(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を読み取ってデジタルデータとして出力する原稿読み取り部と、前記原稿読み取り部で読み取った画像データを補正し原稿認識を行なう画像処理部と、前記画像処理部の出力画像データを用紙に出力する画像記録部と、を備えた画像処理装置であって、
前記画像処理部は、線画らしさを認識する線画認識部と原稿の特定領域が有彩又は無彩を判定する色判定部とからなる原稿認識部と、主走査方向の拡大・縮小又は等倍処理を実行する変倍部と、を備え、
前記線画認識部は、ＲＧＢデータを変換してモノクロ信号を出力するモノクロ化部と、線画のエッジを抽出するとともに白領域と黒画素を検出するラプラシアン部と、白領域周辺の黒エッジを抽出するとともに細線の検出を行うパターンマッチング部と、前記パターンマッチング部からの抽出パターンを膨張することで文字の交点を繋ぐとともに線画とその周辺の線画処理を行う膨張部と、を備え、
副走査方向の変倍は、前記画像処理部での原稿認識を行う前処理段階である前記原稿読み取り部において実行され、
主走査方向の変倍は、前記線画認識と前記色判定された原稿認識部の後処理段階である前記変倍部において実行され、
主走査方向の変倍率に応じて主走査方向又は副走査方向の膨張幅を変える
ことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置に関し、特に、複数画素を参照して線画（文字）のエッヂを抽出し、その結果によりパラメータを切り替え画像の形成処理を行なう画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、変倍率に応じて、線画のエッヂの抽出の判定のパラメータを変えることができる画像処理装置がある。この機能を装備する理由は、変倍率に応じて読み取り部の画像データの特性が変化するためである。
【０００３】
同様な理由で、画像処理フィルタを変える画像処理装置もある。例えば、４回スキャンして画像データを読み取る装置では、構成部品の主走査変倍は原稿認識部の後で、副走査変倍は原稿認識部の前の配置構成をとる場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例のような配置構成の画像処理装置であると、倍率により原稿認識部の結果の線のエッヂ（輪郭）を抽出しているため、主走査と副走査の幅が出力結果として異なる。また、主走査変倍を原稿認識部の前に配置すると、Ｒ・Ｇ・Ｂのための３つの回路部を必要とする問題を伴う。
【０００５】
本発明は、主走査と副走査の変倍率を変えてもそれぞれのエッジ検出の出力結果を略一定とする画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、原稿を読み取ってデジタルデータとして出力する原稿読み取り部と、前記原稿読み取り部で読み取った画像データを補正し原稿認識を行なう画像処理部と、前記画像処理部の出力画像データを用紙に出力する画像記録部と、を備えた画像処理装置であって、前記画像処理部は、線画らしさを認識する線画認識部と原稿の特定領域が有彩又は無彩を判定する色判定部とからなる原稿認識部と、主走査方向の拡大・縮小又は等倍処理を実行する変倍部と、を備え、前記線画認識部は、ＲＧＢデータを変換してモノクロ信号を出力するモノクロ化部と、線画のエッジを抽出するとともに白領域と黒画素を検出するラプラシアン部と、白領域周辺の黒エッジを抽出するとともに細線の検出を行うパターンマッチング部と、前記パターンマッチング部からの抽出パターンを膨張することで文字の交点を繋ぐとともに線画とその周辺の線画処理を行う膨張部と、を備え、副走査方向の変倍は、前記画像処理部での原稿認識を行う前処理段階である前記原稿読み取り部において実行され、主走査方向の変倍は、前記線画認識と前記色判定された原稿認識部の後処理段階である前記変倍部において実行され、主走査方向の変倍率に応じて主走査方向又は副走査方向の膨張幅を変える構成とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による画像処理装置の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図７を参照すると本発明の画像処理装置の実施の形態が示されている。図１は画像処理装置の主要構成ブロック図、図２〜図４は内部の部分構成ブロック図、図５は白領域検出の動作を説明するためのマトリックス、図６および図７は線画の概念的な断面図、図８および図９は印刷原稿の線画の抽出手順を説明するための概念図である。
【０００９】
画像処理装置は、図１に示すように原稿を読み取り、読み取ったデータをデジタルデータとして出力する原稿読み取り部１１、原稿読み取り部１１が読み取った画像データを補正し原稿認識を行なう画像処理部１２、画像処理部１２の出力画像データを用紙に出力する画像記録部１３とから構成される。
【００１０】
本実施例の要部である画像処理部１２を図２を用いて説明する。
ＲＧＢγ補正部２１は、ＲＧＢデータのグレーバランスの補正と濃度データへの変換を行う。
【００１１】
遅延部２２は、原稿認識部３０の出力結果と同期をとるために、ＲＧＢデータを遅延する。原稿認識部３０は、ＲＧＢ画像データに応じて、文字領域か絵柄領域かを判定して、ＲＧＢフィルタ部２３にＣ／Ｐ信号を出力する。Ｃ／Ｐ信号のロジックは、Ｈで文字、Ｌで絵柄である。
【００１２】
さらに、原稿領域の有彩領域か無彩領域を判定して、Ｂ／Ｃ信号をＲＧＢフィルタ部２３に出力する。Ｂ／Ｃ信号のロジックは、Ｈで無彩領域、Ｌで有彩領域である。Ｃ／Ｐ信号は、ＲＧＢフィルタ部２３、色補正部２４、ＶＣＲ部２５、変倍部２６、ＣＭＹＢｋフィルタ部２７、ＣＭＹＢｋγ補正部２８、階調処理部２９にカスケード接続され、画像データに同期して信号ＩＭＧを出力する。
【００１３】
各ブロックは、Ｃ／Ｐ信号およびＢ／Ｃ信号により、文字の処理と絵柄の処理を切りかえて行なう。Ｂ／Ｃ信号は、ＲＧＢフィルタ部２３、色補正部２４、ＶＣＲ部２５にカスケード接続され、画像データに同期して出力する。
【００１４】
ＲＧＢフィルタ部２３は、Ｒ・Ｇ・ＢデータをＭＴＦ補正するフィルタであり、Ｎ×Ｎのマトリックスで構成している。Ｃ／Ｐ信号がＨの時は鮮鋭化処理を行ない、Ｌの時は平滑化処理をする。色補正部２４は、Ｒ・Ｇ・Ｂデータを一次のマスキング等でＣ・Ｍ・Ｙのデータに変換する。
【００１５】
ＶＣＲ部２５は、画像データの色再現を向上させるため、Ｃ・Ｍ・Ｙ・Ｂｋの４色で表現する。Ｃ・Ｍ・Ｙの共通部分をＶＣＲ（加色除去）を行ない、Ｂｋデータを生成する。Ｃ／Ｐ信号がＬの時は、スケルトンブラックのＢｋ生成を行なう。Ｃ／Ｐ信号がＨの時は、フルブラック処理を行なう。さらに、Ｃ／Ｐ信号がＨで、かつＢ／Ｃ信号がＨの時は、Ｃ・Ｍ・Ｙのデータをイレースする。これは、黒文字の時、黒成分のみで表現するためである。また、出力ＩＭＧは、Ｃ・Ｍ・Ｙ・Ｂｋのうち一色を出力する、面順次の一色である。つまり、４回原稿を読み取りを行なうことにより、フルカラ−（４色）データを作成する。
【００１６】
変倍部２６は、主走査方向の拡大・縮少、あるいは、等倍処理を実行する。ＣＭＹＢｋフィルタ部２７は、画像記録部１３の周波数特性や、Ｃ／Ｐ信号に応じてＮＸＮの空間フィルタを用い、平滑化処理や鮮鋭化処理を行なう。ＣＭＹＢｋγ補正部２８は、画像記録部１３の周波数特性や、Ｃ／Ｐ信号に応じて、γカーブを変更し処理をする。Ｃ／Ｐ信号が“Ｌ”の時は画像を忠実に再現したγで、Ｃ／Ｐ信号が“Ｈ”の時はγをたたさせてコントラストを強調する。
【００１７】
階調処理部２９は、画像記録部１３の階調特性やＣ／Ｐ信号に応じてディザ処理等の量子化を行なう。Ｃ／Ｐ信号が“Ｌ”の時は階調重視の処理を行ない、Ｃ／Ｐ信号が“Ｈ”の時は解像力重視の処理を行なう。さらに、原稿認識部３０は図３に示すように、線画らしさを検出する線画認識部３１と、原稿の特定領域が有彩・無彩を判定する色判定部３２とからなる。
【００１８】
線画認識部３１のＣ／Ｐ信号の出力ロジックは、線画のエッヂであると“Ｈ”を出力し、それ以外では“Ｌ”を出力する。また、色判定部３２のＢ／Ｃ信号出力ロジックは、有彩領域であると“Ｌ”を出力し、それ以外では“Ｈ”を出力する。出力結果は、４×４画素を１画素に対応させた信号である。以下において、出力結果の単位は１ブロックとする。
【００１９】
本実施形態では、４００ＤＰＩ程度の読み取り密度の原稿読み取り部を例にとって説明する。本実施形態の要部である線画認識部３１を、図４を用いて説明する。図４において、線画認識部３１は、モノクロ化部４１、ラプラシアン部４２、Ｙパターンマッチング部Ａ、Ｂ、Ｃ（４３〜４５）、孤立点除去部４６、膨張部４７からなる。
【００２０】
モノクロ化部４１は、Ｒ・Ｇ・Ｂデータを輝度データなどに変換して、モノクロ信号にする。例えば、輝度データでなくとも、Ｒ・Ｇ・Ｂの中で最も濃いデータを選択してもよいし、Ｇを輝度データとして用いることも可能である。出力データは、数字が大きいと濃く、小さいと薄いことを表す。
【００２１】
ラプラシアン部４２は、線画のエッヂを抽出すると同時に、白領域と黒画素を検出する。白領域を検出することにより、白地上の線画の抽出のデータとする。白領域検出の動作を図５の記号化されたマトリックスを用いて説明する。例えば、白領域のマトリックスを３×３とすると、次のようになる。
【００２２】
0003564216.tif 000002
【００２３】
注目画素を含んで周辺データが閾値ｔｈｗ  より小さい時、白領域とする。このパターンは直交パターンであるが、斜めなどのパターンを追加してもよい。
【００２４】
黒画素検出において、十分に濃い画素を黒画素とする。式で表すとａ２２＞ｔｈＢとなる。エッヂ量抽出において、５×５のマトリックスで、次のようにエッヂ量を求める。
【００２５】
ｘ  ＝  （ａ２２×２）  −（ａ２１＋ａ２３）
ｙ  ＝（ａ２２×２）  −（ａ１２＋ａ３２）
ｚ  ＝  ｉ×ｘ  ＋  ｊ×ｙ
但し、ｘは、主走査方向のエッヂ量、
ｙは、副走査方向のエッヂ量、
ｚは、ｘ、ｙに重みづけをして、総エッヂ量を求める。
【００２６】
ここで、ｉ、ｊ＝とも、選択的な係数で、ハードウェアを設計する際に、ゲート規模が小さくなるような係数、１、１．１１５、１．２５、１．３７５、１．５、１．６２５、１．７５、１．８７５、２にしている（固定小数点演算）。このようにしておくことにより、主走査と副走査のＭＴＦ（光学系と、走行系）などのぼけを修正する。
【００２７】
一般に主走査と副走査のＭＴＦは異なっており、さらに副走査の変倍は、読み取り装置の読み取り面積により行なっているため、副走査の変倍率によりＭＴＦは異なる。本実施形態は、主走査変倍は、原稿認識部のあとなので気にする必要はない。さらに、副走査の倍率が大きい時、例えば、２００％の時は、次のようにエッヂ量を求めるように選択可能である。
【００２８】
ｘ  ＝（ａ２２×２）  −（ａ２０＋ａ２４）
ｙ  ＝（ａ２２×２）  −（ａ０２＋ａ４２）
ｚ  ＝  ｉ×ｘ  ＋  ｊ×ｙ
【００２９】
このようにすることにより、副走査の変倍処理に対応している。出力は白領域信号と、黒画素、信号とエッヂ量を出力する。白領域信号は、Ｈで白領域を示し、黒画素信号は、Ｈで黒画素を示す。
【００３０】
図６は、線画の断面図であり、白領域と黒画素と閾値と関係を表す概念図である。また、図７はエッヂ量（ｚ）の関係を表す図である。
【００３１】
次にパターンマッチング部Ａ、Ｂ、Ｃを説明する。
パターンマッチング部Ａ４３のブロックでは、白領域周辺の黒エッヂを抽出する。ここで白領域パターン（Ｗ）は、白領域の信号であり、黒パターン（Ｋ）は、黒画素、または、エッヂ量が閾値ｔｈＲＢ  より、大きいものをＨとする。黒パターンは単純に黒画素で抽出を行なわないのは、原稿読み取り時のボケをエッヂ量で補正するものである。概念図は、図６、図７に示してある。パターン例としては、次式の（７×７）のようになる。
【００３２】
0003564216.tif 000003
【００３３】
水平成分、垂直成分のみで示したが、同様に、ななめ成分のパターンも同様に抽出する。このように白領域上のエッヂを抽出する。白領域が多いので網点を線画と誤認識することなく、白領域の線画を抽出が可能となる。
【００３４】
パターンマッチング部Ｂ４４のブロックでは、細線の検出を行なう。細線とは、文書中のケイ線や、文字などが該当する。ここで白パターン（ｗ）は、白領域であるか、または、エッヂ量が閾値  ｔｈＲｗ  より小さい（マイナス成分なので、絶対値は大きい）  ものをＨとする。黒パターン（ｋ）  は、黒画素または、エッ
ヂ量が閾値  ｔｈＲＢ  より大きいものをＨとする。ここのｔｈＲＢは、パターンマッチング部Ｃ４５とは同じである必要はない。黒パターン、白パターンともエッヂ量成分で補正するのは、細線のコントラストをあげている。
パターンの例としては、次式の（７×７）のようになる。
【００３５】
0003564216.tif 000004
【００３６】
水平成分、垂直成分のみで示したが、同様に、ななめ成分のパターンも同様に抽出する。このように黒パターンの両側を、白パターンではさみこまれている場合に、細線として抽出する。また、白領域が存在する時には、線画である可能性が高いので、パターンマッチングをあまくしてもよい。例えば、次式のようになる。白領域を記号ａとする。
【００３７】
0003564216.tif 000005
【００３８】
などを追加してもよい。ここでは水平成分のみ示したが、同様に垂直成分、斜め成分も同様に抽出する。さらに、このパターンと逆に白パターンの両側を、白パターンではさみ込まれている場合には、細線であるので、このようなパターンで追加してもよいし、白パターンを中心としたパターンマッチングでもよい。
【００３９】
パターンマッチング部Ｃ４５のブロックは、パターンマッチング部Ａ４３の補助的なもので、白領域上の黒エッヂを抽出するために、白エッヂ成分の３つ要素でパターンマッチングを行なう。ここで白領域パターン（ａ）は、白領域の信号であり、黒パターン（ｋ）  は、黒画素、または、エッヂ量が閾値  ｔｈＲＢ  より大きいものをＨとする。白パターン（ｗ）は、白領域であるか、またはエッヂ量が閾値  ｔｈＲｗ  より小さい（マイナス成分なので、絶対値は大きい）ものをＨとする。パターンの例としては、次式の（７×７）のようになる。
【００４０】
0003564216.tif 000006
【００４１】
ここでは、水平成分のみ示したが、同様に、垂直・水平成分のみ示したが、同様に斜め成分も同様に抽出する。このことにより、コントラストのしっかりした文字を抽出することが、可能となる。そして、白エッヂ成分を検出している分、黒パターンの幅を少なくしても網点を誤検知することなく、小さな文字などが抽出可能となる。ここでの閾値、ｔｈＲＢ、ｔｈＲｗ    に、同一でなくてもよい。本実施例は、７×７で行なったが、マトリックスサイズは、何でもよい。さらに、パターンマッチング部Ａ、Ｂ、Ｃのマトリックスを成分する際には、ラインメモリを用いるが、独立に行なうのではなく、共有してもよい。
【００４２】
例としては、ｔｈｗ  、ｔｈｋ  が同一であるならば、共有可能であるし、大小関
係を利用してコード化してもかまわない。コード化の例として、下記を掲げる。
【００４３】
パターン２の  ｔｈＲｗ  を、  ｔｈＲｗ２    、  ｔｈＲＢ  を、ｔｈＲＢ２
パターン３の  ｔｈＲｗ  を、  ｔｈＲｗ３    、  ｔｈＲＢ  を、ｔｈＲＢ３
【００４４】
ここにおいて、大小関係が、
ｔｈＲｗ２  ＞  ｔｈＲｗ３  ＞  ｔｈＲＢ３  ＞  ｔｈＲＢ２  ＞  ｔｈＲＢ３
ならば、通常、５ｂｉｔ×ｎラインとなるが、コードを次のようにすると、３ｂｉｔ
×ｎラインとなる。
【００４５】
0003564216.tif 000007
【００４６】
ここでＰは、エッヂ量である。コードは、０〜５であるので、３ｂｉｔあれば表現できる。コードを展開する時に、逆に行なえばよい。大小関係は、固定でなくても入れかえられるようにした方がよいのはいうまでもない。孤立点除去において、線画は連続した線からなるので、孤立点を除去する。孤立点は、網点を線画と誤検出した場合に生じる。
【００４７】
パターンマッチング部Ａ４３、パターンマッチング部Ｂ４４、パターンマッチング部Ｃ４５のいずれか一つ以上で抽出したら抽出パターンとする。例えば、５×５のパターンマッチングにおいて、周辺画素に抽出パターンがなく、注目画素に注目画素が抽出パターンならば除去する。一例を式で示す。ここにおいて、抽出パターンを記号ａとする。
【００４８】
【外１】
0003564216.tif 000008
【００４９】
また、パターンマッチングでなく、マトリックス内の数をかぞえて判定してもよい。
【００５０】
膨張部４７において、抽出パターンを膨張することにより、文字の交点などをつなぎ、さらに線画とその周辺を線画処理を行なうようにする。
【００５１】
上述のパターンマッチングは、十字の交点を抽出できないが、連結が可能となる。また、線画とその周辺を線画とみなすのは、黒文字処理と空間フィルタを良好に作用させるためである。次式に例（７×７）を示す。
【００５２】
0003564216.tif 000009
【００５３】
このことにより、印刷原稿の線画を良好に抽出可能とする。これは等倍の例であり、変倍について説明する。図８および図９は線画の抽出手順を説明するための概念図であり、図中の実線が線画、点線が線画認識部であり線画として判定する領域を表している。
【００５４】
副走査変倍は、原稿認識の前（原稿読み取り部１１）で行なっており、主走査変倍は、原稿認識の後（変倍部２６）で行なっている。このことにより、例えば等倍で処理した時、図９のように主・副走査とも同じ幅で線画処理を行なうが、主・副走査とも２００％で処理をすると、図８のように主走査のみ線画処理を行なう幅が大きくなる。よって主走査の変倍率により、主走査の膨張幅を変える。式の構成例を以下に示す。
【００５５】
（（膨張量−１）／２／変倍率）×２＋１
つまり、
（７−１）／２／２×２＋１＝  ４．５
【００５６】
膨張量は、整数でなければならないので、５とする。このことにより、変倍率の影響により、主走査と副走査の線処理の処理範囲がほぼ同一の幅となる。逆に主走査の変倍率により、副走査の膨張幅をかえても同様の効果がある。式の構成例を以下に示す。
【００５７】
（（膨張量−１）／２×変倍率）×２＋１）
【００５８】
本実施形態は、輪郭抽出するものすべてに適用できる。さらに、孫コピー（ジェネレーション、複写機の出力を入力原稿として複写）する際には、上述のパラメータを印刷原稿と異なる。パラメータ（ｔｈｗ、ｔｈＢ、ｔｈＲｗ、ｔｈＲＢ）  を変更するほかに、パターンマッチング部Ｃ４５の抽出動作を行なわないようにする。
【００５９】
現在の複写機の出力は、文字を４００ＤＰＩ写真部が、２００ＤＰＩの万線パターンが一般的である。万線パターンは線画と誤検出しやすいので、パターンマッチング部Ｃ４５の抽出動作を行なわないようにする。複写機は印刷物に対して、１／１０程度の解像度なので、孫コピーにはさほど影響しない。このように解像度の低い原稿（孫コピー）に対しては、良好に抽出可能となる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明より明かなように、本発明の画像処理装置は、副走査を副走査変倍率で変倍し、主走査を主走査変倍率で変倍し、副走査変倍率と主走査変倍率に応じて輪郭抽出の結果を膨張する。よって、主走査変倍率により主走査又は副走査の輪郭の膨張量を変えることにより、出力結果を変倍率に影響なくほぼ一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像処理装置の実施例を示す主要構成ブロック図である。
【図２】図１の画像処理部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の原稿認識部の構成例を示すブロック図である。
【図４】図３の線画認識部の構成例を示すブロック図である。
【図５】白領域検出の動作を説明するための記号化されたマトリックスである。
【図６】線画の概念的な断面図であり、白領域と黒画素と閾値とを表している。
【図７】線画の概念的な断面図であり、エッジ量と閾値とを表している。
【図８】印刷原稿の線画の抽出手順を説明するための概念図１である。
【図９】印刷原稿の線画の抽出手順を説明するための概念図２である。
【符号の説明】
１１  原稿読み取り部
１２  画像処理部
１３  画像記録部
２１  ＲＧＢγ補正部
２２  遅延部
２３  ＲＧＢフィルタ部
２４  色補正部
２５  ＶＣＲ部
２６  変倍部
２７  ＣＭＹＢｋフィルタ部
２８  ＣＭＹＢｋγ補正部
２９  階調処理部
３０  原稿認識部
３１  線画認識部
３２  色判定部
４１  モノクロ化部
４２  ラプラシアン部
４３、４４、４５  パターンマッチング部
４６  孤立点除去部
４７  膨張部
【図１】
0003564216.tif 000010
【図２】
0003564216.tif 000011
【図３】
0003564216.tif 000012
【図４】
0003564216.tif 000013
【図５】
0003564216.tif 000014
【図６】
0003564216.tif 000015
【図７】
0003564216.tif 000016
【図８】
0003564216.tif 000017
【図９】
0003564216.tif 000018