JPS6367078A - 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、画像処理装置に関し、より詳細には、複数個
の光電変換素子に画像を投影し、光電変換素子の読取り
画像情報を得る、ファクシミリ、デジタル複写装置、フ
ァイリングシステム入力装置、ＣＡＤ　（Ｃｏｍｐｕｔ
ｅｒ　　−Ａｉｄｅｄ−Ｄｏｓｉｇｎ　）入力装置等に
適用し得る画像処理装置に関するものである。

（従来技術） 従来の原稿読取り装置における画像処理装置について第
９図および第１０図を参照して説明する。

第９図は原稿読取り装置の概略説明図で、１は原稿、２
．　３．　４．　５は搬送ローラ、６は反射板、７はコ
ンタクトガラス、８は螢光灯、９は光学レンズおよび１
０はＣＣＤ　（、電荷結合素子）である。

このような装置において、原稿１は搬送ローラ２〜５に
より搬送され、原稿１は蛍光灯８により照明される。そ
の原稿像は光学レンズ９によりＣＣＤｌ０上に結像され
る。

第１０図は第９図の原稿読取り装置の回路を示すブロッ
ク図で、１は原稿、９は光学レンズ、１０はＣＣＤ、１
１は増幅回路、１２はアナじ１グ／デジタルＡ／Ｄ変換
回路、１３はクロックトライバである。回申、縦方向の
矢印は主走査方向をそして横方向の矢印は副走査方向を
示す。第９図および第１０図においてＣＣＤｌ０上に結
像された原稿像はアナログ信号として出力されるが、極
めて微小な信号であるため増幅回路１１で増幅される。

Ａ／Ｄ変換回路１２は増幅されたアナログ画像信号を画
素毎に示す多値デジタル画像信号に変換する。Ａ／Ｄ変
換後のデジタル画像信号は原稿画像のノイズ、光量ムラ
、コンタクトガラス７の汚れ、ＣＣＤｌ０の感度ムラ等
により、正規画像データにノイズが現れる。

このノイズ対策としては、従来、Ａ／Ｄ変換回路１２の
前にシェーディング補正をしたり、Ａ／Ｄ変換回路１２
の後に周辺画素の平均値を出力したり、画像の孤立点認
識をしたりすることが提案されている。しかしながら、
シェーディング補正では原稿画像のノイズは補正されず
、小領域および画像全体における濃度の平均化は画像の
ノイズは低減されるが画像のシャープさが無くなり全体
としてボケた感じとなる。

また、孤立点認識によるノイズ除去には、ノイズが規則
的なものや周囲との温度差がかなり大きい孤立点とした
場合、周期的なノイズ成分のパワースペクトルはパワー
スペクトル空間において成る位置に集中するので、これ
を取り除くフーリエ変換した場合、および小領域中にお
いて隣りの画素と同じ濃度で繋がっている連結成分を持
たないで、数個の画素だけが濃度変化が大きいとき、そ
れをノイズとみなして取り除く場合とがある。しかしな
がら、パワースペクトルを参照して取り除くことは通常
の文字あるいは写真においてそのパワースペクトル成分
がノイズとして見たパワースペクトル成分と同じでない
ことが条件であり、同じでないとき孤立点の誤認識が起
こる。また、小領域中における孤立点認識はその孤立点
とみなす画素数が問題となり、入力画素数が正規の入力
画像で孤立点とみなされた画素数と同様の画像があれば
、特に網点画像の場合においてそれを誤認識する。これ
らの誤認識により網点画像や小さな点などの欠落が生じ
る。さらに、このノズル除去においては、孤立点の認識
によるアルゴリズムおよびハード構成が必要となり、リ
アルタイムによるハード構成が困難となる。

（目的） 本発明は、上記従来装置の欠点を克服すべくなされたも
ので、その目的とするところは、画像のノイズ除去とこ
のノイズ除去により生ずる画像のボケを少なくしかつ同
時に画像のシャープさを保ことができる画像処理装置を
提供することである。

（構成） 本発明は上記目的を達成させるため、複数個の光電変換
素子に画像を投影し、該光電変換素子の読取り画像情報
を得る画像処理装置において、読み取った単位領域の画
像情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段の読出し書込
みを制御する読出し書込み制御手段と、前記画像情報を
比較選択する比較選択手段と、前記比較選択された画像
情報を濃度順に任意に選択する手段とを備え、前記単位
領域内の画像情報を前記比較選択手段において画像情報
の濃度順を決定し、任意の濃度順に対応する画像情報を
取り出すことを特徴としたものである。

以下、本発明の一実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図は本発明を用いた原稿読取り装置の一例を示す回
路ブロック図であり、第１０図の従来例と同様に、１は
原稿、９は光学レンズ、１０ばＣ０Ｄ（電荷結合素子）
、１１は増幅回路、１２はＡ／Ｄ　（アナログ／デジタ
ル）変換回路、１３はクロックトライバであり、さらに
Ａ／Ｄ変換回路１２の後にはメディアンフィルタ回路１
４、このメディアンフィルタ回路１４の制御回路１５お
よび操作部１６によって構成されている。図中、原稿１
０における縦方向の矢印は主走査方向をか一つ横方向の
矢印は副走査方向を示す。

上記原稿読取り装置の原稿読取り方法について説明する
。原稿１の読取りはＣ０ＤＩＯが電気的に走査く主走査
）される主走査方向と、原稿１上で走査位置の移動（副
走査）される副走査方向の２方向の走査により行われる
。なお、副走査は原稿１を移動させて走査する方式、ま
たは原稿１を固定して光学系の移動で走査する方式のい
ずれでも良い。ＣＣＤｌ０上に結像された原稿像はアナ
ログの画像信号として出力されるが極めて微小な信号で
あるため増幅回路１１で増幅される。この増幅回路１１
で増幅されたアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換回路１２で
画素ごとに示す多値（例えば６４階調）デジタル画像信
号に変換される。このＡ／Ｄ変換後のデジタル画像信号
は、従来装置において説明したように、原稿画像のノイ
ズ、光量ムラ、コンタクトガラス７　（第９図参照）の
汚れ、ＣＣＤｌ０の感度ムラなどにより正規画像データ
にノイズが現れる。このノイズはメディアンフィルタ回
路１４で補正され、このメディアンフィルタ回路１４に
より画像ノイズの除去、このノイズ除去による画像のボ
ケの除去、および画像シャープさの保持が同時に行われ
る。以下、この補正方式をメディアンフィルタとする。

さらに、操作部１６で任意のキー人力が行え、前記操作
部１６の出力信号は制御回路１５を介してメディアンフ
ィルタ回路１４の出力画像データを制御している。これ
により本発明の特徴であるノイズ除去を任意の程度で行
うことができる。

次にメディアンフィルタ回路１４と平均化回路のアルゴ
リズムについて説明し、具体的なデータを示す。

メディアンフィルタとは、例えば第２図に示すような３
×３マトリクスの小領域において注目画素を×５、周辺
画素を×２．×４．×６．×８としたとき、×２．×４
．×５．×６．×３を濃度類に比較して３番目の濃度値
をメディアンフィルタの出力濃度（注目画素に対応する
）とするものである。この場合、ノイズは白または黒の
ピーク値で表され、小領域中で１画素または２画素程度
となるため、ノイズを取り除くことができる。これと同
時にエツジ部の保存も可能となる。

平均化回路とは、例えば第２図に示すような、３×３マ
トリクスの小領域で×５の画素データを求めるとき、周
辺画素Ｘ２．×４．、×６．ｘ）Ｊとの和を求め、その
平均値を×５の出力とするものである。下式ｆｉｌ、　
（２＋はそれぞれ平均化回路のアルゴリズムを示し、弐
（２）は注目画素に重みを付けたものである。

（ＩＩＤ　（×５）＝　（Ｘ２＋Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６＋Ｘ
８）＋５ （２１Ｄ　（×５）＝　（Ｘ２＋Ｘ４＋Ｘ６＋Ｘ８＋２
・×５）÷に こで、Ｄ（×５）は注目画素×５に対応する平均化回路
の出力データである。

第３図を原稿画像の画像データとすると、第４図（ａ）
、　（ｂｌ、　（ｃｌがメディアンフィルタの出力で、
第５図（ａｌ、　（ｂｌが平均化回路の出力である。第
４図ｔａ＋はメディアンフィルタ出力の３番目に大きな
値、第４図（ｂ）はその２番目に大きな値、第４図（Ｃ
１はそ０４番目に大きな値を示す。

平均化回路の出力ではノイズは低減化されているが、周
辺画素に影響を及ぼし、またエツジもボケている。上記
第５図ｆａｌはＤ　（×５）　−（Ｘ２＋Ｘ４＋Ｘ５＋
Ｘ５＋Ｘ８）　＋５　（上式（１）〕の平平均化回路力
を、そして第５図（ｂ）はＤ　（×５）　−（Ｘ２＋Ｘ
４．＋Ｘ６＋Ｘ７＋２・×５）＋６〔上式（２）〕の平
平均化回路力を示す。第５図（ａｌと（１１）を比較す
ると、第５図（ａｌではエツジ部のボケが顕著で、第５
回出）ではノイズが殆ど除去されていない。

第５図（ａｌは周辺画素と注目画素を等しく扱った場合
で、第５図（ｂｌは周辺画素に重きを置いた場合である
。

これに対して、上述した第４図（ａｔ　、　（ｂｌ　、
　（ｅｌから理解されるように、メディアンフィルタの
出力ではノイズは殆ど除去され、エツジ部もボケがない
。

第４図（ａ）、　（ｂｌ、　（Ｃ１では上述したそれぞ
れの値を取り出したものを示しているが、この他にも１
番大きな値および５番目に大きな値を与えた５つの場合
を任意に用途に合わせて取り出すことが出来る。

次に、本発明によるメディアンフィルタ回路１４につい
て第６図の画像データの例を用いて説明する。現像デー
タは原稿１よりＣＣＤｌ０によって読み取られるが、ま
ず第６図のライン１を横方向矢印で示す主走査方向にｘ
ｌ、×２．×３．×４−−−−−−一の画素データを読
み取る。次に縦方向の矢印で示す副走査方向の移動によ
りライン１からライン２に移り、ライン２を主走査方向
に×５．×６　、　　Ｘ　７　、　　Ｘ　８−−−−−
−−の画素データを読み取る。同様に、ライン２からラ
イン３に移ってライン３の×９．ｘｉ　Ｏ，ｘｉ　１．
Ｘ１２−−−−・−の画素データを読み取る。ここでメ
ディアンフィルタで補正を行う画素（注目画素）を×６
、この注目画素×６を補正するために参照する画素（周
辺画素）を×２、×５．×７．ＸＩＯとする。

以下に、第７図のメディアンフィルタ回路１４の詳細な
ブロック回路図および第８図のタイミングチャートを参
照しながら説明する。

第８図のタイミングチャートに示すようにディレィＣは
第７図のブロック回路図におけるランダムアクセスメモ
リ　（ＲＡＭ）７７．７８，７９゜８０のチップセレク
トを作るためのものである。

［７ゲートｄは１ラインの光電変換素子より読み込まれ
た画像データの存効画像データを示すもので、Ｃ０ＤＩ
Ｏ（第１図）の駆動回路より発生するものである。この
Ｌデー１−　ｄはＤフリップフロップ７２でラッチさせ
られ、アドレスカウンタ７６のロード信号（ＬＤ）ｅと
する。ＪＫフリップフロップ７３のトグルモードによっ
てＬゲートｄの立ち下がりでライトイネーブル（ＷＥＩ
、ＷＢ２）ｆ、ｇ、その他の制御信号を作るものとする
。

アドレスカウンタ７６はロード信号（ＬＤ）ｅが“Ｌ＃
のとき初期値に設定され、ロード信号ｅが＃Ｈ＃のとき
にクロック（ＣＬＫ）ｂの立ち上がりエツジによりイン
クリメントされる。これがＲＡＭ７７〜８０のアドレス
に入力されている。

ＬゲートｄはＪＫフリップフロップ７３を通った後、デ
ィレィライン７１とアンド回路７４．７５を通りＲＡＭ
７７〜８０のチップセレクトを通っている。

ＲＡＭ７７〜８０の読取り書込み制御はライトイネーブ
ル信号ｆ、ｇおよびチップセレクト信号（Ｃ３Ｉ、Ｃ３
２）ｈ、ｉにより決定され、読出し時ライトイネーブル
’Ｈ“、チップセレクトは＃Ｌ“、そして書込み時ライ
トイネーブル“Ｌ″、チップセレクト＃Ｈ“である。こ
のようにしてデイレイライン７１、Ｄフリップフロップ
７２、ＪＫフリップフロップ７３、アンド回路７４．７
５、アドレスカウンタ７６、ＲＡＭ７７〜８ｏの入出力
を決定している。

ここで、第８図のタイミングチャート中の符号について
説明する。ａ、ｂはクロック（ＣＬ　Ｋ）、Ｃはディレ
ィ、ｄはＬゲート、ｅはロード信号（ＬＤ）　、ｆ、ｇ
はライトイネーブル（ＷＥＩ。

ＷＢ２）　、ｈ、ｉはチップセレクト　（Ｃ３Ｉ、Ｃ３
２）、ｊはアドレス、ｋｗｖは画像人力データを示す。

ｋ′は濃度順１番目データ、０′は２番目データ、ｑ′
は３番目データ、ｒ′は５番目データ、Ｓ′は４番目デ
ータ、Ｗは出力画像データを示す。これらの符号は第７
図中においても同様である。

第７図において、今、画像入力データｋに×１３　（デ
ータ値５８）が入力されたときを考える。

フリップフロップ８１の出力は×１２　（データ値５２
）で、フリップフロップ８２の出力は×１１　（データ
値５６）、フリップフロップ８３からは×１０（データ
値５）が出力される。そのとき、フリップフロップ８１
．８２，８３，８８，８９゜９０．９１はクロックの反
転出力に同期して出力されている。ＲＡＭ７７．７８、
およびＲＡＭ７９．８０は一方が読出し時に他方が書込
みを行う。

ＲＡＭ７７〜８０に入力されるデータは３　（スリー）
ステートバッファ８４．８５により選択され、ＲＡＭ７
７〜８０の出力はマルチプレクサ８６．８７によって選
択される。３ステートバッファ８４．８５は＃Ｌ＃にて
出力され、マルチプレクｔ８６．８７は”Ｌ’で入出力
そｊ、７”Ｈ’でＢ出力である。

第７図において、フリップフロップ８１において×１２
が出力され、３ステートバツフア８４を介してこの３ス
テートバツフア８４が“Ｌ“の出力データを選択する。

これはＪＫフリップフロップ７３のライトイネーブル信
号（ＷＢ２）ｇが“Ｌ＃の時点で選択していることによ
る。ここで、３ステートバツフア８４はＩＧと１、そし
て２Ｇと１が対応しており、ＩＧまたは２Ｇが＃Ｌ“の
とき、対応したライン１または２からデータが出力され
る。これは３ステートバツフア８５も同様である。

この場合に、ＲＡＭ７９．８０および３ステートバツフ
ア８５も前記の読取リサイクル、書込みサイクルと同様
であるため、×３が読み取られ、ＲＡＭ８０からは×７
　（データ値５３）が書き込まれる。マルチプレクサ８
７からは×３が出力され、そしてフリップフロップ８９
からは×２が出力される。フリップフロップ９０からは
×６　（データ値２）が出力され、フリップフロップ９
１からは×５　（データ値６）が出力される。

比較回路９４からの出力は、Ａ入力×１０　（データ値
５）、Ｂ入力×５　（データ値６）の比較を行ない、六
入力がＢ入力より大きいとき、′Ｈ＃信号を出すものと
する。そのときマルチプレクサ９３にはＡ入力に×１０
　（データ値５）、Ｂ入力に×５（データ値６）が、そ
してマルチプレクサ９２にはＡ入力に×５、Ｂ入力に×
１０が入るようになっている。

現時点では×１０の画素データは５、×５の画素データ
は６となっているので、比較回路９４からは＃Ｌ“信号
、マルチプレクサ９３からは×５（データ値６）そして
マルチプレクサ９２からは×１０　（データ値５）が出
力されている。

比較回路９７は上記と同様に×６　（データ値２）のデ
ータと×５　（データ値６）のデータを比較してマルチ
プレクサ９６から×５、そしてマルチプレクサ９５から
×６が出力される。

同様にして、比較回路１００は×６と×１０の比較を行
い、マルチプレクサ９９から×１０をかつマルチプレク
サ９８から×６が出力される。

比較回路１０３でも同様に、マルチプレクサ１０２より
×７　（データ値５３）、そしてマルチプレクサ１０１
より×５　（データイ直６）が出力される。

比較回路１０９も同様にしてマルチプレクサ】０７から
小さい方のデータ×２　（データ４ｆｉ８　＞が、そし
てマルチプレクサ１０８からより大きい方のデータ×７
（データ値５３）が出力される。ここで×７（データ値
５３）は１番大きいデータである。

次に、比較回路１０６で×１０（データ値５）と×５　
（データ値６）が比較され、マルチプレクサ１０５から
は×５（データ値６）、マルチプレクサ１０４からは×
１０（データ値５）が出力される。

比較回路１１２でも同様にして、マルチプレクサ１１０
からは×６（データ値２）、そしてマルチプレクサ１１
１からは×１０（データ値５）が出力される。

同様に、比較回路１１５でも×２　（データ値８）と×
５（データ値６）を比較して、マルチプレクサ１１３か
ら×５　（データ値６）、そしてマルチプレクサ１１４
から×２　（データ値８）が出力される。ここで、×２
（データ値８）は２番目に大きいデータである。

比較回路１１８でも同様に×５　（データ（直６）と×
１０　（データ値５）を比較してマルチプレクサ１１６
から×１０、そしてマルチプレクサ１１７から×５が出
力される。ここで×５　（データ値６）は３番目に大き
い値である。

比較回路１２１でも同様にして×６（データ値２）と×
１０（データ値５）が比較してマルチプレクサ１１９か
ら×６　（データ（直２）が、そしてマルチプレクサ１
２０から×１０　（データ値５）が出力される。ここで
×１０（データ値５）は４番目に大きい値で、×６　（
データ値２）は５番目に大きい値である。

マルチプレクサ１２２には画素データ×７（データ値５
３）、×２（データ値８）、×５　（データ値６）、Ｘ
ｌ０（データ値５）および×６（データ値２）が入力さ
れ、図示してない中央処理ユニツｌ−（ＣＰＵ）からの
制御信号Ｙにより前記した画素データのうちの任意の画
素データが選択できる。

上記実施例によれば、Ｃ０ＤＩＯによって読み取った単
位領域の画像情報をメディアンフィルタ回路１４のＲＡ
Ｍ７７〜８０に記憶し、ディレィライン７１、Ｄフリッ
プフロップ７２、ＪＫフリツブフロップ７３、アンド回
路７４．７５、アドレスカウンタ７６等によってＲＡＭ
７７〜８０の読出し書込みを制御し、３ステートバツフ
ア８４゜８５、マルチプレクサ８６，８７，９２，９３
゜９５．９６．’１８．９９，１０５，１０８，１１１
．１１３，１１４，１１６，１１７，１１９゜１２０で
画像を選択し、比較回路９４，９９，１００．１０３，
１０６，１０９，１１０，１１２゜１１．５，１１８．
１２１で比較することにより画像情報の濃度類を比較回
路およびマルチプレクサで決定し、マルチプレクサ１２
２２から任意の濃度類に対応する画像情報を取り出すこ
とができる。

上記メディアンフィルタの回路構成によりノイズが除去
され、このノイズ除去による画像のボケをなくし画像を
鮮明にできる。しかも周辺画素を最小限に抑えたのでハ
ードウェアが簡単化できる。

また任意のデータが選択できることで画像に見合った、
かつ用途に合った画像を取り出すことが出来る。

（効果） 軟土のごとく、本発明によれば、単位領域内の画像情報
を比較選択手段において画像情報の濃度類を決定し、任
意の濃度類に対応する画像情報を取り出すようにしたの
で、読み取った画像情報のノイズ除去とこのノイズ除去
による画像ボケを無くすことを同時に行うことができ、
これにより必要画像情報以外の汚れが無く同時にシャー
プさを保った鮮明な画像が得られる。また、画像データ
を任意に選択することができるため、原稿に対応して鮮
明度を上げるための手段を選択することができる。さら
に、周辺画素を最小限に抑えているため、ハード構成が
簡単化され、低コストで小型化されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いた原稿読取り装置の一例を示すブ
ロック回路図、第２図は小領域での注目画素と周辺画素
の関係を示す３×３マトリクス図、第３図は原稿画像デ
ータを示すマトリクス図、第４図（δ）、　ｆｆ１１．
　（Ｃ）はそれぞれメディアンフィルタの出力を示すマ
トリクス図、第５図（ａｌ、　（ｂｌは平均化回路の出
力を示すマトリクス図、第６図は本発明の実施例におい
て使用する画像データを示すマトリクス図、第７図は本
発明によるメディアンフィルタを説明するブロック回路
図、第８図は第７図のブロック回路図におけるタイミン
グチャート、第９図は従来の原稿読み取り装置の概略説
明図、第１０図はその回路を示すブロック図である。 １０・・・ＣＣＤ、１２・・・Ａ／Ｄ変換器、１４・・
・メディアンフィルタ回路、７２・・・Ｄフリップフロ
ップ、７３・・・ＪＫフリップフロップ、７４．７５・
・・アンド回路、７６・・・アドレスカウンタ、７７〜
８０・・・ＲＡＭ、８４．８５・・・３ステートバツフ
ア、８６．８７，９２，９３，９５．９６．９８，９９
．１０５，１０８，１１１，１１３，１１４゜１１６．
１１７，１１９．１２０・・・マルチプレクサ、９４，
９９，１００，１０３，１０６，１０９．１１０，１１
２，１１５，１１８，１２１・・・比較回路、１２２・
・・マルチプレクサ。 ℃Ｉ〕 ｐ′ ｍ′ ｎ′ ’１１．Ｂｉ−ダＯ′ ｐ′ ］瞥’？Ｆ夕Ｃ〔 ５毒Ｂデータｒ′ ４４８デ２りＳ′ ｗｈｈ４審、Ｗ′ テ′−タ ［Ｘ［〕 （＝〕 手続補正帯（帥） 昭和６２年　１月　７日 特許許長官殿 事件の表示 特願昭６１−２０９７３８号 発明の名称 画像処理装置 補正をする者 事件との関係　出願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個の光電変換素子に画像を投影し、該光電変換素子
   の読取り画像情報を得る画像処理装置において、読み取
   つた単位領域の画像情報を記憶する記憶手段と、該記憶
   手段の読出し書込みを制御する読出し書込み制御手段と
   、前記画像情報を比較選択する比較選択手段と、前記比
   較選択された画像情報を濃度順に任意に選択する手段と
   を備え、前記単位領域内の画像情報を前記比較選択手段
   において画像情報の濃度順を決定し、任意の濃度順に対
   応する画像情報を取り出すことを特徴とした画像処理装
   置。