JPH04317262A - 画像処理装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】文字、写真、網点画像の混在した
画像において、文字、写真、網点画像の領域に分離した
後、それぞれの画像に最も適した圧縮処理を施すことに
より高品質な画像の保存、通信、印刷を目的とし、ファ
クシミリ装置、デジタル複写機、イメ−ジスキャナ装置
、プリンタ装置などの装置に用いられる画像処理装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】文字画像、写真画像と、新聞や雑誌等に
見られる網点画像がある。各々の画像は、性質が異なる
ため、画像情報を圧縮処理する場合に、各々の画像に違
った圧縮処理を行う必要がある。例えば、文字画像（図
形、表など線で書かれた画像も含む）は、ファクシミリ
装置に見られるようにランレングス符号化法が用いられ
る。写真画像は、離散コサイン変換法（以後ＤＣＴとす
る。）によって圧縮すると圧縮率が良いことが知られて
いる。網点画像は、ファクシミリ装置での圧縮方法であ
るランレングス符号化法で圧縮するよりも圧縮処理しな
い方がデ−タが少ないため、非圧縮で送信されている。 また、網点画像は、ＤＣＴによって圧縮処理を行っても
写真画像程の高圧縮率が得られない。以上にように、画
像によって圧縮処理が、異なるため文字、写真、網点画
像の混在した原稿の場合、領域を分離する必要がある。

【０００３】従来技術として、特開平２−２５２０７８
にある文書の領域識別方法がある。文書画像から線分を
検出した後、線分の連結状態を画像全体にわたって探索
することにより、画像の領域を文書、表、図形、写真等
に分離するものであった。さらに、パタ−ンマッチング
によって、写真画像、網点画像、文字画像に分離する方
法も考案されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来技術の
特開平２−２５２０７８では、全平面の探索によって、
領域を分離していることから大容量の記憶装置を必要と
し順次電送する通信には使用できない課題を有している
。また、網点画像と写真画像を分離できない課題を有し
ている。さらに、網点画像は、画像入力時にセンサの画
素ピッチと画像の解像度の不一致によるモワレが発生す
る欠点も有している。

【０００５】パターンマチングによる方法では、文字画
像と網点画像の判別を誤る場合がある課題を有している
。また、網点画像の基本線密度であるスクリ−ン線数は
、一般に使用されているもので１インチ当り６５線から
２００線まであり、各々のスクリーン線数に応じたパタ
−ンをすべて用意しなけらばならず大量のデ−タを保持
していなければならないという課題を有しいる。さらに
、複写等によって拡大、縮小処理されスクリ−ン密度が
変化した場合には、適合するパタ−ンが無いため分離で
きない課題も有している。さらに、パタ−ンマッチング
による方法においても網点画像は、画像入力時にセンサ
の画素ピッチと画像の解像度の不一致によるモワレが発
生する欠点も有している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の画像処理装置は、以下の項目を備えたこと
を特徴とする。

【０００７】１）入力画像の画像デ−タをブロック化す
るブロック化手段と、前記ブロック化手段によってブロ
ック化された画像デ−タを空間周波数に変換する周波数
分離手段と、前記周波数分離手段によって変換された画
像の周波数デ−タの周波数強度によって画像領域を判定
する領域判定手段を備えたこと。

【０００８】２）領域分離した結果の誤りを訂正する誤
り訂正手段を備えたこと。

【０００９】３）網点画像の網点消去を周波数分離によ
って行い濃淡のある写真画像とする網点画像復元手段を
備えたこと。

【００１０】４）文字画像の２値化処理を周波数分離手
段より出力される値によって行う２値化手段を備えたこ
と。

【００１１】５）周波数強度を測定する領域判定手段か
らの周波数強度のデ−タを共通に使用する写真画像圧縮
手段を備えたこと。

【００１２】

【実施例】文字画像とは、白画素と黒画素の２値によっ
て表現可能な文字、表、線、空白、図形、線画などの画
像とし、写真画像とは、濃淡によってしか表現できない
画像、網点画像とは、２値によって濃淡を表現するため
網点、ディザなどの面積比によって疑似的に濃淡表現さ
れている画像とする。

【００１３】（実施例１）以下に本発明の１実施例を図
面にもとづいて詳細に説明する。図１は、本発明を実現
する装置の一例を示すブロック図である。画像入力部１
とブロック化手段２と周波数分離手段３と２値化手段４
と領域判定手段５と誤り訂正手段６と網点画像復元手段
７と写真画像圧縮手段８と文字画像圧縮手段９と圧縮画
像送信手段１０と画像蓄積部１１と圧縮画像受信手段１
２と写真画像復元手段１３と文字画像復元手段１４と画
像出力部１５によって構成されている。

【００１４】画像入力部１によって入力された濃淡の値
を持つ画像信号Ｓ１は、ブロック化手段２へ送られる。 ブロック化手段２は、前記画像信号Ｓ１を水平、垂直同
数の画素Ｎ×Ｎ（Ｎは自然数）のブロック毎のデ−タ信
号Ｓ２とする。ブロック化手段２において、Ｎによって
分割できない画素数の場合、水平の最終画素、垂直の最
終において画素Ｎに足りない分を最終画素と同一の濃淡
値デ−タを補ってブロック化を行う。ブロック化された
デ−タ信号Ｓ２は、周波数分離手段３と２値化手段４へ
出力される。周波数分離手段３は、前記Ｎ×Ｎのブロッ
クとなったデ−タ信号Ｓ２を空間周波数に分離した空間
周波数信号Ｓ３に変換する。画像デ−タを空間周波数に
分離する手法としては、フ−リエ変換、アダマ−ル変換
、離散コサイン変換、離散サイン変換などがある。どの
変換方式でもよいが、１例として離散コサイン変換（以
後ＤＣＴと記述する。）を用いた周波数分離手段を説明
する。

【００１５】周波数変換手段３において、前記ブロック
単位となった画像デ−タを基本ベクトルの係数として演
算する。この演算は、次式によって定義される。

【００１６】入力デ−タは、Ｎ個の要素を持つベクトル
［Ｘ］、変換行列［ｄｋ，ｍ］、出力ベクトル［Ｙ］と
すると

【００１７】

【数１】 　　［Ｙ］＝［ｄｋ，ｍ］［Ｘ］　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（１）

【００１８】

【数２】 　　ｄ０，ｍ　　＝　　１　　／　　√（Ｎ）（ｍ＝１
，２，・・・，Ｎ−１）　　　　（２）

【００１９】

【数３】 　　ｄｋ，ｍ　　＝　　√（２／Ｎ）ｃｏｓ｛（２ｍ＋
１）ｋπ／２Ｎ｝　　　　　　（３）　　　　（ｋ＝１
，２，・・・，Ｎ−１　　　　ｍ＝０，１，２，・・・
，Ｎ−１）式（１）から（３）を、Ｎ×Ｎのブロックデ
−タに対して、それぞれ水平方向と垂直方向にＮ回適用
することによってＮ×Ｎ個のブロックデ−タを空間周波
数信号Ｓ３へ変換することができる。

【００２０】周波数変換手段３において式（１）から（
３）によって演算された空間周波数信号Ｓ３を出力する
。さらに空間周波数信号Ｓ３の直流値（以後ＤＣ値とす
る。）を２値化回路へと出力する。

【００２１】図２にブロック単位Ｎ＝８の場合の２５６
×２５６画素から画像の周波数強度の例を示す。図２に
おいてＸは、周波数変換後の水平方向のアドレス（０か
ら７まで）、Ｙは垂直方向のアドレス（０から７まで）
を示す。図２においてアドレスの大きな位置にある係数
は、高周波の強度を示し、アドレスの小さな位置にある
係数は、低周波の強度を示すこととなる。図２（ａ）は
、写真画像の場合を示し、図２（ｂ）は、文字画像の場
合を、図２（ｃ）は、網点画像の場合を示したものであ
る。図２（ａ）の写真画像は、高周波の強度が弱く、低
周波の強度が強く、図２（ｂ）の文字画像は、写真画像
に比べて高周波の強度が５倍ほど強く、低周波の強度は
２倍ほど強いことがわかる。しかし、図２（ａ）の写真
画像、図２（ｂ）の文字画像は、共に低周波であるアド
レス（０，０）が最も強く、高周波であるアドレスに近
づくほど、弱くなることがわかる。対して図２（ｃ）の
網点画像の場合、アドレス（０，０）以外に、アドレス
（４，４）に特定のピ−クを示すことがわかる。このピ
−クは、網点周期によるものと考えられ、ピ−ク値から
網点周期を検出する。アドレス図２（ｃ）の場合、アド
レス（４，４）のピ−クから、８画素−４（アドレス）
＝４画素の網点周期を持つことが検出できる。

【００２２】図２に示したように空間周波数の強度が計
測され、強度信号Ｓ４として領域判定手段５へ出力され
る。強度信号Ｓ４は、領域判定手段５において、空間周
波数帯域によって分割され、分割された各々の帯域に応
じて、空間周波数発生強度が計測される。この空間周波
数発生強度によって、文字画像、写真画像、網点画像の
領域が決定され誤り訂正手段６へ写真、文字、網点のブ
ロックの状態Ｓ５を出力する。また、網点画像と判断し
た場合、図２（ｃ）において説明した網点周期を網点の
大きさＳ６として網点画像復元手段８へ出力する。誤り
訂正手段６において、領域決定されたブロックの状態Ｓ
５は、入力文書全体をＮ×Ｎのブロックに分割した時の
、ブロック数３×水平ライン分のブロックデ−タとして
保存し、誤り訂正することによって領域を決定する。 領域判定手段５と誤り訂正手段６の詳細は、後述する。 誤り訂正手段６の領域判定に従い、写真領域と判定され
たデ−タＳ７は、周波数分離手段２によって周波数分離
された信号Ｓ３を写真領域圧縮手段７へ出力する。誤り
訂正手段６によって、網点画像と判定されたブロックは
、周波数分離手段３において周波数分離された信号Ｓ３
を網点画像復元手段８へ出力する。網点画像復元手段８
は、領域判定手段７において計測された網点の大きさＳ
６と、周波数分離手段３からブロックごとの空間周波数
分離された信号Ｓ３を受け取ると、網点の大きさＳ６以
上の空間周波数をカットするロ−パスフィルタによって
網点を除去し、濃淡画像として写真画像圧縮手段へ出力
する。網点画像の網点を除去し、濃淡画像とすることで
、入力時に生ずるモワレを除去し、印刷出力時に再びデ
ィザ処理等によって２値処理した場合のモワレの生ずる
ことがなくなり、出力時に再びディザ処理等を行った場
合のモワレもなくなる。

【００２３】写真画像圧縮手段８において、領域判定手
段５によって計測された空間周波数発生強度信号Ｓ４に
よって量子化による誤差が少ない量子化テ−ブルが決定
される。この量子化テ−ブルによって量子化されたデ−
タは、ハフマン符号などのエントロピ−符号によってさ
らに圧縮される。写真画像圧縮手段６の詳細は、後述す
る。

【００２４】誤り訂正手段６において、文字画像と判定
されたブロックは、２値化手段４によって２値化される
。２値化処理のスレシホ−ルドは、周波数分離手段３か
ら出力されたＤＣ値であるため、背景の情報を削除した
文字による安定した２値処理が可能である。つまり、背
景の濃度値の変動に応じてＤＣ値が変動するため、文字
による濃度変化だけが抽出される。２値化手段４の処理
結果は、文字画像圧縮手段８へ出力される。２値化され
たデ−タは、文字画像圧縮手段８において、他の領域に
ぶつかるまでの長さ分、もしくは入力画像の幅分だけま
とめられた後、ランレングスをハフマン符号化し、デ−
タ圧縮される。

【００２５】写真画像圧縮手段８と文字画像圧縮手段９
によって圧縮された画像デ−タは、圧縮画像送信手段９
へ出力される。圧縮画像送信手段１０では、写真画像か
文字画像かを区別するヘッダ部が付けられ、写真画像圧
縮手段８と文字画像圧縮手段９の圧縮のパラメ−タと一
緒に、電送される。回線が使用出来ない場合、画像蓄積
部１１へ蓄積される。回線使用可能時に再び電送される
ことになる。電送された圧縮画像は、圧縮画像受信手段
１２によって、ヘッダ部を読み取り、写真画像の場合は
写真画像復元手段１３へ、文字画像の場合は文字画像復
元手段１４へと出力する。写真画像復元手段１２は、ハ
フマン符号を復号し、逆量子化を行い、周波数表現のデ
−タを画像出力部１４で用いる信号値、例えば画像出力
部１４が、２値出力のプリンタならばディザ変換した２
値、ＣＲＴ及び色階調表現可能なプリンタならばＲＧＢ
値へと変換して出力する。文字画像復元手段１３は、ハ
フマン符号を元の２値デ−タへと変換し、２値の”１”
と”０”はそれぞれ、画像出力部１４における最濃表現
と最淡表現として出力される。

【００２６】図３は、領域判定手段の詳細を説明するフ
ロ−図である。図４に、８×８画素のブロックの周波数
デ−タを４つの周波数領域ＤＣ，Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃに分
割した場合を示す。図４のＸとＹは、図２と同一のアド
レスを示し、ＤＣ，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の領域は、４１，
４２，４３，４４の領域に対応している。周波数領域の
発生強度信号Ｓ４は、ＤＣ４１，Ｆａ４２，Ｆｂ４３，
Ｆｃ４４の各々の領域の空間周波数信号Ｓ３を合計した
ものである。図３において、まず、ブロック全体の最大
値がＤＣ以外の対角線上にある場合を網点画像とする。 つぎに、ブロック全体が黒の場合の値ＴＨＢと白地の値
ＴＨＷより、次式（４）（５）によってＴＨ１、ＴＨ２
を計算する。

【００２７】

【数４】 　　ＴＨ１＝ＴＨＢ＋（ＴＨＷ−ＴＨＢ）／８　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４）

【０
０２８】

【数５】 　　ＴＨ２＝ＴＨＷ−（ＴＨＷ−ＴＨＢ）／８　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（５）また
は、ＴＨ１、ＴＨ２は、代表的な画像によって決定し、
画像入力時の最初、に入力される空白部分をＴＨＷとし
て、式（４）（５）によって微調整する。

【００２９】ＤＣが、ＴＨ１より小さい値を持つブロッ
クと、ＴＨ２より大きい場合には文字とする。残りのブ
ロックデ−タに対して、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆａの各々のスレ
シホ−ルド値ＴＨ３，ＴＨ４，ＴＨ５（写真画像におけ
る各々Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆａの最大値）以上の値を示す領域
を、文字画像とする。残りの領域は、写真とする。この
領域判定結果Ｋ１は、誤り訂正手段６へ出力される。

【００３０】図５と図６は、誤り訂正手段を説明するた
めの図である。領域判定手段から出力された領域判定結
果Ｋ１は、図５に示すように、３ブロック分のラインデ
−タとして一時的に保存される。図５において５１は、
１ブロック分の領域判定結果Ｋ１を示し、５２は画像全
体を模擬的に示している。孤立領域をエラ−として訂正
するため、誤り訂正手段は、図６に示す４近傍において
、中心Ａを注目点とし、４近傍の周辺Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの
２つ以上が同一状態でＡと異なる場合に、Ａの状態を他
の２つと同一の状態へ変化させる処理を行う。

【００３１】図７は、写真画像圧縮手段の詳細を説明す
るための図である。写真画像圧縮手段は、量子化テ−ブ
ル選択回路７１と量子化回路７２とエントロピ−符号化
回路７３によって構成されている。図１における領域判
定手段５によって計測された周波数領域ＤＣ，Ｆａ，Ｆ
ｂ，Ｆｃの帯域ごとの発生強度Ｓ４が、量子化テ−ブル
選択回路７１へ入力される。ＤＣの強度が他の強度より
強い場合は、ＤＣ領域を量子化するステップ量の細かな
テ−ブル１を選択する。同様に、周波数領域Ｆ１の強度
が強い場合には、Ｆａの領域の量子化ステップ数を細か
くするテ−ブル２を選択する。このようにして、周波数
領域ＤＣ，Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃそれぞれの中で、最も発生
強度の強い領域の量子化ステップ数を細かにしたテ−ブ
ル１、テ−ブル２、テ−ブル３、テ−ブル４が選択され
る。周波数分離信号Ｓ３は、テ−ブルに応じたステップ
数で、量子化回路７２において量子化され、エントロピ
−符号化回路７３へと出力される。エントロピ−符号化
回路７３は、量子化された周波数分離信号をハフマン符
号などのエントロピ−符号化法によって符号化される。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置は、以下に述べる効果を有する。 １）ブロック化された画像デ−タの空間周波数特性によ
って領域判定処理を行っているため、画面全体を記憶す
る大量の記憶デ−タを必要とせず、簡単な周波数特性の
設定で新たな種類の画像の判定が可能である。

【００３３】２）領域判定に孤立の誤りを訂正する処理
を行っているため、孤立的な誤りのない領域判定が行え
る。

【００３４】３）網点画像を写真画像として復元するこ
とによって写真画像とすることにより圧縮率の高い圧縮
が可能となり、取り込んだ画像にモワレが発生していて
も、モワレを除去した画像を得ることができ、出力装置
の解像度に応じた高品質な画像の出力が可能であるとい
う効果を有する。

【００３５】４）文字画像の２値化処理を周波数分離手
段から得ているＤＣ値であるため、文字の背景が、白で
なく例えば淡青や赤などの場合にも文字だけを２値化処
理することができる。

【００３６】５）写真画像の圧縮処理に使用する量子化
テ−ブルの設定を領域分離のデ−タと共有して行ってい
るため、もう一度２値化のためのしきい値を設定し直す
ことの無い効率的処理が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像処理装置の一例を示すブロック図
。

【図２】写真画像の空間周波数の発生強度の１例を示す
（ａ）図、文字画像の空間周波数の発生強度の１例を示
す（ｂ）図、網点画像の空間周波数の発生強度の１例を
示す（ｃ）図。

【図３】領域判定手段の詳細を説明するフロ−図。

【図４】周波数領域を４つに分割した一例を示す図。

【図５】３ブロックラインの領域判定結果のデ−タを示
す図。

【図６】誤り訂正における４近傍を説明する図。

【図７】写真画像圧縮手段の詳細を説明するための図。

【符号の説明】

１　　　　画像入力部 ２　　　　ブロック化手段 ３　　　　周波数分離手段 ４　　　　２値化手段 ５　　　　領域判定手段 ６　　　　誤り訂正手段 ７　　　　網点復元手段 ８　　　　写真画像圧縮手段 ９　　　　文字画像圧縮手段 １０　　圧縮画像送信手段 １１　　画像蓄積部 １２　　圧縮画像受信手段 １３　　写真画像復元手段 １４　　文字画像復元手段 １５　　画像出力部 ４１　　ＤＣ領域 ４２　　Ｆａ領域 ４３　　Ｆｂ領域 ４４　　Ｆｃ領域 ５１　　領域判定結果 ５２　　画像領域 ７１　　量子化テ−ブル選択回路 ７２　　量子化回路 ７３　　エントロピ−符号化回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　文字と写真と網点画像の混在する画像
   を処理する装置において、入力画像をブロックごとのデ
   −タとするブロック化手段と、前記ブロック化手段にお
   いてブロック化されたデ−タを空間周波数に変換する周
   波数分離手段と、前記周波数分離手段によって変換され
   た画像の周波数強度によって画像領域を判定する領域判
   定手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】　　前記請求項１に記載の領域判定処理手
   段と、領域判定の誤りを訂正する誤り訂正手段を備えた
   ことを特徴とする画像処理装置。
3. 【請求項３】　　前記請求項２に記載の領域判定処理手
   段と誤り訂正手段と、網点画像の網点消去を周波数分離
   によって行い濃淡のある写真画像とする網点画像復元手
   段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】　　前記請求項２に記載の領域域判定処理
   手段と誤り訂正手段と、文字画像を前記周波数分離手段
   から出力される値によって２値化処理を行う２値化手段
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
5. 【請求項５】　　前記請求項２に記載の画像処理装置か
   ら出力された画像領域の判定によって分離された写真画
   像の圧縮処理を、領域判定手段からの空間周波数強度値
   を共通に使用して行う写真画像圧縮処理手段を備えたこ
   とを特徴とする画像処理装置。
6. 【請求項６】　　前記請求項２に記載の領域判定処理手
   段と誤り訂正手段と、前記請求項３に記載の網点画像復
   元手段と、前記請求項４に記載の２値化手段と、前記請
   求項５に記載の写真画像圧縮手段を備えたことを特徴と
   する画像処理装置。