JP2002199212A

JP2002199212A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2002199212A
Application number: JP2000397176A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ouchi; 敏大内; Koji Kobayashi; 幸二小林; Noriko Miyagi; 徳子宮城; Etsuro Morimoto; 悦朗森本; Hiroyuki Shibaki; 弘幸芝木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】エッジ情報に基づいて文字領域を検出する際
に、エッジ情報が一部欠けても、かすれ等を発生させな
い文字領域の検出を行うと共に、その際に、文字周辺近
傍の絵柄領域を文字領域として誤判定しない。【解決手段】ラプラシアンフィルタ回路１と比較器３
によって画像信号からエッジ画素を検出する。比較器２
では画像信号から黒文字を検出する。膨張フィルタ回路
４では、マスク内に一つでもエッジ画素が存在し、かつ
また注目画素が黒画素であれば、マスクの中心画素を文
字画素領域として判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像処理
において出力画像の画質向上処理に関し、特にデジタル
複写機やファクシミリなどに適用して好適な技術であ
る。また、近年進展が著しいネットワーク対応の画像処
理、すなわちネットワークを通じて得たデジタル画像デ
ータに対して本発明の処理を施し、任意の出力装置に送
るような、ネットワークへの適用も可能である。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像処理装置の一例として、エッ
ジ画素の連続性を利用して一旦仮の文字画素領域を検出
した後、５×５の「密度フィルタ」マスクをかけ、２５
画素中に２画素以上仮の文字画素を含む場合に、マスク
の中心画素を真の文字画素領域として検出する装置があ
る（特開昭６３−２６３９７４号公報を参照）。

【０００３】この密度フィルタは、孤立画素領域を除去
すると同時に、仮の文字画素領域を膨張して検出漏れに
起因する所謂「かすれ」を減らし、真の文字画素領域を
検出するという機能を備えていて、また、２画素の閾値
が１画素となった、つまり膨張効果のみを行うマスク処
理が施されている。

【０００４】上記膨張処理により、エッジ画素が何らか
の原因で一部検出漏れを起こしても、それを補う効果が
ある。また、カラー複写機などに応用した場合、黒文字
と判定された画素領域においては、一般的に墨率（例え
ば、シアン、マゼンタ、イエローをどの程度の割合でブ
ラックに置き換えるかを示す値）をできるだけ高くして
出力制御信号を発生させている。従って、同領域は黒単
色に近くなり、黒文字部が膨張することにより、総合的
なトナー量が削減されることから省資源化され、かつま
た原画像のグレーバランスが保持され、高画質化にも役
立つ。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、文字領域の単
純な膨張処理は、文字の背景近傍に絵柄があった場合、
その絵柄領域まで文字に誤判定する可能性がある。その
結果、文字判定された絵柄領域には画質劣化が生じてし
まう。

【０００６】また、一般的な文字処理として、低コント
ラスト文字の画像を、原画像よりも多少濃い濃度で出力
することがある。このため、文字処理による濃度（色）
と絵柄処理による濃度（色）が大幅に異なる場合に、上
記したような膨張処理を行うことにより文字領域が、あ
る塊領域として拡大されるために、図１０に示すよう
に、例えば文字内部で段差として目立ちやすくなる。図
１０は、文字「二」を適応処理（文字処理／絵柄処理の
適応的切換）により画像再生した場合の例を示し、図中
では文字処理された部分、は絵柄処理された部分を
示す。

【０００７】本発明の目的は、エッジ情報に基づいて文
字領域を検出する際に、エッジ情報が一部欠けても、か
すれ等を発生させない文字領域の検出を行うと共に、そ
の際に、文字周辺近傍の絵柄領域を文字領域として誤判
定しない画像処理装置を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、エッジ情報に基づい
て文字領域を検出し、エッジ近傍を領域補正する場合
に、文字処理による色と絵柄処理による色の差が目立つ
目障り感を低減するような補正を行う画像処理装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、デジタル複
写機やファクシミリのような画像処理装置において、所
謂像域分離と呼ばれる処理を用いて画質向上を行う場合
に、文字エッジ検出に基づいて文字領域を検出する際、
画質劣化を発生させずに膨張補正を行う手段と文字補正
を行う手段とを備えている。

【００１０】また、上記手段を用いてカラー画像再生を
行う場合に、より視覚的に好ましい制御信号（文字領域
度を示す）の発生手段とその制御信号を利用した画像再
生装置を構成している。また、カラーで黒文字領域を再
生する際に、文字内部の急激な墨率変化を抑えて、違和
感の無い再生画像を得るための墨制御信号とその信号に
基づいたプリンタ駆動信号を発生させる。

【００１１】また、特にカラー画像データを用いてカラ
ー信号で黒文字領域を再生する際に有効となる文字領域
（文字度）を検出（算出）する。さらに、ハードウエア
の規模を抑えて、安価な装置を提供するために数ライン
バッファ程度の画像メモリによる局所処理が可能な画像
処理装置を構成している。

【００１２】本発明では、画像データに対して文字エッ
ジに相当する文字候補画素領域を検出し、検出された画
素領域情報から膨張処理に基づいて文字領域を検出する
装置において、膨張処理を文字内部方向にのみ行うこと
を特徴としている。

【００１３】本発明では、少なくとも黒を含む複数の色
材で画像再生するための出力装置の制御信号を発生する
画像処理装置において、文字エッジに相当する画素領域
を、最大墨率からなる黒と他の色材で再生するような出
力装置の制御信号を発生し、文字内部に行くに従って墨
率が低くなる黒と、他の色材で再生するような出力装置
の制御信号を発生することを特徴としている。

【００１４】本発明では、画像データに対して文字エッ
ジに相当する文字候補画素領域を検出し、検出された画
素領域情報を補正することにより、文字領域を検出する
装置において、所定レベルの信号に対して、表示用に文
字処理を行った場合の濃度と、絵柄処理を行った場合の
濃度との差に応じて前記補正方法を変えることを特徴と
している。

【００１５】本発明では、少なくとも黒を含む複数の色
材で画像再生するための出力装置の制御信号を発生する
画像処理装置において、画像データに対して文字エッジ
に相当する文字候補画素領域を検出し、検出された画素
領域情報を補正することにより、文字領域を検出する装
置において、所定レベルの入力信号セットに対して、表
示用に文字処理を行った場合の色と、絵柄処理を行った
場合の色との差に応じて前記補正方法を変えることを特
徴としている。

【００１６】本発明では、濃度の差ないし色の差が大き
い場合には、より文字領域を拡大しない方向に補正する
ことを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて具体的に説明する。（実施例１）図１は、本発明の文字領域検出装置に係る
実施例１の構成図を示す。図において、１は入力画像信
号に対してラプラシアンフィルタを施すラプラシアンフ
ィルタ回路、２は入力画像信号を所定の閾値で二値判定
する比較器、３はラプラシアンフィルタ回路１からの出
力信号を所定の閾値で二値判定する比較器、４は比較器
３、４の判定結果を受け、注目画素を文字領域に判定す
るか否かを決定する膨張フィルタ回路である。

【００１８】入力画像信号は、例えばＣＣＤ素子等を用
いたスキャナから得られるデータであり、原稿画像を読
み取ってＡ／Ｄ変換処理の後、各画素に対して８ｂｉｔ
（０〜２５５）の概ね濃度リニアな画像信号を出力す
る。ここでは、説明のため信号の意味として「０」が原
稿の白を、「２５５」が原稿の黒を表すものとする。ま
た、入力画像信号がカラー画像信号、例えばＲＧＢ信号
であれば、Ｇ信号を代表として使用しても良い。また、
入力画像信号はネットワークを通じて得られるようなも
のでもよい。

【００１９】ラプラシアンフィルタ回路１は、入力画像
信号に対して例えば図２に示すような係数を持つフィル
タで演算を施す。これにより、文字エッジも含め画像の
エッジに相当する画素位置のレスポンスが高く出力され
る。比較器３は、フィルタ回路１の出力を所定の閾値
（ｔｈ２）と比較し、所定の閾値（ｔｈ２）以上の値を
持つ画素をエッジ画素として検出する。

【００２０】一方、比較器２では入力画像信号を、所定
の閾値（ｔｈ１）で二値化し黒画素を検出する。そし
て、比較器２、３の検出結果を基に膨張フィルタ回路４
では、例えば５×５のマスクにおいてマスク内に一つで
もエッジ画素が存在し、かつまた注目画素が黒画素であ
れば、マスクの中心画素を文字画素領域として判定す
る。

【００２１】＜膨張フィルタのその他の判定例＞さら
に、文字背景側に膨張させずに文字内部方向にのみ膨張
させる手段として、次のような方法もある。黒画素検出
後の結果を膨張フィルタサイズに相当する分だけ保存
し、例えば図３におけるＡの位置にエッジ画素が存在し
た場合に、Ｂ、Ｃとも黒画素であった場合に、マスクの
中心画素を文字領域として判定する。

【００２２】（実施例２）図４は、本発明の実施例２の
構成を示す。図４は、黒文字画像を、さらに違和感無く
再生するための墨率を制御するための信号発生装置を示
し、図５は、さらにその信号を利用して多段階（ここで
は４段階）に墨率を制御して、出力装置駆動信号を発生
する回路を示す。

【００２３】すなわち、図１に示す装置を利用して
（黒）文字か否かを判定し、その結果に基づいて墨率の
制御を行った場合、文字処理結果と絵柄処理結果があま
りに異なる場合（例えばグレーバランス、色差など）、
どうしても見た目には違和感が残ってしまう。そこで、
実施例２では、文字エッジから内部に行くに従って徐々
に（段階的に）墨率を低くするように制御することによ
り、上記したような違和感を低減させている。つまり、
本発明では、文字内部を段階的に低ＵＣＲ処理（絵柄処
理）している。

【００２４】図４において、図１と異なる部分は、距離
算出回路５であり、これを以下に説明する。距離算出回
路５は、マスク内にあるエッジ画素の位置によってその
出力値が変る。図６は、距離算出フィルタの例であり、
マスクと重みを表す係数の関係を示す。これは中心画素
から最短のエッジ画素がその対象となり、遠くにエッジ
画素が存在するほど出力値（ｎ）は小さくなる。マスク
内にエッジ画素が存在しなければ、出力値は「０」とな
る。例えば、中心画素がエッジ画素であり、マスク内に
黒画素が検出されたとき、エッジ画素から文字内部（黒
画素）に行くに従って段階的にｎが小さい、つまり墨率
が低くなる。

【００２５】図５は、図４の装置を利用した４色出力装
置用のプリンタ駆動信号発生装置である。図示しないカ
ラースキャナなどのＲＧＢ信号に対して所定の色変換処
理を施し、ｃｍｙ信号を得る。ここでの処理対象となる
原稿は、図４の装置に入力されたものと同等である。

【００２６】最大値回路６では、入力されたｃｍｙ信号
からそれらの最大値を求め、これをｋ信号とする。墨発
生回路７では、このｋの値に、図４の装置で求めた制御
信号（ｎ）に従って、所定の値（α）を乗算し、出力装
置用のブラック信号（Ｋ）を得る。ｎとαの関係の一例
を次に示す。ｎ＝０：α＝０．６ｎ＝１：α＝０．７ｎ＝２：α＝０．８５ｎ＝３：α＝１．０

【００２７】減算回路８では、ｃｍｙ信号値から、墨発
生回路７で得られたブラック信号（Ｋ）値を減算し、出
力装置用のシアン信号（Ｃ）、マゼンタ信号（Ｍ）、イ
エロー信号（Ｙ）を得る。

【００２８】上記した実施例では、説明簡単のためラプ
ラシアン値を二値化することで、エッジ画素（文字画素
領域候補）を検出したが、エッジ画素の検出方法はこれ
に限定されず、前掲した特開昭６３−２６３９７４号公
報に記載の手段（「密度フィルタ」を行うまでの処理）
や、論文「文字／絵柄（網点、写真）混在画像の像域分
離方式」（電子情報通信学会論文誌Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｄ
ＩＩＮｏ．１ｐｐ．３９−４７１９９２年１月）
に記載された「４．２エッジ領域検出」方法などを用い
てもよい。

【００２９】（実施例３）図７は、本発明の文字領域検
出装置に係る実施例３の構成を示す。図７において、１
１は入力画像信号に対してラプラシアンフィルタを施す
ラプラシアンフィルタ回路、１２は入力画像信号を所定
の閾値で二値判定する比較器、１４入力画像信号を所定
の閾値で三値判定する三値化回路、１３は比較器１２
と、三値化回路１４の判定結果を受け、注目画素を文字
領域に判定するか否かを決定する膨張処理回路である。

【００３０】入力画像信号は、例えばＣＣＤ素子等を用
いたスキャナから得られるデータであり、原稿画像を読
み取ってＡ／Ｄ変換処理の後、各画素に対して８ｂｉｔ
（０〜２５５）の概ね濃度リニアな画像信号を出力す
る。ここでは、説明のため信号の意味として「０」が原
稿の白を、「２５５」が原稿の黒を表すものとする。ま
た、入力信号がカラー画像信号、例えばＲＧＢ信号であ
れば、Ｇ（ないし色補正後のＭ［マゼンタ］）信号を代
表として使えば良い。また、入力画像信号はネットワー
クを通じて得られるようなものでもよい。

【００３１】ラプラシアンフィルタ回路１は、入力画像
信号に対して例えば図２に示すような係数を持つフィル
タで演算を施す。これにより、文字エッジも含め画像の
エッジに相当する画素位置のレスポンスが高く出力され
る。比較器１２は、フィルタ回路１１の出力を所定の閾
値（ｔｈ１）と比較し、所定の閾値（ｔｈ１）以上の値
を持つ画素をエッジ画素として検出する。

【００３２】一方、三値化回路１４では入力画像信号
を、所定の二つの閾値で三値化し、注目画素を黒／灰／
白画素に判定する。ここで、例えば濃度１．２以上を黒
画素と判定し、また濃度０．５以下を白画素と判定する
ようなレベルの閾値を準備する。

【００３３】以上の検出結果を基に膨張処理回路１３で
は、例えば５×５のマスクにおいてマスク内に一つでも
エッジ画素が存在し、かつまた注目画素が黒画素ないし
白画素であれば、マスクの中心画素を文字画素領域とし
て判定する。ただし、製品完成時の条件により、膨張処
理での判定ルールを変化させる。この詳細は、以下の実
施例の動作で説明する。＜膨張フィルタのその他の判定例＞さらに、文字背景側
に膨張させずに文字内部方向にのみ膨張させる手段とし
て、次のような方法もある。黒画素検出後の結果を膨張
フィルタサイズに相当する分だけ保存し、例えば図３に
おけるＡの位置にエッジ画素が存在した場合に、Ｂ、Ｃ
とも黒画素であった場合にマスクの中心画素を文字領域
として判定する。これにより文字背景のごく近傍に絵柄
があった場合にも、背景側には文字領域を膨張しないの
で、不具合を生じることはない。

【００３４】実施例３の動作を説明すると、図７の文字
領域検出装置を利用して、入力画像信号に対して文字処
理／絵柄処理を適応的に施し、画像再生を行う。ここで
文字処理および絵柄処理としては、例えば前掲した論文
に記載された処理を行えば良い。

【００３５】そして、例えば複写機であれば組み立ての
最終段時に、文字処理や絵柄処理のチューニングレベル
の調整を行った後、べたパッチで、例えば原稿濃度０．
７程度の部分を文字処理と絵柄処理で再生した後、測定
したそれらの濃度差が所定の閾値以上の場合には、図７
の文字領域検出装置の特に膨張処理回路１３では次のよ
うな判定処理を行うことにする。

【００３６】（１）注目画素が黒画素であって、マスク
内にエッジ画素が存在すれば、注目画素は文字領域と判
定する（高濃度部は、文字処理されても絵柄処理されて
もその濃度的なギャップが小さいため）。

【００３７】（２）注目画素が灰色画素であれば、膨張
処理を行わない（縁取り現象を発生させないため）。

【００３８】（３）注目画素が白画素であって、マスク
内にエッジ画素が存在すれば、注目画素は文字領域と判
定する（縁取り現象の発生もありうるが、それを防止す
るよりも文字がかすれて読めなくなる不具合を優先して
防ぐため）。

【００３９】一方、逆に文字処理と絵柄処理による再生
画像の濃度差が所定の閾値より小さい場合には、三値化
回路１４からの結果に関わらず膨張処理すればよい。つ
まり濃度的な差異がなければ、解像度を上げ、かすれを
なくす等の理由から、灰色画素に相当する中濃度レベル
においてもエッジ部は文字処理した方がより好ましい。

【００４０】上記実施例では、説明簡単のために注目画
素の濃度レベルを三値としたが、この数値が大きいほ
ど、その注目画素において膨張処理させた方が好ましい
のか、しない方が好ましいのか、より細かいレベルで制
御が可能になる。また膨張サイズは５×５画素に固定せ
ずに、濃度ごとに膨張サイズを制御することにより、膨
張する／しないの０／１的な切り換えではなくなるの
で、さらに好ましい画像が得られる。

【００４１】また、図８に示すように、線幅検出回路１
５を用いて、もし線幅が狭いと判定されれば（その文字
内部は、絵柄処理される幅が狭いので）文字処理／絵柄
処理の濃度ギャップの可能性は少なく、無条件に膨張処
理することも有用である。ここで線幅検出回路として
は、例えば特開平９−２２４６１号公報に記載された
「文字太さ判定部」のような技術を利用すれば良い。

【００４２】上記した実施例では、説明簡単のためラプ
ラシアン値を二値化することで、エッジ画素（文字画素
領域候補）を検出したが、エッジ画素の検出方法はこれ
に限定されず、前掲した特開昭６３−２６３９７４号公
報に記載の手段（「密度フィルタ」を行うまでの処理）
や、前掲した論文に記載された「４．２エッジ領域検
出」方法などを用いてもよい。

【００４３】（実施例４）図９は、本発明の実施例４の
構成を示す。図９は、カラー画像データに基づき画像内
の黒文字領域を、さらに違和感無く再生するための墨率
を制御するための信号発生装置を示し、図５は、さらに
その信号を利用して多段階（ここでは４段階）に墨率を
制御して、出力装置駆動信号を発生する回路を示す。

【００４４】すなわち、図７に示す装置を利用して
（黒）文字か否かを判定し、その結果に基づいて墨率の
制御を行った場合、文字処理結果と絵柄処理結果の色の
差が小さい場合には文字領域を拡大補正するが、その際
においてもカラー画像を扱う場合などのように厳しい目
で見れば、どうしても見た目には違和感（文字処理部と
絵柄処理部のジャンプ）が残ってしまう。そこで、実施
例４では、文字エッジから文字内部に行くに従って徐々
に墨率を低くするように制御することにより、上記した
違和感を低減させている。

【００４５】図９において、図７と異なる部分は、距離
算出回路１６である。距離算出回路１６は、実施例２で
説明したものと同様であり、マスク内にあるエッジ画素
の存在位置によってその出力値が変る。図６は、マスク
と重みを表す係数の関係を示す。これは中心画素から最
短のエッジ画素がその対象となり、遠くに存在するほど
出力値（ｎ）は小さくなる。また、マスク内にエッジ画
素が存在しなければ、出力値は「０」になる。

【００４６】また、実施例３のように、注目濃度レベル
（例えば濃度０．７程度）のべたパッチに対する最大の
墨率処理すなわち（黒）文字処理と最小の墨率処理すな
わち絵柄処理による出力画像の色差が所定以上であれ
ば、その濃度域に入ると判定される画素領域（ここでは
灰色画素）に対しては、この距離算出を行わずに注目画
素に対しては常にｎ＝０で出力すれば良い。あるいは画
質を考慮して、エッジ画素である画素に適当な信号を割
り振れば良く、いずれにせよ文字領域を膨張する方向の
補正を行わないことが重要である。

【００４７】図５は、図９の装置を利用した４色出力装
置用駆動信号発生装置であるが、これは実施例２で説明
したものと同一であるので、その説明を省略する。

【００４８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、以下のような効果が得られる。（１）エッジ情報に基づく文字領域検出において、エッ
ジ画素を条件付きで膨張しているので、エッジ情報が一
部欠けても、かすれ等を発生させずに文字領域検出を行
うことができる。その際に、文字周辺近傍の絵柄領域を
文字領域として誤判定しない。（２）カラーで黒文字領域を再生する際に、黒文字処理
から絵柄処理までを文字エッジ部から文字内部まで段階
的に変化させているので、急激な墨率変化を抑えて、違
和感の無い黒文字再生画像を得ることが可能となる。（３）エッジ情報に基づく文字領域検出において、エッ
ジ画素を条件付きすなわち文字内部で濃度ジャンプの発
生しそうな場合には、極力その目障り感を増大させない
ように膨張補正処理を行うので、本装置を用いて、文字
処理／絵柄処理の適応処理を行った場合には、高画質化
な画像再生が可能となる。（４）カラーで黒文字領域を再生する際に、上記理由に
より、高画質な画像再生が可能となる。さらに、文字処
理、絵柄処理はパラメータチューニングを含めると実際
の製品化においては最終段まで決まらないことが多い。
あるいは機種ごとにそれらの処理が異なる。本装置のよ
うに補正方法を幾つか準備しておき、条件によりその補
正方法を変化させれば、チューニング後に文字内部の処
理ジャンプが問題となるような場合に早急に対処が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の構成を示す。

【図２】ラプラシアンフィルタ係数の例を示す。

【図３】黒画素が連続しているか否かを判定するマスク
の例を示す。

【図４】本発明の実施例２の構成を示す。

【図５】実施例２、４の装置による判定結果を利用した
画像再生装置の構成を示す。

【図６】距離算出フィルタの例を示す。

【図７】本発明の実施例３の構成を示す。

【図８】本発明の実施例３の他の構成を示す。

【図９】本発明の実施例４の構成を示す。

【図１０】従来の不具合を説明する図である。

【符号の説明】

１ラプラシアンフィルタ回路２、３比較器４膨張フィルタ回路

フロントページの続き (72)発明者宮城徳子東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者森本悦朗東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者芝木弘幸東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 5C077 LL19 MP06 MP08 PP01 PP27 PP32 PP33 PP38 PP43 PP45 PP47 PP65 PP68 PQ08 RR11 5L096 AA02 BA17 EA02 FA06 FA44 FA45 FA66 GA05 GA51 GA55

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定画像からエッジ画素を検出する手段
と、前記画像から黒画素を検出する手段と、前記エッジ
画素を検出しかつ黒画素を検出したとき、文字内部方向
に膨張処理を行うことにより文字領域を検出する手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】所定画像からエッジ画素を検出する手段
と、前記画像から黒画素を検出する手段と、前記エッジ
画素を検出しかつ黒画素を検出したとき、前記エッジ画
素から黒画素方向の領域における墨量の生成を段階的に
制御する手段とを備えたことを特徴とする画像処理装
置。
【請求項３】所定画像からエッジ画素を検出する手段
と、前記画像から黒画素、白画素、灰色画素を検出する
手段と、前記エッジ画素を検出しかつ黒画素または白画
素を検出したとき、文字内部方向に膨張処理を行うこと
により文字領域を検出する手段とを備えた画像処理装置
であって、特定画像の所定濃度領域をそれぞれ文字処理
および絵柄処理して再生した後のそれらの濃度差および
前記検出された画素値に応じて前記膨張処理を制御する
手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】前記濃度差が所定の閾値以上であり、前
記検出された画素値が灰色画素であるとき、前記膨張処
理を行わないことを特徴とする請求項３記載の画像処理
装置。