KR930007984B1 - 국부적인 최대 및 최소 밝기값을 이용한 이치화방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

국부적인 최대 및 최소 밝기값을 이용한 이치화방법

제 1 도는 본 발명을 수행하기 위한 팩시밀리 시스템의 블록구성도.

제 2 도는 본 발명에 따른 흐름도.

제 3 도는 본 발명의 국부 밝기차를 결정하기 위한 검색 윈도우 예시도.

제 4 도는 본 발명의 이치화에 따른 데이타 변환설명도.

제 5 도는 본 발명의 이치화를 위한 메모리 맵도.

본 발명은 화상처리 시스템의 계조 화상을 이치화 하는 방법에 관한 것으로, 특히 국부적인 최대 및 최소 밝기값을 이용하여 계조 화상을 이치화시켜 문자의 판독성을 향상시키는 이치화 방법에 관한 것이다.

원고에 대한 화상을 전송 또는 재생하기 위한 팩시밀리(facsimile), 이미지 스캐너(image scanner), 프린터, 복사기 등의 화상 처리 시스템에서는 일반적으로 원고를 주사(scanning) 및 광전 변환하여 얻어진 화상신호를 일정 계조의 디지털 데이타로 변환 및 이치화한다.

여기서 상기 계조 화상데이타를 이치화하는 가장 간단한 방법은 농도 정보를 직접 이용하여 역치(thershold)를 결정하고 역치보다 밝은 레벨의 화소는 예를들어 "0", 어두운 레벨의 화소는 "1"로 할당하여 2치화하는 방법이 있다. 이때 상기 역치는 통상적으로 라인단위로 배경의 밝기를 고려하여 결정하며, 결정된 역치에 의해 그 라인에 속한 화소들을 이치화한다.

상기와 같은 방법은 문자의 밝기가 주어진 역치보다 높을 경우에는 그 문자를 판독할 수 없으며, 아울러 배경의 밝기가 주어진 역치보다 낮을 경우에는 그 배경내에 있는 문자의 밝기가 역치 이하일 때 역시 문자를 판독할 수 없는 결점이 있었다.

이에 따라 본원 출원인과 동일 출원인에 의해 1990년 12월 22일 특허 출원된 제21487 호에서는 현재 처리화소(주목화소)가 속한 부분의 국부적인 평균밝기를 이용하여 이치화를 하는 방법이 제안되었다.

상기 특허출원 제 90-21487 호에서는 문자의 경계를 강조시킴으로써 종래의 이치와 방법에 비하여 문자의 판독성을 향상시켰으나 중간 밝기에 속하는 화소는 무조건 에지 강조를 하기 때문에 용지 재질과 원고 주사부의 램프, CCd 등의 불균일한 광량으로 인해 존재하는 Tmax 보다 낮고 Tmin보다 높은 중간 밝기의 배경과 문자 내부 부분에서도 불필요한 경계를 추출할 수도 있게 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 화상처리 시스템의 계조 화상 이치화 방법에 있어서, 배경과 문자 내부에 존재하는 밝기값들이 미소 변화량에 의한 불필요한 경계의 발생을 방지하는 동시에 문자와 배경의 밝기차가 크지 않더라도 문자의 판독성을 개선시킬 수 있는 이치화 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 화성처리 시스템에 있어서, 중간의 밝기값을 가지는 배경부분은 "백"으로 처리하여 문자의 판독성 향상과 동시에 부호화 및 전송시 데이타량을 줄일 수 있는 이치화 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 발명이 적용되는 팩시밀리 시스템의 블럭구성도로서, 소정의 프로그램에 의해 프로세싱하여 시스템의 제반 동작을 제어하며 각종 연산을 수행하는 CPU(central processing unit)(10)와, 상기 CPU(10)의 제어에 의해 입력 원고를 스캐닝(scanning)하여 아날로그 화상신호를 생성하고 생성된 아날로그 화상신호를 디지털 화상데이타로 변환하여 출력하는 원고 주사부(20)와, 상기 CPU(10)의 제어를 받아 상기 원고주사부(20)로부터 출력되어지는 화상데이타 및 수신된 화상데이타를 저장하기 위한 메모리 영역을 가하여 타시스템과의 화상데이타 송수신시 부호화(encoding) 및 복호화(decoding)을 행하는 신호처리부(30)와 상기 신호처리부(30)에 저장된 화상데이타를 상기 CPU(10)의 제어에 의해 입력하여 기록용지에 기록하기 위한 기록부(40)와, 상기 신호처리부(30)에 저장된 화상데이타를 상기 CPU(10)의 제어에 의해 공중회선망(PSTN)을 통하여 다시 타시스템으로 송신 및 타시스템으로부터 화상데이타를 수신하는 전송부(50)로 구성되어 있다.

상기 제 1 도의 구성은 공지의 팩시밀리 시스템의 블럭구성도이다.

제 2 도는 본 발명에 따른 흐름도로서, 원고를 화소 단위로 주사 및 설정 계조의 화상데이타로 변환하여 현재 화소값(Pk)을 버퍼에 저장하는 주사과정과, 상기 주사과정의 현재 화소(주목화소)값(Pk)이 제 1 역치(Tmax)보다 밝으면 현재 화소를 "백"으로 이치화하고 제 2 역치(Tmin)보다 어두우면 "흑"으로 이치화하는 제 1 이치화 과정과, 상기 제 1 이치화 과정에서 현재 화소의 밝기값(Pk)이 제 1, 제 2 역치(Tmax, Tmin)의 중간 밝기일시 현재의 화소에 대한 검색윈도우 내의 국부 밝기차(Bdif)를 결정하는 밝기차 결정과정과, 상기 결정된 국부 밝기차(Bdif)가 제 3 역치(Tdif)보다 작을시 현재 화소를 "백"으로 이치화하는 제 2 이치화 과정과, 상기 제 2 이치화 과정에서 국부 밝기차(Bdif)가 제 3 역치(Tdif)보다 작지 않을시 현재 화소값(Pk)을 국부 밝기차(Bv)와 비교하여 밝으면 "백"으로 이치화하고 어두우면 "흑"으로 이치화하는 제 3 이치화 과정과, 상기 제 1, 제 2, 제 3 이치화 과정수행후 원고에 대한 주사 완료 여부를 검사하여 완료되지 않을시에 상기 주사 과정으로 진행하고 완료되었을시 종료하는 종료과정으로 이루어진다.

제 3 도는 본 발명이 국부적인 최대 및 최소 밝기값을 검색하기 위한 검색 윈도우 예시도로서, 원고의 i번째 라인(행), j번째 열의 화소의 밝기값을 현재 화소값(Pk)이라 할 때 상기 현재 화소값(Pk)과, 이전 라인 화소값(PA-PC)과, 현재 라인의 이전 화소값(Pk')을 검색 윈도우로 지정함을 나타낸 것이다.

제 4 도는 본 발명의 이치화에 따른 데이타 변환 설명도로서, 제 4a 도는 원고의 i번째 라인, j번째 열의 화소P(i, j)를 현재 화소값(Pk)이라 할 때 원고의 주사 및 이치화 처리에 따라 현재 라인(i)의 이전 화소값P(i, 0), P(i, 1),…,P(i, j-2)와 1라인 이전라인(i-1)의 화소값P(i-1,j-1),P(i-1,j),P(i-1,g+1),P(i-1,j+2),…,P(i-1, n-1), P(i-1, n)이 신호처리부(30)의 1라인 메모리에 저장되는 것을 나타낸 것이다.

제 4b 도는 상기 제 4a 도의 화소 P(i, j)에 대한 이치화 처리 완료후 다음 화소 P(i, j+1)를 현재 화소값(Pk)으로 할 때의 데이타 변환을 나타낸 것이다.

제 5 도는 본 발명의 이치화를 위한 메모리 맵도이다.

상기 제 5 도의 값들은 신호처리부로부터 CPU(10)의 내부 버퍼에 로드되어 저장되어 있게 된다.

이하 본 발명의 일시예의 동작을 첨부한 제 1 도 내지 제 5 도를 참조하여 상세히 설명한다.

우선 제 1 도에서 CPU(10)의 제어에 의해 원고주사부(20)는 원고를 주사하여 샘플링 및 n비트로 양자화하여 설정 계조의 화상데이타로 변환한다. 이때 입력원고가 A4 사이즈의 용지라면 상기 원고주사부(20)에서 200dpi(dot per inch)로 샘플링을 할 때 1라인의 화소수는 1728개가 된다.

상기 원고주사부(20)의 출력은 신호처리부(30)에 입력되어 1라인의 계조 화상데이타를 저장할 수 있는 저장 영역을 가지는 라인 메모리에 저장된다. 여기서 지금부터 상기 계조 화상데이타가 4비트로 양자화되어 0-15의 계조를 가진다고 하고 1라인의 화소수가 상기와 같이 1728개라도 가정하여 설명한다.

또한 상기 CPU(10)는 상기 신호처리부(30)의 저장 계소 화상데이타를 이치화 및 부호화하여 전송부(50)를 통하여 공중회선망으로 전송한다. 이때 사용자의 조작에 따라 기록부(40)로서 복사 동작을 하게 하기도 한다.

한편, 상기 공중회선망으로부터 전송부(50)에 수신되는 신호는 신호처리부(30)에서 복호화 및 재생되어 기록부(40)에서 기록용지에 재생된다.

상기와 같은 상태에서 본 발명의 국부 밝기차를 이용한 이치화 방법을 제 2 도의 흐름도에 의해 설명하면 다음과 같다.

우선 CPU(10)는 제 5 도와 같은 내부 버퍼를 초기화 시킨 후 제 2 도의 (2a)단계를 수행한다. 이때 제1-제 3 역치(Tmax, Tmin, Tdif)를 신호처리부(30)로부터 내부버퍼에 로드하며 이전 화소값(Pk')과 현재 화소값(Pk)과 국부 밝기차(Bdif) 및 국부 밝기값(Bdif) 및 국부 밝기값(Bv)을 클리어한다. 상기 (2a)단계에서는 원고주사부(20)를 제어하여 원고를 화소단위로 주사하여 현재 화소(주목화소)값(Pk)을 제 5 도와 같이 버퍼에 저장한다.

다음에 (2b)-(2c)단계에서 현재 화소의 밝기값(Pk), 즉 현재 화소의 계조 화상데이타의 레벨을 각각 상기 제 1, 제 2 역치(Tmax, Tmin)와 비교한다.

여기서 현재 화소를 i번째 라인, j번째 열의 화소P(i, j)라고 가정하여 설명한다. 그러면 P(i, j)와 이전 화소 P(i, j-1)가 제 5 도와 같이 버퍼에 각각 현재 화소값(Pk)과 이전 화소값(Pk')으로 저장되어 있는 상태가 된다. 그러나 상기 제 1, 제 2 역치(Tmax, Tmin)는 미리 설정하여 상기 신호처리부(30)에 저장되어 있는 값으로서 상기 계조 화상데이타를 밝기값에 따라 각각 "백"과 "흑"으로 이치화 하기 위한 값이다.

상기 (2b)단계에서 현재 화소값(Pk)이 제 1 역치(Tmax)보다 크면 화소가 배경부분에 있다고 판단하여(2h)단계에서 "백"으로 이치화하고, 작으면 (2c)단계에서 제 2 역치(Tmin)와 비교하여 역시 작으면 현재 화소가 문자 내부에 있다고 판단하여 (2i)단계에서 "흑"으로 이치화한다.

상기 (2c)단계에서 제 2 역치(Tmin)보다 크면 즉 현재 화소값(Pk)이 제 1 역치(Tmax)와 제 2 역치(Tmin) 사이의 밝기이면 (2d)단계에서 현재 화소에 대하여 제 3 도와 같은 검색윈도우(Sw)내의 화소중 최대 밝기값과 최소 밝기값을 검색하여 최대 밝기값과 최소 밝기값의 밝기차 즉 국부 밝기차(Bdif)를 하기식과 같은 연산에 의해 결정하여 제 5 도와 같이 버퍼에 저장한다.

국부 밝기차(Bdif)=최대 밝기값-최소 밝기차...................................(1)

다음에 (2e)단계에서 상기 국부 밝기차(Bdif)가 제 3 역치(Tdif)보다 큰가를 검사하여 작으면 현재 화소가 약간 어두운(덜밝은) 배경에 있다고 판단하고 문자의 판독성과 부호화시의 전송시간을 고려하여 (2h)단계로 진행하여 "백"으로 이치화한다. 또한 상기 국부 밝기차(Bdif)가 제 3 역치(Tdif)보다 크거나 같다면 현재 화소가 문자와 배경의 경계 부분에 있다고 간주하고 다음과 같이 국부적인 역치를 이용하여 경계를 강조한다.

우선 (2f)단계에서 상기 최대 밝기값과 최소 밝기값을 하기식과 같이 평균하여 국부 밝기값(Bv)을 결정하여 제 5 도와 같이 버퍼에 저장한 후, (2g)단계에서 현재 화소값(Pk)이 상기 국부 밝기값(Bv)보다 큰가를 검사하여 크거나 같으면 상기 (2h)단계를 수행하여 "백"으로 처리하고 작으면 상기 (2i)단계를 수행하여 "흑"으로 처리한다.

국부 밝기값(Bv)=(최대 밝기값+최소 밝기값)/2.....................................(2)

상기 (2h) 및 (2i)단계 수행에 의해 현재 화소에 대하여 이치화후 (2j-2k)단계에서 아직 주사되지 않은 다음 라인의 처리를 위하여 이전 화소값(Pk')을 신호처리부(30)의 라인 메모리에 제 4 도와 같이 저장하고, 상기 현재 화소값(Pk)을 다음 인접화소의 처리를 위하여 제 5 도의 버퍼에 이전 화소값(Pk')으로 저장한다.

그후 (2I)단계에서 원고에 대하여 주사완료되었는가 검사하여 완료되지 않았으면 상기 (2a)단계로 루핑하여 전술한 과정을 반복함으로써 다음 인접화소를 처리하며, 원고 주사완료시 종료한다.

한편 상기 처리된 이치화 데이타는 신호처리부(30)에 저장되며, 기록부(40)에 출력되어 화상으로 재생되거나 부호화부 전송부(50)를 통하여 공중회선망으로 전송된다.

그리고 국부 밝기차를 검색하기 위한 제 4 도와 같은 검색윈도우(Sw)는 본 발명의 예에서와 달리 윈도우 내의 화소를 제 3 도에서 점선의 화소까지 포함한 3행×3열 또는 그 이상으로 할 수도 있으나, 본 발명에서 1개의 라인 메모리만을 사용하는 것에 비하여 적어도 2배 이상의 라인 메모리가 필요하게 되므로 비효율적이 된다.

따라서, 제 1 역치(Tmax)와 제 2 역치(Tmin)를 이용하여 배경과 문자내부에서 불필요한 경계 발생을 방지하며, 국부적인 윈도우(Sw)내의 최소대 밝기값과 최소 밝기값의 차를 이용하여 제 3 역치(Tdif)와 비교에 의해 문자와 배경의 경계 부분을 탐지후 국부 밝기값(Bv)을 이용하여 경계를 강조하거나 중간 정도의 밝기값을 가지는 배경 부분을 "백"으로 처리한다.

한편 본 발명에 따른 이치화 방법은 팩시밀리 시스템 뿐만 아니라 이미지 스캐너, 프린터 등의 다른 화상처리 시스템에도 용이하게 적용할 수 있음에 유의하여야 한다.

상술한 바와같이 본 발명은 팩시밀리 시스템의 계조 화상데이타 이치화 방법에 있어서, 배경과 문자 내부에 존재하는 미소변화량에 의한 불필요한 경계선의 발생을 방지하는 동시에 문자와 배경의 밝기차가 크기 않더라도 문자의 판독성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

또한 중간 정도의 밝기차를 가지는 배경 부분을 "백"으로 이치화 함으로써 문자의 판독성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 처리한 후 백의 이치화 데이타를 CCITT의 표준 부호화 방식으로 부호화하여 전송시 백런렝스를 증가시킴으로써 전송시간을 단축시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (5)

1. 화상 처리 시스템의 국부적인 최대 및 최소 밝기값을 이용한 이치화 방법에 있어서, 원고를 화소 단위로 주사 및 설정 계조의 화상데이타로 변환하여 현재 화소값을 버퍼 저장하는 주사 과정과, 상기 주사 과정의 현재 화소값이 제 1 역치보다 밝으면 현재 화소를 "백"으로 이치화하고 제 2 역치보다 어두우면 "흑"으로 이치화하는 제 1 이치화 과정과, 상기 제 1 이치화 과정에서 현재 화소의 밝기값과 제 1, 제 2 역치의 중간 밝기 일시 현재의 화소에 대한 검색 윈도우내의 국부 밝기차를 결정하는 밝기차 결정과정과, 상기 결정된 국부 밝기차가 제 3 역치보다 작을시 현재 화소를 "백"으로 이치화하는 제 2 이치화 과정과, 상기 제 2 이치화 과정에서 국부 밝기차를 제 3 역치보다 작지 않을시 현재 화소값을 국부 밝기값과 비교하여 밝으면 "백"으로 이치화하고 어두우면 "흑"으로 이치화하는 제 3 이치화 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 국부적인 최대 및 최소 밝기값을 이용한 이치화 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 밝기차 결정과정의 검색윈도우가 현재 화소 및 현재 화소에 인접한 화소들로 이루어짐을 특징으로 하는 국부적인 최대 및 최소 밝기값을 이용한 이치화 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 이치화 방법이 상기 제 1, 제 2, 제 3 이치화 과정수행후 원고에 대한 주사 완료 여부를 검사하여 완료되지 않았을시 상기 주사 과정으로 진행하고 주사완료시 종료하는 종료과정을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 국부적인 최대 및 최소 밝기값을 이용한 이치화 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 이치화 과정의 국부 밝기값(Bv)이 상가 제 1 역치와 제 2 역치 사이에서 국부적인 특성에 의해 추출하는 값임을 특징으로 하는 국부적인 최대 및 최소 밝기값을 이용한 이치화 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 검색윈도우가 현재 화소와, 상기 현재 화소에 대하여 1라인 이전라인의 현재 열의 화소와, 상기 1라인 이전라인의 현재열의 화소에 대하여 1화소 전후열의 화소와, 상기 현재 화소의 1화소 이전 화소로 이루어짐을 특징으로 하는 국부적인 최대 및 최소 밝기값을 이용한 이치화 방법.