JPH05284358A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 白地上文字と網点上文字の解像度を保存し、
高画質な絵柄再生を可能にする。 【構成】 判定部２では、注目画素が黒文字エッジであ
る確率を表す文字度Ｐと、注目画素が黒文字エッジ近傍
である確率を表す文字近傍度Ｑを算出する。また、判定
部２では、文字度Ｐが所定の閾値以上のとき、黒文字信
号を選択回路５に出力し、文字近傍度Ｑが所定の閾値以
上で白地画素を検出したとき、黒文字近傍の白地信号を
選択回路５に出力する。誤差付加係数算出部３は、算出
されたＰ，Ｑの値に応じて、誤差の加重和Ｅを補正す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、文字の解像度を保存し
て中間調処理を行う画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像を像域分離して適応的に２値化処理
する場合、一般的には白地上の文字領域とその他の領域
とに分離し、例えば文字領域に対してはＭＴＦ補正をし
た後、固定閾値で２値化し、その他の領域についてはデ
ィザ処理あるいは誤差拡散法による２値化処理を施すこ
とにより、文字の解像度と絵柄の階調性とを両立させて
いる（例えば、電子情報通信学会技術研究報告、ＩＥ９
０−３２に記載の「文字／網点／写真混在画像の分離方
法」を参照）。

【０００３】しかしながら、ハードウェア化が可能な局
所処理技術を用いて網点上に存在する文字と網点とを精
度良く分離することは技術的に困難であり、その結果と
して、網点上の文字に対しては絵柄処理が施され、ディ
ザ処理された場合は勿論のこと、誤差拡散法による２値
化処理が行われた場合でも、原稿に網のかかった文字の
再生画は、不鮮明で判読が難しいという問題があった。

【０００４】そこで、原稿に網のかかった文字を解像度
良く再生する方法が提案されている（平成２年度画像電
子学会全国大会予稿１０を参照）。すなわち、簡単なコ
ントラストのみで文字エッジを検出し（つまり、コント
ラストのあるところは全て文字エッジとする）、文字エ
ッジとして判定された場合には、文字画質優先で誤差拡
散法における誤差伝播を制御するという方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方法では、白地、網点地上の文字エッジの解像度が保
存されるものの、一般の網点原稿中に文字エッジとして
頻繁に誤検出される個所が存在するため、絵柄の画質が
著しく劣化する。

【０００６】また、他の方法として、文字エッジの検出
精度を向上するために、上記したコントラスト情報に加
えて、注目画素の濃度情報と注目画素が濃度勾配の途中
にあるか否かの情報を用い、これらの結果に応じて文字
エッジを強制的に黒あるいは白として出力する方法も提
案されている（特開平３−１８６０６５号公報を参
照）。しかしながら、このような方法を用いても、一般
の網点原稿中に文字エッジとして誤検出される個所が、
先の方法に比べて減るものの、依然として存在するた
め、絵柄の画質が劣化するという問題があった。

【０００７】このように、従来、像域分離を局所処理に
よって文字領域であるか否かと判定する限り、誤分離が
発生し、この結果誤分離による画質の劣化が避けられな
い。

【０００８】本発明の目的は、白地上文字と網点上文字
の解像度を保存し、なお且つ高画質な絵柄再生を可能に
した画像処理装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、入力された注目多値画素
データに、注目画素近傍の既に画素値の決定した各画素
の閾値処理によって発生した誤差を加算し、該加算され
た値を閾値処理して画像を出力する画像処理装置におい
て、注目画素が文字領域である確率を算出する第１の手
段と、注目画素が文字近傍領域である確率を算出する第
２の手段と、注目画素領域が白地領域であるか否かを判
定する第３の手段と、該第１、第２、第３の手段の出力
に基づいて、最大濃度を出力する手段と、最低濃度を出
力する手段と、前記誤差を制御する手段の内、何れかの
手段を選択する手段とを備えたことを特徴としている。

【００１０】請求項２記載の発明では、前記文字領域で
ある確率は、注目画素を含む所定の近傍画素の濃度レベ
ルと、注目画素と該注目画素の近傍画素とのコントラス
トに基づいて算出されることを特徴としている。

【００１１】請求項３記載の発明では、前記文字近傍領
域である確率は、注目画素が文字領域である確率と、注
目画素近傍の複数画素が文字領域である確率とに基づい
て算出されることを特徴としている。

【００１２】請求項４記載の発明では、前記文字近傍領
域である確率は、注目画素が文字領域である確率と、注
目画素近傍の所定画素が文字領域である確率と、注目画
素から所定距離離れた画素が文字領域である確率とに基
づいて算出されることを特徴としている。

【００１３】

【作用】判定部は、注目画素が黒文字エッジである確率
を表す文字度Ｐと、注目画素が黒文字エッジ近傍である
確率を表す文字近傍度Ｑを算出し、また、文字度Ｐが所
定の閾値以上のとき、黒文字信号を選択回路に出力し、
文字近傍度Ｑが所定の閾値以上で白地画素を検出したと
き、黒文字近傍の白地信号を選択回路に出力する。選択
回路は、黒文字信号の指示に応じてドットを打つ信号を
出力し、黒文字近傍の白地信号の指示に応じてドットを
打たない信号を出力する。誤差付加係数算出部は、算出
されたＰ，Ｑの値に応じて、誤差の加重和を補正する。
すなわち、Ｐ，Ｑが大きい程、誤差を小さくし、解像度
を重視した処理が行われる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。図１は、本発明の実施例のブロック構成
図である。図１において、１は、原稿を読み取って多階
調のディジタル信号に変換して出力するスキャナ、２
は、文字度Ｐと文字近傍度Ｑを算出し、白地を検出する
判定部、３は、判定された文字度Ｐと文字近傍度Ｑに基
づいて、誤差の総和に掛ける値ｋを算出する誤差付加係
数算出部、４は、入力の多値信号に誤差分を加算した信
号を固定の閾値で２値化する２値化回路、５は、判定部
２からの判定信号に基づいて、２値化回路からの出力、
ＭＡＸ信号、ＭＩＮ信号を選択する選択回路、６は、誤
差バッファ、７は、重みマスクである。

【００１５】本実施例では、白地上の黒文字、網点上の
黒文字を高解像度に処理するものである。また、図２
は、黒文字エッジ領域（つまり、黒文字の数画素分内部
の領域）と黒文字エッジ近傍領域を示す図である。

【００１６】図３は、判定部２の具体的な構成を示す図
で、文字度Ｐ算出回路２１と、文字近傍度Ｑ算出回路２
２と、白地検出回路２３と、判定回路２４からなる。文
字度Ｐは、注目画素が黒文字エッジである確率を表した
値であり、ここでは黒文字エッジは白地上、網点上の何
れにあってもよい。

【００１７】以下に、注目画素の文字度Ｐの算出方法に
ついて説明すると、３×３のマスクにおいて、図４に示
す４つのパターンについてマッチングを行って文字度Ｐ
を求める。Ｔｈ１＞Ｔｈ２＞Ｔｈ３としたとき、入力信
号をＴｈ１、Ｔｈ２で２値化し、２値化された信号につ
いて、４種類のパターンマッチングを行う。つまり、判
定回路２１１では、２つのパターンマッチングの結果か
ら文字度Ｐ１として、 ｉｆ（全ての画素ｘｉ＞Ｔｈ１） ｔｈｅｎ 文字度Ｐ１＝２ ｅｌｓｅ ｉｆ（全ての画素ｘｉ＞Ｔｈ２） ｔｈｅｎ 文字度Ｐ１＝１ ｅｌｓｅ ｔｈｅｎ 文字度Ｐ１＝０ を算出する。

【００１８】また、注目画素の濃度レベルをＬ、画素Ａ
の濃度レベルをＡとしたとき、コントラスト算出回路２
１２は、コントラスト（Ｌ−Ａ）を算出する。Ｔｈ４＞
Ｔｈ５＞Ｔｈ６＞Ｔｈ７＞Ｔｈ８としたとき、判定回路
２１１では、算出されたコントラストを用いて、注目画
素の文字度Ｐ２を算出する。

【００１９】 ｉｆ（Ｌ−Ａ＞Ｔｈ４） ｔｈｅｎ 文字度Ｐ２＝５ ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｌ−Ａ＞Ｔｈ５） ｔｈｅｎ 文字度
Ｐ２＝４ ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｌ−Ａ＞Ｔｈ６） ｔｈｅｎ 文字度
Ｐ２＝３ ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｌ−Ａ＞Ｔｈ７） ｔｈｅｎ 文字度
Ｐ２＝２ ｅｌｓｅ ｉｆ（Ｌ−Ａ＞Ｔｈ８） ｔｈｅｎ 文字度
Ｐ２＝１ 判定回路２１１は、上記算出された文字度Ｐ１と文字度
Ｐ２を加算し、４つのパターンの内、最大の値を注目画
素の文字度Ｐとして出力する。文字度Ｐの値の範囲は、
０から７（３ビット）で、数字が大きい程、注目画素は
黒文字エッジである確率が高いことになる。

【００２０】文字近傍度Ｑは、注目画素が黒文字エッジ
近傍である確率を算出した値である。その第１の算出方
法は、 ｉｆ（注目画素の文字度Ｐ≧Ｔｈａ） ｔｈｅｎ 文字
近傍度Ｑ＝０ ｅｌｓｅ ｉｆ（注目画素の文字度Ｐ＜Ｔｈａ） ｔｈ
ｅｎ 文字近傍度Ｑ＝注目画素を中心とした５×５のマスクの
中で最大の文字度Ｐとなる。つまり、文字近傍度Ｑは、
文字の周囲の度合いを表すものであるので、文字度Ｐは
低い。

【００２１】第２の算出方法は、 ｉｆ（注目画素の文字度Ｐ≧Ｔｈａ） ｔｈｅｎ 文字
近傍度Ｑ＝０ ｅｌｓｅ ｉｆ（注目画素の文字度Ｐ＜Ｔｈａ） ｔｈ
ｅｎ 文字近傍度Ｑ１＝注目画素を中心とした３×３のマスク
の中で最大の文字度Ｐ、文字近傍度Ｑ２＝注目画素を中
心とした図５に示す５×５のマスク（このマスクは、注
目画素に近いほど重みを大きくしたマスク）の重み１の
部分で最大の文字度Ｐから、文字近傍度Ｑは、文字近傍
度Ｑ＝ＭＡＸ（２×Ｑ１、Ｑ２）となる。文字近傍度Ｑ
算出回路２２は、文字度Ｐを用いて、上記したフィルタ
演算を行い、文字近傍度Ｑを出力する。

【００２２】以下の説明では、上記第２の方法で求めた
文字近傍度Ｑを用いる。ここで、黒文字エッジは白地
上、網点上の何れにあってもよい。文字近傍度Ｑの値の
範囲は、０から１４（４ビット）で、数字が大きい程、
注目画素は黒文字エッジ近傍である確率が高いことにな
る。

【００２３】白地検出回路２３は、注目画素近傍の白地
を検出する。すなわち、２値化回路では、入力多値信号
に対して、所定の閾値以下の画素を白画素として出力す
る。このとき、入力信号に対して図６に示すＭＴＦ補正
用のフィルタを掛けてもよい。次いで、パターンマッチ
ング回路では、注目画素を中心とした５×５のマスクに
おいて、図７に示すように基本的に５×２の白画素があ
れば注目画素を白画素として検出し、膨張回路では、５
×５のマスクにおいて、一つでも白地画素があれば中心
画素を白地画素として出力する。

【００２４】判定回路２４は、文字度Ｐ、文字近傍度
Ｑ、白地検出に基づいて、黒文字信号／黒文字近傍の白
地信号を出力する。すなわち、注目画素において、 文字度Ｐ＞Ｔ０のとき、黒文字信号をオン（上位ビッ
ト）とする 文字近傍度Ｑ＞Ｔ１かつ白地画素のとき、黒文字近傍の
白地信号をオン（下位ビット）とする ただし、Ｔ０，Ｔ１の閾値は、シミュレーションによっ
て決める。

【００２５】誤差付加係数算出部３は、判定部２からの
文字度Ｐ、文字近傍度Ｑの信号に基づいて、誤差の総和
に掛ける値ｋを算出する。図８、図９に示すようなテー
ブルを準備し、ｋ［Ｐ］とｋ［Ｑ］の何れか大きな値ｋ
＝ＭＡＸ（ｋ［Ｐ］，ｋ［Ｑ］）を選択する。文字度
Ｐ、文字近傍度Ｑが大きければ大きい程、注目画素は、
文字エッジか文字エッジ近傍である可能性が高く、この
場合、解像度を重視した再生画を得るために誤差を小さ
くする。すなわち、誤差の総和に掛ける値ｋをゼロに近
くする。

【００２６】選択回路５は、判定部２からの黒文字信号
／黒文字近傍の白地信号に基づいて、２値化回路４から
の出力、ドットを打つための信号（ＭＡＸ）、ドットを
打たないための信号（ＭＩＮ）を選択する。すなわち、
黒文字信号がオンのとき、選択回路５はＭＡＸを選択
し、黒文字近傍の白地信号がオンのとき、選択回路５は
ＭＩＮを選択し、それ以外のときは、２値化回路４から
の出力を選択する。

【００２７】２値化回路４は、入力の多値信号に誤差分
を足し合わせた信号を固定の閾値で２値化する。また、
誤差拡散法特有のテクスチャを低減するために、例え
ば、網点型のディザマトリックスを用い、閾値に周期性
を持たせて２値化するようにしてもよい。図１０は、誤
差の重みマスク７として使用するマスクの例を示す。マ
スクは、これに限定されるものではなく、画質に応じて
その重みを変えることができる。

【００２８】以上のように構成された本実施例の動作を
説明すると、誤差拡散法は、図１に示すように、入力画
像中の注目画素の濃度ｘ（ｉ，ｊ）に、注目画素近傍の
既に画素値の決定した２値画像の各画素ｙ（ｉ，ｊ）の
閾値処理によって生じた誤差ｅ（ｉ，ｊ）の重みｗ
（ｉ，ｊ）の加重和Ｅ（ｉ，ｊ）を加えた補正値ｆ
（ｉ，ｊ）をとり、その補正値を閾値ｔｈで２値化処理
することによって、２値画像を得る方法である。つま
り、 ｙ（ｉ，ｊ）＝ｔｈ｛ｆ（ｉ，ｊ）｝ ｔｈ（ｆ）＝１（ｆ＞ｔｈのとき）、０（その他のと
き） ｆ（ｉ，ｊ）＝ｘ（ｉ，ｊ）＋Ｅ（ｉ，ｊ） Ｅ（ｉ，ｊ）＝Σｗ（ｎ，ｍ）ｅ（ｎ，ｍ） ｅ（ｎ，ｍ）＝ｆ（ｎ，ｍ）−ｙ（ｎ，ｍ） となる。

【００２９】これに対して、本実施例の誤差拡散法によ
る２値化処理においては、Ｅ（ｉ，ｊ）に補正を行う。
すなわち、 ｆ（ｉ，ｊ）＝ｘ（ｉ，ｊ）＋ｋＥ（ｉ，ｊ） となり、加重和Ｅ（ｉ，ｊ）を、誤差付加係数算出部３
で算出されたｋ値で補正している。

【００３０】従って、文字の度合いが高い程、ｋ値が０
に近づき、２値化誤差は０になる。このときは、判定部
２からは、黒文字信号あるいは黒文字近傍の白地信号が
出力され、選択回路５からは、最大濃度信号（ＭＡＸ）
あるいは最小濃度信号（ＭＩＮ）が出力される。一方、
文字の度合いが低い程、ｋ値が１に近づき、２値化誤差
を補正して階調性を重視した処理が行われる。

【００３１】なお、上記した文字度Ｐ、文字近傍度Ｑの
算出方法では、網点画像中に黒文字エッジである確率の
高い画素領域が存在する。そこで、前掲した論文「文字
／網点／写真混在画像の分離方法」に記載の、ピーク画
素を検出することにより網点領域を検出する方法を用い
て、網点画像中の黒文字エッジ確率を補正することも可
能である。図１１は、網点領域検出部を更に付加した判
定部の構成を示す。

【００３２】すなわち、注目画素近傍において非常にピ
ーク画素密度が高ければ、文字度Ｐ、文字近傍度Ｑを小
さくすればよい。具体的には、該論文に記載のように、
３×３のマスクでピーク画素を検出し、注目画素を中心
とした所定サイズ、例えば８×８のマスクでピーク画素
を計数し、計数値が所定値以上あれば、注目画素を網点
画素と判定し、信号「０」を出力し、そうでなければ信
号「１」を出力する。これにより、網点領域の文字度
Ｐ、文字近傍度Ｑが補正され、小さい値になる。

【００３３】このように、本実施例によれば、白地上文
字の近傍と網点上文字の近傍とでは異なった処理をして
いるので、白地上文字と網点上文字の解像度が保存さ
れ、また、注目画素が何処にあるらしいと云うことを示
す文字度Ｐ、文字近傍度Ｑなる確率に基づいて、処理を
連続的に切り換えているので、処理切り換え時の不連続
性が目立たず、特に網点原稿中の誤分離個所が目立たな
くなる。

【００３４】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１記載の
発明によれば、文字度、文字近傍度という曖昧な分離結
果を導入しているので、文字優先処理（解像度を重視し
た処理）から絵柄優先処理（階調性を重視した処理）ま
で連続して変化させることができる。従って、網点原稿
の中で文字優先処理が選択される場合でも、画質の悪化
が目立たず、また、写真原稿のエッジ部で文字優先処理
が選択される場合でも、画質の悪化が目立たない。さら
に、文字周辺の白地にはドットを打たずに、白地以外の
文字周辺には適当な誤差分を考慮した処理を施している
ので、文字とその背景に十分なコントラストを与え、背
景においてノイズのない画像が得られる。また、本実施
例のハードウェア量は、像域分離のための装置プラス誤
差拡散法による装置構成よりも少なくすることができ
る。

【００３５】請求項２記載の発明によれば、注目画素が
文字エッジに存在する確率を簡単な回路で算出すること
ができる。

【００３６】請求項３、４記載の発明によれば、注目画
素が文字エッジ近傍に存在する確率を簡単な回路で算出
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のブロック構成図である。

【図２】黒文字エッジ領域と黒文字エッジ近傍領域を示
す図である。

【図３】判定部の具体的構成を示す図である。

【図４】文字度算出用の４種類のパターンを示す図であ
る。

【図５】文字近傍度算出用の重みマスクの例を示す図で
ある。

【図６】ＭＴＦ補正用のフィルタを示す図である。

【図７】白画素検出用のパターンを示す図である。

【図８】文字度に対応するｋ値を記憶したテーブルを示
す図である。

【図９】文字近傍度に対応するｋ値を記憶したテーブル
を示す図である。

【図１０】誤差の重みマスクを示す図である。

【図１１】本発明の他の実施例の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ スキャナ ２ 判定部 ３ 誤差付加係数算出部 ４ ２値化回路 ５ 選択回路 ６ 誤差バッファ ７ 重みマスク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された注目多値画素データに、注目
   画素近傍の既に画素値の決定した各画素の閾値処理によ
   って発生した誤差を加算し、該加算された値を閾値処理
   して画像を出力する画像処理装置において、注目画素が
   文字領域である確率を算出する第１の手段と、注目画素
   が文字近傍領域である確率を算出する第２の手段と、注
   目画素領域が白地領域であるか否かを判定する第３の手
   段と、該第１、第２、第３の手段の出力に基づいて、最
   大濃度を出力する手段と、最低濃度を出力する手段と、
   前記誤差を制御する手段の内、何れかの手段を選択する
   手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記文字領域である確率は、注目画素を
   含む所定の近傍画素の濃度レベルと、注目画素と該注目
   画素の近傍画素とのコントラストに基づいて算出される
   ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記文字近傍領域である確率は、注目画
   素が文字領域である確率と、注目画素近傍の複数画素が
   文字領域である確率とに基づいて算出されることを特徴
   とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記文字近傍領域である確率は、注目画
   素が文字領域である確率と、注目画素近傍の所定画素が
   文字領域である確率と、注目画素から所定距離離れた画
   素が文字領域である確率とに基づいて算出されることを
   特徴とする請求項１記載の画像処理装置。