(57)【要約】【課題】簡易な回路構成によって、精度の高い細線化処理を行うことにより、より高画質な画像出力を可能とする画像処理装置を提供する。【解決手段】動作の概要は、画像入力部１により画像を読み入力する。その画像の５ライン分の画像データから細線化が必要か否かを判定しようとしている注目画素を含む５×５の矩形ブロック（ウィンドウ）をブロック形成部２により作成する。判定基準単位となるウィンドウ（本例では５×５の矩形ブロック）作成後は、細線化判定処理部３で細線化が必要であるか否かの判定を行う。判定方法については、後述する。細線化判定処理部３で要細線化領域と判定された場合、細線化処理部４でその注目画素とそれに隣接する複数の画素値を任意の値に置き換えて画像出力部５から出力する。一方、要細線化処理領域と判定されなかった場合、入力画素データをそのまま画像出力部５から出力する。以上の動作を繰り返すことにより、細線化処理を行う。【選択図】      図１
2004280721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像データから細線化が必要か否かを判定するための注目画素を含むウィンドウを形成するブロック形成手段と、前記注目画素の画素値と所定の閾値とを比較する比較手段と、前記ウィンドウ内の各行の平均値を求める平均値算出手段と、前記各行の平均値について各々の値を比較する平均値比較手段と、該平均値比較手段により求められた比較結果に基づき、前記注目画素を含めた複数の画素から一定の値を演算処理する補正手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記ブロック形成手段により注目画素を含む矩形ブロックを形成し、該矩形ブロック内の注目画素の画素値と所定の閾値とを前記比較手段により比較し、該比較の結果、前記注目画素の画素値が前記閾値より大きい場合、前記矩形ブロックにより形成される各行の平均値を前記平均値算出手段により算出し、求められた各行の平均値の夫々の値を前記平均値比較手段により比較して所定の判定条件を満足した場合、前記注目画素とその両端画素値から前記補正手段により一定の値を演算処理することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記判定条件は、前記矩形ブロックの任意の行をｎ、該行の画素値の平均値をａｖｅ［ｎ］とした場合、ａｖｅ［ｎ］＜ａｖｅ［ｎ＋１］若しくはａｖｅ［ｎ］＞ａｖｅ［ｎ＋１］の何れかを満足することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記所定の閾値を、任意に変更可能とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記平均値比較手段は、前記矩形ブロック内の隣接する各行の画素値の平均値同士を比較することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記ブロック形成手段は、ｍ×ｍ（ｍは整数）の矩形ブロックであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置に関し、さらに詳しくは、横線画像の隣接する行の画素値の平均値が所定の判定条件を満足した場合に、その行を細線化する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に複写機やファクシミリ、スキャナ等における画像読み取り対象となる複写原稿では、文字部が元の原稿よりも太く読み取られる傾向がある。そのため、この画像に細線化処理を施すことにより元の原稿に近いすっきりとした画像を得ることが行われている。また、ＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｒｅａｄｅｒ）における認識率を高めるために前処理として細線化処理は有効である。また、図１１は従来の画像補正例を示す図であり、原稿５１に描かれた横線画像５２のＡ部を画素単位に拡大し、縦軸に各行の行番号を表し、横軸に各行に対応する濃度の画像として原画像５３、濃度分布５４、細線化画像５５を表す。この図から明らかなように横線画像について細線化処理を必要とする部分としては、図１１のｃｏｌ［３］〜ｃｏｌ［６］およびｃｏｌ［１０］〜ｃｏｌ［１３］であり、ｃｏｌ［７］〜ｃｏｌ［９］について補正処理を実行すると過度になり、画質を劣化させることとなる。そこで、細線化処理を必要とする領域を横線画像の両端部となるようにすることが望まれる。
また細線化を実現する従来技術として特開平７−１２９７６６号公報には、画像読取装置からのディジタル画像に対して施される細線化等の画像処理方式に関し、規則的なマスクパターンを決定可能にし細線化処理の簡易化および高速化を実現するほか、マスク処理による細線化に際し枝状の細線が生じるのを防止し、確実な文字認識を可能にする技術について開示されている。それによると、画像データの境界部で突出した黒画素を白画素に変換する機能を有する第１種のマスクパターンを用いた細線化を反復して行ない、第１種のマスクパターンにより白画素に変換できる黒画素が無くなった時点で、黒画素を白画素に変換することにより画像データの境界部を凹状に抉る機能を有する第２種のマスクパターンを、第１種のマスクパターンに付加し、これらの第１種および第２種のマスクパターンを用いた細線化を反復して行なうとしている。
【特許文献１】特開平７−１２９７６６号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１のようなパターンマッチングを用いた場合、マトリクスの大きさが大きくなるにつれ、より多くのパターンを用意する必要があり、また、処理速度も落ちてしまうため、高速な処理を可能とするハードウェア必要となるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、簡易な回路構成によって、精度の高い細線化処理を行うことにより、より高画質な画像出力を可能とする画像処理装置を提供することを目的する。
また他の目的は、閾値を任意に変更可能とすることにより原稿画像の特性に応じた処理を実現し、より高画質な画像出力を可能とすることである。
また他の目的は、隣接する画像データによる相関性を利用した処理を行うことにより、より高画質な画像出力を可能とすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、入力された画像データから細線化が必要か否かを判定するための注目画素を含むウィンドウを形成するブロック形成手段と、前記注目画素の画素値と所定の閾値とを比較する比較手段と、前記ウィンドウ内の各行の平均値を求める平均値算出手段と、前記各行の平均値について各々の値を比較する平均値比較手段と、該平均値比較手段により求められた比較結果に基づき、前記注目画素を含めた複数の画素から一定の値を演算処理する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
横線の細線化の対象となる範囲は、線の両端部である。そして線の両端部の画素値は所定の閾値に対して注目画素を中心にして、徐々に濃くなるか、徐々に薄くなるかのどちらかである。従って、注目画素を含む各行の隣接する行の濃度を比較すれば、線の両端部か否かを判断することができる。例えば、注目画素が線の中央部の場合、注目画素を中心として濃度が山形になり明らかに両端部と異なるので判別が可能となる。そして、線の両端部であることを判別すると、注目画素を含めた複数の画素から一定の値を演算処理（例えば減算して）して濃度を低くして細線化を図るものである。
かかる発明によれば、線の両端部を検出してその部分の濃度から一定の値を演算処理するので、不要な部分を処理することなく確実に細線化を行うことができる。
【０００５】
請求項２は、前記ブロック形成手段により注目画素を含む矩形ブロックを形成し、該矩形ブロック内の注目画素の画素値と所定の閾値とを前記比較手段により比較し、該比較の結果、前記注目画素の画素値が前記閾値より大きい場合、前記矩形ブロックにより形成される各行の平均値を前記平均値算出手段により算出し、求められた各行の平均値の夫々の値を前記平均値比較手段により比較して所定の判定条件を満足した場合、前記注目画素とその両端画素値から前記補正手段により一定の値を演算処理することを特徴とする。
本発明は、まず注目画素を含むように行の矩形のブロックを形成する。そのサイズは任意で構わないが、ある程度の行数が存在した方が精度が良くなる。そしてその矩形ブロック内の注目画素が所定の閾値を超えた場合、そのブロックの各行の濃度の平均値を算出する。ここで、注目画素が所定の閾値を超えない場合は、再度ブロックを形成しなおす。そしてこの算出された値によりお互いの行を比較して所定の判定条件を満足した場合に、線の端部であると判断されるので、注目画素と両端画素値から一定の値を演算する。
かかる発明によれば、任意の矩形ブロックを形成して、その注目画素が所定の閾値より大きい場合に限り、各行の濃度の平均値を算出して各行を互いに比較し、その結果が所定の判定条件を満足した時に線の端部として細線化処理されるので、設定した閾値より小さい濃度の部分や、線の中央部を避けて細線化することにより処理速度を高めることができる。
請求項３は、前記判定条件は、前記矩形ブロックの任意の行をｎ、該行の画素値の平均値をａｖｅ［ｎ］とした場合、ａｖｅ［ｎ］＜ａｖｅ［ｎ＋１］若しくはａｖｅ［ｎ］＞ａｖｅ［ｎ＋１］の何れかを満足することを特徴とする。
線の両端部の画素値は所定の閾値に対して注目画素を中心にして、徐々に濃くなるか、徐々に薄くなるかのどちらかである。従って、隣接する各行同士の濃度を比較すると、例えば、徐々に濃くなる場合は、「元の行の濃度＜隣の行の濃度」となり、徐々に薄くなる場合は、「元の行の濃度＞隣の行の濃度」となる。また、線の中心の画素値は「左隣の行の濃度＜元の行の濃度＞右隣の行の濃度」となり明らかに両端部とは異なることが解る。
かかる発明によれば、両端部であると判断する判定条件を、任意の行をｎ、該行の画素値の平均値をａｖｅ［ｎ］とした場合、ａｖｅ［ｎ］＜ａｖｅ［ｎ＋１］若しくはａｖｅ［ｎ］＞ａｖｅ［ｎ＋１］の何れかとすることにより、簡単な条件式により確実に両端部を検出することができる。
【０００６】
請求項４は、前記所定の閾値は任意に変更可能とすることを特徴とする。
まず矩形ブロックに含まれる注目画素の濃度が所定の閾値より高くなければ細線化処理を行わない。そこでこの閾値が固定的に設定されていると、読み取り画像により画一的に細線化処理が行われ、画像に応じて最適な細線化が行われない可能性がある。そこで本発明では、閾値を任意に変更できるようにして、画像に応じて最適な細線化処理を行わせるようにするものである。
かかる発明によれば、閾値が任意に変更できるので、画像に応じた細線化処理を適宜行うことができる。
請求項５は、前記平均値比較手段は、前記矩形ブロック内の隣接する各行の画素値の平均値同士を比較することを特徴とする。
線が端部であればその注目画素の両隣の行の濃度は「左隣の行の濃度＜注目画素の行の濃度＜右隣の行の濃度」或いは「左隣の行の濃度＞注目画素の行の濃度＞右隣の行の濃度」の何れかになる。従って、各行の隣接する行の濃度を比較することが重要である。
かかる発明によれば、平均値比較手段が矩形ブロック内の隣接する各行の画素値の平均値同士を比較するので、連続した濃度の変化から的確に線の端部であることを認識することができる。
請求項６は、前記ブロック形成手段は、ｍ×ｍ（ｍは整数）の矩形ブロックであることを特徴とする。
矩形ブロックは注目画素を中心として、縦横同じ行列数であることが好ましい。その理由は、各行の濃度の平均値を計算する場合、行と列が異なっていると正確な平均値が算出できない虞がある。
かかる発明によれば、ブロック形成手段が行と列が等しい矩形ブロックであるので、濃度の平均値を正確に算出することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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、本発明の実施形態における画像処理装置の概略的な処理の流れを示した図である。動作の概要は、ＣＣＤセンサ等の光電変換機構から成る画像入力部１により画像を読み入力する。その画像の５ライン分の画像データから細線化が必要か否かを判定しようとしている注目画素を含む５×５の矩形ブロック（ウィンドウ）をブロック形成部２により作成する。なお、ここでは５×５の矩形ブロックとしているが、大きさ／形状はそれ以外であっても構わない。判定基準単位となるウィンドウ（本例では５×５の矩形ブロック）作成後は、細線化判定処理部３で細線化が必要であるか否かの判定を行う。判定方法については、後述する。細線化判定処理部３で要細線化領域と判定された場合、細線化処理部４でその注目画素とそれに隣接する複数の画素値を任意の値に置き換えて画像出力部５から出力する。一方、要細線化処理領域と判定されなかった場合、入力画素データをそのまま画像出力部５から出力する。以上の動作を繰り返すことにより、細線化処理を行う。
図２は図１のブロック形成部２により５×５の矩形ブロックを形成する様子を模式化した図である。これは、原稿１０を画像入力部１により読み込み、その画像から任意の行の５ラインを設定する（符号１１）。その５ラインの画像を更に５列に設定して矩形ブロックを形成し、中心に注目画素１３を設定する（符号１２）。この単位で細線化判定処理部３に送られる。
図３は図１の細線化処理部４により細線化処理を行う様子を模式化した図である。これは矩形ブロック１２の注目画素１３が所定の条件を満たした場合、細線化処理されて細線化画素１４に変換される（詳細は後述する）。
【０００８】
図４は、本発明における細線化判定処理の流れを示すフローチャートである。以下、これに従って詳細な動作について説明する。なお、ウィンドウは５×５矩形ブロックとする。まず、図１のブロック形成部２により５×５矩形ブロック画像が形成され（Ｓ１）、５×５矩形ブロックウィンドウ内における注目画素の画素値と閾値（Ｔｈ）とを比較する（Ｓ２）。画素値が閾値（Ｔｈ）よりも大きい場合（Ｓ２でＹＥＳのルート）、細線化処理の候補として判定フラグ（Ｆ）をＹＥＳとする。それ以外については判定フラグ（Ｆ）をＮＯとする（図５参照）。ここで閾値の決め方は任意に変更可能であるとする。例えば、複写機等で用いられる複写原稿や淡い原稿といった原稿の種類に従って変更したり、ユーザが直接値を変更できるようにすることで誤判定を防ぎ、また、所望の画像を得ることが可能となる。ステップＳ２で判定フラグ（Ｆ）がＮＯである画素については次の判定処理は行わない。次に、前記ウィンドウの各行、本実施形態では図６に示す第１行〜第５行のについて画素値の平均値：ａｖｅ［ｎ］（ｎ＝０〜４）を求める（Ｓ３）。次にこれら平均値について、各々の値を比較する（Ｓ４）。ここで、それぞれ隣接する行より求められた平均値同志を比較することとし、比較した結果が次の条件を満たすとき、注目画素は細線化処理の候補として判定フラグ（Ｆ）をＹＥＳとして細線化処理Ｓ５に進む。それ以外については判定フラグ（Ｆ）をＮＯとしてＳ１に戻る。
判定条件：但し、ｎ行の濃度の平均値をａｖｅ［ｎ］、ｎ＝０〜４とする。
ｉ）ａｖｅ［０］＞ａｖｅ［１］＞ａｖｅ［２］＞ａｖｅ［３］＞ａｖｅ［４］
または
ｉｉ）ａｖｅ［０］＜ａｖｅ［１］＜ａｖｅ［２］＜ａｖｅ［３］＜ａｖｅ［４］
図５は矩形ブロックにおける注目画素と閾値を比較する手段の機能説明図である。これは、矩形ブロック１２内の注目画素３の平均濃度を閾値と比較し、注目画素３の濃度の方が高ければ、成立して判定フラグを「ＹＥＳ」とし、注目画素３の濃度の方が低ければ、不成立となり判定フラグを「ＮＯ」とする。
図６は矩形ブロックと前記矩形ブロック内の列平均値算出対象画素の位置関係を示す図である。これは矩形ブロック１２を第１から第５の行に分け、更に列を５列にすると、当然注目画素１３は矩形ブロック１２の中心に位置付けられる。従って、注目画素１３（第３行）を中心に第１、第２行及び第４、第５行が平均値対象の行となる。
【０００９】
図７は、前記判定条件ｉ）に該当するときの一例である。（ａ）は矩形ブロック内の各行の濃度を表し、（ｂ）は縦軸に平均濃度、横軸に行の濃度平均値を表す。この図では矩形ブロック内の濃度が、第１行から第５行にいくに従って濃度が増加しており、つまり横線画像の上端部を検出することとなる。
また、図８は、前記判定条件ｉｉ）に該当するときの一例である。（ａ）は矩形ブロック内の各行の濃度を表し、（ｂ）は縦軸に平均濃度、横軸に行の濃度平均値を表す。この図では矩形ブロック内の濃度が、第１行から第５行にいくに従って濃度が減少しており、つまり横線画像の下端部を検出することとなる。
一方、図９は上記２つの判定条件を満たさないときの一例であり、濃度変化が山形に変化する、つまり横線画像の中央部を示している。前述したようにこの部分については要細線化領域として判定しない方が良い。
図１０は判定フラグ（Ｆ）がＹＥＳのとき、注目画素とその両端の画素を要細線化処理領域と判定し、それぞれの画素値から一定の値を減算する様子を表す図である。これは、矩形ブロック１２内の減算対象画素１５が任意の値による減算が施されて細線化が素１６になり細線化される。なお、補正処理方法として一定の値を減ずる方法だけでなく、その他の手段、例えば、“画素値×０．７５”といったような画素値に一定の値を乗ずる方法等でも構わない。一方、判定フラグ（Ｆ）がＮＯのとき、注目画素は要細線化処理領域と判定されなかったといことで、入力画素データをそのまま出力する。
【００１０】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１の発明によれば、線の両端部を検出してその部分の濃度から一定の値を演算処理するので、不要な部分を処理することなく確実に細線化を行うことができる。
また請求項２では、任意の矩形ブロックを形成して、その注目画素が所定の閾値より大きい場合に限り、各行の濃度の平均値を算出して各行を互いに比較し、その結果が所定の判定条件を満足した時に線の端部として細線化処理されるので、設定した閾値より小さい濃度の部分や、線の中央部を避けて細線化することにより処理速度を高めることができる。
また請求項３では、両端部であると判断する判定条件を、任意の行をｎ、該行の画素値の平均値をａｖｅ［ｎ］とした場合、ａｖｅ［ｎ］＜ａｖｅ［ｎ＋１］若しくはａｖｅ［ｎ］＞ａｖｅ［ｎ＋１］の何れかとすることにより、簡単な条件式により確実に両端部を検出することができる。
また請求項４では、閾値が任意に変更できるので、画像に応じた細線化処理を適宜行うことができる。
また請求項５では、平均値比較手段が矩形ブロック内の隣接する各行の画素値の平均値同士を比較するので、連続した濃度の変化から的確に線の端部であることを認識することができる。
また請求項６では、ブロック形成手段が行と列が等しい矩形ブロックであるので、濃度の平均値を正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における画像処理装置の概略的な処理の流れを示した図である。
【図２】本発明の図１のブロック形成部２により５×５の矩形ブロックを形成する様子を模式化した図である。
【図３】本発明の図１の細線化処理部４により細線化処理を行う様子を模式化した図である。
【図４】本発明の細線化判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の矩形ブロックにおける注目画素と閾値を比較する手段の機能説明図である。
【図６】本発明の矩形ブロックと前記矩形ブロック内の列平均値算出対象画素の位置関係を示す図である。
【図７】本発明の判定条件ｉ）に該当するときの画像上端部と行平均値の関係を示す図である。
【図８】本発明の判定条件ｉｉ）に該当するときの画像下端部と行平均値の関係を示す図である。
【図９】本発明の２つの判定条件を満たさないときの画像と行平均値の関係を示す図である。
【図１０】本発明の判定フラグ（Ｆ）がＹＥＳのとき、注目画素とその両端の画素を要細線化処理領域と判定し、それぞれの画素値から一定の値を減算する様子を表す図である。
【図１１】従来の画像補正例を示す図である。
【符号の説明】
１  画像入力部、２  ブロック形成部、３  細線化判定処理部、４  細線化処理部、５  画像出力部
【図１】
2004280721.tif 000003
【図２】
2004280721.tif 000004
【図３】
2004280721.tif 000005
【図４】
2004280721.tif 000006
【図５】
2004280721.tif 000007
【図６】
2004280721.tif 000008
【図７】
2004280721.tif 000009
【図８】
2004280721.tif 000010
【図９】
2004280721.tif 000011
【図１０】
2004280721.tif 000012
【図１１】
2004280721.tif 000013