CN105814608B - 图像处理装置和特定图形检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的二值化处理部(11)根据是否具有亮度和饱和度中的至少一个而对模板匹配的候补图像实施二值化处理，标记处理部(12)对二值化后的候补图像实施标记处理并提取出像素块，外形确定部(14)对像素块的最外周的位置坐标进行抽样，并且实施外形确定处理，该外形确定处理用于确定该位置坐标的、以像素块的重心位置为基准的距离和从规定方向起的角度；关联确定部(15)根据参考外形数据而确定参考图像和候补图像的位置坐标的距离和角度的关联度，并根据所确定的关联度而从模板匹配的候补中除去候补图像。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理装置和特定图形检测方法。
背景技术
近年来，希望检测出原稿图像内存在的全彩色的标志(1ogo mark)的要求越来越强烈。在标志中包含图形的情况下，利用OCR(Optical Character Recognition：光学字符识别)技术无法进行检测，因而利用图像匹配(pattern matching)技术进行检测。在图像匹配技术中，计算出参考图像与对象图像的匹配程度(参照例如专利文献1)。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本公报、特开2007-79982号
发明内容
但是，原稿图像内存在的标志的尺寸、旋转角度等呈各种状态，很难通过模板匹配高速检测出这样的标志(尤其是全彩色的标志)。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于获得一种通过模板匹配高速检测出原稿图像内的标志的图像处理装置和特定图形检测方法。
本发明涉及的图像处理装置具备：
二值化处理部，其根据是否具有亮度和饱和度中的至少一个而对模板匹配的候补图像实施二值化处理；
标记处理部，其对二值化后的所述候补图像实施标记处理，并提取出二值化后的所述候补图像中的像素块；
外形确定部，其对所述像素块的最外周的位置坐标进行抽样，并实施外形确定处理，所述外形确定处理用于确定所述位置坐标的、以所述像素块的重心位置为基准的距离和从规定方向起的角度；
存储装置，其用于存储通过对模板匹配的参考图像实施所述二值化处理、所述标记处理以及所述外形确定处理而得到的参考外形数据；
关联确定部，其根据所述参考外形数据而确定所述候补图像的所述位置坐标的所述距离和所述角度与所述参考图像的所述位置坐标的所述距离和所述角度的关联度，并根据所确定的所述关联度而从模板匹配的候补中除去所述候补图像；以及
模板匹配部，其对所述参考图像与未被所述关联确定部除去的所述候补图像实施模板匹配，而不对被所述关联确定部除去的所述候补图像实施模板匹配。
本发明涉及的特定图形检测方法包括如下步骤，即：
根据是否具有亮度和饱和度中的至少一个而对模板匹配的候补图像实施二值化处理的步骤；
对二值化后的所述候补图像实施标记处理，并提取出二值化后的所述候补图像中的像素块的步骤；
对所述像素块的最外周的位置坐标进行抽样，并实施外形确定处理的步骤，其中，所述外形确定处理用于确定所述位置坐标的、以所述像素块的重心位置为基准的距离和从规定方向起的角度；
根据对模板匹配的参考图像实施所述二值化处理、所述标记处理以及所述外形确定处理而得到的参考外形数据，而确定所述候补图像的所述位置坐标的所述距离和所述角度与所述参考图像的所述位置坐标的所述距离和所述角度的关联度，并根据所确定的所述关联度而从模板匹配的候补中除去所述候补图像的步骤；以及
对所述参考图像与未被除去的所述候补图像实施模板匹配，而不对被除去的所述候补图像实施模板匹配的步骤。
(发明效果)
根据本发明，能够通过模板匹配高速检测出原稿图像内的标志。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式涉及的图像处理装置的构成的框图。
图2A是对图1所示的图像处理装置中的外形确定处理进行说明的图(1/2)。
图2B是对图1所示的图像处理装置中的外形确定处理进行说明的图(2/2)。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的实施方式涉及的图像处理装置的构成的框图。
图1所示的图像处理装置具备运算处理装置1和存储装置2。运算处理装置1中内置有例如计算机等，其作为各种处理部而发挥作用。存储装置2是非易失性的存储装置，其用于存储各种数据。
图1中的运算处理装置1作为二值化处理部11、标记处理部12、结构分析部13、外形确定部14、关联确定部15以及模板匹配部16而发挥作用。另外，存储装置2中存储有参考图像数据21和参考外形数据22。
二值化处理部11根据是否具有亮度和饱和度中的至少一个，而对模板匹配的参考图像和候补图像实施二值化处理。具体而言，当各像素具有亮度和饱和度中的至少一个时，二值化处理部11将二值化后的值设为1，当各像素不具有亮度和饱和度中的任意一个时，二值化处理部11将二值化后的值设为0。
另外，模板匹配是在参考图像与候补图像之间进行，其用于检测出与参考图像一致的候补图像。在此，参考图像是包含图形的标志(企业的象征标志等)，候补图像是从原稿图像内除去文字、网格线等后提取出的、或者将包含参考图像的构成颜色或者该构成颜色的规定范围内的类似颜色的图像部分分别提取出作为候补图像。
标记处理部12对于被二值化处理部11二值化后的参考图像和候补图像实施标记处理，并提取出二值化后的参考图像和候补图像中的一个或多个像素块(附有相同标签的像素的集合)。
此时，标记处理部12实施锐化处理而提取出图像内的边缘，从而确定像素块。此外，标记处理部12也可以在对二值化后的参考图像和候补图像实施平滑处理后实施锐化处理，从而除去噪音或者网屏(screen)。
结构分析部13用于判断在使用标记处理部12对二值化后的参考图像实施扩展处理或者收缩处理时，像素块的数量在扩展处理或者收缩处理前后是否发生变化。
当结构分析部13判断为：在对二值化后的参考图像实施扩展处理或收缩处理时，扩展处理或收缩处理前后的像素块的数量发生变化时，标记处理部12在对二值化后的候补图像实施扩展处理后实施标记处理。即，当相互靠近的两个像素块通过扩展处理而结合时，该两个像素块被识别为一个像素块。
图2A和图2B是对图1所示的图像处理装置中的外形确定处理进行说明的图。外形确定部14每隔规定角度(例如1度)对参考图像和候补图像中的像素块的最外周的位置坐标进行抽样，并且实施外形确定处理，该外形确定处理用于确定该位置坐标(r，θ)的、以像素块的重心位置为基准的距离r和从规定方向起的角度θ。
另外，参考图像数据21是参考图像的图像数据，参考外形数据22是对模板匹配的参考图像实施二值化处理、标记处理以及外形确定处理而得到的数据。
关联确定部15根据参考外形数据22而确定候补图像的位置坐标的距离和角度(r，θ)与参考图像的位置坐标的距离和角度(r，θ)之间的关联度，并根据所确定的关联度而从模板匹配的候补中除去候补图像。
此时，在0度～359度的范围内改变特性而确定两者的关联度。由此，当候补图像是使参考图像旋转后的图像时，不会将该候补图像除去。
另外，当候补图像是改变了参考图像的尺寸的图像时，由于候补图像的(r，θ)特性与参考图像的(r，θ)特性相似，因而不会将这样的候补图像除去。
在此，参考图像是包含图形的标志，当该标志为n次(n＞1)对称的旋转对称图形时，关联确定部15使候补图像的位置坐标的距离和角度的特性(即，使位置坐标沿最外周移动时的距离r相对于角度θ的特性)、和参考图像的位置坐标的距离和角度的特性中的一个相对于另一个的相对位置，朝向角度的方向改变与上述n对应的范围并确定关联度。
即，当标志并非旋转对称的图形时，在0度～359度的范围内改变特性而确定两者的关联度，当标志为n次对称的图形时，在0度～(360/n-1)度的范围内改变特性而确定两者的关联度。
另外，关联确定部15也可以对参考图像的纵横比与候补图像的纵横比进行比较，并从模板匹配的候补中除去候补图像。例如，当两者的纵横比之差在规定阈值以上时，从模板匹配的候补中除去该候补图像。
模板匹配部16根据参考图像数据21和候补图像的图像数据，对参考图像与未被关联确定部15除去的候补图像实施模板匹配，而不对被关联确定部15除去的候补图像实施模板匹配。此外，在模板匹配中，每隔一个像素对于基于参考图像数据21的参考图像的像素值与候补图像的像素值进行比较，并根据该比较结果而判断参考图像与候补图像是否一致。
此外，当候补图像是改变了参考图像的尺寸的图像时，关联确定部15根据候补图像的(r，θ)特性和参考图像的(r，θ)特性而计算出候补图像的尺寸与参考图像的尺寸的比率(可变倍率)。模板匹配部16根据计算出的可变倍率而改变候补图像或参考图像的倍率以使候补图像的尺寸与参考图像的尺寸相同，从而进行模板匹配。
以下，对于上述图像处理装置的动作进行说明。
首先，用户准备所期望的参考图像的参考图像数据21，并将其存储在存储装置中。参考图像数据21可以通过例如CAD(Computer Aided Design：计算机辅助设计)而生成，也可以利用扫描仪读取印刷有参考图像的原稿而生成。接着，二值化处理部11、标记处理部l2、结构分析部13以及外形确定部14根据该参考图像数据21而生成参考外形数据22，并将其存储在存储装置2中。
然后，当从利用例如扫描仪读取到的原稿图像中得到模板匹配的候补图像时，二值化处理部11对该候补图像实施二值化处理。
接着，标记处理部12对于被二值化处理部11二值化后的候补图像实施标记处理，并提取出一个或多个像素块。
进而，此时，结构分析部13对二值化后的参考图像实施扩展处理(扩大各像素块的外周的处理)或者收缩处理(缩小各像素块的外周的处理)，并判断在使用标记处理部12对二值化后的参考图像实施扩展处理或收缩处理时，扩展处理或收缩处理前后的像素块的数量是否发生变化。例如，图2A所示的连接部位在扩展处理中相连、或者在收缩处理中分离。
当结构分析部13判断为像素块的数量在对二值化后的参考图像实施扩展处理或者收缩处理的前后发生变化时，标记处理部12在对二值化后的候补图像实施扩展处理后实施标记处理。
由此，即使以图2A中的连接部位分离的状态检测出多个像素块，也针对图2B所示那样的一个像素块实施标记处理。
然后，外形确定部14实施外形确定处理，以获得候补图像的外形数据(上述最外周的位置坐标(r，θ)的抽样数据)。
然后，关联确定部15根据参考外形数据22和候补图像的外形数据而确定两者的位置坐标(r，θ)的相关系数，并从模板匹配的候补中除去所确定的相关系数小于规定阈值的候补图像。
模板匹配部16根据参考图像数据21和候补图像的图像数据，对参考图像与未被关联确定部15除去的候补图像实施模板匹配，而不对被关联确定部15除去的候补图像实施模板匹配。
如上所述，根据上述实施方式，二值化处理部11对模版匹配的候补图像实施二值化处理，标记处理部12对二值化后的候补图像实施标记处理，并提取出二值化后的候补图像中的像素块，外形确定部14对像素块的最外周的位置坐标进行抽样，并且实施外形确定处理，该外形确定处理用于确定该位置坐标的、以像素块的重心位置为基准的距离和从规定方向起的角度。关联确定部15根据参考外形数据而确定参考图像和候补图像的位置坐标的距离和角度的关联度，并根据所确定的关联度而从模版匹配的候补中除去候补图像。而且，模版匹配部16仅对未被关联确定部15除去的候补图像实施模版匹配。
由此，在模版匹配的预处理中，外形完全不同的候补图像被除去，因而能够减少应进行模版匹配的候补图像，由此能够通过模版匹配高速检测出原稿图像内的标志。
另外，上述实施方式仅仅是为了例示和说明而示出的，并非全部的实施方式，本发明并不限于上述实施方式。
例如，在上述实施方式中，使用了结构分析部13，但是，也可以不使用结构分析部13，而在标记处理后立即实施外形确定处理。
另外，关于上述实施方式，也可以在不脱离其主题的要旨和范围且不减弱其所期望的优点的范围内进行各种变更和修改，这些变更和修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，因而这些变更和修改也应该包括在附加权利要求中。
(工业上的可利用性)
本发明能够适用于例如原稿图像内的、包含图形的标志的检测中。
Claims (6)
1.一种图像处理装置，其特征在于，具备：
二值化处理部，其根据是否具有亮度和饱和度中的至少一个而对模板匹配的候补图像实施二值化处理；
标记处理部，其对二值化后的所述候补图像实施标记处理，并提取出二值化后的所述候补图像中的像素块；
外形确定部，其对所述像素块的最外周的位置坐标进行抽样，并且实施外形确定处理，所述外形确定处理用于确定所述位置坐标的、以所述像素块的重心位置为基准的距离和从规定方向起的角度；
存储装置，其用于存储通过对模板匹配的参考图像实施所述二值化处理、所述标记处理以及所述外形确定处理而得到的参考外形数据；
关联确定部，其根据所述参考外形数据而确定所述候补图像的所述位置坐标的所述距离和所述角度与所述参考图像的所述位置坐标的所述距离和所述角度的关联度，并根据所确定的所述关联度而从模板匹配的候补中除去所述候补图像；以及
模板匹配部，其对所述参考图像与未被所述关联确定部除去的所述候补图像实施模板匹配，而不对被所述关联确定部除去的所述候补图像实施模板匹配。
2.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
在利用所述标记处理部对二值化后的所述参考图像实施扩展处理或者收缩处理时，所述像素块的数量在所述扩展处理或所述收缩处理的前后发生变化的情况下，所述标记处理部在对二值化后的所述候补图像实施所述扩展处理后实施所述标记处理。
3.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
所述参考图像是包含图形的标志，
当所述标志是n次对称的旋转对称的图形时，所述关联确定部将所述候补图像的所述位置坐标的所述距离和所述角度的特性、以及所述参考图像的所述位置坐标的所述距离和所述角度的特性中的一个相对于另一个的相对位置，朝向所述角度的方向改变与所述n相对应的范围，并且确定所述关联度。
4.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
所述关联确定部对所述参考图像的纵横比与所述候补图像的纵横比进行比较，并从模板匹配的候补中除去所述候补图像。
5.如权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，
当所述候补图像是改变了所述参考图像的尺寸的图像时，所述关联确定部根据所述候补图像的(r，θ)特性和所述参考图像的(r，θ)特性，计算出所述候补图像的尺寸与所述参考图像的尺寸的比率作为可变倍率，所述模板匹配部根据计算出的所述可变倍率而改变所述候补图像或者所述参考图像的倍率以使所述候补图像的尺寸与所述参考图像的尺寸相同，并且实施所述模板匹配，其中，(r)为以像素块的重心位置为基准的距离，(θ)为从规定方向起的角度。
6.一种特定图像检测方法，其特征在于，包括：
根据是否具有亮度和饱和度中的至少一个而对模板匹配的候补图像实施二值化处理的步骤；
对二值化后的所述候补图像实施标记处理，并提取出二值化后的所述候补图像中的像素块的步骤；
对所述像素块的最外周的位置坐标进行抽样，并实施外形确定处理的步骤，其中，所述外形确定处理用于确定所述位置坐标的、以所述像素块的重心位置为基准的距离和从规定方向起的角度；
根据对模板匹配的参考图像实施所述二值化处理、所述标记处理以及所述外形确定处理而得到的参考外形数据，而确定所述候补图像的所述位置坐标的所述距离和所述角度与所述参考图像的所述位置坐标的所述距离和所述角度的关联度，并根据所确定的所述关联度而从模板匹配的候补中除去所述候补图像的步骤；以及
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