JPH0267869A

JPH0267869A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0267869A
Application number: JP63219775A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Sugano; 浩樹菅野; Hitoshi Yoneda; 米田　等; Hironobu Machida; 町田　弘信
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1990-03-07

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、画像領域に記載されている情報、例えば文
字情報および写真情報の種類を判定する画像処理装置に
関する。

（従来の技術）従来、原稿に記載されている文字情報たけてなく画像情
報をも扱える画像処理装置は、スキャナなどにより読み
取った文字や線図などの画像情報を固定閾値により二値
化処理を行う。また、写真などの階調を有する画像情報
は、デイザ法などの疑似階調化手段によって二値化を行
っている。

これは、読み取った画像情報を固定閾値により！、１１
純二値化処理を行うと文字、線画像の領域は解像度が保
存されるため、画質劣化は生じないが、写真画像の領域
では階調性が保存されないために画質劣化を生じた画像
となる。また一方、読み取った画像情報を組織的デイザ
法などで階調化処理を行うと、写真画像の領域は階調性
が保存されるため画質劣化は生じないが、文字、線画像
の領域では解像度が低下するため画質の劣化した画像と
なってしまう。

その対策としては、文字部の解像度と写真部の階調性を
同時に満足する方式として画像平面内の局所領域でスキ
ャナで読み取った画像信号レベル所謂画像濃度の最大濃
度差△Ｄ　ｍａｘを求める。求めた最大濃度差へＤ　ｍ
ａｘと判定閾値（Ｔｈ　）とを比較して文字、線画像の
領域と写真画像の領域に分離し、各画像領域に応じて二
値化処理を切り替える処理がなされている。

例えば、第９図に示すように、原稿Ｐがコントラストの
ある文字、線画像の領域Ａ、ａ度変比変化だらかな写真
画像の領域Ｂ、線幅の太い線大文字部の領域Ｃから構成
されている。上記原稿Ｐの各領域における画像情報の典
型的な信号レベルは第１０図に示す。原稿Ｐの各領域か
ら読み取られる画像濃度を８ビツト（０〜２５５　：１
６進法（以下、ｈｅｘと略す）では０〜ｒｆ）とすると
画像領域の所定範囲内（例えば、（４Ｘ４）の計１６画
素の範囲）で領域Ａの最大濃度差△Ｄ　ｗａｘはｄｄ〜
ｒｒ（ｈｅｘ）、領域Ｂの最大濃度差△Ｄ　ｌｌ１ａｘ
は１０〜４０　（ｈｅｘ　）　、領域の最大濃度差△Ｄ
　ｍａｘは０〜１０（ｈｅｘ）となる。

ここで、判定閾値Ｔｈ　−８０（ｈｅｗ　）として以下
の判定条件で各画像領域を識別すると、△Ｄｏ＋ａｘ＞
Ｔｈ・・・・・・・・・文字部△ＤＩＩｌａＸ≦Ｔｈ・
・・・・・・・・写真部となる。領域Ａおよび領域Ｃの
エツジ部は文字部と識別され、一方領域Ａ、領域Ｃの内
部および領域Ｂは写真部と識別される。その結果、領域
Ａおよび領域Ｃのエツジ部では固定閾値による単純二値
化処理を、領域Ａ、領域Ｃの内部および領域Ｂではデイ
ザ処理を行う。

（発明が解決しようとする課題）従来は、前述の線大文字部である領域Ｃの内部の画像領
域から画像濃度を抽出すると領域Ｃの内部の画像領域の
濃度変化が少ないため、最大濃度差△Ｄ　ｏ＋ａｘが判
定閾値Ｔｈより小さくなる。最大濃度差ΔＤ　ｌ１ａｘ
が判定閾値Ｔｈより小さいので、線大文字部の領域Ｃの
文字領域を写真領域と判定してデイザ処理を行うため線
太文字部の領域内が文字領域より濃度の薄い所謂臼ヌケ
が発生する。

この白ヌケが発生するため、線人文字部の領域を写真領
域と誤って認識することにより画質の低下を招くおそれ
があった。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目
的としては、画像領域の文字領域および写真領域の判定
の精度を向上することにより、画質の向上および画像処
理の効率を向上できる画像処理装置を提供することにあ
る。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、この発明は、　処理対象画像
における所定画像領域内の濃度差および平均濃度を演算
する演算手段と、前記所定画像領域内の濃度変化を判定する判定手段と、前記演算手段および判定手段に応答して前記所定画像領
域の二値化処理の閾値を設定する設定手段と、を有することを要旨とする。

（作用）上記構成を備えた画像処理装置においては、画像領域の
各画素の濃度を抽出して当該画像領域の任意の画素と他
の画素との濃度差および平均濃度を演算する。演算した
平均濃度を前回演算した平均濃度と比較する。比較によ
り平均濃度が前回の平均濃度より所定の濃度以上に高く
且つ前記任意の画素と他の画素との濃度差が所定以上の
濃度変化ならば前記任意の画素を立上り情報と判別して
メモリに記憶する。また、比較により演算した平均濃度
が前回演算した平均濃度よりも所定の濃度が低く且つ前
記任意の画素と他の画素との濃度差が所定以上の濃度変
化ならば前記任意の画素を立下がり情報と判別してメモ
リに記憶する。記憶した立上がり情報または立下がり情
報を用いて画像領域に記載されている情報を種別するの
で、画像領域に記載されている情報の種類を正確に判定
することができる。

（実施例）以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の画像処理装置に係る一実施例を示す
制御ブロック図である。

この画像処理装置は、イメージ・スキャナ等の読み取り
装置にて読み取られた画像情報を、例えば１画素当り８
ビツトのデジタルデータとして二値化処理するものであ
る。

上記二値化処理する画像処理装置は、ラインバッファ］
、特微量抽出回路３．エツジ情報算出回路５および識別
部７を有するものである。

ラインバッファ１は、イメージ・スキャナ等から読み取
られた画像情報を一時的に記憶するものである。

特徴量抽出回路３は、ラインバッファ１から読み出され
た画像情報の各画素のうち注目画素を含む局所領域とし
て４行×４列の画素領域の平均濃度を演算するものであ
る。

エツジ情報算出回路５は、上記ラインバッファ１から読
み出される画像情報から、４行×４列の画素の局所領域
における注目画素の最大濃度差を求めるものである。

識別部７は特徴量抽出回路３およびエツジ情報算出回路
５で求めた平均濃度および最大濃度差をもとに局所領域
の画像情報が文字部か、あるいは写真部かを判定してそ
の画像の種別を識別判定するものである。

また、画像処理装置は動的閾値算出部１５．第２の閾値
算出部１７．閾値選択部１９．遅延回路２１、比較部２
３および選択部２５を有するものである。

動的閾値算出部（第１の閾値算出部）１５は、画像領域
の文字部を判定するときエツジ情報算出回路５で求めた
最大濃度ＤＩ！Ｉａｘと最小濃度Ｄ　ｍｉｎとを用いて
画像情報を二値化する為の閾値Ｂｈを、例えばＢｈ　−（ＤＩＩｌａｘ　＋Ｄｍｌｎ　）　／２として
求める。

第２の閾値算出部１７は、第８図に示す写真部の階調性
に対応して二値化処理するための位置決めを示すデイザ
パターン情報（デイザマトリックス）を記憶している。

閾値選択部１９は、エツジ判定回路１］−から入力され
る立上がりエツジ又は立下がりエツジ等の判定結果によ
り動的閾値算出部１５または第２の閾値算出部１７を選
択するものである。

ラインバッファ１から読み出され、遅延回路２１を介し
て所定のタイミングだけ遅延して比較部２３に導かれる
画像情報が、閾値選択部２３を介して抽出した閾値にて
二値化処理する。選択部２５はデコーダ１３から人力さ
れる一画素毎の判定結果および比較部２３から入力され
る二値化情報により文字部と判定すると「１」を選択し
て出力する。この「１」により注目画素の二値化処理に
おける文字領域として画像に描がれる。

次にこの発明の第１判別手段、第２判別手段および演算
手段を備えた識別部７を説明する。

上記識別部７には比較判定回路９．エツジ判定回路１１
およびデコーダ１３を有するものである。

比較判定回路９は、比較回路２７ａ、比較回路２７ｂ、
比較回路２７ｃおよび遅延回路２９ａを有する。

比較回路２７ａは、遅延回路２９ａを介して入力される
注目画素より１つ前の画素の平均濃度Ｄａを低濃度値の
閾値Ｔ旧と比較するものである。

比較回路２７ｂは、特徴量抽出回路３から入力される平
均濃度Ｄａを平均値の閾値Ｔｈｃｌｒと比較するもので
ある。比較回路２７ｃは、特徴量抽出回路３から人力さ
れる平均濃度Ｄａを高濃度値の閾値Ｔｈｈと比較するも
のである。

エツジ判定回路１１は比較回路２７ｄおよび遅延回路２
９ｂを有する。

比較回路２７ｄは、エツジ情報算出回路５がら入力され
る最大濃度差ΔＤ　ｍａｘを所定の閾値Ｔ　ｂ、例えば
８０（ｈｅｘ）と比較して、閾値Ｔｈより大きければＯ
Ｎ信号をデコーダ１３および閾値選択部１９に出力する
。遅延回路２９ｂは、エツジ情報算出回路５から入力さ
れる最大濃度差へ〇　ｆｆ１ａＸを所定のタイミング遅
延させてデコーダ１３に出力する。

デコーダ１３は、比較回路２７ａにより注目画素より１
つ前の画素の平均濃度Ｄａが閾値Ｔ旧より大きく、且つ
、エツジ判定回路１１がらＯＮ信号が人力されると立上
がりエツジと判定する。立上がりエツジと判定するとデ
コーダ１３は、エツジフラグを１にセットする。一方、
デコーダ１３は、比較回路２７ｂにより平均濃度Ｄａが
閾値Ｔｈｃｌｒより小さく、且つ、エツジ判定回路１１
からＯＮ信号が入力されなければ立下がりエツジと判定
する。立下がりエツジと判定するとデコーダ１３は、エ
ツジフラグを０にセットする。更に、デコーダ１３は、
立上がりエツジ又は立下がりエツジと判定されない場合
エツジフラグを調べて、フラグが１のとき比較回路２７
ｃにより平均濃度Ｄａが閾値Ｔｈｈより大きければ文字
部と判定する。

前述した特徴量抽出回路３の平均濃度Ｄａとエツジ情報
算出回路５の最大濃度差ΔＤ　ＩＩａｘは次のようにし
て求める。

特徴量抽出回路３の回路図は第３図に示す如くである。

この特徴量抽出回路３は、第５図に示す斜線で示される
画素の処理対象画素中の注目画素Ｄｉｊを含む４行×４
列（Ｄｉｔ〜Ｄ　Ｉ＋２　、　ＤＪ−１〜Ｄ　Ｊ＋２）
の画素領域の平均濃度を求めるものである。

また、特徴量抽出回路３に入力される画像情報のタイミ
ングは第７図のタイムチャートに示すタイミングである
。特徴量抽出回路３は、ラインバッファ１からクロック
ＣＫＬに同期して画像領域の４行×４列の画素のうち、
１列の４画素（Ａ　。

−３、Ｂｏ　−３、Ｃｏ　−３、Ｄｏ　−３）ずつセレ
クタ３１を介して加算器３３ａ　、３３ｂ　、３３ｃ　
。

３３ｄに順次分配している。なお、この列単位に入力さ
れる画像情報の上記セレクタ３１による加算器３３ａ　
、３３ｂ　、３３ｃ　、３３ｄ　への分配は、クロック
ＣＬＫを受けて動作する２　ｂｉｔカウンタ３５からの
選択信号ＳＥ１、ＳＦ３により動作制御することにより
行う。

加算器３３ａ　、３３ｂ　、３３ｃ　、３３ｄは画像情
報を４画素単位でそれぞれ列方向に加算し、その列にお
ける画像濃度の和をそれぞれ求める。

次段の加算器３３ｅは上記加算器３３ａ、３３ｂ　、３
３ｃ　、３３ｄによってそれぞれ求めた列方向４画素の
濃度の和を４列分加算することで、前述した（４Ｘ４）
画素の局所領域における濃度の総和を求めている。この
濃度の総和を除算器３７にて上記局所領域を構成する画
素数［１６コで除算することで、局所領域の平均濃度値
Ｄａを求める。

エツジ情報算出回路５の回路図は第４図に示す如くであ
る。

エツジ情報算出回路５は、前記ラインバッファ１からク
ロックＣＬＫに同期して列方向に４画素単位で順次入力
される画像情報（８ｂｉｔ／画素）をセレクタ３９を介
して比較器４１ａ、４１ｂ。

４１ｃ、４１ｄに順次分配している。尚、この列単位に
入力される画像情報の上記セレクタ３９による比較器４
１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄへの分配は、クロックＣ
ＬＫを受けて動作する２　ｂｉｔカウンタ４３からの選
択信号ＳＥ１、ＳＦ３により動作制御される。

比較器４１．ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは画像情報を
４画素単位でそれぞれ列方向に比較し、その列における
最大濃度と最小濃度とをそれぞれ求める。

次段の比較器４１ｅは、上記比較器４１ａ、４１ｂ　、
　４１ｃ　、　４１ｄそれぞれで求めた最大濃度をＥＤ
Ｇ　１のタイミングで入力し、入力された最大濃度のう
ち最大値Ｄ　ｍａｘを求める。同様に比較器４１「は、
比較器４１ａ〜４１ｄから人力される最小濃度のうち最
小値Ｄｍｌｎを求める。以上の比較処理によって第５図
に示す（４Ｘ４）画素の領域内における濃度の最大値Ｄ
　ｍａｘと最小値Ｄｍｊｎとをそれぞれ求め、ＥＤＧ２
のタイミングで出力する。

減算器４５はこのようにして求めた濃度の最大値Ｄ　ｗ
ａｘと最小値Ｄｍｉｎとの差である最大濃度差ΔＤ　ｏ
＋ａｘ　−Ｄ　ａ＋ａｘ　−Ｄ　ｍｉｎを求めるもので
ある。

減算器４５により求められた最大濃度差△ＤＩＩａＸは
、デコーダ１３に出力される。

以上説明した構成により画像情報の文字部又は写真部の
判定が行なわれる。

次にこの実施例の作用を第８図の処理フローチャートを
用いて説明する。

まず、装置に電源投入後、係員は原稿を読取装置（図示
せず）にセットして読取りキーを押下する。キーが押下
されるとスキャナは原稿を走査して画像情報を読取り、
例えば１画素当り８ビツトのディジタルデータをライン
バッファ１に記録する。ラインバッファ１に記憶されて
いる画像情報は、特徴量抽出回路３およびエツジ情報算
出回路５に所定のクロックに同期して出力される。エツ
ジ情報算出回路５は、入力される画像情報の最大濃度と
最小濃度とから最大濃度差△Ｄ　ＩＩａｘを演算してエ
ツジ判定回路１１に出力する。エツジ判定回路１１は、
入力される最大濃度差ΔＤＩｌａｘが閾値Ｔｈより小さ
ければステップ１１０に進み、閾値Ｔｈより大きければ
ステップ１６０に進む（ステップ１００）。

ステップ１１０に進むとデコーダ１３は、注目画素Ｄｌ
ｊを含む局所領域の平均濃度Ｄａが閾値Ｔｈｈより大き
く、且つ、注目画素Ｄｌｊの最大濃度差ΔＤｌｌａｘが
閾値Ｔｈより大きければエツジフラグを１にセットして
、一方立上がりエツジでなければステップ１２０に進む
（ステップ１１０，１７０）ｅ。

ステップ１２０に進むとデコーダ１３は、注目画像Ｄ１
ｊを含む局所領域の平均濃度Ｄａが閾値Ｔｈｃｌｒより
小さく、且つ、注目画素ＤＩｊを含む局所領域の最大濃
度差△Ｄ　ｍａＸが閾値Ｔｈより大きければ立上がりエ
ツジと判定してエツジフラグをＯにしてステップ１９０
に進む（ステップ１２０゜１８０）。

デコーダ１３は、注目画素Ｄｌｊを含む画像領域が立上
がりエツジ又は立下がりエツジでない場合、エツジフラ
グが１でなければステップ１９０に進み、エツジフラグ
が１ならば平均濃度Ｄａを閾値Ｔｈｈと比較する。比較
により画像領域の平均濃度Ｄａが閾値Ｔｈｈより大きけ
ればデコーダ１３は、文字部と判定して、平均濃度Ｄａ
が閾値Ｔｈｈより小さければステップ１９０に進む（ス
テップ１３０〜１５０）。

ステップ１６０に進むと動的閾値算出部１５は、エツジ
情報算出回路５から入力される最大濃度ＤＷａＸと最小
濃度Ｄ　ＩＷｉｎとの平均値である画像情報を二値化す
る閾値Ｂｈを求める。求めた閾値Ｂｈにより画像情報の
写真部の二値化処理であるデイサ処理が行われる。

ステップ１９０に進むと閾値選択部１９は、第２の閾値
算出部１７に記憶されているデイザマトリックスにより
閾値（Ｂｈ　）を選択して、逐次デイザマトリックスの
示す位置に二値化処理を行うために、選択部２５から二
値化処理における文字領域を示す「１」を出力する（ス
テップ１９ｏ）。

このように、画像情報の文字部および写真部を立上がり
エツジ又は立下がりエツジを判定してエツジフラグに記
憶して、立上がりエツジ又は立下がりエツジを判定しな
いとき当該エツジフラグを参照して文字部等の判定をす
るので、従来の如く白ヌケが発生することもない。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、参照範囲の領域は、（４Ｘ４）に限定されるも
のではなく、適宜範囲を自由に変更してもよい。また、
本実施例では一画素単位での識別の例を示したが、（Ｎ
ＸＮ）のブロック単位（Ｎ≧２なる整数）での識別を行
ってもよい。

その結果として、処理速度の向上をはかり、高速な画像
処理装置を実現することも可能となる。

また、上記実施例ではエツジ情報抽出回路５は最大濃度
差算出回路で構成する例を示したが、ラプラシアン値算
出回路や隣接画素間濃度差算出回路などエツジ領域を示
す情報を算出する回路であればどのようなものでもよい
。また、特徴量算出回路は平均濃度を算、出する回路を
例として示したが最大濃度や注目画素自身の濃度を与え
る回路構成であってもよい。

また、動的閾値処理に於ける閾値（Ｂｈ）としては、各
種の値を選択することができ、例えば所定範囲内の平均
濃度値（Ｄａ　）から、Ｂｈ　−Ｄａとすることもでき
る。さらに、各々の値に対して許容１１ａ　　（ａは正
及び負の値）を付加した閾値としてもよい。つまり、Ｂ
ｈ　−Ｂｈ　＋ａとすることも可能である。このように
許容量をもたせることによって、画像処理装置の諸条件
により画像入力条件が変動しても安定した出力画像を得
ることができる。

また、デイザ閾値に対しても、ドツト分散型以外の閾値
配置（例えば、ドツト集中型閾値配置）に自由に設定し
てもよい。さらに、出力装置の出力特性に応じた非線形
な閾値配置とすることも可能である。このことにより、
レーザプリンタ、熱転写プリンタ、インクジェットプリ
ンタ等各種のプリンタに対応した最適な階調表現が可能
となる。

さらに本発明では、特徴量の値および、判定閾値は、読
み取り手段で読み取った画像信号つまり、画像情報の反
射率に対応した量をもとに算出しているが、この量を画
像濃度に（反射率の逆数の対数）変換した値で、さらに
は、人間の視覚特性を考慮した変換信号をもとに識別を
行ってもよい。

［発明の効果コ以上説明したように、この発明によれば、注１」画素を
含む画像領域の最大濃度差および平均濃度を求めて、こ
の最大濃度差と平均濃度とを用いて画像領域に記載され
ている文字部又は写真部等の種類を判定するので、画像
領域の文字領域および写真領域の判定精度を向上するこ
とにより、画質の向上および画像処理の効率を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の画像処理装置の一実施例を示す制御
ブロック図、第２図は識別回路を示す回路図、第３図は
特徴量抽出回路を示す回路図、第４図はエツジ情報算出
回路を示す回路図、第５図は画像処理の画素領域を示す
図、第６図は写真部分を二値化する為の第２の閾値とし
てのデイザパターンの例を示す図、第７図は実施例の処
理動作タイミングを示す図、第８図はこの発明の動作を
示すフローチャート、第９図は処理対象となる文書画像
の例を示す図、第１０図は第５図に示す処理対象画像の
典型的な画像信号の濃度レベルを示す図である。３・・・特徴量抽出回路５・・・エツジ情報算出回路７・・・識別部　　　　　　　９・・・比較判定回路１
１・・・エツジ判定回路　１３・・・デコーダ２７ａ〜
２７ｄ・・・比較回路２９ａ〜２９ｂ・・・遅延回路３１．３９・・・セレクタ　３３ａ〜３３ｅ・・・加算
器３７・・・除算器　　　　　４１ａ〜４１ｆ・・・比
較器４５・・・減算器

Claims

【特許請求の範囲】処理対象画像における所定画像領域内の濃度差および平
均濃度を演算する演算手段と、前記所定画像領域内の濃度変化を判定する判定手段と、前記演算手段および判定手段に応答して前記所定画像領
域の二値化処理の閾値を設定する設定手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。