JPH02165775A

JPH02165775A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH02165775A
Application number: JP63319584A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamada; 清山田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1990-06-26
Also published as: US5271095A

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えば疑似階調画像を線密度変換する際等に
用いられ、疑似階調画像から多値画像を推定する画像処
理装置に関する。

（従来の技術）従来より走査線密度の互いに異なる異種のファクシミリ
または文章画像処理機器間で通信を可能とするために、
対象画像に対して各種の線密度変換処理が行なわれてい
る。このような線密度変換処理としては、ＳＰＣ法（Ｓ
ｅ！ｅｃｔ１ｖｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｃｏｎｖｅｒ
ｓｉｏｎ；最近伝法）、論理和法（情報処理学会論文誌
ｐｐ、９２０−９２５．１９８５．９）、投影法（画像
電子学会誌１１−２．ｐｐ、７２−８３．１９８２）な
どが知られている。

一方、近年、文章画像処理機器を中心としてデイザ法、
誤差拡散法等の疑似階調表現方式が顛繁に用いられるよ
うになり、疑似階調表現された画像情報についても上記
線密度変換処理を行なう必要性が生じてきた。

しかし、上述した線密度変換処理が対象としている画像
は、単純２値化画像および多値画像であり、デイザ画像
のような疑似階調画像に対して前記線密度変換処理を行
なうと、当該画像の階調情報や精細感が失われ、更に線
密度変換の変倍率によってはモアレが発生し、画質が大
幅に劣化するという問題があった。

そこで、デイザ画像処理等のデイザ周期ブロック毎の平
均濃度を求め、デイザ周期ブロック単位で拡大／縮小処
理を行なう方式も提案されている（特開昭６１−３５０
７０号）。この方式ではモアレノイズの発生や階調再現
性の劣化が少ないが、デイザ周期ブロックサイズ以下の
細かい情報の再現性が悪く、文字などの２値画像が混在
していた場合には忠実に再現されない欠点があった。

（発明が解決しようとする課題）上記の如く、従来の画像処理方法においては、例えば、
デイザ画像のように疑似階調表現された画像情報に対し
て線密度変換する場合、階調性や鮮鋭感が損われたり、
モアレが生じる等の問題があった。また、疑似階調画像
は２値画像を含む場合、２値画像部分の画質が大幅に劣
化するという問題があった。

そこで本発明は、疑似階調画像の階調性および鮮鋭さを
損わず、かつ２値画像の画像劣化を生じさせずに疑似階
調画像を多値画像に変換することが可能な画像処理装置
を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明に係る画像処理装置は、疑似階調表現された人力
画像を構成する画素情報の分布から画素情報の周期性の
を無とその周期とを検出する画像識別手段と、上記画素
情報の濃淡の変化を検出する濃度変化検出手段と、この
濃度変化検出手段で検出された濃淡変化が緩やかな部分
については前記検出された周期に対応した開口サイズで
平滑化処理を行ない、濃淡変化が激しい部分については
これよりも小さな開口サイズで平滑化処理を行ない、前
記画像識別手段で周期性が検出されなかった部分につい
ては最小開口サイズで平滑化処理を行なうことにより、
前記入力画像に対応した多値画像を推定し出力する平滑
処理手段とを備えている。

（作用）本発明によれば、画像識別手段が入力画像中の画素情報
の周期性のを無とその周期とを検出するので、入力画像
が疑似階調画像であるか、また疑似階調画像であればそ
の周期を特定することができる。そして、入力画像が疑
似階調画像である場合には検出された周期を基準とした
多値推定が行なわれるので、モアレを発生させずに多値
推定を行なうことができる。また、濃度変化検出手段は
、入力画像の濃淡変化を検出し、平滑化処理手段は、濃
淡変化の激しい部分では上記周期よりも小さい開口サイ
ズを選択するので、疑似階調画像の中でも特に濃度変化
の急峻な部分での精細感は忠実に再現できる。更に画像
識別手段によって入力画像が文字などの２値画像である
と判断された場合には、平滑化の開口サイズを最小に設
定するので、２値画像の画像を劣化させずに変換処理を
行なうことができる。

従って、本発明によれば、疑似階調画像や２値画像の画
質を劣化させずに線密度変換処理に適した多値画像推定
処理が可能である。

（実施例）以下、図面を参照しながら実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る画像処理装置の構成を
示すブロック図である。

画像処理装置は、人力した画像の周期性を調べ。

人力画像が疑似階調画像か２値画像かを識別するととも
にそれが疑似階調画像の場合にはそこに含まれる周期を
検出する画像識別部１と、この画像識別部１の検出結果
に基づいて入力画像の濃淡変化を検出し、この検出結果
を開口サイズ選択信号として出力する濃度変化検出部２
と、これら画像識別部１及び濃度変化検出部２での検出
結果により決定される開口サイズで入力画像の各画素の
多値情報を推定し出力する平滑処理部３と、この平滑処
理部３で推定された多値画像に対して線密度変換処理を
施す変倍処理部４と、この変倍処理部４で変換された多
値画像を再度疑似階調画像に変換する疑似階調化処理部
５とから構成されている。

上記画像識別部１は、入力画像を構成するライン上の所
定の範囲の画素と当該ラインの各画素との自己相関値Ｄ
３を求める自己相関処理部６と、得られた画素の自己相
関値のＮ９４２分の平均を求め、このＮ９４２分の自己
相関値を当該画素の自己相関値Ｄ４とするＮライン平均
処理部７と、得られた各画素に自己相関値からライン上
の自己相関値の極大値（ピーク）の画素位置！を検出す
るピーク位置検出部８と、上記画素位置Ｉに基づいて自
己相関値の連続する複数の極大値間の画素距離の比較を
行なうことにより人力画像の周期性の有無を調べ、その
結果に基づいて入力画像が疑似階調画像か２値画像かを
示す識別信号Ｄ６と、周期性が検出された場合にはその
周期を示すピーク間距離信号Ｄ５とを出力するピーク位
置／位相比較部９とから構成されている。

次に上記のように構成された本実施例の画像処理装置の
動作について説明する。

例えば、デイザ化処理によって疑似階調表現された画像
の中には、像域識別処理によって文字などの２値画像が
そのままの形で含まれている場合がある。このような入
力画像に対していま線密度変換処理を施すことを考える
。入力画像は、先ず、自己相関処理部６．濃度変化検出
部２及び平滑化処理部３に入力される。

自己相関処理部６に入力された入力画像は、ここで自己
相関処理される。この自己相関処理部６は、例えば第２
図に示すように、第１〜第３のレジスタ１０．１１．１
２と、第２のレジスタ１１及び第３のレジスタ１２の入
出力を切換えるための入力切換部１３及び出力切換部１
４と、これら切換部１３．１４の切換制御を行なう切換
制御部１５と、第１のレジスタ１０の出力と第２のレジ
スタ１１または第３のレジスタジスタ１２の出力とを比
較して自己相関値を求める比較部１６とにより構成され
る。

第１のレジスタ１０には、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）に
示すように入力画像の走査ライン上のデータが１ビツト
ずつシリアルに入力され、８ビツトパラレルの画素情報
ＤＩに変換されて出力される。また、第２．第３のレジ
スタ１１．１２も、第４図に示すように、第１のレジス
タ１ｏと同様の機能を有する８ビツトのレジスタで構成
される。

これら第２．第３のレジスタ１１．１２は、入力切換部
１３によって一方が入力画像をシフトインしている間に
他方が出力切換部１４によって選択されて８ビツトパラ
レルの画素情報Ｄ２を出力するものとなっている。この
ような構成を採用することにより、例えば第２のレジス
タ１１に“１”〜“８°までの８ビツトの画素情報が格
納された時点（図中（ｂ））からこれら画素情報Ｄ２を
８回出力し、その間第３のレジスタ１２に蓄積された“
９“〜“１６”までの８ビツトの画素情報を引続き直ち
にパラレル出力することが可能となる（同図（ｅ）参照
）。

第１〜第３のレジスタ１０〜１２のこのような操作によ
って、第５図に示すような８ビツト毎のデータの対比が
行なわれる。即ち、第１のレジスタ１０からの画素情報
Ｄ１は１ビツト毎に更新され、第２のレジスタ１１又は
第３のレジスタ１２からの画素情報Ｄ２は８ビツト毎に
８ビツトずつ更新されるので、結局、８ビット単位で同
一の走査ラインを０．１，２．・・・、７ビツトと順次
ずらしながら対比をしていくのと等価の処理が行なわれ
る。

入力画像の自己相関値は、このような画素情報Ｄｉ、Ｄ
２の比較を行なったときの一致するビットの数によって
求められる。例えば、第６図（ａ）の場合には２つのビ
ットが一致し、（ｂ）の場合には一致するビットが一つ
もなく、（Ｃ）の場合には全てのビットが一致している
ので、自己相関値信号Ｄ３はそれぞれ“２　ｇ、“０”
、８＃と求められる。比較部６は、このような入出力の
関係を予めテーブル化してなるＲＯＭによって構成でき
る。

入力画像に周期性が有る場合、つまり入力画像が疑似階
調表現されたものである場合には、上記の処理°によっ
て求められる自己相関値信号Ｄ３も周期を持った信号と
なる。例えば第７図は、４Ｘ４のデイザマトリクスを用
いて疑似階調表現された濃度が−様な入力画像の自己相
関値信号Ｄ３を示している。この例では、４画素周期で
自己相関値のピーク値が観測されている。しかし、ここ
で一つのラインのみに石目しても周期構造は正確には求
められない。デイザ画像の場合、二次元周期構造を持っ
ているため、一つのラインだけでは周期構造の一部しか
格納できないからである。

例えば第７図（ｂ）のラインでは、周期性はなんら観測
されない。

そこで、自己相関処理部６で求められた各ラインの自己
相関値信号Ｄ３は、Ｎライン平均処理部７に入力され、
ここでＮラインの自己相関値信号Ｄ３の平均が求められ
る。この結果、第７図（ａ）〜（ｅ）に示す信号Ｄ３は
、第８図（ａ）　〜（ｅ）のように平均化され、よりマ
クロ的な見地に立った周期構造が抽出される。ここで求
められた自己相関値信号Ｄ４は、ピーク位置検出部８に
入力される。

ピーク位置検出部８は、第９図に示すフローに従い、Ｎ
ライン平均処理部７が出力する自己相関値信号Ｄ４のピ
ークの位置を逐次検出する。なお、このフローにおいて
、Ｒ（Ｘ）は画素位置Ｘにおける自己相関値Ｄ４を示し
ている。

まず始めに画素位置Ｘをリセットすると共に自己相関値
Ｒ（ｘ）を変数ＲＬＩｌｐに代入する（Ｓｔ、１）。そ
して、次の画素に対応する自己相関値を得るために画素
位置ＸをカウントアツプしくＳｔ、２）、その位置の自
己相関値Ｒ（ｘ）と変数ＲＬＩｉｐとを比較し、自己相
関値Ｒ（ｘ）が変数ＲｔＢより小さい場合（Ｓｔ、３）
、その自己相関値Ｒ（ｘ）を変数ＲｔＩＩｌｐに格納す
る（Ｓｔ、４）。

以下、Ｓｔ、２〜Ｓｔ、４の処理を繰返して変数ＲＬａ
ｐ内に自己相関値Ｒ（ｘ）の極小値を求めていく。変数
Ｒｔａ＋ｐが自己相関値Ｒ（ｘ）より小さくなったら（
Ｓｔ、３）、変数ＲＬａｐ内に極小値が求まったことに
なるので、次に変数Ｒｔａｍｐ内に極大値を求めていく
。先ず、自己相関値Ｒ（ｘ）を変数Ｒｔａｐに代入する
（Ｓｔ、５）。続いて次の位置の自己相関値Ｒ（ｘ）を
求めるため、画素位置Ｘをカウントアツプする（Ｓｔ、
６）。そして、変数ＲｔＩＩｌｐと次の自己相関値Ｒ（
ｘ）とを比較し、自己相関値Ｒ（ｘ）が変数Ｒｔａｐよ
り大きい場合（Ｓｔ、７）　　その自己相関値Ｒ（ｘ）
を変数Ｒｔａ＋ｐ１．：代入する（Ｓｔ、５）、以下、
Ｓｔ、５〜Ｓｔ、７の処理を変数ＲｔＢが次の自己相関
値Ｒ（ｘ）より大きくなるまで繰返す。変数ＲＬａｐが
次の自己相関値Ｒ（ｘ）より大きくなったら（Ｓｔ、７
）、画素位置ｘ−１の画素が自己相関値の極大値を示す
画素となるので、変数ｌに画素位Ｂ　ｘ　−１が入力さ
れ、出力される（Ｓｔ、８゜Ｓｔ、９）。そして、次の
自己相関値の極大値を示す画素位置を検出すべく、自己
相関値Ｒ（ｘ）を変数ＲｔＩＩｌｐに代入しくＳｔ、４
）、上述した処理が繰返し行なわれる。

ピーク位置／位相比較部９に入力されるピーク位置デー
タ■が８画素ごとの自己相関によるピーク位置であると
すると、第１０図に示すように幾つかのケースに分けら
れる。即ち、人力画像の疑似階調の周期が２画素の場合
には第１０図（ａ）のようなピーク位置が、同様に４，
８画素の場合には（ｂ）（ｃ）のようにピークが発生し
等間隔の繰返しとして得られるが、疑似階調の周期が３
゜５画素の場合（ｄ）（ｅ）のように等間隔の繰返しと
はならない。そこで、ピーク位置／位相比較部９では８
画素間にピーク位置が３つ以上ある時あるいはピーク間
隔が２．４．８の時、その周期をそのまま用い、それ以
外の時は同図（ｅ）に示すように０画素目、８画素目、
１６画素目・・・のピークデータからの位相τを調べる
ことにより８画素毎に生じる自己相関値の分布の不整合
性の影響を受けずに周期を検出することが可能となる。

このような処理を行なった後、隣合う３つのピークを取
出しその間隔が等しい時、その第１ピークと第２ピーク
との間は疑似階調画像であると判定され、そのピーク間
距離を示すピーク間隔信号Ｄ５と疑似階調画像であるこ
とを示す識別信号Ｄ６とが出力される。それ以外の時は
２値画像であると判定され、２値画像であることを示す
識別信号Ｄ６が出力される。

このように、自己相関処理部６からピーク位置／位相比
較部９までの処理を行なうことにより、入力画像或いは
その一部が文字等の単純２値画像であるか疑似階調画像
であるかが識別できる。これらの識別結果は、実際に入
力画像を処理する濃度変化検出部２．平滑処理部３．変
倍処理部４゜疑似階調化処理部５で利用される。

濃度変化検出部２及び平滑処理部３では、人力画像の疑
似階調の部分を多値画像に推定する処理を行なう。

濃度変化検出部２は、入力画像、ピーク間隔信号Ｄ５及
び識別信号Ｄ６を入力し、入力画像が疑似階調画像に含
まれていることを識別信号Ｄ６が示している場合、人力
画像の画素情報の変化を検出し、ピーク間隔信号Ｄ５に
基づいて平滑化だめの開口サイズを決定する。

この濃度変化検出部２は、例えば第１１図に示すように
、レジスタ２０．２２と、セレクタ２１と、読出し制御
回路２３と、開口選択ＲＯＭ２４とにより構成されてい
る。

レジスタ２０には、入力画像の主走査ライン上のデータ
が１ビツトずつシリアルに入力され、８ビツトパラレル
の画素情報Ｓ１に変換されて出力される。セレクタ２１
はレジスタ２０に格納された画像情報をピーク間隔信号
Ｄ５で示されるピーク間隔だけ遅延させてレジスタ２２
に格納するためのもので、レジスタ２０の各段の出力の
うち、いずれか１つの段の出力を選択してレジスタ２２
に導く。また、レジスタ２２もレジスタ２０と同様の機
能を有する８ビツトのレジスタで構成される。読出し制
御回路２３は、ピーク間隔信号Ｄ５が示すピーク間距離
に相当するタイミングで画素情報Ｓｌ、Ｓ２を開口選択
ＲＯＭ２４に出力する。

開口選択ＲＯＭ２４は、読出し制御回路２３から人力し
た画素情報Ｓ１と画素情報Ｓ２とを比較し、この比較結
果を開口選択信号Ｄ７として出力する。例えば、ピーク
間隔信号Ｄ５（疑似階調画像の周期）が“４“を示して
いる場合、開口選択ＲＯＭ２４は、同図（ｂ）に示す如
く、入力画像を構成する主走査ライン上の画素情報４ビ
ット分とこの画素情報から４ビツト後方の画素情報４ビ
ット分とを比較し、同一画素の数をピーク間隔信号“４
°で正規化した数に対応した開口サイズ選択信号Ｄ７を
出力する。

このようにして得られた開口サイズ選択信号Ｄ７によっ
て平滑処理部３での開口サイズが決定され、平滑処理が
行なわれる。

平滑処理部３は、例えば第１３図に示すように、直列に
接続された８つのラインメモリ３０〜３７と、開口サイ
ズ選択信号Ｄ７に基づいて８Ｘ８の画素から参照領域を
選択するマトリクス選択部３８と、このマトリクス選択
部３８で選択された参照領域のうちのマークドツトの数
を計数し、その計数結果を開口サイズで割った値を出力
する加算部３９とからなる。

５．の平滑処理部３では、濃度変化検出部２から出力さ
れる開口サイズ選択信号Ｄ７が０〜８の値をとる場合、
その値が０．１のとき開口サイズを１、同２．３のとき
開口サイズを２、同４，５のとき開口サイズを３、同６
．７のとき開口サイズを４、それ以外のときは開口サイ
ズを８とそれぞれ選択するように加算部３９の入力が制
御される。

加算部３９では、人力情報を加算した後、マトリクスサ
イズで加算結果を割ることにより、１画素の多値情報Ｄ
８を求め出力する。例えば、マトリクス選択部３８が“
５”を示す開口サイズ選択信号Ｄ７を入力すると、第１
４図に示すように画素位置Ｍ４を基準に３×３の開口サ
イズの参照領域が設けられ、画素位置Ｍ１〜Ｍ９の画素
情報が出力される。そして、加算部３９にて画素情報の
計数が行なわれる。この計数結果は開口サイズ選択信号
Ｄ７に基づいて“９°で正規化され画素位置Ｍ４の多値
情報Ｄ８として出力される。

平滑処理部３は、このような処理を入力画像全体に対し
て行なう。その際、対象としている画像が２値画像であ
ることが識別信号Ｄ６によって表示されている場合には
、平滑化の開口サイズは、強制的に１×１に設定され、
入力画像がそのまま出力される。

このようにして得られた推定２値／多値画像は、変倍処
理部４によって、適宜拡大／縮小され、変倍画像として
出力される。その後、この変倍画像は疑似階調化処理部
５によってデイザ画像等の疑似階調画像に変換され、出
力される。

以上のように、本実施例によれば、入力画像の自己相関
のピーク値を抽出することにより、入力画像が疑似階調
画像か否か、またその周期が求められ、この結果と入力
画像の濃度変化とによって平滑化の開口サイズを決定し
ているので、モアレの発生がなく、２値画像のような細
かい部分の再現性も十分に向上する。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、濃度変化検出部には、第１１図に示した構
成における開口選択ＲＯＭ２４の替わりに第１５図に示
すような平均化／比較ＲＯＭ４０を設け、第１６図に示
す如く、画素情報Ｓ１と画素情報Ｓ２とを比較する前に
、上記比較の対象となる画素情報Ｓ１の平均Ｔ１と画素
情報Ｓ２の平均Ｔ２とを求め、その後、平均Ｔ１と平均
Ｔ２とを減算によって入力画像の濃度の変化の検出する
ことにより、開口サイズ選択信号Ｄ７を生成することも
できる。

また、上記実施例では周期性の有無の検出を自己相関値
のピーク値で検出したか、予めしめ用意された幾つかの
パターンとの相互関係により、周期性の検出を行なって
も良い。

［発明の効果〕本発明によれば、疑似階調画像と文字等からなる単純２
値画像とが混在している画像に対しても疑似階調の部分
と２値画像の部分と明確に識別し、それぞれに応じた開
口サイズで多値推定を行なっているので、疑似階調画像
にモアレが生じることがなく、しかも疑似階調画像内の
繊細な画像成分や２値画像を正確に再生可能とする画像
処理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１６図は本発明の一実施例に係る画像処理装
置を説明するための図で、第１図は同装置の構成を示す
ブロック図、第２図は自己相関処理部の構成を示すブロ
ック図、第３図は第１のレジスタが人出力する情報の状
態を示す図、第４図（ａ）〜（ｆ）は人力切換部及び出
力切換部が行なう情報の切換動作を示す図、第５図（ａ
）〜（ｆ）は自己相関処理部における画素情報Ｄ１と画
素情報Ｄ２との比較の状態を示す図、第６図（ａ）〜（
ｃ）は比較部が人出力する情報の状態を示す図、第７図
（ａ）〜（ｅ）は自己相関値の分布を示す図、第８図（
ａ）〜（ｅ）はＮライン平均処理部が出力する自己相関
値の分布を示す図、第９図はピーク位置検出部の動作を
示すフロー図、第１０図（ａ）〜（ｅ）はピーク位置検
出部が入は濃度変化検出部が行なう濃度変化の検出を模
式的に示す図、第１３図は平滑処理部の構成を示すブロ
ック図、第１４図はマトリクス選択部におけ第１６図は
濃度変化検出部が行なう濃度変化の検出の変形例を模式
的に示す図である。１・・・画像識別部、２・・・濃度変化検出部、３・・
・平滑処理部、４・・・変倍処理部、５・・・疑似階調
化処理部、６・・・自己相関処理部、７・・・Ｎライン
平均処理部、８・・・ピーク位置検出部、９・・・ピー
ク位置／位相比較部、１０・・・第１のレジスタ、１１
・・・第２のレジスタ、１２・・・第３のレジスタ、１
３・・・人力切換部、１４・・・出力切換部、１５・・
・切換制御部、２０．２２・・・レジスタ、２１・・・
セレクタ、２３・・・読出し制御回路、２４・・・開口
選択ＲＯＭ、３０゜３１．３２，３３．３４，３５，３
６．３７・・・ラインメモリ、３８・・・マトリクス選
択部、３９・・・加算部、４０・・・平均化／比較ＲＯ
Ｍ。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦べや嘔燻第３１第６図第７図１１８図第１０図２二讃ジグ【づ（イＬ、ｌチｔＫモジ第１１図第１２図ｉ！１３図ｉ！１５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）疑似階調表現された入力画像を構成する画素情報
の分布から画素情報の周期性の有無とその周期とを検出
する画像識別手段と、上記画素情報の濃淡の変化を検出する濃度変化検出手段
と、この濃度変化検出手段で検出された濃淡変化が緩やかな
部分については前記検出された周期に対応した開口サイ
ズで平滑化処理を行ない、濃淡変化が激しい部分につい
てはこれよりも小さな開口サイズで平滑化処理を行ない
、前記画像識別手段で周期性が検出されなかった部分に
ついては最小開口サイズで平滑化処理を行なうことによ
り、前記入力画像に対応した多値画像を推定し出力する
平滑処理手段とを具備したことを特徴とする画像処理装
置。
（２）前記画像識別手段は、入力画像を構成するライン
上の所定の範囲の画素の画素情報と当該ラインの各画素
との自己相関値を求める自己相関処理部と、この自己相関処理部で得られたＮライン分の自己相関値
の分布の平均を求めるＮライン平均処理部と、このＮライン平均処理部で得られた上記自己相関値の分
布の平均値の極大位置を検出するピーク位置検出部と、このピーク位置検出部で検出された連続する複数の極大
値間の距離を比較して前記画像情報の周期性の有無及び
周期を求めるピーク位置／位相比較部とを具備したこと
を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。