JPH10290374A

JPH10290374A - 画像変換装置

Info

Publication number: JPH10290374A
Application number: JP9098567A
Authority: JP
Inventors: Yumi Murakami; 由美村上; Teruo Hamano; 輝夫浜野; Noboru Sonehara; 曽根原　　登
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1997-04-16
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】カラー画像を白黒画像に変換する際、伝送符
号量を増大させず、輝度値の近似した図形要素を見やす
くする画像変換装置を提供する。【解決手段】カラー画像の特徴量を特徴量検出部１３
で検出し、しきい値と比較するなどして該カラー画像が
図形画像か否かを図形画像判別部１４で判別する。図形
画像であれば、周辺部画素値測定記憶部１５にて該カラ
ー画像の周辺部の画素値を測定して記憶しておく。一
方、画素値変換部１６において、該カラー画像の画素と
上記周辺部の画素値を比較し、その距離がしきい値より
小さい画素を背景としてディザ化した場合に符号量が小
さい白又は黒色に変換する。また、各画素の輝度値と背
景の色の差分がしきい値以下なら、輝度値の差分がしき
い値以上の開きがでるように一定値を加算・減算する。
以上のように変換された画像を、白黒画像生成部１７に
て白黒画像に変換し、ＦＡＸ等に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー静止画像
を、白黒画像のみが出力可能なＦＡＸやプリンタなどの
出力機器から出力するために、カラー静止画像を、複数
の階調を持つ白黒（モノクロ）静止画像に変換して出力
する技術分野に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりカラー静止画像を白黒（モノク
ロ）静止画像で出力する際に、その画像の画素の輝度値
をとって白黒画像に変換し、出力する方法があった。

【０００３】その変換式を以下に示す。

【０００４】Ｙ（ｘ，ｙ）＝０．２９９＊ｒ（ｘ，ｙ）＋０．５８７＊ｇ（ｘ，ｙ）＋０．１４４＊ｂ（ｘ，ｙ） ………（１）ここで、ｒ（ｘ，ｙ），ｇ（ｘ，ｙ），ｂ（ｘ，ｙ）
は、それぞれカラー画像の座標（ｘ，ｙ）における画素
の赤色成分、緑色成分、青色成分、の値であり、Ｙ
（ｘ，ｙ）は輝度値を示す。

【０００５】この方式を地図に適用した場合の従来技術
の実行結果を図４に示す。図４（ａ）は、変換前のカラ
ー静止画像であって、Ａは桃色をした背景、Ｃは赤紫色
をした道、Ｄは例えば建物や場所等を示す青色をした図
形要素である。また、図４（ｂ）は変換後の白黒（モノ
クロ）静止画像であって、Ａ″，Ｃ″，Ｄ″はそれぞれ
上記カラー色の地図要素をモノクロに変換したものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４（ａ）の変換前の
カラー静止画像では、前景の道Ｃと背景Ａとは明確に識
別できる。しかし、図４（ｂ）の変換後のモノクロ静止
画像では、前景の道Ｃ″と背景Ａ″のように、図形画像
と背景の輝度値が近い場合には、識別しにくいという問
題点があった。

【０００７】また、ＦＡＸに出力するためには中間輝度
をディザ化する必要がある。地図などの図形画像の場
合、背景の面積が広くとられることが一般的であるが、
この背景部分に中間輝度が与えられると、ディザ化によ
り伝送時の符号量が増すという問題点があった。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、カラー画像を白黒（モノクロ）画
像に変換する際に、伝送時の符号量を増大させることな
く、輝度値が近似している図形画像を識別しやすく変換
できる画像変換装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、カラー画像を、白黒画像に変換する装
置において、カラー画像の特徴量を検出する特徴量検出
部と、前記特徴量検出部で検出された特徴量に基づいて
前記カラー画像が図形画像であるか否かを判別する図形
画像判別部と、前記判別の結果が図形画像の場合に前記
カラー画像の周辺部分の画素値を測定して記憶しておく
周辺部画素値測定記憶部と、前記記憶した周辺部の画素
値を前記カラー画像全体の画素と比較して差分が所定値
以下の画素を情報量の少ない輝度値の背景色に変換し、
前記変換後の背景色と残りの各画素の輝度値の差分が所
定値以上になるような輝度値に前記残りの画素を変換す
る画素値変換部と、前記画素値変換部において変換した
画素からなる画像を白黒画像に変換する白黒画像生成部
と、を備えることを特徴とする。

【００１０】また、前記特徴量検出部は、前記カラー画
像からヒストグラムを抽出するヒストグラム抽出部と、
前記抽出されたヒストグラム情報を蓄積するヒストグラ
ム情報蓄積部と、前記蓄積されたヒストグラム情報をも
とに一つの特徴量として総色数を抽出する総色数抽出部
と、前記蓄積されたヒストグラム情報をもとにＨＳＶ情
報を抽出・変換するＨＳＶ変換部と、前記抽出・変換さ
れたＨＳＶ情報のＨＳＶヒストグラムをもう一つの特徴
量として蓄積するＨＳＶヒストグラム蓄積部と、を備え
ることを特徴とする。

【００１１】また、前記図形画像判別部は、前記総色数
が所定値より小さいか否かを比較する手段と、前記ＨＳ
Ｖヒストグラムの情報から彩度の高い画素の総数が所定
値より多いか否かを比較する手段と、前記ＨＳＶヒスト
グラムの分布が極端に多いものと少ないものに２分され
るか否かを判別する手段と、前記比較および判別の結
果、前記総色数が所定値より小さく、前記彩度の高い画
素の総数が所定値より多く、前記ＨＳＶヒストグラムの
分布が極端に多いものと少ないものに２分される場合
に、前記カラー画像が図形画像であると判断する手段
と、を有することを特徴とする。

【００１２】さらに、以上の画像変換装置において、カ
ラー静止画像を入力する画像入力部と、前記入力された
カラー静止画像を前記カラー画像として蓄積し、および
前記白黒画像生成部で変換されて生成された白黒画像を
蓄積する画像蓄積部と、前記画像蓄積部に蓄積された白
黒画像を出力する画像出力部と、を新たに備えることを
特徴とする。

【００１３】本発明では、道順の地図などの図形画像の
中で、背景部分の情報を情報量の少ない輝度値に変換す
ることで、情報量を削減し、伝送を効率よく行うことが
できるようにする。一方、その他の図形画像を構成して
いる画素を所定の輝度差が開くような輝度値に変換する
ことで、背景と図形画像の情報との輝度差を際立たせ
て、より見えやすくする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて詳細に説明する。

【００１５】始めに、本発明の原理を説明する。図１は
その説明のための変換前の地図等のカラー画像例を示す
図であって、Ａは桃色をした背景、Ｂは画像の周辺領
域、Ｃは赤紫色をした道、Ｄは例えば建物や場所等を示
す青色をした図形要素である。

【００１６】本発明では、まず入力されたカラー画像が
地図などの図形画像であるか否かの判別を行う。図形画
像の特徴として、以下のものが挙げられる。

【００１７】・総色数が少ない。

【００１８】・（原色彩度の高い色）を多く使ってい
る。

【００１９】・ヒストグラム分布で、極端に多いものと
少ないものに２分される。

【００２０】このため、画像中において使われている総
色数Ｎを調べる。しきい値Ｔｃと比較し、総色数Ｎがし
きい値Ｔｃよりも小さい場合、すなわちＮ＜Ｔｃ ………（２）には色数が少ないと判断する。また、彩度の情報を調べ
る。しきい値Ｔｓと比較し、彩度の高い画素の総数Ｎｓ
が多い場合、すなわちＮｓ＞Ｔｓ ………（３）なら原色を多く使っているとする。さらにヒストグラム
分布をとり、極端に多いものと少ないものに２分された
場合には、主に２色で構成されている画像と判別する。

【００２１】これらの比較および判別の方法ないしは手
段を用いて、上記３つの特徴を有する場合には、事前に
図形画像であるか否かを判別する。

【００２２】上記の判別の結果が図形画像である場合に
は、画像の周辺領域Ｂにおける画素値ベクトルＶ（ｘ，
ｙ）＝（ｒ（ｘ，ｙ），ｇ（ｘ，ｙ），ｂ（ｘ，ｙ））
の平均値ベクトルＶ_Bを求める。そして、画面全体の各
画素値ベクトルｖ（ｘ，ｙ）をその平均値ベクトルＶ_B
と比較する。Ｖ（ｘ，ｙ）とＶ_Bの距離ｄ＝│Ｖ（ｘ，
ｙ）−Ｖ_B│が、しきい値Ｔ_dと比較して小さい場合、す
なわちｄ＜Ｔ_d ………（４）には、画素（ｘ，ｙ）は背景であるとして、ディザ化し
た時に符号量の少ない値（すなわち白色または黒色）に
変換をする。

【００２３】また、同じ値であると認識されなかった場
合には、（１）式より輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）を求める。こ
の輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）と、変換後の背景の色（白または
黒）の輝度値Ｙ_bとの差分Ｄ＝│Ｙ（ｘ，ｙ）−Ｙ_b│を
とり、差分の値Ｄがしきい値Ｔｄ以下の場合、すなわちＤ≦Ｔｄ ………（５）には、しきい値Ｔｄ以上の開きが出るように、輝度値Ｙ
（ｘ，ｙ）にあらかじめ定めた一定値ａを加算もしくは
減算する。

【００２４】このことにより、道順の地図などの画像の
中で、背景部分の情報を白色または黒色に変換すること
ができるため、ディザ化した場合の符号量を小さく抑え
ることができる。また、前景部分の情報との輝度差を際
立たせることができるため、目的の部分がより見えやす
く、伝送としても効率よく行うことができる。

【００２５】以下に本発明の装置の具体的な一実施形態
例を説明する。図２はその装置構成を示すブロック図で
ある。

【００２６】図２において、１１は画像入力部、１２は
画像蓄積部、１３は特徴量検出部、１４は図形画像判定
部（特徴量識別部）、１５は周辺部画素値測定記憶部、
１６は画素値変換部、１７は白黒画像生成部、１８は画
像出力部である。上記特徴量検出部１３を構成するもの
として、１３１はヒストグラム抽出部、１３２はヒスト
グラム情報蓄積部、１３３は総色数抽出部、１３４はＨ
ＳＶ変換部、１３５はＨＳＶヒストグラム蓄積部であ
る。また、各ブロック間において矢示の方向に伝達され
る情報もしくは信号として、２１，２２はカラー画像信
号もしくはカラー画像情報、２２１，２２２，２２４は
ヒストグラム情報、２２３は総色数情報、２２５はＨＳ
Ｖ情報、２２６はＨＳＶヒストグラム情報、２３は図形
画像判別情報、２４は画素値情報、２５は周辺部の画像
情報、２６は変換画像、２７はカラー画像情報、２８，
２９はグレースケール画像である。

【００２７】以上の構成の本実施形態例による装置の動
作例を示す。本装置を動作させるには、まず画像入力部
１１から変換する画像を入力する。

【００２８】画像入力部１１において入力した画像情報
２１は、画像蓄積部１２へ転送される。画像蓄積部１２
では、入力した画像の保存、変換後の白黒画像の保存が
行なわれる。

【００２９】画像蓄積部１２において保存された画像情
報２２は、特徴量検出部１３に送られる。

【００３０】特徴量検出部１３では、まず、ヒストグラ
ム抽出部１３１において、ヒストグラムを抽出する。抽
出したヒストグラム情報２２１はヒストグラム情報蓄積
部１３２に送られ、そこに蓄積される。この蓄積された
ヒストグラム情報２２２をもとに、総色数抽出部１３３
では、総色数を抽出する。また、蓄積されたヒストグラ
ム情報２２４をもとに、ＨＳＶ変換部１３４においてＨ
ＳＶ情報を抽出し、抽出されたＨＳＶ情報２２５をＨＳ
Ｖヒストグラム蓄積部１３５においてＨＳＶヒストグラ
ムとして蓄積する。なお、ＨＳＶ情報とは色相Ｈ、彩度
Ｓ、明度Ｖで表される色空間での色情報である。

【００３１】総色数２２３とＨＳＶヒストグラム情報２
２６とは、図形画像判別部１４に特徴量として送られ
る。図形画像判別部１４では、比較手段により前述の
（２），（３）式に基づいて、あらかじめ定めたしきい
値と比較する。この比較の結果と、判別手段によりＨＳ
Ｖヒストグラムの分布が極端に多いものと少ないものに
２分されていると判別された結果で、図形画像であると
判別した場合には、その図形画像判別情報２３に基づい
て画像蓄積部１２より得た周辺部の画像情報２５を周辺
部画素値測定記憶部１５において測定、記憶する。

【００３２】画素値変換部１６では、周辺部画素値測定
記憶部１５において記憶した画素値情報２４の画素値
を、画像蓄積部１２に蓄積されたカラー画像情報２７の
画面全体の画素と比較する。比較した値がほぼ同じ値で
ある場合（前述の（４）式の場合）には、白または黒の
画素として変換を行う。また、同じ値でない場合には、
（１）式より輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）を求める。この輝度値
Ｙ（ｘ，ｙ）と、変換後の背景の色（白または黒）の輝
度値Ｙ_bとの差分Ｄ＝│Ｙ（ｘ，ｙ）−Ｙ_b│をとり、差
分の値Ｄがしきい値Ｔｄ以下の場合（前述の（５）式：
Ｄ≦Ｔｄ）には、しきい値Ｔｄ以上の開きが出るよう
に、輝度値Ｙ（ｘ，ｙ）にあらかじめ定めた一定値ａを
加算・減算する。

【００３３】画素値変換部１６において変換した画像２
６を、白黒画像生成部１７において、画面全体をディザ
化してグレースケール画像２８として画像蓄積部１２へ
出力する。

【００３４】画像蓄積部１２に出力され蓄積されたグレ
ースケール画像２９を画像出力部１８にて出力する。

【００３５】本実施形態例によるカラー画像の白黒画像
への変換例を図３に示す。図３（ａ）は、変換前のカラ
ー静止画像であって、図４（ａ）と同じ地図の例であ
り、図３（ｂ）は変換後の白黒画像である。図３（ｂ）
の変換例と、従来の変換例である図４（ｂ）を比較する
と、従来技術では道順の地図などの画像の中で背景Ａ″
と前景の道Ｃ″が輝度差が小さいため、背景Ａ″と前景
の道Ｃ″との違いがわかりづらかったが、本発明では背
景Ａ′が白色になり前景の道Ｃ′とは輝度差が一定以上
大きくなって際立つようになるため、識別が容易になり
見えやすくなる。また、道順の地図などの画像の中で、
背景Ａ部分の情報をディザ化した場合の符号量が小さい
色、例えば白色または黒色に変換することができるた
め、ディザ化した場合の符号量を小さく抑えることがで
きるため、伝送としても効率よく行うことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、道順の地図などの図形画像の中で、背景部分の
情報を情報量の少ない輝度値に変換するため、情報量を
削減することができ、伝送を効率よく行うことができ
る。一方、その他の図形画像を構成している画素を所定
の輝度差が開くような輝度値に変換するため、背景と図
形画像の情報との輝度差を際立たせることができるの
で、より見えやすくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための図である。

【図２】本発明の一実施形態例を示すブロック図であ
る。

【図３】（ａ），（ｂ）は、上記実施形態例によるカラ
ー画像の白黒（モノクロ）画像への変換例を示す図であ
る。

【図４】（ａ），（ｂ）は、従来技術によるカラー画像
の白黒（モノクロ）画像への変換例を示す図である。

【符号の説明】

１１…画像入力部１２…画像蓄積部１３…特徴量検出部１３１…ヒストグラム抽出部１３２…ヒストグラム情報蓄積部１３３…総色数抽出部１３４…ＨＳＶ変換部１３５…ＨＳＶヒストグラム蓄積部１４…図形画像判別部１５…周辺部画素値測定記憶部１６…画素値変換部１７…白黒画像生成部１８…画像出力部２１、２２…カラー画像信号またはカラー画像情報２２１、２２２、２２４…ヒストグラム情報２２３…総色数情報２２５…ＨＳＶ情報２２６…ＨＳＶヒストグラム情報２３…図形画像判別情報２４…画素値情報２５…周辺部画像情報２６…変換画像２７…カラー画像情報２８，２９…グレースケール画像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー画像を、白黒画像に変換する装置
において、カラー画像の特徴量を検出する特徴量検出部と、前記特徴量検出部で検出された特徴量に基づいて前記カ
ラー画像が図形画像であるか否かを判別する図形画像判
別部と、前記判別の結果が図形画像の場合に前記カラー画像の周
辺部分の画素値を測定して記憶しておく周辺部画素値測
定記憶部と、前記記憶した周辺部の画素値を前記カラー画像全体の画
素と比較して差分が所定値以下の画素を情報量の少ない
輝度値の背景色に変換し、前記変換後の背景色と残りの
各画素の輝度値の差分が所定値以上になるような輝度値
に前記残りの画素を変換する画素値変換部と、前記画素値変換部において変換した画素からなる画像を
白黒画像に変換する白黒画像生成部と、を備えることを特徴とする画像変換装置。
【請求項２】前記特徴量検出部は、前記カラー画像からヒストグラムを抽出するヒストグラ
ム抽出部と、前記抽出されたヒストグラム情報を蓄積するヒストグラ
ム情報蓄積部と、前記蓄積されたヒストグラム情報をもとに一つの特徴量
として総色数を抽出する総色数抽出部と、前記蓄積されたヒストグラム情報をもとにＨＳＶ情報を
抽出・変換するＨＳＶ変換部と、前記抽出・変換されたＨＳＶ情報のＨＳＶヒストグラム
をもう一つの特徴量として蓄積するＨＳＶヒストグラム
蓄積部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像変換装
置。
【請求項３】前記図形画像判別部は、前記総色数が所定値より小さいか否かを比較する手段
と、前記ＨＳＶヒストグラムの情報から彩度の高い画素の総
数が所定値より多いか否かを比較する手段と、前記ＨＳＶヒストグラムの分布が極端に多いものと少な
いものに２分されるか否かを判別する手段と、前記比較および判別の結果、前記総色数が所定値より小
さく、前記彩度の高い画素の総数が所定値より多く、前
記ＨＳＶヒストグラムの分布が極端に多いものと少ない
ものに２分される場合に、前記カラー画像が図形画像で
あると判断する手段と、を有することを特徴とする請求項２に記載の画像変換装
置。
【請求項４】カラー静止画像を入力する画像入力部
と、前記入力されたカラー静止画像を前記カラー画像として
蓄積し、および前記白黒画像生成部で変換されて生成さ
れた白黒画像を蓄積する画像蓄積部と、前記画像蓄積部に蓄積された白黒画像を出力する画像出
力部と、を新たに備えることを特徴とする請求項１または請求項
２または請求項３に記載の画像変換装置。