KR0159418B1

KR0159418B1 - 팩시밀리시스템에 있어서 전송화질 개선장치 및 방법

Info

Publication number: KR0159418B1
Application number: KR1019950002426A
Authority: KR
Inventors: 김용섭
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1995-02-10
Publication date: 1999-01-15
Also published as: KR960033014A

Abstract

본 발명은 팩시밀리 시스템에 있어서 전송되는 문서에 존재하는 문자영역과 연속계조영역을 각각 구분하여 별도의 이치화코딩처리를 함으로써 전송화질을 개선한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. 이에 따라 본 발명에 따른 장치는, 스캐너로 부터 화소단위로 전송되는 전송데이타가 문자정보이면 고정 문턱치 코딩방식에 의하여 이치화코딩하고, 전송데이타가 연속계조정보이면 오차확산법에 의하여 이치화코딩하여 해당되는 이진화상데이타를 출력하도록 구현된다. 따라서 기존의 전송방식에 비해 전송화질을 개선할 수 있다.

Description

팩시밀리시스템에 있어서 전송화질 개선장치 및 방법

제1도는 팩시밀리시스템에 있어서 본 발명에 따른 전송화질 개선장치의 블럭도.

제2도는 본 발명에 따른 전송화질 개선방법의 흐름도.

제3도는 2차원 블럭식별 윈도우이고,

제4도는 종전의 오차확산법과 본 발명에서 제안한 방식간의 RMSE 분석결과를 예시한 것이고,

제5도는 종전의 오차확산법과 본 발명에서 제안한 방식간의 PSNR분석결과를 예시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 스캐너 110 : 아날로그/디지탈 변환기

120 : 이치화코더 130 : 메모리

140 : 마이크로 프로세서

본 발명은 팩시밀리(Facsimile, 일명 FAX라 함)시스템에 있어서 전송되는 데이타의 질(Quality)에 관한 것으로, 특히 문자(Character)와 사진(Picture)이 공존하는 혼재문서에 대한 전송 화질을 개선하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

팩시밀리 시스템은 송신측에서 송신하여야 할 원래의 문서를 주사하여 화소(Pixel)로 분해한 다음 전기신호로 바꾸어 전송하면 수신측에서 원화와 같은 수신기록을 얻는 통신방식을 이용한 시스템으로서, 송신할 문서에 대한 화상처리 및 코딩방식으로는 고정 문턱치 코딩(Fixed Threshold Coding), 디서코딩(Dither Coding), 국부적응법, 오차확산법 등이 이용되고 있다.

고정 문턱치 코딩방식은 입력되는 중간조 이미지를 고정된 문턱치(Threshold Value)와 비교한 결과치를 전송하는 단순한 방식으로, 예를 들어 입력되는 중간조값이 고정된 임계값보다 크면 그 화소는 백화소 즉 '0'으로 변환시켜 전송하고, 그렇지 않으면 '1' 즉, 흑화소로 변환시켜 전송하는 방식이다. 디서코딩은 문턱값으로 미리 정해진 2차원의 디서매트릭스(Dither Matrix)를 사용하여 화소의 공간적인 분포를 이용함으로써 중간조 레벨의 화상을 처리할 수 있으나, 저해상도(300dpi이하)에서는 화질의 열화로 인해 우수한 연속계조 표현을 기대할 수 없다. 국부적응법은 백화소영역과 흑화소영역을 Tmax와 Tmin의 문턱치로 지정하고 그 사이를 중간조영역(Gray zone)으로 설정한 다음 보통 3*3 이상의 매트릭스 윈도우를 이용하여 최대, 최소 및 평균화소레벨을 검색하여 Tmax와 Tmin을 재조정하는 방식이다. 오차확산법은 주변화소의 레벨분포에 따라 대상화소의 이치화를 결정하는 방식이다.

그러나, 상술한 방식들은 문자 위주문서 또는 사진위주의 문서를 처리하는데 배타적으로 유리한 특성을 갖고 있다. 즉, 고정 문턱치 코딩방식의 경우에는 단일 문턱치로 이치화하는 방식으로서 연속계조에 의한 화상을 표현할 수 없다. 이러한 연속계조를 갖는 화상을 처리하기 위해서 디서코딩이나 오차확산법 등이 사용되고 있는데 디서코딩은 이전 코딩이 갖지 못하는 연속계조에 대한 표현성은 있으나, 모아패턴(Moire Pattern)이 발생하여 원화상이 열화되는 단점이 있다.

오차확산법은 현재 대상화소와 주변화소와의 관계성을 확률적으로 고려하여 이치화하는 방식으로 상위수준의 알고리즘이라 할 수 있으나, 모든 화소에 대하여 확률적인 계산이 적용되어 처리시간이 많이 소요되는 문제가 있으며, 문자와 사진이 혼재된 문서를 획일적으로 이치화하는 경우, 문자 또는 사진중 한 영역의 화질이 열화되는 문제점이 있다. 또 국부적응형 코딩은 절대적으로 문자정보만을 갖는 문서처리용으로 그 적용이 제한되는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 팩시밀리 시스템에 있어서 문자영역과 사진영역이 혼재된 전송문서에 대해 적응적으로 코딩하여 전송화질을 개선하기 위한 전송화질 개선장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 장치는, 스캐너를 통해 스캐닝한 문서를 전송하는 팩시밀리 시스템에 있어서, 스캐너로부터 화소단위로 인가되는 데이터를 디지탈로 변환하여 출력하는 아날로그.디지탈 변환기; 아날로그;디지탈 변환기로부터 한 화소에 대한 디지탈 데이터가 인가되면, 바로 이전에 인가된 화소와의 계조레벨차(DIFF)를 구하고, 구해진 계조 레벨차의 절대치()가 소정 임계치(TH)보다 크면 현재 인가된 디지탈 데이터를 2치 코딩방식으로 코딩하여 출력하고, 구해진 계조차의 절대치()가 소정의 임계치(TH)보다 크지 않으면 오차확산법으로 코딩하여 출력하는 이치화 코더; 및 이치화 코더에서 오차확산법으로 코딩할 때 발생되는 에러값(E_ij)을 해당 화소의 위치와 대응될 수 있도록 저장하고, 소정의 윈도우영역에 대해 화소단위로 설정된 소정의 가중치(W_ij)를 저장하고, 오차확산법에 의한 코딩시 해당되는 에러값과 가중치를 각각 출력하는 메모리를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 방법은, 스캐너로 스캐닝한 문서를 전송하는 팩시밀리 시스템의 전송화질 개선방법에 있어서, 현재 스캐닝된 화소(CUR)의 레벨과 이전에 스캐닝된 화소(PRE)의 레벨차(DIFF)를 계산하는 단계; 이전에 스캐닝된 화소(PRE)에 대한 전송처리시 획득된 오차값(E_ij)과 설정된 윈도우 영역에 대해 화소단위로 설정된 소정의 가중치(W_ij)를 이용하여 현재 스캐닝된 화소(CUR)에 대한 변위값(VAR)을 계산하는 단계; 레벨차 계산과정에서 계산된 레벨차의 절대치()와 소정의 문턱치(TH)를 비교하고, 레벨차의 절대치가 소정의 문턱치보다 큰 경우에는 현재 스캐닝된 화소(CUR)가 문자영역에 해당되는 것으로 판단하고, 레벨차의 절대치가 소정의 문턱치보다 크지 않은 경우에는 현재 스캐닝된 화소(CUR)가 연속계조영역에 해당되는 것으로 판단하는 단계; 현재 스캐닝된 화소(CUR)가 문자영역으로 판단되면 레벨차와 문턱치를 비교하여 흑백을 나타내는 이진 화상 데이터를 출력하는 제1출력단계; 현재 스캐닝된 화소(CUR)가 연속계조영역으로 판단되면, 화소의 표현가능한 레벨중 중간레벨에 해당되는 값과 변위값을 비교하는 단계; 비교결과, 변위값이 중간레벨보다 크면 변위값에서 화소의 표현가능한 레벨중 최대 레벨값을 감산하여 현재 스캐닝된 화소에 대한 오차값(E_ij)을 계산하고 해당 이진화상데이타를 출력하는 제2출력단계; 비교결과, 변위값이 중간레벨보다 크지 않으면 변위값에서 화소의 표현가능한 레벨중 최저 레벨값을 감산하여 현재 스캐닝된 화소에 대한 오차값(E_ij)을 계산하고, 해당되는 이진화상데이타를 출력하는 제3출력단계; 및 문서의 최종라인의 최소화소까지 단계들을 순차적으로 반복 수행하는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

제1도는 팩시밀리시스템에 있어서 본 발명에 따른 전송화질 개선장치의 블럭도로서, 전송문서를 주사하기 위한 스캐너(100), 스캐너(100)에서 주사된 아날로그 데이타를 디지탈 데이타로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기(110), 아날로그/디지탈변환기(110)로부터 출력되는 디지탈 데이타에 대하여 화이트/블랙상태를 식별한 이 진화상데이타를 출력하는 이치화코더(120), 이치화코더(120)에서 오차확산법에 의한 처리시 이용되는 오차값을 저장하는 메모리(130), 팩시밀리 시스템의 전기능을 제어하는 마이크로 프로세서(140)로 구성된다. 이치화코더(120)에서 출력된 이진화상데이타는 도시되지 않은 압축 및 전송처리회로를 거쳐 수신단의 팩시밀리 시스템으로 전송된다.

제2도는 본 발명에 따른 전송화질 개선방법의 흐름도이다.

그러면 제1도 및 제2도를 결부시켜 본 발명에 따른 실시예의 동작을 상세하게 설명하기로 한다.

스캐너(100)에 의하여 전송하고자 하는 문서의 데이타를 주사하면, 아날로그/디지탈 변환기(110)에서 디지탈형태로 변환되어 이치화코더(120)로 전송된다.

이치화코더(120)는 아날로그/디지탈 변환기(110)로부터 현재 화소의 디지탈데이타가 인가되면, 제201단계에서 일시적으로 저장되어 있던 이전에 스캔된 화소값(PRE)과 현재 스캔된 화소값(CUR)간의 차(DIFF)를 계산한다. 그리고 제202단계로 진행되어 제3도와 같이 설정된 윈도우 영역에 해당되는 오차값(E_ij)과 가중치(W_ij)를 승산한 값들의 합()과 현재 화소의 디지탈값(CUR)을 가산하여 변위(VAR)를 계산한다. 이 때 오차값(E_ij)은 4비트로 16레벨로서 표현되어 이전 화소에 대한 처리시 얻어지고, 제3a도와 같이 설정된 윈도우를 기준으로 메모리(130)에 저장되어 있다가 현재 화소(CUR)를 기준으로 순차적으로 읽혀져 사용되고, 가중치(W_ij)는 제3b도와 같이 설정된 윈도우에 대하여 미리 설정되어 오차값에 대응되는 순서에 따라 읽혀져 변위값(VAR) 계산에 이용된다. 예를 들어, 제3a도에 도시된 Ei-1, j-1에 해당되는 오차값에 대한 변위계산시 사용되는 가중치는 '4'가 된다. 그리고 본 시시예에서는 가중치의 합산을 '32'로 하고, 가중치 패턴은 화소에 근접된 영역일 수록 큰값이,먼 영역일 수록 작은 값이 설정되도록 구성한다. 이러한 변위계산은 설정된 윈도우의 최종화소의 오차값(Ei, j-1)과 그에 대응되는 위치에 설정되어 있는 가중치 '8'이 메모리(130)로 부터 읽혀질 때까지 반복적으로 수행된다. 즉, 현재 화소에 대한 변위값(VAR)을 구하기 위하여 수학식 1과 같은 연산처리가 이루어진다.

수학식 1에서 오차값과 가중치의 위치를 i, j로 표현한 것은 현재 화소(CUR)의 x축과 y축의 위치를 (i, j)로 정의하였기 때문이다.

변위값에 대한 연산처리가 완료되면, 제203단계에서 제204단계로 진행되어 제201단계에서 계산된 차값(DIFF)의 절대값()의 소정의 문턱값(TH)보다 큰지를 판단한다. 이 때 문턱값(TH)보다 차값의 절대값()이 큰 경우에는 현재 인가된 화소정보가 문자정보인 경우이고, 크지 않은 경우에는 현재 인가된 화소정보가 연속계조정보(또는 사진정보)인 경우이다.

판단결과, 절대값()이 문턱값(TH)보다 큰 경우에는 제205단계로 진행되어 제201단계에서 계산된 차값(DIFF)을 상술한 문턱값(TH)과 비교하여 흑백의 상태를 나타내는 이진화상데이타를 출력하게 된다. 즉, 제205단계의 판단결과, 차값(DIFF)이 문턱값(TH)보다 크면 백레베로 판단하여 제206단계로 진행되어 '0'의 값을 갖는 이진화상데이타를 출력하고, 그렇지 않은 경우에는 제207단계로 진행되어 '1'의 값을 갖는 이진화상데이타를 출력한다.

이와 같이 이진화상데이타가 출력되면, 제208단계로 진행되어 다음 순번에 해당되는 화소에 대하여 동일한 과정이 수행되도록 화소의 순서값(j)에 1를 가산한다. 그리고 제209단계로 진행되어 가산된 값(j)이 전송할 라인의 최종 화소의 위치를 초과한 것인 지를 체크한다. 체크결과, 최종 화소의 위치값을 초과한 것이면, 제210단계로 진행되어 i값에 1을 가산하고(i=i+1), j는 0으로 설정한 다음 제211단계로 진행된다. 그러나 제209단계의 체크결과, 최종 화소의 위치값을 초과한 것이 아니면 제211단계로 바로 진행된다.

제211단계에서 가산된 i값이 최종 라인을 초과한 값인지를 판단한다. 판단결과, 가산된 i값이 최종 라인을 초과한 것이면 작업을 종료하고, 최종 라인을 초과한 것이 아니면 제201단계로 리턴되어 상술한 과정을 반복 수행한다.

한편, 제204단계에서 판단한 결과 절대값()이 문턱치(TH)보다 크지 않은 경우에는 연속계조영역으로 판단된 경우이므로, 오차확산법에 의하여 이치화코딩을 수행하게 된다. 이 때 사용된 오차확산법은 가장 널리 사용되고 있는 FlaydSteinberg의 오차확산 윈도우를 확장하여 적용하였다. 따라서 제204단계에서 절대값()이 문턱치(TH)보다 크지 않은 경우에는 제212단계로 진행되어 제202단계에서 계산된 변위값(VAR)을 중간레벨값(HALF)과 비교한다. 이때 중간레벨값은 4비트를 이용하여 화소의 레벨을 표현하는 경우에 최대 표현 가능한 레벨이 16레벨이 되므로(16/2)연산에 의해 '8'이 된다.

제212단계의 판단결과, 변위값(VAR)이 HALF값보다 큰 경우에는 제213단계로 진행되어 변위값(VAR)에서 최대레벨값을 감산한 값(VAR-MAX)을 오차값으로 하여 메모리(130)에 저장하고, 제214단계로 진행되어 이치화된 데이타는 0의 값으로 출력한 뒤 제208단계로 진행되어 상술한 바와 같이 수행된다.

그러나, 제212단계에서 판단한 결과, 변위값이 HALF값보다 크지 않은 경우에는 제215단계로 진행되어 오차값을 변위값에서 최소레벨값을 감산한 값(VAR-MIN)으로 계산하여 메모리(130)에 저장하고, 제216단계로 진행되어 '1'로 이치화된 데이타를 출력한 다음 제208단계로 진행되어 상술한 바와 같이 수행된다.

이와 같이 이치화 코딩에 의한 처리시(본 발명에 따라 제안된 방법)과 종전의 오차확산법에 의한 RMSE(Root Mean Square Error) 분석결과를 제4도에 예시하였고, PSNR(Peak Signal-to-Noise) 분석결과는 제5도에 예시하였다.

상술한 바와 같이 본 발명은 팩시밀리 시스템에 있어서 전송되는 문서에 대하여 문자영역과 연속계조영역을 구분하여 문자영역은 고정 문턱치 코딩방식에 의하여 이치화코딩을 수행하고 연속계조영역은 오차확산법에 의하여 이치화코딩을 수행함으로써, 전송화질을 향상시킬 뿐아니라 전송처리시간을 효율적으로 운용할 수 있는 잇점이 있다. 또한 오차확산법에 이용되는 윈도우영역을 종전의 오차확산법에 비해 확장하여 적용함으로써, 좀더 정밀한 계조를 표현할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

스캐너를 통해 스캐닝한 문서를 전송하는 팩시밀리 시스템이 있어서, 상기 스캐너로부터 화소단위로 인가되는 데이타를 디지탈로 변환하여 출력하는 아날로그/디지탈 변환기; 상기 아날로그;디지탈 변환기로부터 한 화소에 대한 디지탈 데이터가 인가되면, 바로 이전에 인가된 화소와의 계조레벨차(DIFF)를 구하고, 구해진 계조 레벨차의 절대치()가 소정 임계치(TH)보다 크면 현재 인가된 디지탈 데이타를 2치 코딩방식으로 코딩하여 출력하고, 상기 구해진 계조차의 절대치()가 소정의 임계치(TH)보다 크지 않으면 오차확산법으로 코딩하여 출력하는 이치화 코더; 및 상기 이치화 코더에서 상기 오차확산법으로 코딩할 때 발생되는 에러값(E_ij)을 해당 화소의 위치와 대응될 수 있도록 저장하고, 소정의 윈도우영역에 대해 화소단위로 설정된 소정의 가중치(W_ij)를 저장하고, 상기 오차확산법에 의한 코딩시 해당되는 에러값과 가중치를 각각 출력하는 메모리를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전송화질 개선장치.
스캐너로 스캐닝한 문서를 전송하는 팩시밀리 시스템의 전송화질 개선방법에 있어서, 현재 스캐닝된 화소(CUR)의 레벨과 이전에 스캐닝된 화소(PRE)의 레벨차(DIFF)를 계산하는 단계; 상기 이전에 스캐닝된 화소(PRE)에 대한 전송처리시 획득된 오차값(E_ij)과 설정된 윈도우영역에 대해 화소단위로 설정된 소정의 가중치(W_ij)를 이용하여 상기 현재 스캐닝된 화소(CUR)에 대한 변위값(VAR)을 계산하는 단계; 상기 레벨차 계산과정에서 계산된 레벨차의 절대치()와 소정의 문턱치(TH)를 비교하고, 상기 레벨차의 절대치가 상기 소정의 문턱치보다 큰 경우에는 상기 현재 스캐닝된 화소(CUR)가 문자영역에 해당되는 것으로 판단하고, 상기 레벨차의 절대치가 상기 소정의 문턱치보다 크지 않은 경우에는 상기 현재 스캐닝된 화소(CUR)가 연속계조영역에 해당되는 것으로 판단하는 단계; 상기 현재 스캐닝된 화소(CUR)가 상기 문자영역으로 판단되면, 상기 레벨차와 상기 문턱치를 비교하여 흑백을 나타내는 이진화상 데이터를 출력하는 제1출력단계; 상기 현재 스캐닝된 화소(CUR)가 상기 연속계조영역으로 판단되면, 상기 화소의 표현가능한 레벨중 중간레벨에 해당되는 값과 상기 변위값을 비교하는 단계; 비교결과, 상기 변위값이 상기 중간레벨보다 크면 상기 변위값에서 상기 화소의 표현가능한 레벨중 최대 레벨값을 감산하여 현재 스캐닝된 화소에 대한 오차값(E_ij)을 계산하고, 해당 이진화상데이타를 출력하는 제2출력단계; 상기 비교결과, 상기 변위값이 상기 중간레벨보다 크지 않으면 상기 변위값에서 상기 화소의 표현가능한 레벨중 최저 레벨값을 감산하여 현재 스캐닝된 화소에 대한 오차값(E_ij)을 계산하고, 해당되는 이진화상데이타를 출력하는 제3출력단계; 및 상기 문서의 최종라인의 최소화소까지 상기 단계들을 순차적으로 반복 수행하는 단계를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전송화질 개선방법.
제2항에 있어서, 상기 전송화질 개선방법은 상기 제2출력단계와 상기 제3출력단계에서 계산된 오차값(E_ij)을 다음 순서로 스캐닝된 화소에 대한 처리시 이용할 수 있도록 저장하는 저장단계를 더 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 전송화질 개선방법.