專利名稱：圖像判定方法、圖像處理裝置以及圖像輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像判定方法，一種圖像處理裝置、以及一種圖像輸出裝置，該圖像判定方法判定包括在圖像中的字符或圖形是否是手寫的，該圖像處理裝置根據(jù)判定對(duì)圖像應(yīng)用處理，而該圖像輸出裝置輸出這樣處理的圖像。
背景技術(shù)：
存在一種公知的方法，其中對(duì)原稿圖像(original image)進(jìn)行光學(xué)讀取，并且判定和提取包括在這樣讀取的圖像中的手寫字符和打印字符。例如，在日本專利公開特許公報(bào)No.10-162102中，通過提取筆劃厚度(thickness ofstroke)、直線性、和角度來判定字符是否是手寫的。而且，在日本專利公開特許公報(bào)No.11-265424和公開特許公報(bào)No.5-189604中，利用二進(jìn)制化數(shù)據(jù)的形狀和尺寸、以及線性來判定字符是否是手寫的。而且，在日本專利公開特許公報(bào)No.7-93466中，利用二進(jìn)制化數(shù)據(jù)的線性來判定字符是否是手寫的。此外，在日本專利公開特許公報(bào)No.4-190473中，通過二進(jìn)制化圖像數(shù)據(jù)并利用它的圖案來判定字符是否是手寫的。
但是，在日本專利公開特許公報(bào)No.10-162102中公開的方法中，需要提取字符的筆劃、線性、和角度，因此要進(jìn)行判定的諸如字符的對(duì)象需要一定的大小。即，當(dāng)要進(jìn)行判定的字符很小時(shí)，就會(huì)有判定精度降低的問題。另外，在近些年，用來打印字符的字體也變得多樣化，并且也有一種類似手寫體的字符(handwriting like character)。當(dāng)使用這種類型的字體時(shí)，根據(jù)傳統(tǒng)方法，很可能會(huì)將該字符判定為手寫的字符，使得出現(xiàn)導(dǎo)致判定精度減低的問題。
另外，根據(jù)在諸如日本專利公開特許公報(bào)No.11-265424的傳統(tǒng)文檔中公開的方法，無論如何需要進(jìn)行二進(jìn)制化，這導(dǎo)致了處理時(shí)間增加的問題。此外，由于二進(jìn)制化還需要添加硬件，這又導(dǎo)致了制造成本增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況提供了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種圖像判定方法，該方法能夠快速判定手寫字符而不需依靠諸如字符的要判定對(duì)象的種類和大小，并通過基于作為要判定對(duì)象的字符或圖形的邊緣特性，來判定字符或圖形是否是手寫的(prepared by handwriting)，以及提供一種圖像處理裝置和一種圖像輸出裝置。
本發(fā)明的圖像判定方法的特征在于，提取包括在圖像中的字符或圖形的邊緣特征，并基于這樣提取的特征判定該字符或圖形是否是手寫的。
根據(jù)本發(fā)明，基于從要判定的字符或圖形提取的邊緣特性來判定該字符或圖形是否是手寫的。當(dāng)提取了邊緣特性時(shí)，不需要執(zhí)行傳統(tǒng)上執(zhí)行的二進(jìn)制化，因而縮短了處理時(shí)間。
本發(fā)明的圖像判定方法的特征在于，要提取的邊緣特征是在與邊緣交叉(crossing the edge)的方向上濃度梯度(density gradient)的大小。
根據(jù)本發(fā)明，提取在與邊緣交叉的方向上的濃度梯度的大小作為邊緣特征。因而，通過順序地獲取在相鄰像素之間的濃度差，獲取邊緣部分的濃度梯度的大小，并通過簡(jiǎn)單的計(jì)算來提取邊緣特征。
本發(fā)明的圖像判定方法累計(jì)(summarize)具有所提取的邊緣的相同特征的邊緣的出現(xiàn)次數(shù)(incidence)，并基于累計(jì)結(jié)果來判定要判定的字符或圖形是否是手寫的。
根據(jù)本發(fā)明，累計(jì)具有相同特征的邊緣的出現(xiàn)次數(shù)，并基于這樣計(jì)算的出現(xiàn)次數(shù)來判定要判定的字符或圖形是否是手寫的。從而，可以根據(jù)所捕獲的圖像的種類來判定字符或圖形。
本發(fā)明的圖像判定方法的特征在于，當(dāng)設(shè)定濃度梯度的大小的閾值并且所提取的濃度梯度的大小小于該閾值時(shí)，判定要判定的對(duì)象是否是手寫的。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)所提取的濃度梯度的大小小于所設(shè)定的閾值時(shí)，就判定要判定的字符或圖形是手寫的。這使得可以通過簡(jiǎn)單的計(jì)算來判定手寫字符或圖形。
本發(fā)明的圖像處理裝置包括用于獲取圖像的獲取部分和控制器，該控制器被設(shè)計(jì)來提取包括在所獲取的圖像中的字符或圖形的邊緣特征、基于所提取的特征判定字符或圖形是否是手寫的、以及根據(jù)判定結(jié)果對(duì)圖像應(yīng)用處理。
根據(jù)本發(fā)明，基于從要判定的字符或圖形中提取的邊緣特征來判定字符或圖形是否是手寫的。從而，當(dāng)提取了邊緣特征時(shí)，不需像傳統(tǒng)上進(jìn)行的那樣執(zhí)行二進(jìn)制化，從而能夠簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)并縮短處理時(shí)間。
本發(fā)明的圖像處理裝置的特征在于，要提取的邊緣特征是在與邊緣交叉的方向上的濃度梯度的大小(magnitude)。
根據(jù)本發(fā)明，提取在與邊緣交叉的方向上的濃度梯度的大小作為邊緣特征。因此，通過順序地獲取在相鄰像素之間的濃度差，獲取邊緣部分的濃度梯度的大小，并通過簡(jiǎn)單的計(jì)算來提取邊緣特征。
根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置的特征在于，控制器從所提取的邊緣累計(jì)相同特征的邊緣的出現(xiàn)次數(shù)，并基于累計(jì)結(jié)果來判定要判定的字符或圖形是否是手寫的。
根據(jù)本發(fā)明，累計(jì)具有相同特征的邊緣的出現(xiàn)次數(shù)，并基于累計(jì)結(jié)果來判定要判定的字符或圖形是否是手寫的。所以，使得能夠根據(jù)所獲取的圖像的種類來進(jìn)行判定。
根據(jù)本發(fā)明的圖像處理裝置包括存儲(chǔ)對(duì)于濃度梯度的大小設(shè)定的閾值的存儲(chǔ)部分，其特征在于比較所提取的濃度梯度的大小與所述閾值，并且當(dāng)濃度梯度的大小小于所述閾值時(shí)，就判定要判定的對(duì)象是手寫的。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)所提取的濃度梯度的大小小于設(shè)定的閾值時(shí)，判定要判定的字符或圖形是手寫的。因此，可以通過簡(jiǎn)單的計(jì)算來判定字符或圖形。
本發(fā)明的圖型處理裝置的特征在于，當(dāng)所述控制器判定字符或圖形不是手寫的時(shí)，向這樣判定的字符或圖形應(yīng)用邊緣增強(qiáng)處理。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)判定字符或圖形不是手寫的時(shí)，應(yīng)用邊緣增強(qiáng)處理。因此，諸如活字字符(typed character)的打印字符的部分變得容易閱讀。
本發(fā)明的圖像處理裝置的特征在于，當(dāng)所述控制器判定字符或圖形是手寫的時(shí)，就改變這樣判定的字符或圖形的像素值。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)判定字符或圖形是手寫的時(shí)，就改變這樣判定的字符或圖形的像素值。因此，例如，通過將所述像素值改變?yōu)榕c該圖像背景部分相同顏色的像素值，可以刪除手寫部分。此外，通過將所述像素值改變?yōu)榕c所述背景部分完全不同顏色的像素值，可以增強(qiáng)手寫部分。
本發(fā)明的圖像處理裝置的特征在于，當(dāng)所述控制器判定要判定的對(duì)象是手寫的時(shí)，就對(duì)要判定的對(duì)象執(zhí)行字符識(shí)別(character recognition)，并且用字符識(shí)別部件識(shí)別的字符取代要判定的對(duì)象。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)判定要判定的對(duì)象是手寫的時(shí)，就執(zhí)行字符識(shí)別，并且用這樣識(shí)別的字符取代要判定的對(duì)象。因此，用活字字符取代了手寫的字符。
根據(jù)本發(fā)明的圖像輸出裝置包括根據(jù)任何一個(gè)前述發(fā)明的圖像處理裝置，并且所述圖像輸出裝置輸出由所述圖像處理裝置處理的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種輸出處理圖像的輸出裝置，從而本發(fā)明可以應(yīng)用于掃描儀、打印機(jī)以及數(shù)字多功能機(jī)。
在本發(fā)明中，基于從要判定的字符或圖形提取的邊緣特征來判定該字符或圖形是否是手寫的。因此，當(dāng)提取了邊緣特征時(shí)，不需要執(zhí)行傳統(tǒng)上執(zhí)行的二進(jìn)制化，從而縮短了處理時(shí)間。此外，還能夠簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)，因此可以在壓低設(shè)備制造成本的同時(shí)來判定手寫。
在本發(fā)明中，提取在與邊緣交叉的方向上的濃度梯度的大小作為邊緣特征。因而，通過順序地獲取在相鄰像素之間的濃度差，獲取邊緣部分的濃度梯度的大小，并通過簡(jiǎn)單的計(jì)算來提取邊緣特征。而且，根據(jù)其中使用邊緣的濃度梯度的本發(fā)明，即使對(duì)于具有比手寫字符還稀(thinner)的濃度的打印字符的原稿圖像也能夠進(jìn)行判定。并且，與提取諸如筆劃厚度、線性以及角度的字符的特征量(feature amount)的傳統(tǒng)方法不同，也可以對(duì)相對(duì)較小的字符進(jìn)行判定，并且能夠提高判定精度。
在本發(fā)明中，從所提取的邊緣中累計(jì)具有相同特征的邊緣的出現(xiàn)次數(shù)，并且基于累計(jì)結(jié)果來判定要判定的字符或圖形是否是手寫的。因此，能夠根據(jù)獲取圖像的種類進(jìn)行判定。例如，當(dāng)用戶通過手寫在主要由活字字符形成的原稿上涂寫(scribble)，則增加對(duì)活字字符部分的邊緣的提取次數(shù)，并且減少對(duì)手寫字符部分的邊緣的提取次數(shù)。將這種信息并入判定條件中，可以改善判定精度。
在本發(fā)明中，當(dāng)所提取的濃度梯度的大小小于設(shè)定閾值時(shí)，就判定要判定的字符或圖形是手寫的。因此，可以通過簡(jiǎn)單的計(jì)算來判定字符或圖形，并能夠縮短處理時(shí)間。
在本發(fā)明中，當(dāng)判定字符或圖形不是手寫的時(shí)，應(yīng)用邊緣增強(qiáng)處理。因此，諸如活字字符的打印字符的部分變得容易閱讀。
在本發(fā)明中，當(dāng)判定字符或圖形是手寫的時(shí)，就改變所判定的字符或圖形的像素值。例如，通過將所述像素值改變?yōu)榕c圖像背景部分相同顏色的像素值，可以刪除手寫部分。而且，通過將所述像素值改變?yōu)榕c背景部分完全不同顏色的像素值，可以增強(qiáng)手寫部分。
在本發(fā)明中，當(dāng)判定要判定的對(duì)象是手寫的時(shí)，就執(zhí)行字符識(shí)別，并且用所識(shí)別的字符取代要判定的對(duì)象。因此，可以用活字字符來取代手寫字符等。
在本發(fā)明中，提供了輸出處理圖像的輸出裝置。因此，本發(fā)明可以應(yīng)用于掃描儀、打印機(jī)以及數(shù)字多功能機(jī)。
通過下面參考附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，并發(fā)明的上述和其它目的和特征將變得更加完全清楚。


圖1是解釋根據(jù)本發(fā)明的圖像輸出裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是示出由圖像處理裝置處理的圖像的示例的示意圖；圖3A和3B是解釋在非手寫圖像和手寫圖像中看到的邊緣的說明圖；圖4是解釋濃度梯度的定義的說明圖；圖5是解釋銳度(acutance)的定義的說明圖；圖6是示出圖像處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖；圖7是解釋由圖像輸出裝置執(zhí)行的處理過程的流程圖；圖8是解釋邊緣分析處理的處理過程的流程圖；圖9A和9B是解釋濃度梯度的計(jì)算示例的說明圖；圖10A和10B是解釋濃度梯度的計(jì)算示例的說明圖；圖11是示出做成(prepare)柱形圖的示例的示意圖；圖12A到12D是示意地示出邊緣的提取結(jié)果的說明圖；圖13是通過從圖2中所示的圖像中提取邊緣而獲取的圖像的示意圖；圖14是基于判定結(jié)果進(jìn)行圖像處理的圖像的示意圖；圖15是解釋根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的由圖像輸出裝置執(zhí)行的處理過程的流程圖；以及圖16是解釋根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的由圖像輸出裝置執(zhí)行的處理過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下將根據(jù)示出本發(fā)明的實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體解釋。
實(shí)施例1圖1是解釋根據(jù)本發(fā)明的圖像輸出裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。本發(fā)明的圖像輸出裝置包括諸如控制器1、圖像輸入部分2、圖像處理部分3、圖像輸出部分4、存儲(chǔ)部分5、以及操作部分6的硬件?？刂破?由控制前述硬件的CPU和臨時(shí)保存控制所需的數(shù)據(jù)等的RAM組成。存儲(chǔ)部分5是例如非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，并且在先存儲(chǔ)用于控制每個(gè)硬件部分的控制程序和用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的圖像判定方法的判定程序?？刂破?通過所需從存儲(chǔ)部分5裝載控制程序和判定程序等，并執(zhí)行這樣裝載的控制程序和判定程序，使得整個(gè)裝置作為根據(jù)本發(fā)明的圖像輸出裝置來操作。此外，操作部分6包括用于從用戶接收操作命令的每種類型的操作按鈕。
圖像輸入部分2是光學(xué)讀取原稿圖像的讀取裝置，并且包括向用于讀取的原稿發(fā)射光的光源和諸如CCD(電荷耦合器件)的圖像傳感器。在圖像輸入部分2中，來自設(shè)定在指定讀取位置中的原稿的反射的光圖像形成在前述圖像傳感器上，并輸出RGB(R紅、G綠、B藍(lán))的模擬電信號(hào)。由圖像輸入部分2輸出的模擬電信號(hào)輸入到圖線處理部分3。
圖像處理部分3基于通過圖像輸入部分2輸入的模擬電信號(hào)來生成數(shù)字格式的圖像數(shù)據(jù)，并在根據(jù)圖像種類執(zhí)行處理之后，生成用于輸出的圖像數(shù)據(jù)。這樣生成的圖像數(shù)據(jù)被輸出到圖像輸出部分4。在這個(gè)實(shí)施例中，圖像處理部分3判定包括在所輸入的圖像中的字符或圖形是否是手寫的，并根據(jù)判定結(jié)果執(zhí)行圖像處理。
例如，當(dāng)判定字符或圖形是手寫的時(shí)，能夠通過刪除該字符或圖形而刪除涂寫(scribble)等，并且只剩下包括活字字符的區(qū)域。而且，當(dāng)判定字符或圖形是手寫的時(shí)，通過改變組成該字符和圖形的像素值可以增強(qiáng)手寫部分。并且，當(dāng)判定字符或圖形是手寫的時(shí)，通過執(zhí)行字符識(shí)別并用所識(shí)別的字符取代要判定的對(duì)象，可以用活字字符取代手寫字符。同時(shí)，當(dāng)判定字符或圖形不是手寫的時(shí)，對(duì)該字符或圖形應(yīng)用邊緣增強(qiáng)處理，從而更容易觀看輸出圖像。
應(yīng)當(dāng)注意到手寫的字符或圖形通常被稱為手寫圖像，而諸如活字字符和矢量圖像(vector image)的不是手寫的字符或圖形通常被稱為非手寫圖像。
圖像輸出部分4基于從圖像處理部分3輸出的圖像數(shù)據(jù)在諸如紙張或OHP膠片的薄片上形成圖像。因此，圖像輸出部分4包括感光鼓(photoreceptor drum)；充電器，用于將所述感光鼓充電到預(yù)定電位；激光寫入裝置，用于根據(jù)從外部接收的圖像數(shù)據(jù)、通過發(fā)射激光束在感光輥上生成靜電潛像；顯影單元，向在感光鼓的表面上形成的靜電潛像提供調(diào)色劑以便對(duì)其進(jìn)行顯像(visualize)；以及轉(zhuǎn)印單元(未示出)，其將形成在感光鼓的表面上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到紙張上，并且通過電子照相系統(tǒng)(electrophotographicsystem)在薄片上形成用戶希望的圖像。應(yīng)當(dāng)注意到除了由其中使用了激光寫入裝置的電子照相系統(tǒng)形成圖像以外，還可以由噴墨打印系統(tǒng)、熱轉(zhuǎn)印系統(tǒng)、以及升華(sublimation)系統(tǒng)等來形成圖像。
在這個(gè)實(shí)施例中，圖像輸入部分2被構(gòu)成為對(duì)原稿圖像進(jìn)行光學(xué)讀取的讀取部件，而圖像輸出部分4被構(gòu)成為在紙張上形成圖像的成像部件。但是，圖像輸入部分2也可以被構(gòu)成為從外部接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)的接收器，而圖像輸出部分4也可以被構(gòu)成為將由圖像處理部分3處理之后的圖像數(shù)據(jù)傳送到外部的傳送器。
此后將具體解釋在圖像處理部分3中執(zhí)行的處理。
圖2是示出要由圖像處理裝置3處理的圖像的示例的示意圖。圖2中所示的圖像包括被表示為“らくがき”(涂鴉)的手寫字符作為手寫圖像，并且包括形成多行的活字字符作為非手寫圖像。因此，當(dāng)手寫字符被添加到主要由活字字符組成的原稿中時(shí)，在整個(gè)圖像中由手寫圖像占據(jù)的比率與由非手寫圖像占據(jù)的比率之間產(chǎn)生了很大的差別。從而，這樣的特征可以是用于判定和提取手寫圖像和非手寫圖像的一個(gè)判定基準(zhǔn)。
此外，當(dāng)比較手寫圖像和非手寫圖像時(shí)，在邊緣的濃度梯度上可以看到很大差別。這里，邊緣的濃度梯度表示在與邊緣交叉的方向上掃描圖像時(shí)濃度程度的變化。圖3A和3B是解釋在非手寫圖像和手寫圖像中看到的邊緣的說明圖。圖3A是非手寫圖像的說明圖，并且形成活字字符“2”作為非手寫圖像的一個(gè)示例。當(dāng)通過按照?qǐng)D中箭頭所示方向掃描圖像來檢查濃度變化時(shí)，就獲得了如右側(cè)所示的表示濃度變化的圖形。即，當(dāng)用橫坐標(biāo)軸表示圖像上的距離，用縱坐標(biāo)軸表示濃度時(shí)，濃度變化表現(xiàn)為在掃描起點(diǎn)由于處于活字字符部分之外而濃度較低，而在到達(dá)(closer to)活字字符的邊緣部分的點(diǎn)，濃度突然變得較高。濃度在活字字符部分保持在較高狀態(tài)，而在到達(dá)邊緣的另一側(cè)的部分時(shí)突然變得較低。這樣，對(duì)于濃度而言，諸如活字字符的非手寫圖像具有陡峭的邊緣。
同時(shí)，圖3B是手寫圖像的說明圖，而字符“ら”被表示為手寫圖像的示例。當(dāng)通過按照箭頭所示方向掃描圖像來檢查濃度變化時(shí)，獲得了示出了如在非手寫圖像的情況下相同的濃度變化的圖形。類似于非手寫圖像的情況，在手寫圖像的邊緣部分可以看到濃度變化。但是，與非手寫圖像的情況相比，濃度的變化變得相對(duì)緩和。
在這個(gè)實(shí)施例中，引入了將在下文中解釋的濃度梯度，用于在數(shù)量上處置邊緣部分的濃度變化的程度。圖4是解釋濃度梯度的定義的說明圖。當(dāng)將邊緣起點(diǎn)的坐標(biāo)(像素值)定為xa、將邊緣終點(diǎn)的坐標(biāo)定為xb、以及在這兩點(diǎn)之間的濃度差定為fD時(shí)，濃度梯度G被定義為fD/|xa-xb|。雖然稍后將詳細(xì)描述濃度梯度G的計(jì)算方法，但是通過檢測(cè)邊緣起點(diǎn)和起點(diǎn)的濃度、以及邊緣終點(diǎn)和終點(diǎn)的濃度，可以計(jì)算濃度梯度G。因此，通過相當(dāng)簡(jiǎn)單的計(jì)算可以提取邊緣特征。
此外，可以引入以下將解釋的銳度。圖5是解釋銳度定義的說明圖。銳度是通過按邊緣的灰度級(jí)對(duì)濃度平均的均方值進(jìn)行歸一化而獲得的值，并且由圖5中的公式定義。這里，n是組成邊緣的坐標(biāo)(像素)的數(shù)量，Δx表示相鄰坐標(biāo)的距離，Δfi表示在相鄰坐標(biāo)之間的濃度差。當(dāng)與前述濃度梯度G的計(jì)算方法相比較時(shí)，過程變得稍微復(fù)雜，但是判定也可以基于這樣的銳度來執(zhí)行。
圖6是示出圖像處理部分3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖像處理部分3包括輸入緩沖器31、邊緣分析處理部分32、區(qū)域判定部分33、手寫圖像處理部分34、非手寫圖像處理部分35、圖像合成部分36以及輸出緩沖器37。
輸入緩沖器31臨時(shí)保存從圖像輸入部分2輸出的圖像數(shù)據(jù)。由輸入緩沖器31保存的圖像數(shù)據(jù)被發(fā)送到邊緣分析處理部分32和圖像合成部分36。邊緣分析處理部分32執(zhí)行輸入圖像數(shù)據(jù)的邊緣分析。具體來講，邊緣分析處理部分32基于這樣輸入的圖像數(shù)據(jù)掃描整個(gè)圖像，并順序提取包括在該圖像中的字符或圖形的邊緣的濃度梯度。
區(qū)域判定部分33判斷基于邊緣分析處理部分32的分析結(jié)果由提取的邊緣所圍繞的區(qū)域是否是手寫的或非手寫的。手寫圖像處理部分34向手寫圖像應(yīng)用適當(dāng)?shù)奶幚?，并將其發(fā)送到圖像合成部分36。而非手寫圖像處理部分35向非手寫圖像應(yīng)用適當(dāng)?shù)奶幚?，并將其發(fā)送到圖像合成部分36。圖像合成部分36通過利用手寫圖像處理部分34處理和非手寫圖像處理部分35處理的圖像來合成圖像為原始圖像。通過圖像合成獲得的圖像數(shù)據(jù)被發(fā)送到輸出緩沖器37，并由該輸出緩沖器27保存。
以下，將解釋圖像輸出裝置執(zhí)行的處理過程。
圖7是解釋由圖像輸出裝置執(zhí)行的處理過程的流程圖。圖像輸出裝置首先使圖像輸入部分2讀取原稿(original)(步驟S11)。讀取原稿獲得的圖像被輸出到圖像處理部分3，并存儲(chǔ)在圖象處理部分3的輸入緩沖器31(步驟S12)。
接下來，圖像處理部分3設(shè)定用于掃描存儲(chǔ)在輸入緩沖器31中的整個(gè)圖像的起點(diǎn)(步驟S13)。例如，圖像左上角的像素可以被設(shè)定為起點(diǎn)。然后，從設(shè)定的起點(diǎn)開始順序掃描相鄰像素，并且執(zhí)行邊緣分析處理(步驟S14)。
圖8是解釋邊緣分析處理的處理過程的流程圖。在執(zhí)行邊緣分析處理時(shí)，首先圖像處理部分3將該圖中未示出的計(jì)數(shù)器的值設(shè)定在i＝1(步驟S21)，并計(jì)算在兩個(gè)相鄰像素之間的濃度差Δfi＝|f(xi+1)-f(xi)|(步驟S22)。這里，xi和xi+1分別表示第i個(gè)和第i+1個(gè)像素，f(xi)和f(xi+1)分別表示像素xi和xi+1的濃度。
接下來，圖像處理部分3判定濃度差Δfi是否滿足條件Δfi＞ε1(步驟S23)。這里，ε1是常數(shù)，并且設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?，用于檢測(cè)邊緣上升(或下降)的起點(diǎn)。通過設(shè)定ε1合適的值，能夠防止圖像的檢測(cè)噪聲等。當(dāng)判定這樣計(jì)算的濃度差Δfi的值等于或小于ε1時(shí)(S23否)，圖像處理部分3增加計(jì)數(shù)器的值i(步驟S24)，并判定分析中的像素是否是終點(diǎn)(步驟S25)。例如，通過判定分析中的像素是否對(duì)應(yīng)于圖像右端的像素來判定其是否是終點(diǎn)。當(dāng)判定為終點(diǎn)時(shí)(S25是)，則這個(gè)流程的處理結(jié)束，并且處理返回圖7所示的流程。當(dāng)判定不是終點(diǎn)時(shí)(S25否)，圖像處理部分3將處理返回步驟S22。
當(dāng)判定在步驟S22中計(jì)算的濃度差Δfi大于ε1時(shí)(S23是)，則判定其是邊緣上升(或下降)的起點(diǎn)，并且將像素值xi和濃度值f(xi)分別被xa和fa代替，并保存在其中(步驟S26)。
接下來，圖像處理部分3增加計(jì)數(shù)器的值i(步驟S27)，并計(jì)算在相鄰像素之間的濃度差Δfi＝|f(xi+1)-f(xi)|(步驟S28)。然后，圖像處理部分3判定所計(jì)算的濃度差Δfi是否滿足條件Δfi＜ε2(步驟S29)，以判定其是否是邊緣上升(或下降)的終點(diǎn)(步驟S29)。這里，ε2是常數(shù)，并且設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?，用于檢測(cè)邊緣上升(或下降)的終點(diǎn)。
當(dāng)判定所計(jì)算的濃度差值Δfi小于ε2時(shí)(S29是)，就判定邊緣上升(或下降)的終點(diǎn)，并且將像素值xi和濃度值f(xi)分別被xb和fb代替，并保存(步驟S35)。然后，圖像處理部分3利用在步驟S35中保存的值xb和fb計(jì)算濃度梯度G＝|(fb-fa)/(xb-xa)|(步驟S36)，并存儲(chǔ)所計(jì)算的濃度梯度G的值(步驟S37)。
接下來，圖像處理部分3判定分析中的像素是否是終點(diǎn)(步驟S38)。例如，通過判定分析中的像素是否對(duì)應(yīng)圖像右端的像素來判定其是否是終點(diǎn)。當(dāng)判定為終點(diǎn)時(shí)(S38是)，則這個(gè)流程的處理結(jié)束，并且處理返回圖7所示的流程。而且，當(dāng)判定不是終點(diǎn)時(shí)(S38否)，圖像處理部分3增加計(jì)數(shù)器的值i(S38否)，并將處理返回步驟S22。
同時(shí)，當(dāng)判定在步驟S28中計(jì)算的濃度差Δfi大于2時(shí)(S29否)，增加計(jì)數(shù)器的值i(步驟S30)，并且圖像處理部分3判定分析中的像素是否是終點(diǎn)(步驟S31)。例如，通過判定分析中的像素是否對(duì)應(yīng)圖像右端的像素來判定其是否是終點(diǎn)。當(dāng)判定不是終點(diǎn)時(shí)(S31否)，即，當(dāng)分析中的像素位于邊緣上升(或下降)的中途時(shí)，并且當(dāng)判定分析應(yīng)當(dāng)繼續(xù)時(shí)，圖像處理部分3將處理返回步驟S28。當(dāng)判定為終點(diǎn)時(shí)(S31是)，即，當(dāng)邊緣上升(或下降)的中途變?yōu)榻K點(diǎn)時(shí)，像素值xi和濃度值f(xi)被分別被xb和fb代替，并由圖像處理部分3保存(步驟S32)。然后，在步驟S26中保存的值xa和fa以及在步驟S32中保存的值xb和fb被用來計(jì)算濃度梯度G＝|(fb-fa)/(xb-xa)|(步驟S33)，并存儲(chǔ)這樣計(jì)算的濃度梯度G的值(步驟S34)。在存儲(chǔ)濃度梯度G的值之后，圖像處理部分3將處理返回圖7所示流程。
圖9A和9B以及圖10A和10B是濃度梯度G的計(jì)算示例的說明圖。當(dāng)掃描圖像時(shí)，獲得如圖9A所示的濃度分布，并且對(duì)于每個(gè)像素xi的濃度f(xi)變?yōu)槿鐖D9B所示的值的情況給出了解釋。如前所述，當(dāng)關(guān)系被設(shè)定為ε1＝ε2＝5時(shí)，在這個(gè)區(qū)域中xi＝10為邊緣的起點(diǎn)，而xi＝14為邊緣的終點(diǎn)。由于起點(diǎn)像素xa的濃度為20，而終點(diǎn)像素xb的濃度為118，所以，濃度梯度G的大小為(118-20)/(14-10)～25。
類似地，當(dāng)掃描圖像時(shí)，獲得如圖10A所示的濃度分布，并且對(duì)于每個(gè)像素xi的濃度f(xi)變?yōu)槿鐖D10B所示的值的情況給出了解釋。如前所述，當(dāng)關(guān)系被設(shè)定為ε1＝ε2＝5時(shí)，在這個(gè)區(qū)域中xi＝11為邊緣的起點(diǎn)，而xi＝15為邊緣的終點(diǎn)。因此，由于起點(diǎn)像素xa的濃度為24，而終點(diǎn)像素xb的濃度為203，濃度梯度G的大小為(203-24)/(15-11)～45。
在如圖7所示的流程圖的步驟S14中執(zhí)行邊緣分析處理之后，圖像處理部分3判定對(duì)于整個(gè)圖像邊緣分析是否結(jié)束(步驟S15)。當(dāng)通過將圖像左上角設(shè)定為起點(diǎn)執(zhí)行分析時(shí)，圖像右下角可以是分析的終點(diǎn)，并且通過判定分析中的像素是否對(duì)應(yīng)圖像的右下角，可以判定整個(gè)圖像的分析是否結(jié)束。當(dāng)判定分析沒有結(jié)束時(shí)(S15否)，處理返回步驟S13，并且起點(diǎn)被設(shè)定為下一個(gè)分析位置，以繼續(xù)邊緣分析處理(S14)。
當(dāng)判定整個(gè)圖像的分析結(jié)束時(shí)(S15是)，圖像處理部分3做成關(guān)于由邊緣分析處理提取的濃度梯度的大小的柱形圖(步驟S16)。圖11是示出要做成的柱形圖的示例的示意圖。用橫坐標(biāo)軸表示濃度梯度的大小，用縱坐標(biāo)軸表示對(duì)于每個(gè)濃度梯度的大小的出現(xiàn)頻率。當(dāng)柱形圖是通過捕獲部分涂寫原稿的圖像并執(zhí)行邊緣分析而做成的時(shí)，則獲得圖11所示的由第一分布和第二分布形成的柱形圖。第一分布在濃度梯度的大小相對(duì)較小的地方具有出現(xiàn)頻率的高峰(peak)，而第二分布在濃度梯度的大小相對(duì)較大的地方具有出現(xiàn)頻率的高峰。具體來講，當(dāng)考慮以下兩點(diǎn)時(shí)，即在諸如涂寫的手寫部分和活字字符之間可以看到在邊緣的濃度梯度的大小中的差別的點(diǎn)，以及當(dāng)涂寫出現(xiàn)在原稿的一部分中時(shí)形成所述涂寫的邊緣的比率變得更小的點(diǎn)，則可以判定前述第一分布是通過檢測(cè)手寫部分的邊緣而獲得的分布，而第二分布是通過檢測(cè)活字字符的邊緣而獲得的分布。
因此，通過基于這樣做成的柱形圖設(shè)定濃度梯度的范圍(步驟S17)，以及提取具有在這樣設(shè)定的范圍中的濃度梯度的邊緣(步驟S18)，變得能夠區(qū)別和提取手寫圖像的邊緣和非手寫圖像的邊緣。根據(jù)如圖11所示的示例，例如，通過在濃度梯度的大小從35到60的范圍內(nèi)提取邊緣，可以提取非手寫圖像的邊緣，并且通過提取在濃度梯度的大小從10到32的邊緣，可以提取手寫圖像的邊緣。圖12A到12D是示意地示出邊緣的提取結(jié)果的說明圖。作為如圖12A所示的圖形的邊緣的分析結(jié)果，當(dāng)提取具有如圖12B所示的濃度梯度的大小的邊緣時(shí)，這個(gè)邊緣可以被判定為非手寫圖像的邊緣。同時(shí)，作為如圖12C所示的圖形的邊緣的分析結(jié)果，當(dāng)提取具有如圖12D所示的濃度梯度的大小的邊緣時(shí)，這個(gè)邊緣可以被判定為手寫圖像的邊緣。
接下來，圖像處理部分3向由所提取的邊緣圍繞的區(qū)域應(yīng)用預(yù)定處理(步驟S19)。例如，關(guān)于判定為手寫圖像的區(qū)域，通過將在該區(qū)域中的像素的像素值改變?yōu)閷?duì)應(yīng)于背景顏色的像素值，可以刪除手寫圖像。而且，關(guān)于判定為非手寫圖像的區(qū)域，通過執(zhí)行邊緣增強(qiáng)處理，可以使輸出圖像容易被觀看。圖13示出通過從如圖2所示的圖像提取邊緣而獲得的圖像的示意圖，而圖14示出基于判定結(jié)果應(yīng)用圖像處理的圖像的示意圖。
應(yīng)當(dāng)注意到在判定要判定的對(duì)象是否是手寫之后由圖像處理部分3執(zhí)行的處理可以被預(yù)先定義在裝置中或由用戶通過操作部分6選擇。
控制器1從輸出緩沖器38取出由圖像處理部分3處理的圖像數(shù)據(jù)，將其傳送到圖像輸出部分4，并執(zhí)行輸出處理(步驟S20)。
實(shí)施例2實(shí)施例1被構(gòu)建成通過分析整個(gè)圖像并做成關(guān)于邊緣濃度梯度的大小的柱形圖來分離和提取手寫圖像和非手寫圖像。但是，也可以構(gòu)建成預(yù)先設(shè)為濃度梯度的大小的閾值，而將具有比這個(gè)閾值小的濃度梯度的邊緣判定為手寫圖像的邊緣，并將具有大于該閾值的濃度梯度的邊緣判定為非手寫圖像的邊緣。應(yīng)當(dāng)注意到根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的圖像輸出裝置的硬件結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中所示的圖像輸出裝置的結(jié)構(gòu)相同。
圖15是解釋由根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的圖像輸出裝置執(zhí)行的處理過程的流程圖。圖像輸出裝置首先由圖像輸入部分2讀取原稿(步驟S41)。通過讀取原稿而捕獲的圖像被輸出到圖像處理部分3，并存儲(chǔ)在圖像處理部分3的輸入緩沖器31(步驟S42)。
接下來，圖像處理部分3設(shè)定判定區(qū)域(步驟S43)。這里，判定區(qū)域是指判定包括在該區(qū)域中的字符、圖形或它們的一部分是否是手寫的區(qū)域?？梢赃x擇M×N個(gè)像素(M和N是1或大于1的整數(shù)，但是M＝N≠1)的區(qū)域作為判定區(qū)域。這里，可以使用給定值作為M和N的值，或者可以根據(jù)已經(jīng)讀取的原稿來設(shè)定適當(dāng)?shù)闹怠?br> 接下來，圖像處理部分3對(duì)于所設(shè)定的判定區(qū)域執(zhí)行邊緣分析處理(步驟S44)。邊緣分析處理的過程與在實(shí)施例1中解釋的完全相同。在執(zhí)行邊緣分析處理之后，圖像處理部分3判定所設(shè)定的判定區(qū)域是否是手寫區(qū)域(步驟S45)。如下執(zhí)行所述判定。在邊緣分析處理中，提取包括在判定區(qū)域中的字符或圖形的邊緣，并且計(jì)算這樣提取的邊緣的濃度梯度。手寫的字符和圖形具有濃度梯度相對(duì)緩和的性質(zhì)，而活字字符具有濃度梯度相對(duì)陡峭的性質(zhì)。從而，通過對(duì)濃度梯度提供閾值可以對(duì)它們進(jìn)行判定。即，作為邊緣分析處理的分析結(jié)果，當(dāng)判定具有大于該閾值的濃度梯度的邊緣包括在該判定區(qū)域中時(shí)，就可以判定該判定區(qū)域是非手寫區(qū)域。而當(dāng)通過邊緣分析處理提取邊緣時(shí)，并且當(dāng)不包括具有大于該閾值的濃度梯度的邊緣時(shí)，就可以判定該判定區(qū)域是手寫區(qū)域。
當(dāng)判定該判定區(qū)域是手寫區(qū)域時(shí)(S45是)，圖像處理部分3刪除包括在手寫區(qū)域中的字符和圖形(步驟S46)。例如，通過將構(gòu)成包括在手寫區(qū)域中的字符和圖形的像素的像素值改變?yōu)閷?duì)應(yīng)于背景的像素值，可以將它們刪除。
當(dāng)包括在手寫區(qū)域中字符和圖形被刪除時(shí)(S46)，或者當(dāng)在步驟S45中判定所述判定區(qū)域不是手寫區(qū)域時(shí)(S45否)，圖像處理部分3判定對(duì)于整個(gè)圖像判定是否結(jié)束(步驟S47)。當(dāng)所述判定從圖像的左上角順序執(zhí)行并最終執(zhí)行到右下角時(shí)，通過判定圖像右下角的像素是否包括在步驟S43設(shè)定的判定區(qū)域中，可以判定對(duì)整個(gè)圖像的判定是否結(jié)束。當(dāng)判定對(duì)整個(gè)圖像的判定沒有結(jié)束時(shí)(S47否)，圖像處理部分3將處理返回步驟S43。而當(dāng)判定對(duì)整個(gè)圖像的判定結(jié)束時(shí)(S47是)，圖像處理部分3將處理的圖像數(shù)據(jù)輸出到圖像輸出部分4。圖像輸出部分4基于從圖像處理部分3輸出的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行輸出處理(步驟S48)。
實(shí)施例3實(shí)施例2被構(gòu)建成刪除包括在手寫區(qū)域中的字符和圖形，并且不處理包括在非手寫區(qū)域中的字符和圖形。但是，也可以構(gòu)建成由用戶選擇對(duì)每個(gè)區(qū)域要執(zhí)行的處理。注意根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的圖像輸出裝置的硬件結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中所示的圖像輸出裝置的結(jié)構(gòu)相同。
圖16解釋根據(jù)這個(gè)實(shí)施例由圖像輸出裝置執(zhí)行的過程的流程圖。圖像輸出裝置首先通過操作部分6接收處理內(nèi)容的設(shè)定(步驟S51)。例如，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建成在操作部分6中提供對(duì)應(yīng)于處理內(nèi)容的操作按鈕，并且當(dāng)按下和操作這個(gè)操作按鈕時(shí)，就接收到處理內(nèi)容的設(shè)定。還可以構(gòu)建成當(dāng)以預(yù)定次序按下和操作提供在操作部分6中的操作按鈕時(shí)，就設(shè)定特殊的處理內(nèi)容。或者，可以構(gòu)建成在操作部分6上裝有觸摸面板的液晶顯示器，以便在接收到處理內(nèi)容的設(shè)定、并且通過觸摸面板接收到選擇時(shí)，顯示可以被設(shè)定的處理內(nèi)容。
接下來，圖像輸出裝置使圖像輸入部分2讀取原稿(步驟S52)，并在圖像處理部分3的輸入緩沖器31中存儲(chǔ)捕獲的圖像(步驟S53)。
接下來，圖像處理部分3設(shè)定判定區(qū)域(步驟S54)，并對(duì)這樣設(shè)定的判定區(qū)域執(zhí)行邊緣分析處理(步驟S55)。該判定區(qū)域是由M×N個(gè)像素(M和N是1或大于1的整數(shù)，但是M＝N≠1)組成的區(qū)域，并且還是用于判定包括在該區(qū)域中的字符、圖形、或它們的一部分是否是手寫的區(qū)域。該邊緣分析處理與在實(shí)施例1中解釋的完全一樣。在執(zhí)行邊緣分析處理之后，圖像處理部分3判定這樣設(shè)定的判定區(qū)域是否是手寫區(qū)域(步驟S56)。所述判定可以用實(shí)施例2中的相同方式執(zhí)行。
當(dāng)判定該判定區(qū)域是手寫區(qū)域時(shí)(S56是)，圖像處理部分3執(zhí)行對(duì)包括在手寫區(qū)域中的字符和圖形設(shè)定的處理(步驟S57)。例如，當(dāng)在步驟S51中設(shè)定刪除字符和圖形時(shí)，就通過將組成包括在手寫區(qū)域中的字符和圖形的像素值改變?yōu)閷?duì)應(yīng)于背景的像素值來刪除它們。
同時(shí)，當(dāng)判定該判定區(qū)域不是手寫區(qū)域時(shí)(S56否)，圖像處理部分3執(zhí)行對(duì)包括在非手寫區(qū)域中的字符和圖形設(shè)定的處理(步驟S58)。例如，當(dāng)在步驟S51中設(shè)定活字字符部分的邊緣增強(qiáng)處理時(shí)，此時(shí)就將邊緣增強(qiáng)處理應(yīng)用到該判定區(qū)域。
在向每個(gè)區(qū)域應(yīng)用處理之后，圖像處理部分3判定對(duì)整個(gè)圖像的判定是否結(jié)束(步驟S59)。當(dāng)從圖像的左上角順序判定該圖像、并最終判定到圖像的右下角時(shí)，通過判定圖像右下角的圖像是否包括在步驟S54設(shè)定的判定區(qū)域中，可以判定對(duì)整個(gè)圖像的判定是否結(jié)束。當(dāng)判定對(duì)整個(gè)圖像的判定沒有結(jié)束時(shí)(S59否)，圖像處理部分3將處理返回到步驟S54。而當(dāng)判定對(duì)整個(gè)圖像的判定結(jié)束時(shí)(S59是)，圖像處理部分3將處理圖像輸出到圖像輸出部分4。圖像輸出部分4基于從圖像處理部分3輸出的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行輸出處理(步驟S60)。
權(quán)利要求
1.一種圖像判定方法，該方法包括以下步驟提取包括在圖像中的字符或圖形的邊緣特征；和基于這樣提取的特征來判定所述字符或圖形是否是手寫的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像判定方法，其中，要提取的邊緣特征是在與該邊緣交叉的方向上的濃度梯度的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像判定方法，還包括以下步驟從提取的邊緣中累積具有相同特征的邊緣的出現(xiàn)次數(shù)；和基于累積結(jié)果來判定要判定的字符或圖形是否是手寫的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的圖像判定方法，其中，對(duì)所述濃度梯度的大小設(shè)定一個(gè)閾值，并且當(dāng)這樣提取的濃度梯度的大小小于該閾值時(shí)，就判定要判定的對(duì)象是手寫的。
5.一種圖像處理裝置，其包括用于獲取圖像的部件；用于提取包括在所獲取的圖像中的字符或圖形的邊緣特征的部件；用于基于所提取的特征來判定所述字符或圖形是否是手寫的部件；以及用于根據(jù)判定的結(jié)果向圖像施加處理的部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像處理裝置，其中，要提取的邊緣特征是在與該邊緣交叉的方向上的濃度梯度的大小。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像處理裝置，還包括用于從提取的邊緣中累積具有相同特征的邊緣的出現(xiàn)次數(shù)的部件；其中，基于累積的結(jié)果來判定要判定的字符或圖形是否是手寫的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的圖像處理裝置，還包括用于存儲(chǔ)濃度梯度的大小的閾值的部件；其中，當(dāng)所提取的濃度梯度的大小小于該閾值時(shí)，就判定要判定的對(duì)象是手寫的。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像處理裝置，還包括用于當(dāng)判定所述字符或圖形不是手寫的時(shí)，將邊緣增強(qiáng)處理應(yīng)用到所判定的字符或圖形的部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像處理裝置，還包括用于當(dāng)判定所述字符或圖形不是手寫的時(shí)，改變所判定的字符或圖形的像素值的部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像處理裝置，還包括用于當(dāng)判定要判定的對(duì)象是手寫的時(shí)，對(duì)要判定的對(duì)象執(zhí)行字符識(shí)別的部件；以及用于用所識(shí)別的字符取代要判定的對(duì)象的部件。
12.一種圖像輸出裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求5的圖像處理裝置；和用于輸出由圖像處理裝置處理的圖像的部件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種圖像處理裝置，其捕獲包括字符或圖形的圖像，判定包括在所捕獲的圖像中的字符或圖形是否是手寫的，并根據(jù)判定結(jié)果向圖像應(yīng)用處理，該裝置包括提取關(guān)于諸如字符或圖形的要判定的對(duì)象的邊緣特征的部件，以及基于所提取的特征判定所述字符或圖形是否是手寫的部件。
文檔編號(hào)G06K9/46GK1936927SQ20061013883
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月22日
發(fā)明者木村健二, 后藤牧生 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社