(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿の入力カラー画像を構成する各画素に対し、複数の代表色のうち当該画素の色に近似した代表色を割当てる代表色割当手段と、
前記代表色割当手段によって各画素に割り当てられた代表色に基づき、前記入力カラー画像を各々代表色の異なった複数の像域に区切り、文字領域を抽出するための境界を検出する境界検出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】
画像処理装置が、
原稿の入力カラー画像を構成する各画素に対し、複数の代表色のうち当該画素の色に近似した代表色を割当てる代表色割当ステップと、
前記代表色割当ステップにおいて各画素に割り当てられた代表色に基づき、前記入力カラー画像を各々代表色の異なった複数の像域に区切り、文字領域を抽出するための境界を検出する境界検出ステップとを有することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー原稿画像を文字領域と絵柄領域に分離し、各領域に適した画像処理を施す画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキャナ等によって読み取られた入力画像あるいはファクシミリ等で送信されてきた入力画像をハードコピーとして再生することが一般的に行われるが、その際に入力画像に文字部・線画部・写真部・網点部等が混在している場合がある。この場合、文字部・線画部などの文字領域に対しては解像度を重視した処理を施し、写真部・網点部などの絵柄領域に対しては階調性を重視した処理を施して再生を行いことにより高画質な再生画像を得ることが可能となる。
【０００３】
このような入力画像に含まれる文字領域・絵柄領域に対し、解像度重視の処理または階調性重視の処理のうち適切なものを適用するためには、それに先立って入力画像を文字領域と絵柄領域とに精度良く分離する必要があり（以下、文字領域・絵柄領域の分離のことを像域分離と言う）、この像域分離に関しては種々の提案がなされている。
【０００４】
その一例として、画像をある一定の大きさのブロックに分割し、各ブロックごとにそのブロックに含まれる画素の最大濃度と最小濃度を求め、最大濃度と最小濃度の差をあらかじめ決められた閾値と比較し、閾値より大きいブロックは文字領域・小さいブロックは絵柄領域と判定する方法があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、入力画像中の写真などの中間調を含む絵柄領域には濃度差の激しい領域も存在する場合が多い。従って、上記方法を採用した場合には、ブロック内の濃度差のみに基づいて文字ブロックか絵柄ブロックかを判定するため、絵柄ブロックであるにも拘わらず文字ブロックであると誤認し、解像度を重視した処理を誤って適用してしまうことがあり、かかる場合には画質を劣化させてしまうという欠点があった。
【０００６】
また、上記方法を含めて従来のほとんどの像域分離技術は、白黒画像を想定したものであり、カラー画像を対象とした像域分離技術として適当な技術はなかった。そこで、白黒画像を対象とした像域分離技術をカラー画像に対応させるために、例えば次のような方法が採られていた。
ａ．カラー画像の各色成分ごとに像域分離処理を施し、その結果の論理和に基づいて文字領域と絵柄領域を分離する。
ｂ．カラー画像の色空間内における成分を表す情報をＬ*ａ*ｂ*などの明度成分を持つ情報に変換し、この明度成分に対して像域分離処理を施す。
【０００７】
しかしながら、上記方法ａは、各色成分ごとの判定結果の論理和をとるため誤判定が多くなるという問題があった。また、上記方法ｂは、白背景中の明度の高い文字部や、あるいは色背景中で背景と同等の明度を持つ文字を抽出することが困難であるという問題があった。
【０００８】
また、従来の像域分離技術は、再生対象たる画像が網点部を含んでいる場合にはさらに別な問題が生じる。すなわち、再生画像が網点部を含んでいる場合には、網点部は絵柄領域と判定されるため、網点部中に存在する文字部に対しても絵柄領域と同じ画像再現処理がなされてしまうのである。
【０００９】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであり、白背景中の黒文字のみならず、白背景中の色文字や色背景中の文字を精度良く抽出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ものである。また、本発明の他の目的は、網点部などの絵柄領域中に存在する文字を精度良く抽出することができる画像処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、原稿の入力カラー画像を構成する各画素に対し、複数の代表色のうち当該画素の色に近似した代表色を割当てる代表色割当手段と、前記代表色割当手段によって各画素に割り当てられた代表色に基づき、前記入力カラー画像を各々代表色の異なった複数の像域に区切る境界を検出する境界検出手段とを有することを特徴とする画像処理装置を提供するものである。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、画像処理装置が、原稿の入力カラー画像を構成する各画素に対し、複数の代表色のうち当該画素の色に近似した代表色を割当てる代表色割当ステップと、前記代表色割当ステップにおいて各画素に割り当てられた代表色に基づき、前記入力カラー画像を各々代表色の異なった複数の像域に区切る境界を検出する境界検出ステップとを有することを特徴とする画像処理方法を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に理解しやすくするため、実施の形態について説明する。
【００１３】
Ａ．第１の実施形態
（１）全体構成
図１は、本発明の第１の実施形態である画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１において、画像入力部１は、ＣＣＤカメラ等の光量変換素子を使用したイメージスキャナ等により構成されている。この画像入力部１により原稿のカラー画像情報が色別に読み取られ、例えば各色８ビットからなるＲＧＢ画像信号（ディジタル信号）に変換されて出力される。このＲＧＢ画像信号は、入力階調補正部２によって階調が補正される。色信号変換部３では、このようにして階調補正のなされたＲＧＢ画像信号が、他の色信号、例えばＬ*ａ*ｂ*画像信号に変換される。
【００１４】
色信号変換部３から出力されたＬ*ａ*ｂ*画像信号は色信号変換部４に供給され、色信号変換部４により、他の色信号、例えばＹＭＣ画像信号に変換される。そして、墨版生成部５により、ＹＭＣ画像信号から墨版が生成され、ＹＭＣ画像信号がこの墨版を含んだＹＭＣＫ画像信号に変換される。
【００１５】
墨版生成部５から出力されるＹＭＣＫ画像信号は空間フィルタ部６に供給され、各色毎に空間フィルタリング処理が施される。また、空間フィルタ部６には後述の像域分離部９からの領域判定結果が入力され、その領域判定結果に対応して、例えばフィルタリング係数の切り替え等、空間フィルタリング処理の処理内容の切り替えが行われる。この結果、空間フィルタ部６では、文字部・線画部などの文字領域に対応したＹＭＣＫ画像信号が入力されるときには解像度を重視したフィルタ処理が施され、一方、写真部・網点部などの絵柄領域に対したＹＭＣＫ画像信号が入力されるときには階調性を重視したフィルタ処理が行われることとなる。
【００１６】
空間フィルタリング処理がなされたＹＭＣＫ画像信号は出力階調補正部７に供給され、各色毎に画像出力階調特性にあうように出力階調補正がなされる。この出力階調補正部７に対しても後述の像域分離部９からの領域判定結果が入力される。出力階調補正部７では、ＹＭＣＫ画像信号に対し、領域判定結果に対応した出力階調補正が施される。
【００１７】
画像出力部８には、このようにして出力階調が補正されたＹＭＣＫ画像信号が供給されると共に、後述する像域分離部９からの領域判定結果が供給される。画像出力部８では、この領域判定結果に対応して、例えばスクリーンなどが切り替えられ、画像が出力される。
【００１８】
像域分離部９には、色信号変換部３から出力されるＬ*ａ*ｂ*画像信号が供給される。この像域分離部９は、Ｌ*ａ*ｂ*画像信号によって表された各画素毎に文字部に属するか絵柄部に属するかの領域判定を行う。この領域判定結果は、前述の空間フィルタ部６、出力階調補正部７、および画像出力部８に供給され、前述したように領域判定結果に対応した処理が施される。
【００１９】
（２）像域分離部
次に、像域分離部９について説明する。像域分離部９は、図２に示すように、代表色割当部１１、変化点抽出部１２およびエッジ検出部１３により構成されている。前述した色信号変換部３から出力されるＬ*ａ*ｂ*画像信号は、代表色割当部１１に入力される。代表色割当部１１では、各画素ごとにその信号値（画素値）に応じて代表色が割当てられる。そして、割り当てられた代表色に対応する番号（以下、代表色番号と言う）が出力される。なお、代表色の割当方法については後述する。
【００２０】
代表色割当部１１から出力された代表色番号は変化点抽出部１２に供給される。変化点抽出部１２では、入力される代表色番号から、代表色番号の変化点を抽出する。この変化点の抽出方法についても後述する。
【００２１】
エッジ検出部１３では、変化点抽出部１２で抽出された代表色番号の変化点からエッジ部を検出し、このエッジ部検出結果をエッジ判定信号として出力する。このエッジ部の検出方法についても後述する。本実施形態においては、このエッジ検出部１３と上記変化点抽出部１２により、Ｌ*ａ*ｂ*画像信号によって表された入力画像を各々代表色の異なった複数の像域に区切る境界を検出する境界検出手段が構成されている。
【００２２】
▲１▼代表色割当部１１
次に、代表色割当部１１について説明する。
ａ．代表色割当部の第１の例
図３は代表色割当部１１の第１の例である代表色割当部１１ａを示すものである。同図に示すように、この代表色割当部１１ａは、代表色発生部２１、距離演算部２２および最短距離判定部２３により構成されている。
【００２３】
代表色発生部２１は、例えばＲＡＭまたはＲＯＭで構成されたルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと称する）を有しており、このＬＵＴには複数の代表色の信号値（その代表色を表すＬ*ａ*ｂ*画像信号の各成分の値）と各代表色に対応した代表色番号が記憶されている。なお、代表色は、複数の固定された代表色でも構わないし、あらかじめ入力された画像から複数の特徴的な色を選び出して代表色としても構わない。複数の固定された代表色の例としては、Ｙ（黄）・Ｍ（マゼンタ）・Ｃ（シアン）・Ｒ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）・Ｂｋ（黒）・Ｗ（白）の８色などがある。
【００２４】
代表色発生部２１には不図示のクロック信号が供給される。そして、このクロック信号に同期し、ＬＵＴ内に記憶された代表色の信号値と対応する代表色番号が順次読み出され、代表色の信号値は距離演算部２２に、代表色番号は最短距離判定部２３に供給される。
【００２５】
距離演算部２２は、代表色発生部２１から複数の代表色の信号値を順次受け取り、これらの各代表色の信号値について、前述した色信号変換部３から出力されるＬ*ａ*ｂ*画像信号との間の距離を演算する。
【００２６】
ここで、距離演算部２２の詳細構成を図４を参照し説明する。図４において、３５−１〜３５−３は減算器であり、色信号変換部３から出力されたＬ*ａ*ｂ*画像信号の各成分と、代表色発生部２１から出力された代表色のＬ*ａ*ｂ*各成分との差を出力する。３６−１〜３６−３は乗算器であり、減算器３５−１〜３５−３から出力された各値を各々２乗して出力する。３７は加算器であり、乗算器３６−１〜３６−３から出力された値を合計して出力する。従って加算器３７から出力される値は、Ｌ*ａ*ｂ*色空間内での入力画像データと代表色データのユークリッド距離の２乗になる。すなわち、入力された画像信号を（Ｌ0、ａ0、ｂ0）、代表色信号を（Ｌ1、ａ1、ｂ1）とすると、下記式（１）の演算が行われ、その値が加算器３７から出力される。
【００２７】
（Ｌ0−Ｌ1）2＋（ａ0−ａ1）2＋（ｂ0−ｂ1）2          ・・・（１）
【００２８】
この距離演算部２２に対しては、上述した通り、複数の代表色の各信号値がクロック信号に同期して順次供給される。この結果、距離演算部２２では、各代表色について、色信号変換部３からのＬ*ａ*ｂ*画像信号に対応した色との間との距離が順次演算され、演算結果が最短距離判定部２３に順次供給される。一方、各代表色に対応した距離の演算結果が最短距離判定部２３に順次供給されるのと同期し、各代表色の代表色番号が代表色発生部２１から最短距離判定部２３に供給される。最短距離判定部２３では、順次供給される距離の演算結果のうち、最も小さい値（距離の短いもの）を判定し、その距離に対応する代表色番号を選び出し出力する。
【００２９】
ｂ．代表色割当部の第２の例
図５は代表色割当部１１の第２の例である代表色割当部１１ｂを示すものである。この代表色割当部１１ｂにおいては、複数の代表色の信号値がそれぞれ異なる距離演算部２５−１〜２５−８に供給される。そして、各距離演算部２５−１〜２５−８により各代表色とＬ*ａ*ｂ*画像信号によって表された色との間の距離の演算が並列実行される。これらの各代表色についての距離の演算結果は、最短距離判定部２６に供給される。そして、最短距離判定部２６により、これらの距離の演算結果の中から最短のものが判定され、その最短距離に対応した代表色の番号が出力される。
【００３０】
ｃ．代表色割当部の第３の例
図６は代表色割当部１１の第３の例である代表色割当部１１ｃを示すものである。この代表色割当部１１ｃにおいては、色信号変換部３からのＬ*ａ*ｂ*画像信号の各成分のうちＬ*成分は比較器２７によって閾値ｔｈ１と比較される。そして、Ｌ*成分が閾値ｔｈ１よりも高いときは白色に対応した代表色番号が比較器２７から出力され、低い場合には黒色に対応した代表色番号が出力される。
【００３１】
また、色信号変換部３から供給された他のａ*成分とｂ*成分はＬＵＴ２９に入力され、このＬＵＴ２９により当該ａ*成分およびｂ*成分に対応した色相が判定され、その色相を代表する代表色番号（例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した代表色番号）が出力される。
【００３２】
また、画像信号ａ*およびｂ*は、それぞれ乗算器３０−１，３０−２にも入力され、乗算器３０−１，３０−２によりａ*の２乗とｂ*の２乗が各々演算され、各演算結果が加算器３１によって加算される。この結果、加算器３１からａ*とｂ*のそれぞれの２乗の和、すなわち、入力画像の彩度の２乗に相当する値が出力される。比較器３２においては、この入力画像の彩度の２乗に相当する値が閾値ｔｈ２と比較され、閾値ｔｈ２以上の時は入力画像が有彩色であることを示す情報「１」が、閾値ｔｈ２未満の時は入力画像が無彩色であることを示す情報「０」が出力される。
【００３３】
選択器２８では、この比較器３２からの出力情報に応じて、比較器２７の出力またはＬＵＴ２９の出力のいずれかが選択され、代表色番号として出力される。すなわち、比較器３２の出力が「０」のとき（無彩色と判定したとき）は、比較器２７の出力である白または黒の代表色番号が出力され、比較器３２の出力が「１」のときは彩度が高いと判定されて、ＬＵＴ２９の出力である代表色番号（例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｒ、Ｇ、Ｂの代表色番号）が出力される。
【００３４】
ｄ．代表色割当部の第４の例
図７は代表色割当部１１の第４の例である代表色割当部１１ｄを示すものである。上述した第１〜第３の例による代表色割当部１１ａ〜ｃは、色信号としてＬ*ａ*ｂ*信号を取扱った。これに対し、図７に示す第４の例による代表色割当部１１ｄは、ＲＧＢ色信号が入力された場合にその代表色を求めるものである。この代表色割当部１１ｄを像域分離部９内に用いた場合には、図１において入力階調補正部２の出力信号を像域分離部９に直接入力することが可能である。
【００３５】
図７において、入力階調補正部２から供給されるＲ，Ｇ，Ｂの各色信号は比較器３３−１〜３３−３に供給される。比較器３３−１〜３３−３では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号値が閾値ｔｈ３、ｔｈ４、ｔｈ５と各々比較され、各色毎に、閾値未満である場合は「０」、閾値以上である場合は「１」が出力される。このようにして比較器３３−１〜３３−３から得られる３色分の２値化信号はＬＵＴ３４に入力される。図８はこのＬＵＴ３４の記憶内容を例示するものである。上記３色分の２値化信号がこのＬＵＴ３４に入力されることにより、図８に示す表に従って代表色が選択され、その代表色番号が出力される。
【００３６】
例えば、入力階調補正部２から供給されるＲ，Ｇ，Ｂの各色信号の信号値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２００，２１５，８４）であり、閾値ｔｈ３、ｔｈ４、ｔｈ５が全て１２８であるとすると、比較器３３−１〜３３−３からはそれぞれ「１」、「１」、「０」が出力される。この結果、ＬＵＴ３４では図８の表により黄色が選択されて、その代表色番号である「３」が出力される。
【００３７】
なお、上記第４の例ではＲＧＢ信号が入力された場合について説明したが、ＹＭＣあるいはＹＭＣＫ色信号が入力された場合でも同様に代表色を割り当てることが可能である。
【００３８】
▲２▼変化点抽出部１２
次に、変化点抽出部１２について説明する。入力画像は縦横に並んだ多数の画素によって構成されているが、上述した代表色割当部１１はこれらの各画素に対し代表色番号を割当てる処理を行うものである。変化点抽出部１２は、このようにして求められた各画素の代表色番号に基づき、画像内における画素の代表色の変化点を判定・抽出するものである。本実施形態における変化点抽出部１２においては、入力画像を構成する各画素を注目画素として順次選択し、注目画素の代表色番号とその注目画素を中心とした所定範囲内の周辺画素の代表色番号を比較し、代表色番号が等しいか否かを判定することにより代表色番号の変化点の判定・抽出を行う。
【００３９】
図９は上記所定の範囲を注目画素を中心とした３×３ウィンドウとする変化点抽出部１２の構成例を示すものである。代表色割当部１１から順次出力される各画素の代表色番号データは、１ラインメモリ（ラインバッファ）４１−１を通過することにより１ライン周期遅延され、次いで１ラインメモリ４１−２を通過することによりさらに１ライン周期遅延される。また、代表色割当部１１から供給される代表色番号データはラッチ回路４２−１により、１ラインメモリ４１−１が出力する代表色番号はラッチ回路４２−３により、１ラインメモリ４１−２が出力する代表色番号はラッチ回路４２−５により、各々１画素周期ずつ遅延される。さらにラッチ回路４２−１，４２−３および４２−５が出力する各代表色番号はラッチ回路４２−２，４２−４および４２−６により各々１画素周期ずつ遅延される。
【００４０】
以上の構成により、図１０（ａ）に示すような３×３画素からなるブロックの各画素Ｐa〜Ｐiの代表色番号データが得られる。すなわち、代表色割当部１１から現在出力された代表色番号データ、ラッチ回路４２−１から出力された代表番号データおよびラッチ回路４２−２から出力された代表色番号データは、最新の１ラインを構成する連続した３画素Ｐa、ＰbおよびＰcの代表色番号データである。また、１ラインメモリ４１−１から出力された代表色番号データ、ラッチ回路４２−３から出力された代表番号データおよびラッチ回路４２−４から出力された代表色番号データは、現在よりも１ラインだけ前のラインを構成する連続した３画素Ｐd、ＰeおよびＰfの代表色番号データである。これらのうち画素Ｐeがブロックの中心に位置する注目画素である。そして、１ラインメモリ４１−２から出力された代表色番号データ、ラッチ回路４２−５から出力された代表番号データおよびラッチ回路４２−６から出力された代表色番号データが、現在よりも２ラインだけ前のラインを構成する連続した３画素Ｐg、ＰhおよびＰiの代表色番号データである。
【００４１】
そして、各画素Ｐa〜Ｐiについて、このようにして得られた各々の代表色番号データがブロックの中心の注目画素Ｐeの代表色番号データと一致しているか否かを示す色判定データＤa〜Ｄiが生成され、エッジ検出部１３に供給される。すなわち、画素Ｐa〜Ｐd，Ｐf〜Ｐiの各代表色番号データと注目画素Ｐeの代表色番号データとが比較器４３−１〜４３−８によって比較され、各画素Ｐa〜Ｐd，Ｐf〜Ｐiのうち注目画素Ｐeの代表色番号データと一致した代表色番号データを有するものについては色判定データとして「１」が出力され、そうでない画素については色判定データとして「０」が出力される。なお、注目画素Ｐeについては比較をする意味がないので、これに対応する色判定データＤeとして「１」がエッジ検出部１３に供給される。
【００４２】
例えば、ブロックを構成する各画素Ｐa〜Ｐiの各代表色番号データが図１０（ｂ）に示すものであるとすると、これらの各代表色データと注目画素Ｐeの代表色番号との比較により得られる各色判定データＤa〜Ｄiは図１０（ｃ）に示すものとなる。この例では注目画素Ｐeの代表色番号「６」であるため、３×３ウィンドウ内で代表色番号「６」をもつ画素については色判定データが「１」となり、「６」以外の代表色番号をもった画素については色判定データが「０」となる。このようにして得られた色判定データＤa〜Ｄiがエッジ検出部１３に供給される。
【００４３】
▲３▼エッジ検出部
以上のように変化点抽出部１２により注目画素を中心とした所定範囲内の画素に対応した色判定データが得られる。エッジ検出部１３では、この所定範囲内の画素に対応した色判定データに基づき、注目画素が文字領域・絵画領域の境界の一部であるエッジを構成しているか否かを判定する。このエッジ検出部１３の構成例を以下に説明する。
【００４４】
ａ．エッジ検出部１３の第１の例
この第１の例では、パターンマッチングにより注目画素がエッジを構成しているか否かを判定する。すなわち、このエッジ検出部１３は、変化点抽出部１２から出力された３×３画素分の色判定データＤa〜Ｄiのパターンと、あらかじめ登録された複数のパターンの各々と比較し、いずれかのパターンと一致していれば注目画素がエッジ部を構成していると判定し、エッジ判定信号として「１」を出力する。一方、色判定データＤa〜Ｄiのパターンがいずれのパターンとも一致しない場合にはエッジ部ではない（非エッジ部である）と判定し、エッジ判定信号として「０」を出力する。エッジ検出部１３に予め登録するパターンの例を図１１（ａ）〜（ｅ）に示す。
【００４５】
ｂ．エッジ検出部１３の第２の例
エッジ検出部１３の第２の例を図１２を用いて説明する。変化点抽出部１２からの出力される３×３画素分の色判定データＤa〜Ｄiはカウンタ５１−１，５１−２に入力される。カウンタ５１−１では入力された色判定データＤa〜Ｄiのうち「１」であるデータの個数を数える。また、カウンタ５１−２では、同じく入力された色判定データＤa〜Ｄiのうち「０」であるデータの個数を数える。
【００４６】
このカウンタ５１−１，５１−２のカウント結果はそれぞれ比較器５２−１，５２−２に入力される。そして、比較器５２−１では、色判定データＤa〜Ｄiのうち「１」であるデータの個数と閾値ｔｈ６が比較され、「１」の個数が閾値ｔｈ６以上の時は「１」が出力され、閾値ｔｈ６未満の場合は「０」が出力される。同様に、比較器５２−２では、色判定データＤa〜Ｄiのうち「０」であるデータの個数と閾値ｔｈ７が比較され、「０」の個数が閾値ｔｈ７以上の時は「１」が出力され、閾値ｔｈ７未満の場合は「０」が出力される。
【００４７】
比較器５２−１、５２−２の出力はＡＮＤ回路５３に供給され、その論理積がエッジ判定信号として出力される。すなわち、このエッジ検出部１３の第２の例では、変化点抽出部１２から供給される３×３画素分の色判定データＤa〜Ｄiの「０」と「１」の個数（画素数）を算出し、その画素数がいずれも所定の閾値以上の時にエッジと判定し、注目画素に対するエッジ判定信号として、「１」を出力する。逆に少なくとも一方が閾値未満の時は、エッジ部ではないと判定し、エッジ信号として「０」を出力する。
【００４８】
ｃ．エッジ検出部１３の第３の例
エッジ検出部１３の第３の例を図１３を用いて説明する。変化点抽出部１２から供給される３×３画素分の色判定データＤa〜Ｄiは、乗算器５４−１〜５４−９に入力され、図１４（ａ）に示すフィルタ係数との乗算（Ｄa×Ｘa〜Ｄi×Ｘi）がそれぞれ計算される。また、色判定データＤa〜Ｄiは、乗算器５５−１〜５５−９にも入力され、図１４（ｂ）に示すフィルタ係数との乗算（Ｄa×Ｙa〜Ｄi×Ｙi）がそれぞれ計算される。乗算器５４−１〜５４−９の出力は加算器５６−１に入力され、また乗算器５５−１〜５５−９の出力は加算器５６−２に入力され、それぞれ和（Σ（Ｄn×Ｘn）、Σ（Ｄn×Ｙn））が計算される。加算器５６−１の出力Σ（Ｄn×Ｘn）は、乗算器５７−１に入力され、また加算器５６−２の出力Σ（Ｄn×Ｙn）は、乗算器５７−２に入力されて、（（Σ（Ｄn×Ｘn））2および（Σ（Ｄn×Ｙn））2が計算される。そして、これらの乗算器５７−１，５７−２の出力は加算器５８に入力され、その和（Σ（Ｄn×Ｘn））2＋（Σ（Ｄn×Ｙn））2が計算され、その結果が比較器５９によって所定の閾値ｔｈ８と比較される。そして、（Σ（Ｄn×Ｘn））2＋（Σ（Ｄn×Ｙn））2が閾値以上の時はエッジ部であると判定され、エッジ信号（本例では「１」）が出力される。逆に閾値未満の時は、エッジ部ではないと判定され、非エッジ信号（本例では「０」）が出力される。
【００４９】
例えば、変化点抽出部１２から供給される３×３画素分の色判定データＤa〜Ｄiが前掲図１０（ｃ）に示すものであり、乗算器５４−１〜５４−９に入力されるフィルタ係数が図１４（ｃ）に示すものであり、乗算器５５−１〜５５−９に入力されるフィルタ係数が図１４（ｄ）に示すものであり、比較器５９の閾値ｔｈ８が「１６」である場合について具体的に説明する。ちなみに図１４（ｃ）（ｄ）に示す各フィルタ係数はＳｏｂｅｌのオペレータである。図１０（ｃ）に示す色判定データＤa〜Ｄiについては、乗算器５４−１〜５４−９および加算器５６−１により下記式（２）に示す演算が行われ、その結果が乗算器５７−１に送られる。同様に乗算器５５−１〜５５−９および加算器５６−２により下記式（３）に示す演算が行われ、その結果が乗算器５７−２に送られる。
【００５０】
0004057662.tif 000002
【００５１】
0004057662.tif 000003
【００５２】
次に乗算器５７−１，５７−２及び加算器５８により、下記式（４）に示すように、加算器５６−１，５６−２の演算結果の２乗和が計算される。
３2＋３2＝１８                          ・・・（４）
この加算器５８で算出された結果は比較器５９に入力されて閾値ｔｈ８（（＝１６）と比較され、閾値以上であるのでエッジ部であると判定され、エッジ信号（本例では「１」）が出力される。
【００５３】
なお、この例では、ブロックの大きさを３×３、フィルタの個数を２個、フィルタ係数はＳｏｂｅｌのオペレータを用いて説明しているが、これに限るものではない。
【００５４】
以上のようにして、入力画像の画像信号から代表色を求め、その代表色から代表色の変化点を抽出し、抽出された変化点からエッジ部を検出し、検出されたエッジ部を領域判定結果とすることにより像域分離が可能となる。
【００５５】
Ｂ．第２の実施形態
本実施形態においては、上記第１の実施形態における像域分離部９（図１）として図１５に示すものを使用する。なお、この図１５に示す像域分離部において前掲図２に示したものと同一機能を持つものについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
図１５において、画像信号は代表色割当部６１に入力される。代表色割当部６１では、入力された画像信号の各画素ごとに代表色を割当て、その代表色に対応する番号（以下、代表色番号と言う）を出力する。また、１つの代表色を割当てることができなかった場合は、代表色を割り当てることができなかったことを表す番号（以下、非代表色番号と言う）あるいは、複数の代表色の中間色を表す番号（以下、準代表色番号）を出力する。
【００５７】
代表色番号、非代表色番号あるいは準代表色番号は代表色再割当部６２に供給される。代表色再割当部６２は、非代表色番号あるいは準代表色番号が供給されると、その非代表色番号等が割り当てられた画素の周辺画素に割り当てられた代表色番号を参照することにより、当該画素の代表色を決定し、その代表色番号を非代表色番号等の代りに当該画素に割り当てる。
【００５８】
代表色再割当部６２の出力は代表色修正部６３に供給され、注目画素に割り当てられた代表色番号を、その周辺画素に割り当てられた代表色番号を参照して修正する。
【００５９】
代表色修正部６３の出力は変化点検出部１２に供給される。変化点検出部１２およびエッジ検出部１３は第１の実施形態において説明したので、ここでは省略する。
【００６０】
エッジ検出部１３で検出されたエッジ信号はエッジ修正部６４に入力され、エッジ信号に修正が加えられる。エッジ修正部６４で修正が加えられたエッジ信号はエッジ再生成部６５に送られてエッジ信号の再生成が行われ、エッジ信号として出力される。
【００６１】
▲１▼代表色割当部６１の構成例
ａ．代表色割当部６１の第１の例
図１６は代表色割当部６１の第１の例である代表色割当部６１ａを示すものである。図１６において、Ｌ*ａ*ｂ*画像信号は距離演算部２２に入力され、また代表色発生部２１から順次発生する代表色番号も距離演算部２２に入力されて、距離演算部２２でＬ*ａ*ｂ*画像信号によって表された色と代表色との距離計算が行われ、代表色近傍判定部７１に送られる。代表色近傍判定部７１では、代表色発生部２１から供給された代表色番号と距離演算部２２から供給された距離とに基づき、Ｌ*ａ*ｂ*画像信号によって表された画素の色が代表色発生部２１から供給された代表色番号に対応する代表色の近傍に属するか否かを判定する。そして、ある代表色の近傍に属すると判定した場合はその代表色番号を、どの代表色の近傍にも属さないと判定した場合は非代表色番号を出力する。代表色番号と非代表色番号の例を図１７に示す。この図１７に示す例では、「０」〜「７」が代表色番号、「９」が非代表色番号である。
【００６２】
代表色近傍判定部７１の構成例を図１８に示す。この図において、ＬＵＴ７２には、各代表色毎に、どの範囲までの色を当該代表色の近傍色とみなすかを指定する情報が記憶されている。さらに詳述すると、本実施形態においては、各代表色毎に、当該代表色を中心とした所定距離の範囲内の色を当該代表色の近傍色とみなすこととしており、このような近傍色の範囲を表す距離（以下、近傍距離という。）が各代表色毎にＬＵＴ７２に格納されているのである。
【００６３】
そして、図１６に示す代表色発生部２１から出力された代表色番号ｉはこのＬＵＴ７２に入力される。この結果、この代表色番号ｉに対応する近傍距離ＥiがＬＵＴ７２から出力される。そして、距離演算部２２（図６）から入力された距離Ｆpと、ＬＵＴ７２から出力された近傍距離Ｅiは比較器７３に入力されて比較される。比較器７３において、Ｆp＜Ｅiの時は、対象となっている画素は代表色番号ｉに対応する代表色の近傍に属すると判定され、判定結果「１」が出力される。逆に、Ｆp≧Ｅiの時は、近傍に属さないと判定され、判定結果「０」が出力される。
【００６４】
各代表色に対応した比較器７３の判定結果は、選択回路７４に順次入力され、選択回路７４では比較器７３の判定結果が「１」であったものに対応する代表色番号ｉを出力する。また、比較器７３の出力が全て「０」であった場合には、対象となっている画素はどの代表色の近傍にも属さないと判定され、非代表色番号（本例では「９」）が出力される。
【００６５】
ｂ．代表色割当部６１の第２の例
図１９は代表色割当部６１の第２の例である代表色割当部６１ｂを示すものである。この図において、Ｌ*ａ*ｂ*画像信号は、距離演算部２５−１〜２５−８に入力される。また、代表色発生部２４に記憶されている複数の代表色の画像信号はそれぞれ距離演算部２５−１〜２５−８に入力される。そして、距離演算部２５−１〜２５−８においては、Ｌ*ａ*ｂ*画像信号によって表された色と全ての代表色信号との距離Ｆ1〜Ｆ8が並行して計算され、各々比較器７２−１〜７２−８に送られる。
【００６６】
比較器７２−１〜７２−８では、入力された距離Ｆ1〜Ｆ8と閾値ｔｈ１０−１〜ｔｈ１０−８とがそれぞれ比較される。そして、ある代表色番号ｉについて距離Ｆi＜閾値ｔｈ１０−ｉが成立する場合には、Ｌ*ａ*ｂ*画像信号によって表された色は代表色番号ｉに対応した代表色の代表色の近傍に属することとなり、比較器７２−ｉから判定結果「１」が出力される。逆に、距離Ｆi≧閾値ｔｈ１０−ｉの場合には、Ｌ*ａ*ｂ*画像信号によって表された色は代表色番号ｉに対応した代表色の代表色の近傍に属さないこととなり、比較器７２−ｉから判定結果「０」が出力される。このように各比較器７２−１〜７２−８により、Ｌ*ａ*ｂ*画像信号によって表された色が各代表色の近傍色か否かの判定が並行して行われ、各判定結果が代表色番号決定部７３に送られる。
【００６７】
代表色番号決定部７３では比較器７２−１〜７２−８から送られてきた判定結果に基づいて代表色番号が決定され、出力される。例えば、比較器７２−１〜７２−８から送られてきた判定結果のうち１つだけが「１」であり、残りが「０」である場合は、判定結果「１」に対応する代表色番号が出力される。また、判定結果が全て「０」の場合は、どの代表色の近傍にも属さないということで非代表色番号が出力される。複数の判定結果が「１」の場合には、判定結果が「１」であった複数の代表色の中間色であることを表す番号（準代表色番号）を出力する。準代表色番号の例を図２０に示す。この例によれば、代表色を白とした場合の判定結果が「１」であり、かつ、代表色を黒とした場合の判定結果も「１」である場合には、白と黒の中間色に対応した準代表色番号「１０」が代表色番号決定部７３によって出力されることとなる。
【００６８】
▲２▼代表色再割当部６２
代表色再割当部６２の構成例を図２１に示す。代表色割当部６１から供給された代表色番号データ・非代表色番号データ・準代表色番号データは、それぞれデータを１ライン周期遅延させるための１ラインメモリ（ラインバッファ）８１−１〜８１−４と、それぞれデータを１画素周期遅延させるためのラッチ回路８２−１〜８２−２０とによって順次遅延される。そして、これらの１ラインメモリおよびラッチ回路を使用した構成により、図２２（ａ）に示すような注目画素Ｐｍを中心とする５×５画素である画素Ｐａ〜Ｐｙに対応した代表色番号データ等が得られる。
【００６９】
そして、画素Ｐｍを除く画素Ｐａ〜Ｐｌ、Ｐｎ〜Ｐｙに対応したデータは、選別器８３−１〜８３−２４に送られ、各データが代表色番号データであるのか、非代表色番号データであるのか、それとも準代表色番号データであるのかが選別される。そして、代表色番号データのみが画素数計測回路８４に送られる。
【００７０】
画素数計測回路８４は、選別器８３−１〜８３−２４から供給された代表色番号データを各代表色番号毎に集計し、５×５画素内のうち何個の画素が当該代表色番号の割り当てられた画素かを各代表色番号毎に求める。最大値選択回路８５は、画素数計測回路８４で計測された代表色番号ごとの画素数から、画素数が最大である代表色番号を選択し、その代表色番号を出力する。
【００７１】
また、２者最大値選択回路８６は、ラッチ回路８２−１０から出力される注目画素Ｐｍに対応したデータが代表色番号データであるのか、非代表色番号データであるのか、それとも準代表色番号データであるのかを判定し、準代表色番号データであった場合にはどの複数の代表色の中間色であるかを判定し、画素数計測回路８４で計測された代表色番号毎の画素数から前記複数の代表色のうち最も画素数の多い代表色を選択し、その代表色番号を出力する。
【００７２】
ラッチ回路８２−１０から出力される注目画素Ｐｍのデータは判定回路８７にも入力され、判定回路８７では入力された注目画素Ｐｍが代表色番号データ、非代表色番号データ、あるいは準代表色番号データのいずれかであるかを判定し、その判定結果を選択器８８に供給する。選択器８８には最大値選択回路８５の出力、２者最大値選択回路８６の出力、ラッチ回路８２−１０の出力、および判定回路８７の出力が供給され、判定回路８７の判定結果から最大値選択回路８５の出力、２者最大値選択回路８６の出力、ラッチ回路８２−１０の出力のいずれかを選択し、その結果を出力する。すなわち、判定回路８７の判定結果が代表色番号データである場合はラッチ回路８２−１０の出力、判定結果が非代表色番号データである場合は最大値選択回路８５の出力、判定結果が準代表色番号データである場合は２者最大値選択回路８６の出力を選択し、その結果を出力する。
【００７３】
次に代表色再割当部６２の処理内容について具体例をあげて説明する。例えば、代表色再割当部６２に図２２（ｂ）のようなデータ群が入力されたとする。この場合、注目画素Ｐｍに対応したデータとして代表色番号データ「６」（青）が入力されているため、判定回路８７では注目画素に対応したデータが代表色番号データであると判定され、その結果が選択器８８に送られる。この結果、選択器８８はラッチ回路８２−１０の出力を選択し、「６」を出力する。
【００７４】
また、代表色再割当部６２に図２２（ｃ）のようなデータ群が入力されたとする。この場合、画素数計測回路８４によって代表色番号毎の画素数が図２２（ｆ）に示すように測定される。そして、最大値選択回路８５によって画素数が最大の代表色番号「６」（青）が選択器８８に送られる。そして、注目画素Ｐｍに対応したデータとして非代表色番号データ「９」が入力されているため、判定回路８７は非代表色番号であると判定し、選択器８８は最大値選択回路８５の出力を選択し、「６」を出力する。
【００７５】
また、代表色再割当部６２に図２２（ｄ）のようなデータ群が入力されたとする。この場合、画素数計測回路８４によって代表色番号毎の画素数が図２２（ｇ）に示すように測定される。そして、２者最大値選択回路８６は、注目画素Ｐｍに対応したデータが準代表色番号たる「６０」であることから、注目画素Ｐｍに対応した色が代表色番号「０」に対応した代表色と代表色番号「６」に対応した代表色の中間色であると判定する。そして、代表色番号「０」と「６」のうち画素数の多い方の代表色番号「６」を選択して出力する。そして、判定回路８７は、注目画素Ｐｍに対応したデータは「６０」なので、準代表色番号データであると判定し、それに従い選択器８８は２者最大値選択回路８６の出力を選択し、代表色番号「６」を出力する。
【００７６】
▲３▼代表色修正部６３
次に代表色修正部６３について図２３を参照して説明する。図２３において、代表色再割当部６２から供給されるた代表色番号データは、１ラインメモリ９１−１，９１−２とラッチ回路９２−１〜９２−６によって遅延される。そして、これらの１ラインメモリおよびラッチ回路からなる構成により、３×３画素からなるブロックを構成する各画素の代表色番号データが得られる。３×３画素ブロックを構成する各画素の代表色番号データは、画素数測定回路９３により、各代表色番号毎に個数（すなわち、当該代表色番号の割り当てられた画素数）が測定される。
【００７７】
最大数番号検出回路９４では、画素数測定回路９３において測定された代表色番号ごとの画素数から、その画素数が最大である代表色番号を検出し、その代表色番号を出力する。また、画素数抽出回路９５には、画素数測定回路９３において測定された代表色番号ごとの画素数および注目画素（３×３画素の中心画素）の代表色番号が入力され、注目画素の代表色番号と同一代表色番号を持つ画素が３×３画素内に何画素あるかを抽出し（注目画素を含む）、その画素数を出力する。比較器９６では入力された画素数データと「１」を比較し、画素数が１の場合は「１」、１より多い場合は「０」を選択回路９７に出力する。
【００７８】
選択回路９７では、画素数抽出回路９５から供給されるデータが「１」の時は、注目画素は孤立点であると判定し、最大数番号検出回路９４から供給される代表色番号を選択し、その代表色番号を出力する。また、画素数抽出回路９５から供給されるデータが「０」の時は、ラッチ回路９２−３の出力、すなわち注目画素の代表色番号のデータを選択し、その代表色番号を出力する。このようにして、代表色番号の孤立点を除去することが可能となる。
【００７９】
▲４▼エッジ修正部６４
次に、エッジ修正部６４を、図２４を用いて説明する。エッジ修正部６４では、エッジの孤立点を除去する。図２４において、エッジ検出部１３から入力されたエッジ信号は、１ラインメモリ１０１−１，１０１−２とラッチ回路１０２−１〜１０２−６によって３×３画素にブロック化される。ブロック化された３×３画素のうち中心画素を除く８画素のデータはＯＲ回路１０３に供給され、８画素のＯＲ演算が行われ、その結果は選択回路１０４に出力される。選択回路１０４は、ＯＲ回路１０３から入力されたデータが「０」の時すなわち８近傍画素全てが「０」の時は「０」を出力し、ＯＲ回路１０３から入力された信号が「１」の時は注目画素（３×３画素の中心画素）のデータを出力する。
【００８０】
▲５▼エッジ再生成部６５
次に、エッジ再生成部６５について説明する。エッジ再生成部６５では、エッジ修正部６４から入力されたエッジ部より文字領域を生成し出力する。領域の生成の方法として、例えば注目画素を中心とした所定の大きさ（例えば３×３や５×５など）のウィンドウを用い、注目画素（ウィンドウの中心画素）がエッジ部ならばウィンドウ全体を文字領域とする方法がある。また別の方法として、所定の大きさの範囲でエッジ部の連結を追跡し（輪郭追跡）、エッジ部が閉じた領域（閉領域）を形成している場合にそのエッジ部及び閉領域の内部を文字領域として抽出する方法などがある。
【００８１】
以上のようにして、本実施形態においては、入力画像の画像信号から各画素の代表色を求め、その代表色を周囲の代表色を参照することにより修正し、修正された代表色から代表色の変化点を抽出し、抽出された変化点からエッジ部を検出し、検出されたエッジ部の孤立点を除去するなどしてエッジ部を修正し、修正されたエッジ部を膨らますなどしてエッジ部の再生成を行い、そして再生成されたエッジ部を用いて像域分離を行う。従って、第１の実施形態に比べ処理の規模は大きくなるものの、より正確な領域判定が可能となる。
【００８２】
Ｃ．第３の実施形態
図２５を用いて、本発明第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明したものと同一機能を持つものについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
色信号変換部３から出力された色信号は、色信号変換部４に入力されるとともに、網点領域識別部１１１および像域分離部１１２にも入力される。
【００８４】
網点領域識別部１１１では、入力された画像信号より網点領域を識別し、その識別結果を像域分離部１１２に出力する。網点領域識別部１１１での網点識別方法については、パターンマッチングによる方法や、ピーク値をとる画素の周期性から識別する方法などがあるが、その詳細については本発明の主旨ではないので、ここではその説明は割愛する。
【００８５】
像域分離部１１２では、色信号変換部３から入力された画像信号と、網点領域識別部１１１から入力された網点領域信号より、網点領域の像域分離および非網点領域の像域分離処理を行う。
【００８６】
像域分離部１１２から出力された像域分離信号は、空間フィルタ部６、出力階調補正部７、画像出力部８に供給され、網点内の文字領域・絵柄領域及び非網点内の文字領域・絵柄領域の各領域毎にそれぞれ最適な再現処理が施され画像が出力される。
【００８７】
次に、像域分離部１１２について、図２６を用いて説明する。図２６において、画像信号は平滑化部１２１に入力される。平滑化部１２１では、網点領域識別部１１１から入力された網点領域信号に応じて画像信号の平滑化を行い、代表色割当部１１に出力する。
【００８８】
代表色割当部１１では、入力された画像信号に代表色を割当てるが、その際、網点領域信号に応じて代表色の割当方法や閾値などを切り替える。
【００８９】
割り当てられた代表色の信号（代表色信号）は変化点抽出部１２において代表色の変化点が抽出され、エッジ検出部１３に送られる。
【００９０】
エッジ検出部１３では、変化点抽出部１２から供給された変化点の信号からエッジを検出するが、その際、網点領域信号に応じてエッジ検出のパラメータ、例えばフィルタの係数、パターンマッチングのためのパターン、あるいは閾値などを切り替えてエッジを検出し、エッジ信号を出力する。
なお、代表色割当部１１、変化点抽出部１２、エッジ検出部１３に関しては第１の実施形態において説明したので、ここではその詳説は省略する。
【００９１】
平滑化部１２１では、入力された網点領域信号が網点領域を表す場合、画像信号の平滑化を行う。平滑化は、所定の範囲（例えば３×３や５×５）の画素値の単純平均あるいは重み付け平均を算出し、注目画素の画素値とする。
【００９２】
以上のようにして、本実施形態においては、網点領域を識別し、網点領域か否かによってパラメータを切り替えて代表色を求め、求められた代表色から代表色の変化点を抽出し、代表色の変化点から網点領域信号によってパラメータを切り替えながらエッジを検出する。これにより、無背景部の文字領域抽出だけではなく、網点領域の文字領域抽出も可能となる。そして、これらの領域判定結果を用いることにより、高精度な画像再現処理が可能となるため、より高品位な出力画像を得ることが可能となる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、入力画像を構成する各画素に対して代表色を割当て、入力画像を代表色の異なった複数の像域に区分する境界を検出するようにしたので、カラー画像信号を有効に活用した高精度な像域分離が可能となる。また、本発明では各画素の色の変化に基づいて像域分離を行うために、誤判定を少なくすることができ、背景と同等の明度成分を持つ文字部をも正確に抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態である画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  同実施形態における像域分離部９の構成を示すブロック図である。
【図３】  同実施形態における代表色割当部１１ａの構成を示すブロック図である。
【図４】  同実施形態における距離演算部２２の構成を示すブロック図である。
【図５】  同実施形態における代表色割当部１１ｂの構成を示すブロック図である。
【図６】  同実施形態における代表色割当部１１ｃの構成を示すブロック図である。
【図７】  同実施形態における代表色割当部１１ｄの構成を示すブロック図である。
【図８】  同代表色割当部１１ｄにおけるＬＵＴ３４の内容を示す図である。
【図９】  同実施形態における変化点抽出部１２の構成を示すブロック図である。
【図１０】  同変化点抽出部１２の動作を説明する図である。
【図１１】  同実施形態におけるエッジ検出部１３の第１の例を示す図である。
【図１２】  同実施形態におけるエッジ検出部１３の第２の例を示すブロック図である。
【図１３】  同実施形態におけるエッジ検出部１３の第３の例を示すブロック図である。
【図１４】  同エッジ検出部の動作を説明する図である。
【図１５】  この発明の第２の実施形態における像域分離部の構成を示すブロック図である。
【図１６】  同実施形態における代表色割当部６１の第１の例の構成を示すブロック図である。
【図１７】  同実施形態における代表色番号および非代表色番号の例を示す図である。
【図１８】  代表色割当部６１における代表色近傍判定部７１の構成を示すブロック図である。
【図１９】  同実施形態における代表色割当部６１の第２の例の構成を示すブロック図である。
【図２０】  第２の例において使用する準代表色番号の例を示す図である。
【図２１】  同実施形態における代表色再割当部６２の構成を示すブロック図である。
【図２２】  同代表色再割当部６２の動作を示す図である。
【図２３】  同実施形態における代表色修正部６３の構成を示すブロック図である。
【図２４】  同実施形態におけるエッジ修正部６４の構成を示すブロック図である。
【図２５】  この発明の第３の実施形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】  同実施形態における像域分離部１１２の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１・・・・・・・・・・・・・・・・・代表色割当部
１２・・・・・・・・・・・・・・・・・変化点抽出部
１３・・・・・・・・・・・・・・・・・エッジ検出部
１１１・・・・・・・・・・・・・・・・網点領域識別部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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