KR20050050585A - 화상 처리 방법 및 화상 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 다(多)계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구하고, 이 임계값을 이용하여, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻을 수 있는 화상 처리 방법을 제공하는 것이다.
화상 전체에서 히스토그램을 작성하고, 최대 빈도에서의 참조 휘도값과 참조 임계값의 비를 구한 후, 화상을 국소 영역으로 분할하고, 각 국소 영역에서의 히스토그램을 작성하여, 최대 빈도에서의 휘도값을 구하고, 이 값에, 참조 휘도값과 참조 임계값의 비를 곱하는 것에 의해 국소 영역에서의 임계값을 구하여, 이 임계값을 이용해서 국소 영역 내의 2치화를 실행한다.
Description
본 발명은, 화상 처리 방법에 있어서, 특히 통상의 디지털 카메라에 의한 촬영 등에 의해 얻어진 다(多)계조를 갖는 화상 데이터를 2치의 화상 데이터로 변경하는 2치화 처리를 행하는 화상 처리 방법 및 화상 처리조치에 관한 것이다.
예컨대 OCR(Optical Character Reader)의 전(前)처리로서는, 종이에 기재된 문자를 카메라나 스캐너 등에 의해 3 계조 이상의 다계조를 갖는 화상 데이터, 즉 농담(農談) 화상으로서 판독한 후, 문자 영역과 배경 영역으로 분리하는 2치화 처리를 실행할 필요가 있다. 이러한 경우에, 어떤 일정한 임계값을 기준으로 하여, 그 임계값보다 큰 계조값, 즉 밝은 값을 갖는 부분을 배경으로 되는 종이 영역으로 하여 1이라는 값으로 변환하고, 그 값 이하의 계조값, 즉 어두운 값을 가지는 부분을 문자 영역으로 하여 0이라는 값으로 변환하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에서는, 조명의 얼룩 등에 의해, 배경 부분이 일부 0으로 되어 문자 영역으로서 인식되고 버려, 문자를 정확히 판독할 수 없다는 등의 문제가 있었다.
또한, 이와 같이 다계조 화상을 2치화 처리함으로써, 배경 영역으로부터 대상 화상을 분리하는 방법은, 현미경 화상으로부터 세균 등의 촬영 대상을 분리하여, 촬영 대상의 위치나 수 등을 구하기 위해서도 이용되고 있다. 도 2는 현미경 화상을 디지털 카메라로 촬영하여 얻어진 다계조를 가지는 원화상(201), 이 원화상(201)을 2치화함으로써 취득하고자 하는 목적으로 하는 2치 화상(205), 상기 원화상(201)을 종래의 고정 임계값을 이용한 방법에 의해 2치화한 결과 얻어지는 2치화 화상(206)을 각각 도시하는 도면이다.
원화상(201)은 1 화소당 256계조를 갖은 다치(多値) 계조의 화상이다. 이 화상에서는, 조명의 얼룩에 의해 지면 우측 부분이 어둡게 되어 있다. 이 원화상(201)에는 세균(202∼204)이 찍혀져 있고, 이들의 위치나 수를 구할 수 있는 화상, 즉 2치 화상(205)으로 도시하는 바와 같이, 세균과 배경을 분리한 2치 화상을 얻는 것이 목적이다. 그러나, 고정의 임계값을 이용하여, 상기 원화상(201)을 2치화한 경우, 예컨대, 임계값으로 "128"을 이용하여, 원화상(201)의 각 화소 중 "128"보다 큰 것을 흰색(白), "128" 이하의 것을 검은색(黑)으로 치환한 경우, 얻어지는 화상은 2치화 화상(206)으로 나타내는 것으로 된다.
이 2치화 화상(206)에 있어서는, 세균(203)은 임계값 128 이하이고, 또한 그 주변은 임계값 128보다 크기 때문에, 정상으로 검출되고 있다. 그러나, 화상의 지면 우측 부분이 어둡기 때문에, 화상 우측에서는 배경이 임계값 이하의 값으로 되어 세균과 함께 배경도 검은색으로 되어, 세균(204)은 배경에 묻혀 버린다. 반대로, 세균(202)은 강하게 조명을 받기 때문에, 임계값보다 큰 값으로 되어, 희게 되어 버린다. 이 결과, 세균 등의 촬영 대상을 배경으로부터 분리하여, 이들의 위치나 수를 정확히 구하기 어려워지게 된다.
이러한 문제를 해결하는 방법으로서는, 화상을 국소 영역으로 분할하고, 그 국소 영역의 평균값을 기초로, 국소 영역마다의 임계값을 개별적으로 결정하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1]
일본 특허 제 3240389 호 명세서
종래의 화상 처리 방법은 이상과 같이 구성되어 있어, 2치화 시에 단일의 임계값을 이용하는 것에 의한 문제를 해소하기 위해서 국소 영역마다 임계값을 개별적으로 결정하는 방법이 채용되고 있지만, 국소 영역에서의 휘도의 평균값을 기초로 임계값을 결정하고 있으므로, 예컨대, 동일한 밝기이고 동일한 임계값으로 해야 되는 경우이더라도, 배경으로부터 분리하고자 하는 대상물의 밀도가 높은 부분에서는 휘도 평균값이 작아지기 때문에, 임계값이 낮게 설정되는 등, 적정한 임계값을 얻을 수 없어, 목적으로 하는 2치화 화상을 얻을 수 없을 가능성이 있다고 하는 문제점을 갖고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해서 행해진 것으로서, 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구하고, 이 임계값을 이용하여, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻을 수 있는 화상 처리 방법 및 화상 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 화상 처리 방법은, 원화상으로 되는 농담 화상으로부터 2치화 화상을 생성하는 화상 처리 방법으로서, 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 계조의 히스토그램을 생성하는 단계와, 해당 히스토그램에 근거하여 제 1 참조 휘도값, 및 2치화 시의 임계값으로 되는 참조 임계값을 구하여, 제 1 참조 휘도값과 참조 임계값의 비를 휘도비로서 기억하는 단계와, 원화상의 국소 영역에서 국소 히스토그램을 생성하는 단계와, 해당 국소 히스토그램에 근거하여 제 2 참조 휘도값을 구하고, 제 2 참조 휘도값과 상기 휘도비의 연산에 의해 2치화의 임계값을 구하여, 해당 임계값에 의해 원화상의 상기 국소 영역 근방의 영역의 화상을 2치화하는 단계를 포함하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 2 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 국소 히스토그램에 근거하여 구해지는 상기 제 2 참조 휘도값은 상기 제 1 참조 휘도값과 동일한 처리에 의해 구하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 3 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 제 1 참조 휘도값 및 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램의 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값으로 하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 4 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 제 1 참조 휘도값 및 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램에 로우패스 필터를 작동한 후에 얻어지는 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값으로 하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 5 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 참조 임계값을 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 오목 부분에서의 휘도값으로 하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 6 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 히스토그램의 최대값에 인접하는 오목 부분이 존재하지 않는 경우에, 상기 히스토그램의 변곡점에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 7 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 참조 임계값으로서, 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 국소 볼록 부분에 있어서의 휘도값과, 이 히스토그램이 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값을 구하여, 양 휘도값 사이에 포함되는 값을 이용하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 8 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 참조 임계값을 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값으로 하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 9 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 참조 임계값을 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값을 구하여, 상기 최대값에서의 휘도값을 중심으로 하여, 상기 구한 휘도값과 대칭으로 되는 위치에서의 휘도값으로 하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 10 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 원화상 전체를 복수의 국소 영역으로 분할하고, 각 국소 영역마다 개별적으로 임계값을 마련하여 2치화하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 11 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 화상 전체를 복수의 국소 영역으로 분할하고, 각 국소 영역마다 개별적으로 임계값을 마련하여, 임계값이 근접하는 국소 영역의 임계값과 비교하여 미리 정한 값보다도 크게 상이한 국소 영역이 있는 경우에는, 이 국소 영역의 임계값을, 근접하는 다른 국소 영역의 임계값을 이용한 연산에 의해 재설정하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 12 특징에 따른 화상 처리 방법은, 상기 화상 처리 방법에 있어서, 상기 휘도비를 구할 때에, 제 1 참조 휘도값과 참조 임계값으로부터 각각 백그라운드 특성에 근거한 불필요한 값을 감산하도록 한 것이다.
또한, 본 발명의 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치는, 원화상으로 되는 농담 화상으로부터 2치화 화상을 생성하는 화상 처리 장치로서, 상기 농담 화상의 다계조의 화상 데이터를 기억하고, 해당 기억된 화상 데이터의 전체 또는 특정한 영역을 대상 화상 데이터로서 출력하는 기억 수단과, 상기 대상 화상 데이터에서의 계조의 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성 수단과, 상기 히스토그램에 근거하여 제 1 참조 휘도값 및 2치화 시의 임계값으로 되는 참조 임계값을 구하여, 해당 제 1 참조 휘도값과 해당 참조 임계값의 비를 참조 휘도비로서 출력하는 참조 휘도비 생성 수단과, 상기 대상 화상 데이터를 복수의 국소 영역으로 분할하여 출력하고, 또한, 상기 대상 화상 데이터에 대한 분할 정보를 출력하는 화상 분할 수단과, 각 국소 영역에서 국소 히스토그램을 생성하는 국소 히스토그램 생성 수단과, 상기 국소 히스토그램에 근거하여 제 2 참조 휘도값을 구하는 국소 영역 참조 휘도값 생성 수단과, 상기 제 2 참조 휘도값과 상기 참조 휘도비의 연산에 의해 2치화의 임계값을 구하는 임계값 생성 수단과, 상기 2치화의 임계값에 의해, 상기 대상 화상 데이터를 상기 분할 정보에 근거하여 상기 국소 영역마다 2치화하고, 상기 대상 화상 데이터의 2치화 화상을 생성하는 2치화 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 14 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 히스토그램 생성 수단 및 상기 국소 히스토그램 생성 수단은 상기 제 1 참조 휘도값 및 상기 제 2 참조 휘도값을, 동일한 처리에 의해 구하는 것인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 15 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 14 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 제 1 참조 휘도값 및 상기 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램의 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 16 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 14 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 제 1 참조 휘도값 및 상기 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램에 로우패스 필터를 실시한 후에 얻어지는 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 17 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 참조 휘도비 생성 수단은 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 오목 부분에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 18 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 17 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 히스토그램의 최대값에 오목 부분이 존재하지 않는 경우에는, 상기 히스토그램의 변곡점에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 19 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 참조 휘도비 생성 수단은 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 국소 볼록 부분에서의 휘도값과, 해당 히스토그램이 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값을 구하여, 양 휘도값 사이에 포함되는 값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 20 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 참조 휘도비 생성 수단은 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 21 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 참조 휘도비 생성 수단은 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값을 참조 휘도값으로 하고, 상기 최대값에서의 휘도값을 중심으로 하여, 상기 구한 참조 휘도값과 대칭으로 되는 위치에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 22 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 임계값 생성 수단은, 각 국소 영역의 임계값을 축적하는 임계값 메모리와, 상기 임계값 메모리에 축적된 특정한 국소 영역의 임계값을 주위의 국소 영역에서의 임계값과 비교하는 임계값 비교부와, 상기 임계값 비교부에서 비교한 상기 특정한 국소 영역의 임계값이 상기 주위의 국소 영역에서의 임계값에 비해서, 미리 정해진 값 이상의 차를 가지는 경우에는, 상기 특정한 국소 영역의 임계값을 상기 주위의 국소 영역에서의 임계값의 평균값으로 치환하는 임계값 판단 변경부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 23 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 카메라 내장형 휴대 전화의 명함 판독 장치에 이용되는 것인 것을 특징으로 하는 것이다.
(실시예 1)
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 화상 처리 방법의 원리를 설명하기 위한 도면으로서, 3계조 이상의 다계조의 원화상(300), 즉 농담을 갖는 원화상과 그 각 영역에서의 히스토그램을 나타내는 것이다. 원화상으로서는, 세균을 촬영한 화상을 이용하여 있다. 히스토그램(303)은 원화상(300)의 국소 영역(301)에서의 휘도값의 히스토그램이다.
이 히스토그램(303)은 국소 영역(301)에 포함되는 모든 화소의 휘도값을 그 빈도로 나타낸 것이며, 지면 왼쪽에 어두운 화소, 즉 휘도값 0, 지면 오른쪽에 밝은 화소, 즉 휘도값 255를 취하여, 각각의 휘도값을 나타내는 화소수를 세로축으로 잡은 것이다. 국소 영역(301)에 있어서는, 배경의 부분이 가장 넓은 면적을 가지기 때문에, 히스토그램(303)에서는 배경의 휘도 A 부근의 화소수가 가장 많아져 있다. 또한, 휘도 B의 밝기를 가진 세균의 부분은 작은 피크로서 나타난다. 국소 영역(301)에서는 휘도 C를 임계값으로 하는 것에 의해, 세균과 배경을 분리하는 것이 가능하다.
마찬가지로, 히스토그램(304)은 원화상(300)의 국소 영역(302)에서의 휘도값의 히스토그램이다. 국소 영역(302)은 국소 영역(301)에 비해서 전체가 어둡게 되어 있기 때문에, 이 히스토그램(304)은 히스토그램(303)에 비하면 지면 왼쪽으로 치우친 형상을 가지고 있다. 국소 영역(302)에 있어서도, 배경의 부분이 가장 넓은 면적을 가지기 때문에, 히스토그램(304)에서는 배경의 휘도 D 부근의 화소수가 가장 많아지고 있다. 또한, 휘도 E의 밝기를 가지는 세균의 부분은 작은 피크로서 나타난다. 국소 영역(302)에서는, 휘도 F를 임계값으로 하는 것에 의해, 세균과 배경을 분리하는 것이 가능하다.
히스토그램(305)은 원화상(300) 전체의 휘도값의 히스토그램이다. 이 히스토그램(305)은 국소 영역(301, 302)을 비롯한 모든 국소 영역의 히스토그램을 서로 합한 것으로 되기 때문에, 각 피크는 완만한 것으로 되지만, 배경 부분의 가장 화소가 많은 휘도 G 부분과, 세균 부분의 제일 화소가 많은 휘도 H 부분에 각각 피크가 나타난다. 휘도 I는 배경과 세균 부분을 분리하는 휘도이기는 하지만, 이 값을 화상 전체의 임계값으로서 2치화한 경우는, 이 값 I가 히스토그램(303)에 나타내는 휘도 B 이하인 것이므로, 국소 영역(301)에서는 세균 부분을 배경으로서 판단해 버리기 때문에, 정상적인 처리를 할 수 없다.
이 때문에, 국소 영역마다 각각에 적합한 임계값을 이용하여 2치화함으로써, 배경 화상으로부터 대상물, 여기서는 세균의 화상을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻는 것으로 하지만, 그 임계값을 결정하는데 있어, 국소 영역마다의 물리적인 성질에 대하여 해석한다. 예컨대, 부여한 빛에 대하여, 배경 부분은 50%의 반사율을 가지고, 세균 부분은 10%의 반사율을 갖는 것으로 한다. 그렇게 하면 국소 영역(301)에 인가된 빛의 세기가 X인 것으로 하면, 휘도 A는 A=0.5X, 휘도 B는 B=0.1X라는 관계를 가진다. 임계값을 휘도 A와 휘도 B의 중앙값 C라고 하면, 휘도 C는 C=(0.5X+0.1X)/2=0.3X라는 값을 가지게 된다. A와 C의 관계로부터 X를 소거하면, C=0.6A라는 관계를 가진다. 마찬가지로 국소 영역(302)에서의 휘도 D와 임계값 F의 관계에 관해서도, F=0.6D라는 관계로 되어, 모든 국소 영역에서의 임계값은 배경 부분의 휘도에 동일한 계수를 곱한 것으로 하여 인가된다. 또, 동일한 방법에 의해, 국소 영역에서의 임계값은 세균 부분의 휘도에 동일한 계수를 곱한 것에 의해서도 구하는 것은 가능하지만, 본 화상과 같이 배경 부분의 영역이 큰 경우에는, 배경 부분의 휘도를 가장 안정하게 구할 수 있기 위해서, 배경 부분의 휘도에 대하여 계수를 곱하여 임계값을 구하는 것으로 한다.
또한, 곱하는 계수는 원화상(300) 전체의 히스토그램(305) 또는 그것에 준하는 큰 영역의 히스토그램에서, 배경으로 되는 피크 부분 G와 임계값 I의 비를 취하는 것에 의해 안정적으로 구할 수 있다.
이상을 근거로 한 후에, 본 실시예 1에 따른 화상 처리 방법에 의한, 원화상을 2치화하는 순서를 이하 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 본 실시예 1에 따른 화상 처리 방법의 처리 흐름도이다. 또, 여기서는, 1000×1000 화소의 크기를 가지고, 각 화소가 흑백 256계조를 갖는 세균의 현미경 화상(원화상)(201)(도 2 참조)을 2치화하여, 2치 화상(205)을 얻기 위한 처리를 행하는 경우의 각 단계에 대해 설명한다.
먼저, 단계 S101에서, 화상 전체에서의 휘도의 히스토그램을 작성한다. 여기서는 화상 전체로 했지만, 화상 주변부가 어두운 등의 경우에는, 중앙 부분만을 발췌한 화상에서의 휘도 히스토그램이라도 된다. 이들 히스토그램은 노이즈 등의 영향에 의해 분포에 편차가 있기 때문에, 단계 S102의 처리에서는 히스토그램에 로우패스 필터를 실시한다. 실제 처리에서는, 전후 5휘도분의 빈도의 평균값을 취함으로써 실현한다.
단계 S103에서는, 로우패스 필터를 실시한 히스토그램에서, 최대 빈도를 나타내는 휘도값을 구한다. 이것을 이하 참조 휘도값이라 칭한다. 이 값이 전술한 도 3에서의 배경 부분의 휘도값 G를 의미한다. 단계 S104에서는, 단계 S103에서 구한 참조 휘도값으로부터 휘도가 낮은 방향으로 향하여 극소값을 나타내는 휘도를 탐색한다. 이 부분은 도 3의 휘도 I에 대응하여, 2치화를 위한 임계값을 의미한다. 이하, 참조 임계값이라 칭한다.
단계 S105에서는 참조 임계값과 참조 휘도값의 비 I/G를 구하고, 이것을 J로서 기억한다. 단계 S106에서는 원화상(201)을 100×100 화소의 국소 영역으로 분할한다. 국소 영역은 종횡 10×10개 존재하는 것으로 된다. 단계 S107에서는 하나의 국소 영역 내에서 휘도 히스토그램을 작성한다. 여기서, 예컨대, 주목하는 국소 영역을 도 3의 국소 영역(301)이라고 생각하면, 히스토그램(303)이 만들어지게 된다. 또, 국소 영역이 매우 작은 영역으로서 분할된 경우에는, 노이즈에 대한 정밀도 향상을 위해, 국소 영역을 중심으로 하는 보다 넓은 범위에서 히스토그램을 작성하더라도 된다.
단계 S108에서는, 각 국소 영역의 히스토그램에 로우패스 필터를 실시한다. 단계 S109에서는, 로우패스 필터를 실시한 히스토그램에서, 최대 빈도를 나타내는 휘도값을 구한다. 이 값이 도 3에서의 배경 부분의 휘도값 A에 상당한다. 단계 S110에서는, 국소 영역의 최대 빈도를 나타내는 휘도값에 상술한 J를 곱하는 것에 의해, 그 국소 영역에서의 임계값을 구한다. 예컨대, 국소 영역(301)에 대하여 생각하면, 휘도값 A에 J를 곱하는 것에 의해, 국소 영역(301)에서의 임계값을 구할 수 있다. 단계 S111에서는, 모든 국소 영역에 대하여 단계 S107부터 단계 S110까지의 처리를 반복한다. 단계 S112에서는, 원화상(300)의 모든 화소에 대하여, 각 국소 영역마다, 각 국소 영역에 대하여 구한 임계값을 이용해서 2치화를 하여, 최종의 2치 화상(205)을 얻는다.
또, 단계 S104에서는, 단계 S103에서 구한 참조 휘도값으로부터 휘도가 낮은 방향으로 향하여 극소값을 나타내는 휘도를 탐색하여, 극소값에 의해 참조 임계값을 구했지만, 히스토그램(305)의 저휘도측부터 극대값을 탐색하면, 구한 극대값이 세균의 휘도를 나타내는 것이므로, 이 휘도값과 단계 S103에서 구한 배경의 휘도값의 중앙값을 참조 임계값으로 하는 것도 가능하다.
또, 이상의 방법에 있어서, 처리 단계 S104에 있어서는, 극소값이나 극대값을 이용하여 참조 임계값을 구했지만, 화상에 따라서는 이들 극대값이나 극소값이 존재하지 않는 경우도 있을 수 있다. 또한, 상술한 처리 단계 S110에 의한 임계값의 산출 방법에서는, 세균의 편재 등에 의해 정확한 임계값을 산출할 수 없는 경우도 있다. 이하, 이러한 경우의 참조 임계값 및 임계값의 산출 방법의 변형예에 대하여 설명한다.
먼저, 참조 임계값의 산출 처리의 변형예에 대하여 설명한다.
도 4는 본 실시예 1에 따른 화상 처리 방법에 있어서의, 참조 임계값을 구하는 처리의 변형예를 설명하기 위한 도면으로서, 어떤 화상의 히스토그램(400)을 나타낸 것이다. 이 예에서는, 원화상 내에서 크게 조도가 변화하므로, 배경의 휘도 분포와 세균의 휘도 분포가 겹쳐, 양자간에 극대값이나 극소값이 존재하지 않은 것으로 되어 있다. 따라서, 처리 단계 S104에서, 최대 빈도를 나타내는 참조 휘도값(402)으로부터 휘도가 낮은 방향으로 향하여 극소값을 탐색한 후, 탐색 범위 내에 극소값이 존재하지 않는 경우에는, 변곡점의 휘도를 참조 임계값(403)으로서 이용하도록 한다.
또한, 변곡점은 안정하게 구해지지 않는 경우도 있기 때문에, 이러한 경우에 있어서의 참조 임계값을 구하는 다른 방법을 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5에 있어서, 히스토그램(500)의 최대 빈도(501)(히스토그램 상의 피크값)를 나타내는 휘도값을 참조 휘도값(504)으로 한다. 이 때의 빈도(501)에 대하여 미리 인가한 값, 예컨대 40%의 비율 이하의 빈도(502)로 되는 휘도를, 휘도가 낮은 방향으로 향하여 탐색한다. 그 결과 구한 휘도를 참조 임계값(503)으로 한다. 이 방법에서는, 어느 정도 히스토그램의 형상을 알고 있는 경우에는, 노이즈의 영향을 너무 받는 일없이 확실히 참조 임계값을 구할 수 있다.
또, 상기 방법은, 최대 빈도(501)의 40%의 비율 이하의 값을 가지는 빈도(502)로 되는 휘도를 저휘도측에서 구했지만, 이 점은 세균의 수에 의해 영향을 받기 때문에, 고휘도측을 이용하여 참조 임계값을 구하는 것에 의해, 이러한 영향을 배제할 수 있다. 예컨대, 도 6에 있어서, 히스토그램(600)의 최대 빈도(604)(히스토그램 상의 피크값)를 나타내는 휘도값을 참조 휘도값(603)으로 한다. 이 때의 빈도(604)에 대하여 미리 부여한 값, 예컨대 40%의 비율 이하의 빈도(605)로 되는 휘도를, 휘도가 높은 방향으로 향하여 탐색한다. 그 결과 구한 휘도(601)에 대하여, 참조 휘도(603)에 대하여 대칭으로 되는 위치의 휘도를 참조 임계값(602)으로 한다. 예컨대, 휘도(603)가 150이라는 값을 가지고, 휘도값(601)이 180이라는 값을 가지는 경우, 참조 임계값(602)은 120으로 된다.
다음에, 국소 영역에서의 임계값의 산출 방법의 변형예에 대하여 나타낸다. 처리 단계 S110에서는, 히스토그램의 최대값만을 이용하여 국소 영역의 임계값을 구하기 때문에, 국소 영역에 세균이 포함되어 있지 않는 경우 등에 있어서도, 정확히 임계값을 구할 수 있다. 그러나, 특정한 국소 영역에 세균이 집중해 버려, 히스토그램의 최대값이 세균의 영역을 나타낸 경우에는 정상적인 임계값이 구해지지 않는다. 이것을 피하기 위해서, 도 1에 나타낸 처리 단계 S111의 후, 국소 영역마다의 임계값을 주위의 국소 영역에서의 임계값과 비교하여, 미리 정한 값 이상의 차를 가지는 국소 영역에서는, 현재의 임계값을 기각하고, 주위의 임계값을 보간하여 새로운 임계값을 구하는 것에 의해 적절한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 처리 단계 S110에서는, 도 1의 처리 단계 S105에서 산출한 참조 임계값과 참조 휘도값의 비 I/G인 J를 배경 부분의 휘도값 A에 곱하는 것에 의해, 국소 영역에서의 임계값을 구했지만, 원화상을 CCD 등의 디바이스로 촬영한 경우는, 휘도값에는 CCD의 특성에 근거한 암(暗) 전류값이 중첩되고 있기 때문에, 보다 정확한 임계값을 구하기 위해서는, 암 전류의 영향을 제거해야 한다. 이러한 경우, 암 전류에 의해 중첩되는 휘도 성분을 Z라고 하면, 참조 임계값과 참조 휘도값의 비는 J=(I-Z)/(G-Z)로 구할 수 있어, 국소 영역에서의 임계값을 J×(A-Z)+Z에 의해 산출함으로써, 보다 정확한 임계값을 구할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예 1에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 계조의 히스토그램을 생성하고, 해당 히스토그램에 근거하여 2치화의 임계값에 상당하는 참조 임계값과 제 1 참조 휘도값을 구하여, 양자의 비를 휘도비로서 기억하고, 원화상의 국소 영역에서 국소 히스토그램을 생성하여, 해당 국소 히스토그램에 근거하여 제 2 참조 휘도값을 구하고, 이것과 상기 휘도비의 연산에 의해 2치화의 임계값을 구하여, 해당 임계값에 의해 원화상의 국소 영역 근방의 영역의 화상을 2치화하도록 하였다. 바꿔 말하면, 화상 전체로 히스토그램을 작성하고, 최대 빈도에서의 참조 휘도값과 참조 임계값의 비를 구한 후, 화상을 국소 영역으로 분할하여, 각 국소 영역에서의 히스토그램을 작성하고, 최대 빈도에서의 휘도값을 구해서, 이 값에 참조 휘도값과 참조 임계값의 비를 곱하는 것에 의해 국소 영역에서의 임계값을 구하며, 이 임계값을 이용하여 국소 영역 내의 2치화를 하도록 하였다. 이에 따라, 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있어, 이 임계값을 이용하여 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻을 수 있다.
(실시예 2)
도 7은 본 발명의 실시예 1에 기재된 화상 처리 방법을 실현하기 위한 본 실시예 2에 따른 화상 처리 장치의 블럭도이다.
도 7에 있어서, 카메라(700)에 의해 촬영한 화상은 프레임 메모리(701)에 저장된다. 여기서 촬영 화상은 1000×1000 화소이며, 각 화소가 256계조의 흑백 화상인 것으로 한다. 프레임 메모리(701)는 저장한 촬영 화상의 전 영역 혹은 촬영 화상의 일부를 화상 데이터로서 출력하지만, 여기서는 프레임 메모리(701)의 촬영 화상 전(全) 영역을 출력하는 것으로 한다.
다음에 전체 히스토그램 작성부(702)는, 실시예 1에서 나타낸 단계 S101∼S102에 나타내는 바와 같이, 프레임 메모리(701)가 출력하는 화상 데이터 전체의 휘도 히스토그램을 작성한다.
참조 휘도비 작성부(703)는, 실시예 1의 단계 S103∼S105에 나타내는 바와 같이, 전체 히스토그램 작성부(702)에서 생성된 휘도 히스토그램의 최대 빈도를 나타내는 휘도값을 구하여 이것을 참조 휘도값 G로 하고, 또한 동시에 참조 휘도값 G로부터 휘도가 낮은 방향으로 향하여 극소값을 나타내는 휘도를 탐색하여 이것을 참조 임계값 I로 하여, 참조 임계값 I를 참조 휘도값 G에서 제산한 값 J를 참조 휘도비로서 구하여 출력한다.
한편, 화상 분할부(704)는, 실시예 1의 단계 S106에 나타내는 바와 같이, 프레임 메모리(701)가 출력하는 화상 데이터를, 예컨대 세로 10개, 가로 10개의 국소 영역으로 분할한다. 이 때, 하나의 소(小)영역은 100×100 화소의 크기를 가진다. 그리고, 프레임 메모리(701)가 출력하는 화상 데이터를 어떤 크기로 분할한지를 나타내는 분할 정보를 2치화부(708)에 출력한다.
국소 히스토그램 작성부(705)는, 실시예 1의 단계 S107∼S108에 나타내는 바와 같이, 화상 분할부(704)가 출력하는 분할된 화상 데이터의 각 국소 영역마다 국소 히스토그램을 작성한다.
피크 휘도 검출부(706)는, 실시예 1의 단계 S109에 나타내는 바와 같이, 국소 히스토그램 작성부(705)에서 생성된 국소 히스토그램의 최대 빈도를 나타내는 휘도값을 구하여, 이것을 국소 영역의 배경 휘도값 A로서 출력한다.
임계값 연산부(707)는, 실시예 1의 단계 S110에 나타내는 바와 같이, 참조 휘도비 생성부(703)가 출력하는 참조 휘도비 J와 피크 휘도 검출부(706)가 출력하는 배경 휘도값 A를 승산함으로써, 국소 영역에서의 2치화의 임계값을 구한다.
2치화부(708)는, 단계 S112에 나타내는 바와 같이, 프레임 메모리(701)가 출력하는 화상 데이터에 대하여, 화상 분할부(704)로부터의 분할 정보에 근거하여 각 국소 영역마다 임계값 연산부(707)에서 구한 임계값을 이용한 2치화 처리를 반복하여 실행해서, 최종적으로 프레임 메모리(701)가 출력하는 화상 데이터 전체의 2치화를 하여 화상 데이터의 2치화 화상을 출력한다.
또, 임계값 연산부(707)는, 각 국소 영역의 임계값을 축적하는 임계값 메모리와, 임계값 메모리에 축적된 임의의 국소 영역의 임계값을 주위의 국소 영역에서의 임계값과 비교하는 임계값 비교부와, 임계값 비교부에서 비교한 임계값이 미리 정해진 값 이상의 차를 가지는 경우에는, 당해 국소 영역의 임계값을 주위의 임계값의 평균값으로 치환하는 임계값 판단 변경부를 구비하는 구성이라도 된다.
이하, 상술한 구성의 임계값 판단 변경부를 도 9를 이용하여 설명한다. 도 9는 임계값 메모리에 저장된 영역별의 임계값을 나타낸다. (901∼935)는 임계값 메모리 내에서의 각 영역이며, 각각의 임계값의 값을 굵은 문자로 나타내고 있다. 사선으로 나타낸 영역(913)에는 이물질이 들어간 것이므로 임계값이 「21」이라고 하는, 본래와는 다른 값이 저장되어 있는 것으로 한다. 임계값 판단 변경부에서는, 모든 영역에 대하여, 주목 영역의 임계값과 그 주위 영역의 임계값을 비교하여, 이들이 크게 다른 경우, 예컨대, 「20」 이상 다른 경우에는, 주목 영역의 임계값을 주위 영역의 임계값의 보간에 의해 재설정한다. 예컨대, 영역(902)을 주목 영역으로 한 경우, 이 영역의 임계값은 65이다. 또한 영역(902)에 접하는 영역(901, 911, 912, 913, 903)이며, 이들이 가지는 임계값은 각각 61, 64, 67, 21, 73이다. 따라서, 65와, 61, 64, 76, 21, 73을 비교한다. 이 경우의 차는 각각 4, 1, 2, 44, 8이며, 「20」을 넘는 것은 하나뿐이다. 이 경우, 비교한 5개의 값 중의 절반 이하인 하나만이 「20」을 초고하고 있을 뿐이므로, 영역(902)의 임계값(65)은 이대로 이용하게 된다.
한편, 영역(913)을 주목 영역으로 한 경우, 이 임계값은 21이다. 또한, 영역(913)에 접하는 영역은 (902, 903, 904, 914, 924, 923, 922, 912)이며, 이들이 가지는 임계값은 각각 65, 73, 82, 82, 85, 79, 75, 67이다. 따라서, 「21」과 이들의 값을 비교한다. 이 경우의 차는 각각 44, 52, 61, 61, 64, 58, 54, 46이며, 「20」을 초과하는 것은 8개있다. 이 경우, 비교한 8개의 값 중 절반 이상인 8개가 「20」을 초과하고 있기 때문에, 영역(913)의 임계값 「21」은 보간에 의해 재설정한다. 보간은 주위의 임계값의 평균값을 구하여 실행한다. 이 경우, 65+73+82+82+85+79+75+67)/8=76이며, 영역(913)의 임계값은 76으로 재설정한다.
이러한 구성으로 하면, 어떤 국소 영역의 임계값이 이물질의 혼입 등에 의해서 국소 히스토그램이 변형함으로써 이상(異常)한 값으로 된 경우에도, 적절한 임계값을 구할 수 있다.
다음에, 본 발명의 화상 처리 장치를 카메라 내장형 휴대 전화의 명함 판독 기능에 응용한 예를 나타낸다. 도 8은 본 발명의 실시예 2에 따른 화상 처리 장치를 내장한 명함 판독 기능 부가 휴대 전화의 구성도이다. 본 휴대 전화는 내장된 카메라에 의해 명함을 촬영하고, 명함의 문자를 독해하여, 이것을 데이터베이스화하는 기능을 가지는 것이다.
도 8에 있어서, (801)이 휴대 전화이며, 명함(802)을 촬영하여 문자 인식한 후, 데이터베이스에 기억한다. 명함(802)은 휴대 전화(801)에 내장된 카메라(803)에 의해 촬영되어 화상 데이터로서 기억된다. 이 화상은 화상 처리 장치(804)에서 2치화되고, 배경 영역은 "1", 문자 영역은 "0"으로 나타내어진다. 화상 처리 장치(804)에 의해 2치화된 화상은 문자 인식부(805)에서 문자 영역의 패턴 매칭이 실시되어, 문자 텍스트가 추출된다. 그리고, 추출된 문자 텍스트는 명함 데이터베이스(806)에 기억된다.
여기서, 카메라(803)에 의해 촬영된 화상은, 촬영 시의 조도 얼룩 등에 의해, 배경의 일부가 어두운 등, 배경 영역이나 문자 영역의 밝기가 균일하지 않는 경우가 종종 발생한다. 이러한 경우에도, 본 발명의 화상 처리 장치(804)에 의해, 배경 영역과 문자 영역을 정확히 분리하는 것이 가능하고, 문자 인식부(805)가 안정한 문자 인식 처리를 하는 것이 가능해진다.
또, 여기서는 카메라 내장형 휴대 전화기를 예로 설명했지만, 스캐너나 디지털 스틸 카메라 등, 디지털 화상을 촬영할 수 있는 기기이면, 본 발명의 화상 처리 장치를 탑재함으로써 동일한 효과를 얻는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시예 2에 따른 화상 처리 장치에 의하면, 실시예 1에 따른 화상 처리 방법을 실시하는 장치를 간이하게 구성할 수 있다.
(산업상이용가능성)
본 발명에 따른 화상 처리 장치는, 다계조의 화상에 대하여, 배경 화상으로부터 대상 화상을 식별하기 위해서 행하여지는 2치화 처리의 방법으로서 유용하며, 특히, 인쇄물의 문자 판독의 전처리의 2치화 방법으로서, 또한, 현미경 화상에서의 관찰 대상의 자동 카운트를 할 때의 전처리의 2치화 방법 등의 용도에 적용할 수 있는 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 원화상으로 되는 농담 화상으로부터 2치화 화상을 생성하는 화상 처리 방법으로서, 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 계조의 히스토그램을 생성하는 단계와, 해당 히스토그램에 근거하여 2치화의 임계값에 상당하는 참조 임계값과 제 1 참조 휘도값을 구하여, 제 1 참조 휘도값과 참조 임계값의 비를 휘도비로서 기억하는 단계와, 원화상의 국소 영역에서 국소 히스토그램을 생성하는 단계와, 해당 국소 히스토그램에 근거하여 제 2 참조 휘도값을 구하고, 제 2 참조 휘도값과 상기 휘도비의 연산에 의해 2치화의 임계값을 구하여, 해당 임계값에 의해 원화상의 상기 국소 영역 근방의 영역의 화상을 2치화하는 단계를 포함하는 것으로 했기 때문에, 화상 전체에서 히스토그램을 작성하고, 최대 빈도에서의 참조 휘도값과 참조 임계값의 비를 구한 후, 화상을 국소 영역으로 분할하여, 각 국소 영역에서의 히스토그램을 작성해서, 최대 빈도에서의 휘도값을 구하고, 이 값에 참조 휘도값과 참조 임계값의 비를 곱하는 것에 의해 국소 영역에서의 임계값을 구하여, 이 임계값을 이용해서 국소 영역 내의 2치화를 하는 것에 의해, 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구하고, 이 임계값을 이용하여 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제 2 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 1 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 국소 히스토그램에 근거하여 구해지는 상기 제 2 참조 휘도값은 상기 제 1 참조 휘도값과 동일한 처리에 의해 구하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 2 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 제 1 참조 휘도값 및 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램의 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값으로 하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 4 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 2 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 제 1 참조 휘도값 및 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램에 로우패스 필터를 실시한 후에 얻어지는 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값으로 하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 5 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 1 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 참조 임계값을, 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 오목 부분에서의 휘도값으로 하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 6 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 5 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 히스토그램의 최대값에 인접하는 오목 부분이 존재하지 않는 경우에, 상기 히스토그램의 변곡점에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 7 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 1 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 참조 임계값으로서, 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 국소 볼록 부분에서의 휘도값과, 이 히스토그램이 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값을 구하여, 양 휘도값 사이에 포함되는 값을 이용하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 8 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 1 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 참조 임계값을, 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값으로 하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 9 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 1 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 참조 임계값을, 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값을 구하고, 상기 최대값에서의 휘도값을 중심으로 하여, 상기 구한 휘도값과 대칭으로 되는 위치에서의 휘도값으로 하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 10 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 1 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 원화상 전체를 복수의 국소 영역으로 분할하여, 각 국소 영역마다 개별적으로 임계값을 마련해서 2치화하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 11 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 10 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 화상 전체를 복수의 국소 영역으로 분할하여, 각 국소 영역마다 개별적으로 임계값을 마련해서, 임계값이 근접하는 국소 영역의 임계값과 비교하여 미리 정한 값보다도 크게 다른 국소 영역이 있는 경우에는, 이 국소 영역의 임계값을 근접하는 다른 국소 영역의 임계값을 이용한 연산에 의해 재설정하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 12 특징에 따른 화상 처리 방법에 의하면, 제 1 특징에 따른 화상 처리 방법에 있어서, 상기 휘도비를 구할 때에, 제 1 참조 휘도값과 참조 임계값으로부터 각각 백그라운드 특성에 근거한 불필요한 값을 감산하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 의하면, 원화상으로 되는 농담 화상으로부터 2치화 화상을 생성하는 화상 처리 장치로서, 상기 농담 화상의 다계조의 화상 데이터를 기억하고, 해당 기억된 화상 데이터의 전체 또는 특정한 영역을 대상 화상 데이터로서 출력하는 기억 수단과, 상기 대상 화상 데이터에서의 계조의 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성 수단과, 상기 히스토그램에 근거하여 참조 임계값과 제 1 참조 휘도값을 구하여, 해당 참조 임계값과 해당 제 1 참조 휘도값의 비를 참조 휘도비로서 출력하는 참조 휘도비 생성 수단과, 상기 대상 화상 데이터를 복수의 국소 영역으로 분할하여 출력하고, 또한, 상기 대상 화상 데이터에 대한 분할 정보를 출력하는 화상 분할 수단과, 각 국소 영역에서 국소 히스토그램을 생성하는 국소 히스토그램 생성 수단과, 상기 국소 히스토그램에 근거하여 제 2 참조 휘도값을 구하는 국소 영역 참조 휘도값 생성 수단과, 상기 참조 휘도비와 상기 제 2 참조 휘도값의 연산에 의해 2치화의 임계값을 구하는 임계값 생성 수단과, 상기 2치화의 임계값에 의해, 상기 대상 화상 데이터를 상기 분할 정보에 근거하여 상기 국소 영역마다 2치화하고, 상기 대상 화상 데이터의 2치화 화상을 생성하는 2치화 수단을 구비한 것으로 했기 때문에, 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구하고, 이 임계값을 이용하여 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제 14 특징에 따른 화상 처리 장치에 의하면, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 히스토그램 생성 수단 및 상기 국소 히스토그램 생성 수단은 상기 제 1 참조 휘도값 및 상기 제 2 참조 휘도값을 동일한 처리에 의해 구하는 것으로 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 15 특징에 따른 화상 처리 장치에 의하면, 제 14 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 제 1 참조 휘도값 및 상기 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램의 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값으로 하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 16 특징에 따른 화상 처리 장치에 의하면, 제 14 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 제 1 참조 휘도값 및 상기 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램에 로우패스 필터를 실시한 후에 얻어지는 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값으로 하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 17 특징에 따른 화상 처리 장치에 의하면, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 참조 휘도비 생성 수단은 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 오목 부분에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것으로 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 18 특징에 따른 화상 처리 장치에 의하면, 제 17 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 히스토그램의 최대값에 오목 부분이 존재하지 않는 경우에는, 상기 히스토그램의 변곡점에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하도록 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 19 특징에 따른 화상 처리 장치에 의하면, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 참조 휘도비 생성 수단은 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 국소 볼록 부분에서의 휘도값과, 해당 히스토그램이 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값을 구하여, 양 휘도값 사이에 포함되는 값을 상기 참조 임계값으로 하는 것으로 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 20 특징에 따른 화상 처리 장치에 의하면, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 참조 휘도비 생성 수단은, 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것으로 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 21 특징에 따른 화상 처리 장치에 의하면, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 참조 휘도비 생성 수단은, 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값을 참조 휘도값으로 하고, 해당 최대값에서의 휘도값을 중심으로 하여, 상기 참조 휘도값과 대칭으로 되는 위치에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것으로 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 22 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 상기 임계값 생성 수단은, 각 국소 영역의 임계값을 축적하는 임계값 메모리와, 상기 임계값 메모리에 축적된 특정한 국소 영역의 임계값을 주위의 국소 영역에서의 임계값과 비교하는 임계값 비교부와, 상기 임계값 비교부에서 비교한 상기 특정한 국소 영역의 임계값이 상기 주위의 국소 영역에서의 임계값에 비해서 미리 정해진 값 이상의 차를 가지는 경우에는, 상기 특정한 국소 영역의 임계값을 상기 주위의 국소 영역에서의 임계값의 평균값으로 치환하는 임계값 판단 변경부를 구비하는 것으로 했기 때문에, 배경으로부터 대상물을 양호한 정밀도로 분리 가능한 2치화 화상을 얻기 위한 다계조 화상의 국소 영역에서의 적정한 임계값을 구할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 23 특징에 따른 화상 처리 장치는, 제 13 특징에 따른 화상 처리 장치에 있어서, 카메라 내장형 휴대 전화의 명함 판독 장치에 이용되는 것으로 했기 때문에, 내장된 카메라에 의해 명함을 촬영하여 명함의 문자를 독해해서, 이것을 데이터베이스화하는 기능을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 화상 처리 방법의 흐름을 나타내는 도면,
도 2는 종래의 화상 처리 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 화상 처리 방법을 설명하기 위한, 원(元)화상과 각 부분에서의 히스토그램 형상을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 화상 처리 방법의 변형예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 화상 처리 방법의 변형예를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 화상 처리 방법의 변형예를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 화상 처리 장치의 블럭도,
도 8은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 카메라 내장형 휴대 전화의 명함 판독 기능을 나타내는 블럭도,
도 9는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 임계값 판단 변경부의 동작을 설명하기 위한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
201 : 원화상
202∼204 : 원화상 중 세균(細菌) 부분
205 : 목적으로 하는 2치 화상
206 : 고정 임계값에 의한 2치화 화상
300 : 원화상
301∼302 : 원화상 중 국소 영역
303 : 국소 영역(301)에 있어서의 히스토그램
304 : 국소 영역(302)에 있어서의 히스토그램
305 : 원화상(300) 전체의 히스토그램
400 : 원화상의 히스토그램
402 : 참조 휘도
403 : 참조 임계값
500 : 원화상의 히스토그램
501 : 히스토그램 상의 피크값
502 : 피크값의 40% 레벨
503 : 참조 임계값
504 : 참조 휘도값
600 : 원화상의 히스토그램
601 : 피크값의 40% 레벨로 되는 휘도값
602 : 참조 임계값
603 : 히스토그램 상의 피크값으로 되는 휘도값
604 : 히스토그램 상의 피크값
605 : 피크값의 40% 레벨
700 : 카메라
701 : 프레임 메모리
702 : 전체 히스토그램 작성부
703 : 참조 휘도비 작성부
704 : 화상 분할부
705 : 국소 히스토그램 작성부
706 : 피크 휘도 검출부
707 : 임계값 연산부
708 : 2치화부
801 : 카메라 부착 휴대 전화
802 : 명함
803 : 카메라
804 : 화상 처리 장치
805 : 문자 인식부
806 : 명함 데이터베이스
Claims (23)
- 원(元)화상으로 되는 농담(農談) 화상으로부터 2치화 화상을 생성하는 화상 처리 방법으로서,원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 계조의 히스토그램을 생성하는 단계와,해당 히스토그램에 근거하여 제 1 참조 휘도값, 및 2치화 시의 임계값으로 되는 참조 임계값을 구해서, 제 1 참조 휘도값과 참조 임계값의 비를 휘도비로서 기억하는 단계와,원화상의 국소 영역에서 국소 히스토그램을 생성하는 단계와,해당 국소 히스토그램에 근거하여 제 2 참조 휘도값을 구하고, 제 2 참조 휘도값과 상기 휘도비의 연산에 의해 2치화의 임계값을 구하여, 해당 임계값에 의해 원화상의 상기 국소 영역 근방의 영역의 화상을 2치화하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 국소 히스토그램에 근거하여 구해지는 상기 제 2 참조 휘도값은 상기 제 1 참조 휘도값과 동일한 처리에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 참조 휘도값 및 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램의 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 참조 휘도값 및 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램에 로우패스 필터를 실시한 후에 얻어지는 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 참조 임계값을 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 오목 부분에서의 휘도값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 히스토그램의 최대값에 인접하는 오목 부분이 존재하지 않는 경우에, 상기 히스토그램의 변곡점에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 참조 임계값으로서, 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 국소 볼록 부분에서의 휘도값과, 이 히스토그램이 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값을 구하여, 양 휘도값 사이에 포함되는 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 참조 임계값을, 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 참조 임계값을, 상기 원화상의 전체 또는 일부 영역 내에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값을 참조 휘도값으로서 구하고, 상기 최대값에서의 휘도값을 중심으로 하여 상기 구한 참조 휘도값과 대칭으로 되는 위치에서의 휘도값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 원화상 전체를 복수의 국소 영역으로 분할하여, 각 국소 영역마다 개별적으로 임계값을 마련해서 2치화하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 화상 전체를 복수의 국소 영역으로 분할하여, 각 국소 영역마다 개별적으로 임계값을 마련해서, 임계값이 근접하는 국소 영역의 임계값과 비교하여 미리 정한 값보다도 크게 다른 국소 영역이 있는 경우에는, 이 국소 영역의 임계값을 근접하는 다른 국소 영역의 임계값을 이용한 연산에 의해 재설정하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 휘도비를 구할 때에, 제 1 참조 휘도값과 참조 임계값으로부터 각각 백그라운드 특성에 근거한 불필요한 값을 감산하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 방법.
- 원화상으로 되는 농담 화상으로부터 2치화 화상을 생성하는 화상 처리 장치로서,상기 농담 화상의 다계조의 화상 데이터를 기억하고, 해당 기억된 화상 데이터의 전체 또는 특정한 영역을 대상 화상 데이터로서 출력하는 기억 수단과,상기 대상 화상 데이터에서의 계조의 히스토그램을 생성하는 히스토그램 생성 수단과,상기 히스토그램에 근거하여 제 1 참조 휘도값, 및 2치화 시의 임계값으로 되는 참조 임계값을 구하여, 해당 제 1 참조 휘도값과 해당 참조 임계값의 비를 참조 휘도비로서 출력하는 참조 휘도비 생성 수단과,상기 대상 화상 데이터를 복수의 국소 영역으로 분할하여 출력하고, 또한, 상기 대상 화상 데이터에 대한 분할 정보를 출력하는 화상 분할 수단과,각 국소 영역에서 국소 히스토그램을 생성하는 국소 히스토그램 생성 수단과,상기 국소 히스토그램에 근거하여 제 2 참조 휘도값을 구하는 국소 영역 참조 휘도값 생성 수단과,상기 제 2 참조 휘도값과 상기 참조 휘도비의 연산에 의해 2치화의 임계값을 구하는 임계값 생성 수단과,상기 2치화의 임계값에 의해, 상기 대상 화상 데이터를 상기 분할 정보에 근거하여 상기 국소 영역마다 2치화하고, 상기 대상 화상 데이터의 2치화 화상을 생성하는 2치화 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 히스토그램 생성 수단 및 상기 국소 히스토그램 생성 수단은 상기 제 1 참조 휘도값 및 상기 제 2 참조 휘도값을 동일한 처리에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 1 참조 휘도값 및 상기 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램의 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 제 1 참조 휘도값 및 상기 제 2 참조 휘도값은 각 히스토그램에 로우패스 필터를 실시한 후에 얻어지는 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 참조 휘도비 생성 수단은 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 오목 부분에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
- 제 17 항에 있어서,상기 히스토그램의 최대값에 오목 부분이 존재하지 않는 경우에는, 상기 히스토그램의 변곡점에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 참조 휘도비 생성 수단은, 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값에 인접하는 국소 볼록 부분에서의 휘도값과, 해당 히스토그램이 최대값을 나타내는 점에서의 휘도값을 구하여, 양 휘도값 사이에 포함되는 값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 참조 휘도비 생성 수단은, 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 참조 휘도비 생성 수단은, 상기 대상 화상 데이터에서의 히스토그램의 최대값의 근방에서, 해당 최대값에 대하여 미리 정한 비율의 값으로 되는 위치에서의 휘도값을 참조 휘도값으로 하고, 상기 최대값에서의 휘도값을 중심으로 하여 상기 구한 참조 휘도값과 대칭으로 되는 위치에서의 휘도값을 상기 참조 임계값으로 하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 임계값 생성 수단은,각 국소 영역의 임계값을 축적하는 임계값 메모리와,상기 임계값 메모리에 축적된 특정한 국소 영역의 임계값을 주위의 국소 영역에서의 임계값과 비교하는 임계값 비교부와,상기 임계값 비교부에서 비교한 상기 특정한 국소 영역의 임계값이 상기 주위의 국소 영역에서의 임계값에 비해서, 미리 정해진 값 이상의 차를 가지는 경우에는, 상기 특정한 국소 영역의 임계값을 상기 주위의 국소 영역에서의 임계값의 평균값으로 치환하는 임계값 판단 변경부를 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
- 제 13 항에 있어서,카메라 내장형 휴대 전화의 명함 판독 장치에 이용되는 것인 것을 특징으로 하는 화상 처리 장치.
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