JP2507948B2 - 画像領域識別装置 - Google Patents

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画像領域識別装
置に関する。

（従来技術） 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
のため文字線画像等の２値領域と写真画像等の中間調領
域の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、このような画像領域の識別
は必須のものとなる。

従来の方式としてブロック内の濃度差により画像領域
の識別を行う方式がある（例えば特開昭58-205376号公
報参照）。この方式は、文字線画像の濃度特性は第２図
の濃度特性に示すように近接画素との濃度差の激しい特
性を示し、一方、写真画像の濃度特性は第３図の濃度特
性に示すように、濃度差のゆるやかな特性となるという
性質を利用して画像を識別するものである。すなわちＭ
×Ｎ画素のブロックを単位にしてブ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い場合は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） しかしこの従来の方式では、小さな文字は入力系のMT
F特性のため解像度が下がり、濃度特性が中間調画像と
類似してくるため中間調領域と誤って判定され、従って
中間調領域を行うので、再生画像の画品質が劣化すると
いう欠点があった。

また中間調領域においてもエッジ成分を文字領域と誤
認して文字処理を行うため中間調画像の画品質が劣化す
る欠点があった。

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等の２値領域と写真画像のような中
間調領域の識別を正確に行うことができ、特に従来方式
に対して、小さな文字の再現性を良好にすることができ
るとともに、中間調領域のエッジの誤認を防ぐことがで
き、良好な再生画像を得ることができる画像領域識別装
置を提供す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、写真画
像の混在する原稿における画像中のエッジ領域を検出す
るエッジ検出部１と、前記画像中の背景領域を検出する
背景検出部２と、エッジ検出部１により検出されたエッ
ジ領域と背景検出処理部２により検出された背景領域と
を論理和演算により合成し文字領域候補とし、それ以外
の中間調領域候補とする合成部３と、その合成部３によ
り得られた文字領域候補および中間調領域候補の各画素
に対し、その画素の周辺のＭ×Ｎ画素内に存在する文字
領域候補の画素数により、文字領域であるか中間調領域
であるかを判定する領域判定部４とを備えたことを特徴
とする画像領域識別装置である。

（作用） 入力画像はエッジ検出部１によりエッジ領域が抽出さ
れ、背景検出部２より背景領域が抽出される。２つの抽
出信号はOR処理による合成部３により合成され文字領域
候補とし、それ以外の領域を中間調領域候補とし、これ
らを表す信号が領域判定部４へ入力される。領域判定部
４部では、領域判定のためにＭ×Ｎ画素内の文字領域候
補と判定された画素数を計数し、計数値が予め定めたし
きい値より大きいとき文字領域と判定し、そのしきい値
より小さいとき中間調領域と判定する。

本発明によれば、上記のように背景領域とエッジ検出
された領域とを合わせて文字画像領域候補とし、それ以
外の領域を中間調領域候補とすることにより、背景領域
が文字領域と識別されるため、２値領域と中間調領域と
の識別が確実になる。また、文字画像領域候補と中間調
領域候補に対し、さらに着目画素周辺のＭ×Ｎ画素内の
文字領域候補の画素数より領域判定を行うので、一層確
実な領域識別が可能となる。しかも、その領域判定を画
素ごとに行うため、領域判定に対する誤判定が少なくな
るとともに小文字の再現性が高くなり、高画質の再現が
可能になる。

（実施例） 次に、第１図に示す実施例に基づいて本発明の内容を
詳細に説明する。第１図は本発明の画像識別装置を画像
処理装置に適用したの実施例を示すものであり、本発明
による画像識別処理部分と、画像処理部分とからなって
いる。画像識別処理部分は、入力画像信号中のエッジ成
分を検出するエッジ検出部１と、入力画像信号中の背景
部分を検出する背景検出部２と、これらの検出部1,2の
出力をOR処理して合成する合成部３と、領域を判定する
領域判定部４からなっている。画像処理部分は入力画像
信号に対し２値処理を施す文字処理部５と、入力画像信
号に対し中間調処理を施す中間調処理部６と、領域判定
部４の判定に従って字処理部５あるいは中間調処理部６
の出力を選択して出力する画像合成部７からなってい
る。

入力画像信号は、それぞれの画像の属性に応じた濃度
特性を有する。その画像信号に対してまずエッジ検出部
１により、輪郭抽出、いわゆるエッジ検出を行う。第２
図は文字画像の濃度特性およびそれに対応するエッジ出
力を表す模式図である。文字画像領域は濃度差が激しい
ため文字の輪郭に相当する領域はほぼ抽出される。その
結果、通常の大きさの文字では文字の輪郭が抽出され
る。しかし、文字サイズが小さくなると入力系のMTF特
性により解像度が下がり、濃度こう配がゆるやかになる
ためエッジとして検出されない輪郭領域が発生する。ま
た、第３図は中間調画像の濃度特性およびそれに対応す
るエッジ出力を表す模式図である。中間調画像は濃度こ
う配がゆるやかであるため、一部を除いて、ほとんどエ
ッジ成分は抽出されない。

エッジ検出は通常、多値画像において用いられる方式
であり、第８図に示すような３×３、あるいは５×５の
デジタルフィルタにより構成することができる。また３
×３、５×５画素領域内の濃度差を求める方式により構
成することもできる。

次に、背景検出部２は入力画像信号中の背景領域成分
を抽出する。背景領域とは文書画像の紙面の地肌濃度レ
ベルをさす。そこで背景領域の抽出としては文字画像の
２値化に用いるよりも、第４図あるいは第５図に示すよ
うに濃度レベルの低い値をしきい値として、それ以下の
部分を抽出する。背景抽出は文字領域が構造的には２値
画像のため黒画素と白画素で構成されていることに基づ
いている。背景領域を文字領域と扱うことにより識別率
を高めることができる。

文字領域においてはエッジ領域以外はほとんど背景領
域である。そこでエッジ検出部１で検出したエッジ領域
出力と背景検出部２で検出した背景領域出力とを合成部
３でOR処理をして合成すると領域の大部分が文字領域と
なる。一方中間調領域内においては背景レベルに相当す
るような低濃度のレベルはほとんど存在しない。そのた
め中間調領域と判定されながら背景出力により文字領域
と変更される領域はほとんどない。従って、背景領域を
文字領域と扱うことにより識別率を高めることができ
る。

エッジ検出部１で検出した各画素毎にエッジ成分であ
るか否かを示したエッジ領域出力と背景検出部２で検出
した各画素毎に背景成分であるか否かを示した背景領域
出力とを合成部３によりOR演算して合成することにより
文字領域候補と中間調領域候補からなる信号が形成され
る。しかし、このままではまだ小さな文字の場合等のよ
うに誤認が残っているおそれがある。そこでＭ×Ｎ画素
を用いたブロック識別により上記誤認を排除し、正確な
判定識別を領域判定部４で行う。

領域判定部４においては各画素毎に周辺のＭ×Ｎ画素
内の文字領域候補の画素数により文字領域と中間調領域
を識別する。領域判定の模式図を第６図に示す。特徴と
して前述した処理により誤認が局所的に存在するもので
あることを利用する。つまりＭ×Ｎ画素の領域内で文字
領域候補と判定された画素数がしきい値よりも大きけれ
ば文字領域、少なければ中間調領域とする。また、領域
の大きさは、従来のT/I分離方式では再現できない最小
文字の大きさが目安となる。第７図に示すように従来方
式は背景領域を中間調領域と扱うため、小さい文字は中
間調領域と誤認する場合があるが、本発明の方式では背
景領域を文字領域と扱うため正確な識別を行うことがで
きる。

通常の領域判定ではこのような処理をＭ×Ｎ画素のブ
ロック単位で行うが、本実施例においては画素単位で行
う。つまり注目画素の画像領域を判定するために近傍領
域であるＭ×Ｎ画素を参照し、黒画素の数により文字領
域であるか中間調領域であるかを、その注目画像に対し
て判定する。このようにすることにより識別確度が良好
になるとともにハード構成上も簡単になる。

第９図にＭ×Ｎ（この例は５×５）内の領域内の画素
数により画像領域を判定する処理のハード構成例を示
す。５ライン分のデータに対して、副走査方向の画素数
をカウンタ11によりカウントする。出力された３ビット
データをラッチ12〜15で遅延させ、主走査５ドット分の
画素数をカウンタ16でカウントする。以上の構成により
中心画素に対して５×５画素内の黒画素数をカウントす
ることができる。最後にこの画素数をコンパレータ17で
比較してしきい値設定部18に設定されたしきい値よりも
高い場合は文字領域、低い場合は中間調領域であると画
素単位で判定することができる。

画像合成部７への入力画像を文字処理部５で２値処理
した画像、および中間調処理部６で中間調処理した画像
が入力されている。そこで、上記判定信号をもとに出力
を切り替えることにより、２値画像および中間調画像に
それぞれ適した処理がなされた画像が選択されて高品質
の画像を出力することができる。

（発明の効果） 本発明によれば、背景領域とエッジ検出された領域と
を合わせて文字画像領域候補とし、それ以外の領域を中
間調領域候補とすることにより、背景領域が文字領域と
識別されるため、２値領域と中間調領域との識別が確実
になる。

また、文字画像領域候補と中間調領域候補に対し、さ
らに着目画素周辺のＭ×Ｎ画素内の文字領域候補の画素
数より領域判定を行うので、一層確実な領域識別が可能
となる。しかも、領域判定を画素ごとに行うため、領域
判定に対する誤判定が少なくなるとともに小文字の再現
性が高くなり、高画質の再現が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の構成を示す図であ
る。 第２図は文字画像の特性を表す模式図、第３図は写真画
像の特性を表す模式図である。 第４図は文字領域の背景出力の特徴を表す模式図、第５
図は写真領域の背景出力の特徴を表す模式図である。 第６図は領域識別を説明する図であり、（ａ）はオリジ
ナル原稿、（ｂ）は領域判定部に入力する画像を示すも
のである。 第７図は領域識別のブロックの大きさを説明する図であ
る。 第８図はエッジ検出フィルタの一例を示す図である。 第９図はブロック内の画素数を判定する回路の一例を示
す図である。 １……エッジ検出部、２……背景検出部、３……合成
部、４……領域判定部、５……文字処理部、６中間調処
理部、７……画像合成部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】文字線画像、写真画像の混在する原稿にお
   ける画像中のエッジ領域を検出するエッジ検出部と、 前記画像中の背景領域を検出する背景検出部と、 エッジ検出部により検出されたエッジ領域と背景検出部
   により検出された背景領域とを論理和演算により合成し
   文字領域候補とし、それ以外の領域を中間調領域とする
   合成部と、 合成部により得られた文字領域候補および中間調領域の
   各画素に対し、その画素の周辺のＭ×Ｎ画素内に存在す
   る文字領域候補の画素数により、文字領域であるか中間
   調領域であるかを判定する領域判定部と を備えたことを特徴とする画像領域識別装置。