JPS61146070A - 画像２値化処理方式 - 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】 皮掠九児 本発明は原稿画像の画素単位で多値量子化され゛たデジ
タル画情報を２値化する方式に係り、特に濃淡画像部か
パターン画像部かの領域判定をなしたうえで画像特性に
応じた最適２値化処理を行なう画像２値化処理方式に関
する。

炎釆皮４ 一般に、原稿画像をスキャナにより画素単位でサンプリ
ングし、かつ多値量子化することにより得られたデジタ
ル画情報をドツトプリンタにおいて記録再生させること
ができるように２値化処理する際、画像の再現性を良く
するために原稿画像の特性に応じた最適な２値化を行な
わせる必要がある。すなわち、文字、記号、図形などの
パターン画像の場合には、その記録画像が鮮明になるべ
くしきい値を固定した単純２値化処理を行なわせ、また
写真などの濃淡画像の場合には、特に中間調の再現性を
良くするために、記録画像の各局所ごとにその近傍の画
素の濃度を空間的に平均化して感するという視界系の積
分効果を利用したしきい値マトリクスを用いた空間フィ
ルタ処理（疑似中間調処理）によって２値化を行なわせ
る必要がある。

しかして同一原稿中にパターン画像部と濃淡画像部とが
混在する場合、単純２値化処理または疑似中間調処理の
何れかによって一律に２値化するのでは、単純２値化処
理によれば濃淡画像部における階謂性が失われて極めて
品質の悪い濃淡画像が再生され、また疑似中間調処理に
よればパターン画像部も空間フィルタ処理を受けて輪郭
のぼやけたパターン画像が再生されてしまうことになる
。

そのため従来では、画像特性に応じた所定のアルゴリズ
ムにしたがう論理判定により画像部の認識を行なわせな
がら単純２値化処理および疑似中間調処理の切換えを行
なわせるようにしている。

しかしこのような手段をとるのでは、ソフトウェアによ
ればその画像部の認識処理に時間を要してスキャナによ
る原稿画像の読取りに同期したリアルタイムでの画像の
記録再生を行なわせることができず、またハードウェア
によれば処理時間を上げることができるが装置が複雑化
してしまうという開運がある。

また従来、予め原稿画像中にパターン画像部分と濃淡画
像部分とを区別するマークを付しておき、画像の読取走
査時におけるマーク検出により画像領域の判定をなしな
がら単純２値化処理および疑似中間調処理の切換えを行
なわせるようにしたものもあるが、操作性が悪いものに
なっている。

１蝮 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、同一原稿
中にパターン画像部と濃淡画像部とが混在する場合、そ
のスキャナによって読み取られた画情報に応じて各画像
領域の判定をリアルタイムで行なわせて画像特性に応じ
た最適２値化処理を行なわせるようにした画像２値化処
理方式を提供するものである。

１腹 本発明はその目的達成のため、原稿画像の画素単位によ
る多値２量子化されたデジタル画情報のパターン画像に
適した単純２値化処理と濃淡画像に適した中間調を疑似
的に表現した２値化処理とを選択的に行なわせる際、前
記デジタル画情報を単純２値化処理するためのしきい値
とは異なるしきい値をもって２値化したデータにもとづ
いてパターン画像部と濃淡画像部との画像領域の判定を
行なわせ、その判定結果にしたがってデジタル画情報の
最適２値化処理を行なわせるようにするものである。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

第１図は本発明を具体的に実施したときのデジタル複写
機のブロック構成図を示すもので、スキャナ】によって
読み取られた原稿の画情報にしたがってドツト式のプリ
ンタ２により画像の記録再生を行なわせるようになって
いる。そのスキャナ１は、原稿画像を主および副走査方
向に画素単位に分解して順次読み取る光学系およびＣＣ
Ｄラインセンサ、ビデオ増幅器からなる読取部１１と、
その読取画情報ａを白黒変換したうえで多値量子化する
べくＡＤ変換し、必要に応じてシェーディング補正、Ｍ
ＴＦ補正および地肌除去などの適宜処理を行なわせる画
像処理部１２と、その処理されたデジタル画情報すにし
たがって濃淡画像部およびパターン画像部の最適２値化
処理をそれぞれ並列的に行なわせる疑似中間調処理部１
３および単純２値化処理部１４と、それら各２値化処理
データｃ、ｄを切り換えて選択的にプリンタ２側に記録
データｅを送出するデータ切換部１５と、画像処理部１
２によって処理されたデジタル画情報すにしたがって２
値化処理の対象となるデジタル画情報が濃淡画像部分の
ものかパターン画像部分のものであるかを判定してデー
タ切換部１５に切換信号ｆを与える画像領域判定部１６
とからなっている。なお、疑似中間調処理部１３は従来
のディザ法、濃度パターン法、サブマトリクス法などに
よる空間フィルタ処理による中間調をも加味した２値化
処理を行なわせるものである。

このようなものにあって、本発明では特に画像領域判定
部１６において、デジタル画情報すを単純２値化処理す
るためのしきい値とは異なるしきい値をもって２値化し
、その２値化されたデータを少なくとも主走査または副
走査の何れか一方に数画素分シフトさせてそのシフトデ
ータと前記２値化されたデータとのアンドをとった結果
が１１１　Ｉ８のとき処理対象の画素が濃淡画像領域に
あり、その結果が“０”のとき処理対象の画素がパター
ン画像領域にあると判定する手段をとるようにしている
。

第２図はそのような画像領域判定手段を実施するための
画像領域判定部１６における具体的な回路構成例を示す
もので、ここでは副走査および主走査方向の処理をなし
て画像領域の判定を行なわせるようにしており、デジタ
ル画情報すを単純２値化処理するためのしきい値よりも
低いしきい値をもって２値化する２値化回路１６１と、
その２値化データｇを副走査Ｙ方向に８画素分シフトさ
せたうえでそのシフトデータと２値化データｇとのアン
ドをとるＹ方向シフト処理回路１６２と、さらにそのＹ
方向に８画素分シフトされた２値化データｈを主走査Ｘ
方向に８画素分シフトさせたうえでそのシフトデータと
２値化データｈとのアンドをとるＸ方向シフト処理回路
１６３と、それら各Ｙ、Ｘ方向のシフト処理回路１６２
，１６３による処理データＪ＋ｋをミキシングするミキ
サ１６４とによって構成されている。

２値化回路１６１は、第３図に示すように、デジタルコ
ンパレータＣＭＰにおいて例えば６４階調に量子化され
た６ビツトのデジタル画情報すをそれに応じて６ビツト
からなるしきい値ＴＨＩと比較して、Ａ＞Ｂならばオア
回路から論理ＩＩ　Ｉ　Ｈｌが出力し、Ａ３Ｂならばオ
ア回路から論理“θ″が出力するようになっている。

Ｙ方向シフト処理回路１６２は、第４図に示すように、
８ビツトのラッチＬＡＴＣＨＩ、８ビット×４にの容量
をもったＲＡＭ、ラッチ群ＬＡＴＣＨ２〜ＬＡＴＣＨ５
およびアンド回路からなり、各ラッチのためのクロック
ｔ１および出力制御信号ｔ２．ＲＡＭのアドレス信号ｔ
３およびリード／ライト制御信号ｔ４はそれぞれ図示し
ないコントローラ”から与えられるようになっている。

この構成によるものでは、ＲＡＭのアドレス０はＸ＝０
に対応し、Ｘ方向に画素単位でアドレスが歩進される。

またＲＡＭにおけるｉ　／　ｏ　１〜１１０８の８ビツ
トはＹ方向に対応し、１１０１がＹ＝Ｙ１に対応すると
き、１１０２がｙｌ−１に、１１０３がｙｌ−２に、・
・・、１１０８がｙｌ−７にそれぞれ対応する。いま、
Ｘ＝ｘ　１　、　Ｙ＝ｙ　１の位置に対応する２値化デ
ータｇが入力するとき、ＲＡＭのアドレスｔ３はｘｌに
対応している。また、ＲＡＭからのリードデータとして
は、１１０１が（ｘｉ、ｙｌ　　１）に、ｉ　／　ｏ　
２が（ｘｉ、ｙｌ−２）に、・・・、１１０８が（ｘｌ
、ソ１−８）にそれぞれ対応している。そしてそのリー
ドデータは１ビツトシフトした形でラッチされ、再びＲ
ＡＭの同一アドレスｘ１に書き込まれる。このとき２値
化データｇが１１０１に、１１０１からのリードデータ
が１１０２に、１１０２からのリードデータがｉ　／　
ｏ　３に、・・・、１１０７からのリードデータがｉ　
／　ｏ　８にそれぞれ書き込まれる。このときｉ　／　
ｏ　８からのリードデータは再書込みされることはない
。すなわち、その動作はＹ方向に関するリード／シフト
／ライト動作であり、Ｙ方向に関して１画素分ずつデー
タが遅延していくことを意味している。このリード／シ
フト／ライト動作をＸ＝０からＸ＝ｍ（ｍはＸ方向の画
素数十遅延画素数である）まで行なう。したがって、２
値化データｈは入力２値化データｇに対してＹ方向に８
画素分シフトされたものとなり、またアンド回路から出
力される２値データｊはそれら各１画素分ごとのシフト
データと入力２値化データｇとのアンドをとったものと
なる。

またＸ方向シフト処理回路１６３は、第５図に示すよう
に、８ビツトのシフトレジスタＳＲと、その各ビットの
出力データとＹ方向シフト処理回路１６２から送られて
くる２値データｈとのアンドをとるアンド回路とによっ
て構成されている。

シフトクロックｔ５はＸ方向での画素単位に対応するも
のであり、クリア信号ｔ６とともに図示しないコントロ
ーラから与えられる。いま入力する２値データｈがＸ＝
ｘＬに対応しているとき、出力データに１はｘｉ−１に
、に２はｘｌ−２に。

・・・、に７はｘｌ−７にそれぞれ対応している。すな
わち、ｋｉは２値データｈの１画素分の遅延デ−タであ
り、換言すれば現在の２値データｈに対する１画素分だ
け前の画素データである。

ミキサ１６４は、第６図に示すように、アンド回路とラ
ッチＬＡＴＣＨ６からなり、Ｙ方向シフト処理回路１６
２から送られてくる２値データｊとＸ方向シフト処理回
路１６３から送られてくる２値データにとのアンド信号
をラッチクロックｔ７のタイミングでラッチＬＡＴＣＨ
６により整形して画像領域判定結果としての切換信号ｆ
をデータ切換部１５に送出するようになっている。ラッ
チクロックｔ７はＸ方向の画素単位に同期した信号で、
図示しないコントローラから与えられる。

また第７図に読取部１１によって原稿面を光走査したと
きの光反射率と、画像処理部１２により白黒変換され、
かつ６４値量子化されたデジタル画情報すとの関係を示
しており、デジタル画情報すにおける原稿画面上の黒が
レベル６４に、白がレベルｌにそれぞれ対応している。

同図の特性にあって、光反射率が１付近での白の飽和は
地肌除去により原稿の地肌濃度分を除去したためであり
、また光反射率がＯ付近での黒の飽和はある一定以上の
濃度を全てレベル６４にまとめることによって中間調レ
ベルに割り当てる階調数をかせぐようにするためである
。

以上のように構成されたものにあって、原稿画像を光走
査することによって得られたデジタル画情報すにもとづ
いて現在の読取画素がパターン画像部にあるか濃淡画像
部にあるかの画像領域判定のための動作について、以下
説明をする。

いま例えば、第８図に示すようなある副走査位置におけ
るデジタル画情報すのＸ方向の特性が得られたものとす
る。なおデジタル画情報すは実際には６ビツト構成によ
るものであるが、ここではわかり易くするためにアナロ
グ的な表現をなして縦軸を１〜６４の階調レベルで示し
ている。実際にはＸ、Ｙの両方向の画情報から画像領域
の判定を行なうが、ここでは説明を簡単にするためにＸ
方向の画情報のみを考慮することとする。

同図において、ＴＨＩは２値化回路１６１におけるしき
い値を示し、ＴＨ２は単純２値化処理部１４におけるし
きい値を示している。デジタル画情報すのうち、Ｂｌ、
Ｂ２の特性部分は濃淡画像部を、Ｂ３．Ｂ４はパターン
画像部をそれぞれ示している。またＢ５．Ｂ６は原稿地
肌の濃度むらあるいは薄い汚れに、Ｂ７は写真などにお
ける特に白い部分をそれぞれ示している。

しかしてこのようなデジタル画情報すが画像領域判定部
１６に与えられると、２値化回路１６１においてＴＨＩ
のしきい値により２値化されてその出力データｇがデー
タｈとしてＸ方向シフト処理回路＋６３に与えられ、そ
こでＸ方向に８画素分シフトされる。このときの８画素
分シフトされたデータを、図中に８で示している。図中
Ｐは画素単位であり、データｈとデータに８との間のず
れ８Ｐは８画素分だけ遅延していることを示している。

したがってＸ方向シフト処理回路１６３からは図示のよ
うに２値化データｈとそのシフトデータに８とのアンド
をとった出力データｋが得られ、その出力データｋが切
換信号ｆとしてデータ切換部１５に与えられることにな
る。

同時に、そのデジタル画情報すは単純２値化処理部１４
においてＴＨ２のしきい値をもって２値化されてその処
理データｄがデータ切換部１５に送られる。なおその単
純２値化処理部１４における出力データｄは、疑似中間
調処理部１３における処理遅延に合せるために実際の２
値化データｄ１よりも４画素分遅れて出力されるように
なっている。

なお第８図中には、疑似中間調処理の内容からして同図
への表現が困難なことと、無理に表現してもそれによっ
て画像領域の判定動作の理解が容易にならないことから
、疑似中間調処理部１３の出力データＣを特に示してい
ない。ここでは、便宜上デジタル画情報すを４画素分だ
けＸ方向に遅延させたものが疑似中間調処理部１３の出
力データＣに相応するものと考えれば充分である。

このように、第８図の関係から明らかなように、ミキサ
１６４から出力される切換信号ｆ、すなわちこの場合に
はＸ方向シフト処理回路１６３の出力データｋがハイレ
ベル゛１″のときに現在処理中の画素におけるデジタル
画情報すが濃淡画像部にあり、またそれがローレベル１
１０１ｇのときに現在処理中の画素におけるデジタル画
情報すがパターン画像部にあるとの画像領域の判定を正
確になすことができるようになる。

したがって、Ｘ方向シフト処理回路１６３の出力データ
ｋが切換信号ｆとしてデータ切換部１５に与えられる際
、その出力データｋが゛″ビ′ときにデータ切換部１５
において疑似中間調処理部１３による２値化処理データ
Ｃを選択し、またその出力データｋが“０”のときにデ
ータ切換部１５において単純２値化処理部１４による２
値化処理データｄを選択するようにすれば、濃淡画像部
またはパターン画像部の画像領域の判定にしたがってデ
ジタル画情報すが最適に２値化処理された記録データｅ
をプリンタ２側に送って高品質な画像の記録再生を行な
わせることができるようになる。

なお、第８図の場合には、デジタル画情報すにおけるＢ
ｌおよびＢ２の部分が疑似中間調処理によって２゛値化
されることになる。またＢ３の部分にあっては、そのエ
ツジ部が幅４画素分だけ単純２値化処理され、その中央
部が疑似中間調処理によって２値化されることになる。

その際、Ｂ３の中央部における中間調出力はその濃度を
薄くするということではなく、原稿画像の濃度に対応し
た濃度となることを意味している。このＢ３の部分は線
幅の太いパターン画像部分を示しており、原稿中におけ
る文字などのパターン画像はそれ自体が充分な濃度をも
っているために本発明の処理によって８３部分における
記録画像の品質が何ら損われることがなくなるとともに
、そのエツジ部分が単純２値化処理されているために輪
郭がぼやけることのないシャープなパターン画像が得ら
れることになる。また線幅の狭いパターン画像部分を示
すＢ４の部分にあっては、全幅にわたって単純２値化処
理されることになる。記録データｅの特性中、斜線部分
は疑似中間調処理されたデータ部分を示している。

また第９図はＹ方向での画像領域判定の動作を説明する
ためのもので、ここではＹ方向におけるデジタル画情報
すを特に図示していないが、図中８８が太文字のパター
ン画像部分に、Ｂ９．Ｂ１３が濃淡画像部分に、ＢＩＯ
〜Ｂ１２が細文字のパターン画像部分にそれぞれ対応し
ているものと考えてよい。この場合にあっても前述の場
合と同様に、Ｙ方向シフト処理回路１６２における出力
データｊがハイレベル゛′１″になることによって現在
処理中の画素におけるデジタル画情報すが濃淡画像部に
あり、またそれがローレベルＩＩ　Ｏ７７になることに
よって現在処理中の画素におけるデジタル画情報すがパ
ターン画像部にあるとの画像領域の判定がなされ、Ｂ９
および８１３部分では記録データｅとして疑似中間調処
理による２値化データＣが選択され、８１０〜Ｂ１２部
分では単純２値化処理されたデータｄが選択され、８８
部分ではそのエツジにおいて単純２値化処理されたデー
タｄが選択され、その中央において疑似中間調処理によ
る２値化データＣが選択されることになる。

なお本発明では、原稿中の濃淡画像部が既に疑似中間調
処理されたものにあってもそれが濃淡画像部であること
を有効に判定することができるようになる。すなわち、
疑似中間調処理は２値化されたドツトの密度やドツト集
合体のパターンによって中間調をも表現するようにした
ものであり、そのような表現によっても何ら中間調が夫
れでいるものではないため、本発明のように一定範囲以
上にわたって一定以上の濃度が連続した場合に濃淡画像
部であると判定する手段をとれば、例えば原稿中のドツ
ト密度が高い部分は濃淡画像部であると判定することが
可能になる。したがって、原稿中の既に疑似中間調処理
された濃淡画像部にあっても良好な画像の記録再生を行
なわせることができるようになる。

以上の実施例にあってはＸ、７両方向についてのデジタ
ル画情報すを２値化したときの各遅延データにもとづい
て画像領域の判定を行なっているが、ＸまたはＹ方向の
何れかの遅延データにしたがって画像領域の判定をなす
ようにしてもよい。

また各回路構成にあっても前述したものに限らずその回
路構成を適宜変更することができることばいうまでもな
く、例えば処理対象となるデジタル画情報すはスキャナ
によって読み取られた原稿の画情報に限らず、あるシス
テムにおけるホストコンピュータなどから送られてくる
デジタル画情報であってもよく、また第６図に示すミキ
サ１６４の構成にあって各２値データｊ、にのアンド信
号を切換信号ｆとする代りにオア信号を切換信号とする
ことも可能である。また前記実施例では画像領域判定部
１６の２値化回路１６１におけるしきい値および単純２
値化処理部１４におけるしきい値ＴＨ２をそれぞれ一定
としているが、それらの各しきい値ＴＨＩ、ＴＨ２にヒ
ステリシス特性をもたせるようにしてもよい。すなわち
、例えばしきい値ＴＨＩによる２値化データｇが論理“
１″か１１０１１かによりそのしきい値ＴＨＩのレベル
をいくらか変化させるようにする。それにより、例えば
いったん濃淡画像部であると判定されると、その領域中
に濃度の薄い部分が現れても２値化領域に反転し難く、
濃淡画像部の判定モードを維持することができるように
なる。さらに前記実施例の場合には、Ｘ方向およびＹ方
向におけるデジタル画情報すの各遅延量を８画素分に設
定して疑似中間調処理部１３．単純２値化処理部１４お
よび画像領域判定部１６における各処理データが同一の
画素に対するものとなるようにそれぞれの処理遅延を考
慮したタイミングをとるとともに、特に疑似中間調処理
部１３における処理遅延を考慮して太線からなるパター
ン画像のエツジ部分を４画素分だけ単純２値化し、その
中央部分を疑似中間調処理するようにしているが、その
Ｘ方向およびＹ方向におけるデジタル画情報すの各遅延
量を種々に設定することが可能で、また複数設定された
遅延量のうちの何れかを原稿画像の状態に応じて選択的
に指定する手段を容易にとることができるようになる。

型１」 以上、本発明による画像２値化処理方式にあっては、処
理対象となる画素単位で多値量子化されたデジタル画情
報を単純２値化処理するするためのしきい値とは異なる
しきい値をもって２値化したうえで、その２値化データ
を主走査方向および副走査方向またはその何れか一方向
に数画素分シフトさせたデータにもとづいて現在のデジ
タル画情報がパターン画像部にあるか濃淡画像部にある
かの判定を行なわせ、その判定結果にしたがってデジタ
ル画情報を単純２値化処理したデータと疑似中間調処理
されたデータとの選択切換えを行なわせるようにしたも
ので、簡単な手段により画像領域の判定をリアルタイム
で正確に行なわせて、デジタル画情報を画像特性に応じ
て最適に２値化処理することができるという優れた利点
を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による画像２値化処理方式を具体的に実
施したときのデジタル複写機のブロック構成図、第２図
は本発明を具体的に実施するための回路構成例を示すブ
ロック図、第３図は同実施例における２値化回路の構成
例を示すブロック図、第４図は同じくそのＹ方向シフト
処理回路の構成例を示すブロック図、第５図は同じくそ
のＸ方向シフト処理回路の構成例を示すブロック図、第
６図は同じくミキサの構成例を示すブロック図、第７図
はスキャナにより原稿面を光走査したときの光反射率に
対する画情報の濃度階調特性を示す特性図、第８図は主
走査方向における画像領域判定時の各部信号のタイミン
グを示すタイムチャート、第９図は副走査方向における
画像領域判定時の各部信号のタイミングを示すタイムチ
ャートである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多値量子化されたデジタル画情報を単純２値化処理する
   ためのしきい値とは異なるしきい値をもって２値化し、
   その２値化されたデータを少なくとも主走査または副走
   査の何れか一方に数画素分シフトさせてそのシフトデー
   タと前記２値化されたデータとのアンドをとった結果が
   “１”のときデジタル画情報を疑似中間調処理した２値
   化データを選択し、また前記結果が“０”のときデジタ
   ル画情報を単純２値化処理した２値化データを選択する
   手段をとるようにした画像２値化処理方式。