JP2004102807A

JP2004102807A - 連結成分抽出方法とその方法をコンピュータに実行させるプログラム、連結成分抽出装置

Info

Publication number: JP2004102807A
Application number: JP2002265620A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yamagata; 山形　秀明
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-11
Also published as: JP4101005B2

Abstract

【課題】入力されたカラー画像や多値画像から連結成分の抽出を安定して行えること。
【解決手段】画像入力部１０１から入力されたカラー画像からエッジを抽出するエッジ抽出部１０２と、入力されたカラー画像からエッジ以外の画素についてランを抽出するラン抽出部１０３と、ラン抽出部１０３により抽出されたランの間の位置関係と、色差によりランの接続の有無を判定するラン接続判定部１０４と、ラン接続判定部１０４により接続すると判定されたランの集合を連結成分として抽出する連結成分出力部１０５とを備え、入力されたカラー画像あるいは多値画像からその色や濃度の状態を確認しながら逐次ランの統合を判断してカラー画像や多値画像から直接連結成分の抽出を行う。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー画像や多値画像から連結成分を抽出する連結成分抽出の技術に関し、連結成分の抽出を安定して行える連結成分抽出方法とその方法をコンピュータに実行させるプログラム、連結成分抽出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連結成分の抽出は、入力されたカラーのＲＧＢ画像を複数のプレーンに分割し、各プレーンについて２値化処理を施し、各プレーンでの連結成分抽出結果を統合するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、入力されたカラーのＲＧＢ画像を複数のプレーンに分割し、各プレーンについて２値化処理を施し、各プレーンでの連結成分抽出結果を統合する手法に加え、得られた連結成分に対してカラー画像を参照して再２値化処理を施す方法もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、入力画像中に存在する色が既知の場合に、各色毎に複数の画像を生成し、それぞれの画像から連結成分を抽出した結果に基づいて、帳票色と記入色を判断する方法がある（例えば、特許文献３参照。）。また、非特許文献１には、後述するｔ検定についての説明が記述されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２０７４８９号公報
【特許文献２】
特開２００１−０４３３１２号公報
【特許文献３】
特開２００１−１９５５４３号公報
【非特許文献１】
“統計学の小部屋”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１４年７月１２日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｈｏｍｅｐａｇｅ１．ｎｉｆｔｙ．ｃｏｍ／ｊ−ｓｏｙｏ／ｔｏｕｋｅｉ／ｔ７．ｈｔｍ〉
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラー画像、あるいは多値画像から連結成分／文字要素の抽出を行う際、入力画像の明度などを用いて画像を２値化し、得られた２値画像から連結成分等の抽出を行っていた。このような手法では入力画像の２値化処理の性能に依存する部分が多く、必ずしも十分な性能が得られない場合があった。
【０００７】
上記の特許文献１，２においても、入力画像のＲＧＢに対して重み付けを行って複数の画像に分割するなどの工夫は見られるが、各プレーンの画像に対しては２値化処理を行うので、２値化処理の性能に依存する部分が多い。一般的に、抽出したい連結成分（文字など）の背景に濃度差（グラデーション）などがある場合には、２値化処理が困難な場合が多い。
【０００８】
また、複数の画像について連結成分の抽出結果の合成を行っているが、入力デバイスによってはＲＧＢの各色毎に画素ずれなどが生じる場合も多く、これにプレーン毎の２値化／連結成分抽出処理を適用した場合、各プレーンでの結果が微妙に（１〜２画素程度）ずれる可能性が高く、その場合、結果の合成処理は煩雑なものとなりかねない。なお、複数の画像を生成する構成についての記述が不明瞭である。
【０００９】
高精度に連結成分を抽出するには、入力画像の性質に応じてＲＧＢに対する重み付けを調整する必要があることは明らかであるが、特許文献１，２においては、色のクラスタリング処理など、入力原稿の色に関する情報を取得する前処理は処理時間がかかるため実用的ではないと記述されている。複数プレーンへの分割方法を（色情報の収集という前処理を行わずに）固定とした場合、プレーン数が少ないと十分に元のカラー画像を表現できないために入力原稿によっては連結成分の抽出漏れが増大する。一方、プレーン数を（全ての色の組み合わせが識別できる程度に）増やした場合には処理時間が問題となる。
【００１０】
また、特許文献３は、原稿上の色数が既知の場合の処理について記載されているが、この手法は色数が既知の場合には有効であるものの、一般文書を広く対象とすることはできない。
【００１１】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、入力されたカラー画像や多値画像から連結成分の抽出を安定して行える連結成分抽出方法とその方法をコンピュータに実行させるプログラム、連結成分抽出装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる連結成分抽出方法は、入力されたカラー画像からエッジを抽出するエッジ抽出工程と、前記入力されたカラー画像からエッジ以外の画素についてランを抽出するラン抽出工程と、前記ラン抽出工程により抽出された前記ランの間の位置関係と、色差によりランの接続の有無を判定するラン接続判定工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１に記載の発明において、前記ラン接続判定工程により接続すると判定されたランの集合を連結成分として抽出する連結成分出力工程を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１または２に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差によりランの接続を判定する際に、それぞれのランの代表色を求め代表色間の色差が小さい場合にはランが接続すると判断し、代表色間の色差が大きい場合にはランが接続しないと判断することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１または２に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差によりランの接続を判定する際に、それぞれのランの代表色を求め代表色間の色差とラン周辺のエッジの強度を比較し、代表色間の色差が小さい場合にはランが接続すると判断し、代表色間の色差が大きい場合にはランが接続しないと判断することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項４に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差によりランの接続を判定する際に、それぞれのランの平均色をそのランの代表色として代表色間の色差とラン周辺のエッジの強度を比較し、代表色間の色差が小さい場合にはランが接続すると判断し、代表色間の色差が大きい場合にはランが接続しないと判断することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項５に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記代表色間の色差がラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合にはランが接続すると判断し、それ以外の場合にはランが接続しないと判断することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１または２に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差によりランの接続を判定する際に、判定を行う２つのラン内の各画素間についてその色差を算出し、該色差の分布によりラン接続の可否を判断することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項７に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、求めた色差の分布が複数のピークを有するときにはランが接続しないと判断することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項９の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１または２に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差によりランの接続を判定する際に、判定を行う２つのラン内の各画素間についてその色差を算出し、その色差の分布とラン周辺のエッジの強度によりラン接続の可否を判断することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１０の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項９に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差の分布の最大値とラン周辺のエッジ強度を比較することに基づきラン接続の可否を判断することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１１の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項９または１０に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差の分布の最大値がラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合にはランが接続すると判定し、それ以外の場合にはランが接続しないと判定することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１２の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項９に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差の分布の最小値とラン周辺のエッジ強度を比較することで、ラン接続の可否を判断することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１３の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項９または１０に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差の分布の最小値がラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合にはランが接続すると判定し、それ以外の場合にはランが接続しないと判定することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１４の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１または２に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記各ラン中の色の分布を算出し、色の分布の間に有意差が無いと判断される場合にはランが接続すると判定し、それ以外の場合にはランが接続しないと判定することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１５の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、入力されたカラー画像のライン毎に順次処理を行ってランの統合を行い、既に統合されているランの集合と次のラインのランとの統合を判定する際には、前記ランの集合に関する連結成分の情報を利用して行うことを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１６の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１５に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差により連結成分への接続ランの統合を判定する際に、連結成分とそれに接続するランの代表色を求め、代表色間の色差が小さい場合には、接続ランを連結成分に統合し、それ以外の場合には接続ランを連結成分に統合しないと判断することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１７の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１５に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差により連結成分への接続ランの統合を判定する際に、連結成分と接続ランそれぞれの代表色を求め、代表色間の色差と連結成分周辺および接続ラン周辺のエッジの強度を比較し、代表色間の色差が小さい場合には接続ランを連結成分に統合し、それ以外の場合には接続ランを連結成分に統合しないと判断することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項１８の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１５に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差により連結成分への接続ランの統合を判定する際に、連結成分と接続ランそれぞれの平均色を代表色とし、代表色間の色差と連結成分周辺および接続ラン周辺のエッジの強度を比較し、代表色間の色差が小さい場合には接続ランを連結成分に統合し、それ以外の場合には接続ランを連結成分に統合しないと判断することを特徴とする。
【００３０】
また、請求項１９の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１５に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記代表色間の色差がラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合には接続ランを連結成分に統合し、それ以外の場合には接続ランを連結成分に統合しないと判断することを特徴とする。
【００３１】
また、請求項２０の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１５に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差により連結成分への統合を判断する際に、連結成分と接続ラン内の各画素間についてその色差を算出し、該色差の分布により連結成分への接続ランの統合を判断することを特徴とする。
【００３２】
また、請求項２１の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項２０に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、求めた色差の分布が複数のピークを有するときには接続ランを連結成分に統合しないと判断することを特徴とする。
【００３３】
また、請求項２２の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１５に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差により連結成分への接続ランの統合を判定する際に、連結成分と接続ラン内の各画素間についてその色差を算出し、その色差の分布と連結成分および接続ラン周辺のエッジ強度により連結成分への接続ランの統合を判断することを特徴とする。
【００３４】
また、請求項２３の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項２２に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差の分布の最大値と連結成分および接続ラン周辺のエッジ強度を比較することで、連結成分への接続ランの統合を判断することを特徴とする。
【００３５】
また、請求項２４の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項２２または２３に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差の分布の最大値が連結成分および接続ラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合には連結成分へ接続ランを統合すると判定し、それ以外の場合には連結成分へ接続ランを統合しないと判定することを特徴とする。
【００３６】
また、請求項２５の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項２２に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差の分布の最小値と連結成分および接続ラン周辺のエッジ強度を比較し、連結成分への接続ランの統合を判断することを特徴とする。
【００３７】
また、請求項２６の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項２２または２３に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、前記色差の分布の最小値が連結成分および接続ラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合には連結成分へ接続ランを統合すると判定し、それ以外の場合には連結成分へ接続ランを統合しないと判定することを特徴とする。
【００３８】
また、請求項２７の発明にかかる連結成分抽出方法は、請求項１５に記載の発明において、前記ラン接続判定工程は、連結成分と接続ラン中の色の分布を算出し、色の分布の間に有意差が無いと判断される場合には連結成分へ接続ランを統合すると判定し、それ以外の場合には連結成分へ接続ランを統合しないと判定することを特徴とする。
【００３９】
また、請求項２８の発明にかかるプログラムは、前記請求項１〜２７のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させることができる。
【００４０】
また、請求項２９の発明にかかる連結成分抽出装置は、入力されたカラー画像からエッジを抽出するエッジ抽出手段と、前記入力されたカラー画像からエッジ以外の画素についてランを抽出するラン抽出手段と、前記ラン抽出手段により抽出された前記ランの間の位置関係と、色差によりランの接続の有無を判定するラン接続判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００４１】
また、請求項３０の発明にかかる連結成分抽出装置は、請求項２９に記載の発明において、前記ラン接続判定手段により接続すると判定されたランの集合を連結成分として抽出する連結成分出力手段を備えたことを特徴とする。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる連結成分抽出装置、連結成分抽出方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。図１は、この発明の本実施の形態にかかる連結成分抽出装置の構成を示すブロック図である。
【００４３】
（実施の形態１）
画像入力部１０１は、スキャナーなどの画像入力機器（不図示）を用いるなどして、カラーあるいは多値の画像を読み込む。勿論、画像入力機器を用いずに、既に存在する画像を入力する構成にもできる。エッジ抽出部１０２は、入力画像の各画素についてその濃度勾配を算出し、濃度勾配が局所最大となる画素をエッジ画素として抽出する。ラン抽出部１０３は、エッジではない画素について、ライン毎にランを生成する。ラン接続判定部１０４は、前ラインのランと、処理中のラインのランを接続するか否かをランの位置関係と色情報を用いて判断する。連結成分出力部１０５は、接続されると判断されたランを取りまとめて連結成分として出力する。
【００４４】
図２は、実施の形態１における処理内容を示すフローチャートである。この実施の形態１では、画像入力部１０１は、ＲＧＢそれぞれ８ビット値（０〜２５５）で表現されたカラー画像を入力する。入力されたカラー画像はエッジ抽出部１０２に送られ、エッジ抽出処理が行われる（ステップＳ２０１）。
【００４５】
図３は、エッジ抽出処理を説明するための図である。エッジ抽出処理は、ＲＧＢプレーン毎に、図示のＳｏｂｅｌオペレーターを用いて濃度勾配を算出する。次に、画素毎に最も濃度勾配の大きいプレーンを選択し、そのプレーン上で処理中の画素が濃度勾配最大となっているか否かを判断する。
【００４６】
図４は、濃度勾配判断の一例を示す図である。濃度勾配の方向に沿って前後画素の濃度勾配を求め、そのいずれもが注目画素の濃度勾配よりも小さい場合に濃度勾配極大画素と判断し、エッジとして登録する。エッジとして登録された場合には、エッジの強度を算出する。エッジの強度は先に求めた前後画素について、濃度勾配を求めたのと同じ手法で色を算出し、その色差をエッジの強度とする。色差の算出方法には多くの方法があるが、ここでは一例として、（Ｒａ，Ｇａ，Ｂａ）と（Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂ）の色差Ｄｃを下記式１に示す。
【００４７】
Ｄｃ＝（Ｒａ−Ｒｂ）^２＋（Ｇａ−Ｇｂ）^２＋（Ｂａ−Ｂｂ）^２…（式１）
【００４８】
ラン抽出部１０３では、エッジ以外の画素についてランを抽出する（ステップＳ２０２）。図５は、ラン抽出の一例を示す図である。ラン接続判定部１０４では、ランの間の接続を判定する。ここでは、まず、８連結により、ラン同士が位置的に接続するか否かを判断する（ステップＳ２０３）。８連結する可能性があるのは、隣合うライン間のみであるので、２つのラインの対毎に８連結の判定処理を行えばよい。ここで、位置的に接続されると判断されたラン同士については、ランの色を用いて最終的な接続の判定を行う。
【００４９】
本実施の形態では、それぞれのランの代表色を算出し、その色差によりランとランの間の接続判定を行う。最も簡単な方法としては、色差が予め定められたしきい値より小さい場合には接続と判定する方法がある。その場合、しきい値を小さくすると、色差の大きい（色のばらつきの大きい）連結成分が抽出されなくなる（複数の連結成分に分割される）可能性がある。一方、しきい値を大きめに設定すると、本来は異なる連結成分が過統合される恐れがある。
【００５０】
そこで、本実施の形態では、ラン両端のエッジの強度によって、このしきい値を動的に設定する。まず、それぞれのランの平均色を求め、各ランの代表色とする。次に、代表色間の色差Ｄｐを上記式１を用いて算出する（ステップＳ２０４）。一方、それぞれのランの両端に存在するエッジの強度の最大値を求め（ステップＳ２０５）、その１／２の値をしきい値Ｔとする（ステップＳ２０６）。
【００５１】
このようにしきい値Ｔを設定することで、片方のランを基準（前景）に考えた場合、もう一方のランの色が背景と前景のいずれに近いかを判断することができる。そして、下記式２の条件を満たす場合には（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、２つのランは接続する（ステップＳ２０８）。但し、位置的に接続しないラン同士、および式２の条件を満たさないラン同士は接続しないと判断する（ステップＳ２０７：Ｎｏ）。
【００５２】
Ｄｐ＜Ｔ…（式２）
【００５３】
上記ステップＳ２０３〜ステップＳ２０８の処理は、現在のライン内ランのループ（Ｒｃ）を行い、上ライン内ランのループ（Ｒｐ）を行って終了する。連結成分出力部１０５では、接続されると判断されたランを取りまとめて連結成分として出力する。図６は、連結成分の抽出例を示す図である。このように出力された連結成分は、ＯＣＲにおける文字画像の切り出し等の画像処理装置への入力として用いられる。なお、連結成分の画像処理への応用については数多くの例があり、ここでは説明を割愛する。
【００５４】
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２における処理内容を示すフローチャートである。実施の形態２は、エッジ抽出（ステップＳ７０１）と、ランの抽出（ステップＳ７０２）と、８連結によるラン同士が位置的に接続するか否かの判断（ステップＳ７０３）までの処理は、実施の形態１と同様でありその説明を割愛する。
【００５５】
そして、この実施の形態では、各ランの代表色（平均色）を求める代わりに、各ラン内の画素間の色差を求め、その色差の分布からランの接続を判断する。接続判定を行う２つのランについて、その全ての画素間の色差を算出してヒストグラムを作成する（ステップＳ７０４）。図８は、色差ヒストグラムの作成例を説明する概要図である。
【００５６】
接続判定を行っている２つのランが異なる色の場合、異なるランに属する画素間の色差は大きくなる。図９は、ランの色が異なる場合の色差ヒストグラム例を説明する図である。色差ヒストグラムは、図に示すように色差の小さい部分と大きい部分で複数のピークを持つことになる。
【００５７】
この実施の形態では、このことに注目して、色差ヒストグラムの形状からランの統合を判断する。次の条件を全て満たす場合に、ランが接続しないと判断する。
【００５８】
１）色差ヒストグラム（Ｈｇ）に複数のピークが存在する（ステップＳ７０５：Ｙｅｓ）。
２）ラン内の画素数をＮ，Ｍとしたときに、２番目に高いピークＢが、最も高いピークＡの（２ＮＭ／（Ｎ^２＋Ｍ^２−Ｎ−Ｍ））以上の値である（ステップＳ７０６〜ステップＳ７０７〜ステップＳ７０８：Ｙｅｓ）。
【００５９】
上記１），２）の条件を一つでも満たさなかった場合（ステップＳ７０５：Ｎｏ，あるいはステップＳ７０８：Ｎｏ）には、２つのランを接続する（ステップＳ７０９）。
【００６０】
（実施の形態３）
図１０は、実施の形態３における処理内容を示すフローチャートである。本実施の形態では、色差ヒストグラムの作成（ステップＳ１００４）までの処理は、実施の形態２と同様である。
【００６１】
ここでは、色差ヒストグラムの分布の形状を見るのではなく、色差の最大値Ｈｇ_ｍａｘ　（例えば、図９に示したヒストグラムにおいて、一番右に存在するＤＦ，ＥＦ，ＥＧの色差）等を求め（ステップＳ１００５）、ランの左右にあるエッジ強度を算出し（ステップＳ１００６）、これらを比較してランの接続を判定する（ステップＳ１００８）。ヒストグラムから求める比較対象は、簡単な例として色差の最大値Ｈｇ_ｍａｘ　をあげたが、他にも最小値や平均値，中央値など、さまざまな統計パラメータを対象や用途により使い分けてもよい。
【００６２】
左右のエッジの強度を求める処理（ステップＳ１００６，ステップＳ１００７）については、実施の形態１と同様の方法を用いる。色差ヒストグラムの分布の最大値をＸ（Ｈｇ_ｍａｘ　），エッジの強度の最小値をＥとしたとき（ステップＳ１００７）、Ｘ＜Ｅ／２の条件を満たす場合に（ステップＳ１００８：Ｙｅｓ）ランが接続すると判断し、２つのランを接続する（ステップＳ１００９）。条件を満たさなかった場合には（ステップＳ１００８：Ｎｏ）、ラン同士は接続しないと判断する。なお、ランの接続判断以降の処理は実施の形態２と同様であり説明を割愛する。
【００６３】
（実施の形態４）
図１１は、実施の形態４における処理内容を示すフローチャートである。本実施の形態では、ランの抽出と８連結の判定（ステップＳ１１０３）までの処理は実施の形態１と同じであり説明を割愛する。
【００６４】
本実施の形態では、ＲＧＢの各色毎、各ラン毎にヒストグラムを作成する（ステップＳ１１０４）。図１２は、ＲＧＢのヒストグラム例を示す図である。次に、処理対象のランの間で、それぞれのヒストグラムの間で統計的な有意差検定を行う。代表的な検定方法としては、平均値の差の検定（ｔ検定）などが挙げられる。ｔ検定の詳細は、例えば、前述した非特許文献１等に説明が記載されている。
【００６５】
そして、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれについて有意差の検定を行う（ステップＳ１１０５，ステップＳ１１０７，ステップＳ１１０９）。その全てにおいて、ヒストグラム間に有意差が無いと判断された場合には（ステップＳ１１０６：Ｎｏ，ステップＳ１１０８：Ｎｏ，ステップＳ１１１０：Ｎｏ）、ランが接続すると判断し、２つのランを接続する（ステップＳ１１１１）。ＲＧＢいずれかで有意差があると判断された場合には（ステップＳ１１０６：Ｙｅｓ，ステップＳ１１０８：Ｙｅｓ，ステップＳ１１１０：Ｙｅｓ）、ランは接続しないと判断する。なお、ランの接続判断以降の処理については実施の形態１と同様であるので、説明を割愛する。
【００６６】
（実施の形態５）
実施の形態５は、ランを順次統合し連結成分を得る処理内容に関するものである。図１３は、連結成分抽出処理例を説明するための図である。図１３（ａ）→→（ｂ）→（ｃ）の順番で処理が進むとする。
【００６７】
（ａ）は、現在ラインの処理前の状態で、前ラインまでの処理により、連結成分Ａ，Ｂが登録されている状態である。図中”Ｅ”が記入されている画素はエッジ画素を表す。処理は図中左側から行う。まず、ラン１については、前ラインに接続するランが存在しないので、新しい連結成分（連結成分Ｃ）として登録する。
【００６８】
（ｂ）は、ラン１の処理が終わった状態である。次にラン２の処理を行う。ラン２は、前ラインのラン３と８連結で連結しているので、ラン３の属している連結成分Ａへの統合の可否を判断する。これまでの実施の形態ではランとランの間で接続の判定を行っていたが、ここでは連結成分とランの間で接続の判定を行う。例えば、連結成分Ａ中に含まれる全てのランの平均色とラン２の平均色の色差による判定を行えばよい。ランと連結成分は構成要素（画素と周辺エッジ）が同じであるので、ランに用いた手法（実施の形態１〜４に示した接続判定の手法）はそのまま連結成分の処理に拡張することができる。図では、色差が小さく、ラン２を統合して連結成分Ａを更新する場合を示した。
【００６９】
（ｃ）は、連結成分更新後の状態である。次に、ラン２はラン４とも連結しているので、この間の接続を判定する。この場合には、ラン２は既に連結成分Ａ’に属しているので、ラン４の属している連結成分Ｂとの間で接続を判定することになる。つまり、連結成分Ａ’の平均色と、連結成分Ｂの平均色を算出し、その色差により接続を判定する。接続すると判断された場合には、連結成分Ａ’と連結成分Ｂを統合して新しい連結成分とする。接続しないと判断された場合には特別な処理は行わない。なお、接続しないと判断された場合で、ラン２がいずれの文字要素にも属さない場合には、新しい連結成分として登録するが、この場合には既に連結成分Ａ’に属しているので処理不要である。
【００７０】
以上、実施の形態５においては、順次ランを統合して連結成分を生成する方法について述べた。連結成分とラン、あるいは連結成分と連結成分の接続判定に関しては、前述した実施の形態１〜４に示した方法それぞれについて、ランから連結成分に拡張して同様の処理を行えばよい。
【００７１】
なお、本実施の形態で説明した連結成分抽出方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入力されたカラー画像あるいは多値画像からその色や濃度の状態を確認しながら逐次ランの統合を判断するものであるため、カラー画像や多値画像から直接連結成分の抽出を行うことができ、２値化処理の影響を受けることなく安定した連結成分の抽出が可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の本実施の形態にかかる連結成分抽出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における処理内容を示すフローチャートである。
【図３】エッジ抽出処理を説明するための図である。
【図４】濃度勾配判断の一例を示す図である。
【図５】ラン抽出の一例を示す図である。
【図６】連結成分の抽出例を示す図である。
【図７】実施の形態２における処理内容を示すフローチャートである。
【図８】色差ヒストグラムの作成例を説明する概要図である。
【図９】ランの色が異なる場合の色差ヒストグラム例を説明する図である。
【図１０】実施の形態３における処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態４における処理内容を示すフローチャートである。
【図１２】ＲＧＢのヒストグラム例を示す図である。
【図１３】連結成分抽出処理例を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１　画像入力部
１０２　エッジ抽出部
１０３　ラン抽出部
１０４　ラン接続判定部
１０５　連結成分出力部

Claims

入力されたカラー画像からエッジを抽出するエッジ抽出工程と、
前記入力されたカラー画像からエッジ以外の画素についてランを抽出するラン抽出工程と、
前記ラン抽出工程により抽出された前記ランの間の位置関係と、色差によりランの接続の有無を判定するラン接続判定工程と、
を含むことを特徴とする連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程により接続すると判定されたランの集合を連結成分として抽出する連結成分出力工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差によりランの接続を判定する際に、それぞれのランの代表色を求め代表色間の色差が小さい場合にはランが接続すると判断し、代表色間の色差が大きい場合にはランが接続しないと判断することを特徴とする請求項１または２に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差によりランの接続を判定する際に、それぞれのランの代表色を求め代表色間の色差とラン周辺のエッジの強度を比較し、代表色間の色差が小さい場合にはランが接続すると判断し、代表色間の色差が大きい場合にはランが接続しないと判断することを特徴とする請求項１または２に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差によりランの接続を判定する際に、それぞれのランの平均色をそのランの代表色として代表色間の色差とラン周辺のエッジの強度を比較し、代表色間の色差が小さい場合にはランが接続すると判断し、代表色間の色差が大きい場合にはランが接続しないと判断することを特徴とする請求項４に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記代表色間の色差がラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合にはランが接続すると判断し、それ以外の場合にはランが接続しないと判断することを特徴とする請求項５に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差によりランの接続を判定する際に、判定を行う２つのラン内の各画素間についてその色差を算出し、該色差の分布によりラン接続の可否を判断することを特徴とする請求項１または２に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
求めた色差の分布が複数のピークを有するときにはランが接続しないと判断することを特徴とする請求項７に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差によりランの接続を判定する際に、判定を行う２つのラン内の各画素間についてその色差を算出し、その色差の分布とラン周辺のエッジの強度によりラン接続の可否を判断することを特徴とする請求項１または２に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差の分布の最大値とラン周辺のエッジ強度を比較することに基づきラン接続の可否を判断することを特徴とする請求項９に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差の分布の最大値がラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合にはランが接続すると判定し、それ以外の場合にはランが接続しないと判定することを特徴とする請求項９または１０に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差の分布の最小値とラン周辺のエッジ強度を比較することで、ラン接続の可否を判断することを特徴とする請求項９に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差の分布の最小値がラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合にはランが接続すると判定し、それ以外の場合にはランが接続しないと判定することを特徴とする請求項９または１０に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記各ラン中の色の分布を算出し、色の分布の間に有意差が無いと判断される場合にはランが接続すると判定し、それ以外の場合にはランが接続しないと判定することを特徴とする請求項１または２に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
入力されたカラー画像のライン毎に順次処理を行ってランの統合を行い、既に統合されているランの集合と次のラインのランとの統合を判定する際には、前記ランの集合に関する連結成分の情報を利用して行うことを特徴とする請求項１に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差により連結成分への接続ランの統合を判定する際に、連結成分とそれに接続するランの代表色を求め、代表色間の色差が小さい場合には、接続ランを連結成分に統合し、それ以外の場合には接続ランを連結成分に統合しないと判断することを特徴とする請求項１５に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差により連結成分への接続ランの統合を判定する際に、連結成分と接続ランそれぞれの代表色を求め、代表色間の色差と連結成分周辺および接続ラン周辺のエッジの強度を比較し、代表色間の色差が小さい場合には接続ランを連結成分に統合し、それ以外の場合には接続ランを連結成分に統合しないと判断することを特徴とする請求項１５に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差により連結成分への接続ランの統合を判定する際に、連結成分と接続ランそれぞれの平均色を代表色とし、代表色間の色差と連結成分周辺および接続ラン周辺のエッジの強度を比較し、代表色間の色差が小さい場合には接続ランを連結成分に統合し、それ以外の場合には接続ランを連結成分に統合しないと判断することを特徴とする請求項１５に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記代表色間の色差がラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合には接続ランを連結成分に統合し、それ以外の場合には接続ランを連結成分に統合しないと判断することを特徴とする請求項１５に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差により連結成分への統合を判断する際に、連結成分と接続ラン内の各画素間についてその色差を算出し、該色差の分布により連結成分への接続ランの統合を判断することを特徴とする請求項１５に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
求めた色差の分布が複数のピークを有するときには接続ランを連結成分に統合しないと判断することを特徴とする請求項２０に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差により連結成分への接続ランの統合を判定する際に、連結成分と接続ラン内の各画素間についてその色差を算出し、その色差の分布と連結成分および接続ラン周辺のエッジ強度により連結成分への接続ランの統合を判断することを特徴とする請求項１５に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差の分布の最大値と連結成分および接続ラン周辺のエッジ強度を比較することで、連結成分への接続ランの統合を判断することを特徴とする請求項２２に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差の分布の最大値が連結成分および接続ラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合には連結成分へ接続ランを統合すると判定し、それ以外の場合には連結成分へ接続ランを統合しないと判定することを特徴とする請求項２２または２３に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差の分布の最小値と連結成分および接続ラン周辺のエッジ強度を比較し、連結成分への接続ランの統合を判断することを特徴とする請求項２２に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
前記色差の分布の最小値が連結成分および接続ラン周辺のエッジ強度の半分より小さい場合には連結成分へ接続ランを統合すると判定し、それ以外の場合には連結成分へ接続ランを統合しないと判定することを特徴とする請求項２２または２３に記載の連結成分抽出方法。
前記ラン接続判定工程は、
連結成分と接続ラン中の色の分布を算出し、色の分布の間に有意差が無いと判断される場合には連結成分へ接続ランを統合すると判定し、それ以外の場合には連結成分へ接続ランを統合しないと判定することを特徴とする請求項１５に記載の連結成分抽出方法。
前記請求項１〜２７のいずれか一つに記載された方法をコンピュータに実行させるプログラム。
入力されたカラー画像からエッジを抽出するエッジ抽出手段と、
前記入力されたカラー画像からエッジ以外の画素についてランを抽出するラン抽出手段と、
前記ラン抽出手段により抽出された前記ランの間の位置関係と、色差によりランの接続の有無を判定するラン接続判定手段と、
を備えたことを特徴とする連結成分抽出装置。
前記ラン接続判定手段により接続すると判定されたランの集合を連結成分として抽出する連結成分出力手段を備えたことを特徴とする請求項２９に記載の連結成分抽出装置。