(57)【要約】【課題】  画像データの圧縮率の低下を抑制すると共に、画像データの二値化処理に使用するメモリの増加を低減できる画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラム及び画像処理プログラムが格納された記憶媒体を提供すること。【解決手段】  原稿を光学的に走査して得た該原稿の多値画像データを閾値により二値化処理する画像処理装置において、閾値を変更する閾値変更手段２２と、変更前の閾値及び閾値変更手段により変更された閾値により多値画像データを二値化処理して二値画像データを生成する二値画像生成手段２３と、閾値変更手段２２により変更された閾値を用いて生成された二値画像データの所定区間が、二値のいずれかに偏っているか否かを判定する二値画像データ判定手段２５と、二値画像データ判定手段２５の判定の結果に基づき、変更する前の閾値を用いて生成された二値画像データの前記所定区間を、偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える二値画素置き換え手段２６と、を有することを特徴とする。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿を光学的に走査して得た該原稿の多値画像データを閾値により二値化処理する画像処理装置において、
前記閾値を変更する閾値変更手段と、
変更前の閾値及び前記閾値変更手段により変更された閾値を用いて前記多値画像データを二値化処理して二値画像データを生成する二値画像生成手段と、
前記閾値変更手段により変更された閾値を用いて生成された第１の二値画像データの所定区間が、二値のいずれかに偏っているか否かを判定する二値画像データ判定手段と、
前記二値画像データ判定手段の判定の結果に基づき、変更する前の閾値を用いて生成された第２の二値画像データの前記所定区間を、偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える二値画素置き換え手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記二値画像データ判定手段による判定の結果、前記所定区間が二値のいずれかに偏っていた場合、当該所定区間の二値画像データと、前記第２の二値画像データの前記所定区間に相当する二値画像データと、を比較する二値画像データ比較手段を、有し、
前記二値画素置き換え手段は、前記二値画像データ比較手段による比較の結果、前記第１の二値画像データが二値のいずれかに偏っており、前記第２の二値画像データが二値のいずれかに偏っていない場合、前記第２の二値画像データの前記所定区間を偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える、
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記閾値変更手段は、閾値を２以上の異なる閾値に変更し、
前記二値画像生成手段は、変更された前記２以上の異なる閾値を用いて第１の二値画像データを生成し、
前記二値画像データ判定手段は、変更された前記２以上の異なる閾値を用いて生成された前記第１の二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏るか否かを判定し、
前記二値画素置き換え手段は、前記二値画像データ判定手段の２以上の判定結果に基づき、前記第２の二値画像データの前記所定区間を、偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記二値画像データ判定手段は、
原稿を光学的に走査する主走査方向１ラインが、副走査方向に走査して取得する副走査方向に互いに隣り合った所定ライン数の二値画像データに基づき、前記第１の二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏っているか否かを判定する副走査方向判定手段、を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記二値画像データ判定手段は、主走査方向１ライン分の二値画像データに基づき、前記第１の二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏っているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記二値画像データ判定手段は、画素を所定数連結して画素連結部を抽出する連結部抽出手段を有し、
前記連結部抽出手段により抽出された画素連結部が二値のいずれかに偏っているか否かを、前記画素連結部における画素の切り替わり、又は、二値の偏りに基づき判定する、
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記二値画像データ判定手段は、Ｎ個の画素を同時に検出するＮ画素窓を有し、
前記Ｎ画素窓により検出されるＮ個の画素のうち所定数以上の画素が二値のいずれかに偏っている場合、当該Ｎ個の画素が二値のいずれかに偏っていると判定する、
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記Ｎ個の画素が二値のいずれかに偏っていると判定された場合、
前記Ｎ画素窓は、前記第２の二値画像データにおける、前記Ｎ画素窓が前記第１の二値画像データで検出したＮ個の画素に相当するＮ個の画素を検出し、
前記二値画像データ判定手段は、前記第２の二値画素データにおいて二値の画素が切り替わる切り替わり数が所定よりも多い場合、前記第１の二値画像データの当該Ｎ画素窓に相当する画素が二値のいずれかに偏ってないと判定する、
ことを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記閾値変更手段は、閾値の変更量を当該閾値の値に応じて自動的に変更する、
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１０】
原稿を光学的に走査して得た該原稿の多値画像データを閾値により二値化処理する画像処理方法において、
前記閾値を変更する閾値変更ステップと、
変更前の閾値及び前記閾値変更ステップにより変更された閾値により前記多値画像データを二値化処理して二値画像データを生成する二値画像生成ステップと、
前記閾値変更ステップにより変更された閾値を用いて生成された第１の二値画像データの所定区間が、二値のいずれかに偏っているか否かを判定する二値画像データ判定ステップと、
前記二値画像データ判定ステップの判定の結果に基づき、変更する前の閾値を用いて生成された第２の二値画像データの前記所定区間を、偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える二値画素置き換えステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
前記二値画像データ判定ステップによる判定の結果、前記所定区間が二値のいずれかに偏っていた場合、前記所定区間の二値画像データと、変更する前の閾値を用いて生成された二値画像データにおける前記所定区間に相当する二値画像データと、を比較する二値画像データ比較ステップを、有し、
前記二値画素置き換えステップは、前記二値画像データ比較ステップによる比較の結果、前記第１の二値画像データが二値のいずれかに偏っており、前記第２の二値画像データが二値のいずれかに偏っていない場合、前記第２の二値画像データの前記所定区間を偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える、
ことを特徴とする請求項１０記載の画像処理方法。
【請求項１２】
前記閾値変更ステップは、閾値を２以上の異なる閾値に変更し、
前記二値画像生成ステップは、変更された前記２以上の異なる閾値を用いて二値画像データを生成し、
前記二値画像データ判定ステップは、変更された前記２以上の異なる閾値を用いて生成された前記第１の二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏るか否かを判定し、
前記二値画素置き換えステップは、前記二値画像データ判定手段の２以上の判定結果に基づき、前記第２の二値画像データの前記所定区間を、偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える、
ことを特徴とする請求項１０又は１１記載の画像処理方法。
【請求項１３】
前記二値画像データ判定ステップは、
原稿を光学的に走査する主走査方向１ラインが、副走査方向に走査して取得する副走査方向に互いに隣り合った所定ライン数の二値画像データに基づき、前記第１の二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏るっているか否かを判定する副走査方向判定ステップ、を有する、
ことを特徴とする請求項１０ないし１２いずれか記載の画像処理方法。
【請求項１４】
前記二値画像データ判定ステップは、主走査方向１ライン分の二値画像データに基づき、前記第１の二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏っているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項９ないし１３いずれか記載の画像処理方法。
【請求項１５】
前記二値画像データ判定ステップは、画素を所定数連結して画素連結部を抽出する連結部抽出ステップを有し、
前記連結部抽出ステップにより抽出された画素連結部が二値のいずれかに偏っているか否かを、前記画素連結部における画素の切り替わり、又は、二値の偏りに基づき判定する、  ことを特徴とする請求項９ないし１４いずれか記載の画像処理方法。
【請求項１６】
前記二値画像データ判定ステップは、Ｎ個の画素を同時に検出するＮ画素窓を有し、
前記Ｎ画素窓により検出されるＮ個の画素のうち所定数以上の画素が二値のいずれかに偏っている場合、当該Ｎ個の画素が二値のいずれかに偏っていると判定する、
ことを特徴とする請求項９ないし１５いずれか記載の画像処理方法。
【請求項１７】
前記Ｎ個の画素が二値のいずれかに偏っていると判定された場合、
前記Ｎ画素窓は、前記第２の二値画像データにおける、当該Ｎ画素窓が前記第１の二値画像データで検出したＮ個の画素に相当するＮ個の画素を検出し、
前記二値画素データ判定手段は、前記第２の二値画素データにおいて二値の画素が切り替わる切り替わり数が所定よりも多い場合、前記第１の二値画像データの当該Ｎ画素窓に相当する画素が二値のいずれかに偏ってないと判定する、
ことを特徴とする請求項１６記載の画像処理方法。
【請求項１８】
前記閾値変更ステップは、閾値の変更量を当該閾値の値に応じて自動的に変更する、
ことを特徴とする請求項９記載の画像処理方法。
【請求項１９】
請求項９ないし１８記載の画像処理方法をコンピュータに実現させる画像処理プログラム。
【請求項２０】
請求項１９記載の画像処理プログラムを格納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、スキャナ装置などで原稿をスキャンして得られた画像データを処理する画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び画像処理プログラムを記録した記録媒体に関し、特に、多値画像データを閾値を用いて二値化する画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び画像処理プログラムを記録した記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナ装置などの画像処理装置では、原稿をスキャンして得られた画像データの多値画像データを二値化処理して、二値画像データを形成する。画像処理装置は、写真などの中間調画像を高画質に読み取り入力できるように、誤差拡散法やディザ法を利用した中間調二値化処理を適用している。
【０００３】
しかしながら、原稿に網掛けなどの中間調画像と文字などの非中間調画像が混在していた場合、その原稿画像に対して一様に中間調二値化処理を行うと、非中間調画像の読み取り結果が悪くなるという不都合を生じる。
【０００４】
このため、従来、文字画像の特徴を検出して注目画素が文字領域であるか否かを判別する領域判定処理を実行し、文字領域であると判別された画素については、非中間調二値化処理の結果を選択して二値画像データとして出力するとともに、文字領域でないと判別された画素については中間調二値化処理の結果を選択して二値化画像信号として出力する画像処理が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
かかる手法では、文字と中間調領域の判定を行った後、文字は文字用の閾値、中間調領域は中間調用の閾値を適用することによって、文字と網点の二値化処理を行うことができる。
【特許文献１】特開平１１−３３１５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、領域判定処理により文字画像の特徴を検出して注目画素が文字領域であるか否かを判別すると、注目画素(または、領域)の処理に多くの周辺情報を必要とするという問題がある。
【０００７】
このため、網点部分のように白と黒の反転が多くなってしまう部分では、周辺の情報を一時的に保持するために多くのメモリが消費される。また、スキャナなどからの画像情報を主走査方向の複数ラインしか保持できない場合などは、文字と中間調部分の判定ができないため領域判定処理が行えないという不都合がある。
【０００８】
領域判定を行わないで二値化処理を行ってもよいが、領域判定を行わずＭＭＲ（Modified Modified Read）などの符号化処理で圧縮した画像データは、網掛け部分のように白と黒の反転が頻繁に続くと圧縮効率が低下しファイルサイズが大きくなってしまう問題を生じさせる。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑み、画像データの圧縮率の低下を抑制すると共に、画像データの二値化処理に使用するメモリの増加を低減できる画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラム及び画像処理プログラムが格納された記憶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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、原稿を光学的に走査して得た該原稿の多値画像データを閾値により二値化処理する画像処理装置において、閾値を変更する閾値変更手段と、  変更前の閾値及び閾値変更手段により変更された閾値により多値画像データを二値化処理して二値画像データを生成する二値画像生成手段と、閾値変更手段により変更された閾値を用いて生成された第１の二値画像データの所定区間が、二値のいずれかに偏っているか否かを判定する二値画像データ判定手段と、二値画像データ判定手段の判定の結果に基づき、変更する前の閾値を用いて生成された第２の二値画像データの所定区間を、偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える二値画素置き換え手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、画像データの二値化処理に使用するメモリの増加を低減すると共に、画像データの圧縮率が向上できる画像処理装置を提供できる。二値画像の傾向から中間調の領域を判定するので、文字領域と中間調領域を判定するよりも処理に必要なメモリ量を低減できる。なお、本願の特許請求の範囲における第１の二値画像データは、変更された閾値により多値画像データを二値化処理して生成された二値画像データをいい、第２の二値画像データは、変更される前の閾値により多値画像データを二値化処理して生成された二値画像データをいう。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置の一形態において、二値画像データ判定手段による判定の結果、所定区間が二値のいずれかに偏っていた場合、当該所定区間の二値画像データと、変更する前の閾値を用いて生成された二値画像データの所定区間に相当する二値画像データと、を比較する二値画像データ比較手段を、有し、二値画素置き換え手段は、二値画像データ比較手段による比較の結果、変更後の閾値を用いて生成された二値画像データが二値のいずれかに偏っており、変更前の閾値を用いて生成された二値画像データが二値のいずれかに偏っていない場合、変更する前の閾値を用いて生成された二値画像データの所定区間を偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える、ことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、閾値を変更する前の二値画像データの当該所定区間が二値のいずれかに偏っていない場合、すなわち白黒を繰り返す場合、中間調の領域であると判定して白又は黒に置き換えるので、圧縮率を向上できる。
【００１４】
また、本発明の画像形成装置の一形態において、閾値変更手段は、閾値を２以上の異なる閾値に変更し、二値画像生成手段は、変更された前記２以上の異なる閾値を用いて二値画像データを生成し、二値画像データ判定手段は、変更された前記２以上の異なる閾値を用いて生成された二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏るか否かを判定し、二値画素置き換え手段は、二値画像データ判定手段の２以上の判定結果に基づき、変更する前の閾値を用いて生成された二値画像データの前記所定区間を、偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える、ことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、閾値を２以上、好ましくは大きく及び小さく変更するので、微小に明度を変えて広がる中間調の領域を精度よく判定できる。
【００１６】
また、本発明の画像形成装置の一形態において、二値画像データ判定手段は、原稿を光学的に走査する主走査方向１ラインが、副走査方向に走査して取得する副走査方向に互いに隣り合った所定ライン数の二値画像データに基づき、二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏っているか否かを判定する副走査方向判定手段、を有する、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、副走査方向の二値画像データからも二値の偏りを検出できるので、より精度よく二値画像データを生成できる。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置の一形態において、二値画像データ判定手段は、主走査方向１ライン分の二値画像データに基づき、二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏っているか否かを判定する、ことを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、主走査方向１ライン分の二値画像データにより判定するので、小さなメモリ容量で中間調の領域を判定できる。
【００２０】
また、本発明の画像形成装置の一形態において、二値画像データ判定手段は、画素を所定数連結して画素連結部を抽出する連結部抽出手段を有し、連結部抽出手段により抽出された画素連結部が二値のいずれかに偏っているか否かを、画素連結部における画素の切り替わり、又は、二値の偏りに基づき判定する、ことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、画素連結部による二値の偏りを判定するので、閾値の変更の効果を利用して、文字の端の欠け等を防止できる。
【００２２】
また、本発明の画像形成装置の一形態において、二値画像データ判定手段は、Ｎ個の画素を同時に検出するＮ画素窓を有し、Ｎ画素窓により検出されるＮ個の画素のうち所定数以上の画素が二値のいずれかに偏っている場合、当該Ｎ個の画素が二値のいずれかに偏っていると判定する、ことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、重複しないＮ画素窓（本実施の形態では窓Ｗとした）により二値の偏りを判定するので、小さなメモリ容量で中間調の領域を判定でき、また、処理速度が向上する。
【００２４】
また、本発明の画像形成装置の一形態において、Ｎ個の画素が二値のいずれかに偏っていると判定された場合、Ｎ画素窓は、変更する前の前記閾値を用いて生成された二値画像データの、当該Ｎ画素窓に相当するＮ個の画素を検出し、二値画像データ判定手段は、変更する前の閾値による二値画素データにおいて二値の画素が切り替わる切り替わり数が所定よりも多い場合、変更後の閾値を用いて生成された二値画像データの当該Ｎ画素窓に相当する画素が二値のいずれかに偏ってないと判定する、ことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、Ｎ個の画素のうち所定数以上の画素が二値のいずれかに偏っているか否かに加え、二値の画素の切り替わり数に基づき判定するので、切り替わり数が少ない場合には二値のいずれかに置き換えないことで、文字の端の欠け等を防止できる。
【００２６】
また、本発明の画像形成装置の一形態において、閾値変更手段は、閾値の変更量を当該閾値の値に応じて自動的に変更する、ことを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、閾値Ｔが取り得る範囲の上限又は下限であっても、閾値が上限又は下限を超えて設定されることが防止できる。また、閾値Ｔが取り得る範囲の中央値付近であった場合には、閾値を大きく変更することができるので、閾値変更の効果が得られやすい。
【００２８】
また、本発明は、原稿を光学的に走査して得た該原稿の多値画像データを閾値により二値化処理する画像処理方法において、閾値を変更する閾値変更ステップと、変更前の閾値及び閾値変更ステップにより変更された閾値により多値画像データを二値化処理して二値画像データを生成する二値画像生成ステップと、閾値変更ステップにより変更された閾値を用いて生成された二値画像データの所定区間が、二値のいずれかに偏っているか否かを判定する二値画像データ判定ステップと、二値画像データ判定ステップの判定の結果に基づき、変更する前の閾値を用いて生成された二値画像データの前記所定区間を、偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える二値画素置き換えステップと、を有することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の画像処理方法の一形態において、二値画像データ判定ステップによる判定の結果、所定区間が二値のいずれかに偏っていた場合、所定区間の二値画像データと、変更する前の閾値を用いて生成された二値画像データにおける所定区間に相当する二値画像データと、を比較する二値画像データ比較ステップを、有し、二値画素置き換えステップは、二値画像データ比較ステップによる比較の結果、変更後の閾値を用いて生成された二値画像データが二値のいずれかに偏っており、変更前の閾値を用いて生成された二値画像データが二値のいずれかに偏っていない場合、変更する前の閾値を用いて生成された二値画像データの前記所定区間を偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える、ことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の画像処理方法の一形態において、閾値変更ステップは、閾値を２以上の異なる閾値に変更し、二値画像生成ステップは、変更された前記２以上の異なる閾値を用いて二値画像データを生成し、二値画像データ判定ステップは、変更された前記２以上の異なる閾値を用いて生成された二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏るか否かを判定し、二値画素置き換えステップは、二値画像データ判定手段の２以上の判定結果に基づき、変更する前の閾値を用いて生成された二値画像データの前記所定区間を、偏っていると判定された二値のいずれかに置き換える、ことを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の画像処理方法の一形態において、二値画像データ判定ステップは、原稿を光学的に走査する主走査方向１ラインが、副走査方向に走査して取得する副走査方向に互いに隣り合った所定ライン数の二値画像データに基づき、二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏るっているか否かを判定する副走査方向判定ステップ、を有する、ことを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の画像処理方法の一形態において、二値画像データ判定ステップは、主走査方向１ライン分の二値画像データに基づき、二値画像データの所定区間が二値のいずれかに偏っているか否かを判定する、ことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の画像処理方法の一形態において、二値画像データ判定ステップは、画素を所定数連結して画素連結部を抽出する連結部抽出ステップを有し、連結部抽出ステップにより抽出された画素連結部が二値のいずれかに偏っているか否かを、画素連結部における画素の切り替わり、又は、二値の偏りに基づき判定する、ことを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の画像処理方法の一形態において、二値画像データ判定ステップは、Ｎ個の画素を同時に検出するＮ画素窓を有し、Ｎ画素窓により検出されるＮ個の画素のうち所定数以上の画素が二値のいずれかに偏っている場合、当該Ｎ個の画素が二値のいずれかに偏っていると判定する、ことを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の画像処理方法の一形態において、Ｎ個の画素が二値のいずれかに偏っていると判定された場合、Ｎ画素窓は、変更する前の前記閾値を用いて生成された二値画像データの、当該Ｎ画素窓に相当するＮ個の画素を検出し、二値画素データ判定手段は、変更する前の前記閾値による二値画素データにおいて二値の画素が切り替わる切り替わり数が所定よりも多い場合、変更後の閾値を用いて生成された二値画像データの当該Ｎ画素窓に相当する画素が二値のいずれかに偏ってないと判定する、ことを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の画像処理方法の一形態において、閾値変更ステップは、閾値の変更量を当該閾値の値に応じて自動的に変更する、ことを特徴とする。
【００３７】
また、本発明は、請求項９ないし１８記載の画像処理方法をコンピュータに実現させる画像処理プログラムを提供する。
【００３８】
また、本発明は、請求項１９記載の画像処理プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、画像データの二値化処理に使用するメモリの増加を低減すると共に、画像データの圧縮率が向上できる画像処理方法、画像処理装置及び画像処理プログラム及び画像処理プログラムが格納された記憶媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。図１は、画像処理装置の機能ブロック図の一例を示す。図１の画像処理装置は、画像入力部１１、Ａ／Ｄ変換部１２、信号補正部１３、二値化処理部１４及び出力部１５、とを有する。
【００４１】
画像入力部１１は、カラー原稿１０を所定解像度（例えば、３００ｄｐｉ）で走査して、画像を画素に分解したのち、それぞれの画素を光電変換して、順次アナログ画像信号として出力する。
【００４２】
アナログ／デジタル変換器３は、入力されたアナログ画像信号を、所定ビット数（例えば、８ビット）のデジタル信号に変換する。変換後のデジタル画像データは、信号補正部１３に入力される。
【００４３】
信号補正部１３は、シェーディング補正、γ補正、濃度補正、ＭＲＦ補正、ノイズ補正、色補正等を行う。シェーディング補正は原稿面の照度ムラやリニアイメージセンサの多数ある素子の各素子間の感度バラツキを補正する。γ補正はリニアイメージセンサの入力出力の関係に非線形が発生する場合に線形に補正する。濃度変換は、人間の視覚が対数であるため、イメージセンサの入射光量に比例した出力を対数変換する。ＭＴＦ補正は、白と黒の間隔が狭くなると、コントラストの低下とボケが発生するため、振幅伝達関数（ＭＴＦ）によりコントラストの低下等を評価し、これをＭＴＦ補正フィルタで補正する。ノイズ補正は、原稿用紙の種類によっては地肌の凹凸が画像の品質を低下させることがあるため、これをローパスや平均化フィルタで補正する。色補正はプリンタ等の出力画像と原画像との色の再現性をよくする補正である。
【００４４】
二値化処理部１４は、信号補正部１３から入力された多値画像データに対して、後述する所定の二値化処理を適用し、元の画像の画素の階調に応じて所定の規則の基に、白と黒の二値を生成し、黒白の出現頻度によって中間調を表現する。二値化処理された出力データは、二値画像データとして、出力回路６を介して通信装置や画像形成装置に出力される。
【００４５】
図２は、画像処理装置の機能構成図を示す。本実施の形態の画像処理装置は、カラー画像入力手段２１、閾値変更手段２２、二値画像生成手段２３、二値画像データ保存手段２４、二値画像データ判定手段２５、二値画素置き換え手段２６、二値画像データ比較手段２７及び閾値算出手段２８とを有するように構成される。
【００４６】
カラー画像入力手段２１は、光学的読み取り部によりカラー原稿１０を走査して該原稿の多値画像データを取得する。
【００４７】
二値画像生成手段２３は、カラー画像入力手段２１により入力された多値画像データを閾値により二値化処理して二値画像データを生成する。二値画像とは、中間色を含まない白色と黒色の２色のみで表現された画像をいう。生成された二値画像データは、二値画像データ保存手段２４に保存される。なお、二値画像データの生成において、閾値以下の場合に白と判定することをＯＦＦと、それ以外の場合に黒と判定することをＯＮと称する。
【００４８】
閾値算出手段２８は、二値画像データを生成する際に用いる閾値Ｔを所定の方法で算出する。閾値Ｔはどのように算出してもよく、例えば、仮の閾値を決めヒストグラムから二値化の品質の評価関数を求め仮の閾値を変化させて評価関数が極大値、極小値となる値を閾値とする方法、処理対象画素近傍の複数ラインの輝度の荷重平均や、画像をブロックに分割し、各ブロックの輝度の荷重平均を閾値として用いる方法、複数ラインの輝度の中央値と平均値とを同じ複数ラインの輝度の最大値と最小値から決定される適当な割合で足し合わせる方法、注目画素を中心とした近傍局所領域の輝度の平均値から閾値を算出する方法、等が用いられる。固定値を閾値Ｔとしてもよい。
【００４９】
閾値変更手段２２は、閾値算出手段２８が算出した閾値Ｔを変更する。閾値変更手段２２は、例えば、閾値Ｔの値に基づき変更量ΔＴを変更する。図３は、変更量ΔＴの決定の方針の一例を示す図である。図３では閾値Ｔの取り得る範囲（例えば０〜２５５）に対し３つの閾値が示されている。図３に示すように、閾値Ｔが取り得る範囲の上限又は下限である場合、変更量ΔＴが小さくなるように、閾値Ｔが取り得る範囲の中央値付近であった場合、変更量ΔＴが大きくなるように、閾値の変更量を設計する。これにより、閾値Ｔが取り得る範囲の上限又は下限であっても、閾値が上限又は下限を超えて設定されることが防止できる。また、閾値Ｔが取り得る範囲の中央値付近であった場合には、閾値を大きく変更することができるので、閾値変更の効果が得られやすい。なお、後述のように閾値変更手段２２は、閾値Ｔを２回以上変更することが好適となる。
【００５０】
二値画像データ判定手段２５は、変更後の閾値で生成された複数の二値画像データに基づき、所定区間でＯＮまたはＯＦＦ画素に偏っている区間があるか否かを判定する。図４（ａ）は、閾値を変更する前における、注目画素の明度と閾値の高さを示す。図４（ａ）では、注目画素毎に明度が閾値Ｔを挟んで上下するため、ＯＮとＯＦＦの判定を繰り返す。
【００５１】
図４（ｂ）は、従来の閾値ＴをＯＦＦ方向に所定量変化させて閾値Ｔａとした場合の二値化の様子を示す。図４（ｂ）のように閾値をＯＦＦ方向に変化させて閾値Ｔａとすると、注目画素の明度が閾値Ｔａよりも小さくなることから、図４（ｂ）の所定区間ではＯＮとＯＦＦの判定の繰り返しが解消されＯＦＦと判定される。
【００５２】
二値画像データ比較手段２７は、閾値Ｔａによる二値画像データが所定区間でＯＮまたはＯＦＦ画素に偏っている場合、当該所定区間に相当する、変更前の閾値Ｔによる二値画像データがＯＮまたはＯＦＦ画素に偏っているか否かを比較する。閾値Ｔａによる二値画像データが所定区間でＯＮまたはＯＦＦ画素に偏っており、当該所定区間に相当する閾値Ｔによる二値画像データがＯＮまたはＯＦＦ画素に偏っていない場合、当該所定区間は、中間調であり多値画像データが微小な範囲で濃淡を変化させていると推定できる。したがって、かかる比較を行うことにより、網掛け部分等の中間調の画像データを精度よく検出できる。
【００５３】
また、上記のように、閾値変更手段２２が閾値Ｔを２回以上変更し、２以上の閾値を用いて、二値画像データを生成してもよい（閾値Ｔを２回変更した場合、閾値Ｔ、Ｔｂ及びＴｃによる三つの二値画像データが生成される）。図５（ａ）は、閾値ＴをＯＮ方向に変更して閾値Ｔｂとした場合を、図５（ｂ）は、閾値ＴをＯＦＦ方向に変更して敷地Ｔｃとした場合を、それぞれ示す。図５（ａ）及び（ｂ）のように、閾値Ｔを逆方向に変更した場合に、それぞれＯＮとＯＦＦに偏った画素が得られ、閾値Ｔによる二値画像データがＯＮまたはＯＦＦ画素に偏っていない場合、二値画像データ判定手段２５は当該所定区間はＯＮとＯＦＦを繰り返す中間調であることを、より精度よく判定できる。
【００５４】
なお、二値画像データ判定手段２５は副走査方向判定手段２９及び連結部抽出手段３０を有するが、これらについては後述する。
【００５５】
二値画素置き換え手段２６は、変更した閾値を用いて生成された二値画像データにおいて抽出されたＯＮまたはＯＦＦ画素に偏っている区間に相当する、閾値変更前の二値画像データの当該所定区間をＯＮまたはＯＦＦ画素に変更する(以下、単に中間調をＯＮまたはＯＦＦ画素に変更する、という)。
【００５６】
図６は、例えばスキャナの光学的読み取り部が走査する走査領域の一例を示す。図６では、光学的読み取り部３１はＸ方向（主走査方向）に長手方向を有し、Ｙ方向（副走査方向）に光学的読み取り部３１が移動することで、カラー原稿１０を走査する。したがって、走査された領域の所定区間であれば、本実施の形態の画像処理装置は、中間調をＯＮまたはＯＦＦ画素に変更することができる。
【００５７】
また、二値画像データ判定手段２５が有する副走査方向判定手段２９は、副走査方向に隣り合った画素に基づき２値画素データが二値のいずれかに偏っているか否かを判定する。副走査方向に隣り合った画素とは、例えば、図６に示すように、副走査方向に光学的読み取り部３１の三つ分の幅に含まれる画素領域３２をいう。
【００５８】
図７（ａ）は、副走査方向に並んでいる画素領域３２の一例を示す。光学的読み取り部３１には通常、一の固体撮像素子が直線状に配列されているので、光学的読み取り部三つ分の幅には、図７（ａ）のように、副走査方向に隣り合った三つの区間３２ａ、３２ｂ及び３２ｃが含まれる。
【００５９】
仮に、閾値変更後に主走査方向の区間３２ｂがＯＦＦに偏っていた場合、二値画像データ判定手段２５は、区間３２ｂをＯＦＦに置き換えるように判定する場合があるが、副走査方向判定手段２９は区間３２ａ及び３２ｃがＯＮに偏っていることを検出し、図７（ｂ）のように区間３２ｂをＯＮに置き換える。区間３２ａ及び３２ｃがＯＮである場合、これらと隣り合う区間３２ｂもＯＮである可能性が高いことから、副走査方向に並んでいる画素に基づきＯＮ又はＯＦＦに置き換えるか否か判定することで、より精度よく二値画像データを生成できる。
【００６０】
なお、二値画像データ比較手段２５は、光学的読み取り部３１の一列に配列された固体撮像素子のみで取り込んだ２値画像データに基づき、ＯＮ又はＯＦＦに偏った所定区間があるか否かを判定することができる。主走査方向の一列の二値画像データのみを用いれば、記憶容量の消費量を低減して、二値画像データの生成が可能となる。
【実施例１】
【００６１】
続いて、本実施の形態の画像処理装置における二値化処理について説明する。図８は、二値化処理の処理手順を示すフローチャート図である。イメージスキャナ等がカラー原稿１０を走査してカラー原稿１０の画像（以下、カラー原稿画像という）が順次二値化処理部１４に入力される（Ｓ１）。カラー原稿画像は、画像全体であってもよいし、主走査方向の固体撮像素子1ライン分の画像でもよい。
【００６２】
次いで、閾値算出手段２８は、入力されたカラー原稿画像に基づき、黒白の判定に用いる閾値Ｔを算出する(Ｓ２)。
【００６３】
次いで、二値画像生成手段は、ステップＳ２で算出した閾値Ｔを用いてカラー原稿画像（多値）の画素を二値化する(Ｓ３)。二値化する場合、閾値Ｔに基づく白黒の判定は、明度で行う方法や色空間の軸（ＲＧＢ等）毎に行う方法などがある。例えば、明度で行う場合はＲＧＢ空間のＧのみで閾値処理を行い、色空間の軸毎に行う方法には、ＲＧＢの軸毎に閾値処理を行い、全ての色空間の軸で閾値に基づく白黒の判定を行う。二値化処理されたカラー原稿画像の二値画像データは、二値画像データ保存手段２４に格納される。
【００６４】
閾値変更手段２２は、ステップＳ２で算出した閾値を変更する（Ｓ４）。なお、閾値Ｔを変更する回数は、１以上であれば複数回のいずれでもよい。閾値Ｔの変更量は、所定の式により自動的に算出することが好適である。例えば、Ｔを閾値、ΔＴをその変更量、αは変更量を制御する０以上の定数として、次式により変更量ΔＴを算出する。
ΔＴ＝α×Ｔ  （Ｔ＞１２８）  …（１）−１
ΔＴ＝１２８−α×Ｔ  （Ｔ≦１２８）  …（１）−２
なお、変更後の閾値を閾値算出手段２８が閾値を決定する際に取りうる範囲からランダムに決定してもよい。
【００６５】
次いで、二値画像生成手段２３は、ステップＳ４で変更された閾値を用いてカラー原稿画像を二値化する（Ｓ５）。二値化処理されたカラー原稿画像の二値画像データは、二値画像データ保存手段２４に格納される。本実施の形態では、ステップＳ３とステップＳ５により、二つの二値画像データが得られる。
【００６６】
次いで、二値画像データ判定手段２５は、変更後の閾値を用いて生成された二値画像データにおいて、ＯＮ又はＯＦＦに偏った所定区間を抽出する（Ｓ６）。本実施例では、二値画像データ判定手段２５は、連結部抽出手段３０により、画素が所定数連結した二値画像データからＯＮ又はＯＦＦ画素が連結した画素連結部を抽出して、ＯＮ又はＯＦＦに偏った所定区間を抽出する。
【００６７】
図９（ａ）は、連結部抽出手段３０が抽出した画素連結部の一例を示す。図９（ａ）では、左の画素からＯＮの画素が４つ連結した画素連結部５１、次いで、ＯＦＦの画素が３つ連結した画素連結部５２、次いで、ＯＮの画素が３つ連結した画素連結部５３が、互いに連結している。二値画像データ判定手段２５は、画素連結部を順次走査していき、画素連結部の連結した画素数、画素の切り替わりの頻度に基づきＯＮ又はＯＦＦに偏った所定区間を抽出する。画素連結部による判定は、閾値の変更の効果を精度よく抽出できるので、中間調の領域を精度よく判定できると共に、二値画像データを生成した際に文字の端部の欠け等を防止できる。
【００６８】
また、二値画素データ判定手段２５は、ＯＮ又はＯＦＦに偏っている区間を、仮想的な窓Ｗを設定して抽出してもよい。図９（ｂ）は、画素の抽出方向に沿って仮想的に設けられた窓Ｗを示す。二値画素データ判定手段２５は、閾値を変更した二値画像データにおいて、窓Ｗを、窓Ｗの大きさＮ画素ずつ移動させる。例えば、窓Ｗの大きさＮのうち８０％以上の画素がＯＮまたはＯＦＦ画素が存在すれば、画素が偏っている区間として抽出する。窓ＷによりＯＮ又はＯＦＦに偏っている区間を抽出する場合、画素連結部を記憶手段に保持する必要がないので使用するメモリを低減できると共に、処理速度を向上できる。
【００６９】
窓ＷによりＯＮまたはＯＦＦ画素に偏っている区間を抽出する場合、二値画素データ判定手段２５は、閾値変更前の二値画像データに相当する当該窓ＷのＮ個の画素におけるＯＦＦ画素とＯＮ画素の入れ替わり回数に基づき、画素が連続していると推定される領域を検出することが好適である。図１０は、所定の窓Ｗから見た閾値を変更する前の二値画像データの一例を示す。図１０（ａ）及び（ｂ）はいずれも９画素であると共に、ＯＦＦ画素の数が等しい。しかしながら、図１０（ａ）ではＯＮ画素とＯＦＦ画素が入れ替わる回数が４回であるのに対し、図１０（ｂ）ではＯＮ画素とＯＦＦ画素が入れ替わる回数が１回である。
【００７０】
図１０（ａ）のように、閾値の変更前にＯＮ画素とＯＦＦ画素が頻繁に入れ替わる場合、網掛け部等の中間調領域である可能性が高いので、ＯＮ又はＯＦＦ画素に置き換えることが望ましい。一方で、文字の端などではＯＮとＯＦＦの入れ替わりが２，３回しか起こらないため、図１０（ｂ）のようにＯＮとＯＦＦの入れ替わりが少ない所定区間では置き換えないことで文字の端の欠けを防ぐことが可能になる。
【００７１】
以上のようにして、閾値を変更して二値画像データが得られたら、二値画像データ比較手段２７は、閾値の変更の前後でそれぞれの二値画像データを比較する（Ｓ７）。二値画像データ比較手段２７は、変更後の閾値により生成された二値画像データの所定区間で二値が偏っており、変更前の閾値Ｔにより生成された二値画像データの当該所定区間では、ＯＮ又はＯＦＦに偏っていない区域を抽出する。当該所定区間は、中間調であり多値画像データが微小な範囲で濃淡を変化させていると推定できる。
【００７２】
次いで、二値画素置き換え手段２６は、変更した閾値を用いて生成された二値画像データにおいてＯＮまたはＯＦＦ画素に偏っていると判定された所定区間に相当する、閾値変更前の二値画像データの当該所定区間をＯＮまたはＯＦＦ画素に置き換える(Ｓ８)。
【００７３】
図１１（ａ）は変更後の閾値を用いて、図１１（ｂ）は変更前の閾値を用いて、それぞれ生成された同じ所定区間の二値画像データを示す。二値画素置き換え手段２６は、図１１（ａ）のように、変更した閾値によって８画素が連続してＯＮ画素と判定された区間に相当する閾値変更前の二値画像データの８画素をＯＮ画素に置き換える。図１１（ｃ）は、二値画素置き換え手段２６により置き換えられた二値画像データを示す。閾値変更前の二値画像データを、ＯＮ又はＯＦＦに置き換えることで、中間調の領域を二値化できると共に、文字の端がかける等の劣化を防止できる。なお、置き換えられた二値画像データは、二値画像データ保存手段２４に格納される。
【００７４】
以上の処理でカラー原稿画像から閾値処理によって二値画像データを生成する際に、閾値付近でON・OFFを繰り返す領域をON・OFFのどちらかにすることができる。本実施の形態では、閾値を変更することによって、網点などの閾値付近でON・OFFを繰り返す部分を除去できるので圧縮率を向上できる。また、複数の変更された閾値を使うことによって、OFF側、ON側も検証できるので精度よく網点などを除去できる。また、窓Ｗにより領域を絞ることでメモリの使用量をセーブでき、窓Ｗを用いる場合、OFF画素とON画素の入れ替わり数を見ることで二値化処理による文字の欠けを防止できるなど、精度のよい二値化処理が可能となる。
【００７５】
したがって、ＭＭＲ（Modified Modified Read）などによる圧縮率を高め、ファイルサイズを小さくしながら、精度よくノイズを除去することができる。さらに、主走査方向１ライン分の画素があれば網点などを検出できるので、必要とするメモリ量を増やさずに白と黒の反転部分を取り除くことができる。
【実施例２】
【００７６】
本実施例では、本実施の形態の画像処理をコンピュータに実現させるプログラム（以下、画像処理プログラムという）について説明する。図１２は、コンピュータのハードウェア構成を示す。該コンピュータは、ＣＰＵ６１、主記憶装置６２、ハードディスク６４、入力装置６５、ドライブ装置６３、表示制御装置６５、を有するように構成される。
【００７７】
ＣＰＵ６１は、コンピュータが行う処理を統括的に制御し、画像処理プログラム６７やＯＳ（オペレーティングシステム）を主記憶装置６２にロードして実行する。入力装置６５は、キーボード及びマウスなどにより入力される様々な操作指示を処理するために用いられる。主記憶装置６２は、ＯＳやプログラム、データを一時保管する記憶領域である。
【００７８】
ドライブ装置６３は、ＤＶＤ−ＲＯＭやＣＤ−ＲＯＭが挿入可能であり、記憶媒体６６からプログラムやデータを読み込み、また記憶媒体６６にプログラムやデータを書き込むことも可能である。表示制御装置６５は、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｙｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）画面を形成し、操作に必要な各種ウィンドウやデータ等を表示する。
【００７９】
ハードディスク６４には、画像処理プログラム６７が記憶媒体６６やインターネットを介してインストールされている。画像処理プログラム６７は、図１２のコンピュータを、上述したカラー画像入力手段２１、閾値変更手段２２、二値画像生成手段２３、二値画像データ保存手段２４、二値画像データ判定手段２５、二値画素置き換え手段２６、二値画像データ比較手段２７及び閾値算出手段２８、として機能させる。
【００８０】
また、処理対象のカラー原稿１０は、例えば入力装置６５を通してハードディスク６４等に格納されている。ＣＰＵ６１は、ハードディスク６４から画像処理プログラム６７を読み出して実行する。画像処理の結果は、ハードディスク６４や記憶媒体６６に保存され、必要に応じて表示制御装置６５を介して液晶パネルなどに出力される。
【００８１】
したがって、本実施例によれば、中間調を精度よく判定し、画像データの二値化処理に使用するメモリの増加を低減すると共に、また、文字の端の欠けを防止できる画像処理プログラム及びその記憶媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】画像処理装置の機能ブロック図の一例である。
【図２】画像処理装置の機能構成図である。
【図３】変更量ΔＴの決定の仕方の方針を示す図である。
【図４】閾値ＴをＯＦＦ方向に所定量変化させて閾値Ｔａとした場合の二値化の様子を示す図である。
【図５】閾値ＴをＯＮ方向とＯＦＦ方向に変更した場合の二値化の様子を示す図である。
【図６】スキャナの光学的読み取り部が走査する走査領域の一例である。
【図７】副走査方向に並んでいる画素の一例を示す図である。
【図８】二値化処理の処理手順を示すフローチャート図である。
【図９】画素連結部の一例を示す図である。
【図１０】所定の窓Ｗから見た閾値を変更する前の二値画像データである。
【図１１】変更前と後の閾値を用いて生成された同じ区間の二値画像データを示す図である。
【図１２】画像処理プログラムを実行させるコンピュータのハードウェア構成図である。
【符号の説明】
【００８３】
１１    画像入力部
１２    Ａ／Ｄ変換部
１３    信号補正部
１４    二値化処理部
１５    出力部
２１    カラー画像入力手段
２２    閾値変更手段
２３    二値画像生成手段
２４    二値画像データ保存手段
２５    二値画像データ判定手段
２６    二値画像置き換え手段
２７    二値画像データ比較手段
２８    閾値算出手段
【図１】
2006238051.tif 000003
【図２】
2006238051.tif 000004
【図３】
2006238051.tif 000005
【図４】
2006238051.tif 000006
【図５】
2006238051.tif 000007
【図６】
2006238051.tif 000008
【図７】
2006238051.tif 000009
【図８】
2006238051.tif 000010
【図９】
2006238051.tif 000011
【図１０】
2006238051.tif 000012
【図１１】
2006238051.tif 000013
【図１２】
2006238051.tif 000014