JPH10108012A

JPH10108012A - 像域分離装置

Info

Publication number: JPH10108012A
Application number: JP8261918A
Authority: JP
Inventors: Sadao Takahashi; 禎郎高橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】擬似中間調処理原稿、複写原稿を含む多種類
の原稿に対し文字領域／絵柄領域の高精度な分離が可能
な像域分離装置を提供する。【解決手段】原稿の種類に応じて、エッジ領域抽出部
１０１、網点領域抽出部１０２、白背景領域抽出部１０
３のうち少なくとも２つのものの出力がマルチプレクサ
１０４〜１０６により選択されて論理積部１０７に入力
され、文字領域／絵柄領域の分離判定がなされる。擬似
中間調処理された原稿の場合は、全ての領域検出部１０
１，１０２，１０３の出力が選択されて論理積がとら
れ、エッジ領域かつ非網点領域かつ白背景領域の領域が
文字領域とされ、それ以外の領域は絵柄領域とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理の分野に
係り、特に、スキャナ等で読み取られた画像中の文字領
域と絵柄領域の分離技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばディジタル複写機において、文字
と絵柄が混在した原稿の画像を読み取って再生する場
合、高画質の再生画像を得るためには、絵柄領域に対し
ては高階調な処理を施し、文字領域に対しては解像度を
重視した処理を施すことが望ましい。このような処理を
実現するには、原稿画像中の文字領域と絵柄領域とを高
精度に分離する必要がある。

【０００３】このような像域分離に関しては、特許第２
５０７９４８号（特開平２−１９３２７２号）のよう
に、背景領域とエッジ領域を文字領域とし、それ以外の
領域を中間調領域候補とすることにより、２値領域と中
間調領域との識別の確実化を図る方式がある。しかし、
この方式は網点のハイライト部分において文字領域と誤
判定しやすいという問題があった。別の従来技術とし
て、網点領域判定とエッジ領域判定を利用して文字領域
と絵柄領域を分離する特開平３−１５３１６７号の方式
がある。この方式によれば、網点のハイライト領域にお
ける領域判定の精度が向上する。

【０００４】さて従来技術では、特開平３−１５３１６
７号公報に述べられているように、原稿の種類を文字／
写真／網点に限定していた。ところが、ここ数年来の低
価格カラープリンタの普及により、低線数のディザ、誤
差拡散等の２値擬似中間調処理されたカラー原稿をコピ
ーする機会が増えてきた。また、カラー複写機で再生し
た複写原稿を、再びカラー複写機で再生するといったジ
ェネレーションコピーの機会も増えてきた。このように
取り扱う原稿の種類が増えてくると、従来技術のよう
に、限られた２つの特徴量を組み合わせる像域分離方式
では、文字領域／絵柄領域の分離における誤判定が増大
し、高画質な再生画像を得られなくなってきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の目的
は、誤差拡散原稿、ディザ原稿、複写原稿といった最近
複写する機会が増えた原稿も含め多様な原稿に対し、文
字領域／絵柄領域の高精度な分離が可能な像域分離装置
を提供することにある。本発明のもう一つの目的は、扱
う原稿の種類に応じて文字領域／絵柄領域の分離判定方
法を最適化できる像域分離装置を提供することにある。
本発明の目的は、擬似中間調処理された原稿の文字領域
／絵柄領域を高精度に分離する像域分離装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による像域分離装
置は、原稿の画像信号より少なくとも３種類の特徴量を
抽出する特徴量抽出手段と、この特徴量抽出手段により
抽出された少なくとも３種類の特徴量の中から、原稿の
種類に応じて少なくとも２種類の特徴量を選択する特徴
量選択手段と、この特徴量選択手段により選択された特
徴量を利用して該原稿の画像上の文字領域と絵柄領域の
分離判定を行う手段とを具備する。特徴量抽出手段は少
なくとも、エッジ領域を抽出する手段、網点領域を抽出
する手段及び白背景領域を抽出する手段を含む（請求項
２）。原稿種類に応じた特徴量選択に関しては、原稿の
種類が網点領域を含む原稿の場合には、特徴量選択手段
によりエッジ領域抽出手段の抽出結果及び網点領域抽出
手段の抽出結果が選択される（請求項３）。原稿の種類
が擬似中間調処理された領域を含む原稿の場合には、特
徴量選択手段によりエッジ領域抽出手段の抽出結果、網
点領域抽出手段の抽出結果及び白背景領域抽出手段の抽
出結果が選択される（請求項４）。原稿の種類が印画紙
又はベタ領域を含む原稿の場合には、特徴量選択手段に
よりエッジ領域抽出手段の抽出結果及び白背景領域抽出
手段の抽出結果が選択される（請求項５）。原稿の種類
が複写原稿の場合には、特徴量選択手段によりエッジ領
域抽出手段の抽出結果及び白背景領域抽出手段の抽出結
果が選択される（請求項６）。

【０００７】また、本発明によれば、擬似中間調処理さ
れた原稿の像域分離に好適な像域分離装置が提供され、
同装置は、原稿の画像信号よりエッジ領域、網点領域及
び白背景領域をそれぞれ抽出する手段と、該手段により
抽出されたエッジ領域、白背景領域、及び網点領域を除
く領域が全て重なった領域を文字領域と判定し、それ以
外の領域を絵柄領域と判定する手段とを具備する（請求
項７）。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示すブ
ロック図である。図１において、図示しないスキャナ等
の画像入力装置を用いて原稿を読み取って量子化した画
像信号１００が、エッジ領域抽出部１０１、網点領域抽
出部１０２及び白背景領域抽出部１０３に入力される。
エッジ領域抽出部１０１は、文字領域のエッジ部分に現
れる特徴量の抽出、もしくは、そのような特徴量による
領域判定を行う部分である。網点領域抽出部１０２は、
網点領域に現れる特徴量の抽出、もしくは、そのような
特徴量による領域判定を行う部分である。白背景領域抽
出部１０３は、白背景領域に現れる特徴量の抽出、もし
くは、そのような特徴量による領域判定を行う部分であ
る。

【０００９】各領域抽出部１０１，１０２，１０３の出
力は、それぞれに対応した２入力１出力マルチプレクサ
（ＭＰＸ）１０４，１０５，１０６の一方の入力に与え
られる。各マルチプレクサ１０４，１０５，１０６の他
方の入力には常に”１”が与えられる。各マルチプレク
サ１０４，１０５，１０６には、入力選択信号として、
処理すべき原稿の種類に応じた信号が原稿種選択部１０
８より与えられる。この原稿種選択部１０８とマルチプ
レクサ１０４，１０５，１０６により、文字／絵柄領域
判定のために利用する特徴量を、原稿の種類に応じて選
択する特徴量選択手段が構成される。原稿種選択部１０
８は、例えば、図示しない操作部により手動で指定され
た原稿種類に応じた信号を与えるものであり、あるい
は、原稿のプレスキャンによって自動的に原稿種類を認
識し、その認識結果に応じた信号を与えるものである。
マルチプレクサ１０４，１０５，１０６の出力は論理積
部１０７に入力される。この論理積部１０７の出力は、
最終的な文字／絵柄領域分離判定結果を表すもので、文
字領域の画素に対しては”１”となり、絵柄領域の画素
に対しては”０”となる。

【００１０】エッジ領域抽出部１０１及び網点領域抽出
部１０２における領域判定手法としては、例えば「大
内，今尾，山田，”文字／絵柄（網点，写真）混在画像
の像域分離方式”，電子情報通信学会論文誌 Vol.Ｊ７
５_Ｄ_２，No.1，１９９２_０１」に述べられている方
法を用いることができる。

【００１１】文字領域は、高レベル濃度の画素と低レベ
ル濃度の画素（以下、黒画素、白画素と呼ぶ）が多く、
かつ、エッジ部分では、これらの黒画素及び白画素が連
続している。エッジ領域抽出部１０１は、このような黒
画素及び白画素それぞれの連続性に基づいて文字エッジ
を検出する。文字領域抽出部１０１の具体例を図２に示
し説明する。

【００１２】図２において、３値化処理部２０１は、２
種の閾値ＴＨ１，ＴＨ２を用い入力画像信号１００に対
する３値化（白画素＜ＴＨ１、ＴＨ１≦中間調画素＜Ｔ
Ｈ２、ＴＨ２≦黒画素）を行う。閾値ＴＨ１，ＴＨ２
は、例えば、入力画像信号が０から２５５までの２５６
階調（０＝白）で表される場合にＴＨ１＝２０、ＴＨ２
＝８０に選ぶことができる。

【００１３】３値化後の画像信号に対し、黒画素連続性
検出部２０２は黒画素が連続する箇所を、白画素連続性
検出部２０３は白画素が連続する箇所を、それぞれパタ
ーンマッチングにより検出する。このパターンマッチン
グには、本実施例では、図３に示す３×３画素のパター
ンが用いられる。黒画素連続性検出部２０２は図３の上
段に示したいずれかのパターンにマッチングした画素
（この例では３×３画素の中央画素）を黒連続画素と
し、同様に、白画素連続性検出部２０３は図３の下段に
示したいずれかのパターンにマッチングした画素（３×
３画素の中央画素）を白連続画素とする。

【００１４】近傍検出部２０４では、黒画素連続性検出
部２０２及び白画素連続性検出部２０３の検出結果につ
いて、黒連続画素と白連続画素が近傍にあるか否かを調
べることにより、エッジ領域と非エッジ領域を判定す
る。より具体的に述べれば、本実施例にあっては、５×
５画素単位のサイズのブロック毎に、その内部に黒連続
画素と白連続画素がそれぞれ１つ以上存在するときに、
そのブロックをエッジ領域と判定し、そうでないとき
に、そのブロックを非エッジ領域と判定する。そして、
エッジ領域と判定したブロック内の画素に対応して”
１”を出力し、非エッジ領域と判定したブロック内の画
素に対応して”０”を出力する。

【００１５】網点領域では、高い濃度値を持つ画素と低
い濃度値を持つ画素が交互に周期的に現れる。網点領域
抽出部１０２は、この高い濃度値又は低い濃度値を持つ
極値画素を検出することによって網点領域を識別する。
網点領域抽出部１０２の具体例を図４に示す説明する。

【００１６】図４において、極値画素検出部３０１は、
演算により極値画素を検出する。本実施例では、図５に
示すように、３×３画素単位のブロックにおいて、次の
条件Ａ，Ｂを同時に満たすときに、中心画素を極値画素
として検出する。条件Ａ：中心画素の濃度レベル（Ｌ）が周囲のどの画素
の濃度レベルより高い、又は低い。条件Ｂ：中心画素の濃度レベル（Ｌ）と、中心画素を挟
んで対角線上にあるペア画素の濃度レベル（ａ，ｂ）
が、４ペアすべてについて、｜２×Ｌ−ａ−ｂ｜＞ＴＨの関係にある。ただし、ＴＨは固定の閾値である。

【００１７】網点領域検出部３０２は、４×４画素単位
のブロック内に、極値画素検出部３０１で検出された極
値画素が１つ以上存在するならば同ブロックを網点候補
領域と判定し、極値画素が１つも存在しなければ同ブロ
ックを非網点候補領域と判定する。この判定結果に対し
て、網点領域補正部３０３は最終的な網点／非網点の判
定を行う。本実施例では、図６に示すように、注目ブロ
ックを中心とした３×３ブロック（１ブロックは３×３
画素）において、４ブロック以上が網点候補領域であれ
ば注目ブロックを網点領域とし、そうでなけれぱ注目ブ
ロックを非網点領域とする。そして、網点領域とされた
フロック内の画素に対応して”０”を出力し、非網点領
域とされたブロック内の画素に対応した”１”を出力す
る。

【００１８】白背景領域抽出部１０３は、背景が白であ
るか否かを判定する。この白背景領域抽出部１０３の具
体例を図７に示し説明する。図７において、２値化処理
部４０４は入力画像信号１００を閾値ＴＨＷを用いて２
値化する。すなわち、ＴＨＷ以下の値を持つ画素を白画
素、ＴＨＷを超える値を持つ画素を黒画素とする。

【００１９】パターンマッチング部４０２は、２値化後
の画像信号に対し、４×４画素単位のブロック毎に、４
×１画素又は１×４画素単位の白画素塊（縦又は横方向
に連続する４個の白画素の塊）の検出を行う。そして、
白画素塊が検出されたブロックを白候補ブロックとす
る。

【００２０】白補正部４０３は、図８に示すように、注
目した白候補ブロックを中心とした９×９ブロック（１
ブロックは４×４画素サイズ）において、網掛けして示
す４つの４×４ブロック領域それぞれに１つ以上の白候
補ブロックが存在するときに、注目した白候補ブロック
（図８の中心ブロック）を白背景領域と判定する。そう
でなければ注目白候補ブロックを非白背景領域と判定す
る。そして、白背景領域の画素に対応して”１”を、非
白背景領域の画素に対応して”０”をそれぞれ出力す
る。

【００２１】処理対象の原稿種と、原稿種選択部１０８
からの信号によるマルチプレクサ１０４，１０５，１０
６の入力選択（特徴量選択）との関係は、図９に示す通
りである。まず、対象原稿が網点原稿の場合、網点領域
判定とエッジ領域判定に基づいて十分に高精度の文字／
絵柄の像域分離が可能である。よって、マルチプレクサ
１０４，１０５はそれぞれエッジ領域抽出部１０１及び
網点領域抽出部１０２の出力を入力として選択するよう
に制御され、マルチプレクサ１０６は”１”を入力とし
て選択するように制御される。したがって、この原稿の
場合には、エッジ領域抽出部１０１の出力が”１”（エ
ッジ領域）であり、かつ網点領域抽出部１０２の出力
が”１”（非網点領域）のときにのみ、論理積部１０７
の出力は”１”（文字領域）となり、これ以外の条件で
は”０”（絵柄領域）となる。

【００２２】対象原稿が誤差拡散やディザ等の擬似中間
調処理された原稿の場合、網点領域、エッジ領域、白背
景領域の単体の判定のみでは十分な像域分離精度を得る
ことが難しい。そこで、マルチプレクサ１０４，１０
５，１０６はそれぞれエッジ領域抽出部１０１、網点領
域抽出部１０２、白背景領域抽出部１０３の出力をすべ
て入力として選択するように制御される。したがって、
エッジ領域抽出部１０１の出力が”１”（エッジ領
域）、かつ、網点領域抽出部１０２の出力が”１”（非
網点領域）、かつ、白背景領域抽出部１０３の出力が”
１”（白背景領域）のときにのみ、論理積部１０７の出
力は”１”（文字領域）となり、これ以外の条件では”
０”（絵柄領域）となる。つまり、エッジ領域抽出部１
０１により抽出されたエッジ領域、網点領域抽出部１０
２により抽出された網点領域を除く領域（非網点領
域）、白背景領域抽出部１０３により抽出された白背景
領域が全て重なる領域を文字領域として、それ以外の領
域を絵柄領域として、それぞれ像域分離する。

【００２３】対象原稿が、印画紙やベタ領域を含む原稿
の場合、網点領域判定は像域分離には効果がない。よっ
て、マルチプレクサ１０４，１０６はエッジ領域抽出部
１０１、白背景領域抽出部１０３の出力を入力として選
択するように制御され、マルチプレクサ１０５は”１”
入力を選択するように制御される。したがって、論理積
部１０７の出力が”１”（文字領域）となるのは、エッ
ジ領域抽出部１０１の出力が”１”（エッジ領域）であ
り、かつ、白背景領域抽出部１０３の出力が”１”（白
背景領域）であるときのみである。

【００２４】対象原稿が複写原稿の場合、網点領域判定
の精度は一般に不十分であるので、その判定結果は利用
しないほうが確実な領域分離が可能である。よって、こ
の場合には、エッジ領域抽出部１０１及び白背景領域抽
出部１０３の出力をそれぞれ選択するようにマルチプレ
クサ１０４，１０６が制御され、マルチプレクサ１０５
は”１”入力を選択するように制御される。したがっ
て、エッジ領域抽出部１０１の出力が”１”（エッジ領
域）、かつ、白背景領域抽出部１０３の出力が”１”
（白背景領域）である条件でのみ論理積部１０７の出力
が”１”（文字領域）となる。

【００２５】このように図９に示した４種類の原稿だけ
を対象とする場合には、エッジ領域判定は常に文字／絵
柄領域判定に利用されるので、マルチプレクサ１０４を
省き、エッジ領域抽出部１０１の出力を直接的に論理積
部１０７に入力してもよい。ただし、さらに多様な原稿
種類を扱う場合を考慮するならば、マルチプレクサ１０
４を介在させるほうがよい。

【００２６】以上に述べた実施例の像域分離装置は、デ
ィジタル複写機、ファクシミリ、スキャナ、その他各種
の画像処理機器の像域分離装置として広く利用できるも
のである。なお、本実施例では、エッジ領域判定、網点
領域判定、白背景領域判定を同時並列的に行う構成であ
ったが、それら領域判定を１つずつ順次に、ある単位毎
に行ってその結果を保存し、ある単位について全ての領
域判定結果が得られた段階で最終的な文字／絵柄領域判
定を行うようにしてもよい。また、像域分離のためにエ
ッジ、網点、白背景という３種類の特徴量を利用した
が、さらに別の特徴量を追加することも可能である。ま
た、像域分離装置の各部をハードウエアで実現すれば処
理速度の面で有利であるが、速度が問題にならなければ
各部をコンピュータシステム上でソフトウエアにより実
現してもよい。また、そのような本発明のソフトウエア
を格納したコンピュータ記憶媒体を用意し、このコンピ
ュータ記憶媒体を用いて本発明のソフトウエアを汎用の
コンピュータシステムにロードすることにより、汎用の
コンピュータシステム上で本発明による像域分離を実行
させることも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
次のような効果を得られる。請求項１記載の発明によれ
ば、限定された２種類の特徴量を利用する方式に比べ、
様々な種類の原稿に対し文字領域／絵柄領域の高精度な
分離が可能な像域分離装置を実現できる。請求項２記載
の発明によれば、網点画像を含む原稿、印画紙やベタ領
域を含む原稿、擬似中間調処理された原稿、複写原稿の
いずれに対しても文字領域／絵柄領域の分離を高精度に
行うことができる像域分離装置を提供できる。請求項３
記載の発明によれば網点画像を含む原稿に対し、請求項
４記載の発明によれば誤差拡散やディザ等の擬似中間調
処理が施された原稿に対し、請求項５記載の発明によれ
ば印画紙やベタ領域を含む原稿に対し、また請求項６記
載の発明によれば複写原稿に対し、それぞれ文字領域／
絵柄領域の高精度分離が可能である。請求項７記載の発
明によれば、擬似中間調処理された原稿の文字領域／絵
柄領域を高精度に分離可能な像域分離装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による像域分離装置のブロッ
ク図である。

【図２】エッジ領域抽出部の一例を示すブロック図であ
る。

【図３】黒画素又は白画素が連続する部分を検出するた
めのパターンマッチングに用いるパターンの例を示す図
である。

【図４】網点領域抽出部の一例を示すブロック図であ
る。

【図５】極値画素検出の説明のための図である。

【図６】網点領域補正の説明のための図である。

【図７】白背景領域抽出部の一例を示すブロック図であ
る。

【図８】白補正の説明のための図である。

【図９】原稿種類と選択される特徴量の関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

１００入力画像信号１０１エッジ領域抽出部１０２網点領域抽出部１０３白背景領域抽出部１０４，１０５，１０６マルチプレクサ１０７論理積部１０８原稿種選択部２０１３値化処理部２０２黒画素連続性検出部２０３白画素連続性検出部２０４近傍検出部３０１極値画素検出部３０２網点領域検出部３０３網点領域補正部４０１２値化処理部４０２パターンマッチング部４０３白補正部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原稿の画像信号より少なくとも３種類の
特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、該特徴量抽出手段
により抽出された少なくとも３種類の特徴量の中から、
該原稿の種類に応じて少なくとも２種類の特徴量を選択
する特徴量選択手段と、該特徴量選択手段により選択さ
れた特徴量を利用して該原稿の画像上の文字領域と絵柄
領域の分離判定を行う手段とを具備する像域分離装置。
【請求項２】請求項１記載の像域分離装置において、
特徴量抽出手段は少なくともエッジ領域を抽出する手
段、網点領域を抽出する手段及び白背景領域を抽出する
手段を含むことを特徴とする像域分離装置。
【請求項３】請求項２記載の像域分離装置において、
原稿の種類が網点領域を含む原稿の場合に、特徴量選択
手段によりエッジ領域抽出手段の抽出結果及び網点領域
抽出手段の抽出結果が選択されることを特徴とする像域
分離装置。
【請求項４】請求項２記載の像域分離装置において、
原稿の種類が擬似中間調処理された領域を含む原稿の場
合に、特徴量選択手段によりエッジ領域抽出手段の抽出
結果、網点領域抽出手段の抽出結果及び白背景領域抽出
手段の抽出結果が選択されることを特徴とする像域分離
装置。
【請求項５】請求項２記載の像域分離装置において、
原稿の種類が印画紙又はベタ領域を含む原稿の場合に、
特徴量選択手段によりエッジ領域抽出手段の抽出結果及
び白背景領域抽出手段の抽出結果が選択されることを特
徴とする像域分離装置。
【請求項６】請求項２記載の像域分離装置において、
原稿の種類が複写原稿の場合に、特徴量選択手段により
エッジ領域抽出手段の抽出結果及び白背景領域抽出手段
の抽出結果が選択されることを特徴とする像域分離装
置。
【請求項７】原稿の画像信号よりエッジ領域、網点領
域及び白背景領域をそれぞれ抽出する手段と、該手段に
より抽出されたエッジ領域、白背景領域、及び網点領域
を除く領域が全て重なった領域を文字領域と判定し、そ
れ以外の領域を絵柄領域と判定する手段とを具備する像
域分離装置。