(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン走査で読み取られた記録媒体上の原画像をエッジ強調する画像処理装置であって、
前記原画像の主走査方向に任意のフィルタ係数を設定して前記原画像を主走査方向に一次微分する第１の微分手段と、
前記原画像の主走査方向及び副走査方向に任意のフィルタ係数を設定して前記原画像を２次微分する第２の微分手段と、
前記第２の微分手段の出力に基づいて前記原画像の濃度の傾き方向の正負を判定する傾き方向判定手段と、
前記傾き方向判定手段の判定結果に基づき、前記原画像の濃度の傾き方向が変化する場合は、前記第１の微分手段の出力を選択導出する選択手段と、
を具備したことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第２の微分手段がラプラシアンフィルタであることを特徴とする請求項１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、原画像のエッジを強調する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像にエッジ強調等のフィルタリング処理を行う画像処理として、主走査方向の１次微分フィルタや３×３、５×５のマトリクスによるラプラシアン・フィルタ処理が一般的であり、比較的安価な画像処理手段として、３×３のラプラシアン・フィルタ処理が用いられることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この３×３のマトリクスによるラプラシアン・フィルタ処理では、エッジ強調度を大きくするとエッジ前後において原画像にはない急峻なエッジが生成されてしまい、処理画像の劣化を招く。
【０００４】
例えば、文字及び絵が混在する画像の場合、通常、文字部分のエッジを強調する必要から、文字部分に着目してエッジ強調を実行する。この場合、画像部分に対しても文字部分と同じエッジ強調度で処理されてしまい、絵部分が不自然となる。従って、エッジ強調度をあまり大きくできないという問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するためには、文字、絵等の画像の種類に応じて、ラプラシアン・フィルタの係数を適応的に変えることが考えらる。しかし、画像種類を判別するための処理が複雑になり、またフィルタの係数を保持するメモリ等を要するため回路規模が大きくなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、回路規模を大きくせずかつエッジ強調度を大きくしても比較的良好な処理画像が得られ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】
上述の課題を解決するため、本発明は、ライン走査で読み取られた記録媒体上の原画像をエッジ強調する画像処理装置であって、前記原画像の主走査方向に任意のフィルタ係数を設定して前記原画像を主走査方向に一次微分する第１の微分手段と、前記原画像の主走査方向及び副走査方向に任意のフィルタ係数を設定して前記原画像を２次微分する第２の微分手段と、前記第２の微分手段の出力に基づいて前記原画像の濃度の傾き方向の正負を判定する傾き方向判定手段と、前記傾き方向判定手段の判定結果に基づき、前記原画像の濃度の傾き方向が変化する場合は、前記第１の微分手段の出力を選択導出する選択手段と、を具備する。
【０００７】
なお、前記第２の微分手段をラプラシアンフィルタで構成することが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、２次微分によって不必要に強調処理された出力画像の急峻なエッジ部分を、１次微分によって処理された画像で選択的に置き換えることにより、出力画像のエッジ部分前後において原画像にはない、極端に低濃度もしくは高濃度の領域を除去することが可能となる。また、２次微分により得られる原画像の濃度の傾きの変化に基づき、１次微分処理された画像と２次微分処理された画像とを選択導出するため、濃度の傾きを判定する論理回路を追加するのみで、構成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態に係わる画像処理装置の構成を示すブロック図である。図に示されるように画像処理装置は、原画像の主走査方向及び副走査方向に任意のフィルタ係数を設定して原画像を２次微分する３×３マトリクスのラプラシアン・フィルタ（第２の微分手段）１００と、原画像の主走査方向に任意のフィルタ係数を設定して原画像を主走査方向に一次微分する１次微分フィルタ（第１の微分手段）１０１と、ラプラシアン・フィルタ１００の出力に基づいて原画像の濃度の傾き方向の正負を判定する傾き方向判定部（傾き方向判定手段）と、傾き方向判定部１０２の判定結果に基づき、前記原画像の濃度の傾き方向が変化する場合は、１次微分フィルタ１０１の出力を選択導出する選択回路（選択手段）とを備える。
【００１１】
ラプラシアン・フィルタ１００は、３つの画像データの入力部を備え、各入力部にはそれぞれ１ライン走査された画像データが１画素づつ入力される。ｎライン目の画像データを注目画像ラインとすると、ｎ−１ライン目の画像データは１ライン前の画像データであり、ｎ＋１ライン目の画像データは１ライン後の画像データとなる。
【００１２】
ラプラシアン・フィルタ１００は、任意に設定されたマトリクス係数に従い３ラインの画像データにより主走査方向と副走査方向のエッジ検出とエッジ強調を行う。
【００１３】
ｎライン目の画像データは、１次微分フィルタ１０１に供給され、主走査方向に対するエッジ検出とエッジ強調が行なわれる。
【００１４】
ラプラシアン・フィルタ１００により処理された画像信号において、画像濃度の勾配が急激に変化する領域ではラプラシアン・フィルタの出力は正から負または負から正に変化する。
【００１５】
傾き方向判定部１０２は、この正負の反転する画像部分を検出して原画像の濃度の傾き方向の正負を判定し、原画像の濃度の傾き方向が変化して正負の反転が起こった場合は、選択回路１０３に対し選択信号を発生し、これにより選択回路１０３は１次微分フィルタ１０１の出力を選択する。一方、原画像の濃度の傾き方向が変化せず正負の反転が発生しなかった場合は、ラプラシアン・フィルタ１００の出力が選択される。
【００１６】
以下、図２に示したフィルタ処理のマトリクスを参照してラプラシアン・フィルタ１００及び１次微分フィルタ１０１について説明する。図２（ａ）は、一般的な３×３のマトリクスによるラプラシアン・フィルタの構成を示している。フィルタ係数はエッジ強調に応じて装置を制御するコントローラ等により任意に設定可能である。
【００１７】
いま、原画像中のある画素点（ｉ，ｊ）を中心とした任意の平方領域の各点の濃度をラプラシアン・フィルタ処理を用いて新しい濃度ｆ（ｉ，ｊ）とする。これにより、３×３の平方領域の場合、図２（ｂ）のように、画素点（ｉ，ｊ）を中心として画素点（ｉ−１，ｊ−１）から画素点（ｉ＋１，ｊ＋１）までの９個の画素からなる２次元画像ｇ（ｉ，ｊ）において、ｆ（ｉ，ｊ）＝ｇ（ｉ，ｊ）＊Ｌ4（ｉ，ｊ）の関係となる。
【００１８】
ラプラシアン・フィルタはエッジ部分を抽出するために用いられるフィルタであるので、実際にエッジ強調処理として用いるためにはしきい値操作を施す必要が生じる。ここでは図２（ｃ）に示すフィルタ係数を設定する。
【００１９】
図２（ｄ）は１次微分フィルタ１０１の構成を示している。フィルタ係数はエッジ強調に応じて装置を制御するコントローラ等により任意に設定可能である。
【００２０】
さらに、図３を参照してフィルタ処理について説明する。図３（ａ）は入力される原画像の一例を示しており、縦軸は画像の濃度であり、横軸は注目画像ラインの主走査方向を示す。図３（ｂ）は、入力された原画像に対し、図１に示したラプラシアン・フィルタ１００によりフィルタ処理を行った結果を示しており、図３（ｃ）は、原画像に対して図１に示した１微分フィルタ１０１によりフィルタ処理を行った結果を示している。
【００２１】
図３（ｄ）はラプラシアン・フィルタ１００によるフィルタ処理に基づいて、図１に示した傾き方向判定部１０２で判定された傾き方向の正負の状態を示している。図中縦軸は傾きのレベルを示しており、レベルが高い程、傾きが急峻であることを表している。
【００２２】
傾き方向判定部１０２は、傾き方向が正から負若しくは負から正に変化する変化点において、１次微分フィルタ１０１の出力を選択するように図１に示した選択回路１０３に対して選択信号を発生する。
【００２３】
図３（ｅ）は選択回路１０３から出力されるエッジ強調画像を示している。図示のようにエッジ強調画像は、原画像（図３（ａ））には存在しないエッジ前後の急峻な濃度勾配を有する画像部分を含まないことが確認される。
【００２４】
以上のように、エッジ強調度の高い２次微分フィルタ処理により発生する原画像には存在しないエッジ前後の急峻な勾配部分を、２次微分フィルタ処理により得られる画像の濃度勾配の正負に基づいて識別し、この部分をエッジ強調度の低い１次微分フィルタで処理された画像と置き換えることにより、原画像に忠実にエッジ強調することができる。また、エッジ前後の急峻な勾配部分を識別するための回路を新たに設ける必要がなく、２次微分フィルタ処理で生成される出力を利用しているので、回路構成が大きくなることもない。さらに、２次微分フィルタ処理に基づく傾き方向判定にあっては、正負が変化する変化点を検出するだけの簡易な判定であるため、高速判定が可能である。従って、高速なエッジ強調が可能となる。特に、ライン単位で画像を読み取る画像処理装置では、読み取られたライン画像を逐次処理することができるため、画像を保持するためのメモリ等を追加する必要もない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像処理装置は、ライン走査で読み取られた記録媒体上の原画像をエッジ強調する画像処理装置であって、前記原画像の主走査方向に任意のフィルタ係数を設定して前記原画像を主走査方向に一次微分する第１の微分手段と、前記原画像の主走査方向及び副走査方向に任意のフィルタ係数を設定して前記原画像を２次微分する第２の微分手段と、前記第２の微分手段の出力に基づいて前記原画像の濃度の傾き方向の正負を判定する傾き方向判定手段と、前記傾き方向判定手段の判定結果に基づき、前記原画像の濃度の傾き方向が変化する場合は、前記第１の微分手段の出力を選択導出する選択手段と、を具備することにより、回路規模を大きくせずかつエッジ強調度を大きくしても比較的良好な処理画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係わるフィルタ処理のマトリクスを示す図。
【図３】本発明に係わるフィルタ処理による処理結果を示す図。
【符号の説明】
１００  ラプラシアン・フィルタ
１０１  １次微分フィルタ
１０２  傾き方向判定部
１０３  選択回路
【図１】
0003738951.tif 000002
【図２】
0003738951.tif 000003
【図３】
0003738951.tif 000004