JPH08339443A

JPH08339443A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH08339443A
Application number: JP7147096A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Shinoda; 伸一篠田; Toshiaki Nakamura; 敏明中村; Mariko Okude; 真理子奥出; Tatsuki Inuzuka; 達基犬塚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】カメラ入力の画像データ（多値レベル）の高画
質化を図る装置において、カメラ入力時のランダムノイ
ズを除去し像域分離の誤判定を防ぐ高画質化装置を提供
すること。【構成】画像データから画像の文字部（輪郭部）と絵柄
部（非輪郭部）を判別する判別手段１と、複数フレーム
の判別結果を記憶する手段２と、複数フレームの同位置
画素の判定結果の多数決を行う手段３とを設けることで
実現できる。【効果】カメラ入力時のランダム的に発生するノイズを
除去し、像域分離方式での誤判定を減らすことが可能に
なり、高画質を保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ等から入力した
多値レベルの画像データについて、画像処理する装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、文字と絵柄の混在した画像（多値
データ）を高画質に２値データに変換する方式として、
特開平6−247494 号記載のような構成の像域分離方式が
ある。この方式は入力された画像データに対し、文字の
輪郭に適した処理とそれ以外（絵柄等）の画像に適した
処理の２系統の処理で、高画質化を行う。文字輪郭に適
した処理はエッジ強調を行い固定しきい値で２値化す
る。また、それ以外の画像に適した処理はモアレ抑圧エ
ッジ強調を行い誤差拡散で２値化を行う。上記２系統の
処理出力を１画素毎に、輪郭判定部の検出結果で切り換
えて出力する。輪郭判定は数ラインの画素データを参照
して行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術ではカメラから入力した画像データを像域分離方
式で２値化すると、カメラから画像取り込み時のランダ
ムノイズのため、輪郭判定部での誤判定が生じ、画質劣
化を引き起こす場合があった。

【０００４】本発明の目的は、カメラ入力の画像データ
（多値レベル）の高画質化を図る装置において、カメラ
入力時のランダムノイズを除去し像域分離の誤判定を防
ぐ高画質化装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では１フ
レームで像域を判定するのではなく、複数のフレームを
参照して、判定することにした。図１のように画像デー
タから画像の文字部（輪郭部）と絵柄部（非輪郭部）を
判別する判別手段１と、複数フレームの判別結果を記憶
する手段２と、複数フレームの同位置画素の判定結果の
多数決を行う手段３とを設けることで上記目的を達成す
ることができる。

【０００６】

【作用】ランダムノイズは同じ位置で発生する可能性が
少ないので、複数フレームの像域判定の結果で多数決を
とることにより、ランダム的に発生するノイズを除去
し、誤判定を減らすことが可能になり、高画質を保持で
きる。

【０００７】

【実施例】図２に本発明の像域分離方式の実施例を示
す。

【０００８】本発明における、画像処理装置の画像信号
の流れは図２に示すように、まず、多値レベルのカメラ
入力画像データから像域判定部１で文字輪郭を検出し、
検出結果を複数フレーム分、メモリ２に記憶する。その
後、多値レベルのカメラ入力画像データをエッジ強調部
４でエッジ強調処理を施し、固定しきい値２値化部５で
２値化した出力と、多値レベルのカメラ入力画像データ
をモアレ抑圧エッジ強調部６でモアレの出ないエッジ強
調処理を施し、誤差拡散２値化部７で２値化した出力と
を、メモリ２に記憶した複数フレームの検出結果から、
多数決処理部３で最終的な文字輪郭の検出を行い、セレ
クタ８を切り替えて出力する。

【０００９】次に像域判定部の構成例について図３を用
いて説明する。

【００１０】図３に示すように像域判定部１に入力され
た信号は、まず、注目画素を周囲の画素情報の平均値と
比較するエッジ検出部１１でエッジか否かの判別がなさ
れる。次に注目画素の信号レベルがあるしきい値以上で
あるか否かを比較する比較部１２で判定し、その出力を
用いて、周囲の画素情報の平均値を使って周囲画素を２
値化する２値化部１３と、前記周囲画素を２値化した後
の信号によりある特定のパターン検出部１４と、前記パ
ターンを検出する手段で注目画素が輪郭部と識別した場
合、周囲の画素情報の平均値に基づいた値より低い信号
レベルの周囲画素も文字輪郭と識別する２値化対象画素
検出部１５で構成されている。

【００１１】以下、図４〜図７を用いて説明する。

【００１２】図４は、図３のエッジ検出部１１の構成例
を示したものである。図に示すように、この例では、主
走査方向３画素×副走査方向３画素の画素領域を使用
し、注目画素Ａを除く周辺画素のＡ１〜Ａ８の濃度情報
の平均値を求め、その平均値と注目画素Ａの濃度情報を
比較器１１１で比較し、エッジ部出力信号１ｂは注目画
素Ａが大きいときは“１”を出力し、それ以外の場合は
“０”を出力する。また注目画素Ａの濃度情報は１ａ、
周辺画素の濃度情報の平均値は１ｃとして出力される。

【００１３】前記エッジ検出部の出力は比較部１２に入
力される。図５に比較部１２の構成例を示す。図５に示
すように注目画素Ａの濃度情報１ａと所定のしきい値
（例として１２／６４）を比較器１２１で比較し１ａが
所定のしきい値より大きい場合でかつエッジ部出力信号
１ｂが“１”の場合のみ比較部出力信号１ｄは“１”を
出力し、それ以外は“０”を出力する。

【００１４】次の２値化部１３の構成例を図６に示す。
周辺画素の濃度情報の平均値１ｃを３／４倍し、その値
をしきい値として比較器１３１で主走査方向３画素×副
走査方向３画素の画素領域を２値化する。しきい値より
も大きいときは黒(“１”)、それ以外は白（“０”）と
する。但し、この場合、比較部出力信号１ｄが“０”の
時は２値化出力は全部白（“０”）とする。

【００１５】パターン検出部１４では２値化部１３の出
力結果が図７に示す輪郭パターンにあてはまるか否かを
パターンマッチングで検出し、輪郭パターンの場合の
み、“１”を出力し、それ以外は“０”を出力する。パ
ターン検出部１４の出力が“１”の場合、次の２値化対
象画素検出部１５にて注目画素及び、２値化部１３の出
力結果で白になっている周辺画素を２値化対象画素とし
“１”を出力する。２値化対象画素検出部１５の出力結
果はメモリに格納し周辺画素の対象外になるまでメモリ
２には出力しない。また、輪郭パターンであるとき、２
値化対象画素検出部１５で輪郭の内側と外側の画素の濃
度情報を比較し低い側の輪郭に添っている画素を２値化
対象画素としてもよい。

【００１６】像域判定部からの検出結果はメモリ２に格
納される。また像域判定の検出は同じ画像を何度もカメ
ラから読み込み、複数フレーム分の検出結果をメモリ２
に格納する。この場合、３フレームとする。図８に多数
決処理部の１実施例を示す。メモリ２に記憶された３フ
レームの同位置画素３画素の検出結果を用い、まず、カ
ウンタ３１で文字輪郭と検出された個数を計算する。例
えば、文字輪郭と検出された場合の結果は“１”となっ
ているので３画素の内、２画素が文字輪郭と検出される
と、カウンタ３１の値は２となる。この計算された値
と、まえもって設定されているしきい値レジスタ３３の
値と比較器３２で比較して、最終的な文字輪郭を検出す
る。比較した結果、文字輪郭と判定した場合には、セレ
クタ８へ“１”を出力する。判定しない場合は“０”を
セレクタ８へ出力する。通常、しきい値レジスタ３３に
は、参照フレーム数の１／２の値を設定しておけば、半
数より多い場合の検出結果が選択される。偶数フレーム
の場合などでもしきい値レジスタ３３にある値を設定す
ることで検出結果が得られる。

【００１７】図９にエッジ強調部４の実施例を示す。画
像データを主走査方向３画素×副走査方向２画素で構成
される画素領域において、現時点の入力信号と１ライン
ディレイ４１させた入力を用いて、フィルタ４２のフィ
ルタ係数でコンボリュージョン演算を行う。１ラインデ
ィレイ４１はラインメモリを用いている。この場合、文
字や細線を出すために強調するフィルタ係数になってい
る。

【００１８】図１０に固定しきい値２値化部５の実施例
を示す。

【００１９】エッジ強調部４で強調された信号を、比較
器５１によりしきい値レジスタの値と比較し２値化す
る。

【００２０】図１１にモアレ抑圧エッジ強調処理部６の
実施例を示す。

【００２１】主走査方向３画素×副走査方向２画素で構
成される画素領域において、現時点の入力信号とライン
メモリからなる１ラインディレイ６１からの入力を用い
て、フィルタ６２のフィルタ係数でコンボリュージョン
演算を行う。この場合、網点画でモアレを出さないため
縦横方向に強調し斜め方向に平滑化するフィルタ係数を
使用する。

【００２２】図１２に誤差拡散２値化部７の実施例を示
す。

【００２３】モアレ抑圧エッジ強調部６からの信号に、
周辺画素の２値化時に発生する濃度誤差を加算器７１に
て加算し、比較器７２でしきい値レジスタ７６の値と比
較して２値化する。この２値化時に発生した誤差レベル
を加算器７３で求め、次の２値化処理画素に周辺濃度誤
差として反映する一方、ラインメモリ７４に格納され
る。ラインメモリ７４に格納された誤差レベルは、次ラ
インの２値化処理画素のときに周辺濃度誤差として反映
する。加算器７３の出力である２値化誤差とラインメモ
リ７４の出力は重み係数テーブル７５に入力され２値化
時の濃度誤差として出力され加算器７１に入力される。

【００２４】図１３に重み係数マトリクスの実施例を示
す。注目画素をＭ画素目とし２値化処理画素とすると前
画素Ｍ−１画素目（２値化処理済み画素）の２値化時の
誤差レベルの係数をＡ，前ラインのＭ画素目（２値化処
理済み画素）の誤差レベルの係数をＢ，前ラインのＭ＋
１画素目（２値化処理済み画素）の誤差レベルの係数を
Ｃとし、実施例の重み係数テーブル７５ではＲＡＭテー
ブルを用い、誤差レベルごとに誤差レベルと係数を掛け
合わせたものをいれておくことで実現できる。セレクタ
８では、多数決処理部の最終的な検出結果により、信号
が“１”のときは固定しきい値２値化部５の出力信号を
出力し、“０”のときは誤差拡散２値化部７の出力信号
を出力する。

【００２５】また、選択される信号もノイズの影響があ
るので、図１４に示すような本方式による実施例が考え
られる。ノイズを抑圧するノイズ抑圧９を通して、エッ
ジ強調処理４，固定しきい値２値化５した結果と、モア
レ抑圧エッジ強調６，誤差拡散２値化７した結果とを作
成し、多数決処理３で判定結果により、セレクタ８で切
り替えて出力することで、高画質化を図ることが考えら
れる。また、この際、判定結果は多数決処理３を行わず
に像域判定処理１の結果をそのまま用いてセレクタ８の
切り替えを行うことも考えられる。図１５にノイズ抑圧
９の実施例を示す。メモリ９１に複数フレーム分の画像
データを記憶し、加算器９２に複数フレームの画像デー
タを用いて同じ画素位置の画像データをフレーム分加算
して、除算テーブル９３でフレーム数で割ることで、各
画素位置での平均値を求めることができ、ランダム的に
発生するノイズも平滑化されて小さくなる。この場合、
メモリ量を削減するため、画像データは符号化等を行い
記憶することも考えられる。例えば、ノイズは大きくな
いので下位ビットのみ記憶して、複数フレームの同位置
画素で平均化を求め、実際に使用する画像データは上位
ビットに平均化した下位ビットをつけて以降の画像処理
を行うことも考えられる。また、図１６に示すように、
メモリ９１に複数フレーム分の画像データを格納する
際、メモリの内容と加算して記憶することによりメモリ
サイズを削減できる。

【００２６】また、文字に適した処理等は、強力なエッ
ジ強調を行うので、予めノイズを抑圧しても、拡大さ
れ、２値化の出力に黒または白として出現する場合があ
る。そのため、図１６に示すようにエッジ強調処理４，
固定しきい値２値化５の後に、多数決処理３を行うこと
が考えられる。ランダムノイズであれば、ほぼ全てを除
去し良好な画質が得ることができる。

【００２７】図１８に本方式による実施例を示す。画像
データのノイズを抑圧するノイズ抑圧９を行い、シェー
ディング補正２０のメモリにノイズのない状態でシェー
ディング波形を記憶しておく。その後、画像データに対
しノイズ抑圧９でノイズを抑圧し、シェーディング補正
２０を行い、像域判定処理１を通しメモリ２に判定結果
を記憶しておく。また、シェーディング補正２０後の信
号はエッジ強調４し固定しきい値２値化５で２値化され
多数決処理を行う。次に、ノイズ抑圧９を経てシェーデ
ィング補正２０し、モアレ抑圧エッジ強調６，誤差拡散
２値化７を行った結果と、固定しきい値２値化４の多数
決処理の出力結果とを像域判定の多数決処理の結果でも
って、セレクタ８で切り替えて出力する。シェーディン
グ補正部２０は図１９のようにシェーディング波形を記
憶するメモリ２０１と除算器202で実現でき、除算器２
０２はＲＯＭテーブルに除去結果を予め設定しておくこ
とで実現できる。

【００２８】また、ノイズ抑圧のために複数フレームの
画像の読み込みが必要であり、また、多数決処理のため
に複数フレームの画像の読み込みが必要である。別個に
読み込みを行うと処理時間がかかるので、並列に処理す
る。例えば、ノイズ抑圧を行いながら、信号は逐次、処
理して多数決処理も行っておく。そして、ノイズ抑圧に
必要なフレーム数読み込んで、平滑化された画像データ
が出力されると、多数決処理のある経路では、その平滑
化されたデータを最終フレームの処理として多数決処理
での結果を出力する。このことで、ノイズ抑圧に必要な
フレーム読み込みの処理時間で実現できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、カメラ入力時のランダ
ム的に発生するノイズを除去し、像域分離方式での誤判
定を減らすことが可能になり、高画質を保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブロック構成例を示す図。

【図２】本発明による画像処理装置のブロック構成例を
示す図。

【図３】像域判定部のブロック構成例を示す図。

【図４】エッジ検出部の実施例を示す図。

【図５】比較部の実施例を示す図。

【図６】２値化部の実施例を示す図。

【図７】輪郭パターンの実施例を示す図。

【図８】多数決処理部の実施例を示す図。

【図９】エッジ強調部の実施例を示す図。

【図１０】固定しきい値２値化部の実施例を示す図。

【図１１】モアレ抑圧エッジ強調部の実施例を示す図。

【図１２】誤差拡散２値化部の実施例を示す図。

【図１３】重み係数マトリクスの実施例を示す図。

【図１４】本発明による画像処理装置のブロック構成例
を示す図。

【図１５】ノイズ抑圧の実施例を示す図。

【図１６】ノイズ抑圧の実施例を示す図。

【図１７】本発明のブロック構成図。

【図１８】本発明による画像処理装置のブロック構成例
を示す図。

【図１９】シェーディング補正部の実施例を示す図。

【符号の説明】

１…像域判定部、２，９１，２０１…メモリ、３…多数
決処理部、４…エッジ強調部、５…固定しきい値２値化
部、６…モアレ抑圧エッジ強調部、７…誤差拡散２値化
部、８…セレクタ、９…ノイズ抑圧、１１…エッジ検出
部、１２…比較部、１３…２値化部、１４…パターン検
出部、１５…２値化対象画素検出部、２０…シェーディ
ング補正部、３１…カウンタ、３２，５１，７２，１１
１，１２１，１３１…比較器、３３，５２…しきい値レ
ジスタ、４１，６１…１ラインディレイ、４２，６２…
フィルタ、７１，７３，９２…加算器、７４…ラインメ
モリ、７５…重み係数テーブル、９３…除算テーブル、
２０２…除算器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者犬塚達基茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カメラ等で画像を入力して画像処理を行う
装置において、画像の文字部（輪郭部）と絵柄部（非輪郭部）を判別す
る判別手段と、画素データを記憶する手段とを備え、複
数フレームの画像データを参照して、文字部（輪郭部）
と絵柄部（非輪郭部）を判別することを特徴とする画像
処理装置。
【請求項２】カメラ等で画像を入力して画像処理を行う
装置において、画像の文字部（輪郭部）と絵柄部（非輪郭部）を判別す
る判別手段と、前記判別手段により判別した結果を記憶
する記憶手段と、前記記憶手段で記憶した複数フレーム
の判別結果から最終的な判別結果を得る手段を備えたこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】請求項２の画像処理装置において、複数フレームの判別結果から得た最終的な判別結果を用
いて、複数フレームの同位置画素データの平均した画像
データに基づいて文字部（輪郭部）に適した処理で２値
化した結果と、複数フレームの同位置画素データの平均
した画像データに基づいて絵柄部（非輪郭部）に適した
処理で２値化した結果の、いずれか一方の２値化結果を
選択して出力することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】請求項２の画像処理装置において、複数フレームの判別結果から最終的な判別結果を得る手
段は、複数フレームの判定結果で文字部（輪郭部）又
は、絵柄部（非輪郭部）と判別された注目画素位置のフ
レーム数が、あるしきい値と比較し多い場合に、注目画
素位置を文字部（輪郭部）又は、絵柄部（非輪郭部）と
判定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】請求項２の画像処理装置において、複数フレームの判別結果から最終的な判別結果を得る手
段は、複数フレームの判定結果で文字部（輪郭部）又
は、絵柄部（非輪郭部）と判別された注目画素位置のフ
レーム数が、あるしきい値と比較して多い場合で、かつ
注目画素位置の１フレームの濃度情報、又は、注目画素
位置の複数フレームの平均値濃度情報を参照して、注目
画素位置を文字部（輪郭部）又は、絵柄部（非輪郭部）
と判定することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】カメラ等で画像を入力して画像処理を行う
装置において、複数フレームの同位置画素データの平均を求める手段
と、画像の文字部（輪郭部）と絵柄部（非輪郭部）を判
別する判別手段とを備え、前記平均を求める手段で求め
た画像データに基づいて、画像の文字部（輪郭部）と絵
柄部（非輪郭部）を判別することを特徴とする画像処理
装置。
【請求項７】カメラ等で画像を入力して画像処理を行う
装置において、複数フレームの同位置画素データの平均を求める手段
と、シェーディング歪を補正する手段と、画像の文字部
（輪郭部）と絵柄部（非輪郭部）を判別する判別手段と
を備え、前記平均を求める手段で求めた画像データに基
づいて、少なくとも、シェーディング補正処理を行い画
像の文字部(輪郭部）と絵柄部(非輪郭部）を判別するこ
とを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】カメラ等で画像を入力して画像処理を行う
装置において、複数フレームの同位置画素データの平均を求める手段
と、γ補正（濃度変換）を行う手段と、画像の文字部
（輪郭部）と絵柄部（非輪郭部）を判別する判別手段と
を備え、前記平均を求める手段で求めた画像データに基
づいて、少なくとも、γ補正（濃度変換）を行い画像の
文字部（輪郭部）と絵柄部（非輪郭部）を判別すること
を特徴とする画像処理装置。
【請求項９】カメラ等で画像を入力して画像処理を行う
装置において、画素情報を記憶する記憶手段と、画素情報を平均化する
平均化手段と、２値化する２値化手段とを備え、複数フ
レームの同位置画素の平均化した多値データに基づき、
２値データを得ることを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】カメラ等で画像を入力して画像処理を行
う装置において、多値画像データを２値化する２値化手段と、前記２値化
手段の２値化結果を記憶する記憶手段と、前記記憶手段
に記憶した複数フレームの２値化結果から最終的な２値
化結果を得る手段とを備えたことを特徴とする画像処理
装置。
【請求項１１】請求項１０の画像処理装置において、複数フレームの２値化結果から最終的な２値化結果を得
る手段は、複数フレームの２値化結果で“１”又は、
“０”と２値化された注目画素位置のフレーム数が、あ
るしきい値と比較し多い場合に、注目画素位置の２値化
結果を“１”又は、“０”と出力することを特徴とする
画像処理装置。
【請求項１２】請求項１０の画像処理装置において、複数フレームの２値化結果から最終的な２値化結果を得
る手段は、複数フレームの２値化結果で“１”又は、
“０”と２値化された注目画素位置のフレーム数が、あ
るしきい値と比較して多い場合で、かつ、注目画素位置
の複数フレームの平均値濃度情報を参照して、注目画素
位置の２値化結果を“１”又は、“０”と出力すること
を特徴とする画像処理装置。
【請求項１３】カメラ等で画像を入力して画像処理を行
う装置において、多値画像データを２値化する際に、文字に適した２値化
を行う場合は、少なくとも、多値画像データを固定しき
い値で２値化して、複数フレームの２値化結果から最終
的な２値化結果を出力し、絵柄に適した２値化を行う場
合は、少なくとも、複数フレームの画像データを平均化
して、誤差拡散で２値化して出力することを特徴とする
画像処理装置。
【請求項１４】カメラ等で画像を入力して画像処理を行
う装置において、複数フレームの画像データ又は、判別結果又は、２値化
結果を記憶する際には、始めの１フレーム分はメモリに
そのまま記憶し、２フレーム目からは１フレーム目と同
位置の画像データに加算して記憶することを特徴とする
画像処理装置。