JP3493086B2

JP3493086B2 - 画像読取装置

Info

Publication number: JP3493086B2
Application number: JP30101095A
Authority: JP
Inventors: 知行吉田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 2004-02-03
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH09149243A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、読取原稿を読取走
査して二値の画像データを生成する画像読取装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、各種の読取原稿から二値の画像デ
ータを生成するため、イメージスキャナ等の画像読取装
置が利用されている。このような画像読取装置が読取原
稿から読取走査する画像データは、文字データと絵柄デ
ータとに大別されるが、一般的に文字データでは階調性
より解像度が重要視され、絵柄データでは解像度より階
調性が重要視される。

【０００３】これに対処した画像読取装置が、特開平5-
176167号公報、特開平5-308516号公報、特開平6-150059
号公報、等に開示されている。これらの画像読取装置で
は、画像データをパターンマッチング等で文字データか
絵柄データかに画素単位で判定し、文字データには解像
度優先の固定閾値による二値化処理等を実行し、絵柄デ
ータには階調性優先のディザ処理等の二値化処理を実行
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような画像読取
装置では、文字データは良好な解像度で二値化すること
ができ、絵柄データは良好な階調性で二値化することが
できる。

【０００５】しかし、文字データには各種のフォントや
サイズが存在し、大きいサイズのゴシックの文字データ
等は、線分が太いために絵柄データに誤認されることが
多い。この場合、文字データに階調性優先の二値化処理
が実行されるので、その線分の内部で画素抜けが発生す
ることになり、文字データの品質が低下する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
読取原稿から画像データを読取走査する読取走査装置
と、画像データに画素単位で解像度優先の二値化処理を
実行する第一処理手段と、画像データに画素単位で階調
性優先の二値化処理を実行する第二処理手段と、階調優
先の二値化処理が実行された画像データに画素抜けの補
正処理を実行する第三処理手段と、画像データの注目画
素の部分をエッジ領域と非エッジ領域との一方に判定す
るエッジ判定手段と、注目画素の周囲部分で白地領域の
有無を判定する白地判定手段と、白地領域が周囲部分に
存在するエッジ領域の注目画素には前記第一処理手段を
選択し、白地領域が周囲部分に存在しない注目画素には
前記第二処理手段を選択し、白地領域が周囲部分に存在
する非エッジ領域の注目画素には前記第三処理手段を選
択するデータ選択手段とを有する。従って、文字データ
の太い線分が絵柄データに誤認されても、これは階調性
優先の二値化処理の実行後に画素抜けの補正処理が実行
される。

【０００７】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、第二処理手段は、切換自在な複数パター
ンの二値化処理を有し、第三処理手段は、二値化処理の
切換パターンに連動して切り換わる複数パターンの補正
処理を有する。従って、複数パターンの二値化処理が切
り換わるので、絵柄データは適正な階調性で二値化され
る。文字データの太い線分が絵柄データに誤認されて複
数パターンの二値化処理の一つが実行された場合でも、
これに対応して複数パターンの補正処理が切り換わる。

【０００８】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明において、画像データの読取倍率を可変する画像変
倍手段を設け、第三処理手段は、画像データの読取倍率
に連動して切り換わる複数パターンの補正処理を有す
る。従って、画像データの読取倍率を可変され、文字デ
ータの線分が絵柄データに誤認されて発生する画素抜け
の発生パターンが変化しても、これに対応して複数パタ
ーンの補正処理が切り換わる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面に基
づいて以下に説明する。まず、本実施の形態で例示する
画像読取システム１００は、図１に示すように、画像読
取装置であるイメージスキャナ１０１と外部装置である
ホストコンピュータ１０２とを接続した構造からなる。

【００１０】このホストコンピュータ１０２は、一般的
なマイクロコンピュータからなり、各種データを前記イ
メージスキャナ１０１と各種データを通信する通信Ｉ／
Ｆ、各種のデータ処理を実現する装置本体、各種データ
が入力操作されるキーボード、各種データを表示出力す
るディスプレイ（何れも図示せず）、等を有している。

【００１１】前記イメージスキャナ１０１は、図２に示
すように、読取原稿を支持する原稿支持部材としてコン
タクトガラス１を有しており、このコンタクトガラス１
に下方から対向する位置には、反射ミラー２と照明ラン
プ３とが搭載された第一走行体４が副走査方向に移動自
在に配置されている。この第一走行体４の反射光路に
は、二個の反射ミラー２が搭載された第二走行体５が、
副走査方向に移動自在に配置されており、この第二走行
体５の反射光路には、結像レンズ６を介してＳＢＵ(Sen
sor Board Unit）７にライン状に実装されたＣＣＤ(Cha
rge Coupled Device）８が位置している。

【００１２】前記第一走行体４と前記第二走行体５とに
は、ステッピングモータからなる走行体モータ９がプー
リやワイヤ等により連結されており、二対一の速度で同
一の副走査方向に移動自在とされている。このように二
個の前記走行体４，５が移動することにより、前記コン
タクトガラス１に載置された読取原稿とが前記ＣＣＤ８
により順番に読取走査されるので、ここに読取走査装置
１０が形成されている。

【００１３】この読取走査装置１０による読取原稿の読
取走査は、原稿固定モードであるブックモードの設定下
で実行されるが、前記イメージスキャナ１０１には、上
述したブックモードの他に原稿搬送モードであるＡＤＦ
モードも切換自在な動作モードとして設定されている。
このＡＤＦモードの設定下では、図中右端に破線で図示
するように、二個の前記走行体４，５をホームポジショ
ンに位置固定した状態で、原稿搬送装置であるＡＤＦ１
１により読取原稿を副走査方向に順次搬送して読取走査
を実行する。

【００１４】このＡＤＦ１１は、給紙トレー１２、ピッ
クアップローラ１３、一対のレジストローラ１４、搬送
ドラム１５、複数の搬送ローラ１６を有しており、読取
原稿を副走査方向に順次搬送して排紙トレー１７に排紙
させる。この排紙トレー１７は原稿圧板１８の上面に形
成されており、この原稿圧板１８は前記コンタクトガラ
ス１上に開閉自在に設けられている。前記ピックアップ
ローラ１３と前記レジストローラ１４とには、ステッピ
ングモータからなる給紙モータ１９がギヤ列等により連
結されており、前記搬送ドラム１５と前記搬送ローラ１
６とにはステッピングモータからなる搬送モータ２０が
ギヤ列等により連結されている。

【００１５】ここで、このイメージスキャナ１０１の回
路構造を以下に説明する。まず、図１に示すように、前
記読取走査装置１０には、画像変倍手段である変倍処理
回路２１が接続されており、この変倍処理回路２１に
は、第一処理手段である第一処理部２２と第二処理手段
である第二処理部２３とが並列に接続されている。前記
変倍処理回路２１は、画像データを補間しながら間引き
することにより、画像データを主走査方向に縮小し、画
像データを補間しながら二度書きすることにより、画像
データを主走査方向に拡大する。この変倍に連動して前
記読取走査装置１０の走査速度も調節されるので、画像
データは主走査方向と副走査方向とに同一の倍率で変倍
される。

【００１６】前記第一処理部２２は、ＭＴＦ(Modulatio
n Transfer Function)補正回路２４と固定閾値二値化回
路２５とを有しており、前記第二処理部２３は、平滑化
回路２６とディザ処理回路２７とを有している。前記平
滑化回路２６には、図６に示すように、所定パターンの
補正フィルタが設定されており、この補正フィルタによ
り画像データを平滑化する。前記第一処理部２２は、前
記ＭＴＦ補正回路２４により画像データをＭＴＦ補正
し、前記固定閾値二値化回路２５により画像データを固
定閾値で二値化処理することにより、画像データに画素
単位で解像度優先の二値化処理を実行する。前記第二処
理部２３は、前記平滑化回路２６の平滑化と前記ディザ
処理回路２７のディザ処理とにより、画像データに画素
単位で階調性優先の二値化処理を実行する。

【００１７】前記処理部２２，２３はラインバッファ２
８，２９を個々に介して一個のデータ選択回路３０のデ
ータ入力部に接続されているが、前記第二処理部２３に
は第三処理手段である孤立点除去回路３１も接続されて
おり、この孤立点除去回路３１も前記データ選択回路３
０のデータ入力部に接続されている。前記孤立点除去回
路３１は、図４に示すように、孤立点検出回路３２と補
正処理回路３３とを有しており、これらの回路３２，３
３が順番に接続されている。

【００１８】前記孤立点検出回路３２は、図１１に示す
ように、“5×5”のマトリクスパターンが設定されてお
り、このマトリクスパターンにより画素抜けである孤立
した白色画素を検出する。前記補正処理回路３３は、前
記孤立点検出回路３２が孤立した白色画素を検出する
と、この白色画素を黒色画素に置換するので、前記孤立
点除去回路３１は、前記第二処理部２３により階調優先
の二値化処理が実行された画像データに画素抜けの補正
処理を実行する。

【００１９】前記変倍処理回路２１には、前記処理部２
２，２３と並列に像域分離処理部３４も接続されてお
り、この像域分離処理部３４はデータ選択手段である前
記データ選択回路３０の制御入力部に接続されている。
このデータ選択回路３０は、前記像域分離処理部３４か
ら入力される制御信号に対応して、三個の前記処理部２
２，２３，３１が並列に出力する三つの画像データから
一つを選択し、これを前記ホストコンピュータ１０２に
データ出力する。

【００２０】前記像域分離処理部３４は、図５に示すよ
うに、エッジ判定手段であるエッジ領域検出回路３５と
白地判定手段である白地領域検出回路３６とを有してお
り、これらの検出回路３５，３６は一個の画像判定回路
３７に接続されている。前記白地背景検出回路３６は、
図４に示すように、ＭＴＦ補正回路３８、二値化回路３
９、白地画素検出回路４０、膨張処理回路４１、補正処
理回路４２、を有しており、これらの回路３８〜４２は
順番に接続されている。前記ＭＴＦ補正回路３８は、図
７に示すように、所定パターンの補正フィルタが設定さ
れており、この補正フィルタにより画像データをＭＴＦ
補正する。

【００２１】前記エッジ領域検出回路３５は、画像デー
タを形成する画素に順番に注目し、この注目画素の部分
をエッジ領域と非エッジ領域との一方に判定し、エッジ
領域には“１”の判定信号を出力し、非エッジ領域には
“０”の判定信号を出力する。このように画像データを
画素単位でエッジ領域と非エッジ領域とに判定する処理
は既存の処理であり、例えば、前述した特開平5-176167
号公報等に詳述されている。

【００２２】前記白地背景検出回路３６は、前記ＭＴＦ
補正回路３８のＭＴＦ補正により画像データを鮮鋭化
し、この画像データを前記二値化回路３９により所定の
閾値により白黒に二値化する。この場合、白色画素が１
ビットのアクティブ画素とされるので、図８に示すよう
に、前記白地画素検出回路４０の“1×5”や“5×1”の
パターンとのマッチングにより注目画素の周囲部分で白
地領域を調査し、これが検出されると注目画素もアクテ
ィブ画素に変換する。

【００２３】さらに、図９に示すように、前記膨張処理
回路４１の“3×9”のパターンで注目画素の周囲部分を
マスクし、このマスクされた画像データから一個でもア
クティブ画素が検出されると、注目画素をアクティブ画
素に膨張処理する。そして、図１０に示すように、前記
補正処理回路４２の一行のパターンで注目画素の周囲部
分である両側部分を調査し、両側部分の各画素の論理和
を論理積した演算結果が“１”ならば、注目画素の周囲
部分である両側部分に白地領域が存在すると判定し、演
算結果を判定信号“１”として出力する。

【００２４】前記検出回路３５，３６の判定信号は前記
画像判定回路３７に出力されるので、この画像判定回路
３７は、前記エッジ領域検出回路３５の判定信号が
“１”で前記白地背景検出回路３６の判定信号が“１”
の場合は、これを前記像域分離処理部３４の判定信号
“11”として前記データ選択回路３０に出力する。同様
に、前記エッジ領域検出回路３５の判定信号が“０”で
前記白地背景検出回路３６の判定信号が“１”の場合は
判定信号“01”が前記データ選択回路３０に出力され、
前記白地背景検出回路３６の判定信号が“０”の場合は
前記エッジ領域検出回路３５の判定信号に関係なく判定
信号“00”が前記データ選択回路３０に出力される。

【００２５】このデータ選択回路３０は、前記像域分離
処理部３４から判定信号“11”が入力されると、前記第
一処理部２２が出力する画像データを選択し、これを前
記ホストコンピュータ１０２にデータ送信する。同様に
判定信号“01”が入力されると前記第二処理部２３の画
像データを伝送し、判定信号“00”が入力されると前記
孤立点除去部３４の画像データを伝送する。

【００２６】このような構成において、上述した画像読
取システム１００では、ユーザが画像読取装置の操作パ
ネルやホストコンピュータ１０２のキーボードを手動操
作すると、これに対応して発行される各種コマンドに従
ってイメージスキャナ１０１が読取原稿から画像データ
を読取走査する。このイメージスキャナ１０１は、読取
走査装置１０により読取原稿から画像データを読取走査
し、このアナログの画像データをデジタルに変換してか
らホストコンピュータ１０２に出力する。

【００２７】このようにイメージスキャナ１０１が画像
データをアナログからデジタルに二値化する場合、この
画像データを文字データか絵柄データかに画素単位で判
定し、文字データには解像度優先の二値化処理を実行
し、絵柄データには階調性優先の二値化処理を実行す
る。この時、太線は絵柄に誤認されて階調性優先の二値
化処理が実行されることがあるが、この場合でも文字の
内部の画素抜けが補正されるので、太線も良好な品質に
形成される。

【００２８】このようなイメージスキャナ１０１の処理
動作を以下に詳述する。まず、読取走査装置１０により
読取原稿から読取走査されたアナログの画像データは、
第一処理部２２と第二処理部２３とに並列に入力され
る。第一処理部２２では、画像データはＭＴＦ補正回路
２４によりＭＴＦ補正されてから固定閾値二値化回路２
５により固定閾値で二値化処理されるので、この画像デ
ータは画素単位で解像度優先に二値化される。第二処理
部２３では、画像データは平滑化回路２６により平滑化
されてからディザ処理回路２７によりディザ処理される
ので、この画像データに画素単位で階調性優先に二値化
される。

【００２９】このように二値化された二種類の画像デー
タはラインバッファ２８，２９に保持されるが、階調性
優先に二値化された画像データは孤立点除去回路３１に
も出力される。この孤立点除去回路３１では、孤立点検
出回路３２により画像データから孤立した白色画素を検
出し、この孤立した白色画素を補正処理回路３３により
黒色画素に置換する。

【００３０】一方、上述のような処理動作と同時に読取
走査装置１０から画像データが並列に入力される像域分
離処理部３４では、エッジ領域検出回路３５により画像
データの注目画素の部分がエッジ領域か非エッジ領域に
判定され、白地背景検出回路３６により、注目画素の両
側部分で白地領域の有無が判定される。これらの判定結
果は一つの判定信号としてデータ選択回路３０に出力さ
れるので、このデータ選択回路３０は、判定信号に対応
してラインバッファ２８，２９と孤立点除去回路３１と
から一つの画像データを画素単位で選択し、これをホス
トコンピュータ１０２に出力する。

【００３１】このように選択される画像データは、白地
領域が周囲部分に存在するエッジ領域の画素には、解像
度優先の二値化処理が実行されているので、文字が良好
な解像度で二値化されている。また、白地領域が周囲部
分に存在しない画素には、階調性優先の二値化処理が実
行されているので、絵柄が良好な階調性で二値化されて
いる。そして、白地領域が周囲部分に存在する非エッジ
領域の注目画素には、階調性優先の二値化処理が実行さ
れてから、画素抜けの補正処理が実行されているので、
太線等も画素抜けが無く良好に二値化されている。

【００３２】つまり、本実施の形態のイメージスキャナ
１０１は、文字データは良好な解像度に二値化し、絵柄
データは良好な階調性に二値化し、絵柄データに誤認さ
れる文字データは、画素抜けの無い状態に二値化するの
で、画像データを良好な品質に生成することができる。

【００３３】なお、本発明は上述したイメージスキャナ
１０１に限定されるものではなく、各種の変形を許容す
る。例えば、第二処理部２２に、切換自在な複数パター
ンの二値化処理として、画素集中型とベイヤー型とのデ
ィザ処理を設定し、孤立点除去回路３１に、切換自在な
複数パターンの補正処理として、図１１及び図１２に示
すように、画素抜けを検出するマトリクスパターンを二
種類に設定し、これらの切り換えを連動させることも可
能である。この場合、第二処理部２２は、二種類の二値
化を選択できるので、より良好な階調性で各種の絵柄を
二値化することができる。このように二値化のパターン
を変更すると画素抜けの発生パターンも変化するが、こ
れに連動して孤立点除去回路３１のマトリクスパターン
が切り換わるので、画素抜けは常時良好に補正される。

【００３４】同様に、変倍処理回路２１により画像デー
タの読取倍率を可変する場合に、図１１及び図１３に示
すように、孤立点除去回路３１のマトリクスパターンを
切り換えることも可能である。この場合、画像データを
変倍すると画素抜けの発生パターンも変化するが、これ
に連動して孤立点除去回路３１のマトリクスパターンが
切り換わるので、画素抜けは常時良好に補正される。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、画像データに画
素単位で解像度優先の二値化処理を実行する第一処理手
段と、画像データに画素単位で階調性優先の二値化処理
を実行する第二処理手段と、階調優先の二値化処理が実
行された画像データに画素抜けの補正処理を実行する第
三処理手段と、画像データの注目画素の部分をエッジ領
域と非エッジ領域との一方に判定するエッジ判定手段
と、注目画素の周囲部分で白地領域の有無を判定する白
地判定手段と、白地領域が周囲部分に存在するエッジ領
域の注目画素には第一処理手段を選択し、白地領域が周
囲部分に存在しない注目画素には第二処理手段を選択
し、白地領域が周囲部分に存在する非エッジ領域の注目
画素には第三処理手段を選択するデータ選択手段とを有
することにより、文字データの太い線分が絵柄データに
誤認されても、これは階調性優先の二値化処理の実行後
に画素抜けの補正処理が実行されるので、画像データを
良好な品質に生成することができる。

【００３６】請求項２記載の発明では、第二処理手段
は、切換自在な複数パターンの二値化処理を有し、第三
処理手段は、二値化処理の切換パターンに連動して切り
換わる複数パターンの補正処理を有することにより、複
数パターンの切り換えにより各種の絵柄データを良好な
階調性に二値化することができ、このような二値化の切
り換えにより画素抜けの発生パターンが変化しても、こ
れに対応して画素抜けの補正処理のパターンも切り換わ
るので、画像データを良好な品質に生成することができ
る。

【００３７】請求項３記載の発明では、画像データの読
取倍率を可変する画像変倍手段を設け、第三処理手段
は、画像データの読取倍率に連動して切り換わる複数パ
ターンの補正処理を有することにより、画像データの読
取倍率を可変することができ、この読取倍率の可変によ
り画素抜けの発生パターンが変化しても、これに対応し
て画素抜けの補正処理のパターンも切り換わるので、画
像データを良好な品質に生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像読取装置の実施の一形態であるイ
メージスキャナを一部とする画像読取システムを示すブ
ロック図である。

【図２】イメージスキャナの内部構造を示す縦断面図で
ある。

【図３】第三処理手段である孤立点除去回路を示すブロ
ック図である。

【図４】像域分離処理部を示すブロック図である。

【図５】白地判定手段である白地領域検出回路を示すブ
ロック図である。

【図６】平滑化回路の補正フィルタを示す模式図であ
る。

【図７】ＭＴＦ補正回路の補正フィルタを示す模式図で
ある。

【図８】白地画素検出回路のマッチングパターンを示す
模式図である。

【図９】膨張処理回路のマスクパターンを示す模式図で
ある。

【図１０】補正処理回路の調査パターンを示す模式図で
ある。

【図１１】孤立点検出回路の補正処理のマトリクスパタ
ーンを示す模式図である。

【図１２】第一の変形例の孤立点検出回路のマトリクス
パターンを示す模式図である。

【図１３】第二の変形例の孤立点検出回路のマトリクス
パターンを示す模式図である。

【符号の説明】

１０読取走査装置２２第一処理手段２３第二処理手段３１第三処理手段３５エッジ判定手段３６白地判定手段３０データ選択手段１０１画像読取装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/40 G06K 9/20 350 G06T 5/20 H04N 1/409

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】読取原稿から画像データを読取走査する
読取走査装置と、画像データに画素単位で解像度優先の
二値化処理を実行する第一処理手段と、画像データに画
素単位で階調性優先の二値化処理を実行する第二処理手
段と、階調優先の二値化処理が実行された画像データに
画素抜けの補正処理を実行する第三処理手段と、画像デ
ータの注目画素の部分をエッジ領域と非エッジ領域との
一方に判定するエッジ判定手段と、注目画素の周囲部分
で白地領域の有無を判定する白地判定手段と、白地領域
が周囲部分に存在するエッジ領域の注目画素には前記第
一処理手段を選択し、白地領域が周囲部分に存在しない
注目画素には前記第二処理手段を選択し、白地領域が周
囲部分に存在する非エッジ領域の注目画素には前記第三
処理手段を選択するデータ選択手段と、を有することを
特徴とする画像読取装置。
【請求項２】第二処理手段は、切換自在な複数パター
ンの二値化処理を有し、第三処理手段は、二値化処理の
切換パターンに連動して切り換わる複数パターンの補正
処理を有することを特徴とする請求項１記載の画像読取
装置。
【請求項３】画像データの読取倍率を可変する画像変
倍手段を設け、第三処理手段は、画像データの読取倍率
に連動して切り換わる複数パターンの補正処理を有する
ことを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。