JP3576810B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル複写機やファクシミリ等に供され、記録画像の画質向上を図るため原稿を走査して得られた領域の特性に応じた最適な処理を行う画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、デジタル複写機やファクシミリ装置等の画像処理装置では、画質向上を図るため、原稿に含まれる網点写真、銀鉛写真、文字領域をそれぞれ識別し、網点領域にはモアレを抑制するために平滑化処理を施し、文字領域では文字をくっきり表示するために強調処理を施し画質の向上を行っている。上記画質の向上を図るため各種画像識別法が用いられている。
【０００３】
代表的な画像識別処理方法としては、画像を各所定ブロックに分割し、文字や網点の画像の性質を表す特徴パラメータを用いて各領域を識別する方法が知られている。
特徴パラメータを用いて各所定ブロック内の文字や網点領域を識別する先行技術としては、例えば特開平５−１６７８４２公報や特開平５−４１７９６公報などに開示されている。
特開平５−１６７８４２公報の「画像処理装置」では、注目画素を含む所定領域における最大濃度差を固定閾値と比較して領域の判別を行い後段の処理に切り換えて画質向上を行っている。これは、黒文字を局所領域で見た場合に最大濃度と最小濃度の差である最大濃度差が写真領域に比べて大きくいことを利用したものである。
【０００４】
また、特開平５−４１７９６公報の「複写装置」は、注目画素を含むＮ×Ｎのウインドウ内の平均値を閾値として非背景色画素を抽出し、このパターンによって注目画素が文字領域であるかを判別し後段の処理を切替え画質向上処理を行っている。これは、文字領域では２値化後のデータの同一値の長さが長くなることを利用して、最大濃度差やデータの同一値の長さであるランレングス等を特徴情報として、該特徴情報とその固定閾値を比較し、固定閾値より大きい場合には文字領域であると識別し、それ以外では写真領域等であると識別するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、所定ブロック内の黒文字が小さい文字である場合には、スキャナの精度によって濃度差をあまり検出することができず文字にもかかわらず最大濃度差が小さくなってしまうことがある。このため固定閾値を用いた閾値処理方法では誤分離を起こしやすく、重大な問題となっていた。
【０００６】
また、文字が含まれている領域を２値化してランレングスとして２値化結果の最大連続値を特徴量とした場合は、一般に所定領域内の平均値を用いて２値化を行っているが、局所領域で求める平均値のため濃度変化の少ない場所でも２値化処理によって誤った２値に分割する可能性があり、問題となっていた。
【０００７】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであって、原稿を主走査方向および副走査方向に二次元的に走査して得られる画像信号に対して、各画素が文字領域、写真領域または網点領域のいずれかに属しているかを識別して、特に黒文字の検出精度を高める高画質化処理を行う画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
本発明は、原稿を走査して得られた画像信号に対して特性の異なった領域を識別し、各領域に対して適切な処理を施す画像処理装置において、画像信号を所定の大きさの局所ブロックに分割する分割手段と、前記分割手段から出力される処理対象領域の画像信号から注目画素を含む所定ブロック内の画像信号を２値情報に変換する２値化処理部と、２値化処理部から出力される２値情報から２値の各面積値と２値情報の反転回数とを選択的に用いて、前記所定ブロック内の画像信号より求められる複数の特徴情報それぞれに対して閾値を求め、求められた閾値により複数の特徴情報を閾値処理する閾値処理部と、閾値処理部の処理結果から所定ブロック内の注目画素が文字領域であるか否かを判断する判定処理部とを有する局所特徴量演算手段と、を備える画像処理装置である。
【０００９】
本発明は、原稿を走査して得られた画像信号に対して特性の異なった領域を識別し、各領域に対して適切な処理を施す画像処理装置において、画像信号を所定の大きさの局所ブロックに分割する分割手段と、前記分割手段から出力された所定ブロック内の注目画素を含む所定ブロック内のエッジを検出するエッジ検出部と、前記分割手段から出力される処理対象領域の画像信号から注目画素を含む所定ブロック内の画像信号を２値情報に変換する２値化処理部と、２値化処理部から出力される２値情報から２値の各面積値と２値情報の反転回数とを選択的に用いて、前記所定ブロック内の画像信号より求められる複数の特徴情報それぞれに対して閾値を求め、求められた閾値により複数の特徴情報を閾値処理する閾値処理部と、閾値処理部の処理結果から注目画素が文字であるか否か判断する判定処理部と、エッジ検出部のエッジ検出結果を基にエッジである注目画素がモノクロエッジであるかカラ−エッジであるかを判別する色判定処理部とを有する局所特徴量演算手段を備える画像処理装置である。
【００１０】
本発明は、原稿を走査して得られた画像信号に対して特性の異なった領域を識別し、各領域に対して適切な処理を施す画像処理装置において、画像信号を所定の大きさの局所ブロックに分割する分割手段と、前記分割手段から出力された所定ブロック内の注目画素を含む領域内のエッジを検出するエッジ検出部と、前記分割手段から出力される処理対象領域の画像信号から注目画素を含む所定ブロック内の画像信号を２値情報に変換する２値化処理部と、２値化処理部から出力される２値情報から２値の各面積値と２値情報の反転回数とを選択的に用いて、前記所定ブロック内の画像信号より求められる複数の特徴情報それぞれに対して閾値を求め、求められた閾値により複数の特徴情報を閾値処理する閾値処理部と、閾値処理部の処理結果から注目画素が文字であるか否か判断する判定処理部と、前記エッジ検出部のエッジ検出結果から注目画素を含むブロック内のエッジ配置を判定するエッジ配置判定処理部とを有する局所特徴量演算手段を備える画像処理装置である。
【００１１】
本発明の画像処理装置の処理は、まず原稿を走査して得られた画像信号が分割手段により所定の大きさの局所ブロックに分割され、分割された処理対象ブロック画像信号から注目画素を含む所定ブロック内の画像信号は局所特徴量演算手段に送られる。局所特徴量演算手段に送られた画像信号は、２値化処理部により２値情報に変換され、さらに２値の各面積値と２値情報の反転回数が算出され、各面積値と反転回数を適宜選択的に用いて、前記所定ブロック内の画像信号より求められる複数の特徴情報それぞれに対して閾値を求め、求められた閾値により複数の特徴情報の閾値が決定され、前記閾値をもとに閾値処理部において所定ブロック内の特徴情報の閾値処理が行われる。そして、所定ブロック内の特徴情報の閾値処理結果に基づいて、判定処理部によって所定ブロック内の注目画素の画像信号が文字情報であるか否か判断される。上記した局所特徴量演算手段により所定ブロックの画像信号が文字領域であると識別されると、その文字領域に対して適切な強調処理等の処理が施される。
【００１２】
本発明の画像処理装置の処理は、まず原稿を走査して得られた画像信号が分割手段により所定の局所ブロックに分割され、分割された画像信号は局所特徴量演算手段に送られる。局所特徴量演算手段に送られた画像信号は、エッジ検出部と２値化理部に送られる。エッジ検出部に送られた画像信号は、所定ブロック内のエッジが検出される。２値化処理部に送られた画像信号は、２値情報に変換され、さらに２値の各面積値と２値情報の反転回数が算出され、各面積値と反転回数を適宜選択的に用いて、前記所定ブロック内の画像信号より求められる複数の特徴情報それぞれに対して閾値を求め、求められた閾値により複数の特徴情報の閾値が決定され、前記閾値をもとに閾値処理部において所定ブロック内の特徴情報の閾値処理が行われる。そして、判定処理部により所定ブロック内の特徴情報の閾値処理結果から、所定ブロック内の注目画素が文字であるか否か判断される。また、エッジ検出部により検出された所定ブロック内のエッジは、色判定処理部により色判定がなされ、エッジである注目画素がモノクロエッジであるか、カラ−エッジであるかを判別される。そして、判定処理部の文字エッジ判断と色判定処理部のエッジの色判定結果から、各領域に対して適切な処理が施される。
【００１３】
本発明の画像処理装置の処理は、まず原稿を走査して得られた画像信号が分割手段により所定の局所ブロックに分割され、分割された注目画素を含む所定領域の画像信号は局所特徴量演算手段に送られる。局所特徴量演算手段に送られた画像信号は、エッジ検出部と２値化処理部とに送られる。エッジ検出部に送られた画像信号は、所定ブロック内のエッジが検出される。２値化処理部に送られた画像信号は、２値情報に変換され、さらに２値の各面積値と２値情報の反転回数が算出され、各面積値と反転回数を適宜選択的に用いて、前記所定ブロック内の画像信号より求められる複数の特徴情報それぞれに対して閾値を求め、求められた閾値により複数の特徴情報の閾値が決定され、前記閾値をもとに閾値処理部において所定ブロック内の特徴情報の閾値処理が行われる。そして、判定処理部により所定領域内の特徴情報の閾値処理結果から、所定ブロック内の注目画素が文字であるか否か判断される。また、エッジ検出部による検出結果が、配置判定処理部により文字エッジの配置か否かが判断される。そして、判定処理部の文字エッジ判断とエッジ配置判定処理部のエッジの配置判断結果から、各領域に対して適切な処理が施される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る画像処理装置は、デジタル複写機等１により読込み、画像データ処理装置２によりＡ／Ｄ変換され、その画像信号中から１つずつ選択される画素を注目画素として、注目画素とその近傍の複数画素からなる領域（以下、局所ブロックという）の画像データを格納する格納手段（局所ブロック分割手段）３と、格納手段３に格納される局所領域の画像データが文字領域等の何れの領域であるかを注目画素毎の局所特徴量をもとに判断し、その領域種類に応じた信号を出力する局所特徴量演算手段４と、局所特徴量算手段４からの出力信号を基に予め定めらた文字信号の強調処理や網点信号の平滑処理等を行う高画質化処理手段５とを備えている。
【００１５】
本発明の実施形態に係る画像処理装置によると、文字領域、写真領域、または網点領域が存在するような原稿の画像データは所定局所ブロックに分割された後に、領域種類を識別するために局所特徴量演算手段４に送られる。
【００１６】
局所特徴量演算手段４では、格納手段３に格納される局所ブロックの画像データが文字領域等の何れの領域であるかを判断するために複数の局所特徴量を求め、注目画素毎の局所特徴量をもとに、局所ブロック内の注目画素が属している領域種類を識別する。
【００１７】
局所特徴量演算手段４での画像データが文字領域、写真領域、または網点領域等であるかの識別方法は、特徴情報として最大濃度差、最大濃度、最小濃度を用いた場合に、局所領域内の画像データの最大濃度差等が閾値と比較し、その大小関係から導かれる所定領域と識別する。この識別の際、従来は、固定の閾値を用いていたが、本発明の実施形態では可変の閾値を用いて特徴情報からの領域判断を行うところに本発明の実施形態の特徴がある。
【００１８】
前記した最大濃度差、最大濃度、最小濃度の閾値を切り換える意味は、例えば大きい文字の閾値と小さい文字の閾値を切り換えることによって文字検出精度を向上することが可能となるからである。
すなわち、文字領域は一般的に局所領域内でみると写真領域に比べて最大濃度差が大きので、閾値処理を行い文字領域と写真領域の識別を行うことが可能であるが、文字が小さくなるにつれてスキャナ等の原稿読み取り装置の精度の影響で十分な濃度差を持って読みとることが難しくなり、固定閾値で閾値処理を行うと、十分な濃度を持たない小さい文字が写真領域などと区別することが困難となり誤分離し易くなってしまう。
そこで、所定パラメ−タを用いて最大濃度差等の閾値を切り換えることで誤り検出を無くすことを可能とするものである。
以下、可変の閾値による識別方法を説明する。
【００１９】
局所ブロック内の最大濃度差、最大濃度、最小濃度の閾値切換えは、所定ブロックを２値化処理し、（０）と（１）で表現される２値のそれぞれの面積値と２値が反転している反転回数との２つのパラメ−タを用いて閾値の切り換えを行う。
【００２０】
前記２値化処理手段としては、例えば局所ブロック内の平均濃度と各画素の濃度を比較し、該画素の濃度が平均画素よりも小さい場合には背景領域（０）、大きい場合には非背景領域（１）と判断して２値化する。
【００２１】
最大濃度差等の閾値を切り換える第１のパラメ−タとして局所ブロック内の２値化処理した各領域の面積値を用いることで、例えば、小さい文字や細文字は大きい文字や写真領域に比べて非背景領域（２値化後のうち濃度が暗い方）の面積が小さくなるので、非背景面積が小さいときには最小濃度差の閾値を緩くなるように閾値を切り換え、小さい文字に対しても適した閾値によって閾値処理できるものとなる。
【００２２】
また、最大濃度差等の閾値を切り換える第２のパラメ−タとして前記反転回数を用いるのは、小さな文字にもかかわらず非背景領域の面積が大きくなっている場合（何らかのエッジ等に隣接する場合等）があり、係る場合には非背景領域と背景領域が交互に存在することとなり、非背景領域と背景領域の反転回数が多くなるので、前記反転回数が多い場合にも同様に閾値を緩めて閾値処理し、子文字、細線等の識別の精度を高めることが可能である。
【００２３】
また上記説明した局所特徴量演算手段４では、ＲＧＢ各プレーンの局所領域内の同一場所でのエッジの有無に基づいたカラー判定をも行う。黒文字の場合にはＲＧＢ各プレーンのエッジが共通に有するものであるので、ＲＧＢ各プレーン共通にエッジが存在する場所（画素）をカウントし、そのカウント数が所定閾値よりも多い場合には黒文字のエッジ、少ない場合は色文字のエッジと識別する。
【００２４】
更に局所特徴量演算手段４では、局所領域内のエッジ配置に基づくエッジパターンと予め想定する文字のエッジパターンとのマッチング判定を行い、そのマッチング値が所定閾値より大きい場合には文字エッジ、少ない場合には写真等のエッジと判断する。
【００２５】
以上説明した局所特徴量演算手段４では、所定局所ブロックにおける特徴情報の可変の閾値処理と、ＲＧＢ各プレーンの局所ブロック内の同一場所でのエッジの有無判断処理と、更にエッジ配置に基づくエッジパターン判定処理を行うことにより、所定局所領域の文字領域を精度良く文字エッジと識別することができる。
【００２６】
文字領域（特に原稿画像の中の黒文字）を精度良く文字エッジと識別することができることにより、確実に黒文字に強調処理を施すので文字がくっきり表示でき、画質の向上した画像処理装置の提供が可能となる。
【００２７】
また、黒文字のエッジと色文字のエッジを区別して判断できるために、黒文字のみに強調処理を施すことが可能となり、色文字部分に強調処理を行わないため色文字部分の色合いが変わることがなくなり、更に画質の向上した画像処理装置の提供が可能となった。
【００２８】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例に係る画像処理装置の概略的な電気的構成をブロック図により示している。
図１に示す本発明の実施例に係る画像処理装置は、処理の対象となる画像データを読込、発生させるラインセンサ１と、ラインセンサ１から送られてくる画像デ−タをアナログ／デジタル変換を含む電気的な処理を施す画像データ処理手段２と、局所ブロック分割処理手段３と、予め設定されるプログラムもしくはこれに相当する電気回路に従って動作し、局所ブロック分割処理手段３からのデジタル化された局所ブロック画像データを演算処理し、領域識別処理を行う局所特徴量演算手段４と、前記演算手段４によって識別された結果を領域識別信号として出力され、この信号に基づいて後段の高画質化処理５を有する。
【００２９】
ラインセンサー１は、一般的にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）が用いられており、この固体撮像素子によって原稿から読み取られる画像信号はアナログ値であるので、画像データ処理手段２によってアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換を施す。従って画像データ処理手段２以降の画像信号はデジタル信号として扱われる。
【００３０】
局所ブロック分割処理手段３は、複数のラインメモリを搭載しており、ＣＣＤ１によって取り込まれた画像信号を１ラインの信号として逐次入力し、画像信号を複数のラインメモリに順次蓄積する。
局所ブロック分割処理手段３が複数のラインメモリを搭載することで、局所特徴量演算４で必要な局所ブロック画像信号を得ることが可能となり、例えば、Ｎ×Ｎ（Ｎ行Ｎ列）画素の局所ブロックとする場合には、Ｎライン分のラインメモリが少なくとも搭載されている。
【００３１】
局所特徴量演算部４は、局所ブロック分割処理手段３から送られる局所ブロック画像信号を画素毎に文字領域、写真領域、あるいは網点領域であるかを表す領域識別信号を得るものであり、詳細は後述する。
【００３２】
高画質化処理部５は、局所特徴量演算４からの領域識別信号が渡され、例えば文字信号が得られれば強調処理、網点信号が得られれば平滑化処理など領域に適した処理を行う。
【００３３】
局所特徴量演算部４の構成および作用を、図３を参照して説明する。
局所特徴量演算部４は、局所ブロック分割処理手段３から送られる画像信号が黒文字か否かの識別処理を主に行うものであり、文字に適さないエッジの削除を行うエッジ補正処理ブロック８と、エッジ検出部１７と、黒文字のエッジであるか色文字のエッジであるかを判別する色判定処理ブロック９と、ブロック内のエッジの配置によって文字のエッジであるか否かを判別するエッジパターン検出処理ブロック１０の４つに大きく分けることができる。
【００３４】
エッジ補正処理ブロック８では、一般的に用いられるエッジ検出処理によって得られるエッジのうち、写真のエッジを除いた文字のエッジを検出するための処理であり、２値化処理部１１と面積算出部１２と反転回数部１３と閾値設定部１１Ａと最大濃度差算出部１４、最大濃度算出部１５と最小濃度算出部１６を有する。
【００３５】
一般的に文字のエッジは、写真のエッジに比べて、局所ブロック内で最大濃度差が大きい、白い紙の上に文字が存在している場合に最大濃度が大きい、また逆に黒地に白文字の場合には最小濃度が小さくなる、といった特徴がある。このような特徴を前提としているためある程度濃度がある地の上に存在する文字は検出を行っていない。これは地濃度がある文字を強調してしまうと、文字のまわりが白抜けし画質を低下するおそれがあるからである。
【００３６】
２値化処理１１は、ブロック内の画像信号を非背景領域（１、０の２値で表現した場合１）と背景領域（１、０の２値で表現した場合０）に分割する。
この分割情報を基に、面積算出処理部１２では面積の算出では非背景領域と背景領域のそれぞれの面積を、反転回数算出処理部１３では、非背景領域と背景領域が切り替わっている反転回数を算出する。詳細については後述する。
【００３７】
閾値設定部１１Ａは、面積算出処理１２と反転回数算出処理１３によって得られた面積と反転回数から、後述する文字のエッジ判断パラメ−タとして用いる最大濃度差、最大濃度、最小濃度の各閾値の設定処理を行う。
【００３８】
局所ブロック内の最大濃度差、最大濃度、最小濃度は、それぞれ最大濃度差算出部１４、最大濃度算出部１５、最大濃度算出部１６によってそれぞれ算出され、各閾値処理部２０、２１、２２により閾値設定部１１Ａにより決定された各閾値を用いて判断される。
【００３９】
判定処理２３では、前記最大濃度差、最大濃度、最小濃度の各閾値処理部２０、２１、２２において後述する条件をすべて満足するときに所定ブロック内の注目画素が文字領域であると判断される。
【００４０】
上記したエッジ補正処理ブロック８の処理内容の詳細について説明する。
２値化処理部１１の処理内容は、図４に示すように局所ブロック内の最大濃度値と最小濃度値から２つの値の中間値を閾値として２値化を行う。
例えば，最大濃度値をｍａｘ、最小濃度値をｍｉｎとすると、
Ｉ（ｘ，ｙ）≦（ｍａｘ＋ｍｉｎ）／２の場合・・・ 非背景領域（１）
Ｉ（ｘ，ｙ）＞（ｍａｘ＋ｍｉｎ）／２の場合・・・ 背景領域 （０）
となる。ただし、非背景領域、背景領域の名称は白い紙の上の文字を想定しているため、文字の濃度が（ｍａｘ＋ｍｉｎ）／２より小さくなると仮定した物で、実際に文字領域、その他の領域を示している物ではない。
【００４１】
次に面積算出部１２の処理内容は、前記２値化処理部１１によって得られた２値情報から非背景領域（１）、背景領域（０）のそれぞれの数をカウントするもので、例えば図５に示す７×７（７行７列）画素のブロック３０では、非背景領域（１）の面積ａｒｅａ１＝１７画素、背景領域（０）の面積ａｒｅａ０＝３２画素となる。この値をそれぞれの面積とする。
【００４２】
反転回数部１３の処理内容は、局所ブロックの主走査方向と副走査方向それぞれについて非背景領域（１）と背景領域（０）の境界の数をカウントする。例えば図５の場合にはブロック３０の右横と下にそれぞれ主走査方向と副走査方向の反転回数が示してある。この中で最大の物を反転回数の特徴量とするもので、図５の場合には反転回数ｃｈａｎｇｅ＝３回となる。
【００４３】
図６は、閾値設定部１１Ａによる局所ブロック内の最大濃度差、最大濃度、最小濃度の閾値設定例を示している。
最大濃度差（最大濃度値−最小濃度値）の閾値として、例えば閾値Ａ，閾値Ｂの２通り設定した場合に、前記の２つのパラメータを用いて以下のように選択する。
ａｒｅａ１／ｃｈａｎｇｅ≦閾値ＤＩの場合・・・ 閾値Ａを選択
ａｒｅａ１／ｃｈａｎｇｅ＞閾値ＤＩの場合・・・ 閾値Ｂを選択
このように最大濃度差を用いた文字判断の閾値を適宜変更することにより、小さい文字のように反転回数が多くて非背景領域面積が小さい場合には緩い（低い）閾値Ａが選択され、逆に大きい文字の場合には厳しい（高い）閾値Ｂが選択される。よって小さい文字であっても、適切に文字と検出することができるのである。尚、閾値ＤＩは、あらかじめ経験的に設定しておく。
【００４４】
最大濃度値は、前記最大濃度差を求めるのに使用するパラメータであるが、最大濃度差により文字判断を必要とする最大濃度であるか否かの閾値として閾値Ｃ、閾値Ｄの２通り設定した場合、以下の選択条件により閾値選択を行う。
ａｒｅａ０≧閾値ＭＡの場合・・・ 閾値Ｃを選択
ａｒｅａ０＜閾値ＭＡの場合・・・ 閾値Ｄを選択
これは、背景領域面積（ａｒｅａ０）が所定の閾値ＭＡより小さい場合は、最大濃度値を十分感知できる面積があるために厳しい閾値Ｄが選ばれ、背景領域面積（ａｒｅａ０）が所定の閾値ＭＡより大きい場合には、小文字、細字等の濃度感知不十分な場合を考慮して緩い閾値Ｃを選択する。尚、所定の閾値ＭＡは、あらかじめ経験的に設定しておく。
なお、上記条件式では、背景領域面積（ａｒｅａ０）に基づいて判断したが、非景領域面積（ａｒｅａ１）により判断してもよい。その場合、非背景領域面積（ａｒｅａ１）が閾値ＭＡより大きい場合には最大濃度値を十分感知できる面積があるので、厳しい閾値Ｄが選択される。
【００４５】
同様に最小濃度値も、前記最大濃度差を求めるのに使用するパラメータであり、最大濃度差により文字判断を必要とする最小濃度であるか否かの閾値として例えば閾値Ｅ、閾値Ｆの２通り設定した場合、以下の選択条件により閾値選択を行う。
ａｒｅａ１≦閾値ＭＩの場合・・・ 閾値Ｅを選択
ａｒｅａ１＞閾値ＭＩの場合・・・ 閾値Ｆを選択
これは、非背景領域面積（ａｒｅａ１）が所定の閾値ＭＩより小さい場合には、文字領域であっても十分最小濃度を感知できる面積であるため、厳しい閾値Ｅが選択され、逆に非背景領域面積（ａｒｅａ１）が所定の閾値ＭＩより大きい場合には、文字領域であっても十分最小濃度を感知できる面積少ないために緩い閾値Ｆを選択する。閾値ＭＩは、予め経験的に設定しておく。
なお、上記例では最小濃度値の閾値選択を非背景領域面積により行ったが、景領域面積（ａｒｅａ０）により判断してもよい。その場合、背景領域面積（ａｒｅａ０）が閾値ＭＩより大きい場合には最小濃度値を十分感知できる面積があるので、厳しい閾値Ｅが選択される。
【００４６】
次に、図３に示すエッジ検出部１７は、局所ブロック分割処理手段３から送られる画像信号の注目画素を含む局所ブロック内のエッジを検出する検出部である。
局所ブロック分割処理部３によって分割された画像信号からエッジを検出する手段は、例えば図７に示すように画像信号が７×７画素に分割されているときゾーベルフィルタ（ＣＯＸとＣＯＹ）３２をブロック３１に畳み込むことによって外側１ライン分除いた６×６画素のエッジを検出する事ができる。
図７の７×７画素ブロック内の画素値をＩ（ｘ，ｙ）とすると（ｘ，ｙ）でのエッジの有無を表すｅｄｇｅ（ｘ，ｙ）は、
ｖａｌｘ＝ΣＣＯｘ＊Ｉ（ｘ，ｙ）
ｖａｌｙ＝ΣＣＯｙ＊Ｉ（ｘ，ｙ）
を用いて、
【００４７】
【数１】

【００４８】
である。ただし、閾値ＥＧはスキャナーや分離精度によってあらかじめ設定しておく。これはゾーベルエッジ検出法と呼ばれる手法であるが、本発明はこの検出方法に限定する物ではない。
【００４９】
次に図３において破線で囲んだ色判定処理ブロック９は、色判定処理部１８と判定処理部２４を有するものであり、前記エッジ検出部１７でのエッジ検出結果に基づいて局所領域２３１内のＲＧＢ各プレーンでの同一ブロックで共通にエッジが存在する数をカウントし、その数をもとに色判定を行う。
例えば黒文字のエッジは、Ｒ（ｒｅｄ）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（ｂｌｕｅ）のどのプレーンでもエッジが存在する（Ｒ、Ｇ、Ｂ全ての成分を黒は有する）ため、上記カウント数を特徴量とすると、黒文字の場合には特徴量が大きく、色文字では逆に小さくなるため、黒文字と色文字の識別が可能となるからである。
以下、色判定処理ブロック９を構成する色判定処理部１８と判定処理部２４について説明する。
【００５０】
色判定処理部１８は、局所ブロック３１の前記エッジ検出手段１７によって得られたＲＧＢ各プレーンのエッジについて同一場所でエッジが存在する数をカウントし、該カウント数（Ｐａｒａｃｏｌｏｒ）が所定の閾値ＲＧＢ以下の場合は色文字エッジと判断し、閾値ＲＧＢ以上の場合ば黒文字エッジと判断する。
なお、閾値ＲＧＢは、予め経験的（スキャナ精度等を考慮して）に設定する。
【００５１】
例えば図８に示すように局所ブロックに各プレーンに対してエッジが存在しているとき、黒い桝目ではＲプレーンではエッジが存在しているが、その他のＧ，Ｂプレーンには存在していないので、カウントせず、左斜め上方に向く連続した画素３つがＲＧＢにおいてエッジが共通に存在しているので、係る局所ブロックではＰａｒａｃｏｌｏｒ＝３となる。
そして判定処理部２４によりＰａｒａｃｏｌｏｒの値と所定閾値ＲＧＢを以下に示す判断式により比較することで、エッジのカラー（Ｃｏｌｏｒ）判断を行う。
Ｐａｒａｃｏｌｏｒ≦閾値ＲＧＢの場合・・・Ｃｏｌｏｒ＝色文字ッジ
Ｐａｒａｃｏｌｏｒ＞閾値ＲＧＢの場合・・・Ｃｏｌｏｒ＝黒文字エッジ
【００５２】
次に図３において破線で囲んだエッジパターン検出処理ブロック１０は、エッジ配置検出部１９と判定処理部２５から構成されている。
一般的にエッジの配置によって文字を識別する場合には、局所ブロックを２値化し、この２値情報から決定している。しかし、こういった従来方法では写真領域など濃度がなだらかに変化している場所においても２値化されてしまい並び方によっては誤って認識されてしまう。
そこで、本発明の実施例ではエッジパターン検出処理ブロック１０を設け、エッジの配置を求めて、そういったなだらかな（明度変化の小さい）場所をエッジとして検出されないようにし、２値化処理情報からの文字判断（例えばエッジ補正処理ブロック８）の補完を行い、誤認識を防ぐものである。
【００５３】
エッジ配置検出部１９は、前記エッジ検出手段１７によって得られたエッジの配置パターンと予め容易された文字エッジ配置パターンとを用いて、エッジ検出手段１７によって得られたエッジが文字エッジであるか否かを識別する処理部である。
上記文字エッジ識別方法は、例えば文字は水平、垂直、斜め方向にエッジが存在すると仮定してこの様なパターンを検出し、エッジパターンを判定処理部２５により判定するのである。
【００５４】
エッジパターン検出処理ブロック１０の処理を具体的に説明する。
例えば、予め用意された文字エッジ配置パターンとして図９に示すフィルタＡ３２、フィルタＢ３３、フィルタＣ３４及びフィルタＤ３５（総称し、フィルタという）を用意した場合、エッジ検出部１７で得られたエッジに該フィルタをかける事により、文字エッジの特徴を示すエッジ配置をしているか否かを検出する。尚、図９のフィルタでは、１以外の場所は０としている。以下に処理式を説明する。
【００５５】
エッジ配置検出部１９で用いる式は、
ｐａｔｔｅｒｎＡ＝フィルタＡ＊ｅｄｇｅ
によってエッジ配置検出するためのパラメータｐａｔｔｅｒｎＡを算出する。
同様にフィルタＢ〜Ｄについても各パラメータ（ｐａｔｔｅｒｎＢ，ｐａｔｔｅｒｎＣ，ｐａｔｔｅｒｎＤ）を算出する。
【００５６】
判定処理部２５では、エッジ配置検出部１９で算出されたパラメ−タを基に、
ｍａｘ（ｐａｔｔｅｒｎＡ，ｐａｔｔｅｒｎＢ，ｐａｔｔｅｒｎＣ，ｐａｔｔｅｒｎＤ）≧閾値ＥＧの場合、
エッジ配置＝文字配列
ｍａｘ（ｐａｔｔｅｒｎＡ，ｐａｔｔｅｒｎＢ，ｐａｔｔｅｒｎＣ，ｐａｔｔｅｒｎＤ）＜閾値ＥＧの場合、
エッジ配置＝文字以外の配列
と判断する。ただし、閾値ＥＧは分離精度によって予め設定するものであり、閾値ＥＧを厳しく（高く）するとエッジパターンで示した配列のみ文字列と判断するが、緩くすると少し外れても文字配列と判断することとなる。
尚、上記ｍａｘ（ｐａｔｔｅｒｎＡ，ｐａｔｔｅｒｎＢ，ｐａｔｔｅｒｎＣ，ｐａｔｔｅｒｎＤ）は、ｐａｔｔｅｒｎＡからｐａｔｔｅｒｎＤの内、最大値を示している。
【００５７】
判定処理部２６は、以上説明したエッジ補正処理ブロック８、色判定処理ブロック９、エッジパターン処理ブロック１０での判定結果に基づき黒文字のエッジであるか否を総合的に識別する。判定処理部２６では、各ブロック８、９、１０の判定条件を満足している場合に黒文字のエッジと判断し、高画質化処理部５に識別信号を出力する。
【００５８】
次に上記した本発明の実施例に係る画像処理装置の処理動作を図１０から図１３に示したフローチャートに基づいて説明する。
図１０は、実施例に係る画像処理装置の概略全体処理についてのフローチャートである。
まず、主走査方向に１ライン原稿をスキャンし（ステップ３７）、次に局所ブロックの画像信号を得るためにＮライン分のラインメモリに保持しているか否かを判断し、Ｎライン分保持されていない場合にはステップ３７に戻って副走査方向にスキャン場所をずらして同様な処理を繰り返す（ステップ３８）。
そして局所ブロックの画像信号から特徴量を算出し注目画素毎の識別結果を得て（ステップ３９）、その識別結果を出力もしくは識別信号を出力する（ステップ４０）。
次ぎに１ライン終了しているか否か判断し（ステップ４１）、終了していない場合には、主走査方向に局所ブロックをずらしステップ３９、４０の処理を繰り返す（ステップ４２）。
ステップ３９で１ライン終了した場合には、画像全体の処理が終了か否かの判断（ステップ４３）を行い、終了していなければ副走査方向にラインをずらしステップ３７に戻って同様な処理を繰り返す（ステップ４４）。
【００５９】
次にステップ３９での局所特徴量演算部４における処理の流れについて図１１から図１３を参照して説明する。
【００６０】
図１１は、エッジ補正処理ブロック８のフロ−チャ−トを示している。
エッジ補正処理では、まず局所ブロック内の最大濃度値と最小濃度値から求めた平均の濃度値を所定閾値と比較し（ステップ４５）、平均の濃度値が所定閾値よりも小さい場合には背景領域（０）と、大きい場合には非背景領域（１）とに分割する２値化処理を行う（ステップ４６、４７）。この２値化処理を局所ブロック内すべてに行い（ステップ４８）、局所ブロック内の背景領域（０）と非背景領域（１）の各面積算出（ステップ４９）と反転回数算出（ステップ５０）を行う。
この２つのパラメータ（面積算出値、反転回数）に基づき、局所ブロックが文字領域であるか否かの判断パラメータである局所ブロック内の最大濃度差、最大濃度、最小濃度の各閾値を切替える（ステップ５１）。
ステップ５１で決定された各閾値と局所ブロック内の最大濃度差、最大濃度、最小濃度を比較し（ステップ５２、５３、５４）、その閾値処理結果から局所ブロックが文字領域であるか否かを判定し、そしてエッジ補正判定の必要性を判断する（ステップ５５）。
【００６１】
図１２は、色判別処理ブロック９のフロ−チャ−トを示している。
始めに局所ブロック内のエッジを検出し（ステップ６１）、局所ブロック内の全エッジ検出終了後（ステップ６２）に次ぎのステップ６３に進む。
ステップ６３では、全工程で求めたエッジ検出結果に対して、同一座標にＲ、Ｇ及びＢ各プレ−ンのエッジが存在しているか否かを判断し、存在している場合にはカラー判定のためのパラメータ（Ｐａｒａｃｏｌｏｒ）をインクリメント（ステップ６４）し、局所ブロック内のパラメータ（Ｐａｒａｃｏｌｏｒ）を求める（ステップ６５）。 次ぎにステップ６６では、パラメータ（Ｐａｒａｃｏｌｏｒ）の数を所定の閾値と比較し、所定の閾値より小さい場合には色文字エッジとして色文字信号（ステップ６７）を、また閾値よりも大きい場合には非色文字信号（ステップ６８）を出力する。
【００６２】
図１３は、エッジパターン検出処理ブロック１０のフロ−チャ−トを示している。
始めにベ−ゾルフィルタによる局所ブロック内のエッジを検出し（ステップ５６）、局所ブロック内のエッジ検出終了後（ステップ５７）、エッジパターンフィルタ３２をかけ（ステップ５８）、それぞれのフィルタでのパターンエッジ量をもとめ（ステップ５９）、その中で最大のパターンエッジ量が所定の閾値を満たしている時に文字のエッジとする（ステップ６０）。
【００６３】
以上説明した実施例では、エッジ補正処理ブロック８によれば、黒文字の検出の際に用いる局所ブロック内の最大濃度差、最大濃度値、最小濃度値を閾値処理して文字のエッジを検出する際、前記閾値処理の閾値として固定の閾値を用いるのではなく、前記局所ブロックの状況に応じて閾値を適宜切り替えることによって、大きい文字だけでなく一般に検出することが困難とされる小さい文字についても十分な検出精度を保つことが可能となる。
【００６４】
色判定処理ブロック９によれば、ＲＧＢ各プレーンでのエッジ検出１７での検出結果を基に色判定処理部１８での処理を行うことによって、文字エッジが黒文字であるか色文字であるか判断することが可能となる。
【００６５】
エッジパターン検出処理ブロック１０によれば、エッジ配置検出部１９によりエッジの配置が文字エッジの配置であるかを確実に判断することができので、２値化処理のみでは誤判断となる場合がある写真領域など濃度がなだらかに変化している場所においても誤認識をなくすことが可能となる。
【００６６】
よって、本実施例に係る画像処理装置によれば、原稿に大文字、小文字が混在し、文字間隔が狭い場合や色文字が含まれる場合であっても、かかる文字を適切に識別し、かかる文字に適した強調処理を行うことで鮮明な文字を表現する高画質な画像処理装置を提供できる。
【００６７】
また、本実施例に係る画像処理装置によれば、閾値切り替えのパラメータとして局所ブロックの２値化処理後の２値データを用いるので、実際に画像処理装置を設計する際に非常に簡単に構成することが可能となった。
【００６８】
更に、本実施例に係る画像処理装置によれば、ＲＧＢ各プレーンでのエッジ検出１７での検出結果を基に色判定処理部１８を行うことによって、エッジ配置検出部１９で用いるエッジを利用することが可能であり、色判定部１８のためのメモリー及び回路規模を小さくすることができる。
【００６９】
なお、前記した実施の形態、実施例では本発明の好適例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではないことはもちろんである。
例えば、最大濃度差の閾値を閾値Ａ，閾値Ｂを設けた場合について便宜上説明したが、面積値等のパラメ−タに対して関数的に決定される値とすることもでき、閾値数を限定するものではない。最大濃度値、最小濃度値についても同様である。
【００７０】
また、局所特徴量演算部４では、エッジ補正処理ブロック８、色判定処理ブロック９、エッジパターン検出処理ブロック１０の全てを用いた場合について説明したが、目的とする処理内容により何れかを選択的に用いることで、使用する処理ブロックの効果を発揮しつつ、画像処理装置の小型化、処理速度の向上、コストダウン等に寄与するものとなる。
【００７１】
また、上記した数式等は限定するものではなく、画像信号の性質に応じた閾値の設定により、閾値処理において閾値を含むか否か等の判定条件を適宜選択することが好ましい。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、黒文字等の検出の際に用いる所定ブロック内の特徴情報を閾値処理して黒文字等のエッジを検出する際、前記閾値処理の閾値として固定の閾値を用いるのではなく、前記所定領域の２値化後の面積と２値の反転回数の状況に応じて閾値を適宜切り替えることによって、大きい文字だけでなく一般に検出することが困難とされる小さい文字についても十分な検出精度を保つことが可能となる。
【００７３】
特に、小さい文字や細い文字は、大きい文字と所定ブロック内で面積が異なることを利用して、閾値の切り替えに２値化後の２値の面積を用い、面積が少ない場合には小さい文字や細い文字に対応可能とするために特徴情報の閾値に幅を持たせて設定することで、特徴情報の固定閾値判断に比べて小さい文字や細い文字等の検出精度を上げることができる。
【００７４】
また例えば小さな文字が他の文字等に近接した場合には、ある程度面積が広く判断されてしまうが、かかる場合には２値の反転回数が所望の数より多くなるので、かかる反転回数を特徴情報の閾値決定のパラメータに含めることで小さな文字が密集してある場合であっても適切に文字の検出ができる。
【００７５】
本発明によれば、所定ブロックの２値化後の面積と２値の反転回数の状況に応じて閾値を適宜切り替えることによって、大きい文字だけでなく一般に検出することが困難とされる小さい文字についても十分な検出精度を保つことなるとともに、モノクロ文字とカラ−文字の判断も可能となり、モノクロ文字とカラ−文字に適した強調処理を適切に可能となり、より高画質な画像処理装置を提供できる。
【００７６】
本発明によれば、所定領域の２値化後の面積と２値の反転回数の状況に応じて閾値を適宜切り替えることによって、大きい文字だけでなく一般に検出することが困難とされる小さい文字についても十分な検出精度を保つことなるとともに、エッジの配置を基に文字エッジの識別も併せて行うことで文字エッジを確実に識別することができる。よって、文字と判断された領域に適切に文字の強調処理を施せるために、黒文字がスッキリ、鮮明な画像処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態及び実施例に係る画像処理装置を説明するブロック図である。
【図２】図１に示す局所ブロック分割処理３のブロック図である。
【図３】図１の局所特徴量演算４のブロック図である。
【図４】図３の２値化処理部１１での２値化処理の説明図である。
【図５】図３の面積処理部１２及び反転処理部１３の処理の説明図である。
【図６】図３の閾値処理部２０、２１、２２の処理の説明図である。
【図７】図３のエッジ検出部１７の処理の説明図である。
【図８】図３の色判定処理ブロック９の処理の説明図である。
【図９】図３のエッジ配置検出部１９の処理の説明図である。
【図１０】図１に示す画像処理装置の処理のフローチャートである。
【図１１】図３に示すエッジ補正処理ブロック８の処理のフローチャートである。
【図１２】図３に示す色判定処理ブロック９の処理のフローチャートである。
【図１３】図３に示すエッジパターン検出処理ブロック１０の処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１ ラインセンサー
３ 局所ブロック分割処理部
５ 高画質化処理部
１１ ２値化処理部
１２ 面積算出部
１３ 反転回数処理部
１１Ａ 閾値設定部
１４ 最大濃度差検出部
１７ エッジ検出部
１８ 色判定部
１９ エッジ配置検出部
２０、２１、２２ 閾値処理部
２３、２４、２５、２６ 判定処理部

Claims (3)

1. 原稿を走査して得られた画像信号に対して特性の異なった領域を識別し、各領域に対して適切な処理を施す画像処理装置において、
   画像信号を所定の大きさの局所ブロックに分割する分割手段と、
   前記分割手段から出力される処理対象領域の画像信号から注目画素を含む所定ブロック内の画像信号を２値情報に変換する２値化処理部と、
   ２値化処理部から出力される２値情報から２値の各面積値と２値情報の反転回数とを選択的に用いて、前記所定ブロック内の画像信号より求められる複数の特徴情報それぞれに対して閾値を求め、求められた閾値により複数の特徴情報を閾値処理する閾値処理部と、閾値処理部の処理結果から所定ブロック内の注目画素が文字領域であるか否かを判断する判定処理部とを有する局所特徴量演算手段と、を備える画像処理装置。
2. 原稿を走査して得られた画像信号に対して特性の異なった領域を識別し、各領域に対して適切な処理を施す画像処理装置において、
   画像信号を所定の大きさの局所ブロックに分割する分割手段と、
   前記分割手段から出力された局所ブロック内の注目画素を含む局所ブロック内のエッジを検出するエッジ検出部と、
   前記分割手段から出力される処理対象領域の画像信号から注目画素を含む所定ブロック内の画像信号を２値情報に変換する２値化処理部と、
   ２値化処理部から出力される２値情報から２値の各面積値と２値情報の反転回数とを選択的に用いて、前記所定ブロック内の画像信号より求められる複数の特徴情報それぞれに対して閾値を求め、求められた閾値により複数の特徴情報を閾値処理する閾値処理部と、閾値処理部の処理結果から注目画素が文字であるか否か判断する判定処理部と、
   エッジ検出部のエッジ検出結果を基にエッジである注目画素がモノクロエッジであるかカラ−エッジであるかを判別する色判定処理部とを有する局所特徴量演算手段を備える画像処理装置。
3. 原稿を走査して得られた画像信号に対して特性の異なった領域を識別し、各領域に対して適切な処理を施す画像処理装置において、
   画像信号を所定の大きさの局所ブロックに分割する分割手段と、
   前記分割手段から出力された所定ブロック内の注目画素を含む所定ブロック内のエッジを検出するエッジ検出部と、
   前記分割手段から出力される処理対象領域の画像信号から注目画素を含む所定ブロック内の画像信号を２値情報に変換する２値化処理部と、２値化処理部から出力される２値情報から２値の各面積値と２値情報の反転回数とを選択的に用いて、前記所定ブロック内の画像信号より求められる複数の特徴情報それぞれに対して閾値を求め、求められた閾値により複数の特徴情報を閾値処理する閾値処理部と、閾値処理部の処理結果から注目画素が文字であるか否か判断する判定処理部と、
   前記エッジ検出部のエッジ検出結果から注目画素を含む所定ブロック内のエッジ配置を判定するエッジ配置判定処理部とを有する局所特徴量演算手段を備える画像処理装置。

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