JP4237642B2

JP4237642B2 - 画像処理装置、画像処理用プログラム及び記憶媒体

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Publication number: JP4237642B2
Application number: JP2004010225A
Authority: JP
Inventors: 史裕長谷川; 優関口; 利夫宮澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2024-01-19
Also published as: JP2005204207A

Description

本発明は、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことのできる画像処理装置、画像処理用プログラム及び記憶媒体に関する。

一般に、カラー画像はファイルサイズが大きいことから、カラー画像を通信する際には多くの時間を要すると共に、カラー画像を蓄積する際には大きな記憶領域が必要となる。したがって、カラー画像の通信及びカラー画像の蓄積にあたり、カラー画像の画質をなるべく低下させずにファイルサイズを縮小する技術が必要となる。

現在、JPEG圧縮などを行って画像を圧縮する方法が普及している。このJPEG圧縮は写真などの自然画像を圧縮するには優れた方法であるが、文字を含む文書画像の圧縮にはあまり向いていない。具体的には、文字のエッジ部のような急激な色変化が発生する部分にモスキートノイズと呼ばれる特有のノイズが発生するからである。また、文書画像のような急激な色変化が多く発生する画像では圧縮効率もあまり良くない。圧縮率を強制的に向上させることも可能であるが、この場合は文字のエッジ部はつぶれてしまい文字の視認性は大幅に低下する。

そこで、特許文献１に示されているような方法が提案されている。特許文献１に示されている方法は、処理対象画像を所定の大きさのブロックに分割し、各ブロックを階調部と文字部に分類する。階調部に対して２次元離散コサイン変換を行って量子化テーブルを用いて符号化を行い、文字部に対しては、輝度信号と識別カラーコードのみによって構成して圧縮符号化するものである。このような方法によれば、階調部は色変化が少ないのでJPEG圧縮のような離散コサイン変換を用いる圧縮法が有効に機能するうえに、文字部に対しては別の方法を用いることで、圧縮率と画質を高いレベルでバランスをとることが可能である。

特許第３０９５８０４号公報

しかしながら、特許文献１に示されている方法によれば、ブロック単位で文字部と階調部を区別するので、ブロックの大きさによってはブロック内部に文字と階調部分が混在することが起こり得る。このような場合には、当該ブロックでは文字あるいは階調部分のどちらかの画質が低下することになる。また、ブロックを小さくすることも考えられるが、ブロックを小さくすると文字部か階調部であるかを判定する情報が減ることになるので、判定誤りの可能性が増し、精度低下につながる。

本発明は、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことができる画像処理装置、画像処理用プログラム及び記憶媒体を提供することを目的とする。

本発明の画像処理装置は、処理対象画像として多値画像を取得する多値画像取得手段と、前記処理対象画像に基づき生成された２値画像を取得する２値画像取得手段と、前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する特定属性部抽出手段と、前記２値画像において前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換える白画素置換手段と、前記白画素置換手段により前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換える連結成分サイズ吟味手段と、前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成する特定属性部消去画像生成手段と、前記特定属性部の色を決定する特定属性部色決定手段と、この特定属性部色決定手段により決定した色からなる前記特定属性部の画像を生成する特定属性画素画像生成手段と、前記特定属性部消去画像生成手段及び前記特定属性画素画像生成手段により生成された複数の画像を各々圧縮符号化する画像符号化手段と、圧縮符号化した画像を１つのファイルにまとめるまとめファイル作成手段と、を備え、前記特定属性部色決定手段は、一定の領域に画像を分割する画像分割手段と、前記連結成分サイズ吟味手段による連結成分のサイズが所定サイズよりも小さい場合、前記連結成分単位で前記連結成分の色を決定し、前記連結成分のサイズが前記所定サイズよりも大きい場合、前記画像分割手段により分割された分割領域単位で前記連結成分の色を決定する色決定手段とを備える。

したがって、処理対象画像（原画像）となる多値画像とこれに基づく２値画像とを用意し、２値画像に基づき例えば文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素を特定し、このような特定属性部の有無に応じて、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えるとともに、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換えた２値画像を生成後に決定した色からなる特定属性部の画像を生成するとともに、特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成して、各々を符号化してファイル化する。これにより、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素値変動がなくなり、JPEG圧縮のように画素値の変動が激しい画像については圧縮効率があまり良くない圧縮手法であっても圧縮効率を良好なものにすることが可能になるとともに、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）は色数を大幅に減らすことで圧縮効率を良好なものにすることが可能になるので、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことが可能となる。また、例えば画像をメッシュ状に分割し、そのメッシュ単位で色を決定することにより、画素単位と連結成分単位の中間的な性格を持つ画像を生成することが可能になるので、中間調の文字がディザで表現されている場合であっても圧縮効率を良好なものとし、どの色に属するかの判断を誤った場合にも目障りにはならない画像を生成することが可能になる。また、例えば連結成分で大きさが小さいものは万一色を間違えてもあまり目立たないので、この場合には連結成分単位で着色すれば、全てをメッシュ単位で着色するよりも圧縮効率は上がる上に画質の劣化もさほどないので、画質と処理時間のバランスをとることが可能になる。

また、本発明の画像処理装置において、前記色決定手段は、前記連結成分と前記連結成分以外の部分との境界部に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部にあり前記連結成分を構成している画素の中で最も明度の低い画素に基づいて色を決定し、前記連結成分内に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部の画素値の平均値に基づいて色を決定してもよい。

したがって、例えば特定属性部内に複数の画素単位が位置する場合は、メッシュ内部の画素値の平均値を求め、この平均値に最も近い代表色を選び、境界部に複数の画素単位が位置する場合は、メッシュ内部にあり連結成分を構成している画素の中で最も明度の低い画素を選び、これに最も近い代表色を選ぶようにすることにより、文字のエッジ部分の色が背景色と混じりあう減少を抑制することが可能になる。

また、参考例の画像処理装置において、前記特定属性部抽出手段は、前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する際に、前記処理対象画像の解像度を変換する。

したがって、例えば処理対象画像（原画像）の解像度が低い場合には、擬似的に高解像度化した画像を用いて特定属性部を抽出するようにすれば、抽出精度を高めることが可能になる。逆に、処理対象画像（原画像）の解像度が非常に高い場合には、低解像度化した画像を用いて特定属性部を抽出するようにすれば、処理時間を短縮することが可能になる。

また、本発明の画像処理用プログラムは、処理対象画像として多値画像を取得する多値画像取得機能と、前記処理対象画像に基づき生成された２値画像を取得する２値画像取得機能と、前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する特定属性部抽出機能と、前記２値画像において前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換える白画素置換機能と、前記白画素置換機能により前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換える連結成分サイズ吟味機能と、前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成する特定属性部消去画像生成機能と、前記特定属性部の色を決定する特定属性部色決定機能と、この特定属性部色決定機能により決定した色からなる前記特定属性部の画像を生成する特定属性画素画像生成機能と、前記特定属性部消去画像生成機能及び前記特定属性画素画像生成機能により生成された複数の画像を各々圧縮符号化する画像符号化機能と、圧縮符号化した画像を１つのファイルにまとめるまとめファイル作成機能と、をコンピュータに実行させ、前記特定属性部色決定機能は、一定の領域に画像を分割する画像分割機能と、前記連結成分サイズ吟味手段による連結成分のサイズが所定サイズよりも小さい場合、前記連結成分単位で前記連結成分の色を決定し、前記連結成分のサイズが前記所定サイズよりも大きい場合、前記画像分割手段により分割された分割領域単位で前記連結成分の色を決定する色決定機能とをコンピュータに実行させる。

また、本発明のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記色決定機能は、前記連結成分と前記連結成分以外の部分との境界部に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部にあり前記連結成分を構成している画素の中で最も明度の低い画素に基づいて色を決定し、前記連結成分内に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部の画素値の平均値に基づいて色を決定してもよい。

また、参考例のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記特定属性部抽出機能は、前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する際に、前記処理対象画像の解像度を変換する。

また、本発明の記憶媒体は、上記何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムを格納した。

したがって、上記画像処理プログラム何れか一記載の発明と同様な作用を奏する。

本発明の画像処理装置によれば、処理対象画像（原画像）となる多値画像とこれに基づく２値画像とを用意し、２値画像に基づき例えば文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素を特定し、このような特定属性部の有無に応じて、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えるとともに、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換えた２値画像を生成後に決定した色からなる特定属性部の画像を生成するとともに、特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成して、各々を符号化してファイル化することにより、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素値変動がなくなり、JPEG圧縮のように画素値の変動が激しい画像については圧縮効率があまり良くない圧縮手法であっても圧縮効率を良好なものにすることができるとともに、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）は色数を大幅に減らすことで圧縮効率を良好なものにすることができるので、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことができる。

また、本発明の画像処理装置において、前記特定属性部色決定手段は、一定の領域に画像を分割する画像分割手段と、この画像分割手段により分割した領域単位に色を決定する色決定手段と、を備え、例えば画像をメッシュ状に分割し、そのメッシュ単位で色を決定することにより、画素単位と連結成分単位の中間的な性格を持つ画像を生成することができるので、中間調の文字がディザで表現されている場合であっても圧縮効率を良好なものとし、どの色に属するかの判断を誤った場合にも目障りにはならない画像を生成することができる。

また、本発明の画像処理装置において、前記色決定手段は、前記連結成分サイズ吟味手段による連結成分のサイズが所定サイズよりも小さい場合、前記連結成分単位で前記連結成分の色を決定し、前記連結成分のサイズが前記所定サイズよりも大きい場合、前記画像分割手段により分割された分割領域単位で前記連結成分の色を決定することにより、例えば連結成分で大きさが小さいものは万一色を間違えてもあまり目立たないので、この場合には連結成分単位で着色すれば、全てをメッシュ単位で着色するよりも圧縮効率は上がる上に画質の劣化もさほどないので、画質と処理時間のバランスをとることができる。

また、本発明の画像処理装置において、前記色決定手段は、前記連結成分と前記連結成分以外の部分との境界部に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部にあり前記連結成分を構成している画素の中で最も明度の低い画素に基づいて色を決定し、前記連結成分内に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部の画素値の平均値に基づいて色を決定することにより、例えば特定属性部内に複数の画素単位が位置する場合は、メッシュ内部の画素値の平均値を求め、この平均値に最も近い代表色を選び、境界部に複数の画素単位が位置する場合は、メッシュ内部にあり連結成分を構成している画素の中で最も明度の低い画素を選び、これに最も近い代表色を選ぶようにすることで、文字のエッジ部分の色が背景色と混じりあう減少を抑制することができる。

また、参考例の画像処理装置において、前記特定属性部抽出手段は、前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する際に、前記処理対象画像の解像度を変換することにより、例えば処理対象画像（原画像）の解像度が低い場合には、擬似的に高解像度化した画像を用いて特定属性部を抽出するようにすれば、抽出精度を高めることができる。逆に、処理対象画像（原画像）の解像度が非常に高い場合には、低解像度化した画像を用いて特定属性部を抽出するようにすれば、処理時間を短縮することができる。

また、本発明のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムによれば、処理対象画像（原画像）となる多値画像とこれに基づく２値画像とを用意し、２値画像に基づき例えば文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素を特定し、このような特定属性部の有無に応じて、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えるとともに、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換えた２値画像を生成後に決定した色からなる特定属性部の画像を生成するとともに、特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成して、各々を符号化してファイル化することにより、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素値変動がなくなり、JPEG圧縮のように画素値の変動が激しい画像については圧縮効率があまり良くない圧縮手法であっても圧縮効率を良好なものにすることができるとともに、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）は色数を大幅に減らすことで圧縮効率を良好なものにすることができるので、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことができる。

また、本発明のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記特定属性部色決定機能は、一定の領域に画像を分割する画像分割機能と、この画像分割機能により分割した領域単位に色を決定する色決定機能と、をコンピュータに実行させ、例えば画像をメッシュ状に分割し、そのメッシュ単位で色を決定することにより、画素単位と連結成分単位の中間的な性格を持つ画像を生成することができるので、中間調の文字がディザで表現されている場合であっても圧縮効率を良好なものとし、どの色に属するかの判断を誤った場合にも目障りにはならない画像を生成することができる。

また、本発明のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記色決定機能は、前記連結成分サイズ吟味手段による連結成分のサイズが所定サイズよりも小さい場合、前記連結成分単位で前記連結成分の色を決定し、前記連結成分のサイズが前記所定サイズよりも大きい場合、前記画像分割手段により分割された分割領域単位で前記連結成分の色を決定することにより、例えば連結成分で大きさが小さいものは万一色を間違えてもあまり目立たないので、この場合には連結成分単位で着色すれば、全てをメッシュ単位で着色するよりも圧縮効率は上がる上に画質の劣化もさほどないので、画質と処理時間のバランスをとることができる。

また、本発明のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記色決定機能は、前記連結成分と前記連結成分以外の部分との境界部に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部にあり前記連結成分を構成している画素の中で最も明度の低い画素に基づいて色を決定し、前記連結成分内に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部の画素値の平均値に基づいて色を決定することにより、例えば特定属性部内に複数の画素単位が位置する場合は、メッシュ内部の画素値の平均値を求め、この平均値に最も近い代表色を選び、境界部に複数の画素単位が位置する場合は、メッシュ内部にあり連結成分を構成している画素の中で最も明度の低い画素を選び、これに最も近い代表色を選ぶようにすることで、文字のエッジ部分の色が背景色と混じりあう減少を抑制することができる。

また、参考例のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムにおいて、前記特定属性部抽出機能は、前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する際に、前記処理対象画像の解像度を変換することにより、例えば処理対象画像（原画像）の解像度が低い場合には、擬似的に高解像度化した画像を用いて特定属性部を抽出するようにすれば、抽出精度を高めることができる。逆に、処理対象画像（原画像）の解像度が非常に高い場合には、低解像度化した画像を用いて特定属性部を抽出するようにすれば、処理時間を短縮することができる。

また、本発明の記憶媒体によれば、上記何れか一記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムを格納したことにより、上記画像処理用プログラム何れか一記載の発明と同様な効果を奏する。

本発明の第一の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。

図１は、本実施の形態の画像処理装置１の電気的な接続を示すブロック図である。図１に示すように、画像処理装置１は、ＰＣなどのコンピュータであり、各種演算を行い、画像処理装置１の各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）２と、各種のＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ３とが、バス４で接続されている。

バス４には、所定のインターフェイスを介して、ハードディスクなどの磁気記憶装置５と、キーボード、マウスなどの入力装置６と、表示装置７と、光ディスクなどの記憶媒体８を読み取る記憶媒体読取装置９と、画像を読み取る画像読取装置１０とが接続され、また、ネットワーク１１と通信を行う所定の通信インターフェイス１２が接続されている。なお、記憶媒体８としては、ＣＤ，ＤＶＤなどの光ディスク、光磁気ディスク、ＦＤなどの各種メディアを用いることができる。また、記憶媒体読取装置９は、具体的には記憶媒体８の種類に応じて光ディスクドライブ装置、光磁気ディスクドライブ装置、ＦＤＤ装置などが用いられる。

画像処理装置１は、本発明の記憶媒体を実施する記憶媒体８から、本発明のプログラムを実施する画像処理プログラム１３を読み取って、磁気記憶装置５にインストールする。これらのプログラムはインターネットなどのネットワーク１１等を介してダウンロードしてインストールするようにしてもよい。このインストールにより、画像処理装置１は、各々後述の所定の処理の実行が可能な状態となる。なお、画像処理プログラム１３は、所定のＯＳ上で動作するものであってもよい。

本実施の形態においては、画像処理プログラム１３を用いることにより、処理対象画像（原画像）としての多値画像を文字の視認性を犠牲にせずに大幅なサイズ削減を実現する。ここに、処理の概要を示す図２の概略フローチャート及び図３に示す処理の概念図を参照して、本実施の形態の処理の概要を説明する。

まず、イメージスキャナ等の画像読取装置１０を使って図３（ａ）に示すような処理対象画像となる多値画像を取得する（ステップＳ１）。そして、このような多値画像を２値化することにより図３（ｂ）に示すような２値画像を生成する（ステップＳ２）。この後、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）を抽出する（ステップＳ３）。

そして、図３（ｃ）に示すように文字だけ残すように、２値画像で特定の属性を持たない画素（特定属性部以外の画素）を白画素に置き換える白画素化処理を行う（ステップＳ４）。すなわち、２値画像において文字以外の黒画素を消去する。この処理により、文字の位置が画素単位でわかることになる。また、文字以外の黒画素を消去した２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに消去する（ステップＳ５）。小さすぎる連結成分は、ノイズ等、文字でない可能性が高い上、このまま２値画像にすれば圧縮効率が低下するためである。すなわち、ステップＳ４及びステップＳ５により、文字の位置が画素単位でわかることになる。

一方、多値画像は、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）を背景色で埋めた画像にし、図３（ｄ）に示すように文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）を消去した画像を生成する（ステップＳ６）。

続くステップＳ７においては、特定属性部の色を決定する。具体的には、特定属性部を構成する黒画素の位置にあるカラー画像の画素色をすべて求め、このデータから多く使われている色を数色選んで代表色とする。そして、画素ごと、あるいは連結成分ごとに文字を構成する画素がどの代表色に最も近いかを判断する。

その後、図３（ｅ）に示すように、特定属性を持つ画素が、画素ごと、あるいは連結成分ごとに判断した色を持つ画像を生成する（ステップＳ８）。限られた色のみをもつ多値画像でもよいし、色ごとに１つずつ２値画像をもってもよいが、ここでは２値画像を色ごとに１つずつ持つこととする。

そして、ステップＳ６で生成された特定属性画素を消去した画像と、ステップＳ８で生成された特定属性画素のみからなる画像とから圧縮画像を生成する（ステップＳ９）。たとえば、前者はJPEG圧縮、後者はMMR圧縮を行うとファイルサイズが効率的に小さくなる。

この後、背景画像（特定属性部を消去した画像）と文字画像（特定属性画素のみからなる画像）とを原画像と同じ位置関係を保ったまま重ね合わせ表示できるようなフォーマット（例えば、ＰＤＦ）にまとめる（ステップＳ１０）。

以上の処理により、生成された画像ファイルは視認性を低下させずにファイルサイズの大幅な圧縮が可能になる。理由は以下のとおりである。JPEG圧縮は画素値の変動が激しい画像については圧縮効率があまり良くないが、ここで述べた方法で文字部分を消去すれば、文字部の画素値変動がなくなるので効率が良くなる。また、文字部分は色数を大幅に減らしているのでこれも圧縮効率が良くなる。

このような処理手順の詳細を、当該画像処理装置１が画像処理プログラム１３に基づいて実現する機能の機能ブロック図を示す図４を参照して詳細に説明する。

１．処理対象画像としての多値画像とこれに基づく２値画像とを取得
多値画像取得手段２１及び２値画像取得手段２２で、多値画像、２値画像を取得する（ステップＳ１，Ｓ２）。２値画像は多値画像に基づき生成されたものとする。２値化の方法は固定閾値で、閾値より明るい画素を白画素、暗い画素を黒画素とする等の方法をとればよい。また、２値画像と多値画像とは異なる解像度でも構わない。例えば、上述の方法で２値画像を生成した後、間引き処理をして多値画像の解像度を下げ、これを処理対象の多値画像として取得しても良い。さらに、２値画像生成は別の装置で行い、生成された画像ファイルを取得しても構わない。

２．文字領域を取得
特定属性部抽出手段２４により、画像上において、文字の存在する位置を求める（ステップＳ３）。多値画像から取得しても２値画像からでも構わない。多値画像から取得する場合は特開２００２−２８８５８９公報、２値画像から取得する場合は特開平６−２００９２号公報等、既に公開されている文字領域抽出技術を用いればよい。本実施の形態では、２値画像に基づき特定の属性を持った画素として文字を構成する画素を取得するものとする。

３．文字以外を白画素に置換
白画素置換手段２５により、２値画像において文字領域以外の画素（特定属性部以外の画素）を白画素に置き換える（ステップＳ４）。

４．連結成分の吟味
連結成分サイズ吟味手段２８により、文字以外を消去した２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに消去する（ステップＳ５）。小さすぎる連結成分は、ノイズ等、文字でない可能性が高い上、このまま２値画像にすれば圧縮効率が低下するためである。また、文字領域の特定は技術的に難しく、必ずしも正しい文字領域が抽出されるとは限らない。そのため、元画像に図の領域や写真の領域がある場合、ここを間違って文字とする可能性も捨てきれない。大きすぎる連結成分はこれら文字以外の可能性が高い。また、大きな連結成分が実際には文字である場合、この処理では誤って背景に分類されることになるが、サイズが大きいので人間の目からは十分読み取ることができる。

５．文字無し多値画像生成
特定属性部消去画像生成手段２３により、前述の処理３．で残った黒画素部分に対応する、多値画像の文字部分を背景色で埋めて文字がない多値画像を作る（ステップＳ６）。

６．特定属性部の色を決定
特定属性部色決定手段２６により、特定属性部の色を決定する（ステップＳ７）。文字を構成する黒画素の位置にある、カラー画像の画素色をすべて求め、このデータから多く使われている色を数色選んで代表色とする。そして、画素ごと、あるいは連結成分ごとに文字を構成する画素がどの代表色に最も近いかを判断する。

７．色画像を生成
特定属性画素画像生成手段２７により、特定属性を持つ画素が、画素ごと、あるいは連結成分ごとに判断した色を持つ画像を生成する（ステップＳ８）。限られた色のみをもつ多値画像でもよいし、色ごとに１つずつ２値画像をもってもよいが、ここでは２値画像を色ごとに１つずつ持つこととする。

８．画像符号化
画像符号化手段２９により、文字のない多値画像と文字を構成する減色画像を符号化してサイズを圧縮する（ステップＳ９）。このうち、文字のない多値画像は、既に重要な情報はないと見做してＪＰＥＧなどにより高度に非可逆圧縮する。解像度を落としてから圧縮するとさらにサイズは小さくなる。また、減色画像は可逆圧縮する。２値画像であれば、ＰＮＧ圧縮やＭＭＲ圧縮など、４値・１６値などの画像であればＰＮＧ圧縮などを用いると良い。

９．まとめファイル生成
まとめファイル作成手段３０により、圧縮した画像を１つのファイルにまとめる（ステップＳ１０）。重ね合わせて表示できるようなフォーマットのファイルにまとめれば、文字部分の視認性が低下せず、かつ、背景もある程度再現されたファイルサイズの小さいカラー画像とすることができる。

ここに、処理対象画像（原画像）となる多値画像とこれに基づく２値画像とを用意し、２値画像に基づき例えば文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素を特定し、このような特定属性部の有無に応じて、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えるとともに、特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換えた２値画像を生成後に決定した色からなる特定属性部の画像を生成するとともに、特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成して、各々を符号化してファイル化する。これにより、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）の画素値変動がなくなり、JPEG圧縮のように画素値の変動が激しい画像については圧縮効率があまり良くない圧縮手法であっても圧縮効率を良好なものにすることが可能になるとともに、文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）は色数を大幅に減らすことで圧縮効率を良好なものにすることが可能になるので、文字、罫線などの特定の属性を持った領域（特定属性部）がある場合でも特定属性部の画素に関してはその視認性を確保しつつ、処理対象画像となる多値画像の画質をあまり低下させることなく、大幅にファイルサイズ削減を行うことが可能となる。

本発明の第二の実施の形態を図５ないし図８に基づいて説明する。前述の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。本実施の形態は、さらに画質や圧縮率を向上させるための処理を加えたものである。

第一の実施の形態で説明したように、特定属性画素画像生成手段２７により、画素単位、あるいは連結成分単位に色を決定するようにしたが（ステップＳ８）、以下に示すような欠点を有している。
（１）画素単位で着色すると、中間調の文字がディザで表現されている場合には、画素色が非常に細かい単位で変動する。この場合、生成される文字画像は細かいノイズ状の点が多くなることになり、圧縮効率が低下する。
（２）連結成分単位で着色すると、どの色に属するかの判断を誤った場合に目障りな画像になる。画素単位で色を誤っても人間の目にはそれほど大きな影響はないが、連結成分は大きいので間違えた場合には目立ってしまう。

そこで、本実施の形態においては、画像をメッシュ状に分割し、そのメッシュ単位で色を決定することにより、（１）と（２）の中間的な性格を持つ画像を生成できる。メッシュの大きさは人間の目にあまり目立たない大きさにすると良い。ここでは２×２画素とする。

また、連結成分で大きさが小さいものは万一色を間違えてもあまり目立たないので、この場合には連結成分単位で着色すれば、全てをメッシュ単位で着色するよりも圧縮効率は上がる上、画質の劣化もさほどない。

以下詳細に説明する。図５は、追加した処理の流れを示すフローチャートである。図５に示すフローチャートは、図２における特定属性部色決定（ステップＳ７）と特定属性部画像生成（ステップＳ８）とにおける処理を詳細に書き下したものである。

まず、ステップＳ２１において文字部分の代表色を算出する。

ここで、文字部分の代表色を算出の詳細を説明する。図６は代表色算出法の一例を示す概略フローチャートである。２値画像の黒画素に相当する多値画像上の位置における画素値を求め、画素値のヒストグラムを生成する（ステップＳ５１）。例えば、ＲＧＢ空間を４×４×４のブロックに等分割し、注目画素がブロックのどこに当てはまるかを求め、対応する空間の頻度値に１を足す、というやり方をすればよい。

頻度の高いブロックを求め、頻度の多さを優先度の高さと見做し、頻度値から優先順位をつける（ステップＳ５２）。これらのブロックを「代表色候補ブロック」と呼ぶことにする。

優先度の高いブロックから順に吟味し、当該ブロックが無彩色であるか否かを判断する（ステップＳ５３）。ブロックのＲＧＢ代表値（ブロックのＲＧＢ中央値など）が、ほぼ同じ値であれば無彩色ということになる。

無彩色でなければ（ステップＳ５３のＮ）、次の優先度を持つブロックの吟味に移る（ステップＳ５７）。

無彩色であれば（ステップＳ５３のＹ）、今までの上位の候補で無彩色がどれだけあったかを吟味する（ステップＳ５４）。もし、無彩色が予め定められた値（ここでは、所定数１と呼ぶ）に達していたら該当するブロックを代表色候補から除外し（ステップＳ５６）、達していなければ無彩色数に１を加えて次の処理を行う（ステップＳ５５）。

全ての代表色候補ブロックを吟味し終えるまでステップＳ５２〜Ｓ５６の処理を繰り返す（ステップＳ５７）。

除外されずに残っている代表色候補ブロックのうち、優先度の高いほうから第２所定数を代表色として出力する（ステップＳ５８）。

続くステップＳ２２では、ステップＳ２１において算出した文字部分の代表色それぞれに対し、代表色および「透明」の画素値を持つ２値画像を生成する。初期の画素値はすべて「透明」としておく。

次に、ステップＳ２３で連結成分情報を取得する。この連結成分は、文字を構成する画素の連結成分である。そして、ステップＳ２４で連結成分の大きさを吟味し、連結成分が予め定められた大きさよりも小さい場合は（ステップＳ２４のＮ）、ステップＳ２５に進み、連結成分単位でどの代表色に着色するべきかを決定する。具体的には、連結成分を構成する画素の位置にある原画像の画素値平均を求め、これと代表色との距離を計算し、最も近い代表色を選び出せば良い。

次いで、ステップＳ２５で選んだ代表色を画素値に持つ２値画像に、連結成分を構成する画素を書き込み（ステップＳ２６）、２値画像への書き込みが済んだ連結成分情報を消去する（ステップＳ２７）。

一方、連結成分が予め定められた大きさを超える場合は（ステップＳ２４のＹ）、ステップＳ２３に戻り別の連結成分情報を取得する。

以上のステップＳ２３〜Ｓ２７の処理は、全ての連結成分情報を吟味するまで（ステップＳ２８のＹ）、繰り返される。

全ての連結成分情報の吟味が終了すると（ステップＳ２８のＹ）、原画像をメッシュ状に分割する（ステップＳ２９）。ここでは、図７に示すように、画像全体を２×２画素の大きさで分割するものとする。

次に、各メッシュ領域を順に吟味する。

まず、注目メッシュ領域が文字とみなせる連結成分上にあるかどうかを吟味する（ステップＳ３０）。連結成分上にない場合は（ステップＳ３０のＮ）、その領域には文字がないということになるので次のメッシュを吟味する。連結成分上にある場合は（ステップＳ３０のＹ）、該当メッシュ領域に文字があるということになる。

続いて、メッシュ領域が連結成分の境界部分（端部）にあるかどうか吟味する（ステップＳ３１）。図８に示すように、メッシュ全体が連結成分を構成する画素に入っていたら、境界にないと判断する。

境界にない（内部にある）と判断した場合は（ステップＳ３１のＮ）、メッシュ内部の画素値の平均値を求め、この平均値に最も近い代表色を選ぶ（ステップＳ３２）。

一方、境界にある（内部にない）と判断した場合は（ステップＳ３１のＹ）、メッシュ内部にあり連結成分を構成している画素の中で最も明度の低い画素を選び、これに最も近い代表色を選ぶ（ステップＳ３３）。このように、境界部に平均値を用いない理由は、境界付近は画素値に背景の色が混じりこんでいる場合が多く、平均をとると背景色の影響が強い値を持つためである。背景色の影響が強いと実際の文字色より背景色に近い代表色に最も近いと判断されがちになり、文字画像として再現した場合に不自然になるからである。

選び出した代表色を画素色として持つ２値画像に、メッシュ内の連結成分を構成する画素を書き込む（ステップＳ３４）。図８に示すように、メッシュの形状をそのまま書き込むのではなく、メッシュ内にある連結成分を構成する画素部分だけを書き込むので解像度が低下することはない。

以上のステップＳ３０〜Ｓ３４の処理は、全てのメッシュを吟味するまで（ステップＳ３５のＹ）、繰り返される。

このように本実施の形態においては、複数の色決定の方法がある。まとめると、
（１）連結成分単位に決定する方法
（２）ブロック単位で決定する方法（平均色を代表色選定に使う）
（３）ブロック単位で決定する方法（最暗色を代表色選定に使う）
である。これらを場合によって切り替え、組み合わせて使うことで画質と処理時間のバランスをとることができる。

なお、各実施の形態においては、ステップＳ３において文字領域などの特定の属性を持った領域（特定属性部）を抽出する際、原画像の解像度が低い場合には、擬似的に高解像度化した画像を用いるようにしても良い。これにより、特定属性領域を探し出すと精度が高まることがある。逆に、原画像の解像度が非常に高い場合には、低解像度化した画像を用いれば、処理時間の短縮につながる。

本発明の第一の実施の形態の画像処理装置の電気的な接続を示すブロック図である。処理の概要を示す概略フローチャートである。処理の概念図である。画像処理装置の機能ブロック図である。本発明の第二の実施の形態の追加した処理の流れを示すフローチャートである。代表色算出法の一例を示す概略フローチャートである。原画像の分割例を示し、（ａ）は画像全体をメッシュ領域に分割した状態を示す説明図、（ｂ）は連結成分とメッシュ領域の位置関係を示す説明図である。連結成分とメッシュ領域の位置関係を示す説明図である。

符号の説明

１画像処理装置
８記憶媒体
２１多値画像取得手段
２２２値画像取得手段
２４特定属性部抽出手段
２５白画素置換手段
２３特定属性部消去画像生成手段
２６特定属性部色決定手段
２７特定属性画素画像生成手段
２８連結成分サイズ吟味手段
２９画像符号化手段
３０まとめファイル作成手段

Claims

処理対象画像として多値画像を取得する多値画像取得手段と、
前記処理対象画像に基づき生成された２値画像を取得する２値画像取得手段と、
前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する特定属性部抽出手段と、
前記２値画像において前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換える白画素置換手段と、
前記白画素置換手段により前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換える連結成分サイズ吟味手段と、
前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成する特定属性部消去画像生成手段と、
前記特定属性部の色を決定する特定属性部色決定手段と、
前記特定属性部色決定手段により決定した色からなる前記特定属性部の画像を生成する特定属性画素画像生成手段と、
前記特定属性部消去画像生成手段及び前記特定属性画素画像生成手段により生成された複数の画像を各々圧縮符号化する画像符号化手段と、
圧縮符号化した画像を１つのファイルにまとめるまとめファイル作成手段と、
を備え、
前記特定属性部色決定手段は、
一定の領域に画像を分割する画像分割手段と、
前記連結成分サイズ吟味手段による連結成分のサイズが所定サイズよりも小さい場合、前記連結成分単位で前記連結成分の色を決定し、前記連結成分のサイズが前記所定サイズよりも大きい場合、前記画像分割手段により分割された分割領域単位で前記連結成分の色を決定する色決定手段と
を備える画像処理装置。
前記色決定手段は、
前記連結成分と前記連結成分以外の部分との境界部に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部にあり前記連結成分を構成している画素の中で最も明度の低い画素に基づいて色を決定し、
前記連結成分内に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部の画素値の平均値に基づいて色を決定する、
請求項１記載の画像処理装置。
処理対象画像として多値画像を取得する多値画像取得機能と、
前記処理対象画像に基づき生成された２値画像を取得する２値画像取得機能と、
前記処理対象画像から特定の属性を持った領域である特定属性部を抽出する特定属性部抽出機能と、
前記２値画像において前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換える白画素置換機能と、
前記白画素置換機能により前記特定属性部以外の画素を白画素に置き換えた２値画像から黒画素の連結成分を抽出し、連結成分のサイズを分類し、大きすぎるものと小さすぎるものをさらに白画素に置き換える連結成分サイズ吟味機能と、
前記特定属性部の画素を背景色で埋めた多値画像を生成する特定属性部消去画像生成機能と、
前記特定属性部の色を決定する特定属性部色決定機能と、
前記特定属性部色決定機能により決定した色からなる前記特定属性部の画像を生成する特定属性画素画像生成機能と、
前記特定属性部消去画像生成機能及び前記特定属性画素画像生成機能により生成された複数の画像を各々圧縮符号化する画像符号化機能と、
圧縮符号化した画像を１つのファイルにまとめるまとめファイル作成機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記特定属性部色決定機能は、
一定の領域に画像を分割する画像分割機能と、
前記連結成分サイズ吟味手段による連結成分のサイズが所定サイズよりも小さい場合、前記連結成分単位で前記連結成分の色を決定し、前記連結成分のサイズが前記所定サイズよりも大きい場合、前記画像分割手段により分割された分割領域単位で前記連結成分の色を決定する色決定機能と
をコンピュータに実行させるコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラム。
前記色決定機能は、
前記連結成分と前記連結成分以外の部分との境界部に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部にあり前記連結成分を構成している画素の中で最も明度の低い画素に基づいて色を決定し、
前記連結成分内に前記分割領域が位置する場合は、前記分割領域内部の画素値の平均値に基づいて色を決定する、
請求項３記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラム。
請求項３又は４記載のコンピュータに読取り可能な画像処理用プログラムを格納した記憶媒体。