JPH05252395A

JPH05252395A - 画像処理方法

Info

Publication number: JPH05252395A
Application number: JP4047294A
Authority: JP
Inventors: Yasumichi Murakami; 恭通村上
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1992-03-04
Filing date: 1992-03-04
Publication date: 1993-09-28

Abstract

(57)【要約】【目的】２値化処理を改良することにより、画質の向
上を図ることが可能である画像処理方法を提供すること
を目的とする。【構成】スキャナから画素濃度を多階調で取り込み、
２値化を行う画像処理方法において、注目画素ｘを囲む
近傍位置の各画素ａ₀〜ａ₃、ｂ₀〜ｂ₃に対し、その
有する階調濃度に、該注目画素ｘと各画素ａ₀〜ａ₃、
ｂ₀〜ｂ₃との相対距離の二乗の逆数の重みを付けた
後、その算術平均値を求めてしきい値となし、かかるし
きい値を基準に該注目画素ｘの２値化を行うことを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２値化処理を改良する
ことにより、画質の向上を図り得る画像処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ファクシミリや複写機等の画像
形成装置においては、２次元的拡がりを有する原画面を
画素（多数の微細な区画）の集合体として捉え、画像処
理（画像読み取りや画像形成等）を行っている。具体的
には、原画面を画素に分解したり、或いは逆に画素を組
み立て原画面を再生したりする処理が行われており、こ
のような処理のことを走査（スキャニング）と呼び、実
際に走査を行う機器のことをスキャナと呼んでいる。ま
た、走査が連続的に行われる場合においては、原画面は
画素の幅に相当した多くの線から構成されているものと
理解され、この線のことを走査線、単位長当たりの走査
線の数のことを走査線密度と呼んでいる。更に、走査線
を形成して行く方向における走査のことを主走査と呼
び、主走査に対して、これと直角方向における走査のこ
とを副走査と呼んでいる。

【０００３】ところで、走査によって原画面を画素分解
した結果として得られるものは、画素集合体の濃淡情報
（白黒の濃度情報のこと）である。即ち、スキャナは分
解した各画素を例えば０〜６３段階の所謂６４階調でも
って相対的な濃度評価を行い（反射率の比較でもって各
画素の濃度を相対比較する）、その評価データを取り込
む。また、取り込まれたデータについては、伝送処理
を可能とすべく電気的処理がなされ、〔１、０〕なる２
値データに変換される。この処理のことを２値化処理と
呼んでおり、具体的には次のような処理が行われてい
る。即ち、注目すべき画素を囲む周辺画素が有する階調
濃度の算術平均を求め、求めた算術平均値に基づいて
「しきい値」なる値を決定し、決定した「しきい値」を
基準にしてその値より大きいか否かを判断することによ
り、注目画素の２値化を行っている。このような処理
は、一般に、局所平均法と呼ばれているが、このような
方法をとることにより、原画面におけるノイズの影響が
軽減され、画素濃度の平滑化が図れるようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た注目画素を囲む周辺画素が有する階調濃度の算術平均
を求めて「しきい値」を決定する方法によれば、取り扱
う原画面の状態によっては、良好な画像が得られない場
合がある。例えば、原画面において灰色状態の濃度レベ
ルにある画素の取り扱いが問題となる。即ち、算術平均
によって決定した「しきい値」の値如何によっては、灰
色状態の注目画素を黒と認識したり或いは逆に白と認識
したりすることもある。このため、注目画素が白黒のい
ずれに認識されるかより、画質は大きく影響されること
になる。このことは、通常の算術平均値が、必ずしも注
目画素を囲む周辺画素の階調濃度を代表するものとして
適切な値であるものとは限らないことを物語っている。

【０００５】本発明は、かかる現状に鑑みてなされたも
のであり、２値化処理を改良することにより、画質の向
上を図ることが可能である画像処理方法を提供すること
を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、スキャナから
画素濃度を多階調で取り込み、２値化を行う画像処理方
法において、注目画素を囲む近傍位置の各画素に対し、
その有する階調濃度に、該注目画素と各画素との相対距
離の二乗の逆数の重みを付けた後、その算術平均値を求
めてしきい値となし、かかるしきい値を基準に該注目画
素の２値化を行うことを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、スキャナによって画素分解
された各画素の濃度は、例えば０〜６３段階の６４階調
濃度として評価され、濃淡データとして取り込まれる。
また、取り込まれた濃淡データを２値化する際に、処理
しようとする１の画素を注目画素として定め、この注目
画素の周囲近傍位置における各画素に対して、その有す
る階調濃度に次なる重み付けがなされる。即ち、注目画
素と各画素との相対距離（注目画素の中心部と各画素の
中心部との距離の相対比較値がこれに該当する）の二乗
の逆数が、各画素の有する階調濃度に対して乗じられ
る。次に、かかる重み付けのなされた各画素の階調濃度
が合計された後、その算術平均が求められ、「しきい
値」とされる。

【０００８】更に、この「しきい値」を基準にして、注
目画素の２値化が行われる。即ち、注目画素の有する階
調濃度が「しきい値」以上である場合には注目画素を白
と認識して０となし、逆に、「しきい値」よりも小さい
値である場合には黒と認識して１となす。このようにし
て、原稿画像の濃淡データは平滑化され、２値化が達成
される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従って具体
的に説明する。図１は、本発明にかかる画像処理方法を
実施するためのファクシミリ装置の概略構成を示すブロ
ック図である。このファクシミリ装置は、制御部１と、
ＲＡＭ２と、ＲＯＭ３と、オートダイヤラ４と、モデム
（変復調装置）５と、電話回線６に接続されるＮＣＵ
（網制御装置）７と、操作パネル８と、表示部９と、読
取部１０と、記録部１１とから構成されている。また、
読取部１０については、照明した原稿面からの反射光を
キャッチし、これをＣＣＤイメージセンサによって光電
変換して電気信号を得る読取光学系１００と、得られた
電気信号を処理し、伝送用信号に変換するための処理回
路である２値化回路１０１とから構成されている。

【００１０】制御部１は、ＲＯＭ３に格納された制御プ
ログラムに基づき、このファクシミリ装置の送受信動作
の制御を行う。基本的な送信動作は次のとおりである。
操作者により操作パネル８上の通信キーやワンタッチダ
イアルキー（いずれも図示せず）がオンされると、制御
部１がＲＡＭ２に格納された相手先のダイアル番号を読
み出し、読み出されたダイアル番号がオートダイヤラ４
及びＮＣＵ７を介して電話回線６にダイアル発信され
る。そして、かかるダイアル発信の後、読取部１０が読
み取った原稿の画像データがモデム５及びＮＣＵ７を介
して電話回線６に送出される。なお、モデム５は送受信
信号を変復調するものであり、ＮＣＵ７はファクシミリ
装置と電話回線６との接続を制御するものである。

【００１１】また、基本的な受信動作は次のとおりであ
る。即ち、電話回線６、ＮＣＵ７及びモデム５を介して
相手先ファクシミリ装置からの受信情報が着信すると、
この受信情報に基づいて、制御部１は記録部１１を駆動
し、受信情報の記録を行わせる。ところで、上記２値化
回路１０１においては、読取光学系１００が原稿画像を
画素分解し、その分解した各画素について０〜６３段階
の所謂６４階調表現で表わされた濃淡画像データを、
〔１、０〕なる２値のデータに変換する処理が行われ
る。この処理は２値化処理と呼ばれており、２値化され
ることにより、読み取った画像データは相手先ファクシ
ミリ装置に対して送信が可能となる。かかる２値化処理
については、具体的には、先ず、原稿画像の濃度が評価
せられ、その代表的濃度とされる基準値としての「しき
い値」が求められ、次に、分解された各画素の濃度が該
「しきい値」よりも大きいか小さいかの判断が行われ
る。そして、この大小の結果を基にして各画素は〔１、
０〕の２値に変換される。

【００１２】図２は、本発明にかかる画像処理方法にお
いて、上記「しきい値」の求め方を説明するための説明
図である。即ち、分解された各画素の２値化処理を行う
にあたって必要となる「しきい値」を求めるのに、本発
明にかかる画像処理方法では、０〜６３の６４階調の濃
度で表わされた各画素に対して次のような重み付けがな
される。いま、図２（１）で示すように、２値化すべき
注目画素をｘとし、ｘを囲む〔縦３個×横３個−中央１
個＝８個〕の画素を夫々ａ₀〜ａ₃とｂ₀〜ｂ ₃とすれ
ば、各画素と注目画素ｘとの位置関係は次のようになっ
ている。ｂ₀〜ｂ₃の各画素については、注目画素ｘと
水平方向並びに垂直方向の位置に等距離で配されてお
り、ａ₀〜ａ₃の各画素については、同じく注目画素ｘ
に対して対角線位置に等距離に配されている。従って、
仮に、画素ｂ₀〜ｂ₃と注目画素ｘとの相対距離を１と
すれば、画素ａ₀〜ａ₃と注目画素ｘとの相対距離につ
いては、〔１²＋１²＝２〕の平方根である√２とな
る。

【００１３】次に、画素ａ₀〜ａ₃とｂ₀〜ｂ₃の階調
濃度を夫々Ｃａ₀〜Ｃａ₃並びにＣｂ₀〜Ｃｂ₃で表し
た場合に、注目画素ｘの階調濃度Ｃｘに対して、周辺画
素の階調濃度Ｃａ₀〜Ｃａ₃及びＣｂ₀〜Ｃｂ₃が与え
る影響力としては、ごく自然に考えて、上記相対距離の
二乗に反比例して弱くなると考えられる。即ち、上記の
ような場合、注目画素ｘの階調濃度Ｃｘに対しては、周
辺画素の階調濃度Ｃａ ₀〜Ｃａ₃が１／（√２）²＝１
／２の影響力を、Ｃｂ₀〜Ｃｂ₃が１／１²＝１の影響
力をもつものと考えられる。従って、周辺画素の階調濃
度Ｃａ₀〜Ｃａ ₃並びにＣｂ₀〜Ｃｂ₃の夫々につい
て、上記した相対距離の二乗の逆数の重みを付けて処理
することとすれば、注目画素ｘに対して、周辺画素ａ₀
〜ａ₃並びにｂ₀〜ｂ₃の影響力が正確に反映されるも
のと考えられる。

【００１４】「しきい値」については、具体的に次のよ
うにして求められる。即ち、各周辺画素の階調濃度に対
し上記した重みを付け、それらの値を合計して算術平均
を求め、「しきい値」とする。具体的には、「しきい
値」をｔとした場合、ｔ＝〔１／２×（Ｃａ₀＋Ｃａ₁
＋Ｃａ₂＋Ｃａ₃）＋１×（Ｃｂ₀＋Ｃｂ₁＋Ｃｂ₂＋
Ｃｂ₃）〕÷（１／２×４＋１×４）となる。この等式
において、アンダーラインを施した部分が重みとなって
いる。

【００１５】更に、この等式は１２ｔ＝（Ｃａ₀＋Ｃａ
₁＋Ｃａ₂＋Ｃａ₃）＋２（Ｃｂ₀＋Ｃｂ₁＋Ｃｂ₂＋
Ｃｂ₃）とも表現可能であり、このようにすれば、各周
辺画素の階調濃度に対する重み付けを整数値でもって行
うことができるようになる。即ち、図２（２）で示すよ
うに、注目画素ｘを囲む８個の各画素に対する重み付け
の値を左側に表示した値（全て１）から右側に表示した
値に変化させることになる。

【００１６】また、このようにして求めた「しきい値」
ｔを使用して注目画素ｘの２値化を行うには、例えばＣ
ｘ≧ｔの場合には、注目画素ｘを０となし（白の画素と
される）、Ｃｘ＜ｔの場合には、注目画素ｘを１となし
て（黒の画素とされる）、注目画素を２値化する。図３
は、図４に示すフローチャートの実行に対する前提要件
を説明するための説明図である。即ち、スキャナは
（１）で示すように、主走査ラインに対して、〔ｉ＝０
〜ＬＷ＋１〕個の画素分解を行い、分解された各画素に
対してはその有する階調濃度データのサンプリングが実
行される。ＬＷはＬｉｎｅ−Ｗｉｄｔｈの略であり、読
み取られる原稿の１ラインの幅に該当する画素数を表わ
す。即ち、スキャナは、読み取るべき原稿の１ラインの
幅に加え、その左右両端１個分の画素（ｉ＝０番目の左
端画素とＬＷ＋１番目の右端画素に相当する）に相当す
る範囲の走査を行うようになっている。

【００１７】また、（２）で示すように、注目画素ｘを
含む主走査ラインをＳＣＡＮ２、その一段上の主走査ラ
インをＳＣＡＮ１、ＳＣＡＮ２の一段下の主走査ライン
をＳＣＡＮ３とし、更に、スキャナによって走査される
ｉ番目における注目画素ｘの階調濃度のサンプリングデ
ータをＳＣＡＮ２（ｉ）として処理するようになってい
る。

【００１８】そこで、ＳＣＡＮ２（ｉ）を２値化するに
ついては、注目画素ｘを囲む縦横８個の周辺画素が有す
る階調濃度のサンプリングデータが処理の対象となる。
即ち、ＳＣＡＮ１においてはＳＣＡＮ１（ｉ−１）と、
ＳＣＡＮ１（ｉ）と、ＳＣＡＮ１（ｉ＋１）の３個のサ
ンプリングデータが、ＳＣＡＮ２においてはＳＣＡＮ２
（ｉ−１）と、ＳＣＡＮ２（ｉ＋１）の２個のサンプリ
ングデータが、ＳＣＡＮ３においてはＳＣＡＮ３（ｉ−
１）と、ＳＣＡＮ３（ｉ）と、ＳＣＡＮ３（ｉ＋１）の
３個のサンプリングデータが処理の対象となる。

【００１９】図４は、本発明にかかる画像処理方法を実
施するためのフローチャートである。先ず、スキャナが
原稿の読み取りを開始するにあたり、ＳＣＡＮ１（０）
＝ＳＣＡＮ２（０）＝ＳＣＡＮ３（０）＝ｄｕｍｍｙと
し、同じくＳＣＡＮ１（ＬＷ＋１）＝ＳＣＡＮ２（ＬＷ
＋１）＝ＳＣＡＮ３（ＬＷ＋１）＝ｄｕｍｍｙとする
（Ｓ１）。ここで、「ｄｕｍｍｙ」はダミーデータを表
しており、例えばダミーデータとして、ｄｕｍｍｙ＝３
１（灰色）、ｄｕｍｍｙ＝０（黒色）、ｄｕｍｍｙ＝６
３（白色）の何れかの値を設定する。以上の処理は、ス
キャナが、読み取られる原稿幅ＬＷの左端より１画素分
左から走査を開始し、同じくＬＷの右端より１画素分右
まで走査を行うために必要となる主走査方向におけるＬ
Ｗ両端部の処理となっている。

【００２０】次に、データサンプリングを開始するため
に、ＳＣＡＮ（ｉ）におけるパラメータｉを１にセット
する（Ｓ２）。続いて、ＳＣＡＮ１（ｉ）＝ｄｕｍｍｙ
とする（Ｓ３）。この処理は、読み取られる最上段の原
稿ラインに対し、スキャナがその１画素分上段より走査
を開始するために必要となる副走査方向最上端部の処理
となっている。そして、スキャナが走査を開始し、画素
分解、分解された画素の階調データのサンプリングが行
われる。即ち、ＳＣＡＮ２（ｉ）のサンプリングデータ
の取り込みを開始する（Ｓ４）。この場合、パラメータ
ｉを順に増加してゆき（Ｓ５）、パラメータｉがＬＷを
越える迄（Ｓ６においてＹｅｓの場合）、Ｓ３〜Ｓ６の
処理を繰り返すことになる。

【００２１】パラメータｉがＬＷを越えた場合（Ｓ６に
おいてＮｏの場合）には、パラメータｊを１にセットす
る（Ｓ７）。ここで、パラメータｊは、副走査ラインが
何番目のものであるかを表すものであり、読み取られる
原稿１ページ分の縦の長さＰＬ（Ｐａｇｅ−Ｌｅｎｇｔ
ｈの略である）に該当する画素数の範囲内で変化する。
この処理は、副走査方向の走査を開始するための処理と
なっている。続いて、パラメータｉを１にセットし（Ｓ
８）、ＳＣＡＮ３（ｉ）のサンプリングデータの取り込
みを開始する（Ｓ９）。

【００２２】スキャナの走査によってサンプリングされ
たＳＣＡＮ１（ｉ）、ＳＣＡＮ２（ｉ）、ＳＣＡＮ３
（ｉ）の分解画素の階調濃度データについては、注目画
素ｘの２値化処理を行うために次なる処理が行われる。
即ち、ＳＣＡＮ１（ｉ−１）＋ＳＣＡＮ１（ｉ＋１）＋
ＳＣＡＮ３（ｉ−１）＋ＳＣＡＮ３（ｉ＋１）＋２×
〔ＳＣＡＮ１（ｉ）＋ＳＣＡＮ３（ｉ）＋ＳＣＡＮ２
（ｉ−１）＋ＳＣＡＮ２（ｉ＋１）〕−１２×ＳＣＡＮ
２（ｉ）＞０で示される不等式が満足されるか否かの判
断を行う（Ｓ１０）。この場合に、ＳＣＡＮ１（ｉ）、
ＳＣＡＮ３（ｉ）、ＳＣＡＮ２（ｉ−１）、ＳＣＡＮ２
（ｉ＋１）の４画素のサンプリングデータについては、
図２で説明したように２倍の重み付けが行われている。

【００２３】そして、この不等式において、左辺＞０の
場合（Ｓ１０においてＹｅｓの場合）には、注目画素ｘ
の階調濃度データであるＳＣＡＮ２（ｉ）がその８個の
周辺画素のデータを総合した平均値よりも小さくなるの
で、黒と認識して「１」を出力する（Ｓ１１、図面では
ＯＵＴ（ｉ）＝１と表示している）。逆に、左辺＜０の
場合（Ｓ１０においてＮｏの場合）には、白と認識して
「０」を出力する（Ｓ１２、図面ではＯＵＴ（ｉ）＝０
と表示している）。以上のＳ９〜Ｓ１４の処理は、パラ
メータｉを順に増加してゆき（Ｓ１３）、パラメータｉ
がＬＷを越える迄（Ｓ１４においてＹｅｓの場合）繰り
返えされる。

【００２４】また、パラメータｉがＬＷを越えた場合
（Ｓ１４においてＮｏの場合）には、パラメータｉを再
び１にセットして（Ｓ１５）、次順の主走査ラインにつ
いての処理を行う。この場合、これまでに得たＳＣＡＮ
１（ｉ）のサンプリングデータはＳＣＡＮ２（ｉ）のサ
ンプリングデータとして、ＳＣＡＮ２（ｉ）のサンプリ
ングデータはＳＣＡＮ３（ｉ）のサンプリングデータと
して夫々設定変更する（Ｓ１６）。そして、Ｓ１６〜Ｓ
１８の処理はパラメータｉを順に増加してゆき（Ｓ１
７）、パラメータｉがＬＷを越える迄（Ｓ１８において
Ｙｅｓの場合）繰り返えされる。更に、パラメータｉが
ＬＷを越えた場合（Ｓ１８においてＮｏの場合）には、
続いてパラメータｊを順に増加してゆく（Ｓ１９）。そ
して、Ｓ８〜Ｓ２０の処理はパラメータｊがＰＬを越え
る迄（Ｓ２０においてＹｅｓの場合）繰り返えされる。

【００２５】また、パラメータｊがＰＬを越えた場合
（Ｓ２０においてＮｏの場合）には、画像処理すべき次
ページが有るか否かを判断し（Ｓ２１）、次ページが有
る場合（Ｓ２１においてＹｅｓの場合）には、再びＳ１
に戻って以上の処理を繰り返すことになる。一方、次ペ
ージが無い場合（Ｓ２１においてＮｏの場合）には、以
上の一連の画像処理を終了することになる。

【００２６】

【発明の効果】以上の本発明によれば、注目画素の周囲
近傍位置にある各画素の、注目画素に対する影響度が加
味されているので、単純に算術平均を行う従来の局所平
均法に比べて、数段の画質の向上を図ることが可能とな
る。また、注目画素の階調濃度に及ぼす周辺画素の影響
力を加味するにあたっては、注目画素と各画素との比較
相対距離の値という定数を利用して重み付けが行われる
ので、注目画素に対して、信頼性の高い濃度評価を行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像処理方法を実施するための
ファクシミリ装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】同じく本発明にかかる画像処理方法において、
「しきい値」の求め方を説明するための説明図である。

【図３】図４に示すフローチャートの実行に対する前提
要件を説明するための説明図である。

【図４】本発明にかかる画像処理方法を実施するための
フローチャートである。

【符号の説明】

１制御部１０読取部１００読取光学系１０１２値化回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スキャナから画素濃度を多階調で取り込
み、２値化を行う画像処理方法において、注目画素を囲
む近傍位置の各画素に対し、その有する階調濃度に、該
注目画素と各画素との相対距離の二乗の逆数の重みを付
けた後、その算術平均値を求めてしきい値となし、かか
るしきい値を基準に該注目画素の２値化を行うことを特
徴とする画像処理方法。