JP2003198861A - カラー文書画像を二値化する方法及び装置 - Google Patents
カラー文書画像を二値化する方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑背景下でのカラー画像の二値化法及び装
置を提供することである。 【解決手段】 二値化画素のアレイを形成する方法は、
画像の各行について行の局所的に低い画素値及び行の局
所的に高い画素値を表す変数の第１の組と、画像の各列
について列の局所的に低い画素値及び列の局所的に高い
画素値を表す変数の第２の組とを初期設定する段階を有
する。以下の段階は各画素について繰り返す：位置指標
の行の第１変数及び第２変数と位置指標の列の第３変数
及び第４変数とに依存するスレショルド値を決定する段
階であって、位置指標が繰り返される行と繰り返される
列とに依存する段階と、位置指標での画像画素を表す値
を決定されたスレショルド値と比較する段階と、比較結
果により位置指標についての二値化画素を第１の値又は
第２の値のいずれかに設定し、比較結果により第１変数
および第３変数か第２変数および第４変数かのいずれか
の値を調整する段階。
置を提供することである。 【解決手段】 二値化画素のアレイを形成する方法は、
画像の各行について行の局所的に低い画素値及び行の局
所的に高い画素値を表す変数の第１の組と、画像の各列
について列の局所的に低い画素値及び列の局所的に高い
画素値を表す変数の第２の組とを初期設定する段階を有
する。以下の段階は各画素について繰り返す：位置指標
の行の第１変数及び第２変数と位置指標の列の第３変数
及び第４変数とに依存するスレショルド値を決定する段
階であって、位置指標が繰り返される行と繰り返される
列とに依存する段階と、位置指標での画像画素を表す値
を決定されたスレショルド値と比較する段階と、比較結
果により位置指標についての二値化画素を第１の値又は
第２の値のいずれかに設定し、比較結果により第１変数
および第３変数か第２変数および第４変数かのいずれか
の値を調整する段階。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像二値化法及び
装置に関するものであり、特に具体的には、複雑な背景
（バックグランド）のもとでのカラー又はグレイスケー
ル画像の二値化法及び装置に関するものである。
装置に関するものであり、特に具体的には、複雑な背景
（バックグランド）のもとでのカラー又はグレイスケー
ル画像の二値化法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】白黒画
像の光学式文字読取装置（ＯＣＲ）は公知である。しか
しながら、カラー文書の人気で、複雑な背景を伴うグレ
ー階調及び／又はカラー文字のテキスト認識の必要性が
生じている。例えば、この種の背景を有するテキストは
よく広告及び雑誌で目にする。時々、複雑な模様の背景
にテキストが描かれ、又は、背景が一の色から他の色へ
徐々に変化するものがある。この種の背景は従来のグロ
ーバルスレショルド（全域しきい値）法によって処理す
ることは困難である。
像の光学式文字読取装置（ＯＣＲ）は公知である。しか
しながら、カラー文書の人気で、複雑な背景を伴うグレ
ー階調及び／又はカラー文字のテキスト認識の必要性が
生じている。例えば、この種の背景を有するテキストは
よく広告及び雑誌で目にする。時々、複雑な模様の背景
にテキストが描かれ、又は、背景が一の色から他の色へ
徐々に変化するものがある。この種の背景は従来のグロ
ーバルスレショルド（全域しきい値）法によって処理す
ることは困難である。
【０００３】より具体的には、グローバルスレショルド
法は、少なくとも一の最新の光学式文字読取装置（ＯＣ
Ｒ）のソフトウェアパッケージで利用されている。全画
像についての単一グローバルスレショルドの生成は高速
で簡単である。しかしながら、グローバルスレショルド
は、画像の均一性が高い背景を有するときにだけ、満足
した結果を提供する。ユーザーの介入がある場合、グロ
ーバルスレショルドを有するＯＣＲソフトウェアは、均
一でない照明を有する画像又は複雑な模様の背景のよう
な複雑な背景を有する画像を処理することはできない。
法は、少なくとも一の最新の光学式文字読取装置（ＯＣ
Ｒ）のソフトウェアパッケージで利用されている。全画
像についての単一グローバルスレショルドの生成は高速
で簡単である。しかしながら、グローバルスレショルド
は、画像の均一性が高い背景を有するときにだけ、満足
した結果を提供する。ユーザーの介入がある場合、グロ
ーバルスレショルドを有するＯＣＲソフトウェアは、均
一でない照明を有する画像又は複雑な模様の背景のよう
な複雑な背景を有する画像を処理することはできない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の一の構
成は、第１行が画像の第１の端を形成し、最終行が第１
の端と反対側に画像の第２の端を形成し、画像の第１列
が画像の第３の端を形成し、画像の最終列が第３の端の
反対側に第４の端を形成しているＮ行Ｍ列の画素を有す
る画像を二値化する方法を提供するものである。二値化
された画素列を形成する方法が：
成は、第１行が画像の第１の端を形成し、最終行が第１
の端と反対側に画像の第２の端を形成し、画像の第１列
が画像の第３の端を形成し、画像の最終列が第３の端の
反対側に第４の端を形成しているＮ行Ｍ列の画素を有す
る画像を二値化する方法を提供するものである。二値化
された画素列を形成する方法が：
【０００５】（ａ）画像の各行については、行の局所的
（ローカル）に低い画素値を表す第１の変数と、行の局
所的に高い画素値を表す第２の変数と、画像の各列につ
いては、列の局所的に低い画素値を表す第３の変数と、
列の局所的に高い画素値を表す第４の変数と、を初期設
定する段階と；
（ローカル）に低い画素値を表す第１の変数と、行の局
所的に高い画素値を表す第２の変数と、画像の各列につ
いては、列の局所的に低い画素値を表す第３の変数と、
列の局所的に高い画素値を表す第４の変数と、を初期設
定する段階と；
【０００６】（ｂ）第１行から最終行まで、画像の各行
について段階（ｃ）から段階（ｆ）を反復して繰り返す
段階と；
について段階（ｃ）から段階（ｆ）を反復して繰り返す
段階と；
【０００７】（ｃ）第１列から最終列まで、画像の各列
について段階（ｄ）から段階（ｆ）を反復して繰り返す
段階と；
について段階（ｄ）から段階（ｆ）を反復して繰り返す
段階と；
【０００８】（ｄ）位置指標（ロケーション指標）の行
における第１の変数及び第２の変数と、位置指標の列に
おける第３の変数及び第４の変数とに依存するスレショ
ルド値を決定する段階であって、位置指標が繰り返され
る行と繰り返される列とに依存する段階と；
における第１の変数及び第２の変数と、位置指標の列に
おける第３の変数及び第４の変数とに依存するスレショ
ルド値を決定する段階であって、位置指標が繰り返され
る行と繰り返される列とに依存する段階と；
【０００９】（ｅ）位置指標での画像画素を表す値を決
定されたスレショルド値と比較する段階と；
定されたスレショルド値と比較する段階と；
【００１０】（ｆ）比較結果によって、位置指標につい
ての二値化画素を第１の値又は第２の値のいずれかに設
定し、かつ、比較結果によって、第１の変数および第３
の変数か第２の変数および第４の変数かのいずれかの値
を調整する段階と；を備えている。
ての二値化画素を第１の値又は第２の値のいずれかに設
定し、かつ、比較結果によって、第１の変数および第３
の変数か第２の変数および第４の変数かのいずれかの値
を調整する段階と；を備えている。
【００１１】本発明の他の構成は、Ｎ行Ｍ列の画素であ
って、第１行は画像の第１の端を形成し、最終行は第１
の端と反対側に画像の第２の端を形成し、画像の第１列
が画像の第３の端を形成し、画像の最終列が第４の端を
形成している画像を二値化する計算装置である。計算装
置は、メモリと値を読みかつ格納するためにメモリに動
作可能に結合されたプロセッサとを含み、計算装置は；
って、第１行は画像の第１の端を形成し、最終行は第１
の端と反対側に画像の第２の端を形成し、画像の第１列
が画像の第３の端を形成し、画像の最終列が第４の端を
形成している画像を二値化する計算装置である。計算装
置は、メモリと値を読みかつ格納するためにメモリに動
作可能に結合されたプロセッサとを含み、計算装置は；
【００１２】（ａ）画像の各行については、局所的に低
い第１の方向画素値を表す第１の変数と、局所的に高い
第１の方向画素値を表す第２の変数と、画像の各列につ
いては、局所的に低い第２の方向画素値を表す第３の変
数と、局所的に高い第２の方向画素値を表す第４の変数
とをメモリに初期設定し；
い第１の方向画素値を表す第１の変数と、局所的に高い
第１の方向画素値を表す第２の変数と、画像の各列につ
いては、局所的に低い第２の方向画素値を表す第３の変
数と、局所的に高い第２の方向画素値を表す第４の変数
とをメモリに初期設定し；
【００１３】（ｂ）第１行から最終行まで、画像の各行
について段階（ｃ）から段階（ｆ）を反復して繰り返
し；
について段階（ｃ）から段階（ｆ）を反復して繰り返
し；
【００１４】（ｃ）第１列から最終列まで、画像の各列
について段階（ｄ）から段階（ｆ）を反復して繰り返
し；
について段階（ｄ）から段階（ｆ）を反復して繰り返
し；
【００１５】（ｄ）位置指標の行において第１の変数及
び第２の変数と、位置指標の列において第３の変数及び
第４の変数とに依存するスレショルド値を決定し、ここ
で、位置指標は繰り返される行と繰り返される列とに依
存するものであり；
び第２の変数と、位置指標の列において第３の変数及び
第４の変数とに依存するスレショルド値を決定し、ここ
で、位置指標は繰り返される行と繰り返される列とに依
存するものであり；
【００１６】（ｅ）位置指標での画像画素を表す値を決
定されたスレショルド値と比較し；
定されたスレショルド値と比較し；
【００１７】（ｆ）メモリにおいて、比較結果に依存し
て、位置指標についての二値化画素を第１の値又は第２
の値のいずれかに格納し、また、比較結果に依存して、
第１の変数および第３の変数か第２の変数および第４の
変数かのいずれかの格納された値に調整するように；構
成され、
て、位置指標についての二値化画素を第１の値又は第２
の値のいずれかに格納し、また、比較結果に依存して、
第１の変数および第３の変数か第２の変数および第４の
変数かのいずれかの格納された値に調整するように；構
成され、
【００１８】ここで、（ｂ）及び（ｃ）の繰り返しがメ
モリで格納された二値化画素のアレイを形成する。
モリで格納された二値化画素のアレイを形成する。
【００１９】本発明のさらに他の構成は、メモリと値を
読込みかつ格納するためにメモリに動作可能に結合され
たプロセッサとを有する計算装置に命令するように構成
された命令を記録して有する機械可読媒体を提供するも
のであって、
読込みかつ格納するためにメモリに動作可能に結合され
たプロセッサとを有する計算装置に命令するように構成
された命令を記録して有する機械可読媒体を提供するも
のであって、
【００２０】（ａ）第１行が画像の第１の端を形成し、
最終行が第１の端と反対側に画像の第２の端を形成し、
画像の第１列が画像の第３の端を形成し、画像の最終列
が第３の端の反対側に第４の端を形成しているＮ行Ｍ列
の画素を有する画像において、各カラムについて、局所
的に低い第１の方向画素値を表す第１の変数と局所的に
高い第１の方向画素値を表す第２の変数と、画像の各列
については、局所的に低い第２の方向画素値を表す第３
の変数と局所的に高い第２の方向画素値を表す第４の変
数とをメモリにおいて初期設定し；
最終行が第１の端と反対側に画像の第２の端を形成し、
画像の第１列が画像の第３の端を形成し、画像の最終列
が第３の端の反対側に第４の端を形成しているＮ行Ｍ列
の画素を有する画像において、各カラムについて、局所
的に低い第１の方向画素値を表す第１の変数と局所的に
高い第１の方向画素値を表す第２の変数と、画像の各列
については、局所的に低い第２の方向画素値を表す第３
の変数と局所的に高い第２の方向画素値を表す第４の変
数とをメモリにおいて初期設定し；
【００２１】（ｂ）第１行から最終行まで、画像の各行
について段階（ｃ）から段階（ｆ）を反復して繰り返
し；
について段階（ｃ）から段階（ｆ）を反復して繰り返
し；
【００２２】（ｃ）第１列から最終列まで、画像の各列
について段階（ｄ）から段階（ｆ）を反復して繰り返
し；
について段階（ｄ）から段階（ｆ）を反復して繰り返
し；
【００２３】（ｄ）位置指標の行において第１の変数及
び第２の変数と、位置指標の列において第３の変数及び
第４の変数とに依存するスレショルド値を決定し、ここ
で、位置指標は繰り返される行と繰り返される列とに依
存するものであり；
び第２の変数と、位置指標の列において第３の変数及び
第４の変数とに依存するスレショルド値を決定し、ここ
で、位置指標は繰り返される行と繰り返される列とに依
存するものであり；
【００２４】（ｅ）位置指標での画素を表す値を決定さ
れたスレショルド値と比較し；
れたスレショルド値と比較し；
【００２５】（ｆ）メモリにおいて、比較結果に依存し
て、位置指標についての二値化画素を第１の値又は第２
の値のいずれかに格納し、また、比較結果に依存して、
第１の変数および第３の変数か第２の変数および第４の
変数かのいずれかの格納された値を調整するように；構
成され、
て、位置指標についての二値化画素を第１の値又は第２
の値のいずれかに格納し、また、比較結果に依存して、
第１の変数および第３の変数か第２の変数および第４の
変数かのいずれかの格納された値を調整するように；構
成され、
【００２６】ここで、（ｂ）及び（ｃ）の繰り返しがメ
モリで格納された二値化画素のアレイを形成する。
モリで格納された二値化画素のアレイを形成する。
【００２７】本発明のその他の応用用途は以下に示す詳
細な説明から明らかである。詳細な説明及び特別の実施
形態は本発明の好適な実施形態を示すものであるが、例
示だけの目的であり、本発明の範囲を限定する意図では
ないことは理解されたい。
細な説明から明らかである。詳細な説明及び特別の実施
形態は本発明の好適な実施形態を示すものであるが、例
示だけの目的であり、本発明の範囲を限定する意図では
ないことは理解されたい。
【００２８】本発明は、詳細な説明及び添付図面によっ
てさらによく理解できるだろう。
てさらによく理解できるだろう。
【００２９】図１は、カラー画像を二値化する方法の一
の構成を示す流れ図である。
の構成を示す流れ図である。
【００３０】図２は、図１で示した方法に入力として用
いられるような、画像における画素の配列を示す図であ
る。
いられるような、画像における画素の配列を示す図であ
る。
【００３１】図３は、図１の方法を実施するのに適した
計算システムの一の構成を示すブロック図である。
計算システムの一の構成を示すブロック図である。
【００３２】
【発明の実施の形態】好適な実施形態の以下の説明は単
に例示だけのものであり、本発明、その用途あるいは使
用について限定する意図ではない。
に例示だけのものであり、本発明、その用途あるいは使
用について限定する意図ではない。
【００３３】図１に示したように、本発明の一の構成１
０は、種々の複雑な背景のもとでカラー又はグレイスケ
ール画像の二値化においてセルフラーニング（自己学
習）法を具体化するものである。
０は、種々の複雑な背景のもとでカラー又はグレイスケ
ール画像の二値化においてセルフラーニング（自己学
習）法を具体化するものである。
【００３４】複雑な背景を有する多くの文書について、
文書の背景は、テキストから裏のテキストへの移行及び
その逆の移行を除いて、通常、走査の際に徐々に変化す
ることがわかっている。画素が暗い領域ならば、周囲の
領域のカラー背景の相関の結果として次の画素が暗い領
域である確率が比較的高い。この仮定を用いると、走査
が低コントラスト領域を通ると、次の隣接画素について
のスレショルドは同様に低く調整される。
文書の背景は、テキストから裏のテキストへの移行及び
その逆の移行を除いて、通常、走査の際に徐々に変化す
ることがわかっている。画素が暗い領域ならば、周囲の
領域のカラー背景の相関の結果として次の画素が暗い領
域である確率が比較的高い。この仮定を用いると、走査
が低コントラスト領域を通ると、次の隣接画素について
のスレショルドは同様に低く調整される。
【００３５】一の構成において図１に示したように、カ
ラーで走査された書類をグレイスケール像に変換する
（１２）。例えば、ＲＧＢ像（すなわち、各画素がＲ
（赤）値、Ｇ（緑）値及びＢ（青）値を表す）をＹＩＱ
形式に変換する。輝度又はグレイスケール値を表すＹＩ
Ｑ＿Ｙ値を二値化に用いる。（ＹＩＱ形式はＮＴＳＣカ
ラーテレビ標準から公知のものであり、ここで、“Ｙ”
は知覚された輝度信号であり、“Ｉ”はＲ−Ｙから導出
された色差信号であり、“Ｑ”はＢ−Ｙから導出された
色差信号である。ここで、“Ｒ”は赤信号であり、
“Ｂ”は青色信号である。ここで用いたように、輝度信
号又はグレイスケール信号がＹＩＱ＿Ｙと表示され
る。）
ラーで走査された書類をグレイスケール像に変換する
（１２）。例えば、ＲＧＢ像（すなわち、各画素がＲ
（赤）値、Ｇ（緑）値及びＢ（青）値を表す）をＹＩＱ
形式に変換する。輝度又はグレイスケール値を表すＹＩ
Ｑ＿Ｙ値を二値化に用いる。（ＹＩＱ形式はＮＴＳＣカ
ラーテレビ標準から公知のものであり、ここで、“Ｙ”
は知覚された輝度信号であり、“Ｉ”はＲ−Ｙから導出
された色差信号であり、“Ｑ”はＢ−Ｙから導出された
色差信号である。ここで、“Ｒ”は赤信号であり、
“Ｂ”は青色信号である。ここで用いたように、輝度信
号又はグレイスケール信号がＹＩＱ＿Ｙと表示され
る。）
【００３６】カラー画像ではなくグレイスケールを用い
た構成では、ＹＩＱへの変換１２は必要なく、画素のグ
レイ値を直接用いる。
た構成では、ＹＩＱへの変換１２は必要なく、画素のグ
レイ値を直接用いる。
【００３７】第１の方向にＮ画素×第２の直交方向にＭ
画素の画像について、以下の変数のメモリ所在を割当て
て初期設定する（１４）：
画素の画像について、以下の変数のメモリ所在を割当て
て初期設定する（１４）：
【数２８】
ここで、ｉは、０からＮ−１の範囲の画像に行の指標
（インデックス）であり、ｊは、０からＭ−１の範囲の
画像に列の指標であり、Ｘlow（ｉ）は局所的に低い行
の値Ｘhigh（ｉ）は局所的に高い行の値Ｙlow（ｊ）は
局所的に低い列の値 Ｙhigh（ｊ）は局
所的に高い列の値である。
（インデックス）であり、ｊは、０からＭ−１の範囲の
画像に列の指標であり、Ｘlow（ｉ）は局所的に低い行
の値Ｘhigh（ｉ）は局所的に高い行の値Ｙlow（ｊ）は
局所的に低い列の値 Ｙhigh（ｊ）は局
所的に高い列の値である。
【００３８】図２は、画像１００の第１の端１０２を形
成する第１行（行番号０）と、第１の端１０２の反対側
の第２の端１０４を示す最終行（行番号Ｎ−１）とを示
した矩形画像の方位を示す図である。同様に、第１列
（列番号０）は画像１００の第３の端１０６を示し、最
終列（列番号Ｍ−１）は端１０６の反対側の第４の端１
０８を形成する。このマッピングはいくらか任意であ
り、できたマッピングが方法を通して首尾一貫して使用
される限り、列及び／又は行を反対の順番で番号付けし
てもよいし、画像をいずれかの方向に９０度回転しても
よい（すなわち、列と行の役割を交換してもよい）。し
かしながら、例として、ここでは図２に示したマッピン
グを仮定する。
成する第１行（行番号０）と、第１の端１０２の反対側
の第２の端１０４を示す最終行（行番号Ｎ−１）とを示
した矩形画像の方位を示す図である。同様に、第１列
（列番号０）は画像１００の第３の端１０６を示し、最
終列（列番号Ｍ−１）は端１０６の反対側の第４の端１
０８を形成する。このマッピングはいくらか任意であ
り、できたマッピングが方法を通して首尾一貫して使用
される限り、列及び／又は行を反対の順番で番号付けし
てもよいし、画像をいずれかの方向に９０度回転しても
よい（すなわち、列と行の役割を交換してもよい）。し
かしながら、例として、ここでは図２に示したマッピン
グを仮定する。
【００３９】一の構成では、ローカル変数の初期設定
（１４）は、走査された画像のＹＩＱ表示から輝度ＹＩ
Ｑ＿Ｙの最小値及び最大値を用いて実施する。そして、
ローカル変数の初期設定（１４）は、以下で示した関係
を用いて決定する：
（１４）は、走査された画像のＹＩＱ表示から輝度ＹＩ
Ｑ＿Ｙの最小値及び最大値を用いて実施する。そして、
ローカル変数の初期設定（１４）は、以下で示した関係
を用いて決定する：
【数２９】
ここで、
【数３０】
すなわち、ＹＩＱ＿ＹminはＮｘＭ画像における最小輝
度であり、ＹＩＱ＿Ｙm axはＮｘＭ画像における最大輝
度であり、ＹＩＱ＿Ｙ（ｉ，ｊ）は指数ｉ及び指数ｊで
の画像の画素の強度である。
度であり、ＹＩＱ＿Ｙm axはＮｘＭ画像における最大輝
度であり、ＹＩＱ＿Ｙ（ｉ，ｊ）は指数ｉ及び指数ｊで
の画像の画素の強度である。
【００４０】繰り返しが完成するとき、走査された画像
のＹＩＱ表示の位置指標（ｉ，ｊ）で各画素にわたって
繰り返し、二値化された画像を戻すために（２０）、入
れ子ループのセットを用いる。図１で示した構成では、
変数ｉ及びｊはゼロに設定し（１６）、ｉが画像の全幅
にわたって繰り返されたか否かを決定するためにテスト
を行う（１８）。繰り返されていたならば、繰り返しが
完成（終了）し、二値化画像が戻る（２０）。さもなけ
れば、ｊが現在の指数ｉでの画像高さ全体にわたってｊ
が繰り返されたか否かを決定するテストを行う。繰り返
されたならば、ｉ指数が増加し（２４）、ｉが画像の全
幅にわたって繰り返されていないならば、ｊ全体の他の
ループが実施される。
のＹＩＱ表示の位置指標（ｉ，ｊ）で各画素にわたって
繰り返し、二値化された画像を戻すために（２０）、入
れ子ループのセットを用いる。図１で示した構成では、
変数ｉ及びｊはゼロに設定し（１６）、ｉが画像の全幅
にわたって繰り返されたか否かを決定するためにテスト
を行う（１８）。繰り返されていたならば、繰り返しが
完成（終了）し、二値化画像が戻る（２０）。さもなけ
れば、ｊが現在の指数ｉでの画像高さ全体にわたってｊ
が繰り返されたか否かを決定するテストを行う。繰り返
されたならば、ｉ指数が増加し（２４）、ｉが画像の全
幅にわたって繰り返されていないならば、ｊ全体の他の
ループが実施される。
【００４１】位置（ｉ，ｊ）では、以下に記載された関
係を用いて、ローカルスレショルドＴ（ｉ，ｊ）を決定
する（２６）：
係を用いて、ローカルスレショルドＴ（ｉ，ｊ）を決定
する（２６）：
【数３１】
対応する位置（ｉ，ｊ）でのＹ値ＹＩＱ＿Ｙ（ｉ，ｊ）
を、この局所スレショルドと比較する（２８）。もし
も、
を、この局所スレショルドと比較する（２８）。もし
も、
【数３２】
ならば、符号３０に進み、
【数３３】
さもなければ、符号３２に進む：
【数３４】
ここで、＊（アスタリスク）は掛け算を意味し、Ｂ
（ｉ，ｊ）は、メモリに格納された位置指標（ｉ，ｊ）
での決定された二値化された画像画素であり、ｗはパラ
メータである。
（ｉ，ｊ）は、メモリに格納された位置指標（ｉ，ｊ）
での決定された二値化された画像画素であり、ｗはパラ
メータである。
【００４２】一の構成では、０のＢ（ｉ，ｊ）は黒にマ
ッピングされ、１の値は白にマッピングされる。しかし
ながら、他の構成では、異なるが対応するマッピングが
適用される。
ッピングされ、１の値は白にマッピングされる。しかし
ながら、他の構成では、異なるが対応するマッピングが
適用される。
【００４３】Ｘlow（ｉ）及びＹlow（ｊ）、又は、Ｘ
high（ｉ）及びＹhigh（ｊ）のいずれかにおける変化を
観察することによって評価されるように、各スレショル
ドの比較（２８）の結果（３０，３２）に依存して、ス
レショルドＴ（ｉ，ｊ）は画像が走査されるときに適用
できるように変化する。また、画像の二値化中、Ｘlow
（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘhigh（ｉ）及びＹhigh（ｊ）
になされる更新のために、特定の（ｉ，ｊ）画素位置で
の値は、実際の最小及び最大、輝度の値を全域的（グロ
ーバル）に又は局所的（ローカル）に表示する必要はな
い。
high（ｉ）及びＹhigh（ｊ）のいずれかにおける変化を
観察することによって評価されるように、各スレショル
ドの比較（２８）の結果（３０，３２）に依存して、ス
レショルドＴ（ｉ，ｊ）は画像が走査されるときに適用
できるように変化する。また、画像の二値化中、Ｘlow
（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘhigh（ｉ）及びＹhigh（ｊ）
になされる更新のために、特定の（ｉ，ｊ）画素位置で
の値は、実際の最小及び最大、輝度の値を全域的（グロ
ーバル）に又は局所的（ローカル）に表示する必要はな
い。
【００４４】一の構成におけるパラメータｗは、Ｘlow
（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘhigh（ｉ）及びＹhigh（ｊ）
についての“局在化領域”を規定するものと考えてもよ
いユーザー調整可能なパラメータである。しかしなが
ら、パラメータｗは、本発明の全構成において調整可能
である必要でない。一の構成では、パラメータｗは画像
解像度に依存して設定される。当業者であれば、Ｘlow
（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘhi gh（ｉ）及びＹhigh（ｊ）
に対する変化が、計算カーネルを利用して一の演算を表
すことが理解できる。上述の式によって示されたカーネ
ルは、ｉ及びｊの現在の位置指標値にだけ依存するが、
他の構成では、隣接する列及び行のような付加的な列又
は行でのＸlow（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘhigh（ｉ）及び
Ｙhigh（ｊ）の重み付きの値についての依存性を含む他
のカーネルを用いる。
（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘhigh（ｉ）及びＹhigh（ｊ）
についての“局在化領域”を規定するものと考えてもよ
いユーザー調整可能なパラメータである。しかしなが
ら、パラメータｗは、本発明の全構成において調整可能
である必要でない。一の構成では、パラメータｗは画像
解像度に依存して設定される。当業者であれば、Ｘlow
（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘhi gh（ｉ）及びＹhigh（ｊ）
に対する変化が、計算カーネルを利用して一の演算を表
すことが理解できる。上述の式によって示されたカーネ
ルは、ｉ及びｊの現在の位置指標値にだけ依存するが、
他の構成では、隣接する列及び行のような付加的な列又
は行でのＸlow（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘhigh（ｉ）及び
Ｙhigh（ｊ）の重み付きの値についての依存性を含む他
のカーネルを用いる。
【００４５】処理される画素が多いほど、スレショルド
Ｔ（ｉ，ｊ）の二値化について信頼性は向上する。Ｔ
（ｉ，ｊ）の各値を決定するためのＸlow（ｉ）、Ｙlow
（ｊ）、Ｘhigh（ｉ）及びＹhigh（ｊ）の値の信頼性も
向上する。
Ｔ（ｉ，ｊ）の二値化について信頼性は向上する。Ｔ
（ｉ，ｊ）の各値を決定するためのＸlow（ｉ）、Ｙlow
（ｊ）、Ｘhigh（ｉ）及びＹhigh（ｊ）の値の信頼性も
向上する。
【００４６】本発明の一の構成におけるパフォーマンス
をさらに向上するために、一の構成では、ローカル変数
の初期設定（１４）の後でかつループ繰り返しの前（例
えば、図１の段階１４と段階１６の間）に、プレトレー
ニング（予め教え込む）工程を変数Ｘlow（ｉ）及びＸ
high（ｉ）と変数Ｙlow（ｊ）及びＹhigh（ｊ）に適用
する。以下の擬コードは、４つの分離したプレトレーニ
ング処理を示す。ここで、Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３，Ａ
＿４は各手続についてのラベルである： Ａ＿１： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）とする。 Ａ＿２： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）とする。 Ａ＿３： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）とする。 Ａ＿４： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）とする。
をさらに向上するために、一の構成では、ローカル変数
の初期設定（１４）の後でかつループ繰り返しの前（例
えば、図１の段階１４と段階１６の間）に、プレトレー
ニング（予め教え込む）工程を変数Ｘlow（ｉ）及びＸ
high（ｉ）と変数Ｙlow（ｊ）及びＹhigh（ｊ）に適用
する。以下の擬コードは、４つの分離したプレトレーニ
ング処理を示す。ここで、Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３，Ａ
＿４は各手続についてのラベルである： Ａ＿１： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）とする。 Ａ＿２： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）とする。 Ａ＿３： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）とする。 Ａ＿４： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）とする。
【００４７】本発明の一の構成では、プレトレーニング
は、Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３，Ａ＿４の全４つのプレト
レーニング処理を行うことによって実施する。他の構成
では、２つのプレトレーニング処理、すなわち、Ａ＿１
及びＡ＿２から一の処理をかつＡ＿３及びＡ＿４から他
の処理を選択して行う。（例えば、一のこのような構成
では、プレトレーニング処理Ａ＿１及びＡ＿３を実施す
る。）このような構成であってもよいが、そうでなくて
もよく、プレトレーニング処理の４つの異なる組合せの
うちから選択してもよい。他の構成では、４つのプレト
レーニング処理のいずれも実施しない。
は、Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３，Ａ＿４の全４つのプレト
レーニング処理を行うことによって実施する。他の構成
では、２つのプレトレーニング処理、すなわち、Ａ＿１
及びＡ＿２から一の処理をかつＡ＿３及びＡ＿４から他
の処理を選択して行う。（例えば、一のこのような構成
では、プレトレーニング処理Ａ＿１及びＡ＿３を実施す
る。）このような構成であってもよいが、そうでなくて
もよく、プレトレーニング処理の４つの異なる組合せの
うちから選択してもよい。他の構成では、４つのプレト
レーニング処理のいずれも実施しない。
【００４８】Ｍ＿１，Ｎ＿１，Ｍ＿２，Ｎ＿２は、初期
トレーニングを実施する領域（エリア）のサイズを規定
する：
トレーニングを実施する領域（エリア）のサイズを規定
する：
【数３５】
である。（通常、境界Ｍ＿１及びＭ＿２又はＮ＿１及び
Ｎ＿２が等しいループでは、ループを一度実施する。）
Ｎ＿２が等しいループでは、ループを一度実施する。）
【００４９】プレトレーニング処理Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ
＿３，Ａ＿４のうちのいずれかを用いる構成でも、画像
（全画像であってもよい）の矩形サブセット全体でプレ
トレーニングを実施する。サブセットが大きいときは、
を実施する。パラメータＸlo w（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘ
high（ｉ）及びＹhigh（ｊ）についてさらにトレーニン
グ又は学習を実行する。本発明の一の構成におけるＭ＿
１，Ｎ＿１，Ｍ＿２，Ｎ＿２の値を所望の計算速度に対
応して選択される。というのは、大きなプレトレーニン
グ領域にはより長い計算時間がかかるからである。
＿３，Ａ＿４のうちのいずれかを用いる構成でも、画像
（全画像であってもよい）の矩形サブセット全体でプレ
トレーニングを実施する。サブセットが大きいときは、
を実施する。パラメータＸlo w（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘ
high（ｉ）及びＹhigh（ｊ）についてさらにトレーニン
グ又は学習を実行する。本発明の一の構成におけるＭ＿
１，Ｎ＿１，Ｍ＿２，Ｎ＿２の値を所望の計算速度に対
応して選択される。というのは、大きなプレトレーニン
グ領域にはより長い計算時間がかかるからである。
【００５０】本発明の一の構成は、図３に示したよう
に、本明細書で開示した方法を実施するのに適した計算
装置２００を備える。計算装置２００は、プロセッサと
プロセッサに動作可能に結合されたメモリとを備える。
図３にはプロセッサもメモリも示していないが、いずれ
もプロセッサをメモリに動作可能に結合する技術ととも
に、当業者には周知である。プロセッサは、メモリにお
ける画像及び変数（または変数群）に関して動作し、メ
モリに変数（または変数群）を格納し又はメモリから変
数（または変数群）を読み込むことができる。計算装置
２００はさらに、外部の装置読取可能な媒体２０６から
の指示を読むように構成された装置と、画像を走査する
ためのスキャナー２０４とを備える。一の構成では、本
明細書で開示した方法の一又は二以上の構成を実施する
ために計算装置２００に指示を与えるように構成された
指示を媒体２０６に記録する。
に、本明細書で開示した方法を実施するのに適した計算
装置２００を備える。計算装置２００は、プロセッサと
プロセッサに動作可能に結合されたメモリとを備える。
図３にはプロセッサもメモリも示していないが、いずれ
もプロセッサをメモリに動作可能に結合する技術ととも
に、当業者には周知である。プロセッサは、メモリにお
ける画像及び変数（または変数群）に関して動作し、メ
モリに変数（または変数群）を格納し又はメモリから変
数（または変数群）を読み込むことができる。計算装置
２００はさらに、外部の装置読取可能な媒体２０６から
の指示を読むように構成された装置と、画像を走査する
ためのスキャナー２０４とを備える。一の構成では、本
明細書で開示した方法の一又は二以上の構成を実施する
ために計算装置２００に指示を与えるように構成された
指示を媒体２０６に記録する。
【００５１】所定のスレショルドを有する方法とは異な
り、本発明の構成は、画像の背景が変化するときに自己
学習を利用する。自己学習工程の範囲では、既存の知識
を蓄積し、反復して用いる。工程が画素化された画像の
列及び行を介して進行しながら、スレシュルドは一の構
成において自己調整される。従って、本発明の構成は、
均一でない背景又はテクスチャー背景と共によく作用す
る。一の構成では、方法は、すでに横断された画像の画
素を利用してそれ自身で学習する。できた二値化画像
は、光学式文字読取（ＯＣＲ）の目的に特に適し、本発
明の少なくとも一の構成でＯＣＲを用いて処理される。
り、本発明の構成は、画像の背景が変化するときに自己
学習を利用する。自己学習工程の範囲では、既存の知識
を蓄積し、反復して用いる。工程が画素化された画像の
列及び行を介して進行しながら、スレシュルドは一の構
成において自己調整される。従って、本発明の構成は、
均一でない背景又はテクスチャー背景と共によく作用す
る。一の構成では、方法は、すでに横断された画像の画
素を利用してそれ自身で学習する。できた二値化画像
は、光学式文字読取（ＯＣＲ）の目的に特に適し、本発
明の少なくとも一の構成でＯＣＲを用いて処理される。
【００５２】本発明の他の構成では、二値化は、“リア
ルタイムで”すなわち画像の操作中に実施される。この
構成は、上述の式（２）及び（３）のようにＸ
low（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘhigh（ｉ）及びＹ
high（ｊ）を初期設定することを除いて、図１に示した
かつ上述した構成と同様であり、Ｘlow（ｉ）及びＹlow
（ｊ）を最小可能画素輝度値に初期設定しかつＸ
high（ｉ）及びＹhigh（ｊ）を最大可能画素輝度値に初
期設定にする。（例えば、８ビット整数値内の全輝度値
が可能である一の構成が、最小可能輝度値０及び最大可
能輝度値２５５を有する。）また、画像の各走査線を得
るときに図１の段階１８で始まる変数ｊ全体のループを
実施する。しかしながら、画像は二値化が生ずるまでは
プレトレーニングに適していないので、プレトレーニン
グは実施しない。
ルタイムで”すなわち画像の操作中に実施される。この
構成は、上述の式（２）及び（３）のようにＸ
low（ｉ）、Ｙlow（ｊ）、Ｘhigh（ｉ）及びＹ
high（ｊ）を初期設定することを除いて、図１に示した
かつ上述した構成と同様であり、Ｘlow（ｉ）及びＹlow
（ｊ）を最小可能画素輝度値に初期設定しかつＸ
high（ｉ）及びＹhigh（ｊ）を最大可能画素輝度値に初
期設定にする。（例えば、８ビット整数値内の全輝度値
が可能である一の構成が、最小可能輝度値０及び最大可
能輝度値２５５を有する。）また、画像の各走査線を得
るときに図１の段階１８で始まる変数ｊ全体のループを
実施する。しかしながら、画像は二値化が生ずるまでは
プレトレーニングに適していないので、プレトレーニン
グは実施しない。
【００５３】上述の本発明の構成では、二値化に際して
は各画像画素の輝度又はグレー値を利用する。しかしな
がら、他の値（例えば、画素のＲＧＢ表示からＲ値又は
画素のＹＩＱ表示からＱ値）を特定目的のために仕立て
られた構成における輝度又はグレイ値につじつまが合う
ように置換することも可能である。
は各画像画素の輝度又はグレー値を利用する。しかしな
がら、他の値（例えば、画素のＲＧＢ表示からＲ値又は
画素のＹＩＱ表示からＱ値）を特定目的のために仕立て
られた構成における輝度又はグレイ値につじつまが合う
ように置換することも可能である。
【００５４】本発明の記載は単なる例示であり、本発明
の要旨から逸脱しない変更は本発明の範囲内になるよう
に意図されている。このような変更は、本発明の精神及
び範囲から逸脱するとはみなされない。
の要旨から逸脱しない変更は本発明の範囲内になるよう
に意図されている。このような変更は、本発明の精神及
び範囲から逸脱するとはみなされない。
【図１】 カラー画像を二値化する方法の一の構成を示
す流れ図である。
す流れ図である。
【図２】 図１で示した方法に入力として用いられるよ
うな、画像における画素の配列を示す図である。
うな、画像における画素の配列を示す図である。
【図３】 図１の方法を実施するのに適した計算システ
ムの一の構成を示すブロック図である。
ムの一の構成を示すブロック図である。
１００ 画像
１０２ 第１の端
１０４ 第２の端
１０６ 第３の端
１０８ 第４の端
２００ 計算装置
２０４ 読取可能な媒体
２０６ スキャナー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB02
CB07 CB12 CB16 CC01 CE12
CE18 CH07 CH08 CH11 CH18
5C077 LL19 MP08 PP32 PP34 PQ08
PQ20 PQ22 RR02
5C079 HA11 HB01 HB04 LA02 LA31
LA34 LB11 MA02 MA04 MA11
NA01
Claims (30)
- 【請求項１】 第１行が画像の第１の端を形成し、最終
行が第１の端と反対側に画像の第２の端を形成し、画像
の第１列が画像の第３の端を形成し、画像の最終列が第
３の端の反対側に第４の端を形成しているＮ行Ｍ列の画
素を有する画像を二値化する方法であって、二値化され
た画素のアレイを形成する方法が： （ａ）画像の各行について、行の局所的に低い画素値を
表す第１の変数と、行の局所的に高い画素値を表す第２
の変数と、画像の各列について、列の局所的に低い画素
値を表す第３の変数と、列の局所的に高い画素値を表す
第４の変数と、を初期設定する段階と； （ｂ）第１行から最終行まで、画像の各行について段階
（ｃ）から段階（ｆ）を反復して繰り返す段階と； （ｃ）第１列から最終列まで、画像の各列について段階
（ｄ）から段階（ｆ）を反復して繰り返す段階と； （ｄ）位置指標の行における第１の変数及び第２の変数
と位置指標の列における第３の変数及び第４の変数とに
依存するスレショルド値を決定する段階であって、位置
指標が繰り返される行と繰り返される列とに依存する段
階と； （ｅ）位置指標での画像画素を表す値を決定されたスレ
ショルド値と比較する段階と； （ｆ）比較結果によって、位置指標についての二値化画
素を第１の値又は第２の値のいずれかに設定し、かつ、
比較結果によって、第１の変数および第３の変数か第２
の変数および第４の変数かのいずれかの値を調整する段
階と；を備えている方法。 - 【請求項２】 画像がカラー画像であり、画像画素を表
す前記の値が画像画素を表すグレイスケール値であり、
さらに、カラー画像をグレイスケール画像に変換する段
階を備えた請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 カラー画像をグレイスケール画像に変換
する段階が、ＲＧＢ表示によって表された画像をＹＩＱ
表示で表された画像に変換する段階を備え、前記グレイ
スケール値がＹＩＱ＿Ｙ（輝度）値である請求項２に記
載の方法。 - 【請求項４】 さらに、Ｎ行Ｍ列の画素を得るために、
カラー画像を走査する段階を備えた請求項２に記載の方
法。 - 【請求項５】 さらに、二値化された画素のアレイにつ
いて光学式文字読取を実施する段階を備えた請求項１に
記載の方法。 - 【請求項６】 ｉ＝０，…，Ｎ−１についての前記第１
の変数をＸlow（ｉ）と記述し、ｉ＝０，…，Ｎ−１に
ついての前記第２の変数をＸhigh（ｉ）と記述し、ｊ＝
０からＭ−１についての前記第３の変数をＹlow（ｊ）
と記述し、ｊ＝０からＭ−１についての前記第４の変数
をＹhigh（ｊ）と記述すると、比較結果によって第１の
変数および第３の変数か第２の変数および第４の変数か
のいずれかの値を調整する段階が、比較結果によって以
下のいずれかの式を調整する段階を備えた請求項１に記
載の方法： 【数１】 または 【数２】 ここで、ｗはパラメータを示し、＊（アスタリスク）は
掛け算を示し、ｉは行の位置指数を示し、ｊは列の位置
指数を示し、ＹＩＱ＿Ｙ（ｉ，ｊ）は位置指数での画像
の画素の輝度値を示す。 - 【請求項７】 スレショルドが以下の式で表される請求
項６に記載の方法： 【数３】 - 【請求項８】 前記第１の変数、第２の変数、第３の変
数及び第４の変数を初期設定する段階が以下のように初
期設定する段階を備えた請求項６に記載の方法： 【数４】 ここで、 【数５】 ここで、minimum｛ＹＩＱ＿Ｙ（ｉ，ｊ）｝はＹＩＱ＿
Ｙ（ｉ，ｊ）の最小値を示し、maximum｛ＹＩＱ＿Ｙ
（ｉ，ｊ）｝はＹＩＱ＿Ｙ（ｉ，ｊ）の最大値を示す。 - 【請求項９】 さらに、Ａ＿１とＡ＿２とから成る群か
ら選択された第１のプレトレーニング処理とＡ＿３とＡ
＿４とから成る群から選択された第２のプレトレーニン
グ処理とを用いて、Ｘlow（ｉ）、Ｘhigh（ｉ）、Ｙlow
（ｊ）及びＹ high（ｊ）の値をプレトレーニングする段
階を備えた請求項８に記載の方法：ここで、プレトレー
ニング処理Ａ＿１は、 Ａ＿１： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
２は、 Ａ＿２： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
３は、 Ａ＿３： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
４は、 Ａ＿４： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、ここで、 【数６】 及び 【数７】 である。 - 【請求項１０】 さらに、Ａ＿１とＡ＿２とＡ＿３とＡ
＿４の４つのプレトレーニング処理を用いて、Ｘ
low（ｉ）、Ｘhigh（ｉ）、Ｙlow（ｊ）及びＹ
high（ｊ）の値をプレトレーニングする段階を備えた請
求項８に記載の方法：ここで、プレトレーニング処理Ａ
＿１は、 Ａ＿１： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
２は、 Ａ＿２： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
３は、 Ａ＿３： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
４は、 Ａ＿４： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、ここで、 【数８】 及び 【数９】 である。 - 【請求項１１】 Ｎ行Ｍ列の画素であって、第１行は画
像の第１の端を形成し、最終行は第１の端と反対側に画
像の第２の端を形成し、画像の第１列が画像の第３の端
を形成し、画像の最終列が第４の端を形成している画像
を二値化する計算装置であって、メモリと値を読みかつ
格納するためにメモリに動作可能に結合されたプロセッ
サとを含む計算装置は； （ａ）画像の各行について、局所的に低い第１の方向画
素値を表す第１の変数と、局所的に高い第１の方向画素
値を表す第２の変数と、画像の各列について、局所的に
低い第２の方向画素値を表す第３の変数と、局所的に高
い第２の方向画素値を表す第４の変数とをメモリに初期
設定し； （ｂ）第１行から最終行まで、画像の各行について
（ｃ）から（ｆ）を反復して繰り返し； （ｃ）第１列から最終列まで、画像の各列について
（ｄ）から（ｆ）を反復して繰り返し； （ｄ）繰り返される行と繰り返される列とに依存する位
置指標の行における第１の変数及び第２の変数と位置指
標の列における第３の変数及び第４の変数とに依存する
スレショルド値を決定し； （ｅ）位置指標での画像画素を表す値を決定されたスレ
ショルド値と比較し； （ｆ）前記メモリにおいて、比較結果に依存して、位置
指標についての二値化画素を第１の値又は第２の値のい
ずれかに格納し、かつ、比較結果に依存して、第１の変
数および第３の変数か第２の変数および第４の変数かの
いずれかの格納された値を調整するように；構成され、 （ｂ）及び（ｃ）の繰り返しが前記メモリで格納された
二値化画素のアレイを形成する計算装置。 - 【請求項１２】 画像がカラー画像であり、画像画素を
表す前記の値が画像画素を表すグレイスケール値であ
り、さらに、カラー画像をグレイスケール画像に変換す
るように構成された請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 カラー画像をグレイスケール画像に変
換するために、さらに、ＲＧＢ表示によって表された画
像をＹＩＱ表示で表された画像に変換するように構成さ
れ、前記グレイスケール値がＹＩＱ＿Ｙ（輝度）値であ
る請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 さらにスキャナーを備え、さらに、Ｎ
行Ｍ列のカラー画像を得るために、カラー画像を走査す
るように構成された請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１５】 さらに、二値化された画素の前記アレ
イについて光学式文字読取を実施するように構成された
請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１６】 ｉ＝０，…，Ｎ−１についての前記第
１の変数をＸlow（ｉ）と記述し、ｉ＝０，…，Ｎ−１
についての前記第２の変数をＸhigh（ｉ）と記述し、ｊ
＝０からＭ−１についての前記第３の変数をＹ
low（ｊ）と記述し、ｊ＝０からＭ−１についての前記
第４の変数をＹhigh（ｊ）と記述すると、比較結果によ
って第１の変数および第３の変数か第２の変数および第
４の変数かのいずれかの値を調整するために、以下のい
ずれかの式を調整するように構成された請求項１１に記
載の装置： 【数１０】 または 【数１１】 ここで、ｗはパラメータを示し、＊（アスタリスク）は
掛け算を示し、ｉは行の位置指数を示し、ｊは列の位置
指数を示し、ＹＩＱ＿Ｙ（ｉ，ｊ）は位置指数での画像
の画素の輝度値を示す。 - 【請求項１７】 スレショルドが以下の式で表される請
求項１６に記載の装置： 【数１２】 - 【請求項１８】 前記第１の変数、第２の変数、第３の
変数及び第４の変数を初期設定するために、前記メモリ
に以下の値を格納するように構成された請求項１７に記
載の装置： 【数１３】 ここで、 【数１４】 - 【請求項１９】 さらに、Ａ＿１とＡ＿２とから成る群
から選択された第１のプレトレーニング処理とＡ＿３と
Ａ＿４とから成る群から選択された第２のプレトレーニ
ング処理とを用いて、前記メモリに格納されたＸ
low（ｉ）、Ｘhigh（ｉ）、Ｙlow（ｊ）及びＹ
high（ｊ）の値をプレトレーニングするように構成され
た請求項１８に記載の装置：ここで、プレトレーニング
処理Ａ＿１は、 Ａ＿１： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
２は、 Ａ＿２： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
３は、 Ａ＿３： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
４は、 Ａ＿４： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、ここで、 【数１５】 及び 【数１６】 である。 - 【請求項２０】 さらに、Ａ＿１とＡ＿２とＡ＿３とＡ
＿４の４つのプレトレーニング処理を用いて、前記メモ
リに格納されたＸlow（ｉ）、Ｘhigh（ｉ）、Ｙ
low（ｊ）及びＹhigh（ｊ）の値をプレトレーニングす
るように構成された請求項１８に記載の装置：ここで、
プレトレーニング処理Ａ＿１は、 Ａ＿１： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
２は、 Ａ＿２： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
３は、 Ａ＿３： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
４は、 Ａ＿４： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、ここで、 【数１７】 及び 【数１８】 である。 - 【請求項２１】 メモリと値を読込みかつ格納するため
にメモリに動作可能に結合されたプロセッサとを有する
計算装置に指示するための命令を記録して有する機械読
込可能媒体であって： （ａ）第１行が画像の第１の端を形成し、最終行が第１
の端と反対側に画像の第２の端を形成し、画像の第１列
が画像の第３の端を形成し、画像の最終列が第３の端の
反対側に第４の端を形成しているＮ行Ｍ列の画素を有す
る画像において、各カラムについて、局所的に低い第１
の方向画素値を表す第１の変数と局所的に高い第１の方
向画素値を表す第２の変数と、画像の各列について、局
所的に低い第２の方向画素値を表す第３の変数と局所的
に高い第２の方向画素値を表す第４の変数とをメモリに
おいて初期設定し； （ｂ）第１行から最終行まで、画像の各行について
（ｃ）から（ｆ）を反復して繰り返し； （ｃ）第１列から最終列まで、画像の各列について
（ｄ）から（ｆ）を反復して繰り返し； （ｄ）繰り返される行と繰り返される列とに依存する位
置指標の行における第１の変数及び第２の変数と位置指
標の列における第３の変数及び第４の変数とに依存する
スレショルド値を決定し； （ｅ）位置指標での画素を表す値を決定されたスレショ
ルド値と比較し； （ｆ）比較結果に依存して、位置指標についての二値化
画素を第１の値又は第２の値のいずれかをメモリに格納
し、かつ、比較結果に依存して、第１の変数および第３
の変数か第２の変数および第４の変数かのいずれかにつ
いての格納された値を調整するように；構成され、 （ｂ）及び（ｃ）の繰り返しがメモリで格納された二値
化画素のアレイを形成する機械読込可能媒体。 - 【請求項２２】 画像がカラー画像であり、画像画素を
表す前記の値が画像画素を表すグレイスケール値であ
り、さらに、カラー画像をグレイスケール画像に変換す
るように計算装置に指示する命令を記録して有するよう
に構成された請求項２１に記載の媒体。 - 【請求項２３】 カラー画像をグレイスケール画像に変
換するために、さらに、ＲＧＢ表示によって表された画
像をＹＩＱ表示で表された画像に変換するように計算装
置に指示する命令を記録して有するように構成され、前
記グレイスケール値がＹＩＱ＿Ｙ（輝度）値である請求
項２２に記載の媒体。 - 【請求項２４】 さらにスキャナーを備え、さらに、Ｎ
行Ｍ列のカラー画像を得るためにスキャナーを用いて、
カラー画像を走査するという命令を記録して有するよう
に構成され請求項２２に記載の媒体。 - 【請求項２５】 さらに、二値化された画素の前記アレ
イについて光学式文字読取を実施するように計算装置に
指示する命令を記録して有するように構成された請求項
２１に記載の媒体。 - 【請求項２６】 ｉ＝０，…，Ｎ−１についての前記第
１の変数をＸlow（ｉ）と記述し、ｉ＝０，…，Ｎ−１
についての前記第２の変数をＸhigh（ｉ）と記述し、ｊ
＝０からＭ−１についての前記第３の変数をＹ
low（ｊ）と記述し、ｊ＝０からＭ−１についての前記
第４の変数をＹhigh（ｊ）と記述すると、比較結果によ
って第１の変数および第３の変数か第２の変数および第
４の変数かのいずれかの値を調整するために、以下のい
ずれかの式を調整するように計算装置に指示する命令を
記録して有するように構成された請求項２１に記載の媒
体： 【数１９】 または 【数２０】 ここで、ｗはパラメータを示し、＊（アスタリスク）は
掛け算を示し、ｉは行の位置指数を示し、ｊは列の位置
指数を示し、ＹＩＱ＿Ｙ（ｉ，ｊ）は位置指数での画像
の画素の輝度値を示す。 - 【請求項２７】 スレショルドが以下の式で表される請
求項２６に記載の媒体： 【数２１】 - 【請求項２８】 前記第１の変数、第２の変数、第３の
変数及び第４の変数を初期設定するために、前記メモリ
に以下の値を格納するように計算装置に指示する命令を
記録して有するように構成された請求項２７に記載の媒
体： 【数２２】 ここで、 【数２３】 - 【請求項２９】 さらに、Ａ＿１とＡ＿２とから成る群
から選択された第１のプレトレーニング処理とＡ＿３と
Ａ＿４とから成る群から選択された第２のプレトレーニ
ング処理とを用いて、前記メモリに格納されたＸ
low（ｉ）、Ｘhigh（ｉ）、Ｙlow（ｊ）及びＹ
high（ｊ）の値をプレトレーニングするように計算装置
に指示する命令を記録して有するように構成された請求
項２８に記載の媒体：ここで、プレトレーニング処理Ａ
＿１は、 Ａ＿１： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
２は、 Ａ＿２： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
３は、 Ａ＿３： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
４は、 Ａ＿４： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、ここで、 【数２４】 及び 【数２５】 である。 - 【請求項３０】 さらに、Ａ＿１とＡ＿２とＡ＿３とＡ
＿４の４つのプレトレーニング処理を用いて、前記メモ
リに格納されたＸlow（ｉ）、Ｘhigh（ｉ）、Ｙ
low（ｊ）及びＹhigh（ｊ）の値をプレトレーニングす
るように計算装置に指示する命令を記録して有するよう
に構成された請求項２８に記載の媒体：ここで、プレト
レーニング処理Ａ＿１は、 Ａ＿１： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
２は、 Ａ＿２： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Xlow(i)＋Xhigh(i)）／２なら
ば、Xlow(i)＝（Xlow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Xhigh(i)＝（Xhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
３は、 Ａ＿３： i=N_1からi=N_2について、j=M_1からj=M_2に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、プレトレーニング処理Ａ＿
４は、 Ａ＿４： i=N_2からi=N_1について、j=M_2からj=M_1に
ついて、YIQ_Y(i,j)＜（Ylow(i)＋Yhigh(i)）／２なら
ば、Ylow(i)＝（Ylow(i)＊YIQ_Y(i,j)）／（w+1）と
し、さもなければ、Yhigh(i)＝（Yhigh(i)＊YIQ_Y(i,
j)）／（w+1）と記述され、ここで、 【数２６】 及び 【数２７】 である。
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