(57)【要約】【課題】文字を含む多値画像の画質向上させる画像処理装置を提供する。【解決手段】文字を含む多値画像に対して、補正を行って画質向上をはかる画像処理装置であって、処理対象の多値画像のエッジおよびエッジ方向を検出し、前記検出したエッジ方向に対応したフィルタを選択し、前記選択したフィルタを用いて画像補正を行うようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字を含む多値画像に対して、補正を行って画質向上をはかる画像処理装置において、処理対象の多値画像のエッジおよびエッジ方向を検出する検出手段と、前記検出手段で検出したエッジ方向に対応したフィルタを選択するフィルタ選択手段と、前記フィルタ選択手段で選択したフィルタを用いて画像補正を行う画像補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置において、前記検出手段でエッジが検出されない画素に対しては、前記画像補正手段でフィルタ処理を行わないようにしたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像処理装置において、前記フィルタ選択手段で選択されるフィルタは、エッジ強調フィルタを含むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像処理装置において、前記検出手段でエッジが検出されない画素に対しては、前記フィルタ選択手段では平滑化フィルタを選択し、前記画像補正手段では該平滑化フィルタによりフィルタ処理を行うようにしたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像処理装置において、前記検出手段は、空間フィルタリング処理を用いてエッジの有無およびエッジの方向を求めるようにしたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の画像処理装置において、前記画像補正手段で補正された画像データを二値化する二値化手段を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像処理装置において、前記二値化手段で二値化された画像を文字認識処理する文字認識手段を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項６に記載の画像処理装置において、前記二値化手段で二値化された画像を、ＭＲＣ（Ｍｉｘｅｄ  Ｒａｓｔｅｒ  Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）を構成するために利用するようにしたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像処理装置において、前記画像補正手段で画像補正された多値画像を、ＭＲＣを構成するために利用するようにしたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
文字を含む多値画像に対して、補正を行って画質向上をはかる画像処理方法において、処理対象の多値画像のエッジおよびエッジ方向を検出し、前記検出したエッジ方向に対応したフィルタを選択し、前記選択したフィルタを用いて画像補正を行うようにしたことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
コンピュータに、請求項１乃至９のいずれかに記載の画像処理装置の機能を実現させるためのプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体に関し、特に、文字を含む多値画像の画質向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、文字は、輪郭を強調（エッジ強調とも言う）すると人間の目には見やすくなるが、エッジ強調が不要な写真部分、背景部分、網掛け部分になされると粒状感が出て好ましくない画質になる。したがって、エッジ強調すべき画素を判別して選択的にエッジ強調することが望ましい。
【０００３】
特許文献１では、複数の空間フィルタ手段のいずれかを用いて、各色の画素の濃度値を強調し、各画素の濃度値を合計した合計濃度値が閾値以上である場合は、強調度の低い他の空間フィルタ手段を用いて、各画素の濃度値の強調を再度行っている。各画素の合計濃度値が閾値未満となるまで、この空間フィルタ手段による処理を繰り返す。この閾値として、記録用紙に付着し得るトナー（インク）の最大供給量に対応する濃度値を設定しておけば、各色の画素の合計濃度値に対応する各色のトナーの供給量が該最大供給量未満に抑えられ、トナーの付着率の低下を招かずに済み、トナーの飛散やはみ出しを防止することができる。
【０００４】
特許文献２では、入力された画像データに対して適応的な精細度補正を施すに当たって、入力画像データの画像特徴量に応じて画像に対して複数の強調係数を算出し、その算出した複数の強調係数を用いて先鋭度を平滑化したり、先鋭度を強調したり、あるいは先鋭度の補正を行わないような精細度補正を行うことにより、ユーザが試行錯誤的な操作を行うことなく、適応的な精細度補正を実現できるため、ユーザの負担を軽減することができる。特に、画像特徴量として、明度のエッジ情報を用いずに、色の凸凹を表すカラーエッジ情報を用いることで、人の感覚に応じてエッジ情報を得ることができ、補正後の画像に節目やむらなどの不具合を発生させることもない。
【０００５】
特許文献３は、エッジ部分の画素値が小さな値の領域にあるときは、当該エッジ部分の画素値を弱めに修正してエッジ強調を行ない、一方、エッジ部分の画素値が大きな値の領域にあるときは、当該エッジ部分の画素値を強めに修正してエッジ強調を行なう。したがって、メリハリのあるエッジ（エッジ部分の画素値が大きい）から穏やかなエッジ（エッジ部分の画素値が小さい）まで様々なタイプのエッジを適応的に補正することができる。
【０００６】
特許文献４は、網点領域であり、かつ、文字・線画領域であると判定された場合に、平滑化処理を行った上、中程度のエッジ強調をするので、網点領域での文字・線画が平滑化処理のためぼやけてしまうといったことがなくなる。したがって、網点領域の中であっても、文字・線画部分がある程度は強調され、くっきりした文字・線画画像を出力することができる。
【特許文献１】特開２００２−１１２０３６号公報
【特許文献２】特開２００２−１１２０３６号公報
【特許文献３】特開２００１−２９２３２５号公報
【特許文献４】特開平０８−１６３３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、エッジ強調を行う画素を判別して選択的に行うようにして、画質の向上がはかれるが、このエッジには方向性があり、この方向性にあわせたエッジ強調をすることによってさらに画質の向上が図れる。
しかしながら、特許文献１は、過度なエッジ強調を防ぐことはできるが、エッジ方向を考慮しておらず、必ずしも適切なエッジ強調演算とはいえない。
また、特許文献２は、過度のエッジ強調を防ぐことはできるが、これもエッジ方向を考慮したものではない。
また、特許文献３は、過度のエッジ強調を防ぐことはできるが、これもエッジ方向を考慮したものではない。
また、特許文献４は、網点はつぶれてよい画像となるし、文字も輪郭が強調されるが、これもエッジ方向を考慮したものではない。
【０００８】
本発明は、上述のような実情を考慮してなされたものであって、文字を含む多値画像の画質向上させる画像処理装置、画像処理方法、コンピュータに画像処理装置の機能を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、文字を含む多値画像に対して、補正を行って画質向上をはかる画像処理装置において、処理対象の多値画像のエッジおよびエッジ方向を検出する検出手段と、前記検出手段で検出したエッジ方向に対応したフィルタを選択するフィルタ選択手段と、前記フィルタ選択手段で選択したフィルタを用いて画像補正を行う画像補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記検出手段でエッジが検出されない画素に対しては、前記画像補正手段でフィルタ処理を行わないようにしたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記フィルタ選択手段で選択されるフィルタは、エッジ強調フィルタを含むことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記検出手段でエッジが検出されない画素に対しては、前記フィルタ選択手段では平滑化フィルタを選択し、前記画像補正手段では該平滑化フィルタによりフィルタ処理を行うようにしたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の画像処理装置において、前記検出手段は、空間フィルタリング処理を用いてエッジの有無およびエッジの方向を求めるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の画像処理装置において、前記画像補正手段で補正された画像データを二値化する二値化手段を備えることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の画像処理装置において、前記二値化手段で二値化された画像を文字認識処理する文字認識手段を備えることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の画像処理装置において、前記二値化手段で二値化された画像を、ＭＲＣ（Ｍｉｘｅｄ  Ｒａｓｔｅｒ  Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）を構成するために利用するようにしたことを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の画像処理装置において、前記画像補正手段で画像補正された多値画像を、ＭＲＣを構成するために利用するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１０に記載の発明は、文字を含む多値画像に対して、補正を行って画質向上をはかる画像処理方法において、処理対象の多値画像のエッジおよびエッジ方向を検出し、前記検出したエッジ方向に対応したフィルタを選択し、前記選択したフィルタを用いて画像補正を行うようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１１に記載の発明は、コンピュータに、請求項１乃至９のいずれかに記載の画像処理装置の機能を実現させるためのプログラムである。
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載のプログラムを記録した、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、文字の輪郭のくっきりした多値画像を得ることができ、しかも文字以外の部分の画質劣化も少ない。
したがって、文字の輪郭がくっきりした二値画像が得られ、ＯＣＲ処理では認識精度向上、ＭＲＣ処理では画質向上が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の画像処理装置に係る好適な実施形態について説明する。
【００１６】
＜実施形態１＞
図１は、本実施形態１に係る画像処理装置の機能構成を示すブロック図であり、同図において、画像処理装置は、多値画像取得手段１０１、エッジ検出・方向検出手段１０２、フィルタ選択手段１０３、画像補正手段１０４、二値化手段１０５、文字認識手段１０６とからなる。
【００１７】
図２は、本実施形態１に係る画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
まず、スキャナ等の画像入力機器を用いて、処理対象の多値画像を取得する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０により、多値画像取得手段１０１を構成する。
【００１８】
次に、取得した画像上のある１画素に注目し、それがエッジ画素かどうかを調べる（ステップＳ１１）。このステップＳ１１により、エッジ検出・方向検出手段１０２を構成する。エッジ強調は、文字の輪郭には必要だが、写真などの平坦な領域には必要ないためこの処理が必要になり、また、エッジかどうかを判断するには空間フィルタを用いて判断すればよい。
【００１９】
例えば、図３に示すように、エッジ検出フィルタを方向によって４種類用意する。いずれも判定対象の画素を中心とした３×３画素の空間フィルタで、画素値にフィルタ値を乗じ、積和値の絶対値の大きさでエッジの有無を判断する。図３中の矢印は検出しようとしているエッジの向き、矢印上の黒丸は判定対象画素、灰色の三角はエッジが検出される画像例である。
フィルタ演算で得られた値が予め定めた値よりも大きい場合に、その方向にエッジがあると判断する。しかし、複数の方向でエッジありと判断された場合は、最も値の大きい方向を、エッジの方向と判断する（図４参照）。図４において、判定対象画素を中心とする３×３の画素行列Ｍを以下とする。
【００２０】
【数１】
2006217058.tif 000003
【００２１】
この画素行列Ｍに対して、上述の４種類の検出フィルタを施すと以下のようになる。
【００２２】
【数２】
2006217058.tif 000004
【００２３】
エッジありと判定するフィルタ値（閾値）を２０以上とすると、「左下−右上方向」と「左右方向」とが「エッジあり」とされるが、「左下−右上方向」のフィルタ値の方が大きいので、エッジの方向を「左下−右上方向」と判定する。
【００２４】
次に、判定対象となる画素がエッジとなっていないときには（ステップＳ１２のＮＯ）、次の判定画素を見つけるためにステップＳ１５へ進む。
一方、エッジがある場合は（ステップＳ１２のＹＥＳ）、その方向に適したエッジ強調フィルタを選択する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３でフィルタ選択手段１０３を構成する。例えば、エッジが縦方向ならば縦方向の画素値差を強調するような、斜め方向ならば斜め方向の画素値差が強調するようなフィルタを選択することで、文字の輪郭がより鮮明になる。
【００２５】
例えば、エッジ方向に対する強調フィルタの例を図５（Ａ）に示した。また、従来のエッジ方向を考慮しない一般的なフィルタの例を図５（Ｂ）に示した。この図５（Ａ）の強調フィルタによれば、図５（Ｂ）の一般的なフィルタに比べ、不要な部分の強調が行われないようになる。
【００２６】
次に、ステップＳ１３で選択された強調フィルタを用いて、判定対象となっている画素にエッジ強調を行う（ステップＳ１４）。このステップＳ１４で画像補正手段１０４を構成する。
【００２７】
以上のステップＳ１１からＳ１４までを繰り返して、すべての画素に対して補正処理を行う（ステップＳ１５）。
【００２８】
すべての画素に対して補正が終了すると（ステップＳ１５のＹＥＳ）、二値化処理を行う（ステップＳ１６）。この二値化処理は、予め定められた値より明度の高い画素を白、その他を黒として画像変換する。
最後に、この二値化処理された画像に対して、公知の技術により文字認識処理を行って（ステップＳ１７）、認識結果を表示装置や記憶装置へ出力する（ステップＳ１８）。このステップＳ１７により文字認識手段１０６を構成する。
上記のようにして得られた二値化画像は、エッジ強調が行われているので文字の輪郭はよりくっきりとなるため、文字認識精度が向上する。
【００２９】
＜実施形態２＞
本実施形態２は、エッジが検出されない画素に対して平滑化処理を行う点が実施形態１と異なっている。本実施形態２の機能構成は、図１に示した実施形態１と同じであり、また、本実施形態２の処理手順は図６に示したフローチャートとなるが、図２と同じところは同じステップ番号を付し、以下で追加点に付いてのみ説明する。
【００３０】
判定画素に対してエッジが検出されない場合（ステップＳ１２のＮＯ）、エッジが検出されない画素に対して、平滑フィルタを選択して（ステップＳ１９）、ステップＳ１４へ進む。
判定対象となった画素に対して、ステップＳ１３あるいはステップＳ１９で選択されたフィルタでフィルタ処理を施す（ステップＳ１４）。
【００３１】
このように、エッジがない画素についても平滑化処理を行うことで、フィルタ処理を施した多値画像を表示する際にモアレが発生することを抑制することができる。また、二値化の際に文字以外の部分がごま塩ノイズ状になるのを抑制する効果もある。
【００３２】
＜実施形態３＞
本実施形態３は、上記の実施形態で画像補正処理を施した多値画像と二値化画像をＭＲＣ（Mixed Raster Contents）に利用する例である。
図７は、本実施形態３に係る画像処理装置の機能構成を示し、図８はこの画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
図７において、図１と同じ機能に対しては同じ符号を付してある。また、図８においても、図２と同じ処理ステップについては同じステップ番号を付してある。以下では、これらのうち相違点についてのみ説明することにする。
【００３３】
画像全体について二値化処理が終了すると（ステップＳ１６）、画像全体についての二値化画像から文字領域を判別し、文字以外の画素を二値化画像から消去して、文字のみの二値化画像を生成する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１で文字のみ画像生成手段１０７を構成する。この文字領域の判別には、公知の技術、例えば、特開平６−２００９２号公報などの方法を用いる。
【００３４】
次に、原画像の多値画像において、文字と判断された画素位置の画素値のみを残し、他の画素を一律の色（例えば黒など）に置き換えた画像を前景画像として生成する（ステップＳ２２）。このステップＳ２２で前景画像生成手段１０８を構成する。
例えば、図９の原画像（Ａ）に対して、文字画像「１」を示す文字のみの二値化画像（Ｂ）が得られていれば、文字画像「１」を表す画素部分に対応する原画像（Ａ）の画素を残し、その他の画素を一律の色に置き換え、前景画像（多値）（Ｃ）を抜き出す。
【００３５】
次に、原画像の多値画像において、前景画像とは逆に、文字と判断されなかった画素位置の画素値のみを残し、他の画素を一律の色（例えば白など）にした画像を背景画像として生成する（ステップＳ２３）。このステップＳ２３で背景画像生成手段１０９を構成する。
例えば、図９の原画像（Ａ）に対して、文字画像「１」を示す文字のみの二値化画像（Ｂ）が得られていれば、文字画像「１」を表す画素部分に対応する原画像（Ａ）の画素を一律の色に置き換え、原画像（Ａ）のその他の画素を残して、背景画像（多値）（Ｄ）を抜き出す。
【００３６】
次に、原画像のうち文字のみの画像、前景画像および背景画像を圧縮して符号化する（ステップＳ２４）。このステップＳ２４で符号化手段１１０を構成する。
この圧縮の際は、文字の輪郭を保存すると画質が良いので、例えば、ＭＭＲなどの可逆圧縮方法が効果的であるが、文字の輪郭は二値化画像で再現されているので非可逆圧縮でも画質への影響は少ない。
また、前景画像および背景画像に対しては、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）などの非可逆圧縮方法で圧縮したとき、ステップＳ２２およびＳ２３で行った「他の画素を一律の色にする」処理により高周波成分が低減しているので圧縮効率が著しく向上する。
【００３７】
最後に、符号化された３種類の画像（文字のみの画像、前景画像および背景画像）を重ね合わせ表示可能な形態でまとめて出力する（ステップＳ２５）。この形態のフォーマットとしては、ＪＰＭ（ＪＰＥＧ２０００マルチレイヤ）などの方式が考えられる。このＪＰＭ形式では表示の際、二値化画像の文字部分を前景画像の色で、文字でない部分を背景画像の色で表現するので、二値化画像の輪郭がそのまま文字としての画質になって現れることになる。
【００３８】
＜実施形態４＞
本発明は、上述した実施形態のみに限定されたものではない。上述した実施形態の画像処理装置を構成する各機能をそれぞれプログラム化して、予め記録媒体に書き込んでおき、この記録媒体に記録されたこれらのプログラムを画像処理装置に備えられたメモリあるいは記憶装置に格納し、そのプログラムを実行することによって、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体も本発明を構成することになる。
また、上記プログラムは、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することによって上述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００３９】
なお、上述した実施形態の機能を実現するプログラムは、ディスク系（例えば、磁気ディスク、光ディスク等）、カード系（例えば、メモリカード、光カード等）、半導体メモリ系（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリ等）、テープ系（例えば、磁気テープ、カセットテープ等）等のいずれの形態の記録媒体で提供されてもよい。あるいは、ネットワークを介して記憶装置に格納されたプログラムをサーバコンピュータから直接供給を受けるようにしてもよい。この場合、このサーバコンピュータの記憶装置も本発明の記録媒体に含まれる。
このように、上述した実施形態の機能をプログラム化して流通させることによって、コストの低廉化、および可搬性や汎用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施形態１に係る画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係る画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】エッジの方向別のエッジ検出フィルタの例である。
【図４】エッジの方向ごとのフィルタ演算の例である。
【図５】エッジ方向に対する強調フィルタの例（Ａ）と従来のエッジ方向を考慮しない一般的なフィルタの例（Ｂ）である。
【図６】実施形態２に係る画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】実施形態３に係る画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図８】実施形態３に係る画像処理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】原画像から前景画像および背景画像を取り出すときの処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１…多値画像取得手段、１０２…エッジ検出・方向検出手段、１０３…フィルタ選択手段、１０４…画像補正手段、１０５…二値化手段、１０６…文字認識手段、１０７…文字のみ画像生成手段、１０８…前景画像生成手段、１０９…背景画像生成手段、１１０…符号化手段。
【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】
2006217058.tif 000011
【図８】
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【図９】
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