JPH0279566A - 画像の輪郭強調方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、製版用スキャナ（カラー用、白黒用）、フ
ァクシミリ等、原画を光電走査してその１皇画の画像デ
ータを読み取り、それを電気信号に変換する装置におい
て、原画の画像に含まれる輪郭部を強調して鮮鋭度を改
善づる方法に関する。

（従来の技術） 走査画像の輪郭強調にあたっては、注目画素の信号（以
下シャープ信号Ｓという）　（＋３よび注目画素の近傍
領域（注目画素を含んでし良い）の平均的な信号（以下
アンシャープ信号Ｕという）を、原画走査により取り出
して、雨音の差信号（Ｓ−Ｕ）から輪郭強調の原信号を
作り出してい♂。そして、通常は輪郭強調の強さを適度
なものにずべく、輪郭強調の原信号に適当な係数ｋを乗
する形で増幅したものを輪郭強調信号ｋＸ（Ｓ−Ｕ）と
し、これをもとのシャープ信号Ｓに加算して当該性［１
画素の画像データとすることよりｊｌＴ鋭度の改善を行
っている。この手法による各波形を第１１図に示す。

製版用スキせすでは、アンシャープ信号Ｕを取り出すに
あたって、注目画素の大きさに比べでより広い範囲から
アンシャープ信号Ｕを読取る直接的な方法が多用されて
いる。このとき、注［１画素を中心とづる近傍−円の単
純な平均値をアンシャープ信号Ｕとリ−６６のを原型と
して、例えば特公Ｉｆイ３９−２４５８１号公報のごと
く、注目画素に近いほど加算の重みが大きく、注目画素
から離れるに従って加算の重みが小さくなるよう工夫し
て光学的に重み伺は加算平均を求める読取り方法が知ら
れている。一方、このような車み付は加０１を均油ｎを
、光学的に行うかわりに、特開昭５９−１４１８７１号
公報のごとく複数ライン分の走査画像信号を−・時記憶
するバッフ７メ七り−を用い、ディジタル演算によりア
ンシャ−ブイ号Ｕを求める方法も知られている。

これらは、単純平均を求める方法に比べると注目画素に
近いところの重みが相対的に大きく゛なるのぐ、画像輪
郭の近くではシャープ信９″ｉＳとアンシャープ信号Ｕ
との差が大きく、輪郭から遠ざかるにつれて徐々に小さ
くなる。しかも、通常意識的な重み付は加算を行うとき
は、単純平均の場合に比べて、徐々に小さくなりながら
もいくらかの重みをより広い領域まで与えるので、輪郭
からより遠い領域にま−Ｃ輪郭強調の効果が及ぶ。

いずれにしても、このようなシャープ信号Ｓとアンシト
−ブ信号（Ｊの差信号を求めることは、例えば゛印刷画
像工学″梶光雄著Ｐ、　２５５に記載されているように
数学的にはラプラシアンとして知られている画像データ
の空聞的２回微分に相当するしのである。これらの方法
はいずれも、輪郭の方向を吟味する必要がないこと、ア
ンシャ−ブイ号（］を取り出す領域の大ぎさや注目画素
からの距離に応じて重み係数の空間的分布を変えること
Ｃ１輪郭強調がおよぶ幅を変えられること、また、増幅
度乗算係数値を変えることで、輪郭強調の度合を自由に
調整できること、しかも、演算が簡単でハード化し易い
といった優れた長所を数多く備えて＋３す、走査画像の
鮮鋭度改善に広く利用されている。

従来の画像の輪郭強調方法は、以上のようにシャープ信
号Ｓとアンシャープ信号Ｕとの差信号（Ｓ　−ｔＪ　）
を輪郭強調の原信号とする方式なので、原画像が６とも
と角丁明で輪郭も極めてシャープであれば、前述した第
１１図に示すごとく、シャープ信号Ｓは輪郭部］）Ｂで
急激に変化し、アンシャーブイ３号（）は徐々に変化す
る。そのため、輪郭線に近いほど絶対値が大きく、輪郭
線から離れるほど徐々に小さくなる差信号（Ｓ　−ｔＪ
　）が得られる。

さらに、差信号＜　Ｓ　、−Ｕ　＞に所定係数ｋを乗じ
た強調信号ｋｘ（Ｓ−Ｕ）をシャープ信号Ｓに加えると
、輪郭線近傍で急峻な変化を示す強調済信号が得られ、
好ましい輪郭強調効果が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら実際には、原画像が鮮明であっても読取り
光学系や電子回路の特性から決まる入力部の空間周波数
特性の限界などのため、または原画像がもともと鮮明で
ないなどの理由から、読取り時にすでにシャープ信号Ｓ
にある程度のボケ幅がある場合が多い。

第１２図はこのようなシャープ信号Ｓに対して従来の輪
郭強調処理を施した状況を示す図である。

このような場合には、強調原信号である差信号（Ｓ−Ｕ
）の絶対値が最大となる位置は、真の輪郭位置Ｐ　では
なく、真の輪郭位置Ｐ。とシャープ信号Ｓの変化の始点
Ｐ　および終点Ｐ。のそれぞれとの中間位置Ｐ　、Ｐ　
となる。つまり、シ１１５ｍ０ ヤープ信号Ｓの微分値の絶対値が最大となる傾斜最大位
置Ｐ。よりもかなり離れたところになる。

従って、強調信号ｋｘ　（Ｓ−Ｕ）をシャープ信号Ｓに
加えても、得られる強調済信号の波形は急峻な変化を示
さず、広い範囲にわたって比較的ゆるやか／ｉ傾斜を待
つことになり、鮮鋭度改善においては、充分な効果が得
られない。

しかも、このような強調済信号においては、その波形の
正および負方向のピークの位ｍｐａ、ｐｂが相対的にあ
る程度離れてしまう、１このピーク間の距離が、製版用
スキャナの網点出力の濃淡周期に近くなると、ビート波
を発生しでしまい、再生画像において強い濃淡の縞模様
が輪郭線に沿って発生したり、物の外形線がガタついて
児えたり、あるいは細線が途切れたりという好ましくな
い影費が生じる。

〔発明の目的〕

この発明は、以−Ｌのような問題点を解決Ｊるためにな
されたものであり、読取られた画像が鮮明でない場合で
も、外形線などの輪郭を充分に強調しつつ再生でき、ま
た例えば再生画像の網点出力を行ってｂ、ビート波を発
生せず輪郭の連続性を保持できる画像の輪郭強調方法を
得るものである。

（課題を解決・Ｊるための手段） この弁明に係る第１の構成の輪郭強調方法は、シャープ
信号とアンシャープ信号との大小関係に応じてその極性
が変化するような付加信号が、強調信号作成のために利
用される。かつ、強調信号の決定には、シャープ信号ま
たはアンシャープ信号の空間的１回微分の絶対値をも利
用する。

また、第２の構成では、この空間的１回微分は、所定の
複数の方向へのシャープ信号の微分値〈方向別微分値）
のうち、最大の絶対値を右するものを利用する。また付
加信号は、ステップ的符号信号、またはシャープ信号と
アンシャープ信号との差信号を利用する。

ざらに第３の構成では、方向別微分値を求めるにあたっ
て、注目画素の周囲に存在する周囲画素の画素データを
利用する。このとき、注目画素と各周囲画素とのそれぞ
れの距離が必ずしも同一ではないことを考慮して、重み
付き差分を求めるようにしている。

（作用〕 第１の構成で番よ、シャープ信号とアンシャープ信号と
の大小関係の反転が生ずる位置で、付加信号とともに強
調信号の極性が変化するが、このよう反転は、読み取り
時の原画の画像の輪郭部が鮮明であるか否かにかかわら
ず必ず発生する。しかも、シャープ信号またはアンシャ
ープ信号の空間的１回微分値がある程度以上となってい
るような範囲は比較的狭く、強調信号にこの微分値を反
映させることにより、輪郭強調は比較的狭い幅で行なわ
れる。したがって、読み取り時の原画の状態にかかわら
ず充分な輪郭強調を行なうことかできる。また、網点画
像記録にこのような方法を用いれば、ビート波の発生な
どを防止することができる。

特に、第２．第３の構成に従って輪郭強調を行なうと、
各方向別の微分値を封着の立場で比較して利用できるこ
とになり、第１の構成の効果をいっそう高めることがで
きる１、ざらに、付加信号としてステップ的符号信号を
採用すれば、強調信号の絶対値に対して、シャープ信号
とアンシャープ信号との差の絶対値を直接には反映さｌ
！ないようにしているため、この差の緩やかム変化にＪ
、る強調信号への影響を抑制したものとなる。

〔実施例〕

△、全　　Ｊ゛と　　手　− 第２図は、この発明の一実施例を適用Ｊ−る製版用スキ
１／すの概略ブ１］ツタ図である。同図において、原画
１００の画像が走査読取装置２００によって画素ごとに
読取られ、このようにして得られた画像信号が画像処理
装ｗ１３００に転送される。

画像処理装置３００は、後述する機能を持った輪郭強調
装置ｆｆ　４００を備えており、入力された画像信号に
対して輪郭強調等の処理を行なう。そして、処理後の画
像信号は走査記ａ装置５００に与えられる７、走査記録
￥＆冒５００は画像信号を精白信号へと変換し、それに
基づいて、感光フィルム６００Ｌに網点画像を露光記録
する。なお、第２図において、Ｘ、Ｙはそれぞれ主走査
読取方向および副走査読取方向を示す。

第１図番よ、輪郭強調装置４００内で実行される輪郭強
調処理の手順を示すフローチャートである。

まずステップＳ２１ぐ、原画１００上の）を白画素Ｐ（
第３Ａ図）からシャープ信号Ｓを、注目画素Ｐを中心と
したその周辺の領域Ｒ（第３Ａ図）からアンシャープ信
号Ｕを取り出回。原画１００の画像の読取りが走査線順
次に行なわれることに伴って、シせ−ブ信号Ｓとアンシ
ャープ信号（）とは、原画１００上の各画素について求
められる。

次のステップＳ２２で、差信号（Ｓ−Ｕ）を求め、また
付加信号と１ノでの符号信号δを、Ｓ−Ｕ＞Ｏの時、δ
−＋１． ５−Ｕ＝Ｏの時、δ−〇、 Ｓ−Ｕ＜Ｏの時、δ＝−１ と定め、これをステップ的信号とする。

ステップ３２３においては、ステップ８２１で求めたシ
ャープ信号Ｓを所定の複数方向についでそれぞれ１同機
分して、各方向についての微分信号Ｓ′およびその絶対
値を求める。ざらに微分信号Ｓ′の絶対値の中の最大の
ものを指示する微分絶対値信号ＩＳ′　１を求める。注
目画素でのシャープ信号Ｓの変化は方向によって異なり
、その巾の最大のものを求めるのは困難である。そのた
め、この絶対値最大の微分絶対値信号１ｓ’ｌによって
その位置での最大の変化を近似する。なお各方向の微分
信号Ｓ′の求め方については模で詳述する。またステッ
プ８２２に示す、工程とこのステップＳ２３に示す工程
の順序は逆でもよい。

ステップ８２４にＪ３いては、符号信号δと微分絶対値
信号ＩＳ′　１とを乗算して強調原信号δ×ＩＳ′　１
を求める。この強調原信号δＸＩＳ’１は符号信号δの
不連続な変化点において、同様に不連続に変化する。。

ステップ８２５においては、強調原信号δ×ｌｓ’１．
に強調の程度を決定する係数ｋを乗算し、強調信号ｋｘ
δＸＩＳ’ｌとし、さらに元のシャープ信号Ｓに加える
ことにより強調済信号Ｓ＋に×δＸＩＳ’ｌを求める。

この強調済信号３＋に×δＸＩＳ’ｌを注目画素Ｐの画
素データとすることにより輪郭強調が行われる。

第３Ｂ図は、原画１００の画像があまり鮮明でない場合
にａ３いて、第１図の■稈において求められるシャープ
信号Ｓ、アンシャープ信号Ｕ、およびそれらから形成さ
れる各信号の波形を示す図である。図において、シャー
プ信号Ｓは原画像が鮮明でない事実を反映しＣ１鮮明な
原画像の場合よりも緩やかな濃度勾配を有する形となっ
ており、アンシャープ信号Ｕｂそれに従う形となる。さ
らに差信号（Ｓ−Ｕ）の符号を示す符号信号δは、シャ
ープ信号Ｓがアンシャープ信号Ｕよりも大きくなる領域
■において（＋１）、その周辺領域（つまりＳ＜ｔ）と
なる領１４）　ｉ、　ＩＩＩにおいて（−１）、そして
、残余の領１＃１（実質的にベタとなっている領域）で
Ｏとなる。

また、微分信号Ｓ′は、シャープ信＠Ｓの傾斜部Ｃ，，
Ｃ２にａ３いてそれぞれ正および負のピークを持つ信号
となり、微分絶対値信号ＩＳ′　１は、傾斜部Ｇ１．Ｇ
２の双方において正のピークを持つ信号となる。シャー
プ信号Ｓとアンシャープ信号Ｌノとの大小関係反転位置
Ｑ１．Ｑ２が必ず傾斜部Ｇ　　、Ｇ　　の中に存在する
ため、反転位ＭＱ１゜０２における符号信号δのステッ
プ的極性変化が、微分絶対値信号ＩＳ１１のピーク範囲
内（つまり傾斜部Ｇ１．Ｇ２内）で生じている。

このため強調原信号δＸＩＳ’ｌは、シャープ信号Ｓと
アンシャープ信号Ｕとの大小関係反転位置Ｑ　、Ｇ２に
おいて、両極性ショットパルスとなる。その結果、強調
済信号５−１ｋ×δ×ＩＳ１は、シャープ信号Ｓの傾斜
部Ｇ１　、　Ｇ２　、すなり１う画像の輪郭部において
画像信号の濃淡差を充分に強調した信号となる。つまり
、符号信号δの極性が位置Ｑ１．．Ｑ２において反転づ
ることがら、この位ＭＯ，Ｑ２において強調済信号のレ
ベルは急激に変化し、第１１図の従来例のような輪郭ボ
ケは生じない。

［３，各部の構成とり３作 次に、前述した第１図のステップ３２３に示す微分上ｊ
３３　Ｌ　をデジタル処理によって求める方法を説明づ
る。注目画素Ｐおよびその周辺の領域Ｒに含まれる画素
データから注目画素Ｐでの各方向への微分信号Ｓ′を求
めるためには、注目画素Ｐを含む主走査ラインとその前
後それぞれ１本以上の主走査ラインの画像データを一時
記憶する必要がある。このように、３ライン分の画像デ
ータを記憶、処理する場合が最小の構成であり、注目画
素［）を中央に含む３×３の行列状の画素を微分の基本
構成単位として微分演算を行い、この処理を各主走査ラ
イン上の画素についで実行することにより、全画素につ
ぎ微分を行える。以下、この場合について説明する。

第４Ａ図は３×３の行列状の画素配列を示す図である。

注目画素Ｐである画素Ａ５を中心として画素Ａ１〜Ａ９
が３×３の行列状に配列している。

画素Ａ６．Ａ５．Ａ４は注目画素Ａ５を含む主走査””
／イ／Ｌｉに含まし、画素Ａ３．Ａ２．ＡＩＪ５よび画
素Ａ９．Ａ８．Ａ７はそれぞれその前後の主走査ライン
し・　、Ｌｉ＋１に含まれる。

第４Ａ図に４３いて、注目画素Ｐとしての画素へ５と、
その周囲の画素△１〜Ａ４およびＡ６〜Ａ９とを用いて
、シャープ信号Ｓの微分信号Ｓ′を求める演算を行う。

まず、画素Ａ５の画像データと隣接する各画素Ａ１〜Ａ
４およびＡ６〜Ａ９の画像データとのそれぞれの差を取
り、それらを画素Δ５での各方向への微分値とする方法
が考えられる。また、画素△５の両側の画素の組合せ、
例えば画素へ１．Ａ９や画素Ａ２．Ａ８のそれぞれの画
像データの差を取り、それらを画素Ａ５での微分値とす
る方法も考えられる。いずれにしでも１．左下、左右方
向と、両斜め方向とでは画素間の距離が異なるので補正
を行う必要がある。

また、差を取る時の代表面素がそれぞれ１画素ずつなの
で、例えばその画素に原画のザラッ↑や他の粒状性が存
在し、画像データに大ぎなバラツキがあった場合、その
バラツキが直接輪郭強調信号に反映し、不要な強調がな
されてしまう。

そこで、次のようなより好ましい方法で各画素間の差を
取り微分値を求めることにする。まず画素Ａ５を中心と
してその周囲に、複数の画素（周囲画素）からなるグル
ープをそれぞれ形成する。

つまり、第４Ａ図において、上下のグループは画素（Ａ
ｌ、Ａ２．Ａ３）おＪ：び画素（Ａ７．Ａ８゜Ａ９）で
あり、左右のグループは画素（Ａ１．Ａ４、Ａ７）およ
び画素（Ａ３．Δ６．Ａ９）である。また斜め方向の左
上・右下のグループは画素（Δ１．Ａ２．Ａ４）および
（Ａ６．Ａ８．Ａ９）であり、右上・左下のグループは
画素（Ａ２．Ａ３、Ａ６）および画素（Ａ４．Ａ７．Ａ
８）である。これらのグループ内で各画素データの平均
を求めることにより、１画素単位の画像データのバラツ
ギによる強調信号への影響を抑制することができる。

次に、各方向別の画素の平均距離のちがいを補正する方
法について述べる。第４Ｂ図に示すように上下、左右の
グループ間の平均距１１１１Ｄ、は２画素相当であり、
これに対応して、第４Ｃ図に示す斜め方向のグループ間
の平均距離Ｄｂも２画素程度にするためには補正が必要
である。この補正のため、斜め方向のグループ内の各画
素の画素データに所定の重みを付加することにする。な
お、上下・左右方向のグループの各画素に重みを加えて
も平均距離は実距ｔｒｉ　Ｄ　、から変化しないので、
まず斜め方向の重み付けを行い、平均距離Ｄｂを１〕、
と等しくしたあと、それに見合うだけの重み付ｌｆを上
下、左右方向の各グループ内の各画素にも行うこととす
る。

まず、左」二・右下方向の微分を行う場合について説明
する。画ｓ＜Ａｌ、△２．Δ４）と画素（Ａ６．Ａ８．
Ａ９）の各グループに対して画素Ａ１．Ａ９には重みａ
を、画素Ａ２．Ａ４．Ａ６゜Ａ８には重みｂを付加する
。このとき、両グループ間の重み付は平均距１１ｆｆＤ
、、はで　２Ｇよ無理数なので後処理の命中化のため有
理数の３／２で近似づ゛る。すなわち、画素ＡＩ、Ａ９
には重み３を、画素Ａ２．Ａ４．Ａ６．Ａ８には重み２
をイ」加することになる。この重み付けに完　２．０２ となり、目標の２画素相当の平均距離に対して、相対誤
差は約１％程度であり、実用−ト無祝できる程度に充分
小さいもので必る。また右上・左下方向の微分を行う場
合には同様に、画素Ａ３．Ａ７のφみを３、画素Δ２．
△４．．Ａ６．Ａ８の重みを２とすればよい。

このＪ、うな千み（Ｊけに、」、す、斜め方向の微分の
場合の各グループ内での重み付けの総和は７となる１、
このため、ト下および左右方向の微分を行う場合に−ｂ
、これに見合うだけの重みを付加する必要がある。上下
方向の微分を行う場合には、画素△２．Δ８に巾み３を
、画素Δ１．Ａ３．Ａ７゜Ａ９には重み２を付加し、左
右方向の微分を行う場合には、画素△４．Δ６に重み３
を、画素Ａ１゜Δ３．Ａ７．Ａ９に重み２を付加すれば
よい。以上の重み付けを行い、各グループ間の画素デー
タの差を用いて微分値を求めることができる。したがっ
て各方向別の微分絶対値ＩＳ１１〜Ｉ８４１は次のよう
になる。

左下方向： Ｉｓｌ　１＝１３ｘＡ２＋２ｘ（Ａ１１−　Ａ　３　）
−３ＸＡ８−２Ｘ　（Ａ７１△９）１ 左右方向： Ｉｓ２１７１３ＸＡ４　ト２×（Δ１＋へ７）−３×△
６−２Ｘ　（Ａ３　トΔ９）１左十・右下方向； ｌＳ３’１＝１３ｘＡ１→２ｘ　（Ａ２＋Ａ４）−３ｘ
Ａ９−２Ｘ　　（Ａ６＋Ａ８）　　１右Ｆ・左下方向： Ｉｓ４１＝１３ｘＡ３ト２×（Δ２＋Ａ６）−３ＸＡ７
−２Ｘ　　（Ａ４　トＡ８）１このような方向別微分絶
対値Ｉｓ　　ｌ〜ＩＳ４１をひとまず求め、その中の最
大値をその注目画素位置での勾配とづる。

なお勾配の定義を１画素相当の距離あたりの画像信号の
差とするならば、微分絶対値１ｓ’、’１〜ＩＳ４１の
中の最大値をさらに、各グループ内での小み係数の総和
（−７）と、上記のようにして設定した平均距離（＝２
）との積、すなわち「１４」で割らなりればならない。

しかし、実際には後工程において輪郭強調の程度を適度
なものとするための係数を微分絶対値Ｉｓ　　ｌ〜Ｉ８
４’ｌの中の最大値に乗じて使用するので、この工程に
おいて特に［１４Ｊで割っておく必要はなく、代ねりに
少工程の係数を調整する方が実用的である。

以上の例においては、３×３の行列状の画素を微分の基
本構成単位として微分演算を行う場合について説明した
が、より大きいサイズ、たとえば５Ｘ５．７Ｘ７などの
行列状の画素配列を基本構成単位として各方向別の微分
演算を行ってもよい。

ただし、それらの場合にも、各方向別に注目画素を中心
として対称の位置にある画素グループを形成し、各方向
別のグループ間で重み付は平均距離およびグループ内の
重みの総和ができるだけ等しくなるように、前述した例
と同様に重み付けを行う必要がある。また、基本構成単
位を大きくした場合には、画素グループの位置および形
状を種々に変更することにより４５°方向以外の斜め方
向の微分も同様に行うことができる。

基本構成単位として最小の３×３の行列状の画素を選択
した場合には、原画の濃度勾配を最す敏感に捉えること
ができる。原画像の輪郭が鮮明なほど、輪郭強調信号の
ピーク時の強度は大きくなるが、基本構成単位が小さい
ため輪郭強調がおよぶ範囲（輪郭線からの距離）は、狭
くなる。

一方、実際に目視評価において、輪郭強調により充分／
ｉ′鮮鋭度向上効果を得るためには、輪郭強調信号の強
度を大きくづるだけでなく、輪郭強調のおよぶ範囲があ
る程度以上の広がり幅を有するようにすることも車装ぐ
ある。

このため、このような事情を考えると、微分演専の基本
構成単位を例えば５×５や７×７の行列状の画素どする
ことは、３×３の基本構成単位を採用する場合とは別の
意味において望ましい効果をもたらす。りなわら、上記
の説明かられかるように、５×５や７×７の画素配列を
採用すれば、輪郭線からある程度離れている画素に対し
ても徐々に輪郭強調がなされ、輪郭強調のおよぶ範囲が
広くなり目視評価においても充分な鮮鋭度向上効果が得
られる。また基本構成中位を大きくしても前述した第３
Ｂ図に示す波形と同様に輪郭線を横切る時に急峻な変化
を示す強調済信号が得られるという点では、３×３の場
合と同一の効果を奏する。

次に、第１図のステップＳ２２に示す符号信号δの伯の
決定方法の例について説明する。前述した例ではシャー
プ信号Ｓとアンシャープ信号（Ｊとの差信号（Ｓ−ＬＪ
）が完全にＯの場合のみ符号信号δをＯとしていたが、
例えば２つの閾値Ｔ　＋−１１。

ＴＨ２（ただしＴ　Ｈ１＞　Ｔ　Ｈ２＞を設定して次の
ように符号信号δを決定してもよい。

Ｓ−Ｕ≦ＴＨ２の時　　　　　δ−−１１＋１２　＜　
Ｓ　−ｔＪ　＜　Ｔ　Ｈ１の時　δ＝ＯＴ　＋−１１≦
Ｓ−Ｕの時　　　　　δ−１通常はＴ　Ｈ２＜　Ｏ＜　
１ト１１とし、差信号（Ｓ−Ｕ）の絶対値がある程度小
さい時には符号信号δをＯとし、輪郭強調を部分的に抑
制すると、原画のヂラツキや粒状性による不規則で小さ
い勾配による微分値が輪郭強調信号とじで取り込まれ、
それが不必要に増幅されることを防止することができる
。

さらに、このような手法は付加信号として符号信号δの
かわりに差信号（Ｓ−Ｕ）をそのまま用い、差信号（Ｓ
−Ｕ）と、シャープ信号Ｓの各方向の微分値の中で絶対
値最大のものＩＳ′　１との積を強調原信号とすること
よっても同様に実現される。

第５図に示すように、輪郭線の近傍で差信号（Ｓ　−ｔ
Ｊ　）の絶対値が小さくなる領域Ｇ３．Ｇ４では、微分
絶対値ＩＳ′　１が大きくてもそれらの積である強調原
信号はそれほど大きくならず、強調済信号において輪郭
部に急激な段差を形成覆る効果は、前述した第３Ｂ図に
示す波形よりもいく゛　分小さくなる。しかしながらこ
の手法では、ザラツ１に対しては差信号（Ｓ−Ｕ）の絶
対値は小さく、微分絶対値ＩＳ′　１も小さいので、そ
れらの積から作られる強調原信号Ｉ　Ｓ’　　ｌ　ｘ　
（Ｓ−Ｕ）は極めて小さくなる。また、一画素程度のピ
ンホールについては、その部分において差信号（Ｓ−Ｕ
　）のレベルは大きくなるが、上記のようにシャープ信
号Ｓの微分値Ｓ′を求めるにあたって１画素以上のグル
ープ間での差分を用いているため、微分絶対値ＩＳ′　
１はその部分において十分に小さく、その結果、強調原
信ＱＩＳ’　　ＩＸ（Ｓ−ＩＪ）は小さな値となる。こ
のため、この手法においても、所望の輪郭線部分のみを
強調できるという効果が得られる。

このように、上記のいずれの手法を用いても、原画像の
輪郭線など少なくとも数画素程度の連続性を有する部分
では、重み付は平均により得られた微分値は充分大きく
、輪郭強調は充分になされ、原画のＩＪ’ラツキや粒状
性などのランダムな情報を有する部分では輪郭強調を抑
えることができることになる。

また、第３１３図および第５図に示す強調信号の波形は
、第１１図の従来の波形と比べて、その波形の上下のピ
ーク位置（山および谷の部分）が、はるかに輪郭線に接
近した形となる。したがって、輪郭線イ１近の上下のピ
ークの相互間隔は網点出力を行った場合の網点の濃淡の
周期よりｂ充分小さく、ビート波が発生されにくくなる
。そのため目視評価において輪郭に沿って強い濃淡の縞
模様が発生したり、再生画像の輪郭線がガタついて見え
たり、あるいは細線が途切れて見えたりづ−ることがな
くなる。

Ω−上り１１滅゛ 次に、以上説明したような動作を実現するための回路構
成について例を挙げて説明する。第６図は第２図の輪郭
強調装置４００の内部構成を示すブ「１ツク図である。

注目画素近傍のアナログ画像データＳａは、Ａ／Ｄ］ン
バータ２によってデジタルシャープ信号Ｓｄに変換され
た後に、画像メモリー１に一時記憶される。画像メモリ
ー１は、それぞれが主走査１ライン分の画像データを記
憶するメモリーブロック（ラインメモリ）Ｍｌ、Ｍ２．
Ｍ３から構成される。

主走査更新パルスをカウントする３進カウンタ３　Ｊ３
よびデコーダ４の出力によって、メモリーブ［１ツクＭ
１．Ｍ２．Ｍ３のうち、データを書きかえるべきメモリ
ーブ１］ツクが循環的にひとつずつ指定される。１回の
主走査ごとにこの指定は行われ、３回の主走査ごとにメ
モリーブロック内のデータはすべて書き換えられる。

書き換えを指定されたメモリーブ［１ツク内のデータは
、アドレスカウンタ５の出力によって指定される順番で
主走査方向に沿って読み出され、主走査順位整列回路６
に送られる。アドレスカウンタ５の出力は主走査に同期
して得られる画素り［１ツクパルスによって変化し、こ
の出力に従って読み出しが完了したアドレスに新たな画
像データが書き込まれる。また、アドレスカウンタ５の
出力は他の２個のメモリーブ［１ツクにも与えられ、先
に占き込まれている他の２個のデータも同時に読み出さ
れる。

このようにして、順次に隣接する３本の主走査ライン中
のうち、共通の主走査座標を持つ３個の画素の画像デー
タＱ１．Ｑ２．Ｑ３が得られる。

これらのデータは、走査順位整列回路６に人力された後
、デコーダ４からの情報により、走査ライン類に並べか
えられ、整列された１組の画像データＶ１．Ｖ２．Ｖ３
として出力される。

走査順位整列回路６からの画像データｖｉ、ｖ２、ｖ３
は、遅延回路７に入力され、この遅延回路７内に保持さ
れている前回および前々回の画像データの組と組合され
て、第４図に示す注目画素Ａ５を中心とした３×３の行
列状の画素Ａ１〜Ａ９の画像データとして再構成される
。なお、遅延回路７の構成、動作については、後で詳述
する。

画像データＡ１〜Ａ９は方向別微分回路８に入力され、
前述した重み付けのためそれぞれ所定係数侶され、また
前述した微分のための四則演算や、その演算結果の絶対
値を求める処理など所定の処理を施される。このような
処理により、前述した方向別の微分絶対値ＩＳ１１〜Ｉ
３４’ｌが求められる。なお方向別微分回路８の構成、
動作につぃ〜ＩＳ４１は、最大値選択回路９に入力され
、その中で最大のものが選択されて、最大微分絶対値Ｉ
Ｓ′１として乗算回路１０に入力される。

また、画像データＡ１〜Ａ９は符号決定回路１１にも入
力されており、注目画素Ａ５の画像データ（すなわちシ
ャープ信号Ｓ）と、その周囲の画素Ａ１〜Ａ４およびＡ
６〜Ａ９の画像データの平均値（つまりアンシャープ信
号Ｕ）との比較が行われる。その差信号（Ｓ　−Ｕ　）
を例えば前述したＦ８１ｉｆｆＴＨ１，ＴＨ２などによ
り判定し、符号信号δ（４１，０，または−１）を前述
した処理手順に従って形成する。なお、符号決定回路１
１の構成、動作についても後で詳述する。

符号信号δは乗算回路１０に人力され、最大微分絶対値
１８′１との乗算が行われる。この乗の結果δＸｌ５Ｉ
は後段の乗算回路１２に入力され、そこで輪郭強調の程
度を決定する強調係数にとの乗紳が行われる。このにう
にして、１！７られた輪郭強調信号に×δＸ、ｌ　Ｓ　
＝　１は加算器１３において、注目画素Ａ５の画像デー
タであるシャープ（Ｍ号Ｓと加粋され強調流信号３＋ｋ
ｘδＸＩＳ’１として出力される。なおシャープ信号Ｓ
はＲ延回路１４で、上記強調信号が作成されるまでの時
間だけ赴延されている。この強調済信号を注目画素Ａ５
の画像データとすることで、鮮鋭な再生画像を得るため
の処理のうち注目画素へ５についての処理は完了する。

第７図は、第６図に示す遅延回路７のブ【］ツク図であ
る。走査順位整列回路６より、共通の主走査座標を持つ
画像データＶ１．Ｖ２．Ｖ３の組が、各組を単位として
順次に入力される。第４図に示Ｔｌ３Ｘ３の行列状の画
素のうち、各主走査ラインごとに走査読取りされる画像
データの順番は（Ａ３−Δ２−ＡＩ）、（Ａ６−Ａ５−
Ａ４）および（△９−△８−Δ７）である。画像データ
ＡＩ。

Ａ４．Ａ７に対して、画像データ△２．Ａ５．Ａ８およ
び画像データΔ３．八６．八〇はそれぞれ画素クロック
パルス１個および２個分に相当する時間だ番プ先に読み
出されている。そのため、画像データ△２．Ａ５、Ａ８
は遅延回路１ａ、１ｂ。

１Ｃで、また画像データＡ３．Ａ６．Ａ９は遅延回路２
ａ、　２ｂ、　２ｃでそれぞれ画素り１コックパルス１
個および２個分に相当する時間だけ遅延を受けた状態と
なっている。こうして遅延をかけられる前の画像データ
Δ１．△４．Δ７と、遅延後の画像データＡ２．Ａ５．
Ａ８およびＡ３．Ａ６゜Ａ９とが並列に出力される。

第８図は第６図に示す方向別微分回路８のブロック図で
ある。遅延回路７より、注目画素△５を中心とした画素
データ△１〜Ａ９が並列にマトリックス部８１に入力さ
れる。マトリックス部８１の１９段の演算部８２ａ、８
２ｂ、８２ｃおよび８２ｄには画素Ｉ−タ（Ａ１．Ａ２
．Ａ３．Ａ７゜Ａ８．Ａ９）、（△１．Ａ４．Ａ７．Ａ
３．Ａ６゜Ａ９）、＜ＡＩ、Ａ２．Ａ４．Ａ６．△８．
Ａ９）おにび（△２．Ａ３．Ａ６．Ａ４．Ａ７．Ａ８）
がそれぞれ人力される。

演算部８２ａ内の重み付は器８３ａ、８３ｂ。

８３Ｃ，８３ｄは入力信号の２倍の信号を出力し、重み
付は器８４ａ、８４ｂは入力信号の３倍の借りを出力す
る。小み付【ノ鼎８３ａ、８３ｂおよび８４ａの出力は
加算器８５ａに入力され、重み付番プ器８３Ｇ、８３ｄ
および８７′ｌｂの出力は加算器８ｂｂに入力される。

なお演算部８２ｂ、８２Ｃ。

８２ｄの構成も同様である。

演算部８２ａ内の加算器８５ａ、８５ｂの各出力は、加
算器８６ａの正入力端子および負入力端子にそれぞれ接
続され、２つの出力の差が求められる。この差はさらに
後段の絶対値回路８７ａに入力され、その絶対値が出力
される。なお、加算器８６ｂ、８６ｃ、８６ｄおよび絶
対値回路８７ｂ、ａ７ｃ、８７ｄの動作も同様である。

絶対値回路８７ａ、８７ｂ、８７ｃおよび８７ｄの出力
は、上下、左右、左上〜右下、Ｉ３よび右−Ｆ〜左下方
向のそれぞれの微分絶対値１ｓ、’Ｉ〜ＩＳ４１となる
。このようにして前述した方法による微分値Ｉｓ　　Ｉ
〜ＩＳ４１が求められる。

第９図は第６図に示す符号決定回路１１のプロッタ図で
ある。、遅延回路７から、画像データ八１〜Ａ９が入力
される。画像データＡ１〜Ａ４およびＡ６〜Ａ９Ｇよ、
加算器９１に入力されて相互に加算され、その出力は除
算器９２に入力される。

除Ｆ［ｉ！’ｉ：９２で８分の１に除算され、平均値で
あるアンシャープ信号（Ｊが得られる。画像データＡ５
はシャープ信号Ｓとして加算器９３の正入力端子に入力
され、アンシャープ信号Ｕは負入力端子に入力される。

それらの差信号（Ｓ−Ｕ）は比較器９４に人力され、所
定の閾値ＴＨ１，ｉ川」２と比較される。その大小関係
に応じて前述した規則とおり符号信号δが決定される。

なお、符号信号δの代わりに差信号（Ｓ−ＩＪ）をその
まま付加信号として用いる構成にａ３いては比較器９４
が省略される。またシャープ信号Ｓとアンシャープ信号
Ｕを同時に読み取る装置の場合１．先に符号信号δを求
めて所定の時間だけ遅延させた後、強調信号生成のため
の演算に用いてもよい。

以上述べたような構成によって微分°値１８１’１〜Ｉ
ｓ４１および符号信号δが得られる。上記実施例では３
×３の行列状の画素配列について演算を１？Ｊ場合につ
いて説明したが、より広い領域の画素配列の演算に関し
ても、メモリ吊を増加させることなどにより対応でき、
同様の構成となる。

Ｄ、変形例 以上の実施例ではシャープ信ｐ４３を１回微分した信号
を用いて輪郭強調を行ったが、かなり鮮明な画像の場合
第１０図に示すように、アンシャープ信号Ｕを１回微分
した信号を用いてもよい。すなわち、前述したシャープ
信号Ｓの方向別空間微分と同様の処理をアンシャープ信
号Ｕに施し、アンシャープ信号」ノの微分絶対値ＩＵ′
　１を求める。

強調演信号は３＋ｋｘδＸＩＵ’ｌという形になる。な
お、符号信号δのかわりに差信号（Ｓ−Ｕ）を用いてｂ
よい。

また、従来のラプラシアンを用いた輪郭強調方法により
得られた信号と、この発明の輪郭強調方法により得られ
た信号とを合成して用いてもよい。

この場合、合成の割合を調整することにより、輪郭強調
のおよぶ範囲の幅を充分広くすることができ、視覚上好
ましい設定となる。

また、円筒型カラースキャナのごとく、回転円筒と照明
Ｊ３よび読取り光学系を備えた方式の画像読み取り部を
備えた装置だけでなく、平面型レーザ走査読取り方式や
、撮像管あるいは固体撮像素子を使ったビデオカメラ方
式の画像読み取り部を備えた装置にもこの発明は適用可
能である。

さらに、本発明は読取り直後の画像データに適用する場
合に限らず、例えば、走査読取り画像データに色調修正
や倍率変換あるいは、蓄積・伝送といった処理をほどこ
した後の再生あるいは記録出力時の走査画像データに適
用してもよい。また、対象画像は、カラー・白黒どちら
でもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の第１の構成においては、輪郭部に
おいて、濃度勾配が最も急になることに着目して、シャ
ープ信号やアンシャープ信号を１同機分した信号と、シ
ャープ信号とアンシャープ信号との大小関係に基づ（付
加信号を用いで、強調原信号を形成したので、輪郭部の
両側の直近の画素に充分大きい輪郭強調信号を与えるこ
とができる。また不連続な変化である粒状性などについ
Ｃは付加信号の与え方によって強調信号を小さくするこ
とができる。そのため、輪郭部ｔ【とは極め′ＣｊＩＹ
鋭に再現でき、不連続な変化の無用な強調は抑制された
画像の輪郭強調方法を得ることができる。

さらに、輪郭強調信号は輪郭部両側の直近の画素に与え
られるため、網点変換して出力した場合などでも網点周
期に比べて強調信号の周期が充分小さいためビート波を
発生せず、例えば細線が途切れたり、濃淡の段差部がガ
タつくというような現象がなくなる。

また、第２．第３の構成では、微分を特に正確に実行で
きるとともに、付加信号として符号信号を利用してシャ
ープ信号とアシシャープ信号との大小関係の反転を強調
信号に顕著に反映させることができる。

【図面の簡単な説明】 第７図はこの発明の一実施例による輪郭強調方法の手順
を示す）［１−チャート、 第２図はこの発明を適用する装晋例としての製版用スキ
ャナの概略ブロック図、 第３Ａ図は、注目画素と周辺の領域との関係を示す図、 第３Ｂ図はシャープ信号、アンシャープ信号およびそれ
らから形成される波形を示す図、第４図は注目画素とそ
の周辺の画素およびそれらの闇の平均距離を示す図、 第５図はこの発明の他の実施例によって得られる各信号
の波形図、 第６図はこの発明の一実施例による輪郭強調信号のブロ
ック図、 第７図は遅延回路のブ［１ツク図、 第８図は方向別微分回路のブロック図、第９図は符［（
決定回路のブ［１ツク図、第１０図はこの発明の変形例
によって得られる各信号の波形図、 第１１．１２図は従来の輪郭強調方法により形成される
波形を示す図である。 Ｓ・・・シャープ信号、　（〕・・・アンシャープ信号
、δ・・・符号信号、　　　△１〜へ９・・・画素、Ｉ
Ｓ　′１〜Ｉ３４’ｌ・・・方向別微分値、（Ｓ−Ｕ）
・・・差信号

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原画の画像を画素ごとに読取って前記原画の画像
   データを得るにあたつて、 前記原画上の各画素を順次に注目画素として特定しつつ
   、前記注目画素からシャープ信号を、前記注目画素近傍
   の領域からアンシャープ信号をそれぞれ取り出す工程と
   、 前記シャープ信号またはアンシャープ信号を１回微分し
   てその絶対値を指示する微分絶対値信号を抽出する工程
   と、 前記シャープ信号と前記アンシャープ信号の大小関係に
   応じてその極性が変化する付加信号を求める工程と、 前記微分絶対値信号と前記付加信号とを乗算して強調原
   信号とする工程と、 前記強調原信号に所定係数を乗算して強調信号とする工
   程と、 前記シャープ信号と前記強調信号とを加算して強調済信
   号とし、前記強調済信号を前記注目画素の画像データと
   する工程とを含む画像の輪郭強調方法。
2. （２）シャープ信号またはアンシャープ信号の１回微分
   を複数の所定の方向に対して行ない複数の方向別微分値
   を求め、 微分絶対値信号は、前記複数の方向別微分値の中から選
   択された絶対値最大のものであり、付加信号は、ステッ
   プ的符号信号、またはシャープ信号とアンシャープ信号
   との差信号である、請求項（１）記載の画像の輪郭強調
   方法。
3. （３）複数の方向別微分値のそれぞれは、注目画素の周
   囲に存在する周囲画素についての画素データの重み付き
   差分から求められる、請求項（２）記載の画像の輪郭強
   調方法。