JPH0736607B2

JPH0736607B2 - 画信号処理方法

Info

Publication number: JPH0736607B2
Application number: JP59201872A
Authority: JP
Inventors: 大治永岡; 正實倉田; 宏之斎藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPS6180965A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、文字画像と中間調画像の混在する画情報源に
ついてこれらの部分でそれぞれ適正な画像処理を行わせ
るために、画像処理に際してこれら画像部分を識別させ
るための画信号処理方法に関する。

「従来の技術」イメージセンサを用いて原稿を読み取り、量子化された
画信号を用いて記録または表示を行う画像処理装置で
は、原稿に文字や写真の混在している場合それぞれの部
分を区別して画像処理することが行われている。これは
画素ごとの多値化処理では文字画像の部分のみが良好に
再現され、写真等の中間調の部分の再現性に限界がある
一方、ディザ処理等の疑似中間調処理を行うと写真等の
中間調が良好に再現される反面、文字等の線画部分の再
現性が劣化することになるためである。

文字画像の部分と中間調画像の部分を区別する従来技術
としては、特開昭58-3374号によって開示された方法が
代表的なものである。この方法（方式）では、原稿面
（画面）を複数の画素から成るブロックに分割し、各ブ
ロック内で濃度レベルの最大の画素と最小の画素の間で
濃度レベルの差を求める。そしてこの差が予め定められ
た値よりも大きい場合には２値画像領域あるいは文字画
像部分と判別し、これ以外の場合には濃淡画像領域ある
いは中間調画像部分と判別する。

「発明が解決しようとする問題点」ところでこのような画信号処理方法では、ブロックの隅
に注目画素が存在する場合にはこの注目画素の画像状態
を正確に判断するためのデータがなく、誤った判断を行
う危険性があった。

また、特開昭59-47672号公報には、注目画素とこの注目
画素に隣接する１つもしくは複数の画素との濃度差から
文字・グラフらしさ、中間調らしさという特徴量を求め
る技術が示されている。

ところが、文字画像の場合であっても１画素単位で濃度
勾配が急激に変化するということは少ないため注目画素
と隣接画素との濃度差では値が小さく、この濃度差から
画像状態を判別する場合には、判別精度が悪いという問
題点がある。

本発明はこのような事情に鑑み、文字画像と中間調画像
の混在した画情報源から両者を正確に判別することので
きる画信号処理方法を提供することをその目的とする。

「問題点を解決するための手段」本発明の画信号処理方法は、画像処理の対象となる画素
としての注目画素を取り巻いた所定範囲の周辺部分に位
置する周辺画素のうち注目画素を挟む位置に存在する２
つの周辺画素の濃度差を異なった周辺画素について複数
組求め、これらの最大値を所定の第１の閾値と比較する
と共に、注目画素とこれに隣接する周辺画素の濃度差を
求め、この濃度差を所定の第２の閾値と比較して、これ
らの比較結果から注目画素が文字画像の部分に属するか
中間調画像の部分に属するかを判別するものである。ま
た同様に注目画素とこれに隣接する周辺画素との濃度差
も複数組算出してよく、このときの濃度差の最大値を閾
値と比較することも有効である。またこれら２種類の閾
値は後者の方が前者以下であることが普通であるが、こ
れに限定されるものではない。なお、注目画素を挟む位
置に存在する２つの周辺画素は注目画素に対して対称の
位置であってもよく、また注目画素を挟みかつもっとも
離れた位置に存在するものであってもよい。

「実施例」以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

第１図は画情報源としての原稿11と、画像の判断に用い
るための３×３の画素群Ｐ₀〜Ｐ₈から成るウィンドウ12
を表わしたものである。この実施例で原稿11は、画像処
理の対象となる注目画素Ｐ₀によって隙間なくスキャン
され、これと共にウィンドウ12も原稿上を移動するかた
ちとなる。注目画素Ｐ₀を取り巻いた形の８つの画素Ｐ₁
〜Ｐ₈を周辺画素と呼ぶ。周辺画素Ｐ₁〜Ｐ₈の各濃度ｄ₁
〜ｄ₈は、読取素子の光電変換出力をA/D変換した後の信
号レベルとして表わされたものである。この実施例で濃
度ｄ₁〜ｄ₈は６ビット（64段階）のディジタルデータと
して表わされる。

さて本実施例では注目画素Ｐ₀を挟む周辺画素として
４組の周辺画素を使用し、また注目画素と隣接する周
辺画素として４個の周辺画素を使用する。まず注目画素
を挟む４組の周辺画素は以下の通りとなる。

（Ｐ₁,P₈）、（Ｐ₂,P₇）、（Ｐ₃,P₆）、（Ｐ₄,P₅）これらの各組の周辺画素の濃度差の絶対値はそれぞれ次
のようになる。

|d₁−ｄ₈｜、|d₂−ｄ₇｜、 |d₃−ｄ₆｜、|d₄−ｄ₅｜一方、注目画素と隣接する４個の周辺画素はＰ₂、Ｐ₄、
Ｐ₅、Ｐ₇であり、これと注目画素の濃度差の絶対値はそ
れぞれ次のようになる。

|d₀−ｄ₂｜、|d₀−ｄ₄｜、 |d₀−ｄ₅｜、|d₀−ｄ₇｜本実施例では、まず４組の周辺画素の濃度差について
はこれらが第１の閾値Ｔ₁よりも大きいか否かを判断
し、注目画素と周辺画素の濃度差についてはこれが第
２の閾値Ｔ₂よりも大きいか否かを判断する。そしてい
ずれか１つでも対応する閾値よりも大きなものがあれ
ば、注目画素Ｐ₀は文字画像部分に属するものと判別さ
れ、これ以外の場合には中間調画像部分に属するものと
判別される。すなわち以下の８つの式のいずれかが成立
すれば文字画像部分であり、いずれも成立しなければ中
間調画像部分である。

|d₁−ｄ₈｜＞Ｔ₁……（１） |d₂−ｄ₇｜＞Ｔ₁……（２） |d₃−ｄ₆｜＞Ｔ₁……（３） |d₄−ｄ₅｜＞Ｔ₁……（４） |d₀−ｄ₂｜＞Ｔ₂……（５） |d₀−ｄ₄｜＞Ｔ₂……（６） |d₀−ｄ₅｜＞Ｔ₂……（７） |d₀−ｄ₇｜＞Ｔ₂……（８）以上の判別原理を第２図を用いて説明する。同図は原稿
のある部分について１ライン分の信号レベル（濃度）を
表わしたものである。この図で信号レベルが“1"とは原
稿のその部分が理想的な白色である場合であり、信号レ
ベル“64"とはその部分が理想的な黒色である場合をい
う。信号レベルは走査の前半部分において全体としてな
だらかに変化している。これらの部分では信号レベルが
多段階に変化しており、中間調画像領域であることがわ
かる。中間調画像領域では近接した２点をとるとそれら
の濃度に大差がない。従って注目画素Ｐ₀を挟んで２つ
の画素の濃度差が小さければ、注目画素Ｐ₀は中間調画
像の部分に属する可能性が高い。注目画素Ｐ₀を中心と
してすべての方向（本実施例では４方向）について濃度
差を求め、それらの最大値を所定の閾値と比較すれば、
中間調画像か否かの判断が更に確実となる。

同様の原理で注目画素Ｐ₀とこれに隣接した周辺画素
Ｐ₂、Ｐ₄、Ｐ₅およびＰ₇との間の濃度差が小さければ、
注目画素は中間調画像の部分に属する可能性が高い。求
められた４つの濃度差の最大値を所定閾値と比較すれ
ば、中間調画像か否かの判断が更に良好となり、注目画
素Ｐ₀を挟む周辺画素の濃度差判断と組み合わせれば更
に確実な判断が可能となる。

さて、第２図で走査の後半部分にはシャープに切り込ん
だ波形が存在する。この部分は文字等の線画像のエッジ
部分であり、典型的な文字画像領域である。このような
文字画像領域では近接した２点で大きな濃度差を生じる
可能性が高い。従って注目画素を挟んだ２つの画素の濃
度差が大きければ、注目画素は文字画像の部分に属する
可能性が高い。注目画素を中心としてその周辺の濃度差
を全組にわたって調べれば、文字画像か否かの判断が更
に確実となる。

同様の原理で注目画素Ｐ₀とこれに隣接した周辺画素
Ｐ₂、Ｐ_４、Ｐ₅およびＰ₇との濃度差が大きければ、注
目画素は文字画像の部分に属する可能性が高い。求めら
れた４つの濃度差の最大値を所定の閾値と比較すれば、
文字画像か否かの判断が更に良好となり、注目画素Ｐ₀
を挟む周辺画素の濃度差判断と組み合わせれば更に確実
な判断が可能となる。

なお注目画素Ｐ₀を挟む２つの周辺画素は、注目画素Ｐ₀
とこれに隣接する周辺画素に比べて画素間の距離が大き
い。従って前者の方が後者よりも大きな濃度差が検出さ
れる可能性が高く、前者の閾値Ｔ₁の方が後者の閾値Ｔ₂
よりも大きく設定されるのが通常である。

第３図は以上のような原理を用いて画信号の処理を行う
画信号処理装置を表わしたものである。この装置のイメ
ージセンサ21は原稿をラスタスキャンし、A/D変換器22
は入力されたアナログ画信号23を１画素ずつ量子化す
る。６ビットのパラレルデータとしてA/D変換器22から
出力されるディジタル画信号24は、ラインメモリ25に供
給される他、第１〜第３のラッチ26₁〜26₃の直列回路に
供給され、３画素分ラッチされる。ここでラインメモリ
25は６ビットのパラレルデータを１ライン分蓄えて順に
出力する遅延メモリであり、第１〜第３のラッチ26₁〜2
6₃は後に説明する第０および第４〜第８のラッチ26₀、2
6₄〜26₈と同様に６ビットのパラレルデータを１画素分
ずつラッチする回路である。

第１のラッチ26₁のラッチ出力は、濃度ｄ₁を表わす信号
として第１の差分演算回路28₁に供給される。同様に第
２のラッチ26₂のラッチ出力は、濃度ｄ₂を表わす信号と
して、第２および第６の差分演算回路28₂、28₆に供給さ
れ、第３のラッチ出力は濃度ｄ₃を表わす信号として第
３の差分演算回路28₃に供給される。

一方、ラインメモリ25から出力される１ライン遅延され
たディジタル画信号29は、同一構成の他のラインメモリ
31に供給される他、第４、第０および第５のラッチ2
6₄、26₀、26₅の直列回路に供給される。第４のラッチ26
₄のラッチ出力は、濃度ｄ₄を表わす信号として第４およ
び第８の差分演算回路28₄、28₈に供給され、第５のラッ
チ26₅のラッチ出力は、濃度ｄ₅を表わす信号として第４
および第５の差分演算回路28₄、28₅に供給される。第０
のラッチ26₀のラッチ出力は、注目画素の濃度ｄ₀を表わ
す信号として第５〜第８の差分演算回路28₅〜28₈に供給
される他、文字処理部33および中間調処理部34に供給さ
れ、それぞれ文字または中間調の再現に適した画像処理
を受けるようになっている。

これに対してラインメモリ31から出力される更に１ライ
ン遅延されたディジタル画信号32は、第６〜第８のラッ
チ26₆〜26₈の直列回路に供給される。第６のラッチ26₆
のラッチ出力は、濃度ｄ₆を表わす信号として第３の差
分演算回路28₃に供給され、第７のラッチ26₇のラッチ出
力は、濃度ｄ₇を表わす信号として第２および第７の差
分演算回路28₂、28₇に供給される。第８のラッチ26₈の
ラッチ出力は、濃度ｄ₈を表わす信号として第１の差分
演算回路28₁に供給される。

このようにして第１〜第８の差分演算回路28₁〜28₈では
それぞれ（１）〜（８）式の演算が行われる。このうち
第１〜第４の差分演算回路28₁〜28₄の演算結果はそれぞ
れ対応するコンパレータ36₁〜36₄に供給され、第１の閾
値Ｔ₁と比較されることになる。これらの比較結果はオ
ア回路37の入力となる。また第５〜第８の差分演算回路
28₅〜28₈の演算結果もそれぞれ対応するコンパレータ36
₅〜36₈に供給され、これらは第２の閾値Ｔ₂と比較され
る。これらの比較結果も前記したオア回路37の入力とな
る。

この結果、各コンパレータ36₁〜36₈のいずれか（１）〜
（８）式を満足させると、オア回路37から判別結果信号
38としてＨ（ハイ）レベルの信号が出力される。この場
合マルチプレクサ39は文字処理部33から出力される処理
画信号41を最終的な画信号42として選択し出力すること
になる。ここで文字処理部33は例えは画素ごとに３値化
処理を行う部分であり、この実施例の場合では64段階の
信号レベルを注目画素ごとに３段階（白、灰、黒）の信
号レベルに量子化する。

これに対してオア回路37から判別結果信号としてＬ（ロ
ー）レベルの信号が出力されると、中間調処理部34から
出力される処理画信号43が最終的な画信号42としてマル
チプレクサ39から出力される。ここで中間調処理部34は
例えばディザ法より閾値を個々に設定し、擬似中間調処
理を行う。この中間調処理部34では、ディザマトリック
スを構成する各ドットを２値化処理してもよいし、３値
化あるいはこれ以上の多値化処理を行ってもよい。

このようにして得られた画信号42は注目画素Ｐ₀が属す
る画像状態に応じた適正な処理が行われており、後段の
図示しない記録部あるいは表示部で画像の良好な再現が
行われることになる。

なお以上説明した実施例では３×３のマトリックス構成
の画素領域を用いて文字画像と中間調画像の判別を行っ
たが、他のマトリックス構成の画素領域を用いることは
自由である。第４図は４×４の画素領域を一例として表
わしたもので、この場合注目画素Ｐ₀は中心位置からや
やずれた位置に設定される。第４図に示した位置に注目
画素Ｐ₀が存在する場合、注目画素を挟む周辺画素２点
は一義的に定まらない。例えば周辺画素Ｐ₁と濃度差を
演算する他の周辺画素Ｐ₁₀であってもよいし、Ｐ₁₅であ
ってもよい。周辺画素（Ｐ₁,P₁₀）の組を選択した場合
には、主走査方向あるいは副走査方向に濃度測定を行う
他の組、例えば周辺画素（Ｐ₂,P₁₃）と画素間の距離が
ほぼ等しくなるという特長がある。また周辺画素（Ｐ₁,
P₁₅）の組を選択した場合には、画素間の距離を増大す
ることにより濃度差をより把握しやすいという特長があ
る。

また実施例では１画素ずつすべての画素について順に文
字画像か中間調画像かの判別を行うこととしたが、特定
の注目画素の判別結果をこの注目画素を含んだ所定範囲
の画素群の判別結果として拡張適用することも、信号処
理の簡略化から有効である。更に実施例では中間調処理
部でディザ処理を行ったが、階調に対応させた印字比率
のパターンを割り当てる面積階調法で中間調の表現を行
うことも可能である。

「発明の効果」このように本発明によれば注目画素を挟む位置に存在す
る２つの周辺画素の濃度差と注目画素とこれに隣接する
周辺画素の濃度差の２種類の濃度差を併用して画像状態
を判別するので、注目画素と隣接画素の濃度差のみを用
いて画像状態を判別する場合に比べて、文字画像か中間
調画像かの判別を高精度で行うことができ、それだけ高
品位の画像を再現することができるという効果がある。
すなわち、注目画素を挟む位置に存在する２つの周辺画
素の濃度差を求めることにより、注目画素と隣接画素間
の間隔よりも大きい間隔の画素間で濃度差を求めること
ができ、濃度差をより把握しやすくなる。また、近距離
での濃度勾配を検出するのに適した「注目画素とこれに
隣接する周辺画素の濃度差」とこれより長い距離での濃
度勾配を検出するのに適した「注目画素を挟む位置に存
在する２つの周辺画素の濃度差」との２種類の濃度差を
併用して画像状態を判別するので、種々の画像に対応で
き、画像状態の判別の精度が向上する。さらに、２種類
の濃度差のそれぞれの閾値を変えることにより、画像状
態の判別に対する２種類の濃度差の寄与の度合いを変え
ることができ、画像の性質に応じた適切な画像状態の判
別が可能となる。

また、本発明では注目画素を挟む位置に存在する２つの
周辺画素の濃度差を複数組求め、その最大値を濃度勾配
として求め、この濃度勾配から画像状態を判別するの
で、画像上の濃度勾配の方向によって影響を受けること
なく正確に濃度勾配を求めることができ、精度良く画像
状態を判別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、画像上の濃度勾配の方向によらず、求
められる濃度勾配の値が本来の濃度勾配の値に近いもの
となるため、注目画素を挟む特定の２つの周辺画素の濃
度差のみから画像状態を判別する場合に比べ、ノイズの
影響を受けにくいという効果がある。またブロックまた
は画素群内の全画素間で濃度差を比べる必要がないの
で、画信号処理のための装置を単純化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像の判断に用いる画素群と原稿との関係を表
わした説明図、第２図は画信号のレベル変化を１ライン
について例示した波形図、第３図は本発明の一実施例に
おける画信号処理方法を実現する装置のブロック図、第
４図は注目画素および周辺画素から成る画素群の構成に
ついて他の例を表わした構成図である。 25、31……ラインメモリ、26……ラッチ、28……差分演
算回路、36……コンパレータ、37……オア回路、Ｐ₀…
…注目画素、Ｐ₁〜Ｐ₁₅……周辺画素。

フロントページの続き (72)発明者斎藤宏之神奈川県海老名市本郷2274 富士ゼロツクス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献特開昭59−47672（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−111941（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】文字画像の部分とこれ以外の中間調画像の
部分とで異なった画像処理を行う画像処理装置におい
て、画像処理の対象となる画素としての注目画素を取り
巻いた所定範囲の周辺部分に位置する周辺画素のうち注
目画素を中心とした全方位についてこの注目画素を挟む
予め定められたそれぞれ２つの周辺画素の濃度差を求
め、これらの最大値を所定の第１の閾値と比較すると共
に、注目画素とこれに隣接する周辺画素の濃度差を求
め、この濃度差を所定の第２の閾値と比較して、いずれ
か１つでも対応する閾値よりも大きなものがあれば注目
画素が文字画像の部分に属するものと判別し、これ以外
の場合にはその注目画素が中間調画像の部分に属するも
のと判別することを特徴とする画信号処理方法。
【請求項２】注目画素と隣接するすべての周辺画素につ
いて注目画素との濃度差を求め、これらの最大値を前記
第２の閾値と比較することを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の画信号処理方法。
【請求項３】濃度差を求めるための２つの周辺画素が注
目画素に対して対称の位置にあることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の画信号処理方法。
【請求項４】前記第２の閾値が前記第１の閾値と等しい
かこれよりも小さな値であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の画信号処理方法。