JPH0797828B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、入力画像に画像処理を施して出力画像を得る
画像処理装置に関するものである。

［従来の技術］ この種の装置で、入力されたデジタル化された画像信号
に基づき例えばレーザビームプリンタなどで画像形成す
る際に中間調の階調性を得るためにデジタル画像信号を
アナログ信号に変換し、この変換された信号を三角波の
様なパターン信号と比較することによつてパルス幅変調
をかけた信号を発生する手法が先に本願出願人によつて
提案されている。

しかし、この手法によると例えば64階調の様な細い濃度
変化のある画像信号に変換する場合には文字或は記号の
様な白から黒、又は黒から白への濃度変化が急俊な画像
を入力したときに白から黒又は黒から白への濃度変化が
緩やかになつて、境界が不鮮明となりコントラストが悪
くなるという不具合があつた。

この不具合を解決するために、従来画像情報のエツジ部
を強調する手法が用いられてきた。例えば入力画像信号
の２次微分を源信号から引く等の手法である。これによ
つて白から黒又は黒から白への濃度変化は急峻になり、
文字のシヤープさ及びコントラストが向上する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上述した様なエツジ部を強調する手法のみで画
像処理を施した場合、例えばもともと濃度変化が急峻で
孤立したレーザスポツト径程度の点のような画像信号或
はノズルがあつた場合には、これをエツジ強調すること
により濃度変化がより大きく強調されてしまい、不必要
に目立つてしまうという逆効果が生じる問題があつた。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エツジ
強調を行うことが好ましくない画像中の孤立点を精度良
く検出し、その孤立点に対してはエツジ強調処理を行わ
ないようにし、良好な画像情報を得ることを可能ならし
める画像処理装置を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ この課題を解決するため、本発明の画像処理装置は以下
の構成を備える。すなわち、 入力画像情報のエッジ部を強調するエッジ部強調手段を
備える画像処理装置において、 前記入力画像情報中の注目画素と、当該注目画素から所
定の距離範囲にある複数の周辺画素の濃度を検出する濃
度検出手段と、 検出された注目画素の濃度に対する、前記複数の周辺画
素の濃度差値をそれぞれ算出する濃度差算出手段と、 算出された複数の濃度差値中の最大濃度差値と最小濃度
差値との差が所定範囲にあって、前記最大濃度差値が所
定値以上の場合、前記エッジ部強調手段を消勢する制御
手段とを備える。

［作用］ かかる本発明の構成において、注目画素とその注目画素
から所定の距離範囲にある複数の周辺画素の濃度を検出
し、注目画素の濃度に対する、複数の周辺画素の濃度の
差を算出する。そして、濃度差の最大値と最小値の差が
所定の範囲にあつて、その最大濃度差値が所定値以上の
場合、エツジ強調を行わない。

［実施例］ 以下、添付図面に従つて本発明に係る実施例を詳細に説
明する。

第１図は本実施例の画像情報処理装置のブロツク図であ
る。

図中、１は入力画像となる原稿を示し、２はレンズ、３
はイメージセンサであるCCDである。４はCCD3から出力
される信号を増幅する増幅器であり、５はそのアナログ
電気量をデジタルに変換するA/Dコンバータである。６
はシエーデイング補正回路であり、7aはエツジ強調判別
回路である。このエツジ判別回路7aは入力画像に対して
エツジ部を強調するか否かを判別して、エツジ部を強調
する場合は次のエツジ強調回路7Bにその入力画像信号を
渡し、エツジ強調しないときには入力画像信号を画像処
理回路８に渡す。なお、この判断の基準は後述する判断
の条件を満足したときにのみエツジ強調回路7bを介せず
画像処理回路８にその入力画像信号を渡すことになる。
また、画像処理回路８では例えば６ビツトのデジタル信
号をγ変換する。９はデジタル信号をアナログ信号に変
換するD/Aコンバータである。10はビーム検出信号と同
期した三角波を発生する三角波発生器であり、11は三角
波発生器10から発生した三角波とD/Aコンバータ９の出
力画像レベル信号とを比較するコンパレータである。12
はコンパレータ11から出力されたパルス幅にもとづいて
レーザダイオードを発光させるレーザドライバである。
14はレーザビームを走査させるためのポリゴンミラー等
で構成されたスキヤナであり、15はスキヤナ14からの光
信号を感光ドラム17に露光するためのトーリツクレンズ
等の光学系である。尚、16は一次帯電器、18は現像器、
19はレジストローラ、20は用紙、21は転写帯電器であ
り、22は分離帯電器、23はクリーナ、24は用紙20の搬送
ユニツト、25は定着ユニツト、26は感光ドラム表面の電
位を均一化する前露光発光素子である。

この構成において、原稿１はレンズ２を介してCCD3上に
投影される。CCD3から出力されたアナログの画像信号
は、増幅器４で増幅されて、A/Dコンバータ５で例えば
６ビツトのデジタル画像信号に変換される。その後、シ
エーデイング補正回路６で画像のシエーデイング補正が
行なわれる。次にエツジ強調判別回路7aでエツジ強調を
行なうか否かを判別し、エツジ強調をする場合には、エ
ツジ強調回路7bでエツジ強調し、そうでないときには画
像処理回路８に信号を渡す。以後、この処理内容を説明
する。

第４図はエツジ強調の原理を示す図で、信号ａは原信号
を示し、信号ｂは信号ａの１次微分した信号で、信号ｃ
は信号ａの２次微分（信号ｂの１次微分）である。信号
ｄは［信号ａ−信号ｃ］を示し、最終的に白から黒への
変化が急峻でエツジ部が強調されることがわかる。この
処理において、実際はデジタル的に以下に示す様な処理
で行なわれる。

第２図に示す３×３の画素マトリツクスにおいて、注目
画素濃度ｘと隣接画素濃度y₁〜y₄の濃度差を、主走査、
副走査別にラプラシアンΔとして定義する。

Δ主走査＝（y₁−ｘ）＋（y₂−ｘ） Δ副走査＝（y₃−ｘ）＋（y₄−ｘ） 主走査方向の強調量をα、副走査方向の強調量をβとし
たとき、注目画素濃度Ｘをエツジ強調した濃度Ｘ′とす
ると、ｘ′は次式で表わせる。

ｘ′＝ｘ−（α・Δ主走査＋β・Δ副走査） ＝ｘ＋２（αｘ＋βｘ） −α（y₁＋y₂）−β（y₃＋y₄） 従つて、α＝β＝１とすると、 ｘ′＝5x−（y₁＋y₂＋y₃＋y₄） となる。

A/Dコンバータ５によつて64階調にA/D変換された場合、
白レベルは（00）_Ｈ（_Ｈは16進数を表わす）、黒レベル
は（3F）_Ｈとなる。

例えばα＝β＝１として、 注目画素濃度ｘ＝（21）_H, y₁＝（1E）_H,y₂＝（1E）_H, y₃＝（20）_H,y₄＝（1F）_Ｈ とした場合、 ｘ′＝（2A）_Ｈとなり濃度が強調された値になる。

しかし、例えばカブリぎみの白の背景に非常に面積の小
さい孤立した灰色の箇所があつた場合や、灰色の背景に
非常に面積の小さい孤立したカブリぎみの白の箇所があ
つた場合は、これらはそれぞれエツジ強調され前者は
黒、後者は白になつてしまい、背景に対する濃度変化が
大きくなり、非常に目立つてしまうことになる。

このような不具合点が起きるのを防ぐためにエツジ強調
回路7bの前段階にエツジ強調を処理するか否かを判別す
るエツジ強調判別回路7aを配設した。この判別基準は、
例えば第３図に示す処理を実施することにより判別を行
なう。

即ち、注目画素濃度ｘに隣接画素濃度y₁〜y₄のバラツキ
が少ない。つまり背景が一様な濃度であるという条件と
して、下記第一条件を設ける。（但し、Δαは隣接画素
濃度y₁〜y₄の中での最大、最小濃度差の絶対値であ
る。） Δα≦Ａ…第一条件 ここで、Ａは（00）_Ｈ〜（05）_Ｈ程度の小さな値に設定
する。つぎに、注目画素濃度ｘが隣接画素濃度y₁〜y₄の
中での最大濃度或は最小濃度と比較して、濃度差が大き
いことを示す条件として、下記第二条件を設ける。

α₁,α_２と比較して大きい方の値≧Ｂ…第二条件 但し、α_１は注目画素濃度ｘと隣接画素濃度y₁〜y₄の中
での最大画素濃度との濃度差の絶対値、α_２は注目画素
濃度ｘと隣接画素濃度y₁〜y₄の中での最小画素濃度との
濃度差の絶対値である。

ここで、Ｂの値はエツジ強調を行なうと、孤立した点の
濃度が目立つ濃度差として、経験的に設定するものとす
る。

第３図（ａ）に示すように、注目画素濃度ｘが黒レベル
寄りにあるときは、α_１≦α_２となる。また、注目画素
濃度ｘが白レベル寄りにあるとき、すなわち第３図
（ｂ）のときはα_１≧α_２となる。

従つて、α_１とα_２を比較して大きい方の値とＢの値を
比較するようにすれば良い。

本実施例では、第一条件と第二条件が同時に満足した時
のみ、濃度変化が急峻な孤立した画像信号（特異点）が
存在していると判断して、エツジ強調を行なわないよう
にすることにある。

エツジ強調回路7bで処理された画像信号は、さらに画像
処理回路８で、例えば6bitのデジタル画像信号をγ変換
してデイジタル画像信号に直す。この画像信号をD/Aコ
ンバータ９で再びアナログの画像レベル信号に変換す
る。

一方、三角波ジエネレータ８では、ビーム検出信号と同
期した三角波を発生している。

コンパレータ11では、アナログの画像レベル信号と三角
波信号が比較される。三角波信号の方が、画像レベル信
号よりも大きい場合だけ、コンパレータ11の出力信号が
HIGHになる。それ故に画像レベルが「低（黒色）から
「高」（白色）になるに従つて、コンパレータ11の出力
信号のパルス幅は小さくなる。このパルス幅に比例し
て、レーザドライバ12が駆動され、レーザダイオード13
が発光する。

レーザダイオード13から出たレーザビームを、スキヤナ
14、光学系15によつてビームスポツトを感光ドラム17上
を走査する。これによつて静電潜像が形成される。つぎ
にレーザビームが照射された箇所に現像器18内にあるト
ナーが付着し、感光ドラム17の表面上に可視像が形成さ
れる（但し、イメージスキヤンの場合）。

一方、用紙20はレジストローラ19を介して、転写帯電器
21に送られる。ここで、感光ドラム17の表面上に付着し
たトナーは、用紙20に転写され、分離帯電器22で用紙20
は感光ドラム17から静電分離される。

つぎに、用紙20は搬送ユニツト24によつて搬送され、定
着ユニツト25において定着が行なわれる。一方、感光ド
ラム17の表面上に付着したトナーは、クリーナ23によつ
て取り除かれ、感光ドラム17の表面上に帯電した電荷は
前露光発光素子26によつて除電される。この結果、一連
の電子写真プロセスを完了する。

上記電子写真プロセスにおいて、感光ドラム17上では、
レーザダイオード13の発光時間が長いほど表面電位は光
減衰して低くなる。そして、反転現像においては、表面
電位が低いほど、複写画像濃度は濃くなる。

従つて、複写画像濃度とコンパレータ11の出力信号のパ
ルス幅は比例することになり、階調性のある複写画像が
得られることになる。

以上、説明したように、本実施例によつてデイジタル画
像信号をアナログ画像信号に変換した信号と所定周期の
パターン信号とを比較して、パルス幅変調された信号出
力装置において、濃度変化が急峻な孤立した画像信号
（特異点）が存在した場合、エツジ強調をしないので、
エツジ強調によつて特異点が目立つという不具合点が起
きるのを防止できる。

また、本実施例では、第２図に示した注目画素濃度ｘと
隣接する画素濃度y₁〜y₄について、濃度の比較を行なつ
て、第一条件、第二条件を満足するかを調べたが、注目
画素濃度ｘと隣接する画素濃度y₁〜y₄については、第５
図、又は第６図に示す様に設定して濃度の比較を行なつ
て第一条件、第二条件を満足するかを調べても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、エツジ強調処理を
行うことが好ましくない、画像中の孤立点を検出するこ
とができ、孤立点に対するエツジ強調処理を排除して良
好な画像を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の画像処理装置に係るブロツク図、 第２は注目画素濃度と、その周辺画素濃度との位置を示
す図、 第３図（ａ），（ｂ）は注目画素濃度と、周辺画素濃度
差を示す図、 第４図はエツジ強調処理の基準となる波形変換処理を示
す図、 第５図、第６図は他の注目画素濃度とその周辺画素濃度
との位置を示す図である。 図中、１……原稿、２……レンズ、３……CCD、４……
増幅器、５……A/Dコンバータ、６……シエーデイング
補正回路、7a……エツジ強調判別回路、7b……エツジ強
調回路、８……画像処理回路、９……D/Aコンバータ、1
0……三角波発生器、11……コンパレータ、12……レー
ザドライバ、14……スキヤナ、15……光学系、17……ド
ラムである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 基 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 (72)発明者 大関 行弘 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 (72)発明者 井上 高広 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 (72)発明者 笹目 裕志 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58−173974（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−80968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−157686（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力画像情報のエッジ部を強調するエッジ
   部強調手段を備える画像処理装置において、 前記入力画像情報中の注目画素と、当該注目画素から所
   定の距離範囲にある複数の周辺画素の濃度を検出する濃
   度検出手段と、 検出された注目画素の濃度に対する、前記複数の周辺画
   素の濃度差値をそれぞれ算出する濃度差算出手段と、 算出された複数の濃度差値中の最大濃度差値と最小濃度
   差値との差が所定範囲内にあって、前記最大濃度差値が
   所定値以上の場合、前記エッジ部強調手段を消勢する制
   御手段と を備えることを特徴とする画像処理装置。