JPH11185036A

JPH11185036A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH11185036A
Application number: JP9364585A
Authority: JP
Inventors: Mitsushige Aoyama; 光滋青山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-09
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JP3783815B2

Abstract

(57)【要約】【課題】１個の平滑化フィルタでエッジ特性に応じた
平滑化処理を可能にした画像処理装置を提供する。【解決手段】入力された画像中のエッジの特性を検出
するエッジ検出手段、検出されたエッジの特性に応じて
平滑化を行う平滑化処理手段を備えた画像処理装置にお
いて、入力された画像データのエッジ特性をエッジ検出
フィルタ３により検出し、検出されたエッジ特性からエ
ッジ係数演算部４によりエッジの度合いを表す値ｋを求
め、変換テーブル５により上記ｋに対応した値ｄを求
め、フィルタ要素演算部６によりＳｉｊ＝（ｉ² ＋ｊ²
＋ｄ² ）^1/2 なるＳｉｊを求め（注目画素からその周囲
の任意の画素までの水平方向距離をｉとし垂直方向距離
をｊとする）、平滑化フィルタの各要素の成分値Ａｉｊ
を、Ａｉｊ＝Ｓｉｊ／ΣＳｉｊなる式から求め、それぞ
れのＡｉｊを平滑化フィルタ７に設定する構成にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は検出されたエッジの
特性に応じて平滑化を行う平滑化フィルタを備えた画像
処理装置に係わり、特に１個の平滑化フィルタでエッジ
の特性に応じた平滑化を行うことができる平滑化フィル
タを備えた画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像入力装置から入力された画像データ
が中間調のない白黒２値データである場合、中間調出力
が可能な画像処理装置であれば当然中間調を経て白黒が
変化する画像を出力すべきところであるのに、中間調出
力が不可能な画像処理装置では、そのまま出力すること
になり、白黒が中間調を経ずに急峻に変化する画像が出
力されてしまう。そのため、画像入力手段から入力され
た画像中のエッジの特性をエッジ検出手段により検出
し、検出されたエッジの特性に応じた平滑化を平滑化フ
ィルタにより行ってエッジをぼかすようにした画像処理
装置が従来より提供されている。すなわち、それぞれ特
定のエッジ特性に最適化された複数の平滑化フィルタを
備え、検出されたエッジ特性に応じていずれかの平滑化
フィルタを用いて平滑化を行っている。例えば、特開平
４−５１３７８号公報に示された画像処理装置では、入
力手段により入力された画像中のエッジを検出する手
段、複数の平滑化フィルタなどを備え、２値（例えば、
白黒の２値）画像から滑らかな多値画像を出力すると共
に、フィルタリング処理による文字画像のぼけやエッジ
付近における画像の劣化を改善している。また、特開平
４−１８０３５３号公報に示された画像処理装置では、
入力画像データの複数方向の画素間の濃度変化の偏りに
基づいて網点画像領域の画像データのみを平滑化処理
し、疑似中間調２値化処理を行って、モアレの発生を防
止している。また、特開平５−１６４３２５号公報に示
された画像平滑化処理方式では、それまでの従来技術の
ように、中心画素とその周囲の画素集団であるｎ×ｍの
画素ブロックと予め用意したテンプレートとを比較する
構成でなく、簡単な回路構成で、しかも簡単な判定動作
で容易に且つ精度良く平滑化処理を行うことができるよ
うにしている。また、特開平６−１４１９１号公報に示
された高画質化処理装置では、縦方向および横方向に連
続する複数画素間で平滑化処理を行った後に斜め方向に
位置する複数画素間で強調化処理を行うフィルタにより
疑似中間調の２値化を行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、複数の平滑化フィルタを備え、入力され
た画像データの特性あるいは注目画素のエッジ特性に応
じていずれかの平滑化フィルタを用いる必要があった。
本発明の課題は、上記のような従来技術の問題を解決
し、１個の平滑化フィルタでエッジ特性に応じた平滑化
処理を可能にした画像処理装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明では、画像データを入力する
手段と、入力された画像中のエッジの特性を検出するエ
ッジ検出手段と、検出されたエッジの特性に応じて平滑
化を行う平滑化処理手段を備えた画像処理装置におい
て、入力された画像データまたは上記画像データ中の注
目画像領域内画像データのエッジ特性に合わせて平滑化
処理手段の特性を変化させる構成にした。また、請求項
２記載の発明では、請求項１記載の発明において、入力
された画像データを色分離する色分離手段と、色合成を
行う色合成手段とを備え、上記色分離手段により色分離
されたそれぞれの色データについて平滑化処理手段によ
り平滑化を行い、平滑化されたそれぞれの色データを上
記色合成手段により合成する構成にした。また、請求項
３記載の発明では、請求項１記載の発明において、エッ
ジ検出手段によりエッジの度合いを表す値ｋを求め、上
記ｋの値が大きくなると大きくなり小さくなると小さく
なる値ｄを上記ｋの値から求め、注目画素からその周囲
の任意の画素または上記注目画素自身までの水平方向距
離をｉとし垂直方向距離をｊとしたときの平滑化フィル
タの各要素の成分値Ａｉｊを求めるために、Ａｉｊ＝Ｓ
ｉｊ／ΣＳｉｊなる式におけるＳｉｊの値をＳｉｊ＝
（ｉ² ＋ｊ² ＋ｄ² ）^1/2 なる式から求め、それにより
上記Ａｉｊを求めて平滑化処理手段を構成するようにし
た。

【０００５】

【作用】上記のような手段にしたので、請求項１記載の
発明では、入力された画像データまたは上記画像データ
中の注目画像領域内画像データのエッジ特性に合わせて
平滑化処理手段の特性が変化する。請求項２記載の発明
では、入力される画像データがカラー画像データの場合
でも上記の作用を実現することができる。請求項３記載
の発明では、請求項１記載の発明において、エッジの度
合いを表す値ｋを求め、上記ｋの値が大きくなると大き
くなり小さくなると小さくなる値ｄを上記ｋの値から求
め、注目画素からその周囲の任意の画素または上記注目
画素自身までの水平方向距離をｉとし垂直方向距離をｊ
としたときの平滑化フィルタの各要素のフィルタ成分値
Ａｉｊを求めるために、Ａｉｊ＝Ｓｉｊ／ΣＳｉｊなる
式におけるＳｉｊの値をＳｉｊ＝（ｉ² ＋ｊ² ＋ｄ² ）
^1/2 なる式から求め、それにより上記Ａｉｊを求めるこ
とにより平滑化処理手段が構成される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例を
示す画像処理装置の構成ブロック図である。図示したよ
うに、この実施例の画像処理装置は、画像を入力する画
像入力装置１、入力された複数ラインの画像データを並
列に並べたパターンデータを生成するパターンデータ生
成部２、入力されたパターンデータのエッジ特性を検出
するエッジ検出フィルタ３、上記エッジ検出フィルタ３
により検出されたエッジ特性データからエッジの度合い
を示す値ｋを求めるエッジ係数演算部４、上記値ｋから
ｋが大きくなれば大きくなり小さくなれば小さくなる値
ｄを求めるための変換テーブル５、ｄの値に基づいて平
滑化フィルタを構成する各要素の成分値Ａｉｊを求める
フィルタ要素演算部６、上記フィルタ要素演算部６によ
り求められた成分値Ａｉｊが設定される平滑化フィルタ
７、パターンデータ生成部２により生成されたパターン
データを平滑化フィルタ７により平滑化処理する平滑化
処理部８、平滑化処理された画像データを出力する画像
出力部９などを備えている。また、上記において、パタ
ーンデータ生成部２は、図２に示すように、直列につな
がれた複数のラインバッファ２１、上記それぞれのライ
ンバッファ２１に直列につながれた、それぞれ複数のｄ
タイプフリップフロップ（以下、ＦＦと称す）２２から
成る複数のフリップフロップ列などにより構成される。
なお、本実施例において、エッジ検出フィルタ３および
エッジ係数演算部４がエッジ検出手段を構成し、フィル
タ要素演算部６、平滑化フィルタ７、および平滑化処理
部８が平滑化処理手段を構成する。

【０００７】以下、図１などにより、この実施例の動作
を説明する。まず、画像入力装置１により原稿などの１
ライン（走査ライン、読み取りライン）目から順に画像
が読み取られ、読み取られた１ライン目の画像データが
パターンデータ生成部２のラインバッファ２１（１）に
格納されると共にｍ個のＦＦ２２−０１〜２２−０ｍに
格納される。続いて、２ライン目の画像データがパター
ンデータ生成部２に入力されると、２ライン目の画像デ
ータは上記と同様に格納され、ラインバッファ２１
（１）に格納されていた画像データはラインバッファ２
１（２）およびＦＦ２２−１１〜２２−１ｍ移される。
なお、ＦＦ２２−０１〜２２−０ｍ格納されていた１ラ
イン目の画像データは失われる。こうして、ｎライン目
の画像データがパターンデータ生成部２に入力し終わっ
たとき、１ライン目の画像データはＦＦ２２−（ｎ−
１）１２２−（ｎ−１）ｍに格納され、ＦＦ２２−０
１〜２２−０ｍには最後に入力された画像データが格納
され、ＦＦ２２−１１〜２２−１ｍには最後から２番目
に入力された画像データが格納される。マトリックス状
に並んだｍ×ｎ個のＦＦ２２のいずれにも出力端子が設
けられているので、上記のように格納された状態では、
入力されたｎ行の画像データ（画素データ群）のいずれ
の画素データも出力することができる。つまり、どのよ
うな領域の画像データも切り出すことができる。なお、
ＦＦ２２に上記のように並べられ、上記のように出力可
能な画像データをパターンデータと呼ぶことにする。上
記のパターンデータのそれぞれは、２値つまり１（例え
ば黒）か０であり、黒領域と白領域の境界であるエッジ
を有する。本発明の画像処理装置ではそのようなエッジ
をぼかして黒から白あるいは白から黒への変化を緩やか
に（平滑化）する。しかし、文字などをぼかして（平滑
化して）しまっては見ずらくなるので、パターンデータ
に応じてぼかす。そのため、上記のパターンデータ生成
に続き、エッジ検出フィルタ３によりエッジの特性（パ
ターンデータの特性）を検出する。

【０００８】図３に示すように、エッジ検出フィルタ３
は水平方向（走査ライン方向）のパターンデータの変化
（白黒の変化）を検出する水平１次微分部３１と垂直方
向のパターンデータの変化を検出する垂直１次微分部３
２から構成されている。上記水平１次微分部３１は、図
４（ａ）に示すように、例えばマトリックス状に並んだ
複数（図示の例では縦横とも５個）の画素に対応付けら
れたフィルタ成分を有し、入力された（切り出された）
パターンデータのそれぞれの画素データは対応するフィ
ルタ成分との積を取られ、その和として上記パターンデ
ータの中央位置の出力値が求められる。フィルタ成分を
図４（ａ）のようにすると、例えばある縦線の左側では
黒、右側では白というような画像では水平１次微分部３
１の出力値が大きくなり、文字のように白黒が頻繁に変
化する画像では出力値が小さくなる。また、垂直１次微
分部３２は、例えば図４（ｂ）に示すようなフィルタ成
分を有し、入力された（切り出された）パターンデータ
のそれぞれの画素データは対応するフィルタ成分との積
を取られ、その和として上記パターンデータの中央位置
の出力値が求められる。フィルタ成分を図４（ｂ）のよ
うにすると、例えばある横線の上側では黒、下側では白
というような画像では垂直１次微分部３２の出力値が大
きくなり、文字のように白黒が頻繁に変化する画像では
出力値が小さくなる。

【０００９】上記のような出力値がエッジ検出フィルタ
３からエッジ係数演算部４に与えられると、エッジ係数
演算部４はそれぞれの画素位置について上記二つの１次
微分部３１、３２のそれぞれから出力された値の２乗の
和を求め、さらに、上記和の平方根を求め、それをエッ
ジの度合いを表す値ｋとする。続いて、上記ｋの値が変
換テーブル５に与えられる。上記変換テーブル５はｋの
値をｄの値に変換するテーブルであり、複数のｋの値に
対応付けて複数のｄの値が設定されている。なお、図５
に示すように、ｋとｄの間には、ｄ＝ａｋ＋ｂというよ
うな関係がある。上記のようにして求められたｄの値は
フィルタ要素演算部６に与えられ、フィルタ要素演算部
６は、Ａｉｊ＝Ｓｉｊ／ΣＳｉｊＳｉｊ＝（ｉ² ＋ｊ² ＋ｄ² ）^1/2 という式に従って平滑化フィルタ７に設定する平滑化フ
ィルタ７の各要素の成分値Ａｉｊを求める。なお、上記
において、ｉは注目画素からの水平方向距離、ｊは垂直
方向距離、ｄは注目画素における値である（図６参
照）。

【００１０】フィルタ要素演算部６はそれぞれのＡｉｊ
が求まる度毎にその値を平滑化フィルタ７の対応する位
置（メモリ上の位置）に設定する。注目領域についてＡ
ｉｊが設定し終わった例を図７に示す。図７（ａ）はｄ
の値が０. ５場合、図７（ｂ）はｄの値が１のばあい、
図７（ｃ）はｄの値が２の場合である。図７からも明ら
かなように、ｄの値が小さいときは大きいときよりも中
央部（注目画素）の成分値Ａ００が大きくなり、したが
って、ｄの値が小さいときは平滑化の度合いが小さいの
でエッジの保存効果が大きくなり、ｄの値が大きいとき
は平滑化の度合いが大きいのでエッジの保存効果が薄れ
る。なお、上記において、ｋやＡｉｊの値を求める際、
注目画素が例えば１番目の走査ライン上の画素の場合、
ｍ×ｎマトリックスにおける注目画素の上側のラインの
画像データの値は０として計算される。同様に、下側、
左側、右側の、画像データのない領域における画像デー
タの値も０として計算される。また、上記においては、
５×５のマトリックスを用いたが一般化してｐ×ｑのマ
トリックスを用いることも可能である。また、図５に示
した例では、ｋとｄにリニアな関係を持たせているが
（但し、ｋ＝０でｄは０でない）、平滑化処理の用途に
合わせて特性を変化させることも可能である。

【００１１】図８は本発明の第２の実施例を示す画像処
理装置の構成ブロック図である。図示したように、この
実施例の画像処理装置は、第１の実施例の構成に加え
て、入力されたカラー画像データに色分離処理を施して
３色のカラー画像データに分離する色分離部（色分離手
段）１０、および平滑化処理が終了したそれぞれの色デ
ータを合成する色合成部（色合成手段）１１を備え、カ
ラー画像についても第１の実施例と同様なエッジ平滑化
を実現している。なお、この実施例の画像処理装置は、
パターンデータ生成部２、エッジ検出フィルタ３、エッ
ジ係数演算部４、変換テーブル５、フィルタ要素演算部
６、平滑化フィルタ７、平滑化処理部８を３組備え、色
分離部１０により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色
のカラー画像データに分離された後、それぞれのカラー
画像データについて並行して第１の実施例と同様な平滑
化処理などを行う。また、第２の実施例における画像処
理装置の動作は前述したように入力されたカラー画像デ
ータを色分離処理し、３色のカラー画像データに分離す
る点及びエッジ平滑化処理を施された３色のカラー画像
データの各々を合成する点のみが前記第１の実施例と異
なり、３色のカラー画像データの各々に対する処理は上
記第１の実施例と同様であるため、その説明を省略す
る。なお、請求項１〜３において、エッジ検出手段はエ
ッジ検出フィルタ３およびエッジ係数演算部４を示し、
平滑化処理手段はフィルタ要素演算部６、平滑化フィル
タ７および平滑化処理部８を示す。また、請求項２にお
いて色分離手段は色分離部１０を示し、色合成手段は色
合成部１１を示す。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
請求項１記載の発明では、入力された画像データまたは
上記画像データ中の注目画像領域内画像データのエッジ
特性に合わせて平滑化処理手段の特性が変化するので、
１個の平滑化処理手段でエッジ特性にあった平滑化処理
を行うことができ、したがって、平滑化すべき所を自動
的に抽出して平滑化する平滑化手段を低コストで実現す
ることができる。また、請求項２記載の発明では、入力
される画像データがカラー画像データの場合でも請求項
１記載の効果を実現することができる。また、請求項３
記載の発明では、エッジの度合いを表す値ｋを求め、上
記ｋの値が大きくなると大きくなり小さくなると小さく
なる値ｄを上記ｋの値から求め、注目画素からその周囲
の任意の画素または上記注目画素自身までの水平方向距
離をｉとし垂直方向距離をｊとしたときの平滑化フィル
タの各要素のフィルタ成分値Ａｉｊを求めるために、Ａ
ｉｊ＝Ｓｉｊ／ΣＳｉｊなる式におけるＳｉｊの値をＳ
ｉｊ＝（ｉ２＋ｊ２＋ｄ２）１／２なる式から求め、そ
れにより上記Ａｉｊを求めることにより平滑化処理手段
が構成されるので、請求項１記載の発明と同様の効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す画像処理装置の構
成ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例を示す画像処理装置要部
のブロック図である。

【図３】本発明の第１の実施例を示す画像処理装置要部
の他のブロック図である。

【図４】(a) 及び(b) は本発明の第１の実施例を示す画
像処理装置要部の説明図である。

【図５】本発明の第１の実施例を示す画像処理装置要部
の他の説明図である。

【図６】本発明の第１の実施例を示す画像処理装置要部
の他の説明図である。

【図７】(a) (b) 及び(c) は本発明の第１の実施例を示
す画像処理装置要部の他の説明図である。

【図８】本発明の第２の実施例を示す画像処理装置の構
成ブロック図である。

【符号の説明】

１画像入力装置、２パターンデータ生成部、３エ
ッジ検出フィルタ、４エッジ係数演算部、５変換テー
ブル、６フィルタ要素演算部、７平滑化フィルタ、
８平滑化処理部、１０色分離部、１１色合成部、
２１ラインバッファ、２２ｄタイプフリップフロッ
プ、３１水平１次微分部、３２垂直１次微分部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データを入力する手段と、入力され
た画像中のエッジの特性を検出するエッジ検出手段と、
検出されたエッジの特性に応じて平滑化を行う平滑化処
理手段を備えた画像処理装置において、入力された画像
データまたは上記画像データ中の注目画像領域内画像デ
ータのエッジ特性に合わせて平滑化処理手段の特性を変
化させる構成にしたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】請求項１の画像処理装置において、入力
された画像データを色分離する色分離手段と、色合成を
行う色合成手段とを備え、上記色分離手段により色分離
されたそれぞれの色データについて平滑化処理手段によ
り平滑化を行い、平滑化されたそれぞれの色データを上
記色合成手段により合成する構成にしたことを特徴とす
る画像処理装置。
【請求項３】請求項１の画像処理装置において、エッ
ジ検出手段によりエッジの度合いを表す値ｋを求め、上
記ｋの値が大きくなると大きくなり小さくなると小さく
なる値ｄを上記ｋの値から求め、注目画素からその周囲
の任意の画素または上記注目画素自身までの水平方向距
離をｉとし垂直方向距離をｊとしたときの平滑化フィル
タの各要素の成分値Ａｉｊを求めるために、Ａｉｊ＝Ｓ
ｉｊ／ΣＳｉｊなる式におけるＳｉｊの値をＳｉｊ＝
（ｉ² ＋ｊ² ＋ｄ² ）^1/2 なる式から求め、それにより
上記Ａｉｊを求めて平滑化処理手段を構成したことを特
徴とする画像処理装置。