(57)【要約】【課題】領域の属性を適切に判別し，それぞれの領域に適切な処理を行うことで，出力画像の品質低下を最小限に抑制した画像処理装置を提供すること。【解決手段】内外判定部３１では，画像データをエッジの内側領域であるか外側領域であるかに２値化する。そして，２値化に必要な閾値は，内外閾値決定部３１１により注目画素とその周辺画素との階調を基に，その処理の度に算出する。内エッジ抽出部３２では，２次微分処理を行うことによりエッジのすぐ内側の領域を抽出する。エッジ領域抽出部３３では，エッジの周辺領域を抽出する。そして，信号選択部３４では，エッジ領域抽出部３３の出力信号を基に，エッジの周辺領域の場合には内エッジ抽出部３２の出力信号を選択し，それ以外の場合には内外判定部３１の出力信号を選択する。【選択図】　　　　　　図２
2004112282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを取り扱う画像処理装置において，
画像データを基に閾値を算出し，算出された閾値にて画像データを２値化することによりエッジの内側領域であるか外側領域であるかを識別する第１内外識別手段と，
画像データからエッジを検出し，エッジの内側であってエッジに接する領域を抽出することによりエッジの内側領域であるか外側領域であるかを識別する第２内外識別手段と，
画像データからエッジの周辺領域を抽出し，エッジの周辺領域であるか否かを識別するエッジ領域識別手段と，
前記エッジ領域識別手段の識別結果に基づいて，前記第１内外判別手段の処理結果と，前記第２内外識別手段の処理結果とのどちらか一方を選択する出力信号選択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】
請求項１に記載する画像処理装置において，
前記出力信号選択手段は，エッジの周辺領域の場合には前記第２内外識別手段の処理結果を選択し，それ以外の領域の場合には前記第１内外識別手段の処理結果を選択することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する画像処理装置において，
前記第１内外識別手段は，注目画素とその周辺画素との階調から閾値を算出する内外閾値算出手段を有し，
前記内外閾値算出手段は，注目画素から所定の範囲内にある画素の階調の最大値Ｍａｘと最小値Ｍｉｎとを抽出し，
Ｓ＝α×Ｍａｘ＋（１−α）×Ｍｉｎ
α：０＜α＜１の範囲内にある任意の係数
なる式にて計算される数値Ｓを閾値とすることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載する画像処理装置において，
前記第１内外識別手段は，前記内外閾値算出手段にて算出された閾値を補正する閾値補正手段を有し，
前記閾値補正手段は，前記内外閾値算出手段にて算出された閾値が上限値以上の場合には上限値を閾値とし，前記内外閾値算出手段にて算出された閾値が下限値以下の場合には下限値を閾値とする補正を行う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，画像処理を行う画像処理装置に関する。さらに詳細には，画像の属性を判別し，その属性に適した画像処理を行う画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，プリンタ等の画像処理装置では，文字や細線等を写真領域上に重ね合わせた画像をプリントしたときに，当該文字等がぼけてしまうことがある。そのため，プリント時に画像中の文字や細線等を抽出し，当該文字等を強調する処理が行われている。そして，文字等を抽出する処理としては，固定閾値による２値化処理や２次微分値を組み合わせる処理等が行われている（例えば，特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２５１０６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の画像処理装置では以下のような問題があった。すなわち，固定閾値では下地レベルが閾値を上回った場合等に適切な２値化処理ができない。このため，すべての画像について適切な強調処理を行うことができるとは限らない。また，読撮り系が画像を読み撮る際に，当該読撮り系の解像度の問題によりエッジがぼやけてしまう。そのため，文字を抽出しても，抽出された文字の位置が正しいとは限らない。
【０００５】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，領域の属性を適切に判別し，それぞれの領域に適切な処理を行うことで，出力画像の品質低下を最小限に抑制した画像処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた画像処理装置は，画像データを取り扱う画像処理装置であって，画像データを基に閾値を算出し，算出された閾値にて画像データを２値化することによりエッジの内側領域であるか外側領域であるかを識別する第１内外識別手段と，画像データからエッジを検出し，エッジの内側であってエッジに接する領域を抽出することによりエッジの内側領域であるか外側領域であるかを識別する第２内外識別手段と，画像データからエッジの周辺領域を抽出し，エッジの周辺領域であるか否かを識別するエッジ領域識別手段と，エッジ領域識別手段の識別結果に基づいて，第１内外判別手段の処理結果と，第２内外識別手段の処理結果とのどちらか一方を選択する出力信号選択手段とを有するものである。
【０００７】
本発明の画像処理装置では，第１内外識別手段により，画像データから閾値を算出し，その閾値を基にエッジの内側領域であるか外側領域であるかを識別している。この第１内外識別手段では，画像データの全領域について画素ごとに内側領域であるか外側領域であるかを認識できるが，内側領域と外側領域との境界を適切に認識できるとは限らない。また，第２内外識別手段でもエッジの位置を検出することでエッジの内側領域であるか外側領域であるかを識別している。この第２内外識別手段では，エッジの適切な位置を検出しており内側領域と外側領域との境界付近の領域は正しく識別できるが，その他の領域については識別できない。また，エッジ領域識別手段ではエッジの周辺領域を抽出している。そして，信号選択手段では，エッジ領域抽出手段にて識別された領域に応じて，第１内外識別手段の処理結果と，第２内外識別手段の処理結果とのどちらか一方を選択している。すなわち，信号選択手段にて，領域ごとに適切な情報を選択することができるのである。これにより，領域の属性を適切に判別することができる。
【０００８】
また，本発明の画像処理装置の出力信号選択手段は，エッジの周辺領域の場合には第２内外識別手段の処理結果を選択し，それ以外の領域の場合には第１内外識別手段の処理結果を選択することとするとよりよい。すなわち，エッジの周辺領域については，エッジの位置を適切に識別している第２内外識別手段からの信号を選択する。一方，非エッジ領域については，下地レベルの影響を受けることなくエッジの内外を適切に識別している第１内外識別手段からの信号を選択する。これにより，領域の属性をより適切に判別することができる。
【０００９】
また，本発明の画像処理装置の第１内外識別手段は，注目画素とその周辺画素との階調から閾値を算出する内外閾値算出手段を有し，内外閾値算出手段は，注目画素から所定の範囲内にある画素の階調の最大値Ｍａｘと最小値Ｍｉｎとを抽出し，
Ｓ＝α×Ｍａｘ＋（１−α）×Ｍｉｎ
なる式にて計算される数値Ｓを閾値とするとを有するものであるとよりよい。すなわち，内外を識別するための閾値を可変にすることができる。これにより，下地レベルに応じて適切な閾値を算出することができる。なお，式中のαは０＜α＜１の範囲内にある任意の係数である。
【００１０】
また，この画像処理装置の第１内外識別手段は，内外閾値算出手段にて算出された閾値を補正する閾値補正手段を有し，閾値補正手段は，内外閾値算出手段にて算出された閾値が上限値以上の場合には上限値を閾値とし，内外閾値算出手段にて算出された閾値が下限値以下の場合には下限値を閾値とする補正を行うこととするとよりよい。これにより，文字部分もしくは下地部分でノイズが発生した場合にその影響を回避することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明に係る画像処理装置を具体化した実施の形態について図面を基に説明する。本形態の画像処理装置は，図１に示すように，色変換部１と，領域判別部２と，エッジ再生部５と，画像形成エンジン６とを備えている。また，領域判別部２は，文字判別部３と，網点領域部４とを有している。なお，色変換部１，文字判別部３，および網点判別部４は画像データの入力を受ける。
【００１２】
次に，図１中の各構成部について説明する。色変換部１は，入力された画像データを，ＲＧＢ等の入力系の信号からＣＭＹＫ等の出力系の信号に変換するものである。一方，領域判別部２は，入力された画像データの領域の属性を判別するものである。また，領域判別部２中の文字判別部３は，入力された画像データ中の文字領域（細線も含む）を抽出し，画素ごとに文字領域であるか否かの信号を発生するものである。一方，領域判別部２中の網点判別部４は，画像データ中の網点領域を検出し，画素ごとに網点領域であるか否かの信号を発生するものである。そして，エッジ再生部５は，領域判別部２から出力された信号に従って，色変換部１が出力した画像データに対して強調やスムージング等の補正処理を行うものである。また，画像形成エンジン６は，エッジ再生部５から出力される画像データに基づき紙等の媒体上に画像形成するものである。なお，画像形成エンジン６は，感光体とトナーとによるもの，あるいはインクジェット等，画像データに基づくものであるなら何でもよい。
【００１３】
次に，文字判別部３について詳説する。文字判別部３は，図２に示すように内外判別部３１と，内エッジ抽出部３２と，エッジ領域抽出部３３と，信号選択部３４とを備えている。内外判定部３１は，画像データを２値化することにより，エッジの内側（文字）領域と外側（下地）領域とを識別するものである。また，内エッジ抽出部３２は，画像データからエッジを検出し，検出したエッジのすぐ内側の領域（以下，「内エッジ領域」とする）を抽出するものである。また，エッジ領域抽出部３３は，画像データ中のエッジの周辺領域（以下，「エッジ領域」とする）を抽出するものである。そして，信号選択部３４は，入力された信号を基に出力する信号を選択するものである。また，内外判定部３１は，注目画素周辺の画像の階調から２値化のための内外閾値を決定する内外閾値決定部３１１と，画像データと内外閾値とを比較する比較器３１２とを備えている。また，内エッジ抽出部３２は，画像データに対して２次微分処理を行う２次微分部３２１と，２次微分結果と所定値とを比較する比較器３２２とを備えている。
【００１４】
また，内外閾値決定部３１１は，図３に示すようにＭ×Ｎ画素の範囲内の階調のうち最大値と最小値とを抽出するＭＮフィルタ部３１１１と，内外閾値を算出する閾値算出部３１１２と，閾値に対して補正処理を行う閾値補正部３１１３とを備えている。
【００１５】
次に，文字判別部３の動作について説明する。以下，抽出される文字を図４の上図に示すような黒文字「Ｔ」とし，線分Ａ−Ａの領域の処理について説明する。なお，線分Ａ−Ａ中にはエッジＢが存在する。読撮り系にて求められる線分Ａ−Ａの階調は図４の下図に示すように，下地領域では白に近似した色であるため高く，文字領域では黒に近似した色であるため低い。
【００１６】
文字判定部３の動作としては，まず，画像データが内外判定部３１，内エッジ抽出部３２およびエッジ領域抽出部３３に送られる。ここでいう画像データは，図４の下図に示す階調データである。
【００１７】
内外判定部３１では，内外閾値決定部３１１によりエッジの内側領域であるか外側領域であるかを判別するための内外閾値が求められる。内外閾値決定部３１１の処理の詳細については後述する。比較器３１２には，画像データと内外閾値とが入力される。そして，比較器３１２では，画像データ中の各画素の階調と内外閾値とが比較される。そして，内外閾値より階調が小さい領域ではＨが，大きい領域ではＬが出力される。すなわち，内側領域であるか外側領域であるかに２値化される（図５参照）。そして，その結果が内外信号として信号選択部３４に出力される。なお，内外閾値は，あくまでも周辺画素と比較して高濃度であるか否かを判別するための値であり，エッジを見極めるものではない。そのため，エッジ（図５中Ｂ）と内外信号のエッジ（図５中Ｃ）とは必ずしも一致しない。
【００１８】
内エッジ抽出部３２では，２次微分部３２１により画像データに対して２次微分処理が行われる。この２次微分処理後のデータでは，エッジの前後で符号が変化している（図６参照）。従って，エッジ（図６中Ｂ）の位置を求めることができる。すなわち，符号の変わり目が正しいエッジの位置である。比較器３２２には，２次微分処理後のデータと固定値［００］とが入力される。そして，比較器３２２では，２次微分の結果の符号が正の場合にはＨが，符号が負もしくは値が０の場合にはＬが出力される。この符号が正となる領域が内エッジ領域である。そして，その結果が内エッジ信号として信号選択部３４に出力される。
【００１９】
エッジ領域抽出部３３では，画像データに対して１次微分処理が行われる。この１次微分処理後のデータでは，エッジ付近で値が変化している（図７参照）。これは，エッジ付近では階調の変化量が大きく，エッジから遠い位置ではほとんど階調が変化しないためである。従って，エッジ（図７中Ｂ）のエッジ領域が求められる。そして，エッジ領域の場合にはＨが，非エッジ領域の場合にはＬが出力される。すなわち，１次微分の結果の絶対値を所定の閾値（図７中の閾値Ｆ）と比較し，当該閾値より大きい領域がエッジ領域（図７中Ｄ）であり，それ以外の領域が非エッジ領域（図７中Ｅ）である。そして，その結果がエッジ領域信号として信号選択部３４に出力される。
【００２０】
次に，信号選択部３４では，送られてきた各出力信号を基に文字領域信号が出力される。具体的には図８に示すように，エッジ領域Ｄについては，内エッジ抽出部３２から出力される内エッジ信号中のエッジ領域Ｄに相当する部分（図８中の内エッジ信号の太線部）が選択される。一方，非エッジ領域Ｅについては，内外判定部３１から出力される内外信号中の非エッジ領域Ｅに相当する部分（図８中の内外信号の太線部）が選択される。すなわち，信号選択部３４では，図８中の内外信号および内エッジ信号の太線部が選択され，その結果が文字領域信号として出力される。従って，エッジ領域についてはエッジのすぐ内側を抽出している内エッジ信号が選択され，非エッジ領域についてはエッジの内外を判別している内外信号が選択される。そして，選択処理後の信号が文字領域信号として出力される。
【００２１】
なお，エッジ再生部５では，文字領域信号を基に強調処理を行う。ここで強調されるのは文字領域のエッジであり，それ以外の領域のエッジは強調されない。そして，画像形成エンジン６では，エッジ再生部５により強調された画像データに基づき画像を形成する。
【００２２】
次に，内外閾値の決定手順について説明する。まず，画像データが内外閾値決定部３１１に送られる。内外閾値決定部３１１では，注目画素とその周辺画像の階調を基に内外閾値が求められる。詳細には，まず，ＭＮフィルタ部３１１１にてフィルタ内画素中の階調の最大値と最小値とが抽出される。そして，抽出された最大値と最小値とを基に，閾値算出部３１１２にて閾値が算出される。なお，閾値は次の式（１）により求められる。
閾値＝α×最大値＋（１−α）×最小値　（１）
式（１）中のαは重み付けを行うための０＜α＜１の範囲内（一般的には０．５程度）にある任意の係数である。
【００２３】
次に，算出された閾値を基に，閾値補正部３１１３にて補正処理が行われる。この補正処理は，ノイズによる影響を回避するために行われる。内外閾値補正部３１１３では，内外閾値についての上限値と下限値とが設けられている。そして，算出された閾値は，下限値以下であれば下限値に補正され，上限値以上であれば上限値に補正される。すなわち，図９に示すように下限値以下の階調となる領域については内側領域に確定し，上限値以上の階調となる領域については外側領域に確定する。従って，ノイズの影響を受けることはない。そして，この補正処理後の閾値が内外閾値決定分３１１から出力される内外閾値である。
【００２４】
以上詳細に説明したように本形態の画像処理装置では，内外判定部３１により画像データを２値化することでエッジの内側領域であるか外側領域であるかを識別することとしている。そして，２値化に必要な閾値は，内外閾値決定部３１１にて注目画素とその周辺画素との階調を基に算出することとしている。すなわち，閾値は固定されることなく，画像データに応じてその都度設定される。従って，内外判定部３１では，下地レベルに影響されることなく領域を識別することができる。また，内エッジ抽出部３２により内エッジ領域を抽出することでエッジの内側領域であるか外側領域であるかを識別することとしている。この内エッジ領域の抽出では，２次微分処理を行い適切なエッジの位置を検出している。また，エッジ領域抽出部３３によりエッジ領域を抽出し，エッジの周辺領域であるか否かを識別することとしている。そして，信号選択部３４では，エッジ領域の場合には内エッジ抽出部３２から出力される内エッジ信号を選択し，非エッジ領域の場合には内外判定部３１から出力される内外信号を選択することとしている。すなわち，エッジ領域については，エッジの位置が適切な内エッジ信号を選択している。一方，非エッジ領域については，エッジの内外を下地レベルに影響されることなく適切に判別している内外信号を選択している。これにより，領域の属性を適切に判別し，それぞれの領域に適切な処理を行うことで，出力画像の品質低下を最小限に抑制した画像処理装置が実現されている。
【００２５】
また，内外閾値決定部３１１では，閾値について上限値と下限値とを設定することとし，算出された閾値に補正処理を行うこととしている。このため，文字部分もしくは下地部分でノイズが発生しても影響を受けることはない。
【００２６】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，画像処理装置の画像形成先は紙上に行われるものに限らず，パソコン等のディスプレイ装置上に行うものとしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，領域の属性を適切に判別し，それぞれの領域に適切な処理を行うことで，出力画像の品質低下を最小限に抑制した画像処理装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における画像処理装置の機能に関するブロック構成図である。
【図２】文字判別部の機能に関するブロック構成図である。
【図３】内外閾値決定部の機能に関するブロック構成図である。
【図４】文字エッジ抽出手順の具体例を示す図である。
【図５】具体例の内外判定部の出力結果を示す図である。
【図６】具体例の内エッジ抽出部の出力結果を示す図である。
【図７】具体例のエッジ領域抽出部の出力結果を示す図である。
【図８】具体例の信号選択部の出力結果を示す図である。
【図９】補正処理後の内外閾値の概略を示すグラフである。
【符号の説明】
３１　　　内外判定部
３１１　　内外閾値決定部
３１１１　ＭＮフィルタ部
３１１２　閾値算出部
３１１３　閾値補正部
３１２　　比較部
３２　　　内エッジ抽出部
３２１　　２次微分部
３２２　　比較部
３３　　　エッジ領域抽出部
３４　　　信号選択部
【図１】
2004112282.tif 000003
【図２】
2004112282.tif 000004
【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】
2004112282.tif 000009
【図８】
2004112282.tif 000010
【図９】
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