JPH09231054A - 数値演算装置及びその方法及びそのコンピュータプログラム製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 整数演算で画像処理の数値演算を行なうと、
小数部が切り捨てられ誤差が大きくなり精度が保てず、
浮動小数点演算で画像処理の数値演算を行なうと精度は
保てるが処理時間がかかってしまう。 【解決手段】 画像を処理する際の数値演算方法におい
て、演算値が予め設定した有効桁数より大きくなると予
測される場合は、有効桁数保存変数を用い演算値の桁数
を切り捨て、演算値が予め設定した有効桁数より小さく
なると予測される場合は、有効桁数保存変数を用い演算
値の桁数をくり上げることにより演算値を予め設定した
有効桁数内に収める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は数値演算装置及びそ
の方法及びそのコンピュータプログラム製品に関し、例
えば、大きな値から小さい値へと数値を収束させる様
な、繰り返し演算を利用した画像処理を行なう際の数値
演算装置及びその方法及びそのコンピュータプログラム
製品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の画像処理技術の高度化はめざまし
く、フルカラー画像等の多値画像の処理や、多値画像内
の文字認識処理等が可能な画像処理など高度な数値演算
処理が必要とされる画像処理装置も普及してきている。

【０００３】このような画像処理技術において、多値画
像の２値化処理における２値化閾値の決定においても高
速、高精度の要求される数値演算処理が不可欠になって
いる。

【０００４】従来からコンピュータ上の数値演算方法に
は整数演算と浮動小数点演算がある。整数演算はコンピ
ュータの扱える整数有効数値（１６ｂｉｔ整数で３２７
６７〜−３２７６８）内で高速に演算され、さらにコン
ピュータ内部の整数有効数値（ＣＰＵやシステムなどの
処理環境に依存する）内では、より高速に演算される。
浮動小数点演算は数値部と指数部を持った型の数値で行
われるので、大きな数値から、少数点以下の数値まで表
現できる。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】多値画像の２値化
処理における２値化閾値の決定においても整数演算、浮
動小数点演算を用いて画像のヒストグラムの統計的演算
で２値化閾値を決定することが要求される。

【０００６】そして、この２値化閾値決定の演算法にお
いては、以下のような問題がある。

【０００７】整数演算で画像処理の数値演算を行ってい
る場合、浮動小数点演算に比べ圧倒的に高速であるが、
割り算などで少数部が切り捨てられることによる誤差が
発生し、繰り返し演算に割り算が含まれている場合など
には誤差が大きくなりやすく精度が保てない。また整数
の幅に制限があり、制限を超えた大きな数値や、小数点
以下の数値は扱えない。

【０００８】浮動小数点演算で画像処理の数値演算を行
っている場合、高精度を保つことができるが、演算処理
が遅く処理時間がかかってしまう。

【０００９】本発明は上述した課題を解決するためにな
されたものであり、限られたコンピュータの扱える整数
の有効数値内で一定の精度を保ち、特に、大きな数値か
ら小さい数値まで収束させるような繰り返し演算の高速
化を可能にする、画像処理の際の数値演算装置及びその
方法及びそのコンピュータプログラム製品を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明の画像処理方法は以下の構成を備える。

【００１１】即ち、画像を処理する際の数値演算方法に
おいて、演算値が予め設定した有効桁数より大きくなる
と予測される場合は、有効桁数保存変数を用い演算値の
桁数を切り捨て、演算値が予め設定した有効桁数より小
さくなると予測される場合は、有効桁数保存変数を用い
演算値の桁数をくり上げることにより、演算値を予め設
定した有効桁数内に収める。

【００１２】又、本発明の画像処理装置は以下の構成を
備える。

【００１３】即ち、画像を処理する際の数値演算装置に
おいて、演算値が予め設定した有効桁数より大きくなる
と予測される場合に、有効桁数保存変数を用い演算値の
桁数を切り捨てる第１演算手段と、演算値が予め設定し
た有効桁数より小さくなると予測される場合に、有効桁
数保存変数を用い演算値の桁数をくり上げる第２演算手
段とを有し、演算値を予め設定した有効桁数内に収め
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態について詳細に説明する。

【００１５】図１は、本実施の形態における２値化処理
を実行するシステム構成を示すブロック図である。図１
において、１は画像の２値化処理、文字認識処理などを
行う画像処理装置であり、２は画像を入力するスキャナ
等の画像入力装置、３は処理後の画像を表示する若しく
は処理後の画像を記録する画像出力装置である。

【００１６】画像処理装置１において、４は画像入力装
置２とのインターフェースとなる入力部、５は処理中の
データを記憶するメモリ等の記憶部、６は入力画像の輝
度頻度（ヒストグラム）を累計する輝度頻度累計部であ
る。７は入力画像が文字画像かどうかを判別する画像特
徴判別部、８は入力画像のブロック単位の２値化閾値を
算出する２値化閾値算出部であり、９はブロック単位の
２値化閾値をもとに補間処理を行い画素単位の２値化閾
値を算出する補間処理部、１０は補間処理部９において
算出された画素単位の２値化閾値を用いて２値化画像を
作成する２値化部である。１１は文字領域として抽出さ
れた領域に対する文字認識処理を行う文字認識部、１２
は文字領域以外に分離された領域に対する各種画像処理
や画像のレイアウト処理を行う画像処理部、１３は画像
表示装置３とのインターフェースとなる出力部である。
これら各構成は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭにより構成さ
れる制御部１５により統括的に制御される。

【００１７】上述した構成をなす本実施の形態の画像処
理装置１において実行される文字認識処理について、以
下説明する。

【００１８】図２は、本実施の形態の特徴である２値化
閾値決定方法を利用した文字認識処理を示すフローチャ
ートである。

【００１９】まず、ステップＳ２０１ではスキャナなど
の画像入力装置２により、画像データを入力する。ここ
での入力は、８ビットの多値画像データとして行われ
る。続いてステップＳ２０２では、画像入力時に発生す
る画像入力装置２の電気的ノイズの除去や、原稿画像の
劣化、原稿の傾きなど、入力画像に対する補正を行う。
続いてステップＳ２０３においては、ステップＳ２０１
で入力された多値画像に対し、本実施の形態の特徴であ
るところの文字ブロック（つぶれ文字ブロック、かすれ
文字ブロック）の判別をし、それぞれに最適な２値化閾
値を決定して、該２値化閾値により２値画像を生成す
る。そして、ステップＳ２０４に進み、ステップＳ２０
３において２値化された２値画像が、文字ブロックと判
別されたブロックであるか否かの判断をし、ステップＳ
２０５では、該文字ブロックを２値画像から切り出し、
該２値画像に対して文字認識処理を行い、認識された文
字コードを出力する。ステップＳ２０６では、未処理ブ
ロックが画像中にあるかの判断をし、ある場合はステッ
プＳ２０４へ、ない場合はステップＳ２０７へ進む。ス
テップＳ２０７では、文字ブロックと、非文字ブロック
とを合成し、原稿画像と同じレイアウトにする。

【００２０】《２値化処理》次に、本実施の形態の特徴
であるところの文字ブロック（つぶれ文字ブロック、か
すれ文字ブロック）の判別をし、２値化処理を行うステ
ップＳ２０３について、図３のフローチャートを参照し
て詳細に説明する。

【００２１】図３において、まずステップＳ３０１で８
ビットの多値画像を画像処理装置１内の記憶部５から不
図示のメモリ等に処理ブロックの単位（６４画素×６４
画素）ごとに入力する。尚、該多値画像は、スキャナー
などの画像入力装置２により、予め記憶部５に格納され
ているものとする。そして、ステップＳ３０２におい
て、文字ブロック（つぶれ文字ブロック、かすれ文字ブ
ロック）の判別をし、入力画像の処理ブロックの単位
（６４画素×６４画素）ごとに２値化のための閾値決定
処理を行う。つぶれ文字とは１文字の画数が多いため、
つぶれてしまっている文字、又かすれ文字とはうすくな
ってしまった文字のことである。本例ではこれらの文字
にも最適な閾値を割り当てることができる。ステップＳ
３０３では、文字フラグＭＦが「１」かどうかの判断
（処理中のブロックが文字ブロックかどうかの判断。詳
細後述）をする。その結果が、文字ブロックであればス
テップＳ３０５へ、文字ブロックでなければステップＳ
３０４へ進む。ステップＳ３０４では、閾値ＴＨを下限
値Ｌと上限値Ｈによる制限を行う。つまり、ステップＳ
３０２で決定された閾値ＴＨが、下限値Ｌよりも小さい
ときは閾値ＴＨをＬで代表させ、上限値Ｈよりも大きい
ときは閾値ＴＨをＨで代表させるような制限処理を行
う。尚、この下限値Ｌと上限値Ｈは、画像入力装置２の
特性により決定される値である。

【００２２】ステップＳ３０５では、つぶれ文字フラグ
ＴＦが「１」かどうかの判断（処理中のブロックがつぶ
れ文字ブロックかどうかの判断。詳細後述）をする。そ
の結果が、つぶれ文字ブロックであればステップＳ３０
６へ、つぶれ文字ブロックでなければステップＳ３０７
へ進む。ステップＳ３０６では、閾値ＴＨの制限を行
う。つまり、ステップＳ３０２またはステップＳ３０４
で決定された閾値ＴＨに文字つぶれ防止用の定数ＴＰを
かけるような制限処理を行う。ここで、定数ＴＰは画像
入力装置２の特性により決定される値である。そして、
ステップＳ３０７では、入力画像の最後の処理ブロック
（６４画素×６４画素）かどうかの判断をし、最後の処
理ブロックであればステップＳ３０８へ進み、未処理ブ
ロックがあればＳ３０１へ戻る。ステップＳ３０８で
は、ステップＳ３０２、またはステップＳ３０４、また
はステップＳ３０６で決定されたブロック単位の閾値Ｔ
Ｈに基づきスムージング処理（詳細後述）を行い、画素
単位の閾値ＴＨを算出する。最後に、ステップＳ３０９
ではステップＳ３０８で算出された画素単位の閾値ＴＨ
を用い単純２値化処理を行い、この２値化処理を終え
る。

【００２３】《閾値決定処理》次に、本実施の形態にお
ける２値化の閾値決定処理について、図４のフローチャ
ートを参照して詳細に説明する。

【００２４】ステップＳ４０１において、パラメータＳ
ＴＡＲＴ、ＥＮＤにそれぞれ「０」、「２５５」をセッ
トする。ＳＴＡＲＴ、ＥＮＤはそれぞれ、後段のステッ
プＳ４０２やステップＳ４０３で求める輝度値の統計量
の始点及び終点に対応する。また、閾値決定処理ループ
回数ｉに「０」をセットする。ステップＳ４０１では同
時に、処理ブロック（６４画素×６４画素）中の全画素
を用い、８ビット、即ち「０」から「２５５」までの各
デジタル値に対する頻度（ヒストグラム）を計算する。

【００２５】ステップＳ４０２では、ＳＴＡＲＴからＥ
ＮＤまでのデジタル値に対応する画素の平均値ＡＶを算
出する。たとえば、ＳＴＡＲＴ＝０、ＥＮＤ＝２５５で
あれば、「０」から「２５５」の値を持つ画素の平均値
ＡＶを算出し、ＳＴＡＲＴ＝０、ＥＮＤ＝１０９であれ
ば「０」から「１０９」の値を持つ画素の平均値ＡＶを
算出する。

【００２６】ステップＳ４０３では、ＳＴＡＲＴからＥ
ＮＤまでの輝度値に対応する画素のスキュー値ＳＫを算
出する。スキュー値とは、ヒストグラム分布の偏りを示
す統計量である。スキュー値の算出には、以下に示す
（１）式を用いる。

【００２７】 ＳＫ＝（Σ（Ｘｉ−ＡＶ）³）／Ｄ ・・・ （１） ここで、Ｘｉは画素の輝度値である。また、Ｄは画像全
体の分散値であり、（２）式により算出される。

【００２８】 Ｄ＝Σ（Ｘｉ−ＡＶ）² ・・・ （２）

【００２９】上述した式（１）において、スキュー値は
各画素の輝度値と、その平均値との差分を３乗すること
により算出されるが、奇数乗であれば３乗に限定される
ものではない。

【００３０】ステップＳ４０４では、１つの処理ブロッ
クにおける閾値決定処理ループ回数ｉの判断（ｉ＝０、
つまり最初のループかどうかの判断）を行う。ｉが
「０」であればステップＳ４０５へ、ｉが「０」以外で
あればステップＳ４０６へ進む。ステップＳ４０５で
は、処理中のブロックが「文字ブロック」かどうかの画
像特徴判別を行い（詳細後述）、ステップＳ４１４へ進
む。

【００３１】ステップＳ４０６では（３）式に示すよう
にヒストグラムの偏りの大きさを判断する。

【００３２】 −０．１＜ＳＫ かつ ＳＫ＜０．１ ・・・ （３） つまり、スキュー値ＳＫの絶対値が「０．１」未満かの
判断を行う。ステップＳ４０６が真ならばステップＳ４
１６へ、偽ならばステップＳ４０７へ進む。

【００３３】ステップＳ４０７では、閾値決定処理ルー
プ回数ｉの判断を行い、ｉが「１」ならばステップＳ４
０８へ、「１」以外ならステップＳ４０９へ進む。ステ
ップＳ４０８では、処理中のブロックが「つぶれ文字ブ
ロック」かどうかの判断と処理を行い（詳細後述）、ス
テップＳ４０９へ進む。ステップＳ４０９では、閾値決
定処理ループ回数ｉの判断を行い、ｉが「９」ならばス
テップＳ４１６へ、「９」以外ならステップＳ４１０へ
進む。ステップＳ４１０では、処理中のブロックが「か
すれ文字ブロック」かどうかの判断と処理を行い（詳細
後述）、ステップＳ４１１へ進む。ステップＳ４１１で
は、かすれ文字フラグＫＦが「１」かどうかの判断を
し、「１」ならばステップＳ４１６へ、「１」以外なら
ステップＳ４１２へ進む。

【００３４】ステップＳ４１２では、以下に示す（４）
式によりヒストグラムの偏りの方向を判断する。

【００３５】ＳＫ ＞ ０ ・・・ （４）

【００３６】ステップＳ４１２において（４）式が真
（ヒストグラムの偏りが平均値ＡＶよりも大きい値の範
囲にある事を意味する）ならばステップＳ４１３へ進
み、偽（ヒストグラムの偏りが平均値ＡＶよりも小さい
値の範囲にある事を意味する）ならばステップＳ４１４
へ進む。

【００３７】ステップＳ４１３では、ＳＴＡＲＴに平均
値ＡＶをセットし、ＥＮＤは変化させない。そして、ス
テップＳ４１５へ進む。ステップＳ４１４では、ＳＴＡ
ＲＴは変化させず、ＥＮＤに平均値ＡＶをセットする。
そして、ステップＳ４１５へ進む。ステップＳ４１５で
は、閾値決定処理ループ回数ｉに「１」を加え、そして
ステップＳ４０２に戻り、再びＳＴＡＲＴ値からＥＮＤ
値までの平均値ＡＶを算出する。

【００３８】最後に、ステップＳ４１６では平均値ＡＶ
を、２値化閾値ＴＨとして設定し、この閾値決定処理を
終える。

【００３９】以上説明したようにして本実施の形態にお
ける２値化処理が行われるが、式（３）、（４）で示し
た範囲は、これに限定されるものではない。

【００４０】《数値演算処理》次に本実施の形態の平均
値ＡＶ算出処理（図４のＳ４０２）とスキュー値算出処
理（図４のＳ４０３）の２つの処理を一連の処理として
コンピュータ上で実現した例を図１７のフローチャート
を参照して具体的に説明する。

【００４１】ステップＳ１３０１において有効桁数保存
変数Ｓｅｉｄｏ１、Ｓｅｉｄｏ２を決定する。

【００４２】Ｓｅｉｄｏ１は整数演算で少数部分の精度
を保つために演算値の桁数を繰り上げるように演算値に
掛ける変数で、コンピュータ内部の整数有効数値によっ
て決定される。本実施の形態では、コンピュータ内部整
数が１６ｂｉｔの場合８ｂｉｔ分の２５６、３２ｂｉｔ
の場合１６ｂｉｔ分の６５５３６とする。本数値演算処
理は多値画像の８ｂｉｔデータを扱うので、元の数値部
分を８ｂｉｔ以上確保するように桁数の繰り上げ幅（Ｓ
ｅｉｄｏ１）を決めている。

【００４３】Ｓｅｉｄｏ２は整数演算で演算結果がコン
ピュータの扱える整数有効数値（本実施の形態では３２
ｂｉｔ）を越える（オーバーフロー）を防ぐために演算
値の桁数を切り捨てるように演算値を割る変数で、平均
値ＡＶ算出とスキュー値算出を一単位とする閾値決定処
理ループ回数ｉの数値によって決定される。閾値決定処
理ループ回数を重ねるにつれＳＴＡＲＴ、ＥＮＤ間が狭
まりヒストグラムの要素数が減り、オーバーフローの可
能性が少なくなるため、ｉの値により決定するようにし
ている。本実施の形態では、閾値決定処理ループ回数ｉ
の数値が大きくなるに従い、演算値の桁数切り捨て量を
減少させるように以下の式によりＳｅｉｄｏ２の値を決
定する。

【００４４】 Ｓｅｉｄｏ２＝２＾（１０−ｉ） ・・・ （８） この値は閾値決定処理ループ回数ごとの最大演算桁数の
理論上のｂｉｔ数のオーバーフロー桁数により決めてい
る。

【００４５】輝度値Ｋにおけるヒストグラムの値をＨＩ
ＳＴ〔Ｋ〕とすると、平均ＡＶは以下の式で表わせる。

【００４６】 ＡＶ＝（Σ（ＨＩＳＴ〔Ｋ〕×Ｋ））／（Σ（ＨＩＳＴ〔Ｋ〕））…（９）

【００４７】ステップＳ１３０２では累計変数Ｓｕｍ１
＝Σ（ＨＩＳＴ〔Ｋ〕×Ｋ）と累積変数ｎｕｍ＝Σ（Ｈ
ＩＳＴ〔Ｋ〕）を求め、ステップＳ１３０３ではＳｕｍ
１をｎｕｍで割り、平均値ＡＶを求める。

【００４８】ステップＳ１３０４ではＳｕｍ１にステッ
プＳ１３０１で決定したＳｅｉｄｏ１を掛け、ステップ
Ｓ１３０５ではスキュー値算出処理用の精度確保平均値
ＡＶ′を求める。

【００４９】本実施の形態の式（１）（２）を演算処理
しやすい形に変えたものが以下のステップＳ１３０６〜
Ｓ１３１３である。

【００５０】ステップＳ１３０６はスキュー値算出処理
の処理ループの輝度値Ｋの初期値ＳＴＡＲＴを設定す
る。

【００５１】ステップＳ１３０７では中間変数Ｔｍｐを
求めている。

【００５２】Ｔｍｐ＝（Ｋ×Ｓｅｉｄｏ１−ＡＶ′）×
（Ｋ×Ｓｅｉｄｏ１−ＡＶ′）の輝度値Ｋには精度確保
平均値ＡＶ′と同様にステップＳ１３０１で決定したＳ
ｅｉｄｏ１を掛ける。

【００５３】ステップＳ１３０８ではＴｍｐをステップ
Ｓ１３０１で決定したＳｅｉｄｏ２で割る。例えばｉ＝
１で、６４×６４の処理ブロック単位、８ｂｉｔ画像、
８ｂｉｔ分の精度確保の場合、次のステップで最大演算
桁数が理論上３２ｂｉｔを超え４０ｂｉｔになるため、
このステップでオーバーフローを防ぐ処理を行う。この
ときＳｅｉｄｏ２の値が１０なのは、処理ブロック単位
に余裕を持たせるためである。

【００５４】ステップＳ１３０９ではＴｍｐにヒストグ
ラムの値ＨＩＳＴ〔Ｋ〕を掛ける。

【００５５】ステップＳ１３１０では累積変数Ｓｕｍ２
にＴｍｐを加え、累積変数Ｓｕｍ３にはＴｍｐ×（Ｋ×
Ｓｅｉｄｏ１−ＡＶ′）を加える。

【００５６】ステップＳ１３１１はＫ＝ＥＮＤか調べ、
スキュー値算出処理の処理ループ終了の判定を行う。

【００５７】ステップＳ１３１２はＫに１を加えステッ
プＳ１３０７に戻る。

【００５８】ステップＳ１３１３ではＳｕｍ３をＳｕｍ
２で割ってスキュー値ＳＫを求め、分子分母間（Ｓｕｍ
３とＳｕｍ２）での有効桁数保存変数の不均衡（分子３
乗項に対し分母２乗項）を解消するため、ステップＳ１
３０１で決定したＳｅｉｄｏ１で割る。

【００５９】以上により数値演算処理を終わる。

【００６０】以上説明した様に本実施の形態の平均値Ａ
Ｖ算出処理とスキュー値算出処理が行われるが、ここで
示した有効桁数保存変数Ｓｅｉｄｏ１、Ｓｅｉｄｏ２の
決定条件はこれに限定されるものではない。

【００６１】以上説明したように本実施の形態における
数値演算処理によれば、コンピュータの処理環境によっ
て決めた有効桁数保存変数を演算値に掛けることにより
整数演算でも小数点以下の精度を保つことを可能にし、
また平均値算出、スキュー値算出を一単位として各単位
ごとに求めた有効桁数保存変数で演算値を割ることで演
算結果がコンピュータの扱える整数有効数値を超えるこ
となく演算することが可能となる。これにより、一定の
精度を保ちつつ、高速な画像処理の数値演算方法を得る
ことができる。

【００６２】《画像特徴判別処理》次に、ステップＳ４
０５における画像特徴判別処理について、図５を用い詳
細に説明する。ステップＳ５０１では、処理中のブロッ
クが「文字ブロック」かどうかを示す、文字フラグＭＦ
に「０」をセットする。また、閾値決定処理ループにお
ける最初のスキュー値を表わすＳＫ０に酢きゅー値ＳＫ
をセットする（これは、この画像特徴判別処理は閾値決
定処理ループにおける最初のループのみ処理が行われる
からである）。ステップＳ５０２では、処理中のブロッ
クが「文字ブロック」かどうかの判断を（５）式により
行う。

【００６３】ＳＫ０ ＜ ＭＨ ・・・ （５） ここで、ＭＨは処理中のブロックが「文字ブロック」か
どうかを示す値であり、ここでは、「ＭＨ＝−２０．
０」とする。ステップＳ５０２において（５）式が真な
らばステップＳ５０３へ、偽ならばこの画像特徴判別処
理を終える。ステップＳ５０３では、処理中のブロック
が「文字ブロック」であることを示す、文字フラグＭＨ
に「１」をセットし、この画像特徴判別処理を終える。

【００６４】以上説明したようにして本実施の形態にお
ける画像特徴判別処理が行われるが、式（５）で示した
条件は、これに限定されるものではない。

【００６５】《つぶれ文字処理》次に、ステップＳ４０
８におけるつぶれ文字処理について、図６を用い詳細に
説明する。ステップＳ６０１では、処理中のブロックが
「つぶれ文字ブロック」かどうかを示す、つぶれ文字フ
ラグＴＦに「０」をセットする。また、処理中のブロッ
クのヒストグラムの偏りが大きいことを示すフラグＰＦ
に「０」をセットする。そしてステップＳ６０２で、閾
値決定処理ループにおける最初のループのスキュー値Ｓ
Ｋ０と、処理中のループのスキュー値ＳＫが共にマイナ
スであるかの判断をし、共にマイナスであれば、ステッ
プＳ６０３でフラグＰＦに「１」をセットする。ステッ
プＳ６０４では、文字フラグＭＦが「 １」かどうかの
判断（つまり処理中のブロックが文字ブロックかどうか
の判断）を行い、「１」ならばステップＳ６０５へ、
「１」以外ならこのつぶれ文字処理を終える。ステップ
Ｓ６０５では、処理中のブロックが「つぶれ文字ブロッ
ク」かどうかの判断を（６）式により行う。

【００６６】 ＳＫ０／ＳＫ ＜ −ＳＲ ・・・ （６） ここで、−ＳＲは処理中のブロックが「つぶれ文字ブロ
ック」かどうかを示す値であり、ここでは、「−ＳＲ＝
−３．０」とする。ステップＳ６０５において（６）式
が真ならばステップＳ６０６へ、偽ならばこのつぶれ文
字処理を終える。ステップＳ６０６では、処理中のブロ
ックが「つぶれ文字ブロック」であることを示す、つぶ
れ文字フラグＴＦに「１」をセットし、このつぶれ文字
処理を終える。

【００６７】以上説明したようにして本実施の形態にお
ける、つぶれ文字処理が行われるが、式（６）で示した
条件は、これに限定されるものではない。

【００６８】《かすれ文字処理》さらに、ステップＳ４
１０におけるかすれ文字処理について、図７を用い詳細
に説明する。ステップＳ７０１では、処理中のブロック
が「かすれ文字ブロック」かどうかを示す、かすれ文字
フラグＫＦに「０」をセットする。ステップＳ７０２で
は、文字フラグＭＦが「１」かどうかの判断（処理中の
ブロックが文字ブロックかどうかの判断）を行い、
「１」ならばステップＳ７０３へ、「１」以外ならこの
かすれ文字処理を終える。ステップＳ７０３では、フラ
グＰＦが「１」かどうかの判断をし、「１」ならばステ
ップＳ７０４へ、「１」以外ならこのかすれ文字処理を
終える。ステップＳ７０４では、処理中のブロックが
「かすれ文字ブロック」かどうかの判断を（７）式によ
り行う。

【００６９】 ＳＫ０／ＳＫ ＞ ＳＲ ・・・ （７） ここで、ＳＲは処理中のブロックが「かすれ文字ブロッ
ク」かどうかを示す値であり、ここでは、「ＳＲ＝３．
０」とする。ステップＳ７０４において（７）式が真な
らばステップＳ７０５へ、偽ならばこのかすれ文字処理
を終える。ステップＳ７０５では、処理中のブロックが
「かすれ文字ブロック」であることを示す、かすれ文字
フラグＫＦに「１」をセットし、このかすれ文字処理を
終える。

【００７０】以上説明したようにして本実施の形態にお
けるかすれ文字処理が行われるが、式（７）で示した条
件は、これに限定されるものではない。

【００７１】以下、具体的な画像の例を参照し、本実施
の形態の閾値決定処理について更に詳細に説明する。

【００７２】まず、図８に示すヒストグラムの例を用い
て、本実施の形態における図４の２値化閾値ＴＨの決定
処理について説明する。

【００７３】図８は、つぶれ文字画像（８ビット入力）
のヒストグラムを示したものである。図８において、横
軸は、左端が「０」即ち黒、右端が「２５５」即ち白を
表わす輝度のデジタル値であり、縦軸は、各デジタル値
の頻度を表わしている。図９は、図８に示す様なヒスト
グラムを有する画像に対して、上述した図４で示す２値
化処理においてステップＳ４０２とＳ４０３で示した処
理の際の、各パラメータの値の変化を示す図である。
尚、図９において示される各パラメータ値は、ステップ
Ｓ４０２及びＳ４０３を通過する回数によって、それぞ
れ示されている。

【００７４】まず、ステップＳ４０２及びＳ４０３を通
過する１回目の処理（閾値決定処理ループ回数ｉ＝０）
では、ＳＴＡＲＴ＝０、ＥＮＤ＝２５５で平均値ＡＶ、
統計量ＳＫを計算し、それぞれ「１０９」、「−２７．
４」という値を得る。そして、ｉ＝０であるので、ステ
ップＳ４０４からステップＳ４０５へ進む。ステップＳ
４０５の画像特徴判別処理では、（５）式により統計量
ＳＫが「−２０．０」未満であるため真となり、文字フ
ラグＭＦに「１」がセットされ、ステップＳ４１４でＳ
ＴＡＲＴ＝０、ＥＮＤ＝１０９が設定される。

【００７５】続いて２回目の処理（ｉ＝１）では、ＳＴ
ＡＲＴ＝０、ＥＮＤ＝１０９における平均値ＡＶ、統計
量ＳＫを計算し、それぞれ「６２」、「８．９」という
値を得る。統計量ＳＫが「０．１」を超えるため、ステ
ップＳ４０６からステップＳ４０７へ進み、ｉ＝１であ
るのでステップＳ４０８へ進む。ステップＳ４０８で
は、スキュー値ＳＫがプラスのため、フラグＰＦは
「０」のままとなる。そして、（６）式の結果が「−
３．０８（＝−２７．４／８．９）」と真なので、つぶ
れ文字フラグＴＦに「１」がセットされる。そして、ス
テップＳ４１０では、フラグＰＦが「０」のままなので
かすれフラグＫＦは「０」のままである。さらに、スキ
ュー値ＳＫがプラスの為、ステップＳ４１３でＳＴＡＲ
Ｔ＝６２、ＥＮＤ＝１０９が設定される。

【００７６】続いて３回目の処理（ｉ＝２）では、ＳＴ
ＡＲＴ＝６２、ＥＮＤ＝１０９における平均値ＡＶ、統
計量ＤＫを計算し、それぞれ「８４」、「１．９」とい
う値を得る。この場合は、統計量ＳＫが「０．１」を超
えるため、ステップＳ４０７、ステップＳ４０９へと進
む。そして、スキュー値ＳＫがプラスの為、ステップＳ
４１３でＳＴＡＲＴ＝８４、ＥＮＤ＝１０９が設定され
る。

【００７７】続いて４回目の処理（ｉ＝３）では、ＳＴ
ＡＲＴ＝８４、ＥＮＤ＝１０９における平均値ＡＶ、統
計量ＳＫを計算し、それぞれ「９６」、「０．６」とい
う値を得る。この場合は、統計量ＳＫが「０．１」を超
えるため、処理が続き、スキュー値ＳＫがプラスの為、
ステップＳ４１３でＳＴＡＲＴ＝９６、ＥＮＤ＝１０９
が設定される。

【００７８】続いて５回目の処理（ｉ＝４）では、ＳＴ
ＡＲＴ＝９６、ＥＮＤ＝１０９における平均値ＡＶ、統
計量ＳＫを計算し、それぞれ「１０２」、「−０．３」
という値を得る。この場合は、統計量ＳＫが「−０．
１」未満のため、処理が続き、スキュー値ＳＫがマイナ
スの為、ステップＳ４１４でＳＴＡＲＴ＝９６、ＥＮＤ
＝１０２が設定される。

【００７９】続いて６回目の処理（ｉ＝５）では、ＳＴ
ＡＲＴ＝９６、ＥＮＤ＝１０２における平均値ＡＶ、統
計量ＳＫを計算し、それぞれ「９８」、「０．３」とい
う値を得る。この場合は、統計量ＳＫが「０．１」を超
えるため、処理が続き、スキュー値ＳＫがプラスの為、
ステップＳ４１３でＳＴＡＲＴ＝９８、ＥＮＤ＝１０２
が設定される。

【００８０】続いて７回目の処理（ｉ＝６）では、ＳＴ
ＡＲＴ＝９８、ＥＮＤ＝１０２における平均値ＡＶ、統
計量ＳＫを計算し、それぞれ「９９」、「０．４」とい
う値を得る。この場合は、統計量ＳＫが「０．１」を超
えるため、処理が続き、スキュー値ＳＫがプラスの為、
ステップＳ４１３でＳＴＡＲＴ＝９９、ＥＮＤ＝１０２
が設定される。

【００８１】続いて８回目の処理（ｉ＝７）では、ＳＴ
ＡＲＴ＝９９、ＥＮＤ＝１０２における平均値ＡＶ、統
計量ＳＫを計算し、それぞれ「１００」、「０．２」と
いう値を得る。この場合は、統計量ＳＫが「０．１」を
超えるため、処理が続き、スキュー値ＳＫがプラスの
為、ステップＳ４１３でＳＴＡＲＴ＝１００、ＥＮＤ＝
１０２が設定される。

【００８２】続いて９回目の処理（ｉ＝８）では、ＳＴ
ＡＲＴ＝１００、ＥＮＤ＝１０２における平均値ＡＶ、
統計量ＳＫを計算し、それぞれ「１０１」、「−０．
２」という値を得る。この場合は、統計量ＳＫが「−
０．１」未満のため、処理が続き、スキュー値ＳＫがマ
イナスの為、ステップＳ４１４でＳＴＡＲＴ＝１００、
ＥＮＤ＝１０１が設定される。

【００８３】続いて１０回目の処理（ｉ＝９）では、Ｓ
ＴＡＲＴ＝１００、ＥＮＤ＝１０１における平均値Ａ
Ｖ、統計量ＳＫを計算し、それぞれ「１００」、「０．
２」という値を得る。この場合は、統計量ＳＫが「０．
１」を超えるが、閾値決定処理ループ回数ｉが「９」の
ため、ステップＳ４０９における判断により、ステップ
Ｓ４１６へと進み、閾値ＴＨに平均値ＡＶである「１０
０」をセットし、この閾値決定処理を終える。ただし、
この例におけるブロックは、つぶれ文字フラグＴＦに
「１」がセットされているため、図３のステップＳ３０
５の判断が真となり、ステップＳ３０６で閾値に制限を
受け、ＴＨには「８５（＝１００×０．８５）」がセッ
トされ、ステップＳ３０８での閾値ＴＨのスムージング
処理の後、ステップＳ３０９で２値化される。（この場
合ＴＰに「０．８５」がセットされている。）そして、
２値化された画像は記憶部５に格納される。

【００８４】次に、図１０に示すヒストグラムの例を用
いて、本実施の形態における図４の２値化閾値ＴＨの決
定処理について説明する。

【００８５】図１０は、かすれ文字画像（８ビット入
力）のヒストグラムを示したものである。図１１は、図
１０に示す様なヒストグラムを有する画像に対して、上
述した図４で示す２値化処理においてステップＳ４０２
とＳ４０３で示した処理の際の、各パラメータの値の変
化を示す図である。尚、図１１において示される各パラ
メータ値は、ステップＳ４０２及びＳ４０３を通過する
回数によって、それぞれ示されている。

【００８６】まず、ステップＳ４０２及びＳ４０３を通
過する１回目の処理（閾値決定処理ループ回数ｉ＝０）
では、ＳＴＡＲＴ＝０、ＥＮＤ＝２５５で平均値ＡＶ、
統計量ＳＫを計算し、それぞれ「１３０」、「−６０．
２」という値を得る。そして、ｉ＝０であるので、ステ
ップＳ４０４からステップＳ４０５へ進む。ステップＳ
４０５の画像特徴判別処理では、（５）式により統計量
ＳＫが「−２０．０」未満であるため真となり、文字フ
ラグＭＦに「１」がセットされ、ステップＳ４１４でＳ
ＴＡＲＴ＝０、ＥＮＤ＝１３０が設定される。

【００８７】続いて２回目の処理（ｉ＝１）では、ＳＴ
ＡＲＴ＝０、ＥＮＤ＝１３０における平均値ＡＶ、統計
量ＳＫを計算し、それぞれ「９５」、「−１９．３」と
いう値を得る。統計量ＳＫが「０．１」を超えるため、
ステップＳ４０６からステップＳ４０７へ進み、ｉ＝１
であるのでステップ４０８へ進む。ステップＳ４０８で
は、スキュー値ＳＫ、ＳＫ０が共にマイナスのため、フ
ラグＰＦに「１」がセットされる。そして、（６）式の
結果が「３．１１（＝−６０．２／−１９．３）」と偽
なので、つぶれ文字フラグＴＦは「０」のままとなる。
そして、ステップＳ４１０のかすれ文字処理では、文字
フラグＭＦ、フラグＰＦ共に「１」なので、ステップＳ
７０４で（７）式の計算を行い、結果が「３．１１（＝
−６０．２／−１９．３）」と真なので、かすれ文字フ
ラグＫＦに「１」をセットする。かすれフラグＫＦが
「１」なので、ステップＳ４１１からステップＳ４１６
へと進み、閾値ＴＨに平均値ＡＶの「９５」をセット
し、この閾値決定処理を終える。そして、図３のステッ
プＳ３０８での閾値ＴＨのスムージング処理の後、ステ
ップＳ３０９で２値化され、２値化された画像は記憶部
５に格納される。

【００８８】《スムージング処理》では、図３のステッ
プＳ３０８のスムージング処理の説明を図１２〜図１６
を用いて説明する。

【００８９】図１２は、図３のステップＳ３０８のスム
ージング処理の構成を最も良く示すフローチャートであ
る。図１２において、ステップＳ１２０１からステップ
Ｓ１２０４までは、ブロック単位で行なうスムージング
処理の各種パラメータの設定を行なうステップであり、
ステップＳ１２０１は、スムージングを行なうブロック
の垂直方向スムージング領域の設定、ステップＳ１２０
２は、スムージングを行なうブロックの水平方向スムー
ジング領域の設定、ステップＳ１２０３は、スムージン
グを行なうブロックの垂直方向スムージングステップの
設定、ステップＳ１２０４は、スムージングを行なうブ
ロックの水平方向のスムージングステップの設定を行な
う。そして、ステップＳ１２０５からステップＳ１２０
９までは、ステップＳ１２０１からステップＳ１２０４
までの設定に基づきブロック単位で２値化閾値のスムー
ジングを実行するステップである。ステップＳ１２０５
は、スムージング処理ブロック画像の抽出を行ない、ス
テップＳ１２０６は、スムージングを行なうブロックの
４隅の閾値の設定、ステップＳ１２０７は、垂直方向ス
ムージング処理、ステップＳ１２０８は、水平方向スム
ージング処理を行なう。そして、ステップＳ１２０９で
は未処理のスムージングを行なうブロックがあるか否か
を判断し、未処理のブロックがある場合は、ステップＳ
１２０５に行き、スムージング処理を継続し、未処理の
スムージングを行なうブロックがない場合は、終了す
る。

【００９０】以下、各ステップの詳細を行なうために、
ステップＳ３０１〜Ｓ３０７までのループにおけるブロ
ック単位の閾値を算出するブロックとスムージング処理
を行なうブロックとの関係について説明したあと、ステ
ップＳ１２０１〜ステップＳ１２０９までの各ステップ
の詳細を説明する。

【００９１】図１３は、図３のステップＳ３０１〜Ｓ３
０７までのループにおけるブロック単位の閾値を算出す
るブロックの単位を示しているもので、左上隅から６４
×６４画素毎にブロックが区切られており、Ｂ１１〜Ｂ
ｎｍとブロックに番号が示されている。以下、ステップ
Ｓ３０１〜Ｓ３０７までのブロック単位の閾値の算出ル
ープをブロック閾値算出ループと呼び、その結果得られ
た閾値をブロック閾値と呼ぶ。

【００９２】図１４は、ブロック閾値算出ループにて算
出された２値化のためのブロック閾値と画素単位の閾値
を算出するためのスムージング処理の単位となるブロッ
クとの関係を示した図である。図１４において、細い実
線は図１３のブロック分けと同様のもので、左上第１画
素を起点とした６４×６４のブロック分けを示す。ブロ
ック閾値算出ループでは、ブロック閾値はこの細い実線
で分割されたブロック単位で算出されるので、ブロック
閾値はそのブロックを代表する閾値と考えることができ
る。そこで、この細い実線で分割されたブロックの中心
点、即ち、太い点線の交点がブロック閾値算出ループよ
り得られたブロック閾値とし、ステップＳ３０８のスム
ージング処理では、その新たに太い点線で分割されたブ
ロック単位で、各太い点線で分割されたブロックの４隅
の閾値に基づき補間処理することにより、その太い点線
で分割されたブロックの画素単位の閾値を算出する。以
下、この太い点線で分割されたブロックをスムージング
ブロックと呼ぶ。

【００９３】つまり、ステップＳ３０８のスムージング
処理では、図１４における太い点線で分割されたＢＬ１
１、ＢＬ１２、．．．ＢＬ１（ｍ−１），ＢＬ１ｍ，Ｂ
Ｌ２１，ｂｌ２２，．．．ＢＬｎ（ｍ−１），ＢＬｎｍ
を新たにスムージング処理のためのスムージングブロッ
クと定義し、各ブロックの交点、即ち、太い点線の交点
には、図中に示しているようなブロック閾値を定義す
る。例えば、ＢＬ１１の４隅の閾値は、ＴＨ１１，ＴＨ
１１，ＴＨ１１，ＴＨ１１であり、ＢＬ２２の４隅の閾
値は、ＴＨ１１，ＴＨ１２，ＴＨ２１，ＴＨ２２であ
る。そして、スムージングブロックにおいて、その４隅
の閾値により、垂直方向、又は、水平方向の線形補間を
行なう。たとえば、ＢＬ２２のスムージング処理は、Ｔ
Ｈ１１，ＴＨ１２，ＴＨ２１，ＴＨ２２の４つの閾値に
より垂直水平方向の線形補間がおこなわれる。

【００９４】さて、図１２のステップＳ１２０１からＳ
１２０４までを、図１５を用いて説明する。

【００９５】図１５において、ＴＨ＿ＴＬ，ＴＨ＿Ｔ
Ｒ，ＴＨ＿ＢＬ，ＴＨ＿ＢＲは、そのスムージングブロ
ックにおける４隅のブロック閾値を示し、各スムージン
グブロックにおけるＴＨ＿ＴＬ，ＴＨ＿ＴＲ，ＴＨ＿Ｂ
Ｌ，ＴＨ＿ＢＲの値とブロック閾値算出ループより算出
されたブロック閾値との関係は、前記に説明した通りで
ある。

【００９６】ステップＳ１２０１は、垂直方向スムージ
ング領域の設定を行なう。垂直方向スムージング領域と
は、垂直方向の補間演算を行なう領域であり、図１５に
示されているように、Ｖ１とＶ２によって設定されてい
る。例えば、Ｖ１＝１，Ｖ２＝６４の場合、垂直方向補
間演算は全領域に対して行なわれる、また、Ｖ１＝１
７，Ｖ２＝４８の時は、スムージングブロックにおい
て、第１行から第１６行までは、垂直方向の補間演算が
行なわれず第１行の閾値が繰り返し用いられる、第１７
行から第４８行までは、ＴＨ＿ＴＬ，ＴＨ＿ＴＲ，ＴＨ
＿ＢＬ，ＴＨ＿ＢＲを用いて垂直方向の補間演算が行な
われ、そして、第４９行から第６４行までは、垂直方向
の補間演算が行なわれず、第４９行の値が繰り返し用い
られる。

【００９７】ステップＳ１２０２は、水平方向のスムー
ジング領域の設定を行なう。水平方向のスムージング領
域とは、水平方向の補間演算を行なう領域であり、図１
５に示されているように、Ｈ１とＨ２によって設定され
る。例えば、Ｈ１＝１，Ｈ２＝６４の場合、水平方向補
間演算は全領域に対して行なわれる、また、Ｈ１＝１
７，Ｈ２＝４８の時は、スムージングブロックにおい
て、第１列から第１６列までは、水平方向の補間演算が
行なわれず第１列の閾値が繰り返し用いられる、第１７
列から第４８列までは、ＴＨ＿ＴＬ，ＴＨ＿ＴＲ，ＴＨ
＿ＢＬ，ＴＨ＿ＢＲを用いて水平方向の補間演算が行な
われ、そして、第４９列から第６４列までは、水平方向
の補間演算が行なわれず、第４９列の値が繰り返し用い
られる。

【００９８】従って、図１５において、（０，０）を左
上隅，（Ｈ１，Ｖ１）を右下隅とした四角形領域は、Ｔ
Ｈ＿ＴＬの値が繰り返され、（Ｈ２，０）を左上隅，
（６４，Ｖ１）を右下隅とした四角形領域は、ＴＨ＿Ｔ
Ｒの値が繰り返され、（０，Ｖ２）を左上隅，（Ｈ１，
６４）を右下隅とした四角形領域は、ＴＨ＿ＢＬの値が
繰り返され、（Ｈ２，Ｖ２）を左上隅，（６４，６４）
を右下隅とした四角形領域は、ＴＨ＿ＢＲの値が繰り返
される。（０，Ｖ１）を左上隅，（Ｈ１，Ｖ２）を右下
隅とした四角形領域と（Ｈ２，Ｖ１）を左上隅，（６
４，Ｖ２）を右下隅とした四角形領域は、垂直方向の補
間演算のみが行われ、（Ｈ１，０）を左上隅，（Ｈ２，
Ｖ１）を右下隅とした四角形領域と（Ｈ１，Ｖ２）を左
上隅，（Ｈ２，６４）を右下隅とした四角形領域は、水
平方向の補間演算のみが行われる。そして、（Ｈ１，Ｖ
１）を左上隅，（Ｈ２，Ｖ２）を右下隅とした四角形領
域は、垂直方向と水平方向の両方の補間演算が行われ
る。

【００９９】以上説明したように、垂直、水平方向のス
ムージング領域を小さくすればするほど、スムージング
のための補間演算回数が減り、スムージング処理のため
の計算時間を短くすることができる、しかし、スムージ
ング領域を小さくすればするほど、ブロックの境界の画
像データの変化が急峻となるため、ブロック歪みが出や
すくなるという特性を持つ。本実施の形態では、この領
域設定が可変であるため、入力装置や入力画像の解像度
に最適なスムージング領域の設定が可能となる。

【０１００】ステップＳ１２０３は、垂直方向スムージ
ングステップの設定を行なう。垂直方向スムージングス
テップとは、ステップＳ１２０１で設定された垂直方向
のスムージング領域内の補間演算を何画素おきに演算す
るかを示す値であり、ＶＳＴＥＰによって設定される。
例えば、垂直方向スムージングステップＶＳＴＥＰが１
の時は、１画素毎に補間演算を行ない、４の時は、４画
素おきに行なう。そして、複数画素おきに補間演算を行
なった場合、その補間演算により得られた値と値の間の
値は、補間演算によって得られた値を繰り返して用い
る。例えば、Ｖ１＝１，Ｖ２＝６４で垂直方向スムージ
ングステップＶＳＴＥＰが１６の場合、第１行、第１７
行、第３３行、第４９行の値が、４隅のブロック閾値か
ら補間演算によって算出される。そして、第２行から１
６行までは、第１行の値が繰り返され、第１８行から第
３２行までの値は、第１７行の値が繰り返され、第３４
行から第４８行までの値は、第３３行の値が繰り返さ
れ、第５０行から第６４行までの値は、第４９行の値が
繰り返される。

【０１０１】ステップＳ１２０４は、水平方向スムージ
ングステップの設定を行なう。水平方向スムージングス
テップとは、ステップＳ１２０２で設定された水平方向
のスムージング領域内の補間演算を何画素おきに演算す
るかを示す値であり、ＨＳＴＥＰによって設定される。
例えば、水平方向スムージングステップＨＳＴＥＰが１
の時は、１画素毎に補間演算を行ない、４の時は、４画
素おきに行なう。そして、複数画素おきに補間演算を行
なった場合、その補間演算により得られた値と値の間の
値は、補間演算によって得られた値を繰り返して用い
る。例えば、Ｈ１＝１，Ｈ２＝６４で水平方向スムージ
ングステップＨＳＴＥＰが１６の場合、第１列、第１７
列、第３３列、第４９列の値が、４隅のブロック閾値か
ら補間演算によって算出される。そして、第２列から１
６列までは、第１列の値が繰り返され、第１８列から第
３２列までの値は、第１７列の値が繰り返され、第３４
列から第４８列までの値は、第３３列の値が繰り返さ
れ、第５０列から第６４列までの値は、第４９列の値が
繰り返される。

【０１０２】従って、垂直、水平方向のスムージングス
テップを小さくすればするほど、スムージングのための
補間演算回数が減り、スムージング処理のための計算時
間を短くすることができる、しかし、スムージングステ
ップを小さくすればするほど、スムージング領域の閾値
の変化が粗くなるため、ブロック歪みが出やすくなると
いう特性を持つ。本実施の形態では、この領域設定が可
変であるため、入力装置や入力画像の解像度に最適なス
ムージングステップの設定が可能となる。

【０１０３】次に、ステップＳ１２０５からステップＳ
１２０９までの補間演算を行なうループの説明を行なう
前に、図１５を用いて、垂直方向と水平方向の補間演算
方法を説明した後で、補間演算ループの説明を行なう。
図１５に於いて、垂直方向の補間演算に関し、ＴＨ＿Ｔ
ＬとＴＨ＿ＢＬを用いた垂直方向補間処理結果をＶＬｉ
（ｉ＝１，２，．．．，（Ｖ２−Ｖ１＋１）／ＶＳＴＥ
Ｐ）とし、ＨＴ＿ＴＲとＴＨ＿ＢＲを用いた垂直方向補
間処理結果をＶＲｉ（ｉ＝１，２，．．．，（Ｖ２−Ｖ
１＋１）／ＶＳＴＥＰ）とすると、ＶＬｉ，ＶＲｉは、 ＶＬｉ＝ＴＨ＿ＴＬ＋（ｉ−１）^*（ＴＨ＿ＢＬ−ＴＨ＿ＴＬ）／（（Ｖ２− Ｖ１＋１）／ＶＳＴＥＰ） ．．． （１２−１） ＶＲｉ＝ＴＨ＿ＴＲ＋（ｉ−１）^*（ＴＨ＿ＢＲ−ＴＨ＿ＴＲ）／（（Ｖ２− Ｖ１＋１）／ＶＳＴＥＰ） ．．． （１２−２） と表すことができる。そして、このＶＬｉとＶＲｉを用
いて各行の水平方向補間処理を行なう。その補間結果を
Ｈｉｊ（ｉ＝１，２，．．．，（Ｖ２−Ｖ１＋１）／Ｖ
ＳＴＥＰ，ｊ＝ｉ＝１，２，．．．，（Ｈ２−Ｈ１＋
１）／ＨＳＴＥＰ）とすると、Ｈｉｊは、 Ｈｉｊ＝ＶＬｉ＋（ｊ−１）^*（ＶＲｉ−ＶＬｉ）／（（Ｈ２−Ｈ１＋１）／ ＨＳＴＥＰ）．．．（１２−３） と表すことができる。ここで、（Ｖ２−Ｖ１＋１）／Ｖ
ＳＴＥＰは、垂直方向の１ライン当たりの補間演算回数
を、（Ｈ２−Ｈ１＋１）／ＨＳＴＥＰは、水平方向の１
ラインあたりの補間演算回数を示す。

【０１０４】Ｖ１＝１，Ｖ２−６４，Ｈ１＝１，Ｈ２＝
６４，ＶＳＴＥＰ＝１，ＨＳＴＥＰ＝１で、ＴＨ＿ＴＬ
＝３２，ＴＨ＿ＴＲ＝９６，ＴＨ＿ＢＬ＝９６，ＴＨ＿
ＢＲ＝１６０とすると、上記（１２−１）式、（１２−
２）式、（１２−３）式からスムージングブロック内の
閾値を算出すると図１６のようになる。

【０１０５】次に、ステップＳ１２０５からステップＳ
１２０９までのループの処理について詳細に説明する。
このループは、図１４に示したＢＬ１１、ＢＬ１
２、．．．ＢＬ１（ｍ−１），ＢＬ１ｍ，ＢＬ２１，Ｂ
Ｌ２２，．．．ＢＬｎ（ｍ−１），ＢＬｎｍのスムージ
ングブロック毎に処理するループである。 ・ステップＳ１２０５において、ＢＬ１１の画像データ
を抽出する。 ・ステップＳ１２０６にて、その４隅の閾値が、ＴＨ＿
ＴＬ＝ＴＨ１１，ＴＨ＿ＴＲ＝ＴＨ１１，ＴＨ＿ＢＬ＝
ＴＨ１１，ＴＨ＿ＢＲ＝ＴＨ１１のように設定される。 ・ステップＳ１２０７では、垂直方向のスムージング処
理を行なうが、ＨＴ＿ＴＬとＴＨ＿ＢＬの値が同じで、
ＴＨ＿ＴＲとＴＨ＿ＢＬの値が同じため、垂直方向の補
間演算は行なわれず、同じ値ＴＨ１１が繰り返される。 ・ステップＳ１２０８では、水平方向の補間処理に関し
ても左端と右端の値が同じため、水平方向の補間演算は
行なわれず、同じ値ＴＨ１１が繰り返される。 ・ステップＳ１２０９では、未処理ブロックがあるので
ステップＳ１２０５に進む。

【０１０６】次にスムージングブロックＢＬ１２の処理
が行なわれる。 ・ステップＳ１２０５では、次のスムージングブロック
ＢＬ１２の画像データが抽出される。 ・ステップＳ１２０６では、４隅のブロック閾値ＴＨ＿
ＴＬ＝ＴＨ１１，ＴＨ＿ＴＲ＝ＴＨ１２，ＴＨ＿ＢＬ＝
ＴＨ１１，ＴＨ＿ＢＲ＝ＴＨ１２が設定される。 ・ステップＳ１２０７では、ＴＨ＿ＴＬとＴＨ＿ＢＬ、
そして、ＴＨ＿ＴＲとＴＨ＿ＢＲが同じ値のため、垂直
方向の補間演算は行なわれず、ＶＬｉではＴＨ１１が、
ＶＲｉではＴＨ１２が繰り返される。 ・ステップＳ１２０８では、上記（１２−３）式に基づ
き、水平方向の補間演算が行なわれる。ただし、ｉ＝
１，２，．．．，（Ｖ２−Ｖ１＋１）／ＶＳＴＥＰにお
いて、常にＶＬｉ＝ＴＨ１１，ＶＲｉ＝ＴＨ１２である
ため、Ｈｉｊの値は、ｉが変化しても同じとなる。従っ
て、ｉ＝２以降は、ｉ＝１の時の値Ｈ１ｊ（ｊ＝１，
２，．．．，（Ｈ２−Ｈ１＋１）／ＨＳＴＥＰ）が繰り
返し用いられる。 ・ステップＳ１２０９では、未処理ブロックがあるので
ステップＳ１２０５に進む。 以下、上記スムージングブロックＢＬ１２と同様の処理
がスムージングブロックＢＬ１３，ＢＬ１４，．．．，
ＢＬ１ｍまで繰り返される。

【０１０７】次にスムージングブロックＢＬ２１の処理
が行なわれる。 ・ステップＳ１２０５では、次のスムージングブロック
ＢＬ２１の画像データが抽出される。 ・ステップＳ１２０６では、４隅のブロック閾値ＴＨ＿
ＴＬ＝ＴＨ１１，ＴＨ＿ＴＲ＝ＴＨ１１，ＴＨ＿ＢＬ＝
ＴＨ２１，ＴＨ＿ＢＲ＝ＴＨ２１が設定される。 ・ステップＳ１２０７では、上記（１２−１）式に基づ
きＶＬｉが、上記（１２−２）式に基づきＶＲｉの補間
演算が行なわれ、ＶＬｉ，ＶＲｉが求められる。 ・ステップＳ１２０８では、ＴＨ＿ＴＬとＴＨ＿ＴＲ、
そして、ＴＨ＿ＢＬとＴＨ＿ＢＲが同じためＶＬｉとＶ
Ｒｉの値が、ｉ＝１，２，．．．（Ｖ２−Ｖ１＋１）／
ＶＳＴＥＰの全てにおいて、同じとなるためｉ＝１の時
のみ、水平方向の補間演算は行なわれず、ＶＬｉの値が
Ｈｉｊ（ｊ＝１，２，．．．，（Ｈ２−Ｈ１＋１）／Ｈ
ＳＴＥＰ）が繰り返し用いられる。そして、この繰り返
しが、ｉ＝１，２，．．．（Ｖ２−Ｖ１＋１）／ＶＳＴ
ＥＰまで行なわれる。 ・ステップＳ１２０９では、未処理ブロックがあるので
ステップＳ１２０５に進む。

【０１０８】次にスムージングブロックＢＬ２２の処理
が行なわれる。 ・ステップＳ１２０５では、次のスムージングブロック
ＢＬ２２の画像データが抽出される。 ・ステップＳ１２０６では、４隅のブロック閾値ＴＨ＿
ＴＬ＝ＴＨ１１，ＴＨ＿ＴＲ＝ＴＨ１２，ＴＨ＿ＢＬ＝
ＴＨ２１，ＴＨ＿ＢＲ＝ＴＨ２２が設定される。 ・ステップＳ１２０７では、上記（１２−１）式に基づ
きＶＬｉが、上記（１２−２）式に基づきＶＲｉの補間
演算が行なわれ、ＶＬｉ，ＶＲｉが求められる。 ・ステップＳ１２０８では、上記（１２−３）式に基づ
き、水平方向の補間演算が行なわれ、Ｈｉｊが求められ
る。 ・ステップＳ１２０９では、未処理ブロックがあるので
ステップＳ１２０５に進む。

【０１０９】以下、上記と同様の処理がＢＬｎｍまで繰
り返されて、画像全域の２値化閾値のステップＳ３０８
のスムージング処理が終了する。

【０１１０】この様に本実施の形態の閾値決定方法によ
れば、多値画像中のブロックごとに輝度頻度を算出し、
該輝度頻度に基づいてブロック単位の２値化閾値を算出
し、該ブロック単位の２値化閾値を補間することで画素
単位の２値化閾値を算出することにより、即ち、画像中
のブロック単位で対象物と背景濃度の間に適切な閾値を
自動的に設定し、さらに画素単位で２値化閾値を自動的
に設定することが可能になる。これにより、画像中の文
字部分／それ以外の部分それぞれに対し、背景から対象
物を適切に分離し、かつブロック歪の無い２値化画像を
得ることができる。

【０１１１】《スムージング処理の他の例》前記実施の
形態では、スムージング処理を実施するために、垂直方
向のスムージング処理を行った後に水平方向のスムージ
ング処理を行っているが、この順番はこれに限らず、水
平方向のスムージング処理の後で垂直方向のスムージン
グ処理を実施してもよい。

【０１１２】また、前記実施の形態では、スムージング
処理を実施するためスムージングブロックを定義し、ス
ムージングブロックごとに補間演算を行なっているが、
この演算順序はこれに限らず、上下左右、様々に分割し
て、スムージング処理を実現しても良い。例えば、全画
像領域の第１ラインの補間演算を行なった後に、第２ラ
イン、第３ラインとラスター順次で行っても良い。さら
に、実施の形態で定義したスムージングブロックのＢＬ
２１，ＢＬ２２，．．．，ＢＬ２ｍ，ＢＬ３
１，．．．，ＢＬｎｍまでを上下２つに分けて、 ＢＬ１１，ＢＬ１２，．．．，ＢＬ１ｍ ＢＬ２１上，ＢＬ２２上，．．．，ＢＬ２ｍ上 ＢＬ２１下，ＢＬ２２下，．．．，ＢＬ２ｍ下 ＢＬ３１上，ＢＬ３２上，．．．，ＢＬ３ｍ上 ＢＬ３１下，ＢＬ３２下，．．．，ＢＬ３ｍ下 ・・・・・・・・・・・・ ＢＬｎ１下，ＢＬｎ２下，．．．，ＢＬｎｍ下 とスムージングをすることもできる。

【０１１３】このとき、スムージングパラメータをＶ１
＝３３，Ｖ２＝６４，Ｈ１＝１，Ｈ２＝６４と設定し、
スムージングブロックの第１行から第３２行までと第３
３行からスムージングブロックの最終行までとで上下に
２つに分けると、スムージングブロックの上側は、ＴＨ
＿ＴＬとＴＨ＿ＴＲから水平方向のスムージングのみを
行ない、下側はＴＨ＿ＴＬ，ＴＨ＿ＴＲ，ＴＨ＿ＢＬ，
ＴＨ＿ＢＲの４つから垂直水平方向のスムージングを行
なう。この場合は、ＢＬ１１，ＢＬ１２，．．．，ＢＬ
１ｍ，ＢＬ２１上，．．．，ＢＬ２ｍ上は、図１３の第
１バンドと第２バンドの結果の閾値のみを用いてスムー
ジング処理をすることができ、ＢＬ２１下，ＢＬ２２
下，．．．，ＢＬ２ｍ下，ＢＬ３上，ＢＬ３２
上，．．．，ＢＬ３ｍ上は、図１３の第１バンドと第２
バンドの結果の閾値のみを用いてスムージング処理をす
ることができる。ＢＬ３１下以降も、スムージングブロ
ックの下側と上側をセットにして処理することにより、
前バンドのブロック閾値を保存しておくだけで、図１３
に示されているバンド単位で処理することができる。こ
れにより、本発明をバンド処理で実現する場合に複数バ
ンド持つことなく、シングルバンドでスムージング処理
を実現できるため、画像用バンドメモリを節約すること
ができる。

【０１１４】（他の実施の形態）前記実施の形態におい
て、画像の入力は、１画素単色の８ビットの多値画像デ
ータとしたが、これに限定する必要はなく、複数のカラ
ーであってもよい。つまりは、２値化するためのデータ
として複数ビットの情報があればよい。

【０１１５】また、ヒストグラムを算出する際の画像の
処理ブロックについて、６４画素×６４画素としたが、
ブロックの大きさは３２画素×３２画素でもよい。さら
にはブロックの形は正方形でも長方形でもよい。つま
り、処理ブロックを６４画素×９６画素のようにしても
よい。メモリの容量によっては、画像全面を処理ブロッ
クとしてもよい。

【０１１６】また、ヒストグラムを算出する際の画像に
おけるサンプリングについて、全画素でも、数画素おき
でもよい。さらに、平均ＡＶや統計量ＳＫなどの計算
は、８ビットで行なわなくてもよく、高速化、メモリ削
減等のため、少ないビット数で演算するようにしてもよ
い。

【０１１７】また、統計量ＳＫの収束条件を「±０．
１」としたが、これに限定することはなく、別の条件を
定めてもよく、統計量ＳＫを用いて２値化の閾値を決定
するように構成すればよく、限定しない。また、画像入
力装置や画像入力条件により変化させる等、別の条件を
定めてもよい。

【０１１８】また、（５）式の文字ブロックの判定に関
し、文字フラグＭＦを「−２０．０」としたが、これに
限定することはなく、統計量ＳＫを用いて文字ブロック
の判定を行うよう、別の条件を定めてもよい。また、画
像入力装置や画像入力条件により変化させる等、別の条
件を定めてもよい。

【０１１９】また、（６）式、（７）式でつぶれ文字ブ
ロックやかすれ文字ブロックの判定に、ＳＲ値を用い
「３．０」としたが、これに限定することはなく、統計
量ＳＫを用いてつぶれ文字ブロックやかすれ文字ブロッ
クの判定を行うよう、別の条件を定めてもよい。また、
画像入力装置や画像入力条件により変化させる等、別の
条件を定めてもよい。

【０１２０】また、閾値の下限値Ｌと上限値Ｈについ
て、画像入力装置や画像入力条件により変化させる等、
構成してもよい。

【０１２１】また、つぶれ防止の為に定数ＴＰを用い
「０．８５」としたが、これに限定することはなく、画
像入力装置や画像入力条件により変化させる等、別の条
件を定めてもよい。

【０１２２】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読み出し実行することによっても、達成されることは言
うまでもない。

【０１２３】この場合、記憶媒体から読み出されたプロ
グラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現する
ことになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体
は本発明を構成することになる。

【０１２４】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピーディスク、ハードディ
スク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、Ｃ
Ｄ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ
などを用いる事ができる。

【０１２５】例えば、図１８を例に説明すると、１〜３
は図１の１〜３に対応し、この装置のＣＰＵ１０１が、
フロッピーディスク１０３に格納されたプログラムコー
ドをメモリ１０２に読み出し、実行することによって達
成される。

【０１２６】また、コンピュータが読み出したプログラ
ムコードを実行することにより、前述した実施形態の機
能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指
示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペ
レーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【０１２７】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに
備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行
い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現さ
れる場合も含まれることは言うまでもない。

【０１２８】本発明を上記記憶媒体に適応する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードを格納することになるが、簡単に説
明すると、図１９のメモリマップ例に示す各モジュール
を記憶媒体に格納することになる。

【０１２９】すなわち、例えば、図３のＳ３０１処理ブ
ロック抽出処理に対応する「ブロック処理モジュー
ル」、図４のＳ４０１ヒストグラム算出処理に対応する
「ヒストグラム算出モジュール」、図４のＳ４０２平均
値算出処理に対応する「平均値算出モジュール」、図４
のＳ４０３ＳＫ値算出処理に対応する「Ｓｋｅｗ値算出
モジュール」、図４のＳ４０５画像特徴判別処理に対応
する「画像特徴判別処理モジュール」、図４のＳ４１６
閾値算出処理、または図３のＳ３０４閾値制限処理、ま
たは図３のＳ３０６閾値制限処理に対する「閾値算出モ
ジュール」、図３のＳ３０８スムージング処理に対応す
る「スムージング処理モジュール」および、図３のＳ３
０９単純２値化処理に対応する「２値化処理モジュー
ル」、の各モジュールのプログラムコードを記憶媒体に
格納すればよい。

【０１３０】以上説明したように、本実施例の形態によ
れば、２値化においてブロック歪のない滑らかな２値再
現が可能となる。

【０１３１】特に、本実施の形態によれば、多値画像中
のブロックごとに輝度頻度を算出し、該輝度頻度に基づ
いてブロック単位の２値化閾値を算出し、該ブロック単
位の２値化閾値を補間することで画素単位の２値化閾値
を算出することにより、即ち、画像中のブロック単位で
対象物と背景濃度の間に適切な閾値を自動的に設定し、
さらに画素単位で２値化閾値を自動的に設定することが
可能になる。これにより、画像中の文字部分／それ以外
の部分それぞれに対し、背景から対象物に適切に分離
し、かつブロック歪の無い２値化画像を得ることができ
る。

【０１３２】また、本実施の形態の補間（スムージング
処理）により、ブロック歪みを除去することができる。
また、スムージングのためのパラメータを調整すること
により、スムージングのための補間処理時間を短縮した
り、入力装置や入力画像の解像度等の特性に応じた補間
処理を実現することができる。さらに、ブロックと同じ
高さの画像用バンドメモリを用いたバンド処理を本発明
に適用した場合、スムージングパラメータの設定によ
り、シングルバンドのみでスムージングを実現すること
ができ、バンドメモリに必要となるコストを抑えること
ができる。

【０１３３】又、コンピュータの処理環境によって決め
た有効桁数保存変数を演算値に掛けることにより整数演
算でも小数点以下の精度を保つことを可能にし、また平
均値算出、スキュー値算出を一単位として各単位ごとに
求めた有効桁数保存変数で演算値を割ることで演算結果
がコンピュータの扱える整数有効数値を超えることなく
演算することが可能となる。これにより、一定の精度を
保ちつつ、高速な画像処理の数値演算方法を得ることが
できる。

【０１３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ンピュータの処理環境によって決めた有効桁数保存変数
を演算値に掛けることにより整数演算でも少数点以下の
精度を保つことを可能にし、また平均値算出、スキュー
値算出を一単位として各単位ごとに求めた有効桁数保存
変数で演算値を割ることで演算結果がコンピュータの扱
える整数有効数値を超えることなく演算することが可能
となる。これにより、一定の精度を保ちつつ、高速な画
像処理の数値演算を行う事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施の形態における画像処理装置
のシステム構成を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態における文字認識処理を示すフロ
ーチャートである。

【図３】本実施の形態における２値化処理を示すフロー
チャートである。

【図４】本実施の形態における閾値決定処理を示すフロ
ーチャートである。

【図５】本実施の形態における画像特徴判別処理を示す
フローチャートである。

【図６】本実施の形態におけるつぶれ文字処理を示すフ
ローチャートである。

【図７】本実施の形態におけるかすれ文字処理を示すフ
ローチャートである。

【図８】本実施の形態におけるつぶれ文字画像のヒスト
グラム例を示す図である。

【図９】本実施の形態のつぶれ文字の２値化処理におけ
る各変数値の変遷例を示す図である。

【図１０】本実施の形態におけるかすれ文字画像のヒス
トグラム例を示す図である。

【図１１】本実施の形態のかすれ文字の２値化処理にお
ける各変数値の変遷例を示す図である。

【図１２】本実施の形態におけるスムージング処理を示
すフローチャートである。

【図１３】図３のステップＳ３０１〜ステップＳ３０７
までのブロック単位の閾値を算出するループにおけるブ
ロックを示す図である。

【図１４】スムージングブロックとブロック閾値との関
係を示す図である。

【図１５】スムージングブロックの４隅の閾値と垂直方
向スムージング領域、水平方向スムージング領域を示す
図である。

【図１６】ＴＨ＿ＴＬ＝３２，ＴＨ＿ＴＲ＝９６，ＴＨ
＿ＢＬ＝９６，ＴＨ＿ＢＲ＝１６０としたときの、スム
ージングブロック内の補間演算結果を示す図である。

【図１７】数値演算処理を示すフローチャートである。

【図１８】本発明に係る実施の形態におけるコンピュー
タプログラム製品例を説明する図である。

【図１９】本発明の実施形態である画像処理を実行する
ためのプログラムモジュールの所定の記憶媒体でのレイ
アウトの一例の図である。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 ２ 画像入力装置 ３ 画像表示装置 ４ 入力部 ５ 記憶部 ６ 輝度頻度累計部 ７ 画像特徴判別部 ８ ２値化閾値算出部 ９ 補間処理部 １０ ２値化部 １１ 文字認識部 １２ 画像処理部 １３ 出力部 １５ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 修 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を処理する際の数値演算方法におい
   て、演算値が予め設定した有効桁数より大きくなると予
   測される場合は、有効桁数保存変数を用い演算値の桁数
   を切り捨て、演算値が予め設定した有効桁数より小さく
   なると予測される場合は、有効桁数保存変数を用い演算
   値の桁数をくり上げることにより、演算値を予め設定し
   た有効桁数内に収めることを特徴とする数値演算方法。
2. 【請求項２】 有効桁数保存変数は、処理単位ごとに決
   定することを特徴とする請求項１記載の数値演算方法。
3. 【請求項３】 前記処理単位は、前記画像の輝度頻度の
   平均値と、前記画像の輝度頻度の偏りを求める単位であ
   ることを特徴とする請求項２記載の数値演算方法。
4. 【請求項４】 前記有効桁数は処理環境によって決定さ
   れることを特徴とする請求項１記載の数値演算方法。
5. 【請求項５】 画像を処理する際の数値演算装置におい
   て、演算値が予め設定した有効桁数より大きくなると予
   測される場合に、有効桁数保存変数を用い演算値の桁数
   を切り捨てる第１演算手段と、演算値が予め設定した有
   効桁数より小さくなると予測される場合に、有効桁数保
   存変数を用い演算値の桁数をくり上げる第２演算手段と
   を有し、演算値を予め設定した有効桁数内に収めること
   を特徴とする数値演算装置。
6. 【請求項６】 前記有効桁数保存変数を処理単位ごとに
   決定する決定手段を有することを特徴とする請求項５記
   載の数値演算装置。
7. 【請求項７】 前記決定手段は前記画像の輝度頻度の平
   均値と、前記画像の輝度頻度の偏りを求める単位を処理
   単位とすることを特徴とする請求項６記載の数値演算装
   置。
8. 【請求項８】 前記有効桁数は処理環境によって決定さ
   れることを特徴とする請求項５記載の数値演算装置。
9. 【請求項９】 コンピュータプログラム製品であって、
   多値画像を２値画像に変換処理する数値演算を行う、コ
   ンピュータ読み取り可能なプログラムコード手段を有す
   るコンピュータ使用可能な媒体を備え、前記プログラム
   製品は、 演算値が処理環境によって決定される有効桁数より大き
   くなると予測される場合に、有効桁数保存変数を用い演
   算値の桁数を切り捨てるコンピュータ読み取り可能な第
   １プログラムコード手段と、 演算値が処理環境によって決定される有効桁数より小さ
   くなると予測される場合に、有効桁数保存変数を用い演
   算値の桁数をくり上げるコンピュータ読み取り可能な第
   ２プログラムコード手段と、 有効桁数保存変数を前記画像の輝度頻度の平均値と、前
   記画像の輝度頻度の偏りを求める単位ごとに決定するコ
   ンピュータ読み取り可能な第３プログラムコード手段
   と、 を備えることを特徴とするコンピュータプログラム製
   品。