JP3046493B2 - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JP3046493B2
JP3046493B2 JP6094921A JP9492194A JP3046493B2 JP 3046493 B2 JP3046493 B2 JP 3046493B2 JP 6094921 A JP6094921 A JP 6094921A JP 9492194 A JP9492194 A JP 9492194A JP 3046493 B2 JP3046493 B2 JP 3046493B2
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル処理によって
画像の品質を向上でき、特に下地の処理を改善できる画
像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ファクシミリ、電子写真、デ
ジタル複写機等の画像処理装置において、２値化や下地
除去のためのしきい値を求める方法が種々研究されてい
る。このようなしきい値の算出処理には、濃度ヒストグ
ラムに基づく方法が知られている。
【０００３】濃度ヒストグラムに基づく方法としてＰ−
タイル法とモード法と判別しきい値選定法とが知られて
いる。まず、濃度ヒストグラムとは、横軸に画素の濃
度、縦軸にその濃度を有する画素の数（度数）を用いて
作製したグラフである。
【０００４】Ｐ−タイル法では、図６に示すように、上
記濃度ヒストグラムにおける濃度値の小さい方からの累
積分布がＰ％、例えば90％となる濃度値を算出して、そ
の濃度値がしきい値として算出される。上記Ｐ−タイル
法は、上記しきい値以下の濃度値の画素が下地Ｂとさ
れ、上記しきい値を越えた画素が画像としての対象物Ｏ
とされるものであって、画像データ内で対象物Ｏの占め
る度数の割合が予め判っている場合に有効である。
【０００５】モード法では、例えば図７に示すように、
濃度ヒストグラムが双峰性を示すという前提のもとに、
上記濃度ヒストグラムの谷を検出して、その谷となる濃
度をしきい値として算出される。上記モード法は、上記
しきい値以下の濃度値の画素が下地Ｂとされ、上記しき
い値を越えた画素が画像としての対象物Ｏとされるもの
である。
【０００６】上記モード法は、人間の視覚感覚における
最も直観的な考えに基づいており、新聞等の下地と文字
が濃度的にはっきり２つに分かれている場合に有効であ
り、一般によく用いられている。
【０００７】判別しきい値選定法では、図８に示すよう
に、クラス分離度を最大に設定するという判別分析の基
準を用いてしきい値が算出される。しきい値で２値化す
る場合のしきい値の適性を測るために、判別分析にて用
いられているクラス分離度η(T) を導入する。
【０００８】η(T) ＝〔δB 2 (T) ／δW 2 (T) 〕 δB 2 (T) ：級間分散、δW 2 (T) ：級内分散 そして、η(T) を最大にするしきい値Ｔｍを求める。最
終的に求められるしきい値Ｔｍに対するクラス分離度η
(Tm)は画像が２値的である度合いを表していると解釈で
きる。この方法は濃度ヒストグラムが双峰的であるとき
はモード法として働き、図に示すように双峰的でない場
合においてもしきい値が自動的に定まるとい特徴を備え
ている。
【０００９】ところが、Ｐ−タイル法では、画像内で対
象物の占める割合が予め判っている場合に有効である
が、判らない場合は有効でない。図６では、濃度値の明
るい方からの累積濃度90％より暗い部分が抽出したい画
像であると判っていたから、しきい値が算出できたが、
抽出した部分の占める割合が判らない場合、その画像の
濃度ヒストグラムが図７のように双峰性を有する場合で
あっても、有効なしきい値を算出できない。図９に図６
と同じように累積分布Ｐ％が90％となる濃度値を用い
て、不適なしきい値が算出された例を示す。
【００１０】このようにＰ−タイル法は、累積分布が予
め判っている特定の原稿には有効であるが、累積分布が
予め判っていない場合、下地除去が不可能な原稿も多い
という問題を有している。
【００１１】次に、モード法は、濃度ヒストグラムが双
峰性を示さない画像に対してはしきい値を算出すること
ができない。つまり、濃度ヒストグラムが滑らかでない
場合や、谷が顕著でない場合、自動的にしきい値を算出
することができないという問題を有している。
【００１２】判別しきい値選定法では、図１０に示すよ
うに、対象物と背景（下地）との濃度レベルの差が小さ
い場合や、１つの対象物の中に濃度の高い部分と低い部
分とが混在している場合には、下地除去のためのしきい
値を算出できないという問題を生じている。また、判別
しきい値選定法においても特定の原稿に有効であっても
下地除去の不可能な原稿も存在するという問題を生じて
いる。
【００１３】そこで、上記従来の各問題を回避するため
に、特公平１-55796号公報では、同一画像濃度のランレ
ングスを算出し、しきい値以上の値を有するランレング
スのみを加算し、加算結果の最大値を下地として、下地
除去を行う方法が開示されている。
【００１４】また、上記従来の各問題を回避するため
に、特開昭59−197032号公報では、極小値、極大値の度
数をサンプリングしたヒストグラムを算出し、下地除去
のしきい値を設定することが開示されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特公平
１-55796号公報の構成は、新聞紙などの下地の面積が非
常に大きい場合等に効果が大きいが、下地濃度が均一で
ないために下地より度数の高い対象物が発生する場合
や、下地濃度が均一でないために下地画像のランレング
スが大きくならない場合には、しきい値が算出できない
か、たとえしきい値が算出できてもそのようなしきい値
を用いた下地除去では対象物の一部が除去されたり、下
地の一部がノイズとして残ったりすることがあるという
課題を有している。
【００１６】また、特開昭59−197032号公報の構成は、
文字／線画画像の下地除去には有効であるが、中間調の
多い写真や印刷物等と文字／線画が混在した原稿からの
画像データでは、しきい値が算出できないか、しきい値
が算出できても、上記しきい値を用いて下地除去を行っ
ても下地の一部が残り、残った下地がノイズとして残っ
てしまうことがあるという課題を有している。
【００１７】本願発明の目的は、画像内で、下地でない
部分、つまり下地除去のときに除去しない部分である対
象物の占める割合が予め分かっていない画像データに対
しても、また、対象物と背景（下地）との濃度レベルの
差が小さい場合や、１つの対象物の中に濃度の高い部分
と低い部分とが混在している画像データが入力された場
合に対しても、下地の影響を有効に軽減できるしきい値
を算出することができる画像処理装置を提供することで
ある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、種々の
画像データにおける下地除去について鋭意検討したとこ
ろ、分離度の差分値を用いることにより、下地と対象物
が分離し難い場合でも、下地除去を、対象物が損なわれ
ることなく、かつ、下地の一部がノイズとして残留する
ことも回避できることを見出し、本発明を完成するに至
った。
【００１９】すなわち、本発明の請求項１記載の画像処
理装置は、以上の課題を解決するために、画像を示す各
画素をそれぞれデジタル化した各画素データの集合体で
ある画像データから、上記画像の下地の影響を軽減する
ための濃度値であるしきい値を検出する検出手段と、画
素データの濃度値が上記しきい値以下のときに上記画素
データの濃度値を所定値に変換して上記画像データを出
力する濃度変換手段とを有し、上記検出手段は、各画素
データにおける濃度値と出現頻度である度数とからなる
各濃度ヒストグラムを画像データから算出して、上記各
濃度ヒストグラムを濃度値を境にして２つの各級とし、
上記各級における級間分散と級内分散との比である分離
度を上記濃度値を順次変えてそれぞれ算出し、上記分離
度が最大となる濃度Ｔｍから最高濃度Ｔｅまでの各濃度
値における上記分離度の差分値をそれぞれ示す差分ヒス
トグラムの重心となる濃度値を前記しきい値として算出
するものであることを特徴としている。
【００２０】本発明の請求項２記載の画像処理装置は、
請求項１記載の画像処理装置において、濃度変換手段
は、画像データの各画素データをしきい値に基づいて２
値化するものであることを特徴としている。
【００２１】本発明の請求項３記載の画像処理装置は、
請求項１記載の画像処理装置において、検出手段からの
信号に基づいて差分値の最大値である差分最大値を判別
し、上記差分最大値と設定値とを比較する比較手段と、
複数のしきい値算出方法を予め有し、上記差分最大値に
対する設定値の大小を示す比較手段からの信号に基づい
てしきい値を算出する方法を上記各しきい値算出方法か
ら選択する選択手段とが設けられ、上記検出手段は、上
記選択手段からの信号に基づいて、上記差分最大値が設
定値を越えている場合、上記各差分における各ヒストグ
ラムの重心となる濃度値を前記しきい値として算出し、
上記差分最大値が設定値以下の場合、上記分離度の最大
となる濃度Ｔｍから最高濃度Ｔｅまでの上記分離度の差
分値をそれぞれ算出したときに上記各差分値の平均値以
下となったときの差分値の濃度値を前記しきい値として
算出するものであることを特徴としている。
【００２２】
【作用】上記請求項１記載の構成によれば、分離度の差
分値から算出された差分ヒストグラムの重心を示す濃度
値は、濃度ヒストグラムの頻度が急激に変化する点とほ
ぼ一致するので、上記重心の濃度値以下の濃度値を有す
る各画素データを、濃度変換手段によって所定値、例え
ば白を示す濃度値に変換することにより、濃度値以下の
濃度値を有する各画素データを下地として画像データか
ら除去できる。
【００２３】すなわち、分離度の差分値が最小となる濃
度値の近傍は、濃度ヒストグラムが急激に増加する濃度
値と一致するから、上記濃度ヒストグラムが急激に増加
する濃度値より若干小さな濃度値となる濃度値をしきい
値に設定すると、下地と画像とを上記しきい値によって
区別できて、画像データから下地の影響を軽減すること
ができる。
【００２４】このように上記構成では、差分ヒストグラ
ムの重心を示す濃度値をしきい値として用いたので、下
地と画像との割合が予め分かっていない画像データや、
濃度ヒストグラムが滑らかではない場合や濃度ヒストグ
ラムの谷が顕著でない画像データに対しても、下地の影
響を軽減できる有効なしきい値を画像データから検出す
ることが可能となる。
【００２５】上記請求項２記載の構成によれば、画像デ
ータを濃度変換手段によって２値化する場合において
も、上記請求項１記載の構成の作用を同様に有するの
で、２値化された画像データにおける下地の影響を軽減
できる。
【００２６】上記請求項３記載の構成によれば、最大差
分値が上記設定値を越えている場合、差分ヒストグラム
の重心を示す濃度値をしきい値として用いて、下地の影
響を軽減することが請求項１記載の構成の作用と同様に
可能となる。
【００２７】一方、上記最大差分値が上記設定値以下と
なって、上記重心によってしきい値としての濃度値を算
出する際に上記重心を示す濃度値の算出が不安定となっ
たり、意図しない濃度値が算出されたりする場合があ
る。
【００２８】この場合、上記構成では、上記分離度の最
大となる濃度Ｔｍから最高濃度Ｔｅまでの上記分離度の
差分値をそれぞれ算出したときに上記各差分値の平均値
以下となったときの差分値の濃度値を前記しきい値とし
て算出することにより、上記しきい値を一意的に設定で
きて、上記しきい値の算出を安定化できる。
【００２９】このように差分最大値を設定値と比較した
比較手段からの信号によって、選択手段は、検出手段に
てしきい値を算出する方法を、複数のしきい値算出方法
から選択できるので、上記検出手段は、画像における下
地の影響を軽減するためにより有効なしきい値を算出す
ることが可能となる。
【００３０】このことから、上記構成では、下地と画像
との濃度差が小さい場合や、下地や画像の部分が均一な
濃度ではなく、それらに濃度差を有している場合におい
ても、下地と画像とを区別できるしきい値をより確実に
得ることが可能となる。
【００３１】なお、前記最大差分値が設定値より小さい
場合に下地と画像との濃度差が小さく、差分ヒストグラ
ムの重心によって算出されたしきい値による上記下地の
除去が困難な領域を示すように上記設定値を実験的に設
定することが可能である。
【００３２】
【実施例】
〔第１実施例〕本発明の一実施例を第１実施例として図
１に基づいて説明すれば、以下の通りである。画像処理
装置では、図１に示すように、原稿台（図示せず）上に
載置された原稿１に光を照射し、上記原稿１からの反射
光を画像として受光して検出する光学系２が設けられ、
上記光学系２には、反射光を画像として受光して読み取
り、上記画像を各画素データからなるアナログ画像デー
タとして出力するＣＣＤラインセンサー部（図示せず）
が内蔵されている。
【００３３】また、上記アナログ画像データを、標本化
し、Ａ／Ｄ変換によってデジタル信号に変換してデジタ
ル画像データとして出力するＡ／Ｄ変換部３が設けら
れ、上記Ａ／Ｄ変換部３からのデジタル画像データが入
力され、光学系２等のバラツキによって生じる上記デジ
タル画像データのバラツキを補正するシェーディング補
正部４が設けられている。このような光学系２、Ａ／Ｄ
変換部３およびシェーディング補正部４によって原稿読
み取り部５が形成されている。
【００３４】上記原稿読み取り部５で処理されて出力さ
れるデジタル画像データが入力され、上記デジタル画像
データから、所定のしきい値より明るい画素データを、
所定値である全て最明白値に置き換えることにより下地
の影響を除去できる上記しきい値としての下地レベルを
算出するための下地レベル検出部（検出手段）６が設け
られている。
【００３５】また、上記下地レベル検出部６からの下地
レベルと、原稿読み取り部５からのデジタル画像データ
とが入力され、上記デジタル画像データにおける上記下
地レベルより明るい明度を有する画素データを全て最明
白値である白の画素に変換し、上記下地レベルを下回る
明度を有する画素データをそのままにて出力するように
デジタル画像データにおける各画素データを変換する濃
度変換部７が設けられている。
【００３６】そして、上記下地レベル検出部６では、上
記デジタル画像データの各画素データに基づいて濃度ヒ
ストグラムを算出するヒストグラム算出部８が設けられ
ている。なお、上記濃度ヒストグラムは、各画素データ
の濃度値が、最も明度の高い、つまり白を示すときに
０、最も明度の低い、すなわち黒を示すときに１となる
ように、０−１間にて標準化されており、各濃度値およ
びそのときの各画素データの出現頻度とから作成され
る。
【００３７】また、下地レベル検出部６では、上記濃度
ヒストグラムのデータに基づいて、分離度η(T) と分離
度の差分値Δη(T) とを算出する分離度／分離度差分算
出部９が設けられ、上記分離度／分離度差分算出部９か
らの分離度差分値を用いてしきい値を算出して、前記濃
度変換部７に出力するしきい値算出部１０が設けられて
いる。
【００３８】このように上記下地レベル検出部６では分
離度η(T) と分離度の差分値Δη(T) とによって下地レ
ベルがしきい値として算出される。ここで、分離度η
(T) とは、濃度値Ｔによって２つに区分された２つの各
級の間における違いの尺度を示すものであって、下地
（背景）と画像となる対象物との分離のために上記濃度
値Ｔをしきい値として用いた場合における上記しきい値
の各級の分離の度合いを示したものであり、以下の式で
表される。
【００３９】 η(T) ＝〔δB 2 (T) ／δw 2 (T) 〕 …（１） 上記式（１）では、δB 2 (T) は２つの級の間の離れ方
の尺度を示す級間分散であり、δw 2 (T) は、各級にお
けるまとまりのよさの尺度を示す級内分散であり、これ
らは次のように表される。
【００４０】 上記（２）（３）式では、Ｎは集合の総数、 nk はｋ番
目の集合の元の数、ｘk は集合ｋの平均値、ｘklは集合
ｋのｌ番目の元の値、ｘは全ての元の平均値である。
【００４１】次に、逐次求められた分離度η(T) から、
下式（４）にて示される分離度の差分値Δη(T) が、分
離度の最大となる濃度Ｔｍから最高濃度Ｔｅ（最高濃度
のときのη(T) はゼロとなる）まで濃度値を順次デクリ
メントすることによりそれぞれ算出される。
【００４２】 Δη(T) ＝Δη(T＋1)−η(T) …（４） これら分離度η(T) と分離度の差分Δη(T) を用いて上
記の下地レベルがしきい値として算出される。第１実施
例では、上記のように各濃度値における分離度の各差分
Δη(T) と上記各濃度値とから差分ヒストグラムを算出
し、上記差分ヒストグラムの重心を示す濃度値Ｔを下地
除去のためのしきい値とする。分離度の差分値が最小と
なる点は濃度ヒストグラムが急激に増加する点と一致
し、その直前の値をしきい値に設定すると、下地除去を
有効に実行できるという良い結果が得られる。
【００４３】つまり、上記濃度値Ｔは、濃度ヒストグラ
ムの急激に変化する点とほぼ一致するので、下地除去の
しきい値に設定されることで、下地と対象物との濃度差
が小さい場合や、下地や対象物における濃淡差がある場
合においても、有効なしきい値として設定されて、上記
しきい値を用いて下地除去を効率よくできるものとなっ
ている。
【００４４】〔第２実施例〕次に、本発明の他の実施例
を第２実施例として図２に基づいて説明する。なお、上
記第１実施例と同様の機能を有する部材については同一
の部材番号を付与して、その説明を省いた。
【００４５】まず、上記第１実施例の構成では、従来よ
り下地の補正を改善できるが、下地と下地でない部分と
なる画像部分との濃度差レベルの差が小さい場合や、下
地や画像部分が均一でなく、濃淡差がある場合などで、
差分ヒストグラムの重心を下地除去のしきい値としたと
きに完全に下地除去ができないことがある。
【００４６】そこで、画像処理装置では、上記第１実施
例における下地レベル検出部６に代えて、図２に示すよ
うに、新たな下地レベル検出部１１が設けられている。
下地レベル検出部１１では、複数のしきい値の算出方法
を予め設定して記憶するために、複数の、例えば２つの
第１・第２しきい値算出部１２・１３が設定されてい
る。
【００４７】また、上記各しきい値算出部１２・１３か
ら一方の出力を選択して出力するためのセレクタ（比較
手段・選択手段）１４が設けられている。上記セレクタ
１４では、分離度／分離度差分算出部９からの分離度お
よびその差分値が入力され、分離度の差分値Δη(T) の
最大値Δη(T) MAX を設定値Ｃと比較し、その大小関係
を比較する。
【００４８】さらに、上記セレクタ１４では、上記各第
１・第２しきい値算出部１２・１３からの各しきい値が
入力され、上記の大小関係によって上記各しきい値か
ら、下地レベルを除去するためのしきい値を選択して出
力するようになっている。
【００４９】このような下地レベル検出部１１を設けた
ことにより、種々な原稿１に対応して最適な下地レベル
をしきい値として設定することができる。このようにし
て求めたしきい値に基づいて、濃度変換部７にて入力さ
れたデジタル画像データにおける下地の画素データのみ
を白の画素データに変換した新たなデジタル画像データ
を出力して下地補正が行われる。
【００５０】このように上記第２実施例の構成は、最大
値Δη(T) MAX を設定値Ｃと比較し、その大小関係によ
って下地レベルを除去するためのしきい値の算出方法を
選択することにより、各種の原稿１に対して上記下地の
影響を除去することを最適化できるものとなっている。
【００５１】ところで、従来の下地除去の方法として、
クラス間分散の差分に基づくしきい値選定法が知られて
いる。この方法は、本願発明者の谷口らが１９８４年、
１９８５年の電子通信学会にて発表したものであり、以
下に示すものである。
【００５２】上記方法は、分離度の増加量Δη(T) を次
の式により画像の最低濃度ｋmin から逐次算出し、Δη
(k) が平均増加量ΔηAV以下となったときの濃度値ｋを
しきい値とし、上記しきい値以下の画素データを白を示
す画素データに変換することによって下地除去を行うも
のである。
【００５３】 Δη(k) ＝Δη(T＋1)−η(T) …（５） 上記方法は、尿沈渣成分（尿中に存在する細胞や結晶な
ど）の１つである硝子円柱（対象物と背景の濃度差が小
さいために、しきい値の設定が困難な画像）を判別しき
い値選定法よりも精度よくしきい値を算出できるもので
ある。
【００５４】上記方法は、医学分野など認識処理の前処
理においては有効であるが、上記方法をデジタル複写機
などユーザーが画像処理の知識が全くない場合の下地除
去に処理に応用した場合、上記方法が適した画像データ
と、別にさらに適した方法がある画像データとに対して
ユーザーがより有効な方法を上手に選択できないことが
あった。
【００５５】しかしながら、上記第２実施例の構成は、
最大値Δη(T) MAX を設定値Ｃと比較し、その大小関係
によって下地レベルを除去するためのしきい値の算出方
法を選択することにより、各種の原稿１に対して上記下
地の影響を除去することを最適化でき、自動化できるも
のとなっている。
【００５６】〔第３実施例〕次に、本発明のさらに他の
実施例を第３実施例として図３および図４に基づいて説
明する。なお、上記第１実施例と同様の機能を有する部
材については同一の部材番号を付与して、その説明を省
いた。
【００５７】画像処理装置では、上記第２実施例におけ
る下地レベル検出部１１に代えて、図３に示すように、
新たな下地レベル検出部１５が設けられている。上記下
地レベル検出部１５では、図２に示す第１しきい値算出
部１２と第２しきい値算出部１３に代えて、分離度／分
離度差分算出部９からの出力がそれぞれ入力される差分
ヒストグラム重心算出部１６と平均差分値算出部１７と
が設けられている。
【００５８】また、下地レベル検出部１５では、上記差
分ヒストグラム重心算出部１６と平均差分値算出部１７
の出力が入力される前記第２実施例と同様なセレクタ１
４が設けられ、上記セレクタ１４の出力は濃度変換部７
に入力される。
【００５９】上記画像処理装置では、図４に示すよう
に、原稿１から原稿読み取り部５にて読み取られ、標本
化、量子化、シェーディング補正、ノイズ補正されてデ
ジタル画像データが得られ（ステップ１、以下、ステッ
プをＳと略す）、上記デジタル画像データから濃度ヒス
トグラム算出部８にて濃度ヒストグラムが算出され、上
記濃度ヒストグラムに基づいて分離度／分離度差分算出
部９にて分離度η(T) 、分離度の差分値Δη(T) とがそ
れぞれ算出される（Ｓ２、Ｓ３）。
【００６０】続いて、分離度の差分値Δη(T) の最大値
Δη(T) MAX を設定値Ｃと比較し（Ｓ４）、Δη(T)
MAX ＞Ｃであれば、上記分離度の差分値Δη(T) に基づ
いて、上記差分ヒストグラム重心算出部１６にて差分ヒ
ストグラムの重心を示す濃度値Ｔが算出される（Ｓ
５）。なお、上記のＣは実験的に設定される統計値であ
る。
【００６１】一方、Ｓ４にてΔη(T) MAX ≦Ｃであれ
ば、下地と対象物との分離が困難であり、Δη(T) のヒ
ストグラムの重心を算出して、その重心から下地除去の
ためのしきい値を設定しただけでは、効率的な下地除去
が困難な領域であると判断されて、前記平均差分値算出
部１７にて平均差分値ΔηAVを算出した後、分離度の最
大となるＴｍから順次濃度値Ｔをデクリメントしたとき
にΔη(T) がΔηAV以下となったときの濃度値Ｔの値
を、下地除去のためのしきい値として設定する（Ｓ
６）。
【００６２】このようにして選択されたしきい値が濃度
変換部７に入力され、上記濃度変換部７において上記し
きい値に基づいて、入力されるデジタル画像データの各
画素データの明度が、上記しきい値を越えていれば、例
えば白を示す画素データに変換して出力する一方、上記
明度がしきい値以下であればそれら各画素データをその
まま変換せずに出力して、下地除去が実行される（Ｓ
７）。
【００６３】このように上記各実施例の構成では、従
来、下地除去が困難であった下地が均一でなく、下地で
ない部分に濃度差があるような場合で、下地のノイズが
大きく、対象物となる画像だけを残して下地だけを除去
することが難しい場合でも、きれいに下地のみを除去で
きるものとなっている。
【００６４】なお、上記各実施例では、濃度変換部７に
おいて各画素の明度を多値の画素データとして出力した
例を挙げたが、上記濃度変換部７に代えて、例えばファ
クシミリのように、デジタル画像データにおける各画素
の明度を２値によって出力するように設定した２値化変
換部１８を設けてもよい（図５参照）。
【００６５】このような２値化変換部１８では、入力さ
れたしきい値に基づいて、入力されたデジタル画像デー
タの各画素の明度が、上記しきい値未満であれば、白を
示す“０”に設定し、上記明度が上記しきい値以上であ
れば、黒を示す“１”に設定される。これにより、上記
各実施例と同様に、上記２値化変換部１８から出力され
て２値化されたデジタル画像データの画質を向上させる
ことができる。
【００６６】なお、上記第１実施例の構成に対し、濃度
変換部７に代えて２値化変換部１８を用いた構成を図５
に示す。また、上記第２実施例の構成に対し、図示しな
いが、濃度変換部７に代えて上記２値化変換部１８を用
いること可能であり、さらに、上記第３実施例の構成に
対し、図示しないが、濃度変換部７に代えて上記２値化
変換部１８を用いることも可能である。
【００６７】このような２値化変換部１８を用いた各構
成では、従来なら２値化が困難であった、背景と対象物
との濃度差レベルの差が小さい場合や、１つの対象物の
中に濃度の高い部分と低い部分とが混在しているような
画像であっても２値化することができるようになってい
る。
【００６８】さらに、上記各実施例では、大局的なしき
い値処理を実行した例を挙げたが、局所的なしきい値処
理を実行することにより、プリスキャン等を省略するこ
とが可能となる。また、上記の画像データは、原稿１か
ら読み取られた画像データである必要はなく、上記画像
データは、例えばカメラやビデオ等に本発明を応用した
場合、例えば景色等を示すものになることは言うまでも
ない。
【００６９】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の画像処理装置
は、以上のように、画像を示す各画素をそれぞれデジタ
ル化した各画素データの集合体である画像データから、
上記画像の下地の影響を軽減するための濃度値であるし
きい値を、分離度が最大となる濃度Ｔｍから最高濃度Ｔ
ｅまでの各濃度値における上記分離度の差分値をそれぞ
れ示す差分ヒストグラムの重心となる濃度値を前記しき
い値として算出する構成である。
【００７０】それゆえ、上記構成では、差分ヒストグラ
ムの重心を示す濃度値をしきい値として用いたので、下
地と画像との割合が予め分かっていない画像データや、
濃度ヒストグラムが滑らかではない場合や濃度ヒストグ
ラムの谷が顕著でない画像データに対しても、下地の影
響を軽減できる有効なしきい値を設定することが可能と
なる。
【００７１】この結果、上記構成は、従来、下地の影響
を軽減するための有効なしきい値の設定が困難な画像デ
ータに対しても、その下地の影響を軽減できて、上記し
きい値に基づく濃度変換手段における変換によって、画
像としたときに読み易いものとなる画像データに変換で
きるという効果を奏する。
【００７２】本発明の請求項２記載の画像処理装置は、
請求項１記載の構成に加えて、濃度変換手段は、画像デ
ータの各画素データをしきい値に基づいて２値化する構
成である。
【００７３】それゆえ、上記構成は、差分ヒストグラム
の重心を示す濃度値をしきい値として用いたので、下地
と画像との割合が予め分かっていない画像データや、濃
度ヒストグラムが滑らかではない場合や濃度ヒストグラ
ムの谷が顕著でない画像データに対しても、下地の影響
を軽減できる有効なしきい値を設定することが可能とな
る。
【００７４】この結果、上記構成は、従来、下地の影響
を軽減するための有効なしきい値の設定が困難な画像デ
ータに対しても、その下地の影響を軽減して、画像デー
タを２値化することができて、上記しきい値に基づく濃
度変換手段における変換によって、画像としたときに読
み易いものとなる２値化された画像データに変換できる
という効果を奏する。
【００７５】本発明の請求項３記載の画像処理装置は、
請求項１記載の構成に加えて、差分最大値が設定値を越
えている場合、各差分における各ヒストグラムの重心と
なる濃度値をしきい値として算出する一方、上記差分最
大値が設定値以下の場合、分離度の最大となる濃度Ｔｍ
から最高濃度Ｔｅまでの上記分離度の差分値をそれぞれ
算出したときに上記各差分値の平均値以下となったとき
の差分値の濃度値をしきい値として算出する構成であ
る。
【００７６】それゆえ、上記構成では、上記最大差分値
が上記設定値以下となって、上記重心によってしきい値
としての濃度値を算出する際に上記重心を示す濃度値の
算出が不安定となったり、意図しない濃度値が算出され
たりする可能性がある場合においても、下地と画像とを
区別するために有効なしきい値を一意的に設定できて、
上記しきい値の算出を安定化できる。
【００７７】この結果、上記構成は、下地と画像との濃
度差が小さな画像データや、下地や画像において大きな
濃淡差を有する画像データに対しても有効なしきい値を
設定できるので、画像としたときに読み易いものとなる
画像データを変換によって得ることが可能になるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置における第１実施例の構
成を示すブロック図である。
【図２】上記の画像処理装置における第２実施例の構成
を示すブロック図である。
【図３】上記の画像処理装置における第３実施例の構成
を示すブロック図である。
【図４】上記図３の画像処理装置における動作手順例を
示すフローチャートである。
【図５】上記の画像処理装置における第１実施例の構成
を２値化に適用したときの構成を示すブロック図であ
る。
【図６】従来の画像処理方法としてのＰ−タイル法を説
明するためのグラフである。
【図７】従来の画像処理方法としてのモード法を説明す
るためのグラフである。
【図８】従来の画像処理方法としての判別しきい値選定
法を説明するためのグラフである。
【図９】上記Ｐ−タイル法を画像処理方法として誤って
用いた場合を説明するためのグラフである。
【図１０】上記各従来の画像処理方法が適用できない画
像データを有する濃度ヒストグラムを示すグラフであ
る。
【符号の説明】
６ 下地レベル検出部（検出手段） ７ 濃度変換部（濃度変換手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−286083（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−326664（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−239911（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 G06T 5/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】画像を示す各画素をそれぞれデジタル化し
    た各画素データの集合体である画像データから、上記画
    像の下地の影響を軽減するための濃度値であるしきい値
    を検出する検出手段と、画素データの濃度値が上記しき
    い値以下のときに上記画素データの濃度値を所定値に変
    換して上記画像データを出力する濃度変換手段とを有
    し、 上記検出手段は、各画素データにおける濃度値と出現頻
    度である度数とからなる各濃度ヒストグラムを画像デー
    タから算出して、上記各濃度ヒストグラムを濃度値を境
    にして２つの各級とし、上記各級における級間分散と級
    内分散との比である分離度を上記濃度値を順次変えてそ
    れぞれ算出し、上記分離度が最大となる濃度Ｔｍから最
    高濃度Ｔｅまでの各濃度値における上記分離度の差分値
    をそれぞれ示す差分ヒストグラムの重心となる濃度値を
    前記しきい値として算出するものであることを特徴とす
    る画像処理装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の画像処理装置において、 濃度変換手段は、画像データの各画素データをしきい値
    に基づいて２値化するものであることを特徴とする画像
    処理装置。
  3. 【請求項３】請求項１記載の画像処理装置において、 検出手段からの信号に基づいて、差分値の最大値である
    差分最大値を判別し、上記差分最大値と設定値とを比較
    する比較手段と、複数のしきい値算出方法を予め有し、
    上記差分最大値に対する設定値の大小を示す比較手段か
    らの信号に基づいてしきい値を算出する方法を上記各し
    きい値算出方法から選択する選択手段とが設けられ、 上記検出手段は、上記選択手段からの信号に基づいて、
    上記差分最大値が設定値を越えている場合、上記各差分
    における各ヒストグラムの重心となる濃度値を前記しき
    い値として算出し、上記差分最大値が設定値以下の場
    合、上記分離度の最大となる濃度Ｔｍから最高濃度Ｔｅ
    までの上記分離度の差分値をそれぞれ算出したときに上
    記各差分値の平均値以下となったときの差分値の濃度値
    を前記しきい値として算出するものであることを特徴と
    する画像処理装置。
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