JPH1032718A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力画像濃度にかかわらずがたつきのない滑
らかな輪郭画像を出力することができる画像処理装置を
提供する。 【解決手段】 画像データは連続して１画素分ずつ遅れ
た３画素分のデータを画像データ入力部から走査ウィン
ドウ１２に行列方向に入力する。注目画素を画像輪郭上
に検出するために所定の画像パターンが計数比較テーブ
ル１３に記憶され、その所定の画像パターンと入力され
た画像データとが判定部１４で判定される。判定部１４
の判定結果に応じて、注目画素が画像輪郭上にあると判
定されたときは注目画素を黒に、それ以外の場合は白に
濃度データを濃度置換部１５で置換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は輪郭画像出力を行
なう画像処理装置に関し、特に複写機やプリンタなどの
画像出力装置において、入力画像データより文字や線画
像のエッジの検出を行なって、輪郭画像出力を行なう画
像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に複写機やプリンタなどの画像出力
装置では、読取装置等により入力された多値画像データ
を２値データに変換して出力する処理が行なわれてい
る。ところで、このような画像出力装置は、トナーを使
用して文字、絵図等を印字しているため、トナーが減少
した場合には、出力文字、絵図にかすれが生じるという
問題が起こる。このような問題に対して、従来はたとえ
ば、画像データを注目ラインごとに走査しながら、注目
画素の上下左右に隣接した画素データを参照し、注目画
素とそれら隣接画素との白黒の変化がある場合に注目画
素をエッジとして検出していた。

【０００３】そして、画像データのエッジ検出（輪郭抽
出）は、画像部と周辺部（下地）の濃度変化を微分によ
って抽出することによって行なっていた。ここで１次の
微分の代表例が「勾配」であり、２次の微分の代表例が
デジタルフィルタ（ラプラシアンフィルタ）を用いたラ
プラシアン変換である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
で述べた、注目画素と隣接画素との白黒の変化を利用す
るという方法は、入力画像データの輪郭のがたつきや孤
立点画素がある場合には、それらの画素もエッジの一部
とみなしてしまう。その結果、出力される輪郭画像にも
輪郭にがたつきが発生し、また孤立点画素がノイズとし
て現われてしまうという問題が起こる。また、ラプラシ
アンフィルタなどのエッジ検出フィルタを用いる方法で
は、対象画像の濃度差がある場合、低濃度部と高濃度部
とにおいてフィルタ出力の差がある。したがって、しき
い値を設定し、所定のフィルタ出力が得られる場合にの
み輪郭抽出を行なっている。しかしながら、しきい値を
高くすれば低濃度部の輪郭検出ができくなり、また低く
すると輪郭近傍に分布する孤立点や低濃度画素までも検
出してしまうという問題があった。

【０００５】さらに、濃度変化を微分によって抽出する
方法では、ラプラシアンフィルタだけでは画像部のエッ
ジ検出できても、画像部内部では濃度変化が存在しない
ため、画像部の内部の検出ができなかった。その結果、
ラプラシアンフィルタでは、各画素に対する走査が周囲
の画素と独立して行なわれるため、画像の２次的な（平
面的な）特徴がとらえられないという問題があった。

【０００６】この発明は上記のような問題を解消するた
めになされたもので、入力画像濃度にかかわらず、また
がたつきのない滑らかな輪郭画像を出力することができ
る画像処理装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る画像処理装置は、所定の注目画素が、画像エッジ部に
あるか否かを判別するエッジ部判別手段と、エッジ部判
別手段より注目画素がエッジ部にないと判別された場
合、注目画素を所定濃度の画素に置換する濃度置換手段
とを含む。

【０００８】注目画素が画像のエッジ部にない場合に
は、その注目画素を所定濃度の画素に置換するため、画
像部をエッジ部とエッジ以外の部分（画像内部）に分け
て検出し、エッジが画像内部の場合には、画像内部を表
わす所定濃度の画素に濃度が置換される。各画素に対し
て周囲の画素を考慮して濃度の置換が行なわれるため、
画像の２次的な特徴がとらえられる。また、入力画像濃
度にかかわらずがたつきのない滑らかな輪郭画像を出力
することができる。

【０００９】請求項２に係る画像処理装置は、画像デー
タを連続的に入力する入力手段と、入力された画像デー
タを行列方向に複数取込む画像データ取込手段と、画像
データ取込手段に取込まれた画像データに対して行また
は列方向に所定の計数値を設定した計数設定手段と、計
数手段の計数結果と計数設定手段の計数値を比較する計
数値比較手段と、計数値比較手段の比較結果に応じて行
列内のデータを置換える置換手段とを含む。

【００１０】請求項２に係る画像処理装置においては、
入力画像データを行列方向に連続して走査ウィンドウに
取込み、所定濃度範囲にある画素数を行列方向に計数す
る。所定の注目画素が画像エッジ上にあるか否かの判定
をするための予め設定された計数値テーブルとの比較を
行なう。その比較結果に応じて入力された画像データの
置換えを行なう。注目画素が画像エッジ上にあるか否か
に応じて入力画像データの濃度の置換えを行なうため、
高品質な輪郭画像を出力することができる。

【００１１】請求項３に係る画像処理装置においては、
請求項２における画像処理装置の計数テーブルは注目画
素が画像エッジに含まれるように、計数値を行列方向の
ラインごとに設定し、置換手段は計数値比較手段によっ
て所定の結果が得られたときは注目画素を黒画素に、そ
れ以外の場合は白画素と設定する。

【００１２】注目画素が画像エッジに含まれる場合は注
目画素を黒画素に設定し、そうでないときは白画素と設
定するため、輪郭のはっきりした画像データが出力でき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１はこの発明に係る画像処理装置
の要部を示すブロック図である。図１を参照して、画像
処理装置１は、入力された画像信号から１ラインごとに
遅延された３ライン分の画像信号を得るための画像信号
入力部１１と、画像信号入力部１１に接続された行列方
向に３画素データずつ画像データを保持できる走査ウィ
ンドウ１２と、走査ウィンドウ１２に接続され、予め設
定した計数値を保持する計数比較テーブル１３と、計数
比較テーブル１３に接続され、注目画素が輪郭画像上に
あるか否かの判定を行なう判定部１４と、判定部１４の
判定結果に応じて注目画素の濃度の置換えを行なう濃度
置換部１５とを含む。

【００１４】画像信号入力部１１は連続的に接続された
２個のラインメモリ１０を含み、このラインメモリ１０
によって１ラインごとに遅延された３ライン分の画像信
号を得る。なお、この入力画像信号は２値、多値を問わ
ない。走査ウィンドウ１２は、注目画素を中心とした３
×３画素から構成され、行列両方向の所定濃度範囲内に
ある画素を計数する。計数比較テーブル１３は走査ウィ
ンドウ１２での計数結果と自分が有している予め設定し
た計数値とを比較する。判定部１４は計数比較テーブル
１３による比較に基づいて注目画素が輪郭画像上にある
か否かの判定を行なう。濃度置換部１５は比較結果によ
り注目画素が輪郭画像上であると判定された場合は注目
画素濃度の置換えを行ない輪郭画像を得る。

【００１５】次に図２を参照して線画像検出の詳細を説
明する。図２は走査ウィンドウ１２の詳細を示す図であ
る。まず３ライン分の入力画像信号から３×３画素の画
像データａ（ｉｊ）（ｉ，ｊ＝１，２，３）を得る。な
お、ａ２２は注目画素である。次に、これらの画素デー
タをもとに、走査ウィンドウ１２の各行、列（行列方
向）成分において、所定濃度範囲にある画素の画素数を
計数する。

【００１６】たとえば入力画像データが２値である場合
には、所定濃度を０とすればよく、多値である場合に
は、所定濃度範囲をたとえば０から１５とする。このカ
ウント数を図２に示すようにｎ１０〜ｎ３０およびｎ０
１〜ｎ０３とする。

【００１７】この所定濃度範囲は、入力画像データの下
地レベル画素の計数を行なうことができるように設定す
る。この計数値は、３×３サイズの走査ウィンドウ１２
の場合、０から３の値をとり、３のときは、その計数し
た行または列方向の画素の濃度はすべて所定範囲濃度
（下地レベル）であることを示す。０の場合は、下地以
外の画像、１の場合は３画素のうち２画素が下地以外の
画像、２の場合は３画素のうち１画素が下地以外の画像
であることを表わす。本画像処理装置においては、この
計数値が０もしくは１の場合に、線画像と判定すること
にしている。つまり、計数値が０もしくは１の場合は、
下地レベル画素が０もしくは１個、すなわち、画像デー
タが２もしくは３個から構成される線画像であると判定
することで画像エッジ上に途切れやがたつきがある場合
にも輪郭画像を効率よく出力することができるようにな
る。ここまでの処理において、３×３サイズの走査ウィ
ンドウ１２の縦横３ラインずつにおける線画像の有無が
検出される。

【００１８】具体例を図３を用いて説明する。図３は線
（文字）画像の一部と走査ウィンドウ１２の関係を示す
模式図である。なお、この例では横線（文字）画像につ
いてのみ示しているが、縦線の場合も同様である。ここ
で走査ウィンドウ１２が線画像２１，２２に対して図中
ａ〜ｆの関係にあるものとする。

【００１９】ａの場合には、走査ウィンドウ１２内に線
画像は検出されないが、ｂ、ｆでは行方向に１ラインの
線画像が、ｃおよびｅの場合は行方向２ライン、列方向
３ラインが検出され、ｄの場合は行列方向に３ラインず
つの線画像がそれぞれ検出される。なお、図中＊は注目
画素を表わす。

【００２０】ここで輪郭画像出力をパイプライン処理で
行なうためには、注目画素を画像輪郭上に検出すること
が望ましい。したがって、図中ｃ，ｆ以外はこの目的か
ら外れており（ｃ，ｆでは注目画素が画素エッジ上に存
在している）、これらを除外する必要がある。そこで、
以下に示すような計数値テーブルを設定しておき、実際
に走査ウィンドウ内での計数値とテーブルを比較し、合
致するか否かにより注目画素が画像エッジ上にある場合
のみ抽出する。この計数値テーブルは計数値ｎが０もし
くは１の場合をＢ（画像）で、計数値ｎが２もしくは３
の場合をＷ（下地）で表している。

【００２１】

【表１】

【００２２】上記数値テーブルに合致する線画像パター
ンを図示したものが図４に示したｇ、ｈ、ｉである。行
方向についてのみ示してあるが、列方向についても同様
である。なお、計数値ｎは０と３の場合のみのものであ
る。図中ｇは１画素幅であり、ｈおよびｉは２画素幅以
上の線画像を示す。注目画素はいずれにおいても線画像
のエッジ上に含まれている。

【００２３】図５（ａ）、（ｂ）は計数値テーブルに合
致しない場合の線画像パターン例である。これらは、走
査ウィンドウ１２内には線画像が検出されているが注目
画素が線画像エッジに含まれていないため、本処理では
輪郭検出としない。

【００２４】以上の例においては、行方向のみについて
説明したが、実際の計数値テーブルとの比較は行列方向
について行ない、注目画素が画像エッジ上にあるか否か
の判定を行なう。

【００２５】図６は計数値比較手順を示すフローチャー
トである。図６を参照して、計数値比較においては、ま
ず行方向が合致するか否かを判別する（ステップＳ１
１、以下ステップを略す）。行方向が合致しないときは
列方向が合致するか否かを判別する（Ｓ１２）。いずれ
においても合致しないときは注目画素がエッジ上にない
と判断する（Ｓ１３）。行方向または列方向において合
致した場合は（Ｓ１１，Ｓ１２でＹＥＳ）、注目画素が
エッジ上にあると判別する（Ｓ１４）。

【００２６】図６に示すように、行列方向の計数比較を
行なった結果の少なくとも１つが合致すれば、注目画素
が画像エッジ上にあるとみなされる。なお、行列のチェ
ックの順序は問わない。

【００２７】図７および図８は走査ウィンドウ１２内に
行列方向の線画像が検出され、計数値比較手段による比
較結果が合致した場合の例を示す模式図である。図７は
図８における線画像２３〜２６のそれぞれの位置におけ
るウィンドウｊ、ｋ、ｍの内容を示している。

【００２８】判定部１４が図７および図８を用いて注目
画素が画像エッジ上にあると判定したときは、濃度変換
部１５は注目画素を黒画素に、またそれ以外の場合には
白画素へ置換える。このようにして得られた画像データ
を図９に示す。図に示すように注目画素が画像エッジ上
にある部分のみは黒画素に設定され、それ以外の部分が
白画素に置換えられるため、画像のエッジ部が明確に表
示される。その結果、明確な輪郭画像を提供することが
できる。

【００２９】なお、本願発明に係る画像処理装置はレー
ザプリンタやスキャナに限らず、パソコンの画像表示や
ページメモリ内での画像補正処理にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る画像処理装置の要部を示すブロ
ック図である。

【図２】走査ウィンドウの構成を示す図である。

【図３】線画像と走査ウィンドウの位置関係を示す図で
ある。

【図４】計数値テーブルに合致する線画像パターンを示
す図である。

【図５】計数値テーブルに合致しない場合の線画像パタ
ーンを示す図である。

【図６】計数値比較手段の処理を示すフローチャートで
ある。

【図７】走査ウィンドウ内に行列方向の線画像が検出さ
れ、計数値比較による比較結果が合致した場合の例を示
す図である。

【図８】走査ウィンドウと線画像の位置関係を示す図で
ある。

【図９】図８を入力画像とした場合の処理例を表わす図
である。

【符号の説明】

１０ ラインメモリ １１ 画像信号入力部 １２ 走査ウィンドウ １３ 計数比較テーブル １４ 判定部 １５ 濃度置換部 ２１〜２７ 線画像

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の注目画素が画像エッジ部にあるか
   否かを判別するエッジ部判別手段と、 前記エッジ部判別手段より、前記注目画素がエッジ部に
   ないと判別された場合、前記注目画素を所定濃度の画素
   に置換する濃度置換手段とを含む、画像処理装置。
2. 【請求項２】 画像データを連続的に入力する入力手段
   と、 前記入力された画像データを行列方向に複数取込む画像
   データ取込手段と、 前記画像データ取込手段に取込まれた画像データに対し
   て前記行または列方向において所定の濃度範囲にある画
   素を前記行または列ごとに計数する手段と、 前記行列ごとに所定の計数値を設定する計数設定手段
   と、 前記計数手段の計数結果と前記計数設定手段の計数値を
   比較する計数値比較手段と、 前記計数値比較手段の比較結果に応じて前記行列内の画
   素データを置換える置換手段とを含む、画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記計数設定手段は、所定の注目画素が
   画像データを形成する画像のエッジ上に含まれるよう
   に、計数値を前記行列ごとに設定し、 前記置換手段は前記計数値比較手段によって所定の結果
   が得られたとき、前記注目画素を黒画素に変換し、前記
   所定の結果を得られなかったとき白画素とする、請求項
   ２に記載の画像処理装置。