CN101901487A - 图像压缩方法、图像压缩装置、图像形成装置、计算机程序和记录介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供图像压缩方法、图像压缩装置、图像形成装置、计算机程序和记录介质。一种彩色图像处理装置，在压缩处理部(图像压缩装置)中，当压缩原图像时，检测原图像中的文字和/或线条的边缘，生成以二值图像表示检测出的边缘的前景层，对前景层进行可逆压缩，使原图像作为背景层进行不可逆压缩。此外，将前景层的颜色确定为与文字或线条不同的特定的颜色，将表示所确定的颜色的信息包含在压缩文件中。作为前景层的颜色，使用代表原图像整体颜色的整体颜色或原图像中的文字周边颜色。在从压缩文件再现的图像中，由于图像中的文字和/或线条以这些颜色为边界，所以提高了文字和/或线条的视认性。

Description

图像压缩方法、图像压缩装置、图像形成装置、计算机程序和记录介质

技术领域

本发明涉及对图像数据进行压缩的图像压缩方法，更具体地涉及，通过将图像分离成文字和背景后分别采用适当的方法进行压缩，从而能够高效率地压缩图像数据的图像压缩方法、图像压缩装置、图像形成装置、计算机程序和记录介质。

背景技术

光学地读取记录在纸张等上的文件等的图像，并生成作为电子数据的图像数据的图像处理技术广泛地应用于扫描仪装置、传真装置、复印装置或兼具这些功能的复合机等领域。生成的图像数据通过传真通信或电子邮件等进行发送或接收，或者通过存储在数据库中等而被用于各种用途。光学地读取图像而生成的图像数据一般而言生成的数据量大，因此为了高效地进行发送接收或存储，必须将图像数据进行压缩。

作为用于实现高压缩率的压缩技术中的一种，已知MRC(Mixed Raster Content，混合光栅量)等基于层分离的压缩技术。基于层分离的压缩技术通过如下方式，即，从图像生成表示文字、线条的前景蒙版(mask)，基于生成的前景蒙版将图像分离为前景层和背景层，并分别使用适当的压缩方法对前景层和背景层进行压缩，最终生成高压缩图像的技术。其中，所谓的前景层是表示图像中的文字和/或线条的前景的层，一般采用JBIG(Joint Bi-level Image Experts Group，联合二值图像专家组)、MMR(Modified Modified Read，MMR算法)或LZW(Lempel Ziv Welch，LZW压缩算法)等可逆压缩技术进行压缩。

另一方面，背景层是表示文字和/或线条以外的图像内容的背景的层，一般采用JPEG(Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组)等不可逆压缩技术进行压缩。在日本特开2003-18413号公报记载的技术中，在彩色文件图像中包含的每个文字区域，抽出该文字区域所使用的颜色，生成包含使用同一颜色的文字区域的包含图像，对包含图像进行MMR压缩，并添加该包含图像的调色板(pallet)信息和包含图像信息作为头部(header)。此外，在观察的文字区域仅具有一种颜色的情况下，对该观察的文字区域进行MMR压缩，在观察的文字区域具有多种颜色的情况下，进行不可逆压缩。在压缩结果中将调色板信息和文字信息添加到头部。进一步地，在日本特开2003-18413号公报中记载了如下技术：使用文字信息指定彩色文件图像中的文字区域，生成以规定的颜色填充指定的文字区域而成的图像(相当于背景层)，在生成的图像中进行JPEG压缩的技术。

基于不可逆压缩技术进行的压缩与基于可逆压缩技术进行的压缩相比，压缩后的图像的品质容易劣化。但是，由于不可逆压缩技术的压缩率容易控制，因此能够根据压缩图像的用途控制压缩率，当优先缩小数据量时提高压缩率，当优先提高图像品质时降低压缩率。相反地，由于可逆压缩技术难以控制压缩率，因此难以提高压缩率。

发明内容

当将图像中的文字和背景分离时，一般抽出文字形状整体。抽出文字形状整体可以通过将边缘的前沿和后沿之间作为文字检测、或者指定文字的浓度或颜色而以阈值处理检测文字来实现。但是，为了高精度地抽出文字的形状，需要进行用于去除照片边缘、印刷网点或噪音等文字以外的部分的各种前处理和后处理，并且不容易正确地仅抽出文字的形状。此外，在日本特开2003-18413号公报中记载的技术中，虽然在正确地抽出文字区域的情况下没有问题，但是在不能正确地抽出文字区域时，文字区域被载入背景层，并且由于不可逆压缩，文字变形，存在文字的视认性恶化的问题。

鉴于这样的情况，提出了本发明，本发明的目的是提供通过抽出文字的轮廓而不是文字整体以生成前景层，由此能够提高压缩后的图像所包含的文字的视认性的图像压缩方法、图像压缩装置、图像形成装置、计算机程序和记录介质。

根据下面结合附图的详细描述，本发明的以上和其他的目的及特性将被更充分地理解。

附图说明

图1是表示根据实施方式1的图像形成装置的内部功能结构的方块图。

图2是表示压缩处理部的内部结构例的方块图。

图3是表示压缩处理部的内部结构例的方块图。

图4是表示前景层生成部进行的处理的步骤的流程图。

图5是表示以二值表示文字边缘的二值图像的生成例的概念图。

图6是表示通过滤波处理检测文字边缘并生成二值图像的例子的概念图。

图7是表示通过滤波处理检测文字边缘并生成二值图像的例子的概念图。

图8是表示原图像的例子的示意图。

图9是表示检测出文字边缘的结果的例子的示意图。

图10是表示基于图8A所示的原图像求出整体颜色的例子的示意图。

图11是表示基于图8A所示的原图像求出文字周边颜色的例子的示意图。

图12是表示对图8A所示的原图像进行图像处理的结果。

图13是表示基于图8B所示的原图像求出整体颜色的例子的示意图。

图14是表示基于图8B所示的原图像求出文字周边颜色的例子的示意图。

图15是表示对图8B所示的原图像进行图像处理的结果。

图16是表示基于图8C所示的原图像求出整体颜色的例子的示意图。

图17是表示基于图8C所示的原图像求出文字周边颜色的例子的示意图。

图18是表示对图8C所示的原图像进行图像处理的结果。

图19是表示在使前景层颜色为白色时对压缩图8C所示的原图像而得到的压缩文件进行解压缩后的图像的示意图。

图20是表示包括实施方式2的图像压缩装置的扫描仪装置的内部功能结构的方块图。

图21是表示实施方式3的本发明的图像压缩装置的内部结构的方块图。

具体实施方式

下面，基于表示本实施方式的附图具体地说明本发明。

(实施方式1)

在实施方式1中，表示本发明的图像压缩装置成为用于形成彩色图像的图像形成装置的一部分的方式。图1是表示实施方式1的图像形成装置的内部功能结构的方块图。本发明的图像形成装置1是具有彩色复印功能和彩色扫描功能等的数字复合机。图像形成装置1包括从原稿光学读取彩色图像的彩色图像输入装置11，在彩色图像输入装置11上连接有生成与读取到的彩色图像相对应的图像数据并对图像数据进行压缩的彩色图像处理装置2。在彩色图像处理装置2上连接有基于彩色图像处理装置2所生成的图像数据来输出彩色图像的彩色图像输出装置13、和将彩色图像处理装置2生成的压缩图像数据发送到外部的发送装置14。在彩色图像输入装置11、彩色图像处理装置2、彩色图像输出装置13和发送装置14上连接有接收来自使用者的操作的操作面板12。

图像形成装置1进行的各种处理由未图示的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)进行控制。图像形成装置1的CPU经由未图示的网卡和LAN线缆，与连接到通信网络上的计算机和其他数字复合机等进行数据通信。

接下来，说明图像形成装置1的各部分的结构。操作面板12构成为包括：通过使用者的操作对用于设定图像形成装置1的动作模式的设定指示等、用于控制图像形成装置1的动作的指示进行接收的触摸面板或数字键盘(ten key)等接收部；和对操作中所需的信息进行显示的液晶显示器等显示部。

彩色图像输入装置11使用具有CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)等光传感器的彩色扫描仪构成，其将来自原稿的反射光像作为RGB(R：红，G：绿，B：蓝)模拟信号进行检测并输出到彩色图像处理装置2。

彩色图像处理装置2通过由A/D转换部20、阴影(shading)修正部21、原稿种类判别部22、输入灰度等级修正部23和区域分离处理部24对从彩色图像输入装置11输入的RGB模拟信号进行后述的图像处理，生成由RGB数字信号(下面称为RGB信号)构成的图像数据。以下将RGB信号的强度表示为RGB值(r，g，b)。此外，彩色图像处理装置2通过由颜色修正部25、黑生成底色除去部26、空间滤色处理部27、输出灰度等级修正部28、灰度等级再现处理部29对RGB信号进行后述的图像处理，生成由CMYK(C：青色，M：品红，Y：黄色，K：黑色)的数字信号构成的图像数据，并作为数据流(stream)输出到彩色图像输出装置13。另外，彩色图像处理装置2可以构成为在将图像数据输出到彩色图像输出装置13之前，将图像数据暂时存储在作为硬盘等非易失性的存储装置的存储部30中。

彩色图像输出装置13基于从彩色图像处理装置2输入的图像数据，通过由热转印、电子照片或喷墨等方式在纸张等记录纸上形成彩色图像，将彩色图像输出。彩色图像输出装置13作为本发明中的图像形成装置发挥作用。另外，代替彩色图像输出装置13，图像形成装置1也可以包括形成单色图像并将其输出到记录纸上的单色图像输出装置。在这种情况下，彩色图像处理装置2在将彩色图像的图像数据转换为单色图像的图像数据之后，将图像数据输出到单色图像输出装置。

此外，彩色图像处理装置2通过由压缩处理部3对区域分离处理部24输出的RGB信号执行后述的本发明的图像压缩方法，生成包含将图像数据压缩之后的数据的压缩文件，并将压缩文件输出到发送装置14。压缩处理部3作为本发明的图像压缩装置发挥作用。另外，彩色图像处理装置2可以构成为在将压缩文件输出到彩色图像输出装置13之前，将其暂时存储在存储部30中。

发送装置14采用网卡或调制解调器等构成，能够连接到未图示的公共线路网、LAN(Local AreaNetwork，局域网)或因特网等通信网络上，通过传真或电子邮件等通信方法经由通信网络将压缩文件发送到外部。例如，在操作面板12中选择了“扫描到e-mail模式”的情况下，发送装置14将压缩文件附加到电子邮件之后，发送到已设定的发送地址。

另外，在由发送装置14进行传真发送的情况下，图像形成装置1的CPU通过发送装置14进行与对方设备的通信流程(produre)，在确保为能够发送的状态时，对压缩文件实施压缩形式的变更等必要的处理后，再依次发送到对方设备(目标设备)。此外，在构成为由图像形成装置1利用发送装置14等进行传真接收的情况下，图像形成装置1的CPU通过发送装置14进行通信流程，并且接收从对方设备发送来的压缩文件，将所接收的压缩文件输入到彩色图像处理装置2。彩色图像处理装置2利用未图示的压缩/解压缩处理部对接收的压缩文件进行解压缩处理。此外，彩色图像处理装置2根据需要利用未图示的处理部对通过将压缩文件解压缩而得到的图像数据进行旋转处理和/或分辨率转换处理等，利用输出灰度等级修正部28进行输出灰度等级修正，并利用灰度等级再现处理部29进行灰度等级再现处理。进一步地，彩色图像处理装置2将实施了各种图像处理后的图像数据输出到彩色图像输出装置13，彩色图像输出装置13基于图像数据输出彩色图像。

接下来，说明彩色图像处理装置2中的图像处理。A/D转换部20接收从彩色图像输入装置11输入到彩色图像处理装置2中的RGB的模拟信号，将RGB的模拟信号转换为作为数字信号的RGB信号，并将RGB信号输出到阴影修正部21。

阴影修正部21对从A/D转换部20输入的RGB信号进行去除由彩色图像输入装置11的照明系统、成像系统和摄像系统产生的各种失真的处理。接下来，阴影修正部21将去除了失真后的RGB信号输出到原稿种类判别部22。

原稿种类判别部22将从阴影修正部21输入的RGB反射信号转换为RGB浓度信号(像素值)。原稿种类判别部22基于从阴影修正部21输入的RGB信号，进行判别文字、印刷照片或照片(银盐照片)等的原稿模式的原稿种类判别处理。在用户使用操作面板12手动设定原稿种类判别处理的情况下，原稿种类判别部22将从阴影修正部21输入的RGB信号不变地输出到下一级的输入灰度等级修正部23。原稿种类判别处理的处理结果反映在下一级的图像处理中。

输入灰度等级修正部23对RGB信号进行彩色平衡的调整、基底浓度的去除和对比度的调整等图像品质调整处理。接下来，输入灰度等级修正部23将进行处理后的RGB信号输出到区域分离处理部24。

区域分离处理部24将从输入灰度等级修正部23输入的RGB信号所表示的图像中的各像素分离为文字区域、网点区域或照片区域中的任意一种。此外，区域分离处理部24基于分离结果，将表示各像素属于哪个区域的区域识别信号输出到压缩处理部3、黑生成底色除去部26、空间滤色处理部27和灰度等级再现处理部29。区域分离处理部24还将从输入灰度等级修正部23输入的RGB信号输出到颜色修正部25和压缩处理部3。另外，区域分离处理部24也可以是不向压缩处理部3输出区域识别信号的方式。

颜色修正部25将从区域分离处理部24输入的RGB信号转换为CMY数字信号(下面称为CMY信号)，并且为了忠实地实现颜色再现，进行从CMY信号去除基于包含不需要的吸收成分的CMY颜色材料的分光特性而产生的色浊的处理。接下来，颜色修正部25将颜色修正后的CMY信号输出到黑生成底色除去部26。

黑生成底色除去部26基于从颜色修正部25输入的CMY信号，进行从CMY信号生成黑色(K)信号的黑生成处理、和从原来的CMY信号减去通过黑生成而得到的K信号从而生成新的CMY信号的处理。结果，三色的CMY信号被转换为CMYK四色数字信号(下面称为CMYK信号)。接下来，黑生成底色除去部26将对CMY信号进行转换而得到的CMYK信号输出到空间滤色处理部27。

作为黑生成底色除去部26进行的黑生成处理的一个例子，一般采用通过轮廓黑版(skeleton black)法进行黑生成的方法。在该方法中，如果令轮廓曲线的输入输出特性为y＝f(x)，输入的数据为C、M、Y，输出的数据为C′、M′、Y′、K′，UCR(Under Color Removal，底色去除)率为α(0＜α＜1)，则由黑生成底色除去部26进行的处理所得到的C′、M′、Y′、K′由下述式(1)～式(4)表示。

K′＝f(min(C，M，Y))...(1)

C′＝C-αK′...(2)

M′＝M-αK′...(3)

Y′＝Y-αK′...(4)

其中，所谓的UCR率α(0＜α＜1)表示将CMY重叠的部分置换为K而将CMY减少何种程度。式(1)表示在CMY的各信号强度中根据最小的信号强度来生成K信号。

空间滤色处理部27对表示从黑生成底色除去部26输入的CMYK信号所表示的图像，通过基于从区域分离处理部24输入的区域识别信号，由数字滤波器进行空间滤色处理来修正空间频率特性，从而改善图像的模糊或粒状性的恶化。例如，对由区域分离处理部24分离为文字的区域，空间滤色处理部27为了提高文字的再现性，而使用高频成分的强调量较大的滤波器进行空间滤色处理。此外，对由区域分离处理部24分离为网点的区域，空间滤色处理部27进行用于去除输入网点成分的低通滤波处理。接下来，空间滤色处理部27将处理后的CMYK信号输出到输出灰度等级修正部28。

输出灰度等级修正部28对从空间滤色处理部27输入的CMYK信号，根据彩色图像输出装置13的特性并基于网点面积率进行输出灰度等级修正处理，将输出灰度等级修正处理后的CMYK信号输出到灰度等级再现处理部29。

灰度再现处理部29对从输出灰度等级修正部28输入的CMYK信号，基于从区域分离处理部24输入的区域识别信号，进行与区域相对应的中间灰度处理。例如，对由区域分离处理部24分离为文字的区域，灰度等级再现处理部29进行适合于高频率成分再现的高分辨率屏幕的二值化或多值化的处理。此外，对由区域分离处理部24分离为网点的区域，灰度等级再现处理部29进行在重视灰度再现性的屏幕的二值化或多值化处理。灰度再现处理部29将处理后的图像数据输出到彩色图像输出装置13。

接下来，说明压缩处理部3的结构和压缩处理部3进行的处理。压缩处理部3基于由从区域分离处理部24输入的RGB信号构成的图像数据，利用本发明的实施方式的图像压缩方法生成压缩文件。

输入到压缩处理部3中的彩色图像的图像数据所表示的原图像由配置为矩阵状的多个像素构成。压缩处理部3将原图像分离为作为二值图像的前景层和背景层，例如通过MMR对前景层进行可逆压缩，例如通过JPEG对背景层进行不可逆压缩。接下来，压缩处理部3将被可逆压缩的前景层、被不可逆压缩的背景层和用于将它们解压缩而成为彩色图像的图像数据的解压缩信息汇总成一个文件。该文件是压缩文件。此外，作为该解压缩信息，使用表示压缩形式的信息和索引·颜色·表格(table)(下面称为IC表)等。这样的压缩文件，与彩色图像的图像数据被直接压缩的情况、或前景层和背景层被压缩的情况等相比较，文件量变小，并且抑制了图像品质的劣化。此外，由于包括对二值图像(前景层)的可逆压缩单元和对背景层的不可逆压缩单元的各一个即可，所以不需要包括三种以上的压缩单元。

图2和图3是表示压缩处理部3的内部结构例的方块图。图2表示将原图像不变地作为背景层使用的结构例。压缩处理部3包括：生成表示文字的前景层的前景层生成部31；对前景层进行压缩的可逆压缩部32；对背景层(原图像，即全景层)进行压缩的不可逆压缩部34；和压缩文件生成部33。来自区域分离处理部24的区域识别信号输入到前景层生成部31，由来自区域分离处理部24的RGB信号构成的图像数据输入到前景层生成部31和不可逆压缩部34。前景层生成部31通过从区域识别信号抽出文字区域的信号、并生成以二值表示与文字的边缘相对应的像素的二值图像，生成前景层。另外，在没有从区域分离处理部24输入区域识别信号的方式的情况下，前景层生成部31通过进行检测文字的边缘的处理来生成二值图像。作为检测边缘的方法，采用索贝尔(sobel)的边缘检测滤波器或拉普拉斯滤波器(Laplacian filter)等一般的滤波器进行滤波处理即可。

前景层生成部31将生成的前景层输出到可逆压缩部32，可逆压缩部32对从前景层生成部31输入的前景层进行可逆压缩。不可逆压缩部34对从区域分离处理部24输入的图像数据进行不可逆压缩。可逆压缩部32将可逆压缩前景层后得到的可逆压缩数据输出到压缩文件生成部33，不可逆压缩部34将不可逆压缩全景层后得到的不可逆压缩数据输出到压缩文件生成部33。此外，前景层生成部31经由可逆压缩部32将IC表等所需的信息输入到压缩文件生成部33，并且可逆压缩部32和不可逆压缩部34将表示压缩形式的信息等所需的信息输入到压缩文件生成部33。压缩文件生成部33通过将可逆压缩数据、不可逆压缩数据和IC表等解压缩信息汇总成一个文件，进行生成压缩文件的处理。

图3表示使用使原图像低分辨率化的全景层的结构例。除了前景层生成部31、可逆压缩部32、不可逆压缩部34和压缩文件生成部33以外，压缩处理部3还包括低分辨率化部35。来自区域分离处理部24的图像数据被输入到前景层生成部31和低分辨率化部35。低分辨率化部35将从区域分离处理部24输入的图像数据所表示的原图像(全景层)转换为低分辨率图像，并且将低分辨率图像输出到不可逆压缩部34。不可逆压缩部34对从低分辨率化部35输入的低分辨率图像进行不可逆压缩，并且将不可逆压缩数据输出到压缩文件生成部33。前景层生成部31、可逆压缩部32和压缩文件生成部33进行与上述相同的处理。通过进行全景层的低分辨率化，能够使压缩文件的数据量变得更小。

图4是表示前景层生成部31进行的处理的步骤的流程图。前景层生成部31基于从区域分离处理部24输入的区域识别信号中表示像素包含在文字区域中的文字区域信号，检测从区域分离处理部24输入的图像数据所表示的原图像中的文字边缘(S1)。接下来，前景层生成部31通过使与检测出的文字边缘相对应的像素的浓度值为1、其他像素的浓度值为0等方法，生成以二值表示文字边缘的二值图像(S2)。在步骤S2中生成的二值图像成为前景层。

图5是表示以二值表示文字边缘的二值图像的生成例的概念图。图5A表示区域识别信号的格式的例子。在图5A所示的例子中，区域识别信号是三位的信号，左端的位是表示文字区域的位，中央的位是表示网点区域的位，右端的位是表示照片区域的位。如果各位是1，则像素包含在该位表示的区域中，如果位是0，则像素不包含在该位表示的区域中。图5B表示使区域识别信号与原图像中的各像素对应的状态。通过将原图像所包含的像素中表示文字区域的位为1的像素抽出，检测原图像中的文字。进一步地，通过将抽出的像素中两侧、四邻近或八邻近为文字区域的像素去除(除外)，剩下的像素成为与文字边缘对应的像素，检测文字边缘。通过使与文字边缘对应的像素的浓度为1、其他像素的浓度为0，生成二值图像。图5C表示从图5B所示的各像素的区域识别信号生成的二值图像的例子。

另外，在没有从区域分离处理部24输入区域识别信号的方式的情况下，前景层生成部31在步骤S1中通过滤波处理检测文字边缘，在步骤S2中进行生成二值图像的处理。图6和图7是表示通过滤波处理检测文字边缘并生成二值图像的例子的概念图。图6A表示由0～255的数值表示各像素的浓度的图像。图6B表示3×3拉普拉斯滤波器。图7A表示使用图6B所示的滤波器对图6A所示的图像进行滤波处理后的结果。使与文字边缘以外的部分相对应的像素的浓度值为0，将具有更大浓度值的像素作为文字边缘检测出。进一步地，通过使比规定的阈值大的浓度值为1、阈值以下的浓度值为0，生成二值图像。图7B表示从图7A所示的图像生成的二值图像。在图7的例子中，表示阈值为127的例子。

接下来，前景层生成部31从图像数据所表示的原图像整体检测代表原图像整体的颜色的整体颜色(S3)。在步骤S3中，前景层生成部31将原图像整体分割为多个块，根据包含在各块中的像素浓度的不同来计数像素数，求出代表块内的颜色的代表浓度值。此外，前景层生成部31求出每一块的代表浓度值，在每次得到同一代表浓度值时，计数各代表浓度值所得的数，将计数值(数量)最大的代表浓度值所表示的颜色确定为整体颜色。另外，浓度值的取得在RGB各颜色中进行即可。

接下来，前景层生成部31检测在图像数据所表示的原图像中的像素中代表文字边缘的周边像素的颜色的文字周边颜色(S4)。在步骤S4中，前景层生成部31依次选择原图像中的各像素作为观察像素，在观察像素是对应于文字边缘的像素的情况下，根据由以观察像素为中心的多个像素构成的块内所含的像素中不包含在文字区域中的像素浓度的不同，对像素数计数，并且求出代表块内颜色的代表浓度值。在步骤S4中使用的块是比在步骤S3中使用的块小的块。在规定大小的块内包含的像素，从与文字边缘相对应的像素变成规定范围内的像素。前景层生成部31取得与文字边缘相对应的各像素的代表浓度值，每次得到同一代表浓度值时，计数各代表浓度值所得到的数，并且将计数值为预定的阈值以上的代表浓度值确定为文字周边颜色。

接下来，前景层生成部31判断计数值为阈值以上的文字周边颜色是否为多个(S5)。在为多个文字周边颜色的情况下(S5：YES)，前景层生成部31从多个文字周边颜色中选择与整体颜色的浓度差最小的文字周边颜色(S6)。在步骤S6结束的情况下，或者在步骤S5中文字周边颜色为单一的情况下(S5：NO)，前景层生成部31判断整体颜色与所选择的文字周边颜色的浓度差是否未达到预定的规定值(S7)。在整体颜色与文字周边颜色的浓度差未达到规定值的情况下(S7：YES)，前景层生成部31确定由步骤S3检测出的整体颜色是前景层颜色(S8)。在整体颜色与文字周边颜色的浓度差在规定值以上的情况下(S7：NO)，前景层生成部31确定计数值最大的文字周边颜色是前景层颜色(S9)。

以上，前景层生成部31结束处理，并且将作为生成的二值图像的前景层和表示所确定的前景层颜色的信息输出到可逆压缩部32。将前景层颜色记录在IC表中，并且包含在压缩文件中。当压缩文件被解压缩时，由所确定的前景层颜色再现文字边缘，并且使再现的图像中的文字以前景层颜色为边界。

另外，在由于原图像中的颜色的变化剧烈而使得代表浓度值的计数值未达到阈值的情况等、不能确定整体颜色和文字周边颜色的情况下，前景层生成部31也可以是进行将前景层颜色确定为无彩色的处理的方式。作为无彩色，采用白色或特定浓度的灰色即可。此外，前景层生成部31也可以是无条件地进行将前景层颜色确定为无彩色的处理的方式。在该方式的情况下，在将压缩文件解压缩后再现的图像中，由白色等无彩色再现文字边缘，并且所再现的图像中的文字以无彩色为边界。

接下来，说明生成背景层(使用原图像的全景层)的处理的具体例子。图8是表示原图像的例子的示意图。图8A表示原图像中的文字的背景是白色的例子，图8B表示文字的背景是有彩色的例子，图8C表示原图像中文字的背景存在多种颜色的例子。图9是表示检测文字边缘的结果的例子的示意图。图9表示从图8所示的原图像检测文字边缘来生成二值图像的例子，图中的黑色部分是像素浓度值为1的部分，图中的白色部分是像素浓度值为0的部分。

图10是表示从图8A所示的原图像求出整体颜色的例子的示意图。前景层生成部31在步骤S3的处理中，如图10A所示，针对将原图像整体分割而成的多个块的各个，求出代表浓度值。虽然在图10A中表示了将原图像的一部分分割为三个块，但是实际上是将原图像整体由多个块分割。前景层生成部31将包含在块内的像素的浓度值平均，将所得到的平均浓度值四舍五入后的值作为块的代表浓度值。作为将平均浓度值四舍五入的方法，例如使用如下方法。在由8位表示0～255的浓度值的情况下，通过增加第9位的0以9位来表示浓度值，在浓度值上增加+16，取与前4位为1后5位为0的480(二进制数表示为111100000)的每一位的逻辑积。在取逻辑积而得到的值为32以上的情况下，对取逻辑积后的值加-1，并将得到的值作为浓度值。具体地，在浓度值为255的情况下，255+16＝271(二进制数表示为100001111)，当取与480的逻辑积时，成为100001111&111100000＝100000000(＝256)，由于是32以上的值，所以加上-1，成为256-1＝255。在逻辑积的结果为小于等于31的情况下，将逻辑积的结果作为浓度值。通过这样的计算，能够将浓度值四舍五入为0、31、63、95、127、159、191、223、255中的任意值。前景层生成部31计数在各块得到的代表浓度值。图10B为表示计数结果的特性图，横轴是代表浓度值，纵轴是各代表浓度值的计数值。计数值与具有各代表浓度值的块的数量相对应。根据图10B所示的计数结果，前景层生成部31将计数值最大的代表浓度值(＝255)作为整体颜色。

图11是表示从图8A所示的原图像求出文字周边颜色的例子的示意图。前景层生成部31在步骤S4的处理中，如图11A所示，在原图像中的观察像素是在检测出文字边缘的二值图像上浓度值为1的像素的情况下，将在以观察像素为中心的块中包含的像素内不包括在文字区域中的像素的浓度值平均，并且将得到的平均浓度值四舍五入后的值作为块的代表浓度值。在步骤S4中使用的块是比步骤S3中的块小的块，此外，由于以原图像中的各像素为中心，所以与其他块重合。前景层生成部31对就与文字边缘对应的像素的每一个而言所得到的代表浓度值计数。图11B为表示计数结果的特性图，横轴是代表浓度值，纵轴是各代表浓度值的计数值。计数值与各代表浓度值相关的像素数相对应。前景层生成部31将计数值为阈值以上的代表浓度值(＝255)作为文字周边颜色。在图10和图11的例子中，文字周边颜色是单一的，由于整体颜色和文字周边颜色的差的绝对值未达到阈值(例如64)，所以前景层生成部31确定检测出的整体颜色(＝255)为前景层颜色。

图12表示对图8A所示的原图像进行图像处理的结果。图12A表示全景层，图12B表示前景层。全景层与原图像几乎是相同的图像，前景层是表示文字边缘的二值图像。在图12B中文字边缘由黑色表示，但是实际上文字边缘的部分是白色，除此以外都是透明的。通过对前景层进行可逆压缩，对全景层进行不可逆压缩，生成压缩文件。图12C表示将压缩文件解压缩后的图像。由作为整体颜色的白色再现文字边缘，并且图像中的文字以白色为边界。

图13是表示从图8B所示的原图像求出整体颜色的例子的示意图。前景层生成部31在步骤S3的处理中，如图13A所示，针对将原图像整体分割而成的多个块中的每一块，求出代表浓度值，并将在各块得到的代表浓度值计数。图13B为表示计数结果的特性图，横轴是代表浓度值，纵轴是各代表浓度值的计数值。根据计数结果，前景层生成部31将计数值为最大的代表浓度值(＝255)作为整体颜色。

图14是表示从图8B所示的原图像求出文字周边颜色的例子的示意图。前景层生成部31在步骤S4的处理中，如图14A所示，在原图像中的观察像素是在检测文字边缘所得的二值图像上浓度值为1的像素的情况下，求出代表在以观察像素为中心的块中所包含的像素内不包含在文字区域中的像素的浓度的代表浓度值，并且就与文字边缘对应的像素中的每一个而言将所得到的代表浓度值计数。图14B为表示计数结果的特性图，横轴是代表浓度值，纵轴是各代表浓度值的计数值。当阈值为250时，由于代表浓度值＝159的计数值超过阈值，所以将代表浓度值＝159作为文字周边颜色。根据图13和图14所示的结果，文字周边颜色是单一的，整体颜色和文字周边颜色的差的绝对值在阈值(＝64)以上，因此前景层生成部31确定检测出的文字周边颜色(＝159)为前景层颜色。

图15是表示对图8B所示的原图像进行图像处理的结果。图15A表示全景层，图15B表示前景层。全景层与原图像是大致相同的图像，前景层是表示文字边缘的二值图像。在图15B中文字边缘由黑色表示，但是实际上前景层的颜色被指定为文字周边颜色。图15C表示将压缩文件解压缩后的图像。由浓度值159的文字周边颜色再现文字边缘，并且使图像中的文字以浓度值159的颜色为边界。

图16是表示从图8C所示的原图像求出整体颜色的例子的示意图。前景层生成部31在步骤S3的处理中，如图16A所示，针对将原图像整体分割而成的多个块中的每一块，求出代表浓度值，并将在各块得到的代表浓度值计数。图16B为表示计数结果的特性图，横轴是代表浓度值，纵轴是各代表浓度值的计数值。根据计数结果，前景层生成部31将计数值为最大的代表浓度值(＝255)作为整体颜色。

图17是表示从图8C所示的原图像求出文字周边颜色的例子的示意图。前景层生成部31在步骤S4的处理中，如图17A所示，在原图像中的观察像素是在检测出文字边缘所得的二值图像上浓度值为1的像素的情况下，求出代表在以观察像素为中心的块中所包含的像素内不包含在文字区域中的像素的浓度的代表浓度值，并且就与文字边缘对应的像素中的每一个而言将所得到的代表浓度值计数。图17B为表示计数结果的特性图，横轴是代表浓度值，纵轴是各代表浓度值的计数值。当阈值为250时，代表浓度值＝31和159的计数值超过阈值，所以将代表浓度值＝31和159作为文字周边颜色检出。前景层生成部31在步骤S6的处理中，选择在浓度值＝31和159的文字周边颜色中与整体颜色的浓度差为最小的浓度值＝159的文字周边颜色。然后，由于整体颜色(＝255)和文字周边颜色(＝159)的差的绝对值在阈值(＝64)以上，并且在文字周边颜色内浓度值＝159的计数值为最大，所以前景层生成部31确定检测出的浓度值＝159的文字周边颜色为前景层颜色。

图18是表示对图8C所示的原图像进行图像处理的结果。图18A表示全景层，图18B表示前景层。全景层与原图像是大致相同的图像，前景层是表示文字边缘的二值图像。在图18B中文字边缘由黑色表示，但是实际上前景层的颜色被指定为浓度值＝159的文字周边颜色。图18C表示将压缩文件解压缩后的图像。文字边缘由浓度值159的文字周边颜色再现，并且图像中的文字以浓度值159的颜色为边界。

另外，在前景层生成部31确定前景层颜色为无彩色的情况下，文字边缘由白色等无彩色再现。图19是表示在使前景层颜色为白色的情况下将图8C所示的原图像压缩而得到的压缩文件被解压缩后的图像的示意图。文字边缘由白色再现，并且再现的图像中的文字以白色为边界。

如上面详细的描述，在本发明中，当压缩包含文字的原图像时，检测原图像中的文字边缘，生成以二值图像表示检测出的边缘的前景层，确定前景层的颜色为与文字不同的特定的颜色，可逆压缩前景层，并将原图像作为背景层进行不可逆压缩。通过检测文字边缘而不是整体文字来生成前景层，从而容易将文字从背景分离，并且通过将文字载入背景层，能够抑制压缩后的图像中的文字变形。此外，通过将前景层的颜色确定为与文字的颜色不同的特定颜色，则从压缩文件再现图像时，以特定颜色再现文字的边缘，并且图像中的文字以特定颜色为边界，由此提高文字的视认性。此外，通过不可逆压缩背景层，能够抑制压缩文件的大小。

此外，在本发明中，通过将前景层的颜色确定为代表原图像整体颜色的整体颜色，在从压缩文件再现的图像中，以整体颜色再现文字边缘，并且图像中的文字以图像的底色为边界。由此，通过明确文字和背景的边界，使文字的视认性提高，并且能够防止文字以与图像颜色不同的不自然的颜色为边界，抑制图像再现性的降低。

此外，在本发明中，能够将前景层的颜色确定为作为原图像中的文字周边的颜色的文字周边颜色。由此，在从压缩文件再现的图像中，以文字周边颜色再现文字边缘，并且图像中的文字以文字周边颜色为边界。特别地，在整体颜色与文字周边颜色的差较大的情况下，通过将前景层的颜色确定为文字周边颜色，即使是文字周边颜色与其他部分的颜色不同的原图像，也能够防止在再现图像中文字以周边颜色不同的不自然的颜色为边界，并且抑制图像再现性的降低。

此外，在本发明中，也能够将前景层的颜色确定为白色或特定浓度的灰色等无彩色。由于光学读取文件所得到的图像等原图像大多是底色为白色或淡灰色等无彩色，因此在从压缩文件再现的图像中，以作为底色的无彩色再现文字的边缘，并且图像中的文字以图像的底色为边界。由于不需要将前景层的颜色确定为有彩色的处理，并且无彩色比有彩色的信息量小，所以能够使压缩图像的处理简化，并且能够使压缩文件的大小更小。此外，特别地，在不能确定整体颜色和文字周边颜色的情况下，通过将前景层颜色确定为无彩色，即使在原图像中的色彩剧烈变化的情况下，也能够尽可能使文字以自然的颜色作为边界。

进一步地，在本发明中，在采用全景层作为背景层并使其低分辨率化后，进行全景层的不可逆压缩。由于包含在原图像中的文字的微小形状能够由前景层再现，所以即使将全景层低分辨率化，对图像再现性的影响也很小。因此，不会使图像的再现性劣化，并且能够使压缩文件的大小进一步地降低。

(实施方式2)

在实施方式1中示出了本发明的图像压缩装置构成图像形成装置的一部分的方式，但是在实施方式2中，示出为本发明的图像压缩装置构成扫描仪装置的一部分的方式。图20是表示包含实施方式2的图像压缩装置的扫描仪装置的内部功能结构的方块图。扫描仪装置包括光学读取彩色图像的彩色图像输入装置11，在该彩色图像输入装置11上连接有图像处理装置4。在图像处理装置4上经由通信电缆或通信网络连接有个人计算机(PC)等未图示的主机装置。在彩色图像输入装置11和图像处理装置4上连接有操作面板12。

彩色图像输入装置11进行与实施方式1相同的处理，并且将读取彩色图像而得到的RGB模拟信号输出到图像处理装置4。图像处理装置4构成为由A/D转换部20将从彩色图像输入装置11输入的模拟信号转换为数字信号，并且以阴影修正部21、原稿种类判别部22、输入灰度等级修正部23、区域分离处理部24和压缩处理部3的顺序传送。压缩处理部3对应于本发明的图像压缩装置。A/D转换部20、阴影修正部21、原稿种类判别部22和输入灰度等级修正部23的结构与实施方式1相同。区域分离处理部24将从输入灰度等级修正部23输入的RGB信号输出到压缩处理部3。

压缩处理部3的结构与实施方式1相同，压缩处理部3从区域分离处理部24被输入RGB信号构成的图像数据，与实施方式1同样地执行本发明的图像压缩方法，由此生成将输入的图像数据压缩后的压缩文件。此外，压缩处理部3将生成的压缩文件输出到未图示的主机装置。主机装置接收图像处理装置4输出的压缩文件，执行压缩文件的存储、将压缩文件向外部的发送、或者基于压缩文件的图像输出等处理。另外，也可以是采用数字照相机代替彩色图像输入装置11的方式。

如上所述，在本实施方式中，也与实施方式1同样地，在压缩包含文字的原图像时，检测出文字边缘并使其作为前景层，将前景层的颜色确定为与文字的颜色不同的特定颜色，由此能够提高从压缩文件再现图像时文字的视认性。因此，本实施方式的扫描仪装置，能够生成可降低压缩文件的大小、并且能够提高再现图像时文字的视认性的压缩文件。

(实施方式3)

在实施方式3中，示出为采用通用的计算机实现本发明的图像压缩装置的方式。图21是表示实施方式3的本发明的图像压缩装置5的内部结构的方块图。本实施方式的图像压缩装置5构成为采用PC或服务器装置等通用计算机，包括：进行运算的CPU51；存储伴随运算而产生的临时信息的RAM52；从光盘等本发明的记录介质6读取信息的CD-ROM驱动器等驱动部53；和硬盘等存储部54。CPU51从本发明的记录介质6中将本发明的计算机程序61读取到驱动部53中，并将读取的计算机程序61存储在存储部54中。根据需要，从存储部54向RAM52中载入计算机程序61，并且CPU51基于载入的计算机程序61对图像压缩装置5执行需要的处理。

此外，图像压缩装置5包括：输入基于使用者操作的各种处理指示等信息的键盘或指示器等输入部55；和显示各种信息的液晶显示器等显示部56。进一步地，图像压缩装置5还包括：能连接到未图示的外部通信网络上的发送部57；和连接到输入图像数据的外部输入装置62上的接收部58。发送部57是网卡或调制解调器等，输入装置62是平板扫描仪、胶片扫描仪或数字照相器等。输入装置62光学读取图像来生成图像数据，将生成的图像数据发送到图像压缩装置5，接收部58接收从输入装置62发送来的图像数据。此外，发送部57能够经由未图示的通信网络，通过传真或电子邮件等通信方法将数据发送到外部。

CPU51将本发明的计算机程序61载入RAM52中，并根据载入的计算机程序61执行本发明的图像压缩方法所涉及的处理。即，在接收部58中从输入装置62输入图像数据的情况下，CPU51执行与实施方式1中的前景层生成部31、可逆压缩部32、低分辨率化部35、不可逆压缩部34和压缩文件生成部33进行的处理相同的前景层生成处理、可逆压缩处理、低分辨率化处理、不可逆压缩处理和压缩文件生成处理。由此，CPU51进行生成将接收的图像数据压缩的压缩文件的处理。CPU51将生成的压缩文件存储在存储部54中。此外，CPU51根据载入的计算机程序61，进行使发送部57将生成的压缩文件或从存储部54读取的压缩文件发送到外部的处理。

如上所述，在本实施方式中，也与实施方式1和2同样地，在压缩包含文字的原图像时，通过检测文字边缘以作为前景层，并以与文字颜色不同的特定颜色确定前景层的颜色，能够提高从压缩文件再现图像时文字的视认性。因此，本实施方式的图像压缩装置，能够生成降低压缩文件的大小、并且能够提高再现图像时文字的视认性的压缩文件。

另外，记录有本发明的计算机程序61的本发明的记录介质6可以是磁带、磁盘、可移动型硬盘、CD-ROM/MO/MD/DVD等光盘或IC卡(包含存储卡)/光卡等卡型记录介质中的任何一种形态。此外，本发明的记录介质6安装在图像压缩装置5中，并且可以是记录介质6的记录内容能够由CPU51读取的半导体存储器，即掩膜ROM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory，可擦可编程只读存贮器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪ROM等。

此外，本发明的计算机程序61可以是经由因特网或LAN等通信网络从与图像压缩装置5连接的未图示的外部服务器装置下载到图像压缩装置5并存储在存储部54中的方式。在该方式的情况下，为了下载计算机程序61而需要的程序可以预先存储在存储部54中，或者可以使用驱动部53从规定的记录介质读取而存储在存储部54中，并根据需要载入RAM52中。

此外，虽然在以上的实施方式1～3中示出了进行抽出与文字对应的像素作为前景层包含的像素的处理的方式，但是不限于此，本发明也可以是进行抽出与线条对应的像素作为前景层包含的像素的处理的方式。此外，本发明也可以是进行抽出与文字和线条对应的像素作为前景层包含的像素的处理的方式。

本发明可以具体实施为多种形式，而不脱离本发明的本质特性的精神，所以本实施方式是示例性的而不是限制性的，本发明的范围由所附的权利要求限定，而不是由上述说明限定，因此所有落入权利要求范围内的改变或其范围内的等价物应该都包含在权利要求中。

Claims (6)

1.一种图像压缩装置，其特征在于，包括：

接收部，其接收表示原图像的图像数据；

检测部，其对在所述接收部接收的图像数据所表示的所述原图像中包含的文字和/或线条的边缘区域进行检测；

二值图像数据生成部，其基于所述接收部接收的图像数据，生成以不同的像素值表示所述检测部检测出的边缘区域和其他区域的二值图像数据；

可逆压缩部，其对所述二值图像数据生成部生成的所述二值图像数据进行可逆压缩；

不可逆压缩部，其对所述接收部接收的图像数据进行不可逆压缩；

颜色信息生成部，其生成表示不同于所述文字和/或线条的颜色的所述二值图像数据的颜色信息；和

压缩文件生成部，其生成压缩文件，该压缩文件包含所述可逆压缩部可逆压缩的所述二值图像数据、所述不可逆压缩部不可逆压缩的所述图像数据和所述颜色信息生成部生成的所述颜色信息。

2.根据权利要求1所述的图像压缩装置，其特征在于，还包括：

抽出部，其抽出表示在所述接收部接收的图像数据所表示的所述原图像中包含的文字和/或线条的像素；

指定部，其对在所述抽出部抽出的像素中其他的表示文字和/或线条的像素配置在两侧、四邻近、或八邻近的位置上的像素进行指定；和

去除部，其将所述指定部指定的像素从所述抽出部抽出的像素中去除，

所述检测部检测出的边缘区域是由在所述去除部去除以后的所述抽出部抽出的像素构成的区域。

3.根据权利要求1所述的图像压缩装置，其特征在于：

在对所述压缩文件生成部生成的所述压缩文件进行解压缩时，解压缩后的图像具有以所述颜色信息生成部生成的所述颜色信息所表示的颜色进行再现的所述边缘区域。

4.根据权利要求1～3所述的图像压缩装置，其特征在于：

所述颜色信息生成部生成的颜色信息表示无彩色。

5.根据权利要求1～3所述的图像压缩装置，其特征在于，还包括：

整体颜色选定部，其选定代表所述接收部接收的图像数据所表示的所述原图像整体的整体颜色；

周边颜色选定部，其选定代表所述检测部检测出的边缘区域的周边区域的周边颜色；和

选择部，其选择所述整体颜色选定部所选定的整体颜色或所述周边颜色选定部所选定的周边颜色，

所述颜色信息生成部生成表示所述选择部所选择的颜色的颜色信息。

6.一种图像压缩方法，其使用图像输入装置和图像压缩装置对图像数据进行压缩，该图像压缩方法的特征在于，包括以下步骤：

将原图像输入所述图像输入装置；

基于输入的所述原图像形成图像数据；

将形成的所述图像数据发送到所述图像压缩装置；

对在所述图像压缩装置接收的所述图像数据所表示的所述原图像中包含的文字和/或线条的边缘区域进行检测，

基于所述图像压缩装置接收的图像数据，生成以不同的像素值表示检测出的所述边缘区域和其他区域的二值图像数据；

对生成的所述二值图像数据进行可逆压缩；

对所述图像压缩装置接收的图像数据进行不可逆压缩；

生成表示不同于所述文字和/或线条的颜色的所述二值图像数据的颜色信息；和

生成包含被可逆压缩的所述二值图像数据、被不可逆压缩的所述图像数据和生成的所述颜色信息的压缩文件。

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