(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像データにおける注目画素の領域を決定するための領域分離部を備えた画像処理装置において、
注目画素を含む複数の画素からなるメイン画素グループが設定されるとともに、このメイン画素グループ内に、このグループの一部をなす複数の画素群からなるサブ画素グループが少なくとも四種類設定されており、
上記の領域分離部が、各サブ画素グループの合計濃度を算出し、算出結果に基づいて注目画素がエッジ領域か否かを判定する、第１エッジ判定を行うようになっており、
さらに、この領域分離部は、第１エッジ判定を行う際に、エッジ領域との判定が予め定める回数続いた場合または予め定める頻度で発生した場合に、エッジ領域か否かを判定するためのしきい値を変化させるようになっていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記サブ画素グループの大きさが相互に異なる場合、
上記の領域分離部は、各サブ画素グループの合計濃度を係数によって正規化することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記サブ画素グループは、前記メイン画素グループの端部またはその近傍に設けられることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
上記の領域分離部は、前記サブ画素グループの合計濃度を二組に分類し、各組の合計濃度の差を足し合わせた値Ｓを算出し、その値Ｓに基づいて、第１エッジ判定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
上記の領域分離部は、
上記の第１エッジ判定においてエッジ領域でないと判定した注目画素に関し、
前記メイン画素グループ内の主走査方向の互いに隣接または一定間隔で配置される画素の濃度差の合計である主走査繁雑度と、副走査方向の互いに隣接または一定間隔で配置される画素の濃度差の合計である副走査繁雑度とをそれぞれ算出し、算出結果に基づいて注目画素がエッジ領域か否かを判定する、第２エッジ判定を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
上記の領域分離部は、主走査繁雑度と副走査繁雑度との差を算出し、算出結果に基づいて第２エッジ判定を行うことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
上記の領域分離部は、
上記の第２エッジ判定の後、非エッジ領域と判定した注目画素に関し、
主走査繁雑度と副走査繁雑度との合計を算出し、算出結果に基づいて注目画素が網点領域か非エッジ領域かを判定する第３エッジ判定を行うことを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
上記の主走査繁雑度は、互いに一画素おきに配置される画素の濃度差の合計である一方、副走査繁雑度は、互いに隣接する画素の濃度差の合計であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
上記の領域分離部は、
上記した第１エッジ判定の前に、前記メイン画素グループ内の平均濃度または合計濃度を算出し、算出結果に基づいて注目画素がエッジ領域か否かを判定する、第４エッジ判定を行い、
この第４エッジ判定でエッジ領域と判断された注目画素に関し、上記の第１エッジ判定を行うことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
上記の領域分離部は、前記メイン画素グループの合計濃度を、この画素グループの画素数に最も近い２の累乗で除することで、この画素グループ内の平均濃度を求めることを特徴とする請求項９記載の画像処理装置。
【請求項１１】
上記の領域分離部による注目画素の領域決定の結果に応じて、フィルタ処理の係数を変更することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１２】
上記の領域分離部による注目画素の領域決定の結果に応じて、ガンマ補正テーブルを変更することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１３】
上記の領域分離部による注目画素の領域決定の結果に応じて、誤差拡散パラメータを変更することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、スキャナ、デジタル複写機、あるいはファクシミリ等において、入力される画像データに対して注目画素の領域判定（領域分離）を行い、各領域に応じた画像処理を行う画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像処理装置では、例えば、特開平８−１２５８５７号公報に開示されるように、第１および第２の特徴パラメータを求め、これらを神経回路網を用いた判定回路に入力して注目画素の領域判定（領域分離）を行っていた。ここで、神経回路網とは予め学習されたものであり、非線型なものである。また、非線型ということは、第１および第２の特徴パラメータの入力をそれぞれ縦軸および横軸において座標変換し、その座標上に分離状態を表すものが存在するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような非線型分離方式により領域分離を行う場合、かなり大きな座標を記憶することが必要になる。この座標は、一般に、ルックアップテーブルと呼ばれ、入力軸に応じて出力を変換する働きのものを採用する。したがって、このようなルックアップテーブルは、データを記憶するためのメモリを使う。さらに、上記従来の構成では、かなり大きい容量のメモリが必要になっていた。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、大容量のメモリを必要とすることなく、高精度で、高速、簡易、安価に領域判定を行うことができる画像処理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】
本発明に係る画像処理装置は、上記の課題を解決するために、入力される画像データの注目画素の領域判定に際し、該注目画素を含む複数の画素からなるメイン画素グループ内に設けられる少なくとも四種類のサブ画素グループのそれぞれについて合計濃度を算出し、これら合計濃度に基づき領域判定を行うことを特徴としている。
【０００６】
上記の構成によれば、四種類のサブ画素グループの合計濃度を算出し、これら合計濃度に基づき領域判定を行うので、領域判定のために大容量のメモリを必要としない。また、合計濃度の算出は、加算のみの処理であるため、高精度で、高速、簡易、安価に領域判定を行う画像処理装置を提供できる。
【０００７】
前記領域判定において、前記注目画素がエッジ領域か否かが判定されることは好ましく、これによって、四種類のサブ画素グループの合計濃度に基づきエッジ領域と非エッジ領域との二種類の領域に分離できる。なお、エッジ領域とは、濃度の濃淡差が大きい領域を意味し、文字領域が含まれる。
【０００８】
また、前記サブ画素グループの大きさが相互に異なる場合に、係数によって正規化されることは好ましく、これによって、サブ画素グループの大きさが相互に異なる場合でも高精度な領域分離を実現できる。さらに、これによって、副走査方向のライン数を小さく設計することが可能になる。副走査方向の大きさはラインメモリのライン数に影響するため、このように副走査方向のライン数を小さく設計することで、安価な画像処理装置を提供できる。
【０００９】
また、前記サブ画素グループは、前記メイン画素グループの端部またはその近傍に設けられることは好ましく、例えば、四種類のサブ画素グループを、それぞれメイン画素グループの上・下・左・右の端部またはその近傍に設けることで、メイン画素グループの大きさに対し大きい面積の情報を収集でき、領域分離精度を向上できる。
【００１０】
また、前記四種類のサブ画素グループの合計濃度が二組に分類され、各組の合計濃度の差を足し合わせた値Ｓを算出し、その値Ｓに基づき領域判定を行うことは好ましく、これによって、合計濃度を算出する加算器、各組の合計濃度の差を算出する減算器、および比較器により領域判定できるため、高精度で、高速、簡易、安価に領域判定を行う画像処理装置を提供できる。
【００１１】
また、前記メイン画素グループ内の主走査方向の互いに隣接または一定間隔で配置される画素の濃度差の合計である繁雑度と、副走査方向の互いに隣接または一定間隔で配置される画素の濃度差の合計である繁雑度とをそれぞれ算出し、該算出結果に基づき更に領域判定を行うことは好ましく、これによって、さらに領域分離精度を向上できる。
【００１２】
また、前記の値Ｓに基づきエッジ領域か否かが判定された後、非エッジ領域と判定されたものに対して主走査方向の前記繁雑度と副走査方向の前記繁雑度との差を算出し、該算出結果に基づき再度エッジ領域か否かが判定されることは好ましく、これによって、前記の値Ｓによっては検出できなかったエッジ領域をさらに検出することも可能になる。
【００１３】
また、エッジ領域か否かが判定された後、非エッジ領域と判定されたものに対して主走査方向の前記繁雑度と副走査方向の前記繁雑度との合計を算出し、該算出結果に基づき網点領域か非エッジ領域かが判定されることは好ましく、これによって、エッジ領域、非エッジ領域、および網点領域の３領域に分離できる。
【００１４】
また、主走査方向の前記繁雑度は、互いに一画素おきに配置される画素の濃度差の合計である一方、副走査方向の前記繁雑度は、互いに隣接する画素の濃度差の合計であることは好ましく、これによって、入力解像度や前記メイン画素グループの大きさ（マスクサイズ）に適した繁雑度の算出が可能になる。
【００１５】
また、前記メイン画素グループ内の平均濃度または合計濃度を算出し、該算出結果に基づきエッジ領域か否かを判定する処理を含むことは好ましく、これによって、高濃度部でエッジ領域が検出されるのを防止でき、特に中間調画像における高濃度の画像部分でフィルタ処理を行ったときに境界線のような不具合な画像の発生を防止できる。また、メイン画素グループ内の合計濃度に基づき判定を行うことで、除算回路を設けなくてもエッジ領域か否かを判定できる。
【００１６】
また、前記メイン画素グループ内の平均濃度を算出する場合に、合計濃度を画素数で除するのではなく、画素数に最も近い２の累乗で除することは好ましく、これによって、ハード化する際、除算はビットシフトで可能になるため、除算回路を設けなくても平均濃度に近い値を算出できる。
【００１７】
また、前記サブ画素グループの合計濃度に基づきエッジ領域か否かを判定する際に、エッジ領域との判定が予め定める回数続いた場合または予め定める頻度で発生した場合に、エッジ領域か否かを判定するためのしきい値を変化させることは好ましく、これによって、エッジ領域の判定精度をさらに向上できる。
【００１８】
また、領域判定に際し、予め定める順番で複数の判定処理を行うことは好ましく、例えば、領域判定において優先順位を設け、その順位により領域が決定されるようにすることによって、複雑なルックアップテーブルや回路を要せず、しきい値との判定だけで領域分離を行うことができる。
【００１９】
また、前記メイン画素グループ内の平均濃度または合計濃度の算出結果に基づく判定、前記の値Ｓに基づく判定、前記主走査方向および副走査方向の繁雑度の差に基づく判定、次いで前記主走査方向および副走査方向の繁雑度の合計に基づく判定の順番で判定処理を行うことは好ましく、これによって、良好な領域分離結果を得ることができる。
【００２０】
また、上記領域判定処理によって判定された領域に応じてフィルタ処理の係数を変更することは好ましく、これによって高画質の画像処理装置を提供できる。
【００２１】
また、上記領域判定処理によって判定された領域に応じてガンマ補正テーブルを変更することは好ましく、これによって高画質の画像処理装置を提供できる。
【００２２】
また、上記領域判定処理によって判定された領域に応じて誤差拡散パラメータを変更することは好ましく、これによって高画質の画像処理装置を提供できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１〜図１４に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２４】
本実施形態の画像処理装置は、図１に示すように、入力濃度変換部２、領域分離部３、フィルタ処理部４、変倍処理部５、ガンマ補正部６、および誤差拡散処理部７を備えて構成されている。
【００２５】
本画像処理装置の画像処理では、まず、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）  部１から入力濃度変換部２に画像データが入力される。入力濃度変換部２では、入力された画像データが濃度データに変換され、濃度データに変換された画像データは、領域分離部３に送出される。
【００２６】
領域分離部３では、後述のように、入力された画像データに対して、サブマスクの合計濃度や繁雑度などの各種の領域分離パラメータを算出し、その算出結果に応じて画像データ内の注目画素の領域を決定する。決定された領域は、領域データとして、フィルタ処理部４、ガンマ補正部６、および誤差拡散処理部７へそれぞれ送出される。
【００２７】
領域分離部３からの画像データは、そのままフィルタ処理部４へ送出される。フィルタ処理部４では、後述のように、画像データの各領域に対し予め設定されたフィルタ係数でフィルタ処理が行われ、フィルタ処理が施された画像データは、変倍処理部５へ送出される。
【００２８】
変倍処理部５では、予め設定された変倍率に応じて変倍処理が行われる。変倍処理が行われた画像データは、ガンマ補正部６へ送出される。ガンマ補正部６では、後述のように、画像データの各領域に対し予め用意されたガンマ補正テーブルにてガンマ変換処理が行われる。ガンマ変換が行われた画像データは、誤差拡散処理部７へ送出される。
【００２９】
誤差拡散処理部７では、後述のように、画像データの各領域に対し予め設定された誤差拡散パラメータで誤差拡散処理が行われる。誤差拡散処理部７で処理が行われた画像データは、外部装置８へ送出される。外部装置８としては、例えば、記憶装置、プリンタ、パソコンなどが挙げられる。
【００３０】
次に、上記領域分離部３で行われる領域分離処理について説明する。図２では、領域分離処理に用いられるメインマスクとサブマスク（「サブマトリクス」ともいう。）との関係が示される。ここで、メイン画素グループとしてのメインマスクは、ｉ０〜ｉ２７である。また、メインマスクの注目画素は、ｉ１０とする。一方、サブ画素グループとしてのサブマスクには、以下の４種類のサブマスクが用意される。
【００３１】
主走査方向のサブマスクとして、二つのサブマスクが用意される。主走査方向の第１のサブマスクを、ｉ０、ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４、ｉ５、ｉ６とし、主走査方向の第２のサブマスクを、ｉ２１、ｉ２２、ｉ２３、ｉ２４、ｉ２５、ｉ２６、ｉ２７とする。これら主走査方向の第１および第２のサブマスクを一組とする。
【００３２】
さらに、副走査方向のサブマスクとして、二つのサブマスクが用意される。副走査方向の第１のサブマスクを、ｉ０、ｉ７、ｉ１４、ｉ２１とし、副走査方向の第２のサブマスクを、ｉ６、ｉ１３、ｉ２０、ｉ２７とする。これら副走査方向の第１および第２のサブマスクを別の一組とする。
【００３３】
下記の表１には、これら主走査方向の第１および第２のサブマスク、並びに副走査方向の第１および第２のサブマスクと、これら各サブマスクの呼び名とが示される。
【００３４】
【表１】
0003625160.tif 000002
【００３５】
領域分離部３の領域分離処理では、上記のように、メインマスクとサブマスクとが設定され、各サブマスクの合計濃度が算出される。
【００３６】
まず、サブマスクｍａｓｋ−ｍ１  の合計濃度を、合計濃度ｓｕｍ−ｍ１とすると、
ｓｕｍ−ｍ１＝ｉ０＋ｉ１＋ｉ２＋ｉ３＋ｉ４＋ｉ５＋ｉ６
である。同様に、サブマスクｍａｓｋ−ｍ２  の合計濃度を、合計濃度ｓｕｍ−ｍ２とすると、
ｓｕｍ−ｍ２＝ｉ２１＋ｉ２２＋ｉ２３＋ｉ２４＋ｉ２５＋ｉ２６＋ｉ２７
である。
【００３７】
さらに、副走査方向のサブマスクについても同様に合計濃度が算出される。サブマスクｍａｓｋ−ｓ１  の合計濃度を、合計濃度ｓｕｍ−ｓ１とすると、
ｓｕｍ−ｓ１＝ｉ０＋ｉ７＋ｉ１４＋ｉ２１
である。同様に、サブマスクｍａｓｋ−ｓ２  の合計濃度を、合計濃度ｓｕｍ−ｓ２とすると、
ｓｕｍ−ｓ２＝ｉ６＋ｉ１３＋ｉ２０＋ｉ２７
である。
【００３８】
上記の各計算式で、各サブマスク合計４種類、２組の合計濃度が算出されると、次に、下記の式で、各組の合計濃度差の和Ｓ、つまり、主走査方向の二つのサブマスクの合計濃度差と副走査方向の二つのサブマスクの合計濃度差との和が算出される。
【００３９】
0003625160.tif 000003
なお、上記式（１）中のαは、主走査方向のサブマスクと副走査方向のサブマスクとの大きさ（画素数）が異なるため、その正規化を行う係数である。この場合は、７／４と設定される。
【００４０】
上記のようにして求められた合計濃度差の和Ｓは、予め設定されたしきい値と比較され、しきい値よりも大きい場合はエッジ領域、そうでない場合は非エッジ領域と判定される。下記の表２では、しきい値を「１５０」に設定して、実際に本領域分離処理で領域を判定した結果が示される。
【００４１】
【表２】
0003625160.tif 000004
【００４２】
上記のように、単純に合計濃度差の和Ｓを算出することで、写真連続階調部と、１０ポイント文字部との領域分離が可能になる。なお、しきい値の範囲は、特に限定されるものではない。
【００４３】
また、本領域分離処理では、副走査方向の大きさ（画素数）が比較的小さいため、ラインメモリの節約が可能になっている。さらに、本領域分離処理では、メインマスクに対するサブマスクの位置は、左右端と上下端とに配置されている。サブマスクの位置は、メインマスクの大きさ、検出する画像、さらに入力解像度に応じて、適宜変更すればよい。
【００４４】
なお、本領域分離処理では、サブマスクの形状（大きさ）が主走査方向と副走査方向とで異なるため、正規化係数を乗算しているが、形状が同じであれば、正規化係数の乗算は必要ない。
【００４５】
次に、本領域分離処理において、さらに繁雑度を用いた処理例について説明する。
【００４６】
上記したサブマスク各組の合計濃度差の和Ｓとともに、メインマスク内の主走査方向の隣接する画素の濃度差の合計と、副走査方向の隣接する画素の濃度差の合計とを求める。ここでは、これらそれぞれの濃度差の合計を繁雑度と呼ぶ。ただし、本領域分離処理では、主走査方向は、隣接する画素の濃度差の合計ではなく、ひとつ飛ばしの画素同士の濃度差の合計とされており、繁雑度は、このような互いに所定間隔で配置される画素の濃度差の合計をも含む意味である。
【００４７】
まず、図３および図４に基づき、メインマスクに対する繁雑度の算出方法について説明する。主走査方向の繁雑度の算出については、図３に示すように、各矢印の先端部の画素と後端部の画素との濃度差を算出し、矢印の数すべてにおけるこれら濃度差を合計する。したがって、主走査方向では、合計で２０か所の濃度差の合計が算出される。なお、矢印の先端部の画素と後端部の画素との濃度差は、絶対値とする。
【００４８】
副走査方向の繁雑度の算出については、図４に示すように、各矢印の先端部の画素と後端部の画素との濃度差を算出し、矢印の数すべてにおけるこれら濃度差を合計する。したがって、副走査方向では、合計で２１か所の濃度差の合計が算出される。なお、矢印の先端部の画素と後端部の画素との濃度差は、絶対値とする。
【００４９】
上記のように、本領域分離処理では、ひとつ飛ばしの画素同士の濃度差を合計して主走査方向の繁雑度を算出する一方、隣接する画素の濃度差を合計して副走査方向の繁雑度を算出している。
【００５０】
ここで、主走査方向に算出された繁雑度を、繁雑度ｂｕｓｙ−ｍとし、副走査方向に算出された繁雑度を、繁雑度ｂｕｓｙ−ｓとすると、これら繁雑度の差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐは、
ｂｕｓｙ−ｇａｐ＝｜ｂｕｓｙ−ｍ−ｂｕｓｙ−ｓ｜
となる。
【００５１】
そして、上記合計濃度差の和Ｓによって検出された非エッジ領域に対し、上記繁雑度の合計の差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐが予め定めるしきい値（下記の例では、「１２０」）より大きい場合はエッジ領域と、そうでない場合はそのまま非エッジ領域と判定される。これにより、上記合計濃度差の和Ｓで検出されにくい部分において、さらに差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐにてエッジ領域を抽出することができる。
【００５２】
次に、上記した主走査方向の繁雑度と副走査方向の繁雑度との合計を、合計値ｂｕｓｙ−ｓｕｍとすると、
ｂｕｓｙ−ｓｕｍ＝ｂｕｓｙ−ｍ＋ｂｕｓｙ−ｓ
となる。
【００５３】
上記合計濃度差の和Ｓ、さらに繁雑度の差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐによって検出された非エッジ領域に対し、繁雑度の合計値ｂｕｓｙ−ｓｕｍが予め定めるしきい値（下記の例では、「１８０」）よりも大きい場合は網点領域に、そうでない場合はそのまま非エッジ領域と判定される。下記の表３では、実際に本領域分離処理で領域判定した場合の網点領域の各特徴量およびその判定結果が示される。なお、各しきい値の範囲は、特に限定されるものではない。
【００５４】
【表３】
0003625160.tif 000005
【００５５】
表３の「白黒１７５線３０％濃度」とは、印刷物の解像度が１７５線で白黒比が３０％であることを表している。上記のように、この網点領域は、合計濃度差の和Ｓによる判定、および繁雑度の差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐによる判定では非エッジ領域と判定されるが、繁雑度の合計値ｂｕｓｙ−ｓｕｍの特徴量の算出結果によって、網点領域として判定することが可能になる。
【００５６】
次に、本領域分離処理において、さらにメインマスク内の平均濃度または合計濃度を用いた処理例について説明する。図２に示されるメインマスク内の完全平均濃度、簡易平均濃度、および合計濃度は、以下のように算出できる。
【００５７】
0003625160.tif 000006
本領域分離処理では、これら完全平均濃度、簡易平均濃度、および合計濃度のいずれを用いてもよいが、それぞれ次のような特徴がある。
【００５８】
完全平均濃度は、メインマスク内の平均濃度を誤差なく算出するものであるが、除算の係数は「２８」であるため簡易平均濃度に比べると高速にはできず、さらに除算回路が必要になってしまう。
【００５９】
簡易平均濃度は、完全平均濃度に対し「２８／３２」の誤差が発生するが、画像濃度を８ｂｉｔ  ２５６階調とした場合、合計濃度算出で最大１３ｂｉｔ  になった値は５ｂｉｔ  シフトしてやればよいので、最終８ｂｉｔ  の比較器で領域判定が可能になる。
【００６０】
合計濃度は、もっとも簡易であるが、画像濃度を８ｂｉｔ  ２５６階調とした場合、最大１３ｂｉｔ  の比較器が必要になる。
【００６１】
本領域分離処理では、これら完全平均濃度、簡易平均濃度、および合計濃度のいずれかを用いた領域判定は、上述した合計濃度差の和Ｓ、繁雑度の差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐ、および繁雑度の合計値ｂｕｓｙ−ｓｕｍの各特徴量算出の前に行う。また、これら完全平均濃度、簡易平均濃度、および合計濃度のいずれかを用いた領域判定では、算出された濃度値が予め設定されているしきい値と比較され、濃度値がしきい値以上の値の場合は非エッジ領域と判定される。さらに、ここで決定された非エッジ領域は、以後の領域判定によっても不変とする。これによって、高濃度部でエッジ領域が検出されるのを防止できる。
【００６２】
仮に高濃度部がエッジ領域と判定されると、後述するその後のフィルタ処理において、高濃度部および中間調領域で輪郭のようなエラーが発生する。この不具合を防止するため、上記のように、まず完全平均濃度、簡易平均濃度、および合計濃度のいずれかを用いた領域判定を行い、高濃度部でのエッジ領域の出現を防止する。
【００６３】
次に、図５を参照して、本領域分離処理において、さらに上述した合計濃度差の和Ｓによるエッジ判定結果に応じ、エッジ判定のしきい値の値を変更する処理例について説明する。
【００６４】
図５に示される本領域分離処理では、まず、メインマスク内の簡易平均濃度が算出され（ステップＳ１）、しきい値ａｖｅと比較される（ステップＳ２）。簡易平均濃度がしきい値ａｖｅ以上の場合は、写真領域（非エッジ領域）と判定され、この判定結果は以後の領域判定によっても不変である（ステップＳ３）。
【００６５】
簡易平均濃度がしきい値ａｖｅより小さい場合は、上述したサブマスク（サブマトリクス）の合計濃度差の和Ｓが算出され（ステップＳ４）、しきい値ｄｅｌｔａ  （ｄｅｌｔａ  ＝１５０）と比較される（ステップＳ５）。合計濃度差の和Ｓがしきい値ｄｅｌｔａ  より大きい場合は、文字領域（エッジ領域）と判定され、この判定結果は以後の領域判定によっても不変である（ステップＳ６）。また、ステップＳ６で文字領域と判定されると、フィードバックカウントが「１」アップする。このフィードバックカウントは、ステップＳ５で合計濃度差の和Ｓがしきい値ｄｅｌｔａ  以下の場合に、しきい値ｆｂ１と比較される（ステップＳ７）。しきい値ｆｂ１は、予め定める履歴状態のなかで文字領域の発生頻度が高いか否かを決定するためのしきい値であり、本領域分離処理では、予め定める履歴状態を前歴８画素、しきい値ｆｂ１を「２」に設定している。
【００６６】
したがって、前歴８画素に対し、合計濃度差の和Ｓによるエッジ判定結果が３画素以上あった場合（即ち、フィードバックカウントがしきい値ｆｂ１より大きい場合）に、前記エッジ判定しきい値ｄｅｌｔａ  の値を予め定める量ｆｂ２（ｆｂ２＝８０）分だけ引下げ、この引下げられたしきい値ｄｅｌｔａ  −ｆｂ２と、合計濃度差の和Ｓとが比較される（ステップＳ８）。そして、合計濃度差の和Ｓがしきい値ｄｅｌｔａ  −ｆｂ２より大きい場合は、文字領域と判定され、この判定結果は以後の領域判定によっても不変とする（ステップＳ９）。
【００６７】
このように、前歴状態のエッジ判定結果に応じてエッジ判定のしきい値の値を変更し、フィードバック補正を行うことで、前歴状態に応じてエッジ判定精度をアップさせることが可能になる。
【００６８】
ステップＳ７でフィードバックカウントがしきい値ｆｂ１以下と判断された場合またはステップＳ８で合計濃度差の和Ｓがしきい値ｄｅｌｔａ  −ｆｂ２以下と判断された場合は、続いて繁雑度に基づく領域分離処理が行われる。
【００６９】
主走査方向の繁雑度と副走査方向の繁雑度との差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐ、および主走査方向の繁雑度と副走査方向の繁雑度との合計値ｂｕｓｙ−ｓｕｍが算出され（ステップＳ１０）た後、繁雑度の差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐが予め定めるしきい値ｂｕｓｙ−ｇ（ｂｕｓｙ−ｇ＝１２０）と比較される（ステップＳ１１）。
【００７０】
繁雑度の差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐがしきい値ｂｕｓｙ−ｇ以上の場合は、文字領域（エッジ領域）と判定され、この判定結果は以後の領域判定によっても不変である（ステップＳ１２）。繁雑度の差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐがしきい値ｂｕｓｙ−ｇより小さい場合は、繁雑度の合計値ｂｕｓｙ−ｓｕｍが予め定めるしきい値ｂｕｓｙ−ｓ（ｂｕｓｙ−ｓ＝１８０）と比較される（ステップＳ１３）。繁雑度の合計値ｂｕｓｙ−ｓｕｍがしきい値ｂｕｓｙ−ｓ以上の場合は、網点領域と判定され（ステップＳ１４）、繁雑度の合計値ｂｕｓｙ−ｓｕｍがしきい値ｂｕｓｙ−ｓより小さい場合は、写真領域と判定される（ステップＳ１５）。
【００７１】
ステップＳ３、ステップＳ６、ステップＳ９、ステップＳ１２、ステップＳ１４、またはステップＳ１５の段階で領域が確定すると、図５中の▲１▼の段階に戻り、再び上述した領域分離処理が次の画素に対して行われる。
【００７２】
本領域分離処理では、以上のように、メインマスク内の平均濃度による判定、サブマスクの合計濃度差の和Ｓによる判定、フィードバック補正による判定、繁雑度の差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐによる判定、および繁雑度の合計値ｂｕｓｙ−ｓｕｍによる判定、の順番で判定が行われる。各判定においては、上記各特徴量（領域分離パラメータ）がそれぞれ各しきい値と比較され、領域が決定される。これによって、本領域分離処理では、大きなメモリを必要とせず、各しきい値との比較のみで、エッジ領域、非エッジ領域、および網点領域の３種類の領域を検出することが可能になる。
【００７３】
また、ハード的に構成する場合、上記各特徴量による処理を順番に行うのではなく、各特徴量（平均濃度、合計濃度差の和Ｓ、差分値ｂｕｓｙ−ｇａｐ、合計値ｂｕｓｙ−ｓｕｍ）を、いわゆるパイプライン処理でそれぞれ並列に算出し並列に処理することで、さらに高速で簡易なハード構成のシステムを提供できる。
【００７４】
図６は、並列処理による本領域分離処理をブロック化して示す図であり、ブロック２１〜２３の処理がステップＳ１〜Ｓ３に対応し、ブロック２４〜２７の処理がステップＳ４〜Ｓ９に対応し、ブロック２８〜３２の処理がステップＳ１０〜Ｓ１５に対応している。この場合、ブロック２１〜２３の処理、ブロック２４〜２７の処理、およびブロック２８〜３２の処理が、並列に処理される。
【００７５】
また、図７は、図６に対応し、並列処理によって判定された各結果に対し、領域が設定されている真理値表である。図７の表中、「領域設定」の欄において、「０」は写真領域を表し、「１」は文字領域を表し、「２」は網点領域を表している。また、図７の表中、「写真」「文字１」「文字２」「網点」の欄は、それぞれブロック２３、ブロック２６、ブロック３０、ブロック３２に対応しており、それぞれブロック２２、ブロック２５、ブロック２９、ブロック３１の判定結果がｙｅｓの場合は「１」となり、ｎｏの場合は「０」となる。
【００７６】
このように、並列処理によって得られた各結果に対し、図７の真理値表に示すように領域を決定すれば、さらに高速で簡易なハード構成のシステムを提供できる。
【００７７】
次に、本領域分離処理の検出結果に基づき、図１に示されるフィルタ処理部４において行われるフィルタ処理について説明する。
【００７８】
フィルタ処理部４では、各領域に対し予め設定されたフィルタ係数でフィルタ処理が行われる。図８には、非エッジ領域のフィルタ係数、図９には、エッジ領域のフィルタ係数、図１０には、網点領域のフィルタ係数が示される。なお、図８〜図１０に示される各フィルタ処理では、各格子内に記載されている値と画像濃度との積和が、分母１、３１、５５でそれぞれ除算される。
【００７９】
このフィルタ処理では、副走査方向のマスクサイズは、上記領域分離処理で使用していたマスクサイズと同じ大きさである。実際、ハード構成する場合、領域分離処理でマスクサイズ（特に副走査方向のライン数）を小さく設計しても、フィルタ処理用のマスクが大きいと、その大きい分だけラインメモリが必要になってしまう。
【００８０】
また、このフィルタ処理では、フィルタの強調レベルは、エッジ領域が一番高く、非エッジ領域が一番低い設定となっている。このように、上記領域分離処理の検出結果に基づき、各領域に応じてフィルタ係数を変更してフィルタ処理を行うことで、より高画質の画像処理を実現できる。
【００８１】
なお、ここで設定されている各領域に対するフィルタ係数は、他の係数であっても差し支えない。
【００８２】
次に、本領域分離処理の検出結果に基づき、図１に示されるガンマ補正部６において行われるガンマ変換処理について説明する。
【００８３】
ガンマ補正部６では、各領域に対し予め用意されたガンマ補正テーブルにてガンマ変換処理が行われる。図１１には、非エッジ領域のγ補正グラフが示される。入力軸は、フィルタ後画像データであり、この例では、８ｂｉｔ２５６階調とし、出力も同様８ｂｉｔ２５６階調とする。
【００８４】
図１２には、エッジ領域のγ補正グラフが示される。入出力軸は、図１１と同様であり、エッジ領域と判定された場合のみ、図１２のγ補正グラフを使用して処理が行われる。また、図１３には、網点領域のγ補正グラフが示される。入出力軸は、図１１と同様であり、網点領域と判定された場合のみ、図１３のγ補正グラフを使用して処理が行われる。
【００８５】
実際にハード構成する場合は、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ  ＲＡＭ）やＲＯＭなどのメモリを使用し、入力８ｂｉｔ、出力８ｂｉｔ２５６バイトの大きさのものを使用し、入力軸はＳＲＡＭおよびＲＯＭのアドレスにデータを入力すれば、出力からγ変換後の画像データが出力される。
【００８６】
図１１〜図１３のγ補正グラフを比較すると、エッジ領域のγ補正が一番立っている（換言すれば、入力データに対し出力データが大きい）。このようにガンマ補正テーブルを設定すれば、エッジ領域がくっきり再現され、さらに濃度が低いエッジ領域も再現可能となる。すなわち、上記領域分離処理の検出結果に基づき、各領域に応じて異なるガンマ補正テーブルにてガンマ変換処理を行うことで、より高画質の画像処理を実現できる。
【００８７】
次に、本領域分離処理の検出結果に基づき、図１に示される誤差拡散処理部７において行われる誤差拡散処理について説明する。
【００８８】
誤差拡散処理部７では、領域分離処理の結果に応じて誤差拡散パラメータを切り替え、各領域に対し予め設定された誤差拡散パラメータで誤差拡散処理が行われる。
【００８９】
まず、誤差拡散処理について説明する。この例では、２値誤差拡散処理とする。誤差拡散は、擬似中間調表現の一種で最近よく画像処理技術に採用されている。図１４に、注目画素と誤差拡散マスクとの関係を示す。ｐが注目画素であり、ａ〜ｄまでが、誤差を振りまく画素である。まず、注目画素のｐの濃度をＤｐ、誤差量をＥｒ、量子化しきい値（誤差拡散パラメータ）をＴｈとした場合、
Ｄｐ＜  Ｔｈ  →      ０に量子化される。  Ｅｒ＝Ｄｐ
Ｄｐ≧  Ｔｈ  →  ２５５に量子化される。  Ｅｒ＝Ｄｐ−２５５
ここで算出された誤差量Ｅｒは、図１４の画素ａ〜ｄに、ある係数分だけ振りまかれる。すなわち、画素ａ〜ｄのそれぞれの係数をＷａ〜Ｗｄとし、その合計が１となるよう設定する。画素ａには、Ｅｒ×Ｗａ、画素ｂには、Ｅｒ×Ｗｂ、画素ｃには、Ｅｒ×Ｗｃ、画素ｄには、Ｅｒ×Ｗｄの誤差が算出され、それぞれ画素の現在の濃度値に対し、足しこまれる。
【００９０】
このようにして、注目画素で発生した誤差を予め設定している画素に、ある所定の係数で誤差を配分し、注目画素を量子化していく。量子化された画素は０か２５５になっているので、０は０、２５５を１とすることで、２値誤差拡散が可能になる。
【００９１】
本画像処理においては、下記の表４に示すように、上述した領域分離処理の結果に基づき、誤差拡散パラメータとしての量子化しきい値Ｔｈを変更する。
【００９２】
【表４】
0003625160.tif 000007
【００９３】
上記のように、エッジ領域の量子化しきい値Ｔｈを他の領域よりも小さく設定することによって、エッジ領域がくっきり再現される。すなわち、上記領域分離処理の検出結果に基づき、各領域に応じて異なる誤差拡散パラメータにて誤差拡散処理を行うことで、より高画質の画像処理を実現できる。
【００９４】
なお、上記の例では、誤差拡散パラメータとして量子化しきい値Ｔｈを変更しているが、これに限らず、他の誤差拡散パラメータを変更するようにしてもよい。
【００９５】
また、四種類のサブマスクの合計濃度に基づき領域判定を行う例としては、上述の例に限らず、以下のように領域判定を行うことも可能である。すなわち、四種類のサブマスクの合計濃度をそれぞれｓｕｍ１，ｓｕｍ２，ｓｕｍ３，ｓｕｍ４  とすると、ｓｕｍ１〜ｓｕｍ４のなかで最大値および最小値を求め、その結果をそれぞれｍａｘ  とｍｉｎ  とする。このｍａｘ  とｍｉｎ  との差、すなわち、ｍａｘ  −  ｍｉｎ  の算出結果に応じて、領域判定を行うことが可能である。つまり、この領域判定によれば、ｍａｘ  −  ｍｉｎ  の算出結果が予め定めるしきい値より大きい場合はエッジ領域と判定し、そうでない場合は非エッジ領域と判定することができる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明に係る画像処理装置は、以上のように、入力される画像データの注目画素の領域判定に際し、該注目画素を含む複数の画素からなるメイン画素グループ内に設けられる少なくとも四種類のサブ画素グループのそれぞれについて合計濃度を算出し、これら合計濃度に基づき領域判定を行う構成である。
【００９７】
それゆえ、四種類のサブ画素グループの合計濃度を算出し、これら合計濃度に基づき領域判定を行うので、大容量のメモリを必要とすることなく領域判定を行うことができるという効果を奏する。また、合計濃度の算出は、加算のみの処理であるため、高精度で、高速、簡易、安価に領域判定を行う画像処理装置を提供できるという効果を奏する。
【００９８】
前記領域判定において、前記注目画素がエッジ領域か否かが判定される構成とすることによって、四種類のサブ画素グループの合計濃度に基づきエッジ領域と非エッジ領域との二種類の領域に分離できる。
【００９９】
また、前記サブ画素グループの大きさが相互に異なる場合に、係数によって正規化される構成とすることによって、サブ画素グループの大きさが相互に異なる場合でも高精度な領域分離を実現できる。さらに、これによって、副走査方向のライン数を小さく設計することが可能になり、安価な画像処理装置を提供できる。
【０１００】
また、前記サブ画素グループは、前記メイン画素グループの端部またはその近傍に設けられる構成とすることによって、メイン画素グループの大きさに対し大きい面積の情報を収集でき、領域分離精度を向上できる。
【０１０１】
また、前記四種類のサブ画素グループの合計濃度が二組に分類され、各組の合計濃度の差を足し合わせた値Ｓを算出し、その値Ｓに基づき領域判定を行う構成とすることによって、合計濃度を算出する加算器、各組の合計濃度の差を算出する減算器、および比較器により領域判定できるため、高精度で、高速、簡易、安価に領域判定を行う画像処理装置を提供できる。
【０１０２】
また、前記メイン画素グループ内の主走査方向の互いに隣接または一定間隔で配置される画素の濃度差の合計である繁雑度と、副走査方向の互いに隣接または一定間隔で配置される画素の濃度差の合計である繁雑度とをそれぞれ算出し、該算出結果に基づき更に領域判定を行う構成とすることによって、さらに領域分離精度を向上できる。
【０１０３】
また、前記の値Ｓに基づきエッジ領域か否かが判定された後、非エッジ領域と判定されたものに対して主走査方向の前記繁雑度と副走査方向の前記繁雑度との差を算出し、該算出結果に基づき再度エッジ領域か否かが判定される構成とすることによって、前記の値Ｓによっては検出できなかったエッジ領域をさらに検出することも可能になる。
【０１０４】
また、エッジ領域か否かが判定された後、非エッジ領域と判定されたものに対して主走査方向の前記繁雑度と副走査方向の前記繁雑度との合計を算出し、該算出結果に基づき網点領域か非エッジ領域かが判定される構成とすることによって、エッジ領域、非エッジ領域、および網点領域の３領域に分離できる。
【０１０５】
また、主走査方向の前記繁雑度は、互いに一画素おきに配置される画素の濃度差の合計である一方、副走査方向の前記繁雑度は、互いに隣接する画素の濃度差の合計である構成とすることによって、入力解像度や前記メイン画素グループの大きさ（マスクサイズ）に適した繁雑度の算出が可能になる。
【０１０６】
また、前記メイン画素グループ内の平均濃度または合計濃度を算出し、該算出結果に基づきエッジ領域か否かを判定する処理を含む構成とすることによって、高濃度部でエッジ領域が検出されるのを防止でき、特に中間調画像における高濃度の画像部分でフィルタ処理を行ったときに境界線のような不具合な画像の発生を防止できる。また、メイン画素グループ内の合計濃度に基づき判定を行うことで、除算回路を設けなくてもエッジ領域か否かを判定できる。
【０１０７】
また、前記メイン画素グループ内の平均濃度を算出する場合に、合計濃度を画素数で除するのではなく、画素数に最も近い２の累乗で除する構成とすることによって、ハード化する際、除算はビットシフトで可能になるため、除算回路を設けなくても平均濃度に近い値を算出できる。
【０１０８】
また、前記サブ画素グループの合計濃度に基づきエッジ領域か否かを判定する際に、エッジ領域との判定が予め定める回数続いた場合または予め定める頻度で発生した場合に、エッジ領域か否かを判定するためのしきい値を変化させる構成とすることによって、エッジ領域の判定精度をさらに向上できる。
【０１０９】
また、領域判定に際し、予め定める順番で複数の判定処理を行う構成とすることによって、複雑なルックアップテーブルや回路を要せず、しきい値との判定だけで領域分離を行うことができる。
【０１１０】
また、前記メイン画素グループ内の平均濃度または合計濃度の算出結果に基づく判定、前記の値Ｓに基づく判定、前記主走査方向および副走査方向の繁雑度の差に基づく判定、次いで前記主走査方向および副走査方向の繁雑度の合計に基づく判定の順番で判定処理を行う構成とすることによって、良好な領域分離結果を得ることができる。
【０１１１】
また、上記領域判定処理によって判定された領域に応じてフィルタ処理の係数を変更する構成とすることによって、高画質の画像処理装置を提供できる。
【０１１２】
また、上記領域判定処理によって判定された領域に応じてガンマ補正テーブルを変更する構成とすることによって、高画質の画像処理装置を提供できる。
【０１１３】
また、上記領域判定処理によって判定された領域に応じて誤差拡散パラメータを変更する構成とすることによって、高画質の画像処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る画像処理装置の構成およびその画像処理手順を示す図である。
【図２】上記画像処理装置の領域分離処理に用いられるメインマスクとサブマスクとを説明する図である。
【図３】上記画像処理装置の領域分離処理に用いられる主走査方向の繁雑度の算出方法を説明する図である。
【図４】上記画像処理装置の領域分離処理に用いられる副走査方向の繁雑度の算出方法を説明する図である。
【図５】上記画像処理装置の領域分離処理の処理手順を説明するフローチャートである。
【図６】上記画像処理装置の並列処理による領域分離処理をブロック化して示す図である。
【図７】上記並列処理によって判定された各結果に対し、領域が設定されている真理値表である。
【図８】上記画像処理装置のフィルタ処理に用いられる非エッジ領域のフィルタ係数を説明する図である。
【図９】上記画像処理装置のフィルタ処理に用いられるエッジ領域のフィルタ係数を説明する図である。
【図１０】上記画像処理装置のフィルタ処理に用いられる網点領域のフィルタ係数を説明する図である。
【図１１】上記画像処理装置のガンマ変換処理における非エッジ領域のγ補正グラフである。
【図１２】上記画像処理装置のガンマ変換処理におけるエッジ領域のγ補正グラフである。
【図１３】上記画像処理装置のガンマ変換処理における網点領域のγ補正グラフである。
【図１４】上記画像処理装置の誤差拡散処理に用いられる注目画素と誤差拡散マスクとの関係を説明する図である。
【符号の説明】
１  ＣＣＤ部
２  入力濃度変換部
３  領域分離部
４  フィルタ処理部
５  変倍処理部
６  ガンマ補正部
７  誤差拡散処理部
【図１】
0003625160.tif 000008
【図２】
0003625160.tif 000009
【図３】
0003625160.tif 000010
【図４】
0003625160.tif 000011
【図５】
0003625160.tif 000012
【図６】
0003625160.tif 000013
【図７】
0003625160.tif 000014
【図８】
0003625160.tif 000015
【図９】
0003625160.tif 000016
【図１０】
0003625160.tif 000017
【図１１】
0003625160.tif 000018
【図１２】
0003625160.tif 000019
【図１３】
0003625160.tif 000020
【図１４】
0003625160.tif 000021