JP4204080B2 - テキスト強調印刷方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、画像スキャナで読み込まれた画像に応じて、紙、透明用紙または他の光沢のある媒体等の印刷媒体上にテキストまたは図形を印刷するシステムおよび方法に関するもので、特に、印刷媒体上に形成される個々のインク・ドットによってテキストまたは画像を構築するインクジェット方式のカラー複写機／印刷装置／スキャナにおける印刷のため読み込まれる画像内のテキストを認識し視覚的に強調するシステムおよび方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印刷の準備のため分析されている画像内のテキストを認識し、強調する装置およびプロシージャが探求されてきた。従来技術は、例えば、カラー画像を分析して、「正しい」カラー混合すなわち大半が白黒で構成される区域を特定した。そのような従来技術は、主として、入力画像の各区域において、異なるカラー毎のピクセル数を表す度数分布を形成することによって、目的を達成した。度数分布が黒と白のピークの顕著な集中を反映する場合、黒色テキストの存在が自動的に推定され、それに応じてテキスト強調技術が適用された。そのようなパラダイムは合理的にうまく作用するが、きわめて重い計算負荷という犠牲を払う。本当のテキストが存在するのではなく何かの理由でたまたま大部分が白および黒のピクセルを含む区域を間違って「テキスト」として識別する可能性を減少させるため大量の計算が必要である。
【０００３】
例えば、入力画像を取得するため光学式読み取りスキャナが使用され、取得されつつある画像がスキャナと同じ解像度を持つ印刷装置を使用して印刷されたものであれば、取得される画像は「正しい」(大半は白黒の)ピクセル混合を持つように誤って見える可能性がある。特定の区域のピクセル格子に非常に類似したピクセル格子がちょうどピクセル周期数の２分の１だけ位置がずれている場合、上記の見誤りが発生する可能性がある。これが発生する時、特定のカラー(例えば赤)に反応するスキャナ・コンポーネントが、ピクセル間の主として白または明色に、それらがピクセルであると仮定して、反応する。その結果、その部分が度数分布における白いピクセルに関するピークとして表される。
【０００４】
一方、他の特定のカラー(例えば青)に反応するスキャナ・コンポーネントは、既に印刷されたピクセル格子にうまく一致する可能性がある。２つのセンサ・アレイの間の１／５０ｃｍ(すなわち１／１２００インチ)というオフセットがこのような条件を作りだし、結果は度数分布の暗色ピクセルに関するピークとなる。たとえ後者が黒でなく暗色にすぎないとしても、システムは、その区域がテキストを含むという決定をもって２つのピークに応答するにちがいない。
【０００５】
いかなる場合でも、そのような従来技術は、テキスト区域を正しくまたは誤って識別した後、暗色画像エレメント(ピクセル)を純粋な黒に切り替えることによって、換言すれば３色強度仕様に関しすべての３つの入力カラー強度をゼロ"0,0,0"に調節または設定することによって、それらの区域の強調処理を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来技術においては、テキスト区域の明色画像エレメントは全く調節されず、画像のテキスト区域における暗と明の中間の画像エレメントは、純粋な白に置き換えられる。このように、作成される実際の強調は非常に満足の行くものであるが、テキストを識別するために予備的に必要な計算量は望ましくない程に多く、そして上述のように時折誤りを発生する。
【０００７】
既知の従来技術のテキスト強調プロシージャおよびシステムにおける更に別の望ましくない特徴は、人間が見て完全に絵柄であると直ちに認識できるような画像区域においてさえ、テキストに関する検査を実行するため、そのような技術は比較的長い時間を使用する。当然、これは計算時間およびスループットの浪費である。
【０００８】
本明細書は、上述の従来技術を批判することを意図するものではない。それらは実際ほとんどすべての面で優れた処理を行い、一般的には迅速に勝つ経済的に優れた結果を生成する。しかしながら、上述の点から見て、改良する余地があることは認められる。
【０００９】
本発明の記述に先がけて、本発明の理解のため、若干の項目を説明する。
従来技術のユーザは、カラー画像中のテキストが大部分白および黒のピクセルから構成されているという事実によって多くの場合そのようなテキストを最もうまく識別できると認めてきた。しかし、それが唯一の判定基準ではない。もう１つの判定基準は、テキストが、交互に入れ替わる左側および右側稜線特に比較的突然出現する稜線を含むという点である。特に、テキストが黒の場合、これらの稜線はすべてのカラー平面において同じように検出される。従って、例えば、複数の色(最も典型的には赤、青および緑)に分解して画像を読むスキャナにおいては、テキスト・エレメントの両側面における稜線の位置は、複数のカラーのそれぞれ毎のデータについて正確に同じである。カラー印刷技術者の職業語を使って別の表現をすれば、テキストは、すべての平面において、左の稜線およびその後に続く右の稜線として認識することができる。カラーの精神物理学的現象は、３「次元」を持つと考えられる。この場合、各"平面"は、１カラー次元に関するデータを意味する。
【００１０】
もしもあるシステムまたは方法が上述の判定基準だけに依存するとすれば、(細い線の縞模様の黒い生地のような)種々の非テキスト画像エレメントはテキストと混同される。そのような混乱を避けるため、もう１つ別の判定基準をクロスチェックとして使用することができる。それは、従来技術の項で記述したテキストの特徴であるピクセル混合すなわち大半が白および黒のピクセルの存在という特徴を利用することである。
【００１１】
本発明では、判定基準としてピクセル混合を単独で使用することはなく、むしろ２つの特徴の１つとして使用するので、この部分の識別に関する計算は非常に小さい量で十分である。従って、(1)すべてのカラーにおける左および右の稜線、および(2)大半が白黒ピクセルという特徴の一致によって、テキストを効果的に識別することが可能である。(この２重判定基準でも黒い細線縞模様問題を解決しないが、この問題は後述の方法で解決される)。
【００１２】
右の稜線が続く左の稜線の認識を実施する特定の方法は本発明の一部である。これは、検査機能を用いて各ピクセル・グループの畳込みを形成することによって達成される。最もよく作用する検査機能は、稜線の基本的特性に対応して、垂直ジャンプを含む。(本明細書において使用される用語「垂直ジャンプ」は、一般的に「ステップ機能」または「ステップ」と呼ばれる手順を指すが、本発明の方法における手順段階としての「ステップ」との混乱を回避するためこの用語を使用する。)
ピクセル・データに畳み込まれる検査機能は、主ジャンプを中心としてそこから左および右に間隔をあけた２つの従属的垂直ジャンプを含む。このような機能は、実際には、検査されつつある各ピクセルについて狭い区域を分離する移動窓としてのはたらきをする。畳込みおよび検査機能の詳細は後述するが、形成される畳込み機能はピークまたは上方スパイクおよびその後に続くＵ字谷または下方スパイクから構成されるということはここで理解されるべき点である。基礎をなすデータが白から黒へ(すなわち各カラーにおいてゼロから１へ)変わる時、テキスト・エレメントの左の稜線で正方向に向くピークが発生する。基礎をなすデータは黒から白へ変わる際、負の方向に向くピークまたはＵ字谷がテキスト・エレメントの右の稜線において発生する。
【００１３】
従って、テキストの認識のため上記２つの基準に加えて、（データ・シーケンスが左から右であるとして)各ピークとその対応Ｕ字谷の間の区域は、それが各テキストの文字ストロークまたはエレメントの内部であるので、黒でなければならないという第３の判定基準を上重ねすることができる。反対に、Ｕ字谷からピークまでの区域は白でなければならない。
【００１４】
ピクセル混合(大半が白および黒)が正しいか否かという第２の基準を評価する際に、可変的しきい値を適用することが可能である。多くの行でテキストが識別されなかった場合、大半が黒および白という条件に対するしきい値は、その条件が厳格に適用されるように高くされるべきである。一方、テキストが直前の行または少数の行において識別された場合、判定基準ができる限り適用されるようにしきい値は非常に低くしなければならない。中間的条件に関しては、例えば線形または他の代数関数のような尺度移動しきい値を使用することができる。しかし、ほとんどの印刷環境の場合ただ１つの中間しきい値を持つのが適切である。これらの条件を評価するためには１ＫＢ未満のメモリで十分である。
【００１５】
テキストに関する更に別のクロスチェックがある。それは、絵柄エレメントが存在しない場合にのみ強調を行うテキストが存在するという基準である。換言すれば、絵柄とテキストは相互に排他的であるとみなされる。この目的のため、絵柄エレメントは、明色ピクセルがほとんど存在しない画像区域として定義される。この追加判定基準は、後述するように、いくつかの制限を持つが、一般的には非常に単純で効果的である。特に、絵柄エレメントを容易に認識できる場合には、いずれかの認識方法によってテキストを見分けようとする無駄を回避する上で役立つ。更に、この検査は、前述の黒い細線の縞模様問題を解決する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、いくつかの側面を持つが、本発明の利点を最適化するためそれらを組み合わせて使用することが望ましいが、独立して用いることもできる。
【００１７】
本発明は、第１の側面において、複数の区域を持つ画像におけるテキストを強調し印刷する方法を提供する。該方法は、画像を読み取るステップ、読み取った画像を分析して左右の稜線を検出するステップ、左右稜線が検出された特定の画像区域のみをテキストとして識別するステップ、テキストとして識別された区域の画像を強調するステップ、および強調された画像を印刷するステップを含む。本発明のこの第１の側面は、従来技術において未解決の困難性を大幅に緩和する。特に、左右の稜線は非常に効率的にかつ迅速に検出することができるので、この方法は、処理時間の観点から、ピクセル混合を認識する方法より、迅速で経済的である。
【００１８】
本発明の上記側面は、当技術分野の進歩を表すが、全般的利点を更に増進させるその他の機能または特性と連動して実施することも可能である。例えば、該方法をカラー画像に関して使用するものとして表す場合、画像を読み取る上記ステップは、先ず画像を複数のカラーへ分解するサブステップおよび該画像の各カラーを探索してそのカラーにおける左右の稜線を検出するサブステップを含む。また、上記分析ステップは、複数のカラーにおいて左右の稜線が検出される区域だけに関して左右の稜線を検出するステップを含む。更に、上記探索するサブステップは、検査機能で画像の各カラーを畳込むステップを含み、上記検査機能は、一定の高さの垂直ジャンプ、および、該垂直ジャンプより高さが低くかつ方向が反対の別の２つのジャンプを上記垂直ジャンプの両側に一定の間をあけて含む。
【００１９】
本発明の上記第１の側面の方法は、更に、読み取った区域を分析して大部分が白および黒を持つ区域を特定するステップを含み、上記テキストとして識別するステップが、(1)大部分が白および黒を持つものとして特定された画像区域でかつ(2)左右の稜線が検出された区域のみをテキストとして識別することを含む。更に、上記畳込みステップがピークおよびその後に続くＵ字谷を持つ畳込みを生成する場合、本方法は、読み取った画像を分析して、ピークとＵ字谷の間に主として黒いピクセルを持つ区域およびＵ字谷とピークの間に主として白のピクセルを持つ区域を選択するステップを含む。上記識別するステップは、(1)ピークとＵ字谷の間に主として黒いピクセルを持ちＵ字谷とピークの間に主として白のピクセルを持つ区域で、かつ(2)左右の稜線が検出された区域で、かつ(3)大部分が白および黒の区域のみをテキストとして識別することを含む。
【００２０】
また、上記分析するステップが、複数のピクセル行に画像を分解することを含み、第１ピクセル行の後の各ピクセル行に対してしきい値を使用することを含む。上記分析し特定するステップが、大部分が白および黒で構成される区域に対して、テキストと最後に識別された後のピクセル行数の増加に伴ってその値を増加させるしきい値を適用することを含む。上記分析し特定するステップは、大部分が白および黒で構成される区域に対し次の少くとも３つのいきい値の１つを適用することを含む。すなわち、
＊画像の先行した行の多くにおいてテキストが存在しなかった場合高いしきい値
＊画像の直前の行にテキストがあった場合低いしきい値、および
＊画像の先行した行にテキストが存在したが直前行には存在しなかった場合中間的しきい値。
【００２１】
本方法は、更に、読み取った画像部分を検査し、その部分が絵柄エレメントを含むか否かを判断するステップを含む。特定の検査された部分が絵柄エレメントを含むならば、分析および識別ステップは省略される。この場合検査部分が絵柄を含むためテキストであるか否かを判断するステップは不要であるので、そのステップ全体を無視することができる。絵柄エレメント検査ステップは、各部分が明色カラーのピクセルをほとんど持たないことを検証し、そのような部分を絵柄エレメントを含む部分として識別するステップを含む。
【００２２】
本発明は、第２の側面において、複数の区域を持つ画像におけるテキストを強調し印刷する方法を提供する。本方法は、画像を読み取るステップ、読み取った画像の部分を検査してその部分が絵柄エレメントを含むか否かを判断するステップを含む。該方法は、更に、上記検査した特定部分が絵柄エレメントを含んでいない場合、上記読み取った画像を分析して左右の稜線を検出するステップ、および左右の稜線が検出された画像の特定区域だけをテキスト区域として識別するステップを含み、検査した特定部分が絵柄エレメントを含んでいる場合、上記左右稜線分析検出ステップおよび上記テキスト区域識別ステップを省略するステップ、上記テキストとして識別された区域の画像を強調するステップ、および強調した画像を印刷するステップを含む。
【００２３】
本発明のこの第２の側面は、非常に効率的かつ迅速なテキスト認識技術を提供するが、全般的利点を更に増進させるその他の機能または特性と連動して実施することも可能である。例えば、上記検査ステップが、各部分が明色ピクセルをほとんど有していないか否かを検証するサブステップおよび絵柄エレメントを保持する部分を明色ピクセルをほとんど有していない部分として識別するサブステップを含むこともできる。
【００２４】
本発明は、第３の側面において、複数の区域を持つ画像におけるテキストを強調し印刷するシステムを提供する。該システムは、画像を読み取る手段、読み取った画像を分析して左右の稜線を検出する手段、左右稜線が検出された特定の画像区域のみをテキストとして識別する手段、テキストとして識別された区域の画像を強調する手段、および強調された画像を印刷する手段を備える。本発明のこの第３の側面は、従来技術において未解決の困難性を大幅に緩和する。特に、左右の稜線は非常に効率的にかつ迅速に検出することができるので、このシステムは、処理時間の観点から、従来技術のピクセル混合を認識するシステムより迅速で経済的である。本発明の上記第３の側面は、当技術分野の進歩を表すが、全般的利点を更に増進させるその他の機能または特性と連動して実施することも可能である。また、本発明の上述の第１の側面の方法のその他の諸ステップを実施する手段を本システムが更に備えることも可能である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１には、丸い隅または角度のある側面を通常有する正方向に進む稜線（エッジ）波形２１が示されている。直角の隅を持つ垂直ジャンプ( 段差 )１１でありジャンプ２１と整列されている検査機能（検査関数）でその畳込み機能が形成されていれば、畳込みは正の出力値で応答する。
【００２６】
詳細は後述するが、そのような応答を使用して、稜線が検出され、それによってテキスト・エレメントが認識される。しかし、現実の世界では、走査される画像データの１行は典型的には複数の特性２１を持ち、異なる特性２１相互の影響を分離する必要がある。これは、(図２に示されるような)窓を取り入れた少し複雑な検査機能３１を使用することによって達成することができる。この窓は、各々が中央のジャンプより小さく中央のジャンプと反対の方向に向いている別の２つの垂直ジャンプを含む。窓の末端の２つのジャンプ３２の高さは典型的には中央のジャンプの高さに加算され、それら２つのジャンプは、中央のジャンプに対し(必ずしも対称的に配置される必要はないが)ピクセル数個分、好ましくは約３ピクセル分の間隔をあけられる。上述のように、２つの波形２１および３１が整列される場合だけ正の応答が発生する。実際には、(図３の)入力画像ピクセル１２１の１つの行に沿って、ピクセル毎に垂直ジャンプが実行され、稜線１２３との配列一致が存在するピクセルｔ１に畳込みが接近し(１２２)離れる(１２４)と、畳込みは理想的にはゼロ出力１２８だけを応答する。
【００２７】
このように理想的にはピクセル行に沿った位置の関数としての畳込み出力信号１２７−１２９において、１ピクセル幅の正方向の直角な隅を持つピーク１２７として、配列一致のポイントが識別される。しかし、実際には、スキャナおよびオリジナル画像のピクセル構造は(後者がピクセルに基づくシステムによって作成されたならば)一般的には完全に配列一致しないので、ピーク１２７は１ピクセル以上の幅にわたり隅が直角にならない。
【００２８】
同様に、垂直ジャンプ３１が負の方向にある稜線波形１２５と畳込みされるならば(やはり２つの波形１２５、３１が配列一致しているピクセル行に沿った位置ｔ２においてのみ)、ピーク１２９は発生するが、この場合、畳込み１２７−１２９におけるピーク１２９もまた負の方向にある。
【００２９】
畳込みを実行するために必要な実際の数量プロセスは非常に単純であり文書化も十分行われていて、これ以上の説明を行わなくても相応の技術を持つプログラマによってファームウェアの形態で実施することができる。それらの処理速度は非常に速い。(図２のように)窓の間隔Ｃが中央ジャンプの両側で３ピクセルに設定されているとすれば、すべての３つの畳込みは、ピクセル毎に単に１２回の加減算、すなわち原色(赤、緑および青)毎に４回の演算だけで実行することができる。そのためただ１行分のバッファの使用が必要なだけである。
【００３０】
そのような目的のため、走査される画像の各平面をｆ(ｘ)とすることができる。この場合ｘは各行に沿ったピクセル位置を表し、その値は典型的には(８ビット処理なら)ゼロから２５５までの範囲にある。垂直ジャンプは、図２に示されるように、|ｘ|＜Ｃを所与としてｘ＜０の場合ｈ(ｘ)＝−１、ｘ＞０の場合ｈ(ｘ)＝＋１、その他の場合ｈ(ｘ)＝０であるｈ(ｘ)と定義される。このような前提で、畳込みは次式として与えられる。
【００３１】
【数１】

【００３２】
|ｈ|はどの場所でも１かゼロであるので、上式は加減算だけを必要とし、計算量の多い乗算を伴わないことが認められるであろう。また、０、‐Ｃおよび＋Ｃにおいてジャンプ関数ｈが未定義である場合計算は全く行われないので、畳込みが各平面に関して２Ｃ−２に等しい回数の加減算を必要とすることが認められるであろう。
【００３３】
上述のようにＣが３に設定されていれば、この計算回数は、平面毎に２Ｃ−２＝４で合計１２回となる。間隔Ｃは、予想されるテキスト(および他の特性)のタイプおよびサイズに関する最適化に依存し、従って、必要な場合、一般的操作員設定値に応じて間接的に制御されることができる。畳込みを実際に実行する速度をより速くすることが望まれる場合、または中央システム・プロセッサを他のタスクのために解放する必要がある場合、上記プロシージャは、例えば特定用途向け集積回路のような特別仕様ハードウェアの形態で実施することができる。そのような実施形態は、相応の知識を有するエレクトロニクス設計者の能力の範囲内にあることは当業者に認められることであろう。
【００３４】
図３の右上の波形１２１、１２７−１２９は、青色反応光検出器７２ｂ(図５）の(図３の左上の濃い影１ｋによって表されている)黒い数字「１」に対する反応として得られたものである。図３がブロック図または概念図である点は理解されるべきである。現実には、最近のピクセル格子は典型的には非常に細密すなわちステップ毎に約１／１２あるいは１／２４ミリメートル(１／３００あるいは１／６００インチ)であるので、最も実用的フォントで表されるテキスト数字は、図に表されているものよりおそらく少なくとも５ないし１０倍多いピクセル列を占めるであろう。縦軸は、図の各行が１ではなく１０ピクセル行を表していることを示唆するように現実的に符合が付けられている。いずれにせよ、図３の図面は本発明を記述する目的のためには十分である。
【００３５】
(図５の)スキャナ７２ｒ／７２ｇ／７２ｂが、(図３の)何もないピクセル行４９０ないし５１０を通過した後、画像行５２０を読み取り(図４のステップ４１)、読み取られた画像行が(図５の)探索手段７３によって(図２の)窓付き垂直ジャンプと畳み込みされる(図４のステップ４３ｒ／４３ｇ／４３ｂ)と、(図３の)ピクセル列ｔ１ないしｔ２における反応は、これらの列の前後で、図３の行５７０の右側に示されるようなものとなる。行５５０の右側のパターンも同様のものである。
【００３６】
中間行５３０および５４０に関しては、先頭の稜線が１２３より左側にあるため１２４における高原の幅がより大きい点を除いて、同様のことがいえる。畳込みにおいて生成される正方向のピークは、１２７より左に位置し、それに対応して、畳込みの中心区域は１２７および１２８の間の区域より若干長い。
【００３７】
これらのすべての場合に、５６０以下の行に関して、緑色反応検出器７２ｇまたは赤色反応検出器７２ｒについて同様の反応が予想される。従って、このような単純な場合には、黒い数字「１」１Ｋの最初の４０ピクセル行は、(図５の)分析手段７７によって検出される条件合致(図４のステップ４４)によって、白の上の黒いテキストとして非常に容易に認識される。
【００３８】
ピーク(例えば１２７)とＵ字谷(例えば１２９)の間の暗いピクセルおよびＵ字谷と次に続くピーク(図３に示されていない)の間の明るいピクセルを認識する条件検査にも同様に合格する。このようなピーク／Ｕ字谷およびＵ字谷／ピーク条件の充足のための検査は、画像の読み取りおよび畳込みのプロセスの間に実行され(図４のステップ４６、４７)、必要とされる合致条件入れ替えも、合致検出４５自体と密接な関係において検査される(ステップ４４)。
【００３９】
ピーク／Ｕ字谷、Ｕ字谷／ピーク検査４６、４７および一致入れ替え検査４５がすべて満足の行くものであることが判明すると(ステップ５１)、システムは、対象テキスト・セグメントが検査中であることを宣言する(ステップ５２)。この決定は、当然のことながら、Ｕ字谷または負方向のピーク１２９に出会うまで行われないが、最も近い正方向のピークにさかのぼって実行される。
【００４０】
数字の１Ｋの最上部分は、多数の白いピクセルによって囲まれている(またはより正確にいえば３側面で白いピクセルに接している)ので、ピクセル混合条件を容易に満たす。しかしながら、好ましくは、比較的長いテキストの認識に効果的に拡張できるように、システムがピクセル行の終了を認める(ステップ５３)まで、または(後述するが)絵柄区域に出会う(ステップ６１)まで、後者のピクセル混合条件の検査(ステップ５５)は行われない。テキスト候補セグメント処理が開始した後(ステップ５２)、システムは、更にデータを読み取るように処理の初めに戻り(ステップ５４)、行の最後または絵柄区域に出会うまでデータの読み取りおよび評価を継続する(ステップ４２−５１)。実際には、テキスト候補セグメントが始まった後の区域に関する処理反復において、ステップ５１における検査は若干異なる。すなわち、ここでは、合致条件を充足しない場合、その点までのテキスト候補セグメント全体を無効にするものではない。むしろ、システムは、「行終了」検査５３へ暫定的に飛ぶことによってテキスト候補の処理を先ず終わらせ(ここでは単にテキスト候補セグメントの終了を認識し)、次に、必要なら強調処理（ステップ５６)を行って印刷する(ステップ６２)前に、ピクセル混合などの検査を行う(ステップ５５)。この時ピクセル混合がテキスト認識に関して不適当だと判明すれば、以前にテキスト候補セグメントとして宣言されたセグメントは不適とされる。しかし、図３の例では、数字１ｋの最上部に関する限り、ピクセル混合テスト５５は許容可能な結果を生成する。
【００４１】
従って、テキスト識別手段７８は、テキスト強調手段７９によって所望の強調が実行される(ステップ５６)ことを指示する。次に、強調された画像部分は、印刷のため印刷装置８１(図５)に送られる(ステップ６２)。
【００４２】
以前に候補として開いたテキスト・セグメントに関する処理を終了した後、システムは、両条件合致検査ステップ５１から否(Ｎ)が出力される経路へ戻り、強調を行わずに新たに読み取られた区域の印刷６２を行う。
【００４３】
探索手段７３、条件合致分析手段７７、テキスト識別手段７８およびテキスト強調手段７９は、単一の集積回路デジタル・マイクロプロセッサ８２の一部として実施されることができるが、前に述べたように、探索および合致分析手段７３、７７は、特別仕様ハードウェアの形態で代替的に実施することもできる。
【００４４】
行５２０−５４０の多数の白いピクセルは、また、システムが絵柄エレメントを証明しない条件に合致する。その事実は、１つ以上の明るいピクセルの存在によって前もって認識される(ステップ４２)。このように、本発明のシステムあるいはプロシージャは、行５２０ないし５５０をテキストとして認識し、この認識に基づいて、前述の強調プロトコールによってそれらの行を強調する処理へ進む。 黒い数字１Ｋが、図３の画像における唯一の特性であるとすれば、波形１２１、１２７−１２９はいかなるカラー反応を持つ光検出器の応答ともみなすことができる。しかしながら、図３においては、ピクセル行５６０ないし６２０にわたって、緑色の葉型１Ｇおよび赤色の葉型１Ｒが、数字１Ｋの中央および下方部分に密着していると仮定されている。この場合、ピクセル行５６０における緑色反応検出器の応答を示す波形は、数字１Ｋの左側に接触する「葉」１Ｇの１つに対する検出器応答を反映して非常に幅が広い高原を有する。そのような波形は、また、数字１Ｋの右側から間隔をあけて描かれているもう１つの葉１Ｇに対する反応を表す別の分離した高原を含む。
【００４５】
しかし、これらの反応は、赤色形状１Ｒの区域において非常に低いかまたはゼロであるため、緑色反応検検知器は、数字１Ｋの両側でなく片側に対してのみ濃淡のないカラーを検出する。同様に、赤色反応検出器は、右上赤色形状１Ｒを表す独立した高原を右側に持ち、左下の赤色形状１Ｒを表す幅の広い高原を左下に向かって持つ波形を生成する。図示されているように、これらの形状は、行５６０および６００において数字１Ｋの左側で、行６００および６１０において両側で検出される稜線に関してテキスト条件合致に合格しない。従って、(図４の)ピーク／Ｕ字谷、Ｕ字谷／ピーク検査(ステップ４６、４７)は条件に合致しない。
【００４６】
従って、処理経路は、合致検査(ステップ４４)の否(Ｎ)の出力線から印刷ステップ(６２)へ直接つながる。換言すれば、システムは、テキスト・エレメント１Ｋのこれら特定部分を強調できず、(図５の)印刷装置８１はそれらを強調なしで印刷する。一般的に言えば、図４が示すように、主検査ステップ４４−４７、５１、５５の任意の１つにおける否定的結果は、テキスト強調をバイパスした印刷と同様の処理の流れを生む。
【００４７】
しかし、行５７０ないし５９０のすべてまたは一部において、黒色数字１Ｋの非常に近くに含まれる空白１Ｗは、システムが、必要な稜線合致を検出し、(1)白黒ピクセル混合、(2)ピーークとＵ字谷の間の暗色ピクセルおよび(3)絵柄エレメントの不在に関する諸検査(ステップ４５、４６−４７、４２)に合格させることを可能にする。これらの３つの検査の少なくとも最初のものおよびその他の１つまたは複数に関して、明色ピクセルの数は比較的小さい。
【００４８】
しかし、制御された変動しきい値を適用することによって、システムはこの挑戦に打ち勝つ。(直前ではないが)行５２０ないし５５０においてテキストが既に認識されている(ステップ５５)ので、システムは、検査合格に要求される明色ピクセルの数として、比較的非常に低いしきい値を使用する。これを達成するために、ピクセル混合検査は、強調指示に加えて小さいバッファ・メモリ５８へも状態フィードバック信号５７を送る。次に、この先入れ／先出しバッファは、遅延されたしきい値制御状態フィードバック信号５９を可変しきい値制御ブロック６４に送る。次に、このブロックは、種々のしきい値信号６７を混合ピクセル検査(ステップ５５)にフィードバックし、必要な場合、ピーク／Ｕ字谷、Ｕ字谷／ピーク検査４６、４７へ更にフィードバックする６６、６５。また、可変しきい値処理は、必要な場合、図４の最上部付近に示される明色ピクセル検査(ステップ４２)にも適用される。(本発明の代替実施形態において、ピクセル数のカウントの代わりあるいはそれに加えて、種々のしきい値のために使用されるピクセル明暗度の定義を修正することもできる。)
行５７０−５９０で検出される明色ピクセルの数は少ないとはいえゼロではなく、フィードバック・ループ(ステップ５７−５９、６４−６７)によって課せられる低い検査しきい値を越える。従って、これらの区域において、システムはテキスト・エレメント１Ｋを正しく識別することができ、それを強調する処理に進むことができる。
【００４９】
文字１Ｋの左右両側に非常に薄い白い境界線があるとすれば、本発明は、可変しきい値技術によって、行５６０／６００−６１０において数字１Ｋを認識し強調することができる。実際的な問題として、処理された図面を人が見る視覚システムは、強調効果をそのような比較的非常に小さいギャップ上に統合する傾向があり、その場合、文字は少くとも灰色で印刷されるが効果的に強調されない。それにもかかわらず、行５６０および行６００ないし６１０のような状況においてテキスト認識不可能性を最小限にとどめるような形態で本発明の実施局面を拡張することは可能である。例えば、本発明は、３色平面すべてを必要とするのではなく、そのうちのいずれか２つに関して条件が一致する区域をテキストと見なすようにに実施することもできる。更に別の実施形態として、小さくしたしきい値の場合にのみいずれか２つの平面における稜線条件合致の「テキスト」を検出することが可能である。この場合、システムは、テキストが(たとえ直前ではなくとも)既に検出されていれば、いずれか２つの平面において稜線条件が合致する場合、また、例えば整列されたテキストが直前行に検出された場合、ただ１平面において稜線条件の一致が見られれば、テキストを認識するようにシステムをプログラムすることができる。
【００５０】
更に別の実施形態は、これら種々の状況において特定のカラー平面を指定することを含む。例えば、緑色反応検出器によって検出される信号にのみ検出される稜線に基づいて判断を行うこともできる。反対に、逆の規則に対する根拠がある。赤色反応検出器による信号にのみ検出される稜線は、画像区域を表現するように見える。この場合、強調されていない黒のテキストは、近傍のカラー要素と視覚上区別するのは特に難しい。人の目は青または緑に比較的敏感であるので、青または緑の次にある黒は容易に視認できる。この哲学の下に、そのような区域における強調に対する最小限度の必要性が存在する。しかし、赤色反応検出器からの信号だけで検出される稜線は、強調が特に必要な区域を表すように見える。なぜなら、強調しなければ、赤に比較的反応しない人間の目に対して不明瞭な境界だけが現れるからである。いずれにしても、本発明の多数の種々の実施形態は実用的であり、容易に達成することができる点は、認められることであろう。
【００５１】
図３には、数字１Ｋから下方向に間隔をおいて、行６６０ないし７５０にわたって別の黒文字「Ｄ」が濃い影ＤＫとして示されている。右側には、結果として生成された波形Ｄ２１、Ｄ２７−Ｄ２９が示されている。この波形の特性は、文字ＤＫのより幅広い上部ストロークに起因するより幅広い高原Ｄ２４およびより幅広い中間ゼロ・セグメントＤ２８を持つ対応する畳込み波形Ｄ２７−Ｄ２９を備えた画像信号波形Ｄ２１を含む。数字１Ｋに関係した赤色形状１Ｒの一部が下方に延伸し、数字１Ｋの下部と文字ＤＫの上部の間の垂直空間の左部分に達している。(これらは、青色半反応検出器からの波形Ｄ２１、Ｄ２７−Ｄ２９では明らかにされない)。これらすぐ近くの赤色形状１Ｒは、行６６０における文字ＤＫの最上部の認識を妨害する傾向がある。更に、行６６０は、最後にテキストが認識された位置すなわち行５９０から比較的離れているので、可変しきい値も、文字の最上部の認識に対して不向きである。それにもかかわらず、黒い文字ＤＫは、十分な数のすぐ近くの白いピクセルおよび３色平面において明確に分離された稜線によって、容易に認識できる。従って、この文字もまたテキストとして識別され強調の上印刷される。
【００５２】
反対の種類の画像エレメントの例が行７７０以下に示されている。ここに示される緑、赤および青の花形ＰＧ、ＰＲ、ＰＢは人間の目に明らかなように絵柄区域を構成する。本発明は、また、行７８０から行８００まで明色ピクセルが存在しないことに基づいて、これらを絵柄エレメントと認識する。行８１０における白いピクセルＰＷの比較的小さい侵入は、(上記の文字１Ｋ、ＤＫに見られるような)テキスト特性よりかなり小さいので、たとえその区域に黒が存在したとしても、その区域をテキストとして認識する結果につながることはない。
【００５３】
本発明は、好ましくは、いくつかの精細なステップ４３−６１を開始する前に単純で速い「ほとんど明色ピクセルは検出されないか」という明色ピクセル非検出検査(ステップ４２)を実行する。このシーケンスは重要な利点を持つ。この検査の結果は、絵柄エレメントの存在に関する良好な結果を意味し、従って、テキストの存在に関する否定的検出に対して効果的である。この検出結果は、明色ピクセル非検出検査(ステップ４２)から肯定出力線Ｙを経由してテキスト強調不要という判断を行うブロック６１へ送られる。
【００５４】
この判断ブロックから、１つは直接印刷機能６２および他は画像読み取り機能４１へ２つのコマンドが送り出される。このようにして、テキスト強調オプションは、明らかに反対の状況においても多くの処理時間を浪費することなく維持される。言い換えれば、絵柄区域の決定はテキスト強調を無効にし、テキスト強調に関連するすべての検査の省略を可能にする。
【００５５】
絵柄区域としての分類は、一層多くの明色ピクセルが現れるまで、後続の行の対応するピクセルに引き継がれる。絵柄区域分類は、白い区域上の黒いテキストの強調を行う処理全体を制限する傾向があるが、この制限は堅固なものであってはならず、上述のように本発明は種々の変更が可能であり、種々のタイプの画像または種々の所望の結果のための条件の最適化を図ることは可能である。特に、本発明は、アルゴリズムで使用されるパラメータが定数というよりはむしろ変数として作成されるので、種々のタイプの印刷用媒体上に印刷される黒のテキストを直接管理する。これらの変数は、プリント媒体の明暗度の関数である。
【００５６】
本発明の好ましい１つの実施形態において、隣接するテキスト区域、すなわちピクセル混合検査(ステップ５５)によってすべての条件に合致することを検査するピクセル・シーケンスを合併させるステップが追加される。また、テキスト区域の間の区域が正しいピクセル混合を持っていれば、２つのテキスト区域は１つに統合される。このステップは、上部および底部稜線を検出する必要性を排除し、必要とされるバッファリングのための時間を節約する。例えば、文字「Ｔ」の最上部は、しばしば、暗色と明色の間の中間のピクセルから全体が構成され、いずれの側面においても十分定義された稜線をシステムに提供しない。そのため、そのような上部稜線は、上述の本発明に従って、テキスト区域に属するものと認識されない。テキスト成分を合併させる試みによって、「Ｔ」および他の同様のテキスト成分の最上部稜線は、テキスト区域の一部と見なし、従って強調することができる。
【００５７】
本明細書の大部分における本発明の記述は、カラーすなわち一般的には走査画像の３色への解像、３色システムにおける３色すべてまたは複数カラーまたは単一カラーなどの条件一致に言及した。しかし、今日の商用スキャナ・システムのほとんどは、走査されるべき画像から赤、緑および(ＲＧＢ)青を検出する独立のサブシステムを基に動作する。本発明は、このような形態に極めて直裁的に適用できる。従って、上記記述は、単に発明の開示を限定し簡略化するためにのみ、ＲＧＢという観点から解像度、合致条件などに言及しているにすぎない。しかし、本発明はいささかなりともＲＧＢ実施形態に限定されるものではない。反対に、本発明は、初期的走査のため使用されるカラー・システムがＲＧＢであるか否かにかかわらず、他の複数の色度座標システムにおいて動作できるように全面的に修正できる。
【００５８】
また、本発明の実施は、非色度成分が別々の次元であって別個に管理されるカラー座標系への走査カラー入力の変換に関して容易である。そのようなシステムは、例えば色相プラス灰色(hue-plus-grayすなわちＨＰＧ)またはｈｎｋシステム、および周知のＬＡＢシステムを含む。このような形態のいずれかで指定されたカラーに関して、非色度成分すなわち(ＨＰＧにおける)ｋまたは(ＬＡＢまたは同等のシステムにおける)Ｌの中だけで左右の稜線に対する検査を行うことが必要である。上述された本発明の特定の形態に関して、このモードの実施が実質的により便利で効率的であるかもしれない。
【００５９】
本発明には、例として次のような実施様態が含まれる。
（１）複数の区域を有する画像におけるテキストを強調し印刷する方法であって、画像を読み取るステップと、読み取った画像の複数部分を検査して各部分が絵柄エレメントを含んでいるか否かを決定するステップと、画像の複数部分を検査する上記ステップが実行されなかった場合、あるいは検査した特定部分が絵柄エレメントを含んでいない場合、上記読み取った画像を分析して左右の稜線を検出し、左右の稜線が検出された画像の特定区域だけをテキスト区域として識別するステップと、検査した特定部分が絵柄エレメントを含んでいる場合、上記左右稜線検出およびテキスト区域識別ステップを省略するステップと、上記テキストとして識別した区域の画像を強調するステップと、強調した画像を印刷するステップと、を含むテキスト強調印刷方法。
（２）上記画像がカラー画像であって、上記画像読み取りステップが、赤、緑、青という複数のカラーに上記画像を先ず分解し、画像の各カラーを探索し当該カラーにおける左右の稜線を検出するサブステップを含み、上記分析するステップが、複数のカラーにおいて左右の稜線が検出される区域だけに関して左右の稜線とみなすことを含む、上記（１）に記載のテキスト強調印刷方法。
（３）上記探索サブステップが、検査機能を用いて上記画像の各カラーを畳込むステップを含む、上記（２）に記載のテキスト強調印刷方法。
（４）上記検査機能が垂直ジャンプを含む、上記（３）に記載のテキスト強調印刷方法。
（５）上記検査機能が、一定の高さの垂直ジャンプ、および、該垂直ジャンプより高さが小さく該ジャンプの両側に間隔をあけて位置し該ジャンプと反対側の方向を向く２つの別のジャンプを含み、上記画像読み取りステップが、上記画像を複数のピクセルに分解することを含み、上記高さが小さい２つの垂直線が、間にある高さの大きい垂直ジャンプからそれぞれ左右へ３ピクセル分間隔をあけて位置する、上記（３）に記載のテキスト強調印刷方法。
（６）上記読み取った画像を分析して、大部分が白および黒を持つ区域を特定し、上記特定した区域に関して上記左右の稜線が検出されていれば、当該区域をテキストとして識別するステップを含む、上記（３）に記載のテキスト強調印刷方法。
【００６０】
（７）上記畳込みステップが、ピークおよびその後に続くＵ字谷を有する畳込みを生成することを含み、上記読み取った画像を分析して、ピークとＵ字谷の間が主として黒で、Ｕ字谷とピークの間が主として白である区域を選択し、当該区域に関して上記左右の稜線が検出されていてかつ当該区域が大部分白および黒を持つ区域として特定されていれば、当該区域をテキストと識別するステップを更に含む、上記（６）に記載のテキスト強調印刷方法。
（８）上記画像がカラー画像であって、上記読み取った画像を分析して、大部分が白および黒を持つ区域を特定し、上記特定した区域に関して上記左右の稜線が検出されていれば、当該区域をテキストとして識別するステップを含み、上記分析ステップが、上記画像を複数のピクセル行に分解することを含み、第１行の後の各行毎に、上記分析および特定ステップが、大部分が白および黒で構成されている区域に対して行数が増加するにつれてしきい値が高くなるようにしきい値を適用し、最後の行以前の行をテキストと識別するステップを含む、上記（１）に記載のテキスト強調印刷方法。
（９）上記検査ステップが、各部分を検証して明色ピクセルをほとんど持たない部分を絵柄エレメントを保持する部分として識別することを含む、上記（１）に記載のテキスト強調印刷方法。
（１０）上記強調ステップが、すべての暗色テキスト部分を純粋な黒に調節するステップと、すべての明色テキスト部分に対して何の変更も行わないステップと、暗色と明色の中間色のすべてのテキスト部分を純粋な白に調節するステップと、を含む上記（１）に記載のテキスト強調印刷方法。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によって、絵柄エレメントとテキスト・エレメントが混在する画像からテキスト・エレメントを識別し、強調処理を施した後印刷する処理性能の高いシステムおよび方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態の畳み込みプロセスにおいて検査機能として使用される基本的垂直ジャンプを示すブロック図である。
【図２】図１のジャンプ機能の更に完全な形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態によって読み取られ分析される画像の部分図およびこの画像に関して本発明によって生成される波形のブロック図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態の動作の流れ図である。
【図５】本発明に従うハードウエア・システムのブロック図である。
【符号の説明】
１１ ジャンプ
２１ 垂直ジャンプ
３１ 検査機能
３２ 小さいジャンプ
７１ 読取り手段
７２ 検出器
７３ 探索手段
７４ 垂直ジャンプ定義手段
７５ 畳込み手段
７７ 複数カラー条件合致分析手段
７８ テキスト識別手段
７９ テキスト強調手段
８１ 画像印刷手段
８２ マイクロプロセッサ
１２１、Ｄ２１ 畳込み機能による波形
１２３ 正の方向の稜線
１２５ 負の方向の稜線
１２７、Ｄ２７ ピーク
１２９、Ｄ２９ Ｕ字谷
１Ｋ 数字「１」
１Ｇ、１Ｒ、１Ｗ、ＰＧ、ＰＷ、ＰＲ、ＰＹ 絵柄エレメント
ＤＫ 文字「Ｄ」
ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４ ピクセル列

Claims (2)

1. 複数の区域を有する画像におけるテキストを強調し印刷する方法であって、
   画像を複数の色成分に分解するステップと、
   前記複数の色におけるそれぞれの個別の色に対して、ピクセル行に沿った左右のエッジを検出するステップと、
   個別の色に対して検出された左右のエッジが一致する画像の区域のみをテキストとして特定するステップと、
   テキストとして特定した前記区域の画像を強調するステップと、
   強調した画像を印刷するステップと、
   を含み、前記検出するステップが、
   個別の色の値を、ピクセル行に沿った位置の関数として表すことと、
   前記関数の検査関数との畳み込みを求めることと、
   前記畳み込みの値に基づいて、前記個別の色に対して、ピクセル行に沿った左右のエッジを定めることと、を含むテキスト強調印刷方法。
2. ｘをピクセル行の方向の軸として、前記検査関数をｈ(x)で表し、ｃを定数として
   −ｃ＜ｘ＜０に対してｈ(x)=−1
   ０＜ｘ＜ｃに対してｈ(x)= 1
   ｘ＜−ｃ および ｃ＜ｘ に対してｈ(x)= ０
   である、請求項１に記載のテキスト強調印刷方法。

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