KR930003484B1 - 국부적인 평균을 이용한 이치화 방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

국부적인 평균을 이용한 이치화 방법

제 1 도는 팩시밀리 시스템의 하드웨어 블럭도.

제 2 도는 종래의 제어 흐름도.

제 3 도는 본 발명의 제어 흐름도.

제 4 도는 본 발명에 적용된 라플라시안 연산자.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : CPU 20 : 원고주사부

30 : 신호처리부 40 : 기록부

50 : 전송부

본 발명은 팩시밀리 시스템에 있어서 문서의 판독성 향상방법에 관한 것으로 특히 국부적인 평균 밝기와 중심 화소가 갖는 밝기를 비교하여 문자의 경계를 강조시킴으로서 문자의 판독성을 개선시키기 위한 국부적인 평균을 이용한 이치화 방법에 관한 것이다.

일반적으로 원영상 내에 존재하는 문자와 배경을 적절히 분리하는 이치 분할법(bi-thresholding method)에 대한 관심이 대두되고 있다.

제 1 도는 팩시밀리의 시스템의 하드웨어 블럭도로서, 소정의 프로그램에 의해 프로세싱하여 시스템의 제반 동작을 제어하여 각종 연산을 수행하는 CPU(central processing unit)(10)와, 상기 CPU(10)의 제어에 의해 입력 원고를 스캐닝(scanning)하여 아나로그 영상신호를 생성하고 생성된 아나로그 영상신호를 디지탈 영상 데이타로 변환하여 출력하는 원고 주사부(20)와, 상기 CPU(10)의 제어를 받아 상기 원고주사부(20)로부터 출력되어지는 영상데이타 또는 수신된 영상데이터를 저장하여 타 시스템과의 영상데이타 송수신시 엔코딩 및 디코딩을 행하는 신호 처리부(30)와, 상기 신호처리부(30)에 저장된 영상데이타틀 상기 CPU(10)의 제어에 의해 입력하여 감열 용지에 기록하기 위한 기록부(40)와, 상기 신호처리부(30)에 저장된 영상데이타를 상기 CPU(10)의 제어에 의해 공중망(PSTN)을 통하여 타 시스템으로 송신하거나 타 시스템으로 부터 입력되는 영상데이타를 수신하는 전송부(50)로 구성되어 있다.

상기 제 1 도의 시스템 구성을 가진 종래의 제어 흐름도는 제 2 도에 나타나 있다.

상기 제 2 도는 영상의 각 라인에 대하여 최대 밝기값을 구한 후, 그 값에 적절한 가중치를 곱한 값을 역치로 사용하여 그 라인에 속하는 화소들을 이치화하는데 이에 대한 알고리듬은 하기와 같다.

단계 1. 처리하고자 하는 영상을 한 라인씩 주사(scanning)한다.

단계 2. 각 라인에 대해 그 라인에 속하는 화소들의 밝기값 중에서 최대값을 구한다.

단계 3. 앞서 얻은 최대값에 미리 정의된 어떤 가중치 W를 곱한 결과 T를 그 라인의 역치값으로 한다.

단계 4. 그 라인에 속하는 각 화소에 대하여 역치값을 하기의 식(1)과 같이 비교함으로써 이치환다.

이 방법은 상기 단계 2와 3에 의하여 각 화소에 적용되는 역치값을 라인 단위로 선정하게 되는데, 일반적으로 영상의 한 라인에 속하는 화소의 수는 상당히 크다. 이들을 통하여 아무리 효과적으로 그 특성을 살릴 수 있는 어떤 단일 역치값을 찾는다 하더라도 대부분의 경우에서 그 라인의 전 화소에 대해 각 화소가 갖는 인접 화소들과의 국부적인 특성을 적절히 고려하기 어렵다.

여기서 상기 단계 1은 제 2 도의 (2a)→(2b)에 대응되고, 상기 단계 2는 (2c)단계에 대응되고, 상기 단계 3은 (2d)단계에 대응되고, 상기 단계 4는 (2e)→(2h)단계에 대응된다.

또한 식(1)은 IF I(X, Y)≥T, 0(X, Y)=백 ; ………………………………(1)

ELSE 0(X, Y)=흑(0)

이 된다.

상기 식(1)에서 I(X, Y)와 O(X, Y)는 입력과 출력 영상의 X번째 라인과 Y번째 열에 위치하는 화소의 밝기값을 나타내며 T는 X번째 라인에 공통적으로 적용되는 역치값을 나타낸다. 이는 일반적으로 문자는 "흑"에 가깝고 배경은 "백"에 가깝다고 가정하여 입력(i,j)가 어떤 역치 밝기보다 크면 배경으로 보고, 역치보다 작으면 문자로 인식하는데 기준한 것이다.

그러므로 종래에는 문자의 밝기가 주어진 역치보다 높을 경우에는 그 문자를 판독할 수 없는 문제점에 정면으로부딪치게 된다.

아울러 배경의 밝기값이 주어진 역치값보다 낮을 경우에는 그 배경내에 있는 문자를 판독할 수 없는 문제점이 있게 된다. 상기의 문제점들은 문자의 판독성에 있어서 매우 큰 단점으로 작용한다.

따라서 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 감안하여 국부적인 평균 밝기와 중심 화소가 갖는 밝기를 비교하여 문자의 경계를 강조시킴으로써 문서의 판독성을 개선시키기 위한 국부적인 평균을 이용한 이치화 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 발명에 적용되는 시스템도로서, 전술한 제 1 도와 동일 구성으로 되어 있으며 다만 신호처리부(30)의 메모리의 양은 기존에 비해 감축된다.

제 3 도는 본 발명의 제어 흐름도로서 입력화소의 좌측 상단에서 우측 하단까지 한 화소씩 주사하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정으로부터 입력된 현재의 화소에 대해 국부 창을 씌운 후 상기 국부창 내에서 최대값 및 최소값의 밝기를 구하는 제 2 과정과, 상기 제 2 과정에서 구하여진 최소값이 정의된 역치값 Tmax보다 크면 현재의 화소를 백으로 출력하고 아니면 최대값이 정의된 역치값 Tmin보다 작은가를 판단하는 제 3 과정과, 상기 제 3 과정에서 최대값이 Tmin보다 작으면 현재의 화소를 흑으로 출력하고 아니면 현재 화소의 밝기값이 국부적인 평균값보다 큰가를 판단하는 제 4 과정과, 상기 제 4 과정에서 국부적인 평균값보다 크면 현재의 화소를 백으로 출력하고 작으면 흑으로 출력하는 제 5 과정과, 상기 제 5 과정 수행중 주사가 완료인가를 판단하여 완료가 아니면 상기 제 1 과정으로 리턴하고 완료이면 종료하는 제 6 과정으로 이루어진다.

제 4 도는 본 발명에 적용된 라플라시안 연산자(Laplacian operator)로서 (4a)는 4방향 연산자이고 (4b)는 8방향 연산자를 나타낸 것이다.

이하 본 발명을 상술한 구성에 의거 제 1 도 및 제 3 도-제 4 도를 참조하여 상세히 설명하면, 우선 제 1 도에서 상기 CPU(10)의 제어에 의해 원고주사부(20)는 원고 입력 다큐멘트를 M라인, N칼럼(column)으로 샘플링하고 n비트로 양자화(quantization)한다.

상기 원고주사부(20)의 출력은 신호처리부(30)로 입력된다. 또한 상기 CPU(10)는 상기 신호처리부(30)의 2-라인버퍼에 주사된 화소들의 밝기를 저장시키고 한 화소씩 프로세싱을 하며, 여기서 처리된 결과를 기록부(40) 또는 전송부(50)으로 보낸다.

제 4 도중 (4a) 및 (4b)의 4방향과 8방향 리플라시안 연산자는 중심화소와 인접 화소들의 밝기에 가중치(weight)를 할당하면서 국부적으로 적용되어지는데 이에 따라 국부적으로 약간의 밝기 변화가 있을시에도 양 또는 음의 출력값을 가진다. 상기 출력값을 상기 CPU(10)는 역치값으로 하여 상기 역치값보다 출력이 클때와 작을때를 이치화하게 된다.

이에 따라 문서내에 존재하는 문자와 배경의 경계 부분을 세밀하게 잘 추출할 수 있게 된다. 그러나, 실제 문서에서는 임펄스 잡음(impulse noise)이 많이 존재하기 때문에 상기 연산자는 백으로 나와야 하는 배경 부분에서 불필요한 흑을 많이 발생시켜 시각적인 품질이나 문서의 전송속도 측면에서 좋지 않다. 또한, 경계 즉 변화가 있는 부분만을 추출하므로 3화소 이상의 폭을 갖는 문자에 대해서도 그 내부를 흑으로 채우지 못하는 경향이 있다.

따라서, 본 발명에서는 문자와 배경의 경계 부분을 잘 추출하는 라플라시안 연산자를 효과적으로 이용하기 위하여 미리 정의된 역치 Tmax와 Tmin을 사용하였다. 여기서, 상기 역치 Tmax는 배경에서의 임펄스잡음으로 인한 흑의 발생을 방지하기 위해서 사용되고, Tmin은 3화소 이상의 폭을 갖는 문자의 내부를 흑으로 채워주기 위하여 사용된다.

제 3 도에서 (3a)→(3b)는 상기 제 1 과정에서 대응되고, (3C)→(3d)는 상기 제 2 과정에서 대응되고, (3e)→(3h)→(3f)는 상기 제 3 과정에서 대응된다.

또한 (3g),(3i)단계는 상기 제 4 과정에 대응되며, (3h),(3i)단계는 상기 제 5 과정에서 대응되고, (3j)단계의 처리는 상기 제 6 과정에서 대응된다. 상기 제 3 도의 제어 흐름에서 (3g)단계에 국부적인 평균 밝기를 상기 제 4 도(4b)와 같이 8방향 라플라시안 연산자를 사용할 경우에는 {입력(i,j+1)+입력(i-1,j+1)+입력(i-1,j)+입력(i-1,j-1)+입력(i,j-1)+입력(i+1,j-1)+입력(i+1,j)+입력(i+1,j-1)+입력(i+1,j+1)/8}이고, 4방향 연산자를 사용할 경우는 {입력(i,j+1)+입력(i-1,j)+입력(i,j+1)+입력(i+1,j)/4}가 된다. 상기 알고리듬을 실현화시키기 위해서는 3라인 버퍼가 소요된다.

따라서 본 발명에서는 상기 라플라시안 연산자의 효과를 유지하면서도 2라인 버퍼로써 실현이 가능한 국부적인 창 연산자(window operator)를 아래와 같이 사용하였다.

[표-1]

[표-2]

상기의 표-1은 상기 제 4 도중 (4a)의 변형된 형태이고, 상기의 표-2는 상기 제 4 도중 (4b)의 변형된 형태이다.

그러므로 상기의 표에 따른 국부적인 평균 밝기 표-1로써 적용할 경우에는 {입력(i-1,j)+입력(i,j-1)}/2가 되고 표-2로써 적용할 경우에는 {입력(i-1,j-1)+입력(i-1,j)+입력(i,j-1)}/4가 되어 계산량이 감소된다. 이외에도, 전술한 화소들의 밝기중에서 최대값과 최소값의 평균값을 사용할수도 있다.

여기서 상기 i는 라인을 나타내고 j는 열(column)을 나타낸다. 그러므로 상기 신호 처리부(30)의 메모리양은 줄어들게 되어 하드웨어적인 장점을 가진다.

또한 상기 Tmax 및 Tmin을 사용하여 배경에서의 고립점을 제거하고 문자내부를 흑으로 채울 수 있게 되며 문자와 배경의 경계 부분을 세밀하게 추출할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 국부적인 평균 밝기와 중심화소가 갖는 밝기값을 비교하여 문자의 경계를 강조시킴으로서 선명한 화질을 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 팩시밀리 시스템의 국부적인 평균을 이용한 이치화 방법에 있어서, 입력화소의 좌측 상단에서 우측 하단까지 한화소씩 주사하는 제 1 과정과, 상기 제 1 과정으로부터 입력된 현재의 화소에 대해 국부 창을 씌운후 상기 국부창 에서 최대값 및 최소값의 밝기를 구하는 제 2 과정과, 상기 제 2 과정에서 구하여진 최소값이 정의된 역치값 Tmax보다 크면 현재의 화소를 백으로 출력하고 아니면 최대값이 정의된 역치값 Tmin보다 작은가를 판단하는 제 3 과정과, 상기 제 3 과정에서 최대값이 Tmin보다 작으면 현재의 화소를 흑으로 출력하고 아니면 현재 화소의 밝기값이 국부적인 평균값보다 큰가를 판단하는 제 4 과정과, 상기 제 4 과정에서 국부적인 평균값보다 크면 현재의 화소를 백으로 출력하고 작으며 흑으로 출력하는 제 5 과정과, 상기 제 5 과정 수행중 주사가 완료인가를 판단하여 완료가 아니면 상기 제 1 과정으로 리턴하고 완료이면 종료하는 제 6 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 국부적인 평균을 이용항 이치화 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 5 과정이 국부적인 창연산자에 의해 평균값이 산출토록 함을 특징으로 하는 국부적인 평균을 이용한 이치화 방법.