KR100450162B1 - 화상 처리 장치 및 방법 - Google Patents

화상 처리 장치 및 방법 Download PDF

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KR100450162B1 KR10-2000-7008051A KR20007008051A KR100450162B1 KR 100450162 B1 KR100450162 B1 KR 100450162B1 KR 20007008051 A KR20007008051 A KR 20007008051A KR 100450162 B1 KR100450162 B1 KR 100450162B1
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

화상 처리 장치에서, 계조 특성이 비선형인 표시 장치에 화상을 표시하기 위해서는, 먼저 콘트라스트 추정부(37)가 화상 입력 장치로부터 입력된 화상 데이터(51)가 나타내는 화상의 콘트라스트를 추정한다. 이어서, 휘도 보정부(38)가 추정된 콘트라스트와 상기 계조 특성에 기초하여, 화상 데이터(51)를 구성하는 각 화소 데이터에 휘도 변환 처리를 실시한다. 또, 상기 각 화소 데이터에 선명화 처리를 더 실시하는 경우도 있다. 화상 데이터(51)가 나타내는 화상 내의 1 또는 복수의 문자 영역에 실시되는 선명화의 정도는 상기 화상 내의 상기 문자 영역 이외의 잔여 영역 내의 화소의 화소 데이터에 실시되는 것 보다 크다. 이들 처리가 실시된 화소 데이터로 구성되는 화상 데이터(52)는 상기 표시 장치에 부여된다. 이에 의해, 상기 표시 장치에 표시되는 화상의 시인성을 향상시킬 수 있다.

Description

화상 처리 장치 및 방법{IMAGE PROCESSING DEVICE AND IMAGE PROCESSING METHOD}
근래, 간행물의 발행 수단의 하나로서, 소위 전자 출판이 제안되고 있다. 상기 전자 출판에 의해서 출판된 전자적 간행물은 문장을 나타내는 문장 데이터와, 삽화 등의 화상을 나타내는 화상 데이터로 구성되며, 기억 매체에 기억되어 있다. 독자는 기억 매체의 판독 장치와 표시 장치를 구비한 장치를 미리 준비하여, 판독 장치에 상기 기억 매체를 장착한다. 상기 기억 매체 내의 상기 화상 데이터 및 상기 문장 데이터는 상기 판독 장치에 의해 판독되어 상기 표시 장치에 부여된다. 상기 화상 데이터가 나타내는 화상은 상기 표시 장치의 표시 화면에 표시된다. 상기 문장 데이터는 먼저 상기 표시 장치 내에 미리 구비된 문자 폰트를 이용하여 화상 데이터로 변환되며, 변환 후의 화상 데이터가 나타내는 화상이 표시 장치의 표시 화면에 표시된다.
상기 표시 장치로서, 예를 들면 액정 표시 장치 및 음극선관을 들 수 있다. 상기 표시 장치의 표시 화면은 복수의 표시 화면이 행렬 형상으로 배치되어 구성된다. 상기 화상은 복수의 화상이 행렬 형상으로 배치되어 구성된다. 화상 데이터는 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 나타내는 화소 데이터로 구성된다. 상기 표시 장치는 각 표시 화소를 각 화소 데이터에 따른 휘도로 발광시킨다. 이에 따라 표시 화면에 화상 데이터가 나타내는 화상이 표시된다.
현재, 전자적 간행물은 이미 출판된 책, 즉 콘텐츠를 데이터화한 것이 많다. 상기 전자적 간행물을 작성하는 경우, 상기 콘텐츠를 이용하여 상기 문장 데이터 및 상기 화상 데이터를 작성하는 일이 많다. 상기 콘텐츠를 이용하여 상기 전자적 간행물을 작성하기 위해서는, 먼저 상기 콘텐츠의 각 페이지는 문자가 인쇄된 부분과 그림이 인쇄된 부분으로 나누어진다. 이어서, 그림이 인쇄된 부분이 스캐너로 판독되어, 상기 화상 데이터가 생성된다. 이어서, 문장이 인쇄된 부분이 스캐너로 판독되어 화상 데이터가 생성되고, 이 화상 데이터에 문자 인식 처리가 실시되어 상기 문장 데이터가 작성된다.
상술한 순서로 상기 문장 데이터를 작성하는 경우, 상기 문장 데이터가 나타내는 문장에 문자 인식 처리의 인식 오류 등에 기인하는 오자 탈자가 생기는 일이 있다. 따라서, 상기 콘텐츠를 작성하는 단계에서 문장의 교정이 완료되어 있는 것에 상관 없이, 상기 문장 데이터를 작성하는 단계에서 상기 문장 데이터가 나타내는 문장을 한번 더 교정할 필요가 있다. 따라서, 문장의 교정을 이중으로 행하게 되기 때문에, 상기 문장 데이터의 생성에 번거로움이 생기고, 상기 문장 데이터의 생성 비용도 증가한다.
또, 상기 문장 데이터는 예를 들면 소위 텍스트 형식의 데이터 등이기 때문에, 문장을 구성하는 각 문자는 상기 문장 데이터 내에서, 문자 코드에 의해 나타낸다. 따라서, 상기 문장 데이터가 나타내는 문장을 상기 표시 장치에 표시하는 경우, 상기 문장의 각 문자는 상기 표시 장치가 갖는 폰트를 이용하여 표시된다. 이 때문에, 상기 표시 장치에 상기 문자를 표시하는 경우에 이용되는 폰트와, 상기 콘텐츠의 각 페이지에 문자를 인쇄하는 경우에 이용하는 폰트가 다를 때가 있다. 이에 의해, 상기 표시 장치에 표시되는 문장과 상기 콘텐츠의 각 페이지에 인쇄된 문장이 보이는 인상이 달라, 독자에게 위화감을 주는 일이 있다.
그리고, 교정의 수고를 덜고, 또한 상기 콘텐츠의 각 페이지에 인쇄된 문장이 보이는 인상을 그대로 유지하기 위해서, 상기 콘텐츠의 각 페이지를 문장과 그림의 구별을 주지 않고 각각 1매의 그림으로 간주하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우 전자적 간행물은 상기 콘텐츠의 각 페이지 전체를 각각 나타내는 화상 데이터에 의해 구성되며, 상기 각 화상 데이터는 상기 콘텐츠의 각 페이지를 스캐너로 판독하여 생성된다. 이 때, 이하 3개의 문제가 생긴다.
제1의 문제는 상기 콘텐츠의 각 페이지를 스캐너로 판독하여 상기 화상 데이터를 생성하는 경우, 상기 화상 데이터가 나타내는 화상의 콘트라스트가 상기 화상 데이터의 규격상 최대의 콘트라스트라고는 한정할 수 없는 것이다. 이는 상기 콘텐츠의 각 페이지의 지면색을 진백으로 한정할 수 없고, 또한 잉크의 색을 진흑으로 한정할 수 없기 때문에 생긴다. 또, 스캐너의 특성에도 기인한다. 콘트라스트가 낮은 화상을 상기 표시 장치에 표시한 경우, 문자가 읽기 어려워지는 일이 있다. 상기 표시 장치 자신의 콘트라스트가 낮은 경우, 상기 화상 데이터의 규격상 최대의 콘트라스트의 화상과 비교하여, 표시 화면에 표시된 화상 내의 문자의 시인성은 저하하기 쉽다. 상기 콘트라스트가 낮은 화상이라는 것은, 예를 들면 도 23A에서 나타낸 바와 같이, 화상 내의 지면 부분의 화소의 색이 진백 이외의 색, 예를 들면 크림색이고, 화상 내의 문자를 구성하는 화소의 색이 진흑 이외의 색, 예를 들면 흑자색인 화상이다. 상기 최대의 콘트라스트의 화상이라는 것은 예를 들면 도 23B에서 나타낸 바와 같이, 화상 내의 배경을 구성하는 부분의 화소의 색이 진백이고, 화상 내의 문자를 구성하는 화소의 색이 진흑인 화상이다.
특개소 63-39280호 공보는, 화상의 계조가 소위 중간조, 즉 회색에 집중되어 있는 경우, 즉 화상의 콘트라스트가 낮은 경우에, 감마 보정 처리를 이용하여 화상의 콘트라스트를 높게 하기 위한 화상 처리 장치를 제안하고 있다. 본 공보의 화상 처리 장치는, 복수의 화상의 계조 분포에 개별적으로 대응하는 감마 변환 테이블을 RAM에 미리 기억하고 있다. 상기 화상 처리 장치는, 처리 대상의 화상이 부여되면, 먼저 상기 화상의 계조 분포를 검출하고, 검출한 계조 분포에 대응하고 싶은 어느 하나의 상기 감마 변환 테이블을 RAM으로부터 판독한다. 판독한 감마 변환 테이블을 이용하여, 상기 화상에 감마 보정이 실시된다. 본 공보의 화상 처리 장치에서는, 상기 감마 변환 테이블은 미리 본 공보의 화상 처리 장치에서 처리해야 할 화상의 계조 분포를 예상하여, 예상된 계조 분포에 대응하여 작성되어 있다. 따라서, 예상되어 있지 않는 계조 분포의 화상을 처리하는 경우에는, 이 화상의 계조 분포에 대응하는 감마 변환 테이블이 없기 때문에, 화상의 콘트라스트를 높게 하는 것이 곤란하게 된다.
제2 문제는, 화상 데이터의 해상도와 표시 장치의 해상도가 일치하지 않는 데에 기인하여, 상기 표시 장치의 표시화면에 표시되는 화상의 시인성이 저하하는 것이다. 이 제2 문제를 이하에 설명한다. 일반적으로 표시 장치의 표시 화면은, 도 24에서 나타낸 바와 같이, 복수의 표시 화면이 행렬 형상으로 배치되어 구성되며, 표시 화소수에 따라 해상도가 다르다. 도 24A는 상기 표시 화면(1) 전체를 나타내는 모식도이고, 도 24B는 상기 표시 화면(1)의 일부분(2)을 확대하여 나타낸 모식도이다. 이후, 도면에서는, 화소 및 표시 화소를 정방형으로 각각 나타내고, 화소 및 표시 화소의 휘도를 정방형 내의 사선의 개수로 나타낸다. 화소 및 표시 화소의 휘도가 클수록, 사선의 개수가 적다.
일반적으로, 상기 표시 장치의 해상도는, 상기 스캐너의 해상도 및 상기 콘텐츠의 인쇄의 해상도보다 낮다. 따라서, 상기 콘텐츠는 표시 화소의 크기 보다 작은 점이나 선으로 구성되는 작은 문자가 인쇄되어 있다. 상기 표시 화면에는, 상기 작은 문자는 기본적으로는 표시할 수 없지만, 소위 흑백의 중간조를 이용한 경우는 의사적으로 표시할 수 있다. 흑백의 중간조를 이용하여 상기 작은 문자를 표시하는 데에는, 각 표시 화소의 휘도를 상기 콘텐츠 내의 각 표시 화소에 상당하는 부분 내의 지면 부분과 이 부분 내에 있는 문자의 일부분의 휘도의 평균치로 한다.
흑백의 중간조를 이용하여 상기 작은 문자를 나타내는 경우, 상기 표시 화면을 보는 자는 표시 화소를 의식하지 않고 상기 작은 문자가 원활하게 표시되어 있다고 느끼지만, 상기 작은 점이나 선이 희미해진 인상도 받는다. 이것은 이하의 이유에 의한 것이다. 도 25A에서 나타낸 바와 같이, 상기 콘텐츠(3) 내에 그려진 문자(4)를 구성하는 선분의 폭이나 상기 문자(4)를 구성하는 점의 크기가 표시 화소(5) 이하인 경우, 상기 선분이나 점 중 적어도 일부분이 포함되는 복수의 표시 화소(5)의 각 휘도는, 각 표시 화소(5)의 면적과 상기 적어도 일부분 사이의 비율에 따라 결정된다. 즉 이 경우, 상기 적어도 일부분의 휘도가 표시 화소(5) 전체에 분포된다. 따라서, 표시 화소(5)의 휘도는 도 25B에서 나타낸 바와 같이, 상기 적어도 일부분의 휘도보다 낮아진다. 따라서, 상기 작은 문자는 희미해진 인상을 받는 것이다.
상술한 이유에 의해 희미해진 인상을 주는 화상은 소위 라프라시안을 이용한 선명화(鮮銳化) 처리를 실시함으로써 희미해짐이 제거된 보기 쉬운 화상으로 변환될 수 있다. 선명화 처리에 관한 종래 기술로서, 특개평 5-167852호 공보, 및 특개평 7-240841호 공보가 있다.
특개평 5-167852호 공보는 상기 선명화 처리를 화상에 실시한 경우, 상기 화상 내의 휘도 변화가 평탄한 부분의 오차를 방지하기 위한 화상 선명화 방법을 제안하고 있다. 상기 화상 선명화 방법을 실행하는 경우, 먼저, 처리 대상의 화상의 각 화소의 휘도의 2차 미분의 값이 각 화소의 선명화의 평가 함수로서 구해진다. 다음에, 상기 각 화소의 선명화의 평가 함수에 따라서, 각 화소의 선명화의 정도를 나타내는 계수가 각각 결정된다. 상기 계수를 이용한 상기 선명화 처리가 상기 각 화소에 실시된다.
상술한 바와 같이, 화상 내의 문자의 에지에 주목하여, 에지가 강한 부분의선명화의 정도를 강하게 하는 선명화 처리를 행하는 경우, 상기 화상 내의 작은 문자는 문자 자체가 깨져 에지가 강해지기 어렵기 때문에, 상기 화상 내의 상기 문자 부분의 선명화의 정도가 약하게 되기 쉽다. 또 상기 경우, 큰 문자 또는 선분 등은, 에지가 강해지지만, 큰 문자 및 선분에서 선명화의 정도를 강하게 하면, 선분의 깨짐, 즉 데미지가 두드러지게 된다. 따라서, 상술한 선명화 처리를 이용하는 경우는, 작은 문자를 읽기 쉽게 하는 것은 곤란하다.
또 특개평7-240841호 공보는 상기 선명화 처리를 화상에 실시한 경우, 화상 데이터를 생성한 스캐너의 화상 열화 특성에 상관 없이, 항상 동일한 처리 결과를 얻기 위한 화상 선명화 처리 장치를 제안하고 있다. 상기 화상 선명화 처리 장치는, 먼저 상기 스캐너의 MTF에 기초하여 결정되는 스캐너의 특성 파라미터를 이용하여, 선명화 처리의 선명화의 정도를 나타내는 계수를 산출한다. 이어서, 상기 계수를 이용한 상기 선명화 처리가 처리 대상의 화상에 실시된다.
예를 들면, 도 26A에서 나타낸 화상에 상술한 공보에서 설명된 선명화 처리를 실시하면, 도 26B에서 나타낸 화상이 된다. 이 경우, 선명화의 정도가 너무 강하면, 상기 화상의 휘도 분포가 2치 화상에 근접하게 되기 때문에, 상기 흑백의 중간조를 이용하여 표시된 문자의 원활함이 상실된다. 따라서 상술한 공보에서 설명한 바와 같이, 문자나 그림을 고려하지 않고 화상 전체에 대해 동일한 선명화를 실시하는 상기 선명화 처리를 실시하는 경우, 상기 작은 문자를 판독하기 쉽게 하는 것은 곤란하다.
또, 특개평 6-308924호 공보는, 화상을 표시 장치에 표시할 때, 화상 내의 색이 다른 두 개의 부분의 경계를 명료하게 하기 위한 표시 장치를 제안하고 있다. 상기 표시 장치의 표시 화면은, 행렬 형상으로 배치된 복수의 도트로 구성되며, 각 도트의 색은 화상을 나타내는 화상 데이터 내의 복수의 데이터에 의해 각각 결정된다. 표시 화면 내의 임의의 1열 또는 임의의 1행을 구성하는 복수의 도트의 색을 결정하는 데이터가 도트의 열과 동일한 순으로 정렬된 경우, 도트의 색이 동일한 복수개의 데이터가 정렬되면, 상기 복수개의 데이터 중 가장 단부에 있는 데이터를, 도트의 색을 흑색으로 결정하는 데이터로 변화한다. 상술한 처리를 상기 전자적 간행물을 구성하는 상기 화상 데이터에 실시한 경우, 상기 작은 문자를 표현하는 화소의 색을 결정하는 화소 데이터는 휘도의 분산 때문에 상기 작은 문자의 주위의 화소의 색을 결정하는 화소 데이터와의 휘도 차가 작기 때문에, 이 화소 데이터가 도트 색을 흑색으로 결정하는 데이터로 변환되는 일이 적다. 따라서, 상기 작은 문자를 판독하기 쉽게 하는 것은 곤란하다.
제3 문제는 상기 표시 장치의 계조 특성의 편향에 기인하여, 표시 화면에 표시되는 화상의 시인성이 저하하는 것이다. 이하에 구체적으로 설명한다. 상기 표시 장치의 계조 특성이라는 것은, 화상 데이터가 표시하는 휘도와 표시 화소의 휘도의 대응 관계로서, 구체적으로는 화소 데이터가 나타내는 휘도가 변화하는 것에 수반하여, 상기 화소 데이터에 따라 발광시킨 표시 화소의 휘도가 어떻게 변화하는지를 나타낸다. 상기 표시 장치는 일반적으로 상기 계조 특성이 비선형인 것이 많다.
상기 계조 특성은 예를 들면 도 27에서 나타낸 바와 같이, 화소 데이터가 나타내는 휘도를 횡축에 표시 화소의 휘도를 종축에 잡은 그래프의 계조 특성 곡선(11)으로 표시된다. 원점을 경사가 45도의 기준 직선(12)에 계조 특성 곡선(11)이 근접할수록, 상기 계조 특성은 양호하다. 또, 상기 화소 데이터가 나타내는 휘도의 대수를 횡측에 상기 표시 곡선의 휘도의 대수를 종축에 잡은 그래프의 곡선으로 상기 계조 특성을 나타내는 경우, 상기 곡선의 경사가 소위 감마 특성에 상당한다. 도 27의 계조 특성 곡선(11)은 상기 표시 장치에 표시되는 도 28의 화상의 가상 곡선(13) 상의 복수의 표시 화소의 휘도와 이 화소의 휘도를 각각 결정하는 복수의 화소 데이터를 플로팅한 것이다. 상기 각 화소 데이터는, 표시 화소가 좌에서 우로 정렬된 순서로 미리 결정된 값 만큼 증가한다.
상기 계조 특성의 보정을 위해서, 상기 표시 장치를 포함하는 화상 처리 장치는, 상기 계조 특성에 따른 휘도 보정 테이블을 구비한다. 도 29에서 나타낸 휘도 변환 곡선(14)은 도 27의 계조 특성 곡선(11)에서 나타낸 상기 계조 특성에 따른 상기 휘도 보정 테이블의 입력 휘도와 출력 휘도의 관계를 나타낸다. 표시해야 하는 화상에 계조 보정 처리가 실시되는 경우, 상기 화상의 각 화소의 휘도는 이 각 화소의 휘도와 동일한 상기 휘도 보정 테이블 내의 입력 휘도에 대응하는 상기 휘도 보정 테이블의 출력 휘도로 각각 치환된다. 도 30의 곡선(15)은 계조 보정 처리가 실시된 상기 화상을 상기 표시 장치에 표시하는 경우, 이 화상의 휘도와 상기 표시 장치의 표시 화소의 휘도의 관계를 나타낸다. 도 30의 그래프에서 나타낸 바와 같이, 상기 경우에는 상기 곡선(15)은 상기 기준 직선(12)과 일치한다.
또 계조 특성 보정을 위해서, 상기 화상 처리 장치는 상기 표시 장치의 계조특성에 따른 감마 보정 테이블을 구비한다. 도 31의 그래프의 휘도 변환 곡선(16)은 도 27의 계조 특성 곡선(11)에서 나타낸 계조 특성에 따른 감마 보정 테이블의 입력 휘도와 출력 휘도의 관계를 나타낸다. 상기 화상에 감마 보정 처리가 실시된 경우, 상기 화상의 각 화소의 휘도는, 이 각 화소의 휘도와 동일한 상기 감마 보정 테이블 내의 입력 휘도에 대응하는 상기 감마 보정 테이블 내의 출력 휘도로 각각 치환된다. 도 32의 곡선(17)은 감마 보정 처리가 실시된 상기 화상을 상기 표시 장치에 표시하는 경우, 이 화상의 휘도와 상기 표시 장치의 표시 화소의 휘도의 관계를 나타낸다. 도 32의 그래프에서 나타낸 바와 같이, 상기 경우에는 상기 곡선(17)은 상기 기준 직선(12)와 거의 일치한다.
상기 표시 장치의 계조 특성에 편향이 있는 경우, 즉 비선형인 경우, 상기 계조 특성 곡선(11)이 상기 기준 직선(12)에서 벗어날 수록, 상기 표시 화면에 표시된 화상이 보기 어렵게 된다. 상기 계조 특성의 편향에 따른 화상의 보기 용이함의 변화는, 상기 화상이 소위 농담 화상, 즉 그림인 경우는 거의 알 수 없고, 상기 화상 내에 상기 작은 문자가 그려진 경우에 주목한다. 후자의 경우, 상기 계조 특성의 편향이 커질수록, 상기 표시 화면에 표시된 상기 화상 내의 상기 작은 문자가 기재된 영역은 이 영역 내의 검은 부분과 흰 부분의 비율 밸런스가 본래의 밸런스에서 벗어난 것처럼 보일 수 있다. 예를 들면, 도 33A에서 나타낸 화상에 상술된 계조 보정 처리를 실시하면, 도 33B에서 나타낸 화상이 된다. 이에 의해, 상기 영역 내에서, 동일한 크기의 선을 나타내기 위해 동일한 농도가 되는 복수의 화소가, 부분적으로 얇게 되기도 하고 두껍게 되기도 한다. 따라서, 상기 영역 내의 문자는 오염이 있기 때문에 보기 어려워진다. 특히 상기 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우, 일반적으로 백색의 작은 영역이 깨지는 경향이 있어, 상기 화상을 나타낼 때, 상기 작은 문자는 잔줄이 생겨 표시되는 일이 많다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 화상 처리 장치에서는, 상술한 3가지 문제가 있다. 또, 상기 각 공보에서 기재된 종래 기술을 상기 화상 처리 장치에 적용한 경우에도, 제1 및 제2 문제점을 해결하는 것은 곤란하다. 또, 제3 문제를 해결하기 위해서 상기 계조 특성의 편향을 이용자가 자유롭게 조정할 수 있는 표시 장치는 거의 없기 때문에, 제3 문제를 해결하는 것은 더욱 곤란하다.
본 발명의 목적은 상기 계조 특성의 편향, 상기 화상의 콘트라스트, 및 상기 화상의 해상도에 기인하는 화상의 시인성의 저하를 방지할 수 있는 화상 처리 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 계조 특성에 편향이 있는 표시 수단에 화상을 표시시키기 위한 화상 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 이들 목적과 그 이외의 목적, 특색, 및 이점은 하기의 상세한 설명과 도면으로부터 한층 명확하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태인 화상 처리 장치(31)에 포함되는 데이터 처리 장치(34)의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 상기 화상 처리 장치(31)의 개략적인 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3은 상기 화상 처리 장치(31)가 실행하는 화상 보정 처리를 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 4는 상기 데이터 처리 장치(34)에 부여되는 입력 화상 데이터(51)가 소위 문서 화상을 나타내는 경우의 휘도 히스토그램이다.
도 5는 입력 화상 데이터(51)가 소위 문서 화상을 나타내는 경우의 휘도 히스토그램이다.
도 6은 입력 화상 데이터(51)가 소위 문서 화상을 나타내는 경우의 휘도 히스토그램이다.
도 7은 상기 데이터 처리 장치에서 이용되는 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT 내의 처리 전의 휘도값 k와 처리후의 휘도값 CaLUT[k]의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 제2 실시 형태의 화상 처리 장치 내의 데이터 처리 장치(81)의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 9는 제2 실시 형태의 화상 처리 장치가 실행하는 화상 보정 처리를 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 10은 상기 데이터 처리 장치(81)에 부여되는 입력 화상 데이터(51)가 나타내는 입력 화상(91)을 나타내는 도면이다.
도 11은 2치화 처리가 실시된 입력 화상 데이터(51)인 라벨 화상 데이터가 나타내는 라벨 화상(92)을 나타내는 도면이다.
도 12는 도 9의 화상 보정 처리 중의 외접 구형 추출 처리 종료 후에 얻어진 상기 라벨 화상(92) 내의 연결 부분의 외접 구형 N1∼Nn+2를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 9의 화상 보정 처리 중의 제1 제외 처리 종료 후에 얻어진 상기 라벨 화상(92) 내의 연결 부분의 외접 구형 N2∼Nn+2를 나타내는 도면이다.
도 14는 도 9의 화상 보정 처리 중 제2 제외 처리 종료 후에 얻어진 상기 라벨 화상(92) 내의 연결 부분의 외접 구형에 대응하는 상기 입력 화상(91) 내의 부분 M2∼Mn를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 9의 화상 보정 처리의 스텝 b11에서 설정된 각 화소의 선명화의 정도 h(x, y)를 나타내는 도면이다.
도 16은 도 9의 화상 보정 처리 중의 제2 통합 처리를 상세하게 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 17A∼도 17C는 상기 제2 통합 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도 9의 화상 보정 처리 중 제3 제외 처리를 상세하게 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 19는 상기 제3 제외 처리에서 이용되는 검색 영역 Sa(n)를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 제3 실시 형태의 화상 처리 장치 중의 데이터 처리 장치(101)의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 21은 제3 실시 형태의 화상 처리 장치가 실행하는 화상 보정 처리를 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 22는 본 발명의 제4 실시 형태인 화상 처리 장치(121)의 전기적 구성을 나타내는 프로우챠트이다.
도 23A는 종래 기술에서 화상 데이터의 규격상 최대의 콘트라스트 보다 작은 콘트라스트의 화상을 나타내는 도면이다.
도 23B는 종래 기술에서 상기 최대 콘트라스트의 화상을 나타내는 도면이다.
도 24A, 24B는 종래 기술에서 표시 장치의 표시 화면의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 25A는 종래 기술에서 인쇄 도트가 상기 표시 화면의 표시 화소 보다 작은 원고를 나타내는 도면이다.
도 25B는 도 25A의 원고를 표시한 표시 화면을 나타내는 도면이다.
도 26A, 26B는 종래 기술에서 선명화 처리가 실시되어 있지 않은 화상과, 선명화 처리가 실시된 화상을 나타내는 도면이다.
도 27은 종래 기술에서 표시 장치의 계조 특성을 나타내는 그래프이다.
도 28은 도 27의 그래프의 계조 특성의 표시 장치의 표시예이다.
도 29는 도 27의 그래프의 계조 특성에 따른 계조 보정 테이블의 입력 농도와 출력 농도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 30은 도 27의 그래프의 계조 특성의 표시 장치를 갖고, 또한 도 29의 계조 보정 테이블의 보정 처리를 행하는 화상 처리 장치 전체의 계조 특성을 나타내는 그래프이다.
도 31은 도 27의 그래프의 계조 특성에 따른 감마 보정 테이블의 입력 농도와 출력 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 32는 도 27의 그래프의 계조 특성의 표시 장치를 갖고, 또한 도 31의 감마 보정 테이블의 보정 처리를 행하는 화상 처리 장치 전체의 계조 특성을 나타내는 그래프이다.
도 33A, 33B는 종래 기술에서 계조 보정 처리가 실시되어 있지 않은 화상과, 계조 보정 처리가 실시된 화상을 나타내는 도면이다.
제1 발명은 미리 정한 계조 특성을 갖는 표시 수단과,
복수의 화소로 구성되는 화상을 입력하는 화상 입력 수단과,
상기 화상의 콘트라스트를 추정하는 콘트라스트 추정 수단과,
추정된 상기 콘트라스트에 기초하여 상기 화상의 콘트라스트를 증대시키고, 또한 상기 계조 특성에 기초하여 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단을 포함하고,
상기 표시 수단은 상기 휘도 보정 수단에 의해 각 화소의 휘도가 보정된 화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 화상 처리 장치 내의 휘도 변환 수단은 상기 표시 수단의 계조 특성만이 아니라, 추정된 상기 콘트라스트도 고려하여, 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도 변환을 행한다. 이에 의해, 상기 화상 처리 장치는 상기 화상이 어떠한 콘트라스트를 갖는지에 상관 없이, 상기 화상의 콘트라스트를 항상 향상시킬 수 있다. 동시에, 상기 표시 수단의 계조 특성의 편향에 상관 없이, 상기 표시 수단에 표시된 상기 화상 내에 그려진 문자가 보기 쉬워진다. 따라서, 상기 표시 수단에 화상을 표시하는 경우, 상기 화상의 콘트라스트 및 상기 표시 수단의 계조 특성 양 쪽에 기인하는 상기 화상의 시인성의 저하를 방지할 수 있다. 또, 상기 화상 입력 수단으로부터 입력된 상기 화상과 상기 표시 수단에 표시되는 화상 사이에, 상기 표시 수단의 계조 특성에 기인하는 휘도 분포의 변화가 없다. 이에 의해, 상기 화상의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또 제2 발명은 미리 정한 계조 특성을 갖는 표시 수단과,
복수의 화소로 구성된 화상을 입력하는 화상 입력 수단과,
상기 화상 내로부터 문자가 그려진 문자 영역을 추출하는 문자 영역 추출 수단과,
상기 화상 내의 상기 문자 영역 이외의 잔여 영역에 미리 정한 정도의 선명화를 각각 실시하고, 상기 문자 영역에 상기 잔여 영역에 실시한 선명화의 정도 보다 강한 정도의 선명화를 각각 실시하는 선명화 수단과,
상기 표시 수단이 갖는 상기 계조 특성에 기초하여, 선명화가 실시된 상기 문자 및 상기 잔여 영역을 각각 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단을 포함하고,
상기 표시 수단은 상기 휘도 보정 수단에 의해 각 화소의 휘도가 보정된 화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 상기 화상 처리 장치 내에서는, 상기 선명화 수단은 상기 문자 영역에 실시하는 선명화의 정도를, 상기 잔여 영역에 실시하는 선명화의 정도보다 강하게 한다. 이에 의해, 상기 문자 영역에 그려진 문자의 에지 부분의 둔해짐이 개선되기 때문에, 상기 화상이 상기 표시 수단에 표시된 경우에 상기 문자가 읽기 쉬어진다. 상기 에지 부분의 둔해짐은 상기 화상의 해상도와 상기 표시 수단의 해상도의 차에 기인한다. 또, 상기 잔여 영역 내에 그려진 그림에 포함되는 노이즈가 상기 선명화 처리에 의해 강조되는 것을 방지하여, 상기 그림을 원활한 것으로 할 수 있다. 동시에, 상기 화상이 상기 표시 수단에 표시된 경우, 상기 표시 수단의 계조 특성의 편향에 상관 없이, 상기 화상 내에 그려진 상기 문자가 보기 쉬어진다. 따라서, 상기 화상의 해상도와 상기 표시 수단의 해상도의 차 및 상기 표시 수단의 계조 특성 양쪽에 기인하는 상기 화상의 시인성의 저하를 방지할 수 있다. 또, 제1 발명의 화상 처리 장치와 동일한 이유로, 상기 화상의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또, 제3 발명은, 상기 선명화 수단은, 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도 f(x, y)와 상기 각 화소의 선명화 정도의 계수 h(x, y)를 다음 식
g(x, y)=f(x, y)-h(x, y)×∇2f(x, y)
에 대입하여, 선명화된 각 화소의 휘도 g(x, y)를 개별로 구하고,
상기 각 화소의 선명화의 정도의 계수 h(x, y)는 상기 각 화소가 상기 잔여 영역 내에 있는 경우, 미리 정한 제1 정수 αi이고, 상기 각 화소가 상기 문자 영역 내에 있는 경우 제1 정수 αi 보다 큰 제2 정수 αc인 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 상기 선명화 수단은, 상술한 식에 기초하여, 상기 문자 영역과 상기 잔여 영역의 각 화소가 선명화된 휘도 g(x, y)를 구하고, 상기 문자 영역 및 상기 잔여 영역의 각 화소의 휘도 f(x, y)를 각 화소의 상기 선명화된 휘도 g(x, y)로 치환한다. 이에 의해, 상기 문자 영역 및 상기 잔여 영역에 선명화가 실시된다. 이 경우, 상기 문자 영역과 상기 잔여 영역에 각각 실시된 선명화의 차이는 상술한 식의 계수 h(x, y)만이다. 따라서, 각 화소 마다 이 각 화소가 문자 영역 내에 있는지의 여부에 기초하여, 상기 계수 h(x, y)를 변경하는 것으로, 상기 문자 영역에 상기 잔여 영역 보다 강한 선명화의 정도로 선명화를 실시할 수 있다. 따라서, 각 화소의 선명화의 정도를 변경하는 순서가 간단하게 된다.
또, 제4 발명은 상기 문자 영역 추출 수단은, 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 2치화하고, 2치화된 휘도가 상호 동일한 복수의 화소가 연결되어 구성되는 1 또는 복수의 연결 부분을 구하고, 각 연결 부분에 외접하는 외접 구형을 각각 구하고, 적어도 일부분이 서로 중첩하는 외접 구형을 통합하여 단일의 외접 구형으로 하고,
각 외접 구형을 각각 윤곽으로 하는 화상 내의 1 또는 복수의 영역 중에서,영역 내에 있는 복수의 화소의 휘도의 최대치 및 최소치의 차가 미리 정한 기준 차분치 이상인 영역을 문자 영역으로서 추출하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 상기 문자 영역 추출 수단은 상술한 순서로 상기 화상으로부터 상기 문자 영역을 추출한다. 이에 의해, 상기 화상 내에 적어도 하나의 문자가 그려진 경우, 이 문자에 외접하는 외접 구형(矩形)을, 문자 영역으로서 용이하게 추출할 수 있다.
또, 제5 발명은 상기 문자 영역 추출 수단은, 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 2치화하고, 2치화된 휘도가 상호 동일한 복수의 화소가 연결되어 구성되는 1 또는 복수의 연결 부분을 구하고, 각 연결 부분에 외접하는 외접 구형을 각각 구하여, 적어도 일부분이 서로 중첩하는 외접 구형을 통합하여 단일의 외접 구형으로 하고,
각 외접 구형을 각각 윤곽으로 하는 상기 화상 내의 복수의 영역 중에서, 미리 정한 기준축선에 대략 평행하게 정렬된 영역을, 문자 영역으로서 각각 추출하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 상기 문자 영역 추출 수단은, 상술한 순서로 상기 화상으로부터 상기 문자 영역을 추출한다. 이에 의해 상기 화상 내에 복수의 문자가 직선상으로 정렬된 경우, 상기 각 문자에 각각 외접하는 외접 구형을 문자 영역으로서 용이하게 추출할 수 있다. 상기 복수의 문자가 직선상으로 정렬된 것은, 예를 들면 상기 화상 내에 문장이 그려진 경우이다. 이들로부터, 상기 화상 내에 문장이 그려진 경우, 상기 문자 이외의 연결 부분에 외접하는 외접 구형이 구해져도, 이 외접 구형을 문자 영역으로서 추출하는 것을 방지할 수 있다. 상기 문자 이외의 연결 부분이라는 것은, 예를 들면 화상 내에 그려진 그림의 일부분이다.
또, 제6 발명은 상기 화상의 콘트라스트를 추정하는 콘트라스트 추정 수단과,
추정된 상기 콘트라스트에 기초하여, 상기 화상의 콘트라스트를 증대시키는 콘트라스트 보정 수단을 더 포함하는 화상 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 상기 화상 처리 장치 내에서는, 상기 선명화 수단에 의한 선명화 처리, 상기 휘도 보정 수단에 의한 휘도 보정 처리에 부가하여, 상기 콘트라스트 보정 수단에 의해, 상기 화상의 콘트라스트를 이 화상의 원래 콘트라스트 보다 향상시킬 수 있다. 따라서, 상기 화상의 해상도와 상기 표시 수단의 해상도의 차 및 상기 표시 수단의 계조 특성 양 쪽에 기인하는 상기 화상의 시인성의 저하만이 아니라, 상기 화상의 콘트라스트 기인하는 상기 화상의 시인성의 저하도 방지할 수 있다.
또 제7 발명은 상기 콘트라스트 추정 수단은,
상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도의 히스토그램을 작성하고,
미리 정한 기준 휘도 이상이고 상기 각 화소가 취득하는 최대 휘도 이하인 제1 범위 내의 히스토그램의 최대치에 대응하는 제1 휘도를 구하고,
상기 각 화소가 취득하는 최소의 휘도 이상이고 상기 기준 휘도 미만인 제2 범위 내의 히스토그램의 최대치를 구하고,
상기 제2 범위 내의 상기 히스토그램의 최대치가 미리 정한 기준치 이상인지의 여부를 판정하고,
제2 범위 내의 히스토그램의 최대치가 기준치 이상인 경우, 제1 휘도와 제2 범위 내의 히스토그램의 최대치에 대응하는 휘도에 기초하여 화상의 콘트라스트를 추정하고, 제2 범위 내의 상기 히스트로그램의 최대치가 기준치 미만인 경우, 제1 휘도와 상기 화상을 구성하는 모든 화소의 휘도 중에서 최저의 휘도에 기초하여 화상의 콘트라스트를 추정하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 상기 콘트라스트 검출 수단은, 상술한 순서로 상기 화상의 콘트라스트를 검출한다. 이것은 이하의 이유에 의한 것이다. 상기 화상이 소위 문서 화상인 경우에 이 화상의 화소의 휘도의 히스토그램을 작성하면, 이 화상의 지면색에 상당하는 휘도의 화소수는 지면의 색에 상당하는 휘도 이외의 다른 휘도 각각의 화소수에 비하여 항상 극히 크다. 그러나, 문자의 색에 상당하는 휘도의 화소수는 상기 다른 휘도 각각의 화소수와 대략 동일한 일이 있다. 이 경우, 상기 히스토그램의 상기 제2 범위 내의 휘도의 최대치가 상기 문자의 색에 상당하는 휘도라고는 한정되지 않는다. 따라서, 상술한 바와 같이, 상기 제2 범위 내의 휘도의 최대치와 기준치의 대소 관계에 기초하여, 상기 화상의 콘트라스트를 구할 때에 기준으로 하는 휘도를 변경한다. 이에 의해, 상기 문자의 색에 상당하는 휘도의 화소수와 상기 다른 휘도 각각의 화소수의 관계에 상관 없이, 상기 화상의 콘트라스트를 항상 구할 수 있다.
또 제8 발명은 상기 각 화소의 휘도가 미리 정한 3색의 성분의 합에 의해 표시되는 경우, 상기 문자 영역 추출 수단은 3색의 성분의 합에 기초하여 문자 영역을 추출하고, 상기 선명화 수단은 3색의 성분에 개별적으로 선명화를 실시하고, 상기 휘도 보정 수단은 3색의 성분을 개별적으로 보정하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치이다.
본 발명에 따르면, 상기 휘도를 3색의 성분의 합으로 나타내는 경우, 즉 상기 화상이 컬러 화상인 경우, 각 수단은 상술한 바와 같이 동작한다. 이에 의해, 상기 화상이 컬러 화상인 경우에도, 상기 화상 처리 장치는 상기 화상의 해상도와 상기 표시 수단의 해상도의 차 및 상기 표시 수단의 계조 특성의 양 쪽에 기인하는 화상의 시인성의 저하를 방지하고, 또한 상기 화상의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또, 제9 발명은, 복수의 화소로 구성되는 화상을 입력하고,
상기 화상의 콘트라스트를 추정하고,
추정된 상기 콘트라스트에 기초하여 상기 화상의 콘트라스트를 증대시키고, 또 상기 화상을 표시시키기 위한 표시 수단이 갖는 계조 특성에 기초하여 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하여,
상기 각 화소의 휘도가 보정된 상기 화상을 상기 표시 수단에 표시시키는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법이다.
본 발명에 따르면, 상술한 화상 처리 방법을 이용하여 상기 화상을 처리한 경우, 상기 표시 수단의 계조 특성만이 아니라 추정된 상기 콘트라스트를 고려하여, 상기 화상을 구성하는 상기 각 화소의 휘도 변경을 행할 수 있다. 따라서, 상기 표시 수단에 상기 화상을 표시한 경우, 상기 화상의 콘트라스트 및 상기 표시수단의 계조 특성의 양 쪽에 기인하는 상기 화상의 시인성의 저하를 방지할 수 있다. 동시에, 상기 화상의 재현성을 향상시킬 수 있다.
또 제10 발명은, 복수의 화소로 구성된 화상을 입력하고,
상기 화상 내의 문자가 그려진 문자 영역을 추출하고,
상기 화상 내의 상기 문자 영역 이외의 잔여 영역에 미리 정한 정도의 선명화를 실시하고,
상기 화상 내의 상기 문자 영역에 상기 잔여 영역에 실시한 선명화의 정도 보다 강한 정도의 선명화를 각각 실시하고,
상기 화상을 표시하기 위한 표시 수단이 갖는 계조 특성에 기초하여, 선명화가 실시된 상기 문자 및 상기 잔여 영역을 각각 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하고,
상기 각 화소의 휘도가 보정된 상기 화상을 상기 표시 수단에 표시시키는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법이다.
본 발명에 따르면, 상술한 화상 처리 방법을 이용하여 상기 화상을 처리한 경우, 상기 문자 영역에 실시하는 선명화의 정도가, 상기 잔여 영역에 실시하는 선명화의 정도 보다 강하게 된다. 이에 의해, 상기 화상이 표시 수단에 표시되는 경우에 문자가 판독되기 쉬워지고, 동시에 상기 잔여 영역 내의 그림을 원활하게 할 수 있다. 또, 상기 화상이 상기 표시 수단에 표시된 경우, 상기 표시 수단의 계조 특성의 편향에 상관 없이, 상기 화상 내에 그려진 문자가 보기 쉬어진다. 따라서, 상기 화상의 해상도와 상기 표시 수단의 해상도의 차 및 상기 표시 수단의 계조 특성의 양 쪽에 기인하는 상기 화상의 시인성의 저하를 방지할 수 있다. 동시에, 상기 화상의 재현성을 향상시킬 수 있다.또한 제11 발명은, 소정의 계조 특성을 갖는 표시 수단을 구비한 데이터 열람 장치와, 입력 화상을 처리하여 상기 표시 수단에 표시시키기 위한 화상 데이터를 작성하는 데이터 작성 장치를 구비한 화상 처리 장치로서,상기 데이터 작성 장치는, 복수의 화소로 구성되는 화상을 입력하는 화상 입력 수단과, 상기 화상의 콘트라스트를 추정하는 콘트라스트 추정 수단과, 추정된 상기 콘트라스트에 기초하여 상기 화상의 콘트라스트를 증대시킴과 함께, 상기 표시 수단의 계조 특성에 기초하여 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단과, 상기 휘도가 보정된 화상 데이터를 기록 매체에 기입하는 기록 매체 기입 수단을 포함하고,상기 데이터 열람 장치는, 상기 기록 매체로부터 화상 데이터를 판독하는 기록 매체 판독 수단을 구비하고, 판독한 상기 화상 데이터에 기초하여 화상을 상기 표시 수단에 표시하는 것을 특징으로 한다.또한 제12 발명은, 입력 화상을 처리하여 소정의 계조 특성을 갖는 표시 수단에 화상을 표시시키기 위한 화상 데이터를 작성하는 화상 데이터 작성 장치로서, 복수의 화소로 구성되는 화상을 입력하는 화상 입력 수단과, 상기 화상의 콘트라스트를 추정하는 콘트라스트 추정 수단과, 추정된 상기 콘트라스트에 기초하여 상기 화상의 콘트라스트를 증대시킴과 함께, 상기 표시 수단의 계조 특성에 기초하여 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단과, 상기 휘도가 보정된 화상 데이터를 기록 매체에 기입하는 기록 매체 기입 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.또한 제13 발명은, 소정의 계조 특성을 갖는 표시 수단을 구비한 데이터 열람 장치와, 입력 화상을 처리하여 상기 표시 수단에 표시시키기 위한 화상 데이터를 작성하는 데이터 작성 장치를 구비한 화상 처리 장치로서,상기 데이터 작성 장치는, 복수의 화소로 구성된 화상을 입력하는 화상 입력 수단과, 상기 화상 내로부터 문자가 그려진 문자 영역을 추출하는 문자 영역 추출 수단과, 상기 화상 내의 상기 문자 영역 이외의 잔여 영역에 소정의 정도의 선명화를 각각 실시하고, 상기 문자 영역에, 상기 잔여 영역에 실시한 선명화의 정도보다 강한 정도의 선명화를 각각 실시하는 선명화 수단과, 상기 표시 수단이 갖는 상기 계조 특성에 기초하여, 선명화가 실시된 상기 문자 및 상기 잔여 영역을 각각 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단과, 상기 휘도가 보정된 화상 데이터를 기록 매체에 기입하는 기록 매체 기입 수단을 구비하며,상기 데이터 열람 장치는, 상기 기록 매체로부터 화상 데이터를 판독하는 기록 매체 판독 수단을 구비하고, 판독한 상기 화상 데이터에 기초하여 화상을 상기 표시 수단에 표시하는 것을 특징으로 한다.또한 제14 발명은, 입력 화상을 처리하여 소정의 계조 특성을 갖는 표시 수단에 화상을 표시시키기 위한 화상 데이터를 작성하는 화상 데이터 작성 장치로서, 복수의 화소로 구성되는 화상을 입력하는 화상 입력 수단과, 상기 화상 내로부터 문자가 그려진 문자 영역을 추출하는 문자 영역 추출 수단과, 상기 화상 내의 상기 문자 영역 이외의 잔여 영역에 소정의 정도의 선명화를 각각 실시하고, 상기 문자 영역에, 상기 잔여 영역에 실시한 선명화의 정도보다 강한 정도의 선명화를 각각 실시하는 선명화 수단과, 상기 표시 수단이 갖는 상기 계조 특성에 기초하여, 선명화가 실시된 상기 문자 및 상기 잔여 영역을 각각 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단과, 상기 휘도가 보정된 화상 데이터를 기록 매체에 기입하는 기록 매체 기입 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참고로 하여 본 발명의 적합한 실시 형태를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태인 화상 처리 장치(31)에 포함되는 데이터 처리 장치(34)의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 2는 상기 화상 처리 장치(31)의 개략적인 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 1 및 도 2를 병행하여 설명한다.
화상 처리 장치(31)는 화상 입력 장치(33)와, 데이터 처리 장치(34)와, 표시 장치(35)를 포함한다. 데이터 처리 장치(34)는 데이터 기억부(39)와, 콘트라스트 추정부(37)와, 휘도 보정부(38)와, 조작부(4)를 포함한다. 콘트라스트 추정부(37)는 히스토그램 작성부(41)와, 콘트라스트 검출부(42)를 포함한다. 휘도 보정부(38)는 계조 특성 보정용 룩업 테이블 기억 수단(44)과, 휘도 보정용 룩업 테이블 작성 수단(45)과, 화상 휘도 변환부(46)를 포함한다. 이하, 룩업 테이블을 「LUT」(Look Up Table)로 약칭한다.
화상 입력 장치(33)는 처리 대상의 화상을 나타내는 디지털 신호인 화상 데이터를 데이터 처리 장치(34)에 부여한다. 상기 화상은 소위 다치 화상으로, 복수의 화소가 행렬 형상으로 배치되어 구성된다. 상기 화상 데이터는 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 나타내는 화소 데이터가 화소의 배열에 따른 순서로 정렬되어 구성된다. 각 화소 데이터는 구체적으로는 미리 정해진 화소 휘도 범위 내의 어느 하나의 휘도값에 상당한다. 상기 화소 휘도 범위는 화상 데이터의 규격상, 각 화소 데이터가 취득한 휘도값의 범위이다. 휘도값은, 휘도를 정량적으로 나타내는 수치이다. 화상 입력 장치(33)로부터 데이터 처리 장치(34)에 부여된 화상 데이터를, 이후 입력 화상 데이터(51)라고 칭한다. 또, 입력 화상 데이터(51)가 나타낸 화상을 입력 화상이라고 칭한다.
데이터 처리 장치(34)는 입력 화상 데이터(51)에 입력 화상의 콘트라스트 및 표시 장치(35)의 계조 특성에 기초한 화상 보정 처리를 실시한다. 화상 보정 처리가 실시된 입력 화상 데이터(51)를 이후 출력 화상 데이터(52)라고 칭한다. 출력 화상 데이터(52)는 표시 장치(35)에 부여된다. 표시 장치(35)는 출력 화상 데이터(52)에 기초하여, 표시 화면에 화상을 표시한다. 상기 표시 화면은 복수의 표시 화소가 행렬 형상으로 배치되어 구성된다. 복수의 표시 화소의 휘도는 출력 화상 데이터를 구성하는 복수의 화소 데이터와, 표시 장치(35)의 계조 특성에 기초하여 정해진다. 표시 장치(35)의 계조 특성은 표시 장치(35)의 구성에 기초하여 일의적으로 정한다. 출력 화상 데이터가 나타내는 화상은 입력 화상과 비교하여 각 화소의 휘도의 실제 수치만이 다르고, 나머지는 동일하다. 입력 화상의 해상도와 표시 화면의 해상도는 동일하다. 즉, 입력 화상의 각 화소는 출력 화상의 각 화소와, 1대 1로 대응하며, 출력 화상 데이터가 나타내는 화상의 각 화소는 표시 화면의 각 표시 화면과 1대 1로 대응한다.
콘트라스트 추정부(37)는 입력 화상의 콘트라스트를 추정한다. 이를 위해, 먼저 히스토그램 작성부(41)가 입력 화상의 각 화소의 휘도에 관한 휘도 히스토그램을 작성한다. 이어서, 콘트라스트 검출부(42)가 상기 휘도 히스토그램에 기초하여 입력 화상의 콘트라스트를 검출한다.
휘도 보정부(38)는 입력 화상의 콘트라스트와 표시 장치(35)의 계조 특성에 기초하여 입력 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 각각 보정한다. 휘도 보정부(38)의 기본적 구성은 이하와 같다. 계조 보정용 LUT 기억부(44)는 미리 정해진 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT를 기억한다. 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT는 표시 장치용 계조 보정용 처리를 위해, 상기 표시 장치용 계조 보정 처리의 처리 대상인 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 변환하는 경우, 이용된다. 표시 장치용계조 보정 처리는 표시 장치(35) 단체의 계조 특성을 선형으로 하기 위한 처리이다. 계조 특성이라는 것은 화소 데이터가 나타내는 휘도와 표시 화소의 휘도의 대응 관계로서, 구체적으로는 화소 데이터가 나타내는 휘도가 변환하는 것에 수반하여, 상기 화소 데이터에 따라 발광된 표시 화소의 휘도가 어느 정도로 변환하는지를 나타낸다. 즉 표시 장치(35)의 계조 특성은 표시 장치(35)의 입출력 특성에 상당한다.
계조 보정용 룩업 테이블 RLUT는 표시 장치용 계조 보정 처리의 처리전 휘도값 i(i=0, 1, 2, …, Vmax)와 표시 장치용 계조 보정 처리의 처리 후 휘도값 RLUT[i]의 대응 관계를 나타낸다. 상기 대응 관계는, 표시 장치(35)의 계조 특성에 따라 일의적으로 결정된다. 예를 들어, 표시 장치(35)의 계조 특성이 상술한 도 27의 계조 특성 곡선(11)에서 나타낸 것인 경우, 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT의 상기 대응 관계는 도 29의 휘도 변환 곡선(14)으로 나타낸다. 표시 장치(35)의 계조 특성 곡선(11)은 상기 기준 곡선(12)을 대칭축으로 할 때 도 29의 휘도 변환 곡선(14)과 선대칭이다.
휘도 보정 LUT 작성부(45)는 콘트라스트 검출부(42)에서 검출된 입력 화상의 콘트라스트와 계조 보정용 LUT 기억부(44)에 기억되어 있는 계조 보정용 룩업 테이블에 기초하여, 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 작성한다. 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT는 입력 화상의 콘트라스트를 향상시키고, 동시에, 화상 처리 장치(31) 전체의 계조 특성을 선형으로 하기 위해 이용된다. 화상 처리 장치(31)의 전체의 계조 특성은 입력 화상 데이터(51)의 각 화소 데이터의 휘도값과, 이 각 화소 데이터에 대응하는 표시 화소의 휘도의 대응 관계를 나타낸다. 즉, 화상 처리 장치(31) 전체의 계조 특성은, 화상 처리 장치(31)의 입출력 특성에 상당한다. 화상 휘도 변환부(46)는 입력 화상 데이터의 각 화소 데이터에, 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT에 기초한 휘도 변환 처리를 각각 실시한다. 상기 휘도 변환 처리가 실시된 화소 데이터의 집합이 출력 화상 데이터(52)이다.
데이터 기억부(39)는 콘트라스트 추정부(41) 및 휘도 변환부(42)가 각각 상술한 처리를 행할 때에, 처리에 이용되는 각종 데이터를 일시적으로 기억한다. 이를 위해서, 데이터 기억부(39) 내에는 상기 각종 데이터를 각각 기억하기 위한 복수의 기억 영역이 설정되어 있다. 상기 각 기억 영역의 어드레스는 미리 정해져 있는 것으로 한다. 데이터 기억부(39)는 예를 들면 랜덤 억세스 메모리에 의해 실현된다. 조작부(40)는 예를 들면 키보드나 복수의 버튼으로 구성되며, 화상 처리 장치(31)의 조작자가 데이터 처리 장치(34)를 조작할 때에 이용된다.
히스토그램 작성부(41), 콘트라스트 검출부(42), 휘도 보정용 LUT 작성부(45) 및 화상 휘도 변환부(46)는 각각 개별의 회로에 의해 실현된다. 또, 상기 부(41, 42, 45, 46) 중 적어도 두 개의 부는 단일의 중앙 연산 처리 회로의 연산 처리에 의해 실현되는 가상 회로로 되어도 좋다.
입력 화상 데이터(51)는 화상 입력 장치(33) 자신에 의해 생성되어도 좋고, 화상 처리 장치(31)와는 별개의 장치로 생성되어 화상 입력 장치(33)에 부여되어도 좋다. 화상 입력 장치(33) 자신이 입력 화상 데이터(51)를 생성하는 경우, 화상 입력 장치(33)는 예를 들면 광학적 판독 장치 또는 디지털 카메라로 실현된다. 광학적 판독 장치로서는, 예를 들면 스캐너를 들 수 있다. 또 상기 별개의 장치가 입력 화상 데이터(51)를 생성하는 경우, 화상 입력 장치(33)는 예를 들면 기억 매체의 판독 장치 또는 상기 별개의 장치와 데이터 처리 장치(34)를 화상 데이터가 수수 가능하게 접속하는 접속 장치로 실현된다. 본 실시 형태에서 화상 입력 장치(33)는 스캐너로 실현되며, 지면에 소위 2치 화상이 인쇄되어 구성된 원고를 판독하여 입력 화상 데이터를 생성한다고 가정한다. 또 이하의 설명에서는, 입력 화상의 계조는 모노로그의 3단계 이상의 계조, 소위 하프톤이라고 가정한다.
상술한 바와 같이 가정한 조건에서는, 상기 스캐너는 표시 화면의 해상도보다 높은 해상도에서 원고를 광학적으로 판독하여 화상 데이터를 생성하고, 생성한 화상 데이터를 표시 화면의 해상도에서 함께 축소하여, 입력 화상 데이터(51)를 작성하는 것이 바람직하다. 이것은 이하의 이유에 의한 것이다. 지면에 화상을 인쇄하여 원고를 작성하는 인쇄 장치의 해상도는 상기 스캐너 보다 크고, 상기 스캐너의 해상도는 표시 화면의 해상도 보다 크다. 초기부터 표시 해상도와 동일한 해상도에서 화상을 입력한 경우, 그 해상도의 차이에 기초하여 입력 화상 내의 하나의 화소는 원고 내의 종류의 화소에 대응한다. 이 결과, 특히 콘트라스트의 검출시 문자를 구성하는 색이 정확하게 검출될 수 없게 된다. 따라서, 정확한 콘트라스트를 검출하기 위해, 또 문자를 검출하기 위해서는 검출 정밀도가 얻어지는 높은 해상도에서 입력하는 것이 바람직하다.
상기 원고의 지면색은 크램색이나 엷은 황토색 등, 진백에 가깝지만 완전한 진백이 아닌 색이라고 가정하고, 또 상기 원고의 인쇄 도트의 색은 흑자색 등, 검정색에 가깝지만 완전한 진흑이 아닌 색이라고 가정한다. 진백은 화소 데이터가 상기 화소 휘도 범위의 상한치 Vmax인 화소의 색이고, 흑색은 화소 데이터가 상기 화소 휘도 범위의 하한치 Vmin, 즉 0인 화소의 색이다. 또, 화소 데이터가 상기 화소 정밀도 범위 내의 최소치 보다 크고 최대치 미만의 휘도값인 화소의 색은 회색이고, 상기 휘도값이 커질수록 흰색에 가까워진다. 상기 지면의 색은 예를 들면 원고의 지질에 따라 정해지고, 또 상기 인쇄 도트의 색은 원고의 인쇄에 이용되는 인쇄 잉크의 색과 동일하다. 즉 입력 화상의 지면색 및 입력 화상의 문자색은 원고의 지질 및 인쇄 잉크의 색의 영향을 받고 있다.
도 3은 화상 처리 장치(31)가 실행하는 상기 화상 보정 처리를 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 3의 플로우챠트를 이용하여 상기 화상 보정 처리를 설명한다. 예를 들면, 화상 처리 장치(31)의 조작자가 조작부(40)로부터 화상 보정 처리의 실행을 지시하면, 스텝 a1로부터 스텝 a2로 진행하게 된다.
먼저, 화상 입력 장치(33)가 스텝 a2에서 입력 화상 데이터(51)를 데이터 기억부(39)가 미리 정한 제1 기억 영역에 기억시킨다. 입력 화상 데이터(51)는 화상 보정 처리가 시작하고 나서 작성해도 좋고, 또 화상 정보 처리를 개시하기 전에 미리 작성해 두어도 좋다.
이어서 스텝 a3에서, 스텝 a3 이후의 화상 보정 처리에 데이터 기억부(39)가 미리 정한 제2 기억 영역에 미리 기억되어 있는 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 이용하는지의 여부가 판정된다. 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 새로 작성하는 경우, 스텝 a3에서 스텝 a4로 진행한다. 상기 기억 영역에 이미 기억되어 있는 휘도 보정 룩업 테이블 CaLUT를 이용하는 경우, 스텝 a3에서 스텝 a16으로 진행한다. 스텝 a3의 판정의 상세에 대해서는 후술한다. 스텝 a4∼a15의 처리는 휘도 보정 룩업 테이블 CaLUT를 작성하는 테이블 작성 처리이다.
테이블 작성 처리가 행해지는 경우, 먼저 히스토그램 작성부(41)가 스텝 a4에서 데이터 기억부(39)의 상기 제1 기억 영역으로부터 입력 화상 데이터(51)를 판독하고, 판독한 입력 화상 데이터(51)의 각 화소 데이터를 순차 조사하여, 휘도 히스토그램을 작성한다. 휘도 히스토그램은 데이터 기억부(39)가 미리 정한 제3 기억 영역에 기억된다. 휘도 히스토그램은 입력 화상 데이터에서의 상기 화소 휘도 범위 내의 각 휘도값의 출현 분포를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 입력 화상 데이터가 소위 문서 화상을 나타내는 경우의 휘도 히스토그램이다. 횡축은 휘도값 i이고, 종축은 휘도값의 출현 빈도 H[i]이다. i는 하한치 Vmin 이상 상한치 Vmax 이하의 정의 정수이다. 임의의 휘도값 i의 출연 빈도 H[i]는 이 휘도값 i에 상당하는 화소 데이터의 수, 즉 입력 화상 내의 이 휘도값에 상당하는 색의 화소수에 상당한다. 입력 화상 데이터(51)가 스캐너가 전술한 원고를 판독하여 작성하는 것인 경우, 휘도값의 출현 분포를 나타내는 곡선(61)에는 두 개의 극대점 PH, PL가 나타난다.
두 개의 극대점 PH, PL 중에서, 휘도가 높은 쪽의 극대점에 대응하는 휘도값은 입력 화상의 지면의 색 또는 상기 지면의 색에 극히 가까운 색에 상당한다. 또, 두 개의 극대점 중에서 휘도가 낮은 쪽의 극대점에 대응하는 휘도값은 입력 화상 내의 선 및 점의 색 또는 상기 선 및 점의 색에 극히 가까운 색에 상당한다.상기 선 및 점의 색은 원고의 인쇄 도트의 색과 거의 동일하다. 본 실시 형태에서는, 원고의 인쇄 도트의 색은 진흑에 가깝다고 가정하고 있기 때문에, 상기 선 및 점의 색에 상당하는 휘도값은, 상기 하한치 Vmin 이상이고 상기 화소 휘도 범위의 중심의 휘도값 Vcenter 미만의 저역 부분 W1 내에 있다고 예상된다. 또, 입력 화상의 지면 색은 진백에 가깝다고 가정하고 있기 때문에, 상기 지면의 색에 상당하는 휘도값은 상기 중심의 휘도값 Vcenter 이상이고 상한치 Vmax 이하인 고역 범위 W2 내에 있다고 예상된다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 입력 화상의 콘트라스트를 입력 화상의 지면 색에 상당하는 상한 휘도값 Hv와, 입력 화상에 그려진 선 및 점의 색에 상당하는 하한 휘도값 Lv와의 조합에 의해 정의하여, [Hv, Lv]라고 기재한다.
다시 도 3을 참조한다. 스텝 a5∼스텝 a13은 입력 화상의 콘트라스트를 검출하는 콘트라스트 검출 회로로서, 콘트라스트 검출부(42)에서 실행된다. 먼저, 스텝 a5에서, 콘트라스트 검출부(42)는 상기 휘도 히스토그램을 데이터 기억부(39)의 상기 제3 기억 영역으로부터 판독한다. 이어서 콘트라스트 검출부(42)는 입력 화상의 지면 색 또는 이 지면색에 가까운 색에 상당하는 휘도값를 구한다. 상기 휘도값은 즉 상기 휘도 히스토그램의 두 개의 극대치 PH, PL에 각각 대응하는 휘도값 중에서 큰 쪽의 휘도값 Hmax이다. 구체적으로는, 상기 화소 휘도 범위의 고역 범위 W2 내의 모든 휘도값 중에서 출현 빈도가 최대인 휘도값 Hmax를 구한다.
계속해서 콘트라스트 검출부(42)는 스텝 a6에서, 입력 화상 내의 선 및 점의 색 또는 이 선 및 점의 색에 가까운 색에 상당하는 휘도값를 구한다. 상기 휘도값은 휘도 히스토그램의 두 개의 극대치 PH, PL에 각각 대응하는 휘도값 중에서 적은 쪽의 휘도값 Lmax이다. 구체적으로는, 상기 화소 휘도 범위의 저역 범위 W1 내의 모든 휘도값 중에서 출현 휘도가 최대인 휘도값 Lmax를 구한다.
이어서, 콘트라스트 검출부(42)는 스텝 a7에서, 상기 저역 범위 W1 내의 출연 빈도의 최대치, 즉 상기 작은 쪽의 휘도값 Lmax의 출현 빈도 H[Lmax]가 미리 정해진 임계값 Th 이상인지의 여부를 판정한다. 스텝 a7의 판정은 곡선(61)에 명료한 두 개의 상승이 있는지의 여부를 판정하기 위해 행해진다. 상기 저역 범위 W1 내의 출현 빈도의 최대치가 임계값 Th 이상인 경우, 곡선(61)에 명료한 두 개의 상승이 있다고 간주하고 있다. 두 개의 명료한 상승의 유무에 따라서, 콘트라스트의 하한 휘도값 Lv의 추정 방법이 변경된다. 스텝 a7의 판정의 상세한 이유는 후술한다.
도 4, 5에서 나타낸 바와 같이 곡선(61)에 두 개의 명료한 상승이 있는 경우, 상기 작은 쪽의 휘도값 Lmax의 출현 빈도 H[max]는 임계값 Th 이상이다. 이 경우, 스텝 a7에서 스텝 a8로 진행하여, 하한 휘도값 Lv의 제1 추정 처리를 행한다. 도 6에서 나타낸 바와 같이, 곡선(61)에 두 개의 명료한 상승이 없는 경우, 상기 출현 빈도 H[Lmax]는 임계값 Th 미만이다. 이 경우, 스텝 a7에서 스텝 a10으로 진행하여, 하한 휘도값 Lv의 제2 추정 처리를 행한다.
먼저, 하한 휘도값 Lv의 제1 추정 처리를 설명한다.
콘트라스트 검출부(42)는 스텝 a8에서 수학식 1에 기초하여, 상기 두 개의 극대치에 각각 대응하는 휘도값 Hmax, Lmax의 중간 휘도값를, 분할 기준 휘도값Vmid로서 구한다. 이어서 스텝 a9에서, 콘트라스트 검출부(42)는 수학식 2 및 수학식 3에 기초하여 저휘도측 범위 W3의 휘도값의 평균치 Lmean을 구하고, 또한 수학식 4에 기초하여 저휘도측 범위 W3의 휘도값의 표준 편차 σL를 구한다. 저휘도측 범위 W3은 화소 휘도 범위의 하한치 Vmin 이상이고 상기 분할 기준 휘도값 Vmid 미만인 범위이다. 또, 수학식 3에서 정의되는 「NL」은 입력 화상 데이터 내 모든 화소 데이터 중에서, 상기 저휘도 범위 W3 내의 휘도값에 상당하는 화소 데이터수이다. 이어서 콘트라스트 검출부(42)는 저휘도측 범위 W3의 휘도값의 평균치 Lmean과, 저휘도측 범위 W3의 휘도값의 표준 편차 σL의 합을 하한 휘도값 Lv로서 구한다. 이상에서 제1 추정 처리를 종료한다.
이어서, 하한 휘도값 Lv의 제2 추정 처리를 설명한다.
콘트라스트 검출부(42)는 먼저 스텝 a10에서, 입력 화상 데이터 내의 모든 화소 데이터 중에서 최소의 휘도값를 구하고, 상기 최소의 휘도값를 하한 휘도값 Lv로서 설정한다. 상기 최소의 휘도값은 도 6에서 나타낸 바와 같이, 입력 화상의 휘도 히스토그램에서 출현 빈도가 0이 아닌 휘도값 중 최소의 휘도값이다. 따라서, 상기 최소의 휘도값를 찾기 위해서는, 예를 들면 입력 화상의 휘도 히스토그램에서, 각 휘도값의 화소의 출현 빈도가 0인지의 여부를 휘도값의 최소치 Vmin로부터 휘도값이 증가하는 방향으로 순차 판정하여, 초기에 출현 빈도가 0이 아니라고 판정된 휘도값를 상기 최소의 휘도값이라고 간주하면 된다. 또, 상기 최소의 휘도값를 하한 휘도값 Lv라고 설정하는 대신에, 하한 휘도값 Lv를 항상 최소치 Vmin, 즉 0이라고 정의해도 좋다. 이어서 콘트라스트 검출부(42)는 스텝 a11에서, 하한 휘도값 Lv와 휘도 히스토그램 두 개의 극대치 PH, PL에 각각 대응하는 휘도값 중에서 큰 쪽의 휘도값 Hmax의 중간 휘도를, 상기 분할 기준 휘도값 Vmid로서 구한다. 이상에서 제2 추정 처리를 종료한다.
상술한 제1 및 제2 추정 처리 중 어느 한 쪽에서, 하한 휘도값 Lv가 추정되면, 스텝 a9, a11로부터 스텝 a12로 진행하다. 이어서 스텝 a12에서 콘트라스트 검출부(42)는 수학식 7에 기초하여 고휘도측 범위 W4의 휘도값의 평균치 Hmean을 구하고, 또한 수학식 9에 기초하여 고휘도측 범위 W4의 휘도값의 표준 편차 σH를 구한다. 고휘도측 범위 W4는 상기 분할 기준 휘도값 Vmid 이상이고 화소 휘도 범위의 상한치 Vmax 이하의 범위이다. 또, 수학식 8에서 정의되는 「NH」는 입력 화상 데이터(51) 내의 모든 화소 데이터 중에서, 상기 고휘도 범위 W4 내의 휘도값에 상당하는 화소 데이터의 수이다. 또한 콘트라스트 검출부(42)는 수학식 10에 기초하여 고휘측 범위 W3의 휘도값의 평균치 Hmean으로부터 고휘도측 범위 W3의 휘도값의 표준 편차 σH를 감산한 차를 상한 휘도값 Hv로서 구한다.
이상, 스텝 a9 또는 스텝 a11에서 구한 하한 휘도값 Lv와, 스텝 a12에서 구한 상한 휘도값 Hv에 의해 입력 화상의 콘트라스트 [Lv, Hv]가 정의된다. 소위 콘트라스트 비는 하한 휘도값 Lv와 상한 휘도값 Hv의 비이다. 콘트라스트 검출 수단(42)은 추정한 입력 화상의 콘트라스트 [Lv, Hv]를 휘도 보정 LUT 작성부(45)에 부여한다. 이상, 스텝 a4∼a12의 처리는, 콘트라스트 추정부(37)가 입력 화상의 콘트라스트 [Lv, Hv]를 추정하기 위한 콘트라스트 추정 처리이다.
콘트라스트 추정부(37)가 하한 휘도값 Lv 및 상한 휘도값 Hv를 휘도 히스토그램의 두 개의 극대치에 대응하는 휘도값 Lmax, Hmax에 각각 일치시키지 않고 표준 편차 σL, σH를 고려하여 각각 정한 것은, 이하의 두 이유에 의한 것이다. 첫번째의 이유는 입력 화상 데이터의 모든 화소 데이터에 기초하여 휘도 히스토그램을 작성할 때의 통계 오차에 기인하여, 추정된 입력 화상의 콘트라스트가 실제의 입력 화상의 콘트라스트로부터 벗어나는 것을 방지하기 위한 것이다. 두번째의 이유는, 입력 화상의 지면색은 스캐너가 판독한 원고의 지질에 따라 진백 이외의 색이 되어 있는 것이 있으므로, 상기 지면색을 분산 (σH2, σL2)를 이용하여 진백에 가깝게 하기 위해서이다.
이어서, 휘도 보정 LUT 작성부(45)는 스텝 a13에서, 콘트라스트 검출부(42)로부터 부여된 입력 화상의 콘트라스트 [Lv, Hv]에 기초하여 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT를 작성한다. 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT는 입력 화상의 콘트라스트 [Lv, Hv]를 입력 화상 데이터의 데이터 규격상 최대의 콘트라스트[Vmin, Vmax] 까지 향상키기 위한 콘트라스트 보정 처리에 이용된다. 데이터 규격상 최대의 콘트라스트는 상기 화소 휘도 범위의 하한치 Vmin과 상기 화소 휘도 범위의 상한치 Vmax에 의해 정의된다.
표 1은 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT의 구체적인 구성을 나타낸다. 도 7은 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT의 휘도 변환 곡선(71)을 나타내는 그래프이다. 휘도 변환 곡선(71)은 처리 전의 휘도값 j(j=0, 1, 2, …, Vmax)과, 처리후의 휘도값 CLUT[j](j=0, 1, 2, …, Vmax)의 관계를 나타낸다.
처리전의 휘도값 j 처리 후의 휘도값 CLUT[j]
0 0
: :
Lv 0
: :
Hv Vmax
: :
Vmax Vmax
콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT 내의 처리 전의 휘도값 j와 처리 후의 휘도값 CLUT[j]의 관계는, 이하와 같다. 처리 전의 휘도값 j가 화소 휘도 범위의 하한치 Vmin 이상이고 하한 휘도값 Lv 이하인 경우, 처리 후의 휘도값 CLUT[j]는 하한치 Vmin이다. 처리전의 휘도값 j가 하한 휘도값 Lv 보다 크고 상한 휘도값 Hv 이하인 경우, 처리 후의 휘도값 CLUT[j]는 처리 전의 휘도값 j에 비례하여 선형으로 증가한다. 처리 전의 휘도값 j가 상한 휘도값 Hv 보다 크고 화소 휘도 범위의 상한치 Vmax 이하인 경우, 처리 후의 휘도값 CLUT[j]는 상한치 Vmax이다.
다시 도 3을 참조한다. 이어서, 휘도 보정 LUT 작성부(45)는 스텝 a14에서 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT와, 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT에 기초하여, 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 작성한다. 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT는 처리 전의 휘도값 k (k=0, 1, 2, …, Vmax)와, 처리 후의 휘도값 CaLUT[k] (k=0, 1, 2, …, Vmax)가 각각 1대 1로 대응시킨 것이다. 휘도 보정 LUT 작성부(45)는 스텝 a14에서 작성한 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 스텝 a15에서 데이터 기억부(39)의 상기 제2 기억 영역에 기재시킨다. 구체적으로는, 상기 제2 기억 영역 내에 처리 전의 각 휘도값 k에 개별로 대응하는 복수의 소영역이 미리 설정되어 있고, 각 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]는 각 소영역에 각각 기억된다.
이하에, 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT에 대해서 상세하게 설명한다.
휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT의 각 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]는 수학식 11에서 정의된다.
임의의 처리 전의 휘도값 k에 대응하는 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]는 이하의 방법으로 결정된다. 먼저, 임의의 처리 전의 휘도값 k에 대응하는 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 내의 처리 후의 휘도값 LCLU[k]가 구해진다. 이어서, 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT내에서 구해진 처리 후의 휘도값 CLUT[k]와 동일한 처리 전의 휘도값 i에 대응하는 처리 후의 휘도값 RLUT[CLUT[k]]가 구해진다. 마지막으로, 구해진 처리 후의 휘도값 RLUT[CLUT[k]]가 휘도 보정용 LUT의 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]로서 정의되어, 상기 제2 기억 영역 내의 상기 임의의 처리 전의 휘도값 k에 대응하는 소영역에 기억된다.
즉, 휘도 보정용 LUT 내의 처리전의 휘도값 k와 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]의 관계는 이하와 같다. 처리전의 휘도값 k가 화소 휘도 범위의 하한치 Vmin 이상이고 하한 휘도값 Lv이하인 경우, 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]는 하한치 Vmin, 즉 0이다. 처리전의 휘도값 k가 하한 휘도값 Lv보다 크고 상한 휘도값 Hv이하인 경우, 처리 후의 휘도값 CLUT[k]는 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT의 휘도 변환 곡선(14)에 따라 변화한다. 처리전의 휘도값 k가 상한 휘도값 Hv보다 크고 상기 화소 휘도 범위의 상한치 Vmax 이하인 경우, 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]는 상한치 Vmax이다. 도 7의 곡선(72)은 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT 내의 처리 전의 휘도값 k와 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]의 관계를 나타내는 휘도 변환 곡선이다. 휘도 변환 곡선(72) 내의 상기 하한 휘도값 Lv 보다도 크고 상기 상한 휘도값 Hv 이하인 범위 부분의 형상은 휘도 변환 곡선(14) 내의 하한치 Vmin 이상이고 상한치 Vmax 이하의 범위의 부분을 그래프의 횡측에 평행하게 축소한 형상과 동일하다.
다시 도 3을 참조한다. 스텝 a16에서, 화상 휘도 변환부(46)은 입력 화상 데이터(51)에, 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT에 기초하여 휘도 변환 처리를 실시한다. 구체적으로는, 화상 휘도 변환부(46)는 먼저 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 데이터 기억부(39)의 상기 제2 기억 영역으로부터 판독한다. 이어서, 동일하게 데이터 기억부(39)의 상기 제1 기억 영역에 기억된 입력 화상 데이터(51)를 판독한다. 입력 화상 데이터(51)의 각 화소 데이터 f(x, y)를 이하의 수학식 12와 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT에 기초하여 각각 변환하여, 출력 화상 데이터(51)의 각 화소 데이터 g(x, y)를 얻는다. 데이터 기억부(39) 내의 미리 정한 제4 기억 영역에는 출력 화상 데이터(52)의 각 화소 데이터를 각각 기억하기 위한 복수의 소영역이 미리 설정되어 있다. 구해진 각 화소 데이터 g(x, y)는 상기 각 소영역에 각각 기억된다. f(x, y) 및 g(x, y)의 「(x, y)」는 각 화소 데이터에 대응하는 화소의 입력 화상 및 출력 화상 내의 위치 좌표를 나타내고, x, y는 각각 임의의 정수이다.
즉, 입력 화상 데이터(51)의 임의의 화소 데이터 f(x, y)는 이하의 순서로 출력 화상 데이터의 화소 데이터 g(x, y)로 변환된다. 먼저, 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT내로부터 입력 화상 데이터(51)의 임의의 화소 데이터 f(x, y)와 동일한 처리 전의 휘도값 k가 검색되고, 이어서 검색된 처리 전의 휘도값 k에 대응하는 처리 후의 휘도값 CaLUT[f(x, y)]가 구해진다. 마지막으로, 구해진 처리 후의 휘도값 CaLUT[f(x, y)]가 입력 화상 데이터(51)의 상기 임의의 화소 데이터 f(x, y)에 대응하는 출력 화상 데이터(51)의 화소 데이터 g(x, y)로서 정의되고, 정의된 화소 데이터 g(x, y)가 상기 소영역에 기억된다. 입력 화상 데이터 내의 모든 화소 데이터 f(x, y)에 대해 상술한 순서의 처리를 각각 실시하면, 제4 기억 영역에 출력 화상 데이터(52)를 구성하는 모든 화소 데이터 g(x, y)가 기억된다. 이에 의해, 출력 화상 데이터(52)가 구해진다. 마지막으로, 스텝 a17에서, 생성된 출력 화상데이터(52)가 표시 장치(35)에 부여되어, 스텝 a18에서 화상 보정 처리가 종료한다.
스텝 a3의 판정을 행하는 이유는, 이하와 같다. 전자 출판을 위한 소위 간행 시스템에서 콘텐츠를 데이터화할 때, 콘텐츠의 각 페이지 전체를 1개의 그림으로 간주하고, 각 페이지 전체를 각각 나타내는 화상 데이터로 전자적 간행물을 구성하는 것이 있다. 본 실시 형태의 화상 처리 장치(31)가 상기 간행 시스템으로 이용되는 경우, 콘텐츠의 각 페이지가 각각 스캐너에 의해 판독되어 복수의 입력 화상 데이터가 생성되고, 각 입력 화상 데이터에 도 3의 화상 보정 처리가 각각 실시된다. 따라서, 상기 화상 보정 처리가 복수회 반복된다. 콘텐츠의 각 페이지는 어느 페이지에서도 지질 및 인쇄 잉크의 색은 동일한 것이 많다. 따라서, 화상 보정 처리를 복수회 반복하는 경우, 1회째의 화상 보정 처리에서는, 스텝 a3의 판정을 부정하여 스텝 a3∼a15에서 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 작성하고, 2회째 이후의 화상 보정 처리에서는 스텝 a3의 판정을 긍정하여 1페이지 째의 입력 화상 데이터에 화상 보정 처리를 실시할 때 작성한 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 이용하여 스텝 a16의 처리를 행하면 좋다. 이에 의해, 화상 보정 처리를 복수회 반복하는 경우, 2회째 이후의 화상 보정 처리를 간략화하여, 처리에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 스텝 a3의 판정을 긍정할지의 여부는 조작자에 의한 조작부(40)의 조작 결과에 따라 결정되어도 좋고, 데이터 처리 장치(34) 자체가 자동적으로 판정하여도 좋다.
또, 화상 보정 처리를 복수회 반복하는 경우, 1회째의 화상 보정 처리에서는, 콘텐츠의 각 페이지 중에서 문자만 인쇄된 페이지를 스캐너로 판독하여 작성된 입력 화상 데이터를 처리 대상으로 하는 것이 바람직하다. 이것은 상기 화상 데이터의 휘도 히스토그램의 휘도값의 출현 빈도의 분포를 나타내는 곡선에 명료한 상승이 확실하게 두 개 포함되어 있기 때문에, 추정된 입력 화상의 콘트라스트 [Hv, Lv]에 오류가 생기기 어렵기 때문이다. 따라서, 휘도 보정 룩업 테이블 CaLUT가 콘텐츠의 각 페이지의 지질 및 인쇄 잉크의 색에 확실하게 적합할 수 있다.
또, 상기 경우, 1회째의 화상 보정 처리에서는 미리 준비한 테스트용 화상 데이터를 처리 대상으로 하고, 2회째 이후의 화상 보정 처리에서는 콘텐츠의 각 페이지를 판독하여 작성된 화상 데이터를 처리 대상으로 해도 좋다. 테스트용 화상 데이터는, 콘텐츠의 각 페이지와 동일한 지질의 종이에, 콘텐츠의 각 페이지와 동일한 색의 인쇄 잉크를 이용하여, 지면 부분과 인쇄 잉크가 인쇄된 부분의 면적 비율이 동일한 패턴을 인쇄하고, 상기 패턴이 인쇄된 지면을 스캐너로 판독하여 생성된다. 이에 의해서도, 생성된 휘도 보정 룩업 테이블 CaLUT가 콘텐츠의 각 페이지의 지질 및 인쇄 잉크의 색에 확실하게 적합할 수 있다.
또, 2회째 이후의 화상 보정 처리에서도, 처리 대상의 입력 화상 데이터와 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT가 적합하지 않게 되는 경우, 스텝 a3의 판정을 부정하여, 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 작성해 두어도 좋다. 상기 경우의 예로서는, 예를 들면 처리 대상의 입력 화상 데이터의 생성시 판독한 페이지의 지질이 다른 페이지의 지질과 다른 경우, 상기 판독된 페이지의 인쇄 잉크의 색이 다른 페이지의 인쇄 잉크의 색과 다른 경우, 및 상기 판독된 페이지에 그림이 들어가 있는경우를 들 수 있다.
스텝 a7의 판정을 행하는 이유는, 이하와 같다. 예를 들면 화상 처리 장치(31)가 상기 전자적 간행물의 작성에 이용되는 경우, 상기 스캐너가 판독한 원고에 인쇄된 화상이 소위 문서 화상일 때가 있다. 문서 화상이라는 것은 화상 내에 문자만이 있는 것이다. 이 경우, 문자의 수가 적고 문자를 구성하는 선이 가늘면, 입력 화상 데이터(51) 내의 문자 색에 상당하는 휘도값의 화소 데이터 수가 문자의 색에 상당하는 휘도값 이외의 다른 휘도값의 화소 데이터 수와 거의 동일하게 된다. 이 경우, 휘도 히스토그램의 곡선(61)의 저역 범위 W1 내의 부분에 명료한 상승이 나타나지 않는 일이 있고, 이 경우 저역 범위 W2 내의 휘도값 중에서 출현 빈도가 최대인 휘도값이 문자 색 또는 문자 색에 유사한 색에 상당한다고는 한정되지 않는다. 이 때문에, 상기 경우 상기 곡선(61)이 상기 작은 쪽의 극대치에 대응하는 휘도값 Lmax에 기초하여 콘트라스트의 하한 휘도값 Lv를 추정하면, 하한 휘도값 Lv가 실제의 상기 문자 색에 상당하는 휘도값과 일치하지 않는 일이 있다. 따라서, 하한 휘도값 Lv의 오류를 방지하기 위해서, 스텝 a7의 판정에 의해 하한 휘도값 Lv의 추정 방법을 변경하고 있다.
또, 스텝 a7의 판정에서 상기 고역 범위 W2 내의 출현 빈도의 최대치가 임계값 Th 이상인지를 판정하고 있지 않는 것은, 이하의 이유에 의한 것이다. 곡선(61)의 고역 범위 W2 내의 상승에 상당하는 휘도값은 입력 화상의 지면색 또는 입력 화상의 지면색에 극히 가까운 색에 상당한다고 예상된다. 화소 데이터가 상기 상승에 상당하는 휘도값인 화소는, 입력 화상의 지면 부분을 구성한다. 입력화상 내의 지면 부분을 구성하는 화소의 수는 입력 화상 내의 지면 부분 이외의 잔여 부분을 구성하는 화소의 수, 즉 입력 화상에 그려진 선 및 점을 구성하는 화소의 수와 비교하여 극히 많은 것으로 예상된다. 따라서, 입력 화상 데이터(51) 내의 상기 휘도값의 출현 빈도는 다른 휘도값의 출현 빈도와 비교하여 극히 많다고 예상된다. 따라서, 곡선(61)의 고역 범위 W2 내의 부분에는 명료한 상승이 필요하다고 생각되기 때문에, 상승의 유무를 판정하고 있지 않는 것이다.
또, 도 3의 화상 보정 처리에서는, 스텝 a14, a15의 LUT 작성 처리 대신에, 수학식 13∼수학식 15에 기초하여 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 작성해도 좋다.
임의의 처리 전의 휘도값 k에 대응하는 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]는 이하의 벙법으로 결정된다. 먼저, 임의의 처리 전의 휘도값 k가 하한 휘도값 Lv 이상인지의 여부 및 상한 휘도값 Hv 미만인지의 여부가 판정된다. 임의의 처리 전의 휘도값이 하한 휘도값 Lv 미만이면, 수학식 13에 기초하여 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]가 0으로 정해진다. 임의의 처리 전의 휘도값이 하한 휘도값 Lv 이상이고 상한 휘도값 Hv 이하이면, 수학식 14의 좌변이 계산되어, 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]가 계산된 수치로 정해진다. 임의의 처리 전의 휘도값이 상한 휘도값 Hv 이상이 되면, 수학식 15에 기초하여 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]가 상한치 Vmax로 정해진다. 마지막으로, 정해진 각 처리 후의 휘도값 CaLUT[k]가 상기 제2 기억 영역 내의 상기 임의의 처리 전의 휘도값 k에 대응하는 소영역에 기억된다. 이에 의해, 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT를 작성하는 일 없이, 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT와 입력 화상의 콘트라스트 [Lv, Hv]를 이용하여, 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 직접 작성할 수 있다. 따라서, 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT를 작성하는 수고를 덜어, 테이블 작성 처리를 간략화할 수 있다.
또, 계조 보정용 룩업 테이블은 표시 장치(35)에 따라 미리 작성되어, 상기 계조 보정용 LUT 기억부(44)에 기억된다. 화상 처리 장치(31) 내의 표시 장치(35)를 계조 특성이 다른 별개의 표시 장치로 치환하는 경우, 이 기억부(44)의 기억 내용을 상기 별개의 표시 장치의 계조 특성에 병행하여 변경하면 되고, 도 3의 화상 보정 처리의 각 스텝의 처리를 변경할 필요는 없다. 이에 의해, 표시 장치(35)를 교환하는 경우, 데이터 처리 장치(34)의 변경 개소가 적기 때문에, 표시 장치(35)의 교환에 수반되는 작업을 간략화할 수 있다.
도 3의 화상 보정 처리에서는, 휘도 보정부(38)는 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT를 작성하지 않고, 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT에 기초하는 휘도 변환 처리와, 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT에 기초하는 휘도 변환 처리를, 입력 화상 데이터(51)에 순차 실시해도 좋다. 상술한 바와 같이 휘도 보정용 룩업 테이블 CLUT를 작성하는 경우, 화상 휘도 변환부(46)는 입력 화상 데이터(51)에 휘도 변환 처리를 1회만 실시하게 되기 때문에, 1회의 휘도 변환 처리에 의해 콘트라스트 보정과 계조 보정이 동시에 행해지게 되어, 처리가 간략화된다. 또, 스텝 a7, a10, a11를 생략하고, 스텝 a6와 스텝 a8를 직결하여, 처리를 간략화해도 좋다.
상술한 화상 보정 처리에 의해 얻어진 출력 화상 데이터를 표시 장치(35)에 표시하는 경우, 표시된 화상의 콘트라스트는 데이터의 규격상 최대의 콘트라스트 [Vmin, Vmax]로 확대된다. 이에 의해, 표시 장치에 표시된 화상의 콘트라스트로부터, 입력 화상 데이터의 상기 원고의 지질이나 인쇄 잉크의 색 등의 영향을 제거하여, 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 또, 출력 화상 데이터의 각 화소 데이터와 입력 화상의 각 화소의 대응 관계에 따라 표시 장치(35)의 계조 특성이 보정되기 때문에, 화상 처리 장치(31) 전체의 계조 특성은 선형이 된다. 상기 대응 관계는 화상 입력 장치(33)와 데이터 처리 장치(34)로 구성되는 계의 입출력 특성에 상당한다. 즉, 출력 화상 데이터에 따라, 표시 장치(35)의 계조 특성의 편차가 흡수된다. 이와 같이, 입력 화상 데이터에 상기 화상 보정 처리를 실시함으로써, 표시 장치(35)의 계조 특성을 보정할 수 있다. 이들로부터, 제1 실시 형태의 화상 처리 장치(31)는 입력 화상의 콘트라스트와 표시 장치(35)의 표시 특성을 동시에 보정하여, 표시 장치(35)에 표시되는 화상의 시인성을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 본 발명의 제2 실시 형태인 화상 처리 장치에 대해 설명한다.제2 실시 형태의 화상 처리 장치는, 제1 실시 형태의 화상 처리 장치와 비교하여, 데이터 처리 장치(34)가 도 8에서 나타낸 데이터 처리 장치(81)로 치환되는 점이 다르고, 다른 것은 동일하기 때문에, 동일한 구성의 장치, 데이터 및 테이블에는 동일한 부호를 붙히고 설명은 생략한다.
도 8은 제2 실시 형태의 화상 처리 장치 내의 데이터 처리 장치(81)의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 데이터 처리 장치(81)는 문자 영역 추출부(83)와, 화상 선명화부(84)와, 휘도 보정부(85)와, 데이터 기억부(86)와, 조작부(40)를 포함한다. 휘도 보정부(85)는 계조 보정용 LUT 기억부(44)와, 화상 휘도 변환부(87)를 포함한다. 문자 영역 추출부(83)는 입력 화상(51) 내로부터 1 또는 복수의 문자 영역을 추출한다. 문자 영역이라는 것은, 입력 화상(51) 내의 문자가 있는 부분이다. 화상 선명화부(84)는 문자 영역 추출부(83)의 문자 영역의 추출 결과에 기초하여, 입력 화상 데이터(51)에 소위 선택적 선명화 처리를 실시한다. 이 경우, 입력 화상 내의 문자 영역에 실시한 선명화 처리는 입력 화상 내의 문자 영역 이외의 잔여 영역에 실시한 선명화 처리 보다 선명화의 정도가 강하다. 선명화가 실시된 입력 화상 데이터(51)를 선명화 화상 데이터라고 칭한다.
휘도 보정부(85)는 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT에 기초하여, 선명화 화상 데이터에 휘도 보정 처리를 실시한다. 이를 위해 데이터 기억부(39)는, 화상 휘도 변환부(46)는 선명화 화상 데이터의 각 화소 데이터에 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT에 기초한 휘도 변환 처리를 각각 실시한다. 상기 휘도 변환 처리가 실시된 화소 데이터의 집합이 출력 화상 데이터(89)이다. 데이터 기억부(86)는 문자 영역추출부(83), 화상 선명화부(84), 및 휘도 보정부(85)가 각각 상술한 처리를 행할 때에, 처리에 이용되는 각종 데이터를 일시적으로 기억한다. 이를 위해, 데이터 기억부(86) 내에는 상기 각종 데이터를 각각 기억하기 위한 복수의 기억 영역이 각각 설정되어 있다. 상기 각 기억 영역의 어드레스는, 미리 정해져 있는 것으로 한다. 데이터 기억부(86)는 예를 들면 랜덤 억세스 메모리에 의해 실현된다.
문자 영역 추출부(83), 화상 선명화부(84) 및 화상 휘도 변환부(87)는 각각 개별의 회로에 의해 실현된다. 또, 상기 부(83, 84, 85) 중 적어도 두 개의 부는 단일의 중앙 연산 처리 회로의 연산 처리에 의해 실현되는 가상 회로가 되어도 좋다.
먼저, 선명화 처리에 대해 개략적으로 설명한다. 선명화 처리는 일반적으로 수학식 16에 의해 표현된다. 수학식 16∼수학식 18은 「화상 해석 핸드북」(동경대학 출판사, 高木幹男, 下田陽久 감수)의 549페이지에 개시되어 있다. 이하의 수학식에서 「F(x, y)」는 입력 화상 데이터(51)를 함수표현한 것이다. 「∇2F(x, y)」는 소위 라프라시안 화상을 함수 표현한 것이다. 「G(x, y)」는 선명화 화상 데이터를 함수 표현한 것이다. 「h(x, y)」는 선명화의 정도이다.
수학식 17에서 나타낸 바와 같이, 선명화의 정도 h(x, y)가 항상 미리 정해진 정수이면, 수학식 16에 기초하여, 입력 화상 전체에 균일하게 선명화 처리가 실시된다. 또 수학식 18에서 나타낸 바와 같이, 선명화의 정도가 각 화소에서 미리 정해진 조건에 기초하여 변화하는 값이면, 수학식 16에 기초하여 입력 화상에 소위 선택적 화상 선명화 처리가 실시된다. 예를 들어, 선명화의 정도 h(x, y)가 소위 선검출 오퍼레이터에 의해 결정되는 경우, 입력 화상 내의 선형상 구조의 부분 근방만이 선명화된다.
입력 화상 데이터(51)는 지면에 그림과 문자가 인쇄되어 구성되는 원고를 스캐너로 판독하여 작성된다고 가정된다. 입력 화상 내에서 문자가 그려진 부분을 문자 영역이라고 칭한다. 이 경우, 입력 화상 데이터에 선명화 처리를 실시하면, 일반적으로 문자는 에지 주변에서의 콘트라스트가 높아지기 때문에 읽기가 어려워진다. 그러나, 이 경우, 선명화의 정도가 너무 강하면, 화상 내의 문자의 에지 주변에 있는 화소의 휘도는 진백 또는 진흑으로 기울어지기 때문에, 보기에는 2치화 화상에 유사한 것이 있다. 이에 의해, 문자가 뭉그러지기도 하고 잔줄이 생기기도 하기 때문에, 문자가 보기 어렵게 된다. 상술한 것은 특히 표시 장치의 구조상 1문자를 명료하게 표시하기 위해 필요한 화소수 보다 1 문자를 구성하는 화소수가 적은 문자에 현저하게 생긴다. 예를 들면, 하프톤으로 문자를 표시하는 경우, 일반적인 한자를 포함한 인쇄된 문자를 판별 가능한 크기로 표시하는 데에는, 20도트×20도트 이상 필요하고, 이에 의해 작은 구성 화소로 문자를 표시하고자 한 경우에, 전술한 문제가 발생한다.
또, 그림은 소위 농담(濃淡) 화상과 동일한 방법, 또는 소위 망점(網点)과 동일한 방법으로 그려져 있다. 농담 화상과 동일한 방법의 그림에 선명화 처리가 실시되는 경우, 입력 화상 데이터에 포함되는 잡음이 강조되기 때문에, 보기에 거친 감을 느끼게 되고, 에지 부분의 흔들림이 보이는 일이 있다. 또 망점 화상과 동일한 방법의 그림에 선명화 처리가 실시되는 경우, 공간 주파수의 고역 주파수 성분이 강조되어, 모아레가 발생하는 일이 있다. 이들 문제를 방지하기 위해서, 본 실시 형태의 화상 처리 장치에서는, 입력 화상 데이터(51) 내의 문자 영역과 잔여 영역의 선명화의 정도 h(x, y)를 변화시키고 있다.
도 9는 제2 실시 형태의 화상 처리 장치가 실행하는 화상 보정 처리를 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 9의 플로우챠트를 이용하여, 화상 보정 처리를 설명한다. 예를 들면 화상 처리 장치의 조작자가 조작부(40)를 이용하여 화상 보정 처리의 실행을 지시하면, 스텝 b1에서 스텝 b2로 진행하다.
먼저, 화상 입력 장치(33)가 스텝 b2에서 입력 화상 데이터(51)를 데이터 기억부(86)의 미리 정해진 제1 기억 영역에 기억시킨다. 입력 화상 데이터(51)는 화상 보정 처리가 시작되고 나서 작성되어도 좋고, 또 화상 보정 처리가 개시되기 전에 미리 작성해 두어도 좋다. 입력 화상 데이터(51)가 나타내는 입력 화상(91)의 예를 도 10에 나타낸다. 또 도 10에서는 그림 중 암 부분을 사선을 붙혀 표시하고, 또 사선의 개수가 많을수록 어두운 것으로 한다.
이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 b3∼b10의 문자 영역의 추출 처리를 행한다. 구체적으로는, 먼저 문자 영역 추출부(83)는 스텝 b3에서 입력 화상 데이터에 2치화 처리를 실시한다. 이에 의해 입력 화상의 모든 화소 데이터 중에서 입력 화상(91)의 지면 부분을 구성하는 화소에 대응하는 화소 데이터는 「0」으로 변환되고, 상기 지면 부분을 구성하는 화소에 대응하는 화소 데이터 이외의 잔여 화소 데이터는 「1」로 변환된다. 상기 잔여의 화소 데이터는 문자를 구성하는 선 및 점을 구성하는 화소, 및 그림이나 사진의 암 부분을 구성하는 화소에 각각 대응한다. 2치화 처리가 실시된 입력 화상 데이터를 2치 화상 데이터라고 칭하고, 2치 화상 데이터가 나타내는 화상을 2치 화상이라고 칭한다. 2치 화상 데이터의 각 화소 데이터는 휘도값를 의미하는 것은 아니다. 2치 화상 데이터는 데이터 기억부(86)의 미리 정해진 제2 기억 영역에 기억된다. 2치화 처리는 구체적으로는 예를 들면 판별 분석법, 모드법, 또는 미분 히스토그램법을 이용하여, 각 방법의 파라미터는 입력 화상 데이터의 화소 데이터가 상술한 바와 같이 변환되도록 강조되고 있다. 2치 화상(92)을 도 11에 나타낸다. 도 11에서는, 화소 데이터가 「1」인 화소는 흑화소로 기재하고, 화소 데이터가 「0」인 화소는 백화소로 기재하고 있다. 또 도 11∼도 13에서, 사선을 붙힌 영역 내의 화소는 모두 흑화소로 한다.
이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 b4에서 2치 화상(92) 내에서, 화소 데이터가 1인 화소의 연결 부분을 모두 구한다. 연결 부분이라는 것은, 2치 화상(92) 내에서 화소 데이터가 1인 복수의 화소가 순차 인접하여 연결되어 있는부분이다. 즉, 연결 부분을 구성하는 화소의 화소 데이터는 모두 1이고, 또 연결 부분을 구성하는 임의의 하나의 화소는 이 연결 부분을 구성하는 적어도 하나의 지면의 화소에 인접한다. 이 때문에, 문자 영역 추출부(83)는 2치 화상 데이터에 소위 라벨링 처리를 실시하고, 단일의 연결 부분을 구성하는 각 화소에 대응하는 화소 데이터에 동일 라벨, 즉 번호를 붙힌다. 라벨링 처리의 상세는 공지의 기술과 동일하기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
도 11의 2치 화상(92)를 나타내는 2치 화상 데이텅 라벨링 처리를 실시한 경우, 복수의 연결 부분이 얻어진다. 스텝 b4의 처리가 종료한 시점에서는, 예를 들면 「ぃ」인 것과 같이, 문자를 구성하는 선이 복수개 있는 문자는 각 선이 각각 독립한 연결 부분으로 간주되어, 각 선에 각각 다른 라벨이 붙혀진다. 또, 그림이 소위 농담 화상으로 그려져 있는 경우, 그림 중 암 부분이 하나의 연결 부분으로 간주된다. 또, 그림이 소위 망점 화상으로 그려진 경우, 2 이상의 화소로 구성된 복수의 망점이 각각 독립한 연결 부분으로 간주된다.
이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 b4에서 구해진 각 연결 부분의 외접 구형을 각각 구한다. 상기 연결 부분은 문자라고 예상되기 때문에, 구해진 외접 구형은 문자 영역의 후보가 된다. 이어서, 문자 영역 추출부(83)는 라벨링 테이블을 작성한다. 라벨링 테이블은 각 외접 구형 마다 각 연결 부분을 구성하는 화소에 붙힌 라벨과, 각 연결 부분의 외접 구형을 정의하기 위한 파라미터와, 각 외접구형의 제외 플래그과, 각 외접 구형의 문자 플래그를 대응시킨 것이다. i번 째의 외접 구형을 규정하기 위한 파라미터는 예를 들면 이 외접 구형의 좌상(左上)의 정점 좌표 (si, ti), 이 외접 구형의 우하(右下)의 정점 좌표 (ui, vi), 및 이 외접 구형의 높이 hi 및 폭 wi이다. i는 임의의 정수이다. 상기 정점의 좌표는 2치 화상(92) 내의 좌표의 위치를 특정하기 위해 2치 화상(92)으로 설정되어 있는 2차원 좌표계의 좌표이다. 각 외접 구형의 제외 그래프는 스텝 b5의 초기 상태에서는, 모두 리세트 상태이어서 각 외접 구형이 문자 영역의 후보인 것을 나타내고 있다. 후술하는 제외 처리에 의해 문자 영역이 아니라고 판정된 외접 구형의 제외 플래그는 세트된다. 각 외접 구형의 문자 플래그는 후술한 제3 제외 처리에 이용된다. 라벨링 테이블은 데이터 기억부(86)의 미리 정해진 제3 기억 영역에 기억된다.
라벨 좌상 좌표 우하 좌표 폭(도트) 높이(도트) 제외플래그 문자플래그
123..nn+1n+2 (100, 100)(220, 120)(350, 300)..(110, 600)(120, 610)(110, 630) (400, 250)(280, 150)(360, 330)..(135, 640)(150, 620)(150, 640) 3006010..253040 1503030..401010 000..000 000..000
표 2는 도 11의 2치화 화상(92)에 기초하여 외접 구형을 구한 경우에 작성된 라벨링 테이블을 나타낸다. 또 이 경우에 구해진 각 연결 부분의 외접 구형 N1∼Nn+2를 도 12에 나타낸다. 이 후 좌표(x, y)의 x 좌표치 x 및 y좌표치 y는 2치 화상(92) 내의 미리 정해진 기준점으로부터 x 좌표축 및 y 좌표축에 평행하게 좌표 (x, y)의 화소가 있는 열 및 행 까지의 좌표수에 상당한다고 가정한다. 또 외접 구형의 폭 및 높이의 단위는 도트 즉 화소의 수라고 가정한다. 스텝 b5의 처리가 종료한 시점에서는, 예를 들면 「ろ」인 것과 같은 1개의 선으로 구성되는 문자는 단일의 외접 구형 내에 들어가 있다. 반대로, 예를 들면 「ぃ」인 것과 같이 문자를 구성하는 선이 복수개 있는 문자는, 각 선이 각각 독립한 외접 구형 내에 들어가 있고, 문자 전체가 하나의 외접 구형에 들어가 있지 않다.
즉, 스텝 b3, b4의 처리는 입력 화상(91) 중에 휘도가 상호 유사한 복수의 화소가 연결되어 구성되는 연결 부분에 외접하는 외접 구형을 설정하는 외접 구형 설정 처리이다. 상기 연결 부분은 문자라고 예상되기 때문에, 설정되는 외접 구형은 문자 영역의 후보가 된다. 그러나, 상기 외접 구형 설정 처리만을 행하는 경우, 상술한 「ぃ」와 같이 문자의 형상에 기인하여 단일의 문자가 단일의 외접 구형에 들어가 있지 않는 일이 있다. 또 상기 경우, 문자의 외접 구형 외에, 그림 중 암 부분의 외접 구형도 동시에 구해지고 있다. 또한, 상기 경우, 입력 화상(91)에 괘선이 그려져 있으면, 괘선의 외접 구형도 동시에 구해져 버린다. 이 때문에, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 b6∼b10의 문자 판정 처리에 의해, 외접 구형 설정 처리에서 구한 모든 외접 구형 중에서, 문자의 외접 구형만을 선택한다.
먼저, 스텝 b6에서, 문자 영역 추출부(83)는 각 외접 구형의 사이즈에 기초하여 모든 외접 구형 중에서 문자 이외의 연결 부분에 외접하는 외접 구형을 제외하는 제1 제외 처리를 행한다. 이 때문에, 문자 영역 추출부(83)는 라벨링 테이블에 기억된 각 외접 구형의 높이 및 폭이 미리 정한 선명화를 실시해야 하는 문자의 높이 및 폭에 관한 제1 제외 조건에 적합한지를 각각 판정한다. 상기 제1 제외 조건은 수학식 19에서 나타낸다.
임의의 라벨 번호 i의 외접 구형의 높이 hi 및 폭 wi 중 적어도 한 쪽이 수학식 19의 각 항의 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우, 상기 제1 제외 조건이 만족된다고 판정한다. Smin는 선명화를 실시해야 하는 문자의 높이 및 폭의 최소치이다. Smax는 선명화를 실시해야 하는 문자의 높이 및 폭의 최대치이다. 예를 들면, 상기 최소치 Smin는 2도트이고, 상기 최대치 Smax는 30도트이다. 문자가 판독할 수 있는지의 여부는 문자의 구성 도트수로 결정된다. 최소치 Smin 및 최대치 Smax의 상기 구체적인 값은 표시 해상도의 데이터를 취급하는 경우의 것이다. 2도트 이하의 연결 부분은 망점이나 2치화시의 잡음일 가능성이 있기 때문에 제거한다. 30 도트 이하의 연결 부분은, 문자이어도 그만큼의 도트가 있으면 판독할 수 있기 때문에, 강한 선명화를 할 필요가 그만큼 없기 때문에, 제거한다. 또 그 최소치 Smin 및 최대치 Smax는 표시 해상도 보다 높은 해상도의 화상, 예를 들면 스캐너로 판독한 시점에서의 화상에 대해서는, (입력 해상도/표시 해상도) 배한 값이 된다. 일반적인 일본어 폰트에서는 문자의 외접 구형은 예를 들면 정방형 및 종 길이 및 횡 길이의 장방형인 것과 같은 다양한 형이 되기 때문에, 높이와 폭의 최대치를 동일하게 하고, 또한 높이와 폭의 최소치도 동일하게 한다.
문자 영역 추출부(83)는 제1 제외 조건에 적합한 외접 구형을 라벨링 테이블로부터 제외시킨다. 구체적으로는, 제1 제외 조건에 적합한 외접 구형의 제외 플래그를 세트한다. 제외 플래그가 세트되어 있는 경우, 그 제외 플래그에 대응하는외접 구형은 문자 영역의 후보로부터 제외되고, 세트되어 있지 않는 경우에 그 제외 플래그에 대응하는 외접 구형은 문자 영역의 후보로 간주된다.
일반적으로, 농담 화상과 동일한 방법의 그림의 암 부분은 선명화를 실시해야 하는 문자 보다 크다. 또, 망점 화상과 동일한 방법의 그림의 망점은 선명화를 실시해야 할 문자 보다 작다. 또한, 괘선은 높이 및 폭 중 어느 선명화를 실시해야 하는 문자 보다 크다. 따라서, 제1 제외 처리에 의해, 그림의 암 부분이나 괘선의 외접 구형을 문자 영역의 후보로부터 제외시킬 수 있다.
라벨 좌상 좌표 우하 좌표 폭(도트) 높이(도트) 제외플래그 문자플래그
23...nn+1n+2 (220, 120)(350, 300)...(110, 600)(120, 610)(150, 640) (280, 150)(360, 330)...(135, 640)(150, 620)(150, 640) 6010...253040 3030...401010 00...000 00...000
표 3은 도 10의 입력 화상(91)를 처리 대상으로 한 경우 중, 스텝 b6의 처리가 종료한 시점의 라벨링 테이블을 나타낸다. 또 상기 시점에서 라벨링 테이블에 잔존하고 있는 각 외접 구형 N2∼Nn+2를 도 13에서 나타낸다. 상기 시점에서는, 라벨 번호가 1인 외접 구형 N1은 그림의 암 부분에 상당하는 연결 부분에 외접하고 있기 때문에, 문자 영역의 후부로부터 제외되고 있지만, 라벨 번호가 2인 외접 구형 N2는 그림의 암 부분에 상당하는 연결 부분에 외접되어 있지만, 이 연결 부분의 높이 및 폭이 문자의 높이 및 폭에 각각 근접하고 있어, 문자 영역의 후보로부터 제외되고 있지 않다. 또, 라벨 번호가 3∼n+1인 외접 구형 N3∼Nn+1은 각각 문자또는 문자의 일부분에 외접하고 있기 때문에, 문자 영역의 후보로부터 제외되고 있지 않다.
다시 도 9를 참조한다. 이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 b7에서 제1 통합 처리를 행한다. 제1 통합 처리에서는, 제외 플래그가 세트되어 있지 않은 외접 구형 중에서 상호 중첩되어 있는 것 끼리가 결합되어, 하나의 외접 구형이 된다. 이 때문에, 문자 영역 추출부(83)는 라벨링 테이블 내에서 제외 플래그가 세트되어 있지 않은 외접 구형 중 어느 하나의 외접 구형이 이 어느 하나의 외접 구형 이외의 다른 외접 구형 중 적어도 일부분에 중첩되어 있는지의 여부를 각각 판정한다. 상기 어느 하나의 외접 구형이 적어도 일부분에 중첩되어 있는 다른 외접 구형이 있는 경우, 먼저 상기 어느 하나의 외접 구형의 연결 부분과 상기 다른 외접 구형 내의 연결 부분이 동시에 들어가는 최소의 외접 구형을 구한다. 이어서, 라벨링 테이블 내의 상기 어느 하나의 외접 구형과 상기 다른 외접 구형 중 어느 한 쪽의 외접 구형의 좌상 및 우하의 정점의 좌표, 폭 및 높이로 각각 치환되어 갱신되고, 상기 어느 하나의 외접 구형과 상기 다른 외접 구형 중 다른 쪽에 제외 플래그를 세트한다. 이 처리를 상기 어느 하나의 외접 구형을 예를 들면 라벨의 순으로 변경하여 반복 행하고, 다른 외접 구형과 서로 중첩하는 외접 구형이 없어질 때 까지 계속한다.
라벨 좌상좌표 우하좌표 폭(도트) 높이(도트) 제외플래그 문자플래그
23...n (220, 120)(350, 300)...(110, 600) (280, 150)(360, 330)...(135, 640) 6010...25 3030...40 00...0 00...0
표 4는 도 10의 입력 화상(91)의 처리 대상으로 한 경우, 스텝 b7의 처리가 종료한 시점의 라벨링 테이블을 나타낸다. 상기 시점에서는, 라벨 번호가 1∼n-1의 외접 구형 N1∼Nn-1의 상태는 표 3의 상태와 동일하다. 또, 라벨 번호가 n인 외접 구형 Nn의 파라미터가 「た」 전체에 외접하는 외접 구형의 파라미터로 개서되고, 라벨 번호 n+1, n+2의 외접 구형 Nn+1, Nn+2는 문자 영역의 후보로부터 제외되고 있다. 이에 의해, 단일의 문자가 복수의 연결 부분으로 분할되어 있는 경우, 각 연결 부분에 외접하는 외접 구형이 상호 중첩되어 있으면, 이들 외접 구형을 결합하여, 상기 문자 전체에 외접하는 단일의 외접 구형을 얻을 수 있다.
다시 도 9를 참조한다. 이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 b8에서, 제2 통합 처리를 행한다. 제2 통합 처리에서는, 제외 플래그가 세트되어 있지 않은 외접 구형 중에서, 높이와 폭의 비가 미리 정한 기준의 비와 크게 다른 외접 구형이, 상기 다른 외접 구형의 주변의 외접 구형과 결합되어, 하나의 외접 구형이 된다. 제2 통합 처리는 예를 들면 「ぃ」와 같이, 단일의 문자가 복수의 연결 부분으로 분할되어 있고, 또 각 연결 부분에 외접하는 외접 구형이 상호 중첩되어 있지 않은 경우, 상기 문자 전체에 외접하는 단일의 외접 구형을 얻기 위해 행해진다. 제2 통합 처리의 상세는 후술한다. 스텝 b7, b8의 처리를 행하는 것으로, 「た」, 「ぃ」와 같이 복수의 연결 부분으로 분할된 문자 전체에 외접하는 외접 구형을 얻을수 있다.
이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 b9에서, 제2 제외 처리를 행한다. 제2 제외 처리에서는, 제외 플래그가 세트되어 있지 않은 외접 구형이 입력 화상(91) 내의 각 외접 구형에 상당하는 부분을 구성하는 복수의 화소의 휘도값 중 최대치 및 최소치의 차에 기초하여, 문자 영역인지의 여부를 판정한다. 입력 화상(91)의 각 화소와 2치화 화상(92)의 각 화소는 각각 1대 1로 대응하기 때문에, 입력 화상(91) 내의 상기 각 외접 구형에 상당하는 부분이라는 것은, 상기 각 외접 구형의 파라미터와 동일한 값의 파라미터에 의해, 입력 화상(91) 내에 정의되는 구형을 외주로 하는 부분이다. 표 5는 도 10의 입력 화상(91)을 처리 대상으로 한 경우, 스텝 b9의 처리가 종료한 시점의 라벨링 테이블을 나타낸다.
라벨 좌상 좌표 우하 좌표 폭(도트) 높이(도트) 제외플래그 문자플래그
3...n (350, 300)...(110, 600) (360, 330)...(135, 640) 10...25 30...40 0...0 0...0
제2 제외 처리에 의해, 제외 플래그가 세트되어 있지 않은 외접 구형 중에서, 문자 영역 이외의 외접 구형을 제외할 수 있는 이유를, 도 14를 이용하여 설명한다. 도 14 내의 각 구형은 스텝 b9의 처리가 종료한 시점에서 라벨링 테이블에 남아 있는 각 외접 구형에 상당하는 입력 화상(91) 내의 부분 M2∼Mn를 나타낸다. 입력 화상(91) 내의 부분 Mn은 문자에 외접하는 외접 구형 Nn에 상당하는 부분이고, 입력 화상(91) 내의 부분 M2는 그림의 암 부분에 외접하는 외접 구형 N2에 상당하는 부분이다. 상기 부분 Mn 내의 문자의 선을 구성하는 화소의 휘도값은 진흑 또는 진흑에 가까운 색에 상당하고, 또 상기 부분 Mn 내의 지면 부분을 구성하는 화소의 휘도값은 진백 또는 진백에 가까운 색에 상당한다. 따라서, 상기 부분 Mn을 구성하는 화소의 휘도값의 최대치 및 최소치의 차가 화소 휘도 범위의 최대치 Vmax 및 최소치 Vmin의 차와 거의 동일하다고 생각된다.
반대로, 상기 부분 M2 내의 그림의 암 부분에 인접하는 부분을 구성하는 화소의 휘도값은 진백 또는 진백에 가까운 색에 상당한다고는 한정하지 않는다. 따라서, 상기 부분 M2를 구성하는 화소의 휘도값의 최대치 및 최소치의 차는, 화소 휘도 범위의 최대치 Vmax 및 최소치 Vmin의 차와 비교하여 작아지기 쉽다. 이 때문에, 상기 각 외접 부분에 상당하는 입력 화상(91) 내의 부분을 구성하는 복수의 화소의 휘도값의 최대치 및 최소치의 차에 기초하여, 상기 각 부분이 문자 영역인지의 여부를 판정할 수 있는 것이다.
이 때문에, 문자 영역 추출부(83)는 먼저 입력 화상(91) 내의 상기 각 외접 구형에 상당하는 부분을, 각각 구한다. 이어서, 구한 상기 각 상당하는 부분 마다 이 각 부분을 구성하는 복수의 화소의 화소 데이터 중 최대치 및 최소치, 즉 이 각 부분을 구성하는 복수의 화소의 휘도값 중 최대치 및 최소치를 각각 구한다. 이어서, 상기 각 상당하는 부분 마다 상기 휘도값의 최대치와 상기 휘도치의 최소치의 차분이 미리 정한 임계값을 초과하는지의 여부를 각각 판정하고, 판정 결과에 따라서 상기 각 외접 구형의 제외 플래그를 설정한다. 즉, 상기 차분이 상기 임계값을 초과하는 상기 부분은 문자 영역일 가능성이 높은 것으로 간주되고, 이 부분에 상당하는 외접 구형의 제외 플래그가 리세트된 채의 상태로 유지된다. 상기 차분이 상기 임계값 이하인 상기 부부은 그림의 일부분이라고 간주되고, 이 부분에 상당하는 외접 구형의 제외 플래그가 세트된다.
이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 b10에서, 제3 제외 처리를 행한다. 제3 제외 처리에서는, 제외 플래그가 세트되어 있지 않은 외접 구형의 상호 위치 관계 및 상기 외접 구형의 사이즈의 유사 유무에 기초하여, 상기 각 외접 구형이 문자 영역인지의 여부를 판정한다. 제3 제외 처리는, 이하의 이유로 행해진다. 입력 화상(91) 내의 문자가 문장을 구성하는 경우, 문장이 종방향으로 써지면 복수의 문자의 외접 구형은 상하 방향으로 정렬되고, 문장이 횡방향으로 써지면 문자의 외접 구형은 좌우 방향으로 정렬된다. 또 이 경우, 각 외접 구형의 크기는 거의 동일하다. 그러나, 그림의 암 부분의 외접 구형은 상기 암 부분이 단일이면 문자의 외접 구형으로부터 독립되어 있고, 상기 암 부분이 복수개 있어도 각 암 부분의 외접 구형은 무질서하게 정렬되어, 사이즈도 다양하게 될 것으로 생각된다. 이 때문에, 상기 외접 구형의 상호 위치 관계 및 사이즈의 유사성에 기초하여, 상기 각 외접 구형이 문자에 외접하는지의 여부를 판정할 수 있는 것이다. 제3 제외 처리의 상세한 설명은 생략한다.
이상의 처리에 의해, 라벨링 테이블 내에서는, 문자의 외접 구형의 제외 플래그만이 리세트된 채 남고, 문자 이외의 연결 부분의 외접 구형의 제외 플래그는 세트된다. 문자 영역 추출부(83)는 라벨링 테이블 내에서 제외 플래그가 리세트된 채 남는 외접 구형의 파라미터와 이 외접 구형의 라벨을 대응시켜, 데이터기억부(86)의 상기 제3 기억 영역에 기입된다. 상기 기억 영역에 기입된 데이터로부터, 최종적인 라벨링 테이블이 구성된다. 이상에서 문자 영역 추출 처리는 종료한다.
이어서, 화상 선명화부(84)는 스텝 b11에서, 영역별 화상 선명화 처리를 위해, 입력 화상(91)의 각 화소(x, y)의 선명화의 정도 h(x, y)를 설정한다. x, y는 각각 임의의 정수이고, 각 화소의 입력 화상(91) 내의 좌표에 기초하여 일의적으로 정해진다. 각 화소(x, y)의 선명화의 정도 h(x, y)는 수학식 20에 의해 정의된다. 미리 정한 제1 및 제2 정수 αc, αi는 표시 장치의 특성, 문자와 화소의 크기의 관계, 및 사용자가 표시 장치(35)를 볼 때의 느끼는 방법으로 정해지고, 제2 실시 형태의 화상 처리 장치의 조작자가 미리 데이터 처리 장치(81)에 입력해 둔다. 예를 들면, 제1 정수 αc는 0.5이고, 제2 정수 αi는 0.2이다.
구체적으로는, 화상 선명화부(84)는 먼저 데이터 기억부(86)로부터 상기 최종적인 라벨링 테이블을 판독한다. 이어서, 각 화소(x, y)가 최종적인 라벨링 테이블 내의 외접 구형의 파라미터에 의해 정의되는 외접 구형, 즉 문자 영역 내에 있는지의 여부를 각각 판정한다. 문자 영역 내에 있는 화소의 선명화의 정도 h(x, y)는 미리 정한 제1 정수 αc로 설정되고, 문자 영역 외에 있는 화소의 선명화의정도 h(x, y)는 미리 정한 제2 정수 αi로 설정된다. 이에 의해, 도 15에서 나타낸 바와 같이, 문자 영역 내의 화소의 선명화의 정도 h(x, y)만이 제1 정수 αc로 설정되고, 문자 영역 외의 화소의 선명화의 정도 h(x, y)는 제2 정수 αi로 설정된다.
이어서, 화상 선명화부(84)는 스텝 b12에서, 스텝 11에서 정의된 각 화소의 선명화의 정도 h(x, y)를 이용하여, 데이터 기억부(86)에 기억되어 있는 입력 화상 데이터(51)에 선택적 화상 선명화 처리를 실시한다. 구체적으로는, 입력 화상 데이터의 각 화소 데이터 f(x, y)를 이 각 화소 데이터가 각각 대응하는 화소의 선명화의 정도 h(x, y)를 이용하여 수학식 21에 기초하여 변환하여, 선명화 화상의 화소 데이터 g(x, y)를 얻는다. f(x+1, y), f(x-1 y), f(x, y+1), f(x, y-1)는 각각 화소 데이터 f(x, y)가 대응하는 화소 중 4개의 인접 화소의 화소 데이터이다. 얻어진 선명화 화상의 화소 데이터 g(x, y)의 집합이 선명화 화상 데이터 G이다. 선명화 화상 데이터는 입력 화상 데이터와 비교하여, 각 화소 데이터의 실제의 휘도값과 다를 뿐이고, 그 외는 동일하다. 선명화 화상 데이터 G는 데이터 기억부(86)의 미리 정한 제4 기억 영역에 기억된다. 이상으로, 화상 선명화 처리가 종료한다.
다음에, 화상 휘도 변환부(87)는 스텝 b13에서 선명화 화상 데이터 G에, 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT에 기초한 휘도 보정 처리를 실시한다. 구체적으로는, 먼저 계조 보정용 LUT 기억부(44)로부터 계조 특성 보정용 룩업 테이블 RLUT를 판독하고, 또한 선명화 화상 데이터 G를 데이터 기억부(86)의 상기 기억 영역으로부터 판독한다. 이어서, 수학식 22와 계조 특성 보정용 룩업 테이블 RLUT에 기초하여, 선명화 화상 데이터 G의 각 화소 데이터 g(x, y)를 각각 휘도 변환하여, 출력 화상 데이터(89)의 각 화소 데이터 ga(x, y)를 각각 얻는다. 얻어진 각 화소 데이터 ga(x, y)는 데이터 기억부(86)의 미리 정한 제5 기억 영역 내의 어드레스에 기억된다. 상기 어드레스는 얻어진 각 화소 데이터 ga(x, y)가 대응하는 화소의 출력 화상 내의 위치 좌표에 기초하여, 각각 미리 정해져 있다.
스텝 b13의 휘도 변환 처리는, 제1 실시 형태의 화상 처리 장치의 스텝 a16의 휘도 변환 처리와 비교하여, 입력 화상 데이터(51)에 대체하여 선명화 화상 데이터 G를 처리 대상으로 하고, 또 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT에 대체하여 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT를 이용하는 점이 다르고, 그 외는 동일하다. 이에 의해, 출력 화상 데이터(89)가 얻어진다. 마지막으로, 스텝 b14에서 얻어진 출력 화상 데이터(89)가 표시 장치(35)에 부여되고, 스텝 b15에서 화상 보정 처리가 종료한다.
도 9의 화상 보정 처리에서는, 제1∼제3 제외 처리를 순차 행한다. 또, 제1 및 제2 통합 처리를 순차 행하고 있다. 상기 화상 보정 처리에서는, 세 개의 제외 처리 중 적어도 하나를 행하면 좋다. 또, 세 개의 제외 처리 중 어느 두 개를 실행하는 경우, 실행하는 제외 처리의 조합 및 순번은 어떻게 정해져도 좋다. 또한, 세 개의 제외 처리를 행하는 경우의 순번은 상술한 순서에 한정되지 않는다. 실제로는, 두 개 이상의 제외 처리를 행하는 경우, 제3 제외 처리를 최후에 행하면, 처리 대상이 되는 복수의 외접 구형의 수가 제3 제외 처리를 1번째 또는 2번째로 행하는 경우보다 감소하기 때문에, 처리가 간단하게 되어 바람직하다. 또한, 스텝 b3∼b5의 처리에서 문자의 외접 구형만이 얻어지는 경우, 이들 제외 처리를 생략하여 처리를 간략화해도 좋다. 또한, 상기 화상 보정 처리에서는, 두 개의 통합 처리 중 어느 한 쪽만 행해도 좋다. 또, 두 개의 통합 처리를 행하는 경우의 순번은 상술한 순서에 한정되지 않는다. 게다가, 스텝 b3∼b5의 처리에서 단일의 문자가 반드시 하나의 외접 구형에 포함되는 경우, 이들 통합 처리를 생략하여 처리를 간략화해도 좋다.
도 16은 상기 제2 통합 처리를 상세하게 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 9의 화상 보정 처리에서, 스텝 b7에서 스텝 b8로 진행하면, 스텝 c1에서 스텝 c2로 진행하게 된다. 문자 영역 추출부(83)는 먼저 스텝 c2에서 카운터 n을 초기화하여, 1을 기억시킨다. 라벨링 테이블 내에서, 카운터 n이 기억하는 값과 동일한 라벨에 대응하는 파라미터에 의해 정의되는 외접 구형이 처리 대상의 외접 구형이 된다. 이어서, 스텝 c2에서 문자 영역 추출부(83)는 처리 대상의 외접 구형에 대응하는 제외 플래그가 세트되어 있는지의 여부를 판정한다. 세트되어 있는 경우, 스텝 c3에서 스텝 c18로 진행한다. 세트되어 있지 않는 경우, 스텝 c3에서 스텝 c4로 진행한다.
스텝 c4에서는, 문자 영역 추출부(83)는 수학식 23에 기초하여 처리 대상의 외접 구형의 사이즈에 관한 제1 값 L(n)을 설정한다. 제1 값 L(n)은 처리 대상의 외접 구형의 높이 hn 및 폭 wn 중에서 큰 쪽의 값이다. 또 스텝 c4에서는 문자 영역 추출부(83)는 스텝 c5에서 수학식 24에 기초하여 처리 대상의 외접 구형의 사이즈에 관한 제2 값 R(n)을 설정한다. 제2 값 R(n)은 처리 대상의 외접 구형의 높이 hn에 대한 처리 대상의 외접 구형의 폭 wn의 비 및 처리 대상의 외접 구형의 폭 wn에 대한 처리 대상의 외접 구형의 높이 hn의 비 중에서, 큰 쪽의 값이다.
이어서 문자 영역 추출부(83)는 스텝 c6에서 처리 대상의 외접 구형의 높이와 처리 대상의 외접 구형의 폭이 크게 다른지의 여부, 즉 처리 대상의 외접 구형이 정방형인지의 여부를 판정한다. 이를 위해 문자 영역 추출부(83)는 수학식 25에 기초하여, 제2 값 R(n)이 미리 정한 정수 c를 초과했는지의 여부를 판정한다.
처리 대상의 외접 구형이 단일의 문자 전체에 외접하고 있는 경우, 처리 대상의 외접 구형은 거의 정방형이 되어, 제2 값 R(n)은 1에 가까워진다. 실제의 처리에서는, 문자의 종류에 의한 어긋남 및 오차를 고려하여, 정수 c는 예를 들면 1.5로 설정된다. 이것은 폰트의 상이, 및 「り」, 「つ」와 같이 외접 구형이 정방형이 되지 않는 문자가 존재하는 것에 기인한다. 제2 값 R(n)이 정수 c 이하인 경우, 처리 대상의 외접 구형은 거의 정방형이라고 생각된다. 이 경우, 처리 대상의 외접 구형은 단일의 문자 전체에 외접하고 있기 때문에, 제2 통합 처리를 행할 필요가 없다고 생각된다. 따라서, 이 경우, 스텝 c6에서 스텝 c18로 진행한다. 또, 제2 값 R(n)이 정수 c를 초과한 경우, 처리 대상의 외접 구형 n은 종길이 또는 횡 길이의 장방형이라고 간주된다. 이 경우, 처리 대상의 외접 구형은 단일의 문자를 구성하는 복수의 연결 부분 중 일부분만에 외접하고 있다고 생각되기 때문에, 근사 구형의 통합 처리를 행할 필요가 있다. 따라서 이 경우, 스텝 c6에서 스텝 c7으로 진행한다.
스텝 c7에서는, 문자 영역 추출부(83)는 처리 대상의 외접 구형과 결합 가능한 다른 외접 구형의 유무를 조사하기 위한 검색 영역 S(n)을 설정한다. 검색 영역 S(n)을 구성하는 복수의 화소의 좌표 (x, y)는 예를 들면 이하의 수학식 26에 의해 각각 정의된다. C(n)x 및 C(n)y는 처리 대상의 외접 구형의 중심 좌표의 x 좌표 및 y 좌표이다.
이어서, 스텝 c8∼c10에서, 문자 영역 추출부(83)는 2치화 화상(92) 내에 설정된 외접 구형 중에서 처리 대상의 외접 구형 이외의 잔여 외접 구형, 즉 라벨이 n이 아닌 모든 외접 구형 중에서, 검색 영역 S(n)과 중첩되는 외접 구형을 검색한다. 구체적으로는, 문자 영역 추출부(83)는 먼저 스텝 c8에서 카운터 m를 초기화하여 1를 기억시킨다. 카운터 m가 기억하는 값과 동일한 라벨에 대응하는 파라미터에 의해 정의되는 외접 구형이 비교 대상의 외접 구형이 된다. 이어서, 스텝 c9에서 카운터 m에 기억된 값이 카운터 n에 기억된 값과 다르고, 또 비교 대상의 외접 구형에 대응하는 제외 플래그가 세트되어 있지 않은지의 여부를 판정한다. 카운터 n, m에 기억된 값이 동일한 경우, 또는 상기 제외 플래그가 세트되어 있는 경우, 스텝 c9에서 스텝 c16으로 진행한다. 카운터 n, m에 기억된 값이 다르고 또한 상기 제외 플래그가 리세트되어 있는 경우, 스텝 c9에서 스텝 c11로 진행한다.
문자 영역 추출부(83)는 스텝 c11에서 처리 대상의 외접 구형과 비교 대상의 외접 구형을 통합한 외접 구형을 임시의 외접 구형 v로서 생각한다. 상기 임시의 외접 구형 v는 처리 대상의 외접 구형 내의 연결 부분과 비교 대상의 외접 구형 내의 연결 부분을 포함하는 최소의 구형이다. 이어서, 상기 임시의 외접 구형 v의 제1 값 L(v) 및 제2 값 R(v)를 계산한다. 이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 c12에서 임시의 외접 구형의 제1 값 L(v)이 수학식 27에서 나타낸 제1 통합 조건을만족할지의 여부를 판정한다. 제1 통합 조건은 외접 구형의 크기의 변동을 제한하는 것이다. 임시의 외접 구형의 제1 값 L(v)이 제1 통합 조건을 만족하지 않는 경우, 스텝 c12에서 스텝 c16으로 진행한다. 임시의 외접 구형의 제1 값 L(v)이 제1 통합 조건을 만족하는 경우, 스텝 c12에서 스텝 c13으로 진행한다. 문자 영역 추출부(83)는 스텝 c13에서 임시의 외접 구형의 제2 값 R(v)이 수학식 28에 나타낸 제2 통합 조건을 만족할지의 여부를 판정한다. 제2 통합 조건은 임시의 외접 구형의 높이와 임시의 외접 구형의 폭의 비가 1에 근접하는지의 여부를 확인하기 위한 것이다. 임시의 외접 구형의 제2 값 R(v)이 제2 통합 조건을 만족하지 않는 경우, 스텝 c13에서 스텝 c16으로 진행한다. 임시의 외접 구형의 제2 값 R(v)이 제2 통합 조건을 만족하는 경우, 스텝 c13에서 스텝 c14로 진행한다. 즉, 임시의 외접 구형의 제1 및 제2 값 L(v), R(v)이 제1 및 제2 통합 조건을 각각 만족하는 경우, 처리 대상의 외접 구형 내의 연결 부분과 비교 대상의 외접 구형 내의 연결 부분은, 모두 동일한 하나의 문자를 구성하는 복수의 연결 부분의 하나로 간주된다. 여기에서 a는 0.2로 한다.
문자 영역 추출부(83)는 스텝 c14에서 처리 대상의 외접 구형과 비교 대상의외접 구형을 통합한 새로운 외접 구형을 설정하고, 라벨링 테이블 내의 처리 대상의 외접 구형의 파라미터를 새로운 외접 구형의 파라미터로 개서한다. 상기 새로운 외접 구형의 파라미터는 예를 들면 전술한 임시의 외접 구형의 파라미터와 동일하다. 이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 c15에서 라벨링 테이블 내의 비교 대상의 외접 구형의 파라미터에 대응하는 제외 플래그를 세트한다.
이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 c16에서 카운터 m의 기억 값에 1을 가산하여 갱신하고, 스텝 c17에서 카운터 m의 갱신값이 2치화 화상(92) 내로 설정된 외접 구형의 총수를 초과했는지의 여부를 판정한다. 카운터 m의 갱신 값이 상기 총수 이외인 경우, 스텝 c17에서 스텝 c9로 복귀되고, 카운터 m의 갱신 값과 동일한 라벨에 대응하는 파라미터에 의해 정의되는 외접 구형을, 새로운 비교 대상의 외접 구형으로서, 스텝 c9∼c16의 처리를 반복한다. 카운터 m의 갱신 값이 상기 총수를 초과한 경우, 스텝 c17에서 스텝 c18로 진행한다.
이어서 문자 영역 추출부(83)는 스텝 c18에서 카운터 n의 기억값에 1을 가산하여 갱신하고, 스텝 c19에서 카운터 n의 갱신값이 상기 총수를 초과했는지의 여부를 판정한다. 카운터 n의 갱신값이 상기 총수 이하인 경우, 스텝 c19에서 스텝 c3로 복귀되고, 카운터 n의 갱신값과 동일한 라벨에 대응하는 파라미터에 의해 정의된 외접 구형을 새로운 처리 대상의 외접 구형으로 하여, 스텝 c4∼c19의 처리를 반복한다. 카운터 n의 갱신값이 상기 총수를 초과한 경우, 스텝 c20에서 상기 제2 통합 처리가 종료한다.
도 17을 이용하여, 스텝 c9∼c16의 처리를 구체적으로 설명한다. 도 17에서, 외접 구형 N3, N4는 입력 화상(91)의 하부의 문장 중 좌단 글자의 최상부의 문자 「ぃ」의 두 개의 연결 부분에 각각 외접하고, 외접 구형 N5는 상기 글자의 위에서부터 2번째의 문자 「ろ」에 외접한다. 처리 대상의 구형 영역을 외접 구형 N3로 가정한다. 또 도 17A에서는 처리 대상의 외접 구형 N3의 검색 영역 S3에 사선을 붙혀 표시한다. 이 경우, 외접 구형 N4, N5는 그 일부분이 검색 영역 S(3)에 각각 중첩되기 때문에, 비교 대상의 외접 구형으로서 선택된다. 도 17B에서 나타낸 바와 같이, 외접 구형 N3, N4를 통합한다고 가정하는 경우, 임시의 외접 구형 N3+5의 제1 및 제2 값 L(3+4), R(3+4)는 수학식 29, 수학식 31에서 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2 통합 조건을 각각 만족한다. 도 17c에서 나타낸 바와 같이, 외접 구형 N3, N5를 통합한다고 가정하는 경우, 임시의 외접 구형 N3+5의 제1 값 L(3+5)는 수학식 31에서 나타낸 바와 같이 제1 통합 조건을 만족하지 않는다.
i 폭 wi 높이 hi 제1 값 L(i) 제2 값 R(i)
3 5 10 10 2.0
4 4 6 6 1.5
5 10 10 10 1.0
3+4 11 10 11 1.1
3+5 10 23 23 2.3
(단위 : 도트)
수학식 29∼31의 연산은 임시의 외접 구형 Ni(i=3, 4, 5, 3+4, 3+5)에 대해서, 상기 표 6과 같은 결과를 얻기 때문에, 이것에 기초하고 있다. a를 0.2로 하고 있는 것은 2할 이상 크기가 변하면 동일 문자로서 통합하는 데에 적합하기 때문이다.
이와 같이, 임시의 외접 구형 N3+4는 단일의 문자 「ぃ」를 구성하는 복수의 연결 부분에 각각 외접하는 외접 구형을 통합한 것이므로, 제1 및 제2 통합 조건을 만족한다. 반대로, 임시의 외접 구형 N3+5는 단일의 문자 「ぃ」를 구성하는 복수의 연결 부분 중 하나에 외접하는 외접 구형과, 단일의 문자 「ろ」에 외접하는 외접 구형을 통합한 것이므로, 제1 및 제2 통합 조건 중 적어도 한 쪽을 만족하지 않는다. 따라서, 문자 영역 추출부(83)는 수학식 27, 28에서 나타낸 제1 및 제2 통합 조건에 기초하여, 단일의 문자를 구성하는 복수의 연결 부분에 각각 외접하는 외접 구형 끼리만을 통합할 수 있다.
도 18은 제3 제외 처리를 상세하게 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 9의 화상 보정 처리에서, 스텝 b9에서 스텝 b10으로 진행하면, 스텝 d1에서 스텝 d2로 진행한다. 문자 영역 추출부(83)는 먼저 스텝 d2에서 라벨링 테이블 내의 모든 문자 플래그를 「미정」으로 설정한다. 이어서 문자 영역 추출부(83)는 스텝 d3에서카운터 n을 초기화하여, 1을 기억시킨다. 라벨링 테이블 내에서, 카운터 n이 기억하는 값과 동일한 라벨에 대응하는 파라미터에 의해 정의되는 외접 구형이 처리 대상의 외접 구형이 된다. 이어서, 스텝 d4에서, 문자 영역 추출부(83)는 처리 대상의 외접 구형에 대응하는 제외 플래그가 세트되어 있는지의 여부를 판정한다. 세트되어 있는 경우, 스텝 d4에서 스텝 d16으로 진행한다. 세트되어 있지 않는 경우, 스텝 d4에서 스텝 d5로 진행한다. 스텝 d5∼d15는 문자 플래그를 선택적으로 세트하는 처리이다.
문자 영역 추출부(83)는 먼저 스텝 d5에서 카운터 n의 기억값이 2치화 화상(92) 내에 설정된 외접 구형의 총수를 초과했는지의 여부를 판정한다. 카운터 n의 기억값이 상기 총수를 초과한 경우, 스텝 d5에서 스텝 d17로 진행한다. 카운터 n의 기억값이 상기 총수 이하인 경우, 스텝 d5에서 스텝 d6로 진행한다.
문자 영역 추출부(83)는 스텝 d6에서 처리 대상의 외접 구형이 문자인지의 여부를 조사하기 위한 검색 영역 Sa(n)를 설정한다. 검색 영역 Sa(n)을 구성하는 복수의 화소의 좌표 (x, y)는 예를 들면 수학식 32에 의해 정의된다. 이 결과, 검색 영역 Sa(n)은 도 19에서 나타낸 바와 같이, 처리 대상의 외접 구형을 중심으로 하여, 입력 화상(91) 내의 상하 방향 및 좌우 방향에 각각 평행하게 길이 kL(n)씩 연장되는 십자형 영역이 된다. 상하 방향은 입력 화상(91)에 설정되는 좌표계의 x좌표축에 평행한 방향이다. 좌우방향은 입력 화상(91)에 설정되는 좌표계의 y축 좌표에 평행한 방향이다. C(n)x 및 C(n)y는 처리 대상의 외접 구형 n의 중심 좌표의 x 좌표 및 y 좌표이다. L(n)은 처리 대상의 외접 구형의 높이 hn 및 폭 wn 중에서, 큰 쪽의 값이다. k는 검색 범위 Sa(n)의 넓이를 한정하기 위한 정수로서, 예를 들어 2.0으로 한다.
문자 영역 추출부(83)는 스텝 d7에서 라벨링 테이블 내의 제외 플래그가 설정되어 있지 않는 외접 구형 중에서 검색 영역 Sa(n)과 중첩되는 외접 구형 중에서 처리 대상의 외접 구형에 가장 근접한 외접 구형을 비교 대상의 외접 구형으로서 검색한다. 이어서, 스텝 d8에서, 문자 영역 추출부(83)는 비교 대상의 외접 구형이 검색되었는지의 여부, 즉 비교 대상의 외접 구형이 존재하는지의 여부를 판정한다. 비교 대상의 외접 구형이 존재하지 않는 경우, 스텝 d8에서 스텝 d16으로 진행한다. 비교 대상의 외접 구형이 존재하는 경우, 스텝 d8에서 스텝 d9로 진행한다.
문자 영역 추출부(83)는 스텝 d9에서, 처리 대상의 외접 구형의 크기와 비교 대상의 외접 구형의 크기에 기초하여, 처리 대상의 외접 구형 내의 연결 부분과 비교 대상의 외접 구형 내의 연결 부분이, 모두 문자일 가능성이 있는지의 여부를 판정한다. 이를 위해, 문자 영역 추출부(83)는 처리 대상의 외접 구형의 제1 값 L(n)과, 비교 대상의 외접 구형의 제1 값 L(m)이 수학식 33의 판정 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다. β는 정수로서, 예를 들면 0.2이다. 제1 값 L(n), L(m)이 수학식 33의 판정 조건을 만족하지 않는 경우, 처리 대상 및 비교 대상의 외접 구형 중 적어도 한 쪽은 문자에 외접하고 있지 않다고 간주된다. 이 경우, 스텝 d9에서 스텝 d16으로 진행한다. 제1 값 L(n), L(m)이 수학식 33의 판정 조건을 만족하는 경우, 처리 대상 및 비교 대상의 외접 구형이 모두 문자에 외접하고 있다고 간주된다. 이 경우, 스텝 d9에서 스텝 d10으로 진행한다.
이어서, 스텝 d10∼d14에서, 문자 영역 추출부(83)는 비교 대상의 외접 구형과 검색 영역 Sa(n)의 간격이 미리 정한 크기 미만인지를 판정한다. 구체적으로는, 먼저 스텝 d10에서, 비교 대상의 외접 구형과 처리 대상의 외접 구형이 종방향으로 정렬되어 있는지의 여부가 판정된다. 종방향으로 정렬되어 있는 경우, 스텝 d10에서 스텝 d11로 진행한다. 종방향으로 정렬되어 있지 않는 경우, 비교 대상의 외접 구형과 처리 대상의 외접 구형은 횡방향으로 정렬되어 있다고 간주되어, 스텝 d10에서 스텝 d13으로 진행한다.
문자 영역 추출부(83)는 스텝 d11에서는 비교 대상의 외접 구형의 좌단변의 좌표 Pos(m)left, 즉 비교 대상의 외접 구형의 좌상 모서리의 정점의 좌표 x 좌표치 sm이 이하의 수학식 34에 나타낸 판정 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다. 비교 대상의 외접 구형의 좌단변의 좌표 Pos(m)left가 수학식 34의 판정 조건을 만족하지 않는 경우, 스텝 d11에서 스텝 d16으로 진행한다. 비교 대상의 외접 구형의 좌단변의 좌표 Pos(m)left가 수학식 34의 판정 조건을 만족하는 경우, 스텝 d11에서 d12로 진행한다. 이어서 문자 영역 추출부(83)는 스텝 d12에서 비교 대상의 외접 구형의 우단변의 좌표 Pos(m)right, 즉 비교 대상의 외접 구형의 우하(右下) 모서리의 정점 좌표 x 좌표치 um이 이하의 수학식 35에서 나타낸 판정 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다. 비교 대상의 외접 구형의 우단변의 좌표 Pos(m)right가 수학식 35의 판정 조건을 만족하지 않는 경우, 스텝 d12에서 스텝 d16으로 진행하게 된다. 비교 대상의 외접 구형의 우단변의 좌표 Pos(m)right가 수학식 35의 판정 조건을 만족하는 경우, 스텝 d12에서 스텝 d15로 진행하게 된다.
또 문자 영역 추출부(83)는 스텝 d13에서 비교 대상의 외접 구형의 상단변의 좌표 Pos(m)top, 즉 비교 대상의 외접 구형의 좌상 모서리의 정점 좌표의 y좌표치 tm이 수학식 36에서 나타낸 판정 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다. 비교 대상의 외접 구형의 상단변의 좌표 Pos(m)top가 수학식 36의 판정 조건을 만족하지 않는 경우, 스텝 d13에서 스텝 d16으로 진행한다. 비교 대상의 외접 구형의 좌단변의 좌표 Pos(m)top가 수학식 36의 판정 조건을 만족하는 경우, 스텝 d13에서 d14로 진행한다. 이어서 문자 영역 추출부(83)는 스텝 d14에서 비교 대상의 외접 구형의 하단변의 좌표 Pos(m)bottom, 즉 비교 대상의 외접 구형의 우하 모서리의 정점 좌표의 y 좌표치 vm이 이하의 수학식 37에서 나타낸 판정 조건을 만족하는지의 여부를 판정한다. 비교 대상의 외접 구형의 하단변의 좌표 Pos(m)bottom가 수학식 37의 판정 조건을 만족하지 않는 경우, 스텝 d14에서 스텝 d16으로 진행하게 된다. 비교 대상의 외접 구형의 하단변의 좌표 Pos(m)bottom가 수학식 37의 판정 조건을 만족하는 경우, 스텝 d14에서 스텝 d15로 진행하게 된다.
즉, 스텝 d10∼d11에서는 비교 대상의 외접 구형과 처리 대상의 외접 구형이 종방향으로 거의 평행하게 정렬되어 있는 경우, 처리 대상의 외접 구형의 중심을 통해 종방향으로 평행한 가상 직선으로부터 비교 대상의 외접 구형의 좌단 및 우단변 까지의 각각의 거리가 모두 미리 정한 거리 L(n)×δ미만인 경우만, 비교 대상의 외접 구형과 검색 영역 Sa(n)의 간격이 기준 간격 미만이라고 간주된다. 또, 비교 대상의 외접 구형과 처리 대상의 외접 구형이 횡방향으로 거의 평행하게 정렬되어 있는 경우, 처리 대상의 외접 구형의 중심을 통해 횡방향으로 평행한 가상 직선으로부터 비교 대상의 외접 구형의 상단 및 하단변 까지의 각각의 거리가, 모두 미리정한 거리 L(n)×δ미만인 경우만, 비교 대상의 외접 구형과 검색 영역 Sa(n)의 간격이 기준 간격 미만이라고 간주된다. 미리 정한 거리는 기본적으로는 제1 값 L(n)의 반분값이다. 그러나, 문자의 상이나 오차를 고려하여, 정수 δ는 예를 들어 8분의 5(5/8)로 설정된다.
스텝 d19∼d14의 처리에 의해서, 처리 대상의 외접 구형과 비교 대상의 외접 구형의 크기가 거의 동일하고, 또 처리 대상의 외접 구형과 비교 대상의 외접 구형이 종방향 또는 횡방향으로 거의 평행하게 정렬되어 있는 경우만, 스텝 d15의 처리가 행해진다. 문자 영역 추출부(83)는 스텝 d15에서 처리 대상의 외접 구형의 문자 플래그과 비교 대상의 외접 구형의 문자 플래그에 각각 1을 세트한다.
이어서, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 d16에서, 카운터 n에 기억된 값에 1을 가산하여 갱신하고, 스텝 d4로 복귀한다. 이에 의해, 카운터 n에 갱신된 값과 동일한 레벨에 대응하는 파라미터에 의해 정의되는 외접 구형을 처리 대상의 외접 구형으로 하여 스텝 d4∼d16의 처리가 반복된다.
또, 스텝 d5에서, 카운터 n가 기억하는 값이 정의된 외접 구형의 총수를 초과하는 경우, 문자 영역 추출부(83)는 스텝 d5에서 스텝 d17로 진행하여, 제3 제외 처리를 종료한다.
이하, 문자 영역 추출부(83)는 문자 플래그가 세트되어 있지 않는 외접 구형의 제외 플래그를 1로 세트한다. 이에 의해, 입력 화상 내의 모든 외접 구형 중에서 미리 정한 문자의 정렬 방향에 대략 평행하게 정렬된 복수의 외접 구형 만이, 문자 영역의 후보로서 라벨링 테이블 내에 남는다. 도 18의 플로우챠트의 설명에서는, 입력 화상 내에서는 문자는 종방향 또는 횡방향에 평행하게 정렬되어 있다고 가정하여 설명했지만, 문자가 종방향도 횡방향도 아닌 사선 방향으로 평행하게 정렬되어 있는 경우, 검색 영역 Sa(n)이나 스텝 d19∼d14의 판정을 문자가 정렬된 방향으로 함께 변경하여도 좋다.
이상과 같이 설명한 제2 실시 형태의 화상 처리 장치가 행하는 선택적 선명화 처리에서는, 문자 영역의 선명화의 정도가 문자 영역 이외의 검색 영역의 선명화의 정도 보다 강하다. 또한, 선명화 화상에 계조 보정 LUT를 이용한 휘도 변환 처리가 실시되고 있다. 이에 의해, 문자 영역 내에 있는 선명화를 실시해야 하는 문자는 에지의 둔해짐이 선명화 처리에 의해 개선되고, 또 계조 보정 처리에 의해 시인성이 좋아진다. 동시에, 상기 잔여의 영역은 노이즈가 강조되지 않는 정도의 적당한 선명화 처리가 실시되기 때문에, 에지 주변에서의 둔해짐이 개선되고, 또 계조 보정 처리에 의해 시인성이 양호해진다. 이에 의해, 출력 화상을 표시 장치에 표시한 경우, 문자 영역 내의 문자가 읽기 쉬어지고, 동시에 상기 잔여 부분이 노이즈가 적은 보기 쉬운 화상이 된다.
이하, 본 발명의 제3 실시 형태인 화상 처리 장치에 대해 설명한다. 제3 실시 형태의 화상 처리 장치는, 제1 실시 형태의 화상 처리 장치와 비교하여, 데이터 처리 장치(34)가 도 20에서 나타낸 데이터 처리 장치(101)로 치환되는 점이 다르고, 그 외는 동일하기 때문에, 동일한 구성의 장치, 데이터 및 테이블에는 동일한 부호를 붙혀 설명은 생략한다.
도 20은 제3 실시 형태의 화상 처리 장치 내의 데이터 처리 장치(101)의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 데이터 처리 장치(101) 중에서 제1 및 제2 실시 형태의 데이터 처리 장치(34, 81) 내의 장치와 동일한 동작을 행하는 부분에는 동일한 부호를 붙히고 상세한 설명은 생략한다.
데이터 처리 장치(101)는 콘트라스트 추정부(37), 콘트라스트 보정용 LUT 작성부(104), 문자 영역 추출부(83), 화상 선명화부(84), 화상 휘도 변환부(107), 계조 보정용 LUT 기억부(44), 데이터 기억부(108), 및 조작부(40)을 포함한다. 콘트라스트 보정용 LUT 작성부(103)는 콘트라스트 추정부(37)에 의해 추정된 콘트라스트 [Lv, Hv]에 기초하여 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT를 작성한다. 화상 휘도 변환부(107)은 콘트라스트 보정을 위한 휘도 보정 처리와, 계조 보정을 위한 휘도 보정 처리를 행한다. 데이터 기억부(108)는 콘트라스트 추정부(37), 콘트라스트 보정용 LUT 작성부(104), 문자 영역 추출부(83), 화상 선명화부(84), 및 화상 휘도 변환부(107)가 각각 처리를 행할 때에, 처리에 이용되는 각종 데이터를 일시적으로 기억한다. 이를 위해 데이터 기억부(108) 내에는 각종 데이터를 각각 기억하기 위한 복수의 기억 영역이 미리 설정되어 있고, 각 기억 영역의 어드레스는 미리 정해져 있다.
히스토그램 작성부(41), 콘트라스트 검출부(42), 콘트라스트 보정용 LUT 작성부(104), 문자 영역 추출부(83), 화상 선명화부(84), 및 화상 휘도 변환부(107)는 각각 개별의 회로로 실현된다. 또, 기억부(41, 42, 104, 83, 84, 107) 중 적어도 두 개의 부는 단일의 중앙 연산 처리 회로의 연산 처리에 의해 실현되는 가상 회로로 되어도 좋다.
도 21은 제3 실시 형태의 화상 처리 장치의 데이터 처리 장치(101)가 실행하는 화상 보정 처리를 설명하기 위한 플로우챠트이다. 도 21의 플로우챠트를 이용하여, 화상 보정 처리를 설명한다. 도 21의 플로우챠트는 도 2 및 도 9의 플로우챠트와 유사한 동작을 행하는 스텝을 포함하므로, 유사한 동작을 행하는 스텝의 상세한 설명은 생략한다.
예를 들면, 화상 처리 장치의 조작자가 예를 들면 조작부(40)를 이용하여 화상 보정 처리의 실행을 지시하면, 스텝 e1에서 스텝 e2로 진행하게 된다. 스텝 e2의 화상 데이터의 입력 처리, 및 스텝 e3∼e12의 입력 화상의 콘트라스트 [Lv, Hv]의 추정 처리는 도 2의 플로우챠트의 스텝 a2의 처리 및 스텝 a3∼a12의 처리와 각각 동일하다.
콘트라스트 보정용 LUT 작성부(104)는 스텝 e13에서 스텝 a13과 동일한 처리에 의해 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT를 작성한다. 이어서, 콘트라스트 보정 LUT 작성부(104)는 스텝 e14에서 작성한 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT를 데이터 기억부(108)의 미리 정한 제2 기억 영역에 기억시킨다.
이어서, 화상 휘도 변환부(107)는 스텝 e15에서 콘트라스트 보정을 행하기 위한 콘트라스트 보정부로서 동작한다. 이 경우, 화상 휘도 변환부(107)는 입력 화상 데이터(51)에 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT에 기초하여, 휘도 보정 처리를 실시한다. 구체적으로는, 먼저 데이터 기억부(108)로부터 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT를 판독하고, 또한 입력 화상 데이터(51)를 데이터 기억부(108)로부터 판독한다. 이어서, 이하의 수학식 38과 콘트라스트 특정 보정 룩업 테이블CLUT에 기초하여, 입력 화상 데이터(51)의 각 화소 데이터 f(x, y)를 각각 휘도 변환하여, 보정 화상 데이터의 각 화소 데이터 fa(x, y)를 각각 얻는다. 얻어진 각 화소 데이터 fa(x, y)는 데이터 기억부(86)의 미리 정한 제3 기억 영역 내의 어드레스에 기억된다. 상기 어드레스는 얻어진 각 화소 데이터 fa(x, y)가 대응하는 화소의 보정 화상 내의 위치 좌표에 기초하여, 각각 미리 정해져 있다. 보정 화상이라는 것은 보정 화상 데이터가 나타내는 화상이다.
스텝 e15의 휘도 변환 처리는 제1 실시 형태의 화상 처리 장치의 스텝 a16의휘도 변환 처리와 비교하여, 휘도 보정용 룩업 테이블 CaLUT 대신에 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT를 이용하는 점이 다르고, 그 외는 동일하다. 이에 의해, 입력 화상의 콘트라스트 [Lv, Hv]가 화소 데이터의 규격상 최대의 콘트라스트 [Vmin, Vmax] 까지 확대된다.
스텝 e16∼e23의 문자 영역의 추출 처리는, 도 9의 플로우 챠트의 스텝 b3∼b10과 비교하여, 입력 화상 데이터(51) 대신에 상기 보정 화상 데이터를 처리 대상으로 하는 점이 다르고, 그 외는 동일하다. 또, 스텝 e24, e25의 화상 선명화 처리는 도 9의 플로우챠트의 스텝 b11, b12의 처리와 동일하다. 이에 의해, 상기 보정 화상 데이터에 제2 실시 형태에서 설명한 선택적 선명화 처리가 실시된다. 이어서, 화상 휘도 변환부(107)는 스텝 e26에서 계조 보정을 행하기 위한 계조 보정부로서 동작한다. 이 경우, 화상 휘도 변환부(107)는 입력 화상 데이터(51)에 계조 보정용 룩업 테이블 RLUT에 기초하여 휘도 보정 처리를 실시한다. 스텝 e24의 계조 보정용 휘도 보정 처리는 도 9의 플로우 챠트의 스텝 b13의 처리와 동일하다. 이에 의해 얻어진 출력 화상 데이터가 스텝 e28에서 표시 장치(35)에 부여되고, 스텝 a29에서 화상 보정 처리를 종료한다.
도 21에서 설명한 화상 보정 처리 중에서, 스텝 e13의 콘트라스트 보정용 룩업 테이블 CLUT 대신에, 제1 실시 형태에서의 수학식 13∼수학식 15를 이용하여 설명한 방법으로 휘도 보정용 CaLUT를 작성하고, 스텝 e15에서 휘도 보정용 룩업 테이블을 이용한 휘도 보정 처리를 행해도 좋다. 이 경우, 스텝 a27의 계조 특성의 보정을 위한 휘도 보정 처리를 생략할 수 있기 때문에, 처리가 간략화된다.
이상의 처리에 의해, 표시 장치에 표시되는 화상은, 콘트라스트가 입력 화상 보다 확대된다. 또, 입력 화상 내의 문자 영역에 실시된 선명화 처리의 선명화의 정도는, 문자 영역 이외의 잔여의 영역에 실시된 선명화 처리의 선명화의 정도 보다 강하게 되어 있다. 게다가, 표시 장치에 다른 계조 보정이 실시되고 있다. 이들 세 가지 이유 때문에, 표시 장치에 표시되는 화상 내에 기억되는 문자가 판독되기 쉽고, 또 시인성이 높아진다.
도 22는 본 발명의 제4 실시 형태인 화상 처리 장치(121)의 전기적 구성을 나타내는 블럭도이다. 제4 실시 형태의 화상 처리 장치에서, 제1 실시 형태의 화상 처리 장치와 동일한 구성의 장치, 데이터 및 테이블은 동일한 부호를 붙히고, 설명은 생략한다. 화상 처리 장치(121)는 데이터 작성 장치(123)와 데이터 열람장치(124)로 구성된다. 데이터 작성 장치(123)은 화상 입력 장치(33)와, 데이터 처리 장치(34)와, 기억 매체 기입 장치(126)으로 구성된다. 데이터 열람 장치(124)는 기억 매체 판독 장치(127)와 표시 장치(35)로 구성된다.
데이터 처리 장치(34)는 화상 입력 장치(33)으로부터 입력된 화상 데이터에 미리 정해진 화상 보정 처리를 실시하여 출력 화상 데이터를 작성하고, 출력 화상 데이터를 기억 매체 기입 장치(126)에 부여한다. 이 때, 상기 화상 보정 처리는 데이터 열람 장치(124)의 표시 장치(35)의 표시 특성 기초하여 행해진다. 기억 매체 기입 장치(126)는 출력 화상 데이터를 기억 매체(128)에 기입한다. 기억 매체는 예를 들면 플로피 디스크 또는 CD-ROM으로 실현된다. 기억 매체(128)은 기억 매체 기입 장치(126) 및 기억 매체 판독 장치(127)에 각각 착탈 자유롭게 장착 가능하다. 출력 화상 데이터가 기입된 기억 매체는, 기억 매체 기입 장치(126)로부터 분리되어, 기억 매체 판독 장치(124)에 장착된다. 기억 매체 판독 장치(127)은 기억 매체(128)로부터 출력 화상 데이터를 판독하여, 표시 장치(35)에 부여한다. 표시 장치(35)는 부여된 화상에 기초하여 표시 화면에 화상을 표시시킨다.
이와 같은 구성의 화상 처리 장치(121)는 예를 들면 데이터 작성 장치(123)를 소위 전자 출판의 간행 시스템으로서 이용하고, 데이터 열람 장치(124)를 소위 전자 출판의 전자적 간행물을 열람하기 위한 장치로서 이용할 수 있다. 이 경우, 기억 매체(128)에는 전자적 간행물로서 콘텐츠의 각 페이지 전체를 각각 1개의 화상으로서 나타내는 복수의 화상 데이터가 기억된다. 이들 각 화상 데이터에는 상술한 화상 보정 처리가 실시되고 있기 때문에 표시 장치(35)의 표시 화면에 표시되는 화상은 계조 특성의 편차, 상기 화상의 콘트라스트, 및 상기 화상의 해상도에 기인하는 화상의 시인성의 저하가 방지되고 있다. 따라서, 데이터 열람 장치(124)의 표시 장치(35)의 표시 화면의 해상도를, 종래 기술의 해상도로 유지한 채, 표시 화면에 표시된 화상의 기재 문자를 판독하기 쉽게 할 수 있다. 이에 의해, 전자적 간행물의 작성시 교정의 수고를 덜어 작성 처리를 간략화할 수 있고, 동시에 콘텐츠의 각 페이지에 인쇄된 문장이 보이는 인상을 그대로 유지한채 읽기 쉽게 할 수 있다.
이와 같이, 화상 처리 장치(121)에서는, 데이터 작성 장치(123)와 데이터 열람 장치(124)를 분리할 수 있다. 이를 위해, 화상 처리 장치(123)는 단일의 데이터 작성 장치(123)와 단일의 데이터 열람 장치(124)로 구성된 것에만 한정되지 않고, 복수의 데이터 작성 장치(123)와 단일의 데이터 열람 장치(124)로 구성되어도 좋고, 단일의 데이터 작성 장치(123)과 복수의 데이터 열람 장치(124)로 구성되어도 좋고, 복수의 데이터 작성 장치(123)과 복수의 데이터 열람 장치(124)로 구성되어도 좋다. 또, 데이터 처리 장치(34) 대신에, 제2 실시 형태의 화상 처리 장치의 데이터 처리 장치(81) 및 제3 실시 형태의 화상 처리 장치의 데이터 처리 장치(101)의 어느 한 쪽을 이용해도 좋다.
제1∼제4 실시 형태의 화상 처리 장치의 설명에서는, 입력 화상 데이터는 흑백 화상이라고 가정했다. 이들 화상 처리 장치는, 입력 화상 데이터에 컬러 화상을 이용할 수도 있다. 입력 화상 데이터가 소위 RGB 신호 형태의 데이터, 즉 적의 휘도 시호 성분과 녹의 휘도 신호 성분과 청의 휘도 신호 성분으로 구성되는 데이터인 경우의 상기 화상 처리 장치의 처리 순서를 간략하게 설명한다. 상기 경우, 입력 화상 데이터에 콘트라스트 보정 및 계조 보정을 위한 휘도 변환 처리를 실시하기 위해서는, 화상 처리 장치는 먼저 입력 화상 데이터로부터 휘도 신호 성분만을 추출한다. 이어서, 상기 휘도 신호 성분을 이용하여, 계조 보정용 및 콘트라스트 보정용 룩업 테이블을 작성한다. 게다가, 원래의 화상, 즉 RGB 신호의 형태의 입력 화상 데이터의 상기 각 색 신호 성분에 룩업 테이블을 각각 작성시켜, 출력 화상 데이터를 얻는다. 상기 휘도 성분 데이터는 소위 YUV 신호 형태의 데이터 중 Y 신호이다.
또, 상기 경우에 입력 화상 데이터에 선명화 처리를 실시하기 위해서, 화상 처리 장치는 먼저 입력 화상 데이터로부터 휘도 신호 성분 (Y 신호)을 추출하고, 상기 휘도 신호 성분만을 이용하여 문자 영역 추출 처리를 행한다. 이어서, 원래의 화상, 즉 RGB 신호 형태의 입력 화상 데이터의 상기 각 색 신호 성분에, 상기 문자 추출 처리에서 얻어진 문자 영역에 기초한 선택적 선명화 처리를 각각 실시하여, 출력 화상 데이터를 얻는다.
제1∼제4 실시 형태의 화상 처리 장치는, 컴퓨터에 의해 실현되어도 좋다. 이를 위해, 도 2, 8, 20에서 각각 설명한 화상 보정 처리를 컴퓨터의 중앙 연산 처리 장치에서 행하게 하기 위한 프로그램 및 데이터를 포함하는 소프트웨어를, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기억시켜 둔다. 이 기억 매체로는, 예를 들면 CD-ROM 및 플로피 디스크를 들 수 있다. 화상 입력 장치와 표시 장치를 구비한 컴퓨터를 상기 데이터 처리 장치로서 동작시키기 위해서는, 먼저 상기 기억 매체를컴퓨터에 장착하여, 기억 매체 내의 소프트웨어를 컴퓨터에 인스톨하고, 이어서 인스톨한 소프트웨어 내의 프로그램을 중앙 연산 처리 장치에서 실행시킨다. 이에 의해, 컴퓨터 내의 중앙 연산 처리 장치 및 메모리가 데이터 처리 장치로서 동작하기 때문에, 컴퓨터 전체가 화상 처리 장치로서 동작한다. 이에 의해, 범용적인 컴퓨터를 이용하여, 용이하게 제1∼제4 실시 형태의 화상 처리 장치를 실현할 수 있다.
제1∼제4 실시 형태의 화상 처리 장치는 본 발명의 화상 처리 장치의 예시로서, 주요한 동작이 동일하면, 다른 다양한 형태로 실시할 수 있다. 특히 각 장치 및 부의 상세한 동작은 동일한 처리 결과가 얻어지면 이에 한정하지 않고 다른 동작에 의해 실현해도 좋다.
본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징에서 이탈하지 않고, 다른 여러 가지로 실시할 수 있다. 따라서, 전술한 실시 형태는 모든 점에서 간단한 예시에 지나지 않고, 본 발명의 범위는 청구 범위에서 나타낸 것으로서, 명세서 본문에는 조금도 구속되지 않는다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 화상 처리 장치는 표시 수단의 계조 특성과 처리 대상의 화상의 콘트라스트를 동시에 고려하여, 상기 화상을 구성하는 화소의 휘도 변환을 행한다. 이에 의해, 표시 수단에 화상을 표시한 경우, 상기 화상의 콘트라스트 및 상기 표시 수단의 계조 특성 양 쪽에 기인하는 화상의 시인성의 저하를 방지할 수 있다.
또 본 발명에 의하면, 화상 처리 장치의 선명화 수단은, 처리 대상의 화상 내의 문자 영역에 실시하는 선명화의 정도를 처리 대상의 화상 내의 문자 영역 이외의 잔여 영역에 실시하는 선명화의 정도 보다 강하게 한다. 동시에, 상기 화상 처리 장치의 휘도 변환 수단은, 표시 장치의 계조 특성에 기초하여, 선명화된 화상의 각 화소의 휘도 변환을 행한다. 이에 의해, 상기 화상의 해상도와 상기 표시 수단의 해상도의 차 및 상기 표시 수단의 계조 특성의 양 쪽에 기인하는 화상의 시인성의 저하를 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 선명화 수단은 소위 선택적 선명화 처리를 이용하여, 상기 처리 대상의 화상에 선명화 처리를 실시한다. 이에 의해, 선택적 선명화 처리의 처리 대상 화소가 문자 영역 및 잔여 영역 어디에 있는지에 따라서 선명화의 정도를 변경하는 순서가 간단하게 된다.
또 본 발명에 의하면, 문자 영역을 구하기 위해서는, 먼저 상기 화상을 구성하는 각 화소 중에서 휘도가 상호 유사한 복수의 화소가 연결되어 구성되는 1 또는 복수의 연결 부분에 각각 외접하는 외접 구형을 각각 구하고, 모든 외접 구형 중에서 적어도 일부분이 서로 중첩하는 외접 구형을 통합한다. 이어서, 상기 화상 내의 각 외접 구형을 각각 윤관으로 하는 1 또는 복수의 영역 중에서, 이 영역 내에 있는 복수의 화소의 휘도의 최대치 및 최소치의 차가 미리 정한 기준 차분치 이상인 영역을 문자 영역으로서 추출한다. 이에 의해, 상기 화상 내에 적어도 하나의 문자가 그려진 경우, 이 문자에 외접하는 외접 구형을 문자 영역으로서 용이하게 추출할 수 있다.
게다가 본 발명에 의하면, 문자 영역을 구하기 위해서는, 먼저 상기 화상을 구성하는 각 화소 중에서 휘도가 상호 유사한 복수의 화소가 연결되어 구성되는 복수의 연결 부분에 각각 외접하는 외접 구형을 각각 구하고, 모든 외접 구형 중에서 적어도 일부분이 서로 중첩되는 외접 구형을 통합한다. 이어서, 상기 화상 내의 각 외접 구형을 각각 윤곽으로 하는 복수의 영역 중에서 직선 상에 정렬된 복수의 외접 구형을 문자 영역으로서 용이하게 추출한다. 이에 의해, 화상 내에 문장이 그려진 경우, 문장을 구성하는 문자에 외접하는 외접 구형만을 문자 영역으로서 추출할 수 있다.
또 본 발명에 의하면, 화상 처리 장치 내에서는, 선명화 수단에 의한 선명화 처리, 휘도 보정 수단에 의한 휘도 보정 처리에 부가하여, 콘트라스트 보정 수단에 의해 처리 대상인 상기 화상의 콘트라스트를 이 화상의 원 콘트라스트 보다 향상시킬 수 있다. 따라서, 상기 화상의 콘트라스트 기인하는 화상의 시인성의 저하를, 또한 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 상기 콘트라스트 검출 수단은 상기 화상을 구성하는 화소의 휘도 히스토그램에서, 휘도의 출현 빈도를 나타내는 곡선에, 두 개의 명료한 상승이 있는지의 여부에 기초하여, 콘트라스트의 추정 방법을 변경한다. 이에 의해, 문자의 색에 상당하는 휘도의 화소수와 이 휘도 이외의 다른 휘도 각각의 화소수의 관계에 상관 없이, 상기 화상의 콘트라스트를 항상 확실하게 구할 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 처리 대상인 상기 화상의 각 화소의 휘도를 3색의 성분의 합으로 나타내는 경우, 상기 문자 영역은 3색의 성분의 합에 기초하여 추출되며, 상기 선명화 처리는 3색 성분으로 개별적으로 실시되고, 또한 표시 장치의 계조 특성에 기초하는 휘도 보정도, 3색의 성분에 개별적으로 행해진다. 이에 의해, 상기 화상이 컬러 화상인 경우에도, 상기 화상 처리 장치는 상기 화상의 해상도와 상기 표시 수단의 해상도의 차 및 상기 표시 수단의 계조 특성 양쪽에 기인하는 화상의 시인성의 저하를 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 본 발명의 화상 처리 방법에서는, 표시 수단의 계조 특성과 추정된 처리 대상의 화상의 콘트라스트를 동시에 고려하여, 상기 화상을 구성하는 화소의 휘도 변환을 행할 수 있다. 따라서, 표시 수단에 화상을 표시한 경우, 상기 화상의 콘트라스트 및 상기 표시 수단의 계조 특성의 양 쪽에 기인하는 상기 화상의 시인성의 저하를 방지할 수 있다.
또 본 발명에 의하면, 본 발명의 화상 처리 방법에서는, 상기 문자 영역에 실시하는 선명화의 정도를 상기 잔여 영역에 실시한 선명화의 정도 보다 강하게 한 선택적 선명화 처리가 처리 대상의 화상에 실시되고, 또 상기 화상에 표시 수단의 계조 특성에 기초한 휘도 변환 처리가 실시된다. 따라서, 상기 화상의 해상도와 상기 표시 수단의 해상도의 차 및 상기 표시 수단의 계조 특성의 양 쪽에 기인하는 상기 화상의 시인성의 저항을 방지할 수 있다.

Claims (16)

  1. 소정의 계조 특성을 갖는 표시 수단과,
    복수의 화소로 구성되는 화상을 입력하는 화상 입력 수단과,
    상기 화상의 콘트라스트를 추정하는 콘트라스트 추정 수단과,
    추정된 상기 콘트라스트에 기초하여 상기 화상의 콘트라스트를 증대시킴과 함께, 상기 계조 특성에 기초하여 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단을 포함하고,
    상기 표시 수단은 상기 휘도 보정 수단에 의해 각 화소의 휘도가 보정된 화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  2. 소정의 계조 특성을 갖는 표시 수단과,
    복수의 화소로 구성된 화상을 입력하는 화상 입력 수단과,
    상기 화상 내로부터 문자가 그려진 문자 영역을 추출하는 문자 영역 추출 수단과,
    상기 화상 내의 상기 문자 영역 이외의 잔여 영역에 소정의 정도의 선명화를 각각 실시하고, 상기 문자 영역에, 상기 잔여 영역에 실시한 선명화의 정도보다 강한 정도의 선명화를 각각 실시하는 선명화 수단과,
    상기 표시 수단이 갖는 상기 계조 특성에 기초하여, 선명화가 실시된 상기 문자 및 상기 잔여 영역을 각각 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단을 포함하고,
    상기 표시 수단은 상기 휘도 보정 수단에 의해 각 화소의 휘도가 보정된 화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 선명화 수단은, 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도 f(x, y)와 상기 각 화소의 선명화 정도의 계수 h(x, y)를 다음 식
    g(x, y)=f(x, y)-h(x, y)×∇2f(x, y)
    에 대입하여, 선명화된 각 화소의 휘도 g(x, y)를 개별로 구하고,
    상기 각 화소의 선명화의 정도의 계수 h(x, y)는 상기 각 화소가 상기 잔여 영역 내에 있는 경우, 소정의 제1 정수 αi이고, 상기 각 화소가 상기 문자 영역 내에 있는 경우 제1 정수 αi 보다 큰 제2 정수 αc인 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 문자 영역 추출 수단은, 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 2치화하고, 그 2치화된 휘도가 상호 동일한 복수의 화소가 연결되어 구성되는 1 또는 복수의 연결 부분을 구하고, 각 연결 부분에 외접하는 외접 구형을 각각 구하고, 적어도 일부분이 서로 중첩하는 외접 구형을 통합하여 단일의 외접 구형으로 하고,
    각 외접 구형을 각각 윤곽으로 하는 화상 내의 1 또는 복수의 영역 중에서, 영역 내에 있는 복수의 화소의 휘도의 최대치 및 최소치의 차가 소정의 기준 차분치 이상인 영역을 문자 영역으로서 추출하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 문자 영역 추출 수단은, 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 2치화하고, 그 2치화된 휘도가 상호 동일한 복수의 화소가 연결되어 구성되는 1 또는 복수의 연결 부분을 구하고, 각 연결 부분에 외접하는 외접 구형을 각각 구하여, 적어도 일부분이 서로 중첩하는 외접 구형을 통합하여 단일의 외접 구형으로 하고,
    각 외접 구형을 각각 윤곽으로 하는 상기 화상 내의 영역 중에서, 소정의 기준축선에 대략 평행하게 정렬된 영역을, 문자 영역으로서 각각 추출하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 화상의 콘트라스트를 추정하는 콘트라스트 추정 수단과,
    추정된 상기 콘트라스트에 기초하여, 상기 화상의 콘트라스트를 증대시키는 콘트라스트 보정 수단을 더 포함하는 화상 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 콘트라스트 추정 수단은,
    상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도의 히스토그램을 작성하고,
    소정의 기준 휘도 이상이고 상기 각 화소가 취득하는 최대 휘도 이하인 제1 범위 내의 히스토그램의 최대치에 대응하는 제1 휘도를 구하고,
    상기 각 화소가 취득하는 최소의 휘도 이상이고 상기 기준 휘도 미만인 제2 범위 내의 히스토그램의 최대치를 구하고,
    상기 제2 범위 내의 상기 히스토그램의 최대치가 소정의 기준치 이상인지의 여부를 판정하고,
    제2 범위 내의 히스토그램의 최대치가 기준치 이상인 경우, 제1 휘도와 제2 범위 내의 히스토그램의 최대치에 대응하는 휘도에 기초하여 화상의 콘트라스트를 추정하고, 제2 범위 내의 상기 히스트로그램의 최대치가 기준치 미만인 경우, 제1 휘도와 상기 화상을 구성하는 모든 화소의 휘도 중에서 최저의 휘도에 기초하여 화상의 콘트라스트를 추정하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 각 화소의 휘도가 소정의 3색의 성분의 합에 의해 표시되는 경우, 상기 문자 영역 추출 수단은 3색의 성분의 합에 기초하여 문자 영역을 추출하고, 상기 선명화 수단은 3색의 성분에 개별적으로 선명화를 실시하고, 상기 휘도 보정 수단은 3색의 성분을 개별적으로 보정하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  9. 복수의 화소로 구성되는 화상을 입력하고,
    상기 화상의 콘트라스트를 추정하고,
    추정된 상기 콘트라스트에 기초하여 상기 화상의 콘트라스트를 증대시킴과 함께, 상기 화상을 표시시키기 위한 표시 수단이 갖는 계조 특성에 기초하여 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하고,
    상기 각 화소의 휘도가 보정된 상기 화상을 상기 표시 수단에 표시시키는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  10. 복수의 화소로 구성된 화상을 입력하고,
    상기 화상 내의 문자가 그려진 문자 영역을 추출하고,
    상기 화상 내의 상기 문자 영역 이외의 잔여 영역에 소정의 정도의 선명화를 실시하고,
    상기 화상 내의 상기 문자 영역에 상기 잔여 영역에 실시한 선명화의 정도 보다 강한 정도의 선명화를 각각 실시하고,
    상기 화상을 표시하기 위한 표시 수단이 갖는 계조 특성에 기초하여, 선명화가 실시된 상기 문자 및 상기 잔여 영역을 각각 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하고,
    상기 각 화소의 휘도가 보정된 상기 화상을 상기 표시 수단에 표시시키는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 콘트라스트 추정 수단은, 콘트라스트 [Lv, Hv]를 상기 입력 화상내에 발생된 선과 점들의 색에 대응하는 휘도 Lv와 상기 입력 화상의 배경색에 대응하는 휘도 Hv의 합성에 의해 정의되는 입력 화상의 콘트라스트로서 추정하고,
    상기 휘도 보정 수단은, 상기 입력 화상의 콘트라스트 [Lv, Hv]를 가능한 휘도 중에서 휘도의 하한 Vmin과 휘도의 상한 Vmax의 합성에 의해 정의되는 최대 콘트라스트 [Vmin, Vmax]로 증대시켜, 입력 화상의 콘트라스트를 정의하는 저휘도 및 고휘도 Lv, Hv를 휘도의 하한 Vmin과 휘도의 상한 Vmax로 변환시키는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 추정된 콘트라스트 [Lv, Hv]는 입력 화상내에 발생된 선과 점들의 색에 대응하는 휘도 Lv와 입력 화상의 배경색에 대응하는 휘도 Hv의 합성에 의해 정의되고,
    상기 입력 화상의 콘트라스트 [Lv, Hv]를 가능한 휘도 중에서 휘도의 하한 Vmin과 휘도의 상한 Vmax의 합성에 의해 정의되는 최대 콘트라스트 [Vmin, Vmax]로 증대시켜, 입력 화상의 콘트라스트를 정의하는 저휘도 및 고휘도 Lv, Hv를 휘도의 하한 Vmin과 휘도의 상한 Vmax로 변환시키는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
  13. 소정의 계조 특성을 갖는 표시 수단을 구비한 데이터 열람 장치와, 입력 화상을 처리하여 상기 표시 수단에 표시시키기 위한 화상 데이터를 작성하는 데이터 작성 장치를 구비한 화상 처리 장치로서,
    상기 데이터 작성 장치는,
    복수의 화소로 구성되는 화상을 입력하는 화상 입력 수단과,
    상기 화상의 콘트라스트를 추정하는 콘트라스트 추정 수단과,
    추정된 상기 콘트라스트에 기초하여 상기 화상의 콘트라스트를 증대시킴과 함께, 상기 표시 수단의 계조 특성에 기초하여 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단과,
    상기 휘도가 보정된 화상 데이터를 기록 매체에 기입하는 기록 매체 기입 수단을 포함하고,
    상기 데이터 열람 장치는,
    상기 기록 매체로부터 화상 데이터를 판독하는 기록 매체 판독 수단을 구비하고,
    판독한 상기 화상 데이터에 기초하여 화상을 상기 표시 수단에 표시하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  14. 입력 화상을 처리하여 소정의 계조 특성을 갖는 표시 수단에 화상을 표시시키기 위한 화상 데이터를 작성하는 화상 데이터 작성 장치로서,
    복수의 화소로 구성되는 화상을 입력하는 화상 입력 수단과,
    상기 화상의 콘트라스트를 추정하는 콘트라스트 추정 수단과,
    추정된 상기 콘트라스트에 기초하여 상기 화상의 콘트라스트를 증대시킴과 함께, 상기 표시 수단의 계조 특성에 기초하여 상기 화상을 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단과,
    상기 휘도가 보정된 화상 데이터를 기록 매체에 기입하는 기록 매체 기입 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 데이터 작성 장치.
  15. 소정의 계조 특성을 갖는 표시 수단을 구비한 데이터 열람 장치와, 입력 화상을 처리하여 상기 표시 수단에 표시시키기 위한 화상 데이터를 작성하는 데이터 작성 장치를 구비한 화상 처리 장치로서,
    상기 데이터 작성 장치는,
    복수의 화소로 구성된 화상을 입력하는 화상 입력 수단과,
    상기 화상 내로부터 문자가 그려진 문자 영역을 추출하는 문자 영역 추출 수단과,
    상기 화상 내의 상기 문자 영역 이외의 잔여 영역에 소정의 정도의 선명화를 각각 실시하고, 상기 문자 영역에, 상기 잔여 영역에 실시한 선명화의 정도보다 강한 정도의 선명화를 각각 실시하는 선명화 수단과,
    상기 표시 수단이 갖는 상기 계조 특성에 기초하여, 선명화가 실시된 상기 문자 및 상기 잔여 영역을 각각 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단과,
    상기 휘도가 보정된 화상 데이터를 기록 매체에 기입하는 기록 매체 기입 수단을 구비하며,
    상기 데이터 열람 장치는,
    상기 기록 매체로부터 화상 데이터를 판독하는 기록 매체 판독 수단을 구비하고,
    판독한 상기 화상 데이터에 기초하여 화상을 상기 표시 수단에 표시하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
  16. 입력 화상을 처리하여 소정의 계조 특성을 갖는 표시 수단에 화상을 표시시키기 위한 화상 데이터를 작성하는 화상 데이터 작성 장치로서,
    복수의 화소로 구성되는 화상을 입력하는 화상 입력 수단과,
    상기 화상 내로부터 문자가 그려진 문자 영역을 추출하는 문자 영역 추출 수단과,
    상기 화상 내의 상기 문자 영역 이외의 잔여 영역에 소정의 정도의 선명화를 각각 실시하고, 상기 문자 영역에, 상기 잔여 영역에 실시한 선명화의 정도보다 강한 정도의 선명화를 각각 실시하는 선명화 수단과,
    상기 표시 수단이 갖는 상기 계조 특성에 기초하여, 선명화가 실시된 상기 문자 및 상기 잔여 영역을 각각 구성하는 각 화소의 휘도를 보정하는 휘도 보정 수단과,
    상기 휘도가 보정된 화상 데이터를 기록 매체에 기입하는 기록 매체 기입 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 데이터 작성 장치.
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