JPH0465968A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ファクシミリ装置等に用いられ、文字等を含
む中間調画像の２値化処理を改善した画像処理装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来より、ディジタルファクシミリ等において中間調を
擬似的に表現するための２値化方法として誤差拡散法が
ある。

従来、この種の分野の技術としては、ｒＦｌ。

ｙｄ　　ａｎｄ　　ＳｔｅｉｎｂｅｒｇＪ　”Ａｎ　　
Ａｄａｔｉｖｅ　　Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　　ｆｏｒ　　
５ｐａｔｉａｌ　　Ｇｒａｙｓｃａｌｅ　　　Ｐｒｏｃ
ｅｅｄｉｎｇｓ　　ｏｆ　　ｔｈｅ　　Ｓ、１．Ｄ　　
１ヱ［２］　（１９７６＞（米）Ｐ、７５−７７に記載
されるものがあった。

第２図は一次元の誤差拡散法の一例をを示す図である。

なお、処理方向は図の左から右の方向である。

まず、第１の画素Ｇ１は閾値より大きいので、黒と判定
され、２値化処理後の出力Ｑ１は第２図に示す濃度値Ｂ
Ｌの黒となる。ここで、黒の濃度値ＢＬは、スキャナの
ダイナミックレンジの最大値であり、この黒の濃度値Ｂ
Ｌと入力画素の濃度値Ｐ　との差が誤差Ｔ１となる。本
事例では、誤差を拡散させる画素が１つだけであるので
、重重１をこの誤差Ｔ　に掛けて右隣の第２の画素Ｇ２
に加算する。第２の画素Ｇ２は加算後の値Ｐ２を固定閾
値で２値化すると、出力Ｑ２は白となる。

さらに、値Ｐ２と濃度値ＷＬとの誤差Ｔ２を第３の画素
Ｇ３に加算する。この様にして、順次誤差を加算して固
定閾値で２値化する方法が誤差拡散法である。

また、二次元の誤差拡散法を用いた場合において、誤差
を拡散させる画素に対する重重の一例を、第３図に示す
。

以上説明したように、誤差拡散法は２値化する入力画素
の濃度値と出力画素の濃度値との差を誤差として、２値
化した画素の周辺画素に重み付けを施した後に加算し、
その加算結果を入力画素値として固定閾値で２値化する
ものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の誤差拡散法を用いて２値化処理を
行う画像処理装置では、入力画像中の注目画素が黒とし
て出力された場合、誤差は負となるので（第２図の誤差
Ｔ工）、周辺画素の濃度値が下がり、白と出力され易く
なる。そのため、文字等の細い黒線がかすれる。さらに
、注目画素が白として出力された場合、誤差は正となる
ため（第２図の誤差Ｔ２）、周辺がその濃度値が上り、
黒字に白抜きの細い線は漬れるといった問題があった。

この問題が原因となり、白画素数と黒画素数とを交互に
コード化するランレングス符号化によって圧縮した場合
に、圧縮率が下がることにもなり、上記問題は、放置し
難たい重要な課題であった。

本発明は前記従来技術の持っていた課題として、細い黒
線がかすれ、黒字に白抜きの細い線は漬れるという点に
ついて解決した画像処理装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前記課題を解決するために、中間調濃度を含
む入力画像の濃度値を画素単位で検出する入力部と、前
記中間調濃度を擬似的に表現する２値化方法を用い、前
記入力画像の濃度値の２値化処理を行う２値化部とを、
備えた画像処理装置において、次のような手段を講じた
ものである。

前記入力画像を数種類の像域に分類し、前記入力画像の
各画素が該像域のいずれに属するかを判定する像域判定
部と、前記像域判定部の出力に基づき前記像域に応じた
係数を発生させ、該係数により前記各画素の濃度値を係
数倍する選択強調部とを、設けたものである。

さらに、前記像域判定部は、前記注目画素に対して周辺
のどの画素が濃度の高いエツジであるか否かを判定する
第１のエツジ判定手段と、前記注目画素に対して周辺の
どの画素が濃度の低い工・フジであるか否かを判定する
第２のエツジ判定手段と、前記第１のエツジ判定手段の
判定結果により形成される形状と一定パタンとの照合を
行う第１のパタンマツチング手段と、前記第２のエツジ
判定手段の判定結果により形成される形状と一定パタン
との照合を行う第２のパタンマツチング手段とを備え、
前記像域は、前記エツジの属性及び形状の組み合わせに
より分類されるものである。

（作用） 本発明は、以上のように画像処理装置を構成しなので、
像域判定部は、入力画像の各画素が像域のいずれに属す
るかを判定し、選択強調部は、像域に応じた係数を発生
させると共に、その係数により各画素の濃度値を係数倍
した後、２値化手段へ出力して、白または黒を強調させ
るように働く。

したがって、前記課題を解決できるのである。

（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示す画像処理装置の構成ブ
ロック図である。

この図において、入力部１０は、スキャナ等で構成され
、中間調濃度を含む入力画像の濃度値を画素単位で検出
して多値画像Ｍｎを出力する機能を有する。像域判定部
５１は入力画像を例えば、文字や網点等の種類別の像域
に分類し、入力画像の各画素がその像域のいずれに属す
るかを判定する回路である。選択強調部５２は、像域判
定部５１の出力に基づき像域に応じた係数を発生させ、
この係数を各画素の濃度値Ｍｎに対して乗算することで
、濃度値を強調する回路である。

さらに、２値化部５３は、コンパレータ等で構成され、
選択強調部５２により強調された各画素の濃度値を入力
し、前述した誤差拡散法を用いて、その入力画像の濃度
値の２値化処理を行う回路である。出力部５４は、プリ
ンタ等で構成され、２値化部５３からの２値データを画
像として出力する機能を有している。

第４図は、第１図中の像域判定部５１の内部構成ブロッ
ク図である。

この像域判定部５１は、ラッチ回路５ｌ−１ａ〜５ｌ−
９ａ、ラインメモリ５ｌ−１ｂ、５ｌ−２ｂ、第１及び
第２のエツジ判定手段５ｌ−１ｃ〜５ｌ−８ｃ、５ｌ−
１ｄ〜５ｌ−８ｄ、多入力ＯＲゲート５ｌ−１ｅ、５ｌ
−２ｅ、及び第１及び第２のパタンマツチング手段５ｌ
−Ｉｆ、５ｌ−２ｆで構成されている。

ラッチ回１５１−１ａ〜５ｌ−９ａ及びラインメモリ５
ｌ−１ｂ、５ｌ−２ｂは、濃度値Ｍｎを保持する機能を
有している。ＬＳＩ等で構成される第１のエツジ判定手
段５ｌ−１ｃ〜５ｌ−８ｃは、入力画像における各画素
中の注目画素が濃度値の高いエツジであるかを判定し、
その判定結果である信号ＺＢ　　〜ｚＢ８を出力する手
段である。

ここで、エツジとは、注目画素とその注目画素の周辺の
近傍画素との濃度差が大きい場合をいう。

第２のエツジ判定手段５ｌ−１ｄ〜５ｌ−８ｄは、注目
画素が濃度値の低いエツジであるかを判定し、その判定
結果である信号ＺＷ１〜ＺＷａを出力する手段である。

多入力ＯＲゲート５ｌ−１ｅは、注目画素が近傍画素中
の少なくとも１画素に対して濃度値の高いエツジである
か否かを判定し、その判定結果として信号ＺＢＥを出力
する回路であり、多入力ＯＲゲート５ｌ−２ｅは、注目
画素が近傍画素の少なくとも１画素に対して濃度値の低
いエツジであるか否かを判定し、その判定結果として信
号ＺＷＥを出力する回路である。

第１のパタンマツチング手段５ｌ−１ｆは、ゲート回路
等で構成され、第１のエツジ判定手段５ｌ−１ｃ　〜５
ｌ−８ｃの出力ＺＢ１〜ｚＢ８により形成される形状と
予め定められた一定パタンとの照合を行い、その照合結
果である信号ＺＢＬを出力する手段である。同様に、ゲ
ート回路等で構成される第２のパタンマツチング手段５
ｌ−２ｆは、第２のエツジ判定手段５ｌ−１ｄ〜５ｌ−
８ｄの出力ＺＷ　〜ＺＷａにより形成される形状と一定
パタンとの照合を行い、照合結果である信号ＺＷＬを出
力する手段である。ここで、第１及び第２のパタンマツ
チング手段５ｌ−１ｆ、５１２ｆにおいて、出力ｚＢ１
〜ＺＢ８及び出力ｚｗ１〜ｚＷ８をマツチングさせるパ
タン例が第５図（ａ＞、（ｂ）、（ｃ）に示されている
。このパタン例は、３×３のパタンである。

第６図は、第１図中の選択強調部５２の内部構成ブロッ
ク図である。

この選択強調部５２は、像域判定部５１からの信号ＺＢ
Ｌ、信号ＺＢＥ、信号ＺＷＥ、及び信号ＺＷＬを入力し
、これら信号によって判定される像域に応じた係数を発
生させる係数発生器５２ａと、その係数を注目画素の濃
度値に対して乗算して濃度を強調する乗算器５２ｂとで
、構成されている。ここで、係数発生器５２ａは、前記
係数が格納されたＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモ
リ）やＲＯＭ　（リード・オンリー・メモリ）等でハー
ド構成されている。

次に、以上のように構成される画像処理装置の動作を説
明する。

入力画像が入力部５０に入力されて走査されると、入力
画像の濃度値が画素単位で検出され、入力部５０から多
値画像Ｍｎが出力される。この多値画像Ｍｎは像域判定
部５１に入力し、ラッチ回路５ｌ−１ａ〜５ｌ−９ａ及
びラインメモリ５１１ｂ、５ｌ−２ｂによって、その濃
度値が保持される。

その後、第１のエツジ判定部５ｌ−１ｃ〜５ｌ−８ｃに
おいて、 Ｍ　（０）　−Ｍ　（ｎ）　＞ＴＨ＝　（１）但し、ｎ
＝１．２．・・・・・・、８ Ｍ（０）：注目画素の濃度値 Ｍ（ｎ）；近傍画素の濃度値 ＴＨ；エツジ判定閾値 が行われ、注目画素が濃度値の高いエツジか否かが判定
される。（１）式を満足した場合、信号ＺＢｎを“°１
パとして、満足しない場合は“Ｏ′°として出力される
。

また、第２のエツジ判定部５ｌ−１ｄ〜５ｌ−８ｄにお
いて、 Ｍ　（ｎ＞　−Ｍ　（０）＞ＴＨ−（２＞但し、ｎ＝１
．２．・・・・・・、８ が行われ、注目画素が濃度値の低いエツジか否かが判定
され、（２）式を満足した場合、信号ｚＷｎを“１パと
し、満足しない場合を“０”として出力される。

続いて、出力ＺＢｎは第１のパタンマツチング手段５ｌ
−１ｆで、出力ＺＷｎは第２のパタンマツチング手段５
１〜２ｆで、それぞれ照合される。

その照合結果が第５図（ａ＞、（ｂ）、（ｃ）に示すよ
うな一部パタンに当てはまった場合、信号ＺＢＬ及び信
号ＺＷＬが“１パとして出力され、当てはまらない場合
、“°０゛°として出力される。

第５図（ａ＞、（ｂ＞、（ｃ）の斜線で示した部分が、
特に濃度が高い画素（または低い）画素であり、注目画
素に対してはエツジとならない部分である。即ち、出力
ＺＢｎ　（またはＺＷｎ）は゛０パである。これを第５
図（ａ）について論理式で表すと次式のようになる。

ＺＢＬ＝ ＺＢｌ・ＺＢ２・ＺＢ３・ｚＢ４・ ＺＢ５・ｚＢ６・ＺＢｌ・ＺＢ８ 但し、・印は論理積を表す この第１及び第２のパタンマツチング手段５ｌ−１ｆ、
５ｌ−２ｆでは、注目画素が線に属するか否かを判定し
ている。これは網点画像が基本的には点で構成されてい
るため、点の一部とは見られない直線的なパタンを使用
している。この判定により、網点と線の像域の切り分け
を行っている。

一方、多入力ＯＲゲート５ｌ−１ｅは、第１のエツジ判
定手段５ｌ−１ｃ〜５ｌ−８ｃの出力ＺＢ　〜ＺＢ８が
１つでも“１′”であれば、１１１　Ｉ１の信号ＺＢＥ
を出力する。また、多入力ＯＲゲー）５１−２ｅは、第
２のエツジ判定手段５ｌ−１ｄ〜５ｌ−８ｄの出力ＺＷ
１〜ＺＷ８が１つでもパ１”°であれば、”１″の信号
ＺＷＥを出力する。

ここで、“１パの信号ＺＢＥは注目画素が濃度の高いエ
ツジであることを示し、“１°°の信号ＺＷＥは注目画
素が濃度の低いエツジであることを示している。

以上のように、像域判定部５１では、注目画素に対して
８近傍画素でエツジを見て、信号ＺＢＥ、信号ＺＢＬ、
信号ＺＷＥ、及び信号ＺＷＬを出力する。即ち、これら
信号の組み合わせである９通りの像域データが選択強調
部５２へ出力される。

なお、像域データにより線や網点等の像域が判定される
。

選択強調部５２では、係数発生器５２ａによりこの像域
データに基づき、像域に応じた係数を発生させ、この係
数と注目画素の濃度値とを乗算器５２ｂにより乗算して
、注目画素の濃度値を強調する。本実施例で使用した係
数を次の表１に示す。

係数 １．２ １゜２ １．０ １．０ １．１ ０．０ ０．９ １．０ ココテ、ＺＢＥ＝ＺＢＬ＝１かつＺＷＥ＝ＺＷＬ＝Ｏの
場合の係数１００は、多値の入力値の最大値となる係数
であり、２値化出力が必ず黒となるようにしたものであ
る。ＺＢＥ＝ＺＢＬ＝ＯかつＺＷＥ＝ＺＷＬ＝１の場合
の係数０．０は、多値の入力値の最小値となる係数であ
り、２値化出力が必ず白となるようにしたものである。

また、線をより鮮明に出すためには、ＺＢＥ＝１のとき
、つまり、エツジとなった場合の係数を上げればよい。

この係数は、処理の画像に文字等の線が多いか網点が多
いか、さらに出力画像が文字を重視するか網点を重視す
るか等で決定される。その−例を第７図に示す。

第７図（ａ）、（ｂ）は、網点でのモアレを示す図であ
り、同図（ａ）は線を良く出す係数を用いた場合、同図
（ｂ）は上記表１に示す係数を用いた場合を示す図であ
る。

このモアレは、網点印刷で１３３線のものを２００ｄｐ
ｉ、２５６Ｐａ調で読み込んだものである。

第７図（ａ）は、ＺＢＥ＝１のとき係数を１００、その
他で係数１としたものであり、モアレが現われる。第７
図（ｂ）はモアレが現れない。

以上説明したのように、注目画素が９通りのいずれの像
域に属するかを判定し、各々の像域に対する係数により
濃度値を係数倍した後、２値化部５３において、誤差拡
散法によって２値化する。

２値化された入力画像は、出力部５４よって印字される
。

本実施例は、次のような利点を有している。

（１）第８図（ａ）、（ｂ）は、文字の出力例を示す図
であり、同図（ａ）は従来技術の出力例及び同図（ｂ）
は１０．５ポイントの文字を含むチャートを２００ｄｐ
ｉ、２５６階調で読み込んだ上記実施例の出力例である
。この第８図から明らかなように、上記実施例では、２
値化の前処理として、入力画像を数種類の像域に分類し
て各画素がどの像域に属するかを判定し、その像域に応
じた係数によって各画素を重み付けするようにしたので
、第８図（ａ）の従来例に示される文字のかすれも、第
８図（ｂ）の本実施例に示されるように現れなくなる。

同様に、黒字に白抜きの文字もかすれが現れなくなる。

また、黒文字、白抜き文字の周辺も白または黒に強調す
るためにノツチも押さえられる。

（２）画像電子学会テストチャートＮｏ２をＭＨ符号方
式によって符号化した際の圧縮率（全画素数／ＭＨ符号
ビット数）は、従来の２．２に対して本実施例では２．
８であり、圧縮率も向上する。

なお、本発明は、図示の実施例に限定されず、種々の変
形が可能である。例えば、その変形例として次のような
ものがある。

（イ）上記実施例において、係数発生器５２ａより発生
される係数は、上記表１のように設定したが、本発明の
趣旨に沿ったものであれば、これに限定されない。

（ロ）第１及び第２のパタンマツチング手段５ｌ−Ｉｆ
、５ｌ−２ｆにおける一定パタン形状は、第５図（ａ）
、（ｂ）、（ｂ）に示されるものに限定されない。

（ハ）上記実施例では、パタンマツチングする画素を３
×３としたが、例えば３×５や５Ｘ５でもよい。

（ニ）２値化方法は、誤差拡散法に限定されず、平均誤
差最小法、メツシュ内画素分配法でも同様の効果が得ら
れる。

（ホ）第１のエツジ判定部５ｌ−１ｃ〜５１−８０にお
いて、上記（１）式を満足した場合、信号ＺＢｎを“１
”として、満足しない場合は“ＯＩＩとして注目画素が
濃度値の高いエツジか否かを判定したが、逆に、上記（
１）式を満足した場合、信号ＺＢｎを“０”として、満
足しない場合は′“１゛°とじて注目画素が濃度値の高
いエツジか否かを判定してもよい。

（へ）第２のエツジ判定部５ｌ−１ｄ〜５ｌ−８ｄにお
いて、上記（２）式を満足した場合、信号ＺＷｎを“１
′°とし、満足しない場合を“′０”°として注目画素
が濃度値の低いエツジが否かを判定したが、逆に、上記
（２）式を満足した場合、信号ＺＢｎを“０′°として
、満足しない場合は“１°゛として注目画素が濃度値の
低いエツジが否かを判定してもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、入力画像
を数種類の像域に分類して各画素がいずれの像域に属す
るかを判定し、この像域に応じた係数によって各画素の
濃度値を係数倍した後、その係数倍された各画素の濃度
値に対して中間調濃度を擬似的に表現する２値化方法を
用いて２値化処理を行うようにしたので、細い黒線がか
すれたり、黒字に白抜きの細い線は漬れたりする不都合
を防ぐことができる。これにより、本発明をファクシミ
リやイメージスキャナ等の２値化処理に用いた場合、優
れた効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す画像処理装置の構成ブロ
ック図、第２図は一次元の誤差拡散法を示す図、第３図
は二次元の誤差拡散法を示す図、第４図は第１図中の像
域判定部の内部構成ブロック図、第５図（ａ＞、（ｂ）
、（ｃ）は第１及び第２のパタンマツチング手段中のパ
タン例を示す図、第６図は第１図中の選択強調部の内部
構成ブロック図、第７図（ａ）、（ｂ）は網点でのモア
レを示す図、第８図（ａ）、（ｂ）は文字の出力例を示
す図である。 ５０・・・・・・入力部、５１・・・・・・像域判定部
、５ｌ−ＩＣ〜５ｌ−８ｃ、５ｌ−１ｄ〜５ｌ−８ｄ・
・・・・・第１及び第２のエツジ判定手段、５ｌ−１ｆ
、５ｌ−２ｆ・・・・・・第１及び第２のパタンマツチ
ング手段、５２・・・・・・選択強調部、５３・・・・
・・２値化部、５４・・・・・・出力部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中間調濃度を含む入力画像の濃度値を画素単位で検
   出する入力部と、 前記中間調濃度を擬似的に表現する２値化方法を用い、
   前記入力画像の濃度値の２値化処理を行う２値化部とを
   、 備えた画像処理装置において、 前記入力画像を数種類の像域に分類し、前記入力画像の
   各画素が該像域のいずれに属するかを判定する像域判定
   部と、 前記像域判定部の出力に基づき前記像域に応じた係数を
   発生させ、該係数により前記各画素の濃度値を係数倍す
   る選択強調部とを、 設けたことを特徴とする画像処理装置。 ２、請求項１記載の画像処理装置において、前記像域判
   定部は、 前記入力画像中の注目画素に対して周辺のどの画素が濃
   度の高いエッジであるかを判定する第１のエッジ判定手
   段と、 前記注目画素に対して周辺のどの画素が濃度の低いエッ
   ジであるかを判定する第２のエッジ判定手段と、 前記第１のエッジ判定手段の判定結果により形成される
   形状と一定パタンとの照合を行う第１のパタンマッチン
   グ手段と、 前記第２のエッジ判定手段の判定結果により形成される
   形状と一定パタンとの照合を行う第２のパタンマッチン
   グ手段とを備え、 前記像域は、前記エッジの属性及び形状の組み合わせに
   より分類される画像処理装置。