(57)【要約】【課題】  多階調画像の局所領域における適正な閾値を求め、この閾値を用いて、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得ることができる画像処理方法を提供すること。【解決手段】  画像全体でヒストグラムを作成し、最大頻度における参照輝度値と参照閾値の比を求めた後、画像を局所領域に分割して、各局所領域におけるヒストグラムを作成して、最大頻度における輝度値をもとめ、この値に、参照輝度値と参照閾値の比をかけることにより局所領域における閾値を求め、この閾値を用いて局所領域内の２値化を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
元画像となる濃淡画像から２値化画像を生成する画像処理方法であって、
元画像の全体または一部領域内における階調のヒストグラムを生成するステップと、
該ヒストグラムに基づいて第１の参照輝度値、及び２値化の際の閾値となる参照閾値を求め、第１の参照輝度値と参照閾値との比を輝度比として記憶するステップと、
元画像の局所領域において局所ヒストグラムを生成するステップと、
該局所ヒストグラムに基づいて第２の参照輝度値を求め、第２の参照輝度値と前記輝度比との演算により２値化の閾値を求め、該閾値により元画像の前記局所領域近傍の領域の画像を２値化するステップとを含む、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理方法において、
前記局所ヒストグラムに基づいて求められる前記第２の参照輝度値は、前記第１の参照輝度値と同じ処理により求める、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
請求項２記載の画像処理方法において、
前記第１の参照輝度値、および第２の参照輝度値は、各ヒストグラムの最大値を示す点における輝度値とする、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
請求項２記載の画像処理方法において、
前記第１の参照輝度値、および第２の参照輝度値は、各ヒストグラムにローパスフィルタをかけた後に得られる最大値を示す点における輝度値とする、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項１記載の画像処理方法において、
前記参照閾値を、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値に隣接する凹部分における輝度値とする、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
請求項５記載の画像処理方法において、
前記ヒストグラムの最大値に隣接する凹部分が存在しない場合に、前記ヒストグラムの変曲点における輝度値を前記参照閾値とする、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
請求項１記載の画像処理方法において、
前記参照閾値として、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値に隣接する局所凸部分における輝度値と、このヒストグラムが最大値を示す点における輝度値とを求め、両輝度値の間に含まれる値を用いる、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
請求項１記載の画像処理方法において、
前記参照閾値を、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値とする、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
請求項１記載の画像処理方法において、
前記参照閾値を、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値をリファレンス輝度値として求め、前記最大値における輝度値を中心として、前記求めたリファレンス輝度値と対称となる位置における輝度値とする、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
請求項１記載の画像処理方法において、
前記元画像全体を複数の局所領域に分割して、各局所領域毎に個別に閾値を設け、２値化する、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像処理方法において、
前記画像全体を複数の局所領域に分割して、各局所領域毎に個別に閾値を設け、閾値が近接する局所領域の閾値と比較して予め定めた値よりも大きく異なっている局所領域がある場合には、この局所領域の閾値を、近接する他の局所領域の閾値を用いた演算により再設定する、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
請求項１記載の画像処理方法において、
前記輝度比を求める際に、第１の参照輝度値と参照閾値からそれぞれバックグラウンド特性に基づく不要な値を減算する、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１３】
元画像となる濃淡画像から２値化画像を生成する画像処理装置であって、
前記濃淡画像の多階調の画像データを記憶し、該記憶された画像データの全体または特定の領域を対象画像データとして出力する記憶手段と、
前記対象画像データにおける階調のヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
前記ヒストグラムに基づいて第１の参照輝度値、及び２値化の際の閾値となる参照閾値を求め、該参照閾値と該第１の参照輝度値と該参照閾値との比を参照輝度比として出力する参照輝度比生成手段と、
前記対象画像データを複数の局所領域に分割して出力するとともに、前記対象画像データに対する分割情報を出力する画像分割手段と、
各局所領域において局所ヒストグラムを生成する局所ヒストグラム生成手段と、
前記局所ヒストグラムに基づいて第２の参照輝度値を求める局所領域参照輝度値生成手段と、
前記第２の参照輝度値と前記参照輝度比との演算により２値化の閾値を求める閾値生成手段と、
前記２値化の閾値により、前記対象画像データを前記分割情報に基づいて前記局所領域毎に２値化し、前記対象画像データの２値化画像を生成する２値化手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像処理装置において、
前記ヒストグラム生成手段、及び前記局所ヒストグラム生成手段は、
前記第１の参照輝度値、及び前記第２の参照輝度値を、同じ処理により求める、ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の画像処理装置において、
前記第１の参照輝度値、及び前記第２の参照輝度値は、各ヒストグラムの最大値を示す点における輝度値とする、ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１６】
請求項１４記載の画像処理装置において、
前記第１の参照輝度値、及び前記第２の参照輝度値は、各ヒストグラムにローパスフィルタを施した後に得られる最大値を示す点における輝度値とする、ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１７】
請求項１３記載の画像処理装置において、
前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値に隣接する凹部分における輝度値を前記参照閾値とする、ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の画像処理装置において、
前記ヒストグラムの最大値に凹部分が存在しない場合には、前記ヒストグラムの変曲点における輝度値を前記参照閾値とする、ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１９】
請求項１３記載の画像処理装置において、
前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値に隣接する局所凸部分における輝度値と、該ヒストグラムが最大値を示す点における輝度値とを求め、両輝度値の間に含まれる値を前記参照閾値とする、ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２０】
請求項１３記載の画像処理装置において、
前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値を前記参照閾値とする、ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２１】
請求項１３記載の画像処理装置において、
前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値をリファレンス輝度値とし、前記最大値における輝度値を中心として、前記求めたリファレンス輝度値と対称となる位置における輝度値を前記参照閾値とする、ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２２】
請求項１３記載の画像処理装置において、
前記閾値生成手段は、
各局所領域の閾値を蓄える閾値メモリと、
前記閾値メモリに蓄えられた特定の局所領域の閾値を周囲の局所領域における閾値と比較する閾値比較部と、
前記閾値比較部において比較した前記特定の局所領域の閾値が前記周囲の局所領域における閾値に比べて、予め定められた値以上の差を持つ場合には、前記特定の局所領域の閾値を前記周囲の局所領域における閾値の平均値に置き換える閾値判断変更部とを備える、ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２３】
請求項１３記載の画像処理装置において、
カメラ内蔵型携帯電話の名刺読み取り装置に用いられたものである、ことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理方法において、特に通常のデジタルカメラによる撮影等により得られた多階調をもった画像データを２値の画像データに変更する２値化処理を行う画像処理方法及び画像処理措置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばＯＣＲ（Optical Character Reader）の前処理としては、紙に書かれた文字をカメラやスキャナなどにより３階調以上の多階調を持った画像データ、即ち濃淡画像として読み取った後、文字領域と背景領域とに分離する２値化処理を行う必要がある。このような場合に、ある一定の閾値を基準として、その閾値より大きな階調値、即ち明るい値を持つ部分を背景となる紙領域として１という値に変換し、その値以下の階調値、即ち暗い値を持つ部分を文字領域として０という値に変換する方法がある。しかしながら、この方法では照明のムラなどにより、背景部分が一部０となって文字領域として認識されてしまい、文字が正確に読み取れないなどの問題があった。
【０００３】
また、このように多階調画像を２値化処理することにより、背景領域から対象画像を分離する方法は、顕微鏡画像から、細菌等の撮影対象を分離して、撮影対象の位置や数等を求めるためにも用いられている。図２は、顕微鏡画像をデジタルカメラで撮影して得られた多階調を持つ元画像２０１、この元画像２０１を２値化することで取得したい、目的とする２値画像２０５、上記元画像２０１を従来の固定閾値を用いた方法により２値化した結果得られる２値化画像２０６、をそれぞれ示す図である。
【０００４】
元画像２０１は１画素あたり２５６階調をもった多値階調の画像である。この画像では、照明のムラにより紙面右側部分が暗くなっている。この元画像２０１には細菌２０２〜２０４が写っており、これらの位置や数を求めることができるような画像、つまり２値画像２０５に示すように、細菌と背景とを分離した２値画像を得ることが目的である。しかし、固定の閾値を用いて、上記元画像２０１を２値化した場合、例えば、閾値に“１２８”を用いて、元画像２０１の各画素のうち、“１２８”より大きいものを白、“１２８”以下のものを黒に置き換えた場合、得られる画像は、２値化画像２０６に示すものとなる。
【０００５】
この２値化画像２０６においては、細菌２０３は閾値１２８以下であり、且つその周辺は閾値１２８より大きいことから、正常に検出できている。しかしながら、画像の紙面右側部分が暗いため、画像右側では、背景が閾値以下の値となり細菌とともに背景も黒となり、細菌２０４は背景に埋もれてしまう。逆に、細菌２０２は照明が強くあたっていることから、閾値より大きな値となり、白くなってしまう。この結果、細菌等の撮影対象を背景から分離して、これらの位置や数を正確に求めることが困難となってしまう。
【０００６】
このような問題を解決する方法としては、画像を局所領域に分割し、その局所領域の平均値を元に、局所領域ごとの閾値を個別に決定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−２２５３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の画像処理方法は以上のように構成されており、２値化の際に単一の閾値を用いることによる不具合を解消するために局所領域ごとに閾値を個別に決定する方法が採用されているが、局所領域における輝度の平均値を元に閾値を決定していることから、例えば、同じ明るさで同じ閾値としなければならない場合であっても、背景から分離したい対象物の密度が高い部分では輝度平均値が小さくなることから、閾値が低めに設定されるなど、適正な閾値を得ることができず、目的とする２値化画像を得ることができない可能性があるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求め、この閾値を用いて、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得ることができる画像処理方法、及び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】
【０００９】
本発明の請求項１に係る画像処理方法は、元画像となる濃淡画像から２値化画像を生成する画像処理方法であって、元画像の全体または一部領域内における階調のヒストグラムを生成するステップと、該ヒストグラムに基づいて第１の参照輝度値、及び２値化の際の閾値となる参照閾値を求め、第１の参照輝度値と参照閾値との比を輝度比として記憶するステップと、元画像の局所領域において局所ヒストグラムを生成するステップと、該局所ヒストグラムに基づいて第２の参照輝度値を求め、第２の参照輝度値と前記輝度比との演算により２値化の閾値を求め、該閾値により元画像の前記局所領域近傍の領域の画像を２値化するステップを含むようにしたものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記局所ヒストグラムに基づいて求められる前記第２の参照輝度値は、前記第１の参照輝度値と同じ処理により求めるようにしたものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記第１の参照輝度値および第２の参照輝度値は、各ヒストグラムの最大値を示す点における輝度値とするようにしたものである。
【００１２】
また、本発明の請求項４にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記第１の参照輝度値および第２の参照輝度値は、各ヒストグラムにローパスフィルタをかけた後に得られる最大値を示す点における輝度値とするようにしたものである。
【００１３】
また、本発明の請求項５にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記参照閾値を、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値に隣接する凹部分における輝度値とするようにしたものである。
【００１４】
また、本発明の請求項６にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記ヒストグラムの最大値に隣接する凹部分が存在しない場合に、前記ヒストグラムの変曲点における輝度値を前記参照閾値とするようにしたものである。
【００１５】
また、本発明の請求項７にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記参照閾値として、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値に隣接する局所凸部分における輝度値と、このヒストグラムが最大値を示す点における輝度値とを求め、両輝度値の間に含まれる値を用いるようにしたものである。
【００１６】
また、本発明の請求項８にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記参照閾値を、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値とするようにしたものである。
【００１７】
また、本発明の請求項９にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記参照閾値を、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値を求め、前記最大値における輝度値を中心として、前記求めた輝度値と対称となる位置における輝度値とするようにしたものである。
【００１８】
また、本発明の請求項１０にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記元画像全体を複数の局所領域に分割して、各局所領域毎に個別に閾値を設け、２値化するようにしたものである。
【００１９】
また、本発明の請求項１１にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記画像全体を複数の局所領域に分割して、各局所領域毎に個別に閾値を設け、閾値が近接する局所領域の閾値と比較して予め定めた値よりも大きく異なっている局所領域がある場合には、この局所領域の閾値を、近接する他の局所領域の閾値を用いた演算により再設定するようにしたものである。
【００２０】
また、本発明の請求項１２にかかる画像処理方法は、前記画像処理方法において、前記輝度比を求める際に、第１の参照輝度値と参照閾値からそれぞれバックグラウンド特性に基づく不要な値を減算するようにしたものである。
【００２１】
また、本発明の請求項１３にかかる画像処理装置は、元画像となる濃淡画像から２値化画像を生成する画像処理装置であって、前記濃淡画像の多階調の画像データを記憶し、該記憶された画像データの全体または特定の領域を対象画像データとして出力する記憶手段と、前記対象画像データにおける階調のヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、前記ヒストグラムに基づいて第１の参照輝度値、及び２値化の際の閾値となる参照閾値を求め、該参照閾値と該第１の参照輝度値と該参照閾値との比を参照輝度比として出力する参照輝度比生成手段と、前記対象画像データを複数の局所領域に分割して出力するとともに、前記対象画像データに対する分割情報を出力する画像分割手段と、各局所領域において局所ヒストグラムを生成する局所ヒストグラム生成手段と、前記局所ヒストグラムに基づいて第２の参照輝度値を求める局所領域参照輝度値生成手段と、前記第２の参照輝度値と前記参照輝度比との演算により２値化の閾値を求める閾値生成手段と、前記２値化の閾値により、前記対象画像データを前記分割情報に基づいて前記局所領域毎に２値化し、前記対象画像データの２値化画像を生成する２値化手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項１４にかかる画像処理装置は、請求項１３記載の画像処理装置において、前記ヒストグラム生成手段、及び前記局所ヒストグラム生成手段は、前記第１の参照輝度値及び前記第２の参照輝度値を、同じ処理により求めるものである、ことを特徴とするものである。
【００２３】
また、本発明の請求項１５にかかる画像処理装置は、請求項１４記載の画像処理装置において、前記第１の参照輝度値、及び前記第２の参照輝度値は、各ヒストグラムの最大値を示す点における輝度値である、ことを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の請求項１６にかかる画像処理装置は、請求項１４記載の画像処理装置において、前記第１の参照輝度値、及び前記第２の参照輝度値は、各ヒストグラムにローパスフィルタを施した後に得られる最大値を示す点における輝度値である、ことを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明の請求項１７にかかる画像処理装置は、請求項１３記載の画像処理装置において、前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値に隣接する凹部分における輝度値を前記参照閾値とすることを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の請求項１８にかかる画像処理装置は、請求項１７記載の画像処理装置において、前記ヒストグラムの最大値に凹部分が存在しない場合には、前記ヒストグラムの変曲点における輝度値を前記参照閾値とする、ことを特徴とするものである。
【００２７】
また、本発明の請求項１９にかかる画像処理装置は、請求項１３記載の画像処理装置において、前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値に隣接する局所凸部分における輝度値と、該ヒストグラムが最大値を示す点における輝度値とを求め、両輝度値の間に含まれる値を前記参照閾値とする、ことを特徴とするものである。
【００２８】
また、本発明の請求項２０にかかる画像処理装置は、請求項１３記載の画像処理装置において、前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値を前記参照閾値とする、ことを特徴とするものである。
【００２９】
また、本発明の請求項２１にかかる画像処理装置は、請求項１３記載の画像処理装置において、前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値をリファレンス輝度値とし、前記最大値における輝度値を中心として、前記求めたリファレンス輝度値と対称となる位置における輝度値を前記参照閾値とする、ことを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明の請求項２２にかかる画像処理装置は、請求項１３記載の画像処理装置において、前記閾値生成手段は、各局所領域の閾値を蓄える閾値メモリと、前記閾値メモリに蓄えられた特定の局所領域の閾値を周囲の局所領域における閾値と比較する閾値比較部と、前記閾値比較部において比較した前記特定の局所領域の閾値が前記周囲の局所領域における閾値に比べて、予め定められた値以上の差を持つ場合には、前記特定の局所領域の閾値を前記周囲の局所領域における閾値の平均値に置き換える閾値判断変更部とを備える、ことを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明の請求項２３にかかる画像処理装置は、請求項１３記載の画像処理装置において、カメラ内蔵型携帯電話の名刺読み取り装置に用いられたものである、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の請求項１に係る画像処理方法によれば、元画像となる濃淡画像から２値化画像を生成する画像処理方法であって、元画像の全体または一部領域内における階調のヒストグラムを生成するステップと、該ヒストグラムに基づいて２値化の閾値に相当する参照閾値と第１の参照輝度値とを求め、第１の参照輝度値と参照閾値との比を輝度比として記憶するステップと、元画像の局所領域において局所ヒストグラムを生成するステップと、該局所ヒストグラムに基づいて第２の参照輝度値を求め、第２の参照輝度値と前記輝度比との演算により２値化の閾値を求め、該閾値により元画像の前記局所領域近傍の領域の画像を２値化するステップとを含むものとしたので、画像全体でヒストグラムを作成し、最大頻度における参照輝度値と参照閾値の比を求めた後、画像を局所領域に分割して、各局所領域におけるヒストグラムを作成して、最大頻度における輝度値をもとめ、この値に、参照輝度値と参照閾値の比をかけることにより局所領域における閾値を求め、この閾値を用いて局所領域内の２値化を行うことにより、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求め、この閾値を用いて背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得ることができる効果がある。
【００３３】
また、本発明の請求項２に係る画像処理方法によれば、請求項１記載の画像処理方法において、前記局所ヒストグラムに基づいて求められる前記第２の参照輝度値は、前記第１の参照輝度値と同じ処理により求めるようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００３４】
また、本発明の請求項３に係る画像処理方法によれば、請求項２記載の画像処理方法において、前記第１の参照輝度値、および第２の参照輝度値は、各ヒストグラムの最大値を示す点における輝度値とするようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００３５】
また、本発明の請求項４に係る画像処理方法によれば、請求項２記載の画像処理方法において、前記第１の参照輝度値、および第２の参照輝度値は、各ヒストグラムにローパスフィルタをかけた後に得られる最大値を示す点における輝度値とするようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００３６】
また、本発明の請求項５に係る画像処理方法によれば、請求項１記載の画像処理方法において、前記参照閾値を、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値に隣接する凹部分における輝度値とするようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００３７】
また、本発明の請求項６に係る画像処理方法によれば、請求項５記載の画像処理方法において、前記ヒストグラムの最大値に隣接する凹部分が存在しない場合に、前記ヒストグラムの変曲点における輝度値を前記参照閾値とするようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００３８】
また、本発明の請求項７に係る画像処理方法によれば、請求項１記載の画像処理方法において、前記参照閾値として、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値に隣接する局所凸部分における輝度値と、このヒストグラムが最大値を示す点における輝度値とを求め、両輝度値の間に含まれる値を用いるようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００３９】
また、本発明の請求項８に係る画像処理方法によれば、請求項１記載の画像処理方法において、前記参照閾値を、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値とするようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００４０】
また、本発明の請求項９に係る画像処理方法によれば、請求項１記載の画像処理方法において、前記参照閾値を、前記元画像の全体または一部領域内におけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値を求め、前記最大値における輝度値を中心として、前記求めた輝度値と対称となる位置における輝度値とするようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００４１】
また、本発明の請求項１０に係る画像処理方法によれば、請求項１記載の画像処理方法において、前記元画像全体を複数の局所領域に分割して、各局所領域毎に個別に閾値を設け、２値化するようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００４２】
また、本発明の請求項１１に係る画像処理方法によれば、請求項１０記載の画像処理方法において、前記画像全体を複数の局所領域に分割して、各局所領域毎に個別に閾値を設け、閾値が近接する局所領域の閾値と比較して予め定めた値よりも大きく異なっている局所領域がある場合には、この局所領域の閾値を近接する他の局所領域の閾値を用いた演算により再設定するようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００４３】
また、本発明の請求項１２に係る画像処理方法によれば、請求項１記載の画像処理方法において、前記輝度比を求める際に、第１の参照輝度値と参照閾値からそれぞれバックグラウンド特性に基づく不要な値を減算するようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００４４】
また、本発明の請求項１３にかかる画像処理装置によれば、元画像となる濃淡画像から２値化画像を生成する画像処理装置であって、前記濃淡画像の多階調の画像データを記憶し、該記憶された画像データの全体または特定の領域を対象画像データとして出力する記憶手段と、前記対象画像データにおける階調のヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、前記ヒストグラムに基づいて参照閾値と第１の参照輝度値とを求め、該参照閾値と該第１の参照輝度値との比を参照輝度比として出力する参照輝度比生成手段と、前記対象画像データを複数の局所領域に分割して出力するとともに、前記対象画像データに対する分割情報を出力する画像分割手段と、各局所領域において局所ヒストグラムを生成する局所ヒストグラム生成手段と、前記局所ヒストグラムに基づいて第２の参照輝度値を求める局所領域参照輝度値生成手段と、前記参照輝度比と前記第２の参照輝度値との演算により２値化の閾値を求める閾値生成手段と、前記２値化の閾値により、前記対象画像データを前記分割情報に基づいて前記局所領域毎に２値化し、前記対象画像データの２値化画像を生成する２値化手段と、を備えたものとしたので、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求め、この閾値を用いて、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得ることができる効果がある。
【００４５】
また、本発明の請求項１４にかかる画像処理装置によれば、請求項１３記載の画像処理装置において、前記ヒストグラム生成手段、及び前記局所ヒストグラム生成手段は、前記第１の参照輝度値、及び前記第２の参照輝度値は、同じ処理により求める、ものとしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００４６】
また、本発明の請求項１５にかかる画像処理装置によれば、請求項１４記載の画像処理装置において、前記第１の参照輝度値、及び前記第２の参照輝度値は、各ヒストグラムの最大値を示す点における輝度値とするようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００４７】
また、本発明の請求項１６にかかる画像処理装置によれば、請求項１４記載の画像処理装置において、前記第１の参照輝度値、及び前記第２の参照輝度値は、各ヒストグラムにローパスフィルタを施した後に得られる最大値を示す点における輝度値とするようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００４８】
また、本発明の請求項１７にかかる画像処理装置によれば、請求項１３記載の画像処理装置において、前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値に隣接する凹部分における輝度値を前記参照閾値とするものとしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００４９】
また、本発明の請求項１８にかかる画像処理装置によれば、請求項１７記載の画像処理装置において、前記ヒストグラムの最大値に凹部分が存在しない場合には、前記ヒストグラムの変曲点における輝度値を前記参照閾値とするようにしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００５０】
また、本発明の請求項１９にかかる画像処理装置によれば、請求項１３記載の画像処理装置において、前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値に隣接する局所凸部分における輝度値と、該ヒストグラムが最大値を示す点における輝度値とを求め、両輝度値の間に含まれる値を前記参照閾値とするものとしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００５１】
また、本発明の請求項２０にかかる画像処理装置によれば、請求項１３記載の画像処理装置において、前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値を前記参照閾値とするものとしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００５２】
また、本発明の請求項２１にかかる画像処理装置によれば、請求項１３記載の画像処理装置において、前記参照輝度比生成手段は、前記対象画像データにおけるヒストグラムの最大値の近傍において、該最大値に対して予め定めた比率の値となる位置における輝度値をリファレンス輝度値とし、該最大値における輝度値を中心として、前記リファレンス輝度値と対称となる位置における輝度値を前記参照閾値とするものとしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００５３】
また、本発明の請求項２２にかかる画像処理装置は、請求項１３記載の画像処理装置において、前記閾値生成手段は、各局所領域の閾値を蓄える閾値メモリと、前記閾値メモリに蓄えられた特定の局所領域の閾値を周囲の局所領域における閾値と比較する閾値比較部と、前記閾値比較部において比較した前記特定の局所領域の閾値が前記周囲の局所領域における閾値に比べて、予め定められた値以上の差を持つ場合には、前記特定の局所領域の閾値を前記周囲の局所領域における閾値の平均値に置き換える閾値判断変更部とを備えるものとしたので、背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得るための、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができる。
【００５４】
また、本発明の請求項２３にかかる画像処理装置は、請求項１３記載の画像処理装置において、カメラ内蔵型携帯電話の名刺読み取り装置に用いられたものとしたので、内蔵されたカメラにより名刺を撮影し、名刺の文字を読みとって、これをデータベース化する機能を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
（実施の形態１）
図３は、本発明の実施の形態１に係る画像処理方法の原理を説明するための図であり、３階調以上の多階調の元画像３００、即ち濃淡を有する元画像とその各領域におけるヒストグラムとを示すものである。元画像としては、細菌を撮影した画像を用いている。ヒストグラム３０３は元画像３００の局所領域３０１における輝度値のヒストグラムである。
【００５６】
このヒストグラム３０３は、局所領域３０１に含まれる全ての画素の輝度値をその頻度で表わしたもので、紙面左に暗い画素、つまり輝度値０、紙面右に明るい画素、つまり輝度値２５５をとり、それぞれの輝度値を示す画素数を縦軸にとったものである。局所領域３０１においては、背景の部分が最も広い面積を持つため、ヒストグラム３０３においては背景の輝度Ａ付近の画素数が最も多くなっている。また、輝度Ｂの明るさを持つ細菌の部分は小さなピークとして現れる。局所領域３０１においては、輝度Ｃを閾値とすることにより、細菌と背景を分離することが可能である。
【００５７】
同様に、ヒストグラム３０４は元画像３００の局所領域３０２における輝度値のヒストグラムである。局所領域３０２は局所領域３０１に比べて全体が暗くなっているため、このヒストグラム３０４はヒストグラム３０３に比べると紙面左につまった形状を持っている。局所領域３０２においても、背景の部分が最も広い面積を持つため、ヒストグラム３０４においては背景の輝度Ｄ付近の画素数が最も多くなっている。また、輝度Ｅの明るさを持つ細菌の部分は小さなピークとして現れる。局所領域３０２においては、輝度Ｆを閾値とすることにより、細菌と背景を分離することが可能である。
【００５８】
ヒストグラム３０５は元画像３００全体の輝度値のヒストグラムである。このヒストグラム３０５は局所領域３０１、３０２をはじめとする全局所領域のヒストグラムを足し合わせたものとなるため、各ピークはなだらかなものとなるが、背景部分の一番画素が多い輝度Ｇ部分と、細菌部分の一番画素が多い輝度Ｈ部分にそれぞれピークが現われる。輝度Ｉは背景と細菌部分とを切り分ける輝度ではあるが、この値を画像全体の閾値として２値化した場合は、この値Ｉがヒストグラム３０３に示す輝度Ｂ以下であることから、局所領域３０１においては細菌部分を背景として判断してしまうため、正常な処理を行うことができない。
【００５９】
このため、局所領域ごとにそれぞれに適した閾値を用いて２値化することで、背景画像から対象物、ここでは細菌、の画像を精度よく分離可能な２値化画像を得るものとするが、その閾値を決定するにあたり、局所領域ごとの物理的な性質について解析する。例えば、与えた光に対して、背景部分は５０％の反射率を持ち、細菌部分は１０％の反射率をもつものとする。すると局所領域３０１に与えられた光の強さがＸであるものとすると、輝度ＡはＡ＝０．５Ｘ、輝度ＢはＢ＝０．１Ｘという関係を持つ。閾値を輝度Ａと輝度Ｂの中央値Ｃとすると、輝度ＣはＣ＝（０．５Ｘ＋０．１Ｘ）／２＝０．３Ｘという値を持つこととなる。ＡとＣの関係からＸを消去すると、Ｃ＝０．６Ａという関係を持つ。同様に局所領域３０２における輝度Ｄと閾値Ｆの関係についても、Ｆ＝０．６Ｄという関係となり、全ての局所領域における閾値は、背景部分の輝度に同じ係数を乗じたものとして与えられる。なお、同様の手法により、局所領域における閾値は細菌部分の輝度に同じ係数を乗じたものによっても求めることは可能であるが、本画像のように背景部分の領域が大きい場合には、背景部分の輝度を最も安定して求めることができるため、背景部分の輝度に係数を乗じて、閾値を求めることとする。
【００６０】
また、乗じる係数は、元画像３００全体のヒストグラム３０５、またはそれに準ずる大きい領域のヒストグラムにおいて、背景となるピーク部分Ｇと閾値Ｉとの比をとることにより安定的に求めることができる。
【００６１】
以上を踏まえた上で、本実施の形態１に係る画像処理方法による、元画像を２値化する手順を、以下、図１を用いて説明する。図１は本実施の形態１に係る画像処理方法の処理フロー図である。なお、ここでは、１０００×１０００画素の大きさを持ち、各画素が白黒２５６階調をもつ細菌の顕微鏡画像（元画像）２０１（図２参照）を２値化し、２値画像２０５を得るための処理を行う場合の各ステップについて説明する。
【００６２】
まず、ステップＳ１０１において、画像全体における輝度のヒストグラムを作成する。ここでは画像全体としたが、画像周辺部が暗いなどの場合には、中央部分のみを切り抜いた画像における輝度ヒストグラムでもよい。これらのヒストグラムは、ノイズ等の影響により分布にバラツキがあるため、ステップＳ１０２の処理ではヒストグラムにローパスフィルタをかける。実際の処理では、前後５輝度分の頻度の平均値をとることで実現する。
【００６３】
ステップＳ１０３では、ローパスフィルタをかけたヒストグラムにおいて、最大頻度を示す輝度値を求める。これを以下、参照輝度値と称する。この値が前述した図３における背景部分の輝度値Ｇを意味する。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で求めた参照輝度値から輝度の低い方向に向かって極小値を示す輝度を探索する。この部分は図３の輝度Ｉに対応し、２値化のための閾値を意味する。以下、参照閾値と称する。
【００６４】
ステップＳ１０５では参照閾値と参照輝度値の比Ｉ／Ｇを求め、これをＪとして記憶する。ステップＳ１０６では元画像２０１を１００×１００画素の局所領域に分割する。局所領域は、縦横１０×１０個存在することとなる。ステップＳ１０７では１つの局所領域の中で輝度ヒストグラムを作成する。ここで、例えば、注目する局所領域を図３の局所領域３０１であると考えると、ヒストグラム３０３がつくられることとなる。なお、局所領域が非常に小さい領域として分割された場合には、ノイズに対する精度向上のため、局所領域を中心とする、より広い範囲においてヒストグラムを作成してもよい。
【００６５】
ステップＳ１０８では、各局所領域のヒストグラムにローパスフィルタをかける。ステップＳ１０９では、ローパスフィルタをかけたヒストグラムにおいて、最大頻度を示す輝度値をもとめる。この値が図３における背景部分の輝度値Ａに相当する。ステップＳ１１０では、局所領域の最大頻度を示す輝度値に前述したＪを乗じることにより、その局所領域における閾値を求める。例えば、局所領域３０１について考えると、輝度値ＡにＪを乗じることにより、局所領域３０１における閾値を求めることができる。ステップＳ１１１では、全ての局所領域についてステップＳ１０７からステップＳ１１０までの処理を繰り返す。ステップＳ１１２では、元画像３００の全ての画素に対して、各局所領域ごとに、各局所領域について求めた閾値を用いて２値化を行い、最終の２値画像２０５を得る。
【００６６】
なお、ステップＳ１０４においては、ステップＳ１０３で求めた参照輝度値から輝度の低い方向に向かって極小値を示す輝度を探索し、極小値により参照閾値を求めたが、ヒストグラム３０５の低輝度側から極大値を探索すると、求めた極大値が細菌の輝度を示すことから、この輝度値と、ステップＳ１０３で求めた背景の輝度値との中央値を、参照閾値とすることもできる。
【００６７】
なお、以上の方法において、処理ステップ１０４においては、極小値や極大値を利用して参照閾値を求めたが、画像によっては、これら極大値や極小値が存在しない場合もあり得る。また、上述した処理ステップＳ１１０による閾値の算出方法では、細菌の偏在等により、正確な閾値が算出できない場合もある。以下、かかる場合の参照閾値、及び閾値の算出方法の変形例について説明する。
【００６８】
まず、参照閾値の算出処理の変形例について説明する。
図４は本実施の形態１による画像処理方法における、参照閾値を求める処理の変形例を説明するための図であり、ある画像のヒストグラム４００を示したものである。この例では、元画像内で大きく照度が変化することから、背景の輝度分布と細菌の輝度分布とが重なり合い、両者の間に極大値や極小値が存在しないものとなっている。したがって、処理ステップＳ１０４において、最大頻度を示す参照輝度値４０２から輝度の低い方向に向かって極小値を探索した後、探索範囲内に極小値が存在しない場合には、変曲点の輝度を参照閾値４０３として用いるようにする。
【００６９】
また、変曲点は安定して求められない場合もあるため、このような場合における参照閾値を求める別の方法を図５を用いて説明する。図５において、ヒストグラム５００の最大頻度５０１（ヒストグラム上のピーク値）を示す輝度値を参照輝度値５０４とする。この時の頻度５０１に対して予め与えた値、例えば４０％、の比率以下の頻度５０２となる輝度を、輝度の低い方向に向かって探索する。その結果求めた輝度を参照閾値５０３とする。この方法では、ある程度ヒストグラムの形状が分かっている場合には、ノイズの影響をあまり受ける事なく確実に参照閾値を求めることができる。
【００７０】
なお、上記方法は、最大頻度５０１の４０％の比率以下の値を持つ頻度５０２となる輝度を低輝度側で求めたが、この点は細菌の数により影響を受けるため、高輝度側を利用して参照閾値を求めることにより、かかる影響を排除することができる。例えば、図６において、ヒストグラム６００の最大頻度６０４（ヒストグラム上のピーク値）を示す輝度値を参照輝度値６０３とする。この時の頻度６０４に対して予め与えた値、例えば４０％、の比率以下の頻度６０５となる輝度を、輝度の高い方向に向かって探索する。その結果求めた輝度６０１に対して、参照輝度６０３について対称となる位置の輝度を参照閾値６０２とする。例えば、輝度６０３が１５０という値を持ち、輝度値６０１が１８０という値を持つ場合、参照閾値６０２は１２０となる。
【００７１】
次に、局所領域での閾値の算出方法の変形例について示す。処理ステップＳ１１０では、ヒストグラムの最大値のみを利用して局所領域の閾値を求めるため、局所領域に細菌が含まれていない場合などにおいても、正確に閾値を求めることができる。しかし、特定の局所領域に細菌が集中してしまい、ヒストグラムの最大値が細菌の領域を示した場合には正常な閾値が求まらない。これを回避するために、図１に示した処理ステップＳ１１１の後、局所領域毎の閾値を周囲の局所領域における閾値と比較し、予め定めた値以上の差を持つ局所領域においては、現在の閾値を棄却して、周囲の閾値を補間して新たな閾値を求めることにより、適切な閾値を求めることができる。
【００７２】
また、処理ステップＳ１１０では、図１の処理ステップＳ１０５にて算出した参照閾値と参照輝度値の比Ｉ／ＧであるＪを、背景部分の輝度値Ａに乗じることにより、局所領域における閾値を求めたが、元画像をＣＣＤ等のデバイスで撮影した場合は、輝度値にはＣＣＤの特性に基づく暗電流値が重畳されているため、より正確な閾値を求めるためには、暗電流の影響を除去する必要がある。かかる場合、暗電流により重畳される輝度成分をＺとすると、参照閾値と参照輝度値の比はＪ＝（Ｉ−Ｚ）／（Ｇ−Ｚ）で求めることができ、局所領域における閾値を、Ｊ×（Ａ−Ｚ）＋Ｚにより算出することにより、より正確な閾値を求めることができる。
【００７３】
以上のように、本実施の形態１による画像処理方法によれば、元画像の全体または一部領域内における階調のヒストグラムを生成し、該ヒストグラムに基づいて２値化の閾値に相当する参照閾値と第１の参照輝度値とを求め、両者の比を輝度比として記憶し、元画像の局所領域において局所ヒストグラムを生成し、該局所ヒストグラムに基づいて第２の参照輝度値を求め、これと前記輝度比との演算により２値化の閾値を求め、該閾値により元画像の局所領域近傍の領域の画像を２値化するようにした。言い換えると、画像全体でヒストグラムを作成し、最大頻度における参照輝度値と参照閾値の比を求めた後、画像を局所領域に分割して、各局所領域におけるヒストグラムを作成して、最大頻度における輝度値をもとめ、この値に、参照輝度値と参照閾値の比をかけることにより局所領域における閾値を求め、この閾値を用いて局所領域内の２値化を行うようにした。これにより、多階調画像の局所領域における適正な閾値を求めることができ、この閾値を用いて背景から対象物を精度よく分離可能な２値化画像を得ることができる。
【００７４】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態１に記載の画像処理方法を実現するための、本実施の形態２による画像処理装置のブロック図である。
【００７５】
図７において、カメラ７００により撮影した画像は、フレームメモリ７０１に格納される。ここで撮影画像は、１０００×１０００画素であり、各画素が２５６階調の白黒画像であるものとする。フレームメモリ７０１は格納した撮影画像の全領域あるいは撮影画像の一部を画像データとして出力するが、ここではフレームメモリ７０１の撮影画像全領域を出力するものとする。
【００７６】
次に全体ヒストグラム作成部７０２は、実施の形態１で示したステップＳ１０１〜Ｓ１０２に示すように、フレームメモリ７０１が出力する画像データ全体の輝度ヒストグラムを作成する。
【００７７】
参照輝度比作成部７０３は、実施の形態１のステップＳ１０３〜Ｓ１０５に示すように、全体ヒストグラム作成部７０２で生成された輝度ヒストグラムの最大頻度を示す輝度値を求めてこれを参照輝度値Ｇとし、また同時に参照輝度値Ｇから輝度の低い方向に向かって極小値を示す輝度を探索してこれを参照閾値Ｉとし、参照閾値Ｉを参照輝度値Ｇで除算した値Ｊを参照輝度比として求め出力する。
【００７８】
一方、画像分割部７０４は、実施の形態１のステップＳ１０６に示すように、フレームメモリ７０１が出力する画像データを、例えば縦１０個、横１０個の局所領域に分割する。この時、１つの小領域は１００×１００画素の大きさを持つ。そして、フレームメモリ７０１が出力する画像データをどの大きさで分割したかを表す分割情報を２値化部７０８に出力する。
【００７９】
局所ヒストグラム作成部７０５は、実施の形態１のステップＳ１０７〜Ｓ１０８に示すように、画像分割部７０４が出力する分割された画像データの各局所領域毎に局所ヒストグラムを作成する。
【００８０】
ピーク輝度検出部７０６は、実施の形態１のステップＳ１０９に示すように、局所ヒストグラム作成部７０５で生成された局所ヒストグラムの最大頻度を示す輝度値を求め、これを局所領域の背景輝度値Ａとして出力する。
【００８１】
閾値演算部７０７は、実施の形態１のステップＳ１１０に示すように、参照輝度比生成部７０３が出力する参照輝度比Ｊとピーク輝度検出部７０６が出力する背景輝度値Ａを乗算することにより、局所領域における２値化の閾値を求める。
【００８２】
２値化部７０８は、ステップＳ１１２に示すように、フレームメモリ７０１が出力する画像データに対して、画像分割部７０４からの分割情報に基づいて各局所領域毎に閾値演算部７０７で求めた閾値を用いた２値化処理を繰り返し行い、最終的にフレームメモリ７０１が出力する画像データ全体の２値化を行って画像データの２値化画像を出力する。
【００８３】
なお、閾値演算部７０７は、各局所領域の閾値を蓄える閾値メモリと、閾値メモリに蓄えられたある局所領域の閾値を周囲の局所領域における閾値と比較する閾値比較部と、閾値比較部において比較した閾値が予め定められた値以上の差を持つ場合には、当該局所領域の閾値を周囲の閾値の平均値に置き換える閾値判断変更部とを備える構成でも良い。
【００８４】
以下、上述した構成の閾値判断変更部を図９を用いて説明する。図９は閾値メモリに格納された領域別の閾値を示す。９０１〜９３５は閾値メモリ内における各領域であり、各々の閾値の値を太文字で示している。網掛けで示した領域９１３にはごみが入ったことから閾値が「２１」という、本来とは異なった値が格納されているものとする。閾値判断変更部においては、全ての領域に対して、注目領域の閾値とその周囲領域の閾値とを比較し、これらが大きく異なっていた場合、例えば、「２０」以上異なっていた場合には、注目領域の閾値を周囲領域の閾値の補間により再設定する。例えば、領域９０２を注目領域とした場合、この領域の閾値は６５である。また領域９０２に接する領域９０１，９１１，９１２，９１３，９０３であり、これらの持つ閾値は、それぞれ６１，６４，６７，２１，７３である。従って、６５と、６１，６４，７６，２１，７３とを比較する。この場合の差は、それぞれ４，１，２，４４，８であり、「２０」を超えるものは１つだけである。この場合、比較した５つの値のうちの半分以下であるところの１つだけが「２０」を超えているだけであることから、領域９０２の閾値６５はこのまま利用することになる。
【００８５】
一方、領域９１３を注目領域とした場合、この閾値は２１である。また、領域９１３に接する領域は９０２，９０３，９０４，９１４，９２４，９２３，９２２，９１２であり、これらの持つ閾値は、それぞれ６５，７３，８２，８２，８５，７９，７５，６７である。従って、「２１」とこれらの値とを比較する。この場合の差は、それぞれ４４,５２，６１，６１，６４，５８，５４，４６であり、「２０」を超えるものは８つある。この場合、比較した８つの値のうち半分以上であるところの８つが「２０」を超えているため、領域９１３の閾値「２１」は補間により再設定する。補間は周囲の閾値の平均値を求めて行う。この場合、（６５+７３+８２+８２+８５+７９+７５+６７）／８＝７６であり、領域９１３の閾値は７６に再設定する。
【００８６】
このような構成にすれば、ある局所領域の閾値がごみの混入などによって局所ヒストグラムが変形することにより異常な値になった場合にも、適切な閾値を求める事が出来る。
【００８７】
次に、本発明の画像処理装置をカメラ内蔵型携帯電話の名刺読み取り機能に応用した例を示す。図８は、本発明の実施の形態２による画像処理装置を内蔵した、名刺読み取り機能付き携帯電話の構成図である。本携帯電話は、内蔵されたカメラにより名刺を撮影し、名刺の文字を読みとって、これをデータベース化する機能を持つものである。
【００８８】
図８において、８０１が携帯電話であり、名刺８０２を撮影して、文字認識した後、データベースに記憶する。名刺８０２は携帯電話８０１に内蔵されたカメラ８０３により撮影され、画像データとして記憶される。この画像は画像処理装置８０４において２値化され、背景領域は“１”、文字領域は“０”で表わされる。画像処理装置８０４により２値化された画像は文字認識部８０５において文字領域のパターンマッチングが施されて、文字テキストが抽出される。そして、抽出された文字テキストは名刺データベース８０６に記憶する。
【００８９】
ここで、カメラ８０３により撮影された画像は、撮影時の照度ムラなどにより、背景の一部が暗いなど、背景領域や文字領域の明るさが均一でない場合がしばしば生じる。このような場合にも、本発明の画像処理装置８０４により、背景領域と文字領域を正確に分離することが可能であり、文字認識部８０５が安定した文字認識処理を行うことが可能となる。
【００９０】
なお、ここではカメラ内蔵型携帯電話機を例に説明したが、スキャナーやデジタルスチルカメラなど、デジタル画像を撮影することの出来る機器であれば、本発明の画像処理装置を搭載することにより同様の効果を得ることが可能となる。
【００９１】
以上のように、本実施の形態２による画像処理装置によれば、実施の形態１による画像処理方法を実施する装置を簡易に構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明にかかる画像処理装置は、多階調の画像に対して、背景画像から対象画像を識別するために行われる２値化処理の方法として有用であり、特に、印刷物の文字読み取りの前処理の２値化方法として、また、顕微鏡画像における観察対象の自動カウントを行う際の前処理の２値化方法等の用途に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１における画像処理方法のフローチャートを示す図である。
【図２】従来の画像処理方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１における画像処理方法を説明するための、元画像と各部分におけるヒストグラム形状を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における画像処理方法の変形例を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１における画像処理方法の変形例を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１における画像処理方法の変形例を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態２における画像処理装置のブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるカメラ内蔵型携帯電話の名刺読み取り機能を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２における閾値判断変更部の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９４】
２０１  元画像
２０２〜２０４  元画像中の細菌部分
２０５  目的とする２値画像
２０６  固定閾値による２値化画像
３００  元画像
３０１〜３０２  元画像中の局所領域
３０３  局所領域３０１におけるヒストグラム
３０４  局所領域３０２におけるヒストグラム
３０５  元画像３００全体のヒストグラム
４００  元画像のヒストグラム
４０２  参照輝度
４０３  参照閾値
５００  元画像のヒストグラム
５０１  ヒストグラム上のピーク値
５０２  ピーク値の４０％レベル
５０３  参照閾値
５０４  参照輝度値
６００  元画像のヒストグラム
６０１  ピーク値の４０％レベルとなる輝度値
６０２  参照閾値
６０３  ヒストグラム上のピーク値となる輝度値
６０４  ヒストグラム上のピーク値
６０５  ピーク値の４０％レベル
７００  カメラ
７０１  フレームメモリ
７０２  全体ヒストグラム作成部
７０３  参照輝度比作成部
７０４  画像分割部
７０５  局所ヒストグラム作成部
７０６  ピーク輝度検出部
７０７  閾値演算部
７０８  ２値化部
８０１  カメラ付き携帯電話
８０２  名刺
８０３  カメラ
８０４  画像処理装置
８０５  文字認識部
８０６  名刺データベース
【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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