JP2009134427A - 画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】罫線付き画像データから明瞭な罫線情報は残し、不明瞭な罫線情報を除去する。
【解決手段】
罫線付き原稿を画像読取装置により読み取って得られたN×M画素数を有する画像データの一の画素を着目画素として、該着目画素を中心とする5×5画素のマトリクス内で濃度ヒストグラムにおける最大頻度の濃度の90%以上である濃度の着色画素がなく、かつ、該着目画素を中心とする9×9画素のマトリクス内で該着目画素との色差が閾値以下の画素数が8個より少ないときに、該着目画素の色値を白色値に変更して、不明瞭な罫線情報に係わる画素を除去する罫線除去部116を具備する。また、その他不必要な情報を除去する各処理部113〜115も具備する。
【選択図】図1

Description

本発明は、画像処理に係わり、特に、画像データから不必要な情報を除去する機能を具備した画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。
スキャナ等の画像読取装置で原稿を読み取って得られた画像データには、ノイズや影などユーザにとって不必要な情報が含まれる。特に、レポート用紙やキャンパスノートに文字等が書き込まれた罫線付き原稿を読み取って得られた画像データには、罫線の濃度が薄いためその全ての情報を読み取りきれず、罫線がユーザにとって不必要な情報として含まれる場合がある。
図2(a)は、文字等が書き込まれた罫線付き原稿の説明図であり、図2(b)は、図2(a)に示す罫線付き原稿を読み取って得られた画像データの説明図である。これらの図から、明瞭な罫線1001、ノイズ1002及び影1003などの情報の他に、実際は連続線である罫線が、読取画像データ内では不規則的な長さで連続している点線或いは無数の点情報として含まれていることが分かる。このような罫線1004は、ノイズと同様、ユーザにとって不必要な情報である(以下、点線情報或いは点情報となった罫線を「不明瞭な罫線情報」と称す)。
そこで、下記特許文献1及び下記特許文献2では、スキャナで読み取って得られた画像データから罫線情報を抽出し、該罫線情報を一括して除去することが開示されている。
また、下記特許文献3では、画像データから文字やノイズ等の各々に外接する矩形を抽出し、これらの外接矩形からノイズと成り得る候補を抽出し、該候補となった外接矩形と周辺の矩形との関係からノイズであるとみなす外接矩形であるか否か判定し、肯定判定した場合にこれを除去することが開示されている。
特許第3079508号公報 特開2002−366900号公報 特開2006−72839号公報
しかしながら、上記特許文献1及び2の発明はいずれも、スキャナにより綺麗に読み取られ、罫線だと認識可能な情報(以下、「明瞭な罫線情報」と称す)を除去するものであって、上記不明瞭な罫線情報1004は除去されない。
また、上記特許文献3の発明は、専ら一般的なノイズ(ゴマ塩状の孤立点ノイズ等)を除去しており、上記不明瞭な罫線情報をノイズとみなして除去する記載はない。なお、不明瞭な罫線がノイズと同等とみなせる程度の点情報であれば、上記ノイズ除去処理を施して該不明瞭な罫線情報を除去することが可能ではあるが、一般に不明瞭な罫線全てがノイズと同等とみなせる程度の点情報になることはない。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、罫線付き画像データから明瞭な罫線情報は残し、不明瞭な罫線情報を除去することが可能な画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することにある。
本発明による画像処理装置の第1態様では、
罫線付き原稿を画像読取装置により読み取って得られたN×M画素数を有する画像データから不明瞭な罫線情報を除去する画像処理装置であって、
該画像データの一の画素を着目画素として、該着目画素を中心とするX×Y(X<<NかつY<<M)画素のマトリクス内で濃度が第1閾値以上の着色画素がなく、かつ、該着目画素を中心とするV×W(X<V<<NかつY<W<<M)画素のマトリクス内で該着目画素との色差又は濃度差が第2閾値以下の画素の個数が第3閾値より少ないときに、該着目画素の色値を白色値に変更して、該不明瞭な罫線情報に係わる画素を除去する罫線除去部、
を具備し、ここにN、M、X、Y、V及びWはそれぞれ正の整数であることを特徴とする。
本発明による画像処理装置の第2態様では、第1態様において、
該罫線除去部が該画像データに処理を施す前に、該画像データに対しぼかし処理を施すぼかし処理部をさらに具備することを特徴とする。
本発明による画像処理装置の第3態様では、第1又は第2態様において、
該罫線除去部が該画像データに処理を施す前に、該画像データに対しノイズ除去処理を施すノイズ除去部をさらに具備することを特徴とする。
本発明による画像処理装置の第4態様では、第3態様において、
該画像データから影情報を取り除く影除去部をさらに具備することを特徴とする。
本発明による画像処理装置の第5態様では、第4又は第5態様において、
上記各種画像処理の最後に、該画像データに対しシャープネス処理を施すシャープネス処理部をさらに具備することを特徴とする。
上記第1態様の構成によれば、罫線付き原稿を画像読取装置により読み取って得られたN×M画素数を有する画像データに対し、その一の画素を着目画素として、該着目画素を中心とするX×Y(X<<NかつY<<M)画素のマトリクス内で濃度が第1閾値以上の着色画素がなく、かつ、該着目画素を中心とするV×W(X<V<<NかつY<W<<M)画素のマトリクス内で該着目画素との色差又は濃度差が第2閾値以下の画素の個数が第3閾値より少ないときに、該着目画素の色値を白色値に変更するので、明瞭な罫線に係わる画素は残し、該不明瞭な罫線情報に係わる画素を除去することが可能であるという効果を奏する。
上記第2態様の構成によれば、罫線除去部が画像データに処理を施す前に、該画像データに対しぼかし処理を施すので、前処理の段階で不必要な情報を軽減することができ、罫線除去部はその前処理で除去しきれない情報についてのみ処理すればよく、罫線除去部の処理の負担を下げることが可能であるという効果を奏する。
上記第3態様の構成によれば、罫線除去部が画像データに処理を施す前に、該画像データに対しノイズ除去処理を施すので、前処理の段階で不必要な情報を軽減することができ、罫線除去部はその前処理で除去しきれない情報についてのみ処理すればよく、罫線除去部の処理の負担を下げることが可能であるという効果を奏する。
上記第4態様の構成によれば、画像データから影情報を取り除くので、上記態様に比べ画像データから不必要な情報をさらに除去することができ、印刷コストの負担を下げることが可能であるという効果を奏する。
上記第5態様の構成によれば、上記各種画像処理の最後に、画像データに対しシャープネス処理を施すので、上記態様に比べ画質を向上することが可能であるという効果を奏する。
本発明の他の目的、構成及び効果は以下の説明から明らかになる。
[1]画像形成装置のハードウェア構成
図5は、本発明の実施例1に係わる画像形成装置10のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。画像形成装置10は、カラースキャン、カラープリント及びカラーコピーが可能なデジタルカラー画像形成装置である。
この画像形成装置10では、MPU11にインタフェース12を介してEEPROM13E1、EEPROM13E2、DRAM13D、HDD14、操作パネル15、スキャナ16S、プリンタ16P、NIC17、ファクシミリモデム18及び圧縮・伸張ASIC19が結合されている。図5では、簡単化のため、複数のインタフェースを1つのブロックで示している。
EEPROM13E1及び13E2は、例えばフラッシュメモリである。EEPROM13E1には、BIOS(Basic Input Output System)が格納されている。EEPROM13E2には、OSやアプリケーションなど通常の画像形成装置が備えるソフトウェアに加え、本発明に係わる後述の画像処理プログラム20が格納されている。DRAM13Dはワークエリア用であり、HDD14はデータ格納用である。
操作パネル15は、設定値又は指示を入力し、設定画面や状態などを表示させるためのものである。本実施例1では、操作パネル15がタッチパネルとハードウェアキーの組み合わせで構成されている場合を説明する。
スキャナ16Sは、スキャン、コピー及びファックス送信での画像入力に用いられる。画像出力手段としてのプリンタ16Pは、プリントエンジン、定着器並びに用紙の給紙部、搬送部及び排紙部を備え、供給されるビットマップデータに基づいてプリントエンジンの感光ドラムに静電潜像を形成し、これをトナーで現像し、用紙に転写し定着させた後に排紙する。
NIC17は、ケーブル又は無線の通信媒体を介してネットワーク上のホストコンピュータ(不図示)に結合され、プリントジョブ、電子メール送受信及びインターネットファクシミリ送信に用いられる。ファクシミリモデム18は、ファクシミリ送受信用である。
圧縮・伸張ASIC19は、MPU11のコプロセッサとして用いられる。
[2]本発明に係わる画像形成装置の一部機能構成
図1は、本発明の実施例1に係わる画像形成装置10の一部機能ブロックを示す図である。
画像形成装置10は、原稿を読み取って画像信号を取得するためのスキャナ16Sと、この画像信号をA/D変換して得られる画像データに各種のデータ処理を施す画像処理部100と、画像処理部100による処理後のデータに基づいて原稿画像を記録用紙上に出力するプリンタ16Pと、を主に備えている。
スキャナ16Sは、原稿を光学的に読み取って、画素ごとにR(赤)、G(緑)及びB(青)の三原色を表すアナログ画像信号を出力するカラー画像撮像素子の一例であるCCD素子(不図示)を備えている。このCCD素子の出力信号は、画像処理部100に与えられる。
画像処理部100は、MPU11、EEPROM13E2及びこれに格納された画像処理プログラム20で構成することができ、MPU11が画像処理プログラム20を実行することにより、その機能が実現される。画像処理部100の機能部として、A/D変換部110と、画像データ記憶部111と、CMY変換部112と、ぼかし処理部113と、ノイズ除去部114と、影除去部115と、罫線除去部116と、シャープネス処理部117と、がある。なお、これら機能の一部は電子回路によって実現することも可能である。
A/D変換部110は、スキャナ16Sから与えられる各色のアナログ画像信号を、例えば8ビットのデジタル信号に変換し、画像データとして画像データ記憶部111に格納する。
画像データ記憶部111は、例えばDRAM13Dであり、スキャナ16Sで取得した画像データを格納する。この記憶部111上の画像データに対し、以下各機能部は各々の処理を施す。
CMY変換部112は、画像データ記憶部111からA/D変換後のRGBの色成分の画像データを読み出し、これをC(シアン)、M(マゼンダ)及びY(イエロー)の各色成分の濃度を表す画像データに色変換する。
ぼかし処理部113は、上記色変換後画像データを画像データ記憶部111から読み出し、該画像データ内にある、輪郭を形成しない領域を抽出し、この領域に対し例えば移動平均法及びメディアンフィルターなどの公知のぼかし(平滑化)処理を施す。ここで、本実施例では濃度ヒストグラムを作成し、この中で着色濃度が閾値以下(例えば10%以下)の領域を「輪郭を形成しない領域」としている。
上記ぼかし処理では、画像データからノイズ1002、影1003及び不明瞭な罫線1004を含む不必要な情報を軽減することができるが、完全には除去しきれないため以降のノイズ除去部114、影除去部115及び罫線除去部116で不必要な情報の各々を対象として除去処理を施す。
ノイズ除去部114は、上記ぼかし処理後の画像データを画像データ記憶部111から読み出し、例えば特開2007−129460号公報や上記特許文献3などの公知のノイズ除去処理を行う。これらノイズ処理では、背景技術の欄で説明したように、ノイズとともに不明瞭な罫線1004の一部を除去することが可能だが、完全には除去しきれない。
影除去部115は、上記ノイズ除去後の画像データを画像データ記憶部111から読み出し、例えば該画像データの画像について上下左右の端からそれぞれ99画素以内の領域で、着色画素がある場合には、その色情報(CMY値)を保持する。保持した複数のCMY値から各色成分の平均値(C1、M1、Y1)と標準偏差(σ1、σ2、σ3)を求め、該99画素以内の領域で、(C1±σ1、M1±σ2、Y1±σ3)の範囲内のCMY値を有した着色画素を全て除去する(該着色画素の色値を白色の色値にする)。
罫線除去部116は、本発明に係わる機能部であって、影除去後の画像データを画像データ記憶部111から読み出し、上記ぼかし処理、ノイズ除去処理及び影除去処理では除去しきれない不明瞭な罫線情報1004を除去するものであり、その詳細は後述する。
シャープネス処理部117は、不明瞭な罫線除去後の画像データを画像データ記憶部111から読み出し、文字等の輪郭を強調するため、該画像データに対し、例えばラプラシアンフィルタ又はフーリエ変換などによるシャープネス処理を施す。シャープネス処理後の画像データは、プリンタ16Pに与えられ、プリンタ16Pは、入力された画像データに基づく画像を記録用紙上に出力する。
[3]罫線付き原稿に対する本発明の適用
以上の構成を備えた画像形成装置10にて、図2(a)に示す罫線付き原稿1000をコピーする場合を、図1を用いて説明する。以下、括弧内は図1中のステップ識別符号である。
(S1、S2)ユーザが罫線付き原稿1000をスキャナ16Sの原稿台にセットして、操作パネル15上のスタート釦(不図示)を押下すると、該用紙1000がスキャナ16Sによって読み取られ、読み取って得られた各色のアナログ画像信号はA/D変換部110にてデジタル信号化され、画像データとして画像データ記憶部111に格納される。
(S3)画像データ記憶部111に格納された画像データは、CMY変換部112を通って色変換処理が施される。
上記変換後の画像データは、図2(b)に示す如く、不必要な情報であるノイズ1002と、影1003と、不明瞭な罫線1004と、が含まれている。そこで、本発明では上記変換処理後の画像データに対し以下の各種画像処理を施して上記不必要な情報を除去している。
(S4〜S6)変換後の画像データは、ぼかし処理部113、ノイズ除去部114及び影除去部115を通って、各種画像処理が施される。
図2(c)は、図2(b)に示す画像データをぼかし処理部113、ノイズ除去部114及び影除去部115を通して、各種画像処理を施した後の画像データの説明図である。この図から、上記各種画像処理でノイズ1002や影1003は除去されているが、不明瞭な罫線1004は完全には除去しきれていないことが分かる。
(S7)上記各種処理が施された画像データは、罫線除去部116を通って、不明瞭な罫線1004が除去される。
図4は、罫線除去部116の画像処理の詳細フローチャートである。以下、括弧内は図4中のステップ識別符号である。
(S10)参照対象と変更対象を分けるため、影除去部115で処理された画像データをコピーする。以下、コピー元の画像データを参照画像データとし、コピーして得た画像データを変更画像データと称す。なお、これら画像データはN×Mの画素数を有しており、本実施例では該画像データを図3に示すようにN×M(N及びMはともに整数であり、かつ、N>>100、M>>100)画素のマトリクスで表現して説明する。
(S11、S18)以下のステップS12〜S17の処理を、変数iを用いて、参照画像データのマトリクスにおいて100行目から(N−100)行目まで繰り返す。
(S12、S17)以下のステップS13〜S16の処理を、変数jを用いて、参照画像データのマトリクスにおいて100列目から(M−100)列目まで繰り返す。これにより、該参照画像データの上下左右の端からそれぞれ99画素以内の領域以外の画素について以下着目対象となる。
(S13)位置(i,j)の画素を、着目画素Dijとする。
(S14)図3に示すように、着目画素Dijを中心とする5×5画素のマトリクス内に90パーセント以上の濃度の着色画素があるか否かを、濃度ヒストグラムを作成して判定する。肯定判定した場合にはステップS17に進み、否定判定した場合には次のステップS15に進む。ここで、図2(c)に示す文字や図に係わる画素が着目画素Dijの場合は肯定判定され、明瞭な罫線1001及び不明瞭な罫線1004に係わる画素が着目画素Dijの場合は、その濃度が薄いために否定判定される。
(S15)図3に示すように、着目画素Dijを中心とする9×9画素のマトリクス内に着目画素Dijと略同一の色値を有した画素の数が例えば8個以上あるか否か判定する。肯定判定した場合にはステップS17に進み、否定判定した場合には次のステップS16に進む。ここで、9×9画素のマトリクス内における一の画素の色値を(C2、M2、Y2)とし、着目画素Dijの色値を(C3、M3、Y3)として、該一の画素の色値が例えば以下の条件式を満たす場合に、該一の画素の色値(C2、M2、Y2)を上記「略同一の色値」とする。
√((C3−C2)^2+(M3−M2)^2+(Y3−Y2)^2)≦5
なお、上記式中の記号「^」は、累乗を意味する。
(S16)上記着目画素Dijに対応する変更画像データの画素の着色を除去する(その画素の色値を白色の色値に変更する)。
図2(d)は、罫線除去部116による処理後の画像データの説明図である。この図に示すように、画像データに上記ステップS10〜S18の処理を施すことにより、図2(c)に示す明瞭な罫線1001は画像データに残され、不明瞭な罫線1004は除去される。
(S8、S9)図1に戻って、罫線除去後の画素データ(変更画像データ)は、シャープネス処理部117により鮮鋭化され、その画像は、プリンタ16Pにより記録用紙上に出力される。
本実施例1によれば、罫線付き原稿を画像読取装置により読み取って得られたN×M画素数を有する画像データに対し、その一の画素を着目画素Dijとして、該着目画素Dijを中心とする5×5画素のマトリクス内で濃度が90%以上の着色画素がなく、かつ、該着目画素Dijを中心とする9×9画素のマトリクス内で該着目画素Dijとの色差が第2所定の条件以下の画素の個数が第8個より少ないときに、該着目画素の色値を白色値に変更するので、画像データから明瞭な罫線1001は残し、不明瞭な罫線1004を除去することができるという効果を奏する。
なお、上述した本発明の実施例は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施例にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなしに、様々な変形が可能である。以下に、その変形の一部を例示する。
本実施例1では、罫線付き原稿1000をスキャナ16Sでカラー画像として読み取り、このカラー画像データに対して処理を施す場合を例にとったが、上記各画像処理はモノクロ画像データに対する処理にも適用することができる。
また、原稿をコピーする際に、スキャナ16Sで読み取って得られた画像データが画像処理対象として画像処理部100に入力される場合を例にとったが、例えば、記録ファイルから読み出された画像データが画像処理対象として画像処理部100に入力されてもよい。さらに、この画像処理部100で処理を施した後の画像データを、プリンタ16Pに入力するのではなく、記録ファイルに格納するようにしてもよい。
さらに、画像形成装置10が画像処理部100を備える場合を例にとったが、パーソナルコンピュータなどの画像処理装置が画像処理部100を備えるようにしてもよい。
さらにまた、上記ステップS15では、着目画素Dijとの色差が所定以下である画素の個数で判定する場合を例にとったが、着目画素Dijとの濃度差が所定以下である画素の個数で判定するようにしてもよい。
本発明の実施例1に係わる画像形成装置の一部機能ブロックを示す図である。 (a)は、文字等が書き込まれた罫線付き原稿の説明図であり、(b)は、(a)に示す罫線付き原稿を読み取って得られた画像データの説明図である。また(c)は、(b)に示す画像データをぼかし処理部、ノイズ除去部及び影除去部を通して、各種画像処理を施した後の画像データの説明図であり、(d)は、罫線除去部116による罫線除去処理後の画像データの説明図である。 N×M画素のマトリクスの説明図である。 罫線除去部の画像処理の詳細フローチャートである。 本発明の実施例1に係わる画像形成装置のハードウェア構成を示す概略ブロック図である。
符号の説明
10 画像形成装置
11 MPU
12 インタフェース
13E1 EEPROM
13E2 EEPROM
13D DRAM
14 HDD
15 操作パネル
16S スキャナ
16P プリンタ
17 NIC
18 ファクシミリモデム
19 圧縮・伸張ASIC
20 画像処理プログラム
100 画像処理部
110 A/D変換部
111 画像データ記憶部
112 CMY変換部
113 ぼかし処理部
114 ノイズ除去部
115 影除去部
116 罫線除去部
117 シャープネス処理部
1000 罫線付き原稿
1001 明瞭な罫線
1002 ノイズ
1003 影
1004 不明瞭な罫線

Claims (6)

  1. 罫線付き原稿を画像読取装置により読み取って得られたN×M画素数を有する画像データから不明瞭な罫線情報を除去する画像処理装置であって、
    該画像データの一の画素を着目画素として、該着目画素を中心とするX×Y(X<<NかつY<<M)画素のマトリクス内で濃度が第1閾値以上の着色画素がなく、かつ、該着目画素を中心とするV×W(X<V<<NかつY<W<<M)画素のマトリクス内で該着目画素との色差又は濃度差が第2閾値以下の画素の個数が第3閾値より少ないときに、該着目画素の色値を白色値に変更して、該不明瞭な罫線情報に係わる画素を除去する罫線除去部、
    を具備し、ここにN、M、X、Y、V及びWはそれぞれ正の整数であることを特徴とする画像処理装置。
  2. 該罫線除去部が該画像データに処理を施す前に、該画像データに対しぼかし処理を施すぼかし処理部をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 該罫線除去部が該画像データに処理を施す前に、該画像データに対しノイズ除去処理を施すノイズ除去部をさらに具備することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  4. 該画像データから影情報を取り除く影除去部をさらに具備することを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 上記各種画像処理の最後に、該画像データに対しシャープネス処理を施すシャープネス処理部をさらに具備することを特徴とする請求項4又は5に記載の画像処理装置
  6. コンピュータのプロセッサに対し、罫線付き原稿を画像読取装置により読み取って得られたN×M画素数を有する画像データから不明瞭な罫線情報を除去させる画像処理プログラムであって、
    該プロセッサに対し、該画像データの一の画素を着目画素として、該着目画素を中心とするX×Y(X<<NかつY<<M)画素のマトリクス内で濃度が第1閾値以上の着色画素がなく、かつ、該着目画素を中心とするV×W(X<V<<NかつY<W<<M)画素のマトリクス内で該着目画素との色差又は濃度差が第2閾値以下の画素の個数が第3閾値より少ないときに、該着目画素の色値を白色値に変更させて、該不明瞭な罫線情報に係わる画素を除去し、
    ここにN、M、X、Y、V及びWはそれぞれ正の整数であることを特徴とする画像処理プログラム。
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