JP3049959B2 - 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、画像データのエッジを
強調する処理を実行する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル複写機において、イメージリー
ダ等で読み取られた画像データに対してＭＴＦ補正を施
すためにラプラシアンフィルタを用いてエッジ強調を行
うものがある（例えば、特開昭６２−１１４３７７号公
報）。更に、より適正なエッジ強調処理を施すために、
種々の方法が提案されている。例えば、特開平３−１５
７０６０号公報では、２値画像の多値復元、パターンマ
ッチングによってエッジの有無及び方向を検出する。ま
た、２値画像データの多値復元、複数の方向についてエ
ッジ強調処理する所定のマトリクス内に存在する黒画素
数の差より求めるものも提案されている。また更に、特
開昭６１−１５７１６５号公報では、複数方向のエッジ
量を求め、その和を採用するものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、記録者の筆圧
により濃度にばらつきを生じる鉛筆書きの原稿や、文字
の背景部に濃度のばらつきがある再生紙、パンフレット
等の原稿に対して、ラプラシアンフィルタを用いたエッ
ジ強調処理を実行すると、濃度のばらつきがエッジ強調
処理される。この結果、原稿の文字のかすれ及び部分的
な太り等が発生する。

【０００４】図１８は、典型的なラプラシアンフィルタ
の例を示す図である。ラプラシアンフィルタはデジタル
複写機において、主にＭＴＦ補正部で用いられる。イメ
ージセンサ（ＣＣＤ）で読み取った原稿画像の画像デー
タは、隣接画素からの光の回り込み等により、シャープ
さを欠くものとなっている。ところが、特に文字及び線
画像では、シャープさが重要なポイントとなる。このた
め、ＭＴＦ補正部において、ラプラシアンフィルタを用
い、このフィルタの出力値をエッジ強調量として、注目
画素の濃度値に加算する処理を施す。

【０００５】しかし、ラプラシアンフィルタによる出力
値が、常に正確なエッジ強調量であるとは限らない。例
えば、ＣＣＤの画素間の出力値にばらつきがある場合
や、原稿の文字部と、背景部の境界部分以外にエッジが
存在する場合等が考えられる。本発明で問題とするの
は、後者の場合であり、次の図１９（ａ）〜（ｃ）にそ
の例を示す。

【０００６】図１９（ａ）〜（ｃ）に示す各図は、図１
８の（ａ）に示すアプラシアンフィルタ１を用いて各所
定のマトリクス内の中間調の画像データにエッジ強調処
理を施したものである。また、図１９に示す各図を４５
度回転させた原稿を用いれば、図１８（ｂ）に示される
ラプラシアンフィルタ２であっても、同じ結果が得られ
る。

【０００７】図１８（ａ）に示したラプラシアンフィル
タ１では、図１９（ａ）に示すように、線画の内部の濃
度が均一であれば所望の結果が得られるのである。しか
し、図１９（ｂ）及び（ｃ）に示すように線画の中央の
画素の濃度値が隣接画素の濃度よりも高かったり低かっ
たりする場合、この濃度値の違いがエッジ強調処理にお
いて強調されることとなり、線画としてのエッジ強調処
理ができない。このような原稿が発生するのは、鉛筆書
きの原稿のように、文字内部に筆圧の変化による濃度の
ばらつきが存在する場合や、再生紙等の白地部分の濃度
にばらつきがあったり、パンフレットのように、中間調
画像中に文字が存在する場合等が考えられる。

【０００８】特に複数回（ｎ回）複写動作を繰り返す必
要のある場合では、一旦エッジ強調処理の施された画像
に、さらに、エッジ強調処理もしくは２値化処理が施さ
れることとなる。この結果、図１９に示すように線画の
一部が欠落する。実際には、これはコピーによる文字画
像のかすれとしてコピー用紙上に現れる。

【０００９】そこで、本発明は、より適正なエッジ強調
処理を施すことのできる画像処理装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【問題を解決するための手段】本発明に係る画像処理装
置は、読み取った原稿画像の画像データのエッジ強調処
理を実行する画像処理装置であって、中心に注目画素を
備える第１のマトリクスを構成する画素の画像データの
平均値に基づいて２値化を行うためのしきい値を決定す
る第１決定手段と、第１決定手段により決定されたしき
い値を用いて第１のマトリクス内の画像データを２値化
する第１の２値化手段と、第１の２値化手段による２値
化データの第１のマトリクス内での分布に基づいてエッ
ジ強調処理の有無について判断する判断手段と、上記注
目画素に対するエッジ量を検出するエッジ量検出手段
と、判断手段によりエッジ強調処理を実行すると判断さ
れた場合、エッジ量検出手段により検出されたエッジ量
に基づいて、注目画素についてエッジ強調処理を実行す
るエッジ強調手段とを備える。

【００１１】また、読み取った原稿画像の画像データの
エッジ強調処理を実行する画像処理装置であって、中心
に注目画素を備える第１のマトリクスを構成する画素の
画像データの平均値に基づいて２値化を行うためのしき
い値を決定する第１決定手段と、第１決定手段により決
定されたしきい値を用いて第１のマトリクス内の画像デ
ータを２値化する第１の２値化手段と、中心に上記注目
画素を備え、第１のマトリクスよりもサイズの小さな第
２のマトリクスを構成する画素の画像データの平均値に
基づいて２値化のためのしきい値を決定する第２決定手
段と、第２決定手段によるしきい値を用いて第２のマト
リクスを構成する画素の画像データを２値化する第２の
２値化手段と、第１の２値化手段による２値化データが
第１のマトリクス内での分布が所定のパターンであるか
否かを判定する判定手段(EDGSEL)と、判定手段により２
値化データが所定のパターンでないと判定された場合、
第１の２値化手段による２値化データの第１のマトリク
ス内での分布に基づいてエッジ強調処理の有無について
判断する第１判断手段と、判定手段により２値化データ
が所定のパターンであると判断された場合、第２の２値
化手段による２値化データの第２のマトリクス内での分
布に基づいてエッジ強調処理の有無について判断する第
２判断手段と、上記注目画素に対するエッジ量を検出す
るエッジ量検出手段と、上記第１判断手段又は第２判断
手段がエッジ強調処理を実行すると判断した場合、上記
エッジ量検出手段により検出されたエッジ量に基づい
て、注目画素についてエッジ強調処理を実行するエッジ
強調手段とを備える。

【００１２】またさらに、イメージリーダで読み取った
原稿画像の画像データのエッジ強調処理を実行する画像
処理装置であって、中心に注目画素を備える第１のマト
リクスを構成する画素の画像データの平均値に基づいて
２値化を行うためのしきい値を決定する決定手段と、決
定手段により決定されたしきい値を用いて第１マトリク
ス内の画像データを２値化する２値化手段と、第１のマ
トリクスよりもサイズの小さく中心に上記注目画素を備
える第２のマトリクス内の２値化データに基づいてエッ
ジ強調処理の有無を判断する判断手段と、上記注目画素
に対するエッジ量を検出するエッジ量検出手段と、判断
手段によりエッジ強調処理を実行すると判断された場
合、エッジ量検出手段により検出されたエッジ量に基づ
いて、エッジ強調処理を実行するエッジ強調手段とを備
える。

【００１３】好ましくは、判断手段は、複数の２値化パ
ターンを記憶するメモリを備え、２値化手段による２値
化データとメモリに記憶しているパターンとを比較し、
この結果に基づいて、エッジ強調処理の実行の有無を判
断する。

【００１４】好ましくはさらに、判断手段は、複数の方
向についてエッジ強調処理の有無を判断し、エッジ量検
出手段は、上記の複数方向のエッジ量を検出し、エッジ
強調手段は、エッジ量検出手段により検出された複数の
方向のエッジ量から、判断手段によりエッジ強調処理有
りと判断された方向のエッジ量を選択し、エッジ強調処
理を実行する。

【００１５】

【作用】請求項１に記載された画像処理装置は、第１決
定手段により決定されたしきい値を用いて第１のマトリ
クス内の画像データを２値化し、この２値化データに基
づいてエッジ強調処理の実行の有無を判断手段により判
断する。判断手段によりエッジ強調処理を実行すると判
断された場合、エッジ量検出手段により検出されたエッ
ジ量に基づいてエッジ強調手段により注目画素について
エッジ強調処理を実行する。

【００１６】請求項２に記載された画像処理装置は、第
１のマトリクスを構成する画素の画像データに基づいて
第１決定手段によりしきい値を決定し、このしきい値を
用いて第１の２値化手段により２値化を行い、更に第１
のマトリクスよりもサイズの小さな第２のマトリクスを
構成する画素の画像データに基づいて第２決定手段によ
りしきい値を決定し、このしきい値を用いて第２の２値
化手段により２値化を行う。ここで、判定手段により第
１のマトリクスの２値化データが所定の条件を満たすと
判断された場合には、第１のマトリクス内での２値化デ
ータの分布に基づいて第１判断手段がエッジ強調の有無
について判断し、所定の条件を満たさないと判断された
場合には、第２のマトリクスの２値化データを用いて第
２判断手段により第２のマトリクスの注目画素について
エッジ強調処理の実行の有無について判断する。第１判
断手段又は第２判断手段によりエッジ強調処理を実行す
ると判断された場合には、エッジ量検出手段により求め
たエッジ量の値に基づいて注目画素についてエッジ強調
処理を実行する。また、判定手段により第１のマトリク
スの２値化データが所定の条件を満たさないと判断され
た場合には、第１判断手段により第１のマトリクスの注
目画素についてエッジ強調処理の実行の有無について判
断する。第１判断手段によりエッジ強調処理を実行する
と判断された場合には、第１エッジ量検出手段により求
めた第１のマトリクス内のエッジ量の値に基づいて第１
のマトリクスの注目画素についてエッジ強調処理を実行
する。

【００１７】請求項３に記載された画像処理装置は、２
値化処理に用いるしきい値を求める際には、第１のマト
リクスを用い、決定手段により決定されるしきい値を用
いて２値化を行う。次に判断手段によりエッジ強調処理
の実行の有無を判断する場合には、第１のマトリクスよ
りもサイズの小さく、中心に上記注目画素を備える第２
のマトリクスを用いて判断を行う。判断手段によりエッ
ジ強調処理を実行すると判断された場合には、エッジ量
検出手段によるエッジ量に基づいて、エッジ強調処理を
実行する。

【００１８】請求項４に記載された画像処理装置は、請
求項１、請求項２、もしくは請求項３に記載された画像
処理装置において、判断手段に複数の２値化パターンを
記憶するメモリを備え、２値化手段による２値化データ
とメモリに記憶しているパターンとを比較し、この結果
に基づいてエッジ強調処理の実行の有無について判断手
段が判断する。判断手段によりエッジ強調処理を実行す
ると判断された場合には、エッジ量検出手段による検出
結果に基づいて、エッジ強調処理を実行する。

【００１９】請求項５に記載された画像処理装置は、２
値化手段により２値化されたデータに基づいて判断手段
は複数の方向についてエッジ強調処理の有無を判断し、
エッジ量検出手段は、複数方向のエッジ量を検出し、エ
ッジ強調手段は、エッジ量検出手段により検出された複
数の方向のエッジ量からエッジ強調処理ありと判断手段
により判断されたエッジ強調の方向のエッジ量を選択
し、この値に基づいてエッジ強調処理を実行する。

【００２０】

【実施例】以下、添付の図面を用いて、本発明にかかる
画像処理装置について以下の順に詳細に説明する。 （１）エッジ強調処理の概略説明 （２）画像処理装置の構成 （３）各機能部の詳細な説明

【００２１】（１）エッジ強調処理の概略説明 まず、図１（ａ）及び（ｂ）を用いて本発明で用いるエ
ッジ強調処理の概略を説明する。（ａ）及び（ｂ）の左
端は、３×３マトリクス領域の画素の濃度データを示す
図であり、中央の縦一列の画素の濃度値が「淡い、濃
い、淡い」、及び「濃い、淡い、濃い」の中間調データ
となっている。該中間調データは、最初に所定のしきい
値で２値化された後にエッジ強調処理が施される。本実
施例では、所定のマトリクス内の各画素の濃度値の平均
値をしきい値として用いる。図１９に示した従来例のよ
うに２値化を行う前にエッジ強調処理を実行する場合と
異なり、まず２値化処理を実行することで、（ａ），
（ｂ）の中央に示されるように線画の画像濃度が多少ば
らついていても全て黒画素と判別される。このように、
画像濃度にばらつきがある文字画像のような線画であっ
ても、一旦２値化処理を実行した後であれば、適正なエ
ッジ強調処理を実行することができる。

【００２２】２値化処理された画像データは、次に、メ
モリに記憶されている複数の２値化パターンと比較さ
れ、該当するパターンが存在する場合にのみエッジ強調
処理が実行される。このようにすることで、正確にエッ
ジ強調処理を実行する必要があるか否かについて調べる
ことができると共に、エッジ強調処理の方向を正確に判
断することができる。これにより図１（ａ）及び（ｂ）
の画像では、共に横方向に一次元ラプラシアンフィルタ
を用いてエッジ強調を施せばよいことが判断される（右
端の図）。また、原稿画像の画像データの線画部におけ
る画像濃度のばらつきが、エッジ強調量に比べて十分に
小さければ、エッジ強調後の画像における線画の濃度の
ばらつきは、それ程目立たない。

【００２３】ここで、イメージリーダ等で読み取った原
稿の画像データを２値化した後、その結果に基づいてエ
ッジ強調の有無及び方向を決定するエッジ強調処理にお
いて、２値化結果を得るための所定のマトリクスを用い
る画像データ処理について考察すると、以下のことが理
解される。即ち、文字及び線画像の輪郭の検出を考える
と、５×５マトリクスのように大きなマトリクスを用い
ることが好ましい。これは、３×３マトリクスのような
小さなマトリクスを用いると局所的な濃度のばらつきま
で検出してしまうからである。一方、２値化結果のパタ
ーンからエッジ強調の有無及び方向を検出する過程にお
いては、マトリクスの大きさは３×３マトリクスのよう
に小さいほうがよい。これは、５×５マトリクスのよう
に大きなマトリクスを用いると検出用のパターンマッチ
ング用ＲＯＭテーブルが膨大なものとなるからである。

【００２４】本発明のエッジ強調処理では、上記考察に
基づき、より正確なエッジ強調処理を実行するために、
互いに注目画素を備える５×５画素及び３×３画素から
なる大小２種類のマトリクスを使用する。基本的には、
５×５マトリクスを用いて該マトリクスを構成する画素
の画像データの平均値よりしきい値を求め、２値化処理
を実行する。次に３×３マトリクスを用い、上記２値化
結果よりエッジ強調処理の実行の有無及びエッジ強調の
方向の検出を実行する。エッジ強調処理を実行する場合
には、検出されたエッジ強調の方向に対応する３×３マ
トリクスからなるラプラシアンフィルタを用いて注目画
素についてエッジ強調処理を実行する。

【００２５】しかし、５×５マトリクスによる２値化結
果が所定の条件（本実施例の場合は全てが黒もしくは白
である場合）を満たす場合には、より詳細な２値化デー
タを得るために３×３マトリクスを構成する画素の画像
データの平均値よりしきい値を求め、２値化処理を実行
する。引き続き３×３マトリクスを用い、上記２値化結
果に基づいてエッジ強調処理の実行の有無及びエッジ強
調の方向の検出を実行する。ここで、エッジ強調処理を
実行する場合には、検出されたエッジ強調の方向に対応
する３×３マトリクスからなるラプラシアンフィルタを
用いて注目画素についてエッジ強調処理を実行する。

【００２６】本発明のエッジ強調処理は、単純な一次元
方向のラプラシアンの出力値を複数の方向について求
め、その中の１つを選択する従来のエッジ強調処理と比
較して、次の２つの点で優れている。第１に、エッジを
強調する方向の検出時に２値化処理及びパターンマッチ
ングを行っているので、従来のように単純な大小関係に
よる比較で発生する誤検出が少なく、更には、回路構成
が簡単になる。第２に、２値化パターンによっては、エ
ッジ強調を行わないため、より柔軟な対応が可能であ
る。

【００２７】（２）画像処理装置の構成 図２は、本発明の画像処理装置の全体構成を示す。画像
処理装置は、イメージリーダで読み取られた画像データ
が入力され、５×５のマトリクスを形成し、記憶するメ
モリ１と、エッジ方向選択部２０と、４方向ラプラシア
ン計算部９と、４方向のラプラシアンからエッジ強調処
理を実行する方向のラプラシアンを選択する４方向→１
方向ラプラシアン選択部１０と、選択部１０から出力さ
れるラプラシアン計算結果をエッジ強調量としてイメー
ジリーダで読み取られた画像データに加算し出力するエ
ッジ強調量計算部１１とから構成される。

【００２８】メモリ１に入力される画像データは、ＣＣ
Ｄからの出力値をデジタル変換した後の複数ビットシリ
アルの画像データを考える。また、エッジ方向選択部２
０では、２値化処理後のパターンマッチングによって、
エッジ強調の有無及び方向の検出を行う。一方、４方向
ラプラシアン計算部９では、水平、垂直、斜め２方向の
計４方向のラプラシアンを計算する。４方向→１方向ラ
プラシアン選択部１０では、エッジ方向選択部２０で選
択されたエッジ方向のラプラシアンを４方向ラプラシア
ン計算部９の出力から選択し、これをエッジ強調量とし
てエッジ強調量計算部１１に出力する。エッジ強調量計
算部１１では、入力されたエッジ量を注目画素の画像デ
ータの値に加算する。以上の処理により、エッジ強調処
理された画像データがＰ_OUTから出力される。

【００２９】ここで、上記エッジ方向選択部２０は、５
×５のマトリクス内に在る各画素の平均の濃度値を求
め、これをしきい値として出力する５×５しきい値計算
部２と、計算部２から出力されたしきい値に基づいて該
５×５マトリクス内の各画素を２値化する第１の２値化
部４と、２値化結果と、予め設定されている２値化パタ
ーンとを比較し該当するパターンを検出する第１パター
ンマッチング部６と、３×３のマトリクス内に在る各画
素の平均の濃度値を求め、これをしきい値として出力す
る３×３しきい値計算部３と、計算部３から出力された
しきい値に基づいて該３×３マトリクス内の各画素を２
値化する第２の２値化部５と、２値化結果及び予め設定
されている２値化結果とを比較し、該当するパターンを
検出する第２パターンマッチング部７と、５×５マトリ
クスの演算結果と３×３マトリクスの演算結果とを比較
検討し、何れか一方の結果を出力するデータセレクタ８
とから構成される。

【００３０】（３）各機能部の詳細な説明 図３は、５×５マトリクスメモリ１の構成回路図を示
す。メモリ１は、４個の８ビットＦＩＦＯと、２１個の
８ビットＤ−ＦＦから構成される。これは、図４に示す
ように、エッジ強調処理を施す注目画素Ｐ３３を中心と
した主副走査方向に５画素分（Ｐi,j：ｉ＝１〜５、ｊ
＝１〜５）の範囲の画像データを一度に参照するための
メモリである。なお。メモリ１の回路において、画像デ
ータはＣＬＫ信号（クロック信号）に同期して搬送され
る。このため、Ｐｉｎ及びＰ１１〜Ｐ５５の画像データ
は、すべて８ビットのデータとされる。

【００３１】次に、エッジ方向選択部２０の各部の説明
を行う前に、２種類（５×５及び３×３）のマトリクス
による２値化結果より、最終的にエッジ強調を行う方向
を決定する方法について述べる。

【００３２】図５（ａ）は、典型的な鉛筆書きの原稿を
読み取った場合の所定領域の画像データの様子を示す図
である。ここで、図中の各画素の濃度は、斜線が１本の
画素、斜線が２本の画素、クロスハッチングされている
画素の順に濃くなる。図５（ｂ）は、「＊」印の付され
た画素を注目画素とし、これを中心に形成される５×５
のマトリクス内の画素を２値化したものである。また、
図５（ｃ）は、「＊」印の付された画素を注目画素と
し、これを中心に形成される３×３のマトリクス内の画
素を２値化したものである。この場合に用いられる２値
化のためのしきい値は、それぞれのマトリクス内の各画
素の濃度値の平均値を用いる。

【００３３】２値化結果を見れば理解されるように、５
×５マトリクスにおける２値化結果（図５（ｂ）参照）
からは、上下方向にエッジが存在することが明らかであ
るが、３×３マトリクスにおける２値化結果（図５
（ｃ）参照）からは、必ずしもそうであるとはいえな
い。このように、１０画素分で１周期の濃淡の存在する
ような、低周波画像に関しては、５×５マトリクスで２
値化する方が適している。これは、３×３マトリクス
は、局所的な濃度の変化に敏感すぎるためである。

【００３４】一方、図６に示す読取画像（ａ）は、５画
素分で１周期の濃淡の存在する画像である。ここで、図
中の各画素の濃度は、斜線が１本、斜線が２本、「×」
印のクロスハッチング、菱形のクロスハッチングが施さ
れている順に濃くなる。このような画像に対して図１８
に示されるラプラシアンフィルタを用いると、エッジ強
調のかかる範囲は、図６の（ｂ）に示すようになる。し
かし、読取画像（ａ）を２値化すると、読取画像にモア
レが存在していることから図７の（ａ）のようになる。
この図６（ｂ）の２値化結果は、各画素に５×５マトリ
クスで２値化した結果とほぼ等しいことを考え、注目画
素を中心とした３×３マトリクスのパターンからエッジ
強調の有無を求めると、エッジ強調のかかる領域は、図
７（ｂ）の斜線部分となる。このように、５×５マトリ
クスによる２値化結果を用いたエッジ強調は、モアレが
存在する画像に対して、そのモアレを強調する方向に働
くことがある。

【００３５】図７（ｂ）の斜線のない領域に関しては、
３×３マトリクスによる２値化結果を用いれば、エッジ
強調の方向が得られる。このように、本発明では、３×
３マトリクスと５×５マトリクスとによる２値化結果を
以下のようにして使用する。まず、５×５マトリクスを
用いた２値化結果により、エッジ強調の有無とその方向
とを求め、エッジ強調有りの場合、その方向を最終的に
選択する。次に、５×５マトリクスを用いた２値化結果
が、全て白、もしくは全て黒の場合、３×３マトリクス
による２値化結果を参照してエッジ強調の有無と、その
方向とを求める。ここで、エッジ強調有りの場合には、
その方向を最終的に選択し、エッジ強調無しの場合に
は、エッジ強調を行わない。５×５マトリクスを用いた
２値化結果より、エッジ強調無しとされ、かつ、全て
白、もしくは全て黒でもない場合には、該注目画素につ
いては、エッジ強調無しと判断する。

【００３６】ところで、５×５マトリクスを用いた２値
化結果のうち、中央の３×３マトリクスのパターンのみ
を参照すれば、十分な判別結果が得られる。従って、本
発明の画像処理装置では、２値化のしきい値を求めるマ
トリクスの大きさを、その後のパターンの参照に用いる
マトリクスの大きさよりも大きくすることで、ハードウ
ェア回路の規模を削減する。

【００３７】図８は、５×５マトリクスしきい値計算部
２及び３×３マトリクスしきい値計算部３の内部構成図
である。該計算部３は、計１９個の平均値回路から構成
され、各平均値回路は、２つの入力端子と、１つの出力
端子を備え、各入力端子から入力された２つの画素の濃
度値の平均値を、出力端子から出力する。この計算に
は、各画像データの上位６ビットのみを用いる。

【００３８】３×３マトリクスしきい値計算部３で２値
化のしきい値を算出するには、次の図９（ａ）に斜線で
示される画素の濃度値をそれぞれ、入力端子に入力し、
平均値ＡＶＲ３３を算出する。

【００３９】また、５×５マトリクスしきい値計算部２
で２値化のしきい値を算出するには、次の図９（ｂ）に
斜線で示される画素の濃度値をそれぞれ入力端子に入力
し、平均値ＡＶＲ５５を算出する。

【００４０】次の図１０は、第１の２値化部４と、第１
パターンマッチング部６の回路構成図である。該回路
は、９個の比較器と、各比較器から出力された比較結果
に基づいて、パターンマッチング処理を施すＲＯＭと、
２つのインバータ及び４つの論理和ゲートからなる論理
回路とから構成される。比較器の各入力端子には、５×
５マトリクス内の各画素の濃度値がそれぞれ入力される
と共に、その全てに対して前に説明した５×５しきい値
計算部２で算出されるしきい値ＡＶＲ５５が入力され
る。しきい値は、各画素の濃度値と比較され、この比較
結果に基づいて２値化処理が施され、この結果がＲＯＭ
のアドレスに出力される。ＲＯＭは、入力された２値化
結果に基づいてパターンマッチング処理を施し、この結
果を出力する。ＲＯＭから出力される情報信号は、エッ
ジ強調の有無を表す信号(EDGEON55)と、エッジ強調する
場合は、その方向を表す信号(横：EHON55，縦：EVON5
5、斜−１：ED1ON55、斜−２：ED2ON55)と、２値化結果
が全て白、もしくは全て黒であることを示す切換信号(E
DGESEL)である。

【００４１】また、図１１は、第２の２値化部５と、第
２パターンマッチング部７の回路構成図である。該回路
は、９個の比較器と、各比較器から出力された比較結果
に基づいて、パターンマッチング処理を施すＲＯＭと、
２つのインバータ及び４つの論理和ゲートからなる論理
回路とから構成される。比較器の各入力端子には、３×
３マトリクス内の各画素の濃度値がそれぞれ入力される
と共に、その全てに対して前に説明した３×３しきい値
計算部４で算出されるしきい値ＡＶＲ３３が入力され
る。入力されたしきい値は、各画素の濃度値と比較さ
れ、この比較結果に基づいて２値化処理が施され、この
結果がＲＯＭのアドレスに出力される。ＲＯＭは、入力
された２値化結果に基づいてパターンマッチング処理を
施し、この結果を出力する。ＲＯＭから出力される情報
信号は、エッジ強調の有無を表す信号(EDGEON33)と、エ
ッジ強調する場合は、その方向を表す信号(横：EHON3
3，縦：EVON33、斜め−１：ED1ON33、斜め−２：ED2ON3
3)とがそれぞれ出力端子から出力される。

【００４２】次の図１２、図１３及び図１４は、ＲＯＭ
に格納されている３×３マトリクスのパターンを、エッ
ジを強調する方向毎（斜め−１方向、斜め−２方向、垂
直方向、水平方向）に分類して示す図である。ＲＯＭに
入力された３×３マトリクスの２値化結果は、図１２、
図１３及び図１４に示される各パターンと照合される。
ここで、例えば入力された２値化結果のデータが、垂直
方向のエッジ強調パターンの１つに該当する場合、ＲＯ
Ｍからは、値１のＥＶＯＮが出力されると共に、値０の
ＥＨＯＮ，ＥＤ１ＯＮ，ＥＤ２ＯＮが出力される。ま
た、入力された３×３マトリクスの２値化結果を照合し
た結果、該当するパターンがない場合には、エッジ強調
を実行しないように、ＲＯＭテーブルが設定されてい
る。

【００４３】データセレクタ８では、第１パターンマッ
チング部６で得られたＥＤＧＥＳＥＬ信号に従い、第１
パターンマッチング部６で５×５のマトリクスでの２値
化結果が全て白、もしくは全て黒であるとき、３×３の
マトリクスを用いたときの２値化結果（EDGEON33，EHON
33，ED1ON33，ED2ON33）を選択し、全て白、もしくは全
て黒でない場合には、５×５のマトリクスを用いたとき
の２値化結果（EDGEON55,EHON55,EVON55,ED1ON55,ED2ON
55）を選択してEDGEON,EHON,ED1ON,ED2ONとして出力端
子から出力する。

【００４４】次の図１５は、４方向ラプラシアン計算部
９の内部ブロック図である。ここでは、図１６に示す水
平、垂直、斜め２方向の計４方向の一次元の２次微分フ
ィルタの出力値（EDGE-H,EDGE-V,EDGE-D1,EDGE-D2）を
算出する。４方向→１方向ラプラシアン選択部１０で
は、データセレクタ８で得られたエッジ強調の有無と方
向を示す信号EDGEON,EHON,EVON,ED1ON,ED2ONに従い、４
方向ラプラシアン計算部９の出力EDGE-H,EDGE-V,EDGE-D
1,EDGE-D2から１つを選択して出力する。なお、エッジ
強調無しとされた場合は、４方向→１方向ラプラシアン
選択部１０の出力は、ゼロにリセットされる。

【００４５】以上のようにして得られたエッジ強調量(E
DGE)は、エッジ強調量計算部１１に入力され、注目画素
P33に加算され、エッジ強調処理が施された８ビットの
画像データＰoutが、得られる。図１７には、エッジ強
調量計算部１１の構成ブロック図を示す。この回路で
は、加算結果が画像データのとる上限と下限（00とff）
で、リミットを行っている。

【００４６】以上のようなエッジ強調処理を施すことに
より、簡単な構成で、不要な方向のエッジ強調を排除す
ることができる。これにより、複写動作の繰り返しによ
る文字のかすれ、部分的な太りを排除することができ、
特に複数回コピーを繰り返した時に、文字画像の保存性
が向上する。

【００４７】また、本実施例では、エッジ方向選択部２
０において、エッジ強調処理の実行の有無及びその方向
を調べるが、エッジ強調処理の実行の度合、即ち、エッ
ジ量の制御（エッジ強調処理を実行しない場合には０）
及びその方向を調べるようにしても良い。

【００４８】なお、本実施例では、大きな（５×５）マ
トリクスによる２値化結果が全て白もしくは黒の場合に
のみ、小さな（３×３）マトリクスによる２値化パター
ンを参照するようにしていたが、この２値化パターンは
全て黒もしくは白であるパターンと多少異なっていても
良い。

【００４８】

【発明の効果】本発明の画像処理装置は、２値化パター
ンを基づいてエッジ強調の有無及びその方向を決定する
ため、従来と比較して簡単な回路構成で、不要な方向の
エッジ強調を排除することができる。これによりコピー
動作による文字のかすれ、部分的な太りを排除すること
が可能となり、特に複数回コピーを繰り返した際の文字
画像の保存性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 所定のしきい値で単純２値化処理を施した場
合の２値化結果と、その結果に基づいてエッジ強調を施
した場合の例を示す図である。

【図２】 本発明にかかる画像処理装置の概略構成図で
ある。

【図３】 ５×５マトリクスメモリ１の構成回路図であ
る。

【図４】 図３に示すメモリ１により形成される５×５
のマトリクスを示す図である。

【図５】 （ａ）は、典型的な鉛筆書きの原稿を読み取
って得られる画像データの内の所定の領域の様子につい
て示す図である。（ｂ）は、「＊」印を注目画素として
５×５マトリクスで２値化した結果を示す図である。
（ｃ）は、「＊」印を注目画素として３×３マトリクス
で２値化した結果を示す図である。

【図６】 （ａ）は、５画素分で１周期の濃淡の存在す
る画像データの図である。（ｂ）は、ラプラシアンフィ
ルタを用いた場合に、（ａ）の画像データ中主にエッジ
強調処理が施される範囲を示す図である。

【図７】 （ａ）は、図６（ａ）の読取画像を２値化し
た結果を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の２値化結果
によってエッジ強調処理に係る範囲を求めたもの。

【図８】 ５×５マトリクスしきい値計算部２及び３×
３マトリクスしきい値計算部３の内部構成回路図であ
る。

【図９】 （ａ）は、図８の回路に入力する３×３マト
リクスの画素を斜線を用いて示す図であり、（ｂ）は、
図８の回路に入力する５×５のマトリクスの画素を斜線
を用いて示す図である。

【図１０】 ２値化部と、パターンマッチング部５の回
路構成図である。

【図１１】 ２値化部６と、パターンマッチング部７の
回路構成図である。

【図１２】 パターンマッチング部５及び７のＲＯＭに
格納されている斜め方向のエッジ強調を行う３×３マト
リクスのパターンを示す図である。

【図１３】 パターンマッチング部５及び７のＲＯＭに
格納されている垂直方向のエッジ強調を行う３×３マト
リクスのパターンを示す図である。

【図１４】 パターンマッチング部５及び７のＲＯＭに
格納されている水平方向のエッジ強調を行う３×３マト
リクスのパターンを示す図である。

【図１５】 ４方向ラプラシアン計算部９の内部ブロッ
ク図である。

【図１６】 図１５に示す４方向ラプラシアン計算部９
から出力される縦、横、斜めの４方向の１次元の２次微
分フィルタの出力値を算出したものを示す図である。

【図１７】 エッジ強調量加算部１１の構成ブロックを
示す図である。

【図１８】 （ａ）〜（ｃ）は、典型的なラプラシアン
フィルタを示す図である。

【図１９】 （ａ）〜（ｃ）は、図１８の（ａ）に示す
ラプラシアンフィルタを用いてエッジ強調処理を行った
場合の例を示す図である。

【符号の説明】

１…５×５マトリクスメモリ ２…５×５しきい値計算部 ３…３×３しきい値計算部 ４，５…２値化部 ６，７…パターンマッチング部 ８…データセレクタ ９…４方向ラプラシアン計算部 １０…４方向→１方向ラプラシアン選択部 １１…エッジ強調量計算部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−3564（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−162991（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06T 5/00 G06T 9/20 H04N 1/409

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み取った原稿画像の画像データのエッ
   ジ強調処理を実行する画像処理装置であって、 中心に注目画素を備える第１のマトリクスを構成する画
   素の画像データの平均値に基づいて２値化を行うための
   しきい値を決定する第１決定手段と、 第１決定手段により決定されたしきい値を用いて第１の
   マトリクス内の画像データを２値化する第１の２値化手
   段と、 第１の２値化手段による２値化データの第１のマトリク
   ス内での分布に基づいてエッジ強調処理の有無について
   判断する判断手段と、 上記注目画素に対するエッジ量を検出するエッジ量検出
   手段と、 判断手段によりエッジ強調処理を実行すると判断された
   場合、エッジ量検出手段により検出されたエッジ量に基
   づいて、注目画素についてエッジ強調処理を実行するエ
   ッジ強調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】 読み取った原稿画像の画像データのエッ
   ジ強調処理を実行する画像処理装置であって、 中心に注目画素を備える第１のマトリクスを構成する画
   素の画像データの平均値に基づいて２値化を行うための
   しきい値を決定する第１決定手段と、 第１決定手段により決定されたしきい値を用いて第１の
   マトリクス内の画像データを２値化する第１の２値化手
   段と、 中心に上記注目画素を備え、第１のマトリクスよりもサ
   イズの小さな第２のマトリクスを構成する画素の画像デ
   ータの平均値に基づいて２値化のためのしきい値を決定
   する第２決定手段と、 第２決定手段によるしきい値を用いて第２のマトリクス
   を構成する画素の画像データを２値化する第２の２値化
   手段と、 第１の２値化手段による２値化データが第１のマトリク
   ス内での分布が所定のパターンであるか否かを判定する
   判定手段(EDGSEL)と、 判定手段により２値化データが所定のパターンでないと
   判定された場合、第１の２値化手段による２値化データ
   の第１のマトリクス内での分布に基づいてエッジ強調処
   理の有無について判断する第１判断手段と、 判定手段により２値化データが所定のパターンであると
   判断された場合、第２の２値化手段による２値化データ
   の第２のマトリクス内での分布に基づいてエッジ強調処
   理の有無について判断する第２判断手段と、 上記注目画素に対するエッジ量を検出するエッジ量検出
   手段と、 上記第１判断手段又は第２判断手段がエッジ強調処理を
   実行すると判断した場合、上記エッジ量検出手段により
   検出されたエッジ量に基づいて、注目画素についてエッ
   ジ強調処理を実行するエッジ強調手段とを備えることを
   特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】 イメージリーダで読み取った原稿画像の
   画像データのエッジ強調処理を実行する画像処理装置で
   あって、 中心に注目画素を備える第１のマトリクスを構成する画
   素の画像データの平均値に基づいて２値化を行うための
   しきい値を決定する決定手段と、 決定手段により決定されたしきい値を用いて第１マトリ
   クス内の画像データを２値化する２値化手段と、 第１のマトリクスよりもサイズの小さく中心に上記注目
   画素を備える第２のマトリクス内の２値化データに基づ
   いてエッジ強調処理の有無を判断する判断手段と、 上記注目画素に対するエッジ量を検出するエッジ量検出
   手段と、 判断手段によりエッジ強調処理を実行すると判断された
   場合、エッジ量検出手段により検出されたエッジ量に基
   づいて、エッジ強調処理を実行するエッジ強調手段とを
   備えることを特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２又は請求項３に記載
   された画像処理装置において、 判断手段は、複数の２値化パターンを記憶するメモリを
   備え、２値化手段による２値化データとメモリに記憶し
   ているパターンとを比較し、この結果に基づいて、エッ
   ジ強調処理の実行の有無を判断することを特徴とする画
   像処理装置。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項２、請求項３又は請求
   項４に記載された画像処理装置において、 判断手段は、複数の方向についてエッジ強調処理の有無
   を判断し、 エッジ量検出手段は、上記の複数方向のエッジ量を検出
   し、 エッジ強調手段は、エッジ量検出手段により検出された
   複数の方向のエッジ量から、判断手段によりエッジ強調
   処理有りと判断された方向のエッジ量を選択し、エッジ
   強調処理を実行することを特徴とする画像処理装置。