JPH0451378A - 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】 本発明は、２値画像から多値画像を復元する画像処理装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、２値画像を多値画像に復元する方法としては、平
滑フィルタリングを行ない、そのフィルタリングによっ
て得られた多値データを、求める多値画像データとして
いた。

また、文字画像と中間調画像とに応じて異なる平滑化フ
ィルタを用意し、２値画像の注目画素を含むウィンドウ
を設けて、ウィンドウ内の１またはＯのパタンによって
、その画像が、文字画像の一部であるか、中間調画像で
あるかを判別し、判別結果によって、使用する平滑化フ
ィルタを切り換えて、文字画像に対しては、平滑化効果
が比較的薄いフィルタを用いるようにして、文字が像が
多値化によってぼけてしまうのを防ぐ方法も提案されて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、単純なフィルタリングでは、文字画像に
おけるぼけが発生する。

また、上述のように切り換えを行なう場合でも、切り換
えのための判別に誤りがあったり、中間調部分のエツジ
がぼけて多値化されてしまったり、切り換えが行なわれ
た部分では、隣接する画素で、２つの平滑化フィルタの
出力が大きく異なり、画質劣化を生じてしまうといった
問題があった。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、
２値画像データを入力するための入力手段と、該入力手
段より入力された画像中のエツジを検出する検出手段と
、異なるフィルタ特性を有する複数の平滑化フィルタと
、該複数の平滑化フィルタの各々によって処理された画
像を、前記検出手段の検出結果に基づいて混合するため
の混合手段と、該混合手段によって処理された画像デー
タを出力するための出力手段とを具える。

また、本発明の画像処理装置の他の態様は、２値画像デ
ータを入力するための入力手段と、該入力手段より入力
された画像中のエツジを検出する検出手段と、可変なフ
ィルタ特性を有する平滑化フィルタと、該平滑化フィル
タのフィルタ特性を、前記検出手段の検出結果に基づい
て変更するための変更手段と、前記平滑化フィルタによ
って処理された画像データを出力するための出力手段と
を具える。

［作用］ 本発明によれば、エツジ検出手段の検出結果に基づいて
、平滑化フィルタからの出力を更に処理し、あるいは、
平滑化フィルタでの処理を変化させることにより、２値
画像から、滑らかな多値画像を出力する。

［実施例］ 第１図は、本発明画像処理装置の１実施例を示す図であ
る。

２３は、入力２値画像より２値画像のウィンドウデータ
をとりだす２値バタン生成部である。入力された２値画
像は、直列に接続されたラインバッファ１〜４により、
それぞれから、１ライン、２ライン、・・・の遅延デー
タが得られ、画像の垂直方向のデータが得られる。また
、元のデータおよびこれらの遅延データは、先ず、Ｄフ
リップフロップ５〜９に入力され、水平方向に１画素の
遅延が行なわれる。また、その出力は、次段以降のＤフ
リップフロップで順次１画素の遅延がＤフリップフロッ
プ１０〜１４まで行なわれる。このようにして、注目画
素およびその周囲のＩＸｋ個の矩形領域の画像データが
とりだされる。これを２値バタンデータと呼ぶものとす
る。

２値パタンデータは、エツジ検出フィルタ１５、非エツ
ジ部平滑化フィルタ１６、エツジ部平滑化フィルタ１７
のそれぞれに入力され、フィルタリング処理される。平
滑化フィルタの例を、第７図（ａ）、（ｂ）に示す。非
エツジ部平滑化フィルタ１６は、第７図（ｂ）に示すよ
うな空間フィルタであって、５×５の平滑化フィルタで
ある。エツジ部平滑化フィルタ１７は、第７図（ａ）に
示すような３×３の平滑化フィルタであって、中止に地
の重み係数を高くして、文字や線画や輪郭等のエツジを
保存する能力を、非エツジ部平滑化フィルタ１６よりも
高く設定されたものである。

この２つの平滑化フィルタ１６．１７の出力は、それぞ
れ、乗算器２０．２１に入力され、後述する方法により
決定されるαおよびβが乗ぜられ、その出力同士が加算
器２２により加算される。つまり、乗算器２０．２１お
よび加算器２２により、平滑化フィルタ１６．１７の出
力は、ある比率によって混合されることになる。

次に、上記の配分比α、βの決定方法について説明する
。

エツジ検出フィルタ１５の内部は、例えば第３図（ａｌ
のように構成される。入力されたデータは、先ず、水平
１次微分器３１および垂直１次微分器３２に入力される
。水平１次微分器３１では、第３図（ｄ）に示すような
フィルタによる演算が行なわれ、主に水平方向と斜め方
向のエツジ検出が行なわれる。垂直１次微分器３２は、
第３図（Ｃ）に示すようなフィルタによる演算が行なわ
れ、主に垂直方向と斜め方向のエツジ検出が行なわれる
。そして、この２つの１次微分器３１．３２の出力は、
それぞれ、絶対値回路３３．３４により絶対値がとられ
、加算器３５で加算されて、これがエツジ検出フィルタ
の出力となる。

また、本実施例ではエツジ検出フィルタの出力を２つの
１次微分器の出力の絶対和としたが、２つの出力の２乗
の和の平方根をとるようにすればよりよい値が得られる
。

また、絶対値回路３３．３４は、例えば、第３図（ｂ）
に示すような構成で実現できる。ここで、３６〜３８は
、排他論理和素子であり、各素子には、符号ビットと該
当する位置のデータビットが入力される。従って、デー
タが負の場合はビット反転が行なわれる。ただし、この
ままでは、負の数に対して実際より１小さい値となるの
で、この誤差が無視できない場合は、その補正を行なう
ことが必要になる。

さて、このようにして計算されたエツジ検出フィルタの
出力は、ａテーブル１８、ｂテーブル１９に入力される
。ａテーブル１８、ｂテーブル１９の出力が、それぞれ
、前述のα、βになるのである。ａテーブル１８、ｂテ
ーブル１９は、第２図（ａ）、　（ｂ）に示すような出
力となる。すなわち、ａテーブル１８では、入力値であ
るエツジ検出フィルタの出力が大きいと出力α＝１．０
．小さいとα＝Ｏとなり、中間では、Ｏ〜１．０の値な
とる。ｂテーブル１９の出力は、β＝１．Ｏ−ａの関係
となっている。このα、βが、乗算器２０．２１に与え
られ、平滑化フィルタ１６．１７の出力が、この配分比
で混合されるようになる。

なお、ａテーブル１８、ｂテーブル１９の出力を、（Ｃ
）、（ｄｌのようにすれば、エツジ検出フィルタ１５の
出力が大きいときにはエツジ部平滑化フィルタ１７の出
力、小さいときには非エツジ部検出フィルタ１６の出力
が、それぞれ最終的な多値画像出力となり、平滑化フィ
ルタを単純に切り換えるときと同じ出力が得ることも可
能となる。

第４図に本発明画像処理装置の他の構成例を示す。

前記実施例では、エツジ検出フィルタの出力強度に応じ
て、２種類の平滑化フィルタの出力を混合したが、本実
施例では、空間的にエツジ領域と非エツジ領域と、その
中間となる遷移領域を設けて、エツジ部、非エツジ部で
は、それぞれに適した平滑化フィルタ出力を最終的な多
値出力データとし、中間の領域で、２つの平滑化フィル
タからの出力を、エツジ領域からの距離等に応じて適当
な比率で混合して、多値データを得るものである。

先ず、入力画像信号は、２値バタン生成部２３を通った
後で、エツジ検出フィルタ１５と、２つの平滑化フィル
タ１６．１７に入力される。前記実施例と同様に、平滑
化フィルタ１６．１７の出力は、乗算キー２０．２１に
よって、適当な比率β、αを乗ぜられ、加算器２２で加
算される。

次に、本実施例におけるβ、αの決定方法を説明する。

エツジ検出フィルタ１５の出力は、２値化部５３に入力
され、ここで、ある閾値ｔｈと比較され、エツジ部は１
°°、非エツジ部は°Ｏ゛。

と２値化される。２値化されたエツジ検出データは、第
２バタン生成部５１に入力される。この第２バタン生成
部５１は、２値バタン生成部２３と同様の構成であり、
ウィンドウサイズかに’ｘｌ゛となっている点が異なっ
ている。第２バタン生成部５１では、注目画素位置のエ
ツジ検出値を含むに’Ｘ１’の°“０゛°、°“１°°
のデータが得られて、このデータがフィルタ演算部５２
でフィルタリング処理される。

フィルタ演算部５２のフィルタ係数は、第５図（ａ）に
示すようになっていて、注目画素周囲のエツジ検出値″
゛０°°、”　１　”に、フィルタ係数を乗じたものの
和が演算されて、エツジの度合いを表わす数値になる。

従って、判定結果が孤立していると、その判定は殆ど無
視され、エツジ部分と非エツジ部分との境界では、フィ
ルタ出力は、その最大値と最小値（本実施例では、３２
とＯ）の中間値を示し、エツジ部分に近いほど大きな値
を示すようになる。

このフィルタ演算部５２の出力が、ａテーブル１８、ｂ
テーブル１９に入力されて、α、βが求められる。２値
化部５３の出力と、それに対する多値画像出力の例を第
５図（ｂ）および（Ｃ）に示す。このように、本実施例
によれば、エツジ部と非エツジ部との境界が中間部とし
て処理され、エツジ部分の孤立が無くなっている。

なお、ここで、エツジ部分ではα＝１．０．非エツジ部
分では、β＝１０という関係があり、フィルタ演算部５
２のフィルタ係数を変えたり、ａテーブル１８．１〕テ
ーブル１９の特性曲線を変えたりすれば、中間領域の幅
や形は変化する。。

第６図は、更に他の実施例として、上述の実施例のフィ
ルタ演算部５２の構成を変更するものである。

本実施例では、第２バタン生成部５１からの出力は、フ
ィルタ計算部６１で、上記実施例におＧプるフィルタ演
算部５２と同様の演算を実行され、その出力は、セレク
タ６２に入力される。また、セレクタ６２には、フィル
タ計算部６１が出力する最大値であるｍａｘデータが入
力されている。

これは、フィルタ係数の総和に相当する。そして、更に
、セレクタ６２には、第２パクン生成部の出力データ中
から、注目画素位置のデータが選択信号として入力され
ており、セレクタ６２は、注目画素位置のデータが“１
゛°ならば、ｍａｘデタを、”　ｏ　”ならば、フィル
タ計算部６１よりのデータを出力する。この方法によれ
ば、第２パタン生成部５１よりの出力が“°１゛°のと
ころでは、必ずα＝１．０となり、例えば、第２パクン
生成部５１の出力が前述の実施例のごとく第５図（ｂ）
で表わされるとき、領域の判定が第５図（ｄ）のように
得られる。つまり、（ｂ）のエツジ部分け、（ｄ）でも
エツジ部と判定される。

以上の実施例では、混合計算部６０は、平滑化フィルタ
１６．１７、乗算器２０．２１、加算器２２から構成さ
れていたが、この混合計算部６０の機能を１つの平滑化
フィルタで実現することも可能である。その構成を第８
図（ａ）に示す。

同図において、平滑化フィルタ８１には、２値バタン生
成部５１の出力の他に、ａテーブル１８、ｂテーブル１
９の出力α、βが入力されている。平滑化フィルタ８１
のフィルタ係数は、例えば、第８図（１））のようにな
っていて、α、βの値にしたがって変化する。ここでは
、α、βを決定するａテーブル１８、ｂテーブル１９の
出力特性は、第８図（Ｃ）、（ｄ）のようであるとする
。

従って、フィルタ係数は、中間調部では、入力値がＯな
ので、全てＯであり、入力値がある程度の値を越えると
、中心の３×３の領域が１、周辺部がＯとなって、エツ
ジの保存性が高いフィルタ係数が得られる。

そして、平滑化フィルタ８１の出力は、正規化部８２で
、フィルタ係数の合計値（１６β＋９α）で除算されて
、一定のダイナミックレンジのデータが得られるように
補正される。

更に、本実施例で、前記実施例で用いた第７図（ａ）、
（ｂ）の２つの平滑化フィルタの混合演算と同じ結果を
得るためには、平滑化フィルタの係数を第８図（１〕）
のものから、第９図に示すものに変更し、正規化部８２
の処理を省略（または１で割る）すれば、実現できる。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によれば、文字画像部分や、
中間調画像の輪郭部分と滑らかな階調部分の間に生じる
誤判定や、異なる領域の隣接する部分の多値化における
急激な変化を緩和して、多値復元画像中のノイズ感を激
減させるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例の画像処理装置のブロック構成図、 第２図　（ａ）〜（ｄ）は、エツジ検出フィルタの出力
を変換するテーブルの出力特性を示す図、第３図（ａ）
は、エツジ検出フィルタのブロック構成図、 第３図（ｂ）は、絶対値回路の回路構成を示す図、 第３図（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、垂直および水平１
次微分器のフィルタの例を示す図、 第４図は、他の実施例の画像処理装置のブロック構成図
、 第５図（ａ）は、フィルタ演算部のフィルタの例を示す
図、 第５図（ｂ）は、２値化部の出力例を示す図、第５図（
Ｃ）、（ｄ）は、出力画像の例を示す図、第６図は、フ
ィルタ演算部の他の構成例を示す図、 第７図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、エツジ部および非
エツジ部の平滑化フィルタの例を示す図、第８図（ａ）
は、他の実施例における平滑化フィルタの接続構成の例
を示す図、 第８図（ｂ）は、他の実施例の平滑化フィルタの例を示
す図、 第８図（ｃ）、（ｄ）は、他の実施例のテーブルの出力
特性を示す図、 第９図は、他の実施例の平滑化フィルタの例を示す図で
ある。 １〜４・・・ラインバッファ ５〜９．１０〜１４・・・Ｄフリップフロップ１５・・
・エツジ検出フィルタ １６・・・非エツジ部平滑化フィルタ １７・・・エツジ部平滑化フィルタ １８．１９・・・テーブル ２０．２１・・・乗算器 ２２．３５・・・加算器 ２３・・・２値パタン生成部 ・・・水平１次微分器 ・・・垂直１次微分器 ・・・絶対値回路 ・・・排他的論理和素子 ・・・第２バタン生成部 ・・・フィルタ演算部 ・・・２値化部 ・・・混合計算部 ・・・フィルタ計算部 ・・・セレクタ ・・・平滑化フィルタ ・・・正規化部 畑 δ ＜史 θ 梢 い

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２値画像データを入力するための入力手段と、 該入力手段より入力された画像中のエッジを検出する検
   出手段と、 異なるフィルタ特性を有する複数の平滑化フィルタと、 該複数の平滑化フィルタの各々によって処理された画像
   を、前記検出手段の検出結果に基づいて混合するための
   混合手段と、 該混合手段によって処理された画像データを出力するた
   めの出力手段とを有することを特徴とする画像処理装置
   。
2. （２）前記検出手段は、エッジ画像領域と、非エッジ画
   像領域との境界である中間領域を決定する決定手段を有
   し、前記混合手段は、前記平滑化フィルタで処理された
   画像の混合を、当該中間領域に対して行なうことを特徴
   とする請求項第１項記載の画像処理装置。
3. （３）２値画像データを入力するための入力手段と、 該入力手段より入力された画像中のエッジを検出する検
   出手段と、 可変なフィルタ特性を有する平滑化フィルタと、 該平滑化フィルタのフィルタ特性を、前記検出手段の検
   出結果に基づいて変更するための変更手段と、 前記平滑化フィルタによって処理された画像データを出
   力するための出力手段とを有することを特徴とする画像
   処理装置。