JPS583373A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、−像に２値符号信号にて表わす画像２値化方
式、すなわち、−像の画素を２値符号の各桁に対応した
所定個数の単位区ｉｊをもって構成し、各単位区画毎に
それぞれ異なる閾値レベルを設定して画像と比較するこ
とにより画像を表わす画像信号ｖ２値化する画像２値化
方式に関し、特に、中間調を有する画像と文字、−画等
とをともに鮮９１１に再生表示し得るようにして２値化
するようＫしたものである。

従来、中間調馨有する画像ｖ２値化する画像２値化方式
としては、上述した種類のいわゆるディザ方式がよ（知
られている。しかして、このディザ方式は、 （１）　　画像信号の符号化、記憶等に畳するメモリ装
置の富貴を節約することがで、きる。

（坤　２値表示装置を用いて中間調を有する１ｊｉｉｌ
Ｖ表示することができる。

（３）　　中間調を有する画像として高品位の画質のも
のが得られる。

（４）装置の具体的構成が容易となる。

等の理由により、多（の分野にて広く採用されている。

しかしながら、かかる中間調再現可能の一９２値化方式
を用いて通常の活字、線画等、本来白黒２値からなる画
像を再現すると、かかる２値画像のエツジｉｌＫ、！画
素を構成する複数区ｌｊの配＾に基づ（いわゆるディザ
パターンが生じ、却って２値画像が不鮮明になるという
欠点があった・また、いわゆるディザ方式によってｉｉ
ｒ＊を再現した場合に、中間調を有するｍ像に対する階
調性の再現をよくするには、−素を構成する複数区−の
数、すなわち、いわゆるディザマ）　ＩＪフックス太き
（する必要がある。しかしながら、その区−ａを増大さ
せると、ｓｉｉ＊の階調性はよくなるが、解像度は逆に
損われることになり、文字、−画等、中間調を有しない
本来の２値画像を再現した場合Ｋ、そのエツジｉｌＫ前
述した特有のディザパターンが生じて２値画像のエツジ
が不鮮明になり、また、これとは逆に、画素を構成する
複数区画の数丁なわち、ディザマトリクスを小さくする
と、文字、線画等の２値画像は鮮明に再−８１されるが
、中間調を有する画像は階調性に欠けるという欠点があ
った。

本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、中間調
を有する５ｊｌｌ、および、文字、−一等の本来の２値
−像の双方に対して鮮明な画像を再現し得るようにした
ｔＭ菅２値化方弐ｖＩ！供することにある。

本発明の他の目的は、中間調を有する画像についても、
その再生画質に応じて画像処理を行い、画質に応じた液
適の画像処理を行い得るようにした画像２値化方式を提
供することにある。

以下に図面を参照して本発＠８を詳細に祝用する。

しかして、本発明方式による画像２恒化の原理は、ｉｉ
＆Ｉｉ儂の各画素を２値符号のも桁に対応した複数の区
画に区分し、それら複数の区−毎にそれぞれ異なる閾値
レベルを設定して、いわゆるディザマトリックスを構成
したときにおけるマトリックスサイズの’５Ｊ変化、し
たがって、％ＷＡ値レベルの可変化にある。丁なわち、
従来のディザ法、例えば組織的ディザ法においては、閾
値レベルを異にするマトリックスよりなるディザマトリ
ックスを用いて入力画像の各画素を２値化するのである
が、そのディずマトリックスのサイズは一定であり、入
力画像の′ｍ＠には無関係に固定さｎていた。これに反
し、本発明によるディザ法においては、ディザマトリッ
クスのサイズが入力画像の種類に応じて変化し、画像の
種類乃至質に応じたサイズのディザマトリックスを用い
て入力画像を２値化する。

本発明によるかかる画像２値化方式の長所としてはつぎ
０２点が挙げられる。

（１）　　文字、Ｉｌ−等の本来の２値画像に対しては
、谷画素毎に単一〇ｌｌＩ値レベルを用いて入力画像ｔ
２値化するに近い１ｉｉｉ＊２値化を行い、また、中間
調を有する入力画像に対しては、ディザマトリックスの
サイズな大きく設定するので、上述した従来方式にｊｊ
ｅｊる欠点が除去される。

（２）中間調を有するとともに一画に近い画像情報をも
有する通常の１儂については、その線画に近い１ｊｌｌ
像部分に対して単一の閾値レベルによるに近い２髄化を
行うことになるので、細線部分の解像度が優れた再生Ｗ
ｋｉ儂が得られる。

上述のような長所を有する本発明画像２値化方式の動作
原理Ｖ＊明すると、一般に、難×鳳個の区画からなるデ
ィザマトリックスはＪｍｄｉｅ・の方法により によって表わすことがで愈る。例えば、人刃傷号の最大
値をＩＫ正規化すると、 本発明画像２値化方式においては、かかるデイザマ）　
ＩＪツクスＤｌｌｌを、画像の種類乃至画質に応じ、そ
のマトリックスのディメンジョンｍをｆｆｉ、すること
によって変化させ、前述した従来の欠点を除去して上述
した（１）　、　（２）の長所が得られるようにしてい
る。

画質に応じてＤＩ　、　Ｄ２　、　Ｄ４　、　ＤＩ　、
・・・と、マトリックスサイズの違ったディザマトリッ
クスな散出して２値化を行うようにする。

上述のようにマトリックスサイズ’ｔＲ次に異ならせた
ディザマトリックスの閾値レベルをそれぞれ１０ツトし
たものをｊＩ１図に示し、図中、（ａ）〜（ｄ）・・・
はＤ　、Ｄ　、Ｄ　、Ｄ　、・・・をそれぞれ示してい
る。

図から判るように、マトリックスサイズが大さくなるｔ
よと表現し得る階間が豊富になる。

かかる動作原理に基づ（本発明方式の画像２値化装置の
概略構成を５１１２図に示す。図示の構成においては、
例えばＣＯＤラインセンナ等からなる入力系１０により
読取ったアナログ画像信号をアナログもディジタル変換
器１１に導いてディジタル−像信号１２に変換するとと
もに、閾値発生−路１６により後述する一定の規則に従
って上述したような各閾値レベルを表わすディジタル閾
値信号１５を発生させる。かかる２１Ｍ類めディジタル
信号を比較ｉ！ｉ）　１３　Ｋ供給して相互に比較し１
例えば、ディジタル画像信号の万がディジタル閾値信号
より大きければ１！”とし、小さければ”０”としてｆ
値化画像信号１４に変ＩＩｊる。　このようにし【形成
した２値化ｊｊ儂信号、は、メモリ装置に格納し、ある
いは、出力装量に記録し、もしくは、表示するなとする
。なお、閾値発生回路１６においては、入力系１１から
の一画像信号の種類に応じて出力する閾値信号Ｙ表わす
デイザマ）　ＩＪラックスサイズを決定して順次に送出
する。

つぎに、第２図示の概略構成における入力系１１の詳細
な構成の例をａ！３図（４）に示し、比較器１３の詳細
な構成の例’ｋＭ図（靭に示す。なお、説明を容易にす
るために、４Ｘ４のマトリックスサイズまで変化させる
ものとする。

まず、同図（Ａ）に示す入力部においては、例えばＣＯ
Ｄラインセンナ等からなる画像貌職装置２０により形成
したアナログ画像信号をアナログ・ディジタル変換器２
１によりディジタル化したうえで、マルチプレクサ＝２
により分岐して４ラインメモ１７２３ｍおよび２３ｂに
それぞれ記憶させる。このマルチプレクサ２２＆Ｘ、同
図（腸に示す比較器における信号地理を４ライン一括し
て行うので、４ラインずつのバッファメモリを交互に使
用する必要があり、そのための４ラインメモリ２３ａ　
ｔ−２３ｂに対するディジタル画像信号の４ラインずつ
の振分けを行うものであり、一方の４ラインメモリが充
満すると他方に切換えるようにしである。したがって、
画像読取装置２ｏとしては、つねに一定の速度でｊｔｓ
を読取ることができる。このようにして、４ラインメモ
リ２３＆および２３ｂのいずれかが充満すると、そのメ
モリ内容の４ライン分のディジタル１ｌｉｌｌ信号を同
時に読出してデマルチグレクｔ２４に供給し、４ライン
分並列のディジタル−像信号ｔｔｌ１次に間欠的ＫＩＩ
Ｌ出す。

つぎに、同図（匂に示す比較器においては、上述した順
次間欠の４２イン並列画像信号のうち、ラインｎ〜ｎ　
＋３の４−）イン並列画像信号ａＯａ〜３０ｄ　Ｖ　４
　Ｘ　４画素分のメモリ３１に一旦格相じ、後述する判
断基準に従って、４×４−案分の比較マトリックスを新
たに形成する。なお、ここで注意すべきことは、４ＸＪ
ｉｊ素分の比較マトリックスとは、４×４のディザマト
リックスＤ４のみな指す−のではなり、Ｄ８のディザマ
トリックス４個分とすることもでき、また、Ｌ）０アイ
ザマトリツクスの１６＠分と、′〒るとともできること
であり、４ライン分のｍ−信号を一括処理する祿の４×
４画素分の１ｉＩｉ累信号群を指子ものである。

上述のような４Ｘ４＠本分の比較マトリックス３３にお
ける各列成分を４ライン分比較器３４に比較データとし
て順次に供給し、直接に供給したライフ　ｎ　＝　ｎ　
＋３のもとのディジタル１ｌｌｉ像信号３０ａ〜３０ｄ
とそれぞれ比較する。そのＷＩ来、入力画像信号の方が
比較データより大きければ１１″とし、小さければ１０
′として順次に２ｆＩＬ化したラインｎ　＝　１１　＋
３の２値化ｉｋｉ像信号３５ａ　〜５ｓｄ１！を同ＲＭ
列に取出す。

しかして、４Ｘ４ｉｌＩｉ％分の比較マトリックス３３
における各列成分が４ライン分比較１ｓ３４を構成する
４個の比較器にディジタルｄ像信号転送用クロックと同
期して順次に供給される。すなわち、具体的には、４Ｘ
４ＩｊｉＩ嵩分Ｏ＃Ｊ較マトリックスＩＭ（菖１列）（
１１２列）（第１列）（菖４列）により表わしたとする
と、まず、第１列の成分ａ１１．ｍ２１．ｍ３１．ｍ４
１をラインａ、ｎ＋１．．ｎ＋２．ｍ＋３にそれぞれ対
応する４個の比較器にそれぞれ供給し、ラインｎ〜ｎ　
＋３におけるそれぞれ先願のディジタルｍｓ信号とそれ
ぞれ比較して画像信号の２値化を各２イン五列に行う。

ついで、ライン１〜鳳＋３におけるそれぞれ２番目のデ
ィジタル−像信号に移行したときには、第２列の成分子
ｎ１２　、　ｍ２２　、　ｍ！Ｉ！　。

ｏ＋４２を比較データとして４９Ｍの比較器にｍ列に供
給して、上述と同様の２値化処Ｉｌ′Ｉｋ同時並列に行
う。

上述のよ５Ｊ２値化旭理を順次のへカー像傷号に対して
繰返し行うことにより、４ライン分Ｏ−健信号に対する
２値化処履を一括して順次に行５ことになる。

なお、纂４列の成分を比較データとする２値化処理が終
了するζ、比較マトリックスとしては、再び菖１列ｏ、
ｍ分を比較データとして用い、ライン毎に反復し上値用
するが、その反復のｓｆ。

４×４−案メモリ３１のメモリ内容は新たなデータに書
換えられるものとし、したがって、４ｘ４ｉ！！ｌ素分
の比較マトリックス３３０内谷も、反復便用０＠ｌ新た
なものと置換えられることになる。

つぎに、かかる比較マトリックス３３の形成の１様につ
いて説明すると、この比較マトリックス３３の内容を決
定するのは４Ｘ４ｊｌｉＸ分のメモＩＪ　３１の記憶デ
ータであるが、このメモリ３１の記憶データの内容は、
纂４図（４）に示すようにサイズＤＬ：Ｄｉトリックス
１６１１よりなるもの、同＃ｔＪ（２）に示すようＫｔ
サイズのマトリックス４個よりなるもの、および、同図
（Ｑに示すようにサイズＤのマトリックス１個よりなる
ものの３樵類に区別される。かかる３種類の記憶データ
のいずれ【比較マトリックスに決定するかは、４×４一
部分のメモリ３１の記憶データのしストグラムの分布状
腸による。

かかる記憶データの制度分布の例を菖Ｓ図に示す。図示
のＳ＊分布特性において、横軸は記憶データの大きさＶ
＊わし、縦軸はそれぞれの記憶データのｓｆ！表わして
いる。例えば、８ビツト構成の記憶データについては、
同図（２）に示すように′″００″から”ＦＦ″までの
データが存在し得、ＷＬ堆り原稿が黒いものであれば、
同一（締に示すように大半のデータは００”のデータに
近い値をとり、逆に、就職りＪ［＠が白地のものであれ
ば、−図（ｑに示すように大半のデータは”Ｆ？’″の
データに近い値をとる。なお、同５（２）は文字、１Ｉ
ＩＩｉｉのように中間濃度の部分が存在しない場合の例
な示し、一般Ｏ画４Ｉ１１においては、同図（２）およ
び（至）に示すように、中間談ｔｏ領域にて高い５ｔｔ
−有している。

本発明方式によりｉｊ＊信号信号値２値化ＩＩＫ−像の
種類によってマトリックスナイズを可変化するについて
は、つぎのような要請がなされる。

ｌ）第５図（尋、（綽、（イ）に示したような制度分布
な呈する記・憶データをなす画像については、サイズＤ
のディザマトリックスを用いて２値化を行いたい。

２）Ｊ［５図（ロ）、師に示したよ５な頻匿分布を呈す
る記憶デ・−夕をな丁画像については、ナイズＤ−ＤＯ
Ｔイザマトリックスを用いて２甑化を行いたい。

３）亀５図（２）、（ト）にボしたより広がったＳ＊分
布を呈する記憶データなな丁画像については、サイズＤ
のディザマトリックスな用いて２憾化な行いたい。

かかる費鯖′９Ｉ：満たすためには、第５図（４）〜（
２）に示したＳ＊分布に対応させてｊｌｌのデータ値領
域（＃Ｉ直値領域）を９６図に示すような３領域に分割
し、つぎのような基準に従って２値化を行う。

（１）　　大半のデータが第１もしくは第３の領域に属
する画像にはサイズＤ　のマトリックスな用いて２値化
を行う。

（２）大半のデータが纂２の領域に属し、Ｉｌｌおよび
ｇｓｏ領域には余り存在しない画像にはサイズＤのマト
リックスを用いて２値化を行う。

（３Ｊ　　＃！１．＠２．＠ｓの各領域ともにほぼ均等
にデータが存在する画像にはサイズＤ４のマトリックス
を用いて２値化を行う。

本発明画ｆａｚ値化方式においては、上述した基単に従
い、対象とする画像の１１類乃至質に適したサイズのマ
トリックスを用いて２値化を行い、従来生じていたよう
なディザマトリックスによ・る２籠化の欠点を除去して
いる。

なお、纂６図示のデータ領域相互間の境界−およびβを
如何に設定するかについては、一般的には、原稿の質に
より異なり、原稿の紙質、下地の色、反射特性勢により
データの５ｉＩＷＬ分布の態様によって変化する。しか
しながら、対象とする画像データの最大値がつねＫ”Ｆ
Ｆ″となるように正規化して考えれば、上述したデータ
領域の境界α。

βが大半に変化することはないのであるから、一般的に
は、それらの境界値ａ、βを櫃略設定しておいである程
度調整可能にし、使用者の所ｍＫ応じて多少変化させ得
るようにするのが好適である。

しかして、入力ｉｉ画像データ正規化するには、２値化
に対する′Ｉ／Ｉｌ魁履として、入力画ｇＩの概略読取
りを行って画像データの最大値および最小値を記憶して
おき、それらの最大、最小値ＯＩｉ囲を正規化したうえ
で、改めて人力画像の詳細読取りを行うようにする。

上述した本郷明方式による画像２値化の過Ｓｔ表わした
フローチャートｔ−第７図に示しておく−なお、以上の
説明においては、専ら、４×４ｊ素の比較マトリックス
について本発明方式の２値化を行５ようにしたが、さら
に大きい比較マトリックス・サイズについても、多少画
像旭理過程が複雑化するだけで、本質的には同様に本発
明２値化方式を適用することができる。

以上Ｏ説明から明らかなように、本発明によれば、ディ
ザマトリックスを用いて一儂の２値化を行う際に、マト
リックス・サイズ＆２値化すべき画像の質に応じて適切
に変化させ、中間調を有する画像と文字、線画等の本来
の２値画像との駅万ともに鮮明な画像ｔ−−生し得るよ
うにして２値化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はディザマトリックスのサイズと閾値レベルとの
関係を示す１１１図、第２図は本発明方式による画像２
値化装置の概略構成を示すブロック１１１図、第３図（
２）および（至）は同じくその概略構成における人力系
および比較器の詳細構成のｌｉｌをそれぞれ示すブロッ
クｍ図、第４図（２）〜０は同じくその比較マトリック
スの構成例をそれぞれ示す線図、！Ｉ５図（４）〜（ト
）は同じ（その画像データｏｓｍ分布の例なそれぞれ示
す特性−ａｌｌ＠、菖６図は同じくその画像データの分
布領域区分の態様な示すａｉｍ、第７図は同じくその画
像２値化の過程な示すフローチャートである。 １０・・・入力系、１１・・・アナログ・ディジタル変
換器、　　　　　　　　１３・・・比較器、１４・・・
閾値発生回路、　　２０・・・Ｉｌｉ像絖取装置、２１
・・・アナログ・ディジタル変換器、２ト・・マルチプ
レクサ、２３ｍ　、　２３ｂ・・・４ラインメモリ、２
ｓ・・・デマルチプレクサ、 ３１・・・４Ｘ４１ｉｉ素メモリ、３２・・・演算処理
装置、３３・・・４Ｘ４比較マトリツクス、 ｓ４・・・４ライン分比較器。 養許出願人　　キャノン休弐会社 ［イーＬ （ａ）　　　（ｂ）　　　　＜Ｃ）　　、（ｄ）　　−
−−−第３図 第４図 第６図 第５図　＃贋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一曹の一嵩ｖ２値符号の各桁に対応した所定個数の単位
   区画をもって構成し、各単位区画毎にそれぞれ異なる閾
   値レベルを設定して前記画像と比較することにより前記
   −像を表わす画像信号を２値化する画像２値化方式にお
   いて、画素を構成する単位区画の前記所定個ｆＩＩＬを
   前記＃ｉｉ像の内容に応じて変化させるよ５Ｋしたこと
   を特徴とする画像２値化方式。