JP2000333022A

JP2000333022A - 画像の二値化方法及び装置並びに記憶媒体

Info

Publication number: JP2000333022A
Application number: JP11135473A
Authority: JP
Inventors: Tetsuomi Tanaka; 哲臣田中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】文書画像のレイアウト解析が容易且つ高速に
行うことができ、しかもＯＣＲ（光学式文字読取装置）
に適する画像を得ることができる画像の二値化方法及び
装置を提供することにある。【解決手段】画像を多値入力する入力手段と、該入力
された多値画像を輝度成分と色成分に分割する分割手段
と、該分割された輝度成分及び色成分のそれぞれのヒス
トグラムから平均値と標準偏差値とを算出する算出手段
と、該算出された平均値と予め決められた定数倍した標
準偏差値との差分から各成分の二値化しきい値を決定す
る二値化しきい値決定手段と、該決定された二値化しき
い値に基づいて二値画像を生成する二値画像生成手段
と、該生成されたそれぞれの二値画像の論理和により最
終二値画像を生成する最終二値画像生成手段とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多値画像を入力し
て二値画像を出力する画像の二値化方法及び装置並びに
この画像の二値化装置を制御するための制御プログラム
を格納した記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像の二値化方法としては、誤差
拡散法や単純二値法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例の前者の誤差拡散法では文書レイアウト解析に
は適さず、また、後者の単純二値法ではレイアウト解析
しやすいが、飛ばされる画像部分や文字のかすれやつぶ
れが生じるという問題点があった。

【０００４】本発明は上述した従来の技術の有するこの
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の
目的とするところは、文書画像のレイアウト解析が容易
且つ高速に行うことができ、しかもＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃ
ａｌＣｈａｒａｃｔｅｒＲｅａｄｅｒ：光学式文字読
取装置）に適する画像を得ることができる画像の二値化
方法及び装置を提供することにある。

【０００５】また、本発明の第２の目的とするところ
は、上述した画像の二値化装置を円滑に制御することが
できる制御プログラムを格納した記憶媒体を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために請求項１記載の画像の二値化方法は、多値画像
を入力して二値画像を出力する画像の二値化方法であっ
て、画像を多値入力する入力工程と、該入力工程により
入力された多値画像を輝度成分と色成分に分割する分割
工程と、該分割工程により分割された輝度成分及び色成
分のそれぞれのヒストグラムから平均値と標準偏差値と
を算出する算出工程と、該算出工程により得られた平均
値と予め決められた定数倍した標準偏差値との差分から
各成分の二値化しきい値を決定する二値化しきい値決定
工程と、該二値化しきい値決定工程により決定された二
値化しきい値に基づいて二値画像を生成する二値画像生
成工程と、該二値画像生成工程により得られたそれぞれ
の二値画像の論理和により最終二値画像を生成する最終
二値画像生成工程とを有することを特徴とする。

【０００７】また、上記第１の目的を達成するために請
求項２記載の画像の二値化方法は、請求項１記載の画像
の二値化方法において、前記二値化しきい値決定工程に
おける輝度成分の二値化しきい値の決定において、画像
を複数に分割して、各領域に対して前記算出工程により
得られた平均値と予め決められた定数倍した標準偏差値
との差分から各成分の二値化しきい値を決定し、各領域
で求められた値の差分が大きい場合にしきい値の小さい
方の平均値と定数倍した標準偏差値の和としきい値の大
きい方の値の平均値をしきい値とすることを特徴とす
る。

【０００８】また、上記第１の目的を達成するために請
求項３記載の画像の二値化方法は、請求項２記載の画像
の二値化方法において、しきい値の小さい方の平均値と
定数倍した標準偏差値の和としきい値の大きい方の値の
間の平均値と分散との偏りを計算する偏り計算工程と、
該偏り計算工程により得られた偏りが予め決められた値
より大きい場合はその偏りの符号により平均値を境界と
した一方を選択する選択工程とを有し、前記二値化しき
い値決定工程は、前記選択工程により平均値を境界とし
た一方を選択しその領域での同じ処理を行い、偏りの大
きさが予め決められた値以下になるか所定回数以上に達
した場合、その時点の平均値をしきい値とすることを特
徴とする。

【０００９】また、上記第１の目的を達成するために請
求項４記載の画像の二値化方法は、請求項１記載の画像
の二値化方法において、前記二値化しきい値決定工程
は、得られた輝度成分のしきい値が中間値より小さく且
つその平均値が中間値と予め決められた定数値との和よ
りも大きい場合、輝度成分のしきい値を中間値とするこ
とを特徴とする。

【００１０】また、上記第１の目的を達成するために請
求項５記載の画像の二値化方法は、請求項１記載の画像
の二値化方法において、得られたしきい値の近傍を範囲
としてその間の平均値と分散との偏りを計算する偏り計
算工程と、該偏り計算工程により得られた偏りが予め決
められた値より大きい場合はその偏りの符号により平均
値を境界とした一方を選択する選択工程とを有し、前記
二値化しきい値決定工程は、前記選択工程により平均値
を境界とした一方を選択しその領域での同じ処理を行
い、偏りの大きさが予め決められた値以下になるか所定
回数以上に達した場合、その時点の平均値をしきい値と
することを特徴とする。

【００１１】また、上記第１の目的を達成するために請
求項６記載の画像の二値化装置は、多値画像を入力して
二値画像を出力する画像の二値化装置であって、画像を
多値入力する入力手段と、該入力手段により入力された
多値画像を輝度成分と色成分に分割する分割手段と、該
分割手段により分割された輝度成分及び色成分のそれぞ
れのヒストグラムから平均値と標準偏差値とを算出する
算出手段と、該算出手段により得られた平均値と予め決
められた定数倍した標準偏差値との差分から各成分の二
値化しきい値を決定する二値化しきい値決定手段と、該
二値化しきい値決定手段により決定された二値化しきい
値に基づいて二値画像を生成する二値画像生成手段と、
該二値画像生成手段により得られたそれぞれの二値画像
の論理和により最終二値画像を生成する最終二値画像生
成手段とを有することを特徴とする。

【００１２】また、上記第１の目的を達成するために請
求項７記載の画像の二値化装置は、請求項６記載の画像
の二値化装置において、前記二値化しきい値決定手段に
おける輝度成分の二値化しきい値の決定において、画像
を複数に分割して、各領域に対して前記算出手段により
得られた平均値と予め決められた定数倍した標準偏差値
との差分から各成分の二値化しきい値を決定し、各領域
で求められた値の差分が大きい場合にしきい値の小さい
方の平均値と定数倍した標準偏差値の和としきい値の大
きい方の値の平均値をしきい値とすることを特徴とす
る。

【００１３】また、上記第１の目的を達成するために請
求項８記載の画像の二値化装置は、請求項７記載の画像
の二値化装置において、しきい値の小さい方の平均値と
定数倍した標準偏差値の和としきい値の大きい方の値の
間の平均値と分散との偏りを計算する偏り計算手段と、
該偏り計算手段により得られた偏りが予め決められた値
より大きい場合はその偏りの符号により平均値を境界と
した一方を選択する選択手段とを有し、前記二値化しき
い値決定手段は、前記選択手段により平均値を境界とし
た一方を選択しその領域での同じ処理を行い、偏りの大
きさが予め決められた値以下になるか所定回数以上に達
した場合、その時点の平均値をしきい値とすることを特
徴とする。

【００１４】また、上記第１の目的を達成するために請
求項９記載の画像の二値化装置は、請求項６記載の画像
の二値化装置において、前記二値化しきい値決定手段
は、得られた輝度成分のしきい値が中間値より小さく且
つその平均値が中間値と予め決められた定数値との和よ
りも大きい場合、輝度成分のしきい値を中間値とするこ
とを特徴とする。

【００１５】また、上記第１の目的を達成するために請
求項１０記載の画像の二値化装置は、請求項６記載の画
像の二値化装置において、得られたしきい値の近傍を範
囲としてその間の平均値と分散との偏りを計算する偏り
計算手段と、該偏り計算手段により得られた偏りが予め
決められた値より大きい場合はその偏りの符号により平
均値を境界とした一方を選択する選択手段とを有し、前
記二値化しきい値決定手段は、前記選択手段により平均
値を境界とした一方を選択しその領域での同じ処理を行
い、偏りの大きさが予め決められた値以下になるか所定
回数以上に達した場合、その時点の平均値をしきい値と
することを特徴とする。

【００１６】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１１記載の記憶媒体は、多値画像を入力して二値画
像を出力する画像の二値化装置を制御するための制御プ
ログラムを格納した記憶媒体であって、前記制御プログ
ラムは、画像を多値入力し、該入力された多値画像を輝
度成分と色成分に分割し、該分割された輝度成分及び色
成分のそれぞれのヒストグラムから平均値と標準偏差値
とを算出し、該算出された平均値と予め決められた定数
倍した標準偏差値との差分から各成分の二値化しきい値
を決定し、該決定された二値化しきい値に基づいて二値
画像を生成し、該生成されたそれぞれの二値画像の論理
和により最終二値画像を生成するように制御するステッ
プの制御モジュールを有することを特徴とする。

【００１７】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１２記載の記憶媒体は、請求項１１記載の記憶媒体
において、前記制御プログラムは、前記輝度成分の二値
化しきい値の決定において、画像を複数に分割して、各
領域に対して前記算出された平均値と予め決められた定
数倍した標準偏差値との差分から各成分の二値化しきい
値を決定し、各領域で求められた値の差分が大きい場合
にしきい値の小さい方の平均値と定数倍した標準偏差値
の和としきい値の大きい方の値の平均値をしきい値とす
るように制御するステップの制御モジュールを有するこ
とを特徴とする。

【００１８】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１３記載の記憶媒体は、請求項１２記載の記憶媒体
において、前記制御プログラムは、しきい値の小さい方
の平均値と定数倍した標準偏差値の和としきい値の大き
い方の値の間の平均値と分散との偏りを計算し、該算出
された偏りが予め決められた値より大きい場合はその偏
りの符号により平均値を境界とした一方を選択し、その
領域での同じ処理を行い、偏りの大きさが予め決められ
た値以下になるか所定回数以上に達した場合、その時点
の平均値をしきい値とするように制御するステップの制
御モジュールを有することを特徴とする。

【００１９】また、上記第２の目的を達成するために請
求項１４記載の記憶媒体は、請求項１１記載の記憶媒体
において、前記制御プログラムは、得られた輝度成分の
しきい値が中間値より小さく且つその平均値が中間値と
予め決められた定数値との和よりも大きい場合、輝度成
分のしきい値を中間値とするように制御するステップの
制御モジュールを有することを特徴とする。

【００２０】更に、上記第２の目的を達成するために請
求項１５記載の記憶媒体は、請求項１１記載の記憶媒体
において、得られたしきい値の近傍を範囲としてその間
の平均値と分散との偏りを計算し、該算出された偏りが
予め決められた値より大きい場合はその偏りの符号によ
り平均値を境界とした一方を選択し、その領域での同じ
処理を行い、偏りの大きさが予め決められた値以下にな
るか所定回数以上に達した場合、その時点の平均値をし
きい値とするように制御するステップの制御モジュール
を有することを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００２２】（第１の実施の形態）まず、本発明の第１
の実施の形態を図１〜図３に基づき説明する。

【００２３】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
画像の二値化装置の構成を示すブロック図であり、同図
において、１はＣＰＵ（中央処理装置）で、本装置全体
の制御を司る。２はＲＯＭ（リードオンリーメモリ）
で、ＣＰＵ１が実行するプログラムを格納する。３はＲ
ＡＭ（ランダムアクセスメモリ）で、二値化を行う多値
画像や二値化画像及びＣＰＵ１の作業領域のデータを格
納する。４は記憶装置で、画像等を格納する。５はスキ
ャナで、対象となる画像を取り込む。６は画像を出力す
る出力装置で、画像を表示出力するディスプレイまたは
画像を印刷出力するプリンタ等から成る。７はユーザの
指示を入力する入力装置で、キーボードやマウス等から
成る。

【００２４】図１において、基本動作は、まず、入力装
置７から入力されたユーザの指示に応じて記憶装置４に
予め保存されている画像またはスキャナ５より取り込ま
れた画像をＲＡＭ３に格納し、ＣＰＵ１により後述する
図２のフローによる二値化を行い、その結果を出力装置
６に出力または記憶装置４に格納する。

【００２５】次に、本実施の形態に係る画像の二値化装
置において、多値画像から色成分に分割してしきい値を
計算して二値画像を得る動作について、図２のフローチ
ャートを用いて説明する。

【００２６】まず、ステップＳ２０１でスキャナや記憶
装置に格納されたファイルから画像データを読み込む。
次に、ステップＳ２０２へ進んで前記ステップＳ２０１
において読み込んだ画像データを輝度成分、色成分（赤
成分、緑成分、青成分）毎に分解する。ここで各成分は
０から２５５の２５６階調とする。

【００２７】ステップＳ２０３では輝度成分のヒストグ
ラムを、ステップＳ２０９では赤成分のヒストグラム
を、ステップＳ２１３では緑成分のヒストグラムを、ス
テップＳ２１７では青成分のヒストグラムをそれぞれ作
成する。

【００２８】また、ステップＳ２０４では輝度成分の平
均値（ＡＶｋ）と標準偏差（ＳＤｋ）を、ステップＳ２
０９では赤成分の平均値（ＡＶｒ）と標準偏差（ＳＤ
ｒ）を、ステップＳ２１３では緑成分の平均値（ＡＶ
ｇ）と標準偏差（ＳＤｇ）を、ステップＳ２１７では青
成分の平均値（ＡＶｂ）と標準偏差（ＳＤｂ）をそれぞ
れ求める。

【００２９】また、ステップＳ２０５では輝度成分のし
きい値（ＴＨｋ）を、ステップＳ２１１では赤成分のし
きい値（ＴＨｒ）を、ステップＳ２１５では緑成分のし
きい値（ＴＨｇ）を、ステップＳ２１９では青成分のし
きい値（ＴＨｂ）をそれぞれ下記式（１）、（２）、
（３）、（４）により計算する。

【００３０】ＴＨｋ＝ＡＶｋ−ＡＳＤｋ…（１）ＴＨｒ＝ＡＶｒ−ＡＳＤｒ…（２）ＴＨｇ＝ＡＶｇ−ＡＳＤｇ…（３）ＴＨｂ＝ＡＶｂ−ＡＳＤｂ…（４）但し、Ａ＝１．０ここで、定数Ａは各標準偏差に対する係数であり、スキ
ャナ特性によって異なる。

【００３１】前記ステップＳ２０５、ステップＳ２１
１、ステップＳ２１５及びステップＳ２１９において求
められた各しきい値によって、ステップＳ２０６では輝
度成分の二値化を、ステップＳ２１２では赤成分の二値
化を、ステップＳ２１６では緑成分の二値化を、ステッ
プＳ２２０では青成分の二値化をそれぞれ行う。

【００３２】そして、ステップＳ２０７でその論理和
（黒画素が１の場合）を行う。最後にステップＳ２０８
で最終二値画像として出力した後、本処理動作を終了す
る。

【００３３】ここで、入力画像がモノクロ多値画像の場
合は、しきい値ＴＨｋを求める処理のみを行う。

【００３４】次に、本実施の形態に係る画像の二値化装
置における輝度成分に対するしきい値ＴＨｋの決定処理
の補正処理動作について、図３のフローチャートを用い
て説明する。

【００３５】図２のステップＳ２０３からステップＳ２
０５の輝度成分に対する処理部分が置き換わる。

【００３６】図３において、まず、ステップＳ３０１で
縦横４分割してヒストグラムを作成する。次に、ステッ
プＳ３０２で前記ステップＳ３０１において横２分割し
た各２個のヒストグラムからそれぞれ平均値と標準偏差
を求める。ここで、分割した平均値と標準偏差としきい
値をそれぞれＡＶｋ１、ＡＶｋ２、ＳＤｋ１、ＳＤｋ２
とし、ステップＳ３０３で上記（１）式と同様にしきい
値ＴＨｋ１、ＴＨｋ２をそれぞれ下記式（５）、（６）
により計算する。

【００３７】ＴＨｋ１＝ＡＶｋ１−ＡＳＤｋ１…（５）ＴＨｋ２＝ＡＶｋ２−ＡＳＤｋ２…（６）次に、ステップＳ３０４で前記ステップＳ３０３におい
て得られた仮のしきい値ＴＨｋ１，ＴＨｋ２の判定処理
を行う。即ち、前記ステップＳ３０３において計算され
たＴＨｋ１とＴＨｋ２との差分が予め決められた値Ｂよ
り大きく且つＴＨｋ１とＴＨｋ２の最小値ｍｉｎ（ＴＨ
ｋ１，ＴＨｋ２）が中間値１２８より小さい場合、即
ち、下記式（７）、（８）を満足する場合は、ステップ
Ｓ３１０及びステップＳ３１１の補正処理に進む。

【００３８】｜ＴＨｋ１−ＴＨｋ２｜＞Ｂ…（７）ｍｉｎ（ＴＨｋ１，ＴＨｋ２）＜１２８…（８）ステップＳ３１０ではｍｉｎ（ＴＨｋ１，ＴＨｋ２）を
下記式（９）、（１０）で置き換える。

【００３９】ＴＨｋ′＝ＡＶｋ１＋ＡＳＤｋ１（ＴＨｋ１が小さい場合）…（９）ＴＨｋ′＝ＡＶｋ２＋ＡＳＤｋ２（ＴＨｋ２が小さい場合）…（１０）ステップＳ３１１では前記ステップＳ３１０において得
られたＴＨｋ′とＴＨｋ１，ＴＨｋ２の最大値ｍａｘ
（ＴＨｋ１，ＴＨｋ２）よりＴＨｋを下記式（１１）に
より求める。

【００４０】ＴＨｋ＝｛ｍａｘ（ＴＨｋ１，ＴＨｋ２）＋ＴＨｋ′｝／２…（１１）次いでこの値をしきい値ＴＨｋとして前記図２のステッ
プＳ２０６へ進む。

【００４１】一方、前記ステップＳ３０４において上記
式（７）、（８）を満足しない場合はステップＳ３０５
へ進む。

【００４２】ステップＳ３０５からステップＳ３０７
は、前記ステップＳ３０２からステップＳ３０４と同様
の処理を縦２分割した各２個のヒストグラムに対して行
うものである。

【００４３】即ち、ステップＳ３０５では前記ステップ
Ｓ３０１において縦２分割した各２個のヒストグラムか
らそれぞれ平均値と標準偏差を求める。ここで、分割し
た平均値と標準偏差としきい値をそれぞれＡＶｋ１、Ａ
Ｖｋ２、ＳＤｋ１、ＳＤｋ２とし、ステップＳ３０６で
上記（１）式と同様にしきい値ＴＨｋ１、ＴＨｋ２をそ
れぞれ上記式（５）、（６）により計算する。

【００４４】次に、ステップＳ３０７で前記ステップＳ
３０６において得られた仮のしきい値ＴＨｋ１，ＴＨｋ
２の判定処理を行う。即ち、前記ステップＳ３０６にお
いて上記式（７）、（８）を満足する場合に、前記ステ
ップＳ３１０及びステップＳ３１１の補正処理に進む。

【００４５】一方、前記ステップＳ３０７において上記
式（７）、（８）を満足しない場合はステップＳ３０８
へ進む。ステップＳ３０８では４個のヒストグラムを使
用して前記図２のステップＳ２０５と同様に前記式
（１）により輝度成分のしきい値（ＴＨｋ）を決定す
る。

【００４６】次にステップＳ３０９へ進んで前記ステッ
プＳ３０８において求められたしきい値ＴＨｋの判定を
行う。そして、しきい値ＴＨｋが中間値１２８より小さ
く且つ平均値ＡＶｋが１２８＋Ｃよりも大きい場合、即
ち、下記式（１２）、（１３）を満足する場合は、ステ
ップＳ３１２へ進んでしきい値ＴＨｋを中間値１２８に
変更した後、前記図２のステップＳ２０６へ進む。

【００４７】ＴＨｋ＜１２８…（１２）ＡＶｋ＞１２８＋Ｃ…（１３）また、前記ステップＳ３０９において上記式（１２）、
（１３）を満足しない場合は、しきい値ＴＨｋはそのま
まで前記図２のステップＳ２０６へ進む。本実施の形態
に係る画像の二値化装置は、コンピュータが記憶媒体に
格納された制御プログラムを読み出して実行することに
より、上述した実施の携帯の機能が実現されるものであ
るが、本発明はこれに限られるものではなく、前記制御
プログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働してい
るＯＳ（オペレーティングシステム）等の実際の処理の
一部または全部を行い、その処理によって上述した実施
の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うま
でもない。

【００４８】また、制御プログラムを格納する記憶媒体
としては、例えばフロッピーディスク、ハードディス
ク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏ
ｍｐａｃｔＤｉｓｋＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏ
ｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋＲｅｃ
ｏｒｄａｂｌｅ）、磁気テープ、不揮発性メモリカー
ド、ＲＯＭチップ等を使用することができる。

【００４９】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態を図４に基づき説明する。

【００５０】なお、本実施の形態に係る画像の二値化装
置の基本的な構成は、上述した第１の実施の形態の図１
と同一であるから、同図を流用して説明する。また、本
実施の形態に係る画像の二値化装置において、多値画像
から色成分に分割してしきい値を計算して二値画像を得
る動作の流れは、上述した第１の実施の形態の図２と同
一であるから、同図を流用して説明する。更に、本実施
の形態に係る画像の二値化装置において、輝度成分に対
するしきい値ＴＨｋの決定処理の補正処理動作の流れ
は、上述した第１の実施の形態の図３と同一であるか
ら、同図を流用して説明する。

【００５１】図４は、本実施の形態に係る画像の二値化
装置において、与えられたヒストグラムの谷部分を調べ
る動作の流れを示すフローチャートである。

【００５２】まず、ステップＳ４０１で図３のステップ
Ｓ３１１において求められたｍａｘ（ＴＨｋ１，ＴＨｋ
２）とＴＨｋ′を基に、ｓｔａｒｔにｍｉｎ｛ｍａｘ
（ＴＨｋ１，ＴＨｋ２），ＴＨｋ′｝、ｅｎｄにｍａｘ
｛ｍａｘ（ＴＨｋ１，ＴＨｋ２），ＴＨｋ′｝をそれぞ
れ設定する。次に、ステップＳ４０２でｓｔａｒｔ／ｅ
ｎｄ間の平均値ＡＶを算出する。ここで求める平均値は
分割した領域ではなく、画像全体の平均値である。

【００５３】次に、ステップＳ４０３で前記ステップＳ
４０２において求められた平均値ＡＶを使用して、分散
値Ｄと、平均値ＡＶで分割した分散値ＤをそれぞれＤ
１，Ｄ２として下記式（１４）、（１５）、（１６）に
より求める。

【００５４】Ｄ＝Σ（ｉ−ＡＶ）（ｉ−ＡＶ）Ｐ［ｉ］…（１４）ｉ＝ｓｔａｒｔ‥ｅｎｄＤ１＝Σ（ｉ−ＡＶ）（ｉ−ＡＶ）Ｐ［ｉ］…（１５）ｉ＝ｓｔａｒｔ‥ＡＶＤ２＝Σ（ｉ−ＡＶ）（ｉ−ＡＶ）Ｐ［ｉ］…（１６）ｉ＝ＡＶ‥ｅｎｄここでＰ［ｉ］は輝度ｉに対応したヒストグラムの値で
ある。

【００５５】次に、ステップＳ４０４で分散値Ｄの偏り
Ｅを下記式（１７）により計算する。

【００５６】Ｅ＝（Ｄ２−Ｄ１）／Ｄ…（１７）次に、ステップＳ４０５で前記ステップＳ４０４におい
て求められた分散値Ｄの偏りＥの大きさを、予め決めら
れた定数値と比較して、下記式（１８）を満足するか否
かを判断する。

【００５７】｜Ｅ｜＜０．０６２５…（１８）この定数は任意の値である。

【００５８】そして、上記式（１８）を満足しなければ
ステップＳ４０６へ進み処理回数ｌｏｏｐが５回以上で
あるか否かを判断する。そして、処理回数ｌｏｏｐが５
回以上でなければステップＳ４０７へ進み分散値Ｄの偏
りＥの符号を調べて、偏りＥが０．０より小さいか否か
を判断する。そして、偏りＥが０．０より小さい（マイ
ナス）場合はステップＳ４０８へ進んでｓｔａｒｔを平
均値ＡＶに設定した後、前記ステップＳ４０２へ戻る。
また、前記ステップＳ４０７において偏りＥが０．０よ
り大きい（プラス）の場合はステップＳ４０９へ進んで
ｅｎｄを平均値ＡＶに設定した後、前記ステップＳ４０
２へ戻る。

【００５９】一方、前記ステップＳ４０５において上記
式（１８）を満足する場合及び前記ステップＳ４０６に
おいて処理回数ｌｏｏｐが５回以上の場合は、いずれも
ステップＳ４１０へ進んでその時点の平均値ＡＶをしき
い値ＴＨｋとした後、本処理動作を終了する。

【００６０】なお、本実施の形態に係る画像の二値化装
置におけるその他の構成及び作用は、上述した第１の実
施の形態と同一であるから、その説明は省略する。

【００６１】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態を説明する。

【００６２】本実施の形態では、図２のステップＳ２０
５において求められたしきい値ＴＨｋ，ＴＨｒ，ＴＨ
ｇ，ＴＨｂからそれぞれについて図４のステップＳ４０
１におけるｓｔａｒｔとｅｎｄの値をそれぞれ決定す
る。例えば、赤成分のしきい値ＴＨｒに対しては、ｓｔ
ａｒｔ＝ＴＨｒ−１６、ｅｎｄ＝ＴＨｒ＋１６とする。
ここで、１６はあまり大きくない任意の値である。

【００６３】以下、上述した第２の実施の形態において
説明したのと同様の方法（図４のステップ４１０）で最
後に得られた平均値ＡＶをしきい値ＴＨｋとする。

【００６４】他の成分についても同じであるが、輝度成
分のしきい値ＴＨｋだけは図３において補正が行われた
場合は、この処理を行わないものとする。

【００６５】なお、本実施の形態に係る画像の二値化装
置におけるその他の構成及び作用は、上述した第２の実
施の形態と同一であるから、その説明は省略する

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の画像の二値
化方法及び装置によれば、テキスト部は適度な単純二値
画像となり、ピクチャー部は塗りつぶし画像になること
により、文書画像のレイアウト解析が容易になると共
に、ＯＣＲに適する画像となり、しかも、ピクチャー部
は塗りつぶし画像になることにより、二値画像中のブロ
ック数（黒画素のかたまりの数）が少なくなり、レイア
ウト解析が高速に行えるという効果を奏する。

【００６７】また、本発明の記憶媒体によれば、上述し
た本発明の画像の二値化装置を円滑に制御することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像の二値化
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像の二値化
装置において、多値画像から色成分に分割してしきい値
を計算して二値画像を得る動作の流れを示すフローチャ
ートである。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画像の二値化
装置において、得られたしきい値を補正する動作の流れ
を示すフローチャートである。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る画像の二値化
装置において、ヒストグラムの他に部分を見つける動作
の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ＣＰＵ（中央処理装置）２ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）３ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４記憶装置５スキャナ６出力装置７入力装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多値画像を入力して二値画像を出力する
画像の二値化方法であって、画像を多値入力する入力工
程と、該入力工程により入力された多値画像を輝度成分
と色成分に分割する分割工程と、該分割工程により分割
された輝度成分及び色成分のそれぞれのヒストグラムか
ら平均値と標準偏差値とを算出する算出工程と、該算出
工程により得られた平均値と予め決められた定数倍した
標準偏差値との差分から各成分の二値化しきい値を決定
する二値化しきい値決定工程と、該二値化しきい値決定
工程により決定された二値化しきい値に基づいて二値画
像を生成する二値画像生成工程と、該二値画像生成工程
により得られたそれぞれの二値画像の論理和により最終
二値画像を生成する最終二値画像生成工程とを有するこ
とを特徴とする画像の二値化方法。
【請求項２】前記二値化しきい値決定工程における輝
度成分の二値化しきい値の決定において、画像を複数に
分割して、各領域に対して前記算出工程により得られた
平均値と予め決められた定数倍した標準偏差値との差分
から各成分の二値化しきい値を決定し、各領域で求めら
れた値の差分が大きい場合にしきい値の小さい方の平均
値と定数倍した標準偏差値の和としきい値の大きい方の
値の平均値をしきい値とすることを特徴とする請求項１
記載の画像の二値化方法。
【請求項３】しきい値の小さい方の平均値と定数倍し
た標準偏差値の和としきい値の大きい方の値の間の平均
値と分散との偏りを計算する偏り計算工程と、該偏り計
算工程により得られた偏りが予め決められた値より大き
い場合はその偏りの符号により平均値を境界とした一方
を選択する選択工程とを有し、前記二値化しきい値決定
工程は、前記選択工程により平均値を境界とした一方を
選択しその領域での同じ処理を行い、偏りの大きさが予
め決められた値以下になるか所定回数以上に達した場
合、その時点の平均値をしきい値とすることを特徴とす
る請求項２記載の画像の二値化方法。
【請求項４】前記二値化しきい値決定工程は、得られ
た輝度成分のしきい値が中間値より小さく且つその平均
値が中間値と予め決められた定数値との和よりも大きい
場合、輝度成分のしきい値を中間値とすることを特徴と
する請求項１記載の画像の二値化方法。
【請求項５】得られたしきい値の近傍を範囲としてそ
の間の平均値と分散との偏りを計算する偏り計算工程
と、該偏り計算工程により得られた偏りが予め決められ
た値より大きい場合はその偏りの符号により平均値を境
界とした一方を選択する選択工程とを有し、前記二値化
しきい値決定工程は、前記選択工程により平均値を境界
とした一方を選択しその領域での同じ処理を行い、偏り
の大きさが予め決められた値以下になるか所定回数以上
に達した場合、その時点の平均値をしきい値とすること
を特徴とする請求項１記載の画像の二値化方法。
【請求項６】多値画像を入力して二値画像を出力する
画像の二値化装置であって、画像を多値入力する入力手
段と、該入力手段により入力された多値画像を輝度成分
と色成分に分割する分割手段と、該分割手段により分割
された輝度成分及び色成分のそれぞれのヒストグラムか
ら平均値と標準偏差値とを算出する算出手段と、該算出
手段により得られた平均値と予め決められた定数倍した
標準偏差値との差分から各成分の二値化しきい値を決定
する二値化しきい値決定手段と、該二値化しきい値決定
手段により決定された二値化しきい値に基づいて二値画
像を生成する二値画像生成手段と、該二値画像生成手段
により得られたそれぞれの二値画像の論理和により最終
二値画像を生成する最終二値画像生成手段とを有するこ
とを特徴とする画像の二値化装置。
【請求項７】前記二値化しきい値決定手段における輝
度成分の二値化しきい値の決定において、画像を複数に
分割して、各領域に対して前記算出手段により得られた
平均値と予め決められた定数倍した標準偏差値との差分
から各成分の二値化しきい値を決定し、各領域で求めら
れた値の差分が大きい場合にしきい値の小さい方の平均
値と定数倍した標準偏差値の和としきい値の大きい方の
値の平均値をしきい値とすることを特徴とする請求項６
記載の画像の二値化装置。
【請求項８】しきい値の小さい方の平均値と定数倍し
た標準偏差値の和としきい値の大きい方の値の間の平均
値と分散との偏りを計算する偏り計算手段と、該偏り計
算手段により得られた偏りが予め決められた値より大き
い場合はその偏りの符号により平均値を境界とした一方
を選択する選択手段とを有し、前記二値化しきい値決定
手段は、前記選択手段により平均値を境界とした一方を
選択しその領域での同じ処理を行い、偏りの大きさが予
め決められた値以下になるか所定回数以上に達した場
合、その時点の平均値をしきい値とすることを特徴とす
る請求項７記載の画像の二値化装置。
【請求項９】前記二値化しきい値決定手段は、得られ
た輝度成分のしきい値が中間値より小さく且つその平均
値が中間値と予め決められた定数値との和よりも大きい
場合、輝度成分のしきい値を中間値とすることを特徴と
する請求項６記載の画像の二値化装置。
【請求項１０】得られたしきい値の近傍を範囲として
その間の平均値と分散との偏りを計算する偏り計算手段
と、該偏り計算手段により得られた偏りが予め決められ
た値より大きい場合はその偏りの符号により平均値を境
界とした一方を選択する選択手段とを有し、前記二値化
しきい値決定手段は、前記選択手段により平均値を境界
とした一方を選択しその領域での同じ処理を行い、偏り
の大きさが予め決められた値以下になるか所定回数以上
に達した場合、その時点の平均値をしきい値とすること
を特徴とする請求項６記載の画像の二値化装置。
【請求項１１】多値画像を入力して二値画像を出力す
る画像の二値化装置を制御するための制御プログラムを
格納した記憶媒体であって、前記制御プログラムは、画
像を多値入力し、該入力された多値画像を輝度成分と色
成分に分割し、該分割された輝度成分及び色成分のそれ
ぞれのヒストグラムから平均値と標準偏差値とを算出
し、該算出された平均値と予め決められた定数倍した標
準偏差値との差分から各成分の二値化しきい値を決定
し、該決定された二値化しきい値に基づいて二値画像を
生成し、該生成されたそれぞれの二値画像の論理和によ
り最終二値画像を生成するように制御するステップの制
御モジュールを有することを特徴とする記憶媒体。
【請求項１２】前記制御プログラムは、前記輝度成分
の二値化しきい値の決定において、画像を複数に分割し
て、各領域に対して前記算出された平均値と予め決めら
れた定数倍した標準偏差値との差分から各成分の二値化
しきい値を決定し、各領域で求められた値の差分が大き
い場合にしきい値の小さい方の平均値と定数倍した標準
偏差値の和としきい値の大きい方の値の平均値をしきい
値とするように制御するステップの制御モジュールを有
することを特徴とする請求項１１記載の記憶媒体。
【請求項１３】前記制御プログラムは、しきい値の小
さい方の平均値と定数倍した標準偏差値の和としきい値
の大きい方の値の間の平均値と分散との偏りを計算し、
該算出された偏りが予め決められた値より大きい場合は
その偏りの符号により平均値を境界とした一方を選択
し、その領域での同じ処理を行い、偏りの大きさが予め
決められた値以下になるか所定回数以上に達した場合、
その時点の平均値をしきい値とするように制御するステ
ップの制御モジュールを有することを特徴とする請求項
１２記載の記憶媒体。
【請求項１４】前記制御プログラムは、得られた輝度
成分のしきい値が中間値より小さく且つその平均値が中
間値と予め決められた定数値との和よりも大きい場合、
輝度成分のしきい値を中間値とするように制御するステ
ップの制御モジュールを有することを特徴とする請求項
１１記載の画像の二値化方法。
【請求項１５】得られたしきい値の近傍を範囲として
その間の平均値と分散との偏りを計算し、該算出された
偏りが予め決められた値より大きい場合はその偏りの符
号により平均値を境界とした一方を選択し、その領域で
の同じ処理を行い、偏りの大きさが予め決められた値以
下になるか所定回数以上に達した場合、その時点の平均
値をしきい値とするように制御するステップの制御モジ
ュールを有することを特徴とする請求項１１記載の記憶
媒体。