JP3436003B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP3436003B2
JP3436003B2 JP18719196A JP18719196A JP3436003B2 JP 3436003 B2 JP3436003 B2 JP 3436003B2 JP 18719196 A JP18719196 A JP 18719196A JP 18719196 A JP18719196 A JP 18719196A JP 3436003 B2 JP3436003 B2 JP 3436003B2
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健一 沢田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は輪郭画像出力を行
なう画像処理装置に関し、特に複写機やプリンタなどの
画像出力装置において、入力画像データより文字や線画
像のエッジの検出を行なって、輪郭画像出力を行なう画
像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に複写機やプリンタなどの画像出力
装置では、読取装置等により入力された多値画像データ
を2値データに変換して出力する処理が行なわれてい
る。ところで、このような画像出力装置は、トナーを使
用して文字、絵図等を印字しているため、トナーが減少
した場合には、出力文字、絵図にかすれが生じるという
問題が起こる。このような問題に対して、従来はたとえ
ば、画像データを注目ラインごとに走査しながら、注目
画素の上下左右に隣接した画素データを参照し、注目画
素とそれら隣接画素との白黒の変化がある場合に注目画
素をエッジとして検出していた。
【0003】そして、画像データのエッジ検出(輪郭抽
出)は、画像部と周辺部(下地)の濃度変化を微分によ
って抽出することによって行なっていた。ここで1次の
微分の代表例が「勾配」であり、2次の微分の代表例が
デジタルフィルタ(ラプラシアンフィルタ)を用いたラ
プラシアン変換である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
で述べた、注目画素と隣接画素との白黒の変化を利用す
るという方法は、入力画像データの輪郭のがたつきや孤
立点画素がある場合には、それらの画素もエッジの一部
とみなしてしまう。その結果、出力される輪郭画像にも
輪郭にがたつきが発生し、また孤立点画素がノイズとし
て現われてしまうという問題が起こる。また、ラプラシ
アンフィルタなどのエッジ検出フィルタを用いる方法で
は、対象画像の濃度差がある場合、低濃度部と高濃度部
とにおいてフィルタ出力の差がある。したがって、しき
い値を設定し、所定のフィルタ出力が得られる場合にの
み輪郭抽出を行なっている。しかしながら、しきい値を
高くすれば低濃度部の輪郭検出ができくなり、また低く
すると輪郭近傍に分布する孤立点や低濃度画素までも検
出してしまうという問題があった。
【0005】さらに、濃度変化を微分によって抽出する
方法では、ラプラシアンフィルタだけでは画像部のエッ
ジ検出できても、画像部内部では濃度変化が存在しない
ため、画像部の内部の検出ができなかった。その結果、
ラプラシアンフィルタでは、各画素に対する走査が周囲
の画素と独立して行なわれるため、画像の2次的な(平
面的な)特徴がとらえられないという問題があった。
【0006】この発明は上記のような問題を解消するた
めになされたもので、入力画像濃度にかかわらず、また
がたつきのない滑らかな輪郭画像を出力することができ
る画像処理装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る画像処理装置は、画像データを連続的に入力する入力
手段と、入力された画像データを行列方向に複数取込む
画像データ取込手段と、画像データ取込手段に取込まれ
た画像データに対して行または列方向において所定の濃
度範囲にある画素を行または列ごとに計数する手段と、
行または列ごとに所定の計数値を設定する計数設定手段
と、行または列ごとに、計数手段の計数結果と計数設定
手段の計数値を比較する計数値比較手段と、計数値比較
手段による行または列ごとの比較結果の、行または列に
おける画像パターンが、予め設定された画像パターンと
合致するか否かを判定する判定部と、判定部の判定結果
に応じて行列内の画素データを置換える置換手段とを含
む。
【0008】
【0009】
【0010】請求項1に係る画像処理装置においては、
入力画像データを行列方向に連続して走査ウィンドウに
取込み、所定濃度範囲にある画素数を行または列ごと
計数する。そして、行または列ごとに、所定の注目画素
が画像エッジ上にあるか否かの判定をするための予め設
定された計数値テーブルとの比較を行なう。その比較結
の画像パターンが予め設定された画像パターンと合致
するか否かを判定し、判定結果に応じて入力された画像
データの置換えを行なう。つまり、注目画素が画像エッ
ジ上にあるか否かに応じて入力画像データの濃度の置換
えを行なうため、高品質な輪郭画像を出力することがで
きる。
【0011】請求項2に係る画像処理装置においては、
請求項1における画像処理装置の計数テーブルには、
目画素が画像エッジに含まれるように、計数値が行また
は列ごとに設定され、置換手段は、判定部の判定結果と
して所定の結果が得られたときは注目画素を黒画素に、
それ以外の場合は白画素と設定する。
【0012】注目画素が画像エッジに含まれる場合は注
目画素を黒画素に設定し、そうでないときは白画素と設
定するため、輪郭のはっきりした画像データが出力でき
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1はこの発明に係る画像処理装置
の要部を示すブロック図である。図1を参照して、画像
処理装置1は、入力された画像信号から1ラインごとに
遅延された3ライン分の画像信号を得るための画像信号
入力部11と、画像信号入力部11に接続された行列方
向に3画素データずつ画像データを保持できる走査ウィ
ンドウ12と、走査ウィンドウ12に接続され、予め設
定した計数値を保持する計数比較テーブル13と、計数
比較テーブル13に接続され、注目画素が輪郭画像上に
あるか否かの判定を行なう判定部14と、判定部14の
判定結果に応じて注目画素の濃度の置換えを行なう濃度
置換部15とを含む。
【0014】画像信号入力部11は連続的に接続された
2個のラインメモリ10を含み、このラインメモリ10
によって1ラインごとに遅延された3ライン分の画像信
号を得る。なお、この入力画像信号は2値、多値を問わ
ない。走査ウィンドウ12は、注目画素を中心とした3
×3画素から構成され、行列両方向の所定濃度範囲内に
ある画素を計数する。計数比較テーブル13は走査ウィ
ンドウ12での計数結果と自分が有している予め設定し
た計数値とを比較する。判定部14は計数比較テーブル
13による比較に基づいて注目画素が輪郭画像上にある
か否かの判定を行なう。濃度置換部15は比較結果によ
り注目画素が輪郭画像上であると判定された場合は注目
画素濃度の置換えを行ない輪郭画像を得る。
【0015】次に図2を参照して線画像検出の詳細を説
明する。図2は走査ウィンドウ12の詳細を示す図であ
る。まず3ライン分の入力画像信号から3×3画素の画
像データa(ij)(i,j=1,2,3)を得る。な
お、a22は注目画素である。次に、これらの画素デー
タをもとに、走査ウィンドウ12の各行、列(行列方
向)成分において、所定濃度範囲にある画素の画素数を
計数する。
【0016】たとえば入力画像データが2値である場合
には、所定濃度を0とすればよく、多値である場合に
は、所定濃度範囲をたとえば0から15とする。このカ
ウント数を図2に示すようにn10〜n30およびn0
1〜n03とする。
【0017】この所定濃度範囲は、入力画像データの下
地レベル画素の計数を行なうことができるように設定す
る。この計数値は、3×3サイズの走査ウィンドウ12
の場合、0から3の値をとり、3のときは、その計数し
た行または列方向の画素の濃度はすべて所定範囲濃度
(下地レベル)であることを示す。0の場合は、下地以
外の画像、1の場合は3画素のうち2画素が下地以外の
画像、2の場合は3画素のうち1画素が下地以外の画像
であることを表わす。本画像処理装置においては、この
計数値が0もしくは1の場合に、線画像と判定すること
にしている。つまり、計数値が0もしくは1の場合は、
下地レベル画素が0もしくは1個、すなわち、画像デー
タが2もしくは3個から構成される線画像であると判定
することで画像エッジ上に途切れやがたつきがある場合
にも輪郭画像を効率よく出力することができるようにな
る。ここまでの処理において、3×3サイズの走査ウィ
ンドウ12の縦横3ラインずつにおける線画像の有無が
検出される。
【0018】具体例を図3を用いて説明する。図3は線
(文字)画像の一部と走査ウィンドウ12の関係を示す
模式図である。なお、この例では横線(文字)画像につ
いてのみ示しているが、縦線の場合も同様である。ここ
で走査ウィンドウ12が線画像21,22に対して図中
a〜fの関係にあるものとする。
【0019】aの場合には、走査ウィンドウ12内に線
画像は検出されないが、b、fでは行方向に1ラインの
線画像が、cおよびeの場合は行方向2ライン、列方向
3ラインが検出され、dの場合は行列方向に3ラインず
つの線画像がそれぞれ検出される。なお、図中*は注目
画素を表わす。
【0020】ここで輪郭画像出力をパイプライン処理で
行なうためには、注目画素を画像輪郭上に検出すること
が望ましい。したがって、図中c,f以外はこの目的か
ら外れており(c,fでは注目画素が画素エッジ上に存
在している)、これらを除外する必要がある。そこで、
以下に示すような計数値テーブルを設定しておき、実際
に走査ウィンドウ内での計数値とテーブルを比較し、合
致するか否かにより注目画素が画像エッジ上にある場合
のみ抽出する。この計数値テーブルは計数値nが0もし
くは1の場合をB(画像)で、計数値nが2もしくは3
の場合をW(下地)で表している。
【0021】
【表1】
【0022】上記数値テーブルに合致する線画像パター
ンを図示したものが図4に示したg、h、iである。行
方向についてのみ示してあるが、列方向についても同様
である。なお、計数値nは0と3の場合のみのものであ
る。図中gは1画素幅であり、hおよびiは2画素幅以
上の線画像を示す。注目画素はいずれにおいても線画像
のエッジ上に含まれている。
【0023】図5(a)、(b)は計数値テーブルに合
致しない場合の線画像パターン例である。これらは、走
査ウィンドウ12内には線画像が検出されているが注目
画素が線画像エッジに含まれていないため、本処理では
輪郭検出としない。
【0024】以上の例においては、行方向のみについて
説明したが、実際の計数値テーブルとの比較は行列方向
について行ない、注目画素が画像エッジ上にあるか否か
の判定を行なう。
【0025】図6は計数値比較手順を示すフローチャー
トである。図6を参照して、計数値比較においては、ま
ず行方向が合致するか否かを判別する(ステップS1
1、以下ステップを略す)。行方向が合致しないときは
列方向が合致するか否かを判別する(S12)。いずれ
においても合致しないときは注目画素がエッジ上にない
と判断する(S13)。行方向または列方向において合
致した場合は(S11,S12でYES)、注目画素が
エッジ上にあると判別する(S14)。
【0026】図6に示すように、行列方向の計数比較を
行なった結果の少なくとも1つが合致すれば、注目画素
が画像エッジ上にあるとみなされる。なお、行列のチェ
ックの順序は問わない。
【0027】図7および図8は走査ウィンドウ12内に
行列方向の線画像が検出され、計数値比較手段による比
較結果が合致した場合の例を示す模式図である。図7は
図8における線画像23〜26のそれぞれの位置におけ
るウィンドウj、k、mの内容を示している。
【0028】判定部14が図7および図8を用いて注目
画素が画像エッジ上にあると判定したときは、濃度変換
部15は注目画素を黒画素に、またそれ以外の場合には
白画素へ置換える。このようにして得られた画像データ
を図9に示す。図に示すように注目画素が画像エッジ上
にある部分のみは黒画素に設定され、それ以外の部分が
白画素に置換えられるため、画像のエッジ部が明確に表
示される。その結果、明確な輪郭画像を提供することが
できる。
【0029】なお、本願発明に係る画像処理装置はレー
ザプリンタやスキャナに限らず、パソコンの画像表示や
ページメモリ内での画像補正処理にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る画像処理装置の要部を示すブロ
ック図である。
【図2】走査ウィンドウの構成を示す図である。
【図3】線画像と走査ウィンドウの位置関係を示す図で
ある。
【図4】計数値テーブルに合致する線画像パターンを示
す図である。
【図5】計数値テーブルに合致しない場合の線画像パタ
ーンを示す図である。
【図6】計数値比較手段の処理を示すフローチャートで
ある。
【図7】走査ウィンドウ内に行列方向の線画像が検出さ
れ、計数値比較による比較結果が合致した場合の例を示
す図である。
【図8】走査ウィンドウと線画像の位置関係を示す図で
ある。
【図9】図8を入力画像とした場合の処理例を表わす図
である。
【符号の説明】
10 ラインメモリ 11 画像信号入力部 12 走査ウィンドウ 13 計数比較テーブル 14 判定部 15 濃度置換部 21〜27 線画像

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像データを連続的に入力する入力手段
    と、 前記入力された画像データを行列方向に複数取込む画像
    データ取込手段と、 前記画像データ取込手段に取込まれた画像データに対し
    て前記行または列方向において所定の濃度範囲にある画
    素を前記行または列ごとに計数する手段と、 前記行または列ごとに所定の計数値を設定する計数設定
    手段と、前記行または列ごとに、 前記計数手段の計数結果と前記
    計数設定手段の計数値を比較する計数値比較手段と、前記計数値比較手段による前記行または列ごとの比較結
    果の、前記行または列における画像パターンが、予め設
    定された画像パターンと合致するか否かを判定する判定
    部と、 前記判定部の判定結果 に応じて前記行列内の画素データ
    を置換える置換手段とを含む、画像処理装置。
  2. 【請求項2】 前記計数設定手段は、所定の注目画素が
    画像データを形成する画像のエッジ上に含まれるよう
    に、計数値を前記行または列ごとに設定し、 前記置換手段は、前記判定部の判定結果として所定の結
    果が得られたとき、前記注目画素を黒画素に変換し、前
    記所定の結果が得られなかったとき白画素とする、請求
    項1に記載の画像処理装置。
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