JP3783815B2

JP3783815B2 - Image processing device

Info

Publication number: JP3783815B2
Application number: JP36458597A
Authority: JP
Inventors: 光滋青山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JPH11185036A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は検出されたエッジの特性に応じて平滑化を行う平滑化フィルタを備えた画像処理装置に係わり、特に１個の平滑化フィルタでエッジの特性に応じた平滑化を行うことができる平滑化フィルタを備えた画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像入力装置から入力された画像データが中間調のない白黒２値データである場合、中間調出力が可能な画像処理装置であれば当然中間調を経て白黒が変化する画像を出力すべきところであるのに、中間調出力が不可能な画像処理装置では、そのまま出力することになり、白黒が中間調を経ずに急峻に変化する画像が出力されてしまう。
そのため、画像入力手段から入力された画像中のエッジの特性をエッジ検出手段により検出し、検出されたエッジの特性に応じた平滑化を平滑化フィルタにより行ってエッジをぼかすようにした画像処理装置が従来より提供されている。すなわち、それぞれ特定のエッジ特性に最適化された複数の平滑化フィルタを備え、検出されたエッジ特性に応じていずれかの平滑化フィルタを用いて平滑化を行っている。
例えば、特開平４−５１３７８号公報に示された画像処理装置では、入力手段により入力された画像中のエッジを検出する手段、複数の平滑化フィルタなどを備え、２値（例えば、白黒の２値）画像から滑らかな多値画像を出力すると共に、フィルタリング処理による文字画像のぼけやエッジ付近における画像の劣化を改善している。また、特開平４−１８０３５３号公報に示された画像処理装置では、入力画像データの複数方向の画素間の濃度変化の偏りに基づいて網点画像領域の画像データのみを平滑化処理し、疑似中間調２値化処理を行って、モアレの発生を防止している。
また、特開平５−１６４３２５号公報に示された画像平滑化処理方式では、それまでの従来技術のように、中心画素とその周囲の画素集団であるｎ×ｍの画素ブロックと予め用意したテンプレートとを比較する構成でなく、簡単な回路構成で、しかも簡単な判定動作で容易に且つ精度良く平滑化処理を行うことができるようにしている。また、特開平６−１４１９１号公報に示された高画質化処理装置では、縦方向および横方向に連続する複数画素間で平滑化処理を行った後に斜め方向に位置する複数画素間で強調化処理を行うフィルタにより疑似中間調の２値化を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、複数の平滑化フィルタを備え、入力された画像データの特性あるいは注目画素のエッジ特性に応じていずれかの平滑化フィルタを用いる必要があった。
本発明の課題は、上記のような従来技術の問題を解決し、１個の平滑化フィルタでエッジ特性に応じた平滑化処理を可能にした画像処理装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、画像データの平滑化処理を行う画像処理装置において、画像データを入力する入力手段と、水平方向と垂直方向のエッジ検出フィルタにより、注目画素である該エッジ検出フィルタ中央位置のエッジの度合いを示すエッジ特性を検出するエッジ検出手段と、前記注目画素からの水平方向距離と垂直方向距離と前記エッジ特性により平滑化フィルタの成分値を演算するフィルタ要素演算手段と、を有し、前記フィルタ要素演算手段は、エッジの度合いが小さいときは平滑化の度合いを小さくしてエッジの保存効果を大きくし、前記エッジの度合いが大きいときは前記平滑化の度合いを大きくして前記エッジの保存効果を小さくするように構成したことを特徴とする。
また、請求項２記載の発明では、請求項１の画像処理装置において、入力された画像データを色分離する色分離手段と、色合成を行う色合成手段とを備え、前記色分離手段により色分離されたそれぞれの色データについて前記フィルタ要素演算手段で成分値が演算される前記平滑化フィルタにより平滑化を行い、平滑化されたそれぞれの色データを前記色合成手段により合成する構成にしたことを特徴とする。
また、請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において、エッジ検出手段によりエッジの度合いを表す値ｋを求め、上記ｋの値が大きくなると大きくなり小さくなると小さくなる値ｄを上記ｋの値から求め、注目画素からその周囲の任意の画素または上記注目画素自身までの水平方向距離をｉとし垂直方向距離をｊとしたときの平滑化フィルタの各要素の成分値Ａｉｊを求めるために、Ａｉｊ＝Ｓｉｊ／ΣＳｉｊなる式におけるＳｉｊの値をＳｉｊ＝（ｉ²＋ｊ²＋ｄ²）^1/2なる式から求め、それにより上記Ａｉｊを求めて平滑化処理手段を構成するようにした。
【０００５】
【作用】
上記のような手段にしたので、請求項１記載の発明では、入力された画像データまたは上記画像データ中の注目画像領域内画像データのエッジ特性に合わせて平滑化処理手段の特性が変化する。
請求項２記載の発明では、入力される画像データがカラー画像データの場合でも上記の作用を実現することができる。
請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において、エッジの度合いを表す値ｋを求め、上記ｋの値が大きくなると大きくなり小さくなると小さくなる値ｄを上記ｋの値から求め、注目画素からその周囲の任意の画素または上記注目画素自身までの水平方向距離をｉとし垂直方向距離をｊとしたときの平滑化フィルタの各要素のフィルタ成分値Ａｉｊを求めるために、Ａｉｊ＝Ｓｉｊ／ΣＳｉｊなる式におけるＳｉｊの値をＳｉｊ＝（ｉ² ＋ｊ² ＋ｄ² ）^1/2 なる式から求め、それにより上記Ａｉｊを求めることにより平滑化処理手段が構成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施例を示す画像処理装置の構成ブロック図である。図示したように、この実施例の画像処理装置は、画像を入力する画像入力装置１、入力された複数ラインの画像データを並列に並べたパターンデータを生成するパターンデータ生成部２、入力されたパターンデータのエッジ特性を検出するエッジ検出フィルタ３、上記エッジ検出フィルタ３により検出されたエッジ特性データからエッジの度合いを示す値ｋを求めるエッジ係数演算部４、上記値ｋからｋが大きくなれば大きくなり小さくなれば小さくなる値ｄを求めるための変換テーブル５、ｄの値に基づいて平滑化フィルタを構成する各要素の成分値Ａｉｊを求めるフィルタ要素演算部６、上記フィルタ要素演算部６により求められた成分値Ａｉｊが設定される平滑化フィルタ７、パターンデータ生成部２により生成されたパターンデータを平滑化フィルタ７により平滑化処理する平滑化処理部８、平滑化処理された画像データを出力する画像出力部９などを備えている。
また、上記において、パターンデータ生成部２は、図２に示すように、直列につながれた複数のラインバッファ２１、上記それぞれのラインバッファ２１に直列につながれた、それぞれ複数のｄタイプフリップフロップ（以下、ＦＦと称す）２２から成る複数のフリップフロップ列などにより構成される。なお、本実施例において、エッジ検出フィルタ３およびエッジ係数演算部４がエッジ検出手段を構成し、フィルタ要素演算部６、平滑化フィルタ７、および平滑化処理部８が平滑化処理手段を構成する。
【０００７】
以下、図１などにより、この実施例の動作を説明する。
まず、画像入力装置１により原稿などの１ライン（走査ライン、読み取りライン）目から順に画像が読み取られ、読み取られた１ライン目の画像データがパターンデータ生成部２のラインバッファ２１（１）に格納されると共にｍ個のＦＦ２２−０１〜２２−０ｍに格納される。続いて、２ライン目の画像データがパターンデータ生成部２に入力されると、２ライン目の画像データは上記と同様に格納され、ラインバッファ２１（１）に格納されていた画像データはラインバッファ２１（２）およびＦＦ２２−１１〜２２−１ｍ移される。なお、ＦＦ２２−０１〜２２−０ｍ格納されていた１ライン目の画像データは失われる。こうして、ｎライン目の画像データがパターンデータ生成部２に入力し終わったとき、１ライン目の画像データはＦＦ２２−（ｎ−１）１２２−（ｎ−１）ｍに格納され、ＦＦ２２−０１〜２２−０ｍには最後に入力された画像データが格納され、ＦＦ２２−１１〜２２−１ｍには最後から２番目に入力された画像データが格納される。マトリックス状に並んだｍ×ｎ個のＦＦ２２のいずれにも出力端子が設けられているので、上記のように格納された状態では、入力されたｎ行の画像データ（画素データ群）のいずれの画素データも出力することができる。つまり、どのような領域の画像データも切り出すことができる。なお、ＦＦ２２に上記のように並べられ、上記のように出力可能な画像データをパターンデータと呼ぶことにする。
上記のパターンデータのそれぞれは、２値つまり１（例えば黒）か０であり、黒領域と白領域の境界であるエッジを有する。本発明の画像処理装置ではそのようなエッジをぼかして黒から白あるいは白から黒への変化を緩やかに（平滑化）する。しかし、文字などをぼかして（平滑化して）しまっては見ずらくなるので、パターンデータに応じてぼかす。そのため、上記のパターンデータ生成に続き、エッジ検出フィルタ３によりエッジの特性（パターンデータの特性）を検出する。
【０００８】
図３に示すように、エッジ検出フィルタ３は水平方向（走査ライン方向）のパターンデータの変化（白黒の変化）を検出する水平１次微分部３１と垂直方向のパターンデータの変化を検出する垂直１次微分部３２から構成されている。上記水平１次微分部３１は、図４（ａ）に示すように、例えばマトリックス状に並んだ複数（図示の例では縦横とも５個）の画素に対応付けられたフィルタ成分を有し、入力された（切り出された）パターンデータのそれぞれの画素データは対応するフィルタ成分との積を取られ、その和として上記パターンデータの中央位置の出力値が求められる。フィルタ成分を図４（ａ）のようにすると、例えばある縦線の左側では黒、右側では白というような画像では水平１次微分部３１の出力値が大きくなり、文字のように白黒が頻繁に変化する画像では出力値が小さくなる。
また、垂直１次微分部３２は、例えば図４（ｂ）に示すようなフィルタ成分を有し、入力された（切り出された）パターンデータのそれぞれの画素データは対応するフィルタ成分との積を取られ、その和として上記パターンデータの中央位置の出力値が求められる。フィルタ成分を図４（ｂ）のようにすると、例えばある横線の上側では黒、下側では白というような画像では垂直１次微分部３２の出力値が大きくなり、文字のように白黒が頻繁に変化する画像では出力値が小さくなる。
【０００９】
上記のような出力値がエッジ検出フィルタ３からエッジ係数演算部４に与えられると、エッジ係数演算部４はそれぞれの画素位置について上記二つの１次微分部３１、３２のそれぞれから出力された値の２乗の和を求め、さらに、上記和の平方根を求め、それをエッジの度合いを表す値ｋとする。
続いて、上記ｋの値が変換テーブル５に与えられる。上記変換テーブル５はｋの値をｄの値に変換するテーブルであり、複数のｋの値に対応付けて複数のｄの値が設定されている。なお、図５に示すように、ｋとｄの間には、ｄ＝ａｋ＋ｂというような関係がある。
上記のようにして求められたｄの値はフィルタ要素演算部６に与えられ、フィルタ要素演算部６は、
Ａｉｊ＝Ｓｉｊ／ΣＳｉｊ
Ｓｉｊ＝（ｉ² ＋ｊ² ＋ｄ² ）^1/2
という式に従って平滑化フィルタ７に設定する平滑化フィルタ７の各要素の成分値Ａｉｊを求める。なお、上記において、ｉは注目画素からの水平方向距離、ｊは垂直方向距離、ｄは注目画素における値である（図６参照）。
【００１０】
フィルタ要素演算部６はそれぞれのＡｉｊが求まる度毎にその値を平滑化フィルタ７の対応する位置（メモリ上の位置）に設定する。注目領域についてＡｉｊが設定し終わった例を図７に示す。図７（ａ）はｄの値が０. ５場合、図７（ｂ）はｄの値が１のばあい、図７（ｃ）はｄの値が２の場合である。図７からも明らかなように、ｄの値が小さいときは大きいときよりも中央部（注目画素）の成分値Ａ００が大きくなり、したがって、ｄの値が小さいときは平滑化の度合いが小さいのでエッジの保存効果が大きくなり、ｄの値が大きいときは平滑化の度合いが大きいのでエッジの保存効果が薄れる。
なお、上記において、ｋやＡｉｊの値を求める際、注目画素が例えば１番目の走査ライン上の画素の場合、ｍ×ｎマトリックスにおける注目画素の上側のラインの画像データの値は０として計算される。同様に、下側、左側、右側の、画像データのない領域における画像データの値も０として計算される。また、上記においては、５×５のマトリックスを用いたが一般化してｐ×ｑのマトリックスを用いることも可能である。また、図５に示した例では、ｋとｄにリニアな関係を持たせているが（但し、ｋ＝０でｄは０でない）、平滑化処理の用途に合わせて特性を変化させることも可能である。
【００１１】
図８は本発明の第２の実施例を示す画像処理装置の構成ブロック図である。図示したように、この実施例の画像処理装置は、第１の実施例の構成に加えて、入力されたカラー画像データに色分離処理を施して３色のカラー画像データに分離する色分離部（色分離手段）１０、および平滑化処理が終了したそれぞれの色データを合成する色合成部（色合成手段）１１を備え、カラー画像についても第１の実施例と同様なエッジ平滑化を実現している。なお、この実施例の画像処理装置は、パターンデータ生成部２、エッジ検出フィルタ３、エッジ係数演算部４、変換テーブル５、フィルタ要素演算部６、平滑化フィルタ７、平滑化処理部８を３組備え、色分離部１０により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラー画像データに分離された後、それぞれのカラー画像データについて並行して第１の実施例と同様な平滑化処理などを行う。
また、第２の実施例における画像処理装置の動作は前述したように入力されたカラー画像データを色分離処理し、３色のカラー画像データに分離する点及びエッジ平滑化処理を施された３色のカラー画像データの各々を合成する点のみが前記第１の実施例と異なり、３色のカラー画像データの各々に対する処理は上記第１の実施例と同様であるため、その説明を省略する。
なお、請求項１〜３において、エッジ検出手段はエッジ検出フィルタ３およびエッジ係数演算部４を示し、平滑化処理手段はフィルタ要素演算部６、平滑化フィルタ７および平滑化処理部８を示す。また、請求項２において色分離手段は色分離部１０を示し、色合成手段は色合成部１１を示す。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、請求項１記載の発明では、入力された画像データまたは上記画像データ中の注目画像領域内画像データのエッジ特性に合わせて平滑化処理手段の特性が変化するので、１個の平滑化処理手段でエッジ特性にあった平滑化処理を行うことができ、したがって、平滑化すべき所を自動的に抽出して平滑化する平滑化手段を低コストで実現することができる。
また、請求項２記載の発明では、入力される画像データがカラー画像データの場合でも請求項１記載の効果を実現することができる。
また、請求項３記載の発明では、エッジの度合いを表す値ｋを求め、上記ｋの値が大きくなると大きくなり小さくなると小さくなる値ｄを上記ｋの値から求め、注目画素からその周囲の任意の画素または上記注目画素自身までの水平方向距離をｉとし垂直方向距離をｊとしたときの平滑化フィルタの各要素のフィルタ成分値Ａｉｊを求めるために、Ａｉｊ＝Ｓｉｊ／ΣＳｉｊなる式におけるＳｉｊの値をＳｉｊ＝（ｉ２＋ｊ２＋ｄ２）１／２なる式から求め、それにより上記Ａｉｊを求めることにより平滑化処理手段が構成されるので、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す画像処理装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示す画像処理装置要部のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例を示す画像処理装置要部の他のブロック図である。
【図４】 (a) 及び(b) は本発明の第１の実施例を示す画像処理装置要部の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施例を示す画像処理装置要部の他の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施例を示す画像処理装置要部の他の説明図である。
【図７】 (a) (b) 及び(c) は本発明の第１の実施例を示す画像処理装置要部の他の説明図である。
【図８】本発明の第２の実施例を示す画像処理装置の構成ブロック図である。
【符号の説明】
１画像入力装置、２パターンデータ生成部、３エッジ検出フィルタ、４
エッジ係数演算部、５変換テーブル、６フィルタ要素演算部、７平滑化フィルタ、８平滑化処理部、１０色分離部、１１色合成部、２１ラインバッファ、２２ｄタイプフリップフロップ、３１水平１次微分部、３２垂直１次微分部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus including a smoothing filter that performs smoothing according to detected edge characteristics, and in particular, smoothing that can perform smoothing according to edge characteristics using a single smoothing filter. The present invention relates to an image processing apparatus provided with a conversion filter.
[0002]
[Prior art]
If the image data input from the image input device is black and white binary data without halftone, an image processing device capable of halftone output should output an image in which black and white changes through halftone. However, in an image processing apparatus that cannot output halftones, the image is output as it is, and an image in which monochrome changes sharply without going through halftones is output.
Therefore, an image processing apparatus that detects edge characteristics in an image input from the image input means by the edge detection means, and performs smoothing according to the detected edge characteristics by the smoothing filter to blur the edges. Is conventionally provided. That is, a plurality of smoothing filters optimized for specific edge characteristics are provided, and smoothing is performed using any one of the smoothing filters according to the detected edge characteristics.
For example, the image processing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-51378 includes means for detecting an edge in an image input by an input means, a plurality of smoothing filters, and the like, and is binary (for example, black and white 2). A smooth multi-value image is output from the (value) image, and blurring of the character image due to filtering processing and image deterioration near the edge are improved. Further, in the image processing apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-180353, only the image data in the halftone dot image region is smoothed based on the deviation in density change between pixels in a plurality of directions of the input image data, and the pseudo-image is simulated. A halftone binarization process is performed to prevent moiré.
In addition, in the image smoothing processing method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-164325, a template prepared in advance by an n × m pixel block that is a central pixel and its surrounding pixel group as in the prior art. The smoothing process can be performed easily and accurately with a simple circuit configuration and with a simple determination operation. Further, in the high image quality processing apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-14191, after performing smoothing processing between a plurality of pixels continuous in the vertical direction and the horizontal direction, enhancement is performed between a plurality of pixels positioned in an oblique direction. A pseudo halftone is binarized by a filter that performs processing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technology, it is necessary to provide a plurality of smoothing filters and use any one of the smoothing filters according to the characteristics of the input image data or the edge characteristics of the target pixel.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image processing apparatus that solves the above-described problems of the prior art and enables smoothing processing according to edge characteristics with a single smoothing filter.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, in the image processing apparatus for performing the smoothing processing of the image data, the input means for inputting the image data and the edge detection filters in the horizontal direction and the vertical direction, Edge detection means for detecting edge characteristics indicating the degree of edge at the center position of the edge detection filter, which is the target pixel, and horizontal and vertical distances from the target pixel and the smoothing filter component values based on the edge characteristics. Filter element calculation means for calculating, and when the degree of edge is small, the filter element calculation means decreases the degree of smoothing to increase the effect of preserving the edge, and when the degree of edge is large The smoothing degree is increased to reduce the edge preserving effect .
According to a second aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, the image processing apparatus further comprises color separation means for color-separating input image data and color composition means for color composition, and the color separation means Each separated color data is smoothed by the smoothing filter whose component value is calculated by the filter element calculating means, and each smoothed color data is synthesized by the color synthesizing means. It is characterized by.
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the value k representing the degree of edge is obtained by the edge detecting means, and the value d increases as the value of k increases and decreases as the value of k increases. To obtain the component value Aij of each element of the smoothing filter when the horizontal distance from the pixel of interest to the surrounding pixel or the pixel of interest itself is i and the vertical distance is j. The value of Sij in the equation Aij = Sij / ΣSij is obtained from the equation Sij = (i ² + j ² + d ² ) ^1/2 , thereby obtaining the above Aij and constituting the smoothing processing means.
[0005]
[Action]
According to the above-described means, in the first aspect of the invention, the characteristics of the smoothing processing means change according to the edge characteristics of the input image data or the image data within the image area of interest in the image data.
According to the second aspect of the present invention, the above-described operation can be realized even when the input image data is color image data.
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a value k representing the degree of edge is obtained, and a value d that increases and decreases as the value of k increases from the value of k. In order to obtain the filter component value Aij of each element of the smoothing filter when the horizontal distance from the pixel to any surrounding pixel or the pixel of interest itself is i and the vertical distance is j, Aij = Sij / The value of Sij in the expression ΣSij is obtained from the expression Sij = (i ² + j ² + d ² ) ^1/2 , and thereby obtaining the above Aij, the smoothing processing means is configured.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, an image processing apparatus according to this embodiment includes an image input apparatus 1 that inputs an image, a pattern data generation unit 2 that generates pattern data in which input image data of a plurality of lines are arranged in parallel, and an input Edge detection filter 3 for detecting edge characteristics of pattern data, edge coefficient calculation unit 4 for obtaining a value k indicating the degree of edge from edge characteristic data detected by the edge detection filter 3, and if k increases from the above values k A conversion table 5 for obtaining a value d that becomes smaller as it becomes larger and smaller, a filter element calculation unit 6 that obtains a component value Aij of each element constituting the smoothing filter based on the value of d, and the filter element calculation unit 6 The smoothing filter 7 to which the obtained component value Aij is set, the pattern data generated by the pattern data generating unit 2 Smoothing section 8 of smoothed by the smoothing filter 7, and an image output unit 9 for outputting image data processed smoothed.
Further, in the above, the pattern data generation unit 2 includes a plurality of line buffers 21 connected in series and a plurality of d-type flip-flops (hereinafter referred to as “series”) connected in series to the respective line buffers 21 as shown in FIG. (Referred to as FF) 22. In the present embodiment, the edge detection filter 3 and the edge coefficient calculation unit 4 constitute an edge detection unit, and the filter element calculation unit 6, the smoothing filter 7, and the smoothing processing unit 8 constitute a smoothing processing unit. .
[0007]
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG.
First, the image is read sequentially from the first line (scanning line, reading line) of the document or the like by the image input device 1, and the read image data of the first line is stored in the line buffer 21 (1) of the pattern data generation unit 2. It is stored and stored in m FFs 22-01 to 22-0m. Subsequently, when the image data of the second line is input to the pattern data generation unit 2, the image data of the second line is stored in the same manner as described above, and the image data stored in the line buffer 21 (1) is stored in the line data. The buffer 21 (2) and the FFs 22-11 to 22-1m are moved. Note that the image data of the first line stored in the FFs 22-01 to 22-0m is lost. Thus, when the nth line of image data has been input to the pattern data generating unit 2, the image data of the first line is stored in FF22- (n-1) 1 22- (n-1) m, and FF22- 01 to 22-0m stores the last input image data, and FFs 22-11 to 22-1m store the second input image data from the last. Since any of the m × n FFs 22 arranged in a matrix is provided with an output terminal, any one of the input n rows of image data (pixel data group) in the stored state as described above. Pixel data can also be output. That is, any region of image data can be cut out. The image data arranged in the FF 22 as described above and output as described above will be referred to as pattern data.
Each of the above pattern data is binary, that is, 1 (for example, black) or 0, and has an edge that is a boundary between the black region and the white region. In the image processing apparatus of the present invention, such an edge is blurred to moderate (smooth) a change from black to white or from white to black. However, blurring (smoothing) characters etc. makes it difficult to see, so it is blurred according to the pattern data. Therefore, following the pattern data generation, the edge characteristic (pattern data characteristic) is detected by the edge detection filter 3.
[0008]
As shown in FIG. 3, the edge detection filter 3 includes a horizontal primary differentiator 31 that detects a change (monochrome change) in pattern data in the horizontal direction (scanning line direction) and a vertical that detects a change in pattern data in the vertical direction. The primary differentiation unit 32 is configured. As shown in FIG. 4A, the horizontal primary differentiating unit 31 has filter components associated with, for example, a plurality of pixels arranged in a matrix (5 in the example shown in the figure). Each pixel data of the cut (cut out) pattern data is calculated with a product with a corresponding filter component, and an output value at the center position of the pattern data is obtained as the sum. When the filter component is as shown in FIG. 4A, for example, the output value of the horizontal primary differentiating unit 31 is large in an image such as black on the left side of a certain vertical line and white on the right side, and black and white are frequently used like characters. The output value is small for an image that changes to.
Further, the vertical primary differentiating unit 32 has a filter component as shown in FIG. 4B, for example, and each pixel data of the inputted (cut out) pattern data is a product of the corresponding filter component. The output value at the center position of the pattern data is obtained as the sum. When the filter component is as shown in FIG. 4B, for example, the output value of the vertical primary differentiation unit 32 is large in an image such as black on the upper side of a certain horizontal line and white on the lower side. The output value is small for an image that changes to.
[0009]
When the output value as described above is given from the edge detection filter 3 to the edge coefficient calculation unit 4, the edge coefficient calculation unit 4 outputs the value output from each of the two primary differentiation units 31 and 32 for each pixel position. Is obtained, and the square root of the sum is obtained, and this is set as a value k representing the degree of edge.
Subsequently, the value of k is given to the conversion table 5. The conversion table 5 is a table for converting k values into d values, and a plurality of d values are set in association with a plurality of k values. As shown in FIG. 5, there is a relationship such as d = ak + b between k and d.
The value of d obtained as described above is given to the filter element calculation unit 6, and the filter element calculation unit 6
Aij = Sij / ΣSij
Sij = (i ² + j ² + d ² ) ^1/2
The component value Aij of each element of the smoothing filter 7 set in the smoothing filter 7 is obtained according to the following equation. In the above, i is a horizontal distance from the target pixel, j is a vertical distance, and d is a value at the target pixel (see FIG. 6).
[0010]
The filter element calculation unit 6 sets the value at a corresponding position (memory position) of the smoothing filter 7 every time Aij is obtained. FIG. 7 shows an example in which Aij has been set for the attention area. FIG. 7A shows the case where the value of d is 0.5, FIG. 7B shows the case where the value of d is 1, and FIG. 7C shows the case where the value of d is 2. As is clear from FIG. 7, when the value of d is small, the component value A00 in the center portion (target pixel) is larger than when it is large. Therefore, when the value of d is small, the degree of smoothing is small. The edge preserving effect is increased, and when the value of d is large, the degree of smoothing is large and the edge preserving effect is diminished.
In the above description, when the values of k and Aij are obtained, if the target pixel is, for example, a pixel on the first scan line, the value of the image data of the line above the target pixel in the m × n matrix is calculated as 0. The Similarly, the values of the image data in the lower, left, and right areas without image data are also calculated as zero. In the above description, a 5 × 5 matrix is used, but a generalized p × q matrix can be used. In the example shown in FIG. 5, k and d have a linear relationship (however, k = 0 and d is not 0). However, the characteristics may be changed according to the use of the smoothing process. Is possible.
[0011]
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the image processing apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the image processing apparatus according to this embodiment includes a color separation unit that performs color separation processing on input color image data and separates it into three color image data in addition to the configuration of the first embodiment. (Color separation means) 10 and a color composition section (color composition means) 11 for synthesizing the respective color data for which smoothing processing has been completed, and edge smoothing similar to that of the first embodiment is realized for color images. is doing. The image processing apparatus of this embodiment includes a pattern data generation unit 2, an edge detection filter 3, an edge coefficient calculation unit 4, a conversion table 5, a filter element calculation unit 6, a smoothing filter 7, and a smoothing processing unit 8. After being separated into three color image data of red (R), green (G), and blue (B) by the color separation unit 10, each color image data is parallel to the first embodiment. A similar smoothing process is performed.
The operation of the image processing apparatus according to the second embodiment is as follows. The color image data that has been input is color-separated and the point that is separated into color image data of three colors and the edge smoothing process 3 are performed. Unlike the first embodiment, the processing for each of the three color image data is the same as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. .
In claims 1 to 3, the edge detection means indicates the edge detection filter 3 and the edge coefficient calculation unit 4, and the smoothing processing means indicates the filter element calculation unit 6, the smoothing filter 7, and the smoothing processing unit 8. Further, in claim 2, the color separation means indicates the color separation section 10, and the color composition means indicates the color composition section 11.
[0012]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the first aspect of the present invention, the characteristics of the smoothing processing means are matched with the edge characteristics of the input image data or the image data within the target image area in the image data. Since it changes, it is possible to perform smoothing processing that matches the edge characteristics with a single smoothing processing means. Therefore, a smoothing means that automatically extracts and smoothes the place to be smoothed is realized at low cost. can do.
In the invention described in claim 2, even if the input image data is color image data, the effect described in claim 1 can be realized.
According to the third aspect of the present invention, a value k representing the degree of edge is obtained, a value d that increases as the value of k increases and decreases as the value of k decreases is obtained from the value of k, and an arbitrary surrounding area is obtained from the target pixel. In order to obtain the filter component value Aij of each element of the smoothing filter when the horizontal distance to the pixel of interest or the pixel of interest itself is i and the vertical distance is j, Aij = Sij / ΣSij Since the smoothing processing means is constructed by obtaining the value from the formula Sij = (i2 + j2 + d2) 1/2 and thereby obtaining Aij, the same effect as that of the invention of claim 1 can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a main part of an image processing apparatus showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is another block diagram of the main part of the image processing apparatus showing the first embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are explanatory views of a main part of the image processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is another explanatory diagram of the main part of the image processing apparatus showing the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is another explanatory diagram of the main part of the image processing apparatus showing the first embodiment of the present invention.
FIGS. 7A, 7B, and 7C are other explanatory views of the main part of the image processing apparatus showing the first embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of an image processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 image input device, 2 pattern data generation unit, 3 edge detection filter, 4
Edge coefficient calculation unit, 5 conversion table, 6 filter element calculation unit, 7 smoothing filter, 8 smoothing processing unit, 10 color separation unit, 11 color synthesis unit, 21 line buffer, 22 d-type flip-flop, 31 horizontal primary Differentiation section, 32 vertical first-order differentiation section

Claims

In an image processing apparatus that performs smoothing processing of image data,
Input means for inputting image data;
Edge detection means for detecting edge characteristics indicating the degree of edge at the center position of the edge detection filter, which is a target pixel, by edge detection filters in the horizontal direction and the vertical direction ;
A filter element calculation means for calculating a component value of a smoothing filter based on a horizontal distance and a vertical distance from the target pixel and the edge characteristics;
When the degree of edge is small, the filter element calculation means reduces the degree of smoothing to increase the effect of preserving the edge, and when the degree of edge is large, the degree of smoothing is increased to increase the degree of smoothing. An image processing apparatus configured to reduce a storage effect .

2. The image processing apparatus according to claim 1, further comprising color separation means for color-separating input image data and color composition means for performing color composition, and the filter for each color data color-separated by the color separation means. An image processing apparatus characterized in that smoothing is performed by the smoothing filter whose component values are calculated by an element calculating means, and each of the smoothed color data is synthesized by the color synthesizing means.

2. The image processing apparatus according to claim 1, wherein a value k representing the degree of edge is obtained by the edge detection means, and a value d that increases as the value of k increases and decreases as the value of k decreases from the value of k. In order to obtain the component value Aij of each element of the smoothing filter when the horizontal distance from the pixel to any surrounding pixel or the pixel of interest itself is i and the vertical distance is j, Aij = Sij / ΣSij An image processing apparatus characterized in that a value of Sij in the following equation is obtained from an equation of Sij = (i ² + j ² + d ² ) ^1/2 , thereby obtaining the Aij to constitute a smoothing processing means.