JPH0562011A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の局部的な原稿画像をとらえる方式に頼
ることなく大局的な判断によって文字、画像などのテク
スチャの判別を行うようにした画像処理装置を提供す
る。 【構成】 原稿画像の走査に先だってプリスキャンを行
ない、プリスキャンによって得られたデータを主走査方
向と副走査方向とに投影・積算し、得られた投影・積算
部の濃度から余白部分を検出して画像をブロックに分割
し、繰返してブロックを更に分割し、得られたブロック
の縦横比率が設定値以上であるか以下であるかによって
文字画像であるか、写真画像であるかの判別を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】原稿画像をCCD等の素子によりデ
ィジタル的に読み込み、出力するスキャナ及びそれを利
用した複写機、ファクシミリなどの画像処理装置に係わ
り、特に画像の特徴を抽出し、一画面中でも選択的に処
理を変えながら出力する画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、交換され伝達される情報量の拡大
に伴って、多大の印刷原稿は更に複写機やファクシミリ
等によって複写され伝送されるようになった。このよう
にして複写され伝送される画像中には文字、画像などの
異なるテクスチャの混在する原稿が増えている。一方そ
れらを読みとって処理、出力する複写機、ファクシミリ
などは、これら画像のテクスチャにより処理、パラメー
タを切り替えた方が出力画像の向上、伝送効率の向上に
有利な場合が多い。たとえば複写機では文字、写真画で
ガンマやフィルタを切り替えたり、またファクシミリで
は符号化の方法を切り替える必要がある。従って処理装
置としては、画像の特徴を自動的に抽出して、各画素ご
とにその値を画像データとともに出力する機構が要求さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来よりこの種の判別
方法は各種提案されてきたが、その多くは画像を小領域
に区切り、微少なウィンドウにより逐次特徴を判断して
いく方式であった。この方法が画像の全体を見ることな
く処理するので、ほぼリアルタイムの処理が可能となる
が、基本的にウィンドウ内の微分（エッジ）で文字を検
出するタイプが多く、読みとり解像力によっては網線画
像を文字と誤判断してしまうエラーが頻出する傾向にあ
る。さらにブロックとしての判断をしているため、大き
な写真領域の中で文字部の誤判断が生じるなどの問題点
がある。

【０００４】本願発明は、従来の局部的な原稿画像をと
らえる方式に頼ることなく、大局的な判断によって的確
な判断がなされるような画像処理装置を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するもので、本発明は原稿画像を走査して画像処理を行
なう画像処理装置において、前記走査に先だって原稿画
像全体のプリスキャンを行い、プリスキャンによって得
られたデータを主走査方向と副走査方向とに投影・積算
し、得られた投影・積算部の濃度から余白部分を検出し
て画像をブロックに分割し、分割されたブロックを投影
・積算して更に分割し、繰返しによって得られたブロッ
クの縦横比率を計算し、縦横比率がある設定値以上であ
るか以下であるかによって文字画像であるか写真画像で
あるかの判断を行い、この判断に基づいて本スキャンに
よって得られたデータの画像処理を行うことを特徴とす
る画像処理装置を提供するものである。

【０００６】

【作用】本発明による画像処理方式では、事前に画像全
体をスキャンすることにより、大局的に画像を分割す
る。具体的には画像の空白（余白）部分に着目し、画像
を大まかに分類し、その特徴抽出はその後で行う。この
方法では事前に読みとった結果を記憶する記憶装置（メ
モリ）が必要となるが、その読みとりは実際より粗く間
引いてもかまわないので、実際の数百分の一程度で十分
である。また、実際の人間の読みとり方も、小領域で判
断するのではなく、やはり原稿の空白に着目して分割を
して、しかるのち各領域を判断しているものと思われ、
実態に近い構成である。

【０００７】本発明によってなされる画像処理の基本構
成は、大きくはスキャナと画像／判別データを蓄積す
るメモリ、さらにプリスキャンにより蓄えられた画像
データを元に判別を行い再びメモリに蓄える処理を行う
ＣＰＵにより構成されていて、プリスキャン、演算、
本スキャンがなされる。

【０００８】（１）プリスキャン時 画像データはプリスキャン時メモリに取り込まれる。こ
のデータは前述したようにだいたいの特徴がわかれば良
いので、読み取り感覚を間引き、またビット数を落とし
たもので十分である。たとえば本スキャンにおいて、16
dot／mm ８bit各RGBであれば、サンプリングは１dot／
mm ６bit程度で十分である。この結果メモリ容量とし
ては実際の１万数千分の１で良いことになり、十分実用
になる値である。

【０００９】（２）演算時 このデータを元にＣＰＵで判別計算を行い、結果（文
字、写真etc）を再びメモリに返す。この計算は後述す
るアルゴリズムを用いれば、数秒以内で処理が完了する
ため、本スキャンまでそれほど待たされなくても実行で
きる。またこのような構成にしたためＣＰＵ以外それほ
ど専用のハードウェアを必要とせず、機構が簡単で、ア
ルゴリズム、パラメータの変更が簡単なシステムが可能
となった。なお、本ＣＰＵは独立構成としても、スキャ
ナ、制御ＣＰＵがその役割を兼ねてもかまわない。

【００１０】（３）本スキャン時 本スキャン時には、画像データと同期して判別データを
転送する。なお間引いてあった場合には近傍は同一判定
データとして転送する。この判別データを以降の処理に
用いることにより、より高度の処理、出力を得ることが
できるようになる。

【００１１】次に図１を参照しながら本発明のアルゴリ
ズムの詳細を説明する。図１は原稿画像をブロック化す
る過程を示す説明図で、図１（ａ）に示した例は一般的
な文字、写真混在の原稿であり、右上が写真領域とす
る。このような画像は文字の縦、横を問わず、通常の論
文、資料などに多く存在する。このような原稿は、空白
部の帯（帯状空白帯）によって、いくつかに分割でき
る。

【００１２】また、このような画像をスキャナで読み取
る場合、一般的に縦横をスキャン方向に合わせるのが通
常であり、斜めに画像をおくことはあまり行わないと考
えて良い。

【００１３】（ＳＴＥＰ１） まず、水平方向と垂直
方向に画像データを投影・積算した蓄積ヒストグラムを
つくる。

【００１４】（図１（ｂ））この場合、もちろんサンプ
リングは間引いたものでよい。

【００１５】蓄積ヒストグラムとはその行または列のデ
ータの累積を求めたものであり、画像データとは別のバ
ッファメモリに蓄えられる。もっともそのメモリ容量は
わずかなものである。そこで水平と垂直のそれぞれに帯
状空白帯の数を調べる。これは一定のしきい値で二値化
して、暗い方向から明るい方向へよぎった数を調べれば
良い。このしきい値は一定の値でも良いが、全体の累計
結果から算出して求めても良い。すなわち、全体が明る
いときには明るいしきい値になり、暗いときには暗いし
きい値になる。

【００１６】（ＳＴＥＰ２） この様にして空白帯を
検出した結果、分割領域数が少なくなる方向へ、まず領
域分割しブロックを行う。この例の場合は、図１（ｃ）
のごとくになる。これは、大まかな領域（ブロック）か
ら次第に細分化していく手法を取るためである。もちろ
ん最小の場合は０であり、これは空白帯の無い縦（横）
一列の文章ということになる。

【００１７】（ＳＴＥＰ３） ＳＴＥＰ２で分割され
た各々の領域（ブロック）内で、ＳＴＥＰ２で用いた分
割方向と垂直な方向に投影を取り、帯状空白領域を検出
し領域分割を行う。このとき分割された方形領域（ブロ
ック）が細長い場合は、その領域（ブロック）は文字列
もしくは空白であると考えられる。この場合、その領域
（ブロック）は文字領域であると判断する。この判断の
パラメータには、方形領域（ブロック）の縦横比を用い
る。検討の結果、この比率は１対３以上の時、文字列と
判断しても誤判別が少ないことがわかった。これはこの
様に細長い写真領域が一般には存在しないことに因って
いる。

【００１８】比率が、１対３に満たない場合は、写真領
域もしくは、文字、写真の混在する領域であると考えら
れるので、次のステップに進む。

【００１９】図１（ｄ）はこの様子を示したものであ
り、文字列が切り出され、混在領域が一部残っているの
がわかる。

【００２０】（ＳＴＥＰ４） ＳＴＥＰ３で残された
文字、写真混在領域については、再度領域分割の処理を
行う。この際の投影方法は、ＳＴＥＰ３と垂直な方向、
すなわちＳＴＥＰ２と同等な方向とする。そして、同様
に分割された方形領域（ブロック）の２辺の比が１：３
以上の場合は文字領域であると判断し、それ以外の領域
（ブロック）は、写真領域であると判断する。以上の処
理により、全体の領域が文字、写真の小量域に分割され
る。

【００２１】図１（ｅ）はこの様子を示しており、写真
と文字部が再度判別された様子を示す。

【００２２】（ＳＴＥＰ５） 以上により分割された
領域に於いて、画素のＲＧＢの成分を比較し、ＲＧＢの
値がある範囲内で同じであれば、グレー（白黒）、異な
っていればカラー画像であると判断する。

【００２３】次に本発明の画像処理機構の構成につき説
明する。図２はその一例を示したもので、プリスキャン
により読み込まれた画像は、間引かれて判別手段におく
られる。判別回路では上述した手法により、文字、写真
さらにはカラー、白黒が判断される。この結果は一時的
に判別メモリーに蓄えられるが、高々２ビット、間引か
れたデータであり、さほどの容量を必要としない。さ
て、本スキャンにおいてはマスキングでＹＭＣＫ信号に
変換されたデータは、フィルタや、ガンマ変換処理など
を経て、出力手段（サーマル、電子写真など）に送られ
る。このときのＹＭＣＫ信号は４回のスキャンに応じて
シリアルに送られても、一度にパラレルに送られて出力
手段により用いられても良い。

【００２４】さてこの場合、あらかじめ判別された手段
は、タイミングを合わされて以降の処理に送られる。こ
のとき、判別結果は間引かれているので、出力判別結果
は近傍値を同一データとして出力する。たとえば16本／
mmの操作密度で、プリスキャンは16分の１に間引かれて
１本／mm で判断されていた場合、種走査、副走査とも
連続した16画素は同一の判別結果とする事で補間する。
事実上１ミリ以下の範囲で領域判断を必要とされる可能
性はなく、この様な間引き、補間により結果が劣化する
おそれはない。

【００２５】この判別結果は、フィルタ処理などの以降
の処理にリアルタイム（画素単位）に利用され、たとえ
ばフィルタでは文字用のデイジタルハイパスフィルタ、
写真用のデイジタルハイパスフィルタの２種類を用意し
ておき、判別結果によりリアルタイムで切り替える。ま
たガンマ変換などの処理でも同様である。さらに本構成
例では示していないが、この判別結果により、ファクシ
ミリなどの画像圧縮、電送方法を変えるなどして、より
最適な処理を行うように制御することができる。

【００２６】

【実施例】本発明の画像処理装置を電子写真方式によっ
てカラー画像形成装置に適用した実施例について先ず一
般の構造と作動について説明する。

【００２７】図３はカラー画像形成装置の一例を示す断
面図である。この画像形成装置は画像読取り系Ａ、レー
ザ書込み系Ｂ、画像形成部Ｃ等よりなっている。

【００２８】画像形成装置上部には、透明なガラス板な
どからなる原稿台と、さらに原稿台上に載置した原稿Ｄ
を覆う原稿カバー等からなる原稿載置部11があり、原稿
台の下方であって、装置本体内には第１ミラーユニット
12、第２ミラーユニット13、主レンズ20、カラーCCD23
等からなる画像読取り系Ａが設けられている。第１ミラ
ーユニット12は露光ランプ14、第１ミラー15を備え、前
記原稿台と平行に、かつ図面左右方向へ直線移動可能に
取り付けられていて、原稿Ｄの全面を光学走査する。第
２ミラーユニット13は第２ミラー16及び第３ミラー17を
一体化して備え、常に所定の光路長を保つように第１ミ
ラーユニット12の1／2の速度で左右同方向に直線移動す
る。勿論この第２ミラーユニット13の移動は前記第１ミ
ラーユニット12と同様に原稿台に対して平行である。前
記露光ランプ14によって照明される原稿台上の原稿Ｄの
像は、主レンズ20により第１ミラー15、第２ミラー16、
第３ミラー17を経てカラーCCD23の上へ結像されるよう
になっている。以上がスキャニング作動であって、走査
が終わると第１ミラーユニット12及び第２ミラーユニッ
ト13は元の位置に戻り、次のコピーまで待機する。

【００２９】前記カラーCCD23によって得られた各色の
画像データは画像処理され、画像信号としてレーザ書込
み系Ｂから出力される。

【００３０】画像形成部Ｃは、像形成体である感光体ド
ラム30の周縁に配設された帯電器35、像露光部55、現像
器36Ｙ，36Ｍ，36Ｃ，36BK、転写器37、分離器38、クリ
ーニング装置39及び感光体ドラム30の近傍に配設された
給紙カセット40、搬送ベルト44と定着装置45からなって
いる。

【００３１】上記現像器36Ｙ，36Ｍ，36Ｃ，36BKは感光
体ドラム30周縁の最上流部に現像器36Ｙが、最下流部に
は黒色トナーBKを収容した現像器36BKが配設されてい
る。現像器36Ｙ，36Ｍ，36Ｃ，36BKに収容されるカラー
トナー及び黒色トナーBKについては周知のものが使用さ
れるので説明は省略する。

【００３２】前記画像形成装置はカラー画像のコピーと
モノクロ画像のコピーの２つのコピーモードを備えてい
て、装置外部に設けられる釦の操作によって何れかのコ
ピーモードが任意に選択される。

【００３３】原稿Ｄがカラー画像であってカラーのコピ
ーモードが選択された場合には、コピー釦の押圧により
前述した画像読取り系Ａ、レーザ書込み系Ｂ及び画像形
成部Ｃの各プロセスが作動してカラーのコピー画像を形
成する。即ち、制御部のCPUの制御によって画像読取り
系Ａからの画像信号が、駆動モータ31、ポリゴンミラー
32、及び図示しない半導体レーザ、ｆθレンズ、補正レ
ンズ等からなるレーザ書込み系Ｂに入力されるとコピー
動作を開始する。即ち、感光体ドラム30は矢示のように
時計方向に回転し、まず帯電器35により一様に電荷を与
えられ、像露光部55において原稿Ｄの画像に対応したイ
エロー（Ｙ）像の書込みがレーザ書込み系Ｂによるレー
ザビームによって行われＹ像の静電潜像が形成される。
この感光体ドラム30上の上記静電的な潜像は、現像器36
ＹによってＹトナーによる反転現像が行われ可視のＹト
ナー像となる。即ち現像器36Ｙのマグネットロールを内
蔵した現像スリーブには、直流或はさらに交流のバイア
ス電圧が印加され、顕像手段である２成分現像剤による
非接触現像が行われＹトナー像が形成される。このＹト
ナー像を形成した感光体ドラム30は退避しているクリー
ニング装置39の下を通過し、感光体ドラム30は２回目の
回転にはいり続いて帯電器35による帯電とレーザ書込み
系Ｂによるマゼンタ（Ｍ）像のレーザビーム書込みが行
われ、前記Ｙトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）像の静電潜
像が形成される。この潜像はマゼンタのトナーを収容し
た現像器36Ｍによって反転現像されＭトナー像となる。
続いて同様にシアン（Ｃ）トナー像、黒色（BK）トナー
像が重ね合せて形成される。

【００３４】一方、原稿Ｄがモノクロ画像又はカラー画
像であってモノクロのコピーモードが選択された場合
は、帯電器35により感光体ドラム30上には一様に電荷が
与えられ、ついでレーザ書込み系Ｂによってモノクロ用
のレーザビームによる走査がなされてモノクロ用の潜像
が形成され、現像器36Ｙ，36Ｍ，36Ｃにはバイアス電圧
が印加されることなく、現像器36BKのみが作動して黒色
トナーBKのみのトナー像が形成される。

【００３５】次に転写材である転写紙Ｐの収容された給
紙カセット40より１枚ずつ給紙ローラ41によって繰り出
された転写紙Ｐは、感光体ドラム30上の前記トナー像と
同期して作動するタイミングローラ42によって感光体ド
ラム30上に送出される。この転写紙Ｐには、転写器37の
作用により、感光体ドラム30上のトナー像が転写され、
分離器38によって感光体ドラム30上から分離されたの
ち、トナー像を上向きにした状態で搬送ベルト44を経て
定着装置45へ送られる。

【００３６】前記定着装置45において定着作用を受けた
転写紙Ｐは排紙ローラ46を介して装置外部に排出され、
一方前記感光体ドラム30は回転を続け、その表面に転写
されずに残留したトナーは、退避を解除されたクリーニ
ングブレード39Ａ等を有するクリーニング装置39により
回収清掃されて、次回のコピーに待機する。

【００３７】以上の構造と作動を行なうカラー画像形成
装置は、本発明の画像処理装置を組込むことで、上記の
画像形成プロセスに先だってプリスキャンを行なって、
原稿画像の画像判別がなされる。原稿載置部11に原稿Ｄ
（例えば図１(ａ)で示したような原稿画像）を載置し、
カラー画像コピーモードにセットしたのちコピー釦を押
釦するとプリスキャンが行われ、同時に図４に示すフロ
ーチャートによって、画像判別がなされる。即ち帯状空
白帯を検出して、原稿画像の分割を行ない、繰返しによ
って得られた方形領域（ブロック）の縦横比を算出し
て、その比率がある設定値１対３以上であれば文字領域
（４−１）と判別し、１対３未満であれば写真領域（４
−２）と判別する。更に写真領域（４−２）部分につい
てのＢＧＲ成分を比較し、差の大きい場合はカラー画像
（４−２Ａ）、ＢＧＲ成分比が一定レベル内で同一であ
る場合はモノクロ画像（４−２Ｂ）と判断する。

【００３８】このプリスキャンに引続いてなされる本ス
キャンでの読取り情報は、プリスキャンの判断に基づい
て処理され、像露光部55より感光体ドラム30上に像露光
される。

【００３９】(１)文字領域（４−１）と判別された画像
領域については、現像器36ＢＫによる現像に先だつ像露
光によって感光体ドラム30上に潜像形成がなされ引続い
てＢＫ現像がなされる。文字領域の像露光はγが立つ形
にγ補正がなされる。

【００４０】(２)カラー画像領域（４−２Ａ）と判別さ
れた画像領域については下色したＹ、Ｍ、Ｃ、ＢＫ像露
光が感光体ドラム30の回転ごとになされ、それぞれ現像
器36Ｙ、36Ｍ、36Ｃ、36ＢＫによる現像がなされて感光
体ドラム30上には４色のトナー像が重ねられる。カラー
画像領域での像露光は階調性あるようにγ補正がなされ
る。

【００４１】(３)モノクロ画像領域（４−２Ｂ）と判別
された画像領域については、現像器36ＢＫによる現像に
先だつ像露光によって感光体ドラム30上に潜像形成がな
され、引続いてＢＫ現像がなされる。モノクロ画像領域
での像露光は階調性あるようγ補正がなされる。

【００４２】本スキャンで読取られた画像データは上記
の(１)(２)(３)の何れかによる変調がなされて像露光が
なされ、引続く現像によって感光体ドラム30上にカラー
のトナー像が形成される。形成されたトナー像は給紙カ
セット40から排出されタイミングローラ42で同期をとっ
て移動する転写紙Ｐ上に転写器37の作用によって転写さ
れ、トナー像の付着した転写紙Ｐは定着装置45によって
定着されて排出される。

【００４３】以上、カラー画像コピーモードとしたとき
の画像形成プロセスについて説明した。モノクロ画像コ
ピーモードの場合はプリスキャンでは文字領域（４−
１）と写真領域（４−２）との判別がなされ、文字領域
（４−１）ではγを立て、文字領域（４−２）ではγを
ねせて階調性を再現させるよう変調することが画像処理
装置部においてなされる。

【００４４】

【発明の効果】実施例は電子写真方式によるカラー画像
形成装置に本発明の画像処理装置を適用した実施例につ
いて説明した。本発明は勿論ファクシミリ等にも適用可
能であって、本発明によれば、画像全体を事前にスキャ
ンしてその画像の特徴を抽出することにより、より最適
な出力効果が得られ、従来の画素単位の判別法に比べ
て、より正確、汎用性に富んだシステムとする事ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】原稿画像を判別する手順を示す説明図である。

【図２】本発明の構成例を示す回路図である。

【図３】本発明を適用したカラー画像形成装置の構成図
である。

【図４】本発明のフローチャート図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原稿画像を走査して画像処理を行なう画
   像処理装置において、前記走査に先だって原稿画像全体
   のプリスキャンを行い、プリスキャンによって得られた
   データを主走査方向と副走査方向とに投影・積算し、得
   られた投影・積算部の濃度から余白部分を検出して画像
   をブロックに分割し、分割されたブロックを投影・積算
   して更に分割し、繰返しによって得られたブロックの縦
   横比率を計算し、縦横比率がある設定値以上であるか以
   下であるかによって文字画像であるか写真画像であるか
   の判断を行い、この判断に基づいて本スキャンによって
   得られたデータの画像処理を行うことを特徴とする画像
   処理装置。
2. 【請求項２】 前記繰返しによって得られたブロック中
   の色の関係からカラー又は白黒の判断し、以降の処理を
   切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像処理装
   置。