(57)【要約】  【課題】領域判定マトリクスを大きくすることなく、２値領域と中間調領域の判定精度を向上させることができる画像処理装置を提供する。  【解決手段】画像データは順次Ｄフリップフロップａ９に入力され、Ｄフリップフロップａ７及びａ４の出力がラインメモリ２１、２２に順次格納され、３×３画素の中央の注目画素（ａ５）とその周囲の８個の周辺画素ａ１〜ａ４及びａ６〜ａ９との差が減算器２３〜３０により求められて最大値選択回路３１に入力される。そして、ピーク差が比較器３２、３３に入力されてＬＵＴ３４からの上限閾値及びレジスタ３５からの下限閾値と比較されて領域が判定される。このとき、ＬＵＴ３４は各時点の像域判定マトリックスの周囲の画素の像域判定結果により上限閾値を変更する。  【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値画像を入力する多値画像入力手段と、多値画像から注目画素とその周囲の画素からなるマトリクスを取り出し、当該注目画素が２値領域か、中間調領域かを判断する判断手段とを備えてなる画像処理装置において、前記判断手段の判断結果を記憶する記憶手段と、前記記憶手段より前記マトリクス周辺の画素の判断結果を抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出された判断結果に基づき、前記判断手段の判断基準を設定する判断基準設定手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置において、前記判断基準設定手段が、前記抽出手段により抽出された複数の画素の判断結果の中の２値領域と中間調領域との割合に基づき、前記判断基準を変更することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像処理装置において、前記判断手段が、注目画素と各周辺画素との差を取り、その最大値と前記判断基準を比較することにより、２値領域か中間調領域かを判断することを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置に関し、特に多値画像から注目画素とその周囲の画素からなるマトリクスを取り出し、当該注目画素が２値領域か、中間調領域かを判断する判断手段を備えた画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナ・複写機・ファクシミリ等の画像処理装置においては、文字などの２値領域に対しては、輪郭をはっきりと表現するために単純２値化処理が施され、写真等の中間調領域に対しては、階調性良く表現するために画像の濃度を正しく表現し忠実な階調表現を行う手法、例えば、誤差拡散法が用いられている。
【０００３】
しかし、文字、写真の混在した画像においては、前記二つの要求は相反する操作であるため、文字領域を重視すれば写真領域の階調性が原画と異なり、写真領域を重視すれば文字領域の輪郭がくずれるという問題があった。
これを解決するためには、画像の２値領域と中間調領域を正しく識別し、それぞれの領域に応じて濃度差の強調ないし忠実な階調表現を行う必要がある。
【０００４】
画像の２値領域と中間調領域とを識別する場合、図６に示すように３×３画素のマトリクスを切り出して注目画素（ａ５）と周囲画素との差の最大値、すなわちピーク差を検出し、このピーク差が図７に示すように下限値Ｔｌと上限値Ｔｈの間にある場合に擬似中間調画像と判定し、ピーク差が上限値Ｔｈ以上のとき、文字領域と判定し、下限値Ｔｌ以下のとき、余白または黒ベタと判定して２値画像と判定している。例えば、画素データが８ビットの信号であれば、レベル０が完全な白色、レベル２５５が完全な黒色に対応し、ピーク差が３２（下限値）と１２８（上限値）の間にある場合に擬似中間調画像と判定している。
【０００５】
しかしながら、上記の従来の領域判定方法では、１つの特徴量しか用いていないので、領域分離精度が低い。このため、注目画素が２値領域に属するか、中間調領域に属するかの判定の精度をあげるため、マトリクス内の黒画素数と最大濃度差を使用することにより領域分離精度を向上させることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２３１３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、２値領域と中間調領域の判定は上記のようにして行われているが、いずれもマトリクス内だけの情報を用いるため、判定の精度に限界があるという問題があった。
一方、マトリクスを、例えば、５×５、７×７等に大きくすることにより領域判定の精度を上げることが可能であるが、このようにマトリクスを大きくすると計算量が増加し、計算に要するハードウェアの規模が増加するという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、領域判定マトリクスを大きくすることなく、２値領域と中間調領域の判定精度を向上させることができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、請求項１に係る発明の画像処理装置は、多値画像を入力する多値画像入力手段と、多値画像から注目画素とその周囲の画素からなるマトリクスを取り出し、当該注目画素が２値領域か、中間調領域かを判断する判断手段とを備えてなる画像処理装置において、前記判断手段の判断結果を記憶する記憶手段と、前記記憶手段より前記マトリクス周辺の画素の判断結果を抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出された判断結果に基づき、前記判断手段の判断基準を設定する判断基準設定手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、  前記判断基準設定手段が、前記抽出手段により抽出された複数の画素の判断結果の中の２値領域と中間調領域との割合に基づき、前記判断基準を変更することを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の画像処理装置において、前記判断手段が、注目画素と各周辺画素との差を取り、その最大値と前記判断基準を比較することにより、２値領域か中間調領域かを判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜３に係る画像処理装置によれば、単にマトリクス内の画素のみで判断するのではなく、既に判断された結果を領域判定に反映させることができるので、精度よく２値領域（文字、図表、線画等）と中間調領域（写真、イラスト等）を判別することができる。
【００１２】
また、マトリクス自体を大きくする必要がなく、かつ、判断結果は１か０の１ビットで処理することができ、判断結果の記憶手段のメモリ容量が小さくてすみ、さらに、抽出手段もハード構成を簡単にすることができるので、ハードウェアの構成が大きく増大することを防止することができる。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の画像処理装置の実施例について、図面を用いて説明する。
図１は画像処理装置の構成を示す概略ブロック図であり、図に示すように、ＣＣＤ１、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）２、Ａ／Ｄ変換回路３、シェーディング補正回路４、副走査解像度変換回路５、地色補正回路６、主走査解像度変換回路７、エッジ強調フィルタ８、γ補正回路９、誤差拡散処理回路１０、単純２値化処理回路１１、マルチプレクサ（ＭＰＸ）１２、像域判定回路１３から構成されている。
【００１４】
ＣＣＤ１は原稿からの画像を光学的に読み取り、アナログデータとして出力する。ＡＦＥ２はこのアナログデータをサンプル／ホールド及び増幅してＡ／Ｄ変換回路３に入力し、Ａ／Ｄ変換回路３はアナログデータを例えば８ビットのデジタルデータ（２５６階調）に変換する。シェーディング補正回路４はデジタルデータに対して、光源の照度ムラ、ＣＣＤイメージセンサの各素子間の感度バラツキあるいはレンズ特性等を補正するシェーディング補正を行い、副走査解像度変換回路５は拡大、縮小等の変倍機能の設定に応じて副走査方向の補間処理を行う。
【００１５】
また、地色補正回路６は原稿の地色が白以外の色であっても地色を白として扱うために、主走査方向についてピーク値を検出し、このピーク値が白となるように画像データの補正を行い、主走査解像度変換回路７は変倍機能の設定に応じて主走査方向の補間処理を行う。さらに、エッジ強調フィルタ８はエッジ強調を行う重み付け係数により演算を行い、γ補正回路９は濃度設定機能に応じたγ補正を行う。
【００１６】
また、誤差拡散処理回路１０は周囲画素で発生した再量子化誤差を決められた重み付けで注目画素に加え、その加算結果を再量子化し、輝度信号に変換するとともに、その誤差を出力する。単純２値化処理回路１１はその画素が白か黒か（０か１か）の値に変換し、マルチプレクサ（ＭＰＸ）１２は像域判定回路１３の出力により、前記誤差拡散処理回路１０または単純２値化処理回路１１の出力を切り替えて出力する。
【００１７】
一方、像域判定回路１３は入力多値画像データにおける注目画素を含む所定範囲内の画像データから注目画素が２値領域であるか中間調領域であるかを判定し、この判定結果をエッジ強調フィルタ８、γ補正回路９、ＭＰＸ１２に入力し、エッジ強調フィルタ８及びγ補正回路９の係数を切替えるとともに、誤差拡散処理回路１０と単純２値化処理回路１１の出力を切り替える。すなわち、２値領域であれば文字部に適した２値化方法である単純２値化処理が施された信号が、中間調領域であれば写真部に適した処理方法である誤差拡散法を使用して処理された信号が出力される。
【００１８】
次に、像域判定回路１３の具体的な内容について、図２、図３を用いて説明する。
図２は多値画像から注目画素とその周囲の画素からなるマトリクスを取り出し、当該注目画素が２値領域か、中間調領域かを判断する領域判断回路であり、図３はマトリクス周辺の画素の判断結果に基づき、図２の領域判断回路の判断基準を変更する判断基準変更回路である。
【００１９】
図２において、ａ１〜ａ９はＤフリップフロップ、２１、２２はラインメモリ、２３〜３０は減算器、３１は絶対値の最大値を選択する最大値選択回路、３２、３３は比較器、３４は上限閾値を出力するルックアップテーブル（ＬＵＴ）、３５は下限閾値を記憶するレジスタ、３６はＡＮＤ回路である。
【００２０】
主走査解像度変換回路７からの画像データは順次Ｄフリップフロップａ９に入力され、Ｄフリップフロップａ７及びａ４の出力がラインメモリ２２、２１に順次格納される。そして、図４に示すように、注目画素（処理対象画素）ａ５を中心としてその周囲の副走査方向及び主走査方向の３×３の画像データ群がＤフリップフロップａ１〜ａ９に順次格納されるようにラインメモリ２１、２２からのデータの読み出しが制御される。そして、この３×３画素の中央の注目画素（ａ５）とその周囲の８個の周辺画素ａ１〜ａ４及びａ６〜ａ９との差が減算器２３〜３０により求められて最大値選択回路３１に入力され、最大値選択回路３１により選択された注目画素ａ５と周辺画素とのピーク差が比較器３２、３３に入力される。
【００２１】
このピーク差がルックアップテーブル（ＬＵＴ）３４からの上限閾値Ｔｈより小さいとき、比較器３２がＨレベルを出力し、ピーク差がレジスタ３５に記憶された下限閾値Ｔｌより大きいとき比較器３３がＨレベルを出力する。したがって、図５に示すように、ピーク差が上限閾値Ｔｈと下限閾値Ｔｌの間にあるとき、ＡＮＤ回路３６が“１”（写真）を出力し、ピーク差が上限閾値Ｔｈより大きいとき、または下限閾値Ｔｌより小さいとき、ＡＮＤ回路３６が“０”（文字）を判定結果として出力する。
この判定結果はエッジ強調フィルタ８、γ補正回路９、ＭＰＸ１２に入力されるとともに、図３の判断基準変更回路にも入力される。
【００２２】
次に、判断基準変更回路の詳細について説明する。
図３の判断基準変更回路において、ｂ１〜ｂ１４はＤフリップフロップ、４１〜４３はラインメモリ、４４は加算器であり、領域判定回路からの判定結果Ａが順次Ｄフリップフロップｂ１４に入力され、Ｄフリップフロップ１〜１４及びラインメモリ４１〜４３に格納されていく。このとき、図４に示すように、Ｄフリップフロップｂ１〜ｂ１４に各時点の像域判定マトリックスの周囲の画素の像域判定結果０または１が格納されるようにラインメモリ４１〜４３からのデータ読み出しが制御される。そして、これらのＤフリップフロップｂ１〜ｂ１４の出力が加算器４４に入力され、この加算器４４の出力により図２の領域判断回路の上限閾値Ｔｈが図５の矢印に示すように変化させられる。
【００２３】
例えば、加算器４４の演算結果が１０であった場合、現在の判定している注目画素ａ５の周囲が写真である可能性が高いので、閾値を３（＝１０−７）ステップだけ写真と判断しやすい方向（図５では上方）に移動させる。すなわち、ＬＵＴ３４にこの加算器４４の出力に対応した上限閾値の対応テーブルを記憶させておき、加算器４４の出力に応じて対応テーブルから上限閾値を読み出して比較器３２に入力することにより、簡単に判断基準を変更することができる。
【００２４】
以上のように、２値領域か中間調領域かを判断する場合、単に３×３のマトリクス内の画素のみで判断するのではなく、既に判断された結果を領域判定に反映させることができるので、精度よく２値領域（文字、図表、線画等）と中間調領域（写真、イラスト等）を判別することができる。
また、判断結果は１か０の１ビットで処理することができ、判断基準変更回路のメモリ容量は小さくてすみ、また、演算は１４個の値を加算するだけであり、簡単に行うことができるので、判断基準変更回路のハードウェア構成が大きくなることはない。
【００２５】
なお、上記の実施例では、マトリクス内の注目画素と周囲画素との差の最大値を基準値と比較することにより領域判定を行ったが、この２値領域か中間調領域かを判別する方法には、例えば、マトリクス内の画素全体の最大値と最小値の差で判別する方法、あるいは注目画素と周囲画素との差の足し込みまたは平均値で判別する方法等、様々な手法があり、何れの方法でも本発明の画像処理装置に適用することができる。
【００２６】
また、上記の実施例では、画素単位の像域判定結果をそのまま足し込んで基準値を切替えたが、重み付けを行うことも可能であり、例えば、判定マトリクスに近い画素、すなわち、図４のｂ７〜ｂ１０、ｂ１２及びｂ１４の値を２倍にし、他の画素の値と加算した値を使用して判断基準値を変えるようにすることも可能である。
さらに、上記の実施例では、中間調領域の処理として誤差拡散処理方法を用いたが、多値ディザ処理方法を用いて中間調領域の処理を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の画像処理装置の実施例の概略ブロック図である。
【図２】注目画素が２値領域か、中間調領域かを判断する領域判断回路を示す図である。
【図３】領域判断回路の判断基準を変更する判断基準変更回路を示す図である。
【図４】像域判定マトリックスとその周囲の画素の像域判定結果記憶状況を示す図である。
【図５】注目画素とその周囲の画素のピーク差と判断基準値との関係を示す図である。
【図６】従来の像域判定マトリックスを示す図である。
【図７】従来の注目画素とその周囲の画素のピーク差と判断基準値との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ＣＣＤ
２  アナログフロントエンド
３  Ａ／Ｄ変換回路
４  シェーディング補正回路
５  副走査解像度変換回路
６  地色補正回路
７  主走査解像度変換回路
８  エッジ強調フィルタ
９  γ補正回路
１０  誤差拡散処理回路
１１  単純２値化処理回路
１２  マルチプレクサ（ＭＰＸ）
１３  像域判定回路
ａ１〜ａ９、ｂ１〜ｂ１４  Ｄフリップフロップ
２１、２２、４１〜４３  ラインメモリ
２３〜３０  減算器
３１  最大値選択回路
３２、３３  比較器
３４  ルックアップテーブル（ＬＵＴ）
３５  レジスタ
３６  ＡＮＤ回路
４４  加算器
【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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【図７】
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