JPH07104932B2 - How to create character image data - Google Patents
How to create character image dataInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、ディジタル画像処理の分野に属し、多値の
文字画像データの作成方法に関する。The present invention relates to the field of digital image processing, and relates to a method for creating multivalued character image data.
〈従来の技術〉 従来、文字画像データの作成方法は、プリンター等によ
って印字された文字原稿をスキャナーやカメラ等によっ
て処理装置に入力して、他のディジタル画像と同様、適
当に決められた量子化レベルをもとに、全画面にわたっ
て同じ階調で画素値を量子化して、多値の文字画像デー
タを作成するようにしている。<Prior Art> Conventionally, a method of creating character image data is such that a character original printed by a printer or the like is input to a processing device by a scanner, a camera or the like, and appropriately determined quantization is performed like other digital images. Based on the level, the pixel value is quantized with the same gradation over the entire screen to create multivalued character image data.
ｐ階調文字画像（ｐ＞２）で白地部分と文字部分の画素
の間に中間階調（画素値１〜（ｐ−２））のエッジ部が
存在する。この中間階調部分は二値文字画像で問題にな
るジャギー（文字と白地の境界部が滑らかでなく、階段
状になること）の問題を解決する役割をしている。In the p-gradation character image (p> 2), there is an edge portion of intermediate gradation (pixel value 1 to (p-2)) between the pixels of the white background portion and the character portion. This intermediate gradation portion plays a role in solving the problem of jaggies (where the boundary between the character and the white background is not smooth and becomes stepwise) which is a problem in a binary character image.
〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記従来の文字画像データの作成方法では、
白地部分や文字部分にも、原稿の汚れや紙のむら等によ
って中間階調画素が現れることが多い。そのため、文字
のかすれや白地の汚れ等を表す中間階調画素が存在し、
全体として品質の良い文字画像を得ることは難しい。ま
た、文字画像データを圧縮符号化するという観点におい
ても、エッジ部以外に中間階調の画素が存在し、これを
表わす文字画像データが存在することは好ましくない。<Problems to be Solved by the Invention> However, in the conventional method for creating character image data described above,
In many cases, halftone pixels also appear in the white background portion and the character portion due to stains on the original or unevenness of the paper. Therefore, there are halftone pixels that represent faint characters and stains on a white background.
It is difficult to obtain a good quality character image as a whole. Also, from the viewpoint of compression-encoding the character image data, it is not preferable that there are intermediate gradation pixels other than the edge portion, and the character image data representing this exists.
そこで、この発明の目的は、文字のエッジ部が滑めらか
で、文字のかすれや白地の汚れ等がない全体として品質
の良い文字画像を得ることができ、しかも高能率に圧縮
符号化できる文字画像データの作成方法を提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to obtain a character image with good quality as a whole, in which the edge portion of the character is smooth, there is no blur of the character, stains on a white background, etc., and moreover, compression encoding can be performed with high efficiency. It is to provide a method of creating character image data.
〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の文字画像データの
作成方法は、多値量子化されている原画像を２値化して
第１の２値画像を作成し、この第１の２値画像の白地部
分と文字部分との境界を検出し、 上記原画像の全体を２値化して第２の２値画像を作成
し、 上記第２の２値画像のうち、上記第１の２値画像から検
出した上記境界の周辺部の画素を、上記原画像の画素値
に基づいて多値量子化することを特徴としている。<Means for Solving the Problems> In order to achieve the above object, the method for creating character image data according to the present invention creates a first binary image by binarizing a multi-value quantized original image. , The boundary between the white background portion and the character portion of the first binary image is detected, and the entire original image is binarized to create a second binary image. , The pixels in the peripheral portion of the boundary detected from the first binary image are multi-valued quantized based on the pixel values of the original image.
〈作用〉 この発明によれば、上記原画像を２値化して得た第２の
２値画像のうち、原画像から得た第１の２値画像から検
出した上記境界の周辺部の画素を、原画像の画素値に基
づいて多値量子化する。<Operation> According to the present invention, among the second binary images obtained by binarizing the original image, the pixels in the peripheral portion of the boundary detected from the first binary image obtained from the original image are , Multi-value quantization based on the pixel values of the original image.
したがって、この発明によれば、文字のエッジ部の画素
がきめ細かく表され、エッジ部が滑らかになる。Therefore, according to the present invention, the pixels of the edge portion of the character are expressed finely, and the edge portion becomes smooth.
また、上記境界の周辺部以外の画素は、第２の２値量子
化されているから、上記周辺部以外に中間調画素が現れ
ることがなく、高能率な圧縮符号化が実現できる。Further, since the pixels other than the peripheral portion of the boundary are secondly quantized, the halftone pixel does not appear in the peripheral portion other than the peripheral portion, and highly efficient compression encoding can be realized.
また、上記周辺部の画素に第２の２値化の残留ノイズが
存在しても、上記周辺部の画素は、上記原画像の画素値
に基づいて多値量子化されるから、上記残留ノイズを目
立たなくできる。Even if the peripheral pixel has the second binarization residual noise, the peripheral pixel is multi-valued quantized based on the pixel value of the original image. Can be made inconspicuous.
このように、この発明によれば、符号化に適している上
に、ノイズが少なく、自然な表現の多値文字画像を得る
ことができる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a multi-valued character image which is suitable for encoding and has less noise and which has a natural expression.
〈実施例〉 この文字画像データの作成方法は、第２図に示すよう
に、しきい値th決定部1,量子化レベル決定部2,境界周辺
部検出部3,処理画像作成部４およびこれらを制御する制
御部５を備えた文字画像データ作成装置を用いて、第１
図に示すように実施される。この実施例では、文字の境
界周辺部では、ｐ階調の文字画像（画素値０〜（ｐ−
１））を作成し、原画像、すなわち入力画像としては、
従来方式によりｑ階調（ｑ≧ｐ）で作成された文字画像
を用いるとする。<Embodiment> As shown in FIG. 2, the method for creating this character image data is as follows: threshold value th determination unit 1, quantization level determination unit 2, boundary peripheral portion detection unit 3, processed image generation unit 4, and these. Using the character image data creation device including the control unit 5 for controlling
It is carried out as shown in the figure. In this embodiment, a character image (pixel values 0 to (p-
1)) is created, and as the original image, that is, the input image,
It is assumed that a character image created with q gradations (q ≧ p) by the conventional method is used.
まず、ｐ階調に量子化するための量子化レベルの決定法
について述べる。原画像において、あるしきい値Ｔ以上
の画素値を持つ画素についての画素値の平均値（または
最頻値）Mwと、Ｔより小さい画素値を持つ画素について
の画素値の平均値（または最頻値）Mbとを求め（第１図
のステップS1）、次式によって二値化のしきい値thを決
定する（ステップS2）。First, a method of determining a quantization level for quantizing to p gradation will be described. In the original image, an average value (or mode value) Mw of pixel values of pixels having a pixel value equal to or larger than a certain threshold T and an average value (or maximum value) of pixel values of pixels having a pixel value smaller than T. (Frequent value) Mb (step S1 in FIG. 1) and the threshold value th for binarization is determined by the following equation (step S2).
th＝（WwMw＋WbMb）／（Ww＋Wb） ただし、重みWw,Wbは経験的手法で決めるものである。
ここではWw＝3,Wb＝２を用いることとした。また、Ｔと
しては、q/2程度の値をとってもよいが、扱う文字画像
の濃度値ヒストグラムを予め作り、文字部分と白地部分
の間になりそうな値を選んでもよい。th = (WwMw + WbMb) / (Ww + Wb) However, the weights Ww and Wb are determined by an empirical method.
Here, Ww = 3 and Wb = 2 are used. Further, although T may take a value of about q / 2, a density value histogram of a character image to be handled may be created in advance and a value likely to be between the character portion and the white background portion may be selected.
このようにして求めたthをしきい値とし、上述と同様に
th以上の画素値の平均値（または最頻値）mwと、thより
小さい画素値の平均値（または最頻値）mbを求める（ス
テップS3）。ｑ階調の画像をｐ階調に量子化する際の量
子化レベルLh（ｈ＝0,1,……,p）は次式で定義する（S
4）。Using th obtained in this way as a threshold,
An average value (or mode value) mw of pixel values greater than or equal to th and an average value (or mode value) mb of pixel values less than th are obtained (step S3). The quantization level L h (h = 0,1, ..., p) when quantizing a q-gradation image to p-gradation is defined by the following equation (S
Four).
ここではmw,mb間を等分割して量子化レベルを得たが、
一般には非等分割することも可能である。例えばMaxの
量子化法が考えられる（Max,J:Quantization for minim
um distortion,IRE Trans.IT−6,7〜12 1960）。ｐ階調
量子化に際しては、ｑ階調の原画像において、画素値ｘ
が次式を満たす画素に対してｐ階調の画素値ｈ（ｈ＝0,
1,…,p−１）を割り当てることにする（ステップS4,第
３図参照）。 Here, mw and mb are equally divided to obtain the quantization level.
Generally, it is also possible to make non-uniform division. For example, Max's quantization method can be considered (Max, J: Quantization for minim
um distortion, IRE Trans.IT−6,7 ~ 12 1960). At the time of p gradation quantization, in the original image of q gradation, the pixel value x
Is a pixel value h of p gradation (h = 0,
, ..., p-1) are assigned (step S4, see FIG. 3).
Lh≦ｘ＜Lh+1 次に、白地部分と文字部分との境界の求め方について述
べる。原画像Ａ（座標（i,j）の画素の画素値をaijとす
る。以下同様。）を横に走査し、画素値がth以上の画素
には画素値（ｐ−１）を、thより小さい画素には画素値
０を割り当てた二値画像Ｂを想定する。即ち、 この二値画像で、画素値０の画素と画素値（ｐ−１）の
画素との境界を文字部分と白地部分の境界とみなすので
ある（ステップS5）。L h ≦ x <L h + 1 Next, how to find the boundary between the white background portion and the character portion will be described. The original image A (the pixel value of the pixel of the coordinate (i, j) is defined as a ij . The same applies below) is horizontally scanned, and the pixel value (p-1) is set to the pixel value of th or more to th. A binary image B in which a pixel value of 0 is assigned to smaller pixels is assumed. That is, In this binary image, the boundary between the pixel having the pixel value 0 and the pixel having the pixel value (p-1) is regarded as the boundary between the character portion and the white background portion (step S5).
ここでは量子化レベルを求める際に使ったものと同じth
を、境界検出のためのしきい値としたが、上記とは異な
るしきい値Ｔ′から出発してMw′,Mb′を求め、上記と
は異なる重みWw′,Wb′を用いて境界検出のためのしき
い値th′を求めてもよい。また、文字部分と白地部分の
境界を検出する方法には、上述のように原画像にしきい
値を用いる方法の他に、原画像の微分（一次微分、ラプ
ラシアン等）画像をもとにしきい値を用いて検出する方
法やゼロクロシングによる検出方法等が考えられる（井
口他：“エッジと線の検出”別冊のO Plus E「画像処理
アルゴリズムの最新動向」,pp,205-218（1986））。一
般に、これらの方法によって白地部分と文字部分の境界
を検出したとき、二値画像Ｂは次式で定義する。Here, the same th that was used when calculating the quantization level
Was used as a threshold for boundary detection, but Mw 'and Mb' were found starting from a threshold T'different from the above, and boundary detection was performed using weights Ww 'and Wb' different from the above. The threshold value th'for As a method of detecting the boundary between the character portion and the white background portion, in addition to the method of using the threshold value in the original image as described above, the threshold value based on the differential (first derivative, Laplacian, etc.) image of the original image is used. And other methods such as zero-crossing detection method (Iguchi et al .: "Detection of edges and lines", O Plus E "Latest Trend of Image Processing Algorithms", pp, 205-218 (1986)) . Generally, when the boundary between the white background portion and the character portion is detected by these methods, the binary image B is defined by the following equation.
最後にｐ階調文字画像Ｃの作り方について説明する。ま
ず、画像全体に渡ってcij＝bijとして、二値画像Ｃを作
っておく（ステップS6）。次に画像Ｃにおいて、境界周
辺の画素の画素値を上述の量子化レベルに基づいて、原
画像のｑ階調画素値をｐ階調に量子化した画素値に置き
換えていく（ステップS7）。このようにしてｐ階調の画
像Ｃが出来上がる。こうして作られた画像Ｃが、求める
ｐ階調文字画像である。境界部周辺での画素値の置き換
えの方法例をいくつか示しておく。 Finally, how to make the p-gradation character image C will be described. First, a binary image C is created with c ij = b ij over the entire image (step S6). Next, in image C, the pixel values of the pixels around the boundary are replaced with the pixel values obtained by quantizing the q gradation pixel values of the original image into p gradations based on the above-described quantization level (step S7). In this way, the image C of p gradation is completed. The image C thus created is the desired p-gradation character image. Some examples of the method of replacing the pixel value around the boundary will be shown.
まず、二値画像Ｂを横に走査し、画素値の変化を調べ
る。画素値が変化する境界部の前後ｎ個ずつの画素を境
界部周辺とし、画像Ｃでこれに対応する部分の画素値を
ｐ階調の画素値に置き換える。次に、上と同様に画像Ｂ
を縦に走査し、画素値が変化する境界部の前後ｎ個ずつ
の画素に対応する画像Ｃの画素値を、ｐ階調の画素値に
置き換える。First, the binary image B is horizontally scanned to check the change in pixel value. N pixels each before and after the boundary portion where the pixel value changes are set as the periphery of the boundary portion, and the pixel value of the corresponding portion in the image C is replaced with the pixel value of p gradation. Next, image B as above
Is vertically scanned, and the pixel value of the image C corresponding to n pixels each before and after the boundary portion where the pixel value changes is replaced with the pixel value of p gradation.
上述のと同様に、まず横方向（あるいは縦方向）に
画像Ｂを走査しながら画像Ｃを処理する。ただし、ｎを
n1と書くことにする。次に画像Ｂではなく画像Ｃを縦に
（あるいは横に）走査し、画素値が変化する境界部の前
後n2個ずつの画素に対応する画像Ｃの画素値を、ｐ階調
の画素値に置き換える。Similarly to the above, first, the image C is processed while scanning the image B in the horizontal direction (or the vertical direction). Where n
I will write n 1 . Next, not the image B but the image C is scanned vertically (or horizontally), and the pixel value of the image C corresponding to n 2 pixels before and after the boundary portion where the pixel value changes is changed to the pixel value of p gradation. Replace with.
画像Ｂを横方向に走査しつつ、注目画素とその４近傍
画素の値を調べる。４近傍画素の内、少なくとも１個の
画素値が注目画素の画素値と異なる場合（第４図
（ａ）:1方について異なる例、第４図（ｂ），（ｃ）:2
方の各々について異なる例、第４図（ｄ）:3方の各々に
ついて異なる例、第４図（ｅ）:4方の各々について異な
る例）、第４図で一重丸及び二重丸が付された部分を境
界部周辺とし、画像Ｃでこれに対応する部分の画素値を
ｐ階調の画素値に置き換える。上述の方法は、第４図
で白丸が付された画素のみをｐ階調値に置き換える方法
であると言える。While scanning the image B in the horizontal direction, the values of the pixel of interest and its four neighboring pixels are examined. When at least one pixel value among the four neighboring pixels is different from the pixel value of the target pixel (Fig. 4 (a): different example for one, Fig. 4 (b), (c): 2
4 (d): different examples for each of the three directions, FIG. 4 (e): different examples for each of the four sides), with single and double circles in FIG. The defined portion is set as the periphery of the boundary portion, and the pixel value of the corresponding portion of the image C is replaced with the pixel value of p gradation. It can be said that the above method is a method of replacing only the pixels marked with white circles in FIG. 4 with p gradation values.
以上三つの方法において、n,n1,n2の具体的な値は取り
扱う文字を表す画素数によって決めるべきものである。
例えば、一文字の大きさが20×20画素の場合にはこれら
の値を２とした。In the above three methods, specific values of n, n 1 and n 2 should be determined by the number of pixels representing the character to be handled.
For example, when the size of one character is 20 × 20 pixels, these values are set to 2.
このようにして作成された文字画像データによれば、文
字のエッジ部の画素がきめ細かく表されてエッジ部が滑
らかに表現できる一方、エッジ部以外には中間階調が表
われることがないから、文字のかすれや白地の汚れがな
くなり、品質の良い文字画像が得られる。またエッジ部
以外では二値化されているので、高能率圧縮符号化が可
能である。According to the character image data created in this way, the pixels of the edge part of the character are finely represented and the edge part can be expressed smoothly, while no intermediate gradation appears except in the edge part. Character smearing and white background stains are eliminated, and high-quality character images can be obtained. Further, since it is binarized except for the edge portion, high efficiency compression coding is possible.
また、上記周辺部つまり文字のエッジ部の画素に２値化
の残留ノイズが存在しても、上記周辺部の画素は上記原
画像つまり入力画像の画素値に基づいて多値量子化され
るから、上記残留ノイズを目立たなくすることができ
る。Further, even if residual noise of binarization exists in the peripheral portion, that is, the pixel at the edge portion of the character, the peripheral pixel is multi-valued quantized based on the pixel value of the original image, that is, the input image. The residual noise can be made inconspicuous.
〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の画像データの作成
方法は、原画像を２値化して得た第２の２値画像のう
ち、原画像から得た第１の２値画像から検出した上記境
界の周辺部の画素を、原画像の画素値に基づいて多値量
子化するものである。<Effects of the Invention> As is apparent from the above, the image data creating method of the present invention is the first binary image obtained from the original image among the second binary images obtained by binarizing the original image. Pixels around the boundary detected from the image are multi-valued quantized based on the pixel values of the original image.
したがって、この発明によれば、文字のエッジ部の画素
がきめ細かく表され、エッジ部が滑らかになる。Therefore, according to the present invention, the pixels of the edge portion of the character are expressed finely, and the edge portion becomes smooth.
また、上記境界の周辺部以外の画素は、第２の２値量子
化されているから、上記周辺部以外に中間調画素が現れ
ることがなく、文字のかすみや白地の汚れが生じること
がなく、したがって、全体として品質の良い文字画像デ
ータを得ることができる。Further, since the pixels other than the peripheral part of the boundary are secondly quantized, halftone pixels do not appear in the part other than the peripheral part, and blurring of characters and stains on a white background do not occur. Therefore, it is possible to obtain high quality character image data as a whole.
また、この発明の画像データ作成方法によれば、境界周
辺部以外は画素値を二値化しているので、品質の良い文
字画像が得られる上に、高能率に圧縮符号化できる文字
画像データを得ることができる。Further, according to the image data creating method of the present invention, since the pixel values other than the boundary peripheral portion are binarized, a character image of good quality can be obtained and character image data that can be compression-encoded with high efficiency can be obtained. Obtainable.
また、上記周辺部の画素に第２の２値化の残留ノイズが
存在しても、上記周辺部の画素は、上記原画像の画素値
に基づいて多値量子化されるから、上記残留ノイズを低
減できる。Even if the peripheral pixel has the second binarization residual noise, the peripheral pixel is multi-valued quantized based on the pixel value of the original image. Can be reduced.
このように、この発明によれば、符号化に適している上
に、ノイズが少なく、自然な表現の多値文字画像を得る
ことができる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a multi-valued character image which is suitable for encoding and has less noise and which has a natural expression.
第１図はこの発明の文字画像データの作成方法の一実施
例の流れ図を示す図である。 第２図は上記実施例のブロック図を示す図である。 第３図は上記の実施例においてエッジ部のｑ階調画素値
をｐ階調に量子化するときの量子化レベルの決定方法を
示す図である。 第４図は上記実施例において境界周辺部の画素値の決め
かたの第３の例を示した図である。FIG. 1 is a flowchart showing an embodiment of a method of creating character image data according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a block diagram of the above embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a method of determining the quantization level when the q gradation pixel value of the edge portion is quantized into p gradation in the above embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a third example of how to determine the pixel value in the peripheral area in the above embodiment.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/40 １０３ Ｚ (56)参考文献 特開 昭57−124969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−185770（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−144829（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−135579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−178588（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−54486（ＪＰ，Ａ)Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H04N 1/40 103 Z (56) Reference JP-A-57-124969 (JP, A) JP-A-57-185770 (JP, A) JP 54-144829 (JP, A) JP 59-135579 (JP, A) JP 60-178588 (JP, A) JP 58-54486 (JP, A)
Claims (1)
第１の２値画像を作成し、この第１の２値画像の白地部
分と文字部分との境界を検出し、 上記原画像の全体を２値化して第２の２値画像を作成
し、 上記第２の２値画像のうち、上記第１の２値画像から検
出した上記境界の周辺部の画素を、上記原画像の画素値
に基づいて多値量子化することを特徴とする文字画像デ
ータの作成方法。1. A binary image of a multivalued original image is binarized to create a first binary image, and a boundary between a white background portion and a character portion of the first binary image is detected. The entire original image is binarized to create a second binary image, and the pixels around the boundary detected from the first binary image in the second binary image are converted into the original binary image. A method of creating character image data, which comprises multi-value quantization based on pixel values of an image.
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|---|---|---|---|
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1989
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| JPH02284272A (en) | 1990-11-21 |
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