KR20080001675A - 화상 처리 장치 및 화상 처리 방법 - Google Patents

Abstract

처리 대상의 화소를 포함하는 화상에 보정 처리를 행하는 화상 처리 장치가 기술된다. 화상 처리 장치는 처리 대상의 화소를 포함하는 소정 크기의 화상 영역을 추출한다. 화상 처리 장치는 화상 영역에 포함되는 화소들의 신호값들로부터 처리 대상의 화소와 관련된 변동량을 산출한다. 화상 처리 장치는 화상 영역에 포함되는 화소들의 신호값들로부터 화상 영역에서의 변동 횟수를 산출한다. 화상 처리 장치는 변동 횟수 및 변동량과 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정하는 설정 유닛을 사용하여 변동 횟수 및 변동량으로부터 보정 레벨들 Fz1, Fz2, Fe를 산출하고, 산출된 보정 레벨들에 의해 처리 대상의 화소의 신호값에 보정 처리를 행한다.

보정 레벨, 변동량, 변동 횟수, 엣지 강조 처리, 화상 영역

Description

화상 처리 장치 및 화상 처리 방법{IMAGE PROCESSING APPARATUS AND IMAGE PROCESSING METHOD}

도 1a 및 도 1b는 MFP의 설명도.

도 2는 MFP의 제어 장치를 설명하기 위한 블록도.

도 3은 MFP의 화상 처리의 흐름도.

도 4a 내지 도 4c는 처리 단위의 설명도.

도 5는 처리 단위의 이동의 흐름도.

도 6a 및 도 6b는 촬상 소자의 스캐닝 범위의 설명도.

도 7은 제1 실시예에 따른 보정 레벨 설정 처리의 흐름도.

도 8a 내지 도 8f는 휘도, 1차 도함수 및 2차 도함수를 설명하기 위한 그래프.

도 9는 4-방향 추출의 설명도.

도 10은 L 차의 설명도.

도 11a 내지 도 11d는 변동 횟수를 설명하기 위한 그래프.

도 12a 내지 도 12c는 변동 횟수 보정 처리를 설명하기 위한 그래프.

도 13a 내지 도 13d는 엣지 강도 설정 처리를 설명하기 위한 그래프.

도 14는 제1 실시예에 따른 보정 처리의 흐름도.

도 15a 및 도 15b는 엣지 강조 필터 계수들의 설명도.

도 16a 및 도 16b는 설정된 엣지 강도들을 설명하기 위한 그래프.

도 17a 내지 도 17f는 엣지 강조 전후의 화상들의 설명도.

도 18a 내지 도 18f는 엣지 강조 전후의 화상 신호들을 설명하기 위한 그래프.

도 19는 평활화 처리를 포함하는 엣지 강도 설정 처리를 설명하기 위한 그래프.

도 20은 제2 실시예에 따른 보정 레벨 설정 처리의 흐름도.

도 21은 평활화 레벨 설정 처리를 설명하기 위한 그래프.

도 22는 제2 실시예에 따른 보정 처리의 흐름도.

도 23a 및 도 23b는 평활화 필터 계수들의 설명도.

도 24a 내지 도 24c는 엣지 강조 처리를 설명하기 위한 그래프.

도 25는 제3 실시예에 따른 보정 레벨 설정 처리의 흐름도.

도 26a 내지 도 26c는 치환 레벨 설정 처리를 설명하기 위한 그래프.

도 27은 제3 실시예에 따른 보정 처리의 흐름도.

도 28은 제4 실시예에 따른 보정 레벨 설정 처리의 흐름도.

도 29a 내지 도 29c는 흑색화 레벨 설정 처리를 설명하기 위한 그래프.

도 30은 제4 실시예에 따른 보정 처리의 흐름도.

도 31은 음영 및 하이라이트 채도 압착 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 다기능 프린터(MFP)

11 : CPU

12 : 화상 처리기

13 : 인쇄 유닛

14 : 스캐닝 유닛

15 : 오퍼레이션 유닛

16 : ROM

19 : 디스플레이 유닛

20 : 센서 유닛

21 : 드라이브 유닛

본 발명은 화상 보정 처리를 실행하기 위한 화상 처리 장치 및 화상 처리 방법에 관한 것이다.

종래, 화상 보정 처리를 실행하는 화상 처리 장치가 공지되어 있다. 예를 들어, 스캐닝 화상을 두 영역, 즉, 텍스트 영역 및 하프톤 영역으로 분리하고, 엣지 강조 처리를 텍스트 영역에 적용하고, 평활화 처리를 하프톤 영역에 적용하여 선명도(sharpness)를 강화하고 동시에 므아레(moire)를 감소시키는 기술이 사용된다(일본 특허 공개 제2002-077623호).

그러나, 화상에 적용되는 보정 처리가 일반적으로 해당 화상의 속성들에 좌우되기 때문에, 화상의 속성이 잘못 판정되면, 적합한 보정 처리가 행해질 수 없다. 예를 들어, 텍스트 영역에 평활화 처리가 적용되거나 또는 하프톤 영역에 엣지 강조 처리가 적용되면, 화상은 열화된다. 예를 들어, 문자의 일 부분이 텍스트 영역으로서 판정되고, 문자의 나머지 부분이 하프톤 영역으로서 판정되면, 한 문자 중에 엣지 강조 처리 및 평활화 처리의 스위칭이 발생하여, 화상을 상당히 열화시킨다. 특히, 종래, 엣지 강조 처리 등과 같은 보정 처리들의 ON/OFF 상태들이 화상의 속성들에 따라 스위칭되기 때문에, 천이 상태가 존재하지 않았다. 예를 들어, 처리들이 스위칭되는 위치에서 화상이 열화된다.

본 발명은 화상 보정 처리를 적절하게 실행함으로써 화질의 향상을 실현가능하게 한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 처리 대상의 화소를 포함하는 화상에 보정 처리를 적용하는 화상 처리 장치를 제공함으로써 전술한 문제점이 해결된다. 상기 장치는 처리 대상의 화소를 포함하는 소정 크기의 화상 영역을 추출하도록 구성된 추출 유닛, 화상 영역에 포함된 화소들의 신호값들로부터 처리 대상의 화소에 대한 변동량을 산출하도록 구성된 변동량 산출 유닛, 화상 영역에 포함된 화소들의 신호값들로부터 처리 대상의 화소에 대한 변동 횟수를 산출하도록 구성된 변동 횟수 산출 유닛, 변동 횟수, 변동량 및 보정 레벨 간의 대응을 설정하도록 구성된 설정 유닛, 및 설정 유닛을 사용하여 변동 횟수 및 변동량으로부터 보정 레벨을 산출하고, 산출된 보정 레벨에 의해 처리 대상의 화소의 신호값에 보정 처리를 적용하는 보정 유닛을 포함하고, 상이한 변동 횟수 또는 상이한 변동량에 따라 보정 레벨이 점차적으로 변하도록 설정 유닛이 대응을 설정한다.

처리 대상의 화소를 포함하는 화상에 보정 처리를 적용하는 화상 처리 방법은 처리 대상의 화소를 포함하는 소정 크기의 화상 영역을 추출하는 단계, 화상 영역에 포함된 화소들의 신호값들로부터 처리 대상의 화소에 대한 변동량을 산출하는 단계, 화상 영역에 포함된 화소들의 신호값들로부터 처리 대상의 화소에 대한 변동 횟수를 산출하고 변동 횟수, 변동량 및 보정 레벨 간의 대응을 설정하는 설정 유닛을 사용하여 변동 횟수 및 변동량으로부터 보정 레벨을 산출하는 단계, 및 산출된 보정 레벨에 의해 처리 대상의 화소의 신호값에 보정 처리를 적용하는 단계를 포함하는데, 설정 유닛은 대응을 설정해서 상이한 변동 횟수 또는 상이한 변동량에 따라 보정 레벨이 점차적으로 변한다.

본 발명의 다른 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 기술된 일례의 실시예들의 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 실시예들에 기술된 구성요소들의 상대적 배치, 수치 표현들 및 수치값들은 달리 명확하게 언급되지 않는 한 본 발명의 범위를 제한하지 않음을 주지해야 한다.

[제1 실시예]

<MFP 구성>

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 기능 프린터(이하, MFP라 한다)의 개략적인 사시도들이다. 도 1a는 MFP(1)의 ADF(자동 문서 공급기; 31)가 닫혀 있는 상태를 나타내고, 도 1b는 ADF(31)가 개방되어 있는 상태를 나타낸다.

MFP(1)는 기본적으로 호스트 컴퓨터(PC)로부터 수신된 데이터를 인쇄하는 프린터로서의 기능 및 스캐너로서의 기능을 갖는다. 또한, MFP 자체의 기능들은 프린터를 사용하여 스캐너에 의해 스캐닝된 화상을 인쇄하는 복사 기능, 메모리 카드 등과 같은 기억 매체로부터 판독된 화상 데이터를 인쇄하는 기능 및 디지털 카메라 등으로부터 수신된 화상 데이터를 인쇄하는 기능을 포함한다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, MFP(1)는 플랫베드(flatbed) 스캐너 등과 같은 스캐닝 유닛(14) 및 잉크젯 시스템, 전자 사진 시스템 등의 인쇄 유닛(13)을 포함한다. 또한, MFP(1)는 디스플레이 패널 등과 같은 디스플레이 유닛(19) 및 다양한 키 스위치 등을 포함하는 오퍼레이션 유닛(15)을 포함한다. MFP(1)는 MFP(1)의 후면상에 PC와 통신하는 데 사용되는 USB 포트(도시되지 않음)를 포함하고, USB 포트는 MFP(1)가 PC와 통신가능하게 한다. MFP(1)는 다양한 메모리 카드들로부터 데이터를 판독하는 데 사용되는 카드 슬롯을 포함하는 카드 인터페이스(22) 및 디지털 카메라와 데이터 통신하는 데 사용되는 카메라 포트를 포함하는 카메라 인터페이스(23)를 포함한다. 또한, MFP(1)는 문서대에서 자동으로 문서를 설정하는 데 사용되는 ADF(31)를 포함한다.

도 2는 MFP(1)의 내부 구성을 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, CPU(11)는 MFP(1)의 다양한 기능들을 제어하고, 오퍼레이션 유닛(15)에서의 소정의 오퍼레이션들에 따라 ROM(16)에 저장된 화상 처리 프로그램들을 실행한다. 프로그램들을 실행함으로써, CPU(11)는 처리 대상의 화소를 선택할 수 있고, 처리 대상의 화소를 포함하는 소정 크기의 화상 영역을 추출할 수 있다. CPU(11)는 화상 영역에 포함된 화소들의 신호값들에 기초하여 화상 영역과 관련된 변동량, 변동 횟수 및 변동 가속도를 산출할 수 있다. ROM(16)은 화상 처리에 사용된 다양한 테이블들 및 수학식들을 저장하고, 변동량, 변동 횟수, 변동 가속도 및 다양한 보정 레벨들 간의 대응 관계를 설정하는 설정 유닛으로서 기능한다. CCD를 포함하는 스캐닝 유닛(14)은 문서 화상을 스캐닝하고, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 아날로그 휘도 데이터를 출력한다. 스캐닝 유닛(14)이 CCD 대신 CIS(contact image sensor)를 포함할 수도 있다. 또한, MFP(1)가 ADF(31)를 포함하는 경우, 오더 시트를 연속적으로 스캐닝하기가 편리하다.

카드 인터페이스(22)는, 오퍼레이션 유닛(15)에서의 오퍼레이션들에 따라, 예컨대 디지털 스틸 카메라(이하, DSC로 약칭함)에 의해 캡처되며, 메모리 카드 등에 기록된 화상 데이터를 한다. 카드 인터페이스(22)를 통해 로드된 화상 데이터의 색 공간은 필요에 따라 DSC의 색 공간(예를 들어, YCbCr)으로부터 표준 RGB 색 공간(예를 들어, NTSC-RGB 또는 sRGB)으로 변환된다. 로드된 화상 데이터는 헤더 정보에 기초하여 유효한 화소 수로의 해상도 변환 등과 같은 애플리케이션에 필요한 다양한 종류의 처리들을 겪게 된다. 카메라 인터페이스(23)는 DSC를 직접 접속하고 화상 데이터를 판독하는 데 사용된다.

화상 처리기(12)는 판독 신호값의 변환, 화상 보정/변경 처리, 휘도 신호들(RGB)로부터 농도 신호들(CMYK)로의 변환, 확대 축소, 감마 변환, 오류 확산 등과 같은 화상 처리들을 실행한다. 화상 처리기(12)에 의해 실행되는 보정 처리는 엣지 강조 처리, 평활화 처리, 치환 처리, 무채색화 처리 등을 포함하고, 화상 처리기(12)는 보정 유닛으로서 기능한다. 화상 처리기(12)의 화상 처리에 의해 획득되는 데이터는 RAM(17)에 저장된다. RAM(17)에 저장된 보정 데이터가 소정량에 도달하면, 인쇄 유닛(13)은 인쇄 동작을 실행한다.

비휘발성 RAM(18)은, 예컨대 배터리 백업 SRAM 등을 포함하고, MFP(1) 등에 고유한 데이터를 저장한다. 오퍼레이션 유닛(15)은 사용자가 기억 매체에 저장된 화상 데이터를 선택하고 인쇄의 개시를 가능하게 하는 포토 다이렉트 인쇄 개시 키를 포함한다. 오퍼레이션 유닛(15)은 오더 시트를 인쇄하는 데 사용되는 키, 오더 시트를 스캐닝하는 데 사용되는 키 등을 포함한다. 오퍼레이션 유닛(15)은 또한 단색 복사 모드 또는 컬러 복사 모드에서의 복사 개시 키, 복사 해상도, 화질 등과 같은 모드를 설정하는 데 사용되는 모드 키, 복사 동작을 정지하는 데 사용되는 정지 키, 복사 횟수를 입력하는 데 사용되는 수치 키패드, 등록 키 등을 포함할 수도 있다. CPU(11)는 상기 키들의 누름 상태들을 검출하고 검출된 상태들에 따라 각각의 유닛들을 제어한다.

디스플레이 유닛(19)은 도트 매트릭스 타입의 액정 디스플레이 유닛(LCD) 및 LCD 드라이버를 포함하며, CPU(11)의 제어 하에서 각종 표시를 행한다. 또한, 디스플레이 유닛(19)은 저장 매체에 기록된 화상 데이터의 썸네일들을 표시한다. 인 쇄 유닛(13)은 잉크젯 시스템의 잉크젯 헤드, 범용 IC 등을 포함한다. 인쇄 유닛(13)은 RAM(17)에 저장된 인쇄 데이터를 판독하고, CPU(11)의 제어 하에서 하드 카피로 인쇄한다.

드라이브 유닛(21)은 스캐닝 유닛(14) 및 인쇄 유닛(15)을 동작시키기 위해, 급지 및 배지 롤러를 구동하기 위한 스테핑(stepping) 모터, 스테핑 모터의 구동력을 전송하기 위한 기어, 스테핑 모터를 제어하기 위한 드라이버 회로 등을 포함한다.

센서 유닛(20)은 인쇄지 폭 센서, 인쇄지 센서, 문서 폭 센서, 문서 센서, 인쇄 매체 센서 등을 포함한다. CPU(11)는 센서 유닛(20)으로부터 획득된 정보에 기초하여 문서 및 인쇄지의 상태를 검지한다.

PC 인터페이스(24)는 PC와의 인터페이스이고, MFP(1)는 PC 인터페이스(24)를통해 PC로부터의 인쇄 동작, 스캐닝 동작 등을 실행한다. 복사 동작에서는, 스캐닝 유닛(14)에 의해 스캐닝된 화상 데이터를 MFP 내에서 데이터 처리를 행하고, 인쇄 유닛(13)을 사용하여 인쇄한다.

오퍼레이션 유닛(15)으로부터 복사 동작 명령이 내려지는 경우, 스캐닝 유닛(14)은 문서대에서 설정된 문서를 스캐닝한다. 스캐닝된 데이터는 화상 처리기(12)에 송신되어, 화상 처리된다. 그 후, 처리된 데이터는 인쇄 유닛(13)으로 송신되어, 인쇄 처리가 실행된다.

<화상 처리>

도 3은 복사 모드에서 실행되는 화상 처리의 흐름도이다. 이하, 각 단계들 을 설명한다. 단계 301에서, CPU(11)는 스캐닝 유닛(14)에 의해 스캐닝되고 A/D 변환된 화상 데이터에 대해 촬상 소자의 변동량을 보정하기 위해, 음영 보정(shading correction)을 행한다.

그 후, 단계 302에서, CPU(11)는 입력 디바이스 색 변환을 행한다. 그 결과, 신호 데이터의 디바이스-의존 색 공간이 표준 색 공간 영역으로 변환된다. 예를 들어, 표준 색 공간은 IEC(Internation Electrotechnical Commission)에 의해 지정된 sRGB를 포함한다. 또한, Adobe Systems에 의해 제의된 AdobeRGB가 사용될 수도 있다. 변환 방법은 3×3 또는 3×9 행렬을 사용하는 산술 방법, 변환 규칙들을 기술하는 표에 기초하여 값들을 결정하는 룩업테이블 방법 등을 포함한다.

단계 303에서, CPU(11)는 변환된 데이터에 보정/가공 처리를 실시한다. 처리 내용은 스캐닝으로 인한 블러링 현상을 보정하는 엣지 강조 처리, 텍스트의 판독성(legibility)을 향상시키는 텍스트 가공 처리, 광 조사시에 스캐닝에 의해 발생한 번짐 현상(bleed-through)을 제거하기 위한 처리 등을 포함한다. 단계 304에서, 두개의 문서 화상들을 하나의 용지에 할당하는 투인원(2-in-1) 복사 모드 등에서, 사용자가 줌 스케일을 지정할 때, CPU(11)는 데이터를 원하는 배율로 변환하는 확대/축소 처리를 실행한다. 변환 방법으로서는, 바이큐빅(bicubic), 니어리스트 네이버(nearest neighbor) 등과 같은 방법들이 일반적으로 사용된다.

단계 305에서, CPU(11)는 표준 색 공간에서의 데이터를 출력 디바이스에 고유한 신호 데이터로 변환한다. 본 실시예에 따른 MFP는 잉크젯 시스템을 채용하고, 시안, 마젠타, 옐로우, 흑색 등과 같은 잉크 색 데이터로의 변환 처리를 행한 다. 이러한 변환은 단계 302에서 사용된 방법과 동일한 방법을 사용할 수 있다.

또한, 단계 306에서, CPU(11)는 데이터를 인쇄 가능한 레벨 수로의 변환을 행한다. 예를 들어, 이진 표현의 경우, 즉, 잉크 도트들의 ON/OFF 경우, 데이터는 오류 확산 등과 같은 양자화 방법으로 2치화될 수 있다. 그 결과, 프린터가 인쇄할 수 있는 데이터 포맷으로 데이터가 변환되고, 인쇄 동작이 해당 데이터에 기초하여 실행되어, 화상이 형성된다.

<처리 단위>

도 4a는 보정 처리 실행시 처리 단위를 설명하기 위한 도면이다. 도 4a에서 "원"으로 표시된 화소를 주목 화소(처리 대상 화소)라고 상정하면, 도 4a에서 굵은 선으로 표시된 주목 화소를 포함하는 7×7 화소들로 정의된 영역(7×7 영역)이 설정된다. 주목 화소를 위한 화상 처리가 설정된 7×7 영역의 화상 신호들을 사용하여 실행된다. 주목 화소 처리 실행 후 주목 화소에 인접하는 화소는, 예를 들어 도 4b에서 "×"로 표시된 것과 같이, 다음 주목 화소로서 설정되고, 마찬가지로 7×7 영역이 설정되어 화상 처리가 실행된다. 그 후, 마찬가지로, 주목 화소는 화소 단위로 차례로 이동되고, 새로운 7×7 영역이 각각의 경우에 설정되어, 처리될 모든 화소들이 보정된다.

처리 단위가 영역 단위인 경우를 설명한다. 도 4a에서 "원"으로 표시된 화소에 대해 7×7 영역을 설정하고, "원"에 대해 설정된 보정 레벨을 7×7 영역 내의 복수의 화소, 예컨대 전체 화소에 적용한다. 다음 처리 단위로서, 도 4c의 "삼각형"으로 표시된 화소에 대해 7×7 영역을 설정한다. 이러한 방법으로, 처리 단위 가 이동되어, "원"에 대한 7×7 영역은 "삼각형"에 대한 7×7 영역에 인접한다.

그러나, 처리 단위를 화소 단위로 사용한 것이 보다 높은 정밀도로 보정 레벨을 설정할 수 있기 때문에, 본 실시예에서는 처리 단위를 화소 단위로 하여 설명한다.

도 5는 처리 단위의 이동 수순을 도시하는 흐름도이다. 단계 501에서, CPU(11)는 처리 대상(처리 대상의 화소)을 설정한다. 개시 직후, CPU(11)는 처리될 제1 화소를 설정한다. 단계 505에서 단계 501로 처리가 복귀하면, CPU(11)는 처리될 다음 화소를 설정한다.

단계 502는 처리 영역 설정 단계이다. 처리 영역은 전술한 바와 같이 처리 단위를 포함하는 복수의 화소로 구성된 영역(전술한 7×7 영역)이다.

단계 503은 보정 레벨 설정 단계이다. CPU(11)는 처리 단위에 대한 보정 레벨을 설정한다.

단계 504는 보정 실행 단계이다. CPU(11)는 단계 503에서 설정된 보정 레벨을 사용하여 처리 단위를 보정한다.

단계 505는 최종 보정 대상 검사 단계이다. 즉, CPU(11)는 처리 단위가 최종 처리 단위인지를 검사한다. 처리 단위가 최종이 아니면, 처리는 단계 501로 복귀한다. 처리 단위가 최종이면, 처리는 "종료"된다.

후술하는 실시예들에서, 7×7 영역은 처리 영역으로서 사용된다. 이는 스캐닝 유닛에서 사용되는 촬상 소자(CCD 또는 CIS)의 하나의 화소에 의해 스캐닝되는 문서의 화소 범위가 6개 이하의 화소들을 포함하도록 설정되기 때문이다. 스캐닝 되는 화소 범위가 6개 이하의 화소들을 포함하도록 지정되더라도, 문서대로부터의 문서의 부유 현상(float), 문서의 요철 등에 의해, 촬상 소자에 입사하는 문서로부터의 반사광은 각종의 영향을 받는다. 이러한 이유로, 촬상 소자의 하나의 화소는 6 화소들을 초과하는 범위를 스캐닝할 수 있다. 후술되는 실시예들은 문서를 스캐닝함으로써 획득된 화상 신호들을 설명하는 데 사용되는 복수의 그래프들을 나타낸다. 그러나, 이들 화상 신호들은 반드시 6개 화소 이내의 반사광으로부터 획득되는 것은 아니다.

도 6a 및 도 6b는 문서로부터 촬상 소자의 1 화소로 입사되는 반사광의 범위를 개략 나타내고 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 사용된 촬상 소자는 문서의 7-화소 범위로부터 6 화소 이내의 반사광이 촬상 소자의 한 화소로 입사하도록 설정된다(상술된 바와 같이, 몇몇 경우에는 6 화소를 초과하는 반사광이 입사할 수도 있다). 즉, 문서의 하나의 화소로부터의 반사광은 촬상 소자의 7 화소에 영향을 미친다. 이는 배경기술에서 설명한 엣지 블러링 현상을 야기하고, 선명도를 저하시킨다. 후술되는 실시예들은 목적들 중 하나로서 블러링 현상을 감소시키는 것을 목적으로 한다. 예를 들어, 후술되는 제2 실시예는 주목 화소를 치환 후보 화소로 치환함으로써 엣지를 강조한다. 따라서, 주목 화소에 대응하는 문서 화소에 의해 영향을 적게 받는 화소 영역으로부터 치환 후보를 선택함으로써, 엣지 강조 효과가 강화될 수 있다. 이러한 이유로, 문서 화상의 한 화소에 의해 영향을 받는 영역이 처리 영역으로서 확보된다. 따라서, 7×7 영역은 처리 영역으로서 설정된다. 엣지 강조 효과를 보다 강화하기 위해, 7×7 화소들을 초과하는 영역을 기준 영역으로서 설정하는 것이 효율적이다. 또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 촬상 소자의 한 화소가 3-화소 범위로부터 반사광을 수신하도록 설계될 때, 처리 영역은 3×3 영역으로 작게 설정될 수도 있다. 이러한 방식으로, 문서 화상의 한 화소에 의해 영향을 받는 화소들의 수, 스폿 크기, 흐려진 화소들의 수, MTF(Modulation Transfer Function) 등과 같은 촬상 소자의 성능에 따라 필요한 경우 기준 영역이 설정될 수 있다.

<용어의 정의>

이하, 본 명세서에서 사용되는 용어들을 설명한다.

변동량은 처리되는 화소를 중심으로 하는 주변 화소 그룹의 화소 신호값들의 변동 크기를 나타내는 값이다. 본 실시예에서는, 1 화소의 양측에 인접하는 2개의 화소의 휘도 값들의 차의 절대값들(엣지량들) 중 최대값을 변동량으로서 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 값에만 제한되지는 않는다. 예를 들어, 변동량은 주목 화소의 화상 신호와 관련된 값의 1차 도함수의 절대값 등과 같은 변화 차이(크기)를 표현하는 값일 수도 있으며, 대상 영역의 화상 신호들과 관련된 값들의 변화 차이(크기)를 대표적으로 나타내는 값일 수도 있다.

변동 횟수는 처리되는 화소를 중심으로 하는 주변 화소 그룹의 화상 신호값들의 변동 발생 빈도를 나타내는 값이다. 본 실시예에서, 화상 영역 내의 1 화소의 양측에 인접하는 2 화소의 휘도 값들 간의 차를, -1, 0, 1을 사용하여 3치화하고, 3치화 데이터의 증가/감소 발생 빈도(부호 변화 수(0 교차점의 수))를 변동 횟수로서 설명할 것이다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 값에만 제한되는 것은 아 니다. 변동 횟수는 0 교차점의 수 또는 화상 영역의 화상 신호들과 관련된 값들의 1차 도함수의 공간 주파수와 같은 화상 신호들과 관련된 값의 변경 횟수, 2치화 후의 흑백 변화 수 등을 표현하는 값으로서 정의된다.

변동 가속도는, 처리 대상의 화소를 중심으로 하는 주변 화소 그룹에서의 화소 신호값들의 변동 가속도를 나타내는 값이다. 이하의 실시예들에서, 변동 가속도는 화상 영역의 휘도 값들의 차들로부터 차를 더 산출함으로써 획득된 값으로서 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 값에만 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 변동 가속도는 대상 영역 내의 화상 신호와 관련된 값들의 2차 도함수 등과 같은 변경 가속도를 표현하는 값일 수도 있다.

채도는, 이하의 실시예들에서, 주목하는 화소 또는 영역에서의 각 색의 화상 신호 차들의 최대 절대값으로서 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 값에만 제한되는 것은 아니다. 채도는 색도 축으로부터의 거리를 나타내는 값으로서 정의된다.

화상 신호가 취할 수 있는 범위가 0 내지 255인 예를 설명한다. 그러나, 화상 신호의 범위는 이러한 특정값에만 제한되는 것은 아니며, MFP 또는 화상 처리에 적합하도록 설정될 수도 있다.

보정 레벨 설정 처리에 대해 설명한다. 화상 신호가 취할 수 있는 범위가 0 내지 255인 예를 설명한다. 그러나, 화상 신호의 범위는 이러한 특정값에만 제한되는 것은 아니며, MFP 또는 화상 처리에 적합하도록 설정될 수도 있다.

본 실시예는 보정 레벨로서 엣지 강도 또는 크기를 사용하며, 보정 처리로서 엣지 강조 필터 처리를 실행한다. 엣지 강조 필터(후술됨)의 엣지 강조량은 엣지 강도에 의해 보정되는데, 엣지 강도는 변동 횟수 및 변동량에 기초하여 적응적으로 설정된다. 이하, 엣지 강도 설정 처리 및 설정된 엣지 강도의 애플리케이션을 설명한다.

도 7은 제1 실시예에 따른 보정 레벨 설정 처리의 흐름도이다. 보정 레벨 설정 처리는 흐름도의 각 단계들과 함께 후술할 것이다.

<보정 레벨 설정 단계 701: 처리 영역 설정>

CPU(11)는 멀티값의 화상 신호로 구성되는 화상에 있어서, 주목 화소를 중심으로 한 수평 7 화소, 수직 7 화소로 구성되는 7×7 영역의 처리 영역을 설정하고, 처리 영역의 각 화소값으로부터 수학식 (1)에 따라 휘도 L을 산출하고, L의 7×7 영역의 처리 영역을 생성한다.

L = (R + 2 × G + B) / 4

본 실시예에서는 수학식 1에 의해 주어진 휘도 L을 사용하지만, 다른 휘도를 채용할 수도 있음을 유념하자. 예를 들어, 휘도로서 균일 색 공간 L*a*b*의 L*이 사용될 수도 있거나, 또는 휘도로서 YCbCr의 Y가 사용될 수도 있다. 도 8a는 흰색 배경 중의 흑색 수직 라인을 횡방향으로 스캐닝할 때의 휘도값들을 나타낸다. 도 8b는 흰색 배경 중의 횡방향으로 늘어선 하프톤 도트들을 횡방향으로 스캐닝할 때의 휘도값들을 나타낸다.

<보정 레벨 설정 단계 702: 4 방향 추출>

CPU(11)는 단계 701에서 생성된 L의 처리 영역으로부터, 도 9에 도시된 바와 같이, 총 4 방향, 즉, 하나의 횡방향, 하나의 종방향과 2개의 비스듬한 방향 각각으로 7 화소를 추출한다.

<보정 레벨 설정 단계 703: L 차분 산출>

CPU(11)는 수학식 2를 사용하여, 도 10에 도시된 바와 같이, 단계 702에서 추출된 4 방향의 L로부터 각각의 방향으로 5개의 화소들의 L의 차분 Grd를 산출한다.

Grd(i) = L(i+1) - L(i-1)

여기서, L(i-1)은 화소 L(i) 전의 화소이고, L(i+1)은 화소 L(i) 후의 화소이다.

L 차분 산출 방법이 이와 같은 특정 방법에만 제한되는 것이 아님을 유념하자. 예를 들어, 이웃 화소들 간의 차분들이 산출될 수도 있으며, 전술한 소정의 화소 전 후의 화소들로부터 보다 이격된 화소들 간의 차분들이 산출될 수도 있다. 도 8c 및 도 8d는 도 8a 및 도 8b의 L에 수학식 2를 적용함으로써 산출된 Grd를 나타낸다.

<보정 레벨 설정 단계 704: 엣지 방향 판정>

CPU(11)는 단계 703에서 산출된 4 방향의 Grd에 있어서, 주목 화소의 4 방향의 Grd 절대값들을 산출한다. CPU(11)는 4 방향의 Grd 절대값들 중 최대 Grd 절대값을 나타내는 방향을 주목 화소의 엣지 방향으로서 판정한다.

<보정 레벨 설정 단계 705: 변동량 산출>

CPU(11)는 단계 704에서 판정된 엣지 방향으로 늘어서는 7 화소로부터 단계 703의 5개의 Grd 값들을 산출할 수 있다. CPU(11)는 5개의 Grd 값들을 비교하고 최대 절대값을 주목 화소의 변동량(엣지량)으로서 산출한다. 엣지는 변동량이 증가할수록 강해지고, 변동량이 감소할수록 평탄해진다.

<보정 레벨 설정 단계 706: 변동 횟수 산출>

CPU(11)는 단계 703에서 산출된 4 방향의 Grd 값들로부터 4 방향 합계로서 변동 횟수를 산출한다. 즉, CPU(11)는 도 11a에 도시된 바와 같이, 주목 화소의 변동 횟수(0 교차점의 수)로서, + 에서 - 로, 또는 - 에서 + 로의 부호 변화들의 수를 산출하거나, 또는 도 11b에 도시된 바와 같이, +로부터 0으로, 그 후, 다음 화소에서 -로, 또는 -로부터 0으로 그 후 다음 화소에서 +로 Grd의 부호가 변하는 횟수를 산출한다.

도 11c에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에서는, 복수 화소의 0을 사이에 두고 부호가 변하는 경우, 또는 도 11d에 도시된 바와 같이, Grd 값이 0이 되지만 부호가 변하지 않는 경우에는 변동 횟수로서 카운트하지 않음을 유념하자. 그 이유는 후술할 것이다. Grd 값들이 복수의 화소에서 0으로 상정되는 경우 또는 Grd 값들이 0이 되지만 부호가 변하지 않는 경우, 굵은 선으로 판정되기 쉽다. 단계 708 및 단계 1403에 기술된 바와 같이, 굵은 선에 대하여, 도 11a 및 도 11b의 세선(thin line)에 대한 레벨과 상이한 레벨이 설정될 수 있다.

도 8a 내지 도 8f에 도시된 바와 같이, 텍스트는 하프톤 보다 작은 변동 횟 수를 갖는 경향이 있다. 그러나, 문서의 농도 균일성 또는 음영 정밀도에 따라, 도 12a에 도시된 바와 같이, Grd에 있어서 텍스트는 주로 작은 진폭의 변화를 갖는다. 이러한 경우, 변동 횟수는 하프톤처럼 증가하고, 보정 레벨 설정 처리(후술됨)가 실행되면, 하프톤과 유사한 엣지 강도가 바람직하게 설정된다. 따라서, 단계 705에서 산출된 변동량이 비교적 큰 경우, 즉, 설정된 임계값을 초과하는 경우, 작은 Grd 값들이 0으로 평활화되어 보다 높은 정밀도의 엣지 강도가 설정된다. 특히, 단계 705에서 산출된 변동량이 임계값(엣지 임계값)과 비교되고, 변동량이 엣지 임계값을 초과하면, 도 12b에 도시된 바와 같이, 평활화 임계값이 설정된다. Grd 값들이 평활화 임계값 이하인 경우, 도 12c에 도시된 바와 같이, 변동 횟수는 Grd = 0이 되도록 카운트된다. 이러한 방식으로, 텍스트의 변동 횟수는 억제될 수 있으며, 높은 정밀도의 엣지 강도 설정 처리가 달성될 수 있다.

<보정 레벨 설정 단계 707: 변동 횟수에 기초하는 엣지 강도 설정 처리 1>

CPU(11)는 단계 706에서 산출된 변동 횟수에 따라 엣지 강도 또는 크기 Fz1을 적응적으로 설정한다. 도 13a는 단계 707에서 Fz1 설정 처리를 설명하기 위한 그래프인데, 여기서 횡축은 변동 횟수를 나타내고, 종축은 Fz1을 나타낸다. 제1 임계값보다 작으며, 텍스트 영역으로 판정될 가능성이 높은 변동 횟수의 경우, Fz1은 엣지를 강조하기 위해 1로 설정된다. 제2 임계값보다 크며, 높은 LPI에서 므아레를 발생하기 쉬운 하프톤 영역으로 판정될 가능성이 높은 변동 횟수의 경우, Fz1은 므아레를 강조하지 않기 위해 0으로 설정된다. 제1 임계값과 제2 임계값 사이의 범위 내(두 값 모두 포함)에 속하는 변동 횟수의 경우, 변동 횟수 = 제1 임계값 이면 Fz1 = 1로 설정되고, 변동 횟수 = 제2 임계값이면 Fz1 = 0으로 설정되도록, 변동 횟수에 따라 Fz1이 점차적으로 변화하도록 적응적으로 설정된다. 이러한 방식으로, 엣지 강조 영역 및 비강조 영역의 경계에서 처리들의 스위칭이 눈에 띄지 않게 될 수 있다. 구체적으로, CPU(11)는 도 13a를 참조하거나 수학식 3을 사용하여 Fz1을 적응적으로 설정할 수 있다.

Fz1 = (제2 임계값 - 변동 횟수) / (제2 임계값 - 제1 임계값)

<보정 레벨 설정 단계 708: 변동 횟수에 기초하는 엣지 강도 설정 처리 2>

CPU(11)는 단계 706에서 산출된 변동 횟수에 따라 엣지 강도 Fz2를 적응적으로 설정한다. 도 13b는 단계 708에서 Fz2 설정 처리를 설명하기 위한 그래프인데, 여기서 횡축은 변동 횟수를 나타내고, 종축은 Fz2를 나타낸다. 도 13b는 도 13a와 결합되는 경우 도 13c를 도출하는 것을 목표로 한다. 단계 706에 기술된 바와 같이, 변동 횟수가 0일 때, 굵은 선 영역으로 판정될 가능성이 높다. 엣지 강조 필터(후술됨)를 사용하여 굵은 선 영역을 엣지 강조하는 경우, 굵은 선 영역의 경계 부분이 어두워지는 보더링(bordering)이 발생한다. 보더링을 방지하기 위해, 제3 임계값보다 작으며, 굵은 선 영역으로 판정될 가능성이 높은 변동 횟수의 경우, Fz2는 엣지 강조를 억제하기 위해 0으로 설정된다. 제4 임계값보다 크며, 세선 영역으로 판정될 가능성이 높은 변동 횟수의 경우, Fz2는 엣지 강조를 적용하기 위해 1로 설정된다. 제3 임계값과 제4 임계값 사이의 범위 내(두 값 모두 포함)에 속하는 변동 횟수의 경우, 변동 횟수 = 제3 임계값이면 Fz2 = 0으로 설정되고, 변 동 횟수 = 제4 임계값이면 Fz2 = 1로 설정되도록, 변동 횟수에 따라 Fz2가 점차적으로 변화하도록 적응적으로 설정된다. 그 결과, 필터에 의해 엣지 강조 영역 및 비강조 영역의 경계에서 처리들의 스위칭이 눈에 띄지 않게 될 수 있다. 구체적으로, CPU(11)는 도 13b를 참조하거나 수학식 4를 사용하여 Fz2를 적응적으로 설정할 수 있다.

Fz2 = (변동 횟수 - 제3 임계값) / (제4 임계값 - 제3 임계값)

Fz1 × Fz2는 도 13c에 도시된 바와 같이 엣지 강도를 구현할 수 있다. 보더링이 요구되면, 변동 횟수와 무관하게 Fz2 = 1이 설정될 수 있다.

<보정 레벨 설정 단계 709: 변동량에 기초하는 엣지 강도 설정 처리>

CPU(11)는 단계 705에서 산출된 변동량에 따라 엣지 강도 Fe를 적응적으로 설정한다. 도 13d는 단계 709에서 Fe 설정 처리를 설명하기 위한 그래프인데, 여기서 횡축은 변동량을 나타내고, 종축은 Fe를 나타낸다. 제5 임계값보다 작으며, 평탄한 영역으로 판정될 가능성이 높은 변동량의 경우, 작은 변동량들을 강조함으로써 화상을 거칠게 하지 않도록 Fe = 0이 설정된다. 제6 임계값보다 작으며, 엣지 영역으로 판정될 가능성이 높은 변동 횟수의 경우, 엣지 강조를 적용하기 위해 Fe = 1이 설정된다. 제5 임계값과 제6 임계값 사이의 범위 내(두 값 모두 포함)에 속하는 변동량의 경우, 변동량 = 제5 임계값이면 Fe = 0으로 설정되고, 변동량 = 제6 임계값이면 Fe = 1로 설정되도록, 변동량이 변함에 따라 Fe가 점차적으로 변하도록 적응적으로 설정된다. 그 결과, 엣지 강조 영역 및 비강조 영역의 경계에서 처리들의 스위칭이 눈에 띄지 않게 될 수 있다. 구체적으로, CPU(11)는 도 13d를 참조하거나 수학식 5를 사용하여 Fe를 적응적으로 설정할 수 있다.

Fe = (변동량 - 제5 임계값) / (제6 임계값 - 제5 임계값)

도 14는 제1 실시예에 따른 보정 처리의 흐름도이다. 보정 처리는 흐름도의 각각의 단계들과 함께 후술할 것이다.

<보정 처리 단계 1401: 엣지 강조량 산출>

CPU(11)는, 단계 701에서 설정된 7×7 RGB 영역들의 각각의 색들에 대하여, 엣지 강조 필터를 적용할 때의 주목 화소값과 적용 전의 주목 화소값 간의 차(엣지 강조량)를 산출한다. 본 실시예는 5×5 엣지 강조 필터가 주목 화소를 중심으로 갖도록 적용되는 경우를 예로 든다. 그러나, 필터 크기는 단계 701에서 설정된 처리 영역 크기보다 작기만 하면 되며, 필터 계수들이 적절하게 설정될 수도 있다. 도 15a는 5×5 엣지 강조 필터의 필터 계수들의 일례를 나타낸다. N0을 주목 화소값이라고 하고, N1을 도 15a의 필터 적용 결과로서의 주목 화소값이라고 하며, △F를 엣지 강조량이라고 하자. △F는 수학식 6에 의해 산출될 수 있다.

△F = N1 - N0

도 15b에 도시된 바와 같이, 주목 화소의 필터 계수가 도 15a의 주목 화소의 위치에서의 필터 계수로부터 도 15a의 필터 합계값을 감산함으로써 획득된 값이라고 설정할 때, △F는 도 15b를 적용하는 것만으로 산출될 수 있다.

<보정 처리 단계 1402: Fz1에 의한 엣지 강조량 보정>

CPU(11)는 단계 707에서 설정된 엣지 강도 Fz1을 사용하여 단계 1401에서 산출된 엣지 강조량 △F를 보정한다. CPU(11)는 수학식 7을 사용하여 보정된 엣지 강조량 △Fz1을 산출한다.

△Fz1 = Fz1 × △F

단계 1402의 처리에 의해, 작은 변동 횟수를 갖는 텍스트 영역이 비교적 강한 엣지 강조를 겪게 될 수 있고, 큰 변동 횟수를 가진 하프톤 영역이 비교적 약한 엣지 강조를 겪게 될 수 있다. 따라서, 텍스트의 선명도는 강화될 수 있고, 므아레가 동시에 강조되는 것이 방지될 수 있다.

<보정 처리 단계 1403: Fz2에 의한 엣지 강조량 보정>

CPU(11)는 단계 708에서 설정된 엣지 강도 Fz2를 사용하여 단계 1402에서 산출된 엣지 강조량 △Fz1을 보정한다. CPU(11)는 수학식 8을 사용하여 보정된 엣지 강조량 △Fz2를 산출한다.

△Fz2 = Fz2 × △Fz1

Fz2가 설정되는 경우, 도13b에 도시된 바와 같이, 단계 1403의 처리는 보더링을 방지하기 위해 굵은 선 영역에 엣지 강조를 적용할 수 있고, 선명도를 강화하고 흑색 문자의 농도를 증가시키기 위해 굵은 선 영역보다 세선 영역에 보다 강한 엣지 강조를 적용할 수 있다.

<보정 처리 단계 1404: Fe에 의한 엣지 강조량 보정>

CPU(11)는 단계 709에서 설정된 엣지 강도 Fe를 사용하여 단계 1403에서 산출된 엣지 강조량 △Fz2를 보정한다. CPU(11)는 수학식 9를 사용하여 보정된 엣지 강조량 △Fe를 산출한다.

△Fe = Fe × △Fz2

단계 1404의 처리에 의해, 문자와 같은 엣지 영역이 비교적 강한 엣지 강조를 거치게 될 수 있고, 배경 또는 사진과 같은 평탄한 영역이 비교적 약한 엣지 강조를 거치게 될 수 있다. 그 결과, 문자의 선명도가 강화될 수 있고, 므아레가 강조되는 것이 방지될 수 있으며, 사진이 동시에 거칠게 되는 것이 방지될 수 있다.

<보정 처리 단계 1405: 엣지 강조 필터 처리 완료>

CPU(11)는 단계 1404에서 산출된 엣지 강조량 △Fe를 주목 화소값 N0에 가산함으로써 엣지 강조 필터 처리 화소값 Ne를 수학식 10에 의해 산출한다.

Ne = N0 + △Fe

희망 범위 내에서 Ne를 클리핑(clipping)하기 위한 처리가 삽입될 수도 있다.

<제1 실시예의 효과>

도 16a 및 도 16b는 변동 횟수 및 변동량에 대해 제1 실시예에 의해 설정된 적응적인 보정 레벨을 나타낸다. 도 16a 및 도 16b에 도시된 보정 레벨은 Fz1, Fz2, Fe 모두를 적용할 때의 레벨(Fz1 × Fz2 × Fe)임을 유념하자. 도 16a는 굵은 선 영역이 보더링될 때의 설정을 나타내고, 도 16b는 굵은 선 영역이 보더링되지 않을 때의 설정을 나타낸다. 즉, 도 16a 및 도 16b는 농도가 증가함에 따라 보정 레벨이 더 강해짐을 나타낸다. 종래 기술에서, 보정 레벨은 변동 횟수에 따라 적응적으로 설정될 수 없다. 그러나, 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 보정 레벨은 변동 횟수에 따라 적응적으로 설정될 수 있다.

보정 레벨이 변동량 뿐만 아니라 변동 횟수에 따라서도 변경될 수 있기 때문에, 하프톤 영역에 대한 엣지 강조에 의한 므아레의 나쁜 효과들이 제거될 수 있다. 또한, 보정 레벨이 변동 횟수에 따라 적응적으로 설정될 수 있기 때문에, 변동 횟수로 인한 처리들의 스위칭의 나쁜 효과들이 제거될 수 있다. 보정 레벨이 변동 횟수 및 변동량에 따라 적응적으로 설정될 수 있기 때문에, 변동 횟수 및 변으로 인한 처리들의 스위칭의 나쁜 효과들이 제거될 수 있다.

도 17a 내지 도 17f는 600 dpi의 해상도로 문서를 스캐닝할 때 엣지 강조 전후의 화상들을 나타낸다. 도 17a 및 도 17b는 엣지 강조 전후의 7 pt 크기의 "5"의 일부를 나타낸다. 도 18a 및 도 18b는 각각 도 17a 및 도 17b에 대응하고, 도 17a 및 도 17b에 도시된 16 화소들의 화상 신호들을 나타낸다.

도 17c 및 도 17d는 엣지 강조 전후의 150 LPI의 하프톤 도트 스크린을 사용하는 50% 농도 및 30°스크린 각도를 표현한다. 도 18c 및 도 18d는 각각 도 17c 및 도 17d에 대응하고, 도 17c 및 도 17d에 도시된 16 화소들의 화상 신호들을 나타낸다.

도 17e 및 도 17f는 엣지 강조 전후의 사람 눈의 일부를 표현한 사진들을 나타낸다. 도 18e 및 도 18f는 각각 도 17e 및 도 17f에 대응하고, 도 17e 및 도 17f에 도시된 16 화소들의 화상 신호들을 나타낸다.

도 17a 내지 도 17f 및 도 18a 내지 도 18f에 도시된 바와 같이, 텍스트 엣지들의 화상 신호들의 강조, 텍스트 엣지들 보다 약한 하프톤 엣지들의 강조 및 텍스트 엣지들보다 약한 사진 엣지들의 강조가 동시에 달성될 수 있다.

[제2 실시예]

제1 실시예는 필터 처리에 의한 엣지 강조 처리가 적응적인 레벨에서 실행되는 경우를 예로 들었다. 제2 실시예는 엣지 강조 처리 및 평활화 처리가 적응적인 레벨에서 실행되는 경우를 예로 들 것이다.

제1 실시예의 단계 707에서, 도 19에 도시된 엣지 강도 Fz1이 도 13a에 도시된 엣지 강도 대신 사용된다. 도 19의 Fz1은 - 레벨을 가짐으로써 특징화된다. 레벨이 + 이면, Fz1은 엣지를 강조하는 효과를 가지며; 레벨이 - 이면, Fz1은 엣지를 약하게 하는(평활화하는) 효과를 갖는다. 하프톤 영역으로 판정될 가능성이 높은 변동 횟수(제2a 임계값보다 큼)에 대해 - 레벨을 설정함으로써, 도 19에 도시된 바와 같이, 하프톤 영역이 평활화될 수 있다. 특히, 제1 실시예는 하프톤 도트들로 인한 므아레가 강조되는 것을 방지하고, 제2 실시예는 므아레를 제거할 수 있다.

다른 평활화의 일례를 후술할 것이다. 도 20은 제2 실시예에 따른 보정 레벨 설정 처리의 흐름도이다. 몇몇 처리들이 도 7을 사용하여 설명된 처리들과 동 일함을 유념하자. 이에 따라, 동일한 단계 부호들은 동일한 처리들을 나타내므로, 반복하여 설명하지 않는다.

<보정 레벨 설정 단계 2010: 변동 횟수에 기초하는 평활화 레벨 설정>

CPU(11)는 단계 706에서 산출된 변동 횟수에 따라 평활화 레벨 Az를 적응적으로 설정한다. 도 21은 단계 2010의 Az 설정 처리를 설명하기 위한 그래프이며, 여기서 횡축은 변동 횟수를 나타내고, 종축은 Az를 나타낸다. 제7 임계값보다 작으며, 텍스트 영역으로 판정될 가능성이 높은 변동 횟수의 경우, 평활화를 적용하지 않도록 Az가 0으로 설정된다. 제8 임계값보다 크며, 하프톤 영역으로 판정될 가능성이 높은 변동 횟수의 경우, 평활화를 적용하도록 Az가 1로 설정된다. 제7 임계값과 제8 임계값 사이의 범위 내(두 값 모두 포함)에 속하는 변동 횟수의 경우, 변동 횟수 = 제7 임계값일 때 Az = 0 이고, 변동 횟수 = 제8 임계값일 때 Az = 1 이 되도록 각각의 변동 횟수에 대해 점차적으로 변하는 Az가 적응적으로 설정된다. 이러한 방식으로, 처리들의 스위칭이 눈에 띄지 않게 될 수 있다. 구체적으로, CPU(11)는 도 21을 참조하거나 수학식 11을 사용하여 Az를 적응적으로 설정할 수 있다:

Az = (제8 임계값 - 변동 횟수) / (제8 임계값 - 제7 임계값)

도 22는 제2 실시예에 따른 보정 처리의 흐름도이다. 몇몇 처리들이 도 14를 사용하여 설명된 처리들과 동일함을 유념하자. 따라서, 동일한 단계 부호들은 동일한 처리들을 나타내므로, 반복하여 설명하지 않는다.

<보정 처리 단계 2206: 평활화량 산출>

CPU(11)는, 단계 701에서 설정된 7×7 RGB 영역들의 각각의 색들에 대하여, 평활화 필터를 적용할 때의 주목 화소값과 적용 전의 주목 화소값 간의 변경량(평활화량)을 산출한다. 본 실시예는 5×5 평활화 필터가 주목 화소를 중심으로 갖도록 적용되는 경우를 예로 든다. 그러나, 필터 크기는 단계 701에서 설정된 처리 영역 크기보다 작기만 하면 되며, 필터 계수들이 적절하게 설정될 수도 있다. 도 23a는 5×5 평활화 필터의 필터 계수들의 일례를 나타낸다. N0을 주목 화소값이라고 하고, N2를 도 23a의 필터 적용 결과로서의 주목 화소값이라고 하며, △A를 평활화량이라고 하자. △A는 수학식 12에 의해 산출될 수 있다:

△A = N2 - N0

도 23b에 도시된 바와 같이, 주목 화소의 필터 계수가 도 23a의 주목 화소의 위치에서의 필터 계수로부터 도 23a의 필터 합계값을 감산함으로써 획득된 값으로 설정되는 경우, △A는 단지 도 23b를 적용함으로써 산출될 수 있다.

<보정 처리 단계 2207: Az에 의한 평활화량 보정>

CPU(11)는 단계 2010에서 설정된 평활화 레벨 Az를 사용하여 단계 2206에서 산출된 평활화량 △A를 보정한다. CPU(11)는 수학식 13을 사용하여 보정된 평활화량 △Az를 산출한다:

△Az = Az × △A

단계 2207의 처리에 의해, 작은 변동 횟수를 갖는 텍스트 영역이 선명도 손상이 없도록 비교적 약한 평활화를 겪게 되고, 큰 변동 횟수를 가진 하프톤 영역이 므아레를 제거하도록 비교적 강한 평활화를 겪게 된다.

<보정 처리 단계 2208: 평활화 필터 처리 완료>

CPU(11)는 단계 2207에서 산출된 평활화량 △Az를 엣지 강조 필터 처리된 화소값 Ne에 가산함으로써 필터 처리 화소값 Nf를 수학식 14에 의해 산출한다:

Nf = Ne + △Az

희망 범위 내에서 Nf를 클리핑하기 위한 처리가 삽입될 수도 있다.

<제2 실시예의 효과>

엣지 강조가 비교적 큰 변동 횟수를 갖는 하프톤 영역에 대해 억제될 수 있기 때문에, 제1 실시예는 므아레가 강조되는 것을 방지하는 효과가 있다. 그러나, 화상 보정 처리 전에 므아레가 이미 발생했을 때, 제1 실시예를 실행함으로써 므아레가 더 나빠지는 것이 방지될 수 있지만, 므아레를 제거하는 것은 어렵다. 제2 실시예는 비교적 큰 변동 횟수를 갖는 하프톤 영역에 대해 평활화를 강하게 적용할 수 있어서, 제1 실시예에 비해 므아레가 효율적으로 제거될 수 있다. 본 실시예가 적은 변동 횟수를 가진 텍스트 영역에 대해서는 약하게 평활화를 적용할 수 있기 때문에, 문자의 선명도는 결코 손상되지 않는다. 종래의 처리에서와 같이, 화상이 하프톤 영역과 텍스트 영역으로 나누어질 때, 또한, 하프톤 영역에는 평활화가 적용되고 텍스트 영역에는 평활화가 적용되지 않을 때, 하프톤 영역의 일부가 하프톤 영역으로서 판정되고, 나머지 일부가 텍스트 파트로서 판정되면, 평활화 처리들의 스위칭은 화상에 대해 뚜렷해지게 된다. 제2 실시예가 변동 횟수에 따라 점차적으로 변하는 평활화 레벨을 적응적으로 설정할 수 있기에, 종래의 처리의 문제점으로서의 평활화 처리들의 스위칭이 눈에 띄지 않게 될 수 있다.

[제3 실시예]

제1 실시예는 필터 처리에 의한 엣지 강조 처리가 적응적인 레벨에서 실행되는 경우를 예로 들었다. 도 24a는, 흰색 배경에 흑색 수직선이 그려진 문서를 흰색 배경으로부터 흑색 수직선 방향으로 스캐닝함으로써 획득된 화상 신호 G의 화소값들을 나타낸다. 도 24a와 동일한 값들이 화상의 종방향으로 늘어설 때, Fz1 = Fz2 = Fe = 1의 레벨에서 도 15a 또는 도 15b에 도시된 필터를 사용하여 제1 실시예가 구현되면, 도 24a에 도시된 화상 신호는 도 24b에 도시된 화상 신호로 변환된다. 도 24b에서, 화상 신호의 엣지는 도 24a에 비해 강조되지만, 도 24b의 화상 신호는 도 24c와 달리 엣지의 중간값을 갖는다. 제3 실시예는 제1 실시예의 엣지 강조 외에 엣지 강조를 더 적용함으로써 도 24c에 가까운 적응적인 레벨에서 치환 처리가 실행되는 경우를 예로 들 것이다.

도 25는 제3 실시예에 따른 보정 레벨 설정 처리의 흐름도이다. 몇몇 처리들이 도 7을 사용하여 설명된 처리들과 동일함을 유념하자. 따라서, 동일한 단계 부호들은 동일한 처리들을 나타내므로, 반복하여 설명하지 않는다. 또한, 본 실시예는 제2 실시예와 결합될 수도 있다.

<보정 레벨 설정 단계 2510: 최대 휘도 위치 및 최소 휘도 위치 판정>

CPU(11)는 단계 702에서 추출된 4 방향 중 단계 704에서 판정된 엣지 방향으로의 L의 7 화소로부터 최대 L 및 최소 L을 갖는 화소 위치들을 판정한다.

<보정 레벨 설정 단계 2511: 변동 가속도 산출>

CPU(11)는 단계 704에서 판정된 엣지 방향으로 단계 703에서 산출된 엣지 방향의 Grd로부터 3개의 화소들의 변동 가속도 Lap을 산출한다. CPU(11)는 수학식 15에 의해 변동 가속도를 산출한다.

Lap(i) = Grd(i+1) - Grd(i-1)

Grd(i-1)은 화소 Grd(i) 전의 화소이고, Grd(i+1)은 주목 화소 후의 화소이다. 도 8e 및 도 8f는 도 8c 및 도 8d에 도시된 Grd에 수학식 15를 적용함으로써 산출된 Lap을 각각 나타낸다.

변동 가속도 산출 방법은 이것에만 한정되지 않음을 유념하자. 예를 들어, 인접한 Grd 데이터 간의 차가 산출될 수도 있다.

<보정 레벨 설정 단계 2512: 치환 화소 위치 판정>

CPU(11)는 단계 2510에서 판정된 최대 L 및 최소 L을 갖는 화소 위치들 및 단계 2511에서 산출된 변동 가속도 Lap에 기초하여 치환 화소 위치를 판정한다. 도 8a 내지 도 8f에 도시된 바와 같이, Lap의 부호가 + 일 때, 주목 화소의 L은 하나의 값을 추정하는 경향이 있으며, 그 절대값은 최대 L 보다는 최소 L에 더 가깝다. 또한, Lap의 부호가 - 일 때, 주목 화소의 L은 하나의 값을 추정하는 경향이 있으며, 그 절대값은 최소 L 보다는 최대 L에 더 가깝다. 따라서, 이하의 표 1에 도시된 바와 같이, CPU(11)는 화소 위치를 치환하기 위해 Lap의 부호에 대해 치환 화소 위치를 판정한다. CPU(11)가 화소 위치들을 치환하면, 도 24c가 구현될 수 있다. 제3 실시예에서, 표 1에 도시된 바와 같이, CPU(11)가 치환 화소 위치를 판정함을 유념하자. 그러나, 주목 화소의 Lap이 0이 되는 엣지 중심의 취급은 표 1에만 제한되는 것은 아니다. 주목 화소의 Lap이 0이 되면, 화소 위치는 최대 L의 화소 위치에 의해 또는 최소 L의 화소 위치에 의해 치환될 수도 있다.

2차 도함수 부호 및 치환 화소 위치 간의 관계

주목 화소의 Lap 부호	이전 화소 및 다음 화소의 합계 Lap 부호	치환 화소 위치
+		최소 L
-		최대 L
0	+	최소 L
0	-	최대 L
0	0	최대 L

<보정 레벨 설정 단계 2513: 변동 가속도의 절대값에 기초하는 치환 레벨 설정>

CPU(11)는 단계 2511에서 산출된 변동 가속도의 절대값에 따라 치환 레벨 C1을 적응적으로 설정한다. 도 24c는 변동 가속도의 절대값과 무관하게 C1 = 1로 설정함으로써 획득될 수 있다. 그러나, 항상 C1 = 1이 설정되면, 재기(jaggy)가 발생하는 경우가 있다. 따라서, 재기가 억제가능하며 도 24b 보다 엣지를 더 강조할 수 있는 치환예를 설명할 것이다.

도 26a는 단계 2513의 C1 설정 처리를 설명하기 위한 그래프이다. 이 그래프에서 횡축은 변동 가속도의 절대값을 나타내고, 종축은 C1을 나타낸다. 변동 가속도가 엣지 중심에 가깝고 제9 임계값보다 작은 경우, C1은 화소 위치를 치환하지 않도록 0으로 설정된다. 엣지 중심에 가까운 화소 위치가 치환되지 않는 이유는 재기의 발생을 방해하기 위함이다. 변동 가속도의 절대값이 엣지 중심으로부터 멀리 떨어져 있으며 제10 임계값보다 큰 경우, C1은 화소 위치를 치환하도록 1로 설정된다. 변동 가속도의 절대값이 제9 임계값과 제10 임계값 사이의 범위 내(두 값 모두 포함)에 속하는 경우, 변동 가속도의 절대값 = 제9 임계값일 때 C1 = 0 이고, 변동 가속도의 절대값 = 제10 임계값일 때 C1 = 1 이 되도록 각각의 변동 가속도들의 절대값들에 대해 점차적으로 변하는 C1이 적응적으로 설정된다. 이러한 방식으로, 처리들의 스위칭이 눈에 띄지 않게 될 수 있다. 구체적으로, CPU(11)는 도 26a를 참조하거나 수학식 16을 사용하여 C1를 적응적으로 설정할 수 있다.

C1 = (변동 가속도의 절대값 - 제9 임계값) / (제10 임계값 - 제9 임계값)

<보정 레벨 설정 단계 2514: 변동 횟수에 기초하는 치환 레벨 설정>

CPU(11)는 단계 706에서 산출된 변동 횟수에 따라 치환 레벨 Cz를 적응적으로 설정한다. CPU(11)는 단계 707에서와 같이, 제11 임계값과 제12 임계값을 사용하여 도 26b에 도시된 특징들에 기초하여 Cz를 적응적으로 설정한다. 굵은 선영역의 경우, 변동 횟수가 제11 임계값보다 작은 경우, Cz = 1이다. 세선 또는 하프톤 영역의 경우, 변동 횟수가 제12 임계값보다 큰 경우, Cz = 0이다. 변동 횟수가 제11 임계값과 제12 임계값 사이의 범위 내(두 값 모두 포함)에 속하는 경우, Cz는 수학식 17을 사용하여 적응적으로 설정될 수 있다.

Cz = (제12 임계값 - 변동 횟수) / (제12 임계값 - 제11 임계값)

<보정 레벨 설정 단계 2515: 변동량에 기초하는 치환 레벨 설정>

CPU(11)는 단계 705에서 산출된 변동량에 따라 치환 레벨 Ce를 적응적으로 설정한다. CPU(11)는 단계 709에서와 같이 제13 임계값과 제14 임계값을 사용하여 도 26c에 도시된 특징들에 기초하여 Ce를 적응적으로 설정한다. 변동량이 제13 임계값보다 작으면, Ce = 0이다. 변동량이 제14 임계값보다 크면, Ce = 1이다. 변동량이 제13 임계값과 제14 임계값 사이의 범위 내(두 값 모두 포함)에 속하는 경우, Ce는 수학식 18을 사용하여 적응적으로 설정될 수 있다.

Ce = (변동량 - 제13 임계값) / (제14 임계값 - 제13 임계값)

도 27은 제3 실시예에 따른 보정 처리의 흐름도이다. 도 27의 단계 2701 내지 단계 2705가 제1 실시예에서 이미 설명된 도 14의 단계 1401 내지 단계 1405와 동일하기 때문에, 반복하여 설명하지 않을 것이다. 제1 실시예와 상이한 단계들에 대해 설명할 것이다.

<보정 처리 단계 2706: 치환량 산출>

CPU(11)는 단계 2512에서 판정된 치환 화소 위치에서의 화소값을 사용하여 치환량을 산출한다. CPU(11)는 단계 701에서 설정된 7×7 RGB 영역들로부터 단계 2512에서 판정된 치환 화소 위치에서의 RGB 값들을 추출한다. N0을 주목 화소값이라고 하고, C0을 치환 화소 위치에서의 화소값이라고 하며, △C는 치환량이라고 하 자. △C는 수학식 19에 의해 산출될 수 있다.

△C = C0 - N0

<보정 처리 단계 2707: C1에 의한 치환량 보정>

CPU(11)는 단계 2513에서 설정된 치환 레벨 C1로 단계 2706에서 산출된 치환량 △C를 보정한다. CPU(11)는 수학식 20을 사용하여 보정된 치환량 △C1을 산출한다.

△C1 = C1 × △C

단계 2707의 처리에 의해, 재기 생성을 억제하는 치환이 적용될 수 있다.

<보정 처리 단계 2708: Cz에 의한 치환량 보정>

CPU(11)는 단계 2514에서 설정된 치환 레벨 Cz로 단계 2707에서 산출된 치환량 △C1을 보정한다. CPU(11)는 수학식 21을 사용하여 보정된 치환량 △Cz를 산출한다.

△Cz = Cz × △C1

단계 2708의 처리에 의해, 재기 생성을 억제할 수 있는 치환이 굵은 선 영역의 치환 레벨을 강하게 하고 세선 영역에 대한 치환 레벨을 약하게 함으로써 적용될 수 있다.

<보정 처리 단계 2709: Ce에 의한 치환량 보정>

CPU(11)는 단계 2515에서 설정된 치환 레벨 Ce로 단계 2708에서 산출된 치환량 △Cz를 보정한다. CPU(11)는 수학식 22를 사용하여 보정된 치환량 △Ce를 산출한다:

△Ce = Ce × △Cz

단계 2709의 처리에 의해, 문자의 엣지 영역 등은 비교적 강하게 치환되어 선명도가 강화되고, 평탄한 영역은 비교적 약하게 치환되어 거침(roughness)이 방지된다.

<보정 처리 단계 2710: 치환 처리 완료>

CPU(11)는 단계 2709에서 산출된 치환량 △Ce를 주목 화소의 엣지 강조 필터 처리된 값 Ne에 가산함으로써 필터링 및 치환에 의해 엣지 강조된 주목 화소의 화소값 Nc를 수학식 23에 의해 산출한다.

Nc = Ne + △Ce

희망 범위 내에서 Nc를 클리핑하기 위한 처리가 삽입될 수도 있음을 유념하자.

전술한 제3 실시예의 효과에 대해 후술할 것이다. 제1 실시예의 엣지 강조 필터에 의한 엣지 강조 처리 외에도 제3 실시예의 치환 처리를 사용하는 엣지 강조 처리가 실행되기 때문에, 제1 실시예 보다 더 높게 선명도를 강화하는 효과가 달성될 수 있다. 굵은 선 영역이 제1 실시예에서 보더링되지 않을 때, 약하게 엣지 강 조된다. 그러나, 제3 실시예는 제1 실시예 보다 더 많이 엣지를 강조하는 효과를 제공할 수 있으며, 동시에, 보더링을 방지한다. 비교적 큰 변동 횟수를 갖는 하프톤 영역이 약하게 치환될 수 있기 때문에, 므아레가 결코 강조되지 않는다. 비교적 적은 변동량을 갖는 사진 영역은 약하게 치환되어, 거칠게 되는 것을 방지할 수 있다. 제3 실시예가 변동 가속도, 변동 횟수 및 변동량에 따라 치환 레벨을 적응적으로 설정할 수 있어, 종래 기술에 의한 텍스트 영역 및 하프톤 영역으로의 화상 영역 분리에 의해 추출되는 텍스트 영역에 대한 치환 애플리케이션에 비해 치환 처리들의 스위칭이 눈에 띄지 않게 될 수 있다.

(제4 실시예)

제1 실시예 내지 제3 실시예는 문서 스캐닝시 발생되는 블러링 현상 및 므아레를 제거하도록 선명도를 강화하는 엣지 강조 처리 및 므아레를 제거하는 평활화 처리를 설명했다. 그러나, 문서를 스캐닝할 때 다른 문제점이 발생한다. 스캐닝 유닛에 의해 흑색 문자를 스캐닝할 때, R, G, B는 항상 동일한 값으로 추정되지 않는다. 그 결과, 흑색 농도가 떨어지며 채도가 증가한다. 이러한 결함은 흑색 문자의 품질을 저하시킨다. 본 실시예는 흑색을 스캐닝함으로써 획득되는 R, G, B 값들을 서로에 가깝게 설정하는 처리를 설명할 것이다. 서로에 가깝게 R, G, B 값들을 설정하는 처리는 무채색화 처리(achromatization)라고 할 것이며, 이하, 무채색화 처리의 레벨을 무채색화 레벨이라고 할 것이다. 이하의 설명에서, 무채색화 레벨은 제1 실시예 내지 제3 실시예에서와 같이 적응적으로 설정된다.

도 28은 제4 실시예에 따른 보정 레벨 설정 처리의 흐름도이다. 몇몇 처리 들이 제3 실시예의 도 25의 처리들과 동일함을 유념하자. 따라서, 동일한 단계 부호들은 동일한 처리들을 나타내므로, 반복하여 설명하지 않는다. 도 28은 제3 실시예에 제4 실시예를 추가함으로써 획득된 수순을 나타낸다. 대안으로, 수순은 제1 실시예 또는 제2 실시예에 제4 실시예를 추가함으로써 획득될 수도 있다. 제3 실시예와 상이한 단계들은 후술할 것이다.

<보정 레벨 설정 단계 2816: 채도 산출>

CPU(11)는 단계 701에서 설정된 7×7 RGB 영역들의 주목 화소에 대한 채도를 산출한다. CPU(11)는 주목 화소를 중심으로서 갖는 3×3 영역의 색 평균값들을 산출한다. AR, AG, AB를 R, G, B의 평균값들이라고 하자. 그 후, CPU(11)는 |AR-AG|, |AG-AB|, |AB-AR|의 최대값을 채도로서 산출한다. 본 발명은 이러한 특정 채도 산출 방법에만 국한되지 않음을 유념하자. 이러한 경우, 채도는 3×3 영역의 평균들로부터 산출되지만, 단계 701에서 설정된 처리 영역 크기 내의 영역들로부터 산출될 수도 있다. 본 실시예는 RGB에 기초하여 색 공간을 산출한다. 또한, 블록이 휘도 색 차 공간으로 변환될 수도 있으며, 채도가 색 차 구성요소들을 사용하여 휘도축으로부터의 거리로서 산출될 수도 있다. 또한, 채도는 제3 실시예에서 산출된 Nc를 사용하여 엣지 강조 처리 및 평활화 처리 후에 획득된 값에 기초하여 산출될 수도 있다.

<보정 레벨 설정 단계 2817: 채도에 기초하는 무채색화 레벨 설정>

CPU(11)는 단계 2816에서 산출된 채도에 따라 무채색화 레벨 Ks를 적응적으로 설정한다. 도 29a는 단계 2817의 Ks 설정 처리를 설명하기 위한 그래프이. 이 그래프에서 횡축은 채도를 나타내고, 종축은 Ks를 나타낸다. 채도가 휘도축에 가깝고 제15 임계값보다 작은 경우, Ks는 주목 화소의 색을 제거하도록 1로 설정된다. 휘도축에 가까운 화소가 무채색화되는 이유는 화소값이 휘도축에 가까와서 문서가 무색이 되기 쉽기 때문이다. 채도가 휘도축으로부터 멀리 떨어져 있으며 제16 임계값보다 큰 경우, Ks는 화소가 무채색화되지 않도록 0으로 설정된다. 이는 화소가 색 화소일 가능성이 높기 때문이다. 채도가 제15 임계값과 제16 임계값 사이의 범위 내(두 값 모두 포함)에 속하는 경우, 채도 = 제15 임계값일 때 Ks = 1 이고, 채도 = 제16 임계값일 때 Ks = 1 이 되도록, 각각의 채도에 대해 점차적으로 변하는 Ks가 적응적으로 설정된다. 따라서, 처리들의 스위칭이 눈에 띄지 않게 될 수 있다. 구체적으로, CPU(11)는 도 29a를 참조하거나 수학식 24를 사용하여 Ks를 적응적으로 설정할 수 있다.

Ks = (제16 임계값 - 채도) / (제16 임계값 - 제15 임계값)

<보정 레벨 설정 단계 2818: 변동 횟수에 기초하는 무채색화 레벨 설정>

CPU(11)는 단계 706에서 산출된 변동 횟수에 따라 무채색화 레벨 Kz를 적응적으로 설정한다. CPU(11)는 단계 2507에서와 같이 제17 임계값과 제18 임계값을 사용하여 도 29b에 도시된 특징들에 기초하여 Kz를 적응적으로 설정한다. 변동 횟수가 제17 임계값보다 작으면, Kz = 1이다. 변동 횟수가 제18 임계값보다 크면, Kz = 0이다. 변동 횟수가 제17 임계값과 제18 임계값 사이의 범위 내(두 값 모두 포함)에 속하면, Kz는 수학식 25를 사용하여 적응적으로 설정될 수 있다.

Kz = (제18 임계값 - 변동 횟수) / (제18 임계값 - 제17 임계값)

<보정 레벨 설정 단계 2819: 변동량에 기초하는 무채색화 레벨 설정>

CPU(11)는 단계 705에서 산출된 변동량에 따라 무채색화 레벨 Ke를 적응적으로 설정한다. CPU(11)는 단계 2509에서와 같이 제19 임계값과 제20 임계값을 사용하여 도 29c에 도시된 특징들에 기초하여 Ke를 적응적으로 설정한다. 변동량이 제19 임계값보다 작으면, Ke = 0이다. 변동량이 제20 임계값보다 크면, Ke = 1이다. 변동량이 제19 임계값과 제20 임계값 사이의 범위 내(두 값 모두 포함)에 속하면, Ke는 수학식 26을 사용하여 적응적으로 설정될 수 있다.

Ke = (변동량 - 제19 임계값) / (제20 임계값 - 제19 임계값)

도 30은 제4 실시예에 따른 보정 처리의 흐름도이다. 몇몇 처리들이 도 27의 처리들과 동일함을 유념하자. 따라서, 동일한 단계 부호들은 동일한 처리들을 나타내므로, 반복하여 설명하지 않는다.

<보정 처리 단계 3011: 무채색화량 산출>

CPU(11)는 수학식 27에 의해 단계 2710에서 산출된 Nc를 사용하여 무채색화량 △K를 산출한다.

△K = NcG - NcP

여기서, NcG는 G 성분의 Nc이고, NcP는 R 또는 B 성분의 Nc이다.

<보정 처리 단계 3012: Ks에 의한 무채색화량 보정>

CPU(11)는 단계 2817에서 설정된 무채색화 레벨 Ks로 단계 3011에서 산출된 무채색화량 △K를 보정한다. CPU(11)는 수학식 28을 사용하여 보정된 무채색화량 △Ks를 산출한다.

△Ks = Ks × △K

단계 3012의 처리에 의해, 휘도축에 가까운 화상 신호가 휘도축에 가까울 수 있다.

<보정 처리 단계 3013: Kz에 의한 무채색화량 보정>

CPU(11)는 단계 2818에서 설정된 무채색화 레벨 Kz로 단계 3012에서 산출된 무채색화량 △Ks를 보정한다. CPU(11)는 수학식 29를 사용하여 보정된 무채색화량 △Kz를 산출한다.

△Kz = Kz × △Ks

단계 3013의 처리에 의해, 비교적 강한 무채색화가 보다 작은 변동 횟수를 갖는 텍스트 영역에 적용되어서, 문자를 검게 하고, 비교적 약한 무채색화가 보다 높은 변동 횟수를 가진 하프톤 영역 및 사진 영역에 적용되어 색조(tint) 변화를 억제한다.

<보정 처리 단계 3014: Ke에 의한 무채색화량 보정>

CPU(11)는 단계 2819에서 설정된 무채색화 레벨 Ke로 단계 3013에서 산출된 무채색화량 △Kz를 보정한다. CPU(11)는 수학식 30을 사용하여 보정된 무채색화량 △Ke를 산출한다.

△Ke = Ke × △Kz

단계 3014의 처리에 의해, 강한 무채색화가 문자의 엣지 영역에 적용되어 문자가 검게 되고, 약한 무채색화가 사진처럼 비교적 약한 엣지를 갖는 화상에 적용되어 색조 변화를 억제한다.

<보정 처리 단계 3015: 무채색화 완료>

CPU(11)는 필터링 및 치환에 의해 엣지 강조된 화소값 Nc에 단계 3014에서 산출된 무채색화량 △Ke를 가산함으로써 필터 처리, 치환 처리 및 무채색화를 겪은 주목 화소값 Nk를 수학식 31에 의해 산출한다.

Nk = Nc + △Ke

희망 범위 내에서 Nk를 클리핑하기 위한 처리가 삽입될 수도 있음을 유념하자.

<제4 실시예의 효과>

제1 실시예 내지 제3 실시예는 선명도를 강화하는 효과를 제공할 수 있다. 그러나, 상기 실시예들은 각각의 색들의 화상 신호들의 값들을 동일한 값과 가깝게 하고, 흑색 문자는 희미한 흑색으로 나타날 수 없다. 제4 실시예가 채도에 따라 주목 화소를 적응적으로 무채색화할 수 있기 때문에, 휘도축에 가까운 화소값을 갖 는 흑색 문자가 희미한 흑색 보다 뛰어난 효과를 제공할 수 있다. 무채색화 레벨이 변동 횟수 및 변동량에 따라 변경될 수 있기 때문에, 텍스트 영역만이 무채색화될 수도 있어서, 하프톤 영역 및 사진 영역의 색조들이 변경되지 않게 된다. 제4 실시예가 채도, 변동 횟수 및 변동량에 따라 무채색화 레벨을 설정할 수 있기 때문에, 종래의 처리의 텍스트 영역 및 무색 영역의 화상 영역 분리 후의 무채색화 애플리케이션에 비해 무채색화들의 스위칭은 화상에서 무색하게 될 수 있다.

(제5 실시예)

제1 실시예 내지 제4 실시예의 기술에서, 엣지 강조량, 평활화량 및 무채색화량이 적응적으로 보정된다. 제1 실시예 내지 제4 실시예의 처리들을 겪은 화상 신호에 도 31이 적용된 경우를 일례로 후술할 것이다. 도 31에서, 횡축은 입력 화상 신호값을 나타내고, 종축은 출력 화상 신호값을 나타낸다. 도 31의 입력 화상 신호로서 제1 실시예 내지 제4 실시예의 처리들을 겪은 화상 신호를 갖도록 출력 화상 신호를 산출하기 위해, 도 31이 적용될 수 있다. 도 31은 화상 신호값이 감소할 때 도 31의 화상 신호가 더 어둡게 되고, 화상 신호값이 증가할 때 화상 신호가 더 밝아짐을 나타낸다고 가정하자. 도 31을 적용함으로써, 흑색 문자 영역의 화상 신호가 보다 검게 될 수 있고, 흰색 배경 영역의 화상 신호가 보다 하얗게 될 수 있다. 상기 처리로, 텍스트 영역과 배경 영역 간의 콘트라스트가 증가될 수 있기 때문에, 문자의 선명도는 강화될 수 있다. 도 31의 화상 신호가 RGB에 의해 표현되면, 도 31은 RGB 색들에 적용될 수도 있다. 또한, 도 31의 화상 신호가 L이면, 도 31은 L에 적용될 수도 있다. 도 31의 화상 신호가 RGB에 의해 표현되면, 입출력 곡선들이 각각의 색들에 대해 변경될 수도 있다. 본 발명은 도 31의 입출력 곡선에만 제한되는 것은 아니며, 입출력 곡선은 적합하도록 설정될 수도 있다.

한편, 제1 실시예 내지 제4 실시예는 변동 횟수 및 변동량을 사용하여 또한 변동 가속도 및 채도를 사용하여 보정 레벨을 적응적으로 판정한다. 본 실시예에서는, 보정 레벨이 화상 영역으로 치환되는 경우, 변동 횟수 및 변동량에 따라 화상 영역들을 적응적으로 분리할 수 있다. 예를 들어, Fz × Fe가 커질수록, 텍스트 영역에 속할 가능성이 높은 화소로 판정될 수 있다. Fz × Fe가 작아질수록, 하프톤 영역 또는 사진 영역에 속할 가능성이 높은 화소로 판정될 수 있다. 또한, 변동 가속도 및 채도를 사용하여, 엣지 중심으로의 근접성 및 휘도축으로의 근접성이 판정될 수 있으며, 화상 영역이 보다 정교하게 분리될 수 있다.

(다른 실시예들)

본 발명의 실시예들을 상세히 설명하였다. 본 발명은 복수의 디바이스들로 구성된 시스템 또는 단일 디바이스로 구성된 장치에 적용될 수도 있다.

본 발명은, 시스템 또는 장치에 전술된 실시예들의 기능들을 구현하는 프로그램을 직접 또는 원격으로 제공함으로써 또한 상기 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 제공된 프로그램 코드를 판독 및 실행함으로써 달성하는 경우를 포함한다는 것에 유념하자. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 컴퓨터를 사용하여 본 발명의 기능 처리들을 구현하기 위해 컴퓨터에 설치된 프로그램 코드 자체를 포함한다.

이러한 경우, 프로그램의 형태는 특별히 제한되는 것은 아니며, 오브젝트 코드, 인터프리터에 의해 실행되는 프로그램, OS에 제공되는 스크립트 데이터 등이 프로그램 기능을 가지는 한 사용될 수도 있다.

프로그램을 제공하기 위한 기록 매체로서, 예를 들어, 플로피® 디스크, 하드 디스크, 광 디스크 및 광자기 디스크가 사용될 수도 있다. 또한, MO, CD-ROM, CD-R, CD-RW, 자기 테이프, 비휘발성 메모리 카드, ROM, DVD(DVD-ROM, DVD-R) 등이 사용될 수도 있다.

다른 사용 방법으로서, 클라이언트 PC의 브라우저를 사용하여 인터넷 사이트에 커넥션이 설치되며, 본 발명에 따른 프로그램 자체 또는 자동 설치 기능을 더 포함하는 파일이 하드 디스크 등과 같은 기록 매체에 다운로드될 수도 있다. 또한, 본 발명의 프로그램을 형성하는 프로그램 코드는 상이한 홈페이지들로부터 다운로드될 수도 있는 복수의 파일들로 세그먼트화될 수도 있다. 즉, 본 발명은 복수의 사용자들이 컴퓨터에 의해 본 발명의 기능 처리들을 구현하는데 필요한 프로그램을 다운로드하게 해주는 WWW 서버를 포함한다. 또한, 본 발명의 암호 프로그램을 저장하는 CD-ROM 등과 같은 기억 매체가 사용자들에게 전달될 수도 있다. 소정의 상태를 클리어한 사용자가 인터넷을 통해 홈페이지로부터 프로그램을 해독하는 키 정보를 다운로드하는 것을 허락받을 수도 있으며, 암호 프로그램이 컴퓨터에 설치된 키 정보를 사용하여 실행될 수도 있으며, 이에 따라 본 발명이 구현된다.

또한, 전술한 실시예들의 기능들은 프로그램의 명령들에 기초하여 컴퓨터에서 실행되는 OS 등에 의해 실행되는 실제 처리들의 전부 또는 일부에 의해 구현될 수 있다.

또한, 본 발명의 범위는 본 발명에 따른 프로그램이 PC의 기능 확장 유닛의 메모리에 기록되며, 기능 확장 유닛에 장치된 CPU가 실제 처리들의 전부 또는 일부를 실행하는 경우를 포함한다.

본 발명에 따라, 보정 레벨이 변동량 및 변동 횟수에 기초하여 변경될 수 있기 때문에, 화상 보정 처리들에 의해 야기될 수도 있는 나쁜 효과들이 제거될 수 있으며, 화상 보정 처리들이 보다 정확하게 실행될 수 있어 화질이 향상된다.

본 발명이 일례의 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 본 발명이 기술된 일례의 실시예들로만 제한되지 않음을 알 것이다. 이하의 청구항들의 범위는 모든 변경들 및 균등 구조들과 기능들을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

본 발명에 따르면, 화상 보정 처리를 적절하게 실행함으로써 화질의 향상을 실현가능하게 한다.

Claims (18)

1. 처리 대상의 화소를 포함하는 화상에 보정 처리를 행하는 화상 처리 장치로서,

   상기 처리 대상의 화소를 포함하는 소정 크기의 화상 영역을 추출하도록 구성된 추출 유닛;

   상기 화상 영역에 포함되는 화소들의 신호값들로부터 처리 대상의 화소에 대한 변동량을 산출하도록 구성된 변동량 산출 유닛;

   상기 화상 영역에 포함되는 화소들의 신호값들로부터 처리 대상의 화소에 대한 변동 횟수를 산출하도록 구성된 변동 횟수 산출 유닛;

   상기 변동 횟수 및 변동량과 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정하도록 구성된 설정 유닛; 및

   상기 설정 유닛을 사용하여 상기 변동 횟수 및 상기 변동량으로부터 보정 레벨을 산출하고, 산출된 보정 레벨에 의해 처리 대상의 화소의 신호값에 보정 처리를 행하도록 구성된 보정 유닛

   을 포함하며,

   상기 설정 유닛은, 상이한 변동 횟수 또는 상이한 변동량에 따라 보정 레벨이 점차적으로 변화하도록 대응 관계를 설정하는 화상 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 설정 유닛은, 상기 변동 횟수가 취할 수 있는 값 범위의 적어도 일부 내에서, 상기 변동 횟수에 따라 보정 레벨이 점차적으로 변화하도록 대응 관계를 설정하는 화상 처리 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 설정 유닛은, 상기 변동량이 취할 수 있는 값 범위의 적어도 일부 내에서, 변동량에 따라 보정 레벨이 점차적으로 변화하도록 대응 관계를 설정하는 화상 처리 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 변동 횟수가 제1 임계값보다 작은 경우, 상기 설정 유닛은 보정 레벨을 최대값으로 설정하고,

   상기 변동 횟수가 제1 임계값보다 큰 제2 임계값보다 큰 경우, 상기 설정 유닛은 보정 레벨을 최소값으로 설정하며,

   상기 설정 유닛은, 상기 변동 횟수가 제1 임계값으로부터 제2 임계값까지 변화함에 따라, 상기 보정 레벨이 상기 최대값으로부터 상기 최소값으로 점차적으로 변화하도록 설정하는 화상 처리 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 변동량이 제3 임계값보다 작은 경우, 상기 설정 유닛은 보정 레벨을 최 소값으로 설정하고,

   상기 변동량이 제3 임계값보다 큰 제4 임계값보다 큰 경우, 상기 설정 유닛은 보정 레벨을 최대값으로 설정하며,

   상기 설정 유닛은, 변동량이 제3 임계값으로부터 제4 임계값까지 변화함에 따라, 상기 보정 레벨이 최소값으로부터 최대값으로 점차적으로 변화하도록 설정하는 화상 처리 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 변동량 산출 유닛은, 상기 화상 영역 내의 엣지 방향으로 늘어선 복수 화소의 신호값들로부터 변동량을 산출하는 화상 처리 장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 변동 횟수 산출 유닛은, 화상 영역 내의 엣지 방향으로 늘어선 화소들의 신호값들로부터 변동 횟수를 산출하는 화상 처리 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 변동량 산출 유닛은, 화상 영역 내에 있어서 처리 대상의 화소를 포함하는 복수 방향의 화소열(pixel sequence)들의 신호값들 간의 차분을 비교하고, 최대 차분을 갖는 방향을 엣지 방향으로서 설정하는 화상 처리 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 변동량 산출 유닛은, 화상 영역 내의 엣지 방향으로 늘어선 복수 화소의 신호값들의 1차 도함수의 최대 절대값을 변동량으로서 산출하는 화상 처리 장치.
10. 제4항에 있어서,

    상기 최대값 및 상기 최소값이 서로 다른 부호를 갖는 화상 처리 장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 보정 유닛은 엣지 강조 처리, 평활화 처리, 치환 처리, 및 무채색화 처리 중 적어도 하나를 보정 처리로서 행하고,

    상기 설정 유닛은 엣지 강조량, 평활화량, 치환량, 및 무채색화량 중 적어도 하나를 보정 레벨로서 설정하는 화상 처리 장치.
12. 제1항에 있어서,

    상기 설정 유닛은, 변동 횟수와 제1 보정 레벨 및 제2 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정하고, 변동량과 제3 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정하며,

    상기 보정 유닛은, 제1 보정 레벨, 제2 보정 레벨, 및 제3 보정 레벨을 사용하여 처리 대상의 화소의 필터 처리를 행하는 화상 처리 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 변동 횟수가 제5 임계값보다 작은 경우, 상기 설정 유닛은 제1 보정 레벨을 최대값으로 설정하고,

    상기 변동 횟수가 제5 임계값보다 큰 제6 임계값보다 큰 경우, 상기 설정 유닛은 제1 보정 레벨을 최소값으로 설정하며,

    상기 설정 유닛은, 상기 변동 횟수가 제5 임계값으로부터 제6 임계값까지 변화함에 따라, 상기 제1 보정 레벨이 최대값으로부터 최소값으로 점차적으로 변화하도록 설정하고,

    상기 변동 횟수가 제7 임계값보다 작은 경우, 상기 설정 유닛은 제2 보정 레벨을 최소값으로 설정하고,

    상기 변동 횟수가 제7 임계값보다 큰 제8 임계값보다 큰 경우, 상기 설정 유닛은 제2 보정 레벨을 최대값으로 설정하며,

    상기 설정 유닛은, 상기 변동 횟수가 제7 임계값으로부터 제8 임계값까지 변화함에 따라, 상기 제2 보정 레벨이 최소값으로부터 최대값으로 점차적으로 변화하도록 설정하는 화상 처리 장치.
14. 제1항에 있어서,

    화상 영역 내에 포함되는 화소들의 신호값들로부터 화상 영역과 관련된 변동 가속도를 산출하도록 구성된 변동 가속도 산출 유닛을 더 포함하고,

    상기 설정 유닛은 상기 변동 가속도와 제4 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정 하고,

    상기 설정 유닛은 상기 변동 횟수와 제5 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정하고,

    상기 설정 유닛은 상기 변동량과 제6 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정하고,

    상기 보정 유닛은 상기 제4 보정 레벨, 상기 제5 보정 레벨, 및 상기 제6 보정 레벨을 사용하여 처리 대상의 화소의 치환 처리를 행하는 화상 처리 장치.
15. 제14항에 있어서,

    상기 변동 가속도가 제9 임계값보다 작은 경우, 상기 설정 유닛은 제4 보정 레벨을 최소값으로 설정하고,

    상기 변동 가속도가 제9 임계값보다 큰 제10 임계값보다 큰 경우, 상기 설정 유닛은 제4 보정 레벨을 최대값으로 설정하고,

    상기 설정 유닛은, 상기 변동 가속도가 제9 임계값으로부터 제10 임계값까지 변화함에 따라, 상기 제4 보정 레벨이 최소값으로부터 최대값으로 점차적으로 변화하도록 설정하는 화상 처리 장치.
16. 제1항에 있어서,

    상기 화상 영역 내에 포함되는 화소들의 신호값들로부터 화상 영역과 관련된 채도를 산출하도록 구성된 채도 산출 유닛을 더 포함하며,

    상기 설정 유닛은 상기 채도와 제7 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정하고,

    상기 설정 유닛은 상기 변동 횟수와 제8 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정하고,

    상기 설정 유닛은 상기 변동량과 제9 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정하고,

    상기 보정 유닛은 상기 제7 보정 레벨, 상기 제8 보정 레벨, 및 상기 제9 보정 레벨을 사용하여 처리 대상의 화소의 치환 처리를 행하는 화상 처리 장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 채도가 제11 임계값보다 작은 경우, 상기 설정 유닛은 제7 보정 레벨을 최대값으로 설정하고,

    상기 채도가 제11 임계값보다 큰 제12 임계값보다 큰 경우, 상기 설정 유닛은 제7 보정 레벨을 최소값으로 설정하며,

    상기 설정 유닛은, 상기 채도가 제11 임계값으로부터 제12 임계값까지 변화함에 따라, 상기 제7 보정 레벨이 최대값으로부터 최소값으로 점차적으로 변화하도록 설정하는 화상 처리 장치.
18. 처리 대상의 화소를 포함하는 화상에 보정 처리를 행하는 화상 처리 방법으로서,

    상기 처리 대상의 화소를 포함하는 소정 크기의 화상 영역을 추출하는 단계;

    상기 화상 영역에 포함되는 화소들의 신호값들로부터 처리 대상의 화소에 대한 변동량을 산출하는 단계;

    상기 화상 영역에 포함되는 화소들의 신호값들로부터 처리 대상의 화소에 대한 변동 횟수를 산출하는 단계; 및

    상기 변동 횟수 및 상기 변동량과 보정 레벨 간의 대응 관계를 설정하는 설정 유닛을 사용하여, 상기 변동 횟수 및 상기 변동량으로부터 보정 레벨을 산출하고, 산출된 보정 레벨에 의해 처리 대상의 화소의 신호값에 보정 처리를 행하는 단계

    를 포함하며,

    상기 설정 유닛은, 상이한 변동 횟수 또는 상이한 변동량에 따라, 보정 레벨이 점차적으로 변화하도록 대응 관계를 설정하는 화상 처리 방법.

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