JPH04336874A - 画像処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像をディジタル的に
処理するスキャナや複写機やファクシミリなどにおいて
、蓄積した階調画像を記録／表示用に２値化する画像処
理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これらの画像処理装置において、黒ドッ
トの密度を変えることにより多値データを疑似的に２値
で再現する疑似中間調再現方式として、従来より誤差拡
散法が知られている。図７は誤差拡散法のブロック構成
図である。ここで入力される画像信号は０〜２５５レベ
ルとし、白が２５５、黒が０とする。また、出力は同じ
く白が１、黒が０とする。図７において、９は重み付け
した誤差の総和１１６を読み取られた画像信号１０１に
加算する加算器、１０は加算器９の出力である修正画像
信号１１０を単一の閾値で２値化する２値化器、１１は
２値化出力信号１１１である０／１の信号を後述する２
値化誤差を演算するために０／２５５の信号に変換する
変換器、１２は修正画像信号１１０と０／２５５に変換
された２値化出力信号１１２との差分をとり２値化誤差
（修正画像信号１１０−２値化出力１１２）を演算する
減算器、１３は減算器の出力である誤差信号１１３を一
時的に記憶する誤差メモリ、１４は誤差信号１１３と誤
差メモリ１３からの出力１１４を受けて処理対象となっ
ている注目画素よりも前に処理された誤差信号に対し注
目画素からの距離に応じた重み付けをするための誤差信
号レジスタ、１５は誤差信号レジスタ１４にある誤差信
号に対して注目画素からの距離による重み付けをした誤
差の総和を演算する重み付け誤差総和演算部である。図
８は重み付けする値のマトリクスの一例を示し、注目画
素に対し、一番近い画素には相関が強いので大きく誤差
を拡散し（７／４８）、一番遠い画素には小さく誤差を
拡散している（１／４８）。この誤差拡散法は注目画素
の多値データを２値化し、その２値化の際に生じた誤差
を周囲の画素に対し距離に応じた重み付けをして拡散し
、２値化誤差を平均として小さくしようようとする疑似
中間調再現方式である。このように誤差をなるべく小さ
くすることで濃度を保存しているため、再現性に優れた
２値画像を得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらスキャナ
ー等で読み取られたデータは、センサの感度や、センサ
出力における白黒のコントラストが原画像に比べ低くな
るＭＴＦにより、原画像より解像度の低下した画像信号
となる。例えば２５６階調で読み取った場合に文字や背
景領域などは本来０（黒）または２５５（白）レベルに
近い値をとり、文字輪郭部では画像信号が急激に変化し
なければならないはずが、実際には画像信号は滑らかに
変化するようになり、そのような場合に誤差拡散法で２
値化すると濃度を保存しようとするため、輪郭部では凹
凸が生じ解像度が低下してしまうという問題点があった
。また写真領域では解像度が低下した場合、白から黒へ
、または黒から白へ急激に変化するような所では、ぼや
けた感じがすることになる。例えば髪の毛等の細い線は
つぶれてしまうこともあり、再現できない場合がある。 　　そこで入力画像信号１０１に対して画素のレベルを
変換し、解像度を上げている。しかしながらカタログ等
の原稿中には、文字等の２値画像領域と写真等の中間調
画像領域が混在しているものが多数あり、そのような文
字と写真の混在した原稿に対して同じように単一のレベ
ル変換により解像度を上げると、文字領域で十分に解像
度が上がらずに文字輪郭部で凹凸が除去できなかったり
、反対に中間調領域で解像度が上がりすぎて階調性の悪
い不自然な画像になるという問題があった。このような
解像度と階調性を両立させる技術として、特開昭５９−
２２３０７３号公報が開示されている。これは解像度に
適したスライス２値化手段と、階調性に適したディザ２
値化手段を備えて、画像内容を判定して両２値化手段を
選択しているが、２値化手段を複数個用意しなければな
らず、もし画像内容の判定を誤った場合、画質劣化が顕
著になるという問題があった。

【０００４】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、文字と写真が混在した原稿に対し
て、単一の２値化手段により解像度と階調性に優れた画
像を得ることができ、しかも文字と写真の画像判定を誤
った場合に、画像劣化がそれ程目立たない画像処理装置
を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる画像処理
装置は、中間調パターンを検出する検出手段と、解像度
を高めるように画像信号の画素レベルを変換する複数の
変換手段と、前記検出手段の出力により複数の変換手段
を切り替え、前記変換手段により変換された画像信号を
２値化するようにしたものである。

【０００６】

【作用】この発明に於ける画像処理装置は、文字領域か
写真領域かを判定し、その判定結果により、画像信号に
対し各々最適な画素レベルの変換を行い、変換後の画像
信号を２値化する。

【０００７】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図１を用いて説
明する。ここで画像処理装置に入力される画像信号は０
〜２５５レベルとし、白が２５５、黒が０とする。また
出力は同じく白が１、黒が０とする。図１において、１
は入力される画像信号１０１を一時的に記憶する画像メ
モリ、２は入力画素信号１０１及びこの画像メモリ１の
出力を受けて、注目画素を中心とした３ラインｘ５画素
の画像信号をつくるために、所定の画素クロック分だけ
遅延させるための画像信号レジスタ、３はこのレジスタ
出力１０３を受けてこのブロック内における最大値を求
める最大値算出部、４は同じくレジスタ出力１０３を受
けて最小値を求める最小値算出部、５は最大値算出部３
と最小値算出部４の差分値を求める減算器、６は最大値
算出部３と最小値算出部４と減算器５の出力１０４，１
０５，１０６を受けて中間調パターンを検出する領域判
定部、７は中間調パターン検出結果１０７を受けて変換
テーブルの切り替え信号１０８を出力する切替器、８は
スキャナーによって読み取られたデータの解像度を高め
るような画像信号変換用のテーブルを持つ変換テーブル
用メモリ、２０は従来の誤差拡散法による２値化手段で
ある。

【０００８】以下、本実施例の動作について説明する。 画像信号１０１が入力されてくるとまず、最初の１ライ
ンが画像メモリ１に蓄積される。２ライン目の画像信号
が送られると、画像メモリ１から１ライン前の画像信号
と、２ライン前の信号（この場合は原稿枠外になるため
全白信号となる）が前ライン信号１０２として読み出さ
れ、２ライン目の画像信号１０１（次ラインの画像信号
となる）と共に画像信号レジスタ２に送られる。ここで
各ラインでは１画素単位に画像信号レジスタ２に入力さ
れる。このとき２ライン目の画像信号は次回のライン処
理の際に使用できるように画像メモリ１に書き込まれる
。

【０００９】画像信号レジスタ２では、この３ラインの
画像信号を受けて所定の画素クロック分だけ遅延され、
注目画素を中心とした３ラインｘ５画素の画像信号１０
３が作成される。最大値算出部３、最小値算出部４では
この信号１０３を受けて最大値１０４、最小値１０５が
算出され、さらに減算器５で差分値１０６が算出される
。領域判定部６では最大値１０４，最小値１０５，差分
値１０６を受けて予め設定された閾値ＴＨ１（通常６４
程度が設定される），ＴＨ２（通常８程度が設定される
），ＴＨ３（通常２４０程度が設定される）と比較し、
次の条件で中間調パターンの検出が行われる。 差分値１０６＜ＴＨ１ かつ　　最大値１０４＞ＴＨ２ かつ　　最小値１０５＜ＴＨ３　　の場合中間調パター
ン検出信号１０７を”検出”それ以外の場合 中間調パターン検出信号１０７を”非検出”とする。 ここで、差分値１０６の条件は中間調画像領域では小領
域内の信号差が小さいことから中間調パターンを検出す
るものである。また、背景領域は本来文字領域と判定さ
れなければならない領域にもかかわらず、信号差が小さ
いため中間調領域と判定されてしまい、背景に孤立した
ドットが点在するようになるので、最大値１０４、最小
値１０５の条件により、背景領域を文字領域として検出
するようにしている。ここで、３ラインｘ５画素の画像
信号に対して得られた判定結果は、注目画素である中央
の１画素に適用される。

【００１０】次に中間調パターン検出信号１０７を画像
信号変換テーブルを切り替える切り替え信号１０８に変
換する。切り替え信号１０８は変換テーブル用メモリ８
に入力され、２種類の変換テーブルのうち１つを選択す
る。ここで変換テーブルとは注目画素の変換前信号２０
３に対して例えば図３、図４の様に変換し、変換後信号
１０９を出力するテーブルのことである。図２は変換前
信号２０３に対して変換しないテーブルの場合である。 このテーブルの作成方法は次のように行われる。 ０≦変換前信号２０３＜ＴＨ４　　の場合変換後信号１
０９＝０ ＴＨ４≦変換前信号２０３＜ＴＨ５　　の場合変換後信
号１０９＝変換前信号２０３のγ乗ＴＨ５≦変換前信号
２０３＜２５６　　の場合変換後信号１０９＝２５５ 以上の条件に従って変換前信号２０３が０〜２５５の間
で変換テーブルを作成する。また変換テーブルについて
は文字領域用と中間調領域用の２種類を用意しているが
、それについては次の通りである。本来文字領域では画
像信号が急激に変化しなければならないはずが、実際は
ＭＴＦ等により滑らかに変化しているため、２値化した
際に輪郭部で凹凸が生じている。そこで、その信号をよ
り急激に変化するように変換テーブルで変換することに
より解像度を上げ、２値化した際の文字輪郭部での凹凸
を防止するようにしている。しかしながら中間調領域で
文字領域と同等のレベルで解像度を上げるとコントラス
トが強調されすぎて、かえって不自然な画像となる。 そこで変換テーブルでは、ＴＨ４，ＴＨ５とγの値を変
化させて文字領域用と中間調領域用の２種類を用意する
。文字領域用の変換テーブルでは、中間調領域用のテー
ブルに比べＴＨ４を上げて、ＴＨ５を下げ、そしてγの
値を小さく設定し、中間調領域よりも高い解像度が得ら
れるようにする。図３は中間調用の変換テーブルの一例
、図４は文字用の変換テーブルの一例を示しており、図
２は変換しないテーブル（変換前信号と変換後信号が同
じ信号）を示している。また、図３に対する具体的なテ
ーブル例を図５に、図４に対しては図６に示している。 　　　　　　　　　　（図２）　　　　　　　　ＴＨ４
＝０，ＴＨ５＝２５５，γ＝１．０　　　　　　　　　
　（図３，５）　　　　ＴＨ４＝８，ＴＨ５＝２２０，
γ＝０．６　　　　　　　　　　（図４，６）　　　　
ＴＨ４＝４０，ＴＨ５＝１８０，γ＝０．４

【００１１
】２値化処理には従来例に記載した誤差拡散法を用いて
いる。本実施例では誤差拡散法で２値化する前に、原画
像を文字領域と中間調領域に分離し、それぞれの領域が
良好に再現できるように選択的に解像度を上げるような
前処理を加えているので、文字輪郭部での凹凸の発生を
防止することができ、また中間調領域では適度にコント
ラストを強調することができ、視覚的に良好な２値画像
を得ることができる。また、本方式では画像領域の判定
結果により画素のレベル変換の度合いを変えるだけで、
２値化としては単一の誤差拡散法で処理しているため、
もし判定を誤った場合でもレベル変換の度合いが変るだ
けで顕著な画質劣化を生じない。

【００１２】実施例２．実施例１では文字と中間調とい
うように２領域に分離し変換テーブルも２種類用意し２
段階で処理を行ったが、これは２段階に限ることなく例
えば文字／写真の分離閾値を２通り用意して文字と中間
調とその中間の領域の３つの領域に分離し、変換テーブ
ルも３種類用意して３段階の処理をしても、同様に優れ
た品質の２値画像を得ることができる。また同様に４段
階以上の処理をしても同様に優れた品質の２値画像を得
ることができる。

【００１３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば文字と写
真が混在した画像に対し、文字領域では輪郭部の凹凸の
発生を防止することができ、中間調領域では適度にコン
トラストを上げることができ、視覚的に良好な処理画像
を得る画像処理装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による画像処理装置のブロ
ック構成図である。

【図２】変換テーブルの一例の特性を示す図である。

【図３】この実施例で用いる中間調領域用変換テーブル
の一例の特性を示す図である。

【図４】この実施例で用いる文字領域用変換テーブルの
一例の特性を示す図である。

【図５】この実施例で用いる中間調領域用変換テーブル
を示す図である。

【図６】この実施例で用いる文字領域用変換テーブルを
示す図である。

【図７】誤差拡散法のブロック構成図である。

【図８】誤差拡散法における重み付けマトリクスの一例
を示す図である。

【符号の説明】

６　　領域判定部 ８　　変換テーブル用メモリ ２０　　誤差拡散法による２値化手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　画像を読み取った画像信号を２値化す
   る画像処理装置において、複数画素により構成された画
   像領域が中間調領域であるか否かを検出する検出手段、
   前記画像領域における画像信号の画素レベルを変換する
   変換手段を備え、前記検出手段の出力に応じ、前記画像
   領域が中間調領域であれば前記変換手段により中間調領
   域の画像の再生に適した画素レベルの変換を行い、前記
   画像領域が中間調領域でなければ前記変換手段により中
   間調領域でない画像の再生に適した画素レベルの変換を
   行い、前記変換手段により変換された画像信号を２値化
   処理することを特徴とする画像処理装置。