JP2674083B2 - 画像領域識別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、文字線画像等で表される２値画像と、網
点、写真などで表される中間調画像の混在した文書画像
中から２値画像領域と中間調画像領域とを識別する画像
領域識別方式に関する。

（従来の技術） 原稿中に含まれる２値画像と中間調画像をデジタル画
像として良好に再現させる場合には、２値画像領域と中
間調画像領域それぞれの特性に応じた処理を行う必要が
ある。さらに通信における画像圧縮等を考慮した場合、
画像識別は必須のものとなる。

文字線画像のような２値画像の濃度特性は第７図に示
すように、近接画素との濃度差が激しい特性を示す、一
方、写真画像のような中間調画像の濃度特性は第８図に
示すように、濃度変化のゆるやかな特性となる。このよ
うな濃度特性の相違を利用して文字線画像のような２値
画像と写真のような中間調画像とを識別することができ
る。このような識別を行う従来の方式の一例として例え
ば特開昭58−205376号公報記載の方式がある。この方式
は、Ｍ×Ｎ画素のブロックを単位にしてブロック内の最
大の濃度レベルを有する画素と最少の濃度レベルを有す
る画素との濃度レベルの差を求め、その濃度レベルの差
が予め設定したしきい値よりも大きな場合は２値画像領
域、小さい場合は中間調画像領域として識別する方式で
ある。

しかし、このような従来の方式では、画像中に網点の
ような擬似中間調画像が含まれているときには高品質の
再生画像を得ることが困難であった。すなわち、網点画
像の濃度特性は第９図に示すように網点周期に相当する
ピッチを持った濃度差の激しい２値画像のような特性を
有する。そのため、上記のようなブロック内の最大濃度
差により画像領域を識別する従来の方式の装置に網点画
像を入力すると中間調画像領域とは識別されずに文字線
画像領域と識別される場合が多くなる。そのため、従来
の方式では出力画像として網点周期とディザ周期に起因
したモアレが発生し、低品質の再生画像となる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上述のような従来の技術の欠点を解消し、文
書画像中における文字線画像のような２値画像と写真画
像のような中間調画像の識別に加えて、網点画像も中間
調画像として識別でき、再生画像の品質を向上させるよ
うにすることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の画像領域識別装置
の構成は、第１図に示すように、文字線画像のような２
値画像、および網点，写真などで表される中間調画像の
混在する画像が入力され、その入力画像中の輪郭成分を
抽出する輪郭抽出部２と、その輪郭抽出部２の出力中に
含まれる網点のドットの輪郭成分を除去する網点ドット
成分除去部３と、その網点ドット成分除去部３の出力を
Ｍ×Ｎ画素のブロック単位に扱い、ブロック内の黒画素
の数によりそのブロックが文字領域であるか中間調画像
領域であるかを判定する領域判定部４とを備えたことを
特徴とするものである。

（作用） 輪郭抽出部２に文字線画像、網点画像、写真画像等の
混在する画像が入力され、その画像中の輪郭成分、即ち
網点のドット成分や文字線等の輪郭成分が抽出され、２
値信号の形式で出力される。その輪郭抽出部２の出力は
網点ドット成分除去部３へ入力され、網点の画像を中間
調画像として識別（判定）できるように、領域判定の前
処理として網点ドットの輪郭成分が除去される。そし
て、領域判定部４は、網点ドット成分除去部３の出力を
Ｍ×Ｎ画素のブロック単位に扱い、ブロック内の黒画素
の数に基づいてそのブロックが文字領域であるか中間調
画像領域であるかを判定する。

以上のように、本発明は、入力画像に対し輪郭抽出処
理を行い、更に網点ドット成分の除去を行った後に、黒
画素の数に基づき領域の判定を行うように構成したの
で、網点領域の部分が黒画素の少ない領域となり、ブロ
ック内の黒画素の数により中間調画像領域と文字領域と
を識別するとき、網点画像領域が中間調画像領域として
正しく識別することができる。また、輪郭抽出処理は多
値処理であるが、その輪郭抽出処理を行った後の輪郭画
像信号は２値信号となるので、網点ドット成分の除去処
理や領域判定処理がすべて２値処理できるため、構成が
簡単となり、処理速度が速くなり、リアルタイム処理が
できるという利点が得られる。

（実施例） 第１図は本発明による画像領域識別装置を含む画像処
理装置の概略構成の一例を示すブロック図であり、第２
図は第１図における画像領域識別装置の部分の一実施例
を示すものである。

この第１図に示す画像処理装置は、文字線画像、網点
画像、写真画像の混在する画像を入力する画像入力部１
と、その画像中の輪郭成分を抽出する輪郭抽出部２と、
その輪郭抽出部２の出力中に含まれる網点のドットの輪
郭成分を除去する網点ドット成分除去部３と、その網点
ドット成分除去部３の出力をＭ×Ｎ画素のブロック単位
に扱い、ブロック内の黒画素の数によりそのブロックが
文字領域であるか中間調画像領域であるかを判定する領
域判定部４と、領域判定部４の各ブロックの判定結果を
近接ブロックの判定結果により補正する領域判定補正部
５と、画像入力部１からの画像信号を２値処理する２値
処理部６と、画像入力部１からの画像信号をディザしき
い値を用いて擬似中間調に変換する中間調処理部７と、
領域判定補正部５からの領域判定出力に従って２値処理
部の出力と中間調処理部７の出力の一方を選択して画像
合成をする画像合成部８とからなっている。

第２図は、第１図における輪郭抽出部２、網点ドット
成分除去部３、領域判定部４、領域判定補正部５からな
る画像領域識別装置部の具体的構成の一例、すなわち本
発明の実施例を示すものである。

この実施例では輪郭抽出部２には第３図に示すような
３×３要素の重み係数をもったエッジ検出フィルタ12が
用いられる。中央の要素の係数として８が割り当てら
れ、その周りの８個の要素の係数として−１が割り当て
られており、これらの係数は入力画像の３×３画素にそ
れぞれ乗算され、各乗算結果の総和が算出される。３×
３画素の各濃度が同じである場合には前記算出された総
和の値は０となり、他方、３×３画素内に濃度差がある
場合には前記算出された総和の絶対値は濃度差が大きい
程大となる。エッジ検出フィルタ12の出力の大きさはし
きい値処理部13で一定のしきい値と比較され、しきい値
よりも大きいときに、３×３画素の中央の画素の属する
領域が輪郭であると判定され、その他の場合は非輪郭と
判定され、それぞれを示す２値信号が出力される。

このような輪郭の検出を、入力画像の全ての画素に対
して行うために、入力画像から順次に３×３画素づつの
ブロックが抽出される。そのためラインメモリ10,11が
設けられ、入力画像を３ライン並列する処理が行われ、
ライン方向に画素直列にエッジ検出フィルタ12に入力さ
れる。

輪郭の検出は本実施例のエッジ検出フィルタ12に限ら
ず、ブロック内の濃度差によい判定する方法やその他の
公知の輪郭検出法を利用することができる。

以上のような輪郭抽出部２の処理によって、入力画像
の輪郭のみが残った２値の出力画像が得られる。すなわ
ち、この処理の結果、出力画像としては写真画像領域に
おけるエッジ成分、網点画像領域のドットにおけるエッ
ジ成分、および網点ドットに相当する孤立した黒画素、
文字領域における文字の輪郭が残った画像となる。網点
ドットの大きさは通常２ないし３画素であるため、実際
には黒画素の集まりとして観測される。

網点ドット成分除去部３はラインメモリ14,15,16およ
びパターンマッチング処理部17からなっている。網点画
像における網点ドット成分を除去するため、第４図に示
すような孤立点除去マスクを用いる。本実施例では同図
（ｂ）のマスクを用い、４×４画素の４連結方向の周囲
８画素がすべて白画素であったならば、その内部は白画
素、黒画素のいかんにもかかわらずすべて白画素に変更
する処理を行う。輪郭抽出部２の出力する輪郭抽出画像
は、ラインメモリ14,15,16により４ライン分づつを並列
にしてパターンマッチング処理部17へ入力される。パタ
ーンマッチング処理部17では第４図（ｂ）に示す４×４
画素のマスクにおける中央の２×２画素の周囲にある８
画素の白パターンと、入力された輪郭抽出画像の対応す
る８画素パターンとの一致性を演算し、一致したときに
は中央の２×２画素をすべて白画素に変更する処理を行
う。この処理の結果、網点ドット成分を除去することが
できる。また、網点ドット成分と同じ大きさの孤立黒画
素をも同時に除去することができる。

網点ドットの大きさは入力センサの解像度および入力
網点画像の線数により一意に決る。入力原稿の網点の線
数は限られているため、網点除去のマスクの大きさも一
意に決る。一般に、第４図に示すように３×３から５×
５程度の大きさのマスクで網点ドット成分を十分に除去
することが可能である。網点ドットの大きさが文字全体
或いは文字の構成要素の大きさよりも大きくなることは
非常に少ないため、網点ドット成分除去処理において文
字領域に対する悪影響は少ない。

網点除去処理の結果、残った画像成分としては写真、
網点領域におけるエッジ成分、文字領域における文字の
輪郭成分となる。中間調画像におけるエッジ成分は出現
頻度が低く、また出現した場合も一本の線となる場合が
ほとんどであり、それが複数連続して現れることはほと
んどないという性質をもっている。

領域判定部４は、以上の性質を利用して中間調画像領
域であるか２値領域であるかの判定を行うものであり、
データセパレータ18、カウンタ19およびしきい値処理部
20からなっている。網点ドット成分除去部３からの網点
ドット成分を除去した画像はデータセパレータ18により
Ｍ×Ｎ（本実施例では、Ｍ＝4,N＝４）のブロックに区
切られ、その各ブロックについてカウンタ19によりブロ
ック内の黒画素が係数され、その係数結果に取づいてし
きい値処理部20で領域の判定が行われる。

すなわち、データセパレータ18は４本のラインabcdに
おり供給される網点ドット成分除去部３の出力を１ブロ
ックづつ直列信号に変換してカウンタ19に供給する回路
であり、制御線k1,k2により順次にラインabcdを選択し
て出力線ｅから４×４ブロックの画素の信号を直列信号
に変換してカウンタ19に与える。カウンタ19は入力され
る信号を各ブロック毎に計数し、その計数値をしきい値
処理部20に出力する。しきい値処理部20は入力信号をあ
らかじめ定めたしきい値と比較し、しきい値よりも大き
い場合は文字領域（候補）、少ない場合は中間調画像領
域（候補）と判定し、それぞれを表す出力信号を領域判
定補正部５に出力する。

輪郭抽出部２および網点ドット成分除去部３により得
られた輪郭画像は、中間調領域内のエッジ成分は第５図
（ａ）に示すように、１本の線として現れることが多い
ためブロック内の黒画素は少なく、他方、文字は第５図
（ｂ）に示すように輪郭がすべて出るため、ブロック内
の黒画素の数は多い。この性質を利用してしきい値処理
部20の判定に用いるしきい値を決める。しきい値の一例
としては（Ｍ×Ｎ領域の対角画素数＋Ｃ）と設定するの
がよい。Ｃが輪郭抽出系の処理方式によって変る数であ
る。

領域判定補正部５は、縦方向の４ブロックを区切るた
めのラインメモリ21,22,23と判定結果を補正する補正処
理部24からなり、領域判定部４の各ブロックの判定結果
を近接する縦方向の４ブロックの判定結果により補正す
るものである。第６図（ａ）（ｃ）に示すように上下の
近接ブロックが同じ種類の領域であるとき中間の領域を
上下のブロックの領域の種類に合わせるように補正す
る。同図（ｂ）（ｄ）に示すように縦方向の３ブロック
ごとに補正するようにしてもよい。また、縦方向だけ出
なく、周辺のａ×ｂブロックを参照して補正を行うよう
にすることも考えられる。

以上、第２図に示す本実施例の領域識別装置による画
像領域の識別結果は、前述のように第１図に示す画像処
理装置における画像合成処理部８で利用される。すなわ
ち、画像合成処理部８へは２値処理部６で入力画像を２
値処理した画像および中間調処理部７で中間調処理した
画像が入力される。領域判定補正部５からの領域判定出
力に従って、２値処理部の出力と中間調処理部７の出力
の一方を選択することにより、それぞれの画像の属性に
適した画像を出力することができる。

なお、この画像合成の方式は２値領域と判定された領
域はすべて２値処理、中間調画像領域と判定された領域
はすべて中間調処理を行うものであるが、他の画像合成
方式もある。

それは２値領域と判定された領域は２値処理するとこ
ろは同様であるが、中間調画像領域と判定された領域に
対してはエッジ成分は２値処理、それ以外の場合は中間
調処理を行う方式である。この方式は中間調画像にメリ
ハリがついた画像出力が得られる。画像の忠実再生とい
う面からは外れているが、画像の高画質再生という面に
おいては優れている。更に、線画像における線細の再現
性も良好になる （発明の効果） 以上のように、本発明は、入力画像に対し輪郭抽出処
理を行い、更に網点ドット成分の除去を行った後に、黒
画素の数に基づき領域の判定を行うように構成したの
で、網点領域の部分が黒画素の少ない領域となり、ブロ
ック内の黒画素の数により中間調画像領域と文字領域と
を識別するとき、網点画像領域を中間調画像領域として
正しく識別することができる。また、輪郭抽出処理は多
値処理であるが、その輪郭抽出処理を行った後の輪郭画
像信号は２値信号となるので、網点ドット成分除去処理
や領域判定処理および判定補正処理がすべて２値処理で
きるため、ハードウエアの構成が簡単となり、処理速度
が速くなり、リアルタイム処理ができるという利点が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像識別装置を含む画像処理装置の一
例を示すブロック図である。 第２図は本発明の画像識別装置の実施例を示すブロック
図である。 第３図はエッジ検出フィルタの係数の一例を示す図であ
る。 第４図は網点（孤立点）除去のマスクの一例を示す図で
ある。 第５図はブロック内の黒画素数が中間調画像領域と文字
領域とで異なることを説明するための図である。 第６図は近接ブロックを参照して領域を補正するときに
用いるマスクの一例を示す図である。 第７図は文字線画像の濃度特性を示す図である。 第８図は写真画像の濃度特性を示す図である。 第９図は網点画像の濃度特性を示す図である。 １……画像入力部、２……輪郭抽出部、３……網点ドッ
ト成分除去部、４……領域判定部、５……領域判定補正
部、６……２値処理部、７……中間調処理部、８……画
像合成処理部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】文字線画像のような２値画像と、網点，写
   真などで表される中間調画像が混在した画像が入力さ
   れ、その入力画像中の輪郭成分を抽出する輪郭抽出部
   と、 その輪郭抽出部の出力中に含まれる網点のドットの輪郭
   成分を除去する網点ドット成分除去部と、 その網点ドット成分除去部の出力をＭ×Ｎ画素のブロッ
   ク単位に扱い、ブロック内の黒画素の数によりそのブロ
   ックが文字領域であるか中間調画像領域であるかを判定
   する領域判定部と を備えたことを特徴とする画像領域識別装置。