JPH10224626A

JPH10224626A - 画像二値化方法

Info

Publication number: JPH10224626A
Application number: JP9039732A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Tamaoki; 俊平玉置
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-02-10
Filing date: 1997-02-10
Publication date: 1998-08-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】二値化画像における線画の連結性を保ちなが
ら、適正な線幅を得ることのできる画像二値化方法を提
供する。【解決手段】二値化処理部５において注目画素の二値
化判定結果が黒画素の連結性の切断に影響を及ぼす場合
には、閾値を低いレベルに、また、影響を及ぼさない場
合は、閾値を高いレベルに設定するようにする。たとえ
ば、注目画素の周囲隣接画素を調べ、白黒が反転してい
る画素の数、連続する黒画素の数、４連結部の白画素の
数から閾値を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定解像度で読み
取られて、１画素当たり所定ビット数に形成された画像
データを、二値化処理する画像二値化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ファクシミリ装置では、画像を
二値化した状態でやりとりし、受信側では、二値化画像
を記録出力している。そのために、送信側では、送信原
稿をスキャンして所定解像度の画像データを作成し、そ
の画像データを二値化処理して送信画像データを作成す
る。

【０００３】この二値化処理の際、元の画像データ（多
値データ）を二値化するための閾値は、送信原稿に現れ
る文字や図形の細線がなるべく切れることのないような
値に設定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そのために、二値化デ
ータを印字出力して得られた画像（以下、二値化画像と
いう）においては、原画像における細線はより太い線と
なり、文字や線画の画像のシャープネスが劣化するとい
う不具合を生じていた。

【０００５】また、二値化画像を再度読み取って、二値
化し、その二値化データを印字出力して得られるいわゆ
るジェネレーションコピー画像では、文字部や線画細部
につぶれが生じ、画質が大幅に劣化するという不具合を
生じていた。

【０００６】なお、画質劣化を改善するものとして、Ｍ
ＴＦ補正処理があるが、このＭＴＦ補正処理では、補正
の度合いを強めると原稿地肌汚れなどが目立つ画像が形
成され、画像のボケは解消されるがノイズが目立ち、却
って画質が劣化するという事態を生じる。

【０００７】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、二値化画像における線画の連結性を保ちなが
ら、適正な線幅を得ることのできる画像二値化方法を提
供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定解像度で
読み取られて、１画素当たり所定ビット数に形成された
画像データを、二値化処理する画像二値化方法におい
て、二値化対象の注目画素の周囲に所定態様で隣接する
複数の周囲隣接画素のうち、二値化処理後の周囲隣接画
素はその二値化データを、二値化処理前の周囲隣接画素
はあらかじめ設定された第１の閾値で二値化処理した結
果得られた二値化データをそれぞれ用い、それらの複数
の周囲隣接画素の二値化データのパターンに基づいて、
注目画素を二値化するための第２の閾値を決定し、その
決定した第２の閾値により、注目画素を二値化処理する
ようにしたものである。また、前記第１の閾値は、前記
複数の周囲隣接画素のうち、二値化処理前の周囲隣接画
素の濃度平均値に応じて設定することができる。

【０００９】また、所定解像度で読み取られて、１画素
当たり所定ビット数に形成された画像データを、二値化
処理する画像二値化方法において、二値化対象の注目画
素の周囲に所定態様で隣接する複数の周囲隣接画素の濃
度の平均値を算出し、その平均値に基づいて、第１の閾
値を決定する一方、上記複数の周囲隣接画素のうち、二
値化処理後の周囲隣接画素はその二値化データを、二値
化処理前の周囲隣接画素は上記第１の閾値で二値化処理
した結果得られた二値化データをそれぞれ用い、それら
の複数の周囲隣接画素の二値化データのパターンに基づ
いて、注目画素を二値化するための第２の閾値を決定
し、その決定した第２の閾値により、注目画素を二値化
処理するようにしたものである。また、前記第１の閾値
は、前記算出した平均値の大きさに応じて、所定の大値
または小値に設定するとよい。また、前記第２の閾値
は、複数の値から１つを選択するようにするとよい。

【００１０】また、所定解像度で読み取られて、１画素
当たり所定ビット数に形成された画像データを、二値化
処理する画像二値化装置において、二値化対象の注目画
素の周囲に所定態様で隣接する複数の周囲隣接画素のう
ち、二値化処理後の周囲隣接画素の二値化データのパタ
ーンと、二値化処理前の周囲隣接画素の濃度の平均値に
基づいて、注目画素を二値化するための閾値を決定し、
その決定した閾値により、注目画素を二値化処理するよ
うにしたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の一実施例にかかる画像処
理装置を示している。

【００１３】同図において、画像入力装置１は、原稿画
像を所定解像度（例えば、２００ｄｐｉ）でスキャンし
て、画像を画素に分解するとともに、おのおのの画素を
光電変換して、順次アナログ画像信号ＡＰとして出力す
るものであり、そのアナログ画像信号ＡＰは、アナログ
処理部２に加えられている。

【００１４】アナログ処理部２は、入力したアナログ画
像信号ＡＰについて、所定のアナログ画像処理（γ処理
等）を適用するものであり、その出力信号は、アナログ
画像信号ＡＰａとして、アナログ／デジタル変換器３に
加えられる。

【００１５】アナログ／デジタル変換器３は、入力した
アナログ画像信号ＡＰａを、所定ビット数（例えば、８
ビット）のデジタル信号に変換するものであり、その変
換後のデジタル画像データＤＰは、ＭＴＦ（空間周波
数）補正部４に加えられる。

【００１６】ＭＴＦ補正部４は、入力されるデジタル画
像データＤＰに対して、画像のボケを解消するための所
定のＭＴＦ補正演算を適用するものであり、その出力
は、多値画像データＤＰａとして、二値化処理部５に加
えられる。

【００１７】二値化処理部５は、入力される多値画像デ
ータＤＰａに対して、後述する所定の二値化処理を適用
し、おのおのの画素のデータを１ビットの二値画像デー
タに変換するものであり、その出力データは、二値画像
データＢＷとして、出力回路６を介し、次段装置に出力
される。

【００１８】ここで、二値化処理部５の二値化処理は、
図２に示すように、注目画素Ｘと、その注目画素Ｘの周
囲隣接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの多値画像
データＤＰａまたは二値画像データＢＷに基づいて行わ
れる。また、この場合、周囲隣接画素Ａ〜Ｄは既に二値
化処理が終了している画素であり、それ以外の周囲隣接
画素Ｅ〜Ｈは二値化処理が終了していない画素である。

【００１９】この二値化処理の一例を図３に示す。

【００２０】まず、周囲隣接画素Ａ〜Ｄの二値画像デー
タＢＷを入力し（処理１０１）、次いで、周囲隣接画素
Ｅ〜Ｈおよび注目画素Ｘの多値画像データＤＰａを入力
する（処理１０２）。

【００２１】次に、周囲隣接画素Ｅ〜Ｈの多値画像デー
タＤＰａを、それぞれ所定の閾値ＴＡ（例えば、「１１
２」）で二値化して、暫定二値化データＢＷａを形成す
る（処理１０３）。なお、この閾値ＴＡの値は、周囲隣
接画素Ｅ〜Ｈの多値画像データＤＰａの平均値に応じて
適宜な値に設定することもできる。

【００２２】そして、周囲隣接画素Ａ〜Ｄの二値画像デ
ータＢＷ、および、周囲隣接画素Ｅ〜Ｈの暫定二値化デ
ータＢＷａに基づいて、注目画素Ｘを二値化するための
閾値ＴＨを判定する（処理１０４）。この判定処理（後
述）では、注目画素Ｘでの黒画素の連結性を保存できる
ように、レベルが高い閾値ＴＨｈ（例えば、「１２
８」）とレベルが低い閾値ＴＨｌ（例えば、「９６」）
のいずれか一方が選択される。

【００２３】次いで、注目画素Ｘの多値画像データＤＰ
ａを、判定した閾値ＴＨで二値化して（処理１０５）、
その二値化データを、注目画素Ｘの二値化データＢＷと
して出力する（処理１０６）。

【００２４】処理１０４の判定処理の一例を図４に示
す。

【００２５】まず、周囲隣接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈの順に各画素を調べて、黒画素の数（周囲黒
画素数）を計数する（処理２０１）。次に、周囲隣接画
素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの順に各画素を調べ
て、白黒が反転している画素数を計数し、その画素数の
１／２を領域数として判定する（処理２０２）。

【００２６】また、周囲隣接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈの順に各画素を調べて、連続する黒画素の数
の最大値（最大黒画素領域サイズ）を求める（処理２０
３）。次に、周囲隣接画素Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇ（これらの画
素を４連結画素という）の中で、白画素になっている数
（４連結白画素数）を計数する（処理２０４）。

【００２７】このようにして求めた周囲黒画素数、領域
数、最大黒画素領域サイズ、および、４連結白画素数に
基づき、図５および図６に示した変換表を参照して、閾
値ＴＨを、レベルが高い閾値ＴＨｈ（図５および図６の
判定の欄が「Ｈ」）、または、レベルが低い閾値ＴＨｌ
（図５および図６の判定の欄が「Ｌ」）のいずれかに設
定する。

【００２８】周囲隣接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｈの白黒パターンと、閾値ＴＨの設定の一例を図７
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示す。同図
（ａ）は、周囲隣接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，
Ｈに黒画素が２つある場合のパターンの一例（回転して
重なるパターンを含む）を示し、同図（ｂ）は、周囲隣
接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに黒画素が３つ
ある場合のパターンの一例（回転して重なるパターンを
含む）を示し、同図（ｃ）は、周囲隣接画素Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに黒画素が５つある場合のパタ
ーンの一例（回転して重なるパターンを含む）を示し、
同図（ｄ）は、周囲隣接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｈに黒画素が６つある場合のパターンの一例（回転
して重なるパターンを含む）を示し、同図（ｅ）は、周
囲隣接画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈに黒画素が
４つある場合のパターンの一例（回転して重なるパター
ンを含む）を示している。なお、それぞれのパターンの
上に記載した「Ｈ」は、閾値ＴＨとして閾値ＴＨｈを設
定する場合を示し、「Ｌ」は、閾値ＴＨとして閾値ＴＨ
ｌを設定する場合を示す。

【００２９】すなわち、この判定処理では、注目画素Ｘ
の二値化判定結果が黒画素の連結性の切断に影響を及ぼ
す場合には、閾値ＴＨを低いレベルに、また、影響を及
ぼさない場合は、閾値ＴＨを高いレベルに設定するよう
にして、二値化画像に現れる文字や線画の太りおよび細
線の切れを抑制することができるようにしている。

【００３０】以上のように、本実施例では、注目画素Ｘ
の二値化判定結果が黒画素の連結性の切断に影響を及ぼ
す場合には、閾値ＴＨを低いレベルに、また、影響を及
ぼさない場合は、閾値ＴＨを高いレベルに設定するよう
にしているので、二値化画像における線画の連結性を保
ちながら、適正な線幅を得ることができ、二値化画像の
画質劣化を防止できる。

【００３１】図８は、本発明の他の実施例にかかる二値
化処理の一例を示している。

【００３２】まず、周囲隣接画素Ａ〜Ｄの二値画像デー
タＢＷを入力し（処理３０１）、次いで、周囲隣接画素
Ｅ〜Ｈおよび注目画素Ｘの多値画像データＤＰａを入力
する（処理３０２）。

【００３３】次に、周囲隣接画素Ｅ〜Ｈの多値画像デー
タＤＰａを暫定的に二値化するための閾値ＴＢを算出す
る（処理３０３）。この場合、例えば、周囲隣接画素Ｅ
〜Ｈの多値画像データＤＰａの平均値ＭＡを算出し、そ
の平均値ＭＡの値が「１２７」以下の場合には、閾値Ｔ
Ｂを「１１２」に設定し、平均値ＭＡの値が「１２７」
よりも大きい場合には、閾値ＴＢを「１３６」に設定す
る。

【００３４】次いで、周囲隣接画素Ｅ〜Ｈの多値画像デ
ータＤＰａをそれぞれ閾値ＴＢで二値化して、暫定二値
化データＢＷａを形成する（処理３０４）。

【００３５】そして、図４と同様の判定処理を実行し
て、周囲隣接画素Ａ〜Ｄの二値画像データＢＷ、およ
び、周囲隣接画素Ｅ〜Ｈの暫定二値化データＢＷａに基
づいて、注目画素Ｘを二値化するための閾値ＴＨを判定
する（処理３０５）。

【００３６】次いで、注目画素Ｘの多値画像データＤＰ
ａを、判定した閾値ＴＨで二値化し（処理３０６）、そ
の二値化データを、注目画素Ｘの二値化データＢＷとし
て出力する（処理３０７）。

【００３７】このようにして、本実施例では、まだ二値
化処理を終了していない周囲隣接画素Ｅ〜Ｈについて
は、その平均濃度に基づいて算出した閾値に基づいて暫
定二値画像データを作成しているので、注目画素Ｘの閾
値ＴＨを、より適正に判定することができる。

【００３８】図９は、本発明の他の実施例にかかる二値
化処理の一例を示している。

【００３９】まず、周囲隣接画素Ａ〜Ｄの二値画像デー
タＢＷを入力し（処理４０１）、次いで、周囲隣接画素
Ｅ〜Ｈおよび注目画素Ｘの多値画像データＤＰａを入力
する（処理４０２）。

【００４０】次に、周囲隣接画素Ｅ〜Ｈの多値画像デー
タＤＰの平均値ＭＭを算出する（処理４０３）。次に、
周囲隣接画素Ａ〜Ｄの二値画像データＢＷと、平均値Ｍ
Ｍに基づいて、図１０に示した判定表を参照し、注目画
素Ｘを二値化するための閾値ＴＨを判定する（処理４０
５）。

【００４１】ここで、図１０の表における「未処理部平
均濃度」の比較値Ｔｈは例えば、「１１２」に設定する
ことができる。したがって、周囲隣接画素Ａ〜Ｄの二値
画像データＢＷがそれぞれ「１」、「０」、「０」、
「０」で、平均値ＭＭ（すなわち、「未処理部平均濃
度」）が「１１２」以下の場合には、閾値ＴＨとして高
いレベルの閾値ＴＨｈが判定され、周囲隣接画素Ａ〜Ｄ
の二値画像データＢＷがそれぞれ「１」、「０」、
「０」、「０」で、平均値ＭＭが「１１２」よりも大き
い場合には、閾値ＴＨとして低いレベルの閾値ＴＨｌが
判定される。

【００４２】次いで、注目画素Ｘの多値画像データＤＰ
ａを、判定した閾値ＴＨで二値化し（処理４０６）、そ
の二値化データを、注目画素Ｘの二値化データＢＷとし
て出力する（処理４０７）。

【００４３】このようにして、本実施例では、まだ二値
化処理を終了していない周囲隣接画素Ｅ〜Ｈについて
は、その平均濃度を所定の閾値と比較した結果を用い
て、注目画素Ｘの閾値ＴＨを判定しているので、二値化
処理の処理量を削減することができ、高速処理に好適で
ある。

【００４４】なお、上述した実施例では、画像の解像度
を２００ｄｐｉとして説明したが、例えば、４００ｄｐ
ｉの場合でも、同様の処理を適用して画像を二値化処理
することができる。また、１画素当たりのビット数も、
８ビットに限らない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
注目画素の二値化判定結果が黒画素の連結性の切断に影
響を及ぼす場合には、閾値を低いレベルに、また、影響
を及ぼさない場合は、閾値を高いレベルに設定するよう
にしているので、二値化画像における線画の連結性を保
ちながら、適正な線幅を得ることができ、二値化画像の
画質劣化を防止できるという効果を得る。

【００４６】また、まだ二値化処理を終了していない周
囲隣接画素については、その平均濃度に基づいて算出し
た閾値に基づいて暫定二値画像データを作成しているの
で、注目画素の閾値を、より適正に判定することができ
るという効果も得る。

【００４７】また、まだ二値化処理を終了していない周
囲隣接画素については、その平均濃度を所定の閾値と比
較した結果を用いて、注目画素の閾値を判定しているの
で、二値化処理の処理量を削減することができ、高速処
理に好適であるという効果も得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる画像処理装置を示し
たブロック図。

【図２】二値化処理時に参照する周囲隣接画素の配置態
様について示した概略図。

【図３】二値化処理の一例を示したフローチャート。

【図４】判定処理の一例を示したフローチャート。

【図５】判定処理で参照する判定表の一例の一部を示し
た概略図。

【図６】判定処理で参照する判定表の一例の残りの部分
を示した概略図。

【図７】周囲隣接画素の白黒パターンと、閾値の設定の
一例を示した概略図。

【図８】二値化処理の他の例を示したフローチャート。

【図９】二値化処理の別の例を示したフローチャート。

【図１０】図９の二値化処理で参照する判定表の一例を
示した概略図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定解像度で読み取られて、１画素当た
り所定ビット数に形成された画像データを、二値化処理
する画像二値化方法において、二値化対象の注目画素の周囲に所定態様で隣接する複数
の周囲隣接画素のうち、二値化処理後の周囲隣接画素は
その二値化データを、二値化処理前の周囲隣接画素はあ
らかじめ設定された第１の閾値で二値化処理した結果得
られた二値化データをそれぞれ用い、それらの複数の周
囲隣接画素の二値化データのパターンに基づいて、注目
画素を二値化するための第２の閾値を決定し、その決定
した第２の閾値により、注目画素を二値化処理すること
を特徴とする画像二値化方法。
【請求項２】前記第１の閾値は、前記複数の周囲隣接
画素のうち、二値化処理前の周囲隣接画素の濃度平均値
に応じて設定されることを特徴とする請求項１記載の画
像二値化方法。
【請求項３】所定解像度で読み取られて、１画素当た
り所定ビット数に形成された画像データを、二値化処理
する画像二値化方法において、二値化対象の注目画素の周囲に所定態様で隣接する複数
の周囲隣接画素の濃度の平均値を算出し、その平均値に
基づいて、第１の閾値を決定する一方、上記複数の周囲隣接画素のうち、二値化処理後の周囲隣
接画素はその二値化データを、二値化処理前の周囲隣接
画素は上記第１の閾値で二値化処理した結果得られた二
値化データをそれぞれ用い、それらの複数の周囲隣接画
素の二値化データのパターンに基づいて、注目画素を二
値化するための第２の閾値を決定し、その決定した第２
の閾値により、注目画素を二値化処理することを特徴と
する画像二値化方法。
【請求項４】前記第１の閾値は、前記算出した平均値
の大きさに応じて、所定の大値または小値に設定される
ことを特徴とする請求項２記載の画像二値化方法。
【請求項５】前記第２の閾値は、複数の値から１つが
選択されることを特徴とする請求項１または請求項２ま
たは請求項３記載の画像二値化方法。
【請求項６】所定解像度で読み取られて、１画素当た
り所定ビット数に形成された画像データを、二値化処理
する画像二値化装置において、二値化対象の注目画素の周囲に所定態様で隣接する複数
の周囲隣接画素のうち、二値化処理後の周囲隣接画素の
二値化データのパターンと、二値化処理前の周囲隣接画
素の濃度の平均値に基づいて、注目画素を二値化するた
めの閾値を決定し、その決定した閾値により、注目画素
を二値化処理することを特徴とする画像二値化方法。