JPH09139856A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像表現においてテキスト表示を強調するよう
にカラーまたは白黒データを処理する画像処理装置およ
び方法を提供する。 【解決手段】画像プロセッサはテキストおよび非テキス
ト領域を含むカラーまたは白黒画像を表現するカラー信
号を受け取り、仮想画像上を逐次移動するスライド式ウ
ィンドウまたは帯状メモリを利用して処理を行う。先
ず、画像を鮮明にするため空間フィルタが適用され、鮮
明化された画像がテキスト領域および非テキスト領域に
分類される。テキスト領域のデータに対して黒色テキス
ト強調プロセスを実行して、グリーン・チャネルのカラ
ー信号がしきい値について検査され、しきい値を通った
ピクセルのカラー統計値を分析して、そのコンポーネン
トを黒としてレンダリングすべきか否かが判断される。
黒にすべき場合、その画像データは該当ピクセルを黒に
設定し、その周囲の背光ピクセルを白にセットする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表現において
テキスト表示を強調するようにカラーまたは白黒データ
を処理する画像処理装置および方法に関するもので、特
に、カラー・スキャナ、プリンタ、複写機、ファクシミ
リなどにおいて使用されるためのそのような装置および
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術の設計による多くのカラー複写
機において、オリジナルの画像が走査されデジタル化さ
れ、走査された画像の各ピクセルにおけるレッド、グリ
ーン、ブルーの３色の相対的強度を表すＲＧＢデジタル
信号が生成される（ＲＧＢはレッド、グリーン、ブルー
の頭文字をとったもので上記３色を表す）。ＲＧＢデー
タはカラー処理パイプラインによってシアン、マジェン
タ、イエローおよびブラックのＣＭＹＫ信号に変換され
（ＣＭＹＫは同様に上記４色を表す）、このＣＭＹＫ信
号が印刷される画像の該当するピクセルに置かれるシア
ン、マジェンタ、イエローおびブラックのインクまたは
トナーの量を制御するために使用される。カラー処理パ
イプラインは、連続階調カラー画像データを適切に取り
扱う能力を持つが、例えば白または単色の背景上の単純
なテキストを処理するような場合、テキスト領域に関し
ては必ずしもうまく処理できるとはいえない。スキャナ
の不正確さのみならず、連続階調についてほぼ白色背景
領域を白色にするように求められるＲＧＢとＣＭＹＫの
間のカラー対応付けの非線形性のため、テキストは過度
に明かるくなり、テキスト内およびその周辺におけるカ
ラーの強度が強くなる傾向がある。カラー背景上のカラ
ー・テキストまたは黒色テキストに対する逆作用はさほ
ど重大でないと認められる。同様の問題が、画像が色彩
信号(すなわちchromatic signal)の集合として表現され
るレーザ・プリンタ、インクジェット・カラー・プリン
タ、カラー・ディスプレイ、カラー・スキャナ等コピア
以外の装置についても発生する。

【０００３】米国特許第5,189,523号は、例えば稜線フ
ィルタおよび「黒の判断(black judgement」処理段階を
使用して画像の最初の走査において識別信号を作成する
システムを開示している。識別データは、ビットマップ
・メモリに記憶され、第２の走査の間、第２の走査のデ
ータを強調すべきかそのまま使用すべきかを制御するた
めに使用される。ヨーロッパ特許出願第463,844号は、
テキスト文字または項目と背景の間の境界領域を強調す
るように入力画像が処理されるシステムを開示してい
る。上記両システムは、黒と白の間の稜線またはインタ
ーフェースに焦点を当て、画像コンポーネント内の特性
または連結性を考慮していないため、場合によっては、
形式全体の劣化という犠牲を払いながらテキスト・グリ
フ(glyph、字形の意)の稜線を強調する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
を克服し、白たは単色の背景を持つテキスト文字または
テキスト項目を強調表現する画像処理装置および方法が
求められる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、テキスト強調
のための改善された装置および方法を提供する。この装
置および方法において、潜在的なテキスト項目または字
形(すなわちグリフ、glyph)が境界を形成する物理的領
域が判別され、その領域内のカラー・データを監視して
黒色テキスト項目を識別する。

【０００６】本発明は、１つの側面において、カラーま
たは白黒画像を表現するカラー信号を処理して上記画像
の後続の表現において黒色テキスト表示を強調する画像
処理装置を提供する。該装置は、(i)画像またはその一
部の範囲内において各々が潜在的テキスト項目を定義す
る複数の隣接ピクセルからなる１つまたは複数のグルー
プを特定するため、該画像またはその一部に関する上記
カラー信号の少なくとも１つを分析する手段、(ii)各潜
在的なテキスト項目の範囲内およびその周辺におけるピ
クセルのカラー信号の少くともいくつかを監視して、１
つまたは複数の黒色テキスト項目を識別するカラー識別
手段、および(iii)上記画像の後続の表現において、上
記１つまたは複数の識別された黒色テキスト項目を強調
する手段、を備える。便宜上、上記「黒色テキスト項
目」という用語は、黒色テキスト項目、ほぼ黒色のテキ
スト項目、あるいは、黒い背景上の白い前景を含むその
他の前景テキスト項目を定義するために使用される。

【０００７】好ましくは、上記分析手段が、各ピクセル
における上記カラー信号の強度を第１のしきい値と比較
し、上記第１のしきい値以下の強度を持つピクセルの各
々を潜在的なテキスト項目に属するものとして分類し、
上記装置が、潜在的なテキスト項目およびそれに属する
ピクセルを特定するデータを記憶する手段を含む。

【０００８】カラー信号は通常のレッド、グリーンおよ
びブルーのカラー信号を含むが、上記分析手段は、好ま
しくは、グリーン信号を分析する。

【０００９】上記カラー識別手段は、好ましくは、潜在
的テキスト項目を構成するピクセルの各々のレッド、グ
リーンおよびブルーの強度を監視する。好ましい実施形
態においては、上記カラー識別手段は、各カラー・チャ
ネル毎に、各カラー・チャネルに関する推定値を表す値
を累計する手段を含む。

【００１０】上記強調手段は、好ましくは、識別された
黒色テキスト項目の各々の範囲内のピクセルの各々を黒
に設定する。上記カラー信号の強度が上記第１のしきい
値より低い第２のしきい値以下のピクセルのみを上記強
調手段が黒に設定するように本発明の上記装置を構成す
ることに利点がある。好ましくは、上記強調手段は、上
記識別された黒色テキスト項目に隣接する選択されたピ
クセルのカラー信号を、白または別の適切な色に設定す
る手段を含む。

【００１１】上記装置は、好ましくは、画像を潜在的な
テキスト領域と非テキスト領域に分類する手段を含み、
このため、上記分析手段がテキスト領域だけのカラー信
号を分析することが可能となる。上記分類手段は、好ま
しくは、上記画像内の選択されたセルまたは領域を定義
する手段、各セルまたは領域内において選択されたピク
セルに関するカラー信号の値を監視し上記選択されたピ
クセルに関するカラー信号の強度の統計的度数分布を表
すデータを決定する手段、および上記統計的度数分布に
従って、上記選択された領域をテキスト領域または非テ
キスト領域として特定する手段を含む。上記監視手段
は、各チャネルに関する統計的度数分布データにおける
頂点を判断することを含む。

【００１２】上記特定手段は、好ましくは、上記統計的
度数分布データを黒色強度最大しきい値および白色強度
最小しきい値と比較する手段を含み、この場合、上記白
色強度最小値は、純白およびオフホワイト背景を捕捉す
るために必要なものとして設定されるものである。選択
された領域が上記黒色強度最大しきい値と上記白色強度
最小しきい値の間で頂点を含まず、下記条件のいずれか
または両方を満たしていれば、選択された領域はテキス
ト領域と特定される。すなわち、(i)選択された領域が
白色最小しきい値より大きい頂点を含むこと、(ii)選択
された領域が黒色最大しきい値より小さい頂点を含むこ
と。

【００１３】上記の技術は、白色上の黒色または黒色上
の白色を意味する。更に一層一般的カラー識別のため、
１つの実施形態において、（８ビットＲＧＢの場合合計
２５６³という）可能なトリプレットの組合せのそれぞ
れを検討することを避けるため、本発明の上記装置は、
各カラー信号毎に別々に強度の統計的度数分布データを
決定する手段、各カラー信号毎に統計的度数分布データ
における頂点を識別する手段、上記頂点に関する強度値
を用いて定義され、上記頂点に対応する制約探索空間を
選択する手段、上記探索空間のそれぞれにおける母集団
を評価する手段を含み、その結果、黒または黒に近い色
を構成するカラー信号の組み合わせに対応する１つの密
度の濃い探索空間、および白色、白に近い色または淡い
有色背景を構成するカラー信号に対応する別の密度の濃
い探索空間が存在すれば、当該選択された領域はテキス
ト領域であると認定される。処理に必要なメモリのサイ
ズを減らし、処理されたカラー信号の出力を開始する前
に完全な画像またはページを記憶しなければならない必
要性をなくすため、本発明の上記装置は、好ましくは、
画像データをスライド式ウィンドウまたは帯状メモリと
して記憶する手段を含み、上記分析手段および上記カラ
ー識別手段がこのスライド式ウィンドウまたは帯状メモ
リに対して動作するように構成される。

【００１４】別の１面において、本発明は、カラーまた
は白黒画像を表現するカラー信号を処理して、引き続く
処理における上記画像の表現において黒色テキストの表
示を強調する画像処理方法を提供する。該方法は、(i)
画像またはその一部の範囲内において各々が潜在的テキ
スト項目を定義する複数の隣接ピクセルからなる１つま
たは複数のグループを特定するため、該画像またはその
一部に関する上記カラー信号の少なくとも１つを分析す
るステップ、(ii)各潜在的なテキスト項目の範囲内およ
びその周辺におけるピクセルのカラー信号の少くともい
くつかを監視して、黒色テキスト項目を識別するステッ
プ、および(iii)上記引き続く処理における上記画像の
表現において上記識別された黒色テキスト項目を強調す
るステップ、を含む。

【００１５】本発明は、また、画像処理のための装置お
よび方法を更に拡張して、上記画像の選択された領域内
の複数のピクセルのカラー信号の少くともいくつかの強
度を監視し、上記監視された強度を使用して各カラー信
号の強度度数分布データを決定し、それにより上記選択
された領域をテキスト領域と非テキスト領域に分類す
る。

【００１６】上述の本発明は、上述の機能および後述の
実施形態のどのような組み合わせに対しても拡張するこ
とが可能である。本発明の上記装置は、好ましくは、上
記画像を鮮明にする機能を持つ鮮明化フィルタのような
手段を含む。

【００１７】

【発明の実施の形態】システム概要 本実施形態において、本発明の装置は、典型的にはテキ
ストおよび非テキスト領域を含む可能性のあるカラー画
像（例えばテキストが散在し、いくつかの写真を含むペ
ージ）を表現するＲＧＢデジタルのカラー信号を受け取
る。例えばカラー・インクジェット印刷エンジンによっ
て画像がレンダリングされる場合、上記のような装置に
おいて通常観察される（黒色テキスト項目の褪色化およ
び稜線の劣化のような）有害な欠陥が減少または回避さ
れるようにカラー信号が処理される。

【００１８】本実施形態においては、図１に示される処
理ステップが適用される。典型的にはカラー・チャネル
当たり８ビットのＲＧＢデータが、スキャナのような入
力装置１０から受け取られ、テキストおよび非テキスト
両方の品質を向上させるため初期的に鮮明化フィルタに
かけられる。

【００１９】次に、画像は、純白または淡色の背景上の
黒色テキストと思われる領域とそうでない領域に大まか
に細分化される（ブロック１４）。このステップは「ペ
ージ分析」と呼ばれ、細分化された領域は、「テキスト
領域」および「非テキスト領域」と呼ばれる。次に、テ
キスト領域は、テキスト字形、分解されたテキスト字
形、句読点などのような個々の黒色テキスト項目の各々
を強調のため特定するように処理される。

【００２０】テキスト領域の予備的特定作業によって、
処理全体のロードおよび処理時間が大幅に減少し、強化
処理の結果生じる非テキスト領域中の望ましくない人的
加工を相当程度防止することができる。非テキスト領域
および連続階調領域の表現は、特別の強調を必要としな
いし、それによる利益もないと本発明は認識する。

【００２１】テキスト領域のすべての黒色テキスト・コ
ンポーネントを特定した後、それらのコンポーネントを
強調するため、該コンポーネントを形成するピクセルの
ＲＧＢ値を黒に設定し、当該項目を取り囲むピクセルの
背光を、白またはあらかじめ設定された明るい背景色に
設定することによって、褪色のない、明瞭な稜線を持っ
た黒色テキスト項目が提供される（ブロック１８）。最
後に、処理されたデータは、印刷、記憶またはその他の
用途のためＲＧＢデータを４ビットＣＹＭＫデータに変
換するカラー・パイプラインを含むであろう出力装置２
０へ供給される。

【００２２】図２ないし図４を参照して説明すれば、出
力を開始する前にページ全体をメモリに読み取る必要性
を取り除くため、本発明の実施形態は、処理の進行にと
もなって、ページ幅を持つ循環画像バッファまたは「帯
状メモリ」が仮想画像を移動させる処理技術を実施し、
画像のスライド式ウィンドウが処理される（図２参
照）。帯状メモリの高さは、帯状メモリによってカバー
される画像の走査行数を規定し、帯状メモリのステップ
・サイズは、帯状メモリが各繰返し（すなわち処理ステ
ップ）においてどれだけ移動されるべきかを規定する。
底部ステップが最終的には最上部ステップになるよう
に、帯状メモリの高さはステップ幅の倍数でなければな
らない。底部および最上部バッファは、スキャナまたは
その他の装置のバッファ・メモリと上方互換性がある入
出力バッファとみなされる。

【００２３】帯状メモリが仮想画像上を移動するにつ
れ、帯状メモリの底部において新しいデータが入力ステ
ップに読み込まれ、処理されたデータが最上部において
出力ステップへ書き込まれる。このように、ピクセル・
アドレスは、基礎をなす仮想画像ではなくむしろ帯状メ
モリに対して指定される。従って、帯状メモリが画像に
対して移動する度毎に、帯状メモリに関してステップ・
サイズ（すなわち行の集合）の倍数でなければならない
固定的隣接部分にプロセスを適用する効果は、画像の異
なる行集合に作用する効果を持つ。帯状メモリに基づく
アプローチは、プロセスのパイプライン化を可能にし、
関連履歴を維持し、領域処理の実行を可能にする。図３
に示されるように、効率化を図るため、帯状メモリ９は
インデックス・テーブル１１を介してアクセスされる。
上記インデックス・メモリの各エレメントは、帯状メモ
リの単一のデータ行をアドレス指定する。帯状メモリが
移動する時、処理のため更にデータ行を選択する場合で
あろうと新しいデータ行を記憶する場合であろうと、帯
状メモリ・インデックスの行アドレスのみが取り扱わ
れ、帯状メモリのデータは取り扱われない。

【００２４】このように、帯状メモリが画像に沿って移
動する毎に、インデックス１１において、各行アドレス
がその１ステップに相当するサイズだけ下方の以前の行
アドレスによって置き換えられる（当然ではあるが、以
前にインデックス・テーブルの上部の以前のアドレスに
よって置き換えられる底部のアドレスの場合は例外であ
る）。

【００２５】画像処理技術の帯状メモリに基づく本発明
の実施形態が図４に示されている。３つのデータ帯状メ
モリが使用される。それらには、小さい入力帯状メモリ
２２ならびに入力帯状メモリ２２から鮮明化された画像
を受け取り黒色テキスト強調を実行するための大きい画
像帯状メモリ２４といういずれもピクセルＲＧＢ当たり
２４ビットの２つの帯状メモリが含まれる。次に、画像
帯状メモリ２４は、画像のピクセルに関する状況情報を
維持し、画像帯状メモリ２４と密に連係する８ビット幅
状態帯状メモリ２６を使用する。処理、同期化およびデ
ータ・パイプライン化はプロセッサ２８によって実行さ
れ制御される。

【００２６】入力装置１０からの画像データが入力帯状
メモリ２２の底部へ読み取られ、画像鮮明化処理が入力
帯状メモリの中心領域に適用され（詳細は後述）、結果
が画像帯状メモリ２４の底部に書き込まれる。画像帯状
メモリ２４の底部３０は、ＲＧＢ度数分布化ページ分析
技術による処理に提供され（詳細は後述）、上位部分３
２は黒色テキスト識別および強調の使用に供される（詳
細は後述）。画像帯状メモリ２４の上端において、ピク
セルに関するＲＧＢデータが、状態帯状メモリ２６にお
いて生成され記憶された状態情報に従って更新され、強
調されたページが出力される（ブロック２０）。

【００２７】本例における強調の動作は、黒色にするよ
うに設定された状態帯状メモリ２６の状態ピクセルを持
つ場合ＲＧＢ値を黒色（すなわち０、０、０）に設定
し、状態帯状メモリにおける状態ピクセルのＲＧＢ値が
背光の一部であると識別された場合はＲＧＢ値を白色
（すなわち２５５、２５５、２５５）に設定する動作を
含む。画像および状態帯状メモリ２４、２６において黒
色コンポーネント識別の開始と最終的強調の間の動作を
分離することによって、累計されるコンポーネント統計
がコンポーネントの高さを決定し、従って、本発明の方
法の確かさが保証される。

【００２８】画像鮮明化 入力帯状メモリ２２におけるピクセル・データは、画像
の高周波コンポーネントを目立たせてテキストおよび他
の項目の稜線をより鮮明にかつより暗くすることによっ
て、鮮明化される。本実施形態において、この鮮明化
は、 先ず、５×５ブロック平均空間画像フィルタ（図
４参照）を画像のＲＧＢチャネルの各々に適用して画像
の低域部を取り出し、この低域部をオリジナル画像から
差し引いて高域部画像（すなわち高域＝オリジナル−低
域）を生成することによって、実行される。次に、オリ
ジナル画像を高域部で加重し、すなわち高域加重画像＝
オリジナル＋Ａ（高域比率）が得られる。

【００２９】ページ分析 ページ分析は、ページをテキストまたは非テキスト領域
に分離する。広義には、これは、画像の範囲内において
多数のあらかじめセットされた「セル」の各々の中の各
ピクセルのＲＧＢ強度を監視して、セルのピクセルが大
部分背景にあって、比較的小さい割合だけが前景にある
か否かを判断することによって行われる。この基準を満
たすセルは、テキスト領域として分類される。図６の左
側にはテキストと非テキスト(画像)の混合を含むページ
表現が例示されていて、右側には、そのページがテキス
トと非テキスト領域に分類されたものが示されている。

【００３０】ページ分析は、詳細には、少なくとも２つ
の段階で実行される。第１に、ページは、セルのアレイ
に分割され、個々のセルはＲＧＢ度数分布（詳細は後
述）に基づいて分析され、初期的にテキスト領域または
非テキスト領域に分類される。

【００３１】ページ分析の１つの形態において、各セル
に関して黒色テキストを識別するため、各ＲＧＢカラー
・チャネル毎に１次元度数分布が構築され、カラー強度
をそのセルにおける発生頻度に関連づける。メモリおよ
び処理ロードを減少させ解釈の確実性を増加させるた
め、（８ビット・カラー信号について０から２５６まで
の）全般的強度範囲は６４ビンの１つに量子化される。

【００３２】図７に示されるように、本実施形態におい
てセルがテキスト領域と識別されるためには、３つのカ
ラー・チャネルすべてが、下記４つのしきい値パラメー
タを用いて黒色テキスト度数分布検査を通らなければな
らない。 ＊黒色強度しきい値：黒色テキスト・ピクセルに関する
最大値 ＊白色強度しきい値：白色テキスト・ピクセルに関する
最小値 ＊ゼロ度数分布しきい値：予測される基準線度数分布活
動性 ＊背景度数分布しきい値：白色強度しきい値より上方の
度数分布区域。 テキスト領域、すなわち、白または淡く着色した背景上
の黒色テキストを含む領域は、各カラー・チャネル毎
に、黒色強度しきい値と白色強度しきい値の間で、各度
数分布ビンに関する活動性がゼロ度数分布しきい値以下
で、白色強度しきい値より上方の度数分布ビンに累計さ
れる活動性が背景度数分布強度しきい値より上にあるも
のと定義される。

【００３３】カラー・チャネル度数分布の各々において
個々の頂点に対してテキスト判定を行うテキスト検査に
基づく代わりに、明白なコントラストをなすカラーとと
もに白と黒を識別する代替技術において、最も普遍的に
発生する（Ｒ、Ｇ、Ｂ）トリプレットを検出するため、
セルを３次元（Ｒ、Ｇ、Ｂ）度数分布における頂点の識
別に基づいて、分類することも可能である。この場合、
次に頂点が検証され、（例えばすべての８ビット・チャ
ネルが１６０より大きい強度を持つ場合）非常に明るい
支配的頂点が存在し、たぶん強度のより小さい暗い頂点
が存在する場合、そのセルはテキスト・セルと分類さ
れ、そうでなければ、セルは非テキスト・セルと分類さ
れる。計算負荷を減少するため、（全部で２²⁴ある）
Ｒ、Ｇ、Ｂトリプレットのすべての可能な組み合わせの
頻度を調べる代わりに、各チャネル毎の度数分布が分析
され、頂点識別プロセスが続く。このように、各１次元
チャネル度数分布の頂点は、各頂点にそれらの序数の値
に基づくインデックスを割り当てることによって識別さ
れる。３次元の場合、これらのインデックスは、可能な
頂点を表現する３次元空間における制約された探索空間
立方体を定義する。立方体中のトリプレット値が再び取
り出され、最も普遍的に発生するトリプレットを識別す
るため各立方体に対応する値が累計される。各ピクセル
毎にそれがどの３次元頂点に属するかを検査する実際の
計算コストは、計算的にもメモリ的にも非常に小さい。
一般的には、テキストは、白または背景に対応する高密
度立方体および黒に対応する高密度立方体を有するが、
その他の高密度立方体を持たない。ページ分析の結果、
画像は潜在的なテキスト領域および非テキスト領域に分
解される。

【００３４】黒色テキスト強調 要約すれば、鮮明化された画像データは、ＲＧＢ帯状メ
モリ２４の底部に入力され、グリーン・チャネルにおけ
る各行のピクセルに対してしきい値の評価を行い、潜在
的なテキスト・コンポーネントを構成するピクセルが識
別され、状態帯状メモリ２６の底部における対応する状
態ピクセルが初期的に作成される。潜在的なテキスト・
コンポーネントを構築するためプロセッサ２８によって
連結コンポーネント分析が適用される。次に、潜在的な
テキスト・コンポーネントを構成するピクセルのＲＧＢ
統計がプロセッサ２８によって分析され、潜在的なテキ
スト・コンポーネントが黒色かあるいはほぼ黒色かが判
定され、そうであればそのコンポーネントは強調対象と
して選択される。強調動作は、構成状態ピクセルを黒色
に設定し、隣接する状態ピクセルの背光を白色に設定す
ることからなる。この背光は、コンポーネント・ピクセ
ルの解釈が定常状態になると、状態帯状メモリの最上部
で識別される。最後に、画像帯状メモリ２４の最上部
で、状態情報を使用して対応するＲＧＢ帯状メモリのピ
クセルが更新され、強調されたページが出力される（ブ
ロック２０）。

【００３５】潜在的な黒色テキスト・コンポーネントの
初期段階の識別は、グリーン・チャネル（Ｇ）のみの強
度識別に基づき、次の２つのしきい値が使用される。 Ｔ１：補佐コンポーネント・ピクセルを識別する Ｔ２：黒色コンポーネント・ピクセルを識別する。 但し、Ｔ１＞Ｔ２であり、すなわち、補佐コンポーネン
ト・ピクセルを識別するしきい値は黒色コンポーネント
・ピクセルを識別するものより「明るい」。

【００３６】図８および図９に示されるように、２つの
しきい値の使用には２つの重要な利点がある。生の画像
がボケまたは消えたテキスト輪郭を持つ可能性があるこ
とを所与とすれば、２つのしきい値の使用によって、細
分化された黒色テキスト・コンポーネントを接合し、最
終的な文字厚に影響を及ぼすことなく一層強力なカラー
推定値を収集することができる柔軟性が与えられる。ま
た、２つのしきい値の使用によって、２つのしきい値の
間の強度を持つ「補佐的ピクセル」の識別も可能とな
り、それによって、ページの部分がテキスト・コンポー
ネントなのか画像なのかまたはぎざぎざ模様なのかを識
別することができるという利点がある。黒色テキスト・
コンポーネントが持つ補佐ピクセルは相対的に少ない
が、（黒色コンポーネントしきい値である）Ｔ１より以
下の画像またはぎざぎざ模様の部分は相対的に大きい補
佐隣接ピクセルを持つ傾向がある(図８の(ｃ)参照）。

【００３７】図８に示されるように、図８の（ａ）のテ
キスト字形が走査処理の間に（ｂ）の格子に量子化され
ると、しきい値Ｔ１、Ｔ２以下のピクセルが（ｃ）のよ
うに示されるであろう。仮にＴ１のみを用いれば、テキ
ストの表現は重くなりすぎるであろうし、しきい値Ｔ２
のみであれば、コンポーネントは分割され（例えば左下
部分）、比較的小さい部分が大きい部分にかくされてし
まうのでその識別が弱くなる結果となろう。２つのしき
い値アプローチの使用は、黒色テキスト字形識別を黒色
ピクセル強調から分離する。

【００３８】図９において、（ａ）のグリーン・チャネ
ル無階調画像領域に関する２つのしきい値以下のピクセ
ルが（ｂ）に示されている。黒色に設定できるほどの暗
さを持つしきい値Ｔ２以下のグリーン・ピクセルが存在
するが、（Ｔ１以下の）コンポーネントを定義する関連
補佐ピクセルが支配的である。２つのしきい値の使用
が、無階調画像をテキスト（またはその他の単調）コン
ポーネントと区別するのに役立つ。

【００３９】ＲＧＢデータは、行から行へ処理され、２
つのしきい値Ｔ１、Ｔ２の各々に関するピクセルの状態
が状態帯状メモリ２６において明示される。状態帯状メ
モリの各バイト内において、上位４ビットのうちの２ビ
ットが（後述される）連結コンポーネント成長アルゴリ
ズムによって使用され、下位４ビットがピクセルの現在
時黒色テキスト状態を記述する。図１０は、黒色テキス
ト状態フィールドがどのように制約されるかを示す。バ
イトは全体として黒色状態を示すと見なされるが、以下
のように限られたセットの値だけが実際には許容され
る。 ＊黒色状態が０であれば、これは非テキスト・クセルで
ある、 ＊白色ビットが設定されていれば、コンポーネント強調
段階の間にこのピクセを白色に設定する、 ＊コンポーネント・ビットまたは黒色ビットが設定され
ていれば、このピクセルは、黒色コンポーネント形成し
きい値を満たす、 ＊黒色ビットが設定されていれば、コンポーネント強調
段階の間にこのピクセルを黒色に設定する。 重要な値は次の表１の通りである。

【００４０】

【表１】 B C W T2 0 0 0 0 0 設定されない NOT_SET 0 0 1 0 2 白色背光ピクセルを白色に設定 WHITE 0 1 0 0 4 しきい値Ｔ１未満 T1_COMPONENT 0 1 0 1 5 しきい値Ｔ２未満 T2_COMPONENT 1 0 0 0 8 テキスト・ピクセルを黒色に設定 BLACK

【００４１】しきい値使用の結果、状態ピクセルは、NO
T_SET、T1_COMPONENTまたは T2_COMPONENTという値のう
ちの１つを割り当てられる。T1_COMPONENTまたは T2_CO
MPONENTに設定された黒色状態ピクセルを持つ（すなわ
ち黒色状態フィールドのコンポーネント・ビットが設定
されている）連結状態ピクセルについて収集されるＲＧ
Ｂ統計は、黒色テキスト項目識別の基礎を形成する。ピ
クセルの連結性を決定するための画像処理方法が種々公
開されている。本実施形態では、連結性は８個の隣接に
基づいて定義される。あるピクセル・ペアが格子の中で
斜めを含む隣接関係で隣接していればそれら２つは８個
の隣接関係において連結していると見なされる(図１１
参照）。従って、２つのピクセルは、８個の隣接経路が
それらの間に存在すれば、連結していると定義される。
連結したコンポーネントは、すべてが相互に連結された
グループを排他的に定義するサブセットである。

【００４２】この実施形態において、テキスト・コンポ
ーネントは、状態帯状メモリ２６内の情報を使用して行
から行へと成長させられる。帯状メモリの垂直方向は全
体としてページより小さいので、構成するピクセルすべ
てが識別される前にコンポーネントの一部が帯状メモリ
から外れる可能性がある。個々のテキスト・コンポーネ
ントの記述はプロセッサ２８によって維持される。それ
は、現在時状態帯状メモリ行に存在するピクセル・ラン
(runs)のリストから成る（図１２参照）。更に、現在活
動的コンポーネントのリストだけが維持される。状態帯
状メモリの各行が処理されるにつれ、現在活動的である
コンポーネントのリストが新しい画像行上への継続を反
映するように更新される。ランを形成するピクセルに関
するＲＧＢ統計が収集され、ランを識別するデータと共
に記憶される。

【００４３】テキスト・コンポーネントの生成の間に、
適切にラベル付けされた状態ピクセルが、現在時の行に
沿ったそれらの連結性を明示的にする隣接ランに先ず分
類される。次に、ピクセル・ランの間の８個連結性およ
びコンポーネントの現在状態を示す（前の行から取り出
される）ピクセル・ランを特定することによって、コン
ポーネントは拡張される。以下の結果が発生する。コン
ポーネントのレベルで ＊新しいコンポーネントが作成される ＊既存のコンポーネントが合併される ＊既存のコンポーネントが終了する 個々のランのレベルで ＊既存のランが単に拡張される ＊既存のランが合併される ＊既存のランがＮ個の新しいランへ分割される ＊既存のランが終了する 連結したコンポーネントを現在の行上に成長させるアル
ゴリズムは、連結ピクセルを追跡するため（図１３で連
結とラベルをつけられている）状態ピクセルのビット・
フィールドを使用して、次のように構成される。 ＊現在行上の連結状態ピクセルのランを定義する ＊各コンポーネントに関して、現在の行の上で連結され
るランのリストとピクセル・ランの現在リストを置き換
え、新しく吸収されたピクセルの連結ビット・フィール
ドを設定する。 ＊ピクセルの共通のランを現在共有しているコンポーネ
ントを合併させる ＊現在の行の上で連結を見出さなかったコンポーネント
を削除する ＊連結されなかった（すなわちそのピクセルのコンポー
ネント・ビットがセットされていない）現在の行上のラ
ンから新しいコンポーネントを作成する 効率向上のため、連結されたコンポーネントのリスト
は、現在の行の各コンポーネントのピクセルに関する順
序で保持される。各コンポーネント内のランのリストも
またその順に配列される。

【００４４】コンポーネント分析の複雑な１例が図１４
に示されている。２つの既存のコンポーネントが同一走
査行上で合併し分割し、２つのピクセル・ランのリスト
を持つ１つのコンポーネントを作成する。連結されるコ
ンポーネントの現在リストを定義する現在行上のピクセ
ルは、黒く塗り込まれて示されている。新しい行の適切
にラベル付けされたピクセル・ランは灰色で示されてい
る。現行コンポーネント・ピクセル・ランと新しいラン
の間の８個隣接連結が、２つのコンポーネントを接合し
て単一の新しいコンポーネントを形成する点に注意する
必要がある。

【００４５】連結コンポーネントが決定されると、コン
ポーネントを形成するピクセルのＲＧＢデータがＲＧＢ
帯状メモリ２４を使用して分析され、コンポーネントが
黒色テキストであるか否かが決定される。黒色テキスト
を識別するため次の２つの主要な基準が使用される。 ＊カラー収差のないこと（ＲＧＢチャネル間の最大収差
に関するしきい値）、 ＊強度（ＲＧＢチャネルの各々に関するしきい値）。

【００４６】識別プロシージャにおいて、強度と無カラ
ー収差に関するしきい値適用は、全体または部分的字形
に対応する個々のテキスト・コンポーネントに関して収
集されたＲＧＢ統計値に対して行われる。コンポーネン
トの走査が進行するにつれ、上記値が、主ＲＧＢ帯状メ
モリ２４の基礎ピクセル・セットから取り出される。

【００４７】新しいピクセル・ランの各々に関して統計
値を累計するプロシージャが、やせたテキストと太った
テキストまたは無階調画像ピクセルを見分ける。そのプ
ロシージャは次の表２の通りである。

【００４８】

【表２】 統計値累計プロシージャ X1をランの開始、 X2をランの終了とする。 If (X2-X1 > LengthThreshold) /* 厚いテキストまたｈ画像の処理 */ 境界ピクセルを無視(すなわち x | x> X1+d および x<X2-dのみ) N番目の標本ピクセル毎に ＲＧＢ値をＲＧＢ累計値に加算 統計カウンタを増分 Else /* やせたテキストの処理 */ 探索領域を１ピクセル拡張(すなわち X1-- および X2++) 各ＲＧＢチャネルについて最小値を取り出す 最小ＲＧＢ値をＲＧＢ累計値に加算 統計カウンタを増分

【００４９】このようにして、厚いランについて境界ピ
クセルを無視することによって、また、このランについ
てＲＧＢチャネルの各々から単一の値を独立して探索す
ることによって、画像のカラー不整列の影響は最小限度
に抑えられる。

【００５０】２つのコンポーネントが１つのコンポーネ
ントに合併されると、それらの統計も結合される。終了
するか、あるいは、十分な統計値が累計された時、潜在
的なテキスト字形を表す連結コンポーネントは、黒色強
調に関する適合性を検査される。上述の無カラー収差お
よび強度のしきい値基準の検証は、コンポーネントの統
計値から平均ＲＧＢ値の累計された推定値を計算するこ
とによって、達成される。黒色テキスト強調は、 1.R<Ti&G<Ti&B<Ti 2.MAX(R, G, B)-MIN(R, G, B)<Ta を必要とする。但し、Ｒ、ＧおよびＢは累計された値で
あり、Ｔｉは強度しきい値であり、Ｔａは無カラー収差
のしきい値である。コンポーネントがこれらの要件を満
たす場合、それを構成する個々のピクセルが適切にラベ
ル付けされる。好ましい実施形態においては、コンポー
ネントの実際のピクセル範囲が暗黙裡に定義されている
だけであり、ピクセル・セットに対する後方追跡(BackT
rack)が必要とされる。これは、コンポーネントの底部
に観察されたピクセルの最終ランから始まる以下の表３
の再帰的プロシージャによって成し遂げられる（その他
の技術も当業界では周知ではあるが）。

【００５１】

【表３】 BackTrack(currentStatusPixel) if visited bit set then exit /* 対象ビットがセッｔ済みなら既に存在 */ if black status field is set to BLACK set it back to T2-COMPONENT /* 黒色状態フィールドがセットされていれば黒にセットし、それをT2_COMPONEN NTに戻す */ set visited bit /* 対象ビットをオンにセットする */ for each 8-neighbour that has black status field >=T1_COMPONENT /* Ｔ１しきい値以上の黒色状態フィールドを持つ各隣接ピクセル毎に */ BackTrack(neighbour)

【００５２】この方法で個々に検討されるコンポーネン
ト・ピクセルは、それらのコンポーネント状態ビットの
検討対象ビットをセットする点に注意する必要がある
（図１４参照）。

【００５３】コンポーネントが帯状メモリの高さより大
きい場合があるので、コンポーネントの最上部が帯状メ
モリの最上部に到達する前にそれが黒色テキストである
か否かを識別する必要があろう。それゆえ、連結コンポ
ーネントは実際には、成長の間規則的間隔で検査される
（好ましい実施形態では各３２画像行毎に検査され
る）。これは、コンポーネントが黒色テキストとして識
別された後に必要とされる後方追跡の量を減じ、コンポ
ーネントが成長させられるにつれそれに付加されるピク
セルの黒色状態値が強調のため直接設定される。更に、
統計値は検査の間に再初期化され、従って、黒で始まり
最終的には明るいかまたは色彩を持つこととなるコンポ
ーネントが確実に識別される。

【００５４】既に黒色テキストと識別されたコンポーネ
ントが、黒色コンポーネント基準を結局満たさない場
合、コンポーネントを形成するピクセルを再度取り出し
（それらはなお帯状メモリ内部に記憶されている）、現
在セットされている黒色状態フィールド値をT2_COMPONE
NT へ戻す（すなわち(1 0 0 0) から (0 1 0 0)へ戻
す）必要がある。これは上述の黒色追跡アルゴリズムの
１つのバリエーションによって行われる。コンポーネン
トが上述の通常の検査を通らない場合、残りの部分は黒
色テキスト強調を行うため選択されることはない。

【００５５】状態バイトの黒色状態フィールドをＢＬＡ
ＣＫ(黒)にセットすることによって黒色テキスト・コン
ポーネントを形成するピクセルを識別した後のテキスト
強調の次のステップは、各テキスト項目を囲むピクセル
の背光を識別し、状態帯状メモリにあるピクセルをマー
クして白にセットすることである。このタスクは、状態
帯状メモリの最上部からｎ番目までの行まで各行毎に実
行される（但しｎは背光の大きさを示す）。NOT_SETま
たはT1_COMPONENTのいずれかにセットされている黒色状
態フィールドを持つ背光内のすべてのピクセルはＷＨＩ
ＴＥ(白)にセットされる。

【００５６】図１５の(a)は、状態帯状メモリの１つの
領域を示す。この領域は、BLACK(0000)、T1_COMPONENT
(0100)およびT2_COMPONENT (0101)に切り換えられるこ
ととなるNOT_SET(0000)にセットされているピクセルが
含まれている。図１５の（ｂ）において、１つのピクセ
ルが黒色として選択される。そのピクセルの２ピクセル
だけ周辺にあるピクセルが背光として識別され（図１５
の（ｃ））、その一部がWHITE(白)に切り換えられよう
に選択される。この技術は、帯状メモリが画像上を移動
するにつれ、行毎に、ピクセル毎に、黒色ピクセルに対
して適用されるので、隣接するピクセルの中には前の行
の処理によって既にWHITEとラベルづけされているピク
セルが存在することがあるため、実際のラベル付けは上
記図示されたものより複雑である。隣接分析の代替的技
術もまた当業者には明らかであろう。

【００５７】BLACKテキスト・コンポーネントの周囲の
背光の一部を形成するT1_COMPONENTピクセルは白に切り
換えられるがT2_COMPONENTピクセルはそのようにされな
い点注意する必要がある。T2_COMPONENTピクセルは、黒
以外のカラー（またはそのカラーが境界線の黒）である
隣接コンポーネントを形成するものと仮定される。

【００５８】画像帯状メモリ２４および状態帯状メモリ
２６の最上部において、状態情報を使用してＲＧＢデー
タが更新される。黒色状態フィールド値BLACKを有する
ピクセルについて、主帯状メモリにおけるＲＧＢデータ
値が黒色強度値（すなわち０、０、０）にセットされ
る。黒色状態フィールド値WHITEを有するピクセルにつ
いて、主帯状メモリにおけるＲＧＢデータ値が白色強度
値（すなわち２５５、２５５、２５５）にセットされ
る。最後に、修正された２４ビットＲＧＢデータが帯状
メモリの最上部から出力される。

【００５９】本発明には、例として次のような実施様態
が含まれる。 （１）カラーまたは白黒画像を表現するカラー信号を処
理し、それに引き続く処理における上記画像の表現にお
いて黒色テキスト表示を強調する画像処理装置であっ
て、上記画像またはその一部の範囲内において各々が潜
在的テキスト項目を定義する複数の隣接ピクセルからな
る１つまたは複数のグループを特定するため、該画像ま
たはその一部に関する上記カラー信号の少なくとも１つ
を分析する手段と、各潜在的なテキスト項目の範囲内お
よびその周辺におけるピクセルのカラー信号の少くとも
いくつかを監視して、１つまたは複数の黒色テキスト項
目を識別するカラー識別手段と、上記引き続く処理にお
ける上記画像の表現において上記１つまたは複数の識別
された黒色テキスト項目を強調する手段と、を備える画
像処理装置。 （２）上記分析手段が、各ピクセルにおける上記カラー
信号の強度を第１のしきい値と比較し、上記第１のしき
い値以下の強度を持つピクセルの各々を潜在的なテキス
ト項目に属するものとして分類する、上記（１）に記載
の画像処理装置。 （３）潜在的なテキスト項目およびそれに属するピクセ
ルを特定するデータを記憶する手段を更に含む、上記
（２）に記載の画像処理装置。 （４）上記カラー信号がレッド、グリーンおよびブルー
のカラー信号を含み、上記分析手段が上記グリーン信号
を分析する、上記（１）、（２）または（３）のいずれ
かに記載の画像処理装置。 （５）上記カラー信号がレッド、グリーンおよびブルー
のカラー信号を含み、上記カラー識別手段が、潜在的テ
キスト項目を構成するピクセルの各々のレッド、グリー
ンおよびブルーの強度を監視する、上記（１）、
（２）、（３）または（４）のいずれかに記載の画像処
理装置。

【００６０】（６）上記カラー識別手段が、各カラー信
号毎に、潜在的テキスト項目を構成するピクセルにおけ
るカラー信号強度の最大値、最小値および平均値を決定
し、それらの値を使用して黒色テキスト項目を識別す
る、上記（１）、（２）、（３）、（４）または（５）
のいずれかに記載の画像処理装置。 （７）上記強調手段が、識別された黒色テキスト項目の
各々の範囲内のピクセルの各々を黒に設定する、上記
（１）、（２）、（３）、（４）、（５）または（６）
のいずれかに記載の画像処理装置。 （８）上記強調手段が、識別された黒色テキスト項目の
各々の範囲内のピクセルの各々を黒に設定する場合、上
記カラー信号の強度が上記第１のしきい値より低い第２
のしきい値未満のピクセルのみを黒に設定する、上記
（２）に記載の画像処理装置。 （９）上記強調手段が、上記識別された黒色テキスト項
目に隣接する選択されたピクセルを白色またはその他の
適切な背景色に設定する、上記（７）または（８）に記
載の画像処理装置。 （１０）上記画像を潜在的なテキスト領域と非テキスト
領域に分類する手段と、上記潜在的テキスト領域を表す
画像データを上記分析手段に供給する手段とを更に備え
る、上記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、
（６）、（７）、（８）または（９）のいずれかに記載
の画像処理装置。 （１１）上記画像の選択されたセルまたは領域内の複数
のピクセルに関する少なくともいくつかのカラー信号の
強度を監視する手段と、各カラー信号の強度の統計的度
数分布を表すデータを決定するため上記監視された強度
を監視する手段と、上記統計的度数分布に従って、上記
選択された領域をテキスト領域または非テキスト領域と
して分類する手段とを更に備える、上記（１０）に記載
の画像処理装置。

【００６１】（１２）上記強度統計度数分布データが、
上記選択された領域が分類される際、あらかじめ設定さ
れたしきい値データと比較される、上記（１１）に記載
の画像処理装置。 （１３）上記しきい値データが黒色強度最大しきい値お
よび白色強度最小しきい値を含むように定義され、選択
された領域が上記黒色強度最大しきい値と上記白色強度
最小しきい値の間で頂点を含まず、白色最小しきい値よ
り大きい頂点を含み、かつ、黒色最大しきい値より小さ
い頂点を含む場合、選択された領域はテキスト領域とし
て分類される、上記（１２）に記載の画像処理装置。 （１４）各カラー信号毎に別々に上記強度統計的度数分
布データを検査して頂点を識別する手段と、上記検査に
応答して潜在的に密度の濃い探索空間を定義する手段
と、上記探索空間の母集団を監視することによって上記
選択された領域をテキスト領域または非テキスト領域と
して分類する手段と、を更に備える上記（１１）に記載
の画像処理装置。 （１５）上記監視手段が上記カラー信号強度値を量子化
する手段を含む、上記（１１）、（１２）、（１３）ま
たは（１４）に記載の画像処理装置。 （１６）上記画像処理装置が画像データをスライド式ウ
ィンドウまたは帯状メモリとして記憶する手段を含み、
上記分析手段が上記スライド式ウィンドウまたは帯状メ
モリに対して動作するように構成される、上記（１）、
（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、
（８）、（９）、（１０）、（１１）、（１２）、（１
３）、（１４）または（１５）のいずれかに記載の画像
処理装置。

【００６２】（１７）カラーまたは白黒画像を表現する
カラー信号を処理して、引き続く処理における上記画像
の表現において黒色テキストの表示を強調する画像処理
方法であって、上記画像またはその一部の範囲内におい
て各々が潜在的テキスト項目を定義する複数の隣接ピク
セルからなる１つまたは複数のグループを特定するため
該画像またはその一部に関する上記カラー信号の少なく
とも１つを分析するステップと、各潜在的なテキスト項
目の範囲内およびその周辺におけるピクセルのカラー信
号の少くともいくつかを監視して黒色テキスト項目を識
別するステップと、上記画像の後続の表現において上記
識別された黒色テキスト項目を強調するステップと、を
含む画像処理方法。

【００６３】

【発明の効果】本発明によって、画像内における、白た
は単色の背景を持つテキスト文字またはテキスト項目を
強調表現することによって、テキストを明瞭に出力表現
することができる画像処理装置および方法が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】システム概要を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施形態において使用される帯状メモ
リ構造を示すブロック図である。

【図３】帯状メモリの管理形態を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明の実施形態における帯状メモリ構造に基
づく画像処理技術の実施を示すブロック図である。

【図５】本発明の実施形態の画像鮮明化ステップにおい
て使用される５×５低域フィルタのブロック図である。

【図６】本発明の実施形態におけるページ分析ステップ
の概要を示すブロック図である。

【図７】テキスト領域として識別されるセルにおけるカ
ラー信号に関する強度を表す典型的１次元度数分布図で
ある。

【図８】黒色テキストに関する２つのしきい値の使用の
効果を示す図である。

【図９】連続無階調領域に対して２つのしき値を使用し
た効果を示す図である。

【図１０】状態ピクセルの黒色状態フィールドを示すブ
ロック図である。

【図１１】８個の隣接結合性を示す図である。

【図１２】結合されたコンポーネントの表示方法を示す
ブロック図である。

【図１３】状態ピクセルのコンポーネント・ビット・フ
ィールドを示すブロック図である。

【図１４】２つのコンポーネントが合併され次に分割さ
れるテキスト領域におけるピクセルの例を示す図であ
る。

【図１５】黒色テキスト・コンポーネントの周囲の背光
の中の白色ピクセルを取り出すプロセスを示す図であ
る。

【符号の説明】

９ 帯状メモリ １０ 入力ブロック １１ 帯状メモリ・インデックス １２ 鮮明化フィルタ １４ 黒色テキスト領域識別ブロック １６ 黒色テキスト・コンポーネント識別ブロック １８ 黒色テキスト・コンポーネント強調ブロック ２０ 出力ブロック ２２ 入力帯状メモリ ２４ 大きい画像帯状メモリ ２６ ８ビット幅状態帯状メモリ ２８ プロセッサ ３０ 画像帯状メモリの底部 ３２ 画像帯状メモリの上部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラーまたは白黒画像を表現するカラー信
   号を処理し、それに引き続く処理における上記画像の表
   現において黒色テキスト表示を強調する画像処理装置で
   あって、 上記画像またはその一部の範囲内において各々が潜在的
   テキスト項目を定義する複数の隣接ピクセルからなる１
   つまたは複数のグループを特定するため、該画像または
   その一部に関する上記カラー信号の少なくとも１つを分
   析する手段と、 各潜在的なテキスト項目の範囲内およびその周辺におけ
   るピクセルのカラー信号の少くともいくつかを監視し
   て、１つまたは複数の黒色テキスト項目を識別するカラ
   ー識別手段と、 上記引き続く処理における上記画像の表現において上記
   １つまたは複数の識別された黒色テキスト項目を強調す
   る手段と、 を備える画像処理装置。