JP4454297B2

JP4454297B2 - ２値化処理装置、および２値化処理方法

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Publication number: JP4454297B2
Application number: JP2003407100A
Authority: JP
Inventors: 文男藤村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2023-12-05
Also published as: JP2005165925A

Description

本発明は、濃淡画像の各画素の濃度値を、ある閾値をもとに２種類の値（例えば１と０）に変換する２値化処理装置、および２値化処理方法に関する。

従来、イメージスキャナ、ファクシミリ、複写機、ビデオカメラ、電子スチルカメラ、あるいはカメラ付き携帯電話等の画像データを扱う装置においては、入力画像情報の容量を縮小して保存したり、プリンタでの二値出力を行うために、取得された濃淡画像を所定の閾値に基づき２種類の値に変換する２値化処理を行っている。また文字を読みとり、該文字を認識するためのＯＣＲ（Optical Character Reader）等においては、早い段階で２値化処理を行い、画像処理量を減らすことによって処理時間を短縮させている。

２値化処理方法については様々な方法が提案されているが、微分ヒストグラム法がよく用いられている（例えば、特許文献１参照）。

微分ヒストグラム法を用いた２値化処理とは、原画像について、２つの隣接する画素の濃度差を微分フィルタを用いて算出し、該濃度差が所定の閾値を越えた場合に、その画素をエッジとして検出し、画像領域全体のエッジ領域を抽出した後、図２２に示すようなエッジ領域内の画素の濃度分布を検出し、その濃度分布の値がほぼ最大となる濃度値を２値化閾値θ１とし、その２値化閾値θ１をもとに２値化処理を行うものである。
特開平９−６９５７号公報（第３図）

しかしながら、複写機、スキャナ、あるいはファックス等のように、光源が一定であり、画面全体が一様に均一な明るさとなるような装置においては、前記従来例のように求められた単一の閾値に基づいて、画像全体の正確な２値化処理を行うことが可能であるが、ビデオカメラ、電子スチルカメラ、あるいはカメラ付き携帯電話等により取り込んだ画像は、光源の位置、数、強さなどが様々であり、影や明るさのむらが生じるため、単一の閾値に基づいて正確な２値化処理を行うことは困難であった。

また、入力画像が同じ濃度の文字であったり、同じ背景濃度であれば、単一の閾値で２値化しても問題はないが、異なる濃度の文字が混在する場合には、文字毎に２値化閾値が異なるため、複写機、スキャナ、ファックスなどの装置であっても、正確に２値化処理を行うことは困難であった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、入力画像の明るさが不均一な場合や、異なる濃度の図形、文字が混在する場合、あるいは背景濃度が画像位置により変化している場合であっても、適切な２値化閾値を算出して２値化処理を行うことが可能な２値化処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理装置において、前記入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出回路と、前記エッジ領域抽出回路により抽出されたエッジ領域に基づき、前記エッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを算出するエッジ濃度ヒストグラム算出回路と、前記エッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値を算出する２値化閾値算出回路と、前記エッジ領域抽出回路によるエッジ領域の抽出結果に基づき、前記入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出回路と、前記抽出された背景領域の、画素の濃度値を算出する背景領域濃度値算出回路と、前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき、図形が存在しない領域の入力画像を２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出回路と、図形の存在する領域は、前記２値化閾値に基づき２値化を行い、図形の存在しない領域は、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化回路と、を備え、前記２値化閾値算出回路は、前記エッジ濃度ヒストグラムにおいて画素の濃度分布が最大度数となる濃度値を２値化閾値とするものであり、前記背景領域抽出回路は、前記入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出回路により抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出するものである、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る発明は、図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理装置において、前記入力画像を所定の領域毎にブロック化するブロック化回路と、前記各ブロックの入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出回路と、前記エッジ領域抽出回路により抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記エッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを、ブロック毎に算出するエッジ濃度ヒストグラム算出回路と、前記各ブロックのエッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値をブロック毎に算出する２値化閾値算出回路と、前記エッジ領域抽出回路により抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記ブロック毎の入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出回路と、前記抽出された各ブロックの背景領域の画素の、背景領域濃度値をブロック毎に算出する背景領域濃度値算出回路と、図形が存在しないブロックの背景領域濃度値に対し、前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき定められる所定量のスケール調整、及びオフセット調整を施し、該ブロックを２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出回路と、図形の存在するブロックは、前記２値化閾値に基づき入力画像の２値化を行い、図形の存在しないブロックは、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化回路と、を備える、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項２に記載の２値化処理装置において、前記２値化閾値算出回路は、前記エッジ濃度ヒストグラムにおいて画素の濃度分布が最大度数となる濃度値を２値化閾値とするものである、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項３に記載の２値化処理装置において、前記背景領域抽出回路は、前記入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出回路により抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出するものである、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る発明は、請求項１または請求項４のいずれかに記載の２値化処理装置において、前記２値化閾値算出回路は、前記２値化閾値に基づき図形の存在するブロックの入力画像の各画素を、前記２値化閾値補間データに基づき図形の存在しないブロックの入力画像の各画素を、黒あるいは白に２値化し、白とした画素数よりも黒とした画素数が多いときに、白、黒の逆転処理を行うものである、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る発明は、図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理方法において、前記入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出ステップと、前記エッジ領域抽出ステップにより抽出されたエッジ領域に基づき、前記エッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを算出するエッジ濃度ヒストグラム算出ステップと、前記エッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値を算出する２値化閾値算出ステップと、前記エッジ領域抽出ステップによるエッジ領域の抽出結果に基づき、前記入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出ステップと、前記抽出された背景領域の、画素の濃度値を算出する背景領域濃度値算出ステップと、前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき、図形が存在しない領域の入力画像を２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出ステップと、図形の存在する領域は、前記２値化閾値に基づき２値化を行い、図形の存在しない領域は、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化ステップと、を備え、前記背景領域抽出ステップにおいては、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出ステップにおいて抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出し、前記背景領域抽出ステップにおいては、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出ステップにおいて抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出する、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る発明は、図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理方法において、前記入力画像を所定の領域毎にブロック化するブロック化ステップと、前記各ブロックの入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出ステップと、前記エッジ領域抽出ステップにより抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記入力画像の各画素を２値化するためのエッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを、ブロック毎に算出するエッジ濃度ヒストグラム算出ステップと、前記各ブロックのエッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値をブロック毎に算出する２値化閾値算出ステップと、前記エッジ領域抽出ステップにより抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記ブロック毎の入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽ステップと、前記抽出された各ブロックの背景領域の画素の、背景領域濃度値をブロック毎に算出する背景領域濃度値算出ステップと、図形が存在しないブロックの背景領域濃度値に対し、前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき定められる所定量のスケール調整、及びオフセット調整を施し、該ブロックを２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出ステップと、図形の存在するブロックは、前記２値化閾値に基づき入力画像の２値化を行い、図形の存在しないブロックは、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化ステップと、を備える、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項８に係る発明は、請求項７に記載の２値化処理方法において、前記２値化閾値算出ステップにおいては、前記エッジ濃度ヒストグラムにおいて画素の濃度分布が最大度数となる濃度値を２値化閾値とする、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項９に係る発明は、請求項８に記載の２値化処理方法において、前記背景領域抽出ステップにおいては、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出ステップにおいて抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出する、ことを特徴とする。

また、本発明の請求項１０に係る発明は、請求項６または請求項９のいずれかに記載の２値化処理方法において、前記２値化ステップにより２値化された画像の白の画素数と黒の画素数を計測し、該計測した白と黒の画素数を比較した結果、黒の画素数が多い場合には、白と黒の反転を行う、ことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る２値化処理装置によれば、図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理装置において、前記入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出回路と、前記エッジ領域抽出回路により抽出されたエッジ領域に基づき、前記エッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを算出するエッジ濃度ヒストグラム算出回路と、前記エッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値を算出する２値化閾値算出回路と、前記エッジ領域抽出回路によるエッジ領域の抽出結果に基づき、前記入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出回路と、前記抽出された背景領域の、画素の濃度値を算出する背景領域濃度値算出回路と、前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき、図形が存在しない領域の入力画像を２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出回路と、図形の存在する領域は、前記２値化閾値に基づき２値化を行い、図形の存在しない領域は、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化回路と、を備え、前記２値化閾値算出回路は、前記エッジ濃度ヒストグラムにおいて画素の濃度分布が最大度数となる濃度値を２値化閾値とするものであり、前記背景領域抽出回路は、前記入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出回路により抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出するもの、としたので、入力画像位置毎に輝度、あるいは文字濃度等のばらつきが存在していても、画像位置に応じて適切な閾値を設定し、該閾値に基づく正確な２値化処理を行うことができ、また、前記エッジ濃度ヒストグラムに基づき、最適な２値化閾値および２値化閾値補間データを設定することができ、前記入力画像を正確に２値化することができ、さらに、図形が存在しない領域でも前記背景領域の画素の濃度値により２値化閾値を補間し、正確に２値化することができる。

本発明の請求項２に係る２値化処理装置によれば、図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理装置において、前記入力画像を所定の領域毎にブロック化するブロック化回路と、前記各ブロックの入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出回路と、前記エッジ領域抽出回路により抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記エッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを、ブロック毎に算出するエッジ濃度ヒストグラム算出回路と、前記各ブロックのエッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値をブロック毎に算出する２値化閾値算出回路と、前記エッジ領域抽出回路により抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記ブロック毎の入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出回路と、前記抽出された各ブロックの背景領域の画素の、背景領域濃度値をブロック毎に算出する背景領域濃度値算出回路と、図形が存在しないブロックの背景領域濃度値に対し、前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき定められる所定量のスケール調整、及びオフセット調整を施し、該ブロックを２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出回路と、図形の存在するブロックは、前記２値化閾値に基づき入力画像の２値化を行い、図形の存在しないブロックは、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化回路と、を備えるもの、としたので、入力画像位置毎に輝度、あるいは文字濃度等のばらつきが存在していても、画像位置に応じて適切な閾値を設定し、該閾値に基づく正確な２値化処理を行うことができる。

本発明の請求項３に係る２値化処理装置によれば、請求項２に記載の２値化処理装置において、前記２値化閾値算出回路は、前記エッジ濃度ヒストグラムにおいて画素の濃度分布が最大度数となる濃度値を２値化閾値とするものである、としたので、前記エッジ濃度ヒストグラムに基づき、最適な２値化閾値および２値化閾値補間データを設定することができ、前記入力画像を正確に２値化することができる。

本発明の請求項４に係る２値化処理装置によれば、請求項３に記載の２値化処理装置において、前記背景領域抽出回路は、前記入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出回路により抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出するものである、としたので、図形が存在しない領域でも前記背景領域の画素の濃度値により２値化閾値を補間し、正確に２値化することができる。

本発明の請求項５に係る２値化処理装置によれば、請求項１または請求項４のいずれかに記載の２値化処理装置において、前記２値化閾値算出回路は、前記２値化閾値に基づき図形の存在するブロックの入力画像の各画素を、前記２値化閾値補間データに基づき図形の存在しないブロックの入力画像の各画素を、黒あるいは白に２値化し、白とした画素数よりも黒とした画素数が多いときに、白、黒の逆転処理を行うものである、としたので、２値化画像が反転している場合でも、正確に２値化することができる。

本発明の請求項６に係る２値化処理方法によれば、図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理方法において、前記入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出ステップと、前記エッジ領域抽出ステップにより抽出されたエッジ領域に基づき、前記エッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを算出するエッジ濃度ヒストグラム算出ステップと、前記エッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値を算出する２値化閾値算出ステップと、前記エッジ領域抽出ステップによるエッジ領域の抽出結果に基づき、前記入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出ステップと、前記抽出された背景領域の、画素の濃度値を算出する背景領域濃度値算出ステップと、前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき、図形が存在しない領域の入力画像を２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出ステップと、図形の存在する領域は、前記２値化閾値に基づき２値化を行い、図形の存在しない領域は、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化ステップと、を備え、前記背景領域抽出ステップにおいては、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出ステップにおいて抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出し、前記背景領域抽出ステップにおいては、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出ステップにおいて抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出するもの、としたので、入力画像位置毎に輝度、あるいは文字濃度等のばらつきが存在していても、画像位置に応じて適切な閾値を設定し、該閾値に基づく正確な２値化処理を行うことができ、また、前記エッジ濃度ヒストグラムに基づき、最適な２値化閾値および２値化閾値補間データを設定することができ、前記入力画像を正確に２値化することができ、さらに、図形が存在しない領域でも前記背景領域の画素の濃度値により２値化閾値を補間し、正確に２値化することができる。

本発明の請求項７に係る２値化処理方法によれば、図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理方法において、前記入力画像を所定の領域毎にブロック化するブロック化ステップと、前記各ブロックの入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出ステップと、前記エッジ領域抽出ステップにより抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記入力画像の各画素を２値化するためのエッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを、ブロック毎に算出するエッジ濃度ヒストグラム算出ステップと、前記各ブロックのエッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値をブロック毎に算出する２値化閾値算出ステップと、前記エッジ領域抽出ステップにより抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記ブロック毎の入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽ステップと、前記抽出された各ブロックの背景領域の画素の、背景領域濃度値をブロック毎に算出する背景領域濃度値算出ステップと、図形が存在しないブロックの背景領域濃度値に対し、前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき定められる所定量のスケール調整、及びオフセット調整を施し、該ブロックを２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出ステップと、図形の存在するブロックは、前記２値化閾値に基づき入力画像の２値化を行い、図形の存在しないブロックは、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化ステップと、を備えるもの、としたので、入力画像位置毎に輝度、あるいは文字濃度等のばらつきが存在していても、画像位置に応じて適切な閾値を設定し、該閾値に基づく正確な２値化処理を行うことができる。

本発明の請求項８に係る２値化処理方法によれば、請求項７に記載の２値化処理方法において、前記２値化閾値算出ステップにおいては、前記エッジ濃度ヒストグラムにおいて画素の濃度分布が最大度数となる濃度値を２値化閾値とするもの、としたので、前記エッジ濃度ヒストグラムに基づき、最適な２値化閾値および２値化閾値補間データを設定することができ、前記入力画像を正確に２値化することができる。

本発明の請求項９に係る２値化処理方法によれば、請求項８に記載の２値化処理方法において、前記背景領域抽出ステップにおいては、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出ステップにおいて抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出するもの、としたので、図形が存在しない領域でも前記背景領域の画素の濃度値により２値化閾値を補間し、正確に２値化することができる。

本発明の請求項１０に係る２値化処理方法によれば、請求項６または請求項９のいずれかに記載の２値化処理方法において、前記２値化ステップにより２値化された画像のうち、白の画素数と黒の画素数を計測し、該計測した白と黒の画素数を比較した結果、黒の画素数が多い場合には、白と黒の反転を行う、こととしたので、２値化画像が反転している場合でも、正確に２値化することができる。

以下、本発明に係る２値化処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態による２値化処理装置の構成を示すブロック図である。図１において、１０１は、濃淡画像を取り込む撮像装置、１０２は、撮像された濃淡画像をディジタル変換するＡ／Ｄ変換器、１０３は、Ａ／Ｄ変換器１０２からの濃淡画像（入力画像）を格納する濃淡画像メモリ、１０４は、入力画像を任意のブロックに分割するブロック化回路である。また、１０５は、各ブロックの入力画像における画像と背景との境界であるエッジを抽出するエッジ領域抽出回路、１０６は、エッジ領域抽出回路１０５において抽出されたエッジ領域の濃度分布を示すエッジ濃度ヒストグラムを算出するエッジ濃度ヒストグラム算出回路、１０７は、各ブロックの入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出回路、１０８は、背景領域抽出回路１０７によって抽出された各ブロックの背景領域の、画素の濃度値を算出する背景領域濃度値算出回路、１０９は、エッジ濃度ヒストグラム算出回路１０６から出力されるエッジ濃度ヒストグラムにおいて画素の濃度分布が最大度数となる濃度値を、該ブロックの入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値とする２値化閾値算出回路、１１０は、背景領域濃度値算出回路１０８が出力する背景領域濃度値と２値化閾値算出回路１０９が出力する２値化閾値とに基づいて、背景領域のみからなるブロックを２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出回路である。また、１１１は、２値化閾値算出回路１０９において算出した２値化閾値、および２値化閾値補間データ算出回路１１０において算出した２値化閾値補間データに基づいて、ブロック化回路１０４により分割された入力画像を２値化処理する２値化回路である。

次に、以上のように構成された２値化処理装置の動作について説明する。
撮像装置１０１で撮像された濃淡画像は、Ａ／Ｄ変換器１０２によりデジタル化され、濃淡画像メモリ１０３に格納される。２値化回路１１１は、後で詳述する方法で、濃淡画像メモリ１０３に格納された濃淡画像を、ある閾値をもとに２値化し、２値化画像を生成する。

次に、２値化処理に用いる閾値の算出方法について、２値化処理装置に図２（ａ）に示すような画像が入力された場合を例として、詳細に説明する。

まず、ブロック化回路１０４にて、濃淡画像メモリ１０３からの入力画像を複数のブロックに分割する。このブロック化回路１０４は、例えば図２（ｂ）に示したように、ｘ軸方向に、ブロックＡからブロックＨの８ブロックに分割する。分割された入力画像は、該回路における２値化処理の対象画像として２値化回路１１１に、該ブロックの２値化処理に用いる閾値を算出するために、エッジ領域抽出回路１０５に、ブロック単位で出力される。ここで、２値化閾値は、分割された各ブロック対応して設定されるものであり、以下に説明する閾値算出処理は、各ブロックについて行われるものである。

エッジ領域抽出回路１０５は、ブロック化回路１０４からの入力画像に基づき、各ブロックの入力画像に含まれる複数の画素より、画像と背景の境界（以下、エッジと称す）の画素を抽出する。ここで、エッジ領域抽出回路１０５におけるエッジ領域抽出の動作を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップ３０１（以下、Ｓ３０１と表示する。ステップ３０２以降についても同じ。）として、各ブロック内の注目画素と、該注目画素に隣接する画素とをそれぞれ取り込む。

次に、Ｓ３０２として、Ｓ３０１において取り込んだ二つの画素間の濃度値の差分を求め、その差分の絶対値を算出する。

ここで、注目画素の座標（ｘ，ｙ）における濃度値をｆ（ｘ，ｙ）とすると、注目画素のｘ軸方向に隣接する画素は、座標（ｘ＋１，ｙ）で、その濃度値はｆ（ｘ＋１，ｙ）で表され、ｘ軸方向の一次微分ｆｘは、ｆｘ＝ｆ（ｘ＋１，ｙ）−ｆ（ｘ，ｙ）となる。

同様に、注目画素のｙ軸方向に隣接する画素は、座標（ｘ、ｙ＋１）、濃度値ｆ（ｘ，ｙ＋１）で表され、ｙ軸方向の一次微分ｆｙは、ｆｙ＝ｆ（ｘ，ｙ＋１）−ｆ（ｘ、ｙ）で表される。

このようにしてｘ方向の一次微分値の絶対値、あるいはｙ方向の一次微分値の絶対値、またはｘ方向、ｙ方向両方の一次微分値の絶対値を算出する。

次に、Ｓ３０３として、前記絶対値が所定の閾値以上であるか否かを判断し、前記絶対値が所定の閾値以上であれば、Ｓ３０４として、その画素をエッジと判断し、その位置を登録し、Ｓ３０５へ進む。一方、前記絶対値が所定の閾値以下であれば、Ｓ３０５に進む。

次に、Ｓ３０５として、ブロック内に未処理の画素があるか否かを判断し、未処理画素が存在すれば、全ての画素についてエッジ領域抽出の処理がなされるまでＳ３０１からＳ３０５を繰り返し行う。

以上のような方法で、例えばブロックＡの入力画像のエッジを抽出すると、図４に黒線で示したようなエッジ領域が抽出される。なお、上記説明は、一次微分フィルタを用いた方法に基づきエッジの抽出を行っているが、一次微分については上記した方法だけでなく、Ｐｒｅｗｉｔｔオペレータや、Ｓｏｂｅｌオペレータ等を用いてもよい。

エッジ領域を抽出後、エッジ濃度ヒストグラム算出回路１０６は、抽出されたエッジ領域の濃度から、エッジ濃度の分布を示すエッジ濃度ヒストグラムを算出する。ここで、エッジ濃度ヒストグラム算出回路１０６によるエッジ濃度ヒストグラムの算出処理を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、Ｓ５０１として、エッジ濃度ヒストグラム算出回路１０６は、ブロック毎の画素の取り込みを行い、Ｓ５０２として、該取り込んだ画素がエッジ領域に登録されているか否かを判断する。該取り込んだ画素がエッジ領域に登録されていれば、Ｓ５０３として、該画素の濃度値をエッジ濃度ヒストグラムの分布数に加算し、Ｓ５０４に進む。一方、登録されていなければ、Ｓ５０４に進む。

次に、Ｓ５０４として、ブロック内に未処理の画素があるか否かを判断し、未処理画素が存在すれば、S５０１に帰還させ、全ての画素についてＳ５０１からＳ５０４の処理が行われるまで該ステップを繰り返し行う。

このようにしてエッジ領域のエッジ濃度ヒストグラムを作成すると、図６に示すようなヒストグラムが得られる。図６において、ｘ軸はエッジの濃度を表しており、ｙ軸はエッジの分布数を表している。

エッジ濃度ヒストグラム算出回路１０６において算出された各ブロックのエッジ濃度ヒストグラムは、２値化閾値算出回路１０９に出力され、２値化閾値算出回路１０９において、各ブロックの２値化閾値が算出される。ここで、２値化閾値算出回路１０９における２値化閾値算方法について、図７を用いて説明する。

図７の上図は、文字領域から背景領域に注目画素位置を変化させた場合の、画素濃度変化を示しており、濃度変化の中間点が２値化するための理想閾値濃度になる。なお、濃度値は値が大きくなれば「白色」、小さくなれば「黒色」に近づくような値である。

一方、図７下図は、文字領域から背景領域にかけて画素位置が変化する場合の、画素毎の一次微分絶対値の変化を示している。図７に示すように、一次微分の絶対値が最大になる画素位置の濃度値が、理想の２値化閾値となるため、一次微分の絶対値が最大となる画素を抽出し、該画素のエッジ濃度を求めれば、２値化閾値を算出することができる。

以上のようにして、ブロックＡからブロックＨの各々の２値化閾値を算出すると、図８に示したような２値化閾値を得ることができる。算出された２値化閾値は、当該ブロックの２値化処理のための閾値として２値化回路１１１に出力される。

ここで、図８から明らかなように、文字が存在するブロック（ブロックＡ〜Ｃ，Ｅ，Ｆ）については、エッジの濃度値から２値化閾値を算出，設定することができるが、文字が存在しないブロック（ブロックＤ，Ｇ，Ｈ）については、エッジが存在しないため、２値化閾値を算出，設定することができない。このため、かかるブロックについては２値化を行うための２値化閾値補間データを以下の方法により算出する。

すなわち、まず、背景領域抽出回路１０７は、エッジ領域抽出回路１０５から出力されるエッジ領域の抽出結果を受けて、各ブロックの入力画像より背景領域を抽出する。ここで、本実施の形態においては、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ラインに含まれるエッジの数が所定の閾値以下であるものを背景ラインとし、背景ラインが占める一定の領域を背景領域としている。また、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ラインに含まれるエッジの数が所定の閾値より多いラインの占める領域を画像領域としている。例えば、図９は、水平方向にラインを読み取った場合の背景領域を示したものであり、背景領域Ｌ、あるいは背景領域Ｍにおける水平方向の各ラインは、該ラインに含まれるエッジが所定の閾値以下のものである。

次に、以下において、背景領域抽出回路１０７における背景領域の抽出方法について、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、Ｓ１００１として、１ラインのデータを取り込む。以下、図１１に示したように、水平方向であるｘ方向に、１ラインのデータを取り込む場合について説明するが、垂直方向であるｙ方向に、１ラインのデータを取り込むようにしても良い。

次に、Ｓ１００２として、取り込んだライン内の画素データを取り込み、Ｓ１００３として、取り込んだ画素データがエッジ領域に登録されているか否かを確認する。取り込んだ画素データがエッジ領域に登録されている場合には、Ｓ１００４として、該エッジ領域に登録されている画素を、そのラインのエッジ数としてカウントし、Ｓ１００５に進む。一方、エッジ領域に登録されていない場合には、その画素はエッジを含まないものであり、エッジ数をカウントせずにＳ１００５に進む。

次に、Ｓ１００５として、ライン内に未処理の画素が存在するか否かを確認し、未処理画素が存在すればＳ１００３に帰還し、そのラインの全ての画素について、Ｓ１００３から１００５までの処理が行われるまで、該ステップを繰り返し行う。一方、ライン内に未処理の画素が存在しない場合、当該ラインの全ての画素についてのエッジ数のカウントが終了しているので、次に、Ｓ１００６として、未処理のラインが存在するか否かを確認する。未処理のラインが存在すれば、順次以降のラインのエッジ数のカウントを行う。すなわち、Ｓ１００１に帰還し、全てのラインについてＳ１００１からＳ１００６までの処理が行われるまで、該ステップを繰り返し行う。

一方、Ｓ１００６において、未処理のラインが存在しないことを確認すると、Ｓ１００７として、各ラインに含まれるエッジ数に基づき、背景ラインを抽出する。例えば、図１２の左図に示したものに対し、ｘ方向のライン毎にエッジ数のカウントを行うと、ｙ方向の位置（エッジの位置）とエッジ数との関係として、右図に示したグラフが得られる。図示したように、画像の存在する位置ではエッジ数が多くなり、画像が存在しない位置ではエッジ数が少なくなる。このことを利用し、背景領域抽出回路１０７は、各ラインに含まれるエッジの数と所定の閾値（図１２におけるｎ）とを比較し、エッジ数が閾値ｎより少ないラインを、背景ラインとして抽出し、該抽出した背景ラインを背景領域濃度値抽出回路１０８に出力する。

次に、Ｓ１００８として、ブロックＡからブロックＨの各ブロックについて、背景ラインの濃度の平均値を算出し、算出値である背景領域濃度値を得る。このようにして算出したブロック毎の背景領域濃度値は図１３のようになり、それぞれの値は２値化閾値補間データ算出回路１１０に出力される。

２値化閾値補間データ算出回路１１０は、背景領域濃度値算出回路１０８から出力される背景領域濃度値と、２値化閾値算出回路１０９から出力される２値化閾値とに基づき、２値化閾値補間データを算出する。ここで、２値化閾値補間データとは、エッジが存在しないために２値化閾値を設定できなかったブロックの２値化閾値を補間するものである。次に、２値化閾値補間データ算出回路１１０における２値化閾値補間データの算出処理について説明する。

図１４は、２値化閾値算出回路１０９において算出された２値化閾値と、背景領域濃度値算出回路１０８において算出された背景領域濃度値との関係を示すものである。図１４において、太線は背景領域濃度値を表しており、細線は２値化閾値を表している。図示したように、２値化閾値と背景領域濃度値との間には相関関係があることが実験上明らかとなっている。ここで、２値化処理装置に取り込まれた入力画像には、該入力画像のばらつきや、文字，図形濃度のばらつきによるオフセットが含まれている。しかしながら、２値化閾値と背景領域濃度値とは、スケール量やオフセット量が異なるため、２値化閾値補間データ算出回路１１０において、図１５、図１６のフローチャートに示した方法で、背景領域濃度値にスケール量調整およびオフセット調整を施し、２値化閾値補間データを算出する。

図１５は、背景領域濃度値のスケール量調整の方法を表しており、図１６は、スケール量調整後の背景領域濃度値のオフセット調整の方法を表している。以下、スケール調整について説明した後、オフセット調整について説明する。

まず、Ｓ１５０１として、２値化閾値算出回路１０９から各ブロックの２値化閾値を取り込む。次に、取り込んだ各ブロックの２値化閾値より、Ｓ１５０２として２値化閾値データの最大値を、Ｓ１５０３として最小値を、それぞれ抽出する。各ブロックの２値化閾値が図１４に示したものである場合、最大値としてブロックＥの２値化閾値が抽出され、最小値としてブロックＡの２値化閾値データが抽出される。

次にＳ１５０４として、未処理のブロックがあるか、すなわち全てのブロックについて２値化閾値を取り込んだか否かについて確認し、全てのブロックについて２値化閾値を取り込んでいなければ、Ｓ１５０１に帰還させて、全てのブロックについて２値化閾値が取り込まれるまでＳ１５０１からＳ１５０４を繰り返し行う。

全てのブロックについて処理を行うと、Ｓ１５０５に進み、Ｓ１５０２、およびＳ１５０３において抽出した２値化閾値の最大値と最小値の差分値を求め、２値化閾値のスケール量を算出する。

次にＳ１５０６として、２値化閾値が最大となるブロックの背景領域濃度値の抽出をおこない、Ｓ１５０７として、２値化閾値が最小となるブロックの背景領域濃度値の抽出を行う。各ブロックの２値化閾値および背景領域濃度値が図１４に示したものである場合、２値化閾値補間データ算出回路１１０は、２値化閾値が最大となるブロックＥの背景領域濃度値、および２値化閾値が最小となるブロックＡの背景領域濃度値を、抽出する。

次にＳ１５０８として、Ｓ１５０６とＳ１５０７にて抽出した背景領域濃度値の差分を求めて、背景領域濃度値のスケール量を算出する。

次にＳ１５０９として、Ｓ１５０５において算出した２値化閾値のスケール量と、Ｓ１５０８において算出した背景領域濃度値のスケール量とから、スケール調整量を算出する。スケール調整量は、２値化閾値のスケール量をａ、背景領域濃度値のスケール量をｂとした場合、スケール調整量＝ａ／ｂにて算出される。

次に、Ｓ１５１０として、Ｓ１５０９において算出したスケール調整量を用いて、各ブロックの背景領域濃度値のスケール調整を行う。かかるスケール調整は、以下の手段による。すなわち、まず、基準となる背景領域濃度値を決定する。ここでは２値化閾値の最大値があるブロックＥの背景領域濃度値を基準とし、その値をＸとする。補正すべき背景領域濃度値をＹとすると、補正後の濃度値Ｙ’は、Ｙ’＝Ｘ＋（Ｙ−Ｘ）＊（スケール調整量）となる。

このようにして各ブロックの背景領域濃度値のスケール量を調整すると、ブロック毎の背景領域濃度値は、図１８に示すようになり、図１３、あるいは図１４に比べて上下に拡大したような特性に補正され、スケール量調整が完了する。

図１８に示したように、２値化閾値と背景領域濃度値とには、絶対値に差があるため、背景領域濃度値を２値化閾値補間データとして用いることはできない。このため、スケール量調整を行ったあと、オフセット調整を行う。次に、オフセット調整について説明する。

まずＳ１６０１として、各ブロックの２値化閾値を取り込み、Ｓ１６０２として、各ブロックのスケール調整後の背景領域濃度値の取り込みを行う。次にＳ１６０３として、Ｓ１６０１において取り込んだ各ブロックには、２値化閾値が設定されているか否かを判断し、２値化閾値が設定されている場合には、Ｓ１６０４として、オフセット量を、オフセット量＝２値化閾値−背景領域濃度値、として算出した後、Ｓ１６０５に進む。一方、２値化閾値が設定されていない場合には、Ｓ１６０５へ進む。

次に、Ｓ１６０５において、未処理のブロックがあるか否か、すなわち、２値化閾値が設定されている全てのブロックについてオフセット量を算出したか否かについて判断し、未処理のブロックがない場合、Ｓ１６０６に進み、未処理のブロックが残っている場合、Ｓ１６０１に帰還させて、全てのブロックについてオフセット量が算出されるまでＳ１６０１からＳ１６０５を繰り返し行う。

次に、Ｓ１６０６として、各ブロックのオフセット量の平均値を算出し、その平均値をオフセット量として設定する。次にＳ１６０７として、設定したオフセット量をスケール調整後の背景領域濃度値に加算することにより、オフセット調整を行う。

かかるオフセット調整を行うことにより、図１９に示すように、２値化閾値と背景領域濃度値との絶対値を合わせることができる。２値化閾値の設定されていないブロックＤ，Ｇ，Ｈについては、Ｓ１６０８として、背景領域濃度値にスケール調整およびオフセット調整を施し、背景領域濃度値を２値化閾値として利用可能とする２値化閾値補間データを算出する。算出された２値化閾値補間データは、該ブロックの２値化処理のための閾値として２値化回路１１１に出力される。

２値化回路１１１は、２値化閾値算出回路１０９から出力される２値化閾値、及び２値化閾値補間データ算出回路１１０から出力される２値化閾値補間データに基づき、ブロック化回路１０４から出力される入力画像の２値化処理を行う。ここで、２値化回路１１１における２値化処理の動作を、図２０に示すフローチャートを用いて説明する。

まずＳ２００１として、各ブロック内の画素データを取り込む。次に、Ｓ２００２として、画素データを取り込んだブロックに２値化閾値が設定されているか否かを判断する。該ブロックに２値化閾値が設定されている場合にはＳ２００３へ進み、２値化閾値算出回路１０９において算出された２値化閾値により２値化を行う。一方、該ブロックに２値化閾値が設定されていない場合にはＳ２００４へ進み、２値化閾値補間データ算出回路１１０において算出された２値化閾値補間データにより２値化処理を行う。このとき、２値化回路１１１は、ブロック内の画素の値が、２値化閾値あるいは２値化閾値補間データより小さい場合、黒画素として２値化，出力し、ブロック内の画素の値が、２値化閾値あるいは２値化閾値補間データより大きい場合、白画素として２値化，出力する。

次に、Ｓ２００５として、全てのブロックについて２値化処理が行われたか否かを判断し、全てのブロックについて２値化処理が行われていれば、２値化処理を終了する。一方、全てのブロックについて２値化処理が行われていない場合には、Ｓ２００１に帰還させ、全てのブロックの２値化処理が終了するまでＳ２００１からＳ２００５を繰り返し行う。

以上のように、本発明の実施の形態の２値化処理装置によれば、ブロック毎に２値化閾値を求め、背景領域からなるブロックについては、背景領域の濃度値と前記２値化閾値とに基づいて２値化閾値補間データを算出し、画像領域を含むブロックについては、前記２値化閾値に基づき２値化処理を行い、背景領域からなるブロックについては、前記２値化閾値補間データに基づき２値化処理を行うこととしたので、入力画像位置毎の輝度、あるいは文字濃度等のばらつきが存在しても、画像位置に応じて適切な閾値を設定し、該閾値に基づく正確な２値化処理を行うことが可能となる。

なお、本実施の形態では、ｘ方向に領域を分割して領域毎の２値化閾値を算出したが、ｙ方向に領域を分割して２値化閾値を算出してもよく、ｘ方向、及びｙ方向の両方向で領域を分割して２値化閾値を算出するようにしてもよい。

また、ブロック毎に算出した２値化閾値を、図２１に示すように平滑化し、領域の境界部において不連続が生じないようにしてもよい。この場合、ｘ方向の画素位置毎に２値化閾値が算出されることになる。

また本実施の形態における２値化回路１１１に、白黒反転機能を持たせるようにしてもよい。通常は文字部が黒で背景が白であり、全体に占める文字の割合は背景より小さい，すなわち白の画素数より黒の画素数が少ない、ことを利用し、白画素の数と黒画素の数を比較し、黒画素が白画素より多い場合に、白黒が反転していることを検出し、反転処理を行うようにすることにより前記白黒反転機能を実現できる。これにより、背景が黒色で白抜きの文字があるような画像であっても、ＯＣＲ処理による文字認識を正確に行うことが可能となる。

本発明に係る２値化処理装置は、領域毎に最適な２値化閾値を設定でき、また図形が存在しない領域では、背景領域の濃度から補間した２値化閾値を用いて２値化することができるため、各種入力装置の２値化処理装置として有用であり、特に入力画像の明るさが不均一である場合や、異なる濃度の図形が混在する場合、背景濃度が場所により変化している場合、が生じやすい入力装置に適している。

本発明の実施の形態における２値化処理装置のブロック図である。本発明の実施の形態における２値化処理装置に入力される画像の例を示す図である。本発明の実施の形態における２値化処理装置に入力された画像を、領域分割した例を示す図である。本発明の実施の形態におけるエッジ領域抽出処理のフローチャート図である。本発明の実施の形態におけるエッジ領域抽出の説明図である。本発明の実施の形態におけるエッジ濃度ヒストグラム算出のフローチャート図である。本発明の実施の形態におけるエッジ部分の濃度ヒストグラムを表す図である。本発明の実施の形態における理想２値化閾値算出方法の説明図である。本発明の実施の形態における領域毎の２値化閾値を表す図である。本発明の実施の形態における背景領域の説明図である。本発明の実施の形態における背景領域の抽出方法及び背景領域濃度算出方法のフローチャート図である。本発明の実施の形態における背景領域の走査方法の説明図である。本発明の実施の形態における背景領域の抽出方法の説明図である。本発明の実施の形態における背景領域濃度値を表す図である。本発明の実施の形態における２値化閾値と背景領域濃度値の関係を表す図である。本発明の実施の形態におけるスケール調整量算出のフローチャート図である。本発明の実施の形態におけるオフセット調整量算出のフローチャート図である。本発明の実施の形態におけるスケール量算出の説明図である。本発明の実施の形態における２値化閾値と背景領域濃度値の関係を表す図である。本発明の実施の形態における領域毎の２値化閾値を表す図である。本発明の実施の形態における２値化のフローチャート図である。本発明の実施の形態における領域毎の２値化閾値を平滑化した図である。従来の２値化処理方法についての説明図である。

符号の説明

１０１撮像装置
１０２Ａ／Ｄ変換器
１０３濃淡画像メモリ
１０４ブロック化回路
１０５エッジ領域抽出回路
１０６エッジ濃度ヒストグラム算出回路
１０７背景領域抽出回路
１０８背景領域濃度値算出回路
１０９２値化閾値算出回路
１１０２値化閾値補間データ算出回路
１１１２値化回路

Claims

図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理装置において、
前記入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出回路と、
前記エッジ領域抽出回路により抽出されたエッジ領域に基づき、前記エッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを算出するエッジ濃度ヒストグラム算出回路と、
前記エッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値を算出する２値化閾値算出回路と、
前記エッジ領域抽出回路によるエッジ領域の抽出結果に基づき、前記入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出回路と、
前記抽出された背景領域の、画素の濃度値を算出する背景領域濃度値算出回路と、
前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき、図形が存在しない領域の入力画像を２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出回路と、
図形の存在する領域は、前記２値化閾値に基づき２値化を行い、図形の存在しない領域は、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化回路と、を備え、
前記２値化閾値算出回路は、前記エッジ濃度ヒストグラムにおいて画素の濃度分布が最大度数となる濃度値を２値化閾値とするものであり、
前記背景領域抽出回路は、前記入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出回路により抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出するものである、
ことを特徴とする２値化処理装置。
図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理装置において、
前記入力画像を所定の領域毎にブロック化するブロック化回路と、
前記各ブロックの入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出回路と、
前記エッジ領域抽出回路により抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記エッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを、ブロック毎に算出するエッジ濃度ヒストグラム算出回路と、
前記各ブロックのエッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値をブロック毎に算出する２値化閾値算出回路と、
前記エッジ領域抽出回路により抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記ブロック毎の入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出回路と、
前記抽出された各ブロックの背景領域の画素の、背景領域濃度値をブロック毎に算出する背景領域濃度値算出回路と、
図形が存在しないブロックの背景領域濃度値に対し、前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき定められる所定量のスケール調整、及びオフセット調整を施し、該ブロックを２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出回路と、
図形の存在するブロックは、前記２値化閾値に基づき入力画像の２値化を行い、図形の存在しないブロックは、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化回路と、を備える、
ことを特徴とする２値化処理装置。
請求項２に記載の２値化処理装置において、
前記２値化閾値算出回路は、前記エッジ濃度ヒストグラムにおいて画素の濃度分布が最大度数となる濃度値を２値化閾値とするものである、
ことを特徴とする２値化処理装置。
請求項３に記載の２値化処理装置において、
前記背景領域抽出回路は、前記入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出回路により抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出するものである、
ことを特徴とする２値化処理装置。
請求項１または請求項４のいずれかに記載の２値化処理装置において、
前記２値化閾値算出回路は、前記２値化閾値に基づき図形の存在するブロックの入力画像の各画素を、前記２値化閾値補間データに基づき図形の存在しないブロックの入力画像の各画素を、黒あるいは白に２値化し、白とした画素数よりも黒とした画素数が多いときに、白、黒の逆転処理を行うものである、
ことを特徴とする２値化処理装置。
図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理方法において、
前記入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出ステップと、
前記エッジ領域抽出ステップにより抽出されたエッジ領域に基づき、前記エッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを算出するエッジ濃度ヒストグラム算出ステップと、
前記エッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値を算出する２値化閾値算出ステップと、
前記エッジ領域抽出ステップによるエッジ領域の抽出結果に基づき、前記入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出ステップと、
前記抽出された背景領域の、画素の濃度値を算出する背景領域濃度値算出ステップと、
前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき、図形が存在しない領域の入力画像を２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出ステップと、
図形の存在する領域は、前記２値化閾値に基づき２値化を行い、図形の存在しない領域は、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化ステップと、を備え、
前記背景領域抽出ステップにおいては、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出ステップにおいて抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出し、
前記背景領域抽出ステップにおいては、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出ステップにおいて抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出する、
ことを特徴とする２値化処理方法。
図形を含む入力画像を所定の閾値で２値化する２値化処理方法において、
前記入力画像を所定の領域毎にブロック化するブロック化ステップと、
前記各ブロックの入力画像の、隣接する２つの画素間の濃度差に基づき、画素の濃度が急激に変化するエッジよりなるエッジ領域を抽出するエッジ領域抽出ステップと、
前記エッジ領域抽出ステップにより抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記入力画像の各画素を２値化するためのエッジ領域の画素の濃度ヒストグラムを、ブロック毎に算出するエッジ濃度ヒストグラム算出ステップと、
前記各ブロックのエッジ濃度ヒストグラムに基づき、前記入力画像の各画素を２値化するための２値化閾値をブロック毎に算出する２値化閾値算出ステップと、
前記エッジ領域抽出ステップにより抽出された各ブロックのエッジ領域に基づき、前記ブロック毎の入力画像の背景領域を抽出する背景領域抽出ステップと、
前記抽出された各ブロックの背景領域の画素の、背景領域濃度値をブロック毎に算出する背景領域濃度値算出ステップと、
図形が存在しないブロックの背景領域濃度値に対し、前記２値化閾値と前記背景領域濃度値とに基づき定められる所定量のスケール調整、及びオフセット調整を施し、該ブロックを２値化するための２値化閾値補間データを算出する２値化閾値補間データ算出ステップと、
図形の存在するブロックは、前記２値化閾値に基づき入力画像の２値化を行い、図形の存在しないブロックは、前記２値化閾値補間データに基づき２値化を行う２値化ステップと、を備える、
ことを特徴とする２値化処理方法。
請求項７に記載の２値化処理方法において、
前記２値化閾値算出ステップにおいては、前記エッジ濃度ヒストグラムにおいて画素の濃度分布が最大度数となる濃度値を２値化閾値とする、
ことを特徴とする２値化処理方法。
請求項８に記載の２値化処理方法において、
前記背景領域抽出ステップにおいては、入力画像の水平方向、あるいは垂直方向の各ライン毎に、前記エッジ領域抽出ステップにおいて抽出されたエッジ数をカウントし、該ラインに含まれるエッジ数が所定の閾値より少ない場合に該ラインを背景領域として抽出する、
ことを特徴とする２値化処理方法。
請求項６または請求項９のいずれかに記載の２値化処理方法において、
前記２値化ステップにより２値化された画像のうち、白の画素数と黒の画素数を計測し、該計測した白と黒の画素数を比較した結果、黒の画素数が多い場合には、白と黒の反転を行う、
ことを特徴とする２値化処理方法。