(57)【要約】    【課題】文字または線画のエッジを構成する画素を、そのエッジ画素が構成しているエッジの方向にかかわらず良好に抽出する。    【解決手段】第１フィルタ演算部１は、５画素×５ラインのマトリクスを構成する各画素の画像データの数列と第１のラプラシアンフィルタの係数の数列との畳み込み演算を行う。また、第２フィルタ演算部２は、５画素×５ラインのマトリクスを構成する各画素の画像データの数列と第２のラプラシアンフィルタの係数の数列との畳み込み演算を行う。エッジ判定部３は、第１フィルタ演算部１による演算値ＳＳ１および第２フィルタ演算部２による演算値ＳＳ２と予め定める閾値ＴＨとの大小をそれぞれ比較して、演算値ＳＳ１，ＳＳ２の少なくとも一方が閾値ＴＨよりも大きければ、５画素×５ラインのマトリクスの中央位置の画素（注目画素）はエッジ画素であると判定する。    【選択図】        図１
2005073070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにフィルタ係数の配列が異なるラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算を行う複数のフィルタ演算手段と、
注目画素についての各フィルタ演算手段による演算値のうちの少なくとも１つが予め定める閾値以上であることを条件として、当該注目画素をエッジ画素と判定するエッジ判定手段と、
このエッジ判定手段によってエッジ画素と判定された注目画素に対して、その画素を強調するためのエッジ強調処理を行うエッジ強調処理手段と
を含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
上記エッジ強調処理手段は、注目画素についての各フィルタ演算手段による演算値のうちの最大値を用いてエッジ強調処理を行うものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、文字または線画のエッジ（輪郭）を構成する画素を周辺の画素に対して際立たせるためのエッジ強調処理を行う画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル式の複写機やプリンタでは、原稿画像を良好に再現可能な画像データを得るために、イメージセンサによって読み取られた原稿の画像データ（原稿を構成する各画素の画像データ）に対して、その画像データの種類に応じた画像処理が行われる。たとえば、文字または線画のエッジを構成する画素（エッジ画素）の画像データに対しては、その画素を周辺の画素に対して際立たせるためのエッジ強調処理が行われる。
【０００３】
このようなエッジ強調処理を行うためには、原稿画像を構成している全画素の中からエッジ画素を抽出しなければならない。エッジ画素を抽出する手法（エッジ画素抽出処理）としては、ラプラシアンフィルタを用いた手法が従来から一般に採用されている。
【０００４】
図２は、ラプラシアンフィルタを用いたエッジ画素抽出処理における注目画素および参照画素を示す図である。ラプラシアンフィルタを用いたエッジ画素抽出処理では、たとえば、主走査方向に５画素の範囲、副走査方向に５ラインの範囲からなる５×５マトリクスにおいて、中央位置の画素Ｃ３が注目画素とされ、その注目画素Ｃ３の周囲の画素Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ５，Ｄ１〜Ｄ５，Ｅ１〜Ｅ５が参照画素とされる。そして、注目画素および参照画素の画像データ（濃度値）の数列とラプラシアンフィルタの係数の数列との畳み込み演算が行われて、その畳み込み演算の結果が所定の閾値以上であれば、その注目画素はエッジ画素として抽出される。すなわち、注目画素およびその周囲の一定領域内に含まれる各参照画素の画像データと各画素位置に対応するフィルタ係数とがそれぞれ乗算され、さらに各乗算値の総和が求められて、その求められた各乗算値の総和が所定の閾値以上であれば、その注目画素はエッジ画素として抽出される。
【０００５】
図３は、ラプラシアンフィルタの一例を示す図であり、図４は、ラプラシアンフィルタの他の一例を示す図である。
【０００６】
図３に示すラプラシアンフィルタでは、注目画素Ｃ３の画像データに乗じるべきフィルタ係数として「４」が設定され、参照画素Ａ３，Ｃ１，Ｃ５，Ｅ３の画像データにそれぞれ乗じるべきフィルタ係数として「−１」が設定されている。したがって、この図３に示すラプラシアンフィルタを用いたエッジ画素抽出処理では、注目画素Ｃ３の画像データをｄｃ３とし、参照画素Ａ３，Ｃ１，Ｃ５，Ｅ３の画像データをそれぞれｄａ３，ｄｃ１，ｄｃ５，ｄｅ３とすると、「４×ｄｃ３＋（−１）×ｄａ３＋（−１）×ｄｃ１＋（−１）×ｄｃ５＋（−１）×ｄｅ３」の演算が行われる。そして、この演算値が所定の閾値以上であれば、注目画素Ｃ５はエッジ画素として抽出される。
【０００７】
また、図４に示すラプラシアンフィルタでは、注目画素Ｃ３の画像データに乗じるべきフィルタ係数として「４」が設定され、参照画素Ａ１，Ａ５，Ｅ１，Ｅ５の画像データにそれぞれ乗じるべきフィルタ係数として「−１」が設定されている。したがって、この図４に示すラプラシアンフィルタを用いたエッジ画素抽出処理では、注目画素Ｃ３の画像データをｄｃ３とし、参照画素Ａ１，Ａ５，Ｅ１，Ｅ５の画像データをそれぞれｄａ１，ｄａ５，ｄｅ１，ｄｅ５とすると、「４×ｄｃ３＋（−１）×ｄａ１＋（−１）×ｄａ５＋（−１）×ｄｅ１＋（−１）×ｄｅ５」の演算が行われる。そして、この演算値が所定の閾値以上であれば、注目画素Ｃ５はエッジ画素として抽出される。
【特許文献１】特開平５−２９２３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３に示すラプラシアンフィルタを用いたエッジ画素抽出処理では、主走査方向（および副走査方向）に交差する方向に延びたエッジを構成しているエッジ画素を良好に抽出することができる。一方、図４に示すラプラシアンフィルタを用いたエッジ画素抽出処理では、主走査方向または副走査方向に沿って延びたエッジを構成している画素を良好に抽出することができる。
【０００９】
しかしながら、図３に示すラプラシアンフィルタを用いたエッジ画素抽出処理では、主走査方向または副走査方向に沿って延びたエッジを構成している画素がエッジ画素として抽出されない場合があり、図４に示すラプラシアンフィルタを用いたエッジ画素抽出処理では、主走査方向に交差する方向に延びたエッジを構成している画素がエッジ画素として抽出されない場合があった。そのため、図３および図４にそれぞれ示すラプラシアンフィルタの一方を用いた処理では、文字または線画のエッジを構成している画素をエッジ画素として抽出できない場合があった。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、文字または線画のエッジを構成している画素をそのエッジ画素が構成しているエッジの方向にかかわらず良好に抽出することができる画像処理装置を提供することである。
【００１１】
また、この発明の他の目的は、エッジ画素抽出処理で抽出されたエッジ画素をそのエッジ画素が構成しているエッジの方向にかかわらず良好に強調することができる画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、互いにフィルタ係数の配列が異なるラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算を行う複数のフィルタ演算手段（１，２）と、注目画素についての各フィルタ演算手段による演算値のうちの少なくとも１つが予め定める閾値以上であることを条件として、当該注目画素をエッジ画素と判定するエッジ判定手段（３）と、このエッジ判定手段によってエッジ画素と判定された注目画素に対して、その画素を強調するためのエッジ強調処理を行うエッジ強調処理手段（４）とを含むことを特徴とする画像処理装置である。
【００１３】
上記エッジ画素とは、文字または線画のエッジを構成している画素をいう。
【００１４】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
【００１５】
上記の発明によれば、１つのラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算結果（フィルタ演算値）のみに基づいて、注目画素がエッジ画素であるか否かが判定されるのではなく、複数のラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算が行われて、これにより得られる複数のフィルタ演算値に基づいて、注目画素がエッジ画素であるか否かが判定される。
【００１６】
これにより、文字または線画のエッジを構成している画素をそのエッジ画素が構成しているエッジの方向にかかわらず良好に抽出することができる。
【００１７】
たとえば、上記複数のフィルタ演算手段が、主走査方向（および副走査方向）に交差する方向に延びたエッジを構成している画素について比較的大きなフィルタ演算値が得られるようにフィルタ係数が配列された第１のラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算を行う第１フィルタ演算手段（１）と、主走査方向または副走査方向に沿って延びたエッジを構成している画素について比較的大きなフィルタ演算値が得られるようにフィルタ係数が配列された第２のラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算を行う第２フィルタ演算手段（２）とを含む場合、エッジ画素を注目画素としたときに、エッジ画素の構成するエッジが主走査方向（および副走査方向）に交差する方向に延びていれば、第２フィルタ演算手段による演算値が大きな値（予め定める閾値以上の値）となり、エッジ画素の構成するエッジが主走査方向または副走査方向に延びていれば、第１フィルタ演算手段による演算値が大きな値（予め定める閾値以上の値）となる。したがって、注目画素が構成しているエッジの方向にかかわらず、その注目画素をエッジ画素として良好に抽出することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、上記エッジ強調処理手段は、注目画素についての各フィルタ演算手段による演算値のうちの最大値を用いてエッジ強調処理を行うものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置である。
【００１９】
この発明のように、注目画素についての各フィルタ演算手段による演算値のうちの最大値を用いることにより、その注目画素に対して適切なエッジ強調処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、この発明の一実施形態に係る画像処理装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像処理装置は、ディジタル複写機、ディジタルプリンタまたはディジタルファクシミリ装置などの画像形成装置に適用されて、原稿画像を光学的に読み取って得られた画像データ（たとえば、原稿画像を構成している各画素の濃度値を表す８ビットデータ）に対して各種の処理を施すためのものである。画像処理後の画像データは、その画像処理後の画像データに基づいて記録シート上に画像を形成する画像形成部へと送られる。
【００２２】
画像処理装置は、マイクロコンピュータを含む構成であり、このマイクロコンピュータがプログラム処理を実行することによって、入力画像データに対して第１のラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算を行う第１フィルタ演算部１と、入力画像データに対して第２のラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算を行う第２フィルタ演算部２と、第１フィルタ演算部１および第２フィルタ演算部による各フィルタ演算結果に基づいて、原稿画像を形成する各画素が文字（テキスト）または線画のエッジを構成するエッジ画素であるか否かを判定するためのエッジ判定部３と、このエッジ判定部３によってエッジ画素と判定された画素（注目画素）に対して、その画素を周辺の画素に対して際立たせるためのエッジ強調処理を行うエッジ強調処理部４とを備えている。
【００２３】
第１フィルタ演算部１は、図２に示すような注目画素Ｃ３を中心とした５画素×５ラインのマトリクス（主走査方向に５画素の範囲、副走査方向に５ラインの範囲からなる５×５マトリクス）を設定し、その５×５マトリクスを構成する画素Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５，Ｃ１〜Ｃ５，Ｄ１〜Ｄ５，Ｅ１〜Ｅ５の画像データ（濃度値）の数列と、図３に示すラプラシアンフィルタの係数の数列との畳み込み演算を行う。図３に示すラプラシアンフィルタでは、［背景技術］の項ですでに説明したとおり、注目画素Ｃ３の画像データに乗じるべきフィルタ係数として「４」が設定され、参照画素Ａ３，Ｃ１，Ｃ５，Ｅ３の画像データにそれぞれ乗じるべきフィルタ係数として「−１」が設定されている。したがって、第１フィルタ演算部１では、注目画素Ｃ３の画像データをｄｃ３とし、参照画素Ａ３，Ｃ１，Ｃ５，Ｅ３の画像データをそれぞれｄａ３，ｄｃ１，ｄｃ５，ｄｅ３とすると、
ＳＳ１＝４×ｄｃ３＋（−１）×ｄａ３＋（−１）×ｄｃ１
＋（−１）×ｄｃ５＋（−１）×ｄｅ３    ・・・・・・(1)
の演算が行われる。
【００２４】
第２フィルタ演算部２は、図２に示すような注目画素Ｃ３を中心とした５画素×５ラインのマトリクスを設定し、その５×５マトリクスを構成する画素Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５，Ｃ１〜Ｃ５，Ｄ１〜Ｄ５，Ｅ１〜Ｅ５の画像データ（濃度値）の数列と、図４に示すラプラシアンフィルタの係数の数列との畳み込み演算を行う。図４に示すラプラシアンフィルタでは、［背景技術］の項ですでに説明したとおり、注目画素Ｃ３の画像データに乗じるべきフィルタ係数として「４」が設定され、参照画素Ａ１，Ａ５，Ｅ１，Ｅ５の画像データにそれぞれ乗じるべきフィルタ係数として「−１」が設定されている。したがって、第２フィルタ演算部２では、注目画素Ｃ３の画像データをｄｃ３とし、参照画素Ａ１，Ａ５，Ｅ１，Ｅ５の画像データをそれぞれｄａ１，ｄａ５，ｄｅ１，ｄｅ５とすると、
ＳＳ２＝４×ｄｃ３＋（−１）×ｄａ１＋（−１）×ｄａ５
＋（−１）×ｄｅ１＋（−１）×ｄｅ５    ・・・・・・(2)
の演算が行われる。
【００２５】
第１フィルタ演算部１による演算値（フィルタ演算結果）ＳＳ１および第２フィルタ演算部２による演算値（フィルタ演算結果）ＳＳ２は、それぞれ並列にエッジ判定部３に入力される。エッジ判定部３は、演算値ＳＳ１，ＳＳ２と予め定める閾値ＴＨ（たとえば、ＴＨ＝２００）との大小をそれぞれ比較して、演算値ＳＳ１，ＳＳ２の少なくとも一方が閾値ＴＨよりも大きければ、注目画素Ｃ３はエッジ画素であると判定し、演算値ＳＳ１，ＳＳ２の両方が閾値ＴＨ以下であれば、注目画素Ｃ３はエッジ画素でないと判定する。そして、その判定結果をエッジ強調処理部４に与える。また、エッジ判定部３は、演算値ＳＳ１，ＳＳ２の大小を比較して、演算値ＳＳ１，ＳＳ２のうちの大きい方の値（最大演算値）ＳＳｍａｘをエッジ強調処理部４に与える。
【００２６】
エッジ強調処理部４は、エッジ判定部３から与えられる判定結果および最大演算値ＳＳｍａｘに基づいてエッジ強調処理を行う。すなわち、エッジ判定部３によって注目画素Ｃ３がエッジ画素であると判定された場合、エッジ強調処理部４では、注目画素Ｃ３の画像データｄｃ３に対して最大演算値ＳＳｍａｘに１／４を乗じた値が加算され、その加算値ＦＯＵＴ＝ｄｃ３＋ＳＳｍａｘ／４が注目画素Ｃ３についてのエッジ強調処理後の画像データとして出力される。
【００２７】
ただし、入力画像データが８ビットデータである場合において、加算値ＦＯＵＴ＝ｄｃ３＋ＳＳｍａｘ／４が２５５以上の値をとる場合には、最大値「２５５」が注目画素Ｃ３についてのエッジ強調処理後の画像データとして出力される。
【００２８】
図５は、注目画素が主走査方向（および副走査方向）に交差する方向に延びたエッジを構成している画素である場合における処理を説明するための図である。第１フィルタ演算部１では、図５に示す５×５マトリクスが設定された場合、下記式(3)の演算が行われて、この演算によって得られる演算値ＳＳ１＝２９０がエッジ判定部３に向けて出力される。
【００２９】
ＳＳ１＝４×２００＋（−１）×０＋（−１）×０
＋（−１）×２５５＋（−１）×２５５    ・・・・・・(3)
また、第２フィルタ演算部２では、図５に示す５×５マトリクスが設定された場合、下記式(4)の演算が行われて、この演算によって得られる演算値ＳＳ２＝１４５がエッジ判定部３に向けて出力される。
【００３０】
ＳＳ２＝４×２００＋（−１）×０＋（−１）×２００
＋（−１）×２００＋（−１）×２５５    ・・・・・・(4)
この場合、閾値ＴＨをＴＨ＝２００とすると、演算値ＳＳ１＝２９０＞閾値ＴＨ、演算値ＳＳ２＝１４５＜閾値ＴＨであるから、エッジ判定部３では、図５に示す５×５マトリクスの中央位置の注目画素（画像データ「２００」の画素）がエッジ画素であると判定される。また、演算値ＳＳ１＞演算値ＳＳ２であるから、演算値ＳＳ１＝２９０が最大演算値ＳＳｍａｘとされる。そして、エッジ強調処理部４では、注目画素の画像データ「２００」に対して最大演算値ＳＳｍａｘ＝２９０に１／４を乗じた値が加算される。この加算値ＦＯＵＴは２５５以上であるから、エッジ強調処理部４からは、最大値「２５５」が当該注目画素についてのエッジ強調処理後の画像データとして出力される。
【００３１】
たとえば、図４に示すラプラシアンフィルタを用いた演算によって得られる演算値ＳＳ２のみに基づいて、図５に示す５×５マトリクスの中央位置の注目画素がエッジ画素であるか否かを判定する場合、演算値ＳＳ２＝１４５＜閾値ＴＨ（＝２００）であるから、その注目画素はエッジ画素であるにもかかわらずエッジ画素ではないと判定されてしまう。これに対し、この実施形態の構成によれば、図５に示す５×５マトリクスの中央位置の注目画素をエッジ画素として抽出することができ、その抽出したエッジ画素に対して、第１フィルタ演算部１による演算結果（演算値ＳＳ１＝２９０）を用いた適切なエッジ強調処理を行うことができる。
【００３２】
図６は、注目画素が主走査方向または副走査方向に延びたエッジを構成している画素である場合における処理を説明するための図である。第１フィルタ演算部１では、図６に示す５×５マトリクスが設定された場合、下記式(5)の演算が行われて、この演算によって得られる演算値ＳＳ１＝１４５がエッジ判定部３に向けて出力される。
【００３３】
ＳＳ１＝４×２００＋（−１）×２００＋（−１）×０
＋（−１）×２５５＋（−１）×２００    ・・・・・・(5)
また、第２フィルタ演算部２では、図６に示す５×５マトリクスが設定された場合、下記式(6)の演算が行われて、この演算によって得られる演算値ＳＳ２＝２９０がエッジ判定部３に向けて出力される。
【００３４】
ＳＳ２＝４×２００＋（−１）×０＋（−１）×２５５
＋（−１）×０＋（−１）×２５５    ・・・・・・(6)
この場合、閾値ＴＨをＴＨ＝２００とすると、演算値ＳＳ１＝１４５＜閾値ＴＨ、演算値ＳＳ２＝２９０＞閾値ＴＨであるから、エッジ判定部３では、図５に示す５×５マトリクスの中央位置の注目画素（画像データ「２００」の画素）がエッジ画素であると判定される。また、演算値ＳＳ１＜演算値ＳＳ２であるから、演算値ＳＳ２＝２９０が最大演算値ＳＳｍａｘとされる。そして、エッジ強調処理部４では、注目画素の画像データ「２００」に対して最大演算値ＳＳｍａｘ＝２９０に１／４を乗じた値が加算される。この加算値ＦＯＵＴは２５５以上であるから、エッジ強調処理部４からは、最大値「２５５」が当該注目画素についてのエッジ強調処理後の画像データとして出力される。
【００３５】
たとえば、図３に示すラプラシアンフィルタを用いた演算によって得られる演算値ＳＳ１のみに基づいて、図６に示す５×５マトリクスの中央位置の注目画素がエッジ画素であるか否かを判定する場合、演算値ＳＳ１＝１４５＜閾値ＴＨ（＝２００）であるから、その注目画素はエッジ画素であるにもかかわらずエッジ画素ではないと判定されてしまう。これに対し、この実施形態の構成によれば、図６に示す５×５マトリクスの中央位置の注目画素をエッジ画素として抽出することができ、その抽出したエッジ画素に対して、第２フィルタ演算部２による演算結果（演算値ＳＳ２＝２９０）を用いた適切なエッジ強調処理を行うことができる。
【００３６】
以上のように、この実施形態の構成によれば、文字または線画のエッジが主走査方向（および副走査方向）に交差する方向に延びているか、主走査方向または副走査方向に延びているかにかかわらず、エッジを構成しているエッジ画素を良好に抽出することができ、その抽出したエッジ画素を良好に強調することができる。
【００３７】
この発明の一実施形態の説明は以上のとおりであるが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、上記の実施形態では、２つのラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算結果に基づいて、注目画素がエッジ画素であるか否かを判定する構成を取り上げたが、３つ以上のラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算結果に基づいて、注目画素がエッジ画素であるか否かの判定が行われてもよい。すなわち、３つ以上のラプラシアンフィルタを用いる場合、注目画素についての各ラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算結果（演算値）のうちのいずれか１つが予め定める閾値よりも大きければ、その注目画素はエッジ画素であると判定され、そうでなければ（すべてのフィルタ演算結果が上記閾値以下であれば）、注目画素はエッジ画素でないと判定されてもよい。
【００３８】
３つ以上のラプラシアンフィルタを用いる場合、図３および図４にそれぞれ示すラプラシアンフィルタ以外に、たとえば、中央位置の注目画素Ｃ３およびその注目画素Ｃ３の周囲の参照画素Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ５，Ｄ１〜Ｄ５，Ｅ１〜Ｅ５からなる５×５マトリクス（図２参照）を対象とし、注目画素Ｃ３の画像データに乗じるべきフィルタ係数として「４」が設定され、参照画素Ａ２，Ｂ５，Ｄ１，Ｅ４の画像データにそれぞれ乗じるべきフィルタ係数として「−１」が設定されたラプラシアンフィルタを、第３のラプラシアンフィルタとして用いてもよい。また、注目画素Ｃ３の画像データに乗じるべきフィルタ係数として「４」が設定され、参照画素Ａ４，Ｂ１，Ｄ５，Ｅ２の画像データにそれぞれ乗じるべきフィルタ係数として「−１」が設定されたラプラシアンフィルタを用いてもよい。
【００３９】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の一実施形態に係る画像処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】ラプラシアンフィルタを用いたフィルタ演算における注目画素および参照画素について説明するための図である。
【図３】ラプラシアンフィルタの一例を示す図である。
【図４】ラプラシアンフィルタの他の一例を示す図である。
【図５】注目画素が主走査方向（および副走査方向）に交差する方向に延びたエッジを構成している画素である場合における処理を説明するための図である。
【図６】注目画素が主走査方向または副走査方向に延びたエッジを構成している画素である場合における処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      第１フィルタ演算部
２      第２フィルタ演算部
３      エッジ判定部
４      エッジ強調処理部
【図１】
2005073070.tif 000003
【図２】
2005073070.tif 000004
【図３】
2005073070.tif 000005
【図４】
2005073070.tif 000006
【図５】
2005073070.tif 000007
【図６】
2005073070.tif 000008