JPH0750849A - 画像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 文字を合成した画像に画像情報の圧縮，伸長
処理を施しても美しい文字の表示を可能とする。 【構成】 画像メモリ１２と画像圧縮伸長部１４との間
にノイズ低減部１６を儲け、文字を合成した画像を画像
メモリ１２から画像圧縮伸長部１４へ入力するに先立っ
て、合成した文字の外側であって、水平方向及び垂直方
向における１番目に位置する画素として、文字の階調と
文字周辺の階調との中間階調色を持つ画素を挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字を合成した画像に
情報圧縮，伸長処理を施すための画像信号処理装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像情報はそのままディジタル化すると
情報量が非常に多くなるため、例えばハイビジョン画像
を扱う場合等における画像情報の圧縮，伸長処理は必要
不可欠な技術となっている。

【０００３】図１１は従来の画像信号処理装置の構成を
示すブロック図であり、図中１は画像圧縮伸長装置、２
はＣＲＴディスプレイ等の表示装置である。スキャナ，
ディスク等からの映像信号は画像圧縮伸長装置１を経て
表示装置２に表示されるようになっている。画像圧縮伸
長装置１はＣＰＵ１１，スキャナ等からの画像信号が入
力される画像メモリ１２、画像に合成すべき文字を発生
させる文字発生部１３、画像圧縮伸長部１４及びメモリ
１５等を備えている。

【０００４】次に動作について説明する。スキャナ，デ
ィスク等から取り込まれた画像と文字発生部１３のデー
タとはＣＰＵ３の制御のもとで合成され、画像メモリ１
２を経由して画像圧縮伸長部１４におけるブロック符号
化手段にてディスクリートコサイン変換（以下ＤＣＴと
記す）されて情報圧縮される。圧縮されたデータは一旦
画像メモリ１２に格納され、所定のタイミングで画像圧
縮伸長部１４における伸長処理部で伸長され、画像メモ
リ１２経由で表示装置２に映し出す。

【０００５】ＤＣＴによる情報圧縮は次の如くに行われ
る。先ず画像を水平，垂直ともＮ画素からなる小ブロッ
ク（Ｎ×Ｎ、Ｎ：８〜16）に分割し、各々のブロックに
２次元ＤＣＴの処理を行う。２次元ＤＣＴの変換係数は
(1) 式で与えられ、その逆変換式は(2) 式となる。

【０００６】

【数１】

【０００７】ｕ，ｖが０であるＦ（０，０）は直流成分
の係数を表しており、従ってＦ（ｕ，ｖ）はｕ，ｖが大
きくなるほど高周波成分をより多く含む基底画像の変換
係数（ＤＣＴ後のデータ）に対応する。変換後の結果デ
ータはその個数は（Ｎ×Ｎ）個のままであるが、相関性
の高い部分、換言すれば低周波成分にデータが集まる。
ＤＣＴの後、データを量子化する。即ちデータの値を
（Ｎ×Ｎ）成分ごとに指定した定数（量子化ステップサ
イズ）で除算する。人間の視覚特性により、相関性の低
い部分は粗く量子化しても画質にあまり影響しないの
で、通常は相関性の低い部分ほど量子化ステップサイズ
を大きくする。ＤＣＴ後のデータは一般に相関性の低い
部分ほど小さくなり、量子化の結果、低相関部分は殆ん
ど０（整数に丸めた結果）のデータになる。この後、デ
ータを符号化し、圧縮処理は終了する。伸長する場合は
以上の処理を逆に行い、ＤＣＴ処理後のデータに離散コ
サイン逆変換を行えば、元の画像に戻すことができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで前述した如き
従来の画像信号処理装置では、画像に文字を挿入して表
示する場合、隣接する画素データ間の相関性の低い部分
が、画像の高周波成分を多く含むためにデータ圧縮時に
情報が切り捨てられ、ＤＣＴ処理で（Ｎ×Ｎ）成分を一
単位としたブロック間の連続性が失われ、ＤＣＴ処理固
有のブロック歪を生じるという問題があった。

【０００９】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、ＤＣＴ等のデータ圧縮手段による
文字周辺部の歪をともなったノイズを低減するようにし
た画像信号処理装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像信号処
理装置は、文字のエッジの外側近傍に位置する画素を中
間色に設定することで急激な画像データの変化を緩和し
て、高周波域成分の発生を抑制する。

【００１１】

【作用】本発明にあってはこれによって、データ圧縮処
理前において画像に合成された文字のエッジ外側近傍の
画素を中間色に設定することで、画像の高周波成分が減
り、データ圧縮による画質劣化を防ぐことが可能とな
る。

【００１２】

【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。 （実施例１）図１は本発明に係る画像信号処理装置の構
成を示すブロック図であり、図中１は画像圧縮伸長装
置、２はＣＲＴディスプレイ表示装置を示している。画
像圧縮伸長装置１はＣＰＵ１１、画像メモリ１２、文字
発生部１３、画像圧縮伸長部１４、プログラム用のメモ
リ５及びノイズ低減部１６を備えている。

【００１３】画像メモリ１２には図示しないスキャナ，
磁気ディスク等から映像信号が入力され、ＣＰＵ１１の
制御のもとで文字発生部１３から発生させた文字と合成
された後、圧縮伸長部１４におけるブロック符号化手段
でディスクリートコサイン変換（以下ＤＣＴと記す）さ
れてデータ圧縮され、再び画像メモリ１２に保持され
る。そしてこの圧縮データは所定のタイミングで再び画
像圧縮伸長部１４における伸長処理部で伸長された後、
画像メモリ１２経由で表示装置２へ出力し、ここに映像
を映し出すようになっている。

【００１４】図２はノイズ低減部１６の具体的構成を示
すブロック図であり、図中２１は文字のエッジを検出す
るエッジ検出部、２２は文字のエッジにおける文字色の
階調値、及びその文字のエッジの外側に２番目に位置す
る画素の階調値を求める階調検出部、２３は前記両階調
値の階調の中間値（中間階調色値）を算出する中間階調
色算出部、２４は前記文字のエッジから外側に１番目に
位置する画素の階調値として前記中間階調色値を設定す
る中間色挿入部である。

【００１５】このノイズ低減部１６による中間階調色の
求め方につき、図３，図４に基づいて具体的に説明す
る。図３は文字が合成された画像の説明図、図４は文字
部分の拡大説明図である。図３において３１は画像、３
２は合成された文字である。エッジ検出部２１は、例え
ば画面の左上から一画素行毎に左から右方へ水平方向に
文字のエッジ画素の検出を行い、右端の画素に達すると
一画素行分下った２番目の水平画素ラインの最左端の画
素から順次右側に文字のエッジ画素を検出してゆく。文
字のエッジ画素が検出されると、図４に示す如く階調検
出部２２にて当該エッジ画素ａ及びその水平方向の外側
であって２番目に位置する画素ｂ夫々の階調を求め、こ
れを中間階調色算出部２３へ出力する。なお階調検出部
２２は文字発生部１３から文字の階調データを取り込
み、これを各画素の階調値と比較し、一致すればこれを
文字のエッジ画素と判断する。

【００１６】中間階調色算出部２３は両画素の中間階調
色Ｃ₁ を算出し、これを中間色挿入部２４へ出力する。
中間色挿入部２４は文字のエッジ画素の外側であって、
これと水平方向に隣接する隣接する画素ｃの階調とし
て、入力された中間階調色を設定する。

【００１７】文字のエッジ画素ａを通過してその外側の
２番目に位置する画素ｄを検出すると階調検出部２２に
てその階調を求め、中間階調色算出部２３にて中間階調
色を求め、中間色挿入部２４にてエッジ画素ａの外側で
あって水平方向の１番目に位置する画素ｅの階調として
中間階調色を設定する。

【００１８】これを順次反復して画面上の文字のエッジ
画素の全てについて上述した如き処理が終了すると、次
に垂直方向に文字のエッジ画素の検出を行う。即ち図３
の画面の左上隅から１画素列毎に順次垂直方向に文字の
エッジ画素を検出してゆき、左下端に達すると１画素列
分右側に移動して上述の検出を反復してゆく。文字のエ
ッジ画素が検出されると、階調検出部２２にて当該エッ
ジ画素ｆ及びその垂直方向の外側であって２盤面に位置
する画素ｇ夫々の階調を求め、これを中間階調色算出部
２３へ出力する。中間階調色算出部２３は両画素ｆ，ｇ
の中間階調色を算出し、これを中間色挿入部２４へ出力
する。中間色挿入部２４は文字のエッジ画素の外側であ
って、これと垂直方向に隣接する画素ｈの階調として、
入力された中間階調色を設定する。

【００１９】なお図３，図４において検出した文字のエ
ッジ画素ｉの垂直方向の外側であって、２番目に位置す
る画素ｊが既に水平方向へのエッジ画素検出処理の際に
既に中間階調色に処理された画素である場合には上記し
た中間階調色の計算を行わない。これによって文字３２
の外側に沿って中間階調色に設定された領域３３が形成
されることとなる。

【００２０】図５，図６は本発明に係る画像信号処理装
置におけるノイズ低減部１６の処理過程を示すフローチ
ャートである。先ず文字のエッジ画素Ｅ（図４に示す
ａ，ｆ，ｉ，ｊ等）を検出し（ステップＳ１）、そのエ
ッジ画素Ｅの文字色の階調値Ｑを算出する（ステップＳ
２）。エッジ画素Ｅの外側であって、水平方向の２番目
に位置する画素Ｇ₁ （図４に示すｂ，ｄ等）の階調値Ｂ
₁ を算出する（ステップＳ３）。画素Ｇ₁ が文字のエッ
ジ画素か否かを判断し（ステップＳ４）、エッジ画素Ｅ
である場合にはステップＳ１に戻って、次のエッジ画素
Ｅの検出を行い、また画素Ｇ₁ がエッジ画素でない場合
には文字色の階調値Ｑと画素Ｇ₁ の階調値Ｂ₁ との中間
階調色値Ｃ₁ （＝Ｑ＋Ｂ₁ ／２）を算出する（ステップ
Ｓ５）。階調値Ｃ₁ の画素をエッジ画素Ｅと２番目の画
素Ｇ₁ との間、即ち１番目に入れる（ステップＳ６）。

【００２１】最後の画素まで検出を行ったか否か、即ち
他にエッジ画素が有るか否かを判断し（ステップＳ
７）、有る場合にはステップＳ１に戻って前述した過程
を反復し、また無い場合には最初のエッジ画素Ｅを再検
出する（ステップＳ８）。

【００２２】次にエッジ画素の外側であって、垂直方向
の２番目の画素Ｇ₂ の階調値Ｂ₂ を算出し（ステップＳ
９）、画素Ｇ₂ はエッジ画素か否かを判断し（ステップ
Ｓ１０）、エッジ画素である場合にはステップＳ９に戻
り、またエッジ画素でない場合には画素Ｇ₂ は水平方向
において既に処理された後の中間色か否かを判断し（ス
テップＳ１１）、既に処理済の画素である場合にはエッ
ジ画素Ｅと画素Ｇ₂ との間の水平方向において既に処理
された後の中間色か否かを判断し（ステップＳ１２）、
その中間色である場合はステップＳ９に戻り、またその
中間色でない場合は画素Ｇ₂ をエッジ画素Ｅと画素Ｇ₂
との間に挿入して終了する。

【００２３】またステップＳ１１の判断において、中間
色でない場合にはエッジ画素Ｅと画素Ｇ₂ との間の画素
が水平方向において既に処理された後の中間色か否かを
判断し（ステップＳ１４）、当該中間色である場合には
ステップＳ９に戻り、また当該中間色でない場合には中
間色Ｃ₂ ｛＝（Ｑ＋Ｂ₂ ）／２｝を算出し（ステップＳ
１５）、中間階調色Ｃ₂ の画素をエッジ画素Ｅと画素Ｇ
₂ との間に入れる（ステップＳ１７）。他にエッジ画素
Ｅが存在するか否かを判断し（ステップＳ１８）、存在
する場合にはステップＳ９に戻って次のエッジ画素Ｅの
検出を行い、また他にエッジ画素Ｅが存在しない場合に
は終了する。

【００２４】なお上述の実施例１にあっては文字のエッ
ジ画素とその外側であって水平方向又は垂直方向におけ
る２番目に位置する画素と中間階調色を求め、これをエ
ッジ画素の外側であって水平方向又は垂直方向における
１番目に位置する画素に設定する場合を説明したが、２
番目に限らず３番目又は４番目の画素とエッジ画素との
中間階調色を求め、これを１番目及び２番目の画素に設
定することとしてもよい。

【００２５】（実施例２）図７は本発明の実施例２にお
けるノイズ低減部の構成を示すブロック図である。この
実施例２では実施例１における階調検出部２２と中間階
調色算出部２３との中間に判定部２５を介装したのと実
質的に同じ構成となっている。判定部２５は階調検出部
２２から入力された文字のエッジ画素と、その外側であ
って水平方向又は垂直方向の２番目に位置する画素との
階調差を比較し、その階調差が設定値以上の場合にのみ
中間色算出部２３を中間階調色を算出すべく動作させる
ようになっている。他の構成は実施例１のそれと実質的
に同じであり、対応する部分には同じ番号を付して説明
を省略する。

【００２６】（実施例３）図８は本発明の実施例３にお
けるノイズ低減部の構成を示すブロック図である。この
実施例３にあっては実施例１におけるエッジ検出部２１
と階調検出部２２との間に平均画像色検出部２６を設け
たのと実質的に同じ構成となっている。

【００２７】平均画像色検出部２６は文字を含まない文
字周辺の画像色の平均値を求め、これを階調検出部２２
へ出力するようになっている。なおここに文字周辺とは
図３に示す如く文字の全体を少なくとも含む領域３５
（矩形の領域）であり、その広さは特に限定するもので
はない。

【００２８】階調検出部２２は入力された文字周辺領域
３５の画像色平均値からその階調を求め、また文字発生
部１３から得たデータに基づいて文字の階調を求め、こ
れを中間階調色算出部２３へ出力する。中間階調色算出
部２３は両者の画素の階調に基づいてその中間階調色を
算出し、また中間色挿入部２４はこの中間階調色を持つ
画素を、文字のエッジ画素の外側であって水平方向及び
垂直方向における１番目に位置する画素として挿入す
る。このような実施例３にあっては画像が細かい絵柄の
場合に特に有効である。

【００２９】（実施例４）図９は本発明の実施例４にお
けるノイズ低減部の構成を示すブロック図である。この
実施例４にあっては実施例２におけるエッジ検出部２１
と階調検出部２２との間に平均画像色算出部２６を設け
たのと実質的に同じ構成としてある。

【００３０】この実施例４にあってはエッジ検出部が文
字エッジ画素を検出すると、平均画像色算出部２６がそ
の文字を除くその周辺領域３５の平均画像色を求め、階
調検出部２２にて両者の階調差を算出し、判定部２５に
てその階調差が所定値以上である場合のみ中間階調色算
出部にて画素の中間階調色を算出し、エッジ画素の外側
であって、水平方向及び垂直方向の第１番目に位置する
画素に中間階調色を持つ画素を挿入する。

【００３１】（実施例５）図１０は本発明の実施例５に
おけるノイズ低減部の構成を示すブロック図である。こ
の実施例５にあってはエッジ検出部２１，中間色算出部
２７及び中間色挿入部２４を備えている。中間色算出部
２７はエッジ検出部２１で検出した文字のエッジ画素の
明度の50％に相当する値を中間色として算出し、これを
中間色挿入部２４へ出力するようになっている。

【００３２】このような実施例５にあっては文字色の明
度に関連して中間色を画像色と無関係に自動的に算出し
得ることとなり、構成が簡略化される効果がある。他の
構成及び作用は実施例１と略同じであり、対応する部分
には同じ番号を付して説明を省略する。

【００３３】なお明度の50％は一例であって特にこれに
限るものではなく、例えば明度の50％に相当する値を中
心にしてその上下に10〜20％ずらして明度の30〜70％に
相当する値としてもよい。なお実施例２乃至実施例５に
おいてはいずれもエッジ画素の外側であって水平方向又
は垂直方向の１番目に位置する画素を中間色に設定する
場合を説明したが、特にこれに限るのではなく１番目及
び２番目に位置する画素を中間色に設定してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、圧縮，
伸長される画像に合成された文字のエッジ部分で高周波
成分が必要以上に発生することが抑制出来ることとな
り、データの圧縮に際してのノイズの発生を低減でき、
文字のエッジ部分を美しく表示し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の実施例１におけるノイズ低減部の構成
を示すブロック図である。

【図３】文字合成した画面を示す説明図である。

【図４】図３に示す文字の部分拡大説明図である。

【図５】本発明の実施例１におけるノイズ低減部の処理
過程を示すフローチャートである。

【図６】本発明の実施例１におけるノイズ低減部の処理
過程を示すフローチャートである。

【図７】本発明の実施例２におけるノイズ低減部の構成
を示すブロック図である。

【図８】本発明の実施例３におけるノイズ低減部の構成
を示すブロック図である。

【図９】本発明の実施例４におけるノイズ低減部の構成
を示すブロック図である。

【図１０】本発明の実施例５におけるノイズ低減部の構
成を示すブロック図である。

【図１１】従来の画像信号処理装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 画像圧縮伸長装置 ２ 表示装置 １１ ＣＰＵ １２ 画像メモリ １３ 文字発生部 １４ 画像圧縮伸長部 １５ メモリ １６ ノイズ低減部 ２１ エッジ検出部 ２２ 階調検出部 ２３ 中間階調色算出部 ２４ 中間色挿入部 ２５ 判定部 ２６ 平均画像色算出部 ２７ 中間色算出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/409 4226−5Ｃ Ｈ０４Ｎ 1/40 １０１ Ｄ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 文字を合成した画像における前記文字の
   エッジ部分を検出する手段と、文字色及びエッジ部分の
   外側に位置する画像部分の画素の色を求める手段と、両
   者の中間色を文字のエッジ画素の外側近傍に位置する画
   素の色と設定する手段とを具備することを特徴とする画
   像信号処理装置。
2. 【請求項２】 文字を合成した画像における前記文字の
   エッジ部分を検出する手段と、文字色及び検出したエッ
   ジ部分の外側に位置する画像部分の画素の平均色を求め
   る手段と、文字のエッジ画素の外側近傍に位置する画素
   に前記両者の中間色を設定する手段とを具備することを
   特徴とする画像信号処理装置。
3. 【請求項３】 文字を合成した画像における前記文字の
   エッジ部分を検出する手段と、検出した文字のエッジ画
   素の外側近傍に位置する画素に文字色の明度よりも低い
   明度の色を設定する手段とを具備することを特徴とする
   画像信号処理装置。