DE4001613C2

DE4001613C2 - Binärumsetzungsverfahren

Info

Publication number: DE4001613C2
Application number: DE4001613A
Authority: DE
Inventors: Goroh Bessho; Michiyoshi Tachikawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-01-20
Filing date: 1990-01-20
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2010-01-21
Also published as: US5097520A; US5351313A; DE4001613A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Binärumsetzungsverfahren, um einen optimalen Schwellenwert für eine Binärumsetzung zu erhalten, welche angewendet wird, wenn Mehrpegel-Bilddaten, welche ein eingegebenes Bild beschreiben, in Schwarz-Weiß- Bilddaten mit zwei Pegeln umgesetzt werden, wobei für die Mehrpegel-Bilddaten Histogramme gebildet werden.

Im allgemeinen werden Bilddaten, welche auf einer Mustererkennungseinrichtung, wie einer Zeichenerkennungseinrichtung, verarbeitet werden, beispielsweise dadurch erhalten, daß ein Ausgang einer ladungsgekoppelten Einrichtung (CCD) eines Scanners einer Binärumsetzung (binarization) mit einem Schwellenwert ausgesetzt ist. Um eine optimale Binärumsetzung selbst bezüglich eines Vorlagenbildes mit einer schlechten Druckqualität möglich zu machen, muß ein optimaler Schwellenwert für die Binärumsetzung für jeden der verschiedenen Töne des Vorlagenbildes erzeugt werden.

Es sind bereits verschiedene Binärumsetzungsverfahren vorgeschlagen worden. Beispielsweise werden das Mode-Verfahren, das differentielle Histogramm-Verfahren und das p- Tile-Verfahren von H. Tamura in "Introduction to Computer Image Processing", Soken Shuppan (Herausgeber), 1985, Seiten 66 bis 68 erläutert. Das Mode-Verfahren enthält ein Histogramm von Tönen des vorgegebenen Bildes, und wenn das Diagramm eine Aufteilung auf zwei Scheitelwerte hat, wird der Schwellenwert in ein Tal zwischen den zwei Scheitelwerten gesetzt. Das differentielle Histogramm-Verfahren bestimmt den Schwellenwert mit Hilfe eines differenzierten Werts des Tons des Bildes (d.h. der Änderungsrate des Tons), anstelle den Ton des Bildes direkt zu verwenden, da berücksichtigt werden kann, daß ein Grenzbereich zwischen einem Objekt und einem Hintergrund in dem Bild ein Teil ist, in welchem der Ton sich plötzlich ändert. Das p-Tile- Verfahren verarbeitet das Bild bezüglich der Gesamtfläche des Bildes.

Andererseits ist von N. Ohtsu in "Method of Determining Threshold Value from Tone Distribution" Artikel Nr. 145, National Conference of Information Group of the Electronic Communication Society, 1977 ein Verfahren zum Bestimmen des Schwellenwerts aus einer Tonverteilung vorgeschlagen worden. Dieses Verfahren verwendet nur die Momente nullter und erster Ordnung der Tonverteilung und bestimmt den auf einer Integration basierenden, optimalen Schwellenwert.

Ferner ist ein optimales Binärumsetzungsverfahren in einer japanischen Patentanmeldung Nr. 60-37 952 vorgeschlagen. Gemäß diesem System wird ein Mehrpegel- bzw. Mehrstufen- Videosignal in einem Videopuffer gespeichert, und ein Video- Signal, welches aus dem Videopuffer gelesen wird, wird mittels einer Begrenzungsschaltung (slicing circuit) binär umgesetzt, welche einen variablen Begrenzungspegel hat. Das Mehrstufen-Videosignal wird an verschiedenen Begrenzungspegeln begrenzt und wird dann in ein binär umgesetztes (zweistufiges) Videosignal umgesetzt, und eine Zeilenbreitenverstärkung wird für jedes der zweistufigen Videosignale erhalten. Die Zeilenbreitenverstärkung ist ein Verhältnis, das als (Anzahl von schwarzen Bildelementen)/(Anzahl von umgebenden Bildelementen) festgesetzt ist, wobei die Anzahl schwarzer Bildelemente die Anzahl an schwarzen Bildelementen ist, welche das Zeichen bilden, und die Anzahl umgebender Bildelemente die Anzahl weißer das Zeichen umgebender Bildelemente ist. Der Begrenzungspegel der Begrenzungsschaltung wird auf der Basis der erhaltenen Zeilenbreitenverstärkung und einer Bezugszeilenbreitenverstärkung eingestellt.

Jedoch kann das Mode-Verfahren in einem Fall nicht angewendet werden, bei welchem das Vorlagenbild eine schlechte Bildqualität hat, da kein deutliches Tal in dem Histogramm vorhanden ist. Außerdem ist das differentielle Histogramm- Verfahren unwirksam bezüglich eines Falls, bei dem der Ton eine komplizierte Änderung in der Nähe des Grenzbereichs zwischen dem Objekt und dem Hintergrund des Bildes aufweist. Ferner kann ein optimaler Schwellenwert gemäß dem p- Tile-Verfahren in Abhängigkeit von der Zeichenanzahl in dem Bild, der Größe jedes Zeichens, der Komplexität des Zeichens u.ä. nicht erhalten werden, da das p-Tile-Verfahren die gesamte Fläche des Bildes als Bezug verwendet.

Das Verfahren, den Schwellenwert aus der Tonverteilung zu bestimmen, ist kein wirksames Verfahren bezüglich einer verschmierten oder dünner gewordenen "Linie" in dem Bild, welche während der Mustererkennung, wie einer Zeichenerkennung, verarbeitet wird. Außerdem ist bei Versuchen herausgefunden worden, daß mit dem optimalen Binärumsetzungsverfahren, das in der japanischen Patentanmeldung Nr.16-37952 vorgeschlagen ist, in Abhängigkeit von dem Ton des Vorlagenbildes ein optimaler Schwellenwert nicht ständig erhalten werden kann.

In tatsächlichen Vorlagenbildern ändert sich der Ton in vielen Fällen in Teilen des Vorlagenbildes. Beispielsweise kommt es zu dieser Änderung in dem Ton, wenn die Druckqualität des Vorlagenbildes schlecht ist und wenn infolge von charakteristischen Merkmalen einer Eingabeschaltung eine Schattierung in dem Vorlagenbild erzeugt wird. Mit den herkömmlichen Verfahren ist es somit äußerst schwierig, ein optimales Zweistufen- bzw. Zweipegel-Bild zu erzeugen, welches mit einer Tonänderung, welche örtlich in dem Bild vorkommt, in zufriedenstellender Weise fertig wird.

Aus der Literaturstelle "IBM Technical Disclosure Bulletin", Vol. 31, Nr. 6, November 1988, Seiten 471-473 ist ein Verfahren bekannt, um einen zumindest verbesserten Schwellenwert für eine Binärumsetzung von Tonpegeln eines eingegebenen Bildes zu erhalten. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Algorithmus für die Schwellenwertbildung abgeleitet, wobei bimodale Histogramme gebildet werden. Dieses bekannte Verfahren verwendet aber beispielsweise keinerlei Bezugsgrößen, anhand welcher ein zu verwendender Schwellenwert optimiert wird.

Aus der US-PS 4 792 979 ist ein Verfahren zur Korrektur der Gradation eines Bildes bekannt, welches durch Bilddaten wiedergegeben wird. Es werden dabei Mehrpegel-Bilddaten, die durch Abtasten eines Bildes mit Hilfe eines Scanners erhalten wurden, einer Gradationsumwandlung unterzogen, um dadurch ein Aufzeichnungsbild zu erhalten, welches eine gewünschte Gradations-Wiedergabe aufweist. Bei diesem bekannten Verfahren werden kumulative Werte für Histogramme gebildet.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Binärumsetzungsverfahren der eingangs definierten Art zu schaffen, welches die Möglichkeit bietet, selbst dann einen optimalen Schwellenwert für die Binärumsetzung zu erhalten und automatisch abzuleiten, wenn das Vorlagenbild eine schlechte Bildqualität hat, also insbesondere verrauscht ist, um dadurch im Falle einer Zeichenerkennung die Erkennungsrate zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besondes vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine erste Ausführungsform eines Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung angewendet wird;

Fig. 2 ein Flußdiagramm, in welchem ein Betrieb des in Fig. 1 dargestellten Blocksystems wiedergegeben ist, um eine Arbeitsweise der ersten Ausführungs form zu erläutern;

Fig. 3 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine zweite Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung angewendet wird;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, in welchem ein Betrieb des in Fig. 3 dargestellten Blocksystems wiedergegeben ist, um eine Arbeitsweise der zweiten Ausführungs form zu erläutern;

Fig. 5 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine dritte Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung angewendet wird;

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 5 dargestellten Blocksystems, um eine Arbeitsweise der dritten Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 7 eine Beziehung zwischen einem Schwellenwert und einem normierten kumulativen Wert;

Fig. 8 eine Beziehung zwischen einer Neigung einer Regressionslinie und einem optimalen Tonpegel;

Fig. 9 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine vierte Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung angewendet wird;

Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 9 dargestellten Blockdiagramms, um eine Arbeits weise der vierten Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 11 ein Diagramm zum Erläutern eines lokalen optima len Binärumsetzungsverfahrens, das bei der vierten Ausführungsform angewendet ist;

Fig. 12 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine fünfte Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung angewendet wird;

Fig. 13 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 12 dargestellten Blockdiagramms, um eine Arbeits weise der fünften Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 14 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine sechste Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung verwendet wird;

Fig. 15 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 14 dargestellten Blocksystems zum Erläutern einer Arbeitsweise der sechsten Ausführungsform;

Fig. 16 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine siebte Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahren mit Merkmalen nach der Erfindung an gewendet wird;

Fig. 17 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 16 dargestellten Blockdiagramms, um eine Arbeits weise der siebten Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 18 ein Diagramm zum Erläutern eines optimalen Bi närumsetzungsverfahrens, das bei der siebten Aus führungsform angewendet ist;

Fig. 19 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine achte Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung angewendet ist;

Fig. 20 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 19 dargestellten Blocksystems, um eine Arbeitsweise der achten Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 21 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine neunte Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung angewendet wird;

Fig. 22 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 21 dargestellten Blocksystems, um eine Arbeitsweise der neunten Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 23 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine zehnte Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung angewendet wird;

Fig. 24 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 23 dargestellten Blocksystems, um eine Arbeitsweise der zehnten Ausführungsform zu erläutern;

Fig. 25 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine elfte Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung angewendet wird;

Fig. 26 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 25 dargestellten Blocksystems, um eine Arbeitsweise der elften Ausführung zu erläutern;

Fig. 27 ein Systemblockdiagramm eines Bildverarbeitungs systems, bei welchem eine zwölfte Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung angewendet wird; und

Fig. 28 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 27 dargestellten Blocksystems, um eine Arbeitsweise der zwölften Ausführungsform zu erläutern.

Anhand von Fig. 1 und 2 wird nunmehr eine erste Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung beschrie ben. Hierbei zeigt Fig. 1 ein Bildverarbeitungssystem, bei welchem die erste Ausführungsform angewendet wird, und Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 1 darge stellten Blocksystems, um eine Arbeitsweise der ersten Aus führungsform zu erläutern.

Ein Leseteil 1 liest Mehrpegel-Bilddaten, welche von einem Scanner 3 erhalten werden, welcher eine Bildvorlage ab tastet, und speichert die Mehrpegel-Bilddaten in einem Mehrpegel-Bildspeicher 4. In dieser Ausführungsform haben die Mehrpegel-Bilddaten 16 Gradationspegel "0" bis "15" und werden durch Quantisieren der Bilddaten in 16 Quanti sierungspegel erhalten. Ein Tonhistogramm-Zählteil 5 liest die Mehrpegel-Bilddaten aus dem Bildspeicher 4 und zählt die Anzahl Bildelemente für jeden der Tonpegel. Basierend auf dem Tonhistogramm, welches in dem Zählteil 5 erhalten wird, berechnet ein Berechnungsteil 6 einen optimalen Schwel lenwert, um einen charakteristischen Wert zu erhalten, wel cher den Ton des Vorlagenbildes anzeigt. Ein Binärumsetz teil 1 setzt die Mehrpegel-Bilddaten basierend auf dem op timalen Schwellenwert in Bilddaten mit zwei Pegel, d.h. in Zweipegel-Bilddaten um. Die Zweipegel-Bilddaten werden in einem Bildspeicher 8 gespeichert. Andererseits werden die Zweipegel-Bilddaten über einen Zweipegel-Bildausgabe teil 2 für eine Zeichenerkennung u.ä. an einen Zeichenerken nungsteil 9 angelegt.

Die Arbeitsweise des Verarbeitungssystems ist durch den Pro zeß gekennzeichnet, welcher in dem Schwellenwert-Berechnungs teil 6 durchgeführt wird, mit welchem ein Speicher 10 für ein Histogramm, ein Speicher 11 für ein normier tes Histogramm, ein Speicher 12 für einen optimalen, nor mierten, kumulativen Wert und eine Schwellenwerttabelle 13 verbunden sind.

In Fig. 2 werden bei einem Schritt S1 Mehrpegel-Bilddaten von dem Scanner 3 eingegeben, und beim Schritt S2 wird die Anzahl Bildelemente für jeden der Tonpegel der Mehrpegel- Bilddaten gezählt. Im folgenden ist der Tonpegel mit "con" und das Tonhistogramm (die Anzahl an Bildelementen) mit "lv" bezeichnet. Beim Schritt S3 wird unterschieden, ob das Ende des Bildes erreicht ist oder nicht. Es wird dann auf den Schritt S2 zurückgegangen, wenn das Ergebnis beim Schritt S3 nein ist, und es wird auf den Schritt S4 vor gerückt, wenn das Ergebnis beim Schritt S3 ja ist.

Im allgemeinen hat ein Zeichenbild, das auf einen weißen Untergrund geschrieben ist, eine Tonverteilung, in welcher die Bildelemente, welche als die festgestellt werden, wel che den hellsten Ton (den Pegel "0") haben, einen großen Teil des Bildes bilden, d.h. ein großer Teil des Bildes trägt keine geschriebene Information und ist nur der Hin tergrund. Diese Bildelemente, welche als diejenigen fest gestellt werden, welche Tonpegel außer "0" haben, sind die Bildelemente, welche das Zeichen bilden und die Bildele mente, welche das Zeichen umgeben, wie beispielsweise eine Rauschkomponente. Wenn in diesem Fall das herkömmliche Ver fahren angewendet würde, um den Schwellenwert zu bestimmen, indem ein zu lesender Bildbereich bestimmt wird und indem angenommen wird, daß alle Bildelemente in dem bestimmten Bildbereich dieselben sind, würde der Schwellenwert ver schieden werden in Abhängigkeit von der Anzahl Bildelemente mit dem Tonpegel "0", d.h. in Abhängigkeit davon, ob der weiße Bereich einen großen Teil des Bildes einnimmt oder nicht. Folglich ändert sich der Schwellenwert in Abhängig keit von der Größe des weißen Bereiches, selbst wenn die Bilder denselben Ton haben. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch der im folgenden beschriebene Prozeß durchge führt, indem die Bildelemente ausgeschlossen werden, welche den Tonpegel "0" haben, wenn der Schwellenwert berechnet wird.

Der Schwellenwert-Berechnungsteil 6 gibt das Tonhistogramm ein und summiert für jeden Tonpegel, wobei von dem dunkelsten (größten) Tonpegel begonnen wird, die Anzahl Bildelemente, welche Tonpegel haben, die größer als "0" sind. Beim Schritt S4 wird ein Tonpegel i auf i = 15 gesetzt. Beim Schritt S5 wird ein kumulativer Wert slv auf [i] = slv [i + 1] + lv[i], und beim Schritt S6 wird i auf i = i - 1 dekrementiert. Beim Schritt S7 wird unterschieden, ob i <0 ist oder nicht, und es wird auf den Schritt S5 zurückgegangen, wenn das Ergebnis beim Schritt S7 ja ist. Auf den Schritt S8 wird übergegangen, wenn das Ergebnis beim Schritt S7 nein ist.

Mit anderen Worten, der Berechnungsteil 6 berechnet den kumulativen Wert für jeden der Tonpegel und speichert die kumulativen Werte in dem Speicher 10 für das kumulative Histogramm. Der kumulative Wert für einen Tonpegel ent spricht der Anzahl schwarzer Bildelemente, wenn dieser eine Pegel als der Schwellenwert genommen wird. Das Ver fahren zum Berechnen des kumulativen Werts für jeden der Tonpegel wird von dem dunkelsten Tonpegel bis zu dem Ton pegel "1" durchgeführt. Der kumulative Wert für den Ton pegel "1" entspricht der Anzahl schwarzer Bildelemente, welche das Zeichen bildet, und deren Umgebung (oder Rau schen) bezüglich des Tonpegels "0". Jedoch ändert sich der kumulative Wert für den Tonpegel "1" auch in Abhängig keit von der Anzahl Zeichen auf dem Vorlagenbild, der Zei chengröße, der Komplexität des Zeichens u.ä.

Aus diesem Grund wird der kumulative Wert für den Tonpegel "1" als ein Bezugswert genommen, und die kumulativen Werte für die anderen Tonpegel werden bezüglich des kumulativen Werts für den Tonpegel "1" normiert. Der kumulative Wert für den Tonpegel "1" soll "100" sein, und die kumulativen Werte für die anderen Tonpegel sind jeweils durch einen Prozentsatz bezüglich des kumulativen Werts für den Ton pegel "1" dargestellt. Mit anderen Worten, ein Prozentsatz "rlv(j)" des kumulativen Werts für einen bestimmten Ton pegel j kann berechnet werden aus slv[j]/slv[1]. In dieser Beschreibung wird dieser Prozentsatz als ein normierter kumulativer Wert bezeichnet. Dieser normierte kumulative Wert für einen Tonpegel stellt einen Verschmutzungs-(oder Verdünnungs-)Grad eines Zeichens mit der stärksten Ver schmutzung (oder Verdünnung) für den Tonpegel dar. Folglich wird der optimale Schwellenwert bezüglich des normierten kumulativen Werts für ein Zeichen bestimmt, welches in einem optimalen Zustand ist, wenn das Verschmieren und Dünnerwer den in Betracht gezogen werden.

In Fig. 2 wird beim Schritt S8 j auf j = 15 gesetzt, und beim Schritt S9 wird rlv[j] = slv[j]/slv[1] gesetzt. Beim Schritt S10 wird j in j = j - 1 dekrementiert, und beim Schritt S11 wird unterschieden, ob j <0 ist oder nicht. Es wird dann auf den Schritt S9 zurückgegangen, wenn das Er gebnis beim Schritt S11 ja ist, während auf einen Schritt S12 weiter gerückt wird, wenn das Ergebnis beim Schritt S11 nein ist.

Nunmehr wird ein erstes Verfahren zum Bestimmen des optima len Schwellenwerts beschrieben. Der normierte kumulative Wert in dem optimalen Zustand, wenn das Verschmieren und Dünnerwerden in Betracht gezogen wird, wird dadurch erhal ten, daß tatsächlich eine Anzahl Vorlagenbilder erkannt werden, um den optimalen Schwellenwert zu erhalten, und indem eine Umkehr an dem optimalen Schwellenwert vorgenom men wird. Mit anderen Worten, der normierte kumulative Wert für jeden Tonpegel wird mit einem optimalen normier ten kumulativen Wert verglichen, welcher vorher erhalten wird und in dem in Fig. 1 dargestellten Speicher für den optimalen, normierten, kumulativen Wert gespeichert wird; der Tonpegel, bei welchem die Differenz zwischen den zwei verglichenen, normierten kumulativen Wert ein Minimum wird, wird als der optimale Schwellenwert betrachtet.

Wenn nunmehr der Einfachheit halber angenommen wird, daß der optimale normierte, kumulative Wert 70% ist, ist der Wert mit dem Tonpegel "5", den 70% in Tabelle 1 am nächsten und der optimale Schwellenwert wird als "5" betrachtet. Tabelle 1 zeigt ein Beispiel der normierten kumulativen Werte für jeden der Tonpegel.

Tabelle I

Als nächstes wird ein zweites Verfahren zum Bestimmen des optimalen Schwellenwerts beschrieben. In Abhängigkeit von der Art des verwendeten Scanners 3 kann der Scanner 3 so wohl die Mehrpegel-Bilddaten als auch schwarz-weiße Bild daten mit zwei Pegeln abgeben. Das erste vorstehend beschrie bene Verfahren kann angewendet werden, wenn die abgegebenen Mehrpegel-Bilddaten des Scanners 3 in schwarz-weiße Bild daten mit zwei Pegeln binär umgesetzt werden. In dem Fall jedoch, daß die Zweipegel-Bilddaten nach einem Bestimmen des Schwellenwerts für die Binärumsetzung gelesen werden, kann in einigen Fällen mit dem ersten Verfahren der normale Schwellenwert nicht erhalten werden.

Folglich erhält das zweite Verfahren einen vorherbestimmten Tonpegel, bei welchem der normierte, kumulative Wert, wel cher dem optimalen, normierten, kumulativen Wert am nächsten kommt, erhalten wird, und ein Tonpegel, welcher zwischen diesem vorherbestimmten Tonpegel und dem nächsten, sehr nahe kommenden Tonpegel liegt, und bei welchem der normiert, kumulative Wert dem optimalen, normierten kumulativen Wert am nächsten wird, wird durch eine Annäherung an die erste Stelle der Dezimalen berechnet. Aus Tabelle 1 ist der Ton pegel, bei welcher der normierte, kumulative Wert dem optimalen, normierten, kumulativen Wert von 70% am nächsten ist, der Tonpegel "5", welcher den normierten, kumulativen Wert von 72,86% hat, und der nächste, sehr nahe kommende Tonpegel ist der Tonpegel "6", welcher den normierten, ku mulativen Wert von 63,30% hat. Daher wird die Differenz zwischen den normierten, kumulativen Werten für die zwei Tonpegel durch 10 geteilt, um (72,86-63,30)/10 =0,956 zu erhalten, und dieser Wert "0,956" wird verwendet, um die folgende Berechnung durchzuführen, um so die feinen Ton pegel zwischen den Tonpegeln "5" und "6" zu erhalten.

63,30 + 0,956 × 1 = 62,256
Tonpegel 5,9
63,30 + 0,956 × 2 = 62,212	Tonpegel 5,8
· @	· @	· @	63,30 + 0,956 × 7 = 69,992	Tonpegel 5,3
63,30 + 0,956 × 8 = 70,948	Tonpegel 5,2
63,30 + 0,956 × 9 = 71,904	Tonpegel 5,1

Der Tonpegel, bei welchem der normierte, kumulative Wert dem optimalen, normierten, kumulativen Wert am nächsten kommt, wird aus den vorstehenden Tonpegeln ausgewählt, welche durch die Annäherung an die erste Stelle der Dezi male berechnet werden. In diesem Fall ist der Tonpegel, welcher den normierten, kumulativen Wert hat, welcher dem optimalen, normierten, kumulativen Wert von 70% am nächsten kommt, der Tonpegel von "5,3". Dieser Tonpegel von "5,3" wird bezüglich der in Fig. 1 dargestellten Schwel lenwerttabelle 13 verwendet, um den optimalen Schwellenwert zu bestimmen.

Das in Fig. 2 dargestellte Flußdiagramm zeigt den Fall, bei welchem das zweite Verfahren zum Bestimmen des optimalen Schwellenwerts angewendet wird. Beim Schritt S12 wird j er halten, so daß die Differenz zwischen dem optimalen kumula tiven Wert, welcher in dem Speicher 12 für den optimalen, normierten, kumulativen Wert gespeichert ist und rlv(j) ein Minimum wird, an dem eine Berechnung durchgeführt und eine Annäherung an die erste Stelle der Dezimalen vorgenommen wird. Ein Schritt S13 bezieht sich auf die Schwellenwertta belle 13 mit dem erhaltenen Wert j, und beim Schritt S14 wird der optimale Schwellenwert bestimmt. Beim Schritt S15 werden die Mehrpegel-Bilddaten binär umgesetzt, und der Pro zeß wird beendet.

In Fig. 2 führen die Schritte S2 und S3 zum Tonhistogramm. Die Schritte S4 bis S7 führen zu dem kumulativen Histogramm, und die Schritte S9 bis S11 führen zu dem normierten Histogramm. Ge mäß dieser Ausführungsform kann daher der optimale Schwellen wert für die Binärumsetzung eingestellt werden, selbst wenn die Druckqualität des Vorlagenbildes schlecht ist, wie bei spielsweise in einem Fall, wo eine Vorlage auf einem Nadel drucker gedruckt ist.

Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform des Binärum setzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung anhand von Fig. 3 und 4 beschrieben. Hierbei zeigt Fig. 3 ein Bildverarbeitungssy stem, bei welchem die zweite Ausführungsform angewendet wird, und Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm, das einen Betrieb des in Fig. 3 dargestellten Blocksystems wiedergibt, um eine Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform zu erläutern. In Fig. 3 und 4 sind die Teile, welche im wesentlichen dieselben sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 1 und 2, mit den selben Bezugszeichen bezeichnet, und werden daher nicht noch einmal beschrieben. In dieser Ausführungsform wird ein Schwellenwert-Berechnungsteil 6A anstelle des Schwellenwert- Berechnungsteils 6 verwendet, und ein Prozentsatzspeicher 14 für den dunkelsten Tonpegel wird anstelle des Speichers 12 für den optimalen, normierten kumulativen Wert verwendet. Außerdem wird eine Schwellenwerttabelle 13A anstelle der Schwellenwerttabelle 13 verwendet.

Die Prozesse zum Erzeugen des Tonhistogramms, des kumulati ven Histogramms und des normierten Histogramms werden wie im Fall der ersten Ausführungsform durchgeführt. Der kumulati ve Wert bei dem Tonpegel "1" soll 100% sein, und die kumu lativen Werte bei jedem der Tonpegel werden durch einen Pro zentsatz bezüglich des kumulativen Werts bei dem Tonpegel "1" dargestellt. Der normierte kumulative Wert für einen Tonpegel stellt einen Verschmierungs-(oder Verdünnungs-)Grad eines Zeichens mit einer sehr starken Verschmierung (oder Verdünnung) bezüglich des Tonpegels dar.

Bei dieser Ausführungsform wird der Tonpegel beachtet, bei welchem der normierte, kumulative Wert einen kleinen Wert einnimmt, d.h. der Tonpegel, unmittelbar bevor das Bild dün ner wird und verschwindet; dieser Tonpegel wird verwendet, um den Schwellenwert für die Binärumsetzung zu bestimmen und entspricht dem Tonwert, bei welchem das dunkelste Bildele ment in dem Vorlagenbild zu erscheinen beginnt.

Entsprechend einem ersten Verfahren, um den optimalen Schwel lenwert dieser zweiten Ausführungsform zu bestimmen, wird der Einfachheit halber angenommen, daß der normierte, kumu lative Wert in dem in Fig. 3 dargestellten Prozentsatzspei cher 14 für den dunkelsten Tonpegel auf 5% eingestellt wird. Der Tonpegel, bei welchem die Differenz zwischen dem nor mierten kumulativen Wert und dem normierten, kumulativen Wert von 5% ein Minimum ist, wird dann erhalten. In Tabelle 1 entspricht der Tonpegel "11", bei welchem der normierte, kumulative Wert "5,58" ist, dem Tonpegel, bei welchem die vorstehende Differenz ein Minimum ist. Die Beziehung zwischen diesem Tonpegel, bei welchem die Differenz das Minimum ist, und dem optimalen Schwellenwert des Vorlagenbildes wird vorher geprüft, und der optimale Schwellenwert wird aus die sem Tonpegel bestimmt.

Als nächstes wird ein zweites Verfahren zum Bestimmen des optimalen Schwellenwerts in dieser zweiten Ausführungsform beschrieben. Das in Fig. 4 dargestellte Flußdiagramm zeigt dieses zweite Verfahren. In Abhängigkeit von der Art eines verwendeten Scanners 3 ist die Spanne für jeden Tonpegel verschieden. Um den Schwellenwert genauer zu erhalten, wird daher ein vorherbestimmter Tonpegel, bei welchem der normier te, kumulative Wert dem optimalen, normierten kumulativen Wert von 5% am nächsten kommt, erhalten, und ein Tonpegel, welcher zwischen diesem vorherbestimmten Tonpegel und dem nächsten sehr nahe kommenden Tonpegel liegt, und bei welchem der normierte, kumulative Wert am nächsten dem optimalen, normierten kumulativen Wert von 5% liegt, wird erhalten. Ein Tonpegel wird dann aus einem Wert berechnet, welcher durch Dividieren der vorerwähnten Differenz durch 10 durch eine Annäherung an die erste Dezimalstelle erhalten wird. Aus Tabelle 1 ist der Tonpegel, bei welchem der normierte, kumulative Wert dem optimalen, normierten, kumulativen Wert von 5% am nächsten liegt, der Tonpegel "11", welcher den normierten, kumulativen Wert von 5,58% hat, und der nächste sehr nahe liegende Tonpegel ist der Tonpegel "12", welcher den normierten, kumulativen Wert 1,51% hat. Folg lich wird die Differenz zwischen den normierten, kumulati ven Werten für die beiden Tonpegel durch 10 geteilt, um (5,58-1,511)/10 = 0,407 zu erhalten; dieser Wert von "0,407" wird zur Durchführung der folgenden Berechnung ver wendet, um die feinen Tonpegel zwischen den Tonpegeln "11" und "12" zu erhalten.

1,51 + 0,407 × 1 = 1,197
Tonpegel 11,9
1,51 + 0,407 × 2 = 2,324	Tonpegel 11,8
· @	· @	· @	1,51 + 0,407 × 8 = 4,766	Tonpegel 11,2
1,51 + 0,407 × 9 = 5,173	Tonpegel 11,1

Der Tonpegel, bei welchem der normierte, kumulative Wert am nächsten dem optimalen, kumulativen Wert von 5% kommt, wird aus den vorerwähnten Tonpegeln ausgewählt, welche durch die Annäherung an die erste Dezimalstelle berechnet werden. In diesem Fall ist der Tonpegel, welcher den normierten, kumu lativen Wert hat, welcher dem optimalen, normierten, kumula tiven Wert von 5% am nächsten liegt, der Tonpegel "11,1". Dieser Tonpegel "11,1" wird in der in Fig. 3 dargestellten Schwellenwerttabelle 13A als Bezug verwendet, um den optima len Schwellenwert zu bestimmen.

In dem in Fig. 4 dargestellten Flußdiagramm wird bei einem Schritt S22 j erhalten, so daß die Differenz zwischen dem Prozentsatz des dunkelsten Tonpegels rlv(j) ein Maximum wird, um eine Berechnung und eine Annäherung an die erste Dezimalstelle durchzuführen. Außerdem bezieht sich ein Schritt S23 auf die Schwellenwerttabelle 13A. Entsprechend dieser Ausführungsform kann der optimale Schwellenwert für die Binärumsetzung automatisch eingestellt werden, selbst wenn die Druckqualität des Vorlagenbildes schlecht ist, wie im Falle einer auf einem Nadeldrucker gedruckten Vorlage, und es kann eine ausgezeichnete Erkennungsrate des Bildes realisiert werden.

Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform des Binärum setzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung anhand von Fig. 5 bis 8 beschrieben. Hierbei zeigt Fig. 5 ein Bildverarbeitungssy stem, bei welchem die dritte Ausführungsform angewendet wird, und Fig. 6 zeigt ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 5 dargestellten Blocksystems, um eine Arbeitsweise der dritten Ausführungsform zu erläutern. In Fig. 5 und 6 sind die Teile, welche im wesentlichen dieselben sind, wie die entsprechenden Teile in Fig. 1 und 2 mit denselben Bezugszei chen bezeichnet und sind nicht noch einmal beschrieben.

In dieser Ausführungsform wird ein Schwellenwert-Berechnungs teil 6B anstelle des Schwellenwert-Berechnungsteils 6 und ein Speicher 16 für eine Regressionslinie, welcher mit einem Speicher 15 für Linearpegel versehen ist, wird anstelle des Speichers 12 für den optimalen, normierten, kumulativen Wert verwendet. Außerdem wird eine Schwellenwerttabelle 13B an stelle der Schwellenwerttabelle 13 verwendet.

Die Prozesse zum Erzeugen des Tonhistogramms, des kumulati ven Histogramms und des normierten Histogramms werden genau so wie im Falle der ersten Ausführungsform durchgeführt. Der kumulative Wert bei dem Tonpegel "1" wird als 100% angenom men, und die kumulativen Werte bei den jeweiligen Tonpegeln werden durch einen Prozentsatz bezüglich des kumulativen Wertes bei dem Tonpegel "1" dargestellt. Der normierte kumu lative Wert für einen Tonpegel stellt einen Verschmierungs- (oder Verdünnungs-)Grad eines Zeichens mit einer sehr star ken Verschmierung (oder Verdünnung) bezüglich des Tonpegels dar.

Wenn die Beziehung zwischen dem normierten, kumulativen Wert und dem Tonpegel geprüft wird, wird herausgefunden, daß die Beziehung für bestimmte Tonpegel linear ist. Wenn der linea re Teil der Beziehung extrahiert wird, und die Progressions linie durch Anwenden des Verfahrens der kleinsten Quadrate erhalten wird, ist die Steigung der Progressionslinie, d.h. die Änderungsrate in Abhängigkeit von dem Ton des Vorlagen bildes verschieden, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Mit ande ren Worten, die Neigung der Progressionslinie ist für helle Vorlagenbilder steil, und die Steigung wird allmählich fla cher, wenn der Ton des Vorlagenbildes dunkler wird. Durch Anwenden dieser Beziehung kann die Toncharakteristik des Vorlagenbildes dargestellt werden.

Dementsprechend wird in dieser dritten Ausführungsform eine Beziehung zwischen den optimalen Schwellenwerten von Vorla genbildern und den Steigungswinkeln von Progressionslinien, wie in Fig. 8 dargestellt ist, vorher geprüft, und diese Be ziehung wird in Form einer Tabelle in der Schwellenwertta belle 13B registriert. Die Tonpegel, bei welchen die Linear beziehung gilt, sind in Abhängigkeit von der Charakteristik des verwendeten Scanners verschieden. Durch Ausnutzen der Linearität, welche zwischen dem erhaltenen, normierten, kumu lativen Wert und dem Tonpegel beobachtet wird, wird die Pro gressionslinie berechnet. Der Progressionslinien-Speicher 16, welcher den Liniearpegel-Speicher 15 hat, ist zum Durchfüh ren dieser Berechnung vorgesehen. Die Steigung der berechne ten Progressionslinie wird dazu verwendet, um einen Bezug zu der Schwellenwerttabelle 13B herzustellen, um den optimalen Schwellenwert zu erhalten.

In dem in Fig. 6 dargestellten Flußdiagramm wird bei einem Schritt S32 die Progressionslinie der Beziehung zwischen dem normierten, kumulativen Wert und dem Tonpegel erhalten. Außerdem bezieht sich ein Schritt S33 auf die Schwellenwert tabelle 13B.

Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform des Binärum setzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung an Fig. 9 bis 11 be schrieben. Fig. 9 zeigt ein Bildverarbeitungssystem, bei wel chem die vierte Ausführungsform angewendet wird, während Fig. 10 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 9 darge stellten Blocksystems zeigt, anhand welcher eine Arbeitswei se der vierten Ausführungsform erläutert wird.

In Fig. 9 liest ein Teil 21 zum Lesen eines Mehrpegelbildes eine vorherbestimmte feste Anzahl von Linien aus Mehrpegel- Bilddaten, welche von einem Scanner 23 erhalten werden, und speichert die Linien in einem Mehrpegel-Bildspeicher 24. Ein Bild, welches durch die Mehrpegel-Bilddaten beschrieben ist, welche sich auf diese vorherbestimmte feste Linienanzahl be laufen, wird in feste kleine Bereiche in einem Bereichstei lungsteil 25 geteilt. Ein Tonhistogramm-Zählteil 26 zählt die Anzahl Bildelemente für die jeweiligen Tonpegel bezüg lich eines aufgeteilten kleinen Bereichs des Vorlagenbildes. Ein Teil 27 zum Berechnen des kumulativen Histogramms be rechnet die Anzahl Bildelemente aus den Bildelementen mit dem dunklen Ton, und ein Teil 28 zum Berechnen des normier ten, kumulativen Werts erhält einen Prozentsatz von der nor mierten Dichte des Vorlagenbildes. Ein Schwellenwert-Berech nungsteil 29 berechnet einen optimalen Schwellenwert aus dem normierten, kumulativen Wert, welcher erhalten wird, und einen normierten, kumulativen Bezugswert, welcher aus einem Speicher 36 für einen normierten, kumulativen Bezugswert er halten wird. Ein Binärumsetzungsteil 30 setzt die Mehrpegel- Bilddaten in Zweipegel-Bilddaten um und speichert diese Zweipegel-Bilddaten in einem Zweipegelbild-Speicher 30. Da nach wird der vorstehend beschriebene Prozeß einschließlich der Binärumsetzung bezüglich eines nächsten aufgeteilten kleinen Bereichs entsprechend durchgeführt.

Wenn die Binärumsetzung bezüglich aller aufgeteilter, schma ler Bereiche der Mehrpegel-Bilddaten beendet ist, welche die vorherbestimmte feste Zeilenanzahl ergeben, liest das Mehr pegelbild-Leseteil 21 eine nächste vorherbestimmte feste Zeilenanzahl der Mehrpegel-Bilddaten, um einen ähnlichen Prozeß für diese nächste vorherbestimmte feste Zeilenanzahl durchzuführen. Wenn der Prozeß bezüglich des ganzen Vorla genbildes beendet ist, sind optimale Zweipegel-Bilddaten, d.h. optimale Bilddaten mit zwei Pegeln erzeugt. Ein Zweipe gelbild-Ausgabeteil 22 liefert diese Zweipegel-Bilddaten an einen Zeichenerkennungsteil 32 für eine Zeichenerkennung u.ä.

Ein Tonhistogrammspeicher 33 ist mit dem Tonhistogramm-Be rechnungsteil 26 und dem Berechnungsteil 27 für ein kumula tives Histogramm verbunden. Ein Speicher 34 für das kumula tive Histogramm ist mit dem Berechnungsteil 27 für das kumu lative Histogramm und dem Berechnungsteil 28 für einen nor mierten, kumulativen Wert verbunden. Ein Speicher 35 für den normierten, kumulativen Wert ist mit dem Rechenteil 28 für den normierten, kumulativen Wert und mit dem Schwellenwert- Berechnungsteil 29 verbunden. Außerdem ist der Speicher 36 für den normierten, kumulativen Bezugswert mit dem Schwel lenwert-Berechnungsteil 29 verbunden.

In Fig. 10 werden bei einem Schritt S41 die Mehrpegelbild-Da ten von dem Scanner 3 eingegeben, welche sich auf die vor herbestimmte feste Zeilenzahl belaufen, und werden die Zei len in dem Mehrpegelbild-Speicher 24 gespeichert. Bei einem Schritt S42 wird der Bildteil, welcher durch die in dem Mehrpegelbild-Speicher 24 gespeicherte Zeile beschrieben ist, in dem Bereichteilungsteil 25 in feste kleine Bereiche aufgeteilt. Bei einem Schritt S43 werden die Anzahl Bildele mente für jeden der Tonpegel der Mehrpegelbild-Daten ge zählt, welche sich auf einen aufgeteilten Bereich beziehen, und die entsprechenden Zahlen werden in dem Tonhistogramm- Speicher 33 gespeichert. Der Tonpegel wird mit "con" und das Histogramm (Anzahl an Bildelementen) wird mit "lv" bezeich net.

Im allgemeinen hat ein Zeichenbild, das auf einen weißen Un tergrund geschrieben ist, eine Tonverteilung, in welcher die Bildelemente, bei welchen festgestellt wird, daß sie den hellsten Ton (den Tonpegel "0") haben einen großen Teil des Bildes ausmachen, d.h. ein großer Teil des Bildes hat keine geschriebene Information und ist lediglich der Hintergrund. Diese Bildelemente, bei welchen festgestellt wird, daß sie Tonpegel außer "0" haben, sind die Bildelemente, welche das Zeichen ausmachen, und die Bildelemente, welche das Zeichen umgeben, wie beispielsweise eine Rauschkomponente. Wenn in diesem Fall die herkömmlichen Verfahren angewendet würden, um den Schwellenwert durch Bestimmen des zu lesenden Bildbe reichs festzusetzen, und angenommen wird, daß alle Bildele mente in dem bestimmten Bildbereich dieselben sind, würde der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Anzahl Bildelemen te mit dem Tonpegel "0" verschieden, d.h. in Abhängigkeit davon, ob der weiße Bereich einen großen Teil des Bildes einnimmt oder nicht. Folglich ändert sich der Schwellenwert in Abhängigkeit von der Größe des weißen Bereichs, selbst wenn die Bilder denselben Ton haben. Entsprechend dieser Ausführungsform wird jedoch der folgende Prozeß durch Aus schließen der Bildelemente durchgeführt, welche den Tonpegel "0" haben, wenn der Schwellenwert berechnet wird.

In dem Berechnungsteil 27 für das kumulative Histogramm wird das Tonhistogramm eingegeben und die Anzahl Tonelemente, welche Tonpegel haben die größer als "0" sind, für jeden Tonpegel berechnet, wobei von dem dunkelsten (größten) Ton pegel aus begonnen wird. Bei einem Schritt S44 wird ein Tonpegel i (i = 15) eingestellt. Bei einem Schritt S45 wird ein kumulativer Wert slv auf slv[i] = slv[i + 1] + lv[i] eingestellt, und beim Schritt S46 wird i auf i = i - 1 dekrementiert. Beim Schritt S47 wird unterschieden, ob i <0 ist oder nicht, und es wird auf den Schritt S45 zurückgegangen, wenn das Ergebnis beim Schritt S47 ja ist, während auf einen Schritt S48 vorgerückt wird, wenn das Ergebnis beim Schritt S47 nein ist.

Mit anderen Worten der Berechnungsteil 27 berechnet den kumulativen Wert für jeden der Tonpegel und speichert die kumulativen Werte in dem Speicher 34 für das kumulative Hi stogramm. Der kumulative Wert für jeden Tonpegel entspricht der Anzahl schwarzer Bildelemente, wenn dieser eine Tonpegel als der Schwellenwert genommen wird. Das Berechnen des kumu lativen Werts für jeden der Tonpegel wird für den dunkelsten Tonpegel bei dem Tonpegel "1" durchgeführt. Der kumulative Wert für den Tonpegel "1" entspricht der Anzahl schwarzer Bildelemente, welche das Zeichen bildet, und deren Umgebung (oder Rauschen) bezüglich des Tonpegels "0". Jedoch ändert sich der kumulative Wert für den Tonpegel "1" auch in Abhän gigkeit von der Anzahl Zeichen in dem Vorlagenbild, der Grö ße des Zeichens, der Komplexität des Zeichens u.ä.

Aus diesem Grund wird der kumulative Wert den Tonpegel "1" als ein Bezugswert genommen, und die kumulativen Werte für die anderen Tonpegel werden bezüglich des kumulativen Werts für den Tonpegel "1" normiert. Der kumulative Wert für den Tonpegel "1" wird als "100" angenommen, und die kumulativen Werte für die anderen Tonpegel werden durch einen Prozent satz bezüglich des kumulativen Werts für den Tonpegel "1" dargestellt. Mit anderen Worten, ein Prozentsatz "rlv[j]" des kumulativen Werts für einen bestimmten Tonpegel j kann aus slv[j]/slv[1] berechnet werden. Dieser Prozentsatz ist "der normierte kumulative Wert". Dieser normierte kumulative Wert für einen Tonpegel stellt einen Verschmierungs- (oder Verdünnungs-)Grad eines Zeichens mit einer sehr starken Ver schmierung (Verdünnung) für den Tonpegel dar. Folglich wird der optimale Schwellenwert bezüglich des normierten kumula tiven Werts für ein Zeichen bestimmt, welches sich in einem optimalen Zustand befindet, wenn das Verschmieren und Dünner werden in Betracht gezogen werden. Der Berechnungsteil für normierte kumulative Werte berechnet die kumulativen Werte aus dem Speicher 34 für das kumulative Histogramm und be rechnet die normierten kumulativen Werte für jeden der dun kelsten Tonpegel bezüglich des Tonpegels "1".

In Fig. 10 wird bei dem Schritt S48 j = 15 gesetzt, beim Schritt S49 wird rlv[j] = slv[j]/slv[1] gesetzt. Beim Schritt S50 wird j in j = j - 1 dekrementiert, und beim Schritt S51 wird unterschieden, ob j <0 ist oder nicht. Es wird auf den Schritt S49 zurückgegangen, wenn das Ergebnis beim Schritt S51 ja ist, während auf einen Schritt S52 vorgerückt wird, wenn das Ergebnis beim Schritt S51 nein ist. Folglich wird beim Schritt S43 das Tonhistogramm erzeugt, und bei den Schritten S44 bis S47 wird das kumulative Histogramm erzeugt. Außerdem wird bei den Schritten S48 bis S51 das normierte Histogramm erzeugt.

Der Schwellenwert-Berechnungsteil 29 liest die normierten kumulativen Werte aus dem Speicher 35 und setzt als den opti malen Schwellenwert den Tonpegel fest, bei welchem der nor mierte kumulative Wert am nächsten dem normierten kumulati ven Bezugswert liegt, welcher vorher erhalten wird und in dem Speicher 36 für den normierten, kumulativen Bezugswert gespeichert ist. Der normierte, kumulative Bezugswert ist der optimale normierte, kumulative Wert für ein Zeichen, welches in einem optimalen Zustand ist, wenn die Verschmie rung und das Ausdünnen betrachtet werden, und entspricht dem optimalen, normierten kumulativen Wert, welcher in dem Spei cher 12 für den optimalen, normierten, kumulativen Wert der ersten Ausführungsform gespeichert ist. Folglich wird bei dem Schritt S52 der optimale Schwellenwert j erhalten, so daß die Differenz zwischen dem normierten, kumulativen Be zugswert und rlv(j) ein Minimum ist.

Dann setzt der Binärumsetzungsteil 30 die Mehrpegel-Bildda ten des aufgeteilten kleinen Bereichs basierend auf dem op timalen Schwellenwert binär um und speichert die Zweipegel- Bilddaten in dem Zweipegelbild-Speicher 31. Mit anderen Wor ten, bei einem Schritt S53 in Fig. 10 werden die Mehrpegel- Bilddaten des aufgeteilten kleinen Bereichs basierend auf dem optimalen Schwellenwert j binär umgesetzt und die Zwei pegel-Bilddaten in dem Speicher 31 gespeichert.

Bei einem Schritt S54 wird unterschieden, ob alle aufgeteil ten kleinen Bereiche, welche auf die vorherbestimmte feste Zeilenanzahl hinauslaufen, verarbeitet werden oder nicht. Wenn das Ergebnis beim Schritt S54 nein ist, wird auf den Schritt S43 zurückgegangen, um so die Schritte S43 bis S53 bezüglich des nächsten aufgeteilten kleinen Bereichs durch zuführen. Wenn dagegen das Ergebnis beim Schritt S54 ja ist, wird bei einem Schritt S55 unterschieden, ob das gesamte Vorlagenbild verarbeitet ist oder nicht. Es wird dann auf den Schritt S41 zurückgegangen, wenn das Ergebnis beim Schritt S55 nein ist, während der Prozeß endet, wenn das Er gebnis bei dem Schritt S55 ja ist.

Gemäß dieser Ausführungsform kann der optimale Schwellenwert für die Binärumsetzung automatisch eingestellt werden, selbst wenn die Druckqualität des Vorlagenbildes schlecht ist, wie beispielsweise im Fall einer auf einem Nadeldrucker gedruckten Vorlage, und es kann eine ausgezeichnete Erken nungsrate des Bildes realisiert werden. Da das vorstehend beschriebene Verfahren für jeden der aufgeteilten kleinen Bereiche und nicht in einem Prozeß durchgeführt wird, wel cher bezüglich des gesamten Vorlagenbildes durchgeführt wird, kann ein optimaler Schwellenwert erhalten werden, wel cher genau einer lokalen Tonänderung folgt.

In Fig. 11 ist ein Diagramm dargestellt, anhand welchem ein lokales optimales Binärumsetzungsverfahren erläutert wird, welches in der vierten Ausführungsform angewendet ist. Das Vorlagenbild wird in horizontaler und vertikaler Richtung in die fest vorgegebenen kleinen Bereiche aufgeteilt, wie darge stellt ist. Die Binärumsetzung wird mit einem optimalen Schwellenwert durchgeführt, welcher unabhängig für jeden der festen kleinen Bereiche eingestellt wird, welche das Vorla genbild ausmachen.

Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform des Binärum setzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung anhand von Fig. 12 und 13 beschrieben. Fig. 12 zeigt ein Bildverarbeitungssystem, bei welchem die fünfte Ausführungsform angewendet wird, und Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 12 dargestellten Blockdiagramms, anhand welchem eine Arbeitswei se der fünften Ausführungsform erläutert wird. In Fig. 12 und 13 sind die Teile, welche im wesentlichen dieselben sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 9 und 10, mit denselben Be zugszeichen bezeichnet, und werden daher nicht noch einmal beschrieben.

In dieser Ausführungsform ist anstelle des Schwellenwert-Be rechnungsteils 29 ein Schwellenwert-Berechnungsteil 29A vor gesehen, und anstelle des Speichers 36 für einen normierten, kumulativen Bezugswert sind ein Teil 37 zum Berechnen eines dunkelsten Tonpegels und eine Schwellenwerttabelle 38 vorge sehen.

Die in Fig. 13 dargestellten Schritte S41 bis S51 werden ge nauso wie im Falle der vierten Ausführungsform durchgeführt. Statt den optimalen Schwellenwert bezüglich des normierten, kumulativen Bezugswerts zu bestimmen, wird bei dieser Ausfüh rungsform ein Betrieb durchgeführt, welcher demjenigen der zweiten Ausführungsform ähnlich ist. Mit anderen Worten, es wird die Aufmerksamkeit auf den Tonpegel gelenkt, bei welchem die normierten, kumulativen Werte einen kleinen Wert anneh men, d.h. den Tonpegel unmittelbar, bevor das Bild dünn wird und verschwindet; dieser Tonpegel wird dann dazu verwendet, den Schwellenwert für die Binärumsetzung festzusetzen. Die ser Tonpegel entspricht dem Tonpegel, bei welchem das dun kelste Bildelement in dem Vorlagenbild zu erscheinen beginnt.

In Abhängigkeit von der Art des verwendeten Scanners 23 ist die Spanne für jeden Tonpegel unterschiedlich. Um den Schwel lenwert genauer zu erhalten, wird der vorherbestimmte Ton pegel, bei welchem der normierte, kumulative Wert am näch sten dem optimalen, normierten, kumulativen Wert von 5% kommt, erhalten, und ein Tonpegel, welcher zwischen diesem vorherbestimmten Tonpegel und dem nächsten, sehr nahekommen den Tonpegel liegt, und bei welchem der normierte, kumulati ve Wert am nächsten dem optimalen, normierten, kumulativen Wert von 5% kommt, wird erhalten. Es wird dann ein Tonpegel aus einem Wert berechnet, welcher durch Teilen der vorer wähnten Differenz durch 10 mit Hilfe einer Annäherung an die erste Dezimalstelle erhalten wird. Aus Tabelle 1 ist der Tonpegel, bei welchem der normierte, kumulative Wert dem optimalen, normierten, kumulativen Wert 5% am nächsten liegt, der Tonpegel "11", welcher den normierten, kumulati ven Wert von 5,58% hat, und der nächste, sehr nahe kommende Tonpegel ist der Tonpegel "12", welcher den normierten, kumu lativen Wert 1,51% hat. Folglich wird die Differenz zwischen den normierten, kumulativen Werten für die zwei Tonpegel durch 10 geteilt, um (5,58-1,51)/10 = 0,407 zu erhalten; dieser Wert von "0,407" wird zum Durchführen der folgenden Berechnung verwendet, um die feinen Tonpegel zwischen den Tonpegeln "11" und "12" zu erhalten.

Der Tonpegel, bei welchem der normierte, kumulative Wert am nächsten bei dem optimalen, normierten, kumulativen Wert von 5% liegt, wird aus den vorstehenden Tonpegeln ausgewählt, welche durch die Annäherung an die erste Dezimalstelle be rechnet werden. Der vorstehend beschriebene Prozeß wird mit tels des Berechnungsteils 37 für den dunkelsten Tonpegel durchgeführt. In diesem Fall ist der Tonpegel, welcher den normierten, kumulativen Wert hat, welcher dem optimalen nor mierten, kumulativen Wert von 5% am nächsten kommt, der Ton pegel "11,1". Der Schwellenwert-Berechnungsteil 29A verwen det diesen Tonpegel von "11,1" bezüglich der in Fig. 12 darge stellten Schwellenwerttabelle 38, um den optimalen Schwellen wert zu bestimmen. Die Schwellenwerttabelle 38 wird vorher durch Durchführen von Experimenten erhalten, und ein Bei spiel ihres Inhalts ist in Tabelle 2 wiedergegeben. In die sem Beispiel ist der optimale Schwellenwert (Scanner-Lese pegel) auf "7" gesetzt.

Tonpegel, bei welchem dunkelster Ton erscheint
optimaler Schwellenwert (Scanner-Lesepegel)
12,8-
5
12,0-12,7	6
11,1-11,9	7
9,6-11,0	8
7,7- 9,5	9
7,0- 7,6	A
- 6,9	B

In dem in Fig. 13 dargestellten Flußdiagramm wird bei einem Schritt S62 j erhalten, so daß die Differenz zwischen dem Prozentsatz des dunkelsten Tonpegels und rlv(j) ein Minimum ist, indem eine Berechnung und eine Annäherung an die näch ste Dezimalstelle durchgeführt werden. Außerdem bezieht sich ein Schritt S63 auf die Schwellenwerttabelle 38. Beim Schritt S64 wird der optimale Schwellenwert basierend auf der Information bestimmt, welche aus der Schwellenwerttabel le 38 gelesen worden ist, und bei einem Schritt 65 werden die Mehrpegel-Bilddaten des aufgeteilten kleinen Bereichs mit Hilfe des optimalen Schwellenwerts binär umgesetzt, wel cher bei dem Schritt S64 bestimmt wird.

Entsprechend dieser Ausführungsform kann der optimale Schwel lenwert für die Binärumsetzung automatisch eingestellt wer den, selbst wenn die Druckqualität des Vorlagenbildes schlecht ist, wie im Fall einer auf einem Nadeldrucker ge druckten Vorlage, und es ist möglich, eine ausgezeichnete Erkennungsrate des Bildes zu realisieren.

Als nächstes wird eine sechste Ausführungsform des Binärum setzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung anhand von Fig. 14 und 15 beschrieben. Hierbei zeigt Fig. 14 ein Bildverarbeitungssy stem, bei welchem die sechste Ausführungsform angewendet wird, und Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 14 dargestellten Blocksystems, anhand welchem eine Arbeitsweise der sechsten Ausführungsform erläutert wird. In Fig. 14 und 15 sind die Teile, welche im wesentlichen die selben sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 9 und 10 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und werden daher nicht noch einmal beschrieben. In dieser Ausführungsform ist statt des Berechnungsteils 29 ein Schwellenwert-Berechnungsteil 29B vorgesehen, und statt des Speichers 36 für den normier ten, kumulativen Bezugswert sind ein Progressionslinien-Be rechnungsteil 39 und eine Schwellenwerttabelle 40 vorgesehen.

Die in Fig. 15 dargestellten Schritte S41 bis S51 werden in ähnlicher Weise wie im Falle der vierten Ausführungsform ausgeführt. Jedoch wird bei dieser Ausführungsform der opti male Schwellenwert aus den normierten, kumulativen Schwellen werten bestimmt, welche bezüglich jedes der aufgeteilten, schmalen Bereiche erhalten werden, d.h. es wird ein Betrieb ähnlich demjenigen der dritten Ausführungsform durchgeführt.

Der Berechnungsteil 39 berechnet die Steigung der Progressi onslinie, und der Schwellenwert-Berechnungsteil 29B nimmt Bezug auf die Schwellenwerttabelle 40 mit der berechneten Steigung und bestimmt den optimalen Schwellenwert für den aufgeteilten kleinen Bereich. Die Schwellenwerttabelle 40 entspricht der Schwellenwerttabelle 13B der dritten Ausfüh rungsform, und die nachstehende Tabelle 3 zeigt ein Beispiel von deren Inhalt.

Steigung G der Progressionslinie
Optimaler Schwellenwert (Scanner-Lesepegel)
-6,0 < G -4,0
5
-6,9 < G -6,0	6
-7,8 < G -6,9	7
-9,8 < G -7,8	8
-13,9 < G -9,8	9
-16,8 < G -13,9	A
-20,0 < G -16,8	B

In dem in Fig. 15 dargestellten Flußdiagramm wird bei einem Schritt S72 die Progressionslinie der Beziehung zwischen dem Prozentsatz des normierten, kumulativen Werts und des Tonpe gels erhalten. Zusätzlich wird bei einem Schritt S73 auf die Schwellenwerttabelle 40 Bezug genommen. Bei einem Schritt S74 wird der optimale Schwellenwert basierend auf der aus der Schwellenwerttabelle 40 gelesenen Information bestimmt, und bei einem Schritt S75 werden die Mehrpegel-Bilddaten des aufgeteilten kleinen Bereichs mit Hilfe des optimalen Schwel lenwerts bestimmt, welcher bei dem Schritt S74 festgesetzt wird.

Als nächstes wird eine siebte Ausführungsform des Binärum setzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung anhand von Fig. 16 bis 18 beschrieben. Hierbei zeigt Fig. 16 ein Bildverarbeitungs system, bei welchem die siebte Ausführungsform angewendet ist, und Fig. 17 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 16 dargestellten Blocksystems, anhand welchem eine Ar beitsweise der siebten Ausführungsform erläutert wird. In Fig. 16 und 17 sind die Teile, welche im wesentlichen diesel ben sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 9 und 10 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden daher nicht noch einmal beschrieben.

Zuerst wird eine generelle Arbeitsweise dieser Ausführungs form anhand von Fig. 18 beschrieben. In Fig. 18 werden die Mehrpegel-Bilddaten, die sich auf eine vorherbestimmte fes te Zeilenanzahl belaufen, gelesen, und der Bildteil, wie Be reiche a, b und c welche durch die Linien beschrieben sind, werden in kleine Bereiche unterteilt. Es wird dann eine Un terscheidung getroffen, um zu bestimmen, ob jeder kleine Be reich ein Zeichenbereich ist, welcher einen Teil eines Zei chens darstellt, und es wird dann eine Unterscheidung ge troffen, um zu bestimmen, ob die Anzahl Zeichenbereiche einen vorherbestimmten Wert überschreitet oder nicht. In dem Bildteil a überschreitet die Anzahl Zeichenbereiche nicht den vorherbestimmten Wert, und folglich kann ein ähnlicher Prozeß durch Lesen der Mehrpegel-Bilddaten durchgeführt wer den, die sich auf die nächste vorherbestimmte feste Anzahl Zeilen bzw. Linien belaufen. In dem Bildteil b geht die An zahl Zeichenbereiche über den vorherbestimmten Weg hinaus. In diesem Fall werden die Zeichenbereiche in einen integrier ten Bereich eingegliedert, und der optimale Schwellenwert wird bezüglich dieses integrierten Bereichs mit Hilfe des in der vierten Ausführungsform angewendeten Verfahrens bestimmt. Der optimale Schwellenwert, welcher festgestellt wird, wird als der optimale Schwellenwert bezüglich des ganzen Vorla genbildes verwendet.

Wenn der optimale Schwellenwert zu einem Zeitpunkt bestimmt wird, an welchem ein bestimmter Bildteil gelesen wird, en det das Bestimmen des Schwellenwerts, und dieser Schwellen wert wird in dem Scanner 23 als der Scanner-Lesewert (der Binärumsetzungs-Begrenzungswert) gesetzt. Wenn der Scanner 23 das Bild zum zweiten Mal mit dem optimalen Schwellenwert abtastet, können die Zweipegel-Bilddaten unmittelbar einge geben werden.

Als nächstes wird im einzelnen diese siebte Ausführungsform beschrieben. In dieser Ausführungsform sind ein Zeichenbe reich-Unterscheidungsteil 41, um zu unterscheiden, ob der kleine Bereich der Zeichenbereich ist, und ein Zweipegel- Leseteil 42, um die Zweipegel-Bilddaten von dem Scanner 23 zu lesen, zusätzlich vorgesehen. Anstelle des Berechnungs teils 27 ist ein Berechnungsteil 27C für das kumulative Hi stogramm vorgesehen.

In Fig. 17 wird bei einem Schritt S81 eine Anzahl Mal, wie oft ein Lesevorgang von dem Scanner 23 durchgeführt wird (d.h. die Anzahl an Abtastungen) null gesetzt, indem scan_num = 0 gesetzt wird. Bei einem Schritt S82 wird die Anzahl an Abtastvorgängen auf scan_num = scan_num + 1 inkrementiert. Dann wird bei dem Schritt S41 eine vorherbestimmte feste Zeilenanzahl der mehrpegligen Bilddaten gelesen, welche von dem Mehrpegel-Bildleseteil 21 des Scanners 23 erhalten wor den sind, und die Zeilen werden dann in dem Mehrpegelbild- Speicher 24 wie im Falle der vierten Ausführungsform gespei chert. Bei einem Schritt S83 wird eine Anzahl Zeichenberei che null gesetzt, indem char_num = 0 gesetzt wird. Bei dem Schritt S42 werden die in dem Speicher 24 gespeicherten Mehr pegel-Bilddaten in feste kleine Bereiche aufgeteilt, und beim Schritt S43 wird das Tonhistogramm lv (con) für einen kleinen Bereich in dem Tonhistogramm-Berechnungsteil 26 durch Durchführen der Operation lv (con) = lv (con) + 1 er zeugt, und das Tonhistogramm wird in dem Speicher 33 gespei chert.

Jedesmal wenn das Tonhistogramm für einen kleinen Bereich erhalten wird, wird bei einem Schritt S84 in dem Zeichenbe reich-Unterscheidungsteil 41 unterschieden, ob die Anzahl an Bildelementen vl (0) mit dem Tonpegel "0" in dem kleinen Be reich kleiner ist als ein gelesener Unterscheidungs-Schwel lenwert CHR oder nicht, welcher aus dem Tonhistogramm-Spei cher 33 gelesen wird. Der kleine Bereich wird als ein Zei chenbereich unterschieden, wenn lv (0) CHR ist. Wenn das Ergebnis beim Schritt S84 nein ist, wird bei einem Schritt S85 die Anzahl an Zeichenbereichen auf char_num = char_num+1 inkrementiert. Das Bildelement mit dem Tonpegel "0" ent spricht den Bildelementen, welche den weißen Untergrund des Vorlagenbildes ausmachen. Eine große Anzahl an weißen Bild elementen ist in dem Zeichenbereich vorhanden, aber weiße Bildelemente sind kaum in einem Photographiebereich vorhan den, und dies ist der Grund, warum es möglich ist, den Zei chenbereich zu unterscheiden. Die Schritte S44 bis S47 wer den in ähnlicher Weise wie bei der vierten Ausführungsform, jedoch nur bezüglich des kleinen Bereichs durchgeführt, wel cher als der Zeichenbereich unterschieden wird. Mit anderen Worten, der Berechnungsteil 27C bildet das kumulative Histo gramm slv (i) und speichert dieses kumulative Histogramm slv (i) in dem Speicher 34 für kumulative Histogramme.

Nach dem Schritt S46 oder wenn das Unterscheidungsergebnis beim Schritt S84 ja ist, bei einem Schritt S86 unterschieden, ob alle die aufgeteilten kleinen Bereiche, welche sich auf die vorherbestimmte feste Linienanzahl belaufen, verarbeitet werden oder nicht. Es wird dann auf den Schritt S42 zurück gegangen, wenn das Ergebnis beim Schritt S86 nein ist, wäh rend, wenn das Ergebnis beim Schritt S86 ja ist, bei einem Schritt S87 unterschieden wird, ob char_num < CHRTH ist oder nicht, wobei mit CHRTH ein Schwellenwert der Anzahl Zeichen bereiche bezeichnet ist. Bei einem Schritt S88 (Fig. 17B) wird unterschieden, ob scan_num < SCANTH ist oder nicht, wobei mit SCANTH ein Schwellenwert der Anzahl Abtastungen bezeichnet ist. Es wird dann auf den Schritt S82 zurückge gangen, um die Mehrpegel-Bilddaten zu lesen, welche sich auf die nächste vorherbestimmte feste Zeilenanzahl belaufen, und zwar nur dann, wenn das Unterscheidungsergebnis beim Schritt S88 nein ist. Mit anderen Worten, der vorstehend beschriebe ne Prozeß wird bezüglich der nächsten vorherbestimmten fe sten Linienanzahl in ähnlicher Weise durchgeführt, wenn das Ergebnis bei dem Schritt S88 nein ist.

Wenn das Ergebnis beim Schritt S87 ja ist, werden bei einem Schritt S90 die kumulativen Werte slv der Zeichenbereiche eingegliedert. Mit anderen Worten, der Berechnungsteil 27C liest das kumulative Histogramm aller der kleinen Bereiche, welche als der Zeichenbereich unterschieden werden und sum miert die kumulativen Werte für jeden Tonpegel, um so ein kumulatives Histogramm für alle Tonpegel bezüglich eines in tegrierten Bereichs aller kleiner Bereiche zu erzeugen, wel che als der Zeichenbereich unterschieden werden. Das erhal tene kumulative Histogramm wird dann in dem Speicher 34 ge speichert. Der kumulative Wert für jeden Tonpegel zeigt die Anzahl schwarzer Bildelemente in dem integrierten Bereich an, wenn der Tonpegel als der Schwellenwert genommen wird.

Nach dem Schritt S90 werden die Schritte S48 und S51 genauso wie bei der vierten Ausführungsform ausgeführt. Das heißt, der Berechnungsteil 28 für normierte, kumulative Werte führt den Normierungsprozeß bezüglich des integrierten kumulativen Histogramms durch und der normierte kumulative Wert wird in dem Speicher 35 gespeichert. Der Rechenteil 29 bestimmt dann den optimalen Schwellenwert so, wie bei der vierten Ausfüh rungsform.

Wenn der optimale Schwellenwert bestimmt ist, setzt der Zweipegelbild-Leseteil 42 den optimalen Schwellenwert als den Scanner-Lesewert und bewirkt, daß der Scanner 23 das Vorlagenbild das zweite Mal liest. Die von dem Scanner 23 abgegebenen Zweipegel-Bilddaten werden von dem Leseteil 42 direkt gelesen und in dem Zweipegelbild-Speicher 31 gespei chert. Mit anderen Worten, bei einem Schritt S91 wird der Scanner-Lesepegel von j aus so bestimmt, daß eine Differenz zwischen dem normierten, kumulativen Bezugswert und rlv |j | ein Minimum wird, und bei einem Schritt S92 werden die Zwei pegel-Bilddaten aus dem Scanner 23 gelesen.

In einem Fall, bei welchem der optimale Schwellenwert nicht bestimmt werden kann, selbst wenn die Anzahl an Abtastvor gängen des Scanners 23 den Schwellenwert SCANTH überschrei tet, werden die Zweipegel-Bilddaten aus dem Scanner 23 mit einem festen Scanner-Lesepegel gelesen. Mit anderen Worten, wenn das Ergebnis bei dem Schritt S88 ist, wird bei einem Schritt S89 der Scanner-Lesepegel auf Fehlen gesetzt, und es wird auf den Schritt S92 vorgerückt.

Folglich wird bei den Schritten S42 und S43 das Tonhisto gramm erzeugt, bei den Schritten S84 und S85 werden die Zei chenbereiche unterschieden und gezählt, und bei den Schrit ten S44 bis S47 wird das kumulative Histogramm erzeugt. Bei dem Schritt S86 wird die Anzahl Zeichenbereiche unterschie den und bei den Schritten S48 bis S51 wird das normierte Hi stogramm gebildet.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Teil des Mehrpegelbildes welches verarbeitet wird klein im Vergleich zu demjenigen der vierten Ausführungsform. Folglich kann der geforderte Prozeß mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden. Da außerdem der optimale Schwellenwert basierend auf dem Inte grationsbereich bestimmt wird, in welchem die kleinen Berei che integriert sind, welche als der Zeichenbereich unter schieden werden, kann der Schwellenwert sicher bestimmt wer den, wodurch dann ein Zweipegelbild mit einer zufriedenstel lenden Qualität erhalten werden kann.

Als nächstes wird eine achte Ausführungsform des Binärumset zungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung anhand von Fig. 19 und 20 beschrieben. Hierbei zeigen Fig. 19 ein Bildverarbeitungssy stem, bei welchem die achte Ausführungsform angewendet ist, und Fig. 20 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 19 dargestellten Blocksystems, anhand welchem eine Arbeitsweise der achten Ausführungsform erläutert wird. In Fig. 19, 20A und 20B sind diejenigen Teile, welche im wesentlichen die selben sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 16 und 17, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und werden nicht noch einmal beschrieben.

Wie durch Vergleichen der Fig. 19 und 16 zu ersehen ist, ist das Bildverarbeitungssystem, bei welchem die achte Ausfüh rungsform angewendet wird, grundsätzlich dasselbe wie das der siebten Ausführungsform, abgesehen von dem Teil, welcher den Prozeß bezüglich der Bestimmung des Schwellenwerts durch führt. Dieser Teil des Bildverarbeitungssystems ist entspre chend der fünften Ausführungsform modifiziert. Das in Fig. 20A und 20B dargestellte Flußdiagramm ist grundsätzlich dasselbe wie das in Fig. 17 dargestellte Flußdiagramm, außer daß der Prozeß bezüglich der Bestimmung des Schwellenwerts entspre chend der fünften Ausführungsform modifiziert ist.

Nunmehr wird eine neunte Ausführungsform des Binärumsetzungs verfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung anhand von Fig. 21 sowie 22A und 22B beschrieben. Hierbei zeigen Fig. 21 ein Bildverarbei tungssystem, bei welchem die neunte Ausführungsform angewen det wird, Fig. 22A und 22B ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 21 dargestellten Blocksystems, anhand welchem eine Arbeitsweise der neunten Ausführungsform erläutert wird. In Fig. 21, 22A, 22B sind diejenigen Teile, welche im wesent lichen dieselben sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 16 und 17, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und werden daher nicht nochmals beschrieben.

Wie aus einem Vergleich der Fig. 21 und 16 zu ersehen ist, ist das Bildverarbeitungssystem, bei welchem diese neunte Ausführungsform angewendet wird, grundsätzlich dasselbe wie das der siebten Ausführungsform, abgesehen von dem Teil, welcher den Prozeß bezüglich der Bestimmung des Schwellen werts durchführt. Dieser Teil des Bildverarbeitungssystems ist entsprechend der sechsten Ausführungsform modifiziert. Das in Fig. 22A und 22B dargestellte Flußdiagramm ist grund sätzlich dasselbe wie das in Fig. 17 dargestellte Flußdia gramm, außer daß der Prozeß bezüglich der Bestimmung des Schwellenwerts entsprechend der fünften Ausführungsform mo difiziert ist.

Nunmehr wird eine zehnte Ausführungsform des Binärumsetzungs verfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung anhand von Fig. 23 und 24 beschrieben. Hierbei zeigen Fig. 23 ein Bildverarbeitungs system, bei welchem die zehnte Ausführungsform angewendet wird, und Fig. 24 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 23 dargestellten Blockdiagramms, anhand welchem eine Arbeitsweise der zehnten Ausführungsform erläutert wird. In Fig. 23 und 24 sind diejenigen Teile, welche im wesentli chen wie die ensprechenden Teile in Fig. 16 und 17 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden daher nicht mehr beschrieben.

Wie aus einem Vergleich von Fig. 23 und 9 zu ersehen ist, ist das in Fig. 23 dargestellte Bildverarbeitungssystem im wesentlichen dasselbe wie das in Fig. 9 dargestellte System, außer daß kein Bereichteilungsteil 25 in Fig. 23 vorgese hen ist und statt eines Bezugspegel-Berechnungsteils 23 vorgesehen ist, einen Bezugstonpegel mit Hilfe einer Normie rung des kumulativen Werts entsprechend zu bestimmen.

In dem in Fig. 24 dargestellten Flußdiagramm unterscheidet sich der Ablauf von dem in Fig. 10 dadurch, daß das Histo gramm erzeugt wird, ohne daß die Mehrpegel-Bilddaten in die kleinen Bereiche aufgeteilt werden. Ferner gibt es in Fig. 24 zusätzliche Prozesse, um einen Bezugstonpegel zu bestimmen und um den kumulativen Wert mit Hilfe des Bezugstonpegels zu normieren.

Zuerst wird das Bestimmen des Bezugstonpegels beschrieben. Der Bezugstonpegel in dieser Ausführungsform ist ausgenom men dem Hintergrundton der Vorlage der hellste Tonpegel in dem Vorlagenbild. Im Falle einer Vorlage, welche auf einem weißen Papier gedruckt wird, entspricht der weiße Hintergrund dem Hintergrundton. In dem Vorlagenbild bilden die Bildele mente mit dem Hintergrundton eine Mehrheit unter den Bild elementen mit den verschiedenen Tönen. Folglich kann der Hintergrundton unterschieden werden, wenn die Anzahl Bild elemente mit einem bestimmten Ton eine extreme Änderung durchmacht.

In Fig. 24 wird bei einem Schritt S101 j = 0 gesetzt, und bei einem Schritt S102 wird j auf j = j + 1 inkrementiert. Bei einem Schritt S103 wird unterschieden, ob slv[j + 1]/slv[j] Pth ist oder nicht, wobei mit Pth ein Schwellenwert bezeichnet ist, welcher zum Unterscheiden des Hintergrund-Tonpegels verwendet wird. Dieser Unterscheidungsschritt S103 wird in dem Bezugspegel-Berechnungsteil 43 durchgeführt, und slv[j] und slv [j + 1] werden aus dem Speicher 430 für das kumulative Histogramm erhalten. Der Tonpegel j, welcher zuerst der Bedingung slv[j + 1]/slv[j] Pth genügt, wird als der Bezugstonpegel betrachtet, und in dem Berechnungsteil 38 für normierte, kumulative Werte gesetzt.

Der Schwellenwert Pth wird normalerweise auf annähernd 0,75 gesetzt. Im Falle eines in Tabelle 4 dargestellten, kumulativen Programms wird zuerst der Bedingung slv[j + 1]/slv[j] Pth genügt, wenn j = 2 ist, und der Bezugstonpegel wird in diesem Fall auf "2" gesetzt.

Tabelle 4

Wenn das Ergebnis bei dem Schritt S103 ja ist, wird bei einem Schritt S104 k = 15 gesetzt, und bei einem Schritt S105 wird rlv[k] rlv[k] = slv[k]/slv[j] gesetzt. Bei einem Schritt S106 wird k in k - 1 dekrementiert, und bei einem Schritt S107 wird unterschieden, ob k <0 ist oder nicht. Es wird dann auf den Schritt S105 zurückgekehrt, wenn das Ergebnis beim Schritt S107 ja ist, wenn dagegen das Ergebnis beim Schritt S107 nein ist, wird bei einem Schritt S108 als der Schwellenwert k einer derartigen Differenz zwischen dem normierten, akumulierten Bezugswert und rlv[k] erhalten wird. Dann werden bei einem Schritt S109 die Mehrpegel-Bilddaten mit Hilfe des Schwellenwerts k binär umgesetzt.

Mit anderen Worten, der Berechnungsteil 28 führt die nor mierten, kumulativen Werte, nimmt als den Bezugswert den kumulativen Wert für den Bezugstonpegel, welcher durch den Bezugspegel-Berechnungsteil 43 gesetzt wird, und normiert den kumulativen Wert für jeden Tonpegel. Wie im Fall des in der Tabelle 4 dargestellten, kumulativen Histogramms werden die dargestellten, normierten, kumulativen Werte er halten, wenn der Einfachheit halber angenommen wird, daß der Bezugstonpegel "2" ist. Folglich wird den Schritten S101 bis S103 der Bezugstonpegel bestimmt, und bei den Schritten S104 bis S107 wird das normierte Histogramm er zeugt.

Entsprechend dieser Ausführungsform wird der Bezugstonpegel, welcher für die Normierung verwendet wird, nicht auf den Tonpegel "1" fixiert, sondern er wird in Abhängigkeit von dem Hintergrundtonpegel des Vorlagenbildes bestimmt. Aus diesem Grund kann, selbst wenn ein Hintergrundrauschen in dem Vorlagenbild im Falle einer kopierten Vorlage vorhanden ist, ein Zweipegelbild mit Hilfe eines optimalen Schwellen werts erhalten werden, und es ist folglich eine hohe Erken nungsrate erhaltbar.

Als nächstes wird eine elfte Ausführungsform des Binärum setzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung anhand von Fig. 25 und 26 beschrieben. Hierbei zeigen Fig. 25 ein Bildverarbei tungssystem, bei welchem die elfte Ausführungsform angewen det wird, und Fig. 26 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 25 dargestellten Blocksystems, anhand welchem eine Arbeitsweise der elften Ausführungsform erläutert wird. In Fig. 25 und 26 sind diejenigen Teile, welche im wesentlichen dieselben sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 23 und 24 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden daher nicht noch einmal beschrieben.

Wie ein Vergleich von Fig. 25 und 23 zeigt, ist das in Fig. 25 dargestellte Bildverarbeitungssystem im wesentlichen das selbe wie das in Fig. 23 dargestellte, außer daß der Teil zum Bestimmen des Schwellenwerts entsprechend der fünften Ausführungsform modifiziert ist. In dem in Fig. 26 darge stellten Flußdiagramm unterscheidet sich der Ablauf von demjenigen in Fig. 24 nur dadurch, daß der Schwellenwert entsprechend der fünften Ausführungsform bestimmt wird. In Fig. 26 sind daher dieselben Bezeichnungen wie in Fig. 24.

Als nächstes wird nunmehr eine zwölfte Ausführungsform des Binärumsetzungsverfahrens mit Merkmalen nach der Erfindung anhand von Fig. 27 und 28 beschrieben. Hierbei zeigen Fig. 27 ein Bildverarbeitungssystem, bei welchem die zwölfte Ausfüh rungsform angewendet wird, und Fig. 28 ein Flußdiagramm eines Betriebs des in Fig. 27 dargestellten Blocksystems, anhand welchem eine Arbeitsweise der zwölften Ausführungs form erläutert wird. In Fig. 27 und 28 sind diejenigen Teile, welche im wesentlichen dieselben sind, wie die ent sprechenden Teile in Fig. 23 und 24 mit denselben Bezugs zeichen bezeichnet und werden daher nicht noch einmal be schrieben.

Wie aus einem Vergleich von Fig. 27 und 23 zu ersehen ist, ist das in Fig. 27 dargestellte Bildverarbeitungssystem im wesentlichen dasselbe, wie das in Fig. 23, außer daß der Teil zum Bestimmen des Schwellenwerts entsprechend der sechsten Ausführungsform modifiziert ist. In dem in Fig. 28 dargestellten Flußdiagramm unterscheidet sich der Prozeß von demjenigen in Fig. 24 nur dadurch, daß der Schwellen wert entsprechend der sechsten Ausführungsform bestimmt wird. In Fig. 28 sind dieselben Bezeichnungen verwendet wie in Fig. 15.

Es sind jedoch auch andere Kombinationen der beschriebenen Ausführungsformen möglich. Beispielsweise können in jeder der ersten bis dritten oder zehnten bis zwölften Ausfüh rungsform die Schwarz-Weiß-Zweipegel-Bilddaten von dem Scanner entsprechend den siebten bis neunten Ausführungs formen direkt eingegeben werden. Außerdem kann in jeder der ersten bis neunten Ausführungsformen der Bezugstonpegel für die Normierung entsprechend den zehnten bis zwölften Aus führungsformen bestimmt werden.

Claims

1. Binärumsetzungsverfahren, um einen optimalen Schwellenwert für eine Binärumsetzung zu erhalten, welche angewendet wird, wenn Mehrpegel-Bilddaten, welche ein eingegebenes Bild beschreiben, in Schwarz-Weiß-Bilddaten mit zwei Pegeln umgesetzt werden, wobei für die Mehrpegel-Bilddaten Histogramme gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der gesamte Tonpegelbereich des eingegebenen Bildes in mehrere Tonpegelstufen (z. B. 16 Tonpegelstufen) unterteilt wird, so daß ein dunkelster und ein hellster Tonpegel vorhanden sind, welche durch Zwischentonpegelstufen voneinander getrennt sind,
b) die Tonpegelstufen auf der Grundlage von Bildelementen des eingegebenen Bildes, ausgenommen Bildelemente mit der hellsten Tonpegelstufe, gezählt werden, um so kumulative Werte für Histogramme für jede Tonpegelstufen, außer der hellsten Tonpegelstufe, zu bilden,
c) aus einem kumulativen Wert für einen dicht an der hellsten Tonpegelstufe liegenden Tonpegel ein Bezugswert gebildet wird,
d) die kumulativen Werte für die anderen Tonpegel als Prozentsatz bezüglich des Bezugswertes ausgedrückt werden, um so normierte kumulative Werte für die Tonpegel zu bilden,
e) der normierte kumulative Wert für jeden Tonpegel mit einem vorbestimmten optimalen normierten kumulativen Wert verglichen wird, und
f) der Tonpegel, bei welchem die Differenz zwischen den zwei verglichenen Werten ein Minimum ist, als optimaler Schwellenwert verwendet wird.

2. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt der Bestimmung des optimalen Schwellenwertes ein Tonpegel des eingegebenen Bildes auf der Grundlage einer Änderungsrate der Prozentsätze festgestellt wird, die für jeden der Schwärzungsgrade erhalten wurden, und daß dann der optimale Schwellenwert auf der Grundlage der Dichte des eingegebenen Bildes abgeleitet wird.

3. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eingegebene Bild in mehrere Bildregionen aufgeteilt wird und das Binärumsetzungsverfahren hinsichtlich jeder Bildregion durchgeführt wird.

4. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung des optimalen Schwellenwertes ein willkürlicher normierter kumulativer Wert für Historamme gebildet wird, der am dichtesten an einen voreingestellten normierten kumulativen Wert eines Histogramms angenähert ist und einen Schwärzungsgrad bestimmt, welcher dem willkürlichen normierten kumulativen Wert für Histogramme als dem optimalen Schwellenwert entspricht.

5. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung des optimalen Schwellenwertes ein willkürlicher Schwärzungsgrad ermittelt wird, bei welchem die Bildelemente den dunkelsten Schwärzungsgrad haben und daß der optimale Schwellenwert dadurch bestimmt wird, indem eine Tabelle durchgesehen wird, in der eine Beziehung zwischen den Schwärzungsgraden und den entsprechenden optimalen Schwellenwerten enthalten ist, und zwar unter Verwendung des festgestellten willkürlichen Schwärzungsgrades.

6. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung des optimalen Schwellenwertes eine Änderungsrate der Prozentsätze festgestellt wird und der optimale Schwellenwert dadurch bestimmt wird, indem eine Tabelle durchgesehen wird, in der eine Beziehung zwischen den Änderungsraten und den entsprechenden optimalen Schwellenwerten enthalten ist, und zwar unter Verwendung der festgestellten Änderungsrate.

7. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung der kumulativen Werte für Histogramme in jeder Region die Histogramme gebildet werden, die sich auf eine Anzahl von Bildelementen beziehen, welche einen der Schwärzungsgrade haben, der unterschiedlich zum hellsten Tonpegel ist, und daß dann die kumulativen Werte für die Histogramme in jeder Region gebildet werden.

8. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung des optimalen Schwellenwertes ein willkürlicher normierter kumulativer Wert eines Histogramms innerhalb jeder Zone oder Region gebildet wird, der am dichtesten einem voreingestellten normierten kumulativen Wert eines Histogramms angenähert ist und daß dann ein Schwärzungsgrad entsprechend dem willkürlichen normierten kumulativen Wert des Histogramms als ein optimaler Schwellenwert innerhalb jeder Zone bestimmt wird.

9. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung des optimalen Schwellenwertes ein willkürlicher Schwärzungsgrad festgestellt wird, bei welchem die Bildelemente den dunkelsten Schwärzungsgrad innerhalb jeder Region haben und daß dann der optimale Schwellenwert innerhalb jeder Region dadurch bestimmt wird, indem eine Tabelle durchgesehen wird, die eine Beziehung zwischen den Schwärzungsgraden und den entsprechenden optimalen Schwellenwerten enthält, und zwar unter Verwendung des festgestellten willkürlichen Schwärzungsgrades.

10. Binärumsetzungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung des optimalen Schwellenwertes eine Änderungsrate der Prozentsätze innerhalb jeder Region festgestellt wird und der optimale Schwellenwert innerhalb jeder Region dadurch bestimmt wird, indem eine Tabelle durchgegangen wird, in der eine Beziehung zwischen den Änderungsraten und den entsprechenden optimalen Schwellenwerten enthalten ist, und zwar unter Verwendung der festgestellten Änderungsrate.