KR940010474B1 - 화질 개선 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

화질 개선 방법

제 1 도는 본 발명이 적용되는 팩시밀리의 블럭도.

제 2 도는 본 발명에 따른 화질 개선 흐름도.

제 3 도는 본 발명에 이용되는 화소의 밝기와 확률 관계 그래프 예시도.

제 4 도는 본 발명에 이용되는 에지의 세기와 확률 관계 그래프 예시도.

제 5 도는 본 발명에 이용되는 국부적인 화소의 구성도.

본 발명은 이치 데이타 디스플레이 혹은 프린팅 장치에 있어서, 문서 처리시 화질 개선 방법에 관한 것으로, 특히 퍼지 이론에 입각하여 문자와 영상이 혼재된 문서에서 각 화소별로 적합한 처리 방법을 자동으로 선택하는 화질 개선 방법에 관한 것이다.

일반적으로 팩시밀리와 같은 흑 혹은 백의 이치 데이타만을 디스플래이하거나 프린팅 혹은 저장 및 전송하는 장치에서 처리되는 문서의 화질이 양호한지 그렇지 못한지는 그 장치가 갖는 고유 기능을 고려해 볼 때 매우 중요한 문제이다.

그런데 문서는 보통 문자만으로 이루어지는 경우도 있으나 일부분이 사진으로 되어 있을 수도 있으며 같은 글자라도 경계 부분과 글자 내부에는 다소 밝기의 차이가 있으며 배경과 글자간에도 차이가 있음은 주지의 사실이다. 그럼에도 불구하고 종래의 경우에는 혼재된 문서의 상태를 감안하지 않고 다수의 처리 방법중 해당 문서 전체적으로 가장 적합한 방법을 하나만 선택하여 일괄적으로 처리하였으므로 비합리적이고 화질이 좋지 못한 단점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 화소 단위로 그 특성을 판단하고 그 특성에 가장 적절한 처리 방법을 선택하여 처리하는 화질 개선 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

제 1 도는 본 발명이 적용되는 팩시밀리의 블럭도로서, 시스템을 제어하고 각종 연산을 수행하는 CPU(Central Processing Unit)(10)와, 상기 CPU(10)의 제어에 의해 원고를 주사하여 아나로그 영상신호를 생성하고 그 생성한 아나로그 영상신호를 디지탈 영상데이타로 변환하여 출력하는 원고주사부(20)와, 상기 원고 주사부(20)에서 출력되는 영상데이타 또는 수신된 영상데이타 및 디더(dither) 메트릭스 그리고 본 방법에 있어서 각 화소의 특성을 식별하기 위해 사용되는 현재 화소의 밝기와 에지 세기에 관한 크러스터(cluster)들이 갖는 확률값들을 저장하며 타시스템과의 영상데이타 송수신시 엔코딩 및 디코딩을 하는 신호처리부(30)와, 상기 신호처리부(30)에 저장된 영상데이타를 상기 CPU(10)의 제어에 의해 흑 또는 백으로 처리하여 용지에 기록하는 기록부(40)와, 상기 신호처리부(30)에 저장된 영상데이타를 상기 CPU(10)의 제어에 의해 흑 또는 백으로 처리하여 공중망을 통하여 타시스템으로 송신하거나 수신하는 전송부(50)로 구성한다.

제 2 도는 현재 화소와 인접 화소의 관계도이고, 제 3 도는 디더 메트릭스 예시도로서, 각 좌표의 숫자값은 역치값을 나타낸다. 제 4 도는 본 발명의 흐름도이고, 제 5 도는 본 발명의 다른 흐름도이다.

상술한 구성에 의거 본 발명을 상세히 설명한다.

원문서의 좌측 상단에서 우측하단까지 한 화소씩 주사하면서 각 화소에 대하여 제 2 도에 도시한 과정을 실시한다. 즉, (2a)단계에서 현재 주사된 하나의 화소를 입력한다. 이후 (2b)단계에서 상기 화소의 에지 세기를 검출한다. 현재 화소와 인접 화소들 사이에서의 에지 세기를 구할 때 제 2 도에 도시한 바와 같이 현재 화소 X와 이미 처리된 화소 A,B,C 그리고 D만을 고려한다.

상기 다섯 화소의 밝기값 중에서 최대의 밝기값과 최소의 밝기값을 검출하여 상기 최대의 밝기값에서 최소의 밝기값을 뺀 값이 에지의 세기이다.

상기 에지 세기 검출후 (2c)단계로 진행하여 상기 화소의 밝기 정보에 따라 각 크러스터에 속하는 확률을 구한다.

제 3 도에 도시한 제 1 크러스터(I_A)는 밝고 제 2 크러스터(I_B)는 중간 정도의 밝기이며 제 3 크러스터(I_C)는 어둡다고 가정하고, P(I_i)를 현재 화소의 밝기가 크러스터 I_i에 속할 확률이라고 가정한다.

어떤 현재 화소의 밝기값에 대해서도 P(I_A)+P(I_B)+P(I_C)=1을 만족한다. 상기 밝기 정보에 의한 확률 산출후에는 (2d)단계에서 현재 화소와 인접한 화소들에 존재하는 에지 세기의 정보에 따라 상기 각 크러스터에 속하는 확률을 구한다.

제 4 도에 도시한 제 4 크러스터(E_∧)는 확률이 크고 제 5 크러스터(E_B)는 중간 정도의 확률을 가지며 제 6 크러스터(E_C)는 확률이 적다고 가정하고 P(E_i)를 현재 화소와 인접 화소들 사이에 존재하는 에지의 세기가 크러스터(E_i)에 속할 확률이라고 가정할 경우 어떤 에지 세기값에 대해서도 P(E_A)+P(E_B)+P(E_C)=1이 된다.

이와 같이 현재 화소에 대해서 그 밝기 정보와 에지 세기의 정보에 따라 각 크러스터들(I_i와 E_i)에 속할 확률을 산출한 후에는 (2e)단계로 진행하여 상기 밝기 정보에 의한 확률과 에지 세기 정보에 의한 확률을 산술곱하고 (2f)단계에서 상기 산술곱한 결과 최대값을 갖는 경우를 검출한다.

여기서 상기 산술곱은 9가지 경우가 있는데, P(I_A)×P(E_A), P(I_A)×P(E_B), P(I_A)×P(E_C), P(I_B)×P(E_A), P(I_B)×P(E_B), P(I_B)×P(E_C), P(I_C)×P(E_A), P(I_C)×P(E_B), P(I_C)×P(E_C)이며 이중 최대값을 갖는 경우가 어느 것인가에 따라 각 화소가 배경, 문서 내부, 화상 부분, 문서 경계 부분 중 어디에 속해 있는지 식별한다.

그러므로 (2g)단계에서 P(I_A)×P(E_A) 또는 P(I_A)×P(E_C)가 최대인가 체크하여 만약 최대값을 갖는다면 현재 화소는 배경 부분임을 의미하므로 (21)단계로 진행하여 '흑'을 출력한다.

그러나 상기 (2g)단계에서 P(I_A)×P(E_A) 또는 P(I_A)×P(E_C)가 최대값을 갖지 않는다면 (2h)단계로 진행하여 P(I_C)×P(E_A) 또는 P(I_C)×P(E_C)가 최대값을 갖는지 체크하여 만약 최대값을 갖는다면 현재 화소가 문자 내부임을 의미하므로 상기 (21)단계로 진행하여 '흑'을 출력한다.

상기 (2h)에서 P(I_C)×P(E_A) 또는 P(I_C)×P(E_C)가 최대값을 갖지 않을 경우 (2i)단계에서 P(I_B)×P(E_A)가 최대값을 갖는지 체크하여 만약 최대값을 갖는다면 현재 화소는 문자 경계부분임을 의미하므로 (2m)단계로 진행하여 현재 화소의 밝기가 상기 에지 세기 검출시 확인한 최대밝기와 최소 밝기의 합을 2로 나눈 값보다 크거나 같은지 체크한다.

이는 전술한 다섯 화소에 대한 국부적인 밝기 분포를 고려하여 문자의 판독성을 보다 향상 시키기 위한 것인바, 상기 최대 및 최소 밝기의 합을 2로 나누어 흑 혹은 백을 결정짓는 대신에 상기 다섯 화소의 밝기를 모두 합하여 5로 나눈 값으로써 흑 혹은 백을 결정지어도 유사한 결과를 얻는다.

상기 (2m)단계에서 현재 화소의 밝기가 상기한 전자의 계산 결과나 후자의 계산 결과보다 크거나 같으면 (2n)단계로 진행하여 출력을 백으로 하고, 작은 경우에는 상기 (21)단계로 진행하여 흑을 출력한다.

상기 (2i)단계에서 P(I_B)×(PE_A)가 최대값을 갖지 않는다고 판명된 경우에는 (2j)단계로 진행하여 P(I_A)×P(E_A), P(I_C)×P(E_B), P(I_B)×P(E_B), P(I_B)×P(E_C)가 최대값을 갖는지 확인한다. 상기 확인 결과 최대값을 가진다고 판명되면 현재 화소는 영상(혹은 사진)부분이다. 이때에는 제 3 도에 도시한 바와 같은 4×4 Bayer 혹은 line형 등의 디더매트릭스를 사용하는 조직적 디더법 또는 오차 확산법을 사용한다.

그러므로 예를들어 (2k)단계에서 현재 화소의 밝기가 디더 '[i+4][j+4]' 결과 보다 크거나 같으면 상기 (2n)단계로 진행하여 백을 출력하고 작으면 상기 (2l)단계로 진행하여 흑을 산출한다.

상기 조직적 디더법의 구현에 관한 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 방법 보다 더 신속한 처리를 위해서 램테이블을 이용할 수 있다.

예를들어 에지의 세기가 16가지이고, 화소의 밝기도 16가지라고 가정할 때 에지의 세기와 화소의 밝기로 현재 화소의 상태를 판단하기 위한 쌍을 이룰 수 있는 경우의 수는 256가지이다. 그러므로 상시 256가지의 경우 각각에 대해 현재 화소의 배경 부분, 문자 내부, 문자 경계 부분, 영상(혹은) 사진 부분중 어디에 속하는지를 미리 구하여 램테이블에 저장해 놓고 한 화소씩 주사할 때 마다 상기 램테이블을 조사하여 해당하는 처리를 실시할 수 있다.

상기 각 화소가 네가지 부분중 어디에 속하는지 전술한 바와 마찬가지로 크러스트들 I_i가 갖는 확률과 E_i가 갖는 확률간의 산술곱을 구하고 최대의 값을 갖는 밝기(I_i)와 에지 세기(E_i)의 쌍을 선택함으로써 가능하다.

예를들어 그 화소에 대한 쌍이 배경 부분이면 그 주소에 '00'을 저장하고, 문자 내부이면 '01'을 저장하며, 문자 경계이면 '01'을 저장하고, 영상(사진)이면 '11'을 저장해 두게 되면 각 화소의 밝기와 에지의 세기에 의해 램테이블의 주소를 알아내어 이 주소에 저장된 값이 무엇인가 체크함으로써 그 화소에 적합한 처리방법의 식별이 가능하다. 상기 램테이블의 예는 제 6 도에 도시한 바와 같으므로 제 5 도를 참조하여 상기한 동작 과정을 구체적으로 설명하면 하기와 같다. (5a)단계에서 주사된 화소 데이타를 입력하여 (5b)단계에서 전술한 바와 마찬가지로 화소의 에지 세기를 검출한다. 상기 에지 세기 검출 후 (5g)단계로 진행하여 램테이블 주소를 계산한다. 상기한 바에 의하면 현재 화소의 에지의 세기와 화소의 밝기값에 의해 결정되는 램테이블 주소는 0-255중 하나가 된다. 그러므로 상기 (5g)단계에서 계산된 램테이블 주소로서 램테이블의 데이타를 독출한다. 이후 (5g)-(5j)단계를 거치면서 상기 독출된 데이타가 00, 01, 10, 11중 어느것인지 체크함으로써 현재 화소가 배경 부분, 문자 부분, 문자 경계 부분, 영상(혹은 사진 부분)중 어디에 속하는지 확인하여 각 경우에 대해 전술한 바와 마찬가지로 처리하여 출력을 흑 혹은 백으로 결정한다.

한편 혼재된 문서가 아니고 문자만 존재하는 경우에는 현재 처리하고자 하는 화소가 영상 부분인지 아닌지 식별하는 과정이 필요없으므로, 문자의 판독성을 보다 향상 시킬 수 있도록 PFTV(predetermined fixed threshalding value)를 사용하여 이치화하고 그 값이 현재 화소의 밝기 보다 크거나 같으면 출력을 백으로 하고 작으면 출력을 흑으로 한다.

본 발명은 실시간 처리를 고려하여, 각 화소의 밝기 정보와 그 화소의 주변 화소들에 존재하는 에지의 세기만을 이용해 각 화소의 특성을 파악하였다.

그러나 각 화소가 영상 부분인지, 문자 내부 부분인지, 배경 부분인지, 또는 문자 경계 부분인지를 보다 정확히 판정하기 위해서는 밝기 정보와 에지 세기 이외에 연속성 등의 다른 특성을 고려할 수도 있다.

상술한 바와 같이 각 화소가 배경 부분, 문자 내부 부분, 영상(사진) 부분, 문자 경계 부분중 어떤것에 가까운 특성을 갖는지를 각 화소의 밝기와 국부적으로 존재하는 에지의 세기를 퍼지 이론에 의해 고려하여 자동적으로 식별 가능하도록 함으로써 화소별로 가장 적절한 처리 방법을 선택적으로 실시할 수 있어 화질을 개선하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 팩시밀리의 화상 처리 방법에 있어서, 현재 주사된 화소 데이타를 입력하는 제 1 과정과, 이전 라인과 이전 열에서 상기 현재 화소의 인접 화소를 소정수 검출하여 국부적인 최대 밝기값과 최소 밝기값을 검출하고 상기 최대 밝기값으로부터 최소 밝기값을 감산하여 에지 세기를 검출하는 제 2 과정과, 현재 화소의 밝기 정보에 따라 소정수의 크러스터를 설정하고 각 경우에 대한 제 1 확률들을 산술하는 제 3 과정과, 현재 화소의 에지 세기에 따라 소정수의 크러스터를 설정하고 각 경우에 대한 제 2 확률들을 산술하는 제 4 과정과, 상기 제 1 및 제 2 확률들을 각각 곱하여 최대값을 갖는 쌍을 검출하는 제 5 과정과, 상기 최대값을 갖는 쌍에 따라 배경, 문자 내부, 문자 경계, 영상 부분으로 구분하여 출력을 흑 혹은 백으로 하는 제 6 과정과, 상기 제 6 과정 수행 후 모든 화소에 대한 처리 완료 여부를 검사하여 완료시 종료하고 아닐시 제 1 과정으로 루핑하는 제7과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 화질 개선 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 밝기 정보와 에지 세기에 따른 크러스터를 각각 상,중,하 레벨로 나누어 설정함을 특징으로 하는 화질 개선 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 제 5 과정에서 최대값을 갖는 쌍이, 크러스터의 설정 레벨이 둘 다 '상'이거나 밝기는 '상'이고 에지 세기는 '하'인 경우 출력을 백으로 하는 제 1 단계와, 상기 크러스터의 설정 레벨이 밝기는 '하'이고 에지 세기는 '상'이거나 둘 다 '하'인 경우 출력을 흑으로 하는 제 2 단계와, 상기 크러스터의 설정 레벨이 밝기는 '중'이고 에지 세기는 '상'인 경우 현재 화소의 밝기가 국부적인 최대 밝기와 최소 밝기의 합을 2로 나눈 값보다 크거나 작으면 출력을 백으로 하고 작으면 흑으로 하는 제 3 단계와, 상기 크러스터의 설정 레벨이 밝기는 '하'이고 에지 세기는 '중'이거나 밝기는 '중'이고 에지 세기는 '하'이거나 둘 다 '상' 혹은 둘다 '하'인 경우 조직적 디더법에 따라 현재 화소의 밝기를 판단하여 백 혹은 흑을 출력하는 제 4 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 화질 개선 방법.