(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
背景とともに撮像された文字画像の輝度を微分して輝度が明るく変化するエッジ部位と、暗く変化するエッジ部位とを検知し、これらエッジ部位に基づいて文字部位を論理値”１”、背景部位を論理値”０”とするものであって、エッジ部位の周囲の数ポイントの輝度データを微分して、その微分値のピーク前後に離れる程小さくなる重みを持たせて積和をし、その積和の結果の値が正であれば明るい方向に変化する部位、負であれば逆の方向に変化する部位と判定して文字部位と背景部位とを判別することを特徴とする文字画像の２値化方法。
【請求項２】
背景とともに撮像された文字画像の輝度を微分して輝度が明るく変化するエッジ部位と、暗く変化するエッジ部位とを検知し、これらエッジ部位に基づいて文字部位を論理値”０”、背景部位を論理値”１”とするものであって、エッジ部位の周囲の数ポイントの輝度データを微分して、その微分値のピーク前後に離れる程小さくなる重みを持たせて積和をし、その積和の結果の値が正であれば明るい方向に変化する部位、負であれば逆の方向に変化する部位と判定して文字部位と背景部位とを判別することをことを特徴とする文字画像の２値化方法。
【請求項３】
縦横の方向で文字画像の輝度を微分することを特徴とする請求項１又は２記載の文字画像の２値化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、文字の読み取りに用いる文字画像の２値化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
文字画像を背景から分離する場合、情報量を少なくする方法として２値化方法が適切である。
この２値化方法としては、固定した閾値（２値化レベル）によって２値化する方法や、照明の輝度分布を記録しておき、撮像して得られた画像の輝度分布を記録している輝度分布により補正し、その補正した後の画像を２値化するシェーディング補正を用いた２値化方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで照明の輝度分布が不均一な状態で撮像された画像は背景の輝度が不均一な画像となり、例えば閾値を固定化した２値化方法の場合、図６に示すように（ａ）の画像に対して２値化レベルが低いと、２値化画像は（ｂ）に示すようになり、逆に２値化レベルが高いと、（ｃ）に示すような２値化画像となり、照明の輝度分布の不均一の影響を受け、文字画像を背景から分離できなくなったり、文字画像がかすれてしまうという問題があった。
【０００４】
またシェーディング補正による２値化方法では、撮像された画像（ａ）と補正画像（ｂ）とを減算して照明の輝度分布の不均一の影響を除去した後２値化するため（ｃ）のように文字画像を背景より分離でき、２値化レベルを固定した場合のような不具合は生じないが、補正画像（ｂ）を記憶しておかなければならず、そのため補正画像を記録する作業が必要となり、その上照度の輝度分布が変化すれば補正画像を再記録しなればならないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは照明の輝度分布がある程度不均一であっても背景と文字とを分離できる文字画像の２値化方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明では、背景とともに撮像された文字画像の輝度を微分して輝度が明るく変化するエッジ部位と、暗く変化するエッジ部位とを検知し、これらエッジ部位に基づいて文字部位を論理値”１”、背景部位を論理値”０”とするものであって、エッジ部位の周囲の数ポイントの輝度データを微分して、その微分値のピーク前後に離れる程小さくなる重みを持たせて積和をし、その積和の結果の値が正であれば明るい方向に変化する部位、負であれば逆の方向に変化する部位と判定して文字部位と背景部位とを判別することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明では、背景とともに撮像された文字画像の輝度を微分して輝度が明るく変化するエッジ部位と、暗く変化するエッジ部位とを検知し、これらエッジ部位に基づいて文字部位を論理値”０”、背景部位を論理値”１”とするものであって、エッジ部位の周囲の数ポイントの輝度データを微分して、その微分値のピーク前後に離れる程小さくなる重みを持たせて積和をし、その積和の結果の値が正であれば明るい方向に変化する部位、負であれば逆の方向に変化する部位と判定して文字部位と背景部位とを判別することを特徴とする。
請求項３の発明では、請求項１又は２記載の発明において、縦横の方向で文字画像の輝度を微分することを特徴とする。
【０００９】
【作用】
請求項１又は請求項２の発明によれば、文字と背景の境界たるエッジ部位に輝度差があれば、照明の輝度分布がある程度不均一であっても、補正等を行なうことなく、文字を背景から分離することができる。 加えて、エッジ部位の周囲の数ポイントの輝度データを微分して、その微分値のピーク前後に離れる程小さくなる重みを持たせて積和をし、その積和の結果の値が正であれば明るい方向に変化する部位、負であれば逆の方向に変化する部位と判定して文字部位と背景部位とを判別するので、微小な角度の斜めのエッジ部位の文字と背景とを分離することができる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２記載の発明において、縦横の方向で文字画像の輝度を微分するので、微小な角度の斜めのエッジ部位をとらえることができて、微小な角度の斜めのエッジ部位の文字と背景とを分離することができる。
【００１１】
【実施例】
図１は本発明方法を用いた画像処理装置の概略構成を示しており、この装置では、文字を描いた撮像対象１をＴＶカメラ２で撮像し、その画像データをＡ／Ｄ変換後フレームメモリ３に一旦取り込み、このフレームメモリ３の画像データを基にＭＰＵユニット４は後述する方法により２値化画像を生成してフレームメモリ５に格納するのである。図中６はシステムバスである。
【００１２】
次に本発明方法の実施例を説明する。
（実施例１）
本実施例ではフレームメモリ３に取り込んだ画像データをＭＰＵユニット４が微分して輝度の変化部分、つまり文字と背景との境界部分であるエッジ部位を検知する。
【００１３】
図２は画像を左側から走査してエッジ部位を微分により検知した状態を示しており、図２（ａ）に示す画像（輝度）データを左から走査して微分すると、輝度が上がって行く変化部位と、下がって行く変化部位に対応して図２（ｂ）に示す＋方向の微分値と、−方向の微分値が得られ、この微分値が出現する位置がエッジ部位となり、＋の微分値が出現してから−の微分値が出現するまでの範囲が文字の範囲となる。従って図３（ａ）に示すように背景に輝度変化があっても、文字と背景とのエッジ部位に輝度差があれば、図３（ｂ）に示すように微分を行なうことによりエッジ部位を検知することができ、その結果図３（ｃ）に示すように背景の輝度変化の影響を受けることなく２値化が行なえることになる。
【００１４】
尚図３（ｃ）では＋の微分値が出現してから−の微分値が出現するまでの文字の部位には例えば論理値”１”のデータを与え、その他の範囲、つまり背景の部位には論理値”０”のデータを与えることにより２値化を行なっているが、逆に文字の部位には論理値”０”のデータを与え、その他の部位、つまり背景の部位には論理値”１”のデータを与えて２値化を行なうようにしても良い。
【００１５】
また微分値が小さい場合にはエッジ部位として検知できない場合があるが、走査方向を横方向のみとせず、縦方向をも走査して微分を行い、これら縦横の微分値データによりエッジ部位をとえるようにすればエッジ部位を確実に検知することができる。
（実施例２）
上記実施例１では微分によりエッジ部位を検知して２値化を行なっているが、本実施例では、エッジ部位が背景なのか否かの判定に図４（ａ）の矢印で示すエッジ部位の周囲の数ポイントの輝度データを参照して、その輝度値が規定値を越えている場合には背景ではないと判定するようにしたもので、判定結果に基づいて図４（ｂ）のように２値化を行なう。この場合微小な角度の斜めのエッジ部位の文字と背景とを分離することが可能となる。
【００１６】
（実施例３）
上記実施例２では、エッジ部位の周囲の数ポイントの輝度データを参照して、エッジ部位が背景なのか否かの判定を行なっているが、本実施例では、図５（ａ）に示す輝度データを微分して得られた図５（ｂ）の微分値のピークを前後に離れる程小さくなる重みを持たせて積和をすることにより、微分値の大きな変化だけではなく小さな変化もとらえるようにしている。そしてノイズ等であれば正負の微分値がでて積和の結果は絶対値として小さくなり、また明るい方向に変化する部位であれば正の値となり、逆であれば負の値となる。このようにして本実施例ではエッジ部位が背景か否かの判定を行い、この判定結果に基づいて図５（ｃ）に示すように２値化を行なう。本実施例の場合も実施例２と同様に微小な角度の斜めのエッジ部位の文字と背景とを分離することが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、背景とともに撮像された文字画像の輝度を微分して輝度が明るく変化するエッジ部位と、暗く変化するエッジ部位とを検知し、これらエッジ部位に基づいて文字部位を論理値”１”、背景を論理値”０”とするので、又請求項２の発明は、背景とともに撮像された文字画像の輝度を微分して輝度が明るく変化するエッジ部位と、暗く変化するエッジ部位とを検知し、これらエッジ部位に基づいて文字部位を論理値”０”、背景を論理値”１”とするので、文字と背景の境界部位であるエッジ部位に輝度差があれば、照明の輝度分布がある程度不均一であっても、補正等を行なうことなく、文字を背景から分離することができるという効果がある。
加えて両発明は、エッジ部位の周囲の数ポイントの輝度データを微分して、その微分値のピーク前後に離れる程小さくなる重みを持たせて積和をし、その積和の結果の値が正であれば明るい方向に変化する部位、負であれば逆の方向に変化する部位と判定して文字部位と背景部位とを判別するので、微小な角度の斜めのエッジ部位の文字と背景とを分離することができるという効果がある。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の発明において、縦横の方向で文字画像の輝度を微分するので、微小な角度の斜めのエッジ部位を検知することができて、微小な角度の斜めのエッジ部位の文字と背景とを分離することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を用いる画像処理装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１の微分によるエッジ部位の検知の説明図である。
【図３】同上の背景に輝度変化のある画像の２値化の説明図である。
【図４】本発明の実施例２の２値化の説明図である。
【図５】本発明の実施例３の２値化の説明図である。
【図６】従来方法の説明図である。
【図７】従来方法の別の説明図である。
【符号の説明】
１        撮像対象
２        ＴＶカメラ
３        フレームメモリ
４        ＭＰＵユニット
５        フレームメモリ
。６        システムバス
【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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