JP2009071405A - 画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】文字の特徴を捉えて、部分的に小さな形状を有する文字の所定部分をさらに補足して識別することができる補足識別手段を備えたことにより、文字の識別の精度を向上させ、文字領域の識別を欠落なく高精度に行う画像処理装置を提供することができる。
【選択図】図2
Description
こうした画像処理装置における一般的な画像処理では、スキャナγ補正処理、変倍処理、フィルタ処理、およびプリンタγ処理などの様々な処理が行われる。中でもフィルタ処理は、スキャナ部などから入力された画像信号に対して、鮮鋭度を補正する処理であり、出力画像における文字のシャープネス(くっきり感)、および絵柄の粒状性(ざらつき感)を決定する上で重要な処理である。
そのため、従来の画像形成装置では、フィルタ処理を行う前に画像領域から文字の識別を行い、該画像領域を文字領域と非文字領域とに分離して、画像の属性に合わせた最適なフィルタ処理を行う。
ところが、画像領域に網点が存在し、「網点上文字」を識別する場合には(「網点上文字」については、図85(b)および図86(b)を参照)、文字ではなく網点を誤って識別することがあり、網点上の文字に対して絵柄に行う平滑処理などを実行してしまうので、網点上文字が読みにくくなるという問題がある。
下記特許文献2には、入力デジタル画像データを、m×nブロックの平均濃度を閾値として2値化し、この2値信号の連続性を検出することで、注目画素が文字線画領域、あるいは網点領域にあるかを判断する技術が開示されている。
下記特許文献3には、画像領域におけるエッジの局所的な凹凸に着目してエッジの滑らかさを判定し、このエッジの滑らかさから網点上の文字エッジを網点絵柄中のエッジから切り分けて識別する画像処理装置が開示されている。
形状で存在する部分や、句点、半濁点などのドーナツのような小型の丸型形状で存在する部分など)がある場合には、文字の画素数が識別処理に必要な画素数に満たなくなるため、文字の識別を困難にするという問題が発生する(濁点、半濁点については、図47(a)参照)。
また、網点上に不鮮明で小さい文字(例えば、解像度が600dpi(dot per inch)を下回り、フォント数が6pt(point)を下回るような文字)が存在する場合に、文字の画素数が識別処理に必要な画素数に満たなくなるため、文字の識別を困難にするという問題が発生する。
さらに、網点上のエッジ方向が頻繁に変化する形状を有する文字が存在する場合に、文字部分の十字やT字の交差部分の識別を困難にするという問題が発生する(T字部、および十字部については図87(b)参照)。
濁点、および読点などの孤立して存在する短線を識別することを可能とし、文字の識別を欠落なく高精度に行うことを第2の目的とする。
半濁点、および句点などの小型の丸型形状を識別することを可能とし、文字の識別を欠落なく高精度に行うことを第3の目的とする。
文字部分が十字に交差した部分の識別を可能とし、文字の識別を欠落なく高精度に行うことを第4の目的とする。
文字部分がT字に交差した部分の識別を可能とし、文字の識別を欠落なく高精度に行うことを第5の目的とする。
網点上の文字エッジを網点絵柄中のエッジから切り分けて、かつ、不鮮明で小さな文字の識別を可能とし、文字の識別を欠落なく高精度に行う画像処理方法を提供することを第6の目的とする。
網点上の文字エッジを網点絵柄中のエッジから切り分けて、かつ、不鮮明で小さな文字の識別を可能とし、文字の識別を欠落なく高精度に行う画像処理プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供することを第7の目的とする。
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記基本識別手段は、前記網点上文字の文字特徴をエッジ部分として識別することを特徴とする。
請求項3記載の発明では、請求項1、または請求項2記載の発明において、前記基本識別手段は、黒画素、又は白画素が連続する画素数が一定方向に所定画素数以上である場合に、網点上文字の文字特徴として識別することを特徴とする。
請求項4記載の発明では、請求項1、請求項2、または請求項3記載の発明において、前記基本識別手段は、前記網点上文字の文字特徴を尾根画素として識別することを特徴とする。
請求項5記載の発明では、請求項1、請求項2、請求項3、または請求項4記載の発明において、前記補足識別手段は、前記網点上文字の文字特徴を孤立する部分として識別することにより、前記第2の目的を達成する。
請求項6記載の発明では、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項5記載の発明において、前記補足識別手段は、前記網点上文字の文字特徴を丸型形状を形成する部分として識別することにより、前記第3の目的を達成する。
請求項7記載の発明では、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、または請求項6記載の発明において、 前記補足識別手段は、前記網点上文字の文字特徴を線が十字に交差する部分として識別することにより、前記第4の目的を達成する。
請求項8記載の発明では、請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、または請求項7記載の発明において、前記補足識別手段は、前記網点上文字の文字特徴を線がT字に交差する部分として識別することにより、前記第5の目的を達成する。
請求項9記載の発明では、画像データを受領する画像データ受領手段を備えた画像処理装置において、前記画像データ受領手段で受領した画像データから、黒画素、又は白画素が連続する画素数が所定画素数以上である網点上文字の文字特徴を識別する第1のステップと、前記画像データ受領手段で受領した画像データから、前記第1のステップで識別された網点上文字の文字特徴と異なる文字特徴を、網点上文字の文字特徴として識別する第2のステップと、前記第1のステップで識別された網点上文字の文字特徴、および前記第2のステップで識別された網点上文字の文字特徴に基づいて、前記画像データ受領手段で受領した画像データを文字領域と非文字領域とに分離する第3のステップと、を備えたことにより、前記第6の目的を達成する。
請求項10記載の発明では、画像データを受領する画像データ受領機能と、前記画像データ受領機能で受領した画像データから、黒画素、又は白画素が連続する画素数が所定画素数以上である網点上文字の文字特徴を識別する基本識別機能と、前記画像データ受領機能で受領した画像データから、前記基本識別機能で識別された網点上文字の文字特徴と異なる文字特徴を、網点上文字の文字特徴として識別する補足識別機能と、前記基本識別機能で識別された網点上文字の文字特徴、および前記補足識別機能で識別された網点上文字の文字特徴に基づいて、前記画像データ受領機能で受領した画像データを文字領域と非文字領域とに分離する画像属性判定機能と、を備えたことにより、前記第7の目的を達成する。
請求項5記載の発明によれば、濁点、および読点などの孤立して存在する短線を識別することを可能とし、文字の識別を欠落なく高精度に行うことができる。
請求項6記載の発明によれば、半濁点、および句点などの小型の丸形状を識別することを可能とし、文字の識別を欠落なく高精度に行うことができる。
請求項7記載の発明によれば、文字部分が十字に交差した部分の識別を可能とし、文字の識別を欠落なく高精度に行うことができる。
請求項8記載の発明によれば、文字部分がT字に交差した部分の識別を可能とし、文字の識別を欠落なく高精度に行うことができる。
[第1の実施形態の詳細]
図1は、本発明の第1の実施形態の構成を示したブロック図である。
スキャナ10は、原稿を読み取りRGB信号からなる画像データを受領し、スキャナγ補正手段11は、スキャナのγ特性を反射率リニアの信号から濃度リニアの信号に属性を変換することにより補正する。
この属性変換では、平滑化に効果的な濃度リニアの信号を、エッジ強調に効果的な濃度リニアの信号に変換する。スキャナ色補正手段12は、スキャナ特性に依存したRGB信号をスキャナに依存しないデバイス非依存のR’G’B’信号に変換する。
画像属性判定手段20は、画像データから文字領域を抽出し、文字領域として白地上文字、網点上文字などの文字を抽出する。
エッジ量抽出手段30は、R’G’B’信号から画像中のエッジらしさを表す信号であるエッジ量を抽出する。
フィルタ処理手段13は、画像属性判定手段20およびエッジ量抽出手段30の結果に基づき、網点部の起伏を抑えてモアレを抑制する平滑化処理、および文字部の鮮鋭性を高めるエッジ強調処理を行う。
プリンタ色補正手段14では、デバイス非依存のR’G’B’信号からプリンタ特性に依存したC’M’Y’信号への変換を行う。
エッジ量抽出手段40は、C’M’Y’信号から画像中のエッジ度合い(エッジらしさ)を示す信号であるエッジ量を抽出する。UCR/墨生成手段15は、画像属性判定手段20およびエッジ量抽出手段40の結果に基づき、C’M’Y’データに応じてK信号を発生させ(墨生成)、C’M’Y’からKに応じた量を減ずることで下色除去(UCR)を行う。なお、このときのCMYKはプリンタの各色に対応している。
プリンタγ補正手段16は、UCR/墨生成手段15で下色除去後の信号に対して、プリンタγ補正を行い、さらに擬似階調処理手段17で擬似階調処理を行って、プリンタ18にて記録媒体上に画像出力する。
より詳細には、プリンタγ補正手段16では、プリンタの濃度特性に合わせて濃度変換テーブルを用いた変換処理を行い、擬似階調処理手段17では、ディザや誤差拡散等の擬似中間調処理を行う。
なお、本実施形態では、スキャナ10から原稿を読み取ることで画像データを受領したが、図示しないインターネットとの通信や記憶媒体などから画像データを受領することも可能である。
RGB→CMY変換201は、次式によりR’G’B’信号から原稿のプロセスカラーに対応したcmy信号への変換を行う。
c=a0+a1×R+a2×G+a3×B
m=b0+b1×R+b2×G+b3×B
y=c0+c1×R+c2×G+c3×B(式1)
式1のa0〜a3、b0〜b3、c0〜c3は、プロセスカラーのカラーパッチをスキャナで読み込み、RGB読取値とカラーパッチの色の関係に基づき予め設定されたパラメータである。
例えば、M×M画素からなるブロック内において、中心画素の濃度レベルが他の全ての濃度レベルよりも高いときに、以下に示す(式2)、あるいは以下に示す(式3)のようにして極点かどうかを判定する。
なお、以下に示す(式2)により、ピーク画素を検出しているのがピーク画素検出手段231、以下に示す(式3)により、ピーク画素を検出しているのがピーク画素検出手段232である。
(1)M=3(図4(a))の場合、
(2m0−m1−m8)≧ΔmTH かつ、
(2m0−m2−m7)≧ΔmTH かつ、
(2m0−m3−m6)≧ΔmTH かつ、
(2m0−m4−m5)≧ΔmTH (式2)
(2)M=5(図4(b))の場合、
(2m0−m3−m22)≧ΔmTH かつ、
(2m0−m8−m17)≧ΔmTH かつ、
(2m0−m1−m24)≧ΔmTH かつ、
(2m0−m7−m18)≧ΔmTH (式3)
閾値設定手段234は、注目画素を中心として9×9画素内にあるピーク画素および画素値(cまたはmまたはyの値)からピーク画素の中から最も画素値が大きいもの(濃度が高いもの)を検出して、閾値=ピーク画素最大値+αとして設定する。αは閾値に余裕を持たせるためのパラメータであり、CMY信号が各8bitの場合ではα=10〜30程度の値に設定しておく。
白画素/黒画素判定手段235は、画像データが設定された閾値以上であれば黒画素として判定し、設定した閾値未満であれば白画素として判定する。
これにより、網点上文字の平網部分は白画素と判定され、文字部分は(網点上の白抜き文字のようなものは例外として)網点よりも濃度が高いので、黒画素として判定される。
(1)P1パターンマッチング手段241は、図6(a)のP1に示すパターンマッチングを行う。
(2)P2パターンマッチング手段242は、図6(b)のP2に示すパターンマッチングを行う。
(3)P3パターンマッチング手段243は、図6(c)のP3に示すパターンマッチングを行う。
(4)P4パターンマッチング手段244は、図6(d)のP4に示すパターンマッチングを行う。
そして、上記(1)〜(4)の結果、各パターンマッチング手段は、一致すれば「1」、不一致ならば「0」を出力する。
このとき、左上縦エッジ/左下縦エッジ/右上縦エッジ/右下縦エッジ/左上横エッジ/右上横エッジ/左下横エッジ/右下横エッジの8つの2値信号として抽出される。
図7(a)および図7(c)は、45°〜135°の傾きがある場合に、左上縦エッジおよび左下縦エッジを抽出対象とした例を示した図である。
図8(b)は、右上領域に縦線の右側エッジ(立下りエッジ)があるとき右上縦エッジとして抽出し、右下領域に縦線の右側エッジ(立下りエッジ)があるとき右下縦エッジとして抽出した例を示した図である。
図8(a)および図8(c)は、45°〜135°の傾きがある場合に、右上縦エッジ、および右下縦エッジを抽出対象とした例を示した図である。
図9(b)は、注目画素を中心として参照領域を4等分し、左上領域に横線の上側エッジ(立上りエッジ)があるとき左上横エッジ、右上領域に横線の上側エッジ(立上りエッジ)があるとき右上横エッジとして抽出した例を示した図である。
図9(a)および図9(c)は、−45°〜45°の傾きがある場合も左上横エッジおよび右上横エッジを抽出対象とした例を示した図である。
図10(b)は、左下領域に横線の下側エッジ(立下りエッジ)があるときに左下横エッジとして抽出し、右下領域に横線の下側エッジ(立下りエッジ)があるときに右下横エッジとして抽出した例を示した図である。
図10(a)および図10(c)は、−45°〜45°の傾きがある場合に、左下横エッジ、および右下横エッジを抽出対象とした例を示した図である。
なお、図7〜図10では、参照領域内に対となるエッジが存在する比較的細い線を例に図示したが、図11(a)のように対となるエッジが参照領域内には存在しない太い線などのエッジに関しても同じく、左上縦エッジ、および左下縦エッジとして抽出する。
図11(b)のように滑らかな曲線のエッジでは、抽出するのは直線だけでなく左上縦エッジや左下縦エッジを抽出する。
注目画素を挟んで横方向13画素のパターンマッチング結果が(1)のようなものであった場合を例に説明する。
パターンマッチング結果に対して、画素位置に対応した(2)横方向画素数カウント用の重みを各々乗算する。
重みは、注目画素位置でゼロ、離れるに従って絶対値が大きくなるものであり、一方向がマイナス、その反対方向がプラスである。
つまり、(1)×(2)の結果はパターンにマッチした画素が注目画素から数えて左右どちらの方向に何画素離れた画素位置に存在するかを求めたものになっている。
パターンにマッチした画素のうち注目画素に最も近い画素の位置((1)×(2)の結果から、絶対値が最小になるものを選択する)を横方向画素数カウントの結果として出力する。
ただし、(1)パターンマッチング結果が参照領域内で全てゼロの場合は、画素数カウントの結果は最大値「7」を出力する。
図13は、縦方向画素数カウント手段247および縦方向画素数カウント手段248の処理を説明した図である。注目画素を挟んで縦方向13画素のパターンマッチング結果が(1)のようなものであった場合を例に説明する。
パターンマッチング結果に対して、画素位置に対応した(2)縦方向画素数カウント用の重みを各々乗算する。この重みは、注目画素位置でゼロ、離れるに従って絶対値が大きくなるものであり、一方向がマイナス、反対方向がプラスである。
つまり、(1)×(2)の結果はパターンにマッチした画素が注目画素から数えて上下どちらの方向に何画素離れた画素位置に存在するかについて定めた指標としている。
そして、パターンにマッチした画素のうち注目画素に最も近い画素の位置((1)×(2)の結果から、絶対値が最小になるものを選択する)を縦方向画素数カウントの結果として出力する。
ただし、(1)にてパターンマッチング結果が参照領域内で全てゼロの場合は、画素数カウントの結果は最大値「7」を出力する。
(1)縦線の抽出条件および(2)斜め線の抽出条件ともに、第1の条件は、7画素全ての横方向画素数カウントの結果が「7」より小さいこと、つまり、横方向に必ずパターンマッチングでマッチした画素が存在することである。
(1)縦線の抽出条件の第2の条件は、横方向画素数カウントの最大値と最小値の差分が1以下であることである。
(2)斜め線の抽出条件の第2の条件は、横方向画素数カウントの結果が上から下に向かって降順に並んでいることである。
(1)縦線の抽出条件は、完全にノイズの無い縦線は勿論のこと、図46の網点上文字画像の例のように、縦線に1dotが突起状に付いている場合も縦線として抽出する条件になっており、斜め線によりも判定条件をやや緩くしている。
(1)横線の抽出条件、(2)斜め線の抽出条件(滑らかな曲線も含む)のいずれかを満たせば、左上横エッジまたは左下横エッジとして「1」を出力、どちらも満たさなければ「0」を出力する。
(1)横線の抽出条件および(2)斜め線の抽出条件ともに、第1の条件は、7画素全ての縦方向画素数カウントの結果が「7」より小さいこと、つまり、縦方向に必ずパターンマッチングでマッチした画素が存在することである。
(1)横線の抽出条件の第2の条件は、縦方向画素数カウントの最大値と最小値の差分が1以下であることである。
(2)斜め線の抽出条件の第2の条件は、縦方向画素数カウントの結果が左から右に向かって降順に並んでいることである。
(1)横線の抽出条件の方は、完全にノイズの無い横線は勿論のこと、横線に1dot突起状に付いている場合も縦線として抽出する条件になっており、斜め線よりも判定条件をやや緩くしている。
縦方向画素数カウントの結果t7〜t13を横方向に注目画素(t7)を含む右7画素参照する。
それ以外は図16の左上横エッジ抽出手段253および左下横エッジ抽出手段255と同じである。
以上説明した各エッジの抽出条件のうち、第2の条件として説明したものが、エッジの滑らかさを判定する条件に該当し、参照領域内における局所的な凹凸の有無を判定している。
このように、主に細い文字や線などはペアエッジとして検出される。なお、図22(b)のように端点付近のエッジもペアエッジとして検出される。
図24は、文字絵柄識別手段207、217、227の構成を示したブロック図である。太文字(太線)エッジおよび細文字(細線)エッジをそれぞれ識別し、OR295にて太文字エッジまたは細文字エッジであれば文字エッジとして識別する。
太文字エッジの抽出は、補正手段291で行い、その結果を膨張手段292で膨張する。太文字エッジでは、連続エッジ/ペアエッジ/交点エッジのうち、連続エッジと交点エッジが抽出されるはずである。
補正手段291では、5×5の参照領域内の画素全てにおいて連続エッジまたは交点エッジが検出されていれば「1」を出力し、連続エッジでも交点エッジでもない画素が存在する場合は「0」を出力する。
細文字エッジでは、連続エッジ/ペアエッジ/交点エッジのうち、ペアエッジと交点エッジが抽出される。
補正手段293では、5×5の参照領域内の画素全てにおいてペアエッジまたは交点エッジが検出されていれば「1」を出力し、ペアエッジでも交点エッジでもない画素が存在する場合は「0」を出力する。膨張手段294は、5×5画素の補正手段293の結果を参照し、「1」が存在すれば細文字エッジとして抽出する。
(エッジの滑らかさ判定の具体例1)
まず、網点上文字エッジの場合におけるエッジの滑らかさ判定について、以下に具体的に説明する。
図25は、網点上文字エッジの2値化後の画像を示した図である。
図26は、図25の画像に対するP1パターンマッチング手段241の結果と横方向画素数カウント手段245の結果であり、左上縦エッジ、および左下縦エッジともに、横方向画素数カウント結果=7が存在するので、抽出結果は「0」になる。
図27は、図25の画像に対するP2パターンマッチング手段242の結果と横方向画素数カウント手段246の結果であり、右上縦エッジ、および右下縦エッジともに、横方向画素数カウント結果=7が存在するので、抽出結果は「0」になる。
図28は、図25の画像に対するP3パターンマッチング手段243の結果と縦方向画素数カウント手段247の結果であり、左上横エッジ、および右上横エッジともに、縦方向画素数カウント結果が全て7未満、かつ、左から右に向かって降順に並んでいるので、抽出結果は「1」になる。
図29は、図25の画像に対するP4パターンマッチング手段244の結果と縦方向画素数カウント手段248の結果であり、左下横エッジ、右下横エッジともに、縦方向画素数カウント結果が全て7未満、かつ、左から右に向かって降順に並んでいるので、抽出結果は「1」になる。
これは連続エッジおよびペアエッジとして検出され、(補正手段293で排除されなければ)最終的に「文字エッジ」として識別される。
次に、網点絵柄中エッジの場合におけるエッジの滑らかさ判定について、以下に具体的に説明する。
図30は、網点絵柄中エッジの2値化後の画像である。
図31は、図30の画像に対するP1パターンマッチング手段241の結果と横方向画素数カウント手段245の結果である。左上縦エッジは、横方向画素数カウント結果が全て7未満、かつ、上から下に向かって降順に並んでいるので抽出結果は「1」、左下縦エッジは、横方向画素数カウント結果=7が存在するので抽出結果は「0」になる。
図33は、図30の画像に対するP3パターンマッチング手段243の結果と縦方向画素数カウント手段247の結果であり、左上横エッジは、縦方向画素数カウント結果が全て7未満であるが左から右に向かって降順に並んでいないため抽出結果は「0」、右上横エッジは、縦方向画素数カウント結果が全て7未満、かつ、左から右に向かって降順に並んでいるので抽出結果は「1」になる。
図34は、図30の画像に対するP4パターンマッチング手段244の結果と縦方向画素数カウント手段248の結果であり、左下横エッジは、縦方向画素数カウント結果が全て7未満、かつ、左から右に向かって降順に並んでいるので抽出結果は「1」、右下横エッジは、縦方向画素数カウント結果が全て7未満であるが左から右に向かって降順に並んでいないため抽出結果は「0」になる。
これは連続エッジ、ペアエッジ、交点エッジのいずれでもなく、最終結果は文字エッジでないということになる。ここで注目すべきは、左上横エッジと右下横エッジが、参照領域に局所的な凹凸があるため滑らかなエッジでないと判定され抽出されない点であり、これにより絵柄エッジを文字エッジとして誤って識別してしまうことを防いでいる。
図35は、補足識別手段501、502、503の構成を示したブロック図である。
補足識別手段501、502、503は、短線・小丸検出手段601、十字パターン検出手段602、T字パターン検出手段603から構成され、注目画素を短線または小丸または十字またはT字部分の画素として検出した場合にOR604にて文字として識別し、「1」を出力する。そして、その他の場合には「0」を出力する。
また、基本識別手段507、508、509では、所定画素数以上の連続する縦エッジ、横エッジのみを検出しているため、曲率の大きな小さい丸などの文字部分などは識別できないという問題がある。
そこで、短線・小丸検出手段601では、曲率の大きな丸型形状を検出することを可能とする。このように、補足識別手段501、502、503は、基本識別手段507、508、509とは異なり、文字の画素数が識別処理に必要な所定画素数に満たなくなった場合でも識別処理を行うことができる。
縦方向連続白画素抽出手段604は、図37に示すパターンに適合する場合に「1」を出力する。
横方向連続白画素抽出手段605は、図38に示すパターンに適合する場合に「1」を出力する。
斜め方向連続白画素抽出手段606は、図39のいずれかのパターンに適合する場合に「1」を出力する。
斜め方向連続白画素抽出手段607は、図40のいずれかのパターンに適合する場合に「1」を出力する。
縦方向連続白画素抽出手段604、横方向連続白画素抽出手段605、斜め方向連続白画素抽出手段606、および斜め方向連続白画素抽出手段607では、いずれも中心が注目画素であり、出力は注目画素に対する抽出結果として行い、適合しない場合には「0」を出力する。
次に、白画素で囲まれている領域の抽出手段608では、以下の条件(1)〜(4)が全て成立する場合に、白画素で囲まれている領域とみなして「1」を出力し、成立しない場合には「0」を出力する。
(1)図41のa1、a2、a3とb1、b2、b3に各1つ以上、縦方向連結白画素抽出手段604での出力「1」の画素がある。
(2)図41のc1、c2、c3とd1、d2、d3に各1つ以上、横方向連結白画素抽出手段605での出力「1」の画素がある。
(3)図41のe1、e2、e3とf1、f2、f3に各1つ以上、斜め方向連結白画素抽出手段606での出力「1」の画素がある。
(4)図41のg1、g2、g3とh1、h2、h3に各1つ以上、斜め方向連結白画素抽出手段607での出力「1」の画素がある。
まず、黒画素塊カウント手段609は、注目画素e[0][0]が黒画素か否かの判断を行う(ステップ5)。
そして、注目画素e[0][0]が黒画素である場合(ステップ5;Y)、x=y=0における画素のカウントを1として設定する(ステップ10)。
次に、注目画素からx+1の隣接する画素を認識し(ステップ15)、xが8以下の画素であるかを判断する(ステップ20)。xが8以下である場合(ステップ20;Y)、e[x][0]を隣接画素として、隣接画素e[x][0]が黒画素か否かを判断する(ステップ25)。
隣接画素e[x][0]が黒画素である場合(ステップ25;Y)、カウント数に1を加える(ステップ30)。
条件を満たす隣接画素が抽出された場合(ステップ40;Y)、ステップ40で抽出された画素が黒画素か否かを判断し(ステップ45)、黒画素である場合(ステップ45;Y)、外側の画素e[x][y]が黒画素であるとして、カウント数に1を加算して(ステップ50)、前述のステップ35へリターンする。
また、ステップ40において、条件を満たす隣接画素が抽出されなかった場合にはy=0として(ステップ55)ステップ20にリターンし、さらに、ステップ20において条件を満たす画素が無い場合には(ステップ20;N)、黒画素塊カウント手段609は、黒画素の画素数をカウントする処理を終了する。
小丸用黒画素塊判定手段612は、黒画素塊カウント手段609での出力結果が図40に示す注目画素Eが0(つまり注目画素が白画素)であり、かつ、図44に示す画素A、B、C、Dで予め設定した所定閾値以上であれば、小丸の黒画素塊であると判定して「1」を出力し、所定閾値未満であれば「0」を出力する。
小丸用黒画素塊判定手段612は、中心画素に白がありその周りにドーナツ状に黒塊が存在する画素を抽出する。
小丸用黒画素塊判定手段612の判定における所定閾値は、短線用黒画素塊判定手段610における所定閾値より2〜4程度小さい値に設定すると良い。
これにより、白画素に囲まれた黒塊を抽出することができる。
なお、遅延調整手段611は、注目ラインの位置を同期させるため、短線用黒画素塊判定手段610の結果を3ライン遅延させ、AND613へと入力する。
膨張手段615は、注目画素の周辺13×13画素を参照し、1つでもAND613に「1」が入力された場合に、「1」を出力する。
つまり、中心に白画像があり、その周りにドーナツ状に黒塊が存在しさらにその外側が白で囲まれている画素を判定することができる。
膨張手段616は、注目画素の周辺13×13画素を参照し、1つでもAND614に「1」が入力された場合に、「1」を出力する。
そして、1つでも成り立たない場合には、「0」を出力する。
(1)図45に示す(a−1)または(a−2)のパターンに適合する。
(2)図45に示す(b−1)または(b−2)のパターンに適合する。
(3)図45に示す(c−1)または(c−2)のパターンに適合する。
(4)図45に示す(d−1)または(d−2)のパターンに適合する。
(5)図45に示す(e−1)または(e−2)のパターンに適合する。
(6)図45に示す(f−1)または(f−2)のパターンに適合する。
(7)図45に示す(g−1)または(g−2)のパターンに適合する。
(8)図45に示す(h−1)または(h−2)のパターンに適合する。
なお、図45のパターンは、中心を全て注目画素として設定している。
ここで、少なくとも連続する6つが成り立つ場合とは、以下の(1)(2)以外の全てが成立、または、以下の(2)(3)以外の全てが成立、または、以下の(3)(4)以外の全てが成立、または、以下の(4)(5)以外の全てが成立、または、以下の(5)(6)以外の全てが成立、または、以下の(6)(7)以外の全てが成立、または、以下の(7)(8)以外の全てが成立、または、以下の(1)(8)以外の全てが成立することである。
(1)図46の(a−1)または(a−2)のパターンに適合する。
(2)図46の(b−1)または(b−2)のパターンに適合する。
(3)図46の(c−1)または(c−2)のパターンに適合する。
(4)図46の(d−1)または(d−2)のパターンに適合する。
(5)図46の(e−1)または(e−2)のパターンに適合する。
(6)図46の(f−1)または(f−2)のパターンに適合する。
(7)図46の(g−1)または(g−2)のパターンに適合する。
(8)図46の(h−1)または(h−2)のパターンに適合する。
なお、図46のパターンは、中心を全て注目画素として設定している。
チェッカーパターン抽出手段621は、図48に示すパターンに適合する場合に、チェッカーパターン画素として「1」を出力する。
いずれも中心が注目画素であり、出力は注目画素に対する抽出結果である。適合しない場合は「0」を出力する。
短線用絵柄領域判定手段622は、11×11画素内の黒孤立点、白孤立点、チェッカーパターン画素の画素数を各々カウントし、黒孤立点の画素が予め設定した所定数(0〜2程度)以上、白孤立点の画素が1つ以上、または、チェッカーパターン画素が1つ以上存在する場合に、絵柄領域であるとして「1」を出力し、その他の場合には「0」を出力する。
黒孤立点も2値化手段202、212、222で精度良く背景領域を白画素に変換できれば存在しないが、変換の際に判定基準を緩める場合があり、黒孤立点が残り点在することがある。
膨張手段624は、13×13画素内に短線用絵柄領域判定手段622の出力「1」が1つでも存在すれば「1」として出力する。1つも存在しない場合には「0」を出力する。
短線同様に、小丸検出における絵柄部での誤検出をキャンセルするためのものである。
膨張手段625では13×13画素内に小丸用絵柄領域判定手段623の出力「1」が1つでも存在すれば「1」を出力する。1つも存在しない場合には「0」を出力する。
AND617では、膨張手段615の出力が「1」、かつ、反転手段626の出力が「1」(=膨張手段624の出力が「1」)の場合に、孤立して存在する白に囲まれた短線であるとして「1」を出力し、それ以外の場合は「0」を出力する。
AND618では、膨張手段616の出力が「1」、かつ、反転手段627の出力が「1」(=膨張手段625の出力が「1」)の場合に、孤立して存在する白に囲まれた小丸であるとして「1」を出力し、それ以外の場合は0を出力する。
縦方向黒画素パターンマッチング手段628は、図50に示すパターンに適合する場合に、縦方向の黒画素であるとして注目画素の出力「1」とし、横方向黒画素パターンマッチング手段629は、図51に示すパターンに適合する場合に、横方向の黒画素であるとして注目画素の出力「1」とし、適合しない場合には「0」を出力する。
縦方向白画素パターンマッチング手段630は、図52に示すパターンに適合する場合に、縦方向の白画素であるとして「1」を出力し、横方向白画素パターンマッチング手段631は、図53に示すパターンに適合する場合に、横方向の白画素であるとして「1」を出力する。
いずれも中心が注目画素であり、出力は注目画素に対する抽出結果である。適合しない場合は「0」を出力する。
図50に示す黒棒パターンが縦に何画素連続しているかをカウントすることが可能であり、縦線の幅を検出することができる。横線の線幅カウント手段633では、横方向の黒画素が注目画素を含んで縦に何画素連続しているかをカウントすることができる。
図51に示す黒棒パターンが横に何画素連続しているかを数えて幅を検出することができる。
図56のフローチャートに従って、黒画素塊カウント手段609における縦方向および横方向に連続した黒画素の画素数をカウントする処理手順を説明する。
まず、図54に示す注目画素d[0]が、黒画素であるか否かを判断する(ステップ100)。
注目画素が黒画素である場合(ステップ100;Y)、図50に示す注目画素に隣接する2方向に対して、それぞれ黒画素のカウントを行う(ステップ105)。
まず、mの正方向については、カウントに必要な画素d[m]を認識し現在のm数に1を加え(ステップ110)、mが6以内の画素であるかを判断する(ステップ115)。
そして、画素d[m]が黒画素か否かを判断し(ステップ120)、黒画素である場合に(ステップ120;Y)、カウント数に1を加える(ステップ125)。
そして、mが6を越えた場合、またはmが−6を下回った場合に(ステップ115;N、およびステップ135;N)ステップ125およびステップ145でカウントしたカウント値を合計し、1を加えて最終的なカウント値とする(ステップ150)。そして得られた最終的なカウント値をBk_t値として設定する(ステップ155)。
(1)領域<1>に存在する白A画素と、領域<2>に存在する白A画素との距離L1
(2)領域<3>に存在する白A画素と、領域<4>に存在する白A画素との距離L2
(3)領域<1>に存在する白A画素と、領域<3>に存在する白A画素との距離L3
(4)領域<2>に存在する白A画素と、領域<4>に存在する白A画素との距離L4
ただし、距離を算出する白A画素同士は同一行あるいは同一列上に存在するものに限る。また、中心の行または列に近いものでその条件に合致するものがあれば優先する。
まず、図57に示すh=1の行に移動し(ステップ200)、2点のm値をm1=0、m2=0に設定し(ステップ205)、m1のm値を1減算し(ステップ210)、m1が−5以上かの判断を行う(ステップ215)。ステップ215で判断の結果、上回る場合には(ステップ215;Y)、m1の列に黒画素があるか判断を行う(ステップ220)。
また、ステップ215およびステップ230で、m1が−5を下回り、m2が5を上回る場合(ステップ215;N、およびステップ230;N)、h+1の行へ移動して(ステップ250)、hが5以下であるかを判断する(ステップ255)。hが5以下である場合にはステップ205にリターンし(ステップ255;Y)、hが5を越える場合には
、距離L1を0に設定する(ステップ260)。
(1)縦線の線幅(Bk_t)≠0、かつ、横線の線幅(Bk_y)≠0、かつ、白領域間の距離4つ(L1、L2、L3、L4)が全て0でない。
(2)縦線および横線の線幅が概ね一定:|L1−L2|<th1、かつ、|L3−L4|<th1である。
(3)白A画素と白A画素の間は縦線または横線が存在:min(L1−L2)≦(Bk_t+th2)、かつ、min(L3−L4)≦(Bk_y+th2)である。
ここで、th1およびth2は予め設定した所定の閾値であり、判定基準に若干の許容分を持たせるためのものである。2〜4程度の小さい値に設定しておく。
そして、十字判定手段637では、図59(b)のように白A画素が横長(特に1ドット幅)で存在する場合であっても十字パターン部を検出することが可能である。
図60は、図59(a)の中心の十字パターン部を拡大した図である。白領域間の距離L1、L2、L3、L4、および、縦線の線幅Bk_tと横線の線幅Bk_yは、図59(a)の十字パターン部における図示した部分の距離に相当する。
十字判定手段636、または十字判定手段637にて十字部の画素であると判定された場合、OR638にて「1」を出力し、膨張手段639にて15×15画素内に1つでも「1」が存在する場合には、注目画素を最終的に十字パターン画素であるとみなして「1」を出力する。
縦方向黒画素パターンマッチング手段640、横方向黒画素パターンマッチング手段643、縦方向白画素パターンマッチング手段644、横方向白画素パターンマッチング手段646、縦線の線幅カウント手段648、横線の線幅カウント手段649は、十字パターン検出手段602と構成が同様であり、説明を省略する。
縦方向黒画素パターンマッチング手段642は、図62に示すパターンに適合する場合に、注目画素の出力を「1」とする。横方向黒画素パターンマッチング手段641は、図63に示すパターンに適合する場合に、黒画素であるとして注目画素の出力を「1」とする。適合しない場合は0を出力する。
縦線の線幅カウント手段648、および横線の線幅カウント手段651は、十字パターン検出手段602の縦線の線幅カウント手段632、横線の線幅カウント手段633と同様の構成であるため、説明を省略する。
ただし、縦線の線幅カウント648、横線の線幅カウント651の参照領域は、図54、図55のd[−3]〜d[3]であるので、その点だけ異なる。図56の線幅カウントのフロー図において、660と661の条件分岐式をm≧−3とm≦3に変更して適用する。
(1)領域<1>に存在する白A画素と領域<3>に存在する白A画素の距離L3
(2)領域<2>に存在する白A画素と領域<4>に存在する白A画素の距離L4
(3)領域<5>に存在する白B画素とL4≠0が算出された列との距離L5
(4)領域<6>に存在する白B画素とL3≠0が算出された列との距離L6
横方向T字用白領域間の距離算出手段653は、横方向の白A画素と白B画素を入力して、図67に示す以下(5)〜(8)の距離を算出する。
(5)領域<1>に存在する白A画素と領域<2>に存在する白A画素の距離L1
(6)領域<3>に存在する白A画素と領域<4>に存在する白A画素の距離L2
(7)領域<7>に存在する白B画素とL2≠0が算出された行との距離L7
(8)領域<8>に存在する白B画素とL1≠0が算出された行との距離L8
まず、L1_hが0であるか否かを判断し(ステップ300)、L1_h=0である場合に(ステップ300;Y)、h=0として設定し(ステップ305)、hを現在値から1減算して(ステップ310)、hが−5以上であるかを判断する(ステップ315)。
そして、−5以上である場合に(ステップ315;Y)、W[h]を1として判断し(ステップ320;Y)、L8を(h+L1_h)に設定する(ステップ325)。
また、ステップ325において、L1_h=0でない場合(ステップ300;N)、またはステップ315において、hが−5を下回る場合(ステップ315;N)、L8を0として設定する(ステップ330)。
T字判定手段654は、以下の条件(1−1)、(2−1)、および(3−1)が全て成立する場合、または(1−2)、(2−2)、および(3−2)が全て成立する場合にT字部の画素であると判定して「1」を出力し、それ以外の場合には「0」を出力する。
(1−1)縦線の線幅(Bk_t)≠0、かつ横線の線幅(Bk_y)≠0、かつ白領域間の距離2つ(L4、L5)が0でない。
(2−1)白A画素と白A画素の間は横線が存在:L4≦(Bk_y+th2)
(3−1)白A画素と白B画素の間は縦線が存在:L5≦(Bk_t+th2)
(1−2)縦線の線幅(Bk_t)≠0、かつ横線の線幅(Bk_y)≠0、かつ白領域間の距離2つ(L3、L6)が0でない。
(2−2)白A画素と白A画素の間は横線が存在:L3≦(Bk_y+th2)
(3−2)白A画素と白B画素の間は縦線が存在:L6≦(Bk_t+th2)
th2は予め設定した所定の閾値であり、十字判定手段636および十字判定手段637で使用しているth2と同じである。
T字判定手段655は、以下の条件(1−1)、(2−1)、および(3−1)が全て成立する場合、または、(1−2)、(2−2)、および(3−2)が全て成立する場合に、T字部の画素であると判定して「1」を出力し、それ以外の場合は「0」を出力する。
(1−1)縦線の線幅(Bk_t)≠0、かつ、横線の線幅(Bk_y)≠0、かつ、白領域間の距離2つ(L2、L7)が0でない。
(2−1)白A画素と白A画素の間は縦線が存在:L2≦(Bk_t+th2)
(3−1)白A画素と白B画素の間は横線が存在:L7≦(Bk_y+th2)
(1−2)縦線の線幅(Bk_t)≠0、かつ、横線の線幅(Bk_y)≠0、かつ、白領域間の距離2つ(L1、L6)が0でない。
(2−2)白A画素と白A画素の間は縦線が存在:L3≦(Bk_t+th2)
(3−2)白A画素と白B画素の間は横線が存在:L6≦(Bk_y+th2)
なお、th2は予め設定した所定の閾値であり、十字判定手段636および十字判定手段637で使用しているth2と同じである。
図71は、エッジ量抽出手段30の構成を示したブロック図である。信号合成手段301にてR’G’B’信号を合成((R’+2G’+B’)/4)して1信号に変換し、エッジ量検出手段302にてエッジ量を検出する。
図72は、エッジ量検出手段302のブロック図である、エッジ量検出フィルタで、それぞれ図73に示した4種類の7×7フィルタを使用して、マスキング演算を行う。そして、4つの出力のうち絶対値が最大のものを最大値選択311で選択して出力する。
このように、白地上文字エッジおよび網点上文字エッジは、エッジを強調してくっきり再現し、絵柄部は滑らかに粒状性良く再現するのに有効である。
エッジ量検出フィルタは、図76に示す5×5サイズのものを使用する。
そして、フィルタ処理後の信号からのエッジ量を検出して、解像度の違いを考慮して検出フィルタのサイズを変更する。
最大値選択手段404では、検出した3色のエッジ量のうち最大のものを選択する。一方、信号合成手段405では、C’M’Y’の3信号を所定の割合で足し合わせて1信号に変換する。例えば(C’×1/4+M’×2/4+Y’×1/4)を合成信号として出力する。ラプラシアンフィルタ演算手段406で、合成信号に対して図77のフィルタによりマスキング演算を行い、符号判定手段407にて正の値か否かを判定する。このとき、正なら「1」、負なら「0」を出力する。
プラシアンフィルタ演算手段406の出力値は、文字の内側エッジに相当するエッジの高濃度側では正の値、文字の外側エッジに相当するエッジの低濃度側では負の値を出力するため、これを利用し、ラプラシアンが正の内側エッジでのみエッジ量を有効にし、ラプラシアンが負の外側エッジでは、エッジ量を無効にしている。
N値化手段409にて、N値を量子化する。Nは、エッジ量抽出結果の適用先であるUCR/墨生成手段15にて、処理を何段階で制御するかに応じて決まるが、ここでは説明を簡単にするため2段階で制御するものとし、0〜63の値で抽出された内側エッジ量を0/1(N=2)に量子化しておく。
図78は、墨生成のLUTについて示した図である。墨生成では、C’、M’、Y’(0が白、255が黒)の最小値Min(C’、M’、Y’)を算出し、これをLUTへ入力して出力値を得る。UCRは次の式により行う。αはUCR調整パラメータである。
C=C’−α×K
M=C’−α×K
Y=C’−α×K (式4)
さらに、識別結果をフィルタ処理、墨処理に適用することにより、網点上文字エッジと網点絵柄の高画質再生を両立できる。なお、本実施例では文字絵柄識別結果をフィルタ処理と墨処理に適用する例を示したが、色補正や擬似階調処理など、様々な高画質化処理に文字絵柄識別結果を使用する従来公知の技術を用いて、それらに本発明の識別結果を適用することも勿論可能である。
第1の実施形態では、本発明の文字絵柄識別結果を高画質化処理に適用する例を示したが、第2の実施形態では、高画質化ではなく画質加工的な処理であるトナーセーブ処理に適用する例を示す。トナーセーブ処理は、濃度を下げて出力することにより、トナー消費量を抑える処理である。なお、“トナーセーブ”のトナーとは、粉体トナーに限らない。液体トナー(インク)もこれに含まれる。
トナーセーブ処理手段19は、操作パネル50からの信号、および、画像属性判定手段20の結果(文字エッジであるか否か)、および、エッジ量抽出手段40の出力値に応じて、トナーセーブ処理を切り換える。
図80は、トナーセーブ処理におけるγ変換を示した図である。トナーセーブγ−1を使用した場合、入力値=出力値になり、濃度がそのまま保存され実質的にトナーセーブ処理が行われないことになる。トナーセーブγ−2を使用した場合、入力値に対して出力値が50%程度になる処理が施される。そこで、操作パネルにてトナーセーブモードが指定されない場合は、常にトナーセーブγ−1を使用する。操作パネルにてトナーセーブモードが指定された場合は、文字エッジであり、かつ、エッジ量抽出の出力値が「1」である場合、トナーセーブγ−1にてトナーセーブ処理を行う(実質的に行わない)。その他の場合はトナーセーブγ−2を使用する。
図81は、第3の実施形態を行うための構成を示したブロック図である。第3の実施形態は、基本識別手段514、524、534の部分が実施形態1と異なり、別の文字特徴を利用して基本識別を行うことを特徴とする。
第3の実施形態における基本識別手段514、524、534について説明する。本実施形態では、文字特徴として尾根画素を利用し、尾根画素は図84(a)に示すように文字内部に連続して存在する特徴や、図84(b)に示すように注目画素を挟んだ両側の画素濃度が注目画素の濃度より所定値以上低い画素のような特徴を有する。
平滑化手段511、521、531は、尾根検出の精度向上のための前処理として、平滑化処理を行う。例えば、図82に示すフィルタを用いて行い、スキャナのMTF特性によってフィルタパラメータを調整する。
(1)Lc−L1≧Th、かつLc−L24≧Th
(2)Lc−L3≧Th、かつLc−L22 ≧Th
(3)Lc−L5≧Th、かつLc−L20 ≧Th
(4)Lc−L11≧Th、かつLc−L14 ≧Th
以上説明したように、第3の実施形態によれば、所定画素数以上の連続して存在する尾根画素を基に文字を識別する基本識別と、短線・小丸・十字パターン・T字パターンを識別する補足識別を行い、両方の識別結果に基づき網点上文字を識別するため、網点上文字を網点絵柄中エッジと切り分けて、かつ、文字部を欠落なく高精度に抽出することができる。
11 スキャナγ補正手段
12 スキャナ色補正手段
13 フィルタ処理手段
14 プリンタ色補正手段
15 UCR/墨生成手段
16 プリンタγ補正手段
17 擬似階調処理手段
18 プリンタ
20 画像属性判定手段
30、40 エッジ量抽出手段
Claims (10)
- 画像データを受領する画像データ受領手段と、
前記画像データ受領手段で受領した画像データから、黒画素、又は白画素が連続する画素数が所定画素数以上である網点上文字の文字特徴を識別する基本識別手段と、
前記画像データ受領手段で受領した画像データから、前記基本識別手段で識別された網点上文字の文字特徴と異なる文字特徴を、網点上文字の文字特徴として識別する補足識別手段と、
前記基本識別手段で識別された網点上文字の文字特徴、および前記補足識別手段で識別された網点上文字の文字特徴に基づいて、前記画像データ受領手段で受領した画像データを文字領域と非文字領域とに分離する画像属性判定手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 前記基本識別手段は、前記網点上文字の文字特徴をエッジ部分として識別することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記基本識別手段は、黒画素、又は白画素が連続する画素数が一定方向に所定画素数以上である網点上文字の文字特徴を識別することを特徴とする請求項1、または請求項2記載の画像処理装置。
- 前記基本識別手段は、前記網点上文字の文字特徴を尾根画素として識別することを特徴とする請求項1、請求項2、または請求項3記載の画像処理装置。
- 前記補足識別手段は、前記網点上文字の文字特徴を孤立する部分として識別することを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、または請求項4記載の画像処理装置。
- 前記補足識別手段は、前記網点上文字の文字特徴を丸型形状を形成する部分として識別することを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、または請求項5記載の画像処理装置。
- 前記補足識別手段は、前記網点上文字の文字特徴を線が十字に交差する部分として識別することを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、または請求項6記載の画像処理装置。
- 前記補足識別手段は、前記網点上文字の文字特徴を線がT字に交差する部分として識別することを特徴とする請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請求項5、請求項6、または請求項7記載の画像処理装置。
- 画像データを受領する画像データ受領手段を備えた画像処理装置において、
前記画像データ受領手段で受領した画像データから、黒画素、又は白画素が連続する画素数が所定画素数以上である網点上文字の文字特徴を識別する第1のステップと、
前記画像データ受領手段で受領した画像データから、前記第1のステップで識別された網点上文字の文字特徴と異なる文字特徴を、網点上文字の文字特徴として識別する第2のステップと、
前記第1のステップで識別された網点上文字の文字特徴、および前記第2のステップで識別された網点上文字の文字特徴に基づいて、前記画像データ受領手段で受領した画像データを文字領域と非文字領域とに分離する第3のステップと、を備えたことを特徴とする画像処理方法。 - 画像データを受領する画像データ受領機能と、
前記画像データ受領機能で受領した画像データから、黒画素、又は白画素が連続する画素数が所定画素数以上である網点上文字の文字特徴を識別する基本識別機能と、
前記画像データ受領機能で受領した画像データから、前記基本識別機能で識別された網点上文字の文字特徴と異なる文字特徴を、網点上文字の文字特徴として識別する補足識別機能と、
前記基本識別機能で識別された網点上文字の文字特徴、および前記補足識別機能で識別された網点上文字の文字特徴に基づいて、前記画像データ受領機能で受領した画像データを文字領域と非文字領域とに分離する画像属性判定機能と、を備えたことを特徴とする画像処理プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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