(57)【要約】【課題】画像の低濃度細線の再現性を向上できる画像処理装置を提供することを目的としている。【解決手段】入力された多値画像データについて、注目画素を中心とした所定範囲の周囲画素の画素値を調べて、上記注目画素がエッジ領域に含まれるか判断するとともに、エッジ量を検出する周囲画素エッジ検出手段と、上記注目画素が低濃度画素であるかどうかを判断し、上記注目画素が低濃度画素であると判定された場合には、当該注目画素について、上記周囲画素エッジ検出手段がエッジ画素であると判定している場合に、所定の低濃度補正処理を適用して当該注目画素の画素値を補正する低濃度補正処理手段を備えた。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された多値画像データについて、注目画素を中心とした所定範囲の周囲画素の画素値を調べて、上記注目画素がエッジ領域に含まれるか判断するとともに、エッジ量を検出する周囲画素エッジ検出手段と、
上記注目画素が低濃度画素であるかどうかを判断し、上記注目画素が低濃度画素であると判定された場合には、当該注目画素について、上記周囲画素エッジ検出手段がエッジ画素であると判定している場合に、所定の低濃度補正処理を適用して当該注目画素の画素値を補正する低濃度補正処理手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
入力された多値画像データについて、注目画素を中心とした所定範囲の周囲画素の画素値を調べて、上記注目画素がエッジ領域に含まれるか判断するとともに、エッジ量を検出する周囲画素エッジ検出手段と、
上記注目画素が低濃度画素であるかどうかを判断し、上記注目画素が低濃度画素であると判定された場合には、当該注目画素について、上記周囲画素エッジ検出手段がエッジ画素であると判定している場合に、上記周囲画素エッジ検出手段が検出したエッジ量に基づいて、所定の低濃度補正処理を適用し、当該注目画素の画素値を補正する低濃度補正処理手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記低濃度補正処理手段は、上位制御部より指定される変倍率設定に対応して、前記低濃度補正処理を適用するか否かを判断することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記低濃度補正処理手段は、上位制御部より指定される濃度設定に対応して、前記低濃度補正処理を適用するか否かを判断することを特徴とする請求項１または請求項２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、画像の低濃度細線の再現性を向上できる画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、モノクロデジタル複写機やスキャナ等の画像処理装置では、薄い濃度で描かれた鉛筆書きの原稿の細線や淡いカラー原稿（例えば、等高線地図等）などを読み取った場合に、原稿の低濃度部分の細線画像が途切れることがあった。
【０００３】
また、縮小画像を得ようとした場合、さらに縮小処理により細線画像が途切れてしまうという事態を生じることもあった。
【０００４】
このような場合、ＭＴＦ補正処理（エッジ強調補正処理）や、ガンマ変換処理による輝度変換を行うことで、読取画像の画質を改善する方法がとられることが一般的であった。
【０００５】
しかしながら、ＭＴＦ補正処理を行った場合、微少な画像ノイズが強調されて画質が劣化したり、網点画像部分のモアレが増大するという不具合を生じる。また、ガンマ変換処理では、微少な画像ノイズと低濃度画像との区別が付かず、低濃度外線画像の再現性は良くなるものの、画像のノイズも強調されてしまうという不具合を生じる。
【０００６】
そこで、このような不具合を解消するものとして、例えば、画像データを平滑処理し、その平滑結果によりガンマ変換特性の傾きを変化させて低濃度画像の再現性を向上しようとするものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３１３９８１０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来方法では、画像の特性を判断していないため、低濃度細線部分の画像を改善することができるものの、グレースケールのような一様な濃度階調が段階的に変化しているような領域が存在する場合には、階調のバランスがうまく取れずに、画質の向上があまり見込めないという事態を生じていた。
【０００９】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、画像の低濃度細線の再現性を向上できる画像処理装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力された多値画像データについて、注目画素を中心とした所定範囲の周囲画素の画素値を調べて、上記注目画素がエッジ領域に含まれるか判断するとともに、エッジ量を検出する周囲画素エッジ検出手段と、上記注目画素が低濃度画素であるかどうかを判断し、上記注目画素が低濃度画素であると判定された場合には、当該注目画素について、上記周囲画素エッジ検出手段がエッジ画素であると判定している場合に、所定の低濃度補正処理を適用して当該注目画素の画素値を補正する低濃度補正処理手段を備えたものである。
【００１１】
また、入力された多値画像データについて、注目画素を中心とした所定範囲の周囲画素の画素値を調べて、上記注目画素がエッジ領域に含まれるか判断するとともに、エッジ量を検出する周囲画素エッジ検出手段と、上記注目画素が低濃度画素であるかどうかを判断し、上記注目画素が低濃度画素であると判定された場合には、当該注目画素について、上記周囲画素エッジ検出手段がエッジ画素であると判定している場合に、上記周囲画素エッジ検出手段が検出したエッジ量に基づいて、所定の低濃度補正処理を適用し、当該注目画素の画素値を補正する低濃度補正処理手段を備えたものである。
【００１２】
また、前記低濃度補正処理手段は、上位制御部より指定される変倍率設定に対応して、前記低濃度補正処理を適用するか否かを判断するようにしたものである。また、前記低濃度補正処理手段は、上位制御部より指定される濃度設定に対応して、前記低濃度補正処理を適用するか否かを判断するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例にかかる画像処理装置の一例を示している。この画像処理装置は、例えば、スキャナ等の画像読取装置から出力される所定ビット幅（例えば、８ビット幅）の画像データＰＤを入力し、低濃度部分の細線等の再現性を向上するためのものである。なお、以下の説明においては、画像データＰＤのビット幅が８ビット（したがって、取りうる値は０〜２５５）である場合について記載している。
【００１５】
同図において、キャナ等の画像読取装置から出力される所定ビット幅（例えば、８ビット幅）の画像データＰＤは、低濃度補正回路１および周囲画素エッジ検出部２に加えられている。また、低濃度補正回路１には、図示しない上位制御部（例えば、ファクシミリ装置のシステム制御部等）から、変倍率設定情報ＳＳ１および濃度設定情報ＳＳ２がそれぞれ加えられている。
【００１６】
低濃度補正回路１の構成例を図２（ａ）に示す。
【００１７】
低濃度補正回路１において、画像データＰＤは、処理対象となっている注目画素Ｘを中心とした３ｘ３サイズのマトリクス状（同図（ｂ）参照）に周囲画素Ｄ１〜Ｄ８および注目画素Ｘの画像データを抽出するためのマトリクス抽出部１ａに加えられており、このマトリクス抽出部１ａにより抽出された３ｘ３サイズの画素マトリクスの信号は、低濃度判定部１ｂに加えられている。
【００１８】
低濃度判定部１ｂは、周囲画素Ｄ１〜Ｄ８について、次の式（Ｉ）〜（ＶＩＩＩ）を実行し、いずれか１つ以上の式（Ｉ）〜（ＶＩＩＩ）が成立すると、当該注目画素Ｘについて、低濃度補正処理対象であると判断し、その判断結果をあらわす信号ＬＤおよび注目画素の画像データＰＤｘを画素置補正部１ｃへ出力する。
【００１９】
ＴｈＡ≦Ｄ１≦ＴｈＢ        （Ｉ）
【００２０】
ＴｈＡ≦Ｄ２≦ＴｈＢ        （ＩＩ）
【００２１】
ＴｈＡ≦Ｄ３≦ＴｈＢ        （ＩＩＩ）
【００２２】
ＴｈＡ≦Ｄ４≦ＴｈＢ        （ＩＶ）
【００２３】
ＴｈＡ≦Ｄ５≦ＴｈＢ        （Ｖ）
【００２４】
ＴｈＡ≦Ｄ６≦ＴｈＢ        （ＶＩ）
【００２５】
ＴｈＡ≦Ｄ７≦ＴｈＢ        （ＶＩＩ）
【００２６】
ＴｈＡ≦Ｄ８≦ＴｈＢ        （ＶＩＩＩ）
【００２７】
ここで、閾値ＴｈＡは、低濃度データ領域を規定する下限値に対応する値であり、また、閾値ＴｈＢは、低濃度データ領域を規定する下限値に対応する値である。
【００２８】
画素置補正部１ｃには、周辺画素エッジ検出部２から信号ＤＧも加えられている。この信号ＤＧは、注目画素Ｘがエッジ画素であるか否かを表示する情報と、エッジ画素の場合にはそのエッジ量（エッジの度合いを表す情報）が含まれている（後述）。
【００２９】
そして、画素置補正部１ｃは、図２（ｃ）に示すような態様で補正演算を行う。すなわち、信号ＤＧによりエッジ検出結果がエッジであると示され、そのエッジ量が大と判定されている場合には、注目画素Ｘの画素値ＰＤｘに、所定値ＶＡＬ１（例えば、４８）を加算し、その加算結果を、当該注目画素Ｘの画素値ＰＤａとして、次段装置へ出力する。
【００３０】
また、信号ＤＧによりエッジ検出結果がエッジであると示され、そのエッジ量が中と判定されている場合には、注目画素Ｘの画素値ＰＤｘに、所定値ＶＡＬ２（例えば、２４）を加算し、その加算結果を、当該注目画素Ｘの画素値ＰＤａとして、次段装置へ出力する。
【００３１】
また、信号ＤＧによりエッジ検出結果がエッジであると示され、そのエッジ量が小と判定されている場合には、注目画素Ｘの画素値ＰＤｘに、所定値ＶＡＬ３（例えば、１２）を加算し、その加算結果を、当該注目画素Ｘの画素値ＰＤａとして、次段装置へ出力する。
【００３２】
また、信号ＤＧによりエッジ検出結果がエッジではないと示されている場合には、画素値ＰＤｘをそのまま当該注目画素Ｘの画素値ＰＤａとして、次段装置へ出力する。
【００３３】
また、信号ＳＳ１および信号ＳＳ２の組合せにより、補正処理の実行態様を調整するようにすることもできる。例えば、信号ＳＳ１により変倍率が１００％以下（すなわち、等倍または縮小）である旨が設定され、かつ、信号ＳＳ２により濃度設定が通常または濃い設定になっている場合にのみ、上述した低濃度補正演算を行い、それ以外の場合には、行わないようにすることができる。
【００３４】
それにより、低濃度画像の細線部の再現性を向上することができる。
【００３５】
周辺画素エッジ検出部２の一例を図３に示す。
【００３６】
周囲画素エッジ検出部２において、画像データＰＤは、処理対象となっている注目画素Ｘを中心とした５ｘ５サイズのマトリクス状（同図（ｂ）参照）に周囲画素Ｅ１〜Ｅ２４および注目画素Ｘの画像データを抽出するためのマトリクス抽出部２ａに加えられており、このマトリクス抽出部２ａにより抽出された５ｘ５サイズの画素マトリクスの信号は、フィルタ演算処理部１ｂに加えられている。
【００３７】
フィルタ演算処理部１ｂは、マトリクス抽出部２ａにより抽出された５ｘ５サイズの画素マトリクスの信号について、図４（ａ）〜（ｄ）に示した縦エッジ検出フィルタ、横エッジ検出フィルタ、斜めエッジ検出フィルタＡおよび斜めエッジ検出フィルタＢを適用し、その各フィルタの演算結果を表す信号ＦＶをエッジ検出部２ｃへ出力する。
【００３８】
エッジ検出部２ｃは、入力した信号ＦＶについて、各フィルタの演算結果の絶対値を算出し、それらの絶対値のうちの最大値を求める。そして、その求めた最大値と、所定の閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３（ＴＨ１＜ＴＨ２＜ＴＨ３）との比較を行い、４段階に分類する。
【００３９】
次に、絶対値が閾値ＴＨ１よりも小さい場合には、そのときの注目画素Ｘはエッジ画素ではないと判定する。また、絶対値が閾値ＴＨ１以上でかつ閾値ＴＨ２未満である場合には、そのときの注目画素Ｘはエッジ画素であると判定し、そのエッジ量は小であると判定する。また、絶対値が閾値ＴＨ２以上でかつ閾値ＴＨ３未満である場合には、そのときの注目画素Ｘはエッジ画素であると判定し、そのエッジ量は中であると判定する。また、絶対値が閾値ＴＨ３以上の場合には、そのときの注目画素Ｘはエッジ画素であると判定し、そのエッジ量は大であると判定する。
【００４０】
そして、そのときの判定結果を信号ＤＧとして、低濃度補正回路１へ出力する。
【００４１】
以上の構成で、例えば、図５（ａ）に示したような領域の画像を読み取っている場合、まず、周辺画素エッジ検出部２のフィルタ演算処理部２ｂの各フィルタ演算結果は、縦エッジ検出フィルタ処理の結果が「２６５」、横エッジ検出フィルタ処理の結果が「２９０」、斜めエッジ検出フィルタＡ処理の結果が「１５」、および、斜めエッジ検出フィルタＢ処理の結果が「４９０」になる。
【００４２】
したがって、エッジ検出部２ｃでは、斜めエッジ検出フィルタＢ処理の結果である「４９０」が選択される。ここで、８ビット幅の値に換算するために、選択値を１０で除算する。その結果、絶対値として「４９」が得られる。
【００４３】
また、上記閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３の値が、それぞれ「１６」、「３２」、「６４」であるとすると、この場合、絶対値「４９」は、閾値ＴＨ２以上でかつ閾値ＴＨ３未満であり、したがって、このときの注目画素Ｘはエッジ画素であると判断され、また、そのエッジ量は中と判定される。
【００４４】
一方、低濃度補正回路１では、同一の注目画素Ｘについて、３ｘ３の画素が処理対象となる。この場合、閾値ＴｈＡを「３０」とし、閾値ＴｈＢを「６０」とすると、このときの画素マトリクスについて、上述した式（Ｉ），（ＶＩＩＩ）が成立するので、注目画素Ｘは低濃度補正対象であると判断される。
【００４５】
また、このとき、信号ＤＧにより、注目画素Ｘはエッジ画素であると判定され、また、エッジ量が中であると判定されているので、画素補正部１ｃは、そのときの画素値「７０」に、ＶＡＬ２の値である「２４」を加算し、その結果である「９４」を、画素値ＰＤａとして、次段装置へ出力する。なお、加算結果が「２５５」よりも大きくなる場合には、オーバーフローするので、「２５５」に値を制限する。
【００４６】
このようにして、低濃度領域のエッジ画素について、濃度が大きくなる方向へ補正演算が適用され、その結果、低濃度領域における細線等の画像の画質を向上することができる。
【００４７】
また、図５（ｂ）に示したような領域の画像を読み取っている場合、まず、周辺画素エッジ検出部２のフィルタ演算処理部２ｂの各フィルタ演算結果は、縦エッジ検出フィルタ処理の結果が「３２」、横エッジ検出フィルタ処理の結果が「１１」、斜めエッジ検出フィルタＡ処理の結果が「３８」、および、斜めエッジ検出フィルタＢ処理の結果が「１２」になる。
【００４８】
したがって、エッジ検出部２ｃでは、斜めエッジ検出フィルタＡ処理の結果である「３８」が選択される。ここで、８ビット幅の値に換算するために、選択値を１０で除算する。その結果、絶対値として「３」（小数点以下切り捨てる）が得られる。
【００４９】
また、上記閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３の値が、それぞれ「１６」、「３２」、「６４」であるとすると、この場合、絶対値「３」は、閾値ＴＨ１よりも小さいく、したがって、このときの注目画素Ｘはエッジ画素ではないと判断される。
【００５０】
一方、低濃度補正回路１では、同一の注目画素Ｘについて、３ｘ３の画素が処理対象となる。この場合、閾値ＴｈＡを「３０」とし、閾値ＴｈＢを「６０」とすると、このときの画素マトリクスについて、上述した式（Ｉ），（ＩＩ）、（ＩＩＩ），（ＩＶ）が成立するので、注目画素Ｘは低濃度補正対象であると判断される。
【００５１】
また、このとき、信号ＤＧにより、注目画素Ｘはエッジ画素ではないと判定されいるので、画素補正部１ｃは、補正演算を行わない。すなわち、この場合には、そのときの画素値「６０」は、そのまま画素値ＰＤａとして、次段装置へ出力される。
【００５２】
このようにして、低濃度領域であってもエッジ画素ではない場合には、注目画素について強調する補正演算は行われないので、ノイズを強調するような事態を回避することができ、結果的に、画質の良好な画像を得ることができる。
【００５３】
ところで、上述した実施例では、エッジ量に応じて加算する値を変えるようにしているが、エッジ量に応じて、補正後の画素値の値を固定値に設定するようにすることもできる。例えば、エッジ量が大の場合には補正後の値を６４に固定し、エッジ量が小の場合には補正後の値を３２に固定するようにしても良い。また、固定として、画素マトリクス内の画素値の最大値、または、平均値を適用するようにすることもできる。
【００５４】
また、上述した実施例では、低濃度補正演算を、画素値に所定値を加算することで行っているが、適用するガンマ変換の特性を切換えるようにすることで、同様の効果を得ることもできる。
【００５５】
例えば、図６に示すように、ガンマ変換の特性として、低濃度領域の補正の度合いが異なる特性ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３および補正しない特性ＣＶ４を設け、エッジ量が大の場合には特性ＣＶ１を適用し、エッジ量が中の場合には特性ＣＶ２を適用し、エッジ量が小の場合には特性ＣＶ３を適用し、補正しない場合には特性ＣＶ４を適用するようにすればよい。
【００５６】
また、画素マトリクスの大きさは、上述したものに限ることはなく、また、その形状も正方形の形状に限ることはない。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力された多値画像データについて、注目画素を中心とした所定範囲の周囲画素の画素値を調べて、上記注目画素がエッジ領域に含まれるか判断するとともに、エッジ量を検出する周囲画素エッジ検出手段と、上記注目画素が低濃度画素であるかどうかを判断し、上記注目画素が低濃度画素であると判定された場合には、当該注目画素について、上記周囲画素エッジ検出手段がエッジ画素であると判定している場合に、所定の低濃度補正処理を適用して当該注目画素の画素値を補正する低濃度補正処理手段を備えたので、低濃度領域のエッジ画素について、濃度が大きくなる方向へ補正演算が適用され、その結果、低濃度領域における細線等の画像の画質を向上することができとともに、低濃度領域であってもエッジ画素ではない場合には、注目画素について強調する補正演算は行われないので、ノイズを強調するような事態を回避することができ、結果的に、画質の良好な画像を得ることができるという効果を得る。
【００５８】
また、入力された多値画像データについて、注目画素を中心とした所定範囲の周囲画素の画素値を調べて、上記注目画素がエッジ領域に含まれるか判断するとともに、エッジ量を検出する周囲画素エッジ検出手段と、上記注目画素が低濃度画素であるかどうかを判断し、上記注目画素が低濃度画素であると判定された場合には、当該注目画素について、上記周囲画素エッジ検出手段がエッジ画素であると判定している場合に、上記周囲画素エッジ検出手段が検出したエッジ量に基づいて、所定の低濃度補正処理を適用し、当該注目画素の画素値を補正する低濃度補正処理手段を備えたので、低濃度領域のエッジ画素について、濃度が大きくなる方向へ補正演算が適用され、その結果、低濃度領域における細線等の画像の画質を向上することができとともに、低濃度領域であってもエッジ画素ではない場合には、注目画素について強調する補正演算は行われないので、ノイズを強調するような事態を回避することができ、結果的に、画質の良好な画像を得ることができるという効果を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる画像処理装置の一例を示したブロック図。
【図２】低濃度補正回路１の構成例を示したブロック図。
【図３】周辺画素エッジ検出部２の一例をしたブロック図。
【図４】縦エッジ検出フィルタ、横エッジ検出フィルタ、斜めエッジ検出フィルタＡおよび斜めエッジ検出フィルタＢの一例を示した概略図。
【図５】画像領域の一例を示した概略図。
【図６】ガンマ変換の特性の一例を示したグラフ図。
【符号の説明】
１  低濃度補正回路
１ａ，２ａ  マトリクス抽出部
１ｂ  低濃度判定部
１ｃ  画素置補正部
２  周辺画素エッジ検出部
２ｂ  フィルタ演算処理部
２ｃ  エッジ検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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