JPH0951431A

JPH0951431A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0951431A
Application number: JP7197803A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sekine; 弘関根; Kunikazu Ueno; 邦和上野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1997-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】エッジ部分の近傍でいわゆるぼけが生じるこ
とがなく、高品質な多値画像を得る。【解決手段】入力される２値画像について画素毎に文
字／線画領域に属するか否かを判別する属性判別部２０
１と、入力画素を単純多値化する単純多値化部２０２
と、多値化のためのブロックサイズを決定するブロック
サイズ決定部２０４と、決定されたブロックサイズで第
１の画素ブロックを構成し、該画素ブロックから文字／
線画領域に属すると判定された画素を除いた第２の画素
ブロックを構成するブロック化部２０５と、第２の画素
ブロック内の画素値に基づき注目画素を２値から多値へ
変換する演算部２０６と、属性判別部２０１の判別結果
に応じて単純多値化部２０２と演算部２０６のいずれか
の出力を選択するセレクタ２０３とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、文字や線画等の
エッジ部にいわゆるぼけを生じさせることなく、低階調
画像を高階調画像に変換することができる画像処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、Ｎ（Ｎ≧２）値の低階調画像
をＭ（Ｍ＞Ｎ）値の高階調画像に変換する階調変換の手
法が知られており、その一態様として２値画像を多値化
する２値多値変換がある。この変換の主たる目的は、
（１）ファクシミリ信号のような２値画像を多値化して
高画質な出力を得る、（２）２値画像を変倍するために
一旦多値化する、（３）多値データを２値化して圧縮・
記憶した２値データを出力時に復元するために多値化す
る、などである。上記目的を達成するため、従来より種
々の多値化手法が提案されており、この種の手法は概ね
以下の４つに分類することができる。（１）単純な平滑化処理を行って多値化する方式（特開
昭６３−０１３５７９号、特開平５−１６０９９６号
等）。（２）組織的ディザ法によって２値化された画像におい
て、２値化時に使用したディザマトリクスを用いて元の
中間調画像（多値画像）を推定する方式（特公昭６１−
２８８５６７号等）。（３）一定領域内の明るさ（すなわち、黒画素数）を検
出し、これに応じて多値化フィルタサイズを適応的に切
り替える方式（特開平２−７６３７０号等）。（４）エッジの強度と方向を検出し、これに応じて多値
化フィルタのサイズや形状・係数を適応的に切り替える
方式（特開平５−１４３７２６号、特開平５−３４４３
４０号等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記手
法（１）は、多値変換後における画像のエッジ部がぼけ
るなどの難点がある。また、上記手法（２）は、組織的
ディザ法で２値化されたものを対象としており、誤差拡
散法で２値化された画像の場合には鮮明に多値化できな
いことがある。また、上記手法（３）は、画像中の暗部
をエッジに類似した箇所とみなして小さなサイズのフィ
ルタで多値化する一方、明部を非エッジ部とみなして大
きなサイズのフィルタで多値化していることから、微妙
な濃度変化を比較的捉え易いという利点があるものの、
正確なエッジ検出処理を行わずに明るさだけを基準とし
て多値化フィルタを選択しているため、必ずしも階調の
必要な個所で大きなサイズの多値化フィルタが選択され
ないという欠点がある。例えば、暗い箇所であるが階調
を重要視したい箇所においても小さいサイズの多値化フ
ィルタが選択され、滑らかさのない多値画像に変換され
てしまう。さらに、上記手法（４）は、上記（１）〜
（３）の手法と比較し、エッジの劣化は少ないものの、
多くは特定の成分のみに基づいて検出されたエッジに対
する処理しか行わない。

【０００４】上述した理由から、結局、上記（１）〜
（４）の手法に共通する問題点は、入力画像がすべて疑
似中間調処理されている画像では、高階調化によるある
程度の画質向上が期待できるが、文字や線画等のエッジ
部と誤差拡散法等による疑似中間調領域とが混在した画
像については、エッジ部の近傍がぼけてしまうことであ
る。

【０００５】例えば、入力される２値画像について、変
換対象画素（以下、注目画素という）を中心とした縦５
画素、横５画素の合計２５画素からなるブロック内に含
まれる「１」の数（すなわち、黒画素数）を計数し、こ
の計数値を出力すべき多値画像の階調数に正規化する場
合を考える。この場合、上記従来の手法（１）〜（４）
では、入力２値画像がすべて疑似中間調領域であれば良
好な多値復元が行われるが、疑似中間調以外の文字や線
画等のエッジ部を含んでいる場合には、多値化後の画像
はぼけた画像になってしまう。

【０００６】この点、上記手法（４）においては、エッ
ジ部では多値化のためのブロックサイズを小さくするこ
とによって対処することが考えられる。すなわち、例え
ば図５に示すようなエッジ部を含む２値画像の太線３０
４内の画素に対しては、注目画素を中心とした縦３画
素、横３画素の合計９画素からなる小さなブロック内に
含まれる黒画素数を計数し、多値画像の階調数（この場
合、８ビットすなわち２５６階調とする。）に正規化す
る。しかしながら、この場合でも多値化後の画像は、図
１３に示すようにエッジ部の近傍がぼけた画像になる。

【０００７】さらに極端な例として、文字や線画からな
る領域（以下、文字／線画領域という）では注目画素を
中心とするブロックを設定せずに、注目画素が「１」で
あれば多値化後の画素値として「２５５」（ただし、８
ビット値の画像の場合）を割り当てることを考える。こ
のような考えに基づく多値化は、例えば図１４に示すよ
うな処理過程によって実現される。すなわち、３×３平
均多値化部１０１では、注目画素を中心とする縦３画
素、横３画素の合計９画素からなるウィンドウ内の黒画
素数を計数し、８ビットに正規化することにより入力２
値画像を多値化し、単純多値化部１０２では、注目画素
が「０」（すなわち、白画素）の場合は「０」に、
「１」（すなわち、黒画素）の場合は「２５５」に変換
する。また、属性判別部１０３では、入力される２値画
像の各画素毎に、当該画素が文字／線画領域であるか否
かを判定し、セレクタ１０４では、属性判別部１０３で
文字／線画領域と判定された画素については単純多値化
部１０２の出力を選択し、そうでない画素については３
×３平均多値化部１０１の出力を選択する。そして、仮
に図５に示す２値画像を入力した場合に属性判別部１０
３で誤り無く判定がなされたとすると、図１５に示すよ
うな判定結果（ただし、文字／線画領域は「１」、それ
以外は「０」）が得られる。さらにこの判定結果に基づ
き、３×３平均多値化部１０１と単純多値化部１０２と
が切り替えられると、図１６に示すような多値画像が出
力される。この多値画像では、図１３と比較して多少の
改善は認められるが、それでもまだエッジ部の近傍には
ぼけが生じてしまう。

【０００８】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、文字や線画等のエッジ部分とそれ以外の誤差
拡散法等による疑似中間調部分とが混在する画像を高階
調化する場合に、エッジ部分の近傍でいわゆるぼけが生
じることがなく、高品質な多値画像を得ることができる
画像処理装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１記載の発明は、Ｎ（Ｎ≧２）値で表さ
れる入力画像をＭ（Ｍ＞Ｎ）値で表される画像に変換し
て出力する画像処理装置において、前記入力画像内で変
換対象画素を含む所定の大きさの第１の領域を設定する
第１の領域設定手段と、前記第１の領域に含まれる画素
の特性を判別する属性判別手段と、前記属性判別手段に
より特定の属性であると判定された画素を前記第１の領
域から除いた第２の領域を設定する第２の領域設定手段
と、前記第２の領域に含まれる画素の値に基づき、該第
２の領域内の変換対象画素をＮ値からＭ値に変換する変
換手段とを具備することを特徴としている。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、画素の属性
情報とともに供給されるＮ（Ｎ≧２）値で表される入力
画像をＭ（Ｍ＞Ｎ）値で表される画像に変換して出力す
る画像処理装置において、前記入力画像内で変換対象画
素を含む所定の大きさの第１の領域を設定する第１の領
域設定手段と、前記画素の属性情報に基づき、前記第１
の領域に含まれる入力画像から特定の属性を有する画素
を除いた第２の領域を設定する第２の領域設定手段と、
前記第２の領域に含まれる画素の値に基づき、該第２の
領域内の変換対象画素をＮ値からＭ値に変換する変換手
段とを具備することを特徴としている。

【００１１】（作用）請求項１記載の発明によれば、第
１の領域設定手段は、Ｎ（Ｎ≧２）値で表される入力画
像内で変換対象画素を含む所定の大きさの第１の領域を
設定し、属性判別手段は、第１の領域に含まれる画素の
特性を判別し、第２の領域設定手段は、属性判別手段に
より特定の属性であると判定された画素を第１の領域か
ら除いた第２の領域を設定し、変換手段は、第２の領域
に含まれる画素の値に基づき、該第２の領域内の変換対
象画素をＮ値からＭ（Ｍ＞Ｎ）値に変換する。これによ
り、文字／線画等のエッジ部の画素の値に基づくことな
く、中間調領域のＮ値からＭ値への変換を行うことがで
きるので、エッジ部の近傍でいわゆるぼけが生じること
がない。

【００１２】また、請求項２記載の発明によれば、入力
画像とともに供給される画素の属性情報に基づき、請求
項１記載の発明と同様の作用を奏するので、文字／線画
等のエッジ部の近傍でいわゆるぼけを生じさせることが
ない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。Ａ：第１実施形態（１）実施形態の構成図１はこの発明の第１実施形態による画像処理装置の構
成を示すブロック図である。図１において、２０１は属
性判別部であり、入力される２値画像について画素毎に
文字または線画からなる領域（以下、「文字／線画領
域」という）に属する画素であるか否かを判定し、この
判定結果を出力する。

【００１４】２０２は単純多値化部であり、入力される
２値画像を８ビット値に単純多値化する。すなわち、単
純多値化部２０２は、値「０」の入力画素（白画素）を
値「０」に、値「１」の入力画素（黒画素）を値「２５
５」に変換する。

【００１５】２０３はセレクタであり、属性判別部２０
１の判定結果に応じて単純多値化部２０１の出力と後述
する演算部２０６の出力のいずれかを選択して出力す
る。すなわち、セレクタ２０３は、入力画素が「文字／
線画領域」に属すると判定された場合、単純多値化部２
０２の出力を選択し、入力画素が「文字／線画領域」に
属しないと判定された場合、演算部２０６の出力を選択
する。

【００１６】２０４はブロックサイズ決定部であり、入
力される２値画像を多値化変換するためにブロック化す
る際のブロックサイズを決定する。２０５はブロック化
部であり、ブロックサイズ決定部２０４によって決定さ
れたブロックサイズによって入力２値画像をブロック化
するとともに、このブロック化した画素群から属性判別
部２０１によって「文字／線画領域」に属すると判定さ
れた画素を除いた画素群を演算部２０６に出力する。

【００１７】演算部２０６は、ブロック化部２０５から
供給される画素を多値化変換し、この結果を出力する。
すなわち、演算部２０６は、ブロック化部２０５から供
給される画素群に含まれる黒画素数を計数し、８ビット
に正規化した値を出力する。例えば、演算部２０６に入
力される画素群の総画素数をＮ、当該画素群に含まれる
黒画素数をｎとすると、下式(１)によって多値化データ
Ｍを算出する。Ｍ＝２５５×（ｎ／Ｎ） …………(１)

【００１８】（２）実施形態の動作次に、上記構成からなる画像処理装置の動作を説明す
る。まず、当該画像処理装置に２値画像が入力される
と、属性判別部２０１において、各画素毎に変換対象画
素（以下、注目画素という）が「文字／線画領域」に属
するか否かが判定される。

【００１９】ここで、注目画素が「文字／線画領域」に
属すると判定された場合、セレクタ２０３において単純
多値化部２０２の出力が選択され、これにより注目画素
を単純多値化した多値画像データが出力される。

【００２０】一方、属性判別部２０１において、注目画
素が「文字／線画領域」に属しないと判定された場合、
セレクタ２０３において演算部２０６の出力が選択され
る。この場合、注目画素はブロックサイズ決定部２０
４、ブロック化部２０５および演算部２０６を経て、以
下のように多値化される。

【００２１】まず、ブロックサイズ決定部２０４では、
入力２値画像のうち注目画素を中心とした縦５画素、横
５画素の合計２５画素について、例えば図２に示すＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの４通りの係数によって畳み込み演算を行
う。そして、これら演算結果のうち絶対値が最も大きい
ものが予め設定された閾値以上の場合には、図３に示す
注目画素を中心とした縦３画素、横３画素の小ブロック
サイズをブロック化部２０４に指示し、閾値未満の場合
には図４に示す注目画素を中心とした縦５画素、横５画
素の大ブロックサイズをブロック化部２０４に指示す
る。

【００２２】ここで、例えば図５に示すエッジ部を含む
２値画像を入力画像とした場合、ブロックサイズ決定部
２０４の出力および属性判別部２０１の判別結果は、図
６に示すように模式的に表される。図６において、
「Ｔ」は属性判別部２０１によって「文字／線画領域」
と判定された画素を、「Ｓ」は属性判別部２０１によっ
て「文字／線画領域」以外と判定され、かつブロックサ
イズ決定部２０４によって小ブロックサイズが指示され
た画素を、「Ｗ」は属性判別部２０１によって「文字／
線画領域」以外と判定され、かつ大ブロックサイズが指
示された画素をそれぞれ表している。

【００２３】図６において、太線で囲まれた画素３０１
を注目画素とすると、ブロック化部２０４は、この注目
画素３０１が「文字／線画領域」以外で、かつ小ブロッ
クサイズが指示されていることから、当該注目画素３０
１を中心とした縦３画素、横３画素の画素ブロック３０
２を選択する。さらに、ブロック化部２０４は、画素ブ
ロック３０２内の画素群から属性判別部２０３によって
「文字／線画領域」と判定された画素（すなわち、右下
の「Ｔ」で表される画素）を除き、図７に示すような新
たな画素ブロックを作成する。

【００２４】こうして作成された画素ブロックは演算部
２０６に供給され、該演算部２０６においては、「文字
／線画領域」を除く画素ブロック内の黒画素数が計数さ
れ、式(１)に基づき多値画像データＭが算出される。こ
の結果、図５に示す太線３０４内の入力２値画像は、図
８に示すように、「文字／線画領域」のエッジ部分がシ
ャープに現れた多値画像に変換される。

【００２５】また、例えば図９に示す疑似中間調の２値
画像を入力画像とした場合、ブロックサイズ決定部２０
４の出力および属性判別部２０１の判別結果は、図１０
に示すように模式的に表される。図１０において、すべ
ての入力画素は、属性判別部２０１によって「文字／線
画領域」以外と判定されることから、ブロックサイズ決
定部２０４は、すべての入力画素について大ブロックサ
イズ「Ｗ」を指示する。

【００２６】これにより、すべての入力画素について、
図４に示す注目画素を中心とした大ブロックサイズの画
素ブロック内で黒画素数が計数され、式(１)に基づき多
値画像データＭが算出される。この結果、図９に示す太
線３０３内の入力２値画像は、図１１に示すように多値
化され、良好な中間調画像の変換結果が得られる。

【００２７】Ｂ：第２実施形態次に、この発明の第２実施形態について説明する。図１
２はこの発明の第２実施形態による画像処理装置の構成
を示すブロック図である。この図において、図１に示し
た第１実施形態と共通する部分については同一の符号を
付し、説明を省略する。また、図１２に示す第２実施形
態が図１に示した第１実施形態と異なる点は、入力画素
が「文字／線画領域」に属するか否かを示す情報を２値
画像とともに送信側から供給する構成にしたところにあ
る。したがって、第１実施形態において設けられていた
属性判別部２０１が不要となっている。その他の構成に
ついては、第１実施形態と同様である。

【００２８】このような構成によれば、送信側から供給
される「文字／線画領域」に属するか否かを示す情報に
基づき、セレクタ２０６の切り替えが行われ、ブロック
化部２０１にて「文字／線画領域」を除く新たな画素ブ
ロックが作成される。その他の動作については上記第１
実施形態と同様であり、結果として第１実施形態と同様
の作用効果を奏する。

【００２９】Ｃ：変更例等なお、既述した実施形態では、属性判別部２０１におけ
る具体的な判別方式について詳述しなかったが、例えば
特開平５−１４３７２６号公報に開示された判別手法が
適用可能である。この公報には、一次微分フィルタを用
いてエッジ検出を行うことにより中間調部とその他のエ
ッジ部とを判別する手法が記載されている。勿論、属性
判別手段２０１に適用すべき判別手法としては、上記公
報に記載のものに限らず、その他のいずれか公知の手法
を適用してもよい。

【００３０】また、演算部２０６における多値化手法に
ついては、上記実施形態に示した注目画素を中心とした
画素ブロック内の黒画素数を計数することによるものに
限らず、例えば上記特開平５−１４３７２６号公報に開
示された手法を適用することも可能である。該公報に
は、誤差拡散法による中間調画像に特有の高調波成分を
除去すべく、なだらかな山形の多値変換用フィルタを用
いて多値化する手法が記載されている。勿論、その他の
公知の多値化手法を採用することも可能である。

【００３１】さらに、上記実施形態では、２値画像を多
値化する場合について説明したが、これに限らず、本発
明は、いわゆる低階調データから高階調データへの変換
という広い範囲の高階調化変換に適用可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、文字や線画等のエッジ部分とそれ以外の誤差拡散法
等による疑似中間調部分とが混在する画像をＮ（Ｎ≧
２）値からＭ（Ｍ＞Ｎ）値へ高階調化する場合に、エッ
ジ部の近傍でいわゆるぼけが生じることがなく、高品質
な高階調化変換が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態による画像処理装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施形態によるブロックサイズ決定部の
フィルタ係数を示す図である。

【図３】第１実施形態による小サイズブロック化を説
明する図である。

【図４】第１実施形態による大サイズブロック化を説
明する図である。

【図５】文字／線画領域を含む２値画像の例を示す図
である。

【図６】図５に示す２値画像に対する属性判定結果お
よびブロックサイズ決定結果を示す模式図である。

【図７】第１実施形態によるブロック化処理結果を示
す図である。

【図８】第１実施形態による文字／線画領域の高階調
化処理結果を示す図である。

【図９】疑似中間調処理された２値画像の例を示す図
である。

【図１０】図９に示す２値画像に対する属性判定結果
およびブロックサイズ決定結果を示す模式図である。

【図１１】第１実施形態による図９に示す２値画像の
高階調化処理結果を示す図である。

【図１２】この発明の第２実施形態による画像処理装
置の構成を示すブロック図である。

【図１３】従来技術による文字／線画領域の高階調化
処理結果の一例を示す図である。

【図１４】従来技術に基づく処理過程を説明するブロ
ック図である。

【図１５】図１４に示す処理過程における属性判定結
果を示す図である。

【図１６】図１４に示す処理過程における文字／線画
領域の高階調化処理結果を示す図である。

【符号の説明】

２０１属性判別部２０２単純多値化部２０３セレクタ２０４ブロックサイズ決定部２０５ブロック化部２０６演算部

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Ｇ０６Ｔ 5/00 Ｇ０６Ｆ 15/68 ３１０ＪＨ０４Ｎ 1/405 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎ（Ｎ≧２）値で表される入力画像をＭ
（Ｍ＞Ｎ）値で表される画像に変換して出力する画像処
理装置において、前記入力画像内で変換対象画素を含む所定の大きさの第
１の領域を設定する第１の領域設定手段と、前記第１の領域に含まれる画素の特性を判別する属性判
別手段と、前記属性判別手段により特定の属性であると判定された
画素を前記第１の領域から除いた第２の領域を設定する
第２の領域設定手段と、前記第２の領域に含まれる画素の値に基づき、該第２の
領域内の変換対象画素をＮ値からＭ値に変換する変換手
段とを具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】画素の属性情報とともに供給されるＮ
（Ｎ≧２）値で表される入力画像をＭ（Ｍ＞Ｎ）値で表
される画像に変換して出力する画像処理装置において、前記入力画像内で変換対象画素を含む所定の大きさの第
１の領域を設定する第１の領域設定手段と、前記画素の属性情報に基づき、前記第１の領域に含まれ
る入力画像から特定の属性を有する画素を除いた第２の
領域を設定する第２の領域設定手段と、前記第２の領域に含まれる画素の値に基づき、該第２の
領域内の変換対象画素をＮ値からＭ値に変換する変換手
段とを具備することを特徴とする画像処理装置。