JP3865166B2 - 画像処理方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理の分野に係り、特に、ファクス文書やスキャン文書等の高解像度の画像を低解像度のディスプレイ装置に表示するための解像度減少変換技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファクス・モデム等の技術進歩の結果、ファクシミリ（”ファクス”）文書の送信及び受信を、専用ファクス装置を利用するのではなくパソコンを利用して行うのが普通になってきた。ファクス文書の通信及び表示にコンピュータを利用すると、専用ファクス装置を利用する場合に比べ、ファクス文書の編集が容易になる等の多くの利点がある。
【０００３】
しかしながら、ファクス文書をコンピュータ・モニタに表示した場合、テキスト品質が低下しがちである。この品質低下が生じる主な原因は、殆どのコンピュータ・モニタの空間解像度が殆どの印刷されたファクス文書の解像度よりずっと低いことである。現在の技術によれば、印刷されたファクス文書はＡ４サイズ用紙で１７２８画素×２３７６画素の解像度が得られる。これに対し、現在利用可能な高品質のコンピュータ・モニタは一般的に約１２８０×１０００画素を超える解像度を得られないし、やや安価なコンピュータ・モニタは６４０×４８０画素を超える解像度を得られない。スキャン画像をコンピュータ・モニタに表示する場合にも、基本的に同じ理由から同様の品質低下が生じがちである。いくつかの解像度減少変換方法による変換結果に共通する点は、テキストがぼけたり、あるいは”かすれ”て見えることである。
【０００４】
スキャン画像又はファクス画像をモニタに表示するように設計されたソフトウエアパッケージには、テキスト画像を低解像度で表示するための適切な手段が不可欠である。より読みやすい文書を画面に表示する一つの方法は、光学的文字認識（ＯＣＲ）を利用してテキストを画面に再生する方法である。しかし、様々な理由から、ＯＣＲの実行を避けるのがよいだろう。したがって、コンピュータ・モニタに表示するためのスキャン文書又はファクス文書に対し、画像品質の劣化を減らし又は排除する方法で解像度減少変換を行うのが望ましく、テキスト画像に関しては特にそうである。
【０００５】
スキャン文書又はファクス文書を編集するためには、モニタ上で文書全体を一度に観察するのが望ましいであろう。例えば刊行物のページのレイアウトを編集している人は、効率的に作業するためにページ全体を同時に見る必要があろう。しかし、既存のディスプレイ・ソフトウエアに関する一つの問題点は、解像度が変化するため、適当な読みやすさを維持しつつページ全体を同時にモニタに表示することが一般にできないことである。表示されたページを部分的に拡大して読みやすさを向上させることはできるが、ページの他の部分は隠れて見えない。ページの大きさを画面に合わせるためページのサイズを縮小することはできるが、往々にしてテキストは小さくなりすぎて読めなくなる。このようなわけで、文書の編集者は表示文書のスクロールアップとスクロールダウンのくり返しを余儀なくされることがあり、そして、これが煩わしくまた手間どることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、スキャン文書又はファクス文書等の解像度の高い画像をコンピュータ・モニタ等の解像度の低いディスプレイ装置に表示させた場合の画像の品質を向上させる手法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、原画像から、それより解像度の低い出力画像を生成するため、原画像に対し第１の処理が実行されて原画像より低い解像度を持つ第１の画像が生成され、この第１の処理と並行して第２の処理が原画像に対し実行されて原画像より低い解像度を持つ第２の画像が生成され、そして、第１の画像と第２の画像の関数として出力画像が生成される。
具体的には、原画像を細線化することにより第１の画像を生成し、原画像の画素値をウインドウを通してサンプリングすることにより複数の濃淡画素を有する第２の画像を生成し、前記第１の画像及び前記第２の画像に基づいて、複数の濃淡画素を有し原画像の解像度より低い解像度を持つ出力画像が生成される。
あるいは、原画像の外側の画素を捨てることによって、複数の画素を有する細線化画像を生成した後、該細線化画像の画素をサブサンプリングすることによって、複数の画素を有する第１の出力画像を生成し、また、複数の画素を有し、その各画素が原画像中の画素の部分集合の平均化された平均化画像の第２の画像を生成し、前記第１の出力画像及び前記第２の画像に基づいて最終的な出力画像が生成される。
【０００８】
また、本発明によれば、原画像より解像度の低い出力画像を生成するため、第１の画像が第１の解像度で生成され、第２の画像が第１の解像度とは異なる第２の解像度で生成され、また原画像上でパターンが識別され、このパターンについての第１の画像と第２の画像の間の関係に基づいて出力画像の部分集合に値が割り当てられる。
【０００９】
以上に述べた本発明の目的及び特徴並びに他の目的及び特徴は、添付図面及び以下の詳細な説明により明らかになろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
高解像度２値画像を基に低解像度濃淡画像をコンピュータ・モニタに表示する方法について述べる。以下において、本発明を完全に理解してもらうため、あくまで説明用として、様々な具体例を提示する。しかし、当業者には、そのような具体例によらずに本発明を実施し得ることは明白であろう。他方、本発明の説明を容易にするため、周知の構造及び装置はブロック図の形で表す。
【００１１】
ファクス文書又はスキャン文書をコンピュータ・モニタに表示するには、一般的に、文書の空間解像度の減少変換を必要とする。しかし、多くの解像度減少変換手法は、コンピュータ・モニタに表示された時にテキスト品質を低下させる欠点がある。以下に述べるように、本発明は、従来技術に比べ表示テキストの品質向上をもたらす解像度減少変換手法を包含する。特に、空間解像度の減少は、コンピュータ・モニタによって与えられる濃淡解像度の増加により部分的に緩和される。本発明は、スキャン文書又はファクス文書のコンピュータ・モニタに表示される時の編集を容易にするための手法も包含する。
【００１２】
一実施例によれば、本発明は、コンピュータシステムにおいて中央処理装置（ＣＰＵ）がメモリ、おそらくランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に格納された命令系列を実行することによって実施される。すなわち、メモリに格納された命令系列を実行することにより、ＣＰＵをして後述の本発明のステップ群を遂行させる。これらの命令は、大容量記憶装置などの永久記憶装置からメモリにロードされてもよいし、及び／又は、一つ以上の他のコンピュータシステム（”ホストコンピュータシステム”と総称する）からインターネットなどのネットワークを介してメモリにロードされてもよい。例えば、あるホストコンピュータが、ターゲットコンピュータシステムよりネットワークを介し送られたメッセージに応答して、命令系列をターゲットコンピュータシステムへ送信してよい。ターゲットコンピュータシステムは、その命令群をファクスモデムなどのネットワーク接続を介し受信するとメモリに格納する。ターゲットコンピュータシステムは、命令群を格納し、その後に実行してもよいし、命令群をそれがネットワーク接続を介し届いた時に実行してもよい。
【００１３】
場合によっては、ダウンロードされた命令群が直接的にＣＰＵにサポートされており、したがって命令群の実行がＣＰＵにより直接遂行されるかもしれない。あるいは、命令群はＣＰＵで直接実行することができないかもしれない。この場合、命令群を実行するため、命令群を解釈するインタプリタをＣＰＵに実行させ、あるいは受信命令群をＣＰＵが直接実行可能な命令群に変換する命令群をＣＰＵに実行させることになろう。
【００１４】
別の実施例では、本発明を実現するため、ハードワイアド（hardwired）回路がソフトウエア命令に代えて、又は、それと組み合わせて用いられてもよい。このように、本発明は、ハードウエア回路とソフトウエアの特定の組合せには限定されないし、コンピュータシステムにより実行される命令群の特定の出所には限定されない。
【００１５】
図１は、本発明が実施されるコンピュータシステムを示す。ただし、本発明は図１に示したアーキテクチャそのものによる実施に限定されるものではない。このコンピュータシステム１は、ＣＰＵ２、ＲＡＭ３、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４、大容量記憶装置５、スキャナ６、ファクスモデム７、モニタ８、キーボード９、及びカーソル制御装置１０を含む。これらの要素はバス１１により互いに接続されている。バス１１は実際的には、ブリッジ及び／又はバスアダプタによって２つ以上のバスを接続したものでもよい。大容量記憶装置５は、磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄigital Ｖersatile Ｄisk）などの磁気又は光記憶装置、あるいは、他の形式の不揮発性記憶装置を含むであろう。スキャナ６は、入力された（スキャンされた）有形の文書の高解像度デジタル（２値）表現を生成するために用いられる。ファクスモデム７は、電話回線を介しファクシミリメッセージの送受信のために用いられる。カーソル制御装置１０は、マウス、トラックボール、又は、ユーザがグラフィカルユーザインターフェイスを介して画像を操作できるようにする他の装置を含む。
【００１６】
本発明を実施するため、コンピュータシステム１は図２に示すようなネットワーク構成の一部であってもよい。図２の構成では、いくつかのコンピュータ２１がインターネット２０によって相互に接続されている。本発明はコンピュータシステム２１の一つ以上で実施されてよく、コンピュータシステム２１はそれぞれ図１のコンピュータシステムのアーキテクチャと同様のアーキテクチャのものであってよい。一実施例によれば、後述のようにコンピュータシステム２１の１つ以上がネットワークサーバとして働き、その他はクライアントとして働く。
【００１７】
スキャナ６又はファクスモデム７を介してコンピュータシステム１に入力された画像は、モニタ８に表示させることができる。このような画像は一般に高解像度のデジタル（２値）画像としてコンピュータシステムに入力される。本発明の一実施例によれば、高解像度２値画像は、モニタ８に表示するのに適した低解像度濃淡画像に変換するため２つの部分からなる処理を施される。この処理を図３に示す。
【００１８】
まず、高解像度画像をモニタ８に適した低解像度の画像に変換するため、解像度減少変換処理３１が用いられる。解像度減少変換処理３１のいくつかの具体例を後述する。次に、モニタ８に表示した時に、より読みやすい文書を提供するため、コントラスト強調処理３２が随意に実行される。この処理３２は、ユーザによる選択指示入力に応じて実行してよい。得られた画像に対しガンマ補正処理３３が実行されることにより、コンピュータ・モニタに表示するための最終的な画像を生成する。ガンマ補正は、入力電圧と、これに対応したモニタ上の画素の出力輝度との間の非線形性に対する補正である。この処理は殆どのコンピュータ・モニタに対し必要とされる。コントラスト強調及びガンマ補正を行う方法は、従来から周知である。
【００１９】
＜解像度減少変換＞
本発明の一つの態様は解像度減少変換処理３１に関係する。デジタル化された文書をコンピュータ・モニタに表示させるために、様々な解像度減少変換方法が可能である。図４は、その方法の一例で”サブサンプリング”として知られている方法を示す。詳しくは、図４は、高解像度画像４１から低解像度画像４２を生成するために用いられるサブサンプリングを示す。高解像度画像４１は画素４５〜６０を含む。低解像度画像４２は画素６５〜６８を含む。低解像度画像４２中の各画素は、高解像度画像４１中の特定の一つの画素の値に基づいて生成される。したがって、低解像度画像４２を生成するために、高解像度画像４１中の画素の全てが使われるわけではない。図４の例では、高解像度画像４１における各４画素中の１画素が、出力低解像度画像４２の１画素を生成するために利用される。具体的には、画像４２の画素６５は画像４１の画素４５に基づいた値を割り当てられ、同様に、画素６６は画像４１の画素４７に基づいて値を割り当てられ、画素６７は画像４１の画素５３に基づいた値を割り当てられ、また、画素６８は画像４１の画素５５に基づいた値を割り当てられる。
【００２０】
サブサンプリングのもう一つのやり方を図５に示す。この方法では、高解像度画像の予め定義された”ウインドウ”（注目領域）内の１つ以上の画素が黒のときにのみ、所定の出力画素が黒にされる（すなわち輝度レベル０を割り当てられる）。低解像度画像４２の各画素を生成するために異なったウインドウが用いられるが、ウインドウはオーバーラップしてもよい。例えば図５において、高解像度画像４１上に予め定義されたウインドウは現在、画素４５，４６，４９，５０を含んでいる。これら画素のどれかが黒ならば、低解像度画像の画素６５は黒にされる。ゆえに、画像４１の画素５０が黒であるから、画像４２の画素６５は黒である。
【００２１】
もう一つの解像度減少変換方法は、”平均化”として知られている。平均化の一つのやり方を図６に示す。この平均化法によれば、低解像度画像の各画素の輝度は、高解像度画像上の予め定義されたウインドウ内にある画素の輝度の平均値として計算される。図６において、画像４２の画素６５は、高解像度画像４１の画素４５，４６，４９，５０の平均値であると見なしてよい。高解像度画像で用いられるウインドウのサイズは、解像度減少率に依存するだろう。例えば、１／２の解像度減少変換のために、２×２画素のウインドウを用いることができる。非整数の画素平均値を含む様々なウインドウサイズを、異なった量の解像度減少変換のために用いることができる。
【００２２】
上に述べた解像度減少変換手法には、ある弱点がある。例えば、サブサンプリングは、高解像度画像上のある一定の周波数の輝度変化が低解像度画像には別の周波数成分として誤って伝えられるエイリアシング（折り返し歪み）を生じやすい。例えば、高解像度画像上の細いストライプ（例えば１又は２画素幅）が、低解像度画像では全黒もしくは全白又は非常に太いストライプとして表現されるかもしれない。平均化は、連続階調画像に対しては容認できる手法である。しかし、平均化は、テキスト画像に適用された場合、使用されるウインドウのサイズによっては、テキストの急峻なエッジのぼけを生じやすい。この影響は、例えば文字”Ａ”の”孔”の消失として現れる。本発明は、そのような品質の悪化を防止する。詳しく言えば、空間解像度の減少は、コンピュータ・モニタによって与えられる濃淡解像度の増加により部分的に緩和される。
【００２３】
図８は高品質テキスト画像を生成する本発明の解像度減少変換手法を示す。２つの処理が並列的に高解像度２値原画像に対し実行される。各処理は中間的出力画像を生成し、これはモニタ表示のための最終的な出力画像の生成に用いられる。第１の処理はステップ６０１とステップ６０２からなる。ステップ６０１において、原画像は所定の画素数だけ細線化される。この細線化処理を図７に示す。
【００２４】
細線化は、テキストのある文字の周辺から１画素分以上の層を剥ぎ取ることである。細線化は、文字の接続した要素（例えば文字”Ａ”又は”Ｔ”の水平線分）がすべて保存されるように行われる。図７において、原画像７１は文字”Ｈ”からなる。細線化中に、最も外側の画素の層が剥ぎ取られ、結果として得られる画像７２は原画像７１中の領域７２で示された画素だけからなる。一実施例によれば、１画素分の層が各文字から剥ぎ取られ、そして、この処理が解像度減少率に従った回数くり返される。例えば、１／２の解像度減少の場合、１画素分の層の剥ぎ取り処理が与えられたテキスト画像に対し２回適用される。
【００２５】
ステップ６０１で原画像が細線化された後、ステップ６０２において、図５に関連して説明したサブサンプリング法によって原画像の解像度が減少させられる。すなわち、低解像度画像中の画素は、高解像度画像中の所定のウインドウ内にある画素のどれかが黒ならば黒にされる。これは、簡単な平均化手法を用い、次に（平均化手法の結果として得られた）全てのグレー画素を黒にする閾値操作をすることによって実現できる。
【００２６】
ステップ６０３，６０４はステップ６０１，６０２と並行して実行される。ステップ６０３において、図６に関連して述べた平均化により、原画像の解像度が減少させられる。テキストの平滑化（すなわち、明瞭な黒−白エッジから黒と白の間の緩やかな変化への変換）をするため、比較的大きなウインドウが用いられる。次にステップ６０４において、前ステップで得られた低解像度画像の各画素が、所定量だけ明るくされる。この明るくするステップ６０４が行われるのは、細線化画像によって黒輪郭が与えられるだろうし、また、明るくされた画像はコントラスト強調処理３２（図３参照）によって恐らく暗くされるだろうからである。
【００２７】
明かなように、上述した２つの並行処理は同じ解像度を有する２つの中間的出力画像、すなわちステップ６０１，６０３による細線化画像と、ステップ６０３，６０４によるサブサンプル画像とを生成する。この細線化画像とサブサンプル画像がステップ６０５で合成されて最終的な出力画像を生成する。ステップ６０５においては、２つの画像の各位置の対応画素の中で暗い方の画素が、最終的な低解像度出力画像における当該位置のための出力画素として保存される。図８のルーチンの結果として得られる画像は、細線化操作の結果として完全に黒の輪郭を持つ傾向があるが滑らかな輪郭を持ち、細線化だけであると生ずるかもしれないノイズの多い感じがない。
【００２８】
図９及び図１０は、テキスト画像の品質を維持しつつ解像度減少変換を行うためのもう一つの手法を示す。以下に詳細に述べるように、低解像度で適切に描画されている画像を基に画素”テンプレート”がまず生成され、次に、このテンプレートを用いて解像度減少変換が行われる。
【００２９】
このテンプレート法の一実施例によれば、ＰostＳcript（Ｓan Ｊose，ＣaliforniaのＡdobe Ｓystems社より入手できるページ記述言語）を用いて典型的なファクス解像度で多数のテキストファイルが生成される。同じテキストファイルは、ＰostＳcriptを用いて典型的なモニタ解像度でも生成される。これらのテキストファイルには、様々な画素パターンに関する統計的に有効なサンプルを提供するに十分な多様なテキスト（好ましくは多種類のフォントを含む）が含まれる。典型的なファクス解像度を代表して２００ドット／インチ(dpi）の解像度を、典型的なモニタ解像度を代表して１００dpiを用いることができる。次に、各高解像度（例えば２００dpi）ＰostＳcrptファイル上をその全体にわたって、予め定義されたサイズのウインドウを順次移動させる。ウインドウの内部に見える画素値の組合せ毎に、対応した低解像度（例えば１００dpi）ＰostＳcrptファイル上の対応画素の値が記録される。次に、所定のウインドウ内に見える画素の組合せ毎に、低解像度ＰostＳcriptファイル上の対応画素の期待（平均）値が計算される。そして、この（低解像度）期待値が、対応した（高解像度）画素組合せと一緒にテーブルに格納される。
【００３０】
テーブルに格納されている期待値は、高解像度画像上で観察された各画素組合せに対する典型的な濃淡値を表す。そして、このテーブルが実際の解像度減少変換処理で利用される。すなわち、入力画素の各組み合わせを検索し、次に、対応した期待値を低解像度出力画素に対する濃淡値として用いる。このように、このテーブルは解像度減少変換を行うためのテンプレートの役割をする。なお、低解像度（１００dpi）ＰostＳcript画像は、モニタ画像をシミュレートしようとしたもので、実際には濃淡画像というよりも白黒（２値）であるが、テーブルに格納された画素の期待値は黒値と白値の間の値をとることが多いので濃淡値として用いることができる。
【００３１】
ここで、上述のテンプレート手法について図９を参照してさらに説明する。第１の画像７５はＰostＳcriptによって２００dpiで生成され、第２の画像７６はＰostＳcriptによって１００dpiで生成される。画像７５と画像７６はいずれも２値画像である。ウインドウ７７が画像７５を横切って順次動かされる。一実施例によれば、ウインドウ７７は２×４画素のウインドウである。その結果、ウインドウ７７を画像７５上を移動させる時に、連続した位置間でウインドウ７７のオーバーラップが生じる。しかし、このようなオーバーラップは、注目した画素の情報だけでなく、その周囲の領域の情報をも収集する機会を与えるので望ましいものである。
【００３２】
図９は、ウインドウ７７に画素８０〜８７が含まれる時点を表している。１００dpi画像７６の画素８８は、２００dpi画像７５の画素８０〜８７に対応する。したがって、ウインドウ７７が図示の位置に来た時に、ウインドウ７７内に見える画素パターンと１００dpi画像７６の画素８８の値の両方が記録される。この画素パターンは、各画素の値が別々の１ビットで表される２進シーケンスとして記録される。例えば、画像７５の画素８０〜８７は、ビットパターン”１００１０１１０”で表されるであろう。ここで、右端のビットは画素８０を表し、左端のビットは画素８７を表す。ウインドウ７７は２００dpi画像全体にわたって移動させられ、パターンに対する期待値は当該パターンがウインドウ内に再び現れる度に更新される。このプロセスを用いて、図１０に示すようなテーブルを生成する。
【００３３】
このテーブルの第１のカラムに、２００dpi上のウインドウ内で観測された入力画素の各組み合わせが格納される。テーブルの第２のカラムに、低解像度画像７６の画素の期待値が第１のカラムの各組み合わせに対応して格納される。このような期待値はそれぞれ、対応した画素パターンに関する最良の期待値を表す。例えば、ビットパターン”１００１０１１０”が黒画素に相当する時が５０％、白画素に相当する時が５０％であるとする。この場合、ビットパターン”１００１０１１０”の期待値は０．５（正規化値）であろう、したがって当該ビットパターンに割り当てられる期待値は０．５（正規化値）であろう。なお、ここに示した数値はあくまで説明用である。しかして、解像度減少変換を遂行するには、高解像度２値画素から低解像度濃淡画素を生成するためテーブル検索が実行される。前に述べたように、できるだけ多くの画像をテーブル値の生成のために用いるべきである。
【００３４】
図１１は上記テーブルのようなテーブルを生成するためのルーチンを示す。ステップ８０１において、ＰostＳcriptなどのページ記述言語を用いて、１つ以上のテキストファイルが比較的高い解像度で、例えば２００dpiで生成される。ステップ８０２において、それと同じテキストファイルが、そのページ記述言語を用いて比較的低い解像度で、例えば１００dpiで生成される。ステップ８０３において、一定サイズの画素ウインドウを用い、高解像度画像について、多くの異なったウインドウ位置でウインドウ内に現れる画素パターンが識別される。ステップ８０４において、ステップ８０３で識別された各パターン毎に、低解像度画像の対応画素の期待（平均）値が求められる。ステップ８０５において、識別された各パターン毎に、対応した濃淡値は当該パターンの期待値と同じ値に設定されテーブルに格納される。
【００３５】
図１２はテーブルを利用して入力画像の解像度減少変換を実行するためのルーチンを示す。ステップ９０１において、入力（高解像度）画像上のウインドウ内に現れる画素パターンが識別される。このウインドウは、ルックアップ・テーブルの生成のために用いられたウインドウと同じ寸法を有する。ステップ９０２において、当該パターンに対する濃淡値がテーブルより検索される。ステップ９０３において、低解像度画像の出力画素の値はテーブルから得られた濃淡値と同じ値に設定される。最後の出力画素がまだ生成されていないならば（ステップ９０４）、次の出力画素を生成するためステップ９０５で入力画像上の別の位置へウインドウが移動させられる。
【００３６】
本発明の他の態様は、スキャン画像又はファクス文書の編集を容易にするための手法を包含する。モニタに表示するためスキャン文書又はファクス文書の解像度を下げることの不利益の一つは、読みやすさを維持したままで画像全体を同時にモニタに表示させることが一般にできないことである。既存の技術によれば、読みやすさを向上させるために文書の特定の部分を画面上で拡大することができる。しかし、そのページの他の部分は視界から隠れてしまうのが一般的である。本発明は、このような不都合を解消する手法を包含する。かかる手法の一つは、これから説明する可変解像度減少変換を行う方法である。
【００３７】
＜可変解像度減少変換＞
一般に、スキャン文書又はファクス文書に比べてモニタの解像度が低いと、文書はモニタに表示された時に拡大されて見える。可変解像度減少変換手法では、文書の異なった部分は異なった量だけ解像度を減じられる。その結果、ページの一部分だけがモニタ表示された時に拡大されるように見えたり、あるいは、ページの異なった部分は異なった量だけ拡大されるように見える。いずれの場合でも、ページ全体をモニタ上で見えるようにできる。
【００３８】
図１３は高解像度の１００×２００画素の２値画像１０１を示す。この画像１０１が、本発明によってモニタ表示用の１００×７５画素の低解像度画像１０２に変換される原画像である。高解像度画像１０１は２つの部分、すなわちライン１０３より上にある部分１０６と、ライン１０３の下にある部分１０７とに分割される。ライン１０３より上の部分は読みやすいように拡大したい注目領域１０６である。この例の注目領域１０６は１００×５０画素の大きさであり、ライン１０３より下の部分１０７は１００×１５０画素の大きさである。注目領域１０６は、コンピュータ・モニタに表示された時に、文書の他の部分よりも大きな量だけ拡大される。これは、注目領域１０６に対し、文書の他の部分１０７と異なった解像度減少率を適用することによって達成される。かくして、低解像度画像１０２がモニタに表示された時に、文書全体を画面で見えるようにしたまま、注目領域１０６をユーザが容易に読むことができる。
【００３９】
グラフィカルユーザインターフェイスのコントロールの操作によって、ユーザは注目領域１０６を文書の様々な部分を含むように調整できる。一実施例によれば、そのコントロールは図１３に示すようなコンピュータ画面上に表示されたスクロールバー１０４である。ユーザはカーソル制御装置を使って、スクロールバー１０４の範囲内で領域１０５を上下に移動させ、注目領域１０６の境界を上下に移動させることができる。なお、垂直方向のみについて拡大手法を図示及び説明したが、同手法は水平方向に関しての可変解像度減少変換及び拡大をするためにも適用可能である。
【００４０】
可変解像度減少変換手法を実施するためのルーチンを図１４に示す。まずステップ１１０１で、（例えばスキャナ又はファクスモデムを利用し）高解像度の原画像がコンピュータシステムに入力される。次にステップ１１０２で、この原画像は、ユーザが調節できるコントロール（例えばスクロールバー）の状態により決定される２つ以上の部分に分割される。なお、図１３は文書が２つの部分１０６，１０７に分割される例を示したが、必要ならば文書を３つ以上の部分に分割できる。ステップ１１０３で、第１の部分が第１の解像度減少率により表示されるが、他の各部分は１つ以上の異なった解像度減少率により表示される。各部分の相対的位置は変わらない。ステップ１１０４で、ユーザが調節できるコントロールの状態が変更されていたならば、それに応じて文書は分割し直されて再表示される。ステップ１１０５で、ユーザからＥxitコマンドを受けた時に当該ルーチンは終了する。
【００４１】
＜空白スペースの除去＞
本発明のもう一つの様態は、文書から空白スペースを取り除くための手法である。ファクス文書又はスキャン文書を、コンピュータ・モニタに表示するため（又は他の理由で）フォーマットし直すには、文書中の情報をもっと小さな物理的領域へ圧縮するのが都合がよいであろう。ここで図１５（Ａ）を参照する。文書１０７は絵画像１１０といくつかのテキスト行から構成されている。本発明によれば、文書中のテキストはいくつかのオブジェクトとして特徴付けられる。一実施例によれば、各テキスト行は矩形として表現される。テキストを矩形のようなオブジェクトとして表現する方法は当該技術分野では周知であり、例えば米国特許第５，４６５，３０４号及び同第５，３３５，２９０号に述べられている。テキスト行が矩形に変換された後、モニタに表示しようとする出力ページ上で矩形を適切に配置し直すことにより、テキスト間の空白スペースが除去される。
【００４２】
テキストからオブジェクトへの変換は、図１５（Ｃ）に示すように、文書上でのテキストの再フォーマットも可能にする。再フォーマット時のフレキシビリリティを大きくするためには、テキスト行全体を矩形として表現する代わりに、個々の語又は句を矩形として表現するのが望ましいかもしれない。図１５（Ｃ）において、オブジェクト１１１Ａ〜１２７Ａのそれぞれはテキストの単一の語を表している。テキストのフォーマットは図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）のフォーマットから変更されている。
【００４３】
図１６はテキスト行間の空白スペースを除去するためのルーチンを示す。ステップ１３０１において、２値画像がファクスモデム又はスキャナを介してコンピュータシステムに入力される。ステップ１３０２において、入力画像中のテキストがＮ個のオブジェクトＯi（ｉ＝１，２，．．．Ｎ）に変換される。ここでの説明のために、これらオブジェクトを矩形であると仮定する。またステップ１３０２において、ページ上の各オブジェクトＯiの座標が検出される。ステップ１３０３において、各オブジェクトＯiに対し、その右辺及び底辺に所定数の画素が付加される。この付加された空白画素層は、最終的な出力画像のためのテキスト部分間の必要最小限の空きを表現する。
【００４４】
ステップ１３０３を図１８でさらに説明する。図１８において、”is a collection of”という句は最初に矩形１２８として表現される。次に、空白画素層１２９が矩形１２８の底辺及び右辺に付加され、新たな矩形１２８Ａを形成する。図１５（Ａ）及びFig.図１５（Ｂ）を再び参照して、文書１０７のテキストは若干の矩形１１１〜１１６として表される（図１５（Ａ））。空白画素層が各矩形に付加された後、テキストは図１５（Ｂ）に示すように修正された矩形１１１Ａ〜１１６Ｂで表現される。
【００４５】
各矩形へ空白画素層を付加した後、ステップ１３０４において、出力ページのサイズが元のページの予め決められた部分に等しくなるように設定される。例えば、そのサイズは最初は水平、垂直両方向とも５０％に設定される。次にステップ１３０５で、全てのオブジェクトの出力ページへの配置が試みられる。このステップ１３０５については、後に詳しく説明する。オブジェクトＯiが全てページにうまく納まったならば（ステップ１３０６）、ステップ１３０８で解像度減少変換が実行される。オブジェクトＯiの全部はページにうまく納まらないときには、ステップ１３０７で出力ページのサイズは元のページのもっと大きな部分まで増やされ（例えば水平方向５０％、垂直方向７５％）、ステップ１３０５でもう一度、オブジェクトの配置が試みられる。オブジェクトが全て出力ページ上にうまく配置されるまで、ステップ１３０５〜１３０７がくり返される。最善のケースでは、最終的な出力ページの最終的なサイズは元のページの最初に予め決められた部分と等しく、したがってテキスト・オブジェクト間の空白スペースはステップ１３０３で付加された空白画素層だけである。最悪のケースでは、最終的な出力ページは入力ページと同じサイズであり、テキストの間隔は元の文書におけると同じである。
【００４６】
図１７は、オブジェクトＯiを出力ページに配置するステップ１３０５の詳細を示す。ｉが１に初期設定され（ステップ１３０９）、まずステップ１３１０で、オブジェクトＯiを出力ページの左上位置に写像可能か判定される。写像可能であれば、ステップ１３１１でオブジェクトＯiが左上に写像される。写像が可能でなければ、ステップ１３１２で、オブジェクトＯiをオブジェクトＯi-1のすぐ下の位置に写像できるか判定される。オブジェクトＯiをオブジェクトＯi-1のすぐ下の位置に写像できるならば、ステップ１３１３で、オブジェクトＯiはその位置に写像される。オブジェクトＯiをオブジェクトＯi-1のすぐ下の位置に写像できないと判定されたときには、ステップ１３１４で、オブジェクトＯiをオブジェクトＯi-1のすぐ右に写像できるか判定される。それが可能ならば、ステップ１３１５でオブジェクトはその位置に写像される。可能でないならば、当該ルーチンは終了する。ステップ１３１１、ステップ１３１３、ステップ１３１５のどれかを実行した後、インデックス値ｉがステップ１３１７で増加させられ、そしてオブジェクトが全て出力ページに写像されるまで以上のステップがくり返される。
【００４７】
本発明は、特定の予備表示（pre-display）操作に関するユーザ選択の判定にネットワーク接続を利用できるようにする手法も包含する。とりわけ、この手法は、解像度減少変換、コントラスト強調、ガンマ補正、あるいは仮想的には任意の操作又はパラメータ設定の方法に関するユーザ選択を取得するために利用できる。
【００４８】
この手法では、あるコンピュータがＷＷＷ（Ｗorld Ｗide Ｗeb)サーバーとして構成される。他の遠隔コンピュータは、このサーバーにより実現されるウェブサイトをアクセスする時にクライアントとして動作する。一実施例によれば、サーバーは遠隔コンピュータそれぞれに表示すべき一連のテキスト画像を提供する。各画像はいくつかのテキスト行からなる。これらの画像は内容的には同一であるけれども、各画像は予備表示（pre-display）処理の異なったバリエーションによって生成される。例えば、各画像は、異なった方法の解像度減少変換、コントラスト強調、ガンマ補正、それら操作の異なった組合せ、又はこれら操作のどれかの遂行のための異なったパラメータ設定を用いて生成される。そして、ウェブサイトをアクセスするクライアントシステムのユーザは、それら画像中で最も読みやすいものを見つけるために一連のプロンプトを与えられる。各ユーザの応答はサーバーによって記録され、処理され、解像度減少変換、コントラスト強調、ガンマ補正を行う最良の方法、あるいは、どのような操作又はパラメータが考慮されているかを確認するために利用される。このユーザ選択の取得方法は、各ユーザが画像を見る環境についての制約が殆ど又は全くなく、非常に大きなデータサンプルを比較的短時間で容易に取得できるという利点がある。
【００４９】
一実施例によれば、まず４つのテキスト画像がクライアントシステムの各ユーザに対して表示される。そして、ユーザは表示された最高品質の画像を、マウス又は他のカーソル制御装置を用いてクリックするよう求められる。ユーザが一つの画像を選択すると、その選択された画像は表示から除かれ、そしてユーザは残りの画像の中で最良のものを選択するように求められる。この手順がくり返されることによって、効果的に画像はユーザの選択順にランク付けされる。このようにしてユーザが画像をランク付けした後、全ての画像が再び表示され、ユーザは、それらの画像中で容認可能な品質と考える画像を指定するように求められる。
【００５０】
図１９はネットワークを利用してユーザの選択を取得するためのルーチンを示す。初めに、ステップ１５０１でクライアントシステムがウェブサーバーと連絡をとる。ステップ１５０２で、サーバーはそのクライアントシステムにＨＴＭＬ（Ｈyper-Ｔext Ｍark-up Ｌanguage）文書を送る。このＨＴＭＬ文書は、クライアントシステムで表示されるであろうテキスト画像の記憶場所を示すイメージパスを含んでいる。ステップ１５０３で、クライアントシステムはＨＴＭＬ文書の受信に応答して、その文書を自身のモニタに表示する。この文書は、ユーザに表示され、後に表示されるであろうテキスト画像と関連して用いられる命令を提供する。さらに、クライアントシステムはＨＴＭＬ文書中に指定されたイメージパスを使ってテキスト画像をサーバーに要求する。これに応答して、ステップ１５０４でサーバーはテキスト画像をクライアントシステムへ送る。
【００５１】
クライアントシステムへ送られる各画像は、予備表示（pre-display）処理の異なったバリエーション又は異なったパラメータ集合を用いて予め生成されている。ここでの説明のために、図１９のルーチンにおける各画像は異なった解像度減少変換方法によって生成されるものと仮定する。ステップ１５０５において、クライアントシステムはテキスト画像を受け取ると、そのテキスト画像を自身のモニタに表示する。そして、クライアントシステムは、表示された画像に対する選択順序を指定するユーザからの入力を待つ（ステップ１５０６）。これらの入力はステップ１５０７でサーバーへ送られる。ステップ１５０８で、サーバーはそれら入力をデータベースに格納する。ステップ１５０９で、サーバーはクライアントシステムに対し、画像をユーザに選択された順序で表示させるために再送する（ステップ１５１０）。ステップ１５１１で、クライアントシステムは、表示された画像中でどの画像をユーザが容認できると判断したかを指定するユーザからの入力を待つ。そして、これらユーザ入力はステップ１５１２でサーバーへ送られる。これに応答して、サーバーシステムはそれら入力をデータベースに格納する（ステップ１５１３）。そして、これら入力を以前に取得された全てのデータと一緒に用いて、最良の解像度減少変換方法を決定し、又は、以前に決定した最良解像度減少変換方法を更新する。
【００５２】
以上、高解像度２値画像を基に低解像度濃淡画像をコンピュータ・モニタに表示する方法について説明した。特定の代表的実施例に関して本発明を説明したが、特許請求の範囲に示した本発明の精神及び範囲から逸脱することなく前記実施例に対し様々な修正及び変形を行い得ることは明かであろう。よって、本明細書及び添付図面は、限定するためではなく説明するためのものとみなすべきである。
【００５３】
本発明及びその実施の形態を列記すると以下の通りである。
（１） 原画像から、その解像度より低い解像度を有する出力画像を生成する画像処理方法であって、
原画像に対し第１の処理を実行して原画像の解像度より低い解像度を有する第１の画像を生成するステップ、
第１の処理と並行して、原画像に対し第２の処理を実行して原画像の解像度より低い解像度を有する第２の画像を生成するステップ、及び
第１の画像及び第２の画像の関数として出力画像を生成するステップを含むことを特徴とする。
（２） 上記（１）記載の画像処理方法において、第１の処理は第１の画像を生成するため原画像を細線化するステップを含むことを特徴とする法。
（３） 上記（２）記載記載の画像処理方法において、第２の処理は第２の画像を生成するため原画像をウインドウを通してサンプリングするステップを含むことを特徴とする。
（４） 上記（３）記載の画像処理方法において、第２の処理は第２の画像の画素を生成するため原画像の画素値を平均化するステップを含むことを特徴とする。
（５） 上記（１）記載の画像処理方法において、第２の処理は第２の画像を生成するため原画像をウインドウを通してサンプリングするステップを含むことを特徴とする。
（６） 上記（５）記載の画像処理方法において、第１の処理は第１の画像を生成するため原画像を細線化するステップを含むことを特徴とする。
（７） 上記（６）記載の画像処理方法において、ウインドウを通してサンプリングするステップは原画像の画素値を平均化することを特徴とする。
（８） 上記（５）記載の画像処理方法において、第１の処理は、中間的画像を生成するステップと、該中間的画像をサブサンプリングして第１の画像を生成するステップを含むことを特徴とする。
（９） 上記（１）記載の画像処理方法において、原画像は２値画素からなり、第１の画像及び第２の画像の関数として出力画像を生成するステップは、出力画像を複数の濃淡画素として生成することを特徴とする。
（１０） 上記（１）記載の画像処理方法において、ホストコンピュータからターゲットコンピュータへ、該ターゲットコンピュータに原画像から出力画像を生成させる命令を含む命令列を送るステップを含むことを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【００５４】
（１１） 複数の２値画素を有する原画像を基にして出力画像を生成する画像処理方法であって、
原画像の画素値を平均化することにより、複数の濃淡画素を有し原画像の解像度より低い解像度を持つ第１の画像を生成するステップ、
該平均化のステップと並行して原画像を処理することにより、複数の濃淡画素を有し原画像の解像度より低い解像度を持つ第２の画像を生成するステップ、及び
第１の画像及び第２の画像に基づいて出力画像を生成するステップを含むことを特徴とする。
（１２） 上記（１１）記載の画像処理方法において、ホストコンピュータからターゲットコンピュータへ、該ターゲットコンピュータに原画像から出力画像を生成させる命令を含む命令列を送るステップを含むことを特徴とする。
【００５５】
（１３） 複数の２値画素を有する原画像を基にして出力画像を生成する画像処理方法であって、
原画像を細線化することにより第１の画像を生成するステップ、
原画像の画素値をウインドウを通してサンプリングすることにより複数の濃淡画素を有する第２の画像を生成するステップ、及び
第１の画像及び第２の画像に基づいて、複数の濃淡画素を有し原画像の解像度より低い解像度を持つ出力画像を生成するステップを含むことを特徴とする。
（１４） 上記（１３）記載の画像処理方法において、ウインドウを通してサンプリングを行うステップは、原画像の所定の領域の複数画素の平均として第２の画像の各画素を生成することを特徴とする。
（１５） 上記（１３）記載の画像処理方法において、第１の画像のサブサンプリングを行ってサブサンプル画像を生成するステップをさらに含み、出力画像を生成するステップは該サブサンプル画像及び第２の画像に基づいて出力画像を生成することを特徴とする。
（１６） 上記（１３）記載の画像処理方法において、ホストコンピュータからターゲットコンピュータへ、該ターゲットコンピュータに原画像から出力画像を生成させる命令を含む命令列を送るステップを含むことを特徴とする請求項１３記載の画像処理方法。
【００５６】
（１７） 複数の画素を有する原画像から、複数の画素を有し原画像の解像度より低い解像度を持つ出力画像を生成する画像処理方法であって、
原画像の外側の画素を捨てることによって、複数の画素を有する細線化画像を生成するステップ、
細線化画像の画素をサブサンプリングすることによって、複数の画素を有する第１の出力画像を生成するステップ、
複数の画素を有し、その各画素が原画像中の画素の部分集合の平均として生成された平均化画像を生成するステップ、及び
第１の出力画像及び平均化画像に基づいて最終的な出力画像を生成するステップを含むことを特徴とする。
（１８） 上記（１７）記載の画像処理方法であって、平均化画像から、その画素の輝度を増加させることによって第２の出力画像を生成するステップをさらに含み、最終的出力を生成するステップは第１の出力画像及び第２の出力画像に基づいて最終的出力を生成することを特徴とする。
（１９） 上記（１８）記載の画像処理方法において、最終的出力画像を生成するステップは、最終的出力画像の各画素を、第１の出力画像及び第２の出力画像における対応した画素の中で暗い方の画素として生成することを特徴とする。
（２０） 上記（１７）記載の画像処理方法において、ホストコンピュータからターゲットコンピュータへ、該ターゲットコンピュータに原画像から出力画像を生成させる命令を含む命令列を送るステップを含むことを特徴とする。
【００５７】
（２１） 原画像から、その解像度より低い解像度を持つ出力画像を生成する画像処理方法であって、
第１の解像度で第１の画像を用意するステップ、
第１の解像度と異なる第２の画像度で第２の画像を用意するステップ、
原画像中のパターンを識別するステップ、及び
該パターンについての第１の画像及び第２の画像の間の関係に基づいて出力画像の部分集合に値を割り当てるステップを含むことを特徴とする。
（２２） 上記（２１）記載の画像処理方法において、第２の画像中のパターンを識別するステップは、所定のサイズ及び形状を持つ原画像の領域内で画素パターンを識別することを特徴とする。
（２３） 上記（２１）記載の画像処理方法において、出力画像の部分集合に値を割り当てるステップは、原画像中のパターンに対応した出力画像の部分集合に輝度値を割り当てることを特徴とする。
（２４） 上記（２２）記載の画像処理方法において、出力画像の部分集合は画素であることを特徴とする。
（２５） 上記（２２）記載の画像処理方法において、出力画像の部分集合に値を割り当てるステップは、出力画像の画素に濃淡値を割り当てることを特徴とする。
（２６） 上記（２２）記載の画像処理方法において、出力画像の部分集合に値を割り当てるステップは、パターンを表す少なくとも一つの第１の画像の部分集合と、該少なくとも一つの第１の画像の部分集合に対応する少なくとも一つの第２の画像の部分集合との間の関係に基づいて、出力画像の部分集合に値を割り当てることを特徴とする。
【００５８】
【発明の効果】
以上に詳細に述べた如く、本発明によれば、スキャン文書又はファクス文書等の解像度の高い画像をコンピュータ・モニタ等の解像度の低いディスプレイ装置に表示させた場合の画像の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が実施されるコンピュータシステムのブロック図である。
【図２】本発明が実施されるコンピュータを含むネットワーク構成を示す図である。
【図３】高解像度の２値画像を低解像度の濃淡画像としてモニタに表示するための処理のルーチンを示す流れ図である。
【図４】解像度減少変換の一つの手法の説明図である。
【図５】解像度減少変換のもう一つの手法の説明図である。
【図６】解像度減少変換の他の手法の説明図である。
【図７】テキスト文字に対する細線化の説明図である。
【図８】本発明による解像度減少変換を実行するルーチンを示す流れ図である。
【図９】異なった解像度で表現された２つの同一画像間の関係を示す図である。
【図１０】濃淡値のテンプレートに相当するテーブルを示す図である。
【図１１】濃淡値のテンプレートに相当するテーブルの生成ルーチンを示す流れ図である。
【図１２】テンプレートを用いて高解像度２値画像から低解像度濃淡画像を生成するルーチンを示す流れ図である。
【図１３】モニタに表示される文書に対する可変解像度減少変換の例を示す図である。
【図１４】可変解像度減少変換を実行するルーチンを示す流れ図である。
【図１５】文書の空白スペースの除去の説明図である。
【図１６】文書から空白スペースを除去するルーチンを示す流れ図である。
【図１７】図１６中のステップ１３０５の流れ図である。
【図１８】テキストの句のオブジェクトとしての表現及び空白画素の付加を示す図である。
【図１９】ネットワークを利用してユーザの選択を取得して解像度減少変換方法を選択するルーチンを示す流れ図である。
【符号の説明】
１ コンピュータシステム
２ ＣＰＵ
３ ＲＡＭ
４ ＲＯＭ
５ 大容量記憶装置
６ スキャナ
７ ファクスモデム
８ モニタ
９ キーボード
１０ カーソル制御装置
１１ バス
２０ インターネット
２１ コンピュータ
３１ 解像度減少変換処理
３２ コントラスト強調処理
３３ ガンマ補正処理
４１ 高解像度画像
４２ 低解像度画像
７１ 細線化前の画像
７２ 細線化後の画像
７５ 高解像度の画像
７６ 低解像度の画像
７７ ウインドウ
１０４ スクロールバー
１１１〜１１６ 矩形，オブジェクト
１１１Ａ〜１２７Ａ 矩形，オブジェクト
１２９ 空白画素層

Claims (3)

1. 複数の２値画素を有する原画像を基にして出力画像を生成する画像処理方法であって、
   原画像を細線化することにより第１の画像を生成するステップ、
   原画像の画素値をウインドウを通してサンプリングすることにより複数の濃淡画素を有する第２の画像を生成するステップ、及び
   前記第１の画像及び前記第２の画像に基づいて、複数の濃淡画素を有し原画像の解像度より低い解像度を持つ出力画像を生成するステップを含むことを特徴とする画像処理方法。
2. 複数の画素を有する原画像から、複数の画素を有し原画像の解像度より低い解像度を持つ出力画像を生成する画像処理方法であって、
   原画像の外側の画素を捨てることによって、複数の画素を有する細線化画像を生成するステップ、
   前記細線化画像の画素をサブサンプリングすることによって、複数の画素を有する第１の出力画像を生成するステップ、
   複数の画素を有し、その各画素が原画像中の画素の部分集合の平均化された平均化画像の第２の画像を生成するステップ、及び
   前記第１の出力画像及び前記第２の画像に基づいて最終的な出力画像を生成するステップを含むことを特徴とする画像処理方法。
3. 原画像から、その解像度より低い解像度を持つ出力画像を生成する画像処理方法であって、
   第１の解像度で第１の画像を生成するステップ、
   前記第１の解像度と異なる第２の解像度で第２の画像を生成するステップ、
   原画像中のパターンを識別するステップ、及び
   前記パターンについての第１の画像及び第２の画像の間の関係に基づいて出力画像の部分集合に値を割り当てるステップを含むことを特徴とする画像処理方法。

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