JPH0456507B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば製版用スキヤナやフアクシ
ミリなどの画像走査記憶装置において、文字、地
図、イラスト等を含む２値（例えば白黒）の原画
を走査して多階調の画像データを入力し（線画を
走査するのであるが、原画の読み取り画素内では
白と黒が共存する場合があり、その場合は原画の
読み取り画素内で平均化され多階調となる）、そ
の入力した多階調画像データからその分解能より
も高い分解能の２値画像データを生成するための
装置に関する。

（従来技術とその問題点） 画像走査記録装置において原画を走査して画像
データを入力する場合、得られる入力画像データ
の分解能には技術的あるいは経済的な制約からの
限界が存在する。

例えばOA機器用に市販されて一般的に入手可
能な書類読み取り用CCDイメージスキヤナでは、
現状では400線／inchのスキヤン線数（63.5μm平
方の入力分解能）程度が上限であり、実用上はこ
の分解能でもこと足りている。

一方、２値画像を走査入力して何らかの画像処
理を施した後、例えば原寸で出力する２値画像処
理装置を考えた場合、出力画像のエツジ部分にジ
ヤグ（jaggy；ぎざつき）が現われないために
は、出力スキヤン線数として1500線／inch
（16.9μm平方）程度以上の分解能が望ましいと言
われている。従つて原寸処理を前提とすると、入
力側においてもこの程度の高い分解能が望まれ
る。

ところが、1500線／inch以上で読み取り可能な
２値画像入力装置は相当高価なものになる。

（発明の目的） それゆえに、この発明の目的は、上記従来技術
の問題点を解決し、高分解能を２値画像入力装置
から直接的に得ることなく、従来の安価な低分解
能の画像入力装置を利用して、その入力画像デー
タからより高分解能な２値画像データを得ること
ができる高分解能２値画像データ生成装置を提供
することである。

（目的を達成するための手段） 上記目的を達成するため、本発明による高分解
能２値画像データ生成装置においては、 原画を走査して得られた多階調画像データを、
所定の大きさの画像領域分だけ記憶する画像デー
タ記憶回路と、 前記画像領域内にある複数の画素の階調値の総
和を求め、この値に基づいてスレシホールド値を
決定するスレシホールド値決定回路と、 前記画像領域内の複数の画素を中心画素とその
周辺の画素に区別し、周辺画素を前記スレシホー
ルド値決定回路で決定されたスレシホールド値に
基づいて２値化する比較回路と、 前記多階調画像データの分解能よりも高い分解
能を有し、前記中心画素の階調値および前記２値
化された周辺画素の配列に対応してあらかじめ作
成された２値画像パターンデータを記憶するパタ
ーン記憶回路と、 を備え、 前記中心画素の階調値および前記２値化された
周辺画素の配列をアドレスとして、前記パターン
記憶回路から対応する高分解能２値画像パターン
データを出力するようにしたことを特徴とする。

（作用） 原画を多階調画像データとして読み取り、この
多階調画像データを画像データ記憶回路によつて
所定の大きさの画像領域分だけ記憶する。

この画像領域内の複数の画素を、中心画素とそ
の周辺の画素に区別し、周辺画素については所定
のスレシホールド値を基準として比較器によつて
２値化する。

この中心画素の階調値と２値化された周辺画素
の配列との組合せの各々に対して上記多階調画像
データの分解能よりも高い分解能の２値画像パタ
ーンデータを予め関連づけて作成しておき、パタ
ーン記憶回路に記憶させているので、当該パター
ン記憶回路に上記中心画素の中心画素の階調値と
その周辺画素の配列の情報をアドレスとして入力
することにより、対応する高分解能の２値画像パ
ターンデータを出力として得ることができる。

しかも、上記スレシホールド値は、対象となる
画像領域内の複数画素の階調値の総和に基づいて
スレシホールド値決定回路によつて自動的に決定
されるので、原画の態様に応じたきめ細かい画像
出力を得ることが可能となる。

（実施例） 第１図は、この発明による高分解能２値画像デ
ータ生成装置の一実施例を示すブロツク図であ
る。入力端１からは２値（例えば白黒。以下本実
施例では白黒で説明する。）の原画を例えば400
線／inchのスキヤン線数（63.5μm平方の分解能）
で多階調で読み取つた画像データが入力され（線
画を走査するのであるが、原画の読み取り画素内
では白と黒が共存する場合があり、その場合は原
画の読み取り画素内で平均化され多階調となる）、
出力端２からは上記入力された多階調画像データ
の分解能よりも高い分解能の２値画像データが出
力される。

例えばCCDスキヤナを原画の読み取りに使用
した場合、読み取り画像はCCD素子の各セル内
でアナログの電荷として蓄積され、電圧あるいは
電流値に変換される。

したがつて、読み取り画像は多階調レベル信号
として得られることになる。

一方、製版用ドラム型スキヤナの場合も、読み
取り画像の光量をフオトマルチプライヤーにてア
ナログの電流値に変換している。したがつて、い
ずれのタイプの入力装置においても受光素子の段
階では、原画を階調のある濃淡画像として読み取
つており、本発明への適用が可能である。

入力端１に与えられる画像データの階調幅は任
意の幅であつてよいが、以下には８階調（３ビツ
ト）画像データを入力した場合を例にとつて説明
する。

入力端１から入力された８階調画像データの各
画素（各３ビツト）のデータは、図示しないタイ
ミング制御手段によるタイミング制御の下で順次
ラインメモリ３に記憶されていくとともに、処理
されるべき画素が入力端１およびラインメモリ３
からラツチ回路４へと処理に必要な形で読み出さ
れて順次記憶されていき、画像データ記憶回路が
形成される。

ラインメモリ３は、入力された８階調画像デー
タを８階調のまま１ライン分記憶するための第１
の３ビツトラインメモリ３ａと、この３ビツトラ
インメモリ３ａに直列に接続された第２の３ビツ
トラインメモリ３ｂによつて形成されている。

ラツチ回路４は、第２の３ビツトラインメモリ
３ｂの出力端から順次直列に接続された３ビツト
ラツチ４ｃ，４ｂ，４ａと、第１の３ビツトライ
ンメモリ３ａの出力端から順次直列に接続された
３ビツトラツチ４ｆ，４ｅ，４ｄと、入力端１か
ら順次直列に接続された３ビツトラツチ４ｉ，４
ｈ，４ｇとから構成されている。

このような接続において、例えば特開昭59−
194561号公報に開示された如きタイミング制御方
法を利用して、ラツチ回路４に入力画像の３×３
画素領域における画像データを順次取り出す。

これにより、これらの９個の３ビツトラツチ４
ａ〜４ｉに、３×３個の画素で形成された画像領
域の画像データが順次入力される。この画像領域
における画素の位置を第２図ａに示すようにＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉとすると、それ
ぞれの画素の画像データは、その画素のアルフア
ベツトに対応する９個の３ビツトラツチ４ａ〜４
ｉにそれぞれ入力される。

６は、所定のスレシホールド値Ｓに基づいて周
辺画素Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉを２値化するための比較回
路であつて、８個の比較器６１〜６８からなつて
いる。

比較回路６内の各比較器６１〜６８の一方入力
Ｘには周辺画素Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉの各３ビツトのデ
ータがそれぞれ与えられ、他方入力Ｙには後述す
るスレシホールド値決定回路７によつて設定され
た３ビツトのスレシホールド値Ｓが与えられてい
る。

各比較器６１〜６８は、Ｘ入力とＹ入力とを比
較し、Ｘ≧Ｙのとき“１”、Ｘ＜Ｙのとき“０”
の１ビツトのデータをそれぞれ出力することによ
り周辺画素を２値化する。

このようにして取り出された８階調（３ビツ
ト）の中心画素Ｅおよび８階調（３ビツト）の周
辺画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの合計11
ビツトのデータは、パターン記憶回路としての
ROM５のアドレス入力に与えられる。

このアドレス入力は、入力画素の３×３画素領
域内における中心画素の階調値とその周辺画素の
データパターンとの組合せを表わしており、
ROM５には、その組合せの各々（すなわち各ア
ドレス）に対応づけて、入力画像の分解能（上述
の例では400線／inchのスキヤン線数に相当する
63.4μm平方の分解能）よりも高い分解能の２値
画像パターンデータ（たとえば５×５高分解能化
画素データ）を予め記憶してある。

そしてROM５は、与えられたアドレス入力に
応じて、そのアドレスに記憶された２値画像パタ
ーンデータを出力端２に読み出す。

次に、第２図および第３図を参照して、上述し
た処理の手順を具体例に基づき説明する。

(1) まず、両図のａに示すような２値の原画（図
においては３×３画素分だけ表示してある）を
８階調の画像データ（階調値）として読み取
り、それぞれのｂに示すようにラツチ回路４に
３×３画素分記憶する。

(2) いま仮に、スレシホールド値決定回路７によ
つて設定されたスシレホールド値Ｓが４であつ
たとすると、比較回路６の各比較器６１〜６８
において、各周辺画素の画像データ値と当該ス
レシホールド値Ｓを比較し、画像データ≧４の
とき“１”、画像データ＜４のとき“０”とし
て周辺画素Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉを２値画像化する。

この様子をｃで示す。

(3) 上記ｃの中心画素Ｅの階調値と周辺画素Ａ〜
Ｄ，Ｆ〜Ｉの“０”、“１”の配列からなるデー
タパターンとの組合せに応じて、ｄに示すよう
な中心画素Ｅの高分解能パターンデータを
ROM５から読み出す。

この高分解能パターンデータは、適宜のアルゴ
リズムにより、中心画素の階調値と周辺画素のデ
ータパターンとのすべての組合せの各々に対して
計算機で求めてもよいし、ひとつひとつのデータ
を、できるだけエツジ部分が滑らかになるように
人為的に求めてもよい。

入力画像の１画素を５×５ドツトに分割した高
分解能パターンデータを人為的に求めた場合の一
例を、第４Ａ図〜第４Ｃ図に示す。

各図の最上欄における斜線部は、周辺画素の
“１”の位置を示し、左端欄の“０”から“７”
まで数字は、中心画素Ｅの階調値を示す。これら
の周辺画素の配列および中心画素Ｅの階調値によ
り、各高分解能２値画像データが合理的に形成さ
れ割り当てられる。

この場合、８つの周辺画素の“０”、“１”の配
列および中心画素Ｅの階調値（８階調）によつて
得られる組み合わせの数は、 2⁸×８＝2048（通り） であつて、一つの中心画素Ｅに対して最大2048通
りのパターンを有する高分解能２値画像データを
得ることができ、これによりきわめて原画に近い
画像出力パターンを得ることが可能となる。

なお、上述の例では、スレシホールド値Ｓが
“４”の場合について説明したが、例えば非常に
細い線から成る原画を処理するような場合には読
み取つた領域の平均濃度が小さくなるため、スレ
シホールド値Ｓを低くして、多階調の周辺画素デ
ータを２値化するときに当該周辺画素における細
線の情報（平均階調値は小さい）が消失されてし
まわないように操作すれば、高分解能化に際して
の信頼性がより向上することになる。

このような操作を自動的に行なつて適切なスレ
シホールド値Ｓを決定するのが、スレシホールド
値決定回路７である。

当該スレシホールド値決定回路７には、ラツチ
回路４内の９個の各３ビツトラツチ４ａ〜４ｉか
ら合計27ビツトの画像データを入力して、入力画
像の３×３画素領域内における画像情報を与えら
れる。

このスレシホールド値決定回路７は、例えば第
５図に示すように構成され、一連の加算器７１〜
７８によつて、入力された各３ビツトの画素デー
タの総和Σを求めることにより、３×３画素領域
内における黒地（ベタ）部分の面積を算出するよ
うになつている。

そして算出された黒地（ベタ）部分の面積に応
じて、ルツクアツプテーブル８に予め記憶させて
あつた３ビツトのスレシホールド値Ｓを読出し、
このスレシホールド値Ｓを比較回路６内の８個の
各比較器６１〜６８に与える。

これにより、例えば細線から成る原画の場合に
は黒地（ベタ）面積が小さくなるので、それに応
じてスレシホールド値Ｓを自動的に低くすること
が可能となる。

第６図は、第５図のルツクアツプテーブル８に
予め記憶させておくべきスレシホールド値Ｓの一
例を示すグラフである。

このようなルツクアツプテーブル８を用いて、
第７図ａ及び第８図ａの２値画像を処理すると次
のようになる。

各２値画像の画像データにおける各画素の階調
値は、それぞれの図のｂに示すようになり、これ
らの階調値から第５図の回路により、総和Σを求
めると次のようになる。

＜第７図＞ Σ＝13 ＜第８図＞ Σ＝47 これらの総和値は、第６図のＰ点およびＱ点を
それぞれ参照することになり、ルツクアツプテー
ブル８から出力されるスレシホールド値Ｓは次の
ようになる。

＜第７図＞ 2.4 ＜第８図＞ 4.9 上記各スレシホールド値Ｓに基づき、各図ｂの
周辺画素のデータ値を２値化すると、それぞれｃ
のようになる。

そして、８階調の中心画素Ｅに関する３ビツト
のデータと、２値の周辺画素Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉに関
する合計８ビツトのデータとが、高分解能２値パ
ターンデータを記憶したROM５のアドレス入力
に与えられ、それぞれｄに示すような極めて原画
に近い出力パターンを得ることができる。

これにより、原画における画素幅以下の細線を
も正確に認識し高分解能化することが可能になる
ものである。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、多階
調で読み取られた画像データを、順次読み取られ
る画素を中心にして所定の大きさの画像領域分だ
け画像データ記憶回路に記憶させ、当該画像領域
における複数の画素を中心画素と周辺画素に区別
して、後者について所定のスレシホールド値によ
り２値化するとともに、パターン記憶回路には、
当該中心画素の階調値と２値化された周辺画素の
配列との組合せに対して上記多階調画像データの
分解能よりも高い分解能の２値画像パターンデー
タを予め関連づけて記憶させているので、当該パ
ターン記憶回路に上記中心画素の中心画素の階調
値とその周辺画素の配列の情報をアドレスとして
入力することにより、対応する高分解能の２値画
像パターンデータを出力として得ることができ
る。

これにより、２値原画を多階調画像として読み
取りその階調を利用して該多階調画像の分解能よ
りも高い分解能の２値画像データを得ることがで
きるので、簡易な回路でありながら従来の安価な
低分解能の入力装置を利用して、より高分解能な
２値画像データを得ることが可能とする。

しかも、周囲画素の２値化の基準となるスレシ
ホールド値は、スレシホールド決定回路におい
て、対象となる画像領域の複数の画素の階調値の
総和に基づいて自動的に決定されるので、原画の
態様に合わせて最適な高分解能の画像出力を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロツク
図、第２図、第３図、および第７図、第８図はこ
の発明による画像処理の手順を示す説明図、第４
Ａ図ないし第４Ｃ図は高分解能２値画像パターン
の一例を示す図、第５図はスレシホールド値決定
回路の一例を示すブロツク図、第６図は第５図の
ルツクアツプテーブル８にあらかじめ記憶させて
おくスレシホールド値の一例を示す図である。 １……入力端、２……出力端、３……ラインメ
モリ、４……ラツチ回路、５……２値画像パター
ンデータ記憶ROM、６……比較回路、７……ス
レシホールド値決定回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原画を走査して得られた多階調画像データ
   を、所定の大きさの画像領域分だけ記憶する画像
   データ記憶回路と、 前記画像領域内にある複数の画素の階調値の総
   和を求め、この値に基づいてスレシホールド値を
   決定するスレシホールド値決定回路と、 前記画像領域内の複数の画素を中心画素とその
   周辺の画素に区別し、周辺画素を前記スレシホー
   ルド値決定回路で決定されたスレシホールド値に
   基づいて２値化する比較回路と、 前記多階調画像データの分解能よりも高い分解
   能を有し、前記中心画素の階調値および前記２値
   化された周辺画素の配列に対応してあらかじめ作
   成された２値画像パターンデータを記憶するパタ
   ーン記憶回路と、 を備え、 前記中心画素の階調値および前記２値化された
   周辺画素の配列をアドレスとして、前記パターン
   記憶回路から対応する高分解能２値画像パターン
   データを出力するようにしたことを特徴とする高
   分解能２値画像データ生成装置。