(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
均等色空間の画像信号を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された画像信号の彩度値を算出する算出手段と、
前記画像信号に含まれる明度信号に基づいて注目画素を含む周辺画素の明度値の平均を求める周辺画素平均手段と、
前記周辺画素平均手段で求めた平均値に対して、前記算出手段により算出された彩度値が直接または係数を掛けた後に上限閾値に加算されて得られる上限リミッタ値と所定の下限リミッタ値にて振幅制限を施す振幅制限手段と、
前記振幅制限手段の出力信号を閾値として前記明度信号と比較することにより、前記画像信号が表現する背景部と文字部とを判別する比較手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
均等色空間の画像信号を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された画像信号の彩度値を算出する算出手段と、
前記画像信号に含まれる明度信号に基づいて注目画素を含む周辺画素の明度値の平均を求める周辺画素平均手段と、
前記明度信号から前記算出手段により算出された彩度値を減算する減算手段と、
前記周辺画素平均手段で求めた平均値を閾値として前記減算手段の出力信号と比較することにより、前記画像信号が表現する背景部と文字部とを判別する比較手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
均等色空間の画像信号を入力する第１ステップと、
前記第１ステップで入力した画像信号の彩度値を算出する第２ステップと、
前記画像信号に含まれる明度信号に基づいて注目画素を含む周辺画素の明度値の平均を求める第３ステップと、
前記第３ステップで求めた平均値に対して、前記第２ステップで算出した彩度値が直接または係数を掛けた後に上限閾値に加算されて得られる上限リミッタ値と所定の下限リミッタ値にて振幅制限を施す第４ステップと、
前記第４ステップで振幅制限した信号を閾値として前記明度信号と比較することにより、前記画像信号が表現する背景部と文字部とを判別する第５ステップと
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
均等色空間の画像信号を入力する第1ステップと、
前記第１ステップで入力した画像信号の彩度値を算出する第２ステップと、
前記画像信号に含まれる明度信号に基づいて注目画素を含む周辺画素の明度値の平均を求める第３ステップと、
前記明度信号から前記第２ステップで算出した彩度値を減算する第４ステップと、
前記第３ステップで求めた平均値を閾値として前記第４ステップで減算処理した信号と比較することにより、前記画像信号が表現する背景部と文字部とを判別する第５ステップと
を有することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル複写機やスキャナーなどの画像機器における画像処理装置および画像処理方法に関し、特に文字・写真分離機能を持つ画像処理装置および画像処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の文字・写真分離回路は、図７に示すように、構造抽出部７１、色判定部７２および論理演算部７３により構成されている。構造抽出部７１においては、明度信号（Ｌ* ）に基づいてそのコントラスト情報、エッジ情報とパターンマッチング情報によって文字構造と写真構造とを分離する。さらに並行して、色判定部７２においては、明度信号（Ｌ* ）および色信号（ａ* ｂ* ）に基づいて文字自体が色文字、中間文字、黒文字のいずれであるかを判定する。そして、論理演算部７３では、構造抽出部７１の出力信号と色判定部７２の出力信号とを論理演算し、黒文字、色文字、中間文字および写真のいずれであるかを判定し、領域信号を生成する。この領域信号は、後段のプリンタ色補正部の処理およびプリンタ部の再現を切り替える。
【０００３】
従来の構造抽出部７１の構成の一例を図８に示す。この構造抽出部７１では、画像信号パスＡからの画像Ｌ* 信号と、閾値算出パスＢで決定された閾値信号とを比較器８１で比較演算することにより、文字構造であるか写真構造であるかを判定し、領域信号を生成する。
【０００４】
閾値算出パスＢにおいては、周辺画素平均部８２で周辺画素の明度値の平均を求めて閾値とする。このときさらに、背景のノイズを文字として誤判定するような不具合を防止するために、オフセット値設定回路８３で設定されたオフセット値を、周辺画素平均部８２で求めた閾値に加算器８４で加算し、さらに上限（ＭＡＸ）リミッタ８５および下限（ＭＩＮ）リミッタ８６で振幅制限を施すことにより、文字部と背景部の信号レベルに合うように調整している。なお、上限リミッタ８５の上限値（閾値ＭＡＸ）は上限値設定部８７で、下限リミッタ８６の下限値（閾値ＭＩＮ）は下限値設定部８８でそれぞれ設定される。
【０００５】
また、上記従来技術と同様な手法を用いて文字・写真分離を行う従来技術として、例えば特開平２−２９５３５４号公報に開示のものが知られている。この従来技術では、先の従来技術がＬ* ａ* ｂ* 表示系の明度信号（Ｌ* ）を用いているのに対し、ＲＧＢ表示系の濃度信号を用いている点で異なるが、基本的には、先の従来技術と同様に、明度情報を用いて文字・写真分離を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した各従来技術では、構造抽出にＬ* ａ* ｂ* 表示系の明度信号（Ｌ* ）又はＲＧＢ表示系の濃度信号を使用し、ある閾値と比較することによって文字・写真の判定を行っているので、閾値比較には十分なコントラストが必要となる。このような手法では、白背景中の黒文字の場合には、十分なコントラストを確保できるため良好な文字・写真識別を行うことができるが、同じＬ* 信号レベルもしくはその近傍および網点背景中にあるグレーおよび色文字においては、閾値比較に十分なコントラストを得ることができないため、良好な文字・写真識別を行うことができないという問題があった。
【０００７】
特に、後者の従来技術（特開平２−２９５３５４号公報）の場合には、ＲＧＢ表示系の濃度信号の最小値を判別信号として用いているため、色背景中のグレーや色文字を正確に識別することが困難であった。したがって、色背景文字において、文字と写真判定の混在によって見苦しい再現境界（エラーデフェクト）が生じていた。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、色背景中のグレーや色文字の認識性能の向上を可能とした画像処理装置および画像処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による画像処理装置は、均等色空間の画像信号を入力する入力手段と、この入力手段により入力された画像信号の彩度値を算出する算出手段と、前記画像信号に含まれる明度信号に基づいて注目画素を含む周辺画素の明度値の平均を求める周辺画素平均手段と、前記周辺画素平均手段で求めた平均値に対して、前記算出手段により算出された彩度値が直接または係数を掛けた後に上限閾値に加算されて得られる上限リミッタ値と所定の下限リミッタ値にて振幅制限を施す振幅制限手段と、前記振幅制限手段の出力信号を閾値として前記明度信号と比較することにより、前記画像信号が表現する背景部と文字部とを判別する比較手段とを備えた構成となっている。
また、本発明による他の画像処理装置は、均等色空間の画像信号を入力する入力手段と、この入力手段により入力された画像信号の彩度値を算出する算出手段と、前記画像信号に含まれる明度信号に基づいて注目画素を含む周辺画素の明度値の平均を求める周辺画素平均手段と、前記明度信号から前記算出手段により算出された彩度値を減算する減算手段と、前記周辺画素平均手段で求めた平均値を閾値として前記減算手段の出力信号と比較することにより、前記画像信号が表現する背景部と文字部とを判別する比較手段とを備えた構成となっている。
【００１０】
本発明による画像処理方法は、均等色空間の画像信号を入力する第１ステップと、この第１ステップで入力した画像信号の彩度値を算出する第２ステップと、前記画像信号に含まれる明度信号に基づいて注目画素を含む周辺画素の明度値の平均を求める第３ステップと、前記第３ステップで求めた平均値に対して、前記第２ステップで算出した彩度値が直接または係数を掛けた後に上限閾値に加算されて得られる上限リミッタ値と所定の下限リミッタ値にて振幅制限を施す第４ステップと、前記第４ステップで振幅制限した信号を閾値として前記明度信号と比較することにより、前記画像信号が表現する背景部と文字部とを判別する第５ステップとを有している。
また、本発明による他の画像処理方法は、均等色空間の画像信号を入力する第1ステップと、この第１ステップで入力した画像信号の彩度値を算出する第２ステップと、前記画像信号に含まれる明度信号に基づいて注目画素を含む周辺画素の明度値の平均を求める第３ステップと、前記明度信号から前記第２ステップで算出した彩度値を減算する第４ステップと、前記第３ステップで求めた平均値を閾値として前記第４ステップで減算処理した信号と比較することにより、前記画像信号が表現する背景部と文字部とを判別する第５ステップとを有している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態を示すブロック図である。図１において、画像信号入力部１１からは、均等色空間の画像信号、例えばＬ* ａ* ｂ* 表示系の画像信号が入力される。この画像信号入力部１１の明度信号（Ｌ* ）を出力する出力端は、信号線Ｌ１１を介して比較器１２の一方の入力端に、さらに信号線Ｌ１２を介して周辺画素平均部１３の入力端にそれぞれ接続されている。周辺画素平均部１３は、注目画素を中心とするｍ×ｎ画素のウィンドウ内近傍画素の明度値の平均を求めて閾値とする。また、色信号（ａ* ｂ* ）を出力する２つの出力端は、信号線Ｌ１３，Ｌ１４を介して彩度算出部１４の２つの入力端に接続されている。彩度算出部１４は、色信号（ａ* ｂ* ）に基づいて彩度値（Ｃ* ）を算出する。
【００１３】
周辺画素平均部１３の出力端は、信号線Ｌ１５を介して加算器１５の一方の入力端に接続されている。加算器１５の他方の入力端には、信号線Ｌ１６を介してオフセット値設定回路１６の出力端が接続されている。オフセット値設定回路１６は、背景のノイズを文字として誤判定するような不具合を防止するために、所定のオフセット値を設定し、周辺画素平均部１３の出力信号に加算する。加算器１５の出力端は、信号線Ｌ１７を介して上限（ＭＡＸ）リミッタ１７の入力端に接続されている。上限リミッタ１７の上限値入力端には、信号線Ｌ１８を介して加算器１８の出力端が接続されている。加算器１８の一方の入力端には信号線Ｌ１９を介して彩度算出部１４の出力端が、他方の入力端には信号線Ｌ２０を介して上限値設定部１９の出力端がそれぞれ接続されている。
【００１４】
上限リミッタ１７の出力端は、信号線Ｌ２１を介して下限（ＭＩＮ）リミッタ２０の入力端に接続されている。下限リミッタ２０の下限値入力端には、信号線Ｌ２２を介して下限値設定部２１の出力端が接続されている。上限値設定部１９および下限値設定部２１は、背景のノイズを文字として誤判定するような不具合を防止するために、所定の上限値（閾値ＭＡＸ）および下限値（閾値ＭＩＮ）を設定する。下限リミッタ２０の出力端は、信号線Ｌ２３を介して比較器１２の他方の入力端に接続されている。そして、比較器１２の出力端は、信号線Ｌ２４を介して外部の回路に接続される。
【００１５】
次に、上記構成の一実施形態に係る回路動作について説明する。画像信号入力部１１から入力される明度信号（Ｌ* ）は、比較器１２の一方の入力になるとともに、周辺画素平均部１３に与えられる。周辺画素平均部１３は、注目画素を含む周辺画素の明度値の平均を求める。この周辺画素平均部１３で求めた平均値には、オフセット値設定部１６で設定されたオフセット値が加算器１５で加算される。このオフセットが与えられた上記平均値は、上限リミッタ１７に供給される。
【００１６】
一方、画像信号入力部１１から入力される色信号（ａ* ｂ* ）は、彩度算出部１４に供給される。彩度値算出部１４は、この色信号（ａ* ｂ* ）に基づいて彩度値（Ｃ* ）を算出する。ここに、彩度値（Ｃ* ）は、
Ｃ* ＝（ａ*2＋ｂ*2）1/2 
なる演算式で算出される。
【００１７】
この彩度値（Ｃ*）は、上限値設定部１９で設定された閾値ＭＡＸに加算器１８で加算されて上限リミッタ１７に与えられる。上限リミッタ１７および次段の下限リミッタ２０は、加算器１５でオフセットが与えられた上記平均値に対して上限リミッタおよび下限リミッタを施す。このオフセットおよび上限、下限リミッタが施された上記平均値は比較器１２の閾値となる。比較器１２は、画像信号入力部１１から供給される明度信号（Ｌ*）を閾値と比較することにより、文字・写真の判定を行い、領域信号を生成して外部へ出力する。
【００１８】
上述したように、色信号（ａ* ｂ* ）に基づいて彩度値（Ｃ* ）を算出し、これを閾値ＭＡＸに加える（ＭＡＸ閾値＋Ｃ* ）ことで、文字部と背景部の両明度（Ｌ* ）値が閾値ＭＡＸよりも大きくなった場合には、（ＭＡＸ閾値＋Ｃ* ）が文字部と背景部の信号レベルの間に設定される。これにより、文字部と背景部との識別を確実に行うことができる。
【００１９】
すなわち、色背景部では、彩度値（Ｃ* ）が有限の値を持つので、彩度値（Ｃ* ）を閾値ＭＡＸに加える（ＭＡＸ閾値＋Ｃ* ）ことにより、閾値上限リミッタ値が上昇して背景とみなすため、文字構造と誤認識されることはない。一方、文字部は彩度値（Ｃ* ）が小さいので、閾値上限リミッタ値はそのままであり、文字構造として識別される。
【００２０】
なお、本実施形態では、彩度算出部１４で算出した彩度値（Ｃ* ）をそのまま加算器１８で上限値（閾値ＭＡＸ）に加算するとしたが、彩度算出部１４の後段に係数部を設け、彩度値（Ｃ* ）にある係数を掛けた後、閾値ＭＡＸに加算するようにしても良く、また係数部の係数値を外部から適宜調整できるようにすることも可能である。係数部としては、例えばＬＵＴ(Look Up Table) を用いることができる。
【００２１】
図３は、本発明の他の実施形態を示すブロック図であり、図中、図１と同等部分には同一符号を付して示し、その説明については省略する。図３において、画像信号入力部１１の明度信号（Ｌ* ）を出力する出力端は、信号線Ｌ３１を介して減算器３１の一方（＋）の入力端に、さらに信号線Ｌ２２を介して周辺画素平均部１３の入力端にそれぞれ接続されている。また、色信号（ａ* ｂ* ）を出力する２つの出力端は、信号線Ｌ３３，Ｌ３４を介して彩度算出部１４の２つの入力端に接続されている。
【００２２】
彩度算出部１４の出力端は、信号線Ｌ３５を介して減算器３１の他方（−）の入力端に接続されている。減算器３１の出力端は、信号線Ｌ３６を介して比較器１２の一方の入力端に接続されている。また、周辺画素平均部１３の出力端は、信号線Ｌ３７を介して加算器１５の一方の入力端に接続されている。加算器１５の他方の入力端には、信号線Ｌ３８を介してオフセット値設定回路１６の出力端が接続されている。加算器１５の出力端は、信号線Ｌ３９を介して上限（ＭＡＸ）リミッタ１７の入力端に接続されている。上限リミッタ１７の上限値入力端には、信号線Ｌ４０を介して上限値設定部１９の出力端が接続されている。
【００２３】
上限リミッタ１７の出力端は、信号線Ｌ４１を介して下限（ＭＩＮ）リミッタ２０の入力端に接続されている。下限リミッタ２０の下限値入力端には、信号線Ｌ４２を介して下限値設定部２１の出力端が接続されている。上限値設定部１９および下限値設定部２１は、背景のノイズを文字として誤判定するような不具合を防止するために、所定の上限値（閾値ＭＡＸ）および下限値（閾値ＭＩＮ）を設定する。下限リミッタ２０の出力端は、信号線Ｌ４３を介して比較器１２の他方の入力端に接続されている。そして、比較器１２の出力端は、信号線Ｌ４４を介して外部の回路に接続される。
【００２４】
次に、上記構成の他の実施形態に係る回路動作について説明する。画像信号入力部１１から入力される明度信号（Ｌ* ）は、加算器３１の＋入力になるとともに、周辺画素平均部１３に与えられる。周辺画素平均部１３は、注目画素を含む周辺画素の明度値の平均を求め、その平均値を閾値とする。この閾値には、オフセット値設定部１６で設定されたオフセット値が加算器１５で加算される。このオフセットが与えられた閾値は、上限リミッタ１７に供給される。
【００２５】
上限リミッタ１７および次段の下限リミッタ２０は、加算器１５でオフセットが与えられた閾値に対して上限リミッタおよび下限リミッタを施す。このオフセットおよび上限、下限リミッタが施された閾値は比較器１２の閾値となる。一方、画像信号入力部１１から入力される色信号（ａ* ｂ* ）は、彩度算出部１４に供給される。彩度値算出部１４は、この色信号（ａ* ｂ* ）に基づいて彩度値（Ｃ* ）を算出する。この彩度値（Ｃ* ）は、加算器３１の−入力となり、明度信号（Ｌ* ）から減算されて比較器１２に供給される。比較器１２は、彩度値（Ｃ* ）が減算された明度信号（Ｌ* ）を閾値と比較することにより、文字・写真の判定を行い、領域信号を生成して外部へ出力する。
【００２６】
上述したように、色信号（ａ* ｂ* ）に基づいて彩度値（Ｃ* ）を算出し、これを明度信号（Ｌ* ）から差し引く（Ｌ* −Ｃ* ）ことで、文字部と背景部の両明度（Ｌ* ）値間に十分なコントラストがない場合でも、十分なコントラストを確保することができる。これにより、文字部と背景部との識別を確実に行うことができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、彩度算出部１４で算出した彩度値（Ｃ* ）をそのまま減算器３１で明度信号（Ｌ* ）から差し引くとしたが、彩度算出部１４の後段に係数部を設け、彩度値（Ｃ* ）にある係数を掛けた後、明度信号（Ｌ* ）から差し引くようにしても良く、また係数部の係数値を外部から適宜調整できるようにすることも可能である。係数部としては、例えばＬＵＴ(Look Up Table) を用いることができる。
【００２８】
また、上記各実施形態では、文字・写真分離処理単独の回路に適用した場合について説明したが、網点識別器およびエッジ抽出器などを組み合わせた文字・写真分離回路においても同様に適用することが可能である。
【００２９】
図５は、本発明が適用されるディジタルカラー複写機の一例を示す概略構成図である。このディジタルカラー複写機は、原稿を読み取るスキャナー部５１と、スキャナー色補正部５２と、本発明に係る文字・写真分離部５３と、プリンタ色補正部５４と、プリンタ部５５とから構成されている。かかる構成のディジタルカラー複写機において、スキャナー部５１からの画像入力後、スキャナー色補正部５２で均等色空間信号（Ｌ* ａ* ｂ* ）に変換されて文字・写真分離部５３に供給される。
【００３０】
文字・写真分離部５３としては、先の各実施形態による回路構成のものが用いられる。そして、この文字・写真分離部５３において、色信号（ａ* ｂ* ）から彩度値（Ｃ* ）を求め、この彩度値（Ｃ* ）と明度値（Ｌ* ）とに基づいて文字領域と写真領域とを分離し、領域信号を生成する。この領域信号は、プリンタ色補正部５４およびプリンタ部５５に供給される。プリンタ色補正部５４では、Ｌ* ａ* ｂ* 信号をＹ（イエロー）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）Ｋ（クロ）信号に変換する処理を、文字・写真分離部５３から与えられる領域信号に基づいて切り替える。また、プリンタ部５５では、スクリーン再現を文字・写真分離部５３から与えられる領域信号に基づいて切り替える。
【００３１】
図６は、本発明が適用されるスキャナーの一例を示す概略構成図である。このスキャナーは、原稿を読み取るスキャナー部６１と、ＲＧＢ信号をＬ* ａ* ｂ* 信号に変換する色補正部６２と、本発明に係る文字・写真分離部６３とから構成されている。かかる構成のスキャナーにおいて、文字・写真分離部６３として、先の各実施形態による回路構成のものが用いられる。そして、この文字・写真分離部６３を経た画像信号はＬ* ａ* ｂ* 信号又はＲＧＢ信号として外部へ出力され、また文字・写真の判定結果を示す領域信号もそのまま外部へ出力される。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、均等色空間の画像信号から彩度値を算出し、この彩度値と明度値とを用いて画像の種類を判別するようにしたことにより、文字部と背景部の両明度値に十分なコントラストがない場合でも、十分なコントラストを確保することができるので、色背景中のグレーや色文字の認識性能を向上できる。その結果、色背景文字における見苦しい再現境界（エラーデフェクト）が低減し、良好な再現性が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】  本発明の一実施形態に係る動作説明図である。
【図３】  本発明の他の実施形態を示すブロック図である。
【図４】  本発明の他の実施形態に係る動作説明図である。
【図５】  本発明が適用されるディジタル複写機の概略構成図である。
【図６】  本発明が適用されるスキャナーの概略構成図である。
【図７】  文字・写真分離回路の一例を示すブロック図である。
【図８】  従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１  画像信号入力部
１２  比較器
１３  周辺画素平均部
１４  彩度算出部
１７  上限リミッタ
２０  下限リミッタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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