【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置に関し、さらに詳しくは、多色画像を２値画像に変換する変換装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、文字図面などの２色画像（白黒２色など）と自然画像などの多色画像とが混在する画像データを符号化して蓄積する場合、２色画像領域と多色画像領域とに分割し、それぞれに適した符号化手法を用いて圧縮することが、圧縮率の観点から有効であることが知られている。しかし、ブロックより大きな２色画像領域の文字図形などは、その全体を２色画像領域として判別できないという問題と、多色画像領域を２色画像領域と誤判定する可能性が高く、このような場合再生画が著しく劣化するという問題点があった。そこで、これらの課題を解決するために、特開２０００−２１６９８２公報には、画像の意匠性を損なうことなく、その権利情報を明示する可視電子透かしを挿入、除去する画像処理システムについて開示されている。それによると、原画像の色空間変換を行い、輝度プレーンを取り出す。輝度プレーンにおいて、可視電子透かしを挿入する領域のみにビットシフト処理を行い、最上位ビットプレーンの領域を可視電子透かしの画像に置き換えるというものである。
また、特開平８−２９４００２号公報には、色画像領域の文字図形の大きさに依らず２色画像領域内のブロックを２色画像領域と判別し、また、２色画像の色を限定しないで画像を分割することが可能となる画像分割方法について開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２１６９８２公報
【特許文献２】特開平８−２９４００２号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されている従来技術は、可視電子透かしを挿入することにより、画像が劣化して意匠性が損なわれることを防止するために、必要に応じてその可視電子透かしを除去して意匠性を保つ技術である。しかし、電子透かしの挿入方法が本発明とは根本的に異なるものであり、画像データのメモリ容量の削減と、データ圧縮に対する寄与は少ない。
また、特許文献２に開示されている従来技術は、画像分割方法において、２色画像領域の文字図形の大きさによらず２色画像領域内のブロックを２色画像領域と判別し、また、多色画像領域の高周波成分と２色画像領域のエッジを区別し、さらに、２色画像の色を限定しないで画像を分割することが可能となる技術である。しかし、特定色に限定した複数色（例えば“赤”，“青”，“黒”及び“白”等）だけで構成された原稿であっても２値（例えば、輝度値“Ｙ”変換して“白”と“黒”に識別する）以外の色に変換する機能が無い問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、複数色で表現されたテキスト画像や絵は、特定色ピクセルが連続することに着目して、特定色から別の色に変化するピクセルの位置だけを特別の２値ピクセルの組合せで色切替え表現することにより、複数色の記述を２値データで表現する画像処理装置を提供することを目的する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、２値画像を多色で表現する画像処理装置であって、ＲＧＢ画像データの信号レベルの組合わせに基づいて前記多色の何れか１色を決定する色決定手段と、該色決定手段により決定された色の画素を２値化画像に変換する２値化画像変換手段と、前記色の画素の変化点を検出して所定の色開始データを生成する色開始データ生成手段と、該色開始データ生成手段により生成された色開始データを画像データに電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込み手段と、前記画像データに埋め込まれた電子透かしを解読して色データに変換する電子透かし解読手段とを備えたことを特徴とする。
画像データの圧縮率を効率良く高めるための方策としては、データを２値化して記憶する方法がある。２値化データの圧縮方法として公知のＭＭＲ圧縮方式等があり、２値化データを効率良く圧縮することができる。しかし、２値化データは白、黒のデータを扱うものであり、多値のカラーデータをそのまま圧縮することはできない。そこで本発明では、ＲＧＢ多値データをまず特定色だけに集約変換して、例えばＫ（黒）、Ｒ（赤）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の４色に変換し、ライン単位に並んだこれらの４色データから独立した色開始データをテーブルにコード化しておく。そして１画素ずつ読み込んだ画素データからＷＷの次に来る色の変化点を検出し、その部分をコード化してデータ中に埋め込むものである。
かかる発明によれば、多値のカラーデータを特定色だけに変換して色開始データにより２値化して埋め込むので、カラーデータを効率よく圧縮することができる。
請求項２は、前記色決定手段により決定された色の画素列から、前記２値化画像変換手段により前記画素列を２値化データに変換すると共に、前記色開始データ生成手段により色の変化点を検出した場合は、検出した色の色開始データを生成して前記画素列に埋め込んで画像データとすることを特徴とする。
本発明の最も特徴的な点は、特定色だけに集約変換された画素列を色開始データとしてテーブル化した変換データに置き換えることである。つまり、色のデータ列はある程度連続して発生することを利用して、色が変化する部分を色開始データにより置き換え、その色開始データのデータ内容に基づいて何色かを判断するものである。
かかる発明によれば、色の変化点を色開始データのデータ内容により識別するので、簡単な方法で多色データを２値化データに変換することができる。
【０００５】
請求項３は、前記色決定手段は、前記ＲＧＢ画像データの信号レベルの組合わせに基づいて黒、赤、青、及び白に変換することを特徴とする。
レンズにより撮像された画像はＣＣＤ等の光電変換素子によりＲＧＢの画像データに変換される。このとき、ＲＧＢの各データに閾値を設けて、その閾値より信号レベルが小さいか、大きいかにより組合わせを予め決めておきＫ（黒）、Ｒ（赤）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の４色に決定する。例えば、ＲＧＢの各データが全て閾値より小さければ、光が暗いと判断してＫ（黒）と決定する。逆にＲＧＢの各データが全て閾値より大きければ、光が明るいと判断してＷ（白）と決定する。
かかる発明によれば、特定色に集約する色を決定する場合、ＲＧＢの信号レベルの組合わせにより４色を決定するので、多色画像データを４色の何れかの色に振り分けることができる。
請求項４は、前記色開始データ生成手段は、前記画素列中に連続する２ビットの白画素の次の画素の色が変化した場合、該画素の色に応じた色開始データを生成し、該色開始データ以降のデータを白画素でないことを表すために黒画素にすることを特徴とする。
集約変換された４色の色のうち、Ｗ（白）はそのまま「１」として２値化される。そしてＷＷと白画２ピクセルが連続した場合、次に何色が来るかにより色開始データが決定される。例えば、ＷＷの次にＢ（青）が来ると、ＫＷ「０１」に置き換えて埋め込み、連続してＢ（青）がくるとＷ（白）でないことを表すためにＫ（黒）「０」にする。このように、各色ごとにこのような変換が繰り返される。
かかる発明によれば、２ビットの白画素の次の画素の色が変化した場合、色開始データに基づくコードデータに変換して埋め込み、連続する変化した色を黒データに変換するので、２ビットの白データの検出と、色変化点を確実に検出することができ、色再生の確度を高くすることができる。
【０００６】
請求項５は、２値画像を多色で表現する画像処理方法であって、ＲＧＢ画像データの信号レベルの組合わせに基づいて前記多色の何れか１色を決定する色決定ステップと、該色決定ステップにより決定された色の画素を２値化画像に変換する２値化画像変換ステップと、前記色の画素の変化点を検出して所定の色開始データを生成する色開始データ生成ステップと、該色開始データ生成ステップにより生成された色開始データを画像データに電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込みステップと、前記画像データに埋め込まれた電子透かしを解読して色データに変換する電子透かし解読ステップとを備えたことを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項１と同様の作用効果を奏することができる。
請求項６は、前記色決定ステップにより決定された色の画素列から、前記２値化画像変換ステップにより前記画素列を２値化データに変換すると共に、前記色開始データ生成ステップにより色の変化点を検出した場合は、検出した色の色開始データを生成して前記画素列に埋め込んで画像データとすることを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項２と同様の作用効果を奏することができる。
請求項７は、前記色決定ステップは、前記ＲＧＢ画像データの信号レベルの組合わせに基づいて黒、赤、青、及び白に変換することを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項３と同様の作用効果を奏することができる。
請求項８は、前記色開始データ生成ステップは、前記画素列中に連続する２ビットの白画素の次の画素の色が変化した場合、該画素の色に応じた色開始データを生成し、該色開始データ以降のデータを白画素でないことを表すために黒画素にすることを特徴とする。
かかる発明によれば、請求項４と同様の作用効果を奏することができる。
請求項９は、請求項５乃至８の何れか一項に記載の画像処理方法をコンピュータが制御可能にプログラミングしたことを特徴とする。
かかる発明によれば、本発明の画像処理方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができる。
請求項１０は、請求項９に記載の画像処理プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録したことを特徴とする。
かかる発明によれば、画像処理プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の実施形態に係る画像処理装置の一例の概略構成を示すブロック図である。この図ではハード構成とマイクロコンピュータによるソフト処理の機能とを混在して示している。この画像処理装置１００は、画像処理装置１００全体の動作及び機能を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるが代表して「ＣＰＵ」と略称される）である全体制御部１と、各種操作指示や機能選択指令、編集データ等を入力するためのものであり、キーボードやマウスあるいはタッチパネル等で構成される操作入力部２と、画像撮影部７で撮影した画像データや多色→２値データ表現変換部５及び電子透かし埋め込み部９〜ＭＭＲ圧縮部１０によって圧縮された２値画像を多色で表現する情報付きの画像データ等をフロッピディスク（登録商標：ＦＤ）や光磁気ディスク（ＯＭＤ）等の外部へ取り出し可能な記憶媒体に記憶させる外部記憶装置３と、画像撮影部７によって読み取ったイメージ画像データ、２値画像を多色で表現する情報が埋めこまれて一旦保存された画像を画像再生部１１によって再生したイメージ画像データ及びＭＭＲ圧縮された画像データ等を格納する大容量のＲＡＭあるいはハードディスク等により構成されるメモリ４と、多値画像→２値変換部８で色が切り替わる時の切り替りを表現するために、色開始データを生成する時に使用する多色→２値データ表現変換部５と、セットされた写真や帳票等をスキャンしてその画像を読み取ってイメージ画像データを入力する画像データ入力手段であり、スキャン光学系及びＣＣＤなどのイメージセンサとその駆動回路等からなる公知のイメージスキャナやデジタルカメラで構成される画像撮影部７と、その読み取ったイメージ画像データを所定の解像度で２値化して白ドットと黒ドットの画像データに変換する多値画像→２値変換部８と、画像撮影部７で読み取り、多値画像→２値変換部８で２値化されてメモリ４に格納されている画像データを入力データに使用して、多色→２値データ表現部５で作成した色開始データを、画像データに電子透かしとして埋め込む処理を施す電子透かし埋め込み部９と、電子透かし埋め込み部９によって電子透かしが埋め込まれた画像をＭＭＲ圧縮するＭＭＲ圧縮部１０と、ＭＭＲ圧縮部１０で電子透かしとして埋め込まれた多色の２値表現データが外部記憶装置などに保存された画像データを再生するための制御を行う画像再生部１１と、ＭＭＲ圧縮部１０によって電子透かしが埋め込まれたＭＭＲ圧縮画像を伸張して復元するＭＭＲ伸張部１２と、電子透かし埋め込み部９によって電子透かしが埋め込まれた画像データの中から電子透かしを解読する電子透かし解読部１３と、その電子透かしの情報として、多色の２値データ表現を読み取る２値データ表現→多色変換部１４とを備えて構成される。
【０００８】
なお、これらの各部（又は装置）とバス１５との間に必要なインタフェース部は図示を省略している。
尚、全体制御部１は、この画像認識装置全体の動作及び機能を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるが代表して「ＣＰＵ」と略称される）であり、多色→２値データ表現変換部５、画像撮影側処理の画像撮影部７、多値画像→２値変換部８、ＭＭＲ圧縮部１０、並びにこの発明に係る電子透かし埋め込み部９、また、画像再生側処理の画像再生部１１、ＭＭＲ伸張部１２、並びにこの発明に係る電子透かし解読部１３、及び２値データ表現→多色変換部１４の各機能も、そのＣＰＵのソフト処理によって実現できる。
【０００９】
図２は原画像のＲＧＢデータから２値化データに変換する処理を表すフローチャートである。先ず元の画像のＲＧＢデータを図４のテーブルに基づいて特定色（Ｂ、Ｒ、Ｗ、Ｋ）に集約変換する（詳細は後述する）（Ｓ１）。次に初期設定として次の２変数を初期化する。つまり、当該ブロックラインＮＯ＝０、３色ｓｔａｔｕｓをＢ、Ｒ、Ｋの中からＫを選ぶ（Ｓ２）。続いて全てのブロックラインの処理が完了したか否かをチエックし（Ｓ３）、完了していれば（Ｓ３でＹＥＳのルート）ステップＳ１１に進んで２値画像のＭＭＲ圧縮を行って終了する。ステップＳ３で完了していなければ（Ｓ３でＮＯのルート）、左端からのピクセルロケーションを０にして（Ｓ４）、このブロックラインの処理が終了したか否かをチエックし（Ｓ５）、終了していれば（Ｓ５でＹＥＳのルート）ステップＳ１０に進んで次のブロックラインに移動して（Ｓ１０）ステップＳ３に戻って繰り返す。ステップＳ５で処理が終了していなければ（Ｓ５でＮＯのルート）、この入力側のピクセルが白（Ｗ）か否かをチエックし（Ｓ６）、白（Ｗ）であれば（Ｓ６でＹＥＳのルート）、２値画像として「１」を出力し（Ｓ７）、１ピクセルずつ次のピクセルロケーションに移る（Ｓ９）。そしてステップＳ５に戻って繰り返す。ステップＳ６で白（Ｗ）でない場合（Ｓ６でＮＯのルート）、当該入力側のピクセルが３色ｓｔａｔｕｓであるか否かをチエックし（Ｓ１２）、３色ｓｔａｔｕｓ（黒）であると（Ｓ１２でＹＥＳのルート）、２値画像として「０」を出力して（Ｓ１３）ステップＳ９に進み、ステップＳ１２で３色ｓｔａｔｕｓ（黒）出ない場合は（Ｓ１２でＮＯのルート）、色が変化したと判断して新３色ｓｔａｔｕｓ（図５参照）に従ったビットパターンを２値画像として出力し（Ｓ１４）、新３色ｓｔａｔｕｓを当該ピクセルの３色識別コード（Ｂ、Ｒ、Ｋ）のいずれかに変換する（Ｓ１５）。そしてステップＳ９に進んで繰り返す。
【００１０】
図３は入力側ビットパターンを出力側のＲＧＢデータに復元する処理を表すフローチャートである。先ずＭＭＲ圧縮された２値画像を伸張する（Ｓ２１）。次に初期設定として次の２変数を初期化する。つまり、当該ブロックラインＮＯ＝０、３色ｓｔａｔｕｓをＢ、Ｒ、Ｋの中からＫを選ぶ（Ｓ２２）。続いて全てのブロックラインの処理が完了したか否かをチエックし（Ｓ２３）、完了していれば（Ｓ２３でＹＥＳのルート）終了する。ステップＳ２３で完了していなければ（Ｓ２３でＮＯのルート）、左端からのピクセルロケーションを０にして（Ｓ２４）、このブロックラインの処理が終了したか否かをチエックし（Ｓ２５）、終了していれば（Ｓ２５でＹＥＳのルート）ステップＳ３０に進んで次のブロックラインに移動して（Ｓ３０）、ステップＳ２３に戻って繰り返す。ステップＳ２５で処理が終了していなければ（Ｓ２５でＮＯのルート）、この入力側のピクセルが白（Ｗ）が２個連続しているか否かをチエックし（Ｓ２６）、連続していなければ（Ｓ２６でＮＯのルート）、入力側ビットが白（Ｗ）か否かをチエックし（Ｓ２７）、白（Ｗ）であれば（Ｓ２７でＹＥＳのルート）、白（Ｗ）をＲＧＢ変換して出力し（Ｓ２８）、１ピクセルずつ次のピクセルロケーションに移る（Ｓ２９）。そしてステップＳ２５に戻って繰り返す。ステップＳ２７で白（Ｗ）でなければ（Ｓ２７でＮＯのルート）、３色ｓｔａｔｕｓが示す識別コードをＲＧＢ変換して出力し（Ｓ３４）ステップＳ２９に進む。ステップＳ２６で白（Ｗ）が連続していない場合は（Ｓ２６でＹＥＳのルート）、白（Ｗ）を２ピクセル出力し（Ｓ３１）、入力側３色のビットパターンと一致するか否かをチエックし（Ｓ３２）一致していなければ（Ｓ３２でＮＯのルート）、ステップＳ２７に進み、一致していれば（Ｓ３２でＹＥＳのルート）、新３色ｓｔａｔｕｓを当該ピクセルの３色識別コード（Ｂ、Ｒ、Ｋ）のいずれかに変換し（Ｓ３３）、ステップＳ３４に進む。
【００１１】
図４はＲＧＢ画像データを特定色（Ｂ、Ｒ、Ｗ、Ｋ）だけに集約変換するテーブルを表す図である。この図から所定の領域を例えばＣＣＤ等の撮像素子によりＲＧＢデータ２８に光電変換される。それらのデータは色により各ＲＧＢの信号レベルが異なる。例えば、ＲＧＢの全ての色のレベルが小さい場合は、色の反射が殆どないとみて黒（Ｋ）２０と決定する。また逆にＲＧＢの全ての色のレベルが大きい場合は、色の反射が大きいので白（Ｗ）２６と決定する。また、当然赤（Ｒ）２１はＲＧＢのＲのレベルが最も大きく他の色はレベルが小さい。また青（Ｂ）２４はＲＧＢのＢのレベルが最も大きく他の色はレベルが小さい。尚、緑（Ｇ）のレベルが大きく他のレベルが小さい場合は黒（Ｋ）２２と決定する。また緑（Ｇ）と赤（Ｒ）のレベルが大きく青（Ｂ）が小さい場合は赤（Ｒ）２３と決定する。また青（Ｂ）と緑（Ｇ）のレベルが大きく赤（Ｒ）のレベルが小さい場合は青（Ｂ）２６と決定する。
【００１２】
図５は本発明のライン毎に独立した色開始データのテーブルを表す図である。この図では黒Ｋ＝０、白Ｗ＝１として表現する。特定色（Ｂ、Ｒ、Ｗ、Ｋ）だけに集約変換されたビット画像データのビット列が例えば、図５（ａ）のように「ＷＷＢ」となった場合、２値化変換すると「ＷＷ＝１１」となり「Ｂ＝ＫＷ＝０１」となりビット列は「１１０１」となる。また「ＷＷＲ」となった場合、「ＷＷ＝１１」となり「Ｒ＝ＫＫＷ＝００１」となりビット列は２値化変換すると「１１００１」となる。また「ＷＷＫ」となった場合、「ＷＷ＝１１」となり「Ｋ＝ＫＫＫ＝０００」となりビット列は２値化変換すると「１１０００」となる。図５（ｂ）は２行単位で色統一する場合の色開始データのテーブルを表す図である。図５（ａ）では赤（Ｒ）と黒（Ｋ）を表現するのに５ビットのビット列を必要としたが、ビット列を極力短くして表現するほうが好ましいので、本実施形態では、２行単位で色統一して３ビットで表現した。
【００１３】
図６は本発明の特定色（Ｂ、Ｒ、Ｗ、Ｋ）だけに集約されたデータを２値化処理する過程を説明する図である。図６（ａ）は元の画像の色データのビット列である。（ｂ）は（ａ）の元の画像を２値化画像に変換したビット列を表す図である。ここで、各ビット列のピクセルＮＯを左から０、１、２、・・・・１４・・と番号を付し、ビット列の１行目をＢｎ、２行目をＢｎ＋１と表現する。（ｃ）はビット列の１行目の各ピクセルＮＯに対する変換過程を説明する図であり、（ｄ）はビット列の２行目の各ピクセルＮＯに対する変換過程を説明する図である。図を参照しながら２値化処理の動作について説明する。１行目（Ｂｎ）；０〜１ピクセル：元のピクセルが白（Ｗ）なので、そのまま２値データの白「１１」を出力する。２〜５ピクセル：元ピクセルが黒なので、「黒の開始データＫＫＫ＝０００（ａ）＋０（５ピクセル）は白でないという意味」を出力する。６〜７ピクセル：元ピクセルが白なので、「白データＷＷ＝１１」を出力する。８〜１２ピクセル：元ピクセルが青なので、開始データ「ＷＷＫＷ＝１１０１（ｂ）＋０００（ｃ）」（開始データ先頭２ビット「００」は６〜７ピクセルで代用し、１０〜１２ピクセルは白「１」でないという意味）を出力する。１３〜１４ピクセル：元ピクセルが白なので、「白データＷＷ＝１１」を出力する。
次に２行目（Ｂｎ＋１）；０〜３ピクセル：元ピクセルが赤なので、「先頭赤の開始データＫＫＷ＝００１（ｄ）＋０」を出力する。４ピクセル：元のピクセルが白（Ｗ）なので、そのまま２値データの白「１」を出力する。５〜７ピクセル：元ピクセルが赤なので、「先頭赤の開始データＫＫＷ＝００１（ｅ）」を出力し、「１」は７ピクセルの白で代用する。８ピクセル：元ピクセルが白なので、「白データＷ＝１」を出力する。９〜１２ピクセル：元ピクセルが黒なので、「黒の開始データＫＫＫ＝０００（ｆ）＋０（１２ピクセル）は白でないという意味」を出力する。１３ピクセル：元ピクセルが白なので、「白データＷ＝１」を出力する。１４ピクセル：元ピクセルが黒なので、「黒データＫ＝０」を出力する。
【００１４】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１、５の発明によれば、多値のカラーデータを限定した特定色だけに集約変換し、更にその変換後データを色開始データにより２値化して埋め込むので、カラーデータを効率よく圧縮することができる。
また請求項２、６では、色の変化点を色開始データのデータ内容により識別するので、簡単な方法で多色データを２値化データに変換することができる。
また請求項３、７では、色集約する為の特定の色を決定する場合、ＲＧＢの信号レベルの組合わせにより４色を決定するので、多色画像データを４色の何れかの色に振り分けることができる。
また請求項４、８では、２ビットの白画素の次の画素の色が変化した場合、色開始データに基づくコードデータに変換して埋め込み、連続する変化した色を黒データに変換するので、２ビットの白データの検出と、色変化点を確実に検出することができ、色再生の確度を高くすることができる。
また請求項９では、本発明の画像処理方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすることにより、そのＯＳを備えたコンピュータであれば同じ処理方法により制御することができる。
また請求項１０では、画像処理プログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の本発明の実施形態に係る画像処理装置の一例の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の原画像のＲＧＢデータから２値化データに変換する処理を表すフローチャートである。
【図３】本発明の入力側ビットパターンを出力側のＲＧＢデータに復元する処理を表すフローチャートである。
【図４】本発明のＲＧＢ画像データを特定色（Ｂ、Ｒ、Ｗ、Ｋ）だけに集約変換するテーブルを表す図である。
【図５】本発明のライン毎に独立した色開始データのテーブルを表す図である。
【図６】本発明の特定色（Ｂ、Ｒ、Ｗ、Ｋ）だけに集約されたデータを２値化処理する過程を説明する図である。
【符号の説明】
１ 全体制御部、２ 操作入力（キーボード、マウス）部、３ 外部記憶装３、４ メモリ、５ 多色→２値データ表現変換部、６ 表示部、７ 画像撮影部、８ 多値画像→２値変換部、９ 電子透かし埋め込み部、１０ ＭＭＲ圧縮部、１１ 画像再生部、１２ ＭＭＲ伸張部、１３ 電子透かし解読部、１４ ２値データ表現→多色変換部、１５ バス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus, and more particularly to a conversion apparatus and method for converting a multicolor image into a binary image.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when encoding and storing image data in which two-color images such as character drawings (two colors in black and white) and multi-color images such as natural images are encoded and stored, the image data is divided into two-color image regions and multi-color image regions. In addition, it is known that compression using a coding method suitable for each is effective from the viewpoint of the compression rate. However, there is a high possibility that a character figure or the like in a two-color image area larger than a block cannot be determined as a two-color image area as a whole, and that a multicolor image area is erroneously determined as a two-color image area. In this case, there is a problem that the reproduced image is remarkably deteriorated. Therefore, in order to solve these problems, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-216982 discloses an image processing system that inserts and removes a visible digital watermark that clearly indicates the right information without impairing the design of the image. Yes. According to this, the color space conversion of the original image is performed, and the luminance plane is extracted. In the luminance plane, the bit shift process is performed only on the region where the visible digital watermark is inserted, and the region of the highest bit plane is replaced with the visible digital watermark image.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-294002 discloses that a block in a two-color image area is determined as a two-color image area regardless of the size of the character graphic in the color image area, and the color of the two-color image is not limited. An image dividing method that makes it possible to divide an image is disclosed.
[Patent Document 1] JP 2000-216982 [Patent Document 2] JP 8-294002 A
[Problems to be solved by the invention]
The prior art disclosed in Patent Document 1 removes the visible digital watermark as necessary in order to prevent the image from being deteriorated and the designability from being impaired by inserting the visible digital watermark. It is a technology that keeps the design. However, the digital watermark insertion method is fundamentally different from the present invention, and the contribution to the reduction in the memory capacity of the image data and the data compression is small.
In addition, the conventional technique disclosed in Patent Literature 2 discriminates a block in a two-color image region as a two-color image region regardless of the size of a character graphic in the two-color image region in the image dividing method. This is a technique that makes it possible to distinguish a high-frequency component of a multicolor image region from an edge of the two-color image region and further divide the image without limiting the color of the two-color image. However, even a document composed only of a plurality of colors (for example, “red”, “blue”, “black”, “white”, etc.) limited to a specific color is converted into a binary value (for example, a luminance value “Y”). Thus, there is a problem that there is no function for converting to a color other than “white” and “black”.
In view of such a problem, the present invention focuses on the fact that a specific color pixel continues in a text image or picture expressed in a plurality of colors, and only special pixel positions that change from a specific color to another color are selected. It is an object of the present invention to provide an image processing apparatus that expresses a description of a plurality of colors as binary data by expressing the color by a combination of value pixels.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present invention provides an image processing apparatus that expresses a binary image in multiple colors, and is based on a combination of signal levels of RGB image data. A color determining unit that determines one color, a binary image converting unit that converts a pixel of the color determined by the color determining unit into a binarized image, and a predetermined change point by detecting a change point of the pixel of the color Color start data generating means for generating color start data, digital watermark embedding means for embedding the color start data generated by the color start data generating means in the image data as an electronic watermark, and an electronic watermark embedded in the image data An electronic watermark decoding means for decoding and converting to color data is provided.
As a measure for efficiently increasing the compression rate of image data, there is a method of binarizing and storing the data. There is a known MMR compression method as a method for compressing binarized data, and binarized data can be efficiently compressed. However, binarized data handles white and black data, and multi-valued color data cannot be compressed as it is. Therefore, in the present invention, RGB multi-value data is first converted into only specific colors and converted into, for example, four colors K (black), R (red), B (blue), and W (white), and line by line. Color start data independent from these four color data arranged in a row is coded in a table. Then, the color change point next to WW is detected from the pixel data read pixel by pixel, and that portion is coded and embedded in the data.
According to this invention, since the multi-valued color data is converted into only a specific color and binarized and embedded with the color start data, the color data can be efficiently compressed.
According to a second aspect of the present invention, the pixel sequence of the color determined by the color determination unit is converted into binary data by the binary image conversion unit, and the color change is performed by the color start data generation unit. When a point is detected, color start data of the detected color is generated and embedded in the pixel row to obtain image data.
The most characteristic feature of the present invention is that pixel columns aggregated and converted only to a specific color are replaced with conversion data tabulated as color start data. In other words, by utilizing the fact that the color data string is generated to some extent, the portion where the color changes is replaced with the color start data, and the number of colors is determined based on the data content of the color start data. .
According to this invention, since the color change point is identified by the data content of the color start data, the multicolor data can be converted into the binarized data by a simple method.
[0005]
According to a third aspect of the present invention, the color determining means converts the color level into black, red, blue, and white based on a combination of signal levels of the RGB image data.
An image picked up by the lens is converted into RGB image data by a photoelectric conversion element such as a CCD. At this time, a threshold is provided for each RGB data, and combinations are determined in advance depending on whether the signal level is lower or higher than the threshold, and K (black), R (red), B (blue), W (white) ) 4 colors. For example, if all the RGB data is smaller than the threshold value, it is determined that the light is dark, and K (black) is determined. Conversely, if all the RGB data is larger than the threshold value, it is determined that the light is bright and W (white) is determined.
According to this invention, when determining the color to be collected into the specific color, the four colors are determined by the combination of the RGB signal levels, so that the multicolor image data can be assigned to any one of the four colors.
According to a fourth aspect of the present invention, when the color of a pixel next to a continuous 2-bit white pixel in the pixel row changes, the color start data generation unit generates color start data corresponding to the color of the pixel, The data after the color start data is a black pixel to indicate that it is not a white pixel.
Of the four colors subjected to the aggregate conversion, W (white) is binarized as “1” as it is. When WW and two white pixels are continuous, color start data is determined depending on what color comes next. For example, when B (blue) comes after WW, it is replaced with KW “01” and embedded, and when B (blue) comes successively, K (black) “0” is shown to indicate that it is not W (white). To. In this way, such conversion is repeated for each color.
According to this invention, when the color of the pixel next to the 2-bit white pixel changes, it is converted into code data based on the color start data and embedded, and the continuous changed color is converted into black data. The white data can be detected and the color change point can be detected reliably, and the accuracy of color reproduction can be increased.
[0006]
Claim 5 is an image processing method for expressing a binary image in multiple colors, and a color determination step of determining any one of the multiple colors based on a combination of signal levels of RGB image data; A binarized image converting step for converting the pixel of the color determined in the color determining step into a binarized image, and a color start data generating step for generating a predetermined color start data by detecting a change point of the pixel of the color An electronic watermark embedding step of embedding the color start data generated by the color start data generation step into image data as an electronic watermark, and an electronic watermark decoding for decoding the electronic watermark embedded in the image data and converting it into color data And a step.
According to this invention, the same effect as that of the first aspect can be achieved.
According to a sixth aspect of the present invention, the pixel sequence of the color determined by the color determination step is converted into binary data by the binary image conversion step, and the color change is performed by the color start data generation step. When a point is detected, color start data of the detected color is generated and embedded in the pixel row to obtain image data.
According to this invention, the same effect as that of claim 2 can be achieved.
According to a seventh aspect of the present invention, the color determination step converts into black, red, blue, and white based on a combination of signal levels of the RGB image data.
According to this invention, the same effect as that of claim 3 can be attained.
The color start data generation step generates color start data according to the color of the pixel when the color of the pixel next to the continuous 2-bit white pixel in the pixel column is changed. The data after the color start data is a black pixel to indicate that it is not a white pixel.
According to this invention, the same effect as that of claim 4 can be attained.
A ninth aspect is characterized in that the image processing method according to any one of the fifth to eighth aspects is programmed so as to be controlled by a computer.
According to this invention, by programming the image processing method of the present invention in accordance with an OS that can be controlled by the computer, any computer equipped with the OS can be controlled by the same processing method.
A tenth aspect is characterized in that the image processing program according to the ninth aspect is recorded in a computer-readable format.
According to this invention, by recording the image processing program on the recording medium in a computer-readable format, the program can be operated anywhere by carrying the recording medium.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an example of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In this figure, the hardware configuration and the software processing function by the microcomputer are shown mixedly. The image processing apparatus 100 is a general control unit 1 that is a microcomputer (consisting of a CPU, a ROM, a RAM, etc., but is abbreviated as “CPU” as a representative) that controls the operation and functions of the entire image processing apparatus 100. And various operation instructions, function selection commands, editing data, and the like. The operation input unit 2 configured by a keyboard, a mouse, a touch panel, etc. → Image data with information for expressing a binary image compressed by the binary data expression conversion unit 5 and the digital watermark embedding unit 9 to the MMR compression unit 10 in multiple colors is stored on a floppy disk (registered trademark: FD) or magneto-optical. Image data read by the external storage device 3 to be stored in a storage medium such as a disk (OMD) that can be taken out and the image capturing unit 7 A large-capacity RAM or hard disk or the like for storing image image data obtained by embedding information representing a binary image in multiple colors and storing the image once saved by the image reproduction unit 11 and MMR-compressed image data. A multi-color → binary data expression conversion unit 5 used to generate color start data in order to express a change in color when the memory 4 is configured and the multi-value image → binary conversion unit 8 switches colors; A known image scanner which is an image data input means for scanning a set photograph or form, reading the image and inputting image image data, and comprising a scanning optical system, an image sensor such as a CCD, and a drive circuit thereof. And image capturing unit 7 composed of a digital camera, and the read image data is binarized at a predetermined resolution to produce white dots Multi-value image to be converted into black dot image data → binary conversion unit 8 and image photographing unit 7, and binarized by multi-value image → binary conversion unit 8 and stored in memory 4 Are used as input data, and the digital watermark embedding unit 9 performs processing for embedding the color start data created by the multi-color → binary data expression unit 5 in the image data as a digital watermark, and the digital watermark embedding unit 9 MMR compressing unit 10 for MMR compressing an image in which an image is embedded, and control for reproducing image data in which multi-color binary representation data embedded as a digital watermark in MMR compressing unit 10 is stored in an external storage device or the like An image reproducing unit 11 that performs the above processing, an MMR decompressing unit 12 that decompresses and restores the MMR compressed image in which the digital watermark is embedded by the MMR compressing unit 10, and a digital watermark embedding unit 9. The digital watermark decrypting unit 13 for decrypting the digital watermark from the image data in which the digital watermark is embedded, and the binary data expression for reading the multicolor binary data representation as the digital watermark information → the multicolor conversion unit 14.
[0008]
Note that an interface unit necessary between each of these units (or devices) and the bus 15 is not shown.
The overall control unit 1 is a microcomputer (consisting of a CPU, ROM, RAM, etc., but is abbreviated as “CPU” as a representative) that controls the operation and functions of the entire image recognition apparatus. → Binary data representation conversion unit 5, image photographing unit 7 for image photographing side processing, multi-valued image → binary conversion unit 8, MMR compression unit 10, digital watermark embedding unit 9 according to the present invention, and image reproduction side The functions of the processing image reproduction unit 11, the MMR decompression unit 12, the digital watermark decoding unit 13, and the binary data representation → multicolor conversion unit 14 according to the present invention can also be realized by software processing of the CPU.
[0009]
FIG. 2 is a flowchart showing a process of converting RGB data of an original image into binarized data. First, the RGB data of the original image is collectively converted into specific colors (B, R, W, K) based on the table of FIG. 4 (details will be described later) (S1). Next, the following two variables are initialized as initial settings. That is, the block line NO = 0, and K is selected from B, R, and K as the three-color status (S2). Subsequently, it is checked whether or not the processing of all the block lines has been completed (S3), and if completed (YES in S3), the process proceeds to step S11, where the MMR compression of the binary image is performed and the process ends. If not completed in step S3 (NO route in S3), the pixel location from the left end is set to 0 (S4), and it is checked whether or not the processing of this block line is completed (S5). If so (YES route in S5), the process proceeds to step S10, moves to the next block line (S10), and returns to step S3 to repeat. If the processing is not completed in step S5 (NO route in S5), it is checked whether the pixel on the input side is white (W) (S6). If it is white (W) (YES in S6) (Route) Outputs “1” as a binary image (S7), and moves to the next pixel location pixel by pixel (S9). And it returns to step S5 and repeats. If it is not white (W) in step S6 (NO route in S6), it is checked whether or not the pixel on the input side is three-color status (S12) and if it is three-color status (black) (in S12) (YES route) Outputs “0” as a binary image (S13), and proceeds to step S9. If three colors status (black) does not appear in step S12 (NO route in S12), the color has changed. The bit pattern in accordance with the new three-color status (see FIG. 5) is output as a binary image (S14), and the new three-color status is one of the three-color identification codes (B, R, K) of the pixel. (S15). And it progresses to step S9 and repeats.
[0010]
FIG. 3 is a flowchart showing a process for restoring the input side bit pattern to the RGB data on the output side. First, the MMR-compressed binary image is expanded (S21). Next, the following two variables are initialized as initial settings. That is, the block line NO = 0, and K is selected from B, R, and K as the three-color status (S22). Subsequently, it is checked whether or not the processing of all the block lines has been completed (S23), and if completed (YES in S23), the process ends. If not completed in step S23 (NO route in S23), the pixel location from the left end is set to 0 (S24), and it is checked whether or not the processing of this block line is completed (S25). If so (YES in S25), the process proceeds to step S30, moves to the next block line (S30), and returns to step S23 to repeat. If the processing is not completed in step S25 (NO route in S25), it is checked whether or not two white (W) pixels are consecutive on this input side (S26). Check whether the input side bit is white (W) (S27), if it is white (W) (YES route in S27), and convert white (W) to RGB and output Then (S28), one pixel is moved to the next pixel location (S29). And it returns to step S25 and repeats. If it is not white (W) in step S27 (NO route in S27), the identification code indicated by the three-color status is RGB-converted and output (S34), and the process proceeds to step S29. If white (W) is not continuous in step S26 (YES route in S26), 2 pixels of white (W) are output (S31), and it is checked whether or not it matches the bit pattern of the three colors on the input side. (S32) If they do not match (NO route in S32), the process proceeds to step S27. If they match (YES route in S32), the new three-color status is assigned to the three-color identification code (B, R, K) (S33), and the process proceeds to step S34.
[0011]
FIG. 4 is a diagram showing a table for collectively converting RGB image data to only specific colors (B, R, W, K). From this figure, a predetermined area is photoelectrically converted into RGB data 28 by an imaging device such as a CCD. These data have different RGB signal levels depending on colors. For example, when the levels of all colors of RGB are small, black (K) 20 is determined on the assumption that there is almost no color reflection. Conversely, when the levels of all colors of RGB are large, the color reflection is large, so white (W) 26 is determined. Naturally, red (R) 21 has the highest R level of RGB and the other colors have lower levels. Blue (B) 24 has the highest RGB B level and the other colors have lower levels. When the level of green (G) is large and the other levels are small, it is determined as black (K) 22. If the levels of green (G) and red (R) are large and blue (B) is small, red (R) 23 is determined. If the level of blue (B) and green (G) is large and the level of red (R) is small, it is determined as blue (B) 26.
[0012]
FIG. 5 is a diagram showing a color start data table independent for each line according to the present invention. In this figure, black K = 0 and white W = 1. For example, when the bit string of the bit image data aggregated and converted only to the specific colors (B, R, W, K) becomes “WWB” as shown in FIG. “B = KW = 01”, and the bit string becomes “1101”. When “WWR” is set, “WW = 11” is set, “R = KKW = 001” is set, and the bit string is converted to “11001” when binarized. When “WWK” is set, “WW = 11” is set, “K = KKK = 000” is set, and the bit string is converted to “11000” when binarized. FIG. 5B is a diagram showing a table of color start data when colors are unified in units of two rows. In FIG. 5A, a 5-bit bit string is required to represent red (R) and black (K), but it is preferable to represent the bit string as short as possible. The color was unified and expressed in 3 bits.
[0013]
FIG. 6 is a diagram for explaining a process of binarizing data collected only for specific colors (B, R, W, K) according to the present invention. FIG. 6A shows a bit string of color data of the original image. (B) is a diagram showing a bit string obtained by converting the original image of (a) into a binarized image. Here, the pixel numbers of each bit string are numbered 0, 1, 2,... 14 from the left, and the first line of the bit string is represented as Bn and the second line as Bn + 1. (C) is a diagram for explaining the conversion process for each pixel NO in the first row of the bit string, and (d) is a diagram for explaining the conversion process for each pixel NO in the second row of the bit string. The operation of the binarization process will be described with reference to the drawing. 1st line (Bn); 0 to 1 pixel: Since the original pixel is white (W), white “11” of binary data is output as it is. 2 to 5 pixels: Since the original pixel is black, “meaning that the black start data KKK = 000 (a) +0 (5 pixels) is not white” is output. 6 to 7 pixels: Since the original pixel is white, “white data WW = 11” is output. 8 to 12 pixels: Since the original pixel is blue, the start data “WWKW = 1101 (b) +000 (c)” (start data first 2 bits “00” is substituted with 6 to 7 pixels, and 10 to 12 pixels are white “ 1) ”. 13 to 14 pixels: Since the original pixel is white, “white data WW = 11” is output.
Next, the second row (Bn + 1); 0 to 3 pixels: Since the original pixel is red, “starting red start data KKW = 001 (d) +0” is output. 4 pixels: Since the original pixel is white (W), white “1” of binary data is output as it is. 5 to 7 pixels: Since the original pixel is red, “starting data KKW = 001 (e) of leading red” is output, and “1” is substituted with white of 7 pixels. 8 pixels: Since the original pixel is white, “white data W = 1” is output. 9 to 12 pixels: Since the original pixel is black, “meaning that black start data KKK = 000 (f) +0 (12 pixels) is not white” is output. 13 pixels: Since the original pixel is white, “white data W = 1” is output. 14 pixels: Since the original pixel is black, “black data K = 0” is output.
[0014]
【The invention's effect】
As described above, according to the first and fifth aspects of the present invention, the multivalued color data is aggregated and converted into only a specific color, and the converted data is binarized and embedded with the color start data. Can be efficiently compressed.
According to the second and sixth aspects, since the color change point is identified by the data content of the color start data, the multicolor data can be converted into the binarized data by a simple method.
Further, in the third and seventh aspects, when a specific color for color aggregation is determined, four colors are determined by a combination of RGB signal levels. Therefore, the multicolor image data is distributed to any one of the four colors. be able to.
Further, in claims 4 and 8, when the color of the pixel next to the 2-bit white pixel changes, it is converted into code data based on the color start data and embedded, and the continuous changed color is converted into black data. The detection of 2-bit white data and the color change point can be reliably detected, and the accuracy of color reproduction can be increased.
According to the ninth aspect of the present invention, by programming the image processing method of the present invention in accordance with an OS that can be controlled by a computer, any computer equipped with the OS can be controlled by the same processing method.
According to another aspect of the present invention, an image processing program is recorded on a recording medium in a computer-readable format, and the program can be operated anywhere by carrying the recording medium.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an example of an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a process for converting RGB data of an original image into binarized data according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a process of restoring the input side bit pattern of the present invention to output side RGB data;
FIG. 4 is a diagram illustrating a table for collectively converting RGB image data of the present invention to only specific colors (B, R, W, K).
FIG. 5 is a diagram illustrating a color start data table independent for each line according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of binarizing data collected only for specific colors (B, R, W, K) according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 General control unit, 2 operation input (keyboard, mouse) unit, 3 external storage device, 3 memory, 5 multicolor → binary data expression conversion unit, 6 display unit, 7 image photographing unit, 8 multivalued image → 2 Value conversion unit, 9 Digital watermark embedding unit, 10 MMR compression unit, 11 Image reproduction unit, 12 MMR decompression unit, 13 Digital watermark decoding unit, 14 Binary data representation → Multicolor conversion unit, 15 bus
