JPH0240779A - 画像の輪郭強調方法 - Google Patents

画像の輪郭強調方法

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JPH0240779A
JPH0240779A JP63191114A JP19111488A JPH0240779A JP H0240779 A JPH0240779 A JP H0240779A JP 63191114 A JP63191114 A JP 63191114A JP 19111488 A JP19111488 A JP 19111488A JP H0240779 A JPH0240779 A JP H0240779A
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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) この発明は、製版用スキャナ(カラー用、白黒用)、フ
ァクシミリ等、原画の画像を走査してその原画の画像デ
ータの読み取りを行う装置において、原画の画像に含ま
れる輪郭部を強調する方法に関する。
〔従来の技術〕
周知のように製版用スキャナなどにおいて、読み取った
原画の画像に含まれる輪郭部を強調する方法が、いくつ
か提案されている。
そのうちの最も基本的な方法では、第13図に示すよう
に、まずその時点で読み取り対象となっている画素P(
以下、T注目画素」と言う。)からの読み取り信号(シ
ャープ信号)Sと、注目画素Pを中心としたその近傍の
領域Rからの平均的な読み取り信号U(アンシャープ信
号)とを取り出す。そして、その差分つまりディテール
原信号(S−u)に所定係数Kを掛合せ、それをディテ
ール信号: D□−K (S−U)          ・・・(1
)とする。
その後、シャープ信号Sとディテール信号D1とを加算
合成した信号: D=S+D□ 一8+K (S−U)          (2)を求
め、この信号りを注目画素Pの画素データとすることに
より輪郭強調を行なっている。
さらに高度な輪郭強調の方法として、アンシャープ信号
Uの取出し方式を工夫したものが提案されている。第1
4図(b)、 (c)はこのような例を示しており、第
14図(a)は、比較のために上記の基本的方法つまり
通常のアンシャープマスキング(LJSM)の場合を示
した図である。
このうち、第14図(a)では、近傍領域Rからの読み
取り信号を、均一な重み分布W、で単純平均してアンシ
ャープ信号Uを得ていることに相当する。一方、第14
図(b)はディファレンシャルマスキング(DM>の場
合であって、近傍領域Rからの読み取り信号を、注目画
素Pに近いほど重みを大きく、周辺部はど重みを小さく
した重み分布Wbで加重平均し、それをアンシャープ信
号Uとしている。また、第14図(C)は、デジタル重
み分布Wcを用いて、ディファレンシャルマスキングを
デジタル的に行なった場合を示している。
ただし、第14図(C)の中のマトリクス格子は、デジ
タル化された画像データにおける画素の配列を示してお
り、近傍領域Rは矩形となっている。
なお、これら従来例として特開昭59−141871号
公報、特公昭39−27067号公報、特公昭39−2
4581号公報がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが以上のような方法においては、シャープ信号S
とアンシャープ信号Uとの間に差があれば、その差がど
のような原因で生じたかにかかわらず、その差に比例し
た濃度差の強調が行われてしまう。そのため、実際には
強調する必要がないか、あるいは少しの強調でよいにも
かかわらず、強い強調がなされてしまう場合がある。
その代表例として、原画自体がザラツキを有している場
合のほか、原画上にピンホール、ゴミなどのように狭い
エリアに濃淡変化が集中するような乱れが生じた場合が
ある(以下、これらを「原画の点状欠陥」と呼ぶ。)。
例えば第15図(a)に示すように、原画の白地領域に
一画素程度の黒いゴミD3tが付着すると、読取走査に
よって注目画素PがこのゴミDStの位置となったとき
、シャープ信号S、は低レベル(高濃度)を指示する一
方で、その画素Pを含む広い領域Rからの読み取り信号
を平均化したアンシャープ信号U、は高レベル(低濃度
)を指示する。そのため、実際にはゴミDStの像は強
調する必要がないにもかかわらず、強い強調がなされて
しまう。
また、このような無用な濃度差強調が、本来必要とされ
る画像輪郭部での強調よりも高程度でなされてしまうと
いう問題もある。たとえば、注目画素Pが、第15図(
b)に示す連続的な輪郭線(外形11)Eに近接してい
る場合には、アンシャープ信号Ubは、この輪郭線Eを
境界として隣接する高濃度領域R8と低濃度領域R1と
のそれぞれの読み取り信号の平均値となり、シャープ信
号Sbとの差は、第15図(a)のゴミDstの例はど
大きくならない。
以上のように、従来の輪郭強調方法では、原画の点状欠
陥部分についても濃度差強調がなされてしまうだけでな
く、これ6の欠陥部分の濃淡差が、強調を意図する連続
的輪郭部よりも強く強調されてしまうという問題点があ
った。
〔発明の目的〕
この発明は上記のような課題を解決するためになされた
ものであり、連続的輪郭部での輪郭強調機能を維持しつ
つ、原画の点状欠陥部分についての濃度差強調の腹合を
抑えた輪郭強調方法を得ることを目的とする。
(課題を解決するための手段〕 この発明においては、原画の画像を画素ごとに読取って
前記原画の画像データを得るにあたって、原画上の注目
画素近傍の画素を含み、それぞれの長軸が互いに異なる
方向へ配向された複数の長形領域から複数の予備シャー
プ信号を取り出す工程と、前記注目画素を中心とし、前
記長形領域よりも大きなサイズを有する領域からアンシ
ャープ信号を取り出す工程と、前記複数の予備シャープ
信号のそれぞれと、前記アンシャープ信号との差を求め
、その中の絶対値最大のものをディテール原信号とする
工程と、前記ディテール原信号に所定係数を乗じたした
ディテール信号と、前記注目画素から得られた固有のシ
ャープ信号とを加算し、それによって得られた信号を前
記注目画素の画素データとする工程とを実行し、それに
よって、前記画像に含まれる輪郭部を強調した画像デー
タを得るようにしている。
〔作用〕
この発明における複数の予備シャープ信号は、それぞれ
の長軸が互いに異なる方向へ配向された複数の長形領域
から取り出されるため、(a)連続的輪郭部については
、その連続方向に沿って伸びる長形領域から得られた予
備シャープ信号と、アンシャープ信号との差の絶対値が
、他の予備シャープ信号とアンシャ−プ信号との差の絶
対値に比べて特に大きくなり、 (b)点状欠陥については、それが強い方向性を持たず
、かつ各長形領域の一部分を占めるだけであるため、各
方向の長形領域から得られる複数の予備シャープ信号は
いずれも同程度であって、アンシャープ信号との差の絶
対値は小さくなる。
このため、ディテール原信号(従って注目画素の画素デ
ータ)の生成にあたって、複数の予備シャープ信号とア
ンシャープ信号とのそれぞれの差の絶対値が最大のもの
を採用することにより、連続的輪郭部については濃度差
の強調機能を維持しつつ、点状欠陥については強調の程
度を抑圧することができる。
なお、この明細書では、モノクロ読取りの場合の濃度差
のほか、カラー読取りの場合の各色成分ごとの濃度差や
色度差など、画像情報としての差を表現する量を総称し
て「11度差」と呼ぶ。
〔実施例〕
A、全体構成と概略動 第1A図は、この発明の一実施例を適用する製版用スキ
Vすの走査入力部および画像処理部の概略を示す概念的
ブロック図である。同図において、円筒ドラム回転方式
の走査読取袋@110は、原画100の画像を走査線順
次に読取る。この読取りによって得られた画像信号は画
像処理装置120に与えられ、種々の画像データ処理を
受ける。
この画像処理装置120に含まれている輪郭強調回路1
30は、後述する動作によって、入力された画像データ
に輪郭強調処理を施す。そして、処理後の画像データは
、記録走査装置画像メモリ(ともに図示せず)などの出
力側ユニットへ転送される。なお、第1八図中、X、Y
はそれぞれ、原画100上での主走査方向と副走査方向
とを示す。
第1B図はこの実施例による輪郭強調方法の70−チャ
ートであり、これは原画100の読取り画素のそれぞれ
を注目画素として繰返されるルーチンである。まずステ
ップS1において、第2図中の注目画素Pからのシャー
プ信号Sのほかに、この注目画素Pを含む原画100上
の複数の長形領域R、R、R、Rのそれぞれからの 光を個別に光電変換して、複数の予備シャープ信号S0
.S45.S9o、5135を得る。また、注目画素P
を中心とし、かつ長形領域R6〜R135よりも大きな
領域Rからの光を光電変換してアンシャープ信号Uを得
る。(以下、長形領域R0〜R13、および予備シャー
プ信号S −8135をそれぞれ総称するときは、記号
RおよびSr、を用いる。)これらの複数の長形領域R
6−R135は例えば主走査方向Xに対してその長軸が
0”、45’″90°、135°の角度をなすような長
円形のエリアである。このようなエリアからの画像情報
の読み取りは、例えば次のようにして得られる。まず、
第3A図およびその■−■矢視図である第3B図に示す
ように、原画100からの光1をビームスプリンタ2a
〜2d、2uおよびミラー2pを用いて等分する。そし
て、アパーチャAO=A135 。
A、、A、が形成されたスリット201〜206を介し
て、これらの等分光を光電子増倍管231〜236でそ
れぞれ検出する。ただし、アパーチャA−A、A、A、
は、領域Ro〜R130135υ 5、Rおよび注目画素Pにそれぞれ対応した形状と配向
角とを有している。このようにして得られた光電変換信
号S、、u、sが、それぞれ予備シャープ信号、アンシ
ャープ信号およびシャープ信号となる。
また画素ごとの画像データをA/D変換した後に輪郭強
調処理を行なう場合における長形領域の設定のようすを
第4A図に示す。デジタル処理の場合、各画素データを
一度メモリに格納してから、長形領域に対応するアドレ
スの画素データを順次読み出すことにより、任意の形状
の長形領域の設定に対応できる。第4A図では第2図と
同様に主走査方向Xに対する長軸の角度がO”、45°
、90135°となる長形領域R−Rに対応するような
、注目画素Pとその近傍画素からなる各5個の画素の連
鎖を示している。なお、デジタル処理の場合、長形領域
としてたとえば第4B図の8方向に伸びる8個の領域を
設定するときには、第4B図において「○」印を付した
方向への長形領域は、第4C図に示すような近似的な直
線的画素連鎖を使用する。
このような対応画素は連鎖状につながったものとなり、
各画素は注目画素Pに関して対称の位置にあることが原
画の複製再現上望ましい。なお注目画素Pを含まずに、
その近傍の画素だけから長形領域を形成してもよい。ま
たアンシャープ信号Uの設定方法は、前述した従来の方
法のうちどれを適用してもよい。
次のステップS2においてはステップS1で得られた複
数の予備シャープ信号S、とアンシャープ信号Uとのそ
れぞれの差(S、−11)を取る。
そして、その中の絶対値最大のものを取り出しディテー
ル原信号とする。
アパーチャを用いてアナログ的にディテール原信号を求
める場合の状況を、原画100の白色エリア内の注目画
素Pに黒色のゴミO3□が付着した場合について第5図
に示し、注目画素Pが原画100内の画像の白/黒輪郭
線つまり外形線Eの近傍にある場合を第6図に示してい
る。以下、それぞれの場合について説明する。
第5図(a)に示すシャープ信号Sに比べて、第5図(
b)〜(e)に示す予備シャープ信号So。
S45.s9o、 5135はいずれもゴミoat周辺
の領域の濃度をも反映したものとなっており、ゴミD、
□の濃度と周辺部の濃度とが互いに平均化されて、グレ
ーを指示する信号となる。従って各差信号(S、−U)
も小さくなっている。第5図(C)において、領域R4
5内に占めるゴミの面積が最大となり、その差信号(S
45−LJ)も絶対値最大となるが、その値は第5図(
a)のシャープ信号S自体を用いて差信号としてのディ
テール原信号(S−U)を作成する従来法と比べて充分
小さい値となり、ゴミ08□による不要な強調が抑えら
れることになる。
一方、16図においては、予備シャープ信号S、の値は
その方向性に対応してまちまちとなる。
第6図(d)に示す予備シャープ信号S9゜の場合、外
形線Eの内外の領域R、Rからの信号の比R がアンシャープ信号Uの場合と最も近くなり、その差信
号(S9゜−U)の絶対値は最小となる。
また第6図(C)に示す予備シャープ信号S45は、は
ぼ白領域RIIの濃度を反映したものとなり、第6図(
a)に示すシャープ信号Sとほぼ同様の値となる。同時
にその差信号(S   U)も絶対値開大となり、この
差信号(S4.−U)をディテール原信号として選択す
ることにより従来と同程度の外形線Eに対する輪郭強調
が可能となる。
次にステップS3において、ステップS2で得られた絶
対値最大となるディテール原信号に所定係数を乗じてし
てディテール信号とし、注目画素P固有のシャープ信号
Sに加える。絶対値最大のディテール原信号を作り出す
予備シャープ信号をSPH’輪郭強調の度合に応じて決
定されるディテール原信号の係数をK(K=1でもよい
。)とすると、新しく注目画素Pの画素データSNとな
る値は次式(1)で与えられる。
5N=S+K (Sp)4−U)       ・・・
(3)この画像データSNを注目画素Pの画素データと
することにより輪郭強調は終了する。
比−U1虜 次に、上記の処理を行なう実際の回路構成について例を
挙げて説明する。以下の各回路は、第1A図の輪郭強調
回路130に相当する。
まず、アナログ的に処理を行う場合には、第3A図の構
成から得られた予備シャープ信号S。。
S45,89G= 8135とアンシャープ信号Uとの
差を第7図の減算器4a、4b、4c、4dで求める。
その中の正電位および負電位の絶対値最大のちのがそれ
ぞれ高位優先器5a、5bで検出される。なお負電位と
なる出力は反転器68〜6dで反転される。さらにその
絶対値の大きさが比較器7で比較される。その比較結果
により切換器8内の増幅器Aの出力が決定され切換器8
内の電子・リレーRyが働き、正電位および負電位の差
信号のうち絶対値の大きい方が選択される。負電位の信
号は高位優先器5bの出力において正電位となっている
ので反転器6eで再痕反転される。絶対値最大のディテ
ール原信号(sPH−U)は係数器9でに倍され、さら
に加算器1oで注目画素P固有のシャープ信号Sに加え
られる。このようにして最終的に画素データ8N −8
+K (SpH−U ) ffi出力される。
第8図は第7図に示す回路を簡略化した回路を示す因で
ある。複数の予備シャープ信号S。。
S45.S9o、5135から作られる各差信号s。−
u、545−U、59o−U、5135−uはそれぞれ
無関係となるわけではなく、注目画素の濃度情報は共通
に含まれることから、同符号となることが多い。また、
異符号になるものがあってもその絶対値は充分小さい。
したがって、第7図に示す切換器7を加算器11におき
かえてもよい。つまり、差信号がすべて同符号の時は高
位優先器5a、5bのいずれか一方だけが働き、その中
の絶対値最大のものが加算器11に入力される。加算器
11のもう一方の入力は接地レベルとなっているので、
加算器11の出力は絶対値最大のディテール原信号とな
る。また差信号の一部が異符号であってもその絶対値は
充分小さく、たとえ加算器11で絶対値最大の差信号と
合成されて、もほとんど無視できるので、加算器1°1
の出力はやはり絶対値最大のディテール原信号と考えて
よい。以下係数器9゜加算器10を経て画素データSN
が同様に出力される。
第9図は第8図に示す回路をさらに簡略、変形した例で
ある。第8図に示す高位優先器5a、5bの代わりに第
10図(a)に示すような入力の絶対値が小さい区間で
はそのゲインが小さく、絶対値が大きいところではその
ゲインが大きい非線型性の伝達関数f1を有する伝達回
路12a、12b、12c、12dを設ける。この伝達
回路12a、12b、12c、12dによッテ絶対値の
小さい信号は抑圧され、絶対値の大きい信号は高ゲイン
で増幅される。また、それらの出力を加算器13に入力
し絶対値最大のディテール原信号を関数f1で変換した
ものを近似的に表現する信号を取り出す。また、関数f
1での非線型性を補償して線型性を確保し、かつに倍処
理を行なうために、加算器13の後段に、第10図(b
)に示す伝am数f1の逆関数をに倍した関数を伝達関
数f2とする伝達回路12eを設ける。このようにして
伝達lIl数f1の非線型性を好適に補償できる。また
第8図に示す係数器9の機能も伝達回路12a〜12e
で兼用できることから、係数器9は不要であって、最終
的に前述した例と同様に画素データSNを得る。
次に、画素データをA/D変換した後に輪郭強調処理す
る場合の回路について例を挙げて説明する。第11A図
は前述のアナログ処理に対応するデジタル処理を行う回
路の一部を示すブロック図である。15進カウンタ21
.デコーダ220画像メモリ(15ライン分のラインメ
モリ)23゜走査順位整列器24.アドレスカウンタ2
5,1iilJ走査重み付は器26.加算B27.除算
器28゜シフトレジスタ29.主走査重み付は器30.
加算器31.除算器32はアンシャープ信号0を求める
ためのものでその動作構成は上述の特開昭59−141
871号公報に詳述されているので、ここでは改めて説
明しない。
アンシャープ信号Uを15X15ドツトの画素からなる
領域から求めるものとすれば、走査順位整列器24から
は同一の主走査座標を持つ走査線15本分ノ画素データ
V 〜v15(第11B図)が、主走査座標を順次変化
させつつ出力されている。
出力V6〜v、oは予備シャープ信号演算部33に入力
され、各予備シャープ信号S。、S45゜S9o、51
35が出力される。また注目画素Pのシャープ信号Sに
相当する出力■8は遅延器34にも入力され、後述する
演算に相当する時間だけ遅延されて出力される。各予備
シャープ信号S。。
S45.S9o、5135およびアンシャープ信号Uは
減算器35a〜35dに入力され、差信号S。−u、s
  −u、s  −u、s   −uとなる。最大振幅
選択部36でその中の絶対値最大のものをディテール原
信号(S PH−Ll )として選択し、係数器37に
おいて外部から入力される係数Kをかけられる。係数器
37からはディテール信号K(S□−U)が出力され、
前述したシャープ信号Sと加算器38で加算され、画素
データ5N−S+K(S、H−Ll)となる。
また予備シャープ信号演算部33は、第12図に示すよ
うな構成となっている。入力V6〜V10からの画素デ
ータは、画素クロックCLKに同期して動作する5段の
シフトレジスタSR1〜SR5に入力される。シフトレ
ジスタSR1〜SR5は注目画素Pを中心とした5×5
の行列状に配置された画素の画素データを保持している
。この中から対応する5個の画素データを取り出し、加
算器A1〜A4および除算器81〜B4に入力させて、
それらの平均化演算を行う。演算によって求められた各
予備シャープ信号SO−845,590−8135は遅
延器01〜C4において所定の遅延をかけられたあと出
力される。
以上のようなデジタル回路により前述したアナログ回路
と同等の処理を行える。なお、上述デジタル処理におい
ては、アンシャープ信号Uを生成する処理と複数の予備
シャープ信号S、を生成する処理のための画像メモリを
共有できる効果がある。
ところで、輪郭強調の効果は印刷物を明視の距離から見
た時の人間の眼の分解能と密接な関係があり、カラース
キャナなどにおいては大幅な倍率設定範囲(例えば、2
0%〜2000%)を持つため、倍率の値に応じて輪郭
強調を行なう範囲を決定することが望ましい。そのため
、以上説明したような工程は画像データ入力側で行うよ
りも出力側で行うほうが都合がよい。つまりカラースキ
ャナの場合には、原画を走査して得たR、G、B信号よ
りも色調の修正を既に施し、さらに倍率なども確定した
仕上りサイズのY、M、C,に信号に適用するのが望ま
しい。装置を簡略化するために、人の眼の明暗知覚に最
も関係の深いM信号を代表させて、Y、M、C,にの各
出力信号に対する輪郭強調を行なうことが望ましい。
また、この発明が適用できる機器としては、カラースキ
ャナだけでなく、ファクシミリなどでもよく、またその
読み取り部も、円筒ドラムとホトマルの組み合せだけで
なく、平面走査機構やTVカメラの撮像管、CCOアレ
イなどの組合せでもよい。
(発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、複数の予備シ
ャープ信号は、いずれも原画上の注目画素の近傍の画素
を含み、それぞれの長袖が互いに異なる方向へ配向され
た複数の長形領域から取り出されるので、例えば注目画
素上にゴミなどの点状欠陥があった場合などでも複数の
予備シャープ信号と、アンシャープ信号との差は比較的
小さくなる。そのため、原画のザラツキ、ピンホール。
ゴミなどの点状欠陥については強調の度合を抑圧した輪
郭強調方法を得ることができる。一方、ディテール原信
号は複数の予備シャープ信号とアンシャープ信号との差
の絶対値最大のものが選択されるめ、原画内の連続的輪
郭部については従来どおり充分に強調できる。
【図面の簡単な説明】
第1B図はこの発明の一実施例を適用した輪郭強調方法
のフローチャート、 第2図は各信号を取出す原画上の領域の関係を示す図、 第3図はこの発明をアナログ的に実施する場合に利用さ
れる光学系の例を示す図、 第4図はデジタル処狸における長形領域を示す図、 第5図は注目画素にゴミが付着した場合のアパーチャに
よる予備シャープ信号を示す図、第6図は外形線近傍の
注目画素に対するアパーチャによる予備シャープ信号を
示す図、第7図は強調信号を含む画素データを出力する
アナログ回路の1例を示す図、 第8図は第7図に示す回路の変形例を示す図、第9図は
第8図に示す回路の変形例を示す図、第10図は第9図
に示す回路に用いる関数のグラフ、 第11A図は強調信号を含む画像データを出力するデジ
タル回路の例を示す図、 第11B図は第11A図の回路における画素データの関
係を示す図、 第12図は第11A図に示す回路の一部を示す図、 第13図はシャープ信号とアンシャープ信号の対応領域
を示す図、 第14図はアンシャープ信号の形成方法を示すグラフ、 第15図は注目画素にゴミが付着した場合と注目画素が
外形近傍にある場合を示す図である。 100・・・原画、    130・・・輪郭強調回路
、P・・・注目画素、   S・・・シャープ信号、R
・・・アンシャープ信号用領域、 U・・・アンシャープ信号、 R’ R45’ R46’ R135・・・長形領域、
S   S   S O・ 45・ 90・135°°°予備シ1−プ信号・
S、H−U・・・ディテール原信号、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)原画の画像を画素ごとに読取って前記原画の画像
    データを得るにあたって、 原画上の注目画素近傍の画素を含み、それぞれの長軸が
    互いに異なる方向へ配向された複数の長形領域から複数
    の予備シャープ信号を取り出す工程と、 前記注目画素を中心とし、前記長形領域よりも大きなサ
    イズを有する領域からアンシャープ信号を取り出す工程
    と、 前記複数の予備シャープ信号のそれぞれと、前記アンシ
    ャープ信号との差を求め、その中の絶対値最大のものを
    ディテール原信号とする工程と、前記ディテール原信号
    に所定係数を乗じたディテール信号と、前記注目画素か
    ら得られた固有のシャープ信号とを加算し、それによっ
    て得られた信号を前記注目画素の画素データとする工程
    とを実行し、 それによって、前記画像に含まれる輪郭部を強調した画
    像データを得ることを特徴とする画像の輪郭強調方法。
JP63191114A 1988-07-29 1988-07-29 画像の輪郭強調方法 Expired - Lifetime JPH0690724B2 (ja)

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