(57)【要約】【課題】巨視的パターンを残しつつエッジのブレ等を防いで二値化可能な画像二値化方法等を提供する【解決手段】入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成する平滑化処理部１２と、平滑化処理部が生成した平滑化画像を第１の閾値で二値化した第１の二値データを生成する第１の二値化処理部１５と、平滑化画像を第２の閾値で二値化した第２の二値データを生成する第２の二値化処理部１６と、入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成する第３の二値化処理部２３と、第１の二値データの値と第２の二値データの値とが同一になる領域では第１の二値データと第２の二値データのいずれか一方を、第１の二値データの値と第２の二値データの値とが異なる領域では第３の二値データを、その領域の二値データとして出力する選択出力部とを有する。【選択図】図１
2011259309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値で二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値で二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが同一になる領域では前記第１の二値データと前記第２の二値データのいずれか一方を、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を有する
ことを特徴とする画像二値化方法。
【請求項２】
入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より大きい第４の閾値で二値化した第４の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より小さい第５の閾値で二値化した第５の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第１の値の領域では前記第５の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第２の値の領域では前記第４の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を有する
ことを特徴とする画像二値化方法。
【請求項３】
入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より大きい第４の閾値で二値化した第４の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第１の値の領域では前記第１の値を、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第２の値の領域では前記第４の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を有する
ことを特徴とする画像二値化方法。
【請求項４】
入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より小さい第５の閾値で二値化した第５の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第１の値の領域では前記第５の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第２の値の領域では前記第２の値を、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を有する
ことを特徴とする画像二値化方法。
【請求項５】
前記平滑化画像と前記入力画像の少なくとも一方については、その画像を１変数の情報に投影したスコア情報を生成し、その投影元の画像を二値化する代わりに、前記スコア情報を二値化する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の画像二値化方法。
【請求項６】
前記平滑化画像と前記入力画像の双方について前記スコア情報を生成すると共に、それらの生成に用いる１変数は同一のものを使用する
ことを特徴とする請求項５に記載の画像二値化方法。
【請求項７】
前記平滑化画像と前記入力画像の少なくとも一方について、その画像を主成分分析して第一主成分ベクトルに投影した主成分スコア情報を生成し、その投影元の画像を二値化する代わりに、前記主成分スコア情報を二値化する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の画像二値化方法。
【請求項８】
前記平滑化画像と前記入力画像の双方について前記主成分スコア情報を生成すると共に、それらの生成に用いる第一主成分ベクトルは同一のものを使用する
ことを特徴とする請求項７に記載の画像二値化方法。
【請求項９】
各閾値は、その閾値で二値化される画像に応じて定める
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の画像二値化方法。
【請求項１０】
処理対象の画像を複数に分割したブロック単位に二値化処理を行う
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の画像二値化方法。
【請求項１１】
入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成する平滑化処理部と、
前記平滑化画像を第１の閾値で二値化した第１の二値データを生成する第１の二値化処理部と、
前記平滑化画像を第２の閾値で二値化した第２の二値データを生成する第２の二値化処理部と、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成する第３の二値化処理部と、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが同一になる領域では前記第１の二値データと前記第２の二値データのいずれか一方を、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力する選択出力部と、
を有する
ことを特徴とする画像二値化装置。
【請求項１２】
入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成する平滑化処理部と、
前記平滑化画像を第１の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第１の二値データを生成する第１の二値化処理部と、
前記平滑化画像を第２の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第２の二値データを生成する第２の二値化処理部と、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成する第３の二値化処理部と、
前記入力画像を前記第３の閾値より大きい第４の閾値で二値化した第４の二値データを生成する第４の二値化処理部と、
前記入力画像を前記第３の閾値より小さい第５の閾値で二値化した第５の二値データを生成する第５の二値化処理部と、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第１の値の領域では前記第５の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第２の値の領域では前記第４の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力する選択出力部と、
を有する
ことを特徴とする画像二値化装置。
【請求項１３】
コンピュータに、
入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値で二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値で二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが同一になる領域では前記第１の二値データと前記第２の二値データのいずれか一方を、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
コンピュータに、
入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より大きい第４の閾値で二値化した第４の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より小さい第５の閾値で二値化した第５の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第１の値の領域では前記第５の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第２の値の領域では前記第４の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を二値化する画像二値化方法、画像二値化装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像情報を符号化する方法として、符号化対象の画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎に符号化するＢＴＣ（Block Truncation Coding）がある。ＢＴＣでは、たとえば、画像情報を８×８画素等のブロックに分割し、ブロック単位に、各画素を閾値によって二値化（たとえば、閾値以上を１、閾値未満を０に二値化）し、一方の値に二値化された画素群の色を代表する代表色（代表値）と他方の値に二値化された画素群の色を代表する代表色とを決定し、画素毎の二値データと２つの代表色とをそのブロックの符号データとして出力する、といった符号化処理が行われる。復号化は、画素毎の二値データをその値に対応する代表色で置き換える、といった処理で行われる。
【０００３】
二値化の方法としては、単純に輝度情報を元にある閾値にて二値化する方法や、ブロック内の画素群を主成分分析し、第一主成分ベクトルに対する各画素のスコア情報を算出し、そのスコア情報に基づいて閾値を決定して二値化する方法などがある。閾値の決定方式には、たとえば、単位ブロック内の輝度情報またはスコア情報の平均値を閾値にするなどの簡便な方式がある。二値データの各値に対する代表色は、その値に二値化された画素の色の平均値とする方式が一般的である。
【０００４】
図１６は、８×８画素の単位ブロック１０１を、主成分分析して二値化する場合の一例を示している。この例の単位ブロック１０１は、中央に２画素幅の赤の縦ラインがあり、この縦ライン以外の部分は濃淡のある青の画素となっている。単位ブロック１０１内の各画素をＲＧＢ色空間に配置したものが同図（ａ）である。同図（ｂ）には、単位ブロック１０１を主成分分析した結果の第一主成分ベクトル１０２を追記してある。各画素を第一主成分ベクトル１０２に投影することで各画素のスコア情報が算出され、これらスコア情報の平均値を閾値としている。
【０００５】
同図（ｃ）は、閾値によって各画素をグループ０とグループ１に分割（二値化）した状態を示している。単位ブロック１０１の符号データとして、画素毎の二値データと２つの代表値で構成された符号データ１０３が生成される。代表値は、通常、それぞれのグループに属する画素の平均値を採用する。
【０００６】
このような二値化処理によって、図１７（ａ）に示すような、エッジやライン等の視覚的に視認し易い巨視的なパターンの上にチェックパターン（市松模様）などの微細パターンが重畳された画像（ブロック１１１）を、同図（ｂ）に示すように、ある閾値で単純に二値化すると、チェックパターンの明暗差（ダイナミックレンジ）が大きいため、チェックパターンにて二値化してしまい、二値化後のデータは同図（ｃ）に示すようになる。すなわち、二値化後のデータでは、チェックパターンだけが現われ、本来残すべきエッジやライン等の視覚的に視認し易い巨視的なパターンが消失してしまう。
【０００７】
この対策のため、元画像データに対し平滑化処理を事前に施し、チェックパターンの明暗差（ダイナミックレンジ）を低減し、より視認可能な巨視的パターンによって二値化する方式が考案されている。図１７（ｄ）〜（ｇ）は、同図(ａ)と同じブロック１１１に平滑化処理を施してから二値化する場合を示している。同図（ｆ）は平滑化処理後の画像の画素値と閾値を示している。この閾値で平滑化処理後の画像を二値化すると、二値化後のデータは同図（ｇ）に示すようになり、元画像（ブロック１１１）にあった左半分が白、右半分が黒となる巨視的なエッジが残るようになる。
【０００８】
このほか、平滑化処理を施して二値化する二値化回路の例が特許文献１に開示されている。この二値化回路では、水平・垂直・斜めの各方向での画素値の変化勾配を求め、最小勾配の方向へ画素値を積分して平滑化処理を施し、該平滑化処理後の画素を二値化するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２６５５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述したように、平滑化処理を施してから二値化することで、視認し易い巨視的なパターンの上にチェックパターンなどの微細なパターンが重畳されている画像においては、巨視的なパターンを二値化後に残すことができる。
【００１１】
しかし、平滑化そのものによって画像データの尖鋭性が失われるので、二値化すると、明暗の境界（エッジ）が元画像に比べて、ブレて、位置ずれしてしまい、たとえば、細線が太くなる等の問題が生じる。
【００１２】
図１８を用いて、この現象をより詳しく説明する。この例は、白地に赤の細線が描かれた元画像１２０に平滑化処理を施して二値化する場合を示している。同図（ａ）は平滑化前を、同図（ｂ）は平滑化後を、同図（ｃ）は同図（ｂ）を適当な閾値で二値化した場合を示している。なお、図１８では、各画像や画素値は第１主成分のスコア値で表してある。
【００１３】
元画像１２０内の細線を含むブロック１２１に注目する。同図（ａ）のグラフ１２２はこのブロック１２１内の所定のＹ座標位置における画素値（主成分スコア）のＸ方向の分布を示しており、細線の境界で画素値が急峻に変化している。同図（ａ）の散布図１２３は、ブロック１２１の各画素のL*a*座標上の分布を示している。散布図１２３に示すように、各画素の画素値（色）は、白地部分の画素群１２４と赤線部分の画素群１２５とに明確に分かれて存在している。
【００１４】
同図（ｂ）の画像１３０、グラフ１３２、散布図１３３は、それぞれ同図(ａ)の元画像１２０、グラフ１２２、散布図１２３に対応した平滑化処理後のものを示している。平滑化処理後の画像１３０では、細線のエッジがぼやけており、グラフ１３２に示すように画素値（主成分スコア）は緩やかな山形になっている。L*a*座標上の画素値（色）の分布は、散布図１３３に示すように、元画像で白地部分にあった画素が赤側へ拡散し、元画像で赤の細線部分にあった画素が白側へ拡散している。このため、同図（ｃ）に示すように、この平滑化した画像を閾値１３４で二値化すると、白地部分の画素の一部が赤線を成す側の画素に振り分けられ、二値化後の画像では細線（二値化後の値が１の部分）の幅が太くなってしまう。
【００１５】
なお、ＢＴＣ圧縮伸張処理を行う場合には、二値データによって代表値を算出するため、線が太くなるだけでなく、復号画像の色が元画像と異なる色に変色してしまう。上記の例では、二値化後の値が１の領域は元画像よりやや白っぽい赤になり、二値化後の値が０の領域は元画像よりやや赤っぽい白になる。
【００１６】
図１９は、元画像（同図（ａ））と、平滑化処理後の二値化により上記の弊害が生じたＢＴＣ圧縮伸張処理後の画像（同図（ｂ））の一例を示している。同図（ｂ）では、線がぼけて太くなり、変色している（図はモノクロのため、線の濃度が薄くなっている）ことがわかる。
【００１７】
また、図２０（ａ）に示すように、巨視的なパターンが存在せずチェックパターンのみ存在するような領域（ブロック）では、二値化後の画像においてチェックパターンをそのまま残すことが望ましい。しかし、単に平滑化処理を施して二値化すると、元画像１４１にあったチェックパターンが、二値化後の画像１４２（同図（ｂ））では崩れてしまう。
【００１８】
本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、巨視的パターンを残しつつエッジのブレ等を防いで画像を二値化することのできる画像二値化方法、画像二値化装置、プログラムを提供することを第１の目的としている。さらに、巨視的パターンが存在しない領域ではチェックパターンなどの微細パターンを残して二値化可能な画像二値化方法、画像二値化装置、プログラムを提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
【００２０】
［１］入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値で二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値で二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが同一になる領域では前記第１の二値データと前記第２の二値データのいずれか一方を、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を有する
ことを特徴とする画像二値化方法。
【００２１】
上記発明では、平滑化画像を異なる２種類の閾値によって二値化し、２つの二値化結果が同一であれば平滑化画像による二値化結果を採用し、異なる場合は元画像の二値化結果を採用する。エッジ部分のような平滑化によりエッジのブレが生じる部分では２種類の閾値による平滑化画像の二値化結果は異なるので、元画像の二値化結果を採用することで明暗境界部のブレを防止することができる。また、それ以外の部分では平滑化画像による二値化結果を採用するので、チェックパターン等の微細なパターンを除去することができる。
【００２２】
［２］入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より大きい第４の閾値で二値化した第４の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より小さい第５の閾値で二値化した第５の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第１の値の領域では前記第５の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第２の値の領域では前記第４の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を有する
ことを特徴とする画像二値化方法。
【００２３】
上記発明では、平滑化画像を異なる閾値で二値化した第１の二値データの値と第２の二値データの値とが共に閾値以上（たとえば「１」）の場合でも、元画像を十分小さい第５の閾値で二値化した結果が「０」であれば元画像の画素値は十分小さい値なので、二値化結果として「０」を選択する。すなわち、第５の二値化データを選択出力する。同様に、平滑化画像を異なる閾値で二値化した第１の二値データの値と第２の二値データの値とが共に閾値未満（たとえば「０」）の場合でも、元画像を十分大きな第４の閾値で二値化した結果が「１」であれば元画像の画素値は十分大きい値なので、二値化結果として「１」を選択する。すなわち、第４の二値化データを選択出力とする。
【００２４】
［３］入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より大きい第４の閾値で二値化した第４の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第１の値の領域では前記第１の値を、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第２の値の領域では前記第４の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を有する
ことを特徴とする画像二値化方法。
【００２５】
上記発明では、［２］の発明に対して、第１の二値データの値と第２の二値データの値とが第１の値の領域においては、第５の二値データを使用せずに、固定値である第１の値を選択出力する。
【００２６】
［４］入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より小さい第５の閾値で二値化した第５の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第１の値の領域では前記第５の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第２の値の領域では前記第２の値を、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を有する
ことを特徴とする画像二値化方法。
【００２７】
上記発明では、［２］の発明に対して、第１の二値データの値と第２の二値データの値とが第２の値の領域においては、第４の二値データを使用せずに、固定値である第２の値を選択出力する。
【００２８】
［５］前記平滑化画像と前記入力画像の少なくとも一方については、その画像を１変数の情報に投影したスコア情報を生成し、その投影元の画像を二値化する代わりに、前記スコア情報を二値化する
ことを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか１つに記載の画像二値化方法。
【００２９】
上記発明では、画像データを所定の１変数に投影して得たスコア情報に基づいて二値化する。カラー画像など複数の成分を有する画像データを二値化する場合に有用である。１変数の情報は、輝度、あるいは、主成分分析して得た第一主成分ベクトルなど任意の変量でかまわない。また、スコア情報による二値化は平滑化画像と入力画像のいずれか一方のみでもよいし、両方でもよい。両方の場合には平滑化画像と入力画像で１変数として異なる指標を使用してもよいし同一の指標でもよい。たとえば、一方は輝度、他方は主成分ベクトルとしてもよい。
【００３０】
［６］前記平滑化画像と前記入力画像の双方について前記スコア情報を生成すると共に、それらの生成に用いる１変数は同一のものを使用する
ことを特徴とする［５］に記載の画像二値化方法。
【００３１】
上記発明では、平滑化画像と入力画像の双方について同じ指標（１変数）でスコア情報を生成する。
【００３２】
［７］前記平滑化画像と前記入力画像の少なくとも一方について、その画像を主成分分析して第一主成分ベクトルに投影した主成分スコア情報を生成し、その投影元の画像を二値化する代わりに、前記主成分スコア情報を二値化する
ことを特徴とする［１］乃至［４］のいずれか１つに記載の画像二値化方法。
【００３３】
上記発明では、画像を主成分分析して得た第１主成分ベクトルによるスコア情報を生成し、該スコア情報を二値化する。カラー画像など複数の成分を有する画像データを二値化する場合に有用である。
【００３４】
［８］前記平滑化画像と前記入力画像の双方について前記主成分スコア情報を生成すると共に、それらの生成に用いる第一主成分ベクトルは同一のものを使用する
ことを特徴とする［７］に記載の画像二値化方法。
【００３５】
上記発明では、一方の画像に対する主成分分析で得た第一主成分ベクトルを共通に使用することで、処理や装置構成を簡略化することができる。たとえば、平滑化前の画像において画素値が２極に分離している場合は、平滑化後の画像ではその２極を結ぶ直線上に画素値が分散するようになるので、平滑化前の第一主成分ベクトル（２極を結ぶ直線）と平滑化後の第一主成分ベクトルはほぼ同一になる。よって、いずれか一方の画像で求めた第一主成分ベクトルを共通に使用しても適正なスコア情報を得ることができる。
【００３６】
［９］各閾値は、その閾値で二値化される画像に応じて定める
ことを特徴とする［１］乃至［８］のいずれか１つに記載の画像二値化方法。
【００３７】
上記発明では、各閾値は、その閾値で二値化される画素を含む近傍領域の画像に基づいて定められる。たとえば、画像を複数のブロックに分割して得たブロック毎に閾値を定める。これにより、近傍領域の画素値の範囲（ダイナミックレンジなど）に適した閾値で二値化される。
【００３８】
［１０］処理対象の画像を複数に分割したブロック単位に二値化処理を行う
ことを特徴とする［１］乃至［９］のいずれか１つに記載の画像二値化方法。
【００３９】
上記発明では、本発明の二値化方法がＢＴＣに適用される。
【００４０】
［１１］入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成する平滑化処理部と、
前記平滑化画像を第１の閾値で二値化した第１の二値データを生成する第１の二値化処理部と、
前記平滑化画像を第２の閾値で二値化した第２の二値データを生成する第２の二値化処理部と、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成する第３の二値化処理部と、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが同一になる領域では前記第１の二値データと前記第２の二値データのいずれか一方を、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力する選択出力部と、
を有する
ことを特徴とする画像二値化装置。
【００４１】
上記発明は、［１］に係る発明方法を実施する装置である。
【００４２】
［１２］入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成する平滑化処理部と、
前記平滑化画像を第１の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第１の二値データを生成する第１の二値化処理部と、
前記平滑化画像を第２の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第２の二値データを生成する第２の二値化処理部と、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成する第３の二値化処理部と、
前記入力画像を前記第３の閾値より大きい第４の閾値で二値化した第４の二値データを生成する第４の二値化処理部と、
前記入力画像を前記第３の閾値より小さい第５の閾値で二値化した第５の二値データを生成する第５の二値化処理部と、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第１の値の領域では前記第５の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第２の値の領域では前記第４の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力する選択出力部と、
を有する
ことを特徴とする画像二値化装置。
【００４３】
上記発明は、［２］に係る発明方法を実施する装置である。
【００４４】
［１３］コンピュータに、
入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値で二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値で二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが同一になる領域では前記第１の二値データと前記第２の二値データのいずれか一方を、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【００４５】
上記発明は、［１］に係る発明方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００４６】
［１４］コンピュータに、
入力画像を平滑化処理した平滑化画像を生成するステップと、
前記平滑化画像を第１の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第１の二値データを生成するステップと、
前記平滑化画像を第２の閾値以上を第１の値に、未満を第２の値に二値化した第２の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を第３の閾値で二値化した第３の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より大きい第４の閾値で二値化した第４の二値データを生成するステップと、
前記入力画像を前記第３の閾値より小さい第５の閾値で二値化した第５の二値データを生成するステップと、
前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第１の値の領域では前記第５の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが前記第２の値の領域では前記第４の二値データを、前記第１の二値データの値と前記第２の二値データの値とが異なる領域では前記第３の二値データを、その領域の二値データとして出力するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【００４７】
上記発明は、［２］に係る発明方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００４８】
本発明に係る画像二値化方法、画像二値化装置、プログラムによれば、巨視的パターンを残しつつエッジのブレ等を防いで画像を二値化することができる。また、より入力画像について複数の閾値を設定して二値化するものではさらに、巨視的パターンが存在しない領域においてチェックパターンなどの微細パターンを残すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像二値化方法によって画像データを二値化する画像二値化装置の概略構成を示している。
【図２】元画像を、画像ブロックＢＬに分割して符号化する順序を例示した説明図である。
【図３】中央に細線のあるブロックの元画像スコア情報と二値データ（第３の二値データＤＰ）および該ブロックの平滑化後の平滑化スコア情報と二値データ（第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬ）を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の選択出力部が参照する条件表を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る画像二値化装置で、エッジ部にチェックパターンが重畳された画像(ブロック)を二値化した場合の二値データを例示した説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る画像二値化装置で、細線のある画像(ブロック)を二値化した場合の二値データを例示した説明図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る画像二値化装置で、チェックパターンのみ存在する画像(ブロック)を二値化した場合の二値データを例示した説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る画像二値化方法によって画像データを二値化する画像二値化装置の概略構成を示している。
【図９】中央に細線のあるブロックの元画像スコア情報と平滑化スコア情報をそれぞれ第３閾値ＴＨＰＭ、第４閾値ＴＨＰＨ、第５閾値ＴＨＰＬで二値化して得た二値データを例示した説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る画像二値化装置の選択出力部が使用する条件表を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る画像二値化装置で、エッジ部にチェックパターンが重畳された画像(ブロック)を二値化した場合の二値データを例示した説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る画像二値化装置で、細線のある画像(ブロック)を二値化した場合の二値データを例示した説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る画像二値化装置で、エッジなどの巨視的部分が存在せず微細なチェックパターンのみで構成された画像(ブロック)を二値化した場合の二値データを例示した説明図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る画像二値化装置で、ＤＳＨとＤＳＬが０の場合に固定値「０」をＤＯＵＴとする場合の条件表を示す説明図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る画像二値化装置で図１４の条件表に従って、文字にチェックパターンが重畳された画像(ブロック)を二値化した場合の二値データを例示した説明図である。
【図１６】従来の方法により、８×８画素の単位ブロックを主成分分析して二値化する場合の画像データの処理例を示す説明図である。
【図１７】エッジやライン等の視覚的に視認し易い巨視的なパターンの上にチェックパターン（市松模様）などの微細パターンが重畳された画像を従来の方法で二値化した例、およびこの画像を平滑化してから二値化した例を示す説明図である。
【図１８】平滑化後の画像を単純に二値化する従来の二値化手法の問題点を示す説明図である。
【図１９】元画像と、平滑化処理後の二値化による弊害が生じた従来のＢＴＣ圧縮伸張処理後の画像とを対比して示す説明図である。
【図２０】従来の方法で、単に平滑化処理を施して二値化した場合に、元画像にあったチェックパターンが二値化後の画像で崩れてしまう例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、図面に基づき本発明の各種実施の形態を説明する。
【００５１】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像二値化方法によって画像データを二値化する画像二値化装置１０の概略構成を示している。画像二値化装置１０は、画像入力部１１と、平滑化処理部１２と、第１の主成分分析部１３と、第１の主成分スコア算出部１４と、第１の二値化処理部１５と、第２の二値化処理部１６と、選択出力部１７と、第２の主成分分析部２１と、第２の主成分スコア算出部２２と、第３の二値化処理部２３とを備えている。
【００５２】
画像二値化装置１０は、たとえば、図２に示すように、Ａ４サイズで解像度６００ｄｐｉ等の１枚の元画像Ｍを、その左上を基点として、８画素×８画素等のブロックＢＬに分割し、各ブロックＢＬを順次、二値化する。たとえば、図２の破線矢印で示すように、元画像Ｍの左上端から右方向へブロックＢＬ単位で順に二値化処理を行い、右端に到達すると１ブロック分下方に移動して、再び左端から右端へ順次二値化することを繰り返し行って、１枚の元画像全体を二値化する。
【００５３】
図１に戻って説明を続ける。画像入力部１１は、二値化対象の画像データ(元画像)を入力し、これをブロック単位に分割する。以後の処理は分割されたブロック単位に順次行われる。
【００５４】
平滑化処理部１２は、画像入力部１１から出力された元画像（１ブロック分の元画像）に、平滑化処理(平滑化フィルタ処理)を施した平滑化画像を生成する。平滑化処理はブロック単位に施すので、平滑化処理部１２は、端部の画素を注目画素としてフィルタ処理する場合に必要になる周辺画素を、ブロック内の画素を周囲に広げて補う。周囲に広げる方法には、（Ａ）端部の画素値をそのまま周囲に広げる、（Ｂ）ブロック内の画素値を、端部で折り返して周囲に広げる、などがあり、公知の任意の手法を用いればよい。なお、平滑化処理は、分割前の元画像に対して施すようにしてもよい。
【００５５】
第１の主成分分析部１３は、ブロック単位に平滑化画像の主成分分析を行って第１主成分ベクトルを求める。第１の主成分スコア算出部１４は、第１の主成分分析部１３で求めた第一主成分ベクトルに基づいて、対応する平滑化画像のブロックに含まれる各画素について主成分スコアを算出する。平滑化画像について求めた主成分スコアを以後、平滑化スコアと呼ぶものとする。
【００５６】
第２の主成分分析部２１は、画像入力部１１の出力するブロック単位に元画像の主成分分析を行って第２主成分ベクトルを求める。第２の主成分スコア算出部２２は、第２の主成分分析部２１で求めた第一主成分ベクトルに基づいて、対応する元画像のブロックに含まれる各画素について主成分スコアを算出する。元画像について求めた主成分スコアを以後、元画像スコアと呼ぶものとする。
【００５７】
第１の二値化処理部１５は、第１の主成分スコア算出部１４の出力する１ブロック分の平滑化スコアに基づき、そのブロック（平滑化画像）に含まれる画素を第１閾値ＴＨＳＨによって２つのグループに分割する(二値化する)。そして、第１閾値ＴＨＳＨ以上の画素には「１」を、第１閾値ＴＨＳＨ未満の画素には「０」を割り当てた第１の二値データＤＳＨを生成する。
【００５８】
同様に、第２の二値化処理部１６は、第１の主成分スコア算出部１４の出力する１ブロック分の平滑化スコアに基づき、そのブロック（平滑化画像）に含まれる画素を第２閾値ＴＨＳＬによって２つのグループに分割する(二値化する)。そして、第２閾値ＴＨＳＬ以上の画素には「１」を、第２閾値ＴＨＳＬ未満の画素には「０」を割り当てた第２の二値データＤＳＬを生成する。
【００５９】
第３の二値化処理部２３は、第２の主成分スコア算出部２２の出力する１ブロック分の元画像スコアに基づき、そのブロック（元画像）に含まれる画素を第３閾値ＴＨＰによって２つのグループに分割する(二値化する)。そして、第３閾値ＴＨＰ以上の画素には「１」を、第３閾値ＴＨＰ未満の画素には「０」を割り当てた第３の二値データＤＰを生成する。
【００６０】
各閾値は、次にようにして設定する。第３閾値ＴＨＰは、ブロック内の全画素の元画像スコア情報の重心値とする。第１閾値ＴＨＳＨおよび第２閾値ＴＨＳＬは、ブロック内の各画素の平滑化スコア情報の最大値（SSCmax）と最小値（SSCmin）とから以下のように設定する。
・第１閾値ＴＨＳＨは中央値より高い値を設定する。たとえば、第１閾値ＴＨＳＨ＝（３ｘSSCmax＋SSCmin）／４  とする。
・第２閾値ＴＨＳＬは、中央値より低い値を設定する。たとえば、第２閾値ＴＨＳＬ＝（SSCmin＋３ｘSSCmax）／４、とする。
なお、各閾値の設定方法はこれに限定されず、たとえば、第３閾値ＴＨＰは、ブロック内の各画素の元画像スコア情報の中央値としてもよい。
【００６１】
図３（ａ）は、中央に細線のあるブロックの元画像スコア情報とこれを第３閾値ＴＨＰで二値化して得た第３の二値データＤＰの例を、図３（ｂ）は同図（ａ）と同じブロックの平滑化後の平滑化スコア情報とこれを第１閾値ＴＨＳＨ、第２閾値ＴＨＳＬでそれぞれ二値化して得た第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬを示している。
【００６２】
図１に戻って説明を続ける。選択出力部１７は、同一のブロックに関する第１の二値データ（ＤＳＨ）と第２の二値データ（ＤＳＬ）と第３の二値データ（ＤＰ）を入力し、図４の条件表３０に従って、いずれか１つの二値データを選択して出力する。詳細には、第１の二値データＤＳＨの値と第２の二値データＤＳＬの値とが同一の画素については第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬのいずれか一方（どちらでも同じ値である）を、第１の二値データＤＳＨの値と第２の二値データＤＳＬの値とが異なる画素については第３の二値データＤＰを、その画素の二値データＤＯＵＴとして選択し出力する。
【００６３】
すなわち、第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬの双方が「０」であれば元画像も「０」である可能性は高いと考えられ、双方が「１」であれば元画像も「１」である可能性は高いと考えられるので、その値を最終的な二値データに選択する。一方、第１の二値データＤＳＨの値と第２の二値データＤＳＬの値が異なる場合は、平滑化処理によって平滑化された過渡的な部分（エッジなどの境界部分）と考えられるので、平滑化画像を二値化すると、エッジの位置が不正確になる可能性が高い。そこで、その領域については元画像を二値化した第３の二値データＤＰを採用する。
【００６４】
図５は、第１の実施の形態に係る画像二値化装置１０で、エッジ部にチェックパターンが重畳された画像(ブロック)を二値化した場合の二値データを例示している。同図（ａ）は、平滑化スコアとこれを第１閾値ＴＨＳＨと第２閾値ＴＨＳＬで二値化して得た第１の二値データＤＳＨ、第２の二値データＤＳＬを示し、同図（ｂ）は、元画像スコアとこれを第３閾値ＴＨＰで二値化して得た第３の二値データＤＰを示している。同図（ａ）（ｂ）に示す二値データのうち太破線で囲った部分がそれぞれＤＯＵＴとして選択される部分である。同図（ｃ）は元画像スコアと最終的に選択出力される二値データＤＯＵＴを示している。二値データＤＯＵＴでは、巨視的なエッジ部が残り、微細なチェックパターンが消えている。
【００６５】
このように、第１の実施の形態に係る画像二値化装置１０は、平滑化画像を異なる２種類の閾値によって二値化し、２つの二値化結果が同一であれば平滑化画像による二値化結果を採用し、異なる場合は元画像の二値化結果を採用する。エッジ部分のように平滑化によってエッジのブレが生じる部分では平滑化画像の２種類の二値化結果は異なるので、元画像の二値化結果を採用することで明暗境界部のブレを防止することができる。また、それ以外の部分では平滑化画像による二値化結果を採用することで、チェックパターンを除去することができる。
【００６６】
図６は、細線のある画像(ブロック)を第１の実施の形態に係る画像二値化装置１０で二値化した場合について、図５と同様の事項について示している。二値データＤＯＵＴにおける線幅は、ほぼ元画像（同図ｂ）と一致し、線幅や位置のズレは少なく抑えられている。このように、巨視的なエッジや線は存在するがチェックパターンなどの微細パターンが重畳されていない画像においても、第１の実施の形態に係る画像二値化装置１０は元画像を適切に二値化することができる。
【００６７】
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６８】
前述したように、第１の実施の形態の二値化方法は、エッジなどの大きなパターン上に微細なチェックパターンなどが重畳された画像や、線画については良好な結果をもたらす。しかし、チェックパターンのみ存在するようなブロックでは、エッジや線が存在する画像に比べて、平滑化後の画像における階調のダイナミックレンジが小さく抑制されるので、チェックパターンが潰れてしまう。
【００６９】
これを図７にて説明する。図７は、図５と同様の事項を、チェックパターンのみ存在する画像を第１の実施の形態に係る画像二値化装置１０で二値化した場合について示している。同図（ａ）に示すように、平滑化後の画像のダイナミックレンジは狭いため、平滑化後の画像の画素値から定めた第１閾値ＴＨＳＨと第２閾値ＴＨＳＬの差は小さい。このため、第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが同一の値の場合でも、その値に対する信頼性は、図５や図６に例示したものに比べて低い。たとえば、図７（ａ）の領域４１は第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「１」であるが、同図（ｂ）の元画像では、その部分は「０」と「１」が半々程度存在している。したがって、第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「１」であることを持ってこの領域の二値データを「１」に決定すると、元画像との差が大きくなってしまう。
【００７０】
第２の実施の形態はこの問題をさらに解決するものである。
【００７１】
図８は、第２の実施の形態に係る画像二値化装置１０Ｂを示している。図１の画像二値化装置１０と同一部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。画像二値化装置１０Ｂでは、元画像スコアの二値化処理部として、第３の二値化処理部２３のほかにさらに、第４の二値化処理部２４と、第５の二値化処理部２５を備え、選択出力部１７Ｂは、第１〜第５の二値化処理部１５、１６、２３〜２５が出力する二値データを入力して最終的な二値データの選択を行うようになっている。
【００７２】
第４の二値化処理部２４は、第２の主成分スコア算出部２２の出力する１ブロック分の元画像スコアに基づき、そのブロック（元画像）に含まれる画素を第４閾値ＴＨＰＨによって２つのグループに分割する(二値化する)。そして、第４閾値ＴＨＰＨ以上の画素には「１」を、第４閾値ＴＨＰＨ未満の画素には「０」を割り当てた第４の二値データＤＰＨを生成する。
【００７３】
第５の二値化処理部２５は、第２の主成分スコア算出部２２の出力する１ブロック分の元画像スコアに基づき、そのブロック（元画像）に含まれる画素を第５閾値ＴＨＰＬによって２つのグループに分割する(二値化する)。そして、第５閾値ＴＨＰＬ以上の画素には「１」を、第５閾値ＴＨＰＬ未満の画素には「０」を割り当てた第５の二値データＤＰＬを生成する。なお、第２の実施の形態では、第３の二値化処理部２３が使用する第３閾値をＴＨＰＭとし、第３の二値化処理部２３が出力する第３の二値データをＤＰＭと表記する。
【００７４】
各閾値は、次にようにして設定する。
・第３閾値ＴＨＰＭは、ブロック内の各画素の元画像スコア情報の最大値(PSCmax)と最小値(PSCmin)の中央値またはブロック内全元画像スコアの重心値とする。たとえば、第３閾値ＴＨＰＭ＝（PSCmax＋PSCmin)／２  とする。
・第４閾値ＴＨＰＨは、第３閾値ＴＨＰＭより大きい値に設定する。たとえば、第４閾値ＴＨＰＨ＝（７ｘPSCmax＋PSCmin）／８  とする。
・第５閾値ＴＨＰＬは、第３閾値ＴＨＰＭより小さい値に設定する。たとえば、第５閾値ＴＨＰＬ＝（PSCmax＋７×PSCmin）／８  とする。
なお、各閾値の設定方法はこれに限定されない。第４閾値ＴＨＰＨは、最大値（PSCmax）未満かつ最大値側へ大きく偏った値とすることが望ましい。第５閾値ＴＨＰＬは、最小値（PSCmin）より大きくかつ最小値側へ大きく偏った値にすることが望ましい。
【００７５】
図９（ｂ）は、中央に細線のあるブロックの元画像スコア情報とこれを第３閾値ＴＨＰＭ、第４閾値ＴＨＰＨ、第５閾値ＴＨＰＬでそれぞれで二値化して得た第３の二値データＤＰＭ、第４の二値データＤＰＨ、第５の二値データＤＰＬの例を示している。図９（ａ）は同図（ｂ）と同じブロックの平滑化スコア情報とこれを第１閾値ＴＨＳＨ、第２閾値ＴＨＳＬでそれぞれ二値化して得た第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬを示している。また、同図（ｃ）（ｄ）は、チェックパターンのみの画像（ブロック）に対する同図（ａ）（ｂ）と同様のものを示している。
【００７６】
図１０は、第２の実施の形態に係る画像二値化装置１０Ｂの選択出力部１７Ｂが二値データを選択する際の条件表５０を示している。この条件表５０に従い、選択出力部１７Ｂは、第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「０」の場合は、第４の二値データＤＰＨをＤＯＵＴとして選択する。第１の二値データＤＳＨが「０」で第２の二値データＤＳＬが「１」の場合は、第３の二値データＤＰＭをＤＯＵＴとして選択する。第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「１」の場合は、第５の二値データＤＰＬをＤＯＵＴとして選択する。
【００７７】
すなわち、第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「０」であっても、元画像スコアをかなり高い第４閾値ＴＨＰＨで二値化した結果（ＤＰＨ）が「１」の場合は、ＤＯＵＴとして「１」を出力する。第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「０」でありかつ第４の二値データＤＰＨが「０」の場合は、ＤＳＨとＤＳＬに基づく判定（第１の実施の形態と同様の判定で、両者が一致すればその値を採用するというもの）を信頼し、ＤＯＵＴとして「０」を選択する。
【００７８】
これは、第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「０」であっても第４の二値データＤＰＨが「１」の場合、平滑化前の元画像のその部分には、平滑化によって消去されてしまった、高い周波数の大きな階調変化が有ると想定される。また、このような結果が出るのは、平滑化後の画像のダイナミックレンジが狭くて第１閾値ＴＨＳＨと第２閾値ＴＨＳＬの差が小さい場合なので、このブロックにはエッジや線など巨視的な画像（平滑化しても残るようなもの）は存在しないと判定できる。すなわち、この部分は巨視的な画像を残すための平滑化処理は不要な部分と言える。そこで、平滑化していない元画像に基づく二値化結果を採用する。
【００７９】
同様に、第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「１」であっても、元画像スコアをかなり低い第５閾値ＴＨＰＬで二値化した結果（ＤＰＬ）が「０」の場合は、ＤＯＵＴとして「０」を出力する。第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「１」でかつ第５の二値データＤＰＬが「１」の場合は、ＤＳＨとＤＳＬに基づく判定を信頼し、ＤＯＵＴとして「１」を選択する。
【００８０】
第１の二値データＤＳＨの値と第２の二値データＤＳＬの値が相違する場合は、第１の実施の形態と同様の扱い、すなわち、第３の二値データＤＰＭをＤＯＵＴとして選択する。
【００８１】
図１１は、第２の実施の形態に係る画像二値化装置１０Ｂで、エッジ部にチェックパターンが重畳された画像(ブロック)を二値化した場合の二値データを例示している。同図（ａ）は、平滑化スコアから第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬを求めたものを、同図（ｂ）は平滑化前の元画像から第４の二値データＤＰＨと第３の二値データＤＰＭと第５の二値データＤＰＬを求めものを、同図（ｃ）は元画像スコアと最終的に出力される二値データＤＯＵＴを示している。二値データＤＯＵＴでは、巨視的なエッジ部が残り、微細なチェックパターンが消えている。
【００８２】
図１２は、図１１と同様の事項を、細線のある画像(ブロック)を第２の実施の形態に係る画像二値化装置１０Ｂで二値化した場合について示している。図１２（ｃ）に示すように、二値データＤＯＵＴにおける線幅は、ほぼ元画像と一致し、線幅や位置のズレは少なく抑えられている。
【００８３】
図１３は、図１１と同様の事項を、エッジなどの巨視的部分が存在せず微細なチェックパターンのみで構成された画像(ブロック)を第２の実施の形態に係る画像二値化装置１０Ｂで二値化した場合について示している。図１３（ｃ）に示すように、二値データＤＯＵＴにおいて、元画像にほぼ等しいチェックパターンが再現されている。
【００８４】
次に、第３の実施の形態について説明する。
【００８５】
第２の実施の形態では、ハイライト側（第一主成分スコアが低い側と仮定）、シャドウ側（第一主成分スコアが高い側と仮定…実際は異なる場合がある）ともに、第４閾値ＴＨＰＨ、第５閾値ＴＨＰＬにて補正した。しかし、黒文字を残すためにシャドウ側のパターンを保持したい場合がある。その場合は、第４閾値ＴＨＰＨの判断のみを使用する方式が有効である。
【００８６】
この場合、図１４に示す条件表５５に従って二値化を実施する。すなわち、第２の二値データＤＳＬと第１の二値データＤＳＨが共に「１」の場合は、二値データＤＯＵＴを「１」に固定的に定めている。その他は図１０に示す第２の実施の形態に係る条件表と同一である。
【００８７】
図１５は、第３の実施の形態に係る画像二値化装置で、文字にチェックパターンが重畳された画像(ブロック)を二値化した場合の二値データを例示している。同図（ａ）は、平滑化スコアから第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬを求めたものを、同図（ｂ）は平滑化前の元画像から第４の二値データＤＰＨと第３の二値データＤＰＭを求めものを、同図（ｃ）は最終的に出力される二値データＤＯＵＴを示している。この例の場合、ハイライト側の白抜き部分（図１５（ｂ）の破線（２））は重要ではなく、ハイライトでもシャドウでも構わないが、黒文字部分（図１５（ｂ）の破線（１））はしっかりとシャドウ部分に残存するように二値化が実現できている。
【００８８】
なお、上記の例では、第５閾値ＴＨＰＬは使用せずに、第４閾値ＴＨＰＨの判断のみを使用する方式を示したが、画像によっては、第４閾値ＴＨＰＨは使用せずに第５閾値ＴＨＰＬの判断のみを使用するようにしてもよい。この場合、第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「０」のときＤＯＵＴは固定的に「０」を出力するようにすればよい。
【００８９】
なお、図４の条件表３０、図１０の条件表５０、図１４の条件表５５あるいは図示省略した第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「０」のとき固定的にＤＯＵＴ「０」を出力する条件表のいずれを使用するかを、切り替え可能に構成するとよい。
【００９０】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
【００９１】
実施の形態で示したブロックサイズは一例であり、これに限定されない。画像の解像度などに応じて適宜のサイズにすればよい。また、必ずしもブロック単位に分ける必要はない。たとえば、ページ全体を対象に二値化する場合にも本発明は適用できる。この場合、二値化する画素の周辺領域の画像(元画像およびフィルタ後のそれぞれの画像)から各閾値を導出してその画素の二値化に使用することが好ましい。
【００９２】
実施の形態では、平滑化画像と元画像について個別に、主成分分析し、それぞれの第一主成分ベクトルに投影して第一主成分スコア（スコア情報）を求めたが、平滑化画像と元画像の両者について同一の第一主成分ベクトルを使用してスコア情報を求めるようにしてもよい。たとえば、平滑化画像を主成分分析して得た第一主成分ベクトルを使用して平滑化画像と元画像の双方について第一主成分スコアを求めるようにしてもよい。あるいは平滑化前の元画像を主成分分析して得た第一主成分ベクトルを使用して平滑化画像と元画像の双方について第一主成分スコアを求めるようにしてもよい。
【００９３】
このほか、平滑化画像と元画像のスコア情報は、輝度など所定の１変数を指標にして求めてもよい。
【００９４】
画像データはL*a*b*色空間以外の色空間に変換して二値化してもよい。また、カラー画像では主成分分析などによる１変数へ投影することが好ましいが、モノクロ画像などでは主成分分析などによる１変数への投影は不要である。
【符号の説明】
【００９５】
１０…画像二値化装置
１０Ｂ…第２の実施の形態に係る画像二値化装置
１１…画像入力部
１２…平滑化処理部
１３…第１の主成分分析部
１４…第１の主成分スコア算出部
１５…第１の二値化処理部
１６…第２の二値化処理部
１７…選択出力部
１７Ｂ…選択出力部
２１…第２の主成分分析部
２２…第２の主成分スコア算出部
２３…第３の二値化処理部
２４…第４の二値化処理部
２５…第５の二値化処理部
３０…第１の実施の形態の画像二値化装置で使用する条件表
４１…第１の二値データＤＳＨと第２の二値データＤＳＬが共に「１」の領域
５０…第２の実施の形態の画像二値化装置で使用する条件表
５５…第３の実施の形態の画像二値化装置で使用する条件表
ＢＬ…ブロック
ＤＯＵＴ…二値データ
ＤＳＨ…第１の二値データ
ＤＳＬ…第２の二値データ
ＤＰ…第３の二値データ
ＤＰＨ…第４の二値データ
ＤＰＬ…第５の二値データ
ＤＰＭ…第３の二値データ
Ｍ…元画像
ＴＨＰ…第３閾値
ＴＨＰＨ…第４閾値
ＴＨＰＬ…第５閾値
ＴＨＰＭ…第３閾値
ＴＨＳＨ…第１閾値
ＴＨＳＬ…第２閾値
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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