JP3004244B2

JP3004244B2 - 領域分離装置

Info

Publication number: JP3004244B2
Application number: JP10022296A
Authority: JP
Inventors: 敏大内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-02-03
Publication date: 2000-01-31
Anticipated expiration: 2015-01-31
Also published as: JPH10243224A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は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。

【０００２】

【従来の技術】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
鋭化処理などを行うことが望ましい。

【０００３】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。特公平５−３３８６９号公報には、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方法が開
示されている。

【０００４】この方法は、図８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
として図９（Ａ）（Ｂ）のように検出する。

【０００５】（ｉ）差分の符号が前後で変わったときの
画素（図９（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（図９（Ｂ））を極点とする。（iii)前の極点との間隔が予め定めた閾値Ｌ_th0となっ
たときの画素（図示なし）を極点とする。

【０００６】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Ｌ_th1
とＬ_th2の範囲内にあるとき。すなわち、Ｌ_th1＜Ｌ（ｉ）＜Ｌ_th2。

【０００７】（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Ｌ_th3
内にあるとき。すなわち、｜Ｌ（ｉ）−Ｌ（ｉ−１）｜≦Ｌ_th3。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。

【０００８】

【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。

【０００９】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。

【００１０】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か否かの網点
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検出方法につい
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。

【００１１】すなわち、一般に網点には粗いものでは６
５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４０
０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
どの高線数の網点では、網点部の頂部が図１０（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、網点部の頂部が図１０（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。

【００１２】本発明は正確に網点領域を検出できるよう
にした領域分離装置を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、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極
点画素であるか否かを検出する第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極点画素であるか否かを検出す
る第２の極点検出部と、前記第１および第２の極点検出
部で検出した極点画素の画像を合成し、該合成された画
像の極点画素を所定の２次元領域単位で計数し、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。

【００１４】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。

【００１５】

【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するこ
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。

【００１６】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。

【００１７】

【発明の実施の形態】図２は本発明の実施例の構成図を
示す。なお、説明を簡単にするため、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Ｙ
ＭＣ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。

【００１８】図２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。

【００１９】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
定の重み係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。この平均化フィルタ
ーとしては、例えば、各画素の重み係数を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。

【００２０】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。

【００２１】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から送られ
てくる元の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、
図３（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
周囲の画素ｍ₁〜ｍ_iとの濃度関係から検出する回路で
ある。

【００２２】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、この合成画像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
えば図５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
ックの極点画素として決定した後、図６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ｎ ₀（図５参
照）、あるいは当該ブロックＢ₀内の全ての画素ｎ₀〜
ｎ₈₀が網点領域に属するか否かを判定する回路である。

【００２３】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
与える極点の検出条件としては、下記（Ｉ）（II）をＡ
ＮＤ条件と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〜ｍ_i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〜ｍ_i またはｍ₀＜ｍ₁〜ｍ_i。

【００２４】前述したように、一般には文字部にも網点
同様の極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）図４（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〜ｍ_iとの間のそれぞれの濃
度差Δｍの絶対値が所定の閾値Δｍ_TH以上であるとき。
すなわち、｜Δｍ｜＞Δｍ_TH 。

【００２５】また、上記の網点領域検出部３における網
点領域の検出条件としては、下記(IIIａ）(IIIｂ）（IV
ａ）（IVｂ）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画素ずつ移動しながら
処理を実行する場合 (IIIａ）図６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
Ｐ_TH以上であるブロックの数ΣＢが所定の閾値Ｂ_TH以上
であるときに、当該注目ブロックＢ₀の中心画素ｎ
₀（図５参照）を網点部とする。すなわち、〔Ｐ＞Ｐ_THのブロックの数ΣＢ〕＞Ｂ_TH 。

【００２６】(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ΔＰ_TH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｜＜ΔＰ_TH 。

【００２７】上記Ｎ×Ｎ画素のブロックＢを１ブロック
ずつ移動しながら処理を実行する場合（IVａ）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Ｐ_TH以上であるブロ
ックの数ΣＢが所定の閾値Ｂ_TH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（図５参
照）を網点部とする。

【００２８】（IVｂ）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ΔＰ_TH以下であるときに、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。

【００２９】進んで、上記構成になる実施例の動作を図
１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(I
IIａ）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。

【００３０】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、図５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。

【００３１】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
図３（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〕）。

【００３２】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
ステップ〔６〕へ移行し、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検出結果と、
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
の極点画素検出結果との論理和を採り、合成画像を作る
（ステップ〔６〕）。

【００３３】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(IIIａ）
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
成画像を図５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。

【００３４】次いで、ステップ〔８〕において、図６に
示す注目ブロックＢ₀とその周囲のブロックＢ₁〜Ｂ₈
についてその極点画素数Ｐが所定の閾値Ｐ_TH以上である
ブロックの数ΣＢを求め、ステップ

〔９〕においてその
ブロック数ΣＢが所定の閾値Ｂ_TH以上であるか否かを判
定する。

【００３５】上記ステップ

〔９〕において、ブロック数
ΣＢが閾値Ｂ_THよりも大きいときは当該注目ブロックＢ
₀の中心画素ｎ₀（図５参照）を網点部であると判定
し、ステップ〔１０〕へ移行する。他方、ブロック数Σ
Ｂ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（図５参照）は網点部でないと判定し、
ステップ〔１１〕へ移行する。

【００３６】網点領域検出部６から上記検出結果を受け
た領域判定信号出力部７は、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
すべての画素について網点部と線画部とに領域分離す
る。

【００３７】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
画素のブロックとして９×９画素サイズのものを用いた
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。

【００３８】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５８−１１５９
７５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、文字部、連続階調部の三
者の分離も可能となる。

【００３９】図７は上記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図２に示した領域分離装置である。
図７中、９は文字領域処理用の鮮鋭処理回路、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は網点領域処理用の平滑処理回
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のいずれかの信号を選択する画像信号選択回
路である。

【００４０】入力した画像信号は領域分離装置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信号で
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。

【００４１】この結果、線画領域ではディザ処理回路１
０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１３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
自然な感じに疑似中間調処理された高品質の２値画像が
得られる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
効果が得られる。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するこ
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。

【００４３】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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の動作のフローチャート。

【図２】本発明の実施例を示す図。

【図３】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。

【図４】上記マトリックスの画素比較方向を示す図。

【図５】Ｎ×Ｎ画素からなるブロックの例を示す図。

【図６】注目ブロックと周囲ブロックの関係を示す図。

【図７】本発明を適用して構成した複写機の例を示す
図。

【図８】従来方式の説明図。

【図９】従来方式による極点検出の例を説明する図であ
る。

【図１０】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。

【符号の説明】

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

(57)【特許請求の範囲】

【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
心画素が極点画素であるか否かを検出する第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
中心画素が極点画素であるか否かを検出する第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画素の
画像を合成し、該合成された画像の極点画素を所定の２
次元領域単位で計数し、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。
【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。