(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像読取部で取得した文字、罫線等の線図形が印刷された帳票等の多値画像データを２値化する画像処理装置において、
予め設定した観測窓を用いて多値画像データから水平方向の濃度勾配画像データと垂直方向の濃度勾配画像データを生成し、前記二つの濃度勾配画像データを合成して濃度勾配画像データを生成する濃度勾配画像データ生成部と、
前記濃度勾配画像データ生成部で生成した濃度勾配画像データに対し、前記濃度勾配に基づき抽出された画素の濃度値等を利用してエッジ部の推定を行い、２値化を行うことで水平方向の２値化画像データと垂直方向の２値化画像データを生成し、前記二つの２値化画像データを合成して２値画像データを生成するエッジ部推定２値画像データ生成部と、
前記エッジ部推定２値画像データ生成部で生成した２値画像データに対し、予め設定した前記観測窓を用いて線図形の欠落部分を補完するエッジ部推定２値画像データ補完部と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濃淡情報を有する画像データを２値化する処理に係り、特に電子ファイリング装置や文字認識装置などにおいて、文字や罫線等の線図形を光学的に読取り、良好な２値画像データを取得する画像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
帳票等に印字または記入された文字を読取り、文字コードに変換するには光学機器を入力装置とし、該入力装置で取得した画像データから文字データを抽出し、該文字データと予め用意した辞書とを照合する方法がある。このような一連の処理を文字認識と言う。この文字認識技術において、入力装置で取得した画像データから文字データを抽出する際に、該画像データの有する濃淡情報を任意の閾値を用いて「０」と「１」とに分類した２値画像データに変換し、該２値画像データの位置情報等に基づいて文字データを抽出したり、該抽出した２値画像データである文字データに対し予め用意した辞書との照合を実施していた。
このような画像データの有する濃淡情報を任意の閾値を用いて「０」と「１」とに分類する２値化処理装置として、例えば特開平０５−２９８４８０号公報に開示されているものがある。
この従来装置は、濃淡画像上の複数行において各濃度変化の最も大きいところを検出し、各行における最大濃度変化量の中間調を算出し、各中間調の平均を２値化閾値として濃淡情報を有する画像データを２値化するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来装置では、複数行から検出した２値化閾値を平均して一意に２値化閾値を決定し、濃淡画像データから２値画像データを作成していたため、対象とする画像データの濃淡変化が不均一であった場合、取得する２値画像データが潰れたり、かすれたりし、良好な２値画像データを抽出できないという問題があった。例えば、伝票類に観測される文字、罫線、スタンプ、印影等の線図形はそれぞれ最適な２値化閾値が異なるため、一意に決定された２値化閾値では全てを良好に２値化することは出来ない。また、スタンプ等も線図形を構成する画素の濃淡変化が激しいため、同様に良好な２値化をすることが出来ない。
よって、本発明は、濃淡情報を有する画像データ上において濃淡変化に不均一である場合においても、潰れかすれのない良好な２値画像データを抽出する画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
予め設定した観測窓を用いて多値画像データから水平方向の濃度勾配画像データと垂直方向の濃度勾配画像データを生成し、この二つの濃度勾配画像データを合成して濃度勾配画像データを生成する濃度勾配画像データ生成部と、
濃度勾配画像データ生成部で生成した濃度勾配画像データに対し、濃度勾配に基づき抽出された画素の濃度値等を利用して２値化を行うことで水平方向の２値化画像データと垂直方向の２値化画像データを生成し、この二つの２値化画像データを合成して２値画像データを生成する２値画像データ生成部と、
を備えることにより、良好な２値画像データを抽出する。
【０００５】
また、濃度勾配画像データ生成部で生成した濃度勾配画像データに対し、濃度勾配に基づき抽出された画素の濃度値等を利用してエッジ部の推定を行い、２値化を行うことで水平方向の２値化画像データと垂直方向の２値化画像データを生成し、この二つの２値化画像データを合成して２値画像データを生成するエッジ部推定２値画像データ生成部と、
を備えることにより、良好な２値画像データを抽出する。
【０００６】
また、エッジ部推定２値画像データ生成部で生成した２値画像データに対し、予め設定した観測窓を用いて線図形の欠落部分を補完するエッジ部推定２値画像データ補完部と、
を備えることにより、良好な２値画像データを抽出する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について説明する。
本発明の第１の実施形態の構成のブロック図を図１に示す。
画像処理装置１０は、
文字、罫線等の線図形が印刷された帳票等の媒体を、光学的に走査して、光情報を量子化された電気信号に変換する画像読取部２０と、
画像読取部２０より取得した多値画像データを格納する画像データ記憶部３０と、
ｍ×ｎの観測窓により、画像データ記憶部３０に格納した多値画像データから水平／垂直の各方向において濃度勾配が急峻である画素を白画素に変換することで濃度勾配画像データを生成し、水平方向の濃度勾配画像データと垂直方向の濃度勾配画像データの論理積をとることで、水平・垂直論理積濃度勾配画像データを生成する濃度勾配画像データ生成部４０と、
濃度勾配画像データ生成部４０で生成された水平・垂直論理積濃度勾配画像データに対し、水平／垂直の各走査方向において画像データ上の特定の画素の濃度値等に基づいて線図形と判定される画素を黒画素、線図形以外と判定される画素を白画素に変換することで２値画像データを生成し、水平方向の２値画像データと垂直方向の２値画像データの論理和をとることで水平・垂直論理和２値画像データを生成する２値画像データ生成部５０とから構成される。
【０００８】
以下に第１の実施形態の動作を図２の流れ図に基づいて説明する。
初めに、画像データ記憶部３０の動作について説明する。
画像データ記憶部３０は、画像読取部２０が帳票等の媒体を光学的に走査し、媒体からの光情報を量子化された電気信号に変換して取得した多値画像データを画像データ記憶部３０内に設置したイメージメモリ上に格納する（Ｓ１）。なお、このイメージメモリ上にはＸ−Ｙ座標が仮想的に設定されており、この座標系で表される位置の画素をメモリ上から読み出すことが出来るようにしている。
【０００９】
次に第１の実施形態における濃度勾配画像データ生成部４０の動作について説明する。
濃度勾配画像データ生成部４０は、図３に示す３×３の観測窓を設け、この観測窓を用いて画像データ記憶部３０に格納した多値画像データを走査する際に、以下のように動作し、水平／垂直方向の濃度勾配画像データを生成する。
水平方向の濃度勾配画像データを生成する場合、着目窓ａ０の濃度値と観測窓ａ５の濃度値の差分が任意の値以上離れており、かつ観測窓ａ５の濃度値が注目窓ａ０の濃度値より高い場合、観測窓ａ５の画素を白画素に変換し（処理１）、着目窓ａ０の濃度値と観測窓ａ４の濃度値の差分が任意の値以上離れており、かつ観測窓ａ４の濃度値が着目窓ａ０の濃度値より低い場合、観測窓ａ４の画素を白画素に変換し（処理２）、これら二つの場合を除いて着目窓ａ０の濃度値と観測窓ａ４及び観測窓ａ５の濃度値の差分が任意の値以上離れている場合、着目窓ａ０の画素を白画素に変換し（処理３）、逆に着目窓ａ０の濃度値と観測窓ａ４及び観測窓ａ５の濃度値の差分が任意の値α以内である場合、着目窓ａ０の画素は該着目窓の濃度値を保持する（処理４）。以上説明した動作（Ｓ２）によって、水平方向の濃度勾配画像データを生成する。
【００１０】
同様に、垂直方向の濃度勾配画像データを生成する場合、着目窓ａ０の濃度値と観測窓ａ７の濃度値の差分が任意の値以上離れており、かつ観測窓ａ７の濃度値が注目窓ａ０の濃度値より高い場合、観測窓ａ７の画素を白画素に変換し（処理１）、着目窓ａ０の濃度値と観測窓ａ２の濃度値の差分が任意の値以上離れており、かつ観測窓ａ２の濃度値が着目窓ａ０の濃度値より低い場合、観測窓ａ２の画素を白画素に変換し（処理２）、これら二つの場合を除いて着目窓ａ０の濃度値と観測窓ａ２及び観測窓ａ７の濃度値の差分が任意の値以上離れている場合、着目窓ａ０の画素を白画素に変換し（処理３）、逆に着目窓ａ０の濃度値と観測窓ａ２及び観測窓ａ７の濃度値の差分が任意の値α以内である場合、着目窓ａ０の画素は該着目窓の濃度値を保持する。以上説明したように水平方向の濃度勾配画像データを生成する動作（Ｓ２）と同様に垂直方向の濃度勾配画像データを生成する。
【００１１】
なお、任意の値αは経験上により設定される閾値である。また、生成される濃度勾配画像データの白画素部分をエッジ部と呼ぶ。
濃度勾配画像データ生成部４０は、更に、水平方向の濃度勾配画像データと垂直方向の濃度勾配画像データの論理積を用いて、水平・垂直論理積濃度勾配画像データを生成する（Ｓ３）。
例えば水平罫線の場合、背景である白地から水平罫線への濃度変化を３×３の観測窓で観測した場合、ａ０とａ４，ａ５の濃度値、ａ１〜ａ３の濃度値、ａ６〜ａ８の濃度値がそれぞれ等しくなり、ａ０の濃度値よりもａ２の濃度値が大きい（または小さい）、ａ０の濃度値よりもａ７の濃度値が小さい（または大きい）という状態になる。このように多値画像データは濃度勾配を持ち、その等濃度線は文字、罫線等の線図形を構成する線分の多値画像データの輪郭線と同じ方向で形成されることが多い。これは、等濃度線の方向を検出することにより、線図形を構成する線分の方向を検出することが出来ることを意味する共に、等濃度線に垂直に交わる濃度勾配でも線図形を構成する線分の方向を検出することが出来ることを意味する。
【００１２】
処理１から処理４は、線図形を構成する線分の方向を検出すると共に、処理１から処理３によって該線分の輪郭線（該線分を構成する最外画素）をエッジ部として抽出している。更に、観測窓のように局所的な画素の濃度値を観測する場合には、線図形及び背景を構成する画素の濃度値に大きな変化は観測されないため、斜め方向の輪郭線も水平／垂直方向の濃度勾配で十分に検出することが出来る。従って、水平・垂直論理積濃度勾配画像データのエッジ部は線図形の輪郭線を表すことになる。
【００１３】
上記実施形態の観測窓は、３×３に限定したものではなく、ｍ×ｎ（ｍ、ｎは正数）の観測窓でもかまわない。
次に第１の実施形態における２値画像データ生成部５０の動作について説明する。
【００１４】
２値画像データ生成部５０は、濃度勾配画像データ生成部４０で生成された水平・垂直論理積濃度勾配画像データに対して、水平／垂直方向の以下のように走査処理を行う。
着目画素と走査方向逆側の隣接画素（これ以降後画素と呼ぶ）の濃度値により分けられた四つの処理（後述）によって着目画素から走査方向に存在する画素が線図形か否かを判定して、着目画素が線図形の場合は着目画素を黒画素に変換し、線図形でない場合は着目画素を白画素に変換することで２値画像データを生成する（Ｓ４）。
走査線上の画素は、状態として文字、罫線等の線図形、背景及び複雑な文字等の線分と線分の間に観察される背景の濃度値よりも高い濃度値を有する背景（線図形内背景）の３つに分類される。線図形内背景と背景を区別するのは、後述の処理において利用する背景濃度値が、線図形内背景のような局所的な背景濃度値に影響されず、多値画像データの大半を占める背景の濃度値を的確に示すようにするためである。
【００１５】
また、着目画素の濃度値と背景の濃度値との差分が任意の値以上離れており、かつ該着目画素の濃度値が背景の濃度値より高い場合、該着目画素は方向として正に分類され、逆に着目画素の濃度値と背景の濃度値との差分が任意の値以上離れており、かつ該着目画素の濃度値が背景の濃度値より低い場合、該着目画素は方向として負に分類される。これは、背景濃度値を中心とした規定範囲を境にして、濃度値の高い画素で構成される線図形も濃度値の低い画素で構成される線図形も同様の論理で後述の処理を進めるためである。
２値画像データ生成処理について説明を行う。走査処理を行うとき、走査線上の着目画素と後画素の濃度値により、該着目画素が水平・垂直論理積濃度勾配画像データの走査線上のどの部分を走査しているかが分かる。例えば、着目画素が白で後画素が白以外の場合該着目画素はエッジ部の開始点であり、着目画素、後画素共に白の場合該着目画素はエッジ部であり、着目画素が白以外で後画素が白の場合該後画素はエッジ部終了点であり、着目画素、後画素共に白以外の場合該着目画素はエッジ部とエッジ部の間の画素である。
【００１６】
２値画像データ生成部５０は、図４に示すような着目画素と後画素の濃度値により分けられた四つの処理によって２値画像データを生成する。
以下、図４及び図５の処理フローに基づいて２値画像データ生成部の動作について説明する。
着目画素が白で後画素が白以外の場合、すなわち該着目画素がエッジ部開始点である場合、エッジ部開始点濃度値としてＡ１（後画素の濃度値）と、エッジ部開始点座標としてＭ１（後画素のイメージメモリ上の座標）を取得する。また、該エッジ部は線図形を構成する線分の最外画素より内側の画素であるから、該着目画素を黒画素に変換する（Ｔ１）。
着目画素、後画素共に白画素の場合、すなわち該着目画素がエッジ部である場合、該エッジ部は線図形を構成する線分の最外画素より内側の画素であるという理由により、該着目画素を黒画素に変換する（Ｔ２）。
【００１７】
着目画素が白以外で後画素が白の場合、すなわち該後画素がエッジ部終了点である場合、エッジ部終了点濃度値としてＡ２（着目画素の濃度値）と、エッジ部終了点座標としてＭ２（着目画素のイメージメモリ上の座標）を取得する（Ｕ１，Ｕ２）。
Ｔ３においては先ず、該エッジ部がノイズであるか線図形のエッジ部であるかを判定する（Ｕ３）。該エッジ部がノイズである場合、ノイズの周囲に存在する画素の濃度値の差分は小さいことから、該エッジ部のＡ２が該エッジ部のＡ１，Ａ２の平均値を中心とした規定範囲内である場合、該エッジ部はノイズであると判定し、該着目画素から走査方向に存在する画素を該エッジ部以前の画素と同じ状態にする。この結果、該着目画素が線図形である場合該着目画素を黒画素に変換し、該着目画素が線図形内背景及び背景である場合該着目画素を白画素に変換する（Ｕ１７）。
【００１８】
一方Ｕ３において、該エッジ部のＡ２が該エッジ部のＡ１，Ａ２の平均値を中心とした規定範囲外である場合、該エッジ部は線図形のエッジ部であると判定する。このとき、該エッジ部以前の画素の状態が背景である場合、背景濃度値としてＢＧ（ＢＧとＡ１の平均値）を取得する（Ｕ４，Ｕ５）。そして、該エッジ部のＡ２，ＢＧに基づいて該着目画素から走査方向に存在する画素の状態を判定する（Ｕ６）。
【００１９】
該エッジ部のＡ２が該エッジ部のＡ２，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲内である場合、該着目画素は背景であり、該エッジ部は線図形の走査方向側のエッジ部である。このとき、該エッジ部以前の画素の状態が線図形内背景である場合、Ｍ１，Ｎ２（後述）に基づいて該エッジ部と該エッジ部以前に存在したエッジ部の間の画素を黒画素に変換する（Ｕ１４，Ｕ１５）。これは、複数のエッジ部で線図形の走査方向側のエッジ部を構成する場合に対応している。すなわち、該エッジ部と該エッジ部以前に存在したエッジ部の間の画素をエッジ部であるとすることで複数のエッジ部を一つのエッジ部にしている。
更に、線図形エッジ部終了点濃度値としてＢ２（該エッジ部が線図形の走査方向側のエッジ部である場合、該エッジ部のＡ２に相当する）を取得した後、該着目画素を白画素に変換する（Ｕ１７）。
【００２０】
一方Ｕ６において、該エッジ部のＡ２が該エッジ部のＡ２，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲外の場合、該注目画素は線図形か線図形内背景であると判定し、該エッジ部のＡ２，ＢＧに基づいた方向判定を行う（Ｕ７）。該エッジ部のＡ２が該エッジ部のＡ２，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲より高い場合正であり、該エッジ部のＡ２が該エッジ部のＡ２，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲よりも低い場合負であると判定する。そして、前記方向を踏まえて、該エッジ部のＡ１，Ａ２に基づいた状態判定を行う（Ｕ８）。
【００２１】
該エッジ部のＡ２が該エッジ部のＡ１，Ａ２の平均値を中心とした規定範囲より高く、かつ方向が正である場合、あるいは該エッジ部のＡ２が該エッジ部のＡ１，Ａ２の平均値を中心とした規定範囲より低く、かつ方向が負である場合、該着目画素は線図形であり、該エッジ部は線図形の走査方向側のエッジ部である。このとき、線図形エッジ部開始点濃度値としてＢ１（該エッジ部が線図形の走査方向逆側のエッジ部である場合、該エッジ部のＡ１に相当する）を取得する（Ｕ９）。
更に、線図形エッジ部終了点座標としてＮ２（該エッジ部が線図形の走査方向逆側のエッジ部であるの場合、該エッジ部のＭ２に相当する）を取得し（Ｕ１３）、該着目画素を黒画素に変換する（Ｕ１７）。
【００２２】
一方Ｕ８において、該エッジ部のＡ２が該エッジ部のＡ１，Ａ２の平均値を中心とした規定範囲より低く、かつ方向が正である場合、あるいは該エッジ部のＡ２が該エッジ部のＡ１，Ａ２の平均値を中心とした規定範囲より高く、かつ方向が負である場合、該着目画素は線図形内背景であり、該エッジ部は線図形の走査方向側のエッジ部である。このとき、該エッジ部以前の画素の状態が線図形内背景である場合、Ｍ１，Ｎ２に基づいて該エッジ部と該エッジ部以前に存在したエッジ部の間の画素を黒画素に変換する（Ｕ１０、Ｕ１１）。更に、線図形エッジ部終了点としてＢ２を取得し（Ｕ１２）、Ｎ２を取得した後（Ｕ１３）、該着目画素を白画素に変換する（Ｕ１７）（Ｔ３）。
【００２３】
着目画素が白以外で後画素が白以外の場合、すなわち該着目画素がエッジ部とエッジ部の間の画素である場合、Ｔ３で判定された状態に従って、状態が線図形である場合該着目画素を黒画素に変換し、線図形内背景及び背景である場合着目画素を白画素に変換する（Ｔ４）。
２値画像データ生成部５０は更に、２値画像データ生成処理において生成された水平方向の２値画像データと垂直方向の２値画像データを論理和を用いて合成し、水平・垂直論理和２値画像データを生成する（Ｓ５）。
【００２４】
このように画像データ記憶部３０と、濃度勾配画像データ生成部４０と、２値画像データ生成部５０とを設けることにより、画像データ記憶部３０に格納された図６の（ａ）のような濃度値を有する多値画像データは、濃度勾配画像データ生成部４０により図６の（ｂ）のような水平・垂直論理積濃度勾配画像データに変形され、更に、２値画像データ生成部５０により図６の（ｃ）のような水平・垂直論理和２値画像データに変形される。このようにして、画像処理装置１０は、掠れ等の濃度値の緩やかな変化の少ない多値画像データを精度良く２値化することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態の構成のブロック図を図８に示す。
画像処理装置１０は、文字、罫線等の線図形が印刷された帳票等の媒体を光学的に走査し、該帳票等の媒体からの光情報を量子化された電気信号に変換する画像読取部２０より取得した多値画像データを格納する画像データ記憶部３０と、ｍ×ｎの観測窓により、画像データ記憶部３０に格納した多値画像データから水平／垂直の各方向において濃度勾配が急峻である画素を白画素に変換することで濃度勾配画像データを生成し、水平方向の濃度勾配画像データと垂直方向の濃度勾配画像データの論理積をとることで、水平・垂直論理積濃度勾配画像データを生成する濃度勾配画像データ生成部４０と、
濃度勾配画像データ生成部４０で生成された水平・垂直論理積濃度勾配画像データに対し、水平／垂直の各走査方向において緩やかな濃度勾配を有する線図形のエッジ部を推定し、該画像データ上の特定の画素の濃度値等に基づいて線図形と判定される画素を黒画素、線図形以外と判定される画素を白画素に変換することでエッジ部推定２値画像データを生成し、水平方向のエッジ部推定２値画像データと垂直方向のエッジ部推定２値画像データの論理和をとることで水平・垂直論理和エッジ部推定２値画像データを生成するエッジ部推定２値画像データ生成部５１とから構成される。
【００２６】
以下に第２の実施形態における動作について説明する。
図９に示す処理の流れで動作するが、Ｓ１からＳ３まで、すなわち、画像読取部２０、画像データ記憶部３０及び濃度勾配画像データ生成部４０の動作は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。
以下に、第１の実施形態にはない、エッジ部推定２値画像データ生成部５１の動作Ｓ４、Ｓ５について処理の流れを示す図１０、図１１、図１２、図１３、図１４に基づいて説明する。
【００２７】
エッジ部推定２値画像データ生成部５１は、濃度勾配画像データ生成部４０で生成された水平・垂直論理積濃度勾配画像データに対して、水平／垂直方向の走査処理（Ｓ４）を行うが、第１の実施形態と異なるエッジ部推定エッジ部間処理部（Ｔ４）について説明する。
注目画素が白以外で後画素が白以外の場合、すなわち該注目画素がエッジ部とエッジ部の間の画素である場合、Ｔ３で判定された状態に従って、状態が線図形である場合該着目画素を黒画素に変換し、線図形内背景及び背景である場合該着目画素を白画素に変換する。但し、線図形に緩やかな濃度勾配を有する画素で構成される部分が存在する場合に対応するため、エッジ部の推定を行ってから変換処理を行う（Ｔ４）。
【００２８】
該着目画素において状態が線図形である場合、線図形処理部を行う（Ｖ１）。先ず、該着目画素の濃度値，ＢＧに基づいたエッジ部推定を行う（Ｗ１）。該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲内である場合、該着目画素の状態は背景であると判定し、該後画素と該着目画素の間に線図形と背景を分離するエッジ部が存在すると推定する。このとき、エッジ部開始点濃度値としてＡ１（後画素の濃度値）、エッジ部終了点濃度値としてＡ２（注目画素の濃度値）、線図形エッジ部終了点濃度値としてＢ２（注目画素の濃度値）を取得する（Ｗ２）。
更に、エッジ部開始点座標としてＭ１（後画素の座標）、エッジ部終了点座標としてＭ２（注目画素の座標）を取得し（Ｗ３）、該着目画素を白画素に変換する（Ｖ４）。
【００２９】
一方Ｗ１において線図形と背景を分離するエッジ部が存在しない場合、該着目画素の濃度値，ＢＧに基づいた方向判定を行う（Ｗ４）。該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲より高い場合正であり、該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲よりも低い場合負であると判定する。
そして、前記方向を踏まえて、該着目画素の濃度値，エッジ部終了点濃度値Ａ２に基づいたエッジ部推定を行う（Ｗ５）。該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，Ａ２の平均値を中心とした規定範囲より低く、かつ方向が正である場合、あるいは該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，Ａ２の平均値を中心とした規定範囲より高く、かつ方向が負である場合、該着目画素の状態は線図形内背景であると判定し、該後画素と該着目画素の間に線図形と線図形内背景を分離するエッジ部が存在すると推定する。このとき、エッジ部開始点濃度値としてＡ１、エッジ部終了点濃度値としてＡ２、線図形エッジ部終了点濃度値としてＢ２を取得する（Ｗ６）。
【００３０】
更に、エッジ部開始点座標としてＭ１、エッジ部終了点座標としてＭ２を取得し（Ｗ７）、線図形エッジ部終了点座標としてＮ２（注目画素の座標）を取得してから（Ｗ８）、該着目画素を白画素に変換する（Ｖ４）。該着目画素において状態が線図形内背景の場合線図形内背景処理部を行う（Ｖ２）。
先ず、該着目画素の濃度値，ＢＧに基づいたエッジ部推定を行う（Ｘ１）。該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲内である場合、該着目画素の状態は背景であると判定し、該後画素と該注目画素の間に線図形内背景と背景を分離するエッジ部が存在すると推定する。このとき、エッジ部開始点濃度値としてＡ１、エッジ部終了点濃度値としてＡ２、線図形エッジ部終了点濃度値としてＢ２を取得する（Ｘ２）。
【００３１】
そして、エッジ部開始点座標としてＭ１、エッジ部終了点座標としてＭ２を取得する（Ｘ３）。
更に、該エッジ部以前の画素の状態が線図形内背景であるので、Ｍ１，Ｎ２に基づいて該エッジ部と該エッジ部以前に存在したエッジ部の間の画素を黒画素に変換し（Ｘ４）、該着目画素を白画素に変換する（Ｖ４）。
【００３２】
一方Ｘ１において線図形内背景と背景を分離するエッジ部が存在しない場合、該着目画素の濃度値，ＢＧに基づいた方向判定を行う（Ｘ５）。該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲より高い場合正であり、該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲よりも低い場合負であると判定する。
そして、前記方向を踏まえて、該着目画素の濃度値，ＢＧに基づいたエッジ部推定を行う（Ｘ６）。該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲より高く、かつ方向が正である場合、あるいは該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲より低く、かつ方向が負である場合、該着目画素の状態は線図形であると判定し、該後画素と該着目画素の間に線図形内背景と線図形を分離するエッジ部が存在すると推定する。このとき、エッジ部開始点濃度値としてＡ１、エッジ部終了点濃度値としてＡ２、線図形エッジ部開始点濃度値としてＢ１（後画素の濃度値）を取得する（Ｘ７）。
【００３３】
更に、エッジ部開始点座標としてＭ１、エッジ部終了点座標としてＭ２を取得し（Ｘ８）、線図形エッジ部終了点座標としてＮ２を取得してから（Ｘ９）、該着目画素を黒画素に変換する（Ｖ４）。該着目画素において状態が背景の場合背景処理部を行う（Ｖ３）。
先ず、該注目画素の濃度値，ＢＧに基づいた状態判定を行う（Ｙ１）。該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲内である場合、該着目画素の状態は背景であると判定し、該着目画素を白画素に変換する（Ｖ４）。
【００３４】
一方Ｙ１において該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定判定外である場合、該着目画素の濃度値，ＢＧに基づいた方向判定を行う（Ｙ２）。該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲より高い場合正であり、該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，ＢＧの平均値を中心とした規定範囲よりも低い場合負であると判定する。
そして、前記方向を踏まえて、該着目画素の濃度値，Ｂ２に基づいたエッジ部推定を行う（Ｙ３）。該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，Ｂ２の平均値を中心とした規定範囲より高く、かつ方向が正である場合、あるいは該着目画素の濃度値が該着目画素の濃度値，Ｂ２の平均値を中心とした規定範囲より低く、かつ方向が負である場合、該着目画素の状態は線図形であると判定し、該後画素と該着目画素の間に背景と線図形を分離するエッジ部が存在すると推定する。このとき、エッジ部開始点濃度値としてＡ１、エッジ部終了点濃度値としてＡ２、線図形エッジ部開始点濃度値としてＢ１を取得する（Ｙ４）。
【００３５】
更に、エッジ部開始点座標としてＭ１、エッジ部終了点座標としてＭ２、線図形エッジ部終了点座標としてＮ２を取得し（Ｙ５，Ｙ６）し、背景濃度値としてＢＧ（ＢＧ，Ｂ１の平均値）を取得してから（Ｙ７）、該着目画素を黒画素に変換する（Ｖ４）。
エッジ部推定２値画像データ生成部５１は更に、エッジ部推定２値画像データ生成処理において生成された水平方向のエッジ部推定２値画像データと垂直方向のエッジ部推定２値画像データを論理和を用いて合成し、水平・垂直論理和エッジ部推定２値画像データを生成する（Ｓ５）。
【００３６】
このように画像データ記憶部３０と、濃度勾配画像データ生成部４０と、エッジ部推定２値画像データ生成部５１とを設けることにより、画像データ記憶部３０に格納された図７の（ａ）のような濃度値を有する、すなわち濃度値の緩やかな変化を有する多値画像データは、濃度勾配画像データ生成部４０により図７の（ｂ）のようなエッジ部が精度良く抽出されない水平・垂直論理積濃度勾配画像データに変形されるが、エッジ部推定２値画像データ生成部５１によりエッジ部を推定することで図６の（ｃ）のような水平・垂直論理和エッジ部推定２値画像データに変形される。このようにして、画像処理装置１０は、掠れ等の濃度値の緩やかな変化を有する多値画像データを精度良く２値化することができる。
【００３７】
次に、本発明の第３の実施形態の構成のブロック図を図１６に示す。
画像処理装置１０は、文字、罫線等の線図形が印刷された帳票等の媒体を光学的に走査し、該帳票等の媒体からの光情報を量子化された電気信号に変換する画像読取部２０より取得した多値画像データを格納する画像データ記憶部３０と、ｍ×ｎの観測窓により、画像データ記憶部３０に格納した多値画像データから水平／垂直の各方向において濃度勾配が急峻である画素を白画素に変換することで濃度勾配画像データを生成し、水平方向の濃度勾配画像データと垂直方向の濃度勾配画像データの論理積をとることで、水平・垂直論理積濃度勾配画像データを生成する濃度勾配画像データ生成部４０と、
濃度勾配画像データ生成部４０で生成された水平・垂直論理積濃度勾配画像データに対し、水平／垂直の各走査方向において緩やかな濃度勾配を有する線図形のエッジ部を推定し、該画像データ上の特定の画素の濃度値等に基づいて線図形と判定される画素を黒画素、線図形以外と判定される画素を白画素に変換することでエッジ部推定２値画像データを生成し、水平方向のエッジ部推定２値画像データと垂直方向のエッジ部推定２値画像データの論理和をとることで水平・垂直論理和エッジ部推定２値画像データを生成するエッジ部推定２値画像データ生成部５１と、
エッジ部推定２値画像データ生成部５１で生成された水平・垂直論理和エッジ部推定２値画像データに対し、該画像データ上の線図形部分に観測される穴等の欠落部分をｍ×ｎの観測窓により補完するエッジ部推定２値画像データ補完部６０とから構成される。
【００３８】
以下に第３の実施形態における動作について説明する。
画像読取部２０、画像データ記憶部３０、濃度勾配画像データ生成部４０及びエッジ部推定２値画像データ生成部５１の動作は、第２の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００３９】
以下に、第２の実施形態にはない、エッジ部推定２値画像データ補完部６０の動作について説明する。
エッジ部推定２値画像データ補完部６０は、図３に示す３×３の観測窓を設け、この観測窓を用いてエッジ部推定２値画像データ生成部５１で生成した水平・垂直論理和エッジ部推定２値画像データを走査する際に、着目窓ａ０が白画素かつ観測窓ａ２，ａ４，ａ５及びａ７のうち少なくとも２つが黒画素であり、画像データ記憶部３０に格納した多値画像データ上において、走査時の座標における着目窓ａ０の濃度値と観測窓ａ２，ａ４，ａ５及びａ７の濃度値の差分が任意の値以内である場合、着目窓の画素を黒画素に変換する（Ｓ６）。
【００４０】
このように画像データ記憶部３０と、濃度勾配画像データ生成部４０と、エッジ部推定２値画像データ生成部５１と、エッジ部推定２値画像データ補完部６０を設けることにより、エッジ部推定２値画像データ生成部５１で生成された水平・垂直論理和エッジ部推定２値画像データ上に観測される図１５（ｃ）のような線図形の欠落部分を精度良く補完することで図６の（ｃ）のような水平・垂直論理和エッジ部推定２値画像データを生成する。このようにして、画像処理装置１０は、設定する閾値によっては生じる可能性のある線図形の欠落部分を補完することで、多値画像データを精度良く２値化することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の効果を以下に説明する。
第１の実施形態における画像処理装置では、掠れ等の濃度値の緩やかな変化の少ない多値画像データを精度良く２値化することができる。
第２の実施形態における画像処理装置では、濃度値の緩やかな変化を有する多値画像データのエッジ部を精度良く抽出することができ、濃度値の緩やかな変換を有する多値画像データを２値化することが  第３の実施形態における画像処理装置では、
画像の品質によって状態の判定を誤り、黒画素に変換すべき画素を一部白画素に変換するようなことがないようにし、線図形の欠落部分を補完することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の動作を示す流れ図である。
【図３】観測窓の図である。
【図４】２値画像データ生成部の動作を示す流れ図である。
【図５】２値画像データ生成部の動作を示す流れ図である。
【図６】画像データの図である。
【図７】画像データの図である。
【図８】第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態の動作を示す流れ図である。
【図１０】エッジ部推定２値画像データ生成部の動作を示す流れ図である。
【図１１】エッジ部推定エッジ部間処理部の動作を示す流れ図である。
【図１２】線図形処理部の動作を示す流れ図である。
【図１３】線図形内背景処理部の動作を示す流れ図である。
【図１４】背景処理部の動作を示す流れ図である。
【図１５】画像データの図である。
【図１６】第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１７】第３の実施形態の動作を示す流れ図である。
【符号の説明】
１０  …  画像処理装置
２０  …  画像読取部
３０  …  画像データ記憶部
４０  …  濃度勾配画像データ生成部
５０  …  ２値画像データ生成部
５１  …  エッジ部推定２値画像データ生成部
６０  …  エッジ部推定２値画像データ補完部
【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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