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JP4010440B2 - Image processing apparatus with shadow detection - Google Patents
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JP4010440B2 - Image processing apparatus with shadow detection - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿読取装置により読み取った画像を処理する画像処理装置に関し、より詳細には、原稿の段差部分で発生する影を高精度に検出し抑制する影検出を伴う画像処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、原稿をスキャナで読み込みフィルタ処理やガンマ変換などでコントラスト強調を施す画像処理装置において、原稿の段差部で発生する「影」も文字エッジや絵柄中のエッジと同様に強調される。「影」は、切り貼り原稿の影あるいは厚紙を白い原稿押さえ板を背景にして読み込んだ場合の縁の影であり、実際には不要な情報であるため、不具合となる。
【0003】
特開平7−170405号公報は、上記影の不具合に対処した技術である。濃度情報に基づいて原稿のエッジの影の信号を検出し、検出したエッジの影の信号を画像信号から除去する。しかし、濃度情報の参照では、低コントラスト文字との識別ができない。低コントラスト文字は例えば鉛筆書きの文字に代表される濃度の低い文字であり、当然、情報として重要であるのにもかかわらず特開平7−170405号公報の方法では低コントラスト文字部までも除去してしまうため、これもまた不具合となる。
【0004】
特開平10−285377号公報も、上記影の不具合に対処したまた別の技術である。エッジの勾配の非対称性により影部を判定し、影部を画像信号から消去する。しかし、エッジ勾配の非対称性による検出は低コントラスト文字との識別が概ね可能であるが、鉛筆書き文字では筆圧の具合によって部分的に非対称性の特徴を有するため、誤検出は免れない。また、影の非対称性検出を左側からの光源照射による読み取り画像と右側の光源照射による読み取り画像を参照することによって行っており、装置として高価である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、出力画像上で目障りな影を発生させない装置を安価に提供することを目的とする。そのため、影部を低コントラスト文字と識別して精度良く検出し、影検出の結果に応じて影部を消去またはすくなくとも強調しない様制御する。
【0006】
本発明では、影部の識別精度向上のために、まず、影候補画素を検出し、更に、それを補正する2段構成をとる。なお、特開平10−285377号公報の実施例において、影の連続性を用いた補正に言及しているが、その具体的な方法は何ら開示されていない。以降の本実施例では、影の連続性やその他の性質を用いた補正手段をハードを考慮した構成で具体的に示す。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、原稿を照射して入力画像信号を取得する画像入力手段と、
原稿の厚み方向の段差部で発生する影を入力画像信号から検出する影検出手段と、
前記影検出手段の検出結果に基づいて入力画像信号に対する画像処理を制御する制御手段とを有し、前記影検出手段は、背景レベルを検出する背景レベル検出手段を有し、該背景レベル検出手段により検出した背景レベルの段差を基に影候補画素を検出する影候補画素検出手段と、注目画素周辺の前記影候補画素検出手段によって検出された影候補画素の密度が所定閾値以上であれば注目画素を影領域の画素であると判定する補正手段とを備えることを特徴とするものである。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記制御手段は前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を消去するよう画像処理を制御することを特徴とするものである。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記制御手段は前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を少なくとも強調しないよう画像処理を制御することを特徴とするものである。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1の発明において、前記影検出手段は入力画像信号から文字特徴を検出する文字特徴検出手段を有し、前記補正手段は注目画素又はその周辺画素で前記文字特徴検出手段により文字特徴が検出されたならば注目画素を影領域の画素でないと判定することを特徴とするものである。
【0011】
請求項5の発明は、原稿を照射して入力画像信号を取得する画像入力手段と、原稿の厚み方向の段差部で発生する影を入力画像信号から検出する影検出手段と、前記影検出手段の検出結果に基づいて入力画像信号に対する画像処理を制御する制御手段とを有し、前記影検出手段は、影候補画素を検出する影候補画素検出手段、および、該影候補画素検出手段により検出された影候補画素を補正する補正手段を備え、前記影候補画素検出手段は、背景レベルを検出する背景レベル検出手段を有し、該背景レベル検出手段により検出した背景レベルの段差を基に影候補画素を検出し、前記補正手段は、注目画素周辺の前記影候補画素検出手段による影候補画素検出結果を参照して、影候補画素の密度が所定閾値以上 であれば注目画素を影領域の画素であると判定し、前記制御手段は、前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を消去するようまたは少なくとも強調しないよう制御することを特徴とするものである。
【0012】
請求項6の発明は、原稿を照射して入力画像信号を取得する画像入力手段と、原稿の厚み方向の段差部で発生する影を入力画像信号から検出する影検出手段と、前記影検出手段の検出結果に基づいて入力画像信号に対する画像処理を制御する制御手段とを有し、前記影検出手段は、影候補画素を検出する影候補画素検出手段、および、該影候補画素検出手段により検出された影候補画素を補正する補正手段を備え、前記影候補画素検出手段は、背景レベルを検出する背景レベル検出手段を有し、該背景レベル検出手段により検出した背景レベルの段差を基に影候補画素を検出し、前記補正手段は、注目画素周辺の前記影候補画素検出手段による影候補画素検出結果を参照して、影候補画素の連続画素数が所定閾値以上であれば注目画素を影領域の画素であると判定し、前記制御手段は、前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を消去するようまたは少なくとも強調しないよう制御することを特徴とするものである。
【0013】
請求項7の発明は、原稿を照射して入力画像信号を取得する画像入力手段と、原稿の厚み方向の段差部で発生する影を入力画像信号から検出する影検出手段と、前記影検出手段の検出結果に基づいて入力画像信号に対する画像処理を制御する制御手段とを有し、前記影検出手段は、影候補画素を検出する影候補画素検出手段、文字特徴を有する画素を検出する文字特徴検出手段、および、該影候補画素検出手段により検出された影候補画素を補正する補正手段を備え、前記影候補画素検出手段は、背景レベルを検出する背景レベル検出手段を有し、該背景レベル検出手段により検出した背景レベルの段差を基に影候補画素を検出し、前記文字特徴検出手段は、文字領域特有の二次元的濃度変化に基づき文字特徴を有する画素を検出し、前記補正手段は、注目画素周辺の前記文字特徴検出手段による文字特徴検出結果を参照して、文字特徴を有する画素の密度が所定閾値以上であれば注目画素を影領域の画素でないと判定し、前記制御手段は、前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を消去するようまたは少なくとも強調しないよう制御することを特徴とするものである。
【0014】
請求項8の発明は、原稿を照射して入力画像信号を取得する画像入力手段と、原稿の厚み方向の段差部で発生する影を入力画像信号から検出する影検出手段と、前記影検出手段の検出結果に基づいて入力画像信号に対する画像処理を制御する制御手段とを有し、前記影検出手段は、影候補画素を検出する影候補画素検出手段、文字特徴を有する画素を検出する文字特徴検出手段、および、該影候補画素検出手段により検出された影候補画素を補正する補正手段を備え、前記影候補画素検出手段は、背景レベルを検出する背景レベル検出手段を有し、該背景レベル検出手段により検出した背景レベルの段差を基に影候補画素を検出し、前記文字特徴検出手段は、文字領域特有の二次元的形状に基づき文字特徴を有する画素を検出し、前記補正手段は、注目画素周辺の前記文字特徴検出手段による文字特徴検出結果を参照して、文字特徴を有する画素の密度が所定閾値以上であれば注目画素を影領域の画素でないと判定し、前記制御手段は、前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を消去するようまたは少なくとも強調しないよう制御することを特徴とするものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
(実施例)
図1は本発明の骨格をなすブロック図で、図中、1は影検出部、2は画像処理部で、影検出部1にて影部を検出し、その検出結果に基づいて画像処理部2を制御する。影検出部1は、図2に示すように、影候補画素検出部3および補正部4から成るが、図3に示すように、文字特徴検出部5を設け、文字の特徴を補正の際に参照しても良い。以下、(1)において影候補画素検出部3、(2)において補正部4、(3)において文字特徴検出部5、(4)において影検出部1の結果に基づく画像処理部2の制御の夫々に関して、いくつかの実施例を挙げて説明する。
【0016】
なお、各検出部において、説明の都合上やハード量を考慮し、場合によって2値判定であったり多値判定であったりするが、それは必要に応じて2値出力/多値出力を選択すれば良い。例えば、2値出力を多値出力に変換するには2値出力結果に対して適当な平滑化フィルタを施せば良く、応用は容易である。また、判定結果に対する膨張処理など、画像処理系との関係を考慮し必要に応じて行っても良い。
【0017】
(1)影候補画素検出部3の実施例:
<エッジの勾配を利用した影候補画素検出>
図4は、原稿段差部(図4(A))と原稿段差部近傍における画素位置と輝度との関係(図4(B))を示す図で、影は、図4(B)に示すように、左右一方が急峻な勾配のエッジb、もう一方が緩やかな勾配のエッジaであるという性質を持つ。勾配度を低コントラスト文字画像と比較すると図5に示すような関係になる。図5において、急峻である方の勾配bは低コントラスト文字画像よりも勾配が大きく、緩やかである方の勾配aは文字画像よりも勾配が小さい。この関係を利用して、影候補画素を検出する。
【0018】
図6に処理フローを示す。図6において、10はエッジ勾配検出フィルタ、11は判定回路を示すが、まず、エッジ勾配検出フィルタ10について、図7を参照しながら、その詳細を説明する。すなわち、図7において、中央の注目画素を挟んで位置する画素からその勾配を算出するが、それを異なる4方向で算出してそれらの最大値をとることにより、広角に対応したエッジの勾配を検出する事が可能となる。これを式で記述すれば、次の通りである。
X=max(|A−B|,|C−D|,|E−F|,|G−H|)
【0019】
次に、判定回路11で勾配度に従って影候補画素である確率を求める。スキャナ画像が600dpiであるとき、図6のエッジ勾配検出フィルタ10では影の急峻である方の勾配bに対しては解像度不充分であるため検出できない。そこで、影の緩やかである方の勾配aと文字画像部の勾配との関係で、図5に示すように、影候補画素である確率を求めることができる。また、エッジ勾配検出フィルタ10の設定によってはbの勾配が解像できるので、その場合はbの方の影の勾配と文字画像部の勾配との関係で判定すれば良い。
【0020】
<エッジの勾配の非対称性を利用した影候補画素検出>
図4に示したように、影はエッジ勾配が非対称であるという性質を持っている。そこで、勾配度を検出した上で、更に非対称性を検出すれば、高い検出精度が期待できる。非対称性を検出するには、図5のaの勾配を持つ影とbの勾配を持つ影の夫々が検出できなければならないため、勾配度の検出自体も更に高精度なものが要求される。ここでは、説明簡単のためと、実用面を考慮したハード減を考慮し、主走査方向のみの演算とする。無論、幾つかの方向に対して本方式を適応すれば高精度な検出となるため、その点はコストパフォーマンスを考慮して方式を選択し実施すれば良い。
【0021】
図8に処理フローを示す。図8において、20は一次微分回路、21は符号反転回路、22,23は最大値検出回路、24は差分算出回路、25はγ変換回路、26は判定回路で、まず、一次微分回路20にて、主走査方向で注目画素g5を挟んだg1〜g9の9画素を参照し、一次微分値を求める。例えば、隣接画素との差分値s1〜s8を一次微分値とする。非対称勾配エッジと一次微分値との関係は、図9に示すようになる。勾配が急峻な左エッジの一次微分最大値の絶対値max1は大きな値、逆に勾配が緩やかな右エッジの一次微分最大値の絶対値max2は小さな値になる。そして、差分算出回路24にて|max1−max2|を算出し、γ変換回路25で所望の変換を行う(差分値が大きければ大きいほど影候補画素である確率が高くなるような多値出力)か、2値判定結果(差分値が大きい場合は影候補画素[1]、そうでない場合は[0])を出力する。
【0022】
ただし、図8のようにg1〜g9の9画素の参照では、ある程度の太さがある文字エッジにおいても、左右どちらか一方のエッジ勾配だけが検出されるため、非対称エッジであるとみなされてしまう。そこで、例えば、細線検出結果(検出方法は後述する)を基に、細線である場合のみ非対称性判定を有効にするような判定を総合判定回路26で行うと良い。
【0023】
<エッジの勾配の方向性を利用した影候補画素検出>
エッジ勾配の方向性と言う点では、文字領域と影領域は次のような特徴を持つ。文字は形が複雑であり、局所領域において画像データ的にはエッジ勾配の方向は比較的ばらばらであるが、一方、影領域は、印画紙を貼り付けた場合などが顕著であるが、影のエッジ勾配の方向は直線的である。ここではこの性質を利用して影候補画素を検出する。
【0024】
図10に処理フローを示す。まず、エッジ勾配/方向検出フィルタ20であるが、図7を利用して、その詳細を説明する。すなわち、注目画素を挟んで位置する画素からその勾配を算出するが、それを異なる4方向で算出してそれらの最大値をとることにより、より敏感にエッジの勾配を検出する事が可能となる。これを式で記述すれば、次の通りである。
【0025】
X=max(|A−B|,|C−D|,|E−F|,|G−H|)
まず、X>Th20であって(そうでない時は、「0」を出力)、
|A−B|が4つの最大であり、A>Bならば「1」を出力
|A−B|が4つの最大であり、A<Bならば「2」を出力
|C−D|が4つの最大であり、C>Dならば「3」を出力
|C−D|が4つの最大であり、C<Dならば「4」を出力
|E−F|が4つの最大であり、E>Fならば「5」を出力
|E−F|が4つの最大であり、E<Fならば「6」を出力
|G−H|が4つの最大であり、G>Hならば「7」を出力
|G−H|が4つの最大であり、G<Hならば「8」を出力
【0026】
次に、計数回路31では、例えば9×9程度のマスクにおいて、1〜8の値をそれぞれ計数(それぞれ計数値を、Y1〜Y8)する。そして、総合判定回路32においては、Y1〜Y8を所定値で閾値判定し、例えば、Y1とY2の他に他の計数値(Yx)も閾値を越える場合を文字領域「1」とし、そうでない場合を影領域「0」として判定出力する。別な文字領域判定ケースは、次のようなものである。Y3とY4とそれ以外の値(Yx)が閾値を超える。Y5とY6とそれ以外の値(Yx)が閾値を超える。Y7とY8とそれ以外の値(Yx)が閾値を超える。
【0027】
<エッジ境界の直線性を利用した影候補画素検出>
エッジ境界の直線性と言う点では、一般には切り貼り原稿などは矩形である場合が多く、エッジ境界の方向性としては直線であることが多い。ここでは、この性質を利用して影候補画素を検出する。ただし、曲率の算出としては、画像のエッジ部のラスターデータをベクターデータに変換し、例えば、従来技術である特開昭63−298576号公報などを利用して算出することも可能であるが、複写機などへの応用を考慮した場合に、処理量・リアルタイム性などが現時点でのコストパフォーマンスは必ずしも賢いとは言えず、ここでは実現性のより高い簡易的な方法を選択する。図11に処理フローを示す。
【0028】
図11の処理フローにおいて、まず、2値化回路40であるが、この2値化回路40は、注目となる画像の領域が、低コントラスト文字や影と言ったような部分なので、それら低濃度を意識したような固定閾値で2値化するのもひとつの手段であるが、フロー型の閾値で2値化すなわち、注目画素を含む所定のマスク領域において平均値を算出し、基本的にその値を基に2値化した方がよりセンシティブに特徴を抽出できる。そして、その2値化の結果に対しパターンマッチング回路41で直線性を検出する。
【0029】
図12には横方向のパターンマッチングの例を示した。以下、エッジに対する横方向の直線性検出を例に説明するが、縦方向、ななめ方向に対する応用は容易である。注目画素が図12にマッチングした場合は注目画素を「1」とし、マッチングしなかった場合は「0」とする。
【0030】
<背景地の検出を利用した影候補画素検出>
文字の背景領域は、白地が代表的例であるが、いずれにしても均一であることが多く、図13に示すように、切り貼りの影領域は貼った紙の地レベルと貼られた紙の地レベルが異なることが多い。ここでは、その特徴を利用して影候補画素を検出する。また、説明簡単のためと、実用面を考慮したハード減を考慮し、ここでは主走査方向のみの演算とする。無論、幾つかの方向に対して本方式を適応すれば検出は高精度となるため、その点はコストパフォーマンスを考慮して方式を選択し実施すれば良い。
【0031】
図14に処理フローを示す。平均値算出回路50では、図15に示すような注目画素Xを挟んで、主走査方向に所定の距離だけ離れた2つの画素(A50,B50)の周辺画素領域(例えば7×7画素)に対して、平均値(n50,n51)を求める。そして、差分算出回路51にて|n50−n51|を算出し、さらにその値をγ変換回路52で所望の変換を行う(差分値が大きければ大きいほど影候補画素である確率が高くなるような多値出力)か、2値判定結果(差分値が大きい場合は影候補画素[1]、そうでない場合は[0])を出力する。ところで、平均値(n50,n51)はより大きなマスクで算出すればするほど高精度な演算が可能となるが、一方で背景地以外の情報たとえば文字部などが含まれる可能性も大きくなる。従って、平均値を求める場合に、ある所定値以上濃度値を持つような画素値に関しては、その値をリジェクトするような手段も非常に有効である。また、今回はスキャナなどで読み取った画像データを利用してエッジ領域の背景が、均一の紙からなる物か複数の紙からなる物かを判断しているが、たとえば紙表面の光沢度を計測するセンサー(例えばニチコン製)を用いた紙の自動認識も可能であり、将来的にはこのようなセンサーを複数利用して、所定エッジ近傍における紙の単数/複数認識も可能である。
【0032】
<線幅の検出を利用した影候補画素検出>
図13からも分かるように、文字のエッジ、影のエッジとも勾配方向が正反対のペアエッジからなっている。ペアエッジの幅は、実画像上の低コントラスト文字として一般的である鉛筆書き文字のペアエッジの幅に対して、影部は比較的幅が細い、という性質がある。ここでは、前記性質を利用した細線検出により影候補画素を検出する。また、説明簡単のためと、実用面を考慮したハード減を考慮し、主走査方向のみの演算とする。無論、幾つかの方向に対して行えば高精度となるため、その点はコストパフォーマンスを考慮して方式を選択実施すれば良い。
【0033】
図16に処理フローを示す。線の太さ算出回路60では、注目画素の文字幅、影幅を求める。その算出方法は、ここでは、例えば従来装置である特開平8−130636号公報記載の文字幅判定部の文字幅算出までを利用する。そして、γ変換回路61で所望の変換を行う(線の太さが小さければ小さいほど影候補画素である確率が高くなるような多値出力)か、2値判定結果(線の太さが小さい場合は影候補画素[1]、そうでない場合は[0])を出力する。以上が影候補画素検出3の具体的実施例の説明である。
【0034】
(2)補正部4の実施例:
<周辺の影候補画素検出結果を参照して補正する場合>
《密度》 影候補画素の検出は、低コントラスト文字の誤検出を防止するような特徴を利用して検出しているが、例えば、エッジ勾配の非対称性を利用した影候補画素検出では、鉛筆書き文字で筆圧に偏りがあると、所々誤検出が発生してしまう。そのため、周辺画素の影候補画素検出結果を参照して密度的補正を行うことは非常に有効である。もちろん、これに限らずその他影候補画素検出に対しても有効である。
【0035】
処理フローを図17に示す。まず平均値算出回路70では、注目画素を中心とした例えば9×9画素分の影候補画素検出結果を参照し、その平均値を求める。影候補画素検出の出力が[0/1]の2値判定の場合は影候補画素の計数がそれに相当する。そして、γ変換回路71で所望の判定結果になるよう変換する(高密度であるほど影である確率が高くなるような多値出力)。あるいは、閾値で2値判定する(高密度の場合は影領域[1]、そうでない場合は[0])。
【0036】
《連続性》 切り貼り原稿の縁、あるいは、厚紙を白い原稿押さえ板を背景にして読み込んだ場合の縁は、閉領域であり、そこにできる影もまた閉じた線になる。そのことから、影には連続性という性質があり、ここではその性質を利用して影候補画素を補正する。例えば影の直線性を利用した影候補画素検出を行った場合、直線性を有する線は文字においても所々あり、前記影候補画素検出結果の段階においてはこれも含めて検出している。しかし、文字と影とでは連続性という点で大きく異なり、文字の場合は直線であっても短いという性質を有しているため、この補正が非常に有効である。もちろん、これに限らずその他影候補画素検出に対しても有効である。
【0037】
図18に処理フローを示す。連続画素数計数回路80では、縦横斜め、様々な方向からの連続画素数のカウントアップを行う。図19を用いて具体的に説明する。注目画素fの影候補画素検出結果(ここでは説明簡単のため2値判定であるとする)が0の非影候補画素である場合は、注目画素位置での連続画素数n(f)=0としメモリに格納する。注目画素fの影候補画素検出結果が1である場合は、fに対して主副走査方向のいずれも前画素に相当するa,b,c,d,eの位置の画素の連続画素数n(a),n(b),n(c),n(d),n(e)を画像メモリ81から読み出してn(f)=max(n(a),n(b),n(c),n(d),n(e))+1としメモリに格納する。2値化回路82では注目画素位置での連続画素数が所定値以上であれば、影領域とし「1」を出力し、そうでなければ「0」を出力する。更に膨張回路83で影領域を膨張する。例えば注目画素を含む5×5のマスクにおいて1つでも「1」があれば、注目画素を「1」とするような処理を施す。
【0038】
《均一性》 影候補画素検出が多値判定である場合、多値判定結果の均一性という性質が影部にはある。例えば、線幅を利用した影候補画素検出では細線を検出しているが、これを多値出力すれば影部の線幅は均一であり、文字部のそれは影部に比べ不均一である性質を使って補正することができる。これに限らず、他の特徴を利用した影候補画素検出においても、そもそも影エッジは同じ厚みの原稿・同一方向の影に対しては特徴がほぼ均一である特徴を有するものであり、均一性を利用した補正は有効である。エッジ勾配の方向性を利用した影候補画素検出はそもそも勾配方向の均一性を利用したものであるが、更に広い領域を参照して均一性により補正しても良い。また、説明簡単のためと、実用面を考慮したハード減を考慮し、ここでは主走査方向のみの演算とする。無論、幾つかの方向に対して行えば高精度となるため、その点はコストパフォーマンスを考慮して方式を選択実施すれば良い。
【0039】
図20に処理フローを示す。まず、影候補画素抽出回路90にて、注目画素を挟んで、主走査方向に所定の距離だけ離れた2つの画素AとBの影候補画素検出結果KA,KBを抽出する。これは、図15と同様である。あるいは、画素Aと画素Bの周辺画素領域を参照して影候補画素検出結果の例えば平均値を算出しても良い。そして、差分算出回路91にて|KA−KB|を算出し、さらにその値をγ変換回路92で所望の変換を行う(差分値が小さければ小さいほど影である確率が高くなるような多値出力)か、2値判定結果(差分値が小さい場合は影領域[1]、そうでない場合は[0])を出力する。無論、これまでのようにγ変換回路92の結果を膨張処理などを画像処理系との関係を考慮し必要に応じて行っても良い。
【0040】
<周辺の文字検出結果を参照して補正する場合>
以上、影候補画素検出結果を参照して補正する方法をいくつか示した。これ以外には、図3に示したように、文字特徴検出5を行い、この結果も参照して補正する方法がある。影候補画素として誤検出された低コントラスト文字部に対して、逆に文字部の特徴を検出することによりこれを取り除くものである。影候補画素として検出され、かつ、文字特徴検出において注目画素あるいは周辺画素が文字であるとして検出された場合は、文字特徴検出の結果を優先し、補正部4の結果としては非影とする。これは、文字情報の方が当然有用な情報であり、その画質に影響するようなことがあってはならないからである。
【0041】
《周辺の文字特徴検出結果の密度で補正する》 文字の周囲には文字がある確率は、それなりに高く、すなわち、文字エッジ密度は、影エッジ密度より一般的に大きいと言う性質を持っている。「文字の周りには文字が有る」性質を利用した補正を行うことも、また、有効である。
【0042】
図21に処理フローを示す。ここでは説明簡単のため影候補画素検出結果も文字特徴検出結果もともに2値判定としている。密度算出回路100では、例えば周辺9×9画素分の文字特徴検出結果を参照して密度を求める。図17の密度による補正回路と同様に行えば良い。なお、ここでは説明簡単のため密度算出回路100からの出力は2値出力(1が高密度、0が低密度)とする。影候補画素検出結果も2値出力(1が影候補、0が非影候補)とする。そして、これら2つの結果から判定回路101にて影画素を判定する。前記同様、文字特徴検出が高密度:1である場合は、非影:0と判定する。文字特徴検出が低密度:0である場合は、影候補画素検出結果を影判定の判定結果とする。もちろん、影候補画素の密度的補正や連続性を利用した補正と組み合わせれば更に精度の良い補正および検出が行える。以上が補正部4の具体的実施例の説明である。
【0043】
(3)文字特徴検出部5の実施例:
<文字領域特有の二次元的濃度検出を利用した文字検出>
文字領域には、特徴のある二次元的濃度変化部を有することが多い。ここでは多値データに対して、それらの局所パターンを検出し、文字特徴を有する画素を検出する。図22に処理フローを示す。二次元的濃度変化検出回路110に関して、幾つかの具体的実施例を以下に示す。
a)ラプラシアンフィルタを用いた二次元的濃度変化検出回路の例
文字領域には、例えば「×」の中心のようにクロスする部分を多く含む。一方、影領域には、ほとんど含まれない。この特徴を利用して、例えば図23のようなラプラシアンフィルタを画像データに施し、そのフィルタ出力値が所定値以上であれば、注目画素を二次元的濃度変化の大きな画素領域とする。
【0044】
b)ピーク画素検出フィルタを用いた二次元的濃度変化検出回路の例
上記で述べた特徴を利用して、例えば、論文「文字/絵柄(網点、写真)混在画像の像域分離方式」で述べたピーク画素検出を利用しても良い。ただし、論文中は網点ドットを検出する処理として記述しているが、文字部のクロス領域にもレスポンスする物でもある。無論、文字部と網点部のピーク画素の密度は比較にならないほど後者の方が多く、文字部を検出するからと言って、従来からの主旨を変えるような話ではない。
【0045】
c)尾根画素検出フィルタを用いた二次元的濃度変化検出回路の例
文字領域も切り貼り原稿などの影部も尾根状になっていることは両者おなじである。ここではさらに、文字部はその背景が例えば均一の白地であること、一方、影部は切り貼りの場合、その背景色が変わる可能性がある事を利用して、山の対称性・非対称性を利用して両者を切り分ける(図13参照)。従来から、尾根画素検出は、特開平3−82269号公報などに詳しく、ここではその濃度勾配の対称性を付加するような条件を従来の処理に付加する事にする。濃度勾配の対称性を検出するフィルタ例を図24に示す。
【0046】
d)二次元的白黒変化の検出処理を用いた二次元的濃度変化検出回路の例
文字領域が所定領域における濃度変化の頻度が大きいのに対し、影領域のそれは小さい。ここでは所定の方法(先に述べたようなフロー型の閾値で2値化がベター)で2値化後、その2値化データに対し、二次元的広がりを持ったマスクにおいて主副それぞれの走査方向に対して、白から黒あるいは黒から白への変化点数を計数し、その計数値が所定値以上であれば、マスク内注目画素あるいはマスク内の全画素を二次元的濃度変化の大きな画素領域とする。
【0047】
<文字領域特有の二次元的形状検出を利用した文字検出>
文字領域には、特徴のある二次元的形状を有することが多い。ここでは、2値化処理後のデータに対して、あるいは、従来の特開平3−82269号公報に記載されたような尾根画素検出結果に対し、文字部特有に存在する局所パターンを検出し、文字特徴を有する画素を検出する。図25に処理フローを示す。まず、2値化回路120であるが、ここでは所定の方法(先に述べたようなフロー型の閾値で2値化がベター)で2値化するか、あるいは尾根画素検出を行なっても良い。そして、以下に詳細に述べる文字部に存在する特徴ある形状をパターンマッチング回路121で検出する。
【0048】
a)文字のクロス部をパターンマッチングで検出:言うまでもなく、文字部にはクロス部が多く、一方、影部にはほとんど無い。この特徴を利用して、図26に示すようなパターンを準備し、パターンマッチングにて検出を行う。無論、「×」のようなパターンを準備しても有効である。
【0049】
b)文字の「T」部をパターンマッチングで検出:言うまでもなく、文字部には「T」のような交叉部が多く、一方、影部にはほとんど無い。この特徴を利用して、図27に示すようなパターンを準備し、パターンマッチングにて検出を行う。無論、これを回転したようなパターンを準備しても有効である。
【0050】
c)文字の端部をパターンマッチングで検出:言うまでもなく、文字部には端部が多く、一方、影部にはほとんど無い。この特徴を利用して、図28に示すようなパターンを準備し、パターンマッチングにて検出を行う。無論、これを回転したようなパターンを準備しても有効である。以上が文字特徴検出部5の具体的実施例の説明である。
【0051】
(4)影検出部1の結果に基づく画像処理2の制御の実施例:以下、説明簡単のため、影検出結果が2値出力としているが、多値出力信号の場合には多段階制御に展開することも可能である。
<影を消す>
影検出結果を受けて、影エッジを消去する。図29は、影エッジ消去の処理フローである。セレクタ130にて、影検出結果が1のときにはM×N画素内の最小値検出部131にて影エッジを消去した信号a、影検出結果が0のときにはスルー部132にてスルー信号bを選択、出力する。影エッジを消去した信号aは注目画素周辺のM×N画素のうちの濃度最小値であり、この値で注目画素値を置き換えることにより影を消し去る。
【0052】
<影を少なくとも強調しない>
影を完全に消去するわけでない、影を少なくとも強調しない制御方法も非常に有効である。以下に、フィルタ処理制御により影エッジを抑制する例と、ガンマ変換制御により同様の目的を達成する例の2つを挙げる。従来の影部がフィルタ処理やガンマ変換により強調されてしまっていた画像と比較して、出力画像上で目障りなレベルの影エッジがなくなる効果が十分にある。
【0053】
図30は、フィルタ処理制御による影エッジ抑制の処理フローである。スキャナで読み込んだ入力画像信号に対してエッジ強調部133にてエッジ強調を行い、エッジ部でコントラスト強調された信号aをセレクタ130に送る。同時に、エッジ強調部133を通らないスルー信号bもセレクタ130に送る。セレクタ130では、影検出の結果を受けて、影検出結果が0であればエッジ強調後の信号aを出力、影検出結果が1であればスルーの信号bを選択、出力する。なお、エッジ強調フィルタだけでなく平滑化フィルタをも制御すれば、影エッジ抑制効果が得られる。
【0054】
図31は、ガンマ変換制御による影エッジ抑制の処理フローである。スキャナで読み込んだ入力画像信号に対して134にて示すガンマ変換部1にて、例えば図32のガンマ変換1用LUTを用いてガンマ変換を行い、変換後の信号aをセレクタ130に送る。同様に、135にて示すガンマ変換部2にて、図32のガンマ変換2用LUTを用いてガンマ変換を行い、変換後の信号bをセレクタ130に送る。セレクタ130では、影検出の結果を受けて、影検出結果が0であればガンマ変換1後の信号aを出力、影検出結果が1であればガンマ変換2後の信号bを選択、出力する。図32のガンマ変換2用LUTは、下に凸の形状にすれば影部の信号を抑制することが可能である。
【0055】
【発明の効果】
本発明によると、入力画像から影領域を検出する際に、まず影候補画素を検出し、次にそれを補正する2段構成をとるため、従来誤検出を起こしやすい低コントラスト文字部での誤検出を抑制しつつ影領域を精度良く検出することができる。また、影検出結果を使って画像処理を制御するため、目障りな影を抑制することができる。
【0056】
入力画像から影領域を消し去ることにより、影部で発生する線をなくすことができる。
【0057】
影エッジを少なくとも強調しないことにより、影部で発生する線を出力画像上殆ど気にならないレベルにすることができる。
【0058】
局所情報に基づく影候補画素検出を行うため、コストパフォーマンスの良い装置が実用化可能となる。
【0059】
周辺の影候補画素検出結果を参照して注目画素の影候補画素検出結果を補正するため、従来不十分であった検出精度を実用的なレベルに高めることができる。また、補正もハード量を考慮した構成にしているため、コストパフォーマンスの良い装置が実用化可能となる。
【0060】
文字の特徴を有する画素を検出し、これも参照して注目画素の影候補画素検出結果を補正するため、従来不十分であった検出精度を実用的なレベルに高めることができる。また、補正もハード量を考慮した構成にしているため、コストパフォーマンスの良い装置が実用化可能となる。
【0061】
局所情報に基づく文字特徴検出を行うため、コストパフォーマンスの良い装置が実用化可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の骨格をなす要部ブロック図である。
【図2】 図1に示した影検出部1の一例を説明するための図である。
【図3】 図1に示した影検出部1の他の例を説明するための図である。
【図4】 原稿段差部の様子及び段差部近傍の画素位置と輝度との関係を示す図である。
【図5】 エッジの勾配度と影である確率との関係を示す図である。
【図6】 エッジ勾配度を利用した影検出の例を示すブロック図である。
【図7】 エッジの勾配を検出するフィルタの例を示す図である。
【図8】 エッジの勾配の非対称性を利用した影検出の例を示す図である。
【図9】 非対称勾配エッジと一次微分値との関係を示す図である。
【図10】 エッジ勾配の方向性を利用した影検出の例を説明するための要部ブロック図である。
【図11】 エッジ境界の直線性を利用した影検出の例を説明するための要部ブロック図である。
【図12】 パターンエッチングの例を示す図である。
【図13】 背影地と影部分の濃度との関係を示す図である。
【図14】 背影地の検出を利用した影検出の例を説明するための要部ブロック図である。
【図15】 図14に示した平均値等出回路動作例を説明するための図である。
【図16】 線幅の検出を利用した影検出の例を説明するための要部ブロック図である。
【図17】 周辺の画素密度を利用した画素補正の例を説明するための図である。
【図18】 影の連続線を利用した画素補正の例を説明するための図である。
【図19】 図18に示した連続画素数計数回路の動作側を説明するための図である。
【図20】 影画素の均一幅を利用した画素補正の例を説明するための図である。
【図21】 周辺の文字の特徴を利用した画素補正の例を説明するための図である。
【図22】 図3に示した文字特徴検出部5の一例を説明するための図である。
【図23】 ラプラシアンフィルタを用いた二次元濃度を検出する例を説明するための図である。
【図24】 濃度勾配の対称を検出するフィルタの例を示す図である。
【図25】 文字領域特有の二次元的形状検出を利用した文字検出の例を示す図である。
【図26】 文字クロス部検出用パターンの一例を示す図である。
【図27】 文字のT部を検出するパターンの一例を示す図である。
【図28】 文字の端部を検出するパターンの一例を示す図である。
【図29】 濃度最小値を利用して影エッジを消去する例を説明するための図である。
【図30】 フィルタ処理による影エッジ制御の例を説明するための図である。
【図31】 ガンマ変換制御による影エッジ制御の例を説明するための図である。
【図32】 ガンマ変換を用いた影エッジ制御の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
1…影検出部、2…画像処理部、3…影候補画素検出部、4…補正部、
5…文字特徴検出部、10…エッジ勾配検出フィルタ、11…判定回路、
20…一次微分回路、21…符号反転回路、22,23…最大値検出回路、
24…差分算出回路、25…γ変換回路、26…判定回路、
30…エッジ勾配/方向検出フィルタ、31…計数回路、32…総合判定回路、
40…2値化回路、41…パターンマッチング回路、50…平均値算出回路、
51…差分算出回路、52…γ変換回路、60…線の太さ算出回路、61…γ変換回路、70…平均値算出回路、71…γ変換回路、80…連続画素数計数回路、
81…画像メモリ、82…2値化回路、83…膨張回路、90…影候補画素抽出回路、
91…差分算出回路、92…γ変換回路、100…密度算出回路、101…判定回路、
110…二次元的濃度変化検出回路、111…密度補正回路、112…膨張回路、
120…2値化回路、121…パターンマッチング回路、122…膨張回路、
130…セレクタ、131…M×N画素内の最小値検出部、132…スルー部、
133…エッジ強調部、134,135…ガンマ変換部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an image processing apparatus that processes an image read by an original reading apparatus, and more particularly to an image processing apparatus that includes shadow detection that detects and suppresses a shadow generated at a step portion of an original with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
  2. Description of the Related Art Conventionally, in an image processing apparatus that reads a document with a scanner and performs contrast enhancement by filter processing, gamma conversion, or the like, “shadows” generated at a step portion of the document are also emphasized in the same manner as a character edge or an edge in a pattern. “Shadow” is a shadow of a cut and pasted document or a shadow of an edge when a thick paper is read with a white document holding plate as a background, and is actually unnecessary information, and thus becomes a problem.
[0003]
  Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-170405 is a technique that copes with the above-described shadow problem. Based on the density information, an edge shadow signal of the document is detected, and the detected edge shadow signal is removed from the image signal. However, it is impossible to distinguish from low-contrast characters by referring to density information. The low-contrast character is a low-density character typified by, for example, a pencil-written character. Naturally, although it is important as information, the method disclosed in JP-A-7-170405 also removes the low-contrast character part. This is also a problem.
[0004]
  Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-285377 is another technique for dealing with the above-mentioned shadow defect. The shadow portion is determined based on the asymmetry of the edge gradient, and the shadow portion is deleted from the image signal. However, the detection based on the asymmetry of the edge gradient can be generally distinguished from the low-contrast character. However, since the character written in the pencil has a characteristic of asymmetry partially depending on the writing pressure, a false detection is inevitable. Further, shadow asymmetry is detected by referring to a read image obtained by light source irradiation from the left side and a read image obtained by light source irradiation on the right side, which is expensive as an apparatus.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  An object of the present invention is to provide an apparatus that does not cause an unsightly shadow on an output image at low cost. For this reason, the shadow portion is identified as a low-contrast character and accurately detected, and control is performed so that the shadow portion is not enhanced or erased at least according to the shadow detection result.
[0006]
  In the present invention, in order to improve the shadow identification accuracy, a shadow candidate pixel is first detected and further corrected. In the example of Japanese Patent Laid-Open No. 10-285377, mention is made of correction using shadow continuity, but no specific method is disclosed. In the following embodiments, the correction means using the continuity of shadows and other properties will be specifically shown in a configuration that takes hardware into consideration.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The invention of claim 1 is an image input means for acquiring an input image signal by irradiating a document;
A shadow detection means for detecting a shadow generated at a step portion in the thickness direction of the document from an input image signal;
Control means for controlling image processing on an input image signal based on a detection result of the shadow detection means, and the shadow detection means has background level detection means for detecting a background level, and the background level detection means If the density of the shadow candidate pixels detected by the shadow candidate pixel detecting means for detecting the shadow candidate pixels based on the background level step detected by the above and the shadow candidate pixel detecting means around the target pixel is greater than or equal to a predetermined threshold value And a correction unit that determines that the pixel is a pixel in a shadow area.
[0008]
  The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the control means controls the image processing so as to erase the input image signal of the shadow portion detected by the shadow detection means.
[0009]
  A third aspect of the invention is characterized in that, in the first aspect of the invention, the control means controls image processing so as not to at least enhance an input image signal of a shadow portion detected by the shadow detection means.
[0010]
  According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the shadow detecting unit includes a character feature detecting unit that detects a character feature from an input image signal, and the correcting unit is the pixel of interest or its surrounding pixels. If a character feature is detected by the detection means, it is determined that the target pixel is not a shadow region pixel.
[0011]
  According to a fifth aspect of the present invention, there is provided image input means for irradiating a document to obtain an input image signal, shadow detection means for detecting a shadow generated at a step portion in the thickness direction of the document from the input image signal, and the shadow detection means. Control means for controlling the image processing on the input image signal based on the detection result of the image, and the shadow detection means is detected by the shadow candidate pixel detection means for detecting the shadow candidate pixel, and the shadow candidate pixel detection means. The shadow candidate pixel detecting means has a background level detecting means for detecting a background level. The shadow candidate pixel detecting means has a background level detecting means for detecting a background level, and the shadow candidate pixel detecting means has a background level detected by the background level detecting means. A candidate pixel is detected, and the correction means refers to a shadow candidate pixel detection result by the shadow candidate pixel detection means around the target pixel, and the density of the shadow candidate pixels is equal to or greater than a predetermined threshold value If so, it is determined that the pixel of interest is a pixel in a shadow region, and the control means controls to erase or at least not enhance the input image signal of the shadow portion detected by the shadow detection means. Is.
[0012]
  According to a sixth aspect of the present invention, there is provided image input means for acquiring an input image signal by irradiating a document, shadow detection means for detecting a shadow generated at a step portion in the thickness direction of the document from the input image signal, and the shadow detection means. Control means for controlling the image processing on the input image signal based on the detection result of the image, and the shadow detection means is detected by the shadow candidate pixel detection means for detecting the shadow candidate pixel, and the shadow candidate pixel detection means. The shadow candidate pixel detecting means has a background level detecting means for detecting a background level. The shadow candidate pixel detecting means has a background level detecting means for detecting a background level, and the shadow candidate pixel detecting means has a background level detected by the background level detecting means. A candidate pixel is detected, and the correction unit refers to a shadow candidate pixel detection result by the shadow candidate pixel detection unit around the target pixel, and if the number of consecutive pixels of the shadow candidate pixel is equal to or greater than a predetermined threshold, Territory Is determined to be a pixel, the control means is characterized by controlling so or at least emphasized so as not to erase the input image signal of shadow detected by the shadow detection means.
[0013]
  According to a seventh aspect of the present invention, there is provided image input means for acquiring an input image signal by irradiating a document, shadow detection means for detecting a shadow generated at a step portion in the thickness direction of the document from the input image signal, and the shadow detection means. Control means for controlling image processing on the input image signal based on the detection result of the image, the shadow detection means is a shadow candidate pixel detection means for detecting a shadow candidate pixel, a character feature for detecting a pixel having a character feature Detection means, and correction means for correcting the shadow candidate pixels detected by the shadow candidate pixel detection means, wherein the shadow candidate pixel detection means includes background level detection means for detecting a background level, and the background level A shadow candidate pixel is detected based on the background level step detected by the detection means, and the character feature detection means detects a pixel having a character feature based on a two-dimensional density change specific to the character area, and The means refers to the character feature detection result by the character feature detection means around the target pixel, determines that the target pixel is not a shadow region pixel if the density of the pixels having the character feature is equal to or higher than a predetermined threshold, and the control The means controls the input image signal of the shadow portion detected by the shadow detection means to be erased or at least not emphasized.
[0014]
  According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an image input means for irradiating a document to acquire an input image signal, a shadow detection means for detecting a shadow generated at a step portion in the thickness direction of the document from the input image signal, and the shadow detection means. Control means for controlling image processing on the input image signal based on the detection result of the image, the shadow detection means is a shadow candidate pixel detection means for detecting a shadow candidate pixel, a character feature for detecting a pixel having a character feature Detection means, and correction means for correcting the shadow candidate pixels detected by the shadow candidate pixel detection means, wherein the shadow candidate pixel detection means includes background level detection means for detecting a background level, and the background level A shadow candidate pixel is detected based on a background level step detected by the detection means, and the character feature detection means detects a pixel having a character feature based on a two-dimensional shape unique to the character area, and Refers to a character feature detection result by the character feature detection unit around the target pixel, determines that the target pixel is not a shadow region pixel if the density of pixels having the character feature is equal to or higher than a predetermined threshold, and the control unit Is characterized in that control is performed so as to erase or at least not enhance the input image signal of the shadow portion detected by the shadow detection means.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Example)
  FIG. 1 is a block diagram forming the skeleton of the present invention. In the figure, 1 is a shadow detection unit, 2 is an image processing unit, a shadow detection unit 1 detects a shadow, and an image processing unit based on the detection result. 2 is controlled. As shown in FIG. 2, the shadow detection unit 1 includes a shadow candidate pixel detection unit 3 and a correction unit 4, but as shown in FIG. 3, a character feature detection unit 5 is provided to correct the character features. You may refer to it. Hereinafter, the shadow candidate pixel detection unit 3 in (1), the correction unit 4 in (2), the character feature detection unit 5 in (3), and the control of the image processing unit 2 based on the result of the shadow detection unit 1 in (4). Each will be described with some examples.
[0016]
  In each detection unit, for convenience of explanation and considering the hardware amount, binary determination or multi-value determination may be performed depending on circumstances, but it is possible to select binary output / multi-value output as necessary. It ’s fine. For example, in order to convert a binary output into a multi-value output, an appropriate smoothing filter may be applied to the binary output result, and the application is easy. Further, it may be performed as necessary in consideration of the relationship with the image processing system such as expansion processing for the determination result.
[0017]
(1) Embodiment of the shadow candidate pixel detection unit 3:
<Shadow candidate pixel detection using edge gradient>
  FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the document step (FIG. 4A) and the pixel position and luminance in the vicinity of the document step (FIG. 4B), and the shadow is shown in FIG. 4B. In addition, the right and left ones have a steep slope edge b and the other is a gentle slope edge a. When the gradient is compared with the low contrast character image, the relationship is as shown in FIG. In FIG. 5, the steep gradient b has a larger gradient than the low contrast character image, and the gentle gradient a has a smaller gradient than the character image. Using this relationship, a shadow candidate pixel is detected.
[0018]
  FIG. 6 shows a processing flow. In FIG. 6, reference numeral 10 denotes an edge gradient detection filter, and 11 denotes a determination circuit. First, details of the edge gradient detection filter 10 will be described with reference to FIG. That is, in FIG. 7, the gradient is calculated from the pixel located across the pixel of interest at the center, and the gradient of the edge corresponding to the wide angle is obtained by calculating the gradient in four different directions and taking their maximum values. It becomes possible to detect. This can be described by an equation as follows.
X = max (| AB |, | CD |, | EF |, | GH |)
[0019]
  Next, the determination circuit 11 obtains the probability of being a shadow candidate pixel according to the gradient. When the scanner image is 600 dpi, the edge gradient detection filter 10 in FIG. 6 cannot detect the gradient b, which has a sharper shadow, because the resolution is insufficient. Therefore, as shown in FIG. 5, the probability of being a shadow candidate pixel can be obtained from the relationship between the gradient a having a gentle shadow and the gradient of the character image portion. Further, depending on the setting of the edge gradient detection filter 10, the gradient of b can be resolved. In this case, the determination may be made based on the relationship between the gradient of the shadow of b and the gradient of the character image portion.
[0020]
<Shadow candidate pixel detection using edge gradient asymmetry>
  As shown in FIG. 4, the shadow has the property that the edge gradient is asymmetric. Therefore, high detection accuracy can be expected by detecting the degree of gradient and further detecting asymmetry. In order to detect asymmetry, it is necessary to detect each of the shadow having the gradient of a and the shadow having the gradient of b in FIG. 5, and therefore, the gradient degree detection itself is required to have higher accuracy. Here, for the sake of simplicity of explanation, a hardware reduction in consideration of a practical aspect is considered, and the calculation is performed only in the main scanning direction. Of course, if this method is applied to several directions, high-accuracy detection can be achieved. In this respect, the method may be selected and implemented in consideration of cost performance.
[0021]
  FIG. 8 shows a processing flow. In FIG. 8, 20 is a primary differentiation circuit, 21 is a sign inverting circuit, 22 and 23 are maximum value detection circuits, 24 is a difference calculation circuit, 25 is a γ conversion circuit, and 26 is a determination circuit. The first differential value is obtained with reference to nine pixels g1 to g9 sandwiching the target pixel g5 in the main scanning direction. For example, the difference values s1 to s8 with adjacent pixels are set as the primary differential values. The relationship between the asymmetric gradient edge and the first derivative value is as shown in FIG. The absolute value max1 of the first derivative maximum value of the left edge with a steep slope is a large value, and conversely the absolute value max2 of the first derivative maximum value of the right edge with a gentle slope is a small value. Then, | max1-max2 | is calculated by the difference calculation circuit 24, and desired conversion is performed by the γ conversion circuit 25 (multi-value output in which the larger the difference value, the higher the probability of being a shadow candidate pixel). Alternatively, a binary determination result (a shadow candidate pixel [1] when the difference value is large, [0] otherwise) is output.
[0022]
  However, referring to nine pixels g1 to g9 as shown in FIG. 8, only a left or right edge gradient is detected even at a character edge having a certain thickness, so that it is regarded as an asymmetric edge. End up. Therefore, for example, based on a thin line detection result (a detection method will be described later), it is preferable that the comprehensive determination circuit 26 performs a determination that enables the determination of asymmetry only when the line is a thin line.
[0023]
<Shadow candidate pixel detection using directionality of edge gradient>
  In terms of the directionality of the edge gradient, the character area and the shadow area have the following characteristics. The character has a complicated shape, and the direction of the edge gradient in the local area is relatively different in terms of image data. On the other hand, the shadow area is noticeable when photographic paper is pasted. The direction of the edge gradient is linear. Here, a shadow candidate pixel is detected using this property.
[0024]
  FIG. 10 shows a processing flow. First, the edge gradient / direction detection filter 20 will be described in detail with reference to FIG. In other words, the gradient is calculated from the pixels located across the pixel of interest, and it is possible to detect the gradient of the edge more sensitively by calculating it in four different directions and taking their maximum values. . This can be described by an equation as follows.
[0025]
X = max (| AB |, | CD |, | EF |, | GH |)
First, X> Th20 (if not, output “0”),
| A-B | is the maximum of four, and if A> B, output "1"
If | A−B | is the maximum of four and A <B, output “2”
| C−D | is the maximum of four, and if C> D, output “3”
| C−D | is the maximum of four. If C <D, output “4”.
| E-F | is the maximum of four. If E> F, output "5"
| E−F | is the maximum of four, and if E <F, output “6”
| G-H | is the maximum of four, and if G> H, output "7"
| G-H | is the maximum of four, and if G <H, output "8"
[0026]
  Next, in the counting circuit 31, for example, in a mask of about 9 × 9, the values 1 to 8 are counted (the count values are Y1 to Y8, respectively). Then, in the comprehensive determination circuit 32, threshold values are determined for Y1 to Y8 with predetermined values. For example, when the count value (Yx) other than Y1 and Y2 exceeds the threshold value, the character region “1” is set, and not so. The case is determined and output as a shadow area “0”. Another character area determination case is as follows. Y3, Y4, and other values (Yx) exceed the threshold. Y5, Y6, and other values (Yx) exceed the threshold. Y7, Y8, and other values (Yx) exceed the threshold.
[0027]
<Shadow candidate pixel detection using edge boundary linearity>
  In terms of the linearity of the edge boundary, in general, a cut and pasted document is often rectangular, and the directionality of the edge boundary is often a straight line. Here, a shadow candidate pixel is detected using this property. However, as the calculation of the curvature, it is possible to convert the raster data of the edge portion of the image into vector data and calculate the curvature using, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-298576 which is a conventional technique. When considering application to a copying machine or the like, the current cost performance is not necessarily smart in terms of processing amount and real-time performance, and a simple method with higher feasibility is selected here. FIG. 11 shows a processing flow.
[0028]
  In the processing flow of FIG. 11, the binarization circuit 40 is the first. The binarization circuit 40 has a low-contrast character and a shadow because the region of the image of interest is a portion such as a low-contrast character or shadow. Binarization with a fixed threshold value that is conscious of this is one means, but binarization with a flow-type threshold value, that is, an average value is calculated in a predetermined mask area including the target pixel, and basically Features can be extracted more sensitively by binarization based on the values. The pattern matching circuit 41 detects linearity with respect to the binarization result.
[0029]
  FIG. 12 shows an example of pattern matching in the horizontal direction. Hereinafter, the detection of the linearity in the horizontal direction with respect to the edge will be described as an example, but application to the vertical direction and the tanning direction is easy. When the pixel of interest matches FIG. 12, the pixel of interest is “1”, and when it does not match, it is “0”.
[0030]
<Detection of shadow candidate pixels using background detection>
  The background area of characters is typically a white background, but in any case, it is often uniform. As shown in FIG. 13, the shadow area of cut and pasted is the ground level of the pasted paper and the pasted paper. Often the ground level is different. Here, a shadow candidate pixel is detected using the feature. In addition, for the sake of simplicity of explanation, a reduction in hardware in consideration of practical aspects is taken into consideration, and here, the calculation is performed only in the main scanning direction. Of course, if this method is applied to several directions, the detection becomes highly accurate. In this respect, the method may be selected and implemented in consideration of cost performance.
[0031]
  FIG. 14 shows a processing flow. In the average value calculation circuit 50, the pixel of interest X as shown in FIG. 15 is sandwiched between two pixels (A50, B50) separated by a predetermined distance in the main scanning direction (for example, 7 × 7 pixels). On the other hand, an average value (n50, n51) is obtained. Then, | n50−n51 | is calculated by the difference calculation circuit 51, and further, the value is subjected to desired conversion by the γ conversion circuit 52 (the larger the difference value, the higher the probability of being a shadow candidate pixel). Multi-value output) or binary determination result (when the difference value is large, the shadow candidate pixel [1], otherwise [0]) is output. By the way, as the average value (n50, n51) is calculated with a larger mask, calculation with higher accuracy becomes possible. On the other hand, there is a greater possibility that information other than the background, for example, a character part or the like is included. Therefore, when obtaining an average value, regarding a pixel value having a density value higher than a predetermined value, means for rejecting the value is also very effective. In addition, this time, the image data read by a scanner is used to determine whether the background of the edge area is made of uniform paper or multiple papers. For example, the glossiness of the paper surface is measured. It is also possible to automatically recognize paper using a sensor (for example, manufactured by Nichicon). In the future, it is also possible to recognize a single paper / multiple paper in the vicinity of a predetermined edge by using a plurality of such sensors.
[0032]
<Shadow candidate pixel detection using line width detection>
  As can be seen from FIG. 13, both the edge of the character and the edge of the shadow are made up of paired edges whose gradient directions are opposite to each other. The width of the paired edge has a property that the shadow part is relatively narrow compared to the width of the paired edge of a pencil-written character that is generally used as a low-contrast character on an actual image. Here, a shadow candidate pixel is detected by thin line detection using the above-described properties. In addition, for the sake of simplicity of explanation, and considering a reduction in hardware in consideration of practical aspects, the calculation is performed only in the main scanning direction. Of course, if it is carried out in several directions, it becomes highly accurate, and in this respect, the method may be selected and implemented in consideration of cost performance.
[0033]
  FIG. 16 shows a processing flow. The line thickness calculation circuit 60 obtains the character width and shadow width of the target pixel. The calculation method here uses, for example, the character width calculation of the character width determination unit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-130636, which is a conventional device. Then, a desired conversion is performed by the γ conversion circuit 61 (multi-value output such that the smaller the line thickness is, the higher the probability of being a shadow candidate pixel), or the binary determination result (the line thickness is small) In this case, the shadow candidate pixel [1] is output. Otherwise, [0]) is output. The above is a description of a specific example of the shadow candidate pixel detection 3.
[0034]
(2) Example of correction unit 4:
<When correcting by referring to the peripheral shadow candidate pixel detection result>
  << Density >> The shadow candidate pixels are detected using a feature that prevents erroneous detection of low-contrast characters. For example, in shadow candidate pixel detection using the asymmetry of the edge gradient, pencil writing is used. If the writing pressure is biased by characters, false detections occur in some places. Therefore, it is very effective to perform density correction with reference to the shadow candidate pixel detection result of the surrounding pixels. Of course, the present invention is not limited to this, and is also effective for detecting other shadow candidate pixels.
[0035]
  The processing flow is shown in FIG. First, the average value calculation circuit 70 refers to, for example, 9 × 9 pixel shadow candidate pixel detection results centered on the target pixel, and obtains the average value. In the case of binary determination of [0/1] as an output of shadow candidate pixel detection, the count of shadow candidate pixels corresponds to that. Then, the γ conversion circuit 71 performs conversion so as to obtain a desired determination result (multi-level output such that the higher the density, the higher the probability of being a shadow). Alternatively, binary determination is performed using a threshold value (shadow area [1] when the density is high, and [0] otherwise).
[0036]
  << Continuity >> The edge of a cut and pasted document, or the edge when a thick paper is read with a white document holding plate as a background is a closed region, and the shadow formed there is also a closed line. Therefore, the shadow has a property of continuity, and here, the shadow candidate pixel is corrected using the property. For example, when shadow candidate pixel detection using shadow linearity is performed, lines having linearity are also present in characters, and are detected in the shadow candidate pixel detection result stage. However, characters and shadows differ greatly in terms of continuity, and in the case of characters, even if they are straight, they have the property of being short, so this correction is very effective. Of course, the present invention is not limited to this, and is also effective for detecting other shadow candidate pixels.
[0037]
  FIG. 18 shows a processing flow. The continuous pixel number counting circuit 80 counts up the number of continuous pixels from various directions, diagonally and vertically. This will be specifically described with reference to FIG. When the shadow candidate pixel detection result of the pixel of interest f is a non-shadow candidate pixel of 0 (here, for the sake of simplicity, it is assumed that binary determination is performed), the number of consecutive pixels at the pixel of interest n (f) = 0 And store in memory. When the shadow candidate pixel detection result of the target pixel f is 1, the continuous pixel number n of the pixels at positions a, b, c, d, and e corresponding to the previous pixel in the main and sub scanning directions with respect to f. (A), n (b), n (c), n (d), n (e) are read from the image memory 81 and n (f) = max (n (a), n (b), n (c) ), N (d), n (e)) + 1. The binarization circuit 82 outputs “1” as a shadow region if the number of continuous pixels at the target pixel position is greater than or equal to a predetermined value, and outputs “0” otherwise. Further, the shadow area is expanded by the expansion circuit 83. For example, if there is at least one “1” in a 5 × 5 mask including the target pixel, a process for setting the target pixel to “1” is performed.
[0038]
  << Uniformity >> When the shadow candidate pixel detection is multi-valued determination, the shadow has a property of uniformity of the multi-valued determination result. For example, in shadow candidate pixel detection using line width, a thin line is detected, but if this is output in multiple values, the line width of the shadow portion is uniform and that of the character portion is non-uniform compared to the shadow portion. Can be used to correct. Not only this, but also in shadow candidate pixel detection using other features, the shadow edge has the feature that the feature is almost uniform for the original with the same thickness and the shadow in the same direction. Correction using is effective. Shadow candidate pixel detection using the directionality of the edge gradient originally uses the uniformity of the gradient direction, but it may be corrected by the uniformity by referring to a wider area. In addition, for the sake of simplicity of explanation, a reduction in hardware in consideration of practical aspects is taken into consideration, and here, the calculation is performed only in the main scanning direction. Of course, if it is carried out in several directions, it becomes highly accurate, and in this respect, the method may be selected and implemented in consideration of cost performance.
[0039]
  FIG. 20 shows a processing flow. First, the shadow candidate pixel extraction circuit 90 extracts the shadow candidate pixel detection results KA and KB of two pixels A and B separated by a predetermined distance in the main scanning direction with the target pixel interposed therebetween. This is the same as FIG. Alternatively, for example, an average value of the shadow candidate pixel detection results may be calculated with reference to the peripheral pixel region of the pixel A and the pixel B. Then, | KA−KB | is calculated by the difference calculation circuit 91, and further, the value is subjected to desired conversion by the γ conversion circuit 92 (multi-value such that the smaller the difference value, the higher the probability of being a shadow. Output) or binary determination result (shadow area [1] when the difference value is small, [0] otherwise). Of course, the result of the γ conversion circuit 92 may be expanded as necessary in consideration of the relationship with the image processing system as before.
[0040]
<When correcting by referring to the surrounding character detection result>
  Heretofore, several methods for correcting with reference to the shadow candidate pixel detection results have been shown. In addition to this, as shown in FIG. 3, there is a method in which character feature detection 5 is performed and the result is also referred to for correction. In contrast, the low-contrast character portion erroneously detected as the shadow candidate pixel is removed by detecting the feature of the character portion. When it is detected as a shadow candidate pixel and the pixel of interest or the surrounding pixel is detected as a character in the character feature detection, the character feature detection result is given priority, and the result of the correction unit 4 is set as a non-shadow. This is because the character information is naturally more useful information and should not affect the image quality.
[0041]
  《Correction with density of surrounding character feature detection result》 The probability that there is a character around the character is reasonably high, that is, the character edge density is generally higher than the shadow edge density. . It is also effective to perform correction using the property that “there is a character around the character”.
[0042]
  FIG. 21 shows a processing flow. Here, for simplicity of explanation, both of the shadow candidate pixel detection result and the character feature detection result are binary determinations. In the density calculation circuit 100, for example, the density is obtained by referring to the character feature detection result for 9 × 9 pixels in the periphery. What is necessary is just to carry out similarly to the correction circuit by the density of FIG. Here, for simplicity of explanation, the output from the density calculation circuit 100 is a binary output (1 is high density, 0 is low density). The shadow candidate pixel detection result is also a binary output (1 is a shadow candidate, 0 is a non-shadow candidate). Then, a shadow pixel is determined by the determination circuit 101 from these two results. Similarly to the above, when the character feature detection is high density: 1, it is determined as non-shadow: 0. When the character feature detection is low density: 0, the shadow candidate pixel detection result is used as the determination result of the shadow determination. Of course, when combined with density correction of shadow candidate pixels and correction using continuity, correction and detection with higher accuracy can be performed. The above is the description of a specific embodiment of the correction unit 4.
[0043]
(3) Example of character feature detection unit 5:
<Character detection using two-dimensional density detection unique to character areas>
  The character region often has a characteristic two-dimensional density changing portion. Here, for the multi-value data, those local patterns are detected, and pixels having character characteristics are detected. FIG. 22 shows a processing flow. Some specific examples of the two-dimensional density change detection circuit 110 will be described below.
a) Example of a two-dimensional density change detection circuit using a Laplacian filter
The character area includes many crossed portions such as the center of “x”. On the other hand, the shadow area is hardly included. Utilizing this feature, for example, a Laplacian filter as shown in FIG. 23 is applied to the image data, and if the filter output value is equal to or greater than a predetermined value, the target pixel is set as a pixel region having a large two-dimensional density change.
[0044]
b) Example of a two-dimensional density change detection circuit using a peak pixel detection filter
Using the features described above, for example, the peak pixel detection described in the paper “Image Area Separation Method for Mixed Character / Picture (Half Dots and Photos) Images” may be used. However, although it is described in the paper as a process for detecting halftone dots, it is also a response to the cross area of the character part. Of course, the density of the peak pixels in the character portion and the halftone dot portion is larger than the comparison, and the fact that the character portion is detected is not a story that changes the conventional gist.
[0045]
c) Example of a two-dimensional density change detection circuit using a ridge pixel detection filter
Both the character area and the shadow portion of the cut and pasted document have a ridge shape. Furthermore, the symmetry and asymmetry of the mountain is further improved by taking advantage of the fact that the background of the character part is, for example, a uniform white background, while the background part of the shadow part may change when cut and pasted. The two are separated by use (see FIG. 13). Conventionally, ridge pixel detection is described in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 3-82269, and here, a condition for adding symmetry of the density gradient is added to the conventional processing. An example of a filter for detecting the symmetry of the density gradient is shown in FIG.
[0046]
d) Example of a two-dimensional density change detection circuit using a two-dimensional black-and-white change detection process
The frequency of density change in the character area is large in the predetermined area, while that in the shadow area is small. Here, after binarization by a predetermined method (the flow type threshold as described above is better than binarization), the binarized data is subjected to each of the main and sub masks in a mask having a two-dimensional spread. If the number of change points from white to black or black to white is counted in the scanning direction and the counted value is greater than or equal to a predetermined value, the pixel of interest in the mask or all the pixels in the mask have a large two-dimensional density change. Let it be a pixel area.
[0047]
<Character detection using two-dimensional shape detection unique to character regions>
  The character region often has a characteristic two-dimensional shape. Here, a local pattern unique to the character part is detected for the data after binarization processing or for the ridge pixel detection result as described in the conventional Japanese Patent Laid-Open No. 3-82269, A pixel having a character feature is detected. FIG. 25 shows a processing flow. First, although the binarization circuit 120 is used, binarization may be performed by a predetermined method (the binarization is better with a flow-type threshold as described above), or ridge pixel detection may be performed. . Then, the pattern matching circuit 121 detects a characteristic shape existing in the character portion described in detail below.
[0048]
a) Detection of character crossing part by pattern matching: Needless to say, the character part has many cross parts, while the shadow part has little. Using this feature, a pattern as shown in FIG. 26 is prepared and detected by pattern matching. Of course, it is effective to prepare a pattern such as “×”.
[0049]
b) Detecting the “T” part of the character by pattern matching: Needless to say, the character part has many intersections such as “T”, while the shadow part has little. Using this feature, a pattern as shown in FIG. 27 is prepared and detected by pattern matching. Of course, it is also effective to prepare a pattern that rotates this.
[0050]
c) Detection of the end of the character by pattern matching: Needless to say, the character has many ends, while the shadow has little. Using this feature, a pattern as shown in FIG. 28 is prepared and detected by pattern matching. Of course, it is also effective to prepare a pattern that rotates this. The above is the description of a specific embodiment of the character feature detection unit 5.
[0051]
(4) Example of control of image processing 2 based on the result of the shadow detection unit 1: For the sake of simplicity, the shadow detection result is a binary output. It is also possible to expand.
<Eliminate the shadow>
  In response to the shadow detection result, the shadow edge is erased. FIG. 29 is a processing flow of shadow edge elimination. In the selector 130, when the shadow detection result is 1, the signal a in which the shadow edge is eliminated by the minimum value detection unit 131 in the M × N pixel is selected, and when the shadow detection result is 0, the through signal b is selected by the through unit 132. ,Output. The signal a from which the shadow edge is erased is the minimum density value of the M × N pixels around the target pixel, and the shadow is erased by replacing the target pixel value with this value.
[0052]
<Do not emphasize shadows at least>
  A control method that does not completely eliminate the shadow and at least does not emphasize the shadow is also very effective. Two examples are given below: an example in which shadow edges are suppressed by filter processing control, and an example in which a similar object is achieved by gamma conversion control. Compared with an image in which a conventional shadow portion has been enhanced by filtering or gamma conversion, there is a sufficient effect of eliminating an obstructive level of shadow edges on the output image.
[0053]
  FIG. 30 is a processing flow of shadow edge suppression by filter processing control. The edge emphasis unit 133 performs edge emphasis on the input image signal read by the scanner, and sends a signal a whose contrast is enhanced at the edge part to the selector 130. At the same time, a through signal b that does not pass through the edge enhancement unit 133 is also sent to the selector 130. The selector 130 receives the result of the shadow detection and receives the shadow detection result.Is 0Output signal a after edge enhancement if any, shadow detection resultIs 1If there is, the through signal b is selected and output. If not only the edge enhancement filter but also the smoothing filter is controlled, a shadow edge suppression effect can be obtained.
[0054]
  FIG. 31 is a processing flow for shadow edge suppression by gamma conversion control. The gamma conversion unit 1 indicated by 134 performs gamma conversion on the input image signal read by the scanner, for example, using the LUT for gamma conversion 1 shown in FIG. 32, and sends the converted signal a to the selector 130. Similarly, the gamma conversion unit 2 indicated by 135 performs gamma conversion using the LUT for gamma conversion 2 in FIG. 32, and sends the converted signal b to the selector 130. The selector 130 receives the result of the shadow detection and receives the shadow detection result.Is 0Output signal a after gamma conversion 1 if there is, shadow detection resultIs 1If there is, the signal b after the gamma conversion 2 is selected and output. If the LUT for gamma conversion 2 shown in FIG. 32 has a downwardly convex shape, it is possible to suppress the signal of the shadow portion.
[0055]
【The invention's effect】
  According to the present invention, when a shadow region is detected from an input image, a shadow candidate pixel is first detected and then corrected, so that a two-stage configuration is employed. The shadow area can be detected with high accuracy while suppressing the detection. Further, since the image processing is controlled using the shadow detection result, an unsightly shadow can be suppressed.
[0056]
  By erasing the shadow area from the input image, it is possible to eliminate lines generated in the shadow portion.
[0057]
  By not emphasizing the shadow edge at least, the line generated in the shadow portion can be set to a level that is hardly noticed on the output image.
[0058]
  Since shadow candidate pixel detection based on local information is performed, an apparatus with good cost performance can be put into practical use.
[0059]
  Since the shadow candidate pixel detection result of the target pixel is corrected with reference to the surrounding shadow candidate pixel detection results, the detection accuracy that has been insufficient in the past can be increased to a practical level. In addition, since the correction is made in consideration of the hardware amount, an apparatus with good cost performance can be put into practical use.
[0060]
  Since pixels having character characteristics are detected and the shadow candidate pixel detection result of the target pixel is corrected with reference to this, the detection accuracy that has been insufficient in the past can be increased to a practical level. In addition, since the correction is made in consideration of the hardware amount, an apparatus with good cost performance can be put into practical use.
[0061]
  Since character feature detection based on local information is performed, an apparatus with good cost performance can be put into practical use.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a main part forming a skeleton of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a shadow detection unit 1 shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram for explaining another example of the shadow detection unit 1 shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of a document step portion and a relationship between a pixel position near the step portion and luminance.
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the gradient of an edge and the probability of being a shadow.
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of shadow detection using an edge gradient degree.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a filter for detecting an edge gradient.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of shadow detection using edge gradient asymmetry.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an asymmetric gradient edge and a first derivative value.
FIG. 10 is a principal block diagram for explaining an example of shadow detection using the directionality of an edge gradient.
FIG. 11 is a principal block diagram for explaining an example of shadow detection using the linearity of an edge boundary;
FIG. 12 is a diagram showing an example of pattern etching.
FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a background and a density of a shadow portion.
FIG. 14 is a block diagram of relevant parts for explaining an example of shadow detection using detection of a back ground.
15 is a diagram for explaining an operation example of an average value equalizing circuit shown in FIG. 14; FIG.
FIG. 16 is a principal block diagram for explaining an example of shadow detection using line width detection;
FIG. 17 is a diagram for explaining an example of pixel correction using peripheral pixel density;
FIG. 18 is a diagram for explaining an example of pixel correction using a continuous line of shadows.
FIG. 19 is a diagram for explaining an operation side of the continuous pixel number counting circuit shown in FIG. 18;
FIG. 20 is a diagram for explaining an example of pixel correction using a uniform width of shadow pixels.
FIG. 21 is a diagram for explaining an example of pixel correction using the characteristics of surrounding characters.
FIG. 22 is a diagram for explaining an example of a character feature detection unit 5 shown in FIG. 3;
FIG. 23 is a diagram for explaining an example of detecting a two-dimensional density using a Laplacian filter.
FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a filter that detects the symmetry of a density gradient.
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of character detection using two-dimensional shape detection unique to a character region.
FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a character cross portion detection pattern.
FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a pattern for detecting a T portion of a character.
FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a pattern for detecting an end portion of a character.
FIG. 29 is a diagram for explaining an example in which a shadow edge is deleted using a minimum density value;
FIG. 30 is a diagram for explaining an example of shadow edge control by filter processing;
FIG. 31 is a diagram for explaining an example of shadow edge control by gamma conversion control;
FIG. 32 is a diagram for explaining an operation of shadow edge control using gamma conversion.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shadow detection part, 2 ... Image processing part, 3 ... Shadow candidate pixel detection part, 4 ... Correction | amendment part,
5 ... Character feature detection unit, 10 ... Edge gradient detection filter, 11 ... Determination circuit,
20 ... primary differentiation circuit, 21 ... sign inversion circuit, 22, 23 ... maximum value detection circuit,
24 ... difference calculation circuit, 25 ... gamma conversion circuit, 26 ... determination circuit,
30: Edge gradient / direction detection filter, 31: Count circuit, 32: Comprehensive determination circuit,
40 ... binarization circuit, 41 ... pattern matching circuit, 50 ... average value calculation circuit,
51 ... Difference calculation circuit, 52 ... γ conversion circuit, 60 ... Line thickness calculation circuit, 61 ... γ conversion circuit, 70 ... Average value calculation circuit, 71 ... γ conversion circuit, 80 ... Continuous pixel number counting circuit,
81: Image memory, 82: Binarization circuit, 83: Expansion circuit, 90: Shadow candidate pixel extraction circuit,
91 ... Difference calculation circuit, 92 ... γ conversion circuit, 100 ... Density calculation circuit, 101 ... Determination circuit,
110 ... Two-dimensional density change detection circuit, 111 ... Density correction circuit, 112 ... Expansion circuit,
120: binarization circuit, 121: pattern matching circuit, 122: expansion circuit,
130... Selector, 131... Minimum value detection unit in M × N pixels, 132.
133: Edge emphasis unit, 134, 135: Gamma conversion unit.

Claims (8)

原稿を照射して入力画像信号を取得する画像入力手段と、
原稿の厚み方向の段差部で発生する影を入力画像信号から検出する影検出手段と、
前記影検出手段の検出結果に基づいて入力画像信号に対する画像処理を制御する制御手段とを有し、
前記影検出手段は、
背景レベルを検出する背景レベル検出手段を有し、該背景レベル検出手段により検出した背景レベルの段差を基に影候補画素を検出する影候補画素検出手段と、
注目画素周辺の前記影候補画素検出手段によって検出された影候補画素の密度が所定閾値以上であれば注目画素を影領域の画素であると判定する補正手段とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。
Image input means for irradiating a document to obtain an input image signal;
Shadow detection means for detecting a shadow generated at a step portion in the thickness direction of the document from an input image signal;
Control means for controlling image processing on the input image signal based on the detection result of the shadow detection means,
The shadow detection means includes
A shadow candidate pixel detecting means for detecting a shadow candidate pixel based on a step of the background level detected by the background level detecting means;
Correction means for determining that a pixel of interest is a pixel in a shadow region if the density of the shadow candidate pixels detected by the shadow candidate pixel detection unit around the pixel of interest is equal to or higher than a predetermined threshold value. An image processing apparatus.
前記制御手段は、前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を消去するよう画像処理を制御することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls image processing so as to erase the input image signal of the shadow portion detected by the shadow detection unit. 前記制御手段は、前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を少なくとも強調しないよう画像処理を制御することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls image processing so as not to enhance at least an input image signal of a shadow portion detected by the shadow detection unit. 前記影検出手段は、入力画像信号から文字特徴を検出する文字特徴検出手段を有し、前記補正手段は、注目画素又はその周辺画素で前記文字特徴検出手段により文字特徴が検出されたならば注目画素を影領域の画素でないと判定することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。The shadow detection means includes character feature detection means for detecting a character feature from an input image signal, and the correction means is focused if a character feature is detected by the character feature detection means at the target pixel or its surrounding pixels. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the pixel is determined not to be a pixel in a shadow area. 原稿を照射して入力画像信号を取得する画像入力手段と、Image input means for irradiating a document and obtaining an input image signal;
原稿の厚み方向の段差部で発生する影を入力画像信号から検出する影検出手段と、  A shadow detection means for detecting a shadow generated at a step portion in the thickness direction of the document from an input image signal;
前記影検出手段の検出結果に基づいて入力画像信号に対する画像処理を制御する制御手段とを有し、  Control means for controlling image processing on the input image signal based on the detection result of the shadow detection means,
前記影検出手段は、影候補画素を検出する影候補画素検出手段、および、該影候補画素検出手段により検出された影候補画素を補正する補正手段を備え、  The shadow detection means includes a shadow candidate pixel detection means for detecting a shadow candidate pixel, and a correction means for correcting the shadow candidate pixel detected by the shadow candidate pixel detection means,
前記影候補画素検出手段は、背景レベルを検出する背景レベル検出手段を有し、該背景レベル検出手段により検出した背景レベルの段差を基に影候補画素を検出し、  The shadow candidate pixel detection means has a background level detection means for detecting a background level, detects a shadow candidate pixel based on a step of the background level detected by the background level detection means,
前記補正手段は、注目画素周辺の前記影候補画素検出手段による影候補画素検出結果を参照して、影候補画素の密度が所定閾値以上であれば注目画素を影領域の画素であると判定し、  The correction means refers to the shadow candidate pixel detection result by the shadow candidate pixel detection means around the target pixel, and determines that the target pixel is a shadow area pixel if the density of the shadow candidate pixels is equal to or higher than a predetermined threshold. ,
前記制御手段は、前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を消去するようまたは少なくとも強調しないよう制御することを特徴とする画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control so as to erase or at least not enhance an input image signal of a shadow portion detected by the shadow detection unit.
原稿を照射して入力画像信号を取得する画像入力手段と、Image input means for irradiating a document and obtaining an input image signal;
原稿の厚み方向の段差部で発生する影を入力画像信号から検出する影検出手段と、  A shadow detection means for detecting a shadow generated at a step portion in the thickness direction of the document from an input image signal;
前記影検出手段の検出結果に基づいて入力画像信号に対する画像処理を制御する制御手段とを有し、  Control means for controlling image processing on the input image signal based on the detection result of the shadow detection means,
前記影検出手段は、影候補画素を検出する影候補画素検出手段、および、該影候補画素検出手段により検出された影候補画素を補正する補正手段を備え、  The shadow detection means includes a shadow candidate pixel detection means for detecting a shadow candidate pixel, and a correction means for correcting the shadow candidate pixel detected by the shadow candidate pixel detection means,
前記影候補画素検出手段は、背景レベルを検出する背景レベル検出手段を有し、該背景レベル検出手段により検出した背景レベルの段差を基に影候補画素を検出し、  The shadow candidate pixel detection means has a background level detection means for detecting a background level, detects a shadow candidate pixel based on a step of the background level detected by the background level detection means,
前記補正手段は、注目画素周辺の前記影候補画素検出手段による影候補画素検出結果を参照して、影候補画素の連続画素数が所定閾値以上であれば注目画素を影領域の画素であると判定し、  The correction means refers to the shadow candidate pixel detection result by the shadow candidate pixel detection means around the target pixel, and if the number of continuous pixels of the shadow candidate pixel is equal to or larger than a predetermined threshold, the target pixel is a shadow area pixel. Judgment,
前記制御手段は、前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を消去するようまたは少なくとも強調しないよう制御することを特徴とする画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control so as to erase or at least not enhance an input image signal of a shadow portion detected by the shadow detection unit.
原稿を照射して入力画像信号を取得する画像入力手段と、Image input means for irradiating a document and obtaining an input image signal;
原稿の厚み方向の段差部で発生する影を入力画像信号から検出する影検出手段と、  A shadow detection means for detecting a shadow generated at a step portion in the thickness direction of the document from an input image signal;
前記影検出手段の検出結果に基づいて入力画像信号に対する画像処理を制御する制御手段とを有し、  Control means for controlling image processing on the input image signal based on the detection result of the shadow detection means,
前記影検出手段は、影候補画素を検出する影候補画素検出手段、文字特徴を有する画素を検出する文字特徴検出手段、および、該影候補画素検出手段により検出された影候補画素を補正する補正手段を備え、  The shadow detection means includes a shadow candidate pixel detection means for detecting a shadow candidate pixel, a character feature detection means for detecting a pixel having a character feature, and a correction for correcting the shadow candidate pixel detected by the shadow candidate pixel detection means. With means,
前記影候補画素検出手段は、背景レベルを検出する背景レベル検出手段を有し、該背景レベル検出手段により検出した背景レベルの段差を基に影候補画素を検出し、  The shadow candidate pixel detection means has a background level detection means for detecting a background level, detects a shadow candidate pixel based on a step of the background level detected by the background level detection means,
前記文字特徴検出手段は、文字領域特有の二次元的濃度変化に基づき文字特徴を有する画素を検出し、  The character feature detection means detects a pixel having a character feature based on a two-dimensional density change specific to the character region,
前記補正手段は、注目画素周辺の前記文字特徴検出手段による文字特徴検出結果を参照して、文字特徴を有する画素の密度が所定閾値以上であれば注目画素を影領域の画素でないと判定し、  The correction unit refers to the character feature detection result by the character feature detection unit around the target pixel, determines that the target pixel is not a shadow region pixel if the density of the pixels having the character feature is equal to or higher than a predetermined threshold,
前記制御手段は、前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を消去するようまたは少なくとも強調しないよう制御することを特徴とする画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control so as to erase or at least not enhance an input image signal of a shadow portion detected by the shadow detection unit.
原稿を照射して入力画像信号を取得する画像入力手段と、Image input means for irradiating a document and obtaining an input image signal;
原稿の厚み方向の段差部で発生する影を入力画像信号から検出する影検出手段と、  A shadow detection means for detecting a shadow generated at a step portion in the thickness direction of the document from an input image signal;
前記影検出手段の検出結果に基づいて入力画像信号に対する画像処理を制御する制御手段とを有し、  Control means for controlling image processing on the input image signal based on the detection result of the shadow detection means,
前記影検出手段は、影候補画素を検出する影候補画素検出手段、文字特徴を有する画素を検出する文字特徴検出手段、および、該影候補画素検出手段により検出された影候補画素を補正する補正手段を備え、  The shadow detection means includes a shadow candidate pixel detection means for detecting a shadow candidate pixel, a character feature detection means for detecting a pixel having a character feature, and a correction for correcting the shadow candidate pixel detected by the shadow candidate pixel detection means. With means,
前記影候補画素検出手段は、背景レベルを検出する背景レベル検出手段を有し、該背景レベル検出手段により検出した背景レベルの段差を基に影候補画素を検出し、  The shadow candidate pixel detection means has a background level detection means for detecting a background level, detects a shadow candidate pixel based on a step of the background level detected by the background level detection means,
前記文字特徴検出手段は、文字領域特有の二次元的形状に基づき文字特徴を有する画素を検出し、  The character feature detection means detects a pixel having a character feature based on a two-dimensional shape unique to the character region,
前記補正手段は、注目画素周辺の前記文字特徴検出手段による文字特徴検出結果を参照して、文字特徴を有する画素の密度が所定閾値以上であれば注目画素を影領域の画素でないと判定し、  The correction unit refers to the character feature detection result by the character feature detection unit around the target pixel, determines that the target pixel is not a shadow region pixel if the density of the pixels having the character feature is equal to or higher than a predetermined threshold,
前記制御手段は、前記影検出手段により検出した影部の入力画像信号を消去するようまたは少なくとも強調しないよう制御することを特徴とする画像処理装置。  The image processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit performs control so as to erase or at least not enhance an input image signal of a shadow portion detected by the shadow detection unit.
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