KR100229028B1 - 연속성에 따른 이치화방법 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 연속성에 따른 이치화방법에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

어둡지 않은 배경에 있는 화소에 대해서는 에지의 연속성을 고려하여 이치화함으로써 임펄스성 노이즈가 흑화소로 이치화되는 것을 방지한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

원고의 좌측상단부터 우측하단순서로 하나의 화소씩 현재화소를 독취하는 단계와, 상기 현재화소에 해당하는 검색윈도우에 해당하는 화소들의 밝기값들을 리드하는 단계와, 상기 현재화소의 밝기값이 제1역치보다 작고, 국부밝기차가 제3역치이상이면 현재화소 에지정보를 세트하고, 상기 검색윈도우안에 에지의 연속성이 있는지를 검색하는 단계와, 상기 검색윈도우안에 에지의 연속성이 있으면, 상기 현재화소의 밝기값이 국부밝기값이상인지를 검색하는 단계와, 상기 검색윈도우안에 에지의 연속성이 없으면, 상기 현재화소의 밝기값이 제2역치이상인지를 검색하는 단계와, 상기 현재화소의 밝기값이 제1역치이상이거나, 상기 현재화소의 밝기값이 상기 국부밝기값이상이거나, 상기 현재화소의 밝기값이 제2역치이상일 경우에 현재화소를 백으로 이치화하는 단계와, 상기 현재화소의 밝기값이 상기 국부밝기값보다 작거나, 상기 현재화소의 밝기값이 제2역치보다 작을 경우에 현재화소를 흑으로 이치화하는 단계와, 상기 현재화소의 이치화정보를 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

화상데이타를 이치화하는 장치에 사용된다.

Description

연속성에 따른 이치화방법{BINARIZATION METHOD BASED ON CONTINUITY}

본 발명은 화상처리 시스템의 계조화상을 이치화하는 방법에 관한 것으로, 특히 국부적인 최대 및 최소 밝기값을 이용하여 계조화상을 이치화시켜 문자의 판독성을 향상시키는 이치화방법에 관한 것이다.

통상 원고에 대한 화상을 전송 또는 재생하기 위하여 위한 팩시밀리, 스캐너, 프린터, 복사기 등의 화상처리 시스템은 원고를 주사 및 광전 변환하여 얻어진 화상신호를 계조를 가지는 화소들로 변환한다.

상기 화상처리 시스템은 상기 계조를 가지는 화소들을 이치화한다. 상기 화소들을 이치화하는 가장 간단한 방법은 특정 밝기값의 역치(threshold)를 설정한 후, 상기 역치보다 더 밝은 화소는 예를 들어 백으로, 상기 역치보다 더 어두운 화소는 예를 들어 흑으로 이치화하는 것이다. 이때 상기 역치는 통상 라인 단위로 배경의 밝기를 고려하여 설정된다.

그런데, 상기 방법에 따르면 문자에 해당하는 화소의 밝기값이 역치보다 밝을 경우에 화상처리 시스템은 그 문자를 백으로 이치화하여, 결국 이치화된 화상에서 문자를 판독할 수 없게 되었다. 아울러 배경에 해당하는 화소의 밝기값이 역치보다 어두운 경우에 화상처리 시스템은 그 배경을 흑으로 처리하여, 결국 이치화된 화상에서 역시 문자를 판독할 수 없게 되었다.

이에따라 종래에는 현재 이치화 처리하기 위한 화소가 속한 국부적인 부분에서의 평균밝기를 역치로 하여 이치화하는 방법을 사용하였다. 특히, 상기 종래 방법은 문자의 경계를 모두 흑으로 처리하여 문자의 판독성을 향상시켰다. 그러나 상기 방법은 배경과 문자내부에 존재하는 밝기값들의 미소변화량에 의한 불필요한 경계를 발생하는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위한 기술로는 본원 출원인에 의해 1991년 5월 27자로 대한민국 특허청에 출원된 특허출원 제91-8608호가 있다. 상기 특허출원 제91-8608호는 이치화시에 중간밝기의 배경과 문자 내부에 존재하는 밝기값들의 미소 변화량에 의한 불필요한 경계의 발생을 방지하는 동시에 문자와 배경의 밝기차가 크지 않더라도 문자의 판독성을 개선시키는 기술이다.

이 기술은 원고를 화소단위로 독취하여 계조를 가지는 화소로 변환하여 현재 화소값을 저장하는 주사과정과, 상기 현재 화소값이 제1역치보다 밝으면 현재 화소를 백으로 이치화하고 제2역치보다 어두우면 흑으로 이치화하는 제1이치화과정과, 상기 제1이치화과정에서 현재 화소의 밝기값이 제1, 제2역치의 중간값이면 현재 화소에 대한 검색 윈도우내의 국부 밝기차를 산출하여 저장하는 국부밝기차 산출과정과, 상기 국부밝기차가 제3역치보다 작으면 현재 화소를 백으로 이치화하는 제2이치화과정과, 상기 제2이치화과정에서 국부밝기차가 제3역치보다 작지 않으면 현재 화소값을 국부 밝기값과 비교하여 밝으면 백으로 이치화하고 어두우면 흑으로 이치화하는 제3이치화과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 기술은 국부적인 최대밝기값과 최소밝기값의 차이 즉, 국부밝기차를 고려하여 이치화를 수행함에 따라 이치화상내의 에지(Edge)가 세밀하게 표현되었다. 그러나, 원고주사시 부가되거나 원고재질 등의 불균일에 의해서 발생되는 임펄스성 노이즈에 의하여 고립점이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이 종래의 이치화방법은 단순히 국부밝기차만을 고려하여 이치화를 수행함에 따라 이치화상내에 임펄스성 노이즈로 인한 고립점이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 문자의 판독성을 개선하며, 이치화상내에 고립점이 발생하는 것을 억제하는 연속성에 따른 이치화방법을 제공함에 있다.

도 1은 통상의 팩시밀리의 블럭도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속성에 따른 이치화방법의 흐름도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 검색윈도우의 예를 도시한 도면.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원고의 좌측상단부터 우측하단순서로 하나의 화소씩 현재화소를 독취하는 단계와, 상기 현재화소에 해당하는 검색윈도우에 해당하는 화소들의 밝기값들을 리드하는 단계와, 상기 현재화소의 밝기값이 제1역치보다 작고, 국부밝기차가 제3역치이상이면 현재화소 에지정보를 세트하고, 상기 검색윈도우안에 에지의 연속성이 있는지를 검색하는 단계와, 상기 검색윈도우안에 에지의 연속성이 있으면, 상기 현재화소의 밝기값이 국부밝기값이상인지를 검색하는 단계와, 상기 검색윈도우안에 에지의 연속성이 없으면, 상기 현재화소의 밝기값이 제2역치이상인지를 검색하는 단계와, 상기 현재화소의 밝기값이 제1역치이상이거나, 상기 현재화소의 밝기값이 상기 국부밝기값이상이거나, 상기 현재화소의 밝기값이 제2역치이상일 경우에 현재화소를 백으로 이치화하는 단계와, 상기 현재화소의 밝기값이 상기 국부밝기값보다 작거나, 상기 현재화소의 밝기값이 제2역치보다 작을 경우에 현재화소를 흑으로 이치화하는 단계와, 상기 현재화소의 이치화정보를 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부도면에서 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 팩시밀리 시스템의 블럭 구성도로서, 중앙처리장치(10)는 메모리(12)에 저장된 프로그램에 따라 팩시밀리의 동작을 제어한다. 특히 상기 중앙처리장치(10)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속성을 고려한 이치화방법에 따른 처리 프로그램을 수행한다. 그리고, 상기 처리 프로그램을 수행하기 위하여 내부에 이치화 버퍼를 구비한다. 상기 메모리(12)는 중앙처리장치(10)의 동작 프로그램 및 프로토콜 제어 프로그램과 각종 참조 데이터를 저장하고 있으며 중앙처리장치(10)의 프로그램 수행에 따른 데이터를 일시 저장한다.

스캐너(14)는 원고를 독취하고, 원고 독취에 따라 발생한 화상신호를 샘플링하고 양자화하여 계조를 가지는 화소로 변환한다. 특히, 상기 중앙처리장치(10)는 상기 연속성을 고려한 이치화방법을 수행하기 위하여 스캐너(14)의 원고독취장치가 원고를 화소단위로 독취하도록 한다. 스캐너(14)에서 출력된 화소는 중앙처리장치(10)에 의하여 이치화되어 메모리(12)에 저장된다.

그리고, 상기 메모리(12)에 저장된 이치화된 화소들로 구성된 화상데이타는 중앙처리장치(10)에 의하여 모뎀(MODEM:Modulator-Demodulator)(20)을 통하여 전송되거나 프린터(18)에 의해 프린트된다. 이미지 처리부(16)는 중앙처리장치(10)의 제어에 따라 타 시스템과의 이미지 데이타의 송수신시 이미지 데이타의 부호화 및 복호화를 수행한다.

프린터(18)는 중앙처리장치(10)의 제어에 의해 화상을 프린트한다. 모뎀(20)은 중앙처리장치(10)의 출력 데이터 및 이미지 데이타를 아날로그 신호로 변조하여 NCU(Network Control Unit)(22)를 통해 전송로를 통해 송신하며 수신되는 아날로그신호를 복조한다. NCU(22)는 중앙처리장치(10)의 제어에 의해 전화라인과 모뎀(20)간의 라인을 형성한다. 조작패널(24)은 다수의 숫자키 및 기능키와 표시장치를 가지며, 키입력에 따른 키데이터를 중앙처리장치(10)에 인가하고 중앙처리장치(10)의 제어에 의해 팩시밀리의 각종 상태를 표시한다. 센서부(26)는 원고 및 기록지의 상태 등을 중앙처리장치(10)에 알린다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 연속성에 따른 이치화방법의 흐름도를 도시한 것이다. 중앙처리장치(10)의 제어에 의하여 스캐너(14)는 원고를 독취하고, 독취에 따라 발생한 화상신호를 샘플링하고 양자화하여 미리 설정한 계조의 화상데이타로 변환한다. 특히, 중앙처리장치(10)는 한 화소씩을 출력하도록 스캐너(14)의 원고독취를 제어한다.

상기와 같이 한 화소가 중앙처리장치(10)로 입력되면 중앙처리장치(10)는 도 2의 (28)단계를 수행한다. 상기 (28)단계에서 중앙처리장치(10)는 내부의 버퍼를 초기화한다. 여기서 상기 버퍼의 메모리 맵을 나타낸 것이 표 1이다.

데이타	메모리 영역크기
화소저장영역(라인 메모리)	2K bytes
에지정보 저장영역	256 bytes
해당 검색윈도우의 최대밝기값 저장영역	1 byte
해당 검색윈도우의 최소밝기값 저장영역	1 byte
현재화소(X)의 밝기값 저장영역	1 byte
좌측화소(L)의 밝기값 저장영역	1 byte
상측중앙화소(UC)의 밝기값 저장영역	1 byte
상측좌측화소(UL)의 밝기값 저장영역	1 byte
상측우측화소(UR)의 밝기값 저장영역	1 byte
현재화소(X)의 에지정보 저장영역	1 byte
좌측화소(L)의 에지정보 저장영역	1 byte
상측중앙화소(UC)의 에지정보 저장영역	1 byte
상측좌측화소(UL)의 에지정보 저장영역	1 byte
상측우측화소(UR)의 에지정보 저장영역	1 byte

상기 버퍼는 원고가 A4이고, 스캐너(14)가 200DPI의 해상도로 원고를 독취할 경우에 적용 가능하도록 구성한 것이다.

상기와 같은 버퍼의 초기화가 종료되면 중앙처리장치(10)는 (30)단계를 수행한다. 상기 (30)단계에서 중앙처리장치(10)는 현재화소를 독취하라는 명령을 스캐너(14)에 제공하고, 스캐너(14)는 상기 명령에 응답하여 좌측상단에서부터 우측하단순서에 따라 하나의 현재화소(X)를 독취한다. 상기 스캐너(14)는 독취로 인하여 발생된 화상신호를 양자화하여 중앙처리장치(10)에 제공한다. 이때 중앙처리장치(10)는 상기 현재화소(X)에 대한 밝기값을 버퍼의 현재화소(X)의 밝기값 저장영역에 저장한다. 상기 저장후에 중앙처리장치(10)는 (32)단계를 수행한다. 상기 (32)단계에서 중앙처리장치(10)는 버퍼의 현재화소의 에지정보 저장영역에 0을 저장한다. 상기 저장이 종료되면 중앙처리장치(10)는 (34)단계를 수행한다. 상기 (34)단계에서 중앙처리장치(10)는 검색 윈도우에 해당하는 화소들의 밝기값들을 리드한다.

상기 검색윈도우의 예를 도시한 것이 도 3이다. 상기 도 3에 도시한 바와 같이 라인 메모리에는 이전 라인의 화소들의 밝기값들이 순차적으로 저장되어 있다. 그리고 현재 라인의 화소들의 밝기값들도 순차적으로 저장된다. 상기 화소들 중에 현재화소(X)의 검색윈도우에 해당하는 화소들은 현재라인에서 현재화소(X)의 좌측에 위치하는 좌측화소(L)와, 이전라인에서 현재화소(X) 위치에 대응하는 상측중앙화소(UC)와, 이전라인에서 상측중앙화소(UC)의 양측에 위치하는 상측우측화소(UR)와, 상측좌측화소(UL)이다. 이에따라 중앙처리장치(10)는 좌측화소(L), 상측중앙화소(UC), 상측우측화소(UR), 상측좌측화소(UL)의 밝기값들을 리드한다. 상기 중앙처리장치(10)는 리드된 밝기값들을 버퍼의 좌측화소(L)의 밝기값 저장영역과, 상측중앙화소(UC)의 밝기값 저장영역과 상측좌측화소(UL)의 밝기값 저장영역과 상측우측화소(UR)의 밝기값 저장영역에 각각 저장한다. 상기 저장이 종료되면 중앙처리장치(10)는 (36)단계를 수행한다. 상기 (36)단계에서 중앙처리장치(10)는 검색 윈도우안의 화소들의 밝기값에서 최대 밝기값과 최소 밝기값을 검색한다. 즉, 중앙처리장치(10)는 상기 버퍼의 좌측화소(L)의 밝기값 저장영역과, 상측중앙화소(UC)의 밝기값 저장영역과 상측좌측화소(UL)의 밝기값 저장영역과 상측우측화소(UR)의 밝기값 저장영역에 저장되어진 밝기값중에 최대밝기값과 최소밝기값을 검색한다. 상기 검색후에 상기 (38)단계에서 중앙처리장치(10)는 현재화소(X)의 밝기값이 미리 설정한 제1역치보다 크거나 같은지를 검색한다.

여기서, 제1역치는 백(white)으로 이치화하기 위한 밝기값이다. 즉, 중앙처리장치(10)는 상기 제1역치보다 현재화소(X)의 밝기값이 크거나 같으면 백으로 이치화한다.

이때 중앙처리장치(10)는 현재화소(X)의 밝기값이 제1역치보다 크거나 같으면 (46)단계를 수행하고, 현재화소(X)의 밝기값이 제1역치보다 작으면 (40)단계를 수행한다. 상기 (40)단계에서 중앙처리장치(10)는 국부밝기차를 수학식 1에 따라 산출한다.

상기와 같이 국부밝기차의 산출이 종료되면 중앙처리장치(10)는 상기 국부밝기차가 미리 설정된 제3역치보다 크거나 같은지를 검색한다.

여기서, 상술하였듯이 제1역치는 해당 화소를 백으로 이치화하기 위한 밝기값이다. 그리고 제2역치는 해당화소를 흑으로 이치화하기 위한 밝기값이다. 그리고, 제3역치는 제1역치와 제2역치의 중간밝기값으로, 배경안의 화소가 있을 경우를 판별하기 위하여 사용되는 밝기값이다.

상기 중앙처리장치(10)는 상기 국부밝기차가 제3역치보다 크거나 같으면 현재화소가 어두운 배경안에 문자가 있는 것이 아니고, 국부밝기차가 제3역치보다 작으면 어두운 배경안에 문자가 있는 경우이다.

상기 중앙처리장치(10)는 국부밝기차가 제3역치보다 크거나 같으면 (42)단계를 수행하고, 국부밝기차가 제3역치보다 작으면 (54)단계를 수행한다. 상기 (42)에서 중앙처리장치(10)는 현재화소의 에지정보 저장영역에 1을 저장한다. 상기 저장후에 중앙처리장치(10)는 (44)단계를 수행한다. 상기 (44)단계에서 중앙처리장치(10)는 검색윈도우안에 연속성이 있는지를 검색한다. 상기 연속성 검색은 다음과 같다. 중앙처리장치(10)는 버퍼의 에지정보 저장영역에 저장되어 있는 에지정보중에 좌측화소(L)와, 상측중앙화소(UC)와, 상측좌측화소(UL)와, 상측우측화소(UR)에 대한 에지정보들을 리드하여 각각 좌측화소(L)의 에지정보 저장영역과, 상측중앙화소(UC)의 에지정보 저장영역과, 상측좌측화소(UL)의 에지정보 저장영역과, 상측우측화소(UR)의 에지정보 저장영역에 저장한다. 상기 저장후에 중앙처리장치(10)는 상기 에지정보들을 오아링(Oring)한다. 상기 오아링에 의하여 상기 에지정보중에 어느 하나라도 1이면 1이 출력된다. 여기서, 에지는 1로 에지가 아닌 것은 0으로 나타낸다.

상기 에지정보들의 오아링후에 중앙처리장치(10)는 오아링 결과가 1이면 연속성이 있는 것으로 판단하고, 그렇지 않으면 연속성이 없는 것으로 판단한다.

상기 중앙처리장치(10)는 연속성이 있으면 (46)단계를 수행하고, 그렇지 않으면 (54)단계를 수행한다. 상기 (46)단계에서 중앙처리장치(10)는 국부밝기값을 산출한다. 여기서 상기 국부밝기값은 검색윈도우안의 대략적인 평균밝기값을 나타내며 그 산출은 수학식 2에 따른다.

상기 국부밝기값의 산출이 종료되면 중앙처리장치(10)는 현재화소(X)의 밝기값이 국부밝기값보다 크거나 같은지를 검색한다. 이때 중앙처리장치(10)는 현재화소(X)의 밝기값이 국부밝기값보다 크거나 같으면 (48)단계를 수행하고, 현재화소(X)의 밝기값이 국부밝기값보다 작으면 (58)단계를 수행한다 .

상기 (54)단계에서 중앙처리장치(10)는 현재화소(X)의 밝기값이 제2역치보다 크거나 같으면 (48)단계를 수행하고, 현재화소(X)의 밝기값이 제2역치보다 작으면 (56)단계를 수행한다.

상기 (48)단계에서 중앙처리장치(10)는 현재화소(X)를 백으로 이치화하고, 이치화가 종료되면 (50)단계를 수행한다. 상기 (48)단계에서 중앙처리장치(10)는 현재화소(X)를 흑으로 이치화하고, 이치화가 종료되면 (50)단계를 수행한다.

상기 (50)단계에서 중앙처리장치(10)는 이치화된 현재화소를 라인메모리의 현재화소 저장영역인 PD(N)에 저장한다. 상기 저장이 종료되면 중앙처리장치(10)는 (52)단계를 수행한다. 상기 (52)단계에서 중앙처리장치(10)는 원고독취가 완료되었는지를 검색한다. 이때 중앙처리장치(10)는 원고독취가 완료되지 않았으면 스캐너(14)가 다음 현재화소, 즉 PD(N+1)을 현재화소로하여 다시 이치화를 수행한다. 그리고, 원고독취가 완료되었으면 즉, 우측하단의 화소에 대한 이치화까지 수행되었으면 종료한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 이치화시에 연속성이 있을 경우에만 국부밝기값을 기준으로 현재화소를 이치화하였다. 이에따라 임펄스성 노이즈로 인한 고립점 발생등이 나타나지 않았다.

상술한 바와 같이 본 발명은 어둡지 않은 배경에 있는 화소에 대해서는 에지의 연속성을 고려하여 이치화함으로써 임펄스성 노이즈로 인한 고립점 발생 등을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 연속성에 따른 이치화방법에 있어서,

   원고의 좌측상단부터 우측하단순서로 하나의 화소씩 현재화소를 독취하는 단계와,

   상기 현재화소에 해당하는 검색윈도우에 해당하는 화소들의 밝기값들을 리드하는 단계와,

   상기 현재화소의 밝기값이 제1역치보다 작고, 국부밝기차가 제3역치이상이면 현재화소 에지정보를 세트하고, 상기 검색윈도우안에 에지의 연속성이 있는지를 검색하는 단계와,

   상기 검색윈도우안에 에지의 연속성이 있으면, 상기 현재화소의 밝기값이 국부밝기값이상인지를 검색하는 단계와,

   상기 검색윈도우안에 에지의 연속성이 없으면, 상기 현재화소의 밝기값이 제2역치이상인지를 검색하는 단계와,

   상기 현재화소의 밝기값이 제1역치이상이거나, 상기 현재화소의 밝기값이 상기 국부밝기값이상이거나, 상기 현재화소의 밝기값이 제2역치이상일 경우에 현재화소를 백으로 이치화하는 단계와,

   상기 현재화소의 밝기값이 상기 국부밝기값보다 작거나, 상기 현재화소의 밝기값이 제2역치보다 작을 경우에 현재화소를 흑으로 이치화하는 단계와,

   상기 현재화소의 이치화정보를 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 연속성에 따른 이치화방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 에지의 연속성 검색을 검색윈도우안의 화소들의 에지정보들중 어느 하나라도 세트되어 있으면 연속성이 있는 것으로 판단하고, 그렇지 않으면 연속성이 없는 것으로 판단하는 것임을 특징으로 하는 연속성에 따른 이치화방법.

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