JPH0567210A

JPH0567210A - 画像領域検出装置

Info

Publication number: JPH0567210A
Application number: JP3229021A
Authority: JP
Inventors: Fumio Nagasaka; 文夫長坂
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1991-09-09
Publication date: 1993-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】カラー階調画像の領域の判別を処理システム
が自動的に行う。【構成】画像データ４は、各１画素の値がカラーパッ
レット５の指標で構成されており、カラーパレット５
は、１つの要素が２４ビットの値を持つようなメモリ上
の配列である。画像データ４が表示装置１に出力される
場合は、画像データの各１画素の値を指標として、カラ
ーパレット５上の２４ビットの値が参照され、Ｒ、Ｇ、
Ｂ成分発生装置３に転送され、このデータは各色成分毎
の８ビット値に分離され、デジタル値からアナログ値に
変換されたのち、映像信号装置２へ転送される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー階調画像の、領
域検出手段に関する。また、カラー階調画像領域に含ま
れる、文字・図形等の検出手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】イメージスキャナー装置の個人用途への
普及などにより、パーソナルコンピュータシステムにお
いても、カラー階調画像の取り扱われる機会が増加し
た。こうしたカラー階調画像は、コンピュータ上で、画
像強調、色補正等の操作を加える目的で扱われる場合が
多い。写真、文字、図形等の様々な部分により構成され
る画像については、これを一様にイメージスキャナー装
置等でコンピュータシステムに取り込んだ場合、各部分
に適した画像処理を行いたい要請がある。従来こうした
処理に伴う領域の検出には、使用者が対話型で指定し行
う方法、あるいは輪郭を検出し行う方法などがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の方
法を用いた場合、使用者がコンピュータシステムに指示
を行い、対話型で領域を指定する方法は、自動化に適さ
ないという問題点があった。また、輪郭を検出すること
により特定の図形を検出する方法は、処理速度の点で実
用の段階には至っていない。本発明はこのような点に注
目して為されたものであり、その目的とするところは、
処理システムが自動的に領域の判別を行いうる手段を、
実用的な処理速度の範囲で実現することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、色成分および
階調を持つ画素群により形成された画像において、表現
可能な多色中の、実際に画像に使用している色に関し
て、各色成分のデジタル値により構成される値を色コー
ドとし、色コード表を生成する手段と、色コード表に対
する指標を用いて、画像データを形成する手段と、画像
データ中の各画素に関して隣接画素データの色コード表
への指標と、注目画素データの色コード表への差を求
め、この差の値を、度数分布表に記録する手段と度数分
布表の分布形状を評価するフィルター演算を行う手段と
から構成されたことを特徴とする。

【０００５】

【作用】イメージスキャナー等に代表される入力装置を
用いて、画像データを取り込んだ場合、取り込む画像の
対象として、人物・風景等の画像（以下自然画像と記
す）、グラフ・表等の図形情報、文字情報等がある。上
記の対象が混在する画像を、画像データとしてコンピュ
ータ装置に取り込み、各部分の特徴に応じた画像処理を
行いたい、という要求がある。例えば写真、文字により
構成されたドキュメントを画像データとして読み込み、
文字の部分のみを別の色に変更する処理を行う場合等
は、上記の要求が発生する。本発明は、このような場合
の処理手順を実現するものである。

【０００６】自然画像に近い画像データは、隣接する画
素の色が、色座標空間で近い値にある場合が多い。一
方、文字情報等は背景に対し異なる色成分で形成されて
いる場合が多い。本発明はこうした画像の性質を、画像
領域の検出に適用するものである。このために、まず画
像において使用されている色の一覧表を生成する。画像
を形成する各画素のデータは、この一覧表上での指標を
用いて表現されているものとする。このような画像につ
いて、隣接画素データどうしの差を求め、差の値の度数
分布表を生成する。自然画像領域と、文字・図形領域
は、この度数分布表の形状が異なるため、フィルターと
して関数を設定し、関数を作用させたのちの結果によ
り、操作対象の領域の特徴を抽出することができる。

【０００７】抽出される特徴を判断することにより、文
字図形領域とその他の領域を分布することが可能とな
る。

【０００８】

【実施例】パーソナルコンピュータ装置の出力装置とし
て一般的であるＣＲＴ装置は、レッド、グリーン、ブル
ーの各色成分に階調値を与えることで、多色の発色を行
っている。（以下簡単のため、レッド、グリーン、ブル
ーをそれぞれＲ、Ｇ、Ｂと略記する）。例えば、各色成
分をＮビットのデジタル値で表し、これをＤ／Ａコンバ
ータによりアナログ値に変換し、表示する方式をとるも
のとすれば、各色とも２^Nのレベルで階調表現が可能と
なる。一方パーソナルコンピュータ等の装置は、同時に
多色を表示するためには、多くのメモリを必要とする等
の理由により、実際に表示可能な色の一部を表示する構
成とする場合が多い。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色に対
し、各色８ビットのメモリ割当を行った場合、各色とも
最大２５６階調の範囲で明暗が表示できる。この場合
は、表現可能な色は、約１６８０万色に相当する。しか
し各色共に８ビットを使用した場合、１画素あたりのデ
ータは２４ビット必要であり、メモリコストおよび処理
速度の点で、不利である。これを補うため、例えば表現
可能な１６８０万色の中の、表示すべき２５６色のみを
取り出した一覧表を作り、表の指標を色データの代わり
に使用する方法がある。この場合は、各画素のデータ長
を８ビットとし、８ビットの値で前記の色コード一覧表
の指標を表すものとすれば、１６８０万色中の任意の２
５６色の使用が可能になる。ここで色コードと称とした
のは、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各成分について、それぞれ
８ビットを用いた表現を行う場合、それらを２４ビット
の一連のデータと見なし、１つの画素に対して使用する
色のコードである、とみなすことが可能だからである。
以下簡単のため、各色の成分により構成される色表現の
データを、「色コード」と略して使用する。また色コー
ドの一覧表は一般に、カラーパレットと呼ばれることが
ある。以下、カラーパレットという用語を使用する。

【０００９】図１に、本発明の１実施例の構成図を示
す。表示装置１として、ＣＲＴ装置を用いたが、階調お
よびカラー表示可能な他の出力デバイスも、使用でき
る。映像信号装置２は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色成分のアナログ
値により信号レベルを変調し、映像制御信号と共に、映
像の出力を行う装置である。本実施例においては、Ｒ、
Ｇ、Ｂ各色成分について、８ビットの範囲で階調表現可
能であるものである。この場合、表現可能な色範囲は１
６８０万色に相当する。一方、画像生成手段、領域判別
手段等は、パーソナルコンピュータ側で行われる。同様
に、画像データ、カラーパレット等はパーソナルコンピ
ュータ１１側の作業用メモリ領域に保持される。

【００１０】図１の４で示した、画像データは、各１画
素の値が、カラーパレット５の指標で構成されれいる。
カラーパレット５は、１つの要素が２４ビットの値を持
つようなメモリ上の配列である。この２４ビットの値
は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色成分に関して、それぞれ８ビットの
値により構成されるものである。指標はこの配列の各１
要素を指定するものである。この構成において、画像デ
ータ４が、表示装置１に出力される場合は、画像データ
の各１画素の値を指標として、カラーパレット上の２４
ビットの値が参照され、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分発生装置３に転
送される。このデータを、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分発生装置３
は、各色成分毎の８ビット値に分離し、デジタル値から
アナログ値に変換したのち、映像信号装置２へ転送す
る。

【００１１】本発明の画像領域判別手段を行う構成は、
本実施例においては、ソフトウェアで実現されている。
このソフトウェアは、パーソナルコンピュータ装置１１
上で動作するものである。本実施例においては、１つの
アプリケーションソフトウェアとして、本発明構成の各
手段が実施されるものである。

【００１２】図２に、本実施例の処理対象とする画像デ
ータについて、その一例の説明図を示す。２０は、本実
施例での、各手段の有効処理範囲を示す。有効処理範囲
２０は、イメージスキャナー等の入力装置を用いて、外
部より取り込んだ画像の他、パーソナルコンピュータに
接続されたファクシミリ受信装置から入力画像等を対象
として、設定される。さらに、処理領域をより小さな矩
形領域に分割するため、格子２１が用いられる。実際に
は、画像は作業用メモリ領域の一部に記録されるため、
格子２１により形成される矩形領域も、メモリ上の一範
囲を示すものに相当する。

【００１３】処理対象となる画像には、風景・人物写真
等の隣接画素間の色成分に強い類似のみられるもの（こ
れを本実施例中では自然画像と書く）。また図形・文字
等のように輪郭の明瞭なもの等が含まれる。図２に示し
た中では、領域２２は自然画像、領域２３は図形、領域
２４、２５は文字群である。本実施例の処理手順は、以
下に示す３つの段階に分けることができる。

【００１４】第１段階：図１に示した、差による度数分
布発生手段６を用いる。すなわち、画像データについ
て、各画素の値に注目し、隣接画素との差を順次求め、
度数分布表を作る。この結果、度数分布表が得られる。
これをグラフに示せば、結果７が得られる。

【００１５】第２段階：上記により求めた度数分布表
に、評価関数演算手段８を用い、フィルター演算を行
う。グラフに示せば、結果９が得られる。

【００１６】第３段階：上記演算結果により、領域につ
いて、領域判別手段１０を行う。

【００１７】これら各処理段階の中で、差による度数分
布発生手段８について、その処理の流れ図を図３に示
す。以下図３に従い、処理の流れを説明する。

【００１８】まず図２の格子２１により生成される矩形
領域の１つを選択する（３０）。次に矩形領域内で操作
方向を定め、操作方向に従い、１つの画素の値を取り出
し、直前の（あるいは直後でも良い）の画素の値との差
を求める（３１）。本実施例では、操作方向を水平方向
にとり、矩形領域の境界にさしかかった場合、垂直に１
画素移動する手順をとった。またここで言う画素の値と
は、前出のカラーパレット５についての指標である。１
画素ずつ差を求めたならば、この値により、度数分布表
を更新する（３２）。但し、度数分布表は、１矩形領域
に１つそれぞれ対応して生成される。この操作が、注目
矩形領域内の、全画素について終了したら（３３）、判
断（３４）により、矩形領域の残りがある場合には、処
理（３０）に戻り次の矩形領域を選択し、処理を続け
る。判断（３３）において、注目矩形領域内の残り画素
がある場合は、処理（３１）以降を繰り返す。判断（３
４）において、全矩形領域の処理が終了したと判断され
た場合は、図１の差による度数分布発生手段は完了であ
る。処理結果として得られる度数分布表は、処理対象の
領域の性質を強く反映したものとなる。説明のため、そ
れらをグラフ化したものが、図４あるいは、図５（ａ）
である。図４は、自然画像領域の度数分布の、典型的な
例を示したものである。自然画像領域に関しては、隣接
画素の色の変化が、連続的である場合が多いため、カラ
ーパレットの指標について、その差を求めると、０近傍
の値をとるものが多い。しかし、その分布は、曲線４０
のように、なだらかな形状を持つ場合が多い。これに対
し、文字あるいは図形領域の、度数分布の典型的な例
は、図５（ａ）のような形状となるものである。文字等
は、輪郭部分にさしかかった場合、カラーパレット上の
指標の値が、不連続に変化する。カラーパレット上の色
のならびにより、生じる差の値そのものは、大きい場合
だけとは限らないが、その部分に、局所的なピークが発
生する場合が多い。このため概して形状は図５（ａ）の
曲線４２のようになる場合が多い。本実施例は、この特
徴に基づき、次に評価関数演算手段８を用いる。ここで
評価関数は、グラフ表示すると、図５（ｂ）の４１に示
すような、関数である。この関数４１は、度数分布表
の、ピークとなる位置およびその近傍で、値１をとり、
その他の部分で値０をとる不連続かつ離散的な関数であ
る。度数分布表のピークは、次のような単純な方法によ
って求めた。まず図５（ａ）のような形状の分布に対
し、度数分布表の複製を作る。複製の度数分布表を用い
て、その最大値の１／３の値を求め、全度数より引き算
を行い、負の値となった部分は０と置くことにする。こ
の結果グラフで示せば、図６のようになる。次に、処理
後の複製の度数分布表の、非０の値の部分について、部
分毎の中央値を、ピークの中心として定める。これによ
り求められた値を、複製ではない度数分布表のピークを
与える横軸値として採用した。また図５（ｂ）の関数４
１の、横軸方向の、非０部分の幅は、５とした。このよ
うな手順で、関数を決めたとき、現れるピークの数は、
図５（ｂ）の例のように３つであるとは限らない。１つ
から１０程度まで現れる。ピークがそれ以上現れる場合
は、カラーパレット上の色の配置が不適切である場合が
最も多い。このため、カラーパレットを再配置するか、
処理を断念する必要がある。本実施例は、カラーパレッ
ト上の色の配置は妥当であるものとして説明を続ける。
また、関数は、処理対象の矩形領域毎に生成され、使用
されるものである。

【００１９】領域判別手段１０は、上記手順により決定
した関数４１を、各矩形領域ごとに、度数分布表に掛け
算を行い、その結果を求めることで行われる。すなわ
ち、かけ算を行った結果、残った画素数が、矩形領域内
の全画素数の、３０％を越えている場合、その領域は、
文字領域または、図形領域である。これに対し、上記掛
け算の結果残った画素が、３０％未満である場合は、自
然画像領域であるものと判断する。ここで３０％という
値は、実験的に求めた値であり、画像データあるいは、
カラーパレットの構成によっては、変動する場合もあ
る。

【００２０】以上の構成からも明らかなように、本実施
例の手段を用いれば、輪郭抽出等の処理時間のかかる方
法を用いることなく、文字・図形領域等を検出すること
が可能となる。このときに必要となる処理手順も、度数
分布表の発生等簡単な手順だけであり、ソフトウェアの
みで処理した場合でも、処理時間は短時間とすることが
可能である。また、特定の画像情報に依存した処理手順
も使用しないため、各種の画像に適用可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明の構成によると、近傍画素の色が
連続的に変化するという、自然画像の特徴を利用し、文
字図形領域の判別が容易に行える。このことから、文字
情報、図形情報、写真等の混在した画像を、イメージス
キャナー等の入力装置を用いて、入力した後、各部分に
最も適した画像処理を選択し、行うことが可能になると
いう効果がある。また、文字部分のみを色変更する等の
処理に対しても、本発明の手段が使用できる。本発明
は、その処理手順に輪郭検出等の実行時間のかかる手順
を持たないため、全体の処理が短時間で終了するという
利点を持つ。このことから、パーソナルコンピュータ等
の、処理能力の低い装置構成においても、実現できると
いう効果を持つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図。

【図２】本発明の処理対象とする文書の説明図。

【図３】度数分布表発生手段の流れ図。

【図４】度数分布の一例の説明図。

【図５】別の度数分布の説明図および、関数の説明図。

【図６】ピーク検出の処理手順の中間結果の説明図。

【符号の説明】

１表示装置２映像信号装置３Ｒ、Ｇ、Ｂ成分発生装置４画像データ５カラーパレット６差による度数分布発生手段８評価関数演算手段１０領域判別手段４０度数分布曲線４１評価関数４２度数分布曲線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色成分および階調を持つ画素群により形
成された画像において、表現可能な多色中の、実際に画像に使用している色に関
して、各色成分のデジタル値により構成される値を色コ
ードとし、色コード表を生成する手段と、前記色コード表に対する指標を用いて、画像データを形
成する手段と、前記画像データ中の各画素に関して隣接画素データの色
コード表への指標と、注目画素データの色コード表への
差を求め、この差の値を、度数分布に記録する手段と前
記度数分布表の、分布形状を評価するフィルター演算を
行う手段とから構成されたことを特徴とする画像領域検
出装置。