JP2005204206A - 画像処理装置、画像処理用プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行う。
【解決手段】 原画像となる多値画像とこれに基づく２値画像とを用意し（Ｓ１，Ｓ２）、２値画像に基づき例えば文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素を特定し（Ｓ３）、このような特定属性部の有無に応じて、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像を生成後に決定した色からなる特定属性部の画像を生成するとともに（Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７）、特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成して（Ｓ５）、各々を符号化して（Ｓ８）ファイル化する（Ｓ９）。
【選択図】 図２

Description

本発明は、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことのできる画像処理装置、画像処理用プログラム及び記憶媒体に関する。

一般に、カラー画像はファイルサイズが大きいことから、カラー画像を通信する際には多くの時間を要すると共に、カラー画像を蓄積する際には大きな記憶領域が必要となる。したがって、カラー画像の通信及びカラー画像の蓄積にあたり、カラー画像の画質をなるべく低下させずにファイルサイズを縮小する技術が必要となる。

現在、JPEG圧縮などを行って画像を圧縮する方法が普及している。このJPEG圧縮は写真などの自然画像を圧縮するには優れた方法であるが、文字を含む文書画像の圧縮にはあまり向いていない。具体的には、文字のエッジ部のような急激な色変化が発生する部分にモスキートノイズと呼ばれる特有のノイズが発生するからである。また、文書画像のような急激な色変化が多く発生する画像では圧縮効率もあまり良くない。圧縮率を強制的に向上させることも可能であるが、この場合は文字のエッジ部はつぶれてしまい文字の視認性は大幅に低下する。

そこで、特許文献１に示されているような方法が提案されている。特許文献１に示されている方法は、処理対象画像を所定の大きさのブロックに分割し、各ブロックを階調部と文字部に分類する。階調部に対して２次元離散コサイン変換を行って量子化テーブルを用いて符号化を行い、文字部に対しては、輝度信号と識別カラーコードのみによって構成して圧縮符号化するものである。このような方法によれば、階調部は色変化が少ないのでJPEG圧縮のような離散コサイン変換を用いる圧縮法が有効に機能するうえに、文字部に対しては別の方法を用いることで、圧縮率と画質を高いレベルでバランスをとることが可能である。

特許第３０９５８０４号公報

しかしながら、特許文献１に示されている方法によれば、ブロック単位で文字部と階調部を区別するので、ブロックの大きさによってはブロック内部に文字と階調部分が混在することが起こり得る。このような場合には、当該ブロックでは文字あるいは階調部分のどちらかの画質が低下することになる。また、ブロックを小さくすることも考えられるが、ブロックを小さくすると文字部か階調部であるかを判定する情報が減ることになるので、判定誤りの可能性が増し、精度低下につながる。

本発明は、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことができる画像処理装置、画像処理用プログラム及び記憶媒体を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明の画像処理装置は、処理対象画像として多値画像を取得する多値画像取得手段と、前記処理対象画像に基づき生成された２値画像を取得する２値画像取得手段と、前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する特定属性部抽出手段と、前記２値画像において前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換える白画素置換手段と、前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成する特定属性部消去画像生成手段と、前記特定属性部の色を決定する特定属性部色決定手段と、この特定属性部色決定手段により決定した色からなる前記特定属性部の画像を生成する特定属性画素画像生成手段と、前記特定属性部消去画像生成手段及び前記特定属性画素画像生成手段により生成された複数の画像を各々圧縮符号化する画像符号化手段と、圧縮符号化した画像を１つのファイルにまとめるまとめファイル作成手段と、を備える。

したがって、原画像となる多値画像とこれに基づく２値画像とを用意し、２値画像に基づき例えば文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素を特定し、このような特定属性部の有無に応じて、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像を生成後に決定した色からなる特定属性部の画像を生成するとともに、特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成して、各々を符号化してファイル化することにより、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことが可能となる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像処理装置において、前記多値画像取得手段により取得した多値画像の平滑化を行う平滑化手段を備える。

したがって、圧縮効率を高めることが可能になるとともに、低解像度化によって発生する可能性のあるモアレを抑制することが可能になる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の画像処理装置において、前記白画素置換手段により前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換える連結成分サイズ吟味手段を備える。

したがって、小さすぎる連結成分は、ノイズ等である可能性が高い上、このまま２値画像にすれば圧縮効率が低下し、また、大きすぎる連結成分は、特定属性部以外の可能性が高いため、これらを白画素に置き換えることで、文字領域等の特定が難しい原稿に関しても、過度に文字と判定されることを防止することで画質と圧縮率を向上させることが可能になる。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の画像処理装置において、前記特定属性部消去画像生成手段及び前記特定属性画素画像生成手段により生成された画像のコントラストを弱くするコントラスト調整手段を備える。

したがって、例えばJPEG圧縮する場合には、背景画像は画素値の変動が少ないほど圧縮効率が高いため、コントラストの調整を行ってコントラストを弱くすることで画像を滑らかにすることにより、背景画像の圧縮率を高めることが可能になる。

請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の画像処理装置において、前記特定属性部消去画像生成手段により生成された前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を解像度変換し、低解像度化する解像度変換手段を備える。

したがって、文字画像に比べて背景画像は解像度が多少低くても視認性に対する影響は小さいので、視認性をあまり低下させない範囲で背景画像の低解像度化を行うことにより、圧縮率をさらに高めることが可能になる。

請求項６記載の発明のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムは、処理対象画像として多値画像を取得する多値画像取得機能と、前記処理対象画像に基づき生成された２値画像を取得する２値画像取得機能と、前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する特定属性部抽出機能と、前記２値画像において前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換える白画素置換機能と、前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成する特定属性部消去画像生成機能と、前記特定属性部の色を決定する特定属性部色決定機能と、この特定属性部色決定機能により決定した色からなる前記特定属性部の画像を生成する特定属性画素画像生成機能と、前記特定属性部消去画像生成機能及び前記特定属性画素画像生成機能により生成された複数の画像を各々圧縮符号化する画像符号化機能と、圧縮符号化した画像を１つのファイルにまとめるまとめファイル作成機能と、をコンピュータに実行させる。

したがって、原画像となる多値画像とこれに基づく２値画像とを用意し、２値画像に基づき例えば文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素を特定し、このような特定属性部の有無に応じて、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像を生成後に決定した色からなる特定属性部の画像を生成するとともに、特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成して、各々を符号化してファイル化することにより、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことが可能となる。

請求項７記載の発明は、請求項６記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記多値画像取得機能により取得した多値画像の平滑化を行う平滑化機能をコンピュータに実行させる。

したがって、圧縮効率を高めることが可能になるとともに、低解像度化によって発生する可能性のあるモアレを抑制することが可能になる。

請求項８記載の発明は、請求項６または７記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記白画素置換機能により前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換える連結成分サイズ吟味機能をコンピュータに実行させる。

したがって、小さすぎる連結成分は、ノイズ等である可能性が高い上、このまま２値画像にすれば圧縮効率が低下し、また、大きすぎる連結成分は、特定属性部以外の可能性が高いため、これらを白画素に置き換えることで、文字領域等の特定が難しい原稿に関しても、過度に文字と判定されることを防止することで画質と圧縮率を向上させることが可能になる。

請求項９記載の発明は、請求項６ないし８の何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記特定属性部消去画像生成機能及び前記特定属性画素画像生成機能により生成された画像のコントラストを弱くするコントラスト調整機能をコンピュータに実行させる。

したがって、例えばJPEG圧縮する場合には、背景画像は画素値の変動が少ないほど圧縮効率が高いため、コントラストの調整を行ってコントラストを弱くすることで画像を滑らかにすることにより、背景画像の圧縮率を高めることが可能になる。

請求項１０記載の発明は、請求項６ないし９の何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記特定属性部消去画像生成機能により生成された前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を解像度変換し、低解像度化する解像度変換機能をコンピュータに実行させる。

したがって、文字画像に比べて背景画像は解像度が多少低くても視認性に対する影響は小さいので、視認性をあまり低下させない範囲で背景画像の低解像度化を行うことにより、圧縮率をさらに高めることが可能になる。

請求項１１記載の発明の記憶媒体は、請求項６ないし１０の何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムを格納した。

したがって、請求項６ないし１０の何れか一記載の発明と同様な作用を奏する。

請求項１記載の発明の画像処理装置によれば、原画像となる多値画像とこれに基づく２値画像とを用意し、２値画像に基づき例えば文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素を特定し、このような特定属性部の有無に応じて、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像を生成後に決定した色からなる特定属性部の画像を生成するとともに、特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成して、各々を符号化してファイル化することにより、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の画像処理装置において、前記多値画像取得手段により取得した多値画像の平滑化を行う平滑化手段を備えることにより、圧縮効率を高めることができるとともに、低解像度化によって発生する可能性のあるモアレを抑制することができる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の画像処理装置において、前記白画素置換手段により前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換える連結成分サイズ吟味手段を備えることにより、小さすぎる連結成分は、ノイズ等である可能性が高い上、このまま２値画像にすれば圧縮効率が低下し、また、大きすぎる連結成分は、特定属性部以外の可能性が高いため、これらを白画素に置き換えることで、文字領域等の特定が難しい原稿に関しても、過度に文字と判定されることを防止することで画質と圧縮率を向上させることができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３の何れか一記載の画像処理装置において、前記特定属性部消去画像生成手段及び前記特定属性画素画像生成手段により生成された画像のコントラストを弱くするコントラスト調整手段を備えることにより、例えばJPEG圧縮する場合には、背景画像は画素値の変動が少ないほど圧縮効率が高いため、コントラストの調整を行ってコントラストを弱くすることで画像を滑らかにし、背景画像の圧縮率を高めることができる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし４の何れか一記載の画像処理装置において、前記特定属性部消去画像生成手段により生成された前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を解像度変換し、低解像度化する解像度変換手段を備えることにより、文字画像に比べて背景画像は解像度が多少低くても視認性に対する影響は小さいので、視認性をあまり低下させない範囲で背景画像の低解像度化を行い、圧縮率をさらに高めることができる。

請求項６記載の発明のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムによれば、原画像となる多値画像とこれに基づく２値画像とを用意し、２値画像に基づき例えば文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素を特定し、このような特定属性部の有無に応じて、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像を生成後に決定した色からなる特定属性部の画像を生成するとともに、特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成して、各々を符号化してファイル化することにより、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことができる。

請求項７記載の発明によれば、請求項６記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記多値画像取得機能により取得した多値画像の平滑化を行う平滑化機能をコンピュータに実行させることにより、圧縮効率を高めることができるとともに、低解像度化によって発生する可能性のあるモアレを抑制することができる。

請求項８記載の発明によれば、請求項６または７記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記白画素置換機能により前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換える連結成分サイズ吟味機能をコンピュータに実行させることにより、小さすぎる連結成分は、ノイズ等である可能性が高い上、このまま２値画像にすれば圧縮効率が低下し、また、大きすぎる連結成分は、特定属性部以外の可能性が高いため、これらを白画素に置き換えることで、文字領域等の特定が難しい原稿に関しても、過度に文字と判定されることを防止することで画質と圧縮率を向上させることができる。

請求項９記載の発明によれば、請求項６ないし８の何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記特定属性部消去画像生成機能及び前記特定属性画素画像生成機能により生成された画像のコントラストを弱くするコントラスト調整機能をコンピュータに実行させることにより、例えばJPEG圧縮する場合には、背景画像は画素値の変動が少ないほど圧縮効率が高いため、コントラストの調整を行ってコントラストを弱くすることで画像を滑らかにし、背景画像の圧縮率を高めることができる。

請求項１０記載の発明によれば、請求項６ないし９の何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記特定属性部消去画像生成機能により生成された前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を解像度変換し、低解像度化する解像度変換機能をコンピュータに実行させることにより、文字画像に比べて背景画像は解像度が多少低くても視認性に対する影響は小さいので、視認性をあまり低下させない範囲で背景画像の低解像度化を行い、圧縮率をさらに高めることができる。

請求項１１記載の発明の記憶媒体によれば、請求項６ないし１０の何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムを格納したことにより、請求項６ないし１０の何れか一記載の発明と同様な効果を奏する。

本発明の第一の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。

図１は、本実施の形態の画像処理装置１の電気的な接続を示すブロック図である。図１に示すように、画像処理装置１は、ＰＣなどのコンピュータであり、各種演算を行い、画像処理装置１の各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）２と、各種のＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ３とが、バス４で接続されている。

バス４には、所定のインターフェイスを介して、ハードディスクなどの磁気記憶装置５と、キーボード、マウスなどの入力装置６と、表示装置７と、光ディスクなどの記憶媒体８を読み取る記憶媒体読取装置９と、画像を読み取る画像読取装置１０とが接続され、また、ネットワーク１１と通信を行う所定の通信インターフェイス１２が接続されている。なお、記憶媒体８としては、ＣＤ，ＤＶＤなどの光ディスク、光磁気ディスク、ＦＤなどの各種メディアを用いることができる。また、記憶媒体読取装置９は、具体的には記憶媒体８の種類に応じて光ディスクドライブ装置、光磁気ディスクドライブ装置、ＦＤＤ装置などが用いられる。

画像処理装置１は、本発明の記憶媒体を実施する記憶媒体８から、本発明のプログラムを実施する画像処理プログラム１３を読み取って、磁気記憶装置５にインストールする。これらのプログラムはインターネットなどのネットワーク１１等を介してダウンロードしてインストールするようにしてもよい。このインストールにより、画像処理装置１は、各々後述の所定の処理の実行が可能な状態となる。なお、画像処理プログラム１３は、所定のＯＳ上で動作するものであってもよい。

本実施の形態においては、画像処理プログラム１３を用いることにより、処理対象画像（原画像）としての多値画像を文字の視認性を犠牲にせずに大幅なサイズ削減を実現する。ここに、処理の概要を示す図２の概略フローチャート及び図３に示す処理の概念図を参照して、本実施の形態の処理の概要を説明する。

まず、イメージスキャナ等の画像読取装置１０を使って図３（ａ）に示すような処理対象画像となる多値画像を取得する（ステップＳ１）。そして、このような多値画像を２値化することにより図３（ｂ）に示すような２値画像を生成する（ステップＳ２）。この後、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）を抽出する（ステップＳ３）。そして、図３（ｃ）に示すように文字だけ残すように、２値画像で特定の属性を持たない画素（特定属性部以外の画素）を白画素に置き換える白画素化処理を行う（ステップＳ４）。すなわち、２値画像において文字以外の黒画素を消去する。この処理により、文字の位置が画素単位でわかることになる。

一方、多値画像は、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）を背景色で埋めた画像にし、図３（ｄ）に示すように文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）を消去した画像を生成する（ステップＳ５）。

続くステップＳ６においては、特定属性部の色を決定する。具体的には、特定属性部を構成する黒画素の位置にあるカラー画像の画素色をすべて求め、このデータから多く使われている色を数色選んで代表色とする。そして、画素ごと、あるいは連結成分ごとに文字を構成する画素がどの代表色に最も近いかを判断する。

その後、図３（ｅ）に示すように、特定属性を持つ画素が、画素ごと、あるいは連結成分ごとに判断した色を持つ画像を生成する（ステップＳ７）。限られた色のみをもつ多値画像でもよいし、色ごとに１つずつ２値画像をもってもよいが、ここでは２値画像を色ごとに１つずつ持つこととする。

そして、ステップＳ５で生成された特定属性画素を消去した画像と、ステップＳ７で生成された特定属性画素のみからなる画像とから圧縮画像を生成する（ステップＳ８）。たとえば、前者はJPEG圧縮、後者はMMR圧縮を行うとファイルサイズが効率的に小さくなる。

この後、背景画像（特定属性部を消去した画像）と文字画像（特定属性画素のみからなる画像）とを原画像と同じ位置関係を保ったまま重ね合わせ表示できるようなフォーマット（例えば、ＰＤＦ）にまとめる（ステップＳ９）。

以上の処理により、生成された画像ファイルは視認性を低下させずにファイルサイズの大幅な圧縮が可能になる。理由は以下のとおりである。JPEG圧縮は画素値の変動が激しい画像については圧縮効率があまり良くないが、ここで述べた方法で文字部分を消去すれば、文字部の画素値変動がなくなるので効率が良くなる。また、文字部分は色数を大幅に減らしているのでこれも圧縮効率が良くなる。

このような処理手順の詳細を、当該画像処理装置１が画像処理プログラム１３に基づいて実現する機能の機能ブロック図を示す図４を参照して詳細に説明する。

１．処理対象画像としての多値画像とこれに基づく２値画像とを取得
多値画像取得手段２１及び２値画像取得手段２２で、多値画像、２値画像を取得する（ステップＳ１，Ｓ２）。２値画像は多値画像に基づき生成されたものとする。２値化の方法は固定閾値で、閾値より明るい画素を白画素、暗い画素を黒画素とする等の方法をとればよい。また、２値画像と多値画像とは異なる解像度でも構わない。例えば、上述の方法で２値画像を生成した後、間引き処理をして多値画像の解像度を下げ、これを処理対象の多値画像として取得しても良い。さらに、２値画像生成は別の装置で行い、生成された画像ファイルを取得しても構わない。

２．文字領域を取得
特定属性部抽出手段２４により、画像上において、文字の存在する位置を求める（ステップＳ３）。多値画像から取得しても２値画像からでも構わない。多値画像から取得する場合は特開２００２−２８８５８９公報、２値画像から取得する場合は特開平６−２００９２号公報等、既に公開されている文字領域抽出技術を用いればよい。本実施の形態では、２値画像に基づき特定の属性を持った画素として文字を構成する画素を取得するものとする。

３．文字以外を白画素に置換
白画素置換手段２５により、２値画像において文字領域以外の画素（特定属性部以外の画素）を白画素に置き換える（ステップＳ４）。

４．文字無し多値画像生成
特定属性部消去画像生成手段２３により、前述の処理３．で残った黒画素部分に対応する、多値画像の文字部分を背景色で埋めて文字がない多値画像を作る（ステップＳ５）。

５．特定属性部の色を決定
特定属性部色決定手段２６により、特定属性部の色を決定する（ステップＳ６）。文字を構成する黒画素の位置にある、カラー画像の画素色をすべて求め、このデータから多く使われている色を数色選んで代表色とする。そして、画素ごと、あるいは連結成分ごとに文字を構成する画素がどの代表色に最も近いかを判断する。

６．色画像を生成
特定属性画素画像生成手段２７により、特定属性を持つ画素が、画素ごと、あるいは連結成分ごとに判断した色を持つ画像を生成する（ステップＳ７）。限られた色のみをもつ多値画像でもよいし、色ごとに１つずつ２値画像をもってもよいが、ここでは２値画像を色ごとに１つずつ持つこととする。

７．画像符号化
画像符号化手段２８により、文字のない多値画像と文字を構成する減色画像を符号化してサイズを圧縮する（ステップＳ８）。このうち、文字のない多値画像は、既に重要な情報はないと見做してＪＰＥＧなどにより高度に非可逆圧縮する。解像度を落としてから圧縮するとさらにサイズは小さくなる。また、減色画像は可逆圧縮する。２値画像であれば、ＰＮＧ圧縮やＭＭＲ圧縮など、４値・１６値などの画像であればＰＮＧ圧縮などを用いると良い。

８．まとめファイル生成
まとめファイル作成手段２９により、圧縮した画像を１つのファイルにまとめる（ステップＳ９）。重ね合わせて表示できるようなフォーマットのファイルにまとめれば、文字部分の視認性が低下せず、かつ、背景もある程度再現されたファイルサイズの小さいカラー画像とすることができる。

ここに、原画像となる多値画像とこれに基づく２値画像とを用意し、２値画像に基づき例えば文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素を特定し、このような特定属性部の有無に応じて、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像を生成後に決定した色からなる特定属性部の画像を生成するとともに、特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成して、各々を符号化してファイル化することにより、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことが可能となる。

本発明の第二の実施の形態を図５ないし図７に基づいて説明する。前述の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。本実施の形態は、さらに画質や圧縮率を向上させるための処理を加えたものである。

本実施の形態においては、画像処理プログラム１３を用いることにより、処理対象画像（原画像）としての多値画像を文字の視認性を犠牲にせずに大幅なサイズ削減を実現する。ここに、処理の概要を示す図５の概略フローチャートを参照して、本実施の形態の処理の概要を説明する。

まず、イメージスキャナ等の画像読取装置１０を使って図３（ａ）に示すような処理対象画像となる多値画像を取得する（ステップＳ１）。

次に、取得した多値画像の平滑化を行う（ステップＳ１１）。これは、カラー画像においては中間色が細かい相異なる色の画素の集合で表現されている場合があり、このままでは２値化を行った際に、文字ストローク内部が穴だらけの２値画像になってしまい、文字画像の圧縮効率が低下するためである（図６参照）。

そして、このような平滑化が行われた多値画像を２値化することにより図３（ｂ）に示すような２値画像を生成する（ステップＳ２）。この後、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）を抽出する（ステップＳ３）。そして、図３（ｃ）に示すように文字だけ残すように、２値画像で特定の属性を持たない画素（特定属性部以外の画素）を白画素に置き換える白画素化処理を行う（ステップＳ４）。すなわち、２値画像において文字以外の黒画素を消去する。この処理により、文字の位置が画素単位でわかることになる。

また、白画素化処理後、文字以外の黒画素を消去した２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに消去する（ステップＳ１２）。小さすぎる連結成分は、ノイズ等、文字でない可能性が高い上、このまま２値画像にすれば圧縮効率が低下するためである。

一方、多値画像は、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）を背景色で埋めた画像にし、図３（ｄ）に示すように文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）を消去した画像を生成する（ステップＳ５）。

続くステップＳ６においては、特定属性部の色を決定する。具体的には、特定属性部を構成する黒画素の位置にあるカラー画像の画素色をすべて求め、このデータから多く使われている色を数色選んで代表色とする。そして、画素ごと、あるいは連結成分ごとに文字を構成する画素がどの代表色に最も近いかを判断する。

その後、図３（ｅ）に示すように、特定属性を持つ画素が、画素ごと、あるいは連結成分ごとに判断した色を持つ画像を生成する（ステップＳ７）。限られた色のみをもつ多値画像でもよいし、色ごとに１つずつ２値画像をもってもよいが、ここでは２値画像を色ごとに１つずつ持つこととする。

次いで、ステップＳ５で生成された特定属性画素を消去した画像（背景画像）、ステップＳ７で生成された特定属性画素のみからなる２値画像（文字画像）のコントラスト変換を行って（ステップＳ１３）、コントラストを弱くして滑らかな画像にする。また、特定属性画素を消去した画像（背景画像）を解像度変換し、低解像度化する（ステップＳ１４）。

そして、特定属性画素を消去した画像（背景画像）と、特定属性画素のみからなる２値画像（文字画像）とから圧縮画像を生成する（ステップＳ８）。たとえば、前者はJPEG圧縮、後者はMMR圧縮を行うとファイルサイズが効率的に小さくなる。

この後、背景画像（特定属性部を消去した画像）と文字画像（特定属性画素のみからなる画像）とを原画像と同じ位置関係を保ったまま重ね合わせ表示できるようなフォーマット（例えば、ＰＤＦ）にまとめる（ステップＳ９）。

以上の処理により、生成された画像ファイルは視認性を低下させずにファイルサイズの大幅な圧縮が可能になる。理由は以下のとおりである。JPEG圧縮は画素値の変動が激しい画像については圧縮効率があまり良くないが、ここで述べた方法で文字部分を消去すれば、文字部の画素値変動がなくなるので効率が良くなる。また、文字部分は色数を大幅に減らしているのでこれも圧縮効率が良くなる。

このような処理手順の詳細を、当該画像処理装置１が画像処理プログラム１３に基づいて実現する機能の機能ブロック図を示す図７を参照して詳細に説明する。

１．処理対象画像としての多値画像とこれに基づく２値画像とを取得
多値画像取得手段２１及び２値画像取得手段２２で、多値画像、２値画像を取得する（ステップＳ１，Ｓ２）。２値画像は多値画像に基づき生成されたものとする。ここで、平滑化手段３１により、取得した多値画像の平滑化が行われる（ステップＳ１１）。これは、カラー画像においては中間色が細かい相異なる色の画素の集合で表現されている場合があり、このままでは２値化を行った際に、文字ストローク内部が穴だらけの２値画像になってしまい、文字画像の圧縮効率が低下するためである（図６参照）。なお、画像の平滑化は文字を消去したカラー画像（背景画像）に対して行っても良い。これは、背景画像はJPEG圧縮を行うので、平滑化により圧縮効率が高まることと、低解像度化によって発生する可能性のあるモアレの抑制に役立つためである。２値化の方法は固定閾値で、閾値より明るい画素を白画素、暗い画素を黒画素とする等の方法をとればよい。また、２値画像と多値画像とは異なる解像度でも構わない。例えば、上述の方法で２値画像を生成した後、間引き処理をして多値画像の解像度を下げ、これを処理対象の多値画像として取得しても良い。さらに、２値画像生成は別の装置で行い、生成された画像ファイルを取得しても構わない。

２．文字領域を取得
特定属性部抽出手段２４により、画像上において、文字の存在する位置を求める（ステップＳ３）。多値画像から取得しても２値画像からでも構わない。多値画像から取得する場合は特開２００２−２８８５８９公報、２値画像から取得する場合は特開平６−２００９２号公報等、既に公開されている文字領域抽出技術を用いればよい。本実施の形態では、２値画像に基づき特定の属性を持った画素として文字を構成する画素を取得するものとする。

３．文字以外を白画素に置換
白画素置換手段２５により、２値画像において文字領域以外の画素（特定属性部以外の画素）を白画素に置き換える（ステップＳ４）。また、白画素化処理後、連結成分サイズ吟味手段３２により、文字以外の黒画素を消去した２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに消去する（ステップＳ１２）。小さすぎる連結成分は、ノイズ等、文字でない可能性が高い上、このまま２値画像にすれば圧縮効率が低下するためである。このようにするのは、文字領域の特定は技術的に難しく、必ずしも正しい文字領域が抽出されるとは限らないため、元画像に図の領域や写真の領域がある場合、ここを間違って文字とする可能性も捨てきれないからである。大きすぎる連結成分はこれら文字以外の可能性が高い。また、大きな連結成分が実際には文字である場合、この処理では誤って背景に分類されることになるが、サイズが大きいので人間の目からは十分読み取ることができる。

４．文字無し多値画像生成
特定属性部消去画像生成手段２３により、前述の処理３．で残った黒画素部分に対応する、多値画像の文字部分を背景色で埋めて文字がない多値画像を作る（ステップＳ５）。

５．特定属性部の色を決定
特定属性部色決定手段２６により、特定属性部の色を決定する（ステップ６）。文字を構成する黒画素の位置にある、カラー画像の画素色をすべて求め、このデータから多く使われている色を数色選んで代表色とする。そして、画素ごと、あるいは連結成分ごとに文字を構成する画素がどの代表色に最も近いかを判断する。

６．色画像を生成
特定属性画素画像生成手段２７により、特定属性を持つ画素が、画素ごと、あるいは連結成分ごとに判断した色を持つ画像を生成する（ステップＳ７）。限られた色のみをもつ多値画像でもよいし、色ごとに１つずつ２値画像をもってもよいが、ここでは２値画像を色ごとに1つずつ持つこととする。

また、コントラスト調整手段３３により、特定属性画素を消去した画像（背景画像）、特定属性画素のみからなる２値画像（文字画像）のコントラスト変換を行って（ステップＳ１３）、コントラストを弱くして滑らかな画像にする。背景画像においてはJPEG圧縮する場合には画素値の変動が少ないほど圧縮効率が高いためである。文字画像はMMRなのでコントラスト変換してもサイズに影響がないが、これらを重ね合わせ表示したときに不自然な色合いにならないよう、背景と同じコントラスト変換を行う。

さらに、ステップＳ５で生成された特定属性画素を消去した画像（背景画像）、ステップＳ７で生成された特定属性画素のみからなる２値画像（文字画像）のコントラスト変換を行って（ステップＳ１３）、コントラストを弱くして滑らかな画像にする。また、特定属性画素を消去した画像（背景画像）を解像度変換し、低解像度化する（ステップＳ１４）。文字画像に比べ、背景画像は解像度が多少低くても視認性に対する影響は小さいので、圧縮効率を考えて低解像度化する。

７．画像符号化
画像符号化手段２８により、文字のない多値画像と文字を構成する減色画像を符号化してサイズを圧縮する（ステップＳ８）。このうち、文字のない多値画像は、既に重要な情報はないと見做してＪＰＥＧなどにより高度に非可逆圧縮する。解像度を落としてから圧縮するとさらにサイズは小さくなる。また、減色画像は可逆圧縮する。２値画像であれば、ＰＮＧ圧縮やＭＭＲ圧縮など、４値・１６値などの画像であればＰＮＧ圧縮などを用いると良い。

８．まとめファイル生成
まとめファイル作成手段２９により、圧縮した画像を１つのファイルにまとめる（ステップＳ９）。重ね合わせて表示できるようなフォーマットのファイルにまとめれば、文字部分の視認性が低下せず、かつ、背景もある程度再現されたファイルサイズの小さいカラー画像とすることができる。

本発明の第一の実施の形態の画像処理装置の電気的な接続を示すブロック図である。 処理の概要を示す概略フローチャートである。 処理の概念図である。 画像処理装置の機能ブロック図である。 本発明の第二の実施の形態の処理の概要を示す概略フローチャートである。 多値画像に対して平滑化を施す理由を示す説明図である。 画像処理装置の機能ブロック図である。

符号の説明

１ 画像処理装置
８ 記憶媒体
２１ 多値画像取得手段
２２ ２値画像取得手段
２４ 特定属性部抽出手段
２５ 白画素置換手段
２３ 特定属性部消去画像生成手段
２６ 特定属性部色決定手段
２７ 特定属性画素画像生成手段
２８ 画像符号化手段
２９ まとめファイル作成手段
３１ 平滑化手段
３２ 連結成分サイズ吟味手段
３３ コントラスト調整手段
３４ 解像度変換手段

Claims (11)

1. 処理対象画像として多値画像を取得する多値画像取得手段と、
   前記処理対象画像に基づき生成された２値画像を取得する２値画像取得手段と、
   前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する特定属性部抽出手段と、
   前記２値画像において前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換える白画素置換手段と、
   前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成する特定属性部消去画像生成手段と、
   前記特定属性部の色を決定する特定属性部色決定手段と、
   この特定属性部色決定手段により決定した色からなる前記特定属性部の画像を生成する特定属性画素画像生成手段と、
   前記特定属性部消去画像生成手段及び前記特定属性画素画像生成手段により生成された複数の画像を各々圧縮符号化する画像符号化手段と、
   圧縮符号化した画像を１つのファイルにまとめるまとめファイル作成手段と、
   を備える画像処理装置。
2. 前記多値画像取得手段により取得した多値画像の平滑化を行う平滑化手段を備える請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記白画素置換手段により前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換える連結成分サイズ吟味手段を備える請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記特定属性部消去画像生成手段及び前記特定属性画素画像生成手段により生成された画像のコントラストを弱くするコントラスト調整手段を備える請求項１ないし３の何れか一記載の画像処理装置。
5. 前記特定属性部消去画像生成手段により生成された前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を解像度変換し、低解像度化する解像度変換手段を備える請求項１ないし４の何れか一記載の画像処理装置。
6. 処理対象画像として多値画像を取得する多値画像取得機能と、
   前記処理対象画像に基づき生成された２値画像を取得する２値画像取得機能と、
   前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する特定属性部抽出機能と、
   前記２値画像において前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換える白画素置換機能と、
   前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成する特定属性部消去画像生成機能と、
   前記特定属性部の色を決定する特定属性部色決定機能と、
   この特定属性部色決定機能により決定した色からなる前記特定属性部の画像を生成する特定属性画素画像生成機能と、
   前記特定属性部消去画像生成機能及び前記特定属性画素画像生成機能により生成された複数の画像を各々圧縮符号化する画像符号化機能と、
   圧縮符号化した画像を１つのファイルにまとめるまとめファイル作成機能と、
   をコンピュータに実行させるコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラム。
7. 前記多値画像取得機能により取得した多値画像の平滑化を行う平滑化機能をコンピュータに実行させる請求項６記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラム。
8. 前記白画素置換機能により前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換える連結成分サイズ吟味機能をコンピュータに実行させる請求項６または７記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラム。
9. 前記特定属性部消去画像生成機能及び前記特定属性画素画像生成機能により生成された画像のコントラストを弱くするコントラスト調整機能をコンピュータに実行させる請求項６ないし８の何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラム。
10. 前記特定属性部消去画像生成機能により生成された前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を解像度変換し、低解像度化する解像度変換機能をコンピュータに実行させる請求項６ないし９の何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラム。
11. 請求項６ないし１０の何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムを格納した記憶媒体。
    

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