JPH04230171A - 画像処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は文字画像と写真のよう
な階調性画像とが混在する画像において、文字部の解像
性と写真部の階調性とを共に満足した状態で多値化処理
を行なうための、画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コード情報だけでなくイメージ
情報をも扱える文書画像処理装置においては、スキャナ
等の読取り手段で読取った原稿に対して、文字や線図等
のコントラストのある画像情報は固定しきい値により単
純２値化を行い、写真のような階調を有する画像情報は
、デイザ法のような疑似階調化手段によって２値化を行
なっている。これは、読取った画像情報を固定しきい値
により単純２値化処理を行なうと、文字、線画像の領域
は解像性が保存されるため画質劣化は生じないが、写真
画像の領域では階調性が保存されないために、画質劣化
が生じた画像となってしまう。　　また一方、読取った
画像情報を組織的デイザ法などで階調化処理を行うと、
写真画像の領域は階調性が保存されるため画質劣化は生
じないが、文字、線画像の領域では解像性が低下するた
め、画質の劣化した画像となってしまう。すなわち、読
取った画像情報に対して、単一の２値化処理では特徴の
異なる夫々の領域の画質を同時に満足することは不可能
である。

【０００３】然し乍ら、写真画像の領域の階調性を満足
し、文字／線画像の領域も組織的デイザ法に比べ解像性
の良い２値化方式として、「誤差拡散法」が提案されて
いる。この「誤差拡散法」は、注目画素の濃度に、既に
多値化した周辺画素の多値化誤差に所定の重み係数を乗
じたものを加え、固定しきい値で多値化する方法である
。図１２は「誤差拡散法」による多値化処理の構成ブロ
ック図である。図１２において、スキャナ等の入力装置
で読取られた入力画像信号は、入力端４０を介して加算
器４１の一方の入力端へ供給される。加算器４１の他方
の入力端には、ラインバッファ４２を介して前ライン誤
差信号が加算器４３から供給され、前ライン誤差が補正
された入力画像信号が次段の加算器４４の一方の入力端
へ供給される。この加算器４４の他方の入力端には、前
画素誤差を出力するための重み誤差係数Ａの係数器４５
からの前画素誤差が供給され、前ライン誤差に続いて前
画素誤差が補正された入力画像信号が加算器４４から得
られ、多値変換回路４６の入力端に供給される。多値変
換のための多数のしきい値は外部のしきい値発生手段か
ら発生されて多値変換回路４６に供給される。この多値
変換回路４６では、加算器４４からの補正入力画像信号
が多値化しきい値Ｔｈ１〜Ｔｈｎと比較され、所定の多
値化出力が出力端４７へ出力される。

【０００４】多値変換回路４６から得られた多値化出力
は、加算器４４からの補正入力画像信号とともに誤差算
出回路４８ヘ供給され、両者の差が誤差信号として出力
される。この誤差信号は係数器４９，５０，５１へ供給
され、夫々において重み誤差係数Ｂ，Ｃ，Ｄが掛算され
る。ここで、係数器４５，４９，５０，５１の夫々の係
数は、Ａ＝１／２，Ｂ＝１／１６，Ｃ＝５／１６，Ｄ＝
１／８に設定される。係数器４９からの重み誤差信号は
、係数器５０からの重み誤差信号を遅延回路５２で１画
素分遅延させた信号と加算器５３で加算され、更に、係
数器５１の出力遅延回路５４，５５で２画素分おくらせ
た信号と加算器４３で加算される。このようにして、こ
の加算器４３の出力をラインバッファ４２で１ライン分
遅延させることで、３画素誤差信号が加算器４１へ供給
され、入力画像信号の補正が行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の「誤差拡散法」
は、注目画素の多値化により発生した誤差を、周辺画素
に拡散して誤差補償を行なうことにより、誤差を最小に
するものである。従って、誤差算出を行なう場合、補正
画素を算出後、注目画素と比較、減算を行ない、次に注
目画素に加減算を行なわなければならない。そのため、
誤差拡散処理を高速で行なうのは極めて困難となる。

【０００６】従って、この発明の目的は、文字画像の解
像性と写真画像の階調性を同時に満足した多値化処理を
高速、簡単に行なうことができる画像処理装置を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明による画像処理
装置は、注目画素を含む入力画像情報を多値化して多値
情報を得る多値化手段と、この入力画像情報の特徴を表
わす特徴量を抽出する抽出手段と、前記多値化手段によ
る多値化処理により生じる誤差を入力画像情報と特徴量
とを用いて算出する手段と、この算出手段により得られ
た誤差と前記抽出手段により抽出された特徴量とに基づ
いて誤差補正情報を生成する生成手段と、この生成手段
にて生成された誤差補正情報を用いて入力画像情報を補
正する手段とを有することを特徴とする。

【０００８】

【作用】多値化手段に供給される入力画像情報と、入力
画像が文字情報か写真等の階調性情報かを表わす判定信
号とが予測誤差算出手段へ供給され、予測誤差信号が得
られる。この予測誤差信号は前画素誤差算出回路および
前ライン誤差を算出回路へ供給され、得られた前画素誤
差および前ライン誤差を用いて、入力画像情報に対して
多値化手段で発生する誤差を補償するように加算される
。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照してこの発明の実施例を詳細
に説明する。図１において、スキャナ等の入力装置で読
取られた入力画像情報は入力端１１からラインバッファ
１２に供給されて一時的に記憶される。入力画像情報は
ラインバッファ１２から所定のクロックに同期して読出
され、遅延回路１３および特徴量抽出回路１４へ供給さ
れる。遅延回路１３は、次段の加算器１５においてライ
ンバッファ１６からの入力信号とのタイミングを一致さ
せるためのものである。

【００１０】一方、特徴量抽出回路１４は、図２に示し
たような注目画素＊を含む（４×４）のウインドウ内の
画像濃度の最大値、最小値を抽出する。抽出された最大
値信号１４ａ、最小値信号１４ｂは夫々画像判定回路１
７ヘ供給される。この画像判定回路１７は例えばＲＡＭ
で形成され、特徴量抽出回路１４からの出力信号１４ａ
，１４ｂがアドレス信号として供給され、対応する出力
が得られる。この出力としては、入力画像が文字のとき
は“１”写真のときは“０”となるように設定されてい
る。

【００１１】遅延回路１３で遅延された入力画像信号は
、ラインバッファ１６から出力される前ライン誤差信号
と加算され、次段の加算器１８へ供給される。加算器１
８には、係数器１９から出力される前画素誤差信号も供
給され、両者が加算されて補正画像信号が形成される。 この補正画像信号は多値化回路２０へ供給されて多値信
号に変換されて、出力端２１へ出力される。多値化回路
２０は例えばＲＡＭで形成され、補正画像信号をこのＲ
ＡＭへアドレス信号として供給し、このアドレス信号に
対応した多値化出力がＲＡＭから読み出される。

【００１２】加算器１８から得られる補正画像信号は更
に、予測誤差算出回路２２へ供給される。この予測誤差
算出回路２２もＲＡＭで形成され、補正画像信号が、画
像判定回路１７の出力と組み合わされてアドレス信号と
してＲＡＭに供給される。この予測誤差算出回路２２の
具体例を示すと、図３のように構成される。ＲＡＭ２２
ａは予測誤差算出回路２２を構成し、加算器１８からの
１０ビットの補正画像信号はそのアドレス入力端Ａ００
〜Ａ０９へ供給される。ここで、入力端Ａ０９へはＭＳ
Ｂの符号ビットが供給され、入力端Ａ０８へはキャリー
ビットが供給される。又、ＲＡＭ２２ａはアドレス入力
端Ａ１０を具え、ここへは画像判定回路１７からの“１
”又は“０”の信号が供給される。入力端Ａ１０はＲＡ
Ｍ２２ａのイネーブル端子であり、前述したように入力
画像が文字のときは画像判定回路１７から“１”出力が
出され、この時は誤差出力は０が出力される。端子Ｄ０
０〜Ｄ０８がデータ出力用であって、９ビットの誤差信
号が出力される。

【００１３】このようにして得られた予測誤差信号は前
画素誤差信号を形成するために係数器１９へ供給されて
係数Ａが掛算される。この前画素誤差とは、図５に示し
たように、注目画素＊に対して今回ラインＬ１の走査方
向に関して手前に位置する画素に関するもので、係数Ａ
を掛けて前画素誤差信号が形成される。

【００１４】ＲＡＭ２２ａの出力信号は３画素誤差算出
回路２３へも供給される。この３画素誤差とは、図４に
示した誤差マトリクスにおいて、注目画素＊の一ライン
前の対応画素およびその前後の画素についての誤差を意
味する。

【００１５】図５は３画素誤差算出回路２３の具体例を
示し、予測誤差算出回路２２からの誤差信号は係数器２
３１，２３２，２３３に供給されて、夫々において重み
係数Ｂ，Ｃ，Ｄが掛算される。係数Ｂが乗算された信号
は加算器２３４の一方の入力端へ供給され、係数Ｃが乗
算された信号は１画素分の遅延が遅延回路２３５で与え
られて、加算器２３６の一方の入力端へ供給される。係
数Ｄが乗算された信号は遅延回路２３７，２３８により
２画素分遅らされてから加算器２３６の他方の入力端へ
供給される。結局、係数器２３１の出力信号に対して係
数器２３２の出力は１画素分、係数器２３３の出力は２
画素分遅らされて、加算器２３４の出力端に現われる。

【００１６】これらの３画素の重み係数Ｂ，Ｃ，Ｄは夫
々、Ｂ＝１／１６，Ｃ＝５／１６，Ｄ＝１／８であり、
これらの重み誤差は、予測誤差信号をＥＢとすると夫々
、 ｅＢ−１　　＝Ｂ×ＥＢ　　　　　　　　　　　　　　
　　（１）

【００１７】 ｅＣ０　　　　＝Ｃ×ＥＢ　　　　　　　　　　　　　
　　　（２）ｅＤ＋１　　＝Ｄ×ＥＢ　　　　　　　　
　　　　　　　　（３）となる。従って３画素誤差ＢＬ
Ｅは、 ＢＬＥ＝ｅＢ−１＋ｅＣ０＋ｅＤ＋１　　　　　　（４
）で表わされる。尚、図４の誤差マトリクスに対応して
各画素の重み誤差の配置を示すと図６のようになる。

【００１８】３画素誤差ＢＬＥは、誤差記憶手段として
のラインバッファ１６へ送って一時記憶される。ライン
バッファ１６は前ラインおよび今回ラインの２ライン分
のラインメモリで構成されている。

【００１９】ところで、入力画像が文字か写真のような
階調性画像かを判別するための特徴量抽出回路１４は、
例えば図７に示したように構成される。この特徴量抽出
回路１４は、図２に示したように注目画素Ｐｉｊを含む
（４×４）画素領域内における濃度の最大、最小値を列
単位で求めるように構成されている。

【００２０】例えば、図８のタイミングチャートに示し
たように、前記ラインバッファ１２からクロックＣＬＫ
に同期してカウンタ１４２の出力に応じて列方向に４画
素単位でセレクタ１４１の入力端Ｉ１−Ｉ４に入力され
る画像情報は１画素当たり８ビットで構成されている。 セレクタ１４１へ入力された画像情報は、比較器１４３
−１４６へ順次分配され、４画素単位で夫々列方向に比
較され、その列における最大濃度と最小濃度とが求めら
れる。

【００２１】次段の比較器１４７，１４８は比較器１４
３−１４６の出力を夫々ＦＴＲ１のタイミングで入力し
、列方向に夫々求められた最大値と最小値とが求められ
る。この最大値１４ａと最小値１４ｂとはＦＴＲ２のタ
イミングで出力され、次段の減算器１４９において両者
の差が求められる。従って、減算器１４９は図１の画像
判定回路１７中に含まれる回路である。

【００２２】図１の加算器１５において、３画素誤差算
出回路２３の出力を用いて入力画像信号の補正を行なえ
ば、文字部について補正量がないために解像性が保たれ
、また写真部においては周辺画素の多値化誤差により誤
差の補償を行なうことができるため、階調性良く多値化
処理を施すことができる。

【００２３】以上述べた如く、この発明では多値化回路
２０の出力値を２ｎ−１＋１（ｎは整数）値とすること
で、加算器１８より得られる補正画素データより、予測
誤差算出手段２２により出力値を予測して、注目画素誤
差を算出するものである。出力値を２ｎ−１＋１（ｎは
整数）値にすることにより、各出力は上位の複数ビット
のみが有意となり、下位の複数ビットが０になる。この
ことから、補正画素データｐｅと出力レベル値との誤差
は、補正画素データの下位の複数ビットを除いて上位の
所定の複数ビットについて比較するのみで算出できるこ
とになる。

【００２４】図９に示すように、補正画素データｐｅの
符号ビットをみて１であれば補正画素データｐｅは負の
値（ｐｅ＜０）であるため出力値は０となり、誤差は補
正画素データｐｅをそのまま出力する。次に補正画素デ
ータのキャリービットをみて１であれば補正画素データ
ｐｅはｆｆ（ｈｅＸ）以上の値であるため、出力値はｆ
ｆとなり誤差は補正画素データｐｅ−１００（ｈｅＸ）
＋１を出力すればよい。

【００２５】次にｐｅが０≦ｐｅ＜１００（ｈｅＸ）で
あると、補正画素データの（８−ｎ）ビットに１が立っ
ていれば負の値として（８−ｎ）ビットより下のデータ
を出力する。図１０および図１１に値として２値から９
値までのデータを示す。ここで５値の場合について説明
する。

【００２６】補正画素データは１０ビットで、ＭＳＢは
符号ビット、次位ビットがキャリーである。出力値が５
値である場合、ｎ＝３であるので、各しきい値はｅ０（
ｈｅｘ）、ａ０（ｈｅｘ）、６０（ｈｅｘ）、２０（ｈ
ｅｘ）であり、出力値はｆｆ（ｈｅｘ）、ｃ０（ｈｅｘ
）、８０（ｈｅｘ）、４０（ｈｅＸ）、００（ｈｅＸ）
である。例えば、補正画素データがａｅ（ｈｅＸ）であ
る場合、出力値はｃ０（ｈｅＸ）となり、誤差は（ａｅ
−ｃ０）＝３ｅｅとなる。（８−３）ビット、つまり５
ビット目が１であるので、４ビット以下の値を負の数と
して出力したことになる。補正データが９ｅ（ｈｅＸ）
である場合、出力値は８０（ｈｅＸ）となり、誤差は（
９ｅ−８０）＝０１ｅ（ｈｅｘ）となる。５ビット目が
０であるので、４ビット以下の値を正の値として出力し
たことになる。

【００２７】より一般的に説明すれば、デジタル信号の
大きさを０×００〜Ｐ×１００の範囲で表わすと、誤差
を算出し易い出力レベルは、（０×００、０×８０、０
×１００）、（０×００、０×４０、０×８０、０×Ａ
０、０×１００）というように、下位２ビットが０であ
るようなものである。この出力レベルを用いると、上位
の数ビットの比較だけで下位ビットはそのまま出力すれ
ばよい。このような出力レベルは０×１００を２で割っ
たものに等しい。ｍ＝１なら出力レベルは３値、ｍ＝２
なら５値、ｍ＝３なら９値というように、２ｍ＋１値と
なる。ｍ＝ｎ−１を代入すれば、２ｎ−１＋１値となる
。

【００２８】以上のように、補正画素データに対する出
力値を予測することで、補正画素データの符号ビット、
キャリービット、（８−ｎ）ビット目を検出することで
、誤差が高速で簡単に算出できる。

【００２９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、注目画
素を含む画像情報を多値化する際に、多値化手段の出力
を用いずに、その入力側の補正画像情報のみで誤差算出
を行なうようにしたので、従来のような減算器，比較器
が不要となり、高速に多値化処理を行なうことができ、
文字画像の解像性と写真のような階調性画像の階調性を
同時に満足した画像処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図。

【図２】特徴量抽出用の４×４画素ウインドウ図。

【図３】誤差算出回路の具体的ブロック図。

【図４】注目画素と周辺画素との誤差マトリクス図。

【図５】図１中の３画素誤差算出回路のブロック図。

【図６】図４に対応する重み誤差の配置図。

【図７】図１中の特徴量抽出回路の具体ブロック図。

【図８】図７の回路のタイミングチャート。

【図９】この発明による補正画素データと出力と誤差と
の関係を示す図。

【図１０】出力値と誤差の関係を示す図。

【図１１】出力値と誤差の関係を示す図。

【図１２】従来の誤差拡散処理回路のブロック図。

【符号の説明】

１２，１６…ラインバッファ、１３…遅延回路、１４…
特徴抽出回路、１５，１８…加算器、１７…画像判定回
路、１９…係数器、２０…多値化回路、２２…予測誤差
算出回路、２３…３画素誤差算出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　注目画素を含む入力画像情報を多値化
   して多値情報を得る多値化手段と、この入力画像情報の
   特徴を表わす特徴量を抽出する抽出手段と、前記多値化
   手段による多値化処理により生じる誤差を入力画像情報
   と特徴量とを用いて算出する手段と、この算出手段によ
   り得られた誤差と前記抽出手段により抽出された特徴量
   とに基づいて誤差補正情報を生成する生成手段と、この
   生成手段にて生成された誤差補正情報を用いて入力画像
   情報を補正する手段とを有することを特徴とする画像処
   理装置。