JPH10155081A - 画像読取装置の像域分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 白黒反転処理された文字部分であっても確実
に文字領域として判定できるようにする。 【解決手段】 入力画像データ上から文字候補領域を検
出する第１検出手段２７と、注目画素の近傍で白地の存
在する領域を検出する第２検出手段２８と、注目画素の
近傍で黒地の存在する領域を検出する第３検出手段２９
と、第２検出手段２８又は第３検出手段２９の出力と第
１検出手段２７の出力とを同時に満たす領域を文字領域
と判定する判定手段３０とを備えることで、第１，２検
出手段２７，２８の出力に基づき白地上の文字候補領域
が文字領域として判定され、かつ、第１，３検出手段２
７，２９の出力に基づき黒地上の文字候補領域も文字領
域として判定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル複写機、
ファクシミリ装置、イメージスキャナ等の画像読取装置
の像域分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、デジタル複写機等において、写
真画像や網点画像や文字画像が混在した画像を再生する
場合、高画質の再生画像を得るためには、写真画像に対
して疑似中間調処理を施し、網点画像に対してはモアレ
除去処理を施し、文字画像に対しては解像度を重視した
鮮鋭化処理を施すことが知られている。また、画像デー
タを伝送する場合も、画像の圧縮率を向上させるために
各画像毎に最適な符号化方式を選択している。

【０００３】このような処理を実現するためには、その
前提として画像中の文字領域と絵柄領域（写真画像領
域、網点画像領域）を高精度に分離する必要がある。こ
のような像域分離方式として各種方式が提案されている
が、少ないハードウェア量で像域分離を適正に行い適応
的に２値化処理を行う手段として、例えば、特開平４−
２４８７６６号公報に示されるように、文字候補領域検
出回路と白地領域検出回路とＡＮＤ回路（判定回路）と
で構成されたものがある。これにより、文字候補領域で
あって、近傍に白地の存在する領域を文字領域と判定
し、例えば、文字領域の画像データに対してはＭＴＦ補
正をした後、固定の閾値で２値化する一方、文字領域以
外は絵柄領域と判定してディザ処理或いは誤差拡散によ
る２値化処理を施すことで、文字の解像度と絵柄の階調
性とを両立させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、デジタル複
写機等に供される読取原稿は、近年の印刷技術の発展に
伴い多種多様化してきているが、一般オフィス等で扱わ
れる原稿は大量に発生するため、コスト面から白黒の文
字原稿が圧倒的に多い。このような白黒の文字原稿の場
合、強調したい部分に関して、白黒反転処理した文字
（黒色地肌に対する白抜き文字）として表記することは
多々ある。

【０００５】ところが、前述した公報に示される像域分
離方式では、白地上の文字候補領域のみを文字領域とし
て判定するため、このような白黒反転処理された文字部
分は文字領域であるにも拘らず絵柄領域として判定され
るため、この部分の再現性が悪く、極端な場合には、重
要な文字情報が損なわれてしまうこともある。

【０００６】そこで、本発明は、白黒反転処理された文
字部分であっても確実に文字領域として判定できる画像
読取装置の像域分離装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
入力画像データ中の注目画素が文字領域であるか絵柄領
域であるかを判定する画像読取装置の像域分離装置にお
いて、入力画像データ上から文字候補領域を検出する第
１検出手段と、注目画素の近傍で白地の存在する領域を
検出する第２検出手段と、注目画素の近傍で黒地の存在
する領域を検出する第３検出手段と、前記第２検出手段
又は前記第３検出手段の出力と前記第１検出手段の出力
とを同時に満たす領域を文字領域と判定する判定手段
と、を備えた。

【０００８】従って、第１，２検出手段の出力に基づき
白地上の文字候補領域が文字領域として判定されるとと
もに、第１，３検出手段の出力に基づき黒地上の文字候
補領域も文字領域として判定されることになり、白黒反
転処理された文字部分であっても確実に文字領域として
判定される。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明における第３検出手段が、入力画像データを所定の閾
値と比較して濃度レベルを判定する濃度レベル判定手段
と、前記閾値を可変設定する設定手段とを備えている。
従って、設定手段により閾値を適宜可変設定することで
黒地判定能力を調整できるので、実際の原稿画像に応じ
て精度よく像域分離機能を発揮させることができる。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明における第２検出手段及び第３検出手段が、各
々、注目画素とその近傍のｍ×ｎ画素領域における関連
性を判定する判定手段と、読取密度に応じてｍ×ｎ画素
領域の大きさを可変設定する関連領域可変手段とを備え
ている。従って、読取密度の変化に伴い個々の画素の大
きさが変化しても関連性を判定するためのｍ×ｎ画素領
域の大きさも自動的に可変設定されるため、結果的に関
連性を判定する領域が一定化されて必要以上にｍ×ｎ画
素領域が広げられたり狭められたりすることがなく、安
定した像域分離機能を発揮させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図面に基
づいて説明する。まず、本発明の像域分離装置が適用さ
れる画像読取装置自体の全体的な構成を図２を参照して
その作用とともに説明する。コンタクトガラス１上に載
置された原稿（図示せず）は、第１ミラー２と一体の照
明ランプ３により露光走査され、原稿からの反射光は前
記第１ミラー２、この第１ミラー２の１／２の速度で同
一方向に移動する第２，３ミラー４，５、結像レンズ６
を経てセンサ基板ユニット７上に搭載された固体撮像デ
バイスなる１次元ＣＣＤ（以下、単に「ＣＣＤ」とい
う）８上に結像される。ここに、前記第１ミラー２及び
照明ランプ３は第１走行体、第２，３ミラー４，５は第
２走行体とされ、走行体モータ９を駆動源として２：１
の速度比を持って矢印Ａ方向に往復移動自在とされてい
る。

【００１２】一方、この画像読取装置では、コンタクト
ガラス１上に載置された原稿の読取りの他に、２′〜
５′で示すように、上記のような読取光学系を図中の右
端側に移動固定させるとともに、ＡＤＦ（自動原稿搬送
装置）１０により搬送される搬送中の原稿の読取りモー
ドも用意されている。このＡＤＦ１０は原稿トレイ１１
上に積載された原稿を、ピックアップローラ１２、一対
のレジストローラ１３、搬送ドラム１４及びこの搬送ド
ラム１４周りの複数の搬送ローラ１５により搬送読取位
置Ｂを通して搬送させ、その後、複数対の排紙ローラ１
６，１７を経て排紙トレイ１８に排紙させるものであ
る。このように搬送読取位置Ｂを搬送される原稿に対し
て照明ランプ３′で照明し、その反射光を第１〜３ミラ
ー２′，４′，５′及び結像レンズ６を経てＣＣＤ８上
に結像させて読取るものである。

【００１３】前記ＡＤＦ１０において、ピックアップロ
ーラ１２、レジストローラ１３は給紙モータ（図示せ
ず）により駆動され、搬送ドラム１４、搬送ローラ１５
及び排紙ローラ１６，１７は搬送モータ１９により駆動
されるように構成されている。

【００１４】ここに、この画像読取装置はその読取密度
が可変自在であるが、本実施の形態では、主・副走査方
向で各々独立して読取密度を変換するように構成されて
いる。まず、主走査方向の読取密度の変換は電気変倍処
理により行われる。即ち、結像レンズ６の絞り（収束
率）及びＣＣＤ８上の読取画素数は固定であるため、主
走査方向の読取密度は構造的には一定値となっており、
本実施の形態では４００dpi とされ、この４００dpi の
読取データに対してラインメモリを用いた電気回路によ
って補間処理を行いながら間引き処理や２度書きを行う
ことで任意のdpi密度に変換する構成である。例えば、
２００dpi に縮小する場合、４００dpi 読取りデータの
隣合う２画素を補間処理しながら間引きした１画素に変
換することで実現する。逆に、８００dpi に拡大する場
合、４００dpi の１画素を補間処理しながら２度書きし
て２画素に変換することで実現する。

【００１５】一方、副走査方向の読取密度の変換は機械
変倍処理により行われる。このため、走行体モータ９及
び搬送モータ１９にはステッピングモータを使用し、こ
れらのモータ９，１９の速度を可変することにより、原
稿の副走査方向の走査速度を変化させることで、副走査
方向の密度変換を行うものである。例えば、４００dpi
の副走査速度αに対して、２００dpi で読取るには副走
査速度が２αとなるようにモータ９，１９の速度を可変
し、８００dpi で読取るには副走査速度がα／２となる
ようにモータ９，１９の速度を可変することで実現され
る。

【００１６】次に、ＣＣＤ８により読み取られた画像デ
ータを処理する画像処理系のブロック図構成を図１に示
す。前記ＣＣＤ８を主体とする原稿読取部２０で読み取
られた画像データは白黒の濃淡を示す情報としてＡ／Ｄ
変換部２１に入力される。このＡ／Ｄ変換部２１では原
稿読取部２０からの濃淡信号を例えば８ビットなる多値
のデジタル信号に変換し、ｌｏｇ変換部２２に出力す
る。このｌｏｇ変換部２２はデジタル信号に関して濃度
変換処理を施して文字処理部２３、絵柄処理部２４及び
像域分離部２５に出力する。文字処理部２３は入力画像
データに対してエッジ等を強調する鮮鋭化処理を行い、
鮮鋭化処理された画像データを２値化するもので、解像
度を優先する処理手段として機能する。絵柄処理部２４
は入力画像データを平滑化処理した後、組織的ディザ法
或いは誤差拡散法により中間調処理するもので、階調性
を優先する処理手段として機能する。これらの文字処理
部２３で処理された画像データと絵柄処理部２４で処理
された画像データとは、像域分離部２５の出力に基づき
切換え動作する画像信号選択回路２６によって何れかが
選択される。

【００１７】次に、本実施の形態の要部をなす前記像域
分離部２５は、文字候補領域検出回路（第１検出手段）
２７と白地領域検出回路（第２検出手段）２８と黒地領
域検出回路（第３検出手段）２９とこれらの検出回路２
７，２８，２９が接続された判定回路（判定手段）３０
とにより構成されている。

【００１８】ここに、文字候補領域検出回路２７は文字
の輪郭部分（本実施の形態で特に注目している白黒反転
文字の場合も含む）には連結白画素及び連結黒画素が同
時に一定以上の密度で存在する、という性質を利用する
ことにより、文字候補領域を抽出する。その構成として
は前述した特開平４−２４８７６６号公報中に示される
文字候補領域検出回路をそのまま用いることができるの
で、図示及び詳細説明を省略する。一例として、入力画
像データに対して、２値化回路‐黒画素パターンマッチ
ング回路‐計数回路と、２値化回路‐白画素パターンマ
ッチング回路‐計数回路との２系統の処理回路を設け、
２つの計数回路の出力をＡＮＤ回路に入力し、このＡＮ
Ｄゲートの出力を判定回路で判定するように構成すれば
よい。

【００１９】また、白地領域検出回路２８は、注目画素
の近傍における所定の大きさの白地の塊の存在を抽出す
ることにより判定するものである。その構成としては前
述した特開平４−２４８７６６号公報中の図１０に示さ
れる白地領域検出回路をそのまま用いることができるの
で、図示及び詳細説明を省略する。一例としてＭＴＦ補
正回路と２値化回路と白画素塊パターンマッチング回路
及び膨張回路により構成すればよい。即ち、白地領域と
は、注目画素の近傍に所定の大きさ（例えば、１×５画
素領域、又は、５×１画素領域）の白画素の塊が存在す
る領域を意味し、このような白地領域の検出は次のよう
に行われる。まず、画像データをＭＴＦ補正回路で鮮鋭
化処理した後、２値化回路により画像データを所定の閾
値によって白／非白に２値化し、白画素塊パターンマッ
チング回路に入力する。この白画素塊パターンマッチン
グ回路では、注目画素の近傍にある白画素の塊をパター
ンマッチングで検出し、１×５画素領域又は５×１画素
領域が全て白画素であるパターンとマッチングしたとき
に、注目画素をアクティブ画素とする。膨張回路は白画
素塊パターンマッチング回路の出力から、注目画素を中
心とした例えば５×５のブロック内についてのアクティ
ブ画素の個数を計数し、ブロック内に１個でもアクティ
ブ画素が存在すれば、ブロック全体を白地領域として判
定回路３０に対して判定出力する。従って、白画素塊パ
ターンマッチング回路は、注目画素とその近傍のｍ×ｎ
画素領域（空間フィルタ）、ここでは、１×５画素領域
又は５×１画素領域における関連性を判定する判定手段
として機能する。さらに、この白画素塊パターンマッチ
ング回路で用いる注目画素とその近傍のｍ×ｎ画素領域
の大きさは、関連領域可変手段によって読取密度に応じ
て自動的に可変設定されるように構成されている。

【００２０】さらに、黒地領域検出回路２９は、注目画
素の近傍における所定の大きさ（例えば、１×５画素領
域、又は、５×１画素領域）の黒画素の塊の存在を抽出
することにより判定するものである。その構成として
は、例えば、図３に示すように、ＭＴＦ補正回路３１と
２値化回路３２と黒画素塊パターンマッチング回路３３
及び膨張回路３４により構成されている。即ち、黒地領
域とは、注目画素の近傍に所定の大きさの黒画素の塊が
存在する領域を意味し、このような黒地領域の検出は次
のように行われる。まず、画像データをＭＴＦ補正回路
３１で鮮鋭化処理した後、２値化回路３２により画像デ
ータを所定の閾値によって黒／非黒に２値化し、黒画素
塊パターンマッチング回路３３に入力する。この黒画素
塊パターンマッチング回路３３では、注目画素の近傍に
ある黒画素の塊をパターンマッチングで検出し、図４
（ａ）に示すような１×５画素領域が全て黒画素である
パターン、又は、図４（ｂ）に示すような５×１画素領
域が全て黒画素であるパターンとマッチングしたとき
に、注目画素をアクティブ画素とする。膨張回路３４は
黒画素塊パターンマッチング回路３３の出力から、注目
画素を中心とした例えば５×５のブロック内についての
アクティブ画素の個数を計数し、ブロック内に１個でも
アクティブ画素が存在すれば、ブロック全体を黒地領域
として判定回路３０に対して判定出力する。従って、前
記２値化回路３２は入力画像データを所定の閾値と比較
する比較回路を備え、入力画像データの閾値に対する濃
度レベルを判定する濃度レベル判定手段として機能す
る。ここに、この２値化回路３２中の比較回路で用いら
れる閾値は、画像読取装置の操作パネル（図示せず）等
に設けられた特定キー或いは特定の操作による設定手段
にてユーザ又はサービスマンが閾値情報を設定入力する
ことにより可変設定自在とされている。また、黒画素塊
パターンマッチング回路３３は、注目画素とその近傍の
ｍ×ｎ画素領域（空間フィルタ）、ここでは、１×５画
素領域又は５×１画素領域における関連性を判定する判
定手段として機能する。さらに、この黒画素塊パターン
マッチング回路３３で用いる注目画素とその近傍のｍ×
ｎ画素領域の大きさは、関連領域可変手段によって読取
密度に応じて自動的に可変設定されるように構成されて
いる。

【００２１】即ち、白地領域検出回路２８と黒地領域検
出回路２９とは極めて類似した構成でよく、白／黒を置
き換えたものとして構成できる（詳細を図示しない白地
領域検出回路２８も図３に示す黒地領域検出回路２９中
の「黒」を「白」に置き換えればよい）。

【００２２】判定回路３０は、例えば、白地領域検出回
路２８の出力と黒地領域検出回路２９の出力との論理和
をとるＯＲ回路と、このＯＲ回路の出力と文字候補領域
検出回路２７の出力との論理積をとるＡＮＤ回路とによ
り構成されている。従って、この判定回路３０は注目画
素が文字候補領域検出回路２７によって文字候補領域と
判定され、かつ、白地領域検出回路２８によって近傍に
白地の存在する領域と判定され、又は、黒地領域検出回
路２９によって近傍に黒地の存在する領域と判定された
場合には、何れの場合であっても、注目画素が文字領域
であると判定し画像信号選択回路２６に出力する。文字
領域でない場合には、非文字領域（＝絵柄領域）なる判
定出力を画像信号選択回路２６に出力する。即ち、判定
回路３０において文字領域であると判定する論理式は、 （文字候補領域）ＡＮＤ｛（白地領域）ＯＲ（黒地領
域）｝ で示される。

【００２３】従って、通常の文字画像であれば、文字候
補領域検出回路２７によって文字候補領域であると判定
され、かつ、白地領域検出回路２８によって近傍に白地
が存在すると判定されると、判定回路３０では白地上の
文字領域候補が文字領域として判定され、画像信号選択
回路２６によって文字処理部２３の出力側が選択され
る。一方、白黒反転処理された黒地白抜き文字画像の場
合でも、注目画素が文字候補領域検出回路２７によって
文字候補領域であると判定され、かつ、黒地領域検出回
路２９によって近傍に黒地が存在すると判定されるの
で、判定回路３０では黒地上の文字候補領域も文字領域
であると判定し、画像信号選択回路２６により文字処理
部２３の出力側を選択させる。よって、白黒反転処理さ
れた黒地白抜き文字画像に関しても文字処理部２３によ
って解像度優先の鮮鋭化処理された画像データが採用さ
れ、その再現性が向上することになる。この結果、文字
画像については白黒反転処理の如何を問わず、全て、文
字領域と認識することができ、文字画像が有する文字情
報を損なうことなく再現させることができる。この場
合、黒地領域検出回路２９中の２値化回路３２の閾値が
ユーザ等によって可変設定自在とされているので、読み
取るべき原稿に応じて、特に、黒地白抜き文字部分の黒
地の濃さ等に応じて、この閾値を適宜可変設定すること
により、原稿画像に応じてより精度よく文字領域の抽出
を行える。

【００２４】次に、黒画素塊パターンマッチング回路３
３で用いられるｍ×ｎ画素領域（空間フィルタ）の大き
さの読取密度に応じた可変設定について説明する。本実
施の形態の画像読取装置では、４００dpi なる読取密度
での読取りを基本としており、かつ、主・副走査方向で
独立して読取密度を可変するように構成され、さらに、
黒画素塊パターンマッチング回路３３で用いる空間フィ
ルタの大きさも１×５画素領域又は５×１画素領域を基
本として特徴の関連性の判定を行うようにしている。こ
のような空間フィルタにおける１画素領域の占める原稿
上での面積は、読取密度を変更するとこれに関連して変
化する。よって、原稿画像の特徴を判定するためにこの
ように空間フィルタを用いる処理において、マッチング
パターンが固定である場合、読取密度が変化するとそれ
につれて判定結果も変化してしまう。そこで、本実施の
形態では、この黒画素塊パターンマッチング回路３３で
用いられる空間フィルタの大きさが読取密度に応じて自
動的に可変設定される構成とされている（白画素塊パタ
ーンマッチング回路側でも同様）。例えば、４００dpi
程度の読取密度の場合には、図４に示したような１×５
画素領域又は５×１画素領域のパターンとされるが、２
００dpi 未満なる読取密度に変更された場合には、図５
に示すような１×３画素領域又は３×１画素領域のパタ
ーンに変更される。

【００２５】これにより、例えば、黒地白抜き文字
「い」に関する図６（ａ）に示すように４００dpi なる
読取密度での読取時に黒地領域が１×５画素領域が全部
黒であるパターンにマッチングしたとする場合、同一原
稿を２００dpi なる読取密度で読み取るときには１×５
画素領域が全部黒であるパターンのままではマッチング
しないが、１×３画素領域が全部黒であるパターンに判
定基準を変更しておけばマッチングし（図６（ｂ）参
照）、図６（ａ）の場合と同じ判定結果が得られること
が分かる。このように、読取密度の変化に伴い個々の画
素の大きさが変化しても関連性を判定するためのｍ×ｎ
画素領域の大きさも自動的に可変設定されるため、結果
的に関連性を判定する領域の大きさが一定化されて必要
以上にｍ×ｎ画素領域が広げられたり狭められたりする
ことがなく、安定した像域分離機能を発揮させることが
できる。つまり、読取密度に拘らず、黒字領域の判定を
良好に行える。これは、白地領域判定についても同様で
ある。

【００２６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、入力画像
データ中の注目画素が文字領域であるか絵柄領域である
かを判定する画像読取装置の像域分離装置において、入
力画像データ上から文字候補領域を検出する第１検出手
段と、注目画素の近傍で白地の存在する領域を検出する
第２検出手段と、注目画素の近傍で黒地の存在する領域
を検出する第３検出手段と、第２検出手段又は第３検出
手段の出力と第１検出手段の出力とを同時に満たす領域
を文字領域と判定する判定手段と、を備えたので、第
１，２検出手段の出力に基づき白地上の文字候補領域を
文字領域として判定できるとともに、第１，３検出手段
の出力に基づき黒地上の文字候補領域も文字領域として
判定することができ、よって、白黒反転処理された文字
部分であっても確実に文字領域として判定し、再現性の
よい後処理に供することができる。

【００２７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明における第３検出手段が、入力画像データを所
定の閾値と比較して濃度レベルを判定する濃度レベル判
定手段と、閾値を可変設定する設定手段とを備えている
ので、設定手段により閾値を適宜可変設定することで黒
地判定能力を調整でき、よって、実際の原稿画像に応じ
て精度よく像域分離機能を発揮させることができる。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は２記載の発明における第２検出手段及び第３検出手段
が、各々、注目画素とその近傍のｍ×ｎ画素領域におけ
る関連性を判定する判定手段と、読取密度に応じてｍ×
ｎ画素領域の大きさを可変設定する関連領域可変手段と
を備えているので、読取密度の変化に伴い個々の画素の
大きさが変化しても関連性を判定するためのｍ×ｎ画素
領域の大きさも自動的に可変設定されるため、結果的に
関連性を判定する領域を一定化させて必要以上にｍ×ｎ
画素領域が広げられたり狭められたりすることがなく、
安定した像域分離機能を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示す画像処理系のブロ
ック図である。

【図２】画像読取装置の全体的な構成を示す概略正面図
である。

【図３】黒地領域検出回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】マッチング用パターンを示す説明図である。

【図５】異なるマッチング用パターンを示す説明図であ
る。

【図６】異なる読取密度による読取例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

２７ 第１検出手段 ２８ 第２検出手段 ２９ 第３検出手段 ３０ 判定手段 ３２ 濃度レベル判定手段 ３３ 判定手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力画像データ中の注目画素が文字領域
   であるか絵柄領域であるかを判定する画像読取装置の像
   域分離装置において、 入力画像データ上から文字候補領域を検出する第１検出
   手段と、注目画素の近傍で白地の存在する領域を検出す
   る第２検出手段と、注目画素の近傍で黒地の存在する領
   域を検出する第３検出手段と、前記第２検出手段又は前
   記第３検出手段の出力と前記第１検出手段の出力とを同
   時に満たす領域を文字領域と判定する判定手段と、を備
   えたことを特徴とする画像読取装置の像域分離装置。
2. 【請求項２】 第３検出手段は、入力画像データを所定
   の閾値と比較して濃度レベルを判定する濃度レベル判定
   手段と、前記閾値を可変設定する設定手段とを備えるこ
   とを特徴とする請求項１記載の画像読取装置の像域分離
   装置。
3. 【請求項３】 第２検出手段及び第３検出手段は、各
   々、注目画素とその近傍のｍ×ｎ画素領域における関連
   性を判定する判定手段と、読取密度に応じてｍ×ｎ画素
   領域の大きさを可変設定する関連領域可変手段とを備え
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の画像読取装置
   の像域分離装置。