JPH0273476A - 画像復元方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、カラー画像処理による文書画像の画像復元方
法に関するものである。

（従来の技術） 通常、文書画像は、文書をモノクロスキャナを用いて反
射濃度値を画素値として入力し、見た目にとって、もし
く１よ文字認識にとって適宜の閾値で画素値を２値化す
ることにより、白（紙）と黒（文字）の２値画像として
得られている。

ところで、何らかの目的で透過性の色筆記具により着色
された文書は、モノクロスキャナで入力した場合に、こ
れを非着色部分にとって適当な閾値で２値化すると、着
色部分ではその着色によって画素値が下がっているため
、ノイズが残る、又は文字線が太るというような影響が
現れる。

そこで、このような透過性の色筆記具で着色された文書
を２値画像化する場合、従来は、着色部分の紙の画素値
が、非着色部分の紙の画素値と非着色部分の文字の画素
値との中間にくることが多いことを利用し、着色部分の
紙の画素値と非着色部分の文字の画素値との中間に閾値
を設定して２値化することにより、着色の影響が除去さ
れた２値文書画像を得るようにしていた。

しかし実際には、非着色部分にとっての適当なＭ　ｆａ
と、着色部分にとっての適当な（ノイズが現われない、
文字線が太らない）閾値とは一致しない場合が多い。こ
のため、この従来の方法では、青色によるノイズは取り
除かれるものの、着色されＣいない部分の文字線がかす
れてしまうので、見た目に良好でなく、後段の処理とし
て文字認識をｉｌ゛う場合、その認識性能に悪影響を及
ぼす、というような問題があった。

また、カラースキャナを用いて文書画像を得る場合も、
モノクロスキャナの入ツノに打Ｊ当する画素値をＲＧＢ
３成分をもつ色画素値から合成した上で１−記と同様の
方法を用いていたため、上記と同様の問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 透過性の色筆記具による着色の影響をモノクロ入力画像
の２値化によって除去する従来の方法では、着色部分と
非着色部分の両部分にとっての適当な閾値が異なるため
、両部分共にノイズやかすれのない文書画像を得ること
ができないという問題があった。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、透過性の
色筆記具による着色の物理的な現象に基づき、カラー情
報を利用して着色前のモノクロ多値文書画像を復元する
ことにより、見た目に色筆記具による汚れがな（、文字
認識等の後段の処理に悪影響を及ぼすことのない文書画
像を得ることのできる画像復元方法を提供することを目
的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、透過性の色筆記具
によって着色された文書を、画素のＲＧＢ３成分値が当
該各成分の反射率の対数に比例するカラー画像入力手段
を用いて入力したカラー文書画像から、着色前の文書の
モノクロ多値画像をｉｆｆ、る画１象復元方法であって
、入力した前記カラー文書画像のＲＧＢ３次元色座標を
、当該ＲＧＢ３次元色座標空間内の紙と文字の両色座標
点を通過する直線を２軸とする円筒座標系（ｒｓ　θ、
２）の座標値に変換し７、画素の明度に相当する２軸の
値（ｚ）及び彩度に相当するｒ軸の値（ｒ）を求める第
１の工程と、該第１の工程で求められた前記Ｚ軸の値（
ｚ）及びに軸の値（ｒ）を用い、ｚ’　−ｚ＋ａ−ｒ　
（ａは明度補正係数）なる１次の明度補正式により求め
られる補正明度ｆｉｌ　ｚ　’を当該画素の出力値とし
て得る第２の工程とを有することを要旨とする。

（作用） 第１の工程で変換された円筒座標系（「、θ、２）の色
座標におけるｒ軸が色の彩度に相当し、またＺ軸が明度
に相当する。この明度情報がモノクロ入力画像の画素値
に相当するものであり、色座標値から着色ベクトルの明
度成分を除去することにより着色前の明度が復元される
。第２の工程では、明度の着色成分が彩度（ｒ）に比例
することから、 ２　　　■　ｚ＋ａ−ｒ なる−次の明度補正式により、着色前の明度２′即ち、
着色の影響の除去されたモノクロ多値画像を得る。

（実施例） 本実施例は、透過性の色筆記具により着色された文書を
カラー文書画像として入力し、色筆記具の着色現象に基
づき着色前のモノクロ多値の文書画像を復元することに
より着色の影響を除去するものである。

まず、第１図を用いて本実施例が根拠とする透過性の色
筆記具による着色現象のモデルがら説明する。

第１図において１１は紙、１２は例えば文字部分を形成
するトナー塗膜、１３は透過性の色筆記具による色塗膜
である。いま、透過性の色筆記具による着色は、ＲＧＢ
成分に対し単位厚さに対しＤ　（ＯＲ，ＤＧ、ＤＢ　）
の透過光の減衰係数をもつ色塗膜であり、塗膜自身の境
界面及び内部の反射はないものとする。また、文字部分
を形成するトナー塗膜も同様に単位厚さに対しＤｏ　（
Ｄｏ　Ｒ。

Ｄｏ　ＧＳＤｏ　＆　）の透過光の減衰係数をもつ塗膜
であるとする。

入射光強度をＩ　（ＩＲ，ＩＧ、Ｉｓ）、背景である紙
１１の反射率をＨ＜ＨＲ，ＨＧ、Ｈｇン、色塗１１３の
厚さをＴ、トナー塗膜１２の厚さをＴｏ、紙１１部分の
反射光強度をＸ　（ＸＲ，Ｘｃ、×８）、着色部分（色
塗［１１３部分）の反射光強度をＸ’　　（Ｘ’　　Ｒ
，Ｘ’　　Ｇ、Ｘ’　　８　）　とするとき、Ｘｐ＝Ｉ
　　　Ｐ　　・　　トＩ　Ｐ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・　（１
）（但し、Ｐ＝Ｒ，Ｇ、Ｂ、以下同様） ４色部分については Ｘ’　　Ｐ−Ｉｐ−Ｄ”　ｐ−ＤｏＴＯＰ−ＨＰ・Ｄ　
ａＴＯＰ−Ｄ”　Ｐ　　　　　　−ｆ２１となる。した
がって、上記（７）式は前記（１）式から次式のように
なる。

Ｘ’　　Ｐ−ＸＰ−Ｄ”　　ｐ−Ｄｏ　２ＴＯＰ　　・
１３）ここで、ｘＰ−１ｏｇＸＰ。

ｘ’　　Ｐ−１ｏｇＸ’　　Ｐ。

ｄＰ−１ｏｇＤＰ。

ｔ−２Ｔ。

ｄＯＰ＝１ｏｇＤＯＰＳ ｔ□　　−２Ｔｏ　　。

とおくと、上記（３）式は ｘ’　Ｐ＝ｘＰ＋ｔｏ−ｄＯＰ＋ｔ　＊ｄｐ−・−（４
）となる。反射率の対数に比例する各軸をもつ３次元色
空間において、透過性の色筆記具により着色された文書
の画素の色座標点は、紙１１の色座標点を通るトナーベ
クトルｄ□　　（ｄＯＲＳｄＯＧ。

ｄｏｇ）と着色ベクトルｄ　（ｄＲＳｄＧ、ｄＢ）の２
ベクトルの形成する平面内に存在することになる、また
、着色前の画素すなわち非着色部分の反射光強度をＸ’
（Ｘ’Ｒ，Ｘ″Ｇ、Ｘ’Ｂ）とするとき、 ｘ　　ｐ−ＸＰ＋ｔＯ・ｄ□Ｐ　　　　　　　−（５）
（但し、ｘ’Ｐ−１ｏｇＸ’Ｐ） となり、着色前の文書画像の色座標点は、紙１１の色座
標点を始点としトナーベクトルの方向をもつ半直線上に
存在する。また、着色前の画素に着色するとその色座標
点は、 Ｚ’　Ｐ　−ＸＰ　’　＋　ｔ　”　ｄＰ　　　　　　
　−”（６）となり、着色前の色座標点を始点とし着色
ベクトルの方向をもつ半直線上に存在する。つまり、上
記（５）、（６）式から、着色された画素から着色前の
色座標点を復元するには着色ペルトルｄ（ｄＲ。

ｄＧ、ｄＢ）の成分を除去すればよいことになる。

ここで着色前の画素の存在する直線を２軸とする円筒座
標系（ｒｓ　θ、２）を考える。文書画像が無彩色にな
るように変挑すれば、近似的にｒ軸は色の彩度、θは色
相、Ｚ軸は明度に相当する。

この明度情報がモノクロ入力画像の画素値に相当するも
のであり、着色ベクトルの明度成分を除去することによ
り着色前の明度に復元することができる。

ｎ色ベクトルを含むθ一定の（ｒ、ｚ）平面を第２図に
示す。同図において、２１は着色ベクトル、２２はトナ
ーベクトル、２３は紙の色座標点、２４は着色された紙
の色座標点、２５は文字の色座標点、２６は着色された
文字の色座標点である。

明度の着色成分Δ２は彩度ｒに比例するので、ａ−一Δ
ｚ　／　ｒなる明度補正係数ａによってｚ’　−ｚ−Δ
ｚ−ｚ＋ａ　・ｒ　　　　　　−（７）と補正すること
により、着色前の明度すなわち本方法の出力画素値が得
られる。ここで、明度補正係数ａは、着色ベクトルとト
ナーベクトルのなす角度をφとするとき、 ａ−ｃｏｓφ／（１−ｃｏｓ２φ）′　・・・（８）（
ただし、ｃｏｓφ−ｕ”ｕＯＳｕは着色ベクトルの単位
ベトクル、ｕｏはトナーベクトルの単位ベクトル、・は
内積を意味する）。

と求められる。

このように、本実施例の方法は、従来技術のようにトレ
ードオフのあるモノクロ情報の２値化による着色ノイズ
の除去をするのではなく、カラー情報を用いて着色前の
モノクロ多値文書画像に復元するところが異なっている
。

次に、具体的な処理の流れを第３図を用いて説明する。

同図中、３１は色筆記具により着色された文書画像であ
る。色筆記具としては着色後も背景の文字が読み取れる
透過性のインクを持つものを使用する。市販のマーカー
ベン、ボールペン、色鉛筆等の大部分がこれにあたる。

３２はカラースキャナであり、画素値として多値のＲＧ
Ｂ成分を持つ画像として、上記の色筆記具により着色さ
れた文書画像を入力する。３３はスキャナ補正部であり
、入力された画素のＲＧＢ成分値を、各成分の反射率に
比例するように補正する。予め各成分の反射率が既存で
ある試料を用いて補正関数を定めておく。３４は対数関
数化部であり、ＲＧＢの各成分出力値を対数関数化する
。上述のカラースキャナ３２、スキャナ補正部３３及び
対数関数化部３４により、出力がＲＧＢ各成分の反射率
の対数に比例するカラー画像入力手段が構成されている
。

なお、上述のスキャナ補正部３３及び対数関数化部３４
は、カラースキャナの出力がＲＧＢ各成分の反射率の対
数に比例するものであるならば、不要であり、このとき
はカラースキャナのみでカラー画像入力手段が構成され
る。

３５は円筒座標系変換部であり、予め検出しておいた紙
と文字の各々のＲＧＢ成分値をもとに、この両座標を通
過する直線を２軸とする円筒座標系（ｒ、θ、２）に色
座標を変換する。３６は明度補正部であり、予め求めて
おいた明度補正係数ａを用い ｚ’　＝ｚ＋ａ・「 なる前記（７）式により補正明度２′を計算し復元モノ
クロ画像の画素値とする。明度補正係数ａは、前述のよ
うに、使用する色筆記具の着色前と着色後の両者の色座
標点間のベクトルから求めた色筆記具固有の着色ベクト
ルと、円筒座標系変換部において用いた紙と文字の両者
を通過する直線から求めたトナーベクトルの両者から計
算することができる。３７は復元画像であり、着色の影
響の除去されたモノクロ多値画像が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、透過性の色筆
記具を用いて着色した文書から、あたかも着色前の文書
をモノクロスキャナで入力したかのような文書画像を得
ることができる。したがって、（イ）文書画像として入
力するために、文書に透過性の色筆記具による記入を差
し控える必要がない。（ロ）見た目に透過性の色筆記具
による汚れがない、（ハ）文字認識等の後段の処理に悪
影響を与えない、等の諸種の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る画像復元方法の実施
例を説明するための図で、第１図は透過性の色筆記具で
着色された文書のモデルを説明するための図、第２図は
透過性の色筆記具で着色された文書の画素の色座標点の
分布を示す図、第３図は処理の流れを説明するための図
である。 １１：紙、 １２：文字等を形成するトナー塗膜、 １３：透過性の色筆記具による色塗膜、３２：カラー画
像入力手段を構成するカラースキャナ、 ３５：円筒座標変換部、 ３６：明度補正部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透過性の色筆記具によって着色された文書を、画素のＲ
   ＧＢ３成分値が当該各成分の反射率の対数に比例するカ
   ラー画像入力手段を用いて入力したカラー文書画像から
   、着色前の文書のモノクロ多値画像を得る画像復元方法
   であって、 入力した前記カラー文書画像のＲＧＢ３次元色座標を、
   当該ＲＧＢ３次元色座標空間内の紙と文字の両色座標点
   を通過する直線をｚ軸とする円筒座標系（ｒ、θ、ｚ）
   の座標値に変換し、画素の明度に相当するｚ軸の値（ｚ
   ）及び彩度に相当するｒ軸の値（ｒ）を求める第１の工
   程と、該第１の工程で求められた前記ｚ軸の値（ｚ）及
   びに軸の値（ｒ）を用い、 ｚ′＝ｚ＋ａ・ｒ（ａは明度補正係数） なる１次の明度補正式により求められる補正明度値ｚ′
   を当該画素の出力値として得る第２の工程とを有するこ
   とを特徴とする画像復元方法。