JPH01276970A - 画像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、階調画像を含む画像情報を２値再生する機能
を備えた画像信号処理装置に関するものである。

従来の技術 近年事務処理の機械化や画像通信の急速な普及に伴って
、従来の白黒２値原稿の他に、階調画像や印刷画像の高
品質での画像再現に対する要望が高まっている。

特に、階調画像の２値画像による擬似階調再現は、表示
装置や記録装置との適合性が良く多くの提案がなされて
いる。

これらの擬似階調再現の１つの手段として、デイザ法が
最もよく知られている。この方法は、予め定められた一
定面積において、その面積内に再現するドツトの数によ
って階調を再現しようとするもので、デイザマトリック
スに用意した閾値と入力画情報を１画素毎に比較しなか
ら２値化処理を行っている。この方法は階調特性と分解
能がデイザマトリッスの大きさに直接依存し、互いに両
立できない関係にある。また印刷画像などに用いた再現
画像に七けるモアレ模様の発生は避けがたい。

上記階調特性と高分解能が両立し、かつモアレ模様の発
生抑制効果の大きい方法としてランダムデイザ法が提案
されてお）、その代表として誤差拡散法〔アールフロイ
ドアンドエルスティンバーグアンアダプティプアルゴリ
ズムフォースペシャルグレースケール”エスアディ　７
５ダイジエスト　３６〜３７ページ（文献：　Ｒ，ＦＬ
ＯＹＤ＆　　Ｌ、５ＴＥＩＮＢＥＲＧ、”Ａｎ　　Ａｄ
ａｐｔｉｖｅ　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒ　５ｐａｔｉ
ａｌ　　Ｇｒｅｙ　５ｃａｌｅ　、５ＩＤ７５ＤＩＧＥ
ＳＴ、　Ｐｐ３６−３７　）　）が提案されている。

第４図は上記誤差拡散法を実現するための装置の要部ブ
ロック図である。

原画像における注目画素の座標を（ｘ、ｙ）とするとき
、４０１は誤差記憶手段、４０２は誤差配分係数マトリ
クスの示す注目画素の周辺の未処理画素領域、４０３は
座標（ｘ、ｙ）における集積誤差Ｓｘｙの記憶装置、４
０４は座標（ｘ、ｙ）における入力レベルＩｘｙの入力
端子、　４０５はＩ’ｘｙ　（＝　Ｉｘｙ　十Ｓｘ’！
　）の入力補正手段、４０６は出力レベル０またはＲの
２値信号Ｐｘｙの出力端子、４０７は一定閾値Ｒ／２を
印加する信号端子、４０８は入力信号Ｉ’ｘｙと一定閾
値Ｒ／２を比較してＩ’ｘｙ＞Ｒ／２の時Ｐｘｙ＝Ｒを
、その他の場合はＰＸｙ＝０を出力する２値化手段、４
０９はＥｘｙ　（＝Ｉ’ｘｙ−Ｐｘｙ）の注目画素に対
する２値化誤差を求める差分演算手段である。

さて、注目画素に対する集積誤差Ｓｘｙは式（１）。

（２）で表される。

５ｘｙ＝ΣＫｉｊ−Ｅｘ−ｊ＋２．ｙ−ｉ＋１．−　（
１１（但し、ｔｏ　　Ｊは誤差配分係数マトリクス内の
座標を示す） この誤差配分係数Ｋｉｊは誤差Ｅｘ７の注目画素の周辺
画素への配分の重み付けをするもので前記文献では （但し、米は注目画素の位置） を例示している。

第４図の構成では、上記の演算は注目画素に対する２値
化誤差Ｅｘ７に、未処理の周辺画素領域４０２内の各画
素Ａ−Ｄに対応する配分係数を乗算し、誤差記憶手段４
０１内の値に加算し再び該当位置へ記憶させる誤差配分
演算手段４１０によって実現している。ただし、誤差記
憶手段４０１の画素位置Ｂの集積誤差は予めＯにクリア
されている。

発明が解決しようとする課題 さて、上記の誤差拡散法は、デイザ法に比して階調特性
や分解能の点で優れた性能を持ち、印刷画像の再現時に
おいてもモアレ模様の出現は極めて少い。しかし、２値
化出力であるドツトの配置については考慮されていない
ために、文字や図形などの再現では連続性に欠け、文字
品質の劣化を招いていた。

本発明は上記の誤差拡散法における文字および図形の連
続性を確保し、階調特性・分解能に優れかつ文字品質の
良い画像信号処理装置を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明の技術的解決手段は、
画素単位でサンプリングした多階調の濃度レベルを２値
化する際に、文字領域と写真領域とを注目画素の濃度レ
ベルとその周辺画素の平均濃度レベルとの濃度差等によ
り領域を検出し領域判定信号を出力する領域判定手段と
、注目画素の２値化誤差をその周辺の画素位置に対応さ
せて記憶する誤差記憶手段と、注目画素の２値化出力を
その周辺の画素位置に対応させて記憶する２値化出力記
憶手段と、注目画素の入力レベルと前記誤差記憶手段内
の注目画素位置に対応した集積誤差を加算し補正レベル
を出力する入力補正手段と、２値化する際の閾値レベル
を前記領域判定信号により文字領域のみ前記２値化出力
記憶手段内の注目画素の周辺出力画素のドツト配置に応
じた閾値レベルを出力する周辺出力演算手段と、前記補
正レベルを前記周辺出力演算手段からの閾値レベルと比
較し注目画素の２値化レベルを決定する２値化手段と、
前記補正レベルと２値化レベルの差分すなわち２値化誤
差を求める差分演算手段と、前記誤差演算手段からの補
正誤差とあらかじめ定めた複数の配分係数から注目画素
周辺の未処理画素に対応する誤差配分値を算出し、前記
誤差配分値を前記誤差記憶手段内の対応する画素位置の
集積誤差とを加算し再び記憶させる誤差配分演算手段と
を設けたものである。

作　　　　用 本発明は上記構成により、領域判定により文字領域のみ
２値化する際の閾値レベルを注目画素の周辺出力画素の
ドツト配置に応じ例えば通常処理時の閾値レベルよシ低
い値に設定して、よシ黒レベルになりやすくすることに
より周辺出力画素との連続性を確保し、文字および図形
の画質を向上させるものである。

実施例 第１図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
要部ブロック構成図である。

同図において１０１〜１１０の各ブロックの構成と作用
は第３図の従来の誤差拡散法における各構成要素４０１
〜４１０と同様である。第３図の構成と異なる２値出力
記憶手段１１１、周辺出力演算手段１１３、領域判定手
段１１４について以下に詳細に述べる。

２値出力記憶手段１１１は、２値化手段１０８からの２
値化レベルＰｘｙを注目画素の周辺出力画素位置に対応
させて記憶し、２値化する際に注目画素の周辺出力領域
１１２内が読出され周辺出力演算手段１１３に出力され
る。

領域判定手段１１４の比較的簡便な方法として例えば、
注目画素の濃度レベルと周辺画素の平均濃度レベルとの
濃度差により判定する濃度差が大きいとき文字図形領域
と判定し領域判定信号１１５を出力する。

周辺出力演算手段１１３は、２値出力記憶手段１１１内
の周辺出力領域１１２を読出し、周辺出力領域１１−２
の全画素あ°るいは一部の画素の２値化レベルが黒レベ
ルのとき、２値化する際の閾値レベル１０７を例えば低
く設定し注目画素の２値化レベルが黒レベルになシやす
くする。

第２図を用いて周辺出力演算手段１１３が参照する周辺
出力領域について説明する。

第２図（ａ）は、注目画素に隣接する周辺出力画素ａ　
％　ｄを用いた例を示すもので、周辺出力画素ａ　％　
ｄの全画素あるいは一部画素の２値化レベルで論理積ま
たは論理和条件によって閾値レベルを制御するものであ
る。

第２図（ｂ）は、周辺出力画素領域を広範囲にした例を
示すもので、黒画素のドツト配置の方向性を考慮するも
ので、０１〜θ４は垂直方向・水平方向あるいは科目方
向の方向性を示すものであり、周辺出力画素ａ　％　ｈ
の２値化レベルによって次のように方向性を検出する。

（但し、米は論理積を示す） さらに、周辺出力演算手段１１３としては、０１〜θ４
の方向性の論理号条件によって２値化する際の閾値レベ
ルＢｔｈを低く制御するものである。

第３図は、領域判定手段および周辺出力演算手段のブロ
ック構成図である。３０１は周辺出力領域の論理条件を
実現するための出力演算回路、３０４は２値化の閾値レ
ベルを選択するセレクタ、１１４は領域判定手段、３１
２はレジスタ、３１３は平均演算手段を示す。

出力演算回路３０１は、第２図（ｂ）の論理条件を例に
とって説明すれば、 ｙ−（ａ＊ｂ）＋（ｃ米ｄ）＋（ｅ＊ｆ）＋（ｇ＊ｈ）
・・・・・・・・・・・・（３） 論理条件を論理式で表現すれば式（３）のようになシ、
出力演算回路としては論理積３０２と論理和３０３のゲ
ート回路によって構成できる。

領域判定手段１１４は、説明を簡便にするために一次元
の隣接画素との濃度差によって検出する例で説明する。

端子３１０より入力された注目画素は、一画素遅延する
ためのレジスタ３１２に入−′１カする。つぎに、注目
画素の濃度レベルと周辺画素として一画素遅延したレジ
スタ３１２の出力との濃度差を濃度差演算手段３１３で
演算する。濃度差演算手段３１３からの出力とある閾値
レベルとを比較手段３１５で比較し領域検出信号３０８
を出力する。

セレクタ３０４において、出力演算回路３０１からのセ
レクト信号は、領域判定手段３１１からの領域判定信号
３０８によって文字領域以外はゲート回路３０９によっ
て禁止される。よって、ゲート回路３０９が′Ｌ”レベ
ルのときは、１ｌｌｔの閾値レベルＢｔｈ１を選択し、
ゲート回路３０９が”Ｈ”レベルのときは通常の閾値レ
ベルＢｔｈ　１より低く設定した閾値レベルＢｔｈ２を
選択し２値化手段１０８に閾値レベルＢｔｈを出力する
ものである。

また、出力演算回路３０１をゲート回路のようなランダ
ムロジックではなくＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）
で構成することも簡便な方法である。第２図で示した周
辺出力画素ａ　％　ｄまたはａ〜ｈをアドレスとし、Ｒ
ＯＭパターンで閾値レベルのセレクト信号として単数ま
たは複数出力することも容易に考えられる。

さらに、第２図（ａ）の周辺出力画素ａ　％　ｄの黒画
素の数または第２図（ｂ）の周辺出力画素領域の０１〜
θ４の方向を検出した数に応じて、通常処理時の閾値レ
ベルに対して複数の閾値レベルを設定することも考えら
れる。

なお、閾値レベルＢｔｈ　２のレベルを′０”と設定と
することにより、確立的に黒レベルになシやすくするの
ではなく、論理条件を満足すると強制的に黒レベルにす
ることもできる。

発明の効果 以上のように本発明では、領域判定により文字領域のみ
２値化する際の閾値レベルを注目画素の周辺出力画素の
ドツト配置に応じ、例えば通常処理時の閾値レベルより
低く設定することにより、２値化した際に確立的に黒レ
ベルになりやすくなり、周辺出力画素との連続性が確保
でき、文字および図形９画質を向上させることが可能と
なった。

また、２値化する際の第２の閾値レベルを′０”に設定
し、強制的に黒レベルにすることでも同様の効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像信号処理装置の
要部ブロック結線図、第２図は同装置における注目画素
の周辺出力画素の周辺領域を示す概念図、第３図は同装
置における周辺出力演算手段の詳細ブロック図、第４図
は従来の誤差拡散法を実施する画像信号処理装置の要部
ブロック構成図である。 １０１・・・誤差記憶手段、１１０・・・誤差演算手段
、１１１・・・２値出力記憶手段、１１３・・・周辺出
力演算手段、１１４・・・領域判定手段、３０１・・・
出力演算回路、３０４・・・セレクタ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１０
２圓標嬶」堆載 第２図 （Ｑ） 打囲婢鴛も窒 区 Ｃ） 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 画素単位でサンプリングした多階調の濃度レベルを２値
   化する際に、文字領域と写真領域とを注目画素の濃度レ
   ベルとその周辺画素の平均濃度レベルとの濃度差等によ
   り領域を検出し領域判定信号を出力する領域判定手段と
   、注目画素の２値化誤差をその周辺の画素位置に対応さ
   せて記憶する誤差記憶手段と、前記注目画素の２値化出
   力をその周辺の画素位置に対応させて記憶する２値化出
   力記憶手段と、前記注目画素の入力レベルと前記誤差記
   憶手段内の注目画素位置に対応した集積誤差を加算し補
   正レベルを出力する入力補正手段と、２値化する際の閾
   値レベルを前記領域判定信号により文字領域のみ前記２
   値化出力記憶手段内の注目画素の周辺出力画素のドット
   配置に応じた閾値レベルで出力する周辺出力演算手段と
   、前記補正レベルを前記周辺出力演算手段からの閾値レ
   ベルと比較し注目画素の２値化レベルを決定する２値化
   手段と、前記補正レベルと２値化レベルの差分すなわち
   ２値化誤差を求める差分演算手段と、前記誤差演算手段
   からの補正誤差とあらかじめ定めた複数の配分係数から
   注目画素周辺の未処理画素に対応する誤差配分値を算出
   し、前記誤差配分値を前記誤差記憶手段内の対応する画
   素位置の集積誤差とを加算し再び記憶させる誤差配分演
   算手段から成ることを特徴とする画像信号処理装置。