JP2841942B2 - 画像入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば台紙入力装置等の
画像入力装置、詳しくは、入力された階調画像データか
ら二値画像データを生成する画像入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の製版工程及びデザインレイアウト
において、写真や文字をレイアウトする際の割付指定紙
として、台紙を使用している。この台紙上の画像をＣＡ
Ｄ等を用いてトレースすることによりレイアウトスキャ
ナ等の編集装置における写真レイアウト枠等を入力する
が、地図等の自由図形の場合は事実上ＣＡＤ図形として
トレースすることができない。この場合、台紙上の画像
をフラットベッドスキャナ等の画像入力装置を用いて入
力し、その入力したデータに対して、領域を認識するこ
とにより、この領域内に写真、文字等をレイアウトした
りする。また、その画線部に対しての色指定や、後述す
る有効画像、無効画像、無効の領域の指定を行う。

【０００３】従来のこの種の画像入力装置を図６〜８を
参照しながら説明する。図６は従来の画像入力装置にお
ける動作手順を表すフローチャートである。さらに、図
７は二値画像データにおける無効画像をあらわす図であ
り、図８は二値画像データにおける欠落画像をあらわす
図である。

【０００４】従来の画像入力装置においては、線画等が
描かれた原画像をスキャナにより、階調画像として読み
込む（Ｓ６１）。読み込まれた原画像は、予め定められ
た閾値（Ｓ６５）に従い二値化される（Ｓ６２）。Ｓ６
５において決定された閾値は固定値であり、いかなる原
画像に対しても（原画像の濃淡が変化しても）この閾値
にしたがい二値化が行われる。

【０００５】ところが、図７、図８に表されるように、
二値化された２値画像データには、原画像が描かれた紙
面（例えば台紙）の汚れ等により、原画像に含まれてい
なかった点７０（以下、無効画像という）が混入するこ
とがある。また、原画像に描かれた線画の一部の濃度が
薄いために、原画像に含まれていたにも拘らず、二値画
像データにおいて欠落した画像８０（以下、欠落画像と
いう）が生じることがある。

【０００６】これらの無効画像、あるいは、欠落画像
は、オペレータが二値画像データを修正することにより
取り除かれる（Ｓ６３）。例えば二値画像データをディ
スプレイに表示して、オペレータはこの表示画像と台紙
上の原画像とを目視により比較しながら、無効画像を削
除したり、欠落画像部分を補完するものである。このよ
うな修正指示が、二値画像データに付加されることで画
線部としての有効、無効や、領域の境界部としての認識
が行われる（Ｓ６４）。そして、このデータは例えばレ
イアウトスキャナ等における写真等の画像をレイアウト
する領域として他の工程において用いられるものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像入力装置においては、前記無効画像、あるいは、欠
落画像の修正は、上述のようにオペレータの目視により
行っていたため、オペレータの熟練が必要とされるとと
もに、その修正作業には長時間を必要とするという問題
があった。

【０００８】

【発明の目的】そこで、本発明は、画像入力装置におい
て、二値画像データの無効画像、および、欠落画像の修
正を容易、かつ、短時間に、行うことをその目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る画像入力装置は、第１の閾値に基づき、入力された
第１の階調画像データを二値化し、第１の二値画像デー
タを生成する第１の画像二値化手段と、前記第１の二値
画像データについて第１のカットオフ周波数より高い周
波数成分を除去し、第２の二値画像データを生成する第
１の二値画像処理手段と、前記第１の階調画像データに
ついて、第２のカットオフ周波数より高い周波数成分を
除去し、第２の階調画像データを生成する階調画像処理
手段と、第２の閾値に基づき、前記第２の階調画像デー
タを二値化し、第３の二値画像データを生成する第２の
画像二値化手段と、前記第２の二値画像データと前記第
３の二値画像データとに基づき第４の二値画像データを
生成する第２の二値画像処理手段とを有することを特徴
とする。

【００１０】また、請求項２に記載の発明に係る画像入
力装置においては、前記第１の閾値は、前記入力された
第１の階調画像データに基づいて設定する。

【００１１】さらに、請求項３の記載の発明に係る画像
入力装置においては、前記第２の閾値は、前記第２の階
調画像データに基づいて設定する。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明に係る画像入力装置におい
て、第１の画像二値化手段は、第１の閾値に基づき、入
力された第１の階調画像データを二値化し、第１の二値
画像データを生成する。第１の二値画像処理手段は、前
記第１の二値画像データについて第１のカットオフ周波
数より高い周波数成分を除去し、第２の二値画像データ
を生成する。例えば入力時に混入した単独画素（無効画
像）を削除するものである。階調画像処理手段は、前記
第１の階調画像データについて、第２のカットオフ周波
数より高い周波数成分を除去し、第２の階調画像データ
を生成する。第２の画像二値化手段は、第２の閾値に基
づき、前記第２の階調画像データを二値化し、第３の二
値画像データを生成する。これにより、例えば前記第１
のカットオフ周波数でのフィルタリングによって欠落す
る線画部分を補間するものである。そして、第２の二値
画像処理手段は、前記第２の二値画像データと前記第３
の二値画像データとに基づき第４の二値画像データを生
成する。この結果、無効画像は削除されるとともに、欠
落画像は補間される。

【００１３】請求項２に記載の発明に係る画像入力装置
は、請求項１の画像入力装置において、前記第１の閾値
は、前記入力された第１の階調画像データに基づいて設
定する。例えば入力画像データに基づいてヒストグラム
を作成し、このヒストグラムにより閾値を入力データ毎
に設定するものである。この結果、原画像について欠落
画像部分が減少するとともに、無効画像の混入も大幅に
低減される。

【００１４】請求項３に記載の発明に係る画像入力装置
は、請求項１の画像入力装置において、前記第２の閾値
は、前記第２の階調画像データに基づいて設定する。例
えば前記同様に階調によるヒストグラムを作成し、これ
に基づいて第２の閾値を設定するものである。この結
果、より高精度に無効画像の除去と欠落画像の補間とを
行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００１６】図１は、本発明の第１実施例に係る画像入
力装置の外観図である。第１実施例に係る画像入力装置
は、フラットベッド型のイメージスキャナ１１と、コン
ピュータ本体１２と、ディスプレイ１３と、磁気ディス
クユニット１４と、光磁気ディスクユニット１５と、マ
ウス１６と、を有して構成されている。

【００１７】イメージスキャナ１１は、台紙に描かれた
線画等の原画像を読み取るものである。イメージスキャ
ナ１１により読み込まれた原画像は、コンピュータ本体
１２に入力されると同時に、ディスプレイ１３に出力さ
れる。オペレータは、ディスプレイ１３、マウス１６等
を使用して、磁気ディスク１４に保存されたプログラム
に従い、原画像の二値化を行う。この二値画像データは
光磁気ディスクユニット１５内の光磁気ディスクに書き
込まれ、保存される。

【００１８】図２は本実施例に係る画像入力装置の機能
ブロック図である。図２に示すように、この画像入力装
置は、画像入力部２０１と、階調画像記憶部２０２、２
０９と、二値画像記憶部２０４、２０６、２１１と、階
調画像処理部２０８と、二値化部２０３、２１０と、二
値画像処理部２０５、２１０、２１３と、閾値決定部２
０７、２１２と、情報付加部２１３と、を有して構成さ
れている。

【００１９】画像入力部２０１は、上記イメージスキャ
ナ１１より構成され、この画像入力部２０１にて原画像
が階調画像として読み込まれ、入力される。入力された
原画像データは、Ａ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変換された
画像データは、例えば４ビット（１６階調）にてあらわ
される。この４ビットの画像データは階調画像記憶部２
０２に記憶される。

【００２０】階調画像記憶部２０２に記憶された第１の
階調画像データに基づき、閾値決定部２０７は第１の閾
値を決定する。第１の閾値に従い二値化部２０３は、階
調画像記憶部２０２に記憶された第１の階調画像データ
を二値化する。この第１の二値画像データは二値画像記
憶部２０４に入力され、記憶される。二値画像処理部２
０５は、第１の二値画像データ内の無効画像の削除等の
処理を行う。処理された第２の二値画像データは二値画
像記憶部２０６に記憶される。

【００２１】一方、階調画像処理部２０８は、階調画像
記憶部２０２に記憶された第１の階調画像データにおい
て、フィルタリング等の処理を行う。処理された第２の
階調画像データは階調画像記憶部２０９に記憶される。
階調画像記憶部２０９に記憶された第２の階調画像デー
タに基づき、閾値決定部２１２は第２の閾値を決定す
る。二値化部２１０は、階調画像記憶部２０９に記憶さ
れた第２の階調画像データを第２の閾値にしたがい、二
値化する。この第３の二値画像データは二値画像記憶部
２１１に記憶される。

【００２２】二値画像処理部２１３は、二値画像記憶部
２０６に記憶された第２の二値画像データと、二値画像
記憶部２１１に記憶された第３の二値画像データと、に
基づき最終二値画像データ（第４の二値画像データ）を
生成する。情報付加部２１４は、最終二値画像データ
に、二値画像データ以外の必要なデータを付加する。

【００２３】なお、閾値決定部２０７、二値化部２０
３、二値画像記憶部２０４は請求項１記載の画像入力装
置に係る第１の画像二値化手段を形成している。同様
に、二値画像処理部２０５、二値画像記憶部２０６は第
１の二値画像処理手段を形成している。階調画像処理部
２０８、階調画像記憶部２０９は階調画像処理手段を形
成している。二値化部２１０、二値画像記憶部２１１、
閾値決定手段２１２は第２の画像二値化手段を形成して
いる。二値画像処理部２１３は第２の二値画像処理手段
を形成している。

【００２４】次に、図３〜図５を参照しながら本実施例
に係る画像入力装置の動作を説明する。

【００２５】図３は本実施例に係る画像入力装置の動作
を表すフローチャートである。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）
はそれぞれ、原画像、階調画像データ、および、階調画
像デタのヒストグラムをあらわす図である。図５（Ａ）
〜図５（Ｃ）はそれぞれ、２次元ローパスフィルタの処
理がなされた階調画像データ、二値画像データＡ、最終
二値画像データをあらわす図である。

【００２６】まず、図４（Ａ）に示される原画像が画像
入力装置に入力される（Ｓ３０１）。この原画像のデー
タは図４（Ｂ）のように、４ビットの階調画像データ
（第１の階調画像データ）にてあらわされ、階調画像記
憶部２０２に記憶される。

【００２７】次に、閾値決定部２０７は、階調画像記憶
部２０２に記憶された第１の階調画像データにしたが
い、図４（Ｃ）の濃度ヒストグラムを作成する（Ｓ３０
２）。一般に、この濃度ヒストグラムは、図４（Ｃ）に
示されるように、原画像の空白部分を示す低濃度のデー
タにおいて、ピークａを有する。また、原画像の画線部
分を示す高濃度のデータにおいてもピークｂを有する。

【００２８】閾値決定部２０７は、このヒストグラムに
基づき、第１の閾値を決定する（Ｓ３０３）。第１の閾
値の決定は、以下の手順に従う。すなわち、図４（Ｃ）
に示される濃度ヒストグラムの２個のピークａ、ｂの中
間点ｃを求める。さらに、この中間点ｃと、ピークｂと
の中間点ｄを求め、この中間点ｄにおける濃度を第１の
閾値とする。これは、通常、画線部は一定の濃度を持っ
ているので、閾値を画線部の濃度域側に近づけること
で、画線部の濃度以下の汚れ部分等を除くことができる
ためである。但し、閾値の決定は上記の方法に限られる
ことなく、適宜選択できるものである。

【００２９】二値化部２０３は、第１の閾値に従い、階
調画像記憶部２０２に記憶された第１の階調画像データ
を二値化し、第１の二値画像データを生成する（Ｓ３０
４）。このようにして第１の閾値を決定したため、原画
像全体の濃淡の変化に影響されることなく、例えばこの
二値画像データへの無効画像の混入をより正確に除去す
ることができる。

【００３０】二値画像処理部２０５は、前記二値画像デ
ータのうち、隣接した３×３の画素データの中央の画素
データのみが”１”であるデータ（単独画素データ）を
検出し、この単独画素データを”０”とする（Ｓ３０
５）。すなわち、二値画像処理部２０５は、２次元ロー
パスフィルタを構成しており、請求項１記載の第１のカ
ットオフ周波数より高い成分である高域成分（単独画素
データ）を削除することにより、無効画像を取り除くこ
とができる。なぜならば、単独画素データは無効画像で
ある場合が多いからである。なお、無効画像の抽出を行
う二値画像処理部２０５は、上記の２次元ローパスフィ
ルタによる方法に限定されるものではない。例えば、あ
る画素と隣接する画素が同じ値であるかどうかを判断す
ることにより、無効画素を抽出する方法等を用いても差
し支えない。さらに、上記第１のカットオフ周波数を適
宜選択することにより、単独画素データに限らす、例え
ば、２×２の無効画像を削除することができる。無効画
像を削除され、生成された二値画像データＡ（第２の二
値画像データ）は二値画像記憶部２０６に記憶される
（Ｓ３０６）。

【００３１】一方、階調画像処理部２０８は、階調画像
記憶部２０２に記憶された第１の階調画像データに対し
て、請求項１記載の第２のカットオフ周波数より高い周
波数成分を除去する２次元ローパスフィルタの処理を行
う（Ｓ３０７）。この２次元ローパスフィルタは、例え
ば、隣接した３×３のデータの平均値を求めるような簡
易な方法を用いることができる。第１の階調画像データ
に対して、このようなフィルタリング処理を行うことに
より、図４（Ｃ）の階調画像データのうち、濃度の比較
的低い部分４１の濃度が高くなる。よって、フィルタリ
ング処理された階調画像を二値化することによる欠落画
像を防止することができる。なお、階調画像処理部２０
８は、このような２次元ローパスフィルタに限定される
ことなく、他の２次元ローパスフィルタを用いても差し
支えない。さらに、第２のカットオフ周波数を適宜選択
することにより、任意の大きさの欠落画像の補完を行う
ことができる。フィルタリング処理の行われた階調画像
データ（第２の階調画像データ）は、階調画像記憶部２
０９に記憶される。

【００３２】階調画像記憶部部２０９に記憶された第２
の階調画像データの濃度ヒストグラムを、Ｓ３０２と同
様の方法により作成する（Ｓ３０８）。また、Ｓ３０３
と同様に、この濃度ヒストグラムより、第２の閾値を求
める（Ｓ３０９）。前記階調画像記憶部２０９に記憶さ
れた第２の階調画像データを、第２の閾値にしたがい、
二値化し（Ｓ３１０）、二値画像データＢ（第３の二値
画像データ）を生成する（Ｓ３１１）。二値画像データ
Ｂは二値画像記憶部２１１に記憶される。この二値画像
データＢは、前記二値画像データＡと比較して、欠落画
像は少なくなっている。

【００３３】２値画像データＡは、無効画像を削除され
ているが、欠落画像を防止する処理はなされていないた
め、図５（Ｂ）に示されるような欠落画像５１、５２を
有している。一方、図５（Ａ）示される階調画像データ
は、２次元ローパスフィルタの処理がなされているた
め、この階調画像データを二値化した二値画像データＢ
は、欠落画像５１、５２を含んでいないが、フィルタリ
ング処理を行ったために第２の閾値以上であった画像が
第２の閾値以下となったり（欠落画像５３〜５６）、無
効画像を含んでいる場合がある。このように、異なるデ
ータにて構成される二値画像データＡ、Ｂに基づき、以
下の手順（Ｓ３１２、Ｓ３１３）にしたがい、最終二値
画像データ（第４の二値画像データ）は求められる。

【００３４】まず、二値画像データＡと、二値画像デー
タＢの論理積のデータを求める。この論理積のデータ内
の”１”のデータに対応する二値画像データＢ内のデー
タ、および、該データに隣接し、かつ、データが”１”
である二値画像データＢ内のデータを抽出する（Ｓ３１
２）。このようにして、抽出された二値画像データＢ内
のデータ、二値画像データＡとの論理和のデータを求
め、この論理和のデータを図５（Ｃ）の最終二値画像デ
ータとする（Ｓ３１３）。よって、図５（Ａ）の欠落画
像５３〜５６と、図５（Ｂ）の欠落画像５１、５２は、
図５（Ｃ）の最終二値画像において補間される。さら
に、最終二値画像データに、画線部としての有効無効の
指示や、領域の境界部として認識するための必要なデー
タを付加する（Ｓ３１４）。

【００３５】以上のフローチャートを実行することによ
り、無効画像、および、欠落画像を含まない最終二値画
像データが、自動的に求められる。なお、無効画像の抽
出を行う二値画像処理部２０５においては、上記した２
次元ローパスフィルタによる方法以外に、ある画素と隣
接する画素が同じ値であるかどうかを判断し、この作業
を次々に行っていくことで、単独画素を抽出する方法等
を適宜選択できるものである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、画像入力装置において、二値画像の無効画像、およ
び、欠陥画像の修正を容易に、かつ、短時間にて行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る画像入力装置の外観
図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る画像入力装置の機能
ブロック図である。

【図３】本発明の第１実施例に係る画像入力措置の動作
を表すフローチャートである。

【図４】本発明の第１実施例に係る原画像、階調画像デ
ータ、および、階調画像データの濃度ヒストグラムをあ
らわす図である。

【図５】本発明の第１実施例に係る２次元ローパスフィ
ルタの処理がなされた階調画像データ、二値画像データ
Ａ、および、最終二値画像データをそれぞれあらわす図
である。

【図６】従来の画像入力装置における動作手順を表すフ
ローチャートである。

【図７】二値画像データにおける無効画像をあらわす図
である。

【図８】二値画像データにおける欠落画像をあらわす図
である。

【符号の説明】

２０３ 二値化部（第１の画像二値化手段） ２０４ 二値画像記憶部（第１の画像二値化手段） ２０５ 二値画像処理部（第１の二値画像処理部） ２０６ 二値画像記憶部（第１の二値画像処理部） ２０７ 閾値決定部（第１の画像二値化手段） ２０８ 階調画像処理部（階調画像処理部） ２０９ 階調画像記憶部（階調画像処理部） ２１０ 二値化部（第２の二値化手段） ２１１ 二値画像記憶部（第２の二値化手段） ２１２ 閾値決定手段（第２の二値化手段） ２１３ 二値画像処理部（第２の二値画像処理部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 高志 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版 印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−67373（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−302375（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 H04N 1/60

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の閾値に基づき、入力された第１の
   階調画像データを二値化し、第１の二値画像データを生
   成する第１の画像二値化手段と、 前記第１の二値画像データについて第１のカットオフ周
   波数より高い周波数成分を除去し、第２の二値画像デー
   タを生成する第１の二値画像処理手段と、 前記第１の階調画像データについて、第２のカットオフ
   周波数より高い周波数成分を除去し、第２の階調画像デ
   ータを生成する階調画像処理手段と、 第２の閾値に基づき、前記第２の階調画像データを二値
   化し、第３の二値画像データを生成する第２の画像二値
   化手段と、 前記第２の二値画像データと前記第３の二値画像データ
   とに基づき第４の二値画像データを生成する第２の二値
   画像処理手段とを有することを特徴とする画像入力装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１の画像入力装置において、前記
   第１の閾値は、前記入力された第１の階調画像データに
   基づいて設定する画像入力装置。
3. 【請求項３】 請求項１の画像入力装置において、前記
   第２の閾値は、前記第２の階調画像データに基づいて設
   定する画像入力装置。