JPH0241230B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は白黒２値の画像データを取扱う画像入
力装置やフアクシミリ装置などに対し、網点写真
を走査するときに発生するモアレを除去する画像
処理を行うが、この画像処理により劣化した文字
や線画の品質を改善するための画像信号処理装置
に関するものである。

従来の技術 従来、新聞紙面にみられるような網点写真や文
字・線画など白黒２値の画像を走査して２値画像
データを得る場合には、画像を走査したアナログ
画像信号レベルを一定の閾値と比較し単紙に２値
化する方式がとられていた。

この単紙２値化方式においては網点写真の網点
周期と画像走査の走査周期との間で干渉が起こり
いわゆるモアレと呼ばれる干渉じまが発生し画像
品質を損なう原因となつていた。

最近、前記モアレを除去する有効な画像信号処
理方式として報告された内容に、特願昭57−
97938号公報明細書に記載している構成がある。
しかしこの構成による画像信号処理では網点写真
のモアレ除去効果は大であるが、画像走査と平行
な文字・線画などの直線部分の白黒境界領域にお
いて白黒交互の高周波成分を発生しやすく、この
高周波成分が視覚的に文字品質劣化の原因となつ
ている。第７図は従来の２値化画像の説明図で、
同図ａの例で説明すると太枠１の内側が黒である
２値画像を格子２の周期で走査した画像信号に対
し、一定レベルの閾値で２値化した画像は第７図
ｂに示す枠３（内側黒）のようになる。

前記モアレ除去は原画像の黒面積と２値化画像
信号の黒面積が局部的にも同じになるよう画像処
理しており、この画像処理がモアレ除去に有効に
働くことになるのであるが、太枠１のような画像
に対して、モアレ除去処理した画像は第７図ｃに
示す枠４（内側黒）のようになり、同図の白黒交
互のパターンが文字や線画の視覚的な美しさ（滑
らかさ）を損なうことになる。従つてこの白黒交
互の高周波成分を平滑化することが必要となる。

発明が解決しようとする問題点 ここで問題となるのは前記平滑化処理が網点写
真部に原画にない濃淡模様などの新新たなテクス
チヤを発生させたり、文字・線画などの角の部分
を丸めたりする悪影響を与えることである。

本発明は上記問題を解決するもので、画像走査
と平行な文字・線画の直線部分の白黒境界である
領域を検出し部分的な平滑化処理を行うことを目
的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は２値画像信号に対しｍ×ｎ画素の走査
窓で再走査を行い、走査窓の走査前方の画素に対
して孤立画素を除去した後走査と平行または直交
する２値画像信号の境界列を検出しその境界列に
対して平滑化処理を行う。境界列の検出は走査窓
中央の画素をはさむ一方の複数列のうち１列全て
が１（またはθ）であり他方の複数列のうち１列
全てがθ（または１）であれば中央画素を含む列
で境界列と判定する。この平滑化処理は境界列に
対して行い、重み付けをした後の多数決処理で中
央画素を１またはθに変換する。その後、走査窓
の走査後方の画素に対して孤立画素を除去するこ
とにより上記目的を達成するものである。

作 用 本発明は上記構成により、２値画像信号で走査
と平行または直交する２値画像信号の境界列を検
出しその境界列に対してのみ平滑化処理をするこ
とにより網点写真と文字・線画の混在する２値画
像に対して視覚的な文字品質の劣化となる直線部
分の白黒交互の高周波成分を無くすことができ、
かつ他の網点写真などの画像部分に画質劣化の悪
影響を与えないようにしたものである。なお、２
値画像信号の境界列の検出で中央画素をはさむそ
れぞれの複数列を用いて判定するのは雑音を含む
２値画像に対する境界列検出精度を向上させるた
めであり、平滑化処理で重み付けをしたは注目画
素（中央画素）の近傍情報を優先させるようにし
たものである。

実施例 第１図は本発明の一実施例における画像信号処
理装置のブロツク図である。第１図において５は
２値画像データ入力信号端子、６はデータ記憶回
路、７は５×５走査窓データの信号線、８は２値
画像データ出力信号端子、９は主走査方向の境界
列検出回路で１０はその出力信号線、１１は副走
査方向の境界列検出回路で１２はその出力信号
線、１３は主走査方向境界列データの重み付け加
算回路で１４はその出力信号線、１５は２値化回
路で１６はその出力信号線、１７は副走査方向境
界列データの重み付け加算回路で１８はその出力
信号線、１９は２値化回路で２０はその出力信号
線、２１はデータ選択回路、２２はセツト／リセ
ツト信号の信号線、２３は孤立画素除去回路、２
４，２５はその出力信号線である。

上記構成において、以下その動作について説明
する。

原画を走査し２値化された信号は２値画像デー
タ入力信号端子５からデータ記憶回路６に入る。
データ記憶回路６内には５×５走査窓を設定し、
記憶された２値データを再走査しており、走査窓
内データを信号線７に出力している。また、走査
窓内の中央画素は後述するセツト／リセツト信号
２２により書換え可能になつている。さらに、走
査窓中の孤立画素も後述する孤立画素除去信号で
書換えられる。走査窓内の後述する最終データは
２値画像データ出力信号端子８へ出力され画像表
示・記録装置の画像信号となる。

主走査方向の境界列検出回路９は信号線７の５
×５走査窓内データから、走査窓の中央画素をは
さむ主走査ラインデータの内、片側２列のいずれ
か１列全てθ（または１）であり、反対側２列い
ずれか１列全て１（またはθ）であれば中央画素
を含む主走査ラインデータを境界列と判定し信号
線１０に１を出力する。副走査方向の境界列検出
回路１１は信号線７の５×５走査窓内データか
ら、走査窓の中央画素をはさむ副走査ラインデー
タの内、片側２列のいずれか１列全てθ（または
１）であり、反対側２列のいずれか１列全て１
（またはθ）であれば中央画素を含む副走査ライ
ンデータを境界列と判定し信号線１２に１を出力
する。主走査方向境界列データ重み付け加算回路
１３は信号線７の５×５走査窓内データの内、中
央画素P_i,jを含む主走査ラインデータに対して次
式の重み付け総和Ｓを求め信号線１４に出力す
る。

Ｓ＝P_i,j-2＋2P_i,j-1＋P_i,j＋2P_i,j+1 ＋P_i,j+2 ……(1) データはθか１であるからＳの範囲はθ≦Ｓ≦
７となる。このＳの値は２値化回路１５において
検査され、Ｓがθ〜３の時には信号線１６にθ
を、Ｓが４〜７の時には信号線１６に１を出力す
る。副走査方向境界列データの重み付け加算回路
１７は信号線７の５×５走査窓内のデータの内、
中央画素P_i,jを含む副走査ラインデータに対して
次式の重み付け総和Ｓを求め信号線１８に出力す
る。

Ｓ＝P_i-2,j＋2P_i-1,j＋P_i,j＋2P_i+1,j ＋P_i+2,j ……(2) このＳの値は２値化回路１９において検査さ
れ、Ｓがθ〜３の時には信号線２０にθを、Ｓが
４〜７の時には信号線２０に１を出力する。デー
タ選択回路２１は信号線１０が１の時には信号線
１６の信号を信号線２２のセツト／リセツト信号
とし、信号線１２が１の時には信号線２０の信号
を信号線２２のセツト／リセツト信号とする。信
号線１０と信号線１２が同時に１になることは前
記境界列検出により理論的に発生しない。信号線
１０と信号線１２がともにθのときには信号線２
２はオープンの状態である。信号線２２のセツ
ト／リセツト信号はデータ記憶回路６内の５×５
走査窓の中央画素データP_i,jを１／θに書換える。

孤立画素除去回路２３は信号線７の５×５走査
窓内データの内、走査の前方に位置する画素
P_i+1,j+1がθの孤立画素であれば孤立画素除去信
号の１を信号線２４に出力し、１の孤立画素であ
れば孤立画素除去信号のθを信号線２４に出力す
る。また走査の後方に位置する画素P_i-1,j-1に対
しても同様の処理を行い信号線２５に孤立画素除
去信号の１／θを出力する。信号線２４と２５の
信号はデータ記憶回路６の走査窓内データを駆動
することにより前者の信号線２４の信号は入力画
像データの孤立雑音除去を行い、後者の信号線２
５の信号は前記の中央画素データP_i,jを書換える
ことによつて新たに発生した孤立画素の除去をし
ている。また、前者の雑音除去は前記境界列検出
をより確かなものにする。

以下、上記構成の要部について、さらに詳細な
構成を説明する。

第２図はデータ記憶回路６の詳細な回路図であ
る。第２図において、２６〜２９はそれぞれ一走
査線分の画素データを記憶するシフトレジスタで
ある。従つて同図に示すP_i+2,j+2〜P_i-2,j-2の画素
データが５×５走査窓データとなり信号線７に出
力される。この内P_i-2,j-2は最終データとして２
値画像データ出力信号端子８にも出力される。信
号線２２のセツト／リセツト信号は３状態（１、
θ、オープン）信号で中央画素P_i,jを１／θにセ
ツト／リセツトする。オープンのときP_i,jは変化
しない。

信号線２４の孤立画素除去信号はその信号レベ
ルθまたは１を画素P_i+1,j+1に設定する。また、
信号線２５の孤立画素除去信号も同様に画素
P_i-1,j-1に設定する。

次に、境界列検出回路９について説明する。

第３図は主走査方向の境界列検出回路９の詳細
ブロツク結線図である。第３図において、３０〜
３３はゲート回路網で、第３図ｂにその具体的回
路を示す。

３５〜４２は各ゲート回路網３０〜３３の出力
信号線、４３〜４６はオア回路、４７〜４８はア
ンド回路、４９はオア回路である。ゲート回路網
３０〜３３はそれぞれ５×５走査窓データの内、
中心画素P_i,jを含まない主走査ラインデータを入
力とし、ゲート回路網３０〜３３の入力が全てθ
のとき１を出力する信号線３５，３７，３９，４
１と入力が全て１のとき１を出力する信号線３
６，３８，４０，４２をもつ。ゲート回路網３０
と３１は前記中央画素P_i,jをはさむ主走査ライン
データの内片側２列のデータ判定を、ゲート回路
網３２と３３は反対側２列のデータ判定を行つて
いる。オア回路４３〜４６はそれぞれ信号線３５
と３７，３６と３８，３９と４１，４０と４２の
論理和信号を出力する。アンド回路４７〜４８は
それぞれオア回路４３と４６，４４と４５の出力
の論理積信号を出力する。オア回路４９はアンド
回路４７と４８の出力の論理和信号を信号線１０
に出力する。この信号線１０の信号が１のとき、
中央画素P_i,jを含む主走査ラインデータが境界列
と判定されたことになる。

なお、副走査方向の境界列検出回路１１の詳細
な構成（図示せず）も第３図と同じ構成となり、
各ゲート回路網への入力データは次のようにな
る。

（P_i-2,j-2Ｐｉ−１，ｊ−２P_i,j-2P_i+1,j-2
P_i+2、_j-2）、 （P_i-2,j-1P_i-1,j-1P_i,j-1P_i+1,j-1P_i+2,j-1）、 （P_i-2,j+1P_i-1,j+1P_i,j+1P_i+1,j+1P_i+2,j+1）、 （P_i-2,j+2P_i-1,j+2P_i,j+2P_i+1,j+2P_i+2,j+2）。

次に、重み付け加算回路１３と２値化回路１５
について説明する。

主走査方向境界列データの重み付け加算回路１
３と２値化回路１５は、前記第１式の簡単な重み
付け加算と２値化（Ｓ＝θ〜３のときθ、Ｓ＝４
〜７のとき１とする）のときには２つの回路をま
とめて簡単に構成できる。第４図に主走査方向境
界列データの重み付け加算と２値化回路の詳細な
構成を示す。同図において、５０は２ビツトの加
算回路、５１はアンドゲート、５２はオアゲート
である。加算回路５０はP_i,j-1を上位ビツト、
P_i,j-2を下位ビツトとするデータとP_i,j+1を上位ビ
ツト、P_i,j+2を位下ビツトとするデータを加算す
る。アンドゲート５１は加算回路５０の加算値下
位２ビツトとP_i,jの論理積をとり、オアゲート５
２は加算回路５０の上位１ビツトとアンドゲート
５１の出力の論理和をとり信号線１６に出力す
る。

なお、副走査方向境界列データの重み付け加算
回路１７と２値化回路１９も第４図と同じ構成と
なり、このときの加算回路はP_i-1,jを上位ビツト、
P_i-2,jを下位ビツトとするデータとP_i+1,jを上位ビ
ツト、P_i+2、_jを下位ビツトとするデータを加算す
ることになる。

次に、データ選択回路２１について説明する。

第５図はデータ選択回路２１の詳細構成を示す
ものである。同図において、５３，５４は３状態
出力のバスバツフアゲートであり、それぞれ信号
線１０，１２が１のときゲート出力がオンとな
る。前記したように信号線１０，１２が同時に１
になる状態は論理的に発生しない。

次に、孤立画素除去回路２３について説明す
る。

第６図は孤立画素除去回路２３の詳細な回路図
である。孤立画素は注目画素周辺８画素による判
定と注目画素周辺の上下左右４画素による判定と
があるが、本実施例では後者のものを示してい
る。同図において、５５〜５７と６０〜６２は排
他的論理和ゲート、５８と６３はアンドゲート、
５９と６４は３状態出力のバスバツフアゲートで
ある。排他的論理和ゲート55〜57とアンドゲート
５８は注目画素P_i+1,j+1の上下左右の画素データ
P_i+1,jP_i+1,j+2P_i,j+1P_i+2,j+1が全て同じであるときバ
スバツフアゲート５９をオンにする。バスバツフ
アゲート５９はオンのとき画素P_i+2,j+1の信号を
信号線２４に出力する。同様に排他的論理和ゲー
ト６０〜６２とアンドゲート６３は注目画素
P_i-1,j-1の上下左右の画素データP_i-1,j-2P_i-1、_j
P_i-2,j-1P_i,j-1が全て同じであるときバスバツフア
ゲート６４をオンにし、バスバツフアゲート６４
は画素P_i,j-1の信号を信号線２５に出力する。

以上本実施例によれば走査窓の前方に位置する
画素の孤立画素除去をした後、走査窓の中央画素
をはさむ両側それぞれ複数ラインデータで中央画
素を含むラインが境界であることを判定している
ため、雑音等により境界が乱れている画像データ
に対しても境界を正しく判定する割合いが高くな
る。また主走査または副走査の境界線方向にある
中央画素を含むラインの重み付け加算値を２値化
処理し、中央画素再設定する方式は画像の線分の
方向に対してのみの平滑化処理であり視覚的に良
好な結果が得られることを実験的に確かめてい
る。さらに中央画素の再設定により新たに発生し
た孤立画素は走査窓の後方に位置する所で除去さ
れるため雑音の少ない再生画像を得ることができ
る。

発明の効果 以上のように本発明は網点写真や文字線画の混
在する２値画像に対して、画像走査と平行な文
字・像画の直線部分の白黒境界領域を検出し部分
的な平滑化処理をかけることができるため、網点
写真を劣化させたり、文字線画の角の部分を丸め
たりせずに視覚的に良好な画像とすることがで
き、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における画像信号処
理装置のブロツク結線図、第２図はデータ記憶回
路の回路図、第３図ａは主走査方向の境界列検出
回路のブロツク結線図、第３図ｂは同要部回路
図、第４図は主走査方向境界列データの重み付け
加算と２値化回路の回路図、第５図はデータ選択
回路の回路図、第６図は孤立画素除去回路の回路
図、第７図は従来の２値化画像処理の概念図であ
る。 ５……２値画像データ入力信号端子、６……デ
ータ記憶回路、７……信号線、８……２値画像デ
ータ出力信号端子、９……境界列検出回路、１３
……重み付け加算回路、１１……境界列検出回
路、１７……重み付け加算回路、２１……データ
選択回路、２３……孤立画素除去回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原画像を走査し２値画像信号を得る画像信号
   処理に対して、前記２値画像信号をｍ×ｎ画素の
   走査窓で再走査する手段と、前記走査窓の中央画
   素より主走査・副走査とも走査の前方に位置する
   画素に対して孤立画素を除去する第１の孤立画素
   除去手段と、前記走査窓の中央画素を含む主走査
   または副走査方向の画素列が主走査と平行または
   副走査と平行な２値画像信号の境界列であること
   を検出する境界列検出手段と、前記中央画素を含
   む主走査方向の画素列が主走査方向の境界列であ
   るときには前記中央画素を含む主走査方向の各画
   素の重み付け総和を求めて２値化し、前記中央画
   素とする第１の重み付け加算手段と、前記中央画
   素を含む副走査方向の画素列が副走査方向の境界
   列であるときには前記中央画素を含む副走査方向
   の各画素の重み付け総和を求めて２値化し前記中
   央画素とする第２の重み付け加算手段と、前記走
   査窓の中央画素より主走査・副走査とも走査の後
   方に位置する画素に対して孤立画素除去する第２
   の孤立画素除去手段を有する画像信号処理装置。 ２ 境界列検出手段は、中央画素を含む主走査ま
   たは副走査方向の画素列の片方に隣接する２列の
   内１列全てが１（またはθ）であり、他方に隣接
   する２列の内１列全てがθ（または１）であると
   き、前記中央画素を含む主走査または副走査方向
   の画素列を主走査方向の画素列または副走査方向
   の画素列とすることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の画像信号処理装置。