JP2014011590A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】文字に隣接する背景・網点を文字領域と誤判定することを低減させ、文字領域の判定精度を向上させる。
【解決手段】画像データ中の領域の抽出を行う画像処理装置において、前記画像データの平滑化を行う平滑化部と、前記平滑化部によって平滑化された画像データ中の注目画素の周辺の所定数の画素ブロックを第１の局所範囲とし、前記第１の局所範囲内の平均画素値に基づいて決定した値を第１の閾値として前記注目画素の判定を行う局所平均値判定部と、前記平滑化部によって平滑化された画像データ中の注目画素の周辺の所定数の画素ブロックを第２の局所範囲とし、前記第２の局所範囲内の画素値の最大値と最小値との差分と第２の閾値とを比較して前記注目画素の判定を行う差分判定部と、前記局所平均値判定部の判定結果と前記差分判定部の判定結果とを組み合わせて文字領域の抽出を行う領域判定部とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像中の文字領域の抽出を行う画像処理装置に関する。

従来の画像処理装置は、コピーを行う場合において、読取った画像データを高画質化して印刷するために文字や網点等の領域を判定し、文字領域に対しては文字の視認性を向上させるような強調処理、網点領域に対してはモアレを抑制するような平滑化処理が行われている。
文字領域の判定方法として注目画素の輝度値と注目画素の近傍画素の輝度値との差分が大きければ文字領域と判定する方法があり、この方法では、白い背景の中に黒文字があるような画像では文字領域を判定することができるが、網点のエッジを文字領域と誤判定してしまうことがある。このように網点領域を文字領域と判定してしまった場合、網点領域に対して強調処理が行われるため、モアレが発生し画質が劣化してしまうことがある。

そこで、所定数の画素ブロックを設定し、その画素ブロックをさらに複数の小画素ブロックに分割し、各小画素ブロック間の平均輝度値の差分値が閾値を超える場合には小画素ブロック内のすべての画素を文字領域と判定する方法とし、平均輝度値を用いることで網点領域内の画素値の変動が小さくなるため、網点のエッジを文字領域と誤判定し難くするようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２１０４９２号公報

しかしながら、従来の技術における小画素ブロック内の平均輝度値の差分値による判定方法では、文字に隣接する背景・網点を文字領域と誤判定することがあるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、文字に隣接する背景・網点を文字領域と誤判定することを低減させ、文字領域の判定精度を向上させることを目的とする。

そのため、本発明は、画像データ中の領域の抽出を行う画像処理装置において、前記画像データの平滑化を行う平滑化部と、前記平滑化部によって平滑化された画像データ中の注目画素の周辺の所定数の画素ブロックを第１の局所範囲とし、前記第１の局所範囲内の平均画素値に基づいて決定した値を第１の閾値として前記注目画素の判定を行う局所平均値判定部と、前記平滑化部によって平滑化された画像データ中の注目画素の周辺の所定数の画素ブロックを第２の局所範囲とし、前記第２の局所範囲内の画素値の最大値と最小値との差分と第２の閾値とを比較して前記注目画素の判定を行う差分判定部と、前記局所平均値判定部の判定結果と前記差分判定部の判定結果とを組み合わせて文字領域の抽出を行う領域判定部とを備えたことを特徴とする。

このようにした本発明は、文字に隣接する背景・網点を文字領域と誤判定することを低減させ、文字領域の判定精度を向上させることができるという効果が得られる。

第１の実施例における画像処理装置の構成を示すブロック図 第１の実施例における文字領域抽出部の構成を示すブロック図 第１の実施例における文字領域抽出処理の流れを示すフローチャート 第１の実施例における局所平均値判定処理の流れを示すフローチャート 第１の実施例における平滑化された入力画像の説明図 第１の実施例における局所範囲の説明図 第１の実施例における輝度差判定処理の流れを示すフローチャート 第１の実施例における輝度差判定処理の説明図 第１の実施例における文字領域判定結果の説明図 第１の実施例における輝度差判定結果の説明図 第２の実施例における画像処理装置の構成を示すブロック図 第２の実施例における領域抽出部の構成を示すブロック図 第２の実施例における領域抽出処理の流れを示すフローチャート 第２の実施例における網点判定処理の流れを示すフローチャート 第２の実施例における網点パターンの説明図

以下、図面を参照して本発明による画像処理装置の実施例を説明する。

図１は第１の実施例における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
図１において、画像処理装置としてのコピー装置１００は、原稿を画像データとして読み取り、読取った画像データに対して所定の処理を施して印刷を行う装置であり、画像入力部１と、画像処理部２と、画像出力部３とにより構成されている。
画像入力部１は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサを備えたスキャナ部により構成され、ＣＣＤセンサにより原稿画像を読み取り、ＲＧＢ（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ）の画像データを画像処理部２に出力するものである。

画像出力部３は、画像処理部２で行われた画像処理結果を出力する装置である。この画像出力部３は、例えば電子写真方式のプリンタであり、画像処理部２から出力された画像データに従い印刷媒体上にトナー像を形成し、定着させることで画像形成を行う。
画像処理部２は、入力補正部２１と、文字領域抽出部２２と、文字領域強調部２３と、出力画像処理部２４とにより構成されている。
入力補正部２１は、入力された画像データに対してシェーディング補正やγ補正、解像度変換等の補正処理を行い、ＲＧＢの入力画像データを輝度色差成分のＹＣｂＣｒの画像データに変換し、文字領域抽出部２２にはＹ成分のみの画像データを出力し、文字領域強調部２３にはＹＣｂＣｒの画像データを出力する。文字領域抽出部２２に出力されるＹ成分の画像データは０（黒）から２５５（白）の値に正規化された画素値（輝度値）からなる画像データである。

文字領域強調部２３は、後述する文字領域抽出部２２によって出力される文字領域判定データを用いて、入力補正部２１によって出力された画像データで文字領域と判定された画素に対してアンシャープマスク等の強調処理を行い、強調処理を行った画像データを出力画像処理部２４に出力する。この文字領域強調部２３は、輝度成分のみを強調する場合、入力された画像データのＹ成分のみ強調処理を行う。
出力画像処理部２４は、入力されたＹＣｂＣｒの画像データの記録色成分であるＣＭＹＫの画像データに変換し、階調補正等の処理を行った後、その画像データを画像出力部３に出力する。

次に、文字領域抽出部２２を図２の第１の実施例における文字領域抽出部の構成を示すブロック図に基づいて説明する。
図２において、文字領域抽出部２２は、平滑化部２２１と、局所平均値判定部２２２と、輝度差判定部２２３と、文字領域判定部２２４とにより構成されている。
平滑化部２２１は、図１に示す入力補正部２１から入力されたＹ成分の画像データに対して平滑化処理を行い、平滑化された画像データを局所平均値判定部２２２と輝度差判定部２２３とに出力する。

局所平均値判定部２２２は、平滑化部２２１によって平滑化された画像データ中の注目画素の周辺の所定数の画素ブロックを第１の局所範囲とし、その第１の局所範囲内の平均画素値に基づいて決定した値を第１の閾値として注目画素の判定を行って、局所平均値判定データを作成するものである。
この局所平均値判定部２２２は、平滑化部２２１によって出力された画像データを用いて局所平均値判定データを作成し、その局所平均値判定データを文字領域判定部２２４に出力する。局所平均値判定データは、各画素の局所平均値判定結果を表す２値データであり、例えば値が「１」の画素は局所平均値判定処理された画素、値が「０」の画素は非局所平均値判定処理された画素を表す。

差分判定部としての輝度差判定部２２３は、平滑化部２２１によって平滑化された画像データ中の注目画素の周辺の所定数の画素ブロックを第２の局所範囲とし、その第２の局所範囲内の画素値の最大値と最小値との差分と第２の閾値とを比較して注目画素の判定を行い、輝度差判定データを作成するものである。
この輝度差判定部２２３は、平滑化部２２１によって出力された画像データを用いて輝度差判定データを作成し、その輝度差判定データを文字領域判定部２２４に出力する。輝度差判定データは、各画素の輝度差判定結果を表す２値データであり、例えば値が「１」の画素は輝度差判定処理された画素、値が「０」の画素は非輝度差判定処理された画素を表す。

領域判定部としての文字領域判定部２２４は、局所平均値判定部２２２の判定結果と輝度差判定部２２３の判定結果とを組み合わせて文字領域の抽出を行うものであり、局所平均値判定部２２２によって出力された局所平均値判定データと、輝度差判定部２２３によって出力された輝度差判定データとを用いて文字領域判定データを作成し、その文字領域判定データを図１に示す文字領域強調部２３に出力する。

図１に示す画像処理部２で行われる各動作は、コピー装置１００に実装されている図示しない記憶部に記憶された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて制御部としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が制御する。制御プログラムは、コピー装置１００が有する記憶部としての不揮発性メモリや揮発性メモリまたはハードディスク等の記憶媒体等に格納されていても良い。
コピー装置１００が行う処理の過程で発生する各種画像データ、局所平均値判定データ、輝度差判定データ、文字領域判定データおよび予め設定されている閾値等は、コピー装置１００が有する記憶部としての不揮発性メモリや揮発性メモリまたはハードディスク等の記憶媒体等に記憶され、また処理が終了した後に消去しても良い。

上述した構成の作用について説明する。
まず、図２に示す文字領域抽出部２２が行う文字領域抽出処理を図３の第１の実施例における文字領域抽出処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図２を参照しながら説明する。

Ｓ１：文字領域抽出部２２の平滑化部２２１は、図１に示す入力補正部２１から入力されたＹ成分の画像データに対して平滑化処理を行い、平滑化された画像データを局所平均値判定部２２２と輝度差判定部２２３とに出力する。網点領域では、輝度値の変動が大きいため、単純なエッジ検出や輝度差等の特徴量で文字領域を判定しようとしても網点領域を文字領域と誤判定するため、平滑化処理により網点領域の輝度値の変動を小さくする。
平滑化処理は、例えば注目画素を中心に５×５サイズの画素ブロックの輝度値の平均値を注目画素の輝度値に置き換える処理であるが、これに限られるものでなく、異なる大きさの画素ブロックを用いて良いし、また任意のフィルタを用いて平滑化を行うようにしても良い。

Ｓ２：局所平均値判定部２２２は、平滑化部２２１によって出力された画像データを用いて局所平均値判定を行い、作成した局所平均値判定データを文字領域判定部２２４に出力する。
局所平均値判定は、画像データの各画素に対して行われ、局所平均値判定処理された場合は「１」、非局所平均値判定処理された場合は「０」の値となる。なお、局所平均値判定部２２２が行う局所平均値判定処理の詳細は後述する。

Ｓ３：輝度差判定部２２３は、平滑化部２２１によって出力された画像データを用いて輝度差判定を行い、作成した輝度差判定データを文字領域判定部２２４に出力する。
輝度差判定は、画像データの各画素に対して行われ、輝度差判定処理された場合は「１」、非輝度差判定処理された場合は「０」の値となる。なお、輝度差判定部２２３が行う輝度差判定処理の詳細は後述する。

Ｓ４：文字領域判定部２２４は、局所平均値判定部２２２によって出力された局所平均値判定データと、輝度差判定部２２３によって出力された輝度差判定データとを用いて文字領域判定を行い、作成した文字領域判定データを図１に示す文字領域強調部２３に出力して本処理を終了する。
文字領域判定は、局所平均値判定データと輝度差判定データとの両方のデータの「１」の画素を文字領域と判定し、それ以外の画素を非文字領域と判定する。この処理を画像中の全画素に対して行う。

次に、図２に示す局所平均値判定部２２２が行う局所平均値判定処理を図４の第１の実施例における局所平均値判定処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図２を参照しながら説明する。
Ｓ２１：局所平均値判定部２２２は、平滑化部２２１から入力された画像データの注目画素周辺の所定数の画素ブロックを局所範囲（第１の局所範囲）に設定する。例えば、注目画素を中心に５×５画素の範囲を局所範囲と設定するが、これに限られるものでなく、異なる範囲を局所範囲に設定しても良い。

図５（ａ）は、平滑化部２２１によって平滑化された入力画像の一部の例を表す図である。図５（ａ）の斜線の領域は網点領域であるが、平滑化処理によって輝度値の変動が小さくなっている。
図５（ｂ）は、図５（ａ）の文字の横線部分を拡大した図である。図５（ｂ）の１つの四角形が１つの画素を表しており、斜線５１の画素は文字の画素（以下、「文字画素」という。）を表し、斜線５２の画素は平滑化により文字画素の影響を受ける網点の画素（以下、「網点画素１」という。）を表し、斜線のない領域５３の画素は平滑化により文字画素の影響を受けない網点の画素（以下、「網点画素２」という。）を表している。

図６（ａ）は、Ｓ２１において図５（ｂ）に局所範囲を設定した例を表す図である。図中「注」と書かれた画素が注目画素６１であり、太線の四角形が局所範囲６２を表している。
Ｓ２２：局所平均値判定部２２２は、Ｓ２１において設定した局所範囲内の輝度値を用いて閾値Ｔｈ１を算出する。閾値Ｔｈ１は、局所範囲内の輝度値の平均値（平均画素値）を用いる。また、閾値Ｔｈ１は、局所範囲内の輝度値の平均値から予め設定された所定値を減算した値を用いても良いし、局所範囲内の輝度値の平均値に１未満の実数を乗算した値を用いても良い。

Ｓ２３：局所平均値判定部２２２は、注目画素の輝度値が閾値Ｔｈ１（第１の閾値）未満か否かを判定し、注目画素の輝度値が閾値Ｔｈ１未満であると判定すると処理をＳ２４へ移行し、閾値Ｔｈ１未満でないと判定すると処理をＳ２５へ移行する。
Ｓ２４：注目画素の輝度値が閾値Ｔｈ１未満であると判定した局所平均値判定部２２２は、注目画素の局所平均値判定データの値を「１」に設定することで局所平均値判定処理を行い、処理Ｓ２６へ移行する。

ここで、注目画素の輝度値が閾値Ｔｈ１未満となる画素は、局所範囲内でも輝度値が低い画素と判定される。図６（ａ）の例では、注目画素６１が文字画素であり、局所範囲６２内には文字画素と網点画素１とが含まれる。網点上に文字を含む画像データの場合、文字の輝度値が網点領域より小さくなければ文字が読み難くなるため、輝度値の大きさは、網点画素２＞網点画素１＞文字画素、となる。また、閾値Ｔｈ１は文字画素と網点画素１との輝度値の平均値であるため、輝度値の大きさは、網点画素１＞閾値Ｔｈ１＞文字画素、となる。

したがって、図６（ａ）の例の注目画素６１には、局所平均値判定データの値を「１」に設定する局所平均値判定処理が行われる。
また、図６（ｂ）に示すように、局所範囲６２内のすべての画素が網点画素２となるような網点領域では、平滑化処理を行っても完全に輝度値が一様な領域にはならないため、網点領域でも輝度値の低い画素は、局所平均値判定データの値を「１」に設定する局所平均値判定処理が行われる。

Ｓ２５：注目画素の輝度値が閾値Ｔｈ１以上であると判定した局所平均値判定部２２２は、注目画素の局所平均値判定データの値を「０」に設定することで非局所平均値判定処理を行い、処理Ｓ２６へ移行する。
ここで、図６（ｃ）の例では、注目画素６１が網点画素２であり、文字に隣接する網点領域の画素である。局所範囲６２内には網点画素１と網点画素２とが含まれる。網点画素１と網点画素２との平均輝度値が閾値Ｔｈ１となり、輝度値の大きさは、網点画素２＞閾値Ｔｈ１＞網点画素１、となるため、図６（ｃ）の例の注目画素６１には、局所平均値判定データの値を「０」に設定する非局所平均値判定処理が行われる。

また、図６（ｄ）の例では、注目画素６１が網点画素１であり、文字に隣接する網点領域の画素である。局所範囲６２内には文字画素、網点画素１および網点画素２が含まれている。文字画素、網点画素１および網点画素２の平均輝度値が閾値Ｔｈ１となり、輝度値の大きさは、網点画素２＞網点画素１＞閾値Ｔｈ１＞文字画素、となるため、図６（ｄ）の例の注目画素６１には、局所平均値判定データの値を「０」に設定する非局所平均値判定処理が行われる。

ただし、局所範囲６２内に含まれる網点画素２の数が多くなる場合、閾値Ｔｈ１の値が大きくなり、網点画素１の輝度値が閾値Ｔｈ１未満となる可能性があるが、Ｓ２２で説明した局所範囲内の輝度値の平均値から予め設定された値で減算した値や局所範囲内の輝度値の平均値に１未満の実数を乗算した値のように、閾値Ｔｈ１を局所範囲内の輝度値の平均値よりも低くなるような値に設定することにより、網点画素１を非局所平均値判定処理することができる。

また、図６（ｅ）に示すように、Ｓ２１において局所範囲の大きさが３×３画素で設定された場合、注目画素６１が網点画素１であり、局所範囲６２内の画素に文字画素が含まれない場合がある。図６（ｅ）の局所範囲６２内には、網点画素１と網点画素２とが含まれ、網点画素１と網点画素２との平均輝度値が閾値Ｔｈ１となり、輝度値の大きさは、網点画素２＞閾値Ｔｈ１＞網点画素１、となるため、図６（ｅ）の局所範囲６２では網点画素１は局所平均値判定処理されてしまう。
したがって、Ｓ２１で設定する局所範囲（第１の局所範囲）６２の大きさを平滑化部２２１の平滑化処理の範囲の大きさ以上の範囲を設定することで局所平均値判定処理の判定精度が向上する。

Ｓ２６：局所平均値判定部２２２は、すべての画素の局所平均値判定が終了したか否かを判定し、すべての画素の局所平均値判定が終了していないと判定すると処理をＳ２１へ移行してＳ２１〜Ｓ２５の処理を繰り返し、すべての画素の局所平均値判定が終了したと判定すると本処理を終了する。
図６（ｆ）は、図５（ｂ）に示す文字の横線部分の局所平均値判定の結果を表す図である。このように局所平均値判定処理される画素は、文字画素と、局所範囲内の全画素が網点画素２であって網点画素２の中でも輝度値の低い画素である。

次に、図２に示す輝度差判定部２２３が行う輝度差判定処理を図７の第１の実施例における輝度差判定処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図２を参照しながら説明する。
Ｓ３１：輝度差判定部２２３は、平滑化部２２１から入力された画像データの注目画素周辺の所定数の画素ブロックを局所範囲（第２の局所範囲）に設定する。例えば、注目画素を中心に９×９画素の範囲を局所範囲と設定するが、これに限られるものでなく、異なる範囲を局所範囲に設定しても良い。

図８（ａ）は、Ｓ３１において図５（ｂ）に局所範囲を設定した例を表す図である。図中「注」と書かれた画素が注目画素８１であり、太線の四角形が局所範囲８２を表している。
Ｓ３２：輝度差判定部２２３は、Ｓ３１で設定した局所範囲内の最大輝度値（Ｍａｘ）と最小輝度値（Ｍｉｎ）とを検出する。

Ｓ３３：輝度差判定部２２３は、Ｓ３２で検出した最大輝度値（Ｍａｘ）と最小輝度値（Ｍｉｎ）の差分値（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）が、予め設定された閾値Ｔｈ２（第２の閾値）より大きいか否かを判定し、差分値（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）が閾値Ｔｈ２より大きいと判定すると処理をＳ３４へ移行し、差分値（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）が閾値Ｔｈ２以下であると判定すると処理をＳ３５へ移行する。
ここで、閾値Ｔｈ２は、文字画素の輝度値と網点画素２の輝度値の差分値よりも若干小さい値を設定するのが好ましい。例えば、閾値Ｔｈ２は「３０」の値を設定する。

Ｓ３４：局所範囲内の最大輝度値（Ｍａｘ）と最小輝度値（Ｍｉｎ）の差分値（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）が、予め設定された閾値Ｔｈ２より大きいと判定した輝度差判定部２２３は、注目画素の輝度差判定データの値を「１」に設定することで輝度差判定処理を行い、処理Ｓ３６へ移行する。
図８（ａ）の例では、注目画素８１が文字画素であり、局所範囲８２内には文字画素、網点画素１および網点画素２が含まれている。局所範囲８２内の最小輝度値（Ｍｉｎ）は文字画素の輝度値であり、最大輝度値（Ｍａｘ）は網点画素２の輝度値となる。したがって、図８（ａ）に示す注目画素８１は輝度差判定処理が行われる。

図８（ｂ）に示すように、Ｓ３１において設定する局所範囲の大きさを７×７画素で設定した場合、局所範囲８２内には文字画素と網点画素１とが含まれている。局所範囲８２内の最小輝度値は文字画素の輝度値であり、最大輝度値は網点画素１の輝度値となる。網点画素１の輝度値は、平滑化により文字画素の影響を受け、網点画素２の輝度値に比べて値が低くなる。
したがって、図８（ｂ）に示す局所範囲８２内の最大輝度値と最小輝度値の差分値は、図８（ａ）に示す局所範囲８２内の最大輝度値と最小輝度値の差分値に比べて小さくなり、閾値Ｔｈ２の値によっては図８（ｂ）の注目画素８１が輝度差判定処理されない場合がある。

Ｓ３１において設定する局所範囲（第２の局所範囲）の大きさは、文字領域と判定したい文字の文字幅の大きさと、平滑化部２２１の平滑化処理の範囲の大きさとの和より大きい範囲を設定することにより、輝度差判定処理の判定精度が向上する。
図８（ｂ）の例では、文字幅の大きさ（画素数）が３、平滑化処理の範囲の大きさが５×５画素であるため、Ｓ３１において設定する局所範囲の大きさは９×９画素以上で設定することが望ましい。
なお、局所範囲内に文字画素と網点画素２とが１画素でも含まれていれば輝度差判定処理されるので、本実施例のように局所範囲を９×９画素に設定した場合、文字画素と、文字に隣接する網点画素１と、網点画素２とは輝度差判定処理される。

Ｓ３５：局所範囲内の最大輝度値（Ｍａｘ）と最小輝度値（Ｍｉｎ）の差分値（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）が、予め設定された閾値Ｔｈ２以下と判定した輝度差判定部２２３は、注目画素の輝度差判定データの値を「０」に設定することで非輝度差判定処理を行い、処理Ｓ３６へ移行する。
局所範囲内の画素がすべて網点画素２となるような網点領域では、平滑化により輝度値の変動が小さくなっているため、局所範囲内の最大輝度値と最小輝度値の差分値は小さくなり、非輝度差判定処理が行われる。

Ｓ３６：輝度差判定部２２３は、すべての画素の輝度差判定が終了したか否かを判定し、すべての画素の輝度差判定が終了していないと判定すると処理をＳ３１へ移行してＳ３１〜Ｓ３５の処理を繰り返し、すべての画素の輝度差判定が終了したと判定すると本処理を終了する。
図８（ｃ）は、図５（ｂ）に示す文字の横線部分の輝度差判定の結果を表す図である。このように輝度差判定処理される画素は、文字画素と、文字に隣接する網点画素１と、網点画素２とである。

図２に示す文字領域判定部２２４は、上述したように局所平均値判定処理および輝度差判定処理の両方の判定処理が行われた画素を文字領域と判定する。すなわち、文字領域判定部２２４は、局所平均値判定部２２２により注目画素の画素値が第１の閾値Ｔｈ１未満と判定され、かつ輝度差判定部２２３により第２の局所範囲内の画素値の最大値と最小値との差分値が第２の閾値Ｔｈ２より大きいと判定された画素を文字領域と判定する。
局所平均値判定処理される画素は、図６（ｆ）に示したように文字画素や局所範囲内の全画素が網点画素２であって網点画素２の中でも輝度値の低い画素である。

一方、輝度差判定処理される画素は、図８（ｃ）に示したように文字画素と、文字に隣接する網点画素１と、網点画素２とである。
局所平均値判定処理と輝度差判定処理との両方に判定される画素は、文字画素のみとなり、文字画素のみを文字領域と判定することとなる。図９は、図５（ｂ）に示す文字の横線部分の文字領域判定結果を表す図である。
ここで、図２に示す平滑化部２２１が平滑化処理を行う範囲と、局所平均値判定部２２２および輝度差判定部２２３が設定する局所範囲との関係について図１０を用いて説明する。

図１０（ａ）は、輝度差判定部２２３が図７のＳ３１で局所範囲を１１×１１画素で設定したときの輝度差判定結果を表す図である。このように、局所範囲を大きく設定することにより、文字画素に隣接する画素を広く輝度差判定処理する。輝度差判定部２２３の局所範囲を１１×１１画素で設定し、平滑化部２２１の平滑化処理の範囲や局所平均値判定部２２２が設定する局所範囲を変更せずに、文字領域判定処理を行うと図１０（ｂ）に示す結果となり、網点画素２の一部を文字領域と誤判定してしまうことがある。その理由を以下に説明する。

輝度差判定部２２３の局所範囲を１１×１１画素で設定された場合、図１０（ｃ）に示すように、文字画素に隣接する５画素分（図中領域９１）を輝度差判定処理する。
平滑化部２２１は、平滑化処理を行う範囲の大きさによって文字画素の影響を文字画素に隣接する画素に与え、平滑化処理の範囲が５×５画素で設定された場合、図１０（ｄ）に示すように、文字画素に隣接する２画素分（網点画素１の図中領域９２）に影響を与える。

局所平均値判定部２２２は、平滑化処理による文字画素の影響を受けた２画素分を非局所平均値判定処理する。
また、局所平均値判定部２２２は、平滑化処理による文字画素の影響を受けた画素に隣接する画素を局所範囲の大きさによって非局所平均値判定処理し、局所平均値判定の局所範囲が５×５画素で設定された場合、図１０（ｄ）に示すように、さらに２画素分（網点画素２の図中領域９３）を非局所平均値判定処理する。

文字画素に隣接する画素において、輝度差判定部２２３で輝度差判定処理される画素は５画素分（図中領域９１）であり、局所平均値判定部２２２で非局所平均値判定処理される画素は４画素分（図中領域９２および領域９３）となり、文字画素に隣接する画素で輝度差判定処理される画素数が非局所平均値判定処理される画素数よりも多いため、図１０（ｂ）に示すように文字領域判定で一部に誤判定が発生する。このような理由により、網点画素２の一部を文字領域と誤判定してしまうことがある。

この場合、平滑化部２２１の平滑化処理の範囲を大きくするか、局所平均値判定部２２２の局所範囲を大きくすれば良いが、平滑化処理の範囲を大きくすると細い線の文字の輝度差が小さくなり細い線の文字画素を輝度差判定処理し難くなるので、局所平均値判定部２２２の局所範囲を大きくすることが望ましい。
例えば、局所平均値判定部２２２の局所範囲の大きさを７×７画素で設定して局所平均値判定を行った結果を図１０（ｅ）に示す。

図１０（ｅ）に示すように、文字画素に隣接する画素で非局所平均値判定処理される画素は５画素分（図中領域９４および領域９５）となり、図１０（ｃ）に示すように、文字画素に隣接し、輝度差判定処理される画素数（図中領域９１）と等しくなる。
平滑化部２２１が平滑化処理を行う範囲を５×５画素、局所平均値判定部２２２の局所範囲の大きさを７×７画素、輝度差判定部２２３の局所範囲を１１×１１画素で設定して文字領域判定を行った場合、図９に示す文字領域判定結果と同じ文字領域判定結果が得られる。

このように、文字画素に隣接する画素で、非局所平均値判定処理される画素数が輝度差判定処理される画素数以上になるように局所範囲を設定することにより、文字領域判定の判定精度が向上するため、平滑化部２２１が平滑化処理を行う範囲の大きさと、局所平均値判定部２２２の局所範囲（第１の局所範囲）の大きさとの和が、輝度差判定部２２３の局所範囲（第２の局所範囲）の大きさより大きくなるように設定することが望ましい。

以上説明したように、第１の実施例では、局所平均値判定処理と輝度差判定処理との両方の判定処理が行われた画素を文字領域と判定するようにしたことにより、文字に隣接する背景・網点を文字領域と誤判定することを低減させ、文字領域の判定精度を向上させることができるという効果が得られる。
また、局所平均値判定で設定する局所範囲の大きさを、平滑化処理の範囲の大きさ以上に設定することにより、局所平均値判定の判定精度を向上させることができるという効果が得られる。

さらに、輝度差判定で設定する局所範囲の大きさを、文字領域と判定したい文字の文字幅の大きさと、平滑化処理の範囲の大きさとの和より大きい範囲に設定することにより、輝度差判定の判定精度を向上させることができるという効果が得られる。
また、平滑化処理を行う範囲の大きさと、局所平均値判定で設定する局所範囲の大きさとの和が、輝度差判定の局所範囲の大きさより大きくなるように設定することにより、文字領域判定の判定精度を向上させることができるという効果が得られる。

図１１は第２の実施例における画像処理装置の構成を示すブロック図である。第２の実施例における画像処理装置としてのコピー装置の構成は、図１に示す第１の実施例におけるコピー装置１００の文字領域抽出部２２に替えて領域抽出部２５、文字領域強調部２３に替えて領域処理部２６を備えたものとしている。
以下に、第２の実施例の構成を説明する。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１１において、画像処理装置としてのコピー装置１００は、原稿を画像データとして読み取り、読取った画像データに対して所定の処理を施して印刷を行う装置であり、画像入力部１と、画像処理部２と、画像出力部３とにより構成され、画像処理部２は、入力補正部２１と、領域抽出部２５と、領域処理部２６と、出力画像処理部２４とにより構成されている。

領域処理部２６は、後述する領域抽出部２５によって出力される領域判定データを用いて、入力補正部２１によって出力された画像データで文字領域と判定された画素に対してアンシャープマスク等の強調処理を行い、また網点領域と判定された画素に対して平滑化処理等を行い、各処理が行われた画像データを出力画像処理部２４に出力する。この領域処理部２６は、輝度成分のみを強調する場合、入力された画像データのＹ成分のみ強調処理を行う。

次に、領域抽出部２５を図１２の第２の実施例における領域抽出部の構成を示すブロック図に基づいて説明する。第２の実施例における領域抽出部の構成は、図２に示す第２の実施例における文字領域抽出部２２の文字領域判定部２２４に替えて領域判定部２２６を備え、また網点判定部２２５を追加したものとしている。
図１２において、領域抽出部２５は、平滑化部２２１と、局所平均値判定部２２２と、輝度差判定部２２３と、網点判定部２２５と、領域判定部２２６とにより構成されている。

網点判定部２２５は、入力された画像データと予め用意された網点パターンを用いて網点領域を判定して網点判定データを作成し、その網点判定データを領域判定部２２６に出力する。網点判定データは、各画素の網点判定結果を表す２値データであり、例えば値が「１」の画素は網点判定処理された画素、値が「０」の画素は非網点判定処理された画素を表す。

領域判定部２２６は、局所平均値判定部２２２の判定結果と、輝度差判定部２２３の判定結果と、網点判定部２２５の判定結果とを組み合わせて文字領域および網点領域の抽出を行うものである。
この領域判定部２２６は、局所平均値判定部２２２によって出力された局所平均値判定データと、輝度差判定部２２３によって出力された輝度差判定データと、網点判定部２２５によって出力された網点判定データとを用いて領域判定データを作成し、その領域判定データを図１１に示す領域処理部２６に出力する。

図１１に示す画像処理部２で行われる各動作は、コピー装置１００に実装されている図示しない記憶部に記憶された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて制御部としてのＣＰＵが制御する。制御プログラムは、コピー装置１００が有する記憶部としての不揮発性メモリや揮発性メモリまたはハードディスク等の記憶媒体等に格納されていても良い。
コピー装置１００が行う処理の過程で発生する各種画像データ、局所平均値判定データ、輝度差判定データ、網点パターンデータ（１つ以上の網点パターンデータ）、網点判定データ、領域判定データおよび予め設定されている閾値等は、コピー装置１００が有する記憶部としての不揮発性メモリや揮発性メモリまたはハードディスク等の記憶媒体等に記憶され、また処理が終了した後に消去しても良い。

上述した構成の作用について説明する。
まず、図１２に示す領域抽出部２５が行う領域抽出処理を図１３の第２の実施例における領域抽出処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図１２を参照しながら説明する。
Ｓ１〜Ｓ３：図３におけるＳ１〜Ｓ３と同様の処理なのでその説明を省略する。

Ｓ５：領域抽出部２５の網点判定部２２５は、入力された画像データを用いて網点判定を行い、作成した網点判定データを領域判定部２２６に出力する。
網点判定は、画像データの各画素に対して行われ、網点判定処理された場合は「１」、非網点判定処理された場合は「０」の値となる。なお、網点判定部２２５が行う網点判定処理の詳細は後述する。

Ｓ６：領域判定部２２６は、局所平均値判定部２２２によって出力された局所平均値判定データと、輝度差判定部２２３によって出力された輝度差判定データと、網点判定部２２５によって出力された網点判定データとを用いて文字領域判定および網点領域判定を行い、作成した領域判定データを図１１に示す領域処理部２６に出力して本処理を終了する。
文字領域判定および網点領域判定は、網点判定データの値が「１」の画素を網点領域と判定し、網点判定データの値が「０」であり、局所平均値判定データと輝度差判定データとの両方のデータの「１」の画素を文字領域と判定する。また、網点領域および文字領域でない画素は非文字・網点領域と判定する。この処理を画像中の全画素に対して行う。

次に、図１２に示す網点判定部２２５が行う網点判定処理を図１４の第２の実施例における網点判定処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図１２を参照しながら説明する。
Ｓ５１：網点判定部２２５は、入力された画像データの注目画素周辺の所定数の画素ブロックを局所範囲に設定する。例えば、注目画素を中心に１１×１１画素の範囲を局所範囲と設定するが、これに限られるものでなく、異なる範囲を局所範囲に設定しても良い。

Ｓ５２：網点判定部２２５は、Ｓ５１において設定した局所範囲内の輝度値を用いて閾値Ｔｈ３を算出する。閾値Ｔｈ３は、局所範囲内の輝度値の平均値を用いる。
Ｓ５３：網点判定部２２５は、局所範囲内の画素値を抽出し、閾値Ｔｈ３で局所範囲内の画素値を２値化する。網点判定部２２５は、抽出した局所範囲内の画素値が閾値Ｔｈ３未満であれば「１」、閾値Ｔｈ３以上であれば「０」とする。

Ｓ５４：網点判定部２２５は、Ｓ５３において行った２値化の結果と、予め用意されている網点パターンデータとを比較して一致度を算出し、一致度が予め設定された閾値Ｔｈ４より大きいか否か判定し、一致度が閾値Ｔｈ４より大きいと判定すると処理をＳ５５へ移行し、閾値Ｔｈ４以下であると判定すると処理をＳ５６へ移行する。
一致度は、２値化の結果の画素の値と、網点パターンの画素の値とが一致する画素数とする。

網点パターンデータは、例えば図１５に示すような網点パターンを一または複数用意し、各網点パターンで一致度を算出して１つでも閾値Ｔｈ４より大きい一致度が算出されれば処理をＳ５５へ移行するものとする。
このように、網点パターンを、低線数から中線数の網点を判定するような様々なパターンとして用意することで異なる角度、線数、濃度の網点を判定することが可能になる。

Ｓ５５：一致度が閾値Ｔｈ４より大きいと判定した網点判定部２２５は、注目画素の網点判定データの値を「１」に設定することで網点判定処理を行い、処理Ｓ５７へ移行する。
Ｓ５６：一致度が予め設定された閾値Ｔｈ４以下であると判定した網点判定部２２５は、注目画素の網点判定データの値を「０」に設定することで非網点判定処理を行い、処理Ｓ５７へ移行する。

Ｓ５７：網点判定部２２５は、すべての画素の網点判定が終了したか否かを判定し、すべての画素の網点判定が終了していないと判定すると処理をＳ５１へ移行してＳ５１〜Ｓ５６の処理を繰り返し、すべての画素の網点判定が終了したと判定すると本処理を終了する。
網点判定部２２５は、すべての画素の網点判定が終了した後、判定結果の補正処理を行うようにしても良い。例えば、注目画素を中心に１１×１１画素の範囲に網点判定された画素が１０個以上存在する場合、注目画素の網点判定データを「１」にし、１０個未満の場合、注目画素の網点判定データを「０」にするなどである。

このように、局所平均値判定と輝度差判定との両方の判定処理が行われた画素を文字領域と判定する場合、平滑化処理によって網点領域の輝度値の変動が小さくなるような中線数から高線数の網点領域を文字領域と判定しないが、平滑化処理を行っても網点領域の輝度値の変動があまり小さくならないような低線数から中線数の網点領域を文字領域と判定する可能性があるため、網点判定により低線数から中線数の網点を網点領域と判定し、網点判定された画素は文字領域と判定しないようにしたことにより、文字領域判定の判定精度が向上する。

以上説明したように、第２の実施例では、第１の実施例の効果に加え、網点判定により低線数から中線数の網点を網点領域と判定し、網点判定された画素は文字領域と判定しないようにしたことにより、文字領域判定の判定精度を向上させることができるという効果が得られる。
なお、第１の実施例および第２の実施例では、画像処理装置をコピー装置として説明したが、それに限られるものでなく、入力された画像を処理する装置であれば、画像読取装置としてのスキャナや複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）などとしても良い。

１ 画像入力部
２ 画像処理部
３ 画像出力部
２１ 入力補正部
２２ 文字領域抽出部
２３ 文字領域強調部
２４ 出力画像処理部
２５ 領域抽出部
２６ 領域処理部
２２１ 平滑化部
２２２ 局所平均値判定部
２２３ 輝度差判定部
２２４ 文字領域判定部
２２５ 網点判定部
２２６ 領域判定部

Claims (11)

1. 画像データ中の領域の抽出を行う画像処理装置において、
   前記画像データの平滑化を行う平滑化部と、
   前記平滑化部によって平滑化された画像データ中の注目画素の周辺の所定数の画素ブロックを第１の局所範囲とし、前記第１の局所範囲内の平均画素値に基づいて決定した値を第１の閾値として前記注目画素の判定を行う局所平均値判定部と、
   前記平滑化部によって平滑化された画像データ中の注目画素の周辺の所定数の画素ブロックを第２の局所範囲とし、前記第２の局所範囲内の画素値の最大値と最小値との差分と第２の閾値とを比較して前記注目画素の判定を行う差分判定部と、
   前記局所平均値判定部の判定結果と前記差分判定部の判定結果とを組み合わせて文字領域の抽出を行う領域判定部とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置において、
   前記領域判定部は、前記局所平均値判定部により前記注目画素の画素値が前記第１の閾値未満と判定され、かつ前記差分判定部により前記第２の局所範囲内の画素値の最大値と最小値との差分値が前記第２の閾値より大きいと判定された画素を文字領域と判定することを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像処理装置において、
   前記画素値は、輝度値であることを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
   前記第１の閾値は、前記第１の局所範囲内の平均画素値であることを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
   前記第１の閾値は、前記第１の局所範囲内の平均画素値から所定値を減算した値であることを特徴とする画像処理装置。
6. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
   前記第１の閾値は、前記第１の局所範囲内の平均画素値に１未満の実数を乗算した値であることを特徴とする画像処理装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
   前記平滑化部は、前記画像データの注目画素の周辺の所定数の画素ブロックを平滑化処理の範囲とし、
   前記第１の局所範囲は、前記平滑化処理の範囲以上の大きさに設定されていることを特徴とする画像処理装置。
8. 請求項７に記載の画像処理装置において、
   前記第２の局所範囲は、前記画像データ中の文字幅の大きさと前記平滑化処理の範囲の大きさとの和より大きく設定されていることを特徴とする画像処理装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の画像処理装置において、
   前記平滑化処理の範囲の大きさと前記第１の局所範囲の大きさとの和が、前記第２の局所範囲の大きさより、大きく設定されていることを特徴とする画像処理装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
    前記画像データを用いて網点領域を判定する網点判定部をさらに備え、
    前記領域判定部は、前記局所平均値判定部の判定結果と前記差分判定部の判定結果と前記網点判定部の判定結果とを組み合わせて文字領域および網点領域の抽出を行うことを特徴とする画像処理装置。
11. 請求項１０に記載の画像処理装置において、
    １つ以上の網点パターンデータを記憶する記憶部をさらに備え、
    前記網点判定部は、前記画像データ中の注目画素の周辺の所定数の画素ブロックと前記網点パターンデータとを比較して網点領域を判定することを特徴とする画像処理装置。

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