JPH0662224A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑なメモリのアドレス管理を必要とするこ
となく、１ラインのみの画像濃度メモリを用いて、適切
な浮動二値化処理をリアルタイムで行うことのできる優
れた画像処理装置を提供することを目的とする。 【構成】 出力分解能に応じて入力画像データの画素の
間引き処理を行う間引き処理部１００と、前記選択され
た画素の二値化する対象画素データ及びその周囲画素デ
ータを読込む周囲画素読込み処理部２００と、対象画素
を二値化する二値化処理部３００と、二値化した画素デ
ータを出力する出力処理部４００と、間引き処理によっ
て選択された画素の濃度データ及び二値化した二値化結
果データを記憶する画像メモリ部５００とを備えた構成
となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力する画像信号を二
値化して、必要に応じて異なる分解能の画像データとし
て出力する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】イメージスキャナ、コピーマシン、ファ
クシミリ等のような、入力する画像信号に二値化処理を
行う画像処理装置においては、細線欠落を防止し、網点
写真の中間調を再現するために、画像処理する対象画素
の信号を二値化する際に、その対象画素の周囲の画素の
濃度情報を用いて、対象画素のしきい値を決定する浮動
二値化処理と呼ばれる方法が効果的である。また、網点
写真を画像処理する際には、網点写真の周期性及び入力
サンプルの周期性により生じるモアレを除去するため
に、非格子状に間引きを行う方法が効果的である。

【０００３】いま、対象画素の濃度をＤとし、この対象
画素の３つの周囲画素の濃度をそれぞれＡ、Ｂ及びＣと
する。この場合、浮動二値化処理を行うために、（数
１）に示す浮動しきい値Ｔを演算により決定する。決定
されたしきい値Ｔと対象画素の濃度Ｄとを比較して、Ｔ
＞Ｄならば、二値化結果Ｒは、Ｒ＝１となり黒の画素が
得られ、Ｔ≦Ｄならば、二値化結果Ｒは、Ｒ＝０となり
白の画素が得られる。

【０００４】

【数１】図６は、周囲画素の平均濃度（Ｓ／３）に対す
るしきい値Ｔを表す図であり、Ｔ0 は固定二値しきい値
を示すもので、Ｔf は浮動二値しきい値を示すものであ
る。浮動二値化処理を行うことにより、周囲の画素濃度
によって対象画素に対するしきい値が変動するので、網
点写真原稿での中間調が忠実に再現できるとともに、下
地に色調がある場合でも、文字が明瞭に再現でき、細線
欠落をも防止することができる。

【０００５】ここで、対象画素と同一ライン上の画素の
濃度データを用いてしきい値を決定すると、横方向の細
線が欠落しやすくなるので、少なくとも１ライン分の画
像濃度メモリを設けて、異なる複数のライン上の画素の
濃度データを用いて、しきい値を決定するようにしてい
る。

【０００６】図７ないし図９は、入力した画像データの
分解能を低い分解能に変換して出力する、非格子状間引
き処理を示す図である。図７は、４００ＤＰＩ（ｄｏｔ
ｐｅｒ ｉｎｃｈｉ）の分解能をもつ入力画像データ
を、１００ＤＰＩに変換する際のパターンを示してい
る。図７において、細線で囲まれた小領域が各画素すな
わち入力画素領域を表し、太線で囲まれた領域が出力画
素領域を表している。さらに、丸マークの画素領域は、
非格子状間引き処理の結果、選択された選択画素すなわ
ち出力画素を示すものである。出力画素領域は４×４の
１６の画素で構成されているが、選択画素の各々はすべ
てその相対位置が異なり、非格子状となっている。

【０００７】図８及び図９はそれぞれ、４００ＤＰＩか
ら２００ＤＰＩ及び３００ＤＰＩに分解能を変換するパ
ターンを示す図である。このように、非格子状に間引く
ことによって、網点写真原稿の周期性及び入力サンプル
の周期性により生じるモアレを除去することができる。
また、主走査方向、副走査方向の全列、全行に選択され
る画素が存在するように配置されるので、間引きによる
細線欠落が生じにくい。 非格子状間引き処理を用いる
場合、画像データの複数の入力ラインから１つの出力ラ
インを生成する。図１０において、４つの画素ｐ１ない
しｐ４は、入力ラインは異なるが、出力ラインでは同一
ライン上となる。したがって、最大１ラインのメモリを
設けて、画像濃度データもしくは二値化結果を記憶する
必要がある。すなわち、画素ｐ１及びｐ２を記憶して、
画素ｐ３及びｐ４はリアルタイムで出力する。画素ｐ４
が出力された後、画素ｐ１及びｐ２を出力する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の画
像処理装置においては、下記のような問題があった。

【０００９】図１１に第１の従来例を示す。この例にお
いては、対象画素Ｄと周囲画素Ａ、Ｂ及びＣとの配置関
係が図１１（ａ）に示すようになっている。この場合に
は図１１（ｂ）に示すように、非格子状間引き処理後の
周囲画素Ａ、Ｂ及びＣの濃度データを用いて浮動二値化
処理を行うので、次のような問題があった。

【００１０】（１）画素Ｃは、対象画素Ｄの存在するラ
インの次のラインに存在するために、リアルタイムで対
象画素Ｄの浮動二値化処理ができない。

【００１１】（２）周囲画素Ａ及びＣの主走査方向のア
ドレスがバッティング（同一化）するため、少なくとも
２ラインから４ラインの画素濃度情報を記憶するメモリ
を必要とし、さらにそのメモリのアドレス管理が複雑に
なり、コストアップの要因となる。

【００１２】図１２に示す第２の従来例においては、対
象画素Ｄと周囲画素Ａ、Ｂ及びＣとの配置関係が図１２
（ａ）に示すようになっている。したがって浮動二値化
処理を図１２（ｂ）に示す手順で行うので、周囲画素の
アドレスがバッティングする問題は解消できるが、画素
Ｃは対象画素Ｄの次のラインに存在するので、依然とし
て２ラインから４ライン分のメモリを要し、リアルタイ
ムの浮動二値化処理をすることができないという問題が
あった。

【００１３】図１３は第３の従来例であり、対象画素Ｄ
と周囲画素Ａ、Ｂ及びＣとの配置関係が図１３（ａ）に
示すようになっているので、リアルタイムの浮動二値化
処理が可能となり、上記第１及び第２の問題は解消する
ことができるが、対象画素Ｄに対して周囲画素の位置が
離れ過ぎて、適切な浮動二値化処理ができないという新
たな問題が生じていた。

【００１４】なお、浮動二値化処理を間引き前の画素を
用いて行う構成も考えられるが、この場合には、間引き
処理のためのメモリ及びそのアドレスと、浮動二値化処
理のためのメモリ及びそのアドレスとを別個に具備しな
ければならず、メモリの増加やアドレス操作の複雑化を
招くという問題がある。

【００１５】また、リアルタイムで処理できないがため
に処理時間が遅くなるのをハードウェアで補おうとする
と、ハードウェアが高価になるという新たな問題が発生
することになる。

【００１６】本発明は上記従来の種々の問題を解決する
ものであり、複雑なメモリのアドレス管理を必要とする
ことなく、１ラインのみの画像濃度メモリを用いて、適
切な浮動二値化処理をリアルタイムで行うことのできる
優れた画像処理装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、出力分解能に応じて入力画像データの画素
の間引き処理を行う間引き手段と、間引き処理によって
選択された画素の濃度データを記憶する第１のメモリ
と、前記選択された画素の二値化データを記憶する第２
のメモリと、二値化処理する対象画素のアドレスに応じ
て前記第１のメモリの一つ又は複数の所定のアドレス群
を決定し、決定したアドレス群の濃度データを読み出す
読出手段と、読み出された前記濃度データからしきい値
データを決定するしきい値決定手段と、前記対象画素の
濃度データと前記しきい値データとを比較して前記対象
画素の二値化処理を行う二値化処理手段と、二値化処理
された前記対象画素の二値化データを前記第２のメモリ
の前記対象画素のアドレスに相当するアドレスに格納
し、かつ、前記対象画素の濃度データを前記第１のメモ
リの前記対象画素のアドレスに相当するアドレスに格納
する書込手段と、前記第２のメモリから対象画素の二値
化データを読み出して、これを出力画像データとするデ
ータ出力手段とを備えた構成となっている。

【００１８】

【作用】本発明は上記構成により、対象画素を二値化す
る際に、対象画素のアドレスを基準として、１ライン前
及びその対象画素と同一ラインの前の画素の所定のアド
レスの画素の濃度データより、しきい値データを決定し
て二値化を行うことにより、二値化処理の高速化、装置
自身のローコスト化、及び、出力した画像データによる
表示した画質の向上を図ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照して
説明する。

【００２０】図１は、本発明による画像処理装置の実施
例の全体機能構成図である。図１に示す全体構成は、間
引き処理部１００、周囲画素読込み処理部２００、二値
化処理部３００、出力処理部４００及び画像メモリ部５
００の各機能部で構成されている。

【００２１】間引き処理部１００において、１は２５６
階調の画素濃度データを画素単位に供給する入力画像部
であり、２はこの画素濃度データを画像メモリに書き込
む書込手段としての書込み回路である。３は入力される
画素をカウントする画素カウンタであり、入力される画
素ごとのカウント値を送出する。４は出力画素の分解能
を設定して、出力分解能データを送出する出力分解能設
定手段である。５は画素カウンタ３からのカウント値
と、出力分解能設定手段４からの出力分解能データとに
より、間引きする画素のアドレス、すなわち間引アドレ
スを決定する入力画素間引き回路であり、６は画素カウ
ンタ３からのカウント値により、この装置の画素データ
に関するアドレスを管理するアドレスカウンタであり、
入力画素間引き回路５からの間引アドレスに応じて、画
像メモリに記憶する画素データを指定する。

【００２２】濃度画像メモリ部５００において、７は画
素濃度データ書込み回路２からの画素濃度データを記憶
する第１のメモリとしての画素濃度記憶メモリであり、
８は画素濃度データを二値化した結果を記憶する第２の
メモリとしての二値化結果記憶メモリである。なお、画
素濃度記憶メモリ７及び二値化結果記憶メモリ８は、別
個のメモリとしたが、アドレスごとに複数ビットの格納
領域を有する単一のメモリで構成することも可能であ
る。

【００２３】周囲画素読込み処理部２００において、９
は二値化する対象画素の周囲画素のアドレスを算出する
周囲画素アドレス算出回路であり、１０は周囲画素のア
ドレスに応じて、画素濃度記憶メモリ７から対象画素デ
ータ及びその周囲画素データを読み出す画素濃度データ
書込み回路である。

【００２４】二値化処理部３００において、１１は画素
濃度データ書込み回路１０から得られる対象画素データ
及びその周囲画素データにより、二値化するしきい値を
算出するしきい値決定手段としてのしきい値算出回路で
あり、１２は算出されたしきい値により対象画素の二値
化処理を行う二値化処理手段としての二値化処理回路で
あり、１３は二値化された二値化結果データを二値化結
果記憶メモリ８に書き込む二値化結果データ書込み回路
である。

【００２５】出力処理部４００において、１４は画素デ
ータの出力をコントロールする出力制御回路であり、１
５は出力制御回路１４の指令に基づいて、画像を構成す
る出力画素のアドレスを算出する出力結果アドレス算出
回路であり、１６は算出された出力画素のアドレスに応
じて、二値化結果記憶メモリ８から読み出す読出手段と
しての出力結果データ読込み回路である。また、１７は
出力結果データ読込み回路１６からの出力結果データに
よって構成されるデータ出力手段としての出力画像部で
ある。

【００２６】次に、図１の構成による画像処理の動作に
ついて図２ないし図５を参照して説明する。

【００２７】図２は本発明による浮動二値化処理を行う
手順を示すもので、例えば、二値化処理する対象画素を
Ｄとすると、この対象画素Ｄのアドレスを基準として、
既に入力された画素が格納されている画素濃度記憶メモ
リ７のアドレスを決定する。図２の場合には、対象画素
Ｄのライン（主走査方向）上のアドレスは１であるの
で、メモリのアドレスを０、１及び２に決定し、そのア
ドレスの画素Ｄ１、Ｄ２及びＤ３のデータを読み出し
て、対象画素Ｄを二値化するためのしきい値データを決
定する。

【００２８】図３はこの画素濃度記憶メモリ７における
一つの画素のデータを格納する場合の構成を示してい
る。この場合、入力画像データの入力分解能は４００Ｄ
ＰＩであり、入力される画素の濃度は２５６のレベルで
あるので、８ビットの濃度データとして取り込まれる。
さらに、この８ビットのデータの内最下位ビットのデー
タは削除されて、７ビットのデータが濃度データとして
メモリのｂ７ないしｂ１に格納される。メモリの最下位
ビットＲには、二値化処理された二値化データが格納さ
れる。画像データの主走査方向すなわちラインの画素数
は、１６００画素となっているので、メモリの容量は１
バイト８ビットの１６００バイトである。

【００２９】また、出力画像データの出力分解能は、４
００、３００、２００及び１００ＤＰＩであり、画像デ
ータを出力する装置からの指令に応じて、あるいは操作
に応じて、切替えることができる。

【００３０】図４及び図５は、本実施例の画像処理装置
の動作を示すフローチャートである。これらのフローチ
ャートにおいて、Ｈは１１ビットの横画素カウンタであ
り、１から１６００までの１６００画素のアドレスを管
理する。Ｖは５ビットの縦画素カウンタである。Ｚは１
ビットの間引きフラグであり、このフラグが１のときは
画素データを選択し、０のときは選択せずに捨ててしま
う。Ｌは１ビットのラインタイプフラグであり、このフ
ラグが１のとき画像データを出力する。Ａは１１ビット
のアドレスカウンタであり、ＡＤは１ビットのアドレス
インクリメントフラグである。このフラグＡＤが１のと
き、アドレスカウンタＡをインクリメントする。

【００３１】図４において、出力する画像データの分解
能が設定されると（ステップＳ１）、Ｖ＝０、Ｈ＝０及
びＡ＝０の初期設定がなされる（ステップＳ２）。次に
画素処理のサブルーチンを行う（ステップＳ３）。この
画像処理の後にフラグＡＤが１であるかどうかを判定し
（ステップＳ４）、１である場合にはアドレスカウンタ
Ａの値を一つインクリメントし（ステップＳ５）、１で
ない場合にはインクリメントせずに、横画素カウンタＨ
の値を一つインクリメントする（ステップＳ６）。 次
に、横画素カウンタＨの値が１６００すなわちラインの
最終画素であるかどうかを判定し（ステップＳ７）、最
終画素でない場合には、ステップＳ３に移行してステッ
プＳ７までの処理を実行する。ステップＳ７においてＨ
の値が１６００となったときは、Ｈ＝０、Ａ＝０及びＶ
＝Ｖ＋１に設定して（ステップＳ８）、全画素の画素処
理が終了したかどうかを判定する（ステップＳ９）。全
画素の画素処理が終了していなければ、ステップＳ３に
移行して、ステップＳ９までの処理を実行する。ステッ
プＳ９において全画素の画素処理が終了したときにはこ
の画像処理の動作を終了する。

【００３２】図５は、図４のフローチャートにおける画
素処理のサブルーチン（ステップＳ３）を示すフローチ
ャートである。図５において、間引きフラグＺ、ライン
タイプフラグＬ及びアドレスインクリメントフラグＡＤ
を決定する（ステップＳ３０）。

【００３３】間引きフラグＺの決定については、出力分
解能に応じて演算式が異なり、１００×１００ＤＰＩの
場合には（数２）によりＺを決定し、２００×２００Ｄ
ＰＩ及び３００×３００ＤＰＩについては、それぞれ
（数３）及び（数４）によりＺを決定する。

【００３４】

【数２】

【００３５】

【数３】

【００３６】

【数４】出力分解能が４００×４００ＤＰＩである場
合、すなわち入力分解能と出力分解能とが同一であると
きには、間引きをしないので、Ｚ＝１となる。

【００３７】ラインタイプフラグＬ及びアドレスインク
リメントフラグＡＤは、出力分解能が１００×１００Ｄ
ＰＩ、２００×２００ＤＰＩ及び３００×３００ＤＰＩ
の場合により、それぞれ（数５）、（数６）及び（数
７）によって決定される。

【００３８】

【数５】

【００３９】

【数６】

【００４０】

【数７】出力分解能が４００×４００ＤＰＩである場合
は、Ｌ＝１、ＡＤ＝１となる。

【００４１】次に、Ｚ＝１であるかどうかを判定し（ス
テップＳ３１）、Ｚ＝１でなければ、間引きした後の対
象画像データ（Ｄ）を取り込む（ステップＳ３２）。図
２における画素データＤを対象画素とし、対象画素のア
ドレスがＡであったときに、濃度データを画像メモリの
アドレスＡ−１、Ａ及びＡ＋１から周囲画素Ｄ１，Ｄ
２，Ｄ３を読み出して（ステップＳ３３）、周囲画素合
計Ｓを（数８）により算出する（ステップＳ３４）。

【００４２】

【数８】算出した周囲画素Ｓにより、しきい値Ｔを（数
９）に基づいて演算し、対象画素の濃度データＤとしき
い値Ｔを比較して、浮動二値化処理を行う（ステップＳ
３５）。

【００４３】

【数９】浮動二値化処理により、二値化結果Ｒ及び対象
画素の濃度データを、画像メモリのアドレスＡに書き込
む（ステップＳ３６）。すなわち、アドレスＡの濃度デ
ータ及び二値化結果が更新される。次に、ＡＤとＬのビ
ット論理積ＡＤ＆Ｌが１であるかどうかを判定し（ステ
ップＳ３７）、１である場合には、画像メモリから二値
化結果Ｒを読み込んで（ステップＳ３８）、その二値化
結果を出力する（ステップＳ３９）。

【００４４】二値化結果を出力後、並びに、ステップＳ
３１においてＺ＝１でない場合、及びステップＳ３７に
おいてビット論理積ＡＤ＆Ｌが１でない場合には、図４
のステップＳ４に移行（リターン）する。

【００４５】以上のように、対象画素を二値化する際
に、画素位置にかかわらず、対象画素のラインのアドレ
スを基準として、１ライン前及びその対象画素と同一ラ
インの前の画素の所定のアドレスの画素の濃度データよ
り、しきい値データを決定して二値化を行う。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、上記実施例から明らかなよう
に、対象画素を二値化する際に、対象画素のラインのア
ドレスを基準として、１ライン前及びその対象画素と同
一ラインの前の画素の所定のアドレスの画素の濃度デー
タより、しきい値データを決定して二値化を行うことに
より、複雑なメモリのアドレス管理を必要とすることな
く、１ラインのみの画像濃度メモリを用いて、適切な浮
動二値化処理をリアルタイムで行うことができ、二値化
処理の高速化、装置自身のローコスト化、及び、出力し
た画像データによる表示した画質の向上を図るという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像処理装置の実施例の全体構成
図である。

【図２】本実施例における画素処理の様子を示す図であ
る。

【図３】本実施例における画像メモリの画像データを格
納する構成を示す図である。

【図４】本実施例における画像処理の動作フローチャー
トである。

【図５】図４における画素処理のサブルーチンのフロー
チャートである。

【図６】従来例における周囲画素の平均濃度に対するし
きい値を示す図である。

【図７】従来例における４００ＤＰＩから１００ＤＰＩ
に分解能を変換する場合の非格子状間引きの様子を示す
図である。

【図８】従来例における４００ＤＰＩから２００ＤＰＩ
に分解能を変換する場合の非格子状間引きの様子を示す
図である。

【図９】従来例における４００ＤＰＩから３００ＤＰＩ
に分解能を変換する場合の非格子状間引きの様子を示す
図である。

【図１０】非格子状間引き処理を用いる場合の画像デー
タの複数の入力ラインから１つの出力ラインを生成する
様子を示す図である。

【図１１】（ａ）は従来例の画像処理装置における周囲
画素Ａ、Ｂ、Ｃと対象画素Ｄの位置関係を示す第１の例
の図である。（ｂ）は図１１（ａ）における画素処理の
様子を示す図である。

【図１２】（ａ）は従来例の画像処理装置における周囲
画素Ａ、Ｂ、Ｃと対象画素Ｄの位置関係を示す第２の例
の図である。（ｂ）は図１２（ａ）における画素処理の
様子を示す図である。

【図１３】（ａ）は従来例の画像処理装置における周囲
画素Ａ、Ｂ、Ｃと対象画素Ｄの位置関係を示す第３の例
の図である。（ｂ）は図１３（ａ）における画素処理の
様子を示す図である。

【符号の説明】

１００ 間引き処理部 ２００ 周囲画素読込み処理部 ３００ 二値化処理部 ４００ 出力処理部 ５００ 画像メモリ部 Ｄ 対象画素 Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 周囲画素

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像データの入力分解能を複数の異
   なる分解能の出力分解能に変換して出力画像データとし
   て出力する画像処理装置であって、 前記出力分解能に応じて前記入力画像データの画素の間
   引き処理を行う間引き手段と、 間引き処理によって選択された画素の濃度データを記憶
   する第１のメモリと、 前記選択された画素の二値化データを記憶する第２のメ
   モリと、 二値化処理する対象画素のアドレスに応じて前記第１の
   メモリの一つ又は複数の所定のアドレス群を決定し、決
   定したアドレス群の濃度データを読み出す読出手段と、 読み出された前記濃度データからしきい値データを決定
   するしきい値決定手段と、 前記対象画素の濃度データと前記しきい値データとを比
   較して前記対象画素の二値化処理を行う二値化処理手段
   と、 二値化処理された前記対象画素の二値化データを前記第
   ２のメモリの前記対象画素のアドレスに相当するアドレ
   スに格納し、かつ、前記対象画素の濃度データを前記第
   １のメモリの前記対象画素のアドレスに相当するアドレ
   スに格納する書込手段と、 前記第２のメモリから対象画素の二値化データを読み出
   して、これを前記出力画像データとするデータ出力手段
   とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記読出手段は、予め定められた整数を
   前記第１のメモリのアドレスに加算して前記アドレス群
   を決定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２のメモリは、アドレス
   ごとに複数ビットの格納領域を有する単一のメモリであ
   り、前記二値化データをその１ビットに格納し、前記濃
   度データを残りのビットに格納することを特徴とする請
   求項１記載の画像処理装置。