(57)【要約】【課題】画質を保ちながら効率良く画像を圧縮することができる画像処理装置を提供する。【解決手段】文字領域代表色抽出手段１１０により抽出された第１文字領域代表色１１１、線画領域代表色抽出手段２０７により抽出された第１線画領域代表色２０５、背景領域代表色抽出手段３０１により抽出された第１背景領域代表色３０２から、最適な、第２文字領域代表色４０２、第２線画領域代表色４０３及び第２背景領域代表色４０４を判定する代表色判定手段４０１を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力多値画像データから文字領域を特定する文字領域特定手段と、
前記入力多値画像データから線画領域を特定する線画領域特定手段と、
前記入力多値画像データから背景領域を特定する背景領域特定手段と、
前記文字領域から第１文字領域代表色を抽出する文字領域代表色抽出手段と、
前記線画領域から第１線画領域代表色を抽出する線画領域代表色抽出手段と、
前記背景領域から第１背景領域代表色を抽出する背景領域代表色抽出手段と、
前記第１文字領域代表色、前記第１線画領域代表色及び前記第１背景領域代表色から、最適な、第２文字領域代表色、第２線画領域代表色及び第２背景領域代表色を判定する代表色判定手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記線画領域特定手段の前段に、前記線画領域を各線画領域毎に二値化して、二値画像データを生成する二値化手段を備え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】
前記代表色判定手段は、前記文字領域特定手段により特定された文字領域の位置情報と、前記線画領域特定手段により特定された線画領域の位置情報と、前記背景領域特定手段により特定された背景領域の位置情報とを参照して、新たな代表色を判定する機能を有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】
二値画像伸張手段と、多値画像伸張手段と、二値画像及び多値画像を合成する合成手段とを備え、請求項１記載の前記代表色判定手段により判定された第２文字領域代表色、第２線画領域代表色及び第２背景領域代表色からなる圧縮データを伸張して伸張画像を生成す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】
本発明は画像処理装置に関し、特に画像圧縮技術に特徴のある画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フルカラー画像を圧縮する際に、その圧縮方式としてＪＰＥＧ圧縮方式が一般に広く知られている。ＪＰＥＧ圧縮は写真などの自然画像を圧縮するには非常に効果が高い一方で、文字部などの高周波部分に対してはモスキートノイズが発生し、圧縮率も低下する。
【０００３】
そこで、画質を保ちながら効率良く画像を圧縮する技術として、領域分割処理を行い、文字領域と文字領域を抜いた下地部分とを、異なる圧縮方式により圧縮する技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１記載の技術は、上記の技術で領域分割された画像において、色情報付き文字領域に対してはＭＭＲ圧縮を行い、文字領域を抜いた下地部分には文字部塗りつぶし処理を行った後でＪＰＥＧ圧縮を行うものである。
【０００５】
さらに、特許文献１記載の技術は、文字領域が反転文字領域である場合には、その反転文字領域を判別し、反転文字領域を抜いた下地部分には、反転文字領域内の背景色の平均値を算出する。そして、算出した背景色の平均値を用いて、塗りつぶし処理を行った後でＪＰＥＧ圧縮を行っている。
【特許文献１】特開２００４−２６０３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来技術では、反転文字領域として判別された領域は、背景色の平均値を用いた塗りつぶし処理により、反転文字領域の背景が単色化されるが、反転文字領域以外の線画領域に存在する単色領域には、上記のような単色化は行われない。そのため、解像度変換やＪＰＥＧ圧縮が施された後の線画領域は、本来単色であるはずの領域に高周波のノイズが発生し、画質劣化の要因となる。
【０００７】
加えて上記従来技術では、反転文字領域の背景色と、反転文字領域以外の背景色との組み合わせを考慮していないため、反転文字領域の単色化された背景色と、反転文字領域以外の背景色との間に、疑似輪郭線や階調ギャップなどの本来存在しない境界線が発生する可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、画質を保ちながら効率良く画像を圧縮することができる画像処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像処理装置は、入力多値画像データから文字領域を特定する文字領域特定手段と、前記入力多値画像データから線画領域を特定する線画領域特定手段と、前記入力多値画像データから背景領域を特定する背景領域特定手段と、前記文字領域から第１文字領域代表色を抽出する文字領域代表色抽出手段と、前記線画領域から第１線画領域代表色を抽出する線画領域代表色抽出手段と、前記背景領域から第１背景領域代表色を抽出する背景領域代表色抽出手段と、前記第１文字領域代表色、前記第１線画領域代表色及び前記第１背景領域代表色から、最適な、第２文字領域代表色、第２線画領域代表色及び第２背景領域代表色を判定する代表色判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の画像処理装置は、二値画像伸張手段と、多値画像伸張手段と、二値画像及び多値画像を合成する合成手段とを備え、請求項１記載の前記代表色判定手段により判定された第２文字領域代表色、第２線画領域代表色及び第２背景領域代表色からなる圧縮データを伸張して伸張画像を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像処理装置は、文字領域から第１文字領域代表色を抽出する文字領域代表色抽出手段と、線画領域から第１線画領域代表色を抽出する線画領域代表色抽出手段と、背景領域から第１背景領域代表色を抽出する背景領域代表色抽出手段とを備える。また、第１文字領域代表色、前記第１線画領域代表色及び前記第１背景領域代表色から、最適な、第２文字領域代表色、第２線画領域代表色及び第２背景領域代表色を判定する代表色判定手段を備える。このように、文字領域、線画領域、背景領域の各代表色を相互に判定し、その判定結果に基づいて、各領域における適切な代表色を再度割り当て、この再度割り当てられた代表色を圧縮データの一部として生成する。この結果、質を保ちながら効率良く画像を圧縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
尚、以下に説明する実施の形態の画像圧縮装置及び画像伸張装置の各構成要素の相対配置、各処理に用いられる数式、数値等は、特に、特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、図１、図２、図３、図４及び図６において、実線は画像の流れ、もしくは入力を示し、点線は情報の流れ及び入力を示すものとする。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置としての画像圧縮装置における、文字領域の代表色を抽出する場合の構成を概略的に示す図である。
【００１５】
図１において、画像圧縮装置は、二値化部１０２、領域特定部１０４、単位文字領域特定部１０５、ＭＭＲ圧縮部１０８、文字代表色抽出部１１０、縮小部１１３を備える。圧縮データ１１８は、文字領域座標１０６、圧縮コードＡ１０９、各文字領域代表色Ａ１１１を備える。
【００１６】
次に、その処理動作を説明する。カラー多値画像である入力多値画像１０１は、二値化部１０２で二値化され、二値画像１０３が生成される。領域特定部１０４は、二値画像１０３を入力とし、例えば、所定値をとる画素（例えば、黒画素）の輪郭線追跡等により文字／線画／写真等の属性を判定し、異なる属性を持つ領域に分割する。ここでは、文字領域を検出して、文字領域座標１０６を生成する。
【００１７】
文字領域座標１０６は、文字領域の位置（座標）やサイズを示す情報である。また、領域特定部１０４が文字領域を特定することで、それ以外の写真やイラスト等の自然（階調）画像を示す自然画像領域の位置やサイズも特定されることは言うまでもない。更に、各領域の種類を特定するための属性情報（文字や画像）も別途生成する。
【００１８】
単位文字領域特定部１０５は、二値画像１０３と領域特定部１０４により生成された文字領域座標１０６を入力とし、文字領域内における各文字（単位文字領域）の位置及びサイズを特定する。説明を簡単にするため、本実施の形態では、各単位文字領域の位置及びサイズの情報も文字領域座標１０６に追加するものとする。
【００１９】
また、領域特定部１０４により生成された文字領域座標１０６により、文字領域毎の二値画像（文字領域二値画像１０７）を生成する。また、入力多値画像１０１は、縮小部１１３により縮小され、縮小多値画像１１４が生成される。
【００２０】
尚、縮小部１１３は、設定された解像度変換パラメータに基づいて、入力多値画像１０１の解像度変換を行う。また、この解像度変換パラメータは、処理対象の多値画像の空間周波数に基づいて適宜制御するようにしても良い。例えば、多値画像の高周波成分が小さい場合には、大きい場合に比べて、より低解像度に変換するように、この解像度変換パラメータを制御しても良い。
【００２１】
以上の処理の後、文字領域二値画像１０７は、各々順次、ＭＭＲ圧縮部１０８により圧縮コードＡ１０９として圧縮される。尚、ＭＭＲ圧縮部１０８の代わりに、ＭＭＲ圧縮以外の二値画像圧縮部、例えば、ＪＢＩＧ圧縮部、ＭＲ圧縮部、ＭＨ圧縮部等を用いても良い。
【００２２】
文字領域代表色抽出部１１０は、文字領域二値画像１０７と文字領域座標１０６及び縮小多値画像１１４を入力・参照する。そして、文字領域二値画像１０７の黒部分と縮小多値画像１１４とを位置対応させながら、文字領域中の各単位文字領域の各文字領域代表色Ａ１１１を算出する。
【００２３】
図２は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置としての画像圧縮装置における、線画領域の代表色を抽出する場合の構成を概略的に示す図である。
【００２４】
図２において、領域特定部１０４は、線画領域と写真領域を検出して、写真領域座標２０２及び線画領域座標２０４を生成する。領域特定部１０４は、さらに、線画領域から各線画領域毎の二値画像（線画領域二値画像２０３）を生成する。
【００２５】
線画領域代表色抽出部２０７は、線画領域二値画像２０３と線画領域座標２０４及び縮小多値画像１１４を入力・参照し、線画領域二値画像２０３の黒部分と縮小多値画像１１４とを位置対応させながら、線画領域中の各線画領域代表色Ａ２０５を算出する。
【００２６】
以上の処理の後、線画領域二値画像２０３は、各々順次、ＭＭＲ圧縮部１０８により圧縮コードＢ２０６として圧縮される。尚、文字領域二値画像圧縮時と同様に、ＭＭＲ圧縮部１０８の代わりに、ＭＭＲ圧縮部以外の二値画像圧縮部、例えば、ＪＢＩＧ圧縮部、ＭＲ圧縮部、ＭＨ圧縮部等を用いても良い。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置としての画像圧縮装置における、背景領域の代表色を抽出する場合の構成を概略的に示す図である。
【００２８】
図３において、背景領域代表色抽出部３０１は、背景領域二値画像３０３と、背景領域座標３０４及び縮小多値画像１１３を入力・参照し、背景領域二値画像３０３の黒部分と縮小多値画像１１３とを位置対応させながら、背景領域代表色Ａ３０２を算出する。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置としての画像圧縮装置における、文字領域代表色Ａ、線画領域代表色Ａ及び背景領域代表色Ａから、それぞれの最適な代表色を判定する場合の構成を概略的に示す図である。
【００３０】
図４において、代表色判定部４０１は、文字領域代表色Ａ１１１、線画領域代表色Ａ２０５及び背景領域代表色Ａ３０２を入力として、ＣｂＣｒの二次元ヒストグラム生成する。また、代表色判定部４０１は、ヒストグラム上の代表色の分布から、それぞれの代表色を、必要であれば新たな代表色で置き換える。
【００３１】
図５は、図４における代表色判定部によって実行される代表色判定処理の手順を示すフローチャートである。
【００３２】
図５において、まず、文字領域代表色Ａ、線画領域代表色Ａ及び背景領域代表色Ａを参照し、かつ文字領域二値画像１０７、線画領域二値画像２０３及び背景領域二値画像３０３の黒画素に位置的に対応する縮小多値画像１１４の色（ＲＧＢ）を参照する。そして、文字領域代表色Ａ、線画領域代表色Ａの単位領域毎及び背景領域代表色Ａ毎にＲＧＢの平均色を算出する（ステップＳ５０１）。
【００３３】
次に、上記で算出された各単位領域のＲＧＢの平均色を、例えば、ＹＣｂＣｒのような、輝度Ｙと色差ＣｂＣｒで表現できる色空間に変換する（ステップＳ５０２）。尚、色空間は、ＬａｂやＹｕｖ等の他の色空間でも構わないものとするが、ここでは、ＹＣｂＣｒで説明を行う。また、ＲＧＢからＹＣｂＣｒへの変換式は省略する。
【００３４】
尚、入力多値画像１０１がＪＰＥＧ画像である場合は、ＪＰＥＧ解凍時に一般的に行われるＹＣｂＣｒ→ＲＧＢ変換を行わずに、ＹＣｂＣｒ色空間のまま入力が可能である。
【００３５】
次に、色差Ｃｂ，Ｃｒの２次元ヒストグラムを生成する（ステップＳ５０３）。尚、この際に、処理の高速化のため、ステップＳ５０３で、二次元ヒストグラムを生成しているが、精度を上げるために、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの３次元ヒストグラムを生成してもよい。
【００３６】
次に、ステップＳ５０３で生成されたヒストグラム上の各領域代表色分布から、色味の近い代表色の組み合わせが存在するか否かを判断する（ステップＳ５０４）。ステップＳ５０４で、等色であると見なされる代表色の組み合わせが存在する場合は、それぞれの代表色の有する属性を加味して代表色が抽出される（ステップＳ５０５）。
【００３７】
この場合の方法として、例えば、ステップＳ５０３で生成された二次元ヒストグラム上で、予め任意サイズのエリア代表色を決めておく方法が考えられる。また、その他の方法として、等色であると見なされる代表色が文字領域代表色Ａ、線画領域代表色Ａ及び背景領域代表色Ａのいずれの領域に属しているかを判断し、領域の違いにより（例えば領域面積の比率に応じて）、代表色を決定しても良い。
【００３８】
最後に、ステップＳ５０５で抽出された代表色は、それぞれ、文字領域代表色Ｂ、線画領域代表色Ｂ及び背景領域代表色Ｂとして圧縮データ１１８に格納され（ステップＳ５０６）、この一連の処理を終了する。ステップＳ５０４で、等色であると見なされる代表色の組み合わせが存在しない場合も一連の処理を終了する。
【００３９】
図６は、本発明の実施の形態に係る画像処理装置としての画像圧縮装置における、背景領域と写真領域を合成したものに圧縮処理を行い、圧縮コードを生成する場合の構成を概略的に示す図である。
【００４０】
図６において、領域特定部１０４は、縮小多値画像１１４と写真領域座標２０２とを参照し、写真領域多値画像６０３を生成する。画像合成部６０７は、背景領域代表色Ｂ４０４と写真領域座標２０２とを参照し、写真領域多値画像６０３と背景領域二値画像３０３とを合成する。その後、合成された画像は、ＪＰＥＧ圧縮部６０５により圧縮コードＣ６０６としてＪＰＥＧ圧縮される。
【００４１】
このようにして、各構成要素から得られる各領域座標、各圧縮コード、各領域代表色、のデータ群を結合した圧縮データ１１８が生成される。この圧縮データ１１８を、更に、ＰＤＦなどに可逆圧縮しても良い。
【００４２】
また、画像圧縮装置及び後述するこの画像圧縮装置で生成された圧縮データを伸張する画像伸張装置を実現するハードウエア構成としては、例えば、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータで実現される。
【００４３】
また、この汎用コンピュータには、その標準的な構成要素として、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、外部記憶装置、ネットワークインタフェース、ディスプレイ、キーボード、マウス等を有している。
【００４４】
また、これらの画像圧縮装置及び画像伸張装置は、このような汎用コンピュータに対する拡張カードとして実現される専用ハードウエアとして実現されても良い。更に、これらの画像圧縮装置及び画像伸張装置を搭載する装置の具体例としては、ネットワーク通信機能を有する複合機（コピー、プリンタ、スキャナ、ファクシミリの機能の複数を有する装置）、カラースキャナ、カラーファクシミリ等が挙げられる。
【００４５】
図７は、図１乃至図４及び図６における圧縮データを伸張する画像処理装置としての画像伸張装置の構成を概略的に示す図である。
【００４６】
図７において、ＭＭＲ伸張部Ａ７０１は、圧縮コードＡ１０９を入力し、ＭＭＲ伸張処理を行い、二値画像Ａ７０２を作成する。ＭＭＲ伸張部Ｂ７０３は、圧縮コードＢ２０６を入力し、ＭＭＲ伸張処理を行い、二値画像Ｂ７０４を作成する。
【００４７】
ＪＰＥＧ伸張部７０５は、圧縮コードＣ６０６を入力し、ＪＰＥＧ伸張処理を行い、さらに拡大部７０６で拡大処理を行うことで、多値画像７０７を作成する。合成部７０８は、文字領域座標１０６を参照しながら、文字領域代表色Ｂ４０２を二値画像Ａ７０２の対応する単位文字領域の各黒画素に割り当て、その二値画像を多値画像７０７の上に表示する。この際、二値画像Ａ７０２の白画素は多値画像７０７を透過する。
【００４８】
さらに、合成部７０８は、線画領域座標２０４を参照しながら、線画領域代表色Ｂ４０３を二値画像Ｂ７０４の対応する線画領域の各黒画素に割り当て、その二値画像を多値画像７０７の上に表示する。この際、二値画像Ｂ７０４の白画素は多値画像７０７を透過する。
【００４９】
このようにして、図７の画像伸張装置は、図１、図２、図３、図４及び図６の画像圧縮装置により作成された圧縮データ１１８を伸張し、最終的な復元画像である伸張画像７０９を生成することができる。
【００５０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、文字領域、線画領域、背景領域の各代表色を相互に判定し、その判定結果に基づいて、各領域における適切な代表色を再度割り当てることができる。
【００５１】
また、この再度割り当てられた代表色を圧縮データの一部として生成する。そして、この圧縮データを伸張して復元画像を得る場合には、この代表色を利用して、文字領域、線画領域及び背景領域の各領域の色を再現する。これにより、入力画像の画像品位、特に、線画領域及び背景領域の画像品位を良好に維持した復元画像を再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置としての画像圧縮装置における、文字領域の代表色を抽出する場合の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像処理装置としての画像圧縮装置における、線画領域の代表色を抽出する場合の構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像処理装置としての画像圧縮装置における、背景領域の代表色を抽出する場合の構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像処理装置としての画像圧縮装置における、文字領域代表色Ａ、線画領域代表色Ａ及び背景領域代表色Ａから、それぞれの最適な代表色を判定する場合の構成を概略的に示す図である。
【図５】図４における代表色判定部によって実行される代表色判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像処理装置としての画像圧縮装置における、背景領域と写真領域を合成したものに圧縮処理を行い、圧縮コードを生成する場合の構成を概略的に示す図である。
【図７】図１乃至図４及び図６における圧縮データを伸張する画像処理装置としての画像伸張装置の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０１  入力多値画像
１０２  二値化部（二値化手段）
１０４  領域特定部（文字領域特定手段、線画領域特定手段、背景領域特定手段）
１１０  文字領域代表色抽出部（文字領域代表色抽出手段）
１１１  文字領域代表色Ａ（第１文字領域代表色）
２０５  線画領域代表色Ａ（第１線画領域代表色）
２０７  線画領域代表色抽出部（線画領域代表色抽出手段）
３０２  背景領域代表色Ａ（第１背景領域代表色）
３１０  背景領域代表色抽出部（背景領域代表色抽出手段）
４０１  代表色判定部（代表色判定手段）
４０２  文字領域代表色Ｂ（第２文字領域代表色）
４０３  線画領域代表色Ｂ（第２線画領域代表色）
４０４  背景領域代表色Ｂ（第２背景領域代表色）
【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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