JP3277818B2 - 多値画像２値化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多値画像を携帯端
末のモノクロディスプレイで表示するなど、多値画像を
擬似中間調の２値画像に変換する場合に、多値画像で使
用されている色の特性に基づいてアルゴリズムを決定し
２値化する多値画像２値化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２値化アルゴリズムとしては、一般的に
は、平均誤差最小法、組織的ディザ法などが知られてい
る。これらは、単一のアルゴリズムで、濃淡画像を２値
の擬似中間調画像に変換するものである。

【０００３】また、従来の画像の２値化装置としては特
開平５−１７６１６８号公報に記載されたものが知られ
ている。図７は従来の画像２値化装置の構造を示してお
り、入力画像を線画、絵柄、写真、および太い線のエッ
ジの３種類の像域に分離する像域分離部７０１と、入力
画像に対して高解像度な擬似中間調処理を行う処理部７
０２と、高階調な擬似中間処理を行う処理部７０３と、
像域分離部１の分離結果に基づいて高解像度な擬似中間
調処理されたデータ(線画用)、高階調な擬似中間調処理
されたデータ(絵柄用)、それらデータの中間的な特性の
データ(写真および太い線のエッジ用)のいづれかを選択
して出力する中間調処理結果の生成部７０５から構成さ
れている。

【０００４】以上のような構成において、以下その動作
を説明する。画像が入力されると、像域分離部７０１は
画像からエッジ・網点・白地を分離することによって、
画像を線画・絵柄・写真および太い線の３種類の像域に
分離する。

【０００５】同時に、高階調な擬似中間調処理部７０
２、高解像度な擬似中間調処理部７０３では、それぞれ
画像を２値化する。高階調な擬似中間調処理部７０２
は、絵柄画像を高階調に２値化するのに優れる部分であ
り、高解像度な擬似中間調処理部７０３は、主に文字を
高解像度に２値化するのに優れる部分である。

【０００６】像域分離部７０１、高階調な擬似中間調処
理部７０２、高解像度な擬似中間調処理部７０３からの
データが揃うと、中間調処理結果の生成部７０４は、線
画領域に対しては、高解像度な擬似中間調処理が施され
た画像データを選択し、絵柄領域に対しては、高階調な
擬似中間調処理が施された画像データを選択し、写真お
よび太い線のエッジに対しては、高解像度と高階調の中
間の画像データを選択する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、多値画像を
携帯端末のモノクロディスプレイで見るような場合に、
視覚特性の良い２値画像を得るためには、必ずしも原画
像の階調を忠実に再現するのが良いとは限らない。

【０００８】例えば、原画像の輝度数が少ない場合や、
輝度値の分布が偏っている場合には、階調を忠実に再現
するよりも、視覚で認識できる色の違いをより明確に表
現するほうが、わかりやすい２値画像になる場合があ
る。また、特に、ベタ部分の多い画像では、階調より
も、隣合う色の違いを明確に表現するほうが、得られる
２値画像の視覚特性が良い。

【０００９】しかし、従来の構成は、デジタル複写機や
ファクシミリを対象としたものであって、エッジ部・網
点部・白地部のそれぞれに適した２値化をすることはで
きるが、原画像の輝度数、輝度値の分布などの色の特性
に適した２値化をすることは考慮していない。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、多値画像の色特性に着目して視覚特性の良い２値
画像を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、第１に多値画像データを入力する画像デー
タ入力部と、前記画像データ入力部から入力した多値画
像データの輝度数・輝度値分布・グラデーションの多少
などの色の特性に基いて２値化アルゴリズムを決定する
色基準アルゴリズム判定部と、前記画像データ入力部で
入力した多値画像データを前記色基準アルゴリズム判定
部が選択したアルゴリズムで２値化する２値化処理部を
備えたものである。

【００１２】これにより、原画像で用いられている色の
種類の多少、原画像で用いられている色の輝度値の分
布、原画像のグラデーションの多少、など、原画像の色
の特性に基づいて、２値化アルゴリズムを変えることに
よって、任意の原画像に対して視覚特性の良い２値画像
を得ることができる。

【００１３】第２に多値画像データを入力する画像デー
タ入力部と、前記画像データ入力部で入力した多値画像
データのカラーマップを解析してその画像で使用されて
いる色の値とその輝度値を出力するカラーマップ分析部
と、前記カラーマップ分析部が出力する各色の値を変え
ることにより輝度値の配置を変えて原画像の色を変える
カラーレンジ変換部と、前記カラーレンジ変換部が出力
する多値画像を２値化する２値化処理部を備えたもので
ある。

【００１４】これにより、原画像で使われている色の値
を変えて輝度値の配置を変え原画像自体の階調差を大き
くすることによって、２値化したときに視覚特性の良い
２値画像を得ることができる。

【００１５】第３に多値画像データを入力する画像デー
タ入力部と、画像をベタ領域とグラデーション領域に分
けてその情報を前記画像データ入力部で入力した多値画
像データに付加するベタ領域/グラデーション領域情報
付加部と、前記ベタ領域/グラデーション領域情報付加
部が出力する画像データのベタ領域部分を２値化するベ
タ領域２値化処理部と、前記ベタ領域/グラデーション
領域情報付加部が出力する画像データのグラデーション
領域を２値化するグラデーション領域２値化処理部と、
前記ベタ領域２値化処理部と前記グラデーション領域２
値化処理部が出力する画像データの２値化部分を合成し
て前記画像データ入力部で入力した原画像の２値画像を
生成する画像合成部を備えたものである。

【００１６】これにより、原画像のベタ領域に対して
は、隣合う色の差を明確に表現する２値化アルゴリズム
を用い、グラデーションの多い領域に対しては、階調再
現性の良い２値化アルゴリズムを用いることにより、任
意の原画像について、視覚特性の良い２値画像を得るこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図１６を用いて説明する。

【００１８】（実施の形態１）図１、図２は本発明の第
１の実施の形態における多値画像２値化装置の構成を示
し、図１、図２において１は、多値画像データを入力す
る画像データ入力部。２は、画像データ入力部１で入力
した多値画像データで使用されている色の特性に基づい
て２値化アルゴリズムを決定する色基準アルゴリズム判
定部。

【００１９】２１は、色基準アルゴリズム判定部２内に
あって、画像データ入力部１で入力した多値画像データ
が使用している色の輝度値を計算して、異なる輝度値の
数を輝度数として求める輝度数計数部。２２は、輝度数
計数部２１が出力する輝度数に基づいて、２値化アルゴ
リズムを決定するアルゴリズム判断部。３は画像データ
入力部１で入力した多値画像をアルゴリズム判断部２２
が指定する２値化アルゴリズムで２値化する２値化処理
部。４は２値化処理部３が出力する２値画像データをフ
ァイルに格納したり、モノクロディスプレイに表示した
りする２値画像出力部である。

【００２０】以上のように構成された多値画像２値化装
置について、以下その動作を図２、図８、図９、図１０
を用いて説明する。

【００２１】多値画像を２値化する手順は、（１）全画
素のrgb値をそれぞれ輝度値に変換して中間調画像にす
る。（２）２値化アルゴリズムを用いて濃度変換し擬似
中間調の２値画像を生成する。である。従って、本実施
の形態では、２値化アルゴリズムを選択する際の基準と
して、画像の輝度値に着目する。

【００２２】多値画像データが画像データ入力部１から
色基準アルゴリズム判定部２に入力されると、輝度数計
数部２１は、まず、その画像データに格納されている全
ての色のrgb値を読み込む。次に輝度数計数部２１は、
読み込んだ各rgb値に対して輝度値を求める。ここで、
輝度値とは、０.２９９＊ｒ＋ ０.５８７＊ｇ＋ ０.１
１４＊ｂ で求まる値である。最後に輝度数計数部２１
は、求めた輝度値の中で、異なる値の輝度値の数を数え
る。例えば、画像データが図８に示すような１６個のｒ
ｇｂ値、すなわち、１６色を使用している場合、輝度値
は、値９８をとるものが２つある以外は、全て異なる値
をとっている。よって、異なる輝度値の数は１５とな
り、輝度数計数部は値１５を輝度数として出力する。

【００２３】アルゴリズム判断部２２は、図９に示すよ
うな、輝度数とその輝度数に適する２値化アルゴリズム
を対応させたテーブルを保持しており、輝度数が決まれ
ば、それに基づいて２値化アルゴリズムを選択できるよ
うにしている。例えば、輝度数が１６のときは、図９の
アルゴリズム１を選択し、輝度数が２５５のときは、図
９のアルゴリズム２かアルゴリズム４のどちらかを選択
する。ここで、アルゴリズム１〜４は既知のアルゴリズ
ムであり、輝度数とそれに適する２値化アルゴリズムと
の対応づけは、アルゴリズムの性質、主に、解像力と階
調再現性で決定する。図９に示すように、輝度数の少な
い画像は解像力の高いアルゴリズム、輝度数の多い画像
は階調再現性の高いアルゴリズムで２値化を行うと、比
較的視覚特性の良い２値画像が得られる。アルゴリズム
の例として、アルゴリズム１は多段分割量子化法、アル
ゴリズム２は平均誤差最小法、アルゴリズム３は多段分
割量子化・メッシュ内画素分配混合法、アルゴリズム４
は組織的ディザ法である。

【００２４】ここで、多段分割量子化・メッシュ内画素
分配混合法は、メッシュ内画素分配混合法の濃淡レベル
処理において多段分割量子化法を用いた手法である。各
アルゴリズムの長短を図１０に示す。本例では、解像
力、階調再現性の他に、更に雑音、アルゴリズムの簡易
さも加味して、輝度数の少ない画像に対しては、解像力
に優れ雑音のあまりない多段分割法を、輝度数のやや多
い画像に対しては、解像力・階調再現性のある多段分割
量子化・メッシュ内画素分配混合法を、輝度数が多くな
ると、階調再現性に優れる平均誤差最小法、または、組
織的ディザ法を用いるようにしている。

【００２５】このようにして、アルゴリズム判断部２２
で２値化アルゴリズムを決定すると、２値化処理部３は
それを入力し、画像データ入力部１から入力された多値
画像をそのアルゴリズムで２値化する。２値画像出力部
４は、２値化処理部３が出力する２値画像をファイルに
格納したり、携帯端末のディスプレイに表示したりす
る。

【００２６】以上のように、本実施の形態では、多値画
像データを入力する画像データ入力部と、前記画像デー
タ入力部で入力した多値画像データの色の特性に基いて
２値化アルゴリズムを決定する色基準アルゴリズム判定
部と、前記色基準アルゴリズム判定部内に、前記画像デ
ータ入力部で入力した多値画像データの中で異なる輝度
値を持つ色の数を数える輝度数計数部と、前記輝度数計
数部が計数した輝度数に基いて最適な２値化アルゴリズ
ムを決定するアルゴリズム判断部前記画像を持ち、前記
画像データ入力部で入力した多値画像データを前記色基
準アルゴリズム判定部が選択したアルゴリズムで２値化
する２値化処理部と、前記２値化処理部からの２値画像
データを出力する２値画像出力部を備えることにより、
多値画像データで使われている輝度値の数に基づいて、
最適な２値化アルゴリズムを選択し、視覚特性の良い２
値画像を得ることができる。

【００２７】（実施の形態２）図１、図３は本発明の第
２の実施の形態における多値画像２値化装置の構成を示
し、図１、図３において１は、多値画像データを入力す
る画像データ入力部。２は、画像データ入力部１で入力
した多値画像データで使用されている色の特性に基づい
て２値化アルゴリズムを決定する色基準アルゴリズム判
定部。２３は、色基準アルゴリズム判定部２内にあっ
て、画像データ入力部１で入力した多値画像データが使
用している色の輝度値をそれぞれ求め、輝度値の分布状
態を出力する輝度分布分析部。２４は、輝度分布分析部
２３が出力する輝度分布に基づいて、２値化アルゴリズ
ムを決定するアルゴリズム判断部。３は画像データ入力
部１で入力した多値画像をアルゴリズム判断部２４が指
定する２値化アルゴリズムで２値化する２値化処理部。
４は２値化処理部３が出力する２値画像データをファイ
ルに格納したり、モノクロディスプレイに表示したりす
る２値画像出力部である。

【００２８】以上のように構成された多値画像２値化装
置について、以下その動作を図３、図９、図１０、図１
１を用いて説明する。

【００２９】多値画像を２値化する手順は、（１）全画
素のrgb値をそれぞれ輝度値に変換して中間調画像にす
る。（２）２値化アルゴリズムを用いて濃度変換し擬似
中間調の２値画像を生成する。である。従って、本実施
の形態では、２値化アルゴリズムを選択する際の基準と
して、画像の輝度値に着目する。

【００３０】多値画像データが画像データ入力部１から
色基準アルゴリズム判定部２に入力されると、輝度分布
分析部２３は、まず、その画像データに格納されている
全ての色のrgb値を読み込む。次に、輝度分布分析部２
３は、読み込んだ各rgb値に対して輝度値を求め、その
分布を図１１に示すようなグラフにする。

【００３１】図１１において横軸は輝度値、縦軸はその
輝度値を持つrgbの組の数である。ここで、近いrgb値を
持つ色は、視覚では識別不可能であるという視覚特性を
考慮すると、非常に近い輝度値を持つ色は同色と見倣し
て良い。例えば、(r, g, b)=(0, 255, 0)と(r, g, b)=
(0, 233, 0)は、輝度値が1異なるが視覚では識別できな
い。よって、輝度値の差が一定値α、例えば本実施の形
態ではα=6、以内である色を同色と見倣すと、図１１の
輝度値分布を持つ画像において、異なる輝度値の数は、
原画像で254個だったものが、30個に減少する。

【００３２】以上のようにして、輝度分布分析部２３
は、原画像の輝度の分布を分析して、異なる色と見倣す
ことのできる輝度値の数、例えば図１１の画像の場合3
0、を出力する。アルゴリズム判断部２４は、図９に示
すような、輝度数とその輝度数に適する２値化アルゴリ
ズムを対応させたテーブルを保持しており、輝度分布分
析部２３から異なる色と見倣すことのできる輝度値の数
を入力すると、それを輝度数と見倣して、対応する２値
化アルゴリズムをテーブルから求める。例えば、図１１
の画像の場合は、輝度数30なので、アルゴリズム３を採
用する。

【００３３】ここで、アルゴリズム１〜４は既知のアル
ゴリズムであり、輝度数とそれに適する２値化アルゴリ
ズムとの対応づけは、アルゴリズムの性質、主に、解像
力と階調再現性で決定する。図９に示すように、輝度数
の少ない画像は解像力の高いアルゴリズム、輝度数の多
い画像は階調再現性の高いアルゴリズムで２値化を行う
と、比較的視覚特性の良い２値画像が得られる。

【００３４】アルゴリズムの例として、アルゴリズム１
は多段分割量子化法、アルゴリズム２は平均誤差最小
法、アルゴリズム３は多段分割量子化・メッシュ内画素
分配混合法、アルゴリズム４は組織的ディザ法である。
ここで、多段分割量子化・メッシュ内画素分配混合法
は、メッシュ内画素分配混合法の濃淡レベル処理におい
て多段分割量子化法を用いた手法である。

【００３５】各アルゴリズムの長短を図１０に示す。本
例では、解像力、階調再現性の他に、更に雑音、アルゴ
リズムの簡易さも加味して、輝度数の少ない画像に対し
ては、解像力に優れ雑音のあまりない多段分割法を、輝
度数のやや多い画像に対しては、解像力・階調再現性の
ある多段分割量子化・メッシュ内画素分配混合法を、輝
度数が多くなると、階調再現性に優れる平均誤差最小
法、または、組織的ディザ法を用いるようにしている。

【００３６】このようにして、アルゴリズム判断部２４
で２値化アルゴリズムを決定すると、２値化処理部３は
それを入力し、画像データ入力部１から入力された多値
画像をそのアルゴリズムで２値化する。２値画像出力部
４は、２値化処理部３が出力する２値画像をファイルに
格納したり、携帯端末のディスプレイに表示したりす
る。

【００３７】以上のように、本実施の形態では、多値画
像データを入力する画像データ入力部と、前記画像デー
タ入力部で入力した多値画像データの色の特性に基いて
２値化アルゴリズムを決定する色基準アルゴリズム判定
部と、前記色基準アルゴリズム判定部内に、前記画像デ
ータ入力部で入力した多値画像データからその画像で使
用されている色の輝度値の分布を求める輝度分布分析部
と、前記輝度分布分析部が出力する輝度の分布に基いて
２値化アルゴリズムを決定するアルゴリズム判断部前記
画像を持ち、前記画像データ入力部で入力した多値画像
データを前記色基準アルゴリズム判定部が選択したアル
ゴリズムで２値化する２値化処理部と、前記２値化処理
部からの２値画像データを出力する２値画像出力部を備
えることにより、多値画像データで使われている輝度値
の分布状況に基づいて、最適な２値化アルゴリズムを選
択し、視覚特性の良い２値画像を得ることができる。

【００３８】（実施の形態３）図１、図４は本発明の第
３の実施の形態における多値画像２値化装置の構成を示
し、図１、図４において１は、多値画像データを入力す
る画像データ入力部。２は、画像データ入力部１で入力
した多値画像データで使用されている色の特性に基づい
て２値化アルゴリズムを決定する色基準アルゴリズム判
定部。２５は、色基準アルゴリズム判定部２内にあっ
て、画像データ入力部１で入力した多値画像データの色
の配置から、ベタに近い画像であるかグラデーションの
多い画像であるかを判断するベタ画像/グラデーション
画像判別部。２６は、ベタ画像/グラデーション画像判
別部２５の判断基づいて２値化アルゴリズムを決定する
アルゴリズム判断部。３は画像データ入力部１で入力し
た多値画像をアルゴリズム判断部２６が指定する２値化
アルゴリズムで２値化する２値化処理部。４は２値化処
理部３が出力する２値画像データをファイルに格納した
り、モノクロディスプレイに表示したりする２値画像出
力部である。

【００３９】以上のように構成された多値画像２値化装
置について、以下その動作を図４、図９、図１２を用い
て説明する。

【００４０】多値画像データが画像データ入力部１から
色基準アルゴリズム判定部２に入力されると、ベタ画像
/グラデーション画像判別部２５は、入力画像がベタ部
分の多い画像かグラデーション部分の多い画像かを判断
する。例えば、入力画像が圧縮の施された画像データの
場合、ベタ部分が多いかグラデーションが多いかは、圧
縮率で判断可能になる。

【００４１】一般に、ベタ部分の多い画像は圧縮率が高
く、グラデーションの多い画像は圧縮率が低い。そこ
で、ベタ画像/グラデーション画像判別部２５は、ま
ず、入力した画像データから画像サイズと画像データサ
イズを抽出し、圧縮率を求める。次に、圧縮率が定数β
より高い場合はベタ部分の多い画像、圧縮率が定数βよ
り低い場合はグラデーションの多い画像と判断して、ベ
タ画像であるかグラデーション画像であるかを出力す
る。図１２は、β=0.34としたときの例である。βの値
は試行実験から求めた経験値である。

【００４２】入力画像が圧縮されていない画像データの
場合は、画像中の色の配置でベタ/グラデーションを判
断できる。同じ色が画像内の広い領域で連続して使われ
ていればベタ画像、そうでなければグラデーション画像
である。アルゴリズム判断部２６は、図９に示すよう
な、ベタ画像/グラデーション画像の区別とベタ画像・
グラデーション画像のそれぞれに適する２値化アルゴリ
ズムを対応させたテーブルを保持しており、ベタ画像/
グラデーション画像判別部２５からベタ画像であるかグ
ラデーション画像であるかを入力すると、それに基づい
て適する２値化アルゴリズムを決定する。

【００４３】例えば、ベタ画像の場合は、図９のアルゴ
リズム１、または、アルゴリズム３を出力し、グラデー
ション画像の場合は、図９のアルゴリズム２、または、
アルゴリズム３を出力する。ここで、アルゴリズム１〜
４は既知のアルゴリズムであり、ベタ画像/グラデーシ
ョン画像の別とそれに適する２値化アルゴリズムとの対
応づけは、アルゴリズムの性質、主に、解像力と階調再
現性で決定する。

【００４４】図９に示すように、ベタ画像は解像力の高
いアルゴリズム、グラデーション画像は階調再現性の高
いアルゴリズムで２値化を行うと、比較的視覚特性の良
い２値画像が得られる。アルゴリズムの例として、アル
ゴリズム１は多段分割量子化法、アルゴリズム２は平均
誤差最小法、アルゴリズム３は多段分割量子化・メッシ
ュ内画素分配混合法、アルゴリズム４は組織的ディザ法
である。ここで、多段分割量子化・メッシュ内画素分配
混合法は、メッシュ内画素分配混合法の濃淡レベル処理
において多段分割量子化法を用いた手法である。このよ
うにして、アルゴリズム判断部２６で２値化アルゴリズ
ムを決定すると、２値化処理部３はそれを入力し、画像
データ入力部１から入力された多値画像をそのアルゴリ
ズムで２値化する。２値画像出力部４は、２値化処理部
３が出力する２値画像をファイルに格納したり、携帯端
末のディスプレイに表示したりする。

【００４５】以上のように、本実施の形態では、多値画
像データを入力する画像データ入力部と、前記画像デー
タ入力部で入力した多値画像データの色の特性に基いて
２値化アルゴリズムを決定する色基準アルゴリズム判定
部と、前記色基準アルゴリズム判定部内に、前記画像デ
ータ入力部で入力した多値画像がベタ部分の多い画像か
グラデーション部分の多い画像かを判断するベタ画像/
グラデーション画像判別部と、前記ベタ画像/グラデー
ション画像判別部の出力に基いて２値化アルゴリズムを
決定するアルゴリズム判断部を持ち、前記画像データ入
力部で入力した多値画像データを前記色基準アルゴリズ
ム判定部が選択したアルゴリズムで２値化する２値化処
理部と、前記２値化処理部からの２値画像データを出力
する２値画像出力部を備えることにより、多値画像のグ
ラデーション有無に基づいて、最適な２値化アルゴリズ
ムを選択し、視覚特性の良い２値画像を得ることができ
る。

【００４６】なお、実施の形態１、実施の形態２、実施
の形態３では、２値化アルゴリズムを判断する基準とし
て、輝度数、異なる輝度値と見倣せる色の数、グラデー
ションの有無を単独して用いたが、これらを組み合わせ
て用いると、より極め細かな２値化が行えることは明白
である。

【００４７】(実施の形態４)図５は本発明の第４の実施
の形態における多値画像２値化装置の構成を示し、図５
において１は、多値画像データを入力する画像データ入
力部。５０１は、画像データ入力部１で入力した多値画
像データで使用されている色の値とその輝度値をそれぞ
れ求め、色の値の分布と輝度値の分布を対にして出力す
るカラーマップ分析部。５０２は、カラーマップ分析部
２から色の値の分布と輝度値の分布の情報を入力して、
同一輝度値の色や値の近い輝度値を持つ色がある場合
に、それらの色の値を変えることによって、隣接する輝
度値を持つ色の輝度の差を大きくし、原画像のデータの
色の値を変換するカラーレンジ変換部。３は、カラーレ
ンジ変換部５０２が変換した多値画像データを２値化す
る２値化処理部。４は２値化処理部３が出力する２値画
像データをファイルに格納したり、モノクロディスプレ
イに表示したりする２値画像出力部である。

【００４８】以上のように構成された多値画像２値化装
置について、以下その動作を図５、図１３、図１４、図
１５を用いて説明する。

【００４９】多値画像を２値化する手順は、（１）全画
素のrgb値をそれぞれ輝度値に変換して中間調画像にす
る。（２）２値化アルゴリズムを用いて濃度変換し擬似
中間調の２値画像を生成する。である。従って、本実施
の形態では、２値化アルゴリズムを選択する際の基準と
して、画像のrgb値と輝度値に着目する。

【００５０】視覚特性を考慮してみると、非常に近いrg
b値を持つ異なる色が連続して並んでいても、それらを
識別することは不可能である。逆に、離れたrgb値を持
つ色が隣合っている場合には、明白に識別できる。従っ
て、２値化の際には、近いrgb値の階調を忠実に再現す
るよりも、離れたrgb値の差を明確に区別する方が視覚
特性が良い。

【００５１】ところで、図１３に示すように、rgb空間
内で同じ輝度値を持つ色は平面上の点で表される。すな
わち、rgb値が非常に異なる値を持っていても、輝度値
が等しくなる場合がある。例えば、(r, g, b)=(255, 0,
0)は赤色、(r, g, b)=(0, 130,0)は緑色で全く異なる
２色であるが、両者とも輝度値76で、２値化すると区別
できない。このような場合に、本実施の形態では、rgb
値を変え輝度の配置を変えることによって、２値化後に
識別可能な色に変換する。

【００５２】まず、多値画像データが画像データ入力部
１から入力されると、カラーマップ分析部５０１は、画
像データに格納されている全ての色のrgb値を読み込み
輝度値を求める。次に、カラーレンジ変換部５０２は、
カラーマップ分析部２からrgb値と対応する輝度値を入
力して、同じ輝度値を持つ異なる色のrgb値を変えて輝
度値を変えたり、輝度値間の差を全体的に大きくしたり
して、輝度値の配置を変更する。

【００５３】例えば、図１４に示すように、(r, g, b)=
(0, 0, 0), (0, 130, 0), (255, 0,0), (255, 255, 25
5)の４色を使用する画像は、輝度値0, 76, 76, 255とな
り、２値化時に輝度値の等しい(0, 130, 0)と(255, 0,
0)の２色は識別不可能となる。そこで、(0, 130, 0)→
(0, 255, 0)と変換すると、(0, 255, 0)の輝度値は150
となり２値化時にも識別可能となる。

【００５４】また、例えば、図１５に示すように、(r,
g, b)=(0, 0, 100), (0, 75, 0), (200, 0, 0), (224,
238, 238)、輝度値11, 44, 60, 238の４色を使用する画
像では、(0, 0, 100), (0, 75, 0), (200, 0, 0),の３
色の輝度の差が大きくなるように、(0, 75, 0)→(0, 25
5, 0)、(200, 0, 0)→(255, 0, 0)と変換すると、輝度
値は11, 76, 150, 238となり、色の識別が明確になる。

【００５５】カラーレンジ変換部５０２はrgb値の変換
を行うと、画像データ入力部１で入力した画像データの
全てのrgb値を変更し、出力する。２値化処理部３は、
カラーレンジ変換部５０２からrgb値変換後の多値画像
データを入力して、２値化する。２値画像出力部４は、
２値化処理部３が出力する２値画像をファイルに格納し
たり、携帯端末のディスプレイに表示したりする。

【００５６】以上のように、本実施の形態では、多値画
像データを入力する画像データ入力部と、前記画像デー
タ入力部で入力した多値画像データのカラーマップを解
析してその画像で使用されている色の値とその輝度値を
出力するカラーマップ分析部と、前記カラーマップ分析
部が出力する各色の値を変えることにより輝度値の配置
を変えてそれにのっとって原画像の色を変えるカラーレ
ンジ変換部と、前記カラーレンジ変換部が出力する多値
画像を２値化する２値化処理部と、前記２値化処理部か
らの２値画像データを出力する２値画像出力部を備える
ことにより、原画像のrgb値のレンジを変えて、２値化
時に視覚特性の良い２値画像を得ることができる。

【００５７】(実施の形態５)図６は本発明の第５の実施
の形態における多値画像２値化装置の構成を示し、図６
において１は、多値画像データを入力する画像データ入
力部。２０６は、画像データ入力部１で入力した多値画
像データの色の配置から、ベタに近い領域とグラデーシ
ョンの多い領域を区別して、画像データ入力部１の画像
データにベタ領域とグラデーション領域の情報を付加す
るベタ領域/グラデーション領域情報付加部。６０１
は、ベタ領域/グラデーション領域情報付加部２から画
像データを入力して、ベタ領域に適した２値化アルゴリ
ズムでベタ領域を２値化するベタ領域２値化処理部。６
０２は、ベタ領域/グラデーション領域情報付加部２０
６から画像データを入力して、グラデーション領域に適
した２値化アルゴリズムでグラデーション領域を２値化
するグラデーション領域２値化処理部。３０６は、ベタ
領域２値化処理部６０１とグラデーション領域２値化処
理部６０２から部分２値化処理した画像データを入力し
て、それぞれの２値化処理部分を合成して２値画像を作
成する画像合成部。４は、画像合成部３０６から２値画
像データを入力してファイルに格納したり、モノクロデ
ィスプレイに表示したりする２値画像出力部である。

【００５８】以上のように構成された多値画像２値化装
置について、以下その動作を図６、図１６を用いて説明
する。

【００５９】多値画像データが画像データ入力部１から
入力されると、ベタ領域/グラデーション領域情報付加
部２０６は、まず、画像中の色の配置を分析し、画像内
をベタ領域とグラデーション領域に分割する。例えば、
画像内の一定面積以上の矩形領域で同じ色が用いられて
いればその領域はベタ領域、そうでなければグラデーシ
ョン領域とする。次に、ベタ領域/グラデーション領域
情報付加部２０６は、ベタ領域とグラデーション領域に
分類した各矩形領域の領域情報と、その領域がベタかグ
ラデーションかの情報を画像データに付加する。領域情
報とは、画像中の矩形領域の位置であり、矩形の左上角
の画素位置(始点)と、右下角の画素位置(終点)で表す。
また、画素位置は、画像の左上角を原点とし、画像の横
幅方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とする座標で表す。

【００６０】図１６に示すような画像の場合は、例えば
５つのベタ/グラデーション矩形領域に分割し、表に示
すような領域情報・ベタ/グラデーション情報を画像デ
ータに付加する。ここで、連続するベタ領域は、極力大
きな１つの矩形領域にまとめている。このようにして、
ベタ領域/グラデーション領域情報付加部２０６は、画
像データ入力部１から入力した画像データに図１６の表
で示したベタ領域/グラデーション領域情報を付加して
出力する。ベタ領域２値化処理部６０１は、ベタ領域/
グラデーション領域情報付加部２０６から多値画像デー
タとベタ領域/グラデーション領域情報を入力して、ベ
タ領域とその近傍にベタ画像の２値化に適したアルゴリ
ズムで２値化処理を行う。

【００６１】同時に、グラデーション領域２値化処理部
６０２は、ベタ領域/グラデーション領域情報付加部２
０６から多値画像データとベタ領域/グラデーション領
域情報を入力して、グラデーション領域とその近傍にグ
ラデーション画像の２値化に適したアルゴリズムで２値
化処理を行う。

【００６２】画像合成部３０６は、ベタ領域２値化処理
部６０１からベタ領域を２値化した画像データ(1)とベ
タ領域/グラデーション領域情報を入力し、グラデーシ
ョン領域２値化処理部６０２からグラデーション領域を
２値化した画像データ(2)を入力すると、画像データ(1)
のベタ領域部分と、画像データ(2)のグラデーション領
域部分とを合成して、１つの２値画像データを出力す
る。２値画像出力部４は、画像合成部３が出力する２値
画像をファイルに格納したり、携帯端末のディスプレイ
に表示したりする。

【００６３】以上のように、本実施の形態では、多値画
像データを入力する画像データ入力部と、画像をベタ領
域とグラデーション領域に分けてその情報を前記画像デ
ータ入力部で入力した多値画像データに付加するベタ領
域/グラデーション領域情報付加部と、前記ベタ領域/グ
ラデーション領域情報付加部が出力する画像データのベ
タ領域部分を２値化するベタ領域２値化処理部と、前記
ベタ領域/グラデーション領域情報付加部が出力する画
像データのグラデーション領域を２値化するグラデーシ
ョン領域２値化処理部と、前記ベタ領域２値化処理部と
前記グラデーション領域２値化処理部が出力する画像デ
ータの２値化部分を合成して前記画像データ入力部で入
力した原画像の２値画像を生成する画像合成部と、前記
画像合成部からの２値画像データを出力する２値画像出
力部を備えることにより、多値画像のベタ部分とグラデ
ーション部分とで異なる２値化アルゴリズムを使用し
て、視覚特性の良い２値画像を得ることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１に多
値画像データを入力する画像データ入力部と、前記画像
データ入力部で入力した多値画像データの色の特性に基
いて２値化アルゴリズムを決定する色基準アルゴリズム
判定部と、前記画像データ入力部で入力した多値画像デ
ータを前記色基準アルゴリズム判定部が選択したアルゴ
リズムで２値化する２値化処理部と、前記２値化処理部
からの２値画像データを出力する２値画像出力部を備え
たことにより、原画像で使われる色の数・輝度値の分布
・グラデーションの有無などの色の特性によって２値化
するアルゴリズムを変えて高画質な２値画像を得ること
ができる。

【００６５】第２に多値画像データを入力する画像デー
タ入力部と、前記画像データ入力部で入力した多値画像
データのカラーマップを解析してその画像で使用されて
いる色の値とその輝度値を出力するカラーマップ分析部
と、前記カラーマップ分析部が出力する各色の値を変え
ることにより輝度値の配置を変えてそれにのっとって原
画像の色を変えるカラーレンジ変換部と、前記カラーレ
ンジ変換部が出力する多値画像を２値化する２値化処理
部と、前記２値化処理部からの２値画像データを出力す
る２値画像出力部を備えたことにより、原画像自体の色
を変えてから２値化処理して視覚特性の良い２値画像を
得ることができる。

【００６６】第３に多値画像データを入力する画像デー
タ入力部と、画像をベタ領域とグラデーション領域に分
けてその情報を前記画像データ入力部で入力した多値画
像データに付加するベタ領域/グラデーション領域情報
付加部と、前記ベタ領域/グラデーション領域情報付加
部が出力する画像データのベタ領域部分を２値化するベ
タ領域２値化処理部と、前記ベタ領域/グラデーション
領域情報付加部が出力する画像データのグラデーション
領域を２値化するグラデーション領域２値化処理部と、
前記ベタ領域２値化処理部と前記グラデーション領域２
値化処理部が出力する画像データの２値化部分を合成し
て前記画像データ入力部で入力した原画像の２値画像を
生成する画像合成部と、前記画像合成部からの２値画像
データを出力する２値画像出力部を備えたことにより、
画像のベタ領域・グラデーション領域ごとに２値化する
アルゴリズムを変えて高画質な２値画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１、第２、第３の実施形態における
多値画像２値化装置のブロック図

【図２】本発明の第１の実施形態における多値画像２値
化装置のブロックを示す図

【図３】本発明の第２の実施形態における多値画像２値
化装置のブロックを示す図

【図４】本発明の第３の実施形態における多値画像２値
化装置のブロックを示す図

【図５】本発明の第４の実施形態における多値画像２値
化装置のブロックを示す図

【図６】本発明の第５の実施形態における多値画像２値
化装置のブロックを示す図

【図７】従来の画像２値化装置のブロック図

【図８】本発明の第１の実施形態における輝度数計数部
が作成するrgb値・輝度値の一例を示す図

【図９】本発明の第１、第２、第３の実施形態における
アルゴリズム判断部が保持するテーブルの一例を示す図

【図１０】本発明の第１、第２、第３の実施形態におけ
るアルゴリズム判断部が保持するアルゴリズムの一例と
各アルゴリズムの長所短所を示す図

【図１１】本発明の第２の実施形態における輝度分布分
析部が作成する輝度分布の一例を示す図

【図１２】本発明の第３の実施形態におけるベタ画像/
グラデーション画像判別部が作成する圧縮率とベタ/グ
ラデーションの関係の一例を示す図

【図１３】本発明の第４の実施形態におけるrgb空間を
示す図

【図１４】本発明の第４の実施形態におけるカラーレン
ジ変換部の輝度配置変換の一例を示す図

【図１５】本発明の第４の実施形態におけるカラーレン
ジ変換部の輝度配置変換の一例を示す図

【図１６】本発明の第５の実施形態におけるのベタ領域
/グラデーション領域情報付加部が作成するベタ領域/グ
ラデーション領域情報の一例を示す図

【符号の説明】

１ 画像データ入力部 ２ 色基準アルゴリズム判定部 ３ ２値化処理部 ４ ２値化出力部 ２１ 輝度数計数部 ２２ アルゴリズム判断部 ２３ 輝度分布分析部 ２４ アルゴリズム判断部 ２５ ベタ画像/グラデーション画像判定部 ２６ アルゴリズム判断部 ２０６ ベタ領域/グラデーション領域情報付加部 ３０６ 画像合成部 ６０１ ベタ領域２値化処理部 ６０２ グラデーション領域２値化処理部 ５０１ カラーマップ分析部 ５０２ カラーレンジ変換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−227436（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−205059（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−88071（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−222745（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09G 5/00 H04N 1/00 G03B 27/80

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多値画像データを入力する画像データ入
   力部と、前記画像データ入力部で入力した多値画像デー
   タの色の特性に基いて２値化アルゴリズムを決定する色
   基準アルゴリズム判定部と、前記画像データ入力部で入
   力した多値画像データを前記色基準アルゴリズム判定部
   が選択したアルゴリズムで２値化する２値化処理部と、
   前記２値化処理部からの２値画像データを出力する２値
   画像出力部を備え、 色基準アルゴリズム判定部内に、画像データ入力部で入
   力した多値画像データの中で異なる輝度値を持つ色の数
   を数える輝度数計数部と、前記輝度数計数部が計数した
   輝度数に基いて２値化アルゴリズムを決定するアルゴリ
   ズム判断部を備えたことを特徴とする多値画像２値化装
   置。
2. 【請求項２】 多値画像データを入力する画像データ入
   力部と、前記画像データ入力部で入力した多値画像デー
   タの色の特性に基いて２値化アルゴリズムを決定する色
   基準アルゴリズム判定部と、前記画像データ入力部で入
   力した多値画像データを前記色基準アルゴリズム判定部
   が選択したアルゴリズムで２値化する２値化処理部と、
   前記２値化処理部からの２値画像データを出力する２値
   画像出力部を備え、 色基準アルゴリズム判定部内に、画像データ入力部で入
   力した多値画像データからその画像で使用されている色
   の輝度値の分布を求める輝度分布分析部と、前記輝度分
   布分析部が出力する輝度の分布に基いて２値化アルゴリ
   ズムを決定するアルゴリズム判断部を備えたことを特徴
   とする多値画像２値化装置。
3. 【請求項３】 多値画像データを入力する画像データ入
   力部と、前記画像データ入力部で入力した多値画像デー
   タの色の特性に基いて２値化アルゴリズムを決定する色
   基準アルゴリズム判定部と、前記画像データ入力部で入
   力した多値画像データを前記色基準アルゴリズム判定部
   が選択したアルゴリズムで２値化する２値化処理部と、
   前記２値化処理部からの２値画像データを出力する２値
   画像出力部を備え、 色基準アルゴリズム判定部内に、画像データ入力部で入
   力した多値画像がベタ部分の多い画像かグラデーション
   部分の多い画像かを判断するベタ画像/グラデーション
   画像判別部と、前記ベタ画像/グラデーション画像判別
   部の出力に基いて２値化アルゴリズムを決定するアルゴ
   リズム判断部とを備えたことを特徴とする多値画像２値
   化装置。
4. 【請求項４】 多値画像データを入力する画像データ入
   力部と、前記画像データ入力部で入力した多値画像デー
   タのカラーマップを解析してその画像で使用されている
   色の値とその輝度値を出力するカラーマップ分析部と、
   前記カラーマップ分析部が出力する各色の値を変えるこ
   とにより輝度値の配置を変えて原画像の色を変えるカラ
   ーレンジ変換部と、前記カラーレンジ変換部が出力する
   多値画像を２値化する２値化処理部と、前記２値化処理
   部からの２値画像データを出力する２値画像出力部を備
   えたことを特徴とする多値画像２値化装置。
5. 【請求項５】 多値画像データを入力する画像データ入
   力部と、画像をベタ領域とグラデーション領域に分けて
   その情報を前記画像データ入力部で入力した多値画像デ
   ータに付加するベタ領域／グラデーション領域情報付加
   部と、前記ベタ領域／グラデーション領域情報付加部が
   出力する画像データのベタ領域部分を２値化するベタ領
   域２値化処理部と、前記ベタ領域／グラデーション領域
   情報付加部が出力する画像データのグラデーション領域
   を２値化するグラデーション領域２値化処理部と、前記
   ベタ領域２値化処理部と前記グラデーション領域２値化
   処理部が出力する画像データの２値化部分を合成して前
   記画像データ入力部で入力した原画像の２値画像を生成
   する画像合成部と、前記画像合成部からの２値画像デー
   タを出力する２値画像出力部を備えたことを特徴とする
   多値画像２値化装置。