CN1525403A

CN1525403A - 图像处理装置

Info

Publication number: CN1525403A
Application number: CNA2004100045687A
Authority: CN
Inventors: 三泽玲司
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2004-09-01
Anticipated expiration: 2024-02-23
Also published as: JP2004260327A; US7386168B2; US20040165782A1; CN1301492C; JP4047192B2

Abstract

本发明公开了一种图像处理装置。用2值化部将多值图像2值化。用区域指定部A指定2值图像中的字符区域的位置，并判定被指定的字符区域是否为反转字符区域。用区域指定部B指定字符区域中的单位字符区域的位置。用缩小部将多值图像缩小。用代表色抽取部，基于表示字符区域是否为反转字符区域的区域类别信息、单位字符区域的位置信息和缩小多值图像，抽取单位字符区域的代表色。用字符区域填充部，基于字符区域的位置信息，将缩小多值图像的字符区域用其周围色进行填充。用JPEG压缩部，对填充缩小多值图像进行压缩。用MMR压缩部，对与字符区域对应的部分2值图像进行压缩。输出包括位置信息、由各压缩部生成的压缩码、单位字符区域的代表色信息的压缩数据。

Description

图像处理装置

技术领域

本发明涉及压缩所输入的多值图像的图像处理装置、对用该图像处理装置生成的压缩数据进行解压缩的图像处理技术。

背景技术

近年来，随着扫描器的普及，文档的电子化也不断发展。如果以全彩色位图的形式保存电子化后的文档，则例如，A4尺寸时，按读取分辨率300dpi，约是24MB，所需存储器将非常大。如此大容量的数据是不适合附在电子邮件中进行发送的。

因此，通常将全彩色图像进行压缩，其压缩方法已知有JPEG。JPEG对压缩照片等自然图像非常有效，但如果对字符部分进行JPEG压缩，则会发生称为蚊式噪声的图像劣化。因此，以往有如下方法：将输入的图像区域分割成字符区域和照片区域，字符区域部分在2值化后进行MMR压缩，照片区域部分进行JPEG压缩，由此也可在保持字符区域的品质的基础上，用较小的数据量来表示全彩色图像。

该方法的特征为：在解压缩时，2值图像的白的部分通过使JPEG图像透明来表示，黑的部分以载有代表色的字符来表示。另外，作为其它的特征是，对每个单位字符分配1种颜色。这样，可以除去原来以单色表示的字符图像的扫描读入所引起的不规则，并且，如果使用于压缩系统，则可以得到高像质高压缩率。

另外，提出有如下方案：作为升级技术，在压缩时的JPEG压缩前，用字符附近的颜色对字符区域进行填充，由此使压缩率进一步提高。再有，以前也提出，在字符区域部分，抽取字符代表色的颜色抽取技术是必不可少的。该颜色抽取技术是指输入字符区域的2值图像和其字符区域的坐标及彩色图像，从彩色图像中抽取字符区域部分中所希望的颜色。

但是，在以往技术中，由于不能指定(specify)反转了颜色的反转字符区域部分，所以存在在反转字符区域实施JPEG压缩，反转字符部分发生劣化的问题。

近年来，指定反转字符区域部分的技术被提出，进行反转字符区域的颜色抽取的技术成为必需的。这里，如果原样使用以往的颜色抽取技术，会存在以下问题，即，将原样再现(抽取)因扫描器读入产生的不规则和压缩作用而弥散到输入图像中的反转字符区域的颜色。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种图像处理技术，可以生成良好的复原图像，且能进行不降低压缩对象的图像品质的图像压缩。

为了达到上述目的，本发明的图像处理装置具备以下结构。即，提供一种图像处理装置，对输入的多值图像进行压缩，其特征在于，包括：

2值化装置，把上述多值图像2值化；

第1区域指定装置，指定由上述2值化装置2值化后的2值图像中的字符区域的位置，且判定所指定的字符区域是否为反转字符区域；

第2区域指定装置，指定由上述第1区域指定装置指定的字符区域中的单位字符区域的位置；

缩小装置，缩小上述多值图像；

代表色抽取装置，根据表示由上述第1区域指定装置指定的字符区域是否为反转字符区域的区域类别信息，和由上述第2区域指定装置指定的单位字符区域的位置信息，以及上述缩小多值图像，抽取上述单位字符区域的代表色；

填充装置，根据由上述第1区域指定装置指定的字符区域的位置信息，将上述缩小多值图像的字符区域内的单位字符区域用其周围色进行填充；

第1压缩装置，对由上述填充装置生成的填充缩小多值图像进行压缩；

第2压缩装置，对与上述第1区域指定装置所指定的字符区域对应的部分2值图像进行压缩；

输出装置，输出压缩数据，该压缩数据包括：由上述第1和第2区域指定装置指定的位置信息、由上述第1和第2压缩装置生成的第1和第2压缩码、由上述代表色抽取装置抽取的单位字符区域的代表色信息。

另外，上述代表色抽取装置最好具备：

平均色计算装置，利用由上述第2区域指定装置指定的单位字符区域的位置信息，参照上述缩小多值图像的颜色信息，计算出上述单位字符区域的平均色；

第1直方图生成装置，根据上述平均色计算装置所生成的单位字符区域的平均色，生成第1直方图；

抽取装置，基于上述第1直方图，抽取成为上述单位字符区域的代表色的候选色的候选代表色；

颜色分配装置，基于表示上述第1区域指定装置所指定的字符区域是否为反转字符区域的区域类别信息，和由上述抽取装置抽取的候选代表色和上述单位字符区域的平均色，将上述候选代表色分配给上述单位字符的代表色。

另外，最好是具备：

第2直方图生成装置，上述2值化装置生成基于上述多值图像的第2直方图；

2值化阈值计算装置，基于上述第2直方图，计算出用于对上述多值图像进行2值化的2值化阈值。

另外，最好是，上述第1区域指定装置，把在上述2值图像中对取预定值的像素进行轮廓线跟踪而指定的区域组，分别指定为字符区域和自然图像区域，且对于字符区域指定是否为反转字符区域，并指定表示上述区域组的各区域的位置信息、大小信息和其种类的属性信息。

另外，最好是，上述第2区域指定装置，把由上述第1区域指定装置指定的字符区域中的取预定值的像素的集合指定为单位字符区域，并指定上述单位字符区域的位置信息和大小信息。

另外，最好是，上述平均色计算装置利用由上述第2区域指定装置所指定的单位字符区域的位置信息，参照与上述单位字符区域内的取预定值的像素对应的上述缩小多值图像的颜色信息，由此计算出该单位字符区域的平均色。

另外，最好是，上述第1直方图生成装置利用由上述平均色计算装置所计算出的单位字符区域的平均色，生成由上述单位字符区域构成的字符区域内的色空间直方图，作为第1直方图。

另外，上述抽取装置从上述色空间直方图中输出频率高的颜色分布开始，按顺序抽取成为上述单位字符区域的代表色的候选色的候选代表色。

另外，最好是，上述颜色分配装置计算由上述抽取装置所抽取的候选代表色和上述单位字符区域的平均色之间的色空间上的距离，当该距离在预定范围之内时，将上述候选代表色作为上述单位字符区域的代表色来进行分配。

另外，最好是，上述颜色分配装置计算由上述抽取装置所抽取的候选代表色和上述单位字符区域的平均色之间的色空间上的距离，当该距离在预定范围之内，且由单位字符区域构成的字符区域是反转字符区域时，将预定色作为上述单位字符区域的代表色来进行分配。

另外，最好是，上述缩小装置利用分辨率变换参数，通过对上述多值图像进行分辨率变换而缩小该多值图像。

另外，最好是，上述填充装置基于由上述第1区域指定装置所指定的字符区域的位置信息，将与相应于由上述缩小装置所设定的缩小率的位置相对应的上述缩小多值图像的字符区域内的单位字符区域，用其周围色进行填充。

另外，最好是，上述第1压缩装置为JPEG压缩标准。

另外，最好是，上述第2压缩装置为MMR压缩标准。

另外，最好是，还具有对上述压缩数据进行可逆压缩的第3压缩装置。

用于达到上述目的的本发明的图像处理装置具有以下结构。即，一种对压缩数据进行解压缩的图像处理装置，其特征在于，包括：

输入装置，输入压缩数据，该压缩数据包括：对将多值图像2值化后的2值图像中的字符区域或反转字符区域进行了压缩的第1压缩码；对缩小多值图像进行压缩后的第2压缩码，该缩小多值图像是将上述多值图像的缩小多值图像的字符区域或反转字符区域内的单位字符区域用其周围色进行了填充的图像；上述字符区域或反转字符区域的位置信息；该字符区域或反转字符区域内的单位字符区域的代表色信息；

第1解压缩装置，对上述压缩数据中的上述第1压缩码进行解压缩；

第2解压缩装置，对上述压缩数据中的上述第2压缩码进行解压缩；

放大装置，对由上述第2解压缩装置解压缩后的缩小多值图像进行放大；

合成装置，基于上述压缩数据中的上述位置信息和上述代表色，把由上述第1解压缩装置解压缩后的2值图像和由上述放大装置放大后的多值图像进行合成。

用于达到上述目的的本发明的图像处理方法具有以下结构。即，一种图像处理方法，对输入的多值图像进行压缩，其特征在于，包括：

2值化步骤，把上述多值图像2值化；

第1区域指定步骤，指定由上述2值化步骤2值化后的2值图像中的字符区域的位置，且判定所指定的字符区域是否为反转字符区域；

第2区域指定步骤，指定由上述第1区域指定步骤指定的字符区域中的单位字符区域的位置；

缩小步骤，缩小上述多值图像；

代表色抽取步骤，根据表示由上述第1区域指定步骤指定的字符区域是否为反转字符区域的区域类别信息，和由上述第2区域指定步骤指定的单位字符区域的位置信息，以及上述缩小多值图像，抽取上述单位字符区域的代表色；

填充步骤，根据由上述第1区域指定步骤指定的字符区域的位置信息，将上述缩小多值图像的字符区域内的单位字符区域用其周围色进行填充；

第1压缩步骤，对由上述填充步骤生成的填充缩小多值图像进行压缩；

第2压缩步骤，对与上述第1区域指定步骤所指定的字符区域对应的部分2值图像进行压缩；

输出步骤，输出压缩数据，该压缩数据包括：由上述第1和第2区域指定步骤指定的位置信息、由上述第1和第2压缩步骤生成的第1和第2压缩码、由上述代表色抽取步骤抽取的单位字符区域的代表色信息。

用于达到上述目的的本发明的图像解压缩方法具有以下结构。即，一种对压缩数据进行解压缩的图像处理方法，其特征在于，包括：

输入步骤，输入压缩数据，该压缩数据包括：对将多值图像2值化后的2值图像中的字符区域或反转字符区域进行了压缩的第1压缩码；对缩小多值图像进行压缩后的第2压缩码，该缩小多值图像是将上述多值图像的缩小多值图像的字符区域或反转字符区域内的单位字符区域用其周围色进行了填充的图像；上述字符区域或反转字符区域的位置信息；该字符区域或反转字符区域内的单位字符区域的代表色信息；

第1解压缩步骤，对上述压缩数据中的上述第1压缩码进行解压缩；

第2解压缩步骤，对上述压缩数据中的上述第2压缩码进行解压缩；

放大步骤，对由上述第2解压缩步骤解压缩后的缩小多值图像进行放大；

合成步骤，基于上述压缩数据中的上述位置信息和上述代表色，把由上述第1解压缩步骤解压缩后的2值图像和由上述放大步骤放大后的多值图像进行合成。

本发明的其它特征和优点，通过以下的结合附图的说明将得以明确。在这些附图中，相同的参照标号表示相同或相似的部分。

附图说明

附图包括在说明书中并构成该说明书的一部分，说明附图本发明的具体实施方式，并与说明书一起解释本发明的原理。

图1是表示本发明实施方式的图像压缩装置的概略结构的图。

图2是表示本发明实施方式的输入图像的一例的图。

图3是表示本发明实施方式的2值化部所执行的2值化处理的流程图。

图4是表示本发明实施方式的输入图像的直方图的一例的图。

图5是表示本发明实施方式的区域指定部A所执行的处理的流程图。

图6是表示本发明实施方式的区域指定部B所执行的处理的流程图。

图7是表示本发明实施方式的2值图像的一例的图。

图8是表示本发明实施方式的区域指定部A的处理结果的一例的图。

图9是表示本发明实施方式的区域指定部B的处理结果的一例的图。

图10是表示本发明实施方式的代表色抽取部所执行的处理的流程图。

图11是表示本发明实施方式的代表色抽取处理的详细情况的流程图。

图12A是表示本发明实施方式的步骤S1006的代表色抽取和颜色分配的处理的详细情况的流程图。

图12B是表示本发明实施方式的步骤S1503的详细情况的流程图。

图13是用于说明本发明实施方式的代表色抽取部的处理的图。

图14是用于说明本发明实施方式的代表色抽取部的处理的图。

图15是表示本发明实施方式的字符区域填充部所执行的处理的流程图。

图16是表示本发明的实施方式的图像解压缩装置的概略结构的图。

具体实施方式

下面，用附图详细说明本发明的实施方式。

以下说明的实施方式的图像压缩装置及图像解压缩装置的各构成要素的相对配置、各处理所使用的数学公式、数值等，如果没有指定的记载，该发明的范围不只限于这些。

图1是表示本发明实施方式的图像压缩装置的概略结构的图。

在图1中，实线表示图像的流向和输入，虚线表示信息的流向和输入。

彩色多值图像的输入图像101在2值化部102中进行2值化，生成2值图像103。区域指定部A104以2值图像103为输入，通过例如取预定值的像素(例如，黑像素)的轮廓线跟踪等检测字符区域，生成字符区域坐标106。字符区域坐标106是表示字符区域的位置(坐标)和大小的信息。并且，通过区域指定部A104指定字符区域，显然也就指定了表示除此之外的照片和插图等的自然(灰阶)图像的自然图像区域的位置和大小。进一步说，也另外生成用于指定各区域的种类的属性信息(字符和图像)。

区域指定部B105，以由2值图像103和区域指定部A104所生成的字符区域坐标106为输入，指定字符区域内的各字符(单位字符区域)的位置和大小。为了使说明简单，在实施方式1中，使各单位字符区域的位置和大小的信息也追加到字符区域坐标106中。并且，根据由区域指定部A104所生成的字符区域坐标106，生成每个字符区域的2值图像(部分2值图像107)。并且，多值图像112通过缩小部113而缩小，生成缩小多值图像114。

另外，缩小部113根据所设定的分辨率变换参数，进行多值图像112的分辨率变换。并且，该分辨率变换参数可以根据处理对象的多值图像的空间频率进行适当的控制。例如，多值图像的高频成分较小时，可以控制该分辨率变换参数，使得变换成比高频成分较大时更低的分辨率。

代表色抽取部110输入并参照部分2值图像107和字符区域坐标106以及缩小多值图像114，使部分2值图像107的黑色部分与缩小多值图像114进行位置对应，并计算出字符区域中的各单位字符区域的各字符代表色111。另外，多值图像112和输入图像101相同。

字符区域填充部115输入并参照部分2值图像107和缩小多值图像114以及字符区域坐标106，对缩小多值图像114上的各字符区域或每个单位字符区域，用其周围色进行全涂处理(置换为周围色的处理)。

进行以上处理之后，部分2值图像107各自按顺序由MMR压缩部108压缩成为压缩码A109。并且，由字符区域填充部115填充后的填充缩小多值图像，由JPEG压缩部116进行JPEG压缩，成为压缩码B117。另外，也可以使用MMR压缩以外的2值图像压缩，如，JBIG压缩、MR压缩、MH压缩等来代替MMR压缩部108。

这样生成压缩数据118，该压缩数据118结合了从各结构要素得到的字符区域坐标106、压缩码A109、各字符代表色111、压缩码B117的数据组。还可以把该压缩数据118进行可逆压缩，成为PDF等。

另外，输入图像101中不存在字符区域时，压缩数据118成为只有压缩码B117。

另外，作为实现图像压缩装置和对后述的用该图像压缩装置生成的压缩数据进行解压缩的图像解压缩装置的硬件结构，例如，可以用个人计算机等的通用计算机来实现。并且，在该通用计算机中，作为其标准构成要素，具有例如CPU、RAM、ROM、硬盘、外部存储装置、网络接口、显示器、键盘、鼠标等。

另外，这些图像要素装置和图像解压缩装置也可以用作为对这样的通用计算机的扩展卡的专用硬件来实现。

另外，作为安装这些图像压缩装置和图像解压缩装置的装置的具体例子，可以举出如下几个：具有网络通信功能的多功能机(具有复印、打印、扫描、传真功能等的装置)、彩色扫描器、彩色传真机等。

下面，用图2和图3说明2值化部102所执行的2值化处理。

图2是表示本发明实施方式的输入图像的一例的图。另外，图3是表示本发明实施方式的2值化部所执行的2值化处理的流程图。

在图2中，输入图像201为彩色多值图像，区域203的字符是白色，区域204的字符是黄色，区域205的字符是蓝色，区域207的字符是黑色，区域206的图像是任意的多色。另外，该输入图像201是用扫描器读取的图像时，虽然包括其读取时的不规则和JPEG压缩的劣化，但显然不包括劣化的图像也是本实施方式的对象。

以下作为例子，假设是用扫描器读取输入图像101后的RGB数据(24比特)，首先，在步骤S301中根据下述变换式进行亮度变换，生成亮度图像。

Y＝0.299×R+0.587×G+0.114×B

然后，在步骤S302中生成亮度图像的全部直方图。这里，图4是直方图的例图。在图4中，横轴是Y信号的亮度级0-255，纵轴表示其出现的频率。在图4中，401是字符或图像的分布，402是背景信息的分布。

然后，在步骤S303中计算出最适合的2值化阈值T。但是，这里的2值化阈值T的计算方法不特别进行限定。在图4中，例如把分布401和分布402的顶点的亮度级间的中间点403作为2值化阈值T。

最后，在步骤S304中，基于2值化阈值T把亮度图像2值化。

通过以上处理生成图1的2值图像103。并且，将图2的多值图像201进行2值化后的2值图像成为如图7的2值图像701那样。

下面，用图5说明区域指定部A104所执行的处理。

图5是表示本发明实施方式的区域指定部A104所执行的处理的流程图。

首先，在步骤S501中，参照2值图像103的黑像素进行轮廓线跟踪。其次，在步骤S502中，对已被跟踪的轮廓线内再次进行跟踪，根据其跟踪结果，从轮廓线内的区域指定字符区域和其位置及大小。进而，指定已被指定的字符区域是否为反转字符区域，并生成表示是否是其反转字符区域的区域类别信息，保存在存储器中。另外，字符区域以外的区域指定为自然图像区域。

通过以上处理，指定表示字符区域、反转字符区域和自然图像区域的位置、大小及其区域种类的属性。这里，在图8中表示对图7的2值图像701实施了区域指定部A104的处理的结果。在图8中，全部共有4个区域被指定，801-803是字符区域，其中，字符区域801是反转字符区域，804被指定为自然图像区域。

下面，利用图6说明区域指定部B105所执行的处理。

图6是表示本发明实施方式的区域指定部B105所执行的处理的流程图。

依次对由区域指定部A104指定的字符区域组、图8中的字符区域801-803进行用图6说明的处理。

首先在步骤S601中，判定有无未处理的字符区域。如果没有未处理的字符区域(步骤S601为NO)，则结束处理。另一方面，如果有未处理的字符区域(步骤S601为YES)，则进入步骤S602。

其次，在步骤S602中，把2值图像的取预定值(黑像素，但对反转字符区域时为白像素)的像素的集合视为单位字符，并指定单位字符区域的位置。这里，在图9中表示对图8的字符区域801实施区域指定部B105的处理后的结果。在图9中指定全部5个单位字符区域902-906。以后同样地，对图8的字符区域802、803也执行处理。

像以上那样，把由区域指定部A104和区域指定部B105所指定的字符区域·单位字符区域的区域信息(位置、大小、有无反转)作为字符区域坐标106，保存在例如图像压缩装置内的存储器(例如RAM)中。

下面，利用图10-图12A及图12B的流程图、图13和图14的说明图，对代表色抽取部110所执行的处理进行说明。

在代表色抽取部110中，如上所述，用字符区域坐标106和部分2值图像107及缩小多值图像114作为输入。部分2值图像107采用剪切2值图像103的字符区域，并保存在另外的工作存储器等的存储器中的图像。缩小多值图像114是通过缩小部113将多值图像112进行缩小后的图像，同样保存在另外的工作存储器等的存储器中。

另外，在本实施方式中，使缩小部113的缩小率为50％来进行说明。这种情况下，缩小多值图像用的工作存储器与缩小前的多值图像用的工作存储器相比，其存储器容量可减少至1/4。但是，缩小率不限于是50％，可根据用途和目的设定任意的缩小率。

在代表色抽取部110中，由于按顺序对所有的字符区域，即所有的部分2值图像107进行处理(在本实施方式中，字符区域有图8中的字符区域801-803的3个，按照该顺序进行处理)，所以最初在步骤1101中，参照字符区域坐标106，判定有无未处理的字符区域。如果没有未处理的字符区域(步骤S1101为NO)，则结束处理。另一方面，如果有未处理的字符区域(步骤S1101为YES)，则进入步骤S1102。

下面，在步骤1102中，参照字符区域坐标106，判定字符区域是否是反转字符区域。如果是反转字符区域(步骤S1102为YES)，则进入步骤S1103，通过反转处理使该反转字符区域的颜色反转。即，从白色字符变为黑色字符。之后，在代表色抽取部110中执行代表色抽取处理(步骤S1104)。

另外，对于反转字符区域，执行步骤S1103的反转处理的理由是：使对通常的字符区域实施的代表色抽取处理和处理条件共通，在代表色抽取部110中适用共通算法。但是，在代表色抽取部110的处理后，因为还必须返回成原来的反转字符区域，所以在步骤S1105中，通过再次反转处理，使在步骤S1103中实施了反转处理的字符区域的颜色进行再次反转，即，从黑色字符变为白色字符。

另一方面，在步骤S1102中，字符区域不是反转字符区域时(步骤S1102为NO)，进入步骤S1106，用代表色抽取部110执行代表色抽取处理。

下面，利用图11详细说明步骤S1104或步骤S1106的代表色抽取处理。

另外，如上所述，代表色抽取处理中的处理对象为通常的字符区域、反转字符区域两者。但是，在对反转字符区域的代表色抽取处理中伴随有后述的特别处理。因此，在本实施方式中，作为反转字符区域为处理对象时的处理例，对图9的反转字符区域901的代表色抽取处理进行说明。

首先，在步骤S1201中，将字符区域的代表色数n设定为1。这意味着“抽取第1色的颜色”。然后，在步骤S1202，参照字符区域坐标106，并参照位置上与部分2值图像107的黑像素对应的缩小多值图像114的颜色(RGB)，对每个单位字符计算出RGB的平均色。

其次，在步骤S1203中，将上述所计算出的各单位字符区域的RGB的平均色变换成YCbCr那样的、能用亮度Y和色差CbCr表示的色空间。

另外，色空间也可以是Lab或Yuv等其它的色空间，但这里用YCbCr进行说明。并且省略从RGB到YCbCr的变换式。

另外，输入图像101为JPEG图像时，具有以下特征，即，不进行JPEG解压缩时一般所进行的YCbCr-＞RGB变换，而能够以YCbCr色空间就此输入。因此，这时，不需要步骤S1203的处理，可实现更高速的处理。

例如，对上述图9的5个单位字符区域902-906实施YCbCr变换后，成为

单位字符区域902：(Y1，Cb1，Cr1)

单位字符区域903：(Y2，Cb2，Cr2)

单位字符区域904：(Y3，Cb3，Cr3)

单位字符区域905：(Y4，Cb4，Cr4)

单位字符区域906：(Y5，Cb5，Cr5)。

然后，在步骤S1204中，作为步骤S1205的直方图生成的准备，进行直方图初始化(直方图清除)。然后，在步骤S1205中，生成色差Cb，Cr的2维直方图。将其示于图13中。图13的5个标绘点1301-1305分别为：

标绘点1301(Cb1，Cr1)→单位字符区域902的标绘点

标绘点1302(Cb2，Cr2)→单位字符区域903的标绘点

标绘点1303(Cb3，Cr3)→单位字符区域904的标绘点

标绘点1304(Cb4，Cr4)→单位字符区域905的标绘点

标绘点1305(Cb5，Cr5)→单位字符区域906的标绘点。

另外，标绘点1301、1302、1303的集合跟标绘点1304、1305的集合之间的距离分开，是因为表示用图2的输入图像(彩色多值图像)201的区域203和区域204所显示的颜色的差异。进而，标绘点1301、1302和1303之间的差，或者标绘点1304和1305之间的差表示用扫描器所读取的输入图像的不规则或者由其后的处理(例如，JPEG压缩)引起的不规则。

并且，本来希望字符区域801中的单位字符区域内、单位字符区域(反转单位字符区域)902-904，即标绘点1301-1303是白色(Cb，Cr)＝(0，0)，但是，由于和上述不规则相同的理由，反转字符区域的背景部分的颜色影响反转单位字符区域的字符部分，在远离(Cb，Cr)＝(0，0)的地方被标绘。

另外，在本实施方式中，为了处理的高速化，在步骤S1205中生成了2维直方图，但是为了提高精确度，也可生成Y，Cb，Cr的3维直方图。

返回图11的说明。

下面，在步骤S1206中，进行各单位字符区域的代表色抽取和颜色分配。关于该处理的详细情况后面再叙述。

然后，在步骤S1207中，判定有无在步骤S1206中未分配颜色的单位字符。如果有未分配的单位字符(步骤S1207为YES)，则进入到步骤S1208，在代表色数n上加1，把先前生成的直方图初始化(步骤S1204)，并只对未分配颜色的单位字符生成直方图(步骤S1205)。以下，同样在步骤S1207继续处理，直到未分配颜色的单位字符没有为止。并且，当没有未分配的单位字符时(步骤S1207为NO)，结束处理。

下面，用图12A和图12B对步骤S1206的各单位字符区域的代表色抽取和颜色分配的处理的详细情况进行说明。

图12A和图12B是表示本发明实施方式的步骤S1206的代表色抽取和颜色分配的处理的详细情况的流程图。

首先，在步骤S1501中，抽取成为单位字符区域的代表色的候选的候选代表色C’(n)。另外，n是代表色数，和图11所使用的n相同。另外，候选代表色C’(n)是具有Cb，Cr的信息的构造体，将第n个代表色的Cb表示为C’(n)_b，将第n个代表色的Cr表示为C’(n)_r。

利用图14说明具体的候选代表色的抽取方法。

图14中所示的用虚线围起的四边形表示预先设定的区，各区设定有1个代表色(Cb，Cr)。区的大小虽然是任意的，但最好是考虑到精度和处理效率的折中选择来进行设定。

YcbCr各为8比特时，本实施方式中把区的纵横宽设定为3比特。但是在图14中，为了使说明简单，将区放大来进行图示。这里，按Cb-Cr方向扫描各区，取得区内的标绘点数的最大值。这里，由于在1区得到最大标绘点数3，所以作为候选代表色得到1401(黑三角▲)。或者，也可以从这3个标绘点重新计算出代表色。

返回图12A的说明。

接下来，在步骤S1502中判定处理对象的字符区域是否是反转字符区域。如果是反转字符区域(步骤S1502为YES)，则在步骤S1503中进行抽取的C’(n)的调整。该调整的目的是：根据扫描读取的不规则和JPEG压缩等的劣化，输入图像的反转字符区域的背景色渗入到本来应该是白色的字符部分，从而将被误抽取的代表色作为预定色(白色)来进行修正。

利用图12B对该步骤S1503进行详细说明。

首先，在步骤S1511中，把WhiteFlag初始设定为OFF。然后，在步骤S1512中计算出代表色C’(n)与色空间上的原点(Cb，Cr)＝(0，0)的距离Distance_R。然后，在步骤S1513中判定距离Distance_R是否小于等于预定值value_R。

如果Distance_R比预定值value_R大(步骤S1513为NO)，则结束处理，并进入到步骤S1504。另一方面，如果Distance_R小于等于预定值value_R(步骤S1513为YES)，则将WhiteFlag设定为ON，进入到步骤S1504。

另外，WhiteFlag是用于表示是否把代表色C’(n)设定为表示预定色(白色)的(Cb，Cr)＝(0，0)的标志，是ON时，在后述的步骤S1509中将C’(n)设定为(Cb，Cr)＝(0，0)。

返回图12A的说明。

另一方面，在步骤S1502中，处理对象的字符区域不是反转字符区域时(步骤S1502为NO)，进入步骤S1504，将单位字符数m设定为1。然后，在步骤S1505中判定m是否小于等于M。如果小于等于M(步骤S1505为YES)，则进入到步骤S1506。另一方面，如果比M大(步骤S1505为NO)，则结束处理。

这里，M是处理对象的字符区域内的单位字符数(总数)，例如，在图9的字符区域801中，M＝5。这种情况下，当m＝1时，步骤S1505的条件为YES，进入步骤S1506。并且，当m＝6时，步骤S1505的条件为NO，跳出步骤S1506的循环。

在步骤S1506中，判定作为单位字符区域的平均色的单位字符色C(m)是否未确定。如果不是未确定(步骤S1506为NO)，则进入步骤S1510。另一方面，如果是未确定(步骤S1506为YES)，则进入步骤S1507。

这里，单位字符色C(m)是具有Cb，Cr信息的构造体，将第m个单位字符色的Cb表示为C(m)_b，将第m个代表色Cr表示为C(m)_r。单位字符色C(m)由于开始未被分配值，所以C(m)未确定，进入步骤S1507。

然后，在步骤S1507中，计算候选代表色C’(n)和单位字符色C(m)的色空间上的距离(Distance)。

然后，在步骤S1508中，对预先设定的值value判定是否为Distance≤value。如果不是Distance≤value(步骤S1508为NO)，就进入步骤S1510。另一方面，如果是Distance≤value(步骤S1508为YES)，也就是单位字符色C(m)被视为候选代表色C’(n)的近似色，则进入步骤S1509。

在步骤S1509中，把候选代表色C’(n)设定为单位字符色C(m)(单位字符区域的代表色)。即，把C’(n)_b代入到C(m)_b中，把C’(n)_r代入到C(m)_r中。并且，在步骤S1510中，给单位字符数m加1，返回步骤S1505。

另外，步骤S1508中的value是用于判定单位字符色C(m)是否是候选代表色C’(n)的近似色的阈值，可以任意地调整该值。并且，如上所述，当处理对象的字符区域是反转字符区域，且WhiteFlag为ON时，对C(m)_b和C(m)_r分别代入0。

并且，从2维直方图计算出代表色时，由于代表色不具有亮度成分Y，所以需要在字符区域内的具有相同代表色的单位字符间计算出亮度成分Y。进而需要代表色的RGB信息时，进行从YcbCr向RGB的色空间变换。

如上所述，用图10、图11、图12A和图12B所表示的流程图，特别是利用部分2值图像107和缩小多值图像114进行各单位字符区域的代表色抽取和颜色分配。并且，被抽取的代表色作为图1的各字符代表色111被存储在压缩数据118中。

下面，利用图15说明字符区域填充部115所执行的处理。

字符区域填充部115输入并参照缩小多值图像114和部分2值图像107及字符区域坐标106，用周围的背景色将相当于缩小多值图像114中的字符的像素进行全涂处理。由此，提高后面的JPEG压缩部116的压缩率。

首先，在步骤S1701中，为了对每个字符区域进行处理，判定有无未处理的字符区域。如果没有未处理的字符区域(步骤S1701为NO)，则结束处理。另一方面，如果有未处理的字符区域(步骤S1701为YES)，就进入步骤S1702，通过参照位置上与部分2值图像107的白像素对应的缩小多值图像114的颜色，计算出字符区域内的背景色的平均值。由于部分2值图像107和缩小多值图像114的坐标对应的方法与在代表色抽取部110中说明的方法相同，所以省略其详细说明。

然后，在步骤S1703中，把计算出的背景色的平均值分配给缩小多值图像114的字符区域，也就是说，用计算出的背景色来把填充缩小多值图像114的字符区域或其字符区域内的单位字符区域。

下面，利用图16说明对压缩数据118进行解压缩的图像解压缩装置。

MMR解压缩部1803，输入压缩码A109，进行MMR解压缩处理，生成2值图像1804。JPEG解压缩部1809通过输入压缩码B117，进行JPEG解压缩处理，进而用放大部1810进行放大处理，从而生成多值图像1811。合成部1805参照字符区域坐标106，把各字符代表色111分配给2值图像1804中的对应的单位字符区域的各黑像素，并将该2值图像显示在多值图像1811之上。这时，2值图像1804的白像素透过多值图像1811。

这样，图16的图像解压缩装置对由图1的图像压缩装置生成的压缩数据118进行解压缩，可以生成作为最终的复原图像的解压缩图像1806。

如以上说明的那样，根据本实施方式，判定字符区域是否是反转字符区域，并根据其判定结果抽取字符区域的2值图像和构成其字符区域的单位字符区域中的代表色，并进行分配，由此可以对各字符区域抽取合适的代表色并进行分配。

另外，生成每个该单位字符区域的代表色作为压缩数据的一部分。并且，对该压缩数据解压缩后得到复原图像时，利用该代表色再现各字符区域内的各单位字符区域的颜色。由此，能够再现维持了输入图像的图像品质、特别是反转字符区域的图像品质的复原图像。

另外，关于字符区域，取代以往使用的JPEG压缩，利用MMR压缩来进行压缩，可以生成更高压缩的压缩图像。

以上说明的实施方式中的图像压缩装置和图像解压缩装置，可由具有图像压缩功能和图像解压缩功能的个人计算机等的信息处理装置来实现。本发明还可以作为实现其功能的算法的方法发明。并且，由于可以由计算机来实现，所以很明显，本发明可应用于由各自的装置所执行的计算机程序，进而适用于存储了该计算机程序、计算机可读入的CD-ROM等的计算机可读存储介质。

因此，下面列举与上述实施方式相关的权利要求。即，图像压缩装置和图像解压缩装置、其方法和程序。

以上详细叙述了实施方式例，但是，本发明既可以适用于由多个设备构成的系统，也可适用于由一个设备构成的装置。

另外，本发明包括以下情况，即把实现上述实施方式的软件的程序(实施方式中对应图示的流程图的程序)直接或远程地提供给系统或装置，通过该系统或装置的计算机读出并执行该被提供的程序代码而达到目的。

因此，为了用计算机来实现本发明的功能处理，被安装在该计算机中的程序编码本身就实现本发明。也就是说，本发明也包含用于实现本发明的功能处理的计算机程序本身。

这种情况下，只要具有程序的功能，不论是对象代码、由解释程序执行的程序、提供给OS的脚本数据等程序的形态都可以。

作为用于提供程序的记录介质，有软盘(注册商标)、硬盘、光盘、磁光盘、MO、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带、非易失性存储卡、ROM、DVD、(DVD-ROM、DVD-R)等。

其它，作为程序的提供方法，可以利用客户端计算机的浏览器连接到互联网的主页，从该主页把本发明的计算机程序本身、或被压缩的含有自动安装功能的文件下载到硬盘等记录介质中。并且，也可通过把构成本发明的程序的程序代码分割为多个文件，从不同的主页下载各自的文件而实现。也就是说，使多个用户下载用于由计算机实现本发明的功能处理的程序文件的WWW服务器也包含在本发明中。

并且，将本发明的程序加密后存储到CD-ROM等存储介质中并分发给用户，使得对于清楚预定条件的用户，能够通过互联网从主页上下载解密的密钥信息，通过使用该密钥信息执行被加密了的程序，使之安装到计算机中，也可实现。

另外，不仅计算机通过执行所读出的程序能实现上述实施方式的功能之外，还包括根据该程序的指示，在计算机上运行的OS等进行实际处理的一部分或全部，通过其处理实现上述实施方式的功能的情况。

另外，从记录介质读出的程序被写入到插入在计算机的功能扩展板或连接计算机的功能扩展单元中的存储器中后，根据该程序的指示，该功能扩展板或功能扩展单元的CPU等进行实际处理的一部分或全部，通过该处理实现上述实施方式的功能的情况也包含在内。

本发明不限于上述具体实施例，在不脱离本发明的思想和范围的情况下可以实现本发明的多种改变和修改。因此，为使公众了解本发明的范围，撰写了下面的权利要求。

Claims

1.一种图像处理装置，对输入的多值图像进行压缩，其特征在于，包括：

2值化装置，把上述多值图像2值化；

第1区域指定装置，用于指定由上述2值化装置2值化后的2值图像中的字符区域的位置，且判定所指定的字符区域是否为反转字符区域；

第2区域指定装置，用于指定由上述第1区域指定装置指定的字符区域中的单位字符区域的位置；

缩小装置，用于缩小上述多值图像；

代表色抽取装置，用于根据表示由上述第1区域指定装置指定的字符区域是否为反转字符区域的区域类别信息，和由上述第2区域指定装置指定的单位字符区域的位置信息，以及上述缩小的多值图像，抽取上述单位字符区域的代表色；

填充装置，根据由上述第1区域指定装置指定的字符区域的位置信息，将上述缩小的多值图像的字符区域内的单位字符区域用其周围色进行填充；

第1压缩装置，对由上述填充装置生成的填充的缩小多值图像进行压缩；

输出装置，输出压缩数据，该压缩数据包括：由上述第1和第2区域指定装置指定的位置信息、由上述第1和第2压缩装置生成的第1和第2压缩码、和由上述代表色抽取装置抽取的单位字符区域的代表色信息。

2.根据权利要求1所述的图像压缩装置，其特征在于，所述代表色抽取装置包括：

平均色计算装置，用于利用由上述第2区域指定装置指定的单位字符区域的位置信息，参照上述缩小的多值图像的颜色信息，计算上述单位字符区域的平均色；

抽取装置，基于上述第1直方图，抽取作为上述单位字符区域的代表色的候选色的候选代表色；

颜色分配装置，基于表示上述第1区域指定装置所指定的字符区域是否为反转字符区域的区域类别信息，由上述抽取装置抽取的候选代表色和上述单位字符区域的平均色，将上述候选代表色分配给上述单位字符的代表色。

3.根据权利要求2所述的图像压缩装置，其特征在于，所述2值化装置包括：

第2直方图生成装置，用于基于上述多值图像生成第2直方图；

2值化阈值计算装置，用于基于上述第2直方图，计算出用于对上述多值图像进行2值化的2值化阈值。

4.根据权利要求1所述的图像压缩装置，其特征在于：

上述第1区域指定装置，把在上述2值图像中对取预定值的像素进行轮廓线跟踪而指定的区域组，分别指定为字符区域和自然图像区域，且对于字符区域指定是否为反转字符区域，并指定表示上述区域组的各区域的位置信息、大小信息和其种类的属性信息。

5.根据权利要求1所述的图像压缩装置，其特征在于：

上述第2区域指定装置，把由上述第1区域指定装置指定的字符区域中的取预定值的像素的集合指定为单位字符区域，并指定上述单位字符区域的位置信息和大小信息。

6.根据权利要求2所述的图像压缩装置，其特征在于：

上述平均色计算装置利用由上述第2区域指定装置所指定的单位字符区域的位置信息，参照与上述单位字符区域内的取预定值的像素对应的上述缩小的多值图像的颜色信息，计算出该单位字符区域的平均色。

7.根据权利要求2所述的图像压缩装置，其特征在于：

上述第1直方图生成装置利用由上述平均色计算装置所计算出的单位字符区域的平均色，生成由上述单位字符区域构成的字符区域内的色空间直方图，作为第1直方图。

8.根据权利要求7所述的图像压缩装置，其特征在于：

上述抽取装置从上述色空间直方图中输出频率高的颜色分布开始，按顺序抽取成为上述单位字符区域的代表色的候选色的候选代表色。

9.根据权利要求8所述的图像压缩装置，其特征在于：

上述颜色分配装置计算由上述抽取装置所抽取的候选代表色和上述单位字符区域的平均色之间的色空间上的距离，当该距离在预定范围之内时，将上述候选代表色作为上述单位字符区域的代表色来进行分配。

10.根据权利要求8所述的图像压缩装置，其特征在于：

上述颜色分配装置计算由上述抽取装置所抽取的候选代表色和上述单位字符区域的平均色之间的色空间上的距离，当该距离在预定范围之内，且由单位字符区域构成的字符区域是反转字符区域时，将预定色作为上述单位字符区域的代表色来进行分配。

11.根据权利要求1所述的图像压缩装置，其特征在于：

上述缩小装置通过利用分辨率变换参数对上述多值图像进行分辨率变换而缩小该多值图像。

12.根据权利要求1所述的图像压缩装置，其特征在于：

上述填充装置基于由上述第1区域指定装置所指定的字符区域的位置信息，将与相应于由上述缩小装置所设定的缩小率相对应的位置对应的上述缩小的多值图像的字符区域内的单位字符区域，用其周围色进行填充。

13.根据权利要求1所述的图像压缩装置，其特征在于：

上述第1压缩装置符合JPEG压缩标准。

14.根据权利要求1所述的压缩图像装置，其特征在于：

上述第2压缩装置符合MMR压缩标准。

15.根据权利要求1所述的压缩图像装置，其特征在于：

还包括对上述压缩的数据进行无损压缩的第3压缩装置。

16.一种对压缩数据进行解压缩的图像处理装置，其特征在于，包括：

输入装置，用于输入压缩数据，该压缩数据包括：对将多值图像2值化后的2值图像中的字符区域或反转字符区域进行压缩得到的第1压缩码；对缩小的多值图像进行压缩后得到的第2压缩码，该缩小的多值图像是将上述多值图像的缩小的多值图像的字符区域或反转字符区域内的单位字符区域用其周围色进行了填充的图像；上述字符区域或反转字符区域的位置信息；该字符区域或反转字符区域内的单位字符区域的代表色信息；

放大装置，对由上述第2解压缩装置解压缩后的缩小的多值图像进行放大；

17.一种图像处理方法，对输入的多值图像进行压缩，其特征在于，包括：

2值化步骤，把上述多值图像2值化；

缩小步骤，缩小上述多值图像；

代表色抽取步骤，根据表示由上述第1区域指定步骤指定的字符区域是否为反转字符区域的区域类别信息，和由上述第2区域指定步骤指定的单位字符区域的位置信息，以及上述缩小的多值图像，抽取上述单位字符区域的代表色；

填充步骤，根据由上述第1区域指定步骤指定的字符区域的位置信息，将上述缩小的多值图像的字符区域内的单位字符区域用其周围色进行填充；

第1压缩步骤，对由上述填充步骤生成的填充的缩小的多值图像进行压缩；

18.一种对压缩数据进行解压缩的图像处理方法，其特征在于，包括：

输入步骤，输入压缩数据，该压缩数据包括：对将多值图像2值化后的2值图像中的字符区域或反转字符区域进行压缩得到的第1压缩码；对缩小的多值图像进行压缩后得到的第2压缩码，该缩小的多值图像是将上述多值图像的缩小的多值图像的字符区域或反转字符区域内的单位字符区域用其周围色进行了填充的图像；上述字符区域或反转字符区域的位置信息；该字符区域或反转字符区域内的单位字符区域的代表色信息；

放大步骤，对由上述第2解压缩步骤解压缩后的缩小的多值图像进行放大；

19.一种用于压缩输入的多值图像的图像处理装置，包括：

2值化装置，用于对所述多值图像2值化；

第1区域指定装置，用于在由所述2值化装置2值化的2值图像中指定字符区域的位置，并确定所指定的字符区域是否是反转字符区域；

第2区域指定装置，用于在由所述第1区域指定装置指定的字符区域中指定单位字符区域的位置；

代表色抽取装置，用于根据指示由所述第1区域指定装置指定的字符区域是否是反转字符区域的区域类别信息、由所述第2区域指定装置指定的单位字符区域的位置信息和多值图像抽取单位字符区域的代表色。

20.根据权利要求19所述的图像处理装置，其特征在于，在通过一个反转处理对所述反转字符区域涂敷之后，所述代表色抽取装置抽取所述反转字符区域的代表色。

21.一种压缩输入的多值图像的图像处理方法，包括：

一个2值化步骤，对所述多值图像2值化；

第1区域指定步骤，在2值化步骤中2值化的2值图像中指定字符区域的位置，并确定所指定的字符区域是否是反转字符区域；

第2区域指定步骤，在由上述第1区域指定步骤中指定的字符区域中指定单位字符区域的位置；

代表色抽取步骤，根据表示由上述第1区域指定步骤中指定的字符区域是否为反转字符区域的区域类别信息，和由上述第2区域指定步骤中指定的单位字符区域的位置信息，以及多值图像，抽取上述单位字符区域的代表色。

22.根据权利要求21所述的图像处理方法，其特征在于，在通过一个反转处理对所述反转字符区域涂敷之后，所述代表色抽取步骤抽取所述反转字符区域的代表色。