JPH07121695A - Image gradation conversion method and image processing device - Google Patents

Image gradation conversion method and image processing device

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JPH07121695A
JPH07121695A JP5263503A JP26350393A JPH07121695A JP H07121695 A JPH07121695 A JP H07121695A JP 5263503 A JP5263503 A JP 5263503A JP 26350393 A JP26350393 A JP 26350393A JP H07121695 A JPH07121695 A JP H07121695A
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value
pixel
image
weighted average
gradation
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Teruhiko Matsuoka
輝彦 松岡
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Abstract

PURPOSE:To obtain a satisfactory gradation conversion image without performing the area division of digital image data by judging either a first or second weighted mean value is near to the value of a remarked picture element. CONSTITUTION:A first temporary value:P(1) is selected from gradation (n values) after conversion by a selector 20, and the first weighted mean value B1 can be found by adding a value in which a weighted mean coefficient is multiplied by the value P(1) on SIGMA. Also, a second temporary value:P(2) is selected by the selector 20, and the second weighted mean value B2 can be found by adding a value in which the weighted mean coefficient is multiplied by the value P(2) on SIGMA. When it is judged that ¦A-B2¦ is smaller than ¦A-Bl¦ as a result of comparison of an error, the content of an error holding circuit 70 is updated by the value ¦A-B2¦, and also, the content of a conversion candidate hold circuit 30 is updated. Also, when it is judged that ¦A-B2¦ is larger than or equal to ¦A-B1¦, the error hold circuit 70 and the conversion candidate hold circuit 30 are not updated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、文字と画像とが混在す
るディジタルイメージデータの階調を変換する画像階調
変換方法、及び、この方法を用いた画像処理装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image gradation conversion method for converting the gradation of digital image data in which characters and images are mixed, and an image processing apparatus using this method.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像を構成する各画素が白または黒のみ
で表示された画像を2値画像(binaryimage)と言い、
これに対して白と黒との間に何段階かの明るさを持つ画
像を多階調画像(muitilevel gray scale image)と言
う。多階調画像を白黒の2値画像に変換する処理を2値
化と言う。例えば、各画素が0(黒)から255(白)
までの値を持つ256階調の画像は、画素毎に8ビット
の情報容量を必要とするが、2値化すると各画素は1ビ
ットの情報容量に圧縮されることになり、データ量が1
/8に低減される。
2. Description of the Related Art An image in which each pixel forming an image is displayed in white or black is called a binary image.
On the other hand, an image with several levels of brightness between white and black is called a multi-level gray scale image. The process of converting a multi-tone image into a monochrome binary image is called binarization. For example, each pixel is from 0 (black) to 255 (white)
An image of 256 gradations having values up to 1 requires an information capacity of 8 bits for each pixel, but when binarized, each pixel is compressed to an information capacity of 1 bit, and the data amount is 1
/ 8.

【0003】従来、文字及び画像が混在したディジタル
イメージデータの階調を変換する場合において、文字領
域では2値性の保存が要求され、他方画像領域では中間
調の再現性等が要求されていたが、このような互いに相
反する要求を満足する単一の画像階調変換方法はなかっ
た。このため、階調変換の前工程として、まず入力され
たディジタルイメージデータの文字領域と画像領域とを
それぞれ検出し、この検出結果に基づいてディジタルイ
メージデータを文字領域と画像領域とに分割していた。
そして、文字領域では一定の閾値を用いて白と黒との2
レベルに画素の値を正規化する単純2値化法等を用い、
また画像領域では縦横4×4画素等のパターンマトリク
スを用いて行う面積階調による中間再現法等を用い、そ
れぞれの領域に対して別々の処理を行っていた。
Conventionally, in converting the gradation of digital image data in which characters and images are mixed, binary storage is required in the character area, and halftone reproducibility is required in the image area. However, there has been no single image gradation conversion method that satisfies such conflicting requirements. Therefore, as a pre-step of gradation conversion, the character area and the image area of the input digital image data are first detected, and the digital image data is divided into the character area and the image area based on the detection result. It was
Then, in the character area, it is possible to use white and black 2 with a certain threshold.
Using a simple binarization method that normalizes the pixel value to the level,
In the image area, an intermediate reproduction method by area gradation using a pattern matrix of 4 × 4 pixels in the vertical and horizontal directions is used, and different processing is performed for each area.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、階調変換の前工程として入力されたディ
ジタルイメージデータの文字領域と画像領域とに分割す
る必要があり、階調変換の方法も文字領域と画像領域と
それぞれ異なる手法が必要となるため、処理速度が遅く
なったり、回路規模が大きく複雑になったりし、この結
果として、画像処理装置が大型化し価格も高くなるとい
う問題点があった。以上の問題点に鑑み、本発明の課題
は、ディジタルイメージデータの文字領域と画像領域と
を領域分割することなく、文字及び画像共に良好な階調
変換画像を得る画像階調変換方法を提供することであ
る。また、本発明の別の課題は、ディジタルイメージデ
ータの文字領域と画像領域とを分割することなく階調変
換する高速の画像処理装置を提供することである。
However, in the above-mentioned conventional method, it is necessary to divide the input digital image data into the character area and the image area as a pre-step of gradation conversion, and the gradation conversion method is also used. Since different methods are required for the character area and the image area, the processing speed becomes slow, the circuit scale becomes large and complicated, and as a result, the image processing apparatus becomes large and costly. there were. In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an image gradation conversion method for obtaining a favorable gradation conversion image for both characters and images without dividing the character area and the image area of the digital image data. That is. Another object of the present invention is to provide a high-speed image processing apparatus for converting gradation without dividing a character area and an image area of digital image data.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち本発明は、2
値画像で表される文字パターンデータと前記2値の区間
に含まれる複数の階調で表される多階調画像データとが
混在するディジタルイメージデータの各画素を2値化す
る画像階調変換方法において、変換対象の画素の集合か
ら注目画素を選択する工程と、前記2値の中から第1の
値を該注目画素の第1の仮の値として設定する工程と、
前記第1の仮の値及び該注目画素近傍の複数画素の値か
ら第1の加重平均値を求める工程と、前記2値の中から
前記第1の値とは異なる第2の値を該注目画素の第2の
仮の値として設定する工程と、前記第2の仮の値及び該
注目画素近傍の複数画素の値から第2の加重平均値を求
める工程と、前記第1の加重平均値と前記第2の加重平
均値との何れが該注目画素の値に近いかを判定する工程
と、前記第1の加重平均値が前記第2の加重平均値より
該注目画素の値に近ければ前記第1の値を該注目画素の
更新値とし、前記第2の加重平均値が前記第1の加重平
均値より該注目画素の値に近ければ前記第2の値を該注
目画素の更新値とする工程と、全ての対象画素の処理が
一通り終わるまで前記全ての工程を繰り返す工程と、所
定の収束条件が満足されるまで前記全ての工程を繰り返
す工程と、を含むことを特徴とする画像階調変換方法で
ある。
In order to solve the above problems, the present invention has the following constitution. That is, the present invention is 2
Image gradation conversion for binarizing each pixel of digital image data in which character pattern data represented by a value image and multi-gradation image data represented by a plurality of gradations included in the binary section are mixed In the method, a step of selecting a target pixel from a set of pixels to be converted, and a step of setting a first value from the two values as a first temporary value of the target pixel,
Obtaining a first weighted average value from the first temporary value and the values of a plurality of pixels in the vicinity of the target pixel; and selecting a second value from the two values that is different from the first value. Setting the pixel as a second temporary value, determining a second weighted average value from the second temporary value and the values of a plurality of pixels in the vicinity of the pixel of interest, and the first weighted average value. And a second weighted average value that is closer to the value of the pixel of interest, and if the first weighted average value is closer to the value of the pixel of interest than the second weighted average value. If the first value is the updated value of the pixel of interest, and the second weighted average value is closer to the value of the pixel of interest than the first weighted average value, then the second value is the updated value of the pixel of interest. And the step of repeating all the steps until all the target pixels have been processed once, and the predetermined convergence condition is satisfied. An image gradation conversion method characterized by comprising the a step of repeating the whole process until.

【0006】また本発明は、2値画像で表される文字パ
ターンデータと前記2値の区間に含まれる第1の階調
(m値)で表される多階調画像データとが混在するディ
ジタルイメージデータの各画素を、前記第1の階調(m
値)より少ない第2の階調(n値;m>n)で表される
ディジタルイメージデータに階調変換するする画像階調
変換方法において、変換対象のディジタルイメージデー
タを構成する画素の集合から注目画素を選択する工程
と、前記第2の階調の中から第1の明るさを示す値;P
(1)を該注目画素の第1の仮の値として設定する工程
と、前記第1の仮の値及び該注目画素近傍の複数画素の
値から第1の加重平均値を求める工程と、前記第2の階
調の中から第2の明るさを示す値;P(2)を該注目画素
の第2の仮の値として設定する工程と、前記第2の仮の
値及び該注目画素近傍の複数画素の値から第2の加重平
均値を求める工程と、前記第2の階調(n値)の中から
第k(n≧k≧3)の値;P(k)を該注目画素の第kの
仮の値として設定する工程と、前記第kの仮の値及び該
注目画素近傍の複数画素の値から第kの加重平均値を求
める工程と、前記k個の加重平均値の何れが該注目画素
の値に最も近いかを判定する工程と、該注目画素に最も
近い加重平均値を生じた前記仮の値を該注目画素の更新
値とする工程と、全ての対象画素の処理が終わるまで前
記全ての工程を繰り返す工程と、所定の収束条件が満足
されるまで前記全ての工程を繰り返す工程と、を含むこ
とを特徴とする画像階調変換方法である。
Further, according to the present invention, a digital pattern in which character pattern data represented by a binary image and multi-tone image data represented by a first gradation (m value) included in the binary section are mixed. Each pixel of the image data is set to the first gradation (m
Image gradation conversion method for converting the gradation into digital image data represented by a second gradation (n value; m> n) that is smaller than the value) from a set of pixels forming the digital image data to be converted. A step of selecting the pixel of interest, and a value indicating the first brightness from the second gradation; P
Setting (1) as a first provisional value of the pixel of interest; determining a first weighted average value from the first provisional value and values of a plurality of pixels in the vicinity of the pixel of interest; A step of setting a value indicating the second brightness from the second gradation; P (2) as a second tentative value of the target pixel, the second tentative value and the vicinity of the target pixel The step of obtaining a second weighted average value from the values of a plurality of pixels, and a value of the k-th (n ≧ k ≧ 3); P (k) from the second gradation (n value); Of the k-th temporary average value, a step of obtaining the k-th temporary average value from the k-th temporary value and the values of a plurality of pixels near the target pixel, Determining which is the closest to the value of the pixel of interest; setting the temporary value that yields the weighted average value closest to the pixel of interest as the updated value of the pixel of interest; A step of repeating the whole process until the processing of the elephants pixel is completed, an image gradation conversion method characterized by comprising the a step of repeating the whole process until a predetermined convergence condition is satisfied.

【0007】また本発明は、2値画像で表される文字パ
ターンデータと前記2値の区間に含まれる第1の階調
(m値)で表される多階調画像データとが混在するディ
ジタルイメージデータの各画素を、前記第1の階調(m
値)より少ない第2の階調(n値;m>n)で表される
ディジタルイメージデータに階調変換するする上記画像
階調変換方法において、注目画素の仮の値として設定す
る値を、
According to the present invention, a digital pattern in which character pattern data represented by a binary image and multi-tone image data represented by a first gradation (m value) included in the binary section are mixed. Each pixel of the image data is set to the first gradation (m
Value), the value set as the temporary value of the pixel of interest in the image gradation conversion method for gradation conversion into digital image data represented by a second gradation (n value; m> n)

【数2】 式(1)により決定すること特徴とする画像階調変換方
法である。
[Equation 2] The image gradation conversion method is characterized by being determined by the formula (1).

【0008】また本発明は、上記何れかの画像階調変換
方法において、前記注目画素の仮の値及び前記注目画素
近傍の複数画素の値から加重平均値を求める場合、前記
注目画素から該近傍の画素までの距離が大きいほど該近
傍の画素の加重平均係数を小さく定めることができる。
Further, according to the present invention, in any one of the image gradation conversion methods described above, when the weighted average value is obtained from the provisional value of the target pixel and the values of a plurality of pixels in the vicinity of the target pixel, The larger the distance to the pixel, the smaller the weighted average coefficient of the neighboring pixels can be set.

【0009】また本発明は、平面状に配置された各ユニ
ットがその近傍のユニットと互いに情報交換可能なよう
に接続された平面状ニューラルネットワークを用いた画
像処理装置であって、前記各ユニットは、該ユニットの
近傍のユニットからの入力の重み付き線形和を計算する
手段と、該ユニットに割り当てられた階調変換前の画素
の値を保持する手段と、変換後の階調の取り得る値を発
生する手段と、を備えてなり、請求項1ないし請求項4
に記載の画像階調変換方法を用いて画像階調変換を実行
することを特徴とする画像処理装置である。
The present invention is also an image processing apparatus using a planar neural network in which units arranged in a plane are connected to units in the vicinity thereof so as to be able to exchange information with each other. , Means for calculating a weighted linear sum of inputs from units in the vicinity of the unit, means for holding the pixel value before gradation conversion assigned to the unit, and possible gradation values after conversion And a means for generating.
An image processing device characterized by executing the image gradation conversion using the image gradation conversion method described in (1).

【0010】[0010]

【作用】本発明は上記構成により、文字領域と画像領域
とが混在したディジタルイメージデータを、文字領域と
画像領域とに分割することなく、多値から2値へ、ある
いは、第1の階調(m値)から第2の階調(n値:m>
n)へ、それぞれ階調変換することができる。また上記
画像階調変換を平面状に各ユニットが配置されたニュー
ラルネットワークを用いて実行することができる。
According to the present invention, with the above configuration, digital image data in which a character area and an image area are mixed is divided into a binary area or a first gradation without dividing the digital image data into the character area and the image area. From (m value) to the second gradation (n value: m>
n) can be gradation converted. Further, the image gradation conversion can be executed by using a neural network in which each unit is arranged in a plane.

【0011】ニューラルネットワークは、脳の基本構成
単位と考えられているニューロン(神経単位、ノイロン
とも言う)の工学的なモデルであるユニットを相互に接
続したネットワークである。ニューラルネットワークに
は、その結合形態により、階層型ネットワークと相互結
合型ネットワークとに分類される。階層型ネットワーク
は、パーセプトロン型ネットワークとも呼ばれ、多数の
ユニットを多層に結合した構造を持つ。階層型ネットワ
ークの第1層は外部から情報を入力する入力層、最終層
は外部へ情報を出力する出力層、その間の層は中間層と
呼ばれる。階層型の結合の特徴は、層内の結合がなく、
層間の結合は入力層から出力層に向けての一方向性の結
合のみが存在することである。
The neural network is a network in which units, which are engineering models of neurons (also called nerve units or neurons), which are considered to be the basic constituent units of the brain, are interconnected. Neural networks are classified into hierarchical networks and interconnected networks according to their connection form. The hierarchical network is also called a perceptron type network and has a structure in which a large number of units are connected in multiple layers. The first layer of the hierarchical network is an input layer for inputting information from the outside, the final layer is an output layer for outputting information to the outside, and the layer between them is called an intermediate layer. The characteristic of the hierarchical connection is that there is no connection within the layer,
The coupling between layers is that there is only unidirectional coupling from the input layer to the output layer.

【0012】一方、相互結合型ネットワークは、階層構
造を作らずに、多数のユニットを相互に結合した構造を
持つ。情報が入力層から出力層へと一方向に流れるだけ
の階層型ネットワークと異なり、相互結合型ネットワー
クにはフィードバックループが存在するため、情報はネ
ットワーク内部を幾度もめぐることになる。ネットワー
クの状態がある初期状態から出発して、各ユニットが内
部状態及び出力の変化を繰り返していくうちに、ネット
ワーク全体の状態は、ある安定な平衡状態に到達する
か、いくつかの状態をめぐる巡回状態に陥る。この種の
代表的なネットワークとして、ホップフィールド型ニュ
ーラルネットワーク(参考文献1:“ニューラル・コン
ピューティング−理論と実際−”PHILIP D.W
ASSERMAN著 石井直宏/塚田稔 共訳 森北出
版 pp81−96 1993年、参考文献2:Hopfie
ld J.J. and Tank D.W.:"Neural Computation of Decis
ions in Optimization Problems",Biol.Cybern.,52, p
p.141-152 1985 )やボルツマンマシンがある。
On the other hand, the mutual connection type network has a structure in which a large number of units are mutually connected without forming a hierarchical structure. Unlike a hierarchical network in which information flows from an input layer to an output layer only in one direction, a feedback loop exists in an interconnected network, so that information repeatedly travels inside the network. The state of the network starts from a certain initial state, and while each unit repeatedly changes the internal state and the output, the state of the entire network reaches a certain stable equilibrium state or goes around several states. Fall into a patrol state. As a typical network of this kind, a Hopfield type neural network (Reference 1: "Neural Computing-Theory and Practice-" PHILIP D.W.
By ASSERMAN Naohiro Ishii / Minoru Tsukada Co-translation Morikita Publishing, pp 81-96 1993, Reference 2: Hopfie
ld JJ and Tank DW: "Neural Computation of Decis
ions in Optimization Problems ", Biol.Cybern., 52, p
p.141-152 1985) and the Boltzmann machine.

【0013】本発明は、上記ホップフィールド型ニュー
ラルネットワークを基盤とした構成によって画像階調変
換を行うものである。ホップフィールド型ニューラルネ
ットワークの一般的な構成図を図5に示す。同図におい
て、ホップフィールド型ニューラルネットワークを構成
する各ユニット6は、双方向に情報の伝達が可能な経路
7で相互に他の全てのユニットと結合されており、ある
ユニットの出力が他のユニットを介して再びそのユニッ
トに戻るフィードバックループ経路が構成されている。
According to the present invention, image gradation conversion is performed by a configuration based on the Hopfield neural network. FIG. 5 shows a general configuration diagram of the Hopfield neural network. In the figure, each unit 6 constituting the Hopfield neural network is mutually connected to all other units through a path 7 capable of bidirectionally transmitting information, and the output of one unit is different from that of the other unit. A feedback loop path is configured to return to the unit via the.

【0014】また、ホップフィールド型ニューラルネッ
トワークにおいては、各ユニット間の情報の伝わりやす
さとして、結合係数という概念がある。ホップフィール
ド型ニューラルネットワークの各ユニットは、他のユニ
ットから情報受け取る場合、情報値にこの結合係数を掛
けた値を受け取るとする。
Further, in the Hopfield type neural network, there is a concept of a coupling coefficient as the ease of transmitting information between the units. When receiving information from other units, each unit of the Hopfield neural network is supposed to receive a value obtained by multiplying the information value by this coupling coefficient.

【0015】本来のホップフィールド型ニューラルネッ
トワークは、N個のユニットがあれば、N個のユニット
全てが互いに接続されているが、本発明における画像処
理に際しては、平面状に配列された各ユニットが、所定
のユニット間距離以内の近傍のユニットに接続されてい
れば十分である。たとえこれ以上の接続があっても、結
合係数に0が割り当てられ、互いに遠くはなれたユニッ
ト間では、ニューラルネットワークとしての情報の伝達
は起こらない。上記ニューラルネットワークを画像階調
変換に適用するため、変換対象の各画素をそれぞれニュ
ーラルネットワークの各ユニットに割り当てる。そし
て、あるユニットとその近傍ユニットとの結合係数を階
調変換時の加重平均係数とすると、注目画素を割り当て
られたユニットは、近傍画素を割り当てられたユニット
から近傍画素の値に加重平均係数を掛けた値を受け取る
ことができる。
In the original Hopfield type neural network, if there are N units, all N units are connected to each other. However, in the image processing of the present invention, the units arranged in a plane are , It is sufficient if it is connected to a nearby unit within a predetermined distance between units. Even if there are more connections, 0 is assigned to the coupling coefficient, and information transmission as a neural network does not occur between units distant from each other. In order to apply the above neural network to image gradation conversion, each pixel to be converted is assigned to each unit of the neural network. Then, assuming that the coupling coefficient between a certain unit and its neighboring unit is the weighted average coefficient at the time of gradation conversion, the unit to which the pixel of interest is assigned calculates the weighted average coefficient from the unit to which the neighboring pixel is assigned to the value of the neighboring pixel. You can receive the multiplied value.

【0016】階調変換のアルゴリズムは以下の通りであ
る。ある画素の階調変換を行う場合、この注目画素とそ
の近傍の画素を考慮して、近傍の画素と階調変換後の注
目画素との加重平均値が、階調変換前の注目画素の明る
さに最も近いように階調変換すれば、高品質な階調変換
結果が得られる。そして、注目画素から一定以上離れた
画素は、注目画素の階調変換に際して全く考慮する必要
がない。
The gradation conversion algorithm is as follows. When gradation conversion of a pixel is performed, the weighted average value of the pixel of interest and the pixel of interest after gradation conversion is taken into consideration as the brightness of the pixel of interest before gradation conversion in consideration of this pixel of interest and its neighboring pixels. If the gradation conversion is performed so as to be closest to that, a high quality gradation conversion result can be obtained. Pixels that are separated from the target pixel by a certain amount or more need not be considered at all in the gradation conversion of the target pixel.

【0017】次に、図6に近傍画素の取り方の例を示
す。図6において、☆印が注目画素8であり、◎印及び
○印が注目画素8の階調変換時に考慮される近傍画素9
を示す。このように12近傍の画素を選んだ理由は次の
通りである。まず第1に、画像領域においては、階調変
換対象の注目画素に対し、ほんの近くの画素しか関与し
ないと考えられるからである。第2に文字領域において
は、縦と横の線が多いため、注目画素に対する縦と横の
画素の情報は斜めの画素の情報よりも関与していると考
えられるからである。このようなことを考慮して近傍画
素を選択すれば、12近傍でなくてもかまわない。
Next, FIG. 6 shows an example of how to take neighboring pixels. In FIG. 6, the star symbol is the target pixel 8, and the ⊚ mark and the ◯ mark are neighboring pixels 9 that are considered during the gradation conversion of the target pixel 8.
Indicates. The reason why the pixels in the vicinity of 12 are selected is as follows. First, in the image area, it is considered that only pixels close to the pixel of interest to be subjected to gradation conversion are involved. Secondly, since there are many vertical and horizontal lines in the character area, it is considered that the information on the vertical and horizontal pixels with respect to the pixel of interest is more involved than the information on the diagonal pixels. If neighboring pixels are selected in consideration of such a situation, the number of neighboring pixels does not have to be 12.

【0018】注目画素8と近傍画素9との加重平均係数
は、ニューラルネットワークを構成する各ユニット間の
結合係数となり、注目画素から1画素だけ離れた近傍8
画素(◎印)からの加重平均係数をaとし、2画素離れ
た近傍4画素(○印)からの加重平均係数bとし、注目
画素から遠くなるにつれて小さな値を取るように、a>
bとする。また、近傍画素の加重平均係数の合計と自ユ
ニットの仮の値の加重平均係数zとの和、すなわち、z
+8a+4b=1になっていれば、加重平均係数にどん
な値を設定しても構わない。注目画素から1画素だけ離
れた近傍8画素の値をx1〜x8、注目画素から2画素だ
け離れた近傍4画素の値をx9〜x12とすれば、近傍画
素の重み付き総和Σは、式(2)となる。
The weighted average coefficient of the target pixel 8 and the neighboring pixel 9 becomes a coupling coefficient between the units forming the neural network, and the neighboring 8 which is one pixel away from the target pixel.
The weighted average coefficient from the pixel (⊚) is set to a, and the weighted average coefficient b from four neighboring pixels (∘) separated by 2 pixels is set.
b. In addition, the sum of the weighted average coefficients of the neighboring pixels and the weighted average coefficient z of the provisional value of the own unit, that is, z
As long as + 8a + 4b = 1, any value may be set as the weighted average coefficient. If neighboring eight pixels values x 1 ~x 8 apart by one pixel from the target pixel, the values of four neighboring pixels separated by two pixels from the target pixel and x 9 ~x 12, a weighted sum of neighboring pixels Σ Becomes equation (2).

【数3】 Σ=a(x1+x2+…+x8)+b(x9+z10+…+x12) …(2)Σ = a (x 1 + x 2 + ... + x 8 ) + b (x 9 + z 10 + ... + x 12 ) ... (2)

【0019】以上のことから、階調変換の加重平均係数
をユニット間の結合係数とし、各ユニットの状態を各画
素の値に対応させると、ホップフィールド型ニューラル
ネットワークにより、2値画像で表される文字パターン
データと多階調画像データとが混在するディジタルイメ
ージデータの階調変換を、文字パターンデータと画像デ
ータとを分割することなく処理できる。しかもホップフ
ィールド型ニューラルネットワークの並列処理性によ
り、階調変換を高度な並列処理により高速に実行するこ
とができる。
From the above, when the weighted average coefficient of gradation conversion is used as the coupling coefficient between units and the state of each unit is made to correspond to the value of each pixel, it is represented by a Hopfield neural network as a binary image. It is possible to perform gradation conversion of digital image data in which character pattern data and multi-gradation image data are mixed without dividing the character pattern data and the image data. Moreover, due to the parallelism of the Hopfield type neural network, gradation conversion can be executed at high speed by highly parallel processing.

【0020】[0020]

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明に係る画像処理装置の実施
例の構成図である。同図において、本発明の画像処理装
置は、文字及び画像の混在した原稿等をディジタルイメ
ージデータに変換して入力する画像入力部1と、ディジ
タルイメージデータを記憶する画像記憶部2と、ディジ
タルイメージデータを階調変換する画像階調変換部3
と、階調変換後のディジタルイメージデータを出力する
画像出力部4と、装置全体を制御するCPU5とからな
る。図1において、太い矢印は画像データの流れを示
し、細い矢印は制御の流れを示す。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. In the figure, an image processing apparatus of the present invention comprises an image input section 1 for converting a document or the like in which characters and images are mixed into digital image data for input, an image storage section 2 for storing digital image data, and a digital image. Image gradation conversion unit 3 for gradation conversion of data
And an image output unit 4 for outputting digital image data after gradation conversion, and a CPU 5 for controlling the entire apparatus. In FIG. 1, thick arrows indicate the flow of image data, and thin arrows indicate the flow of control.

【0021】図2は、本発明に係る画像階調変換方法の
実施例のフローチャートである。本実施例は、2値画像
で表される文字パターンデータと前記2値の区間に含ま
れる複数の階調(m値とする)で表される多階調画像デ
ータとが混在するディジタルイメージデータの各画素を
2値化する画像階調変換に本発明を適用した例である。
図2において、あらかじめホップフィールド型ニューラ
ルネットワークに階調変換対象のディジタルイメージデ
ータがロードされている状態から出発するものとする。
この状態は、作用の項目で説明したように、ホップフィ
ールド型ニューラルネットワークの各ユニットに、階調
変換前のディジタルイメージデータが1画素ずつ読み込
まれている。
FIG. 2 is a flow chart of an embodiment of the image gradation conversion method according to the present invention. In this embodiment, digital image data in which character pattern data represented by a binary image and multi-tone image data represented by a plurality of gradations (m values) included in the binary section are mixed. Is an example in which the present invention is applied to image gradation conversion for binarizing each pixel of.
In FIG. 2, it is assumed that the digital image data to be subjected to gradation conversion is loaded in advance in the Hopfield type neural network.
In this state, as described in the item of action, each unit of the Hopfield type neural network is read with digital image data before gradation conversion pixel by pixel.

【0022】図2のフローチャートにおいて、まず最初
に、階調変換対象である注目画素がランダムに選択され
る(ステップS10)。次いで、注目画素の近傍画素を
担う12台のユニットの出力が注目画素を担うユニット
の入力(x1,x2,…,x12)としてへ読み込まれ
る(ステップS20)。次いで、12近傍画素の値がそ
れぞれ加重平均係数の重みを乗じて加算され、近傍画素
の重みづけられた総和Σが得られる(ステップS3
0)。このΣを計算する積和(ステップS30)は、ス
テップS20の近傍画素の読み込みと同時に行われるの
が望ましい。
In the flowchart of FIG. 2, first, a target pixel which is a gradation conversion target is randomly selected (step S10). Next, the outputs of the twelve units that carry the pixels in the vicinity of the pixel of interest are read as the inputs (x1, x2, ..., X12) of the unit that carries the pixel of interest (step S20). Next, the values of the 12 neighboring pixels are multiplied by the weights of the weighted average coefficients and added to obtain the weighted sum Σ of the neighboring pixels (step S3).
0). It is desirable that the sum of products (step S30) for calculating Σ be performed at the same time as the reading of the neighboring pixels in step S20.

【0023】次いで、2値のうちの第1の仮の値として
黒値に加重平均係数を掛けた値が上記Σに加算されて、
第1の加重平均値が計算される(ステップS40)。次
いで、2値のうちの第2の仮の値として白値に加重平均
係数を掛けた値が上記Σに加算されて、第2の加重平均
値が計算される(ステップS41)。次いで、注目画素
(自ユニットの画素)の値が読み出される(ステップS
42)。このとき、ステップS40からS42までは、
並列に処理されるのが望ましい。
Then, the value obtained by multiplying the black value by the weighted average coefficient as the first temporary value of the two values is added to the above Σ,
A first weighted average value is calculated (step S40). Next, the value obtained by multiplying the white value by the weighted average coefficient as the second temporary value of the two values is added to the above Σ, and the second weighted average value is calculated (step S41). Next, the value of the pixel of interest (pixel of its own unit) is read (step S
42). At this time, steps S40 to S42
It is desirable to be processed in parallel.

【0024】次いで、2つの加重平均値と注目画素の値
とが比較され、注目画素の値に近いほうの加重平均値が
選択される(ステップS50)。そして、注目画素の値
に近いほうの加重平均値を生じた仮の値、すなわち黒か
白かが選択されて(ステップS60)、その値で注目画
素が更新される(ステップS70)。次いで、全画素の
階調変換が一通り終了したかどうかが判定され(ステッ
プS80)、NOであれば、ステップS10へ戻って、
次の注目画素が選択される。ステップS80の判定にお
いて、YESであれば、収束条件が判定され(ステップ
S90)、収束条件が満足されていれば、階調変換を終
了するが、収束条件が満足されていなければ、もう一通
り画素毎の階調変換を行うため、ステップS10へ戻
る。
Next, the two weighted average values are compared with the value of the pixel of interest, and the weighted average value closer to the value of the pixel of interest is selected (step S50). Then, a provisional value that produces a weighted average value closer to the value of the target pixel, that is, black or white is selected (step S60), and the target pixel is updated with that value (step S70). Next, it is determined whether the gradation conversion of all the pixels has been completed (step S80). If NO, the process returns to step S10.
The next pixel of interest is selected. If YES in the determination in step S80, the convergence condition is determined (step S90). If the convergence condition is satisfied, the gradation conversion is ended, but if the convergence condition is not satisfied, another process is performed. Since the gradation conversion is performed for each pixel, the process returns to step S10.

【0025】なお、上記実施例では、階調変換対象であ
る注目画素がランダムに選択される(ステップS10)
としたが、入力画像のラスタスキャン方向に順次選択し
てもよいし、ニューラルネットワークの特性を最大限に
発揮させて全ての画素の階調変換を同時に実行してもよ
い。
In the above embodiment, the target pixel which is the gradation conversion target is randomly selected (step S10).
However, the selection may be performed sequentially in the raster scan direction of the input image, or the gradation conversion of all pixels may be simultaneously executed by maximizing the characteristics of the neural network.

【0026】次に、本発明に係る画像処理装置を構成す
る画像階調変換部3の実施例のブロック図を図3に示
す。画像階調変換部3は、ホップフィールド型ニューラ
ルネットワークを平面配列化し、近傍のユニット間のみ
に相互の情報伝達経路を有するニューラルネットワーク
である。そしてこのニューラルネットワークを構成する
各ニューロンモデル、すなわちユニットQ(i,j)
は、結合係数aでユニット間距離1のユニットと相互に
接続され、結合係数bでユニット間距離2のユニットと
相互に接続されている。
Next, FIG. 3 shows a block diagram of an embodiment of the image gradation converting section 3 which constitutes the image processing apparatus according to the present invention. The image gradation conversion unit 3 is a neural network in which a Hopfield neural network is arranged in a plane and has mutual information transmission paths only between nearby units. Then, each neuron model constituting this neural network, that is, the unit Q (i, j)
Are interconnected with a unit having an inter-unit distance of 1 with a coupling coefficient a, and are interconnected with a unit having an inter-unit distance of 2 with a coupling coefficient b.

【0027】図4は、ニューラルネットワークを構成す
る各ユニットQ(i,j)の内部構成を示すブロック図
である。図4において、ユニット(ニューロンモデル)
は、ユニット外部と信号を授受する端子として、近傍の
12台のユニットからの出力を受け取る12本の入力端
子x1〜x12と、近傍の12台のユニットへそれぞれ出
力を分配するための12本の出力端子y1〜y12とがあ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing the internal structure of each unit Q (i, j) forming the neural network. In FIG. 4, a unit (neuron model)
Are 12 input terminals x 1 to x 12 that receive outputs from the 12 nearby units and terminals for distributing the outputs to the 12 nearby units as terminals for exchanging signals with the outside of the unit. There are output terminals y 1 to y 12 of the book.

【0028】ユニット内部には、注目画素の値Aを保持
する画素保持回路10と、変換先の階調(P(1)〜P
(n)からなるn値)の仮の値を選択するためのセレク
タ20と、セレクタ20から出力された変換候補(仮の
値)を保持する変換候補保持回路30と、12の近傍ユ
ニットから入力される近傍画素の値を重み付けて加算し
Σを計算するための第1の積和回路40と、セレクタ2
0で選択された仮の値を重み付けてΣと加算し加重平均
値Bを求める第2の積和回路50と、注目画素の値Aと
加重平均値Bとの差の絶対値を計算する誤差計算回路6
0と、誤差計算回路60の出力を保持する誤差保持回路
70と、前回までの最小誤差と今回の誤差とを比較する
誤差比較回路80と、誤差比較に基づいて今回の誤差の
方が小さければ、今回の誤差で誤差保持回路70の内容
を更新すると同時に、変換候補保持回路30の内容を今
回の仮の値で更新するよう制御したり、その他の制御を
行う図示されない制御回路とが設けられている。
Inside the unit, a pixel holding circuit 10 for holding the value A of the pixel of interest and gradations (P (1) to P (P) to be converted).
A selector 20 for selecting a temporary value of (n value consisting of (n)), a conversion candidate holding circuit 30 for holding the conversion candidate (temporary value) output from the selector 20, and an input from 12 neighboring units First sum-of-products circuit 40 for weighting and adding the values of neighboring pixels to be calculated and calculating Σ;
A second product-sum circuit 50 for weighting a temporary value selected by 0 and adding it to Σ to obtain a weighted average value B, and an error for calculating the absolute value of the difference between the value A of the target pixel and the weighted average value B Calculation circuit 6
0, an error holding circuit 70 that holds the output of the error calculation circuit 60, an error comparison circuit 80 that compares the minimum error up to the previous time and the current error, and if the current error is smaller based on the error comparison, A control circuit (not shown) that controls the content of the conversion candidate holding circuit 30 to be updated with the provisional value of this time at the same time as updating the content of the error holding circuit 70 with the error of this time, and performs other control is provided. ing.

【0029】次に、本実施例の動作を説明する。まず最
初に、変換前のディジタルイメージデータがロードされ
る。このときは、図示されない制御信号により、入力端
子x1と画素保持回路10と出力端子y2とで構成される
レジスタ回路が、互いに隣接するユニット間で芋づる式
に接続されて、イニシャルロードパスを構成する。そし
て、画像記憶部2から、イニシャルロードパスを介し
て、各ユニットに画素毎の変換前ディジタルイメージデ
ータがロードされる。このイニシャルロードパスは、ニ
ューラルネットワークに1本でもよいし、幾つかのパス
に分けて並列化してもよい。
Next, the operation of this embodiment will be described. First, the digital image data before conversion is loaded. At this time, by a control signal (not shown), the register circuit composed of the input terminal x 1 , the pixel holding circuit 10, and the output terminal y 2 is connected in a potato-like manner between the units adjacent to each other, and the initial load path is connected. Constitute. Then, the pre-conversion digital image data for each pixel is loaded from the image storage unit 2 into each unit via the initial load path. The initial load path may be one in the neural network or may be divided into several paths and parallelized.

【0030】変換前のディジタルイメージデータのイニ
シャルロードが終わると、次にニューラルネットワーク
を構成する各ニューロンすなわち各ユニットが発火され
る。ニューロンの発火は、発火するニューロンが1つず
つランダムに選択されてもよいし、ネットワークをスキ
ャンするように選択されてもよいし、全ニューロンが同
時に発火してもよい。
When the initial loading of the digital image data before conversion is completed, each neuron constituting each neural network, that is, each unit is fired. The firing of neurons may be randomly selected one by one to fire, selected to scan a network, or all neurons may fire at the same time.

【0031】ニューロンが発火すると、それぞれの近傍
のユニットの出力を、入力端子x1〜x12の入力端子
により取り込み、第1の積和回路40により、各入力信
号にそれぞれの結合係数で示された加重平均係数をかけ
て総和Σをもとめる。このΣは近傍画素の加重平均値で
ある。次いで、セレクタ20により変換後の階調(n
値)のうちから最初の仮の値:P(1)が選ばれ、変換
候補保持回路30に保持されるとともに、第2の積和回
路50により、P(1)に加重平均係数を掛けた値とΣ
とが加算され第1の加重平均値B1が求められる。次い
で、B1と画素保持回路10に保持された変換前の画素
の値Aとの差の絶対値、|A−B1|が求められ、この
値は誤差保持回路70に保持される。
When the neuron fires, the output of each neighboring unit is taken in by the input terminals x1 to x12, and the first sum of products circuit 40 weights each input signal by the respective coupling coefficient. Multiply the average coefficient to find the sum Σ. This Σ is a weighted average value of neighboring pixels. Next, the selector 20 converts the converted gradation (n
The first tentative value: P (1) is selected from the values) and held in the conversion candidate holding circuit 30, and P (1) is multiplied by the weighted average coefficient by the second product-sum circuit 50. Value and Σ
And are added to obtain the first weighted average value B1. Next, | A−B1 |, which is the absolute value of the difference between B1 and the value A of the pixel before conversion held in the pixel holding circuit 10, is obtained, and this value is held in the error holding circuit 70.

【0032】次いで、セレクタ20により第2の仮の
値:P(2)が選ばれ、P(2)に加重平均係数を掛け
た値とΣとが加算され第2の加重平均値B2が求められ
る。次いで、B2と画素保持回路10に保持された変換
前の画素の値Aとの差の絶対値、|A−B2|が求めら
れ、この|A−B2|と誤差保持回路70に保持されて
いる|A−B1|とが誤差比較回路80により比較され
る。
Next, the selector 20 selects a second tentative value: P (2), and a value obtained by multiplying P (2) by a weighted average coefficient and Σ are added to obtain a second weighted average value B2. To be Next, | A−B2 |, which is the absolute value of the difference between B2 and the value A of the pixel before conversion held in the pixel holding circuit 10, is obtained, and | A−B2 | is held in the error holding circuit 70. The error comparing circuit 80 compares | A-B1 |

【0033】誤差比較の結果、|A−B2|の方が、|
A−B1|より小さければ、|A−B2|の値で誤差保
持回路70の内容を更新するとともに、変換候補保持回
路30の内容をP(2)で更新する。|A−B2|の方
が、|A−B1|より大きいか等しければ、誤差保持回
路70及び変換候補保持回路30は更新されない。
As a result of error comparison, | AB2 |
If it is smaller than A-B1 |, the content of the error holding circuit 70 is updated with the value of | A-B2 |, and the content of the conversion candidate holding circuit 30 is updated with P (2). If | A−B2 | is greater than or equal to | A−B1 |, the error holding circuit 70 and the conversion candidate holding circuit 30 are not updated.

【0034】同様に、順次新しい仮の値をセレクタ20
で選んで、その仮の値で加重平均値を求め、変換前の画
素の値との誤差を求め、誤差保持回路70に保持されて
いる前回選択された仮の値までの最小誤差と比較する。
こうして、仮の値:P(n)まで繰り返すと、最後に変
換候補保持回路30に保持されている値は、当該画素を
最小の誤差で階調変換した値となり、この値で画素保持
回路10の内容を更新して、一旦当該画素の処理を終了
する。なお、上記セレクタ20による仮の値の選択順序
は、前記式(1)に基づいて行われる。仮にn=4とす
ると、P(1)=0,P(2)=1,P(3)=1/
3,P(4)=7/9となる。
Similarly, the selector 20 sequentially outputs new temporary values.
, The weighted average value is calculated with the temporary value, the error from the value of the pixel before conversion is calculated, and the error is compared with the minimum error up to the temporarily selected temporary value held in the error holding circuit 70. .
In this way, when the provisional value: P (n) is repeated, the value finally held in the conversion candidate holding circuit 30 becomes the value obtained by gradation conversion of the pixel with the minimum error, and with this value, the pixel holding circuit 10 The content of is updated and the processing of the pixel concerned is once terminated. The order of selecting the temporary value by the selector 20 is based on the above equation (1). If n = 4, P (1) = 0, P (2) = 1, P (3) = 1 /
3, P (4) = 7/9.

【0035】次に、別の画素が選ばれて次々に異なる画
素が処理されて、全画素の処理が一通り終了するまで継
続される。あるいは、全画素が同時に処理される場合に
は、収束条件が判断される。収束条件の判断において、
まだ収束条件が満足されてなければ、再度全画素の処理
が繰り返して行われる。最初は、ほとんどの画素が階調
変換による画素の値の更新がされるが、計算回数を重ね
るにつれて、だんだん更新される画素の数が少なくな
り、やがてはほとんど更新されなくなり、一定の状態に
落ち着く。これは、ホップフィールド型ニューラルネッ
トワークの特徴である。ホップフィールド型ニューラル
ネットワークでは、ネットワークのエネルギーというも
のを考え、ネットワークを動作させると、そのネットワ
ークのエネルギーが減少していき、エネルギーの極小点
に落ち着くという特徴がある。
Next, another pixel is selected, different pixels are processed one after another, and the processing is continued until all pixels are processed. Alternatively, if all pixels are processed simultaneously, the convergence condition is determined. In determining the convergence condition,
If the convergence condition is not satisfied yet, the process for all pixels is repeated again. At first, most of the pixels are updated with pixel values by gradation conversion, but as the number of calculations is increased, the number of pixels that are updated gradually decreases, and eventually it is almost not updated and settles into a certain state. . This is a feature of the Hopfield neural network. The Hopfield neural network is characterized in that when the energy of the network is considered and the network is operated, the energy of the network decreases and the energy reaches the minimum point.

【0036】収束条件の判断としては、更新された画素
数の全画素数に対する割合が一定の比率、例えば5%以
下になったとき収束したと判定する。階調変換による画
素の更新が収束すると、イニシャルロードパスを介し
て、それぞれのユニットの画素保持回路10の内容が芋
づる式に画像記憶部2に出力され、階調変換後のディジ
タルイメージデータが画像出力部4によって出力され
る。
As for the judgment of the convergence condition, it is judged that the convergence has occurred when the ratio of the number of updated pixels to the total number of pixels becomes a fixed ratio, for example, 5% or less. When the pixel update due to the gradation conversion is converged, the contents of the pixel holding circuit 10 of each unit are output to the image storage unit 2 in a potato-like manner via the initial load path, and the digital image data after the gradation conversion is imaged. It is output by the output unit 4.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、2
値画像で表される文字パターンデータと前記2値の区間
に含まれる複数の階調(m値)で表される多階調画像デ
ータとが混在するディジタルイメージデータの各画素を
2値化またはn値化(m>n)する画像階調変換方法に
おいて、ディジタルイメージデータの文字領域と画像領
域とを領域分割することなく、文字及び画像共に良好な
階調変換画像を得る画像階調変換方法を提供することが
できるという効果がある。また、本発明によれば、ディ
ジタルイメージデータの文字領域と画像領域とを分割す
ることなく階調変換する高速の画像処理装置を提供する
ことができるという効果がある。
As described above, according to the present invention, 2
Each pixel of digital image data in which character pattern data represented by a value image and multi-gradation image data represented by a plurality of gradations (m values) included in the binary interval are mixed or binarized In an image gradation conversion method for performing n-value conversion (m> n), an image gradation conversion method for obtaining a favorable gradation conversion image for both characters and images without dividing the character area and the image area of digital image data Can be provided. Further, according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a high-speed image processing apparatus which performs gradation conversion without dividing a character area and an image area of digital image data.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の画像処理装置の全体を示す構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an entire image processing apparatus of the present invention.

【図2】本発明の画像階調変換方法の実施例のフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart of an embodiment of the image gradation conversion method of the present invention.

【図3】本発明の画像処理装置の画像階調変換部を構成
するニューラルネットワークを示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a neural network that constitutes an image gradation conversion unit of the image processing apparatus of the present invention.

【図4】本発明の画像処理装置の画像階調変換部を構成
するニューラルネットワークの各ニューロンモデル(ユ
ニット)を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing each neuron model (unit) of the neural network that constitutes the image gradation conversion unit of the image processing apparatus of the present invention.

【図5】画像階調変換時の近傍画素の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of neighboring pixels at the time of image gradation conversion.

【図6】ホップフィールド型ニューラルネットワークの
一般的な構成図である。
FIG. 6 is a general configuration diagram of a Hopfield neural network.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像入力部 2 画像記憶部 3 画像階調変換部 4 画像出力部 5 CPU 6 ユニット 7 双方向経路 8 注目画素 9 近傍画素 10 画素保持回路 20 セレクタ 30 変換候補保持回路 40 第1の積和回路 50 第2の積和回路 60 誤差計算回路 70 誤差保持回路 80 誤差比較回路 x1〜x12 近傍ユニットからの入力端子 y1〜y12 近傍ユニットへの出力端子DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 image input section 2 image storage section 3 image gradation conversion section 4 image output section 5 CPU 6 unit 7 bidirectional path 8 target pixel 9 neighboring pixel 10 pixel holding circuit 20 selector 30 conversion candidate holding circuit 40 first sum-of-products circuit 50 Second product-sum circuit 60 Error calculation circuit 70 Error holding circuit 80 Error comparison circuit x 1 to x 12 Input terminal from neighboring unit y 1 to y 12 Output terminal to neighboring unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/407 4226−5C H04N 1/40 101 E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location H04N 1/407 4226-5C H04N 1/40 101 E

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2値画像で表される文字パターンデータ
と前記2値の区間に含まれる複数の階調で表される多階
調画像データとが混在するディジタルイメージデータの
各画素を2値化する画像階調変換方法において、 変換対象の画素の集合から注目画素を選択する工程と、 前記2値の中から第1の値を該注目画素の第1の仮の値
として設定する工程と、 前記第1の仮の値及び該注目画素近傍の複数画素の値か
ら第1の加重平均値を求める工程と、 前記2値の中から前記第1の値とは異なる第2の値を該
注目画素の第2の仮の値として設定する工程と、 前記第2の仮の値及び該注目画素近傍の複数画素の値か
ら第2の加重平均値を求める工程と、 前記第1の加重平均値と前記第2の加重平均値との何れ
が該注目画素の値に近いかを判定する工程と、 前記第1の加重平均値が前記第2の加重平均値より該注
目画素の値に近ければ前記第1の値を該注目画素の更新
値とし、前記第2の加重平均値が前記第1の加重平均値
より該注目画素の値に近ければ前記第2の値を該注目画
素の更新値とする工程と、 全ての対象画素の処理が一通り終わるまで前記全ての工
程を繰り返す工程と、 所定の収束条件が満足されるまで前記全ての工程を繰り
返す工程と、を含むことを特徴とする画像階調変換方
法。
1. Each pixel of digital image data in which character pattern data represented by a binary image and multi-gradation image data represented by a plurality of gradations included in the binary interval are mixed is represented by a binary value. In the image gradation conversion method for converting, a step of selecting a target pixel from a set of pixels to be converted, and a step of setting a first value from the two values as a first temporary value of the target pixel A step of obtaining a first weighted average value from the first temporary value and the values of a plurality of pixels in the vicinity of the target pixel; and a second value different from the first value from the two values, Setting a second provisional value of the pixel of interest, obtaining a second weighted average value from the second provisional value and the values of a plurality of pixels in the vicinity of the target pixel, and the first weighted average A process for determining which of the value and the second weighted average value is closer to the value of the pixel of interest. When the first weighted average value is closer to the value of the target pixel than the second weighted average value, the first value is set as the updated value of the target pixel, and the second weighted average value is If the value of the pixel of interest is closer to the value of the pixel of interest than the first weighted average value, then the step of setting the second value as the updated value of the pixel of interest, and repeating all the steps until the processing of all the target pixels is completed. And a step of repeating all the above steps until a predetermined convergence condition is satisfied, the image gradation conversion method.
【請求項2】 2値画像で表される文字パターンデータ
と前記2値の区間に含まれる第1の階調(m値)で表さ
れる多階調画像データとが混在するディジタルイメージ
データの各画素を、前記第1の階調(m値)より少ない
第2の階調(n値;m>n)で表されるディジタルイメ
ージデータに階調変換するする画像階調変換方法におい
て、 変換対象のディジタルイメージデータを構成する画素の
集合から注目画素を選択する工程と、 前記第2の階調の中から第1の明るさを示す値;P(1)
を該注目画素の第1の仮の値として設定する工程と、 前記第1の仮の値及び該注目画素近傍の複数画素の値か
ら第1の加重平均値を求める工程と、 前記第2の階調の中から第2の明るさを示す値;P(2)
を該注目画素の第2の仮の値として設定する工程と、 前記第2の仮の値及び該注目画素近傍の複数画素の値か
ら第2の加重平均値を求める工程と、 前記第2の階調(n値)の中から第k(n≧k≧3)の
値;P(k)を該注目画素の第kの仮の値として設定する
工程と、 前記第kの仮の値及び該注目画素近傍の複数画素の値か
ら第kの加重平均値を求める工程と、 前記k個の加重平均値の何れが該注目画素の値に最も近
いかを判定する工程と、 該注目画素に最も近い加重平均値を生じた前記仮の値を
該注目画素の更新値とする工程と、 全ての対象画素の処理が終わるまで前記全ての工程を繰
り返す工程と、 所定の収束条件が満足されるまで前記全ての工程を繰り
返す工程と、を含むことを特徴とする画像階調変換方
法。
2. Digital image data in which character pattern data represented by a binary image and multi-gradation image data represented by a first gradation (m value) included in the binary interval are mixed. An image gradation conversion method for converting each pixel into digital image data represented by a second gradation (n value; m> n) smaller than the first gradation (m value), A step of selecting a target pixel from a set of pixels forming the target digital image data, and a value indicating the first brightness from the second gradation; P (1)
Is set as a first provisional value of the target pixel, a first weighted average value is obtained from the first provisional value and the values of a plurality of pixels in the vicinity of the target pixel, and the second A value indicating the second brightness from the gradation; P (2)
Is set as a second temporary value of the pixel of interest, a second weighted average value is obtained from the second temporary value and the values of a plurality of pixels in the vicinity of the pixel of interest, A step of setting a k-th (n ≧ k ≧ 3) value; P (k) as a k-th temporary value of the pixel of interest from the gradation (n-value); Determining a k-th weighted average value from the values of a plurality of pixels in the vicinity of the target pixel; determining which of the k weighted average values is closest to the value of the target pixel; A step of setting the temporary value that has generated the closest weighted average value as an updated value of the pixel of interest, a step of repeating all the steps until processing of all target pixels is completed, and a predetermined convergence condition is satisfied And a step of repeating all the above steps up to the step of converting an image gradation.
【請求項3】 請求項2に記載の画像階調変換方法にお
いて、 注目画素の仮の値として設定する値を、 【数1】 式(1)により決定すること特徴とする画像階調変換方
法。
3. The image gradation conversion method according to claim 2, wherein the value set as the temporary value of the pixel of interest is An image gradation conversion method characterized by being determined by the formula (1).
【請求項4】 請求項1ないし請求項3の何れかに記載
の画像階調変換方法において、 前記注目画素の仮の値及び前記注目画素近傍の複数画素
の値から加重平均値を求める場合、前記注目画素から該
近傍の画素までの距離が大きいほど該近傍の画素の加重
平均係数を小さく定めること特徴とする画像階調変換方
法。
4. The image gradation conversion method according to claim 1, wherein a weighted average value is obtained from a temporary value of the pixel of interest and values of a plurality of pixels near the pixel of interest. An image gradation conversion method, wherein the weighted average coefficient of pixels in the vicinity is set to be smaller as the distance from the pixel of interest to the pixel in the vicinity increases.
【請求項5】 平面状に配置された各ユニットがその近
傍のユニットと互いに情報交換可能なように接続された
平面状ニューラルネットワークを用いた画像処理装置で
あって、 前記各ユニットは、該ユニットの近傍のユニットからの
入力の重み付き線形和を計算する手段と、該ユニットに
割り当てられた階調変換前の画素の値を保持する手段
と、変換後の階調の取り得る値を発生する手段と、を備
えてなり、 請求項1ないし請求項4に記載の画像階調変換方法を用
いて画像階調変換を実行することを特徴とする画像処理
装置。
5. An image processing apparatus using a planar neural network in which units arranged in a plane are connected to units in the vicinity thereof so as to be capable of exchanging information with each other. Means for calculating the weighted linear sum of the inputs from the units in the vicinity of, the means for holding the pixel value before the gradation conversion assigned to the unit, and the possible value of the converted gradation. An image processing apparatus comprising: a means for performing image gradation conversion using the image gradation conversion method according to claim 1.
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