JPS60191562A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、画像信号を２値化処理名しくは多値化処理す
る画像処理装置に関する。

（従来技術） 近年、事務機の分野において画像データのディジタル処
理を行う場合が非常に多くなってきている。例えば、画
像の複製技術にしても通常のアナログコピアからＣＯＤ
等のイメージセンサを用いたディジタルコピアへと展開
してきつつある。このディジタルコピア等の機器におい
て画像を再現する場合に問題となるのは、線画（文字画
を含む）と階調画が混在した原稿画像を対象とする場合
である。なぜなら、線画と階調画では最適な処理法（２
値化手法）が異なるからである。例えば、画素（画像信
号）を２値化する際、線画に対しては地肌濃度に対応し
た固定−値を用いて画像信号を２値化する必要があるし
、階調画に対してはディザ法等を適用して画像信号を２
値化する必要があり、これらの適用を逆にすると、線画
では文字が切れ細線の再現が著しく劣化し、階調画では
中間部分がなくなりペタ黒となってしまう等の事態が生
じる。従って、線画と階調画が混在した画像においては
、何れか一方の画像部が画像劣化を生じるということに
なる。

そこで、この問題を解決するために、メモリを用意し、
１つの画像を処理するのに、まず該画像が線画であると
みなし線画の処理をし、その結果をメモリに記憶させ、
次に該画像が階調画であるとみなし階調画の処理をし、
その結果を前記メモリの他の記憶領域に記憶させ、これ
ら２つの記憶内容をメモリ上で合成して１つの画像を再
現するという方法が既にとられている。しかし、この方
法を用いた装置においては、大容量の画像メモリが必要
であり、装置自体が大規模且つ高価なものになると共に
、２回読み及び合成の際の座標合わせ等面倒な作業を行
わねばならず、処理時間が多大になるという問題があっ
た。

一方、画像を複数のブロックに分け、各ブロック毎に線
画か階調画かの識別を行い、該識別結果に基づき２値化
を行い画像を再現する方法を用いた装置も提案されてい
る。しかし、この後者の従来装置では、ブロック内で混
在画像となっている場合には該ブロック内での画像劣化
を避けられないという問題がある。

（発明の目的〉 本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、線画と
階調画が混在する原稿画像を対象とする場合であっても
画像劣化を生じさせることなく再現し得るように画像信
号を２値化若しくは多値化できる画像処理装置であって
、装置の大規模化・高価格化や処理時間の多大化が生じ
ないものを実現することにある。

（発明の構成） この目的を達成する本発明は、画像信号を２値化処理若
しくは多値化処理する画像処理装置において、前記画像
信号から第１及び第２の微分の函数をめて出力する微分
出力手段と、線画処理用閾値及び階調画処理用閾値に相
当づるデータを格納するメモリと、該メモリから読み出
よれた線画処理用閾値相当のデータに前記微分出力手段
の第１の出力を乗算し且つ前記メモリから読み出された
階調画処理用閾値相当のデータに前記微分出力手段の第
２の出力を乗算すると共に前記乗算の結果を加える演算
手段と、該演算手段の出力を用いて前記画像信号を処理
づる比較手段とから成ることを特徴とするものである。

（実施例） 以下、図面を参照し本発明の一実施例を詳細に説明する
。

まず、本発明装置において（ｉ、ｊ）なる座標で示され
る画素での画像信号の２値化に際し使用する閾１ａＴ（
ｉ、ｊ＞について述べると、該閾値Ｔ　（’ｉ　、　ｊ
　）は、例えば、次式で示づことができる。

Ｔ（ｉ、ｊ）＝Ｗｓ　（ｉ、ｊ＞・Ｂ（ｉ、ｊ）＋Ｗｏ
　（ｆ　、ｊ　）　・　Ｄ（ｉ、、ｊ’）・・・　（１
） 但し、 Ｂ（ｉ、ｊ）：座標（ｉ　、　ｊ　）の画素に対する線
画処理用閾値 Ｄ　（ｉ　、　ｊ　）　：座標（ｉ　、　ｊ　）の画素
に対Ｊ−る階調画処理用閾値 ＷＢ：線画用閾値Ｂ　（ｉ　、　ｊ　）に対する重み付
は係数 Ｗｏ；階調画用閾値Ｄ（ｉ、ｊ）に対する重み付は係数 を用いる。

ここで、線画処理用閾値Ｂ　（ｉ　、　ｊ　＞としては
例えば固定閾値を用い、階調画処理用閾値［）（ｉ。

ｊ）としては例えばディザ閾値を用いる。

又、重み付は係数Ｗｅ、Ｗｏは画像の線画部。

階調両部に相応した部分において、それぞれ線画処理用
閾値Ｂ（ｉ、Ｊ）、１１１！ｉ調画処理用間値Ｄ（ｉ　
、　ｊ　）が支配的になるような値となるものである。

次式は重み付は係数Ｗｓ、Ｗｏに具体的な値を入れた場
合の一例を示すものである。

Ｔ（ｉ、ｊ＞ ＝Ｋ［Ｂ（ｉ、ｊ）・Ｃ（ｉ　ｌ　Ｊ　）十〇（ｉ　、
ｊ　）／Ｃ（ｉ　、ｊ　）］・・・（２） 但し、 Ｂ（ｉ、ｊ）：座標（ｉ　、　ｊ　＞の画素に対する線
画処理用閾値 Ｄ（ｉ、ｊ）；座標（ｉ　、　ｊ　＞の画素に対する階
調画処理用閾値 Ｃ（ｉ　、ｊ　）＝Ｌ−ＬａＤ（ｉ　、ｊ　＞＋に＝１
３）Ｌ：Ｂ（ｉ、ｊ）、Ｄ（ｉ、ｊ）の選択因子に；）
ｌｉ格電化因 子ａＤ（ｉ、ｊ）；２数機分 を用いる。

ここで、線画処理用閾値Ｂ（ｉ、ｊ）としては例えば固
定閾値を用い、階調画処理用閾値Ｄ（ｉ。

ｊ）としては例えばディザ閾値（Ｂ　ａｙｅｒ型ドツト
集中型等）を用いる。又、Ｃ（ｉ、ｊ）は、画像れぞれ
線画処理用量１ｍＢ（ｉ、ｊ）、階調画処理用閾値Ｄ（
ｉ、ｊ＞が２値化閾値Ｔ（ｉ、ｊ＞中で支配的になるよ
うな値をとるもので、このＣ（ｉ　、　ｊ　）を算出す
る（３）式中の２数機分Ｌａｔｌ（ｉ　、　ｊ　＞のめ
方はいろいろあるが、ある座標（ｉ　、　ｊ　）を中心
として４つの方向との差分をとる方法を用いて算出する
と容易に得られる。

即ち、Ｐ（ｉ、ｊ）を座標（ｉ　、　ｊ　）の画素の濃
度若しくはそれに等価な値としたとき、Ｌａｐ（ｉ　、
　ｊ　） ＝ｌ　４ＸＰ　（ｉ　−ｊ　＞　−Ｐ　（ｉ　−１，ｊ
　）−Ｐ（ｉ＋　１．ｊ）−Ｐ（ｉ、ｊ　−１＞−Ｐ（
ｉ、ｊ＋１＞１　・・・（４） より算出すると容易にめることができる。

第１図は前記（２）式及び（３）式に基づく２値化閾値
Ｔ（ｉ、ｊ）を用いた本発明の一実施例を示Ｊもので、
図中、１は画像入力手段で、ＣＯＤイメージセンサ等を
有し、読み取ったアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換及びシ
ェーディング補正を行った後、ラプラシアン出力回路２
に対して出力するものである。ラプラシアン出力回路２
は、前述の（４）式に基づく演算等を行うもので、該ラ
プラシアン出力回路２内の２１．２２は、それぞれ１ラ
イン相当分の画像信号を格納できると共にイのデータを
転送できるシフトレジスタで、シフトレジスタ２１は画
像入力手段１の出力を受け、その出力がシフトレジスタ
２２に入力するように接続されている。又、２３は前記
Ｐ（ｉ、ｊ）の縦方向の差分２Ｘ’Ｐ（＋　、　ｊ　）
　−Ｐ（ｉ　、　ｊ　−１）−Ｐ（ｉ、ｊ＋１＞をめる
ための差分回路で、該差分回路２３には、シフトレジス
タ２１．２２を経ない画像信号、シフトレジスタ２１の
みを経た画像信号及びシフトレジスタ２１．２２を経た
画像信号が入力されている。一方、２４は前記ＰＮ　、
　ｊ　）の横方向の差分２ＸＰ（ｉ　、ｊ　）−Ｐ（ｉ
　−１，ｊ）−Ｐ（ｉ＋　ｉ、ｊ）をめるための差分回
路で、該差分回路２４には、シフトレジスタ２１の出力
側２段分の画像信号及びシフトレジスタ２２０入力側１
段分の画像信りが入力されている。尚、上記差分回路２
３．２４は、通常の演算回路ではなく、前記入力をアド
レス入力とするＲＯＭで構成することもできる。又、２
５は差分回路２３．２４の出力を加算する加算回路、２
６は該加算回路２５の出力に一定値りを乗じる乗算回路
で、該乗算回路２６の出力が全体回路であるラプラシア
ン出力回路２の出力Ｌ−Ｌａｐ（ｉ。

ｊ〉となっている。

３はラプラシアン出力回路２の出力に一定値Ｋを加えそ
の加算値Ｃ（ｉ、ｊ）を出力する加算回路で、該加算回
路３の出力は、直接微分函数出力手段１６の第１の出力
Ｃ１として後述の演算部７に与えられ、又、逆数算出用
ＲＯＭ１７を介して、微分函数出力手段１６の第２の出
力Ｃ２として後述の演算部７に与えられる。４．５はそ
れぞれ線画処理用閾値Ｂ（ｉ、ｊ）、階調画処理用閾値
Ｄ（ｉ　、　ｊ　）に一定値Ｋを乗じた値（演算回数を
減らすために予めこの値を書き込んでおく）が格納され
たＲＯＭ、６は外部の操作部等から指定された閾値若し
くは閾値群（正確にはそれをに倍したもの）を選択する
ためのアドレスをＲＯＭ４．５に与えるアドレス設定部
である。又、７は２値化閾値Ｔ（ｉ、ｊ）を算出するた
めの演算部で、ＲＯＭ４の出力に−Ｂ（ｉ、ｊ）に微分
函数出力手段１６の第１の出力Ｃ＋　＝Ｃ（ｉ　、　ｊ
　）を乗算する乗算回路７１、ＲＯＭ５の出力に−Ｄ（
ｉ、ｊ＞に微分函数出力手段１６の第２の出力Ｃ２＝１
／ＣＵ＝＞を乗算する乗算回路７２、前記乗算回路７１
及び７２の出力を加算する加算回路７３から構成されて
いる。該演算部７の出力は２値化閾値Ｔ（ｉ、ｊ）とし
て比較部８に送られ、バッファメモリ９から出力される
画像信＠Ｐ　（ｉ　、　ｊ　）の２値化がなされるよう
になっている。上記バッファメモリ９は、シフトレジス
タ２１の出力データを一時的に記憶するもので、同一画
素での閾値Ｔ　（ｉ　、　ｊ　）及び画像信号Ｐ（ｉ、
ｊ）が比較回路８に入力するように、画像信号に遅れを
持たせるものである。

以上のような構成の画像処理装置によれば、前記（２）
式で示される閾値を用いた２値化処理がなされることに
なる。

次に、（２）乃至（４）式に基づく閾値Ｔ（ｉ。

ｊ）によって２値化を行う場合を一次元モデルを例にと
って説明する。

ここで用いる一次元モデルとしては、画像濃度若しくは
それと等測的な値Ｙ（Ｉ）が、Ｙ　（Ｉ）＝５０　（１
＋ｓｉｎ　π−１１５）・・・（５）Ｙ（Ｉ）＝５・Ｉ
　・・・（６） 但し、Ｉ；座標 で示されるもの、即ち、第１図（ｄ）　（前記（５）式
）及び第２図（ｄ）〈前記（６）式）で示されるものを
用い、線画処理用閾値として固定閾値Ｂ（１）＝２０（
一定）を、又、階調処理用閾値として略Ｏ〜１００の間
の分布をもったディザ閾値Ｄ（１）を用いる。

第２図（ａ）及び第３図（ａ　）はこのような条件下で
めた２値化閾値Ｔ（Ｉ）を示１図で、両図共、選択因子
りは０．５に選ばれている。又、規格化因子には、Δ印
のものは０．５、ｘ印のものは０．３、Ｑ印のものは０
．１に選ばれている。

第２図（ｂ）及び第３図（ｂ）も同様に？値化閾値Ｔ（
１）を示す図で、規格化因子には０．５に選ばれている
。又、選択因子りは、Δ印のものは０．５、ｘ印のもの
は０．３、Ｏ印のものは０゜１に選ばれている。この第
２図（ａ）、（ｂ）及び第３図（ａ）、（ｂ）から、規
格化因子Ｋにより閾値Ｔ（Ｉ）の大きさが規定され（Ｋ
を大きくづるとＴ（１）が大きくなる）、選択因子りに
よリディザ閾値の影響の大小が出て来ることがわかる（
ＬをンＪ１さくするとＴ（Ｉ）はＤ（Ｉ）に近づき、Ｌ
を大きくするとＴ（１）はＢ（１）に近づく）。第２図
（Ｃ）、第３図（Ｃ）は、Ｋ−０゜５、Ｌ＝Ｏ，’ｌ　
に、ｊ：’Ｏ得た閾値Ｔ　（ｒ　）　１ＩＨＮｒ、第２
図（ｄ）、第３図（ｄ）をそれぞれ２値化した場合の２
値化データを示すものである。

上述の閾１ｔＪＴｌ）は、第２図（ａ）、（ｂ）及び第
３図＜８＞、（ｂ）中に現われているように、濃度変化
の緩やかな部位ではディザ閾値が支配的になり、１１１
度変化の激しい部位では変曲点で閾値が大ぎくなるもの
の、変曲点間では比較的一定の変動となり、固定閾値が
支配的になっている。

又、その２値化データを見ても、画像再焼が良好になさ
れる如く２値化されている。従って、線画と階調画の混
在した画像も良好に２値化されることになる。

尚、上述の説明は、２値化の場合の説明であったが、多
値化の場合であっても同様である。第４図は３値化の場
合の概略構成を示すもので、第１図と同一符号部分は第
１図と同一構成であることを示している。この図におい
て、１０．１１は閾値算出回路で、それぞれ第１．第２
の閾値Ｔｌ。

Ｔ２を出力するものである。又、１２．１３はＲＯＭで
、閾値算出回路１０．１１　ニ、閾値Ｔ＋。

Ｔ２算出のための線画処理用ｌｌＮ１［データ（ＫＢ）
及び階調画処理用閾値データ（ＫＤ）を与えるもの、１
４はこれらＲＯＭ１２．１３にアドレス信号を入力する
アドレス設定部、１５は閾値ＴＩＴＴ２を用いて画像信
号を３値化する比較部である。

この構成によれば、画像信号が前記２値化の場合と同様
に３値化される。

又、上記各実施例における線画処理用−値Ｂ（ｉ　、　
ｊ　）及び階調画処理用閾値Ｄ（ｉ、ｊ）についでは、
ＲＯＭ内に種々用意してｄ３き、所望のものを選択でき
るようにすると、一層側質の優れた画像を再現できる。

パラメータに、Ｌについてｂ同様である。尚、上記線画
処理周間値Ｂ（ｉ。

ｊ）として、閾値段定範囲の狭いディザ閾値を用いても
よい。

尚、２次微分１．ａｐ（ｉ　、　ｊ　）の１倍をめる演
算は、Ｌを２η　（１１；正負の整数）に選択すれば、
シフト演算によって行うことができる。即ち、Ｌａｐｌ
、ｊ）を２ｎ倍するのであれば、１−ａｐ（ｉ。

ｊ）の各ビットを上位ビット又は下位ピット側に１１回
シフトづれば、２”　ｘＬａｐ（ｉ　、ｊ　）　をめる
ことができる。これは、Ｌａｐ（ｉ　、　ｊ　）　算出
前のＰ（ｉ、ｊ）に適用してもよい。本方法を用いれば
乗除算をスピーディに実行できるので、伯の演算部につ
いてもシフト演算を行うようにしてもよい。勿論、上記
実施例での各演算をアナログ的に行うこともできる。

更に、画像信号として、既にメ月、す（例えば光ディス
ク、１ｉ気テープ、磁気ディスク等）内に格納されてい
るものを用い、前記画像入力手段１を省略することもで
きる。又、前述のＲＯＭとしては、Ｐ−ＲＯＭ、ヒユー
ズＲＯＭ等の使用が可能であるし、又、ＲＯＭ４．５　
（又は１２．１３＞の他に該ＲＯＭの内容に線形・非線
形の変換を施したデータが格納゛されたＲ　Ａ　Ｍを使
用してもよい。

又、第１図で微分函数出力回路としてこの例に限定づる
必要もない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、２値化若しく
は多値化の際の閾値を各画素での２次微分操作の結果に
応じて最適な閾値となるＪ、うに変動さぜたため、線画
と階調側の混在画像であっても、良好に２値化若しくは
多値化でき、該２値化若しくは多値化データを用いて像
を再現しても画像劣化が生じない。又、従来のような画
像合成用メモリは不要であり装置の大規模化・高価格化
を招くことはない。更に、画像合成の必要がないため処
理時間も短くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の−＊施例を示す構成図、第２図及び第
３図は本発明ｉ！置での動作説明図で、両図共、（ａ　
）及び（ｂ）は閾値、（Ｃ）は２値化データ、＜ｄ　）
は画像濃度の一次元モデルをそれぞれ示している。又、
第４図は本発明の他の実施例の概略構成図である。 １・・・画、ｉ＋入力手段 ２・・・ラプラシアン出力回路 ３・・・加算回路 ４．５．１２．１３・・・ＲＯＭ（メモリ）６．１４・
・・アドレス設定部 ７・・・演粋部　８．１５・・・比較部９・・・バッフ
ァメモリ １０．１１・・・閾値算出回路 特許出願人　小西六写真工業株式会社 代゛理　人　弁理士　井　島　藤　治 外１名 焼２図 １ （ｃ）　。Ｌコー」＝コー １→ 鳥３図 −−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像信号を２値化処理若しくは多値化処理する画
   像処理装置において、前記画像信号から第１及び第２の
   微分の函数をめて出力する微分出力手段と、線画処理用
   閾値及び階調画処理用閾値に相当するデータを格納する
   メモリと、該メモリから読み出された線画処理用閾値相
   当のデータに前記微分出力手段の第１の出力を乗算し且
   つ前記メモリから読み出されたＮ調画処理用圏値相当の
   データに前記微分出力手段の第２の出力を乗算すると共
   に前記乗算の結果を加える演算手段と、該演算手段の出
   力を用いて前記画像信号を処理する比較手段とから成る
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. （２）前記線画処理用閾値及び前記階調画処理用閾値の
   少なくとも一方が複数種類用意されており、その中の１
   つを選択し得るように溝成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の画像処理装置。