JPH02222075A - 画像領域識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は文字線画像等で表される２値画像と、写真画
像等で表される中間調画像の混在した文書画像中から２
値領域と中間調領域とを識別する文書ＩＷ＆頗域識別装
置に関する。

（従来の技術） 原稿中に含まれる２値画像と中間調画像をデジタル画像
として良好に再現させる場合には、２値領域と中間調領
域それぞれの特性に応じた処理を行う必要がある。その
ため文字線画像と写真画像等の画像識別を行う必要があ
る。さらに通信における画像圧縮の向上等を考慮した場
合、画像識別は必須のものとなる。

従来の方式として例えば特開昭５８−２０５３７６号公
報記載のものがある。文字線画像の濃度特性は第２図の
上部に示すように近接画素との濃度差が激しい特性を示
す。一方、写真画像の濃度特性は第３図の上部に示すよ
うに、近接画素との濃度差がゆるやかな特性となる。上
記従来の方式はこのような２値画像と中間調画像の濃度
特性の相違を利用して画像を識別するものである。すな
わちＭＸＮｌｔｉｉ素のブロックを単位にしてプロック
内の最大濃度差を求め、−濃度差がしきい値よりも大き
な場合は２値領域、小さい場合は中間調領域として識別
する方式である。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述のような従来の方式では、中間調領域にも
濃度差の激しい領域が存在するため誤認が生じ、画質を
劣化させる欠点があった。中間調領域において誤認する
領域としては、文字領域、に見られるような白から黒（
黒から白）へのエツジ領域と、薄い黒から濃い黒（濃い
黒から薄い黒）へのエツジ領域である。特に後者は画質
的に目立つため、中間調領域の画質が劣化してしまうと
いう欠点があった。

本発明は従来技術の欠点を解消するものであり、文書画
像中の文字線画像と写真画像の識別を簡単なハード構成
で行うことができるようにすることを目的とするもので
ある。さらに、従来方式に対して、中間調領域の黒領域
内でのエツジ、すなわち薄い黒から濃い黒、濃い黒から
薄い黒へ変化するエツジの誤認を防ぐことができ、良好
な再生画像を得ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） ′本発明は、第１図に示すように、文字線画像および中
間調画像が混在する原画像に対して２値化を行う２値化
手段１と、２値化手段１により２値化された画像に対し
て輪郭検出処理を行う輪郭検出手段２と、前記原画像に
対してエツジ検出処理を行うエツジ検出手段３と、エツ
ジ検出手段３により検出されたエツジ成分の近傍領域に
輪郭検出手段２により検出された輪郭成分が存在した場
合はその領域を文字領域と判定し、それ以外の領域は中
間調領域と判定する領域判定手段４とを備えている。

（作用） 文字線画像と中間調画像の混在する入力されたｎビット
の画像データは２値化手段ｌにおいて固定しきい値によ
り２値化され、その後、輪郭検出手段２により白から黒
（黒から白）へ変わる点を求める輪郭検出処理（２値画
像エツジ検出処理）を行い、領域判定手段４に入力され
る。他方、入力されたｎビットの画像データはエツジ検
出手段３でエツジ成分が求められ、その結果は領域判定
手段４に入力される。領域判定手段４では入力された両
エツジ検出データをもとに注目画素が文字領域であるか
中間調領域であるかが判定される。

本発明では、中間調領域における薄い黒から濃い黒、あ
るいは濃い黒から薄い黒へ変化する領域は、エツジ検出
手段ではエツジと誤認されることがあっても、同じ画像
を２値化した画像の輪郭検出を行い、これと照合するの
で、そのような誤認は排除され、高画質の再現が可能と
なる。

（実施例の説明） 以下、実施例に基づいて本発明の内容を詳細に説明する
。

第２図および第３図の上方部に示すように、入力画像信
号はそれぞれの属性に応じた濃度特性を育し、このよう
な特性を有する画像に対して輪郭検出処理あるいはエツ
ジ検出を行った結果は同図の下方部に示す。−文字領域
ではほとんどの黒領域がエツジ領域として検出されるた
めエツジ領域近傍を文字処理することによってほぼ鮮明
な文字画像が再現される。一方、中間調領域にはエツジ
成分があまり含まれないため中間調領域は大部分が中間
調処理される。しかしエツジ領域がある程度台まれるた
め、その領域は文字処理され画質の劣化が生じる。中間
調領域のエツジには白から黒（黒から白）へ変わるエツ
ジの他に薄い黒から濃い黒（濃い黒から°薄い黒）への
エツジも多（含む特徴がある。

これを画質の面から考える。白から黒（黒から白）への
エツジが文字処理されるという現象は、いわゆる輪郭強
調に相当するため、画質を劣化させる要因とはならない
。それに対して薄い黒から濃い黒（濃い黒から薄い黒）
へのエツジが文字処理された場合、その領域が輪郭に相
当する部分ではないため、白黒が不自然に目立つように
なり、画質を劣化させる要因となる。

そこで本発明は、領域識別のデータとして輪郭（２値化
画像のエツジ成分）の情報を併用することにより画質劣
化の要因である薄い黒から濃い黒、あるいは濃い黒から
薄い黒でのエツジの誤認を防ぐことができるようにした
ものである。

画像の輪郭成分を求める手法としては固定しきい値によ
り２値化された画像のエツジ成分を求めるこ゛とにより
輪郭抽出を行うことができる。輪郭抽出の結果とエツジ
検出結果の違いを第４図およびｍ５図をもとに説明する
。

文字ｆｌｉ域においては、第４図に示すように、原ａｉ
ｊ＆を２値化した後にエツジを検出して得られる輪郭成
分は、文字の濃度特性上、原画像に対し濃度差から直接
求めたエツジ成分とほぼ等しい。

一方、中間調領域においては、第５図に示すように、原
ｉｉｌ！ｉｉ像を２値化した後にエツジを検出して得ら
れる輪郭成分は白から黒（黒から白）へのエツジ成分の
みであり、原画像に対し濃度差から直接求めたエツジ成
分のうち簿い黒から濃い黒（濃い黒から薄い黒）へのエ
ツジ成分は含まない。そこでエツジ成分の結果をもとに
その近傍領域に画像の輪郭に相当する領域があるかどう
かを調べることにより、画像識別の精度を向上させるこ
とができる。

輪郭抽出では黒領域の輪郭１画素のみしか抽出しないた
め、このままエツジ検出画像と輪郭抽出画像の結果のＡ
ＮＤ　（論理ｍ＞をとるだけでは文字領域の画質が著し
く悪化する。そこで輪郭検出された画像を領域拡大し、
その後エツジ検出結果とＡＮＤをとることにより高画質
の領域分離を行うことができる。

以上に詳述した領域識別の原理による木施例の画像類識
別装置のハード構成について説明する。

第６図に示すように、この画像類識別装置は、文字画像
および中間調画像の混在する原稿から読み取った多値の
入力画像を２値化する２値化回路１１と、２値化回路１
１の出力を３ラインずつ並列に輪郭検出回路１３に供給
するラインメモリ１２と、２１ｉｉＩ化回路１１の出力
する２値画像の輪郭を検出する輪郭検出回路１３と、そ
の輪郭検出回路１３の出力を５ラインずつ並列に領域拡
大回路１５に供給するラインメモリ１４と、輪郭検出回
路Ｉ３で検出した輪郭領域を拡大する領域拡大回路１５
と、入力画像を３ラインずつ並列にエツジ検出回路１７
に供給するラインメモリ１６と、入力１ｉＩｉ像のエツ
ジをラプラシアンフィルタのようなエツジ検出フィルタ
を用いて検出するエツジ検出回路１７と、領域判定回路
１９への入力のタイミングを調整するためのラインメモ
リ１８と、エツジ検出されたデータと領域を拡大された
データにより領域判定を行う領域拡大回路工９と、人力
画像を文字画像とみなして、全て文字画像の属性に適し
た処理を行い、処理結果を画像切替回路２２に供給する
文字処理回路２０と、入力画像を中間調画像とみなして
、全て中間Ｗ４ｉｉ！ｉ像の属性に適した処理を行い、
処理結果を画像切替回路２２に供給する中間調処理回路
２１と、領域判定回路１９の出力に基づきそれぞれの画
像の属性に適した画像を切り替えて出力する画像切替回
路２２とからなっている。

２値化回路１１によって２値化された画像は輪郭検出回
路１３に供給され、輪郭検出回路１３で輪郭検出処理が
行われる。輪郭検出処理において３ライン分のデータを
もとに周辺の画素を参照して輪郭が検出される。輪郭検
出回路の一例を第７図に示す。

第７図において、画像を走査して順次出力される２値化
されたデータが入力され、走査線の２ライン分をライン
メモリ１２＋、１２ｇに記憶することによって、ライン
メモリ１２＋の出力を注目画素出力すとするとき、ライ
ンメモリ１２□から注目画素の１ライン前の対応画素（
上方向の隣接画素）Ｃを出力し、入力データを注目画素
の！ライン後の対応画素（下方向の隣接画素）ａ七して
出力する。また、ラインメモリ１２．の出力からラッチ
３０．３１を用いて注目画素ｅと１画素前の隣接画素ｄ
と１画素後の隣接画素ｆとを出゛力する。

排他的論理和演算（ＥＸＯＲ）回路２５により注目画素
すと下方向の隣接画素ａとの排他的論理和演算を行い、
その出力ｇと注目画素すとの論理積演算（ＡＮＤ）をＡ
ＮＤ回路６により行うことによって、画像の下側の輪郭
部を表わす信号りを得る。また、ＥＸＯＲ回路２７によ
り注目画素ｂと上方向の隣接画素Ｃとの排他的論理和演
算を行い、その出力ｌと注目画素すとの論理積演算をＡ
ＮＤ回路２８により行うことによって、上側の輪郭部を
表わす信号ｊを得る。信号ｉおよびｊを論理和（ＯＲ）
回路９によって混合することによりｌＷ像の上下の輪郭
部を表す信号ｋを得る。

ＥＸＯＲ回路３２により注目画素ｅと１画素前の隣接画
素ｄとの排他的論理和演算を行い、その出力ｌと注目画
素ｅとの論理積演算をＡＮＤ回路３３により行うことに
よって、画像の右側部の輪郭部分を表わす信号ｍを得る
。また、ＥＸＯＲ回路３４により注目画素ｅと左隣の隣
接画素ｆとの排他的論理和演算を行い、その出力ｎと注
目画素ｅとの論理積演算をＡＮＤ回路３５により行うこ
とによって、左側部の輪郭部分を表わす信号０を得る。

信号ｍおよび０をＯＲ回路３６によって混合することに
より画像の左右の輪郭部分を表す信号ｐを得る。

ＯＲ回路３８により画像の上下の輪郭を表す信号にと左
右の輪郭を表す信号ｐとの論理和演算により輪郭線を表
す信号を出力する。なお、ラッチ３７は注目画素すと８
とが１画素分の時間のずれがあるので、そのタイミング
の調整を行うためのものである。

画像を走査しながら順次以上のような処理をすることに
よって、輪郭部を正確に求めることができる。この輪郭
検出回路は、簡単な論理演算のみのハードウェアによる
逐次処理を行うので、処理が高速であるとともに、リア
ルタイムの処理が可能である。

前述のように、輪郭抽出では黒領域の輪郭１画素のみし
か抽出しないため、このままエツジ検出画像と輪郭抽出
画像の結果のＡＮＤをとるだけでは文字領域の画質が著
しく悪化する。そこで輪郭検出回路１３により輪郭検出
された画像を領域拡大回路１５で領域拡大する。第８図
は領域拡大回路の一例を示すものである。この例では１
ドツトの黒画素を５×５の２５ドツトに拡大する処理を
行っている。即ち、４個のラインメモリ４１を用いるこ
とにより縦方向に隣接５ドツトの画素値を得、これらに
対してＯＲ回８４２により論理和演算することにより縦
方向に輪郭領域拡大を行い、また、ＯＲ回路４２の出力
を４段シフトレジスタ４３により横方向に６ドツトの画
素値を並列に取り出し、ＯＲ回路４４により論理和演算
することにより横方向に輪郭領域拡大を行う。

エツジ検出回路１７は多値の画像入力に対し、濃度勾配
の大きい部分をエツジとして検出するもので、ラプラシ
アンフィルタのような公知のエツジ検出フィルタを用い
ることにより構成できる。

領域判定回路１９は、エツジ検出回路１７でエツジ検出
されたデータと領域拡大回路１５により輪郭領域を拡大
したデータのＡＮＤを求め、エツジ領域であり、かつ輪
郭の領域である場合は文字領域、それ以外の領域は中間
調領域であると判定する。

文字処理回路２０は人力された画像データを文字の特性
に応じた処理を行い、中間調処理回路２１は入力された
画像データを中間調画像の特性に応じたＩ＆理を行う。

ｌｉｉ像切替回路２２は、領域判定回路１９の出力に基
づき文字処理回路２０、中間調処理回路２１の出力を切
り替えて出力し、それぞれの領域に適合した処理のなさ
れた画像を出力する。

（発明の効果） 本発明によって文字線画像、写真画像の混在した文ｌｌ
１ｉＩｉ像に対して文字領域と中間調領域の識別が可能
となる。とくに従来方式では画質の劣化を招いていた薄
い黒から濃い黒（濃い黒から薄い黒）へ変化するエツジ
の誤認を防ぐことができるため、高品質の画像の再現が
可能になる。また、本発明によれば、文書画像中の文字
線画像と写真画像の識別を簡単なハード構成で行うこと
ができる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を示すブロック図である。 第２図は文字ａ画像の濃度特性とエツジ検出結果の一例
を示すである。 第３図は中間調画像の濃度特性とエツジ検出結果の一例
を示すである。 第４図は文字線画像の領域判定の動作を説明するための
図である。 第５図は中間調Ｕｉ像の領域判定の動作を説明するため
の図である。 第６図は本発明の一実施例の全体の構成を示すブロック
図である。 第７図は輪郭検出回路１３の一例を示す図である。 第８図は領域拡大回路１５の一例を示す図である。 １１・・・２値化回路、１２，１４．１８．１８・・・
ラインメモリ、１３・・・輪郭検出回路、１５・・・勢
域拡大回路、１７・・・エツジ検出回路、１９・・・領
域判定回路、２０・・・文字処理回路、２１・・・中間
調処理回路、２２・・・画像切替回路。 第３図 第１図 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 文字線画像および中間調画像が混在する原画像に対して
   ２値化を行う２値化手段と、 ２値化手段により２値化された画像に対して輪郭検出処
   理を行う輪郭検出手段と、 前記原画像に対してエッジ検出処理を行うエッジ検出手
   段と、 エッジ検出手段により検出されたエッジ領域の近傍領域
   に輪郭検出手段により検出された輪郭成分が存在した場
   合はその領域を文字領域と判定し、それ以外の領域は中
   間調領域と判定する領域判定手段と を備えたことを特徴とする画像領域識別装置。