JPH0787315A - 解像度適応制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】読み込む原稿によって解像度を自動的に変化さ
せることのできるファクシミリ装置等の読取装置におい
て、原稿の細かさを定量的に判定して最適な解像度を効
率化かつ正確に設定する。 【構成】解像度自動判定回路７０は、二値の画データの
変化点検出部７１０と、予め設定した特定ランレングス
をもつパターンを抽出する特定ランレングス抽出部７２
０と、特定ランレングスのパターン数を計数する特定ラ
ンレングス・カウンタ７３０と、特定ランレングスパタ
ーン数７３１と設定した基準値との比較によって適切な
解像度を判定する解像度判定部７４０を有し、判定結果
７０１を解像度切替画処理部８０に送出し、解像度を最
適化した解像度切替出力８０１をデータ圧縮部４０に送
出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は解像度適応制御装置に関
し、特に文字、線図形および背景、ならびに中間調とし
ての写真のうちの少なくとも一つを含む原画を二値化し
て蓄積・伝送するファクシミリ装置もしくはディジタル
画像読取装置における解像度、濃度ならびに中間調処理
におけるフィルタリング処理の最適化を図った解像度適
応制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的にこの種の原画の画像は、Ｘ方向
とＹ方向との格子状に配置された画素によって構成され
る。たとえばファクシミリ装置では、主走査方向（Ｘ方
向）の画素密度（画素数／ｍｍ）と副走査方向（Ｙ方
向）の走査線密度とによって解像度が定義されている。
解像度とともに利用される濃度は、同一解像度であって
も白レベルと黒レベルとの含む程度によって異る明暗の
尺度であり、さらにフィルタリング処理のフィルタリン
グ条件の差異は写真の如き中間調原画の再現におけるぼ
かしや文字、線図形おおける強調程度の大小を設定す
る。

【０００３】従来のファクシミリ装置の動作について、
図３を参照して説明する。

【０００４】図３に示すように、従来のファクシミリ装
置では、原稿１０を原稿読取部２０が多値データ２０１
として読み込み、これに二値化画処理部３０にて画処理
を施して白と黒の二値データ３０１に変換した後データ
圧縮部４０で符号処理によるデータ圧縮を施して圧縮デ
ータ４０１となし、これらのデータを記憶部５０に蓄積
するかまたは伝送部６０により回線へ送出する。この場
合、データ圧縮部４０において、ＭＨ（モデファイド・
ハフマン）方式やＭＲ（モデファイド・リード）方式等
の符号処理によってデータ圧縮を図り、蓄積・伝送処理
の効率化を確保している。また二値データ３０１に対し
て主走査方向および副走査方向の解像度を必要に応じて
自動的に変化させて画データの削減を行っている。

【０００５】ここで、画像の冗長性に着目して解像度を
制御してデータの圧縮を図る従来の代表的方式について
のいくつかを説明する。

【０００６】例えば、特開昭５９−１１０６８号公報の
「情報密度適応解像度変換方式」では、走査方向の二値
データの白から黒、および黒から白の変化点の数を計数
し、この変化点数と、あらかじめ定めた基準値とを比較
し、その判定結果によって解像度を変化させてデータ圧
縮を行っている。

【０００７】また、特開昭５８−５４７７７号公報の
「１次元符号化方式のファクシミリ装置における自動線
密度切替制御方式」では、走査方向の二値データを一次
元符号化処理（ＭＨ方式符号化処理）し、その符号量と
あらかじめ定めた基準符号量とを比較した判定結果にも
とづいて解像度を制御している。

【０００８】さらに、特開昭５８−５４７７８号公報の
「２次元符号化方式のファクシミリ装置における自動線
密度切替制御方式」では、主走査方向および副走査方向
の二値データを二次元符号化処理（ＭＲ方式符号化処
理）し、その符号量とあらかじめ定めておいた基準符号
量とを比較した判定結果にもとづいて解像度を制御して
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の解像度
の制御方式には、それぞれ次のような欠点がある。

【００１０】特開昭５９−１１０６８号公報の「情報密
度適応解像度変換方式」による一行当たりの変化点数に
よる解像度制御方式では、画像の局所的な複雑さが推論
できないという欠点がある。

【００１１】図４は、局所的に複雑でない場合（ａ）お
よび局所的に複雑な場合（ｂ）の変化点数の説明図であ
る。図４（ａ），（ｂ）いずれも変化点数は１０であ
る。しかしながら、（ｂ）の方が局所的には複雑であり
情報密度は大きい。すなわち、単に変化点の数だけでは
局所的な複雑さを推論できないことになる。

【００１２】また、特開昭５８−５４７７７号公報の
「１次元符号化方式のファクシミリ装置における自動線
密度切替制御方式」では、一次元符号化処理（ＭＨ方式
符号化処理）による解像度制御方式では符号化処理自体
で符号量が余り増えないように工夫されているため、情
報密度と符号量とが正確に比例しないという欠点があ
る。図５に一次元符号化方式のターミネート符号の一部
を示す。図５からもわかるように特に黒ランレングスが
２〜３の場合では２ビットの符号語となっている。した
がって、白や黒の画素が２乃至３個の場合でも、全体の
符号量が抑えられることになる。

【００１３】さらに、特開昭５８−５４７７８号公報の
「２次元符号化方式のファクシミリ装置における自動線
密度切替方式」の解像度制御方式でも、上述した一次元
符号化処理の場合と同様なことが言え、情報密度と符号
量とが正確に比例しないという欠点がある。二次元符号
化方式では、参照となる最初の１行は一次元符号化され
るので、上述の内容と同じことが言える。さらに、それ
に続く行を、それぞれ前の行を参照して変化する位置に
よって符号化を行うため、特に主走査方向の情報密度と
符号量との高い相関を確保することができない。

【００１４】本発明の目的は上述した欠点を除去し、局
所的な複雑さを正確に把握して定量化し、かつ情報密度
と符号量との高い相関を確保した解像度制御可能な解像
度適応制御装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の装置は、文字、
線図形および背景ならびに写真のうちの少なくとも一つ
を含む原画を二値化して二値の画像としかつ主走査方向
と副走査方向の少なくともいずれか一方の解像度を可変
制御しうるファクシミリ装置において、前記原画の主方
向走査で得られる前記二値画像の含む特定のランレング
スを有するパターンの数を計数しその計数値にもとづい
て定量化した原画の二値画像局所的複雑さに対応して前
記主走査方向と前記副走査方向の少なくともいずれか一
方の解像度を走査ごとにまたはページ単位で逐次適応制
御する構成を有する。

【００１６】また本発明の装置は、文字、線図形および
背景ならびに写真のうちの少なくとも一つを含む原画を
二値化して二値画像となし前記二値画像の蓄積と伝送と
を行なうファクシミリ装置もしくはディジタル画像読取
装置において、前記原画の主方向走査で得られる前記二
値画像の含む特定のランレングスを有するパターンの数
を計数しその計数値にもとづいて定量化した前記二値画
像の局所的複雑さに対応して前記原画の文字、線図形お
よび背景の再現における解像度と濃度とを主方向走査ご
とに逐次適応制御するとともに前記写真を対象とする中
間調再現におけるぼかしもしくは強調を対象とするフィ
ルタリング処理を主方向走査ごとにまたはページ単位で
逐次適応制御する構成を有する。

【００１７】さらに本発明の装置は、前記原画の画処理
を行なうファクシミリ装置において、前記特定のランレ
ングスを有するパターンの数を計数しその計数値にもと
づいて定量化した前記二値画像の局所的複雑さをあらか
じめ設定した基準パターンと比較して、読み取った前記
原画が文字および線図形を含む領域であるか、写真を含
む領域であるか、背景を含む領域であるかを判定したう
え判定結果ともとづいて前記原画の再現における解像度
の大小と明暗を表現する濃度と前記平均化処理における
平均化条件とを走査ごとにまたはページ単位で逐次適応
制御する構成を有する。

【００１８】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の第一の実施例の構成図である。本
第一の実施例は、原稿１０を濃淡画像として読み取る原
稿読取部２０と、読み取った濃淡画像を二値データ３０
１に変換処理する二値化画処理部３０と、本発明に直接
かかわる解像度自動判定回路７０および解像度自動判定
回路７０からの判定結果により解像度を主方向走査ごと
に逐次適応制御する解像度切替画処理部８０と、二値デ
ータ３０１を圧縮するデータ圧縮部４０と、二値データ
３０１または圧縮データ４０１を蓄えておく記憶部５０
と、二値データの圧縮データ４０１を回線へ送出する伝
送部６０とを有する。

【００１９】さらに、解像度自動判定回路７０は、二値
データの変化点を検出する変化点検出部７１０と、あら
かじめ定めておいた特定ランレングスのパターンを抽出
する特定ランレングス抽出部７２０と、抽出した特定ラ
ンレングスのパターンの数を計数して特定ランレングス
パターン数７３１とて出力する特定ランレングス・カウ
ンタ７３０、特定ランレングスパターンの数を計数して
特定ランレングスパターン数７３１とあらかじめ定めて
おいた基準値とを比較して、適切な解像度の判定を行う
解像度判定部７４０と有する。

【００２０】いま、たとえばファクシミリ装置で主走査
方向に原画を走査処理する場合を考えてみる。原稿１０
を、原稿読取部２０で読み込み多値データ２０１として
出力する。二値化画処理部３０にて多値データ２０１を
二値データ３０１に変換処理する。解像度自動判定回路
７０は、二値データ３０１の情報密度いわゆる「画像の
局所的な複雑さ」を判定し、判定結果７０１を解像度切
替画処理部８０に送出する。解像度切替画像処理部８０
は、適切な解像度に調整・変換した解像度切替出力８０
１として送出する。さらに、この解像度切替出力８０１
をデータ圧縮部４０にて圧縮処理し、記憶部５０に蓄積
するか、伝送部６０へ送出する。

【００２１】次に解像度自動判定回路７０の動作につい
て説明する。

【００２２】変化点検出部７１０は、主走査方向の二値
データ３０１において、画素が白から黒へ、または黒か
ら白へと変化する変化点を探索する。特定ランレングス
抽出部７２０は、二値の画データ３０１の変化点によ
り、白または黒の画素の連続数を演算してそれぞれのラ
ンレングスを求め、これらランレングスからあらかじめ
設定しておいた特定のランレングスや配列パターンを抽
出し、特定ランレングス・カウンタ７３０によってそれ
らの数を計数する。こうして得られる値は特定ランレン
グパターン数７３１であり、情報密度すなわち画像の局
所的な複雑さの定量的数値とも言える。そして、この数
値と、あらかじめ定めた基準値とを比較することにより
読み込んだ原稿１０の解像度を判定する。

【００２３】原稿に書かれた文字、図形や写真は、これ
らを走査した画データに反映し、白と黒の値をとる。ま
た走査線を横切る線要素が少ない場合には、変化点も少
なくなる。小さな文字や字画の多い漢字などでは文字の
線要素の幅や線要素間の間隔は小さくなり、たとえば解
像度が８画素／ｍｍの場合で走査した場合では、数画素
以下のランレングスのパターンが多くなる。また、ファ
クシミリ装置では写真などの中間調部分の処理に面積階
調法等の疑似中間調再現処理を用いる。

【００２４】この疑似中間調再現処理の手法としては、
通常面積階調法と呼ばれる手法が利用されている。この
面積階調法は、０をオフ、１をオンとして表現する２値
の表示のみ可能な表示装置やプリンタ装置を用いて濃淡
画像を再現したい場合に、画像内のオン（黒）を表現す
る１の割合を変化させて階調を再現させるものであり、
濃度パターン法やディザ法として知られる独立決定法と
しての組織的ディザ法および条件は決定法としての誤差
拡散法が一般的に利用されている。

【００２５】濃度パターン法では、原画像の一画素に縦
横それぞれｎドットのサブマトリックスを対応させ、画
素の濃度をサブマトリックスの含む黒の占有面積率で再
現するものである。

【００２６】また、組織的ディザ法では、ディザマトリ
ックスと呼ばれるサブマトリックスを原画像全体に重ね
合わせ、対応するディザマトリックスに付与したしきい
値と比較してその大小によって二値化するものである。

【００２７】さらに、広義のディザ法の条件付決定法と
して誤差拡散法や平均誤差最小法があるが、これら両手
法は画像の端の扱いを除けば結果的には等価な手法と言
える。誤差拡散法は原画像と出力画像との濃度差が平均
として少なくなるように重み付けフイルタ（マトリック
ス）であるサブマトリックス内の画素の二値化結果とそ
の画素の濃度との誤差をたたみ込み演算して注目画素の
濃度を補じし、しきい値処理するものである。

【００２８】なお、上述した擬似中間調再現処理につい
ては、たとえば、高木・下田監修「画像解析ハンドブッ
ク」、東京大学出版会、１９９１などに詳述されてい
る。

【００２９】上述した諸手法による中間調再現処理にお
いて、濃度パターン法の場合には白画素と黒画素の出現
周期がサブマトリックスの単位に依存し、たとえばサブ
マトリックスのサイズが４×４画素の場合は４画素以下
のランレングスの出現形態（パターン）が多く存在する
ことなる。また、誤差拡散法では、注目画素の近傍にあ
る画素の二値化の際の誤差量を重み付けして注目画素の
濃度を補正して二値にしきい値処理することから、処理
に必要な重み付け係数マトリックスによる周期性は顕著
に見られないが、原画素の濃度に応じた数画素以下のラ
ンレングスのパターンが出現するというパターン特徴が
あり、さらに組織的ディザ法にもディザマトリックスの
原画像との重合によるランレングスのパターン特徴があ
る。

【００３０】出現ランレングスに関する上述した特徴か
ら、細かな解像度を必要とするような小さな文字や複雑
な線図形の多い原稿、ならびに写真などの中間調部分の
混じる原稿については１乃至４画素程度のランレングス
をもつ特定パターンを抽出することで局所的な情報密
度、すなわち原稿における局所的な複雑さを推定するこ
とができる。また、この特定パターンの数を計数し、あ
らかじめ設定しておいた基準値と比較することによって
最適な解像度を推定することができる。さらに、この主
走査方向の局所的な複雑さについて行単位の連続性まで
考慮すれば、雑音に対して強くなり、より正確な判定が
できることになる。

【００３１】なお以上の説明においては、解像度の判定
結果７０１により解像度切替画処理部８０が走査の行単
位またはページ単位で蓄積・伝送する画像を適切な解像
度に調整するとしたのは一実施例に過ぎず、この変形も
種種考えられ、たとえば原稿読取部２０により、原稿１
０を適切な解像度で読み直す処理を行うことや次の行ま
たはページの読取解像度を指定することなども容易に実
施しうることは明らかである。

【００３２】図２は本発明の第二の実施例の構成図であ
る。本第二の実施例は、原稿１０を読み取る原稿読取部
２０と、読み取った濃淡画像の多値データ２０１を二値
画像に変換処理する二値化画処理部３０と、読み取った
領域の種別を判定する領域判別回路９０と、領域判別回
路９０からの判定結果９０１により濃度切替の制御を行
う濃度切替制御６００と、画処理方式の切替制御を行う
画処理方式切替制御部６１０と、解像度の切替制御を行
う解像度切替制御部６２０と、解像度切替処理を施す解
像度切替画処理部６９０と、読み取った濃淡画像の濃度
を変化させる濃度変換処理部６３０と、濃淡画像に対し
て平滑化の処理を施す平滑化処理部６４０と、濃淡画像
の線要素等を強調処理する鮮鋭化処理部６５０と、異っ
た画処理方式で二値化することのできる二値化画処理方
式部（Ａ）６６０及び二値化画処理方式部（Ｂ）６７０
と、選択回路６８０と、二値の画データの圧縮処理を行
うデータ圧縮部４０と、二値の画データまたは圧縮デー
タを蓄えておくデータ記憶部５０と画データを回線へ送
出するための伝送部６０とを有する。

【００３３】なお、領域判別回路９０は、二値の画デー
タの変化点検出部９１０と、あらかじめ定めておいた特
定ランレングスのパターンを抽出する特定ランレングス
抽出部９２０と、特定ランレングスのパターンの数を計
数する特定ランレングス・カウンタ９３０と、特定ラン
レングスパターン数９３１とあらかじめ定めておいた基
準値との比較によって対象とする領域の種別を分類する
領域判定部９４０とを有する。

【００３４】図１に示す第一の実施例と同様に、ファク
シミリ装置で主走査方向に画データを処理する場合を考
えてみる。

【００３５】原稿１０を、原稿読取部２０で読み込み、
二値化画処理部３０にて領域の判定のための二値化処理
を行わない二値画像３０１を出力する。領域判定回路９
０が対象とする領域の原稿の種類の推定を行い、この判
定結果９０１を濃度切替制御部６００と画処理方式切替
制御部６１０と解像度切替制御部６２０とに通知する。

【００３６】濃度変換処理部６３０は、濃度切替制御部
６００の指示によって原稿読取部２０が読み取った濃淡
画像としての多値データ２０１の濃度を変換処理する。
平滑化処理部６４０は、画処理方式切替制御部６１０の
指示によって濃淡画像を平滑化するパラメータを変化さ
せる。また鮮鋭化処理部６５０は、濃淡画像を鮮鋭化す
るパラメータを変化させる。さらに二値化画処理方式部
６６０と二値化画処理方式部（Ｂ）６７０とはそれぞ
れ、異った画処理方式で二値化したもののうち適当な一
方を選択回路９８０にて選択する。上述した二つの二値
化画処理方式は、あらかじめ運用目的に基づいて設定さ
れる。解像度切替処理部６９０は、解像度切替制御部６
２０の指示によって、二値画像の主走査方向と副走査方
向との少なくともいずれか一方向の解像度の変換が可能
である。さらに、この画データをデータ圧縮部４０にて
圧縮処理して、データ記憶部５０に蓄積するか、もしく
は伝送部６０にて回線へ送出する。

【００３７】次に、領域判別回路９０の動作について説
明する。変化点検出部９１０は、二値データ３０１にお
ける主走査方向に対して画素が白から黒へ、または黒か
ら白へと変化する変化点を探索する。特定ランレングス
抽出部９２０は、二値データ３０１の変化点から白また
は黒の画素の連続数を演算し、あらかじめの設定してお
いた特定のランレングスや配列パターンを抽出し、特定
ランレングス・カウンタ９３０によってそれらの数を計
数する。前述した第一の実施例でも述べたように、抽出
したこれら特定ランレングスは、細かい文字や中間調部
分に多く存在する。したがって、設定のしかたによっ
て、対象とする領域に細かい文字があるのか、写真など
の中間調のものがあるのか、背景に相当するところなの
かが判定できる。

【００３８】次に判定した領域によりどのような処理を
行うのかを実例をあげて説明する。例えば、細かな文字
の多い領域では、読み取った濃淡画像の濃度を濃くなる
ように変換処理し、平滑化処理は抑え、鮮鋭化処理につ
いては強いパラメータを使用し、二値化画処理は移動平
均法によるしきい値処理を行う二値化画像処理方式部
（Ａ）６６０を選択する。さらに、解像度については、
細かな解像度とする。

【００３９】また、大きな文字の領域や背景の領域で
は、解像度については主走査方向と副走査方向の少なく
ともいずれか一方向で単純間引きや平均化処理等による
間引きによってデータの絶対量を削減することを解像度
切替画処理部６９０にて行う。

【００４０】さらに、写真部分では濃度の変換処理は行
わず、平滑化処理で強いパラメータを使用し、鮮鋭化処
理は抑え誤差拡散法による中間調再現処理を行う二値化
画処理方式（Ｂ）６７０を選択して解像度は細かな設定
とする。

【００４１】他に、淡い色のついた原稿に文字がかかれ
ている場合では背景にあたる部分の濃度を下げ、文字の
部分とのコントラストを確保することも考えられる。

【００４２】このようにして、領域判定回路９０によっ
て、対象とする領域またはそのページがどのような原稿
なのかを推論し、それに好適な画処理を選択することが
可能となる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、原画を読
み取って二値データとして出力するファクシミリ装置も
しくはディジタル画像読取装置において、読み取る原稿
における文字や図形の大小および量、または写真などの
中間調部分の量を局所的な複雑さとして定量化し、これ
を所定の基準値と比較することによって必要かつ十分な
解像度を著しく正確に判定できるとともに、情報密度の
小さい場合に低解像度として発生する符号量を少なく
し、通信時間の短縮と記憶部の容量の削減とが確保でき
る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例の構成図である。

【図２】本発明の第二の実施例の構成図である。

【図３】従来のファクシミリ装置の構成図である。

【図４】局所的に複雑でない場合（ａ）および局所的に
複雑な場合（ｂ）の変化点数の説明図である。

【図５】一次元符号化方式のターミネート符号の一部を
示す図である。

【符号の説明】

１０ 原稿 ２０ 原稿読取部 ３０ 二値化画所理部 ４０ データ圧縮部 ５０ データ記憶部 ６０ 伝送部 ７０ 解像度自動判定回路 ８０ 解像度切替画処理部 ９０ 領域判別回路 ６００ 濃度切替制御部 ６１０ 画処理方式切替制御部 ６２０ 解像度切替制御部 ６３０ 濃度変換処理部 ６４０ 平滑化処理部 ６５０ 鮮鋭化処理部 ６６０ 二値化画処理方式部（Ａ） ６９０ 二値化画処理方式部（Ｂ） ６８０ 選択回路 ６９０ 解像度切替画処理部 ７１０，９１０ 変化点検出部 ７２０，９２０ 特定ランレングス抽出部 ７３０，９３０ 特定ランレングス・カウンタ ７４０，９４０ 解像度判別部

フロントページの続き (72)発明者 八木 大亮 静岡県掛川市下俣４番２ 静岡日本電気株 式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 文字、線図形および背景ならびに写真の
   うちの少なくとも一つを含む原画を二値化して二値の画
   像としかつ主走査方向と副走査方向の少なくともいずれ
   か一方の解像度を可変制御しうるファクシミリ装置にお
   いて、前記原画の主方向走査で得られる前記二値画像の
   含む特定のランレングスを有するパターンの数を計数し
   その計数値にもとづいて定量化した原画の二値画像局所
   的複雑さに対応して前記主走査方向と前記副走査方向の
   少なくともいずれか一方の解像度を走査ごとにまたはペ
   ージ単位で逐次適応制御することを特徴とする解像度適
   応制御装置。
2. 【請求項２】 文字、線図形および背景ならびに写真の
   うちの少なくとも一つを含む原画を二値化して二値画像
   となし前記二値画像の蓄積と伝送とを行なうファクシミ
   リ装置もしくはディジタル画像読取装置において、前記
   原画の主方向走査で得られる前記二値画像の含む特定の
   ランレングスを有するパターンの数を計数しその計数値
   にもとづいて定量化した前記二値画像の局所的複雑さに
   対応して前記原画の文字、線図形および背景の再現にお
   ける解像度と濃度とを主方向走査ごとに逐次適応制御す
   るとともに前記写真を対象とする中間調再現におけるぼ
   かしもしくは強調を対象とするフィルタリング処理を主
   方向走査ごとにまたはページ単位で逐次適応制御するこ
   とを特徴とする解像度適応制御装置。
3. 【請求項３】 前記原画の画処理を行なうファクシミリ
   装置において、前記特定のランレングスを有するパター
   ンの数を計数しその計数値にもとづいて定量化した前記
   二値画像の局所的複雑さをあらかじめ設定した基準パタ
   ーンと比較して、読み取った前記原画が文字および線図
   形を含む領域であるか、写真を含む領域であるか、背景
   を含む領域であるかを判定したうえ判定結果ともとづい
   て前記原画の再現における解像度の大小と明暗を表現す
   る濃度と前記フィルタリング処理におけるフィルタリン
   グ化条件とを走査ごとにまたはページ単位で逐次適応制
   御することを特徴とする請求項２記載の解像度適応制御
   装置。