JPH07298057A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 網点で構成される中間調部の誤判断をなくし
てエッジ強調処理による画像ノイズの増長を抑制し、か
つ視覚的に自然なエッジ強調を与え、また、エッジ強調
量を簡便に設定可能な画像処理装置を提供する。 【構成】 線部または文字部の程度を連続量として算出
する線部検出手段と、文字用及び中間調用の二組のエッ
ジ強調手段とを具備し、線部検出手段から得られる出力
を非線型に連続変換して重み信号とし、二組のエッジ強
調手段からの出力信号を荷重平均することによりエッジ
強調信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー原槁を読みとっ
て画像処理を施し、原稿画像を記録媒体上に再生する、
ディジタルフルカラー複写機、カラーファクシミリ、画
像ファイルシステム等に使用される画像処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタルフルカラー複写機等で
は高機能化が求められており、イメージスキャナーで読
みとった画像のエッジを適切に補正したり、地図原稿の
場合などにエッジ強調量を多くする適応型エッジ強調処
理が行われている。このディジタルフルカラー複写機等
に用いられるカラー原槁は、黒文字部とカラー中間調写
真部が混在することが多く、黒文字部は色づきなくシャ
ープなエッジで再生し、中間調部は色再現性良くなめら
かな階調特性で再生することが求められることから、黒
文字領域を誤識別や識別漏れなく検知し、適切なエッジ
処理を行う領域識別処理が必要である。

【０００３】以下、図６を参照しながらディジタルフル
カラー複写機における、従来のエッジ強調処理の一例に
ついてその構成および動作を説明する。

【０００４】図６において、Ｒ，Ｇ，Ｂはカラー原稿を
走査して読みとった色信号である。色信号Ｒ，Ｇ，Ｂは
中間調画像用フイルタ処理回路６０１、文字画像用フイ
ルタ処理回路６０２、および領域識別回路６０９に並列
的に入力される。

【０００５】中間調画像用フイルタ処理回路６０１は、
注目画素領域が中間調画像領域であると想定して帯域強
調処埋を行う２次元フイルターである。このフイルター
の周波数特性は原稿の網点成分を除去し、かつ画像の鮮
鋭度を高めるよう設定する。文字画像用フィルタ処理回
路６０２は、注目画素領域が文字画像領域であると想定
してエッジ成分の強調処理を行う。

【０００６】以上のように得られる中間調画像用フイル
タ処理回路６０１と、文字画像用フイルタ処理回路６０
２の出力とを、以下に述べる領域識別回路６０９からの
判定信号によって選択回路６０３により切り換え、後段
の色処理回路へ出力する。

【０００７】領域識別回路６０９は、色相識別回路６０
４、領域判定用の閾値を格納する閾値格納ＲＯＭ６０
７、信号合成回路６０５、エッジ信号生成回路６０６、
比較器６０８により構成されている。

【０００８】信号合成回路６０５は、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂ
より輝度信号を生成する。エッジ信号生成回路６６は輝
度信号を入力し、注目画素を中心とするＮ×Ｎの画素ウ
インドウ内の最大値と最小値の差を演算し、それをエッ
ジ信号として出力する。比較器６０８では、エッジ信号
を、ある特定の閥値と比較して閾値以上であれば文字画
像領域として１、閾値以下であれぽ中問調画像領域とし
て０を、選択回路６０３に出力する。色相判別回路６０
４は、注目画素の色相をイエロー、マゼンタ、シアン、
ブラック、レッド、グリーン、ブルーの７色相に識別
し、色相信号を出力する。閾値格納ＲＯＭ６０７は色相
信号をアドレスとし、色相に応じた領域識別のための判
定閾値が比較器６０８に対して出力される。比較器６０
８は、色相毎の閾値とエッジ信号とを比較する。

【０００９】以上の工程により、中間調画像か文字画像
かが判定され、各々の画像に適したエッジ強調処理が適
宜切換え選択されて実行される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなエッジ強調処埋の構成においては、エッジ強調に
よる画像信号中のノイズ分を抑制する効果はあるもの
の、中間調画像用処理と文字処理に不連続性があるた
め、再生画像に不自然なディフェクトが現れる。また、
上記の識別処理の構成では、エッジ成分のやや小さい文
字領域を識別しようとすると、網点で構成される中間調
部のエッジ成分のやや大きい領域を文字領域と誤判断
し、網点で構成される中間画調部をなめらかに再現でき
なくなる。また、この誤判断をなくそうとすると、エッ
ジ成分が充分大きな文字領域しか識別できなくなり、文
字の再現性が悪くなってしまう。

【００１１】一方、特開昭６０−１０３７８２号公報に
は、画信号レベル点位置を検出する画信号変化点位置検
出手段と、隣接する画信号変化点位置の区間の長さを演
算する区間長演算手段と、隣接する区間の区間長の差を
演算する区間差演算手段等を備え、読み取りした画像信
号が文字部分か網点写真部分かを判別し、特性に応じた
通信信号を選択することにより、画像信号の品質向上及
び操作性の向上を図った画信号処理装置が提案され、ま
た、特開昭６０−３２４７５号公報には、入力画像中の
所定以上の濃度領域から各図形のエッジの内側縁と外側
縁の濃度差を検出する手段と、濃度差が所定値以上であ
るエッジ部分が一図形の全エッジ中に所定以上あるか否
かを検出する手段等を有し、操作者の処理を含まず短時
間での処理を可能にした画像処理装置が提案されてい
る。しかしながら、いずれも、文字部と網部とを誤判断
なく判別し、視覚的に自然なエッジ処理を行うには不充
分である。

【００１２】本発明は、上記問題に鑑み、網点で構成さ
れる中間調部の誤判断をなくしてエッジ強調処理による
画像ノイズの増長を抑制し、かつ視覚的に自然なエッジ
強調を与え、また、エッジ強調量を簡便に設定可能な画
像処理装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、線部または文字部の程度を連続量として
算出する検出手段と二組のエッジ強調手段とを具備し、
前記線部検出手段から得られる出力を非線型に連続変換
して重み信号とし二組のエッジ強調手段からの出力信号
を加重平均することによりエッジ強調信号を得ている。

【００１４】

【作用】本発明では画像信号中の各注目画素ごとに、該
注目画素所定距離範囲内の複数の画素の値から １．二次元微分フィルタ処理に基づく信号（以下エッジ
度と呼ぶ） ２．水平、垂直、斜め各方向ごとの一次元差分信号に基
づく信号（以下連結度と呼ぶ）をそれぞれ連続量として
算出し、１のエッジ度と２の連結度が大となる場合に出
力が大となる合成信号を取り出す。これは網点部では小
さい値を有し、線部もしくは文字部では大きい値を有す
る連続量信号となっている。

【００１５】一方画像信号は二組のエッジ処理手段によ
りそれぞれ強調あるいは平滑化され、前記合成信号に基
づいて加重平均される。これにより線部もしくは文字部
の度合いの大きい部分はエッジ部がより強調され、網点
で構成される中間調部ではノイズ等が平滑化され視覚的
に自然な面像を得ることができる。

【００１６】以下前記１および前記２の作用を詳しく説
明する。

【００１７】前記１のフィルタ処理・・いわゆる二次元
コンボリューション演算・・に用いる係数としては、例
えば表１

【表１】 がふさわしい。

【００１８】これは主として折り返し周波数の二分の一
周辺の周波数成分を取り出す機能を有し、対象とする線
部もしくは文字部周辺で大きい値を有するエッジ度とな
るが、同時に折り返し周波数の二分の一周辺に周波数成
分のビークを持つ網点で構成される中間調部においても
同様に大きい値となる。そこで前記２の運結度を以下に
示す演算フローで連続量として算出する。

【００１９】注目画素を基準とし注目画素を含む水平、
垂直、斜め各方向のそれぞれの画素集合ごとに該注目画
素に対する差が最大となる画素を探し、各方向ごとの最
大差を出す。

【００２０】そののち各方向ごとの最大差の中でその値
が最小となるものを選択する。その最小値をＶとする
と、Ｖと大小関係が逆となるような変換・・例えば逆数
の算出・・を行いＶ´とし、変換後の値Ｖ´を該注目回
素の連結度とする。この連結度は、該注目画素が少なく
とも一つ値の変動が少ない方向を有する場合、すなわち
画素の連結性が高い場合において大きい値をとるので、
網点で構成される中間調部においては小さな値をとるこ
とになる。

【００２１】以上で１のエッジ度と２の速結度がそれぞ
れ連続量として算出されるので、１のエッジ度と２の速
結度が大となる場合に出力が大となる合成信号を算出
し、これを線部もしくは文字部の度合いを連続量で表し
た信号Ｓとして出力する。

【００２２】一方上記記載の線部または文字部の程度を
算出するとき、画像信号は二組のエッジ処理手段に入力
され所定の係数を用いたコンボリューシヨン演算が行わ
れて、それぞれ強調あるいは平滑化される。この二組の
エッジ処理信号Ｃ，Ｐは、上記信号Ｓを外部から調整可
能な非線形関数を用いて変換された信号ｗをもとに加重
平均され出力画像信号Ｔとなる。すなわち、出力画像信
号Ｔは Ｔ＝ｗ−Ｃ＋（１−ｗ）・Ｐ なる演算で生成される。

【００２３】これにより、本発明では画豫の周波数特性
とその濃淡のコントラストの情報をもとに連続的な文字
／中間調判定が行われるため、視覚的に自然な形でエッ
ジ強調が行える。また、エッジ強調は、フィルターの特
性そのものを変化させながら実行されるため、ノイズの
抑制と文字の強調の問のラチチュードが広がる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づい
て、本発明の特徴を具体的に説明する。図１は、本発明
のカラー画像処理装置の実施例を示す図である。

【００２５】入力信号としては、輝度信号ないしはＣＭ
ＹＫの記録色信号が用いられる。輝度信号を入力信号と
した場合には、記録色への色変換系は本発明の後段に配
置される。ＣＭＹＫの記録色信号を入力信号とした場合
には、記録色への色変換系は本発明の前段に配置され
る。本実施例では輝度信号を入力信号として述べる。

【００２６】輝度信号Ｌ^* はエッジ信号生成回路１０１
と連結度信号生成回路１０２へ並列的に入力される。エ
ッジ信号生成回路１０１では、表２

【表２】 なる係数でのコンボリュージョン演算による二次元微分
フィルタ処理が行なわれる。これは図２のような空間周
波数特性を有しその出力は８ｂｉｔ（０〜２５５）の信
号ｅとなり合成信号生成回路１０３ａへ送られる。

【００２７】また連結度信号生成回路１０２では、注目
画素を含む水平、垂直、斜め各方向のそれぞれの画素集
合ごとに該注目画素に対する差が計算され、この値を基
に逮結度Ｖ´が算出される。この課程を図３を用いて説
明する。

【００２８】図３−ａは注目画素及びその周辺の画像デ
ータの値を示しており、中心に位置する注目画素の値は
Ｃである。まず４方向それぞれの画素集合ごとに、注目
画素の値との差の最大値が計算される。すなわち 方向１：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対して ｖ１＝ｍａｘ（｜Ａ−Ｃ｜，｜Ｂ−Ｃ｜，｜Ｄ−Ｃ｜，
｜Ｅ−Ｃ｜） 方向２：Ｆ，Ｇ，Ｃ，Ｈ，Ｉに対して ｖ２＝ｍａｘ（｜Ｆ−Ｃ｜，｜Ｇ−Ｃ｜，｜Ｈ−Ｃ｜，
｜ｌ−Ｃ｜） 方向３：Ｊ，Ｋ，Ｃ，Ｌ，Ｍに対して ｖ３＝ｍａｘ（｜Ｊ−Ｃ｜，｜Ｋ−Ｃ｜，｜Ｌ−Ｃ｜，
｜Ｍ−Ｃ｜） 方向４：Ｎ，Ｏ，Ｃ，Ｐ，Ｑに対して ｖ４＝ｍａｘ（｜Ｎ−Ｃ｜，｜Ｏ−Ｃ｜，｜Ｐ−Ｃ｜，
｜Ｑ−Ｃ｜） が計算される。

【００２９】これらの値ｖｌ，ｖ２，ｖ３，ｖ４の最小
値から連結度の値が ２５５− ｍｉｎ（ｖｌ，ｖ２，ｖ３，ｖ４） として算出され、その出力は８ｂｉｔ（０〜２５５）へ
規格化された倍号ｒとなり合成信号生成回路１０３ａへ
送られる。この連結度信号生成回路１０２の挙動を具体
的数値例で説明する。

【００３０】文字や直線で構成される箇所の例を図３−
ｂに示す。これは水平方向への直線部の一部であり、そ
れぞれの数値は８ｂｉｔ（０〜２５５）で表現した各両
素の値である。まず各方向ごとに対象中心画素の値「７
１」との差の最大値が、 ｖｌ＝ｍａｘ（｜７２−７１｜，｜７４−７１｜，｜７
２−７１｜，｜７４−７｜１）＝３ ｖ２＝ｍａｘ（｜１２−７１｜，｜２６−７１｜，｜６
５−７１｜，｜２３−７１｜）＝５９ ｖ３＝ｍａｘ（｜１３−７１｜，｜２６−７１｜，｜６
０−７１｜，｜２１−７１｜）＝５８ ｖ４＝ｍａｘ（｜１２−７１｜，｜２６−７１｜，｜６
７−７１｜，｜２９−７１｜）＝５９ と計算される。

【００３１】従ってこの対象中心画素における連結度
は、２５５−ｍｉｎ（３，５９，５８，５９）＝２５２
となり、この値「２５２」が合成信号生成回路１０３ａ
へ送られる。

【００３２】一方、図３−ｃに示す綱点で構成される箇
所の場合、同様に演算の結果「２２７」が連結度ｒとし
て合成信号生成回路１０３へ送られる。

【００３３】この際、２５５−ｍｉｎ（ｖｌ，ｖ２，ｖ
３，ｖ４）の代わりに、逆数演算、１／ｍｉｎ（ｖｌ，
ｖ２，ｖ３，ｖ４）を行い、改めて８ｂｉｔ（０〜２５
５）へ規格化してから合成信号生成回路１０３ａへ送っ
ても良い。

【００３４】合成信号生成回路１０３ａでは、送られて
来たエッジ信号ｅと連結度信号ｒの値に応じてその値が
変化し、エッジ信号ｅと連結度信号ｒの値がともに大の
時その出力が大となる演算が行われる。従ってその出力
は、文字や直線で構成される箇所に於て値が大であり、
滑らかな背景部及び網点で構成される箇所では値が小と
なっている。

【００３５】合成信号生成回路１０３ａの出力は合成信
号平均化回路１０３ｂに送られ、各画素ごとに５×５程
度の領域で平均化の演算が行われ、線部もしくは文字部
の程度を示す連続量ｓが作られる。これは、線部もしく
は文字部の程度を示す量の値が大きい領域の幅を広げる
効果をもたらす。合成信号平均化回路１０３ｂの出力ｓ
は非線形変換回路１０４へ送られる。

【００３６】非線形変換回路１０４は、外部から任意に
設定可能なパラメーターα₁ ，α₂を用いて、合成信号
ｓを非線形変換する。図４は非線形変換の実施例であ
り、ルックアップテーブルで構成してもよいし、乗算器
と加算器の組合せでも実現可能である。この時、非線形
変換回路１０４の出力Ｗは、０から１の間に正規化され
た速続信号となり、加重平均化回路１０７に入力され
る。

【００３７】一方、入力信号Ｌ^* は２組のエッジ強調回
路１０５，１０６にも並列に入力され、図５に示す文字
用（Ｃ）／中間調用（Ｐ）の周波数変換が施されエッジ
強調信号Ｌ^* ₁ ，Ｌ^* ₂ が出力される。

【００３８】この図５に示す文字用フィルターと中問調
画像用フィルターの空間周波数特性は、中間調画像用フ
ィルターではモアレ除去の観点から高周波をカットし、
文字用フィルターでは高周波強調を行う様設定されてお
り、これはエッジ強調回路−１，２共に、５×５のウイ
ンドウ内でのコンボリュージョン演算 Ｌ^* （ｉ）＝Σｋ Σｌ Ｌ^* （ｉ）ｋ，ｌ ・ Ｔ（ｉ）ｋ，ｌ （ｋ＝−２，．．．，２，ｌ＝−２，．．．，２，ｉ＝１，２） （１） を行うことにより得ている。２組のフィルター係数Ｔ
（ｉ）ｋ，ｌはフィルター係数メモリー１０８に変更自
在に設定されている。

【００３９】平均化回路１０７はエッジ強調信号
Ｌ^* ₁ ，Ｌ^* ₂ と非線形変換回路１０４の出力ｗを用い
て、（２）式 Ｌ^* ´＝ｗ・Ｌ^* ₁ ＋（１−ｗ）・Ｌ^* ₂ （２） の演算を行い、エッジ強調信号Ｌ^* ´を出力する。

【００４０】このようにして、入力輝度信号Ｌ^* はその
エッジ強度に応じて連続的に強調度合いが変化した輝度
信号Ｌ^* ’として出力され、後段の色変換系によりＣＭ
ＹＫの記録色信号に変換される。この際、エッジ強調特
性は、図５で予め与えられる文字用フィルターと中間調
面像用フィルターの空間周波数特性の内挿範囲に限定し
て動くこと、また、輝度信号のみが強調されることか
ら、従来例のようにエッジ強調後の信号が両像信号のダ
イナミックレンジを越えることにより、画像信号の色が
無彩色化する懸念もない。

【００４１】なおエッジ信号生成回路１０１及びエッジ
強調回路１０５，１０６におけるコンボリュージョン演
算の係数は、そのサイズが５×５に限られるわけではな
く、３×３、３×５、５×７、７×７等のサイズでも良
い。また、連結度信号生成回路１０２は、５×５の領域
に限られるわけではなく、方向も４方向の片側づつを独
立に扱って８方向でそれぞれ偏差の最大値を算出しても
よい。また連結度信号ｒに対して一定領域での平均化の
操作を行ってから合成信号生成回路１０３へ送ってもよ
い。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エッジ強調処理が入力信号のエッジ強度に応じて連続的
に変化するため、視覚的に自然なエッジ強調処理が行え
る。また、エッジ強調量は高々２つのパラメーターで設
定されるため、簡便に設定可能である。さらに、エッジ
強調後の信号が画像信号のダイナミックレンジを越える
ことの無いよう、所定の範囲内でエッジ強調長を制御す
ることにより、エッジ強調後の信号が画像信号のダイナ
ミックレンジを越え、画像信号の色が無彩色化する懸念
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のカラー面像処理装置の実施例を示す
全体構成図である。

【図２】 本発明のエッジ信号生成回路の空問周波数特
性の一例を示す図である。

【図３】 本発明の連結度信号生成回路の生成原理の説
明図である。

【図４】 本発明の非線形変換回路での非線形特性の設
定例の一例である。

【図５】 本発明のフィルター係数メモリーに設定され
た文字用、中間調面像用のフイルター係数で実現される
空問周波数特性の実施例を示す図である。

【図６】 従来のエッジ強調処理方式の構成図である。

【符号の説明】

１０１ エッジ信号生成回路 １０２ 連結度信号生成回路 １０３ａ 合成信号生成回路 １０３ｂ 合成信号平均化回路 １０４ 非線形変換回路 １０５，１０６ エッジ強調回路 １０７ 加重平均化回路 １０８ フィルター係数メモリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像信号のエッジ補正手段を備える
   画像処理装置において、 各注目画素に対し、水平、垂直、斜め各方向ごとの一次
   元差分信号に基づいた連結性を示す連続量を算出し、こ
   の連続量と二次元フィルタ処理に基づくエッジ信号とを
   合わせて線部または文字部の程度を連続量として検出す
   る線部検出手段と、 前記線部検出手段から得られる出力を非線形に変換して
   重み信号とし、この重み信号に基づいて文字用及び中間
   調用の二組のエッジ強調手段からの出力信号を加重平均
   する加重平均化手段、 とを有することを特徴とする面像処理装置。
2. 【請求項２】 前記線部検出手段は、対象画素を含む水
   平、垂直、斜めの複数の方向ごとの画素列に対し、各画
   素列ごとに各両素の値と対象画素の値の差分の最大差を
   算出し、各画素列ごとの複数の最大差集合の中から最小
   値を算出することにより連結性を示す連続量の演算を行
   うものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理
   装置。
3. 【請求項３】 前記線部検出手段は、連結性を示す連続
   量を算出する際に、連結信号の後段に平均化処理部を有
   することを特微とする請求項１又は２に記載の画像処理
   装置。
4. 【請求項４】 前記重み信号への変換パラメーターが変
   更可能に設定されてることを特徴とする請求項１〜３記
   載の画像処理装置。