JPH01116887A - 画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は画像処理に係り、特にエツジを保つスムージ
ングに有効な画像処理方法に関する。

〔発明の背景とその問題点〕

雑音の多い画面を処理して見やすい画面にする方法とし
て平滑化が良く行われる。これは局所空間演算として高
速ハードウェアサポートがし易いなめであり、最近の大
型画像処理機では３２ｍ５ｅ　ｃ　／　１画面程度の高
速サポートを行っている。

しかしながらこの平滑化はエツジをだらけさせ、ねぼけ
た画像を作り出し、画面の解像度を大幅に低下させてし
まう欠点をもつ。上記欠点を防ぐ方法としてエツジを保
つスムージングが各種提案され、長屋法、局所画素選択
法、ヒステリシススムージング法、メデイアンフィルタ
ー法、周波数域での処理としてＥフィルター法等が知ら
れている。中でもメデイアンフィルターは処理結果の良
さから広く使用されているが、メデイアンフィルターを
含めエツジを保つスムージングは一般に処理時間が非常
に与かり、又ハードウェアサポートも難しいため高速処
理が必要な部分には使用出来ないのが現実である。

〔発明の目的〕

この発明はこのような従来の問題点を解消すべく創案き
れたもので、処理が高速であるとともに処理結果が良好
な画像処理方法を提案することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明に係る画像処理方法は、全画像に対して充分小
とい正方形の読取領域を単位とｈで順次全画像を読み取
り、毎回の読み取りに際し、読取領域内の画素を前記正
方形の一辺の画素数の複数のグループに分け、各グルー
プの中央値を求め、求められた中央値群の中央値を求め
、この中央値を前記読取領域を代表する画素値とするも
のである。

従来のメデイアンフィルタでは読取領域内の全画素を対
象として中間値を求めており、これは画′素値のソーテ
ィングを必要とするため多大の処理時間を要していた。

ここに読取領域の画素数をｎ×ｎとすると、１読取領域
についてのソーティング回数は Ｎ（＝　１／２　ｎ２（ｎ２−１） となる。

一方本発明のようにこれをｎ個のグループに分け、各グ
ループの中間値を求め、ざらにその中間値群の中間値を
求める場合、ソーティング回数は、 Ｎ２＝１／２ｎ（ｎ−１）Ｘｎ＋１／２ｎ（ｎ−１）＝
１／２ｎ　（ｎ−１）２ Ｎ、とＮ２の比を求めると、ｎが充分大きければ、Ｎ１
／Ｎｚ＝ｎ　（ｎ＋　１）／　（ｎ−１）＝ｎであり、
従って本発明のソーティング回数は読取領域の一辺の大
きさをｎとすると、従来のメデイアンフィルタの１／ｎ
以下の演算時間となる。モしてｎが小の場合その比率は
ざらに大となり、例えばｎ＝３では、 Ｎｌ／Ｎ２＝　３　Ｘ　４／２　＝　８となる。

このように本発明は従来のメデイアンフィルタに比較し
て処理時間が大幅に旧Ｉれることは明らかであるが、ざ
らにその処理結果はグループの採り方によっては従来の
メデイアンフィルタより優れており、いずれのパターン
も従来のメデイアンフィルタと同等以上である。

〔発明の実施例〕

次に、読取領域として最も一般的な３×３の読取領域に
関する一実施例につき、図面に基づいて説明する。

読取領域が３×３であるとき、これを３画素ずつの３つ
のグループに分ける。各グループの画素をそれぞれａ　
ｒ　ａ　＊　ａ　＊　＋）　＋　ｂ　ｒ　））　＋　Ｃ
＊　Ｃ＋　Ｃで表現すると、グループ分ｔすの方法は５
ｃ３Ｘａｃ３／　３　！＝　２８０　　　　　　通りと
なる。この全てのグループ分けの方法が第１図〜第５図
に示きれている。

第１図（１）のグループ分は方法は９画素を水平な３画
素群にグループ分けしたものであり、従来のメデイアン
フィルタに比較して処理速度は著しく高速化し、かつそ
の処理結果は従来のメデイアンフィルタよりも優れてい
た。両者を２値画像について実験した結果が添付実験結
果その１〜その６のドツトプリンタ出力で示されている
。

実験結果その１は雑音のないＡの形状の原画像（Ａ）（
各ドツトを＠で示す。）をメデイアンフィルタで処理し
た結果が（Ｂ）であり、本実施例で処理した結果が（Ｃ
暑である。（Ｂ）、（Ｃ）において１％」は原画像に存
在しなかった画素を生成した誤りを示す。

この誤り個数は従来のメデイアンフィルタで１３個であ
ったのに対し、本実施例ではｌａｌであった。これによ
り画像の復原率（正しく処理された画素数／Ｒｍ像の全
画素数）は従来法で９９゜３％、本実施例で９９．９％
であり、本実施例が優れていた。以下の実験結果も（Ａ
）に原画像、（Ｂ）に従来法による処理結果、（Ｃ）に
本実施例による処理結果を示す。実験結果その２〜その
４が全画素数の５％の画素数の雑音を待ち、かっそれぞ
れ異なる雑音パターンの３つの原画像に対する実験結果
を示し、実験結果その５．その６は全画素数の１０％の
画素数の雑音を持ち、かつそれぞれ異なる雑音パターン
の３つの原画像に対する実験結果を示す。表１にその１
〜その６の条件および実験結果を一覧表で示す。

表１　実験結果−覧 二のように第１図（１）のパターンによる処理が優れて
いる理由は、このパターンによも画像処理が従来のメデ
イアンフィルタよりもより大局的判断に基づぎ中央画素
の値を決定していることによる。

例えば第６図（１）のドツトパターンの図形においては
従来のメデイアンフィルタでは中央の「１」の画素が消
去され、反対に、第６図（１）の図形を反転した図形で
は中央の「Ｏ」の画素が「１」で埋められてしまう。こ
れは原画像の保存性に問題があることを意味する。これ
に対して、第１図（１）のグループ分けにおいて、Ｍ　
ｅ　ｄ　（Ｍ　ｅ　ｄ　［ａ　＋　ａ　＋　ａ　］　＋
　Ｍ　ｅ　ｄ　（ｂ　＋　ｂ　＊　ｂ　）　＋Ｍｅｄ（
ｃ、ｃ、ｃ）） を中央画素値とすれば、中央画素はそのまま保存きれる
。

第６図（２）のパターンは第６図（１）のパターンを９
０１１！１１転したものであり、同様に好結果が１尋ら
れる。

第２図（１）〜（２７）に示すグループ分けは第１図（
１）、（２）のグループ分けと略同等の処理結果が得ら
れるものであり、特に第７１！Ｉ（１）〜（３）に示す
ドツトパターンに関し、第１図のグループ分けよりも優
れた結果を生じることがある。そして第７図（１）〜（
１３）のパターンを反転したパターン、あるいは両者の
回転対称、軸対称パターンにおいても同様である。

第７図（１）、（６）、（７）は鋭角（４５度）の凹部
の隅が中央画素となフた図形であり、自然画像ではこの
ような図形は生じる可能性が低い。むしろ凹部の隅の１
画素は雑音の可能性が高く消去すべき場合が多い。第２
１１のグループ分けではこ−れらいずれかのパターンそ
のものあるいはこれらの回転対称、軸対称のパターンの
中央画素を適切に処理する。

第７図（２）は丁字形のパターンを示すものであり、こ
の１字の縦線中央の画素は消去すべきでない（反転図形
では「１」で埋めるべきでない。）このパターンは第１
図のグループ分けでは中央画素を消去してしまうが、第
２図のグループ分けでは、第２図（２０）のグループ分
けを除ぎ、このパターンあるいはその反転のパターン、
または両者の回転対称、軸対称パターンのいずれかにわ
いて適切な処理を（テう。

第７図（３）は横り字形のパターンを反転したパターン
を示すものであり、このＬ字の縦線中央の画素は「１」
で埋めるべきでない（反転しない図形では画素を消去す
べきでない。）。このパターンは従来のメデイアンフィ
ルタや第１図のグループ分けでは中央画素を「１」で埋
めてしまうが、第２図のグループ分けでは、第２図（１
）〜（７）、　（９）〜（１１）、　（１５）〜（１７
）、　（２０）〜（２３）のグループ分けにより、この
パターンあるいはその反転のパターン、または両者の回
転対称、軸対称のパターンのいずれかにおいて適切な処
理を行う。

第７図（４）は縦線が中途で１ドツトシフトしたパター
ンの反転パターンを示すものであり、第１図のグループ
分けでは中央画素を「１」で埋めてしまう（反転しない
パターンでは中央画素を消去してしまう。）。これに対
して第２図（１２）〜（１４）、　（１８）〜（２０）
、　（２４）、　（２６）のグループ分けでは、このパ
ターンあるいはその反転パターン、または両者の回転対
称、軸対称のパターンのいずれかにおいて的確な処理を
行う。

第７図（５）〜（７）は略長方形領域から１画素が欠け
た図形の変形であり、中央画素は「１」の画素で埋める
べぎである。（反転パターンでは中央画素を消去すぺ営
である。）第７図（５）。

（６）のパターンに対しては従来のメデイアンフィルタ
および第１図のグループ分けでは中央画素はそのまま「
Ｏ」ときれるが、第２ｍのグループ分けによれば、これ
らのパターンあるいはこれらの反転パターン、または両
者の回転対称、軸対称パターンのいずれかにおいて適切
な処理を行う。

第７図（８）〜（１１）、（１４）は第７１！Ｉ（２）
、（３）、（４）と同り１１１ｍ素輻の曲線が読取領域
を横断または縦断した図形あるいはその反転図形である
。

これらについては、第７図（４）同様中央画素を消去す
れば曲線が分断されてしまうため、中央画素をそのまま
「１」に保存すべきである（反転図形では中央画素を「
０」に保存すべきである。

）。従来のメデイアンフィルタでは第７図（８）、（１
１）のパターンの中央の画素を「１」で埋め、また第７
図（１４）のパターンの中央画素を消去してしまい、第
１図のグループ分けでは第７図（９）、（１０）のパタ
ーンの中央画素を「１」で埋めてしまう。これに対して
第２図のグループ分げによれば、これらのパターンある
いはこれらの反転パターン、または両者の回転対称、軸
対称パターンのいずれかにおいて適切な処理を行う。

第７図（１２）は中央の「１」の画素の上下左右にｒＱ
、の画素が配置きれ、その他が「１」であるような、い
わゆるチェス盤状のパターンを示　　６し、このパター
ンは従来のメデイアンフィルタや第１図のグループ分け
では中央画素がそのまま残存する。しかし上下左右を「
０」で囲まれた「１」の画素はむしろ周囲の画素に合わ
せて「Ｏ」とすべ診であり、第２図（１４）、（１５）
、（１９）。

（２１）、（２６）、（２７）のグループ分けではこの
パターンあるいはその反転パターン、または両者の回転
対称、軸対称パターンのいずれかにおいて適切な処理を
行う。

第７１！Ｉ（１３）は十字形の図形を示し、中央画素を
消去すれば十字形の図形が分断きれてしまう。第１図の
グループ分けではこの図形の中央画素を消去してしまう
が、第２図（１）、（３）、（４）。

（６）、（７）、（９）、（１０）、（１１）、（１２
）、（１４）。

（１９）、（２１）、（２２）、（２３）、（２４）、
（２６）のグループ分けでは、このパターンあるいはそ
の反転パターンのいずれかにおいて適切な処理を行゛　
う。

ざらに第２図のグループ分けによる処理は第１図のグル
ープ分けによる処理と同一結果になるドツトパターンが
全ドツトパターン中の８８％に達し、いずれのグループ
分けにおいても優れた処理結果が得られるが、とくに第
２図（２）、（４）。

（５）、（８）、（１３）、（１５）、（１７）、（１
８）、（２０）、（２１５）、（２７）のグループ分け
は、第１図のグループ分けとの不一致ドツトパターンに
第７図に示すような好ましい処理結果となるパターンを
謳く含む。

第１Ｉ！Ｉのグループ分けによる処理との一致度という
点で、第３図、第４図、第５図のグループ分けは第２図
のグループ分けに続静、第３図では８６％、第４図では
８３％、第５図では８１％である。すなわち３×３のパ
ターンにおいては任意の３画素×３グループのグループ
分けにおいて、優秀ざの立証きれている第１図のグルー
プ分けに近い結果が得られる。ざらに第２図〜第５図の
いずれのパターンにおいても従来のメデイアンフィルタ
の処理結果と略９０％の一致度を示し、従来方と同等以
上の処理結果が得られる。

〔発明の効果〕

前述のとおり、この発明に係る画像処理方法は、全画像
に対して充分小さい正方形の読取領域を単位として順次
全画像を読み取り、毎回の読み収りに際し、読み取り領
域内の画素を前記正方形の一辺の画素数の複数のグルー
プに分け、各グループの中央値を求め、求められた中央
値群の中央値を求め、この中央値を前記読取領域を代表
する画素値とするので、処理が高速であるとともに処理
結果が良好であるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は読取領域における第１のグループ分けの方法を
示す概念図、第２図は第２のグループ分けの方法を示す
概念図、第３図は第３のグループ分けの方法を示す概念
図、第４１！Ｉは第４のグループ分けの方法を示す概念
図、第５図は第５のグループ分けの方法を示す概念図、
第６図は従来のメデイアンフィルタと第１図のグループ
分けの処理結果を比較するためのドツトパターンを示す
概念図、第７図は第２図のグループ分けにわいて処理結
果が良好なドツトパターンを示す概念図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）全画像に対して充分小さい正方形の読取領域を単
   位として順次全画像を読み取り、毎回の読み取りに際し
   、読み取り領域内の画素を前記正方形の一辺の画素数の
   複数のグループに分け、各グループの中央値を求め、求
   められた中央値群の中央値を求め、この中央値を前記読
   取領域を代表する画素値とする画像処理方法。