(57)【要約】【課題】  薄文字が含まれる原稿画像を２値化した場合、当該薄文字を正確に再現することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】  原稿画像から文字領域を抽出する文字領域抽出部１１と、抽出された文字領域に対し平滑化処理を施すフィルタ処理部１６と、平滑化処理された文字領域をｍ値化画像に変換する多値化部１２と、ｍ個の階級のそれぞれに対し、文字領域を構成する画素が所定個数（例えば１個）存在するか否かを判定し、当該判定結果を基に、閾値を決定する閾値決定部１３と、決定された閾値を基に、文字領域を２値化する２値化処理部１４と、２値化された文字領域を基に、印刷画像を生成し、記録紙に印刷する出力部１５とを備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ（ｎ≧４の整数）階調で表された原稿画像を２値化する画像処理装置であって、
前記原稿画像から、各画素の輝度を基に、文字を表す画素より構成される文字領域を抽出する文字領域抽出手段と、
抽出された文字領域を、階調数がｍ（ｍ≧３、かつ、ｍ＜ｎ）であるｍ値化画像に変換する多値化手段と、
前記ｍ値化画像の各画素が、各階調に対して所定個数存在するか否かを判定し、当該判定結果を基に、前記文字領域を２値化するための閾値を決定する閾値決定手段と、
決定された閾値を基に、前記文字領域を２値化する２値化手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記文字領域に対し、平滑化フィルタを用いて平滑化処理を行う平滑化手段をさらに備え、
前記多値化手段は、前記平滑化手段により平滑化された文字領域をｍ値化画像に変換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３】
前記文字領域に対し、エッジ抽出フィルタを用いてエッジ抽出処理を行うエッジ抽出手段をさらに備え、
前記多値化手段は、前記エッジ抽出手段によりエッジ抽出された文字領域をｍ値化画像に変換す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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿画像を２値化する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原稿読み取り部で読み取られた原稿の画像を２値化し、記録紙に印刷する画像処理装置では、予め定められた閾値と、各画素の輝度（濃度）とが比較されて白、黒の判定が行われ、記録紙に印刷される。そのため、鉛筆で書かれた文字や朱肉等の薄文字を含む原稿の画像は、閾値をうまく設定しなければ、正確に２値化されないという問題がある。
【０００３】
そこで、原稿画像のヒストグラムを作成し、それを基に閾値を決定する手法が開示されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−６５９１５号公報
【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、特許文献１の手法では、印刷文字に対して薄文字が少ない場合、閾値が高く設定され、薄文字が再現されないおそれがある。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、薄文字が含まれる原稿画像を２値化した場合、当該薄文字を正確に再現することができる画像処理装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明に係る画像処理装置は、ｎ（ｎ≧４の整数）階調で表された原稿画像を２値化する画像処理装置であって、前記原稿画像から、各画素の輝度を基に、文字を表す画素より構成される文字領域を抽出する文字領域抽出手段と、抽出された文字領域を、階調数がｍ（ｍ≧３、かつ、ｍ＜ｎ）であるｍ値化画像に変換する多値化手段と、前記ｍ値化画像の各画素が、各階調に対して所定個数存在するか否かを判定し、当該判定結果を基に、前記文字領域を２値化するための閾値を決定する閾値決定手段と、決定された閾値を基に、前記文字領域を２値化する２値化手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記文字領域を平滑化フィルタを用いて平滑化させる平滑化手段をさらに備え、前記多値化手段は、前記平滑化手段により平滑化された文字領域をｍ値化画像に変換することが好ましい。
【０００８】
また、前記文字領域に対し、エッジ抽出フィルタを用いてエッジ抽出処理を行うエッジ抽出手段をさらに備え、前記多値化手段は、前記エッジ抽出手段によりエッジ抽出された文字領域をｍ値化画像に変換することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、ｎ階調で表された原稿画像は、ｍ（ｍ＜ｎ）階調からなるｍ値化画像に多値化され、ｍ値化画像の各画素が各階調に対し所定個数存在するか否かが判定され、当該判定結果を基に、閾値が決定されて文字領域が２値化される。鉛筆等による薄文字とインク等で印刷された印刷文字とが含まれる文字領域をｍ階調に多値化した場合、薄文字の最低階調以上の階調において、多値化画像のいずれかの画素が属することから、原稿の文字部分と、原稿の地肌部分との境界の階調が明確に分かり、当該階調を閾値として２値化すれば、薄文字の頻度に関わらず、薄文字を抽出することができる。その結果、従来のようにヒストグラムを基に閾値を決定する場合に比べ、原稿に含まれる薄文字の頻度が低い場合であっても、薄文字を正確に再現することができる。さらに、ヒストグラムを作成する必要がないため、処理を簡略化することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、文字領域は、メジアンフィルタや、平均化フィルタ等の平滑化フィルタを用いて平滑化された後、多値化されるため、ノイズの影響により文字領域が誤って多値化されることを防止することができる。その結果、より正確に薄文字を再現することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、文字領域は、微分フィルタ等のエッジ抽出フィルタによりエッジ抽出処理が施された後、多値化されるため、文字領域に含まれる文字の部分を正確に多値化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明に係る画像処理装置を複写機に適用したときの当該複写機の機械的構成を主に示す側面概略図である。画像処理装置は、本体部２００と、本体部２００の左側に配設された用紙後処理部３００と、ユーザが種々の操作指令等を入力するための操作部４００と、本体部２００の上部に配設された原稿読み取り部５００と、原稿読み取り部５００の上方に配設された原稿給送部６００とから構成される。
【００１３】
操作部４００は、タッチパネル４０１、スタートキー４０２及びテンキー４０３等を備える。タッチパネル４０１は、種々の操作画面を表示するとともに、ユーザが種々の操作指令を入力するための種々の操作ボタン等を表示する。スタートキー４０２は、ユーザが印刷実行指令等を入力するために用いられ、テンキー４０３は、印刷部数等を入力するために用いられる。
【００１４】
原稿給送部６００は、原稿載置部６０１、原稿排出部６０２、給紙ローラ６０３及び原稿搬送部６０４等を備え、原稿読み取り部５００は、スキャナ５０１等を備える。給紙ローラ６０３は、原稿載置部６０１にセットされた原稿を繰り出し、原稿搬送部６０４は、繰り出される原稿を１枚ずつ順にスキャナ５０１上に搬送する。スキャナ５０１は搬送される原稿を順次読み取り、読み取られた原稿は原稿排出部６０２に排出される。
【００１５】
本体部２００は、複数の給紙カセット２０１、複数の給紙ローラ２０２、転写ローラ２０３、中間転写体ローラ２０４、感光体ドラム２０５、露光装置２０６、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の現像装置２０７Ｙ，２０７Ｍ，２０７Ｃ，２０７Ｋ、定着ローラ２０８、排出口２０９、及び排出トレイ２１０等を備える。
【００１６】
感光体ドラム２０５は、矢印方向に回転しながら帯電装置（図示省略）によって一様に帯電される。露光装置２０６は、原稿読み取り部５００において読み取られた原稿の画像データに基づいて生成された変調信号をレーザ光に変換して出力し、感光体ドラム２０５に各色別に静電潜像を形成する。現像装置２０７Ｙ，２０７Ｍ，２０７Ｃ，２０７Ｋは、各色の現像剤を感光体ドラム２０５に供給して各色別のトナー像を形成する。なお、原稿の画像データの各画素は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分からなり、各色成分は、０〜２５５の階調をとる。
【００１７】
中間転写体ローラ２０４は、感光体ドラム２０５から各色のトナー像が転写され、中間転写体ローラ２０４上にカラーのトナー像が形成される。
【００１８】
一方、給紙ローラ２０２は、記録紙が収納された給紙カセット２０１から記録紙を引き出し、転写ローラ２０３まで給送する。転写ローラ２０３は、搬送された記録紙に中間転写体ローラ２０４上のトナー像を転写させ、定着ローラ２０８は、転写されたトナー像を加熱して記録紙に定着させる。その後、記録紙は、本体部２００の排出口２０９から用紙後処理部３００に搬入される。また、記録紙は、必要に応じて排出トレイ２１０へも排出される。
【００１９】
用紙後処理部３００は、搬入口３０１、記録紙搬送部３０２、搬出口３０３及びスタックトレイ３０４等を備える。記録紙搬送部３０２は、排出口２０９から搬入口３０１に搬入された記録紙を順次搬送し、最終的に搬出口３０３からスタックトレイ３０４へ記録紙を排出する。スタックトレイ３０４は、搬出口３０３から搬出された記録紙の集積枚数に応じて矢印方向に上下動可能に構成されている。
【００２０】
図２は、図１に示す複写機の電気的構成を示したブロック図である。画像形成部３０は、図１に示す転写ローラ２０３、中間転写体ローラ２０４、感光体ドラム２０５、露光装置２０６、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用の現像装置２０７Ｙ，２０７Ｍ，２０７Ｃ，２０７Ｋ、定着ローラ２０８が相当する。
【００２１】
制御部１０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）及び専用のハードウェア回路から構成されている。ＲＯＭには、画像処理装置を制御するための制御プログラムが記憶されており、ＣＰＵは、この制御プログラムを実行することにより、制御部１０を文字領域抽出部１１、多値化部１２、閾値決定部１３、２値化処理部１４、出力部１５及びフィルタ処理部１６として機能させる。
【００２２】
文字領域抽出部１１は、原稿読み取り部５００により読み取られた原稿画像から、文字を構成する画素からなる領域である文字領域を抽出する。ここで、文字領域抽出部１１は、注目画素と、注目画素に隣接する８近傍画素との各々の輝度の差分値を算出し、所定の閾値よりも大きな値を有する差分値が、一定個数以上（例えば４個以上）ある場合、その注目画素は、文字を構成する画素であると判定し、文字領域を抽出する。ここで、輝度は、例えば式（１）で表される。
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ・・・式（１）
但し、Ｙは輝度、Ｒは赤成分の階調、Ｇは緑成分の階調、Ｂは青成分の階調を示している。式（１）で表される輝度を用いることにより、人間の視覚を考慮して文字領域を抽出することができる。
【００２３】
フィルタ処理部１６は、文字領域抽出部１１により抽出された文字領域を多値化する前の前処理として、当該文字領域に対し、例えばメジアンフィルタ又は平均化フィルタ等の平滑化フィルタを用いた平滑化処理を施し、文字領域に含まれるノイズを除去する。これにより、多値化部１２は、文字領域をより正確に多値化することができる。
【００２４】
多値化部１２は、各画素の輝度を、０〜１５（０階調）、１６〜３１（１階調）、・・・、２３９〜２５５（１５階調）というように等間隔に１６個の階調に分け、文字画像を１６値化する。
【００２５】
閾値決定部１３は、０〜２５５を１６等分して得られる各階級に対して、その階級に属する階調を有する１６値化された文字領域の画素が所定個数存在するか否かを判定し、その判定結果に基づいて、原稿画像を２値化するための閾値を決定する。図３は、閾値決定部１３の判定結果を例示したテーブルであり、０〜２５６を１６等分して得られる各階級（階調）と、各階級に対し１６値化された文字領域の画素の存在の有無と、２値化した結果とが記載されている。このテーブルでは、ある階級に対し、１６値化された文字領域の画素が所定個数（例えば１個）存在すれば「○」、所定個数未満（例えば０個）ならば「×」が記載されている。閾値決定部１３は、例えばある階級に属する画素が文字領域に存在するか否かを順次調べていき、所定個数存在した時点で、その階級に対する画素は存在するとして当該階級の判定を終了し、次の階級に対する判定を行うというようにして、各階調に対する「○」、「×」の判定を行っていく。
【００２６】
例１の場合では、８階調まで「×」であり、９階調から１５階調までが「○」であるため、閾値決定部１３は、９階調目を閾値として決定している。例２の場合では、２階調目で「○」が現れているが、３階調から４階調まで再び「×」が現れた後、５階調から１５階調まで「○」が連続して現れているため、２階調目の「○」はノイズであると判定し、５階調目を閾値として決定している。
【００２７】
２値化処理部１４は、閾値決定部１３により決定された閾値以上の階調の画素は、文字部分であるとして、「１」を割り当て、閾値未満の階調の画素は、原稿の地肌部分として、「０」を割り当て、文字領域を２値化する。図３に示す例１では、９階調目が閾値として決定されているため、２値化処理部１４は、０〜８階調に「０」を、９〜１５階調に「１」を割り当て、文字領域を２値化している。例２では、５階調目が閾値として決定されているため、２値化処理部１４は、０〜４階調目に「０」を、５〜１５階調目に「１」を割り当て、文字領域を２値化している。
【００２８】
出力部１５は、文字領域抽出部１１によって文字領域として抽出されなかった領域を原稿の地肌部分として「０」を割り当て、当該領域と、２値化された文字領域とを合成して印刷画像を作成し、画像形成部３０を制御することにより、記録紙に印刷画像を印刷する。
【００２９】
次に、図４に示すフローチャートに従って、本画像処理装置の処理について説明する。まず、画像読み取り部５００により、原稿画像が読み取られ（ステップＳ１）、文字領域抽出部１１により、原稿画像から文字領域が抽出され（ステップＳ２）、抽出された文字領域は、フィルタ処理部１６により、平滑化されノイズが除去される（ステップＳ３）。
【００３０】
ステップＳ４において、多値化部１２により、ステップＳ３で平滑化された文字領域が、０階調〜１５階調の１６個の階調に多値化される。ステップＳ５において、閾値決定部１３により、０階調〜１５階調の各階調に対し、１６値化された文字領域の画素の存在の有無が判定され、その判定結果を基に、閾値が決定される。ステップＳ６において、２値化処理部１４により、ステップＳ５で決定された閾値以上の階調の画素に「１」、閾値未満の画素に「０」が割り当てられ、１６値化された文字領域が２値化される。
【００３１】
ステップＳ７において、ステップＳ５で２値化された文字領域を基に、印刷画像が生成され、記録紙に印刷される。ここで、出力部１５は、印刷画像を記録紙に印刷する前に、印刷画像をタッチパネル４０１にプレビュー表示させ、操作部４００を介して入力されるユーザからの印刷許可指令を受け付けた後、印刷画像を記録紙に印刷してもよい。
【００３２】
また、図３の例２で示すように、２階調目で「○」が現れた後、「×」が連続して現れ、５階調目から再び「○」が現れるというように、閾値の候補が複数ある場合（例２では２階調目と５階調目）、２値化処理部１４は、各候補を閾値として文字領域を２値化し、出力部１５は、閾値毎に２値化された文字領域のそれぞれに対応する印刷画像のサムネイル画像を生成し、タッチパネル４０１に各印刷画像のサムネイル画像をプレビュー表示してもよい。そして、出力部１５は、操作部４００を介して入力されたユーザからの選択指令によって選択された印刷画像を記録紙に印刷させてもよい。
【００３３】
以上説明したように、本画像処理装置によれば、文字領域を一旦１６値化し、１６値化された文字領域の画素が、各階調に対し所定個数存在するか否かを判定し、当該判定結果を基に、文字領域に含まれる文字の部分の最低輝度を判定して、閾値を決定しているため、従来のようにヒストグラムを基に閾値を決定する場合に比べ、鉛筆等の薄文字の頻度が低い場合であっても、当該薄文字をより正確に検出することができる。また、閾値決定部１３は、各階調について、画素が存在するか否かにより閾値を決定しているため、従来の装置のように閾値を決定するためのヒストグラムを作成する必要が無く、簡略化された処理により高速に２値化処理を行うことができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、多値化部１２は、文字領域を１６値化していたが、これに限定されず、１６以外（例えば、４、８、３２、６４・・・等）の階調に多値化してもよい。図５は、多値化部１２が文字領域を０〜４階調に４値化したときにおける閾値決定部１３の判定結果を例示したテーブルである。例１の場合では、１階調目で「○」が現れているため、閾値決定部１３は、１階調目を閾値として決定している。そして、２値化処理部１４は、閾値以上の階調である１〜３階調に「１」を割り当て、閾値未満の階調である０階調に「０」を割り当て文字領域を２値化している。
【００３５】
例２の場合、２階調目で「○」が現れているため、閾値決定部１３は、閾値を２階調目に決定している。そして、２値化処理部１４は、閾値以上の階調である２及び３階調に「１」を割り当て、閾値未満の階調である０及び１階調に「０」を割り当て、文字領域を２値化している。
【００３６】
また、上記実施形態では、原稿の画像データのＲ，Ｇ，Ｂの色成分は、それぞれ０〜２５５の階調をとる、すなわち、８ビットのビット列で表されるものとしたが、これに限定されず、１０、１６ビット等の他のビット列で表されるものを採用してもよい。
【００３７】
さらに、上記実施形態では、明示しなかったが、出力部１５は、２値化された薄文字の背景の部分に網掛けを施したり、当該薄文字の行間に「メモ」又は「ｍｅｍｏ」等の２値化したことを示すコメントを表示したりして印刷画像を作成し、２値化した薄文字部分をユーザに明示するようにしてもよい。
【００３８】
上記実施形態では、フィルタ処理部１６は、文字領域に対し、平滑化フィルタを用いて平滑化処理を施したが、これに代えて、例えば微分フィルタ等のエッジ抽出フィルタを用いてエッジ抽出処理を行ってもよい。この場合、文字領域に含まれる文字の部分と文字以外の部分との階調の差が顕著に現れることとなり、多値化部１２は、より正確に文字領域をｍ値化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る画像処理装置を複写機に適用したときの当該複写機の機械的構成を主に示す側面概略図である。
【図２】図１に示す複写機の電気的構成を示したブロック図である。
【図３】閾値決定部による判定結果を例示したテーブルである。
【図４】本画像処理装置の処理を示したフローチャートである。
【図５】４値化された文字領域に対する閾値決定部の判定結果を例示したテーブルである。
【符号の説明】
【００４０】
１０  制御部
１１  文字領域抽出部
１２  多値化部
１３  閾値決定部
１４  値化処理部
１５  出力部
１６  フィルタ処理部
３０  画像形成部
５００  原稿読み取り部
【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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