JPH0787528B2

JPH0787528B2 - 画調識別装置

Info

Publication number: JPH0787528B2
Application number: JP60246204A
Authority: JP
Inventors: 宏谷岡; 良孝荻野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-11-05
Filing date: 1985-11-05
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPS62107570A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、ディジタル複写機，ファクシミリ装置，ファ
イリングシステム，その他の画像処理装置などに用いる
のに好適な画調識別装置に関する。

［従来の技術］従来から、２値プリンタを用いて像再生を行うようにし
た画像処理装置では、原稿に忠実な像再生を行うため
に、原稿画調を以下の３種類に識別分類し、それぞれの
画調に応じて異なる２値化処理回路を選択するようにし
ている。

例えば、写真原稿→組織ディザ法による回路；文字・線画→単純２値化回路；網点画→平滑化などによりモアレ抑圧処理を行い、そ
の後にディザ処理する回路；などが用いられている。

本出願人は先に特願昭59-276474号，特願昭57-2726494
号において第２図に示す如き画調識別装置を提案した。

画調識別を行うためには、第２図に示すように、注目画
素近傍で２次元平滑化処理を行い、その平滑化データを
しきい値として注目画素を２値化し、２値化した画像に
所定の識別アルゴリズムを適用することにより、画調を
識別していた。すなわち、入力端子I_Nから入来する画像
データ（例えば固体撮像素子出力を６ビットに量子化し
た画像データ）P_Oは、２次元平滑化回路１により平滑化
され、平滑化データP_Sとなる。この平滑化データP_Sはデ
ィザ回路２により２値化され、モアレ抑圧２値信号とし
て用いられる。また、コンパレータからなる高解像２値
化手段３のしきい値としてこのしきい値（平滑化データ
P_S）が用いられ、高解像２値信号Ｐが得られる。

識別回路４では入力画像の画調（すなわち、網点，写真
かまたは文字，線画か）が判定され、網点，写真の場合
にはモアレ抑圧２値信号が、文字，線画の場合には高解
像２値信号がそれぞれ選択して取り出される。

［発明が解決しようとする問題点］このような方式では、平滑化データをモアレ抑圧したデ
ータを得るための入力信号として用いると共に、その平
滑化データをしきい値として原画像を高解像に２値化
し、その２値化画像に基づいて２次元的な画調識別処置
を行っている。その結果、平滑化処理回路のコストパフォーマンスが高くなる、識別処理回路規模が小さくなる、文字，線画を高精細に２値化できる、といった利点を有している。

しかし、その識別アルゴリズムが２値化画素の孤立性に
着目しているために、文字，線画と網点画との分離精度
は極めて高くなる反画、写真原稿のように濃度が緩やか
に変化する原稿に対しては、原稿自体が有する濃度の微
小変化に起因して２値化が行われるため、得られた２値
化画像は中間調のない画像となってしまい、安定した識
別を行うことができないという欠点がみられた。即ち、
原稿自体の濃度がほぼ均一である場合あるいは緩やかに
変化する場合には、上述した利点〜は全く妥当しな
いことになる。

このように、従来の装置は、文字，線画および網点画像
の２次元的な空間周波数特性に差異がある点に注目した
ものであり、かかるアルゴリズムに起因して、写真など
緩やかに濃度が変化する原稿の画調を正確に識別するこ
とができないという欠点があった。

よって、本発明の目的は、上述した如き装置の利点を保
持したまま、写真原稿などに対しても、画調識別を安定
に行い得るよう構成した画調識別装置を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］本発明に係る画調識別装置は、画素毎の多値データを入
力する入力手段と、前記入力手段により入力された多値
データを所定の閾値により２値化し、画素毎の２値化デ
ータを出力する２値化手段と、前記２値化手段により出
力された２値化データの第１のサイズの領域内における
配列に基づいて、画調の識別を画素毎に行う第１の識別
手段と、前記第１のサイズより小さい第２のサイズの領
域内において、前記入力手段により入力された多値デー
タを平滑化し、画素毎の平滑化多値データを出力する平
滑化手段と、前記入力手段により入力された多値データ
と前記平滑化手段により出力された平滑化多値データと
に基づいて、画調の識別を画素毎に行う第２の識別手段
とを備え、前記第１および第２の識別手段の両識別結果
に基づいて、画素毎に画調を識別するものである。

［実施例］本発明の実施例は以下のような原理に基づくものであ
る。

写真画像あるいは中間調画像域がミクロ的に濃度変化を
持たない点に着目し、注目画素のデータおよびその近傍
の画素データを平滑化処理し、注目画素データと平滑化
データとの差を求め、その差が所定値以内であるとき
は、写真画像あるいは一定の濃度領域の画像である旨を
判定する。

かかるアルゴルズムにより、文字領域として誤判定しや
すかった写真画像領域を正確に判定して、高品位な像再
生を行うことが可能となる。

なお、写真領域は、平滑化データをディザ処理しても、
あるいは読み取りデータを直接ディザ処理したとして
も、再生した画像に生じる差異は小さい。よって、本発
明の一実施例においては、網点画像領域と同様、平滑化
値をディザ処理することにより写真画像領域を２値化し
ている。

図面を参照して、本発明の一実施例を詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
本実施例では第２図に示した装置に対して、新たに、第
２の識別回路５を追加している。

第２の識別回路５においては、注目画素データP_Oと平滑
化データP_Sとの差を取り出し、その差の絶対値が所定し
きい値より小なるときは、写真画像であると判定する。

そして、第２識別回路５において写真画像と識別された
ときは、第１の識別回路４を駆動し、スイッチＳをディ
ザ回路２側に強制的に切り換え、ディザ２値化した信号
を取り出す。

文字，線画のときは、第２の識別回路５において上述し
た絶対値が所定しきい値より大きくなるので、スイッチ
Ｓは従来と同じように２値化回路３側に接続され、高解
像度２値信号が取り出される。

網点画像の場合は、従来と同じように第１識別回路４に
おけるアルゴリズムの判定により、スイッチＳはディザ
回路２側に接続される。

第３図は、２次元平滑化回路１の詳細ブロック図であ
る。

画像データはRAM10,11,12および13によりそれぞれ１ラ
インずつ遅延される。従って、上記４個のRAM10,11,12,
および13の出力値と、入力端子I_Nからの入力データとを
加算器14で加算した値は、同一カラム上における５ライ
ン分の加算値となる。さらに、遅延フリップフロップ1
5,16,17,18を用いて上記加算値を１カラム毎にそれぞれ
シフト保持し、１カラム分のデータを読み取る毎に、４
個の遅延フリップフロップ15,16,17,18の出力値と加算
器14の出力値とを加算器19で加算する。

従って、加算器19の出力は、25（＝５×５）画素分の積
算値となる。次いで、割算器20により1/25の演算を施す
ことにより、注目画素を囲む５×５画素について重み因
子を全て１とする平滑化処理を行ったこととなる。図中
のP_Sは、その平滑化信号を示す。

この時、注目している画素を含むラインデータはRAM11
から得られ、注目画素はそのラインのデータを遅延フリ
ップフロップ24および25で２カラム分遅延させたの出力
信号P_Oとなる。

平滑化データP_Sは、ディザROM21の出力データをしきい
値として、コンパレータ２により２値化され、モアレ抑
圧２値化データとして用いられる。同時に、コンパレー
タ３では、平滑化データP_Sをしきい値として注目画素デ
ータP_Oを２値化し、高解像信号を得る。

なお、２次元平滑化回路１の構成上、平滑マスクのプロ
ファイルおよびサイズはハードウエアの規模，コスト等
により選定されるが、ほぼ５×５の矩形マスクに相当す
るものとすれば、後述する識別処理に制限を加えること
はない。

次に、第４図（Ａ）および（Ｂ）を参照して、第２の識
別回路５について詳細に説明する。

第４図（Ａ）において、加算器31は平滑化データP_Sと注
目画素データP_Oとの間でP_S＋（−P_O）なる演算を行い、
P_S−P_O≧０のとき加算器31のキャリ出力Ｃを“1"とす
る。マルチプレクサ32においては、その出力“1"に応答
して、加算器31の出力側を選択する。

一方、P_S−P_O＜０のときは、加算器30においてP_O＋（−
P_S）なる演算を行う。この場合にはP_O−P_S＞０であるの
で、この演算結果をマルチプレクサ32に入力することに
より、いかなる場合も｜P_S−P_O｜なる演算結果がマルチ
プレクサ32から得られることになる。この時、加算器31
のキャリ出力Ｃは“0"である。

コンパレータ33はマルチプレクサ32の出力値｜P_S−P_O｜
を所定値α（本実施例において、αは１もしくは２）と
比較し、｜P_S−P_O｜＜αのときは中間調領域,|P_S−P_O｜
＞αのときはそれ以外の領域であると判定し、判定結果
信号（１ビット信号）を出力する。遅延回路34は、その
判定結果信号を第１識別回路４に供給するために用い
る。

なお、上記判定は、第４図（Ｂ）に示すROM35を用いて
も実施することができる。すなわち、平滑化データP_Sお
よび注目画素データP_Oの各６ビット信号をROM35のアド
レス入力端子に接続し、上記絶対値演算結果ならびに所
定値αとの比較演算結果を１ビットのデータとして予め
書き込んでおくことにより、第４図（Ａ）と同様の処理
を行うことができる。

次いで高解像信号Ｐ（x,y）を第１識別回路４に導入
し、画調識別するアルゴリズムを以下に説明する。

まず、文字と網点画像を識別するために、以下に挙げる
２点に着目する。

網点は直交する２方向に対して共に空間周波数が高い
が、文字線画はいずれか１方向に対してのみ周波数が高
くなる場合が有る。

網点は丸い点の集合であるのに対して、文字（特に漢
字）は直交する直線の集合から成る。

上記特徴を利用して、以下に示す特徴量Pf（x,y）を定
義する。

先に、注目画素Ｐ（x,y）を囲む８画素の状態によっ
て、注目画素の孤立性を示す値Ｓ（x,y）を次式により
割付ける。

上記Ｓ（x,y）の物理的意味は、注目画素（第５図に斜
線を付してある）をはさむ隣接２画素に対して該注目画
素が反転しているか否かをＡ〜Ｄの４方向に対して調
べ、４方向共に反転している場合には４（ｎ方向の場合
にはｎ）を割付け、これにより孤立性を表すことにあ
る。

但し、直交する２方向A,Bいずれかにおいて、連続して
１または０の場合には文字線画の可能性が高いと思われ
るため、強制的にＳ（x,y）＝０とする。

なお、注目画素がどの画調領域に含まれているかを識別
するには、さらに注目画素を囲む2n×2m画素の領域にお
いて上記Ｓ（x,y）を積算した値を特徴量Pf（x,y）と定
義し、以下に示す識別パラメータＫにより、２値化処理
する。

Pf（x,y）＞Ｋの時Ｐ（x,y）は網点領域に有る。

Pf（x,y）≦Ｋの時Ｐ（x,y）は文字，線画領域に有る。

かかるアルゴリズムを実行する一実施例について、第６
図を参照して説明する。

第６図は、上述した各画素Ｐ（x,y）に孤立性を示す因
子Ｓ（x,y）を割り付けるための回路である。注目画素
（斜線画素）に対し、排他的オアゲート40,41の出力を
入力に持つアンドゲート48により第５図における（Ｄ）
方向の孤立性を演算する。すなわち、Ｄ方向に隣接する
２画素が注目画素に対して共に反転している場合には、
アンドゲート48の出力端から“1"が得られる。同様に、
排他的オアゲート42,43およびアンドゲート49は“C"方
向、排他的オアゲート44,45およびアンドゲート50は
“A"方向、排他的オアゲート46,47およびアンドゲート5
1は“B"方向の演算を行う。また、アンドゲート52,53お
よびオアゲート54は上述した直交する２方向A,Bのうち
いずれか一方が連続して“0"または“1"となる場合を検
出するゲート回路であり、その場合においては、オアゲ
ート54の出力は“0"となる。

従って、各４方向の孤立性を示すアンドゲート48,49,5
0,51の各出力に対して、オアゲート54の出力との論理積
を求めることにより、ナンドゲート55,56,57,58からは
先に述べたＳ（x,y）に相当する出力値を得ることがで
きる。

すなわち、これら４個の出力のうち“0"となる個数が、
Ｓ（x,y）＝０〜４の値となる。この演算は、これら４
個の出力をROM77〜100のアドレス入力端に入力すること
によって行う。

次に第７図を参照して、Ｓ（x,y）を注目画素近傍の所
定領域にわたって積算し、特徴量Pf（x,y）を演算する
回路について説明する。すなわち、第７図は第１の画調
識別回路４全体を示すものであり、高解像信号Ｐは１ビ
ットのRAM60,61,62,63,64,65,66,67,68によって順次１
ラインずつ遅延される。その結果、これらRAMのそれぞ
れの入出力端子には、同１カラム上における10ライン分
の２値画像データが同時に現われる。

これら各出力を遅延フリップフロップ69,70,71,72,73,7
4,…87,88を用いて並列的に２カラムづつ遅延させるこ
とにより、３カラム×10ライン分（30画素分）の２値画
像を同時に得ることができる。

いま遅延フリップフロップ69,70,71,72,73,74の各入出
力端子に注目すると共に、遅延フリップフロップ71の出
力端子の信号を注目画素とすると、その注目画素に隣接
する８個（４方向）の画素状態を検出することができ
る。従って、第６図に示したＳ（x,y）演算回路は、第
７図に示すゲート回路89に相当することとなる。

同様にして注目画素を１ライン分シフトし、遅延フリッ
プフロップ73の出力を注目画素とすれば、そのＳ（x,
y）はゲート回路90から得られ、さらに、１ラインシフ
トした遅延フリップフロップ75の出力に対するＳ（x,
y）はゲート回路91から得られる。

以上のように、同一カラム上における８ライン分のＳ
（x,y）値は、ゲート回路89,90,91,92,93,94,95,96から
それぞれ得られる。また、ROM97,98,99,100は、各ゲー
ト回路から得られるＳ（x,y）値を２個ずつ加算する機
能を果たす。

これらROM97,98,99,100からは２画素分のＳ（x,y）値の
加算値０〜８が得られる。ところが、隣接する２画素が
共にＳ（x,y）値４を有する場合は有り得ないため、３
ビットの出力ラインで足りることになる。

ROM97,98,99,100の出力値を加算器101,102,103を用いて
加算することにより、同一カラム上における８画素分の
Ｓ（x,y）値の積算値が加算器102から得られる。更に、
遅延フリップフロップ104〜110を用いて１カラム毎に遅
延保持し、その各出力を加算器112〜118で加算すること
により、64（＝８×８）画素にわたる特徴量Pf値を得る
ことができる。なお、このPf値はほぼ中心部に位置する
画素に対する値であり、その画素が文字細線画像域であ
るか否かについては、コンパレータ119においてこのPf
値を所定値Ｋと比較することにより判定する。

次に、アンドゲート120の一方の入力端子には上記第１
識別回路の結果を供給し、他方の入力端には第２識別回
路５（第４図（Ａ），（Ｂ）参照）の結果を供給するこ
とにより、これら入力データの論理積が得られる。従っ
て、上記第１識別結果が文字線画域であり且つ第２識別
回路５の識別結果が写真中間調領域でない場合には、最
終結果として高解像信号が選択される。また、第２識別
回路５の識別結果として写真中間調領域であると判断さ
れたときには、上記第１識別結果の如何に拘りなく、モ
アレ抑圧された２値化信号が選択される。

なお、以上述べた第２の識別回路では、平滑化データと
画像読み取りデータとの差の絶対値を求め、所定しきい
値と比較するよう構成したが、画像読み取りデータある
いは平滑化データの注目画素近傍において数画素分の濃
度値を検出することにより、濃度差そのものを演算する
よう構成することも可能である。

また、上記濃度差を検出する場合において、画像データ
の全て（例えば６ビット）を用いることなく上位数ビッ
トを用いたとしても、精度よく画調識別することができ
る。

［発明の効果］以上説明した通り本発明によれば、２値化データの配列
に基づく識別については、大きなサイズの領域を用いる
ことにより、画像の周期性，連続性等の性質を精度よく
識別することができると共に、多値データと平滑化多値
データとに基づく識別については、平滑化多値データを
得るための平滑化手段のサイズを小さくすることによ
り、平滑化のために必要な遅延用メモリの構成を小さく
することができる。これにより、装置構成の肥大化を抑
えつつ、画調識別の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示すのブロック図、第２図は従来技術を示すブロック図、第３図は２次元平滑化回路１の詳細ブロック図、第４図（Ａ）および（Ｂ）は第２の識別回路５を示す詳
細ブロック図、第５図は画調識別アルゴリズムを説明する図、第６図および第７図は第１の識別回路４の詳細ブロック
図である。 I_N……入力端子、OUT……出力端子、１……２次元平滑
化回路、２……ディザ処理回路、３……高解像２値化回
路、４……第１の識別回路、５……第２の識別回路、P_O
……画像データ、Ｐ……高解像２値信号、P_S……２次元
平滑化信号、10,11,12,13……RAM、15,16,17,18,24,25
……遅延フリップフロップ、14,19……加算回路、20…
…割算器、21……ディザROM、30,31……加算器、32……
マルチプレクサ、33……コンパレータ、34……遅延回
路、35……ROM。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画素毎の多値データを入力する入力手段
と、前記入力手段により入力された多値データを所定の閾値
により２値化し、画素毎の２値化データを出力する２値
化手段と、前記２値化手段により出力された２値化データの第１の
サイズの領域内における配列に基づいて、画調の識別を
画素毎に行う第１の識別手段と、前記第１のサイズより小さい第２のサイズの領域内にお
いて、前記入力手段により入力された多値データを平滑
化し、画素毎の平滑化多値データを出力する平滑化手段
と、前記入力手段により入力された多値データと前記平滑化
手段により出力された平滑化多値データとに基づいて、
画調の識別を画素毎に行う第２の識別手段とを備え、前記第１および第２の識別手段の両識別結果に基づい
て、画素毎に画調を識別することを特徴とする画調識別
装置。