JP3868654B2

JP3868654B2 - 画像処理装置

Info

Publication number: JP3868654B2
Application number: JP04888699A
Authority: JP
Inventors: 敏大内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: US6259813B1; JPH11341285A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字の特徴を抽出して多値信号で出力する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、デジタル複写機やファクシミリ等においては、出力画像の画質を向上させるために、文字や絵柄が混在する原稿画像の局所的な情報に基づいて像域を分離し、像域毎に適切な画像処理に切り替えることが行われている。例えば特開平３−８９６７７号公報には、文字（特に黒文字）のコントラストを強調するために、非文字エッジ、色文字エッジ、中間彩度文字エッジ、黒文字エッジの像域毎に空間フィルタや、γ変換やスクリーン処理などを切り替えることが提案されている。また、他の従来例としては例えば特公平７−１０８０１９号公報、特公平６−１８４３９号公報には、図８に示すように文字のエッジ度を表す多値信号を局所的に算出し、多値信号に基づいて画像処理を多段階で切り替えることが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平３−８９６７７号公報に示す従来例では、像域を０又は１の２値で分離して画像処理を切り替えるので、画像中に急激なテクスチャ変化が発生し、また、誤った像域分離を行うと画質劣化が避けられないという問題点がある。
【０００４】
また、上記の特公平７−１０８０１９号公報、特公平６−１８４３９号公報に示す従来例では、エッジ度を多値で表すので画質劣化は目につきにくいが、高々５×５画素程度のフィルタを用いてエッジ度を表すので、図８に示すようにエッジ部から背景部までのレスポンスが非常に狭い範囲で変化し、したがって、多段階であっても処理切り替えによる不自然さが依然として存在するという問題点がある。
【０００５】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、文字らしさを多値信号で表して画像処理を行う場合に、解像度が重視される文字のエッジ部や絵柄中のエッジ部と階調性が重視される絵柄部の再現性を両立させることができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の手段に係る画像処理装置は、入力画像データの画素密度を粗くする第１の画素密度変換手段と、前記第１の画素密度変換手段の出力信号に基づいて入力画像データ中の画素が文字領域の一部であるか否かを検出する文字画像領域検出手段と、注目画素と前記文字画像領域検出手段によって文字領域の一部であると判定された画素との距離を計算する距離算出手段と、前記距離算出手段により算出された値に基づいて前記注目画素の文字らしさを表す多値信号を出力する多値信号出力手段と、前記多値信号の画素密度を元に戻す第２の画素密度変換手段と、を備え、前記距離算出手段は、前記注目画素と９×９画素のマスク内の最短の文字領域の画素間の距離ｄｉｓを求め、濃度を８ビットであらわしたときに前記注目画素からの距離を示す信号の値Ｖを、
Ｖ＝２５５−２５５×ｄｉｓ／６
によって算出し、前記多値信号出力手段に出力することを特徴とする。
【０００８】
第２の手段は、第１の手段において前記文字画像領域検出手段が、高濃度画素が棒状の塊の状態で存在するか否かを判定することにより、注目画素が文字領域の一部であるか否かを検出することを特徴とする。
【０００９】
第３の手段は、第１の手段において前記文字画像領域検出手段が、黒画素の連続性と白画素の連続性をパターンマッチングすることにより、注目画素が文字領域の一部であるか否かを検出することを特徴とする。
【００１０】
第４の手段は、第１の手段において前記文字画像領域検出手段が、文字の中心部において画素レベルが尾根状に連なっているか否かを判定することにより、注目画素が文字領域の一部であるか否かを検出することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る画像処理装置の一実施形態を示すブロック図、図２は図１の文字画素領域検出部の種々の例を示すブロック図、図３は図２（ａ）の塊画素検出部のエッジ強調フィルタを示す説明図、図４は図２（ａ）の塊画素検出部の文字検出パターンを示す説明図、図５は図１の距離算出部の処理を示す説明図である。
【００１２】
図１において、画像信号入力部１はＣＣＤ素子等を用いたスキャナであり、原稿画像を読み取ってＡ／Ｄ変換し、各画素に対して８ビット（白＝０、黒＝２５５）の濃度リニアなデジタル画像信号を出力する。続く文字画素領域検出部２は画像信号入力部１からのデジタル画像信号に基づいて注目画素が文字領域の一部であるか否かを示す信号を出力する。
【００１３】
図２（ａ）〜（ｄ）を参照して文字画素領域検出部２の例を説明する。文字画素領域検出部１の一例として、図２（ａ）に示す塊画素検出部２ａは、文字部では高濃度画素が棒状の塊の状態で存在する特性を利用して、以下の３つの処理により文字画素を検出する。先ず、前処理として画像信号入力部１からの画像信号中の注目画素と周辺画素の値を例えば図３に示すような５×３画素のエッジ強調フィルタリング処理を行う。次いでその画素値と閾値ｔｈｂを比較することにより黒画素か否かを検出し、次いでこの黒画素により構成されるストロークと、図４（ａ）に示すような垂直方向、図４（ｂ）に示すような水平方向、図４（ｃ）（ｄ）に示すような斜め方向の各ストロークのパターンとマッチングすることにより黒棒の塊部分を検出する。
【００１４】
図２（ｂ）は文字画素領域検出部２の他の例として画像信号入力部１からの信号がカラー画像信号の場合を示し、先ず、最小値算出部２ｂはカラー画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂの最小値ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を算出する。次いで塊画素検出部２ａはこの最小値ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を用いて図２（ａ）に示す場合と同様に文字画素領域を検出する。
【００１５】
図２（ｃ）は文字画素領域検出部２の更に他の例として、黒画素の連続性と白画素の連続性をパターンマッチングにより検出するエッジ画素検出部２ｃを示している。その詳細な説明は、本出願人の特開平２−２９２９５７号公報に記載されているので省略するが、基本的には文字エッジ部では黒画素が連結されて存在し、且つ白画素が連結されて存在すること利用してエッジ部か否かを検出する。なお、この方法以外に、他の公知のエッジ検出方法を用いてもよい。
【００１６】
図２（ｄ）は文字画素領域検出部２の更に他の例として、文字の尾根部に対応する画素を適当なマスクにより検出する文字尾根画素検出部２ｄを示している。その詳細な説明は、本出願人の特開平２−１２３４７９号公報に記載されているので省略するが、基本的には文字の中心部では画素レベルが尾根状に連なっていることを利用して検出する。
【００１７】
図１に戻り、距離算出部３は文字画素領域検出部１により検出された、注目画素が文字画素（アクティブ）か又は非文字画素（ノンアクティブ）かに基づいて、注目画素からの距離に反比例するレスポンス、すなわち「文字画素が近くにある場合に大きな信号」を出力する。例えば図５に示すように、注目画素と９×９画素のマスク内の最短のアクティブ画素の間の距離ｄｉｓを求め、次式
Ｖ＝２５５−２５５×ｄｉｓ／６・・・（１）
により注目画素の値Ｖを算出する。
【００１８】
なお、上記（１）式の２５５×ｄｉｓ／６の「６」の根拠は以下の通りである。
上記（１）式は９×９画素のマスクを用いて、注目画素に関して、文字画素が近くにある場合に大きな信号を出し、遠くにあるときに小さな信号を出すための式である。したがって、９×９画素のマスクの外周部、すなわち最も遠いところに文字画素がある場合に最も小さな信号である「０」に近い値を出すように構成する。
【００１９】
この９×９画素のマスクで、マスク外周部までの距離、言い換えるとマスク外画素までの最短距離は、マスクの縦および横方向で「５」画素分である。また、マスクの斜め方向では「７（≒５×１．１４１４）」画素分である。
【００２０】
この「５」と「７」の平均値「６」を用いた上記（１）式を使うことによって、文字画素が近くにある場合に大きな信号を出し、遠くにあるときに小さな信号を出し、かつ、マスク内の最も遠い位置に文字画素がある場合に最も小さな信号である「０」に近い値を出すことができる。
【００２１】
続く特徴量変換部４は距離算出部３により算出された注目画素の値Ｖをテーブルにより変換することにより、特徴量と制御する各処理との関係により自由度をもたせるために設けられている。すなわち、オペレータが特徴量変換部４内に予め設けられている複数のテーブルの１つを選択することによりユーザの好みに合ったγ変換を行うことができ、例えばＳ字状のγ変換テーブルを選択することにより、少々の文字らしさがあっても非文字処理を行い、文字らしさが多少強い場合には文字部により適した処理を行うことができるので、文字部のコントラストを強調処理することができる。なお、この特徴量変換部４では、上記の処理と共に量子化を行うようにしてもよい。
【００２２】
次に図６、図７を参照して第２の実施形態について説明する。なお、図６に示す画像信号入力部１、文字画素領域検出部２、距離算出部３及び特徴量変換部４は図１と同じ構成であるので説明を省略する。先ず、画素密度変換部５は画像信号入力部１からの画像信号の画素密度を粗くして文字画素領域検出部２に出力するように構成され、簡単には間引き回路で構成してよい。続く文字画素領域検出部２はこの画素密度が粗い画像信号に基づいて注目画素が文字領域の一部であるか否かを示す信号を出力し、続く距離算出部３はこの信号に基づいて注目画素の値Ｖを算出し、続く特徴量変換部４は距離算出部３により算出された注目画素の値Ｖをテーブルにより変換する。続く画素密度変換部６は画素密度を元に戻して選択部８に出力するように構成され、簡単には二度書き回路で構成してよい。
【００２３】
画素密度変換を行う理由は次の通りである。局所的な特徴量を用いた判定には誤判定がつきものである。また、この誤判定に伴う画質劣化を避けるために、判定を多値化して処理を多段階で行う方法も知られている。しかしながら、狭い距離の中で、例えば文字処理から絵柄処理を多段階に切り替えても画質劣化低下に対する効果は小さく、人間の目には目障り感として不快になる。この問題点はデバイスの高密度化が進むほど顕著になる。そこで、より長い距離で多段階処理を行えば良いが、単純に図５に示すマスクサイズを大きくするとラインバッファが増大する。そこで、原信号より粗い画素密度で特徴量を検出し、その結果を元の画素密度に戻すことにより上記不具合を解決することができる。
【００２４】
図６に示すγテーブル群７には、一例として図７に示すように傾きが異なる８種類のγ変換テーブルＴ７〜Ｔ０が予め設けられている。γ変換テーブルＴ７は傾きが最も大きく文字用であり、γ変換テーブルＴ０は傾きが最も小さく絵柄用である。そして、このγ変換テーブルＴ７〜Ｔ０は選択部８により、画素密度変換部６からの出力信号が大きいほど傾きが大きいものが選択される。次いでγ変換処理部９はこの選択されたγ変換テーブルＴ７〜Ｔ０により、画像信号入力部１からの画像信号のγを変換する。ここで、γテーブル群７が８種類の場合、特徴量変換部４は特徴量を３ビットに量子化する。
【００２５】
なお、γ変換処理部９は後段のプリンタ等の画像出力装置の出力階調数が８ビットの場合にはそのビット数で出力するが、出力階調数が少ない場合には８ビットを出力階調数に量子化して出力するか、またはγ変換テーブルＴ７〜Ｔ０の出力ビット数を予め出力階調数に合わせて低くするようにしてもよい。
【００２６】
また、上記第２の実施形態では、γ変換を多段階で行う場合について説明したが、特開平３−８９６７７号公報に示すような多段階空間フィルタや、特開平６−３２６８５９号公報に示すような多段階スクリーン処理や、特公平７−１０８０１９号公報に示すような多段階下色除去量制御などにも適用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、文字らしさを多値信号で表して画像処理を行う場合に、ラインバッファを増加することなく、解像度が重視される文字のエッジ部や絵柄中のエッジ部と階調性が重視される絵柄部の再現性を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像処理装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の文字画素領域検出部の種々の例を示すブロック図である。
【図３】図２（ａ）の塊画素検出部のエッジ強調フィルタを示す説明図である。
【図４】図２（ａ）の塊画素検出部の文字検出パターンを示す説明図である。
【図５】図１の距離算出部の処理を示す説明図である。
【図６】第２の実施形態の画像処理装置を示すブロック図である。
【図７】図６のガンマテーブル群を示す説明図である。
【図８】従来例の多値信号を示す説明図である。
【符号の説明】
１画像信号入力部
２文字画素領域検出部
２ａ塊画素検出部
２ｃエッジ画素検出部
２ｄ文字尾根画素検出部
３距離算出部
４特徴量変換部
５，６画素密度変換部

Claims

入力画像データの画素密度を粗くする第１の画素密度変換手段と、
前記第１の画素密度変換手段の出力信号に基づいて入力画像データ中の画素が文字領域の一部であるか否かを検出する文字画像領域検出手段と、
注目画素と前記文字画像領域検出手段によって文字領域の一部であると判定された画素との距離を計算する距離算出手段と、
前記距離算出手段により算出された値に基づいて前記注目画素の文字らしさを表す多値信号を出力する多値信号出力手段と、
前記多値信号の画素密度を元に戻す第２の画素密度変換手段と、
を備え、
前記距離算出手段は、前記注目画素と９×９画素のマスク内の最短の文字領域の画素間の距離ｄｉｓを求め、濃度を８ビットであらわしたときに前記注目画素からの距離を示す信号の値Ｖを、
Ｖ＝２５５−２５５×ｄｉｓ／６
によって算出し、前記多値信号出力手段に出力することを特徴とする画像処理装置。
前記文字画像領域検出手段は、高濃度画素が棒状の塊の状態で存在するか否かを判定することにより、注目画素が文字領域の一部であるか否かを検出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記文字画像領域検出手段は、黒画素の連続性と白画素の連続性をパターンマッチングすることにより、注目画素が文字領域の一部であるか否かを検出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記文字画像領域検出手段は、文字の中心部において画素レベルが尾根状に連なっているか否かを判定することにより、注目画素が文字領域の一部であるか否かを検出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。