JPS6074091A - ２値化回路 - 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】 （ａ）発明の技術う）野 本発明は１画イ象を多数の部分画（象に分割し部分ｉｉ
！ｉｌ像毎に２値化の条件すなわち閾値を決定して２値
化する方式の２値化回路に関する。

（ｂ）技術の’Ａ’呈 計算機システムによる画像処理技術の進歩および半導体
メモリ素子のコストダウン等とあいまって、近■寺、た
とえば論理回路の設δ１自動化システム等においては、
Ａ４版にも及ぶ人面桔の画像の処理が行われるようにな
った。

画像処理システムは、一般に、被処理画像を光学的に観
／ｌ［すし方眼状に配列される画素毎に各々の、震度を
多値化する観測部と、前記観測部によって得られた被処
理画像データに対し所望の処理を施す処理部と、前記観
測部によって得られた被処理画像データおよび前記処理
部によってｉ４Ｑられた処理画像データを格納する画像
メモリを主要構成要素として備えている。

前記観測部で得られる画像データは、一般に画素毎の濃
度を１ハイドのデータによって２５６段階で表している
。ところが、前記論理回路図のように、主として線・記
号および文字等の線画から成る画像は３本来、黒画素お
よび白画素から構成さてれているものであり、それぞれ
を“１”および０”の２値データとして扱う方が処理時
間の短軸あるいは画像メモリの記憶容量の節減の而で非
常に有利である。

したがって設計自動化システムとして用いられる画像処
理ステムにおいては１通常、前記構成の他に２値化回路
を備え、被処理画像を２値化した後に所望の処理をおご
なっている。

また、前記２値化は９画像の一方の端からラスク走査に
よって順序に行うのが普通であるが、処理対象両（象の
面積の増大に伴う照明むらの補償等のため１通常２画像
を前記ラスク走査の順に所定数の走査線から構成される
部分画像に分割し、この部分画像毎に２値化の条件ずな
わち閾値を決定するという方法が用いられている。

（ｃ）従来技術と問題点 従来、多値画像データの２値化用として各種の２値化回
路が提案されている。

しかし、これらは何れも被処理ｌｌ！ｌｌ像の濃度分布
が双峰性の場合を対象として開発されたものであり、し
たがって濃度分布が華峰性の場合には、被処理画像中の
白地部分の一部の画素が“′１”として２値化されるな
ど、正常な２値化が行われないという欠点があった。

（ｄ）発明の目的 本発明の目的は、被処理画像の濃度分布が単峰性あるい
は双峰性の如何にかかわらず、正常な２値化を行うこと
のできる２値化回路を提供することにある。

（ｅ）発明の構成 本発明になる２値化回路は１画素毎に多値化された濃度
によって表される画像をラスク走査し前記画素毎の濃度
を２値化する２値化回路におい°ζ。

前記ｉｉ！ＩＩ像を構成する複数の画素の濃度分布を得
る濃度分４生成回路と、前記２値化に用いる闇値を前記
濃度分布生成回路によって得られる濃度分布によっ゛ζ
決疋する閾値決定回路とを備え、前記画像を前記ラスク
走査の順に所定数の走査線から構成される部分ＩＩ！ｌ
ｌ像に分割しこの部分画像毎に前記闇値決定回路によっ
て得られる闇値を用いて前記ｌ！！Ｉｌ像を構成する画
素毎の濃度を２値化するようにしたものである。

（ｆ）発明の実施例 以−ト１本発明の要旨を実施例によって具体的に説明す
る。

第１図は本発明第一の実施例の構成を説明するブロック
図であり２図において１は処理対象原画１象を横方向を
主走査方向とし０．ｈ＋ｍピッチのラスタ走査によって
光学的に観測し０．１ｍｍ乎方０方１１Ｒ状に配列され
る画素毎に各々の濃度を１ハイドのデータとして２５６
段階に多値化する観測部、２は観測部１によって得られ
た多値画像データを格納する画像メモリ、３は画像メモ
１月に記憶する画像を第２図に示すような３×３画素の
ラプラシアンオペレータによってラスク走査し画素毎の
濃度変化の二次微分値を得る二次微分回路、４は３走査
線分の画素に対し二次微分回路３によって得られた二次
微分値の分布を得る分布生成回路。５は画像を構成する
一部複数の画素として前記３走査線分の画素の中から二
次微分回路３によって得られる二次微分値が高い方のｐ
パーセント（ｐは１〜１００の所定の値）を選択する選
択回路、６は選択回路５によって選択された画素の濃度
分布を得る濃度分布生成回路、６は濃度分布生成回路６
によってｉＳられる一部画素の濃度分布によって２値化
に用いる闇値を決定する闇値決定回路、８は画像メモリ
２に記憶する画像データをラスク走査によって読み取る
Ｊ、取り回路、９はｖＬ取り回路８によって得られた１
画素毎の６コ度値（１ハイドの多値データ）を闇値決定
回路７によってｌ−９られる閾値と比較することによっ
て２値化する比較回路である。

二次微分回路３は、第３図に示すように（ｎ　−２）行
目・　（ｎ−１）行目およびｎ行目の走査線上の画素を
３×３画素のラプラシアンオペレータ（図中、ハツチン
グによって示す）によって走査しくｒ＋−１）行目の走
査線上の画素の濃度変化の二次微分値をめる。

同様にしてｒ１行目および（ｎ−１−１）行目の走査線
上の画素の濃度の二次微分値をめたのち１分布生成回路
４はＣｎ−’１）行目・ｎ行目および（ｒよ＋　１　）
行目の走査線上の画素の濃度の二次微分値の分４を作る
。

選択回路５は、（ｎ−１）行目・ｎ行目および（”＋〕
＋１　）行目の走査線上の画素の中から、二次微分回路
３によって得られる二次微分値が高い方のｐバーセン１
−を選択しく第４図＋ａｌ参照）、濃度分布生成回路６
は選択回路５によって選択された画素の濃度分布を作る
（第４図（ｂ）参照）。

闇値決定回路７ば１次に説明するよ・うにして。

まず、濃度分布生成回路らによて得られた濃度分布が第
４図＋ｂ＋のように双峰性であるか、あるいは単峰性で
あるかを判定する。

前述のよ）に、設訓自動化システム等においては処理対
象とする画像は、線・記号および文字等の線画から成り
１本来、これらの線画部分は黒画素によって構成され背
景部う〕は白画素によっ゛ζ構成されている。したがっ
て、その濃度分布は全体として見れば明らかに双峰性で
ある。まノこ、これを任意の大きさに分割して得られる
部分ｌＩ！ｌｌ像として、−走査線分ずつのｉｉ！ＩＩ
像を見れば、各部分ｌ！！ｌｌ像は次の何れかであり １、黒画素と白Ｉｉ！ｌｌ素とから成る１１、白画素の
みから成る ｉｉｉ　、黒画素のみから成る 五の場合には双峰性５１１およびｉｉｉの場合には単峰
性である。

したがって＋　ｄＡ度分布が双峰性か単峰性かの判定は
、濃度分布の分散値σ２を経験的に得られるに数Ｔと比
較することによって行い、σ２≧Ｔの場合には双峰性、
σ２≦゛１゛の場合には単峰性とすることができる。

一方、線・記号および文字等の線画から成る画像の６Ｐ
度分布は黒画素の分布と白画素の分布とが合成されたも
のと考えられ、濃度分布生成回路６によって得られた濃
度分布が双峰性の場合には。

濃度が低い方のピークは白画素に対応するもの。

また濃度レヘルが高い方のビークは黒画素に対応するも
のと見なすことができる。したがって、このような場合
には、２種類の変量の分布に対し定義されるクラス間分
散σβ　が最大となる濃度をめ、この濃度を闇値とする
。

次に、濃度分布生成回路６によって得られた濃度分布が
単峰性の場合は、前記ｉｉの場合とｉｉｉの場合が考え
られ、前記＋１の場合すなわち部分画像がすべて背景部
分に相当し１本来、白画素のみである場合には９画素毎
の濃度の平均値に３σを加えた濃度を闇値とする。その
結果、たとえば画素毎の濃度の分布が正規分布であると
仮定すると、その９９．７４パーセントが２値データの
“１″に、また残り０．２４パーセン１〜が２値データ
の“０”に変換される。

また、　ｉ？ｉｉ記ｉｉｉの場合すなわち部分画像中に
背景部分が全く存在せず１本来、黒１８ｉＩｌ素のめで
ある場合には、Ｉｉ！ｌｌ素毎の濃度の平均値から３σ
を除いた濃度を闇値とする。前記と同様に画素毎の濃度
の分布が正規分布であると仮定すると１　その０．２４
パーセントが２１直データの１”に、また残２つ９９゜
７４パーセントが２値データの０″に変換されることに
なる。

以上のように、第一の実施例によれは、ｎ行目の走査線
の画素の２値化に用いる闇値を、（ｒ＋−１）行目・ｎ
行目および（ｎ）１）行目の３走査線分の画素の中から
選択された画素の濃度分布から決定するので５走査線毎
のｖＡ埴が急激に変化しない。また二次微分回路３と分
布生成回路４と選択回路５とによって選択された。濃度
変化の二次微分値の大きい一部の画素の濃度分布によっ
て閾１直を決定するので、ｒＡ値を精確か一つ容易に決
定することができる。

第５図は本発明第二の実施例の構成を説明するブロック
図であり、第１図と共通する符合は同一の対象物を指す
ほか、１０はｎ行目の走査線の画素に対する闇値を決定
するために濃度分布生成回路６．ＩＪ＜生成した濃度分
布が双ｉｉ！１性であったか単峰性であったかを、（ｎ
＋１．）行目の走査線の画素にス］する閾値を決定する
まで一時記憶するレジスタである。

閾値決定回１ｉｊｊ）７は、１１行目の走査線の画素に
対する閾値を決定するために濃度分布生成回路６が生成
した濃度分布が双峰性で、（ｎ＋１）行目の走査線の画
素に対する閾値を決定するために濃度公的コ止成回路６
が生成した濃度分布が単峰性の場合には、　い〕＋１）
行目の走査線の画素に対する闇値としてｎ行目の走査線
の画素に対して用いた闇値を引続き用いる。

一般に、濃度分布が双峰性の場合には安定した闇値がｊ
ｑられるのに対し単峰性の場合には安定した闇値が得ら
れ難く、このため、ａ変分布が双峰性からｆｆｌ峰性に
変化する場所では２値化の結果に不連続が生し易いもの
であるが、第二の実施例によれば、このような不連続の
発生を防止することができる。

（ｇ）発明の詳細 な説明したように１本発明にれば画像を多数の部分画像
に分割し部分画像毎に２値化の条件すなわち闇値を決定
する方式の２値化回路において。

濃度分布が双峰性あるいは単峰性の如何にかかわらず正
常な２値化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第一の実施例のブロック図、第２図はラ
プラシアンオペレータの例、第３図は二次微分回路の説
明図、第４図は選択回路と濃度分布生成回路に関する説
明図、第５図は本発明第二の実施例のブロック図である
。 図中、５は選択回路、６は濃度分布生成回路。 ７は閾値決定回路、８はあ′Ｌ取り回路、りは比較回路
である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｉｉｊｊ素毎に多値化された濃度によって表され
   る画像をラスク走査し前記画素毎の濃度を２値化する２
   値化回路において、前記画像を構成する複数の画素の濃
   度分布を得る濃度分布生成回路と。 前記２値比に用いる闇値を前記濃度分布生成回路によ゛
   って冑られる濃度分布によって決定する闇値決定回路と
   を備え、前記画像を前記ラスク走査の１１ｂ１に所定数
   の走査線から構成される部分画イＺ：に分割しこの部分
   画像毎にｉｉｊ記闇値決定回路によって得られる闇値を
   用いて１）１１記画像を構成するｉ！！Ｉｌ素毎の濃度
   を２値化することを特徴とする２値化回路。
2. （２）前記、震度分布生成回路は画素毎の６＝度の二次
   微分値によって選ばれた複数の画素の濃度分布を（Ｍも
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２１直１
   ヒＵ路。
3. （３）前記闇値決定回路は前記部分画像毎の濃度分布が
   双峰性から単峰性に変化した場合には闇値を変更しない
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２値化回
   路。