JP2937603B2 - 画像データ読み取り装置における画像データの２値化判別方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字などを読み取る画
像データ読み取り装置において、読み取ったデータの白
い部分と黒い部分を判別するための画像データ２値化判
別方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】文字などの画像情報を計算機などに読み
込む際、ＣＣＤセンサなどで読み取られた各画素の濃度
データと所定のスライス値とを比較し、読み取った原稿
の白い部分と黒い部分を判別する、画像データの２値化
判別処理が行われる。上記処理においては、画像情報の
読み取り精度を向上させるため、読み取られた濃度デー
タと比較されるスライス値を最適な値とすることが必要
である。

【０００３】図６は画像データ読み取り装置における、
従来のスライス値決定処理を示す図である。同図におい
て、１０１は原データ、１０２は平均化処理部、１０３
は第１の最大値検出部、１０４は第２の第２の最大値検
出部、１０５はしきい値ＲＯＭ部、１０６は得られたス
ライス値である。同図において、読み取られた各画素の
濃度はアナログ／デジタル変換器により、デジタル信号
に変換され、原データ１０１が作成される。

【０００４】平均化処理部１０２は作成された原データ
の各画素の３×３のマトリックスについて平均化処理を
行い、平均化処理された各画素の濃度データを第１の最
大値検出部１０３、第２の最大値検出部１０４に与え
る。第１の最大値検出部１０３は平均化処理された各画
素のの５×５の画素データの内から最大値を求める。ま
た、第２の最大値検出部１０４は平均化処理された各画
素の５×１５の画素データの内から最大値を求める。

【０００５】しきい値ＲＯＭ部１０５には、５×５の画
素データの最大値および５×１５の画素データの最大値
に対応した「しきい値」を記憶した「しきい値テーブ
ル」が格納されており、しきい値ＲＯＭ部１０５に、第
１の最大値検出部１０３および第２の最大値検出部１０
４の出力が与えられると、上記「しきい値テーブル」よ
り第１の最大値検出部１０３の出力および第２の最大値
検出部１０４の出力に対応したスライス値１０６が読み
だされる。

【０００６】以上のようにして求めたスライス値は原デ
ータの各画素の濃度データと比較され、画素の濃度がス
ライス値より大きい場合、その画素は「黒」、また、小
さい場合、その画素は「白」と判別される。ところで、
上記のように求めたスライス値を用いた従来の２値化判
別方法においては、濃淡の差の大きな原稿の場合には、
濃い部分がつぶれたり、また、淡い部分での「かすれ」
が発生し、文字の識別が困難となることがあった。

【０００７】また、必要以上にノイズの影響を受け文字
などがない部分に黒点が発生したり、あるいは、一定サ
イズ外の文字に対しては、有効に働かないという欠点が
あった。さらに、上記した従来の２値化判別方法におい
ては、大容量のメモリを必要とするという問題があっ
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
技術の欠点を改善するためになされたものであって、濃
度変化の大きな原稿を不必要な黒点を発生させることな
く確実に読み取ることができ、また、一定サイズ外の文
字の読み取りにも対応することが可能な、画像データ読
み取り装置における画像データの２値化判別方法を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理ブロ
ック図である。本発明は上記課題を解決するため図１に
示すように構成したものであり、本発明の請求項１の発
明は、画像データ読み取り装置により読み取った画像の
濃度データをスライス値と比較することにより、読み取
った画像データを２値化する画像データの２値化判別方
法において、読み取った画像データを所定の単位のブロ
ックに分割し、分割された各ブロックにおける濃度デー
タの変化率を求めることにより、読み取った画像データ
のエッジ部を検出し、エッジ部における濃度データの最
大値と最小値の平均値を求めることにより、読み取った
画像データを２値化するための各ブロックのスライス値
を求め、求めたスライス値を、前ラスタの対応するブロ
ックのスライス値により修正することにより各ブロック
のスライス値を決定するようにしたものである。また、
請求項２の発明は、請求項１の発明において、画像デー
タの濃度変化が小さい場合に、前ブロックのスライス値
をそのブロックのスライス値とするようにしたものであ
る。

【００１０】

【作用】読み取った画像データを所定の単位のブロック
に分割し、各ブロックの濃度データの変化率に基づきエ
ッジ部を検出し、エッジ部における濃度データの最大値
と最小値の平均値を求めて、読み取った画像データを２
値化するための各ブロックのスライス値を求め、求めた
スライス値を、前ラスタの対応するブロックのスライス
値により修正することにより各ブロックのスライス値を
決定しているので、読み取る画像の濃度変化が大きい場
合でも、各部分について最適なスライス値を決定するこ
とができる。

【００１１】また、スライス値を決定するブロックの大
きさを変更することにより、読み取る文字の大きさの変
化に対応できるので、一定サイズ外の文字の読み取りを
行うことも可能となる。

【００１２】

【実施例】図２は本発明の１実施例を示す図であり、１
１はアナログ／デジタル変換器、１２はグラジェンド・
フィルタ処理部、１３は最大値決定部、１４は最小値決
定部、１５はスライス値決定部、１６は加重平均算出
部、１７はメモリ、１８は遅延回路、１９は比較器であ
る。

【００１３】同図において、アナログ／デジタル変換器
１１はＣＣＤセンサ等で読み取られた各画素の濃度デー
タをデジタル信号に変換する手段であり、アナログ／デ
ジタル変換器１１によりデジタル信号に変換された各画
素の濃度データはグラジェンド・フィルタ処理部１２、
最大値決定部１３、最小値決定部１４に与えられる。グ
ラジェンド・フィルタ処理部１２は各画素の濃度データ
の変化率を求め、その変化率が所定のしきい値Ｌ１より
大きいとき、出力を発生する。

【００１４】最大値決定部１３は、複数の濃度データか
らなる１ブロックの濃度データの内、グラジェンド・フ
ィルタ処理部１２が出力を発生しているときの濃度デー
タのの最大値を求め、また、最小値決定部１４は、１ブ
ロックの濃度データの内、グラジェンド・フィルタ処理
部１２が出力を発生しているときの各画素の濃度データ
の最小値を求める。

【００１５】スライス値決定部１５は、最大値決定部１
３において決定した最大値、および最小値決定部１４に
おいて決定した最小値の差がしきい値Ｌ２より大きいと
きは、その平均値をこのブロックのスライス値とし、ま
た、上記最大値と最小値の差がしきい値Ｌ２より小さい
ときは、前のブロックのスライス値をこのブロックのス
ライス値とする。

【００１６】加重平均算出部１６はスライス値決定部１
５により決定されたスライス値と、このブロックに対応
した前ラスタのスライス値との加重平均値を求める。メ
モリ１７は加重平均算出部１６の出力のスライス値を次
のラスタまで記憶保持する。比較器１９は加重平均算出
部１６の出力のスライス値と遅延回路１８を介して与え
られるデジタル信号に変換された各画素の濃度データと
を比較して、黒が白かの判別を行う。

【００１７】図３は本実施例における各データのタイム
・チャートを示す図であり、同図(a) は読み取られた濃
度データ、同図(b) はグラジェンド・フィルタ処理後の
データ、同図(c) は決定されたスライス値を示す図であ
る。また、同図(b) におけるＬ１はグラジェンド・フィ
ルタ処理部１２におけるしきい値を示し、同図(c) にお
けるＳＬは各ブロックにおいて決定されたスライス値、
Ｅｄｇ（同図中には点線で示されている）は濃度データ
のエッジ部、ＭＡＸ（同図中には〇印で示されている）
はエッジ部における最大値、ＭＩＮ（同図中には×印で
示されている）はエッジ部における最小値を示す。

【００１８】図４は本実施例の動作を示す図であり、同
図において、Ａは読み取られる原稿、Ｂは今回読み取り
の対象となる注目ラスタのブロック、Ｃは今回読み取り
の対象となるブロックＢの前ブロック、Ｄは注目ラスタ
のブロックＢに対応した前ラスタのブロック、Ｅはグラ
ジェンド・フィルタ処理部１２におけるグラジェンド・
フィルタの係数を示す。

【００１９】また、は原稿から読み取られアナログ信
号をデジタル信号に変換した原データ（１ブロックが１
６ドットの場合が示されている）、はグラジェンド・
フィルタによる処理後のデータ、はエッジ部決定デー
タ、は２値化後のデータである。次に図２、図３およ
び図４により本発明の実施例の動作を説明する。

【００２０】図４のＡに示すような文字情報などが記録
された原稿はＣＣＤセンサ等により、各ラスタごとに同
図右方向に走査されて読み取られる。ＣＣＤセンサ等に
より読み取られた各画素の濃度データ（図３の(a) ）は
アナログ／デジタル変換器１１（図２）によりデジタル
信号に変換され、グラジェンド・フィルタ１２、最大値
決定部１３、最小値決定部１４（図２）に与えられる。

【００２１】図４のは読み取られたブロックＢの濃度
データ（１６進数で表記されている）を示し、デジタル
信号に変換された図４のの原データはグラジェンド・
フィルタ処理部１２（図２）のグラジェンド・フィルタ
において、変化率が求められ、求められた変化率がしき
い値Ｌ１と比較される。すなわち、原データの注目画
素の前後それぞれ２画素の濃度データに、図４のＥに示
す係数「−１」、「＋１」を掛けて、その和の絶対値を
求めることにより、濃度データの変化率を示すデータ
（図３の(b) 、図４の）を得る。

【００２２】そして、求めた変化率データ（図３の(b)
、図４の）が所定のしきい値Ｌ１を越えている否か
を判別し、越えている場合には、その部分がエッジ部Ｅ
ｄｇであるとして、その部分に対応した図４の原データ
より、図４のに示すエッジ部決定データを得る。図
４の場合には、グラジェンド・フィルタ処理後のデータ
が、しきい値「Ｘ’２０’」（Ｘ’２０’は１６進数
の「２０」を示す。以下１６進数を例えばＸ’２０’の
ように表記する）を越えている部分の原データをエッ
ジ部決定データとする。

【００２３】次に図２の最大値決定部１３および最小値
決定部１４において、求めたエッジ部決定データより最
大値ＭＡＸおよび最小値ＭＩＮを決定する。図４の例に
おいては、処理ブロック２１において、エッジ部決定デ
ータより、最大値ＭＡＸ＝Ｘ’Ｄ０’、ＭＩＮ＝Ｘ’
１８’が決定される。上記のように、最大値ＭＡＸおよ
び最小値ＭＩＮが決定されると、図２のスライス値決定
部１５は、決定された最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとの
差を求める。

【００２４】そして、その差がしきい値Ｌ２を越えてい
る場合には、上記最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮの平均値
を求め、その平均値をそのブロックのスライス値とす
る。また、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとの差が所定値
より小さい場合には、注目ラスタの前ブロック（図４の
ブロックＤ）のスライス値をそのブロックのスライス値
（図３(c) のスライス値ＳＬ参照）とする。

【００２５】なお、図３(c) においては、前ブロックの
スライス値ＳＬをそのブロックのスライス値ＳＬにする
場合、矢印Ｑで示されている。図４の例においては、処
理ブロック２２において最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮと
の差を求め、その値がしきい値Ｌ２より大きいか否かを
判別し、大きい場合には選択部２５において、最大値Ｍ
ＡＸと最小値ＭＩＮの値Ｘ’ＤＯ’とＸ’１８’より、
平均値を求め、Ｘ’７４’を得て、これをスライス値と
する。

【００２６】また、処理ブロック２２において最大値Ｍ
ＡＸと最小値ＭＩＮとの差がしきい値Ｌ２より小さいと
判別された場合には、選択部２５において、このラスタ
の前ブロックＤのスライス値２４を選択して、これをス
ライス値とする。図２の加重平均算出部１６は決定され
たスライス値と、メモリ１７より読み出された前ラスタ
の対応するブロック（図４のＣ）のスライス値との加重
平均値を求め、最終的なスライス値を決定する。

【００２７】加重平均算出部１６の出力であるスライス
値は図２の比較器１９において、遅延回路１８を介して
与えられる原データと比較され、白と黒が判別される。
図５は本発明の実施例の具体的構成を示す図である。同
図において図２と同一のものには同一の符号が付されて
おり、１１はアナログ／デジタル変換器、１２はグラジ
ェンド・フィルタ処理部、１２ａはグラジェンド・フィ
ルタ、１２ｂは第１の比較器、１３は最大値決定部、１
４は最小値決定部、１５はスライス値決定部、１５ａは
減算器、１５ｂは第２の比較器、１５ｃは第１の演算
部、１６は加重平均算出部、１６ａは第２の演算部、１
７はメモリ、１８は遅延回路、１９は第３の比較器であ
る。

【００２８】同図において、図２で説明したのと同様、
ＣＣＤセンサなどにより読み取られたデータはアナログ
／デジタル変換器１１においてデジタル信号に変換さ
れ、グラジェンド・フィルタ処理部１２、最大値決定部
１３および最小値決定部１４に与えられる。グラジェン
ド・フィルタ処理部１２はグラジェンド・フィルタ１２
ａと第１の比較器１２ｂとから構成され、グラジェンド
・フィルタ１２ａによりアナログ／デジタル変換器１１
の出力の変化率を求め、第１の比較器１２ｂにおいて、
グラジェンド・フィルタ１２ａの出力としきい値Ｌ１を
比較し、比較結果を最大値決定部１３および最小値決定
部１４に出力する。

【００２９】最大値決定部１３および最小値決定部１４
はアナログ／デジタル変換器１１が出力する１ブロック
の濃度データの内、グラジェンド・フィルタ処理部１２
が出力を発生しているときの濃度データの内の最大値お
よび最小値を求め、スライス値決定部１５に出力する。
スライス値決定部１５は減算器１５ａ、第２の比較器１
５ｂ、第１の演算部１５ｃより構成されており、減算器
１５ａにおいて、最大値決定部１３と最小値決定部１４
の出力の差を求め、比較器１５ｂにおいて、その差とし
きい値Ｌ２を比較し、比較結果を第１の演算部１５ｃに
与える。

【００３０】第１の演算部１５ｃは最大値決定部１３と
最小値決定部１４の差がしきい値Ｌ２より小のときはメ
モリ１７より読み出されたこのラスタの前ブロックのス
ライス値を出力し、最大値決定部１３と最小値決定部１
４の差がしきい値Ｌ２より大のときは、最大値決定部１
３と最小値決定部１４の値の平均値をスライス値として
出力する。

【００３１】また、第１の演算部１５ｃは最大値決定部
１３と最小値決定部１４の値の平均値を求める際、パラ
メータＰ１を係数とした加重平均により両者の平均値を
計算する。加重平均算出部１６は第２の演算部１６ａよ
り構成されており、第２の演算部１６ａは第１の演算部
１５ｃが出力するスライス値とメモリ１７より読み出さ
れた前ラスタの対応するブロックのスライス値との加重
平均値を求め、この値をこのブロックのスライス値とし
て第３の比較器１９に出力する。また、第２の演算部１
６ａは加重平均値を算出する際、パラメータＰ２を係数
として加重平均値を求める。

【００３２】加重平均算出部１６の出力であるスライス
値は図２と同様、比較器１９において、遅延回路１８を
介して与えられる原データと比較され、白と黒が判別さ
れる。なお、上記実施例においては、エッジ部の検出に
１次元のグラジェンド・フィルタを用いているが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、他の濃度の
変化率を求めるフィルタ（２次元グラジェンド・フィル
タ、１次元、２次元ラプラシアン・フィルタ、２次元ソ
ーベル・フィルタなど）を用いても可能である。

【００３３】また、エッジ部の最大値と最小値の差が小
さいとき、注目ラスタの前ブロックのスライス値をその
ブロックのスライス値としているが、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、例えば、エッジ部の最大
値と最小値の差が小さいとき、他のブロックのスライス
値を用いることもできる。さらに、上記実施例において
は、検出したエッジ部の濃度データの最大値、最小値の
平均値に基づきスライス値を決定しているが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、検出したエッジ
部の濃度データの全体の平均値を求めてスライス値を決
定するなど、要は、検出したエッジ部の濃度データに基
づきスライス値を決定すればよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明においては、読み取られた濃度データをブロック
ごとに分け、その変化率より濃度データのエッジ部を求
め、エッジ部における濃度データよりスライス値を決定
しているので、濃度変化の大きな原稿を不必要な黒点を
発生させることなく確実に読み取ることができる。ま
た、スライス値を決定するブロックの大きさを変更する
ことにより、読み取る文字の大きさの変化に対応できる
ので、一定サイズ外の文字の読み取りを行うことも可能
となる。さらに、加重平均算出部を設け、前ラスタの対
応するブロックのスライス値との加重平均値を求めてい
るので、最適なスライス値を決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理ブロック図である。

【図２】本発明の実施例を示す図である。

【図３】本発明の実施例における各データのタイム・チ
ャートである。

【図４】本発明の実施例の動作を示す図である。

【図５】本発明の実施例の具体的構成を示す図である。

【図６】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１１ アナログ／デジタル変換器 １２ グラジェンド・フィルタ処理部 １２ａ グラジェンド・フィルタ １２ｂ 第１の比較器 １３ 最大値決定部 １４ 最小値決定部 １５ スライス値決定部 １５ａ 減算器 １５ｂ 第２の比較器 １５ｃ 第１の演算部 １６ 加重平均算出部 １６ａ 第２の演算部 １７ メモリ １８ 遅延回路 １９ 比較器

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 5/00 G06T 1/00 H04N 1/403

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データ読み取り装置により読み取っ
   た画像の濃度データをスライス値と比較することによ
   り、読み取った画像データを２値化する、画像データの
   ２値化判別方法であって、 読み取った画像データを所定の単位のブロックに分割
   し、 分割された各ブロックにおける濃度データの変化率を求
   めることにより、読み取った画像データのエッジ部を検
   出し、エッジ部における濃度データの最大値と最小値の平均値
   を求めることにより、 読み取った画像データを２値化す
   るための各ブロックのスライス値を求め、 求めたスライス値を、前ラスタの対応するブロックのス
   ライス値により修正することにより各ブロックのスライ
   ス値を決定することを特徴とする画像データ読み取り装
   置における画像データの２値化判別方法。
2. 【請求項２】 画像データの濃度変化が小さい場合に、
   前ブロックのスライス値をそのブロックのスライス値と
   することを特徴とする請求項１の画像データ読み取り装
   置における画像データの２値化判別方法。