JPH1070650A - 合成ドキュメント画像の複製方法 - Google Patents

合成ドキュメント画像の複製方法

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JPH1070650A
JPH1070650A JP9148631A JP14863197A JPH1070650A JP H1070650 A JPH1070650 A JP H1070650A JP 9148631 A JP9148631 A JP 9148631A JP 14863197 A JP14863197 A JP 14863197A JP H1070650 A JPH1070650 A JP H1070650A
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JP
Japan
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pixel
image
text
halftone
frequency
Prior art date
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JP9148631A
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Inventor
Jeng-Nan Shiau
シアウ ジャン−ナン
Zhigang Fan
ファン シガン
Raymond J Clark
ジェイ．クラーク レイモンド
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Xerox Corp
Original Assignee
Xerox Corp
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Publication date
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
    • H04N1/40062—Discrimination between different image types, e.g. two-tone, continuous tone

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 テキスト／グラフィック情報がハーフトーン
濃淡領域に組み込まれる画像の複製方法を提供し、組み
込まれるテキストの外観のぼやけを改良する。 【解決手段】 画像複製は画像のデジタル表現の入力10
で開始する。画像データＶi,j は、周波数分析ステップ
20で分析される。また、画像データＶi,j は、平均化処
理30で処理される。得られた平均画像Ａi,j は、ピクセ
ルロケーション毎の、そのピクセルロケーション及び周
囲ピクセルロケーションのピクセル値の局所平均値から
成る。次に、ステップ40において、平均画像Ａi,j は、
テキスト及び低域周波数ハーフトーン濃淡が、高域周波
数ハーフトーン濃淡と、識別される。次に、処理ステッ
プ50において、ビデオ画像データＶi,j 又はスクリーン
除去画像データＶ’i,j は、識別値Ｄi,j 及び周波数情
報ωi,j に基づいて処理される。最終的に、印刷ステッ
プ60で印刷される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】一般に、本発明は、テキスト
／グラフィック情報とハーフトーン濃淡領域(half-tone
tinted region) との両方を含む合成画像の複製に関す
る。特に、本発明はテキスト及び／又はグラフィック情
報がハーフトーン濃淡領域に組み込まれている画像の複
製に関する。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】ハーフト
ーン処理により生成された濃淡領域とその濃淡領域内に
組み込まれたテキスト及び／又はグラフィックを含む合
成ドキュメントを（例えば、デジタルコピー機により）
デジタル複製する場合、印刷品質を最適化するために、
画像をテキスト／グラフィック部分と濃淡ハーフトーン
部分とに分けることは望ましい。（テキスト及び／又は
グラフィックを、本明細書では単に「テキスト」と称
す。）しばしば、テキスト領域は強調されて、次にスレ
ショルド（閾値処理）又はエラー拡散を用いて描写(ren
der)される。低域周波数のハーフトーン領域をエラー拡
散を用いて複製することができる。高域周波数のハーフ
トーン領域をスクリーン除去フィルターリングを用いて
複製して、次に、出力印刷デバイス（装置）、例えばデ
ジタルコピー機プリンタに適切なスクリーンを用いてハ
ーフトーン化することができる。その様に行う方法は従
来技術で知られている。例えば、ストフェル(Stoffel)
の米国特許第４，１９４，２２１号及びシアウ(Shiau)
らの米国特許第５，２９３，４３０号を参照し、それら
の開示内容を援用して本明細書の一部とする。
【０００３】テキスト領域とハーフトーン濃淡領域間の
識別、及びそれらの領域への画像分割は、必ずしも単純
な命題とは限らない。ドキュメントが、ハーフトーン濃
淡領域内に組込れたテキストを含むことはよくある。従
来の複製方法では、このように組込れるテキストは、そ
の周囲のハーフトーン濃淡領域と同じ方法で複製され
た。従って、該テキストは低域通過フィルタにかけられ
てハーフトーン濃淡を構成する周囲ピクセルと共にスク
リーン除去された。結果として、組み込まれたテキスト
はぼやけた又は「ぎざぎざした(ragged)」外観を有すこ
とになった。（図１）。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ハーフトーン
濃淡領域内に組み込まれるテキストを検出し、そのテキ
ストと濃淡領域とをピクセルの各種類に適切な方法によ
り別個に描写することによりこの問題を克服する。従っ
て、第１の態様では、本発明は、ハーフトーン濃淡領域
を含み、テキスト及び／又はグラフィックがそのハーフ
トーン濃淡領域内に組み込まれている合成ドキュメント
画像を複製するための方法を提供する。その方法では、
ドキュメントのデジタル画像が提供される。デジタル画
像は、多数のピクセルを含み、その各々がピクセルのト
ーンを表す値を有する。ドキュメントの「平均画像」
は、ピクセルロケーション（位置）毎に、そのピクセル
ロケーションを取り囲む「平均化ウィンドウ(averaging
window)」内のピクセル値の平均を計算することにより
得られる。次に、「識別値」をピクセル毎に決定し、ピ
クセルがハーフトーン濃淡ピクセルかテキスト／グラフ
ィックピクセルであるかを示す。次に、この情報を用い
て、印刷デバイスを制御して少なくともドキュメント画
像の一部分を複製する。
【０００５】本発明の方法の実施の形態は下記特性を含
むことができる。平均画像は、単純な平均を用いて計算
できるか、加重平均を用いて計算できる。平均画像を計
算するために使用される平均化ウィンドウは、予め定め
られた次元を有することができ、またデジタル画像又は
デジタル画像の周波数成分を生成するために使用される
走査分解能に基づいて変わる可変次元も有することがで
きる。
【０００６】識別値は、各ピクセルを囲む近傍内の平均
ピクセル値の範囲を計算するか、ピクセルロケーション
毎に平均値エッジグラジエントを計算するか、又はピク
セルロケーション毎に平均ピクセル値の二次微分計数の
近似値を見いだすことにより、平均画像に基づき得る。
【０００７】複製するべき元のハーフトーン画像の周波
数レベルの入力デジタル画像を分析することができる。
印刷デバイスを、識別値と共にその周波数情報に従って
制御することができる。ドキュメント画像の部分を複製
する前に、デジタル画像にスクリーン除去フィルタをか
けることができる。
【０００８】本発明の方法により、組み込まれたテキス
ト及び／又はグラフィックを「抽出」可能なので、その
組込まれたテキスト及び／又はグラフィックを、それを
組み込んでいるハーフトーン濃淡なしに印刷することが
できる。
【０００９】別の態様では、本発明は、ハーフトーン濃
淡領域を含み、テキスト及び／又はグラフィックがその
ハーフトーン濃淡領域に組み込まれている合成ドキュメ
ント画像をデジタル複写するための装置を提供する。該
装置は、ドキュメントのデジタル画像を入力する入力デ
バイスを具備する。デジタル画像は多数のピクセルを具
備し、その各々がピクセルのトーンを表す値を有する。
その装置は、ピクセルロケーション毎に、そのピクセル
ロケーションを取り囲む平均化ウィンドウ内のピクセル
値の平均を計算することにより、ドキュメントの平均画
像を決定する平均化デバイスを有する。その装置はま
た、識別値をピクセル毎に決定し、ピクセルがハーフト
ーン濃淡ピクセルであるか又はテキスト／グラフィック
ピクセルであるかを示すテキスト検出器、及び前記識別
値に従って、印刷デバイスを制御して、少なくともドキ
ュメント画像の一部分の複製を出力するビデオプロセッ
サを含む。
【００１０】本発明の装置の実施の形態は、次の特徴を
含み得る。装置はデジタルコピー機とすることができ、
その場合、入力デバイスはスキャナとすることができ
る。該装置は、画像を分析してピクセルロケーション毎
に周波数レベルを決定する周波数検出器を含み得る。印
刷デバイスは、識別値と共に周波数情報に従って制御さ
れ得る。装置は、印刷デバイスがドキュメント画像の一
部分の複製を出力する前にスクリーン効果を除去するス
クリーン除去フィルタを含み得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図２に示されるように、本発明に
よる画像複製は画像のデジタル表現の入力１０により開
始する。デジタル表現は多数のピクセルを含み、また各
ピクセルの値はピクセルのトーンを示す。８ビット表現
では、例えば２５５のピクセル値は典型的には完全に白
のピクセルを示し、また０のピクセル値は完全に黒のピ
クセルを示す。図３に示されるように、デジタルコピー
機１００は、テキスト及び濃淡領域を有するドキュメン
ト１０４を走査して、ドキュメント画像のデジタル化表
現Ｖi,j を出力するスキャナ１０２を具備する。
【００１２】画像データＶi,j は、周波数分析ステップ
２０により周波数アナライザ１０９を用いて分析され
る。従来技術（例えば、上記引用されたストフェル又は
シアウらの特許）で知られているような周波数アナライ
ザ１０９は、画像データを分析して、それが連続トーン
の低域周波数ハーフトーンデータ画像であるか、又は高
域周波数ハーフトーン画像であるかを決定する。周波数
アナライザ１０９は、ピクセルが低域周波数ハーフトー
ン濃淡領域か又は高域周波数ハーフトーン濃淡領域のい
ずれに位置されるかを示す周波数情報ωi,j をピクセル
毎に出力する。
【００１３】また、バッファ１０６からの画像データＶ
i,j は、平均化処理３０（図２）を実施して平均画像Ａ
i,j を生成する平均化フィルタ１１２により処理され
る。平均画像Ａi,j は、ピクセルロケーション毎の、そ
のピクセルロケーション及び周囲ピクセルロケーション
のピクセル値の局所平均値から成る。言い換えると、局
所平均値は、画像中の各ピクセルを取り囲む局所平均化
ウィンドウ内のピクセル値を平均することにより得られ
る。平均化フィルタ１１２（図３）により実行される平
均化処理３０（図２）を、たたみ込み(convolution) と
して下記式（１）のように数学的に表すことができる。
【００１４】
【数１】
【００１５】式中、Ｃi,j は、フィルタ計数である。
【００１６】テキストがハーフトーン濃淡領域内に組み
込まれている時でさえ、平均化処理は、ハーフトーン濃
淡領域中のピクセル値のバラツキを「平滑化する(smoot
hesout)」が、テキストが存在する場所に明確なバラツ
キを残す。例えば、図４（Ａ）は、ハーフトーン濃淡領
域内に組み込まれる垂直ラインの近傍におけるピクセル
値の水平方向バラツキを表す。ハーフトーン濃淡領域は
ＨＴラベル付部分で表され；垂直ラインはＬラベル付部
分により表されている。図４（Ｂ）に示されるように、
ハーフトーン領域は、ＨＴ’ラベル付部分で示されるよ
うに、ほぼ均一な値に平滑化されているが、垂直ライン
に対応する領域Ｌ’は、局所ピクセル値の著しい変化を
示す。
【００１７】本発明の一つの実施の形態では、平均化ウ
ィンドウの大きさを予め決定することができる。或い
は、平均化ウィンドウの大きさが、入力ビデオ信号Ｖ
i,j の水平及び垂直周波数成分に基づいて変わることは
好ましい。最低でも、平均化ウィンドウは、水平又は垂
直方向の各々において、対応する方向の画像の「波
長」、即ち、画像の周期成分が反復するピクセル数、と
同じくらい大きくなくてはならない。しかしながら、平
均化ウィンドウが大きすぎると、ハーフトーン濃淡ピク
セルを囲むことで過度にバイアスされるテキストピクセ
ルの局所平均値に対する可能性が存在するので、テキス
トピクセルが全く存在しないように見える。更に、平均
化ウィンドウが大きい程、要求される計算力及びメモリ
による実行コスト及び実際のコストが高くなる。
【００１８】インチ当たり４００スポット（ｓｐｉ）の
一般的な走査分解能の場合、３×３ピクセルの平均化ウ
ィンドウサイズを使用可能であった。このサイズの平均
化ウィンドウは、インチ当たり１２０ライン（ｌｐｉ）
又はより高域周波数で、組み込まれたテキストの存在を
消すことなく、４５°のハーフトーン濃淡を平滑化する
ことができた。６００ｓｐｉの走査分解能の場合、平均
化ウィンドウは５×５ピクセルに拡張できた。水平方向
に４００ｓｐｉで垂直方向に６００ｓｐｉの走査分解能
で、１２０ｌｐｉかそれよりも大きい４５°のハーフト
ーン周波数の場合、水平方向に３ピクセル×垂直方向に
５ピクセルの平均化ウィンドウが適切であった。
【００１９】平均化ウィンドウ内のピクセル値を平均す
る方法もまた変更可能である。一つの実施の形態では、
局所平均値を単純平均とすることができる。その場合、
例として、３×５ピクセル平均化ウィンドウを用いて、
フィルタ計数Ｃi,j を下記式（２）のように表すことが
できた。
【００２０】
【数２】
【００２１】或いは、重み付き平均フィルタリング方法
を用いることも可能である。良好な平均化結果を得る好
適な計数組を下記式（３）に示す。
【００２２】
【数３】
【００２３】このフィルタは、まず、Ｖi,j を単一係数
を有する４×４ピクセルフィルタで畳み込み、次に、そ
のフィルタの出力を同じ４×４ピクセルフィルタを用い
て畳み込むことにより、簡便に実施することができる。
【００２４】平均化フィルタ１１２の出力Ａi,j はデー
タバッファ１１４（図３）に格納され得る。
【００２５】次に、平均画像Ａi,j は、テキスト及び低
域周波数ハーフトーン濃淡が、高域周波数ハーフトーン
濃淡と、ステップ４０（図２）で識別されるテキスト検
出器１１６（図３）で処理される。テキスト検出器１１
６は、テキストとハーフトーン濃淡とを幾つかの異なる
方法により識別することができる。一つの方法では、平
均ピクセル値の範囲は、ピクセルを囲む「範囲近傍(ran
ge neighborhood)」内の最小局所平均ピクセル値を最大
局所ピクセル値から減算することによりピクセルロケー
ション毎に決定される。範囲値Ｒi,j は、各ピクセルロ
ケーションで計算され、適切な所定のスレショルド値Ｔ
1 と比較される。局所範囲値が、スレショルド値を越
え、対象のピクセル近傍の局所平均ピクセル値に著しい
バラツキがあることを示する場合、識別値Ｄi,j を１に
設定してテキストピクセルの存在を示す；さもなけれ
ば、Ｄi,j を０に設定してピクセルがハーフトーン濃淡
領域、即ち、局所平均ピクセル値のバラツキが少ししか
ない領域に位置されることを示す。
【００２６】範囲値Ｒi,j を決定する近傍の大きさにつ
いては、単純な３×３ピクセル近傍がよく作用すること
がわかった。しかしながら、他の近傍構成も可能であ
る。例えば、局所平均ピクセル値の範囲を決定するため
の近傍は、対象ピクセルと、垂直及び水平方向の４つの
近傍ピクセルとから成るか；或いは、対象のピクセルと
対角ライン方向の４つの近傍ピクセルとから成る。勿
論、より大きな範囲の近傍も使用可能である。しかしな
がら、使用される近傍が大きすぎる場合、所与のピクセ
ルがテキストピクセルか又はハーフトーンピクセルの何
れかであるかについての決定は、所与のピクセルから遠
く離れすぎて関連付けることができないピクセルによっ
て不適切な影響を受ける。更に、計算時間及びコストが
増大することになる。
【００２７】スレショルドＴi に関しては、経験上、８
ビット表現スキームに良好に作用する値４０が決定され
た。ここで、０はピクセルが完全にブラックであること
を示し、２５５はピクセルが完全に白であることを示
す。勿論、実際のスレショルド値は使用される処理装置
の特定のパラメータに依存して変わり得る。しかしなが
ら、スレショルド値が高すぎる値に設定されると、テキ
ストピクセルはテキスト検出器１１６により検出され
ず；また、スレショルド値が低すぎる値に設定される
と、全てのハーフトーンピクセルはテキストピクセルと
して不適切に分類されることになる、ということに留意
すべきである。
【００２８】或いは、第２の検出方法は、平均画像Ａ
i,j にエッジ検出フィルタを用いる。例えば、ソベル(S
obel) のエッジ検出器（例えば、プラット(Pratt) の"D
igitalImage Processing" 2nd Edition, John Wiley &
Son, New York, 1991, p.501参照) を使用することがで
きる。その場合、水平及び垂直エッジグラジエントを下
記式（４）及び（５）のように計算することができる。
【００２９】
【数４】
【００３０】２つのグラジエントの絶対値の合計が予め
定められたスレショルドＴ2 を越える場合、ピクセルは
テキストピクセルとして分類され、また局所識別値Ｄ
i,j は、１に設定されるか；さもなければ、０に設定さ
れてハーフトーンピクセルを示す。
【００３１】第３の他の方法として、局所平均ピクセル
値の水平及び垂直方向の二次微分係数の近似値を下記式
（６）、（７）のように計算することにより、ハーフト
ーン濃淡領域内のテキスト又はラインをより正確に検出
することができる。
【００３２】
【数５】
【００３３】ＬH 又はＬV のいずれかが予め定められた
スレショルドＴ3 を越える場合、識別値Ｄi,j は１に設
定されてテキストピクセルを示し；さもなければ、０に
設定される。この検出スキームは、ライン中の「うね(r
idges)」、例えば、水平方向に配されたライン中の局所
最大値又は最小値、若しくは垂直方向に配されたライン
中の「エルボ（Ｌ字形屈曲）」を検出するのに有用であ
る。
【００３４】識別値Ｄi,j をデータバッファ１１８中に
格納することができる。
【００３５】次に、ビデオプロセッサ１２０（図３）
は、ビデオ画像データＶi,j 又はスクリーン除去画像デ
ータＶ’i,j のどちらかを、処理ステップ５０（図２）
において、識別値Ｄi,j 及び周波数情報ωi,j に基づい
て処理する。従来技術（例えば、上記引用したシアウ又
はストフェルの特許）で知られている方法に従って、フ
ィルタ１２１（図３）により実施されるスクリーン除去
は、既にスクリーン効果を含む画像が再びスクリーン化
される時に生じ得るモアレ模様パターンを防止するため
に必要である。識別値Ｄi,j が０であるピクセルは、高
域周波数のハーフトーン濃淡ピクセルであり、それらは
スクリーン除去された画像Ｖ’i,j を、プリンタ１２２
に適したスクリーンを用いて再スクリーン化すること等
により描写される。
【００３６】一方、識別値Ｄi,j が１であるピクセル
は、テキストピクセルと推測されるにすぎない。これ
は、平均化プロセスが小さな平均化ウィンドウを使用し
てハーフトーン領域を適切に平滑化しない時に、テキス
ト検出器１１６が低域周波数ハーフトーン領域に配置さ
れたピクセルに積極的な応答（Ｄi,j ＝１）をする傾向
があるためである。しかしながら、周波数アナライザ１
０９は、高域周波数と低域周波数のハーフトーン領域を
充分に識別することができる。従って、ビデオプロセッ
サ１２０は、画像データを、識別信号Ｄi,j に基づいて
だけでなく、周波数検出器１０９で出力される周波数情
報ωi,j と関連して処理することができる。従って、識
別値Ｄi,j が１で、周波数情報ωi,j がピクセルが高域
周波数ハーフトーン領域中にあることを示す場合、ピク
セルをテキストピクセルであるように描写することがで
きる。その場合、オリジナルの入力ビデオ画像データＶ
i,j は、スレショルド又はエラー拡散技法を用いて、処
理される。
【００３７】最終的に、ピデオプロセッサの出力Ｏi,j
は、出力コピー１２４（図３）を印刷ステップ６０（図
２）で印刷するプリンタ１２２を制御する。テキストピ
クセルがテキストに最も適した方法により描写され、ま
た、ハーフトーン濃淡ピクセルがピクセルの種類に最も
適した方法で描写されるので、複製される合成画像（図
５）の全体の外観は、ハーフトーン濃淡ピクセルとその
中に組み込まれるテキストピクセル（図１）とを区別す
ることなく生成される画像の外観よりも著しく鋭い。
【００３８】本発明を、その特定の実施の形態と共に記
述したが、多くの代替、変更及びバリエーションが当業
者に明白なことは明らかである。例えば、本発明はデジ
タルコピー機に関係して記述するが、本発明の方法は、
幾つかの補助ソース及びコンピュータプリンタから受け
取る画像データを用いてパーソナルコンピュータで実行
することもできる。更に、コピー内容では、全体のドキ
ュメント画像が慣例的に印刷されているが、本発明の方
法を使用してドキュメントのテキスト部分だけを「抽
出」して印刷することができる。従って、前述の本発明
の好適な実施の形態は例示であり、それに限定されるわ
けではない。請求項で定義される本発明の精神及び範囲
から逸脱せずに様々な変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の複製方法で描写されることによりハ
ーフトーン濃淡領域内に組み込まれたテキストの一例を
示す。
【図２】本発明によるデジタル複製方法の実施の形態の
ステップを示すフローチャートである。
【図３】図２に示された方法を実行する複製装置のブロ
ック図である。
【図４】（Ａ）は平均化前のハーフトーン濃淡領域中に
組み込まれる、垂直ラインに対する水平ライン中のピク
セル値のばらつきを示すグラフであり、（Ｂ）は平均化
後のハーフトーン濃淡領域中に組み込まれる、垂直ライ
ンに対する水平ライン中のピクセル値のばらつきを示す
グラフである。
【図５】本発明に従って描写されることによりハーフト
ーン濃淡領域内に組み込まれるテキストの一例を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シガン ファン アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州 ウェブスター ヨークタウン ドライブ 153 (72)発明者 レイモンド ジェイ．クラーク アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州 ウェブスター メドウ レーン 214

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ハーフトーン濃淡領域を含み、前記ハー
    フトーン濃淡領域内にテキスト及び／又はグラフィック
    が組み込まれている合成ドキュメント画像を複製するた
    めの方法であって、 前記ドキュメントのデジタル画像を提供するステップを
    有し、前記デジタル画像が多数のピクセルを含み、その
    各々が前記ピクセルのトーン状態を表す値を有し、 前記ドキュメントの平均画像を、前記ピクセルを囲む平
    均化ウィンドウ内のピクセル値の平均を前記ピクセル毎
    に計算することにより、決定するステップを有し、 前記ピクセルが、ハーフトーン濃淡ピクセルか、又はテ
    キスト／グラフィックピクセルかを示す識別値を、前記
    ピクセル毎に決定するステップを有し、 前記識別値に従って印刷装置を制御して、前記ドキュメ
    ント画像の少なくとも一部分の複製を出力するステップ
    を有する、 合成ドキュメント画像の複製方法。
JP9148631A 1996-05-30 1997-05-22 合成ドキュメント画像の複製方法 Pending JPH1070650A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US655523 1996-05-30
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