(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化を実行する２値化処理装置において、
２値化する画素における２値化の初期基準値となるしきい値を設定するしきい値設定手段（５）と、
２値化する画素に適用するしきい値に関して、画像予測関数を用いて算出した２値化する画素の周辺画素の多値からの予測値と２値化する画素の周辺画素の２値からの予測値とをパラメータとして当該画素における２値化の初期基準値となるしきい値の変動値を算出するしきい値変動手段（６）と、
変動値に基いて２値化の初期基準値となるしきい値をスライドさせて２値化する画素の２値を決定する決定手段（７）とを備える、ことを特徴とする２値化処理装置。
【請求項２】
前記しきい値変動手段（６）は、
しきい値の変動値を算出する場合には、２値化する画素の周辺画素の多値からの予測値と実際値とが一致し、かつ２値化する画素の周辺画素の２値からの予測値が１または０の場合の最大変動幅からなる第１係数と、２値化する画素の周辺画素の多値からの予測値と実際値との一致度からなる第２係数と、２値化する画素の周辺画素の２値からの予測値からなる第３係数とを乗算して求める、ことを特徴とする請求項１記載の２値化処理装置。
【請求項３】
濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化を実行する２値化処理装置の制御を実現するプログラムにおいて、
コンピュータを、２値化する画素における２値化の初期基準値となるしきい値を設定する手段と、
２値化する画素に適用するしきい値に関して、画像予測関数を用いて算出した２値化する画素の周辺画素の多値からの予測値と２値化する画素の周辺画素の２値からの予測値とをパラメータとして当該画素における２値化の初期基準値となるしきい値の変動値を算出する手段と、
変動値に基いて２値化の初期基準値となるしきい値をスライドさせて２値化する画素の２値を決定する手段として機能させる、ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化を実行する２値化処理装置および２値化処理装置の制御を実現するプログラムに関し、特に、文字線分の直線性を保持した２値化を可能にすることを実現する、２値化処理装置および２値化処理装置の制御を実現するプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
濃淡画像から文字画像を２値化する場合において、２値化における文字線分の潰れおよび擦れをなくするために、現在では画素単位ごとの２値化が主流になっている。画素単位ごとの２値化処理とは、２値化の対象となる画素を中心として小領域を作成し、当該小領域において黒または白の２グループに分別する境界値であるしきい値の判定を行うものである。
【０００４】
本処理を画素ごとに独立して行うことにより、潰れおよび擦れを是正した２値化処理が行える。
【０００５】
図６は従来の構成図を示すものである。同図において、２値化処理装置５０は、送受信部５１と、入力イメージメモリ５２と、画素抽出部５３と、しきい値設定部５４と、２値化決定部５７と、画像メモリ５８と、制御プログラム部５９と、演算制御部６０とを構成する。
【０００６】
送受信部５１は、画像読取り装置６５の読取り面に載置してスキャナ読取りを行って読取った濃淡画像データを受信する。なお、当該濃淡画像データは入力イメージメモリ５２に格納する。
【０００７】
画素抽出部５３は、入力イメージメモリ５２に格納する濃淡画像データを読込んだ後に、図９（ａ）に示すように、濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化する画素（注目画素）と、２値化する画素（注目画素）を中心とした周辺画素とを抽出する。
【０００８】
しきい値設定部５４は、、図９（ａ）に示すように、２値化の対象となる画素（注目画素）を中心として小領域を作成し、図７に示すように、ヒストグラム分布および２値化する画素（注目画素）における２値化のしきい値を設定する。
【０００９】
２値化決定部５７は、２値化のしきい値に基いて２値化する画素（注目画素）の２値を決定する。なお、当該画素単位ごとに決定した２値データは画像メモリ５８に格納する。
【００１０】
制御プログラム部５９は、２値化処理装置５０が濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化を実行する一連の２値化処理の制御を規定するプログラム群からなり、２値化処理装置５０を統御する演算制御部６０からの要求で必要なプログラムが演算制御部６０に提供される。
【００１１】
図８は従来のフローチャートを示す。
【００１２】
ステップＳ５１において、画素抽出部５３は、入力イメージメモリ５２に格納する濃淡画像データを読込み、ステップＳ５２において、濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化する画素（注目画素）と２値化する画素（注目画素）を中心とした周辺画素とを抽出する。
【００１３】
ステップＳ５３において、しきい値設定部５４は、２値化の対象となる画素（注目画素）を中心として小領域を作成し、ヒストグラム分布および２値化する画素（注目画素）における２値化のしきい値を設定する。
【００１４】
ステップＳ５４において、２値化決定部５７は、２値化のしきい値に基いて２値化する画素（注目画素）の２値を決定し、ステップＳ５５において、決定した２値データを画像メモリ５８に格納する。
【００１５】
ステップＳ５６において、２値化する画素（注目画素）が存在せず、２値化処理を終了するか判定する。２値化処理を終了する場合は処理を終了する。２値化処理を継続する場合はステップＳ５２に戻る。
【００１６】
しかし、本処理を各画素ごとに独立して行うために、図９（ｂ）に示すように、文字線分の直線性を維持するといった観点に欠けるものである。つまり、文字線分の境界上では凹凸の結果を生み出すという問題がある。
【００１７】
これを是正する手法として、画素値がほぼ同様と判断される前画素の２値化結果を継承することも提案されているが、この手法では、前述した画素ごとの２値化判断の独立性に著しく欠けるものであり、前結果が間違いであった場合には、間違った結果を増長することになることから、当該手法を適用することが困難であった。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
前記のごとく、従来の技術では次のような問題点がある。
【００１９】
１）画素単位ごとの２値化処理では、各画素ごとに決定する２値の結果の独立性が強いことから、文字線分の直線性を保持することができないといった欠点がある。このため、文字線分の境界線が凹凸になる場合が散見されることから、視認性を損ねているという問題がある。
【００２０】
２）画素値がほぼ同様と判断される前画素の２値化結果を継承する２値化処理では、前述した画素ごとの２値化判断の独立性に著しく欠けるものであり、前結果が間違いであった場合には、間違った結果を増長することになるという問題がある。
【００２１】
この発明の課題は、
濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化する場合において、文字線分の直線性を保持した２値化処理を可能にすることにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
前記の問題点を解決するために、この発明では次に示す手段を取った。
【００２３】
濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化を実行する２値化処理装置において、
２値化する画素に適用するしきい値に関して、画像予測関数を用いて算出した当該画素の多値における画像の予測値と実際値との差分および当該画素の２値における画像の予測値をパラメータとして当該画素における２値化の初期基準値となるしきい値の変動値を算出するとともに、変動値に基いて２値化の初期基準値となるしきい値をスライドさせて当該画素の２値を決定する。
【００２４】
上記の手段をとることにより、多値における画像の予測値と実際値との差分および２値における画像の予測値をパラメータとして２値化する画素におけるしきい値を適宜に変動させることによって、文字線分の直線性を保持した２値化処理を行う。
【００２５】
濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化を実行する２値化処理装置の制御を実現するプログラムにおいて、
コンピュータを、
２値化する画素に適用するしきい値に関して、画像予測関数を用いて算出した当該画素の多値における画像の予測値と実際値との差分および当該画素の２値における画像の予測値をパラメータとして当該画素における２値化の初期基準値となるしきい値の変動値を算出するとともに、変動値に基いて２値化の初期基準値となるしきい値をスライドさせて当該画素の２値を決定する手段として機能させる。
【００２６】
上記の手段をとることにより、コンピュータを用いて２値化処理装置の制御を実現する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
この発明は、次に示す実施の形態を取った。
【００２８】
図１は本発明の構成図を示す。
【００２９】
同図において、２値化処理装置１は、入力手段２と、格納手段３と、抽出手段４と、しきい値設定手段５と、しきい値変動手段６と、決定手段７と、記憶手段８とを構成する。
【００３０】
入力手段２は、濃淡画像データを入力する。格納手段３は、当該濃淡画像データを格納する。
【００３１】
抽出手段４は、格納手段３に格納する濃淡画像データを読込んだ後に、濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化する画素と、２値化する画素を中心とした周辺画素とを抽出する。
【００３２】
しきい値設定手段５は、２値化の対象となる画素を中心として小領域を作成し、２値化する画素における２値化の初期基準値となるしきい値を設定する。
【００３３】
しきい値変動手段６は、２値化する画素に適用するしきい値に関して、画像予測関数を用いて算出した当該画素の多値における画像の予測値と実際値との差分および当該画素の２値における画像の予測値をパラメータとして当該画素における２値化の初期基準値となるしきい値の変動値を算出する。
【００３４】
なお、しきい値の変動値を算出する場合には、多値における画像の予測値と実際値とが一致し、かつ２値における画像の予測値が１または０の場合の最大変動幅からなる第１係数と、多値における画像の予測値と実際値との一致度からなる第２係数と、２値における画像の予測値からなる第３係数とを乗算して求める。
【００３５】
決定手段７は、変動値に基いて２値化の初期基準値となるしきい値をスライドさせて２値化する画素の２値を決定する。記憶手段８は、当該画素単位ごとに決定した２値データを格納する。
【００３６】
すなわち、図１に示すように、２値化処理装置は、
濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化を実行する２値化処理装置において、
２値化する画素における２値化の初期基準値となるしきい値を設定するしきい値設定手段５と、
２値化する画素に適用するしきい値に関して、画像予測関数を用いて算出した当該画素の多値における画像の予測値と実際値との差分および当該画素の２値における画像の予測値をパラメータとして当該画素における２値化の初期基準値となるしきい値の変動値を算出するしきい値変動手段６と、
変動値に基いて２値化の初期基準値となるしきい値をスライドさせて２値化する画素の２値を決定する決定手段７とを備える。
【００３７】
さらに、前記しきい値変動手段６は、
しきい値の変動値を算出する場合には、多値における画像の予測値と実際値とが一致し、かつ２値における画像の予測値が１または０の場合の最大変動幅からなる第１係数と、多値における画像の予測値と実際値との一致度からなる第２係数と、２値における画像の予測値からなる第３係数とを乗算して求める。
【００３８】
上記の形態をとることにより、濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化する場合には、多値における画像の予測値と実際値との差分および２値における画像の予測値をパラメータとして２値化する画素におけるしきい値を適宜に変動させることによって、文字線分の直線性を保持した２値化処理を行うことを可能にする。なお、文字線分の直線性の保持は、絶対的ではなく相対的または確率的に文字線分の直線性を保持するものである。
【００３９】
また、濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化を実行する２値化処理装置の制御を実現するプログラムにおいて、
コンピュータを、
２値化する画素における２値化の初期基準値となるしきい値を設定する手段と、
２値化する画素に適用するしきい値に関して、画像予測関数を用いて算出した当該画素の多値における画像の予測値と実際値との差分および当該画素の２値における画像の予測値をパラメータとして当該画素における２値化の初期基準値となるしきい値の変動値を算出する手段と、
変動値に基いて２値化の初期基準値となるしきい値をスライドさせて２値化する画素の２値を決定する手段として機能させる。
【００４０】
上記の形態をとることにより、コンピュータを用いて２値化処理装置の制御を実現する。
【００４１】
【実施例】
この発明による代表的な実施例を図２ないし図５によって説明する。なお、以下において、同じ箇所は同一の符号を付してあり、詳細な説明を省略することがある。
【００４２】
図２は本発明の実施例の構成図を示す。
【００４３】
同図において、２値化処理装置２０は、送受信部２１と、入力イメージメモリ２２と、画素抽出部２３と、しきい値設定部２４と、しきい値変動処理部２５と、２値化決定部２７と、画像メモリ２８と、制御プログラム部２９と、演算制御部３０とを構成する。
【００４４】
送受信部２１は、画像読取り装置３５の読取り面に載置してスキャナ読取りを行って読取った濃淡画像データを受信する。なお、当該濃淡画像データは入力イメージメモリ２２に格納する。
【００４５】
画素抽出部２３は、入力イメージメモリ２２に格納する濃淡画像データを読込んだ後に、前述の図９（ａ）に示すように、濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化する画素（注目画素）と、２値化する画素（注目画素）を中心とした周辺画素とを抽出する。
【００４６】
しきい値設定部２４は、前述の図９（ａ）に示すように、２値化の対象となる画素（注目画素）を中心として小領域を作成し、図４（ａ）に示すように、ヒストグラム分布および２値化する画素（注目画素）における２値化の初期基準値となるしきい値を設定する。
【００４７】
しきい値変動処理部２５は、２値化する画素に適用するしきい値に関して、画像予測関数を用いて算出した当該画素の多値における画像の予測値と実際値との差分および当該画素の２値における画像の予測値をパラメータとして当該画素における２値化の初期基準値となるしきい値の変動値を後述する変動値算出部２６によって算出する。
【００４８】
なお、図３（ａ）に示すように、多値における画像予測値および２値における画像予測値を算出する一般的な画像予測値算出式は、次式による。
【００４９】
Ｘ＝０．５×（Ａ＋０．５×（Ｃ＋Ｄ））
上式において、
Ｘは、画素Ｘの多値または２値における画像予測値。
Ａは、画素Ａの多値または２値における画像実際値。
Ｃは、画素Ｃの多値または２値における画像実際値。
Ｄは、画素Ｄの多値または２値における画像実際値。
【００５０】
変動値算出部２６は、しきい値の変動値を算出するものであり、しきい値の変動値は、多値における画像の予測値と実際値とが一致し、かつ２値における画像の予測値が１または０の場合の最大変動幅からなる第１係数と、多値における画像の予測値と実際値との一致度からなる第２係数と、２値における画像の予測値からなる第３係数とを乗算して求める。
【００５１】
つまり、図３（ｂ）に示すように、しきい値の変動は、以下のパラメータを持つ関数として定義することができる。
【００５２】
しきい値の変動値＝係数１×係数２×係数３
上式において、
係数１は、多値における画像の予測値と実際値とが一致し、かつ２値における画像予測値が「１」または「０」の場合の最大変動幅。例えば、係数１は、最大変動幅を±８とする。
係数２は、多値における画像の予測値と実際値との一致度。例えば、係数２は、一致を「１」とし、外れを「０」とする１〜０の係数とする。
係数３は、２値における画像の予測値。つまり、係数３は、０〜１の間となる。
【００５３】
前述のように、しきい値の変動値を算出することにより、図４（ｂ）に示すように、２値化する画素において、多値における画像の予測値と実際値とが近い場合には、当該画素の画像値は周辺画素との相関関係を強く維持していることから、画像予測に使用した画素の２値結果を画像予測に適用した２値における画像予測結果に沿う可能性が高いと判断し、２値における画像予測結果が黒に近い程、現在の２値化の初期基準値となるしきい値を黒の方向にスライドさせるものである。
【００５４】
また、図４（ｃ）に示すように、２値における画像予測結果が白に近い程、現在の２値化の初期基準値となるしきい値を白の方向にスライドさせるものである。
【００５５】
一方、２値化する画素において、多値における画像の予測値と実際値とが遠い場合には、当該画素の画像値は周辺画素との相関関係が弱いことから、画像予測に使用した画素の２値結果を画像予測に適用した２値における画像予測結果に沿う可能性が低いと判断し、現在の２値化の初期基準値となるしきい値の変動は殆どない。
【００５６】
２値化決定部２７は、前述の変動値算出部２６で算出したしきい値の変動値に基いて２値化の初期基準値となるしきい値をスライドさせて２値化する画素（注目画素）の２値を決定する。なお、当該画素単位ごとに決定した２値データは画像メモリ２８に格納する。
【００５７】
制御プログラム部２９は、２値化処理装置２０が濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化を実行する一連の２値化処理の制御を規定するプログラム群からなり、２値化処理装置２０を統御する演算制御部３０からの要求で必要なプログラムが演算制御部３０に提供される。
【００５８】
つぎに、２値化処理装置２０の制御について説明する。
【００５９】
図５は本発明の実施例のフローチャートを示す。
【００６０】
ステップＳ０１において、画素抽出部２３は、入力イメージメモリ２２に格納する濃淡画像データを読込み、ステップＳ０２において、濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化する画素（注目画素）と２値化する画素（注目画素）を中心とした周辺画素とを抽出する。
【００６１】
ステップＳ０３において、しきい値設定部２４は、２値化の対象となる画素（注目画素）を中心として小領域を作成し、２値化する画素（注目画素）における２値化の初期基準値となるしきい値を設定する。
【００６２】
ステップＳ０４において、しきい値変動処理部２５は、２値化する画素（注目画素）の多値における画像の予測値を算出する。
【００６３】
ステップＳ０５において、しきい値変動処理部２５は、２値化する画素（注目画素）の多値における画像の実際値を摘出する。
【００６４】
ステップＳ０６において、しきい値変動処理部２５は、２値化する画素（注目画素）の２値における画像の予測値を算出する。
【００６５】
ステップＳ０７において、変動値算出部２６は、２値化する画素（注目画素）のしきい値の変動値を算出する。
【００６６】
ステップＳ０８において、２値化決定部２７は、２値化する画素（注目画素）の２値化の初期基準値となるしきい値を変動値に基いてスライドさせる。
【００６７】
ステップＳ０９において、２値化決定部２７は、２値化する画素（注目画素）の２値を決定する。
【００６８】
ステップＳ１０において、決定した２値データを画像メモリ２８に格納する。
【００６９】
ステップＳ１１において、２値化する画素（注目画素）が存在せず、２値化処理を終了するか判定する。終了する場合は処理を終了する。２値化処理を継続する場合はステップＳ０２に戻る。
【００７０】
【発明の効果】
この発明により、以下に示すような効果が期待できる。
【００７１】
濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化する場合には、多値における画像の予測値と実際値との差分および２値における画像の予測値をパラメータとして２値化する画素におけるしきい値を適宜に変動させることによって、文字線分の直線性を保持した２値化処理を行うことができる。
【００７２】
また、濃淡画像から文字画像を画素単位ごとに２値化する場合には、多値における画像の予測値と実際値との差分および２値における画像の予測値をパラメータとして２値化する画素におけるしきい値を適宜に変動させることによって、文字線分の直線性を保持した２値化処理を行うことができる２値化処理装置の制御はコンピュータを用いて実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成図である。
【図２】本発明の実施例の構成図である。
【図３】本発明の実施例の図である。
【図４】本発明の実施例の図である。
【図５】本発明の実施例のフローチャートである。
【図６】従来の構成図である。
【図７】従来の図である。
【図８】従来のフローチャートである。
【図９】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１：２値化処理装置
５：しきい値設定手段
６：しきい値変動手段
７：決定手段
【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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