JPH07168948A

JPH07168948A - 文書イメージ品質改善方法

Info

Publication number: JPH07168948A
Application number: JP6240667A
Authority: JP
Inventors: Piaasu Maaku; ピアースマーク
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1994-09-08
Publication date: 1995-07-04
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: GB2281997A; GB9415502D0; DE4427992A1; GB2281997B; DE4427992C2; US6069978A; JP3359433B2

Abstract

(57)【要約】【構成】ビットマップイメージ１４０の中の文字パタ
ーンの文字認識を行ない、各文字パターンを文字種類に
従って分類する。文字種類毎に、そのビットマップイメ
ージ中のパターンを用いて”理想的な”プロトタイプ文
字を作る。そして、ビットマップイメージ中の文字パタ
ーンを、該当文字種のプロトタイプ文字で置き換える。
例えば、文字”ｅ”のパターン１５０，１５２，１５４
等々より、文字種”ｅ”に対するプロトタイプ文字を作
成し、このプロトタイプ文字でパターン１５０，１５
２，１５４等々を置き換える。【効果】ビットマップイメージの品質を向上し、文字
の統一性を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタルイメージ処理
に係り、特に、デジタル表現の文字イメージの品質改善
のための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、デジタル技術は情報転送のために
様々な形で利用されている。一般的な一つの方法は、フ
ァクシミリつまり”ｆａｘ”マシンを使用して文書（do
cument）をある場所から別の場所へ伝送する。普通、文
書は送信する場所でデジタルビットマップ表現に変換さ
れる。次に、このビットマップのビットが電気信号に変
換され、例えば電話回線によって、受信側へ伝送され
る。受信側で、この電気信号は再びオリジナル文書のビ
ットマップ表現へ変換され、このビットマップを用いて
オリジナル文書の精密に近似したものがペーパー上に再
生される。

【０００３】しかし、よく知られていることであるが、
ｆａｘにより文書を伝送すると、受信側で得られる文書
の品質が低下する。この品質低下の要因は、送信機構、
伝送機構または受信機構の”ノイズ”、オリジナル文書
のしみや汚れ、送信側ｆａｘにおける文書読み取りの低
解像度など様々である。これらの問題点を修正するため
の従来の試みとして、Ｌim及びＡdachiによる方法があ
る（Ｊ.Ｓ. Ｌim，"Ｔwo-Ｄimmensional Ｓignal and
Ｉmage Ｐrocessing,” pp.５７０-５７５，Ｐrentice-
Ｈall，１９９０；Ａdach，Ｋawanishi，Ｋobayashi, "
Ｉmprovementof Ｃharacter Ｒecognitionand Ｇenerat
ion Ｔechniques in ＦacsimileＣommunication Ｓyste
ms,” pp.７３２-７３８，Ｐroceedings ＳeventhＡnnu
al Ｊoint Ｃonference of the ＩＥＥＥＣomputer an
d ＣommunicationＳocieties，１９８８）。Ｌimの方法
はページサイズ単位の分析をする方法であるが、Ａdach
iの方法は個々の文字の表現の平滑化をする方法であ
る。

【０００４】したがって、受信側ｆａｘマシンで受信文
書の再生品質を向上させるための方法及び装置が望まれ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、受信
側ｆａｘマシンにおいてテキスト文書の再生品質を向上
させる用途に好適で、かつ、テキスト文書のあらゆるビ
ットマップ表現の品質改善に一般的に適用できる文書イ
メージ品質改善方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するため、ビットマップ中の各文字パターン（instan
ce）について光学的文字認識を行ない、ビットマップ中
に存在する各文字種類に１カテゴリーずつ、複数のカテ
ゴリーに各パターンを分類する。各カテゴリーにつ
き、”理想的な”プロトタイプ文字を導出する。このプ
ロトタイプ文字を文字のパターンより導出する方法とし
て、様々な方法を用い得る。そして、プロトタイプ文字
によって、ビットマップ中の当該プロトタイプ文字と同
じカテゴリーに属する文字のパターンを置き換える。以
上のステップを各カテゴリーについて実行後に、得られ
た”再生”（regenerated）ビットマップイメージを用
い、文書の最終的な印刷イメージを作成する。

【０００７】

【作用】プロトタイプ文字を導出し、このプロトタイプ
文字によって同種類の各文字を置き換えることにより、
文書の見映えが向上する。これは、文字の表現より、汚
れ、エッジのぎざぎざ等の”ノイズ”が減らされ、ある
いは除去されるからである。また、同一のプロトタイプ
文字が、同じ種類の文字のすべてのパターンの代わりに
用いられるため、文字種類の表現が統一された文書を得
られる。

【０００８】

【実施例】本発明の方法の好適な実施例は、プロセッ
サ、メモリ、ユーザ入力装置及び出力装置からなるデジ
タルシステム上で実行されるソフトウエアを含む。この
方法は、ビットマップイメージ中の文字パターンを検出
するステップ、各文字の第１及び第２のパターンを選ぶ
ステップ、選んだパターンを用いてプロトタイプ文字を
導出するステップ、ビットマップ中の選択されたパター
ンをプロトタイプ文字に置き換えることにより再生ビッ
トマップイメージを作るステップ、及び、再生ビットマ
ップイメージを出力するステップからなる。

【０００９】ステップをいくつか追加することにより、
以上のステップ中に生じる可能性のあるエラー、例えば
文字パターン選択のエラーの影響が少なくなる。好適な
実施例においては、パターンと各カテゴリーのプロトタ
イプ文字との比較が行なわれる。パターンが、その初め
に関係付けられたカテゴリーのプロトタイプ文字より以
上に、別のカテゴリーのプロトタイプ文字に似ている場
合には、このパターンを初めのカテゴリーより廃棄し、
当該廃棄されたパターンを用いないで、当該カテゴリー
に関するプロトタイプ文字の導出をやり直す。

【００１０】以下、本発明の好適実施例について、図面
を参照し詳細に説明する。図１は、本発明のソフトウエ
アを実行するために使用される一般的なコンピュータシ
ステムの構成図である。このコンピュータシステム１０
０は、プロセッサ１０２、システムメモリ１０４、Ｉ／
Ｏコントローラ１０６、ディスプレイアダプター１０
８、モニター１１０、シリアルポート１１２、キーボー
ド１１４、固定ディスク装置１１６、外部インターフェ
ース１１８、プリンタ１２０といったサブシステムから
なる。

【００１１】本発明用に好適なデジタルシステムはこれ
に限られるものではなく、サブシステムを増加または減
少した他のデジタルシステムでもよい。例えば、プロセ
ッサ１０２を２個以上持つデジタルシステム（つまりマ
ルチプロセッサ・システム）でもよい。また、キャッシ
ュメモリを持つシステムでもよい。ディスプレイアダプ
ター１０８、モニター１１０のようなサブシステムは、
本発明のある実施例では必要でなく、それらの機能は例
えば、発光ダイオード（”ＬＥＤ”）ディスプレイでな
される。

【００１２】１２２等の矢印はコンピュータシステム１
００のシステムバス・アーキテクチャを示している。し
かし、これらの矢印は、サブシステムの結合のための内
部接続関係を例示しているにすぎない。例えば、プリン
タ１２０は、あるポート（図示されていない）を介して
他のサブシステムに接続してもよい。好適な実施例にお
いては、電話回線がコンピュータシステム１００に接続
される。この電話回線は、コンピュータシステム１００
を外部のｆａｘマシンに接続するために利用される。コ
ンピュータシステム１００はそれ自体、次に述べるよう
に、文書のビットマップイメージを受信して印刷するの
に適したｆａｘ受信機の基本的コンポーネントを備えて
いる。

【００１３】コンピュータシステム１００がｆａｘ受信
機として動作する時には、文書のビットマップイメージ
を表わすデジタルデータが、例えばシリアルポート１１
２を通じて受信されて、システムメモリ１０４に格納さ
れる。後述のように、プロセッサ１０２は、このビット
マップイメージ及びシステムメモリ１０４を処理して、
品質を向上させたビットマップイメージを作る。この品
質の向上したビットマップイメージがプリンタ１２０よ
り出力されて、ぺーパー文書が作られるが、このペーパ
ー文書はｆａｘ送信機より伝送された文書のイメージで
ある。

【００１４】図１に示したコンピュータシステム１００
は、本発明に使用するのに適したコンピュータシステム
の一例にすぎない。当業者にとって、本発明に利用する
のに適した別のサブシステム構成は容易にわかるであろ
う。ｆａｘに応用するものとしての好適実施例について
本発明を説明しているが、スキャナから入力するイメー
ジの品質向上など、本発明の他の用途は明らかであろ
う。

【００１５】図２は、本発明の一実施例の説明に使用す
るためのビットマップイメージの一例として、図１のシ
ステムメモリ１０４内にあるビットマップイメージの一
部１４０を示す。図２を見れば分かるように、このビッ
トマップイメージの部分には、文字から構成されたワー
ドが含まれているが、その文字は小矩形つまり”画素”
（picture element）から構成され、その１つの画素は
ビットマップイメージ中の１つのビットに対応してい
る。一般的なｆａｘの読み取り解像度である１００〜２
００ドット／インチ（”ｄｐｉ”）では、一般的な文字
は１５〜３０画素幅となろう。なお、ここでは１００〜
２００ｄｐｉの読み取り解像度の例を用いて本発明を説
明するが、任意の解像度で表現された文字について本発
明を適用し得るものである。

【００１６】ここでは図２のような図をビットマップイ
メージ、マトリクス、文字パターン等々の説明のために
使用するが、このような表現は、例えば、ビットマップ
イメージ、マトリクス、文字パターンをプリントアウト
した時に通常得られる人間に判読可能な唯一の形式であ
ると理解される。当該技術分野において周知のように、
ビットマップイメージ等は、メモリ内のワードからなる
配列または他のデータ構造により表わされ、当該ワード
は連続的に並んでいることが多い。各画素の（グレース
ケール、色、輝度等を表わす）値の数に応じて、各画素
を表現するのにメモリの１ワード、メモリの１ワードの
一部、あるいはメモリの複数ワードが使用される。本明
細書で扱う位置合わせ（aligning）、加算等の操作は、
各図に示された人間に判読可能なフォームを対象にして
説明するが、当該技術分野において周知の、コンピュー
タによる同様操作もある。例えば、２つの文字パターン
の”位置合わせ”は、視覚的には、一方の文字パターン
の人間に判読可能なフォームを、他方の文字パターンの
人間に判読可能なフォームの上に重ねることにより行な
われるが、この処理はＦｉｇ．１のコンピュータシステ
ムのようなコンピュータシステムでビットストリング、
配列等（これは内部データ表現方法によって決まる）を
操作及び比較することによって行なわれる。

【００１７】図２のビットマップイメージ中の各文字が
切り出され、そして、その文字イメージが抽出される、
すなわち文字パターンがシステムメモリの１つの独立し
た領域へコピーされる。１つの文字が抽出される時に、
その文字の構成画素と、それに隣接した領域の空白画素
とをあわせたものが、その文字の”パターン”（instan
ce）であると考えられる。ビットマップイメージ中の個
々の文字の識別は、当該技術分野において周知の光学的
文字認識（”ＯＣＲ”）方法または方式によって行なわ
れる。

【００１８】図２に、文字”ｅ”の３個のパターン１５
０，１５２，１５４を境界枠で囲んで示す。文字”ｅ”
の各パターンは、境界枠内の”オン”画素つまり黒画素
と”オフ”画素つまり白画素から構成される。

【００１９】この認識及び抽出プロセスは、ビットマッ
プイメージ中の異なった文字種類それぞれについて実行
される。ビットマップイメージ中の各文字種類は、別々
の文字クラスまたは文字カテゴリーと考えられる。そこ
で、例えば、アルファベットの大文字と小文字の場合は
５２個の文字種類ないし文字カテゴリーがある。最後
に、各カテゴリー毎の文字のクラスタを用いて、クラス
タ中の抽出文字パターンの大部分よりも初めに伝送され
た文字によく近似しているところのプロトタイプ文字を
導出する。換言すれば、本発明は、モデル文字を用意
し、これをビットマップイメージ中の文字種類の各パタ
ーンの位置に用いることにより、受信側で印刷した文書
に文字の統一性を持たせる。

【００２０】図３は、図２に示したビットマップイメー
ジの一部のようなビットマップイメージより切り出し抽
出した文字種類”ｅ”のクラスタを示す。なお、文字”
ｅ”の各パターンは１つ１つ多少異なっている。ここで
は解像度を粗くしているので、各”ｅ”文字を構成して
いる矩形画素がはっきり見えている。特定カテゴリーの
文字の各パターンを識別してグループにまとめるステッ
プは、”クラスタリング”と呼ばれる。図３に示すよう
な文字のクラスタは、それぞが文字パターンのビットマ
ップを含む配列群に対するポインタによって、メモリ内
に管理することができる。

【００２１】ここでは、本発明に関するビットマップイ
メージは、文字”ｅ”の１６個のパターンを含むものと
仮定する。そうすると、図３は文字”ｅ”のカテゴリー
のための文字パターンのクラスタ全体を示していること
になる。

【００２２】図４は、図３にクラスタが示された文字種
類”ｅ”のためのプロトタイプ文字を示してる。このプ
ロトタイプ文字は格子つまりマトリクスにより示されて
いる。このプロトタイプ文字を導出するために、図３の
クラスタ中の全部の文字が１つの文字にマージされた。
本発明の他の実施例では、後述のように、プロトタイプ
文字の導出の際に文字パターンを全部は使わない。

【００２３】図４に示されるように、マージ後のプロト
タイプ”ｅ”は、様々なグレーレベルの画素からなる。
これは、図３のクラスタ中の各パターンをマトリクス
へ”加算”することによって、図４のプロトタイプ文字
が生成されたからである。図４において、色の濃い画素
は、クラスタ中のパターンが高頻度で現われる場所の画
素であり、他方、色の淡い画素はクラスタ中のパターン
の出現頻度が少ない場所の画素を意味する。

【００２４】図５は、図３のクラスタに対するプロトタ
イプ文字を示している。図５のプロトタイプ文字を得る
ためには、図４のマージされた文字に”閾値処理”が施
される。この閾値処理は、プロトタイプ文字から、所定
の閾値未満のグレーレベルの画素を除去する。

【００２５】次に、図６及び図７のフローチャート並び
に図８（Ａ）乃至図８（Ｄ）の説明図を参照して、本発
明を詳細に説明する。

【００２６】図６は、本発明の文字再生方法の基本ステ
ップの説明のために用いるフローチャート２００を示
す。

【００２７】図６において、フローチャート２００は、
Ｆｉｇ．１のコンピュータシステムのようなデジタルシ
ステム上で実行される１つまたは複数のソフトウエアル
ーチンを示している。このフローチャート２００は、当
該技術分野で知られている任意の手段によって実現し得
るものである。例えば、”Ｃ”、Ｐａｓｃａｌ、ＦＯＲ
ＴＲＡＮ、アセンブリ言語等々、どのようなコンピュー
タプログラミング言語を使用してもよい。さらに、手続
きまたは”オブジェクト指向”プログラミング、人工知
能手法のような種々のプログラミング技法を採用してよ
い。

【００２８】フローチャート２００の各ステップは、１
つまたは２つ以上のソフトウエアルーチン、プロセス、
サブルーチン、モジュール等々によって実現できる。言
うまでもないが、フローチャート２００は本発明の方法
の大まかな論理フローを説明しているだけであって、フ
ローチャート２００に別のステップを追加し、あるいは
一部ステップを取り除くことも許される。説明を簡単に
するため、フローチャート２００（他のフローチャート
も同様）を、あたかも単一の”ルーチン”であるかのよ
うに扱って説明する。

【００２９】フローチャート２００のルーチンに２０２
より入る。テキスト文書のビットマップイメージがコン
ピュータシステムのシステムメモリ内に存在していると
仮定する。ステップ２０４において、ビットマップイメ
ージ中の文字が切り出されて文字”パターン”とされ
る。ステップ２０６において、切り出された文字が適当
な光学的文字認識方式によって”認識”されることによ
り、各パターンはある既知の文字種類に関係付けられ
る。ステップ２０８において、各パターンはその文字種
類に関するクラスタに入れられる。かくして、ステップ
２０８を終了すると、文書のビットマップイメージ中の
文字全てが切り出されてクラスタに入れられている。こ
こで、各クラスタは、文書のビットマップイメージ中に
現われた１つの文字種類に対応している。

【００３０】なお、ステップ２０４，２０６，２０８
は、一般的に、典型的な光学文字認識方式の一部である
ことに注意されたい。また、ステップ２０４，２０６，
２０８の遂行に、適当なＯＣＲ方式であれば、どのよう
なものを使用してもよい。

【００３１】ステップ２０８を終了すると、文書のビッ
トマップイメージ中の全ての文字がクラスタに入れら
れ、かつ文字種類との関係付けがなされている。

【００３２】ステップ２０４，２０６，２０８は、文字
毎のパターンクラスタに文字を分類するほかに、各パタ
ーンの位置のレコードも作成する。このレコードは、例
えば、１つまたは２つ以上の位置番号を用いて文書ビッ
トマップイメージ内の文字の位置または順序を管理する
配列の形にすることができる。位置番号には、その場所
のパターンの文字種類を指示するための識別子が関係付
けられる。

【００３３】ステップ２１０において、マージのための
１つのカテゴリが選択される。ステップ２１０の最初の
実行時には、ステップ２０４，２０６，２０８により生
成されたカテゴリ中の任意の１つが、最初に処理すべき
カテゴリとして選択される。ステップ２１２において、
選択されたカテゴリのクラスタ中の各文字パターンがマ
ージされ、上に述べた小文字”ｅ”のカテゴリに対する
図４のマージ（merged）文字のような、単一の文字が作
られる。マージのステップ２１２の詳細は、図７と関連
させて後述する。

【００３４】ステップ２１４において、マージすべきク
ラスタの残っている他のカテゴリがあるか確認するため
のテストが行なわれる。残っているならば、ルーチンの
実行はステップ２１０に戻り、次に処理するカテゴリが
選択される。このようにして、クラスタの全部が最終的
にマージされ、各クラスタ毎に１個のマージ文字が得ら
れる。

【００３５】全てのクラスタのマージが済んだ後、ステ
ップ２１６が実行されて、ビットマップ中の各文字を、
そのカテゴリに対応したマージ文字すなわちプロトタイ
プ文字で置き換える。元のビットマップイメージ中の文
字の位置及び種類に関する情報がステップ２０４で集め
られたが、この情報は文字のパターンを対応したプロト
タイプ文字で置換するために利用される。このようにし
て得られるビットマップイメージが”再生”（regenera
ted）ビットマップである。なお、再生ビットマップを
新しいビットマップとしてメモリ内に生成し、元のビッ
トマップをそのまま活かしておいてもよい。

【００３６】ステップ２１８において、”再生”ビット
マップイメージを用いてハードコピー文書をプリントア
ウトする。このハードコピー文書は、最初のビットマッ
プイメージに似ているが、各文字種類のプロトタイプ文
字が、ビットマップにおいて当該文字種類のパターンが
出現した全ての場所に使用されるため、同じ文字の各パ
ターンが全く同一である点が違う。

【００３７】再生ビットマップイメージをプリントアウ
トした後、ステップ２２０よりルーチンを抜ける。

【００３８】全文字の切り出し、全文字のクラスタリン
グ、全文字のマージ、全文字の置換、全文字のプリント
アウトという独立した概念的ステップの連続として、フ
ローチャート２００を説明したが、これらのステップ
を”インターリーブ”または”マルチタスク”方式で実
行してもよい。例えば、印刷用ハードウエアが低速であ
るためシステムに”ボトルネック”を生じる場合、ビッ
トマップの文字の置換を１行ずつ行なって、最初の１行
の置換が済んだ後に印刷を開始するようにする。ビット
マップの後続行は、その後に置換が行なわれ、プリンタ
より要求される前に印刷可能になる。このフローチャー
ト２００及び他のフローチャートの処理の編成方法は他
に様々あるが、それは当業者には明らかであろう。

【００３９】図７は、図６のステップ２１２を実行する
ために使用されるサブステップを説明するためのフロー
チャートである。すなわち、ステップ２２４〜２３４
は、Ｆｉｇ．６のステップ２１２のマージ機能を実現す
る。ステップ２１０及びステップ２１４がサブステップ
群２３６の上下にそれぞれ示されているが、これはサブ
ステップ群２３６がＦｉｇ．６のフローチャートのステ
ップ２１０とステップ２１４の間で実行されるものであ
ることを示すためである。

【００４０】図６に関連して述べたように、ステップ２
１０が終了すると、１つのカテゴリーがつぎの処理のた
めに選択される。

【００４１】この例では引き続き、文字”ｅ”を処理中
のカテゴリーとして用いる。図８の（Ａ）は内部に文
字”ｅ”の画素表現が定義されたマトリクス３００を示
している。図８の（Ａ）において、マトリクス３００の
格子パターン中の各正方形は１つの画素であり、これは
例えばディスプレイ画像または文字の印刷されるペーパ
ー上で、”オン”または”オフ”のいずれかの状態をと
る。

【００４２】なお、マトリクス３００は、文字の上下左
右に空白がある。マトリクス３００は図６のステップ２
０４においてテキストのビットマップイメージより文字
を切り出すために用いられる”境界枠”（bounding bo
x）である。文字を構成する画素は図８（Ａ）に示すも
のより多いことも少ないこともあり、また、境界枠内の
文字の周りの画素はそれより多いことも少ないこともあ
る。

【００４３】図７のステップ２２４において、図８
（Ａ）のマトリクス３００によって示されるように、マ
トリクスに１番目のパターンを初期設定する。ステップ
２２６において、２番目のパターンを取得する。必要な
らば、パターンを”オン”画素の個数に従って順序付け
て１つのリストにしておくことにより、後述のようにパ
ターンを選択し処理する順序を予め決めてもよい。

【００４４】図８（Ｂ）は本例における２番目のパター
ン３０２の一例を示している。この例については画素境
界（”境界枠”）が示されていないが、この２番目のパ
ターン３０２が”オン”画素３９個で構成されているこ
とが分かる。２番目のパターン３０２が、ここでは”選
択”あるいは”現在”パターンであり、図７のステップ
２２８，２３０による処理を施される。

【００４５】図７のステップ２２８において、図８
（Ｂ）の２番目のパターン３０２は図８（Ａ）のマトリ
クス３００に位置合わせされる。この位置合わせプロセ
スは、選択パターンをマトリクス内で”シフト”させる
ことと、重なり合った”オン”画素の数をカウントする
ことからなる。選択パターンについて、異なったいくつ
かの位置が選ばれ、その”ベストフィット”（best fi
t）が選択される。このベストフィットは、マトリクス
中の”オン”画素と重なる選択パターンの画素数が最大
になるマトリクス内での選択パターンの位置である。

【００４６】図８の（Ｃ）から（Ｅ）は、ステップ２２
８の位置合わせプロセスを説明するものである。図８
（Ｃ）にマトリクス３００が示されている（ここでも、
説明簡略化のため画素境界は示されていない）。最初の
パターン３０１は図８（Ａ）と同様に示されているが、
重なりが分かるようにするため塗り潰されてはいない。
２番目のパターン３０２は最初のパターン３０１と部分
的に重なった位置に示されている。図８（Ｃ）より分か
るように、最初のパターン３０１と選択パターン３０２
の重なり合う画素の合計数は１７個である。

【００４７】図８（Ｄ）において、最初のパターン３０
１は依然としてマトリクス内の一定位置にあるが、選択
パターン３０２のほうはマトリクス内の新しい位置まで
下側及び左側へシフトされている。図８（Ｄ）から分か
るように、最初のパターンと選択パターンの重なり合っ
た”オン”画素の合計数は１６個である。

【００４８】図８（Ｅ）は、最初のパターン３０１と選
択パターン３０２とがマトリクス３００内でぴったり重
なり合っている状態を示している。図８（Ｅ）において
は、重なり合う画素の合計数は３４個である。よって、
この簡単な例の場合、図８（Ｅ）がまさに最初のパター
ン３０１と選択パターン３０２とが最高の重なり状態で
ある。

【００４９】図７のステップ２３０において、上述のよ
うにステップ２２８によって得られたベストフィットの
位置で、選択パターンが最初のパターンを含むマトリク
スに加算される。図９（Ａ）は、図８（Ｅ）と同じマト
リクスを示している。すなわち、図９（Ａ）は、ステッ
プ２２８の位置合わせ手順により得られた、最初のパタ
ーンと選択パターンとの間の最高の重なり状態を示して
いる。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の２つのパターンを”
加算”した結果を示している。

【００５０】なお、図９（Ｂ）はマトリクス内の２パタ
ーンの加算結果の図的表現を示したものである。好適な
実施例においては、図９（Ａ）のマトリクス３００内の
各要素は、例えば１バイトのデータによる数値で表現さ
れる。これらのバイトはマトリクス３００と同じサイズ
の配列に格納される。

【００５１】図９（Ｂ）においてマトリクスの要素の位
置にある１は、そのマトリクス要素に対応したバイトの
値が１であることを表わしている。同様に、数値の２
は、そのマトリクス要素の位置に対応したバイトの値が
２であることを意味する。対応したマトリクス要素位置
に数値が示されていない場合、そのマトリクス要素位置
の値は０である。したがって、マトリクス３００に対応
したデータ配列が、クラスタ中の文字のパターンが重ね
られ、位置合わせされて”加算”された時の、”オン”
画素の個数の現在合計数を保存していることが、図９
（Ｂ）から分かる。図７のステップ２３２において、
このカテゴリーに同じ文字のパターンが他にあるか確認
するための判定が行なわれる。他にパターンが存在する
ならば、処理はステップ２２６に進み記憶リストより次
のパターンが取得される。好適な実施例にあっては、次
のパターンがそれぞれ、ベストフィットとなるように現
在合計数マトリクスと位置合わせされる。次のパターン
の画素と重なり合う現在合計数マトリクス中の画素が全
て検出される。この重なり合った画素の位置は、データ
配列のどの値（重なり合った画素位置に対応）をインク
リメントすべきか指定するために用いられる。好適な実
施例では、インクリメント量を１とする。

【００５２】図９（Ｃ）は、文字”ｅ”の１６個のパタ
ーンからなるクラスタに対してステップ２２６〜ステッ
プ２３２を実行した結果を示している。なお、図９
（Ｃ）のデータは、説明のためのものに過ぎず、図３の
クラスタの実際のマージ結果に必ずしも対応していな
い。

【００５３】図９（Ｃ）から分かるように、データ配列
中のいくつかのバイトの値が１６である。これは、対応
したマトリクス要素位置ですべてのパターンが”オン”
画素を持っていたことを意味する。要素位置に数値が示
されていない場合、その位置に対応したデータ配列のバ
イトの値は０である。数値が１から１６の間にある場
合、その数値は、そのマトリクス位置に”オン”画素を
有するパターンの個数を示している。

【００５４】図７のステップ２３４において、閾値処理
が行なわれる。閾値処理のための簡単な方法は、クラス
タ中のパターン数を２で割った値を閾値に設定すること
である。クラスタ中のパターン数を１６とした当該例に
おいては、閾値は８ということになる。

【００５５】図９（Ｃ）を参照して、閾値として８を用
い、配列値が８以下のマトリクス要素をオフにし、対応
した配列値が９以上のマトリクス要素をオンにするとい
うルールを用いると、図９（Ｄ）の理想化された文字、
すなわちプロトタイプ文字が得られる。このプロトタイ
プ文字が、図６に関連して上に述べた置換ステップ２１
６に用いられる文字である。

【００５６】なお、この例では、簡単なモノクロ文字表
現（すなわち、画素は”オン”または”オフ”である）
を採用したが、本発明は、グレースケールで表現された
文字にも適用可能である。すなわち、各画素が”オン”
と”オフ”の２つの状態を取り得る１ビットで表わされ
たビットマップ表現ではなく、複数ビットを用いて画素
の濃淡（grayness) を表わす（例えば、０がオフ、最大
値が最暗、中間の値が最低値と最大値に対応した最明と
最暗の間の範囲を表わす）。この場合、図７の位置合わ
せステップ２２８は、モノクロ文字に関して上に述べた
ところと同様であるが、ただし、ベストフィットの検出
を、マトリクス内の最初の文字と重なる画素のグレース
ケール値を合計することによって行なうことが異なる。
これと同様に、加算ステップ２３０は、選択パターンの
グレースケール値を、マトリクス要素のデータ配列の対
応バイトに加算することによって行なうことができる。
閾値処理ステップ２３４は上に述べたと同様ではある
が、ただし、その閾値は、グレースケール画素の最大値
を掛けた値となる。例えば、画素の濃淡度合が４種類あ
る、すなわち２ビットで０，１，２及び３の値を持つ画
素を表現する、とすると、上に述べたところのパターン
数を２で割って得られる値の８に、例えば３が掛け合わ
され、閾値として２４が得られる。あるいは、閾値に最
大のグレースケール値を掛けるかわりに、平均グレース
ケール値を用いてもよい。また、グレースケールで表示
または印刷の可能な出力装置であるならば、出力装置は
そのスケールの範囲の値を使用できるので、閾値処理は
必要でなくなる。

【００５７】別の効果を得るための前記実施例の変形例
も本発明に包含される。例えば、ＯＣＲによる文字認識
結果が信頼できないときは、図６のステップ２１４とス
テップ２１６の間に追加のステップを導入できる。この
追加ステップは、ある文字の各パターンと各プロトタイ
プ文字とを、図７の位置合わせステップ２２８と同様の
方法で比較することになろう。あるパターンが、図６の
ステップ２１２で当該パターンを用いて導出されたプロ
トタイプ文字以外の、あるプロトタイプ文字とぴったり
一致するときには、当該パターンに分類間違いのフラグ
が立てられる。そして、そのプロトタイプ文字の導出
が、分類間違いのパターンを用いずに改めて行なわれ、
また、そのパターンは他のカテゴリーつまり文字種類に
属するとみなされる。そうすれば、図６のステップ２１
６において文字が置換される時に、よりぴったり一致す
るプロトタイプを用いて文字の置換が行なわれることに
なる。あるいは、パターンの初めのビットマップイメー
ジをもとの場所に残すこともできる（すなわちパターン
は置換されない）。

【００５８】ＯＣＲの文字記述で字体情報が得られない
かもしれない。イタリック体やボールド体のワードを識
別する必要がある。それらワードが標準字体で再現され
ないようにするためである。この識別は、ワード中の各
文字と、そのカテゴリーに関し導出されたプロトタイプ
との距離を調べることによって行なうことができる。各
文字の形状が、そのプロトタイプとよく一致しない場合
は、当該ワードが別の字体である可能性がある。そのよ
うな文字については、最初のビットマップイメージをそ
のまま用いてもよいであろうし、あるいは、特殊字体用
のプロトタイプを導出してもよいであろう。

【００５９】導出したプロトタイプの輪郭のきざぎさが
目立つときには、このプロトタイプに既存の文字平滑化
の方法を適用してもよい。

【００６０】以上説明した再生アルゴリズムでは、その
処理時間がファクシミリのユーザによっては負担になる
こともあろう。より高速な方法は、文字パターンのサプ
セットを用いてプロトタイプを作ることであろう。出力
品質の調整を可能にする、ある種の制御手段をユーザに
提供することもできるであろう。並列処理が可能なら
ば、複数のプロトタイプを同時に計算できるでうあろ
う。

【００６１】本発明は、上に述べた以外の応用も可能で
ある。一例として、デジタルコピアに応用することも可
能である。例えば、テキストの濃すぎる原稿の場合、そ
の読み取り入力に本発明方法を利用できる。そして、使
用する閾値を上げることにより、得られるテキスト品質
が改善されるであろう。もう一つの応用は、最初のビッ
トマップイメージに標準的な英数文字や句読点などと違
ったシンボルが含まれてる場合であろう。これらのシン
ボル、例えば数学記号や手書き文字は、適切に調整され
たＯＣＲシステムによって認識できるであろうから、本
明細書に述べた方法を用い、それらを同様に処理しプロ
トタイプを導出できるであろう。

【００６２】本発明の再生方法によれば、テキスト行
の”スキュー”及び文字の不揃いも自動修正される。す
なわち、テキスト中の文字が他の文字と１列に並ばない
場合（不揃い）、あるいはページのテキスト全体がペー
ジの縁に対し整列しない場合（スキュー）、以上説明し
たような再生及び印刷によって、テキストは正しく整列
したものとなる。

【００６３】以上、特定の実施例に関して本発明を説明
したが、本発明の範囲内で様々な修正及び変形が可能で
あることは明らかであろう。

【００６４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ファクシミリ受信機の受信文書イメージ、その
他のビットマップ表現された文書イメージについて、文
字パターンをプロトタイプ文字で置換することによっ
て、文書イメージ中の汚れ、エッジのぎざぎざ等の”ノ
イズ”を減らし、あるいは除去し、さらに文字表現の統
一性を与えて、元の文書イメージより見映えのよい高品
質の文書イメージを生成することができる。また、ビッ
トマップイメージ中の文字パターンと、各カテゴリー
（文字種）に対するプロトタイプ文字との比較を行なう
ことにより、文字パターンの分類の誤り等の悪影響を受
け難くできる等、多くの効果を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のソフトウエアの実行に用いられる一般
的なコンピュータシステムのブロック図である。

【図２】文書のビットマップイメージの一部を示す図で
ある。

【図３】文字種類”ｅ”のためのクラスタを示す図であ
る。

【図４】文字種類”ｅ”のためのプロトタイプ文字を示
す図である。

【図５】図３のクラスタのための閾値処理後のプロトタ
イプ文字を示す図である。

【図６】文字再生方法の基本ステップを示すフローチャ
ートである。

【図７】図６のフローチャート中のステップ２１２を実
現するために用いられるサブステップを示すフローチャ
ートである。

【図８】（Ａ）文字”ｅ”の第１パターンを含むマト
リックスを示す図である。（Ｂ）文字”ｅ”の第２パターンを示す図である。（Ｃ）〜（Ｅ）図７のフローチャート中のステップ２
２８の位置合わせプロセスを説明するための図である。

【図９】（Ａ）図８（Ａ）及び図８（Ｂ）のパターン
を図８（Ａ）のマトリックスの内部に重ねて示す図であ
る。（Ｂ）上記（Ａ）の２つのパターンの”加算”の結果
を示す図である。（Ｃ）文字”ｅ”の１６個のパターンのクラスタに対
して図７のステップ２２６〜２３２を実行した結果を示
す図である。（Ｄ）上記（Ｂ）または（Ｃ）のデータに基づいたプ
ロトタイプ文字を示す図である。

【符号の説明】

１００コンピュータシステム１０２プロセッサ１０４システムメモリ１０６Ｉ／Ｏコントローラ１０８ディスプレイアダプター１１０モニター１１２シリアルポート１１４キーボード１１６固定ディスク装置１１８外部インターフェース１２０プリンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】文書のビットマップイメージから品質の
改善された文書表現を生成するために、プロセッサ、メ
モリ、ユーザ入力装置及び出力装置を有するデジタルシ
ステム上で実行される方法であって、該ビットマップイ
メージは第１のテキスト文字の複数のパターンを含み、
ここにおいて該ビットマップイメージは該メモリに格納
された複数の画素からなり、 (i) 該ビットマップイメージ中の該第１のテキスト文
字の第１及び第２のパターンを検出するステップ、 (ii) 該ビットマップイメージの該第１パターンを含む
第１の領域を選択するステップ、 (iii) 該ビットマップイメージの該第２パターンを含む
第２の領域を選択するステップ、 (iv) 該第１領域及び該第２領域を用いて第１のプロト
タイプ文字を導出するステップ、及び (v) 該第１テキスト文字の各パターンを該第１プロト
タイプ文字で置換することにより該文書表現を生成する
ステップ、からなる文書イメージ品質改善方法。
【請求項２】請求項１記載の文書イメージ品質改善方
法において、該第１及び第２の領域は実質的に画素単位
で１対１に対応しており、該ステップ（iv)は (i) 該第１領域の各画素に関し (1) 該第２領域内の対応した画素を識別するサブステ
ップ； (2) 該第１領域内の画素と該第２領域内の対応画素の
画素値の平均を求めるサブステップ； (3) 該画素値の平均値を、該第１領域と画素単位で１
対１に対応した第３の領域中の画素に割り付けるサブス
テップ；及び (ii) 該第３領域を該第１プロトタイプ文字として指定
するサブステップ、からなることを特徴とする文書イメージ品質改善方法。
【請求項３】請求項１記載の文書イメージ品質改善方
法において、該デジタルシステムはファクシミリ装置か
らなる、ことを特徴とする文書イメージ品質改善方法。
【請求項４】文書のビットマップイメージから品質の
改善された文書表現を生成するために、プロセッサ、メ
モリ、ユーザ入力装置及び出力装置を有するデジタルシ
ステム上で実行される方法であって、該ビットマップイ
メージは第１のテキスト文字の複数のパターン及び第２
のテキスト文字のパターンを含み、ここにおいて該ビッ
トマップイメージは該メモリに格納された複数の画素か
らなり、 (i) 該ビットマップイメージ中の該第１のテキスト文
字の第１、第２及び第３のパターンを検出するステッ
プ； (ii) 検出された該第１、第２及び第３のパターンを使
用して第１のプロトタイプ文字を導出するステップ； (iii) 該第２テキスト文字のパターンを検出するステッ
プ； (iv) 該第２テキスト文字の該パターンを使用して第２
のプロトタイプ文字を導出するステップ；及び (v) 該第１テキスト文字の各パターンを該第１プロト
タイプ文字で置換することにより該文書表現を生成する
ステップ、からなる文書イメージ品質改善方法。
【請求項５】請求項４記載の文書イメージ品質改善方
法において、該ステップ(v)は、該パターンのフォント
を該プロトタイプ文字と比較するサブステップを含む、
ことを特徴とする文書イメージ品質改善方法。
【請求項６】該ステップ(v)を実行する前に該プロト
タイプ文字の輪郭を平滑化するステップをさらに有す
る、ことを特徴とする請求項１記載の文書イメージ品質
改善方法。
【請求項７】請求項１記載の文書イメージ品質改善方
法において、該ユーザ入力装置を使用して、該プロトタ
イプ文字の導出に用いられる１つの文字のパターン数を
指定する、ことを特徴とする文書イメージ品質改善方
法。