JP3881439B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、階調特性に偏りがある表示手段に画像を表示させるための画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、刊行物の発行手法の１つとして、いわゆる電子出版が提案されている。前記電子出版によって出版される電子的な刊行物は、文章を表す文章データと、挿絵等の画像を表す画像データとから構成され、記憶媒体に記憶されている。読者は、記憶媒体の読出し装置と表示装置とを備えた装置を予め準備し、読出し装置に前記記憶媒体を装着する。前記記憶媒体内の前記画像データおよび前記文章データは、前記読出し装置によって読出されて前記表示装置に与えられる。前記画像データが表す画像は、前記表示装置の表示画面に表示される。前記文章データは、まず前記表示装置内に予め備えられる文字フォントを用いて画像データに変換され、変換後の画像データが表す画像が表示装置の表示画面に表示される。
【０００３】
前記表示装置として、たとえば、液晶表示装置および陰極線管が挙げられる。前記表示装置の表示画面は、複数の表示画素が行列状に配置されて構成される。前記画像は、複数の画素が行列状に配置されて構成される。画像データは、画像を構成する各画素の輝度を表す画素データから構成される。前記表示装置は、各表示画素を各画素データに応じた輝度で発光させる。これによって、表示画面に、画像データが表す画像が表示される。
【０００４】
現在、電子的な刊行物は、既に出版された本、すなわちコンテンツをデータ化したものが多い。ゆえに、前記電子的な刊行物を作成する場合、前記コンテンツを用いて前記文章データおよび前記画像データを作成することが多い。前記コンテンツを用いて前記電子的な刊行物を作成するには、まず、前記コンテンツの各頁が、文章が印刷された部分と絵が印刷された部分とに分けられる。次いで、前記絵が印刷された部分がスキャナで読取られて、前記画像データが生成される。続いて、前記文章が印刷された部分がスキャナで読取られて画像データが生成され、該画像データに文字認識処理が施されて前記文章データが作成される。
【０００５】
上述の手順で前記文章データを作成する場合、前記文章データが表す文章に、文字認識処理の認識誤り等に起因する誤字脱字が生じることがある。ゆえに、前記コンテンツを作成する段階で文章の校正が済んでいるにも拘わらず、前記文章データを作成する段階で前記文章データが表す文章をもう一度校正する必要がある。したがって、文章の校正を二重に行うことになるので、前記文章データの生成に手間がかかり、前記文章データの生成コストも増加する。
【０００６】
また、前記文章データはたとえばいわゆるテキスト形式のデータなので、文章を構成する各文字は、前記文章データ内で、文字コードによって表される。ゆえに、前記文章データが表す文章を前記表示装置に表示する場合、前記文章の各文字は、前記表示装置が有するフォントを用いて表示される。このため、前記表示装置に前記文字を表示する場合に用いるフォントと、前記コンテンツの各頁に文字を印刷する場合に用いるフォントとが、異なることがある。これによって、前記表示装置に表示される文章と前記コンテンツの各頁に印刷された文章との見た目の印象が異なり、読者に違和感を感じさせることがある。
【０００７】
そこで、校正の手間を省き、かつ前記コンテンツの各頁に印刷された文章の見た目の印象をそのまま保つために、前記コンテンツの各頁を、文章と絵との区別を付けずにそれぞれ１枚の絵と見なすことが考えられる。この場合、電子的な刊行物は、前記コンテンツの各頁全体をそれぞれ表す画像データによって構成され、前記各画像データは前記コンテンツの各頁をスキャナで読取って生成される。この際、以下の３つの問題が生じる。
【０００８】
第１の問題は、前記コンテンツの各頁をスキャナで読取って前記画像データを生成する場合、前記画像データが表す画像のコントラストが、前記画像データの規格上最大のコントラストであるとは限らないことである。これは、前記コンテンツの各頁の地の色が真白であるとは限らず、かつ、インクの色が真黒であるとは限らないために生じる。また、スキャナの特性にも起因する。コントラストの低い画像を前記表示装置に表示した場合、文字が読辛くなることがある。前記表示装置自身のコントラストが低い場合、前記画像データの規格上最大のコントラストの画像と比較して、表示画面に表示された画像内の文字の視認性は低下しやすい。前記コントラストの低い画像とは、たとえば、図２３（Ａ）に示すように、画像内の地の部分の画素の色が真白以外の色、たとえばクリーム色であり、画像内の文字を構成する画素の色が真黒以外の色、たとえば焦茶色である画像である。前記最大のコントラストの画像とは、たとえば、図２３（Ｂ）に示すように、画像内の背景を構成する部分の画素の色が真白であり、画像内の文字を構成する画素の色が真黒である画像である。
【０００９】
特開昭６３−３９２８０号公報は、画像の階調がいわゆる中間調、すなわち灰色に集中している場合、すなわち画像のコントラストが低い場合に、ガンマ補正処理を用いて画像のコントラストを高くするための画像処理装置を提案している。本公報の画像処理装置は、複数の画像の階調分布に個別に対応するガンマ変換テーブルをＲＡＭに予め記憶している。前記画像処理装置は、処理対象の画像が与えられると、まず前記画像の階調分布を検出し、検出した階調分布に応じたいずれか１つの前記ガンマ変換テーブルをＲＡＭから読出す。読出したガンマ変換テーブルを用いて、前記画像にガンマ補正が施される。本公報の画像処理装置では、前記ガンマ変換テーブルは、予め本公報の画像処理装置で処理するべき画像の階調分布を予想し、予想した階調分布に応じて作成されている。ゆえに、予想されていない階調分布の画像を処理する場合には、該画像の階調分布に対応したガンマ変換テーブルがないので、画像のコントラストを高くすることが困難になる。
【００１０】
第２の問題は、画像データの解像度と表示装置の解像度とが一致しないことに起因して、前記表示装置の表示画面に表示される画像の視認性が低下することである。この第２の問題を、以下に説明する。一般的に表示装置の表示画面は、図２４に示すように、複数の表示画素が行列状に配置されて構成され、表示画素の数によって解像度が異なる。図２４（Ａ）は、前記表示画面１全体を示す模式図であり、図２４（Ｂ）は、前記表示画面１の一部分２を拡大して示す模式図である。以後、図面では、画素および表示画素を正方形によってそれぞれ表し、画素および表示画素の輝度を正方形内の斜線の本数で表す。画素および表示画素の輝度が大きいほど、斜線の本数が少ない。
【００１１】
一般的に、前記表示装置の解像度は前記スキャナの解像度よりも低く、前記スキャナの解像度は、前記コンテンツの印刷の解像度よりも低い。ゆえに、前記コンテンツには、表示画素の大きさよりも小さい点や線から構成される小さな文字が印刷されている。前記表示画面には、前記小さな文字は、基本的には表示できないが、いわゆる白黒の中間調を用いた場合は、疑似的に表示することができる。白黒の中間調を用いて前記小さい文字を表示するには、各表示画素の輝度を、前記コンテンツ内の各表示画素に相当する部分内の地の部分と該部分内にある文字の一部分との輝度の平均値にする。
【００１２】
白黒の中間調を用いて前記小さな文字を表す場合、前記表示画面を見る者は、表示画素を意識せずに前記小さな文字が滑らかに表示されていると感じるが、前記小さい点や線がぼけた印象も受ける。これは、以下の理由からである。図２５（Ａ）に示すように、前記コンテンツ３内に描かれる文字４を構成する線分の幅や前記文字４を構成する点の大きさが表示画素５以下である場合、前記線分や点の少なくとも一部分が含まれる複数の表示画素５の各輝度は、各表示画素５の面積と前記少なくとも一部分との比率によって定められる。すなわちこの場合、前記少なくとも一部分の輝度が表示画素５全体に分散する。ゆえに、表示画素５の輝度は、図２５（Ｂ）に示すように、前記少なくとも一部分の輝度よりも低くなる。したがって、前記小さな文字はぼけた印象を受けるのである。
【００１３】
上述の理由によってぼけた印象をうける画像は、いわゆるラプラシアンを用いた鮮鋭化処理を施すことによって、ぼけが除かれた見易い画像に変換することができる。鮮鋭化処理に関する従来技術として、特開平５−１６７８５２号公報、および特開平７−２４０８４１号公報がある。
【００１４】
特開平５−１６７８５２号公報は、前記鮮鋭化処理を画像に施す場合に、前記画像内の輝度変化が平坦な部分のざらつきを防止するための画像鮮鋭化方法を提案している。前記画像鮮鋭化方法を実行する場合、まず、処理対象の画像の各画素の輝度の２次微分の値が、各画素の鮮鋭化の評価関数として求められる。次いで、前記各画素の鮮鋭化の評価関数に応じて、各画素の鮮鋭化の度合を表す係数がそれぞれ決定される。前記係数を用いた前記鮮鋭化処理が、前記各画素に施される。
【００１５】
特開平７−２４０８４１号公報は、前記鮮鋭化処理を画像に施す場合に、画像データを生成したスキャナの画像劣化特性に拘わらず、常に同じ処理結果を得るための画像鮮鋭化処理装置を提案している。前記画像鮮鋭化処理装置は、まず、前記スキャナのＭＴＦに基づいて定められるスキャナの特性パラメータを用いて、鮮鋭化処理の鮮鋭化の度合を表す係数を算出する。次いで、前記係数を用いた前記鮮鋭化処理が、処理対象の画像に施される。
【００１６】
たとえば、図２６（Ａ）に示す画像に上述の公報で説明された鮮鋭化処理を施したならば、図２６（Ｂ）に示す画像になる。この場合、鮮鋭化の度合が強すぎると、前記画像の輝度分布が２値画像に近くなるので、前記白黒の中間調を用いて表示された文字の滑らかさが失われる。また、前記画像の文字以外の部分も、いわゆるエッジ部分でいわゆるジャギーが目立つようになったり、平坦な部分でざらつきが生じるので、滑らかさが失われる。ゆえに、上述の公報で説明する前記鮮鋭化処理を用いる場合、前記小さい文字を読みやすくすることは困難である。
【００１７】
また、上述の公報で説明した鮮鋭化処理の他に、画像内の文字のエッジに注目し、エッジの強い部分の鮮鋭化の度合を強くする鮮鋭化処理がある。しかしながら、前記小さい文字は文字自体が潰れてエッジが強くなりにくいので、前記画像内の前記文字の部分の鮮鋭化の度合が弱くなりやすい。ゆえに、上述の鮮鋭化処理を用いる場合も、小さい文字を読みやすくすることは困難である。
【００１８】
さらにまた、特開平６−３０８９２４号公報は、画像を表示装置に表示する際に、画像内の色の異なる２つの部分の境界を明瞭にするための表示装置を提案している。前記表示装置の表示画面は、行列状に配置された複数のドットから構成され、各ドットの色は、画像を表す画像データ内の複数のデータによって、それぞれ定められる。表示画面内の任意の１列または任意の１行を構成する複数のドットの色を定めるデータがドットの並びと同じ順に並べられた場合、ドットの色が等しい複数個のデータが並ぶならば、前記複数個のデータのうちの最も端にあるデータを、ドットの色を黒色に定めるデータに変換する。上述の処理を前記電子的な刊行物を構成する前記画像データに施した場合、前記小さい文字を表現する画素の色を定める画素データは、輝度の分散のために、前記小さい文字の周囲の画素の色を定める画素データとの輝度の差が少ないので、該画素データがドットの色を黒色に定めるデータに変換されることは少ない。ゆえに、前記小さい文字を読みやすくすることは困難である。
【００１９】
第３の問題は、前記表示装置の階調特性の偏りに起因して、表示画面に表示される画像の視認性が低下することである。以下に具体的に説明する。前記表示装置の階調特性とは、画素データが表す輝度と表示画素の輝度との対応関係であり、具体的には、画素データが表す輝度が変化するのに伴って、前記画素データに応じて発光させた表示画素の輝度がどのように変化するかを表す。前記表示装置は、一般的に、前記階調特性が非線形であることが多い。
【００２０】
前記階調特性は、たとえば図２７に示すように、画素データが表す輝度を横軸に取り表示画素の輝度を縦軸に取ったグラフの階調特性曲線１１によって表される。原点を通り傾きが４５度の基準直線１２に階調特性曲線１１が近いほど、前記階調特性は良い。また、前記画素データが表す輝度の対数を横軸に取り前記表示画素の輝度の対数を縦軸に取ったグラフの曲線で前記階調特性を表す場合、前記曲線の傾きがいわゆるガンマ特性に相当する。図２７の階調特性曲線１１は、前記表示装置に表示される図２８の画像の仮想線分１３上の複数の表示画素の輝度と該画素の輝度をそれぞれ定める複数の画素データとをプロットしたものである。前記各画素データは、表示画素が左から右に並ぶ順序で予め定める値ずつ順次増加する。
【００２１】
前記階調特性の補正のために、前記表示装置を含む画像処理装置は、前記階調特性に応じた輝度補正テーブルを備える。図２９に示す輝度変換曲線１４は、図２７の階調特性曲線１１で表される前記階調特性に応じた前記輝度補正テーブルの入力輝度と出力輝度との関係を表す。表示するべき画像に階調補正処理が施される場合、前記画像の各画素の輝度は、該各画素の輝度と等しい前記輝度補正テーブル内の入力輝度に対応する前記輝度補正テーブル内の出力輝度にそれぞれ置換えられる。図３０の曲線１５は、階調補正処理が施された前記画像を前記表示装置に表示する場合、該画像の輝度と前記表示装置の表示画素の輝度との関係を表す。図３０のグラフに示すように、前記場合には、前記曲線１５は、前記基準直線１２と一致する。
【００２２】
また階調特性補正のために、前記画像処理装置は、前記表示装置の階調特性に応じたガンマ補正テーブルを備える。図３１のグラフの輝度変換曲線１６は、図２７の階調特性曲線１１で表される階調特性に応じたガンマ補正テーブルの入力輝度と出力輝度との関係を表す。前記画像にガンマ補正処理が施された場合、前記画像の各画素の輝度は、該各画素の輝度と等しい前記ガンマ補正テーブル内の入力輝度に対応する前記ガンマ補正テーブル内の出力輝度にそれぞれ置換えられる。図３２の曲線１７は、ガンマ補正処理が施された前記画像を前記表示装置に表示する場合、該画像の輝度と前記表示装置の表示画素の輝度との関係を表す。図３２のグラフに示すように、前記場合には、前記曲線１７は、前記基準直線１２とほぼ一致する。
【００２３】
前記表示装置の階調特性に偏りがある場合、すなわち非線形である場合、前記階調特性曲線１１が前記基準直線１２から離れるほど、前記表示画面に表示された画像が見にくくなる。前記階調特性の偏りに応じた画像の見易さの変化は、前記画像がいわゆる濃淡画像、すなわち絵である場合はあまり気にならず、前記画像内に前記小さい文字が描かれる場合に目立つ。後者の場合、前記階調特性の偏りが大きくなるほど、前記表示画面に表示された前記画像内の前記小さい文字が記載された領域は、該領域内の黒い部分と白い部分との割合のバランスが、本来のバランスから崩れたように見える。たとえば、図３３（Ａ）に示す画像に上述した階調補正処理を施したならば、図３３（Ｂ）に示す画像になる。これによって、前記領域内において、同じ太さの線を表すために同じ濃度になる筈の複数の画素が、部分的に薄くなったり濃くなったりする。ゆえに、前記領域内の文字は、ムラがあるので見辛くなる。特に前記表示装置が液晶表示装置である場合、一般的に白色の小さな領域がつぶれる傾向にあり、前記画像を表示した際、前記小さい文字はかすれて表示されることが多い。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、前記画像処理装置には、上述の３つの問題がある。また、前記各公報で提案される従来技術を、前記画像処理装置に適用した場合でも、第１および第２の問題点を解決することは困難である。また、第３の問題を解決するために前記階調特性の偏りを利用者が自由に調整できる表示装置はほとんどないので、第３の問題を解決することはさらに困難である。
【００２５】
本発明の目的は、前記階調特性の偏り、前記画像のコントラスト、および前記画像の解像度に起因する画像の視認性の低下を防止することができる画像処理装置を提供することである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予め定める階調特性を有する表示手段と、
複数の画素から構成される画像を入力する画像入力手段と、
前記画像内から文字が描かれた文字領域を抽出する文字領域抽出手段と、
前記画像内の前記文字領域以外の残余領域に予め定める度合の鮮鋭化をそれぞれ施し、前記文字領域に、前記残余領域に施した鮮鋭化の度合よりも強い度合の鮮鋭化をそれぞれ施す鮮鋭化手段と、
前記表示手段が有する前記階調特性に基づいて、鮮鋭化が施された前記文字および前記残余領域をそれぞれ構成する各画素の輝度を補正する輝度補正手段とを含み、
前記文字領域抽出手段は、
前記画像を構成する各画素の輝度を２値化し、２値化された輝度が相互に等しい複数の画素が連結して構成される１または複数の連結部分を求め、各連結部分に外接する外接矩形をそれぞれ求め、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合して単一の外接矩形にし、
各外接矩形をそれぞれ輪郭とする前記画像内の複数の領域のうちで、予め定める基準軸線に略平行に並ぶ領域を、文字領域としてそれぞれ抽出し、
前記表示手段は、前記輝度補正手段によって各画素の輝度が補正された画像を表示することを特徴とする画像処理装置である。
【００２９】
本発明に従えば、前記画像処理装置内では、前記鮮鋭化手段は、前記文字領域に施す鮮鋭化の度合を、前記残余領域に施す鮮鋭化の度合よりも強くする。これによって、前記文字領域内に描かれた文字のエッジ部分のぼけが改善されるので、前記画像が前記表示手段に表示された場合に前記文字が読み易くなる。前記エッジ部分のぼけは、前記画像の解像度と前記表示手段の解像度との差に起因する。かつ、前記残余領域内に描かれる絵に含まれるノイズが前記鮮鋭化処理によって強調されることを防止して、前記絵を滑らかなものにすることができる。同時に、前記画像が前記表示手段に表示された場合、前記表示手段の階調特性の偏りに拘わらず、前記画像内に描かれる前記文字が見易くなる。したがって、前記画像の解像度と前記表示手段の解像度との差および前記表示手段の階調特性の両方に起因する前記画像の視認性の低下を、防止することができる。また、前記画像の再現性を向上させることができる。
【００３５】
本発明に従えば、前記文字領域抽出手段は、上述の手順で前記画像から前記文字領域を抽出する。これによって、前記画像内に、複数の文字が直線状に並んでいる場合、前記各文字にそれぞれ外接する外接矩形を、文字領域として容易に抽出することができる。前記複数の文字が直線状に並ぶのは、たとえば、前記画像内に文章が描かれる場合である。これらのことから、前記画像内に文章が描かれる場合、前記文字以外の連結部分に外接する外接矩形が求められても、該外接矩形を文字領域として抽出することを防止することができる。前記文字以外の連結部分とは、たとえば、画像内に描かれる絵の一部分である。
【００３６】
また本発明は、予め定められた階調特性を有する表示手段を備えたデータ閲覧装置と、入力画像を処理して前記表示手段に表示させるための画像データを作成するデータ作成装置とを備える画像処理装置であって、
前記データ作成装置は、
複数の画素から構成される画像を入力する画像入力手段と、
前記画像のコントラストを推定するコントラスト推定手段と、
推定された前記コントラストに基づいて前記画像のコントラストを増大させ、かつ、前記表示手段の階調特性に基づいて前記画像を構成する各画素の輝度を補正する輝度補正手段と、
前記輝度が補正された画像データを記録媒体に書き込む記録媒体書き込み手段と、
前記画像を構成する各画素の輝度を２値化し、２値化された輝度が相互に等しい複数の画素が連結して構成される１または複数の連結部分を求め、各連結部分に外接する外接矩形をそれぞれ求め、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合して単一の外接矩形にし、
各外接矩形をそれぞれ輪郭とする前記画像内の複数の領域のうちで、予め定める基準軸線に略平行に並ぶ領域を、文字領域としてそれぞれ抽出する文字領域抽出手段とを備え、
前記データ閲覧装置は、
前記記録媒体から画像データを読み取る記録媒体読み取り手段を備え、
読み取った前記画像データに基づいて画像を前記表示手段に表示することを特徴とする画像処理装置である。
また本発明は、入力画像を処理して予め定められた階調特性を有する表示手段に画像を表示させるための画像データを作成する画像データ作成装置であって、
複数の画素から構成される画像を入力する画像入力手段と、
前記画像のコントラストを推定するコントラスト推定手段と、
推定された前記コントラストに基づいて前記画像のコントラストを増大させ、かつ、前記表示手段の階調特性に基づいて前記画像を構成する各画素の輝度を補正する輝度補正手段と、
前記輝度が補正された画像データを記録媒体に書き込む記録媒体書き込み手段と、
前記画像を構成する各画素の輝度を２値化し、２値化された輝度が相互に等しい複数の画素が連結して構成される１または複数の連結部分を求め、各連結部分に外接する外接矩形をそれぞれ求め、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合して単一の外接矩形にし、各外接矩形をそれぞれ輪郭とする前記画像内の複数の領域のうちで、予め定める基準軸線に略平行に並ぶ領域を、文字領域としてそれぞれ抽出する文字領域抽出手段とを備えることを特徴とする画像データ作成装置である。
また本発明は、予め定められた階調特性を有する表示手段を備えたデータ閲覧装置と、入力画像を処理して前記表示手段に表示させるための画像データを作成するデータ作成装置とを備える画像処理装置であって、
前記データ作成装置は、
複数の画素から構成される画像を入力する画像入力手段と、
前記画像内から文字が描かれた文字領域を抽出する文字領域抽出手段と、
前記画像内の前記文字領域以外の残余領域に予め定める度合の鮮鋭化をそれぞれ施し、前記文字領域に、前記残余領域に施した鮮鋭化の度合よりも強い度合の鮮鋭化をそれぞれ施す鮮鋭化手段と、
前記表示手段が有する前記階調特性に基づいて、鮮鋭化が施された前記文字および前記残余領域をそれぞれ構成する各画素の輝度を補正する輝度補正手段と、
前記輝度が補正された画像データを記録媒体に書き込む記録媒体書き込み手段とを備え、
前記文字領域抽出手段は、
前記画像を構成する各画素の輝度を２値化し、２値化された輝度が相互に等しい複数の画素が連結して構成される１または複数の連結部分を求め、各連結部分に外接する外接矩形をそれぞれ求め、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合して単一の外接矩形にし、
各外接矩形をそれぞれ輪郭とする前記画像内の複数の領域のうちで、予め定める基準軸線に略平行に並ぶ領域を、文字領域としてそれぞれ抽出し、
前記データ閲覧装置は、
前記記録媒体から画像データを読み取る記録媒体読み取り手段を備え、
読み取った前記画像データに基づいて画像を前記表示手段に表示することを特徴とする画像処理装置である。
また本発明は、入力画像を処理して予め定められた階調特性を有する表示手段に画像を表示させるための画像データを作成する画像データ作成装置であって、
複数の画素から構成される画像を入力する画像入力手段と、
前記画像内から文字が描かれた文字領域を抽出する文字領域抽出手段と、
前記画像内の前記文字領域以外の残余領域に予め定める度合の鮮鋭化をそれぞれ施し、前記文字領域に、前記残余領域に施した鮮鋭化の度合よりも強い度合の鮮鋭化をそれぞれ施す鮮鋭化手段と、
前記表示手段が有する前記階調特性に基づいて、鮮鋭化が施された前記文字および前記残余領域をそれぞれ構成する各画素の輝度を補正する輝度補正手段と、
前記輝度が補正された画像データを記録媒体に書き込む記録媒体書き込み手段とを備え、
前記文字領域抽出手段は、
前記画像を構成する各画素の輝度を２値化し、２値化された輝度が相互に等しい複数の画素が連結して構成される１または複数の連結部分を求め、各連結部分に外接する外接矩形をそれぞれ求め、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合して単一の外接矩形にし、
各外接矩形をそれぞれ輪郭とする前記画像内の複数の領域のうちで、予め定める基準軸線に略平行に並ぶ領域を、文字領域としてそれぞれ抽出することを特徴とする画像データ作成装置である。
【００３７】
本発明に従えば、前記鮮鋭化手段による鮮鋭化処理、前記輝度補正手段による輝度補正処理、または前記コントラスト補正手段による前記画像のコントラストを、該画像の元のコントラストよりも向上させる処理を行う。したがって、前記画像の解像度と前記表示手段の解像度との差もしくは前記表示手段の階調特性に起因する前記画像の視認性の低下を防止し、または前記画像のコントラストに起因する前記画像の視認性の低下を防止することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１参考例である画像処理装置３１に含まれるデータ処理装置３４の電気的構成を表すブロック図である。図２は、前記画像処理装置３１の概略的な電気的な電気的構成を表すブロック図である。図１および図２を併せて説明する。
【００４７】
画像処理装置３１は、画像入力装置３３と、データ処理装置３４と、表示装置３５とを含む。データ処理装置３４は、データ記憶部３７と、コントラスト推定部３８と、輝度補正部３９と、操作部４０とを含む。コントラスト推定部３８は、ヒストグラム作成部４１と、コントラスト検出部４２とを含む。輝度補正部３９は、階調特性補正用ルックアップテーブル記憶手段４４と、輝度補正用ルックアップテーブルテーブル作成手段４５と、画像輝度変換部４６とを含む。以後、ルックアップテーブルを、「ＬＵＴ」(Look Up Table)と略称することがある。
【００４８】
画像入力装置３３は、処理対象の画像を表すデジタル信号である画像データを、データ処理装置３４に与える。前記画像は、いわゆる多値画像であり、複数の画素が行列状に配置されて構成される。前記画像データは、前記画像を構成する各画素の輝度を表す画素データが、画素の配列に応じた順序で並べられて構成される。各画素データは、具体的には、予め定める画素輝度範囲内のいずれか１つの輝度値に相当する。前記画素輝度範囲は、画像データの規格上、各画素データが取り得る輝度値の範囲である。輝度値とは、輝度を定量的に表す数値である。画像入力装置３３からデータ処理装置３４に与えられた画像データを、以後、入力画像データ５１と称する。また、入力画像データ５１が表す画像を、入力画像と称する。
【００４９】
データ処理装置３４は、入力画像データ５１に、入力画像のコントラストおよび表示装置３５の階調特性に基づいた画像補正処理を施す。画像補正処理が施された入力画像データ５１を、以後、出力画像データ５２と称する。出力画像データ５２は、表示装置３５に与えられる。表示装置３５は、出力画像データ５２に基づいて、表示画面に画像を表示する。前記表示画面は、複数の表示画素が行列状に配置されて構成される。複数の表示画素の輝度は、出力画像データを構成する複数の画素データと、表示装置３５の階調特性とに基づいて定められる。表示装置３５の階調特性は、表示装置３５の構成に基づいて一義的に定まる。出力画像データが表す画像は、入力画像と比較して、各画素の輝度の実際の数値だけが異なり、他は等しい。入力画像の解像度と表示画面の解像度とは等しい。すなわち、入力画像の各画素は、出力画像の各画素と、１対１で対応し、出力画像データが表す画像の各画素は、表示画面の各表示画素と、１対１で対応する。
【００５０】
コントラスト推定部３７は、入力画像のコントラストを推定する。このために、まずヒストグラム作成部４１が、入力画像の各画素の輝度に関する輝度ヒストグラムを作成する。次いで、コントラスト検出部４２が、前記輝度ヒストグラムに基づいて、入力画像のコントラストを検出する。
【００５１】
輝度補正部３８は、入力画像のコントラストと表示装置３５の階調特性とに基づいて、入力画像を構成する各画素の輝度をそれぞれ補正する。輝度補正部３８の基本的な構成は、以下の通りである。階調補正用ＬＵＴ記憶部４４は、予め定める階調補正用ルックアップテーブルＲLUT を記憶する。階調補正用ルックアップテーブルＲLUT は、表示装置用階調補正処理のために、前記表示装置用階調補正処理の処理対象の画像を構成する各画素の輝度を変換する場合に、用いられる。表示装置用階調補正処理は、表示装置３５単体の階調特性を線形にするための処理である。階調特性とは、画素データが表す輝度と表示画素の輝度との対応関係であり、具体的には、画素データが表す輝度が変化するのに伴って、前記画素データに応じて発光させた表示画素の輝度がどのように変化するかを表す。すなわち表示装置３５の階調特性は、表示装置３５の入出力特性に相当する。
【００５２】
階調補正用ルックアップテーブルＲLUT は、表示装置用階調補正処理の処理前の輝度値ｉ（ｉ＝０，１，２，…，Ｖmax ）と表示装置用階調補正処理の処理後の輝度値ＲLUT〔ｉ〕との対応関係を表す。前記対応関係は、表示装置３５の階調特性に応じて一義的に定められる。たとえば、表示装置３５の階調特性が、前述した図２７の階調特性曲線１１で表されるものである場合、階調補正用ルックアップテーブルＲLUT の前記対応関係は、図２９の輝度変換曲線１４で表される。表示装置３５の階調特性曲線１１は、前記基準直線１２を対称軸として、図２９の輝度変換曲線１４と線対称である。
【００５３】
輝度補正ＬＵＴ作成部４５は、コントラスト検出部４２で検出された入力画像のコントラストと階調補正用ＬＵＴ記憶部４４に記憶されている階調補正用ルックアップテーブルとに基づいて、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を作成する。輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT は、入力画像のコントラストを向上させ、同時に、画像処理装置３１全体の階調特性を線形にするために用いられる。画像処理装置３１の全体の階調特性は、入力画像データ５１の各画素データの輝度値と、該各画素データに対応する表示画素の輝度との対応関係を表す。すなわち画像処理装置３１全体の階調特性は、画像処理装置３１の入出力特性に相当する。画像輝度変換部４６は、入力画像データの各画素データに、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT に基づいた輝度変換処理をそれぞれ施す。前記輝度変換処理が施された画素データの集合が、出力画像データ５２である。
【００５４】
データ記憶部３９は、コントラスト推定部４１およびコントラスト検出部４２がそれぞれ上述の処理を行う際に、処理に用いる各種のデータを一時的に記憶する。このために、データ記憶部３９内には、前記各種のデータをそれぞれ記憶するための複数の記憶領域が設定されている。前記各記憶領域のアドレスは、予め定められているものとする。データ記憶部３９は、たとえばランダムアクセスメモリによって実現される。操作部４０は、たとえば キーボードや複数のボタンによって構成され、画像処理装置３１の操作者がデータ処理装置３４を操作する際に用いられる。
【００５５】
ヒストグラム作成部４１、コントラスト検出部４２、輝度補正用ＬＵＴ作成部４５、および画像輝度変換部４６は、それぞれ個別の回路によって実現される。また、前記部４１，４２，４５，４６のうちの少なくとも２つの部は、単一の中央演算処理回路の演算処理によって実現される仮想回路とされてもよい。
【００５６】
入力画像データ５１は、画像入力装置３３自身によって生成されてもよく、画像処理装置３１とは別の装置によって生成されて画像入力装置３３に与えられても良い。画像入力装置３３自身が入力画像データ５１を生成する場合、画像入力装置３３は、たとえば、光学的読取り装置またはデジタルカメラで実現される。光学的読取り装置としては、たとえばスキャナが挙げられる。また、前記別の装置が入力画像データ５１を生成する場合、画像入力装置３３は、たとえば、記憶媒体の読取り装置、または前記別の装置とデータ処理装置３４とを画像データが授受可能に接続する接続装置で実現される。本実施形態では、画像入力装置３３はスキャナで実現され、紙面にいわゆる２値画像が印刷されて構成された原稿を読取って、入力画像データを生成すると仮定する。また、以後の説明では、入力画像の階調はモノクロの３段階以上の階調、いわゆるハーフトーンであると仮定する。
【００５７】
上述のように仮定した条件では、前記スキャナは、表示画面の解像度よりも高い解像度で原稿を光学的に読取って画像データを生成し、生成した画像データを表示画面の解像度に併せて縮小して、入力画像データ５１を作成することが好ましい。これは、以下の理由からである。紙面に画像を印刷して原稿を作成する印刷装置の解像度は前記スキャナよりも大きく、前記スキャナの解像度は表示画面の解像度よりも大きい。ゆえに、入力画像内の１つの画素に対応する原稿内の部分には、複数の印刷ドットが印刷されている。したがって、前記１つの画素の輝度に前記部分内の輝度分布を正確に反映させるために、上述するように入力画像データ５１を作成することが好ましいのである。
【００５８】
前記原稿の地の色は、クリーム色や薄い黄土色など、真白に近いが完全な真白ではない色であると仮定し、また前記原稿の印刷ドットの色は、焦茶など、真黒に近いが完全な真黒ではない色であると仮定する。真白とは、画素データが前記画素輝度範囲の上限値Ｖmax である画素の色であり、真黒とは、画素データが前記画素輝度範囲の下限値Ｖmin 、すなわち０である画素の色である。また、画素データが前記画素輝度範囲内の最小値よりも大きく最大値未満の輝度値である画素の色は灰色であり、前記輝度値が大きくなるほど白に近くなる。前記地の色はたとえば原稿の紙質に応じて定まり、かつ、前記印刷ドットの色は原稿の印刷に用いられた印刷インキの色と等しい。すなわち、入力画像の地の色および入力画像の文字の色は、原稿の紙質および印刷インキの色の影響を受けている。
【００５９】
図３は、画像処理装置３１が実行する前記画像補正処理を説明するためのフローチャートである。図３のフローチャートを用いて、前記画像補正処理を説明する。たとえば、画像処理装置３１の操作者が、操作部４０から画像補正処理の実行を指示すると、ステップａ１からステップａ２に進む。
【００６０】
まず、画像入力装置３３が、ステップａ２で、入力画像データ５１を、データ記憶部３９の予め定める第１の記憶領域に記憶させる。入力画像データ５１は、画像補正処理が始まってから作成してもよく、また画像補正処理を開始する前に予め作成しておいてもよい。
【００６１】
次いでステップａ３で、ステップａ３以後の画像補正処理に、データ記憶部３９の予め定める第２の記憶領域に既に記憶されている輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を用いるか否かが判定される。輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を新たに作成する場合、ステップａ３からステップａ４に進む。前記記憶領域に既に記憶されている輝度補正ルックアップテーブルＣａLUT を用いる場合、ステップａ３からステップａ１６に進む。ステップａ３の判定の詳細については後述する。ステップａ４〜ａ１５の処理は、輝度補正ルックアップテーブルＣａLUT を作成するテーブル作成処理である。
【００６２】
テーブル作成処理が行われる場合、まずヒストグラム作成部４１が、ステップａ４で、データ記憶部３９の前記第１の記憶領域から入力画像データ５１を読出し、読出した入力画像データ５１の各画素データを順次調べて、輝度ヒストグラムを作成する。輝度ヒストグラムは、データ記憶部３９の予め定める第３の記憶領域に記憶される。輝度ヒストグラムは、入力画像データにおける前記画素輝度範囲内の各輝度値の出現分布を表す。
【００６３】
図４および図５は入力画像データがいわゆる文書画像を表す場合の輝度ヒストグラムである。横軸は輝度値ｉであり、縦軸は輝度値の出現頻度Ｈ〔i〕である。ｉは、下限値Ｖmin 以上上限値Ｖmax 以下の正の整数である。任意の輝度値ｉの出現頻度Ｈ〔i〕は、該輝度値ｉに相当する画素データの数、すなわち入力画像内の該輝度値に相当する色の画素の数に相当する。入力画像データ５１が、スキャナが前述の原稿を読込んで作成したものである場合、輝度値の出現分布を表す曲線６１には、２つの極大点ＰＨ，ＰＬが現れる。
【００６４】
２つの極大点ＰＨ，ＰＬのうちで、輝度が高いほうの極大点に対応する輝度値は、入力画像の地の色または前記地の色に極めて近い色に相当する。また、２つの極大点のうちで輝度が低いほうの極大点に対応する輝度値は、入力画像内の線および点の色または前記線および点の色に極めて近い色に相当する。前記線および点の色は、原稿の印刷ドットの色とほぼ等しい。本実施形態では、原稿の印刷ドットの色は真黒に近いと仮定しているので、前記線および点の色に相当する輝度値は、前記下限値Ｖmin 以上で前記画素輝度範囲の中心の輝度値Ｖcenter未満の低域部分Ｗ１内にあると予想される。また、入力画像の地の色は真白に近いと仮定しているので、前記地の色に相当する輝度値は、前記中心の輝度値Ｖcenter以上で上限値Ｖmax 以下の高域範囲Ｗ２内にあると予想される。ゆえに、本実施形態では、入力画像のコントラストを、入力画像の地の色に相当する上限輝度値Ｈｖと、入力画像に描かれる線および点の色に相当する下限輝度値Ｌｖとの組合わせによって定義し、〔Ｈｖ，Ｌｖ〕と記載する。
【００６５】
再び図３を参照する。ステップａ５〜ステップａ１３は、入力画像のコントラストを検出するコントラスト検出処理であり、コントラスト検出部４２で実行される。まず、ステップａ５で、コントラスト検出部４２は、前記輝度ヒストグラムをデータ記憶部３９の前記第３記憶領域から読出す。次いでコントラスト検出部４２は、入力画像の地の色または該地の色に近い色に相当する輝度値を求める。前記輝度値は、すなわち、前記輝度ヒストグラムの２つの極大値ＰＨ，ＰＬにそれぞれ対応する輝度値のうちで大きいほうの輝度値Ｈmax である。具体的には、前記画素輝度範囲の高域範囲Ｗ２内の全ての輝度値のうちで出現頻度が最大の輝度値Ｈmax を求める。
【００６６】
続いてコントラスト検出部４２は、ステップａ６で、入力画像内の線および点の色または該線および点の色に近い色に相当する輝度値を求める。前記輝度値は、輝度ヒストグラムの２つの極大値ＰＨ，ＰＬにそれぞれ対応する輝度値のうちで小さいほうの輝度値Ｌmax である。具体的には、前記画素輝度範囲の低域範囲Ｗ１内の全ての輝度値のうちで出現頻度が最大の輝度値Ｌmax を求める。
【００６７】
次いで、コントラスト検出部４２は、ステップａ７で、前記低域範囲Ｗ１内の出現頻度の最大値、すなわち前記小さいほうの輝度値Ｌmax の出現頻度Ｈ〔Lmax〕が、予め定める閾値Ｔｈ以上であるか否かを判定する。ステップａ７の判定は、曲線６１に、明瞭な２つの盛上がりがあるか否かを判定するために行われる。前記低域範囲Ｗ１内の出現頻度の最大値が閾値Ｔｈ以上である場合、曲線６１に明瞭な２つの盛上がりがあると見なしている。２つの明瞭な盛上がりの有無に応じて、コントラストの下限輝度値Ｌｖの推定手法が変更される。ステップａ７の判定の詳細な理由は後述する。
【００６８】
図４，５に示すように曲線６１に２つの明瞭な盛上がりがある場合、前記小さい方の輝度値Ｌmax の出現頻度Ｈ〔Lmax〕は閾値Ｔｈ未満である。この場合、ステップａ７からステップａ８に進み、下限輝度値Ｌｖの第１の推定処理を行う。図６に示すように、曲線６１に２つの明瞭な盛上がりがない場合、前記出現頻度Ｈ〔Lmax〕は閾値Ｔｈ未満である。この場合、ステップａ７からステップａ１０に進み、下限輝度値Ｌｖの第２の推定処理を行う。
【００６９】
まず、下限輝度値Ｌｖの第１の推定処理を説明する。
コントラスト検出部４２は、ステップａ８で、式１に基づいて、前記２つの極大値にそれぞれ対応する輝度値Ｈmax，Ｌmaxの中間の輝度値を、分割基準輝度値Ｖmid として求める。続いてステップａ９で、コントラスト検出部４２は、式２および３に基づいて低輝度側範囲Ｗ３の輝度値の平均値Ｌmeanを求め、さらに、式４に基づいて低輝度側範囲Ｗ３の輝度値の標準偏差σＬを求める。低輝度側範囲Ｗ３は、画素輝度範囲の下限値Ｖmin 以上で前記分割基準輝度値Ｖmid 未満の範囲である。また、式３で定義される「ＮＬ」は、入力画像データ内全ての画素データのうちで、前記低輝度範囲Ｗ３内の輝度値に相当する画素データの数である。続いてコントラスト検出部４２は、低輝度側範囲Ｗ３の輝度値の平均値Ｌmeanと、低輝度側範囲Ｗ３の輝度値の標準偏差σＬとの和を、下限輝度値Ｌｖとして求める。以上で第１の推定処理を終了する。
【００７０】
【数１】

【００７１】
次いで、下限輝度値Ｌｖの第２の推定処理を説明する。
コントラスト検出部４２は、まずステップａ１０で、入力画像データ内の全ての画素データのうちで最小の輝度値を求め、前記最小の輝度値を下限輝度値Ｌｖとして設定する。前記最小の輝度値は、図６に示すように、入力画像の輝度ヒストグラムにおいて出現頻度が０ではない輝度値のうちの最小の輝度値である。ゆえに、前記最小の輝度値を見付けるには、たとえば、入力画像の輝度ヒストグラムにおいて、各輝度値の画素の出現頻度が０であるか否かを輝度値の最小値Ｖmin から輝度値が増加する方向に順次判定して、初めて出現頻度が０ではないと判定された輝度値を前記最小の輝度値であると見なせば良い。また、前記最小の輝度値を下限輝度値Ｌｖであると設定する代わりに、下限輝度値Ｌｖを常に最小値Ｖmin 、すなわち０であると定義してもよい。次いでコントラスト検出部４２は、ステップａ１１で、下限輝度値Ｌｖと輝度ヒストグラムの２つの極大値ＰＨ，ＰＬにそれぞれ対応する輝度値のうちで大きいほうの輝度値Ｈmax との中間の輝度を、前記分割基準輝度値Ｖmid として求める。以上で第２の推定処理を終了する。
Ｖmid ＝ （Ｌｖ＋Ｈmax ）÷２ …（６）
【００７２】
上述の第１および第２の推定処理のいずれか一方で、下限輝度値Ｌｖが推定されると、ステップａ９，ａ１１からステップａ１２に進む。続いてステップａ１２で、コントラスト検出部４２は、式７に基づいて高輝度側範囲Ｗ４の輝度値の平均値Ｈmeanを求め、さらに式９に基づいて高輝度側範囲Ｗ４の輝度値の標準偏差σＨを求める。高輝度側範囲Ｗ４は、前記分割基準輝度値Ｖmid 以上で画素輝度範囲の上限値Ｖmax 以下の範囲である。また、式８で定義される「ＮＨ」は、入力画像データ５１内の全ての画素データのうちで、前記高輝度範囲Ｗ４内の輝度値に相当する画素データの数である。さらにコントラスト検出部４２は、式１０に基づいて、高輝度側範囲Ｗ３の輝度値の平均値Ｈmeanから、高輝度側範囲Ｗ３の輝度値の標準偏差σＨを減算した差を、上限輝度値Ｈｖとして求める。
【００７３】
【数２】

【００７４】
以上、ステップａ９またはステップａ１１で求められた下限輝度値Ｌｖと、ステップａ１２で求められた上限輝度値Ｈｖとによって、入力画像のコントラスト〔Ｌｖ，Ｈｖ〕が定義される。いわゆるコントラスト比は、下限輝度値Ｌｖと上限輝度値Ｈｖとの比である。コントラスト検出部４２は、推定した入力画像のコントラスト〔Ｌｖ，Ｈｖ〕を、輝度補正ＬＵＴ作成部４５に与える。以上、ステップａ４〜ａ１２の処理が、コントラスト推定部３７が入力画像のコントラスト〔Ｌｖ，Ｈｖ〕を推定するためのコントラスト推定処理である。
【００７５】
コントラスト推定部３７が、下限輝度値Ｌｖおよび上限輝度値Ｈｖを、輝度ヒストグラムの２つの極大値に対応する輝度値Ｌmax ，Ｈmax にそれぞれ一致させずに標準偏差σＬ，σＨを考慮してそれぞれ定めたのは、以下の２つの理由からである。１つ目の理由は、入力画像データの全ての画素データに基づいて輝度ヒストグラムを作成する際の統計誤差に起因して、推定された入力画像のコントラストが実際の入力画像のコントラストからずれることを防止するためである。２つ目の理由は、入力画像の地の色はスキャナが読取った原稿の紙質に応じて真白以外の色になっていることがあるので、前記地の色を分散（σＨ²，σＬ²）を用いて真白に近付けるためである。
【００７６】
続いて、輝度補正ＬＵＴ作成部４５は、ステップａ１３で、コントラスト検出部４２から与えられた入力画像のコントラスト〔Ｌｖ，Ｈｖ〕に基づいて、コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT を作成する。コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT は、入力画像のコントラスト〔Ｌｖ，Ｈｖ〕を入力画像データのデータ規格上の最大のコントラスト〔Ｖmin ，Ｖmax 〕まで向上させるためのコントラスト補正処理に用いられる。データ規格上の最大のコントラストは、前記画素輝度範囲の下限値Ｖmin と前記画素輝度範囲の上限値Ｖmax とによって、定義される。
【００７７】
表１は、コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT の具体的な構成を表す。図７は、コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT の輝度変換曲線７１を表すグラフである。輝度変換曲線７１は、処理前の輝度値ｊ（ｊ＝０，１，２，…，Ｖmax ）と、処理後の輝度値ＣLUT〔j〕（ｊ＝０，１，２，…，Ｖmax ）との関係を表す。
【００７８】
【表１】

【００７９】
コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT 内の処理前の輝度値ｊと処理後の輝度値ＣLUT〔j〕との関係は、以下の通りである。処理前の輝度値ｊが、画素輝度範囲の下限値Ｖmin 以上で下限輝度値Ｌｖ以下である場合、処理後の輝度値ＣLUT〔j〕は、下限値Ｖmin である。処理前の輝度値ｊが、下限輝度値Ｌｖよりも大きく上限輝度値Ｈｖ以下である場合、処理後の輝度値ＣLUT〔j〕は、処理前の輝度値ｊに比例して線形に増加する。処理前の輝度値ｊが、上限輝度値Ｈｖよりも大きく画素輝度範囲の上限値Ｖmax 以下である場合、処理後の輝度値ＣLUT〔j〕は、上限値Ｖmax である。
【００８０】
再び図３を参照する。続いて、輝度補正ＬＵＴ作成部４５は、ステップａ１４で、コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT と、階調補正用ルックアップテーブルＲLUT とに基づいて、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を作成する。輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT は、処理前の輝度値ｋ（ｋ＝０，１，２，…，Ｖmax ）と、処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕（ｋ＝０，１，２，…，Ｖmax ）とが、それぞれ１対１で対応づけられたものである。輝度補正ＬＵＴ作成部４５は、ステップａ１４で作成した輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を、ステップａ１５でデータ記憶部３９の前記第２の記憶領域に記憶させる。具体的には、前記第２の記憶領域内には処理前の各輝度値ｋに個別に対応する複数の小領域が予め設定されており、各処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕は、各小領域にそれぞれ記憶される。
【００８１】
以下に、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT について、詳細に説明する。輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT の各処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕は、式１１で定義される。
ＣａLUT〔k〕＝ ＲLUT〔ＣLUT〔k〕〕
ｋ＝０，１，２，…，Ｖmax …（11）
【００８２】
任意の処理前の輝度値ｋに対応する処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕は、以下の手順で決定される。まず、任意の処理前の輝度値ｋに対応するコントラスト補正用ルックアップテーブル内の処理後の輝度値ＣLUT〔k〕が求められる。次いで、階調補正用ルックアップテーブルＲLUT 内で、求められた処理後の輝度値ＣLUT〔k〕と等しい処理前の輝度値ｉに対応する処理後の輝度値ＲLUT〔ＣLUT〔k〕〕 が求められる。最後に、求められた処理後の輝度値ＲLUT〔ＣLUT〔k〕〕が、処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕として定義されて、前記第２の記憶領域内の前記任意の処理前の輝度値ｋに対応する小領域に、記憶される。
【００８３】
すなわち、輝度補正用ＬＵＴ内の処理前の輝度値ｋと処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕との関係は、以下の通りである。処理前の輝度値ｋが、画素輝度範囲の下限値Ｖmin 以上で下限輝度値Ｌｖ以下である場合、処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕は、下限値Ｖmin 、すなわち０である。処理前の輝度値ｋが、下限輝度値Ｌｖよりも大きく上限輝度値Ｈｖ以下である場合、処理後の輝度値ＣLUT〔k〕は、階調補正用ルックアップテーブルＲLUTの輝度変換曲線１４に応じて変化する。処理前の輝度値ｋが、上限輝度値Ｈｖよりも大きく前記画素輝度範囲の上限値Ｖmax以下である場合、処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕は、上限値Ｖmax である。図７の曲線７２は、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT 内の処理前の輝度値ｋと処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕との関係を表す輝度変換曲線である。輝度変換曲線７２内の前記下限輝度値Ｌｖよりも大きく前記上限輝度値Ｈｖ以下の範囲の部分の形状は、輝度変換曲線１４内の下限値Ｖmin 以上で上限値Ｖmax 以下の範囲の部分をグラフの横軸に平行に縮小した形状と等しい。
【００８４】
再び図３を参照する。ステップａ１６で、画像輝度変換部４６は、入力画像データ５１に、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT に基づいて、輝度変換処理を施す。具体的には、画像輝度変換部４６は、まず、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUTを、データ記憶部３９の前記第２の記憶領域から読出す。次いで、同じくデータ記憶部３９の前記第１の記憶領域に記憶された入力画像データ５１を読出す。入力画像データ５１の各画素データｆ(x,y) を、以下の式１２と輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT とに基づいてそれぞれ変換して、出力画像データ５１の各画素データｇ(x,y) を得る。データ記憶部３９内の予め定める第４の記憶領域には、出力画像データ５２の各画素データをそれぞれ記憶するための複数の小領域が、予め設定されている。得られた各画素データｇ（ｘ，ｙ）は、前記各小領域にそれぞれ記憶される。ｆ(x,y) およびｇ(x,y) の「（ｘ，ｙ）」は、各画素データに対応する画素の入力画像および出力画像内の位置座標を表し、ｘ，ｙは、それぞれ任意の整数である。
ｇ(x,y) ＝ ＣａLUT〔f(x,y)〕 …（12）
【００８５】
すなわち、入力画像データ５１の任意の画素データｆ(x,y) は、以下の手順で出力画像データの画素データｇ(x,y) に変換される。まず、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT 内から、入力画像データ５１の任意の画素データｆ(x,y) と等しい処理前の輝度値ｋが検索され、次いで、検索された処理前の輝度値ｋに対応する処理後の輝度値ＣａLUT〔f(x,y)〕 が求められる。最後に、求められた処理後の輝度値ＣａLUT〔f(x,y)〕 が、入力画像データ５１の前記任意の画素データｆ(x,y) に対応する出力画像データ５１の画素データｇ(x,y) として定められ、定められた画素データｇ(x,y) が、前記小領域に記憶される。入力画像データ内の全ての画素データｆ(x,y) に対して、上述の手順の処理をそれぞれ施すと、第４の記憶領域に、出力画像データ５２を構成する全ての画素データｇ(x,y) が記憶される。これによって、出力画像データ５２が得られる。最後に、ステップａ１７で、生成された出力画像データ５２が表示装置３５に与えられて、ステップａ１８で画像補正処理が終了する。
【００８６】
ステップａ３の判定を行う理由は、以下のとおりである。電子出版のためのいわゆるオーサリングシステムでコンテンツをデータ化する際に、コンテンツの各頁全体を１枚の絵と見なし、各頁全体をそれぞれ表す画像データから電子的な刊行物を構成することがある。本実施形態の画像処理装置３１が前記オーサリングシステムとして用いられる場合、コンテンツの各頁がそれぞれスキャナによって読取られて複数の入力画像データが生成され、各入力画像データに図３の画像補正処理がそれぞれ施される。したがって、前記画像補正処理が、複数回繰返される。コンテンツの各頁は、どの頁でも、紙質および印刷インキの色は等しいことが多い。ゆえに、画像補正処理を複数回繰返す場合、１回目の画像補正処理では、ステップａ３の判定を否定してステップａ３〜ａ１５で輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を作成し、２回目以後の画像補正処理では、ステップａ３の判定を肯定して１頁目の入力画像データに画像補正処理を施した際に作成した輝度補正ルックアップテーブルＣａLUT を用いてステップａ１６の処理を行えば良い。これによって、画像補正処理を複数回繰返す場合に、２回目以後の画像補正処理を簡略化して、処理に要する時間を短縮することができる。ステップａ３の判定を肯定するか否かは、操作者による操作部４０の操作の結果に応じて決定されてもよく、データ処理装置３４自体が自動的に判定してもよい。
【００８７】
また、画像補正処理を複数回繰返す場合、１回目の画像補正処理では、コンテンツの各頁のうちで文字だけが印刷された頁をスキャナで読取って作成された入力画像データを、処理対象とすることが好ましい。これは、前記画像データの輝度ヒストグラムの輝度値の出現頻度の分布を表す曲線に明瞭な盛上がりが確実に２つ含まれるので、推定される入力画像のコントラスト〔Ｈｖ，Ｌｖ〕に誤りが生じにくいためである。ゆえに、輝度補正ルックアップテーブルＣａLUT が、コンテンツの各頁の紙質および印刷インキの色に、確実に適合することができる。
【００８８】
また、前記場合には、１回目の画像補正処理では、予め準備したテスト用画像データを処理対象とし、２回目以後の画像補正処理では、コンテンツの各頁を読取って作成された画像データを処理対象としてもよい。テスト用画像データは、コンテンツの各頁と同じ紙質の紙に、コンテンツの各頁と同じ色の印刷インキを用いて、地の部分と印刷インキが印刷される部分との面積の比率が等しいパターンを印刷し、前記パターンが印刷された紙面を、スキャナで読取って生成される。これによっても、生成される輝度補正ルックアップテーブルＣａLUT が、コンテンツの各頁の紙質および印刷インキの色に、確実に適合することができる。
【００８９】
さらにまた、２回目以後の画像補正処理でも、処理対象の入力画像データと輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT が適合しなくなる場合、ステップａ３の判定を否定して、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を作成しなおしてもよい。前記場合の例として、たとえば、処理対象の入力画像データの生成時に読取った頁の紙質が他の頁の紙質と異なる場合、前記読取った頁の印刷インキの色が他の頁の印刷インキの色と異なる場合、および前記読取った頁に絵が入っている場合が挙げられる。
【００９０】
ステップａ７の判定を行う理由は、以下の通りである。たとえば、画像処理装置３１が前記電子的な刊行物の作成に用いられる場合、前記スキャナが読取る原稿に印刷された画像が、いわゆる文書画像であることがある。文書画像とは、画像内に文字だけがあるものである。この場合に、文字の数が少なかったり文字を構成する線が細かったりすると、入力画像データ５１内の文字の色に相当する輝度値の画素データの数が、文字の色に相当する輝度値以外の他の輝度値の画素データの数とほぼ等しくなることがある。この場合、輝度ヒストグラムの曲線６１の低域範囲Ｗ１内の部分に明瞭な盛上がりが現れないことがあり、この場合、低域範囲Ｗ１内の輝度値のうちで出現頻度が最大の輝度値が、文字の色または文字の色に類似する色に相当するとは限らない。このために、前記場合に、前記曲線６１の前記小さいほうの極大値に対応する輝度値Ｌmax に基づいてコントラストの下限輝度値Ｌｖを推定すると、下限輝度値Ｌｖが実際の前記文字の色に相当する輝度値と一致しないことがある。ゆえに、下限輝度値Ｌｖの誤りを防止するために、ステップａ７の判定によって、下限輝度値Ｌｖの推定手法を変えているのである。
【００９１】
また、ステップａ７の判定で前記高域範囲Ｗ２内の出現頻度の最大値が閾値Ｔｈ以上か否かを判定していないのは、以下の理由からである。曲線６１の高域範囲Ｗ２内の盛上がりに相当する輝度値は、入力画像の地の色、または入力画像の地の色に極めて近い色に相当すると予想される。画素データが前記盛上がりに相当する輝度値である画素は、入力画像の地の部分を構成する。入力画像内の地の部分を構成する画素の数は、入力画像内の地の部分以外の残余の部分を構成する画素の数、すなわち入力画像に描かれた線および点を構成する画素の数と比較して極めて多いと予想される。ゆえに、入力画像データ５１内の前記輝度値の出現頻度は、他の輝度値の出現頻度と比較して、極めて多いと予想される。したがって、曲線６１の高域範囲Ｗ２内の部分には明瞭な盛上がりが必ずあると考えられるので、盛上がりの有無を判定していないのである。
【００９２】
また、図３の画像補正処理では、ステップａ１４，ａ１５のＬＵＴ作成処理に代わって、式１３〜１５に基づいて輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を作成してもよい。
【００９３】
【数３】

【００９４】
任意の処理前の輝度値ｋに対応する処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕は、以下の手順で決定される。まず、任意の処理前の輝度値ｋが下限輝度値Ｌｖ以上であるか否か、および上限輝度値Ｈｖ未満であるか否かが、判定される。任意の処理前の輝度値が下限輝度値Ｌｖ未満であれば、式１３に基づいて、処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕が０に定められる。任意の処理前の輝度値が下限輝度値Ｌｖ以上上限輝度値Ｈｖ以下であれば、式１４の右辺が計算されて、処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕が計算された数値に定められる。任意の処理前の輝度値が上限輝度値Ｈｖをこえていれば、式１５に基づいて、処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕が上限値Ｖmax に定められる。最後に、定められた各処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕が、前記第２の記憶領域内の前記任意の処理前の輝度値ｋに対応する小領域に、記憶される。これによって、コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT を作成することなく、階調補正用ルックアップテーブルＲLUT と入力画像のコントラスト〔Ｌｖ，Ｈｖ〕とを用いて、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を直接作成することができる。したがって、コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT を作成する手間を省き、テーブル作成処理を簡略化することができる。
【００９５】
また、階調補正用ルックアップテーブルは、表示装置３５に応じて予め作成されて、前記階調補正用ＬＵＴ記憶部４４に記憶される。画像処理装置３１内の表示装置３５を階調特性が異なる別の表示装置に取換える場合、該記憶部４４の記憶内容を前記別の表示装置の階調特性に併せて変更するだけであり、図３の画像補正処理の各ステップの処理を変更する必要はない。これによって、表示装置３５を交換する場合、データ処理装置３４の変更箇所が少ないので、表示装置３５の交換に伴う作業を簡略化することができる。
【００９６】
図３の画像補正処理では、輝度補正部３８は、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を作成せずに、階調補正用ルックアップテーブルＲLUT に基づく輝度変換処理と、コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT に基づく輝度変換処理とを、入力画像データ５１に順次施しても良い。上述するように輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT を作成する場合、画像輝度変換部４６は、入力画像データ５１に輝度変換処理を１回だけ施すことになるので、１回の輝度変換処理によって、コントラスト補正と階調補正とが同時に行われることになり、処理が簡略化される。また、ステップａ７，ａ１０，ａ１１を省略して、ステップａ６とステップａ８とを直結し、処理を簡略化してもよい。
【００９７】
上述の画像補正処理によって得られた出力画像データを表示装置３５に表示する場合、表示される画像のコントラストは、データ規格上の最大のコントラスト〔Ｖmin ，Ｖmax 〕に拡大される。これによって、表示装置に表示される画像のコントラストから、前記原稿の紙質や印刷インクの色等の影響を除いて、コントラストを向上させることができる。また、出力画像データの各画素データと入力画像の各画素との対応関係によって表示装置３５の階調特性が補正されるので、画像処理装置３１全体の階調特性は線形になる。前記対応関係は、画像入力装置３３とデータ処理装置３４とから構成される系の入出力特性に相当する。すなわち、出力画像データによって、表示装置３５の階調特性の偏りが吸収される。このように、入力画像データに上記画像補正処理を施すことによって、表示装置３５の階調特性を補正することができる。これらのことから、第１実施形態の画像処理装置３１は、入力画像のコントラストと表示装置３５の表示特性とを同時に補正して、表示装置３５に表示される画像の視認性を向上させることができる。
【００９８】
以下に、本発明の第１実施形態である画像処理装置について説明する。第１実施形態の画像処理装置は、第１参考例の画像処理装置と比較して、データ処理装置３４が図８に示すデータ処理装置８１に置換えられる点が異なり、他は等しいので、同じ構成の装置、データ、およびテーブルには、同じ符号を付し、説明は省略する。
【００９９】
図８は、第１実施形態の画像処理装置内のデータ処理装置８１の電気的な構成を表すブロック図である。データ処理装置８１は、文字領域抽出部８３と、画像鮮鋭化部８４と、輝度補正部８５と、データ記憶部８６と、操作部４０とを含む。輝度補正部８５は、階調補正用ＬＵＴ記憶部４４と、画像輝度変換部８７とを含む。文字領域抽出部８３は、入力画像５１内から１または複数の文字領域を抽出する。文字領域とは、入力画像５１内の文字がある部分である。画像鮮鋭化部８４は、文字領域抽出部８３の文字領域の抽出結果に基づいて、入力画像データ５１にいわゆる選択的鮮鋭化処理を施す。この場合、入力画像内の文字領域に施す鮮鋭化処理は、入力画像内の文字領域以外の残余領域に施す鮮鋭化処理よりも、鮮鋭化の度合が強い。鮮鋭化が施された入力画像データ５１を、鮮鋭化画像データと称する。
【０１００】
輝度補正部８５は、階調補正用ルックアップテーブルＲLUT に基づいて、鮮鋭化画像データに輝度補正処理を施す。このために画像輝度変換部８７は、鮮鋭化画像データの各画素データに、階調補正用ルックアップテーブルＲLUT に基づいた輝度変換処理をそれぞれ施す。前記輝度変換処理が施された画素データの集合が、出力画像データ８９である。データ記憶部８６は、文字領域抽出部８３、画像鮮鋭化部８４、および輝度補正部８５がそれぞれ上述の処理を行う際に、処理に用いる各種のデータを一時的に記憶する。このために、データ記憶部８６内には、前記各種のデータをそれぞれ記憶するための複数の記憶領域が、それぞれ設定されている。前記各記憶領域のアドレスは、予め定められているものとする。データ記憶部８６は、たとえばランダムアクセスメモリによって実現される。
【０１０１】
文字領域抽出部８３、画像鮮鋭化部８４、および画像輝度変換部８７は、それぞれ個別の回路によって実現される。また、前記部８３，８４，８７のうちの少なくとも２つの部は、単一の中央演算処理回路の演算処理によって実現される仮想回路とされてもよい。
【０１０２】
まず、鮮鋭化処理について、概略的に説明する。鮮鋭化処理は、一般的に、式１６によって表現される。式１６〜１８は、「画像解析ハンドブック」（東京大学出版社、高木幹男下田陽久監修）の５４９頁に開示されている。以下の式で、「Ｆ（ｘ，ｙ）」は入力画像データ５１を関数表現したものである。「∇²Ｆ（ｘ，ｙ）」はいわゆるラプラシアン画像を関数表現したものである。「Ｇ（ｘ，ｙ）」は鮮鋭化画像データを関数表現したものである。「ｈ（ｘ，ｙ）」は、鮮鋭化の度合である。

【０１０３】
式１７に示すように、鮮鋭化の度合ｈ（ｘ，ｙ）が常に予め定める定数であるならば、式１６に基づいて、入力画像全体に均一に鮮鋭化処理が施される。また式１８に示すように、鮮鋭化の度合が予め定める条件に基づいて変化する値であるならば、式１６に基づいて、入力画像にいわゆる選択的画像鮮鋭化処理が施される。たとえば、鮮鋭化の度合ｈ（ｘ，ｙ）がいわゆる線検出オペレータによって決定される場合、入力画像内の線状構造の部分付近だけが鮮鋭化される。
【０１０４】
入力画像データ５１は、紙面に絵と文字とが印刷されて構成される原稿をスキャナで読込んで作成されると仮定する。入力画像内で文字が描かれる部分を文字領域と称する。この場合、入力画像データに鮮鋭化処理を施すと、一般に、文字はエッジ周辺でのコントラストが高くなるので読みやすくなる。しかしながら、この場合、鮮鋭化の度合が強過ぎると、画像内の文字のエッジ周辺にある画素の輝度は真白または真黒に偏るので、見た目が２値化画像に類似することがある。これによって、文字が潰れたりかすれたりするので、逆に文字が見辛くなる。上述したことは、特に、表示装置の構造上１文字を明瞭に表示するために必要な画素の数よりも、１文字を構成する画素の数が少ない文字に顕著に起こる。たとえば、ハーフトーンで文字を表示する場合、一般的な漢字を含めた文字を、判別可能な大きさで表示するには、２０ドット×２０ドット以上必要であり、これより少ない構成画素で文字を表示しようとした場合に、前述の問題が発生する。
【０１０５】
また、絵は、いわゆる濃淡画像と同じ手法、またはいわゆる網点画像と同じ手法で描かれている。濃淡画像と同じ手法の絵に鮮鋭化処理が施される場合、入力画像データに含まれる雑音が強調されるので、見た目がザラザラした感じになったり、エッジ部分のがたつきが目立つことがある。また網点画像と同じ手法の絵に鮮鋭化処理が施される場合、空間周波数の高域周波数成分が強調されて、モアレが発生することがある。これらの問題を回避するために、本実施形態の画像処理装置では、入力画像データ５１内の文字領域と残余領域との鮮鋭化の度合ｈ（ｘ，ｙ）を変えている。
【０１０６】
図９は、第１実施形態の画像処理装置が実行する画像補正処理を説明するためのフローチャートである。図９のフローチャートを用いて、画像補正処理を説明する。たとえば、画像処理装置の操作者が、操作部４０を用いて画像補正処理の実行を指示すると、ステップｂ１からステップｂ２に進む。
【０１０７】
まず、画像入力装置３３が、ステップｂ２で、入力画像データ５１を、データ記憶部８６の予め定める第１の記憶領域に記憶させる。入力画像データ５１は、画像補正処理が始まってから作成してもよく、また画像補正処理を開始する前に予め作成しておいてもよい。入力画像データ５１が表す入力画像９１を、図１０に表す。
【０１０８】
次いで、文字領域抽出部８３が、ステップｂ３〜ｂ１０の文字領域の抽出処理を行う。具体的には、まず文字領域抽出部８３は、ステップｂ３で、入力画像データに２値化処理を施す。これによって、入力画像の全ての画素データのうちで、入力画像９１の地の部分を構成する画素に対応する画素データは「０」に変換され、前記地の部分を構成する画素に対応する画素データ以外の残余の画素データは「１」に変換される。前記残余の画素データは、文字を構成する線および点を構成する画素、ならびに絵や写真の暗い部分を構成する画素にそれぞれ対応する。２値化処理が施された入力画像データを、２値画像データと称し、２値画像データが表す画像を、２値画像と称する。２値画像データの各画素データは、輝度値を意味するものではない。２値画像データは、データ記憶部８６の予め定める第２の記憶領域に記憶される。２値化処理は、具体的には、たとえば、判別分析法、モード法、または徴分ヒストグラム法を用い、各手法のパラメータは、入力画像データの画素データが上述のように変換されるように調整されている。２値画像９２を、図１１に表す。図１１では、画素データが「１」である画素は黒画素で記し、画素データが「０」である画素は白画素で記している。
【０１０９】
次いで、文字領域抽出部８３は、ステップｂ４で、２値画像９２内で、画素データが１の画素の連結部分を、全て求める。連結部分とは、２値画像９２内で、画素データが１の複数の画素が順次隣接して連なっている部分である。すなわち、連結部分を構成する画素の画素データは全て１であり、かつ、連結部分を構成する任意の１つの画素は、該連結部分を構成する少なくとも１つの他の画素に隣接する。このために、文字領域抽出部８３は、２値画像データにいわゆるラベリング処理を施し、単一の連結部分を構成する各画素に対応する画素データに、同じラベル、すなわち番号をつける。ラベリング処理の詳細は、公知の技術と等しいので、詳細な説明は省略する。
【０１１０】
図１１の２値画像９２を表す２値画像データにラベリング処理を施した場合、複数の連結部分が得られる。ステップｂ４の処理が終了した時点では、たとえば「い」であるような、文字を構成する線が複数ある文字は、各線がそれぞれ独立した連結部分であると見なされ、各線にそれぞれ異なるラベルが付される。また、絵がいわゆる濃淡画像として描かれている場合、絵の暗い部分が１つの連結部分として見なされる。さらにまた、絵がいわゆる網点画像として描かれる場合、２つ以上の画素から構成される複数の網点がそれぞれ独立した連結部分であると見なされる。
【０１１１】
次いで、文字領域抽出部８３は、ステップｂ４で求められた各連結部分の外接矩形をそれぞれ求める。前記連結部分は文字であると予想されるので、求められる外接矩形は、文字領域の候補となる。続いて、文字領域抽出部８３は、ラベリングテーブルを作成する。ラベリングテーブルは、各外接矩形毎に、各連結部分を構成する画素に付されたラベルと、各連結部分の外接矩形を定義するためのパラメータと、各外接矩形の除外フラグと、各外接矩形の文字フラグとを、対応付けたものである。ｉ番目の外接矩形を規定するためのパラメータは、たとえば、該外接矩形の左上の頂点の座標（ｓｉ，ｔｉ），該外接矩形の左下の頂点座標（ｕｉ，ｖｉ）、ならびに、該外接矩形の高さｈｉおよび幅ｗｉである。ｉは、任意の整数である。前記頂点の座標は、２値画像９２内の画素の位置を特定するために２値画像９２に設定されている２次元座標系の座標である。各外接矩形の除外フラグは、ステップｂ５の初期状態では、全てリセット状態であって各外接矩形が文字領域の候補であることを表している。後述する除外処理によって文字領域ではないと判定された外接矩形の除外フラグは、セットされる。各外接矩形の文字フラグは、後述の第３の除外処理に用いられる。ラベリングテーブルは、データ記憶部８６の予め定める第３の記憶領域に記憶される。
【０１１２】
【表２】

【０１１３】
表２は、図１１の２値化画像９２に基づいて外接矩形を求めた場合に作成されるラベリングテーブルを表す。またこの場合に求められた各連結部分の外接矩形Ｎ1 〜Ｎn+2 を、図１２に示す。以後、座標（ｘ，ｙ）のｘ座標値ｘおよびｙ座標値ｙは、２値画像９２内の予め定める基準点からｘ座標軸およびｙ座標軸に平行に座標（ｘ，ｙ）の画素がある列および行までの画素の数に相当すると仮定する。また、外接矩形の幅および高さの単位は、ドット、すなわち画素の数であると仮定する。ステップｂ５の処理が終了した時点では、たとえば「ろ」であるような、１本の線から構成される文字は単一の外接矩形内に入っている。逆に、たとえば「い」であるような、文字を構成する線が複数ある文字は、各線がそれぞれ独立した外接矩形内に入っており、文字全体が１つの外接矩形に入っていない。
【０１１４】
すなわち、ステップｂ３，ｂ４の処理は、入力画像９１の中に、輝度が相互に類似する複数の画素が連結して構成される連結部分に外接する外接矩形を設定する外接矩形設定処理である。前記連結部分は文字であると予想されるので、設定される外接矩形は、文字領域の候補となる。しかしながら、前記外接矩形設定処理だけを行った場合、上述の「い」のように、文字の形状に起因して、単一の文字が単一の外接矩形に入っていないことがある。また前記場合、文字の外接矩形の他に、絵の暗い部分の外接矩形も同時に求められている。さらにまた、前記場合、入力画像９１に罫線が描かれているならば、罫線の外接矩形も同時に求められてしまう。このために、文字領域抽出部８３は、ステップｂ６〜ｂ１０の文字判定処理によって、外接矩形設定処理で求めた全ての外接矩形のうちで、文字の外接矩形だけを選択する。
【０１１５】
まず、ステップｂ６で、文字領域抽出部８３は、各外接矩形のサイズに基づいて全ての外接矩形のうちから文字以外の連結部分に外接する外接矩形を除外する第１の除外処理を行う。このために、文字領域抽出部８３は、ラベリングテーブルに記憶された各外接矩形の高さおよび幅が、予め定める鮮鋭化を施すべき文字の高さおよび幅に関する第１の除外条件に適合するか否かを、それぞれ判定する。前記第１の除外条件は、式１９で表される。任意のラベル番号ｉの外接矩形の高さｈｉおよび幅ｗｉの少なくとも一方が式１９の各項の条件の少なくとも１つを満たす場合、前記第１の除外条件が満たされると判定する。Ｓmin は、鮮鋭化を施すべき文字の高さおよび幅の最小値である。Ｓmax は、鮮鋭化を施すべき文字の高さおよび幅の最大値である。たとえば、前記最小値Ｓmin は２ドットであり、前記最大値Ｓmax は、３０ドットである。文字が判読できるかどうかは、文字の構成ドット数で決まる。最小値Ｓmin および最大値Ｓmax の上記の具体的な値は、表示解像度のデータを扱う場合のものである。２ドット以下の連結成分は、網点や２値化時の雑音である可能性があるので除去する。３０ドット以上の連結成分は、文字であっても、それだけのドットがあれば判読できるので、鮮鋭化をかける必要がそれほどないため、除去する。またこの最小値Ｓmin および最大値Ｓmax は表示解像度より高い解像度の画像、たとえばスキャナで読み込んだ時点での画像に対しては、（入力解像度／表示解像度）倍した値になる。一般的な日本語フォントでは、文字の外接矩形は正方形になることが多いので、高さと幅の最大値を等しくし、かつ高さと幅の最小値も等しくしてある。
【０１１６】
文字領域抽出部８３は、第１の除外条件に適合する外接矩形を、ラベリングテーブルから除外する。具体的には、第１の除外条件に適合する外接矩形の除外フラグをセットする。除外フラグがセットされている場合、その除外フラグに対応する外接矩形は文字領域の候補から除外され、セットされていない場合に、その除外フラグに対応する外接矩形は文字領域の候補であると見なされる。

【０１１７】
一般的に、濃淡画像と同じ手法の絵の暗い部分は鮮鋭化を施すべき文字よりも大きい。また、網点画像と同じ手法の絵の網点は、鮮鋭化を施すべき文字よりも小さい。さらにまた、罫線は、高さおよび幅のいずれか一方が鮮鋭化を施すべき文字よりも大きい。ゆえに、第１の除外処理によって、絵の暗い部分や罫線の外接矩形を文字領域の候補から除くことができる。
【０１１８】
【表３】

【０１１９】
表３は、図１０の入力画像９１を処理対象とした場合の、ステップｂ６の処理が終了した時点のラベリングテーブルを表す。また前記時点でラベリングテーブルに残っている各外接矩形Ｎ2 〜Ｎn+2 を、図１３に示す。前記時点では、ラベル番号が１の外接矩形Ｎ1 は、絵の暗い部分に相当する連結部分に外接していたので、文字領域の候補から除かれているが、ラベル番号が２の外接矩形Ｎ2 は、絵の暗い部分に相当する連結部分に外接していたが、該連結部分の高さおよび幅が文字の高さおよび幅にそれぞれ近いので、文字領域の候補から除かれていない。また、ラベル番号が３〜ｎ＋１の外接矩形Ｎ3 〜Ｎn+1 は、それぞれ文字または文字の一部分に外接しているので、文字領域の候補から除かれていない。
【０１２０】
再び図９を参照する。次いで、文字領域抽出部８３は、ステップｂ７で、第１の統合処理を行う。第１の統合処理では、除外フラグがセットされていない外接矩形のうちでお互い重なりあっているもの同士が統合されて、１つの外接矩形になる。このために、文字領域抽出部８３は、ラベリングテーブル内で除外フラグがセットされていない外接矩形のうちのいずれか１つの外接矩形が、該いずれか１つの外接矩形以外の他の外接矩形の少なくとも一部分に重なっていないか否かをそれぞれ判定する。前記いずれか１つの外接矩形が少なくとも一部分に重なっている他の外接矩形がある場合、まず、前記いずれか１つの外接矩形の連結部分と前記他の外接矩形内の連結部分とが同時に入る最小の外接矩形を求める。次いで、ラベリングテーブル内の、前記いずれか１つの外接矩形と前記他の外接矩形とのうちのいずれか一方の外接矩形の左上および右下の頂点の座標、幅ならびに高さを、求めた外接矩形の左上および右下の頂点の座標、幅ならびに高さにそれぞれ置換えて更新し、前記いずれか１つの外接矩形と前記他の外接矩形とのうちのいずれか他方に除外フラグをセットする。この処理を、前記いずれか１つの外接矩形をたとえばラベルの順に変更して繰返し行い、他の外接矩形と重なり合う外接矩形がなくなるまで、続ける。
【０１２１】
【表４】

【０１２２】
表４は、図１０の入力画像９１を処理対象とした場合に、ステップｂ７の処理が終了した時点のラベリングテーブルを表す。前記時点では、ラベル番号が１〜ｎ−１の外接矩形Ｎ1 〜Ｎn-1 の状態は、表３の状態と等しい。また、ラベル番号がｎである外接矩形Ｎn のパラメータが、「た」全体に外接する外接矩形のパラメータに書換えられ、ラベル番号がｎ＋１，ｎ＋２の外接矩形Ｎn+1，Ｎn+2は、文字領域の候補から除かれている。これによって、単一の文字が複数の連結部分に分割されている場合、各連結部分に外接する外接矩形が相互に重なっていれば、これら外接矩形を統合して、前記文字全体に外接する単一の外接矩形を得ることができる。
【０１２３】
再び図９を参照する。次いで、文字領域抽出部８３は、ステップｂ８で、第２の統合処理を行う。第２の統合処理では、除外フラグがセットされていない外接矩形のうちで、高さと幅の比が予め定める基準の比と大きく異なる外接矩形が、前記異なる外接矩形の周辺の外接矩形と統合されて、１つの外接矩形になる。第２の統合処理は、たとえば、「い」のように、単一の文字が複数の連結部分に分割されていて、かつ、各連結部分に外接する外接矩形が相互に重なっていない場合に、前記文字全体に外接する単一の外接矩形を得るために行われる。第２の統合処理の詳細は後述する。ステップｂ７，ｂ８の処理を行うことで、「た」，「い」のように複数の連結部分に分割された文字全体に外接する外接矩形を得ることができる。
【０１２４】
続いて、文字領域抽出部８３は、ステップｂ９で、第２の除外処理を行う。第２の除外処理では、除外フラグがセットされていない各外接矩形が、入力画像９１内の各外接矩形に相当する部分を構成する複数の画素の輝度値のうちの最大値および最小値の差に基づいて、文字領域であるか否かが判定される。入力画像９１の各画素と２値化画像９２の各画素とは、それぞれ１対１で対応するので、入力画像９１内の前記各外接矩形に相当する部分とは、前記各外接矩形のパラメータと同じ値のパラメータによって、入力画像９１内に定義される矩形を外周とする部分である。表５は、図１０の入力画像９１を処理対象とした場合に、ステップｂ９の処理が終了した時点のラベリングテーブルを表す。
【０１２５】
【表５】

【０１２６】
第２の除外処理によって、除外フラグがセットされていない外接矩形のうちから、文字領域以外の外接矩形を除外することができる理由を、図１４を用いて説明する。図１４内の各矩形は、ステップｂ９の処理が終了した時点でラベリングテーブルに残されている各外接矩形に相当する入力画像９１内の部分Ｍ2 〜Ｍn を表す。入力画像９１内の部分Ｍn は、文字に外接する外接矩形Ｎn に相当する部分であり、入力画像９１内の部分Ｍ2 は、絵の暗い部分に外接する外接矩形Ｎ2 に相当する部分である。前記部分Ｍn 内の文字の線を構成する画素の輝度値は真黒または真黒に近い色に相当し、かつ、前記部分Ｍn 内の地の部分を構成する画素の輝度値は真白または真白に近い色に相当する。ゆえに、前記部分Ｍn を構成する画素の輝度値の最大値および最小値の差が、画素輝度範囲の最大値Ｖmax および最小値Ｖmin の差とほぼ等しいと考えられる。
【０１２７】
逆に、前記部分Ｍ2 内の絵の暗い部分に隣接する部分を構成する画素の輝度値は、真白または真白に近い色に相当するとは限らない。ゆえに、前記部分Ｍ2 を構成する画素の輝度値の最大値および最小値の差は、画素輝度範囲の最大値Ｖmax および最小値Ｖmin の差と比べて小さくなり易い。このために、前記各外接部分に相当する入力画像９１内の部分を構成する複数の画素の輝度値の最大値および最小値の差に基づいて、前記各部分が文字領域であるか否かを判定することができるのである。
【０１２８】
このために、文字領域抽出部８３は、まず、入力画像９１内の前記各外接矩形に相当する部分を、それぞれ求める。次いで、求めた前記各相当する部分毎に、該各部分を構成する複数の画素の画素データのうちの最大値および最小値、すなわち該各部分を構成する複数の画素の輝度値のうちの最大値および最小値を、それぞれ求める。続いて、前記各相当する部分毎に、前記輝度値の最大値と前記輝度値の最小値との差分が予め定める閾値を越えるか否かをそれぞれ判定し、判定結果に応じて前記各外接矩形の除外フラグを設定する。すなわち、前記差分が前記閾値を越える前記部分は、文字領域である可能性が高いと見なされ、該部分に相当する外接矩形の除外フラグがリセットしたままの状態に保たれる。前記差分が前記閾値以下である前記部分は、絵の一部分であるとみなされ、該部分に相当する外接矩形の除外フラグがセットされる。
【０１２９】
次いで、文字領域抽出部８３は、ステップｂ１０で、第３の除外処理を行う。第３の除外処理では、除外フラグがセットされていない外接矩形の相互の位置関係および前記外接矩形のサイズの類似の有無に基づいて、前記各外接矩形が文字領域であるか否かを判定する。第３の除外処理は、以下の理由で行われる。入力画像９１内の文字が文章を構成する場合、文章が縦書きならば複数の文字の外接矩形は上下方向に並び、文章が横書きならば複数の文字の外接矩形は左右方向に並ぶ。またこの場合、各外接矩形の大きさはほぼ等しい。しかしながら、絵の暗い部分の外接矩形は、前記暗い部分が単一であれば文字の外接矩形から孤立しており、前記暗い部分が複数あっても各暗い部分の外接矩形は無秩序に並び、サイズもまちまちであると考えられる。このため、前記外接矩形の相互の位置関係およびサイズの類似性に基づいて、前記各外接矩形が文字に外接するか否かを判定することができるのである。第３の除外処理の詳細な説明は省略する。
【０１３０】
以上の処理により、ラベリングテーブル内では、文字の外接矩形の除外フラグだけがリセットされたまま残り、文字以外の連結部分の外接矩形の除外フラグはセットされる。文字領域抽出部８３は、ラベリングテーブル内で、除外フラグがリセットされたまま残された外接矩形のパラメータと該外接矩形のラベルとを対応付けて、データ記憶部８６の前記第３の記憶領域に書込む。前記記憶領域に書き込まれたデータから、最終的なラベリングテーブルが構成される。以上で、文字領域抽出処理は終了する。
【０１３１】
続いて、画像鮮鋭化部８４は、ステップｂ１１で、領域別画像鮮鋭化処理のために、入力画像９１の各画素（ｘ，ｙ）の鮮鋭化の度合ｈ(x,y) を設定する。ｘ，ｙは、それぞれ任意の整数であり、各画素の入力画像９１内の座標に基づいて一義的に定まる。各画素（ｘ，ｙ）の鮮鋭化の度合ｈ(x,y) は、式２０によって定義される。予め定める第１および第２の定数αｃ，αｉは、表示装置の特性、文字と画素の大きさの関係、および使用者が表示装置３５を目視した際の感じ方によって定められ、第１実施形態の画像処理装置の操作者が予めデータ処理装置８１に入力しておく。たとえば、第１の定数αｃは０．５であり、第２の定数αｉは０．２である。
【０１３２】
具体的には、画像鮮鋭化部８４は、まず、データ記憶部８６から前記最終的なラべリングテーブルを読込む。次いで、各画素（ｘ，ｙ）が、最終的なラベリングテーブル内の外接矩形のパラメータによって定義される外接矩形、すなわち文字領域内にあるか否かを、それぞれ判定する。文字領域内にある画素の鮮鋭化の度合ｈ(x,y) は、予め定める第１の定数αｃに設定され、文字領域外にある画素の鮮鋭化の度合ｈ(x,y) は、予め定める第２の定数αｉに設定される。これによって、図１５に示すように、文字領域内の画素の鮮鋭化の度合ｈ（ｘ，ｙ）だけが、第１の定数αｃに設定され、文字領域外の画素の鮮鋭化の度合ｈ（ｘ，ｙ）は、第２の定数αｉに設定される。
【０１３３】
続いて、画像鮮鋭化部８４は、ステップｂ１２で、ステップｂ１１で定義した各画素の鮮鋭化の度合ｈ(x,y) を用いて、データ記憶部８６に記憶されている入力画像データ５１に、選択的画像鮮鋭化処理を施す。具体的には、入力画像データの各画素データｆ(x,y) を、該各画素データがそれぞれ対応する画素の鮮鋭化の度合ｈ(x,y) を用い式２１に基づいて変換して、鮮鋭化画像の画素データｇ(x,y) を得る。ｆ(x+1,y)，ｆ(x-1,y)，ｆ(x,y+1)，ｆ(x,y-1)は、それぞれ画素データｆ(x,y) が対応する画素の４隣接の画素の画素データである。得られた鮮鋭化画像の画素データｇ(x,y) の集合が、鮮鋭化画像データＧである。鮮鋭化画像データは、入力画像データと比較して、各画素データの実際の輝度値が異なるだけで、他は等しい。鮮鋭化画像データＧは、データ記憶部８６の予め定める第４の記憶領域に記憶される。以上で、画像鮮鋭化処理が終了する。

【０１３４】
次に、画像輝度変換部８７は、ステップｂ１３で、鮮鋭化画像データＧに、階調補正用ルックアップテーブルＲLUT に基づいた輝度補正処理を施す。具体的には、まず階調補正用ＬＵＴ記憶部４４から階調特性補正用ルックアップテーブルＲLUT を読出し、さらに鮮鋭化画像データＧをデータ記憶部８６の前記記憶領域から読出す。続いて、式２２と階調特性補正用ルックアップテーブルＲLUT とに基づいて、鮮鋭化画像データＧの各画素データｇ(x,y) をそれぞれ輝度変換して、出力画像データ８９の各画素データｇａ(x,y) をそれぞれ得る。得られた各画素データｇａ(x,y) は、データ記憶部８６の予め定める第５の記憶領域内のアドレスに記憶される。前記アドレスは、得られた各画素データｇａ(x,y) が対応する画素の出力画像内の位置座標に基づいて、それぞれ予め定められている。
ｇａ(x,y) ＝ ＲLUT〔ｇ(x,y)〕 …（22）
【０１３５】
ステップｂ１３の輝度変換処理は、第１参考例の画像処理装置のステップａ１６の輝度変換処理と比較して、入力画像データ５１に代わって鮮鋭化画像データＧを処理対象とし、かつ輝度補正用ルックアップテーブルＣａL UT に代わって階調補正用ルックアップテーブルＲLUT を用いる点が異なり、他は等しい。これによって、出力画像データ８９が得られる。最後に、ステップｂ１４で、得られた出力画像データ８９が表示装置３５に与えられて、ステップｂ１５で画像補正処理が終了する。
【０１３６】
図９の画像補正処理では、第１〜第３の除外処理を順次行い、また、第１および第２の統合処理を順次行っている。上記画像補正処理では、３つの除外処理のうちの少なくとも１つを行えばよい。また、３つの除外処理のうちのいずれか２つを実行する場合、実行する除外処理の組合わせおよび順番はどのように定めても良い。さらに、３つの除外処理を行う場合の順番は、上述の順に限らない。実際には、２つ以上の除外処理を行う場合、第３の除外処理を最後に行うと、処理対象となる複数の外接矩形の数が第３の除外処理を１番目または２番目に行う場合よりも減少するので、処理が簡単になり、好ましい。さらに、ステップｂ３〜ｂ５の処理で文字の外接矩形だけが得られる場合、これら除外処理を省略して処理を簡略化してもよい。さらにまた、上記画像補正処理では、２つの統合処理のうちのいずれか一方だけ行ってもよい。また、２つの統合処理を行う場合の順番は、上述の順に限らない。さらに、ステップｂ３〜ｂ５の処理で単一の文字が必ず１つの外接矩形に含まれる場合、これら統合処理を省略して処理を簡略化してもよい。
【０１３７】
図１６は、前記第２の統合処理を詳細に説明するためのフローチャートである。図９の画像補正処理において、ステップｂ７からステップｂ８に進むと、ステップｃ１からステップｃ２に進む。文字領域抽出部８３は、まずステップｃ２で、カウンタｎを初期化して、１を記憶させる。ラベリングテーブル内で、カウンタｎが記憶する値と等しいラベルに対応するパラメータによって定義される外接矩形が、処理対象の外接矩形となる。続いて、ステップｃ２で、文字領域抽出部８３は、処理対象の外接矩形に対応する除外フラグがセットされているか否かを判定する。セットされている場合、ステッｃ３からステップｃ１８に進む。セットされていない場合、ステップｃ３からステップｃ４に進む。
【０１３８】
ステップｃ４では、文字領域抽出部８３は、式２３に基づいて、処理対象の外接矩形のサイズに関する第１の値Ｌ(n) を設定する。第１の値Ｌ(n) は、処理対象の外接矩形の高さｈｎおよび幅ｗｎのうちで、大きいほうの値である。またステップｃ４では、文字領域抽出部８３は、ステップｃ５で、式２４に基づいて、処理対象の外接矩形のサイズに関する第２の値Ｒ(n) を設定する。第２の値Ｒ(n) は、処理対象の外接矩形の高さｈｎに対する処理対象の外接矩形の幅のｗｎの比、および処理対象の外接矩形の幅ｗｎに対する処理対象の外接矩形の高さｈｎの比のうちで、大きいほうの値である。
Ｌ(n) ＝ ｍａｘ（ｈｎ，ｗｎ） …（23）
Ｒ(n) ＝ ｍａｘ（ｈｎ／ｗｎ，ｗｎ／ｈｎ） …（24）
【０１３９】
次いで文字領域抽出部８３は、ステップｃ６で、処理対象の外接矩形の高さと処理対象の外接矩形の幅とが大きく異なるか否か、すなわち処理対象の外接矩形が正方形ではないか否かを判定する。このために文字領域抽出部８３は、式２５に基づいて、第２の値Ｒ(n) が予め定める定数ｃを越えるか否かを判定する。
Ｒ(n) ＞ ｃ …（25）
【０１４０】
処理対象の外接矩形が単一の文字全体に外接している場合、処理対象の外接矩形はほぼ正方形になり、第２の値Ｒ(n) は１に近くなる。これは、フォントの違いや、「り」、「つ」のように外接矩形が正方形にならない文字が存在することに、起因する。実際の処理では、文字の種類によるずれや誤差を考慮して、定数ｃはたとえば１．５に設定される。第２の値Ｒ(n) が定数ｃ以下である場合、処理対象の外接矩形はほぼ正方形であると考えられる。この場合、処理対象の外接矩形は単一の文字全体に外接しているので、第２の統合処理を行う必要がないと考えられる。ゆえに、この場合、ステップｃ６からステップｃ１８に進む。また、第２の値Ｒ(n) が定数ｃを越える場合、処理対象の外接矩形ｎは縦長または横長の長方形であると見なされる。この場合、処理対象の外接矩形は、単一の文字を構成する複数の連結部分のうちの一部分だけに外接していると考えられるので、近隣矩形の統合処理を行う必要がある。ゆえにこの場合、ステップｃ６からステップｃ７に進む。
【０１４１】
ステップｃ７では、文字領域抽出部８３は、処理対象の外接矩形と統合可能な他の外接矩形の有無を調べるための探索領域Ｓ(n) を設定する。探索領域Ｓ(n) を構成する複数の画素の座標（ｘ，ｙ）は、たとえば、以下の式２６によってそれぞれ定義される。Ｃ(n)xおよびＣ(n)yは、処理対象の外接矩形の中心の座標のｘ座標およびｙ座標である。

【０１４２】
続いて、ステップｃ８〜ｃ１０で、文字領域抽出部８３は、２値化画像９２内に設定された外接矩形のうちで処理対象の外接矩形以外の残余の外接矩形、すなわちラベルがｎではない全ての外接矩形の中から、探索領域Ｓ(n) と重なる外接矩形を探索する。具体的には、文字領域抽出部８３は、まずステップｃ８で、カウンタｍを初期化して１を記憶させる。カウンタｍが記憶する値と等しいラベルに対応するパラメータによって定義される外接矩形が、比較対象の外接矩形となる。次いで、ステップｃ９で、カウンタｍに記憶された値がカウンタｎに記憶された値と異なり、かつ、比較対象の外接矩形に対応する除外フラグがセットされているか否かを判定する。カウンタｎ，ｍに記憶された値が等しい場合、または前記除外フラグがセットされている場合、ステップｃ９からステップｃ１６に進む。カウンタｎ，ｍに記憶された値が異なりかつ前記除外フラグがリセットされている場合、ステップｃ９からステップｃ１１に進む。
【０１４３】
文字領域抽出部８３は、ステップｃ１１で、処理対象の外接矩形と比較対象の外接矩形とを統合した外接矩形を、仮の外接矩形ｖとして考える。前記仮の外接矩形ｖは、処理対象の外接矩形内の連結部分と比較対象の外接矩形内の連結部分とを含む最小の矩形である。次いで、前記仮の外接矩形ｖの第１の値Ｌ(v) および第２の値Ｒ(v) を計算する。続いて、文字領域抽出部８３は、ステップｃ１２で、仮の外接矩形の第１の値Ｌ(v) が式２７に示す第１の統合条件を満たすか否かを判定する。第１の統合条件は、外接矩形の大きさの変動を制限するものである。仮の外接矩形の第１の値Ｌ(v) が第１の統合条件を満たさない場合、ステップｃ１２からステップｃ１６に進む。仮の外接矩形の第１の値Ｌ(v) が第１の統合条件を満たす場合、ステップｃ１２からステップｃ１３に進む。文字領域抽出部８３は、ステップｃ１３で、仮の外接矩形の第２の値Ｒ(v) が式２８に示す第２の統合条件を満たすか否かを判定する。第２の統合条件は、仮の外接矩形の高さと仮の外接矩形の幅との比が、１に近付いたか否かを確認するためのものである。仮の外接矩形の第２の値Ｒ(v) が第２の統合条件を満たさない場合、ステップｃ１３からステップｃ１６に進む。仮の外接矩形の第２の値Ｒ(v) が第２の統合条件を満たす場合、ステップｃ１３からステップｃ１４に進む。すなわち、仮の外接矩形の第１および第２の値Ｌ(v) ，Ｒ(v)が第１および第２の統合条件をそれぞれ満たす場合、処理対象の外接矩形内の連結部分と比較対象の外接矩形内の連結部分とは、どちらも同じ１つの文字を構成する複数の連結部分の１つであると見なされる。ここで、ａは０．２とする。
｜Ｌ(v)−Ｌ(n)｜÷Ｌ(n)＜ａ ａｎｄ …（27）
｜Ｒ(v)−１．０｜＜｜Ｒ(n)−１．０｜ …（28）
【０１４４】
文字領域抽出部８３は、ステップｃ１４で、処理対象の外接矩形と比較対象の外接矩形とを統合した新たな外接矩形を設定し、ラベリングテーブル内の処理対象の外接矩形のパラメータを、新たな外接矩形のパラメータに書換える。前記新たな外接矩形のパラメータは、たとえば、前述の仮の外接矩形のパラメータと等しい。続いて、文字領域抽出部８３は、ステップｃ１５で、ラベリングテーブル内の比較対象の外接矩形のパラメータに対応する除外フラグをセットする。
【０１４５】
続いて、文字領域抽出部８３は、ステップｃ１６でカウンタｍの記憶する値に１を加算して更新し、ステップｃ１７でカウンタｍの更新された値が２値化画像９２内に設定された外接矩形の総数を越えたか否かを判定する。カウンタｍの更新された値が前記総数以下である場合、ステップｃ１７からステップｃ９に戻り、カウンタｍの更新された値と等しいラベルに対応するパラメータによって定義される外接矩形を、新たな比較対象の外接矩形として、ステップｃ９〜ｃ１６の処理を繰返す。カウンタｍの更新された値が前記総数を越えた場合、ステップｃ１７からステップｃ１８に進む。
【０１４６】
続いて文字領域抽出部８３は、ステップｃ１８でカウンタｎの記憶する値に１を加算して更新し、ステップｃ１９でカウンタｎの更新された値が前記総数を越えたか否かを判定する。カウンタｎの更新された値が前記総数以下である場合、ステップｃ１９からステップｃ３に戻り、カウンタｎの更新された値と等しいラベルに対応するパラメータによって定義される外接矩形を、新たな処理対象の外接矩形として、ステップｃ４〜ｃ１９の処理を繰返す。カウンタｎの更新された値が前記総数を越えた場合、ステップｃ２０で前記第２の統合処理が終了する。
【０１４７】
図１７を用い、ステップｃ９〜ｃ１６の処理を、具体的に説明する。図１７において、外接矩形Ｎ3 ，Ｎ4 は、入力画像９１の下部の文章のうちの左端の文の最上部の文字「い」の２つの連結部分にそれぞれ外接し、外接矩形Ｎ5 は、前記文の上から２番目の文字「ろ」に外接する。処理対象の矩形領域を外接矩形Ｎ3 と仮定する。また図１７（Ａ）では、処理対象の外接矩形Ｎ3 の探索領域Ｓ3 に、斜線を付して示す。この場合、外接矩形Ｎ4 ，Ｎ5 は、その一部分が探索領域Ｓ(3) にそれぞれ重なるので、比較対象の外接矩形として選ばれる。図１７（Ｂ）に示すように、外接矩形Ｎ3 ，Ｎ4 を統合すると仮想する場合、仮の外接矩形Ｎ3+5 の第１および第２の値Ｌ(3+4) ，Ｒ(3+4) は、式２９，３１に示すように、第１および第２の統合条件をそれぞれ満たす。図１７（Ｃ）に示すように、外接矩形Ｎ3 ，Ｎ5 を統合すると仮想する場合、仮の外接矩形Ｎ3+5 の第１の値Ｌ(3+5) は、式３１に示すように、第１の統合条件を満たさない。
｜Ｌ(3+4)−Ｌ(3)｜÷Ｌ(3)＝０．１＜ａ …（29）
｜Ｒ(3+4)−１．０｜＝０．０５＜｜Ｒ(3)−１．０｜＝１．０ …（30）
｜Ｌ(3+5)−Ｌ(3)｜÷Ｌ(3)＝１．３＞ａ …（31）
【０１４８】
【表６】

【０１４９】
式２９〜３１の演算は、仮の外接矩形Ｎｉ（ｉ＝３，４，５，３＋４，３＋５）について、上記表のような結果が得られるので、これに基づいている。ａを０．２としているのは、２割以上大きさが変わるならば、同一文字として統合するには不向きだからである。
【０１５０】
このように、仮の外接矩形Ｎ3+4 は、単一の文字「い」を構成する複数の連結部分にそれぞれ外接する外接矩形を統合したものなので、第１および第２の統合条件を満たす。逆に、仮の外接矩形Ｎ3+5 は、単一の文字「い」を構成する複数の連結部分のうちの１つに外接する外接矩形と、単一の文字「ろ」に外接する外接矩形とを統合したものなので、第１および第２の統合条件の少なくとも一方を満たさない。したがって、文字領域抽出部８３は、式２７，２８で示す第１および第２の統合条件に基づいて、単一の文字を構成する複数の連結部分にそれぞれ外接する外接矩形同士だけを統合することができる。
【０１５１】
図１８は、第３の除外処理を詳細に説明するためのフローチャートである。図９の画像補正処理において、ステップｂ９からステップｂ１０に進むと、ステップｄ１からステップｄ２に進む。文字領域抽出部８３は、まずステップｄ２で、ラベリングテーブル内の全ての文字フラグを、「未定」に設定する。次いで文字領域抽出部８３は、ステップｄ３で、カウンタｎを初期化して、１を記憶させる。ラベリングテーブル内で、カウンタｎが記憶する値と等しいラベルに対応するパラメータによって定義される外接矩形が、処理対象の外接矩形となる。続いて、ステップｄ４で、文字領域抽出部８３は、処理対象の外接矩形に対応する除外フラグがセットされているか否かを判定する。セットされている場合、ステップｄ４からステップｄ１６に進む。セットされていない場合、ステップｄ４からステップｄ５に進む。ステップｄ５〜ｄ１５は、文字フラグを選択的にセットする処理である。
【０１５２】
文字領域抽出部８３は、まずステップｄ５で、カウンタｎの記憶する値が２値化画像９２内に設定された外接矩形の総数を越えたか否かを判定する。カウンタｎの記憶する値が前記総数を越えた場合、ステップｄ５からステップｄ１７に進む。カウンタｎの記憶する値が前記総数以下である場合、ステップｄ５からステップｄ６に進む。
【０１５３】
文字領域抽出部８３は、ステップｄ６で、処理対象の外接矩形が文字であるか否かを調べるための探索領域Ｓａ(n) を設定する。探索領域Ｓａ(n) を構成する複数の画素の座標（ｘ，ｙ）は、たとえば、式３２によって定義される。この結果、探索領域Ｓａ(n) は、図１９に示すように、処理対象の外接矩形を中心として、入力画像９１内の上下方向および左右方向ににそれぞれ平行に長さｋＬ(n) ずつ伸びる十字型の領域になる。上下方向は、入力画像９１に設定される座標系のｘ座標軸に平行な方向である。左右方向は、入力画像９１に設定される座標系のｙ座標軸に平行な方向である。Ｃ(n)xおよびＣ(n)yは、処理対象の外接矩形ｎの中心の座標のｘ座標およびｙ座標である。Ｌ(n) は、処理対象の外接矩形の高さｈｎおよび幅ｗｎのうちで、大きいほうの値である。ｋは、探索範囲Ｓａ(n) の広さを限定するための定数であり、たとえば２．０とする。

【０１５４】
文字領域抽出部８３は、ステップｄ７で、ラベリングテーブル内の除外フラグが設定されていない外接矩形のうちで探索領域Ｓａ(n) と重なる外接矩形の中から、処理対象の外接矩形に最も近い外接矩形を、比較対象の外接矩形として探索する。次いで、ステップｄ８で、文字領域抽出部８３は、比較対象の外接矩形が探索されたか否か、すなわち比較対象の外接矩形が存在するか否かを判定する。比較対象の外接矩形が存在しない場合、ステップｄ８からステップｄ１６に進む。比較対象の外接矩形が存在する場合、ステップｄ８からステップｄ９に進む。
【０１５５】
文字領域抽出部８３は、ステップｄ９で、処理対象の外接矩形の大きさと比較対象の外接矩形の大きさとに基づいて、処理対象の外接矩形内の連結部分と比較対象の外接矩形内の連結部分とが、どちらも文字である可能性があるか否かを、判定する。このために、文字領域抽出部８３は、処理対象の外接矩形の第１の値Ｌ(n) と、比較対象の外接矩形の第１の値Ｌ(m) とが、式３３の判定条件を満たすか否かを判定する。βは、定数であり、たとえば０．２である。第１の値Ｌ(n) ，Ｌ(m) が式３３の判定条件を満たさない場合、処理対象および比較対象の外接矩形の少なくとも一方は文字に外接していないと見なされる。この場合、ステップｄ９からステップｄ１６に進む。第１の値Ｌ(n) ，Ｌ(m) が式３３の判定条件を満たす場合、処理対象および比較対象の外接矩形がどちらも文字に外接していると見なされる。この場合、ステップｄ９からステップｄ１０に進む。
｜Ｌ(n)−Ｌ(m)｜÷Ｌ(n)＜β …（33）
【０１５６】
次いで、ステップｄ１０〜ｄ１４で、文字領域抽出部８３は、比較対象の外接矩形と探索領域Ｓａ(n) とのずれが予め定める大きさ未満であるか否かを判定する。具体的には、まずステップｄ１０で、比較対象の外接矩形と処理対象の外接矩形とが、縦方向に並んでいるか否かが判定される。縦方向に並んでいる場合、ステップｄ１０からステップｄ１１に進む。縦方向に並んでいない場合、比較対象の外接矩形と処理対象の外接矩形とは横方向に並んでいると見なされ、ステップｄ１０からステップｄ１３に進む。
【０１５７】
文字領域抽出部８３は、ステップｄ１１では、比較対象の外接矩形の左端の辺の座標Ｐｏｓ(m)left 、すなわち比較対象の外接矩形の左上隅の頂点の座標のｘ座標値ｓｍが、以下の式３４に示す判定条件を満たすか否かを判定する。比較対象の外接矩形の左端の辺の座標Ｐｏｓ(m)left が式３４の判定条件を満たさない場合、ステップｄ１１からステップｄ１６に進む。比較対象の外接矩形の左端の辺の座標Ｐｏｓ(m)left が式３４の判定条件を満たす場合、ステップｄ１１からステップｄ１２に進む。続いて文字領域抽出部８３は、ステップｄ１２で、比較対象の外接矩形の右端の辺の座標Ｐｏｓ(m)right、すなわち比較対象の外接矩形の右下隅の頂点の座標のｘ座標値ｕｍが、以下の式３５に示す判定条件を満たすか否かを判定する。比較対象の外接矩形の右端の辺の座標Ｐｏｓ(m)rightが式３５の判定条件を満たさない場合、ステップｄ１２からステップｄ１６に進む。比較対象の外接矩形の右端の辺の座標Ｐｏｓ(m)rightが式３５の判定条件を満たす場合、ステップｄ１２からステップｄ１５に進む。
（Ｐｏｓ(m)left ＞（Ｃ(n)x−Ｌ(n) ×δ））ａｎｄ …（34）
（Ｐｏｓ(m)right＜（Ｃ(n)x＋Ｌ(n) ×δ）） …（35）
【０１５８】
また文字領域抽出部８３は、ステップｄ１３で、比較対象の外接矩形の上端の辺の座標Ｐｏｓ(m)top 、すなわち比較対象の外接矩形の左上隅の頂点の座標のｙ座標値ｔｍが、式３６に示す判定条件を満たすか否かを判定する。比較対象の外接矩形の上端の辺の座標Ｐｏｓ(m)top が式３６の判定条件を満たさない場合、ステップｄ１３からステップｄ１６に進む。比較対象の外接矩形の左端の辺の座標Ｐｏｓ(m)top が式３６の判定条件を満たす場合、ステップｄ１３からステップｄ１４に進む。続いて文字領域抽出部８３は、ステップｄ１４で、比較対象の外接矩形の下端の辺の座標Ｐｏｓ(m)bottom 、すなわち比較対象の外接矩形の右下隅の頂点の座標のｙ座標値ｖｍが、式３７に示す判定条件を満たすか否かを判定する。比較対象の外接矩形の下端の辺の座標Ｐｏｓ(m)bottom が式３７の判定条件を満たさない場合、ステップｄ１４からステップｄ１６に進む。比較対象の外接矩形の下端の辺の座標Ｐｏｓ(m)bottom が式３７の判定条件を満たす場合、ステップｄ１４からステップｄ１５に進む。
（Ｐｏｓ(m)top ＞（Ｃ(n)y−Ｌ(n) ×δ））ａｎｄ …（36）
（Ｐｏｓ(m)bottom＜（Ｃ(n)y＋Ｌ(n) ×δ）） …（37）
【０１５９】
すなわち、ステップｄ１０〜ｄ１１では、比較対象の外接矩形と処理対象の外接矩形とが縦方向にほぼ平行に並んでいる場合、処理対象の外接矩形の中心を通り縦方向に平行な仮想直線から比較対象の外接矩形の左端および右端の辺までのそれぞれの距離が、どちらも予め定める距離Ｌ(n) ×δ未満である場合だけ、比較対象の外接矩形と探索領域Ｓａ(n) とのずれが、基準のずれ未満であると見なされる。また、比較対象の外接矩形と処理対象の外接矩形とが横方向にほぼ平行に並んでいる場合、処理対象の外接矩形の中心を通り横方向に平行な仮想直線から比較対象の外接矩形の上端および下端の辺までのそれぞれの距離が、どちらも予め定める距離Ｌ(n) ×δ未満である場合だけ、比較対象の外接矩形と探索領域Ｓａ(n) とのずれが、基準のずれ未満であると見なされる。予め定める距離は基本的には第１の値Ｌ(n) の半分の値である。しかしながら、文字の違いや誤差を考慮して、定数δはたとえば８分の５（５／８）に設定される。
【０１６０】
ステップｄ９〜ｄ１４の処理によって、処理対象の外接矩形と比較対象の外接矩形の大きさがほぼ等しく、かつ、処理対象の外接矩形と比較対象の外接矩形とが縦方向または横方向にほぼ平行に並んでいる場合だけ、ステップｄ１５の処理が行われる。文字領域抽出部８３は、ステップｄ１５で、処理対象の外接矩形の文字フラグと比較対象の外接矩形の文字フラグとに、それぞれ１をセットする。
【０１６１】
続いて、文字領域抽出部８３は、ステップｄ１６で、カウンタｎに記憶された値に１を加算して更新し、ステップｄ４に戻る。これによって、カウンタｎに更新された値と等しいラベルに対応するパラメータによって定義される外接矩形を処理対象の外接矩形として、ステップｄ４〜ｄ１６の処理が繰返される。
【０１６２】
また、ステップｄ５で、カウンタｎが記憶する値が、定義された外接矩形の総数を越えた場合、文字領域抽出部８３は、ステップｄ５からステップｄ１７に進み、第３の除外処理を終了する。
【０１６３】
以後、文字領域抽出部８３は、文字フラグがセットされていない外接矩形の除外フラグを１にセットする。これによって、入力画像内の全ての外接矩形のうちで、予め定める文字の並ぶ方向にほぼ平行に並ぶ複数の外接矩形だけが、文字領域の候補としてラベリングテーブル内に残される。図１８のフローチャートの説明では、入力画像内では、文字は縦方向または横方向に平行に並んでいると仮定して説明したが、文字が縦方向でも横方向でもない斜め方向に平行に並んでいる場合、探索領域Ｓａ(n) やステップｄ１０〜ｄ１４の判定を、文字が並ぶ方向に併せて変更してもよい。
【０１６４】
以上のように説明した第１実施形態の画像処理装置が行う選択的鮮鋭化処理では、文字領域の鮮鋭化の度合が、文字領域以外の残余の領域の鮮鋭化の度合よりも強い。さらに、鮮鋭化画像に階調補正ＬＵＴを用いた輝度変換処理が施されている。これによって、文字領域内にある鮮鋭化を施すべき文字は、コントラストが輝度変換処理によって補正されかつエッジのぼけが鮮鋭化処理によって改善される。同時に、前記残余の領域は、コントラストが輝度変換処理によって補正され、かつ鮮鋭化処理に起因したノイズの強調が防止される。これによって、出力画像を表示装置に表示した場合に、文字領域内の文字が読み易くなり、同時に前記残余部分がノイズの少ない滑らかな見易い画像になる。
【０１６５】
以下に、本発明の第２実施形態である画像処理装置について説明する。第２実施形態の画像処理装置は、第１参考例の画像処理装置と比較して、データ処理装置３４が図２０に示すデータ処理装置１０１に置換えられる点が異なり、他は等しいので、同じ構成の装置、データ、およびテーブルには、同じ符号を付し、説明は省略する。
【０１６６】
図２０は、第２実施形態の画像処理装置内のデータ処理装置１０１の電気的な構成を表すブロック図である。データ処理装置１０１のうちで、第１参考例および第１実施形態のデータ処理装置３４，８１内の装置と同じ動作を行う部には、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１６７】
データ処理装置１０１は、コントラスト推定部３７、コントラスト補正用ＬＵＴ作成部１０４、文字領域抽出部８３、画像鮮鋭化部８４、画像輝度変換部１０７、階調補正用ＬＵＴ記憶部４４、データ記憶部１０８、および操作部４０を含む。コントラスト補正用ＬＵＴ作成部１０４は、コントラスト推定部３７によって推定されたコントラスト〔Ｌｖ，Ｈｖ〕に基づいて、コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT を作成する。画像輝度変換部１０７は、コントラスト補正のための輝度補正処理と、階調補正のための輝度補正処理とを行う。データ記憶部１０８は、コントラスト推定部３７、コントラスト補正用ＬＵＴ作成部１０４、文字領域抽出部８３、画像鮮鋭化部８４、および画像輝度変換部１０７がそれぞれ処理を行う際に、処理に用いる各種のデータを一時的に記憶する。このためにデータ記憶部１０８内には、各種のデータをそれぞれ記憶するための複数の記憶領域が予め設定されており、各記憶領域のアドレスは予め定められている_。ヒストグラム作成部４１、コントラスト検出部４２、コントラスト補正用ＬＵＴ作成部１０４，文字領域抽出部８３，画像鮮鋭化部８４，および画像輝度変換部１０７は、それぞれ個別の回路によって実現される。また、前記部４１，４２，１０４，８３，８４，１０７のうちの少なくとも２つの部は、単一の中央演算処理回路の演算処理によって実現される仮想回路とされてもよい。
【０１６８】
図２１は、第２の実施形態の画像処理装置のデータ処理装置１０１が実行する画像補正処理を説明するためのフローチャートである。図２１のフローチャートを用いて、画像補正処理を説明する。図２１のフローチャートは、図２および図９のフローチャートと類似の動作を行うステップを含み、類似の動作を行うステップの詳細な説明は省略する。
【０１６９】
たとえば、画像処理装置の操作者が、たとえば操作部４０を用いて画像補正処理の実行を指示すると、ステップｅ１からステップｅ２に進む。ステップｅ２の画像データの入力処理、およびステップｅ３〜ｅ１２の入力画像のコントラスト〔Ｌｖ，Ｈｖ〕の推定処理は、図２のフローチャートのステップａ２の処理、およびステップａ３〜ａ１２の処理とそれぞれ等しい。
【０１７０】
コントラスト補正用ＬＵＴ作成部１０４は、ステップｅ１３で、ステップａ１３と同じ処理によって、コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT を作成する。次いで、コントラスト補正用ＬＵＴ作成部１０４は、ステップｅ１４で作成したコントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT を、データ記憶部１０８の予め定める第２の記憶領域に記憶させる。
【０１７１】
次いで、画像輝度変換部１０７は、ステップｅ１５でコントラスト補正を行うためのコントラスト補正手段として動作する。この場合、画像輝度変換部１０７は、入力画像データ５１に、コントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT に基づいて、輝度補正処理を施す。具体的には、まずデータ記憶部１０８からコントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT を読出し、さらに入力画像データ５１をデータ記憶部１０８から読出す。続いて、以下の式３８とコントラスト特性補正用ルックアップテーブルＣLUT とに基づいて、入力画像データ５１の各画素データｆ(x,y) をそれぞれ輝度変換して、補正画像データの各画素データｆａ(x,y) をそれぞれ得る。得られた各画素データｆａ(x,y) は、データ記憶部８６の予め定める第３の記憶領域内のアドレスに記憶される。前記アドレスは、得られた各画素データｆａ(x,y) が対応する画素の補正画像内の位置座標に基づいて、それぞれ予め定められている。補正画像とは補正画像データが表す画像である。
ｆａ(x,y) ＝ＣLUT〔ｆ(x,y)〕 …（38）
【０１７２】
ステップｅ１５の輝度変換処理は、第１実施形態の画像処理装置のステップａ１６の輝度変換処理と比較して、輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT に代わってコントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT を用いる点が異なり、他は等しい。これによって、入力画像のコントラスト〔Ｌｖ，Ｈｖ〕が、画素データの規格上最大のコントラスト〔Ｖmin ，Ｖmax〕まで拡大される。
【０１７３】
ステップｅ１６〜ｅ２３の文字領域の抽出処理は、図９のフローチャートのステップｂ３〜ｂ１０と比較して、入力画像データ５１に代わって前記補正画像データを処理対象とする点が異なり、他は等しい。また、ステップｅ２４，ｅ２５の画像鮮鋭化処理は、図９のフローチャートのステップｂ１１，ｂ１２の処理と等しい。これによって、前記補正画像データに、第１実施形態で説明した選択的鮮鋭化処理が施される。次いで、画像輝度変換部１０７は、ステップｅ２６で、階調補正を行うための階調補正手段として動作する。この場合、画像輝度変換部１０７は、入力画像データ５１に、階調補正用ルックアップテーブルＲLUT に基づいて、輝度補正処理を施す。ステップｅ２４の階調補正用の輝度補正処理は、図９のフローチャートのステップｂ１３の処理と等しい。これによって得られた出力画像データが、ステップｅ２８で表示装置３５に与えられ、ステップｅ２９で画像補正処理を終了する。
【０１７４】
図２１で説明した画像補正処理のうちで、ステップｅ１３のコントラスト補正用ルックアップテーブルＣLUT に代わって、第１実施形態において式１３〜式１５を用いて説明した手法で輝度補正用ＣａLUT を作成し、ステップｅ１５で輝度補正用ルックアップテーブルを用いた輝度補正処理を行っても良い。この場合、ステップａ２６の階調特性の補正のための輝度補正処理を省略することができるので、処理が簡略化される。
【０１７５】
以上の処理によって、表示装置に表示される画像は、コントラストが入力画像よりも拡大される。また、入力画像内の文字領域に施された鮮鋭化処理の鮮鋭化の度合は、文字領域以外の残余の領域に施された鮮鋭化処理の鮮鋭化の度合よりも強くなっている。さらに、表示装置に応じた階調補正が施されている。これら３つの理由のために、表示装置に表示される画像内に記載される文字が読み易くなり、また、視認性が高くなる。
【０１７６】
図２２は、本発明の第２参考例である画像処理装置１２１の電気的構成を表すブロック図である。第２参考例の画像処理装置内で、第１参考例の画像処理装置と同じ構成の装置、データ、およびテーブルには、同じ符号を付し、説明は省略する。画像処理装置１２１は、データ作成装置１２３とデータ閲覧装置１２４とから構成される。データ作成装置１２３は、画像入力装置３３と、データ処理装置３４と、記憶媒体書込み装置１２６とから構成される。データ閲覧装置１２４は、記憶媒体読取り装置１２７と表示装置３５とから構成される。
【０１７７】
データ処理装置３４は、画像入力装置３３から入力された画像データに予め定める画像補正処理を施して出力画像データを作成し、出力画像データを記憶媒体書込み装置１２６に与える。この際、前記画像補正処理は、データ閲覧装置１２４の表示装置３５の表示特性に基づいて行われる。記憶媒体書込み装置１２６は、出力画像データを記憶媒体１２８に書込む。記憶媒体は、たとえば、フレキシブルディスクまたはＣＤ−ＲＯＭで実現される。記憶媒体１２８は、記憶媒体書込み装置１２６および記憶媒体読取り装置１２７に、それぞれ着脱自在に装着可能である。出力画像データが書込まれた記憶媒体は、記憶媒体書込み装置１２６から取外されて、記憶媒体読取り装置１２７に装着される。記憶媒体読取り装置１２７は、記憶媒体１２８から出力画像データを読取り、表示装置３５に与える。表示装置３５は、与えられた画像に基づいて、表示画面に画像を表示させる。
【０１７８】
このような構成の画像処理装置１２１は、たとえば、データ作成装置１２３をいわゆる電子出版のオーサリングシステムとして用い、データ閲覧装置１２４をいわゆる電子出版の電子的な刊行物を閲覧するための装置として用いることができる。この場合、記憶媒体１２８には、電子的な刊行物として、コンテンツの各頁全体をそれぞれ１枚の画像として表す複数の画像データが記憶される。これら各画像データには、上述した画像処補正処理が施されているので表示装置３５の表示画面に表示される画像は、階調特性の偏り、前記画像のコントラスト、および前記画像の解像度に起因する画像の視認性の低下が防止されている。したがって、データ閲覧装置１２４の表示装置３５の表示画面の解像度を、従来技術の解像度に保ったまま、表示画面に表示される画像の記載される文字が読み易くすることができる。これによって、電子的な刊行物の作成の際に校正の手間を省いて作成処理を簡略化することができ、同時に、コンテンツの各頁に印刷された文章の見た目の印象をそのまま保ちかつ読み易くすることができる。
【０１７９】
このように、画像処理装置１２１では、データ作成装置１２３とデータ閲覧装置１２４とを、分離することができる。このため、画像処理装置１２１は、単一のデータ作成装置１２３と単一のデータ閲覧装置１２４とから構成されるだけに限らず、複数のデータ作成装置１２３と単一のデータ閲覧装置１２４とから構成されてもよく、単一のデータ作成装置１２３と複数のデータ閲覧装置１２４とから構成されてもよく、複数のデータ作成装置１２３と複数のデータ閲覧装置１２４とから構成されてもよい。また、データ処理装置３４に代わって、第１実施形態の画像処理装置のデータ処理装置８１および第２実施形態の画像処理装置のデータ処理装置１０１のいずれか一方を用いても良い。
【０１８０】
第１および第２参考例ならびに第１および第２実施形態の画像処理装置の説明では、入力画像データは白黒画像であると仮定した。これら画像処理装置は、入力画像データに、カラー画像を用いることもできる。入力画像データがいわゆるＲＧＢ信号の形態のデータ、すなわち赤の輝度信号成分と緑の輝度信号成分と青の輝度信号成分とから構成されるデータである場合の上記画像処理装置の処理手順を、簡略に説明する。前記場合、入力画像データにコントラスト補正および階調補正のための輝度変換処理を施すには、画像処理装置は、まず入力画像データから、輝度信号成分のみ（明度信号成分）を抽出する。次いで、前記明度信号成分を用いて、階調補正用およびコントラスト補正用のルックアップテーブルを作成する。さらに、元の画像、すなわちＲＧＢ信号の形態の入力画像データの前記各色信号成分に、ルックアップテーブルをそれぞれ作用させ、出力画像データを得る。前記明度成分データは、いわゆるＹＵＶ信号の形態のデータのうちのＹ信号である。
【０１８１】
また、前記場合に入力画像データに鮮鋭化処理を施すには、画像処理装置は、まず、入力画像データから、輝度信号成分（Ｙ信号）を抽出し、前記輝度信号成分だけを用いて文字領域抽出処理を行う。続いて、元の画像、すなわちＲＧＢ信号の形態の入力画像データの前記各色信号成分に、前記文字抽出処理で得られた文字領域に基づいた選択的鮮鋭化処理をそれぞれ施して、出力画像データを得る。
【０１８２】
第１および第２参考例ならびに第１および第２実施形態の画像処理装置は、コンピュータによって実現されてもよい。このために、図２，８，２０でそれぞれ説明した画像補正処理をコンピュータの中央演算処理装置に行わせるためのプログラムおよびデータを含むソフトウエアを、コンピュータによって読出し可能な記憶媒体に記憶させておく。この記憶媒体には、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭおよびフレキシブルディスクが挙げられる。画像入力装置と表示装置とを備えたコンピュータを前記データ処理装置として動作させるには、まず、前記記憶媒体をコンピュータに装着して、記憶媒体内のソフトウエアをコンピュータにインストールし、次いで、インストールしたソフトウエア内のプログラムを中央演算処理装置に実行させる。これによって、コンピュータ内の中央演算処理装置およびメモリが、データ処理装置として動作するので、コンピュータ全体が画像処理装置として動作する。これによって、汎用的なコンピュータを用いて、容易に第１および第２参考例ならびに第１および第２実施形態の画像処理装置を実現することができる。
【０１８３】
第１および第２参考例ならびに第１および第２実施形態の画像処理装置は本発明の画像処理装置の例示であり、主要な動作が等しければ、他の様々な形で実施することができる。特に各装置および部の詳細な動作は、同じ処理結果が得られれば、これに限らず他の動作によって実現されてもよい。
【０１８５】
【発明の効果】
本発明によれば、画像処理装置の鮮鋭化手段は、処理対象の画像内の文字領域に施す鮮鋭化の度合を、処理対象の画像内の文字領域以外の残余領域に施す鮮鋭化の度合よりも強くする。同時に、前記画像処理装置の輝度変換手段は、表示装置の階調特性に基づいて、鮮鋭化された画像の各画素の輝度変換を行う。これによって、前記画像の解像度と前記表示手段の解像度との差および前記表示手段の階調特性の両方に起因する画像の視認性の低下を、防止することができる。
【０１８８】
さらにまた本発明によれば、文字領域を求めるには、まず前記画像を構成する各画素のうちで輝度が相互に類似する複数の画素が連結して構成される複数の連結部分にそれぞれ外接する外接矩形をそれぞれ求め、全ての外接矩形のうちで、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合する。次いで、前記画像内の各外接矩形をそれぞれ輪郭とする複数の領域のうちで、直線上に並ぶ複数の外接矩形を、文字領域として容易に抽出する。これによって、画像内に文章が描かれる場合、文章を構成する文字に外接する外接矩形だけを文字領域として抽出することができる。
【０１８９】
また本発明によれば、鮮鋭化手段による鮮鋭化処理、輝度補正手段による輝度補正処理、またはコントラスト補正手段による処理対象の前記画像のコントラストを、該画像の元のコントラストよりも向上させる処理を行う。したがって、前記画像の解像度と前記表示手段の解像度との差もしくは前記表示手段の階調特性に起因する前記画像の視認性の低下を防止し、または前記画像のコントラストに起因する画像の視認性の低下を、さらに防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１参考例である画像処理装置３１に含まれるデータ処理装置３４の電気的構成を表すブロック図である。
【図２】 前記画像処理装置３１の概略的な電気的構成を表すブロック図である。
【図３】 前記画像処理装置３１が実行する画像補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】 入力画像データ５１がいわゆる文書画像を表す場合の輝度ヒストグラムである。
【図５】 入力画像データがいわゆる文書画像を表す場合の輝度ヒストグラムである。
【図６】 入力画像データがいわゆる文書画像を表す場合の輝度ヒストグラムである。
【図７】 輝度補正用ルックアップテーブルＣａLUT 内の処理前の輝度値ｋと処理後の輝度値ＣａLUT〔k〕との関係を表すグラフである。
【図８】 第１実施形態の画像処理装置内のデータ処理装置８１の電気的な構成を表すブロック図である。
【図９】 第１実施形態の画像処理装置が実行する画像補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】 入力画像データ５１が表す入力画像９１を表す図である。
【図１１】 ２値化処理が施された入力画像データであるラベル画像データが表すラベル画像９２を表す図である。
【図１２】 図９の画像補正処理内の外接矩形抽出処理終了後に得られる前記ラベル画像９２内の連結部分の外接矩形Ｎ1〜Ｎn+2を表す図である。
【図１３】 図９の画像補正処理内の第１の除外処理終了後に得られる前記ラベル画像９２内の連結部分の外接矩形Ｎ2〜Ｎn+2を表す図である。
【図１４】 図９の画像補正処理内の第２の除外処理終了後に得られる前記ラベル画像９２内の連結部分の外接矩形Ｎ2〜Ｎn+2に対応する前記入力画像９１内の部分Ｍ２〜Ｍｎを表す図である。
【図１５】 図９の画像補正処理のステップｂ１１において設定された各画素の鮮鋭化の度合ｈ(x,y) を表す図である。
【図１６】 図９の画像補正処理内の第２の統合処理を詳細に説明するためのフローチャートである。
【図１７】 前記第２の統合処理を説明するための図である。
【図１８】 図９の画像補正処理内の第３の除外処理を詳細に説明するためのフローチャートである。
【図１９】 前記第３の除外処理で用いられる探索領域Ｓａ（n）を説明するための図である。
【図２０】 第２実施形態の画像処理装置内のデータ処理装置１０１の電気的な構成を表すブロック図である。
【図２１】 第２実施形態の画像処理装置が実行する画像補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図２２】 本発明の第２参考例である画像処理装置１２１の電気的構成を表すブロック図である。
【図２３】 従来技術において、画像データの規格上最大のコントラストよりも小さいコントラストの画像と、前記最大のコントラストの画像とを表す図である。
【図２４】 従来技術において、表示装置の表示画面の構造を説明するための図である。
【図２５】 従来技術において、印刷ドットが前記表示画面の表示画素よりも小さい原稿と、該原稿を表示した表示画面とを表す図である。
【図２６】 従来技術において、鮮鋭化処理が施されていない画像と、鮮鋭化処理が施された画像とを表す図である。
【図２７】 従来技術において、表示装置の階調特性を表すグラフである。
【図２８】 図２７のグラフの階調特性の表示装置の表示例である。
【図２９】 図２７のグラフの階調特性に応じた階調補正テーブルの入力濃度と出力輝度との関係を表すグラフである。
【図３０】 図２７のグラフの階調特性の表示装置を有し、かつ、図２９の階調補正テーブルの補正処理を行う画像処理装置全体の階調特性を表すグラフである。
【図３１】 図２７のグラフの階調特性に応じたガンマ補正テーブルの入力濃度と出力輝度との関係を表すグラフである。
【図３２】 図２７のグラフの階調特性の表示装置を有し、かつ、図３１のガンマ補正テーブルの補正処理を行う画像処理装置全体の階調特性を表すグラフである。
【図３３】 従来技術において、階調補正処理が施されていない画像と、階調補正処理が施された画像とを表す図である。
【符号の説明】
３３ 画像入力装置
３４ データ処理装置
３５ 表示装置
３７ コントラスト推定部
３８，８５ 輝度補正部
４６，８７，１０７ 画像輝度変換部
５１ 入力画像データ
５２，８９，１０９ 出力画像データ
８３ 文字領域抽出部
８４ 画像鮮鋭化部

Claims (5)

1. 予め定める階調特性を有する表示手段と、
   複数の画素から構成される画像を入力する画像入力手段と、
   前記画像内から文字が描かれた文字領域を抽出する文字領域抽出手段と、
   前記画像内の前記文字領域以外の残余領域に予め定める度合の鮮鋭化をそれぞれ施し、前記文字領域に、前記残余領域に施した鮮鋭化の度合よりも強い度合の鮮鋭化をそれぞれ施す鮮鋭化手段と、
   前記表示手段が有する前記階調特性に基づいて、鮮鋭化が施された前記文字および前記残余領域をそれぞれ構成する各画素の輝度を補正する輝度補正手段とを含み、
   前記文字領域抽出手段は、
   前記画像を構成する各画素の輝度を２値化し、２値化された輝度が相互に等しい複数の画素が連結して構成される１または複数の連結部分を求め、各連結部分に外接する外接矩形をそれぞれ求め、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合して単一の外接矩形にし、
   各外接矩形をそれぞれ輪郭とする前記画像内の複数の領域のうちで、予め定める基準軸線に略平行に並ぶ領域を、文字領域としてそれぞれ抽出し、
   前記表示手段は、前記輝度補正手段によって各画素の輝度が補正された画像を表示することを特徴とする画像処理装置。
2. 予め定められた階調特性を有する表示手段を備えたデータ閲覧装置と、入力画像を処理して前記表示手段に表示させるための画像データを作成するデータ作成装置とを備える画像処理装置であって、
   前記データ作成装置は、
   複数の画素から構成される画像を入力する画像入力手段と、
   前記画像のコントラストを推定するコントラスト推定手段と、
   推定された前記コントラストに基づいて前記画像のコントラストを増大させ、かつ、前記表示手段の階調特性に基づいて前記画像を構成する各画素の輝度を補正する輝度補正手段と、
   前記輝度が補正された画像データを記録媒体に書き込む記録媒体書き込み手段と、
   前記画像を構成する各画素の輝度を２値化し、２値化された輝度が相互に等しい複数の画素が連結して構成される１または複数の連結部分を求め、各連結部分に外接する外接矩形をそれぞれ求め、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合して単一の外接矩形にし、
   各外接矩形をそれぞれ輪郭とする前記画像内の複数の領域のうちで、予め定める基準軸線に略平行に並ぶ領域を、文字領域としてそれぞれ抽出する文字領域抽出手段とを備え、
   前記データ閲覧装置は、
   前記記録媒体から画像データを読み取る記録媒体読み取り手段を備え、
   読み取った前記画像データに基づいて画像を前記表示手段に表示することを特徴とする画像処理装置。
3. 入力画像を処理して予め定められた階調特性を有する表示手段に画像を表示させるための画像データを作成する画像データ作成装置であって、
   複数の画素から構成される画像を入力する画像入力手段と、
   前記画像のコントラストを推定するコントラスト推定手段と、
   推定された前記コントラストに基づいて前記画像のコントラストを増大させ、かつ、前記表示手段の階調特性に基づいて前記画像を構成する各画素の輝度を補正する輝度補正手段と、
   前記輝度が補正された画像データを記録媒体に書き込む記録媒体書き込み手段と、
   前記画像を構成する各画素の輝度を２値化し、２値化された輝度が相互に等しい複数の画素が連結して構成される１または複数の連結部分を求め、各連結部分に外接する外接矩形をそれぞれ求め、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合して単一の外接矩形にし、各外接矩形をそれぞれ輪郭とする前記画像内の複数の領域のうちで、予め定める基準軸線に略平行に並ぶ領域を、文字領域としてそれぞれ抽出する文字領域抽出手段とを備えることを特徴とする画像データ作成装置。
4. 予め定められた階調特性を有する表示手段を備えたデータ閲覧装置と、入力画像を処理して前記表示手段に表示させるための画像データを作成するデータ作成装置とを備える画像処理装置であって、
   前記データ作成装置は、
   複数の画素から構成される画像を入力する画像入力手段と、
   前記画像内から文字が描かれた文字領域を抽出する文字領域抽出手段と、
   前記画像内の前記文字領域以外の残余領域に予め定める度合の鮮鋭化をそれぞれ施し、前記文字領域に、前記残余領域に施した鮮鋭化の度合よりも強い度合の鮮鋭化をそれぞれ施す鮮鋭化手段と、
   前記表示手段が有する前記階調特性に基づいて、鮮鋭化が施された前記文字および前記残余領域をそれぞれ構成する各画素の輝度を補正する輝度補正手段と、
   前記輝度が補正された画像データを記録媒体に書き込む記録媒体書き込み手段とを備え、
   前記文字領域抽出手段は、
   前記画像を構成する各画素の輝度を２値化し、２値化された輝度が相互に等しい複数の画素が連結して構成される１または複数の連結部分を求め、各連結部分に外接する外接矩形をそれぞれ求め、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合して単一の外接矩形にし、
   各外接矩形をそれぞれ輪郭とする前記画像内の複数の領域のうちで、予め定める基準軸線に略平行に並ぶ領域を、文字領域としてそれぞれ抽出し、
   前記データ閲覧装置は、
   前記記録媒体から画像データを読み取る記録媒体読み取り手段を備え、
   読み取った前記画像データに基づいて画像を前記表示手段に表示することを特徴とする画像処理装置。
5. 入力画像を処理して予め定められた階調特性を有する表示手段に画像を表示させるための画像データを作成する画像データ作成装置であって、
   複数の画素から構成される画像を入力する画像入力手段と、
   前記画像内から文字が描かれた文字領域を抽出する文字領域抽出手段と、
   前記画像内の前記文字領域以外の残余領域に予め定める度合の鮮鋭化をそれぞれ施し、前記文字領域に、前記残余領域に施した鮮鋭化の度合よりも強い度合の鮮鋭化をそれぞれ施す鮮鋭化手段と、
   前記表示手段が有する前記階調特性に基づいて、鮮鋭化が施された前記文字および前記残余領域をそれぞれ構成する各画素の輝度を補正する輝度補正手段と、
   前記輝度が補正された画像データを記録媒体に書き込む記録媒体書き込み手段とを備え、
   前記文字領域抽出手段は、
   前記画像を構成する各画素の輝度を２値化し、２値化された輝度が相互に等しい複数の画素が連結して構成される１または複数の連結部分を求め、各連結部分に外接する外接矩形をそれぞれ求め、少なくとも一部分が重なり合う外接矩形を統合して単一の外接矩形にし、
   各外接矩形をそれぞれ輪郭とする前記画像内の複数の領域のうちで、予め定める基準軸線に略平行に並ぶ領域を、文字領域としてそれぞれ抽出することを特徴とする画像データ作成装置。

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