JPH02216974A - ２値化信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、２値化信号処理装置に係り、特に文字認識装
置及びイメージスキャナ等で入力したビデオ信号から背
景ノイズを除去する２値化信号処理装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、文字認識等に用いられる２値化信号処理装置は
、イメージスキャナ等で取り込んだイメージデータに文
字以外の背景ノイズが含まれるため、このノイズを除去
する機能が付加されている。

従来技術による２値化信号処理装置は、例えば特開昭５
０−２００６３号公報に記載される如く、この背景ノイ
ズを除去するために、文字情報を欠落しない程度で、あ
る程度のノイズを除去できる値の閾値（スライスレベル
）をもつ第１の２値化回路と。

該第１の２値化回路の閾値より高濃度側に設定した閾値
をもつ第２の２値化回路と、前記第２の２値化回路の出
力信号を孤立点除去（ノイズを含む黒画素点に注目し、
これに隣接する黒画素間との距離が一定値以上の場合に
当該注目画素を取り除く処理）すると共に融合処理（黒
画素に隣接する非画像部分を強制的に黒画素として処理
して骨格画像を太字にする処理）する処理回路と、該処
理回路及び第１の２値化回路との出力信号のアンド条件
をとる論理回路を設け、第２の２値化回路乃至処理回路
でノイズ除去及び文字欠落を太字処理により補正した画
像信号と、第１の２値化回路による文字欠落はないがノ
イズも含む画像信号とのアンド条件を論理回路でとるこ
とにより、高品質の文字画像再生が可能なように構成さ
れている。

また従来の手書文字認識装置に使用される専用用紙は文
字記入用の枠が印刷されており、この枠は装置の誤認識
を防止するためにドロップアウトカラーと呼ばれる認識
外の色に配色されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来技術による画像処理装置は、微少な背景ノイズ
を除去できるものの、広い面積にわたる背景ノイズは閾
値を操作せずに除去できないと言う不具合を招いていた
。具体的には前述のドロップアウトカラーが所定より濃
く印刷されて前記第１の２値化回路の閾値を越える場合
、当該枠を文字の一部として切り出し１文字認識ができ
なくなると言う問題点があった。

本発明の目的は前記従来技術の問題点を除去することで
あり、広い面積の背景ノイズを除去することができる画
像信号処理装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため本発明による２値化信号処理装
置は、文字画像原稿をラスタ走査したビデオ信号を文字
パターンを識別する第１の閾値及び該第１の閾値より低
レベルの第２の閾値で２値化し、前記２値化した信号の
うち任意の画素を注目画素とし、該注目画素の前後に位
置する画素を周辺画素とした場合、前記注目画素が第１
の閾値を越え且つ周辺画素出力が第１の閾値を越えると
きに文字パルス信号を出力し、前記第２の閾値のみを越
えるのときに離散的なパルス信号を出力し。

前記離散的なパルス信号を除去することを第１の特徴と
する。

また本装置は、文字画像原稿をラスタ走査したビデオ信
号を文字パターンを識別する第１の閾値で２値化する第
１の２値化回路と、前記第１の閾値より低レベルの第２
の閾値で低濃度のパターンを２値化する第２の２値化回
路と、前記各回路により２値化した信号のうち任意の画
素を注目画素とし、該注目画素の前後に位置する画素を
周辺画素とした場合、前記注目画素が第１の閾値を越え
且つ周辺画素出力が第１の閾値を越えるときに文字パル
ス信号を出力し、前記第２の閾値のみを越えるのときに
離散的なパルス信号を出力する監視回路と、前記離散的
なパルス信号を除去するノイズ除去回路とを備えたこと
を第２の特徴とする。

更に本装置は、監視回路が第２の２値化回路の出力を所
定の間隔でサンプリングすることにより離散的なパルス
信号を出力することを第３の特徴とし、監視回路が第２
の２値化回路の出力をサンプリングする所定間隔を複数
もち、該所定間隔を選択することを第４の特徴とする。

［作用］ 前記本発明の第１及び第２の特徴による２値化信号処理
装置は１文字パターンを識別する第１の閾値より低レベ
ルの第２の閾値のみを越えるビデオ信号を１文字パター
ン以外の背景ノイズとみなして離散的なパルス信号を出
力し、この前記離散的なパルス信号を除去することによ
り、例えば所定より濃く印刷されたドロップアウトカラ
ーを除去することができる。

また第３の特徴による２値化処理装置によれば。

第２の２値化回路の出力を所定の間隔でサンプリングし
て離散的なパルス信号を出力することにより、文字パタ
ーン信号と容易に区別することができる。

更に第４の特徴により監視回路が複数のサンプリング間
隔をもち、該間隔を選択することにより。

ドロップアウトカラーの種類やフォーマットプログラム
等に対応して切り替えることができる。

［実施例］ 以下、本発明による２値化信号処理装置の一実施例を図
面を参照して詳細に説明する。

第１図は本実施例による２値化信号処理装置の回路構成
を示す図であり、イメージスキャナ等によりラスタ走査
された画像信号であるビデオ信号ｖＳを入力として第１
の閾値であるスライスレベルＳＬＡ及び該スライスレベ
ルＳＬＡより低い第２の閾値であるスライスレベルＳＬ
Ｂを基にノイズを除去したビデオ信号ｖｏＳを出力する
ものである。

この装置は、前記ビデオ信号ｖＳとスライスレベルＳＬ
Ａとを比較してｖＳ≧ＳＬＡのとき、即ちビデオ信号ｖ
ＳがスライスレベルＳＬＡより高濃度のときに黒信号を
示す信号”１”を出力するコンパレータ１と、同様にビ
デオ信号ｖＳがスライスレベルＳＬＢより高いときに黒
信号を示す信号”１”を出力するコンパレータ２と、複
数の記憶素子（ステージ）ａｌｌ乃至ａ３３から成るマ
トリックスシフトレジスタ３と、前記コンパレータ１の
出力信号を遅延させて記憶素子ａ２１〜ａ２３に格納す
る遅延シフトレジスタ４と、このレジスタ４の出力信号
を更に遅延して記憶素子ａ３１〜ａ３３に格納する遅延
シフトレジスタ５と、コンパレータ２の出力を遅延する
遅延シフトレジスタ６と、前イミングクロックＴＣＩを
計数する水平カウンタ１２と、タイミングクロックＴＣ
３を計数する垂直カウンタ１３と、後述する各回路の出
力信号が入力されるアンドゲート８，９及びオアゲート
１０と。

該ゲート１０の出力信号りを入力として複数の記憶素子
ｂｌｌ乃至ｂ３３に画素を格納するマトリックスシフト
レジスタ１４と、該レジスタ１４の出力信号を遅延する
遅延レジスタ１５及び１７と、前記レジスタ１４の全記
憶素子からの出力信号を入力としてノイズを除去するＲ
ＯＭ１７と、このＲＯＭ１７の出力信号を一時格納して
ビデオ信号ｖＯ８を出力するフリップ・フロップ１８と
を備える。

前記マトリックスシフトレジスタ３は、３Ｘ３画素（３
ラスタ×３ビツト）の２次元マトリックスで構成される
９つの記憶素子ａｌｌ乃至ａ３３を持ち、該記憶素子ａ
ｌｌ乃至ａ１３にコンパレータ１からの３画素分の出力
をクロック信号ＴＣＩのタイミングで順次シフトして格
納し、記憶素子ａ２１乃至ａ２３に遅延シフトレジスタ
４によって遅延された１ライン分（ｎ画素）の出力を格
納し、記憶素子ａ３１乃至ａ３３に遅延シフトレジスタ
５によって更に遅延された１ライン分（ｎ画素）の出力
を格納するものであり１本実施例では前記中央の記憶素
子ａ２２に格納した情報を注目画素と呼び、他の８つの
記憶素子ａｌｌ乃至ａ２１及びａ２３乃至ａ３３に格納
した情報を周辺画素と呼ぶものとする。要約するとマト
リックスシフトレジスタ３は、ある画素（注目画素）を
中心に８画素分のコンパレータ１の出力を保持するもの
である。

前記水平カウンタ１２はタイミングクロックＴＣ１を計
数して計数値が所定値に達したときに第３図に示すタイ
ミングクロックＴＣ２を出力し、垂直カウンタ１３はタ
イミングクロックＴＣ３の立ち上がりにより反転するタ
イミングクロックＴＣ４を出力する回路である。前記遅
延シフトレジスタ６は、コンパレータ２の出力をｎ＋２
画素分遅延した信号Ｅを出力するものである。前記アン
ドゲート８は、オアゲート７の出力及び遅延シフトレジ
スタ６の出力とのアンド条件をとった信号Ｂを出力し、
ノットゲート１１は、オアゲート７の出力信号を反転し
て出力するものである。他方アンドゲート９は、前記ノ
ットゲート１１．カウンタ１２及び１３．遅延シフトレ
ジスタ６の出力信号のアンド条件をとった信号Ｃを出力
し、オアゲート１０は。

前記注目画素である記憶素子ａ２２の出力信号Ａ。

アンドゲート８及び９の出力信号Ｂ及びＣのオア条件を
とって信号りを出力するものである１以上のマトリック
スシフトレジスタ３乃至オアゲート１０に至る回路は、
前記注目画素が第１の閾値を越え且つ周辺画素出力が第
１の閾値を越えるときに文字パルス信号を出力し、前記
第２の閾値のみを越えるのときに離散的なパルス信号を
出力する監視回路に相当する。

またマトリックスシフトレジスタ１４は、前記信号りを
入力として順次シフトしながら記憶素子ｂｌｌ乃至ｂ１
３に格納し、前述のシフトレジスタ４と同様に１ライン
分のｎ画素を遅延シフトレジスタ１５により遅延した画
素を記憶素子ｂ２１乃至ｂ２３に格納し、遅延シフトレ
ジスタ１６により更に遅延した画素を記憶素子ｂ３１乃
至ｂ３３に格納するものである。

更にＲＯＭ１７は前記各記憶素子ｂｌｌ乃至ｂ３３から
の出力信号を入力して格納するデータに従って背景ノイ
ズを除去するものであり、前記遅延シフトレジスタ４及
び５は周知なＲＡＭやＦＩＦＯ（ｆｉｒｓｔ　　ｉｎ　
　ｆｉｒｓｔ　　ｏｕｔ）メモリ等により構成される。

更にスライスレベルＳＬＡは第２図に示すごとく高濃度
の文字パターンを２値化して切り出すための闇値であり
、スライスレベルＳＬＢは該レベルＳＬＡより低濃度の
淡いパターン、例えば濃く印刷されたドロップアウトカ
ラーを２値化するための閾値である。

さてこの様に構成された画像信号処理回路は、イメージ
スキャナ等により読み込んだビデオ信号ｖＳをコンパレ
ータ１及び２に入力してそれぞれのスライスレベルＳＬ
Ａ及びＳＬＢとの比較結果をマトリックスシフトレジス
タ３及び遅延シフトレジスタ６に出力する０例えば第２
図（ａ）に示す様な濃くドロップアウトカラー２１が印
刷された枠の中に文字２０（ゼロ）が記入され、矢印Ａ
方向に走査される場合、ビデオ信号ｖＳは第２図（ｂ）
に示す如くドロップアウトカラー２１の部分ではスライ
スレベルＳＬＢ以上且つスライスレベルＳＬＡ以下のレ
ベルになり、文字２０の部分ではスライスレベルＳＬＡ
を越えるレベルに変化し、前記各スライスレベルＳＬＡ
及びＳＬＢを越えた時点でコンパレータ１及び２がその
出力を”１”に保持する。

このコンパレータ１の出力は、マトリックスシフトレジ
スタ３の記憶素子ａｌｌ乃至ａ１３／遅延シフトレジス
タ・４７遅延シフトレジスタ５を順次介することにより
全ての記憶素子ａｌｌ乃至ａ３３に格納される。このと
き中央の記憶素子ａ２２に格納される注目画素はオアゲ
ート１０に送出され、他の記憶素子ａｌｌ乃至ａ２１及
びａ２３乃至ａ３３に格納した周辺画素はオアゲート７
に出力されてアンドゲート８及びノットゲート１１に伝
達される。

一方コンパレータ２の出力は遅延シフトレジスタ６によ
りｎ＋２画素分遅延しているため、前記記憶素子ａ２２
に格納される注目画素と同期してアンドゲート８及び９
に入力される。従ってアンドゲート８は前記周辺画素の
うち少なくとも１つが”１”　（ａ１１＋ａ１２＋ａ１
３＋ａ２１＋ａ２３＋ａ３１＋ａ３２＋ａ３３＝１、但
し「＋」はオア論理を示す）で、注目画素が２１”のと
きに信号Ｂを”１”としてオアゲートｌＯに出力する。

このとき前記注目画素の出力も直接オアゲート１０に入
力される。

他方アンドゲート９には水平カウンタ１２．垂直カウン
タ１３によるタイミングクロックＴＣ２゜Ｔｅ３及び遅
延シフトレジスタ６の出力Ｂ、ノットゲート１１の出力
が入力されるため、予め前記カウンタ１２及び１３によ
り規定されているカウンタ周期でアンド条件が取られて
離散的（本Ｗ実施例では２ライン、２画素ピッチ）なサ
ンプルリングが行われ、アンド条件がとられた時に出力
信号Ｃが”１”になる。

二九により次の場合にオアゲート１０の出力が”１”に
なる。

（ａ）注目画素がスライスレベルＳＬＡを越える程度に
高濃度で、信号Ａが”１”になる場合、即ち注目画素が
文字パターン（高濃度）の場合。

（ｂ）周辺画素のうち少なくとも１つがスライスレベル
ＳＬＡを越える高濃度（ａ　１１＋　ａ　１２＋　ａ　
１３＋ａ　２１＋　ａ　２３＋　ａ　３１＋　ａ　３２
＋　ａ　ａ３＝　ｔ、但しｒ＋Ｊはオア論理）、且つ注
目画素がスライスレベルＳＬＢを越える程度に高濃度（
ａ２２＝１）で、更にサンプリング周期が一致して信号
Ａ及びＥが”１″になりアンドゲート９でアンド条件が
とられて信号Ｂが１”になる場合、即ち、注目画素が濃
く印刷されたドロップアウトカラーを含み１周辺画素の
うち少なくとも１画素が文字パターンで、更に、サンプ
リング周期が一致した場合に信号りが出力される。

（Ｃ）周辺画素全てがスライスレベルＳＬＡを越えない
程度に低濃度（ａ　１１＋　ａ　１２＋　ａ　１３＋　
ａ　２１＋ａ　２３＋　ａ　３１＋　ａ　３２＋　ａ　
３３　＝０、但し「＋」はオア信号Ｇ、信号Ｅ、クロッ
クＴＣ２，クロックＴＣ４が”１”になる場合（サンプ
リング周期が一致しない時は”０”）、即ち注目画素が
濃く印刷されたドロップアウトカラー程度の濃さで１周
辺画素全てが文字シーパターンでない場合。

尚、これに対して注目画素と同位相の前記遅延シフトレ
ジスタ６の出力Ｅが”０”の場合、アンドゲート９によ
るアンド条件が取られないためオアゲート１０の出力が
Ｄ＝”Ｏ”となる。

以上を具体的に述べれば、ビデオ信号ｖＳが文字パター
ンの様にスライスレベルＳＬＡを越える濃いパターンが
連続する場合に、前記オアゲート１０の出力信号りが”
１”を保持し、ビデオ信号■ＳがスライスレベルＳＬＢ
を越えない背景ノイズの場合に出力信号りが”Ｏ”を保
持し、ビデオ信号ｖＳが前記各スライスレベル間の淡い
パターンの場合に出力信号りが”０、′と”１”とを予
め規定したサンプリング間隔（周期）で出力する。更に
注目画素が前述の淡いパターンの場合は周辺画素が高濃
度のパターンのとき出力信号Ｄｔ−”１′を保持する０
例えば第２図（ａ）に示す印刷物の場合、出力信号りは
第２図（ｃ）の様に淡いドロップアウトカラー２１の部
分は離散的なパルス信号となり、文字２０の部分は文字
線幅に相当する幅を持つパルス信号となる。

この様に出力される信号りは、前記マトリックスシフト
レジスタ１４の記憶素子ｂｌｌ乃至ｂ１３／遅延レジス
タ１５及び１６に順次転送されることにより、該レジス
タに格納され、ＲＯＭ１７に転送される。

該ＲＯＭ１７は、信号のスムージング（平滑化）を行う
ものであり、例えば該レジスタ１４に記憶される信号が
第４図（ａ）に示した記憶素子の配列で第４図（ｂ）に
示す信号の場合その出力Ｙをｎｏ”（諷意ノイズとして
除去）とし、第４図（Ｃ）に示す信号の場合注目画素ｂ
２２（”１”）の隣接画素ｂ２３が１”のため出力Ｙを
”１″とする。このＲＯＭ１７の処理は、一般式で示す
と下記式となる。

Ｙ　＝　ｂ　２２・　（ｂ　１１＋　ｂ　１２＋ｂ　１
３＋　ｂ　２１＋　ｂ　２３＋ｂ３１＋　ｂ３２＋　ｂ
３３） ただし、「・」はアンド論理を示し、「＋」はオワ論理
を示す、即ちＲＯＭ１７は注目画素が他点的な場合は出
力を諷意ノイズとして除去する。

従ってＲＯＭ１７に入力される信号パターンが例えば、
第４図（ｄ）に示す様に信号″１”　（丸で囲ったもの
）が離散的に発生する場合、即ち第１図のアンドゲート
９から前記淡いパターンによる離散的パルスになる出力
信号りの場合、前記パルス信号″１”は孤立点ノイズと
して除去される。

一方、第４図（ｅ）に示す様な信号”１″が隣接する場
合は、ＲＯＭ１７の出力Ｙが１”となるため除去される
ことがない、従ってボールペンで記載した文字線の局所
的なカスレの様な淡い信号であっても隣接した高濃度の
部分があるためにスライスレベルＳＬＢ以上であれば黒
出力することが出来る。またドロップアウトカラー及び
消し跡等の如く均一に淡い濃さの信号は、離散的なノイ
ズとして除去される。

従って本実施例による画像信号処理装置は、濃く印刷さ
れたドロップアウトカラー及び消し跡等による背景ノイ
ズを除去することができ、またボールペン文字等の局所
的な文字線の淡い部分のかすれ等も低い閾値により補正
することができる。

本実施例においては、マトリックスシフトレジスタ１４
及びＲＯＭ１７の大きさを３Ｘ３のマトリックスとして
説明したが、本発明はこれに限られるものではなく１例
えば３ｘ４，４ｘ４，４ｘ５，５ｘ５等にマトリックス
サイズを拡張してもよい、この拡張により孤立点ノイズ
の除去を２画素以上の連結パターン、例えば除去しよう
とする連結パターンの周辺画素が全て”Ｏ″であるよう
に条件設定も可能である。

更に本発明はカウンタ１２及び１３による離散的なサン
プリングに限定されるものではなく１例えば連続した２
画素交互にサンプリングするようにしてもよい、この連
続２画素交互サンプリングは、ＲＯＭ１７の内容を外部
スイッチ等により使用目的に応じて切替指定可能にアド
レス分けし、操作者がドロップアウトカラーの種類やフ
ォーマットプログラム等に対応して切り替える様に構成
してもよい。

この様に本実施例によれば、従来は印刷濃度。

インキ種類や網点等のドロップアウトカラーに対する印
刷制限を大幅に緩和することができる。これは前記２値
化閾値及びスムージングの仕様によって大幅に条件設定
が変更可能である０例えば第５図（ａ）に示す多種色彩
の分光反射率で、λＶ（λ１＝６１０ｍｍ〜６６０■）
なる波長帯域を読み取り帯域とした場合、撮像光学系の
途中に第５図（ｂ）に示す様な当該波長を透過するバン
ドパスフィルタを挿入することにより、容易に条件設定
が変更可能である０例えば、従来はゴールドレッド、オ
レンジ、ローズ等の反射率の低い色彩に制限されていた
ドロップアウトカラーを更にバイオレット。

ブライトグリーン、ハイバイオレット、ブルースカイグ
リーン等の比較的反射率の高い色彩を使用しても、これ
らの色彩の反射率が前記波長帯域の範囲でスライスレベ
ルＳＬＡ及びＳＬＢに入るため使用することができる。

即ち従来の色彩り反射率の高い色彩であっても本実施例
による離散的ノイズとして除去するため、多種の色彩を
使用することができる。尚、この場合もボールペン等の
反射率は前述の色彩に比べて充分反射率が低いために読
み取り信号として検出可能である。

本実施例による画像信号処理装置を電子ファイリングシ
ステムに適用した場合は、ノイズ低減により画質の向上
が図れると共に、データ記録の際のデータ圧縮率も向上
することができる。

また本実施例においては前記離散的ノイズを除去する例
を説明したが１本実施例はこれに限られるものではなく
１例えば離散的ノイズを文字枠等の位置決め信号として
積極的に活用することもできる。

〔発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、２つの２値化閾値を用
いて淡いパターンのビデオ信号を検出し。

このビデオ信号の２値化出力を離散的なパルス信号とし
て出力し、この離散的なパルス信号を除去することによ
り、ドロップアウトカラー他による広い面積の背景ノイ
ズを除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による画像処理装置を示す図
、第２図（ａ）〜（Ｑ）は文字認識装置に適用されるド
ロップアウトカラー及び検出信号を説明するための図、
第３図は本実施例による画像処理装置のタイミングクロ
ックを示す図、第４図（ａ）〜（ｅ）は本実施例による
画像処理装置のノイズ除去を説明するための図、第５図
（ａ）及び（ｂ）はドロップアウトカラーに使用される
色彩の反射率及び透過率を説明するための図である。 １及び２：コンパレータ、３及び１４：マトリックスシ
フトレジスタ、４乃至６：遅延シフトレジスタ、１２：
水平カウンタ、１３：垂直カウンタ、１５乃至１６：遅
延シフトレジスタ、１７：　ＲＯＭ、１８：フリップフ
ロップ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）文字画像原稿をラスタ走査したビデオ信号を２値
   化して背景ノイズを除去する２値化信号処理装置におい
   て、該ビデオ信号を文字パターンを識別する第１の閾値
   及び該第１の閾値より低レベルの第２の閾値で２値化し
   、前記２値化した信号のうち任意の画素を注目画素とし
   、該注目画素の前後に位置する画素を周辺画素とした場
   合、前記注目画素が第１の閾値を越え且つ周辺画素出力
   が第１の閾値を越えるときに文字パルス信号を出力し、
   前記第２の閾値のみを越えるのときに離散的なパルス信
   号を出力し、前記離散的なパルス信号を除去することを
   特徴とする２値化信号処理装置。
2. （２）文字画像原稿をラスタ走査したビデオ信号を２値
   化して背景ノイズを除去する２値化信号処理装置におい
   て、該ビデオ信号を文字パターンを識別する第１の閾値
   で２値化する第１の２値化回路と、前記第１の閾値より
   低レベルの第２の閾値で低濃度のパターンを２値化する
   第２の２値化回路と、前記各回路により２値化した信号
   のうち任意の画素を注目画素とし、該注目画素の前後に
   位置する画素を周辺画素とした場合、前記注目画素が第
   １の閾値を越え且つ周辺画素出力が第１の閾値を越える
   ときに文字パルス信号を出力し、前記第２の閾値のみを
   越えるのときに離散的なパルス信号を出力する監視回路
   と、前記離散的なパルス信号を除去するノイズ除去回路
   とを備えたことを特徴とする２値化信号処理装置。
3. （３）監視回路が第２の２値化回路の出力を所定の間隔
   でサンプリングすることにより離散的なパルス信号を出
   力することを特徴とする請求項２記載の２値化信号処理
   装置。
4. （４）監視回路が第２の２値化回路の出力をサンプリン
   グする所定間隔を複数もち、該所定間隔を選択すること
   を特徴とする請求項３記載の２値化信号処理装置。