JP2851724B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像処理装置に関し、特
にフアクシミリ等における文字や線画と疑似中間調画像
の混在した２値画像の解像度変換や拡大縮小変換を行う
画像処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】解像度の異なるフアクシミリ間での通信
や画像編集装置等でイメージデータの拡大・縮小を行う
場合には、画像の画素密度変換処理を必要とする。従
来、２値画像に対する画素密度変換法として、情報処理
学会誌Vol.25 No.5 に記載されているように、ＳＰＣ
法，論理和法，９分割法，投影法，線形補間法，距離反
比例法等様々な方式が提案されている。これらの方式の
中で、投影法や線形補間法は変換による幾何学的形状の
保存性に優れ、縮小時の細線の消失が比較的少ない方式
であることが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記方式に於ても、変換倍率が小さい場合、線形の抜けや
つぶれが生じ、文字等を対象とした場合、十分でないと
いう欠点があった。論理和法はこの様な点から考案され
たものであるが、如何なる変換倍率に於ても文字のつぶ
れや、太線化が生じる等の欠点が有った。又、上記従来
例では、いずれの方式も疑似中間調処理された画像に対
して処理を行った場合、階調特性が変化したり、モワレ
が発生する等のように大きな欠点があつた。

【０００４】更に投影法等をハードウエアで実現する場
合、縮小倍率が１／２以下の場合、参照画素数の増加に
伴い回路規模が大幅に増加するという欠点があつた。本
発明は、上述した従来例の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、ハードウエア実現時の
回路規模の増加を抑え、縮小時の細線消失の軽減と良好
な疑似中間調の変換を可能とする画像処理装置を提供す
る点にある。

【０００５】

【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、原画像に基づいて予め設
定したパターンを検出する検出手段と、前記原画像の画
素データ列を削減する第１の縮小手段と、前記第１の縮
小手段で削減した画素データ列を更に削減する第２の縮
小手段と、前記検出手段で得た検出結果を示すデータ列
を削減する第３の縮小手段と、前記第２の縮小手段で削
減された画素データ列を２値化する第１の２値化手段
と、前記第３の縮小手段で削減された検出結果を示すデ
ータ列に基づいて、前記第１の２値化手段で２値化する
ときの画素値と同様の画素値を前記第１の２値化手段と
は異なる方法で２値化する第２の２値化手段と、前記検
出手段で前記パターンを検出したときに前記第２の２値
化手段で得た２値化結果を選択し、前記検出手段で前記
パターンを検出しないときに前記第１の２値化手段で得
た２値化結果を選択する選択手段とを備えることを特徴
とする。ここで、前記第２の２値化手段は、複数の閾値
を予め記憶する記憶手段と、前記第３の縮小手段で削減
された検出結果を示すデータ列に基づいて、前記記憶手
段で記憶した複数の閾値から１つの閾値を選択する閾値
選択手段と、前記閾値選択手段で選択した閾値に基づい
て、前記第１の２値化手段で２値化するときの画素値と
同様の画素値を単純２値化する単純２値化手段とを含
む。又、本発明の画像処理装置は、原画像に基づいて予
め設定したパターンを検出する検出手段と、前記原画像
の画素データ列を削減する第１の縮小手段と、前記第１
の縮小手段で削減した画素データ列を更に削減する第２
の縮小手段と、前記検出手段で得た検出結果を示すデー
タ列を削減する第３の縮小手段と、前記第２の縮小手段
で削減された画素データ列を２値化する第１の２値化手
段と、前記第２の縮小手段で削減された画素データ列を
前記第１の２値化手段とは異なる異なる方法で２値化す
る第２の２値化手段と、前記検出手段で前記パターンを
検出したときに前記第２の２値化手段で得た２値化結果
を選択し、前記検出手段で前記パターンを検出しないと
きに前記第１の２値化手段で得た２値化結果を選択する
選択手段とを備えることを特徴とする。又、本発明の画
像処理装置は、原画像に基づいて予め設定したパターン
を検出する検出手段と、前記原画像の画素データ列を削
減する第１の縮小手段と、前記第１の縮小手段で削減し
た画素データ列を更に削減する第２の縮小手段と、前記
検出手段で得た検出結果を示すデータ列を削減する第３
の縮小手段と、前記第３の縮小手段で削減された検出結
果を示すデータ列に基づいて前記第２の縮小手段で削減
された画素データ列を２値化する２値化手段とを備える
ことを特徴とする。ここで、前記２値化手段は、複数の
閾値を予め記憶する記憶手段と、前記第３の縮小手段で
削減された検出結果を示すデータ列に基づいて前記記憶
手段で記憶した複数の閾値から１つの閾値を選択する閾
値選択手段と、前記閾値選択手段で選択した閾値に基づ
いて前記画素値を単純２値化する単純２値化手段とを含
む。

【０００６】

【作用】かかる構成によれば、原画像を縮小しながら２
値化する場合に、原画像から予め設定したパターンを検
出した検出結果を示すデータ列を削減し、削減された検
出結果に基づいて２値化を制御することにより、縮小時
の細線の抜けやつぶれを軽減し、疑似中間調画像の混在
した原稿も良好に処理する。

【０００７】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。 ＜第１の実施例＞図１は本発明に係る画像処理装置の第
１の実施例の構成を示すブロツク図である。同図におい
て、１１は変換画素値演算部、１２はパターン検出処理
部、１３は画素縮小処理部、１４，１５は検出結果縮小
処理部、１６は単純２値化処理部、１７は２値化閾値処
理部、１８は濃度保存２値化処理部、１９は選択部をそ
れぞれ示している。

【０００８】次に、上記構成による動作を説明する。図
２は第１の実施例による信号及びデータのタイミングチ
ヤートである。入力画像は例えば図２に示す様に、ライ
ン同期信号に同期して１ライン分の画像データが、ペー
ジ同期信号に同期して１ページ分の画像データが、画像
同期クロツクに同期して入力されるものとする。図２の
場合、説明のために、１ラインが７画素で構成される画
像を示している。

【０００９】変換画素値演算部１１は、例えば投影法等
により、変換画素値の演算と各同期信号の制御とを行
い、１／２より大きい倍率の端数倍変換を行う。パター
ン検出処理部１２は、予め設定したパターンと原画像パ
ターンとのパターンマツチングを行い、細線や文字のエ
ツジ等を検出する。変換画素値縮小処理部１３は、変換
画素値演算部１１で得られた変換画像を１／ｎ倍（ｎ：
整数）に変換する為の信号処理と同期信号の制御を行
う。最終的な変換倍率は変換画素値演算部１１での変換
倍率と１／ｎ倍処理部での積で決定される。検出結果縮
小処理部１４は、パターン検出処理部１２で得られたパ
ターン検出結果（細線パターン）を１／ｎ倍に変換する
処理を行う。検出結果縮小処理部１５は、パターン検出
処理部１２で得られたパターン検出結果（エツジパター
ン）を１／ｎ倍に変換する処理を行う。単純２値化処理
部１６は、パターン検出処理結果及びその縮小変換処理
結果から２値化閾値を選択する選択部１７で決定された
閾値を用いて変換画素値の２値化処理を行う。濃度保存
２値化処理部１８は、画素値縮小処理結果を濃度保存２
値化処理する。選択部１９は、パターン検出結果の縮小
処理結果により前記２つの２値化結果を選択する。

【００１０】次に、各部の詳細について順を追って説明
する。図３は第１の実施例による投影法の原理を説明す
る図であり、図４は第１の実施例において投影法で１６
画素を参照する場合の例を示す図である。ここでは説明
のために主走査，副走査双方の倍率が２／３の場合を示
している。まず、変換画像を原画像上に投影し、１画素
を方形の領域として、注目画素である変換画素Ａの画素
面と重なる画素面を有する原画素をＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓとす
る。ここで、投影された変換画素Ａの画素面内に原画素
Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓの画素面が占める面積をＳ_P ，Ｓ_Q ，Ｓ
_R ，Ｓ_S とすると注目画素の平均濃度Ｉ_A は次式（１）
で表される。すなわち、

【００１１】

【数１】 である。このＩ_A を２値化することで変換画素の濃度が
決定される。

【００１２】図３は参照画素が４画素となる場合の変換
例であるが、この参照画素数は変換倍率によつて変化す
る（変換倍率が小さいほど参照画素数が増加する）。例
えば、変換倍率１／３（主走査，副走査共）の場合には
図４に示すように最大１６画素を参照する場合が生じ
る。従つて、ハードウエアにより実現する場合、変換画
素の平均濃度を求める際に必要な乗算回路も１６個必要
となる等、回路規模が大幅に増加する。そこで、本実施
例の投影法では４画素のみの参照とし、ここで得られた
変換画素値を整数分の１倍に変換することで最終的な変
換倍率を得る。例えば、１／３倍の変換を行う場合、投
影法処理部で２／３倍の変換を、画素値縮小処理部で１
／２倍の変換を行う。

【００１３】図５は第１の実施例による投影法による変
換画素値演算部１１の構成を示すブロツク図であり、図
６は第１の実施例による同期信号制御部の構成を示すブ
ロツク図である。同図において、５１は変換画素位置演
算部で、原画像上に投影した変換画素の相対位置（Ｘ，
Ｙ）を演算する。５２は参照画素取出部で、変換画素の
画素面内に現れる画素面を有する原画素を取り出す。具
体的には、図３に示す例の場合はＩ_P ，Ｉ_Q ，Ｉ_R ，Ｉ
_S を取り出す。５３は面積演算部で、変換画素の画素面
に含まれる原画像の画素面面積を計算する。図３で示す
例の場合Ｓ_P ，Ｓ_Q ，Ｓ_R ，Ｓ_S の演算を行う。５４は
平均濃度演算部で、参照画素値及び面積演算結果を用い
て変換画素の平均濃度を演算する。図３の例では（１）
式の演算を行う。５５は同期信号制御部で、例えば図６
に示す様に、画素数カウンタ６１、ラインカウンタ６
４、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）６２，６５、論
理積ゲート６３，６６により構成することが可能であ
る。各カウンタ出力（下位アドレスへ）及び変換倍率
（上位アドレスへ）をＲＯＭのアドレスとして与え、予
めプログラムしておいた倍率に応じた周期的な間引きパ
ターンを出力する。更に、間引きパターンとの論理積に
より、縮小変換時に必要な間引き同期信号（変換同期信
号）を得る。

【００１４】図７は第１の実施例による変換倍率２／３
倍時の主走査に関するタイミングチヤートである。同図
に示するように、画像同期クロツクが２／３に間引かれ
ている。副走査方向に関しては、ライン同期信号に対し
て同様の処理を行えば良い。図８は第１の実施例による
画素値縮小処理部の構成を示すブロツク図であり、図９
は図８の画素値縮小処理部の参照画素を説明する図であ
る。図８において、８１はラインバツフアで、投影法に
よつて演算された変換画素データ列を１ライン遅延させ
る。８２ａ〜８２ｄは１画素遅延素子で、ラインバツフ
ア８１及び８２により画像データ列から図９に示す参照
画素を取出す。８３は平均値処理部で、縮小倍率に応じ
て以下の式（２）に従って演算を行う。すなわち、 ＩＶ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）／４ （主走査１／２倍，副走査１／２倍） ＩＶ＝（Ａ＋Ｂ）／２ （主走査１／２倍，副走査１倍） ＩＶ＝（Ｂ＋Ｄ）／２ （主走査１倍，副走査１／２倍） ＩＶ＝Ｂ （主走査１倍，副走査１倍） …（２） である。同期信号間引き処理部８４では上記変換倍率に
応じて画像同期クロツク及びライン同期信号の間引き処
理が行われる。８５はレジスタで、平均値処理された画
像データを間引き処理された出力同期信号でストローブ
する。投影法に対しこのような平均値処理を行う事は、
参照画素数を拡張したことと等価になる。以上の処理に
より最終的な変換倍率に画素密度変換された変換画素の
画素値が求められる。

【００１５】次に、２値化処理について説明する。図１
０は第１の実施例によるパターン検出処理部の構成を示
すブロツク図であり、図１１は第１の実施例による図１
０のパターン検出処理部での参照画素点を説明する図で
あり、図１２は第１の実施例による細線及びエツジパタ
ーンの一例を示す図である。図１０において、１０１ａ
〜１０１ｃは１ライン遅延素子で、ラインメモリ等で構
成され、画像データを１ライン分遅らせる。１０２ａ〜
１０２ｍは１画素遅延素子で、画像データを１クロツク
遅らせる。この様な構成によりシリアル画像データから
図１１に示す１６画素の参照が可能となる。１０３はＲ
ＯＭで、前記参照画素値をＲＯＭのアドレスとして与え
ることで予め設定したパターンとのパターンマツチング
が可能となる。例えば一例として、参照画素が図１２に
示す黒細線パターンの場合、ＲＯＭの出力を１、白細線
パターンの場合を２、エツジパターンの場合を３、その
他の場合を０として出力するように予めＲＯＭをプログ
ラムしておく。１０４はレジスタで、得られた判定結果
を同期信号でストローブする。

【００１６】図１３は第１の実施例による検出結果縮小
処理部の構成を示すブロツク図である。同図において、
１３１はラインバツフアであり、パターン検出部によつ
て判定されたパターン検出結果のデータ列を１ライン遅
延させる。１３２ａ〜１３２ｄは１画素遅延素子であ
り、１３１及び１３２によりデータ列から画素縮小処理
部と同様に図９に示す参照データを取出す。１３３は検
出結果変換演算部であり、検出結果縮小処理部１４の場
合、縮小倍率に応じて例えば以下の式（３）に従う演算
を行う。すなわち、 ＰＶ１＝Ａ・Ｂ＋Ｃ・Ｄ＋Ａ・Ｃ＋Ｂ・Ｄ （主走査１／２倍，副走査１／２倍） ＰＶ１＝Ａ・Ｂ （主走査１／２倍，副走査１倍 ） ＰＶ１＝Ｂ・Ｄ （主走査１倍 ，副走査１／２倍） ＰＶ１＝Ｂ （主走査１倍 ，副走査１倍 ） …（３） である。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各値は１または０、＋は論理
和演算、・は論理積演算を現す。

【００１７】上記演算を黒細線、白細線それぞれの判定
結果（各細線と判定された場合を１とする）に対して行
う。また、演算の結果、白黒双方の細線と判定された場
合を１とする）に対して行う。また、演算の結果、白黒
双方の細線と判定された場合には黒細線を優先する。検
出結果縮小処理部１５の場合には、縮小倍率に応じて例
えば以下の式（４）に従う演算を行う。すなわち、 ＰＶ１＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ （主走査１／２倍，副走査１／２倍） ＰＶ１＝Ａ＋Ｂ （主走査１／２倍，副走査１倍 ） ＰＶ１＝Ｂ＋Ｄ （主走査１倍 ，副走査１／２倍） ＰＶ１＝Ｂ （主走査１倍 ，副走査１倍 ） …（４） である。上記演算をエツジと判定された結果に対して行
う（エツジと判定された倍を１とする）。

【００１８】演算された結果は画素値縮小処理部１３の
出力タイミングと同じ同期信号でレジスタ１３４にスト
ローブする。上記演算による縮小により１／ｎ倍処理時
の、パターン検出情報の欠落を防ぐ事が可能である。

【００１９】ここでの縮小判定結果を使用した単純２値
化処理のしきい値選択及び２つの２値化手段の選択を行
う。具体的には、黒細線パターン時には通常より低いし
きい値による単純２値化処理を、白細線パターン時には
通常のしきい値より高いしきい値による単純２値化処理
により細線の保存を行い、エツジパターン時には通常の
しきい値で単純２値化処理を行い濃度保存処理により発
生するエツジでのノツチを防止する。又、それ以外の場
合には濃度保存２値化処理を行い疑似中間調処された画
像を処理する場合に生じるモワレを防ぐ。

【００２０】図１４は第１の実施例による２値化閾値選
択部及び単純２値化処理部の構成を示すブロツク図であ
る。同図において、２値化閾値選択部１７は、黒細線，
白細線，その他の場合に対応してそれぞれ３つの閾値格
納用のレジスタ１４１〜１４３及び、前記パターン検出
結果に基づいて閾値を選択する選択部１４４を有してい
る。例えば、レジスタ１〜３に、それぞれしきい値Ｔ−
ａ，Ｔ＋ａ，Ｔを設定し、パターン結果に基づいて、黒
細線の場合レジスタ１（Ｔ−ａ）、白細線の場合レジス
タ３（Ｔ＋ａ）、それ以外の場合レジスタ１（Ｔ）を選
択部１４４で選択する。単純２値化処理部１６におい
て、１４５は比較器で、選択部１４４で選択された閾値
と投影法によつて求められた変換画素平均濃度を比較し
結果を２値化データとする。

【００２１】図１５は第１の実施例において投影法によ
る黒細線消失の例を示す図であり、図１６は第１の実施
例による黒細線保存の例を示す図である。具体的には、
図１５で示されるような変換（主走査，副走査共に１／
３倍）を行う場合、まず投影法により２／３倍の変換を
行い、次に得られた変換画素値に対して１／２倍の縮小
処理を行う。この場合通常の閾値で変換を行うと図１５
に示すように細線が消失する（図中の濃度値は最大値を
１に正規化して表現している）。そこで本発明では図１
６に示すように、投影法処理と同期したパターン検出に
より細線の検出を行い、さらに検出結果に対して縮小変
換処理を行うことで検出結果を保存し、２値化処理部で
は例えば黒細線の場合、閾値を通常の閾値より低い値に
設定することで、前記例の場合黒線保存を行う。

【００２２】次に、濃度保存２値化処理部について説明
する。投影法あるいはその他補間法を疑似中間調処理さ
れた画像に適用した場合、その演算結果である変換画素
値を単純２値化すると、量子化誤差のためにモワレが強
調され画質劣化が激しい。本発明では、パターン検出処
理結果を使用して、細線や文字画像のエツジ部以外は濃
度保存処理を行いモワレの発生を抑える。

【００２３】実施例では一例として、誤差拡散法による
濃度保存２値化処理部について説明する。図１７は第１
の実施例による２値化処理部の構成を示すブロツク図で
あり、図１８は第１の実施例による誤差拡散位置を説明
する図である。図１７において、１７１ａ〜１７１ｅは
１画素遅延素子、１７２ａ〜１７２ｄは加算器、１７３
はラインバツフア、１７４は２値化処理部、１７５は２
値化誤差算出部、１７６は誤差分配部をそれぞれ示して
いる。

【００２４】上記構成による動作について、投影法によ
つて求められた変換画素値である平均濃度ＡＤは１画素
遅延素子１７１ａ〜１７１ｅ、及び、１ラインより３画
素少ないラインバツフア１７３及び加算器１７２ａ〜１
７２ｄを通過する間にそれ以前の周囲画素の２値化時に
生じた量子化誤差ｅ₁ 〜ｅ₄ が加算される。この周囲画
素の量子化画素を含む濃度を２値化処理部１７４により
一定閾値で２値化した値が求める画素データとなる。

【００２５】次に、この２値化で生じた量子化誤差を２
値化誤差算出部１７５で求め、誤差分配処理部１７６で
ｅ₁ 〜ｅ₄ として分配する。２値化誤差算出部１７５で
は、２値化誤差をｅ、２値化処理部への入力濃度を
Ｉ_ED、閾値をＴ、２値化出力を“１”又は“０”とする
と、下式（５）のように、

【００２６】

【数２】 となる。又、誤差分配部では例えば次のようにｅ1 〜ｅ
4 が演算される。すなわち、ｅ₁ ＝Ｅ／６，ｅ₂ ＝２×
Ｅ／６，ｅ₃ ＝Ｅ／６，ｅ₄ ＝２×Ｅ／６となり、ｅ₁
〜ｅ₄ は、図１８に示すように、注目画素の周囲画素へ
分配されることになる。尚、図１７に示す例では、誤差
を周囲４画素に拡散させた場合であるが、本発明はこれ
に限るわけではなく、画質と回路規模を考慮して決定す
れば良い。但し、モワレを良好に消失させるためには２
値化誤差を１００％周囲へ拡散させる必要がある。即
ち、Σｅ_n ＝Ｅ（ｎ：誤差を分配させる周囲画素の数）
を満たすようにｅ_n を決定する。以上の処理により、濃
度保存２値化処理が実現され、疑似中間調処理された画
像に対して良好な変換が可能となる。

【００２７】選択部１９はパターン検出結果の縮小結果
により細線やエツジと判定された画素に対しては、単純
２値化処理を、それ以外の場合は誤差拡散法による２値
化結果を選択する。

【００２８】以上説明したように、第１の実施例では、
投影法によつて得られた変換画素の平均濃度を原画像の
パターンによつて選択された閾値で２値化することで、
縮小時の細線の抜けを防ぐことが可能になる。更にパタ
ーン検出結果により細線やエツジ部以外は誤差拡散法に
よる２値化結果を選択することで疑似中間調の混在した
画像に対しても良好に変換処理することが可能になる。

【００２９】又、投影法を端数倍処理と整数分の１倍処
理に分離して処理することでハードウエアにより実現し
た場合の回路規模の増大を軽減し、パターン検出結果に
対しても整数分の１倍処理を行うことで、分離処理時の
検出結果情報の欠落を防ぐことが可能になる。

【００３０】＜第２の実施例＞本発明は、変換画素値演
算部の処理を投影法に限るわけではなく、その他様々な
補間法等を用いてもよく、その一例である第２の実施例
により線形補間法を用いた場合について述べる。

【００３１】図１９は第２の実施例による線型補間法の
原理を説明する図である。線形補間法では、図１９に示
す様に変換画素を原画像上に投影し、その投影面上の変
換画素の近傍である４つの原画素Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓの濃度
と、原画像格子内の変換画素Ａの近傍原画素に対する相
対座標（ｘ，ｙ）から、次式（６）により、変換画素Ａ
の濃度を決定する方法である。すなわち、 Ｉ_A ＝（１−ｘ）・（１−ｙ）・Ｉ_P ＋ｘ・（１−ｙ）・Ｉ_Q ＋（１−ｘ）・ｙ・Ｉ_R ＋ｘ・ｙ・Ｉ_S …（６） 但し、Ｉ_n を画素ｎの濃度とし、このＩ_A を２値化する
ことで変換画像を得る。

【００３２】図２０は第２の実施例による線型補間法に
よる黒細線消失の一例を示す図であり、図２１は第２の
実施例による黒細線保存の一例を示す図である。上記補
間法を用いた場合でも例えば主走査，副走査共に１／３
倍の場合、図２０に示すように、変換により細線が消失
する。ところが、本発明によれば、図２１に示すよう
に、パターン検出処理により低い閾値が選択されるため
に細線の保存がなされる。

【００３３】以上説明したように、第２の実施例によれ
ば、変換画素値を処理の過程で一旦多値データに変換す
る様な密度変換処理法であればどのようなものに対して
も適用できる。

【００３４】さて、パターン検出処理部は、第１，第２
の実施例で説明した方法に限るわけではなくどの様な方
法でもよい。例えば参照画素のウインドウサイズ等も実
施例に示す４×４だけでなくどの様なものでもよい。
又、細線パターンも実施例で示す場合に限るわけではな
く例えば斜線パターンや、２画素幅の細線パターンを加
える等、様々なパターンを適用してもよい。更に、テン
プレートマチングによる簡単なパターン検出だけでな
く、例えば参照ウインドウ内の周期性や空間周波数等の
特徴パラメータによるパターン検出等も考えられる。

【００３５】さらに、画素値縮小処理部も第１，第２の
実施例に示した平均値処理に限るわけではなく、最も簡
単な例としては間引き処理等どの様な処理でもよい。
又、検出結果縮小処理も第１，第２の実施例に示す例に
限るわけではなく、画質を考慮して様々なものが考えら
れる。更に、実施例では上記２つの縮小は１／２倍の場
合について説明したが、参照ウインドウを広げることで
更に小さい倍率に変換することが可能である。又、濃度
保存２値化処理は第１，第２の実施例のような誤差拡散
法に限るわけではなく、濃度保存される２値化処理であ
ればどの様な処理でもよい。

【００３６】図２２は平均誤差最小法による濃度保存２
値化部を示すブロツク図である。画素値演算処理部によ
つて得られた変換画素の平均濃度は、エラーバツフアメ
モリ２２０に保存されている以前に発生した入力データ
Ｘ_i,j と出力データＹ_i,j との誤差データｅ_i,j に重み
付け係数を発生する重み付け発生器２２１により指示さ
れた重み係数ａ_i,j をかけた値が規格化され、加算器２
２２で加算される。これを式で書くと次式（７）のよう
になる。すなわち、

【００３７】

【数３】 である。上式（７）に当てはめるまた重み付け係数の一
例を図２３に示す。

【００３８】補正データＸ_i,j'は２値化回路２２３で閾
値と比較され、出力データＹ_i,j を出力する。ここでＹ
_i,j は“１”又は“０”に２値化されている。一方、演
算器２２４では補正データと出力データＹ_i,j の差分ｅ
_i,j が演算され、この結果はエラーバツフアメモリの対
応する画素位置２２５に保存される。以上の操作を繰り
返す事により濃度保存２値化処理が実行され疑似中間調
画像に対して変換を行った場合のモワレ発生を抑える効
果を得る。

【００３９】＜第３の実施例＞次に、第３の実施例につ
いて説明する。図２４は第３の実施例による画像処理装
置の構成を示すブロツク図である。同図において、２４
１は変換画素値演算部、２４２はパターン検出処理部、
２４３は画素値縮小処理部、２４４は検出結果縮小処理
部、２４５は単純２値化処理部、２４６は濃度保存２値
化処理部、２４７は選択部をそれぞれ示している。上記
構成において、入力画像は、図２に示す様に、ライン同
期信号に同期して、１ライン分の画像データが、ページ
同期信号に同期して、１ページ分の画像データが、画像
同期クロツクに同期して入力される。

【００４０】さらに詳述すると、変換画素値演算部２４
１は、投影法等により変換画素値の演算と、各同期信号
の制御が行われる。ここでは、１／２より大きい倍率の
単数倍変換を行う。パターン検出処理部２４２は、予め
設定したパターンと原画像パターンとのパターンマッチ
ングを行い、細線や文字のエツジ等を検出する。画素値
縮小処理部２４３は、変換画素値演算部２４１で得られ
た変換画素を１／ｎ倍（ｎ：整数）に変換するための信
号処理と同期信号の制御を行う。最終的な変換倍率は、
変換画素値演算部２４１での変換倍率と１／ｎ倍処理部
での倍率の積で決定される。検出結果縮小処理部２４４
はパターン検出処理部２４２で得られたパターン検出結
果を１／ｎ倍に変換する処理を行う。単純２値化処理部
２４５は画素値縮小結果の２値化処理を行う。濃度保存
２値化処理部２４６は、画素値縮小処理結果を濃度保存
２値化処理する。選択部１７は、パターン検出結果の縮
小処理結果により、濃度保存２値化処理部２４６と単純
２値化処理部２４５の各２値化結果から一つを選択す
る。

【００４１】第１の実施例では、図１に示すように、単
純２値化処理部１６の閾値を検出結果縮小処理部１４及
び２値化閾値選択部１７によって選択するように構成さ
れ、またそのように動作したが、第３の実施例において
は、単純２値化処理部２４５で扱う閾値を固定として、
他の構成及び動作については、第１の実施例と同様であ
る。

【００４２】以上説明した第３の実施例によれば、投影
法を端数倍処理と整数分の１倍処理に分離して処理する
ことでハードウエアにより実現した場合の回路規模の増
大を軽減し、パターン検出結果に対しても整数分の１倍
処理を行うことで、分離処理時の検出結果情報の欠落を
防ぐことが可能になり、文字画像と擬似中間調画像の混
在した画像を良好に処理する装置を容易に実現すること
が可能になる。

【００４３】＜第４の実施例＞次に、第４の実施例につ
いて説明する。図２５は第４の実施例による画像処理装
置の構成を示すブロツク図である。同図において、２５
１は変換画素値演算部、２５２はパターン検出処理部、
２５３は画素値縮小処理部、２５４は検出結果縮小処理
部、２５５は単純２値化処理部、２５６は２値化閾値選
択部をそれぞれ示している。上記構成において、入力画
像は、図２に示す様に、ライン同期信号に同期して、１
ライン分の画像データが、ページ同期信号に同期して、
１ページ分の画像データが、画像同期クロツクに同期し
て入力される。

【００４４】さらに詳述すると、変換画素値演算部２５
１は、投影法等により変換画素値の演算と、各同期信号
の制御が行われる。ここでは、１／２より大きい倍率の
単数倍変換を行う。パターン検出処理部２５２は、予め
設定したパターンと原画像パターンとのパターンマッチ
ングを行う。画素値縮小処理部２５３は、変換画素値演
算部２５１で得られた変換画素を１／ｎ倍（ｎ：整数）
に変換するための信号処理と同期信号の制御を行う。最
終的な変換倍率は、変換画素値演算部２５１での変換倍
率と１／ｎ倍処理部での倍率の積で決定される。検出結
果縮小処理部２５４はパターン検出処理部２５２で得ら
れたパターン検出結果を１／ｎ倍に変換する処理を行
う。単純２値化処理部２５５は、パターン検出処理結果
及びその縮小変換処理結果から２値化閾値選択部２５６
で決定された閾値を用いて変換画素値の２値化処理を行
う。

【００４５】図２６は第４の実施例による細線検出パタ
ーンを示す図である。パターン検出処理部２５２におい
て、参照画素は黒細線パターンのどれかあるいは白細線
パターンのどれかとして検出される。

【００４６】以上説明したように、第４の実施例では、
第１の実施例のように、濃度保存２値化処理を具備せ
ず、単純２値化処理を行うときの閾値を可変として、縮
小時の細線の抜けやつぶれを軽減することができる。換
言すれば、投影法によって得られた変換画素の平均濃度
を平均値処理により整数分の１に縮小し、縮小された画
素値を原画像のパターンによって選択された閾値で２値
化することにより、縮小倍率が小さい場合のハード規模
増大を抑えた細線保存縮小変換を行うことができる。さ
らに、パターン検出結果に対しても縮小変換処理を行う
ことで縮小倍率が小さい場合の検出結果情報の欠落を防
ぐことが可能になる。

【００４７】＜第５の実施例＞次に、第５の実施例につ
いて説明する。図２７は第５の実施例による画像処理装
置の構成を示すブロツク図である。同図において、２７
１は変換画素値演算部、２７２はパターン検出処理部、
２７３は単純２値化処理部、２７４は２値化閾値選択
部、２７５は濃度保存２値化処理部をそれぞれ示してい
る。

【００４８】本実施例では、図１の画素値縮小処理部１
３及び検出結果縮小処理部１４，１５を除いた構成によ
って、画素密度変換が行われる。そこで、まず簡単に動
作を述べる。上記構成において、入力画像は、図２に示
す様に、ライン同期信号に同期して、１ライン分の画像
データが、ページ同期信号に同期して、１ページ分の画
像データが、画像同期クロツクに同期して入力される。

【００４９】さらに詳述すると、変換画素値演算部２７
１は、投影法等により変換画素値の演算と、各同期信号
の制御を行う。パターン検出処理部２７２は、予め設定
したパターンと原画像パターンとのパターンマッチング
を行う。単純２値化処理部２７３は、パターン検出処理
結果から２値化閾値選択部２７４で決定された閾値を用
いて変換画素値の２値化処理を行う。濃度保存２値化処
理部２７５は変換画素値演算部２７１で得られた変換画
素値を濃度保存２値化処理する。選択部２７６は、パタ
ーン検出結果により単純２値化処理部２７３と濃度保存
２値化処理部２７５の各２値化結果から一つを選択す
る。

【００５０】次に、本実施例の細線の処理方法について
説明する。図２８は投影法による黒細線消失の例を示す
図、図２９は第５の実施例による黒細線保存の例を示す
図、図３０は投影法による白細線消失の例を示す図、そ
して、図３１は第５の実施例による白細線保存の例を示
す図である。

【００５１】図２８で示されるような変換を行う場合、
通常、閾値で変換を行うと、図に示すように細線が消失
する（図中の濃度値は最大値を１に正規化して表現して
いる）。そこで第５の実施例では、パターン検出により
細線の検出を行い、例えば、黒細線の場合、閾値を通常
の閾値より低い値に設定することで、本実施例の場合、
図２９に示すような黒線保存を行う。また図３０に示す
ような白細線の場合、通常の閾値では細線が消失する
が、本実施例ではパターン検出結果から低い閾値が選択
され、図３１に示すように白線の保存がなされる。

【００５２】以上説明したように、第５の実施例によれ
ば、投影法によって得られた変換画素の平均濃度を原画
像のパターンによって選択された閾値で２値化すること
で、縮小時の細線の抜けを防ぐことが可能になる。さら
にパターン検出結果により細線やエツジ部以外は誤差拡
散法による２値化結果を選択することで疑似中間調の混
在した画像に対しても良好に変換処理することが可能に
なる。

【００５３】＜第６の実施例＞本発明は、変換画素値演
算部の処理を投影法に限るわけではなく、その他様々な
補間法等を用いてもよく、その一例である第６の実施例
により線形補間法を用いた場合について述べる。

【００５４】図３２は黒細線消失の例を示す図であり、
図３３は第６の実施例による黒細線保存の例を示す図で
ある。図３２に示すような変換では、変換により細線が
消失する。これに対して、図３３に示す方法によれば、
パターン検出処理により、低い閾値が選択されるため、
細線の保存がなされる。さらに細線やエツジと判定され
た以外の画素に対しては、濃度保存処理を行うことで、
擬似中間画像を処理した場合に生じるモワレを軽減する
ことができる。このように、変願画素を処理の過程で一
旦多値データに変換するような密度変換処理法であれ
ば、どのようなものに対しても適用できる。

【００５５】＜第７の実施例＞次に、第７の実施例につ
いて説明する。図３４は第７の実施例による画像処理装
置の構成を示すブロツク図である。同図において、３４
１は変換画素値演算部、３４２はパターン検出処理部、
３４３は単純２値化処理部、３４４は２値化閾値選択部
をそれぞれ示している。上記構成において、入力画像
は、図２に示す様に、ライン同期信号に同期して、１ラ
イン分の画像データが、ページ同期信号に同期して、１
ページ分の画像データが、画像同期クロツクに同期して
入力される。

【００５６】さらに詳述すると、変換画素値演算部３４
１は、投影法等により変換画素値の演算と、各同期信号
の制御を行う。パターン検出処理部３４２は、予め設定
したパターンと原画像パターンとのパターンマッチング
を行う。単純２値化処理部３４３は、パターン検出処理
結果から２値化閾値選択部３４４で決定された閾値を用
いて変換画素値の２値化処理を行う。このように本実施
例においては、濃度保存２値化処理部、画素値縮小処理
部、及び、検出結果縮小処理部を具備しない画像処理装
置の例を挙げる。

【００５７】図３５は第７の実施例による変換画素値演
算部３４１の構成を示すブロツク図である。同図におい
て、３５１は変換画素位置演算部、３５２は参照画素取
出部、３５３は面積演算部、３５４は平均濃度演算部、
３５５は同期信号制御部をそれぞれ示している。

【００５８】上記構成において、変換画素位置演算部３
５１は、原画像上に投影した変換画素の相対位置を演算
する。参照画素位置演算部３５２は、変換倍率に応じて
変換画素の画素内に現れる画素面を有する原画素を取り
出す。具体的には、図３に示す場合、Ｉ_P ，Ｉ_Q ，Ｉ
_R ，Ｉ_S を取り出す。面積演算部３５３は、変換画素の
画素面に含まれる原画像の画素面面積を計算する。図３
で示す例の場合、Ｓ_P ，Ｓ_Q ，Ｓ_R ，Ｓ_S の演算を行
う。平均濃度演算部３５４は、参照画素値及び面積演算
結果を用いて変換画素の平均濃度を演算する。図３の例
では、（１）式の演算を行う。一般的には、参照される
画素数は、変換倍率によって変化し、次式（８）で表さ
れる演算により変換画素の平均濃度を求める。すなわ
ち、

【００５９】

【数４】 である。ここで、Ｉ_n は注目画素ｎの平均濃度又は輝
度、Ｉ_Kは投影面上の注目画素ｎの画素面に重なる画素
面を有する原画素Ｋの濃度又は輝度、そして、Ｓ_Kは原
画素Ｋの画素面のうち変換画素ｎの画素面に重なる面積
である。

【００６０】図３６は第７の実施例による同期信号制御
部の構成を示すブロツク図である。同図において、３６
１は画素数カウンタ、３６２，３６５はＲＯＭ、３６
３，３６６は論理積ゲート、３６４はラインカウンタを
それぞれ示している。

【００６１】上記構成において、各カウンタ出力（下記
アドレスへ）及び変換倍率（上位アドレスへ）をＲＯＭ
のアドレスとして与え、予めプログラムしておいた倍率
に応じた周期的な間引きパターンを出力する。さらに間
引きパターンとの論理積により、縮小変換時に必要な間
引き同期信号（出力同期信号）を得る。

【００６２】以上説明したように、第７の実施例によれ
ば、投影法によって得られた変換画素の平均濃度を原画
像のパターンによって選択された閾値で２値化すること
で、縮小時の細線の抜けを防ぐことが可能になる。

【００６３】さて、パターン検出処理部は、上述した第
１〜第７の実施例で説明した方法に限るわけではなくど
の様な方法でもよい。例えば参照画素のウインドウサイ
ズ等も実施例に示す４×４だけでなくどの様なものでも
よい。又、細線パターンも実施例で示す場合に限るわけ
ではなく例えば斜線パターンや、２画素幅の細線パター
ンを加える等、様々なパターンを適用してもよい。更
に、テンプレートマチングによる簡単なパターン検出だ
けでなく、例えば参照ウインドウ内の周期性や空間周波
数等の特徴パラメータによるパターン検出等も考えられ
る。

【００６４】さらに、画素値縮小処理部も、上述した第
１〜第７の実施例に示した平均値処理に限るわけではな
く、最も簡単な例としては間引き処理等どの様な処理で
もよい。又、検出結果縮小処理も上記各実施例に示す例
に限るわけではなく、画質を考慮して様々なものが考え
られる。更に、上記２つの縮小は１／２倍の場合につい
て説明したが、本発明においては、参照ウインドウを広
げることで更に小さい倍率に変換することが可能であ
る。

【００６５】又、濃度保存２値化処理は、第１〜第７の
実施例のような誤差拡散法に限るわけではなく、濃度保
存される２値化処理であればどの様な処理でもよい。図
２２は平均誤差最小法による濃度保存２値化部を示すブ
ロツク図である。画素値演算処理部によつて得られた変
換画素の平均濃度は、エラーバツフアメモリ２２０に保
存されている以前に発生した入力データＸ_i,j と出力デ
ータＹ_i,j との誤差データｅ_i,j に重み付け係数を発生
する重み付け発生器２２１により指示された重み係数ａ
_i,j をかけた値が規格化され、加算器２２２で加算され
る。これを式で書くと次式（９）のようになる。すなわ
ち、

【００６６】

【数５】 である。上式（９）に当てはめるまた重み付け係数の一
例を図２３に示す。

【００６７】補正データＸ_i,j'は２値化回路２２３で閾
値と比較され、出力データＹ_i,j を出力する。ここでＹ
_i,j は“１”又は“０”に２値化されている。一方、演
算器２２４では補正データと出力データＹ_i,j の差分ｅ
_i,j が演算され、この結果はエラーバツフアメモリの対
応する画素位置２２５に保存される。以上の操作を繰り
返すことにより濃度保存２値化処理が実行され疑似中間
調画像に対して変換を行った場合のモワレ発生を抑える
効果を得る。

【００６８】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによつて達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
投影法やその他補間法を用いた画素密度変換装置におい
て縮小時の細線の抜けやつぶれを軽減することが可能と
なり、更に疑似中間調画像の混在した原稿も良好に画素
密度変換処理することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理装置の第１の実施例の構
成を示すブロツク図である。

【図２】第１の実施例による信号及びデータのタイミン
グチヤートである。

【図３】第１の実施例による投影法の原理を説明する図
である。

【図４】第１の実施例において投影法で１６画素を参照
する場合の例を示す図である。

【図５】第１の実施例による投影法による変換画素値演
算部１１の構成を示すブロツク図である。

【図６】第１の実施例による同期信号制御部の構成を示
すブロツク図である。

【図７】第１の実施例による変換倍率２／３倍時の主走
査に関するタイミングチヤートである。

【図８】第１の実施例による画素値縮小処理部の構成を
示すブロツク図である。

【図９】図８の画素値縮小処理部の参照画素を説明する
図である。

【図１０】第１の実施例によるパターン検出処理部の構
成を示すブロツク図である。

【図１１】第１の実施例による図１０のパターン検出処
理部での参照画素点を説明する図である。

【図１２】第１の実施例による細線及びエツジパターン
の一例を示す図である。

【図１３】第１の実施例による検出結果縮小処理部の構
成を示すブロツク図である。

【図１４】第１の実施例による２値化閾値選択部及び単
純２値化処理部の構成を示すブロツク図である。

【図１５】第１の実施例において投影法による黒細線消
失の例を示す図である。

【図１６】第１の実施例による黒細線保存の例を示す図
である。

【図１７】第１の実施例による２値化処理部の構成を示
すブロツク図であり、図１８は第１の実施例による誤差
拡散位置を説明する図である。

【図１８】第１の実施例による誤差拡散位置を説明する
図である

【図１９】第２の実施例による線型補間法の原理を説明
する図である。

【図２０】第２の実施例による線型補間法による黒細線
消失の一例を示す図である。

【図２１】第２の実施例による黒細線保存の一例を示す
図である。

【図２２】平均誤差最小法による濃度保存２値化部を示
すブロツク図である。

【図２３】重み付け係数の一例を示す図である。

【図２４】第３の実施例による画像処理装置の構成を示
すブロツク図である。

【図２５】第４の実施例による画像処理装置の構成を示
すブロツク図である。

【図２６】第４の実施例による細線検出パターンを示す
図である。

【図２７】第５の実施例による画像処理装置の構成を示
すブロツク図である。

【図２８】投影法による黒細線消失の例を示す図であ
る。

【図２９】第５の実施例による黒細線保存の例を示す図
である。

【図３０】投影法による白細線消失の例を示す図であ
る。

【図３１】第５の実施例による白細線保存の例を示す図
である。

【図３２】黒細線消失の例を示す図である。

【図３３】第６の実施例による黒細線保存の例を示す図
である。

【図３４】第７の実施例による画像処理装置の構成を示
すブロツク図である。

【図３５】第７の実施例による変換画素値演算部３４１
の構成を示すブロツク図である。

【図３６】第７の実施例による同期信号制御部の構成を
示すブロツク図である。

【符号の説明】

１１，２４１，２５１，２７１，３４１ 変換画素値演
算部 １２，２４２，２５２，２７２，３４２ パターン検出
処理部 １３，２４３，２５３ 画素値縮小処理部 １４，１５，２４４，２５４ 検出結果縮小処理部 １６，２４５，２５５，２７３，３４３ 単純２値化処
理部 １７，２５６，２７４，３４４ ２値化閾値選択部 １８，２４６，２７５ 濃度保存２値化処理部 １９，１４４，２４７，２７６ 選択部 ５１，３５１ 変換画素位置演算部 ５２，３５２ 参照画素取出部 ５３，３５３ 面積演算部 ５４，３５４ 平均濃度演算部 ５５，３５５ 同期信号制御部 ６１，３６１ 画素数カウンタ ６２，６５，１０３ ，３６２，３６５ ＲＯＭ ６３，６６，３６５，３６６ 論理積ゲート ６４ ラインカウンタ ８１，１３１，１７３ ラインバツフア ８２ａ〜８２ｄ，１０２ａ〜１０２ｍ，１３２ａ〜１３
２ｄ １画素遅延素子 ８３ 平均値処理部 ８４ 同期信号間引き処理部 ８５，１０４，１３４，１４１〜１４３ レジスタ １０１ａ〜１０１ｃ １ライン遅延素子 １３３ 検出結果変換演算部 １４５ 比較器 １７１ａ〜１７１ｄ １画素遅延素子 １７２ａ〜１７２ｄ，２２２ 加算器 １７４ ２値化処理部 １７５ ２値化誤差算出部 １７６ 誤差分配部 ２２０ エラーバツフアメモリ ２２１ 重み付け回路 ２２３ ２値化回路 ２２４ 演算器 ２２５ 画素位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 3/40 H04N 1/387 101 - 1/393 H04N 1/403 - 1/405

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原画像に基づいて予め設定したパターン
   を検出する検出手段と、 前記原画像の画素データ列を削減する第１の縮小手段
   と、 前記第１の縮小手段で削減した画素データ列を更に削減
   する第２の縮小手段と、 前記検出手段で得た検出結果を示すデータ列を削減する
   第３の縮小手段と、 前記第２の縮小手段で削減された画素データ列を２値化
   する第１の２値化手段と、 前記第３の縮小手段で削減された検出結果を示すデータ
   列に基づいて、前記第１の２値化手段で２値化するとき
   の画素値と同様の画素値を前記第１の２値化手段とは異
   なる方法で２値化する第２の２値化手段と、 前記検出手段で前記パターンを検出したときに前記第２
   の２値化手段で得た２値化結果を選択し、前記検出手段
   で前記パターンを検出しないときに前記第１の２値化手
   段で得た２値化結果を選択する選択手段とを備えること
   を特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記第２の２値化手段は、 複数の閾値を予め記憶する記憶手段と、 前記第３の縮小手段で削減された検出結果を示すデータ
   列に基づいて、前記記憶手段で記憶した複数の閾値から
   １つの閾値を選択する閾値選択手段と、 前記閾値選択手段で選択した閾値に基づいて、前記第１
   の２値化手段で２値化するときの画素値と同様の画素値
   を単純２値化する単純２値化手段とを含むことを特徴と
   する請求項１記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 原画像に基づいて予め設定したパターン
   を検出する検出手段と、 前記原画像の画素データ列を削減する第１の縮小手段
   と、 前記第１の縮小手段で削減した画素データ列を更に削減
   する第２の縮小手段と、 前記検出手段で得た検出結果を示すデータ列を削減する
   第３の縮小手段と、 前記第２の縮小手段で削減された画素データ列を２値化
   する第１の２値化手段と、 前記第２の縮小手段で削減された画素データ列を前記第
   １の２値化手段とは異なる異なる方法で２値化する第２
   の２値化手段と、 前記検出手段で前記パターンを検出したときに前記第２
   の２値化手段で得た２値化結果を選択し、前記検出手段
   で前記パターンを検出しないときに前記第１の２値化手
   段で得た２値化結果を選択する選択手段とを備えること
   を特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 原画像に基づいて予め設定したパターン
   を検出する検出手段と、 前記原画像の画素データ列を削減する第１の縮小手段
   と、 前記第１の縮小手段で削減した画素データ列を更に削減
   する第２の縮小手段と、 前記検出手段で得た検出結果を示すデータ列を削減する
   第３の縮小手段と、 前記第３の縮小手段で削減された検出結果を示すデータ
   列に基づいて前記第２の縮小手段で削減された画素デー
   タ列を２値化する２値化手段とを備えることを特徴とす
   る画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記２値化手段は、 複数の閾値を予め記憶する記憶手段と、 前記第３の縮小手段で削減された検出結果を示すデータ
   列に基づいて前記記憶手段で記憶した複数の閾値から１
   つの閾値を選択する閾値選択手段と、 前記閾値選択手段で選択した閾値に基づいて前記画素値
   を単純２値化する単純２値化手段とを含むことを特徴と
   する請求項４記載の画像処理装置。