JPS58166874A - 画像処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、画像を大きな走査点と小さな走査点で読み、
これらの信号を用いて輪郭強調等を行なう画像処理方式
に関する。

元のボケだ画像データからシャープな画像を得る画像処
理の手法として、画像の輪郭強調という手段がある。ま
た、画像データの中には不必要な情報（雑音）が含まれ
ており、これを除く手法として、＃Ｊ像の雑音除去があ
る。画像の輪郭を強調するということは画像の２次元的
な濃度変化がはけしい所をさらに強調するということで
あり、別な表覗をすると、画像の持つ高い周波数成分の
所を強調することである。一方、画像データの中の雑音
は、一般に高周波成分を含んでおり、普通性なわれてい
る雑音除去とはこの高周波成分を除去することでもある
。つまりボケを与えることであるから、これら２つの画
像処理（輪郭強調と雑音除去）は相反するところがあり
、単純な処理方法では両立させることが困難である。

例として、ファクシミリ装置のように走査して画像を読
取り、記録するシステムを考えてみる。

このような装置の画像データ雑音は大別して２つ考える
ことができる。１つは画像を読取る光電変換部で発生す
る雑音（光源の変動や光電変換素子の雑音）であり、他
は原稿そのものが持つ雑音である。前者は原稿を走査し
て画像データを得る過程で発生する雑音であるが、後者
は観察者が原稿から必要とす′る情報外の情報であり、
原稿に付着したゴミやキズ、原稿の紙質によるザラツキ
等が考えられる。雑音の性格として、前者は一次元的な
発生であり、後者は二次元的に存在しているものである
。これら雑音の内容において、−次几的な低周波成分の
雑音や、二次元的に広い面積を有する雑音はパターン識
別などの６雑な処理を行なわなければ除去できない。・
・ 高周波成分や狭い面積の孤立的な雑音について、従来一
般的に行なわれている輪郭強調処理では、雑音の周波数
成分をある程度予想して、これを除去しておいたり、少
しホケを与えたりした後に輪郭強調を行なうことが多い
。要するに、輪郭として取出したい周波数成分がどの辺
りに分布しているかを知って、その帯域の通過フィルタ
ーをかけることにより、画像の輪郭を検出して強調する
ことになる。

以下図面をもとに、従来行なわれている輪郭強調の例を
説明していく。

第１図は従来の輪郭強調を行なう装置のブロック図であ
り、第２図ａ　−ｅは第１図の各ブロックの出力波形図
を示している。原稿１の像はレンズ２とハーフミラ−３
を通してスリット４とスリット６０面に結像されている
。スリット４の穴は原稿１の像を正規の解像度に分触す
る大きさをもち、スリット６の穴はスリット４の穴より
大きな穴で作られている。その大きさの比は輪郭強調の
かけ方とのかねあいで□°決定されるものであり、輪郭
強調後の画像が視覚的に不自然にならない程度に決めら
れる。大きい穴の方のスリット６をボケマスクともいう
。当然のことながら、スリット６の穴の光像とスリット
４の穴の光像との原稿１の画像上における中心位置関係
は完全に一致させており、原稿１面上をファクシミリ装
置のように走査していくことになる。原稿１の面上にあ
る二重丸の内側がスリット４の穴に、二重丸の外側がス
リット６の穴に対応している走査点と考える。スリット
４の穴を通過した光は光電変換素子５に人シ、スリット
６の穴を通過した光は光電変換素子７に入って、電気信
号に変換される。光電変換素子６の出力波形を第２図（
ａ）に、光電変換素子７の出力波形を第２図（ｂ）に示
す。これら２つの信号の振幅は、原稿の全白、全黒の場
合の最小、最大ピーク値で同じ値になるよう、光学的、
または電気的に調整されているものとする。光電変換部
＋５の出力信号は低域通過フィルター９を、充電変換素
子７の出力信号は低域通過フィルター８を通り、高周波
成分の雑音を除去された信号となる。それぞれの信号を
重ね合わせた波形を第２図（ｃ）に示す。実線が低域通
過フィルター９の出力信号であり、鎖線が低域通過フィ
ルター８の出力信号である。

つまり、鎖線の信号がボケマスクを通ったボケ信号であ
る。次に、演舞増幅器１ｏで低域フィルター９の信号か
ら低域連載フィルター８の信号を減算すると、演算増幅
器１ｏの出方信号波形は第２図（ｄ）のようになる。こ
れが画像の輪郭信号である。

この輪郭信号の大きさは演算増幅器１ｏで適度に設定さ
れる。この輪郭信号と低域通過フィルター９の出力信号
とを加算器１１で加算すると、加算器１１の出力信号波
形は第２図（、）のように得られる。これが画像の輪郭
が強調された波形である。

輪郭強調のアルゴリズムを数式で表わすと第（１）式の
ようになる。

Ａ−ａ＋Ｆ（ａ−ｂ）　　　−−−＝−−−−（１）Ａ
：輪郭強調された信号 ａ；正規の大きさで読んだ信号（第１図の低域通過フィ
ルター９の出力信号） ｂ：ボケ信号（第１図の低域通過フィルター８の出力信
号） Ｆ：輪郭強調係数（第１図の演算増幅器１゜で与えられ
る信号） 第２図（、）〜（、）の波形図においては、輪郭強調の
様子が理解しやすいように、波形（ａ）　、　（ｂ）の
高周波雑音成分は低域通過フィルター８，９で完全に除
かれたようにして、以下の波形（ｃ）〜（−）を描いて
いる。

しかしながら、実際には低域通過フィルター８゜９では
除かれない雑音成分ができて、波形（ｄ）の輪郭信号の
中に混在し、輪郭強調信号波形ｅの中に現われてくる。

この雑音成分は輪郭強調度を大きくすればする程、同じ
ように大きくなっていくことになる。

以上のように、従来の輪郭強調を行なう画像処理方式で
は、正規の大きさで読んだ信号とボケ信号との差信号に
ある一定の係数をかけたものを正規の大きさで読んだ信
号に加えるものであるため、目立つ雑音を有する原稿を
読み取った場合は不妃要な雑音までも強調されて記録さ
れることになり、記録画像は見難いものとなる。またこ
れとは逆に、係数を変えて原稿に発生している雑音を抑
えようとすると、明確になっている輪郭がボケてしまい
、記録画像全体が不明確な画像となってしまう。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、輪郭強
調係数を読み取り画像の濃度に応じて変化する関数とす
ることにより、不必要な雑音発生を抑えて輪郭強調を行
ったり、輪郭はそのままにした状態で目立つ雑音を抑え
ることのできる画像処理方式を揚物することを目的とす
るものである。

以下に本発明を実施例に基いて図面と共に説明する。

本発明は、雑音について更に考え、 ■　雑音は画像信号の振幅方向に一様に同程度の大きさ
で存在しているとは限らないので、画像に応じて処理で
きる。

■　画像を観察する人間にとって、画像の特定の部分（
たとえば明るい部分）の雑音が特に目☆一つため、これ
を小さくすれば良い。

要するに画像や雑音内容により、他の雑音は多少増加し
ても特定部分の雑音を少なくすれば良いという事が判明
し、これに基いてなされたものである。

本発明では、第（１）式の輪郭強調において、輪郭強調
係数Ｆの与え方を種々麦作させることにより特定部分の
雑音を軽減した輪郭強調を行なうものである。輪郭強調
係数Ｆは画像内容により、任意の特性を与えてよいが、
代表的な例を第３図ａ〜ｈに示している。

第３図（−）は輪郭強調係数Ｆを無条件に一定の値に設
定したもので、これは従来性なわれてきた例である。同
図（ｂ）は信号ａまたは信号ａ−ｂの絶対値または信号
すの値がある設定値を越えると輪郭強調係数Ｆに一定の
値を与える例である。（同図の点線はそれと対称な特性
を示す。以下同様）パラメータとして信号ａ、１ａ−ｂ
ｌ、ｂの例で示しているが、他に信号ａとｂの比をとっ
たりするなど種々考えられる。同図（ｂ）の特性はパラ
メータが設定値以下の所の雑音を増加させないようにす
るため設定値以上を輪郭強調する特性である。以下同様
の考え方で、同図（Ｃ）はパラメータが中間値のときの
み輪郭強調を行う、同図（ｄ）　、（”）　ｔ　（ｑ）
はパラメータが大きくなるに従って輪郭強調度を大きく
する特性である。同図Ｕ）　、　（ｈ）は同図（→、（
ｑ）の逆特性であり為パラメータが小さくなるに従って
輪郭強調度を小さくする特性である。

第４図は本発明の一実施例の装置のブロック図で、第１
図に示す装置に輪郭強調度を可変にする部分を付加した
ものの要部構成である。８，９゜１０．１１は第１図と
同じで、１２は第３図（ｂ）〜（ト））のような特性を
パラメータａ、ｂで発生する回路、１３は回路１２の出
力信号で輪郭信号（演算増幅器１ｏの出力信号）の大き
さを制御する回路（たとえば乗算器）である。回路１３
の出方信号は加算器１１に入る。′ １す回路１２で第３図（＃〜〜のような信号を発生する
／′ のは既知の枝針あるから詳細な説明は省略するが、たと
えば、レベル比較器、関数発生器、折線近似など現在市
販されている半導体素子や公知の技術で容易にできるも
のである。

すなわち、低域通過フィルター８を通シ高域周波成分の
雑音が除去された正規の大きさで読んだ信号と、低域通
過フィルター９を通り高域周波成分の雑音が除去された
ボケ信号とが演算増幅器１０で減算され、乗算器１３に
入力される。一方、低域通過フィルター８，９を通過し
た両信号は関数発生器１２に入力され、その出力は乗算
器１３に入力される。このとき、関数発生器１２は、フ
ィルター８，９のいずれか一方、または両方の出力に関
係づけて信号出力を取り出せる。乗算器１３からの出力
信号は加算器１１に入力され、低域通過フィルター９を
通過した信号と加え合わされ、輪郭強調信号として出力
される。

これまでの実施例では輪郭強調による雑音増加を減少す
るようにしたが、輪郭強調係数Ｆが負の時には逆に輪郭
を弱くすると同時に雑音も減少させることになることは
明らかである。

第５図（−）〜（ｅ）は第４図の装置を用いて輪郭強調
係数Ｆを負から正まで変化させる場合の波形の一例を示
している。波形（−）は輪郭強調係数Ｆを信号ａが０か
らａｌでの間は−１、ａ　からａ２までの１ 間は０．８２以上を１として与える図である。今、画像
の濃度が階段状の所を走査しているとして、信号＆の波
形は同図（ｂ）のように信号すの波形は同図（Ｃ）のよ
うに得られたとする。”　１　＋　ｎ　２１　ｎ　３は
画像の中に含まれる雑音点による波形を示す。同図（ｄ
）はａ−ｂの波形で、同図（ｅ）はＡの波形を示す。へ
の波形のように、輪郭強調係数、Ｆの値が負の所は雑音
が小さく、輪郭も弱くなり、Ｆが００所はａの波形と変
らず、Ｆが正の所は雑音が大きく、輪郭も強くなってい
ることがわかる。

以上説明したように本発明によれば、輪郭強調係数を画
像の濃度に応じて変化させるものであるため、画像の濃
度の高い領域のみについて輪郭を強調し、その他の領域
での不要雑音の発生を抑えたり、また必要な輪郭はその
ままにした状態で、他の領域に生じている雑音のみを抑
えることができ、したがって、画像の淡い感じや激しい
感じを部分的に表現できるので見易い記録画像が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の輪郭強調装置のブロック図、第２図（ａ
）〜（ｅ）は同装置の各部波形を示す波形図、第３図（
、）〜（ｈ）は輪郭強調係数Ｆの特性を示す図、第４図
は本発明の画像処理方式の一実施例を示すブロック図、
第５図（−）〜（ｅ）は同実施例の各部波形を示す波形
図である。 １・・・・・・原稿、２・・・・・・レンズ、３・・・
・・・ハーフミラ−１４・・・・・・スリット、５・・
・・・・光電変換器、６・・・・・・スリット、７・・
・・・・光電変換器、８・・・・・・低域通過フィルタ
ー、９・・・・・・低域通過フィルター、１０・・・・
・・演算増幅器（減算器）、１１・・・・・・加算器、
１２・・・・・・輪郭強調係数発生器、１３・・・・・
・乗算器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１′（ｍ 第２図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）小さい走査点で画像を読んで得た信号から、大き
   い走査点で前記画像を読んで得た信号を減算し、前記減
   算して得た信号に輪郭強調係数を乗算し、前記乗算して
   得た信号に前記小さい走査点で画像を読んで得た信号を
   加算″ｉ〕とトｊ　Ｉニー前記輪郭強調係数を前記画像
   の濃度 に応じて変化させることを特徴とする画像処理方式。
2. （２）輪郭強調係数を、小さい走査点で読んだ信号の変
   化に応じて変化させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の画像処理方式。
3. （３）輪郭強調係数を、大きい走査点で読んだ信号の変
   化に応じて変化させることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の画像処理方式。
4. （４）輪郭強調係数を、小さい走査点および大きい走査
   点で読んだ信号の変化に応じて変化させることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の画像処理方式。