f(i,j)+E(i,j)>m(i,j)の時、B(i,j)=1
とする j(i,j)+E(i,j)≦M(i,j)の時、B(i,j)=0
とする ただし、E(i,j)=E1(i,j)+E2(i,j)… ここで、上述原理を第3図の実例で説明する。
重みマスクは、第3図上段に図示するように注目画素
近傍12画素に対して総和が255となるように設定され
る。従つて、m(i,j)は0〜255間の値のしきい値とし
てそのまま2値化に使用出来る。今、注目画素位置の多
値データ20を2値化する為のしきい値、つまりm(i,
j)は中段に図示する2値データB(i,j)を用いれば m(i,j) =(37×0+27×1) +(16×0+27×0+37×1+27×0+15×1) +(6×0+16×0+27×0+15×0+5×1) =84 従つてB(i,j)は(20<84である為)“0"と2値化
され、発生する誤差は20−84=−64、つまりE1(i,j+
1)=E2(i+1,j)=−32となる。この誤差拡散によ
つて、それぞれf(i+1,j)は25から25−32=−7
に、f(i,j+1)は30から30−32=−2に補正され
る。
<本実施例の2値化処理の原理> さて本実施例では上記基本処理に加えて、淡い文字が
不鮮明に2値化される点を解決するために、 異なる2種の重みマスクRA(x,y)とRB(x,y)を用い
て、2種類の平均値mA(i,j)とmB(i,j)を求め、 原稿濃度データよりエッジ部を示すエッジ量lpを求め 上記エッジ量に応じて、前記平均値mA(i,j)とm
B(i,j)とを所定率で混合して2値化しきい値m(i,
j)を得、このしきい値を基に2値化を実行するもので
ある。
ここで、エッジ量lpはいわゆる一次元のラプラシアン
(定数α=1)として、 lp|2α×f(i,j)−α{f(i−1,j)+f(i+1,j)}| … (ただしlp>Kの場合lp=Kとする) である。
又、用いる重みマスクはRA(x,y)を第3図に示す物
とし、RB(x,y)を第4図に示すように、12個の重みを
ほぼ等しくしたものと設定する。RB(x,y)によつて、
原稿中の文字部近傍において下地のレベルをより反映し
た平均値mB(i,j)が得られ、従つて白地中の文字部の
エツジ近傍においては、mB(i,j)がmA(i,j)に比べて
より小さい(白に近い)値を示す為に、該文字部分を強
調して鮮明な2値化が出来る。
従つて、上記2種の重みマスクを用いて得られる2種
の平均値mA,mBの混合処理は、エッジ量lpが大である程m
Bに近く,逆にlpが小の場合はmAに近づくように制御さ
れる。
本実施例では混合され、2値化しきい値として用いら
れる平均値m(i,j)は、 である。
本実施例に用いられる定数αは、大とする程エッジ検
出感度が向上し、定数Kは大とする程mAとmBとからきめ
こまかい中間値が得られる。以下の具体例では、α=1,
K=128とする。
<2値化処理部のハードウエア構成例> 本実施例の2値化処理部のハードウエア構成例を第5
図を用いて詳説する。
まず、比較器10で2値化された2値データはDタイプ
・フリツプフロツプ(以下、D・F/F)3i及びラインメ
モリ2に入力され、順次10個のD・F/F3a〜3j及びライ
ンメモリ1にシフトすることで、それぞれの出力端子は
第3図及び第4図に示す重みマスク領域のそれぞれの重
みに対応する12個の2値データを同時に出力可能とな
る。
この12の出力を入力する平均濃度演算部8a及び8bは、
あらかじめ第3図,第4図に示す重みを用いて式に従
い平均値mA,mBを演算して格納したROMから成り、ルツク
アツプテーブル変換手法で前述のmA(i,j)、mB(i,j)
が高速に得られるようになつている。2種の平均値mA,m
Bは、それぞれ混合部9に入力される。
一方、エツジ量検出部17は入力データをD・F/F16,15
を用いて遅延保持し、式に従つてエツジ量lpを演算す
る、主に加算器で構成される処理部である。同出力つま
りエツジ量lpは前記混合部9に入力され、同混合部9内
では式に従う演算が実行される。混合部9の出力つま
り2値化しきい値としての平均値m(i,j)は比較器10
及び誤差演算の為の減算器19に入力され、それぞれ2値
化と誤差値演算が実行される。
さて、減算器9から出力される極性付誤差は誤差ROM1
2に入力され、該ROM内で式に従い誤差データを2分
し、E1(i,j+1)は誤差メモリ14に入力し、次ライン
2値化まで遅延保持すると共に、E1(i+1,j)は同誤
差メモリより既に1ライン分遅延保持し出力されたE
2(i+1,j)と共に、加算器13により入力データf(i
+1,j)を補正する。補正された入力多値データはD・F
/F11でタイミングを合わせて、前述の減算器19及び比較
器10に入力され、次画素の2値化が実行される。
上記処理動作は各D・F/Fに入力される図示しないデ
ータロツクに同期して、入力される多値データの画素毎
に実行される。
<重みのマスクの他の例> 中間調部を良好に2値する第1の重みマスクRA及びエ
ツジ部を良好につまり強調して鮮明に2値する第2の重
みマスクRBは、上記実施例に限定されることなく、重み
の分布,領域等により多数考えられる。特に、本発明で
特徴的に用いる重みマスクRB(x,y)は、注目画素位置
より離れる程重みを大きくしたり、あるいは近傍位置の
重みを0とすれば、より効果的である。このような重み
マスクの例を第6A図,第6B図に示す。
<他の混合例> 2種の平均値をラプパシアンlpの量に応じて混合する
他の実施例として、 lpの値をしきい値処理して、 lp>βの時m(i,j)=mB(i,j) lp≦βの時m(i,j)=mA(i,j) … とし、2種の平均値を切り換えて用いても良い。本実施
例では混合部9のハードウエアが簡単になるメリツトが
ある。
さらに、前記実施例では2種の重みマスクによる平均
値を混合したが、3種つまり前記実施例の2種の中間に
位置付けられる重みマスクRC(x,y)を用いて、lpの値
に応じて3種を切り変えることも可能である。又、3種
それぞれからアナログ的に混合してm(i,j)を求める
ことは、よりなだらかに処理を連続させる点において有
利である。
<エツジ量検出の他例> 前述の実施例では1次元的ラプラシアン演算してlp
求めているが、2次元的に求めれば2次元的つまり直行
する両方向の線分をより鮮明に2値化可能である。さら
に、いわゆるエツジ検出の為の公知のマスクは全て適用
が可能である。又画像より得られるエツジ量によらずオ
ペレータの操作(特に、領域指定,モード選択等)に従
つて式を実行可能なことは述べるまでもない。
尚、本実施例は単色処理で述べたが、例えばR,G,B,BK
に4色に色分解されたカラー処理時、特にBKに対して適
用すれば黒文字のみ強調した2値化画像が得られる。
又、色毎に本実施例を適用する場合において、エツジ量
検出感度αは他色に比してBKに対してより大きく、逆に
定数KはBKに対してより小さく設定することが望まし
い。
[発明の効果] 本発明により、安価で高品位に疑似中間調処理を行つ
て2値化再生を実現すると共に、ハーフトーン文字を鮮
明に2値化出来る画像処理装置を提供できる。
すなわち、誤差拡散法に比べて演算量が小でかつ高画
質化が可能であり、適応的に文字部等を鮮明に2値化可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例の画像処理装置の構成を示すブロック
図、 第2A図〜第2C図は平均誤差保存法を説明する図、 第3図は平均濃度演算を説明する図、 第4図は本実施例の第2平均濃度演算部で使用される重
みマスクの例を示す図、 第5図は本実施例の2値化処理部のハードウエア構成を
示す図、 第6A図,第6B図は第2平均濃度演算部で使用される重み
マスクの他例を示す図である。 図中、8a……第1平均濃度演算部、8b……第2平均濃度
演算部、9……混合部、100……画像データ入力部、200
……2値化処理部、200a……平均濃度演算処理部、200b
……誤差拡散処理部、300……エツジ量検出部、400……
2値化制御部、500……画像データ出力部である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−104369(JP,A) 特開 昭63−209370(JP,A) 特開 昭64−19873(JP,A) 特開 昭62−185466(JP,A) 特開 昭63−164570(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 1/40 - 1/409

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】注目画素近傍の既に2値化された所定範囲
    の2値化データに基づく平均値により、前記注目画素の
    多値画像データを2値化する画像処理装置であって、 少なくとも2つの異なる重みマスクにより、前記注目画
    素近傍の既に2値化された所定範囲の2値化データの平
    均値を算出する平均値算出手段と、 入力画像データから注目画素のエッジ量を求めるエッジ
    量算出手段と 前記エッジ量に対応して、前記異なる重みマスクにより
    算出された複数の平均値を混合する平均値混合手段と、 前記平均値混合手段で得られた平均値をしきい値とし
    て、前記注目画素の多値画像データを2値化する2値化
    手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
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