(57)【要約】【課題】従来技術と同等の高品質な二値化処理をさらなる高速、低コストで実現する画像二値化装置、及び画像二値化方法を提供する。【解決手段】この画像二値化装置１００は、多値画像１に対して複数の画素を含むブロックを設定する第一ブロック設定器２と、ブロック毎のブロック二値化閾値を輝度平均値に基づいて算出する第一ブロック二値化閾値算出器３と、第一のブロックより少ない画素を含むブロックを設定する第二ブロック設定器４と、第二ブロック内の画素の輝度値とブロック二値化閾値とを比較し、輝度値が小さい場合に、第二ブロックおよび注目している当該ブロックと同じグループの近傍のブロックを本二値化実行ブロックに設定する本二値化実行ブロック設定器５と、各画素の輝度値とブロック二値化閾値を補間した画素閾値とを比較して二値化を実行する本二値化処理器６と、を備えて構成されている。【選択図】図１
2008147983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値画像を入力し、該多値画像に対して複数の画素を含むブロックを設定する第一ブロック設定手段と、
該第一ブロック設定手段により設定された第一ブロック内のブロック毎のブロック二値化閾値を輝度平均値に基づいて算出するブロック二値化閾値算出手段と、
前記多値画像に対して第一のブロックより少ない画素を含むブロックを設定する第二のブロック設定手段と、
該第二のブロック設定手段により設定された第二ブロック内の画素の輝度値と前記ブロック二値化閾値とを比較し、該輝度値が小さい場合に、前記第二ブロックおよび注目している当該ブロックと同じグループの近傍のブロックを本二値化実行ブロックに設定する本二値化実行ブロック設定手段と、
該本二値化実行ブロック設定手段により設定された二値化実行ブロック内において、各画素の輝度値とブロック二値化閾値を補間した画素閾値とを比較して二値化を実行する本二値化手段と、を備えたことを特徴とする画像二値化装置。
【請求項２】
前記ブロック二値化閾値算出手段は、入力された第一ブロックから画素をサンプリングするサンプリング手段と、該画素が低輝度値を有する場合に輝度平均算出の対象から除外するための低輝度除外手段と、平均輝度を算出する平均輝度算出手段と、該平均輝度より所定の演算によりブロック二値化閾値を算出するブロック二値化閾値算出手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像二値化装置。
【請求項３】
前記本二値化実行ブロック設定手段は、入力された第二ブロックから画素をサンプリングするサンプリング手段と、該画素を前記ブロック二値化閾値算出手段で求めたブロック二値化閾値を用いて二値化する前二値化手段と、該前二値化手段により黒と判定された画素が存在する場合に該第二ブロックおよびその近傍第二ブロックを本二値化実行ブロックと判定する本二値化実行ブロック判定手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像二値化装置。
【請求項４】
前記本二値化手段は、入力された第二ブロックの中から本二値化実行ブロックと判定されたブロックのみを選択する二値化ブロック選択手段と、ブロック二値化閾値から二値化すべき画素の位置における画素閾値を補間する画素閾値補間手段と、前記第二ブロックの全画素を前記画素閾値で二値化する二値化手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像二値化装置。
【請求項５】
前記本二値化手段は、第二ブロックを入力して本二値化ブロックを選択して出力する二値化ブロック選択手段と、ブロック二値化閾値から複数の画素の塊に対する二値化閾値を補間する画素閾値補間手段と、前記第二ブロックの全画素を前記複数の画素の塊を単位として補間した二値化閾値で二値化する二値化手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像二値化装置。
【請求項６】
多値画像を入力し、該多値画像に対して複数の画素を含むブロックを設定する第一ブロック設定ステップと、
該第一ブロック設定ステップにより設定された第一ブロック内のブロック毎のブロック二値化閾値を輝度平均値に基づいて算出するブロック二値化閾値算出ステップと、
前記多値画像に対して第一のブロックより少ない画素を含むブロックを設定する第二のブロック設定ステップと、
該第二のブロック設定ステップにより設定された第二ブロック内の画素の輝度値と前記ブロック二値化閾値とを比較し、該輝度値が小さい場合に、前記第二ブロックおよびその近傍の第二ブロックを二値化実行ブロックに設定する本二値化実行ブロック設定ステップと、
該二値化実行ブロック設定ステップにより設定された二値化実行ブロック内において、各画素の輝度値とブロック二値化閾値を補間した画素閾値とを比較して二値化を実行する本二値化ステップと、を有することを特徴とする画像二値化方法。
【請求項７】
前記ブロック二値化閾値算出ステップは、入力された第一ブロックから画素をサンプリングするサンプリングステップと、該画素が低輝度値を有する場合に輝度平均算出の対象から除外するための低輝度除外ステップと、平均輝度を算出するステップと、該平均輝度より所定の演算によりブロック二値化閾値を算出するステップと、を有することを特徴とする請求項６に記載の画像二値化方法。
【請求項８】
前記本二値化実行ブロック設定ステップは、入力された第二ブロックから画素をサンプリングするサンプリングステップと、該画素を前記ブロック二値化閾値算出ステップで求めたブロック二値化閾値を用いて二値化する前二値化ステップと、該前二値化ステップで黒と判定された画素が存在する場合に該第二ブロックおよびその近傍第二ブロックを本二値化実行ブロックと判定する本二値化実行ブロック判定ステップと、を有することを特徴とする請求項６に記載の画像二値化方法。
【請求項９】
前記本二値化ステップは、入力された第二ブロックの中から本二値化実行ブロックと判定されたブロックのみを選択する二値化ブロック選択ステップと、ブロック二値化閾値から二値化すべき画素の位置における画素閾値を補間する画素閾値補間ステップと、該第二ブロックの全画素を該画素閾値で二値化する二値化ステップと、を有することを特徴とする請求項６に記載の画像二値化方法。
【請求項１０】
前記本二値化ステップは、第二ブロックを入力して本二値化ブロックを選択して出力する二値化ブロック選択ステップと、ブロック二値化閾値から複数の画素の塊に対する二値化閾値を補間する画素閾値補間ステップと、該第二ブロックの全画素を該複数の画素の塊を単位として該補間した二値化閾値で二値化する二値化ステップと、を有することを特徴とする請求項６に記載の画像二値化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像二値化装置、及び画像二値化方法に関し、さらに詳しくは、光源の一定しない画像入力装置等で入力された多値画像の輝度ムラや影を取り除いて二値化する画像二値化装置及び画像二値化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、文書を電子化して保存する場合、専ら画像入力装置としてスキャナ、または複写機もしくはファクシミリ装置のスキャナ部を使用していた。この様なスキャナ部は光源を装置内に備え、その光源から出た光を文書に当て、その反射光をＣＣＤなどで読み取り、必要に応じて画像を二値化して保存していた。この様な場合では、光源および光学系が一定であるので光源や光学系に起因する画像の輝度ムラや影の発生は一定したものであるため補正が容易であり、高品質の画像を出力することができる。従ってこの様なデジタル画像を高品質で二値化することは容易であった。
一方、近年は、ビデオカメラやデジタルカメラが発達し、この様な機器から入力した画像を文字認識したいという要求も高まっている。特にデジタルカメラは、高画素化と小型化が著しく、携帯情報収集ツールとして様々な用途に使用され始めている。例えば文書、看板、広告などの文字情報は二値画像で十分な情報が得られ、しかも保存に必要な記憶容量も多値画像に比して小さいので、二値化画像として保存することが有利である。また、二値化した画像をファクシミリ送信したり、文字認識をしたり再利用することもできる。
【０００３】
この様な、デジタル画像を適切に二値化するために特許文献１には、ウィンドウ内の各画素につき、それぞれの明るさと特定画素の明るさとの差と、着目した画像部分のコントラストに比例するパラメータとを比較してウィンドウ内の画像を２値化処理する２値化回路部と、この２値化回路部で得た２値パターンにつき輪郭部の画像パターンとしての適否を判断する判断回路とを備えることにより、高品質な二値化画像を得る技術が開示されている。
また、特許文献２には、多値画像より輝度値のヒストグラムを作成し、ヒストグラムから白画素代表値と黒画素代表値とを決定し、その平均から二値化閾値を決定し、二値化閾値に基づいて多値画像を二値化する技術、及び画像をブロックに分割し、ブロック毎の二値化閾値または白画素代表値／黒画素代表値を求め、文字のないブロックは周囲から補間し、ブロックの二値化閾値を画素毎の閾値とすることで、画像中の輝度ムラや影を取り除く技術が開示されており、高品質な二値化を行うことが可能となっている。
更に、特許文献３には、画像の局所の明るさに応じた閾値を用いて画像の二値化を行うことにより上述の従来技術よりも高品質の二値画像をより低いコストで得ることができる画像二値化装置について開示されている。
【特許文献１】特開平３−２３７５７１号公報
【特許文献２】特開平７−２１２５９１号公報
【特許文献３】特開２００２−３５４２４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。即ち、画像の局所毎にヒストグラムを求めたり、画像の平均的な明るさを求めたりして、さらに二値化閾値も局所的、つまり画素毎に異なる値を演算して求めたりすることで非常に高品質の二値画像が得られているが、それだけに原始的な二値化方法と比較して二値化の実行にコストがかかったり、あるいは時間がかかったりする。特に文字を中心とした文書を走査して画像入力した場合、背景だけで情報をもたない部分領域も多く、それらの領域も二値化対象とすることは無駄であり、低コストで高速に二値化処理を行うことはできなかった。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、従来技術と同等の高品質な二値化処理をさらなる高速、低コストで実現する画像二値化装置、及び画像二値化方法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】
【０００５】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、多値画像を入力し、該多値画像に対して複数の画素を含むブロックを設定する第一ブロック設定手段と、該第一ブロック設定手段により設定された第一ブロック内のブロック毎のブロック二値化閾値を輝度平均値に基づいて算出するブロック二値化閾値算出手段と、前記多値画像に対して第一のブロックより少ない画素を含むブロックを設定する第二のブロック設定手段と、該第二のブロック設定手段により設定された第二ブロック内の画素の輝度値と前記ブロック二値化閾値とを比較し、該輝度値が小さい場合に、前記第二ブロックおよび注目している当該ブロックと同じグループの近傍のブロックを本二値化実行ブロックに設定する本二値化実行ブロック設定手段と、該本二値化実行ブロック設定手段により設定された二値化実行ブロック内において、各画素の輝度値とブロック二値化閾値を補間した画素閾値とを比較して二値化を実行する本二値化手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２は、前記ブロック二値化閾値算出手段は、入力された第一ブロックから画素をサンプリングするサンプリング手段と、該画素が低輝度値を有する場合に輝度平均算出の対象から除外するための低輝度除外手段と、平均輝度を算出する平均輝度算出手段と、該平均輝度より所定の演算によりブロック二値化閾値を算出するブロック二値化閾値算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項３は、前記本二値化実行ブロック設定手段は、入力された第二ブロックから画素をサンプリングするサンプリング手段と、該画素を前記ブロック二値化閾値算出手段で求めたブロック二値化閾値を用いて二値化する前二値化手段と、該前二値化手段により黒と判定された画素が存在する場合に該第二ブロックおよびその近傍第二ブロックを本二値化実行ブロックと判定する本二値化実行ブロック判定手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項４は、前記本二値化手段は、入力された第二ブロックの中から本二値化実行ブロックと判定されたブロックのみを選択する二値化ブロック選択手段と、ブロック二値化閾値から二値化すべき画素の位置における画素閾値を補間する画素閾値補間手段と、前記第二ブロックの全画素を前記画素閾値で二値化する二値化手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項５は、前記本二値化手段は、第二ブロックを入力して本二値化ブロックを選択して出力する二値化ブロック選択手段と、ブロック二値化閾値から複数の画素の塊に対する二値化閾値を補間する画素閾値補間手段と、前記第二ブロックの全画素を前記複数の画素の塊を単位として補間した二値化閾値で二値化する二値化手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項６は、多値画像を入力し、該多値画像に対して複数の画素を含むブロックを設定する第一ブロック設定ステップと、該第一ブロック設定ステップにより設定された第一ブロック内のブロック毎のブロック二値化閾値を輝度平均値に基づいて算出するブロック二値化閾値算出ステップと、前記多値画像に対して第一のブロックより少ない画素を含むブロックを設定する第二のブロック設定ステップと、該第二のブロック設定ステップにより設定された第二ブロック内の画素の輝度値と前記ブロック二値化閾値とを比較し、該輝度値が小さい場合に、前記第二ブロックおよびその近傍の第二ブロックを二値化実行ブロックに設定する本二値化実行ブロック設定ステップと、該二値化実行ブロック設定ステップにより設定された二値化実行ブロック内において、各画素の輝度値とブロック二値化閾値を補間した画素閾値とを比較して二値化を実行する本二値化ステップと、を有することを特徴とする。
請求項７は、前記ブロック二値化閾値算出ステップは、入力された第一ブロックから画素をサンプリングするサンプリングステップと、該画素が低輝度値を有する場合に輝度平均算出の対象から除外するための低輝度除外ステップと、平均輝度を算出するステップと、該平均輝度より所定の演算によりブロック二値化閾値を算出するステップと、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項８は、前記本二値化実行ブロック設定ステップは、入力された第二ブロックから画素をサンプリングするサンプリングステップと、該画素を前記ブロック二値化閾値算出ステップで求めたブロック二値化閾値を用いて二値化する前二値化ステップと、該前二値化ステップで黒と判定された画素が存在する場合に該第二ブロックおよびその近傍第二ブロックを本二値化実行ブロックと判定する本二値化実行ブロック判定ステップと、を有することを特徴とする。
請求項９は、前記本二値化ステップは、入力された第二ブロックの中から本二値化実行ブロックと判定されたブロックのみを選択する二値化ブロック選択ステップと、ブロック二値化閾値から二値化すべき画素の位置における画素閾値を補間する画素閾値補間ステップと、該第二ブロックの全画素を該画素閾値で二値化する二値化ステップと、を有することを特徴とする。
請求項１０は、前記本二値化ステップは、第二ブロックを入力して本二値化ブロックを選択して出力する二値化ブロック選択ステップと、ブロック二値化閾値から複数の画素の塊に対する二値化閾値を補間する画素閾値補間ステップと、該第二ブロックの全画素を該複数の画素の塊を単位として該補間した二値化閾値で二値化する二値化ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、多値画像を入力し、多値画像に対して複数の画素を含むブロックを設定する第一ブロック設定手段と、この第一ブロック設定手段により設定された第一ブロック内のブロック毎のブロック二値化閾値を輝度平均値に基づいて算出するブロック二値化閾値算出手段と、多値画像に対して第一のブロックより少ない画素を含むブロックを設定する第二のブロック設定手段と、この第二のブロック設定手段により設定された第二ブロック内の画素の輝度値とブロック二値化閾値とを比較し、輝度値が小さい場合に、第二ブロックおよび注目している当該ブロックと同じグループの近傍のブロックを本二値化実行ブロックに設定する本二値化実行ブロック設定手段と、本二値化実行ブロック設定手段により設定された二値化実行ブロック内において、各画素の輝度値とブロック二値化閾値を補間した画素閾値とを比較して二値化を実行する本二値化手段と、を備えたので、高品質の画像二値化を高速、低コストで実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の画像二値化装置を表すブロック図である。この画像二値化装置１００は、多値画像１を入力し、多値画像１に対して複数の画素を含むブロックを設定する第一ブロック設定器（第一ブロック設定手段）２と、第一ブロック設定器２により設定された第一ブロック内のブロック毎のブロック二値化閾値を輝度平均値に基づいて算出する第一ブロック二値化閾値算出器（ブロック二値化閾値算出手段）３と、多値画像に対して第一のブロックより少ない画素を含むブロックを設定する第二ブロック設定器（第二のブロック設定手段）４と、第二ブロック設定器４により設定された第二ブロック内の画素の輝度値とブロック二値化閾値とを比較し、輝度値が小さい場合に、第二ブロックおよび注目している当該ブロックと同じグループの近傍のブロックを本二値化実行ブロックに設定する本二値化実行ブロック設定器（本二値化実行ブロック設定手段）５と、本二値化実行ブロック設定器５により設定された二値化実行ブロック内において、各画素の輝度値とブロック二値化閾値を補間した画素閾値とを比較して二値化を実行する本二値化処理器（本二値化手段）６と、を備えて構成されている。
【００１１】
まず、８ビットグレースケールの多値画像１を入力する。入力画像がカラー画像の場合にはあらかじめ輝度信号を抽出して８ビットグレースケール画像に変換しておく。この画像が第一ブロック設定器２に入力される。第一ブロック設定器２は、図２のように画像を１２８ｘ１２８画素単位のブロックに分割する。また、第一ブロック二値化閾値算出器３は、各第一ブロックを入力とし、まずサンプリング器で以降の演算を行うための画素位置および値を抽出する。
サンプリングは図３に示すように、水平垂直それぞれ８画素毎にサンプリングされる。サンプリングされた画素値は比較器で低輝度除外閾値と比較される。
【００１２】
図４は第一ブロック二値化閾値算出器の内部構成を表すブロック図である。第一ブロック二値化閾値算出器３は、入力された第一ブロック１０から画素をサンプリングするサンプリング器（サンプリング手段）１１と、画素が低輝度値を有する場合に輝度平均算出の対象から除外するための比較器１２と低輝度除外閾値メモリ１６により構成される低輝度除外手段と、平均輝度を算出する平均輝度算出器（平均輝度算出手段）１３と、平均輝度より所定の演算により第一ブロック二値化閾値１５を算出するブロック二値化閾値算出手段と、を備えて構成され、画素の輝度値が低輝度除外閾値より高ければ、輝度値は平均輝度算出器１３に出力されて平均輝度を算出する対象となるが、それ以下の場合は出力されない。これは、ほぼ黒べたの領域を後の二値化処理で正しく黒と二値化するために行う処理である。平均輝度算出器１３は平均輝度算出の対象となる画素値を加算し、その平均値を算出する。もし、当該第一ブロック内に平均輝度を算出する対象画素が存在しない場合、平均輝度算出器１３は低輝度除外閾値を係数メモリ１８に格納されている係数で割った値を出力する。これは、後述する乗算器１４の出力（＝第一ブロック二値化閾値）が低輝度除外閾値と等しい値になることを意味する。乗算器１４は平均輝度算出器１３が算出した平均輝度に係数メモリ１８に記憶された１未満の正の係数を乗算して第一ブロック二値化閾値１５を算出する。
第二ブロック設定器４は、図５のように画像を１６ｘ１６画素単位の第二ブロックに分割する。第一ブロックより分割単位が小さいのは、文字の多い文書では、行間、文字間など細かくて黒がない部分が多いため、ブロックサイズを小さくすることにより、黒がある部分だけを二値化する効率が向上するからである。
【００１３】
図６は本二値化実行ブロック設定器の内部構成を表すブロック図である。この本二値化実行ブロック設定器は、入力された第二ブロック２０から画素をサンプリングするサンプリング器（サンプリング手段）２１と、画素を第一ブロック二値化閾値算出器３で求めたブロック二値化閾値を用いて二値化する前二値化器（前二値化手段）２２と、前二値化器２２により黒と判定された画素が存在する場合に第二ブロックおよびその近傍第二ブロックを本二値化実行ブロックと判定する本二値化実行ブロック判定器（本二値化実行ブロック判定手段）２３と、を備えて構成され、１６ｘ１６画素単位の第二ブロックを入力し、その中で二値化後に黒となる画素があるかないかを判定し、黒となる画素が存在するならば当該第二ブロックとその周囲の第二ブロックを本二値化実行ブロックとする。図６に従って具体的に説明する。まず、１６ｘ１６の第二ブロックが入力され、サンプリング器で画素をサンプリングする。これは、図４のサンプリング器１１と同等の働きをする。次に、前二値化器２２はサンプリングされた画素を二値化する。当該第二ブロックを含む第一ブロックの第一ブロック二値化閾値とサンプリングされた画素の輝度値とを比較することにより当該画素が二値化される。第一ブロック二値化閾値より画素の輝度値が小さければ黒となり、そうでなければ白となる。第二ブロックの中には４つのサンプリングされた画素が存在するので前二値化器２２はこの４つの画素の黒白を出力する。本二値化実行ブロック判定器２３は、４つの画素の黒白を入力とし、そのうちひとつ以上黒が存在すれば、図７に示すように注目している第二ブロックｂ（ｉ、ｊ）とその近傍の三つの第二ブロック（左上ｂ（ｉ−１、ｊ−１）、上ｂ（ｉ、ｊ−１）、左ｂ（ｉ−１、ｊ））において本二値化を実行するための本二値化実行ブロックのフラグを立て、本二値化実行ブロック位置メモリに格納する。
【００１４】
図８は本二値化処理器の内部構成を表すブロック図である。この本二値化処理器６は、入力された第二ブロック３３の中から本二値化実行ブロックと判定されたブロックのみを選択する二値化ブロック選択器（二値化ブロック選択手段）３４と、ブロック二値化閾値から二値化すべき画素の位置における画素閾値を補間する画素閾値補間器（画素閾値補間手段）３２と、第二ブロック３３の全画素を画素閾値で二値化する二値化器（二値化手段）３５と、を備えて構成され、本二値化処理器６は、本二値化実行ブロックのフラグがたっている第二ブロックのみ二値化処理を実行する。二値化ブロック選択器３４は、入力された第二ブロックが本二値化実行ブロックであるか否かを本二値化実行ブロックのフラグにより判定する。本二値化実行ブロックであると判定された場合に、画素閾値補間器３２で補間された画素単位の二値化閾値を用いて当該第二ブロックの各画素を二値化器３５は二値化する。各画素の輝度値が補間された閾値より小さければ黒（１）、そうでなければ白（０）と判定し、予め全白（オール０）に設定されていた二値画像メモリに黒の情報を書き出す。
【００１５】
図９は画素閾値補間器の詳細な動作説明行なう図である。図９（ａ）は４つの第一ブロックとその内側に画素単位の二値化閾値を補間する領域を示した図である。斜線部分３７が画素単位の二値化閾値を補間する領域で各ブロックの第一ブロック二値化閾値ａ、ｂ、ｃ、ｄより二値化閾値を算出する。
次に、図９（ｂ）に基づいて補間方法を説明する。補間領域のサイズ（画素単位）を水平方向ｘｂｎｕｍ、垂直方向ｙｂｎｕｍとする。斜線領域内の左上を原点ａとして画素位置を（ｍ、ｌ）と定義すると、
leftth = (a*(ybnum - l)+c*l)/ybnum
rightth = (b*(ybnum - l)+d*l)/ybnum
leftthとrightthより画素の二値化閾値th(m、l)を決定する。
th(m、l) = (leftth*(xbnum-m)+rightth*m)/xbnum
なお、入力画像の端部の場合は、四つのブロック二値化閾値が得られず、一つあるいは二つしか得られない。この場合は得られた第一ブロック二値化閾値を得られていない箇所に代入して使用することにより上記の補間式を使用する。例えば画像の左上端の二値化閾値を求める時、得られる第一ブロック二値化閾値はｄのみでａ、ｂ、ｃは得られない。したがってａ、ｂ、ｃの値をｄの値で代用する。
【００１６】
図１０は本二値化の方法をソフトウェアで実現するときのフローチャートである。図１０のフローチャートの詳細を図１３〜図１５に示し、それを説明する。まず、多値画像を第一ブロック設定ステップＳ１において、図２のように１２８ｘ１２８画素単位のブロックに分割する。
【００１７】
図１１は本発明の本二値化実行ブロック設定器の他の実施例を示す図である。同じ構成要素には図６と同じ参照番号を付して説明する。本二値化実行ブロック設定器と異なるのは、前二値化器２２で使用する二値化閾値をブロック二値化閾値でなく、画素閾値補間器２６により画素単位に補間した二値化閾値とする点である。まず、第二ブロック２０が入力され、サンプリング器２１はその中から水平垂直それぞれ８画素ごとにサンプリングを行う。画素閾値補間器２６はサンプリングされた画素が含まれる第一ブロックおよびその近傍の第一ブロックの二値化閾値を第一ブロック二値化閾値メモリ２５から読み出し、サンプリングされた画素の位置における画素閾値を補間する。前二値化器２２は補間された閾値とサンプリングされた画素の輝度値を比較することにより二値化を行い、当該第二ブロックが本二値化実行ブロックであるか否かを本二値化実行ブロック判定器２３は判定する。ここで使用する画素閾値補間器２６の画素補間の手順は図８で示した画素閾値補間器３２と同等である。
図６と比較して、画素閾値を補間により求めるためコストが少しアップするが、前二値化器２２はより高品質な二値化を行うことが可能になり、本二値化実行ブロック判定をより高精度に行うことができるようになる。
【００１８】
図１２は本二値化実行ブロック設定ステップを説明するフローチャートである。図１２が図１４と異なるのは、前二値化ステップＳ４３で使用する二値化閾値を第一ブロック二値化閾値でなく、画素単位に補間した二値化閾値とする点である。図１４と異なる点を説明する。前二値化ステップＳ４３の直前に画素閾値補間ステップＳ４２が挿入される。画素閾値補間ステップＳ４２はサンプリングされた画素が属する第一ブロックおよびその近傍のブロックの二値化閾値を用いてサンプリングされた画素の位置における画素閾値を補間する。補間された閾値とサンプリングされた画素の輝度値を比較することにより前二値化を行う。ここで使用する画素閾値補間の手順は図１５で示した画素閾値補間ステップＳ３２と同等の手順で画素閾値を補間する。
【００１９】
図１３は第一ブロック二値化閾値算出ステップを説明するフローチャートである。第一ブロック選択ステップＳ１１において、第一ブロック二値化閾値を算出する対象のブロックを選択する。選択されたブロックは、サンプリングステップＳ１２において、画素の輝度値の平均値を求める演算を行うための画素位置および値を抽出する。サンプリングは図３に示すように、水平垂直それぞれ８画素おきにサンプリングされる。サンプリングされた画素値は低輝度除外ステップＳ１３において低輝度除外閾値と比較される。画素値が低輝度除外閾値より高ければ、次の平均輝度算出ステップＳ１４に出力されて平均輝度を算出する対象となるが、それ以下の場合は出力されない。平均輝度算出ステップＳ１４は平均輝度算出の対象となる画素値を加算し、その平均値を算出する。もし、ブロック内に平均輝度を算出する対象画素が存在しない場合は、後述する第一ブロック二値化閾値算出ステップＳ１５の出力が低輝度除外閾値と等しい値になるような所定の値を出力する。第一ブロック二値化閾値算出ステップは平均輝度算出ステップが算出した平均輝度に１未満の正の係数を乗算してブロック二値化閾値を算出する。
【００２０】
図１４は本二値化実行ブロック設定ステップを説明するフローチャートである。第二ブロック設定ステップは、図５のように画像を１６ｘ１６画素単位のブロックに分割する。本二値化実行ブロック設定ステップは、第二ブロック全体から本二値化を実行するブロックを決定する。第二ブロック選択ステップＳ２０において、前二値化するための第二ブロックを選択する。選択された第二ブロックはサンプリングステップＳ２１で画素を数画素毎（例えば４画素）にサンプリングを行い、選択抽出された画素位置の輝度は前二値化ステップＳ２２において、画素の位置が属する第一ブロックの第一ブロック二値化閾値と比較され、ブロック二値化閾値より画素の輝度値が大きければ白、そうでなければ黒と判定する。選択された第二ブロック内のサンプリングされた画素が１つ以上黒画素であれば本二値化フラグ設定ステップＳ２４において、当該第二ブロックおよび近傍のブロックを本二値化の対象とする本二値化フラグを立てる。近傍のブロックとは、図７で示すように、右下のブロックが当該第二ブロックとすると、その左上、上、左の３つのブロックのことをいう。したがって、当該ブロックおよび近傍３ブロックの４つのブロックを本二値化実行ブロックと判定する。
【００２１】
図１５は本二値化処理ステップを説明するフローチャートである。第二ブロック選択ステップＳ３０で第二ブロックを選択し、当該ブロックが本二値化フラグを有するか否かを判定する（Ｓ３１）。＜本二値化フラグ＞を有すると判定したときは、画素閾値補間ステップＳ３２において、当該画素位置における画素閾値を第一ブロック二値化閾値から補間する。そうでなければ次のブロックを選択する。この補間方法は既に述べたものと同等である。その後、補間した画素閾値を用いて本二値化ステップＳ３３で画素の二値化を行う。画素の輝度値が画素閾値と比較して大きければ白、そうでなければ黒と判定する。全ての画素、全てのブロックに対して本二値化処理を行って終了とする。
全ての実施形態にいえることだが、本二値化の際に、画素単位で二値化閾値を補間している。これを画素単位ではなく、２ｘ２画素等のさらに小さいブロック単位で求めるならば、演算量は減少し、更なる二値化実行の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の画像二値化装置を表すブロック図である。
【図２】画像を１２８ｘ１２８画素単位のブロックに分割した図である。
【図３】水平垂直それぞれ８画素毎にサンプリングする図である。
【図４】第一ブロック二値化閾値算出器の内部構成を表すブロック図である。
【図５】画像を１６ｘ１６画素単位の第二ブロックに分割した図である。
【図６】本二値化実行ブロック設定器の内部構成を表すブロック図である。
【図７】本二値化実行ブロック判定を説明する図である。
【図８】本二値化処理器の内部構成を表すブロック図である。
【図９】画素閾値補間器の詳細な動作説明行なう図である。
【図１０】本二値化の方法をソフトウェアで実現するときのフローチャートである。
【図１１】本発明の本二値化実行ブロック設定器の他の実施例を示す図である。
【図１２】本二値化実行ブロック設定ステップを説明するフローチャートである。
【図１３】第一ブロック二値化閾値算出ステップを説明するフローチャートである。
【図１４】本二値化実行ブロック設定ステップを説明するフローチャートである。
【図１５】本二値化処理ステップを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
１  多値画像、２  第一ブロック設定器、３  第一ブロック二値化閾値算出器、４  第二ブロック設定器、５  本二値化実行ブロック設定器、６  本二値化処理器、７  二値化画像、１００  画像二値化装置
【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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