KR0181129B1 - 화상처리장치의 화소 이치화 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야]

화상처리장치.

[발명이 해결하고자 하는 기술적 과제]

화상처리장치에서 화소들을 이치화할 시 고립점을 제거함.

[발명의 해결 방법의 요지]

화상처리장치의 화소 이치화 방법이, 저장 중인 화소들의 국부적인 윈도우를 설정하는 과정과, 윈도우 내의 화소들을 분석하여 최소값을 검출하는 과정과, 윈도우 내의 중심화소 값과 최소값을 비교하는 과정과, 비교과정에서 중심화소 값이 최소값보다 작을 시 중심화소를 고립점으로 판단하여 백화소로 출력하는 과정으로 이루어진다.

[발명의 중요한 용도]

화상처리장치에서 화소들을 이치화할 시 고립점 유무를 판단한 후, 고립점이면 해당 화소를 백화소로 이치화하여 프린트되는 화상의 질을 향상시킴

Description

화상처리장치의 화소 이치화 장치 및 방법

제1도는 팩시밀리 시스템의 구성을 도시하는 도면.

제2도는 본 발명에 따라 화상처리장치에서 화소들을 이치화시키는 구성을 도시하는 도면.

제3도는 본 발명에 따라 화상처리장치에서의 화소들을 이치화하는 과정을 도시하는 흐름도.

본 발명은 화상처리장치의 화소 이치화장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 고립점을 제거하며 화소들을 이치화시킬 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 팩시밀리 시스템등과 같은 화상처리장치에서는 국부적인 평균 밝기와 중심화소가 갖는 밝기를 비교하여 화소들의 이치화 논리를 결정한다. 상기와 같은 이치화 방법은 본원출원인에 의해 선출원되어 특허 허여된 93년 공고 제3484호에 개시되어있다. 상기 방법은 팩시밀리 시스템에서 국부적인 화소 밝기 특성을 고려하여 에지 강조를 하여 문자의 판독성을 향상시키는 방법이다. 그러나 상기와 같은 이치화 방법은 처리할 문서의 재질이나 특성을 고려하지 않고 획일적인 임계치들(Tmax, Tmin)을 적용한다. 그러므로 일반적인 문서인 경우에는 문자의 판독성을 향상시킬 수 있지만 재질이 불량한 문서들에서는 백색 배경 부분에서 고립점(black dot)들이 발생하게 된다. 특히 배경과 밝기 차가 적은 값을 갖는 화상의 에지들에서는 이들을 흑 라인(black line)으로 표시하기 위해서는 Tdiff 임계값을 작은 값(화소들이 16레벨 밝기인 경우 1 또는 2 정도)으로 낮추어야 하는데, 이런 경우에는 상기한 바와 같이 고립점들의 발생 빈도가 더 나타나는 문제점을 가진다.

따라서 본 발명의 목적은 화상처리장치에서 백 레벨의 배경 부분에서 발생되는 고립점을 제거하며 화소들을 이치화할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 화상처리장치에서 국부화소들을 분석하여 2개 이하의 고립점을 제거하며 화소들을 이치화할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 화상처리장치의 화소 이치화 방법이, 저장 중인 화소들의 국부적인 윈도우를 설정하는 과정과, 상기 윈도우 내의 화소들을 분석하여 최소값을 검출하는 과정과, 상기 윈도우 내의 중심화소 값과 상기 최소값을 비교하는 과정과, 상기 비교과정에서 상기 중심화소 값이 상기 최소값보다 작을 시 상기 중심화소를 고립점으로 판단하여 백화소로 출력하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명될 것이다. 도면들중 동일한 부품들은 가능한한 어느곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

여기에서 사용되는 고립점이라는 용어는 화상데이타 처리시 프린트 용지 상에 원치않는 화소가 프린트된 것으로, 백색 용지위에 검은 점으로 프린트되는 것을 의미한다. Tdiff라는 용어는 상기 고립점 유무를 판단하기 위한 임계값을 나타낸다. 화소가 16레벨을 갖는 4비트의 데이타인 경우, 상기 Tdiff는 1레벨 또는 2레벨로 설정한다. 중심화소라는 용어는 윈도우내의 중앙에 위치되는 화소로서, 중심화소는 인접한 8방향의 화소들의 값을 분석하여 이치화되는 화소데이타를 의미한다. Tglobal이라는 용어는 기준 화소값으로서, 화소데이타가 16레벨을 갖는 4비트 데이타인 경우 8레벨로 설정한다.

본 발명을 수행하기 위한 화상처리장치는 원고의 화상을 스캐닝하는 장치로서 팩시밀리 시스템등이 될 수 있다. 본 발명에서는 상기 화상처리장치를 팩시밀리 시스템으로 가정하여 설명한다.

제1도는 팩시밀리의 구성을 도시하는 도면으로, 제어부(111)은 설정된 프로그램에 따라 팩시밀리의 송신모드, 수신모드 및 복사모드의 전반적인 동작을 제어한다. 또한 상기 제어부(111)은 프로그램 메모리 및 데이타 메모리를 내장하거나 또는 외부에 연결할 수 있다. 상기 프로그램 메모리에는 본 발명의 프로그램이 저장되어 있으며, 데이타 메모리에는 프로그램 수행 중에 발생되는 데이타를 일시 저장한다. OPE(Operating Pannel)(112)는 키입력수단과 표시수단으로 구성된다. 상기 OPE(112)의 키입력수단은 사용자가 각 모드의 지정 및 지정된 모드의 동작 수행을 위해 누르는 키의 데이타를 발생하여 상기 제어부(111)로 출력한다. 또한 상기 OPE(112)의 표시수단은 상기 제어부(111)에서 각 모드를 수행할 시 시스템의 동작상태를 표시하는 표시 데이타를 입력하여 표시하는 기능을 수행한다. 센서부(113)은 원고의 입력 유무 및 프린트용지의 유무를 감지하며, 감지된 상태 신호를 상기 제어부(111)로 출력한다. 스캐너(114)는 입력되는 원고를 이동시키며 원고의 화상을 스캔하여 디지탈 데이타로 변환 출력한다. 화상처리부(115)는 상기 제어부(111)의 제어하에 송신 모드 및 복사모드시 상기 스캐너(114)로 출력되는 화상신호를 처리하여 출력하고, 수신모드시 전송라인을 통해 수신되는 화상신호를 처리한다. 상기 화상처리부(115)는 상기 스캐너(114)에서 출력되는 화상데이타를 팩시밀리의 표준규격에 맞도록 부호화하고 또한 부호화되어 수신되는 화상데이타를 원래의 화상데이타로 복호화하는 기능을 수행한다. 프린트처리부(116)은 상기 제어부(111)의 제어하에 수신모드 및 복사모드 수행시 상기 화상처리부(116)에서 입력되는 화상데이타를 프린트용지에 프린트한다. 모뎀(117)은 상기 제어부(111)의 제어하에 송신모드시 상기 화상처리부(115)를 출력하는 화상데이타를 송신 형태로 화상신호로 변조하여 전송하고, 수신모드시 입력되는 화상신호를 상기 화상처리부(115)에서 처리할 수 있도록 복조한다. NCU(Network Control Unit)(118)은 상기 제어부(111)의 제어하에 전송라인과 모뎀(117)의 송수신 통로를 형성한다.

제2도는 본 발명에 따라 스캔된 원고의 화소를 이치화하는 구성을 도시하는 도면으로, 스캐너(114)와 화상처리부(115)의 일부 구성을 도시하고 있다.

이미지센서(241)은 원고 상의 화상을 스캔하여 전기적인 신호로 변환한다. 상기 이미지센서(241)은 CCD 또는 CIS를 사용할 수 있다. A/D변환부(242)는 상기 이미지센서(241)에서 출력되는 아날로그 화상신호를 디지탈 화상데이타로 변환 출력한다. 셰이딩보상부(243)은 원고 화상을 스캔할 시 주시되는 빛의 차 또는 이미지센서(241)의 감도 불균일에 의해 발생되는 화상데이타의 오차를 보정한다. 상기와 같은 구성은 스캐너(114)의 구성이 된다.

상기 셰이딩보상부(243)에서 출력되는 화상데이타는 라인버퍼(251)에서 저장된다. 상기 라인버퍼(251)은 2라인 또는 3라인의 화상데이타를 저장하는 버퍼이다. 여기서 상기 라인버퍼(251)에 저장되는 화상데이타는 4비트의 데이타로서, 화소(pixel)가 된다. 윈도우레지스터(252)는 상기 라인버퍼(251)에 저장된 3라인의 화소들을 국부적으로 리드하여 저장한다. 상기 윈도우레지스터(252)는 9개의 4비트 레지스터들로 구성되며, 도시하지 않은 화상처리부(115)의 제어부(이하 화상제어부라 칭함)에 의해 제어된다. 상기 윈도우레지스터(252)에서 X는 중심화소이며, a-h는 상기 중심화소X를 중심으로 인접한 8방향의 화소들이 된다. 즉, 상기 윈도우레지스터(252)는 3*3마스크(local mask)를 인접화소에 설정하며, 이때의 각 인접화소들 a-h 및 중심화소X들의 위치는 제2도의 (2a)와 같이 결정된다. 최대값Tmax 및 최소값Tmin검출부(253)은 상기 윈도우레지스터(252)의 출력을 입력하며, 상기 중심화소X를 제외한 인접화소들a-h의 값을 각각 비교하여 윈도우 내에 위치되는 화소들의 최대값Tmax 및 최소값Tmin을 검출한다. 따라서 상기 최대값Tmax 및 최소값Tmin검출부(253)은 최대값Tmax을 검출하는 수단과 최소값Tmin을 검출하는 수단으로 구성되며, 각 수단들을 다수개의 비교기들로 구성된다.

비교판단부(254)는 비교판단을 위한 기준데이타로서 임계값Tdiff, 기준화소값Tglobal을 구비하며, 비교데이타로서 (최대값Tmax-최소값Tmin)의 감산수단 및 국부 평균값Tavg 발생을 발생하기 위한 (최대값Tmax+최소값Tmin)/2의 연산수단을 구비한다. 상기 비교판단부(254)는 중심화소X가 윈도우 내의 최소값Tmin보다 작을 시, 즉 중심화소X가 인접화소a-h들의 화소 밝기 보다 어두울 경우, 상기 중심화소X를 고립점으로 판단하여 백화소로 이치화시킨다. 또한 상기 비교판단부(254)는 중심화소가 윈도우 내의 최소값Tmin과 동일하며 최소값Tmin을 갖는 인접화소가 1개일 시, 즉 중심화소X가 인접화소a-h들의 최소 밝기와 동일한 값을 가지며 이런 최소 밝기를 가지는 인접화소가 한개의 화소인 경우, 상기 중심화소X를 제2고립점으로 판단하여 백화소로 이치화시킨다. 또한 상기 (최대값Tmax-최소값Tmin)의 연산결과가 임계값Tdiff 보다 작을 경우에는 중심화소X와 기준화소값Tglobal을 비교하며, 그 비교결과 중심화소X의 값이 크면 백화소로 이치화시키고 중심화소X의 값이 작으면 흑화소로 이치화시킨다.

상기 라인버퍼(251), 윈도우레지스터(252), 최대값Tmax 및 최소값Tmin검출부(253) 및 비교판단부(254)는 화상처리부(115)의 구성이 되며, 여기서 윈도우레지스터(252), 최대값Tmax 및 최소값Tmin검출부(253) 및 비교판단부(254)는 화상처리부(115) 내의 화상제어부에서 수행할 수 있다.

상기와 같이 화상처리장치에서 본 발명에 따라 수신되는 화소를 이치화하는 방법은 제3도와 같은 수순을 이루어지며, 이는 화상처리부(115)에서 수행된다. 본 발명은 화상처리장치에서 화소들을 프린트할 시 고립점 유무를 판단하며, 고립점으로 판단될 시 이를 백화소로 이치화하여 고립점이 프린트되지 않도록 한다. 이를 위하여 중심화소X가 윈도우 내의 인접화소a-h의 최소 밝기 값 보다 어두울 경우 이는 설정된 윈도우 내에서 한개의 고립점이 발생된 경우이며, 이때의 중심화소X는 제1고립점으로 판단하여 백화소로 이치화시킨다. 실험에 의하면 고립점이 발생되는 경우 상기와 같은 제1고립점의 발생확률은 70%-80%가 된다. 또한 두번째로 중심화소X가 윈도우 내의 인접화소a-h의 최소 밝기 값과 동일하고 인접화소들 중에서 상기 최소밝기 값을 갖는 화소가 1개 존재하는 경우 이는 설정된 윈도우 내에서 두개의 고립점이 발생된 경우이며, 이때의 중심화소X는 제2고립점으로 판단하여 백화소로 처리한다. 실험에 의하면 고립점이 발생되는 경우 상기와 같은 제2고립점의 발생확률은 약 20% 정도가 된다. 또한 본 발명에서는 (최대값Tmax-최소값Tmin)의 연산결과가 임계값 보다 작은 경우 중심화소X의 값과 기준화소값Tglobal의 값을 비교한 후, 상기 중심화소X 값이 크거나 동일하면 백화소로 이치화시키고 중심화소X 값이 작으면 흑화소로 이치화시킨다. 이는 윈도우 내에 위치되는 화소들의 최대값Tmax 및 최소값Tmin의 차기 매우 작은 경우, 중심화소X를 중간레벨인 기준화소값Tglobal과 비교하여 이치화시킨다. 이때 상기한 바와 같이 16레벨의 화소인 경우, 상기 임계값Tdiff는 1레벨 또는 2레벨로 설정하며, 기준화소값Tglobal은 화소의 중간레벨인 8레벨로 설정한다.

제3도를 참조하면, 스캐너(114)에 출력되는 화소는 라인단위로 화상처리부(115)에 수신되며, 311단계에서 이를 라인버퍼(251)에 저장한다. 이때 상기 라인버퍼(251)은 2라인 또는 3라인의 화소들을 저장하는 버퍼이다. 상기와 같이 1라인의 화소들의 라인버퍼(251)에 저장되면, 제3도와 같은 과정을 수행하여 각 화소들을 이치화시킨다. 먼저 화소를 이치화시키기 위해서, 312단계에서 제2도의 (2a)와 같이 국부적인 윈도우를 설정하는데, 이때 상기 윈도우는 중심화소X를 중심으로 8방향을 가지는 인접화소a-h들로 구성된다. 그리고 313단계에서 중심화소X를 제외한 상기 윈도우 내의 인접화소a-h들의 값들을 비교 분석하여 화소들의 최소값Tmin 및 최대값Tmax을 검출한다.

이후 중심화소X를 이치화시키기 위한 비교 판단 과정을 수행한다. 먼저 314단계에서 (최대값Tmax-최소값Tmin)의 연산을 수행한 후 이를 임계값Tdiff와 비교한다. 여기서 상기 화소는 4비트의 데이타이므로 16레벨의 값을 가지며, 임계값Tdiff는 1 또는 2로 설정한다. 따라서 상기 최대값Tmax에서 최소값Tmin을 감산한 결과가 상기 임계값 보다 작을 경우에는 윈도우 내의 화소들의 값의 차가 거의 없는 상태이므로, 321단계로 진행하여 이치화 동작을 수행한다. 상기 321단계에서는 중심화소X와 기준화소값Tglobal을 비교한다. 여기서 기준화소값Tglobal은 16레벨의 중간값인 8로 설정한다. 상기 321단계의 비교과정에서 상기 중심화소X가 상기 기준화소값Tglobal 보다 작으면 320단계에서 상기 중심화소X를 흑화소로 이치화시키며 그렇지않은 경우에는 316단계에서 상기 중심화소X를 백화소로 이치화시킨다.

그러나 상기 314단계에서 윈도우 내에 위치되는 화소들의 최대값Tmax에서 최소값Tmin을 감산한 결과가 상기 임계값 보다 큰 경우에는 중심화소X가 고립점인가를 검사한다. 먼저 315단계에서 상기 중심화소X와 최소값Tmin을 비교한다. 이때 상기 중심화소X가 최소값Tmin 보다 작은 경우 상기 중심화소X는 흑 레벨이지만 제1고립점으로 판단하여 316단계에서 백화소로 이치화한다. 여기서 제1고립점이라 함은 윈도우 내에 존재하는 화소들 중 중심화소X가 가장 어두운 레벨의 화소임을 의미하며, 따라서 윈도우 내에 한개의 고립점이 존재함을 의미하는 것이다.

상기 315단계에서 상기 중심화소X가 최소값Tmin 보다 작지않으면, 317단계에서 상기 중심화소X가 최소값Tmin과 동일한 값을 가지는가 검사한다. 이때 상기 중심화소X의 값이 최소값Tmin과 동일한 경우에는 318단계에서 윈도우 내에 존재하는 인접화소a-h들 중 최소값Tmin을 갖는 화소가 1개만 존재하는가 검사한다. 이때 상기 318단계에서 최소값Tmin을 갖는 인접화소가 1개만 존재하는 경우에는 상기 중심화소X를 제2고립점으로 판단하여 316단계에서 백화소로 이치화한다. 여기서 제2고립점이라 함은 윈도우 내에서 존재하는 화소들 중 중심화소X가 최소값Tmin과 동일한 값을 가지고 또한 최소값Tmin을 가지는 인접화소가 1개만 존재하는 경우를 의미하며, 따라서 이는 윈도우 내에 중심화소X와 1개의 인접화소로 이루어지는 2개의 고립점이 존재함을 의미하는 것이다.

그러나 상기 317단계에서 중심화소X가 상기 최소값Tmin 보다 크거나 또는 상기 318단계에서 중심화소X가 최소값Tmin과 동일한 값을 가지지만 윈도우 내에서 최소값Tmin을 가지는 인접화소가 2개 이상 존재하는 경우로 판단되면, 319단계에서 중심화소X와 국부평균값Tavg을 비교하여 중심화소X를 이치화시킨다. 여기서 국부평균값Tavg은 (최대값Tmax+최소값Tmin)/2의 연산을 통해 구한다. 이때 상기 중심화소X가 상기 국부평균값Tavg 보다 큰 경우에는 316단계에서 상기 중심화소X를 백화소로 이치화하며, 상기 중심화소X가 상기 국부평균값Tavg 보다 작은 경우에는 320단계에서 상기 중심화소X를 흑화소로 이치화한다.

이후 322단계에서 라인버퍼(251)에 저장한 1라인의 화소들에 이치화 변환 동작을 수행완료한 경우에는 다음 라인의 화소들을 이치화하기 위하여 리턴하고, 그렇지않으면 다음 화소를 이치화시키기 위하여 상기 312단계로 되돌아가 위와 같은 동작 과정을 반복 수행한다.

따라서 본 발명은 재질이 불량한 문서에서 발생되는 고립점을 제거할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (8)

1. 화상처리장치의 화소 이치화 방법에 있어서, 저장 중인 화소들의 국부적인 윈도우를 설정하는 제1과정과, 상기 윈도우 내의 화소들을 분석하여 최대값과 최소값을 검출하고 상기 최대값에서 최소값을 감산한 후, 그 결과값을 임계값과 비교하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 상기 감산 결과값이 상기 임계값 보다 크거나 동일할시 상기 윈도우 내의 중심화소 값과 상기 최소값을 비교하는 제3과정과, 상기 제3과정에서 상기 중심화소 값이 상기 최소값 보다 작을시 상기 중심화소를 고립점으로 판단하여 백화소로 출력하는 제4과정과, 상기 제3과정의 수행후 상기 중심화소 값이 상기 최소값과 동일할시, 상기 윈도우 내의 화소들 중에서 동일한 최소값을 가지는 화소가 1개이면 상기 중심화소를 제2고립점으로 판단하여 백화소로 출력하는 제5과정으로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 윈도우가 중심화소를 중심으로 8방향 연산자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화상처리장치의 화소 이치화 방법.
3. 화상처리장치의 이치화 방법에 있어서, 저장 중인 화소들의 국부적인 윈도우를 설정하는 제1과정과, 상기 윈도우 내의 화소들을 분석하여 최대값과 최소값을 검출하고 상기 최대값에서 최소값을 감산한 후, 그 결과값을 임계값과 비교하는 제2과정과, 상기 제2과정의 비교과정에서 상기 감산 결과값이 임계값 보다 작을시 상기 윈도우 내의 중심화소 값과 기준화소값을 비교하여 상기 중심화소 값이 상기 기준화소값 보다 작을시 상기 흑화소로 처리하며 그렇지 않으면 백화소로 처리하는 제3과정과, 상기 제2과정에서 상기 감산 결과값이 상기 임계값 보다 크거나 동일할시 상기 윈도우 내의 중심화소 값과 상기 최소값을 비교하는 제4과정과, 상기 제4과정에서 상기 중심화소 값이 상기 최소값 보다 작을시 상기 중심화소를 고립점으로 판단하여 백화소로 출력하는 제5과정과, 상기 제4과정의 수행후 상기 중심화소 값이 상기 최소값과 동일할시, 상기 윈도우 내의 화소들 중에서 동일한 최소값을 가지는 화소가 1개이면 상기 중심화소를 제2고립점으로 판단하여 백화소로 출력하는 제6과정과, 상기 제4과정의 수행후 상기 중심화소값이 상기 최소값 보다 크거나 또는 상기 최소값과 동일하며 동일한 최소값을 가지는 화소가 2개 이상일 시 상기 중심화소와 국부 평균값을 비교하는 제7과정과, 상기 제7과정의 수행후 상기 중심화소값이 상기 국부 평균값 보다 클시 상기 중심화소를 백화소로 출력하는 제8과정과, 상기 제7과정의 수행후 상기 중심화소값이 상기 국부 평균값 보다 작을시 상기 중심화소를 흑화소로 출력하는 제9과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 화소가 16 밝기 레벨을 가지는 4비트 데이타임을 특징으로 하는 화상처리장치의 화소 이치화 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 임계값이 16레벨 중 1레벨 또는 2레벨의 값으로 설정되며, 기준화소값이 8레벨의 값으로 설정됨을 특징으로 하는 화상처리장치의 화소 이치화 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 국부평균값이 (최대값+최소값)/2임을 특징으로 하는 화상처리장치의 화소 이치화 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 윈도우가 중심화소를 중심으로 8방향 연산자임을 특징으로 하는 화상처리장치의 화소 이치화 방법.
8. 화상처리장치의 화소 이치화장치에 있어서, 스캔되는 화소데이타를 라인 단위로 수신하여 저장하는 라인버퍼와, 상기 라인버퍼에 저장 중인 화소들을 리드하여 국부적인 윈도우를 설정하여 저장하는 윈도우레지스터와, 상기 윈도우레지스터에 저장한 화소들의 값을 비교 분석하여 최소값을 검출하는 수단과, 상기 윈도우레지스터의 중심화소 값과 상기 최소값을 비교하여 상기 중심화소 값이 상기 최소값보다 작을 시 상기 중심화소를 고립점으로 판단하여 백화소로 출력하는 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 화상처리장치의 화소 이치화 장치.