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JP3135570B2 - グレースケール画像データの適応的しきい値処理を行なうための方法および装置 - Google Patents

グレースケール画像データの適応的しきい値処理を行なうための方法および装置

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JP3135570B2
JP3135570B2 JP04510658A JP51065892A JP3135570B2 JP 3135570 B2 JP3135570 B2 JP 3135570B2 JP 04510658 A JP04510658 A JP 04510658A JP 51065892 A JP51065892 A JP 51065892A JP 3135570 B2 JP3135570 B2 JP 3135570B2
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キッド，ロバート・チャールズ
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ユニシス・コーポレイション
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は画像データ処理に関する。より詳細には、
この発明は画像ベースのデータエントリワークステーシ
ョンで文書画像のグレーレベル階調スケール調整を適応
的に行なうための画像データの高速後処理に関する。さ
らに詳細には、この発明はグレーレベル調整を行なうた
めの画素再マッピング方式を生成する方法に向けられ
る。
小切手または手形等の財務文書は、典型的にはソータ
で読取りかつ自動的にこれらの文書を複数の容器にソー
ティングする磁気インク文字認識（MICR）コードライン
を含む。現在行なわれているやり方では、ソーティング
に先立ち、これら文書は金融機関の職員の手に渡され、
これら職員が文書を物理的に扱って文書ごとに関連する
ドルの金額を特別の金額エントリ装置を使用してMICR形
式で機械的に入力する。加えて、これらの人々はソーテ
ィングされた文書の各々に関連して間違って読取られた
MICRデータを物理的に訂正する。
金融機関の職員によるこれら先行技術の財務文書処理
技術では、これら職員による物理的な取扱いの間に失わ
れたり破損する文書も多く、かつ文書の処理に伴なう速
度も職員および使用される機械的金額エントリ装置の処
理能力に関連する速度に制限されるため、かなり費用が
かかり、かつ非効率的であることがわかっている。
これらの問題に対処するため、これまで必要であった
文書自体の物理的取扱いの多くの部分をなくす文書画像
化システムが導入されている。そのような公知のシステ
ムにおいては、画像データ要素正規化、背景抑制、スケ
ーリングおよび文書高さ検出等の機能が、文書画像デー
タを圧縮して記憶したりデータ伸長器（decompressor）
へ伝送する前に前処理機能として行なわれる。
データエントリオペレータのために、文書画像処理シ
ステムにおいて背景抑制を行なってより高いコントラス
トの画像を生成するこれまでの手法は複雑である。加え
て、保管文書記憶システムに関連する画像化システムに
ついては、元の画像データを抑制技術において廃棄せず
維持して、完全に保つ必要がある。したがって、データ
エントリオペレータが見るために、手書きおよび印刷原
稿のコントラストを高めたことを特徴とする、画像の、
絵のような表現をワークステーションで生成するため、
画像画素データのしきい値処理等のグレーレベル階調ス
ケール調整の、効率的でかつ比較的複雑でない手法が求
められている。そのようなグレーレベル階調スケール調
整はまた印刷およびファクシミリ伝送にも有用である。
発明の概要 したがって、画像処理システムにより発生されたグレ
ースケール文書画像データをその画像処理システムに関
連するワークステーションでの表示のために高いコント
ラストの文書画像に変換する方法は、画像処理システム
により発生された各文書画像データファイルに、文書画
像データを調整するための予め選択された関数を関連付
けるステップを含み、この調整関数がその関連する文書
グレースケール画像データとともに文書画像データに記
憶される。ワークステーションのオペレータが、画像の
よりコントラストの高い表現を見たいと思えば、文書画
像データファイルがワークステーションにダウンロード
され、その関連する調整関数を使って、文書画像の表示
に先立ち、ワークステーションでグレースケール画像デ
ータが後処理される。
さらにこの発明によれば、少なくとも１つのワークス
テーションに関連する画像処理システムにおいてグレー
スケール文書画像データに適応的調整を行なうための装
置は、興味の文書に対応する、画像処理システムにより
生成されたグレースケール画像データを調べ、画像デー
タの関数として画像データを調整するためのグレースケ
ール調整関数を発生しかつ画像処理システムの記憶モジ
ュール内に興味の文書に関連する画像データとともに記
憶するために画像ファイルヘッダブロックに調整関数を
置くためのジェネレータを含む。各ワークステーション
での後処理装置はグレースケール調整関数を受けるため
に結合されかつ調整関数に従い文書画像の各グレースケ
ール画素を適応的に調整しかつ興味の文書の調整された
画像をワークステーションで表示させるべく動作する。
しきい値処置またはコントラスト伸張等の文書画像調
整が、オペレータワークステーションで行なわれる単純
な後処理動作として実現されることが本願の一特徴であ
る。
本願の他の特徴は、画像データ調整が各文書に予め規
定された調整関数を関連付けることにより行なわれる点
である。
この発明のさらにもう一つの特徴は、予め規定された
調整関数が文書画像ファイル内に画像パラメータデータ
として記憶される点である。
さらに、元のグレーレベル文書画像データに適応的し
きい値処理をする上で使用するグレーレベルコントラス
ト強調および調整関数を生成する方法は、元のグレース
ケール画像データのグレーレベルヒストグラムを発生さ
せるステップと、このヒストグラムの予め選択されたグ
レーレベル領域において少なくとも１つのピークを識別
するステップと、ａ）データ点レベルが、この少なくと
も１つのヒストグラムピークにより決定されるしきい値
レベルよりも白い場合には常に全ての元のグレーレベル
データ点が最も白いグレースケールレベルに調整し、か
つｂ）しきい値レベルよりも低いグレーレベルを有する
他の全ての元のグレーレベルデータ点を最も白いレベル
よりも暗い予め選択されたレベルに調整するものとして
調整関数を定義する。
図面の簡単な説明 この発明は、図面とともに、実施例の詳細な説明を読
むことにより最もよく理解される。
図１はグレースケール画像データに適応的調整を行な
うための方法および装置の好ましい実施例を使用する文
書ソーティングシステムの機能ブロック図である。
図２はこの発明の原則に従い配列された画像プロセッ
サ、記憶モジュールおよびワークステーションの部分を
示す機能ブロック図である。
図３は画像プロセッサで実行されるこの発明の方法の
実施例の一部を概略的に示すフローチャートである。
図４は画像処理システムに関連するワークステーショ
ンで行なわれるこの発明の一実施例の一部を概略的に示
すフローチャートである。
図５はこの発明の原則に従い配列された再マッピング
ルックアップテーブルの内容を生成するための方法の主
なステップを概略的に示すフローチャートである。
図６は元の画素データヒストグラムにおいて１つのし
きい値が識別されている状況で生成される２つの代替的
再マッピングカーブに沿った典型的な画素ヒストグラム
を示すグラフである。
図７はヒストグラムデータにおいて２つのしきい値が
識別されている点だけが相違する、図６のものに類似す
る例を示すグラフである。
詳細な説明 図１は文書ソータ12を有する財務文書処理システム10
を示し、この発明の好ましい実施例においては、ペンシ
ルバニア州ブルーベルのユニシス・コーポレイションが
製造するモデルDP1800ソータを含む。
ソータ12は複数の財務文書16がそこを通って行き交う
トラック14を含む。ソータ12は磁気文字読取器18と磁気
文字列コントローラ20とをさらに含む。加えて、ソータ
12は文書ホルダ22と画像プロセッサ24とを含む。
コントローラ20は、バス26上の信号により読取器18
に、バス30上の信号によりホストコンピュータ28に、か
つバス32上の信号により画像プロセッサにそれぞれ結合
される。コンピュータ28は、バス36上の信号により画像
記憶モジュール34に結合されかつ画像記憶モジュール34
もバス40および42上の信号によりそれぞれ画像プロセッ
サ24および複数のワークステーション38に結合される。
画像記憶モジュール34が文書画像保管システムを含み得
ると考えられる。
動作において、文書16は文書16の各々の上につけられ
たMICRコードラインストリップ上に現れるコードを読取
る読取器18のそばを連続的に通過する。このコードはバ
ス30上の信号によりコンピュータ28に送られて記憶され
かつバス32上の信号により画像プロセッサ24に送られ
る。トラック14に沿ってさらに移動すると、文書16の各
々がプロセッサ24の近くを通り、プロセッサがその画像
を作りかつこの処理された電子画像をバス40上の信号に
より画像記憶モジュール34へ送りこの画像はそこに記憶
される。プロセッサ24の側を通った後、文書16の各々が
MICRコードラインの内容に基づいて従来の態様でソータ
12によりソーティングされる。文書はその後文書ホルダ
22に保持される。
上記の態様で典型的な文書ブロック16がソーティング
されると、ワークステーション38はバス42上の信号によ
り記憶モジュール34からの上記の文書画像を順次要求し
得る。これら電子画像は、ホストコンピュータ28から得
られる関連の磁気コードデータとともに、バス42上の信
号を使用してワークステーション38にダウンロードされ
る。
電子画像が伸長され、処理されかつワークステーショ
ン38により表示された後、ワークステーションのオペレ
ータが各文書に関連する情報（たとえば典型的な銀行小
切手上のスペースに含まれるいわゆる「金額」等）を電
子的に入力しかつMICRコードの読取りに関連するいかな
る困難をも電子的に解消する。各文書画像のMICR情報と
それに付随する訂正がバス42上の信号により記憶モジュ
ール34に送られる１つの記録を構成する。この情報は後
にソーティングされた文書上にMICR情報を自動的に置く
際に使用するため後でアクセスされてもよい。したがっ
て、文書処理システム10は、関連のMICR情報が上に置か
れる際に、複数の文書16に対する物理的な取扱いを実質
的になくし、文書処理システム10全体の効率と速度を高
める。
図２は本願の方法および装置に従う、図１の画像プロ
セッサ24とワークステーション38をさらに詳細に示す。
図２からわかるとおり、画像プロセッサ24はプリプロセ
ッサユニット204にバス250を介して結合される文書スキ
ャナ202を含む。プリプロセッサ204はバス252を介して
ルックアップテーブル（LUT）ジェネレータ206に結合さ
れ、このジェネレータは以下に説明する画像データ圧縮
器ユニット208にバス254を介してかつファイル作成ユニ
ットにバス40bを介してそれぞれ結合される。圧縮器208
は文書画像ファイル編成装置にバス40cを介して結合さ
れる。
画像プロセッサ24の文書画像ファイル編成装置は画像
ファイルヘッダブロック210と関連の画像ファイル画像
データブロック212として各文書画像ファイルエントリ
を配列する。画像ファイルヘッダブロック210はバス40a
を介して画像プロセッサ24の他の部分（図示せず）から
追加の文書データを受ける文書データ部214を含む。ヘ
ッダブロック210は、その内容が明細書の後の部分でよ
り詳細に説明される発明の方法によるテーブルジェネレ
ータ206により発生されたルックアップテーブル216をさ
らに含む。ファイル画像データブロックは圧縮器208に
より発生された圧縮画像データ218を含む。
ルックアップテーブル216は多くの可能なグレーレベ
ル階調スケール調整のうちの１つを行なうための画像デ
ータ調整関数を表示するために使用される。図示の実施
例では、重要でない背景画像データの消去のための画素
グレーレベルしきい値処理はテーブル216により行なわ
れる調整である。しかしながら、画像処理の分野の当業
者には、調整関数がコントラスト減少およびグレーレベ
ル伸張等の他の階調スケール調整関数を含み得ることは
明らかであろう。実際、特定の用途によって、処理が行
なわれている各文書の圧縮画像データ218との関連付け
のためこの時点で１を上回る調整または変換テーブルを
生成し得る。
ヘッダブロック210とデータブロック212とからなる各
文書画像ファイルはその内容がバス40を介して画像記憶
モジュール34に記憶される。
文書画像ファイルはバス42を介して複数のワークステ
ーション38にダウンロードされ得る。ワークステーショ
ン38では、画像ファイルヘッダブロックのルックアップ
テーブル部がしきい値テーブルおよび再マッパユニット
222に結合され、かつ画像記憶システム34からダウンロ
ードされた圧縮画像データブロックがバス42bを介して
伸長器ユニット220の入力に結合される。
伸長器220の出力256はバス256bを介してしきい値テー
ブルおよび再マッパユニット222の入力にかつバス256a
を介してセレクタユニット224への第１の入力にそれぞ
れ結合される文書画像の元の伸張された画素またはデジ
タルの「画素」を運ぶ。しきい値テーブルおよび再マッ
パ222の出力は文書画像のしきい値画素を運びかつそれ
らをセレクタユニット224の第２の入力にバス258を介し
て与える。セレクタユニット224への制御入力260は第１
および第２の入力のうちいずれがセレクタユニット224
の出力262に転送されて表示バッファユニット264へ伝送
されるかを決定するためワークステーションオペレータ
により発生される選択信号を運ぶ。バッファ264内の調
整されたグレースケールデータは印刷やファクシミリ伝
送等の他の用途にも利用され得ることを理解されたい。
画像プロセッサ24のスキャナユニット202は、たとえ
ばランプ列により照らされている各文書16をレンズ系を
介して検知する電荷結合フォトダイオードアレイを介し
て各文書16（図１）を光学的に走査する。ある手法で
は、電荷結合フォトダイオードアレイが各文書16に関連
する垂直の細長い部分の画像を捕らえる。文書16がスキ
ャナユニット202の側を通ると、複数のこのような垂直
の細長い画像データが生成されかつ各垂直の細長い部分
の一部分に対応する多ビット画素要素を形成するための
画像デジタイザへ送られる。こうして、各垂直の細長い
部分が複数のデジタル化された画素から作られる。
文書の画像画素はそれからバス250を経由してプリプ
ロセッサユニット204へ送られ、そこでは画像プロセッ
サ24の他の部分で行なわれようとしているより効率的な
データ圧縮に備えるため、画素データが「マッサージさ
れる」。プリプロセッサユニット204で行なわれる典型
的な前処理動作には、高さ検出、正規化、および画像ス
ケーリングが含まれる。先行技術の画像化システムで
は、これ以外の前処理機能としては背景抑制が考えら
れ、この場合各文書の本質的でない可視要素は画像圧縮
に先立って廃棄される。たとえば、多くの銀行小切手に
は上に風景の背景が刻まれている。この背景の細部は文
書の画像に対しさらなる作業を行なうことになるデータ
エントリオペレータには必要がない。しかしながら、本
願のある利用法では、背景抑制機能は文書画像が画像処
理システムと関連するワークステーションで見るためま
たは印刷するために文書画像がダウンロードされてしま
うまで延期される。このような態様で、保管データ記憶
装置内に保持される圧縮画像データは何ら「情報を含ま
ないい」背景画像情報を含む元の文書を表わす。このタ
イプの画像データ例は「ニアフォトグラフィック」（ne
ar−photographic）と呼ばれることもある。
プリプロセッサ204での正規化とは画像を捕らえるカ
メラの均一でないフォトセル応答性または走査が行なわ
れている文書の一部における均一でない文書照射等に伴
なうデータ欠陥を訂正することを指す。
画像スケーリング機能により多くの公知の方法のいず
れかにより画像を画像の解像度に対してスケール決めす
ることができる。
前処理機能がユニット204で行なわれた後、前処理が
行なわれた文書画像画素がバス252を介してテーブルジ
ェネレータ206へ送られる。テーブルジェネレータ206は
文書画像画素データの予め定められた特徴を調べて好ま
しくはルックアップテーブルのエントリにより非線形の
再マッピングカーブまたは関数におよそ等しいものを構
成する。本実施例における再マッピングカーブの目的
は、元のグレーレベル画像画素データをしきい値処理し
て画像ベースの文書ワークステーションでデータエント
リオペレータが見る手書きおよび印刷原稿のコントラス
トが増大した画像表現にすることである。画像プロセッ
サ24の仕様に応じて、このテーブルの発生は圧縮器208
での画像データ圧縮と同時に行ない得る。いずれにして
も、LUTの内容は文書ごとに画像プロセッサ24でリアル
タイムで計算される。多くのしきい値処理技術が使用で
きるが、本願ではこの用途に特に適している方法を採用
する。
画像ファイルヘッダブロック210の部分216で、興味の
文書について発生されかつ置かれるLUTの内容は、文書
の背景が取除かれるか、または少なくともミュートされ
るように、かつ印刷および手書きの原稿が強調（すなわ
ち黒くされる）ように元の画素をしきい値処理するため
に後にワークステーションで使用される。好ましくはワ
ークステーションでの表示メモリを節約するため、しき
い値処理された画素はテーブルの内容により表わされる
近似値化された再マッピングカーブに従い修正するため
にLUTに与えられた元の画像画素よりそのグレーレベル
が少なくてもよい。
圧縮器208は多数の周知の圧縮構成のいずれを使用し
てもよい。好ましい実施例では、圧縮は国際標準機構合
同写真専門家グループ（ISO/JPEG）により概略が示され
るような離散コサイン変換（DCT）を使用して行なわれ
る。このISO/JPEG DCT圧縮法は1991年１月14日付JPEG
テクニカル・スペシフィケーション改訂第６版にその概
略が示されている。画像プロセッサ24の圧縮器208で使
用される方法の逆はワークステーション38の伸長器220
で従来の技術により実現される。
画像記憶システム34は、たとえばそこから画像が取り
出された文書上の背景の細部を含むニアフォトグラフィ
ック文書画像の長期にわたる保持のための保管システム
から構成され得る。
ワークステーション38では、伸張器220の出力256の伸
張された画素データがしきい値テーブルおよび再マッパ
ユニット222に与えられる。ユニット222では、各伸長画
素がバス42および42aを介して画像記憶装置34からダウ
ンロードされているルックアップテーブルへのアドレス
として形成される。しきい値処理された画素値はしたが
って伸長画素により特定されるアドレスでルックアップ
テーブルから読出される内容となる。しきい値処理され
た画素値はそれからバス258を経由してセレクタユニッ
ト224に与えられる。ワークステーションのオペレータ
は文書画像のしきい値処理された画素のものかまたは保
管記憶装置内に維持される元の文書画像かのいずれかを
見るための選択を行ない得る。この選択はセレクタ224
への制御入力260上の信号により行なわれる。選択され
た画像データは適切な表示バッファへセレクタ出力262
を介して送られ、ワークステーション38の表示要素によ
り使用される。画像化技術の分野の当業者には、しきい
値処理されたものであれ元の伸長された画素フォーマッ
トのものであれ、表示のために準備される画像データが
ワークステーション装置の他の場所でバッファされ得る
ことが理解されるであろう。したがって、セレクタ224
がその出力データを一度に１画素ごと表示バッファに送
ることもできるし、または文書画像のデータセット全体
がセレクタ224により送られてワークステーション38で
適切な表示が行なわれるようにセレクタ224への入力に
先立ってある時点で表示データをバッファすることもで
きる。加えて、先程も述べたとおり、特定の適用に際し
ては、１を上回る再マッピングテーブルを使用し得る。
方法のこの実施例のステップが図３および４のフロー
チャートに示される。
図３を参照して、図２の画像プロセッサ24で行なわれ
る方法ステップについて示す。ルーチンはステップ300
で開始されかつステップ302に進み、そこで文書画像が
捕らえられ、かつ予め定められた範囲内のグレーレベル
にデジタル化される。画像を捕らえかつデジタル化した
後、ルーチンはステップ304に進み、そこでグレースケ
ール再マッピングカーブまたは関数が元のグレースケー
ル画像データの特徴の関数として選択される。
次に、ステップ306で、ルックアップテーブルの内容
が、選択された再マッピングカーブまたは関数に従うア
ドレス入力に関連する出力を生成するため生成される。
次に、ステップ308は生成したルックアップテーブルを
図１または図２の画像プロセッサ24により処理されてい
る文書のための画像ヘッダブロックと関連付ける。
ルックアップテーブルが生成された後、ステップ310
に入り、元のグレースケール画像が圧縮されてステップ
312に示すようにその関連ファイルヘッダブロックとと
もに画像記憶モジュールまたは保管データシステムに記
憶される。
次に、ステップ314で、図１のソータで処理すべきデ
ータがまだあれば、ルーチンはステップ302に戻って次
の文章を処理する。これ以上文書がなければ、画像プロ
セッサ24で行なわれる方法ステップはステップ316で示
すように完了する。
図４で図１または図２のワークステーション38で行な
われる好ましい実施例における発明の方法のステップを
示す。ワークステーションのステップは図４の400で始
まり、ステップ402で文書画像ファイル（画像ヘッダブ
ロックを含む）のワークステーションへのダウンロード
に進む。
次に、画像データは画像プロセッサで使用する圧縮方
法に対して逆のルーチンで伸長される。この伸長につい
てはステップ404に示す。
次に、ステップ406は伸長画像データの各画素をアド
レスとして画像ファイルヘッダブロックから得られたル
ックアップテーブルにエントリする。
次に、ステップ408で、ルックアップテーブルは伸長
画素グレーレベル値により特定されるアドレスでルック
アップテーブルを読出すことで、処理が行なわれている
画素を効果的にしきい値処理する。読出し結果は、再マ
ッピングバッファ内にしきい値処理された画素として格
納してもよい。
次に、ステップ410で、ルーチンは処理が行なわれて
いる画像内のさらなる画素の存在についてチェックを行
なう。画素がまだあれば、ルーチンはステップ406に戻
る。この画像内に画素がない場合には、再マッピングさ
れた画像データがステップ412でワークステーションの
表示装置に出力される。
次に、ステップ414で、処理対象の文書がさらに存在
する場合には、ルーチンはステップ402に戻る。それ以
上文書がない場合には、ワークステーションで行なわれ
る方法ステップはステップ416に示されるとおり完了す
る。
図３および図４の方法により、フルグレースケール文
書画像が高速データエントリ動作に適した制限されたグ
レースケールのハイコントラスト文書画像に転記される
ことが可能となる。コントラストが高く、制限されたグ
レースケールの文書画像の生成は文書画像ワークステー
ションで局所的に行なわれる単純な後処理動作により行
なわれる。この方法により画像ファイル内に２つ以上の
文書画像表現を保持する必要がなくなる、というのも記
憶された映像ルックアップテーブルを元のフルグレース
ケール画像データからの別の画像表現を発生するために
随意に使用することが可能だからである。上記の方法に
より画像をしきい値処理するために使われる映像ルック
アップテーブルを発生するという計算の負担が画像プロ
セッサ24のシステムの画像を捕らえる部分にかかるの
で、画像ワークステーションにさらなる画像後処理ハー
ドウエアを置く必要がなくなるかまたは低減される。ま
た、この方法を使用することで画像ワークステーション
では、最小限の計算でリアルタイムの、高速画像しきい
値後処理を行なうことが可能となる。後処理しきい値処
理によりワークステーションで文書画像が判別しにくく
なる場合には、しきい値処理を簡単に停止してデータエ
ントリオペレータにフルグレースケールのニアフォトグ
ラフィック画像表現を与えることが可能である。
再マッピングルックアップテーブル（LUT）を発生す
るための方法の好ましい実施例においては、８ビットニ
アフォトグラフィック文書画像を２ビットまたは４ビッ
トのハイコントラストで「背景が抑制された」画像に迅
速に変換するための方法を記載する。この方法はグレー
レベル再マッピングLUTを算出するために、入力画像の
グレーレベルヒストグラムを使用する。このLUTは背景
が白と考えられる情報を表示しかつ残留信号（すなわち
その処理に必要な文書画像の部分）情報のコントラスト
を強調することを目標として作り出される。
この方法は元の（圧縮されていない）画像のグレーレ
ベルヒストグラムにより駆動される。グレーレベル領域
の上３分の２（すなわち最も白いグレーレベルに向かう
方向）におけるヒストグラムの全ての実質的なピークが
識別される。これらのピークは通常文書の背景によるも
のである。全て白および全て白の３分の１に最も近いピ
ークの位置から生成されるグレーレベルしきい値を使用
して再マッピングカーブまたは関数の形を制御する。こ
のカーブの特性は利用可能な出力グレーレベルの数に依
存する。
２ビット出力画像に関しては再マッピングカーブは以
下のとおり定義される。
1.2つのしきい値がある場合 ａ） 高いほうのしきい値を上回る入力グレーレベル
は白（３）にマッピングされる。
ｂ） ２つのしきい値の間の入力グレーレベルはマッ
ピングされてレベル２（明いグレー）を出力する。
ｃ） 低いほうのしきい値を下回る入力グレーレベル
は０（黒）と１（暗いグレー）との間で線形に再マッピ
ングされる。
2.1つのしきい値がある場合 ａ） 高いほうのしきい値を上回る入力グレーレベル
は白（３）にマッピングされる。
ｂ） 低いほうのしきい値を下回る入力グレーレベル
は０（黒）と２（明るいグレー）との間で線形に再マッ
ピングされる。
４ビットの出力画像に関しては、再マッピングカーブ
は質的に以下のとおり作用する。
1.2つのしきい値がある場合 ａ） 高いほうのしきい値よりも大きい元の画像のグ
レイレベルは出力画像では白（15）に強制される。
ｂ） ２つのしきい値の間の原画像のグレーレベルは
非線形カーブで強調が弱められるかまたは明るくされ
る。
ｃ） 低いほうのしきい値を下回る入力グレーレベル
は強調されるかまたは非線形のカーブで暗くされる。
2.1つのしきい値がある場合 ａ） しきい値より大きい原画像のグレーレベルは出
力画像においては白（15）に強制される。
ｂ） しきい値を下回るグレーレベルは非線形のカー
ブで強調されるかまたは暗くされる。
LUT仕様に関するこれらのルールは以下のことを考慮
してできたものである。グレーレベルを高いほうのしき
い値の上に設定することは出力画像から背景を取除くと
いう効果がある。２つのしきい値の間の情報（ヒストグ
ラムに２つのピークがある場合には）は維持されるが調
子が弱められる。これは、このような情報が通常は背景
でありかつ第２のしきい値は通常風景または模様がある
背景により生じるものだからである。信号情報は２つの
しきい値の間のこのグレーレベル領域にある場合もある
ので、このような情報が出力画像から完全には除去され
ないようにすることが重要である。最終的には、低いほ
うのしきい値を下回る情報はほとんど常に信号なので、
出力画像に保持する（かつ可能な場合には強調する）必
要がある。
好ましい実施例の方法は64エントリのグレーレベルヒ
ストグラムに関し演算する。これは基本的には64エント
リのヒストグラムで可能なものを上回るヒストグラム解
像度は必要がないことがわかっているからである。加え
て、この明細書の後の部分で述べるが、ヒストグラムの
平滑化またはフィルタ処理は64エントリのヒストグラム
が使用される場合には、妥当な大きさのフィルタカーネ
ルで行なわれ得る。64を越えるエントリを有するヒスト
グラムが本願のテーブル生成方法で入力された場合に
は、入力されたヒストグラムHinは隣接するヒストグラ
ムの枠の量を加算することによりまず64エントリに減ら
される。この入力ヒストグラムHinを出力64エントリヒ
ストグラムHoutに関連付ける式は以下のとおりである。
ここでｇ＝０、１…63であり、かつＮ＝元の、すなわ
ち入力ヒストグラムHinのエントリの数である。たとえ
ば、Ｎ＝128であれば、出力ヒストグラムエントリは隣
接する入力ヒストグラムエントリを対にすることにより
求められる、すなわちHout（０）＝Hin（０）＋H
in（１）等である。
ピークを表わすと考えられるヒストグラムの変化量を
引き下げるためかつ雑音の影響を低減するため、64エン
トリのヒストグラムは次にローパス有限インパルス応答
フィルタで平滑化される。ヒストグラムにおける大変小
さいピークや急激な振幅はこのようなフィルタで取り除
かれる。好ましい実施例では、フィルタは５素子のアベ
レージャでありかつ乗算器を使わず実行できるように選
ばれる。このフィルタのインパルス応答は以下のとおり
である。 ｎ ｈ（ｎ） −２ １ −１ １ ０ １ １ １ ２ １ こうして、平滑なヒストグラム点を得るため、元のヒ
ストグラム点（ｎ＝０での）をとりかつこれをその左右
の２つの（すなわちｎ＝−２からｎ＝＋２）連続する点
で平均化することが考えられる。
次に、平滑化されたヒストグラムの関連するピークの
位置を見つけるため、ヒストグラムの波形の一次導関数
の離散的な等価物を生成する。これは以下の式により生
成する平滑化されたヒストグラムの一次差分関数ｄ
（ｎ）を用いて行なわれる。
ｄ［ｎ］＝Ｈ［ｎ＋１］−Ｈ［ｎ］ ｄ［ｎ］は一次導関数の離散的な等価物なので、差分を
とっていないヒストグラム関数が極値を有する場合に０
を有する。この特徴を利用して平滑化されたヒストグラ
ムのピークを見つけ出す。
ヒストグラムの一次差分は離散的にサンプルされるの
で、０を含んでいないことが予想される。したがって、
差分関数の０の位置はその差分関数のゼロ交差について
テストしかつその位置を見つけることで推定される。こ
のゼロ交差の特定に関する問題はSIGN関数を使用して２
値パターン一致テストに還元することができる。SIGN関
数については以下にその定義を示す。
ヒストグラムの白（レベル63）の終わりからスタート
して黒（レベル０）に向かって移動すると、ヒストグラ
ムにおける興味のピークには常に負の勾配の領域を通っ
て近づくことになる。これは、差分関数がその領域では
負でありかつヒストグラムのピークでまたはその直接上
で正の値に移ることを意味している。ヒストグラムの広
い平坦な部分および残留雑音を除くためには、差分関数
がいくつかの０または正のサンプルに隣接するいくつか
の負のサンプルを有し、有効なゼロ交差を構成する必要
がある。
SIGN関数を利用して、差分関数の適切なゼロ交差の検
出はビットによる論理演算に還元され得る。特に、検出
ウィンドウを、連続する１のパターンに隣接する連続す
る０のパターンとして定義し得る。ゼロ交差クロッシン
グはしたがって検出ウィンドウをSIGN関数ビットパター
ンに沿ってスライドさせ、各パターンビット位置で排他
的ORを行ない、かつ結果として生じた１の数をカウント
するプロセスとなる。これら１が検出ウィンドウとSIGN
関数との間の不一致を表わすのである。結果を有効一致
と考えるためには、１の数は特定のしきい値を下回るも
のでなければならない。検出ウィンドウのサイズの詳細
およびウィンドウと一致する必要があるSIGN関数のビッ
ト数は発明の方法の予め選択されたパラメータである。
経験的には、最良のテスト結果が得られたのは、バイナ
リ値の1110000で、サイズすなわちビット幅７の検出ウ
ィンドウと、６の一致しきい値を使用した方法の場合で
あった。こうして、好ましい実施例では、差分関数ゼロ
交差が検出ウィンドウビットパターンの７つのビットの
うち６つに一致するSIGN関数上の点で発生するといえよ
う。
各検出されたゼロ交差は有効と考えられる前にもう１
つのテストを受ける。所与のゼロ交差に対応するヒスト
グラムのピークは見出される最も大きなピークの少なく
とも８分の１でなければならない。これにより小さいが
はっきりしたピークから生じるしきい値を考慮する必要
がなくなる。
一般的には、ヒストグラムのピークは文書の背景のあ
る部分の統計的なモードを表わす。本実施例ように最も
暗いグレーレベルがオールゼロであり、かつ最も白いグ
レーレベルがオール１の場合には、背景の多くの部分が
調子を弱められるまたは白にクリップされ得るようにこ
のポイントのいくらか左（より暗いすなわち黒に向かう
方向）のしきい値を選択することが望ましい。ヒストグ
ラム差分関数を調べることにより特定のピークに関する
追加の情報を得ることができる。差分関数がゼロ交差を
左に横切ると、この差分関数は正の最大値（ヒストグラ
ムの最大傾斜に相当する）に到りかつそれから検出ウィ
ンドウが分離されたピークから離れるにつれて減少す
る。差分関数が特定のゼロ交差の左すなわち暗い側でそ
の最大値の半分にまで下がる位置にグレーレベルしきい
値を設定するとよい実験上の結果が得られることがわか
っている。
上記の技術を用い、かつ以下の付加的な制限に従って
て１つまたは２つのグレーレベルしきい値が決定され
る。
1.元の文書データのグレーレベル領域の上３分の２にあ
るしきい値のみが有効と考えられる。
2.有効領域においてゼロ交差が見つからなければ、元の
文書領域の最も白いグレーレベルの３分の２に１つのし
きい値を設定する。
高いしきい値THRHIは最も白いグレーレベルに最も近
いしきい値であり、かつ低いしきい値THRLOは白すなわ
ち最も高い値のグレーレベルの３分の１に最も近いもう
１つのピークに相当する。ピークが１つしか見つからな
い場合には、THRHIはTHRLOに等しい。
ヒストグラム解像度／減少の影響があったとしても、
これは、単純に元のヒストグラムのエントリサイズを64
で割った減少ファクタをしきい値に乗算することで相殺
される。出力LUT値を次に定義する。LUT値は所望の出力
グレーレベルの数および見つかったしきい値の数に依存
する。２つのはっきりしたしきい値が見つかった２ビッ
ト変換画像の場合、LUTの内容は以下のとおり定義され
る。
唯一のしきい値THRが決定されている場合の２ビット
画像に関しては、LUTの内容は以下のように定義され
る。
品目の返信ファックス、限られたグレースケールのハ
ードコピーまたは他の用途に有効かもしれない４ビット
画像に関しては、以下の式がLUTの内容を定義する。
ROUNDは0.5以上の端数について、次に高い値の整数に
切上げかつそうでない場合には次に低い整数に切り下げ
る真の丸め機能である。１つしかしきい値が見つからな
い場合には、THRHIがTHRLOに等しく設定されかつ式6bが
有効になる場合はない点に留意されたい。定数2.1およ
び2.5は経験的に得られたもので、強調および調子を弱
める非線形の関数の曲率を制御する。強調部分（THRLO
を下回る）は調子は弱めた部分（THRLOとTHRHI間）より
も曲率が小さくされ、個人の小切手等の模様のある文書
上でコントラストの高い模様が極度に暗くならないよう
にする。
上記の再マッピングルックアップテーブルを生成する
方法の実行については図５のフローチャートおよび付録
１から９に示されるソフトウエアコードを参照して最も
よく要約され得る。
図５に示される本件の方法のプログラムフローは実際
には図３のステップ304および306の細部を拡大したもの
であり、適切な再マッピングルックアップテーブルが、
再マッピングカーブに従い生成され、その特徴は再マッ
ピングされる文書画像データのヒストグラムの関数であ
る。
図５のステップ503から517を実行するためのコンピュ
ータコードが付録１のＣコード化されたプログラムバー
ジョンに示され、それは基本的に一連のサブルーチンコ
ールを含む。様々なサブルーチンのためのＣコードが付
録２から９に示される。
図５のルーチンは開始ステップ501でエントリされ
る。次に、興味の文書のヒストグラムのエントリカテゴ
リすなわち枠のサイズすなわち数が決定されかつ付録１
のＣコードの２行目により決定されるように64よりも大
きければ、ヒストグラムは付録２に示されるコードに従
いステップ505でサブサンプルされる。
次に、ヒストグラムは付録３に示されるコードを利用
してステップ507でフィルタ処理すなわち平滑化され
る。
平滑化の後、ヒストグラムの一次差分関数がステップ
509で算出され、これは付録４に示されるコードにより
行なわれる。
次に、付録５、６および７に示されるコードを利用し
てステップ511で有効ゼロ交差を探しかつ識別する。ゼ
ロ交差が識別された後、適切なグレーレベルしきい値TH
RLOおよびTHRHIが付録５おび付録８に示されるコードを
利用して決定される。これは図５のステップ513に示さ
れる。ステップ515では、元のヒストグラムが64を越え
るエントリを含んでいる場合には、しきい値が調整され
る。このステップは付録１の６行目で実行される。
最後に、ルックアップテーブルの内容が付録９に示さ
れるコードを利用しかつ図５のステップ517に示される
ように生成される。基本的には、付録９のコードが様々
な式（4a）から（4d）、（5a）から（5d）、および（6
a）から（6c）を実行する。
こうして元のニアフォトグラフィック画像データは元
の画素グレーレベル値により決定されるアドレスでルッ
クアップテーブルにエントリしかつそのアドレスのルッ
クアップテーブルの内容を再マッピングされた画素値と
して取ることにより図４のフローチャートに示されるよ
うにワークステーションで再マッピングが行なわれ得
る。
図６はグレーレベル184の１つのしきい値に関するサ
ンプル２ビットおよび４ビット再マッピングカーブを示
す。図７はTHRLO＝148でかつTHRLO＝200の場合のサンプ
ル２ビットおよび４ビット再マッピングカーブを示す。
図６および図７双方に関する２ビットLUT値に５を乗算
して４ビットLUT再マッピングカーブと同じスケールに
一致させている点に留意されたい。加えて、再マッピン
グされた元の文書画像の元の８ビットヒストグラムにつ
いても参考のため図６および７に示す。
図６を参照して、元のヒストグラムは601で示されか
つそのピークは603である。識別された１つのしきい値
は609で示され、かつ２ビット再マッピングカーブ605お
よび４ビット再マッピングカーブ607が生じる。
図７を参照して、元の文書のヒストグラムが701で示
されかつ703および705に位置するピークを有しているこ
とがわかり、これらピークでしきい値711および713をそ
れぞれ生じる。最後に、２ビット再マッピングカーブが
707で示され、かつ４ビット再マッピングカーブが709で
示される。
発明について好ましい実施例を参照して記載したが、
その詳細については単に例としてのみ示したものであ
る。この発明の範囲および精神は適切に解釈される添付
の請求項により決定されるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クレイン，ロバート・デニス アメリカ合衆国、48334 ミシガン州、 ファーミントン、ウォールナット・レー ン、33909 (56)参考文献 特開 平１−95371（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−215869（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−65791（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−218187（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−63773（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−161579（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 5/00 100 G09G 5/10 G09G 5/42 H04N 1/407

Claims (43)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】画像処理システムにおいて、画像処理シス
    テムによって発生されたグレースケール文書画像データ
    を表示するために高いコントラストの文書画像に変換す
    るための方法であって、 画像処理システムによって発生された各文書画像データ
    ファイルに、文書画像データをしきい値処理するための
    予め選択されたグレースケール調整関数を関連付けるス
    テップを含み、調整関数はその関連する文書グレースケ
    ール画像から抽出されたものであり、かつ前記文書グレ
    ースケール画像とともに文書画像データファイルに記憶
    され、さらに 文書画像の表示に先立って関連するグレースケール画像
    データを変更するために、前記文書画像データファイル
    に記憶された、前記関連する調整関数を利用するステッ
    プを含む、方法。
  2. 【請求項２】前記画像処理システムが、少なくとも１つ
    の、前記画像処理システムに記憶された文書画像データ
    ファイルおよびその関連する調整関数がダウンロードさ
    れるように接続されるワークステーションに関連付けら
    れ、 文書画像の表示に先立って文書画像データファイルおよ
    びその関連する調整関数を前記ワークステーションにダ
    ウンロードし、調整関数により前記ワークステーション
    でグレースケール画像データの前記変更を行なうステッ
    プをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】文書画像の画素のグレースケール値を用い
    てアドレスされ、かつテーブルアドレスとして用いられ
    る画素のしきい値処理された値に対応する内容を各アド
    レスに有するルックアップテーブルによって調整関数が
    実現される、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】文書画像の画素のグレースケール値を用い
    てアドレスされ、かつテーブルアドレスとして用いられ
    る画素のしきい値処理された値に対応する内容を各アド
    レスに有するルックアップテーブルによって調整関数が
    実現される、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】調整関数すなわちルックアップテーブルエ
    ントリが、対応する文書のグレースケール画像データの
    予め選択された特徴の関数として画像処理システムによ
    って定められる、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】予め選択された特徴が、対応する文書のグ
    レースケール画像データの全体的な特徴である、請求項
    ５に記載の方法。
  7. 【請求項７】グレースケール画像データの予め選択され
    た特徴の関数は、処理後の画像データの文書画像上の手
    書きおよび印刷されたテキストのコントラストが増大す
    るようなものである、請求項５に記載の方法。
  8. 【請求項８】文書のグレースケール画像データを、ワー
    クステーションで処理されたものに付加してセーブする
    ステップと、ワークステーションにおいて、処理後の、
    および処理前の画像データのいずれかをオペレータが選
    択してワークステーションで表示することを可能にする
    ステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】画像処理および記憶システムから圧縮され
    た画像データを受取るワークステーションでグレースケ
    ール文書画像データの適応的しきい値処理を行なうため
    の方法であって、 文書の画像を取込み、画像を複数個の画素としてデジタ
    ル化するステップを含み、画素の各々は予め選択された
    領域内の複数個のグレースケールレベルの１つを有し、
    さらに グレースケール再マッピングカーブを、デジタル化され
    たグレースケール画像データの予め定められた特徴の関
    数として選択するステップと、 選択された再マッピングカーブに従って、アドレス入力
    に関するしきい値処理された出力画素を生成するための
    ルックアップテーブル（LUT）を発生するステップと、 発生されたLUTを文書画像データのための画像ヘッダブ
    ロックに関連付けるステップと、 元のグレースケール文書画像データを圧縮するステップ
    と、 圧縮された文書画像データおよびその関連するファイル
    ヘッダを画像記憶システムに記憶するステップと、 圧縮された文書画像データおよびその関連するファイル
    ヘッダブロックをワークステーションにダウンロードす
    るステップと、 画像データを伸長するステップと、 ダウンロードされた画像ヘッダブロックからLUTを得
    て、伸長された画像データの各画素を用いてLUTをアド
    レスするステップと、 LUTの対応する内容を読出すことによって各伸長された
    画素をしきい値処理し、しきい値処理された画素の各々
    を再マッピングされた画像データのバッファに記憶する
    ステップと、 再マッピングされた画素をワークステーションでの出力
    装置に送るステップとを含む、方法。
  10. 【請求項１０】少なくとも１つのワークステーションに
    関連付けられる画像処理システムにおいて文書画像デー
    タのグレーレベル階調スケールの適応的調整を行なうた
    めの装置であって、 画像処理システムによって生成された、興味の文書に対
    応するグレースケール画像データを調べて、画像データ
    の関数としてグレーレベル階調スケール調整関数を発生
    し、興味の文書に関連する画像データとともに画像処理
    システムの記憶モジュールに記憶するために調整関数を
    画像ファイルヘッダブロックに置くためのジェネレータ
    手段と、 調整関数の受取りのために結合され、調整関数に従って
    文書画像の各グレースケール画素を調整し、かつワーク
    ステーションに表示するための興味の文書の調整済画像
    を与えるように動作するための各ワークステーションの
    後処理手段とを含む、装置。
  11. 【請求項１１】調整関数が、ジェネレータ手段によって
    画像ファイルヘッダブロックに記憶されるルックアップ
    テーブル内のエントリによって表現される、請求項10に
    記載の装置。
  12. 【請求項１２】少なくとも１つのワークステーションに
    関連付けられる画像処理システムにおいてグレースケー
    ル文書画像データの適応的しきい値処理をするための装
    置であって、 興味の文書に対応する画像処理システムによって生成さ
    れたグレースケール画像データを調べ、画像データの関
    数として画像データをしきい値処理するためのグレース
    ケール再マッピングカーブを生成し、興味の文書に関連
    する画像データとともに画像処理システムの記憶モジュ
    ールに記憶するために再マッピングカーブを画像ファイ
    ルヘッダブロックに置くためのジェネレータ手段と、 グレースケール再マッピングカーブの受取りのために結
    合され、再マッピングカーブに従って文書画像の各グレ
    ースケール画素の適応的しきい値処理を行ない、興味の
    文書の適応的しきい値処理された画像を与えてワークス
    テーションで表示するように動作する各ステーションの
    後処理手段とを含む、装置。
  13. 【請求項１３】ジェネレータ手段によって画像ファイル
    ヘッダブロックに記憶されるルックアップテーブル内の
    エントリによって、再マッピングカーブが表現される、
    請求項12に記載の装置。
  14. 【請求項１４】ジェネレータ手段が、画像処理システム
    によるグレースケール画像データの圧縮に先立って再マ
    ッピングカーブを発生するためにグレースケール画像デ
    ータを調べ、かつ、ジェネレータ手段が、記憶モジュー
    ルに興味の文書に関連する圧縮された画像データと記憶
    するために、再マッピングカーブを画像ファイルヘッダ
    ブロックに置く、請求項12に記載の装置。
  15. 【請求項１５】記憶モジュールから受取られた圧縮され
    た画像データを伸長するための、各ワークステーション
    の伸長器をさらに含み、後処理手段が各伸長されたグレ
    ースケール画素の適応的しきい値処理を行なうように動
    作する、請求項14に記載の装置。
  16. 【請求項１６】伸長器からしきい値処理されていない伸
    長された画像データを受取るために結合された第１の入
    力と、後処理手段から適応的しきい値処理された画像デ
    ータを受取るために結合された第２の入力と、ワークス
    テーションのオペレータによって発生された選択信号を
    受取るために結合される制御入力とを有する選択手段を
    さらに含み、選択手段は制御入力に在る信号に従って、
    しきい値処理されていないまたは適応的しきい値処理さ
    れた画像データをワークステーションで表示するために
    与えるように動作する、請求項15に記載の装置。
  17. 【請求項１７】興味の文書に関連する圧縮された画像デ
    ータとともに記憶モジュールに記憶するためにジェネレ
    ータ手段によって画像ファイルヘッダブロックに格納さ
    れるルックアップテーブル内のエントリによって再マッ
    ピングカーブが表現される、請求項14に記載の装置。
  18. 【請求項１８】記憶モジュールから受取られた圧縮され
    た画像データを伸長するための、各ワークステーション
    の伸長器をさらに含み、後処理手段は、画像ヘッダブロ
    ック内のルックアップテーブルを受取ると、伸長された
    グレースケール画素の各々の適応的しきい値処理を行な
    うように動作する、請求項17に記載の装置。
  19. 【請求項１９】伸長器からしきい値処理されていない伸
    長された画像データの受取りのために結合された第１の
    入力と、後処理手段においてルックアップテーブルから
    適応的しきい値処理された画像データを受取るために結
    合された第２の入力と、ワークステーションのオペレー
    タによって発生された選択信号の受取りのために結合さ
    れる制御入力とを有する選択手段をさらに含み、選択手
    段は制御入力に在る信号に従って、しきい値処理されて
    いないまたは適応的しきい値処理された画像データをワ
    ークステーションで表示するために与えるように動作す
    る、請求項18に記載の装置。
  20. 【請求項２０】予め選択された調整関数が、 元のグレーレベル画像データのグレーレベルヒストグラ
    ムを発生するステップと、 ヒストグラムの予め選択されたグレーレベル領域で少な
    くとも１つのピークを識別するステップと、 （ａ） 対応する元のグレーレベルデータ点が少なくと
    も１つのヒストグラムピークによって定められるしきい
    値レベルよりも白いときには必ず、元のグレーレベルデ
    ータ点の全てを最も白いグレーレベルに調整すること （ｂ） しきい値レベルよりも低いグレーレベルを有す
    る他の元のグレーレベルデータ点の全てを、最も白いレ
    ベルよりも暗い予め選択されたレベルに調整すること として調整関数を規定するステップとによって、グレー
    レベル再マッピング関数を発生することによってもたら
    される、請求項２に記載の方法。
  21. 【請求項２１】少なくとも１つのヒストグラムピークを
    識別するのに先立って、非常に小さいピークおよびその
    雑音を平滑化するようにヒストグラムをフィルタ処理す
    るステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
  22. 【請求項２２】ヒストグラムがローパス有限インパルス
    応答フィルタを用いてフィルタ処理される、請求項21に
    記載の方法。
  23. 【請求項２３】そこで少なくとも１つのヒストグラムピ
    ークが識別される予め選択されたグレーレベル領域が、
    元の文書グレーレベル領域の最も白いレベルと、最も白
    いレベルの約３分の１との間のレベルの領域を含む、請
    求項20に記載の方法。
  24. 【請求項２４】第１および第２のヒストグラムピークが
    識別され、第１のピークは最も白いレベルに最も近く、
    第２のピークは最も白いレベルの３分の１に最も近く、
    第１のヒストグラムピークによって定められる第１のし
    きい値レベルよりも白い全ての元のグレーレベルデータ
    点は、最も白いグレーレベルに調整され、第２のヒスト
    グラムピークによって定められる第２のしきい値と第１
    のしきい値との間にある全ての元のグレーレベルデータ
    点は調子を弱められ、第２のしきい値よりも暗い全ての
    元のグレーレベルデータ点は強調される、請求項23に記
    載の方法。
  25. 【請求項２５】元のデータ点グレーレベル値に従ってそ
    の内容がアドレスされるルックアップテーブルによっ
    て、再マッピング関数が実現される、請求項20に記載の
    方法。
  26. 【請求項２６】しきい値レベルが、少なくとも１つのヒ
    ストグラムピークに対応するグレーレベルよりも暗く選
    択される、請求項20に記載の方法。
  27. 【請求項２７】予め選択された調整関数が、グレーレベ
    ル値の第１の領域にある、文書画像の元の画素グレーレ
    ベルデータを、 グレーレベル値の第２の領域にある、より高いコントラ
    ストの、かつ背景が抑制された画素グレーレベルデータ
    に変換するために用いられるしきい値処理関数を含み、
    前記しきい値処理関数は、 （ａ） 文書の全ての画素のグレーレベルヒストグラム
    を発生するステップと、 （ｂ） もしあれば、２つのヒストグラムピークを識別
    しセーブするステップとを含み、第１のピークは第１の
    領域の最も白いグレーレベルに最も近く、第２のピーク
    は第１の領域の最も白いグレーレベルの３分の１に最も
    近く、さらに （ｃ） ピークが識別されないときには、高しきい値お
    よび低しきい値の双方を第１の領域の最も白いグレーレ
    ベル値の約３分の２に等しく設定し、ステップ（ｆ）に
    進むステップと、さらに （ｄ） 単一のピークが識別されれば、単一のヒストグ
    ラムピークに対応する第１の領域内のグレーレベル値よ
    りも予め選択された量だけ暗い第１の領域内のグレーレ
    ベル値に、高しきい値および低しきい値の双方を設定
    し、ステップ（ｆ）に進むステップと、 （ｅ） 第１のピークに対応するグレーレベル値よりも
    予め選択された量だけ暗い、第１の領域内のグレーレベ
    ル値に高しきい値を設定し、２つのうちの第２のピーク
    に対応するグレーレベル値よりも予め選択された量だけ
    暗い、第１の領域内のグレーレベル値に低しきい値を設
    定するステップと、および （ｆ） 再マッピング関数を （ｉ） 高しきい値よりも大きいグレーレベル値を有す
    る第１の領域内の全ての画素を第２の領域内の最も白い
    グレーレベル値に変換すること、 （ii） 高および低しきい値の間のグレーレベル値を有
    する第１の領域内の全ての画素を第２の領域内の調子を
    弱められたグレーレベル値に変換すること、および （iii） 低しきい値よりも小さいグレーレベル値を有
    する第１の領域内の全ての画素を第２の領域の強調され
    たグレーレベル値に変換すること として規定するステップとによって発生される、請求項
    ２に記載の方法。
  28. 【請求項２８】ヒストグラムピークの識別およびセーブ
    に先立ってその小さいピークおよび雑音を平滑化するよ
    うにヒストグラムをフィルタ処理するステップをさらに
    含む、請求項27に記載の方法。
  29. 【請求項２９】ステップ（ｂ）が、ヒストグラムの一次
    差分関数を発生することと、一次差分関数のゼロ交差の
    位置を推定することによってヒストグラムピークを識別
    することとをさらに含む、請求項27に記載の方法。
  30. 【請求項３０】ゼロ交差位置が２値パターンマッチング
    テストを用いて推定され、２値パターンマッチングテス
    トは、 一次差分関数のSIGN関数を計算するステップを含み、 ここに であり、さらに 第２の予め選択された数の連続するバイナリ１に近接す
    る、第１の予め選択された数の連続するバイナリゼロの
    パターンとして検出ウィンドウを規定するステップと、 計算されたSIGN関数ビットパターンに沿って検出ウィン
    ドウをスライドし、各ウィンドウ位置で検出ウィンドウ
    ビットパターンとSIGN関数との間の不一致をカウントす
    るステップと、 不一致のカウントが予め定められたしきい値を下回った
    ときに、有効ゼロ交差を示すステップとを含む、請求項
    29に記載の方法。
  31. 【請求項３１】一次差分関数が、興味のゼロ交差より暗
    い側でその最大値の半分になる点に対応する第１の領域
    内のグレーレベル値に、ステップ（ｄ）および（ｅ）の
    予め選択された量が概ね等しい、請求項29に記載の方
    法。
  32. 【請求項３２】第１の領域の上方３分の２のしきい値の
    みが有効であるとして取り扱われる、請求項27に記載の
    方法。
  33. 【請求項３３】ステップ（ｆ）（ii）が、高および低し
    きい値の間のグレースケール値の調子を非線形に弱める
    ことをさらに含む、請求項27に記載の方法。
  34. 【請求項３４】高および低しきい値の双曲線正接関数に
    よって非線形に調子が弱められる、請求項33に記載の方
    法。
  35. 【請求項３５】ステップ（ｆ）（iii）が、低しきい値
    を下回るグレーレベル値を非線形に強調することをさら
    に含む、請求項27に記載の方法。
  36. 【請求項３６】低しきい値の双曲線正接関数によって非
    線形な強調が行なわれる、請求項35に記載の方法。
  37. 【請求項３７】第１の領域内の元の画素グレー値に従っ
    てアドレスされる、第２の領域内のグレーレベル値をそ
    の内容が含むルックアップテーブルによって、再マッピ
    ング関数が実現される、請求項27に記載の方法。
  38. 【請求項３８】グレーレベル値の第１の領域にある元の
    ニアフォトグラフィック文書画素グレーレベルを、第１
    の領域よりも小さいグレーレベル値の第２の領域にあ
    る、より高いコントラストの、背景が抑制された限定さ
    れた画素グレーレベルデータに変換する際に用いられる
    再マッピングルックアップテーブルの内容を生成するこ
    とによって予め選択された調整関数がもたらされ、変換
    は、興味の元の画素のグレーレベル値によって定められ
    るアドレスでルックアップテーブルを読出し、かつ変換
    された値を読出すことによって行なわれ、 （ａ） 文書の全ての画素のグレーレベルヒストグラム
    を生成するステップと、 （ｂ） 平滑化フィルタを用いることによってヒストグ
    ラムの雑音および小さなピークを抑制するステップと、 （ｃ） ヒストグラムの一次差分関数を生成して、一次
    差分関数のゼロ交差の位置を推定することによって、も
    しあれば２つのヒストグラムピークを識別し、２つのピ
    ークをセーブするステップとを含み、第１のピークは第
    １の領域の最も白いグレーレベルに最も近く、第２のピ
    ークは第１の領域の最も白いグレーレベルの３分の１に
    最も近く、さらに （ｄ） ピークが識別されなければ常に、高しきい値お
    よび低しきい値の双方を、第１の領域内の最も白いグレ
    ーレベル値の約３分の２に等しく設定し、ステップ
    （ｇ）に進むステップと、 （ｅ） 単一のピークが識別されれば常に、その単一の
    ピークより暗い側で、一次差分関数がその最大値の半分
    になるグレーレベル値に対応する第１の領域内のグレー
    レベル値に、高しきい値および低しきい値の双方を等し
    く設定し、ステップ（ｇ）に進むステップと、 （ｆ） 第１のセーブされたピークより暗い側で、一次
    差分関数がその最大値の半分になるグレーレベルに対応
    する第１の領域内のグレーレベル値に高しきい値を設定
    し、第２のセーブされたピークより暗い側で、一次差分
    関数がその最大値の半分になるグレーレベルに対応する
    第１の領域内のグレーレベル値に低しきい値を設定する
    ステップと、 （ｇ） 再マッピングテーブルの内容を （ｉ） 高しきい値を上回る元の画素値によって特定さ
    れる全てのテーブルアドレスに、第２の領域の最も白い
    グレーレベル値を置くこと （ii） 高および低しきい値の間の元の画素値によって
    特定される全てのテーブルアドレスに、第２の領域内の
    調子が弱められたグレーレベル値を置くこと、および （iii） 低しきい値を下回る元の画素値によって特定
    される全てのテーブルアドレスに、第２の領域内の強調
    されたグレーレベル値を置くこと によって定義するステップとを含む、請求項２に記載の
    方法。
  39. 【請求項３９】第１の領域の上方３分の２のしきい値の
    みが有効であるとして取り扱われる、請求項38に記載の
    方法。
  40. 【請求項４０】ステップ（ｇ）（ii）が第２の領域内の
    グレーレベル値の調子を非線形に弱めることをさらに含
    む、請求項39に記載の方法。
  41. 【請求項４１】ステップ（ｇ）（iii）が第２の領域内
    のグレーレベル値を非線に強調することをさらに含む、
    請求項40に記載の方法。
  42. 【請求項４２】高および低しきい値の双曲線正接関数に
    よって非線形に調子が弱められ、低しきい値の双曲線正
    接関数によっ て非線形に強調が行なわれる、請求項41に記載の方法。
  43. 【請求項４３】ステップ（ｃ）のゼロ交差の位置が２値
    パターンマッチングテストを用いて推定され、２値パタ
    ーンマッチングテストは、 一次差分関数のSIGN関数を計算するステップを含み、 ここに であり、さらに 第２の予め選択された数の連続するバイナリ１に近接す
    る第１の予め選択された数の連続するバイナリゼロのパ
    ターンとして検出ウィンドウを規定するステップと、 計算されたSIGN関数ビットパターンに沿って検出ウィン
    ドウをスライドし、各ウィンドウ位置でSIGNパターンに
    対してウィンドウパターンの排他的ORを取ることによっ
    て不一致をカウントするステップと、 不一致のカウントが予め定められたしきい値を下回った
    ときに、有効ゼロ交差を示すステップを含む、請求項38
    に記載の方法。
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