JP2001119577A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多値画像の２値化処理において、背景を確実
に除去する。 【解決手段】 画像処理装置の２値化部１５において、
第１の２値化閾値算出部２３は、多値画像の単位領域毎
に、各輝度値の画素の出現度数の分布に基づいた特徴量
に基づき、該単位領域の第１の２値化閾値を算出する。
第２フィルタ処理部２５は、特徴量および予め定めるフ
ィルタ係数を用いたエッジ検出処理の結果に基づいてフ
ィルタ係数を設定し、該フィルタ係数を用いたエッジ検
出フィルタ処理を、多値画像の単位領域に対して施す。
第２の２値化閾値算出部２６は、第２フィルタ処理部２
５の処理結果に基づき、各単位領域の第２の２値化閾値
を算出する。２値化処理部２７は、単位領域毎に、特徴
量に応じて、多値画像の単位領域および該単位領域に対
する第２フィルタ処理手段の結果のうちのいずれか一方
を、第１および第２の２値化閾値のうちのいずれか一方
によって２値化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多値画像のデータ
を２値化する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像のデータを処理する画像処理装置
は、入力された多値画像のデータに対して２値化処理を
施すことによって、画像のデータのデータ量を削減する
ものが多い。たとえば画像通信を行うファクシミリ装置
において、画像のデータのデータ量の削減は、通信量の
削減、すなわちコスト削減に貢献する。また複写機やプ
リンタに代表されるような、記憶媒体上に画像を形成す
る装置において、入力された多値画像のデータを疑似中
間調等の２値表現方式のデータに変更することによっ
て、画像形成を比較的容易に制御することができる。ま
た前記画像を形成する装置およびファクシミリ装置は、
画像のデータを記憶するためのデータメモリを、内部に
備えている。画像のデータのデータ量が減少させられる
場合、データメモリの容量が少なくて済む。このように
画像のデータに２値化処理を施すことは、装置コストの
削減に直接貢献する。

【０００３】従来技術の画像処理装置における多値画像
のデータの２値化処理の手法には、原稿の読取り濃度に
対応した閾値によって多値画像のアナログ信号を直接２
値化する第１の２値化手法と、アナログ／デジタル変換
によって多値画像のアナログ信号を多値画像のデジタル
信号に一旦変換し、該デジタル信号を２値化する第２の
２値化手法とがある。

【０００４】第１の２値化手法を用いる従来技術の画像
処理装置は、入力された多値画像の２値化処理を、以下
の手順で実現している。まず、画像のアナログ信号が、
画像処理装置に入力される。次いで、自動背景制御等に
よって制御された電圧をピーク値としてシェーディング
補正電圧が生成され、該シェーディング補正電圧が分圧
される。これによって、２値化の際の基準電圧が生成さ
れる。続いて、多値画像のアナログ信号と生成された基
準電圧とが比較され、比較結果に応じて多値画像のアナ
ログ信号が２値化されて出力される。

【０００５】第２の２値化手法を用いる従来技術の画像
処理装置は、入力された多値画像の２値化処理を、以下
の手順で実現している。まず、アナログ／デジタル変換
手段における負の基準電圧となる固定値が設定され、自
動背景制御等によって制御された電圧をピーク値として
生成されるシェーディング補正電圧が、正の基準電圧と
して適用される。次いで、前記アナログ／デジタル変換
手段によって、入力された多値画像のアナログ信号が多
値画像のデジタル信号に変換される。次いで、多値画像
のデジタル信号に、エッジ強調処理等の所定の画像処理
が施される。次いで、画像処理後の多値画像のデジタル
信号と固定値である閾値とが比較され、比較結果に応じ
て多値画像のデジタル信号が２値化されて出力される。

【０００６】上述した第１の２値化処理において、２値
化に用いられる閾値は、シェーディング補正電圧に基づ
いて設定されている。また第２の２値化処理において、
２値化に用いられる閾値は固定値になっている。２値化
に用いられる閾値の決定方式には、この他に、多値画像
における画素の輝度値の出現度数の分布を示す度数ヒス
トグラムを求め、度数ヒストグラムの形状に基づき２値
化処理の閾値を決定する手法がある。このような２値化
処理の閾値の決定方式は、特開平６−３２６８７１号公
報および特開平９−６９９４１号公報に開示されてい
る。

【０００７】特開平６−３２６８７１号公報の２値化閾
値決定方式においては、量子化された画像における各濃
度レベルの画素の出現頻度を示すヒストグラムが生成さ
れ、該ヒストグラムにサーチ領域が設定され、該ヒスト
グラムの該サーチ領域内の部分に基づいて２値化処理の
閾値が決定される。特開平９−６９９４１号公報の画像
処理装置は、多値画像の１ライン分の領域毎に、該領域
内の複数個の画素の輝度信号を複数の各閾値によってそ
れぞれ２値化し、該領域における各閾値によって２値化
された各輝度値の画素の出現頻度をそれぞれ計数し、計
数結果に基づいて、各閾値によって２値化された輝度値
のうちのいずれかを選択して出力する。

【０００８】さらにまた本件出願人は、特公平７−４３
７６０号公報において、度数ヒストグラムに基づいた２
値化処理の閾値を用いた２値化処理を含む画像処理方式
を開示している。特公平７−４３７６０号公報の画像処
理方式においては、ディザ法による閾値と単純な２値化
処理の閾値とが予め用意されている。画像内の帯状の単
位領域毎に、各輝度値の画素の出現頻度を示すヒストグ
ラムと、対数変換された各輝度値の画素の出現頻度を示
すヒストグラムとが作成され、２種類のヒストグラムと
２種類の閾値とに基づいて、単位領域内の画素の２値化
処理に用いる閾値が決定される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記第１および第２の
２値化処理を行う従来技術の画像処理装置は、白い紙面
に文字が描かれているような、原稿自体が２値化されて
いる原稿の読取り結果である多値画像に対しては良好に
２値化処理を行うことが可能である。しかしながら前記
従来技術の画像処理装置は、文字部の画素の輝度値と背
景部の画素の輝度値とが近接しているような文字原稿の
読取り結果である多値画像を２値化の対象にした場合、
良好な処理結果を得ることが困難である。また特開平６
−３２６８７１号公報および特開平９−６９９４１号公
報に開示される従来技術の画像処理装置において、度数
ヒストグラムの形状に基づいて２値化閾値を決定する場
合でも、文字部の画素の輝度値と背景部の画素の輝度値
とにそれほど差がないときには、良好な処理結果を得る
ことは難しい。したがって２値化処理の精度の良い２値
化閾値を得るには、ヒストグラム作成時の量子化レベル
の個数を多くする必要があり、処理が複雑化してしま
う。

【００１０】本発明は、入力された多値画像のデータに
対して、所定サイズの単位領域毎に２値化処理を行うこ
とによって、文字再現性を向上し、背景を除去し、さら
に符号化効率を向上させることができる画像処理装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、多値画像が入
力される画像処理装置において、入力された多値画像を
予め定める大きさの単位領域に区分し、単位領域毎に、
各輝度値の画素の出現度数の分布を示す度数ヒストグラ
ムを生成するヒストグラム生成手段と、各単位領域の度
数ヒストグラムに基づき、多値画像の各単位領域の特徴
量を求める特徴抽出手段と、特徴抽出手段によって求め
られた各単位領域の特徴量に基づき、各単位領域におけ
る第１の２値化閾値を算出する第１の２値化閾値算出手
段と、多値画像の各単位領域に対して、エッジ検出のた
めの処理を施す第１フィルタ処理手段と、単位領域毎
に、特徴量および第１フィルタ処理手段の処理結果に基
づいてフィルタ係数を設定し、多値画像の単位領域に対
して、設定されたフィルタ係数を用いたエッジ検出のた
めのフィルタ処理を施す第２フィルタ処理手段と、第２
フィルタ処理手段の各単位領域の処理結果に基づき、各
単位領域における第２の２値化閾値を算出する第２の２
値化閾値算出手段と、各単位領域毎に、特徴抽出手段に
よって求められた特徴量に応じて、多値画像の単位領域
および第２フィルタ処理手段によって処理された単位領
域のうちのいずれか一方の単位領域を選択し、かつ第１
の２値化閾値および第２の２値化閾値のうちのいずれか
一方を選択し、選択された単位領域内の画素の輝度値を
選択された２値化閾値によって２値化する２値化処理手
段とを含むことを特徴とする画像処理装置である。

【００１２】本発明に従えば、画像処理装置において、
ヒストグラム生成手段と特徴抽出手段とによって多値画
像の各単位領域の特徴量が求められ、特徴量に応じて各
単位領域の２値化処理手法が切換えられる。すなわち本
発明の画像処理装置は、多値画像の単位領域内の背景部
の画素の輝度値と単位領域内の背景部以外の残余部の画
素の輝度値とに充分な差がある場合、前記特徴量を基に
該単位領域を２値化し、背景部と残余部との画素の輝度
値に充分な差がない場合、第１フィルタ処理手段および
第２フィルタ処理手段によって、背景部と残余部とを精
度良く分離しつつ単位領域を２値化することが可能にな
っている。これによって画像処理装置は、多値画像を精
度良く２値化することが可能となる。さらに第２フィル
タ処理手段において、単位領域の特徴量の変化に応じて
エッジ検出のためのフィルタ係数が変化するので、２値
化処理をさらに精度良く行うことができる。

【００１３】本発明の画像処理装置は、前記特徴抽出手
段が、多値画像の各単位領域の特徴量として、第１輝度
境界値と第２輝度境界値とを検出し、第１輝度境界値
は、単位領域の度数ヒストグラムにおいて、下限の輝度
値から上限の輝度値に至る方向に向かって度数を検査し
た場合、予め定める基準度数を越える度数から該基準度
数以下の度数に最初に変化する変化点に対応する輝度値
であり、第２輝度境界値は、単位領域の度数ヒストグラ
ムにおいて、上限の輝度値から下限の輝度値に至る方向
に向かって度数を検査した場合、前記基準度数を越える
度数から該基準度数以下の度数に最初に変化する変化点
に対応する輝度値であることを特徴とする。

【００１４】本発明に従えば、画像処理装置において、
多値画像の単位領域の特徴量として、第１輝度境界値お
よび第２輝度境界値が求められる。これによって特徴抽
出手段は、多値画像の単位領域の特徴を的確に抽出する
ことができる。

【００１５】本発明の画像処理装置は、前記第１の２値
化閾値算出手段が、前記特徴抽出手段によって求められ
た第１および第２輝度境界値の中間の輝度値を、前記第
１の２値化閾値として算出することを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、画像処理装置において、
第１および第２輝度境界値の中間の輝度値が、第１の２
値化閾値として算出される。これによって第１の２値化
閾値算出手段は、第１の２値化閾値を的確に求めること
ができる。

【００１７】本発明の画像処理装置は、前記第２フィル
タ処理手段が、前記特徴抽出手段によって求められた特
徴量に基づいたフィルタ係数の設定に、前記第１および
第２輝度境界値の差分の絶対値を用いることを特徴とす
る。

【００１８】本発明に従えば、画像処理装置において、
第１および第２輝度境界値の差分の絶対値を用いて、第
２フィルタ処理手段におけるフィルタ係数が設定され
る。これによって第２フィルタ処理手段は、多値画像の
単位領域に適したフィルタ係数を設定することができ
る。

【００１９】本発明の画像処理装置は、前記第２フィル
タ処理手段は、単位領域の全画素に対する前記設定され
たフィルタ係数を用いたフィルタ処理の結果が予め定め
る条件を満たすまで、前記特徴量に基づいたフィルタ係
数設定およびフィルタ処理を繰返し、前記フィルタ処理
の結果が満たすべき条件は、単位領域の全画素に対する
該フィルタ処理の結果が、単位領域の背景部と残余部と
をエッジに基づいて分離可能な値になっている場合に満
たされることを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、画像処理装置において、
第２フィルタ処理手段のフィルタ処理の結果が予め定め
る条件を満たすまで、フィルタ係数設定およびフィルタ
処理が繰返される。これによって第２フィルタ処理手段
は、多値画像に適したフィルタ係数を最終的に設定する
ことができるので、背景部の画素の輝度値と背景部以外
の残余部の画素の輝度値とに差が殆どない多値画像を、
精度良く２値化することができる。

【００２１】本発明の画像処理装置は、前記第２フィル
タ処理手段は、前記単位領域の全画素に対する前記設定
したフィルタ係数を用いたフィルタ処理の結果の平均値
が予め定める基準範囲に含まれている場合、該単位領域
の全画素に対する該設定されたフィルタ係数を用いたフ
ィルタ処理の結果が前記予め定める条件を満たしている
と判断することを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、画像処理装置において、
第２フィルタ処理手段において設定されたフィルタ係数
の決定条件として、単位領域の全画素に対する第２フィ
ルタ処理手段の処理結果の平均値が用いられる。これに
よって第２フィルタ処理手段は、多値画像の各単位領域
に適したフィルタ係数を設定することができる。

【００２３】本発明の画像処理装置は、前記第２フィル
タ処理手段が、前記多値画像の単位領域の各画素に対す
る前記設定されたフィルタ係数を用いたフィルタ処理の
結果を、該各画素の輝度値と、前記第１フィルタ処理手
段で求められた該各画素のエッジ検出のための処理結果
とに基づいて算出することを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、画像処理装置において、
第２フィルタ処理手段は、各画素に対する設定されたフ
ィルタ係数を用いたフィルタ処理の演算を行う代わり
に、該フィルタ処理の処理結果を、各画素の輝度値と該
各画素の前記第１フィルタ処理手段の処理結果とに基づ
いて算出する。これによって第２フィルタ処理手段は、
処理結果の算出のための演算量を軽減することが可能に
なる。

【００２５】本発明の画像処理装置は、前記第２の２値
化閾値算出手段が、前記単位領域の全画素に対する前記
第２フィルタ処理手段の処理結果の平均値を、該単位領
域における第２の２値化閾値とすることを特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、画像処理装置において、
多値画像の単位領域の全画素に対する第２フィルタ処理
手段の処理結果の平均値が、第２の２値化閾値として算
出される。これによって第２の２値化閾値算出手段は、
多値画像の各単位領域に適した第２の２値化閾値を算出
することができる。

【００２７】本発明の画像処理装置は、前記ヒストグラ
ム生成手段が、前記多値画像の単位領域の各画素の輝度
値を予め定める段階数の量子化レベルに量子化し、各単
位領域の画素の量子化レベルの出現度数を示す度数ヒス
トグラムを生成し、量子化レベルの段階数は、多値画像
の画素の輝度値の階調数よりも少ないことを特徴とす
る。

【００２８】本発明に従えば、画像処理装置において、
輝度値の出現度数を示す度数ヒストグラムの代わりに、
量子化された輝度値である量子化レベルの出現度数を示
す度数ヒストグラムが作成されている。これによって画
像処理装置の処理量を軽減することが可能になる。

【００２９】本発明の画像処理装置は、前記ヒストグラ
ム生成手段が、前記多値画像の単位領域の全画素の輝度
値のうちの最大輝度値および最小輝度値を求め、最大輝
度値と最小輝度値との間の階調を、予め定める段階数の
量子化レベルに量子化することを特徴とする。

【００３０】本発明に従えば、画像処理装置において、
単位領域内の全画素の輝度値のうちの最大輝度値と最小
輝度値との間の階調がＰレベルに量子化される。これに
よってヒストグラム生成手段が度数ヒストグラムをより
精度良く生成することが可能となるので、特徴抽出手段
は多値画像の各単位領域の特徴を的確に抽出することが
できる。

【００３１】本発明の画像処理装置は、輝度値と量子化
レベルとの関係を示す量子化ルックアップテーブルを記
憶する量子化ルックアップテーブル記憶手段をさらに含
み、前記ヒストグラム生成手段が、前記多値画像の単位
領域の全画素の輝度値のうちの最大輝度値および最小輝
度値を求め、最大輝度値と最小輝度値との間の階調を、
量子化ルックアップテーブルに基づいて予め定める数の
レベルに量子化することを特徴とする。

【００３２】本発明に従えば、画像処理装置において、
ヒストグラム生成手段が、量子化ルックアップテーブル
に基づいて、最大輝度値と最小輝度値との間の階調を量
子化する。これによってヒストグラム生成手段は、単位
領域毎に、輝度値を精度良く量子化することが可能とな
る。この結果ヒストグラム生成手段は、各単位領域の量
子化レベルの度数ヒストグラムを、より精度良く生成す
ることができる。

【００３３】本発明の画像処理装置は、前記特徴抽出手
段が、多値画像の各単位領域の特徴量として、第１輝度
境界レベルと第２輝度境界レベルとを検出し、第１輝度
境界レベルは、単位領域の度数ヒストグラムにおいて、
下限の量子化レベルから上限の量子化レベルに至る方向
に向かって度数を検査した場合、予め定める基準度数を
越える度数から該基準度数以下の度数に最初に変化する
変化点に対応する量子化レベルであり、第２輝度境界レ
ベルは、単位領域の度数ヒストグラムにおいて、上限の
量子化レベルから下限の量子化レベルに至る方向に向か
って度数を検査した場合、前記基準度数を越える度数か
ら該基準度数以下の度数に最初に変化する変化点に対応
する量子化レベルであり、前記第１の２値化閾値算出手
段が、第１および第２の輝度境界レベルに基づいて画素
の量子化レベルを２値化するための閾値を算出し、算出
された閾値を前記量子化ルックアップテーブルを用いて
逆変換し、逆変換された閾値を前記第１の２値化閾値と
することを特徴とする。

【００３４】本発明に従えば、画像処理装置において、
多値画像の単位領域の特徴量として、第１輝度境界レベ
ルおよび第２輝度境界レベルが求められ、かつ量子化ル
ックアップテーブルと第１および第２輝度境界レベルと
を用いて、第１の２値化閾値が算出される。これによっ
て第１の２値化閾値算出手段は、輝度値が量子化されて
いる場合であっても、第１の２値化閾値を的確に算出す
ることができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある画像処理装置１を示すブロック図である。画像処理
装置１は、γ補正部１２と、フィルタ処理部１３と、解
像度変換処理部１４と、２値化部１５とを含む。画像処
理装置１には、画像入力装置１１から、処理対象となる
多値画像のデータが与えられる。

【００３６】画像入力装置１１は、たとえばＣＣＤイメ
ージセンサを用いたスキャナによって実現される。前記
スキャナは、原稿表面に光を照射し、原稿表面からの反
射光を光電変換することによって原稿表面が写る多値画
像のアナログ信号を生成し、多値画像のアナログ信号を
アナログ／デジタル変換する。この結果生成されたデジ
タル化された多値画像の信号、すなわち多値画像のデー
タが、画像処理装置１のγ補正部１２に与えられる。な
お画像処理装置１がアナログ／デジタル変換部をさらに
備え、アナログ／デジタル変換部がγ補正部１２の前段
に配置され、多値画像のアナログ信号が画像処理装置１
に与えられ、画像処理装置１において多値画像のアナロ
グ信号のアナログ／デジタル変換処理が行われてもよ
い。

【００３７】γ補正部１２は、多値画像のデータに対し
て、多値画像の階調再現性を高めるためのγ補正処理を
施す。フィルタ処理部１３は、γ補正された多値画像の
データに対して、多値画像の画質を向上させるためのフ
ィルタ処理を施す。解像度変換処理部１４は、多値画像
のデータに対して、フィルタ処理された多値画像の解像
度を要求される解像度に変換するための処理を施す。要
求される解像度は、たとえば画像処理装置１から出力さ
れる画像のデータを利用する装置の仕様に応じて決定さ
れてもよく、画像処理装置１を備える装置の利用者から
の指示によって決定されてもよい。２値化部１５は、解
像度が変換された多値画像のデータに対して、多値画像
のデータを２値画像のデータに変換するための２値化処
理を施す。これによって得られた２値画像のデータが、
画像処理装置１から出力される。

【００３８】画像処理装置１内部において、画像はデー
タの形態で取扱われる。画像のデータは、画像を構成す
る複数の各画素の輝度を表す輝度値を少なくとも含んで
いる。多値画像の画像データにおいて、輝度値が取得る
値は３階調以上ある。２値画像の画像データにおいて、
輝度値が取得る値は２階調だけである。本明細書におい
て、「画像」は「画像のデータ」の概念を含んでいる。

【００３９】図１の画像処理装置１は、２値化部１５に
おける２値化処理に特徴がある。２値化部２５は、概略
的には、解像度変換処理部１４から与えられた多値画像
を予め定める大きさの単位領域に分割し、画像のデータ
内の各単位領域を示す部分に注目して、単位領域毎に２
値化のための処理を行う。単位領域は、Ｍ行Ｎ列（Ｎ×
Ｍ）個の画素から構成される。Ｍは、１以上であって、
かつ多値画像の１行を構成する画素の数以下の自然数で
ある。Ｎは、１以上であって、かつ多値画像の１列を構
成する画素の数以下の自然数である。

【００４０】図２は、図１の２値化部１５の具体的な構
成を示すブロック図である。２値化部１５は、ヒストグ
ラム生成部２１、特徴抽出部２２、第１の２値化閾値算
出部２３、第１フィルタ処理部２４、第２フィルタ処理
部２５、第２の２値化閾値算出部２６、および２値化処
理部２７を含む。

【００４１】ヒストグラム生成部２１は、最初に、多値
画像を予め定める大きさの単位領域に区分し、単位領域
毎に、多値画像の単位領域を構成する各画素の輝度値Ｉ
Ｎ［ｉ］［ｊ］をＰ階調単位で量子化する。量子化され
た輝度値である量子化レベルの取得る段階数は、２段階
以上でありかつ輝度値が取得る階調数未満の自然数であ
る。次いでヒストグラム生成部２１は、量子化された多
値画像の単位領域毎に、各量子化レベルの画素の出現度
数の分布を示す度数ヒストグラムを生成する。特徴抽出
部２２は、単位領域毎に、度数ヒストグラムの形状に基
づき、多値画像の単位領域の特徴量を算出する。第１の
２値化閾値算出部２３は、多値画像の各単位領域の特徴
量に基づき、該各単位領域の第１の２値化閾値ＢＴ１を
求める。

【００４２】第１フィルタ処理部２４は、入力された多
値画像の各単位領域の画素の輝度値ＩＮ［ｉ］［ｊ］に
対して、エッジ検出のための処理を施す。第２フィルタ
処理部２５は、単位領域毎に、まず、特徴抽出部２２に
よって求められた多値画像の単位領域の特徴量、および
単位領域に対する第１フィルタ処理部２４の処理結果Ｅ
Ａ［ｉ］［ｊ］に基づき、単位領域のエッジ抽出のため
のフィルタ係数を設定する。第２フィルタ処理部２５
は、次いで、単位領域毎に、入力された多値画像の単位
領域の画素の輝度値ＩＮ［ｉ］［ｊ］に対して、設定さ
れたフィルタ係数を用いたエッジ検出のためのフィルタ
処理を施す。第２フィルタ処理部２５が設定するフィル
タ係数は、行列である。多値画像の各画素の輝度値ＩＮ
［ｉ］［ｊ］を、該輝度値に対する第２フィルタ処理部
２５の処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］に置換えた画像を、以
後「エッジ画像」と称する。第２の２値化閾値算出部２
６は、各単位領域の画素に対する第２フィルタ処理手段
の処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］に基づき、各単位領域の第
２の２値化閾値ＢＴ２を算出する。

【００４３】２値化処理部２７は、単位領域毎に、ま
ず、特徴抽出部２２によって求められた多値画像の単位
領域の特徴量に基づき、入力された多値画像の単位領域
と、第２フィルタ処理部によって処理された該単位領域
とのうちから、２値化処理の対象となる単位領域を選択
する。すなわち、単位領域毎に、特徴量に基づき、多値
画像の画素の輝度値ＩＮ［ｉ］［ｊ］と該画素の第２フ
ィルタ処理部２５の処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］とのうち
から、２値化処理の対象になる値を選択する。２値化処
理部２７は、同時に、単位領域毎に、多値画像の単位領
域の特徴量に基づき、第１の２値化閾値ＢＴ１および第
２の２値化閾値ＢＴ２のうちのいずれか一方を選択す
る。次いで２値化処理部２７は、単位領域毎に、選択さ
れた単位領域の画素の輝度値を、選択された２値化閾値
によって２値化する。この結果得られた値が、２値画像
の画素の輝度値として、２値化部１５から出力される。

【００４４】以上説明したように、第１の実施の形態の
２値化部１５は、多値画像内の所定サイズの単位領域毎
に、量子化レベルの度数ヒストグラムに基づいて特徴量
を算出し、該特徴量に応じて画素の２値化対象の値およ
び２値化閾値を切換える。これによって２値化部１５
は、多値画像をより精度良く２値化することができる。

【００４５】２値化部１５内の各処理部における単一の
単位領域に対する処理について、以下に詳細に説明す
る。なお以下の説明では、多値画像が２５６階調の白黒
画像であり、処理対象の単位領域が図３に示すような３
行８列（８×３）の画素から構成されており、かつ図４
に示す多値画像において太線で囲んだ単位領域３１を処
理対象とする場合を例としている。図４において、行列
状に配置された各矩形枠が画素に相当し、矩形枠内の数
値が画素の輝度値を示す。なお本明細書および図面にお
いて、単位領域のｊ＋１行ｉ＋１列の画素〔ｉ，ｊ〕に
対応付けられる各種数値の参照符には、図３の多値画像
の単位領域のマスクに示すように、添字「［ｉ］
［ｊ］」を付している。ｉは０以上Ｎ−１以下の整数で
ある。ｊは０以上Ｍ−１以下の整数である。

【００４６】ヒストグラム生成部２１は、単位領域の各
画素の輝度値をＰ階調単位のレベルに量子化し、単位領
域における量子化レベルの度数ヒストグラムを作成す
る。このようにヒストグラム生成部２１は、輝度値の出
現度数を直接示す度数ヒストグラムの代わりに、量子化
された輝度値である量子化レベルの出現度数を示す度数
ヒストグラムを作成している。量子化レベルの度数ヒス
トグラムが特徴抽出部２２で用いられる場合、輝度値の
度数ヒストグラムが特徴抽出部２２で用いられる場合よ
りも、画像処理装置の処理量が軽減される。

【００４７】輝度値の量子化のために、ヒストグラム処
理部２１は、たとえば、上限輝度値と下限輝度値との間
の階調をＰ階調単位の区間に予め分割して各区間に量子
化レベルを対応付けておき、各画素の輝度値を該輝度値
を含む区間の量子化レベルに置換えればよい。上限輝度
値は、輝度値が取得る最大値であり、本実施の形態では
真白に対応する輝度値「２５５」である。下限輝度値
は、輝度値が取得る最小値であり、本実施の形態では真
黒に対応する輝度値「０」である。量子化レベル数Ｐ
は、単一の量子化レベルに対応する区間内の輝度値の階
調数である。多値画像が２５６階調である場合、量子化
レベル数Ｐは、好ましくは１６である。図５は、量子化
レベル数Ｐが１６である場合における図４の多値画像の
単位領域３１の量子化レベルの度数ヒストグラムであ
る。本実施の形態において、量子化レベルが取得る最小
値である下限量子化レベルは「０」であり、量子化レベ
ルが取得る最大値である上限量子化レベルは「１５」で
ある。

【００４８】特徴抽出部２２は、量子化レベルの度数ヒ
ストグラムに基づき、単位領域の特徴量として、第１輝
度境界レベルＬＬ１と、第２輝度境界レベルＬＬ２と、
単位領域の全画素の輝度値の平均値ＩＡＶＥとを算出す
る。第１輝度境界レベルＬＬ１は、度数ヒストグラムに
おいて、下限量子化レベルから上限量子化レベルに至る
方向である増加方向Ｄ１に向かって度数を検査した場
合、予め定める基準度数ＨＲを越える度数から基準度数
ＨＲ以下の度数に最初に変化する変化点に対応する量子
化レベルである。第２輝度境界レベルＬＬ２は、度数ヒ
ストグラムにおいて、上限量子化レベルから下限量子化
レベルに至る方向である減少方向Ｄ２に向かって度数を
検査した場合、基準度数ＨＲを越える度数から基準度数
ＨＲ以下の度数に最初に変化する変化点に対応する量子
化レベルである。このように、多値画像の単位領域の特
徴量として第１輝度境界レベルＬＬ１および第２輝度境
界レベルＬＬ２が求められる場合、特徴抽出部２２は多
値画像の単位領域の特徴を的確に抽出することができ
る。基準度数ＨＲは、好ましくは、量子化レベルの全段
階数の４分の１である。量子化レベルの段階数が１６で
ある場合、基準度数ＨＲは４である。

【００４９】第１輝度境界レベルＬＬ１を得るために、
特徴抽出部２２は、最初に、増加方向Ｄ１に向かって度
数ヒストグラムを検索し、出現度数が基準度数ＨＲを最
初に越える量子化レベルを検出する。次いで特徴抽出部
２２は、検出された量子化レベルから増加方向Ｄ１に向
かって度数ヒストグラムをさらに検索し、出現度数が最
初に基準度数ＨＲ以下になる量子化レベルを検出する。
このようにして検出された量子化レベルが、第１輝度境
界レベルＬＬ１として設定される。

【００５０】図６は、特徴抽出部２２における増加方向
Ｄ１への度数ヒストグラムの検索処理のフローチャート
である。度数ヒストグラムの完成後、ステップＡ０から
ステップＡ１に進む。ステップＡ１において、判断対象
の量子化レベルＸとして、初期値である下限量子化レベ
ル「０」が設定される。次いでステップＡ２において、
最新の判断対象の量子化レベルＸの画素の出現度数が基
準度数ＨＲを越えたか否かが判断される。判断対象の量
子化レベルＸの画素の出現度数が基準度数ＨＲ以下のと
きには、ステップＡ３において、判断対象の量子化レベ
ルＸが増加方向Ｄ１に１段階だけ移動させられ、ステッ
プＡ２に戻る。ステップＡ２〜Ａ３の処理は、判断対象
の量子化レベルの出現度数が基準度数ＨＲより大きくな
るまで繰返される。判断対象の量子化レベルＸの画素の
出現度数が基準度数ＨＲを越えるときには、ステップＡ
２からステップＡ４に移行する。

【００５１】基準度数ＨＲ以上の量子化レベルが求めら
れた場合、ステップＡ４において、判断対象の量子化レ
ベルＸの画素の出現度数が基準度数ＨＲ以下になったか
否かが判断される。判断対象の量子化レベルＸの画素の
出現度数が基準度数ＨＲより大きければ、ステップＡ５
において、判断対象の量子化レベルＸが増加方向Ｄ１に
１段階だけ移動させられる。ステップＡ４に戻る。ステ
ップＡ４〜Ａ５の処理は、判断対象の量子化レベルＸの
出現度数が基準度数ＨＲ以下になるまで繰返される。判
断対象の量子化レベルＸの出現度数が基準度数ＨＲ以下
になったならば、ステップＡ４からステップＡ６に移行
する。ステップＡ６において、現在の判断対象の量子化
レベルＸが、第１輝度境界レベルＬＬ１として記憶され
る。変数代入後、ステップＡ７において増加方向Ｄ１へ
の検索処理が終了する。

【００５２】第２輝度境界レベルＬＬ２を得るために、
特徴抽出部２２は、最初に、減少方向Ｄ２に向かって度
数ヒストグラムを検索し、出現度数が基準度数ＨＲを最
初に越える量子化レベルを検出する。次いで特徴抽出部
２２は、検出された量子化レベルから減少方向Ｄ２に向
かって、度数ヒストグラムをさらに検索し、出現度数が
最初に基準度数ＨＲ以下になる量子化レベルを検出す
る。このようにして検出された量子化レベルが、第２輝
度境界レベルＬＬ２として設定される。特徴抽出部２２
における減少方向Ｄ２への度数ヒストグラムの検索処理
は、図６のフローチャートにおいて、判断対象の量子化
レベルＸの初期値として上限量子化レベル「２５５」を
用い、かつステップＡ３，Ａ５において判断対象の量子
化レベルＸが減少方向Ｄ２に１段階だけ移動させられる
構成になっていればよい。

【００５３】基準度数ＨＲが４である場合、図４の多値
画像の単位領域３１の特徴量算出処理は、以下のとおり
になる。図５の度数ヒストグラムに基づいた第１輝度境
界レベルＬＬ１の算出のために、特徴抽出部２２は、ま
ず初期値を０とし、次いでステップＡ２，Ａ３の処理に
よって、出現度数が４を超えるまで判断対象の量子化レ
ベルＸを増加方向Ｄ１に順次移動させる。図５の度数ヒ
ストグラムにおいては、量子化レベルが７のとき出現度
数が４を超えるので、判断対象の量子化レベルＸが７で
ある時点で、ステップＡ２からステップＡ４に移行す
る。次に特徴抽出部２２は、ステップＡ４，Ａ５の処理
によって、出現度数が４以下となるまで、増加方向Ｄ１
への判断対象の量子化レベルＸの移動と出現度数の判定
とを繰返す。図５の度数ヒストグラムにおいては、量子
化レベルが８のとき出現度数が４以下となるので、第１
輝度境界レベルＬＬ１は８になる。同様にして、第２輝
度境界レベルＬＬ２を算出すると、第２輝度境界レベル
ＬＬ２は６になる。また図４の多値画像の単位領域３１
の輝度値平均値ＩＡＶＥは、１０６になる。

【００５４】第１の２値化閾値算出部２３は、単位領域
毎に、ヒストグラム生成部２１によって求められた第１
輝度境界レベルＬＬ１および輝度境界レベルＬＬ２、な
らびに量子化レベル数Ｐに基づいて、第１の２値化閾値
ＢＴ１を算出する。たとえば第１の２値化閾値ＢＴ１
は、以下の式１に示すように、第２輝度境界レベルＬＬ
２と第１輝度境界レベルＬＬ１との平均値に対応する輝
度値であり、該平均値に対して量子化の逆変換を施して
得られる。図４の多値画像の単位領域３１においては、
第１輝度境界レベルＬＬ１が８であり、第２輝度境界レ
ベルＬＬ２が６であり、量子化レベル数Ｐが１６なの
で、式２に示すように、第１の２値化閾値ＢＴ１は１１
２になる。このように、第１の２値化輝度値として、第
１および第２輝度境界レベルの中間値に対応する輝度値
が算出される場合、第１の２値化閾値算出部２３は、第
１の２値化閾値を的確に求めることができる。 ＢＴ１ ＝（（ＬＬ２＋ＬＬ１）÷２）× Ｐ …（１） ＢＴ１ ＝（（８＋６）÷２）× １６ ＝ １１２ …（２）

【００５５】第１フィルタ処理部２４は、単位領域毎
に、以下の処理を行う。まず多値画像の単位領域の各画
素の輝度値ＩＮ［ｉ］［ｊ］に対して、予め定めるフィ
ルタ係数を用いたエッジ検出のためのフィルタ処理が施
される。これによって各画素の制限前のフィルタ処理結
果ＹＡ［ｉ］［ｊ］が得られる。次いで各画素のフィル
タ処理結果ＹＡ［ｉ］［ｊ］が、輝度値の許容範囲内の
値ＥＡ［ｉ］［ｊ］に制限される。輝度値の許容範囲
は、下限輝度値以上上限輝度値以下の範囲である。さら
に、各画素の制限前のフィルタ処理結果ＹＡ［ｉ］
［ｊ］の平均値が求められ、求められた平均値が輝度値
許容範囲内の値ＰＡＶＥに制限される。以後、「第１フ
ィルタ処理部２４における各画素のフィルタ処理結果の
制限後の値ＥＡ［ｉ］［ｊ］」を「第１フィルタ処理結
果ＥＡ［ｉ］［ｊ］」と称し、「第１フィルタ処理部２
４における各画素の制限前のフィルタ処理結果ＹＡ
［ｉ］［ｊ］の平均値の制限後の値ＰＡＶＥ」を「第１
エッジ平均値ＰＡＶＥ」と称する。

【００５６】入力された多値画像の単位領域の任意の画
素〔ｉ，ｊ〕の輝度値ＩＮ［ｉ］［ｊ］に対する制限前
のフィルタ処理結果ＹＡ［ｉ］［ｊ］は、以下の式３に
よって定義される。式３において、Ｆ［ｐ］［ｑ］は第
１フィルタ処理部２４が用いるフィルタ係数内のｑ＋１
行ｐ＋１列の要素である。Ｉ₁およびＩ₂はフィルタサイ
ズを表す。Ｉ₁はフィルタ係数の列の本数であり、Ｉ₂は
フィルタ係数の行の本数である。

【００５７】

【数１】

【００５８】図４の多値画像の単位領域３１の画素
〔１，３〕の輝度値ＩＮ［１］［３］に対して、図７に
示す３行３列のフィルタ係数の要素を用いてフィルタ処
理を行う場合、式４に示すように、制限前のフィルタ処
理結果ＹＡ［１］［３］は７１になる。７１は輝度値の
許容範囲内の値なので、画素〔１，３〕の第１フィルタ
処理結果ＥＡ［１］［３］は７１になる。 ＹＡ［１］［３］＝ −２×（１０８＋６１＋１１５＋６４＋６５） ＋３×（６３＋１１２＋６２＋６２） ＝ ７１ …（４）

【００５９】図４の単位領域３１の他の各画素について
も、画素〔１，３〕と同様に処理される。これによっ
て、単位領域の全画素の第１フィルタ処理結果が得られ
る。図４の多値画像の単位領域３１の各画素の第１フィ
ルタ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］は、図８のように分布す
る。図８において、各矩形枠が単位領域内の画素に対応
し、矩形枠内の数値が、該矩形枠に対応する画素の第１
フィルタ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］を示す。また図４の
多値画像の単位領域３１の第１エッジ平均値ＰＡＶＥ
は、２３２になる。ただし図４の多値画像は２５６階調
になっているので、第１フィルタ処理の制限前の結果Ｙ
Ａ［ｉ］［ｊ］が２５５を超える場合には、第１フィル
タ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］を２５５にしている。平均
値は、制限前のフィルタ処理結果が２５５を超えていて
も、制限前のフィルタ処理結果をそのまま用いて算出さ
れる。算出された平均値が２５５を超えるとき、該平均
値は２５５に制限される。したがって、第１エッジ平均
値ＰＡＶＥは、図８に示す制限後の第１フィルタ処理結
果ＥＡ［ｉ］［ｊ］の平均値とは異なることがある。

【００６０】第２フィルタ処理部２５は、単位領域毎に
以下の処理を行う。最初に、第１エッジ平均値ＰＡＶＥ
と、第１輝度境界レベルＬＬ１と、第２輝度境界レベル
ＬＬ２とに基づいて、第２フィルタ処理部２５で用いら
れるフィルタ係数の中心要素が変更される。第２フィル
タ処理部２５における中心要素変更前のフィルタ係数
は、第１フィルタ処理部２４で用いられるフィルタ係数
と等しい。次いで、単位領域の各画素の輝度値に対し
て、中心要素を変更したフィルタ係数を用いたエッジ検
出のためのフィルタ処理（以後「設定係数フィルタ処
理」と称する）が施される。これによって各画素の制限
前の設定係数フィルタ処理結果Ｙ２［ｉ］［ｊ］が得ら
れる。次いで、各画素の制限前の設定係数フィルタ処理
結果Ｙ２［ｉ］［ｊ］が、輝度値の許容範囲内の値ＥＢ
［ｉ］［ｊ］に制限される。さらに、制限前の設定係数
フィルタ処理結果Ｙ２［ｉ］［ｊ］の平均値が算出さ
れ、求められた平均値が輝度値の許容範囲内の値ＱＡＶ
Ｅに制限される。以後、「第２フィルタ処理部２５にお
ける各画素の設定係数フィルタ処理結果Ｙ２［ｉ］
［ｊ］の制限後の値ＥＢ［ｉ］［ｊ］」を「第２フィル
タ処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］」と略称し、「第２フィル
タ処理部２５の制限前の設定係数フィルタ処理結果Ｙ２
［ｉ］［ｊ］の平均値の制限後の値ＱＡＶＥ」を「第２
エッジ平均値ＱＡＶＥ」と略称する。

【００６１】図９は、第２フィルタ処理部２５における
処理を説明するためのフローチャートである。処理対象
の単位領域に対する第１フィルタ処理部２４の処理が完
了すると、ステップＢ０からステップＢ１に進む。ステ
ップＢ１において、第２フィルタ処理部２５は、単位領
域の各画素の第１フィルタ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］
を、該各画素の第２フィルタ処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］
の初期値にし、かつ第１エッジ平均値ＰＡＶＥを、第２
エッジ平均値ＱＡＶＥの初期値にする。

【００６２】ステップＢ２において、第２フィルタ処理
部２５は、最新の第２エッジ平均値ＱＡＶＥと、第２エ
ッジ平均値の予め定める許容範囲の上限閾値および下限
閾値と比較する。最新の第２エッジ平均値ＱＡＶＥが前
記許容範囲に含まれない場合、ステップＢ３において、
第２フィルタ処理部２５のフィルタ係数の中心要素ＦＣ
［ｎ］を変更する。中心要素ＦＣ［ｎ］は、第１輝度境
界レベルＬＬ１と輝度境界レベルＬＬ２の差分の絶対値
に基づいて、式５に示すように定義される。式５におい
て、ｎは、中心要素設定処理の現在の繰返し回数ｎであ
り、ｋは所定の係数であり、ＦＣ［ｎ−１］は１回前に
設定された中心要素を示す。

【００６３】

【数２】

【００６４】フィルタ係数の中心要素は、該中心要素の
初期値よりも、中止要素設定処理の繰返し回数に比例し
て増加し、１回の増加分は、第１および第２輝度境界レ
ベルＬＬ１，ＬＬ２の差の絶対値に対するフィルタ係数
設定の係数ｋの比率と等しい。フィルタ係数設定の係数
ｋが小さいほど、単位領域における背景部と背景部以外
の残余部との分離の精度、たとえば背景部と文字部との
分離精度が向上する。かつ係数ｋが小さいほど、処理量
が増加する。係数ｋは、分離精度および処理量がそれぞ
れ適当な値になるように、設定されている。このように
第１および第２輝度境界レベルの差分の絶対値を用い
て、第２フィルタ処理部におけるフィルタ係数が設定さ
れる場合、第２フィルタ処理部は、多値画像の単位領域
に適したフィルタ係数を設定することができる。

【００６５】ステップＢ４において、第２フィルタ処理
部２５は、変更後のフィルタ係数を用いて、第２フィル
タ処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］および第２エッジ平均値Ｑ
ＡＶＥをを求める。ステップＢ４の演算処理は、第１フ
ィルタ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］および第１エッジ平均
値ＰＡＶＥの演算処理と比較して、フィルタ係数がステ
ップＢ３で設定された最新のフィルタ係数になっている
点だけが異なり、他は等しい。計算完了後、ステップＢ
４からステップＢ２に戻る。

【００６６】ステップＢ２〜Ｂ４の処理は、最新の第２
エッジ平均値ＱＡＶＥが許容範囲内の値になるまで繰返
される。ステップＢ２において、最新の第２エッジ平均
値ＱＡＶＥが許容範囲内の値であると判断されれば、最
新のフィルタ係数が確定され、ステップＢ２からステッ
プＢ５に移行する。第２フィルタ処理部２５は、ステッ
プＢ５において、最新の第２フィルタ処理結果ＥＢ
［ｉ］［ｊ］および最新の第２エッジ平均値ＱＡＶＥを
そのまま出力し、ステップＢ６でフローチャートを終了
する。

【００６７】以上説明したように、第２フィルタ処理部
２５は、最新の第２フィルタ処理の結果が予め定める条
件を満たすまで、フィルタ係数設定および設定係数フィ
ルタ処理を繰返すので、多値画像に適したフィルタ係数
を最終的に設定することができる。このようなフィルタ
係数を用いた第２フィルタ処理の平均値に基づいた第２
の２値化閾値は、背景部の画素の輝度値と残余部の画素
の輝度値とに差が殆どない多値画像を精度良く２値化す
ることができる。また第２フィルタ処理部２５は、フィ
ルタ係数の決定条件として、単位領域の全画素の輝度値
に対する設定係数フィルタ処理の結果の平均値である第
２エッジ平均値を用いる。これによって第２フィルタ処
理部２５は、多値画像の各単位領域に適したフィルタ係
数を設定することができる。

【００６８】フィルタ係数の決定条件である第２エッジ
平均値の許容範囲は、以下のように設定されている。多
値画像の単位領域において、背景部の空間周波数成分
は、背景以外の残余部たとえば文字部等の空間周波数成
分よりも高く、高周波成分を多く含んで構成されてい
る。第２エッジ平均値の許容範囲は、第２フィルタ処理
結果を輝度値とするエッジ画像の単位領域において、空
間周波数の高周波成分を多く含む領域と空間周波数の低
周波成分を多く含む領域との分離ができているかを判定
するための指標として用いられる。画素の出現頻度のヒ
ストグラムを用いて算出された第１の２値化閾値が正し
くない場合、第２フィルタ処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］を
用いて、単位領域内の背景部と残余部とのエッジを検出
し、かつ該背景部と残余部とを分離することが可能にな
るように、第２エッジ平均値の許容範囲は設定されてい
る。すなわち、単位領域の全画素の第２フィルタ処理結
果ＥＢ［ｉ］［ｊ］が、多値画像の単位領域における背
景部と残余部とのエッジを明示するような値になる場
合、第２エッジ平均値が許容範囲に含まれるように、第
２エッジ平均値の許容範囲は設定されている。

【００６９】第２エッジ平均値ＱＡＶＥの許容範囲が式
６で示すように２４０以上に定義され、かつ式７に示す
ように中心要素設定時の係数ｋが２である場合、たとえ
ば、図４の多値画像の単位領域３１に対する第２フィル
タ処理部２５の処理は以下のとおりになる。第２エッジ
平均値ＱＡＶＥの初期値は２０９なので、初回のステッ
プＢ２〜Ｂ４の処理によって、フィルタ係数の中心要素
が変更される。フィルタ係数の中心要素の初期値ＦＣ
［０］は、第１フィルタ処理部２４のフィルタ係数の中
心要素「−２」である。第１輝度境界レベルＬＬ１は８
であり、第２輝度境界レベルＬＬ２は６であるので、第
１輝度境界レベルＬＬ１と第２輝度境界レベルＬＬ２の
差分の絶対値である２を用いて、式８に示すように、変
更後の中心要素ＦＣ［１］は−１になる。 ２５５ ≧ 第２エッジ平均値ＱＡＶＥ ＞ ２４０ …（６） ｋ ＝ ２ …（７） 中心要素ＦＣ［１］＝ −２ ＋ ２ ÷ ２ ＝ −１ …（８）

【００７０】そして、ステップＢ４によって、変更後の
フィルタ係数を用いた第２フィルタ処理結果および第２
エッジ平均値ＱＡＶＥが求められ、ステップＢ２に戻
る。フィルタ係数の中心要素が−１のとき、第２エッジ
平均値ＱＡＶＥは２４０より大きくなるので、ステップ
Ｂ５へ移行し、現在の第２フィルタ処理結果ＥＢ［ｉ］
［ｊ］および現在の第２エッジ平均値ＱＡＶＥを出力す
る。この結果図４の単位領域３１の例では、第１フィル
タ処理部でのフィルタ係数が図７の行列である場合、確
定された変更後のフィルタ係数は図１０の行列になる。

【００７１】第２フィルタ処理部２５は、ステップＢ４
において、フィルタ係数を用いた行列演算を行う代わり
に、各画素の第２フィルタ処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］を
各画素の第１フィルタ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］および
各画素の輝度値ＩＮ［ｉ］［ｊ］を用いて算出し、かつ
各単位領域の第２エッジ平均値ＱＡＶＥを、該各単位領
域の第１エッジ平均値ＰＡＶＥと該各単位領域の輝度値
平均値ＩＡＶＥとを用いて算出してもよい。このような
簡易的算出手法について以下に詳細に述べる。

【００７２】式９に示すように、各画素の制限前の設定
係数フィルタ処理結果ＹＢ［ｉ］［ｊ］として、該各画
素の輝度値ＩＮ［ｉ］［ｊ］と、該各画素の第１フィル
タ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］との和が求められる。この
ように求められた設定係数フィルタ処理結果ＹＢ［ｉ］
［ｊ］を輝度値許容範囲内の値に制限することによっ
て、第２フィルタ処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］が得られ
る。また式１０に示すように、全画素の制限前の設定係
数フィルタ処理結果ＹＢ［ｉ］［ｊ］の平均値として、
単位領域の全画素の輝度値平均値ＩＡＶＥと、該単位領
域の第１エッジ平均値ＰＡＶＥとの和が求められる。こ
のように求められた平均値を輝度値許容範囲内の値に制
限することによって、第２エッジ平均値ＱＡＶＥが得ら
れる。このように、設定係数フィルタ処理の演算の代わ
りに、第２フィルタ処理結果が各画素の輝度値と該各画
素の第１フィルタ処理結果とに基づいて算出される場
合、第２フィルタ処理部２５は、処理結果算出のための
演算量を軽減することができる。 ＹＢ［ｉ］［ｊ］＝ ＥＡ［ｉ］［ｊ］＋ＩＮ［ｉ］［ｊ］ …（９） ＱＡＶＥ ＝ ＰＡＶＥ ＋ ＩＡＶＥ …（10）

【００７３】図４の単位領域３１の例では、図８に示す
第１フィルタ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］が得られてい
る。画素〔１，４〕の輝度値が７４であって、画素
〔１，４〕の第１フィルタ処理結果が６３なので、式１
１に示すように、画素〔１，４〕の第２フィルタ処理の
結果ＥＢ［１］［４］は１３７になる。図４の単位領域
３１の各画素の第２フィルタ処理結果は、図１１に示す
ように分布する。また図４の単位領域３１の制限前の設
定係数フィルタ処理結果ＹＢ［ｉ］［ｊ］の平均値は、
式１２に示すように２５５を越えるので２５５に限定さ
れ、第２エッジ平均値ＱＡＶＥは２５５になる。 ＹＢ［１］［４］＝ ７４＋６３ ＝１３７＝ ＥＢ［１］［４］ …（11） 平均値 ＝ ２３２ ＋ １０６ …（12）

【００７４】ただし、図４の多値画像は２５６階調なの
で、制限前の設定係数フィルタ処理結果が２５５を超え
る場合には値を２５５に制限する。これによって、第２
フィルタ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］を２５６階調にする
ことができる。また、第２エッジ平均値の算出時には、
制限前の設定係数フィルタ処理結果が２５５を超えてい
ても、制限前の設定係数フィルタ処理結果をそのまま用
いて平均値を算出する。算出された平均値が２５５を超
えるならば、該平均値を２５５に制限する。したがっ
て、第２エッジ平均値ＱＡＶＥは、図１１に示した第２
フィルタ処理結果の平均値とは異なることがある。図１
１に示したような、各画素の第２フィルタ処理結果ＥＢ
［ｉ］［ｊ］を各画素の輝度値とみなした単位領域が、
設定されたフィルタ係数を用いたエッジ検出のためのフ
ィルタ処理が施された多値画像の単位領域、すなわちエ
ッジ画像の単位領域に相当する。

【００７５】第２の２値化閾値算出部２６は、第２フィ
ルタ処理部２５によって求められた第２エッジ平均値Ｑ
ＡＶＥに基づいて、第２の２値化閾値ＢＴ２を算出す
る。第１の実施の形態では、第２エッジ平均値ＱＡＶＥ
が、第２の２値化閾値として、そのまま用いられる。し
たがって、図４の多値画像の単位領域３１に対しては、
第２エッジ平均値ＱＡＶＥが２５５なので、第２の２値
化閾値ＢＴ２として２５５を得る。第２エッジ平均値Ｑ
ＡＶＥがそのまま第２の２値化閾値ＢＴ２として用いら
れる場合、第２の２値化閾値算出部２６は、多値画像の
各単位領域に適した第２の２値化閾値ＢＴ２を算出する
ことができる。

【００７６】２値化処理部２７は、最初に、ヒストグラ
ム生成部２１によって求められた単位領域の特徴量に応
じて、単位領域の全画素の輝度値ＩＮ［ｉ］［ｊ］と該
単位領域の全画素の第２フィルタ処理結果ＥＢ［ｉ］
［ｊ］とのうちから、２値化処理の対象となるいずれか
一方の値を選択する。すなわち入力された多値画像の単
位領域とエッジ画像の単位領域とのうちから、２値化処
理の対象となるいずれか一方の単位領域が選択される。
同時に２値化処理部２７は、単位領域の特徴量に応じ
て、第１および第２の２値化閾値ＢＴ１，ＢＴ２のうち
から、いずれか一方の閾値を選択する。２値化処理部２
７は、選択された閾値を用いて、選択された２値化処理
の対象値を２値化する。単一画素の２値化処理において
は、選択された対象値と選択された閾値とが比較され、
対象値が閾値以上であれば、２値画像における該画素の
輝度値が０および１のいずれか一方に設定され、対象値
が閾値未満であれば、２値画像における該画素の輝度値
が０および１のいずれか他方に設定される。

【００７７】図１２は、任意の単位領域における２値化
処理を説明するためのフローチャートである。第２フィ
ルタ処理処理部２５における処理が完了した後、ステッ
プＣ０からステップＣ１に進む。ステップＣ１におい
て、２値化処理部２７は、第１輝度境界レベルＬＬ１と
輝度境界レベルＬＬ２との間が、背景部と文字部とが容
易に分離可能な程度に充分に離れているか否かを判断す
る。このために、式１３に示すように、第１輝度境界レ
ベルＬＬ１と第２輝度境界レベルＬＬ２との差が予め定
める基準値を越えるか否がを判断される。多値画像が２
５６階調であって量子化レベル数Ｐが１６である場合、
基準値は２である。 ＬＬ２ − ＬＬ１ ＞ ２ …（13）

【００７８】第１輝度境界レベルＬＬ１と輝度境界レベ
ルＬＬ２との間が充分に離れている場合、つまり式１３
が満たされる場合、入力された多値画像の単位領域が２
値化対象として選択され、かつ第１の２値化閾値ＢＴ１
が使用すべき２値化閾値として選択される。この場合２
値化処理部２７は、ステップＣ２において、第１の２値
化閾値ＢＴ１を用いて、入力された多値画像の輝度値Ｉ
Ｎ［ｉ］［ｊ］を２値化する。単位領域の全画素の２値
化が終了すれば、ステップＣ６で２値化処理を終了す
る。

【００７９】式１３が満たされない場合、２値化処理部
２７は、ステップＣ３において、入力された多値画像の
画素の輝度値ＩＮ［ｉ］［ｊ］が、高い輝度値あるいは
低い輝度値に集中して分布しているかどうかを判断す
る。このために２値化処理部２７は、第１および第２輝
度境界レベルＬＬ１，ＬＬ２が所定幅の範囲内の集中し
ているか否かを判断している。集中している場合、多値
画像の単位領域が２値化対象として選択され、かつ上限
輝度値と下限輝度値との中間の輝度値である１２８がが
使用すべき２値化閾値として選択される。この場合２値
化処理部２７は、ステップＣ４において、中間の輝度値
「１２８」を用いて、入力された多値画像の輝度値ＩＮ
［ｉ］［ｊ］を２値化する。単位領域の全画素の２値化
が終了すれば、ステップＣ６で２値化処理を終了する。

【００８０】多値画像の単位領域内の画素の輝度値が集
中していない場合、エッジ画像の単位領域が２値化対象
として選択され、かつ第２の２値化閾値ＢＴ２が使用す
べき２値化閾値として選択される。この場合２値化処理
部２７は、ステップＣ５において、第２値化閾値ＢＴ２
を用いて、単位領域の全画素の第２フィルタ処理結果Ｅ
Ｂ［ｉ］［ｊ］を２値化する。単位領域の全画素の２値
化が終了すれば、ステップＣ６で２値化処理を終了す
る。

【００８１】図４の多値画像の単位領域３１において
は、式１４に示すように、第２輝度境界レベルＬＬ２と
第１輝度境界レベルＬＬ１との差が２未満なので、度数
ヒストグラムの度数の分布パターンにピークが１つしか
ないことが分かる。また、入力された多値画像の画素の
輝度値は、高い輝度値あるいは低い輝度値に集中してい
ない。したがって、２値化対象は図１１の第２フィルタ
処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］を輝度値とする単位領域にな
り、第２の２値化閾値ＢＴ２である２５５が２値化閾値
として決定される。図１３は、図４の単位領域３１に対
する本発明の２値化処理の結果を示す図である。図１３
において、各矩形が単位領域内の画素に対応し、黒の矩
形に対応する画素の２値化後の輝度値は「０」であり、
白の矩形に対応する画素の２値化後の輝度値は「１」で
ある。 ＬＬ２ − ＬＬ１ ＜ ２ …（14）

【００８２】以上説明したように第１の実施の形態の画
像処理装置１は、単位領域毎に、度数ヒストグラムに基
づいて多値画像の単位領域の特徴量を求め、該特徴量に
応じて２値化処理の手法を切換えることを特徴とする。
多値画像に文字が描かれているならば、第１の実施の形
態のの画像処理装置は、文字部の画素の輝度値と背景部
の画素の輝度値とに充分な差がある場合、前記特徴量を
基に多値画像を２値化し、文字部と背景部との輝度値に
充分な差がない場合、第１フィルタ処理部２４と第２フ
ィルタ処理部２５とによって、文字部と背景部とを精度
良く分離して２値化することが可能となる。これによっ
て画像処理装置１は、２値化処理の精度を向上させるこ
とが可能になる。さらに第２フィルタ処理部２５におい
て、単位領域の特徴量の変化に応じてエッジ検出のため
のフィルタ係数が変化するので、２値化処理をさらに精
度良く行うことができる。

【００８３】図１４は、本発明の第２の実施の形態であ
る画像処理装置に含まれる２値化部４１の具体的構成を
示すブロック図である。第２の実施の形態の説明におい
て、第１の実施の形態と同じ機能の処理部および同じ意
味の数値には、同じ参照符を付し、説明は省略する。第
２の実施の形態の画像処理装置は、２値化部４１の他
に、γ補正部１２とフィルタ処理部１３と解像度変換部
１４とをさらに含んでいても良い。第２の実施の形態の
２値化部４１は、ヒストグラム生成部４３、量子化ルッ
クアップテーブル記憶部（以後「量子化ＬＵＴ記憶部」
と略称する）４４、特徴抽出部２２、第１の２値化閾値
算出部４５、第１フィルタ処理部２４、第２フィルタ処
理部２５、第２の２値化閾値算出部２６、および２値化
処理部２７を含む。

【００８４】量子化ＬＵＴ記憶部４４は、複数種類の量
子化ルックアップテーブルを記憶している。量子化ルッ
クアップテーブルは、量子化レベルと輝度値との対応関
係を示すものである。複数種類の量子化ルックアップテ
ーブルは、下限量子化レベルに対応する輝度値の区間の
下限値、上限量子化レベルに対応する輝度値の区間の上
限値、および各量子化レベルに対応する区間の幅である
３条件の組合せが、相互に異なる。単一の量子化ルック
アップテーブルにおいて、および各量子化レベルに対応
する区間の幅は、均一であってもよく、相互に異なって
いてもよい。各量子化ルックアップテーブルにおける量
子化レベルと輝度値との対応関係は、画像の全画素の輝
度値のうちの最小輝度値および最大輝度値ならびに該最
小輝度値から最大輝度値までの差分値との組合せが、下
限量子化レベルに対応する輝度値の区間の下限値と上限
量子化レベルに対応する輝度値の区間の上限値と該下限
値および上限値の差分値に対応する組合わせである場
合、該画像の画素の輝度値を最も良好に量子化すること
ができるように、設定されている。

【００８５】ヒストグラム生成部４３は、入力された多
値画像を所定サイズの単位領域に分割し、単位領域毎
に、単位領域内の全画素の輝度値のうちの最小輝度値お
よび最大輝度値を検出する。次いでヒストグラム生成部
４３は、最小輝度値と最大輝度値との間の区間をＰレベ
ルに量子化するために、最大輝度値、最小輝度値、およ
び最大輝度値と最小輝度値との差分値をインデックスと
して、量子化ＬＵＴ記憶部４４内の全量子化ルックアッ
プテーブルのうちから、いずれか１つの量子化ルックア
ップテーブルを選択する。次いでヒストグラム生成部４
３は、選択された量子化ルックアップテーブルを用い
て、最小輝度値と最大輝度値との間の区間の階調をＰレ
ベルに量子化する。このように量子化された多値画像に
基づいて、ヒストグラム生成部４３は、量子化レベルの
度数ヒストグラムを作成する。

【００８６】以上説明したようにヒストグラム生成部４
３は、度数ヒストグラムの生成に先立ち、単位領域内の
全画素の輝度値のうちの最大輝度値と最小輝度値との間
の階調をＰレベルに量子化する。これによってヒストグ
ラム生成部４３が度数ヒストグラムをより精度良く生成
することが可能となる。またヒストグラム生成手段は、
最大輝度値と最小輝度値との間の階調を、量子化ルック
アップテーブルに基づいて量子化しているので、単位領
域毎に、輝度値をより精度良く量子化することが可能と
なる。この結果ヒストグラム生成部４３は、各単位領域
の量子化レベルの度数ヒストグラムを、より精度良く生
成することができる。

【００８７】図４に示した多値画像の単位領域３１にお
いては、最小輝度値が６１であり、最大輝度値が１３０
である。図１５は、最小輝度値「６１」と最大輝度値
「１３０」との組合せに応じて選択される量子化ルック
アップテーブルを示している。図１６は、図１５の量子
化ルックアップテーブルを用いて図４の多値画像の単位
領域３１の量子化を行った場合における量子化レベルの
度数ヒストグラムを示す。単位領域３１の最大輝度値お
よび最小輝度値に応じた量子化ルックアップテーブルが
用いられる場合、多値画像の単位領域において背景部の
画素の輝度値と文字部の画素の輝度値とに大きな差がな
くても、量子化レベルの度数ヒストグラムにおける度数
の分布パターンに、背景部と文字部とにそれぞれ対応す
るような極大値が現れる。

【００８８】度数ヒストグラムが作成された後、第１の
実施の形態で説明したように、特徴抽出部２２によっ
て、多値画像の単位領域の特徴量が求められる。図４の
多値画像の単位領域３１の例では、最初に、図１６の度
数ヒストグラムを用い、図６のフローチャートに沿って
第１境界レベルＬＬ１が求められる。このためには、ま
ず、判断対象の量子化レベルが０にされる。画素の度数
が４を超えるまで、判断対象の量子化レベルが増加方向
Ｄ１に移動するべきだが、量子化レベルが０のとき度数
が４を超えているので、ステップＡ２からステップＡ４
に進む。次に、ステップＡ２，Ａ３の処理によって、度
数が４以下となるまで量子化レベルを増加方向Ｄ１に移
動させる。量子化レベルが１のとき度数が４以下となる
ので、第１輝度境界レベルＬＬ１として１が求まる。同
様の処理によって、第２輝度境界レベルＬＬ２は１２に
なる。第２の実施の形態では、度数ヒストグラムがより
精度良く生成されているので、特徴抽出部２２は多値画
像の各単位領域の特徴をより的確に抽出することができ
る。

【００８９】第１の２値化閾値算出部４５は、まず、第
１境界レベルＬＬ１および第２輝度境界レベルＬＬ２に
基づき、第１の２値化閾値ＢＴ１に対応する値を算出す
る。第１の２値化閾値ＢＴ１に対応する値は、前述の式
１に示すように、第１境界レベルＬＬ１および第２輝度
境界レベルＬＬ２の平均値である。次いで第１の２値化
閾値算出部４５は、ヒストグラム生成部４３が選択した
量子化ルックアップテーブルを用いて、求められた平均
値を逆変換し、逆変換によって得られた輝度値を第１の
２値化閾値ＢＴ１とする。図１６の度数ヒストグラムの
例では、第１輝度境界レベルＬＬ１が１であり第２輝度
境界レベルＬＬ２は１２であるので、式１に基づいて、
両輝度境界レベルの平均値は６になる。選択された量子
化ルックアップテーブルを用いて平均値「６」を逆変換
した場合、量子化レベル「６」に対応する輝度値区間の
下限値は「９３」なので、第１の２値化閾値ＢＴ１とし
て９３を得る。これによって第１の２値化閾値算出部４
５は、第１の２値化閾値を的確に算出することができ
る。

【００９０】第１の２値化閾値の算出と前後してまたは
並行して、第１の実施の形態で説明したように、第１フ
ィルタ処理部２４は、入力された多値画像の各単位領域
の各画素の第１フィルタ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］およ
び第１エッジ平均値ＰＡＶＥを算出する。図４の単位領
域３１の例では、図９に示した第１フィルタ処理結果が
得られる。第２フィルタ処理部２５は、第１エッジ平均
値ＰＡＶＥと第１輝度境界レベルＬＬ１および輝度境界
レベルＬＬ２とに応じてフィルタ係数の中心要素を変更
し、かつ該第１フィルタ処理結果ＥＡ［ｉ］［ｊ］およ
び多値画像の輝度値ＩＮ［ｉ］［ｊ］に基づいて第２フ
ィルタ処理結果ＥＢ［ｉ］［ｊ］と第２エッジ平均値Ｑ
ＡＶＥとを算出する。

【００９１】図４の多値画像の単位領域３１の例では、
図４の単位領域３１が図１０のフローチャートに沿って
処理される。フィルタ係数設定のための係数ｋが２であ
り、式１５に示すようにフィルタ係数設定のための所定
条件が第２エッジ平均値が２４０を越える場合に満たさ
れるならば、図４の例における第２エッジ平均値ＱＡＶ
Ｅの初期値、すなわち第１エッジ平均値ＰＡＶＥは２３
２であるので、ステップＢ２，Ｂ３の処理によって、フ
ィルタ係数が変更される。第１輝度境界レベルＬＬ１が
１であり、第２輝度境界レベルＬＬ２は１２であるの
で、第１輝度境界レベルＬＬ１と輝度境界レベルＬＬ２
の差分の絶対値である１１を用い、式１６に示すよう
に、フィルタ係数の中心要素は−２０／１１になる。図
１７は、１回目の変更後のフィルタ係数を示す。

【００９２】

【数３】

【００９３】そして、ステップＢ４において、変更後の
フィルタ係数を用いた第２フィルタ処理結果ＹＢ［ｉ］
［ｊ］が求められ、さらに該第２エッジ平均値ＱＡＶＥ
が求められる。図４の例においては、式１７で示すよう
に、画素〔１，４〕の第２フィルタ処理結果ＹＢ［１］
［４］が８５になり、式１８に示すように、第２エッジ
平均値ＱＡＶＥは２５１になる。フィルタ変更後の１回
目演算時の第２エッジ平均値が２４０を越えるので、１
回目の第２エッジ平均値およびフィルタ処理結果が確定
される。この結果、第２フィルタ処理結果は、図１８の
ようになる。第２の２値化閾値算出部２６は、第２の２
値化閾値を２５１に設定する。 ＹＢ[１][４]＝７４＋２÷１１×６３＝８５＝ＥＢ[１][４] …（17） 平均値＝２３２＋２÷１１×１０６＝２５１＝ＱＡＶＥ …（18）

【００９４】２値化処理部２７は、ヒストグラム生成部
４３で求められた特徴量に応じて、画素の２値化処理の
対象値を選択する。図１６の度数ヒストグラムでは、第
１輝度境界レベルＬＬ１が１であり第２輝度境界レベル
ＬＬ２が１２であるので、第１および第２境界レベルＬ
Ｌ２の差は２未満になる。したがって、図１２のフロー
チャートに基づき、画素の２値化対象の値は図４の入力
された多値画像の輝度値になり、第１の２値化閾値ＢＴ
１である９３が２値化閾値として決定される。図１９
は、図４の単位領域３１に対する第２の実施の形態の２
値化部における２値化処理の結果を示す図である。図１
９において、各矩形が単位領域内の画素に対応し、黒の
矩形に対応する画素の２値化後の輝度値は「０」であ
り、白の矩形に対応する画素の２値化後の輝度値は
「１」である。

【００９５】以上説明したように、本発明の第２の実施
の形態において、ヒストグラム生成部４３は、より精度
のよい度数ヒストグラムを生成することができる。これ
によって第２の実施の形態の画像処理装置は、多値画像
をさらに精度良く２値化することができる。

【００９６】第１および第２の実施の形態の画像処理装
置は本発明の画像処理装置の例示であり、主要な構成お
よび動作が等しければ、他の様々な形で実現することが
できる。特に画像処理装置の各構成部品の詳細な構成お
よび動作は、同じ効果が得られるならば、上述の構成お
よび動作に限らず他の構成および動作によって実現され
てもよい。たとえば第１および第２の実施の形態の画像
処理装置は、２値化部２５，４１を最低限含んでいれば
よい。γ補正部１２とフィルタ処理部１３と解像度変換
処理部１４とのうちの少なくとも１つは、省略されても
よい。また、画像入力装置１１から２値化部１５，４１
までの間に、上記３つの処理部以外の他の処理部がさら
に備えられてもよい。さらにまた第１および第２の実施
の形態の画像処理装置は、２値化部１５，４１から出力
された２値画像に対して処理を施す処理部をさらに備え
ていてもよい。

【００９７】また第１の実施の形態のヒストグラム生成
部４３は、多値画像の画素の輝度値を量子化せず、単位
領域毎に、単位領域における各輝度値の画素の出現頻度
の分布を示すヒストグラムを作成してもよい。この場合
特徴抽出部２２は、輝度値の度数ヒストグラムに基づ
き、単位領域の特徴量として、第１輝度境界値と第２輝
度境界レベル値と単位領域の全画素の輝度値の平均値Ｉ
ＡＶＥとを算出する。第１輝度境界値は、輝度値の度数
ヒストグラムにおいて、下限輝度値から上限輝度値に至
る方向に向かって度数を検査した場合、予め定める基準
度数ＨＲを越える度数から基準度数ＨＲ以下の度数に最
初に変化する変化点に対応する輝度値である。第２輝度
境界値は、輝度値の度数ヒストグラムにおいて、上限輝
度値から下限輝度値に至る方向に向かって度数を検査し
た場合、基準度数ＨＲを越える度数から基準度数ＨＲ以
下の度数に最初に変化する変化点に対応する輝度値であ
る。多値画像の単位領域の特徴量として第１輝度境界値
および第２輝度境界値が求められる場合であっても、特
徴抽出部２２は多値画像の単位領域の特徴を的確に抽出
することができる。

【００９８】さらに、これら画像処理装置は、上述の２
値化部１５およびその他の処理部１１〜１４の処理をコ
ンピュータに実行するためのソフトウエアを、多値画像
データの入力と記憶とが可能なコンピュータにインスト
ールし、該ソフトウエアに基づき中央演算処理回路を動
作させることによって、実現されてもよい。このような
ソフトウエアは、コンピュータによって読出し可能な記
憶媒体に予め記憶されている。この記憶媒体は、たとえ
ば、ＣＤ−ＲＯＭに代表される光記憶媒体、フロッピー
ディスクに代表される磁気記憶媒体、およびＭＯに代表
される光磁気記憶媒体のいずれかで実現される。前記ソ
フトウエアをインストールするためには、前記記憶媒体
がコンピュータの記憶媒体読出し装置に装着され、該記
憶媒体から該ソフトウエアを読出させてコンピュータ内
の記憶装置に記憶されればよい。

【００９９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、画像処理
装置において、多値画像の各単位領域の特徴量に応じ
て、各単位領域の２値化処理手法が切換えられる。多値
画像の単位領域内の背景部と該単位領域内の残余部との
画素の輝度値に充分な差がある場合、前記特徴量に基づ
いて該単位領域が２値化される。単位領域内の背景部と
残余部との画素の輝度値に充分な差がない場合、特徴量
の変化に応じて設定されたフィルタ係数を用いたエッジ
検出のためのフィルタ処理の結果に基づいて、背景部と
残余部とを精度良く分離しつつ単位領域が２値化され
る。これによって画像処理装置は、多値画像を精度良く
２値化することが可能となる。

【０１００】また本発明によれば、多値画像の単位領域
における各輝度値の画素の出現頻度のヒストグラムにお
いて、画素の出現頻度が基準の頻度を越える頻度から基
準頻度未満に低下する箇所の輝度値である第１輝度境界
値および第２輝度境界値が、単位領域の特徴量として求
められる。これによって多値画像の単位領域の特徴が的
確に抽出される。さらにまた本発明によれば、前記特徴
量に基づく２値化処理に用いられる第１の２値化閾値と
して、第１および第２輝度境界値の中間の輝度値が算出
される。これによって、第１の２値化閾値が的確に求め
られる。

【０１０１】また本発明によれば、単位領域に対してエ
ッジ検出のためのフィルタ処理を施す第２フィルタ処理
手段において用いられるフィルタ係数は、第１および第
２輝度境界値の差分の絶対値を用いて設定される。これ
によって、多値画像の単位領域に適したフィルタ係数が
設定される。さらにまた本発明によれば、第２フィルタ
処理手段のフィルタ処理の結果が予め定める条件を満た
すまで、フィルタ係数設定およびフィルタ処理が繰返さ
れる。これによって最終的に得られるフィルタ処理結果
に基づいて２値化処理が行われる場合、背景部の画素の
輝度値と背景部以外の残余部の画素の輝度値とに差が殆
どない多値画像が、精度良く２値化される。また本発明
によれば、前記フィルタ係数の決定条件として、単位領
域の全画素の輝度値に対する前記設定したフィルタ係数
を用いたフィルタ処理の結果の平均値が用いられる。こ
れによって、多値画像の各単位領域に適したフィルタ係
数が設定される。

【０１０２】さらにまた本発明によれば、第２フィルタ
処理手段は、各画素の輝度値に対する設定されたフィル
タ係数を用いたフィルタ処理の処理結果を、各画素の輝
度値と、各画素に対する予め定めるフィルタ係数を用い
たフィルタ処理の結果とに基づいて算出する。これによ
って第２フィルタ処理手段の処理結果の算出のための演
算量が軽減される。また本発明によれば、フィルタ処理
の結果に基づく２値化処理に用いられる第２の２値化閾
値として、多値画像の単位領域の全画素に対する第２フ
ィルタ処理手段の処理結果の平均値が算出される。これ
によって、多値画像の各単位領域に適した第２の２値化
閾値が算出される。

【０１０３】さらにまた本発明によれば、画像処理装置
において、量子化された輝度値である量子化レベルの出
現度数を示す度数ヒストグラムが作成されている。これ
によって画像処理装置の処理量が軽減される。また本発
明によれば、単位領域内の全画素の輝度値のうちの最大
輝度値と最小輝度値との間の階調が、Ｐレベルに量子化
される。これによって、度数ヒストグラムに基づき、多
値画像の各単位領域の特徴が的確に抽出される。さらに
また本発明によれば、画像処理装置において、ヒストグ
ラム生成手段が、量子化ルックアップテーブルに基づい
て、最大輝度値と最小輝度値との間の階調を量子化す
る。これによって各単位領域の量子化レベルの度数ヒス
トグラムを、より精度良く生成することができる。また
本発明によれば、画像処理装置において、多値画像の各
単位領域において、度数ヒストグラム内の画素の出現頻
度が基準の頻度を越える頻度から基準頻度未満に低下す
る箇所の量子化レベルである第１輝度境界レベルおよび
第２輝度境界レベルが、特徴量として求められる。か
つ、量子化ルックアップテーブルと第１および第２輝度
境界レベルとを用いて、第１の２値化閾値が算出され
る。これによって第１の２値化閾値が的確に算出され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である画像処理装置
１の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の画像処理装置の２値化部の具体的構成を
示すブロック図である。

【図３】図２の２値化部において用いられる８×３の入
力多値画像マスクである。

【図４】図２の２値化部において処理対象となる多値画
像の８×３の単位領域を示す図である。

【図５】第１の実施の形態における量子化後の図４の単
位領域の量子化レベルの度数ヒストグラムである。

【図６】図２の２値化部内の特徴抽出部における処理を
説明するためのフローチャートである。

【図７】エッジ検出のためのフィルタ処理に用いられる
初期のフィルタ係数である。

【図８】第１の実施の形態における図４の単位領域に対
する２値化部内の第１フィルタ処理部の処理結果を示す
図である。

【図９】図２の２値化部内の第２フィルタ処理部におけ
る処理を説明するためのフローチャートである。

【図１０】第１の実施の形態におけるエッジ検出のため
のフィルタ処理に用いられる中心値変更後のフィルタ係
数である。

【図１１】第１の実施の形態における図４の単位領域に
対する第２フィルタ処理部の処理結果を示す図である。

【図１２】図２の２値化部内の２値化処理部における処
理を説明するためのフローチャートである。

【図１３】図４の単位領域に対する２値化処理部の処理
結果を示す図である。

【図１４】本発明の第２の実施の形態である画像処理装
置に含まれる２値化部の具体的構成を示すブロック図で
ある。

【図１５】本発明の第２の実施の形態である画像処理装
置の２値化部において用いられる量子化ルックアップテ
ーブルである。

【図１６】第２の実施の形態における量子化後の図４の
単位領域の量子化レベルの度数ヒストグラムである。

【図１７】第２の実施の形態におけるエッジ検出のため
のフィルタ処理に用いられる中心値変更後のフィルタ係
数である。

【図１８】第２の実施の形態における図４の単位領域に
対する第２フィルタ処理部の処理結果を示す図である。

【図１９】第２の実施の形態における図４の単位領域に
対する２値化処理部の処理結果を示す図である。

【符号の説明】

１５，４１ ２値化部 ２１，４３ ヒストグラム生成部 ２２ 特徴抽出部 ２３，４５ 第１の２値化閾値算出部 ２４ 第１フィルタ処理部 ２５ 第２フィルタ処理部 ２６ 第２の２値化閾値算出部 ２７ ２値化処理部 ４４ 量子化ルックアップテーブル記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA01 BA30 CA08 CA12 CB08 CB12 CC02 CE06 CE12 DA20 DB02 DB09 DC16 5C077 LL02 MP01 MP06 MP07 PP25 PP43 PP47 PQ08 PQ19 RR02 RR15

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多値画像が入力される画像処理装置にお
   いて、 入力された多値画像を予め定める大きさの単位領域に区
   分し、単位領域毎に、各輝度値の画素の出現度数の分布
   を示す度数ヒストグラムを生成するヒストグラム生成手
   段と、 各単位領域の度数ヒストグラムに基づき、多値画像の各
   単位領域の特徴量を求める特徴抽出手段と、 特徴抽出手段によって求められた各単位領域の特徴量に
   基づき、各単位領域における第１の２値化閾値を算出す
   る第１の２値化閾値算出手段と、 多値画像の各単位領域に対して、エッジ検出のための処
   理を施す第１フィルタ処理手段と、 単位領域毎に、特徴量および第１フィルタ処理手段の処
   理結果に基づいてフィルタ係数を設定し、多値画像の単
   位領域に対して、設定されたフィルタ係数を用いたエッ
   ジ検出のためのフィルタ処理を施す第２フィルタ処理手
   段と、 第２フィルタ処理手段の各単位領域の処理結果に基づ
   き、各単位領域における第２の２値化閾値を算出する第
   ２の２値化閾値算出手段と、 各単位領域毎に、特徴抽出手段によって求められた特徴
   量に応じて、多値画像の単位領域および第２フィルタ処
   理手段によって処理された単位領域のうちのいずれか一
   方の単位領域を選択し、かつ第１の２値化閾値および第
   ２の２値化閾値のうちのいずれか一方を選択し、選択さ
   れた単位領域内の画素の輝度値を選択された２値化閾値
   によって２値化する２値化処理手段とを含むことを特徴
   とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記特徴抽出手段が、多値画像の各単位
   領域の特徴量として、第１輝度境界値と第２輝度境界値
   とを検出し、 第１輝度境界値は、単位領域の度数ヒストグラムにおい
   て、下限の輝度値から上限の輝度値に至る方向に向かっ
   て度数を検査した場合、予め定める基準度数を越える度
   数から該基準度数以下の度数に最初に変化する変化点に
   対応する輝度値であり、 第２輝度境界値は、単位領域の度数ヒストグラムにおい
   て、上限の輝度値から下限の輝度値に至る方向に向かっ
   て度数を検査した場合、前記基準度数を越える度数から
   該基準度数以下の度数に最初に変化する変化点に対応す
   る輝度値であることを特徴とする請求項１記載の画像処
   理装置。
3. 【請求項３】 前記第１の２値化閾値算出手段が、前記
   特徴抽出手段によって求められた第１および第２輝度境
   界値の中間の輝度値を、前記第１の２値化閾値として算
   出することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記第２フィルタ処理手段が、前記特徴
   抽出手段によって求められた特徴量に基づいたフィルタ
   係数の設定に、前記第１および第２輝度境界値の差分の
   絶対値を用いることを特徴とする請求項２記載の画像処
   理装置。
5. 【請求項５】 前記第２フィルタ処理手段は、単位領域
   の全画素に対する前記設定されたフィルタ係数を用いた
   フィルタ処理の結果が予め定める条件を満たすまで、前
   記特徴量に基づいたフィルタ係数設定およびフィルタ処
   理を繰返し、 前記フィルタ処理の結果が満たすべき条件は、単位領域
   の全画素に対する該フィルタ処理の結果が、単位領域の
   背景部と残余部とをエッジに基づいて分離可能な値にな
   っている場合に満たされることを特徴とする請求項１記
   載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記第２フィルタ処理手段は、前記単位
   領域の全画素に対する前記設定したフィルタ係数を用い
   たフィルタ処理の結果の平均値が予め定める基準範囲に
   含まれている場合、該単位領域の全画素に対する該設定
   されたフィルタ係数を用いたフィルタ処理の結果が前記
   予め定める条件を満たしていると判断することを特徴と
   する請求項５記載の画像処理装置。
7. 【請求項７】 前記第２フィルタ処理手段が、前記多値
   画像の単位領域の各画素に対する前記設定されたフィル
   タ係数を用いたフィルタ処理の結果を、該各画素の輝度
   値と、前記第１フィルタ処理手段で求められた該各画素
   のエッジ検出のための処理結果とに基づいて算出するこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】 前記第２の２値化閾値算出手段が、前記
   単位領域の全画素に対する前記第２フィルタ処理手段の
   処理結果の平均値を、該単位領域における第２の２値化
   閾値とすることを特徴とする請求項１記載の画像処理装
   置。
9. 【請求項９】 前記ヒストグラム生成手段が、前記多値
   画像の単位領域の各画素の輝度値を予め定める段階数の
   量子化レベルに量子化し、各単位領域の画素の量子化レ
   ベルの出現度数を示す度数ヒストグラムを生成し、 量子化レベルの段階数は、多値画像の画素の輝度値の階
   調数よりも少ないことを特徴とする請求項１記載の画像
   処理装置。
10. 【請求項１０】 前記ヒストグラム生成手段が、前記多
    値画像の単位領域の全画素の輝度値のうちの最大輝度値
    および最小輝度値を求め、最大輝度値と最小輝度値との
    間の階調を、予め定める段階数の量子化レベルに量子化
    することを特徴とする請求項９記載の画像処理装置。
11. 【請求項１１】 輝度値と量子化レベルとの関係を示す
    量子化ルックアップテーブルを記憶する量子化ルックア
    ップテーブル記憶手段をさらに含み、前記ヒストグラム
    生成手段が、前記多値画像の単位領域の全画素の輝度値
    のうちの最大輝度値および最小輝度値を求め、最大輝度
    値と最小輝度値との間の階調を、量子化ルックアップテ
    ーブルに基づいて予め定める数のレベルに量子化するこ
    とを特徴とする請求項９記載の画像処理装置。
12. 【請求項１２】 前記特徴抽出手段が、多値画像の各単
    位領域の特徴量として、第１輝度境界レベルと第２輝度
    境界レベルとを検出し、 第１輝度境界レベルは、単位領域の度数ヒストグラムに
    おいて、下限の量子化レベルから上限の量子化レベルに
    至る方向に向かって度数を検査した場合、予め定める基
    準度数を越える度数から該基準度数以下の度数に最初に
    変化する変化点に対応する量子化レベルであり、 第２輝度境界レベルは、単位領域の度数ヒストグラムに
    おいて、上限の量子化レベルから下限の量子化レベルに
    至る方向に向かって度数を検査した場合、前記基準度数
    を越える度数から該基準度数以下の度数に最初に変化す
    る変化点に対応する量子化レベルであり、 前記第１の２値化閾値算出手段が、第１および第２の輝
    度境界レベルに基づいて画素の量子化レベルを２値化す
    るための閾値を算出し、算出された閾値を前記量子化ル
    ックアップテーブルを用いて逆変換し、逆変換された閾
    値を前記第１の２値化閾値とすることを特徴とする請求
    項１１記載の画像処理装置。