JP2629699B2

JP2629699B2 - 画像領域識別装置

Info

Publication number: JP2629699B2
Application number: JP62094671A
Authority: JP
Inventors: 譲鈴木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1987-04-16
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JPS63260267A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、文字，写真，網点印刷等の各種原稿を読み
取って、画像処理，編集等を施す画像処理装置に関し、
特に原稿の種類を識別する画像領域識別装置に関する。

〔従来の技術〕

ディジタル複写機，ファクシミリ等の画像処理装置に
おいては、各種原稿を読み取って、画像処理，編集等を
施したのち記録を行うようになっている。

一般の文書原稿中には、例えば、カタログのように文
字等の２値画像領域と写真や網点等の中間調画像領域と
が混在しているものが多数ある。このような原稿を読み
取って記録するに際し、原稿全面にわたって２値化して
記録すると文字の再現性は良いが、中間調部の品質が劣
化し、また逆にディザ等の中間調生成法により記録する
と、中間長は良好に再現されるが、文字は劣化してしま
うという問題がある。

それぞれに対して品質が良好となるように、例えば文
字は２値化し、中間調はディザ処理するためには、２種
の異なった領域を識別することが必要になる。

この領域を識別するための手法として、特開昭58−33
74号公報に示されるように、画面を複数の画素からなる
ブロックに分割し、各ブロック内で画素濃度の最大値と
最小値の差を求め、この差が或る閾値より大きい場合に
は、２値画像領域と判定し、閾値より小さい場合には中
間調画像領域と判定する方式がある。また、特開昭58−
220563号公報に示されるように、画素マトリックスの中
心画素レベルであるフォーカス値と、画素マトリックス
の平均値であるデフォーカス値の差の絶対値をとり、こ
れが或る閾値より大きいときは２値画像領域と判定する
方式も知られている。

これらの方式によれば、文字と写真に関しては、それ
ぞれ濃度勾配の変化の状態が大幅に異なるので両者を比
較的容易に識別することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、いずれの方式も濃度勾配の急峻な変化のみに
着目しているために文字と網点を識別できないという欠
点があった。すなわち、網点には文字と同様に濃度勾配
の急峻な変化が存在するため、網点を文字と誤認してし
まうという問題があった。したがって、各領域に対して
最適な処理を施すことができず、高画質の画像を得るこ
とができなかった。

本発明は、上述の問題点を解決するために案出された
ものであって、文字，写真，網点の異なった３領域を高
い確度で識別することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の画像領域識別装置は、前記目的を達成するた
め、原稿情報を複数画像単位にわたる大きさの窓で走査
し前記窓内において走査の方向に関して注目画像単位の
前に位置する複数の近傍画像単位の濃度の最大値と前記
注目画像単位の後に位置する複数の近傍画像単位の濃度
の最大値との間の最大値間レベル差を検出する手段と、
前記窓内の最大値と最小値との間の最大値最小値間レベ
ル差を検出する手段と、前記最大値間レベル差及び前記
最大値最小値間レベル差によって前記画像単位の画像領
域を識別する手段とを設けたことを特徴とする。

前記画像領域を識別する手段としては、前記最大値間
レベル差の絶対値が第１の閾値以上のときは文字領域、
前記最大値間レベル差の絶対値が前記第１の閾値より小
さく且つ前記最大値最小値間レベル差が第２の閾値以上
のときは網点領域、それ以外であるときは写真領域と識
別するものを使用することができる。

また、前記走査は主走査方向及び副走査方向に行われ
るものであって、前記両方向の識別結果と領域の種別と
の予め定められた関係を記憶する記憶手段と、前記両方
向の識別結果に対する前記記憶手段に記憶された内容を
参照して前記注目画像単位の領域判定を出力する手段と
を更に具備する。

〔作用〕

まず、画像領域の識別原理について説明する。

本発明では、原稿を複数画素又は複数ブロック等の複
数画像単位にわたる大きさの窓で走査し、このときの注
目画像単位をはさむ前後の近傍画像単位の濃度変化に着
目して、文字部，網点部，写真部を分離するようにして
いる。なお、以下の説明においては、画素単位で濃淡値
の変化を検出する場合を例に挙げて説明する。

第２図は網点部21及び文字部22を含む画像の水平方向
すなわち主走査方向の濃度分布の一例を示す。なお、図
中のA,B,C,D,Eは走査窓20により走査される画素を示
し、画素Ｃが注目画素である。また、走査窓20を複数ブ
ロックで構成し濃淡変化を検出する際の各ブロックの濃
度としては、当該ブロックに含まれる複数の画素の濃度
の最大値，総和，平均値等を採用することができる。

この濃度分布を、例えば、５×１の走査窓20で観察し
たときに以下のことが判る。

（１）網点部21では窓20内の最大値max,最小値min間
のレベル差max−minは大きいが、網点ピッチＰの各最大
値max1,max2間のレベル差max1−max2は小さい。なお、
ここでいう最大値とは波高値を含むものとする。

（２）文字部22では窓内最大値max,最小値min間のレ
ベル差max−minが大きく、且つ、注目画素Ｃ前後の最大
値max1,max2間のレベルmax1−max2も大きい。また、第
２図に示す例ではmax＝max2とする。

（３）また、図示しないが、写真領域では濃度の変化
は緩やかであるので、窓内最大値，最小値間のレベル
差、注目画素前後の最大値間のレベル差はともに小さ
い。

これより、窓内の最大値，最小値間のレベル差、注目
画素をはさむ前後の近傍画素の最大値間のレベル差の２
種を検出することにより、文字，網点，写真の３領域を
識別することが可能なことが判る。

すなわち、注目画素前後の最大値間でのレベル差が大
きければ文字であり、最大値間でのレベル差が小さく窓
内最大値，最小値間のレベル差が大きければ網点部であ
り、それ以外であれば写真部であると識別できる。

このような識別を垂直方向すなわち副走査方向に対し
ても行ない、両方向の識別結果に基づいて前記注目画像
単位の領域を最終決定する。例えば、主走査方向或いは
副走査方向のいずれかが文字部と判別されたときは、そ
の領域を最終的に文字部と識別することで、斜め方向を
含むほとんど全ての文字成分を検出できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明の
特徴を具体的に説明する。

まず、本発明の画像領域識別装置が適用される画像処
理装置全体の概略ブロック図を第３図に示す。

図において、１は例えばCCD（電荷結合阻止）を用い
た画像入力装置であり、原稿情報を例えば約16ドット/m
m（400ドット／インチ）の解像度で８ビットの濃淡デー
タとして読み取るものである。この画像入力装置１で読
み取られた原稿情報は、１画素８ビットの画像メモリ２
に格納される。なお、この画像メモリ２は、画像データ
をA3サイズで１ページ分格納できる容量を有している。
画像メモリ２からの画像データは、画像処理装置３に供
給され、ここで原稿中の領域が識別され、その識別結果
に応じて画像データはフィルタ処理又は固定２値化され
たのちディザ処理されることにより、原稿領域に応じて
最適な処理が行なわれる。なお、この画像処理装置３の
詳細は後述する。

また、４は制御装置であり、装置全体の信号制御を行
うものである。画像処理装置３により所定の処理が行わ
れた画像データは画像出力装置５に供給され、例えば、
約32ドット/mm（800ドット／インチ）の解像度で２値画
像の記録が行なわれる。なお、画像出力装置５として
は、電子写真式レーザビームプリンタ，サーマルプリン
タ，インクジェットプリンタ等を使用することができ
る。

画像処理装置３の詳細について、第４図を参照して説
明する。

画像入力装置１で得られた画像データは、一旦、画像
メモリ２に１ページ分格納される。次に画像データは画
像メモリ２から順次読み出され、５つの処理経路a,b,c,
d,eに分岐され、それぞれ水平方向領域識別器6,垂直方
向領域識別器7,フィルタ処理回路9,10及び固定２値化回
路11に供給される。

経路ａ及び経路ｂでは、水平及び垂直方向領域識別回
路6,7によって画像の水平及び垂直方向すなわち主走査
及び副走査方向の濃度変化を検出する。なお、これらの
領域識別回路6,7の詳細については後述する。

経路ｃでは、注目画素が写真領域であると想定して、
フィルタ処理回路９において、以下に示す係数及び第５
図に示す空間周波数特性を有する３×３のフィルタを使
用して高域強調フィルタ処理を施す。この処理により、
読み取り系で劣化した高域成分が復元される。

経路ｄでは、注目画素が網点領域と想定して、フィル
タ処理回路10において、以下に示す係数及び第６図に示
す空間周波数特性を有する７×７のフィルタによって処
理するもので、モアレ発生の原因となる133〜175線の網
点成分を除去し、且つ、鮮鋭度再現に重要な3lp（line
pairs）/mm位までの帯域を強調する特性になってる。な
お、133〜175線は133〜175lp/インチを意味する。

経路ｅでは、注目画素を文字領域と想定して、固定２
値化回路11により固定閾値Bthを用いて２値化する。こ
こでの２値化は画像データＤが固定閾値Bthより大きい
か等しいときにＤを最大濃淡値すなわち８ビットデータ
の場合255に、小さいときに最小濃淡値０に変換するも
のである。

以上のように、経路c,d,eにより３種の領域それぞれ
に対して最適な処理を施した信号を選択回路12におい
て、領域判定回路８での判定結果に基づいて選択し、デ
ィザ処理回路13でディザ処理することにより、写真，網
点等の中間調画像はディザ処理され、文字画像は２値化
されて出力される。したがって、各領域に対して最適の
処理が行われることになり品質の高い画像を得ることが
できる。

次に、先に述べた水平及び垂直方向領域識別器6,7及
び領域判定回路８について詳細に説明する。

水平及び垂直方向領域識別器6,7においては、第２図
で説明した原理に基づいて文字，網点，写真の３領域を
識別する。すなわち、窓内の最大値最小値間のレベル差
及び注目画素をはさむ前後の近傍画素の最大値間でのレ
ベル差の２種を検出することにより各領域を識別する。

第１図はこの識別を行うための具体構成例を示したも
のである。

本実施例においては、水平方向識別器６と垂直方向識
別器７の二つを設け、水平及び垂直方向に領域を識別す
る。ここでは、水平方向すなわち主走査方向に５×１の
窓を設け、画素単位で濃度を検出する場合について説明
する。

図において、61は主走査方向に５画素分の濃度データ
を格納する窓用メモリを示し、これは第２図に示す主走
査方向の５×１の窓20に対応している。

この窓用メモリ61に格納された注目画素Ｃに対して走
査方向に関して前にある画素A,Bの濃度A_d,B_dの最大値ma
x1＝max（A_d,B_d）を最大値検出回路（図中、MAXで示
す）62aにより求めると共に注目画素Ｃに対して後にあ
る画素D,Eの濃度D_d,E_dの最大値max2＝max（D_d,E_d）を最
大値検出回路62bにより求める。そして、この両者のレ
ベル差を引算回路64aにより求め、更に絶対値化回路
（図中、ABSで示す）65によりその絶対値を求める。こ
の絶対値を比較器66aにおいて予め設定された第１の閾
値th1と比較し、この閾値th1以上であれば結果a2を１、
小さければ０とする。

また、最大値検出回路62a,最大値検出回路62bの出力
及び注目画素Ｃの濃度C_dが最大値検出回路62cに供給さ
れ、窓内の最大値maxが求められる。これと同時に最小
値検出回路（図中、MINで示す）63aにおいて画素A,Bの
濃度A_d,B_dの最小値が求められ、最小値検出回路63bにお
いて画素D,Eの濃度D_d,E_dの最小値が求められる。そし
て、最小値検出回路63a,最小値検出回路63bの出力及び
注目画素Ｃの濃度C_dが最小値検出回路63cに供給され、
窓内の最小値minが求められる。窓内の最大値maxと窓内
の最小値minとのレベル差が引算回路64bにおいて求めら
れ、このレベル差を比較器66bにおいて第２の閾値th2と
比較し、この閾値th2以上であれば結果a1を１、小さけ
れば０とする。

また、垂直方向領域識別器７も水平方向領域識別器６
と同様に構成され、同様な結果a3,a4を得る。すなわ
ち、結果a3は注目画素をはさむ前後の最大値間のレベル
差が閾値th1以上のときに１、それ以外のとき０、結果a
4は窓内の最大値と最小値のレベル差が閾値th2以上のと
きは１、それ以外のときは０となる。

したがって、水平方向に関しては、 a1＝１のとき文字 a1＝０且つ a2＝１のとき網点それ以外のとき写真と識別できる。

同様に、垂直方向に関しても、 a3＝１のとき文字 a3＝０且つ a4＝１のとき網点それ以外のとき写真と識別できる。

水平及び垂直方向の識別結果は以上のようになるが、
領域判定回路８では、これらの結果a1〜a4から最終の領
域判定を行う。この領域判定回路８は４ビットアドレス
のROM（読み出し専用メモリ）で構成されており、結果
を２ビット信号r1,r2で出力する。すなわち、領域判定
回路８では、結果a1〜a4をアドレスとして予め判定条件
を設定しておき、出力として２ビット信号r1,r2を得
る。領域判定回路８のROMの内容例を第１表に示す。

以上のようにして得られた結果r1,r2にしたがい、第
４図に示す選択回路12により、経路c,d,eの信号の何れ
かを選択することにより、それぞれの領域に適した信号
を出力でき、高画質の画像を得ることができる。

なお、第２図において、原稿情報を走査する窓20の走
査方向の大きさは、網点ピッチＰの２倍以上あることが
望ましい。例えば、原稿の網点印刷の網点密度が133線
の場合、網点ピッチＰは、Ｐ＝１インチ/133本＝190μ
ｍとなるので、窓20の大きさは、190μｍ×２＝380μｍ
以上あればよい。このように、窓20の大きさを網点ピッ
チの２倍以上に設定することにより網点が低線数の場合
でも、文字と網点との識別が確実に実現できる。これ
は、垂直方向に関しても同様である。また、画像入力装
置１の解像度が16ドット/mmの場合、原稿読み取りのサ
ンプリング間隔は1mm/16ドット＝62.5μｍとなる。した
がって、133線の網点を含む原稿を処理する際には、190
×2/62.5≒６から、走査窓20の画素数は、奇数をとって
７画素以上に設定すればよい。

なお、上述の実施例においては、画素単位で濃淡変化
を検出するようにしたが、ブロック単位で濃度を検出す
るようにしてもよい。

更に、本発明をカラー画像へ適用する場合には、赤，
緑，青のフィルタで読み取られた３種の色信号から輝度
信号を生成し、この輝度信号を濃度信号として本処理を
適用すれば回路構成が簡略化される。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明においては、複数画像単位
にわたる大きさの窓を用いて原稿情報を走査し、注目画
像単位の前後に位置する複数の近傍画像単位の濃度のそ
れぞれの最大値の間のレベル差を検出すると共に、窓内
の最大値と最小値との間のレベル差を検出し、２つのレ
ベル差の大小に応じて文字，網点，写真の判別をするよ
うにしている。網点は濃度変化は大きいが最大値間のレ
ベル差が小さいので、網点が文字と誤認されることがな
く、また、写真は濃度変化が小さいので網点及び文字か
ら識別できる。したがって、文字，網点，写真の３種の
領域を確実に識別でき、この識別結果に応じて各領域を
画像処理すれば品質の高い画像を再現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の画像領域識別装置において使用
される水平方向領域識別器の構成を示すブロック図、第
２図は画像領域識別の原理を示す説明図、第３図は本発
明を実施した画像処理装置システム全体のブロック図、
第４図は本発明による画像処理装置の構成例を示すブロ
ック図、第５図は写真領域用の３次元FIRフィルタの空
間周波数特性を示すグラフ、第６図は網点領域用の２次
元FIRフィルタの空間周波数特性を示すグラフである。 61:窓用メモリ 62a,62b,62c:最大値検出回路 63a,63b,63c:最小値検出回路 64a,64b:引算回路 65:絶対値化回路 66a,66b:比較器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿情報を複数画像単位にわたる大きさの
窓で走査し前記窓内において走査の方向に関して注目画
像単位の前に位置する複数の近傍画像単位の濃度の最大
値と前記注目画像単位の後に位置する複数の近傍画像単
位の濃度の最大値との間の最大値間レベル差を検出する
手段と、前記窓内の最大値と最小値との間の最大値最小
値間レベル差を検出する手段と、前記最大値間レベル差
及び前記最大値最小値間レベル差によって前記画像単位
の画像領域を識別する手段とを設けたことを特徴とする
画像領域識別装置。
【請求項２】前記画像領域を識別する手段は、前記最大
値間レベル差の絶対値が第１の閾値以上のときは文字領
域、前記最大値間レベル差の絶対値が前記第１の閾値よ
り小さく且つ前記最大値最小値間レベル差が第２の閾値
以上のときは網点領域、それ以外であるときは写真領域
と識別することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の画像領域識別装置。
【請求項３】前記走査は主走査方向及び副走査方向に行
われるものであって、前記両方向の識別結果と領域の識別との予め定められた
関係を記憶する記憶手段と、前記両方向の識別結果に対する前記記憶手段に記憶され
た内容を参照して前記注目画像単位の領域判定を出力す
る手段と、を更に具備することを特徴とする請求項１記載の画像領
域識別装置。