JP3117331B2

JP3117331B2 - 画像データ処理装置

Info

Publication number: JP3117331B2
Application number: JP05167048A
Authority: JP
Inventors: 博前田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 2000-12-11
Anticipated expiration: 2015-12-11
Also published as: JPH0730757A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、デジタル複写機，フ
ァクシミリ等において、読み取った画像データの濃度変
換処理等を行う画像データ処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データを２値化処理する画像データ
処理装置では、画像の量子化においてしきい値を決定
し、該しきい値以下の値を除去し、２値化を行ってい
る。そのための従来の方法は、例えば特開昭６１−２１
４８６７号に示すように、濃度の頻度の大きさからしき
い値の算出を行うものであった。例えば、各ライン毎に
濃度（階調）の MAX値、 MIN値を求め、この処理を原稿
全体について処理を行った後、 MAX値のカウント数の一
番多い濃度をＴ_MAXとし、 MIN値のカウント数の一番多
い濃度をＴ_MINとする。このＴ_MAX、Ｔ_MINの値から量
子化のためのしきい値を決定していた。

【０００３】図８，図９は従来例を示す図であり、例え
ば、図８（Ａ）に示す原稿からは、各ラインの MAX値の
頻度グラフとして図８（Ｂ）に示すものが得られ、各ラ
インの MIN値の頻度グラフとして図８（Ｃ）に示すもの
が得られる。そして、Ｔ_MAX、Ｔ_MINの値から量子化の
ためのしきい値を決定する。図９はその手順を示すフロ
ーチャートである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来の方法
は、濃度の頻度の大きさから量子化するためのしきい値
およびバックグランドの除去レベルを決定していたた
め、原稿自体が濃いめのときや、濃度ピークが多いとき
に、原稿に合ったしきい値の算出が困難になり、不必要
なデータが除去されずに残ってしまうことがあった。例
えば図８，図９に示す例の場合、原稿の画像の実際のピ
ークはＴ_MAX′であるにもかからわず、原稿のバックグ
ランドや裏写りが混在してピークＴ_MAXを生じさせ、こ
のＴ_MAXに基づいてしきい値が求められてしまう。この
ため、しきい値が実際に必要な値よりも低濃度側にシフ
トしてしまい、不必要なデータ（バックグランドや裏写
り）が除去されずに残ってしまっていた。

【０００５】このような現象は特に、新聞等のバックグ
ランドが濃いめでありしかも両面に印刷がされているよ
うな原稿を読み取った場合に多く発生し、バックグラン
ドと裏写りの文字と本来の文字とが混在して読み取られ
るために、ヒストグラムを形成したときに多くのピーク
が生じて適切なしきい値が求められずに、バックグラン
ドや裏写りの文字等の不必要なデータが除去されすに残
ってしまっていた。

【０００６】この発明の目的は、例えば新聞等のバック
グランドが濃いめでありしかも両面に印刷がされている
ような原稿を読み取った場合であっても、バックグラン
ドや裏写り写りの文字等の不必要なデータを除去するこ
とのできる画像データ処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に示す発明は、
画像読み取り部から入力した画像データをしきい値に基
づいてバックグランド除去等を行った後、プリント部等
へ出力する画像データ処理装置において、入力した画像
データの高濃度階調域の濃度平均値、低濃度階調域の濃
度平均値、および、全体の濃度平均値に基づいて画像濃
度の偏り状態を求める手段と、前記画像濃度の偏り状態
に基づいて、バックグランド除去等を行うためのしきい
値を設定する手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項２に示す発明は、請求項１に記載の
画像データ処理装置において、前記画像濃度の偏り状態
を求める手段によって求められた画像濃度の偏り状態
が、高濃度階調域および／または低濃度階調域への偏り
が、所定の値より大きいときに入力した画像データが線
画原稿であると判断して、前記高濃度諧調域の濃度平均
値と全体の濃度平均値に基づいてしきい値を設定し、そ
れ以外のときには入力した画像データが線画原稿以外の
原稿であると判断して、予め決められたしきい値を設定
する手段を設けたことを特徴とする。

【０００９】請求項３に示す発明は、前記画像濃度の偏
り状態を示す値は、（Ｃ−Ｂ）／（Ｂ−Ａ）であること
を特徴とする。但し、 A:低濃度階調域の濃度平均値 B:全体の濃度平均値 C:高濃度階調域の濃度平均値請求項４に示す発明は、請求項２に記載の画像データ処
理装置において、前記線画原稿または線画原稿以外の原
稿の判断に応じて、入力画像データを出力画像データへ
変換するための階調変換テーブルを切り換える手段を設
けたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１に示す発明においては、各階調域の画
像データの濃度平均値に基づいて求められた画像濃度の
偏り状態に基づいてしきい値が求められる。通常、低濃
度階調域の濃度平均値が高い場合には、バックグランド
が濃い画像か中間調の多い画像であり、逆に低い場合に
はバックグランドが淡い画像か中間調の少ない画像であ
る。また、高濃度階調域の濃度平均値が高い場合には白
黒のはっきりした画像であり、逆に低い場合には白黒の
はっきりしない中間調的な画像である。これを画像全体
の濃度平均値と対応させると、低濃度階調域，高濃度階
調域が占める画像全体の割合が分かり、画像全体として
の濃度の偏り状態が分かる。従ってこれに基づいてしき
い値を設定すれば、バックグランドの濃い画像、白黒画
像、中間調画像等のそれぞれの画像に対応したしきい値
を得ることができる。

【００１１】請求項２に示す発明においては、高濃度階
調および／または低濃度階調への偏りが大きいときに線
画原稿であると判断される。通常、線画原稿の場合の画
像濃度は、高濃度階調域側（黒側）、低濃度階調域側
（白側）にはっきりと分かれた明確な白黒原稿である
か、高濃度階調域側に偏っているほぼ真っ黒な原稿であ
るか、低濃度階調域側に偏っているほぼ真っ白な原稿で
あるか、のいずれかであり、中間濃度階調は少ない。こ
のため上記したように、高濃度階調および／または低濃
度階調への偏りが大きいときに線画原稿であると判断し
ても差し支えがない。このように線画原稿であると判断
した場合に、濃度の偏り状態に応じてバックグランド除
去等を行うためのしきい値を設定する。

【００１２】一方、線画原稿以外の原稿の場合、例えば
写真や絵等の原稿の場合には、多くの中間調を有してお
り、画像の濃度が中間階調域に偏って不確定な状態とな
り、しきい値の設定が困難になる。この場合には、予め
決められたしきい値が設定されるため、不確定な濃度に
基づいてしきい値を設定してしまうことがない。

【００１３】請求項３に示す発明においては、線画原稿
であるか、線画原稿以外の原稿であるかの画像の偏り状
態が計算できる。請求項４に示す発明においては、線画
原稿であるか、線画原稿以外の原稿であるかによって階
調変換テーブルが切り換えられる。一般に、線画原稿の
場合には線画を強調するような画像処理を行うことが望
ましく、それ以外の原稿の場合に、入力した画像データ
を忠実に再現することが望ましい。線画原稿か，それ以
外の原稿かの原稿の種類によって階調変換テーブルを切
り換えることにより、上記した線画を強調する画像、ま
たは、入力画像データの忠実再現が可能になる。

【００１４】

【実施例】図１はデジタル複写機の画像データ処理部の
構成を示す図である。

【００１５】操作パネル部１は複写機本体の上面に備え
られ、希望する画像濃度の設定が入力可能である。

【００１６】複写機本体内の画像データ処理部は、画像
データ入力部３、画像処理部４、画像データ出力部５、
ＲＡＭ等から構成されるメモリ６および画像処理の中央
処理演算装置（画像処理ＣＰＵ）７を備えている。

【００１７】画像データ入力部３はＣＣＤ部３ａ、平均
値処理部３ｂ、および誤差拡散処理部３ｃを含んでい
る。画像データ入力部３は複写機本体内のＣＣＤから読
み込まれた原稿の画像データを８ビット（２５６階調）
に変換して、８ビットのデジタル量としてヒストグラム
をとり、濃度の偏りを求める。そして、誤差拡散法によ
り画像データを処理して２ビットに変換し、メモリ６に
一旦記憶する。

【００１８】すなわち、ＣＣＤ部３ａは、ＣＣＤから入
力した各画素濃度に応じたアナログ電気信号をＡ／Ｄ変
換した後、ＭＴＦ補正、白黒補正またはガンマ補正を行
い、２５６階調（８ビット）のデジタル信号として平均
値処理部３ｂへ出力する。

【００１９】平均値処理部３ｂは、低濃度階調域、高濃
度階調域、および全体の濃度平均値を求める部分であ
る。平均値処理部３ｂの処理の詳細は後に説明するが、
ＣＣＤ部３ａ部から出力されたデジタル信号を２５６階
調の画素濃度別に加算するとともに、濃度段階ごとに濃
度の平均値を求め、画像データの濃度の偏り状態を求め
る。そして必要に応じて、得られたデータを画像処理Ｃ
ＰＵ７４、誤差拡散処理部３ｃへ送る。

【００２０】なおこの実施例では平均値処理部３ｂで平
均値を求めているが、この段階（平均値処理部の段階）
では各濃度のカウントのみを行って、画像データ全体が
入力された時点で画像処理ＣＰＵ７によって平均値を計
算するようにしてもよい。

【００２１】誤差拡散処理部３ｃは、疑似中心処理部の
一種である誤差拡散法、すなわち４値化の誤差を隣接画
素の４値化判定に反映させる方法により、ＣＣＤ部３ａ
から出力された８ビット／画素のデジタル信号を２ビッ
ト（４値）に変換し、原稿における局所領域濃度を忠実
に再現するための再配分演算を行う。

【００２２】画像処理部４は多値化処理部４ａおよび４
ｂ、合成処理部４ｃ、濃度変換処理部４ｄ、変倍処理部
４ｅ、画像プロセス部４ｆ、誤差拡散処理部４ｇ、なら
びに圧縮処理部４ｈを含んでいる。

【００２３】画像処理部４は、画像データをオペレータ
が希望する画像データ（操作パネル１から入力された状
態の画像データ）に最終的に変換する処理部であり、メ
モリ６に変換した出力画像データとして記憶されるまで
この処理部にて処理するように構成されている。ただ
し、画像処理部４に含まれている上述の各処理部は必要
に応じて機能するものであり、機能しない場合もある。
例えば、多値化処理部４ａおよび４ｂでは、誤差拡散処
理部３ｃで４値化したデータを再度２５６階調に変換す
る。合成処理部４ｃでは、画素ごとの論理演算、すなわ
ち論理和、論理積または排他的論理和の演算を選択的に
行う。この演算の対象となるデータは、メモリ６に記憶
されている画素データおよびパターンジェネレータ（Ｐ
Ｇ）からのビットデータである。

【００２４】濃度変換処理部４ｄは、２５６階調のデジ
タル信号に対して、所定の階調変換テーブルに基づいて
入力濃度に対する出力濃度の関係を任意に設定する。前
記所定の階調変換テーブルは後述するように、平均値処
理部３ｂで求めたしきい値、および変換係数に基づいて
作成される。また、必要に応じて、操作パネル部１から
入力される濃度設定の値が加味されて作成される。

【００２５】変倍処理部４ｅは、指示された変倍率に応
じて、入力される既知データにより補間処理を行うこと
によって、変倍後の対象画素に対する画素データ（濃度
値）を求める。副走査を変倍した後に主走査を変倍処理
する。画像プロセス部４ｆは、入力された画素データに
対して様々な画像処理を行い、また、特徴抽出等データ
列に対する情報収集を行う。誤差拡散処理部４ｇは、画
像データ入力部３の誤差拡散処理部３ｃと同様な処理を
行う。圧縮処理部４ｈは、ランレングスという符号化に
よりデータを圧縮するものであり、また、画像データの
圧縮に関しては、最終的な出力画像データが完成した時
点で最後の処理ループにおいて圧縮が機能する。

【００２６】画像データ出力部５は復元部５ａ、多値化
処理部５ｂ、誤差拡散処理部５ｃおよびレーザ出力部５
ｄを含んでいる。

【００２７】画像データ出力部５は、圧縮状態でメモリ
７３に記憶されている画像データを復元し、もとの２５
６階調に再度変換し、滑らかな中間調表現となる４値の
データの誤差拡散を行い、レーザ出力部５ｄへデータを
転送するように構成されている。すなわち、復元部５ａ
では、圧縮処理部４ｈによって圧縮された画像データが
復元される。多値化処理部５ｂでは、画像処理部４の多
値化処理部４ａおよび４ｂと同様な処理が行われる。誤
差拡散処理部５ｃでは、画像データ入力部３の誤差拡散
処理部３ｃと同様な処理が行われる。レーザ出力部５ｄ
は、図外のプリンタ部制御用ＣＰＵからの制御信号に基
づき、デジタル画素データをレーザの出力信号に変換す
る。

【００２８】なお、画像データ入力部３および画像デー
タ出力部５において扱われるデータは、画像データの劣
化を考慮して４値のデータの形で処理され、メモリ６に
記憶されているが、メモリ６の容量の削減のため２値デ
ータの形で処理することも可能である。

【００２９】次に平均値処理部３ｂの処理を詳細に説明
する。

【００３０】ＣＣＤで読み取った画像データはＡ／Ｄ変
換されてデジタルデータとして取り込まれる。この実施
例では上記したように、画像データは２５６階調（０〜
２５５：０Ｈ〜ＦＦＨ）で表現される。取り込んだ画像
データは各画素ごとに２５６階調で示されるから、各画
素の濃度と頻度との関係をグラフにすると、例えば図図
２に示す原稿の場合には図３に示すようなヒストグラム
が形成される。この画像データの濃度の偏りは次のよう
にして求める。

【００３１】まず低濃度階調域（０〜１２７：０Ｈ〜７
ＦＨ）の濃度平均値Ａ、高濃度階調域（１２８〜２５
５：８０Ｈ〜ＦＦＨ）の濃度平均値Ｃ、および全体（０
〜２５５：０Ｈ〜ＦＦＨ）の濃度平均値Ｂを求める。

【００３２】次に、Ａ，Ｂ，Ｃの値に基づいて、次式（Ｃ−Ｂ）／（Ｂ−Ａ）≧Ｔ・・・（Ｔは固定）によって線画原稿か、線画原稿以外の原稿かを求める。
線画原稿の場合、低濃度階調域（０Ｈ〜７ＦＨ）の平均
濃度Ａは画像の汚れの濃度を示すため低濃度値となり、
高濃度階調域（８０Ｈ〜ＦＦＨ）の平均濃度Ｃは線画の
濃度を示すため高濃度値となる。そのため上記式が成
立する。なおＴの値としては、例えば『３』程度を設定
することができる。一方、写真や絵等の中間調を含む原
稿の場合には階調全体で画像が表現されるため、Ａ，
Ｂ，Ｃの値が中間階調付近集まり、式が成立しなくな
る。したがって、上記式により線画原稿か、線画原稿
以外の原稿かの判別が行える。

【００３３】そして上記式を満たしていれば（線画原
稿の場合には）、次式ＴＨ＝（Ｃ＋Ｂ）／２・・・によってしきい値ＴＨを求める。

【００３４】例えば、図２に示すようなバックグランド
が濃いめの原稿を読み取った場合、画像データのヒスト
グラムは図３に示すように、実際の画像のピークの他に
バックグランドによるピークが生じる。このデータにつ
いて上記したように、Ａ，Ｂ，Ｃの値を求め、これを
式に当てはめ、式を満たしていれば式によってしき
い値ＴＨを算出する。通常、図２，３に示すような文字
等からなる線画原稿の場合には、白黒がはっきりしてい
るために上記式を満たし、しきい値ＴＨが式によっ
て求められ、例えば、Ａ，Ｂ，Ｃの値およびしきい値Ｔ
Ｈは図３に示すようになり、しきい値ＴＨより小さい部
分を除去することによって、濃いバックグランドのピー
クや裏写り等によって生じた汚れを除去することができ
る。

【００３５】なお平均値Ａ，Ｂ，Ｃの算出後、画像デー
タは一時的にメモリ６内のページメモリに記憶される。

【００３６】一方、中間階調の濃度の画素を多く含むよ
うな原稿、例えば写真や絵等の原稿の場合には式を満
たさなくなる。この場合には、しきい値として予め決め
られている固定のしきい値Ｓが設定される。なお固定し
きい値Ｓは、中間調を含む原稿の場合に、中間調を除去
してしまうことなく、汚れやバックグランド等を除去す
るために設定されたしきい値である。

【００３７】図４（Ａ）〜（Ｃ）は原稿の状態とＡ，
Ｂ，Ｃの値との関係例を示す図である。

【００３８】図４（Ａ）に示すようなバックグランドが
淡く，しかも白黒のはっきりした文字等の原稿の場合に
は、中間階調の画素が少なくなるため、Ａ，Ｂの値は上
記図３の例よりもさらに０Ｈ側へ近づく。この場合に
は、ＴＨの値が図３の例よりも０Ｈ側へ近くなる。ま
た、図４（Ｂ）に示すようにバックグランドが濃いめで
裏写り等の汚れがある場合であっても、原稿自体が文字
原稿であるため高濃度階調域（８０Ｈ〜ＦＦＨ）の濃度
平均値Ｃが大きく、式が設立する。したがって式に
よりしきい値ＴＨが求められる。この場合には、図４
（Ａ）の場合に比べて、しきい値ＴＨが大きな値にな
り、バックグランドや画像汚れがより多く除去される。
また、図４（Ｃ）のように、中間調を多く含む写真や絵
等の原稿の場合には、画素の濃度が中間階調域に集まる
ため式が成立しなくなり、固定しきい値Ｓが設定され
る。この場合には、汚れやバックグランドは除去される
が、中間調の絵柄が損なわれてしまうことはない。

【００３９】図５はしきい値の設定手順を示すフローチ
ャートである。

【００４０】まず、Ａ，Ｂ，Ｃの値を求め、式に挿入
して文字原稿か、それ以外の原稿かの判別を行う（ｎ１
→ｎ２→ｎ３）。そして、文字原稿の場合には式に基
づいてしきい値ＴＨを求め、しきい値ＴＨ以下のデータ
（バックグランド）を除去する（ｎ３→ｎ４→ｎ５）。
一方、式が成立しない場合には文字原稿以外の原稿で
あると判断して、予め決められているしきい値Ｓを設定
し、しきい値以下の値を除去する。

【００４１】ところで、読み取った画像データをプリン
トデータ等として出力する場合、文字を中心とする原稿
の場合には、文字を強調してコントラストのはっきりし
たものにすることが望ましく、写真や絵等のように中間
調を含む原稿の場合には中間調を損なわないようにする
ことが望ましい。そのためこの実施例では、式が成立
するときにその原稿は文字原稿であるとして、図６に示
すように、しきい値ＴＨまで出力を濃度０（００Ｈ）に
設定し、勾配を大きく設定した出力を行う。これによっ
て出力画像のコントラストがはっきりする。また、中間
調を含む原稿の場合には図７に示すように入力データの
濃度と出力データの濃度との比率を１対１にしたままし
きい値Ｓ以下の画像データのみを除去する。これによっ
て中間調を損なうことなく、バックグランドや汚れを除
去できる。

【００４２】なおこの実施例では画像濃度を２５６階調
で示しているが、濃度を示す階調数はこれに限られるも
のではない。また、濃度の偏り状態を表すために、低濃
度階調域，高濃度階調域の２段階に分けてそれぞれの平
均濃度値を求めているが、分割する階調段階はこの実施
例のように２段階に限られるものではなく、中間階調域
等を設けて３段階，４段階・・等に分割してもよい。

【００４３】

【発明の効果】請求項１に示す発明によれば、画像濃度
の偏りに応じてしきい値の設定を行うことができる。

【００４４】請求項２に示す発明によれば、線画原稿の
場合には画像濃度の偏り（黒側への偏り，白側への偏
り）に応じてバックグランド除去等を行うためのしきい
値が設定されるため、例えばバックグランドが濃い画像
の場合には、低濃度側がやや高めの濃度となるのでこの
場合にはバックグランドを除去するようにしきい値を高
く設定し、バックグランドが淡い画像の場合には低濃度
側が非常に低い濃度となるのでこの場合には、しきい値
を低く設定することができる。また、線画以外の原稿
（写真や絵等）の場合には、予め決められたしきい値が
設定されるので、不確定な濃度に基づいてしきい値を設
定してしまうことがない。

【００４５】請求項３に示す発明においては、線画原稿
であるか、線画原稿以外の原稿であるかの画像の偏り状
態が計算できるため、後の画像処理を容易にできる。請
求項４に示す発明においては、線画原稿であるか、線画
原稿以外の原稿であるかによって階調変換テーブルが切
り換えられるため、例えば、線画原稿の場合には線画を
強調するような画像処理を行うことができ、それ以外の
原稿の場合に、入力した画像データを忠実に再現するこ
とができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタル複写機に備えられる画像データ処理装
置のブロック図である。

【図２】この発明の実施例で処理される原稿の状態例を
示す図である。

【図３】同原稿の濃度分布の状態例を示す図である。

【図４】種々の原稿の濃度分布の状態例を示す図であ
る。

【図５】しきい値設定手順例を示すフローチャートであ
る。

【図６】線画原稿の出力データ変換状態を示す図であ
る。

【図７】線画原稿以外の原稿の出力データ変換状態を示
す図である。

【図８】従来の画像処理例を説明する図であり、（Ａ）
は原稿例、（Ｂ），（Ｃ）は同原稿の画素濃度の頻度状
態を示す図である。

【図９】従来のしきい値を求める手順を示すフローチャ
ートである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像読み取り部から入力した画像データを
しきい値に基づいてバックグランド除去等を行った後、
プリント部等へ出力する画像データ処理装置において、入力した画像データの高濃度階調域の濃度平均値、低濃
度階調域の濃度平均値、および、全体の濃度平均値に基
づいて画像濃度の偏り状態を求める手段と、前記画像濃度の偏り状態に基づいて、バックグランド除
去等を行うためのしきい値を設定する手段と、を備えたことを特徴とする画像データ処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像データ処理装置にお
いて、前記画像濃度の偏り状態を求める手段によって求められ
た画像濃度の偏り状態を示す値が、所定の値より大きい
ときに入力した画像データが線画原稿であると判断し
て、前記高濃度諧調域の濃度平均値と全体の濃度平均値
に基づいてしきい値を設定し、それ以外のときには入力
した画像データが線画原稿以外の原稿であると判断し
て、予め決められたしきい値を設定する手段を設けたこ
とを特徴とする画像データ処理装置。
【請求項３】前記画像濃度の偏り状態を示す値は、（Ｃ
−Ｂ）／（Ｂ−Ａ）であることを特徴とする請求項２記
載の画像データ処理装置。但し、 A:低濃度階調域の濃度平均値 B:全体の濃度平均値 C:高濃度階調域の濃度平均値
【請求項４】請求項２に記載の画像データ処理装置にお
いて、前記線画原稿または線画原稿以外の原稿の判断に応じ
て、入力画像データを出力画像データへ変換するための
階調変換テーブルを切り換える手段を設けたことを特徴
とする画像データ処理装置。