技术领域
[0001] 本
发明涉及对图像数据进行二值化的图像处理装置及其控制方法和计算机可读存储介质。
背景技术
[0002] 图像处理装置执行二值化处理以处理输入的彩色或灰度图像数据并将其转换为单色二值图像。如果根据输入图像自动计算
阈值，并且使用计算出的阈值对图像进行二值化，则图像中包括的内容可能根据输入图像的浓度分布而丢失。为了应对这种情况，日本特开2014-107589号
公报提出了一种如下的技术；分析代表图像数据的浓度
信号分布的直方图，确定要应用到阈值处理的阈值，并进行适于输入图像的浓度分布的二值化。
[0003] 然而，上述背景技术具有下述问题。在阈值处理中用来自动计算用于对图像进行二值化的阈值的直方图，代表整个输入图像的浓度分布。另一方面，如果针对输入图像
指定边框(frame)消除处理，则直方图表示边框消除处理之后整个图像的浓度分布。在这种情况下，即使输入图像是相同的图像，直方图也在边框消除区域中的白色图像的影响下改变，不能计算针对输入图像的合适的阈值，并且图像中包括的内容可能丢失。
发明内容
[0004] 本发明使得能够实现如下的机构，其用于与是否通过边框消除等校正输入图像无关地生成代表输入图像中的图像数据的浓度信号分布的直方图、确定阈值处理中的阈值并且进行二值化。
[0005] 本发明的一方面提供一种图像处理装置，所述图像处理装置包括：存储指令集合的存储设备；以及至少一个处理器，其执行所述指令以进行如下操作：对输入的原稿图像的图像数据，进行原稿图像中的部分区域的
像素值到预定值的转换；生成代表转换后的图像数据的浓度信号分布的直方图；通过从生成的直方图的对所述预定值的计数中减去当生成直方图时在所述部分区域中计数的
采样点的数量，来校正生成的直方图；根据校正的直方图确定当执行二值化处理时的阈值；并且通过使用确定的阈值对原稿图像进行二值化。
[0006] 本发明的另一方面提供一种图像处理装置，所述图像处理装置包括：存储指令集合的存储设备；以及至少一个处理器，其执行所述指令以进行如下操作：对输入的原稿图像的图像数据，进行原稿图像中的部分区域的像素值到预定值的转换；通过使用除所述部分区域以外的多个像素值，来生成代表转换后的图像数据的浓度信号分布的直方图；根据生成的直方图确定当执行二值化处理时的阈值；并且通过使用确定的阈值对原稿图像进行二值化。
[0007] 本发明的又一方面提供一种图像处理装置的控制方法，所述控制方法包括：对输入的原稿图像的图像数据，进行原稿图像中的部分区域的像素值到预定值的转换；生成代表在所述转换中转换的图像数据的浓度信号分布的直方图；通过从生成的直方图的对所述预定值的计数中减去当生成直方图时在所述部分区域中计数的采样点的数量，来校正生成的直方图；根据校正的直方图确定当执行二值化处理时的阈值；并且通过使用确定的阈值对原稿图像进行二值化。
[0008] 本发明的又一方面提供一种图像处理装置的控制方法，所述控制方法包括：对输入的原稿图像的图像数据，进行原稿图像中的部分区域的像素值到预定值的转换；通过使用除所述部分区域以外的多个像素值，来生成代表转换后的图像数据的浓度信号分布的直方图；根据生成的直方图确定当执行二值化处理时的阈值；并且通过使用确定的阈值对原稿图像进行二值化。
[0009] 本发明的又一方面提供一种存储有
计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序用于使计算机执行图像处理装置的控制方法中的各步骤，所述控制方法包括：对输入的原稿图像的图像数据，进行原稿图像中的部分区域的像素值到预定值的转换；生成代表转换后的图像数据的浓度信号分布的直方图；通过从生成的直方图的对所述预定值的计数中减去当生成直方图时在所述部分区域中计数的采样点的数量，来校正生成的直方图；根据校正的直方图确定当执行二值化处理时的阈值；并且通过使用确定的阈值对原稿图像进行二值化。
[0010] 本发明的又一方面提供一种存储有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机程序用于使计算机执行图像处理装置的控制方法中的各步骤，所述控制方法包括：对输入的原稿图像的图像数据，进行原稿图像中的部分区域的像素值到预定值的转换；通过使用除所述部分区域以外的多个像素值，来生成代表转换后的图像数据的浓度信号分布的直方图；根据生成的直方图确定当执行二值化处理时的阈值；并且通过使用确定的阈值对原稿图像进行二值化。
[0011] 本发明的又一方面提供一种图像处理装置，所述图像处理装置包括：存储指令集合的存储设备；以及至少一个处理器，其执行所述指令以进行如下操作：设置第一处理，以将图像数据的部分区域转换为白色；对通过用扫描器读取原稿而获得的第一图像数据进行通过设置单元设置的所述第一处理，以生成第二图像数据；通过使用除通过所述第一处理转换为白色的区域以外的区域中的像素值，生成用于第二处理的信息；并且通过使用生成的信息对所述第二图像数据进行所述第二处理。
[0012] 本发明的又一方面提供一种图像处理装置的控制方法，所述控制方法包括：设置第一处理，以将图像数据的部分区域转换为白色；对通过用扫描器读取原稿而获得的第一图像数据进行通过设置单元设置的所述第一处理，以生成第二图像数据；通过使用除通过所述第一处理转换为白色的区域以外的区域中的像素值，生成用于第二处理的信息；并且通过使用生成的信息对所述第二图像数据进行所述第二处理。
[0013] 通过下面参照
附图对示例性
实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
[0014] 图1是示出根据实施例的诸如数字多功能
外围设备的图像处理装置的布置的
框图；
[0015] 图2是出根据实施例的输出图像的示例的图；
[0016] 图3是示出根据实施例的黑白二值图像生成处理的序列的
流程图；
[0017] 图4示出用于说明根据实施例的阈值确定方法的直方图的示例的曲线图；以及[0018] 图5是示出用于说明根据实施例的直方图的采样点的示例的图。
具体实施方式
[0019] 下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。应当注意，除非另有具体说明，在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字的表达和数值不限制本发明的范围。
[0020] <第一实施例>
[0021] <图像处理装置的布置>
[0022] 下面将描述本发明的第一实施例。首先，将参照图1描述根据本实施例的图像处理装置的系统布置。
[0023] 图像处理装置10包括
控制器单元100、扫描器120、
打印机130以及操作单元140。控制器单元100包括CPU 103、操作单元I/F 104、网络I/F 105、FAX
调制解调器106、存储单元107和图像总线I/F 110。这些部件布置在
系统总线101上并能够相互进行数据通信。控制器单元100还包括压缩/解压处理单元108、
分辨率转换单元109、设备I/F 111、输入图像处理单元112、输出图像处理单元113和
图像分析单元114。这些部件和上述图像总线I/F 110布置在图像总线102上并且能够相互进行数据通信。
[0024] 控制器单元100在连接到LAN 150和公用线路160的同时连接到用作图像输入装置的扫描器120和用作图像输出装置的打印机130，输入/输出图像数据和设备信息，并控制整个系统。CPU 103用作整体控制图像处理装置10的控制器。操作单元I/F 104是与操作单元140的
接口单元并将要在操作单元140上的显示单元(未示出)中显示的图像数据输出到操作单元140。操作单元I/F 104还起到将用户从操作单元140输入的信息传递到CPU 103的作用。
[0025] 网络I/F 105连接到LAN 150并输入/输出数据。FAX调制解调器106连接到公用线路160并对数据的发送/接收进行调制/解调处理。存储单元107被构造为存储图像数据或压缩数据并且还包括要由CPU 103操作的系统工作
存储器等。
[0026] 图像总线I/F 110用作连接系统总线101和高速传输图像数据的图像总线102的总线桥并转换数据结构。图像总线102由诸如PCI Express总线等的高速总线形成。压缩/解压处理单元108通过预定压缩方法压缩/解压图像数据。分辨率转换单元109放大或缩小图像数据。设备I/F 111连接控制器单元100与用作图像输入/输出装置的扫描器120和打印机130，并进行图像数据的同步/异步转换。
[0027] 输入图像处理单元112主要校正、处理并编辑由扫描器120获得的图像数据并进行与后续各种类型的处理相对应的转换处理。输出图像处理单元113主要对图像数据进行校正并将图像数据转换为用于由打印机130输出的数据格式。图像分析单元114分析输入图像来获得校正、处理和编辑处理所需的信息或者生成要应用到后续图像处理的系数。
[0028] 扫描器120用作读取单元，用光照射原稿，通过诸如CMOS线
传感器等的光接收元件读取从原稿反射的光，将反射的光转换为代表原稿上的图像的
电信号，并生成数字图像数据。打印机130将图像数据形成为在纸张片材上的图像并将其输出。打印机130可以使用
电子照相法、喷墨法等的任一种方法。
[0029] <二值化处理>
[0030] 现在将参照图2描述根据本实施例的二值化处理。原稿图像201表示在灰色背景上绘制比该背景浓的字母“F”的状态。通过应用根据原稿图像201的直方图计算出的阈值来对原稿图像201执行二值化处理，获得作为从中去除了灰色背景的黑白(单色)二值化图像的二值图像204。
[0031] 另一方面，通过应用以相同的方式根据直方图计算出的阈值，来对通过对原稿图像201的周围进行边框消除处理而获得的图像202执行二值化处理，获得图像203。图像203是如下的图像的示例，在该图像中计算通过二值化处理将灰色背景变成黑色的阈值、将灰色背景和字母二者均二值化为黑色并降低了字母的可读性。这是因为用来计算阈值的直方图由于边框消除处理而改变，使得即使原稿图像相同也无法计算校正阈值。为了应对这种情况，在本实施例中将描述如下的方法，该方法即使对通过对原稿图像进行诸如边框消除等的校正处理而获得的图像202执行二值化处理，也能够生成与通过对原稿图像201执行二值化处理而获得图像相同的图像。
[0032] <阈值的确定>
[0033] 现在将参照图4描述用于根据各个直方图确定用于黑白(单色)二值化处理的阈值的方法。给出判别分析作为通过使用直方图获得适于图像的浓度分布的阈值的公知方法之一。在判别分析中，当在特定信号值(像素值)处将直方图分成两个组时，将与最大组间方差值相对应的信号值确定为阈值。曲线图400表示适于这种方法的直方图的典型形状。横坐标表示图像数据的浓度信号，并且纵坐标表示计数。曲线图400是针对原稿图像201的直方图。如果图像具有这样的直方图，则当在所例示的th处将该直方图分成两个组时获得最大组间方差值，并且th被确定为阈值。经历了通过该阈值的二值化处理的图像成为表示上述二值图像204的图像。
[0034] 另一方面，附图标记410表示将判别分析应用到由经历了边框消除处理的图像生成的直方图的情况的示例。这是针对通过将边框消除处理应用到原稿图像201而获得的图像202的直方图。注意，根据从原稿图像消除了边框的区域的大小，存在表示边框消除区域的白色图像标记如附图标记410所表示的直方图的峰值的情况。在这种情况下，阈值th1而不是阈值th2(阈值th2作为本来期望的阈值)被确定为与最大组间方差值相对应的阈值。如果通过应用该阈值th1进行黑白二值化处理，则对被表示为直方图中的阈值th1与阈值th2之间的信号值的、图像202的灰色背景进行到黑色的二值化处理，生成图像203。因此，背景图像和字母被二值化为相同的
颜色，即，黑色，大大地降低了字母的可读性。
[0035] 为了应对这种情况，在本实施例中，通过校正由对边框消除区域中的白色图像进行计数而引起的对直方图410的影响，来生成直方图420。稍后将参照图3描述详细的生成方法。这使得能够进行处理使得针对应用了边框消除处理的图像202的直方图计算本来期望的阈值th。
[0036] <处理过程>
[0037] 现在将参照图3描述根据本实施例的生成黑白二值图像的处理过程。这里将描述本实施例中的由图像处理装置10对通过用扫描器120读取原稿而获得的图像数据进行的黑白二值图像生成处理。下面将要描述的处理通过使CPU 103执行存储单元107中存储的控制程序来实现。
[0038] 在步骤S301中，CPU 103获得用户经由操作单元140指示的作业设置。这里的作业设置是与原稿读取有关的例如缩放(诸如放大/缩小)、原稿边框消除、移动、读取大小等的指定。随后，在步骤S302中，为了根据图像数据生成直方图，CPU 103确定对用扫描器120读取的图像数据中的浓度值进行采样的坐标。现在将参照图5描述对浓度值进行采样的坐标(在下文中将被称为采样点)。
[0039] 图5示出针对通过用扫描器120读取与图像202相对应的原稿而获得的图像数据的采样点。图5的附图标记501表示通过读取原稿而获得的图像数据。以如下的方式确定各个采样点：使得与在图像的主扫描方向和副扫描方向二者上的图像大小无关地，进行至少预定数量(N)的采样操作。注意，在本实施例中，假设N＝256，则根据整个图像中的至少256×256＝65536个浓度值生成直方图。
[0040] 期望以规则的间隔针对图像数据设置采样操作。因此，令副扫描方向上的图像数据的长度Y(像素)为图5的505，CPU 103通过如下公式获得附图标记506的值作为采样点间隔Y_Pitch(像素)：
[0041] Y_Pitch＝Y/256
[0042] 随后，将图像的左上
角设置为原点，将在副扫描方向上的采样点确定为针对各个采样点间隔Y_Pitch的坐标。同样在主扫描方向上，通过如下公式确定采样点：
[0043] X_Pitch＝X/256
[0044] 图5的附图标记503和504表示确定的采样点。采样点503是在原稿边框消除处理中消除了边框的区域外的点。采样点504是消除了边框的区域中的点。因此，附图标记507将BlankT表示为在副扫描方向上的前缘处的边框消除区域，并且附图标记508将BlankB表示为在副扫描方向上的
后缘处的边框消除区域。附图标记509将BlankL表示为在主扫描方向上的前缘处的边框消除区域，并且附图标记510将BlankR表示为在主扫描方向上的后缘处的边框消除区域。
[0045] 返回到图3的描述，在步骤S303中，CPU 103判断在步骤S301中获得的作业设置中，是否对通过读取原稿而获得的图像数据进行了将图像数据的一部分转换为白色图像数据的设置，诸如原稿边框消除。如果进行了该设置，则处理进行到步骤S304；否则，处理进行到步骤S305。
[0046] 如果进行了原稿边框消除的作业设置，则根据图像数据生成的直方图可能与未设置原稿边框消除时生成的直方图不同。这是因为对原稿边框消除之后的图像数据执行本实施例中的直方图的生成。在本实施例中，当读取原稿时，输入图像处理单元112进行原稿边框消除处理，然后根据在步骤S302中确定的采样点在图像分析单元114中生成直方图。也就是说，输入到图像分析单元114的图像是输入图像处理单元112进行了原稿边框消除处理的数据。因此，根据本实施例，即使进行了原稿边框消除的作业设置，也进行与根据原稿图像生成直方图的情况相同的以下控制。
[0047] 在步骤S304中，CPU 103获得在步骤S302中确定的采样点当中的消除了边框的区域中存在的采样点的数量。在图5中示出的采样点当中，由圆圈表示的采样点504与消除了边框的区域中存在的采样点相对应。注意，在消除了边框的区域中存在的采样点的数量Nm(504)将以如下的方式获得。
[0048] 首先，令X和Y(505)为图像大小(像素)，X_Pitch和Y_Pitch(506)为采样点间隔(像素)，并且Nx和Ny为主扫描方向和副扫描方向上的图像数据的采样点的数量。主扫描方向和副扫描方向上的图像数据的采样点的数量分别通过如下公式获得：
[0049] Nx＝X/X_Pitch+1
[0050] Ny＝Y/Y_Pitch+1
[0051] 注意，令副扫描前缘处的BlankT(507)、副扫描后缘处的BlankB(508)、主扫描前缘处的BlankL(509)和主扫描后缘处的BlankR(510)为作业设置中指定的原稿边框消除的边框消除大小(像素)。相比之下，关于各边框消除宽度的采样点的数量Nt、Nb、Nl和Nr通过如下公式获得：
[0052] Nt＝(BlankT/Y_Pitch+1)
[0053] Nb＝Ny-((Y-BlankB)/Y_Pitch+1)
[0054] Nl＝(BlankL/X_Pitch+1)
[0055] Nr＝Nx-((X-BlankR)/X_Pitch+1)
[0056] 因此，在消除了边框的区域中存在的采样点的数量Nm(504)如下公式获得：
[0057] Nm＝Nt×Nx+Nb×Nx+Nl×Ny+Nr×Ny
[0058] -Nt×Nl-Nt×Nr-Nb×Nl-Nb×Nr
[0059] 另一方面，如果在步骤S303中判断针对作业设置未设置原稿边框消除，则CPU 103使处理进行到步骤S305而不执行步骤S304中的处理。
[0060] 在步骤S305中，CPU 103执行用扫描器120读取原稿的处理。在步骤S306中，CPU 103使输入图像处理单元112对读取的原稿的图像数据进行从
辉度(luminance)信号到浓度信号的转换处理。随后，在步骤S307中，CPU 103使图像分析单元114根据图像数据生成表示图像的浓度分布的直方图。
[0061] 然后，在步骤S308中，如步骤S303，CPU 103判断在步骤S301中获得的作业设置中，是否对通过读取原稿而获得的图像数据进行了将图像数据的一部分转换为白色图像数据的设置，诸如，原稿边框消除。如果进行了该设置，则处理进行到步骤S309；否则，处理进行到步骤S310。
[0062] 在步骤S309中，CPU 103从在步骤S307中生成的直方图的表示白色图像的计数值中，减去在步骤S304中计算出的在边框消除区域中存在的采样点的数量Nm(504)。然后，处理进行到步骤S310。这实现了将410表示的形状的直方图校正为420的形状的直方图的处理。更具体地，CPU 103从在步骤S307中生成的直方图410中对白色图像的计数值中减去采样点的数量Nm(504)，如图4的421所表示。另一方面，如果在步骤S308中判断针对作业设置未设置原稿边框消除，则CPU 103使处理前进到步骤S310而不执行步骤S309中的处理并且直接使用在步骤S307中生成的直方图。
[0063] 然后，在步骤S310中，CPU 103根据在步骤S307中生成的直方图或者在步骤S309中进行了校正处理的直方图，来确定进行黑白二值化处理时的阈值。通过参照图4描述的判别分析来确定阈值。随后，在步骤S311中，CPU 103使输出图像处理单元113通过使用步骤S310中计算出的阈值对读取的图像数据进行阈值处理，生成黑白二值化图像，并且终止处理。在阈值处理中，令Din为
输入信号值(输入像素值)、Dout为
输出信号值(输出像素值)、并且th为步骤S310中计算出的阈值，假设要由8位
信号处理的情况通过如下公式表示：
[0064] Din≤th，也就是说，如果像素值小于或等于阈值，则这种情况由：Dout＝0表示[0065] Din＞th，也就是说，如果像素值大于阈值，则这种情况由：Dout＝255表示[0066] 注意，在这里的浓度信号值(像素值)中，0表示白(第一值)，并且255表示黑(第二值)。
[0067] 此外，根据本实施例，在读取图像被转换为黑白二值图像之后，压缩/解压处理单元108对二值图像进行压缩处理，并且在CPU 103做出到发送数据的形式的转换之后，图像数据被发送到LAN 150或公用线路160上。发送可以是例如将图像数据发送到外部装置的传真发送。在本实施例中，通过使用根据各自表示原稿图像数据的浓度分布的直方图来计算阈值的示例给出了描述。然而，本发明也适用于使用表示辉度分布的直方图的情况。
[0068] 如上所述，根据本实施例的图像处理装置根据需要基于作业设置，对原稿图像的图像数据进行输入的原稿图像中的部分区域的像素值到预定值的转换。随后，该图像处理装置生成代表原稿图像的图像数据的、或转换后的图像数据的浓度信号分布的直方图。注意，如果进行了上述转换，则该图像处理装置通过从直方图的对预定数值的计数中减去生成直方图时在上述预定区域中计数的采样点的数量，来校正生成的直方图。此外，该图像处理装置根据生成的直方图或校正的直方图确定执行二值化处理时的阈值并执行二值化处理。这使得能够针对读取的图像数据，通过校正原稿图像外的区域中的像素的影响来生成直方图，并通过计算阈值来生成适于原稿的黑白二值图像。
[0069] 注意，本发明不限于上述实施例，并且可以有各种变型例。在上述实施例中，描述了通过将原稿图像中的预定区域的图像数据转换为表示白色的第一值作为边框消除处理来进行边框消除处理的布置。然而，本发明不限于此，并且也适用于原稿图像中的预定区域(可以不是图像的边缘部分)到预定值的转换。本发明可以适用于例如将页眉区域或页脚区域转换为预定值的处理。替代性地，预定区域可以被转换为表示用扫描器120读取的原稿图像的背景颜色的值(第一值)。
[0070] 在上述的实施例中，也描述了进行二值化为表示白色的第一值和表示黑色的第二值作为二值化处理的示例。然而，本发明不意在限制第一值和第二值，并且也可以使用其他值。
[0071] 其他实施例
[0072] 还可以通过读出并执行记录在存储介质(也可更完整地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或更多个程序)以执行上述实施例中的一个或更多个的功能、并且/或者包括用于执行上述实施例中的一个或更多个的功能的一个或更多个
电路(例如，
专用集成电路(ASIC))的系统或装置的计算机，来实现本发明的实施例，并且，可以利用通过由系统或装置的计算机例如读出并执行来自存储介质的计算机可执行指令以执行上述实施例中的一个或更多个的功能、并且/或者控制一个或更多个电路以执行上述实施例中的一个或更多个的功能的方法，来实现本发明的实施例。计算机可以包括一个或更多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可以包括分开的计算机或分开的处理器的网络，以读出并执行计算机可执行指令。计算机可执行指令可以例如从网络或存储介质被提供给计算机。存储介质可以包括例如
硬盘、
随机存取存储器(RAM)、
只读存储器(ROM)、分布式计算系统的存储器、光盘(诸如压缩光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)或蓝光光盘(BD)TM)、闪存装置以及存储卡等中的一个或更多个。
[0073] 本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的
软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。
[0074] 虽然已经参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应该理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。应当对
权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构及功能。
