JP2001111821A - 画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地肌領域にのみ凹凸補正を行うことによっ
て、文字の認識性を改善した画像読取装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 地肌濃度上の文字はディザ処理されるこ
とになり、図１２に示すように文字の直線性が保たれな
くなる。そこで、凹凸補正回路５４（図２）は、画像信
号選択回路Ａ５３から出力される２値の画像データに対
して処理を行う。図１３に示すように、△、▲の補正対
象画素と周辺画素のパターンマッチングを行い、○を白
画素、●を黒画素として、パターンａ〜ｄと一致して、
かつ、▲が黒画素のときに白画素に変換する。また、パ
ターンｅ〜ｈと一致して、かつ、△が白画素のとき黒画
素に変換する。この処理によって、２値の画像データの
凹凸部が補正され、図１２が、図１４のように補正さ
れ、文字の認識性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、文字領域と絵柄領
域を構成度に分離する像域分離手段を備えた画像読取装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、オフィスに各種のＯＡ機器が導入
され、これに伴いオフィスでの取り扱う文書は増加の一
途を辿っている。これらの文書管理を効率的に行うた
め、白黒イメージスキャナを用いて、紙文書を２値化処
理した電子イメージデータに落とし込む電子ファイリン
グシステムに関する需要が高まっている。それに合わ
せ、文字絵柄混在原稿に対する操作性の簡略化と、原稿
の再現品質の向上を両立するために、像域分離技術を搭
載したイメージスキャナも普及してきている。

【０００３】ところで、従来から簡易な装置で画像を像
域分離して適応的に２値化処理を行なう場合、一般的に
は、特開平４−２４８７６６号公報に記載されているよ
うに、文字候補領域（文字エッジ領域）検出回路と地肌
（白地）領域検出回路とのＡＮＤ回路を構成し、文字候
補領域でかつ地肌領域と判定できる領域を文字領域と判
定し、ＭＴＦ補正したのち固定閾値で２値化した解像度
優先のデータを選択し、前述の文字領域以外の部分を絵
柄領域と判定し、ディザおよび誤差拡散により２値化し
た階調性優先のデータを選択することによって、文字の
解像度と絵柄の階調性を両立させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電子ファイリングされ
る原稿は、一般的な白色紙にプリンタやコピーを介して
作成された白黒のビジネス紙文書にとどまらず、新聞や
雑誌の記事、カタログ、伝票等の地肌濃度を有し、か
つ、文字も絵柄も含む原稿も多く発生してきている。上
記適応的な２値化処理では、文字の輪郭周辺部のみ解像
度優先な固定閾値２値化処理を施し、その他の領域はデ
ィザあるいは誤差拡散による擬似中間調処理を行って、
全面擬似中間調処理を行い、階調性を維持するととも
に、文字の輪郭を解像度優先な処理を行うことによっ
て、文字をハッキリとさせて、文字の認識性を維持して
いた。然るに、地肌濃度上の文字は、膨張処理を含む上
記地肌領域検出回路では、地肌領域として検出される
が、地肌濃度と文字濃度の間にあまり濃度差がないた
め、上記文字候補領域検出回路では、良好に文字候補領
域として検出できない場合があった。このような場合、
地肌上の文字部の文字エッジ部が、擬似中間調処理さ
れ、直線的にならず、凹凸になるため、文字の認識性を
著しく損なっていた。

【０００５】そこで、本発明の第１の目的は、像域分離
処理が具備する地肌領域の検出結果を利用して、上記適
応処理により解像度優先および階調性優先の処理画像か
ら選択生成される画像データに対し、地肌領域にのみ凹
凸補正を行うことによって、カタログ等の地肌濃度を有
し、かつ文字と絵柄を含む原稿に対し、文字エッジ部が
階調性優先な処理が施され、凹凸になったものを補正す
ることにより、文字の認識性を改善した画像読取装置を
提供することである。本発明の第２の目的は、階調性優
先の処理にディザ処理を使用する場合、ディザパターン
に応じて、前記凹凸補正処理の、補正する凹凸の大きさ
を切り替えることにより、ディザパターンに応じてより
文字の認識性を改善した画像読取装置を提供することで
ある。本発明の第３の目的は、補正する凹凸の大きさ
を、操作者が調節可能とすることによって、多種多様な
原稿に応じて精度よく文字の認識性を改善した画像読取
装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、入力された画像データから当該注目画素が文字領域
であるか絵柄領域であるかを判定して分離する像域分離
手段と、この像域分離手段の検出結果に基づいて、解像
度を優先する画像処理を行う解像度優先処理手段と、こ
の像域分離手段の検出結果に基づいて、階調性を優先す
る画像処理を行う階調性優先処理手段と、前記解像度優
先処理手段と前記階調性優先処理手段のうち、何れかの
手段を用いるかを選択する選択手段と、画像データの凹
凸部分を補正する補正手段を備え、前記像域分離手段
が、近傍に地肌の存在する領域をも検出し、前記像域分
離手段の検出結果に基づいて、前記選択手段が選択した
解像度優先処理手段または階調性優先処理手段により生
成した画像データに対し、前記地肌領域検出の結果に基
づき、地肌領域にのみ補正手段が凹凸部分を補正するこ
とにより、前記第１の目的を達成する。

【０００７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明におていて、前記階調性優先処理手段がディザ処理
を使用する場合、ディザのパターンに応じて、前記補正
手段が補正する凹凸の大きさを切り替えることにより、
前記第２の目的を達成する。

【０００８】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明におていて、前記補正手段が補正する凹凸の大きさ
を切り替える切替手段と、操作者が原稿に応じてこの前
記補正手段が補正する凹凸の大きさを最適化する調整手
段とを備えたことにより、前記第３の目的を達成する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図１ないし図１７を参照して詳細に説明する。図１
は、本実施の形態に係るディジタル画像読取装置の全体
構成図である。原稿台ガラス１上に置かれた原稿は、第
１ミラー２と一体に構成された照明ランプ３により照射
され、その反射光は、第１ミラー２および一体に構成さ
れた第２ミラー４、第３ミラー５で走査される。その後
反射光は、レンズ３８により集束され、ＣＣＤ（光電変
換素子）６に照射され光電変換される。第１ミラー２、
照明ランプ３、および第２ミラー４、第３ミラー５は、
走行体モーター７を駆動源として、Ａ方向に移動可能と
なっている。

【００１０】原稿トレイ８に積載された原稿は、ピック
アップローラー９、レジストローラー対１０、搬送ドラ
ム１１、搬送ローラー１２により読み取り位置Ｂを経
て、排紙ローラー対１３、１４へ送り込まれ、排紙トレ
イ１５上に排出される。原稿は、読取位置Ｂを通過する
際に、読取位置Ｂ近傍に移動している照明ランプ３によ
り照射され、その反射光は、レンズ３８により集束さ
れ、ＣＣＤ６に照射され光電変換される。これらの処理
におけるピックアップローラー９、レジストローラー対
１０は、給紙モーター（図示せず）により駆動され、搬
送ドラム１１、搬送ローラー１２、排紙ローラー対１
３、１４は、搬送モーター１６により駆動される。

【００１１】本実施例では主副独立の読み取り密度変換
を行なっている。主走査方向の読み取り密度変換は電気
変倍により行う。レンズ３８の絞り（集束率）およびＣ
ＣＤ６上の読み取り画素数は固定であるため、主走査方
向の読み取り密度は一定値となる。本実施例ではこの主
走査方向の読み取り密度が４００ｄｐｉになるように構
成している。この４００ｄｐｉでの読み取りデータに対
して、ラインメモリを用いた電気回路（図示しない）に
よって、補間処理を行いながら間引き処理や２度書きを
行なうことで、任意のｄｐｉに密度変換する。例えば、
２００ｄｐｉに縮小するには、４００ｄｐｉ読み取りデ
ータの隣合う２画素を補間処理しながら間引き処理した
１画素に変換する。また、８００ｄｐｉに拡大するに
は、１画素を補間処理しながら２度書きすることで２画
素に変換する。

【００１２】副走査方向の読み取り密度変換は機械変倍
により行なう。走行体モーター７および搬送モーター１
６にはステッピングモーターを使用し、これらモーター
の駆動スピードを変えることによって、原稿の副走査方
向の走査スピードを変化させ、すなわち副走査方向の読
み取り密度を変えることによって密度変換する。例え
ば、４００ｄｐｉでの走査スピード：λに対して、２０
０ｄｐｉで読み取るには、走査スピード：２×λで走査
するようにモーターを駆動し、８００ｄｐｉで読み取る
には、走査スピード：λ／２で走査するようにモーター
を駆動する。

【００１３】図２は、本実施の形態画像処理読み取り装
置のブロック構成図である。図２において、スキャナ４
１は、ＣＣＤ等の光電変換素子を有し、原稿を読み取っ
て白黒の濃淡信号を出力し、その濃淡信号を例えば８ビ
ットのディジタル信号に変換して出力する。次に、変倍
処理回路４２により前述の主走査方向の変倍処理を施
す。文字処理部４３は解像度を優先するため、ＭＴＦ補
正回路４４と固定閾値２値化回路４５からなる。絵柄処
理部４６は階調性を優先するため、平滑化回路４７とデ
ィザ処理回路４８とで構成される。

【００１４】本実施の形態の像域分離処理部４９は、文
字候補領域検出回路５０と、地肌領域検出回路５１と、
判定回路５２から構成されていて、文字候補領域でかつ
近傍に地肌領域が存在する場合には、その領域を文字領
域と判定して、文字判定信号を出力する。文字候補領域
検出回路５０は、文字の輪郭部分に連続する白画素およ
び黒画素が、同時に一定以上の密度で存在するという性
質を利用することによって、文字候補領域を抽出してい
る。図３は、この文字候補領域検出回路５０の具体的な
構成を示した図である。文字検出は以下ようにして行わ
れる。すなわち、２値化回路７１によって、画像信号を
所定の閾値によって低レベル／非低レベルすなわち黒／
非黒に２値化してから、黒画素パターンマッチング回路
７２に入力する。この黒画素パターンマッチング回路７
２では、例えば注目画素を中心画素とした３×３のマト
リックス内の黒／非黒パターンと図４に示すパターンの
何れかとがマッチングしたときに、注目画素を文字黒画
素（連結黒画素）と判定し、“１”を出力する。計数回
路７３は黒画素パターンマッチング回路７２の“１”出
力の個数すなわち文字黒画素の個数を、注目画素を中心
とした例えば３×３のマトリックス内について計数し、
計数値が一定値（例えば２）以上のときに“１”を出力
する。

【００１５】また、２値化回路７４によって、画像信号
を所定の閾値によって高レベル／非高レベルすなわち白
／非白に２値化してから、白画素パターンマッチング回
路７５に入力する。この白画素パターンマッチング回路
７５では、例えば注目画素を中心画素とした３×３のマ
トリックス内の白／非白パターンと図５に示すパターン
の何れとがマッチングしたときに、注目画素を文字白画
素（連結白画素）と判定し、“１”を出力する。計数回
路７６は白画素パターンマッチング回路７５の出力か
ら、例えば注目画素を中心とした例えば３×３のマトリ
ックス内について文字白画素の個数を計数し、計数値が
一定値（例えば２）以上の時に“１”を出力する。

【００１６】ＡＮＤ回路７７は、計数回路７３、７６の
出力信号の論理積信号を出力する。すなわち、注目画素
を中心とした３×３のマトリックス内に例えば２個以上
の文字黒画素および２個以上の文字白画素が同時に存在
すると、ＡＮＤ回路７７は“１”を出力する。この時、
この注目画素を仮名文字画素とする。判定回路７８は、
例えば注目画素を中心とした５×５のマトリックス内に
前記仮文字画素が一定個数以上あれば、注目画素または
注目画素を含む一定の大きさのブロック（５×５のマト
リックス）を文字候補領域と判定し、“１”を出力す
る。すなわち、文字の輪郭部分には連結白画素および連
結黒画素が同時に一定以上の密度で存在するという性質
を利用することによって、文字候補領域を抽出してい
る。

【００１７】地肌領域検出回路５１は、注目画素の近傍
に所定の大きさの任意の濃度以下である地肌領域の塊の
存在を抽出することによって判定している。以下、この
地肌検出について説明する。この実施の形態の地肌領域
検出回路５１を図６に示してある。ここで、地肌領域と
は、注目画素の近傍に、所定の大きさ（１×５または５
×１）の地肌画素の塊が存在する領域をいう。地肌領域
の検出は以下ようにして行われる。すなわち、画像信号
をＭＴＦ補正部１０１で精鋭化処理後、２値化回路１０
２によって、画像信号を所定の閾値によって地肌／非地
肌に２値化し、地肌画素塊パターンマッチング回路１０
３に入力する。図７は、１×５または５×１が全て地肌
画素である地肌画素塊のパターンを示してある。地肌画
素塊パターンマッチング回路１０３では、注目画素の近
傍にある地肌画素の塊をパターンマッチングで検出し、
図７に示すパターンとマッチングしたときに、注目画素
をアクティブ画素とする。膨張回路１０４は、地肌画素
塊パターンマッチング回路１０３の出力から、注目画素
を中心とした例えば５×５のブロック内についてアクテ
ィブ画素の個数を計数し、ブロック内に１個でもアクテ
ィブ画素があれば、ブロック全体を地肌地領域として判
定出力する。

【００１８】本実施の形態に係る他の地領域検出回路５
１を図８に示してある。この例では、文字検出の精度を
向上するために、補正回路１２４を設けている。他の構
成は、図６例と同様である。図８の動作は以下の通りで
ある。すなわち、画像信号をＭＴＦ補正部１２１で鮮鋭
化処理後、２値化回路１２２によって、画像信号を所定
の閾値によって地肌／非地肌に２値化し、地肌画素塊パ
ターンマッチング回路１２３に入力する。地肌画素塊パ
ターンマッチング回路１２３では、注目画素の近傍にあ
る地肌画素の塊をパターンマッチングで検出し、図７に
示すパターンとマッチングしたときに、注目画素を仮の
アクティブ画素とする。地肌画素の塊を検出後、補正回
路１２４において、図９に示すように、主走査方向に対
して、注目画素からそれぞれ左右にＬ画素だけ離れた距
離に地肌画素の塊Ａ、Ｂが存在する場合に、該注目画素
を真のアクティブ画素として出力する。この補正処理
は、図１０に示すように、例えば文字「い」のように、
文字の背景の地肌地は必ず注目画素の両方向で検出でき
るという特性を利用しているので、写真や網点を非文字
として、さらに精度良く検出することができる。膨張回
路１２５は、注目画素を中心とした例えば５×５のブロ
ック内についてアクティブ画素の個数を計数し、ブロッ
ク内に１個でもアクティブ画素があれば、ブロック全体
を地肌地領域として判定出力する。

【００１９】判定回路５２は、注目画素が文字候補領域
検出回路５０によって文字候補領域と判断され、かつ地
肌領域検出回路５１によって近傍に地肌の存在する領域
と判定された場合、すなわち、「文字候補領域」ＡＮＤ
「地肌領域」の場合に、該注目画素を文字領域と判定す
る信号を出力する。画像信号選択回路Ａ５３は、上記判
定回路５２の判定結果に従って、文字領域判定部には文
字処理部４３で２値化された文字画像を選択し、それ以
外の非文字領域判定部には、絵柄処理部４６でディザ処
理された絵柄画像を選択出力する。

【００２０】次に、第１の実施の形態を説明する。図１
１に示すよう、地肌濃度を有する文字原稿は、白地上の
文字原稿と比較して、下地と文字との間の濃度差が小さ
くなっている。文字候補領域回路５０では、最初に所定
の閾値による２値化回路で、低レベル／非低レベル、高
レベル／非高レベルの判定を行うが、図に示すよう、こ
の内、低レベル／非低レベルの判定が曖昧になり、良好
に文字候補領域の検出が行えなくなる。そうした場合、
地肌濃度上の文字はディザ処理されることになり、図１
２に示すように文字の直線性が保たれなくなる。図２の
凹凸補正回路５４は、画像信号選択回路Ａ５３から出力
される２値の画像データに対して処理を行う。図１３に
示すように、△、▲の補正対象画素と周辺画素のパター
ンマッチングを行い、○を白画素、●を黒画素として、
パターンａ〜ｄと一致して、かつ、▲が黒画素のときに
白画素に変換する。また、パターンｅ〜ｈと一致して、
かつ、△が白画素のとき黒画素に変換する。この処理に
よって、２値の画像データの凹凸部が補正され、図１２
が、図１４のように補正され、文字の認識性が向上す
る。

【００２１】遅延調整回路Ａ５５は、画像信号選択回路
Ａ５３から出力される画像データを単純に遅延して出力
する。この処理は、次段の画像信号選択回路Ｂ５７が、
凹凸補正回路５４後のデータと、凹凸補正前のデータを
受け取るが、凹凸補正回路５４で発生する処理時間を、
遅延調整回路Ａ５５で遅延させることにより、画像信号
選択回路Ｂ５７に同じ画素タイミングで、データを渡す
働きを行う。遅延調整回路Ｂ５６は、像域分離処理部４
９内部の地肌領域検出回路５１から出力される、近傍に
地肌の存在する領域の判定信号を単純に遅延して出力す
る。この処理も、遅延調整回路Ａ５５と同様に、次段の
画像信号選択回路Ｂ５７に入力する地肌領域判定信号
を、凹凸補正後，凹凸補正前（遅延調整回路１の出力）
と同じ画素タイミングに合わせる働きを行い、判定回路
５２、画像信号選択回路Ａ５３、凹凸補正回路５４で発
生する処理時間を遅延させる。

【００２２】画像信号選択回路Ｂ５７は、遅延調整回路
Ｂ５６から出力される、近傍に地肌の存在する領域の判
定信号に従って、地肌領域判定部には凹凸補正回路５４
で処理された画像を選択し、それ以外の非地肌領域判定
部には、遅延回路Ａ５５から出力される凹凸補正されな
い画像を選択出力する。

【００２３】次に、第２の実施の形態を説明する。ディ
ザの代表的なパターンには、ドット集中型とドット分散
型がある。これら２つの方法を４×４のマトリクスで構
成した例を図１５に示してある。一般に階調性は両者共
に同等であるが、ドット集中型は画像の滑らかさに優
れ、ドット分散型は解像度に優れている。しかし、画像
の滑らかさや解像度はマトリクスパターンだけでは決ま
らず、出力装置の様式やドット密度等も影響するため、
画質上の特徴や目的に応じて、両者が選択されて使われ
る。このディザのパターンやサイズによって、図４の文
字の直線性の損なわれ方が変わってくる。このような場
合において、凹凸補正のパターンが図１３のパターンで
補正仕切れない場合、図１６のパターンを用いて対処す
る。

【００２４】続いて、第３の実施の形態を説明する。第
１の実施の形態での凹凸補正回路５４において、補正サ
イズは、画像読み取り装置の操作部を介して、ユーザー
もしくはサービスマンにより、切り替え可能なものとす
る。操作部はＬＣＤ表示部とスイッチにより構成され、
図１７に表示例を示してある。このことにより使用され
る原稿に応じて、ユーザーもしくはサービスマンは凹凸
補正の効果を調整することができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、像域分離処理
手段が具備する地肌領域の検出結果を利用して、適応処
理により解像度優先および階調性優先の処理画像から選
択生成される画像データに対し、地肌領域にのみ凹凸補
正を行うことによって、新聞や雑誌の記事、カタログ等
の地肌濃度を有し、かつ文字と絵柄を含む原稿に対し、
文字エッジ部が階調性優先な処理が施され、凹凸になっ
たものを補正することにより、文字の認識性を著しく改
善することがでる。

【００２６】請求項２記載の発明では、階調性優先の処
理にディザ処理を使用する場合、ディザパターンに応じ
て、前記凹凸補正処理の、補正する凹凸の大きさを切り
替えることにより、ディザパターンに応じてより精度よ
く処理を行うことができる。

【００２７】請求項３記載の発明では、補正する凹凸の
大きさを、操作者が調節可能とすることによって、多種
多様な原稿に応じて精度よく処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るディジタル画像読取装置の
全体構成図である。

【図２】本実施の形態画像処理読み取り装置のブロック
構成図である。

【図３】文字候補領域検出回路を示したブロック図であ
る。

【図４】文字検出のための黒／非黒パターンを示した図
である。

【図５】文字検出のための白／非白パターンを示した図
である。

【図６】地肌検出回路の例を示したブロック図である。

【図７】１×５または５×１が全て地肌画素であるパタ
ーンを示した図である。

【図８】地肌検出回路の他の例を示したブロック図であ
る。

【図９】注目画素から左右にＬ画素だけ離れた距離に地
肌画素の塊を検出するところを示した図である。

【図１０】注目画素の両方向において、文字の背景の地
肌が検出されるところを示した図である。

【図１１】地肌濃度を有する文字原稿と白地上の文字原
稿との読み取りを比較した図である。

【図１２】地肌濃度上の文字はディザ処理された状態を
示した図である。

【図１３】第１の実施の形態におけるマッチングパター
ンを示した図である。

【図１４】第１の実施の形態により補正された例を示し
た図である。

【図１５】ディザの代表的なパターンを４×４のマトリ
クスで構成した例を示した図である。

【図１６】第２の実施の形態で用いる補正パターンであ
る。

【図１７】第３の実施の形態の表示例を示した図であ
る。

【符号の説明】 １ 原稿台ガラス ３ 照明ランプ ６ ＣＣＤ（光電変換素子） ８ 原稿トレイ ３８ レンズ ４１ スキャナ ４３ 文字処理部 ４４ ＭＴＦ補正回路 ４５ 固定閾値２値化回路 ４６ 絵柄処理部 ４７ 平滑化回路 ４８ ディザ処理回路 ４９ 像域分離処理部 ５０ 文字候補領域検出回路 ５１ 地肌領域検出回路 ５２ 判定回路 ５３ 画像信号選択回路Ａ ５４ 凹凸補正回路 ５５ 遅延調整回路Ａ ５６ 遅延調整回路Ｂ ５７ 画像信号選択回路Ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された画像データから当該注目画素
   が文字領域であるか絵柄領域であるかを判定して分離す
   る像域分離手段と、 この像域分離手段の検出結果に基づいて、解像度を優先
   する画像処理を行う解像度優先処理手段と、 この像域分離手段の検出結果に基づいて、階調性を優先
   する画像処理を行う階調性優先処理手段と、 前記解像度優先処理手段と前記階調性優先処理手段のう
   ち、何れかの手段を用いるかを選択する選択手段と、 画像データの凹凸部分を補正する補正手段を備え、 前記像域分離手段が、近傍に地肌の存在する領域をも検
   出し、 前記像域分離手段の検出結果に基づいて、前記選択手段
   が選択した解像度優先処理手段または階調性優先処理手
   段により生成した画像データに対し、前記地肌領域検出
   の結果に基づき、地肌領域にのみ補正手段が凹凸部分を
   補正することを特徴とした画像読取装置。
2. 【請求項２】 前記階調性優先処理手段がディザ処理を
   使用する場合、ディザのパターンに応じて、前記補正手
   段が補正する凹凸の大きさを切り替えることを特徴とす
   る請求項１記載の画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記補正手段が補正する凹凸の大きさを
   切り替える切替手段と、 操作者が原稿に応じてこの前記補正手段が補正する凹凸
   の大きさを最適化する調整手段とを備えたことを特徴と
   する請求項１記載の画像読取装置。