JPH065879B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は画像を電気信号として扱うデジタル複写装置、
ファクシミリ装置等の画像処理装置に関する。

＜従来技術＞ 一般にＣＣＤセンサー等により画像をサンプリングし、
デジタル化したデータをレーザ・ビーム・プリンター等
のデジタル・プリンターから出力し画像を再現する、所
謂、デジタル複写装置はデジタル機器の発展により、従
来のアナログ複写装置に代わり広く普及しつつある。か
かるデジタル複写装置は中間調画像を再現するため、デ
イザ法や濃度パターン法により階調再現を行うのが普通
である。しかしながらかかる方法に於ては以下の２点の
大きな問題点があった。

（１）原稿が網点画像の場合、複写された画像に原稿に
は無い周期的な縞模様が出る。

（２）原稿に線画・文字等が入っている場合には、デイ
ザ処理によりエッジが切れぎれになり画質が低下する。

（１）の現象はモアレ現象と呼ばれその発生原因は、 Ａ）網点原稿と入力サンプリングによるモアレ Ｂ）網点原稿とデイザ閾値マトリックスによるモアレ 等が考えられる。Ａ）の現象は、網点原稿の網点ピッチ
Ｐ_ｏ〔mm〕から決まる網点周波数ｆ_ｏ（＝1/P_o）〔ＰＥ
Ｌ／mm〕のｎ倍高周波ｎｆ_ｏ〔ＰＥＬ／mm〕と、入力セ
ンサー・ピッチＰ_ｓ〔mm〕とから求まる入力サンプリン
グ周波数ｆ_ｓ（1/P_s）〔ＰＥＬ／mm〕とから △ｆ＝｜ｆ_ｓ−ｎｆ_ｏ｜〔ＰＥＤ／mm〕……（１） なるビート周波数が生じそれがモアレとなる。

（Ｂ）の現象は、一般にデイザの閾値が、ｆａｔｔｉｎ
ｇ型等のドット集中型で配列されている時、出力画像も
擬似的な網点構造をしており、これが入力網点原稿との
間にビートを生じモアレ現象を呈する。デイザ閾値の繰
り返し周期ピッチを記録紙上でＰ_Ｄ〔mm〕とすると空間
周波数ではｆ_Ｄ＝１／Ｐ_Ｄ〔ＰＥＬ／mm〕となり、ビー
ト周波数としては、、 △ｆ＝｜ｆ_ｏ−ｆ_Ｄ｜〔ＰＥＤ／mm〕……（２） が最も顕著に現われる。

上記２つのモアレ現象で最も強く生じるのは（Ｂ）の方
である。これは（Ａ）の現象では一般に網点原稿のｎ倍
高周波のｎとしてｎ＝３〜６位であり、センサーへ導く
光学系等の伝達関数（ＭＴＦ）等が、その周波数でかな
り低下するため、モアレ縞のコントラストも低い。

かかる原因によって生じるモアレ現象は出力画像の品位
を著しく低下させる。このため昔から種々の対策・検討
がなされてきた。例えばランダム・デイザ法による方法
はモアレは除去出来るが砂目状の粒状性が出て、画質劣
化を生ず。Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．，Ｖｏｌ．６
６，Ｎｏ10，Ｏｃｔｏｂｅｒ １９７６ Ｐ９８５に示
される、Ｐａｕｌ Ｇ．Ｒｏｅｔｌｉｎｇの提唱するＡ
ＲＩＥＳは、２値化の前後で濃度の平均値を比較し、等
しくなる様に、閾値にフィード・バックをかけている
が、かかる方法は、ハード化が複雑で、且つモアレ除去
の効果が十分でない。

一方画像電子学会予縞８３−３ Ｐ１３“文字・写真混
在画像の網点化”高島他に見られる細網点化法は、網点
画像をボカシ（又は周辺画素までの平均化）により、デ
イザパターンで再網点化するためモアレは除去され、粒
状のノイズも少い。

しかしボカシ（又は周辺画素との平均化）により解像度
の低下をまぬがれない。即ちモアレを除去しようとすれ
ば解像度が低下し、解像度を保とうとすればモアレは除
去されない。従って網点画像領域だけをあらかじめ抽出
し、その部分だけにかかる手法を適用する事が必須とな
る。このため所謂像域分離技術が必要となる。この像域
分離技術は、現状のレベルでは精度が高く、高速な手法
……特にハード・ウエア化に向いた方法……は得がたく
前記手法を実現しがたい。且つ仮に像域分離技術が得ら
れたとしても、かかる手法では画像内の高周波成分まで
平均化・平滑化されてしまい十分満足とは言えない。

一方（２）の問題に関しては、原稿の文字・線画が、デ
イザ処理を施す事により細断化され、特にデッジ部が切
れぎれになるため印字品質が低下する。この現象はデイ
ザ・パターンが前述のＦａｔｔｉｎｇ型等のドット集中
型に於て特に顕著である。

＜目的＞ 本発明の目的は以上説明した２つの次点を除去し、高品
位に且つ高精細に画像を再現出来る画像処理装置を提供
することにある。即ち本発明に於ては、網点原稿時生じ
るモアレ現象を除去し、文字・線画に対しては切れぎれ
に細断化される事を防止、且つ画像部の高域成分の低下
を防ぐ事が出来たものである。又、更にはかかる手法を
簡単な回路構成で実現出来安価に提供しうる物である。

＜実施例＞ （基本構成）第１図〜第６図 本実施例の画像処理装置の基本構成を第１図に示す。本
画像処理装置は、エッジ検出器ａ，エッジ強調器ｂ，ス
ムージング器ｃ，混合器ｄから構成される。エッジ検出
器ａでは、後述の様に文字、線画、画像のエッジを検出
し、網点画像の網点はエッジとして検出しない空間周波
数特性を持たせている。エッジ強調器ｂでは、原画像ま
たは、原画像とエッジをある比率で混合したエッジ強調
画像信号を出力する。スムージング器ｃでは画像の平滑
化をおこなう。混合器ｄでは、エッジ検出器の信号に応
じて、エッジ強調画像と、スムージング画像との混合比
を変えて出力する。このようにして網点画像の網点は非
エッジ領域と判定し、スームジングをおこなうことによ
り平滑化しモアレを防止する。また、文字、線画、画像
のエッジはエッジ領域と判定し、エッジ強調することに
より、文字の網点化、画像の鮮鋭度の低下を防止する。
さらにエッジ領域と非エッジ領域とを連続的につないで
いるので境界でのテクスチャー変化が出ない。

次に本実施例の原理について周波数特性から説明する。
先ず原稿の網点画像のスクリーン線数は、通常白黒で１
２０線から１５０線、カラーで１３３線から１７５線で
ある。そしてモアレが生じやすいのはスクリーン角が０
度か４５度のときである。またライン読取時の主走査方
向網点ピッチは、４５度のときが最大で空間周波数が低
く、０度のときが最小で空間周波数は高い。スクリーン
角が０度と４５度のときの空間周波数を求めると表１の
ようになる。

このような網点画像の周波数特性は第２図ａのように基
本周波数とその高周波にピークをもつ。また文字画像、
連続調写真画像の周波数特性はそれぞれ、第２図ｂ，ｃ
のようになる。このような文字、写真、網点の混合画像
に対して、本実施例のエッジ検出器、エッジ強調器、ス
ムージング器の空間フィルターは次のような条件をみた
す周波数特性にする。

条件１．エッジ検出器の空間フィルターのピーク周波数
は、網点画像の第１次高調波周波数より低周波にする。

条件２．エッジ強調器の空間フィルターのピーク周波数
は、エッジ検出器の空間フィルターのピーク周波数より
高周波にする。

条件３．スムージング器の空間フィルターの周波数特性
は、網点画像の第１次高調波周波数で充分低下させる。
また出力のデイザーの周期に対応する周波数で充分低下
させる。

エッジ検出のための空間フィルターには種々のものがあ
るが、ハード回路の規模に影響を与えるマトリックスサ
イズを一定にすると、１次微分フィルターの方が２次微
分フィルターより低周波にピークをもつ。ただし２次微
分フィルターは方向性をもたないが、１次微分フィルタ
ーは方向性があり、少なくとも２方向の傾きの２乗の和
の平方根、あるいはその近似式として、少なくとも２方
向の傾きの絶対値の和、あるいは少なくとも２方向の傾
きの絶対値の最大値などをとる必要がある。また、１次
微分の方が２次微分よりも点状ノイズに強い。以上のよ
うにエッジ検出器ａの空間フィルターとしては１次微分
フィルターの方がよい。

又、エッジ強調器ｂの空間フィルターとしては、方向性
がなく、より高周波にピークをもつ２次微分フィルター
の方が１次微分フィルターよりも優れている。

以上のような各種空間フィルターの周波数特性の関係を
簡単のため１次元の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）で計算
した結果を示す。例として入力系の読取りサンプリング
間隔が１／１６mm、出力系が１６ｄｏｔｓ／mmで４×４
のデイザーマトリックスを用いた場合について計算す
る。デイザーパターンの周期は空間周波数に直すと４
１／mmである。また１／１６mmサンプリングの読取りで
はサンプリング定理により８ １／mmの周波数までしか
検出できない。

マトリックスサイズが５×５の場合、２次微分フィルタ
ー（−１，０，２，０，−１）の１次元ＦＦＴを第３図
に、１次微分フィルター（−１，０，０，０，１）の１
次元ＦＦＴを第４図に、別の１次元微分フィルター（−
１，−１，０，１，１）の１次元ＦＦＴを第５図に示
す。

それぞれピークの位置は４ １／mm，２ １／mm，２．
５ １／mmである。これを表１の網点画像の空間周波数
と比べると、１次微分フィルターでは表１のすべての線
数に対して条件１を満たしているが２次微分フィルター
では、１２０線、１３３線の４５°で条件１を満足でき
ず、網点をエッジと検出してしてまう。２種類の１次微
分フィルターを比較すると、パルス幅を大きくした（−
１，−１，０，１，１）の方が優れている。なぜならパ
ルス幅を大きくした方が２番目のピークの強度が小さく
なり、またパルス幅を大きくした方がエッジ領域（この
領域にエッジ強調をかける）を幅広く検出できるからで
ある。エッジ検出を１次微分フィルター（−１，−１，
０，１，１）にし、エッジ強調を２次微分フィルター
（−１，０，２，０，−１）にすれば、それぞれのピー
ク周波数は2.5 １／mm、４ １／mmで条件２を満たし
ている。すなわちエッジ検出より幅広くエッジ強調をお
こなう領域を抽出し、エッジ強調ではエッジがシャープ
に出る空間フィルターを使用するのである。

次に５×５のスムージングフィルター（１，１，１，
１，１）の１次元ＦＦＴを第６図に示す。１２０線４５
°以上の網点画像の基本周波数、3.341 １／mm以上で
強度が小さくなっている。また４×４にデイザーマトリ
ックスのピッチ、４ １／mmで強度が充分小さくなって
いて条件３を満足している。

本実施例はエッジ検出器、エッジ強調器、スムージング
器に前述の条件１〜３のような周波数特性の空間フィル
ターを用いることにより、画像の平坦部と網点画像は非
エッジ領域と判定しスムージングで平均化し、文字、線
画、画像のエッジ部はエッジ領域と判定し、エッジ強調
する。またエッジ領域と非エッジ領域との境界は混合器
での混合比をエッジ検出器の信号に応じて変えることに
より連続的につなぐ。以上により網点画像でのモアレを
防止し、文字の網点化と画像の鮮鋭度の低下を防ぎ、エ
ッジ領域と非エッジ領域との不連続なテクスチャーの変
化を生じない。また空間フィルターのマトリックスサイ
ズも大きなものを必要としないので、ハード回路の規模
を小さくでき、ＬＳＩ化にも有利である。

第７図は本発明の実施例を示すブロック図で、Ｓ１は入
力画像信号、１は入力画像信号Ｓ１の１次微分値の絶対
値を検出する微分値検出部で第１図ａに対応する。Ｓ２
は微分値検出部１の出力につながれた微分信号、２は微
分信号Ｓ２から制御信号Ｓ３とＳ４をつくる制御信号発
生器、Ｓ３は制御信号発生器２の出力で制御信号、Ｓ４
はやはり制御信号発生器２の出力で制御信号Ｓ３とは相
補性の制御信号、３は入力画像信号Ｓ１を平滑化する平
滑化処理部で第１図Ｃに対応する。Ｓ６は平滑化処理部
３によって平滑化された平滑化画像信号、４は平滑化画
像信号Ｓ６と制御信号Ｓ３との算術積をとる掛け算器、
Ｓ７は掛け算器４の出力、５は入力画像信号Ｓ１のエッ
ジ部を強調するエッジ強調部、Ｓ８はエッジ強調部５の
エッジ信号、Ｓ９は外部から与えられる定数、６はエッ
ジ信号Ｓ８と定数Ｓ９との算術積をとる掛け算器、Ｓ１
０は掛け算器６から出力されるエッジ信号、７はエッジ
信号Ｓ１０と入力画像信号Ｓ１との算術和をとる加算器
で、エッジ強調部５、掛け算器６、加算器７で第１図の
エッジ強調器ｂを構成する。

Ｓ１１は加算器７の出力であるところのエッジ強調画像
信号、８はエッジ強調画像信号Ｓ１１と制御信号Ｓ４と
の算術積をとる掛け算器、Ｓ１２は掛け算器８の出力、
９は出力Ｓ７と出力Ｓ１２の算術和をとる加算器、Ｓ１
３は加算器９の出力で処理画像信号である。ここで掛け
算器４，８及び加算器９は第１図の混合器ｄを構成して
いる。

ここでエッジ強調器ｂに対応するエッジ強調部３０２に
おいては、エッジ量（エッジデイテクト）検出部５の出
力と前述した制御信号Ｓ９との乗算を掛け算器６で行
う。掛け算器６はＲＯＭ等で構成でき、制御信号Ｓ９は
乗算係数そのものでなく、コード化された信号でもかま
わない事はいうまでもない。

画像処理の注目する画素をＡとした時に、加算器７によ
り、注目画素とエッジデイテクトのある係数倍された値
が加算され注目画素はエッジ強調される。混合部３０５
においては、エッジ強調部３０２の出力と平滑化処理３
の出力を適当な比率で混合する回路部で、前段の制御信
号発生部２に入力される微分値検出部１の出力に応じ、
Ｓ３，Ｓ４が出力される。後述する様にＳ３，Ｓ４は相
補性の制御信号であるが、必ずしも限定されない。Ｓ
３，Ｓ４は制御信号Ｓ５により、自由にその特性を選択
し設定する事ができる。掛け算器８においてエッジ強調
部出力はＳ４によって決められた乗算を行い、掛け算器
４において平滑化処理部処理はＳ３によって決定される
乗算を行い、掛け算器４，８の出力は加算器９によって
互いに加算され、これが画像処理出力となる。

第７図のブロック図はまた式をもって表現することがで
きる。

まず微分値検出部１及び制御信号発生器２は以下の式１
の如き演算を行う。

ここでＩは入力画像データ、Ｅは制御信号Ｓ４である。
は制御信号Ｓ４を最大値１に規格化し、ガンマ変換す
る関数である。

加算器７からは以下の如き出力が得られる。

Ｇは加算器７の出力、ｋ_１は定数信号Ｓ９の定数であ
る。そして平滑化処理部３からは以下の如き出力が得ら
れる。

Ｈは平滑化処理部３の出力である。依って、加算器９の
出力Ｓ１３の値Ｏｕｔは以下の如き式２によって表わせ
る。

上式に示す〔 〕内は画像信号Ｉとコンボリューショ
ンをとるカーネルである。カーネル＊１〜＊４は種々の
変形が考えられ、その一例を表２に示す。

第８図は制御信号発生部２のもつ関数の特性の例であ
る。

Ｅ＝ｆ（ｘ）において Ｅ＝０ ｆｏｒ ０ｘ＜０．２ Ｅ＝１．６７ｘ−０．３３ ｆｏｒ ０．２ｘ＜０．８ Ｅ＝１ ｆｏｒ ０．８ｘ１ である。ただし入出力信号とも０〜１に規格化して説明
する。

第９図および第１０図は１次微分によるエッジ検出部１
（以降微分値検出部と呼ぶ）の動作を説明する図で、主
走査１次元にて示している。

すでに説明しているように微分値検出部１は一種の帯域
通過型フィルタとなっているので、第９図に示す高い周
波数成分をもつ網点画像のような入力画像信号Ｓ１はカ
ーネル（−１，−１，０，１，１）で主走査方向にたた
み込みを行うとその出力信号Ｓ２は０．１−０．２とい
った小さな値となる。

一方、比較的低周波の入力画像信号の場合（例えば文字
の縦線等）には、第１０図に示す如く、同様のたたみ込
みにより、出力信号Ｓ２は大きな値をとる。

ここでガンマ交換を行う制御信号発生部２は第８図に示
すように微分信号Ｓ２が０．２より小の場合は制御信号
Ｓ３を１にし、制御信号Ｓ４を０にする。また微分信号
Ｓ２が０．８より大きい場合は制御信号Ｓ３を０にし、
制御信号Ｓ４を１にする。さらに微分信号Ｓ２が０．２
〜０．８の間においては第２図に示すように常に制御信
号Ｓ３と制御信号Ｓ４の和が１になるように微分信号Ｓ
２に応じて変化する。

一方入力画像信号Ｓ１は微分値検出部１の入力に接続さ
れていると共に平滑化処理部３とエッジ検出部５の入力
にも同時に接続されている。

第１１図は平滑化処理部３の動作を示しており、説明の
ために主走査方向の一次元の例を示している。この場合
カーネルは（１，１，１，１，１，）で内容がすべて１
であり５画素の平均を出力するよう構成されてるローパ
スフィルタになっており、入力画像信号Ｓ１は平滑化画
像信号Ｓ６のようになる。

また第１２図はエッジ強調部５の動作を示しており、や
はり説明のために主走査方向の一次元を示している。カ
ーネルは（−１，０，２，０，−１）であり良く知られ
た２次微分のエッジ検出特性を有し、出力Ｓ８は平坦部
で０、エッジ部で正・負のピークをもつ。

さらにエッジ信号Ｓ８はかけ算器６により定数Ｓ９倍さ
れ、加算器７によって画像入力信号Ｓ１と加算され、エ
ッジ強調信号Ｓ１１となる。尚、図示されていないが入
力画像信号Ｓ１に対してエッジ信号Ｓ１０は少々遅れる
ので加算器７の入力であるエッジ信号Ｓ１０と入力画像
信号Ｓ１とのタイミングをとるための遅延回路が実際に
は設けられる。

ところで微分値検出部１の出力が大きい、即ちエッジ部
では制御信号Ｓ３は小さく、Ｓ４は大きい。逆に微分信
号Ｓ２が小さい場合はＳ３が大きくＳ４が小さい。また
第８図で述べたようにＳ３とＳ４は常にその和が１にな
るようにガンマ変換されている。従ってかけ算器４と８
の出力の和は微分信号Ｓ２が大のときエッジ強調信号Ｓ
１１の成分が多く、Ｓ２が小のとき平滑化信号Ｓ６の成
分が多くなる様制御される。

第１３図はこの様子を示しており、微分信号Ｓ２は入力
画像信号Ｓ１のうち周期の短い振動（網点周期に相当す
る）を除く部分でのエッジを検出していることを示して
いる。

制御信号Ｓ４は微分信号Ｓ２のガンマ変換したものであ
って第１３図に示される信号Ｓ２の４つの山以外を０に
している。Ｓ３は当然１−Ｓ４である。さらに第１３図
は平滑化信号Ｓ６とエッジ強調信号Ｓ１１も示してい
る。第１３図において処理信号Ｓ１３はＳ６とＳ１１を
Ｓ３とＳ４の比率で加えた網点部分を平滑化しエッジ部
のみ強調した信号である。

次に第７図の各ブロックについて詳細に説明する。

（微分値検出部１） 第１４図は微分値検出部１の詳細回路図である。

微分値検出部１には第２０図の５ラインバッファ３０１
の出力が入力される。

図において３０６は一次微分器であり、その出力３０６
−ａは、データ部３０６−ｃと、正負を示すサイン部３
０６−ｂとに分けられ、サイン部３０６−ｂは、セレク
タ３０８のセレクト信号に入力され、インバータ３０７
によって＋，−反転したデータか３０６−ｃのデータの
いずれかをセレクトする事によってデータの絶対値３０
８−ａが得られる。同様にして１次微分器３１２の出力
の絶対値がセレクタ３１１より出力され、加算器３０９
により３０８−ａと３１１−ａが加算され、２方向の一
次微分値の和が加算器３０９より出力される。

次に第１４図の１次微分器３０６，３１２を詳細に示し
たブロック図を第１５図に示す。

まず、この１次微分回路の基本動作を説明するために第
１５図中のブロックＸについて説明する。

まず、第１５図中のすべてのシフトレジスタは図中に示
さない画像転送クロックに同期してシフトされる。説明
を簡単にするために乗算器２４３〜２４７のすべての乗
算係数を１とする。タイミングチャート第１６図により
ｔ−３におけるシフトレジスタ２３０の出力はＳｎ，ｍ
−１＋Ｓｎ，ｍ−２であり、ｔ−２におけるシフトレジ
スタ２３１の出力はＳｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ−１＋Ｓｎ，ｍ
−２であり、ｔ−１におけるシフトレジスタ２３２の出
力はＳｎ，ｍ＋１＋Ｓｎ，ｍ−１＋Ｓｎ，ｍ−２で、ｔ
０における加算器２６０の出力はＳｎ，ｍ＋２＋Ｓｎ，
ｍ＋１＋Ｓｎ，ｍ＋Ｓｎ，ｍ−１＋Ｓｎ，ｍ−２であ
る。このようにして主走査方向５画素の加算値をブロッ
クＸにて計算する。ここで、乗算器２４３−２４７の乗
算係数をａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅに設定することにより加算
器２６０の出力は、ｅ・Ｓｎ，ｍ＋２＋ｄ・Ｓｎ，ｍ＋
１＋ｃ・Ｓｎ，ｍ＋ｂ・Ｓｎ，ｍ−１＋ａ・Ｓｎ，ｍ−
２となる。

同様にしてシフトレジスタ２２３以降の回路と、シフト
レジスタ２３３以降の回路が動作する事もわかる。

ところで、求める１次微分が式１の＊１，＊２の様な場
合に、注目画素がｎライン目の場合に、ｎ−２ラインと
ｎ−１ラインのカーネルの要素は等しく、又ｎ＋１ライ
ンとｎ＋２ラインのカーネルの要素も等しい。故に画像
データはｎ−２ライン目とｎ−１ライン目を加算化２３
１で加算してから式１＊１，＊２の様な１次微分処理を
行う事によって回路規模を１／２に縮小できる。又、ｎ
＋１ライン目、ｎ＋２ライン目についても同様である。
この様にして加算器４００において５ライン分のカーネ
メに応じた加算値を得る事ができる。

又、２３８〜２５２に示すような乗算器はその乗算値が
１ｏｒ−１ｏｒ０の様に単純な場合には、第１７図に示
すように、インバータ２９１とセレクタ２９２によって
簡単に構成でき図中ＳＬによって１ｏｒ−１の切換えを
行い、ＣＬによって０にする事ができる。

又式１のカーネル＊１の１次微分を求めるには、乗算器
２３８〜２４２の乗算係数を１とし、乗算器２４３〜２
４７の乗算係数を０とし、乗算器２４８〜２５２の乗算
係数を−１とする。

式１のカーネル＊２の１次微分を求めるには、乗算器２
４２，２３８，２３９，２４０，２４１の乗算係数を
１，１，０，−１，−１とし、乗算器２４３〜２４７の
乗算係数を１，１，０，−１，−１とし、乗算器２４８
〜２５２の乗算係数を１，１，０，−１，−１とする。

又、表２の＊１，＊２の様な１次微分を算出する回路構
成は第１８図により実現できるが、第１５図と動作原理
は同じであるので乗算器への係数の与え方は省略する。

（エッジ強調部５） 次にエッジ強調部５を示したのが第１９図である。

第７図に示す入力画像信号Ｓ１は第２０図に示すよう
に、イメージデータの連続する５ライン分のデータより
成り、５ラインバッファ３０１に入力された入力画像デ
ータは５ラインバッファにて、たくわえられた後に５ラ
イン分同時に、出力され図示していない画像転送クロッ
クに同期して、イメージデータの主走査方向に１画素づ
つ出力される。

また第２１図に示す様にイメージエリアの注目領域Ｓを
さらに拡大して注目する画素データをＳｎ，ｍとした時
の周辺の画像データについて考える。第１９図のエッジ
強調部５には、入力画像データＳ２にうちｎ−２ライン
目，ｎ，ｎ＋２ライン目の３ライン分の画像データを入
力し、画像出力の注目画素をＳｎ，ｍとする。

図中２０１〜２１１は１ビットのシフトレジスタであ
る。画像データＳ１は、シフトレジスタ２０１〜２０
３，２０４〜２０８，２０９〜２１１によって、図示し
ていない画像転送クロックに同期してシフトされる。こ
のタイミングチャートが第２２図である。第２２図にお
いて、あるタイミングＴにおけるシフトレジスタの出力
を第１９図中に（ ）で囲んで示す。

加算器２１３はシフトレジスタ２０３，２０４，２０
８，２１１の出力データＳｎ−２，ｍ，Ｓｎ，ｍ−２，
Ｓｎ，ｍ＋２，Ｓｎ＋２，ｍを加算し、加算されたデー
タは乗算器２１４で−１倍される。注目画素Ｓｎ，ｍは
シフトレジスタ２０６から出力され、乗算器２１２で４
倍され、加算器２１５で加算されて加算器２１５から
は、前記式２、第７図に示されるようなエッジディテク
ト信号Ｇ・Ｓ１１が出力される。

尚、ｎ−２ライン目とｎ＋２ライン目のカーネル要素は
同じなのでシフトレジスタ２０９〜２１１を省き、ｎ−
２ライン目とｎ＋２ライン目の出力を加算した後、シフ
トレジスタ２０１に入力しても良い。又、第１８図の回
路を用いて乗算器にカーネル＊４の値を入れることによ
りエッジ検出部５を構成できることも明らかである。

（平滑化処理部３） 次に第７図平滑化処理部３のブロックの詳細を第２３図
に示す。

画像信号Ｓ１は夫々イメージの副走査方向に連続する５
ラインのデータより成り、加算器２７１により副走査５
画素の加算が行われる。このデータは１ビット遅延する
為のシフトレジスタ２７２に入力される。シフトレジス
タ２７２の出力データは加算器２７７〜２８０に入力さ
れる。加算器２７２ではシフトレジスタ２７２の出力と
その１画素前のデータが加算される。この加算結果は２
７４のシフトレジスタにラッチされた後に２７８の加算
器で次の画素と加算される。以下同様にして時間Ｔ２の
時に加算器２８０からは第２４図に示す如くＳ_Ｎ，ｍ＋
２＋Ｓ_Ｎ，ｍ＋１＋Ｓ_Ｎ，ｍ＋Ｓ_Ｎ，ｍ−１＋Ｓ_Ｎ，ｍ
−２が出力される（Ｓ_Ｎ，ｊ＝Ｓ_Ｎ−２，ｊ＋Ｓ_Ｎ−
１，ｊ＋Ｓ_Ｎ，ｊ＋Ｓ_Ｎ＋１，ｊ＋Ｓ_Ｎ＋２，ｊ）。

こうして注目画素をＳｎ，ｍとする時に式２の＊３に示
される画素合計が加算器２８０より出力され除算器２８
１により合計画素数で、割って平滑化データが得られ
る。又、第２５図に示すような重みづけをした平滑化を
する回路が第２６図である。動作タイミング等は第２３
図と同じであるが、第２６図では乗算器３５１〜３５５
により各ラインに重みづけし、又各列にも乗算器３５６
〜３６０により重みづけすることによって第２５図の如
き平滑化を行う。

この平滑化処理部では画像副走査方向にその加算値をす
べて加え合せてから画像主走査方向に加算しているので
回路規模が小さくできる。

（他の実施例） 本実施例においては微分値検出部、平滑化処理部、エッ
ジ強調部のカーネルを５×５としたが、モアレ除去の目
的とする線数によっては３×３でも良いし、５×５以上
必要となる場合もある。又目的に応じて微分値検出部、
平滑化処理部は夫々同じ大きさのカーネルを用いる必要
はない。更にカーネルは正方である必要はない。

また本実施例においては１組の５ラインバッファを設
け、エッジ検出と平滑化とエッジ強調を並列処理によっ
て行うよう説明したが必ずしも並列に行う必要はない。

又、本実施例においては平滑化処理部３の出力である平
滑化信号Ｓ６と加算器７の出力であるエッジ強調信号Ｓ
１１をガンマ変換部２の出力に従った割合で加算した
が、エッジ強調信号Ｓ１１のかわりに入力画像信号Ｓ１
を用いても良い。この場合、文字や線画に対して本実施
例より多少劣る面があるが装置が大幅に簡略化できる上
にモアレの抑制については本実施例と同じ効果が得られ
る利点がある。

また第７図に示すところのエッジ強調部５と掛け算器６
と加算器７によって構成されるエッジ強調器はエッジ強
調部５のカーネル＊４の中心部を定数Ｓ９によって可変
できるよう構成した場合は掛け算器６と加算器７は不要
となる。

更に本実施例において定数Ｓ９は外部から可変であると
したが、内部で固定であっても良い。

又、本発明の実施例において、ガンマ変換を行う制御信
号発生器２の特性は第８図であるように説明したが、第
２７図−ａ〜ｃにガンマ変換器２の特性の変形例を示
す。

第２７図においては、制御信号Ｓ４の特性のみを示して
いるが、制御信号Ｓ３は Ｓ３＝１−Ｓ４ であらわさせる。

第２７図−ａは Ｓ４＝０ ただし ０ ＜Ｓ２＜０．５ Ｓ４＝１．０ ただし ０．５＜Ｓ２＜１．０ なる特性を有し、特にガンマ変換部の回路が簡単に構成
できるという特徴がある。

第２７図−ｂは Ｓ４＝−ａｒｃｔａｎ（ｋ・Ｓ２＋ｋ） なる特性を有し、特に平滑信号とエッジ強調信号とのつ
ながりがスムーズになるという特徴がある。

第２７図−ｃは Ｓ４＝０ ただし ０ ＜Ｓ２＜０．２５ Ｓ４＝０．３３ ただし ０．２５＜Ｓ２＜０．５ Ｓ４＝０．６７ ただし ０．５ ＜Ｓ２＜０．７５ Ｓ４＝１．０ ただし ０．７５＜Ｓ２＜１．０ なる特性を有し、第８図に示す実施例に対し、比較的、
回路が簡単になり、かつ第２７図−ａに示したガンマ変
換部の特性を用いた場合より平滑化信号とエッジ強調信
号とのつながりがスムーズになるという特徴がある。

さらに述べるなから、たとえば微分値検出部として良く
知られるプレウイットのエッジ検出やソーベルのエッジ
検出法などを用いても良い。またエッジ検出部としてラ
プラシアンを使用してもかまわない。さらに前記プレウ
イットのエッジ検出やソーベルのエッジ検出法あるいは
ラプラシアンとしては通常３ｘ３の核を用いて空間フィ
ルター処理がなされるが、核の大きさが３ｘ３以外に拡
張して用いても本発明の本質に影響を与えるものではな
い。

＜効果＞ 以上説明した様に本発明に依れば網点画像を再生する場
合にモアレの発生を防止できると同時に、文字や細線に
ついはエッジ強張により忠実に再現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の基本概念を示す図、第２図は
各種画像のもつ周波数特性図、第３図、第４図、第５図
は各種微分フィルタの周波数特性図、第６図は平滑化フ
ィルタの周波数特性図、第７図は本実施例の画像処理ブ
ロック図、第８図は制御信号発生部２のガンマ変換特性
図、第９図、第１０図は一次微分を行う微分値検出部１
の動作例を示す図、第１１図は平滑化処理部３の動作例
を示す図、第１２図はエッジ強調部５の動作例を示す
図、第１３図は第７図各部の信号波形図、第１４図はエ
ッジ検出部１の詳細回路図、第１５図は１次微分器３０
６，３１２の詳細ブロック図、第１６図は１次微分器の
動作を示すタイミングチャート、第１７図は絶対値の回
路図、第１８図は１次微分器の他の例の詳細ブロック
図、第１９図はエッジ強調部５の詳細ブロック図、第２
０図はバッファ回路図、第２１図はイメージエリアを示
す図、第２２図はエッジ強調部の動作を示す図、第２３
図は平滑化処理部３の詳細ブロック図、第２４図は平滑
化処理部の動作を示す図、第２５図は他の平滑化処理の
為のカーネルを示す図、第２６図は第２５図の平滑化を
行う為のブロック図、第２７図(a)，(b)，(c)は制御信
号発生部２の他のガンマ変換特性を示す図である。 図において、 ａはエッジ検出器、ｂはエッジ強調器、ｃは平滑器、ｄ
は混合器、１は微分値検出部、２は制御信号発生部、３
は平滑化処理部、４と６と８はかけ算器、５はエッジ強
調部、７と９は加算器を夫々示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三田 良信 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−24166（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号のエッジ部を検出するエッジ検出
   手段、前記画像信号を平滑化する平滑化手段、前記画像
   信号のエッジを強調するエッジ強調手段、前記エッジ検
   出手段の検出出力により前記平滑化手段又は前記強調手
   段の出力を混合若しくは選択して出力する手段を有し、
   前記エッジ検出手段を構成する空間フィルタのピーク周
   波数は網点画像の第１次高調波周波数より低周波に設定
   したことを特徴とする画像処理装置。