JPH03159372A - 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〕 この発明は画像信号処理装置、特に２値画像と多階調画
像とが混在する画像信号を処理する画像信号処理装置に
関する。

〔従来の技術〕

画像信号には文字，線画等の白と黒とがらなる２値画像
信号と、写真，絵画等の中間調をも含む多階調画像信号
とがある。

白と黒のみならず中間調をも表示し得るＣＲＴディスプ
レー等には、２値画像も多階調画像もそのまま出力する
ことが出来る。

一方，白と黒の２階調によって画像を表現する一般のプ
リンタ等の場合．２１１ｉ！画像信号ならばそのまま出
力して差支えないが、多１’ｆＦ調画像信号はディザ処
理等によって画素密度変調，ドットサイズ変調等の２値
化データに変換したのち出力しなければならない。

それでも、１頁分の画像がすべて２値画像または多階調
画像から構或されているか、その両者が含まれていても
その領域がそれぞれ独立して別個に存在している場合は
、処理も比較的簡単である。

しかしながら，写真と文字とが同一領域内に混在してい
る例えば写真の明部に黒文字または暗部に白文字が配置
されている場合，或いは黒または白文字のバックに淡い
または濃い写真がオーバーラップしている場合等がある
。

このように２値画像と多階調画像とが混在している画像
をそのまま多階調画像の一種と見做してディザ処理等に
より２値化すると、２値画像の輪郭のくずれ（以下「文
字くずれ」という）や多階調画像の部分にノイズが現れ
る（以下「ノイズ強調」という）等の画質低下が目立っ
てくる。

したがって、或る画素が２値画像に属するか多階調画像
に属するかを判別するため，注目画素の階調値（または
「濃度」ともいう）とその周囲画素の平均階調値との差
、または注目画素を中心とした或いは注目画素を含むｎ
Ｘｎ個の画素ブロック内の各画素の階調値の最大値と最
小値の差、あるいは注目画素を含むブロック内の濃度勾
配等を求め、それによって判別された２値画像か多階調
画像かに応じて、それぞれ単純な２値化またはディザ処
理による２値化を行なっていた。

また、公開昭６３−５４０６３号公報または公開昭６３
−５４０６５号公報に示されたように、検出された濃度
勾配に応じてそれぞれ２　ｊｆｉ化処理方法を選択する
閾値を制御するものもあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような各画素毎に周囲画素または
その画素を中心とした画素ブロックのデータと比較して
２値化の方法を選択するものは、それぞれ処理が複雑で
あると共に全画素について繰返えす必要があるから処理
時間がかがり，２値画像と多階調画像との境界における
文字くずれやノイズ強調等の問題は解決されていない。

また、各画素を含むｉｉ！ｉｉ素ブロック毎に２値化の
方法を選択するものは，処理時間は短くなるが文字くず
れが大きくなって目立つようになるという問題もあった
。

この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり，２値
画像と多階調画像とが混在する画像を処理しても、その
処理時間が短かく、画質の優れた２値化データが得られ
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するため，白と黒とから
なる２値画像と中間調をも含む多階調画像とが混在する
画像信号を処理する画像信号処理装置において、 １頁分の２値化データをメモリするページメモリと、ｎ
ライン分の多階調データをメモリするラインバソファと
，そのラインバッファにｎライン毎の画像信号をメモリ
させるバッファ入カ手段と、そのバッファ入カ手段によ
りラインバッファにメモリされたｎライン分の前記画像
信号をｎＸｎ個の画素ブロックに分割して順次指定する
ブロックアクセス手段と，そのブロックアクセス手段に
より指定された画素ブロック毎に黒または白の画素につ
いてはそのまま２値化し、それ以外の画素についてはそ
れらの平均階調値をそれぞれｍ　Ｘ　ｍ個のディザマト
リクス（ｍ≧ｎ）にょリディザ処理を行なって２値化し
たデータを、それぞれページメモリの対応するアドレス
にメモリする２値化処理手段とを設けたものである。

また、指定された画素ブロック毎に、黒の画素はそのま
ま２値化し黒以外の画素はそれらの平均階調値をディザ
処理により２値化するモードと、白の画素はそのまま２
値化し白以外の画素はそれらの平均階調値をディザ処理
により２値化するモードと、黒および白の画素はそのま
ま２値化しそれ以外の画素はそれらの平均階調値をディ
ザ処理により２値化するモードとのうち、何れかのモー
ドを選択するモード選択手段を設けてもよい。

〔作　用〕

上記のように構或された画像信号処理装置によれば，バ
ッファ入力手段により原画像データからｎライン分ずつ
ラインバッファにメモリされた画像データは、ブロック
アクセス手段によりｎＸｎ個の画素ブロックに分割され
て｝・須次指定される。

指定された画素ブロック内の各画素のうち、黒または白
の画素はそのまま２値化されてページメモリのそれぞれ
対応するアドレスにメモリされるから，２値画像につい
ては文字くずれが生じない。

それ以外の画素については、それらの平均階調値と各画
素にそれぞれ対応するディザマトリクスの値とによりデ
ィザ処理が行なわれ、２値化されたデータはページメモ
リのそれぞれ対応するアドレスにメモリされるから、多
ＫｆＡ画像についてはノイズが滅少する。

しかも、各画素ブロック毎にその内の多階調画像の画素
について平均階調値を計算するだけで複雑な処理がない
から処理時間が短かい。

また、モード選択手段を設ければ、対象とする画像に応
じて最適なモードを選択することが出来る。

〔実施例〕

以下、この発明による画像信号処理装置の実施例を図面
を参照して説明する。

第１図は、この発明の基本的構成を示す機能ブロック図
である。

同図において，画像信号または画素データの流れを示す
矢印のうち，太い矢印は２ビット以上の多Ｖａ調データ
を、細い矢印は１ビットの２値化データをそれぞれ示す
。

文字，線画等の２値画像のデータも、２値化データに変
換されるまでは，黒および白はそれぞれ所定ビット数（
例えば６ビット）が表わす最大値（６３）および最小値
（０）である。

この画像信号処理装置は、バッファ入力手段１とライン
バッファ２とブロックアクセス手段３と２値化処理手段
４とページメモリ５とから構成されている。

＼ バッファ人力手段１は，図示しないホストＣＰＵまたは
ホストメモリからｎライン分ずつ画像信号を入力して、
ラインバッファ２レこメモリする。

ブロックアクセス手段３は、ラインバッファ２にメモリ
されたｎライン分の画像信号をｎＸｒ１マトリクスとし
ての画素ブロックに分割し、その画素ブロックを順次指
定する。

指定された画素ブロックの各画素は、２値化処理手段４
により黒または白の画素はそのまま２値化し、それ以外
の画素はそれらの平均階調値をディザ処理して２値化し
、それぞれページメモリの対応するアドレスにメモリす
る。

ここで、２値化処理には次の３種類のモードがある。

第｛のモードは黒の画素がそのまま「１」になり、第２
のモードは白の画素がそのまま「Ｏ』になり、第３のモ
ードは黒と白の画素がそれぞれ「１」とｒＱＪになって
、その他の画素はそれらの平均階調値をディザ処理によ
り「１」か「Ｏｊか決定するものである。

第２図は、この発明の第１実施例の２値化処理手段４の
一例を示す部分構或図である。

この２値化処理手段４０は、ｎＸｎ個の多階調データを
メモリするプロツクバッファ４１と，そのプロツクバッ
ファ４１内の各画素の階調を変換する階調変換部４２と
，階調変換されたプロツクバッファ４１の内容を．２値
化してページメモリ５に出力するディザ処理部４３と、
それぞれ階調変換部４２に付属するアダー（加算器）４
４，カウンタ４５．除算器４６と、ディザ処理部に付属
しｍ×ｍ個のディザマトリクスを予めストアしたマトリ
クスＲＯＭ４７とから構或されている．この第１実施例
において，第１のモードにより画像信号を処理する場合
について説明する。

ラインバッファ２からブロックアクセス手段３により指
定されたブロックのデータ（各画素の階調値）は、先ず
ｎＸｎ個のプロツクバッファ４１にメモリされる。

第３図はｎ＝３すなわち３ラインのラインバッファ２に
メモリされた６ビット階調のデータの一例を示し，第４
図はマトリクスＲＯＭ４７内にストアされたｍ＝８すな
わち８×８のディザマトリクス３０の一例を示す。

第５図は３Ｘ３のブロックのデータの変化の一例を示し
、同図（Ａ）はラインバッファ２内のデータ（第３図）
の第１ブロックがプロツクバッファ４１にメモリされた
状態を，同図（Ｂ）はそのデータが階調変換部４２によ
り階調変換された状態を、同図（Ｃ）はさらにディザ処
理部４３により８×８のディザマトリクスの対応するサ
ブマトリクスと比較して２値化され、ページメモリ５の
対応アドレスにメモリされた状態をそれぞれ示す。

階調変換部４２は、プロツクバッファ４１内のデータを
ｊ項に読出し、その値が黒すなわち「６３」であればそ
のまま、黒以外すなわち「６２」以下であればその値を
アダー４４に加算すると共に力ウンタ４５をインクリメ
ントする。

９個の画素を読出し終った時に，カウンタ４５の内容が
ｒＱＪすなわち黒以外のデータがなければそのまま終了
し、「１」以上であれば除算器４６によりアダー４４の
内容をカウンタ４５の内容で除算して平均階調値を求め
、プロツクバッファ４１内の黒以外の画素のデータをそ
の平均階調値で置換える。

すなわち、第５図（Ａ）に示した第１ブロックのデータ
の場合、階調変換部４２によって４個の黒「６３」の画
素はそのままとし、黒以外の５個の画素のデータｒ４０
，５０，３０，４０，ＯＪは、その加算値ｒｌ６０Ｊを
カウンタ値「５」で割って得た平均階調値「３２』を置
換えれば、同図ＣＢ）に示したようになる。

つぎに、ディザ処理部４３は、第５図（Ｂ）に示したデ
ータを、第４図に示したディザマトリクス３０のうち対
応する太線で囲んだサブマトリクス３１によって処理し
て得られる第５図（Ｃ）に示した２値化データを、ペー
ジメモリ５の対応するアドレスにメモリする。

以上の操作を繰返してラインバッファ２のデータを２値
化し終ったら、次の３ライン分のデータをラインバッフ
ァ２にメモリして処理することを繰返すことにより、ペ
ージメモリ５に１ページ分の２値化データをメモリする
ことが出来る。

つぎに、この第ｌ実施例において，第２のモードにより
画像信号を処理する場合について説明する。

第６図は第２のモードによるデータの変化の一例を示し
，同図（Ａ）はラインバッファ２内のデータの第２ブロ
ックがプロックバッファ４１にメモリされた状態を、同
図（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ第５図（Ｂ）及び（Ｃ）
に相当する状態を、それぞれ示している． 階調変換部４２は、第６図（Ａ）に示したデータのうち
、その値が白すなわちｒＱＪである４個の画素はそのま
ま，白以外すなわちｒｌＪ以上の画素ｒ４０，２０，３
０，２０，２０，」は加算することにより、アダー４４
はｒｌ３０Ｊ、カウンタ４５は『５」になっているから
、その平均階調値「２６」で置換えて同図（Ｂ）に示し
たようになる。

つぎに，ディザ処理部４３は、そのデータを第４図に示
したサブマトリクス３２によって処理し、第６図（Ｃ）
に示した２値化データになる。

この発明の第２実施例は、第２図に示した第１実施例の
プロツクバッファ４１を廃して、その代りラインバッフ
ァ２上で階調変換を行なった後、ディザ処理してその２
値化データをページメモリ５にメモリするものであり，
プロツクバッファ４１が不要になること以外はその構戊
が第１実施例と同一であるから特には図示しない。

この場合、第ｌ実施例と同様にブロック毎にディザ処理
を行なうことも出来るが、ラインバッファ２のデータを
ブロック毎に階調変換した後、まとめてディザ処理を行
なってもよい． この第２実施例において、第３のモードにより画像信号
を処理する場合について説明する。

第７図はデータの変化の一例を示し、同図（Ａ）はライ
ンバッファ２上の処理前のデータを示し第３図に示した
ものと同一である。

第７図（Ｂ）は同図（Ａ）のデータをブロック毎に階調
変換した状態を，同図（Ｃ）はそれをディザ処理してペ
ージメモリ５の対応するアドレスにメモリした状態をそ
れぞれ示す。

階調変換部４２は、ブロックアクセス手段３を介して指
定されたブロックの各画素のデータを順に読出し、その
値が黒または白すなわち「６３ｊか「０」であればその
まま、それ以外すなわち「６２〜１」であればブロック
毎の平均階調値を計算して置換することを繰返し、ライ
ンバッファ２上に第７図（Ｂ）に示した階調変換データ
を作或する。

つぎに、ディザ処理部４３はその階調変換されたライン
バッファ２上の全データを第４図に示したディザマトリ
クス３０により２値化して、第７図（Ｃ）に示したよう
にページメモリ５の対応するアドレスにメモリする。

この発明の第３実施例は、その構或が第２実施例と同一
であるから同様に図示しないが、第ｌ及び第２実施例と
異なりプロツクバッファ４１またはラインバッファ２の
上での階調変換を行なわないものである。

すなわち，黒または白と判定された画素についてはディ
ザ処理を行なわず、ページメモリ５上のその画素に対応
するアドレスに直接ｒｌＪまたは「Ｏ」をメモリする． それ以外の画素については，ブロック毎の平均階調値を
求め，その平均階調値と各画素のそれぞれ対応するアド
レスによってディザ処理した結果をページメモリ５にメ
モリする。

この第３実施例によれば、黒または白の画素のディザ処
理時間と、それ以外の画素のバッファ上のデータ置換時
間とが省略され、第１及び第２実施例に比べてトータル
処理時間が短縮される。

以上、弟王の発明について説明したが、第２の発明は、
この第１の発明の効果を更に有効にするためのものであ
る。

すなわち、例えば多ＦＩｍ画像である写真の明部に２値
画像である黒文字が配置されている場合は第１のモード
が，反対に写真の暗部に白文字が配置されている場合は
第２のモードが、また写真の明部には黒文字、暗部には
白文字がそれぞれ配置されている場合や白い輪郭をもつ
黒文字や黒い輪郭をもつ白文字が配置されている場合等
は第３のモードがそれぞれ最適である． したがって．例えばスイッチやフラグを立てる等のモー
ド選択手段により、原稿の状態に応じてオペレータが図
示しない操作パネルからマニュアルで、或いは機器が画
像を解析して自動的に，各モードのうち最適なモードを
選択し，第１の発明の効果を最大限に発揮することが出
来る。

以上の説明においては、黒または白を「６３」または「
０』として判定したが、実用上はそれぞれに或る幅をも
たせた方がよい場合があり、それによって黒または白に
近いレベルのノイズを消すことも出来る。

また、多階調画像に影響が目立たない範囲で幅を広げれ
ば、明部の黒文字または暗部の白文字の輪郭部において
平均階調値が文字の階調と反対に明または暗の方にシフ
トするから、文字の輪郭が明瞭になって読み易くなる効
果がある。

以上説明したように、この画像信号処理装置は，２値画
像と多階調画像とが同一領域内に混在する画像信号を処
理する場合に、特にその両者を識別して別個に処理する
訳ではないから，処理が簡単で所要時間が短かい． また５２値画像を形成する画素はそのままの階調で表現
され、その他の多階調画像を形或する中間調データは平
均化されてサブマトリクス処理されるから，２値画像は
文字くずれがなく鮮明に，多階調画像の中間調部は極め
てノイズが少なく滑らかに表現することが出来る。

さらに，それぞれ２値画像または多階調画像のみで形成
された領域を処理しても，この為に文字くずれや階調の
ずれ等を生じることがない。

したがって、一貫のなかに２値画像領域，多階調画像領
域および混在領域が複雑に配置されているような場合で
も、その頁全体を同一モードで処理することが出来るか
ら、操作性が向上する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば，２値画像と多
階調画像とが混在する画像を処理しても、その処理時間
が短かく、画質の優れた２値化データが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本的構或を示す機能ブロック図， 第２図は同じくその第ｌ実施例を示す部分構戊図、第３
図及び第４図は同じくそのラインバッファ上のデータ及
びディザマトリクスのそれぞれ一例を示す説明図、 第５図乃至第７図は同じくその処理によるデータの変化
の一例を示す説明図である。 １・・・バッファ入力手段　　　２・・・ラインバッフ
ァ３・・・ブロックアクセス手段 ４，４０・・・２値化処理手段 ４１・・・プロツクバッファ ４３・・・ディザ処理部 ５・・・ページメモリ ４２・・・階調変換部 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　白と黒とからなる２値画像と中間調をも含む多階調
   画像とが混在する画像信号を処理する画像信号処理装置
   において、 １頁分の２値化データをメモリするページメモリと、 ｎライン分の多階調データをメモリするラインバッファ
   と、 そのラインバッファにｎライン毎の画像信号をメモリさ
   せるバッファ入力手段と、 そのバッファ入力手段により前記ラインバッファにメモ
   リされたｎライン分の前記画像信号を、ｎ×ｎ個の画素
   ブロックに分割して順次指定するブロックアクセス手段
   と、 そのブロックアクセス手段により指定された前記画素ブ
   ロック毎に、黒または白の画素についてはそのまま２値
   化し、それ以外の画素についてはそれらの平均階調値を
   それぞれｍ×ｍ個のディザマトリクス（ｍ≧ｎ）により
   ディザ処理を行なつて２値化したデータを、それぞれ前
   記ページメモリの対応するアドレスにメモリする２値化
   処理手段とを設けたことを特徴とする画像信号処理装置
   。 ２　請求項１記載の画像信号処理装置において、指定さ
   れた前記画素ブロック毎に、黒の画素はそのまま２値化
   し黒以外の画素はそれらの平均階調値をディザ処理によ
   り２値化するモードと、白の画素はそのまま２値化し白
   以外の画素はそれらの平均階調値をディザ処理により２
   値化するモードと、黒および白の画素はそのまま２値化
   しそれ以外の画素はそれらの平均階調値をディザ処理に
   より２値化するモードとのうち、何れかのモードを選択
   するモード選択手段を設けたことを特徴とする画像信号
   処理装置。