JPS63157288A - ２値化しきい値決定方式 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、文字等の２値図形を含む多［画像を２値画像
に変換する２ｔｒ化方式、特に２値化しきい値の決定方
式に係わる。

（従来の技術とその問題点） 手書きや印字された文字を読取る文字認識装置の利用範
囲を拡大するために、我々の身近にある多くの文書や郵
便物等の文字を読取ることが必要となる。文字認識装置
等のように、２値図形を対象とする場合には、処理１等
の観点からスキャナーなどの画像入力装置により多値画
像として取り込まれると、２値化回路などを用いて２ｔ
１画像に変換されるのが一般的である。２値化処理では
、人力画像の濃度値を白黒の２［に量子化するなめに、
２ｔｉ化のしきい値の決定が重要である。従来の２ｉ化
しきい値を決める方式として、予め経験的にしきい値を
固定的に決める方式は最も簡単である。しかし、入力対
象や画像入力装置の性能等によって入力条件が変化する
ことが多いから、入力画像あるいは入力画像の部分領域
に応じてしきい値を決めることが必要となる。

入力条件に応じてしきい値を決める方式として、例えば
、２値化したい画素近伊内の平均濃度をしきい値とする
ものなどがあるが、文字等の対象物を含まない場合や対
象物と背景との画素の割合によってしきい値が不安定に
なることがある。また、より一般的な２ｆｆｆ化処理方
式として、電子通信学会論文誌（Ｄ　）　ＶＯＬ、６３
−Ｄ、Ｎｏ、４２．ｐｐ、３４９〜３５６ｒ判別および
最小２乗基準に基づく自動しきい値選定法ｊに示されて
いるように、濃度ヒストグラムが背景と文字等の対象物
による双峰性の正規分布をモデルとして仮定し、判別分
析の規準を用い、しきいぼを決める方式がある。しかし
、この方式では濃度ヒストグラムの１次統計量等の２乗
等の計算を可能なしきい値すべてについて行う必要があ
るから、計ｎ量が前述した方法に比べて多く、また、入
力画像内の対象物の濃度値が部分的に変化する場合には
局所領域毎の濃度ヒストグラムに従って計算する必要が
あるので、計算精度及びサンプル画素数の減少により計
算量に比較してその効果が減少することになる。

本発明の目的は、従来の問題点を解決すべく、入力画像
内の対象物の濃度値が入力画像毎に又は部分的に変化し
ても、処理計算量を増やすことなく簡単にしかも安定に
２値化のしきい値が決定できる２値化方式を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 前述の問題点を解決するために本発明が提供する２値化
しきい値決定方式は、多値入力画像上の局所領域内の各
画素の濃度値を背景及び対象を示す２つのクラスに分類
し各クラス毎に平均濃度値を算出す゛るクラス平均濃度
算出手段と、前記２つのクラスの平均濃度値を所定の計
算式に従って処理して２値化しきい値を算出するしきい
値算出手段と、２値化しきい値を記憶する２値化しきい
値記憶手段とを備え、この２値化しきい値記憶手段は予
め初期値を記憶しており前記しきい値算出手段で２便化
しきい値が算出されたとき前記局所領域内ごとに少なく
とも一回はその算出された２値化しきい値に記憶内容を
更新し、前記クラス平均Ｐｒｆｉ算出手段は前記背景と
対象とに分類する濃度値の基帛として前記２値化しきい
値記憶手段に記憶してある前記２値化しきい値を用いる
ことを特徴とする。

（作用） 本発明において、予め定めた固定しきい値により入力画
像の局所領域内の各画素の濃度値を背景及び対象を示す
２クラスに分類し、２つのクラスの平均濃度値の平均値
を初期閾値とする。この初期閾値に従って、再度前述し
た方法でＨｚの更新を行う処理を繰り返すことによって
、簡単にしかも安定に２値化しきい値を決定することが
できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明す
る。

第１図は本発明の２値化しきい値決定法の原理を説明す
るための図である。同図（ａ）及び（ｄ）は、多値入力
画像の局所領域内の多値画像パターンを示しており、斜
線により文字等の２値図形の一部を示している。同図（
ｂ）及び（ｃ）は、同図（ａ）の多値画像パターンに対
する濃度ヒストグラムであり、横軸は濃度値を、１！Ｉ
軸は頻度数をそれぞれ示している。同様に第１図（ｅ）
及び（ｆ）は、同図（ｄ）の多値画像パターンに対する
濃度ヒストグラムである。第１図（ｂ）及び（ｅ）は予
め、与えられたしきい値Ｔ０が少し高い値になっている
場合を示し、この場合には文字のかすれが生じることに
なる。一方、同図（ｃ）及び（ｆ）は、予め与えられた
しきい値′ｒｏが少し低い値になっている場合を示し、
この場合には文字がぼけたり又は背景雑音が生じること
がある。

それ故、予め与えられたしきい値Ｔ。では、入力画像の
部分領域の濃度変化等には、十分に追従できないことに
なる。

そこで、本発明の２値化しきい便法定法の原理について
説明する。第１図（ｂ）において、濃度ヒストグラムか
ら予め与えられたしきい値Ｔｏにより背景と対象を示す
２つのクラスに分類し、それぞれの平均値μｏ（Ｔｏ）
及びμｔ（Ｔｏ）を算出する０次に平均値μｏ（Ｔｏ）
とμｏ（Ｔｚ）とに基づいて２値化のしきい値Ｔ１を求
める０例えば、−例として２つの平均値μｏ（Ｔｏ）。

μｚ（Ｔｏ）の平均値　　ＣＩＪｏ　　（Ｔｏ　）　＋
）Ｕｓ（Ｔｏ））として求めることができる。同様にし
て、しきい値Ｔ１により背景と対象を示す２つのクラス
に分類し、それぞれの平均値μｏ（Ｔ１）及びμ。（Ｔ
２）を算出し、２値化のしきい値Ｔ２　（＝　　　（μ
ｏ　（Ｔｌ　＞＋μｍ（ＴＩ　）　）を算出し、２値化
のしきい値Ｔ２を更新することができる６以上の繰り返
し処理を１回（この場合にはＴ、が２値化のしきい値に
なる）ないし、複数回（例えば、２回の場合には、Ｔ２
が２値化のしきい値となる）行うことによって、最適な
２値化のしきい値を求めることができる。更に、前述し
た方法を第１図（Ｃ）の濃度ヒストグラムになる多値画
像パターンに適用した場合も、予め与えた２値化のしき
い値が少し低くとも、最適な２ｑｉ化しきい値が求まる
。同様に、第１図（ｄ）で示した入力画像に対する濃度
ヒストグラム図（ｃ）及び（ｆ）に対して前述した方法
を適用した場合も、！に適な２値化しきい値が求まる。

尚、ここで予め午えられたしきい値Ｔ、により背景と対
象を示す２つのクラスに分類した際、背景または対象を
示すクラスに属する濃度値がない場合には、予め与えら
れたしきい値Ｔｏを最適なしきい値とすることもできる
。

第２図は本発明の一実施例を示す論理ブロック図である
。

図において、１は画像人力装置である０画像入力装置ｌ
は、入力紙面を光学的に走査し光学像を得て、この光学
像に光電変換処理を施して多値入力画像を生成する。入
力１画像記憶部２は画像入力袋＝１から多値入力画像を
得て記憶する。最初に制御部９は、所定サイズの局所領
域単位に入力画像記憶部２から順次に多値入力画像を読
み出す。

局所領域濃度分布抽出部３は、制御部９によって読み出
された多値入力画像から第１図で示したような濃度ヒス
トグラムを抽出し、濃度テーブル４に格納する。クラス
平均算出部５は、濃度テーブル４から濃度ヒストグラム
を読み出し、しきい値記憶部７に格納された２ｆｆｉ化
しきい値を用いて、背景と対象とをそれぞれ示す２つの
クラスにその濃度ヒストグラムを分類し、各クラス毎の
平均濃度値を算出する。尚、しきい値記憶部７には初期
値として予め定めたしきい値が格納されている。

クラス平均算出部５によって２つのクラスの平均濃度値
が得られると、しきい値算出部６は、２つのクラスの平
均濃度値を平均して、その値を２値化しきい値としてし
きい値記憶部７に格納する。

ここで、制御部９には、予め設定された浅り返し回数を
記憶したカウンターが内蔵されており、制御部９は、し
きい値記憶部７を制御して、この繰り返し日数分だけし
きい値記憶部７に格納された２値化しきい値をクラス平
均算出部５へ転送させる。尚、制御部９は、しきい値記
憶部７に格納されたしきい値により濃度テーブル４に格
納された濃度ヒストグラムをクラス平均算出部５におい
て、２つのクラスに分類した時、背景あるいは対象を示
すクラスに属する画素が存在しなければ、この時点でし
きい値記憶部７に格納された２ｆｆｉ化しきい値をクラ
ス平均算出部５へ転送する動作を中断する６以上のよう
にして入力画像の０局所領域Ｉｔｔ位に２値化しきい値
が決定されると、制御部９は順次局所領域内の多値入力
画像をその２値化しきい値によって２値化して２値画像
を生成し、この２値画像を２値画像記憶部８に格納する
。

尚、入力画像の局所領域単位に２ｑｉ化しきい位が本発
明を連用して決定された場合に、「画像認諏論」コロナ
社（昭和５８）　ｐｐ、４４．４５に記載されたような
２値化のしきい値を内挿法によって求めた後、２値化を
行っても良い。

また、入力画像記憶部２に画像入力袋ご１から順次入力
される多値画像を部分的に記憶するようにしても、本発
明が実施できることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上、説明したように、本発明で示した２値化しきい値
決定方式を適用することによって、処理量が増加するこ
となく、しかも安定に２値化し゛きい値を決定すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｄ）は多値画像パターンを示す図、
第１図（ｂ）及び（ｃ）は本図（ａ）の多値画像パター
ンに対する濃度ヒストグラムを示す図、第１図（ｅ）及
び（ｆ）は本図（ｄ）の多ｆｆｉ画像パターンに対する
濃度ヒストグラムを示す図、第２図は本発明の一実施例
を示す論理ブロック図である。 図において、１は画像入力装置、２は入力画像記憶部、
３は局所領域濃度分布抽出部、４は濃度テーブル、５は
クラス平均算出部、６はしきい値算出部、７はしきい値
記憶部、８は２値画像記憶部、９は制御部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多値入力画像上の局所領域内の各画素の濃度値を背景及
   び対象を示す２つのクラスに分類し各クラス毎に平均濃
   度値を算出するクラス平均濃度算出手段と、前記２つの
   クラスの平均濃度値を所定の計算式に従って処理して２
   値化しきい値を算出するしきい値算出手段と、２値化し
   きい値を記憶する２値化しきい値記憶手段とを備え、こ
   の２値化しきい値記憶手段は予め初期値を記憶しており
   前記しきい値算出手段で２値化しきい値が算出されたと
   き前記局所領域内ごとに少なくとも一回はその算出され
   た２値化しきい値に記憶内容を更新し、前記クラス平均
   濃度算出手段は前記背景と対象とに分類する濃度値の基
   準として前記２値化しきい値記憶手段に記憶してある前
   記２値化しきい値を用いることを特徴とする２値化しき
   い値決定方式。